JP2005061322A - 作業車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大作業量と省燃費を両立させことができる作業車両の制御装置を提供する。
【解決手段】コントローラ１０はエンジン回転数に基づいて最大ポンプ吸収トルク及びエンジン出力トルクを決定するためのテーブル１０ａ，１０ｂ及び１０ｅ，１０ｆと、決定された最大ポンプ吸収トルク及びエンジン出力トルクを作業量モード時か省燃費モード時かによって切り換える選択部１０ｃ，１０ｇとを備え、省燃費モード用のポンプ吸収トルク特性は高回転領域で小さめの最大ポンプ吸収トルクＴＢとなるよう設定され、省燃費モード用のエンジン出力特性は高回転領域において低めのエンジン出力トルクとなるよう設定されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、エンジンによりトランスミッションを駆動し、走行を行うとともに、エンジンにより油圧ポンプを駆動し、作業アクチュエータを作動して所定の作業を行うホイールローダやテレスコピックハンドラー等の作業車両の制御装置に関する。
この種の作業車両における制御装置の従来技術として特公平８−６６１３号公報や特許第２９６８５５８号公報に記載のものがある。
特公平８−６６１３号公報に記載の従来技術は、作業に適合するエンジン出力特性と、走行に適合するエンジン出力特性の２種類のエンジン出力特性を用意し、作業状態か走行状態かに応じてエンジン出力特性を切り換えて使用しエンジン出力を制御をするものにおいて、走行状態にありトルクコンバータ速度比小（低速）のときはトランスミッショントルクが作業状態でのトルクを超えないように燃料噴射量を制御し、トルクコンバータに加わる過大トルクの発生を防止するものである。
特許第２９６８５５８号公報に記載の従来技術は、走行駆動装置とアクチュエータの負荷の和がエンジンの出力トルクより小さいときはポンプ吸収トルクを大きくして作業量を確保し、負荷の和がエンジンの出力トルクより大きいときはポンプ吸収トルクを小さくして大きな走行トルクを確保し、大きな牽引力を維持するようにしたものである。
特公平８−６６１３号公報
特許第２９６８５５８号公報
ホイールローダやテレスコピックハンドラー等の作業車両では、走行しながらフロント作業機を動かす作業（走行とフロント作業機の複合作業）を行うことが多い。このような複合作業においてフロント作業機による作業量は作業の種類によって大きく変動する。走行とフロント作業機の複合作業でフロント作業機の作業量が大きい場合は油圧ポンプの吸収トルクも大きくなるため、油圧ポンプの吸収トルクとトランスミッショントルク（走行トルク）の和がエンジン出力トルク以上となり、エンジン出力がフルに使われる運転状態となる。よって、このような作業では、作業量を増やすためにはエンジンの出力トルクはできるだけ大きく設定することが望ましい。一方、作業量が小さい場合は油圧ポンプの吸収トルクも小さく、油圧ポンプの吸収トルクとトランスミッショントルク（走行トルク）の和はエンジン出力トルク以下となる。よって、この場合は、エンジン出力トルクを下げることができれば、省燃費となり好ましい。
特公平８−６６１３号公報に記載の従来技術は、作業に適合するエンジン出力特性と走行に適合するエンジン出力特性に切り換え可能であり、作業に適合するエンジン出力特性ではエンジン出力トルクを大きくしているため大作業量が期待でき、走行に適合するエンジン出力特性ではエンジン出力トルクを下げているため、省燃費効果が期待できる。しかし、この従来技術では、フロント作業を動かす作業を行う場合は作業量が小さい場合も作業に適合するエンジン出力特性に切り換えられるため、省燃費効果を得ることができない。
特許第２９６８５５８号公報に記載の従来技術は、作業状態に応じて油圧ポンプの吸収トルクを変えているが、エンジン出力特性は一定であり、小負荷作業では省燃費効果を得ることができない。
以上のように従来技術は、何れも、大作業量と省燃費を両立させることができなかった。
本発明の目的は、大作業量と省燃費を両立させることができる作業車両の制御装置を提供することである。
（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンの出力トルクと回転数を制御する燃料噴射装置と、前記エンジンにより駆動される走行用のトランスミッションと、前記エンジンにより駆動される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプの吸収トルクが最大吸収トルクを超えないよう制御する第１ポンプトルク制御手段とを備えた作業車両の制御装置において、切換手段と、前記切換手段の指示に応じて予め設定した少なくとも２つのエンジン出力トルク特性の一方を選択し、このエンジン出力トルク特性に基づいて前記燃料噴射装置を制御し前記エンジンの出力トルクを制御するエンジントルク制御手段と、前記切換手段の指示に応じて予め設定した少なくとも２つのポンプ吸収トルク特性の一方を選択し、このポンプ吸収トルク特性に基づいて前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する第２ポンプトルク制御手段とを備えるものとする。
このように切換手段とエンジントルク制御手段及び第２ポンプトルク制御手段を設け、切換手段の指示に応じてエンジン出力トルク特性とポンプ吸収トルク特性を切り換えて燃料噴射装置とポンプトルク制御手段とを制御し、エンジン出力トルクとポンプ吸収トルクを制御することにより、作業量が大きい場合はエンジン出力トルクが大きめとなるエンジン出力トルク特性を選択することで作業量を増やすことができ、作業量が小さい場合はエンジン出力トルクが小さめとなるエンジン出力トルク特性を選択することで省燃費効果を得ることができ、大作業量と省燃費を両立させることができる。
（２）上記（１）において、好ましくは、前記切換手段は作業量モードと省燃費モードのいずれかを指示するスイッチであり、前記エンジントルク制御手段は、省燃費モードではエンジン回転数が高い側のエンジン出力トルクが作業量モードよりも小さめとなる出力トルク特性を選択し、前記ポンプトルク制御手段は、省燃費モードでは、前記第２エンジントルク制御手段によるエンジン出力トルクの低下に合わせて、エンジン回転数が高い側の最大ポンプ吸収トルクが作業量モードよりも小さめとなるポンプ吸収トルク特性を選択する。
ホイールローダやテレスコピックハンドラー等の作業車両において走行力（牽引力）は重要であり、走行力は作業状態に係わらずできるだけ大きくできることが望ましい。
省燃費モードでエンジントルク制御手段によるエンジン出力トルクの低下に合わせて、エンジン回転数が高い側のポンプ吸収トルクが作業量モードよりも小さめとなる最大ポンプ吸収トルク特性を選択することにより、エンジン出力トルクが小さめであっても走行トルクの低下を回避することができ、良好な作業性を得ることができる。
（３）また、上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記エンジントルク制御手段は、前記エンジン出力特性からそのときのエンジン回転数に対応する燃料噴射量を演算し、この燃料噴射量以下に目標燃料噴射量を制限し前記燃料噴射装置を制御する。
これにより選択したエンジン出力特性を得ることができる。
（４）また、上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記エンジントルク制御手段は、前記エンジン出力特性としてエンジン回転数に対する燃料噴射量特性を設定し、この燃料噴射量特性から決まる燃料噴射量以下に目標燃料噴射量を制限し前記燃料噴射装置を制御する。
これにより選択したエンジン出力特性を得ることができる。
本発明によれば、大作業量と省燃費を両立させることができる。
また、省燃費モードでエンジン出力トルクが小さめであっても走行トルクの低下を回避することができ、良好な作業性を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる作業車両の制御装置を含む駆動装置全体のシステム構成図である。
図１において、本実施の形態に係わる作業車両は、原動機であるディーゼルエンジン（以下単にエンジンという）１を備え、エンジン１には電子燃料噴射装置２が設けられ、この電子燃料噴射装置２によりエンジン１の出力トルクと回転数が制御される。エンジン１の出力軸にはトルクコンバータ４を備えた走行用のトランスミッション５が連結され、トランスミッション５をエンジン１により駆動することによりアクスル６を駆動し走行を行う。エンジン１の目標回転数を指示する手段として走行ペダル８が設けられている。走行ペダル８の信号はコントローラ１０に入力され、その入力に基づいてコントローラ１０から電子燃料噴射装置２に制御信号を出力し、燃料噴射量を制御する。また、作業量モードと省燃費モードの切り換えを指示する手段としてモード切換スイッチ１１が設けられ、モード切換スイッチ１１の信号もコントローラ１０に入力される。
エンジン１の出力軸には可変容量型の油圧ポンプ１５が連結され、油圧ポンプ１５はエンジン１により駆動され圧油を吐出する。油圧ポンプ１５の吐出油路にはコントロールバルブ１６が接続されている。コントロールバルブ１６は操作レバー等の操作手段により操作され、アクチュエータ１７に圧油を供給する。アクチュエータ１７は例えばホイールローダのフロント作業装置を駆動する油圧シリンダである。
油圧ポンプ１５にはトルク制御レギュレータ２１が備えられている。トルク制御レギュレータ２１は、油圧ポンプ１５の吐出圧力が上昇するとき、それに応じて油圧ポンプ１５の傾転（容量）が減少し、油圧ポンプ１５の吸収トルクが設定値（最大ポンプ吸収トルク）を超えないよう油圧ポンプ１５の傾転（容量）を制御する。トルク制御レギュレータ２１の設定値（最大ポンプ吸収トルク）は可変であり、トルク制御電磁弁２２により制御される。トルク制御電磁弁２２は油圧ポンプ１５の吐出圧を油圧源として動作する電磁比例弁であり、コントローラ１０から出力される制御信号により作動する。
また、エンジン１にはエンジン回転数を検出する回転センサ２５が設けられ、回転センサ２５の信号もコントローラ１０に入力される。
図２に本発明が適用される作業車両の一例であるホイールローダの外観を示す。図２において、１００はホイールローダであり、ホイールローダ１００は、車体前部１０１と車体後部１０２とで構成され、車体前部１０１と車体後部１０２は連結装置１０３を介して屈曲可能に連結されている。車体前部１０１にはフロント作業装置１０５と車輸（前輪）１０６が設けられ、車体後部１０２には運転室１０７と車輪（後輪）１０８が設けられ、運転室１０７には運転席１１０、ハンドル１１１、操作レバー１１２が設けられている。フロント作業装置１０５はバケット１２０とリフトアーム１２１からなり、バケット１２０はバケットシリンダ１２２の伸縮によりチルト・ダンプ動作し、リフトアーム１２１はアームシリンダ１２３の伸縮により上下に動作する。図１に示したアクチュエータ１７はバケットシリンダ１２２及びアームシリンダ１２３を代表したものである。
また、図１に示したエンジン１及び油圧ポンプ１５はコントロールバルブ１６、トルク制御レギュレータ２１及びトルク制御弁２２と共に車体後部１０２に配置され、後輪１０８はトランスミッション５及びアクスル６を介してエンジン１により駆動される。走行ペダル８は運転室１０７の床上に設けられ、モード切換スイッチ１１は運転室１０７の前部キャビネット１１３に設けられ、コントローラ１０は運転室１０７内の適所、例えば運転席２４の下側に配置されている。
図１に示したアクチュエータ１７はバケットシリンダ１２２及びアームシリンダ１２３を代表したものであり、これらを駆動することによりフロント作業装置１０５を操作することができる。
図３にコントローラ１０のエンジン及びポンプ制御に係わる処理内容を機能ブロック図で示す。
コントローラ１０は、エンジン回転数に基づいて油圧ポンプ１５の最大吸収トルク（最大ポンプ吸収トルク）を決定するための２つのテーブル１０ａ，１０ｂと、この２つのテーブル１０ａ，１０ｂで決定された最大ポンプ吸収トルクを作業量モード時か省燃費モード時かによって切り換える選択部１０ｃと、選択部１０ｃで切り換えられ選択された最大ポンプ吸収トルクが得られるようトルク制御電磁弁２２に指令信号を出力する出力部１０ｄとを備えている。
また、コントローラ１０は、エンジン回転数に基づいてエンジン１の出力トルク（エンジン出力トルク）を決定するための２つのテーブル１０ｅ，１０ｆと、この２つのテーブル１０ｅ，１０ｆで決定されたエンジン出力トルクを作業量モード時か省燃費モード時かによって切り換える選択部１０ｇと、選択部１０ｇで切り換えられ選択されたエンジン出力トルクを超えないよう目標燃料噴射量を演算し電子燃料噴射装置２に制御信号を出力する燃料噴射装置制御部１０ｈとを備えている。
最大ポンプ吸収トルクに係わる２つのテーブル１０ａ，１０ｂのうちテーブル１０ａは作業量モード用であり、テーブル１０ｂは省燃費モード用であり、それぞれ、作業量モード用のポンプ吸収トルク特性と省燃費モード用のポンプ吸収トルク特性が設定されている。作業量モード用のポンプ吸収トルク特性は、エンジン回転数に係わらず最大ポンプ吸収トルクが一定なる特性であり、その一定の最大ポンプ吸収トルクは例えば従来のトルク制御レギュレータの設定値と同程度の大きさＴＡである。省燃費モード用のポンプ吸収トルク特性は、低回転領域では作業量モード用の最大ポンプ吸収トルクと同程度の大きさＴＡであり、高回転領域では作業量モード用の最大ポンプ吸収トルクよりも小さめのポンプ吸収トルクＴＢとなる特性である。
エンジン出力トルクに係わる２つのテーブル１０ｅ，１０ｆのうちテーブル１０ｅは作業量モード用であり、テーブル１０ｆは省燃費モード用であり、それぞれ、作業量モード用のエンジン出力特性と省燃費モード用のエンジン出力特性が設定されている。図４にテーブル１０ｅ，１０ｆに設定される作業量モード用のエンジン出力特性と省燃費モード用のエンジン出力特性を比較して示す。図４には等燃費曲線も合わせて示している。作業量モード用のエンジン出力特性は高回転領域においてエンジン出力トルクが大きめとなる特性であり、省燃費モード用のエンジン出力特性は高回転領域において作業量モード用に比べて低めのエンジン出力トルクとなる特性である。省燃費モードでエンジン出力トルクが小さめとなる量は最大ポンプ吸収トルクが小さめとなる量に対応している。換言すれば、省燃費モード用のポンプ吸収トルク特性はエンジン出力特性でエンジン出力トルクが小さめとなる分、最大ポンプ吸収トルクが小さめとなるよう設定されている。また、省燃費モード用の特性の高回転領域におけるエンジン出力トルクは作業量モード用に比べて低めであるため、作業量モード用のものより燃費の良い曲線上に位置している。
２つのテーブル１０ａ，１０ｂはそれぞれ回転センサ２５により検出されたエンジン１の回転数を入力しそれに応じた最大ポンプ吸収トルクを決定する。選択部１０ｃはモード切換スイッチ１１からの信号を入力し、その信号が作業量モードを示しているときは作業量モード用のテーブル１０ａで決定された最大ポンプ吸収トルクを選択し、モード切換スイッチ１１からの信号が省燃費モードを示しているときは省燃費モード用のテーブル１０ｂで決定された最大ポンプ吸収トルクを選択する。選択部１０ｃで選択された最大ポンプ吸収トルクは出力部１０ｄに送られ、出力部１０ｄはその最大ポンプ吸収トルクをトルク制御電磁弁２２の指令信号に変換し出力する。
図５に上記のようにトルク制御電磁弁２２により可変制御される設定値に基づきトルク制御レギュレータ２１が作動するときの油圧ポンプ１５の吐出圧力（ポンプ圧力）と油圧ポンプ１５の傾転（ポンプ傾転）との関係を示す。作業量モード用のテーブル１０ａが選択されたとき及び省燃費モード用のテーブル１０ｂが選択されエンジン１が低回転域にあるとき、油圧ポンプ１５の最大ポンプ吸収トルクはＴＡとなり、省燃費モード用のテーブル１０ｂが選択されエンジン１が高回転域にあるとき、油圧ポンプ１５の最大ポンプ吸収トルクはＴＢとなる。トルク制御レギュレータ２１は、ポンプ吐出圧力が上昇するとき、それに応じて最大ポンプ吸収トルクの特性線に沿ってポンプ傾転を減少し、油圧ポンプ１５の吸収トルクが設定値（最大ポンプ吸収トルク）ＴＡ又はＴＢを超えないよう油圧ポンプ１５の傾転（容量）を制御する。また、同じポンプ圧力Ｐ１であっても、最大ポンプ吸収トルクがＴＡからＴＢに減少するとポンプ傾転はｑ１からｑ２に減少し、それに応じてポンプ吐出流量も減少する。
他の２つのテーブル１０ｅ，１０ｆはそれぞれ回転センサ２５により検出されたエンジン１の回転数を入力しそれに応じたエンジン出力トルクを決定する。選択部１０ｇはモード切換スイッチ１１からの信号を入力し、その信号が作業量モードを示しているときは作業量モード用のテーブル１０ｅで決定されたエンジン出力トルクを選択し、モード切換スイッチ１１からの信号が省燃費モードを示しているときは省燃費モード用のテーブル１０ｆで決定されたエンジン出力トルクを選択する。選択部１０ｇで選択されたエンジン出力トルクは燃料噴射装置制御部１０ｈに送られ、そのエンジン出力トルクを超えないよう目標燃料噴射量を演算し電子燃料噴射装置２に制御信号を出力する。
図６に燃料噴射装置制御部１０ｈの処理内容を機能ブロック図で示す。
燃料噴射装置制御部１０ｈは、回転数偏差演算部１００ａ、燃料噴射量変換部１００ｂ、積分加算部１００ｃ、最大燃料噴射量演算部１００ｄ、リミッタ演算部１００ｅ、一次遅れ要素１００ｆの各制御機能を有している。
回転数偏差演算部１００ａは、走行ペダル８により指示された目標エンジン回転数と回転センサ２５により検出された実際のエンジン回転数とを比較して回転数偏差ΔＮを算出し、燃料噴射量変換部１００ｂはその回転数偏差ΔＮにゲインＫFを掛けるとともに上限・下限のリミッタ処理をして目標燃料噴射量の増分ΔFNを演算し、積分加算部１００ｃは一次遅れ要素１００ｆからの目標燃料噴射量FN1の前回値FN2にその増分ΔFNを加算して新たな目標燃料噴射量FN3を演算する。
一方、選択部１０ｇで選択されたエンジン出力トルクは最大燃料噴射量演算部１００ｄに送られ、最大燃料噴射量演算部１００ｄはそのエンジン出力トルクを燃料噴射量に変換し、それを最大燃料噴射量FNmaxとしてリミッタ演算部１００ｅに送る。ここで、エンジン出力トルクと燃料噴射量は概ね比例関係にあり、最大燃料噴射量演算部１００ｄはその関係を用いて変換を行う。
リミッタ演算部１００ｅは、目標燃料噴射量FN3に上限リミッタを掛け、目標燃料噴射量FN1とする。上限リミッタの制限値は可変であり、図７に示すように、最大燃料噴射量FNmaxの増減に応じて上限リミッタの制限値も増減する。
リミッタ演算部１００ｅで得た目標燃料噴射量FN1は制御電流に変換され、電子燃料噴射装置２に出力され燃料噴射量を制御する。これにより実際のエンジン回転数が目標回転数より小さいとき（回転数偏差ΔＮが正のとき）は目標燃料噴射量FN1を増大させ、実際のエンジン回転数が目標回転数より大きくなると（回転数偏差ΔＮが負になると）目標燃料噴射量FN1を減少させるよう、つまり回転数偏差ΔＮが０にとなり実際のエンジン回転数が目標回転数に一致するよう燃料噴射量が制御される。また、エンジン１の出力トルクがテーブル１０ｅ又は１０ｆで決定され選択部１０ｇで選択されたエンジン出力トルクを超えないよう燃料噴射量が制御される。
以上において、トルク制御レギュレータ２１は油圧ポンプ１５の吸収トルクが最大吸収トルクを超えないよう制御する第１ポンプトルク制御手段を構成し、コントローラ１０のテーブル１０ａ，１０ｂ、選択部１０ｃ、出力部１０ｄとトルク制御電磁弁２２はモード切換スイッチ１１の指示に応じて予め設定した少なくとも２つのポンプ吸収トルク特性の一方を選択し、このポンプ吸収トルク特性に基づいて油圧ポンプ１５の最大吸収トルクを制御する第２ポンプトルク制御手段を構成し、テーブル１０ｅ，１０ｆ、選択部１０ｇ、燃料噴射装置制御部１０ｈはモード切換スイッチ１１の指示に応じて予め設定した少なくとも２つのエンジン出力トルク特性の一方を選択し、このエンジン出力トルク特性に基づいて電子燃料噴射装置２を制御しエンジン１の出力トルクを制御するエンジントルク制御手段を構成する。
図８に作業量モード選択時のエンジン１の出力トルク（エンジン出力トルク）と油圧ポンプ１５の最大吸収トルク（最大ポンプ吸収トルク）とトランスミッショントルクとの関係を示し、図９に省燃費モード選択時のエンジン出力トルクと最大ポンプ吸収トルクとトランスミッショントルクとの関係を示す。図中、Ａがエンジン出力トルク、Ｂが最大ポンプ吸収トルクであり、それぞれテーブル１０ｅ，１０ｆのエンジン出力トルク特性及びテーブル１０ａ，１０ｂのポンプ吸収トルク特性に対応している。また、Ｃがトランスミッショントルクである。トランスミッショントルクとはエンジン１によりトランスミッション５が駆動されるときのトランスミッション５の入力トルクであり、エンジン回転数が上昇するに従ってトランスミッショントルクも増大する。また、トランスミッション速度比＝トランスミッション５の出力回転数／トランスミッション５の入力回転数（＝エンジン回転数）と定義するとき、速度比が小さくなるに従ってトランスミッショントルクは大きくなる。図８及び図９に示すトランスミッショントルクはあるトランスミッション速度比におけるものである。
図８及び図９において、エンジン出力トルクに対して最大ポンプ吸収トルクの分だけトランスミッション５で使用可能なトルク（走行用エンジン出力トルク）Ｄは低くなる。この走行用エンジン出力トルクＤの特性とトランスミッショントルクＣの特性との交点Ｍがマッチング点であり、そこがエンジン回転数である。
作業量モード選択時は、エンジン出力トルクとして、図３に示したテーブル１０ｅのエンジン出力トルク特性で決定されたトルクが選択され、最大ポンプ吸収トルクとして、図３に示したテーブル１０ａのポンプ吸収トルク特性で決定されたトルクが選択され、それらの差が走行用エンジン出力トルクとなる。この場合、テーブル１０ａのポンプ吸収トルク特性のトルクの大きさは従来と同程度であり、油圧ポンプ１５の流量は多めとなり、十分な作業量を確保することができる。また、テーブル１０ｅのエンジン出力トルク特性は高回転領域において大きめとなる特性であるため、走行用エンジン出力トルクＤの特性も高回転領域において大きめとなり、マッチング点Ｍにおいて十分な走行力を得ることができる。
省燃費モード選択時は、エンジン出力トルクとして、図３に示したテーブル１０ｆのエンジン出力トルクで決定されたトルクが選択され、最大ポンプ吸収トルクとして、図３に示したテーブル１０ｂの最大ポンプ吸収トルク特性で決定されたトルクが選択され、それらの差が走行用エンジン出力トルクとなる。この場合、テーブル１０ｆのエンジン出力トルク特性は高回転領域において作業量モード用に比べ小さめとなる特性であり、テーブル１０ａのポンプ吸収トルク特性も、その分、高回転領域では作業量モード用のトルクよりも小さめとなる特性である。よって、油圧ポンプ１５の流量はやや減少し作業量もやや減るが、高回転領域における走行用エンジントルクの大きさは作業量モード選択時と同程度となるため、走行力は作業量モード選択時と同程度となり、十分な走行力を得ることができる。
また、エンジン出力トルクは高回転領域において小さめとなるため、図４に示すように、エンジントルクと燃費率の関係図において燃費率の良いところでエンジン１を運転することができ、燃費を改善することができる。
以上のように本実施の形態によれば、モード切換スイッチ１１により作業量モードを選択した場合は、テーブル１０ｅの大作業量に適したエンジン出力トルク特性で決定されたトルクが選択されるため作業量を増やすことができ、省燃費モードを選択した場合は、テーブル１０ｆの省燃費に適したエンジン出力特性で決定されたトルクが選択されるため省燃費効果を得ることができる。また、省燃費モードを選択した場合は、テーブル１０ｂの高回転領域においてトルクが小さいポンプ吸収トルク特性で決定されたトルクが選択され、走行用エンジントルク特性の高回転領域におけるトルクが低下しないので、大きな走行力を維持することができ、作業性を良好に保つことができる。
本発明の第２の実施の形態を図１０及び図１１により説明する。図中、図３及び図６に示した部分と同等のものには同じ符号を付している。
図１０は本実施の形態におけるコントローラのエンジン及びポンプ制御に係わる処理内容を示す機能ブロック図であり、第１の実施の形態における図３に相当するものである。また、図１１は燃料噴射装置制御部の処理内容を示す機能ブロック図であり、第１の実施の形態における図６に相当するものである。
本実施の形態は、図１０に示したエンジン制御に係わる２つのテーブル１０Ａｅ，１０Ａｆにエンジン出力トルクではなく燃料噴射量の特性を設定し、エンジン回転数に基づいて燃料噴射量を直接決定する。この場合、燃料噴射量はエンジン１回転当たりの燃料噴射量を意味し、この燃料噴射量の特性は第１の実施の形態においてテーブル１０ｅ，１０ｆに設定されたエンジン出力トルク特性に基づいて決定する。つまり、テーブル１０Ａｅ，１０Ａｆには作業量モード用の燃料噴射量特性と省燃費モード用の燃料噴射量特性がそれぞれ設定され、これらの特性はテーブル１０ｅ，１０ｆに設定された作業量モード用のエンジン出力トルク特性及び省燃費モード用のエンジン出力特性を実現できる特性である。
また、その結果、燃料噴射装置制御部１０Ａｈにおける最大燃料噴射量演算部１００ｄは不要となり、選択部１０ｇ出選択した燃料噴射量を最大燃料噴射量FNmaxとして直接リミッタ演算部１００ｅに入力する。
以上において、コントローラのテーブル１０ａ，１０ｂ、選択部１０ｃ、出力部１０ｄとトルク制御電磁弁２２（図１参照）はモード切換スイッチ１１の指示に応じて予め設定した少なくとも２つのポンプ吸収トルク特性の一方を選択し、このポンプ吸収トルク特性に基づいて油圧ポンプ１５の最大吸収トルクを制御する第２ポンプトルク制御手段を構成し、テーブル１０Ａｅ，１０Ａｆ、選択部１０ｇ、燃料噴射装置制御部１０Ａｈはモード切換スイッチ１１の指示に応じて予め設定した少なくとも２つのエンジン出力トルク特性の一方を選択し、このエンジン出力トルク特性に基づいて電子燃料噴射装置２を制御しエンジン１の出力トルクを制御するエンジントルク制御手段を構成する。
以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
また、本実施の形態では、エンジン回転数に対応するエンジン回転当たりの燃料噴射量を直接求めるので、それぞれのエンジン回転数においてより正確なトルク制御が可能となる。
本発明の第１の実施の形態に係わる作業車両の制御装置を含む駆動装置全体のシステム構成図である。 本発明が適用される作業車両の一例であるホイールローダの外観を示す図である。 コントローラのエンジン及びポンプ制御に係わる制御内容を示す機能ブロック図である。 テーブルに設定される作業量モード用のエンジン出力特性と省燃費モード用のエンジン出力特性を比較して示す図である。 トルク制御レギュレータによりトルク制御されるときのポンプ圧力とポンプ傾転との関係を示す図である。 燃料噴射装置制御部の処理内容を示す機能ブロック図である。 リミッタ演算部における最大燃料噴射量の増減に応じて上限リミッタの制限値が増減する様子を示す図である。 作業量モード選択時のエンジン出力トルクと最大ポンプ吸収トルクとトランスミッショントルクの関係を示す図である。 省燃費モード選択時のエンジン出力トルクと最大ポンプ吸収トルクとトランスミッショントルクの関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係わるコントローラのエンジン及びポンプ制御に係わる制御内容を示す機能ブロック図である。 燃料噴射装置制御部の処理内容を示す機能ブロック図である。
符号の説明
１ エンジン
２ 電子燃料噴射装置
４ トルクコンバータ
５ トランスミッション
６ アクスル
８ 走行ペダル
１０ コントローラ
１０ａ，１０ｂ 最大ポンプ吸収トルクに係わるテーブル
１０ｃ 選択部
１０ｄ 出力部
１０ｅ，１０ｆ エンジン出力トルクに係わるテーブル
１０ｇ 選択部
１０ｈ 燃料噴射装置制御部
１１ モード切換スイッチ
１５ 油圧ポンプ
１６ コントロールバルブ
１７ アクチュエータ
２１ トルク制御レギュレータ
２２ トルク制御電磁弁
２５ 回転センサ
１００ａ 回転数偏差演算部
１００ｂ 燃料噴射量変換部
１００ｃ 積分加算部
１００ｄ 最大燃料噴射量演算部
１００ｅ リミッタ演算部
１００ｆ 一次遅れ要素

Claims (4)

  1. エンジンと、このエンジンの出力トルクと回転数を制御する燃料噴射装置と、前記エンジンにより駆動される走行用のトランスミッションと、前記エンジンにより駆動される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプの吸収トルクが最大吸収トルクを超えないよう制御する第１ポンプトルク制御手段とを備えた作業車両の制御装置において、
    切換手段と、
    前記切換手段の指示に応じて予め設定した少なくとも２つのエンジン出力トルク特性の一方を選択し、このエンジン出力トルク特性に基づいて前記燃料噴射装置を制御し前記エンジンの出力トルクを制御するエンジントルク制御手段と、
    前記切換手段の指示に応じて予め設定した少なくとも２つのポンプ吸収トルク特性の一方を選択し、このポンプ吸収トルク特性に基づいて前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御する第２ポンプトルク制御手段とを備えることを特徴とする作業車両の制御装置。
  2. 請求項１記載の作業車両の制御装置において、
    前記切換手段は作業量モードと省燃費モードのいずれかを指示するスイッチであり、
    前記エンジントルク制御手段は、省燃費モードではエンジン回転数が高い側のエンジン出力トルクが作業量モードよりも小さめとなる出力トルク特性を選択し、
    前記第２ポンプトルク制御手段は、省燃費モードでは、前記エンジントルク制御手段によるエンジン出力トルクの低下に合わせて、エンジン回転数が高い側の最大ポンプ吸収トルクが作業量モードよりも小さめとなるポンプ吸収トルク特性を選択することを特徴とする作業車両の制御装置。
  3. 請求項１又は２記載の作業車両の制御装置において、
    前記エンジントルク制御手段は、前記エンジン出力特性からそのときのエンジン回転数に対応する燃料噴射量を演算し、この燃料噴射量以下に目標燃料噴射量を制限し前記燃料噴射装置を制御することを特徴とする作業車両の制御装置。
  4. 請求項１又は２記載の作業車両の制御装置において、
    前記エンジントルク制御手段は、前記エンジン出力特性としてエンジン回転数に対する燃料噴射量特性を設定し、この燃料噴射量特性から決まる燃料噴射量以下に目標燃料噴射量を制限し前記燃料噴射装置を制御することを特徴とする作業車両の制御装置。
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