JP6453749B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両に関する。

車速が高い状態でブレーキ操作が行われることに起因するブレーキ冷却油の温度の上昇を抑制するために、冷却油の温度が所定温度よりも高いときには、冷却油の温度が上記所定温度よりも低いときに比べて、原動機の最高回転速度を低く制限する作業車両の原動機制御装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１５−１４０７６７号公報

ところで、排ガス規制を満足するために、エンジンからの排気エネルギーが低い低速回転時でも効率良く過給を行うことのできる可変容量ターボ（Variable Geometry Turbo：ＶＧＴ）を作業車両に搭載することが検討されている。しかしながら、近年、エンジンのダウンサイジング化が進んでおり、過給機にかかる負荷が大きくなってきているので、過給機を制御する制御装置への熱の影響が懸念されている。過給機の制御装置が高温になると、制御装置が故障するおそれがある。特許文献１には、過給機や過給機を制御する制御装置、および、制御装置への熱の影響に対して、なんら開示されていない。

本発明の一態様による作業車両は、過給圧を変更可能な可変容量式の過給機と、作業用油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される作業装置と、を備えた作業車両であって、前記過給機を制御する過給機制御装置と、前記過給機制御装置の温度を検出する温度検出装置と、前記過給機制御装置の温度が所定温度よりも高いときには、前記所定温度よりも低いときに比べて、エンジンの最高回転速度および前記作業車両の最高車速のうちの少なくとも１つを制限する主制御装置と、を備えている。

本発明によれば、過給機の制御装置の温度上昇を抑え、過給機の制御装置の寿命を向上できる。

ホイールローダの側面図。 ホイールローダの概略構成を示す図。 エンジンの回転速度と冷却ファンの回転速度との関係を示す図。 （ａ）エンジンの制御系の構成を示す図、（ｂ）メインコントローラの機能ブロック図。 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。 ターボコントローラの基板温度とエンジンの最高回転速度の関係を示す図。 アクセルペダルの最大踏み込み時における車速と駆動力との関係を示す走行性能線図。 車速と速度段の関係を示す図。 本発明の第１の実施の形態に係るホイールローダのメインコントローラによるエンジンの最高回転速度の制限制御処理の動作を示したフローチャート。 エンジンの冷却水の温度とエンジンの最高回転速度の関係を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係るホイールローダのメインコントローラによるエンジンの最高回転速度の制限制御処理の動作を示したフローチャート。 エンジンの冷却水の温度と、ターボコントローラを構成する制御基板の温度と、エンジンの負荷率の関係を示す図。 第２の実施の形態の変形例２に係るホイールローダのエンジンコントローラによる制限実行判定制御処理の動作を示したフローチャート。 第２の実施の形態の変形例２に係るホイールローダのメインコントローラによるエンジンの最高回転速度の制限制御処理の動作を示したフローチャート。 第３の実施の形態に係るホイールローダの概略構成を示す図。 エンジン回転速度に対するＨＳＴポンプの押しのけ容積、ＨＳＴモータの押しのけ容積、および、車速の特性を示す図。

以下、図面を参照して、本発明による作業車両の一実施の形態を説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る作業車両の一例であるホイールローダ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、および、前輪１０３Ｆ等を有する前部車体１１０と、運転室１０６、機械室１０７、および、後輪１０３Ｒ等を有する後部車体１０５とで構成される。機械室１０７内には、エンジンが配設されている。

アーム１１１はアームシリンダ１１７の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（クラウドまたはダンプ）する。アーム１１１、アームシリンダ１１７、バケット１１２およびバケットシリンダ１１５は、フロント作業装置１０２を構成している。前部車体１１０と後部車体１０５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１１６の伸縮により後部車体１０５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の概略構成を示す図である。ホイールローダ１００は、エンジン１９０の回転をトルクコンバータ（以下、トルコン２と記す）、トランスミッション３、プロペラシャフト４、アクスル５を介してタイヤ１０３に伝達する走行駆動装置（走行系）を備えている。エンジン１９０の出力軸にはトルコン２の入力軸が連結され、トルコン２の出力軸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１９０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、その速度段を１速〜４速に切り換えるクラッチを有し、トルコン２の出力軸の回転はトランスミッション３で変速される。変速後の回転は、プロペラシャフト４およびアクスル５等を介してタイヤ１０３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の入力軸の回転速度と出力軸の回転速度の比であるトルコン速度比（＝出力回転速度／入力回転速度）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の出力軸の回転速度が低下、つまり車速が低下し、トルコン速度比が小さくなる。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）で走行可能となる。

トランスミッション３は、１速〜４速の各速度段に対応したソレノイド弁を有する自動変速機である。これらソレノイド弁は、メインコントローラ１２０からトランスミッション制御装置２０へ出力される制御信号によって駆動され、トランスミッション３は制御信号に応じて変速される。

ホイールローダ１００の運転室１０６には、アクセルペダル２１が配設されている。エンジン１９０の回転速度は、アクセルペダル２１の操作量（踏み込み量）の増加に伴い上昇する。エンジン回転速度が上昇すると、後述する作業装置駆動用の油圧ポンプ（以下、作業用ポンプ７と記す）および冷却ファン駆動用の油圧ポンプ（ファン用ポンプ８と記す）の回転速度が上昇し、各油圧ポンプから吐出される作動油の流量が増大する。

ホイールローダ１００は、エンジン１９０により駆動される作業用ポンプ７と、作業用ポンプ７から吐出される圧油を制御するコントロールバルブ１７と、作業用油圧シリンダ１８（たとえばバケットシリンダ１１５やアームシリンダ１１７）とを備えている。コントロールバルブ１７は不図示の操作レバーの操作により駆動され、操作レバーの操作量に応じて作業用油圧シリンダ１８が駆動される。つまり、作業用ポンプ７から吐出される圧油によって、フロント作業装置１０２が駆動される。

ホイールローダ１００は、エンジン１９０により駆動されるファン用ポンプ８と、ファン用ポンプ８から吐出される圧油によって駆動されるファン用の油圧モータ（以下、ファンモータ１１と記す）と、ファンモータ１１によって回転される冷却ファン１３と、ファン用ポンプ８の最高圧力を規定するリリーフ弁９と、エンジン１９０の回転速度変化により、ファンモータ１１を駆動する油圧回路が負圧になった場合のキャビテーションを防止するためのチェック弁１０とを備えている。ファンモータ１１は、複数の熱交換器を有する熱交換器ユニットに外気（冷却風）を送風する冷却ファン１３を回転させる。ファンモータ１１の最高回転速度は、リリーフ弁９の設定圧により決定される。熱交換器ユニットは、熱交換器として、ラジエータ１４、作動油クーラ１６、作動流体クーラ１５、インタークーラ３１およびＥＧＲクーラ３２を備えている。

エンジン１９０の冷却水は、サーモスタット（不図示）を経由してラジエータ１４に流れ込み、ラジエータ１４で冷却された後、再びエンジン１９０に戻る。なお、エンジン１９０の冷却水は、後述するターボコントローラ１４０を構成する制御基板のケーシングにも導かれ、ケーシングに設けられた冷却水通路に冷却水を通過させることで、ターボコントローラ１４０を冷却する。作動油は、タンク８０から作業用ポンプ７で吸い上げられて吐出され、コントロールバルブ１７を経由して作動油クーラ１６へ流れ込み、作動油クーラ１６で冷却された後、再びタンク８０に戻る。トルコン２の作動流体は、トルコン２から作動流体クーラ１５へ流れ込み、作動流体クーラ１５で冷却された後、再びトルコン２へ戻る。

ファン用ポンプ８から吐出される圧油（作動油）がファンモータ１１に供給されると、ファンモータ１１が回転し、ファンモータ１１の回転軸に連結された冷却ファン１３が回転する。ファンモータ１１に供給された油は、タンク８０に戻る。冷却ファン１３が回転すると、冷却ファン１３により冷却風が発生する。冷却ファン１３により発生した冷却風は、ラジエータ１４、作動油クーラ１６、作動流体クーラ１５、インタークーラ３１およびＥＧＲクーラ３２に向けて送風され、冷却風との熱交換によりエンジン１９０の冷却水、作動油、作動流体、後述する過給機５０で過給された空気、および、ＥＧＲガスが冷却される。

リリーフ弁９は、ファン用ポンプ８の吐出側管路とタンク８０への戻り側管路との間に介装され、ファンモータ１１の入口側圧力（モータ駆動圧）であるファン用ポンプ８の吐出側圧力（以下、吐出圧Ｐｐと記載する）を制限する。ファン用ポンプ８から吐出される作動油の流量は、エンジン１９０の回転速度により決定される。冷却ファン１３の回転速度、すなわちファンモータ１１の回転速度は、ファンモータ１１へ供給される作動油の流量で決定される。このため、冷却ファン１３の回転速度は、エンジン１９０の回転速度によって決定される。

図３は、エンジン１９０の回転速度と冷却ファン１３の回転速度との関係を示す図である。エンジン１９０の回転速度がローアイドル回転速度ＮＬであるとき、冷却ファン１３の回転速度Ｎｆは最低回転速度Ｎｆｎとなる。エンジン１９０の回転速度の増加に伴い冷却ファン１３の回転速度Ｎｆは増加する。エンジン１９０の回転速度がＮｘｃｎ以上になると、ファン用ポンプ８の吐出圧Ｐｐがリリーフ弁９の設定圧となり、冷却ファン１３の回転速度は、最高回転速度Ｎｆｘとなる。Ｎｘｃｎは、後述するエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの下限値である。つまり、本実施の形態では、たとえば、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘがハイアイドル回転速度ＮＨに設定されている非制限状態から、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘが下限値Ｎｘｃｎまで制限された制限状態に移行した場合であっても冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆｘを保持することができる。

図４（ａ）は、エンジン１９０の制御系の構成を示す図である。図４（ａ）に示すように、エンジン１９０には、エンジン１９０から排出される排気ガスが通過する排気管と、エンジン１９０に供給される吸入空気が通過する吸気管とが接続されている。また、エンジン１９０には、排気通路から分岐され、排気ガスの一部（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスと記す）を吸気系（圧縮機５２の下流側）に導くＥＧＲ管が接続されている。

本実施の形態に係るホイールローダ１００のエンジンシステムは、過給を行う過給機（ターボチャージャー）５０を備えている。過給機５０は、排気管に配置されたタービン５１と、吸気管に配置された圧縮機５２とを備えている。タービン５１と圧縮機５２とは機械的に連結されている。タービン５１は、複数のタービン翼が回転軸に放射状に設けられており、エンジン１９０の排気部から排出された排気ガスのエネルギーによって回転駆動される。圧縮機５２は、複数の圧縮機インペラが回転軸に放射状に設けられており、タービン５１により回転駆動されることで、外部から吸入された空気を圧縮して、エンジン１９０の吸気部（エンジンシリンダ）に供給する、すなわち、過給する。

タービン５１には、タービン翼に排気を導く入口の面積を変更可能な複数のノズルベーンを備えたノズルベーン機構５９が開口面積調整機構として設けられている。ノズルベーンの開度は、ターボアクチュエータ１４５によって調整される。ターボアクチュエータ１４５は、エンジン１９０の運転状態に基づいてターボコントローラ１４０によって生成される制御信号により駆動される。つまり、本実施の形態に係る過給機５０は、ノズルベーンの開度を調節し、タービン５１に流入するガスの流速を変化させることで、過給圧を変更可能な可変容量式のターボチャージャとして構成されている。

ノズルベーンの開度が変更されると、過給機５０の回転速度が調節され、エンジン１９０の運転状態に応じた過給圧および排圧が得られる。過給圧とエンジンの排圧を制御することで、ＥＧＲ率を高めることができ、燃焼時に発生する窒素酸化物の生成を抑制できる。ターボコントローラ１４０は、エンジン１９０の低回転時には、ノズルベーンの開度を絞ることで、タービン翼に流入するガスの流速を高め、過給機５０の回転速度を上昇させて、エンジン１９０の過渡応答性を向上できる。

吸気口１９１（図１参照）から取り入れられた空気は、エアクリーナ（不図示）を介して過給機５０へ供給されて過給される。過給機５０で過給された空気は、インタークーラ３１に送られ、インタークーラ３１で冷却され、エンジン１９０の吸気部に供給される。エンジン１９０の排気部から排出される排気ガスは、過給機５０を経由した後、図示しない排気装置に送られ、排気装置で浄化、および音量が抑制された後、テールパイプ１９９（図１参照）から大気中に排出される。なお、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ３２に送られ、ＥＧＲクーラ３２で冷却された後、エンジン１９０の吸気部に供給（再循環）される。

エンジン１９０は、燃料噴射装置（ガバナ）１３５により燃料噴射量が制御される。燃料噴射装置は、エンジンコントローラ１３０から出力される制御信号により制御される。

メインコントローラ１２０、エンジンコントローラ１３０およびターボコントローラ１４０は、それぞれＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶装置、その他の周辺回路などを有する演算処理装置が実装された制御基板を備えている。

図２および図４に示すように、メインコントローラ１２０には、アクセル操作量検出器２１ａ（図２参照）、車速センサ２４（図２参照）、基板温度センサ１６１（図４参照）、冷却水温センサ１６２（図２参照）等の各種センサが接続されている。また、メインコントローラ１２０には、エンジンコントローラ１３０およびターボコントローラ１４０が接続され、コントローラ間で各種情報の授受が行われる。

図２に示すように、アクセル操作量検出器２１ａは、アクセルペダル２１のペダル操作量（ペダルストロークまたはペダル角度）を検出し、検出した情報をメインコントローラ１２０に出力する。車速センサ２４は、ホイールローダ１００（すなわち、自車両）の走行速度（以下、車速と記す）を検出し、検出した情報をメインコントローラ１２０に出力する。冷却水温センサ１６２は、エンジン１９０の冷却水の温度（以下、冷却水温と記す）を検出し、検出した情報をメインコントローラ１２０に出力する。

図４（ａ）に示すように、基板温度センサ１６１は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板に実装され、制御基板の温度（以下、基板温度Ｔｔと記す）を検出し、検出した情報をメインコントローラ１２０に出力する。

図４（ｂ）は、メインコントローラ１２０の機能ブロック図である。図４（ｂ）に示すように、メインコントローラ１２０は、目標速度設定部１２１と、最高速度設定部１２２と、変速制御部１２３と、を機能的に備えている。

目標速度設定部１２１は、アクセル操作量検出器２１ａで検出したアクセルペダル２１のペダル操作量に応じてエンジン１９０の目標エンジン回転速度Ｎｔを設定する。図５は、アクセルペダル２１の操作量Ｓと目標エンジン回転速度Ｎｔの関係を示す図である。図中、実線は、エンジン１９０の回転速度が制限されていないときの特性（非制限時の特性）を、破線は、エンジン１９０の回転速度が制限されているときの特性（制限時の特性）の例をそれぞれ示している。

メインコントローラ１２０の記憶装置には、図５に示すアクセルペダル２１の操作量Ｓに対する目標エンジン回転速度Ｎｔの特性のテーブルＴｎが記憶されている。目標速度設定部１２１（図４（ｂ）参照）は、テーブルＴｎを参照し、アクセル操作量検出器２１ａで検出された操作量Ｓに基づいて目標エンジン回転速度Ｎｔを設定する。

アクセルペダル２１の非操作時（０％）の目標エンジン回転速度Ｎｔはローアイドル回転速度ＮＬに設定される。アクセルペダル２１のペダル操作量Ｓの増加に伴い目標エンジン回転速度Ｎｔは増加する。ペダル最大踏み込み時（１００％）の目標エンジン回転速度Ｎｔはハイアイドル回転速度ＮＨとなる。つまり、目標エンジン回転速度Ｎｔは、アクセルペダル２１を操作することにより、ローアイドル回転速度ＮＬ（たとえば、８００ｒｐｍ程度）とハイアイドル回転速度ＮＨ（たとえば、２０００ｒｐｍ程度）の間で変更可能である。

図４（ａ）に示すように、メインコントローラ１２０は、設定した目標エンジン回転速度Ｎｔに対応した制御信号をエンジンコントローラ１３０に出力する。エンジンコントローラ１３０には、エンジン１９０の実エンジン回転速度を検出する回転速度センサ１３１が接続されている。エンジンコントローラ１３０は、回転速度センサ１３１で検出されたエンジン１９０の実エンジン回転速度と、メインコントローラ１２０からの目標エンジン回転速度Ｎｔとを比較して、エンジン１９０の実エンジン回転速度を目標エンジン回転速度Ｎｔに近づけるために燃料噴射装置（ガバナ）１３５を制御する。

図６は、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔとエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの関係を示す図である。メインコントローラ１２０の記憶装置には、図６に示すターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔに対するエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの特性のテーブルＴｘが記憶されている。最高速度設定部１２２（図４（ｂ）参照）は、テーブルＴｘを参照し、基板温度センサ１６１で検出された基板温度Ｔｔに基づいてエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを設定する。

基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下では、最高回転速度Ｎｘはハイアイドル回転速度ＮＨに設定される。第１閾値Ｔｔ１よりも基板温度Ｔｔが高くなると、最高回転速度Ｎｘがハイアイドル回転速度ＮＨよりも低くなる。つまり、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘは、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１を超えると、制限されることになる。基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高くなると、基板温度Ｔｔの増加に伴い最高回転速度Ｎｘは徐々に減少する。基板温度Ｔｔが第２閾値Ｔｔ２以上になると、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘは下限値Ｎｘｃｎとなる。つまり、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘは、ハイアイドル回転速度ＮＨを上限値として、上限値ＮＨと下限値Ｎｘｃｎとの間で制限量ΔＮ（＝ＮＨ−Ｎｘｃｎ）が変化する。

第１閾値Ｔｔ１は、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの制限を行わない温度帯（以下、非制限温度帯と記す）の上限値、すなわちエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの制限を行う温度帯（以下、制限実行温度帯と記す）の下限値に相当する温度であり、たとえば、１１０℃程度とされている。第２閾値Ｔｔ２は、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを下限値Ｎｘｃｎに設定する温度帯（以下、最大制限実行温度帯と記す）の下限値に相当する温度であり、第１閾値Ｔｔ１よりも高い温度、たとえば、１２５℃程度とされている。

図５に示すように、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの下限値Ｎｘｃｎは、ハイアイドル回転速度ＮＨから制限量ΔＮｍａｘだけ低い値（たとえば、ハイアイドル回転速度ＮＨの８０〜９０％程度）であり、ローアイドル回転速度ＮＬに比べて十分に高い値である。本実施の形態では、アクセルペダル２１を最大に踏み込んだ場合に、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔの変化に応じて、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘが下限値Ｎｘｃｎから上限値（ハイアイドル回転速度）ＮＨの間で制限される。その結果、ホイールローダ（自車両）１００の最高車速が制限される。

図７は、アクセルペダル２１の最大踏み込み時における車速と駆動力との関係を示す走行性能線図である。図７において、実線は、エンジン１９０の最高回転速度がハイアイドル回転速度ＮＨに設定されているとき、すなわちエンジン１９０の回転速度が制限されていないときの特性（非制限時の特性）を示している。図７において、破線は、エンジン１９０の最高回転速度が下限値Ｎｘｃｎに設定されているときの特性（制限時の特性）を示している。

本実施の形態では、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１を超えると、エンジン最高回転速度Ｎｘが低速側に制限される。つまり、図示するように、制限時の特性（破線）は非制限時の特性（実線）よりも左側にシフトする。同一車速で比較すると、各速度段とも制限時の方が非制限時よりも走行駆動力が小さい。また、各速度段において、制限時の最高車速Ｖｘｃｉは、非制限時の最高車速Ｖｘｉよりも遅い。なお、ｉは、速度段を表す整数である（ｉ＝１，２，３，４）。

このように、本実施の形態では、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを下限値Ｎｘｃｎから上限値であるハイアイドル回転速度ＮＨの間で制限することで、各速度段において、ホイールローダ１００の最高車速を下限値Ｖｘｃｉから上限値Ｖｘｉの間で制限することができる。

図８は、車速Ｖと速度段の関係を示す図である。本実施の形態では、メインコントローラ１２０が、車速センサ２４で検出された車速Ｖに応じてトランスミッション制御装置２０に制御信号を出力し、トランスミッション３を変速する。

シフトアップ制御は以下のとおりである。
変速制御部１２３（図４（ｂ）参照）は、車速Ｖが変速許可車速Ｖ１２に上昇すると、トランスミッション制御装置２０を制御して、速度段を１速から２速にシフトアップさせる。変速制御部１２３は、車速Ｖが変速許可車速Ｖ２３に上昇すると、トランスミッション制御装置２０を制御して、速度段を２速から３速にシフトアップさせる。変速制御部１２３は、車速Ｖが変速許可車速Ｖ３４に上昇すると、トランスミッション制御装置２０を制御して、速度段を３速から４速にシフトアップさせる。なお、メインコントローラ１２０の記憶装置には、シフトアップを許可する閾値としての変速許可車速Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４が予め記憶されている。変速許可車速Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４は、それぞれ非制限状態における走行性能曲線（実線）の交点における車速に設定されている（図７参照）。

シフトダウン制御は以下のとおりである。
変速制御部１２３は、車速Ｖが変速許可車速Ｖ４３に低下すると、トランスミッション制御装置２０を制御して、速度段を４速から３速にシフトダウンさせる。変速制御部１２３は、車速Ｖが変速許可車速Ｖ３２に低下すると、トランスミッション制御装置２０を制御して、速度段を３速から２速にシフトダウンさせる。変速制御部１２３は、車速Ｖが変速許可車速Ｖ２１に低下すると、トランスミッション制御装置２０を制御して、速度段を２速から１速にシフトダウンさせる。なお、メインコントローラ１２０の記憶装置には、シフトダウンを許可する閾値としての変速許可車速Ｖ４３，Ｖ３２，Ｖ２１が予め記憶されている。

本実施の形態では、シフトチェンジが安定して行われるように、各シフトアップの変速許可車速が各シフトダウンの変速許可車速よりも高い速度に設定されている（Ｖ１２＞Ｖ２１，Ｖ２３＞Ｖ３２，Ｖ３４＞Ｖ４３）。トランスミッション制御装置２０は、各速度段に対応したソレノイド弁で構成されており、メインコントローラ１２０からの制御信号によって駆動される。

本実施の形態では、シフトアップの変速許可車速は、最高車速の下限値Ｖｘｃｉ（ｉは、速度段を表す整数（ｉ＝１，２，３，４））よりも低い速度に設定されている。つまり、各速度段におけるシフトアップの変速許可車速と最高車速の下限値の大小関係は、Ｖ１２＜Ｖｘｃ１，Ｖ２３＜Ｖｘｃ２，Ｖ３４＜Ｖｘｃ３となっている。

以下、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの制限制御を、図９のフローチャートを用いて説明する。図９は、本発明の第１の実施の形態に係るホイールローダ１００のメインコントローラ１２０によるエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの制限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（不図示）がオンされると、図示しない初期設定が行われた後、図９に示す処理を行うプログラムが起動され、メインコントローラ１２０により、所定の制御周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１００において、メインコントローラ１２０は、アクセル操作量検出器２１ａで検出したアクセルペダル２１のペダル操作量Ｓの情報、および、基板温度センサ１６１で検出されたターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔの情報を読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０において、メインコントローラ１２０は、図５の目標エンジン回転速度ＮｔのテーブルＴｎを参照し、ペダル操作量Ｓに基づいて、目標エンジン回転速度Ｎｔを演算し、ステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１３０において、メインコントローラ１２０は、図６のエンジン１９０の最高回転速度ＮｘのテーブルＴｘを参照し、基板温度Ｔｔに基づいて、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを演算し、ステップＳ１４０へ進む。

ステップＳ１４０において、メインコントローラ１２０は、ステップＳ１１０で演算された目標エンジン回転速度Ｎｔが、ステップＳ１３０で演算された最高回転速度Ｎｘよりも高いか否かを判定する。ステップＳ１４０で肯定判定されるとステップＳ１５０へ進み、ステップＳ１４０で否定判定されるとステップＳ１６０へ進む。なお、ステップＳ１４０で肯定判定される場合とは、エンジンの最高回転速度Ｎｘがハイアイドル回転速度ＮＨ未満の所定値に制限され、ペダル操作量Ｓに基づいて設定された目標エンジン回転速度Ｎｔが上記所定値よりも大きい場合である。

ステップＳ１５０において、メインコントローラ１２０は、目標エンジン回転速度Ｎｔとして、ステップＳ１３０で演算された最高回転速度Ｎｘを設定し、ステップＳ１６０へ進む。つまり、ステップＳ１５０の処理が実行されると、記憶装置に目標エンジン回転速度Ｎｔが上書き記憶される。ステップＳ１６０において、メインコントローラ１２０は、目標エンジン回転速度Ｎｔに対応した制御信号をエンジンコントローラ１３０に出力して、図９のフローチャートに示す処理を終了する。エンジンコントローラ１３０は、エンジン１９０の実エンジン回転速度をメインコントローラ１２０からの目標エンジン回転速度Ｎｔに近づけるように燃料噴射装置１３５を制御する。

第１の実施の形態の動作をまとめると次のようになる。基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下の場合、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘは制限されない（図６参照）。アクセルペダル２１が最大に踏み込まれたときの目標エンジン回転速度Ｎｔはハイアイドル回転速度ＮＨに設定され、実エンジン回転速度がハイアイドル回転速度ＮＨに制御される（ステップＳ１４０でＮｏ→Ｓ１６０）。

負荷の高い作業（たとえば、Ｖシェープローディング）が長時間に亘って繰り返し行われると、過給機５０の温度、すなわちタービン５１や圧縮機５２等の温度が上昇する。タービン５１や圧縮機５２等で発生した熱は、タービン５１や圧縮機５２等を収容するケーシングやターボアクチュエータ１４５を介してターボコントローラ１４０を構成する制御基板に伝えられる。ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１を超えると、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘが制限される（図６参照）。たとえば、基板温度Ｔｔが第２閾値Ｔｔ２以上まで上昇している場合、アクセルペダル２１が最大に踏み込まれたときの目標エンジン回転速度Ｎｔは、最高回転速度Ｎｘの下限値Ｎｘｃｎに設定され、実エンジン回転速度が最高回転速度Ｎｘの下限値Ｎｘｃｎに制御される（Ｓ１４０でＹｅｓ→Ｓ１５０→Ｓ１６０）。

なお、Ｖシェープローディングとは、以下の（ａ）〜（ｄ）の作業を一サイクルとした掘削・積込作業である。
（ａ）ホイールローダ１００を地山に向けて前進させ、地山にバケット１１２を突入させ、バケット１１２およびアーム１１１を操作して掘削作業を行う。
（ｂ）掘削作業が終了すると、ホイールローダ１００を一旦後退させる。
（ｃ）ホイールローダ１００をダンプトラックに向けて前進させ、ダンプトラックの手前で停止し、バケット１１２内の土砂等をダンプトラックに積み込む。
（ｄ）ホイールローダ１００を元の位置に後退させる。

本実施の形態によれば、エンジン１９０の最高回転速度が制限され、さらにホイールローダ１００の最高車速が制限されるので、作業のサイクル時間が長くなる。その結果、エンジン負荷が低下し、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが低下する。

基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下になると、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘはハイアイドル回転速度ＮＨに設定される（ステップＳ１４０でＮｏ→Ｓ１６０）。換言すれば、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下になると、メインコントローラ１２０は、最高回転速度Ｎｘの制限を解除して、エンジン１９０の状態を制限状態から非制限状態に復帰させる。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ホイールローダ１００は、エンジン１９０からタービン５１への排気ガスの流路の開口面積を調節することで過給圧を変更可能な可変容量式の過給機５０と、作業用ポンプ７から吐出される圧油によって駆動されるフロント作業装置１０２とを備えている。過給機５０はターボコントローラ１４０により制御され、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔは基板温度センサ１６１により検出される。メインコントローラ１２０は、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高いときには、第１閾値Ｔｔ１よりも低いときに比べて、エンジン１９０の最高回転速度を低く制限する。本実施の形態では、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘが制限されると、ホイールローダ１００の最高車速も制限される。

エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘが制限されると、作業用ポンプ７の吐出量が低下するため、作業用油圧シリンダ１８の動作速度の最大値に制限がかかり、フロント作業装置１０２の動作速度が遅くなる。つまり、フロント作業装置１０２に所定の動作を行わせる際、動作の開始から終了までの動作時間が長くなる。また、ホイールローダ１００の最高車速が制限されると、作業現場におけるホイールローダ１００の移動時間が長くなる。

これにより、作業のサイクル時間が長くなり、エンジン負荷が低下するので、過給機５０の熱負荷が低減し、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔを低下させることができる。ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔの温度上昇を抑制することができるので、ターボコントローラ１４０の寿命を向上できる。この結果、長期に亘って、排ガス規制を満足することができる。

（２）ところで、作業車両では、作業の中断を極力回避することが強く要望されている。ターボコントローラ１４０の温度が第２閾値Ｔｔ２よりも高い状態であってもエンジン１９０の最高回転速度や車両の最高車速が制限されない場合、ターボコントローラ１４０が故障し、過給圧を適切に制御できないおそれがある。その結果、ホイールローダ１００の作業を中断し、修理を行う必要が生じる。本実施の形態では、制限状態では、非制限状態に比べて、作業のサイクル時間が長くなることになるが、作業が中断されることを回避することができる。

（３）ホイールローダ１００は、自車両の車速を検出する車速センサ２４を備えている。メインコントローラ１２０は、車速センサ２４で検出された車速Ｖがシフトアップの変速許可車速（Ｖ１２，Ｖ２３，Ｖ３４）よりも高くなると、トランスミッション制御装置２０を制御して、トランスミッション３の速度段をシフトアップさせる。メインコントローラ１２０は、ホイールローダ１００の最高車速を下限値（Ｖｘｃｉ，ｉは速度段を表す整数）から上限値（Ｖｘｉ，ｉは速度段を表す整数）の間で制限する。各速度段におけるシフトアップ許可車速は、各速度段におけるホイールローダ１００の最高車速の下限値よりも低い速度に設定されている（Ｖ１２＜Ｖｘｃ１，Ｖ２３＜Ｖｘｃ２，Ｖ３４＜Ｖｘｃ３）。

これにより、ホイールローダ１００の最高車速が下限値Ｖｘｃｉまで制限された場合であっても、平地や下り坂を走行しているときには、シフトアップによりトランスミッション３の速度段を変更することができる。この結果、シフトアップできなくなる場合に比べて、ホイールローダ１００の移動時間を短縮できるので、作業の効率を向上できる。

（４）ホイールローダ１００は、冷却水（冷媒）を冷却するラジエータ（熱交換器）１４と、ラジエータ１４の冷却風を発生する冷却ファン１３と、エンジン１９０により駆動されるファン用ポンプ８と、ファン用ポンプ８から吐出される圧油によって駆動され、冷却ファン１３を回転させるファンモータ１１と、を備えている。メインコントローラ１２０は、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを下限値Ｎｘｃｎから上限値であるハイアイドル回転速度ＮＨの間で制限する。図３に示すように、冷却ファン１３の最高回転速度Ｎｆｘは、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘが下限値Ｎｘｃｎに制限された場合においても保持されるようにリリーフ弁９の設定圧が定められている。

これにより、アクセルペダル２１の最大踏み込み時に、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘがハイアイドル回転速度ＮＨから下限値Ｎｘｃｎまで制限された場合であっても、冷却ファン１３の回転速度Ｎｆは減少しない（Ｎｆ＝Ｎｆｘ）。つまり、本実施の形態によれば、冷却ファン１３は、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの制限の影響を受けることなく、冷却性能を維持できる。この結果、エンジン１９０の最高回転速度の制限時に、効果的にターボコントローラ１４０を冷却できる。

（５）メインコントローラ１２０は、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを制限した後、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも低くなったときに、上記制限を解除する。これにより、ターボコントローラ１４０の温度が低下すれば、自動で非制限状態に復帰し、通常のサイクル時間で作業を行うことができるので、作業効率を向上できる。

（６）ターボコントローラ１４０をエンジン１９０の冷却水で冷却するようにした。エンジン１９０の最高回転速度および車両の最高速度の制限により、エンジン１９０の負荷を低減すると、冷却水温も低下するので、冷却水でターボコントローラ１４０を冷却しない場合に比べて、効果的にターボコントローラ１４０の温度を低減できる。また、エンジン１９０の冷却水を利用することで、ターボコントローラ１４０を冷却する専用の冷媒や冷却機構を設ける必要がない。

−第１の実施の形態の変形例−
第１の実施の形態では、ターボコントローラ１４０の基板温度ＴｔがＴｔ１を超えると、基板温度Ｔｔの上昇に伴って、徐々にエンジン１９０の最高回転速度の制限量ΔＮが増加する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

たとえば、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１を超えると、予めメインコントローラ１２０の記憶装置に記憶された下限値Ｎｘｃｎに不連続的に変化させてもよい。この場合、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下となったときに制限を解除することにすると、第１閾値Ｔｔ１の近傍で、制限状態と非制限状態とが交互に繰り返されるおそれがあるため、解除条件の温度には、第１閾値Ｔｔ１よりも低い温度を予め定めておくことが好ましい。すなわち、制限条件の温度と、解除条件の温度を異ならせ、ヒステリシスを持たせることが好ましい。

−第２の実施の形態−
図１０（ａ）および図１１、図１２を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。第１の実施の形態では、基板温度Ｔｔに対応付けられたエンジン１９０の最高回転速度ＮｘのテーブルＴｘを用いて、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを制限した。これに対して、第２の実施の形態では、図１０（ａ）に示すように、冷却水温Ｔｗに対応付けられたエンジン１９０の最高回転速度ＮｘのテーブルＴｎｗ１，Ｔｎｗ２を用いて、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを制限する。

基板温度Ｔｔと冷却水温Ｔｗには、相関関係がある。たとえば、図１２に示すように、基板温度Ｔｔは冷却水温Ｔｗに比例する関係にある。ここで、基板温度Ｔｔはエンジン１９０の負荷率とも比例する関係にある。したがって、基板温度Ｔｔを低下させるためには、冷却水温Ｔｗやエンジン１９０の負荷率を低下させることが有効である。そこで、第２の実施の形態では、冷却水温Ｔｗに基づいて、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを制限するようにした。

図１０（ａ）は、冷却水温Ｔｗとエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの関係を示す図である。メインコントローラ１２０の記憶装置には、図１０（ａ）に示す冷却水温Ｔｗに対するエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの特性のテーブルＴｎｗ１およびテーブルＴｎｗ２が記憶されている。最高速度設定部１２２（図４（ｂ）参照）は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高いか否かを判定する。

基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下であると判定された場合、最高速度設定部１２２は、非制限時用のテーブルＴｎｗ１を演算用のテーブルとして選択する。基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高いと判定された場合、最高速度設定部１２２は、制限時用のテーブルＴｎｗ２を演算用のテーブルとして選択する。

最高速度設定部１２２は、選択された演算用のテーブル（Ｔｎｗ１またはＴｎｗ２）を参照し、冷却水温センサ１６２で検出された冷却水温Ｔｗに基づいてエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを設定する。

テーブルＴｎｗ１が選択された場合、冷却水温Ｔｗにかかわらず、最高回転速度Ｎｘはハイアイドル回転速度ＮＨに設定される。つまり、最高回転速度Ｎｘは制限されない。

テーブルＴｎｗ２が選択された場合、冷却水温Ｔｗに応じて最高回転速度Ｎｘが以下のように設定される。冷却水温Ｔｗが第１温度Ｔｗ１以下では、最高回転速度Ｎｘはハイアイドル回転速度ＮＨに設定される。第１温度Ｔｗ１よりも冷却水温Ｔｗが高くなると、最高回転速度Ｎｘがハイアイドル回転速度ＮＨよりも低くなる。つまり、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘは、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高く、かつ、冷却水温Ｔｗが第１温度Ｔｗ１よりも高くなると、制限されることになる。冷却水温Ｔｗが第１温度Ｔｗ１よりも高くなると、冷却水温Ｔｗの増加に伴い最高回転速度Ｎｘは徐々に減少する。冷却水温Ｔｗが第２温度Ｔｗ２以上になると、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘは下限値Ｎｘｃｎとなる。つまり、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘは、ハイアイドル回転速度ＮＨを上限値として、上限値ＮＨと下限値Ｎｘｃｎとの間で制限量ΔＮ（＝ＮＨ−Ｎｘｃｎ）が変化する。

第１温度Ｔｗ１は、非制限温度帯の上限値、すなわち制限実行温度帯の下限値に相当する冷却水温であり、たとえば、９０℃程度とされている。第２温度Ｔｗ２は、最大制限実行温度帯の下限値に相当する冷却水温であり、第１温度Ｔｗ１よりも高い温度、たとえば、１００℃程度とされている。

図１１は、本発明の第２の実施の形態に係るホイールローダ１００のメインコントローラ１２０によるエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの制限制御処理の動作を示したフローチャートである。図１１のフローチャートは、図９のフローチャートのステップＳ１００，Ｓ１３０に代えて、ステップＳ１００Ｂ，Ｓ１３０Ｂの処理を追加し、さらにステップＳ１１０とステップＳ１３０Ｂの間にステップＳ１２０Ｂ，Ｓ１２３Ｂ，Ｓ１２７Ｂの処理を追加したものである。

図１１に示すように、ステップＳ１００Ｂにおいて、メインコントローラ１２０は、アクセル操作量検出器２１ａで検出したアクセルペダル２１のペダル操作量Ｓの情報、および、基板温度センサ１６１で検出されたターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔの情報、ならびに、冷却水温センサ１６２で検出された冷却水温Ｔｗの情報を読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０の目標エンジン回転速度演算処理が終了すると、ステップＳ１２０Ｂに進み、ステップＳ１２０Ｂにおいて、メインコントローラ１２０は、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高いか否かを判定する。ステップＳ１２０Ｂで肯定判定されるとステップＳ１２３Ｂへ進み、ステップＳ１２０Ｂで否定判定されるとステップＳ１２７Ｂへ進む。

ステップＳ１２３Ｂにおいて、メインコントローラ１２０は、演算用のテーブルとして、テーブルＴｎｗ２を選択してステップＳ１３０Ｂへ進む。ステップＳ１２７Ｂにおいて、メインコントローラ１２０は、演算用のテーブルとして、テーブルＴｎｗ１を選択してステップＳ１３０Ｂへ進む。

ステップＳ１３０Ｂにおいて、メインコントローラ１２０は、ステップＳ１２３ＢまたはステップＳ１２７Ｂで選択された演算用のテーブルを参照し、冷却水温Ｔｗに基づいて、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを演算し、ステップＳ１４０へ進む。

このように、第２の実施の形態では、メインコントローラ１２０は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高いとき、冷却水温Ｔｗに基づいて、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを制限する。本実施の形態では、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘが制限されると、ホイールローダ１００の最高車速も制限される。これにより、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。

このような第２の実施の形態によれば、さらに、以下の作用効果を奏する。
（７）基板温度Ｔｔと冷却水温Ｔｗの相関関係を考慮し、テーブルＴｎｗ２の特性を予め定めておくようにしたので、メインコントローラ１２０において、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔをリアルタイムに検出できない場合であっても、ターボコントローラ１４０の温度を効果的に低減できる。

なお、周囲の環境やエンジン１９０の運転状況により、冷却水温が同じ水温（たとえば、Ｔｗ０）で維持されたとしても、図１２に示すように、エンジン負荷率が下がれば、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔは低下することになる。本実施の形態によれば、上述したように、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘが低い速度に制限され、かつ、ホイールローダ１００の車速の最高速度が低い速度に制限されるので、フロント作業装置１０２の動作速度、ならびに、ホイールローダ１００の移動速度が遅くなり、作業のサイクル時間が長くなり、エンジン１９０の負荷が低下する。このため、冷却水温が同じ温度であったとしても、ターボコントローラ１４０の温度を低減できる。なお、冷却水温Ｔｗは、エンジン１９０の負荷率と比例関係にあるので、通常、エンジン１９０の負荷率を低下させることで、冷却水温Ｔｗを低下させることができ、より効果的にターボコントローラ１４０の温度を低減できる。

−第２の実施の形態の変形例１−
第２の実施の形態では、非制限時用のテーブルＴｎｗ１の特性（図１０（ａ）参照）が、冷却水温Ｔｗにかかわらず、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘがハイアイドル回転速度ＮＨに設定される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。非制限時用のテーブルの特性が、冷却水温Ｔｗに応じて変化する特性であってもよい。

図１０（ｂ）は、第２の実施の形態の変形例１に係るテーブルを示す図であり、図１０（ａ）と同様、冷却水温Ｔｗとエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの関係を示している。本変形例では、図１０（ａ）に示すテーブルＴｎｗ１に代えて、テーブルＴｎｗ１ｄが非制限時用のテーブルとして記憶装置に記憶されている。最高速度設定部１２２により、テーブルＴｎｗ１ｄが演算用のテーブルとして選択された場合、冷却水温Ｔｗに応じて最高回転速度Ｎｘが以下のように設定される。

冷却水温Ｔｗが第３温度Ｔｗ３以下では、最高回転速度Ｎｘはハイアイドル回転速度ＮＨに設定される。第３温度Ｔｗ３よりも冷却水温Ｔｗが高くなると、最高回転速度Ｎｘがハイアイドル回転速度ＮＨよりも低くなる。つまり、本変形例では、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘは、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１を超えない場合であっても、冷却水温Ｔｗが第３温度Ｔｗ３よりも高くなると、制限されることになる。冷却水温Ｔｗが第３温度Ｔｗ３よりも高くなると、冷却水温Ｔｗの増加に伴い最高回転速度Ｎｘは徐々に減少する。冷却水温Ｔｗが第４温度Ｔｗ４以上になると、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘは下限値Ｎｘｃｎとなる。

第３温度Ｔｗ３は、第１温度Ｔｗ１よりも高い温度であり、たとえば、第１の実施の形態で説明した第１閾値Ｔｔ１と同程度の温度とされている。第３温度Ｔｗ３は、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下である場合における非制限温度帯の上限値、すなわち制限実行温度帯の下限値に相当する冷却水温である。第４温度Ｔｗ４は、第２温度Ｔｗ２よりも高い温度であり、たとえば、第１の実施の形態で説明した第２閾値Ｔｔ２と同程度の温度とされている。第４温度Ｔｗ４は、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下である場合における最大制限実行温度帯の下限値に相当する冷却水温である。

このような第２の実施の形態の変形例１によれば、第２の実施の形態と同様の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
（８）メインコントローラ１２０は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも低い場合であっても、冷却水温Ｔｗが第３温度Ｔｗ３よりも高いときには、冷却水温Ｔｗが第３温度Ｔｗ３よりも低いときに比べて、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘを低く制限する。基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも低い状態であっても冷却水温Ｔｗが高い状態では、作業を行った場合に、ターボコントローラ１４０の温度が短時間で高くなるおそれがある。本変形例によれば、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも低い状態であるときに、冷却水温Ｔｗに基づいてエンジン１９０の制限をかけることで、ターボコントローラ１４０の温度上昇を抑えることができる。

（９）さらに、基板温度センサ１６１や、基板温度センサ１６１とメインコントローラ１２０とを接続する信号ラインに不具合が発生した場合のバックアップとして、ターボコントローラ１４０の温度上昇を抑制することもできる。

−第２の実施の形態の変形例２−
第２の実施の形態では、基板温度センサ１６１で検出された基板温度Ｔｔに相当する検出信号が直接メインコントローラ１２０に入力される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、基板温度センサ１６１で検出された基板温度Ｔｔに相当する検出信号をエンジンコントローラ１３０に入力させ、エンジンコントローラ１３０で基板温度Ｔｔをリアルタイムで監視することもできる。本変形例では、メインコントローラ１２０と基板温度センサ１６１とは直接に接続されていない。

エンジンコントローラ１３０は、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高いか否かを判定する。基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下である状態から第１閾値Ｔｔ１よりも高い状態となった場合、エンジンコントローラ１３０は、内蔵するタイマにより時間の計測を開始する。

エンジンコントローラ１３０は、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以上である状態が、時間閾値ｔ０以上継続されたか否かを判定する。エンジンコントローラ１３０は、内蔵するタイマにより計測された時間（計測時間ｔ）が、時間閾値ｔ０以上の場合、制限実行条件が成立したと判断し、制限実行モードを設定する。制限実行モードが設定されると、エンジンコントローラ１３０からメインコントローラ１２０に制限実行信号が出力される。時間閾値ｔ０は、たとえば３０分程度に設定され、予めエンジンコントローラ１３０の記憶装置に記憶されている。

エンジンコントローラ１３０は、制限実行モードが設定されている状態で、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下になった場合、制限解除条件が成立したと判断し、非制限モードを設定する。非制限モードが設定されると、エンジンコントローラ１３０からメインコントローラ１２０への制限実行信号の出力を停止する、あるいは、制限実行信号に代えて制限解除信号を出力する。

メインコントローラ１２０の最高速度設定部１２２（図４参照）は、エンジンコントローラ１３０からの制限実行信号が入力されたか否かを判定する。

制限実行信号が入力されていないと判定された場合、最高速度設定部１２２は、非制限時用のテーブルＴｎｗ１（図１０（ａ）参照）を演算用のテーブルとして選択する。制限実行信号が入力されていると判定された場合、最高速度設定部１２２は、制限時用のテーブルＴｎｗ２（図１０（ａ）参照）を演算用のテーブルとして選択する。

図１３は、第２の実施の形態の変形例２に係るホイールローダ１００のエンジンコントローラ１３０による制限実行判定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（不図示）がオンされると、図示しない初期設定が行われた後、図１３に示す処理を行うプログラムが起動され、エンジンコントローラ１３０により、所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、初期設定では、制限解除信号を出力する（あるいは、制限実行信号を出力しない）非制限モードが設定されている。

ステップＳ２００はタイマリセット処理であり、ステップＳ２００において、エンジンコントローラ１３０は、内蔵するタイマ（不図示）の計測時間ｔを０に設定し（タイマリセット処理）、ステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２１０において、エンジンコントローラ１３０は、基板温度センサ１６１で検出されたターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔの情報を読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ２２０へ進む。

ステップＳ２２０において、エンジンコントローラ１３０は、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高いか否かを判定する。ステップＳ２２０で肯定判定されるとステップＳ２３０へ進み、ステップＳ２２０で否定判定されるとステップＳ２００へ戻る。

ステップＳ２３０はタイマカウント処理であり、ステップＳ２３０において、エンジンコントローラ１３０は、内蔵するタイマ（不図示）により時間の計測を行って（計測時間ｔ←ｔ＋Δｔ）、ステップＳ２４０へ進む。

ステップＳ２４０において、エンジンコントローラ１３０は、計測時間ｔが時間閾値ｔ０以上であるか否かを判定する。ステップＳ２４０で肯定判定されると、エンジンコントローラ１３０は、制限実行条件が成立したと判断してステップＳ２５０へ進む。ステップＳ２４０で否定判定されると、エンジンコントローラ１３０は、制限実行条件は成立していないと判断してステップＳ２１０へ戻る。

ステップＳ２５０において、エンジンコントローラ１３０は、制限モードを設定し、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの制限実行を指令する制限実行信号をメインコントローラ１２０に出力して、ステップＳ２６０へ進む。

ステップＳ２６０において、エンジンコントローラ１３０は、基板温度センサ１６１で検出されたターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔの情報を読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ２７０へ進む。

ステップＳ２７０において、エンジンコントローラ１３０は、基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下か否かを判定する。ステップＳ２７０で否定判定されると、エンジンコントローラ１３０は、制限解除条件は成立していないと判断してステップＳ２５０へ戻る。ステップＳ２７０で肯定判定されると、エンジンコントローラ１３０は、制限解除条件が成立したと判断してステップＳ２８０へ進む。

ステップＳ２８０において、エンジンコントローラ１３０は、非制限モードを設定し、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの制限を解除する制限解除信号をメインコントローラ１２０に出力して、図１３のフローチャートに示す処理を終了する。

図１４は、第２の実施の形態の変形例２に係るホイールローダ１００のメインコントローラ１２０によるエンジン１９０の最高回転速度Ｎｘの制限制御処理の動作を示したフローチャートである。図１４のフローチャートは、図１１のフローチャートのステップＳ１００Ｂ，Ｓ１２０Ｂに代えて、ステップＳ１００Ｃ，Ｓ１２０Ｃの処理を追加したものである。

図１４に示すように、ステップＳ１００Ｃにおいて、メインコントローラ１２０は、アクセル操作量検出器２１ａで検出したアクセルペダル２１のペダル操作量Ｓの情報、および、冷却水温センサ１６２で検出された冷却水温Ｔｗの情報を読み込んで、記憶装置に記憶させ、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０の目標エンジン回転速度演算処理が終了すると、ステップＳ１２０Ｃに進み、ステップＳ１２０Ｃにおいて、メインコントローラ１２０は、制限実行信号が入力されているか否かを判定する。ステップＳ１２０Ｃで肯定判定されると、すなわちエンジンコントローラ１３０で制限モードが設定され、エンジンコントローラ１３０からメインコントローラ１２０に制限実行信号が出力されている場合はステップＳ１２３Ｂへ進む。一方、ステップＳ１２０Ｂで否定判定されると、すなわちエンジンコントローラ１３０で非制限モードが設定され、エンジンコントローラ１３０からメインコントローラ１２０に制限実行信号が出力されていない場合、あるいは、制限解除信号が出力されている場合は、ステップＳ１２７Ｂへ進む。

このような変形例によれば、第２の実施の形態と同様、メインコントローラ１２０において、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔをリアルタイムに検出できない場合であっても、ターボコントローラ１４０の温度を効果的に低減できる。

−第３の実施の形態−
図１５および図１６を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、第１の実施の形態との相違点について主に説明する。第３の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、走行駆動装置（走行系）の構成である。第１の実施の形態に係るホイールローダ１００は、エンジン１９０の駆動力をトルコン２を介してタイヤ１０３に伝達するトルコン駆動形式の走行駆動装置を備えていた（図２参照）。これに対して、第３の実施の形態に係るホイールローダ１００は、油圧ポンプと油圧モータとが閉回路接続されたＨＳＴ（Hydro Static Transmission）駆動形式の走行駆動装置を備えている。

図１５は、第３の実施の形態に係るホイールローダ１００の概略構成を示す図である。図１５に示すように、ホイールローダ１００は、エンジン１９０により駆動される走行用の油圧ポンプ（以下、ＨＳＴポンプ２８０と記す）と、ＨＳＴポンプ２８０に閉回路接続される油圧モータ（以下、ＨＳＴモータ２８１と記す）とを有している。ＨＳＴポンプ２８０から吐出される圧油によりＨＳＴモータ２８１が回転駆動されると、ＨＳＴモータ２８１の出力トルクは不図示のギアボックスを介して出力軸２８６に伝達される。これにより、アクスル５を介してタイヤ１０３が回転し、車両が走行する。

ＨＳＴポンプ２８０は、傾転角に応じて押しのけ容積ｑｐが変更される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧ポンプである。押しのけ容積ｑｐはポンプレギュレータ２８２により制御される。図示しないが、ポンプレギュレータ２８２は傾転シリンダと、前後進切換スイッチ２９の操作に応じて切り換わる前後進切換弁とを有する。傾転シリンダには、前後進切換弁を介して制御圧力が供給され、制御圧力に応じて押しのけ容積ｑｐが制御されるとともに、前後進切換弁の切換に応じて傾転シリンダの動作方向が制御され、ＨＳＴポンプ２８０の傾転方向が制御される。

制御圧力はエンジン回転速度の増加に比例して上昇し、制御圧力が上昇するとＨＳＴポンプ２８０の押しのけ容積ｑｐが増加する。その結果、エンジン回転速度が増加すると、ＨＳＴポンプ２８０の回転速度と押しのけ容積ｑｐの両方が増加するため（図１５（ａ）参照）、ＨＳＴポンプ２８０の吐出流量はエンジン回転速度の増加に応じて滑らかに応答性よく増大し、滑らかで力強い加速性が得られる。

ＨＳＴモータ２８１は、傾転角に応じて押しのけ容積ｑｍが変更される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧モータである。メインコントローラ２２０からモータレギュレータ２８３に傾転制御信号が出力されることで、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積（モータ容量）ｑｍが制御される。モータレギュレータ２８３は、電磁切換弁や電磁比例弁等を含む傾転制御装置である。

図１６（ａ）、図１６（ｂ）および図１６（ｃ）は、エンジン回転速度に対するＨＳＴポンプ２８０の押しのけ容積ｑｐ、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍ、および、車速Ｖの特性を示す図である。図中、Ｎｙは、ＨＳＴポンプ２８０が吐出を開始するエンジン回転速度であり、以下、吐出開始速度Ｎｙと記す。吐出開始速度Ｎｙは、ローアイドル回転速度ＮＬ以上の値に設定される（Ｎｙ≧ＮＬ）。図１６（ｂ）および図１６（ｃ）において、実線は、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍが下限値ｑｍＬに設定されているときの特性（非制限時の特性）を、太い破線は、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍが上限値ｑｍＨに設定されているときの特性(制限時の特性）の例をそれぞれ示している。

図１６（ａ）に示すように、ＨＳＴポンプ２８０の押しのけ容積ｑｐは、エンジン回転速度の上昇に応じて増加される。図１６（ｂ）に示すように、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍは、エンジン回転速度にかかわらず一定である。メインコントローラ２２０は、モータ傾転制御部（最高速度設定部）２２２を機能的に備えている（図１５参照）。モータ傾転制御部２２２は、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以上であるか否かを判定する。

基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高い場合、モータ傾転制御部２２２は、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍが上限値ｑｍＨとなるように傾転制御信号をモータレギュレータ２８３に出力する。基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１以下である場合、モータ傾転制御部２２２は、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍが下限値ｑｍＬ（＜ｑｍＨ）となるように傾転制御信号をモータレギュレータ２８３に出力する。

図１６（ｃ）は、エンジン回転速度に対する車速Ｖの特性を示す図である。非制限時では、エンジン回転速度が吐出開始速度Ｎｙ未満において、車速は０である。エンジン回転速度が吐出開始速度Ｎｙ以上Ｎｘ０未満の範囲では、ＨＳＴポンプ２８０の回転速度と押しのけ容積ｑｐの両方が増加するため（図１６（ａ）参照）、車速Ｖはエンジン回転速度の増加に応じて曲線的に滑らかに応答性よく増加し、滑らかで力強い加速性が得られる。エンジン回転速度がＮｘ０以上では押しのけ容積ｑｐが最大容積ｑｐｘであるため（図１６（ａ）参照）、車速Ｖは、エンジン回転速度の増加に応じて直線的に増加する。

本実施の形態では、図１６（ｂ）に示すように、メインコントローラ２２０からＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍを上限値ｑｍＨとするための傾転制御信号がモータレギュレータ２８３に出力されると、図１６（ｃ）に示すように、車速Ｖが低速側に制限される。つまり、図１６（ｃ）において、制限時の特性（破線）は非制限時の特性（実線）よりも下側にシフトする。これにより、最高車速がΔＶｍａｘだけ低下する。なお、ΔＶｍａｘは、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍがｑｍＬに設定されたときの最高車速ＶＨｘと、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍがｑｍＨに設定されたときの最高車速ＶＬｘとの差である（ΔＶｍａｘ＝ＶＨｘ−ＶＬｘ）。

第３の実施の形態では、エンジン１９０により駆動される可変容量型のＨＳＴポンプ２８０、および、ＨＳＴポンプ２８０と閉回路で接続され、ＨＳＴポンプ２８０から吐出される圧油によって駆動される可変容量型のＨＳＴモータ２８１を有するＨＳＴ回路を備えている。メインコントローラ２２０は、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍを大きくすることで、ホイールローダ１００の最高車速を低く制限する。

これにより、第１の実施の形態で説明した（１）と同様の作用効果に加え、次の作用効果を奏する。
（１０）メインコントローラ２２０は、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高いときに、第１閾値Ｔｔ１よりも低いときに比べて、ホイールローダ１００の最高車速を低く制限し、エンジン１９０の最高回転速度は制限しない。これにより、フロント作業装置１０２の動作速度は制限されることがないので、作業効率の向上を図ることができる。

−第３の実施の形態の変形例１−
第３の実施の形態では、メインコントローラ２２０が、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍを大きくすることで、ホイールローダ１００の最高車速を低く制限する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ＨＳＴポンプ２８０の押しのけ容積ｑｐを小さくすることで、ホイールローダ１００の最高車速を低く制限してもよい。つまり、メインコントローラ２２０は、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高い場合、ＨＳＴポンプ２８０またはＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積を変化させることで、ホイールローダ１００の最高車速を低く制限することができる。

−第３の実施の形態の変形例２−
第３の実施の形態では、ターボコントローラ１４０の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも高いときに、第１閾値Ｔｔ１よりも低いときに比べて、ホイールローダ１００の最高車速を制限し、エンジン１９０の最高回転速度は制限しない例について説明したが、本発明はこれに限定されない。エンジン１９０の最高回転速度を第１の実施の形態と同様に制限してもよいし、エンジン１９０の最高回転速度を制限し、ホイールローダ１００の最高車速を制限しないようにしてもよい。後者は、エンジン１９０の最高回転速度を低く設定した場合、最高車速が低下しないようにＨＳＴポンプ２８０の押しのけ容積ｑｐを大きくしたり、ＨＳＴモータ２８１の押しのけ容積ｑｍを小さくしたりすることで実現できる。

−第３の実施の形態の変形例３−
本発明は、エンジン１９０の駆動力をＨＳＴと機械式変速装置へパラレルに伝達し走行するハイブリッド型のＨＭＴ（Hydro-Mechanical Transmission：油圧−機械式変速装置）を備えたホイールローダ１００にも適用できる。

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）
上述した実施の形態では、メインコントローラ１２０が、エンジン１９０の最高回転速度Ｎｘおよびホイールローダ１００の最高車速のうちの少なくとも１つを制限した後、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板の基板温度Ｔｔが第１閾値Ｔｔ１よりも低くなったときに、上記制限を解除する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。エンジン１９０の冷却水温が、第１温度Ｔｗ１以下の所定温度以下になったときに、制限を解除してもよい。

（変形例２）
上述した実施の形態では、過給圧を制御する過給機５０として、排気側に開口面積を変更可能なノズルベーン機構５９を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。吸気側に開口面積を変更可能な開口面積調整機構を設け、ターボコントローラ１４０により開口面積調整機構を制御して吸入空気の流量を調整することで、過給圧を変更できるようにしてもよい。排気側および吸気側の両者に、開口面積を変更可能な開口面積調整機構を設けてもよい。なお、開口面積調整機構は、ノズルベーン機構５９に限定されない。たとえば、流量制御弁の開閉により流量を制御してもよい。

（変形例３）
上述した実施の形態では、エンジン１９０の最高回転速度および車両の最高車速のうちの少なくとも１つを制限するために用いたターボコントローラ１４０の温度として、制御基板に実装された基板温度センサ１６１で検出された基板温度Ｔｔを採用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ターボコントローラ１４０を構成する制御基板を収容するケーシングの温度をターボコントローラ１４０の温度として採用してもよい。

（変形例４）
上述した実施の形態では、ターボコントローラ１４０をエンジン１９０の冷却水で冷却する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ターボコントローラ１４０を冷却する冷却ファン（不図示）を設けてもよい。

（変形例５）
第１および第２の実施の形態では、テーブルＴｘ，Ｔｎｗ１，Ｔｎｗ２を参照して、エンジンの最高回転速度Ｎｘを設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。テーブルに代えて、関数形式で同様の特性を記憶させておいてもよい。

（変形例６）
上述した実施の形態では、本発明をホイールローダに適用する例を説明したが、ホイールショベルやフォークリフト等、他の作業車両にも本発明を同様に適用することができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

３ トランスミッション、７ 作業用ポンプ（作業用油圧ポンプ）、８ ファン用ポンプ（ファン用油圧ポンプ）、１１ ファンモータ（ファン用油圧モータ）、１３ 冷却ファン、１４ ラジエータ（熱交換器）、２０ トランスミッション制御装置（変速制御装置）、２４ 車速センサ（車速検出装置）、５０ 過給機、１００ ホイールローダ（作業車両）、１０２ フロント作業装置（作業装置）、１２０ メインコントローラ（主制御装置、変速制御装置）、１４０ ターボコントローラ（過給機制御装置）、１６１ 基板温度センサ（温度検出装置）、１６２ 冷却水温センサ（冷媒温度検出装置）、１９０ エンジン、２２０ メインコントローラ（主制御装置）、２８０ ＨＳＴポンプ（走行用油圧ポンプ）、２８１ ＨＳＴモータ（走行用油圧モータ）

Claims (7)

1. 過給圧を変更可能な可変容量式の過給機と、作業用油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される作業装置と、を備えた作業車両であって、
   前記過給機を制御する過給機制御装置と、
   前記過給機制御装置の温度を検出する温度検出装置と、
   前記過給機制御装置の温度が所定温度よりも高いときには、前記所定温度よりも低いときに比べて、エンジンの最高回転速度および前記作業車両の最高車速のうちの少なくとも１つを制限する主制御装置と、を備えていることを特徴とする作業車両。
2. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記エンジンの冷媒の温度を検出する冷媒温度検出装置を備え、
   前記主制御装置は、前記過給機制御装置の温度が前記所定温度よりも高いとき、前記冷媒の温度に基づいて、前記エンジンの最高回転速度および前記作業車両の最高車速のうちの少なくとも１つを制限することを特徴とする作業車両。
3. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記作業車両の車速を検出する車速検出装置と、
   前記車速検出装置で検出された車速がシフトアップ許可車速よりも高くなると、トランスミッションの速度段をシフトアップさせる変速制御装置と、を備え、
   前記過給機制御装置の温度が所定温度よりも高いときには、
   前記主制御装置は、前記作業車両の最高車速を下限値から上限値の間で制限し、
   前記シフトアップ許可車速は、前記作業車両の最高車速の下限値よりも低い速度に設定されていることを特徴とする作業車両。
4. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記エンジンの冷媒を冷却する熱交換器と、
   前記熱交換器の冷却風を発生する冷却ファンと、
   前記エンジンにより駆動されるファン用油圧ポンプと、
   前記ファン用油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動され、前記冷却ファンを回転させるファン用油圧モータと、を備え、
   前記過給機制御装置の温度が所定温度よりも高いときには、
   前記主制御装置は、前記エンジンの最高回転速度を下限値から上限値の間で制限し、
   前記冷却ファンの最高回転速度は、前記エンジンの最高回転速度が前記下限値に制限された場合においても保持されることを特徴とする作業車両。
5. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記エンジンにより駆動される可変容量型の走行用油圧ポンプ、および、前記走行用油圧ポンプと閉回路で接続され、前記走行用油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される可変容量型の走行用油圧モータを有するＨＳＴ回路を備え、
   前記過給機制御装置の温度が所定温度よりも高いときには、
   前記主制御装置は、前記走行用油圧ポンプまたは前記走行用油圧モータの押しのけ容積を変化させることで、前記作業車両の最高車速を制限することを特徴とする作業車両。
6. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記主制御装置は、前記過給機制御装置の温度が所定温度よりも高いときに、前記エンジンの最高回転速度および前記作業車両の最高車速のうちの少なくとも１つを制限した後、前記過給機制御装置の温度が前記所定温度以下の閾値よりも低くなったときに、前記制限を解除することを特徴とする作業車両。
7. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記主制御装置は、前記過給機制御装置の温度が所定温度よりも高いときに、前記エンジンの最高回転速度および前記作業車両の最高車速のうちの少なくとも１つを制限した後、前記エンジンの冷媒の温度が所定の冷媒温度よりも低くなったときに、前記制限を解除することを特徴とする作業車両。

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