作業車両及び作業車両の制御方法
【課題】操作性の低下を抑えると共に、燃費低減の効果を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供する。
【解決手段】作業車両は、制御部１０を備える。制御部１０は、車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かを判定する。制御部１０は、低負荷条件が満たされているときには、エンジン２１の出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減するように、エンジン２１を制御する。また、制御部１０は、検出された車速と、車両の加速度と、エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、検出されたエンジン回転数との変化に応じて、低負荷条件が満たされているときのエンジン２１の出力トルクの上限値の低減量を変化させる。
【解決手段】作業車両は、制御部１０を備える。制御部１０は、車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かを判定する。制御部１０は、低負荷条件が満たされているときには、エンジン２１の出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減するように、エンジン２１を制御する。また、制御部１０は、検出された車速と、車両の加速度と、エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、検出されたエンジン回転数との変化に応じて、低負荷条件が満たされているときのエンジン２１の出力トルクの上限値の低減量を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホイールローダなどの作業車両において、エンジンの出力を制御するための制御モードを、作業の負荷に応じて低出力モードと高出力モードとのいずれかに切り換える技術が知られている（特許文献１参照）。各制御モードでは、予め設定されたエンジントルクカーブに従ってエンジンの出力が制御される。エンジントルクカーブは、エンジンの出力トルクの上限値とエンジン回転数との関係を示す。そして、エンジンの出力トルクの上限値に関して、低出力モードでのエンジントルクカーブは、高出力モードでのエンジントルクカーブのα倍（α＜１）に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００５／０２４２０８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような技術では、作業の負荷が低下すると、高出力モードのエンジントルクカーブから、低出力モードのエンジントルクカーブへと切り換えられる。しかし、低出力モードのエンジントルクカーブは、高出力モードのエンジントルクカーブに対して、エンジンの出力トルクの上限値がα倍になっている全く別のエンジントルクカーブである。このため、作業の途中で、エンジンの出力性能が急激に変化する恐れがある。この場合、作業車両の操作性が低下してしまう。
【０００５】
また、上記のような操作性の低下を防ぐためには、低出力モードでのエンジントルクカーブと、高出力モードでのエンジントルクカーブとの間のトルク差を小さくすることが考えられる。これにより、エンジントルクの急激な変化が抑えられるからである。しかし、この場合、低出力モードでのエンジンの出力トルクの低減量が小さくなる。このため、燃費低減の効果が小さい。
【０００６】
本発明の課題は、操作性の低下を抑えると共に、燃費低減の効果を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様にかかる作業車両は、エンジンと、走行装置と、作業機と、第１検出部と、第２検出部と、制御部と、を備える。走行装置は、エンジンからの駆動力により車両を走行させる。作業機は、エンジンからの駆動力により駆動される。第１検出部は、エンジン回転数を検出する。第２検出部は、車速と、車両の加速度と、エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つを検出する。制御部は、車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かを判定する。制御部は、低負荷条件が満たされているときには、エンジンの出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減するように、エンジンを制御する。また、制御部は、第２検出部によって検出された車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、第１検出部によって検出されたエンジン回転数との変化に応じて、低負荷条件が満たされているときのエンジンの出力トルクの上限値の低減量を変化させる。
【０００８】
この作業車両では、低負荷条件が満たされているときには、エンジンの出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減される。これにより、燃費が低減する。また、低負荷条件が満たされているときのエンジンの出力トルクの上限値の低減量は、車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度との少なくとも１つと、エンジン回転数との変化に応じて、変化する。従って、予め設定された量だけ一律にエンジンの出力トルクの上限値が低減されるのではなく、エンジン回転数と車速等との状況の変化に応じて、低減量が変化する。このため、エンジンの出力トルクの急激な変化が抑えられる。これにより、操作性の低下が抑えられる。
【０００９】
本発明の第２の態様にかかる作業車両は、第１の態様にかかる作業車両であって、低減量は、低負荷条件に応じて変化する。
【００１０】
低負荷条件が異なれば車両にかかる負荷の大きさも異なる。このため、低負荷条件に応じて低減量を変化させることにより、負荷の大きさに適した低減量を決定することができる。例えば、低負荷条件が満たされていても、負荷の大きな低負荷条件では、負荷の小さな低負荷条件よりも低減量が小さくされるとよい。これにより、操作性の低下をさらに抑えることができる。
【００１１】
本発明の第３の態様にかかる作業車両は、第１又は第２の態様にかかる作業車両であって、制御部は、エンジン回転数が所定回転数より大きいときに、エンジンの出力トルクの上限値を低減させる。また、所定回転数は、低負荷条件に応じて変化する。
【００１２】
この作業車両では、エンジン回転数が所定回転数より大きいときには、エンジンの出力トルクの上限値が低減される。すなわち、低負荷条件が満たされても、エンジン回転数が所定回転数より小さいときには、エンジンの出力トルクの上限値が低減されない。これにより、エンジンの出力トルクが過度に低下することを抑えることができる。また、所定回転数は、低負荷条件に応じて変化する。最低限必要なエンジンの出力トルクは低負荷条件に応じて異なるので、低負荷条件に応じて所定回転数を変化させることにより、低負荷条件ごとに最低限必要なエンジンの出力トルクを確保することができる。これにより、操作性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第４の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第３の態様のいずれかにかかる作業車両であって、オペレータによって操作されるアクセル操作部材と、アクセル操作部材の操作量を検出する第３検出部と、をさらに備える。制御部は、第３検出部によって検出されたアクセル操作部材の操作量を考慮して低減量を決定する。
【００１４】
この作業車両では、アクセル操作部材の操作量を考慮して、エンジンの出力トルクの上限値の低減量が決定される。このため、オペレータの意思を低減量に反映させることができる。これにより、操作性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第５の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第４の態様のいずれかにかかる作業車両であって、第２検出部は、車速を検出する。車速が所定速度以上であるときには、制御部は車速が所定速度より小さいときよりも低減量を小さくする。
【００１６】
この作業車両では、高速走行時にエンジンの出力トルクが過度に低下することを抑えることができる。これにより、高速走行時に走行性能が低下することが抑えられる。
【００１７】
本発明の第６の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第４の態様のいずれかにかかる作業車両であって、第２検出部は、車速を検出する。車速が第１の所定速度より小さいとき、及び、車速が第１の所定速度より大きい第２の所定速度より大きいときには、制御部は、車速が第１の所定速度以上であり第２の所定速度以下であるときよりも、低減量を小さくする。
【００１８】
この作業車両では、低速走行時および高速走行時にエンジンの出力トルクが過度に低下することを抑えることができる。これにより、低速走行時および高速走行時に走行性能が低下することが抑えられる。
【００１９】
本発明の第７の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第６の態様のいずれかにかかる作業車両であって、制御部は、走行装置及び作業機の作動状態から車両の作業局面を判別し、低負荷条件が満たされているか否かを作業局面に基づいて判定する、
この作業車両では、作業局面に基づいて、エンジンの出力トルクの上限値の低減量が決定される。このため、車両の負荷状態により適した低減量に決定できる。これにより、さらに、燃費が低減するとともに操作性の低下が抑えられる。
【００２０】
本発明の第８の態様にかかる作業車両は、第７の態様にかかる作業車両であって、低負荷条件は、作業局面が空荷状態であることを含む。空荷状態とは、作業機に荷物が積まれていない状態である。
【００２１】
この作業車両では、作業機に荷物が積まれていないときに、エンジンの出力トルクの上限が低減される。作業機に荷物が積まれていないときには、作業機にかかる負荷が小さい。従って、エンジンの出力トルクの上限が低減されても、作業機の動作に与える影響が小さい。このため、操作性の低下を抑えると共に、燃費を低減させることができる。
【００２２】
本発明の第９の態様にかかる作業車両は、第７の態様または第８の態様にかかる作業車両であって、車両の前進と後進との切換を操作するための前後進切換操作部材をさらに備える。低負荷条件は、作業局面がシャトル状態であることを含む。シャトル状態とは、前後進切換操作部材によって指示された進行方向と車両の進行方向とが異なっている状態である。
【００２３】
この作業車両では、車両がシャトル状態であるときに、エンジンの出力トルクの上限が低減される。シャトル状態は、オペレータが車両の前進と後進との切換を操作したときから、車両の動作が実際に切り換わるまでの間の状態である。このため、車両がシャトル状態であるときには、車両を高速で走行させたり、作業機を迅速に駆動させたりする状況ではない。このため、操作性の低下を抑えると共に、燃費を低減させることができる。
【００２４】
本発明の第１０の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第９の態様のいずれかにかかる作業車両であって、制御部は、車両が登坂走行を行っているか否かを判定する。制御部は、車両が登坂走行を行っている場合には、制御部は低減量を小さくする。
【００２５】
この作業車両では、車両が登坂走行を行っていると判定された場合には、低減量が小さくされる。このため、登坂走行時に走行性能が低下することが抑えられる。
【００２６】
本発明の第１１の態様にかかる作業車両の制御方法は、エンジンと走行装置と作業機とを備える作業車両の制御方法である。走行装置は、エンジンからの駆動力により車両を走行させる。作業機は、エンジンからの駆動力により駆動される。この作業車両の制御方法は、次のステップを備える。エンジン回転数が検出される。車速と、車両の加速度と、エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つが検出される。車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かが判定される。低負荷条件が満たされるときには、エンジンの出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされないときよりも低減するように、エンジンが制御される。検出された車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、検出されたエンジン回転数との変化に応じて、低負荷条件が満たされているときのエンジンの出力トルクの上限値の低減量を変化させる。
【００２７】
この作業車両の制御方法では、低負荷条件が満たされるときには、エンジンの出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされないときよりも低減される。これにより、燃費が低減する。また、低負荷条件が満たされるときのエンジンの出力トルクの上限値の低減量は、車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度との少なくとも１つと、エンジン回転数との変化に応じて、変化する。従って、予め設定された量だけ一律にエンジンの出力トルクの上限値が低減されるのではなく、エンジン回転数と車速等との状況の変化に応じて、低減量が変化する。このため、エンジンの出力トルクの急激な変化が抑えられる。これにより、操作性の低下が抑えられる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、操作性の低下を抑えると共に、燃費低減の効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る作業車両の側面図。
【図２】作業車両の構成を示す模式図。
【図３】エンジントルクカーブの一例を示す図。
【図４】エンジントルク低減制御での処理を示すフローチャート。
【図５】補正エンジン回転数を算出するためのテーブルの一例を示す図。
【図６】低負荷条件とトルク低減量テーブルとを示す図。
【図７】エンジントルク低減制御でのトルク低減量の算出処理を示すフローチャート。
【図８】トルク低減量テーブルの例を示す図。
【図９】トルク低減量テーブルによって算出されたトルク低減量によるエンジントルクカーブの変化の例を示す図。
【図１０】トルク低減量テーブルによって算出されたトルク低減量によるエンジントルクカーブの変化の例を示す図。
【図１１】トルク低減量テーブルによって算出されたトルク低減量によるエンジントルクカーブの変化の例を示す図。
【図１２】トルク低減量テーブルによって算出されたトルク低減量によるエンジントルクカーブの変化の例を示す図。
【図１３】補正エンジン回転数及びトルク低減補正値によるトルク低減量への影響を示す図。
【図１４】トルク低減補正値を算出するためのテーブルの一例を示す図。
【図１５】低アクセル低速時低減比率を算出するためのテーブルの一例を示す図。
【図１６】Ｖシェープ作業時の車両の動作を示す模式図。
【図１７】他の実施形態に係るトルク低減量テーブルの例を示す図。
【図１８】他の実施形態に係るトルク低減量テーブルの例を示す図。
【図１９】本発明の他の実施形態に係るＨＳＴ型作業車両の構成の概略を示すブロック図。
【図２０】ＨＳＴ型作業車両でのポンプ容量−走行回路油圧特性の例を示す図。
【図２１】ＨＳＴ型作業車両でのモータ容量−走行回路油圧特性の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の一実施形態に係る作業車両１を図１および図２に示す。図１は、作業車両１の外観図であり、図２は、作業車両１の構成を示す模式図である。この作業車両１は、ホイールローダであり、作業車両１は、前輪４ａ、後輪４ｂが回転駆動されることにより自走可能であると共に作業機３を用いて所望の作業を行うことができる。
【００３１】
図１に示すように、この作業車両１は、車体フレーム２、作業機３、前輪４ａ、後輪４ｂ、運転室５を備えている。
【００３２】
車体フレーム２は、前車体部２ａと後車体部２ｂとを有している。前車体部２ａと後車体部２ｂとは互いに左右方向に揺動可能に連結されている。前車体部２ａと後車体部２ｂとに渡って一対のステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂが設けられている。ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂは、ステアリングポンプ１２（図２参照）からの作動油によって駆動される油圧シリンダである。ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂが伸縮することによって、前車体部２ａが後車体部２ｂに対して揺動する。これにより、車両の進行方向が変更される。なお、図１及び図２では、ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂの一方のみを図示しており他方を省略している。
【００３３】
前車体部２ａには、作業機３および一対の前輪４ａが取り付けられている。作業機３は、作業機ポンプ１３（図２参照）からの作動油によって駆動される。作業機３は、ブーム６と、一対のリフトシリンダ１４ａ，１４ｂと、バケット７と、バケットシリンダ１５と、ベルクランク９とを有する。ブーム６は、前車体部２ａに装着されている。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂの一端は前車体部２ａに取り付けられている。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂの他端はブーム６に取り付けられている。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂが作業機ポンプ１３からの作動油によって伸縮することによって、ブーム６が上下に揺動する。なお、図１及び図２では、リフトシリンダ１４ａ，１４ｂのうちの一方のみを図示しており、他方は省略している。バケット７は、ブーム６の先端に取り付けられている。バケットシリンダ１５の一端は前車体部２ａに取り付けられている。バケットシリンダ１５の他端はベルクランク９を介してバケット７に取り付けられている。バケットシリンダ１５が、作業機ポンプ１３からの作動油によって伸縮することによって、バケット７が上下に揺動する。
【００３４】
後車体部２ｂには、運転室５及び一対の後輪４ｂが取り付けられている。運転室５は、車体フレーム２の上部に載置されており、オペレータが着座するシートや、後述する操作部８などが内装されている。
【００３５】
また、図２に示すように、作業車両１は、エンジン２１、走行装置２２、作業機ポンプ１３、ステアリングポンプ１２、操作部８、制御部１０などを備えている。
【００３６】
エンジン２１は、ディーゼルエンジンであり、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することによりエンジン２１の出力が制御される。この調整は、エンジン２１の燃料噴射ポンプ２４に付設された電子ガバナ２５が後述する第１制御部１０ａによって制御されることで行われる。ガバナ２５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、エンジン回転数が、後述するアクセル操作量に応じた目標回転数となるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整する。すなわち、ガバナ２５は目標回転数と実際のエンジン回転数との偏差がなくなるように燃料噴射量を増減する。エンジン回転数は、エンジン回転数センサ９１（第１検出部）によって検出される。エンジン回転数センサ９１の検出信号は、第１制御部１０ａに入力される。
【００３７】
走行装置２２は、エンジン２１からの駆動力により車両を走行させる装置である。走行装置２２は、トルクコンバータ装置２３、トランスミッション２６、及び上述した前輪４ａ及び後輪４ｂなどを有する。
【００３８】
トルクコンバータ装置２３は、ロックアップクラッチ２７とトルクコンバータ２８を有している。ロックアップクラッチ２７は、連結状態と非連結状態とに切換可能である。ロックアップクラッチ２７が非連結状態である場合には、トルクコンバータ２８が、オイルを媒体としてエンジン２１からの駆動力を伝達する。ロックアップクラッチ２７が連結状態である場合には、トルクコンバータ２８の入力側と出力側とが直結される。ロックアップクラッチ２７は、油圧作動式のクラッチであり、ロックアップクラッチ２７への作動油の供給がクラッチ制御弁３１を介して後述する第２制御部１０ｂによって制御されることにより、連結状態と非連結状態とが切り換えられる。
【００３９】
トランスミッション２６は、前進走行段に対応する前進クラッチＣＦと、後進走行段に対応する後進クラッチＣＲとを有している。各クラッチＣＦ，ＣＲの連結状態・非連結状態が切り換えられることによって、車両の前進と後進とが切り換えられる。クラッチＣＦ，ＣＲが共に非連結状態のときは、車両は中立状態となる。また、トランスミッション２６は、複数の速度段に対応した複数の速度段クラッチＣ１−Ｃ４を有しており、減速比を複数段階に切り換えることができる。例えば、このトランスミッション２６では、４つの速度段クラッチＣ１−Ｃ４が設けられており、速度段を第１速から第４速までの４段階に切り換えることができる。各速度段クラッチＣ１−Ｃ４は、油圧作動式の油圧クラッチである。図示しない油圧ポンプからクラッチ制御弁３１を介してクラッチＣ１−Ｃ４へ作動油が供給される。クラッチ制御弁３１が第２制御部１０ｂによって制御されて、クラッチＣ１−Ｃ４への作動油の供給が制御されることにより、各クラッチＣ１−Ｃ４の連結状態及び非連結状態が切り換えられる。
【００４０】
トランスミッション２６の出力軸には、トランスミッション２６の出力軸の回転数を検出するＴ／Ｍ出力回転数センサ９２が設けられている。Ｔ／Ｍ出力回転数センサ９２（第２検出部）からの検出信号は、第２制御部１０ｂに入力される。第２制御部１０ｂは、Ｔ／Ｍ出力回転数センサ９２の検出信号に基づいて車速を算出する。従って、Ｔ／Ｍ出力回転数センサ９２は車速を検出する車速センサとして機能する。なお、トランスミッション２６の出力軸ではなく他の部分の回転速度を検出するセンサが車速センサとして用いられてもよい。トランスミッション２６から出力された駆動力は、シャフト３２などを介して前輪４ａ及び後輪４ｂに伝達される。これにより、車両が走行する。トランスミッション２６の入力軸の回転数は、Ｔ／Ｍ入力回転数センサ９３によって検出される。Ｔ／Ｍ入力回転数センサ９３からの検出信号は、第２制御部１０ｂに入力される。
【００４１】
エンジン２１の駆動力の一部は、ＰＴＯ軸３３を介して作業機ポンプ１３及びステアリングポンプ１２に伝達される。作業機ポンプ１３及びステアリングポンプ１２は、エンジン２１からの駆動力によって駆動される油圧ポンプである。作業機ポンプ１３から吐出された作動油は、作業機制御弁３４を介してリフトシリンダ１４ａ，１４ｂ及びバケットシリンダ１５に供給される。また、ステアリングポンプ１２から吐出された作動油は、ステアリング制御弁３５を介してステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂに供給される。このように、作業機３は、エンジン２１からの駆動力の一部によって駆動される。
【００４２】
作業機ポンプ１３から吐出された作動油の圧力（以下、「作業機ポンプ油圧」と呼ぶ）は、第１油圧センサ９４によって検出される。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂに供給される作動油の圧力（以下「リフトシリンダ油圧」と呼ぶ）は、第２油圧センサ９５によって検出される。具体的には、第２油圧センサ９５は、リフトシリンダ１４ａ，１４ｂを伸長させるときに作動油が供給されるシリンダヘッド室の油圧を検出する。バケットシリンダ１５に供給される作動油の圧力（以下「バケットシリンダ油圧」と呼ぶ）は、第３油圧センサ９６によって検出される。具体的には、第３油圧センサ９６は、バケットシリンダ１５を伸長させるときに作動油が供給されるシリンダヘッド室の油圧を検出する。ステアリングポンプ１２から吐出された作動油の圧力（以下、「ステアリングポンプ油圧」と呼ぶ）は、第４油圧センサ９７によって検出される。第１〜第４油圧センサ９４−９７からの検出信号は、第２制御部１０ｂに入力される。
【００４３】
操作部８は、オペレータによって操作される。操作部８は、アクセル操作部材８１ａ、アクセル操作検出装置８１ｂ、ステアリング操作部材８２ａ、ステアリング操作検出装置８２ｂ、ブーム操作部材８３ａ、ブーム操作検出装置８３ｂ、バケット操作部材８４ａ、バケット操作検出装置８４ｂ、変速操作部材８５ａ、変速操作検出装置８５ｂ、ＦＲ操作部材８６ａ、ＦＲ操作検出装置８６ｂ、シフトダウン操作部材８９ａ、及び、シフトダウン操作検出装置８９ｂなどを有する。
【００４４】
アクセル操作部材８１ａは、例えばアクセルペダルであり、エンジン２１の目標回転数を設定するために操作される。アクセル操作検出装置８１ｂ（第３検出部）は、アクセル操作部材８１ａの操作量（以下、「アクセル操作量」と呼ぶ）を検出する。アクセル操作検出装置８１ｂは、検出信号を第１制御部１０ａへ出力する。
【００４５】
ステアリング操作部材８２ａは、例えばステアリングハンドルであり、車両の進行方向を操作するために操作される。ステアリング操作検出装置８２ｂは、ステアリング操作部材８２ａの位置を検出し、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、ステアリング操作検出装置８２ｂからの検出信号に基づいてステアリング制御弁３５を制御する。これにより、ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂが伸縮して、車両の進行方向が変更される。
【００４６】
ブーム操作部材８３ａ及びバケット操作部材８４ａは、例えば操作レバーであり、作業機３を動作させるために操作される。具体的には、ブーム操作部材８３ａは、ブーム６を動作させるために操作される。バケット操作部材８４ａは、バケット７を動作させるために操作される。ブーム操作検出装置８３ｂは、ブーム操作部材８３ａの位置を検出する。バケット操作検出装置８４ｂは、バケット操作部材８４ａの位置を検出する。ブーム操作検出装置８３ｂ及びバケット操作検出装置８４ｂは、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、ブーム操作検出装置８３ｂ及びバケット操作検出装置８４ｂからの検出信号に基づいて作業機制御弁３４を制御する。これにより、リフトシリンダ１４ａ，１４ｂ及びバケットシリンダ１５が伸縮して、ブーム６及びバケット７が動作する。また、作業機３にはブーム角を検出するブーム角検出装置９８が設けられている。ブーム角は、前後の車輪４ａ，４ｂの回転軸の中心を結んだ線と、ブーム６の前車体フレーム２ａに対する回転中心と、バケット７のブーム６に対する回転中心とを結ぶ線とに挟まれた角度を言う。ブーム角は、地面からのバケット７の高さに相当する。ブーム角検出装置９８は、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。
【００４７】
変速操作部材８５ａは、例えばシフトレバーである。変速操作部材８５ａは、自動変速モードが選択されているときには、速度段の上限を設定するために操作される。例えば、変速操作部材８５ａが第３速に設定されている場合には、トランスミッション２６は、第２速から第３速までの間で切り換えられ、第４速には切り換えられない。また、手動変速モードが選択されているときには、トランスミッション２６は変速操作部材８５ａによって設定された速度段に切り換えられる。変速操作検出装置８５ｂは、変速操作部材８５ａの位置を検出する。変速操作検出装置８５ｂは、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、変速操作検出装置８５ｂからの検出信号に基づいて、トランスミッション２６の変速を制御する。なお、自動変速モードと手動変速モードとは図示しない変速モード切換部材によってオペレータによって切り換えられる。
【００４８】
ＦＲ操作部材８６ａ（前後進切換操作部材）は、車両の前進と後進とを切り換えるために操作される。ＦＲ操作部材８６ａは、前進、中立、及び後進の各位置に切り換えられることができる。ＦＲ操作検出装置８６ｂは、ＦＲ操作部材８６ａの位置を検出する。ＦＲ操作検出装置８６ｂは、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、ＦＲ操作検出装置８６ｂからの検出信号に基づいてクラッチ制御弁３１を制御する。これにより、前進クラッチＣＦ及び後進クラッチＣＲが制御され、車両の前進と後進と中立状態とが切り換えられる。
【００４９】
シフトダウン操作部材８９ａは、自動変速モードが選択されているときに、トランスミッション２６の速度段を、現在の速度段から１つ下の速度段に切り換えるために操作される。シフトダウン操作部材８９ａは、例えば、変速操作部材８５ａに設けられたスイッチである。シフトダウン操作検出装置８９ｂは、シフトダウン操作部材８９ａが操作されたか否かを検出して、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、変速操作検出装置８５ｂからの検出信号に基づいて、トランスミッション２６の変速を制御する。つまり、シフトダウン操作部材８９ａが操作されたことが検出されると、第２制御部１０ｂは、トランスミッション２６の速度段を１つ下の速度段に切り換える。
【００５０】
制御部１０は、第１制御部１０ａ及び第２制御部１０ｂを有する。第１制御部１０ａ及び第２制御部１０ｂは、例えばプログラムメモリやワークメモリとして使用される記憶装置と、プログラムを実行するＣＰＵと、を有するコンピュータにより、それぞれ実現されることができる。
【００５１】
第１制御部１０ａは、アクセル操作量に応じた目標回転数が得られるように、エンジン指令信号をガバナ２５に送る。図３に、エンジン２１が回転数に応じて出力できるトルク上限値（以下、「トルク上限値」と呼ぶ）を表すエンジントルクカーブを示す。図３において、実線Ｌ１００は、後述するエンジントルク低減制御が行われていない高負荷作業局面においてアクセル操作量が１００％であるときのエンジントルクカーブを示している。このエンジントルクカーブは、例えばエンジン２１の定格又は最大のパワー出力に相当する。なお、アクセル操作量が１００％とは、アクセル操作部材８１ａが最大に操作されている状態を意味する。また、破線Ｌ７５は、高負荷作業局面においてアクセル操作量が７５％であるときのエンジントルクカーブを示している。ガバナ２５は、エンジン２１の出力トルク（以下、「エンジントルク」と呼ぶ）がエンジントルクカーブ以下となるようにエンジン２１の出力を制御する。このエンジン２１の出力の制御は、例えば、エンジン２１への燃料噴射量の上限値を制御することにより行われる。また、エンジントルク低減制御が行われているときには、第１制御部１０ａは、第２制御部１０ｂから修正指令信号を受信する。第１制御部１０ａは、修正指令信号によりエンジン指令信号の指令値を修正してガバナ２５に送る。修正指令信号については、後に詳細に説明する。
【００５２】
第２制御部１０ｂは、車両の走行状態に応じて、トランスミッション２６やトルクコンバータ装置２３を制御する。例えば、自動変速モードが選択されているときには、第２制御部１０ｂは、車速に応じて、トランスミッション２６の速度段の切換およびロックアップクラッチ２７の切換を自動的に行う。なお、手動変速モードが選択されているときには、第２制御部１０ｂは、変速操作部材８５ａによって選択された速度段にトランスミッション２６を切り換える。
【００５３】
第２制御部１０ｂには、上述した検出信号に加えて、トルクコンバータ装置２３の入口圧及び出口圧などの検出信号も入力される。また、第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとは有線又は無線によって互いに通信することができる。エンジン回転数、燃料噴射量、アクセル操作量などの検出信号が第１制御部１０ａから第２制御部１０ｂに入力される。第２制御部１０ｂは、後述するエンジントルク低減制御において、これらの信号に基づいて、エンジン指令信号の指令値を修正するための修正値を算出する。第２制御部１０ｂは、修正値に対応する修正指令信号を第１制御部１０ａへ送信する。この修正値は、トルク上限値の所望の低減量を得るために必要な値である。これにより、第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとは、トルク上限値を所望の値に制御することができる。
【００５４】
以下、エンジントルク低減制御について説明する。まず、エンジン回転数、車速及び操作部８の操作状態を含む各種の情報が検出されて、第２制御部１０ｂに検出信号が送られる。次に、第２制御部１０ｂにおいて、車両の作業局面が、走行装置２２及び作業機３の作動状態から判別される。そして、作業局面と操作部８の操作状態とに基づいて、所定の低負荷条件が満たされているか否かが判定される。低負荷条件は、車両が低負荷状態であることを示す条件であり、複数の低負荷条件が用意されている。そして、複数の低負荷条件のうちのある条件が満たされているときには、当該条件に対応するトルク低減量テーブルが選択される。トルク低減量テーブルは、トルク上限値の低減量（以下、「トルク低減量」と呼ぶ）を算出するためのテーブルであり、エンジン回転数と車速とトルク低減量との関係が設定されている。第２制御部１０ｂは、選択したトルク低減量テーブルを用いて、エンジン回転数と車速とに対応するトルク低減量を算出する。そして、第２制御部１０ｂは、算出したトルク低減量に対応する修正値を算出し、これを修正指令信号として第１制御部１０ａへ送る。第１制御部１０ａは、修正指令信号により修正されたエンジン指令信号をガバナ２５に送る。これにより、低負荷条件が満たされているときには、トルク上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減するようにエンジン２１が制御される。また、このときのトルク低減量の算出は、エンジン回転数と車速とに基づいて行われ、エンジン２１が駆動されている間は繰り返し行われる。このため、トルク低減量は、エンジン回転数と車速との変化に応じて連続的に変化する。従って、トルク上限値は、エンジン回転数と車速との変化に応じて連続的に変化する。以下、エンジントルク低減制御での処理について、図４に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００５５】
まず、第１ステップＳ１で、各種情報が検出される。ここでは、操作部８及び各種のセンサからの検出信号により、エンジン回転数及び車速を含む各種情報が検出される。
【００５６】
次に、第２ステップＳ２で、補正エンジン回転数が算出される。補正エンジン回転数は、後述するトルク低減量テーブルによるトルク低減量の算出に用いられる。補正エンジン回転数は、以下の式（１）から算出される。
【００５７】
Nt=Ne+a−Nbp ・・・（１）
Ntは、補正エンジン回転数である。Neは、エンジン回転数センサ９１によって検知された現在のエンジン回転数である。Nbpは、アクセル操作量に応じた目標エンジン回転数であり、現在のアクセル操作量から算出される。具体的には、Nbpは、図５に示すテーブルと現在のアクセル操作量とから算出される。図５において、ｎ０〜ｎ１０は所定の数値であり、ｎ０からｎ１０の順に大きくなる。すなわち、アクセル操作量が大きいほどNbpは大きい。なお、図５のテーブルに示されていない値は、テーブルに示されている値の補間により求められる。後述する他のテーブルについても同様である。aは所定の定数であり、アクセル操作量が所定量であるときの目標エンジン回転数である。例えば、定数aはアクセル操作量が１００％であるときの目標エンジン回転数ｎ１０に設定される。補正エンジン回転数は、アクセル操作量が所定量であるときのトルク低減量テーブルを利用して、現在のアクセル操作量に応じたトルク低減量を求めるために用いられる。すなわち、定数ａがｎ１０である場合は、アクセル操作量が１００％であるときのトルク低減量テーブルを利用して、アクセル操作量が１００％未満であるときのトルク低減量を求めることができる。（Nbpとaは、図１３参照）
図４のフローチャートに戻り、第３ステップＳ３では、エンジン低回転域フラグがＯＮであるか否かが判定される。エンジン低回転域フラグは、エンジン回転数センサ９１によって検出されたエンジン回転数が所定の低回転数Nlow以下である場合にＯＮに設定され、エンジン回転数が所定の低回転数Nlowより大きい場合にＯＦＦに設定される。第３ステップＳ３において、エンジン低回転域フラグがＯＮである場合には、第１０ステップＳ１０に進む。第１０ステップＳ１０では、トルク低減量がゼロに設定される。すなわち、エンジントルク低減制御は行われない。
【００５８】
第４ステップＳ４では、変速操作部材８５ａが第１速位置に位置しているか否かが判定される。ここでは、変速操作検出装置８５ｂからの検出信号に基づいて判定が行われる。変速操作部材８５ａが第１速位置に位置している場合には第１０ステップＳ１０に進み、トルク低減量がゼロに設定される。変速操作部材８５ａが第１速位置に位置していない場合には、第５ステップＳ５に進む。すなわち、変速操作部材８５ａが第２速以上の速度段位置に位置している場合には、第５ステップＳ５に進む。
【００５９】
第５ステップＳ５では、作業局面の判別が行われる。具体的には、第２制御部１０ｂは、以下のようにして作業局面を判別する。
【００６０】
まず、第２制御部１０ｂは、上述した検出信号に基づいて、車両の走行ステータスと作業ステータスとを判別する。走行ステータスには、「停止」、「前進」、「後進」、及び「シャトル」がある。車速が所定の停止閾値以下である場合には、第２制御部１０ｂは、走行ステータスを「停止」と判定する。所定の停止閾値は、車両が停止していると見なすことができる程度に低い値である。ＦＲ操作部材８６ａが前進位置に設定されており、且つ、車両が前進している場合には、第２制御部１０ｂは、走行ステータスを「前進」と判定する。ＦＲ操作部材８６ａが後進位置に設定されており、且つ、車両が後進している場合には、第２制御部１０ｂは、走行ステータスを「後進」と判定する。また、ＦＲ操作部材８６ａによって指示された進行方向と車両の進行方向とが異なる場合には、第２制御部１０ｂは、走行ステータスを「シャトル」と判定する。すなわち、シャトルとは、オペレータがＦＲ操作部材８６ａを前進から後進に、又は、後進から前進に切り換えたが、車両の進行方向が切り換わる前の状態である。
【００６１】
作業ステータスには、「積荷」、「空荷」、及び、「掘削」がある。第２制御部１０ｂは、リフトシリンダ油圧が所定の積荷閾値以上である場合には、作業ステータスを「積荷」と判定する。第２制御部１０ｂは、リフトシリンダ油圧がこの積荷閾値より小さい場合には、作業ステータスを「空荷」と判定する。すなわち、「空荷」とは、バケット７に荷物が積まれていない状態を意味し、「積荷」とは、バケット７に荷物が積まれている状態を意味する。従って、所定の積荷閾値は、バケット７に荷物が積まれていない状態でのリフトシリンダ油圧の値よりも大きな値であり、バケット７に荷物が積まれていると見なすことができるリフトシリンダ油圧の値である。また、第２制御部１０ｂは、リフトシリンダ油圧が所定の掘削油圧閾値以上であり、且つ、走行ステータスが「前進」であり、且つ、ブーム角が所定の掘削角度閾値以下である場合に、「掘削」と判定する。「掘削」は、車両が前進しながらバケット７を土砂に突っ込んで持ち上げる作業を意味する。従って、掘削油圧閾値は、掘削作業中のリフトシリンダ油圧の値に相当する。また、掘削角度閾値は、掘削作業中のブーム角の値に相当する。第２制御部１０ｂは、上記の走行ステータスと作業ステータスとの組み合わせにより、作業局面を判別する。具体的には、「空荷停止」、「積荷停止」「空荷前進」、「積荷前進」、「空荷後進」、「積荷後進」、「掘削」の７つの局面に判別される。
【００６２】
第６ステップＳ６で、低負荷条件が満たされるか否かが判定される。低負荷条件は、車両が低負荷状態であることを示す条件である。ここでは、上述した作業局面および操作部材の操作状態によって、低負荷条件が満たされるか否かが判定される。例えば、低負荷条件としては、図６に示すように複数の低負荷条件がある。低負荷条件については後にトルク低減量テーブルと共に説明する。また、これらの低負荷条件のいずれも満たされない場合には、車両が高負荷状態にあると判定される。例えば作業局面が「掘削」の場合は、高負荷状態と判定される。また、車両が登坂走行を行っている場合にも、高負荷状態と判定される。例えば車両の傾斜角が検出され、車両の傾斜角が所定角度以上であり且つ車両が走行しているときに車両が登坂走行を行っていると判定される。或いは、車両の加速度が検出され、アクセル操作部材８１ａの操作量が所定の操作閾値以上であるのに加速度が所定の加速度閾値より小さいときに、車両が登坂走行を行っていると判定される。車両が高負荷状態であると判定された場合には、第１０ステップＳ１０においてトルク低減量がゼロに設定される。すなわち、トルク上限値の低減は行われない。低負荷条件のいずれかが満たされている場合は、ステップＳ７に進む。
【００６３】
第７ステップＳ７で、トルク低減量の算出が行われる。トルク低減量の算出方法については後述する。
【００６４】
第８ステップＳ８で、修正指令信号が出力される。ここでは、第２制御部１０ｂが、第７ステップＳ７で算出されたトルク低減量に相当する修正指令信号を第１制御部１０ａに送る。
【００６５】
そして、第９ステップＳ９で、エンジン指令信号が修正される。ここでは、上述したように、第１制御部１０ａが修正指令信号によりエンジン指令信号を修正してエンジン２１を制御する。
【００６６】
次に、第７ステップＳ７で算出されるトルク低減量の算出方法について、図７に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００６７】
まず、第１１ステップＳ１１において、トルク低減量テーブルが選択される。ここでは、作業局面と操作部材の操作状態とに基づいて、トルク低減量テーブルが選択される。具体的には、上述の第６ステップＳ６で判定された低負荷条件に対応するトルク低減量テーブルが選択される。トルク低減量テーブルには、例えば図６に示すように、「排土テーブル」、「シャトルテーブル」、「空荷前進テーブル」、「空荷後進テーブル」、「積荷前進テーブル」、「積荷後進テーブル」がある。「排土テーブル」は、作業局面が積荷前進であり且つバケット操作部材８４ａの操作方向がダンプ側であり且つ操作量が所定のバケット操作閾値（例えば５０％）以上の場合に選択される。また、「排土テーブル」は、作業局面が積荷停止であり且つバケット操作部材８４ａの操作方向がダンプ側であり且つ操作量が所定のバケット操作閾値（例えば５０％）以上である場合に選択される。なお、「ダンプ側」とは、排土作業を行う場合のようにバケット７の刃先を下降させるときの操作方向を意味する。また、バケット操作部材８４ａの操作量は、最大操作量に対する割合を％で示したものである。なお、中立状態では操作量は０％である。「シャトルテーブル」は、作業局面がシャトルである場合に選択される。「空荷前進テーブル」は、作業局面が空荷前進である場合に選択される。「空荷後進テーブル」は、作業局面が空荷後進である場合に選択される。「積荷前進テーブル」は、作業局面が積荷前進であり且つ変速操作部材８５ａの位置が第２速である場合に選択される。「積荷後進テーブル」は、作業局面が積荷後進である場合に選択される。これらの低負荷条件は、車両の状態が、上述した高負荷状態よりも負荷の低い低負荷状態であるときに満たされるものである。各テーブルは、各低負荷条件が満たされている状態の車両にとって適切なエンジン回転数、車速、トルク低減量の関係を定めている。これらのテーブルは、予め実験等によって求められ、第２制御部１０ｂに記憶されている。
【００６８】
トルク低減量テーブルの例を図８に示す。図８（ａ）−（ｃ）において、Ｖ０〜Ｖｍａｘ、Ｎ１１〜Ｎ１６，Ｎ２１、Ｎ３１、ａ１１１〜ａ１２２、ｂ１１１〜ｂ１５２、ｃ１１１〜ｃ１５１は、数値を示している。Ｖ０〜Ｖｍａｘは車速であり、Ｖ０＜Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖｍａｘである。特にＶｍａｘは、車両の最高速度である。また、Ｎ１１〜Ｎ１６，Ｎ２１，Ｎ３１はエンジン回転数であり、０＜Ｎ１１＜Ｎ１２＜Ｎ１３＜Ｎ１４＜Ｎ１５＜Ｎ１６、０＜Ｎ２１＜Ｎ１２、０＜Ｎ３１＜Ｎ１２である。ａ１１１〜ａ１２２，ｂ１１１〜ｂ１５２，ｃ１１１〜ｃ１５１はトルク低減量であり、ゼロより大きい値を示している。このように、各テーブルの車速、エンジン回転数、トルク低減量の関係はそれぞれ異なっている。従って、トルク低減量は、エンジン回転数及び車速が同じであっても、低負荷条件に応じて変化する。
【００６９】
例えば、図８（ａ）のテーブルでは、エンジン回転数がＮ１１以下のときには、トルク低減量はゼロである。これに対して、図８（ｃ）のテーブルでは、エンジン回転数がＮ３１以下のときに、トルク低減値がゼロとなる。すなわち、図８（ａ）のテーブルでは、エンジン回転数がＮ１１より大きいときに、トルク上限値が低減される。また、図８（ｃ）のテーブルでは、エンジン回転数がＮ３１より大きいときに、トルク上限値が低減される。このように、トルク上限値が低減されるエンジン回転数の下限値は、低負荷条件に応じて変化する。
【００７０】
これらのエンジン回転数の下限値は、各低負荷条件において急激に大きな負荷が作用した場合でもエンジン回転数が大幅に低下し難い値に設定される。すなわち、トルク上限値が低減されるエンジン回転数の下限値は、各低負荷条件において最低限必要なエンジンの出力トルクを確保するために必要な値が実験等により予め求められて設定される。
【００７１】
また、図８（ａ）のテーブルでは、車速がＶｍａｘであるときはエンジン回転数に応じてトルク低減量がゼロからａ１２２までの間で変化する。これに対して、図８（ｂ）のテーブルでは、車速がＶｍａｘであるときには、エンジン回転数によらずトルク低減量はゼロである。さらに、図８（ｃ）のテーブルでは車速がＶ４以上であるときには、エンジン回転数によらずトルク低減量はゼロである。次に、図８（ａ）のテーブルでは、車速がＶ２より大きいときに、ゼロより大きいトルク低減量が設定される。これに対して、図８（ｂ）及び図８（ｃ）のテーブルでは、車速がＶ０より大きいときに、ゼロより大きいトルク低減量が設定される。このように、トルク上限値が低減される車速の下限値は、低負荷条件に応じて変化する。これらの車速の下限値は、各低負荷条件において、例えば落石時の脱出等の危険回避のために緊急操作が必要な場合において初期動作に支障が生じない値に設定される。すなわち、トルク上限値が低減される車速の下限値は、各低負荷条件において、最低限必要なエンジンの出力トルクを確保するために必要な値が実験等により予め求められて設定される。例えば、トルク上限値が低減される車速の下限値として、５ｋｍ／ｈ程度の車速が設定される。
【００７２】
低負荷条件が異なれば、同じエンジン回転数や車速であっても、エンジントルクの低下によってオペレータが操作性の低下を感じる程度は異なる。このため、上記のように低負荷条件に応じて異なるトルク低減量テーブルを用いることによって、操作性の低下をオペレータに感じさせずに、低負荷条件ごとにできるだけエンジントルクを低減させることができる。
【００７３】
図７のフローチャートに戻り、第１２ステップＳ１２では、第１トルク低減値が算出される。ここでは、第１１ステップＳ１１において選択されたトルク低減量テーブルを参照して、現在のエンジン回転数と車速とに対応するトルク低減量が第１トルク低減値として算出される。
【００７４】
トルク低減量テーブルによってトルク上限値が低減されたエンジントルクカーブの例を図９に示す。図９（ａ）−（ｄ）は、エンジン回転数と、車速と、エンジントルク（上限値）との関係を示す３次元マップである。図９（ａ）−（ｄ）からわかるように、トルク低減量は、同じエンジン回転数及び車速であっても、低負荷条件に応じて異なる。図９（ａ）は、図８（ａ）に示すテーブルに対応している。例えば、図８（ａ）に示すテーブルは、上述した排土テーブル及びシャトルテーブルとして用いられる。図９（ｂ）は、図８（ｂ）に示すテーブルに対応している。例えば、図８（ｂ）に示すテーブルは、上述した空荷後進テーブル及び積荷後進テーブルとして用いられる。図９（ｃ）は、図８（ｃ）に示すテーブルに対応している。例えば、図８（ｃ）に示すテーブルは、上述した空荷前進テーブルとして用いられる。なお、図９（ｄ）は、トルク低減が行われない場合のエンジントルクカーブの例であり、例えば、２速より高い速度段を選択した場合の上述した積荷前進テーブルに対応している。トルク低減量テーブルは、車両の特性や使われ方を考慮した様々な低負荷条件に応じて設定される。
【００７５】
例えば、図９（ａ）のマップにおいて、異なる車速でのエンジン回転数−エンジントルクカーブを図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）において、実線Ｌｖ２は車速がＶ２のときのエンジントルクカーブである。破線Ｌｖ３は車速がＶ３のときのエンジントルクカーブである。二点鎖線Ｌｖ４は車速がＶ４のときのトルクカーブである。なお、上述したようにＶ２＜Ｖ３＜Ｖ４である。このように、車速の変化に応じてトルク低減量が変化している。具体的には、車速が大きいほど、トルク低減量が増大している。
【００７６】
また、図９（ａ）のマップにおいて、異なるエンジン回転数での車速−エンジントルクカーブを図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）において、実線Ｌｎ１はエンジン回転数がＮ１１のときのエンジントルクカーブである。破線Ｌｎ２はエンジン回転数がＮ１２のときのエンジントルクカーブである。破線Ｌｎ３はエンジン回転数がＮ１３のときのエンジントルクカーブである。このように、エンジン回転数の変化に応じてトルク低減量が変化している。エンジン回転数がＮ１１のとき、すなわちエンジン回転数が低いときには、トルク低減量はゼロで一定であり、車速の変化に関わらずトルク上限値はＴａで一定である。また、エンジン回転数がＮ１２のときには、車速がＶ２とＶ４との間で変化すると、トルク上限値も車速の変化に応じて変化する。ただし、車速がＶ２以下のときは、車速の変化に関わらずトルク上限値はＴｂ１で一定である。また、車速がＶ４以上のときは、トルク上限値は、車速の変化に関わらずＴｂ２で一定である。同様に、エンジン回転数がＮ１３のときには、車速がＶ２とＶ４との間で変化すると、トルク上限値も車速の変化に応じて変化する。ただし、車速がＶ２以下のときは、車速の変化に関わらずトルク上限値はＴｃ１(＜Ｔａ＜Ｔｂ１)で一定である。また、車速がＶ４以上のときは、トルク上限値は、車速の変化に関わらずＴｃ２(Ｔａ＜Ｔｂ２)で一定である。
【００７７】
以上のように、同じ低負荷条件であっても、車速とエンジン回転数との変化に応じて、トルク低減量が変化する。
【００７８】
また、図９（ａ）のマップと図９（ｂ）のマップとにおける同じ車速でのエンジン回転数−エンジントルクカーブを図１１（ａ）及び図１１（ｂ）にそれぞれ示す。図１１（ａ）は、図９（ａ）のマップでのエンジン回転数−エンジントルクカーブである。また、図１１（ａ）において、破線Ｌｈａはトルク低減量がゼロであるときのエンジントルクカーブである。実線Ｌｌａはトルク低減テーブルによって低減されたエンジン回転数−エンジントルクカーブである。図１１（ｂ）は、図９（ｂ）のマップでのエンジン回転数−エンジントルクカーブである。また、破線Ｌｈｂはトルク低減量がゼロであるときのエンジントルクカーブである。実線Ｌｌｂはトルク低減テーブルによって低減されたエンジン回転数−エンジントルクカーブである。これらの図からわかるように、図９（ｂ）のマップの方が図９（ａ）のマップよりもトルク低減量が小さい。このように、同じ車速であっても、低負荷条件によってトルク低減量が異なる。例えば、図１１（ａ）の実線Ｌｌａで示すエンジントルクカーブは、後述するＶシェープ作業等の短距離での作業において、特に、作業車両１への負荷が小さい作業局面に基づく低負荷条件において有効である。図１１（ｂ）の実線Ｌｌｂで示すエンジントルクカーブは、作業車両１への負荷が大きい作業局面に基づく低負荷条件において有効である。また、作業車両１への負荷が更に増大した場合には、実線Ｌｌｂで示すエンジントルクカーブを破線Ｌｈｂで示すエンジントルクカーブに近づけたエンジントルクカーブが用いられるとよい。また、この場合、負荷が増大するほど、さらに破線Ｌｈｂで示すエンジントルクカーブに近づけたエンジントルクカーブが用いられるとよい。
【００７９】
図９（ａ）と図９（ｃ）とにおける同じエンジン回転数での車速−エンジントルクカーブを図１２に示す。実線Ｌｖａは、図９（ａ）での車速−エンジントルクカーブである。破線Ｌｖｃは、図９（ｃ）での車速−エンジントルクカーブである。二点鎖線Ｌｖ０はトルク低減量がゼロであるときの車速−エンジントルクカーブである。この図１２からわかるように、図９（ａ）のマップの方が図９（ｃ）のマップよりも車速の変化に対して緩やかにトルク低減量が変化している。このように、同じエンジン回転数であっても、低負荷条件によってトルク低減量の変化が異なる。また、破線Ｌｖｃは、車速がＶ０より大きくＶ４より小さい中間域であるときに、トルク上限値が低減されている。より詳細には、車速がＶ０より大きくＶ１より小さいときには、トルク低減量が車速の上昇に応じて増加している。車速がＶ１以上でＶ３以下のときには、トルク低減量は一定である。車速がＶ３より大きくＶ４より小さいときには、トルク低減量は、車速の上昇に応じて減少している。
【００８０】
なお、第１２ステップＳ１２における、トルク低減量テーブルを用いた第１トルク低減値の算出の際には、Ｔ／Ｍ出力回転数センサ９２が検知した車速が、現在の車速として用いられる。また、アクセル操作量が１００％であるときにはエンジン回転数センサ９１が検知したエンジン回転数が現在のエンジン回転数として用いられる。アクセル操作量が１００％よりも小さい操作量の場合には、第２ステップＳ２で算出された補正エンジン回転数が現在のエンジン回転数として用いられる。
【００８１】
図１３は、補正エンジン回転数を用いた場合のエンジントルクカーブの補正過程を示している。二点鎖線Ｌ１００は、アクセル操作量が１００％のときのエンジントルクカーブであり、トルク低減量はゼロである。一点鎖線Ｌ１００´は、アクセル操作量が１００％であるとして設定されたトルク低減量テーブルに基づいて、エンジントルクカーブＬ１００のトルクを低減したときのエンジントルクカーブである。破線Ｌｃｎは、補正エンジン回転数によりトルク低減量を算出したときのエンジントルクカーブであり、アクセル操作量が７５％のときにトルクが低減されたエンジントルクカーブである。このように、補正エンジン回転数が用いられることにより、二点鎖線Ｌ１００と一点鎖線Ｌ１００´とのトルク差（トルク低減量）が、二点鎖線Ｌ１００と破線Ｌｃｎとのトルク差（トルク低減量）に補正されている。即ち、補正エンジン回転数を用いて第１トルク低減値を算出することにより、アクセル操作量を考慮してトルク低減量を補正することができる。これにより、アクセル操作量ごとにトルク低減量テーブルを設定しなくてもよい。
【００８２】
図７のフローチャートに戻り、第１３ステップＳ１３では、低負荷条件が「積荷前進＋変速操作部材の位置が第２速」又は「積荷後進」であるか否かが判定される。低負荷条件が「積荷前進＋変速操作部材の位置が第２速」又は「積荷後進」である場合には第１６ステップＳ１６に進む。すなわち、第１１ステップＳ１１において、積荷前進テーブル又は積荷後進テーブルが選択されている場合には第１６ステップＳ１６に進む。低負荷条件が「積荷前進＋変速操作部材の位置が第２速」又は「積荷後進」ではない場合には第１４ステップＳ１４に進む。すなわち、第１１ステップＳ１１において、「排土テーブル」、「シャトルテーブル」、「空荷前進テーブル」、「空荷後進テーブル」のいずれかが選択されている場合には第１４ステップＳ１４に進む。
【００８３】
第１４ステップＳ１４では、第２トルク低減値Ａ２が算出される。第２トルク低減値Ａ２は以下の式（２）により算出される。
Ａ２＝Ａ１＋Ｂ・・・（２）
Ａ１は第１２ステップＳ１２で算出された第１トルク低減値である。Ｂはトルク低減補正値であり、アクセル操作量に応じて変化する値である。具体的には、トルク低減補正値は、図１４に示すトルク低減補正値テーブルによって求められる。図１４において、ａ１〜ａ７，ｂ１〜ｂ５は所定の数値である。０＜ａ１＜ａ２＜ａ３＜ａ４＜ａ５＜ａ６＜ａ７であり、ｂ１＞ｂ２＞ｂ３＞ｂ４＞ｂ５＞０である。すなわち、アクセル操作量が大きいほど、トルク低減補正値は小さい。アクセル操作量が所定値ａ７（例えば８５％）より大きいときには、トルク低減補正値はゼロである。
【００８４】
トルク低減補正値を用いたときのエンジントルクカーブを図１３において実線Ｌｃａで示す。このエンジントルクカーブでは、補正エンジン回転数により第1トルク低減値を算出し、且つ、トルク低減補正値を用いて第２トルク低減値を算出したときのエンジントルクカーブである。上述した破線Ｌｃｎは、補正エンジン回転数により第1トルク低減値を算出し、且つ、トルク低減補正値を用いずに第２トルク低減値を算出したときのエンジントルクカーブである。いずれの場合もアクセル操作量は同じ（例えば７５％）である。このように、トルク低減補正値を用いて第２トルク低減値を算出することにより、アクセル操作量を考慮してトルク低減量を補正することができる。
【００８５】
第１５ステップＳ１５で、トルク低減量Ｄが算出される。トルク低減量Ｄは以下の式（３）により算出される。
Ｄ＝Ａ２×Ｒ１・・・（３）
Ａ２は、第１４ステップＳ１４で算出された第２トルク低減値である。Ｒ１は、低アクセル低速時低減比率である。低アクセル低速時低減比率は、アクセル操作量による低減比率ｒａと車速による低減比率ｒｖとのうちの大きい方を選択することにより、算出される。アクセル操作量による低減比率ｒａは、図１５（ａ）に示す低減比率算出テーブルから算出される。図１５（ａ）のテーブルでは、ＡＣ１，ＡＣ２は数値を示しており、０＜ＡＣ１＜ＡＣ２である。アクセル操作量が所定値ＡＣ１（例えば７０％）以下であるときには低減比率ｒａはゼロである。すなわち、アクセル操作量が低いときにはトルク低減量がゼロとなる。また、アクセル操作量が所定値ＡＣ２（例えば９０％）以上であるときには低減比率ｒａは１である。アクセル操作量が所定値ＡＣ１とＡＣ２との間であるときは、低減比率ｒａは比例計算により算出される。また、車速による低減比率ｒｖは、図１５（ｂ）に示す低減比率算出テーブルから算出される。図１５（ｂ）のテーブルでは、ＶＬ１，ＶＬ２は数値を示しており、０＜ＶＬ１＜ＶＬ２である。車速が所定値ＶＬ１以下であるときには低減比率ｒｖはゼロである。すなわち、車速が低いときにはトルク低減量がゼロとなる。また、車速が所定値ＶＬ２以上であるときには低減比率ｒｖは１である。車速がＶＬ１とＶＬ２との間であるときは、低減比率ｒｖは比例計算により算出される。このような低アクセル低速時低減比率が用いられることによって、低車速からの加速を向上させることができる。
【００８６】
低負荷条件が「積荷前進＋変速操作部材の位置が第２速」又は「積荷後進」である場合には、第１６ステップＳ１６から第１８ステップＳ１８において、上記とは異なる方法で第２トルク低減値が算出される。
【００８７】
まず、第１６ステップＳ１６で、第１算出値Ｃ１が以下の式（４）により算出される
Ｃ１＝（Ａ１＋Ｂ）×Ｒ２・・・（４）
第１トルク低減値Ａ１、トルク低減補正値Ｂの算出方法は上述のとおりである。Ｒ２は、積荷時低減比率である。積荷時低減比率Ｒ２は、エンジントルク（トルク上限値）から後述する作業機ポンプ推定トルクを差し引いた値よりもトルク低減量を大きくしてもオペレータが違和感を感じない場合を想定して設定される。例えば、積荷時低減比率Ｒ２は、０より大きく１より小さい値であり、例えば「０．４」などの値が設定される。積荷時低減比率Ｒ２は、作業機ポンプ１３の推定出力トルクに対応する低減比率マップから算出される。
【００８８】
第１７ステップＳ１７で、第２算出値Ｃ２が以下の式（５）により算出される
Ｃ２＝Ａ１＋Ｂ−Ｔ１+Ｔ２・・・（５）
第１トルク低減値Ａ１、トルク低減補正値Ｂの算出方法は上述のとおりである。Ｔ１は、作業機ポンプ推定トルクである。作業機ポンプ推定トルクＴ１は、作業機ポンプ１３を駆動するために必要なトルクである。作業機ポンプ推定トルクＴ１は、作業機ポンプ１３の吐出容量と第１油圧センサ９４によって検出された作業機ポンプ１３の圧力の積に基づいて作業機ポンプ推定トルクＴ１として算出される。Ｔ２は、作業機ポンプ１３の中立出力トルクである。すなわち、Ｔ２は、ブーム操作部材８３ａ及びバケット操作部材８４ａが操作されていない中立状態での作業機ポンプ１３を駆動するために必要なトルクである。なお、上記の式（５）では、作業機ポンプのトルクを考慮したが，ステアリングポンプ１２やその他の油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの駆動トルクも考慮して第２算出値Ｃ２が算出されてもよい。
【００８９】
第１８ステップＳ１８で、第１算出値Ｃ１と第２算出値Ｃ２とのうち大きい方が第２トルク低減値Ａ２として選択される。そして、第１５ステップＳ１５で上述した式（３）によりトルク低減値Ｄが算出される。
【００９０】
以上の図４に示す第１ステップＳ１から第９ステップＳ９の処理、及び、図７に示す第１１ステップＳ１１から第１８ステップＳ１８の処理は、エンジン２１が駆動されている間、繰り返し行われる。
【００９１】
本実施形態に係る作業車両では、低負荷条件が満たされているときには、トルク上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減される。これにより、燃費が低減する。また、エンジン回転数と車速との変化に応じてトルク低減量が変化する。従って、予め設定された量だけ一律にトルク上限値が低減されるのではなく、エンジン回転数及び車速等の変化に応じて、低減量が連続的に変化する。このため、エンジントルクの急激な変化が抑えられる。これにより、操作性の低下が抑えられる。また、各低負荷条件に対応したトルク低減量テーブルが用意されているので、トルク低減量は低負荷条件に応じて変化する。従って、車両の低負荷条件に応じた適切なトルク低減量を設定することができる。これにより、各低負荷条件において、オペレータに操作性の低下を感じさせない範囲で、できるだけエンジントルクを低減させることができる。
【００９２】
例えば、作業車両１がいわゆるＶシェープ作業を行っているときのエンジントルク低減制御について説明する。Ｖシェープ作業とは、図１６に示すように、作業車両１が、土砂などの荷物１００を作業機３によって持ち上げ、ダンプトラックなどの積み込み位置２００に積み込む作業である。Ｖシェープ作業が行われるときは、比較的近距離での移動が繰り返されるので、変速操作部材８５ａは第２速位置に設定される。まず、作業車両１は、荷物１００に向かって移動する。このとき作業局面は「空荷前進」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「空荷前進テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、作業車両１が荷物１００に突っ込んでバケット７に荷物１００を積み込んで持ち上げる。このとき作業局面は「掘削」である。このため、エンジントルクは低減されない。次に、作業車両１は、バケット７に荷物１００を載せた状態で後退する。このとき、作業局面は「積荷後進」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１６ステップＳ１６から第１８ステップＳ１８、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「積荷後進テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、オペレータはＦＲ操作部材８６ａを後進位置から前進位置に切り換える。このとき、作業車両１の進行方向が後進から前進に切り換わるまでの間は、作業局面は「シャトル」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「シャトルテーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、作業車両１がバケット７に荷物１００を載せた状態で、積み込み位置２００に向かって前進する。このとき、作業局面は、積荷前進である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１６ステップＳ１６から第１８ステップＳ１８、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「積荷前進テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、作業車両１が積み込み位置２００の近くに位置している状態で、オペレータがバケット操作部材８４ａを操作して、バケット７上の荷物１００を積み込み位置２００に降ろす。このとき、「排土」の低負荷条件が満たされる。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「排土テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、オペレータはＦＲ操作部材８６ａを前進位置から後進位置に切り換え、作業車両１は、後進して積み込み位置２００から離れる。このとき、作業局面は「空荷後進」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「空荷後進テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、オペレータはＦＲ操作部材８６ａを後進位置から前進位置に切り換える。このとき、作業車両１の進行方向が後進から前進に切り換わるまでの間は、作業局面は「シャトル」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「シャトルテーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。以上の動作が繰り返される。
【００９３】
また、低負荷条件が満たされても、各テーブルにおいて、エンジン回転数が所定回転数以下であるときには、トルク低減量がゼロに設定されている。また、所定回転数は、トルク低減量テーブル毎にそれぞれ設定されているので、低負荷条件が変わると変化する。このため、オペレータに操作性の低下を感じさせない範囲で低負荷条件ごとにできるだけエンジントルクを低減させることができる。また、車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件は、作業局面を含んでいる。このため、所定回転数は、低負荷条件に代えて、作業局面に応じて変化するようにしてもよい。
【００９４】
トルク低減補正値は、アクセル操作量が大きいほど小さい。すなわち、アクセル操作量が小さいほど、トルク低減補正値は大きい。従って、オペレータがアクセルを大きく操作しているときには、トルク低減量は小さな値に設定される。オペレータがアクセルを大きく操作しているときは、オペレータが大きな出力を望んでいる状態であるので、トルク低減量が小さく設定されることにより、オペレータが操作性の低下を感じることを抑えることができる。また、オペレータがアクセルを小さく操作しているときには、トルク低減量は大きな値に設定される。オペレータがアクセルを小さく操作しているときは、オペレータが大きな出力を望んでいない状態であるので、トルク低減量が大きく設定されても、オペレータが操作性の低下を感じる恐れは少ない。このため、オペレータに操作性の低下を感じさせずに、燃費を向上させることができる。
【００９５】
図８（ｂ）及び図８（ｃ）のトルク低減量テーブルに示されているように、速度がＶｍａｘではトルク低減量はゼロである。このため、高速走行時に走行性能が低下することが抑えられる。
【００９６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９７】
例えば、車速に代えて、車両の加速度に基づいてトルク低減量が算出されてもよい。すなわち、図１７に示すように、トルク低減量テーブルは、エンジン回転数と車両の加速度とトルク低減量との関係を定めるものであってもよい。図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すテーブルは、それぞれ異なる低負荷条件で用いられるトルク低減量テーブルである。図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）において、ＶＡ１〜ＶＡｍａｘ、Ｎ２１〜Ｎ２６，ａ２１１〜ａ２５３、ｂ２１１〜ｂ２５５、ｃ２１１〜ｃ２５５は、数値を示している。ＶＡ１〜ＶＡｍａｘは車両の加速度であり、０＜ＶＡ１＜ＶＡ２＜ＶＡ３＜ＶＡ４＜ＶＡｍａｘである。また、Ｎ２１〜Ｎ２６はエンジン回転数であり、０＜Ｎ２１＜Ｎ２２＜Ｎ２３＜Ｎ２４＜Ｎ２５＜Ｎ２６である。ａ２１１〜ａ２５３、ｂ２１１〜ｂ２５５、ｃ２１１〜ｃ２５５はトルク低減量であり、ゼロより大きい値を示している。このように、各テーブルのトルク低減量は、車両の加速度及びエンジン回転数の変化に応じて変化する。また、各テーブルの車両の加速度、エンジン回転数、トルク低減量の関係はそれぞれ異なっている。従って、トルク低減量は、エンジン回転数及び車両の加速度が同じであっても、低負荷条件に応じて変化する。
【００９８】
或いは、車速に代えて、エンジン回転数の加速度に基づいてトルク低減量が算出されてもよい。すなわち、図１８に示すように、トルク低減量テーブルは、エンジン回転数とエンジン回転数の加速度とトルク低減量との関係を定めるものであってもよい。図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すテーブルは、それぞれ異なる低負荷条件で用いられるトルク低減量テーブルである。図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）において、ＥＡ１〜ＥＡｍａｘ、Ｎ３１〜Ｎ３６，ａ３１１〜ａ３５３、ｂ３１１〜ｂ３５５、ｃ３１１〜ｃ３５５は、数値を示している。ＥＡ１〜ＥＡｍａｘはエンジン回転数の加速度であり、０＜ＥＡ１＜ＥＡ２＜ＥＡ３＜ＥＡ４＜ＥＡｍａｘである。また、Ｎ３１〜Ｎ３６はエンジン回転数であり、０＜Ｎ３１＜Ｎ３２＜Ｎ３３＜Ｎ３４＜Ｎ３５＜Ｎ３６である。ａ３１１〜ａ３５３、ｂ３１１〜ｂ３５５、ｃ３１１〜ｃ３５５はトルク低減量であり、ゼロより大きい値を示している。例えば、エンジン回転数がＮ３２であり、エンジン回転数の加速度がＥＡ１であるときには、図１８（ａ）のテーブルによれば、低減量はゼロにされる。また、エンジン回転数が同じＮ３２であるが、エンジン回転数の加速度がＥＡ１より大きいＥＡ３であるときには、図１８（ａ）のテーブルによれば、低減量はａ３１１にされる。また、上記と同様にエンジン回転数がＮ３２であり、エンジン回転数の加速度がＥＡ１であっても、図１８（ｂ）のテーブルによれば、低減量はｂ３１１とされる。このように、各テーブルのトルク低減量は、エンジン回転数の加速度及びエンジン回転数の変化に応じて変化する。また、各テーブルのエンジン回転数の加速度、エンジン回転数、トルク低減量の関係はそれぞれ異なっている。従って、トルク低減量は、エンジン回転数及びエンジン回転数の加速度が同じであっても、低負荷条件に応じて変化する。
【００９９】
また、トルク低減量が車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度とのうち、いずれに基づいて算出されるかは、低負荷条件ごとに異なってもよい。例えば、第１の低負荷条件では「エンジン回転数と車速とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルが用いられており、第２の低負荷条件では「エンジン回転数と車両の加速度とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルが用いられており、第３の低負荷条件では「エンジン回転数とエンジン回転数の加速度とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルが用いられてもよい。
【０１００】
また、１つの低負荷条件に、車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度とが異なっている複数のトルク低減量テーブルが設定されており、これらのトルク低減量テーブルから最も大きいトルク低減量が選択されてもよい。例えば、１つの低負荷条件に「エンジン回転数と車速とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルと「エンジン回転数と車両の加速度とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルと「エンジン回転数とエンジン回転数の加速度とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルの３つのトルク低減量テーブルが設定されており、これらのトルク低減量テーブルから現在の車両の状態において最も大きいトルク低減量が選択されてもよい。
【０１０１】
なお、エンジン回転数の加速度とは、エンジン回転数の単位時間当たりの変化量を意味する。エンジン回転数の加速度は、加速度を検出するセンサにより検出されてもよい。或いは、エンジン回転数の加速度は、エンジン回転数センサ９１が検出したエンジン回転数から制御部１０が算出してもよい。また、トルク低減量はテーブルによらず計算式により算出されてもよい。また、図１７（ａ）−（ｃ）において（ａ）のＮ２１〜Ｎ２６、（ｂ）のＮ２１〜Ｎ２６、（ｃ）のＮ２１〜Ｎ２６は同じ符号としたが、同じ値でなくてもよい。図１８（ａ）−（ｃ）のＮ３１〜Ｎ３６も同様に同じ値でなくてもよい。
【０１０２】
上記の実施形態では、補正エンジン回転数が用いられることにより、アクセル操作量が１００％のときのトルク低減量テーブルから、現在のアクセル操作量に対応するトルク低減量が求められている。これにより、アクセル操作量が１００％のときのエンジントルクカーブから、アクセル操作量が１００％未満のときに対応するトルク低減量を算出することができる。ただし、アクセル操作量に応じたトルク低減量を算出する方法は、上記のように補正エンジン回転数を用いたものに限られない。アクセル操作量ごとに複数のトルク低減量テーブルが制御部１０に記憶され、これらのテーブルからトルク低減量が求められてもよい。
【０１０３】
上記の実施形態では、図４のフローチャートの第１０ステップＳ１０において、トルク低減量がゼロに設定されている。しかし、トルク低減量は必ずしもゼロでなくてもよい。
【０１０４】
低負荷条件は、上述したものと異なる低負荷条件の判定が行われてもよい。作業局面の判別も、上述したものと異なる作業局面の判別が行われてもよい。上述したトルク低減量テーブルとは異なるトルク低減量テーブルに基づいてトルク低減量が算出されてもよい。例えば、トランスミッション２６の速度段が低負荷条件に含まれてもよい。そして、トルク低減量テーブルの車速Ｖｍａｘが各速度段に対応した最高車速に設定されてもよい。
【０１０５】
操作部材の形態は、上記で例示したものに限られない。例えば、レバーやペダルに限らず、スライド型或いはダイヤル型のスイッチなどの他の操作部材が用いられてもよい。
【０１０６】
上記の実施形態に係る作業車両１では、第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとが別に設けられているが、一体に設けられてもよい。例えば、１つのコンピュータによって第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとの機能が実現されてもよい。逆に、第１制御部１０ａ又は第２制御部１０ｂの機能が複数のコンピュータによって分担されてもよい。
【０１０７】
また、本発明が適用される作業車両は上記のものに限られない。ホイールローダ以外の作業車両にも本発明を適用することができる。また、本発明は、ＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）、或いは、ＨＭＴ（Hydraulic Mechanical Transmission）などの機械式の無段変速装置（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）装置、あるいは、電気式無段変速装置を備える作業車両に適用されてもよい。例えば、図１９に示すように、ＨＳＴを備える作業車両（以下、「HST型作業車両」と呼ぶ）では、エンジン２１からの駆動力により走行用油圧ポンプ４１を駆動し、走行用油圧ポンプ４１から吐出された作動油が走行回路４２を介して油圧モータ４３に供給される。これにより油圧モータ４３が駆動され、油圧モータ４３の回転力により前輪４ａ及び後輪４ｂが駆動される。油圧モータ４３に供給される作動油の圧力（「走行回路油圧」とよぶ）は、走行回路油圧センサ４４によって検出される。また、第２制御部１０ｂからの制御信号により走行用油圧ポンプ４１の傾転角を調整するポンプ容量制御部４５が備えられている。第２制御部１０ｂは、ポンプ容量制御部４５を制御することにより、走行用油圧ポンプ４１の容量を電気的に制御することができる。また、第２制御部１０ｂからの制御信号により油圧モータ４３の傾転角を調整するモータ容量制御部４６が備えられている。第２制御部１０ｂは、モータ容量制御部４６を制御することにより、油圧モータ４３の容量を電気的に制御することができる。なお、図１９では、図２と共通の構成には同じ符号が付されている。
【０１０８】
第２制御部１０ｂは、エンジン回転数センサ９１および走行回路油圧センサ４４からの出力信号を処理して、ポンプ容量の指令信号をポンプ容量制御部４５に出力する。ここでは、第２制御部１０ｂは、第２制御部１０ｂに記憶されているポンプ容量−走行回路油圧特性データを参照して、エンジン回転数の値と走行回路油圧の値とからポンプ容量を設定し、この設定したポンプ容量に対応するポンプ容量指令値をポンプ容量制御部４５に出力する。図２０に、ポンプ容量−走行回路油圧特性データの一例を示す。図中の実線Ｌ１１および破線Ｌ１２〜Ｌ１５は、エンジン回転数に応じて変更されるポンプ容量−走行回路油圧特性を示すラインである。ポンプ容量制御部４５は、入力されたポンプ容量指令値に基づいて走行用油圧ポンプ４１の傾転角を変更する。これにより、ポンプ容量がエンジン回転数に対応したものに制御される。
【０１０９】
また、第２制御部１０ｂは、エンジン回転数センサ９１および走行回路油圧センサ４４からの出力信号を処理して、モータ容量の指令信号をモータ容量制御部４６に出力する。ここでは、第２制御部１０ｂは、第２制御部１０ｂに記憶されているモータ容量−走行回路油圧特性データを参照して、エンジン回転数の値と走行回路油圧の値とからモータ容量を設定し、この設定したモータ容量に対応する傾転角の変更指令をモータ容量制御部４６に出力する。図２１に、モータ容量−走行回路油圧特性データの一例を示す。図中の実線Ｌ２１は、エンジン回転数がある値の状態における、走行回路油圧に対する傾転角を定めたラインである。走行回路油圧がある一定の値以下の場合までは傾転角は最小（Ｍｉｎ）であり、その後、走行回路油圧の上昇に伴って傾転角も次第に大きくなり（実線の傾斜部分Ｌ２２）、傾転角が最大（Ｍａｘ）となった後は、油圧が上昇しても傾転角は最大傾転角Ｍａｘを維持する。上記実線の傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転数によって上下するように設定されている。すなわち、エンジン回転数が低ければ、走行回路油圧がより低い状態から傾転角が大きくなり、走行回路油圧がより低い状態で最大傾転角に達するように制御される（図２１における下側の破線の傾斜部分Ｌ２３参照）。反対にエンジン回転数が高ければ、走行回路油圧がより高くなるまで最小傾転角Ｍｉｎを維持し、走行回路油圧がより高い状態で最大傾転角Ｍａｘに達するように制御される（図２１における上側の破線の傾斜部分Ｌ２４参照）。
【０１１０】
また、このHST型作業車両は、上記の実施形態に係る作業車両１と同様の変速操作部材８５ａを備えている。第２制御部１０ｂは、変速操作部材８５ａによって選択される各速度段に対応する最高車速を記憶している。第２制御部１０ｂは、車速が、選択された速度段での最高車速を超えないように、モータ容量制御部４６を制御する。これにより、上記の実施形態に係る作業車両と同様の変速制御が行われる。また、このHST型作業車両では、上記の実施形態に係る作業車両と同様のエンジン２１の制御が第１制御部１０ａによって行われる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、操作性の低下を抑えると共に、燃費低減の効果を向上させることができる効果を有する。このため、本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法として有用である。
【符号の説明】
【０１１２】
２１ エンジン
２２ 走行装置
３ 作業機
９１ エンジン回転数センサ（第１検出部）
９２ Ｔ／Ｍ出力回転数センサ（第２検出部）
１０ 制御部
８１ａ アクセル操作部材
８１ｂ アクセル操作検出装置（第３検出部）
８６ａ ＦＲ操作部材（前後進切換操作部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホイールローダなどの作業車両において、エンジンの出力を制御するための制御モードを、作業の負荷に応じて低出力モードと高出力モードとのいずれかに切り換える技術が知られている（特許文献１参照）。各制御モードでは、予め設定されたエンジントルクカーブに従ってエンジンの出力が制御される。エンジントルクカーブは、エンジンの出力トルクの上限値とエンジン回転数との関係を示す。そして、エンジンの出力トルクの上限値に関して、低出力モードでのエンジントルクカーブは、高出力モードでのエンジントルクカーブのα倍（α＜１）に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００５／０２４２０８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような技術では、作業の負荷が低下すると、高出力モードのエンジントルクカーブから、低出力モードのエンジントルクカーブへと切り換えられる。しかし、低出力モードのエンジントルクカーブは、高出力モードのエンジントルクカーブに対して、エンジンの出力トルクの上限値がα倍になっている全く別のエンジントルクカーブである。このため、作業の途中で、エンジンの出力性能が急激に変化する恐れがある。この場合、作業車両の操作性が低下してしまう。
【０００５】
また、上記のような操作性の低下を防ぐためには、低出力モードでのエンジントルクカーブと、高出力モードでのエンジントルクカーブとの間のトルク差を小さくすることが考えられる。これにより、エンジントルクの急激な変化が抑えられるからである。しかし、この場合、低出力モードでのエンジンの出力トルクの低減量が小さくなる。このため、燃費低減の効果が小さい。
【０００６】
本発明の課題は、操作性の低下を抑えると共に、燃費低減の効果を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様にかかる作業車両は、エンジンと、走行装置と、作業機と、第１検出部と、第２検出部と、制御部と、を備える。走行装置は、エンジンからの駆動力により車両を走行させる。作業機は、エンジンからの駆動力により駆動される。第１検出部は、エンジン回転数を検出する。第２検出部は、車速と、車両の加速度と、エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つを検出する。制御部は、車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かを判定する。制御部は、低負荷条件が満たされているときには、エンジンの出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減するように、エンジンを制御する。また、制御部は、第２検出部によって検出された車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、第１検出部によって検出されたエンジン回転数との変化に応じて、低負荷条件が満たされているときのエンジンの出力トルクの上限値の低減量を変化させる。
【０００８】
この作業車両では、低負荷条件が満たされているときには、エンジンの出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減される。これにより、燃費が低減する。また、低負荷条件が満たされているときのエンジンの出力トルクの上限値の低減量は、車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度との少なくとも１つと、エンジン回転数との変化に応じて、変化する。従って、予め設定された量だけ一律にエンジンの出力トルクの上限値が低減されるのではなく、エンジン回転数と車速等との状況の変化に応じて、低減量が変化する。このため、エンジンの出力トルクの急激な変化が抑えられる。これにより、操作性の低下が抑えられる。
【０００９】
本発明の第２の態様にかかる作業車両は、第１の態様にかかる作業車両であって、低減量は、低負荷条件に応じて変化する。
【００１０】
低負荷条件が異なれば車両にかかる負荷の大きさも異なる。このため、低負荷条件に応じて低減量を変化させることにより、負荷の大きさに適した低減量を決定することができる。例えば、低負荷条件が満たされていても、負荷の大きな低負荷条件では、負荷の小さな低負荷条件よりも低減量が小さくされるとよい。これにより、操作性の低下をさらに抑えることができる。
【００１１】
本発明の第３の態様にかかる作業車両は、第１又は第２の態様にかかる作業車両であって、制御部は、エンジン回転数が所定回転数より大きいときに、エンジンの出力トルクの上限値を低減させる。また、所定回転数は、低負荷条件に応じて変化する。
【００１２】
この作業車両では、エンジン回転数が所定回転数より大きいときには、エンジンの出力トルクの上限値が低減される。すなわち、低負荷条件が満たされても、エンジン回転数が所定回転数より小さいときには、エンジンの出力トルクの上限値が低減されない。これにより、エンジンの出力トルクが過度に低下することを抑えることができる。また、所定回転数は、低負荷条件に応じて変化する。最低限必要なエンジンの出力トルクは低負荷条件に応じて異なるので、低負荷条件に応じて所定回転数を変化させることにより、低負荷条件ごとに最低限必要なエンジンの出力トルクを確保することができる。これにより、操作性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第４の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第３の態様のいずれかにかかる作業車両であって、オペレータによって操作されるアクセル操作部材と、アクセル操作部材の操作量を検出する第３検出部と、をさらに備える。制御部は、第３検出部によって検出されたアクセル操作部材の操作量を考慮して低減量を決定する。
【００１４】
この作業車両では、アクセル操作部材の操作量を考慮して、エンジンの出力トルクの上限値の低減量が決定される。このため、オペレータの意思を低減量に反映させることができる。これにより、操作性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第５の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第４の態様のいずれかにかかる作業車両であって、第２検出部は、車速を検出する。車速が所定速度以上であるときには、制御部は車速が所定速度より小さいときよりも低減量を小さくする。
【００１６】
この作業車両では、高速走行時にエンジンの出力トルクが過度に低下することを抑えることができる。これにより、高速走行時に走行性能が低下することが抑えられる。
【００１７】
本発明の第６の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第４の態様のいずれかにかかる作業車両であって、第２検出部は、車速を検出する。車速が第１の所定速度より小さいとき、及び、車速が第１の所定速度より大きい第２の所定速度より大きいときには、制御部は、車速が第１の所定速度以上であり第２の所定速度以下であるときよりも、低減量を小さくする。
【００１８】
この作業車両では、低速走行時および高速走行時にエンジンの出力トルクが過度に低下することを抑えることができる。これにより、低速走行時および高速走行時に走行性能が低下することが抑えられる。
【００１９】
本発明の第７の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第６の態様のいずれかにかかる作業車両であって、制御部は、走行装置及び作業機の作動状態から車両の作業局面を判別し、低負荷条件が満たされているか否かを作業局面に基づいて判定する、
この作業車両では、作業局面に基づいて、エンジンの出力トルクの上限値の低減量が決定される。このため、車両の負荷状態により適した低減量に決定できる。これにより、さらに、燃費が低減するとともに操作性の低下が抑えられる。
【００２０】
本発明の第８の態様にかかる作業車両は、第７の態様にかかる作業車両であって、低負荷条件は、作業局面が空荷状態であることを含む。空荷状態とは、作業機に荷物が積まれていない状態である。
【００２１】
この作業車両では、作業機に荷物が積まれていないときに、エンジンの出力トルクの上限が低減される。作業機に荷物が積まれていないときには、作業機にかかる負荷が小さい。従って、エンジンの出力トルクの上限が低減されても、作業機の動作に与える影響が小さい。このため、操作性の低下を抑えると共に、燃費を低減させることができる。
【００２２】
本発明の第９の態様にかかる作業車両は、第７の態様または第８の態様にかかる作業車両であって、車両の前進と後進との切換を操作するための前後進切換操作部材をさらに備える。低負荷条件は、作業局面がシャトル状態であることを含む。シャトル状態とは、前後進切換操作部材によって指示された進行方向と車両の進行方向とが異なっている状態である。
【００２３】
この作業車両では、車両がシャトル状態であるときに、エンジンの出力トルクの上限が低減される。シャトル状態は、オペレータが車両の前進と後進との切換を操作したときから、車両の動作が実際に切り換わるまでの間の状態である。このため、車両がシャトル状態であるときには、車両を高速で走行させたり、作業機を迅速に駆動させたりする状況ではない。このため、操作性の低下を抑えると共に、燃費を低減させることができる。
【００２４】
本発明の第１０の態様にかかる作業車両は、第１の態様から第９の態様のいずれかにかかる作業車両であって、制御部は、車両が登坂走行を行っているか否かを判定する。制御部は、車両が登坂走行を行っている場合には、制御部は低減量を小さくする。
【００２５】
この作業車両では、車両が登坂走行を行っていると判定された場合には、低減量が小さくされる。このため、登坂走行時に走行性能が低下することが抑えられる。
【００２６】
本発明の第１１の態様にかかる作業車両の制御方法は、エンジンと走行装置と作業機とを備える作業車両の制御方法である。走行装置は、エンジンからの駆動力により車両を走行させる。作業機は、エンジンからの駆動力により駆動される。この作業車両の制御方法は、次のステップを備える。エンジン回転数が検出される。車速と、車両の加速度と、エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つが検出される。車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かが判定される。低負荷条件が満たされるときには、エンジンの出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされないときよりも低減するように、エンジンが制御される。検出された車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、検出されたエンジン回転数との変化に応じて、低負荷条件が満たされているときのエンジンの出力トルクの上限値の低減量を変化させる。
【００２７】
この作業車両の制御方法では、低負荷条件が満たされるときには、エンジンの出力トルクの上限値が、低負荷条件が満たされないときよりも低減される。これにより、燃費が低減する。また、低負荷条件が満たされるときのエンジンの出力トルクの上限値の低減量は、車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度との少なくとも１つと、エンジン回転数との変化に応じて、変化する。従って、予め設定された量だけ一律にエンジンの出力トルクの上限値が低減されるのではなく、エンジン回転数と車速等との状況の変化に応じて、低減量が変化する。このため、エンジンの出力トルクの急激な変化が抑えられる。これにより、操作性の低下が抑えられる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、操作性の低下を抑えると共に、燃費低減の効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る作業車両の側面図。
【図２】作業車両の構成を示す模式図。
【図３】エンジントルクカーブの一例を示す図。
【図４】エンジントルク低減制御での処理を示すフローチャート。
【図５】補正エンジン回転数を算出するためのテーブルの一例を示す図。
【図６】低負荷条件とトルク低減量テーブルとを示す図。
【図７】エンジントルク低減制御でのトルク低減量の算出処理を示すフローチャート。
【図８】トルク低減量テーブルの例を示す図。
【図９】トルク低減量テーブルによって算出されたトルク低減量によるエンジントルクカーブの変化の例を示す図。
【図１０】トルク低減量テーブルによって算出されたトルク低減量によるエンジントルクカーブの変化の例を示す図。
【図１１】トルク低減量テーブルによって算出されたトルク低減量によるエンジントルクカーブの変化の例を示す図。
【図１２】トルク低減量テーブルによって算出されたトルク低減量によるエンジントルクカーブの変化の例を示す図。
【図１３】補正エンジン回転数及びトルク低減補正値によるトルク低減量への影響を示す図。
【図１４】トルク低減補正値を算出するためのテーブルの一例を示す図。
【図１５】低アクセル低速時低減比率を算出するためのテーブルの一例を示す図。
【図１６】Ｖシェープ作業時の車両の動作を示す模式図。
【図１７】他の実施形態に係るトルク低減量テーブルの例を示す図。
【図１８】他の実施形態に係るトルク低減量テーブルの例を示す図。
【図１９】本発明の他の実施形態に係るＨＳＴ型作業車両の構成の概略を示すブロック図。
【図２０】ＨＳＴ型作業車両でのポンプ容量−走行回路油圧特性の例を示す図。
【図２１】ＨＳＴ型作業車両でのモータ容量−走行回路油圧特性の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の一実施形態に係る作業車両１を図１および図２に示す。図１は、作業車両１の外観図であり、図２は、作業車両１の構成を示す模式図である。この作業車両１は、ホイールローダであり、作業車両１は、前輪４ａ、後輪４ｂが回転駆動されることにより自走可能であると共に作業機３を用いて所望の作業を行うことができる。
【００３１】
図１に示すように、この作業車両１は、車体フレーム２、作業機３、前輪４ａ、後輪４ｂ、運転室５を備えている。
【００３２】
車体フレーム２は、前車体部２ａと後車体部２ｂとを有している。前車体部２ａと後車体部２ｂとは互いに左右方向に揺動可能に連結されている。前車体部２ａと後車体部２ｂとに渡って一対のステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂが設けられている。ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂは、ステアリングポンプ１２（図２参照）からの作動油によって駆動される油圧シリンダである。ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂが伸縮することによって、前車体部２ａが後車体部２ｂに対して揺動する。これにより、車両の進行方向が変更される。なお、図１及び図２では、ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂの一方のみを図示しており他方を省略している。
【００３３】
前車体部２ａには、作業機３および一対の前輪４ａが取り付けられている。作業機３は、作業機ポンプ１３（図２参照）からの作動油によって駆動される。作業機３は、ブーム６と、一対のリフトシリンダ１４ａ，１４ｂと、バケット７と、バケットシリンダ１５と、ベルクランク９とを有する。ブーム６は、前車体部２ａに装着されている。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂの一端は前車体部２ａに取り付けられている。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂの他端はブーム６に取り付けられている。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂが作業機ポンプ１３からの作動油によって伸縮することによって、ブーム６が上下に揺動する。なお、図１及び図２では、リフトシリンダ１４ａ，１４ｂのうちの一方のみを図示しており、他方は省略している。バケット７は、ブーム６の先端に取り付けられている。バケットシリンダ１５の一端は前車体部２ａに取り付けられている。バケットシリンダ１５の他端はベルクランク９を介してバケット７に取り付けられている。バケットシリンダ１５が、作業機ポンプ１３からの作動油によって伸縮することによって、バケット７が上下に揺動する。
【００３４】
後車体部２ｂには、運転室５及び一対の後輪４ｂが取り付けられている。運転室５は、車体フレーム２の上部に載置されており、オペレータが着座するシートや、後述する操作部８などが内装されている。
【００３５】
また、図２に示すように、作業車両１は、エンジン２１、走行装置２２、作業機ポンプ１３、ステアリングポンプ１２、操作部８、制御部１０などを備えている。
【００３６】
エンジン２１は、ディーゼルエンジンであり、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することによりエンジン２１の出力が制御される。この調整は、エンジン２１の燃料噴射ポンプ２４に付設された電子ガバナ２５が後述する第１制御部１０ａによって制御されることで行われる。ガバナ２５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、エンジン回転数が、後述するアクセル操作量に応じた目標回転数となるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整する。すなわち、ガバナ２５は目標回転数と実際のエンジン回転数との偏差がなくなるように燃料噴射量を増減する。エンジン回転数は、エンジン回転数センサ９１（第１検出部）によって検出される。エンジン回転数センサ９１の検出信号は、第１制御部１０ａに入力される。
【００３７】
走行装置２２は、エンジン２１からの駆動力により車両を走行させる装置である。走行装置２２は、トルクコンバータ装置２３、トランスミッション２６、及び上述した前輪４ａ及び後輪４ｂなどを有する。
【００３８】
トルクコンバータ装置２３は、ロックアップクラッチ２７とトルクコンバータ２８を有している。ロックアップクラッチ２７は、連結状態と非連結状態とに切換可能である。ロックアップクラッチ２７が非連結状態である場合には、トルクコンバータ２８が、オイルを媒体としてエンジン２１からの駆動力を伝達する。ロックアップクラッチ２７が連結状態である場合には、トルクコンバータ２８の入力側と出力側とが直結される。ロックアップクラッチ２７は、油圧作動式のクラッチであり、ロックアップクラッチ２７への作動油の供給がクラッチ制御弁３１を介して後述する第２制御部１０ｂによって制御されることにより、連結状態と非連結状態とが切り換えられる。
【００３９】
トランスミッション２６は、前進走行段に対応する前進クラッチＣＦと、後進走行段に対応する後進クラッチＣＲとを有している。各クラッチＣＦ，ＣＲの連結状態・非連結状態が切り換えられることによって、車両の前進と後進とが切り換えられる。クラッチＣＦ，ＣＲが共に非連結状態のときは、車両は中立状態となる。また、トランスミッション２６は、複数の速度段に対応した複数の速度段クラッチＣ１−Ｃ４を有しており、減速比を複数段階に切り換えることができる。例えば、このトランスミッション２６では、４つの速度段クラッチＣ１−Ｃ４が設けられており、速度段を第１速から第４速までの４段階に切り換えることができる。各速度段クラッチＣ１−Ｃ４は、油圧作動式の油圧クラッチである。図示しない油圧ポンプからクラッチ制御弁３１を介してクラッチＣ１−Ｃ４へ作動油が供給される。クラッチ制御弁３１が第２制御部１０ｂによって制御されて、クラッチＣ１−Ｃ４への作動油の供給が制御されることにより、各クラッチＣ１−Ｃ４の連結状態及び非連結状態が切り換えられる。
【００４０】
トランスミッション２６の出力軸には、トランスミッション２６の出力軸の回転数を検出するＴ／Ｍ出力回転数センサ９２が設けられている。Ｔ／Ｍ出力回転数センサ９２（第２検出部）からの検出信号は、第２制御部１０ｂに入力される。第２制御部１０ｂは、Ｔ／Ｍ出力回転数センサ９２の検出信号に基づいて車速を算出する。従って、Ｔ／Ｍ出力回転数センサ９２は車速を検出する車速センサとして機能する。なお、トランスミッション２６の出力軸ではなく他の部分の回転速度を検出するセンサが車速センサとして用いられてもよい。トランスミッション２６から出力された駆動力は、シャフト３２などを介して前輪４ａ及び後輪４ｂに伝達される。これにより、車両が走行する。トランスミッション２６の入力軸の回転数は、Ｔ／Ｍ入力回転数センサ９３によって検出される。Ｔ／Ｍ入力回転数センサ９３からの検出信号は、第２制御部１０ｂに入力される。
【００４１】
エンジン２１の駆動力の一部は、ＰＴＯ軸３３を介して作業機ポンプ１３及びステアリングポンプ１２に伝達される。作業機ポンプ１３及びステアリングポンプ１２は、エンジン２１からの駆動力によって駆動される油圧ポンプである。作業機ポンプ１３から吐出された作動油は、作業機制御弁３４を介してリフトシリンダ１４ａ，１４ｂ及びバケットシリンダ１５に供給される。また、ステアリングポンプ１２から吐出された作動油は、ステアリング制御弁３５を介してステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂに供給される。このように、作業機３は、エンジン２１からの駆動力の一部によって駆動される。
【００４２】
作業機ポンプ１３から吐出された作動油の圧力（以下、「作業機ポンプ油圧」と呼ぶ）は、第１油圧センサ９４によって検出される。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂに供給される作動油の圧力（以下「リフトシリンダ油圧」と呼ぶ）は、第２油圧センサ９５によって検出される。具体的には、第２油圧センサ９５は、リフトシリンダ１４ａ，１４ｂを伸長させるときに作動油が供給されるシリンダヘッド室の油圧を検出する。バケットシリンダ１５に供給される作動油の圧力（以下「バケットシリンダ油圧」と呼ぶ）は、第３油圧センサ９６によって検出される。具体的には、第３油圧センサ９６は、バケットシリンダ１５を伸長させるときに作動油が供給されるシリンダヘッド室の油圧を検出する。ステアリングポンプ１２から吐出された作動油の圧力（以下、「ステアリングポンプ油圧」と呼ぶ）は、第４油圧センサ９７によって検出される。第１〜第４油圧センサ９４−９７からの検出信号は、第２制御部１０ｂに入力される。
【００４３】
操作部８は、オペレータによって操作される。操作部８は、アクセル操作部材８１ａ、アクセル操作検出装置８１ｂ、ステアリング操作部材８２ａ、ステアリング操作検出装置８２ｂ、ブーム操作部材８３ａ、ブーム操作検出装置８３ｂ、バケット操作部材８４ａ、バケット操作検出装置８４ｂ、変速操作部材８５ａ、変速操作検出装置８５ｂ、ＦＲ操作部材８６ａ、ＦＲ操作検出装置８６ｂ、シフトダウン操作部材８９ａ、及び、シフトダウン操作検出装置８９ｂなどを有する。
【００４４】
アクセル操作部材８１ａは、例えばアクセルペダルであり、エンジン２１の目標回転数を設定するために操作される。アクセル操作検出装置８１ｂ（第３検出部）は、アクセル操作部材８１ａの操作量（以下、「アクセル操作量」と呼ぶ）を検出する。アクセル操作検出装置８１ｂは、検出信号を第１制御部１０ａへ出力する。
【００４５】
ステアリング操作部材８２ａは、例えばステアリングハンドルであり、車両の進行方向を操作するために操作される。ステアリング操作検出装置８２ｂは、ステアリング操作部材８２ａの位置を検出し、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、ステアリング操作検出装置８２ｂからの検出信号に基づいてステアリング制御弁３５を制御する。これにより、ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂが伸縮して、車両の進行方向が変更される。
【００４６】
ブーム操作部材８３ａ及びバケット操作部材８４ａは、例えば操作レバーであり、作業機３を動作させるために操作される。具体的には、ブーム操作部材８３ａは、ブーム６を動作させるために操作される。バケット操作部材８４ａは、バケット７を動作させるために操作される。ブーム操作検出装置８３ｂは、ブーム操作部材８３ａの位置を検出する。バケット操作検出装置８４ｂは、バケット操作部材８４ａの位置を検出する。ブーム操作検出装置８３ｂ及びバケット操作検出装置８４ｂは、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、ブーム操作検出装置８３ｂ及びバケット操作検出装置８４ｂからの検出信号に基づいて作業機制御弁３４を制御する。これにより、リフトシリンダ１４ａ，１４ｂ及びバケットシリンダ１５が伸縮して、ブーム６及びバケット７が動作する。また、作業機３にはブーム角を検出するブーム角検出装置９８が設けられている。ブーム角は、前後の車輪４ａ，４ｂの回転軸の中心を結んだ線と、ブーム６の前車体フレーム２ａに対する回転中心と、バケット７のブーム６に対する回転中心とを結ぶ線とに挟まれた角度を言う。ブーム角は、地面からのバケット７の高さに相当する。ブーム角検出装置９８は、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。
【００４７】
変速操作部材８５ａは、例えばシフトレバーである。変速操作部材８５ａは、自動変速モードが選択されているときには、速度段の上限を設定するために操作される。例えば、変速操作部材８５ａが第３速に設定されている場合には、トランスミッション２６は、第２速から第３速までの間で切り換えられ、第４速には切り換えられない。また、手動変速モードが選択されているときには、トランスミッション２６は変速操作部材８５ａによって設定された速度段に切り換えられる。変速操作検出装置８５ｂは、変速操作部材８５ａの位置を検出する。変速操作検出装置８５ｂは、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、変速操作検出装置８５ｂからの検出信号に基づいて、トランスミッション２６の変速を制御する。なお、自動変速モードと手動変速モードとは図示しない変速モード切換部材によってオペレータによって切り換えられる。
【００４８】
ＦＲ操作部材８６ａ（前後進切換操作部材）は、車両の前進と後進とを切り換えるために操作される。ＦＲ操作部材８６ａは、前進、中立、及び後進の各位置に切り換えられることができる。ＦＲ操作検出装置８６ｂは、ＦＲ操作部材８６ａの位置を検出する。ＦＲ操作検出装置８６ｂは、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、ＦＲ操作検出装置８６ｂからの検出信号に基づいてクラッチ制御弁３１を制御する。これにより、前進クラッチＣＦ及び後進クラッチＣＲが制御され、車両の前進と後進と中立状態とが切り換えられる。
【００４９】
シフトダウン操作部材８９ａは、自動変速モードが選択されているときに、トランスミッション２６の速度段を、現在の速度段から１つ下の速度段に切り換えるために操作される。シフトダウン操作部材８９ａは、例えば、変速操作部材８５ａに設けられたスイッチである。シフトダウン操作検出装置８９ｂは、シフトダウン操作部材８９ａが操作されたか否かを検出して、検出信号を第２制御部１０ｂに出力する。第２制御部１０ｂは、変速操作検出装置８５ｂからの検出信号に基づいて、トランスミッション２６の変速を制御する。つまり、シフトダウン操作部材８９ａが操作されたことが検出されると、第２制御部１０ｂは、トランスミッション２６の速度段を１つ下の速度段に切り換える。
【００５０】
制御部１０は、第１制御部１０ａ及び第２制御部１０ｂを有する。第１制御部１０ａ及び第２制御部１０ｂは、例えばプログラムメモリやワークメモリとして使用される記憶装置と、プログラムを実行するＣＰＵと、を有するコンピュータにより、それぞれ実現されることができる。
【００５１】
第１制御部１０ａは、アクセル操作量に応じた目標回転数が得られるように、エンジン指令信号をガバナ２５に送る。図３に、エンジン２１が回転数に応じて出力できるトルク上限値（以下、「トルク上限値」と呼ぶ）を表すエンジントルクカーブを示す。図３において、実線Ｌ１００は、後述するエンジントルク低減制御が行われていない高負荷作業局面においてアクセル操作量が１００％であるときのエンジントルクカーブを示している。このエンジントルクカーブは、例えばエンジン２１の定格又は最大のパワー出力に相当する。なお、アクセル操作量が１００％とは、アクセル操作部材８１ａが最大に操作されている状態を意味する。また、破線Ｌ７５は、高負荷作業局面においてアクセル操作量が７５％であるときのエンジントルクカーブを示している。ガバナ２５は、エンジン２１の出力トルク（以下、「エンジントルク」と呼ぶ）がエンジントルクカーブ以下となるようにエンジン２１の出力を制御する。このエンジン２１の出力の制御は、例えば、エンジン２１への燃料噴射量の上限値を制御することにより行われる。また、エンジントルク低減制御が行われているときには、第１制御部１０ａは、第２制御部１０ｂから修正指令信号を受信する。第１制御部１０ａは、修正指令信号によりエンジン指令信号の指令値を修正してガバナ２５に送る。修正指令信号については、後に詳細に説明する。
【００５２】
第２制御部１０ｂは、車両の走行状態に応じて、トランスミッション２６やトルクコンバータ装置２３を制御する。例えば、自動変速モードが選択されているときには、第２制御部１０ｂは、車速に応じて、トランスミッション２６の速度段の切換およびロックアップクラッチ２７の切換を自動的に行う。なお、手動変速モードが選択されているときには、第２制御部１０ｂは、変速操作部材８５ａによって選択された速度段にトランスミッション２６を切り換える。
【００５３】
第２制御部１０ｂには、上述した検出信号に加えて、トルクコンバータ装置２３の入口圧及び出口圧などの検出信号も入力される。また、第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとは有線又は無線によって互いに通信することができる。エンジン回転数、燃料噴射量、アクセル操作量などの検出信号が第１制御部１０ａから第２制御部１０ｂに入力される。第２制御部１０ｂは、後述するエンジントルク低減制御において、これらの信号に基づいて、エンジン指令信号の指令値を修正するための修正値を算出する。第２制御部１０ｂは、修正値に対応する修正指令信号を第１制御部１０ａへ送信する。この修正値は、トルク上限値の所望の低減量を得るために必要な値である。これにより、第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとは、トルク上限値を所望の値に制御することができる。
【００５４】
以下、エンジントルク低減制御について説明する。まず、エンジン回転数、車速及び操作部８の操作状態を含む各種の情報が検出されて、第２制御部１０ｂに検出信号が送られる。次に、第２制御部１０ｂにおいて、車両の作業局面が、走行装置２２及び作業機３の作動状態から判別される。そして、作業局面と操作部８の操作状態とに基づいて、所定の低負荷条件が満たされているか否かが判定される。低負荷条件は、車両が低負荷状態であることを示す条件であり、複数の低負荷条件が用意されている。そして、複数の低負荷条件のうちのある条件が満たされているときには、当該条件に対応するトルク低減量テーブルが選択される。トルク低減量テーブルは、トルク上限値の低減量（以下、「トルク低減量」と呼ぶ）を算出するためのテーブルであり、エンジン回転数と車速とトルク低減量との関係が設定されている。第２制御部１０ｂは、選択したトルク低減量テーブルを用いて、エンジン回転数と車速とに対応するトルク低減量を算出する。そして、第２制御部１０ｂは、算出したトルク低減量に対応する修正値を算出し、これを修正指令信号として第１制御部１０ａへ送る。第１制御部１０ａは、修正指令信号により修正されたエンジン指令信号をガバナ２５に送る。これにより、低負荷条件が満たされているときには、トルク上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減するようにエンジン２１が制御される。また、このときのトルク低減量の算出は、エンジン回転数と車速とに基づいて行われ、エンジン２１が駆動されている間は繰り返し行われる。このため、トルク低減量は、エンジン回転数と車速との変化に応じて連続的に変化する。従って、トルク上限値は、エンジン回転数と車速との変化に応じて連続的に変化する。以下、エンジントルク低減制御での処理について、図４に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００５５】
まず、第１ステップＳ１で、各種情報が検出される。ここでは、操作部８及び各種のセンサからの検出信号により、エンジン回転数及び車速を含む各種情報が検出される。
【００５６】
次に、第２ステップＳ２で、補正エンジン回転数が算出される。補正エンジン回転数は、後述するトルク低減量テーブルによるトルク低減量の算出に用いられる。補正エンジン回転数は、以下の式（１）から算出される。
【００５７】
Nt=Ne+a−Nbp ・・・（１）
Ntは、補正エンジン回転数である。Neは、エンジン回転数センサ９１によって検知された現在のエンジン回転数である。Nbpは、アクセル操作量に応じた目標エンジン回転数であり、現在のアクセル操作量から算出される。具体的には、Nbpは、図５に示すテーブルと現在のアクセル操作量とから算出される。図５において、ｎ０〜ｎ１０は所定の数値であり、ｎ０からｎ１０の順に大きくなる。すなわち、アクセル操作量が大きいほどNbpは大きい。なお、図５のテーブルに示されていない値は、テーブルに示されている値の補間により求められる。後述する他のテーブルについても同様である。aは所定の定数であり、アクセル操作量が所定量であるときの目標エンジン回転数である。例えば、定数aはアクセル操作量が１００％であるときの目標エンジン回転数ｎ１０に設定される。補正エンジン回転数は、アクセル操作量が所定量であるときのトルク低減量テーブルを利用して、現在のアクセル操作量に応じたトルク低減量を求めるために用いられる。すなわち、定数ａがｎ１０である場合は、アクセル操作量が１００％であるときのトルク低減量テーブルを利用して、アクセル操作量が１００％未満であるときのトルク低減量を求めることができる。（Nbpとaは、図１３参照）
図４のフローチャートに戻り、第３ステップＳ３では、エンジン低回転域フラグがＯＮであるか否かが判定される。エンジン低回転域フラグは、エンジン回転数センサ９１によって検出されたエンジン回転数が所定の低回転数Nlow以下である場合にＯＮに設定され、エンジン回転数が所定の低回転数Nlowより大きい場合にＯＦＦに設定される。第３ステップＳ３において、エンジン低回転域フラグがＯＮである場合には、第１０ステップＳ１０に進む。第１０ステップＳ１０では、トルク低減量がゼロに設定される。すなわち、エンジントルク低減制御は行われない。
【００５８】
第４ステップＳ４では、変速操作部材８５ａが第１速位置に位置しているか否かが判定される。ここでは、変速操作検出装置８５ｂからの検出信号に基づいて判定が行われる。変速操作部材８５ａが第１速位置に位置している場合には第１０ステップＳ１０に進み、トルク低減量がゼロに設定される。変速操作部材８５ａが第１速位置に位置していない場合には、第５ステップＳ５に進む。すなわち、変速操作部材８５ａが第２速以上の速度段位置に位置している場合には、第５ステップＳ５に進む。
【００５９】
第５ステップＳ５では、作業局面の判別が行われる。具体的には、第２制御部１０ｂは、以下のようにして作業局面を判別する。
【００６０】
まず、第２制御部１０ｂは、上述した検出信号に基づいて、車両の走行ステータスと作業ステータスとを判別する。走行ステータスには、「停止」、「前進」、「後進」、及び「シャトル」がある。車速が所定の停止閾値以下である場合には、第２制御部１０ｂは、走行ステータスを「停止」と判定する。所定の停止閾値は、車両が停止していると見なすことができる程度に低い値である。ＦＲ操作部材８６ａが前進位置に設定されており、且つ、車両が前進している場合には、第２制御部１０ｂは、走行ステータスを「前進」と判定する。ＦＲ操作部材８６ａが後進位置に設定されており、且つ、車両が後進している場合には、第２制御部１０ｂは、走行ステータスを「後進」と判定する。また、ＦＲ操作部材８６ａによって指示された進行方向と車両の進行方向とが異なる場合には、第２制御部１０ｂは、走行ステータスを「シャトル」と判定する。すなわち、シャトルとは、オペレータがＦＲ操作部材８６ａを前進から後進に、又は、後進から前進に切り換えたが、車両の進行方向が切り換わる前の状態である。
【００６１】
作業ステータスには、「積荷」、「空荷」、及び、「掘削」がある。第２制御部１０ｂは、リフトシリンダ油圧が所定の積荷閾値以上である場合には、作業ステータスを「積荷」と判定する。第２制御部１０ｂは、リフトシリンダ油圧がこの積荷閾値より小さい場合には、作業ステータスを「空荷」と判定する。すなわち、「空荷」とは、バケット７に荷物が積まれていない状態を意味し、「積荷」とは、バケット７に荷物が積まれている状態を意味する。従って、所定の積荷閾値は、バケット７に荷物が積まれていない状態でのリフトシリンダ油圧の値よりも大きな値であり、バケット７に荷物が積まれていると見なすことができるリフトシリンダ油圧の値である。また、第２制御部１０ｂは、リフトシリンダ油圧が所定の掘削油圧閾値以上であり、且つ、走行ステータスが「前進」であり、且つ、ブーム角が所定の掘削角度閾値以下である場合に、「掘削」と判定する。「掘削」は、車両が前進しながらバケット７を土砂に突っ込んで持ち上げる作業を意味する。従って、掘削油圧閾値は、掘削作業中のリフトシリンダ油圧の値に相当する。また、掘削角度閾値は、掘削作業中のブーム角の値に相当する。第２制御部１０ｂは、上記の走行ステータスと作業ステータスとの組み合わせにより、作業局面を判別する。具体的には、「空荷停止」、「積荷停止」「空荷前進」、「積荷前進」、「空荷後進」、「積荷後進」、「掘削」の７つの局面に判別される。
【００６２】
第６ステップＳ６で、低負荷条件が満たされるか否かが判定される。低負荷条件は、車両が低負荷状態であることを示す条件である。ここでは、上述した作業局面および操作部材の操作状態によって、低負荷条件が満たされるか否かが判定される。例えば、低負荷条件としては、図６に示すように複数の低負荷条件がある。低負荷条件については後にトルク低減量テーブルと共に説明する。また、これらの低負荷条件のいずれも満たされない場合には、車両が高負荷状態にあると判定される。例えば作業局面が「掘削」の場合は、高負荷状態と判定される。また、車両が登坂走行を行っている場合にも、高負荷状態と判定される。例えば車両の傾斜角が検出され、車両の傾斜角が所定角度以上であり且つ車両が走行しているときに車両が登坂走行を行っていると判定される。或いは、車両の加速度が検出され、アクセル操作部材８１ａの操作量が所定の操作閾値以上であるのに加速度が所定の加速度閾値より小さいときに、車両が登坂走行を行っていると判定される。車両が高負荷状態であると判定された場合には、第１０ステップＳ１０においてトルク低減量がゼロに設定される。すなわち、トルク上限値の低減は行われない。低負荷条件のいずれかが満たされている場合は、ステップＳ７に進む。
【００６３】
第７ステップＳ７で、トルク低減量の算出が行われる。トルク低減量の算出方法については後述する。
【００６４】
第８ステップＳ８で、修正指令信号が出力される。ここでは、第２制御部１０ｂが、第７ステップＳ７で算出されたトルク低減量に相当する修正指令信号を第１制御部１０ａに送る。
【００６５】
そして、第９ステップＳ９で、エンジン指令信号が修正される。ここでは、上述したように、第１制御部１０ａが修正指令信号によりエンジン指令信号を修正してエンジン２１を制御する。
【００６６】
次に、第７ステップＳ７で算出されるトルク低減量の算出方法について、図７に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００６７】
まず、第１１ステップＳ１１において、トルク低減量テーブルが選択される。ここでは、作業局面と操作部材の操作状態とに基づいて、トルク低減量テーブルが選択される。具体的には、上述の第６ステップＳ６で判定された低負荷条件に対応するトルク低減量テーブルが選択される。トルク低減量テーブルには、例えば図６に示すように、「排土テーブル」、「シャトルテーブル」、「空荷前進テーブル」、「空荷後進テーブル」、「積荷前進テーブル」、「積荷後進テーブル」がある。「排土テーブル」は、作業局面が積荷前進であり且つバケット操作部材８４ａの操作方向がダンプ側であり且つ操作量が所定のバケット操作閾値（例えば５０％）以上の場合に選択される。また、「排土テーブル」は、作業局面が積荷停止であり且つバケット操作部材８４ａの操作方向がダンプ側であり且つ操作量が所定のバケット操作閾値（例えば５０％）以上である場合に選択される。なお、「ダンプ側」とは、排土作業を行う場合のようにバケット７の刃先を下降させるときの操作方向を意味する。また、バケット操作部材８４ａの操作量は、最大操作量に対する割合を％で示したものである。なお、中立状態では操作量は０％である。「シャトルテーブル」は、作業局面がシャトルである場合に選択される。「空荷前進テーブル」は、作業局面が空荷前進である場合に選択される。「空荷後進テーブル」は、作業局面が空荷後進である場合に選択される。「積荷前進テーブル」は、作業局面が積荷前進であり且つ変速操作部材８５ａの位置が第２速である場合に選択される。「積荷後進テーブル」は、作業局面が積荷後進である場合に選択される。これらの低負荷条件は、車両の状態が、上述した高負荷状態よりも負荷の低い低負荷状態であるときに満たされるものである。各テーブルは、各低負荷条件が満たされている状態の車両にとって適切なエンジン回転数、車速、トルク低減量の関係を定めている。これらのテーブルは、予め実験等によって求められ、第２制御部１０ｂに記憶されている。
【００６８】
トルク低減量テーブルの例を図８に示す。図８（ａ）−（ｃ）において、Ｖ０〜Ｖｍａｘ、Ｎ１１〜Ｎ１６，Ｎ２１、Ｎ３１、ａ１１１〜ａ１２２、ｂ１１１〜ｂ１５２、ｃ１１１〜ｃ１５１は、数値を示している。Ｖ０〜Ｖｍａｘは車速であり、Ｖ０＜Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖｍａｘである。特にＶｍａｘは、車両の最高速度である。また、Ｎ１１〜Ｎ１６，Ｎ２１，Ｎ３１はエンジン回転数であり、０＜Ｎ１１＜Ｎ１２＜Ｎ１３＜Ｎ１４＜Ｎ１５＜Ｎ１６、０＜Ｎ２１＜Ｎ１２、０＜Ｎ３１＜Ｎ１２である。ａ１１１〜ａ１２２，ｂ１１１〜ｂ１５２，ｃ１１１〜ｃ１５１はトルク低減量であり、ゼロより大きい値を示している。このように、各テーブルの車速、エンジン回転数、トルク低減量の関係はそれぞれ異なっている。従って、トルク低減量は、エンジン回転数及び車速が同じであっても、低負荷条件に応じて変化する。
【００６９】
例えば、図８（ａ）のテーブルでは、エンジン回転数がＮ１１以下のときには、トルク低減量はゼロである。これに対して、図８（ｃ）のテーブルでは、エンジン回転数がＮ３１以下のときに、トルク低減値がゼロとなる。すなわち、図８（ａ）のテーブルでは、エンジン回転数がＮ１１より大きいときに、トルク上限値が低減される。また、図８（ｃ）のテーブルでは、エンジン回転数がＮ３１より大きいときに、トルク上限値が低減される。このように、トルク上限値が低減されるエンジン回転数の下限値は、低負荷条件に応じて変化する。
【００７０】
これらのエンジン回転数の下限値は、各低負荷条件において急激に大きな負荷が作用した場合でもエンジン回転数が大幅に低下し難い値に設定される。すなわち、トルク上限値が低減されるエンジン回転数の下限値は、各低負荷条件において最低限必要なエンジンの出力トルクを確保するために必要な値が実験等により予め求められて設定される。
【００７１】
また、図８（ａ）のテーブルでは、車速がＶｍａｘであるときはエンジン回転数に応じてトルク低減量がゼロからａ１２２までの間で変化する。これに対して、図８（ｂ）のテーブルでは、車速がＶｍａｘであるときには、エンジン回転数によらずトルク低減量はゼロである。さらに、図８（ｃ）のテーブルでは車速がＶ４以上であるときには、エンジン回転数によらずトルク低減量はゼロである。次に、図８（ａ）のテーブルでは、車速がＶ２より大きいときに、ゼロより大きいトルク低減量が設定される。これに対して、図８（ｂ）及び図８（ｃ）のテーブルでは、車速がＶ０より大きいときに、ゼロより大きいトルク低減量が設定される。このように、トルク上限値が低減される車速の下限値は、低負荷条件に応じて変化する。これらの車速の下限値は、各低負荷条件において、例えば落石時の脱出等の危険回避のために緊急操作が必要な場合において初期動作に支障が生じない値に設定される。すなわち、トルク上限値が低減される車速の下限値は、各低負荷条件において、最低限必要なエンジンの出力トルクを確保するために必要な値が実験等により予め求められて設定される。例えば、トルク上限値が低減される車速の下限値として、５ｋｍ／ｈ程度の車速が設定される。
【００７２】
低負荷条件が異なれば、同じエンジン回転数や車速であっても、エンジントルクの低下によってオペレータが操作性の低下を感じる程度は異なる。このため、上記のように低負荷条件に応じて異なるトルク低減量テーブルを用いることによって、操作性の低下をオペレータに感じさせずに、低負荷条件ごとにできるだけエンジントルクを低減させることができる。
【００７３】
図７のフローチャートに戻り、第１２ステップＳ１２では、第１トルク低減値が算出される。ここでは、第１１ステップＳ１１において選択されたトルク低減量テーブルを参照して、現在のエンジン回転数と車速とに対応するトルク低減量が第１トルク低減値として算出される。
【００７４】
トルク低減量テーブルによってトルク上限値が低減されたエンジントルクカーブの例を図９に示す。図９（ａ）−（ｄ）は、エンジン回転数と、車速と、エンジントルク（上限値）との関係を示す３次元マップである。図９（ａ）−（ｄ）からわかるように、トルク低減量は、同じエンジン回転数及び車速であっても、低負荷条件に応じて異なる。図９（ａ）は、図８（ａ）に示すテーブルに対応している。例えば、図８（ａ）に示すテーブルは、上述した排土テーブル及びシャトルテーブルとして用いられる。図９（ｂ）は、図８（ｂ）に示すテーブルに対応している。例えば、図８（ｂ）に示すテーブルは、上述した空荷後進テーブル及び積荷後進テーブルとして用いられる。図９（ｃ）は、図８（ｃ）に示すテーブルに対応している。例えば、図８（ｃ）に示すテーブルは、上述した空荷前進テーブルとして用いられる。なお、図９（ｄ）は、トルク低減が行われない場合のエンジントルクカーブの例であり、例えば、２速より高い速度段を選択した場合の上述した積荷前進テーブルに対応している。トルク低減量テーブルは、車両の特性や使われ方を考慮した様々な低負荷条件に応じて設定される。
【００７５】
例えば、図９（ａ）のマップにおいて、異なる車速でのエンジン回転数−エンジントルクカーブを図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）において、実線Ｌｖ２は車速がＶ２のときのエンジントルクカーブである。破線Ｌｖ３は車速がＶ３のときのエンジントルクカーブである。二点鎖線Ｌｖ４は車速がＶ４のときのトルクカーブである。なお、上述したようにＶ２＜Ｖ３＜Ｖ４である。このように、車速の変化に応じてトルク低減量が変化している。具体的には、車速が大きいほど、トルク低減量が増大している。
【００７６】
また、図９（ａ）のマップにおいて、異なるエンジン回転数での車速−エンジントルクカーブを図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）において、実線Ｌｎ１はエンジン回転数がＮ１１のときのエンジントルクカーブである。破線Ｌｎ２はエンジン回転数がＮ１２のときのエンジントルクカーブである。破線Ｌｎ３はエンジン回転数がＮ１３のときのエンジントルクカーブである。このように、エンジン回転数の変化に応じてトルク低減量が変化している。エンジン回転数がＮ１１のとき、すなわちエンジン回転数が低いときには、トルク低減量はゼロで一定であり、車速の変化に関わらずトルク上限値はＴａで一定である。また、エンジン回転数がＮ１２のときには、車速がＶ２とＶ４との間で変化すると、トルク上限値も車速の変化に応じて変化する。ただし、車速がＶ２以下のときは、車速の変化に関わらずトルク上限値はＴｂ１で一定である。また、車速がＶ４以上のときは、トルク上限値は、車速の変化に関わらずＴｂ２で一定である。同様に、エンジン回転数がＮ１３のときには、車速がＶ２とＶ４との間で変化すると、トルク上限値も車速の変化に応じて変化する。ただし、車速がＶ２以下のときは、車速の変化に関わらずトルク上限値はＴｃ１(＜Ｔａ＜Ｔｂ１)で一定である。また、車速がＶ４以上のときは、トルク上限値は、車速の変化に関わらずＴｃ２(Ｔａ＜Ｔｂ２)で一定である。
【００７７】
以上のように、同じ低負荷条件であっても、車速とエンジン回転数との変化に応じて、トルク低減量が変化する。
【００７８】
また、図９（ａ）のマップと図９（ｂ）のマップとにおける同じ車速でのエンジン回転数−エンジントルクカーブを図１１（ａ）及び図１１（ｂ）にそれぞれ示す。図１１（ａ）は、図９（ａ）のマップでのエンジン回転数−エンジントルクカーブである。また、図１１（ａ）において、破線Ｌｈａはトルク低減量がゼロであるときのエンジントルクカーブである。実線Ｌｌａはトルク低減テーブルによって低減されたエンジン回転数−エンジントルクカーブである。図１１（ｂ）は、図９（ｂ）のマップでのエンジン回転数−エンジントルクカーブである。また、破線Ｌｈｂはトルク低減量がゼロであるときのエンジントルクカーブである。実線Ｌｌｂはトルク低減テーブルによって低減されたエンジン回転数−エンジントルクカーブである。これらの図からわかるように、図９（ｂ）のマップの方が図９（ａ）のマップよりもトルク低減量が小さい。このように、同じ車速であっても、低負荷条件によってトルク低減量が異なる。例えば、図１１（ａ）の実線Ｌｌａで示すエンジントルクカーブは、後述するＶシェープ作業等の短距離での作業において、特に、作業車両１への負荷が小さい作業局面に基づく低負荷条件において有効である。図１１（ｂ）の実線Ｌｌｂで示すエンジントルクカーブは、作業車両１への負荷が大きい作業局面に基づく低負荷条件において有効である。また、作業車両１への負荷が更に増大した場合には、実線Ｌｌｂで示すエンジントルクカーブを破線Ｌｈｂで示すエンジントルクカーブに近づけたエンジントルクカーブが用いられるとよい。また、この場合、負荷が増大するほど、さらに破線Ｌｈｂで示すエンジントルクカーブに近づけたエンジントルクカーブが用いられるとよい。
【００７９】
図９（ａ）と図９（ｃ）とにおける同じエンジン回転数での車速−エンジントルクカーブを図１２に示す。実線Ｌｖａは、図９（ａ）での車速−エンジントルクカーブである。破線Ｌｖｃは、図９（ｃ）での車速−エンジントルクカーブである。二点鎖線Ｌｖ０はトルク低減量がゼロであるときの車速−エンジントルクカーブである。この図１２からわかるように、図９（ａ）のマップの方が図９（ｃ）のマップよりも車速の変化に対して緩やかにトルク低減量が変化している。このように、同じエンジン回転数であっても、低負荷条件によってトルク低減量の変化が異なる。また、破線Ｌｖｃは、車速がＶ０より大きくＶ４より小さい中間域であるときに、トルク上限値が低減されている。より詳細には、車速がＶ０より大きくＶ１より小さいときには、トルク低減量が車速の上昇に応じて増加している。車速がＶ１以上でＶ３以下のときには、トルク低減量は一定である。車速がＶ３より大きくＶ４より小さいときには、トルク低減量は、車速の上昇に応じて減少している。
【００８０】
なお、第１２ステップＳ１２における、トルク低減量テーブルを用いた第１トルク低減値の算出の際には、Ｔ／Ｍ出力回転数センサ９２が検知した車速が、現在の車速として用いられる。また、アクセル操作量が１００％であるときにはエンジン回転数センサ９１が検知したエンジン回転数が現在のエンジン回転数として用いられる。アクセル操作量が１００％よりも小さい操作量の場合には、第２ステップＳ２で算出された補正エンジン回転数が現在のエンジン回転数として用いられる。
【００８１】
図１３は、補正エンジン回転数を用いた場合のエンジントルクカーブの補正過程を示している。二点鎖線Ｌ１００は、アクセル操作量が１００％のときのエンジントルクカーブであり、トルク低減量はゼロである。一点鎖線Ｌ１００´は、アクセル操作量が１００％であるとして設定されたトルク低減量テーブルに基づいて、エンジントルクカーブＬ１００のトルクを低減したときのエンジントルクカーブである。破線Ｌｃｎは、補正エンジン回転数によりトルク低減量を算出したときのエンジントルクカーブであり、アクセル操作量が７５％のときにトルクが低減されたエンジントルクカーブである。このように、補正エンジン回転数が用いられることにより、二点鎖線Ｌ１００と一点鎖線Ｌ１００´とのトルク差（トルク低減量）が、二点鎖線Ｌ１００と破線Ｌｃｎとのトルク差（トルク低減量）に補正されている。即ち、補正エンジン回転数を用いて第１トルク低減値を算出することにより、アクセル操作量を考慮してトルク低減量を補正することができる。これにより、アクセル操作量ごとにトルク低減量テーブルを設定しなくてもよい。
【００８２】
図７のフローチャートに戻り、第１３ステップＳ１３では、低負荷条件が「積荷前進＋変速操作部材の位置が第２速」又は「積荷後進」であるか否かが判定される。低負荷条件が「積荷前進＋変速操作部材の位置が第２速」又は「積荷後進」である場合には第１６ステップＳ１６に進む。すなわち、第１１ステップＳ１１において、積荷前進テーブル又は積荷後進テーブルが選択されている場合には第１６ステップＳ１６に進む。低負荷条件が「積荷前進＋変速操作部材の位置が第２速」又は「積荷後進」ではない場合には第１４ステップＳ１４に進む。すなわち、第１１ステップＳ１１において、「排土テーブル」、「シャトルテーブル」、「空荷前進テーブル」、「空荷後進テーブル」のいずれかが選択されている場合には第１４ステップＳ１４に進む。
【００８３】
第１４ステップＳ１４では、第２トルク低減値Ａ２が算出される。第２トルク低減値Ａ２は以下の式（２）により算出される。
Ａ２＝Ａ１＋Ｂ・・・（２）
Ａ１は第１２ステップＳ１２で算出された第１トルク低減値である。Ｂはトルク低減補正値であり、アクセル操作量に応じて変化する値である。具体的には、トルク低減補正値は、図１４に示すトルク低減補正値テーブルによって求められる。図１４において、ａ１〜ａ７，ｂ１〜ｂ５は所定の数値である。０＜ａ１＜ａ２＜ａ３＜ａ４＜ａ５＜ａ６＜ａ７であり、ｂ１＞ｂ２＞ｂ３＞ｂ４＞ｂ５＞０である。すなわち、アクセル操作量が大きいほど、トルク低減補正値は小さい。アクセル操作量が所定値ａ７（例えば８５％）より大きいときには、トルク低減補正値はゼロである。
【００８４】
トルク低減補正値を用いたときのエンジントルクカーブを図１３において実線Ｌｃａで示す。このエンジントルクカーブでは、補正エンジン回転数により第1トルク低減値を算出し、且つ、トルク低減補正値を用いて第２トルク低減値を算出したときのエンジントルクカーブである。上述した破線Ｌｃｎは、補正エンジン回転数により第1トルク低減値を算出し、且つ、トルク低減補正値を用いずに第２トルク低減値を算出したときのエンジントルクカーブである。いずれの場合もアクセル操作量は同じ（例えば７５％）である。このように、トルク低減補正値を用いて第２トルク低減値を算出することにより、アクセル操作量を考慮してトルク低減量を補正することができる。
【００８５】
第１５ステップＳ１５で、トルク低減量Ｄが算出される。トルク低減量Ｄは以下の式（３）により算出される。
Ｄ＝Ａ２×Ｒ１・・・（３）
Ａ２は、第１４ステップＳ１４で算出された第２トルク低減値である。Ｒ１は、低アクセル低速時低減比率である。低アクセル低速時低減比率は、アクセル操作量による低減比率ｒａと車速による低減比率ｒｖとのうちの大きい方を選択することにより、算出される。アクセル操作量による低減比率ｒａは、図１５（ａ）に示す低減比率算出テーブルから算出される。図１５（ａ）のテーブルでは、ＡＣ１，ＡＣ２は数値を示しており、０＜ＡＣ１＜ＡＣ２である。アクセル操作量が所定値ＡＣ１（例えば７０％）以下であるときには低減比率ｒａはゼロである。すなわち、アクセル操作量が低いときにはトルク低減量がゼロとなる。また、アクセル操作量が所定値ＡＣ２（例えば９０％）以上であるときには低減比率ｒａは１である。アクセル操作量が所定値ＡＣ１とＡＣ２との間であるときは、低減比率ｒａは比例計算により算出される。また、車速による低減比率ｒｖは、図１５（ｂ）に示す低減比率算出テーブルから算出される。図１５（ｂ）のテーブルでは、ＶＬ１，ＶＬ２は数値を示しており、０＜ＶＬ１＜ＶＬ２である。車速が所定値ＶＬ１以下であるときには低減比率ｒｖはゼロである。すなわち、車速が低いときにはトルク低減量がゼロとなる。また、車速が所定値ＶＬ２以上であるときには低減比率ｒｖは１である。車速がＶＬ１とＶＬ２との間であるときは、低減比率ｒｖは比例計算により算出される。このような低アクセル低速時低減比率が用いられることによって、低車速からの加速を向上させることができる。
【００８６】
低負荷条件が「積荷前進＋変速操作部材の位置が第２速」又は「積荷後進」である場合には、第１６ステップＳ１６から第１８ステップＳ１８において、上記とは異なる方法で第２トルク低減値が算出される。
【００８７】
まず、第１６ステップＳ１６で、第１算出値Ｃ１が以下の式（４）により算出される
Ｃ１＝（Ａ１＋Ｂ）×Ｒ２・・・（４）
第１トルク低減値Ａ１、トルク低減補正値Ｂの算出方法は上述のとおりである。Ｒ２は、積荷時低減比率である。積荷時低減比率Ｒ２は、エンジントルク（トルク上限値）から後述する作業機ポンプ推定トルクを差し引いた値よりもトルク低減量を大きくしてもオペレータが違和感を感じない場合を想定して設定される。例えば、積荷時低減比率Ｒ２は、０より大きく１より小さい値であり、例えば「０．４」などの値が設定される。積荷時低減比率Ｒ２は、作業機ポンプ１３の推定出力トルクに対応する低減比率マップから算出される。
【００８８】
第１７ステップＳ１７で、第２算出値Ｃ２が以下の式（５）により算出される
Ｃ２＝Ａ１＋Ｂ−Ｔ１+Ｔ２・・・（５）
第１トルク低減値Ａ１、トルク低減補正値Ｂの算出方法は上述のとおりである。Ｔ１は、作業機ポンプ推定トルクである。作業機ポンプ推定トルクＴ１は、作業機ポンプ１３を駆動するために必要なトルクである。作業機ポンプ推定トルクＴ１は、作業機ポンプ１３の吐出容量と第１油圧センサ９４によって検出された作業機ポンプ１３の圧力の積に基づいて作業機ポンプ推定トルクＴ１として算出される。Ｔ２は、作業機ポンプ１３の中立出力トルクである。すなわち、Ｔ２は、ブーム操作部材８３ａ及びバケット操作部材８４ａが操作されていない中立状態での作業機ポンプ１３を駆動するために必要なトルクである。なお、上記の式（５）では、作業機ポンプのトルクを考慮したが，ステアリングポンプ１２やその他の油圧アクチュエータを駆動するための油圧ポンプの駆動トルクも考慮して第２算出値Ｃ２が算出されてもよい。
【００８９】
第１８ステップＳ１８で、第１算出値Ｃ１と第２算出値Ｃ２とのうち大きい方が第２トルク低減値Ａ２として選択される。そして、第１５ステップＳ１５で上述した式（３）によりトルク低減値Ｄが算出される。
【００９０】
以上の図４に示す第１ステップＳ１から第９ステップＳ９の処理、及び、図７に示す第１１ステップＳ１１から第１８ステップＳ１８の処理は、エンジン２１が駆動されている間、繰り返し行われる。
【００９１】
本実施形態に係る作業車両では、低負荷条件が満たされているときには、トルク上限値が、低負荷条件が満たされていないときよりも低減される。これにより、燃費が低減する。また、エンジン回転数と車速との変化に応じてトルク低減量が変化する。従って、予め設定された量だけ一律にトルク上限値が低減されるのではなく、エンジン回転数及び車速等の変化に応じて、低減量が連続的に変化する。このため、エンジントルクの急激な変化が抑えられる。これにより、操作性の低下が抑えられる。また、各低負荷条件に対応したトルク低減量テーブルが用意されているので、トルク低減量は低負荷条件に応じて変化する。従って、車両の低負荷条件に応じた適切なトルク低減量を設定することができる。これにより、各低負荷条件において、オペレータに操作性の低下を感じさせない範囲で、できるだけエンジントルクを低減させることができる。
【００９２】
例えば、作業車両１がいわゆるＶシェープ作業を行っているときのエンジントルク低減制御について説明する。Ｖシェープ作業とは、図１６に示すように、作業車両１が、土砂などの荷物１００を作業機３によって持ち上げ、ダンプトラックなどの積み込み位置２００に積み込む作業である。Ｖシェープ作業が行われるときは、比較的近距離での移動が繰り返されるので、変速操作部材８５ａは第２速位置に設定される。まず、作業車両１は、荷物１００に向かって移動する。このとき作業局面は「空荷前進」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「空荷前進テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、作業車両１が荷物１００に突っ込んでバケット７に荷物１００を積み込んで持ち上げる。このとき作業局面は「掘削」である。このため、エンジントルクは低減されない。次に、作業車両１は、バケット７に荷物１００を載せた状態で後退する。このとき、作業局面は「積荷後進」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１６ステップＳ１６から第１８ステップＳ１８、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「積荷後進テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、オペレータはＦＲ操作部材８６ａを後進位置から前進位置に切り換える。このとき、作業車両１の進行方向が後進から前進に切り換わるまでの間は、作業局面は「シャトル」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「シャトルテーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、作業車両１がバケット７に荷物１００を載せた状態で、積み込み位置２００に向かって前進する。このとき、作業局面は、積荷前進である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１６ステップＳ１６から第１８ステップＳ１８、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「積荷前進テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、作業車両１が積み込み位置２００の近くに位置している状態で、オペレータがバケット操作部材８４ａを操作して、バケット７上の荷物１００を積み込み位置２００に降ろす。このとき、「排土」の低負荷条件が満たされる。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「排土テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、オペレータはＦＲ操作部材８６ａを前進位置から後進位置に切り換え、作業車両１は、後進して積み込み位置２００から離れる。このとき、作業局面は「空荷後進」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「空荷後進テーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。次に、オペレータはＦＲ操作部材８６ａを後進位置から前進位置に切り換える。このとき、作業車両１の進行方向が後進から前進に切り換わるまでの間は、作業局面は「シャトル」である。このため、図７の第１１ステップＳ１１から第１３ステップＳ１３、第１４ステップＳ１４、及び第１５ステップＳ１５の処理により、「シャトルテーブル」に基づいてエンジントルクが低減される。以上の動作が繰り返される。
【００９３】
また、低負荷条件が満たされても、各テーブルにおいて、エンジン回転数が所定回転数以下であるときには、トルク低減量がゼロに設定されている。また、所定回転数は、トルク低減量テーブル毎にそれぞれ設定されているので、低負荷条件が変わると変化する。このため、オペレータに操作性の低下を感じさせない範囲で低負荷条件ごとにできるだけエンジントルクを低減させることができる。また、車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件は、作業局面を含んでいる。このため、所定回転数は、低負荷条件に代えて、作業局面に応じて変化するようにしてもよい。
【００９４】
トルク低減補正値は、アクセル操作量が大きいほど小さい。すなわち、アクセル操作量が小さいほど、トルク低減補正値は大きい。従って、オペレータがアクセルを大きく操作しているときには、トルク低減量は小さな値に設定される。オペレータがアクセルを大きく操作しているときは、オペレータが大きな出力を望んでいる状態であるので、トルク低減量が小さく設定されることにより、オペレータが操作性の低下を感じることを抑えることができる。また、オペレータがアクセルを小さく操作しているときには、トルク低減量は大きな値に設定される。オペレータがアクセルを小さく操作しているときは、オペレータが大きな出力を望んでいない状態であるので、トルク低減量が大きく設定されても、オペレータが操作性の低下を感じる恐れは少ない。このため、オペレータに操作性の低下を感じさせずに、燃費を向上させることができる。
【００９５】
図８（ｂ）及び図８（ｃ）のトルク低減量テーブルに示されているように、速度がＶｍａｘではトルク低減量はゼロである。このため、高速走行時に走行性能が低下することが抑えられる。
【００９６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９７】
例えば、車速に代えて、車両の加速度に基づいてトルク低減量が算出されてもよい。すなわち、図１７に示すように、トルク低減量テーブルは、エンジン回転数と車両の加速度とトルク低減量との関係を定めるものであってもよい。図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すテーブルは、それぞれ異なる低負荷条件で用いられるトルク低減量テーブルである。図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）において、ＶＡ１〜ＶＡｍａｘ、Ｎ２１〜Ｎ２６，ａ２１１〜ａ２５３、ｂ２１１〜ｂ２５５、ｃ２１１〜ｃ２５５は、数値を示している。ＶＡ１〜ＶＡｍａｘは車両の加速度であり、０＜ＶＡ１＜ＶＡ２＜ＶＡ３＜ＶＡ４＜ＶＡｍａｘである。また、Ｎ２１〜Ｎ２６はエンジン回転数であり、０＜Ｎ２１＜Ｎ２２＜Ｎ２３＜Ｎ２４＜Ｎ２５＜Ｎ２６である。ａ２１１〜ａ２５３、ｂ２１１〜ｂ２５５、ｃ２１１〜ｃ２５５はトルク低減量であり、ゼロより大きい値を示している。このように、各テーブルのトルク低減量は、車両の加速度及びエンジン回転数の変化に応じて変化する。また、各テーブルの車両の加速度、エンジン回転数、トルク低減量の関係はそれぞれ異なっている。従って、トルク低減量は、エンジン回転数及び車両の加速度が同じであっても、低負荷条件に応じて変化する。
【００９８】
或いは、車速に代えて、エンジン回転数の加速度に基づいてトルク低減量が算出されてもよい。すなわち、図１８に示すように、トルク低減量テーブルは、エンジン回転数とエンジン回転数の加速度とトルク低減量との関係を定めるものであってもよい。図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すテーブルは、それぞれ異なる低負荷条件で用いられるトルク低減量テーブルである。図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）において、ＥＡ１〜ＥＡｍａｘ、Ｎ３１〜Ｎ３６，ａ３１１〜ａ３５３、ｂ３１１〜ｂ３５５、ｃ３１１〜ｃ３５５は、数値を示している。ＥＡ１〜ＥＡｍａｘはエンジン回転数の加速度であり、０＜ＥＡ１＜ＥＡ２＜ＥＡ３＜ＥＡ４＜ＥＡｍａｘである。また、Ｎ３１〜Ｎ３６はエンジン回転数であり、０＜Ｎ３１＜Ｎ３２＜Ｎ３３＜Ｎ３４＜Ｎ３５＜Ｎ３６である。ａ３１１〜ａ３５３、ｂ３１１〜ｂ３５５、ｃ３１１〜ｃ３５５はトルク低減量であり、ゼロより大きい値を示している。例えば、エンジン回転数がＮ３２であり、エンジン回転数の加速度がＥＡ１であるときには、図１８（ａ）のテーブルによれば、低減量はゼロにされる。また、エンジン回転数が同じＮ３２であるが、エンジン回転数の加速度がＥＡ１より大きいＥＡ３であるときには、図１８（ａ）のテーブルによれば、低減量はａ３１１にされる。また、上記と同様にエンジン回転数がＮ３２であり、エンジン回転数の加速度がＥＡ１であっても、図１８（ｂ）のテーブルによれば、低減量はｂ３１１とされる。このように、各テーブルのトルク低減量は、エンジン回転数の加速度及びエンジン回転数の変化に応じて変化する。また、各テーブルのエンジン回転数の加速度、エンジン回転数、トルク低減量の関係はそれぞれ異なっている。従って、トルク低減量は、エンジン回転数及びエンジン回転数の加速度が同じであっても、低負荷条件に応じて変化する。
【００９９】
また、トルク低減量が車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度とのうち、いずれに基づいて算出されるかは、低負荷条件ごとに異なってもよい。例えば、第１の低負荷条件では「エンジン回転数と車速とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルが用いられており、第２の低負荷条件では「エンジン回転数と車両の加速度とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルが用いられており、第３の低負荷条件では「エンジン回転数とエンジン回転数の加速度とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルが用いられてもよい。
【０１００】
また、１つの低負荷条件に、車速と車両の加速度とエンジン回転数の加速度とが異なっている複数のトルク低減量テーブルが設定されており、これらのトルク低減量テーブルから最も大きいトルク低減量が選択されてもよい。例えば、１つの低負荷条件に「エンジン回転数と車速とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルと「エンジン回転数と車両の加速度とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルと「エンジン回転数とエンジン回転数の加速度とトルク低減量」との関係を定めるトルク低減量テーブルの３つのトルク低減量テーブルが設定されており、これらのトルク低減量テーブルから現在の車両の状態において最も大きいトルク低減量が選択されてもよい。
【０１０１】
なお、エンジン回転数の加速度とは、エンジン回転数の単位時間当たりの変化量を意味する。エンジン回転数の加速度は、加速度を検出するセンサにより検出されてもよい。或いは、エンジン回転数の加速度は、エンジン回転数センサ９１が検出したエンジン回転数から制御部１０が算出してもよい。また、トルク低減量はテーブルによらず計算式により算出されてもよい。また、図１７（ａ）−（ｃ）において（ａ）のＮ２１〜Ｎ２６、（ｂ）のＮ２１〜Ｎ２６、（ｃ）のＮ２１〜Ｎ２６は同じ符号としたが、同じ値でなくてもよい。図１８（ａ）−（ｃ）のＮ３１〜Ｎ３６も同様に同じ値でなくてもよい。
【０１０２】
上記の実施形態では、補正エンジン回転数が用いられることにより、アクセル操作量が１００％のときのトルク低減量テーブルから、現在のアクセル操作量に対応するトルク低減量が求められている。これにより、アクセル操作量が１００％のときのエンジントルクカーブから、アクセル操作量が１００％未満のときに対応するトルク低減量を算出することができる。ただし、アクセル操作量に応じたトルク低減量を算出する方法は、上記のように補正エンジン回転数を用いたものに限られない。アクセル操作量ごとに複数のトルク低減量テーブルが制御部１０に記憶され、これらのテーブルからトルク低減量が求められてもよい。
【０１０３】
上記の実施形態では、図４のフローチャートの第１０ステップＳ１０において、トルク低減量がゼロに設定されている。しかし、トルク低減量は必ずしもゼロでなくてもよい。
【０１０４】
低負荷条件は、上述したものと異なる低負荷条件の判定が行われてもよい。作業局面の判別も、上述したものと異なる作業局面の判別が行われてもよい。上述したトルク低減量テーブルとは異なるトルク低減量テーブルに基づいてトルク低減量が算出されてもよい。例えば、トランスミッション２６の速度段が低負荷条件に含まれてもよい。そして、トルク低減量テーブルの車速Ｖｍａｘが各速度段に対応した最高車速に設定されてもよい。
【０１０５】
操作部材の形態は、上記で例示したものに限られない。例えば、レバーやペダルに限らず、スライド型或いはダイヤル型のスイッチなどの他の操作部材が用いられてもよい。
【０１０６】
上記の実施形態に係る作業車両１では、第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとが別に設けられているが、一体に設けられてもよい。例えば、１つのコンピュータによって第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとの機能が実現されてもよい。逆に、第１制御部１０ａ又は第２制御部１０ｂの機能が複数のコンピュータによって分担されてもよい。
【０１０７】
また、本発明が適用される作業車両は上記のものに限られない。ホイールローダ以外の作業車両にも本発明を適用することができる。また、本発明は、ＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）、或いは、ＨＭＴ（Hydraulic Mechanical Transmission）などの機械式の無段変速装置（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）装置、あるいは、電気式無段変速装置を備える作業車両に適用されてもよい。例えば、図１９に示すように、ＨＳＴを備える作業車両（以下、「HST型作業車両」と呼ぶ）では、エンジン２１からの駆動力により走行用油圧ポンプ４１を駆動し、走行用油圧ポンプ４１から吐出された作動油が走行回路４２を介して油圧モータ４３に供給される。これにより油圧モータ４３が駆動され、油圧モータ４３の回転力により前輪４ａ及び後輪４ｂが駆動される。油圧モータ４３に供給される作動油の圧力（「走行回路油圧」とよぶ）は、走行回路油圧センサ４４によって検出される。また、第２制御部１０ｂからの制御信号により走行用油圧ポンプ４１の傾転角を調整するポンプ容量制御部４５が備えられている。第２制御部１０ｂは、ポンプ容量制御部４５を制御することにより、走行用油圧ポンプ４１の容量を電気的に制御することができる。また、第２制御部１０ｂからの制御信号により油圧モータ４３の傾転角を調整するモータ容量制御部４６が備えられている。第２制御部１０ｂは、モータ容量制御部４６を制御することにより、油圧モータ４３の容量を電気的に制御することができる。なお、図１９では、図２と共通の構成には同じ符号が付されている。
【０１０８】
第２制御部１０ｂは、エンジン回転数センサ９１および走行回路油圧センサ４４からの出力信号を処理して、ポンプ容量の指令信号をポンプ容量制御部４５に出力する。ここでは、第２制御部１０ｂは、第２制御部１０ｂに記憶されているポンプ容量−走行回路油圧特性データを参照して、エンジン回転数の値と走行回路油圧の値とからポンプ容量を設定し、この設定したポンプ容量に対応するポンプ容量指令値をポンプ容量制御部４５に出力する。図２０に、ポンプ容量−走行回路油圧特性データの一例を示す。図中の実線Ｌ１１および破線Ｌ１２〜Ｌ１５は、エンジン回転数に応じて変更されるポンプ容量−走行回路油圧特性を示すラインである。ポンプ容量制御部４５は、入力されたポンプ容量指令値に基づいて走行用油圧ポンプ４１の傾転角を変更する。これにより、ポンプ容量がエンジン回転数に対応したものに制御される。
【０１０９】
また、第２制御部１０ｂは、エンジン回転数センサ９１および走行回路油圧センサ４４からの出力信号を処理して、モータ容量の指令信号をモータ容量制御部４６に出力する。ここでは、第２制御部１０ｂは、第２制御部１０ｂに記憶されているモータ容量−走行回路油圧特性データを参照して、エンジン回転数の値と走行回路油圧の値とからモータ容量を設定し、この設定したモータ容量に対応する傾転角の変更指令をモータ容量制御部４６に出力する。図２１に、モータ容量−走行回路油圧特性データの一例を示す。図中の実線Ｌ２１は、エンジン回転数がある値の状態における、走行回路油圧に対する傾転角を定めたラインである。走行回路油圧がある一定の値以下の場合までは傾転角は最小（Ｍｉｎ）であり、その後、走行回路油圧の上昇に伴って傾転角も次第に大きくなり（実線の傾斜部分Ｌ２２）、傾転角が最大（Ｍａｘ）となった後は、油圧が上昇しても傾転角は最大傾転角Ｍａｘを維持する。上記実線の傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転数によって上下するように設定されている。すなわち、エンジン回転数が低ければ、走行回路油圧がより低い状態から傾転角が大きくなり、走行回路油圧がより低い状態で最大傾転角に達するように制御される（図２１における下側の破線の傾斜部分Ｌ２３参照）。反対にエンジン回転数が高ければ、走行回路油圧がより高くなるまで最小傾転角Ｍｉｎを維持し、走行回路油圧がより高い状態で最大傾転角Ｍａｘに達するように制御される（図２１における上側の破線の傾斜部分Ｌ２４参照）。
【０１１０】
また、このHST型作業車両は、上記の実施形態に係る作業車両１と同様の変速操作部材８５ａを備えている。第２制御部１０ｂは、変速操作部材８５ａによって選択される各速度段に対応する最高車速を記憶している。第２制御部１０ｂは、車速が、選択された速度段での最高車速を超えないように、モータ容量制御部４６を制御する。これにより、上記の実施形態に係る作業車両と同様の変速制御が行われる。また、このHST型作業車両では、上記の実施形態に係る作業車両と同様のエンジン２１の制御が第１制御部１０ａによって行われる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、操作性の低下を抑えると共に、燃費低減の効果を向上させることができる効果を有する。このため、本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法として有用である。
【符号の説明】
【０１１２】
２１ エンジン
２２ 走行装置
３ 作業機
９１ エンジン回転数センサ（第１検出部）
９２ Ｔ／Ｍ出力回転数センサ（第２検出部）
１０ 制御部
８１ａ アクセル操作部材
８１ｂ アクセル操作検出装置（第３検出部）
８６ａ ＦＲ操作部材（前後進切換操作部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンからの駆動力により車両を走行させる走行装置と、
前記エンジンからの駆動力により駆動される作業機と、
エンジン回転数を検出する第１検出部と、
車速と、車両の加速度と、前記エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つを検出する第２検出部と、
車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かを判定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記低負荷条件が満たされているときには、前記エンジンの出力トルクの上限値が、前記低負荷条件が満たされていないときよりも低減するように、前記エンジンを制御し、
前記第２検出部によって検出された前記車速と前記車両の加速度と前記エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、前記第１検出部によって検出された前記エンジン回転数との変化に応じて、前記低負荷条件が満たされているときの前記エンジンの出力トルクの上限値の低減量を変化させる、
作業車両。
【請求項２】
前記低減量は、前記低負荷条件に応じて変化する、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記制御部は、前記エンジン回転数が所定回転数より大きいときに、前記エンジンの出力トルクの上限値を低減させ、
前記所定回転数は、前記低負荷条件に応じて変化する、
請求項１又は２に記載の作業車両。
【請求項４】
オペレータによって操作されるアクセル操作部材と、
前記アクセル操作部材の操作量を検出する第３検出部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第３検出部によって検出された前記アクセル操作部材の操作量を考慮して前記低減量を決定する、
請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
【請求項５】
前記第２検出部は、前記車速を検出し、
前記車速が所定速度以上であるときには、前記制御部は、前記車速が前記所定速度より小さいときよりも前記低減量を小さくする、
請求項１から４のいずれかに記載の作業車両。
【請求項６】
前記第２検出部は、前記車速を検出し、
前記車速が第１の所定速度より小さいとき、及び、前記車速が前記第１の所定速度より大きい第２の所定速度より大きいときには、前記制御部は、前記車速が前記第１の所定速度以上であり前記第２の所定速度以下であるときよりも、前記低減量を小さくする、
請求項１から４のいずれかに記載の作業車両。
【請求項７】
前記制御部は、前記走行装置及び前記作業機の作動状態から車両の作業局面を判別し、 前記低負荷条件が満たされているか否かを前記作業局面に基づいて判定する、
請求項１から６のいずれかに記載の作業車両。
【請求項８】
前記低負荷条件は、前記作業局面が、前記作業機に荷物が積まれていない空荷状態であることを含む、
請求項７に記載の作業車両。
【請求項９】
車両の前進と後進との切換を操作するための前後進切換操作部材をさらに備え、
前記低負荷条件は、前記作業局面が、前記前後進切換操作部材によって指示された進行方向と車両の進行方向とが異なっているシャトル状態であることを含む、
請求項７または８に記載の作業車両。
【請求項１０】
前記制御部は、車両が登坂走行を行っているか否かを判定し、車両が登坂走行を行っている場合には、前記制御部は前記低減量を小さくする、
請求項１から９のいずれかに記載の作業車両。
【請求項１１】
エンジンと、前記エンジンからの駆動力により車両を走行させる走行装置と、前記エンジンからの駆動力により駆動される作業機と、を備える作業車両の制御方法であって、
エンジン回転数が検出されるステップと、
車速と、車両の加速度と、前記エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つが検出されるステップと、
車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かが判定されるステップと、
前記低負荷条件が満たされるときには、前記エンジンの出力トルクの上限値が、前記低負荷条件が満たされないときよりも低減するように、前記エンジンが制御されるステップと、
検出された前記車速と前記車両の加速度と前記エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、検出された前記エンジン回転数との変化に応じて、前記低負荷条件が満たされているときの前記エンジンの出力トルクの上限値の低減量を変化させるステップと、
を備える作業車両の制御方法。
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンからの駆動力により車両を走行させる走行装置と、
前記エンジンからの駆動力により駆動される作業機と、
エンジン回転数を検出する第１検出部と、
車速と、車両の加速度と、前記エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つを検出する第２検出部と、
車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かを判定する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記低負荷条件が満たされているときには、前記エンジンの出力トルクの上限値が、前記低負荷条件が満たされていないときよりも低減するように、前記エンジンを制御し、
前記第２検出部によって検出された前記車速と前記車両の加速度と前記エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、前記第１検出部によって検出された前記エンジン回転数との変化に応じて、前記低負荷条件が満たされているときの前記エンジンの出力トルクの上限値の低減量を変化させる、
作業車両。
【請求項２】
前記低減量は、前記低負荷条件に応じて変化する、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記制御部は、前記エンジン回転数が所定回転数より大きいときに、前記エンジンの出力トルクの上限値を低減させ、
前記所定回転数は、前記低負荷条件に応じて変化する、
請求項１又は２に記載の作業車両。
【請求項４】
オペレータによって操作されるアクセル操作部材と、
前記アクセル操作部材の操作量を検出する第３検出部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第３検出部によって検出された前記アクセル操作部材の操作量を考慮して前記低減量を決定する、
請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
【請求項５】
前記第２検出部は、前記車速を検出し、
前記車速が所定速度以上であるときには、前記制御部は、前記車速が前記所定速度より小さいときよりも前記低減量を小さくする、
請求項１から４のいずれかに記載の作業車両。
【請求項６】
前記第２検出部は、前記車速を検出し、
前記車速が第１の所定速度より小さいとき、及び、前記車速が前記第１の所定速度より大きい第２の所定速度より大きいときには、前記制御部は、前記車速が前記第１の所定速度以上であり前記第２の所定速度以下であるときよりも、前記低減量を小さくする、
請求項１から４のいずれかに記載の作業車両。
【請求項７】
前記制御部は、前記走行装置及び前記作業機の作動状態から車両の作業局面を判別し、 前記低負荷条件が満たされているか否かを前記作業局面に基づいて判定する、
請求項１から６のいずれかに記載の作業車両。
【請求項８】
前記低負荷条件は、前記作業局面が、前記作業機に荷物が積まれていない空荷状態であることを含む、
請求項７に記載の作業車両。
【請求項９】
車両の前進と後進との切換を操作するための前後進切換操作部材をさらに備え、
前記低負荷条件は、前記作業局面が、前記前後進切換操作部材によって指示された進行方向と車両の進行方向とが異なっているシャトル状態であることを含む、
請求項７または８に記載の作業車両。
【請求項１０】
前記制御部は、車両が登坂走行を行っているか否かを判定し、車両が登坂走行を行っている場合には、前記制御部は前記低減量を小さくする、
請求項１から９のいずれかに記載の作業車両。
【請求項１１】
エンジンと、前記エンジンからの駆動力により車両を走行させる走行装置と、前記エンジンからの駆動力により駆動される作業機と、を備える作業車両の制御方法であって、
エンジン回転数が検出されるステップと、
車速と、車両の加速度と、前記エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つが検出されるステップと、
車両が低負荷状態であることを示す低負荷条件が満たされているか否かが判定されるステップと、
前記低負荷条件が満たされるときには、前記エンジンの出力トルクの上限値が、前記低負荷条件が満たされないときよりも低減するように、前記エンジンが制御されるステップと、
検出された前記車速と前記車両の加速度と前記エンジン回転数の加速度とのうちの少なくとも１つと、検出された前記エンジン回転数との変化に応じて、前記低負荷条件が満たされているときの前記エンジンの出力トルクの上限値の低減量を変化させるステップと、
を備える作業車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−２３６７５９（Ｐ２０１１−２３６７５９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０７１１５（Ｐ２０１０−１０７１１５）
【出願日】平成２２年５月７日（２０１０．５．７）
【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２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月７日（２０１０．５．７）
【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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