JP2010216316A - 作業車両のエンジン負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業時に過負荷がかかった場合において、作業形態に応じて減速割合を変更可能とし負荷制御のモードを切換可能な作業車両のエンジン負荷制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】エンジン２１と、該エンジン２１の回転数を検知するエンジン回転数検知手段６１と、前記エンジン２１の負荷を検知する手段と、前記エンジン２１からの出力を変速し駆動系に伝達する変速機（油圧式無段変速装置２３）と、前記変速機を制御する手段と、作業車両１００に装着する作業機３０と、該作業機３０を昇降する手段とを備え、過負荷となると車速を減速する負荷車速制御を行うエンジン負荷制御装置５０であって、前記エンジン２１の負荷率が設定値以上の過負荷となり、前記負荷車速制御を行う時に最大減速できる速度である最大減速割合Ａを設定する最大減速割合設定手段７３を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、トラクタ等の作業車両において、エンジンに負荷がかかった時の負荷車速制御の技術に関する。

従来、トラクタ等の作業車両は、車体後部に作業機を連結して、圃場を走行しながら作業を行う。作業車両に搭載したエンジンの駆動力は、油圧式変速手段により変速し走行部へ伝達する。また、ＰＴＯ変速手段により変速された後ＰＴＯ軸を介して作業機へと伝達される。圃場の硬軟や作業深さや傾斜等の状態による様々な条件により、作業機に対する負荷状態が変動することで、エンジンに過負荷がかかり、回転数が減少し、延いてはエンジンが停止することもあった。

この問題を解消するために、例えば特許文献１に示すように、走行機体（作業車両）に負荷車速制御手段を設けて、エンジンの過負荷時に、負荷が所定値以上になると、走行機体の車速を所定比率（減速割合、例えば速度の７０％）または所定量減速（例えば、３ｋｍ／ｈから２ｋｍ／ｈ、または、３速から２速）するように制御することが開示されている。

しかし、トラクタ等の作業車両において、減速割合が固定されていると（例えば速度の５０％、最大４ｋｍ／ｈから２ｋｍ／ｈまで）、ロータリー耕耘装置による作業の場合に最大減速すると、耕耘ピッチが急に変化し、減速時に多量の土がリアカバー側に回り込むこととなり減速位置から仕上がりが異なる。一方、過負荷がかかると作業機を上昇させる制御であれば、モアによる芝刈り作業では、過負荷がかかると刈り高さが高くなり仕上がりが異なることになるが、過負荷がかかると所定量減速する制御では、過負荷がかかったときに最大減速しても作業機の高さは変化しないので仕上がりに大きな影響はない。このように、過負荷時に最大減速割合が固定である負荷制御や作業機を上昇させる制御では、作業の形態によって仕上がりが異なることが生じる。

特開平１０−３３９１８１号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、作業時に過負荷がかかった場合において、作業形態に応じて減速割合を変更可能とし負荷制御のモードを切換可能な作業車両のエンジン負荷制御装置を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、エンジンと、該エンジンの回転数を検知する手段と、前記エンジンの負荷を検知する手段と、前記エンジンからの出力を変速し駆動系に伝達する変速機と、該変速機を制御する手段と、作業車両に装着する作業機と、該作業機を昇降する手段とを備え、過負荷となると車速を減速する負荷車速制御を行うエンジン負荷制御装置であって、前記エンジンの負荷率が設定値以上の過負荷となり、前記負荷車速制御を行う時に最大減速できる割合である最大減速割合を設定する最大減速割合設定手段を備えるものである。

請求項２においては、前記負荷車速制御に伴う減速をする時の単位時間あたりの減速量である減速率を設定する増減速率設定手段を備える請求項１に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置ものである。

請求項３においては、前記負荷車速制御に伴い最大減速した後にエンジンの過負荷が軽減されないとき、作業機を設定量上昇させるように制御する負荷作業機昇降制御を備える請求項１または請求項２に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置ものである。

請求項４においては、前記負荷車速制御と、前記負荷作業機昇降制御との、制御優先順位を設定する制御実行順序設定手段を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置ものである。

請求項５においては、前記負荷車速制御に伴う最大減速割合を、作業の種類ごとに設定する作業種類設定手段を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、最大減速割合設定手段を備えることで、作業にあった負荷車速制御を行うことができる。

請求項２においては、オペレーターが減速率を変更することができるので、作業種類にあった負荷車速制御を行うことができる。

請求項３においては、負荷車速制御だけでなく作業機を設定上昇させる制御を行うことで、負荷車速制御が多種多様になり、オペレーターの選択肢が広がる。設定値によって、オペレーターの意図で作業仕上げを優先するか、作業時間を優先するかを選択することができる。前記負荷車速制御による車速の減速割合および増減速率を変更することにより、効率の良いエンジン負荷制御を行うことが可能となる。

請求項４においては、負荷車速制御が多種多様になり、オペレーターの選択肢が広がる。設定および設定値によって、オペレーターの意図で作業仕上げを優先するか、作業時間を優先するかを選択することができる。

請求項５においては、作業種類設定手段を備えることで、経験の浅い作業者や高齢者等でも作業種類にあった負荷車速制御が自動的にできる。

本発明の実施形態にかかる制御ブロック回路を示した図。 エンジン負荷制御装置のフローチャートを示した図。 同じく負荷車速制御のみのフローチャートを示した図。 同じく負荷作業機昇降制御のみのフローチャートを示した図。 最大減速割合設定手段または増減速率設定手段を示した図。 制御優先順序設定手段を示した図。 本発明の実施形態にかかる作業車両を示した側面図。

次に、本発明の実施形態にかかる作業車両１００はトラクタとし、該トラクタに連結する作業機３０をロータリー耕耘機として、その全体構成について、図７を用いて説明する。
作業車両１００は、機体の両側前部に支承される前輪１・１と、機体の両側後部に支承される後輪２・２とを備える。
さらに、機体前部のボンネット６内部には原動機となるエンジン２１を配置し、ボンネット６の後方にはキャビン９を配置している。キャビン９内の前部には、操向ハンドル７を設け、操向ハンドル７の前方には表示パネル５を配置し、操向ハンドル７の後方には座席８を配置している。また、座席８の側部には主変速レバー３、副変速レバー４、耕深設定手段（作業高さ設定手段７５）となる耕深設定ダイヤル等が配置され、操向ハンドル７のハンドルコラム側部に前後進切換レバーが配置されている。そして、前記座席８前下方のステップ上にはブレーキペダルや主クラッチペダルやデフロックペダル等が配設されている。

また、図７に示すように、エンジン２１の後部には伝動ハウジングを配置し、該伝動ハウジング後部には、油圧式無段変速装置２３を収納したミッションケース１０を配置し、エンジン２１からの動力を変速した後に後輪２・２に伝達して駆動し、四輪駆動切換機構を介して前輪１・１にも同時に駆動力を伝達することを可能としている。

作業機連結装置４０は、主としてトップリンク４２、ロアリンク４３・４３、リフトロッド４４・４４を備える。
トップリンク４２は、ミッションケース１０の後部に固設したトップリンクブラケット（図示省略）に回動自在に連結する。ロアリンク４３・４３は、ミッションケース１０またはリヤアクスルハウジングの両側に回動自在に連結する。リフトロッド４４・４４は、一端をロアリンク４３・４３の前後中途部に回動自在に連結し、他端を前記油圧ケース１１より後方に突出したリフトアーム４１・４１に回動自在に連結する。トップリンク４２およびロアリンク４３・４３の後端には、作業機３０であるロータリー耕耘機を連結する。

前記リフトアーム４１・４１は、油圧シリンダーの伸縮により回動され、該油圧シリンダーは電磁バルブ等の昇降アクチュエータ２２（図７中図示省略）を切換ることにより圧油の送油方向が切換られて伸縮し、該昇降アクチュエータ２２は図１に示すようにコントローラ５４と接続されて、ロータリー耕耘機を負荷作業機昇降制御可能としている。また、リフトアーム４１・４１の回動基部には作業機高さ検知手段６３が配置され、該作業機高さ検知手段６３はコントローラ５４と接続されて、作業機の高さを検知して昇降高さを制御（昇降制御）可能としている。

ロータリー耕耘機（作業機３０）は、主に耕耘軸、耕耘爪３３、耕耘カバー３２、リアカバー３１等を備える。
耕耘爪３３・３３・・・は左右方向に回転自在に横架した耕耘軸上に適宜間隔をあけて放射状に植設され、該耕耘爪３３・３３・・・の先端の回転軌跡の上方及び側方を覆うように耕耘カバー３２が配置され、該耕耘カバー３２の後端にはリアカバー３１の前端が回動自在に連結される。
前記耕耘軸はチェーンケース３４、ギヤケース、ユニバーサルジョイント等を介して、前記ミッションケース１０の後面より後方に突出したＰＴО軸と連動連結されて、エンジン２１からの動力を耕耘爪３３に伝達して回転駆動可能としている。

さらに、本発明の実施形態にかかるエンジン負荷制御装置５０について、図１および図７を用いて説明する。
エンジン負荷制御装置５０は、エンジン回転数を設定エンジン回転数Ｘｓに保つように、エンジン２１が過負荷となった時の負荷に応じて車速を増減する負荷車速制御と、作業機３０を昇降する負荷作業機昇降制御とを行う。エンジン負荷制御装置５０は、主としてモード変更手段５１、制御実行順序設定手段５２、作業種類設定手段５３、エンジン回転数検知手段６１、変速位置検知手段６２、作業機高さ検知手段６３、エンジン回転数設定手段７１、変速位置設定手段７２、最大減速割合設定手段７３、増減速率設定手段７４、作業機高さ設定手段７５、最高作業機高さ設定手段７６、およびコントローラ５４を備える。

本実施形態のエンジン２１が過負荷状態か否かを判断する閾値である負荷率は、エンジン回転数設定手段７１で設定した設定エンジン回転数Ｘｓと、エンジン回転数検知手段６１で検知した実際のエンジン回転数Ｘｒ（以下、実エンジン回転数Ｘｒとする）よりマップ等を用いて算出される。但し、実エンジン回転数Ｘｒと燃料噴射量より算出することも可能であり、その負荷の算出方法は限定するものではない。また、実負荷率（（設定エンジン回転数Ｘｓ−実エンジン回転数Ｘｒ）／設定エンジン回転数Ｘｓ）が例えば予め設定された負荷率である第一設定過負荷率Ｌ１が本実施例では０．１０以上となると過負荷がかかったとして説明する。また、第一設定過負荷率Ｌ１（第二設定過負荷率Ｌ２）は任意に設定可能とする。

以下に前記各手段について各々説明する。

モード変更手段５１は、負荷車速制御自体を行うか否かの設定を行う手段であり、押下することで「ＯＮ」と「ＯＦＦ」が切り替わるボタン式のスイッチにより構成する。

制御実行順序設定手段５２は、負荷車速制御および負荷作業機昇降制御のどちらか一方を優先的に行うよう設定する設定手段である。また、負荷車速制御のみ、または作業機負荷作業機昇降制御のみを制御するように設定とすることも可能である。制御実行順序設定手段５２は、回動操作することにより調節可能なダイヤル式のスイッチ等で構成する。詳細については後述する。

エンジン回転数検知手段６１は、実エンジン回転数Ｘｒを検知するための手段であり、磁気ピックアップ式のセンサーや、ロータリエンコーダ等を用いて、エンジン２１近傍のフライホイールまたはクランク軸（図示省略）の回転数を検知するものである。

エンジン回転数設定手段７１は、アクセルレバーまたはアクセルペダル等を操作してエンジン回転数を設定するものであり、その設定値はアクセルレバーまたはアクセルペダルの回動基部に配置した角度検知手段により検知し、設定エンジン回転数Ｘｓとしてコントローラ５４に入力する構成としている。

変速位置検知手段６２は、油圧式無段変速装置２３の負荷車速制御を司る、油圧ポンプまたは油圧モーターの斜板角度の変速位置（以下、実変速位置Ｖｒとする）を検知するセンサー等で構成する。この変速はモーターやシリンダー等で構成した変速アクチュエータ２４により行う。
また、作業車両１００の実際の車速（走行速度）を検知するための手段であり、検出値を基に後述するコントローラ５４にて車速を算出する。但し、変速位置は変速アームの角度を検出したりすることも可能であり、変速位置検知構成は限定しない。

変速位置設定手段７２は、変速アクチュエータ２４の変位位置（設定変速位置Ｖｓとする）を設定する手段であって、主変速レバー３等により構成される。つまり、変速位置設定手段７２によって、車速が設定され、該変速位置設定手段７２の操作位置がセンサーにより検知されコントローラ５４に入力される。

最大減速割合設定手段７３は、エンジン２１に過負荷がかかった場合に、設定変速位置Ｖｓから最大減速できる割合（以下、最大減速割合Ａとする）を設定する手段である。つまり、エンジン２１が過負荷となった場合に、設定変速位置Ｖｓ（設定車速）に対して最大減速できる割合まで減速させることで、走行部である後輪２や作業機３０等の駆動系のトルクを増大させて、エンジン２１の過負荷を回避する。
最大減速割合設定手段７３は、作業、または、装着した作業機３０の種類に合わせて設定できるようにしている。この作業、または、装着した作業機３０の種類は、回動操作することにより所定の位置に調節可能なダイヤル式のスイッチ（図５の（ａ）参照）等で構成する。

ここで、前記最大減速割合Ａについて説明する。
最大減速割合Ａとは、エンジン２１に過負荷がかかる前の変速レバー等で設定した設定変速位置Ｖｓ（設定車速）を１００％とした場合、どの程度（変速位置）まで最大減速できるかの割合であり、最大減速割合設定手段７３により設定する。
例えば、最大減速割合Ａを８５％に設定した場合、作業車両１００の設定車速（設定変速位置Ｖｓ）を３ｋｍ／ｈに設定し作業を行っている時に、エンジン２１に過負荷がかかると、その負荷に応じて負荷車速制御により９５％、９０％と減速してエンジン２１の過負荷を解消しようとするが、最大減速できる車速は、３ｋｍ／ｈ×０．８５＝２．５５ｋｍ／ｈまで減速できるものとする。

この最大減速割合Ａは、オペレーターの操作により任意に設定することも可能であるが、経験の浅いオペレーターや高齢者等では設定が難しくなるので、作業の種類や作業機の種類に合わせて設定するように構成することもできる。

つまり、ロータリー耕耘作業を行う場合、または、ロータリー耕耘機を装着している場合には、最大減速割合設定手段７３を８５％に自動的に設定し、芝刈り作業を行う場合、または、モアを装着した場合には最大減速割合設定手段７３を５０％に自動的に設定されるようにするのである。
具体的には、最大減速割合設定手段７３には作業の種類（耕耘作業や芝刈り作業やトレンチャ作業等）を選択できるようなボタン（作業種類設定手段５３）を座席８近傍の運転操作部または表示パネル５に配置するのである。
或いは、作業機３０の種類判別手段を作業機３０の連結部に設けて、作業機連結装置４０に連結すると、作業機３０の種類判別手段からコントローラ５４にその判別信号が送信されて、最大減速割合Ａが自動的に設定されるように構成する。

また、最大減速割合設定手段７３によって最大減速割合Ａを設定した状態において、減速率Ｂ（負の加速度）および増速率Ｃ（加速度）を増減速率設定手段７４により設定できるように構成することもできる。該増減速率設定手段７４は、単位時間当り増減速量である減速率Ｂおよび増速率Ｃを設定するための手段である。該増減速率設定手段７４は、回動操作することにより所定の位置に調節可能なダイヤル式のスイッチ等で構成する。但し、減速率Ｂと増速率Ｃを別々に設定することも可能であり、新たに減速率設定手段と増速率設定手段を分けて設けることも可能である。

ここで減速率Ｂについて説明すると、例えば、ロータリー耕耘作業を行っている場合に、エンジン２１に過負荷がかかり負荷車速制御によって減速する時に、５０ｍｓｅｃで作業走行速度３ｋｍ／ｈから２．５５ｋｍ／ｈに減速するように設定するのである。

この車速の減速率Ｂ（増速率Ｃ）は、経験の浅い作業者や高齢者等では設定が難しくなるので、前記最大減速割合設定手段７３と同様に、作業の種類や作業機３０の種類に合わせて設定するように構成することもできる。つまり、作業の種類を設定すると、または、作業機３０を装着すると、自動的に減速率Ｂ（増速率Ｃ）を設定できるように構成するのである。

例えば、ロータリー耕耘作業中に減速率Ｂが大きい場合、過負荷がかかって急減速し、リアカバー３１に土が溜まり、その影響でリアカバー３１が開く（上方に回動する）。耕深制御状態では、リアカバー３１が上方へ回動するということは、深く耕耘し過ぎたと判断してロータリー耕耘機は上昇させてリアカバー３１を下方へ回動するようにして設定深さとなるようにする。この上昇により負荷は軽減されるが、仕上がり表面は凹凸ができてしまう。そこで、作業選択手段を設けて、その操作によりロータリー耕耘作業を選択すると、減速率Ｂは小さく（増速率Ｃも小さく）なるように設定する。よって過負荷が生じたときに、ゆっくり減速するので、リアカバー３１に土が溜まることがなく、ロータリー耕耘機は上昇されることもないので、仕上面をきれいにすることができる。

作業機高さ検知手段６３は、作業機３０の高さを検知するための手段であり、リフトアーム４１の基部に設け、耕深の検知はリアカバー３１の回動角を検知するポテンショメータ等により構成する。詳しくは、耕耘カバー３２に対するリアカバー３１の回動位置の変化量に従って、耕深位置（作業位置）を算出する。つまり、図示しない耕深設定手段により設定した深さとなるように、作業機を昇降し、その高さを作業機高さ検知手段６３により検知する。

作業高さ設定手段７５は、モア作業等の作業機３０の高さを設定するための手段であり、運転席の近傍に設け、回動操作することにより所定の位置に調節可能なレバーやダイヤル式のスイッチ等で構成する。

最高作業高さ設定手段７６は、作業機３０が最大上昇できる値を設定する手段である。作業高さ設定手段７５と同様に、作業高さ設定手段７５を回動操作することにより所定の位置に調節可能なダイヤル式のスイッチ等で構成する。

昇降アクチュエータ２２は、前記リフトアーム４１を回動するように設置した油圧シリンダーにより、ロータリー耕耘機を昇降できるようにしている。油圧シリンダーを作動させることによりロータリー耕耘機の負荷作業機昇降制御を可能とする。

ミッションケース１０に設けた油圧式無段変速装置２３は、可変容量型の油圧ポンプと固定または可変容量型の油圧モーターを備え、油圧ポンプまたは油圧モーターの斜板の角度を変速アクチュエータ２４により変位させ、出力軸の回転を無段階に変速可能である。該変速アクチュエータ２４はモーターまたはソレノイドまたはシリンダー等で構成してコントローラ５４と接続され、負荷車速制御を可能に構成している。ただし、変速装置は油圧式無段変速装置２３に限定するものではなく、無段階に変速できるものであれば油圧式無段変速装置（ＨＭＴ）、プーリ式、またはトロコイド式等限定するものではない。

コントローラ５４は、モード変更手段５１、制御実行順序設定手段５２、エンジン回転数検知手段６１、変速位置検知手段６２、作業機高さ検知手段６３、エンジン回転数設定手段７１、変速位置設定手段７２、最大減速割合設定手段７３、および増減速率設定手段７４、作業機高さ設定手段７５および最高作業機高さ設定手段７６とそれぞれ電気的に接続し、さらに、変速アクチュエータ２４、昇降アクチュエータ２２ともそれぞれ電気的に接続する。コントローラ５４は、前記各種手段に基づき、負荷車速制御、負荷作業機昇降制御を行い、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶装置がバスで接続される。
また、上記各種手段とコントローラ５４とを通信線で繋ぐＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いても構わない。

次に図６を用いて、前記制御実行順序設定手段５２について詳説する。
制御実行順序設定手段５２は、エンジン２１の過負荷を解消するための制御方法である負荷車速制御および負荷作業機昇降制御の制御実行順序（優先順位）を変更したり、負荷車速制御のみ、または負荷作業機昇降制御のみに設定したりする手段である。

つまり、負荷車速制御を優先的に行う場合、図６の（ａ）のに示すように「車速優先」位置にダイヤルを設定することで、エンジン２１に過負荷がかかると先ず負荷車速制御を行い、さらにエンジン２１に過負荷がかかっていると負荷作業機昇降制御を行う（以下、負荷車速制御優先モードとする）。
また、負荷作業機昇降制御を優先的に行う場合、図６の（ｂ）に示すように「昇降優先」位置にダイヤルを設定することで、エンジン２１に過負荷がかかると先ず負荷作業機昇降制御を行い、さらにエンジン２１に過負荷がかかっていると負荷車速制御を行う（以下、負荷作業機昇降制御優先モードとする）。

また、負荷作業機昇降制御を行わない、つまり負荷車速制御のみを行う場合は、図６の（ｃ）のに示すように「車速制御」位置にダイヤルを設定することで、エンジン２１に過負荷がかかると負荷車速制御のみを行う。
負荷車速制御を行わない、つまり負荷作業機昇降制御のみを行う場合は、図６の（ｄ）のに示すように「昇降制御」位置にダイヤルを設定することで、エンジン２１に過負荷がかかると負荷車速制御のみを行う。

次に図５を用いて、前記最大減速割合設定手段７３について説明する。図５（ａ）は最大減速割合設定手段７３と、増減速率設定手段７４の実施形態を示し、ダイヤルにより構成している。このダイヤルを二つ設けることで最大減速割合設定手段７３と増減速率設定手段７４を別々に設定できる。ただし、切換手段を設けて、一つのダイヤルで両者を設定できるように構成することもできる。また、図５の（ｂ）に示すように、一つのスイッチに二つのダイヤルを設けることも可能である。

次に、本実施形態におけるエンジン負荷制御装置５０による負荷車速制御および負荷作業機昇降制御の選択方法について説明する。
図２に示すように、モード変更手段５１によって、負荷制御の制御モードつまりエンジン負荷制御装置５０が「入」であるか否かを判断する（Ｓ１）。

ステップＳ１において、制御モードに入っていない、つまり、モード変更手段５１が「切」であれば、そのまま負荷車速制御を行わない。この負荷車速制御が行われない時にエンジン２１に過負荷がかかった場合には、オペレーター自身が主変速レバー３（副変速レバー４）やアクセルレバー、作業機高さ設定手段７５等を操作し、エンジン２１の過負荷を軽減することとなる。

ステップＳ１において、制御モードが入った状態、つまり、モード変更手段５１が「入」であれば、制御実行順序設定手段５２によって設定した制御順序もしくは制御種類を読み込む（Ｓ２）。
この設定によって、「負荷車速制御優先モード」、「負荷作業機昇降制御優先モード」、「負荷車速制御モード」、および「負荷作業機昇降モード」に移行する。

前記ステップＳ２において、図６の（ｃ）のように、制御実行順序設定手段５２を「車速制御」に設定した場合について以下に説明する。

図３に示すように、コントローラ５４は、最大減速割合設定手段７３によって設定された最大減速割合Ａ、増減速率設定手段７４によって設定された減速率Ｂ（増速率Ｃ）、エンジン回転数設定手段７１によって設定された設定エンジン回転数Ｘｓ、および変速位置設定手段７２によって設定された設定変速位置Ｖｓ（設定車速）をそれぞれ取得・記憶する（Ｓ１１）。

コントローラ５４は、エンジン回転数検知手段６１によって通常作業中の実エンジン回転数Ｘｒを取得し、さらに変速位置検知手段６２によって通常作業中の実変速位置Ｖｒ（実車速）を取得する（Ｓ１２）。

次に、実負荷率（Ｘｓ−Ｘｒ）／Ｘｓ（（設定エンジン回転数Ｘｓ−実エンジン回転数Ｘｒ）／設定エンジン回転数Ｘｓ）が第一設定過負荷率Ｌ１（例えば０．１０と予め設定）以上であるか否かを判断する。つまり、エンジン２１が過負荷状態であるか否かを判断する。（Ｓ１３）。

ステップＳ１３において、エンジン２１に過負荷がかかっていると判断された場合、減速率Ｂで予め設定された値で減速する。つまり、減速率Ｂで変速アクチュエータ２４を作動して減速する（Ｓ１４）。

次に、実車速（実変速位置Ｖｒ）が最大減速車速Ａ×Ｖｓ未満であるか否かを判断する（Ｓ１５）。つまり、最大減速割合設定手段７３により設定した最大減速できる速度まで減速したかを判断する。

ステップＳ１５において、実車速（実変速位置Ｖｒ）が最大減速車速Ａ×Ｖｓ（最大減速位置）未満であると判断されると、オペレーターに実変速位置Ｖｒ（実車速）が、最大減速車速Ａ×Ｖｓを下回ったことを警告する。この警告よって、現在の速度では負荷がかかり過ぎているため、オペレーターは、主変速レバー３等を操作して設定速度を下げる。

ステップＳ１５において、実車速（実変速位置Ｖｒ）がＡ×Ｖｓ以上であると判断されると、再びステップＳ１３へと戻り再度過負荷の判断を行う。

ステップＳ１３において、エンジン２１に過負荷がかかっていないと判断された場合、負荷率（Ｘｓ−Ｘｒ）／Ｘｓが通常作業負荷率Ｌｎ（例えば０．０５と予め設定する）以下か否かを判断する（Ｓ１６）。

ステップＳ１６において、エンジン２１に対する負荷が通常の作業負荷がかかった状態であると判断すると、そのままの作業速度で作業を続け、ステップＳ１２へと戻り、再び過負荷判断が行われる。

ステップＳ１６において、エンジン２１に通常の作業負荷よりも軽いと判断すると、エンジン出力に余裕があるため、増速率Ｃで実変速位置Ｖｒを設定変速位置Ｖｓまでを制限として増速させ（Ｓ１７）、設定速度まで戻すことができ、再びステップＳ１２へと戻り過負荷判断が行われる。

前記構成において、エンジン２１に過負荷がかかっていると判断された場合、変速アクチュエータ２４を作動して減速率Ｂで減速する。この減速途中で過負荷が解消されると、増速率Ｃで設定速度まで増速する。
減速中に負荷が解消されない場合には、更に減速し、最大減速割合Ａに達すると、オペレーターに、各種設定を変更したり等の警告をする。

次に、前記ステップＳ２において、図６の（ｄ）のように、制御実行順序設定手段５２を負荷作業機昇降制御に設定した場合について以下に説明する。

図４に示すように、コントローラ５４は、作業機高さ設定手段７５によって設定された設定作業機高さＨｓ、最高作業機高さ設定手段７６によって設定された最高作業機高さＨｍ、およびエンジン回転数設定手段７１によって設定された設定エンジン回転数Ｘｓをそれぞれ取得・記憶する（Ｓ２１）。

次に、コントローラ５４は、作業機高さ検知手段６３によって実作業機高さＨｒを、エンジン回転数検知手段６１によって通常作業中の実エンジン回転数Ｘｒを取得する（Ｓ２２）。

次に、実負荷率（Ｘｓ−Ｘｒ）／Ｘｓが第二設定過負荷率Ｌ２（例えば予め０．１０と設定）以上であるか否かを判断する。つまり、エンジン２１が過負荷状態であるか否かを判断する。（Ｓ２３）。

ステップＳ２３において、エンジン２１に過負荷がかかっていると判断された場合、実作業機高さＨｒが最高作業機高さＨｍより高いか否かを判断する。つまり、作業機３０が作業を行える高さ位置であるか否かの判断をする（Ｓ２４）。

ステップＳ２４において、実作業機高さＨｒが最高作業機高さＨｍより高いと判断すると、オペレーターに作業機３０が作業を行える高さ位置でないことを警告する。この警告よって、オペレーターは、ステップＳ２１での設定の変更等を行う。

ステップＳ２４において、実作業機高さＨｒが最高作業機高さＨｍ以下であると判断すると、作業機３０が最高作業機高さＨｍまで微上昇する（Ｓ２５）。つまり、昇降アクチュエータ２２を作動することで作業機３０が微上昇し、エンジン２１の過負荷を回避する。そして再び、ステップＳ２２へと戻る。

一方、ステップＳ２３において、エンジン２１に過負荷がかかっていないと判断した場合、実作業機高さＨｒが設定作業機高さＨｓより高いか否かを判断する。つまり、作業機３０が適正な作業を行える設定作業機高さＨｓであるか否かの判断をする（Ｓ２６）。

ステップＳ２６において、実作業機高さＨｒが設定作業機高さＨｓ以下と判断した場合、作業機３０はそのままの作業高さを保持し作業を続ける。そして、再びステップＳ２２へと戻る。

一方、ステップＳ２６において、実作業機高さＨｒが設定作業機高さＨｓより高いと判断した場合、作業機３０は設定作業機高さＨｓまで降下し作業を行う（Ｓ２７）。そして、再びステップＳ２２へと戻る。

前記構成において、エンジン２１に過負荷がかかっていると判断された場合、昇降アクチュエータ２２を作動することで作業機３０が最高作業機高さＨｍまで微上昇する。
また、エンジン２１の過負荷の解消等により、作業機３０の実作業機高さＨｒが最高作業機高さＨｍより高い位置であると、オペレーターに、各種設定の変更を行うように警告をする。
エンジン２１が過負荷状態でない場合で、作業機３０の実作業機高さＨｒが設定作業機高さＨｓより高い位置にある場合、作業機３０は設定作業機高さＨｓまで降下する。

前記ステップＳ２において、図６の（ａ）のように、制御実行順序設定手段５２を「車速優先」位置にダイヤルを設定した負荷車速制御優先モードの場合について以下に説明する。

図３に示す負荷車速制御モードと、図４に示す負荷作業機昇降制御モードを参照して説明する。但し重複する箇所は説明を省略する。
また、図３に示す第一設定過負荷率Ｌ１は例えば０．１０、図４に示す第二設定過負荷率Ｌ２は例えば０．１５と予め設定して、エンジン２１の過負荷判断が行われるものとする。

図３のステップＳ１１およびステップＳ１２の各設定項目および各検知項目を取得・記憶して、次に実負荷率（Ｘｓ−Ｘｒ）／Ｘｓが第一設定過負荷率Ｌ１（例えば０．１０と予め設定）以上であるか否かを判断する。つまり、エンジン２１が過負荷状態であるか否かを判断する。（Ｓ１３）。

そして、エンジン２１に過負荷がかかっていると判断された場合、変速アクチュエータ２４を作動して減速率Ｂで減速する。また、この減速途中で過負荷が解消されると、増速率Ｃで設定車速まで増速する。
ステップＳ１５において、減速中に負荷が解消されない場合には、更に減速し、最大減速割合Ａに達すると判断すると、オペレーターへの警告は行わずに、次に負荷作業機昇降制御へと移行する。

そして、図４のステップＳ２１およびステップＳ２２において、各設定項目および各検知項目を取得・記憶して、次に実負荷率（Ｘｓ−Ｘｒ）／Ｘｓが前記第一設定過負荷率Ｌ１よりも負荷が大きい第二設定過負荷率Ｌ２（例えば０．１５）以上であるか否かを判断する。つまり、エンジン２１が過負荷状態であるか否かを判断する。（Ｓ２３）。

そして、エンジン２１に過負荷がかかっていると判断された場合、作業機３０が最高作業機高さＨｍまで微上昇する。つまり、昇降アクチュエータ２２を作動することで作業機３０が微上昇する。
また、エンジン２１の過負荷の解消等により、作業機３０の実作業機高さＨｒが最高作業機高さＨｍより高い位置であると、オペレーターに、各種設定の変更を行うように警告をする。
エンジン２１が過負荷状態でない場合で、作業機３０の実作業機高さＨｒが設定作業機高Ｈｓより高い位置にある場合、作業機３０は設定作業機高さＨｓまで降下する。

図４のステップＳ２５において、作業機３０が最高作業機高さＨｍまで微上昇して、エンジン２１の過負荷を回避した後、再び、ステップＳ２２へと戻り、設定作業機高さＨｓまで降下した後に、図３に示すステップＳ１２へと戻る。

負荷車速制御を優先するため、ステップＳ１３において、第一設定過負荷率Ｌ１（０．１０）を閾値として、エンジン２１に過負荷がかかったと判断すると、図３に示す前述した負荷車速制御を行う。
しかし、ステップＳ１５において、実車速（実変速位置Ｖｒ）が最大減速車速Ａ×Ｖｓ（最大変速位置）未満であると判断されると、次に図４に示す負荷作業機昇降制御へと移行する。

そして、負荷作業機昇降制御のステップＳ２３の第二設定過負荷率Ｌ２（予め０．１５と設定）を閾値として、エンジン２１に過負荷がかかったと判断する、負荷作業機昇降制御のステップＳ２５に至った場合、つまり、昇降アクチュエータ２２を作動することで作業機３０が微上昇し、エンジン２１の過負荷を回避する。

前記ステップＳ２において、図６の（ｂ）のように、制御実行順序設定手段５２を「昇降優先」位置にダイヤルを設定した負荷昇降制御優先モードについて以下に説明する。

また、前述した負荷車速制御優先モードと同様に、図４に示す負荷昇降制御モードと図３に示す負荷車速制御モードとを参照して説明する。但し重複する箇所は説明を省略する。
また、図４に示す第二設定過負荷率Ｌ２は例えば０．１０、図３に示す第一設定過負荷率Ｌ１は例えば０．１５と設定され、エンジン２１の過負荷判断が行われるものとする。つまり、負荷昇降制御優先モードなので、負荷は、第二設定過負荷率Ｌ２よりも第一設定過負荷率Ｌ１を大きく設定している。

そして、図４のステップＳ２１およびステップＳ２２において、各設定項目および各検知項目を取得・記憶して、次に実負荷率（Ｘｓ−Ｘｒ）／Ｘｓが第二設定過負荷率Ｌ２（０．１０）以上であるか否かを判断する。つまり、エンジン２１が過負荷状態であるか否かを判断する。（Ｓ２３）。

そして、エンジン２１に過負荷がかかっていると判断された場合、作業機３０が最高作業機高さＨｍまで微上昇する。つまり、昇降アクチュエータ２２を作動することで作業機３０が微上昇する。
また、エンジン２１の過負荷の解消等により、作業機３０の実作業機高さＨｍが最高作業機高さＨｍより高い位置であると、オペレーターに、各種設定の変更を行うように警告をする。
エンジン２１が過負荷状態でない場合で、作業機３０の実作業機高さＨｒが設定作業機高Ｈｓより高い位置にある場合、作業機３０は設定作業機高さＨｓまで降下する。

ただし、図４のステップＳ２４において、実作業機高さＨｒが最高作業機高さＨｍに至ったと判断すると、オペレーターに作業機３０が作業を行える高さ位置でないことを警告するのではなく、次に負荷車速制御へと移行する。

作業機３０が最高作業機高さＨｍまで微上昇して、エンジン２１の過負荷が回避できない場合は、再び、ステップＳ２２へと戻るのではなく、図３に示す負荷車速制御のステップＳ１１へと移る。

そして、ステップＳ１１およびステップＳ１２の各設定項目および各検知項目を取得・記憶して、次に実負荷率（Ｘｓ−Ｘｒ）／Ｘｓが第一設定過負荷率Ｌ１（０．１５と予め設定）以上であるか否かを判断する。つまり、エンジン２１が過負荷状態であるか否かを判断する。（Ｓ１３）。

そして、エンジン２１に過負荷がかかっていると判断された場合、減速率Ｂで減速し、負荷がかかり続けると最大減速割合Ａまで減速する。負荷が解消すれば、設定変速位置Ｖｓ（設定車速）まで戻してから、負荷作業機昇降制御を行う。

以上の如く、本実施形態の作業車両１００のエンジン負荷制御装置５０は、エンジン２１と、該エンジン２１の回転数を検知するエンジン回転数検知手段６１と、前記エンジン２１の負荷を検知する手段と、前記エンジン２１からの出力を変速し駆動系に伝達する変速機（油圧式無段変速装置２３）と、前記変速機を制御する手段と、作業車両１００に装着する作業機３０と、該作業機３０を昇降する手段とを備え、過負荷となると車速を減速する負荷車速制御を行うエンジン負荷制御装置５０であって、前記エンジン２１の負荷率が設定値以上の過負荷となり、前記負荷車速制御を行う時に最大減速できる割合である最大減速割合Ａを設定する最大減速割合設定手段７３を備えるものである。
このように構成することにより、作業にあった負荷車速制御を行うことが可能となる。

本実施形態の作業車両１００のエンジン負荷制御装置５０は、
前記負荷車速制御に伴う減速をする時の単位時間あたりの増減速量である減速率Ｂ（増速率Ｃ）を設定する増減速率設定手段７４を備えるものである。
このように構成することにより、オペレーターが減速率を変更することができるので、作業種類にあった負荷車速制御を行うことが可能となる。

本実施形態の作業車両１００のエンジン負荷制御装置５０は、
前記負荷車速制御に伴い最大減速した後にエンジン２１の過負荷が軽減されないとき、作業機を設定量上昇させるように制御する負荷作業機昇降制御を備えるものである。
このように構成することにより、負荷車速制御だけでなく作業機３０を設定上昇させる制御を行うことで、負荷車速制御が多種多様になり、オペレーターの選択肢が広がる。設定値によって、オペレーターの意図で作業仕上げを優先するか、作業時間を優先するかを選択することができる。前記負荷車速制御による車速の減速割合Ａおよび減速率Ｂ・増速率Ｃを変更することにより、効率の良いエンジン負荷制御を行うことが可能となる。

本実施形態の作業車両のエンジン負荷制御装置５０は、
前記負荷車速制御と、前記負荷作業機昇降制御との、制御優先順位を設定する制御実行順序設定手段５２を備えるものである。
このように構成することにより、負荷車速制御が多種多様になり、オペレーターの選択肢が広がる。設定および設定値によって、オペレーターの意図で作業仕上げを優先するか、作業時間を優先するかを選択することが可能となる。

本実施形態の作業車両のエンジン負荷制御装置５０は、
前記負荷車速制御に伴う最大減速割合Ａを、作業の種類ごとに設定する作業種類設定手段５３を備えるものである。
このように構成することにより、作業種類設定手段５３を備えることで、経験の浅い作業者や高齢者等でも作業種類にあった負荷車速制御が自動的にできる。

２１ エンジン
３０ 作業機
５０ エンジン負荷制御装置
５２ 制御実行順序設定手段
５３ 作業種類設定手段
６１ エンジン回転数検知手段
７２ 変速位置設定手段
７３ 最大減速割合設定手段
７４ 増減速率設定手段
１００ 作業車両
Ａ 最大減速割合
Ｂ 減速率
Ｃ 増速率

Claims (5)

1. エンジンと、
   該エンジンの回転数を検知する手段と、
   前記エンジンの負荷を検知する手段と、
   前記エンジンからの出力を変速し駆動系に伝達する変速機と、
   該変速機を制御する手段と、
   作業車両に装着する作業機と、
   該作業機を昇降する手段とを備え、過負荷となると車速を減速する負荷車速制御を行うエンジン負荷制御装置であって、
   前記エンジンの負荷率が設定値以上の過負荷となり、前記負荷車速制御を行う時に最大減速できる割合である最大減速割合を設定する最大減速割合設定手段を備えることを特徴とする作業車両のエンジン負荷制御装置。
2. 前記負荷車速制御に伴う減速をする時の単位時間あたりの減速量である減速率を設定する増減速率設定手段を備える請求項１に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
3. 前記負荷車速制御に伴い最大減速した後にエンジンの過負荷が軽減されないとき、作業機を設定量上昇させるように制御する負荷作業機昇降制御を備える請求項１または請求項２に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
4. 前記負荷車速制御と、前記負荷作業機昇降制御との、制御優先順位を設定する制御実行順序設定手段を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。
5. 前記負荷車速制御に伴う最大減速割合を、作業の種類ごとに設定する作業種類設定手段を備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業車両のエンジン負荷制御装置。

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