JP5161386B1 - ホイールローダ及びホイールローダの制御方法 - Google Patents

ホイールローダ及びホイールローダの制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5161386B1
JP5161386B1 JP2012140515A JP2012140515A JP5161386B1 JP 5161386 B1 JP5161386 B1 JP 5161386B1 JP 2012140515 A JP2012140515 A JP 2012140515A JP 2012140515 A JP2012140515 A JP 2012140515A JP 5161386 B1 JP5161386 B1 JP 5161386B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
boom
speed
bucket
wheel loader
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012140515A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014005618A (ja
Inventor
久 宮坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=48013597&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP5161386(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2012140515A priority Critical patent/JP5161386B1/ja
Priority to EP12842692.1A priority patent/EP2700799B1/en
Priority to CN201280003634.1A priority patent/CN103608570B/zh
Priority to US13/823,362 priority patent/US8954242B2/en
Priority to PCT/JP2012/073868 priority patent/WO2013190715A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5161386B1 publication Critical patent/JP5161386B1/ja
Publication of JP2014005618A publication Critical patent/JP2014005618A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/04Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving pumps
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/34Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines
    • E02F3/3405Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines and comprising an additional linkage mechanism
    • E02F3/3411Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines and comprising an additional linkage mechanism of the Z-type
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2058Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2062Control of propulsion units
    • E02F9/2066Control of propulsion units of the type combustion engines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2246Control of prime movers, e.g. depending on the hydraulic load of work tools
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/007Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • F02D31/009Electric control of rotation speed controlling fuel supply for maximum speed control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/0205Circuit arrangements for generating control signals using an auxiliary engine speed control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

【課題】ホイールローダにおいて、簡単なエンジン制御によって、エンジン回転に起因する振動を抑え、オペレータに与える不快な振動を抑える。
【解決手段】このホイールローダは、前後進切替レバー33がニュートラル位置であることを検知する位置センサ34と、ブーム6が操作されたことを検知するブーム操作検知センサ32と、制御部19と、を備えている。制御部19は、前後進切替レバー33がニュートラル位置であって、かつブーム操作レバー31が操作されている場合に、エンジンの最高回転数を所定の回転数に制限する。
【選択図】図3

Description

本発明は、ホイールローダ及びホイールローダの制御方法に関する。
ホイールローダにおいては、一般的に、燃料コントロールレバーを最高回転位置にセットした状態で操作レバー等が操作され、掘削等の作業が行われる。このような作業状態では、走行時の振動や掘削等の作業に伴う不可避な振動が発生しているので、エンジン回転に起因する振動は相対的に小さくなる。したがって、エンジン回転に起因する振動が、オペレータに不快感を与えることはない。
一方で、例えば土砂等を掘削した後、ブームを操作してダンプトラック等に土砂等を積み込む場合は、走行を停止した状態で、かつエンジン回転数を最高回転数にセットして作業を行う場合が多い。このために、エンジン回転に起因する振動が大きくなり、またこのような状況におけるエンジン回転による振動は、外部からの要因がないこともあって、オペレータに不快感を与えることになる。
ここで、建設機械における振動を抑えるために、特許文献1に示されたようなエンジン制御装置が提案されている。この装置では、作業が操作されていないときに、エンジン回転数が、まず最大共振点の回転数より高い第1の低速回転数に設定される。その後、所定時間経過後に、第1の低速回転数よりさらに低い反共振点の回転数の近傍に位置する第2の低速回転数に、エンジン回転数が設定される。このようにローアイドル回転数を制御することによって、エンジンの共振を避け、低燃費及び低騒音を実現している。
また、特許文献2に示された制御装置では、エンジンの回転数が予め設定された特定回転数域内に入っていると判定された場合は、エンジンの回転数が、特定回転数域よりも高い回転数又は低い回転数に自動的に変更されるようになっている。これにより、騒音や振動の大きい特定回転数域でエンジンが運転されるのを防止し、車両の居住性や耐久性を向上させている。
特開2000−303872号公報 特開平09−32596号公報
特許文献1の装置では、エンジンの回転数を最大共振点の回転数より低い回転数に制御し、振動を抑制するようにしている。しかし、ホイールローダにおいては、車体前部にブーム及びバケット等の重量物が装着されており、これらの作動状態によって最大共振点の回転数が変化する。また、前後の車輪に作用する負荷の状況によっても最大共振点の回転数が変化する。したがって、エンジンの回転数が最大共振点の回転数より常に低くなるように制御することは困難である。
また、特許文献2の装置では、エンジンの回転数を特定回転数域外の回転数に自動的に変更するようにしているが、前述の理由と同様の理由により、車両や作業機の状況によって特定回転数域が変化する。したがって、特許文献2の装置においても、常に特定回転数域を避けるようにエンジン回転数を制御することは困難である。
なお、エンジンの最高回転数を制限することによってエンジン回転に起因する振動を抑えることは可能であるが、単純にエンジンの最高回転数を制限した場合、ポンプの吐出量が減り、作業機の動きが遅くなったり、潤滑油不足になったりするという問題がある。
本発明の課題は、簡単なエンジン制御によって、作業性を損なうことなく、エンジン回転に起因する振動を抑えてオペレータに与える不快な振動を抑えることにある。
本発明の第1側面に係るホイールローダは、車体フレームと、車体フレームに搭載されたエンジンと、作業機と、キャブと、第1センサと、第2センサと、第3センサと、エンジン制御部と、を備えている。作業機は、ブーム及びブームの前端に設けられたバケットを有し、車体フレームの前方に配置されている。キャブは、オペレータシート、ブームを操作するブーム操作部材、及び前後進切替用の操作部材が内部に配置されている。第1センサは前後進切替用操作部材がニュートラル位置であることを検知する。第2センサはブームが操作されたことを検知する。第3センサはブームの操作角度を検出する。エンジン制御部は、前後進切替用操作部材がニュートラル位置であって、かつブーム操作部材が操作されて、ブームの操作角度が、バケットの底板が地面から離れたことを示す角度になった場合に、エンジンの最高回転数を所定の回転数に制限する。
なお、「ブーム操作角度」とは、図4に示すように、側面視において、水平方向を0度として、ブームピンP1とバケットピンP2とを結ぶ線と、水平方向との間のなす角θである。水平方向よりも下方の角度は、マイナスの値であり、水平方向よりも上方の角度は、プラスの値であるものとする。したがって、ブーム操作角度は、上方に向かって増大するように定義される。
ここで、前述のように、走行時や掘削等の作業時においては、エンジンの回転に起因する振動以外の振動の方が大きく、エンジンの回転による振動がオペレータに不快感を与えることはない。しかし、例えば、ブームを操作してダンプトラック等に土砂等を積み込む場合には、外部からの振動原因がないこともあって、エンジン回転による振動はオペレータに不快感を与えることになる。
そこでこの装置では、エンジン回転による振動をオペレータが不快に感じるであろう状況を検知し、このような状況においてはエンジン回転数を制御するようにしている。具体的には、第1センサによって前後進切替用操作部材がニュートラル位置であることが検知され、また、第2センサによってブームが操作されたことが検知される。すなわち、車両が停止した状態、あるいは惰性で低速走行しているような状態で作業機が操作されたことを検知し、このような状況では、エンジンの最高回転数が所定の回転数に制限される。
ここでは、オペレータがエンジン回転による振動を不快であると感じる状況になったときに、エンジンの最高回転数が制限される。このため、単純にエンジン回転数を抑える場合に比較して、作業効率の低下を抑えて、オペレータに与える不快感を抑制することができる。
こで、バケットの底板が地面に接している状態では、車体は安定しており、車体の振動は抑えられる。しかし、バケットが地面から離れると、作業機が前方に突出していることから、振動が生じやすい。特にホイールローダは走行輪タイプの車両であるために、前輪を中心として前後に振れやすい。
そこで、このホイールローダでは、ブームの操作角度を検知し、バケットが地面から離れたことを検知してエンジン回転数を制御するようにしている。これにより、より効果的にオペレータに与える不快感を抑制することができる。
本発明の第側面に係るホイールローダは、第1側面のホイールローダにおいて、車速を検出する車速検出手段をさらに備えている。そして、エンジン制御部は、車速が所定値以下である場合にエンジンの最高回転数を所定の回転数に制限する。
作業の形態によっては、走行途中で前後進切替用操作部材をニュートラル位置に切り替え、惰性走行をしながら作業を行う場合がある。このような場合にまでエンジンの最高回転数を制限すると、作業効率が低下する。
そこで、第側面のホイールローダでは、前後進切替用操作部材がニュートラル位置であって、かつ車速が所定値以下の場合にのみエンジンの最高回転数を制限するようにしている。このため、作業効率の低下をより抑えることができる。
本発明の第側面に係るホイールローダは、第1又は第2側面のホイールローダにおいて、モード切替制御部をさらに備えている。モード切替制御部は、エンジンを第1馬力で使用するパワーモードと、エンジンを第1馬力より低い第2馬力で使用するエコノミーモードと、の間でエンジンの出力モードを切り替える。そして、エンジン制御部は、エンジンの出力モードがパワーモードに切り替えられているときにエンジンの最高回転数を所定の回転数に制限する。
ホイールローダにおいては、エンジンの出力モードとして、作業性を重視したパワーモードと、燃費を重視したエコノミーモードと、を有するものがある。パワーモードにおいては、エンジンの最高回転数が比較的高い回転数に設定され、エンジン回転に起因する振動は大きい。しかし、エコノミーモードにおいては、エンジンの最高回転数は制限され、エンジン回転に起因する振動は比較的小さい。したがって、エコノミーモードでは、エンジン回転に起因する不快な振動は小さく、エンジンの最高回転数をさらに制限する必要はない。また、エコノミーモードにおいてエンジンの最高回転数をさらに制限すると、作業性が著しく低下する場合がある。
そこで、第側面のホイールローダでは、エンジンの出力モードがパワーモードのときにのみエンジンの最高回転数を制限するようにしている。このため、オペレータに与える不快感を抑制し、しかも作業性が著しく低下するのを抑えることができる。
本発明の第側面に係るホイールローダは、第1から第側面のいずれかのホイールローダにおいて、バケットを操作するバケット操作部材と、バケット操作部材が操作されていることを検知する第4センサをさらに備えている。そして、エンジン制御部は、バケット操作部材が操作されていない場合にエンジンの最高回転数を所定の回転数に制限する。
ホイールローダでは、バケットに付着した土砂等を取り除くために、バケットを上下に短い周期で複数回回動させる作業を行う場合がある。このような作業を行う場合は、バケットを駆動するために比較的大きなエンジン出力が必要になる。
そこで、第側面に係るホイールローダでは、オペレータによってバケットが操作されたことを検知し、この場合にはエンジンの最高回転数を制限しないようにしている。すなわち、バケット操作がされていないことを検知してエンジンの最高回転数を制限するようにしている。このため、バケットに付着した土砂等の除去作業の効率が低下することはない。
本発明に係るホイールローダのエンジン制御方法は、車体フレームと、車体フレームに搭載されたエンジンと、作業機と、キャブと、エンジン制御部と、を備えたホイールローダのエンジンを制御する方法である。作業機は、ブーム及びブームの前端に設けられたバケットを有し、車体フレームの前方に配置されている。キャブは、オペレータシート、ブームを操作するブーム操作部材、及び前後進切替用の操作部材が内部に配置されている。エンジン制御部は以下の方法によってエンジンの回転数を制御する。
前後進切替用操作部材がニュートラル位置であることを示す信号と、ブーム操作部材が操作されていることを示す信号と、ブームの操作角度がバケットの底板が地面から離れたことを示す角度になったことを示す信号と、を受け、エンジンの最高回転数を所定の回転数に制限する。
以上のような本発明では、簡単なエンジン制御によって、作業性を損なうことなく、エンジン回転に起因する振動を抑えてオペレータに与える不快な振動を抑えることができる。
本発明の一実施形態に係るホイールローダの側面図。 ホイールローダの構成を示す概略ブロック図。 エンジン制御のためのフローチャート。 ブームの操作角度を説明するための図。
[構成]
図1は作業車両としてのホイールローダ1の外観図であり、図2はホイールローダ1の概略のブロック構成図である。ホイールローダ1は、車体フレーム2、作業機3、前輪4a、後輪4b、キャブ5を備えている。このホイールローダ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り、作業機3を用いて所望の作業を行うことができる。
車体フレーム2は前車体部2a及び後車体部2b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には、作業機3及び前輪4aが設けられている。後車体部2bには、キャブ5及び後輪4bが設けられている。作業機3は、前車体部2aの前方に配置されており、ブーム6、バケット7、ベルクランク8等を有している。ブーム6は1対のリフトシリンダ10によって上下に揺動される。また、バケット7は、ブーム6の先端に装着されており、ベルクランク8を介してバケットシリンダ11によって上下に揺動される。
また、図2に示すように、このホイールローダ1は、エンジン15、動力取り出し部16、動力伝達機構17、シリンダ駆動部18、制御部19を備えている。
エンジン15は、後車体部4bに搭載されており、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することにより出力が制御される。この燃料量の調整は、エンジン15の燃料噴射ポンプ20に付設された電子ガバナ21が制御部19によって制御されることで行われる。
動力取り出し部16は、エンジン15の出力を、動力伝達機構17とシリンダ駆動部18とに振り分ける装置である。
動力伝達機構17は、エンジン15からの駆動力を前輪4a及び後輪4bに伝達する機構である。この動力伝達機構17はトルクコンバータ22及びトランスミッション23を有している。トランスミッション23は、前後進用のクラッチと、複数の速度段に対応した複数の速度段クラッチを有している。例えば、トランスミッション23には4つの速度段クラッチが設けられており、速度段を第1速から第4速までの4段階に切り替えることができる。
シリンダ駆動部18は油圧ポンプ25及び制御弁26を有している。油圧ポンプ25へは動力取り出し部16を介してエンジン15の出力が伝達される。また、油圧ポンプ25から吐出された作動油は制御弁26を介してリフトシリンダ10及びバケットシリンダ11に供給される。
制御部19は、マイクロコンピュータで構成されており、主に、以下のセンサからの信号を受け付ける。
(1)アクセルペダル28の開度を検出するアクセル開度センサ29。
(2)ブーム6を操作するためのブーム操作レバー31が操作されたことを検知するブーム操作検知センサ32。
(3)前後進切替レバー33の位置を検出する位置センサ34。
(4)エンジンの出力モードを切り替えるための切替スイッチ35の切替位置を検出する出力モード検知センサ36。
(5)車速センサとしてのトランスミッション23の出力軸回転数センサ38。
(6)バケット7を操作するためのバケット操作部材39が操作されたことを検知するバケット操作検知センサ40。
(7)ブーム6の操作角度を検出するためのブーム操作角度検出センサ41。
なお、「ブームの操作角度」とは、前述のように、図4に示すように、側面視において、水平方向を0度として、ブームピンP1とバケットピンP2とを結ぶ線と、水平方向との間のなす角θである。
そして、制御部19は、以上の各センサからの信号に基づいて、エンジン15の回転数の制御及び最高回転数を制限する制御を実行するとともに、作業機駆動部18の駆動制御、トランスミッション23の変速制御等を実行する。
なお、エンジンの出力モード切替スイッチ35は、オペレータの操作によって、エンジン15の出力モードをパワーモードとエコノミーモードとで切替制御するためのスイッチである。パワーモードは、走行あるいは作業時において大きなエンジン出力を必要とする際に選択されるモードである。また、エコノミーモードは低燃費化のためにエンジン出力を低く抑える際に選択されるモードである。このようなエンジン15の出力モードの制御は、エンジン15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。
[エンジンの最高回転数の制御]
ここでの制御処理は、オペレータがエンジン回転による振動を感じやすい状況で、エンジン回転数の上昇に伴って増大する振動を、エンジンの最高回転数を制限することで抑制するものである。この制御処理によって、オペレータの不快感を抑えて快適性を向上することができる。
オペレータがエンジン回転による振動を不快に感じる具体例としては、バケット7に土砂等を積み込み、停止してダンプトラックを待っているような状態で、エンジン回転数を最高回転数にセットし、ブーム6を上昇させるような状況が考えられる。特に、ホイールローダでは、作業機が前方に突出し、かつ走行輪タイプの車両であるために、バケット7の底板7aが地面から離れると振動が生じやすい。
以上のような状況を検知し、エンジンの最高回転数を制限する処理のフローチャートを図3に示している。
図3において、ステップS1では、エンジン出力モードとしてパワーモードが選択されているか否かを判断する。パワーモードが選択されていない場合、すなわちエコノミーモードが選択されている場合は、エンジンの最高回転数は例えば2000rpm以下に制限される。このようなエコノミーモードでは、エンジン回転数は2000rpm以上に上がらないために、エンジン回転に起因する振動は比較的小さい。したがって、このような場合は、ステップS1からステップS2に移行し、エンジン制御処理は実行されない。すなわち、エンジンの最高回転数としては、エコノミーモード用として設定された最高回転数が用いられる。
エンジン出力モードとしてパワーモードが選択されている場合は、エンジンの最高回転数は例えば2000rpm以上の回転数に設定されているので、エンジン回転に起因する振動は大きくなる。したがって、このような場合はステップS1からステップS3に移行する。
ステップS3では、前後進切替レバー33がニュートラル位置に操作されているか否かを判断する。前後進切替レバー33がニュートラル位置以外の場合は、走行中であってエンジンのパワーが要求されるので、エンジンの最高回転数を制限することは好ましくない。そこで、前後進切替レバー33がニュートラル位置以外の場合は、ステップS3からステップS2に移行し、このエンジン制御処理を終了する。したがって、エンジンの最高回転数としては、パワーモード用として設定された最高回転数が用いられる。
前後進切替レバー33がニュートラル位置の場合は、停止あるいは惰性による低速走行であるので、ステップS3からステップS4に移行する。ステップS4では、バケット7の操作がなされていないか否かを判断する。前述のように、バケット7に付着した土砂等を除去する場合、車両を停止させてバケット7を短い周期で上下に回動させる操作が行われる。この場合は、エンジンのパワーが必要であって、エンジンの最高回転数を制限することは好ましくない。したがって、このような場合は、ステップS4からステップS2に移行し、エンジン制御処理は実行されない。この場合は、前記同様に、エンジンの最高回転数としては、パワーモード用として設定された最高回転数が用いられる。
バケット7の操作がなされていない場合は、ステップS4からステップS5に移行する。ステップS5では、ブーム6の操作がなされた否かを判断する。ブーム6の操作がなされていない場合は、エンジン回転数は最高回転数に設定されないので、この場合はエンジン回転に起因する振動は小さい。したがって、ステップS5からステップS2に移行し、エンジン制御処理は実行されない。
また、ステップS6では、ブーム6の操作角度θが、振動が生じやすいしきい値θa以上であるか否かを判断する。ここで、ブーム操作角度のしきい値θaとしては、例えば「−30°」に設定されている。このしきい値θaは以下のようにして設定される。
すなわち、バケット7の底板7aが地面に接するようにブーム6を下げた場合、ブーム6の操作角度は−40°〜−45°になる。そこで、しきい値θaとしては、バケット7の底板7aが地面から確実に離れた状態として、バケット7が地面に接している状態から5〜10°上昇した状態の角度が設定される。したがって、しきい値θaは、一例として、「−30°」に設定される。
ブーム6の操作角度が−30°以下である場合は、バケット7の底板7aが地面から離れていないとみなし、この場合はエンジン回転に起因する振動は小さい。したがって、ステップS6からステップS2に移行し、エンジン制御処理は実行されない。
バケット7内の土砂等をダンプトラックに積み込む場合は、ブーム6が操作される。この場合は、効率的に作業を行うために、オペレータはエンジンを最高回転数にセットする場合が多い。また、バケット7の底板7aが地面から離れる。このような場合は、エンジン回転による振動は大きくなる。そこで、ブーム6が操作されて操作角度θがθa以上になった場合は、ステップS6からステップS7に移行する。
ステップS7では、車速が例えば4km/h以下であるか否かを判断する。作業の形態によっては、走行中に前後進切替レバーをニュートラル位置にして、惰性で走行しながら作業を行う場合がある。このような場合は、作業機を駆動するためにエンジンのパワーが必要であり、エンジンの最高回転数を制限することは好ましくない。そこで、車速が4km/hを越えているような場合は、ステップS7からステップS2に移行し、エンジン制御処理は実行されない。この場合は、前記同様に、エンジンの最高回転数としては、パワーモード用として設定された最高回転数が用いられる。
車速が例えば4km/h以下の場合は、車両は停止しているか、あるいは惰性によって車両が移動しているような状態である。このような場合にエンジンの回転数を予め設定されている最高回転数まで上昇させると、エンジン回転に起因する振動が大きくなる。また、この振動によってオペレータに不快感を与える。そこで、車速が4km/h以下の場合は、ステップS7からステップS8に移行する。このステップS8では、エンジンの最高回転数が2000rpmになるように制御する。
以上のように、この制御処理では、以下のすべての条件が満たされたときに、エンジンの最高回転数が制限される。
・エンジン出力モードとしてパワーモードが選択されている。
・前後進切替レバー33がニュートラル位置である。
・バケット7が操作されていない。
・ブーム6が操作されてバケット7の底板7aが地面から離れている。
・車速が4km/h以下である。
そして、以上の制御処理によって、エンジン回転による振動が抑えられ、オペレータに与える不快感を抑えることができる。
[特徴]
(1)オペレータに不快感を与えるような状況を検知し、そのような状況ではエンジンの最高回転数を制限するので、複雑な制御が不要になる。しかも、この制御処理によって、車両の仕様等によらずに常に効果的にエンジン回転に起因するオペレータへの不快感を抑えることができる。さらに、作業性を損なわないようにエンジン回転数を制御するので、作業効率の低下を防止できる。
(2)惰性で走行しながら作業を行う場合は、エンジンの最高回転数を制限しない。したがって、作業効率の低下をより避けることができる。
(3)エンジンの出力モードがパワーモードのときにのみエンジンの最高回転数を制限するようにしている。このため、不要な制御を行うのを防止できる。また、エコノミーモードにおいて作業性が著しく低下するのを防止できる。
(4)バケット7に付着した土砂等を取り除くための作業を行う場合は、バケット操作が検知されて、エンジンの最高回転数を制限する処理は実行されない。このため、バケット7に付着した土砂等の除去作業の効率が低下することはない。
[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
前記実施形態では、車速を検出するためのセンサとして出力軸回転数センサを設けたが、車速を検出するための手段はこれに限定されない。例えば、トランスミッションの入力軸回転数と変速段を検知して車速を求めるようにしてもよい。
また、実施形態で挙げた数値は例示のための数値であって、これらの数値に限定されることはない。
1 ホイールローダ
3 作業機
6 ブーム
7 バケット
7a バケットの底板
15 エンジン
19 制御部
31 ブーム操作レバー
32 ブーム操作検知センサ(第2センサ)
33 前後進切替レバー
34 位置センサ(第1センサ)
35 出力モード切替スイッチ
36 出力モード検知センサ
38 出力軸回転数センサ
39 バケット操作部材
40 バケット操作検知センサ(第4センサ)
41 ブーム操作角度検出センサ(第3センサ)

Claims (5)

  1. 車体フレームと、
    前記車体フレームに搭載されたエンジンと、
    ブーム及び前記ブームの前端に設けられたバケットを有し、前記車体フレームの前方に配置された作業機と、
    オペレータシート、前記ブームを操作するブーム操作部材、及び前後進切替用の操作部材が内部に配置されたキャブと、
    前記前後進切替用操作部材がニュートラル位置であることを検知する第1センサと、
    前記ブームが操作されたことを検知する第2センサと、
    前記ブームの操作角度を検出する第3センサと、
    前記前後進切替用操作部材がニュートラル位置であって、かつ前記ブーム操作部材が操作されて前記ブームの操作角度が前記バケットの底板が地面から離れたことを示す角度になった場合に、前記エンジンの最高回転数を所定の回転数に制限する、
    ホイールローダ。
  2. 車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
    前記エンジン制御部は、車速が所定値以下である場合に前記エンジンの最高回転数を前記所定の回転数に制限する、
    請求項に記載のホイールローダ。
  3. 前記エンジンを第1馬力で使用するパワーモードと、前記エンジンを前記第1馬力より低い第2馬力で使用するエコノミーモードと、の間で前記エンジンの出力モードを切り替えるモード切替制御部をさらに備え、
    前記エンジン制御部は、前記エンジンの出力モードが前記パワーモードに切り替えられているときに前記エンジンの最高回転数を前記所定の回転数に制限する、
    請求項1又は2に記載のホイールローダ。
  4. 前記バケットを操作するバケット操作部材と、
    前記バケット操作部材が操作されていることを検知する第4センサをさらに備え、
    前記エンジン制御部は、前記バケット操作部材が操作されていない場合に前記エンジンの最高回転数を前記所定の回転数に制限する、
    請求項1からのいずれかに記載のホイールローダ。
  5. 車体フレームと、
    前記車体フレームに搭載されたエンジンと、
    ブーム及び前記ブームの前端に設けられたバケットを有し、前記車体フレームの前方に配置された作業機と、
    オペレータシート、前記ブームを操作するブーム操作部材、及び前後進切替用の操作部材が内部に配置されたキャブと、
    前記エンジンの回転数を制御するエンジン制御部と、
    を備えたホイールローダのエンジン制御方法であって、
    前記前後進切替用操作部材がニュートラル位置であることを示す信号と、前記ブーム操作部材が操作されていることを示す信号と、前記ブームの操作角度が前記バケットの底板が地面から離れたことを示す角度になったことを示す信号と、を受け、前記エンジンの最高回転数を所定の回転数に制限する、
    ホイールローダのエンジン制御方法。
JP2012140515A 2012-06-22 2012-06-22 ホイールローダ及びホイールローダの制御方法 Active JP5161386B1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012140515A JP5161386B1 (ja) 2012-06-22 2012-06-22 ホイールローダ及びホイールローダの制御方法
EP12842692.1A EP2700799B1 (en) 2012-06-22 2012-09-19 Wheel loader
CN201280003634.1A CN103608570B (zh) 2012-06-22 2012-09-19 轮式装载机及轮式装载机的控制方法
US13/823,362 US8954242B2 (en) 2012-06-22 2012-09-19 Wheel loader and control method of wheel loader
PCT/JP2012/073868 WO2013190715A1 (ja) 2012-06-22 2012-09-19 ホイールローダ及びホイールローダの制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012140515A JP5161386B1 (ja) 2012-06-22 2012-06-22 ホイールローダ及びホイールローダの制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5161386B1 true JP5161386B1 (ja) 2013-03-13
JP2014005618A JP2014005618A (ja) 2014-01-16

Family

ID=48013597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012140515A Active JP5161386B1 (ja) 2012-06-22 2012-06-22 ホイールローダ及びホイールローダの制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8954242B2 (ja)
EP (1) EP2700799B1 (ja)
JP (1) JP5161386B1 (ja)
CN (1) CN103608570B (ja)
WO (1) WO2013190715A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10059341B2 (en) 2016-06-17 2018-08-28 Caterpillar Inc. Control strategy for reduced fuel consumption in machine and powertrain system with same
US10370826B2 (en) 2017-03-08 2019-08-06 Cnh Industrial America Llc System and method for reducing fuel consumption of a work vehicle
DE102017203835A1 (de) * 2017-03-08 2018-09-13 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Ermitteln einer Soll-Drehzahl einer Antriebsmaschine einer Arbeitsmaschine mit einem Stufenlosgetriebe und mit einer Arbeitshydraulik
DE102017106629A1 (de) * 2017-03-28 2018-10-04 Ghh Fahrzeuge Gmbh Verfahren zum Betrieb eines selbstfahrenden Untertagefahrzeugs
JP7038515B2 (ja) * 2017-09-29 2022-03-18 日立建機株式会社 ホイールローダ
CN109853660B (zh) * 2018-12-29 2021-05-07 山东欧泰隆重工有限公司 一种装载机智能操控系统
FR3096698B1 (fr) * 2019-06-03 2021-04-30 Manitou Bf Engin de manutention de charge
US20230055510A1 (en) * 2021-08-18 2023-02-23 Schwarze Industries, Inc. System and method for providing a transient power assist feature in a motor vehicle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63241226A (ja) * 1987-03-28 1988-10-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd ホイ−ル式油圧シヨベルの油圧制御装置
JP2000136739A (ja) * 1998-08-25 2000-05-16 Hitachi Constr Mach Co Ltd 破砕機のエンジン制御装置
JP2005256595A (ja) * 2004-02-10 2005-09-22 Komatsu Ltd 建設機械の作業機の制御装置、建設機械の作業機の制御方法、及びこの方法をコンピュータに実行させるプログラム
WO2010147232A1 (ja) * 2009-06-19 2010-12-23 日立建機株式会社 作業車両の原動機制御装置
JP2011157931A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Komatsu Ltd エンジンの制御装置
WO2011145684A1 (ja) * 2010-05-20 2011-11-24 株式会社小松製作所 建設機械
JP2012052457A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Komatsu Ltd フォークリフトのエンジン制御装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910009257B1 (ko) * 1985-09-07 1991-11-07 히다찌 겡끼 가부시기가이샤 유압건설기계의 제어시스템
JPS62142834A (ja) * 1985-12-17 1987-06-26 Komatsu Ltd クレ−ンのエンジン制御装置
JP2670815B2 (ja) * 1988-07-29 1997-10-29 株式会社小松製作所 建設機械の制御装置
EP0528042B1 (en) * 1991-02-05 1996-05-15 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. System for controlling revolution frequency of prime mover in hydraulically driven vehicle
US5638677A (en) * 1991-03-29 1997-06-17 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Control device for hydraulically propelled work vehicle
JPH0932596A (ja) 1995-07-18 1997-02-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd 原動機制御装置
US5586536A (en) * 1995-11-29 1996-12-24 Samsung Heavy Industries Co., Ltd. Apparatus for and method of controlling engine RPM in hydraulic construction equipment
US5999872A (en) * 1996-02-15 1999-12-07 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Control apparatus for hydraulic excavator
JP3419661B2 (ja) * 1997-10-02 2003-06-23 日立建機株式会社 油圧建設機械の原動機のオートアクセル装置及び原動機と油圧ポンプの制御装置
JP3511453B2 (ja) * 1997-10-08 2004-03-29 日立建機株式会社 油圧建設機械の原動機と油圧ポンプの制御装置
JP2000248975A (ja) * 1999-03-01 2000-09-12 Komatsu Ltd 作業車両のエンジン回転数制御装置
US6234254B1 (en) * 1999-03-29 2001-05-22 Caterpillar Inc. Apparatus and method for controlling the efficiency of the work cycle associated with an earthworking machine
JP2000303872A (ja) 1999-04-22 2000-10-31 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧式建設機械のエンジン制御装置
JP3819699B2 (ja) * 2000-10-20 2006-09-13 日立建機株式会社 油圧走行車両
DE60232553D1 (de) * 2002-09-26 2009-07-16 Hitachi Construction Machinery Antriebsaggregatsteuerung einer baumaschine.
WO2005098148A1 (ja) * 2004-04-08 2005-10-20 Komatsu Ltd. 作業機械の油圧駆動装置
JP4282718B2 (ja) * 2004-05-07 2009-06-24 株式会社小松製作所 油圧ショベルの油圧駆動装置
JP4413122B2 (ja) * 2004-10-13 2010-02-10 日立建機株式会社 油圧建設機械の制御装置
SE533161C2 (sv) * 2005-10-14 2010-07-13 Komatsu Mfg Co Ltd Anordning och metod för att styra motor och hydraulpump hos ett arbetsfordon
JP4625751B2 (ja) * 2005-10-21 2011-02-02 株式会社小松製作所 油圧駆動装置
JP5046690B2 (ja) * 2007-03-12 2012-10-10 日立建機株式会社 作業車両の制御装置
CN102037193B (zh) * 2008-03-21 2013-06-19 株式会社小松制作所 作业车辆、作业车辆的控制装置以及作业车辆的控制方法
JP5248387B2 (ja) * 2009-03-25 2013-07-31 株式会社小松製作所 ホイールローダ
JP5032705B2 (ja) * 2009-10-14 2012-09-26 株式会社小松製作所 エンジン回転数制御装置及びそれを有するモータグレーダ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63241226A (ja) * 1987-03-28 1988-10-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd ホイ−ル式油圧シヨベルの油圧制御装置
JP2000136739A (ja) * 1998-08-25 2000-05-16 Hitachi Constr Mach Co Ltd 破砕機のエンジン制御装置
JP2005256595A (ja) * 2004-02-10 2005-09-22 Komatsu Ltd 建設機械の作業機の制御装置、建設機械の作業機の制御方法、及びこの方法をコンピュータに実行させるプログラム
WO2010147232A1 (ja) * 2009-06-19 2010-12-23 日立建機株式会社 作業車両の原動機制御装置
JP2011157931A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Komatsu Ltd エンジンの制御装置
WO2011145684A1 (ja) * 2010-05-20 2011-11-24 株式会社小松製作所 建設機械
JP2012052457A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Komatsu Ltd フォークリフトのエンジン制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2700799B1 (en) 2015-03-04
US8954242B2 (en) 2015-02-10
EP2700799A4 (en) 2014-03-26
US20140058649A1 (en) 2014-02-27
CN103608570B (zh) 2015-03-11
WO2013190715A1 (ja) 2013-12-27
CN103608570A (zh) 2014-02-26
JP2014005618A (ja) 2014-01-16
EP2700799A1 (en) 2014-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5161386B1 (ja) ホイールローダ及びホイールローダの制御方法
JP5248387B2 (ja) ホイールローダ
JP4648407B2 (ja) 建設車両
JP5707313B2 (ja) 作業車両
JP5134238B2 (ja) 作業車両のエンジン負荷制御装置
JP5503955B2 (ja) 作業車両の変速制御装置
JP4754969B2 (ja) 作業車両のエンジン制御装置
JP5205408B2 (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
US8655557B2 (en) Motor control device for working vehicle
JP5228132B1 (ja) ホイールローダ
JP6203060B2 (ja) 作業車両及びその制御方法
JP5996314B2 (ja) ホイールローダおよびホイールローダのエンジン制御方法
JP2010223416A5 (ja)
JP2008106837A (ja) 建設車両
JP2011001845A (ja) 産業車両のエンジン回転数制御装置
JP5181081B2 (ja) ホイールローダ
JP2011169347A (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
KR20090083425A (ko) 산업 차량의 변속 제어 장치
JP5270464B2 (ja) 産業車両の変速制御装置
JP5106694B1 (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
JP2012207560A (ja) 作業車両

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5161386

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221

Year of fee payment: 3

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157