JP5705706B2

JP5705706B2 - 作業車両のエンジン制御装置

Info

Publication number: JP5705706B2
Application number: JP2011250020A
Authority: JP
Inventors: 幸次兵藤; 正規吉川; 勇青木; 田中　哲二; 哲二田中
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; KCM Corp
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; KCM Corp
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2031-11-15
Also published as: US9644547B2; EP2781723A4; KR101882555B1; KR20140092832A; WO2013073632A1; JP2013104385A; EP2781723A1; US20140303879A1; CN103946519A; EP2781723B1; CN103946519B

Description

本発明は、作業車両のエンジン制御装置に関する。

フロント装置を作動させるコントロールレバーの操作されない状態が設定された時間を超えたときは、アイドリング運転中のエンジンを自動的に停止させる作業車両のエンジン制御装置が知られている（特許文献１参照）。

特許第３８２５２８９号公報

特許文献１に記載のエンジン制御装置では、コントロールレバーの操作されない状態が設定された時間を超えると、アイドリング運転中のエンジンを自動的に停止させる。したがって、特許文献１のエンジン制御装置では、慣性走行しているとき（たとえば、平地をローアイドルで惰性走行しているときや下り坂をローアイドルで降坂走行しているとき）に、コントロールレバーの操作されない状態が設定された時間を超えると、エンジンが自動的に停止することになる。そのため、特許文献１のエンジン制御装置を備えた作業車両を操作するオペレータは、慣性走行中にエンジンが停止するのを防ぐために、常に注意を払う必要があった。

請求項１に係る発明は、フロント装置の非作動状態を判定するフロント装置非作動判定手段と、ステアリング装置の非作動状態を判定するステアリング装置非作動判定手段と、アクセルペダルの踏込無状態を判定するペダル踏込無状態判定手段と、トランスミッションの中立状態を判定する中立状態判定手段と、パーキングブレーキ装置の作動状態を判定するパーキングブレーキ作動判定手段と、サービスブレーキ装置の非作動状態を判定するサービスブレーキ非作動判定手段と、フロント装置が非作動状態、かつステアリング装置が非作動状態、かつアクセルペダルが踏込無状態、かつトランスミッションが中立状態、かつパーキングブレーキ装置が作動状態、かつサービスブレーキ装置が非作動状態となったとき、アイドリングストップ条件が成立していると判定する条件判定手段と、条件判定手段によりアイドリングストップ条件が成立していると判定されたときから時間の計測を開始し、アイドリングストップ条件の成立が維持されている間だけ時間を計測する時間計測手段と、時間計測手段により計測された時間が、所定時間を経過したか否かを判定する時間経過判定手段と、時間計測手段で計測された時間が所定時間を経過したと時間経過判定手段により判定されたときに、エンジンを停止させるエンジン自動停止制御手段とを備えていることを特徴とする作業車両のエンジン制御装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置において、エンジンの始動、運転および停止の少なくとも３つの操作位置を有するイグニッションスイッチと、エンジン自動停止制御手段によりエンジンが停止された後、イグニッションスイッチが停止の操作位置に操作されたとき、時間計測手段により計測された時間をリセットすることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の作業車両のエンジン制御装置において、パーキングブレーキ装置の作動状態をアイドリングストップ条件から除外する選択部材を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、作業車両が停車しているときにだけ、エンジンを自動的に停止させることができる。オペレータは運転中に意図せずにエンジンが停止するのを防ぐために注意を払う必要がないため、オペレータの負担を軽減できる。

作業車両の一例であるホイールローダの側面図。ホイールローダの運転室内に配置される操作部材を示す図。ホイールローダの制御系の概略構成を示す図。トランスミッションの概略構成を示す図。コントロールレバーのレバー操作量とパイロット圧との関係を示す図。アクセルペダルの操作量と目標エンジン回転速度の関係を示す図。ブレーキペダルの操作量とブレーキ圧の関係を示す図。本発明の一実施の形態によるホイールローダにおけるエンジン自動停止制御処理の動作を示したフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明に係る作業車両のエンジン制御装置の一実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るホイールローダ１００の側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１、バケット１１２、タイヤ１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１、エンジン室１２２、タイヤ１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。

リフトアーム（以下、単にアームと呼ぶ）１１１は前部車体１１０に対して上下方向に回動可能に取り付けられ、アームシリンダ１１４の駆動により回動駆動される。バケット１１２はアーム１１１の先端において、アーム１１１に対して前後傾方向（上下方向）に回動可能に取り付けられ、バケットシリンダ１１５の駆動により回動駆動される。前部車体１１０と後部車体１２０はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ（不図示）の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折する。

図２はホイールローダ１００の運転室内に配置される操作部材を示す模式図である。運転室には、オペレータがホイールローダ１００を操舵するためのステアリングホイール６２と、オペレータがエンジン１を始動または停止させるためのイグニッションスイッチ８６と、アクセルペダル５２と、左右で連動する一対のブレーキペダル３１と、パーキングブレーキスイッチ８３と、パーキングブレーキ除外モードスイッチ８７とが配設されている。運転室にはまた、アーム１１１を上方向あるいは下方向に回動させるためのアーム操作レバー７２と、バケット１１２を後傾方向（上方向）あるいは前傾方向（下方向）に回動させるためのバケット操作レバー７３とが配設されている。バケット１１２が後傾方向に回動されることをバケット１１２がチルトされる、とも言う。バケット１１２が前傾方向に回動されることをバケット１１２がダンプされる、とも言う。

ステアリングホイール６２の下方には、ステアリングコラムの側部から突出するように前後進切換レバー８１が配設されている。前後進切換レバー８１は、操作に応じて前進を指示する前進信号、後進を指示する後進信号、および、中立を指示する中立指示信号を出力する。

図３は、ホイールローダ１００の制御系の概略構成を示す図である。エンジン１の出力軸にはトルクコンバータ２（以下、トルコンと呼ぶ）の入力軸２１（図４参照）が連結され、トルコン２の出力軸２２（図４参照）はトランスミッション３に連結されている。トルコン２は周知のインペラ，タービン，ステータからなる流体クラッチであり、エンジン１の回転はトルコン２を介してトランスミッション３に伝達される。トランスミッション３は、後述するようにその速度段を１速〜４速に切り換える液圧クラッチを有し、トルコン２の出力軸２２の回転はトランスミッション３で変速される。変速後の回転が、プロペラシャフト４，アクスル５を介してタイヤ１１３，１２３に伝達されて、ホイールローダ１００が走行する。

トルコン２は入力トルクに対して出力トルクを増大させる機能、つまりトルク比を１以上とする機能を有する。トルク比は、トルコン２の入力軸２１の回転速度Ｎｉと出力軸２２の回転速度Ｎｔの比であるトルコン速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｉ）の増加に伴い小さくなる。たとえばエンジン回転速度が一定状態で走行中に走行負荷が大きくなると、トルコン２の出力軸２２の回転速度Ｎｔが低下、つまり車速が低下し、トルコン速度比ｅが小さくなる。このとき、トルク比は増加するため、より大きな走行駆動力（牽引力）で車両走行可能となる。

トランスミッション３の構成について説明する。図４は、トランスミッション３の概略構成を示す図である。トランスミッション３は、トルコン出力を１速〜４速のいずれかに変速する。トランスミッション３は、複数のクラッチシャフトＳＨ１〜ＳＨ３、アウトプットシャフトＳＨ４、複数のギヤＧ１〜Ｇ１３、前進用の油圧クラッチ（前進クラッチ）１８、後進用の油圧クラッチ（後進クラッチ）１９、１速〜４速用の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を備える。各油圧クラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４は、トランスミッション制御装置２０を介して供給される圧油（クラッチ圧）により係合動作または解放動作を行う。すなわち油圧クラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４に供給されるクラッチ圧が増加するとクラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４は係合動作を行い、クラッチ圧が減少すると解放動作を行う。

トルコン２の出力軸２２は、クラッチシャフトＳＨ１に連結され、アウトプットシャフトＳＨ４の両端部は、図３のプロペラシャフト４を介して車両前後のアクスル５に連結されている。図４では、前進クラッチ１８と１速用クラッチＣ１とが係合状態で、他のクラッチ１９，Ｃ２〜Ｃ４が解放状態にある。この場合には、ギヤＧ１とクラッチシャフトＳＨ１が一体になって回転するとともに、ギヤＧ６とクラッチシャフトＳＨ２が一体になって回転する。

このときエンジン１の出力トルクは、図４に太線で示すようにトルコン２の入力軸２１、出力軸２２、クラッチシャフトＳＨ１、前進クラッチ１８、ギヤＧ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６、１速用クラッチＣ１、クラッチシャフトＳＨ２、ギヤＧ８，Ｇ１２を介してアウトプットシャフトＳＨ４に伝達される。これにより１速走行が可能となる。

１速から２速に変速する場合には、トランスミッション制御装置２０を介して供給されるクラッチ圧により１速用クラッチＣ１を解放状態とし、２速用クラッチＣ２を係合状態とする。これによりエンジン１の出力トルクは、トルコン２の入力軸２１、出力軸２２、クラッチシャフトＳＨ１、前進クラッチ１８、ギヤＧ１，Ｇ３，Ｇ７、２速用クラッチＣ２、クラッチシャフトＳＨ２、ギヤＧ８，Ｇ１２を介してアウトプットシャフトＳＨ４に伝達され、２速走行が可能となる。１速から２速以外の変速、すなわち２速から３速、３速から４速、４速から３速、３速から２速、２速から１速への変速も同様にクラッチＣ１〜Ｃ４を制御することで行われる。

自動変速制御には、トルコン速度比ｅが所定値に達すると変速するトルコン速度比基準制御と、車速が所定値に達すると変速する車速基準制御の２つの方式がある。本実施の形態では、トルコン速度比基準制御によりトランスミッション３の速度段を制御する。

図３に示すように、油圧回路ＨＣ１は、エンジン１により駆動される油圧ポンプ１３と、フロント装置用アクチュエータ７１と、フロント装置用コントロールバルブ７０と、ステアリング用アクチュエータ６１と、ステアリングバルブ６０と、分流弁１５と、油タンク３４と、ポンプ圧センサ１４とを備えている。

分流弁１５は、油圧ポンプ１３から吐出される圧油をフロント装置用アクチュエータ７１側とステアリング用アクチュエータ６１側に所定の分流比で分流する。

本実施の形態に係るホイールローダ１００のフロント装置は、アーム１１１と、バケット１１２と、フロント装置用アクチュエータ７１と、フロント装置用コントロールバルブ７０とを含んで構成されている。フロント装置用アクチュエータ７１としては、アーム１１１を回転駆動するアームシリンダ１１４と、バケット１１２を回転駆動するバケットシリンダ１１５とがあるが、説明上、フロント装置用アクチュエータ７１は、以下、アームシリンダ１１４として説明する。フロント装置用アクチュエータ７１がアームシリンダ１１４である場合、フロント装置用コントロールバルブ７０は、アーム用コントロールバルブであって、油圧ポンプ１３からフロント装置用アクチュエータ７１（アームシリンダ１１４）への圧油の流れを制御する。

本実施の形態に係るホイールローダ１００のステアリング装置は、ステアリング用アクチュエータ６１と、ステアリングバルブ６０とを含んで構成されている。ステアリング用アクチュエータ６１は、一対のステアリングシリンダにより構成されているが、一方のステアリングシリンダを代表して図示している。一対のステアリングシリンダは、前部車体１１０と後部車体１２０との間に設けられている。一対のステアリングシリンダの基端部は前部車体１１０に、一対のステアリングシリンダのピストンロッドは後部車体１２０にそれぞれ連結されている。

油圧ポンプ１３はエンジン１により駆動され、この油圧ポンプ１３から吐出された圧油は、分流弁１５およびステアリングバルブ６０を介してステアリング用アクチュエータ６１へ供給され、分流弁１５およびフロント装置用コントロールバルブ７０を介してフロント装置用アクチュエータ７１へ供給される。フロント装置用コントロールバルブ７０（アーム用コントロールバルブ）は、アーム操作レバー７２の操作により駆動され、アーム操作レバー７２の操作量に応じてフロント装置用アクチュエータ７１（アームシリンダ１１４）が駆動される。

アーム操作レバー７２は、アーム１１１を操作するコントロールレバーであり、アームの上昇／下降指令を出力する。アーム操作レバー７２は、油圧パイロット式操作レバーであって、図５に示すように、レバー操作量Ｌに応じてパイロット圧ｐが出力される。レバー操作量Ｌが最小レバー操作量Ｌａ未満であるときには、パイロット圧ｐは上昇せず、レバー操作量Ｌが最小レバー操作量Ｌａになったときに、パイロット圧ｐがｐａまで上昇する。

アーム操作レバー７２の不感帯を考慮してパイロット圧ｐａ以上でフロント装置用コントロールバルブ７０（アーム用コントロールバルブ）の切換動作が行われる。パイロット圧ｐｂはアーム操作レバー７２の最大レバー操作量Ｌｂに対応した圧力である。レバー操作量Ｌが最小レバー操作量Ｌａ〜最大レバー操作量Ｌｂの範囲では、パイロット圧ｐはレバー操作量Ｌに比例して増加する。なお、バケット操作レバー７３もアーム操作レバー７２と同様の油圧パイロット式操作レバーであり、バケット１１２のチルト／ダンプ指令を出力する。

ステアリングホイール６２は、車両の進行方向を操作する操作部材であり、回転角度に応じてステアリングバルブ６０を動作させる。ステアリングバルブ６０はステアリングホイール６２の回動角度に応じて油圧ポンプ１３からステアリング用アクチュエータ６１への圧油の流れ、すなわち一対のステアリングシリンダのそれぞれに対する流れの方向と流量を制御する。ステアリングホイール６２が操作されると、一対のステアリングシリンダが伸縮され、前部車体１１０が後部車体１２０に対して回動されて操向が行われる。

ポンプ圧センサ１４は、油圧ポンプ１３の吐出圧Ｐｐを検出してポンプ圧信号をコントローラ１０に出力する。コントローラ１０は、後述するように、検出された油圧ポンプ１３の吐出圧Ｐｐに基づいて、フロント装置およびステアリング装置が作動状態にあるのか否かを判定する。

図３に示すように、ホイールローダ１００には、ホイールローダ１００を減速、停止させるための周知の油圧式サービスブレーキ装置が設けられている。サービスブレーキ装置５ａは、アクスル５に設けられ、ブレーキバルブ３２を介してブレーキ油が供給されると、サービスブレーキ装置５ａは作動油の圧力に応じた制動力を発生させる。フットブレーキ用パイロット回路ＨＣ２は、エンジン１によって駆動されて圧油を生成するパイロット油圧源６３と、ブレーキペダル３１の踏み込みに応じてパイロット２次圧力（ブレーキ圧）を発生するブレーキバルブ３２とを有する。ブレーキペダル３１の操作により、ブレーキバルブ３２からのブレーキ圧がサービスブレーキ装置５ａに作用する。これによりブレーキペダル３１の操作に応じてサービスブレーキ装置５ａが作動し、制動力が発生する。

ホイールローダ１００には、周知の電気スイッチ式パーキングブレーキ装置が設けられている。パーキングブレーキ装置３８は、トランスミッション３に設けられ、コントローラ１０からの制御信号に応じて、トランスミッション３の出力軸の回転を止めるように作動する。

図３に示すコントローラ１０およびエンジンコントローラ９は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントローラ１０には、イグニッションスイッチ８６が接続されており、イグニッションスイッチ８６の操作位置がコントローラ１０によって検出される。イグニッションスイッチ８６は、エンジンの始動、運転および停止の３つの操作位置を有している。イグニッションスイッチ８６を始動位置に操作すると、コントローラ１０は、セルモータ５１およびエンジンコントローラ９に始動制御信号を出力して、エンジン１を始動させる。イグニッションスイッチ８６の操作を止めるとイグニッションスイッチ８６は運転位置に維持される。イグニッションスイッチ８６を停止位置に操作すると、コントローラ１０は、終了処理を実行してエンジン１や電源を停止する。

コントローラ１０には、アクセルペダル５２のペダル操作量Ｓａ（ペダルストロークまたはペダル角度）を検出するペダル操作量検出器５２ａと、エンジン１の実回転速度Ｎａを検出して、実回転速度信号をコントローラ１０に出力するエンジン回転数センサ５０とが接続されている。

コントローラ１０は、ペダル操作量検出器５２ａで検出したアクセルペダル５２の操作量に応じてエンジンの目標回転速度Ｎｓを設定し、エンジンコントローラ９に目標回転速度指令を出力して、エンジン１の実回転速度（回転数）を制御する。図６は、アクセルペダル５２の操作量Ｓａと目標エンジン回転速度Ｎｓの関係を示す図である。アクセルペダル５２の操作量Ｓａが大きくなると目標エンジン回転速度Ｎｓは大きくなり、ペダル最大踏み込み時の目標エンジン回転速度Ｎｓは定格回転速度となる。コントローラ１０はこの目標エンジン回転速度Ｎｓに対応した制御信号をエンジンコントローラ９に出力し、エンジン１の実回転速度Ｎａが目標エンジン回転速度Ｎｓとなるように制御する。オペレータは、車速を増加または走行駆動力を増加させたい場合に、アクセルペダル５２の操作量Ｓａを増やし、エンジン回転速度を大きくする。

エンジンコントローラ９は、エンジン回転数センサ５０で検出されたエンジン１の実回転速度Ｎａと、コントローラ１０からのエンジン目標回転速度Ｎｓとを比較して、エンジン１の実回転速度Ｎａをエンジン目標回転速度Ｎｓに近づけるために燃料噴射装置（不図示）を制御する。

コントローラ１０は、ペダル操作量検出器５２ａからのペダル操作量Ｓａが所定値Ｓａ１以上である場合には、アクセルペダル５２が踏み込まれている状態と判定し、ペダル操作量検出器５２ａからのペダル操作量Ｓａが所定値Ｓａ１未満である場合には、アクセルペダル５２が踏み込まれていない状態（以下、アクセルペダル５２の踏込無状態と記す）と判定する。所定値Ｓａ１は、目標エンジン回転速度Ｎｓをローアイドル回転速度（たとえば、８００ｒｐｍ）から上昇させる閾値としても設定されており、予めコントローラ１０のＲＯＭまたはＲＡＭに記憶されている。

図３に示すように、コントローラ１０には、ブレーキペダル３１の操作量（ペダルストロークまたはペダル角度）を検出するペダル操作量検出器３１ａと、サービスブレーキ装置５ａに供給される作動油の圧力（ブレーキ圧）を検出する圧力センサ３３とが接続されている。図７は、ブレーキペダル３１の操作量Ｓｂとブレーキ圧Ｐｂの関係を示す図である。ブレーキペダル３１の操作量ＳｂがＳｂ１以上となるとブレーキ圧Ｐｂが上昇し始める。ブレーキペダル３１の操作量Ｓｂが大きくなるとブレーキ圧Ｐｂも大きくなり、ペダル操作量Ｓｂに応じてホイールローダ１００に制動力が作用する。

コントローラ１０は、ペダル操作量検出器３１ａからのペダル操作量Ｓｂが所定値Ｓｂ１以上である場合には、ブレーキペダル３１が踏み込まれており、サービスブレーキ装置５ａが作動されている状態と判定し、ペダル操作量検出器３１ａからのペダル操作量Ｓｂが所定値Ｓｂ１未満である場合には、ブレーキペダル３１が踏み込まれておらず、サービスブレーキ装置５ａが作動されていない状態（以下、サービスブレーキ装置５ａの非作動状態と記す）と判定する。所定値Ｓｂ１は、ブレーキ圧Ｐｂが上昇しはじめる操作量として設定されている。

図３に示すように、コントローラ１０には、パーキングブレーキスイッチ８３が接続され、パーキングブレーキスイッチ８３の操作位置（オン／オフ）がコントローラ１０によって検出される。コントローラ１０は、パーキングブレーキスイッチ８３がオンされると、トランスミッション３に内蔵されているパーキングブレーキ装置３８に動作指令を出力する、これにより、パーキングブレーキ装置３８が作動し、車両に駐車用の制動力が作用する。パーキングブレーキスイッチ８３がオンされているとき、コントローラ１０は、パーキングブレーキ装置３８が作動状態にあると判定する。

コントローラ１０には、車両の前後進を指令する前後進切換レバー８１が接続され、前後進切換レバー８１の操作位置（前進（Ｆ）／中立（Ｎ）／後進（Ｒ））がコントローラ１０によって検出される。コントローラ１０は、前後進切換レバー８１が前進（Ｆ）位置に切り換えられると、前進クラッチ１８を係合状態とするための制御信号をトランスミッション制御装置２０に出力する。コントローラ１０は、前後進切換レバー８１が後進（Ｒ）位置に切り換えられると、後進クラッチ１９を係合状態とするための制御信号をトランスミッション制御装置２０に出力する。トランスミッション制御装置２０では、前進または後進クラッチ１８，１９を係合状態とするための制御信号を受信すると、トランスミッション制御装置２０に設けられているクラッチ制御弁２６（図３参照）が前進または後進クラッチ１８，１９を作動させるためのクラッチ圧を増加させる。これにより、前進または後進クラッチ１８，１９は係合状態とされ、作業車両の進行方向が前進側または後進側に切り換えられる。

コントローラ１０は、前後進切換レバー８１が中立（Ｎ）位置に切り換えられると、クラッチ１８，１９を解放状態とするための制御信号をトランスミッション制御装置２０に出力する。トランスミッション制御装置２０では、クラッチ１８，１９を解放状態とするための制御信号を受信すると、トランスミッション制御装置２０に設けられているクラッチ制御弁２６（図３参照）がクラッチ１８，１９を作動させるためのクラッチ圧を減少させる。これにより、クラッチ１８，１９は解放状態とされ、トランスミッション３は中立状態となる。

コントローラ１０は、パーキングブレーキスイッチ８３がオンされると、上記と同様に、クラッチ１８，１９を解放状態とするための制御信号をトランスミッション制御装置２０に出力する。その結果、前後進切換レバー８１の操作位置に拘わらず、クラッチ１８，１９が解放されて、トランスミッション３は中立状態となる。

コントローラ１０は、前後進切換レバー８１が中立（Ｎ）位置に切り換えられることで、または、パーキングブレーキスイッチ８３がオンされることで、クラッチ解放信号を出力する。その状態をもって、コントローラ１０はトランスミッション３が中立状態にあると判定する。

コントローラ１０には、ポンプ圧センサ１４が接続されている。上記したように、ポンプ圧センサ１４は、油圧ポンプ１３の吐出圧Ｐｐを検出して、ポンプ圧信号をコントローラ１０に出力する。コントローラ１０は、ポンプ圧センサ１４で検出された油圧ポンプ１３の吐出圧Ｐｐが、コントローラ１０のＲＯＭやＲＡＭに記憶された閾値Ｐｐ１（たとえば、５ＭＰａ）以上である場合には、フロント装置および／またはステアリング装置が作動されている状態であると判定する。コントローラ１０は、ポンプ圧センサ１４で検出された油圧ポンプ１３の吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ１未満である場合には、フロント装置およびステアリング装置が共に作動されていない状態（以下、フロント装置・ステアリング装置非作動状態と記す）と判定する。

コントローラ１０は、フロント装置が非作動状態、かつステアリング装置が非作動状態、かつアクセルペダルが踏込無状態、かつトランスミッション３が中立状態、かつパーキングブレーキ装置３８が作動状態、かつサービスブレーキ装置５ａが非作動状態となったとき、アイドリングストップ条件が成立していると判定する。

コントローラ１０には、パーキングブレーキ装置３８の作動状態をアイドリングストップ条件から除外するパーキングブレーキ除外モードスイッチ８７が接続されている。コントローラ１０は、パーキングブレーキ除外モードスイッチ８７の操作位置がオンとされているか否か、すなわち、パーキングブレーキ装置３８の作動状態をアイドリングストップ条件から除外するモード（以下、パーキングブレーキ除外モードと記す）が設定されているか否かを判定する。

コントローラ１０は、パーキングブレーキ除外モードが設定されている場合には、フロント装置が非作動状態、かつステアリング装置が非作動状態、かつアクセルペダルが踏込無状態、かつトランスミッション３が中立状態、かつサービスブレーキ装置５ａが非作動状態となったとき、アイドリングストップ条件が成立していると判定する。

コントローラ１０には、タイマが内蔵されており、タイマはコントローラ１０により制御されて、アイドリングストップ条件が成立していると判定されたときから時間の計測（タイマカウント）を開始し、アイドリングストップ条件の成立が維持されている間だけ時間を計測する。コントローラ１０は、アイドリングストップ条件がＲＯＭやＲＡＭに記憶された継続設定時間ｔ１だけ継続されたか否かを判定し、アイドリングストップ条件が継続設定時間ｔ１だけ継続されたときにエンジン１を停止するためのエンジン停止信号をエンジンコントローラ９に出力する。なお、継続設定時間ｔ１はオペレータが任意に設定できるようにしてもよい。

コントローラ１０は、エンジン１が停止すると自動でパーキングブレーキ装置３８を作動させる制御を実行する。これにより、パーキングブレーキ除外モードが設定されている場合に、エンジン１が自動停止したときに、パーキングブレーキ装置３８が自動で作動するため、エンジン停止後に駐車制動力を確保できる。

以下、アイドリングストップ制御を図８のフローチャートを用いて説明する。
図８は、本発明の一実施の形態によるホイールローダにおけるエンジン自動停止制御処理の動作を示したフローチャートである。イグニッションスイッチ８６がオンされると、図８に示す処理を行うプログラムが起動され、コントローラ１０で繰り返し実行される。なお、上記したエンジン停止時に自動でパーキングブレーキ装置３８を作動させる制御については省略している。

なお、この明細書では、イグニッションキーを始動、運転位置に操作することをイグニッションオンと呼び、停止位置に操作することをイグニッションオフと呼ぶ。

ステップＳ１０６において、ペダル操作量検出器５２ａ，３１ａでそれぞれ検出されたアクセルペダル５２のペダル操作量Ｓａの情報およびブレーキペダル３１のペダル操作量Ｓｂの情報、ポンプ圧センサ１４で検出された油圧ポンプ１３の吐出圧Ｐｐの情報、コントローラ１０で検出されたパーキングブレーキスイッチ８３の操作位置情報およびパーキングブレーキ除外モードスイッチ８７の操作位置情報、前後進切換レバー８１の操作位置情報を取得して、ステップＳ１１１へ進む。

ステップＳ１１１では、パーキングブレーキ除外モードスイッチ８７がオン操作位置に操作され、パーキングブレーキ除外モードに設定されているか否かを判定する。ステップＳ１１１で否定判定されると、すなわち、パーキングブレーキ除外モードに設定されていないと判定されるとステップＳ１１６へ進む。

ステップＳ１１６ではパーキングブレーキスイッチ８３がオン操作位置に操作されているか否か、すなわち、パーキングブレーキ装置３８が作動状態にあるか否かを判定する。ステップＳ１１６で肯定判定されると、ステップＳ１２１へ進む。

ステップＳ１１１で肯定判定されると、すなわち、パーキングブレーキ除外モードに設定されていると判定されると、ステップＳ１１３へ進み、前後進切換レバー８１の操作位置が中立（Ｎ）位置か否か、すなわちトランスミッション３が中立状態にあるか否かを判定する。ステップＳ１１３で肯定判定されると、ステップＳ１１６をスキップしてステップＳ１２１へ進む。

ステップＳ１２１では、ステップＳ１０６で取得したポンプ吐出圧Ｐｐが設定された閾値Ｐｐ１未満であるか否か、すなわちフロント装置・ステアリング装置が非作動状態にあるか否かを判定する。ステップＳ１２１で肯定判定されると、ステップＳ１２６へ進む。

ステップＳ１２６において、ステップＳ１０６で取得したアクセルペダル５２のペダル操作量Ｓａが設定された閾値Ｓａ１未満であるか否か、すなわちアクセル踏込無状態であるか否かを判定する。ステップＳ１２６で肯定判定されると、ステップＳ１３１へ進む。

ステップＳ１３１において、ステップＳ１０６で取得したブレーキペダル３１のペダル操作量Ｓｂが設定された閾値Ｓｂ１未満であるか否か、すなわち、サービスブレーキ装置５ａが非作動状態にあるか否かを判定する。ステップＳ１３１で肯定判定されると、ステップＳ１３６へ進み、タイマフラグがオフであるか否かを判定する。後述するように、タイマフラグは、アイドリングストップ条件が非成立となったとき、あるいは、イグニッションオフされたときにオフとされる。

ステップＳ１３６で肯定判定されると、すなわち、タイマフラグがオフであると判定されるとステップＳ１４１へ進む。コントローラ１０は、アイドリングストップ条件が成立したこと、すなわち、コントロールレバー７２，７３、ステアリングホイール６２、アクセルペダル５２、ブレーキペダル３１の全てが操作されておらず、トランスミッション３が中立状態とされた停車状態であることを判定し、タイマのカウントを開始するとともにタイマフラグをオンにしてステップＳ１４６へ進む。

ステップＳ１４６では、タイマにより計測された時間ｔが継続設定時間ｔ１（たとえば、５分）以上であるか否かを判定する。ステップＳ１４６で否定判定されると、ステップＳ１０６へ戻って、ペダル操作量Ｓａ，Ｓｂ、ポンプ吐出圧Ｐｐ、パーキングブレーキスイッチ８３の操作位置、パーキングブレーキ除外モードスイッチ８７の操作位置、前後進切換レバー８１の操作位置の情報を取得する。

ステップＳ１０６で取得した情報に基づきステップＳ１１１〜ステップＳ１３１の処理を実行し、アイドリングストップ条件を構成する各条件が成立しているか否かを判定する。各条件が成立していると判定されると、ステップＳ１３６へ進んで、タイマフラグオフであるか否かを判定する。

上記したように、ステップＳ１４１でタイマフラグがオンとされていると、ステップＳ１３６で否定判定され、ステップＳ１４１をスキップして、ステップＳ１４６へ進んでタイマによる計測時間ｔが継続設定時間ｔ１以上であるか否かを判定する。

つまり、アイドリングストップ条件が成立し、その状態が継続設定時間ｔ１を経過したと判定されるまで、ステップＳ１０６〜ステップＳ１４６の処理がサンプリングタイムごとに実行される。アイドリングストップ条件を構成する各条件が１つでも成立していないと、すなわち、ステップＳ１１３〜ステップＳ１３１のいずれかにおいて否定判定されると、ステップＳ１６１へ進んでタイマをリセットし、タイマフラグをオフにしてリターンする。つまり、アイドリングストップ条件の成立状態が継続設定時間ｔ１以上継続される前にアイドリングストップ条件が非成立になると、最初の状態に戻って、アイドリングストップ条件が成立するまで各種情報の検出を継続し、アイドリングストップ条件が再び成立すると、タイマカウントをｔ＝０から開始する。

ステップＳ１４６でタイマにより計測された時間ｔが継続設定時間ｔ１以上であると判定されると、すなわち、アイドリングストップ条件が時間ｔ１以上継続されたと判定されると、ステップＳ１５１へ進んで、エンジン停止信号をエンジンコントローラ９に出力する。エンジンコントローラ９は、エンジン停止信号が入力されると、燃料噴射装置を制御してエンジン１を停止させる。ステップＳ１５１で、エンジン停止信号が出力されると、ステップＳ１５６へ進んで、オペレータがイグニッションスイッチ８６を停止位置に操作したか否か、すなわち、イグニッションオフになったか否かを判定する。ステップＳ１５６で肯定判定されると、すなわち、イグニッションオフになったと判定されると、ステップＳ１７１へ進んで、タイマをリセットするとともにタイマフラグをオフにし、ステップＳ１７６へ進んで、終了処理を実行し、各種電源をオフにして、処理を終了する。

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ１０は、フロント装置が非作動状態、かつステアリング装置が非作動状態、かつアクセルペダル５２が踏込無状態、かつトランスミッション３が中立状態、かつパーキングブレーキ装置３８が作動状態、かつサービスブレーキ装置５ａが非作動状態となったとき、アイドリングストップ条件が成立していると判定し、アイドリングストップ条件の成立が継続設定時間ｔ１以上維持されたときに、エンジン停止信号を出力するようにした。したがって、コントロールレバー７２，７３やステアリングホイール６２、アクセルペダル５２、ブレーキペダル３１が操作されていない状態であって、かつトランスミッション３が中立状態でパーキングブレーキ装置３８が作動された状態で作業車両が停車しているときにだけ、エンジン１を自動的に停止させることができる。

（２）（１）により、アイドリング状態でかつ、コントロールレバー（アーム操作レバー７２やバケット操作レバー７３）を操作しないで慣性走行中（平地をローアイドルで惰性走行中、あるいは下り坂をローアイドルで降坂走行中等）に、突然にエンジン１が停止することはない。

（３）（１）により、エンジン１で駆動される油圧ポンプ１３からの圧油によりステアリング装置を作動している時に、エンジン１が停止することはないので、走行中、安全にステアリング操作を行うことができる。これに対して、特許文献１に記載の従来の作業車両では、コントロールレバーを操作しない状態が所定時間継続されると、エンジン１が突然に自動停止するため、エンジン１の停止によりステアリング操作ができなくなってしまうことを防ぐために、オペレータは常時注意しながら運転する必要があった。

（４）（１）により、ホイールローダ１００が一般道路の坂道でコントロールレバー７２，７３やステアリングホイール６２を操作していない状態で、かつオペレータがブレーキペダル８を踏んで停車させている時、たとえば、坂道で長時間の信号を待っている間や、渋滞時などでも、エンジン１が突然に自動停止することがない。これに対して、特許文献１に記載の従来の作業車両では、坂道で停止中にあるときにおいてもコントロールレバーを操作しない状態が所定時間継続されると、エンジンが自動停止してしまう。したがって、従来の作業車両を運転するオペレータは、エンジンの自動停止によりエンジン駆動のパイロット油圧源からブレーキバルブへ圧油が供給されなくなり、サービスブレーキ装置が十分に作動しないことに起因して、作業車両が坂道を下降し始めてしまうことがないように、常時注意しながら運転する必要があった。本実施の形態によれば、サービスブレーキ装置５ａが作動しているときには、エンジン１が意図せずに自動停止することはないため、坂道において、ブレーキペダル３１のペダル操作量Ｓｂに応じた制動力がサービスブレーキ装置５ａによって保たれ、作業車両の停止状態を確保できる。

（５）（１）により、ホイールローダ１００を一般道路の坂道で駐車させているとき、すなわち、アクセルペダル５２およびブレーキペダル３１が踏み込まれず、かつコントロールレバー７２，７３およびステアリングホイール６２が操作されず、かつパーキングブレーキ装置３８が作動された状態のときに、自動でエンジン１が停止してもパーキングブレーキ装置３８により駐車用制動力が維持されるため、駐車状態を確保できる。

（６）アイドリングストップ条件の成立が継続設定時間ｔ１以上維持されて、コントローラ１０によりエンジン１が自動停止された後、イグニッションスイッチ８６が停止の操作位置に操作されたとき、タイマにより計測された時間ｔをリセットするようにした。したがって、エンジン１が自動停止された後、エンジン１を再始動させるには、オペレータは一旦、イグニッションスイッチ８６を運転位置から停止位置にした後、再びイグニッションスイッチ８６を始動位置にすればよく、簡単にエンジン１の再始動ができる。

（７）本実施の形態に係るホイールローダ１００等の作業車両においては、平地で作業をしている場合、オペレータがパーキングブレーキ装置３８を作動させないで、車両内で休憩したり、車両から離れることがある。本実施の形態では、パーキングブレーキ除外モードスイッチ８７を設けて、パーキングブレーキ装置３８の作動状態をアイドリングストップ条件から除外できるようにしたため、その分、自動でエンジン１が停止する機会（回数）を多くすることができ、省エネ効果を高めることができる。なお、エンジン１が自動停止される際に、パーキングブレーキ装置３８が自動で作動するため、エンジン停止後に駐車制動力を確保できる。

（８）上記のとおり、本実施の形態によれば、意図せずにエンジン１が自動停止することが防止され、安全で省エネ運転が可能なホイールローダ１００を提供できる。オペレータは運転中に意図せずにエンジン１が停止するのを防ぐために注意を払う必要がないため、オペレータの負担を軽減できる。

（９）オペレータが休憩するために作業車両を駐車させるときなどにエンジン１を停止し忘れることがあったとしても、所定時間が経過するとエンジン１が自動で停止するため、無駄な排気ガスの排出を抑えることができる。また、本実施の形態によれば、規則により駐車時にはエンジン１を停止することを義務づけている地域などでの利用に好適な作業車両を提供できる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
［変形例］
（１）上記した実施の形態では、ペダル操作量検出器３１ａからコントローラ１０に入力されるブレーキペダル３１のペダル操作量Ｓｂ（ペダルストロークまたはペダル角度）に基づいて、コントローラ１０がサービスブレーキ装置５ａの非作動状態を判定したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ブレーキペダル３１の踏み込み力を検出する検出器（不図示）を設け、踏み込み力が所定値未満である場合にはサービスブレーキ装置５ａが非作動状態とコントローラ１０で判定してもよい。圧力センサ３３で検出されたブレーキ圧Ｐｂと、コントローラ１０のＲＯＭやＲＡＭに記憶された閾値Ｐｂ２とを比較して、ブレーキ圧Ｐｂが閾値Ｐｂ２未満であるときには、サービスブレーキ装置５ａが非作動状態とコントローラ１０で判定してもよい。ブレーキ圧Ｐｂによりサービスブレーキ装置５ａの非作動状態を判定する場合には、閾値Ｐｂ２は０．１５ＭＰａ程度とされる。

（２）上記した実施の形態では、ペダル操作量検出器５２ａからコントローラ１０に入力されるアクセルペダル５２のペダル操作量Ｓａ（ペダルストロークまたはペダル角度）に基づいて、コントローラ１０がアクセルペダル５２の踏み込みの有無を判定したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、エンジン目標回転速度Ｎｓと、コントローラ１０のＲＯＭやＲＡＭに記憶された閾値Ｎｓ１とを比較して、目標回転速度Ｎｓが閾値Ｎｓ１未満であるときには、アクセルペダル５２が踏込無状態とコントローラ１０で判定してもよい。閾値Ｎｓ１としては、たとえば、ローアイドル回転速度Ｌｏ＝８００ｒｐｍよりも所定値５０ｒｐｍだけ高い回転速度８５０ｒｐｍを採用できる。アクセル開度、または、エンジン回転数センサ５０で検出されたエンジン１の実回転速度Ｎａに基づいて、アクセルペダル５２の踏み込みの有無を判定してもよい。

（３）上記した実施の形態では、ポンプ圧センサ１４からコントローラ１０に入力される油圧ポンプ１３のポンプ吐出圧Ｐｐに基づいて、コントローラ１０がフロント装置の非作動およびステアリング装置の非作動状態を判定したが、本発明はこれに限定されない。それぞれの非作動状態を個別に判定してもよい。

たとえば、アーム操作レバー７２およびバケット操作レバー７３のそれぞれの操作用パイロット圧を検出する各パイロット圧検出センサからのパイロット圧情報に基づいて、コントローラ１０でフロント装置の非作動状態を判定してもよい。コントローラ１０は、各パイロット圧センサ（不図示）で検出されたパイロット圧ｐのいずれもが図５に示した所定値ｐａ未満である場合には、アーム操作レバー７２およびバケット操作レバー７３のいずれもが操作されておらず、アーム１１１およびバケット１１２のいずれもが作動されていない状態、すなわち、フロント装置は非作動状態にあると判定する。

ステアリング装置の非作動状態の判定については、ステアリングコラムに回動角度を検出する角度センサなどを設けるなどして、ステアリングホイール６２の操作量を検出し、ステアリングホイール６２の操作量が所定値未満である場合には、ステアリングホイール６２が操作されておらず、ステアリング装置が作動されていない状態、すなわち、ステアリング装置が非作動状態にあると判定する。

（４）上記した実施の形態では、パーキングブレーキ除外モードスイッチ８７を設けて、パーキングブレーキ装置３８の作動状態をアイドリングストップ条件から除外できるようにしたが、本発明はこれに限定されない。パーキングブレーキ除外モードスイッチ８７を省略して、アイドリングストップ条件にパーキングブレーキ装置３８の作動状態の条件を必ず加えるようにしてもよい。これにより、上記実施の形態で説明した（１）〜（５）および（８），（９）と同様の効果を奏する。

（５）上記した実施の形態では、イグニッションスイッチ８６が停止位置に操作されたときに、タイマにより計測された時間をリセットすることとしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、イグニッションスイッチ８６が始動位置に操作され、エンジン起動信号が出力されたときに、タイマにより計測された時間をリセットしてもよいし、アイドリングストップ条件が所定時間継続してエンジン停止信号が出力されたときにタイマにより計測された時間をリセットしてもよい。

（６）上記した実施の形態では、トルコン車について説明したが、本発明はこれに限定されない。いわゆるＨＳＴ駆動形式のホイールローダに本発明を適用してもよい。ＨＳＴ駆動形式のホイールローダにおいては、前後進切換レバー８１を中立位置に操作している状態を上記トランスミッション３の中立状態と同義とする。

（７）上記した実施の形態では、作業車両の一例としてホイールローダ１００を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、ホイールショベル、フォークリフト、テレハンドラー、リフトトラック等、他の作業車両であってもよい。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。

１エンジン、３トランスミッション、５ａサービスブレーキ装置、８ブレーキペダル、９エンジンコントローラ、１０コントローラ、１３油圧ポンプ、１４ポンプ圧センサ、１８前進クラッチ、１９後進クラッチ、２０トランスミッション制御装置、２６クラッチ制御弁、３１ブレーキペダル、３１ａペダル操作量検出器、３２ブレーキバルブ、３３圧力センサ、３８パーキングブレーキ装置、５０エンジン回転数センサ、５２アクセルペダル、５２ａペダル操作量検出器、６０ステアリングバルブ、６１ステアリング用アクチュエータ、６２ステアリングホイール、６３パイロット油圧源、７０フロント装置用コントロールバルブ、７１フロント装置用アクチュエータ、７２アーム操作レバー、７３バケット操作レバー、８１前後進切換レバー、８３パーキングブレーキスイッチ、８６イグニッションスイッチ、８７パーキングブレーキ除外モードスイッチ、１００ホイールローダ、１０１センタピン、１１０前部車体、１１１アーム、１１２バケット、１１３タイヤ、１１４アームシリンダ、１１５バケットシリンダ、１２０後部車体、１２１運転室、１２２エンジン室、１２３タイヤ

Claims

フロント装置の非作動状態を判定するフロント装置非作動判定手段と、
ステアリング装置の非作動状態を判定するステアリング装置非作動判定手段と、
アクセルペダルの踏込無状態を判定するペダル踏込無状態判定手段と、
トランスミッションの中立状態を判定する中立状態判定手段と、
パーキングブレーキ装置の作動状態を判定するパーキングブレーキ作動判定手段と、
サービスブレーキ装置の非作動状態を判定するサービスブレーキ非作動判定手段と、
フロント装置が非作動状態、かつステアリング装置が非作動状態、かつアクセルペダルが踏込無状態、かつトランスミッションが中立状態、かつパーキングブレーキ装置が作動状態、かつサービスブレーキ装置が非作動状態となったとき、アイドリングストップ条件が成立していると判定する条件判定手段と、
前記条件判定手段によりアイドリングストップ条件が成立していると判定されたときから時間の計測を開始し、アイドリングストップ条件の成立が維持されている間だけ時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段により計測された時間が、所定時間を経過したか否かを判定する時間経過判定手段と、
前記時間計測手段で計測された時間が所定時間を経過したと前記時間経過判定手段により判定されたときに、エンジンを停止させるエンジン自動停止制御手段とを備えていることを特徴とする作業車両のエンジン制御装置。
請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置において、
エンジンの始動、運転および停止の少なくとも３つの操作位置を有するイグニッションスイッチと、
前記エンジン自動停止制御手段によりエンジンが停止された後、前記イグニッションスイッチが停止の操作位置に操作されたとき、前記時間計測手段により計測された時間をリセットすることを特徴とする作業車両のエンジン制御装置。
請求項１または２に記載の作業車両のエンジン制御装置において、
前記パーキングブレーキ装置の作動状態をアイドリングストップ条件から除外する選択部材を備えていることを特徴とする作業車両のエンジン制御装置。