作業車両のエンジン負荷制御装置
【課題】エンジン負荷をよりきめ細かく把握して、バランスのとれた適切なエンジン負荷制御を行う。
【解決手段】この制御装置は、エンジン回転数検出センサ１ａと、アクセルペダルのストロークセンサ１７ａと、ステアリング用油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサ７ｂと、コントローラ１８とを備えている。コントローラ１８は、エンジン回転数センサ１ａ、ストロークセンサ１７ａ及び吐出圧センサ７ｂの検出結果に基づいて、ローダ用油圧ポンプの吸収トルクを制御する。
【解決手段】この制御装置は、エンジン回転数検出センサ１ａと、アクセルペダルのストロークセンサ１７ａと、ステアリング用油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサ７ｂと、コントローラ１８とを備えている。コントローラ１８は、エンジン回転数センサ１ａ、ストロークセンサ１７ａ及び吐出圧センサ７ｂの検出結果に基づいて、ローダ用油圧ポンプの吸収トルクを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両のエンジン負荷制御装置、特に、エンジンの出力が、駆動輪に伝達されるとともに複数の可変容量型油圧ポンプを介して作業機用油圧アクチュエータを含む複数の油圧アクチュエータに伝達される作業車両のエンジン負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下では、作業車両として、ホイールローダを例にとって説明する。ホイールローダは、エンジンが走行用駆動源及び作業機用駆動源となっている。すなわち、エンジンの出力はトルクコンバータを介して駆動輪に伝達され、車両が走行する。また、エンジンによって作業機の油圧ポンプを含む各種の油圧ポンプが駆動され、この油圧ポンプにより油圧アクチュエータを介して作業機等の各種の装置が駆動される。具体的には、例えば、エンジンによってステアリング用油圧ポンプが駆動され、ステアリング油圧ポンプから吐出された圧油がステアリング用油圧シリンダに供給されてステアリング機構が駆動される。また、エンジンによってローダ用油圧ポンプが駆動され、ローダ用油圧ポンプから吐出された圧油がローダ用油圧シリンダに供給されてローダが駆動される。
【０００３】
このようにホイールローダでは、１つのエンジンの出力が走行駆動用及び作業機等の各種装置の駆動用の双方に用いられる。このため、作業機等の負荷の大きさによって、走行に使用することができるエンジン出力が左右されることになる。
【０００４】
例えば、エンジン回転数がローアイドル回転数（アイドリング状態）にある場合は、エンジン回転数が高回転域にあるときと比較して、急激な油圧負荷の上昇に対するエンジントルクの上昇が鈍くなる。したがって、アイドリング状態で、ステアリングを切りながら積み荷が積み込まれたローダを持ち上げるという、高油圧負荷が急激にかかる作業を行うと、急激な油圧負荷上昇にエンジンのトルク上昇が追いつかず、エンジンが停止する場合がある。
【０００５】
また、走行しながらローダやステアリング機構を作動させる状況下では、エンジン出力が作業機用及びステアリング用油圧負荷として消費されるために、それを差し引いたエンジン出力分しか走行負荷に対して使用することができない。このため、十分な牽引力が得られなかったり、あるいは車速を上昇させるために長時間を要したりする等、オペレータのアクセル操作に対するレスポンスが低下する。
【０００６】
そこで、実用新案登録第２５１４３１９号公報や特開平１０−２１９７３３号公報に示された装置では、走行側が所定の条件にある場合は、作業機側のポンプ容量を抑え、走行性能が低下しないようにしている。
【特許文献１】実用新案登録第２５１４３１９号公報
【特許文献２】特開平１０−２１９７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のような従来の装置では、走行側の負荷を検出して作業機側の負荷としての油圧ポンプを制御するようにしている。すなわち、エンジンによって駆動される負荷を、単純に走行側の負荷と作業機側の負荷（ポンプ）の２種類に分けて、走行側の状況を検出して作業機側を制御するようにしている。しかし、エンジンの負荷としては、走行負荷及び作業機の負荷だけではなく、各種の装置を駆動するための負荷が存在する。したがって、走行負荷及び作業機の負荷のみを考慮して作業機用ポンプを制御する従来装置では、作業機用ポンプの容量を必要以上に低下させる場合がある。また、同様に従来装置では、作業機用ポンプ以外のポンプに余力があるにもかかわらず、そのポンプ駆動のための動力を有効に活用できていないと言った問題がある。
【０００８】
したがって、車両全体のエンジン負荷を総合的に考慮して、バランスのとれた制御を行うことにより、走行性能及び作業性能の両方を向上させることが望まれている。
【０００９】
本発明の課題は、エンジン負荷をよりきめ細かく把握して、バランスのとれた適切なエンジン負荷制御を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、回転数指示装置によって回転数が制御されるエンジンの出力が、駆動輪に伝達されるとともに複数の可変容量型油圧ポンプを介して作業機用油圧アクチュエータを含む複数の油圧アクチュエータに伝達される作業車両のエンジン負荷制御装置である。そして、この制御装置は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、回転数指示装置の指示内容を検出する指示内容検出手段と、複数の可変容量型油圧ポンプのうちの少なくともいずれか１つの負荷検出油圧ポンプの負荷を検出する油圧ポンプ負荷検出手段と、吸収トルク制御手段とを備えている。吸収トルク制御手段は、エンジン回転数検出手段、指示内容検出手段及び油圧ポンプ負荷検出手段の検出結果に基づいて、負荷検出油圧ポンプ以外の少なくとも１つの制御油圧ポンプの吸収トルクを制御する。
【００１１】
この制御装置は、エンジン回転数と、アクセル開度等の回転数指示内容とが検出されるとともに、複数の可変容量型油圧ポンプのうちの少なくともいずれか１つの負荷検出油圧ポンプの負荷が検出される。そして、これらの検出結果に基づいて、負荷検出油圧ポンプ以外の少なくとも１つの制御油圧ポンプの吸収トルクが制御される。
【００１２】
ここでは、走行条件としてのエンジン回転数だけではなく、オペレータの意思としてのアクセル開度等の回転数指示内容に加えて、少なくとも１つの油圧ポンプ（負荷検出油圧ポンプ）の負荷を検出して、他の油圧ポンプ（制御油圧ポンプ）の吸収トルクを制御しているので、従来装置に比較してより適切な制御を行うことができる。したがって、エンジンのパワーを有効に使用することができる。例えば、走行性能の劣化を防止する際に、作業機のパワーを従来に比較してあまり低下させることなく実現することができる。
【００１３】
第２発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１発明の制御装置において、吸収トルク制御手段は、エンジン回転数が第１エンジン回転数以下の場合に制御処理を実行する。
【００１４】
エンジンの回転数が比較的高い領域では、作業機側の負荷による走行性能の低下を考慮する必要がない場合が多い。そこでこの制御装置では、エンジン回転数が第１エンジン回転数以下（例えば１４００rpm以下）の場合にのみ制御油圧ポンプの吸収トルクを制御するようにしている。このため、制御負荷が軽くなる。
【００１５】
第３発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１又は第２発明の制御装置において、吸収トルク制御手段は、第１低下率決定手段と、第２低下率決定手段と、第３低下率決定手段と、第４低下率決定手段と、最小低下率選択手段と、最大低下率選択手段と、吸収トルク低下手段とを備えている。第１低下率選択手段は、エンジン回転数がエンジン停止防止用として設定されたローアイドル回転数以下の第２エンジン回転数以下にならないように、制御油圧ポンプの吸収トルクを小さくするための第１低下率を決定する。第２低下率選択手段はエンジン回転数に応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの第２低下率を決定する。第３低下率選択手段はエンジン回転数の指示内容に応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの第３低下率を決定する。第４低下率選択手段は負荷検出油圧ポンプの負荷に応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの第４低下率を決定する。最小低下率選択手段は第２、第３及び第４低下率のうちから最小の低下率を選択する。最大低下率選択手段は第１低下率及び最小低下率のうちの大きい低下率を選択する。吸収トルク低下手段は最大低下率選択手段で選択された低下率に応じて制御用油圧ポンプの吸収トルクを低下させる。
【００１６】
この制御装置では、第１低下率選択手段によって、エンジン停止しないように、すなわち、エンジン回転数がローアイドル回転数以下の第２エンジン回転数以下にならないように第１低下率が決定される。また、第２、第３及び第４低下率選択手段によって、それぞれ、エンジン回転数、エンジン回転数指示内容、負荷検出油圧ポンプの負荷に応じて、第２、第３及び第４低下率が決定される。ここで、低下率とは、制御油圧ポンプの吸収トルクをどの程度小さくするかを決定するためのものであり、具体的には制御油圧ポンプへの制御信号である。次に、最小低下率選択手段によって、第２〜第４低下率のうちの最小の低下率が選択され、さらに、最大低下率選択手段によって、第１低下率及び最小低下率のうちの大きい方の低下率が選択される。そして、最終的に選択された低下率に応じて、制御用油圧ポンプの吸収トルクが低下させられる。
【００１７】
ここでは、第２〜第４低下率のうちの最小の低下率が選択されるので、制御油圧ポンプのパワーの低下を最小限に抑えることができる。したがって、作業機用油圧ポンプの吸収トルクを制御する場合は、作業機での作業効率の低下を最小限に抑えることができる。また、第１低下率及び最小低下率のうちの大きい方の低下率が選択されるので、エンジン回転数がローアイドル回転数以下の第２エンジン回転数以下になるのを防止でき、エンジン停止を避けることができる。すなわち、エンジンが停止しないことを最優先とし、エンジンが停止しない最小限の範囲で制御油圧ポンプの吸収トルクを低下させて、作業効率の低下を極力避けるようにしている。
【００１８】
第４発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１から第３発明のいずれかの制御装置において、吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御する。
【００１９】
ここでは、一般的に最も負荷のかかる作業機用油圧ポンプの吸収トルクが制御されるので、本制御によって走行性能に最も影響を与えることができ、走行性能の低下を素早く回復させることができる。
【００２０】
第５発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１から第４発明のいずれかの制御装置において、油圧ポンプ負荷検出手段は、ステアリング機構に含まれるステアリング用油圧アクチュエータを駆動するためのステアリング用油圧ポンプの吐出圧を検出する。
【００２１】
ここでは、ステアリング用油圧ポンプの吐出圧（負荷）を検出して、作業機用油圧ポンプ等の制御油圧ポンプの吸収トルクを制御している。ステアリング機構は、この機構が機能しない場合には走行に重大な影響を与える。したがって、このステアリング機構を駆動するためのステアリング用油圧ポンプの負荷を考慮し、ステアリング機構が必ず機能するように考慮した上で制御油圧ポンプを制御し、走行性能の向上を図っている。
【００２２】
第６発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１から第５発明のいずれかの制御装置において、指示内容検出手段はアクセル装置の開度を検出する。
【００２３】
ここでは、オペレータの意思が最も良く現れているアクセルペダル等のアクセル装置の開度を検出し、このアクセル開度を考慮して制御油圧ポンプを制御している。このため、オペレータの意思に対してより忠実に走行制御することができる。
【００２４】
第７発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第３発明の制御装置において、作業モードが、パワー重視のパワーモードに設定されているか省エネルギ重視のエコノミーモードに設定されているかを判断する作業モード判断手段をさらに備え、吸収トルク制御手段は、作業モードに応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの低下率を制御する。
【００２５】
作業モードとして、パワーモードとエコノミーモードとを選択できるようになっている車両では、例えばアクセル開度に対して目標のエンジン回転数が異なる。したがって、この場合は、作業モードに応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの低下率を制御している。したがって、適切な制御を行うことができる。
【００２６】
第８発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第３発明の制御装置において、吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御するものであり、吸収トルク低下手段は作業機用油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する。
【００２７】
第９発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第３発明の制御装置において、吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御するものであり、吸収トルク低下手段は、作業機用油圧ポンプの吐出圧と作業機用油圧アクチュエータの負荷圧との差圧が所定の設定差圧になるように作業機用油圧ポンプの容量を制御する。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように本発明では、車両全体のエンジン負荷を総合的に考慮して、バランスのとれた適切なエンジン負荷制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態による制御装置を搭載した作業車両としてのホイールローダの制御ブロック図である。この図に示すように、ホイールローダ１００は、主に、エンジン１と、このエンジン１によって駆動される走行側の機構及び作業機側の機構と、これらの機構を制御するためのコントローラ１８とを有している。そして、エンジン１と各機構との間には、歯車及び軸からなるＰＴＯ（パワー・テイク・オフ）機構６が設けられている。
【００３０】
エンジン１はディーゼルエンジンであり、その出力の制御は、シリンダ内に噴射する燃料の量を調整することで行われる。この調整はエンジン１の燃料ポンプに付設されたガバナを制御することで行われる。ガバナとしては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられる。すなわち、ガバナによって、アクセルペダル１７の踏み込み量に応じた目標回転数と実際のエンジン回転数との差がなくなるように、燃料噴射量が増減される。
【００３１】
走行側機構は、エンジン１の出力が入力されるトルクコンバータ２と、トルクコンバータ２に連結されたトランスミッション３と、トランスミッション３の出力軸に連結されたデファレンシャルギア４と、駆動輪５とを有している。トランスミッション３は、前進用油圧クラッチ、後進用油圧クラッチ、複数の変速用クラッチ等を備えており、各油圧クラッチをオン、オフ制御することにより、前後進の切り換え及び変速が行われる。
【００３２】
このホイールローダ１００は、エンジン１によって駆動される機構として、走行系の機構以外に、主に、ステアリング機構、車体の前部に設けられたローダ（ともに図示せず）及びファン１６を有している。
【００３３】
これらの各機構を駆動するために、油圧ポンプ及びアクチュエータが設けられている。すなわち、ステアリング機構を駆動するために、ステアリング用油圧ポンプ７、ステアリング用制御弁１１及びステアリング機構に接続されたステアリング用油圧シリンダ１３が設けられている。また、ローダを駆動するために、ローダ用油圧ポンプ８、ローダ用制御弁１２及びローダに接続されたローダ用油圧シリンダ１４が設けられている。さらに、ファン１６を駆動するために、ファン用油圧ポンプ９及びファン用油圧モータ１５が設けられている。そして、これらの各ポンプ７，８，９は、ＰＴＯ機構６を介してエンジン１に連結されている。また、トルクコンバータ用として、トルコン潤滑用油圧ポンプ１０も設けられており、このポンプ１０もＰＴＯ機構６を介してエンジン１に連結されている。
【００３４】
なお、ステアリング用油圧ポンプ７、ローダ用油圧ポンプ８及びファン用油圧ポンプ９は、それぞれ斜板７ａ，８ａ，９ａを有する可変容量型油圧ポンプであり、それぞれ斜板７ａ，８ａ，９ａの傾転角を変更することにより、ポンプ容量ｑ（cc/rev）を制御することが可能である。
【００３５】
＜エンジン負荷制御のための構成＞
このホイールローダ１００は、エンジンの負荷制御のために、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１ａと、アクセルペダル１７の開度を検出するストロークセンサ１７ａと、ステアリング油圧ポンプ７ａの吐出圧を検出する吐出圧センサ７ｂと、コントローラ１８とを有している。
【００３６】
コントローラ１８はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータであり、図１に示すように、コントローラ１８には、エンジン回転数センサ１ａのセンサ出力、アクセルペダル１７のストロークセンサ１７ａのセンサ出力、ステアリング油圧ポンプ７ａの油圧センサ７ｂのセンサ出力が入力されている。そして、コントローラ１８はエンジン１、各油圧ポンプ７，８，９に対して制御信号を出力するようになっている。
【００３７】
図２にローダを制御するための制御ブロック図を示している。なお、図２では、ローダ用油圧ポンプ８を制御するための構成を示しているが、他の可変容量型油圧ポンプ７，９についても同様の構成である。
【００３８】
この図２に示すように、油圧ポンプ８の斜板８ａを制御するために、ＰＣ弁（馬力制御弁）１９及びサーボ弁２０が設けられている。ＰＣ弁１９には、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐp（kg/cm２）がパイロット圧として入力されるとともに、コントローラ１８からの制御信号ｉ１が入力されている。サーボ弁２０にはＰＣ弁１９からの圧油が供給されており、これにより油圧ポンプ８の容量ｑを制御している。より詳細には、ＰＣ弁１９によって、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpと油圧ポンプ８の容量ｑの積が一定トルクを越えないように、油圧ポンプ８の斜板８ａが制御される。したがって、エンジン１の回転数が一定であれば、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpと油圧ポンプ８の容量ｑの積が一定の馬力を越えないように、油圧ポンプ８の斜板８ａが制御されることになる。
【００３９】
次に、コントローラ１８の機能を図３にブロック図で示す。図３に示すように、コントローラ１８は第１〜第６演算機能部１８ａ〜１８ｆを有している。
【００４０】
第１演算機能部１８ａは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すテーブル１Ｐ，１Ｅを参照して、作業モード及びエンジン回転数に応じて、始動性向上及びエンスト防止機能を実現するためのＥＰＣ出力電流（mA）を決定する。なお、ＥＰＣ出力電流とは、図２に示すコントローラ１８からＰＣ弁１９に出力される信号ｉに対応しており、電流値が大きいほど斜板８ａの傾転角度が小さくなってポンプ吐出量が絞られ、ポンプの吸収トルクが小さくなる（ポンプ容量が小さくなる）。また、図４において、「パワーモード」とは、出力優先の作業モードであり、「エコノミーモード」とは、省エネルギ優先の作業モードである。
【００４１】
第２演算機能部１８ｂは、図４（ｃ）及び（ｄ）に示すテーブル２Ｐ，２Ｅを参照して、作業モード及びエンジン回転数に応じてＥＰＣ出力電流を選択し、第３演算機能部１８ｃは、図４（ｅ）及び（ｆ）に示すテーブル３Ｐ，３Ｅを参照して、作業モード及びアクセル開度（％）に応じてＥＰＣ出力電流を選択し、第４演算機能部１８ｄは、図４（ｇ）及び（ｈ）に示すテーブル４Ｐ，４Ｅを参照して、作業モード及びステアリング用油圧ポンプ７の吐出圧に応じてＥＰＣ出力電流を選択する。
【００４２】
また、第５演算機能部１８ｅは、第２〜第４演算機能部１８ｂ〜１８ｄによって選択されたＥＰＣ出力電流のうちから最小の電流値を選択する。ここで、第５演算機能部１８ｅにおいて最小の電流値を選択するのは、走行側の条件を考慮する場合であっても、油圧ポンプ８の吸収トルクの低下率をもっとも少なくして、作業を効率よく行えるようにするためである。そして、第６演算機能部１８ｆでは、第１演算機能部１８ａで選択された電流値と第５演算機能部１８ｅで選択された電流値のうち大きい方の電流値を選択してＰＣ弁１９に出力する。ここで、第６演算機能部１８ｆで大きい方の電流値を選択するのは、エンジン停止を避けることを最優先するためである。
【００４３】
＜各機構の動作＞
エンジン１の出力は、トルクコンバータ２を介してトランスミッション３に入力され、このトランスミッション３において、前後進用油圧クラッチのオン、オフ制御によって前後進が切り換えられ、また変速用油圧クラッチのオン、オフ制御によって変速制御がなされる。そして、トランスミッション３の出力はデファレンシャルギア４を介して駆動輪５に伝達される。
【００４４】
一方、エンジン１の出力はＰＴＯ機構６を介して各油圧ポンプ７，８，９，１０に伝達されて、各油圧ポンプが駆動される。
【００４５】
ステアリング油圧ポンプ７が駆動されると、その吐出圧油がステアリング用制御弁１１を介してステアリング用油圧シリンダ１３に供給される。このステアリング油圧用シリンダ１３に圧油が供給されると、ステアリング機構が作動し、車体が旋回する。なお、ステアリング用制御弁１１のスプールは図示しないステアリングハンドルの操作に応じて移動し、それに応じて制御弁１１の開口面積が変化し、ステアリング用油圧シリンダ１３に供給される流量が変化する。
【００４６】
また、ローダ用油圧シリンダ８が駆動されると、その吐出圧油がローダ用制御弁１２を介してローダ用油圧シリンダ１４に供給される。ローダ用油圧シリンダ１４に圧油が供給されると、ローダが作動する。すなわち、ローダを構成するブームが上昇あるいは下降し、バケットがチルトする。なお、ローダ用制御弁１２のスプールは図示しないローダ用操作レバーの操作に応じて移動し、それに応じて制御弁１２の開口面積が変化し、ローダ用油圧シリンダ１４に供給される流量が変化する。
【００４７】
ファン用油圧ポンプ９が駆動されると、その吐出圧油がファン用油圧モータ１５に供給され、冷却用ファン１６が作動する。
【００４８】
トルコン潤滑用油圧ポンプ１０が駆動されると、吐出圧油がトルクコンバータ２に供給され、トルクコンバータ２が潤滑される。
【００４９】
＜エンジン制御＞
次にアクセルペダル１７によるエンジン制御について説明する。図５はエンジン回転数Ｎ、エンジントルクＴe及び油圧負荷の関係を示したものである。図５において、最大トルク線で規定される領域が、エンジン１が出力し得る性能を示している。エンジン１は、ガバナによって、エンジントルクが最大トルク線を越えて排気煙限界とならないように、またエンジン回転数Ｎがハイアイドル回転数ＮＨを越えて過回転とならないように制御される。
【００５０】
例えば、アクセルペダル１７が最大限に踏み込まれると、コントローラ１８によって最大目標回転数が設定され、ガバナによって、定格点とハイアイドル点ＮＨとを結ぶ最高速レギュレーションラインＦe上で調速が行われる。アクセルペダル１７の踏み込み量が小さくなり、目標回転数が小さくなるに伴って、レギュレーションラインＦe-1，Ｆe-2，・・・Ｆe-n・・・ＦＬが順次定められ、各レギュレーションライン上で調速が行われる。
【００５１】
アクセルペダル１７の踏み込み量が最小、つまり踏み込まれていないときは、目標回転数としてローアイドル回転数ＮＬが設定され、ローアイドル点ＮＬを結ぶレギュレーションラインＦＬ上で調速が行われる。このとき、油圧負荷Ｔpが矢印Ａに示すように変動すると、エンジン１の出力とポンプ吸収馬力とが釣り合うマッチング点Ｖは、その変動に従いレギュレーションライン上を移動する。
【００５２】
ここで、エンジン１の特性上、レギュレーションライン上でマッチング点が低負荷から高負荷まで移動する時間は、高回転数域（ハイアイドル回転数ＮＨ）よりも低回転数域（ローアイドル回転数ＮＬ）の方が長くかかる。すなわち、高回転数域よりも低回転数域の方がエンジン１のレスポンスが悪い。このため、従来装置では、油圧負荷が低負荷であってマッチング点Ｖ０でマッチングしていた状態で、高油圧負荷Ｔp1が急激にかかったときに、エンジントルクはマッチング点Ｖ１（図６参照）まで上昇する必要があるところ、エンジンのトルク上昇が間に合わず、図６のＢで示すように、エンジンが停止する場合がある。
【００５３】
また、作業機側に高い油圧負荷がかかった状態でアクセルペダル１７を踏み込んでも、エンジン回転数の上昇に時間がかかる等、レスポンスが悪くなり、オペレータにストレスを与える。
【００５４】
＜エンジン負荷制御＞
そこで本実施形態では、エンジン回転数、オペレータの意思としてのアクセル開度に加えて、ステアリング油圧の情報をもコントローラ１８に入力し、これらの情報に基づいてローダ用油圧ポンプ８の吸収トルクを低下させる制御を実行している。以下、この制御について図７に示すフローチャート等を用いて説明する。
【００５５】
まず、図７のステップＳ１では、エンジン回転数が１４００rpm以下であるか否かを判断する。エンジン回転数が１４００rpmを越えているときは、エンストの可能性は低いし、またアクセルペダル１７の踏み込みに対するレスポンスの悪さは目立たないので、本制御は実行されない。
【００５６】
エンジン回転数が１４００rpm以下の場合は、ステップＳ１からステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、作業モードがパワーモードに設定されているか否かを判断する。パワーモードに設定されている場合は、ステップＳ２からステップＳ３ａに移行し、エコノミーモードに設定されている場合は、ステップＳ２からステップＳ３ｂに移行する。
【００５７】
ステップＳ３ａでは、テーブル１Ｐを参照して、エンジン回転数に対するＥＰＣ出力電流を決定する。なお、テーブル１Ｐには「８００rpm」、「８８０rpm」、「９００rpm」、「９２０rpm」、「９３０rpm」に対する電流値しか設定されていないが、これらの回転数の間の電流値については、データ補間を行って求める。なお、この各データ間の補間については、以下の処理についても同様である。
【００５８】
次にステップＳ４ａでは、テーブル２Ｐを参照してエンジン回転数に対するＥＰＣ出力電流を決定し、ステップＳ５ａではテーブル３Ｐを参照してアクセル開度に対するＥＰＣ出力電流を決定し、ステップＳ６ａはテーブル４Ｐを参照してステアリング油圧に対するＥＰＣ出力電流を決定する。なお、各ステップで決定された電流値については、バッファ等に一時的に蓄えられる。次にステップＳ７ａでは、以上の各ステップＳ３ａ〜６ａで決定された電流値の最小値を選択する。すなわち、前述のように、ポンプ容量の低下率が最も少なくなるように電流値を選択する。
【００５９】
次にステップＳ８ａでは、ステップＳ３ａで決定された電流値と、ステップＳ７ａで選択された電流値のうち、大きい方の電流値を選択する。これは、エンストの防止を最優先させるためである。
【００６０】
また、エコノミーモードの場合は、ステップＳ３ｂ〜ステップＳ８ｂの処理を実行する。このステップＳ３ｂ〜８ｂの処理は、パワーモードの場合と比較して、参照するテーブルが、テーブル１Ｐ〜４Ｐではなくテーブル１Ｅ〜４Ｅである点を除いて、全く同様の処理である。
【００６１】
以上のようにして得られた電流値に相当する制御信号ｉ１が、ステップＳ９において、ＰＣ弁１９に対して出力される。
【００６２】
以上のような制御により、エンストしない範囲で、ステアリング機構が作動不可能になることがなく、しかもアクセルペダル１７の踏み込み量（オペレータの意思）も考慮した上で、ローダ用油圧ポンプ８が制御される。具体的には、以上の各条件を考慮した上で、ローダ用油圧ポンプ８は最も小さい低下率で吸収トルクが低下される。
【００６３】
＜吸収トルク制御動作＞
以上の制御によってローダ用油圧ポンプ８の吸収トルクが低下する動作について以下に詳細に説明する。
【００６４】
前述のように、ＰＣ弁１９は、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpをパイロット圧として入力し、吐出圧Ｐpに応じた駆動圧油をサーボ弁２０に供給することで、油圧ポンプ８の容量ｑを制御している。
【００６５】
図８に、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpと油圧ポンプ８の容量ｑ（＝斜板８ａの傾転角）の関係を示す。この図８に示すように、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpが一定圧以下であれば、油圧ポンプ８の斜板８ａの傾転角が最大に設定され、油圧ポンプ８は最大容量ｑmaxとなっている。油圧負荷が大きくなり、ポンプ吐出圧Ｐpが一定圧を越えると、特性ＬＮ１にしたがってポンプ容量ｑを減少させて斜板傾転角を最小にし、ポンプ容量を最小容量ｑminにする。
【００６６】
このようにして、油圧ポンプ８では、油圧負荷、すなわち吸収トルクが最大吸収トルクＴp1を越えない範囲で、ポンプ吐出圧Ｐpに応じてポンプ容量ｑが制御される。
【００６７】
ここで、ＰＣ弁１９には、前述の制御処理によってコントローラ１８から制御信号ｉ１が入力されており、この制御信号ｉ１に応じて最大吸収トルクが制御される。この制御信号ｉ１によってＰＣ弁１９に与えられる電流値（図７の制御処理で得られた電流値）が高くなればなるほど、図８の矢印Ｄに示すように、特性ＬＮ１から特性ＬＮ２側に変化し、ポンプ容量の減少を開始するポンプ吐出圧の値が小さくなり、最大吸収トルク値が小さな値Ｔp2に設定される。
【００６８】
したがって、図７の制御処理によって得られた電流値をＰＣ弁１９に与えることにより、エンジン回転数、アクセル開度及びステアリング油圧を参照して、ローダ用油圧ポンプ８の吸収トルクを、最小の低下率で小さくすることができる。したがって、エンストを防止できるとともにアクセルペダル１７の踏み込みに対するレスポンスの悪化を抑えることができ、しかもローダを有効に機能させることができる。
【００６９】
［第２実施形態］
前記実施形態では、ＰＣ１９によるＰＣ制御によってローダ用油圧ポンプ８を制御したが、ＬＳ弁（ロードセンシング弁）によるＬＳ制御によって制御するようにしても良い。以下に、ＬＳ制御を行う場合の実施形態を説明する。
【００７０】
＜ＬＳ制御＞
図９はローダ用油圧ポンプ８をＬＳ制御するための構成を示しており、前記実施形態の図２に相当する構成である。ここでは、前記実施形態のＰＣ弁１９に代わって、ＬＳ弁２２と差圧設定部２３とが設けられている。
【００７１】
ＬＳ弁２２は、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpとローダ用油圧シリンダ１４の負荷圧ＰＬＳとの差圧ΔＰが一定差圧ΔＰＬＳとなるように、油圧ポンプ８の斜板８ａの傾転角を制御するものである。すなわち、ＬＳ弁２２には一定差圧ΔＰＬＳを設定するためのバネが設けられている。そして、ＬＳ弁２２のバネ側と反対側のパイロットポートには、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpがパイロット圧として加えられ、バネ側のパイロットポートには、ローダ用油圧シリンダ１４の負荷圧ＰＬＳがパイロット圧として加えられる。そして、ＬＳ弁２２から駆動圧油がサーボ弁２０に供給されることで、油圧ポンプ８の容量ｑが制御される。
【００７２】
また、ローダ用制御弁１２の開口面積をＡ、抵抗係数をｃとすると、油圧ポンプ８の吐出流量Ｑは、
Ｑ＝ｃ・Ａ・√（ΔＰ）
で表される。差圧ΔＰはＬＳ弁２２により一定になるので、ポンプ流量Ｑは制御弁１２のスプールの開口面積Ａによってのみ変化する。
【００７３】
具体的操作としては、ローダ用操作レバーを操作すると、その操作量に応じてローダ用制御弁１２の開口面積Ａが増加し、開口面積Ａの増加に応じてポンプ流量Ｑが増加する。このとき、ポンプ流量Ｑは、油圧負荷の影響を受けず、ローダ用操作レバーの操作量のみによって定まる。このようにＬＳ弁２２を設けることによって、ポンプ流量Ｑは油圧負荷によって増減することなく、オペレータの意思通りに（ローダ用操作レバーの操作位置に応じて）変化し、ファインコントロール性、すなわち中間操作領域における操作性が向上する。
【００７４】
しかし、ファインコントロール時など、油圧ポンプ８の最大流量を超えない領域でも、常にローダ用油圧シリンダ１４が要求する通りの流量を供給するために、エンジン１が低回転域でも高回転域と同じ吐出流量となってしまう。
【００７５】
＜本実施形態＞
そこで、この第２実施形態では、前記第１実施形態と同様の処理（図７の処理）によって得られたコントローラ１８からの制御信号ｉ２により、差圧設定値ΔＰＬＳを下げて、吐出流量を抑える制御を実行する。具体的には、ＬＳ弁２２には、バネの設定バネ力を変化させるための差圧設定部２３が設けられており、この差圧設定部２３にコントローラ１８からの制御信号ｉ２が与えられると、差圧設定部２３はＬＳ弁２２のバネの設定バネ力を変化させ、差圧設定値ΔＰＬＳを変更する。
【００７６】
なお、図１０に示すように、ＬＳ弁２２の電磁ソレノイドに制御信号ｉ２を与えることで、ＬＳ弁２２のバネの設定バネ力を変化させ、差圧設定値ΔＰＬＳを変更するようにしても良い。
【００７７】
＜差圧設定値の変更制御＞
以上のような差圧設定値の変更制御について、図１１を用いて説明する。図１１は、油圧ポンプ８の吐出圧力Ｐpと油圧ポンプ８の容量ｑ（斜板８ａの傾転角）の関係を示す図である。
【００７８】
図１１に示すように、油圧ポンプ８の吐出圧ＰｐがＰp1であり、このときのポンプ容量ｑが最大値ｑmaxになっているときに、差圧設定値ΔＰＬＳを小さい値に変更すると、上記式（Ｑ＝ｃ・Ａ・√（ΔＰ））の右辺が小さくなったことに相当する。これにより、図１１の矢印Ｅで示すように、ポンプ容量ｑは最大値ｑmaxから小さな値ｑ１に変更される。ポンプ容量ｑが小さくなることで、油圧ポンプ８の吸収トルク、つまり油圧負荷が小さくなる。
【００７９】
以上のような制御によって、第１実施形態と同様に、エンジン回転数、アクセル開度及びステアリング油圧を参照して、ローダ用油圧ポンプ８の吸収トルクを、最小の低下率で小さくすることができる。したがって、エンストを防止できるとともにアクセルペダル１７の踏み込みに対するレスポンスの悪化を抑えることができ、しかもローダを有効に機能させることができる。
【００８０】
［他の実施形態］
（ａ）前記各実施形態では、エンジン回転数、アクセルペダルのストローク（アクセル開度）及びステアリング用油圧ポンプの吐出圧を検出し、これらの情報に基づいてローダ用油圧ポンプの吸収トルクを制御するようにしたが、制御のための情報はこれらの機器からの情報に限定されない。
【００８１】
すなわち、オペレータの意思としてのアクセルレバー等、回転数をオペレータが指示するものであれば、アクセルペダルに限定されない。また、ステアリング用油圧ポンプの吐出圧に代わって他の機器を駆動する油圧ポンプの吐出圧を検出するようにしても良いし、ステアリング用油圧ポンプの吐出圧に加えて他の機器の油圧ポンプの吐出圧を検出するようにしても良い。
【００８２】
（ｂ）制御すべき油圧ポンプとして、前記実施形態ではローダ用油圧ポンプを例にとったが、他の作業機用の油圧ポンプの吸収トルクを制御するようにしても良い。
【００８３】
（ｃ）油圧ポンプの吸収トルクを制御する構成としては、ＰＣ制御及びＬＳ制御に限定されるものではなく、他の制御によって吸収トルクを低下させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態による制御装置が搭載された作業車両のブロック構成図。
【図２】ローダ用油圧ポンプのＰＣ制御ブロック図。
【図３】前記実施形態の制御機能図。
【図４】ＥＰＣ出力電流を決定するためのテーブルの一例を示す図。
【図５】エンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す図。
【図６】エンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す図。
【図７】制御フローチャート。
【図８】油圧ポンプの最大吸収トルクを変更する制御を説明するための図。
【図９】ローダ用油圧ポンプのＬＳ制御ブロック図。
【図１０】ＬＳ制御の他の実施形態の一部を示す図。
【図１１】油圧ポンプの容量を変更する制御を説明するための図。
【符号の説明】
【００８５】
１ エンジン
１ａ エンジン回転数センサ
２ トルクコンバータ
３ トランスミッション
７ ステアリング用油圧ポンプ
７ｂ 吐出圧センサ
８ ローダ用油圧ポンプ
９ ファン用油圧ポンプ
１１ ステアリング用制御弁
１２ ローダ用制御弁
１３ ステアリング用油圧シリンダ
１４ ローダ用油圧シリンダ
１７ アクセルペダル
１７ａ ストロークセンサ
１８ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両のエンジン負荷制御装置、特に、エンジンの出力が、駆動輪に伝達されるとともに複数の可変容量型油圧ポンプを介して作業機用油圧アクチュエータを含む複数の油圧アクチュエータに伝達される作業車両のエンジン負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下では、作業車両として、ホイールローダを例にとって説明する。ホイールローダは、エンジンが走行用駆動源及び作業機用駆動源となっている。すなわち、エンジンの出力はトルクコンバータを介して駆動輪に伝達され、車両が走行する。また、エンジンによって作業機の油圧ポンプを含む各種の油圧ポンプが駆動され、この油圧ポンプにより油圧アクチュエータを介して作業機等の各種の装置が駆動される。具体的には、例えば、エンジンによってステアリング用油圧ポンプが駆動され、ステアリング油圧ポンプから吐出された圧油がステアリング用油圧シリンダに供給されてステアリング機構が駆動される。また、エンジンによってローダ用油圧ポンプが駆動され、ローダ用油圧ポンプから吐出された圧油がローダ用油圧シリンダに供給されてローダが駆動される。
【０００３】
このようにホイールローダでは、１つのエンジンの出力が走行駆動用及び作業機等の各種装置の駆動用の双方に用いられる。このため、作業機等の負荷の大きさによって、走行に使用することができるエンジン出力が左右されることになる。
【０００４】
例えば、エンジン回転数がローアイドル回転数（アイドリング状態）にある場合は、エンジン回転数が高回転域にあるときと比較して、急激な油圧負荷の上昇に対するエンジントルクの上昇が鈍くなる。したがって、アイドリング状態で、ステアリングを切りながら積み荷が積み込まれたローダを持ち上げるという、高油圧負荷が急激にかかる作業を行うと、急激な油圧負荷上昇にエンジンのトルク上昇が追いつかず、エンジンが停止する場合がある。
【０００５】
また、走行しながらローダやステアリング機構を作動させる状況下では、エンジン出力が作業機用及びステアリング用油圧負荷として消費されるために、それを差し引いたエンジン出力分しか走行負荷に対して使用することができない。このため、十分な牽引力が得られなかったり、あるいは車速を上昇させるために長時間を要したりする等、オペレータのアクセル操作に対するレスポンスが低下する。
【０００６】
そこで、実用新案登録第２５１４３１９号公報や特開平１０−２１９７３３号公報に示された装置では、走行側が所定の条件にある場合は、作業機側のポンプ容量を抑え、走行性能が低下しないようにしている。
【特許文献１】実用新案登録第２５１４３１９号公報
【特許文献２】特開平１０−２１９７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のような従来の装置では、走行側の負荷を検出して作業機側の負荷としての油圧ポンプを制御するようにしている。すなわち、エンジンによって駆動される負荷を、単純に走行側の負荷と作業機側の負荷（ポンプ）の２種類に分けて、走行側の状況を検出して作業機側を制御するようにしている。しかし、エンジンの負荷としては、走行負荷及び作業機の負荷だけではなく、各種の装置を駆動するための負荷が存在する。したがって、走行負荷及び作業機の負荷のみを考慮して作業機用ポンプを制御する従来装置では、作業機用ポンプの容量を必要以上に低下させる場合がある。また、同様に従来装置では、作業機用ポンプ以外のポンプに余力があるにもかかわらず、そのポンプ駆動のための動力を有効に活用できていないと言った問題がある。
【０００８】
したがって、車両全体のエンジン負荷を総合的に考慮して、バランスのとれた制御を行うことにより、走行性能及び作業性能の両方を向上させることが望まれている。
【０００９】
本発明の課題は、エンジン負荷をよりきめ細かく把握して、バランスのとれた適切なエンジン負荷制御を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、回転数指示装置によって回転数が制御されるエンジンの出力が、駆動輪に伝達されるとともに複数の可変容量型油圧ポンプを介して作業機用油圧アクチュエータを含む複数の油圧アクチュエータに伝達される作業車両のエンジン負荷制御装置である。そして、この制御装置は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、回転数指示装置の指示内容を検出する指示内容検出手段と、複数の可変容量型油圧ポンプのうちの少なくともいずれか１つの負荷検出油圧ポンプの負荷を検出する油圧ポンプ負荷検出手段と、吸収トルク制御手段とを備えている。吸収トルク制御手段は、エンジン回転数検出手段、指示内容検出手段及び油圧ポンプ負荷検出手段の検出結果に基づいて、負荷検出油圧ポンプ以外の少なくとも１つの制御油圧ポンプの吸収トルクを制御する。
【００１１】
この制御装置は、エンジン回転数と、アクセル開度等の回転数指示内容とが検出されるとともに、複数の可変容量型油圧ポンプのうちの少なくともいずれか１つの負荷検出油圧ポンプの負荷が検出される。そして、これらの検出結果に基づいて、負荷検出油圧ポンプ以外の少なくとも１つの制御油圧ポンプの吸収トルクが制御される。
【００１２】
ここでは、走行条件としてのエンジン回転数だけではなく、オペレータの意思としてのアクセル開度等の回転数指示内容に加えて、少なくとも１つの油圧ポンプ（負荷検出油圧ポンプ）の負荷を検出して、他の油圧ポンプ（制御油圧ポンプ）の吸収トルクを制御しているので、従来装置に比較してより適切な制御を行うことができる。したがって、エンジンのパワーを有効に使用することができる。例えば、走行性能の劣化を防止する際に、作業機のパワーを従来に比較してあまり低下させることなく実現することができる。
【００１３】
第２発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１発明の制御装置において、吸収トルク制御手段は、エンジン回転数が第１エンジン回転数以下の場合に制御処理を実行する。
【００１４】
エンジンの回転数が比較的高い領域では、作業機側の負荷による走行性能の低下を考慮する必要がない場合が多い。そこでこの制御装置では、エンジン回転数が第１エンジン回転数以下（例えば１４００rpm以下）の場合にのみ制御油圧ポンプの吸収トルクを制御するようにしている。このため、制御負荷が軽くなる。
【００１５】
第３発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１又は第２発明の制御装置において、吸収トルク制御手段は、第１低下率決定手段と、第２低下率決定手段と、第３低下率決定手段と、第４低下率決定手段と、最小低下率選択手段と、最大低下率選択手段と、吸収トルク低下手段とを備えている。第１低下率選択手段は、エンジン回転数がエンジン停止防止用として設定されたローアイドル回転数以下の第２エンジン回転数以下にならないように、制御油圧ポンプの吸収トルクを小さくするための第１低下率を決定する。第２低下率選択手段はエンジン回転数に応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの第２低下率を決定する。第３低下率選択手段はエンジン回転数の指示内容に応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの第３低下率を決定する。第４低下率選択手段は負荷検出油圧ポンプの負荷に応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの第４低下率を決定する。最小低下率選択手段は第２、第３及び第４低下率のうちから最小の低下率を選択する。最大低下率選択手段は第１低下率及び最小低下率のうちの大きい低下率を選択する。吸収トルク低下手段は最大低下率選択手段で選択された低下率に応じて制御用油圧ポンプの吸収トルクを低下させる。
【００１６】
この制御装置では、第１低下率選択手段によって、エンジン停止しないように、すなわち、エンジン回転数がローアイドル回転数以下の第２エンジン回転数以下にならないように第１低下率が決定される。また、第２、第３及び第４低下率選択手段によって、それぞれ、エンジン回転数、エンジン回転数指示内容、負荷検出油圧ポンプの負荷に応じて、第２、第３及び第４低下率が決定される。ここで、低下率とは、制御油圧ポンプの吸収トルクをどの程度小さくするかを決定するためのものであり、具体的には制御油圧ポンプへの制御信号である。次に、最小低下率選択手段によって、第２〜第４低下率のうちの最小の低下率が選択され、さらに、最大低下率選択手段によって、第１低下率及び最小低下率のうちの大きい方の低下率が選択される。そして、最終的に選択された低下率に応じて、制御用油圧ポンプの吸収トルクが低下させられる。
【００１７】
ここでは、第２〜第４低下率のうちの最小の低下率が選択されるので、制御油圧ポンプのパワーの低下を最小限に抑えることができる。したがって、作業機用油圧ポンプの吸収トルクを制御する場合は、作業機での作業効率の低下を最小限に抑えることができる。また、第１低下率及び最小低下率のうちの大きい方の低下率が選択されるので、エンジン回転数がローアイドル回転数以下の第２エンジン回転数以下になるのを防止でき、エンジン停止を避けることができる。すなわち、エンジンが停止しないことを最優先とし、エンジンが停止しない最小限の範囲で制御油圧ポンプの吸収トルクを低下させて、作業効率の低下を極力避けるようにしている。
【００１８】
第４発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１から第３発明のいずれかの制御装置において、吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御する。
【００１９】
ここでは、一般的に最も負荷のかかる作業機用油圧ポンプの吸収トルクが制御されるので、本制御によって走行性能に最も影響を与えることができ、走行性能の低下を素早く回復させることができる。
【００２０】
第５発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１から第４発明のいずれかの制御装置において、油圧ポンプ負荷検出手段は、ステアリング機構に含まれるステアリング用油圧アクチュエータを駆動するためのステアリング用油圧ポンプの吐出圧を検出する。
【００２１】
ここでは、ステアリング用油圧ポンプの吐出圧（負荷）を検出して、作業機用油圧ポンプ等の制御油圧ポンプの吸収トルクを制御している。ステアリング機構は、この機構が機能しない場合には走行に重大な影響を与える。したがって、このステアリング機構を駆動するためのステアリング用油圧ポンプの負荷を考慮し、ステアリング機構が必ず機能するように考慮した上で制御油圧ポンプを制御し、走行性能の向上を図っている。
【００２２】
第６発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第１から第５発明のいずれかの制御装置において、指示内容検出手段はアクセル装置の開度を検出する。
【００２３】
ここでは、オペレータの意思が最も良く現れているアクセルペダル等のアクセル装置の開度を検出し、このアクセル開度を考慮して制御油圧ポンプを制御している。このため、オペレータの意思に対してより忠実に走行制御することができる。
【００２４】
第７発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第３発明の制御装置において、作業モードが、パワー重視のパワーモードに設定されているか省エネルギ重視のエコノミーモードに設定されているかを判断する作業モード判断手段をさらに備え、吸収トルク制御手段は、作業モードに応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの低下率を制御する。
【００２５】
作業モードとして、パワーモードとエコノミーモードとを選択できるようになっている車両では、例えばアクセル開度に対して目標のエンジン回転数が異なる。したがって、この場合は、作業モードに応じて制御油圧ポンプの吸収トルクの低下率を制御している。したがって、適切な制御を行うことができる。
【００２６】
第８発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第３発明の制御装置において、吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御するものであり、吸収トルク低下手段は作業機用油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する。
【００２７】
第９発明に係る作業車両のエンジン負荷制御装置は、第３発明の制御装置において、吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御するものであり、吸収トルク低下手段は、作業機用油圧ポンプの吐出圧と作業機用油圧アクチュエータの負荷圧との差圧が所定の設定差圧になるように作業機用油圧ポンプの容量を制御する。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように本発明では、車両全体のエンジン負荷を総合的に考慮して、バランスのとれた適切なエンジン負荷制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態による制御装置を搭載した作業車両としてのホイールローダの制御ブロック図である。この図に示すように、ホイールローダ１００は、主に、エンジン１と、このエンジン１によって駆動される走行側の機構及び作業機側の機構と、これらの機構を制御するためのコントローラ１８とを有している。そして、エンジン１と各機構との間には、歯車及び軸からなるＰＴＯ（パワー・テイク・オフ）機構６が設けられている。
【００３０】
エンジン１はディーゼルエンジンであり、その出力の制御は、シリンダ内に噴射する燃料の量を調整することで行われる。この調整はエンジン１の燃料ポンプに付設されたガバナを制御することで行われる。ガバナとしては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられる。すなわち、ガバナによって、アクセルペダル１７の踏み込み量に応じた目標回転数と実際のエンジン回転数との差がなくなるように、燃料噴射量が増減される。
【００３１】
走行側機構は、エンジン１の出力が入力されるトルクコンバータ２と、トルクコンバータ２に連結されたトランスミッション３と、トランスミッション３の出力軸に連結されたデファレンシャルギア４と、駆動輪５とを有している。トランスミッション３は、前進用油圧クラッチ、後進用油圧クラッチ、複数の変速用クラッチ等を備えており、各油圧クラッチをオン、オフ制御することにより、前後進の切り換え及び変速が行われる。
【００３２】
このホイールローダ１００は、エンジン１によって駆動される機構として、走行系の機構以外に、主に、ステアリング機構、車体の前部に設けられたローダ（ともに図示せず）及びファン１６を有している。
【００３３】
これらの各機構を駆動するために、油圧ポンプ及びアクチュエータが設けられている。すなわち、ステアリング機構を駆動するために、ステアリング用油圧ポンプ７、ステアリング用制御弁１１及びステアリング機構に接続されたステアリング用油圧シリンダ１３が設けられている。また、ローダを駆動するために、ローダ用油圧ポンプ８、ローダ用制御弁１２及びローダに接続されたローダ用油圧シリンダ１４が設けられている。さらに、ファン１６を駆動するために、ファン用油圧ポンプ９及びファン用油圧モータ１５が設けられている。そして、これらの各ポンプ７，８，９は、ＰＴＯ機構６を介してエンジン１に連結されている。また、トルクコンバータ用として、トルコン潤滑用油圧ポンプ１０も設けられており、このポンプ１０もＰＴＯ機構６を介してエンジン１に連結されている。
【００３４】
なお、ステアリング用油圧ポンプ７、ローダ用油圧ポンプ８及びファン用油圧ポンプ９は、それぞれ斜板７ａ，８ａ，９ａを有する可変容量型油圧ポンプであり、それぞれ斜板７ａ，８ａ，９ａの傾転角を変更することにより、ポンプ容量ｑ（cc/rev）を制御することが可能である。
【００３５】
＜エンジン負荷制御のための構成＞
このホイールローダ１００は、エンジンの負荷制御のために、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１ａと、アクセルペダル１７の開度を検出するストロークセンサ１７ａと、ステアリング油圧ポンプ７ａの吐出圧を検出する吐出圧センサ７ｂと、コントローラ１８とを有している。
【００３６】
コントローラ１８はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータであり、図１に示すように、コントローラ１８には、エンジン回転数センサ１ａのセンサ出力、アクセルペダル１７のストロークセンサ１７ａのセンサ出力、ステアリング油圧ポンプ７ａの油圧センサ７ｂのセンサ出力が入力されている。そして、コントローラ１８はエンジン１、各油圧ポンプ７，８，９に対して制御信号を出力するようになっている。
【００３７】
図２にローダを制御するための制御ブロック図を示している。なお、図２では、ローダ用油圧ポンプ８を制御するための構成を示しているが、他の可変容量型油圧ポンプ７，９についても同様の構成である。
【００３８】
この図２に示すように、油圧ポンプ８の斜板８ａを制御するために、ＰＣ弁（馬力制御弁）１９及びサーボ弁２０が設けられている。ＰＣ弁１９には、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐp（kg/cm２）がパイロット圧として入力されるとともに、コントローラ１８からの制御信号ｉ１が入力されている。サーボ弁２０にはＰＣ弁１９からの圧油が供給されており、これにより油圧ポンプ８の容量ｑを制御している。より詳細には、ＰＣ弁１９によって、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpと油圧ポンプ８の容量ｑの積が一定トルクを越えないように、油圧ポンプ８の斜板８ａが制御される。したがって、エンジン１の回転数が一定であれば、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpと油圧ポンプ８の容量ｑの積が一定の馬力を越えないように、油圧ポンプ８の斜板８ａが制御されることになる。
【００３９】
次に、コントローラ１８の機能を図３にブロック図で示す。図３に示すように、コントローラ１８は第１〜第６演算機能部１８ａ〜１８ｆを有している。
【００４０】
第１演算機能部１８ａは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すテーブル１Ｐ，１Ｅを参照して、作業モード及びエンジン回転数に応じて、始動性向上及びエンスト防止機能を実現するためのＥＰＣ出力電流（mA）を決定する。なお、ＥＰＣ出力電流とは、図２に示すコントローラ１８からＰＣ弁１９に出力される信号ｉに対応しており、電流値が大きいほど斜板８ａの傾転角度が小さくなってポンプ吐出量が絞られ、ポンプの吸収トルクが小さくなる（ポンプ容量が小さくなる）。また、図４において、「パワーモード」とは、出力優先の作業モードであり、「エコノミーモード」とは、省エネルギ優先の作業モードである。
【００４１】
第２演算機能部１８ｂは、図４（ｃ）及び（ｄ）に示すテーブル２Ｐ，２Ｅを参照して、作業モード及びエンジン回転数に応じてＥＰＣ出力電流を選択し、第３演算機能部１８ｃは、図４（ｅ）及び（ｆ）に示すテーブル３Ｐ，３Ｅを参照して、作業モード及びアクセル開度（％）に応じてＥＰＣ出力電流を選択し、第４演算機能部１８ｄは、図４（ｇ）及び（ｈ）に示すテーブル４Ｐ，４Ｅを参照して、作業モード及びステアリング用油圧ポンプ７の吐出圧に応じてＥＰＣ出力電流を選択する。
【００４２】
また、第５演算機能部１８ｅは、第２〜第４演算機能部１８ｂ〜１８ｄによって選択されたＥＰＣ出力電流のうちから最小の電流値を選択する。ここで、第５演算機能部１８ｅにおいて最小の電流値を選択するのは、走行側の条件を考慮する場合であっても、油圧ポンプ８の吸収トルクの低下率をもっとも少なくして、作業を効率よく行えるようにするためである。そして、第６演算機能部１８ｆでは、第１演算機能部１８ａで選択された電流値と第５演算機能部１８ｅで選択された電流値のうち大きい方の電流値を選択してＰＣ弁１９に出力する。ここで、第６演算機能部１８ｆで大きい方の電流値を選択するのは、エンジン停止を避けることを最優先するためである。
【００４３】
＜各機構の動作＞
エンジン１の出力は、トルクコンバータ２を介してトランスミッション３に入力され、このトランスミッション３において、前後進用油圧クラッチのオン、オフ制御によって前後進が切り換えられ、また変速用油圧クラッチのオン、オフ制御によって変速制御がなされる。そして、トランスミッション３の出力はデファレンシャルギア４を介して駆動輪５に伝達される。
【００４４】
一方、エンジン１の出力はＰＴＯ機構６を介して各油圧ポンプ７，８，９，１０に伝達されて、各油圧ポンプが駆動される。
【００４５】
ステアリング油圧ポンプ７が駆動されると、その吐出圧油がステアリング用制御弁１１を介してステアリング用油圧シリンダ１３に供給される。このステアリング油圧用シリンダ１３に圧油が供給されると、ステアリング機構が作動し、車体が旋回する。なお、ステアリング用制御弁１１のスプールは図示しないステアリングハンドルの操作に応じて移動し、それに応じて制御弁１１の開口面積が変化し、ステアリング用油圧シリンダ１３に供給される流量が変化する。
【００４６】
また、ローダ用油圧シリンダ８が駆動されると、その吐出圧油がローダ用制御弁１２を介してローダ用油圧シリンダ１４に供給される。ローダ用油圧シリンダ１４に圧油が供給されると、ローダが作動する。すなわち、ローダを構成するブームが上昇あるいは下降し、バケットがチルトする。なお、ローダ用制御弁１２のスプールは図示しないローダ用操作レバーの操作に応じて移動し、それに応じて制御弁１２の開口面積が変化し、ローダ用油圧シリンダ１４に供給される流量が変化する。
【００４７】
ファン用油圧ポンプ９が駆動されると、その吐出圧油がファン用油圧モータ１５に供給され、冷却用ファン１６が作動する。
【００４８】
トルコン潤滑用油圧ポンプ１０が駆動されると、吐出圧油がトルクコンバータ２に供給され、トルクコンバータ２が潤滑される。
【００４９】
＜エンジン制御＞
次にアクセルペダル１７によるエンジン制御について説明する。図５はエンジン回転数Ｎ、エンジントルクＴe及び油圧負荷の関係を示したものである。図５において、最大トルク線で規定される領域が、エンジン１が出力し得る性能を示している。エンジン１は、ガバナによって、エンジントルクが最大トルク線を越えて排気煙限界とならないように、またエンジン回転数Ｎがハイアイドル回転数ＮＨを越えて過回転とならないように制御される。
【００５０】
例えば、アクセルペダル１７が最大限に踏み込まれると、コントローラ１８によって最大目標回転数が設定され、ガバナによって、定格点とハイアイドル点ＮＨとを結ぶ最高速レギュレーションラインＦe上で調速が行われる。アクセルペダル１７の踏み込み量が小さくなり、目標回転数が小さくなるに伴って、レギュレーションラインＦe-1，Ｆe-2，・・・Ｆe-n・・・ＦＬが順次定められ、各レギュレーションライン上で調速が行われる。
【００５１】
アクセルペダル１７の踏み込み量が最小、つまり踏み込まれていないときは、目標回転数としてローアイドル回転数ＮＬが設定され、ローアイドル点ＮＬを結ぶレギュレーションラインＦＬ上で調速が行われる。このとき、油圧負荷Ｔpが矢印Ａに示すように変動すると、エンジン１の出力とポンプ吸収馬力とが釣り合うマッチング点Ｖは、その変動に従いレギュレーションライン上を移動する。
【００５２】
ここで、エンジン１の特性上、レギュレーションライン上でマッチング点が低負荷から高負荷まで移動する時間は、高回転数域（ハイアイドル回転数ＮＨ）よりも低回転数域（ローアイドル回転数ＮＬ）の方が長くかかる。すなわち、高回転数域よりも低回転数域の方がエンジン１のレスポンスが悪い。このため、従来装置では、油圧負荷が低負荷であってマッチング点Ｖ０でマッチングしていた状態で、高油圧負荷Ｔp1が急激にかかったときに、エンジントルクはマッチング点Ｖ１（図６参照）まで上昇する必要があるところ、エンジンのトルク上昇が間に合わず、図６のＢで示すように、エンジンが停止する場合がある。
【００５３】
また、作業機側に高い油圧負荷がかかった状態でアクセルペダル１７を踏み込んでも、エンジン回転数の上昇に時間がかかる等、レスポンスが悪くなり、オペレータにストレスを与える。
【００５４】
＜エンジン負荷制御＞
そこで本実施形態では、エンジン回転数、オペレータの意思としてのアクセル開度に加えて、ステアリング油圧の情報をもコントローラ１８に入力し、これらの情報に基づいてローダ用油圧ポンプ８の吸収トルクを低下させる制御を実行している。以下、この制御について図７に示すフローチャート等を用いて説明する。
【００５５】
まず、図７のステップＳ１では、エンジン回転数が１４００rpm以下であるか否かを判断する。エンジン回転数が１４００rpmを越えているときは、エンストの可能性は低いし、またアクセルペダル１７の踏み込みに対するレスポンスの悪さは目立たないので、本制御は実行されない。
【００５６】
エンジン回転数が１４００rpm以下の場合は、ステップＳ１からステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、作業モードがパワーモードに設定されているか否かを判断する。パワーモードに設定されている場合は、ステップＳ２からステップＳ３ａに移行し、エコノミーモードに設定されている場合は、ステップＳ２からステップＳ３ｂに移行する。
【００５７】
ステップＳ３ａでは、テーブル１Ｐを参照して、エンジン回転数に対するＥＰＣ出力電流を決定する。なお、テーブル１Ｐには「８００rpm」、「８８０rpm」、「９００rpm」、「９２０rpm」、「９３０rpm」に対する電流値しか設定されていないが、これらの回転数の間の電流値については、データ補間を行って求める。なお、この各データ間の補間については、以下の処理についても同様である。
【００５８】
次にステップＳ４ａでは、テーブル２Ｐを参照してエンジン回転数に対するＥＰＣ出力電流を決定し、ステップＳ５ａではテーブル３Ｐを参照してアクセル開度に対するＥＰＣ出力電流を決定し、ステップＳ６ａはテーブル４Ｐを参照してステアリング油圧に対するＥＰＣ出力電流を決定する。なお、各ステップで決定された電流値については、バッファ等に一時的に蓄えられる。次にステップＳ７ａでは、以上の各ステップＳ３ａ〜６ａで決定された電流値の最小値を選択する。すなわち、前述のように、ポンプ容量の低下率が最も少なくなるように電流値を選択する。
【００５９】
次にステップＳ８ａでは、ステップＳ３ａで決定された電流値と、ステップＳ７ａで選択された電流値のうち、大きい方の電流値を選択する。これは、エンストの防止を最優先させるためである。
【００６０】
また、エコノミーモードの場合は、ステップＳ３ｂ〜ステップＳ８ｂの処理を実行する。このステップＳ３ｂ〜８ｂの処理は、パワーモードの場合と比較して、参照するテーブルが、テーブル１Ｐ〜４Ｐではなくテーブル１Ｅ〜４Ｅである点を除いて、全く同様の処理である。
【００６１】
以上のようにして得られた電流値に相当する制御信号ｉ１が、ステップＳ９において、ＰＣ弁１９に対して出力される。
【００６２】
以上のような制御により、エンストしない範囲で、ステアリング機構が作動不可能になることがなく、しかもアクセルペダル１７の踏み込み量（オペレータの意思）も考慮した上で、ローダ用油圧ポンプ８が制御される。具体的には、以上の各条件を考慮した上で、ローダ用油圧ポンプ８は最も小さい低下率で吸収トルクが低下される。
【００６３】
＜吸収トルク制御動作＞
以上の制御によってローダ用油圧ポンプ８の吸収トルクが低下する動作について以下に詳細に説明する。
【００６４】
前述のように、ＰＣ弁１９は、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpをパイロット圧として入力し、吐出圧Ｐpに応じた駆動圧油をサーボ弁２０に供給することで、油圧ポンプ８の容量ｑを制御している。
【００６５】
図８に、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpと油圧ポンプ８の容量ｑ（＝斜板８ａの傾転角）の関係を示す。この図８に示すように、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpが一定圧以下であれば、油圧ポンプ８の斜板８ａの傾転角が最大に設定され、油圧ポンプ８は最大容量ｑmaxとなっている。油圧負荷が大きくなり、ポンプ吐出圧Ｐpが一定圧を越えると、特性ＬＮ１にしたがってポンプ容量ｑを減少させて斜板傾転角を最小にし、ポンプ容量を最小容量ｑminにする。
【００６６】
このようにして、油圧ポンプ８では、油圧負荷、すなわち吸収トルクが最大吸収トルクＴp1を越えない範囲で、ポンプ吐出圧Ｐpに応じてポンプ容量ｑが制御される。
【００６７】
ここで、ＰＣ弁１９には、前述の制御処理によってコントローラ１８から制御信号ｉ１が入力されており、この制御信号ｉ１に応じて最大吸収トルクが制御される。この制御信号ｉ１によってＰＣ弁１９に与えられる電流値（図７の制御処理で得られた電流値）が高くなればなるほど、図８の矢印Ｄに示すように、特性ＬＮ１から特性ＬＮ２側に変化し、ポンプ容量の減少を開始するポンプ吐出圧の値が小さくなり、最大吸収トルク値が小さな値Ｔp2に設定される。
【００６８】
したがって、図７の制御処理によって得られた電流値をＰＣ弁１９に与えることにより、エンジン回転数、アクセル開度及びステアリング油圧を参照して、ローダ用油圧ポンプ８の吸収トルクを、最小の低下率で小さくすることができる。したがって、エンストを防止できるとともにアクセルペダル１７の踏み込みに対するレスポンスの悪化を抑えることができ、しかもローダを有効に機能させることができる。
【００６９】
［第２実施形態］
前記実施形態では、ＰＣ１９によるＰＣ制御によってローダ用油圧ポンプ８を制御したが、ＬＳ弁（ロードセンシング弁）によるＬＳ制御によって制御するようにしても良い。以下に、ＬＳ制御を行う場合の実施形態を説明する。
【００７０】
＜ＬＳ制御＞
図９はローダ用油圧ポンプ８をＬＳ制御するための構成を示しており、前記実施形態の図２に相当する構成である。ここでは、前記実施形態のＰＣ弁１９に代わって、ＬＳ弁２２と差圧設定部２３とが設けられている。
【００７１】
ＬＳ弁２２は、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpとローダ用油圧シリンダ１４の負荷圧ＰＬＳとの差圧ΔＰが一定差圧ΔＰＬＳとなるように、油圧ポンプ８の斜板８ａの傾転角を制御するものである。すなわち、ＬＳ弁２２には一定差圧ΔＰＬＳを設定するためのバネが設けられている。そして、ＬＳ弁２２のバネ側と反対側のパイロットポートには、油圧ポンプ８の吐出圧Ｐpがパイロット圧として加えられ、バネ側のパイロットポートには、ローダ用油圧シリンダ１４の負荷圧ＰＬＳがパイロット圧として加えられる。そして、ＬＳ弁２２から駆動圧油がサーボ弁２０に供給されることで、油圧ポンプ８の容量ｑが制御される。
【００７２】
また、ローダ用制御弁１２の開口面積をＡ、抵抗係数をｃとすると、油圧ポンプ８の吐出流量Ｑは、
Ｑ＝ｃ・Ａ・√（ΔＰ）
で表される。差圧ΔＰはＬＳ弁２２により一定になるので、ポンプ流量Ｑは制御弁１２のスプールの開口面積Ａによってのみ変化する。
【００７３】
具体的操作としては、ローダ用操作レバーを操作すると、その操作量に応じてローダ用制御弁１２の開口面積Ａが増加し、開口面積Ａの増加に応じてポンプ流量Ｑが増加する。このとき、ポンプ流量Ｑは、油圧負荷の影響を受けず、ローダ用操作レバーの操作量のみによって定まる。このようにＬＳ弁２２を設けることによって、ポンプ流量Ｑは油圧負荷によって増減することなく、オペレータの意思通りに（ローダ用操作レバーの操作位置に応じて）変化し、ファインコントロール性、すなわち中間操作領域における操作性が向上する。
【００７４】
しかし、ファインコントロール時など、油圧ポンプ８の最大流量を超えない領域でも、常にローダ用油圧シリンダ１４が要求する通りの流量を供給するために、エンジン１が低回転域でも高回転域と同じ吐出流量となってしまう。
【００７５】
＜本実施形態＞
そこで、この第２実施形態では、前記第１実施形態と同様の処理（図７の処理）によって得られたコントローラ１８からの制御信号ｉ２により、差圧設定値ΔＰＬＳを下げて、吐出流量を抑える制御を実行する。具体的には、ＬＳ弁２２には、バネの設定バネ力を変化させるための差圧設定部２３が設けられており、この差圧設定部２３にコントローラ１８からの制御信号ｉ２が与えられると、差圧設定部２３はＬＳ弁２２のバネの設定バネ力を変化させ、差圧設定値ΔＰＬＳを変更する。
【００７６】
なお、図１０に示すように、ＬＳ弁２２の電磁ソレノイドに制御信号ｉ２を与えることで、ＬＳ弁２２のバネの設定バネ力を変化させ、差圧設定値ΔＰＬＳを変更するようにしても良い。
【００７７】
＜差圧設定値の変更制御＞
以上のような差圧設定値の変更制御について、図１１を用いて説明する。図１１は、油圧ポンプ８の吐出圧力Ｐpと油圧ポンプ８の容量ｑ（斜板８ａの傾転角）の関係を示す図である。
【００７８】
図１１に示すように、油圧ポンプ８の吐出圧ＰｐがＰp1であり、このときのポンプ容量ｑが最大値ｑmaxになっているときに、差圧設定値ΔＰＬＳを小さい値に変更すると、上記式（Ｑ＝ｃ・Ａ・√（ΔＰ））の右辺が小さくなったことに相当する。これにより、図１１の矢印Ｅで示すように、ポンプ容量ｑは最大値ｑmaxから小さな値ｑ１に変更される。ポンプ容量ｑが小さくなることで、油圧ポンプ８の吸収トルク、つまり油圧負荷が小さくなる。
【００７９】
以上のような制御によって、第１実施形態と同様に、エンジン回転数、アクセル開度及びステアリング油圧を参照して、ローダ用油圧ポンプ８の吸収トルクを、最小の低下率で小さくすることができる。したがって、エンストを防止できるとともにアクセルペダル１７の踏み込みに対するレスポンスの悪化を抑えることができ、しかもローダを有効に機能させることができる。
【００８０】
［他の実施形態］
（ａ）前記各実施形態では、エンジン回転数、アクセルペダルのストローク（アクセル開度）及びステアリング用油圧ポンプの吐出圧を検出し、これらの情報に基づいてローダ用油圧ポンプの吸収トルクを制御するようにしたが、制御のための情報はこれらの機器からの情報に限定されない。
【００８１】
すなわち、オペレータの意思としてのアクセルレバー等、回転数をオペレータが指示するものであれば、アクセルペダルに限定されない。また、ステアリング用油圧ポンプの吐出圧に代わって他の機器を駆動する油圧ポンプの吐出圧を検出するようにしても良いし、ステアリング用油圧ポンプの吐出圧に加えて他の機器の油圧ポンプの吐出圧を検出するようにしても良い。
【００８２】
（ｂ）制御すべき油圧ポンプとして、前記実施形態ではローダ用油圧ポンプを例にとったが、他の作業機用の油圧ポンプの吸収トルクを制御するようにしても良い。
【００８３】
（ｃ）油圧ポンプの吸収トルクを制御する構成としては、ＰＣ制御及びＬＳ制御に限定されるものではなく、他の制御によって吸収トルクを低下させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態による制御装置が搭載された作業車両のブロック構成図。
【図２】ローダ用油圧ポンプのＰＣ制御ブロック図。
【図３】前記実施形態の制御機能図。
【図４】ＥＰＣ出力電流を決定するためのテーブルの一例を示す図。
【図５】エンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す図。
【図６】エンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す図。
【図７】制御フローチャート。
【図８】油圧ポンプの最大吸収トルクを変更する制御を説明するための図。
【図９】ローダ用油圧ポンプのＬＳ制御ブロック図。
【図１０】ＬＳ制御の他の実施形態の一部を示す図。
【図１１】油圧ポンプの容量を変更する制御を説明するための図。
【符号の説明】
【００８５】
１ エンジン
１ａ エンジン回転数センサ
２ トルクコンバータ
３ トランスミッション
７ ステアリング用油圧ポンプ
７ｂ 吐出圧センサ
８ ローダ用油圧ポンプ
９ ファン用油圧ポンプ
１１ ステアリング用制御弁
１２ ローダ用制御弁
１３ ステアリング用油圧シリンダ
１４ ローダ用油圧シリンダ
１７ アクセルペダル
１７ａ ストロークセンサ
１８ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転数指示装置によって回転数が制御されるエンジンの出力が、駆動輪に伝達されるとともに複数の可変容量型油圧ポンプを介して作業機用油圧アクチュエータを含む複数の油圧アクチュエータに伝達される作業車両のエンジン負荷制御装置であって、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記回転数指示装置の指示内容を検出する指示内容検出手段と、
前記複数の可変容量型油圧ポンプのうちの少なくともいずれか１つの負荷検出油圧ポンプの負荷を検出する油圧ポンプ負荷検出手段と、
前記エンジン回転数検出手段、前記指示内容検出手段及び前記油圧ポンプ負荷検出手段の検出結果に基づいて、前記負荷検出油圧ポンプ以外の少なくとも１つの制御油圧ポンプの吸収トルクを制御する吸収トルク制御手段と、
を備えた作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項２】
前記吸収トルク制御手段は、エンジン回転数が第１エンジン回転数以下の場合に制御処理を実行する、請求項１に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項３】
前記吸収トルク制御手段は、
エンジン回転数がエンジン停止防止用として設定されたローアイドル回転数以下の第２エンジン回転数以下にならないように前記制御油圧ポンプの吸収トルクを小さくするための第１低下率を決定する第１低下率決定手段と、
エンジン回転数に応じて前記制御油圧ポンプの吸収トルクの第２低下率を決定する第２低下率決定手段と、
前記エンジン回転数の指示内容に応じて前記制御油圧ポンプの吸収トルクの第３低下率を決定する第３低下率決定手段と、
前記負荷検出油圧ポンプの負荷に応じて前記制御油圧ポンプの吸収トルクの第４低下率を決定する第４低下率決定手段と、
前記第２、第３及び第４低下率のうちから最小の低下率を選択する最小低下率選択手段と、
前記第１低下率及び前記最小低下率のうちの大きい低下率を選択する最大低下率選択手段と、
前記最大低下率選択手段で選択された低下率に応じて前記制御用油圧ポンプの吸収トルクを低下させる吸収トルク低下手段と、
を備えた、請求項１又は２に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項４】
前記吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御する、請求項１から３のいずれかに記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項５】
前記油圧ポンプ負荷検出手段は、ステアリング機構に含まれるステアリング用油圧アクチュエータを駆動するためのステアリング用油圧ポンプの吐出圧を検出する、請求項１から４のいずれかに記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項６】
前記指示内容検出手段はアクセル装置の開度を検出する、請求項１から５のいずれかに記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項７】
作業モードが、パワー重視のパワーモードに設定されているか省エネルギ重視のエコノミーモードに設定されているかを判断する作業モード判断手段をさらに備え、
前記吸収トルク制御手段は、作業モードに応じて前記制御油圧ポンプの吸収トルクの低下率を制御する、
請求項３に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項８】
前記吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御するものであり、
前記吸収トルク低下手段は前記作業機用油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する、
請求項３に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項９】
前記吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御するものであり、
前記吸収トルク低下手段は、前記作業機用油圧ポンプの吐出圧と前記作業機用油圧アクチュエータの負荷圧との差圧が所定の設定差圧になるように前記作業機用油圧ポンプの容量を制御する、
請求項３に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項１】
回転数指示装置によって回転数が制御されるエンジンの出力が、駆動輪に伝達されるとともに複数の可変容量型油圧ポンプを介して作業機用油圧アクチュエータを含む複数の油圧アクチュエータに伝達される作業車両のエンジン負荷制御装置であって、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記回転数指示装置の指示内容を検出する指示内容検出手段と、
前記複数の可変容量型油圧ポンプのうちの少なくともいずれか１つの負荷検出油圧ポンプの負荷を検出する油圧ポンプ負荷検出手段と、
前記エンジン回転数検出手段、前記指示内容検出手段及び前記油圧ポンプ負荷検出手段の検出結果に基づいて、前記負荷検出油圧ポンプ以外の少なくとも１つの制御油圧ポンプの吸収トルクを制御する吸収トルク制御手段と、
を備えた作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項２】
前記吸収トルク制御手段は、エンジン回転数が第１エンジン回転数以下の場合に制御処理を実行する、請求項１に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項３】
前記吸収トルク制御手段は、
エンジン回転数がエンジン停止防止用として設定されたローアイドル回転数以下の第２エンジン回転数以下にならないように前記制御油圧ポンプの吸収トルクを小さくするための第１低下率を決定する第１低下率決定手段と、
エンジン回転数に応じて前記制御油圧ポンプの吸収トルクの第２低下率を決定する第２低下率決定手段と、
前記エンジン回転数の指示内容に応じて前記制御油圧ポンプの吸収トルクの第３低下率を決定する第３低下率決定手段と、
前記負荷検出油圧ポンプの負荷に応じて前記制御油圧ポンプの吸収トルクの第４低下率を決定する第４低下率決定手段と、
前記第２、第３及び第４低下率のうちから最小の低下率を選択する最小低下率選択手段と、
前記第１低下率及び前記最小低下率のうちの大きい低下率を選択する最大低下率選択手段と、
前記最大低下率選択手段で選択された低下率に応じて前記制御用油圧ポンプの吸収トルクを低下させる吸収トルク低下手段と、
を備えた、請求項１又は２に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項４】
前記吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御する、請求項１から３のいずれかに記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項５】
前記油圧ポンプ負荷検出手段は、ステアリング機構に含まれるステアリング用油圧アクチュエータを駆動するためのステアリング用油圧ポンプの吐出圧を検出する、請求項１から４のいずれかに記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項６】
前記指示内容検出手段はアクセル装置の開度を検出する、請求項１から５のいずれかに記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項７】
作業モードが、パワー重視のパワーモードに設定されているか省エネルギ重視のエコノミーモードに設定されているかを判断する作業モード判断手段をさらに備え、
前記吸収トルク制御手段は、作業モードに応じて前記制御油圧ポンプの吸収トルクの低下率を制御する、
請求項３に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項８】
前記吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御するものであり、
前記吸収トルク低下手段は前記作業機用油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する、
請求項３に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【請求項９】
前記吸収トルク制御手段は、作業機用油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの吸収トルクを制御するものであり、
前記吸収トルク低下手段は、前記作業機用油圧ポンプの吐出圧と前記作業機用油圧アクチュエータの負荷圧との差圧が所定の設定差圧になるように前記作業機用油圧ポンプの容量を制御する、
請求項３に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１６２７５４（Ｐ２００７−１６２７５４Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５６８１６（Ｐ２００５−３５６８１６）
【出願日】平成１７年１２月９日（２００５．１２．９）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月９日（２００５．１２．９）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【Ｆターム（参考）】
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