JP5205408B2 - 作業車両及び作業車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。

ホイールローダなどの作業車両には、トルクコンバータとロックアップクラッチとを有するトルクコンバータ装置を備えたものがある。このトルクコンバータ装置は、ロックアップクラッチが非連結状態であるときは、エンジンからの駆動力をトルクコンバータを介して走行装置に伝達する（以下、この状態を「トルコン走行」と呼ぶ）。また、ロックアップクラッチが連結状態であるときは、トルクコンバータ装置は、エンジンからの駆動力をロックアップクラッチを介して走行装置に伝達する（以下、この状態を「ロックアップ走行」と呼ぶ）。また、ロックアップクラッチの連結状態と非連結状態との切換は、制御部によって自動的に行われる。制御部は、例えば車速が所定の切換速度に達すると、ロックアップクラッチを非連結状態から連結状態に切り換える（特許文献１参照）。

特開２００９−１０３２５８号公報

上記のような作業車両では、制御部は、エンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。従来の作業車両では、ロックアップクラッチが非連結状態であるときと連結状態であるときとのいずれの場合においても、同じエンジントルクカーブに基づいてエンジンが制御される。しかし、ロックアップ走行時の車両の牽引力（図１０（ｃ）の破線Ｆ５０参照）は、トルコン走行時の牽引力（図１０（ｃ）の一点差線Ｆ２ＴＣ５０参照）よりも大きい。このため、ロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられた直後に牽引力が急激に上昇することがある（図１０（ｃ）の破線矢印参照）。この場合、図２３の実線Ｌ１に示すように、ロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられた直後に車速が上昇するという現象が生じる。なお、図２３では、時点ｔ１においてロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられている。すなわち、時点ｔ１においてトルコン走行からロックアップ走行への切換が行われている。このような車速の上昇はオペレータの意図しない不必要なものである。また、車速の上昇に応じた燃料を消費するため、このような現象は、燃費を低下させる要因となる。

また、作業車両は、土砂などの掘削と積み込みとを行う作業のように、停止と発進とを繰り返す作業を行うことがある。このような作業中に上記のような現象が繰り返し発生すると、オペレータは操作性の低下を感じることになる。このため、上記のような現象を避けるために、オペレータは、スイッチなどの操作により、制御部によるロックアップクラッチの切換制御を無効にしている。従って、ロックアップ走行は、トルコン走行よりも燃費低減の効果が高いにも関わらず、上記のような作業中にはロックアップ走行が有効に利用されていないのが実情である。

本発明の課題は、ロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられた直後に車速が上昇することを抑えて、燃費を向上させることにある。

本発明の第１の態様に係る作業車両は、エンジンと、走行装置と、油圧ポンプと、作業機と、トルクコンバータ装置と、アクセル操作部材と、アクセル操作検出部と、制御部と、を備える。走行装置は、トランスミッションを含み、エンジンからの駆動力により駆動されて車両を走行させる。油圧ポンプは、エンジンからの駆動力により駆動されて作動油を吐出する。作業機は、油圧ポンプからの作動油により駆動される。トルクコンバータ装置は、トルクコンバータとロックアップクラッチとを有し、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。アクセル操作部材は、オペレータによって操作される部材である。アクセル操作検出部は、アクセル操作部材の操作量を検出する。制御部は、エンジン回転数とエンジン出力トルクとアクセル操作部材の操作量との関係を規定するエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。制御部は、車速に応じて、トランスミッションの変速およびロックアップクラッチの切換を行う。制御部は、ロックアップクラッチが非連結状態であるトルクコンバータ走行時には、第１のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。制御部は、ロックアップクラッチが連結状態であるロックアップ走行時には、第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。また、少なくともアクセル操作部材の操作量が最大より小さい所定の操作量であるときに、第２のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクは、トルクコンバータ走行からロックアップ走行に切り換えられる切換速度を含む所定速度範囲において、第１のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクよりも小さい。

この作業車両では、トルクコンバータ走行時のエンジントルクカーブにおけるエンジン出力トルクによる牽引力とロックアップ走行時のエンジントルクカーブにおけるエンジン出力トルクによる牽引力との差が小さい。従って、トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられた直後の車速の上昇が抑えられる。これにより、燃費を向上させることができる。また、操作性の低下が抑えられるため、ロックアップ走行が有効に利用されることにより、燃費をさらに向上させることができる。

本発明の第２の態様に係る作業車両は、本発明の第１の態様に係る作業車両であって、第２のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクは、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲において、アクセル操作部材の操作量の増減に応じて増減する。

この作業車両では、アクセル操作部材の操作量を介してオペレータの意図がエンジン出力トルクの低減に反映される。このため、エンジン出力トルクが低減されて車速の急上昇が抑制されるので、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、オペレータが操作性の低下を感じない操作状況でトルク低減量を大きくすることによって、燃費をさらに向上させることができる。

本発明の第３の態様に係る作業車両は、本発明の第１又は第２の態様に係る作業車両であって、オペレータによって操作される最高速度段設定部材をさらに備える。制御部は、最高速度段設定部材によって選択された最高速度段以下の範囲でトランスミッションの自動変速を行う。そして、トランスミッションの実際の速度段が同じ速度段であっても、最高速度段設定部材によって選択された最高速度段が異なる場合は、制御部は、それぞれ異なる第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。

この作業車両では、最高速度段設定部材の操作を介してオペレータの意図がエンジン出力トルクの低減に反映される。このため、エンジン出力トルクが低減されて車速の急上昇が抑制されるので、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、オペレータが操作性の低下を感じない操作状況でトルク低減量を大きくすることによって、燃費をさらに向上させることができる。

本発明の第４の態様に係る作業車両は、本発明の第１から第３の態様に係る作業車両であって、アクセル操作部材の操作量が最大であるときの第２のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクは、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲において、第１のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクよりも小さい。

この作業車両では、アクセル操作部材の操作量が最大であるときであってもトルコン走行からロックアップ走行に切り換えられた直後の車速の上昇が抑えられる。これにより、燃費を向上させることができる。

本発明の第５の態様に係る作業車両は、本発明の第１から第４の態様に係る作業車両であって、制御部は、作業機負荷、又は、走行負荷の増大につながる負荷増大条件が満たされているか否かを判定する。制御部は、負荷増大条件が満たされているときのロックアップ走行時には、第３のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。第３のエンジントルクカーブは、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲においてエンジン出力トルクが第２のエンジントルクカーブよりも大きい。

この作業車両では、作業機負荷、又は、走行負荷が増大する状況では、ロックアップ走行時に第３のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。第３のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクは、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲において第２のエンジントルクカーブよりも大きい。このため、第３のエンジントルクカーブに基づいてエンジンが制御されるときのエンジン出力トルクは、第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジンが制御されるときのエンジン出力トルクよりも大きくなる。これにより、作業車両への負荷が増大する状況において作業機による作業性又は走行装置による走行性の低下を抑えることができる。

本発明の第６の態様に係る作業車両の制御方法は、エンジンと走行装置と油圧ポンプと作業機とトルクコンバータ装置とアクセル操作部材とを備える作業車両の制御方法である。走行装置は、トランスミッションを含み、エンジンからの駆動力により駆動されて車両を走行させる。油圧ポンプは、エンジンからの駆動力により駆動されて作動油を吐出する。作業機は、油圧ポンプからの作動油により駆動される。トルクコンバータ装置は、トルクコンバータとロックアップクラッチとを有し、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。アクセル操作部材は、オペレータによって操作される部材である。この制御方法は、次のステップを備える。アクセル操作部材の操作量を検出するステップ。エンジン回転数とエンジン出力トルクとアクセル操作部材の操作量との関係を規定するエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御するステップ。車速に応じて、トランスミッションの変速およびロックアップクラッチの切換を行うステップ。また、エンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御するステップでは、ロックアップクラッチが非連結状態であるトルクコンバータ走行時には、第１のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御し、ロックアップクラッチが連結状態であるロックアップ走行時には、第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。そして、少なくともアクセル操作部材の操作量が最大より小さい所定の操作量であるときに、第２のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクは、トルクコンバータ走行からロックアップ走行に切り換えられる切換速度を含む所定速度範囲において、第１のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクよりも小さい。

この作業車両の制御方法では、トルクコンバータ走行時のエンジントルクカーブにおけるエンジン出力トルクによる牽引力とロックアップ走行時のエンジントルクカーブにおけるエンジン出力トルクによる牽引力との差が小さい。従って、トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられた直後の車速の上昇が抑えられる。これにより、燃費を向上させることができる。また、操作性の低下が抑えられるため、ロックアップ走行が有効に利用されることにより、燃費をさらに向上させることができる。

本発明によれば、ロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられた直後に車速が上昇することを抑えて、燃費を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る作業車両の側面図。 作業車両の構成を示す模式図。 第１のエンジントルクカーブの例を示す図。 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。 第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 アクセル操作量が５０％であるときの第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 アクセル操作量が７０％であるときの第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 アクセル操作量が１００％であるときの第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 アクセル操作量が５０％であるときの走行性能線図。 アクセル操作量が７０％であるときの走行性能線図。 アクセル操作量が１００％であるときの走行性能線図。 トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられたときの車速の変化を示す図。 他の実施形態に係る第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 他の実施形態に係る第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 他の実施形態に係る第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 他の実施形態に係る第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 他の実施形態に係る第２のエンジントルクカーブの例を示す図。 他の実施形態に係る作業車両においてトルコン走行からロックアップ走行に切り換えられたときの車速の変化を示す図。 他の実施形態に係る作業車両における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２０におけるエンジントルクカーブの選択を行う処理の詳細を示すフローチャート。 他の実施形態に係る第３のエンジントルクカーブの例を示す図。 従来の作業車両においてトルコン走行からロックアップ走行に切り換えられたときの車速の変化を示す図。

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及び後輪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。

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。

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。

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。

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。

また、図２に示すように、作業車両１は、エンジン２１、トルクコンバータ装置２３、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。

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ガバナ制御方式が用いられ、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。

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からの駆動力を走行装置２２に伝達する（以下、この状態を「トルコン走行」と呼ぶ）。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。エンジン２１からの駆動力はロックアップクラッチ２７を介して走行装置２２に伝達される（以下、この状態を「ロックアップ走行」と呼ぶ）。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。

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。

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速度段から第４速度段までの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。

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。

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及びステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂは、エンジン２１からの駆動力の一部によって駆動される。

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ボトム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ボトム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。

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、及び、ＦＲ操作検出装置８６ｂなどを有する。

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（アクセル操作検出部）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。

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。

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、例えば、前車体部２ａとブーム６との回転支持中心と、ブーム６とバケット７との回転支持中心とを結ぶ線と、前後の車輪４ａ，４ｂの軸中心を結ぶ線とに挟まれた角度をいう。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。

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、速度段の上限（以下、「最高速度段」と呼ぶ）を設定するために操作される。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。

ＦＲ操作部材８６ａ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。

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。

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。エンジン回転数とエンジン２１のエンジン出力トルク（以下、「エンジントルク」と呼ぶ）とアクセル操作量との関係を規定するエンジントルクカーブに基づいてエンジン２１を制御する。より具体的には、エンジントルクカーブは、エンジン２１が回転数に応じて出力できる最大の出力トルク（以下、「トルク上限値」と呼ぶ）を表す。エンジントルクカーブは、アクセル操作量に応じて変化する。図３に示す第１のエンジントルクカーブＥ１００，Ｅ７０，Ｅ５０は、後述するエンジントルク低減制御が行われていない時のエンジントルクカーブの例である。第１のエンジントルクカーブＥ１００は、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である。この第１のエンジントルクカーブＥ１００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。第１のエンジントルクカーブＥ７０は、アクセル操作量が７０％であるときのエンジントルクカーブを示している。第１のエンジントルクカーブＥ５０は、アクセル操作量が５０％であるときのエンジントルクカーブを示している。このように、第１のエンジントルクカーブＥ１００，Ｅ７０，Ｅ５０では、ガバナ２５の燃料噴射量が最大となる前のレギュレーション領域におけるエンジントルクの特性ＴＲが、アクセル操作量に応じて変化する。しかし、ガバナ２５の燃料噴射量が最大となる全負荷領域におけるエンジントルクの特性ＴＭは、アクセル操作量に応じて変化しない。

ガバナ２５は、エンジントルク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。

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。第２制御部１０ｂは、車速に応じて、トランスミッション２６の変速およびロックアップクラッチ２７の切換を自動的に行う。具体的には、車速の増大に応じて、第２速トルコン走行、第２速ロックアップ走行、第３速トルコン走行、第３速ロックアップ走行、第４速トルコン走行及び第４速ロックアップ走行の順に変速を行う。例えば、第２速トルコン走行は、トランスミッション２６の速度段が第２速であり、且つ、ロックアップクラッチ２７が非連結状態である動力伝達状態を意味する。また、第２速ロックアップ走行は、トランスミッション２６の速度段が第２速であり、且つ、ロックアップクラッチ２７が連結状態である動力伝達状態を意味する。他の動力伝達状態についても同様に、トランスミッション２６の速度段数とロックアップクラッチ２７の状態との組み合わせによって定義される。ただし、最高速度段が第３速に設定されているときは、第２速トルコン走行から第３速ロックアップ走行までの範囲で変速が行われる。最高速度段が第２速に設定されているときは、第２速トルコン走行から第２速ロックアップ走行までの範囲で変速が行われる。第１速トルコン走行は、最高速度段が第１速に設定されているときに設定される。なお、図示しないロックアップ機能設定部材によって、ロックアップ走行が実行されないように設定することが可能である。この場合、第２制御部１０ｂは、車速の増大に応じて、第２速トルコン走行、第３速トルコン走行、及び第４速トルコン走行の順に変速を行う。

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。

第２制御部１０ｂは、ロックアップ走行時には、上述した第１のエンジントルクカーブよりもトルク上限値を低減させた第２のエンジントルクカーブを用いてエンジン２１を制御するエンジントルク低減制御を行う。以下、エンジントルク低減制御について図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず、第１ステップＳ１では、各種の情報が検出される。ここでは、上述した各種の検出信号によって、第１制御部１０ａ及び第２制御部１０ｂに各種の情報が送られる。例えば、変速操作部材８５ａの位置が検出信号として第２制御部１０ｂに送られる。また、アクセル操作量が検出信号として第１制御部１０ａを介して第２制御部１０ｂへ送られる。

第２ステップＳ２では、ロックアップクラッチ２７が連結状態であるか否かが判定される。ここでは、第２制御部１０ｂが、トルクコンバータ装置２３の入力軸回転数及び出力軸回転数に基づいて、ロックアップクラッチ２７の連結が完了しているか否か、又は、ロックアップクラッチ２７の連結が完了しようとしているか否かを判定する。トルクコンバータ装置２３の入力軸回転数としては、エンジン回転数センサ９１が検出したエンジン回転数が用いられる。また、トルクコンバータ装置２３の出力軸回転数としては、Ｔ／Ｍ入力回転数センサ９３が検出したトランスミッション２６の入力軸の回転数が用いられる。ロックアップクラッチ２７が連結状態である場合には、第３ステップＳ３に進む。

第３ステップＳ３では、トルク低減量の算出が行われる。ここでは、第２制御部１０ｂは、上述した第１のエンジントルクカーブを、図５及び図６に示す第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００，Ｅ２ＬＵ７０，Ｅ２ＬＵ５０，Ｅ３ＬＵ１００，Ｅ３ＬＵ７０，Ｅ３ＬＵ５０のように変化させるためのトルク低減量を算出する。第２制御部１０ｂは、変速操作部材８５ａの位置及びアクセル操作量に基づいてトルク低減量を算出する。図５に示す第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００，Ｅ２ＬＵ７０，Ｅ２ＬＵ５０は、最高速度段として第２速が選択されているときのエンジントルクカーブである。特に、Ｅ２ＬＵ１００は、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である。Ｅ２ＬＵ７０は、アクセル操作量が７０％であるときのエンジントルクカーブである。Ｅ２ＬＵ５０は、アクセル操作量が５０％であるときのエンジントルクカーブである。このように、第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００，Ｅ２ＬＵ７０，Ｅ２ＬＵ５０のエンジントルクは、Ｎａ以上のエンジン回転数の範囲において、アクセル操作部材８１ａの操作量の増減に応じて増減する。

図６に示す第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ１００，Ｅ３ＬＵ７０，Ｅ３ＬＵ５０は、最高速度段として第３速又は第４速が選択されており、且つ、トランスミッション２６の実際の速度段が第２速であるときのエンジントルクカーブである。特に、Ｅ３ＬＵ１００は、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である。Ｅ３ＬＵ７０は、アクセル操作量が７０％であるときのエンジントルクカーブである。Ｅ３ＬＵ５０は、アクセル操作量が５０％であるときのエンジントルクカーブである。このように、第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ１００，Ｅ３ＬＵ７０，Ｅ３ＬＵ５０のエンジントルクは、Ｎａ以上のエンジン回転数の範囲において、アクセル操作部材８１ａの操作量の増減に応じて増減する。

図７（ａ）に示すように、アクセル操作量が５０％である場合、最高速度段が第２速であるときの第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ５０のエンジントルクは、Ｎａ〜Ｎｂのエンジン回転数の範囲において、第１のエンジントルクカーブＥ５０のエンジントルクよりも小さい。また、図７（ｂ）に示すように、アクセル操作量が５０％である場合、最高速度段が第３速以上であるときの第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ５０のエンジントルクは、Ｎａ〜Ｎｄのエンジン回転数の範囲において、第１のエンジントルクカーブＥ５０のエンジントルクよりも小さい。さらに、図７（ｂ）に示すように、最高速度段が第３速以上であるときの第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ５０のエンジントルクは、Ｎｃ〜Ｎｂのエンジン回転数の範囲において、最高速度段が第２速であるときの第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ５０のエンジントルクよりも大きい。すなわち、Ｎｃ以上Ｎｂ以下のエンジン回転数の範囲においては、第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ５０のトルク低減量は、第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ５０のトルク低減量よりも少ない。

また、図８（ａ）に示すように、アクセル操作量が７０％である場合、最高速度段が第２速であるときの第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ７０のエンジントルクは、Ｎａ〜Ｎｅのエンジン回転数の範囲において、第１のエンジントルクカーブＥ７０のエンジントルクよりも小さい。また、図８（ｂ）に示すように、アクセル操作量が７０％である場合、最高速度段が第３速以上であるときの第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ７０のエンジントルクは、Ｎａ〜Ｎｅのエンジン回転数の範囲において、第１のエンジントルクカーブＥ７０のエンジントルクよりも小さい。さらに、図８（ｂ）に示すように、最高速度段が第３速以上であるときの第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ７０のエンジントルクは、Ｎｇ〜Ｎｅのエンジン回転数の範囲において、最高速度段が第２速であるときの第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ７０のエンジントルクよりも大きい。すなわち、Ｎｇ以上Ｎｅ以下のエンジン回転数の範囲においては、第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ７０のトルク低減量は、第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ７０のトルク低減量よりも少ない。

また、図９（ａ）に示すように、アクセル操作量が１００％である場合、すなわちアクセル操作部材８１ａの操作量が最大である場合、最高速度段が第２速であるときの第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００のエンジントルクは、Ｎａ以上のエンジン回転数の範囲において、第１のエンジントルクカーブＥ１００のエンジントルクよりも小さい。また、図９（ｂ）に示すように、アクセル操作量が１００％である場合、最高速度段が第３速以上であるときの第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ１００のエンジントルクは、Ｎａ〜Ｎｈのエンジン回転数の範囲において、第１のエンジントルクカーブＥ１００のエンジントルクよりも小さい。さらに、図９（ｂ）に示すように、最高速度段が第３速以上であるときの第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ１００のエンジントルクは、Ｎｉ以上のエンジン回転数の範囲において、最高速度段が第２速であるときの第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００のエンジントルクよりも大きい。すなわち、Ｎｉ以上のエンジン回転数の範囲においては、第２のエンジントルクカーブＥ３ＬＵ１００のトルク低減量は、第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００のトルク低減量よりも少ない。

なお、上述した第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが第１のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも小さくなるエンジン回転数の範囲は、トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられる切換速度を含む所定速度範囲を含む。例えば、図７（ａ）に示すエンジン回転数の範囲Ｎａ〜Ｎｂは、第２速トルコン走行から第２速ロックアップ走行に切り換えられる切換速度を含む。

図４のフローチャートに戻り、第４ステップＳ４では、修正指令信号が出力される。ここでは、第２制御部１０ｂが、第３ステップＳ３で算出されたトルク低減量に相当するエンジン回転数指令の修正値を算出し、この修正値に対応する修正指令信号を第１制御部１０ａに送る。

第５ステップＳ５では、エンジン指令信号が修正される。ここでは、第１制御部１０ａは、第２制御部１０ｂから送信された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する。

第６ステップＳ６では、エンジン指令信号が出力される。ここでは、上述したように、第１制御部１０ａは、ガバナ２５にエンジン指令信号を送る。第２ステップＳ２において、ロックアップクラッチ２７が非連結状態であると判定されたときには、第１制御部１０ａは、エンジン指令信号をエンジントルク低減制御による修正を行わずに、ガバナ２５に送る。すなわち、トルコン走行時には、制御部１０は、上述した第１のエンジントルクカーブに基づいてエンジン２１を制御する。一方、第２ステップＳ２において、ロックアップクラッチ２７が連結状態であると判定されたときには、第１制御部１０ａは、第２制御部１０ｂからの修正指令信号によりエンジン指令信号を修正してガバナ２５に送る。すなわち、ロックアップ走行時には、制御部１０は、上述した第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジン２１を制御する。

本発明の実施形態に係る作業車両１は、トルコン走行時には、第１のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。また、ロックアップ走行時には、第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。このため、図１０から図１２に示すように、トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられるとき及び切り換えられた後の車両の牽引力の増加量が抑えられる。図１０−図１２は、第２速トルコン走行から第２速ロックアップ走行に切り換えられるときの車両の走行性能線図である。各図において、縦軸は車両の牽引力であり、横軸は車速である。一点鎖線Ｆｒは、車両の走行抵抗を示している。一点鎖線Ｆ２ＴＣ５０，Ｆ２ＴＣ７０，Ｆ２ＴＣ１００は、それぞれアクセル操作量が５０％、７０％、１００％である第２速トルコン走行時の牽引力を示している。各図のＦで始まる他の符号は、対応するエンジントルクカーブによる走行性能線であることを示している。例えば、図１０（ａ）において、Ｆ２ＬＵ５０は、第２のトルクカーブＥ２ＬＵ５０による走行性能線であることを示している。Ｆ５０は、第１のトルクカーブＥ５０による走行性能線であることを示している。また、破線矢印は、第２速トルコン走行から第２速ロックアップ走行に切り換えられたときの車両の牽引力の変化を示している。

具体的には、図１０（ａ）は、アクセル操作量が５０％であり、且つ、最高速度段が第２速である場合の走行性能線図である。図１０（ｂ）は、アクセル操作量が５０％であり、且つ、最高速度段が第３速以上である場合の走行性能線図である。図１０（ｃ）は、比較例に係る作業車両においてアクセル操作量が５０％であるときの走行性能線図である。比較例に係る作業車両では、ロックアップ走行時にエンジントルクの低減が行われずにトルコン走行時と同様に第１のエンジントルクカーブによってエンジン２１が制御される。

図１１（ａ）は、アクセル操作量が７０％であり、且つ、最高速度段が第２速である場合の走行性能線図である。図１１（ｂ）は、アクセル操作量が７０％であり、且つ、最高速度段が第３速以上である場合の走行性能線図である。図１１（ｃ）は、上記と同様の比較例に係る作業車両においてアクセル操作量が７０％であるときの走行性能線図である。

図１２（ａ）は、アクセル操作量が１００％であり、且つ、最高速度段が第２速である場合の走行性能線図である。図１２（ｂ）は、アクセル操作量が１００％であり、且つ、最高速度段が第３速以上である場合の走行性能線図である。図１２（ｃ）は、上記と同様の比較例に係る作業車両においてアクセル操作量が１００％であるときの走行性能線図である。

図１３では、時点ｔ１においてトルコン走行からロックアップ走行への切換が行われている。また、実線Ｌ２は、エンジントルク低減制御が行われた場合の車速の変化を示している。二点鎖線Ｌ１は、エンジントルク低減制御が行われていない場合の車速の変化を示している。

図１０−図１２から明らかなように、本発明の実施形態に係る作業車両１では、トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられるとき及び切り換えられた後の車両の牽引力の増加量が、比較例に係る作業車両よりも抑えられている。従って、図１３に実線Ｌ２で示すように、トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられた直後の車速の上昇が抑えられる。これにより、燃費を向上させることができる。また、ロックアップ機能を有効にしても車速の上昇が抑えられるので、操作性の低下が抑えられる。このため、作業中にロックアップ走行が有効に利用されることにより、さらに燃費を向上させることができる。

第２のエンジントルクカーブのエンジントルクは、トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられる切換速度を含む所定速度範囲において、第１のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも小さい。このため、トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられるときに車両に生じるショックを抑えることができる。

第２のエンジントルクカーブのエンジントルクは、アクセル操作部材８１ａの操作量の増減に応じて増減する。具体的には、図５及び図６に示すように、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクは、アクセル操作部材８１ａの操作量が大きいほど大きい。すなわち、アクセル操作部材８１ａの操作量が大きいほど、ロックアップ走行時のトルク低減量が小さい。アクセル操作部材８１ａの操作量が大きいときは、オペレータが車両の加速又は作業機３の大きな出力を望んでいる状態であることが多い。従って、そのような状況ではロックアップ走行時のトルク低減量を小さくすることによって、加速性能又は作業機３の出力が低下することを抑えることができる。逆に、アクセル操作部材８１ａの操作量が小さいときは、オペレータが車両の加速又は作業機３の大きな出力を望んでいない状態であることが多い。従って、そのような状況ではトルク低減量を大きくしても、オペレータが操作性の低下を感じない。また、トルク低減量を大きくすることによって、燃費を向上させることができる。

トランスミッション２６の実際の速度段が同じ速度段であっても変速操作部材８５ａによって選択された最高速度段が異なる場合は、制御部１０は、それぞれ異なる第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジンを制御する。具体的には、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）に示すように、最高速度段が第３速以上であるときの第２のエンジントルクカーブのエンジントルクは、最高速度段が第２速であるときの第２のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも大きい。オペレータが最高速度段を第２速に設定するときは、短い距離の移動を繰り返す作業を行うときが多い。短い距離の走行と停止とが繰り返されるので、速度を上げる状況が少ないからである。一方、オペレータが最高速度段を第３速以上の速度段に設定するときは、長距離の移動が行われるときが多い。車両が長距離を走行するので、車速が高速度まで上昇し得るからである。従って、最高速度段が第３速以上であるときには、エンジントルクが大きい、すなわち、トルク低減量が小さいことにより、車両の加速性能の低下を抑えることができる。一方、最高速度段が第２速であるときには、エンジントルクが小さい、すなわち、トルク低減量が大きくても、オペレータは、操作性の低下を感じない。また、トルク低減量を大きくすることによって、燃費を向上させることができる。

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。

上記の実施形態に係る作業車両では、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。

上記の各種の操作部材は、例示したようにペダル或いはレバーなどの部材に限られない。他にもダイヤルやスイッチなどが用いられてもよい。

上記の実施形態では、図１０に示すように、第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ５０，Ｅ３ＬＵ５０による走行性能線Ｆ２ＬＵ５０，Ｆ３ＬＵ５０は、トルコン走行時の走行性能線Ｆ２ＴＣ５０よりも上方に位置している。図１１に示すように、第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ７０，Ｅ３ＬＵ７０による走行性能線Ｆ２ＬＵ７０，Ｆ３ＬＵ７０は、トルコン走行時の走行性能線Ｆ２ＴＣ７０よりも上方に位置している。また、図１２に示すように、第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００，Ｅ３ＬＵ１００による走行性能線Ｆ２ＬＵ１００，Ｆ３ＬＵ１００は、トルコン走行時の走行性能線Ｆ２ＴＣ１００よりも上方に位置している。つまり、車速が同じ場合に、第２速ロックアップ走行時の第２のエンジントルクカーブによる牽引力は、第２速トルコン走行時の牽引力よりも大きい。しかし、図１４に示すように、第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ５０による走行性能線Ｆ２ＬＵ５０が、第２速トルコン走行時の走行性能線Ｆ２ＴＣ５０よりも下方に位置してもよい。すなわち、車速が同じ場合に、第２のエンジントルクカーブによる牽引力が、トルコン走行時の牽引力よりも小さくてもよい。この場合、燃費をさらに向上させることができる。

また、図１５に示すように、第２速ロックアップ走行時の第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ５０による走行性能線Ｆ２ＬＵ５０が、第２速トルコン走行時の走行性能線Ｆ２ＴＣ５０よりも僅かに上方に位置してもよい。すなわち、車速が同じ場合に、第２のエンジントルクカーブによる牽引力が、トルコン走行時の牽引力より僅かに大きくてもよい。この場合も、燃費をさらに向上させることができる。ただし、上記の実施形態のように、第２のエンジントルクカーブによる牽引力が、第２速トルコン走行時の牽引力よりも、より大きい方が、車両の加速性能又は作業機３の出力を向上させることができる。

本発明の適用対象は、オールスピードガバナ制御方式のエンジンの制御に限られない。例えば、ミニマムマキシマムスピードガバナ制御方式のエンジンの制御に本発明が適用されてもよい。ただし、オールスピードガバナ制御では、上述したようにアクセル操作量に応じてレギュレーション領域でのエンジントルクの特性が変化する。一方、ガバナ２５の燃料噴射量が最大となる全負荷領域におけるエンジントルクの特性ＴＭはアクセル操作量に応じて変化しない。このため、ロックアップ走行時とトルコン走行時とで牽引力の差が大きくなる傾向が強いという問題がある。すなわち、オールスピードガバナ制御では、上述したようなトルコン走行からロックアップ走行へ切り換えた直後に車速が増大するという課題が顕著に表れる。従って、本発明は、オールスピードガバナ制御に対して適用されることで、より一層、優れた効果を奏することができる。

上記の実施形態では、第２のエンジントルクカーブの全負荷領域においてエンジントルクが部分的に低減されているが、全負荷領域においてエンジントルクが全体的に低減されてもよい。例えば、オールスピードガバナ制御方式のエンジンの制御において、図１６（ａ）に示す第１のエンジントルクカーブＥ１００，Ｅ９０，Ｅ８０，Ｅ７０に対して、図１６（ｂ）に示す第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００，Ｅ２ＬＵ９０，Ｅ２ＬＵ８０，Ｅ２ＬＵ７０が用いられてもよい。また、ミニマムマキシマムスピードガバナ制御方式のエンジンの制御において、図１７（ａ）に示す第１のエンジントルクカーブＥ１００，Ｅ９０，Ｅ８０，Ｅ７０に対して、図１７（ｂ）に示す第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００，Ｅ２ＬＵ９０，Ｅ２ＬＵ８０，Ｅ２ＬＵ７０が用いられてもよい。

上記の実施形態では、アクセル操作量が同じとき、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクは、エンジン回転数の一部の範囲において、第１のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも小さい。しかし、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが、エンジン回転数の全て範囲において、第１のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも小さくてもよい。

上記の実施形態では、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクは、アクセル操作量が最大である１００％以下の操作量であるときに、第１のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも小さい。しかし、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが、アクセル操作量が１００％より小さい所定の操作量以下であるときに、第１のエンジントルクカーブのエンジントルクより小さくてもよい。すなわち、アクセル操作量が１００％であるときには、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが、第１のエンジントルクカーブのエンジントルクと同じであってもよい。

例えば図１８に示すように、アクセル操作量が８０％以下であるときに、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが、第１のエンジントルクカーブのエンジントルクより小さくてもよい。そして、アクセル操作量が８０％より大きいときに、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが、第１のエンジントルクカーブと同じでもよい。具体的には、図１８（ａ）に示す第１のエンジントルクカーブＥ１００，Ｅ９０，Ｅ８０，Ｅ７０に対して、図１８（ｂ）に示すような第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００，Ｅ２ＬＵ９０，Ｅ２ＬＵ８０，Ｅ２ＬＵ７０が用いられてもよい。ここでは、アクセル操作量が１００％、９０％であるときの第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ１００，Ｅ２ＬＵ９０は、それぞれアクセル操作量が１００％、９０％であるときの第１のエンジントルクカーブＥ１００，Ｅ９０と同じである。これに対して、アクセル操作量が８０％、７０％であるときの第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ８０，Ｅ２ＬＵ７０では、それぞれアクセル操作量が８０％、７０％であるときの第１のエンジントルクカーブＥ８０，Ｅ７０よりも、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲においてエンジントルクが小さい。

上記の実施形態では、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクは、エンジン回転数の一部の範囲において、アクセル操作部材８１ａの操作量の増減に応じて増減している。しかし、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが、エンジン回転数の全ての範囲において、アクセル操作部材８１ａの操作量の増減に応じて増減してもよい。

上記の実施形態では、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが第１のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも小さくなるエンジン回転数の範囲は、トルコン走行からロックアップ走行に切り換えられる切換速度を含む所定速度範囲を含んでいる。しかし、この切換速度を含まない速度範囲において、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが第１のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも小さくなっていてもよい。この場合、図１９において実線Ｌ３で示すように、トルコン走行からロックアップ走行へ切り換えられた後の車速の増大を抑えることができるので、燃費を向上させることができる。なお、図１９では、時点ｔ１においてトルコン走行からロックアップ走行への切換が行われている。破線Ｌ２及び実線Ｌ３は、エンジントルク低減制御が行われた場合の車速の変化を示している。特に、実線Ｌ３のエンジントルク低減制御では、切換速度より大きい（切換速度を含まない）速度範囲において、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが第１のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも小さくなっている。破線Ｌ２のエンジントルク低減制御では、切換速度を含む速度範囲において、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが第１のエンジントルクカーブのエンジントルクよりも小さくなっている。すなわち、破線Ｌ２及び実線Ｌ３のエンジントルク低減制御では、少なくとも切換速度より大きい速度範囲において、第２のエンジントルクカーブのエンジントルクが第１のエンジントルクカーブのエンジントルクより小さくなっている。なお、二点鎖線Ｌ１は、エンジントルク低減制御が行われていない場合の車速の変化を示している。

上記の実施形態では、最高速度段が第２速であるときと第３速以上であるときとで、それぞれ異なる第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジン２１が制御されている。しかし、異なる第２のエンジントルクカーブが選択される最高速度段の組み合わせは上記のものに限られない。例えば、最高速度段が第１速であるときと第２速以上であるときとで、それぞれ異なる第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジン２１が制御されてもよい。或いは、最高速度段が第２速であるときと、第３速であるときと、第４速であるときとで、それぞれ異なる第２のエンジントルクカーブに基づいてエンジン２１が制御されてもよい。

トランスミッション２６の速度段は第１速から第４速に限られない。変速可能な速度段がより多くても又はより少なくてもよい。また、第２制御部１０ｂによるトランスミッション２６の変速パターンは上述したものに限られない。例えば、速度の増大に応じて第１速から順に変速が行われてもよい。

ロックアップ走行が行われている場合であっても、作業車両１の状況によっては、エンジントルクの低減量が上述した第２のエンジントルクカーブでのエンジントルクの低減量よりも小さくされてもよい。或いは、ロックアップ走行が行われている場合であっても、作業車両１の状況によっては、エンジントルクが低減されないことがあってもよい。例えば、制御部１０が、負荷増大条件が満たされているか否かを判定し、負荷増大条件が満たされているときのロックアップ走行時には、第２のエンジントルクカーブよりも大きい第３のエンジントルクカーブに基づいてエンジン２１を制御してもよい。負荷増大条件とは、作業車両１が作業機３への負荷、又は、走行負荷の増大につながる状況にあることを示す条件である。負荷増大条件が考慮される場合のエンジントルク低減制御の処理を図２０に示す。

図２０に示すフローチャートでは、上述した図４に示すフローチャートに対して、第２−０ステップＳ２−０が追加されている。すなわち、第２ステップＳ２において、ロックアップクラッチ２７が連結状態である場合には、第２−０ステップＳ２−０に進む。第２−０ステップＳ２−０では、エンジン２１の制御に用いられるエンジントルクカーブの選択が行われる。この第２−０ステップＳ２−０での処理内容の詳細を図２１に示す。

まず、第２−１ステップＳ２−１において、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。

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」、及び「後進」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。

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、又は少量の荷物が積まれている状態を意味する。また、「積荷」とは、バケット７に所定量以上の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、又は少量の荷物が積まれている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に所定量以上の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、作業局面は、「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。

第２−２ステップＳ２−２及び第２−３ステップＳ２−３において、負荷増大条件が満たされているか否かが判定される。具体的には、第２−２ステップＳ２−２では、ブーム操作部材８３ａの上げ操作量が所定の操作量閾値Ａｔｈより大きく、且つ、トランスミッション２６の速度段が第２速であるか否かが判定される。ここでは、ブーム操作検出装置８３ｂからの検出信号に基づいて、ブーム操作部材８３ａの上方への操作量が所定の操作量閾値Ａｔｈより大きいか否かが判定される。所定の操作量閾値Ａｔｈは、例えば５０％であり、ブーム６を上方へ大きく移動させることが予想される程度の値が設定される。なお、ブーム操作部材８３ａが中立位置に位置しているときの操作量を０％とし、ブーム操作部材８３ａが最大に操作されたときの操作量を１００％としている。また、トランスミッション２６の実際の速度段が第２速であるか否かが判定される。上記の条件が満たされないときは、第２−３ステップＳ２−３に進む。

第２−３ステップＳ２−３では、作業局面が掘削であるか否かが判定される。ここでは、上述した第２−１ステップＳ２−１の判別結果に基づいて判定が行われる。

第２−２ステップＳ２−２又は第２−３ステップＳ２−３のいずれかの条件が満たされる場合には、第２−４ステップＳ２−４に進む。すなわち、負荷増大条件が満たされる場合には、第２−４ステップＳ２−４に進む。第２−４ステップＳ２−４では、エンジン２１の制御に用いられるエンジントルクカーブとして、第３のエンジントルクカーブが選択される。第３のエンジントルクカーブは、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲において、第２のエンジントルクカーブよりもエンジントルクが大きいエンジントルクカーブである。また、第３のエンジントルクカーブは、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲において、第１のエンジントルクカーブよりもエンジントルクが小さいエンジントルクカーブである。例えば、図２２に示すように、第３のエンジントルクカーブＥ５０−３は、Ｎａ以上のエンジン回転数の範囲において、第２のエンジントルクカーブＥ５０−２よりもエンジントルクが大きい。また、第３のエンジントルクカーブＥ５０−３は、Ｎａ以上のエンジン回転数の範囲において、第１のエンジントルクカーブＥ５０−１よりもエンジントルクが小さい。なお、第１のエンジントルクカーブＥ５０−１は、上述した図５の第１のエンジントルクカーブＥ５０に相当する。また、第２のエンジントルクカーブＥ５０−２は、上述した図５の第２のエンジントルクカーブＥ２ＬＵ５０に相当する。ただし、アクセル操作量が５０％である場合に限らず、アクセル操作量が他の値である場合にも、各アクセル操作量に対応する第３のエンジントルクカーブが設定されている。また、トランスミッション２６の速度段が第２速である場合に限らず、他の速度段（例えば第３速）である場合にも、各速度段に対応する第３のエンジントルクカーブが設定されている。

第２−２ステップＳ２−２又は第２−３ステップＳ２−３のいずれの条件も満たされない場合には、第２−５ステップＳ２−５に進む。すなわち、負荷増大条件が満たされない場合には、第２−５ステップＳ２−５に進む。第２−５ステップＳ２−５では、エンジン２１の制御に用いられるエンジントルクカーブとして、第２のエンジントルクカーブが選択される。

次に、図２０に示すように、第３ステップＳ３では、トルク低減量の算出が行われる。ここでは、第２制御部１０ｂは、上述した第１のエンジントルクカーブを、第２−０ステップＳ２−０で選択されたエンジントルクカーブのように変化させるためのトルク低減量を算出する。すなわち、図２１の第２−４ステップＳ２−４において第３のエンジントルクカーブが選択された場合には、第２制御部１０ｂは、上述した第１のエンジントルクカーブを、第３のエンジントルクカーブのように変化させるためのトルク低減量を算出する。また、図２１の第２−５ステップＳ２−５において第２のエンジントルクカーブが選択された場合には、第２制御部１０ｂは、上述した第１のエンジントルクカーブを、第２のエンジントルクカーブのように変化させるためのトルク低減量を算出する。詳細な算出方法は上述した図４の第３ステップＳ３と同様である。また、図２０の他の処理についても、図４のフローチャートの各処理と同様である。

以上のように、作業機３の負荷が増大する場合には、第３のエンジントルクカーブが用いられることにより、第２のエンジントルクカーブが用いられるときよりも、エンジントルクの低減量が小さくなる。すなわち、エンジントルクが大きい方が好ましい状況では、第２のエンジントルクカーブが用いられるときよりも、エンジントルクを増大させることができる。これにより、作業性を向上させることができる。また、上記の負荷増大条件に加えて、或いは、上記の負荷増大条件に代えて、走行負荷の増大につながる状況にあることを示す条件が用いられてもよい。走行負荷の増大につながる状況とは、例えば、登坂走行を行っている場合などがある。この場合、作業車両１の傾斜角度を検出するセンサー（傾斜角度検出部）からの検出信号に基づいて、登坂走行を行っているか否かが判定されてもよい。或いは、作業車両１の車速の加速度が検出され、加速度に基づいて登坂走行を行っているか否かが判定されてもよい。これにより、走行負荷が増大する状況において、第２のエンジントルクカーブが用いられるときよりも、エンジントルクを増大させることができる。その結果、走行性を向上させることができる。

なお、第３のエンジントルクカーブが第１のエンジントルクカーブと同じであってもよい。すなわち、作業車両１の状況によっては、ロックアップ走行時に必ずしもエンジントルク低減制御が行われなくてもよい。

本発明は、ロックアップクラッチが非連結状態から連結状態に切り換えられた直後に車速が上昇することを抑えて、燃費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効である。

１ 作業車両
３ 作業機
１０ 制御部
１３ 作業機ポンプ（油圧ポンプ）
２１ エンジン
２２ 走行装置
２３ トルクコンバータ装置
２６ トランスミッション
２７ ロックアップクラッチ
２８ トルクコンバータ
８１ａ アクセル操作部材
８１ｂ アクセル操作検出装置（アクセル操作検出部）
８５ａ 変速操作部材（最高速度段設定部材）

Claims (6)

1. エンジンと、
   トランスミッションを含み、前記エンジンからの駆動力により駆動されて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て作動油を吐出する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプからの作動油により駆動される作業機と、
   トルクコンバータとロックアップクラッチとを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行装置に伝達するトルクコンバータ装置と、
   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アクセル操作検出部と、
   エンジン回転数とエンジン出力トルクと前記アクセル操作部材の操作量との関係を規定するエンジントルクカーブに基づいて前記エンジンを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   車速に応じて、前記トランスミッションの変速および前記ロックアップクラッチの切換を行い、
   前記ロックアップクラッチが非連結状態であるトルクコンバータ走行時には、第１のエンジントルクカーブに基づいて前記エンジンを制御し、
   前記ロックアップクラッチが連結状態であるロックアップ走行時には、第２のエンジントルクカーブに基づいて前記エンジンを制御し、
   少なくとも前記アクセル操作部材の操作量が最大より小さい所定の操作量であるときに、前記第２のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクは、前記トルクコンバータ走行から前記ロックアップ走行に切り換えられる切換速度を含む所定速度範囲において、前記第１のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクよりも小さい、
   作業車両。
2. 前記第２のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクは、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲において、前記アクセル操作部材の操作量の増減に応じて増減する、
   請求項１に記載の作業車両。
3. オペレータによって操作される最高速度段設定部材をさらに備え、
   前記制御部は、前記最高速度段設定部材によって選択された最高速度段以下の範囲で前記トランスミッションの自動変速を行い、
   前記トランスミッションの実際の速度段が同じ速度段であっても前記最高速度段設定部材によって選択された最高速度段が異なる場合は、前記制御部は、それぞれ異なる前記第２のエンジントルクカーブに基づいて前記エンジンを制御する、
   請求項１又は２のいずれかに記載の作業車両。
4. 前記アクセル操作部材の操作量が最大であるときの前記第２のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクは、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲において、前記第１のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクよりも小さい、
   請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
5. 前記制御部は、作業機負荷、又は、走行負荷の増大につながる負荷増大条件が満たされているか否かを判定し、前記負荷増大条件が満たされているときの前記ロックアップ走行時には、少なくとも一部のエンジン回転数の範囲においてエンジン出力トルクが前記第２のエンジントルクカーブよりも大きい第３のエンジントルクカーブに基づいて前記エンジンを制御する、
   請求項１から４のいずれかに記載の作業車両。
6. エンジンと、トランスミッションを含み前記エンジンからの駆動力により駆動されて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て作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの作動油により駆動される作業機と、トルクコンバータとロックアップクラッチとを有し前記エンジンからの駆動力を前記走行装置に伝達するトルクコンバータ装置と、オペレータによって操作されるアクセル操作部材と、を備える作業車両の制御方法であって、
   前記アクセル操作部材の操作量を検出するステップと、
   エンジン回転数とエンジン出力トルクと前記アクセル操作部材の操作量との関係を規定するエンジントルクカーブに基づいて前記エンジンを制御するステップと、
   車速に応じて、前記トランスミッションの変速および前記ロックアップクラッチの切換を行なうステップと、
   を備え、
   前記エンジントルクカーブに基づいて前記エンジンを制御するステップでは、
   前記ロックアップクラッチが非連結状態であるトルクコンバータ走行時には、第１のエンジントルクカーブに基づいて前記エンジンを制御し、
   前記ロックアップクラッチが連結状態であるロックアップ走行時には、第２のエンジントルクカーブに基づいて前記エンジンを制御し、
   少なくとも前記アクセル操作部材の操作量が最大より小さい所定の操作量であるときに、前記第２のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクは、前記トルクコンバータ走行から前記ロックアップ走行に切り換えられる切換速度を含む所定速度範囲において、前記第１のエンジントルクカーブのエンジン出力トルクよりも小さい、
   作業車両の制御方法。

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