WO2010147151A1 - 産業車両のエンジン回転数制御装置 - Google Patents

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WO2010147151A1
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engine speed
engine
braking force
clutch
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幸次 兵藤
正規 吉川
青木　忠義
克太 原
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日立建機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an engine speed control device for industrial vehicles such as wheel loaders.
  • the clutch cut-off device described above can be controlled only in either the engaged state or the released state of the forward / reverse clutch, the industrial vehicle moves smoothly before and after the clutch releasing operation. There is a risk that it will disappear. For this reason, the operator may perform a work of loading earth and sand on the dump truck by setting so as not to perform the clutch cutoff. However, if the work such as loading earth and sand on the dump truck without performing the clutch cutoff is performed, it is necessary to decelerate and stop the wheel loader 100 against the increased driving force due to the increase in the engine speed. The fuel consumption and the burden on the brake part will increase.
  • an engine speed control device for an industrial vehicle includes an approach detector for detecting an approach to an approach target of the industrial vehicle, and an approach target of the industrial vehicle by the approach detector. And an engine speed controller that suppresses the upper limit of the engine speed when an approach to an object is detected.
  • the approach detector includes a forward clutch provided in the transmission of the engine of the industrial vehicle, and When it is determined that the braking force of the industrial vehicle is greater than or equal to a predetermined braking force, it is preferable to detect that the industrial vehicle has approached the approach target.
  • the approach detector includes a forward clutch provided in the transmission of the engine of the industrial vehicle, and When it is determined that the traveling speed of the industrial vehicle is equal to or lower than the predetermined speed and the braking force of the industrial vehicle is equal to or higher than the predetermined braking force, it is preferable to detect that the industrial vehicle has approached the approach target.
  • the approach detector includes a forward clutch provided in the transmission of the engine of the industrial vehicle, and When it is determined that the height of the work implement device provided on the industrial vehicle is greater than or equal to a predetermined height and the braking force of the industrial vehicle is greater than or equal to the predetermined braking force, the industrial vehicle approaches the approach target. It is preferable to detect that According to the fifth aspect of the present invention, in the engine speed control device for an industrial vehicle according to any one of the first to fourth aspects, the approach detector acquires information related to the magnitude of the braking force of the industrial vehicle.
  • the engine speed suppression means includes a braking force information acquisition unit configured to perform an engine rotation speed suppression unit based on the information acquired by the braking force information acquisition unit so that the upper limit of the engine rotation speed decreases as the braking force increases. It is preferable to suppress the upper limit of the rotational speed.
  • the engine speed suppression means has a predetermined braking force based on the information acquired by the braking force information acquisition unit. When it is determined that the braking force is less than the predetermined braking force, the upper limit of the engine speed is not suppressed.
  • the engine speed control device for an industrial vehicle further includes a clutch for connecting / releasing a power source and a driving wheel.
  • the engine speed controller selects whether the clutch cut-off valve is not driven. In this state, it is preferable to suppress the upper limit of the engine speed.
  • the approach detector detects the industrial vehicle.
  • the clutch is preferably released by the clutch cutoff valve.
  • the fuel consumption and the load on the brake can be suppressed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a wheel loader 100.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a transmission 3. It is a figure which shows the relationship between torque converter speed ratio e and speed stage. It is a figure shown about V shape loading. It is a figure explaining the state of the wheel loader 100 at the time of loading in dump trucks, such as earth and sand. It is a figure which shows the relationship between the brake fluid pressure Plb and the engine maximum rotation speed limit Rlim. It is a figure which shows the target engine speed with respect to the depression amount of the accelerator pedal.
  • FIG. 1 is a side view of a wheel loader that is an example of an industrial vehicle to which the engine speed control device according to the present embodiment is applied.
  • the wheel loader 100 includes an arm 111, a front body 110 having a bucket 112 as a work implement device, a tire 113, and the like, and a rear body 120 having an operator cab 121, an engine compartment 122, a tire 123, and the like.
  • the arm 111 rotates up and down (up and down) by driving the arm cylinder 114, and the bucket 112 rotates up and down (dump or cloud) by driving the bucket cylinder 115.
  • the front vehicle body 110 and the rear vehicle body 120 are rotatably connected to each other by a center pin 101, and the front vehicle body 110 is refracted left and right with respect to the rear vehicle body 120 by expansion and contraction of a steering cylinder (not shown).
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the wheel loader 100.
  • the output shaft of the engine 1 is connected to an input shaft (21 in FIG. 3) of the torque converter 2 (hereinafter referred to as torque converter), and the output shaft (22 in FIG. 3) of the torque converter 2 is connected to the transmission 3.
  • the torque converter 2 is a fluid clutch including a known impeller, turbine, and stator, and the rotation of the engine 1 is transmitted to the transmission 3 via the torque converter 2.
  • the transmission 3 has a hydraulic clutch that changes the speed stage from the first speed to the fourth speed, and the rotation of the output shaft of the torque converter 2 is changed by the transmission 3.
  • the rotation after the shift is transmitted to the tires 113 and 123 via the propeller shaft 4 and the axle 5, and the wheel loader travels.
  • the axle 5 is provided with a brake portion 5a for decelerating and stopping the wheel loader 100.
  • brake fluid operating oil
  • the brake valve 32 is a pressure reducing valve that reduces the pressure oil supplied from the hydraulic oil pressure source 30 to a pressure corresponding to the compression force of the spring 32a.
  • the brake pedal 31 provided in the cab 121 is depressed by the operator, the spring 32a is compressed according to the depression force of the brake pedal 31. Therefore, the brake valve 32 reduces the pressure oil supplied from the hydraulic oil pressure source 30 to a pressure corresponding to the depression force of the brake pedal 31.
  • the brake valve 32 reduces the pressure of the hydraulic oil so that the higher the compression force of the spring 32a (that is, the depression force of the brake pedal 31) is, the higher the hydraulic oil is supplied to the brake unit 5a.
  • Reference numeral 34 denotes a hydraulic oil tank.
  • a working hydraulic pump (not shown) is driven by the engine 1, and oil discharged from the hydraulic pump is guided to a working actuator (for example, the arm cylinder 114) via a directional control valve (not shown).
  • the direction control valve is driven by operating an operation lever (not shown), and can drive an actuator according to the operation amount of the operation lever.
  • the torque converter 2 has a function of increasing the output torque with respect to the input torque, that is, a function of setting the torque ratio to 1 or more.
  • Nt / Ni the ratio of the rotational speed Ni of the input shaft 21 of the torque converter 2 to the rotational speed Nt of the output shaft 22
  • the torque converter speed ratio e decreases.
  • the vehicle can travel with a larger travel driving force (traction force).
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the transmission 3.
  • the transmission 3 includes a plurality of clutch shafts SH1 to SH3, an output shaft SH4, a plurality of gears G1 to G13, a forward hydraulic clutch (forward clutch) 18, a reverse hydraulic clutch (reverse clutch) 19, and first to fourth gears.
  • the hydraulic clutches 18, 19, C1 to C4 are engaged or released by pressure oil (clutch pressure) supplied via the transmission control device 20. That is, the clutches 18, 19, and C1 to C4 are engaged when the clutch pressure supplied to the hydraulic clutches 18, 19, and C1 to C4 increases, and are released when the clutch pressure decreases.
  • the output shaft 22 of the torque converter 2 is connected to the clutch shaft SH1, and both ends of the output shaft SH4 are connected to the axle 5 on the front and rear sides of the vehicle via the propeller shaft 4 shown in FIG.
  • the forward clutch 18 and the first speed clutch C1 are in an engaged state, and the other clutches 19, C2 to C4 are in a released state.
  • the gear G1 and the clutch shaft SH1 rotate together, and the gear G6 and the clutch shaft SH2 rotate together.
  • the output torque of the engine 1 is as shown by a thick line in FIG. 3.
  • the clutch C1 for the first speed is released by the clutch pressure supplied via the transmission control device 20, and the clutch C2 for the second speed is engaged.
  • the output torque of the engine 1 is applied to the input shaft 21, the output shaft 22, the clutch shaft SH1, the forward clutch 18, the gears G1, G3, G7, the second speed clutch C2, the clutch shaft SH2, and the gears G8, G12 of the torque converter 2. And transmitted to the output shaft SH4 through the second speed.
  • Shifts other than 1st to 2nd that is, 2nd to 3rd, 3rd to 4th, 4th to 3rd, 3rd to 2nd, 2nd to 1st, shift the clutches C1 to C4 in the same way It is done by controlling.
  • torque converter speed ratio reference control that shifts when the torque converter speed ratio e reaches a predetermined value
  • vehicle speed reference control that shifts when the vehicle speed reaches a predetermined value.
  • the speed stage of the transmission 3 is controlled by torque converter speed ratio reference control.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the torque converter speed ratio e and the speed stage.
  • the torque converter speed ratio e increases, and the torque converter speed ratio e becomes equal to or greater than the predetermined value eu, the speed stage is shifted up by one stage.
  • the torque converter speed ratio e becomes e1 (ed ⁇ e1 ⁇ eu).
  • the torque converter speed ratio e becomes e2 (ed ⁇ e2 ⁇ eu).
  • the predetermined values eu and ed are set in the controller 10 in advance.
  • the controller 10 shown in FIG. 2 includes an arithmetic processing unit having a CPU, ROM, RAM, and other peripheral circuits.
  • the controller 10 includes a pedal operation amount detector 12 a that detects the operation amount of the accelerator pedal 12, a rotation number detector 14 that detects the rotation number Ni of the input shaft 21 of the torque converter 2, and the rotation of the output shaft 22 of the torque converter 2.
  • a rotational speed detector 15 that detects the number Nt and a vehicle speed detector 16 that detects the rotational speed of the output shaft of the transmission 3, that is, the vehicle speed v, are connected.
  • the controller 10 includes a forward / reverse selector switch 7 for instructing forward / reverse travel of the vehicle, a shift switch 8 for instructing a maximum speed step between 1st to 4th speeds, and whether or not to perform clutch cutoff (described later)
  • a clutch cut-off selection switch 9 to be selected is connected to a speed change means switching device 35 for switching whether the speed change in the transmission 3 is performed automatically or manually.
  • the controller 10 is connected to a pedal operation amount detector 31a that detects the operation amount of the brake pedal 31 and a pressure sensor 33 that detects the pressure of hydraulic oil supplied to the brake unit 5a.
  • the controller 10 controls the rotation speed (the number of rotations) of the engine 1 according to the operation amount of the accelerator pedal 12.
  • the controller 10 determines that the hydraulic oil pressure (brake hydraulic pressure Plb) detected by the pressure sensor 33 is a predetermined value (brake hydraulic pressure). When the cut-off threshold value Ps) is exceeded, a control signal (cut-off signal) for releasing (cut-off) the forward / reverse clutches 18 and 19 is output to the transmission control device 20.
  • the clutch cut-off valve 17 (FIG. 2) provided in the transmission control device 20 decreases the clutch pressure of the clutches 18 and 19. As a result, the clutches 18 and 19 are disengaged, and transmission of travel driving force (hereinafter simply referred to as driving force) is interrupted.
  • clutch cutoff When the clutches 18 and 19 are released and the connection between the engine driving the input shaft 21 of the torque converter 2 and the propeller shaft 4 connected to the output shaft SH4 of the transmission 3 is cut off, this is referred to as clutch cutoff.
  • the controller 10 does not exceed the brake hydraulic pressure cutoff threshold Ps even if the brake hydraulic pressure Plb detected by the pressure sensor 33 exceeds the brake hydraulic pressure cutoff threshold Ps. Does not output a cut-off signal. Therefore, when the clutch cutoff selection switch 9 is selected so as not to perform the clutch cutoff, the above-described clutch cutoff is not performed.
  • FIG. 5 is a diagram showing V-shape loading, which is one of the methods for loading earth and sand into a dump truck.
  • V shape loading first, the wheel loader 100 is moved forward as shown by an arrow a to scoop soil and the like, and then the wheel loader 100 is once moved backward as shown by an arrow b. Then, the wheel loader 100 is advanced toward the dump truck as indicated by an arrow c, and the scooped earth and sand is loaded on the dump truck, and the wheel loader 100 is moved back to the original position as indicated by an arrow d. .
  • the operator sets the maximum speed stage to two stages by the shift switch 8.
  • the speed change unit 35 is set so that the speed change in the transmission 3 is manually performed and the speed stage is fixed to the second speed.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the state of the wheel loader 100 when loading earth or sand or the like onto a dump truck indicated by an arrow c in FIG.
  • an initial stage when approaching (approaching) a dump truck as an approaching object and a stage of accelerating the wheel loader 100 is referred to as an initial stage of approach.
  • the middle stage when approaching the dump truck from the start of deceleration of the wheel loader 100 to the stop of the wheel loader 100, is referred to as a middle approach stage.
  • the stage from when the wheel loader 100 is stopped until the earth and sand in the bucket 112 is completely released to the dump truck is referred to as an approach late stage.
  • the accelerator pedal 12 In the initial stage of the approach, the accelerator pedal 12 is fully depressed to accelerate the wheel loader 100 and raise the bucket 112. In the middle of the approach, the accelerator pedal 12 is depressed to the maximum to raise the bucket 112, but the brake pedal 31 is also gradually depressed to decelerate the wheel loader 100. In the second half of the approach, the brake pedal 31 is depressed to the maximum to keep the wheel loader 100 stopped.
  • the clutch cutoff selection switch 9 is selected so as to perform the clutch cutoff, the clutch cutoff is performed as described above by the depression of the brake pedal 31 by the operator in the middle of the approach.
  • the input power to the torque converter 2 (the input torque to the torque converter 2 ⁇ the rotation speed of the input shaft 21) becomes a power loss. Therefore, the power loss in the torque converter 2 is reduced and the fuel consumption can be reduced.
  • the driving force of the wheel loader 100 may be suddenly reduced to induce pitching of the wheel loader 100.
  • the pitch of the bucket 112 tends to be larger because the position of the bucket 112 is high.
  • the clutch cut-off selection switch 9 is selected so as not to perform the clutch cut-off, and the above-described clutch There may be no cut-off.
  • the clutch cut-off selection switch 9 is selected so as not to perform the clutch cut-off, and the vehicle is approaching a dump truck or the like for loading earth and sand. Is detected as described later, the upper limit of the rotational speed of the engine 1, that is, the rotational speed of the input shaft 21 of the torque converter 2 is suppressed, that is, the maximum rotational speed of the engine 1 is limited (reduced). I have to.
  • the controller 10 determines whether the braking force in the brake unit 5a (for example, according to the brake fluid pressure Plb detected by the pressure sensor 33) is as shown in FIG.
  • the maximum rotational speed of the engine 1 is limited as shown in FIG. That is, when it is determined that the clutch cutoff selection switch 9 is selected so as not to perform the clutch cutoff and the brake fluid pressure Plb exceeds the predetermined pressure value P1, the controller 10 loads the earth and sand. It is determined that the vehicle is approaching the dump truck or the like, and until the predetermined pressure value P2 that is higher than the pressure value P1, the maximum engine speed limit speed increases as the brake fluid pressure Plb detected by the pressure sensor 33 increases. Rrim is gradually decreased.
  • the controller 10 determines the engine maximum rotation speed limit Rlim. Set to L (%). Even if the clutch cutoff selection switch 9 is selected so as not to perform the clutch cutoff, the controller 10 determines that the brake hydraulic pressure Plb is equal to or lower than the predetermined pressure value P1, and the controller 10
  • the limit value (maximum engine speed limit Rlim) is not limited.
  • the pressure value P2 is, for example, a brake fluid pressure that generates a braking force that can maintain the vehicle speed of the wheel loader 100 at a speed when a person walks even when the accelerator pedal 12 is fully depressed.
  • the pressure value P2 is, for example, a brake fluid pressure that generates a braking force that can maintain the vehicle speed of the wheel loader 100 at, for example, 3 km / h or less when the accelerator pedal 12 is fully depressed.
  • the pressure value P1 is, for example, about 50% of the pressure value P2.
  • L is set to about 70 to 85% of the rotation speed when the engine maximum rotation speed limit Rlim is not limited (100%).
  • FIG. 8 is a diagram showing the target engine speed with respect to the depression amount of the accelerator pedal 12.
  • the engine maximum speed limit Rlim is not limited (“no limit” in the figure)
  • the low engine idle speed (Lo (min)) in which the target engine speed is the minimum speed according to the depression amount of the accelerator pedal 12.
  • Hi (max) high idle
  • the target engine speed increases from Lo (min) as the amount of depression of the accelerator pedal 12 increases. Is a value obtained by multiplying Hi (max) by 100% of L (L / 100).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a torque curve of the engine 1 that can be used as a driving force of the wheel loader 100 when the bucket 112 is raised, and a curve of an input torque to the torque converter 2.
  • the intersection of the torque curve of the engine 1 and the input torque curve of the torque converter 2 is the input torque that is actually input to the torque converter 2 for traveling of the wheel loader 100.
  • the torque input to the torque converter 2 increases in proportion to the square of the rotational speed Ni (that is, the rotational speed of the engine 1) of the input shaft 21 of the torque converter 2. Accordingly, when the engine maximum rotation speed limit Rlim is limited, the input torque to the torque converter 2 is reduced as compared with the case where the engine maximum speed limit Rlim is not limited. That is, in FIG. 9, the intersection of the torque curve of the engine 1 and the input torque curve of the torque converter 2 moves to the lower left.
  • the input power to the torque converter 2 (that is, the output of the engine 1) is represented by the product of the input torque to the torque converter 2 and the rotational speed Ni of the input shaft 21 (that is, the rotational speed of the engine 1).
  • the power loss in the torque converter 2 is expressed by the following equation (1).
  • (Power loss) (Input power to torque converter 2) ⁇ (1- ⁇ ) (1)
  • ⁇ is the power transmission efficiency in the torque converter 2.
  • the maximum engine speed limit Rlim when the maximum engine speed limit Rlim is limited, the input power to the torque converter 2 is reduced and the power loss in the torque converter 2 is reduced as compared with the case where the engine maximum speed limit Rlim is not limited. Further, when the engine maximum rotation speed limit Rlim is limited, the driving force when approaching the dump truck is suppressed as compared with the case where the engine maximum speed limit Rlim is not limited, so that the load on the brake unit 5a can be reduced. The temperature rise of the part 5a can be suppressed, and consumption of each part of the brake part 5a can be suppressed.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the rotational speed control process of the engine 1 in the wheel loader 100 of the present embodiment.
  • an ignition switch (not shown) of the wheel loader 100 is turned on, a program for performing the processing shown in FIG. 10 is started and repeatedly executed by the controller 10.
  • step S1 information on the brake fluid pressure Plb detected by the pressure sensor 33 is acquired, and the process proceeds to step S3.
  • step S3 it is determined whether or not the clutch cutoff selection switch 9 is selected so as to perform clutch cutoff.
  • step S3 If a negative determination is made in step S3, the process proceeds to step S5, and it is determined whether or not the brake fluid pressure Plb acquired in step S1 exceeds a predetermined pressure value P1. If an affirmative determination is made in step S5, the process proceeds to step S7, and it is determined whether or not the brake fluid pressure Plb acquired in step S1 exceeds a predetermined pressure value P2. If an affirmative determination is made in step S7, the process proceeds to step S9, the engine maximum rotation speed limit Rlim is set to a value obtained by multiplying Hi (max) by L per hundred, and the process proceeds to step S11. In step S11, information on the operation amount of the accelerator pedal 12 detected by the pedal operation amount detector 12a is acquired, and the process proceeds to step S13.
  • step S13 based on the operation amount of the accelerator pedal 12 acquired in step S11, a target engine rotation speed when the engine maximum rotation speed limit Rlim is not limited is calculated.
  • the ROM of the controller 10 stores information on the relationship between the depression amount of the accelerator pedal 12 and the target engine speed when the engine maximum speed limit speed Rlim is not limited, as shown in FIG. .
  • step S13 based on the information stored in the ROM and the operation amount of the accelerator pedal 12 acquired in step S11, a target engine rotation speed when the engine maximum rotation speed limit Rlim is not limited is calculated.
  • step S13 the process proceeds to step S15, and it is determined whether or not the target engine speed calculated in step S13 is equal to or higher than the engine maximum rotation speed limit Rlim. If an affirmative determination is made in step S15, the process proceeds to step S17, where the target engine speed is set to the engine maximum rotation speed limit Rlim, a control signal is output to the engine 1, and the process returns. If a negative determination is made in step S15, the process proceeds to step S19, and a control signal is output to the engine 1 so as to rotate at the target engine speed calculated in step S13, and the process returns.
  • step S7 If a negative determination is made in step S7, the process proceeds to step S21, where the engine maximum rotation speed limit Rlim is set to a value corresponding to the brake fluid pressure Plb acquired in step S1, that is, as shown in FIG.
  • the speed limit Rlim is set between 100 (%) (that is, Hi (max)) and L (%) according to the brake fluid pressure Plb, and the process proceeds to step S11.
  • step S5 If a negative determination is made in step S5, the process proceeds to step S23, the engine maximum rotation speed limit Rlim is set to Hi (max), and the process proceeds to step S11.
  • step S3 determines whether or not the brake fluid pressure Plb acquired in step S1 exceeds the brake fluid pressure cutoff threshold Ps described above. If an affirmative determination is made in step S25, the process proceeds to step S27, the above-described cut-off signal is output to the transmission control device 20, and the process proceeds to step S23. If a negative determination is made in step S25, the process proceeds to step S23.
  • the following operational effects can be achieved.
  • the clutch load is not cut off to prevent pitching associated with the clutch cutoff, and the wheel loader 100 can be smoothly moved.
  • the power loss in the torque converter 2 and the burden on the brake part 5a caused by performing the clutch cutoff can be reduced.
  • the maximum engine speed limit Rlim is gradually decreased as the brake fluid pressure Plb detected by the pressure sensor 33 increases. As a result, it is possible to prevent a sudden decrease in the ascending speed of the bucket 112 and a drastic decrease in the traveling driving force of the wheel loader 100 when loading earth and sand on the dump truck. Uncomfortable feeling and pitching of the wheel loader 100 can be suppressed.
  • the engine maximum rotation speed limit Rlim is suppressed only when the brake fluid pressure Plb detected by the pressure sensor 33 exceeds a predetermined pressure value P1. As a result, the engine maximum rotation speed limit Rlim is not suppressed by a slight speed adjustment by a brake operation or the like, so that the influence on the ascending speed of the bucket 112 and the traveling driving force of the wheel loader 100 is kept to a minimum. And does not reduce work efficiency.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a first modification of the operation of the rotational speed control process of the engine 1 in the wheel loader 100 of the present embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 11 is different from the flowchart shown in FIG. 10 in that step S31 is added between step S3 and step S5.
  • step S31 it is determined in step S31 whether or not the traveling speed of the wheel loader 100 is equal to or lower than a predetermined speed Vl.
  • the predetermined speed Vl is, for example, 5 km / h. If an affirmative determination is made in step S31, the process proceeds to step S5 to determine whether or not the brake fluid pressure Plb acquired in step S1 exceeds a predetermined pressure value P1. If a negative determination is made in step S31, the process proceeds to step S23.
  • step S5 and after step S23 are the same as those in the flowchart shown in FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a second modification of the operation of the rotational speed control process of the engine 1 in the wheel loader 100 of the present embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 12 is different from the flowchart shown in FIG. 10 in that step S32 is added between step S3 and step S5. That is, when the clutch cutoff selection switch 9 is selected so that the clutch is not cut off in step S3, it is determined in step S32 whether or not the height H of the bucket 112 is equal to or higher than the predetermined height H1.
  • the predetermined height H1 is set, for example, as the height of the bucket 112 at the maximum reach when the arm 111 is substantially horizontal.
  • the state where the arm 111 is substantially horizontal is a state where the swing center of the proximal end of the arm 111 and the swing center of the bucket 112 at the distal end are substantially horizontal.
  • step S32 If an affirmative determination is made in step S32, the process proceeds to step S5, and it is determined whether or not the brake fluid pressure Plb acquired in step S1 exceeds a predetermined pressure value P1. If a negative determination is made in step S32, the process proceeds to step S23.
  • the processes after step S5 and after step S23 are the same as those in the flowchart shown in FIG.
  • the present invention is not limited to this. If it is information (parameter) related to the magnitude of the braking force, for example, instead of the brake fluid pressure Plb, the operation amount (pedal stroke or pedal angle) of the brake pedal 31 detected by the pedal operation amount detector 31a. It may be configured to determine whether or not the approaching object is approached based on the basis.
  • the engine maximum rotation speed limit Rlim is set between 100 (%) (that is, Hi (max)) and L (%).
  • the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, if the brake fluid pressure Plb is equal to or less than a predetermined pressure value P2, the engine maximum rotation speed limit Rlim is set to 100 (%), and the brake fluid pressure Plb is set to the predetermined pressure value P2. If it exceeds, the engine maximum rotation speed limit Rlim may be set to L (%).
  • the engine hydraulic maximum speed limit Rlim is not set to L (%) immediately after the brake hydraulic pressure Plb exceeds the predetermined pressure value P2, but the brake hydraulic pressure Plb is set to the predetermined pressure value P2.
  • the number of speed stages that can be selected in the transmission 3 is four, but the present invention is not limited to this, and may be three or five or more.
  • the wheel loader 100 is described as an example of the work vehicle.
  • the present invention is not limited to this, and may be another work vehicle such as a forklift.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and an approach detector that detects an approach to an approach object of an industrial vehicle, and an engine that detects an approach to the approach object of an industrial vehicle by the approach detector.
  • an engine speed controller for industrial vehicles having various structures which includes an engine speed controller for suppressing the upper limit of the engine speed.

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Abstract

　産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出器(approach detector)３３と、アプローチ検出器３３で記産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数制御器１０とを備える。

Description

産業車両のエンジン回転数制御装置
　本発明は、ホイールローダ等の産業車両のエンジン回転数制御装置に関する。
　ホイールローダ等の産業車両では、たとえばダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、ダンプトラックへ接近する際にブレーキを踏んで車両を減速させるが、作業機装置（バケット）を上方へ上げるためにアクセルペダルを踏み込んでエンジン回転数を高回転で維持するようにしている。そこで、ブレーキ液圧やブレーキ操作量を検出し、検出されたブレーキ液圧やブレーキ操作量が所定の値を超えると、前後進用のクラッチを解放して駆動力の伝達を遮断するクラッチカットオフ装置が知られている（特許文献１参照）。
日本国特許公開２００１－２６３３８４号公報
　しかし、上述したクラッチカットオフ装置では、前後進用のクラッチを接続状態とするか解放状態とするかのいずれかの状態にしか制御できないため、クラッチの解放動作の前後で産業車両の動きが滑らかでなくなってしまう恐れがある。そのため、オペレータは、クラッチカットオフを行わないように設定してダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行うことがある。しかし、クラッチカットオフを行わない状態でダンプトラックに土砂等を積み込む作業などを行うと、エンジン回転数が高まることで増大した駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させる必要があり、燃料消費量やブレーキ部への負担が増大してしまう。
　本発明の第１の態様によると、産業車両のエンジン回転数制御装置は、産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出器(approach detector)と、アプローチ検出器で産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数制御器とを備える。
　本発明の第２の態様によると、第１の態様による産業車両のエンジン回転数制御装置において、アプローチ検出器は、産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出するのが好ましい。
　本発明の第３の態様によると、第１の態様による産業車両のエンジン回転数制御装置において、アプローチ検出器は、産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、産業車両の走行速度が所定速度以下であり、かつ、産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出するのが好ましい。
　本発明の第４の態様によると、第１の態様による産業車両のエンジン回転数制御装置において、アプローチ検出器は、産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、産業車両に設けられた作業機装置の高さが所定の高さ以上であり、かつ、産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出するのが好ましい。
　本発明の第５の態様によると、第１～第４のいずれかの態様による産業車両のエンジン回転数制御装置において、アプローチ検出器は、産業車両の制動力の大きさに関連する情報を取得する制動力情報取得器を含み、エンジン回転数抑制手段は、制動力情報取得器で取得した前記情報に基づいて、制動力が大きくなるほど前記エンジンの回転数の上限が低くなるように前記エンジンの回転数の上限を抑制するのが好ましい。
　本発明の第６の態様によると、第５の態様による産業車両のエンジン回転数制御装置において、エンジン回転数抑制手段は、制動力情報取得器で取得した前記情報に基づいて、制動力が所定の制動力以下であると判断したときには、エンジンの回転数の上限を抑制せず、制動力が所定の制動力を超えると判断したときには、制動力が大きくなるほどエンジンの回転数の上限が低くなるようにエンジンの回転数の上限を抑制するのが好ましい。
　本発明の第７の態様によると、第１～６の態様による産業車両のエンジン回転数制御装置において、産業車両のエンジン回転数制御装置は、さらに、動力源と動輪とを連結／開放するクラッチと、クラッチを解放するクラッチカットオフ弁と、クラッチカットオフ弁の駆動／非駆動を選択する選択器を有し、エンジン回転数制御器は、選択器がクラッチカットオフ弁の非駆動を選択している状態では、エンジンの回転数の上限の抑制を行うのが好ましい。
本発明の第８の態様によると、第７の態様による産業車両のエンジン回転数制御装置において、選択器が前記クラッチカットオフ弁の駆動を選択している状態では、アプローチ検出器で産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出すると、クラッチカットオフ弁によりクラッチを解放するのが好ましい。
　本発明によれば、燃料消費量やブレーキ部への負担を抑制できる。
産業車両の一例であるホイールローダの側面図である。 ホイールローダ１００の概略構成を示す図である。 トランスミッション３の概略構成を示す図である。 トルコン速度比ｅと速度段の関係を示す図である。 Ｖシェープローディングについて示す図である。 土砂等のダンプトラックへの積み込みの際のホイールローダ１００の状態を説明する図である。 ブレーキ液圧Ｐｌｂとエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍとの関係を示す図である。 アクセルペダル１２の踏み込み量に対する目標エンジン回転速度を示す図である。 バケット１１２を上昇させているときにホイールローダ１００の駆動力として利用できるエンジン１のトルクの曲線と、トルコン２への入力トルクの曲線とを示す図である。 本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作を示したフローチャートである。 本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作の変形例１を示したフローチャートである。 本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作の変形例２を示したフローチャートである。 ブレーキ液圧Ｐｌｂとエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍとの関係の変形例を示す図である。
　以下、図１～１０を参照して、本発明に係る産業車両のエンジン回転数制御装置の一実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るエンジン回転数制御装置が適用される産業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１、作業機装置であるバケット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。アーム１１１はアームシリンダ１１４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（ダンプまたはクラウド）する。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（図３の２１）が連結され、トルコン２の出力軸（図３の２２）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速に変速する液圧クラッチを有し、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、ホイールローダが走行する。
　アクスル５には、ホイールローダ１００を減速、停止させるためのブレーキ部５ａが設けられている。ブレーキ部５ａは、ブレーキバルブ３２を介してブレーキフルード（作動油）が供給されると、作動油の圧力に応じた制動力を発生させる。ブレーキバルブ３２は、作動油の油圧源３０から供給される圧油をスプリング３２ａの圧縮力に応じた圧力に減圧する減圧弁である。運転室１２１内に設けられたブレーキペダル３１がオペレータによって踏み込まれると、ブレーキペダル３１の踏み込み力に応じてスプリング３２ａが圧縮される。したがって、ブレーキバルブ３２は、作動油の油圧源３０から供給される圧油をブレーキペダル３１の踏み込み力に応じた圧力となるように減圧する。ブレーキバルブ３２は、スプリング３２ａの圧縮力（すなわちブレーキペダル３１の踏み込み力）が高くなるほど、高い圧力の作動油をブレーキ部５ａに供給するように、作動油の圧力を減圧する。３４は作動油タンクである。
　なお、不図示の作業用油圧ポンプはエンジン１により駆動され、この油圧ポンプからの吐出油は不図示の方向制御弁を介して作業用アクチュエータ（例えばアームシリンダ１１４）に導かれる。方向制御弁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アクチュエータを駆動できる。
　トルコン２は入力トルクに対し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の回転数Ｎｉと出力軸２２の回転数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数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の回転数、つまり車速が減少し、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。
　ここで、トランスミッション３の構成について説明する。図３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、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、１～４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）により係合または解放する。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は係合し、クラッチ圧が減少すると解放する。
　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２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３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３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を解放し、２速用クラッチＣ２を係合する。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４は、トルコン速度比ｅと速度段の関係を示す図である。走行負荷が低くなり、トルコン速度比ｅが増加してトルコン速度比ｅが所定値ｅｕ以上になると、速度段は１段シフトアップする。これによりトルコン速度比ｅがｅ１（ｅｄ＜ｅ１＜ｅｕ）となる。反対に走行負荷が高くなり、トルコン速度比ｅが低下してトルコン速度比ｅが所定値ｅｄ以下になると、速度段は１段シフトダウンする。これによりトルコン速度比ｅがｅ２（ｅｄ＜ｅ２＜ｅｕ）となる。所定値ｅｕ，ｅｄは、予めコントローラ１０に設定されている。
　図２に示すコントローラ１０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、アクセルペダル１２の操作量を検出するペダル操作量検出器１２ａと、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉを検出する回転数検出器１４と、トルコン２の出力軸２２の回転数Ｎｔを検出する回転数検出器１５と、トランスミッション３の出力軸の回転速度、つまり車速ｖを検出する車速検出器１６とが接続されている。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スイッチ７と、１速～４速の間で最大速度段を指令するシフトスイッチ８と、クラッチカットオフ（後述）を行うか否かを選択するクラッチカットオフ選択スイッチ９と、トランスミッション３における変速を自動で行うか手動で行うかを切り替える変速手段切替装置３５とが接続されている。
　コントローラ１０には、ブレーキペダル３１の操作量を検出するペダル操作量検出器３１ａと、ブレーキ部５ａに供給される作動油の圧力を検出する圧力センサ３３とが接続されている。コントローラ１０は、アクセルペダル１２の操作量に応じてエンジン１の回転速度（回転数）を制御する。
　たとえば、ホイールローダ１００でダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、オペレータは、ダンプトラックへ接近する際にブレーキペダル３１を踏み込んでホイールローダ１００を減速させるが、バケット１１２を上方へ上げるためにアクセルペダル１２も踏み込んでエンジン１の回転数を高回転で維持するようにしている。コントローラ１０は、クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、圧力センサ３３で検出した作動油の圧力（ブレーキ液圧Ｐｌｂ）が所定の値（ブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ）を超えると、前後進用のクラッチ１８，１９を解放（カットオフ）するための制御信号（カットオフ信号）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、カットオフ信号を受信すると、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カットオフ弁１７（図２）がクラッチ１８，１９のクラッチ圧を減少させる。これにより、クラッチ１８，１９が解放され、走行駆動力（以下、単に駆動力と呼ぶ）の伝達が遮断される。
　クラッチ１８，１９が解放され、トルコン２の入力軸２１を駆動するエンジンと、トランスミッション３のアウトプットシャフトＳＨ４に連結されたプロペラシャフト４との連結が遮断されることをクラッチカットオフという。
　なお、コントローラ１０は、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂがブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓを超えてもカットオフ信号を出力しない。したがって、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、上述したクラッチカットオフは行われない。
　図５は、土砂等をダンプトラックへ積み込む方法の１つであるＶシェープローディングについて示す図である。Ｖシェープローディングでは、まず、矢印ａで示すように、ホイールローダ１００を前進させて土砂等をすくい込み、その後、矢印ｂで示すように、ホイールローダ１００を一旦後退させる。そして、矢印ｃで示すように、ダンプトラックに向けてホイールローダ１００を前進させて、すくい込んだ土砂等をダンプトラックに積み込み、矢印ｄで示すように、ホイールローダ１００を元の位置に後退させる。
　図５の矢印ｃで示す土砂等のダンプトラックへの積み込みの際には、掘削時のように大きな駆動力が必要ではないため、オペレータは、シフトスイッチ８によって最大速度段を２段に設定するか、変速手段切替装置３５でトランスミッション３における変速を手動で行うように切り替えた上で、速度段を２速に固定するように設定している。
　図６は、図５の矢印ｃで示す土砂等のダンプトラックへの積み込みの際のホイールローダ１００の状態を説明する図である。説明の便宜上、接近する対象物であるダンプトラックへ接近する（アプローチする）際の初期の段階であって、ホイールローダ１００を加速させる段階をアプローチ初期と呼ぶ。ダンプトラックへアプローチする際の中期の段階であって、ホイールローダ１００を減速し始めてからホイールローダ１００が停止するまでの段階をアプローチ中期と呼ぶ。ホイールローダ１００が停止してから、バケット１１２内の土砂等をダンプトラックに放土し終えるまでの段階をアプローチ後期と呼ぶ。
　アプローチ初期では、ホイールローダ１００を加速させるとともにバケット１１２を上昇させるため、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれる。アプローチ中期では、バケット１１２を上昇させるため、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれるが、ホイールローダ１００を減速させるためにブレーキペダル３１も徐々に踏み込まれる。アプローチ後期では、ホイールローダ１００を停止させておくためにブレーキペダル３１が最大限に踏み込まれる。クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、アプローチ中期のオペレータによるブレーキペダル３１の踏み込みによって、上述したように、クラッチカットオフが行われる。
　したがって、ダンプトラックへの接近時に駆動力の伝達が遮断されるので、駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させる必要がない。これにより、クラッチカットオフをせずに駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させたときと比べて、ブレーキ部５ａに対する負担を減らすことができ、ブレーキ部５ａの温度上昇を抑制し、ブレーキ部５ａの各部の消耗を抑制できる。また、エンジン１の回転数が高い状態を維持させつつホイールローダ１００を減速、停止させても、入力軸２１と出力軸２２の回転数比であるトルコン速度比ｅがｅ≒１の状態となり、図９に示すようにトルコン２への入力トルクは低下する。ホイールローダ１００の停止状態では、トルコン２への入力動力（トルコン２への入力トルク×入力軸２１の回転数）が動力損失となる。よって、トルコン２における動力損失が低減して、燃料消費量を低減できる。
　しかし、クラッチカットオフによって駆動力の伝達が突然遮断されることとなるので、ホイールローダ１００の駆動力が急激に減少してホイールローダ１００のピッチングを誘発する恐れがある。土砂等を積み込む作業を行う場合などには、バケット１１２の位置が高いため、ピッチングがより大きくなる傾向にある。そのため、ピッチングを嫌うオペレータが、従来のホイールローダにてダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９を選択して、上述したクラッチカットオフが行われないようにしていることがある。
　この場合には、上述したようなピッチングを誘発する恐れはないが、ブレーキ部５ａの各部の消耗や、トルコン２における動力損失の増大を招くこととなる。そこで、本実施の形態のホイールローダ１００では、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９を選択されている場合であって、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近していることを後述するようにして検出すると、エンジン1の回転数、つまり、トルコン２の入力軸２１の回転数の上限を抑制するように、すなわち、エンジン１の最高回転速度を制限する（低下させる）ようにしている。
　具体的には、コントローラ１０は、前進クラッチ１８が接続状態である場合に、ブレーキ部５ａにおける制動力に応じて（たとえば、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂに応じて）、図７に示すようにエンジン１の最高回転速度を制限する。すなわち、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えていると判断すると、コントローラ１０は、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近しているものと判断して、圧力値Ｐ１より高い値である所定の圧力値Ｐ２までは、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂが高くなるほどエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを漸減させる。クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えていると判断すると、コントローラ１０は、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＬ（％）に設定する。なお、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されていても、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１以下であると判断すると、コントローラ１０は、エンジン１の最高回転速度の制限値（エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍ）を制限しない。
　ここで、圧力値Ｐ２は、たとえば、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれているときであってもホイールローダ１００の車速を人が歩く時の速度に保持できるだけの制動力を発生するブレーキ液圧とする。具体的には、圧力値Ｐ２は、たとえば、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれているときにホイールローダ１００の車速をたとえば３ｋｍ／ｈ以下に保持できるだけの制動力を発生するブレーキ液圧とする。また、圧力値Ｐ１は、たとえば圧力値Ｐ２の約５０％の値とする。
　Ｌの値が高過ぎると、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した効果が少なくなってしまう。Ｌの値が低過ぎると、エンジン１の出力が必要以上に減少してしまい、ホイールローダ１００の駆動力が低下し過ぎたり、バケット１１２の上昇速度が低下し過ぎてしまう。そのため、Ｌは、たとえば、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限しなかったとき（１００％）の回転速度の約７０～８５％程度に設定される。
　図８は、アクセルペダル１２の踏み込み量に対する目標エンジン回転速度を示す図である。エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合（図中の「制限なし」）には、アクセルペダル１２の踏み込み量に応じて、目標エンジン回転速度が最低回転数であるローアイドル（Ｌｏ（ｍｉｎ））から最高回転数であるハイアイドル（Ｈｉ（ｍａｘ））まで変化する。エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限される場合（図中の「制限あり」）には、アクセルペダル１２の踏み込み量が増えるにつれて、目標エンジン回転速度がＬｏ（ｍｉｎ）から増加するが、その上限値はＨｉ（ｍａｘ）に百分のＬ（Ｌ／１００）を乗じた値となる。
　図９は、バケット１１２を上昇させているときにホイールローダ１００の駆動力として利用できるエンジン１のトルクの曲線と、トルコン２への入力トルクの曲線とを示す図である。エンジン１のトルク曲線とトルコン２の入力トルク曲線との交点が、ホイールローダ１００の走行のためにトルコン２へ実際に入力される入力トルクとなる。トルコン２への入力トルクは、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉ（すなわちエンジン１の回転速度）の２乗に比例して増加する。したがって、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した場合には、制限しなかった場合と比べてトルコン２への入力トルクが減少する。すなわち、図９において、エンジン１のトルク曲線とトルコン２の入力トルク曲線との交点が、左下方に移動する。
　トルコン２への入力動力（すなわちエンジン１の出力）は、トルコン２への入力トルクと入力軸２１の回転数Ｎｉ（すなわちエンジン１の回転速度）の積で表される。トルコン２における動力損失は、次の（１）式で表される。
　　（動力損失）＝（トルコン２への入力動力）×（１－η）　　　（１）
　ηは、トルコン２における動力の伝達効率である。
　したがって、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した場合には、制限しなかった場合と比べてトルコン２への入力動力が減少し、トルコン２における動力損失が減少する。また、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した場合には、制限しなかった場合と比べてダンプトラックへの接近時の駆動力が抑制されるので、ブレーキ部５ａに対する負担を減らすことができ、ブレーキ部５ａの温度上昇を抑制し、ブレーキ部５ａの各部の消耗を抑制できる。
－－－フローチャート－－－
　図１０は、本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作を示したフローチャートである。ホイールローダ１００の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図１０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。ステップＳ１において、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂの情報を取得して、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されているか否かを判断する。
　ステップＳ３が否定判断されるとステップＳ５へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えているか否かを判断する。ステップＳ５が肯定判断されるとステップＳ７へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えているか否かを判断する。ステップＳ７が肯定判断されるとステップＳ９へ進み、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＨｉ（ｍａｘ）に百分のＬを乗じた値に設定してステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１において、ペダル操作量検出器１２ａで検出されたアクセルペダル１２の操作量の情報を取得して、ステップＳ１３へ進む。
　ステップＳ１３において、ステップＳ１１で取得したアクセルペダル１２の操作量に基づいて、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合の目標エンジン回転速度を算出する。たとえば、コントローラ１０のＲＯＭには、図８に示すような、アクセルペダル１２の踏み込み量と、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合の目標エンジン回転速度との関係についての情報が記憶されている。ステップＳ１３では、ＲＯＭに記憶された上記情報と、ステップＳ１１で取得したアクセルペダル１２の操作量に基づいて、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合の目標エンジン回転速度を算出する。
　ステップＳ１３が実行されるとステップＳ１５へ進み、ステップＳ１３で算出した目標エンジン回転速度がエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍ以上であるか否かを判断する。ステップＳ１５が肯定判断されるとステップＳ１７へ進み、目標エンジン回転速度をエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍとして、エンジン１に制御信号を出力してリターンする。ステップＳ１５が否定判断されると、ステップＳ１９へ進み、ステップＳ１３で算出した目標エンジン回転速度で回転するように、エンジン１に制御信号を出力してリターンする。
　ステップＳ７が否定判断されるとステップＳ２１へ進み、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂに応じた値に設定して、すなわち、図７に示すように、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）（すなわちＨｉ（ｍａｘ））とＬ（％）との間で、ブレーキ液圧Ｐｌｂに応じて案分した値に設定してステップＳ１１へ進む。
　ステップＳ５が否定判断されるとステップＳ２３へ進み、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＨｉ（ｍａｘ）に設定してステップＳ１１へ進む。
　ステップＳ３が肯定判断されるとステップＳ２５へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが上述したブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓを超えたか否かを判断する。ステップＳ２５が肯定判断されるとステップＳ２７へ進み、上述したカットオフ信号をトランスミッション制御装置２０に出力してステップＳ２３へ進む。ステップＳ２５が否定判断されるとステップＳ２３へ進む。
　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）　接近対象物への接近を検出すると、エンジン1の回転数の上限を抑制するように構成した。これにより、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近する際に、クラッチカットオフを行わないことでクラッチカットオフに伴うピッチングを防止して、ホイールローダ１００の動きを滑らかにすることができるとともに、クラッチカットオフを行ないことで生じるトルコン２における動力損失やブレーキ部５ａへの負担を軽減できる。
（２）　クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えていると判断すると、接近対象物へ接近していると判断するように構成した。これにより、接近対象物へ接近しているか否かを簡単な機器構成で検出できるので、コストを低減できる。また、故障や誤動作も少なくできるので接近対象物へ接近しているか否かの判断の信頼性を向上できる。
（３）　圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂが高くなるほどエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを漸減させるように構成した。これにより、ダンプトラックへ土砂等を積み込む際に、バケット１１２の上昇速度が急激に減少することや、ホイールローダ１００の走行駆動力が急激に減少することを防止できるので、バケット１１２の上昇操作における違和感やホイールローダ１００のピッチングを抑制できる。
（４）　圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えた場合だけエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを抑制するように構成した。これにより、ブレーキ操作による僅かな速度調節などではエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが抑制されることがなくなるので、バケット１１２の上昇速度や、ホイールローダ１００の走行駆動力に与える影響を最小限に留めることができ、作業効率を低下させない。
－－－変形例１－－－
　上述の説明では、接近対象物へ接近しているか否かを、クラッチカットオフ選択スイッチ９の選択状態と、ブレーキ液圧Ｐｌｂで判断するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。
　図１１は、本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作の変形例１を示すフローチャートである。
　図１１に図示されたフローチャートが図１０に図示されたフローチャートと相違する点は、ステップＳ３とステップＳ５との間にステップＳ３１が追加されている点である。
　すなわち、ステップＳ３でクラッチカットオフされないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択された状態で、ステップＳ３１において、ホイールローダ１００の走行速度が所定の速度Ｖｌ以下であるか否かが判断される。所定の速度Ｖｌは、例えば、５ｋｍ／ｈである。ステップＳ３１が肯定判断されるとステップＳ５に進みステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えているか否かを判断する。ステップＳ３１で否定判断されると、ステップＳ２３へ進む。
　ステップＳ５以降およびステップＳ２３以降の処理は、図１０に図示されたフローチャートと同一である。
　図１１に示されたフローチャートでは、接近対象物へ接近しているか否かを、クラッチカットオフ選択スイッチ９の選択状態と、ホイールローダ１００の走行速度と、ブレーキ液圧Ｐｌｂに基づいて判断するようにしているので、下り勾配でホイールローダ１００の走行速度が大きくなった場合等において、エンジンの回転数を抑制することがなく、適用範囲を拡大することができる。
　－－－変形例２－－－
　図１２は、本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作の変形例２を示すフローチャートである。
　図１２に図示されたフローチャートが図１０に図示されたフローチャートと相違する点は、ステップＳ３とステップＳ５との間にステップＳ３２が追加されている点である。
　すなわち、ステップＳ３でクラッチカットオフされないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されると、ステップＳ３２において、バケット１１２の高さＨが所定高さＨ１以上であるか否かが判断される。所定の高さＨ１は、たとえば、アーム１１１が略水平となる最大リーチ時におけるバケット１１２の高さとして設定される。アーム１１１が略水平になる状態とは、アーム１１１の基端の揺動中心と先端のバケット１１２の揺動中心とが略水平になる状態のことである。
　ステップＳ３２が肯定判断されるとステップＳ５に進みステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えているか否かを判断する。ステップＳ３２で否定判断されると、ステップＳ２３へ進む。
　ステップＳ５以降およびステップＳ２３以降の処理は、図１０に図示されたフローチャートと同一である。
　図１２に示されたフローチャートでは、接近対象物へ接近しているか否かを、クラッチカットオフ選択スイッチ９の選択状態と、バケット１１２の高さと、ブレーキ液圧Ｐｌｂに基づいて判断するようにしているので、バケット１１２が接近対象物から遠く離れている場合等において、エンジンの回転数を抑制することがなく、作業効率を向上することができる。
　なお、上述の説明では、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂに基づいて接近対象物へ接近しているか否かを判断するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。制動力の大きさに関連する情報（パラメータ）であれば、たとえば、ブレーキ液圧Ｐｌｂに代えて、ペダル操作量検出器３１ａで検出されたブレーキペダル３１の操作量（ペダルストロークまたはペダル角度）に基づいて接近対象物へ接近しているか否かを判断するように構成してもよい。
　また、上述の説明では、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えると、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）（すなわちＨｉ（ｍａｘ））とＬ（％）との間で、ブレーキ液圧Ｐｌｂに応じて案分した値に設定するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１３に示すように、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２以下であれば、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）に設定し、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えると、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＬ（％）に設定するように構成してするように構成してもよい。なお、この場合には、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えた直後からエンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＬ（％）に設定するのではなく、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えた場合に、時間をかけて（たとえば２～３秒程度）徐々にエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）からとＬ（％）へ低減させることが望ましい。エンジン１の回転速度の急減による、ホイールローダ１のピッチングを抑制するためである。
　さらに、上述の説明では、トランスミッション３における選択可能な速度段の段数は４段であったが、本発明はこれに限定されず、３段でもよく、５段以上であってもよい。また上述の説明では、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、フォークリフト等、他の作業車両であってもよい。
　また、上述した実施の形態および各変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
　本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出器と、アプローチ検出器で産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数制御器とを備える各種構造の産業車両のエンジン回転数制御装置を含むものである。
　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本出願特許出願２００９年第１４４０９３号

Claims (8)

  1. 　産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出器(approach detector)と、
    　前記アプローチ検出器で前記産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数制御器とを備える産業車両のエンジン回転数制御装置。
  2. 　請求項１に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
    　前記アプローチ検出器は、前記産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出する産業車両のエンジン回転数制御装置。
  3. 　請求項１に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
    　前記アプローチ検出器は、前記産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、前記産業車両の走行速度が所定速度以下であり、かつ、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出する産業車両のエンジン回転数制御装置。
  4. 　請求項１に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
    　前記アプローチ検出器は、前記産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、前記産業車両に設けられた作業機装置の高さが所定の高さ以上であり、かつ、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出する産業車両のエンジン回転数制御装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
    　前記アプローチ検出器は、前記産業車両の制動力の大きさに関連する情報を取得する制動力情報取得器を含み、
    　前記エンジン回転数制御器は、前記制動力情報取得器で取得した前記情報が所定の範囲内にある場合、前記制動力が大きくなるほど前記エンジンの回転数の上限が低くなるように前記エンジンの回転数の上限を抑制する産業車両のエンジン回転数制御装置。
  6. 　請求項５に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
    　前記エンジン回転数制御器は、前記制動力情報取得器で取得した前記情報に基づいて、前記制動力が所定の制動力以下であると判断したときには、前記エンジンの回転数の上限を抑制せず、前記制動力が所定の制動力を超えると判断したときには、前記制動力が大きくなるほど前記エンジンの回転数の上限が低くなるように前記エンジンの回転数の上限を抑制する産業車両のエンジン回転数制御装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
    　前記産業車両のエンジン回転数制御装置は、さらに、動力源と動輪とを連結／開放するクラッチと、前記クラッチを解放するクラッチカットオフ弁と、前記クラッチカットオフ弁の駆動／非駆動を選択することが可能な選択器を有し、前記エンジン回転数制御器は、前記選択器が前記クラッチカットオフ弁の非駆動を選択している状態では、エンジンの回転数の上限の抑制を行うことを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
  8. 　請求項７に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、前記選択器が前記クラッチカットオフ弁の駆動を選択している状態では、前記アプローチ検出器で前記産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出すると、前記クラッチカットオフ弁により前記クラッチを解放することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
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