WO2007043289A1

WO2007043289A1 - 作業車両のエンジン回転数制御装置および方法

Info

Publication number: WO2007043289A1
Application number: PCT/JP2006/318616
Authority: WO
Inventors: Yasushi Hatanaka
Original assignee: Komatsu Ltd.
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2007-04-19
Also published as: US20090247356A1; CN101283174B; JP2007107651A; DE112006002746T5; JP4800735B2; SE0800795L; CN101283174A; US8152690B2; SE533121C2; DE112006002746B4

Abstract

前後進の切り換え時に、オペレータが期待したとおりの低速速度段によるブレーキ効果が得られるようにするとともに、クラッチの容量を大きくすることなくクラッチの耐久性を高めることを解決課題とするものである作業車両のエンジン回転数制御装置である。シフトレンジレバーによって、作業に適した低速の変速範囲が選択されており、かつ、各速度段クラッチのうち、選択された変速範囲の最高速度段に対応する速度段クラッチが係合されている場合に、当該最高速度段に対応する上限車速以下になるように、エンジンの回転数を制限するスロットル量上限値が求められ、これがスロットル量修正指令信号としてエンジンコントローラに出力される。エンジンコントローラでは、トランスミッションコントローラから入力されたスロットル修正指令信号の内容、つまりスロットル量上限値と、アクセルペダルの踏み込み操作量としてのスロットル量とを対比して、いずれか小さい方のスロットル量を、修正されたスロットル量として生成し、修正されたスロットル量に応じた目標回転数が得られるように、エンジン１を制御する。

Description

明細書

作業車両のエンジン回転数制御装置および方法

技術分野

[0001] 本発明は、エンジンの動力がトランスミッションに伝達されて走行する作業車両に関し、特にエンジンの回転数を制御する装置および方法に関するものである。

背景技術

[0002] ホイールローダのエンジンの動力伝達経路には、前進クラッチ、後進クラッチ、各速度段クラッチを有したトランスミッションが設けられている。

[0003] 運転席に設けられた前後進切換えレバーが、たとえば後進走行中に前進位置に操作されると、変速指令が生成され、前進クラッチが選択されて、変速前の後進クラッチから、選択された変速後の前進クラッチに切り換えられて、エンジンの動力が、トランスミッションの選択された変速後の前進クラッチに伝達されて、駆動輪が駆動され、車両が後進走行カゝら前進走行に切り換えられる。

[0004] ホイールローダは、 Vシエープ運転で作業が行われることが多、。 Vシエープ運転とは、地山に前進して土砂を掘削し、掘削後に後進して、方向転換位置に達すると前進して土砂をホッパやダンプトラックに積込むという経路を繰り返し往復する運転のことである。

[0005] Vシエープ運転時には、ホイールローダを低速走行させて後進走行カゝら前進走行への切り換え、あるいは前進走行力後進走行への切り換えが煩雑に行われる。

[0006] Vシープ運転時のみならず、ホイールローダが積み荷を船に受け渡す作業時にも、低速走行で前後進切り換えが煩雑に行われる。

[0007] こうした低速で前後進切換えが行われる作業時には、シフトレンジレバーによって、作業に適した低速の変速範囲が選択される。たとえば、 1〜4速速度段力もなるトランスミッションを採用したホイールローダであれば、低速作業時には、低速の変速範囲のシフトレンジ「2」が選択される。シフトレンジ「2」が選択されると、 2速速度段をシフトレンジ内の最高速度段として自動変速される。

[0008] シフトレンジ「2」が選択されている場合に、車速がシフトレンジ「2」の最高速度段である 2速速度段の上限車速を超えると、トランスミッションのクラッチを保護するために、シフトレンジ内の最高速度段（2速速度段)よりも高速の速度段、たとえば 3速速度段に自動変速される。

[0009] 下記特許文献 1には、前後進切り換え時に、クラッチの係合に連動させてブレーキの制動力を発生させることによって、クラッチで発生する変速ショックを防止するという発明が記載されている。

特許文献 1 :特開平 6— 92162号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 坂道などを降坂しているときなど低速で作業が行われていないときには、シフトレンジ「2」内の最高速度段（2速速度段)よりも高速の速度段（3速速度段）に切り換えられても特に問題は生じなヽ。

[0011] しかし、 Vシエープ運転時などの作業時には、オペレータとしては、ブレーキペダルを踏むことなぐ低速速度段（2速速度段）によるブレーキ効果を期待して、前後進の切り換えを行うことが多い。速度段が低速度段であるほどトランスミッションが吸収するブレーキ効果が高くなる力もである。ブレーキ効果を期待して前後進の切り換えを行つたにもかかわらず、意に反して高速の速度段である 3速速度段にシフトアップされると、ブレーキ効果が弱まり、期待していたブレーキ効果が得られなくなる。このため車体が十分に減速しな、まま前後進切り換えが行われ、車体がオペレータの意に反した挙動を呈し、作業を効率よく行うことができな、ことがあった。

[0012] ここで、低速で前後進切り換えが行われる作業時に、シフトレンジ「2」が選択されると、ブレーキ効果を高めるために、シフトレンジ内の最高速度段（2速速度段)よりも高速の速度段（3速速度段）に自動変速させな!/、ように制御することも考えられる。しかし、作業中に車速が増加すると、 3速速度段の車速領域であるにもかかわらず、 2速速度段のままで車両が走行する状態となり、前進クラッチまたは後進クラッチの回転数が過大となってクラッチの発熱量が許容量を超える。このためクラッチの熱負荷が過大となりクラッチの耐久性に悪影響を及ぼす。これを避けるためには、過大な熱負荷に対処するためにクラッチを大容量にしなければならず、クラッチサイズが大きくなるとともにコストが増大する。

[0013] 本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、前後進の切り換え時に、ォペレータが期待したとおりの低速速度段によるブレーキ効果が得られるようにするとともに、クラッチの容量を大きくすることなくクラッチの耐久性を高めることを解決課題とするものである。

[0014] なお、上記特許文献 1記載された発明は、クラッチ係合時に、クラッチとは別のブレーキ手段によるブレーキ力を発生させるというものであり、クラッチ係合時にクラッチ自体によるブレーキ効果を高めるという本発明とは、本質的に異なるものである。

課題を解決するための手段

[0015] 第 1発明は、

エンジンの動力がトランスミッションに伝達されて走行する作業車両であって、トランスミッションは、

前進走行段を選択する前進クラッチと、

後進走行段を選択する後進クラッチと、

各速度段を選択する各速度段クラッチとを有し、

速度段の変速範囲を、選択する変速範囲選択手段と、

変速範囲選択手段によって、低速の変速範囲が選択されており、かつ、各速度段クラッチのうち、選択された変速範囲の最高速度段に対応する速度段クラッチが係合されている場合に、当該最高速度段に対応する上限車速以下になるように、ェンジンの回転数を制限するエンジン回転数制御手段と

を備え作業車両のエンジン回転数制御装置であることを特徴とする。

[0016] 第 2発明は、第 1発明において、

エンジンとトランスミッションとの間に、トルクコンバータと、当該トルクコンバータと並列にロックアップクラッチが設けられた作業車両であって、

前記エンジン回転数制御手段は、

ロックアップクラッチを非係合状態にする指示がされており、かつ、変速範囲選択手段によって、作業に適した低速の変速範囲が選択されており、かつ、各速度段クラッチのうち、選択された変速範囲の最高速度段に対応する速度段クラッチが係合している場合に、当該最高速度段に対応する上限車速以下になるように、エンジンの回転数を制限すること

を特徴とする。

[0017] 第 3発明は、第 1発明において、

作業に適した低速の変速範囲は、最高速度段を 2速速度段とする変速範囲であること

を特徴とする。

[0018] 第 4発明は、第 2発明において、

を特徴とする。

[0019] 本発明によれば、シフトレンジレバー 8によって、作業に適した低速の変速範囲（シフトレンジ「2」）が選択されており、かつ、各速度段クラッチ 21〜24のうち、選択された変速範囲（シフトレンジ「2」 )の最高速度段（2速速度段）に対応する速度段クラッチ（2速クラッチ 22)が係合されて、る場合に、当該最高速度段（2速速度段）に対応する上限車速 Ntm以下になるように、エンジン 1の回転数 Neを制限するスロットル量上限値 Smが求められ、これがスロットル量修正指令信号としてエンジンコントローラ 6 0に出力される。

[0020] たとえば前進 2速「F2」時には、車速センサ 10の現在の検出回転数 Nt (現在の車速 V)に対応するスロットル上限値 Smが図 4 (a)に示す対応関係 L1に基づいて読み出され、スロットル量修正指令信号としてエンジンコントローラ 60に出力される。ェンジンコントローラ 60では、トランスミッションコントローラ 50から入力されたスロットル修正指令信号の内容、つまりスロットル量上限値 Smと、アクセルペダル 11の踏み込み操作量としてのスロットル量 Sとを対比して、いずれか小さい方のスロットル量を、修正されたスロットル量^ として生成し、修正されたスロットル量^ に応じた目標回転数が得られるように、エンジン 1を制御する。

[0021] この結果、図 2に示すように、ホイールローダ 100が前進 2速「F2」で走行している場合には、特性 L1に従い、矢印 Aで示すごとぐ車速 Vの増加に伴いエンジン目標回転数が徐々に低下し、上限車速 Vmに達したときに、最高回転数 Nemの 87%の回転数 Nefに制限される。このため、アクセルペダル 11を 100%踏み込んでいたとしても、エンジン 1の回転数は、最高回転数 Nemの 87%に相当する回転数 Nefに制限され、車速 Vは、 2速速度段の上限車速 Vmを超えない。

[0022] このように車速 Vが 2速速度段の上限車速 Vmを超えな、ようにエンジン回転数を制御するようにしたので、 Vシエーブ運転時に、前後進選択操作レバー 7を操作して、前進走行力後進走行に切り換えたとしても、前進 2速「F2」力後進 3速「R3」にシフトアップされることなく、同じ速度段を維持したまま後進 2速「R2」へ変速されることになる。同様に Vシエープ運転時に、前後進選択操作レバー 7を操作して、後進走行力前進走行に切り換えたとしても、後進 2速「R2」力前進 3速「F3」にシフトアップされることなく、同じ速度段を維持したまま前進 2速「F2」へ変速されることになる。

[0023] これによりオペレータが期待して、る通りの、低速度段（2速速度段）によるブレーキ効果が得られ、作業を効率よぐ迅速に行うことができる。また、車速 Vが 2速速度段の上限車速 Vmを超えた状態で前進クラッチ 25および後進クラッチ 26の係合切り換えが行われるようなことがないので、クラッチに力かる熱負荷が軽減されクラッチの耐久性の向上が図られるとともに、クラッチ容量を小さくできクラッチの小型化、コスト低減が図られる。

[0024] ロックアップクラッチ 4がオフになっていることを本発明の制御開始の一条件としてもよく（第 2発明）、ロックアップクラッチ 4が設けられていない作業車両の場合などには適宜、この開始の条件を省略する実施も可能である (第 1発明）。

[0025] また、シフトレンジが「2」に位置されていることを本発明の制御開始の一条件としてもよく（第 3発明）、作業車両の種類によっては減速比などが異なり Vシヱープ運転を行うときには他のシフトレンジを使用することも考えられるため、他のシフトレンジに位置されていることをスロットル量上限制御開始の条件としてもよい。すなわち、低速で作業を行うために使用されるシフトレンジに位置されて、ることをスロットル量上限制御開始の条件とすればよ!、 (第 1発明)。

[0026] 第 5発明な、し第 8発明はそれぞれ、第 1発明な!/、し第 4発明に対応する方法の発明である。発明を実施するための最良の形態

[0027] 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

[0028] 図 1は、実施形態の作業車両のエンジン回転数制御装置の構成を示すブロックであり、ホイールローダの構成を、本発明に係る部分について示している。

[0029] 同図 1に示すように、ホイールローダ 100のエンジン 1の動力伝達経路 40には、前進走行段に対応する前進クラッチ 25、後進走行段に対応する後進クラッチ 26、各速度段に対応する速度段クラッチ、つまり 1速速度段、 2速速度段、 3速速度段、 4速速度段にそれぞれ対応する 1速クラッチ 21、 2速クラッチ 22、 3速クラッチ 23、 4速クラッチ 24を有したトランスミッション 20が設けられている。各クラッチは、湿式多板の油圧クラッチで構成されている。

[0030] ホイールローダ 100のエンジン 1の出力軸は、 PTO軸 30に連結されている。 PTO 軸 30は、トルクコンバータ 2に連結されているとともに、油圧ポンプ 3に連結されている。トルクコンバータ 2には、動力伝達経路 40に沿って並列に、トルクコンバータ 2を口ックアップするロックアップクラッチ 4が設けられている。

[0031] エンジン 1の出力の一部は、 PTO軸 30、トルクコンバータ 2またはロックアップクラッチ 4、トランスミッション 20、減速機 (ディファレンシャルギア） 5を介して駆動輪 6に伝達される。また、エンジン 1の出力の残りは、 PTO軸 30を介して油圧ポンプ 3に伝達される。これにより油圧ポンプ 3が駆動され、油圧ポンプ 3から吐出された圧油が操作弁を介して、油圧ァクチユエータに伝達され、作業機等が作動される。

[0032] トランスミッション 20の各クラッチ 21〜26に供給若しくは各クラッチ 21〜26から排出される圧油の油圧 (クラッチ圧）を制御することにより、各クラッチ 21〜26の入力側と出力側の摩擦係合力が制御される。同様にロックアップクラッチ 4に供給若しくは口ックアップクラッチ 4から排出される圧油の油圧 (クラッチ圧）を制御することにより、ロックアップクラッチ 4の入力側と出力側の摩擦係合力が制御される。トランスミッション 20 の各クラッチ 21〜26およびロックアップクラッチ 4は、トランスミッションコントローラ 50 によって、係合動作 (接続動作)、非係合動作 (切断動作)が制御される。

[0033] ホイールローダ 100の運転席には、操作位置に応じて、前進走行段 (前進クラッチ

25)あるいは後進走行段 (後進クラッチ 26)を選択する、操作手段としての前後進選択操作レバー 7が設けられて、る。

[0034] 前後進選択操作レバー 7の操作位置 (前進位置「F」、後進位置「R」 )を示す前後進位置信号は、トランスミッションコントローラ 50に入力される。

[0035] また、ホイールローダ 100の運転席には、操作位置に応じて、速度段の変速範囲を選択するシフトレンジレバー 8が設けられて!/、る。シフトレンジレバー 8の選択位置は、たとえばシフトレンジ「1」、シフトレンジ「2」、シフトレンジ「3」、シフトレンジ「4」からなる。シフトレンジ「2」は、車速に応じて 1速速度段、 2速速度段に自動的にシフトされる低速のシフトレンジ位置であり、 2速速度段を最高速度段とする。シフトレンジレバー 8の操作位置（シフトレンジ「1」、「2」、「3」、「4」）を示すシフトレンジ信号はトランスミッションコントローラ 50に入力される。 Vシエープ運転時など、前後進の切り換えが煩雑に行われる低速の作業時には、シフトレンジレバー 8は、通常、シフトレンジ「2 」に操作される。

[0036] 運転席には、モニタパネル 70が設けられている。

[0037] トランスミッションコントローラ 50は、入力された前後進位置信号、シフトレンジ信号に基づ!/、て、前後進選択操作レバー 7の現在の操作位置 (前進位置「F」または後進位置「R」）およびシフトレンジレバー 8の現在の操作位置（シフトレンジ「1」、「2」、「3」、「4」）をモニタパネル 70に表示させるための表示信号を出力して、モニタパネル 70 に同操作位置を表示させる。

[0038] トランスミッションコントローラ 50は、入力された前後進位置信号、シフトレンジ信号などに基づいて、トランスミッション 20の前進クラッチ 25、後進クラッチ 26のいずれかを選択して係合させるための前後進クラッチ圧指令信号を出力するとともに、トランスミッション 20の各速度段クラッチ 21〜24のうちのいずれかの速度段クラッチを選択して係合させるための速度段クラッチ圧指令信号を出力する。

[0039] たとえばホイールローダ 100が 2速速度段にて後進走行中（後進 2速「R2」）に、後進力も前進に切り換えるための前後進位置信号がトランスミッションコントローラ 50に入力されると、トランスミッションコントローラ 50は、前進クラッチ 25を選択するための前後進クラッチ圧指令信号を出力し、所定の油圧変化パターンに従って変速前の後進クラッチ 26のクラッチ圧を低下させるとともに、選択された変速後の前進クラッチ 25 のクラッチ圧を上昇させて、後進クラッチ 26を非係合状態にするとともに前進クラッチ 25を係合させる。これによりエンジン 1の動力は、トランスミッション 20の選択された変速後の前進クラッチ 25、減速機 5を介して駆動輪 6に伝達されて、駆動輪 6が駆動される。ホイールローダ 100は後進走行力も前進走行に切り換えられ、 2速速度段にて前進走行される (前進 2速「F2」 )。

[0040] トランスミッション 20で前進クラッチ 25、後進クラッチ 26のうちいずれかが選択されて係合されているかは、つまり実走行段が前進、後進のいずれであるかは、トランスミッシヨンコントローラ 50で現在生成されている前後進クラッチ圧指令信号に基づいて、認識することができる。同様に、トランスミッション 20で各速度段クラッチ 21〜24のうちいずれが選択されて係合されているかは、つまり実速度段が 1速速度段、 2速速度段、 3速速度段、 4速速度段のいずれであるかは、トランスミッションコントローラ 50で現在生成されてヽる速度段クラッチ圧指令信号に基づヽて、認識することができる。

[0041] ホイールローダ 100の運転席には、ロックアップクラッチ 4をオン (係合）、オフ（非係合）にするためのロックアップクラッチスィッチ 9が設けられている。 Vシエープ運転時など、前後進の切り換えが煩雑に行われる低速の作業時には、ロックアップクラッチスイッチ 9は、通常、オフに操作される。ロックアップクラッチスィッチ 9の操作信号は、トランスミッションコントローラ 50に入力される。ロックアップクラッチスィッチ 9の操作信号の内容がオフである場合には、トランスミッションコントローラ 50は、ロックアップクラツチ 4を非係合状態にするためのロックアップクラッチ圧指令信号を出力する。このためロックアップクラッチスィッチ 9がオフされて!、る限りは、エンジン 1の動力がトルクコンバータ 2、トランスミッション 20、減速機 5を介して駆動輪 6に伝達されることになる。なお、ロックアップクラッチスィッチ 9がオンされている場合には、トランスミッションコントローラ 50は、車速が所定車速以上になるとロックアップクラッチ 4を係合させるためのロックアップクラッチ圧指令信号を出力する。これによりロックアップクラッチスィッチ 9がオンされており車速が所定車速以上になっている場合には、エンジン 1の動力がロックアップクラッチ 4、トランスミッション 20、減速機 5を介して駆動輪 6に伝達されることになる。

[0042] トランスミッション 20の出力軸には、トランスミッション出力軸の回転数 Ntを検出する車速センサ 10が設けられている。車速センサ 10の検出回転数 Ntを示す信号は、トランスミッションコントローラ 50に入力される。トランスミッションコントローラ 50では、入力されたトランスミッション出力軸回転数 Ntがホイールローダ 100の車体速度 Vに変換される。

[0043] ホイールローダ 100の運転席には、アクセルペダル 11が設けられている。アクセルペダル 11は、オペレータによって踏み込み操作され、アクセルペダル 11に設けられたストロークセンサ 12によって踏み込み操作量、つまりスロットル量 Sが検出され、スロットル量 Sを示す信号がエンジンコントローラ 60に入力される。

[0044] エンジンコントローラ 60には、後述するようにトランスミッションコントローラ 50からスロットル量 Sを修正するためのスロットル修正指令信号 (スロットル量上限値 Sm)が入力される。エンジンコントローラ 60では、アクセルペダル 11の踏み込み操作量に対応するスロットル量 Sを、スロットル修正指令信号 (スロットル量上限値 Sm)によって修正して、修正されたスロットル量^ に応じた指令信号をガバナに出力し、スロットル量 S ' に応じた目標回転数が得られるように、エンジン 1を制御する。

[0045] エンジン 1は、ディーゼルエンジンであり、エンジン出力の制御は、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することで行われる。この調整は、エンジン 1の燃料噴射ポンプに付設したガバナを制御することで行われる。ガバナとしては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、スロットル量^ 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。

[0046] 図 2はエンジン 1のトルク線図を示している。図 2の横軸は、エンジン回転数 Neであり、縦軸は、エンジントルクである。

[0047] 図 2において最大トルク線で規定される領域がエンジン 1が出し得る性能を示す。

ガバナは最大トルク線を超えて排気限界とならな、ように、またエンジン回転数 Neがハイアイドル回転数を超えて過回転とならないようにエンジン 1を制御する。

[0048] ここでエンジンコントローラ 60から、スロットル量^ を 100%とする指令が出力されている場合には、エンジン 1の目標回転数は、定格点に対応する最高目標回転数 N emに設定され、ガバナは定格点とハイアィドル点とを結ぶ最高速レギュレーションライン Fem上で調速を行う。

[0049] エンジンコントローラ 60から、スロットル量^ を 87%とする指令が出力されている場合には、エンジン 1の目標回転数は、最高目標回転数 Nemの 87%に相当する回転数 Nef〖こ設定され、ガバナは、対応するレギュレーションライン Fef上で調速を行う。

[0050] エンジンコントローラ 60から、スロットル量^ を 72%とする指令が出力されている場合には、エンジン 1の目標回転数は、最高回転数 Nemの 72%に相当する回転数 Nerに設定され、ガバナは、対応するレギュレーションライン Fer上で調速を行う。

[0051] 図 3は、トランスミッションコントローラ 50で行われる処理の手順を示すフローチヤ一トである。

[0052] 図 4 (a)、 (b)は、トランスミッション出力軸回転数 Nt (rpm;車速 V)と、スロットル量上限値 Smとの対応関係 Ll、 L2を示すデータテーブルである。図 4 (a)は、ホイールローダ 100が前進 2速「F2」で走行している場合に対応する図であり、図 4 (b)は、ホィールローダ 100が後進 2速「R2」で走行している場合に対応する図である。

[0053] ここで、ホイールローダ 100は、「オーバーランプロテクト制御」を行うことを前提としている。オーバーランプロテクト制御とは、車速が、シフトレンジ内の最高速度段の上限車速を超えた場合に、トランスミッション 20のクラッチを保護するために、シフトレンジ内の最高速度段よりも更に高速の速度段に自動的にシフトアップする制御のことである。

[0054] たとえば、シフトレンジレバー 8によってシフトレンジ「2」が選択されている場合に、車速がシフトレンジ「2」の最高速度段である 2速速度段の上限車速 Vmを超えると、トランスミッション 20のクラッチを保護するために、シフトレンジ内の最高速度段（2速速度段)よりも更に高速の速度段、たとえば 3速速度段に自動的にシフトアップされる。

[0055] 本実施例では、シフトレンジレバー 8によって、作業に適した低速の変速範囲（シフトレンジ「2」）が選択されており、かつ、各速度段クラッチ 21〜24のうち、選択された変速範囲（シフトレンジ「2」 )の最高速度段（2速速度段）に対応する速度段クラッチ（ 2速クラッチ 22)が係合されている場合に、当該最高速度段（2速速度段）に対応する上限車速 Vm (出力軸回転数 Ntm)以下になるように、エンジン 1の回転数 Neを制限するスロットル量上限値 Smが求められ、これがスロットル量修正指令信号としてェンジンコントローラ 60に出力される。

[0056] すなわち、まず、シフトレンジレバー 8の操作位置を示すシフトレンジ信号に基づいて、現在のシフトレンジ力「2」であるか否かが判断される（ステップ 101)。

[0057] つぎに、トランスミッションコントローラ 50で生成された速度段クラッチ圧指令信号に基づ、て、現在選択され係合されて、る実速度段が 2速速度段（2速クラッチ 22)である力否かが判断される（ステップ 102)。

[0058] つぎに、ロックアップクラッチスィッチ 9の操作信号に基づいて、ロックアップクラッチスィッチ 9がオフがなっている力否かが判断される (ステップ 103)。

[0059] シフトレンジが「2」であり（ステップ 101の判断 YES)、かつ実速度段が 2速速度段（

2速クラッチ 22)であり（ステップ 102の判断 YES)、力つロックアップクラッチスィッチ

9がオフになっている場合には (ステップ 103の判断 YES)、「オーバーランプロテクト制御」が機能しないように、つぎのステップ 104に移行して、スロットル量上限制御が実施される。

[0060] ステップ 104では、図 4 (a)、 (b)に示すデータテーブルの内容に基づいてスロットル量上限値 Smが求められる。

[0061] まず、前後進操作レバー 7の操作位置を示す前後進位置信号「F」または「R」に基づいて、現在ホイールローダ 100が前進走行「F」している力、後進走行「R」しているかが判定される。

[0062] この結果、ホイールローダ 100が前進走行中であると判定された場合には、前進走行に対応する図 4 (a)に示す対応関係 L1が選択される。

[0063] 図 4 (a)は、横軸をトランスミッション出力軸回転数 Ntとし縦軸を前進走行時のスロットル量上限値 Smとする対応関係 L1を示している。

[0064] 横軸の回転数 NtlD〜回転数 Ntmの範囲（車速 Vで 12km/h〜13km/h)は、前進 2 速「F2」で走行して!/、る場合の 2速速度段がカバーする車速領域を示して、る。前進 2速「F2」で走行している場合には、 2速速度段の上限車速 Vmは、 13km/hであり、仮に車速 Vが実際に上限車速 Vmを超えるとオーバーランプロテクト制御が機能して、より高速に対応した 3速速度段に自動的にシフトアップされることになる。

[0065] 図 4 (a)に示すように、対応関係 L1は、横軸の回転数 NtlD〜回転数 Ntmの範囲（車速 Vで 12km/h〜 13km/h)で、車速 Vの増加に伴、スロットル量上限値 Smが 100 %力徐々に低下して上限車速 Vmに達するとスロットル量上限値 Smが 87%になるという特性 L1となっている。なお車速 Vの増加に伴いスロットル量上限値 Smを徐々に低下させる特性としたのは、急な変化によるショックの発生を避けるためである。場合によっては、 2速速度段がカバーする速度領域全域（回転数 NtlD〜回転数 Ntmの範囲（車速 Vで 12km/h〜13km/h) )でスロットル量上限値 Smを 87%とする実施も可能である。

[0066] これにより、アクセルペダル 11を 100 %まで踏み込んでスロットル量 Sが 100 %になつたとしてもスロットル上限値 Smによってスロットル量 Sが修正されて、制限されたスロットル量^ が得られることになる。たとえばアクセルペダル 11を 100%踏み込んだとしても車速 Vが上限車速 Vmになっていれば、 87%のスロットル量^ 、つまり最大目標回転数 Nemの 87%の回転数 Nefにエンジン回転数 Neが制限されて、車速 Vは 2 速速度段の上限車速 Vmを超えなヽ。

[0067] このように前進 2速「F2」時には、車速センサ 10の現在の検出回転数 Nt (現在の車速 V)に対応するスロットル上限値 Smが図 4 (a)に示す対応関係 L1に基づいて読み出され、スロットル量修正指令信号としてエンジンコントローラ 60に出力される。

[0068] 同様に、ホイールローダ 100が後進走行中であると判定された場合には、後進走行に対応する図 4 (b)に示す対応関係 L2が選択される。

[0069] 図 4 (b)は、横軸をトランスミッション出力軸回転数 Ntとし縦軸を後進走行時のスロットル量上限値 Smとする対応関係 L2を示して、る。

[0070] 横軸の回転数 NtrO〜回転数 Ntmの範囲（車速 Vで 12km/h〜13km/h)は、後進 2速「R2」で走行して!/、る場合の 2速速度段がカバーする車速領域を示して、る。後進 2速「R2」で走行している場合には、 2速速度段の上限車速 Vmは、 13km/hであり、仮に車速 Vが実際に上限車速 Vmを超えるとオーバーランプロテクト制御が機能して、より高速に対応した 3速速度段に自動的にシフトアップされることになる。

[0071] 図 4 (b)に示すように、対応関係 L2は、横軸の回転数 NtrO〜回転数 Ntmの範囲（車速 Vで 12km/h〜 13km/h)で、車速 Vの増加に伴、スロットル量上限値 Smが 10 0%力徐々に低下して上限車速 Vmに達するとスロットル量上限値 Smが 72%になると、う特性 L2となって!/、る。なお車速 Vの増加に伴!、スロットル量上限値 Smを徐々に低下させる特性としたのは、急な変化によるショックの発生を避けるためである。場合によっては、 2速速度段がカバーする速度領域全域（回転数 NtrO〜回転数 Ntmの範囲（車速 Vで 12km/h〜13km/h) )でスロットル量上限値 Smを 72%とする実施も可能である。

[0072] これにより、アクセルペダル 11を 100%踏み込んでスロットル量 Sが 100%になっていても、スロットル上限値 Smによってスロットル量 Sが修正されて、制限されたスロットル量^ が得られることになる。たとえばアクセルペダル 11を 100%踏み込んだとしても車速 Vが上限車速 Vmになっていれば、 72%のスロットル量^ 、つまり最大目標回転数 Nemの 72%の回転数 Nerにエンジン回転数 Neが制限されて、車速 Vは、 2 速速度段の上限車速 Vmを超えなヽ。

[0073] このように後進 2速「R2」時には、車速センサ 10の現在の検出回転数 Nt (現在の車速 V)に対応するスロットル上限値 Smが図 4 (b)に示す対応関係 L2に基づいて読み出され、スロットル量修正指令信号としてエンジンコントローラ 60に出力される (ステツプ 104)。

[0074] つぎに、上述したステップ 104のスロットル量上限制御を解除する条件が成立している力否かが判断される。

[0075] すなわち、シフトレンジレバー 8の操作位置を示すシフトレンジ信号に基づいて、現在のシフトレンジが「2」以外である力否かが判断される（ステップ 105)。

[0076] つぎに、トランスミッションコントローラ 50で生成されたクラッチ圧指令信号に基づいて、現在選択され係合されて、る実速度段が 2速速度段（2速クラッチ 22)以外であるか否かが判断される（ステップ 106)。

[0077] つぎに、ロックアップクラッチスィッチ 9の操作信号に基づいて、ロックアップクラッチスィッチ 9がオンになっている力否かが判断される (ステップ 107)。

[0078] シフトレンジが「2」以外であるか (ステップ 105の判断 YES)、または実速度段が 2 速速度段（2速クラッチ 22)以外であるか (ステップ 106の判断 YES)、またはロックァップクラッチスィッチ 9がオンになっている場合には (ステップ 107の判断 YES)、スロットル量上限制御が解除される。 [0079] エンジンコントローラ 60では、トランスミッションコントローラ 50から入力されたスロットル修正指令信号の内容、つまりスロットル量上限値 Smと、アクセルペダル 11の踏み込み操作量としてのスロットル量 Sとを対比して、、ずれか小さ!/、方のスロットル量を、修正されたスロットル量^ として生成し、修正されたスロットル量^ に応じた目標回転数が得られるように、エンジン 1を制御する。

[0080] この結果、図 2に示すように、ホイールローダ 100が前進 2速「F2」で走行している場合には、特性 L1に従い、矢印 Aで示すごとぐ車速 Vの増加に伴いエンジン目標回転数が徐々に低下し、上限車速 Vmに達したときに、最高目標回転数 Nemの 87% の回転数 Nefに制限される。このため、アクセルペダル 11を 100%踏み込んでいたとしても、エンジン 1の回転数は、最高回転数 Nemの 87%に相当する回転数 Nefに制限され、車速 Vは、 2速速度段の上限車速 Vmを超えない。

[0081] また、ホイールローダ 100が後進 2速「R2」で走行している場合には、特性 L2に従い、矢印 Bで示すごとぐ車速 Vの増加に伴いエンジン目標回転数が徐々に低下し、上限車速 Vmに達したときに、最高目標回転数 Nemの 72%の回転数 Nerに制限される。このため、アクセルペダル 11を 100%踏み込んでいたとしても、エンジン 1の回転数は、最高回転数 Nemの 72%に相当する回転数 Nerに制限され、車速 Vは、 2速速度段の上限車速 Vmを超えなヽ。

[0082] このように車速 Vが 2速速度段の上限車速 Vmを超えな、ようにエンジン回転数を制御するようにしたので、 Vシエーブ運転時に、前後進選択操作レバー 7を操作して、前進走行力後進走行に切り換えたとしても、前進 2速「F2」力後進 3速「R3」にシフトアップされることなく、同じ速度段を維持したまま後進 2速「R2」へ変速されることになる。同様に Vシエープ運転時に、前後進選択操作レバー 7を操作して、後進走行力前進走行に切り換えたとしても、後進 2速「R2」力前進 3速「F3」にシフトアップされることなく、同じ速度段を維持したまま前進 2速「F2」へ変速されることになる。

[0083] これによりオペレータが期待して、る通りの、低速度段（2速速度段）によるブレーキ効果が得られ、作業を効率よぐ迅速に行うことができる。また、車速 Vが 2速速度段の上限車速 Vmを超えた状態で前進クラッチ 25および後進クラッチ 26の係合切り換えが行われるようなことがないので、クラッチに力かる熱負荷が軽減されクラッチの耐久性の向上が図られるとともに、クラッチ容量を小さくできクラッチの小型化、コスト低減が図られる。

[0084] なお、上述した実施例では、ロックアップクラッチ 4がオフになっていることをスロットル量上限制御開始の一条件として、るが、ロックアップクラッチ 4が設けられてヽなヽ作業車両の場合などには適宜、この開始の条件を省略する実施も可能である。

[0085] また、上述した実施例では、シフトレンジが「2」に位置されて!、ることをスロットル量上限制御開始の一条件としているが、作業車両の種類によって減速比などが異なり Vシエープ運転を行うときには他のシフトレンジを使用することも考えられるため、他のシフトレンジに位置されて、ることをスロットル量上限制御開始の条件としてもよ!/、。すなわち、低速で作業を行うために使用されるシフトレンジに位置されていることをスロットル量上限制御開始の条件とすればよい。

[0086] また、実施例では、作業車両としてホイールローダを想定して説明したが、本発明は、トランスミッションが設けられた作業車両であれば、フォークリフトなどの他の作業車両にも同様にして適用することができる。

図面の簡単な説明

[0087] [図 1]図 1は、実施例の作業車両のエンジン回転数制御装置の構成を示すブロック図であり、ホイールローダの構成を、本発明に係る部分について示した図である。

[図 2]図 2は、エンジンのトルク線図を示した図である。

[図 3]図 3は、実施例のコントローラで行われる処理内容を示すフローチャートである。

[図 4]図 4 (a)、 (b)は、スロットル上限制御に用いられるスロットル上限値の記憶データを示した図である。

Claims

請求の範囲

[1] エンジンの動力がトランスミッションに伝達されて走行する作業車両であって、

トランスミッションは、

前進走行段を選択する前進クラッチと、

後進走行段を選択する後進クラッチと、

各速度段を選択する各速度段クラッチとを有し、

速度段の変速範囲を、選択する変速範囲選択手段と、

を備えたことを特徴とする作業車両のエンジン回転数制御装置。

[2] エンジンとトランスミッションとの間に、トルクコンバータと、当該トルクコンバータと並列にロックアップクラッチが設けられた作業車両であって、

前記エンジン回転数制御手段は、

ロックアップクラッチを非係合状態にする指示がされており、かつ、変速範囲選択手段によって、低速の変速範囲が選択されており、かつ、各速度段クラッチのうち、選択された変速範囲の最高速度段に対応する速度段クラッチが係合している場合に、当該最高速度段に対応する上限車速以下になるように、エンジンの回転数を制限すること

を特徴とする請求項 1記載の作業車両のエンジン回転数制御装置。

[3] 低速の変速範囲は、最高速度段を 2速速度段とする変速範囲であること

[4] 低速の変速範囲は、最高速度段を 2速速度段とする変速範囲であること

を特徴とする請求項 2記載の作業車両のエンジン回転数制御装置。

[5] エンジンの動力がトランスミッションに伝達されて走行する作業車両に適用される方法であって、

低速の変速範囲が選択されており、かつ、各速度段クラッチのうち、選択された変速範囲の最高速度段に対応する速度段クラッチが係合されている場合に、当該最高速度段に対応する上限車速以下になるように、エンジンの回転数を制限することを特徴とする作業車両のエンジン回転数制御方法。

[6] エンジンとトランスミッションとの間に、トルクコンバータと、当該トルクコンバータと並列にロックアップクラッチが設けられた作業車両に適用される方法であって、

ロックアップクラッチを非係合状態にする指示がされており、かつ、低速の変速範囲が選択されており、かつ、各速度段クラッチのうち、選択された変速範囲の最高速度段に対応する速度段クラッチが係合してヽる場合に、当該最高速度段に対応する上限車速以下になるように、エンジンの回転数を制限すること

を特徴とする請求項 5記載の作業車両のエンジン回転数制御方法。

[7] 作業に適した低速の変速範囲は、最高速度段を 2速速度段とする変速範囲であること

[8] 作業に適した低速の変速範囲は、最高速度段を 2速速度段とする変速範囲であること

を特徴とする請求項 6記載の作業車両のエンジン回転数制御方法。