WO2012056830A1

WO2012056830A1 - 作業車両および作業車両の制御方法

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Publication number: WO2012056830A1
Application number: PCT/JP2011/071301
Authority: WO
Inventors: 了新谷; 智裕中川; 裕基戸田; 博司中上; 一樹久禮
Original assignee: 株式会社小松製作所
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2012-05-03
Also published as: US8662223B2; CN102695894B; JP2012092691A; CN102695894A; JP5074571B2; US20120241235A1

Abstract

　作業車両の制御部は、エンジン回転数に応じてファン目標回転数の上限値を設定する。また、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、ロックアップクラッチが開放状態であるときよりも、ファン目標回転数の上限値を低減する。

Description

作業車両および作業車両の制御方法

　本発明は、作業車両および作業車両の制御方法に関する。

　ブルドーザなどの作業車両は、エンジンの冷却液を冷却するための冷却装置を備えている。この冷却装置は、冷却ファンと油圧モータとを有している。油圧モータは、油圧ポンプから供給される油圧によって駆動され、これにより冷却ファンが回転する。また、作業車両は、冷却ファンの回転数を制御する制御部を備えている。制御部は、例えば特許文献１に開示されているように、冷却液の温度及びトルクコンバータ油の温度などに基づいて、冷却ファンの目標回転数（以下、「ファン目標回転数」と呼ぶ）を設定する。また、制御部は、エンジン回転数に応じて、ファン目標回転数の上限値を設定する。

特開平２００１－１８２５３５号公報

　上述したファン目標回転数の上限値は、エンジン回転数に応じて一律に定められている。このため、実際の車両のヒートバランスに関わらず、ファン目標回転数の上限値が設定される。このため、冷却能力が不足する事態が生じることを避けるためには、ファン目標回転数の上限値を高めに設定することが望ましい。例えば、最も高い冷却能力が必要とされる状況を想定して、そのような状況でも十分な冷却能力を発揮できるように、ファン目標回転数の上限値が設定される。

　しかし、実際の作業車両の状況は、上記のような最も高い冷却能力が必要とされる状況だけには限られない。このため、冷却能力が過剰となる場合がある。この場合、エンジンの出力の一部が冷却装置の駆動のために無駄に消費されていることになる。

　本発明の課題は、冷却能力が過剰となることを抑えることにより燃費を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することにある。

　本発明の第１の態様に係る作業車両は、エンジンと、走行装置と、動力伝達装置と、冷却ファンと、制御部と、を備える。走行装置は、車両を走行させるための装置である。動力伝達装置は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、トランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。冷却ファンは、エンジンの冷却液とトルクコンバータの動力伝達流体とを冷却する。制御部は、エンジン回転数に応じてファン目標回転数の上限値を設定する。また、制御部は、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、ロックアップクラッチが開放状態であるときよりも、ファン目標回転数の上限値を低減する。

　本発明の第２の態様に係る作業車両は、第１の態様の作業車両であって、制御部は、第１情報と第２情報とを記憶している。第１情報は、エンジン回転数とファン目標回転数の上限値との関係を示す情報である。第２情報は、エンジン回転数とファン目標回転数の上限値との関係を示し、第１情報よりもファン目標回転数の上限値を低く設定するための情報である。制御部は、ロックアップクラッチが開放状態であるときには、第１情報に基づいてファン目標回転数の上限値を設定する。制御部は、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、第２情報に基づいてファン目標回転数の上限値を設定する。

　本発明の第３の態様に係る作業車両は、第２の態様の作業車両であって、制御部は、トランスミッションの速度段が最低速度段よりも高速の所定の速度段であるときには、ロックアップクラッチが係合状態と開放状態とのいずれの状態であっても、第２情報に基づいてファン目標回転数の上限値を設定する。

　本発明の第４の態様に係る作業車両の制御方法は、エンジンと、走行装置と、動力伝達装置と、冷却ファンとを備える作業車両の制御方法である。走行装置は、車両を走行させるための装置である。動力伝達装置は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、トランスミッションとを有し、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。冷却ファンは、エンジンの冷却液とトルクコンバータの動力伝達流体とを冷却する。作業車両の制御方法は、エンジン回転数に応じてファン目標回転数の上限値を設定する処理を備える。ファン目標回転数の上限値を設定する処理では、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、ロックアップクラッチが開放状態であるときよりも、ファン目標回転数の上限値を低減する。

　本発明の第１の態様に係る作業車両では、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、ロックアップクラッチが開放状態であるときよりも、ファン目標回転数の上限値が低減される。ロックアップクラッチが開放状態であるときは、エンジンからの駆動力は、トルクコンバータにおいて、トルクコンバータの動力伝達流体を介して伝達される。このため、トルクコンバータの動力伝達流体の発熱が大きい。一方、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、トルクコンバータの入力軸と出力軸とがロックアップクラッチを介して直結される。このため、トルクコンバータの動力伝達流体の発熱が小さい。従って、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、ロックアップクラッチが開放状態であるときよりも、トルクコンバータの動力伝達流体を冷却するための冷却能力が小さくてもよい。このため、ロックアップクラッチが係合状態であるときにファン目標回転数の上限値を低減することにより、冷却能力が過剰となることが抑えられ、燃費を向上させることができる。

　本発明の第２の態様に係る作業車両では、ロックアップクラッチが開放状態であるときには、第１情報に基づいてファン目標回転数の上限値が設定される。このため、ファン目標回転数の上限値が高く設定されることにより、高い冷却能力を確保することができる。一方、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、第２情報に基づいてファン目標回転数の上限値が設定される。このため、ファン目標回転数の上限値が低く設定されることにより、冷却能力が過剰となることが抑えられ、燃費を向上させることができる。

　本発明の第３の態様に係る作業車両では、トランスミッションの速度段が高速度段であるときには、ロックアップクラッチが開放状態であっても、第２情報に基づいてファン目標回転数の上限値が設定される。トランスミッションの速度段が高速度段であるときには、冷却ファンによる冷却能力が低くても、作業車両のヒートバランスを良好に保つことが容易である。このため、ロックアップクラッチが開放状態であっても、冷却能力が不足することが抑えられる。また、冷却ファンによる冷却能力が過剰となることが抑えられることにより、燃費を向上させることができる。

　本発明の第４の態様に係る作業車両では、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、ロックアップクラッチが開放状態であるときよりも、ファン目標回転数の上限値が低減される。ロックアップクラッチが開放状態であるときは、エンジンからの駆動力は、トルクコンバータにおいて、トルクコンバータの動力伝達流体を介して伝達される。このため、トルクコンバータの動力伝達流体の発熱が大きい。一方、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、トルクコンバータの入力軸と出力軸とがロックアップクラッチを介して直結される。このため、トルクコンバータの動力伝達流体の発熱が小さい。従って、ロックアップクラッチが係合状態であるときには、ロックアップクラッチが開放状態であるときよりも、トルクコンバータの動力伝達流体を冷却するための冷却能力が小さくてもよい。このため、ロックアップクラッチが係合状態であるときにファン目標回転数の上限値を低減することにより、冷却能力が過剰となることが抑えられ、燃費を向上させることができる。

作業車両の側面図である。作業車両の内部構成を示すブロック図である。制御部の機能ブロック図である。ファン目標回転数の上限値を算出するためのマップの一例を示す図である。ファン目標回転数の上限値を算出するためのマップの選択処理を示すフローチャートである。

　本発明の一実施形態に係る作業車両１の外観構成を示す側面図を図１に示す。この作業車両１は、ブルドーザであり、左右の走行体２と車両本体３と作業機４とを備えている。

　走行装置２は、車両を走行させるための装置であり、履帯１１を有している。履帯１１が駆動されることにより作業車両１が走行する。

　車両本体３は、左右の走行装置２の間に配置されており、車両本体３の前部にはエンジンルーム１２が設けられている。エンジンルーム１２には、後述するエンジン５及び冷却装置７が収納されている。また、エンジンルーム１２の後方には、運転室１５が設けられている。

　作業機４は、エンジンルーム１２の前方に設けられており、上下方向に揺動可能に設けられたブレード１３と、ブレード１３を駆動する油圧シリンダ１４とを有する。

　次に、作業車両１の内部構成を示すブロック図を図２に示す。作業車両１は、エンジン５と、動力伝達装置６と、第１油圧ポンプ１６と、第２油圧ポンプ１７と、第３油圧ポンプ１９と、冷却装置７と、操作装置８と、各種のセンサＳＮ１－ＳＮ５と、制御部９とを備える。

　エンジン５は、ディーゼルエンジンであり、燃料噴射ポンプ（図示せず）からの燃料の噴射量が調整されることにより、エンジン５の出力が制御される。燃料噴射量の調整は、図示しないガバナが、制御部９によって制御されることで行われる。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、実際のエンジン回転数が制御部９によって設定されたエンジン回転数の指令値になるように、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、エンジン回転数の指令値と実際のエンジン回転数との差がなくなるように燃料噴射量を増減させる。

　動力伝達装置６は、エンジン５からの駆動力を上述した走行装置２に伝達する装置である。動力伝達装置６は、ロックアップクラッチＬＣ付きのトルクコンバータ６０と、トランスミッション６１と、終減速装置６２と、スプロケット６３とを備えている。エンジン５の出力は、トルクコンバータ６０、トランスミッション６１、終減速装置６２、スプロケット６３を介して上述した走行装置２に伝達される。

　トルクコンバータ６０は、ＰＴＯ（動力取出し装置）軸１８を介してエンジン５の出力軸に連結されている。ロックアップクラッチＬＣは、第３油圧ポンプ１９から供給される作動油によって係合状態と開放状態とに切り換えられる。ロックアップクラッチＬＣが係合状態であるときは、トルクコンバータ６０の入力軸と出力軸とが直結される。ロックアップクラッチＬＣが開放状態であるときは、トルクコンバータ６０において、動力伝達流体としてのトルクコンバータ油を介して、駆動力が伝達される。トルクコンバータ油は、第３油圧ポンプ１９からトルクコンバータ６０に供給される作動油である。ロックアップクラッチＬＣへの作動油の供給は、制御部９からの制御信号によって制御されるロックアップ電磁弁ＬＶによって制御される。

　トランスミッション６１は、前進用油圧クラッチ（以下、「Ｆクラッチ」と呼ぶ）Ｃ１および後進用油圧クラッチ（以下、「Ｒクラッチ」と呼ぶ）Ｃ２を有しており、ＦクラッチＣ１、ＲクラッチＣ２のいずれかが選択されることにより、前進走行あるいは後進走行が行われる。ＦクラッチＣ１およびＲクラッチＣ２は、第３油圧ポンプ１９から供給される作動油によって係合状態と開放状態とに切り換えられる。ＦクラッチＣ１が係合状態であり且つＲクラッチＣ２が開放状態である場合には、前進走行が行われ、ＦクラッチＣ１が開放状態であり且つＲクラッチＣ２が係合状態である場合には、後進走行が行われる。また、ＦクラッチＣ１とＲクラッチＣ２との両方が開放状態である場合には、エンジン５からの駆動力が伝達されない中立状態となる。なお、ＦクラッチＣ１への作動油の供給は、前進用電磁弁Ｖ１によって制御され、ＲクラッチＣ２への作動油の供給は、後進用電磁弁Ｖ２によって制御される。また、これらの電磁弁Ｖ１，Ｖ２は、制御部９からの制御信号によって制御される。

　また、トランスミッション６１は、第１速用油圧クラッチ（以下、「１ｓｔクラッチ」と呼ぶ）Ｃ３、第２速用油圧クラッチ（以下、「２ｎｄクラッチ」と呼ぶ）Ｃ４、第３速用油圧クラッチ（以下、「３ｒｄクラッチ」と呼ぶ）Ｃ５を有する。これらの変速用クラッチＣ３－Ｃ５のうちのいずれかが選択されることにより、トランスミッション６１の速度段の切替が行われる。１ｓｔクラッチＣ３、２ｎｄクラッチＣ４、３ｒｄクラッチＣ５は、それぞれ第３油圧ポンプ１９から供給される作動油によって駆動され、係合状態と開放状態とに切り換えられる。１ｓｔクラッチＣ３への作動油の供給は、第１速用電磁弁Ｖ３によって制御され、２ｎｄクラッチＣ４への作動油の供給は、第２速用電磁弁Ｖ４によって制御され、３ｒｄクラッチＣ５への作動油の供給は、第３速用電磁弁Ｖ５によって制御される。また、これらの電磁弁Ｖ３－Ｖ５は、制御部９からの制御信号によって制御される。

　上記のように、エンジン５の出力は、トルクコンバータ６０、トランスミッション６１、終減速装置６２を介してスプロケット６３に伝達され、これによりスプロケット６３が回転駆動される。スプロケット６３が回転駆動されると、スプロケット６３に巻回された履帯１１（図１参照）が駆動され、これにより作業車両１が走行する。このように、エンジン５の馬力の一部は、作業車両１を走行させるための走行馬力として消費される。

　第１油圧ポンプ１６は、ＰＴＯ軸１８を介してエンジン５の出力軸に連結されており、エンジン５からの駆動力によって駆動される。第１油圧ポンプ１６は、冷却装置７を駆動するための作動油を吐出する。第１油圧ポンプ１６は、可変容量型油圧ポンプであり、斜板駆動部２１によって斜板の傾転角が変化されることにより、ポンプ容量が変化される。斜板駆動部２１は、制御部９からの制御信号によって制御される。

　第２油圧ポンプ１７は、ＰＴＯ軸１８を介してエンジン５の出力軸に連結されており、エンジン５によって駆動され、作業機４の油圧シリンダ１４を駆動するための作動油を吐出する。第２油圧ポンプ１７は、可変容量型油圧ポンプであり、斜板駆動部２９によって斜板の傾転角が変化されることにより、ポンプ容量が変化される。斜板駆動部２９は、制御部９からの制御信号によって制御される。エンジン５からの駆動力によって第２油圧ポンプ１７が駆動されると、作動油が電磁切換弁２３を介して作業機４の油圧シリンダ１４に供給される。油圧シリンダ１４に作動油が供給されると、油圧シリンダ１４が伸縮することによってブレード１３（図１参照）が駆動される。このようにエンジン５の馬力の一部は、作業機４を駆動するための作業馬力として消費される。

　冷却装置７は、第１油圧ポンプ１６から供給される作動油によって駆動され、エンジン５を冷却する装置である。冷却装置７は、油圧モータ７１と、冷却ファン７２と、ラジエータ７３と、第１オイルクーラ７６と、第２オイルクーラ７４とを有する。

　油圧モータ７１は、冷却ファン７２用の油圧モータである。油圧モータ７１は、第１油圧ポンプ１６から吐出された作動油によって駆動され、冷却ファン７２を回転駆動する。油圧モータ７１と第１油圧ポンプ１６との間には、電磁切換弁７５が設けられている。電磁切換弁７５は、２位置弁であり、制御部９からの指令信号により作動油の流れの方向を切り換えることができ、これにより油圧モータ７１すなわち冷却ファン７２の回転方向を制御することができる。また、油圧モータ７１の回転数すなわち冷却ファン７２の回転数は、斜板駆動部２１によって第１油圧ポンプ１６のポンプ容量が制御されることによって制御される。

　冷却ファン７２は、油圧モータ７１によって回転駆動されることにより、ラジエータ７３と第１オイルクーラ７６と第２オイルクーラ７４とを通る空気の流れを生成する。

　ラジエータ７３は、エンジン５の冷却液を冷却する装置である。ラジエータ７３は、冷却ファン７２によって生成された空気流を受けてエンジン５の冷却液を冷却する。

　第１オイルクーラ７６は、トルクコンバータ６０からのトルクコンバータ油を冷却する装置である。第１オイルクーラ７６は、冷却ファン７２によって生成された空気流を受けて、トルクコンバータ油を冷却する。また、図２では図示していないが、トルクコンバータ油をトルクコンバータ６０に供給するための油圧回路は、トランスミッション６１の油圧クラッチＣ１－Ｃ５に作動油を供給するための油圧回路と部分的に共通している。従って、第２オイルクーラ７４は、トランスミッション６１の油圧クラッチＣ１－Ｃ５からの作動油も冷却する。

　第２オイルクーラ７４は、冷却装置７の油圧モータ７１に供給された作動油を冷却する装置である。第２オイルクーラ７４は、冷却ファン７２によって生成された空気流を受けて、油圧モータ７１からの作動油を冷却する。油圧モータ７１からの作動油は、電磁切換弁７５を経由して第２オイルクーラ７４に入り、第２オイルクーラ７４で冷却された後に作動油タンク２２へ戻る。なお、図２では図示していないが、作業機４の油圧シリンダ１４からの作動油も、同様にして第２オイルクーラ７４で冷却された後に作動油タンク２２へ戻る。作動油タンク２２に貯留された作動油は、第１油圧ポンプ１６および第２油圧ポンプ１７によって加圧され、それぞれ油圧モータ７１および油圧シリンダ１４へ供給される。

　なお、ラジエータ７３と第１オイルクーラ７６と第２オイルクーラ７４とは、それぞれ別体に形成されてもよい。或いは、ラジエータ７３と第１オイルクーラ７６と第２オイルクーラ７４との全て、或いは、一部が一体に形成されてもよい。

　第１油圧モータ７１に作動油が供給されると、冷却ファン７２が回転駆動され、ラジエータ７３と第１オイルクーラ７６と第２オイルクーラ７４とを通過する空気流が生成される。これにより、ラジエータ７３を流れるエンジン５の冷却液と、第１オイルクーラ７６を流れるトルクコンバータ油と、第２オイルクーラ７４を流れる作動油とが冷却される。このようにエンジン５の馬力の一部は、エンジン５の冷却液とトルクコンバータ油と作動油とを冷却する冷却装置７を駆動するためのファン馬力として消費される。

　操作装置８は、運転室１５に内装されており、オペレータによって操作されることにより操作信号を制御部９に送る。操作装置８は、シフトスイッチ８１、走行レバー８２などを有する。

　シフトスイッチ８１は、トランスミッション６１の速度段を切り換えるためのものである。この作業車両１では、第１速から第３速までの速度段の切替が可能であり、オペレータがシフトスイッチ８１を操作することにより、手動で速度段の切替を行うことができる。

　走行レバー８２は、前後進レバー部材８４と、旋回レバー部材８５とを有している。オペレータは、前後進レバー部材８４を操作することによりトランスミッション６１を前進状態、後進状態、中立状態に切り換えることができる。また、オペレータは、旋回レバー部材８５を操作することにより、作業車両１の旋回方向を切り換えることができる。

　各種のセンサＳＮ１－ＳＮ５には、第１油温センサＳＮ１、冷却液温センサＳＮ２、第２油温センサＳＮ３、エンジン回転数センサＳＮ４、トランスミッション回転数センサＳＮ５などがある。第１油温センサＳＮ１は、冷却装置７の油圧モータ７１および作業機４の油圧シリンダ１４を駆動させる作動油の温度（以下「作動油温」と呼ぶ）を検出する。冷却液温センサＳＮ２は、エンジン５の冷却液の温度（以下「冷却液温」と呼ぶ）を検出する。第２油温センサＳＮ３は、トランスミッション６１の油圧クラッチＣ１－Ｃ５を駆動させるための作動油の温度を検出する。上述したように、トルクコンバータ油をトルクコンバータ６０に供給するための油圧回路は、トランスミッション６１の油圧クラッチＣ１－Ｃ５を作動させるための作動油を供給するための油圧回路と部分的に共通している。従って、油圧クラッチＣ１－Ｃ５からの作動油の温度は、トルクコンバータ油の温度（以下、「トルクコンバータ油温」と呼ぶ）と一致している。このため、第２油温センサＳＮ３は、トルクコンバータ油温を検出する。エンジン回転数センサＳＮ４は、エンジン５の実際の回転数であるエンジン回転数を検出する。トランスミッション回転数センサＳＮ５は、トランスミッション６１の出力軸の回転数を検出することにより、作業車両１の車速を検出する。これらのセンサＳＮ１－ＳＮ５によって検出された各種の情報は検出信号として制御部９に入力される。

　制御部９はマイクロコンピュータや数値演算プロセッサ等の演算処理装置を主体にして構成されており、制御データ等を記憶する記憶部９０を有している。制御部９は、操作装置８からの操作信号、センサＳＮ１－ＳＮ５からの検出信号、記憶部９０に記憶された制御データなどに基づいて、エンジン５、動力伝達装置６、冷却装置７、作業機４などの制御を行う。例えば、記憶部９０には、エンジン回転数とエンジントルクとの関係を示すエンジンパワーカーブが記憶されており、制御部９は、エンジンパワーカーブに基づいてエンジン５を制御する。また、制御部９は、車速やエンジン回転数に基づいて自動的に、又は、シフトスイッチ８１や走行レバー８２の操作に応じて、トルクコンバータ６０のロックアップクラッチＬＣの切換、トランスミッション６１のＦクラッチＣ１、ＲクラッチＣ２、変速用クラッチＣ３－Ｃ５の切換を行う。

　以下、制御部９による作業車両１の制御のうち、冷却装置７の制御について図３に基づいて詳細に説明する。図３は、制御部９の処理機能を示すブロック図である。制御部９は、冷却液温、作動油温、トルクコンバータ油温およびエンジン回転数に基づいて冷却ファン７２の回転数を制御する。具体的には、制御部９は、第１目標回転数演算部３１と、第２目標回転数演算部３２と、第３目標回転数演算部３３と、最大値選択部３４と、上限値演算部３５と、最小値選択部３６と、傾転角演算部３７と、制御電流演算部３８とを有している。

　第１目標回転数演算部３１は、記憶部９０に記憶してあるマップを参照して、冷却液温センサＳＮ２によって検出された冷却液温からファン目標回転数を演算する。マップには、冷却液温が上昇するに従ってファン目標回転数が上昇する冷却液温とファン目標回転数との関係が設定されている。

　第２目標回転数演算部３２は、記憶部９０に記憶してあるマップを参照して、第１油温センサＳＮ１によって検出された作動油の温度から、冷却ファン７２のファン目標回転数を演算する。記憶部９０のマップには、作動油温が上昇するに従ってファン目標回転数が上昇する作動油温とファン目標回転数との関係が設定されている。

　第３目標回転数演算部３３は、記憶部９０に記憶してあるマップを参照して、第２油温センサＳＮ３によって検出されたトルクコンバータ油温から、冷却ファン７２のファン目標回転数を演算する。記憶部９０のマップには、トルクコンバータ油温が上昇するに従ってファン目標回転数が上昇するトルクコンバータ油温とファン目標回転数との関係が設定されている。

　最大値選択部３４は、第１目標回転数演算部３１によって計算されたファン目標回転数と、第２目標回転数演算部３２によって計算されたファン目標回転数と、第３目標回転数演算部３３によって計算されたファン目標回転数のうちの最も高い回転数を選択する。

　上限値演算部３５は、記憶部９０に記憶してあるマップを参照して、エンジン回転数センサＳＮ４によって検出されたエンジン回転数から、ファン目標回転数の上限値を演算する。記憶部９０のマップには、エンジン回転数が上昇するに従ってファン目標回転数の上限値が上昇するエンジン回転数とファン目標回転数の上限値との関係が設定されている。従って、制御部９は、エンジン回転数に応じてファン目標回転数の上限値を設定する。

　最小値選択部３６は、最大値選択部３４によって選択されたファン目標回転数と、上限値演算部３５によって計算されたファン目標回転数の上限値との小さい方の回転数を選択する。従って、最小値選択部３６では、最大値選択部３４によって選択されたファン目標回転数が、上限値演算部３５によって計算されたファン目標回転数の上限値を超えないようにファン目標回転数が補正される。上限値演算部３５によるファン目標回転数の上限値の演算に関しては、後に詳細に説明する。

　傾転角演算部３７は、エンジン回転数センサＳＮ４によって検出されたエンジン回転数と最小値選択部３６によって選択されたファン目標回転数とから、そのファン目標回転数を得るための第１油圧ポンプ１６の目標傾転角を演算する。

　ここで、冷却ファン７２の回転数は、油圧モータ７１の回転数に基づいて定まる。油圧モータ７１の回転数は、油圧モータ７１に供給される作動油の流量により定まる。油圧モータ７１に供給される作動油の流量は、第１油圧ポンプ１６の吐出流量に対応している。第１油圧ポンプ１６の吐出流量は、第１油圧ポンプ１６の傾転角と回転数により決まる。第１油圧ポンプ１６の回転数はエンジン５の回転数により決まる。従って、エンジン回転数が分かれば、ファン目標回転数を得るための第１油圧ポンプ１６の目標傾転角を計算することができる。

　制御電流演算部３８は、傾転角演算部３７で計算された目標傾転角を得るための斜板駆動部２１への指令信号値すなわち目標制御電流値を演算する。制御部９は、以上のようにして求められた目標制御電流値に応じた制御電流を斜板駆動部２１に出力する。

　次に、上限値演算部３５によるファン目標回転数の上限値の演算について詳細に説明する。上述したように、上限値演算部３５は、エンジン回転数からファン目標回転数の上限値を演算する。その際、上限値演算部３５は、記憶部９０に記憶されているマップを参照する。記憶部９０は、図４に示すように、ファン目標回転数の上限値の演算をするための第１マップＬ１と第２マップＬ２とを記憶している。第１マップＬ１と第２マップＬ２とは、いずれもエンジン回転数とファン目標回転数の上限値との関係を示している。

　より具体的には、第１マップＬ１では、エンジン回転数がゼロからＮｅ１までの範囲では、ファン目標回転数の上限値はＮｆ１で一定である。エンジン回転数がＮｅ１からＮｅ２までの範囲では、ファン目標回転数の上限値は、エンジン回転数の増大に伴って徐々に増大する。そして、エンジン回転数がＮｅ２以上の範囲では、ファン目標回転数の上限値はＮｆ３で一定である。

　これに対して、第２マップＬ２では、エンジン回転数がゼロからＮｅ１までの範囲では、第１マップＬ１と同様に、ファン目標回転数の上限値はＮｆ１で一定である。エンジン回転数がＮｅ１からＮｅ３までの範囲では、ファン目標回転数の上限値は、エンジン回転数の増大に伴って徐々に増大する。ただし、Ｎｅ３はＮｅ２より大きい。そして、エンジン回転数がＮｅ３以上の範囲では、ファン目標回転数の上限値はＮｆ２で一定である。ただし、Ｎｆ２は、Ｎｆ３より小さい。従って、エンジン回転数がＮｅ１より大きい範囲では、第２マップＬ２は、エンジン回転数が同じであれば第１マップＬ１よりもファン目標回転数の上限値が低く設定されるように規定されている。また、エンジン回転数がＮｅ１からＮｅ２までの範囲では、エンジン回転数が大きいほど、第１マップＬ１のファン目標回転数の上限値と第２マップＬ２のファン目標回転数の上限値との差が、大きくなっている。

　上限値演算部３５は、図５に示すフローに従って、第１マップＬ１と第２マップＬ２とのいずれかを、ファン目標回転数の上限値を演算するためのマップとして選択する。まず、ステップＳ１では、トランスミッション６１の速度段が第１速又は第２速であるか否かが判定される。トランスミッション６１の速度段が第１速又は第２速ではないとき、すなわち、トランスミッション６１の速度段が第３速であるときには、ステップＳ４に進み、第２マップＬ２が選択される。ステップＳ１において、トランスミッション６１の速度段が第１速又は第２速であるときには、ステップＳ２に進む。ステップＳ２において、ロックアップクラッチＬＣが開放状態であるか否かが判定される。ロックアップクラッチＬＣが開放状態であるときは、ステップＳ３に進み、第１マップＬ１が選択される。ステップＳ２において、ロックアップクラッチＬＣが開放状態ではないとき、すなわち、ロックアップクラッチＬＣが係合状態であるときには、ステップＳ４に進み、第２マップＬ２が選択される。

　以上のように、上限値演算部３５は、トランスミッション６１の速度段が第３速であるときには、ロックアップクラッチＬＣが係合状態と開放状態とのいずれの状態であっても、第２マップＬ２に基づいてファン目標回転数の上限値を設定する。トランスミッション６１の速度段が第１速又は第２速であり、且つ、ロックアップクラッチＬＣが係合状態であるときにも、上限値演算部３５は、第２マップＬ２に基づいてファン目標回転数の上限値を設定する。ただし、トランスミッション６１の速度段が第１速又は第２速であり、且つ、ロックアップクラッチＬＣが開放状態であるときには、上限値演算部３５は、第１マップＬ１に基づいてファン目標回転数の上限値を設定する。第２マップＬ２では、エンジン回転数が同じであれば第１マップＬ１よりもファン目標回転数の上限値が小さくなるように設定される。従って、トランスミッション６１の速度段が第１速又は第２速であるときには、上限値演算部３５は、ロックアップクラッチＬＣが係合状態であるときのファン目標回転数の上限値を、ロックアップクラッチＬＣが開放状態であるときのファン目標回転数の上限値よりも低減する。

　本実施形態に係る作業車両１及び作業車両１の制御方法は、以下の特徴を有する。

　ロックアップクラッチＬＣが係合状態であるときには、ロックアップクラッチＬＣが開放状態であるときよりも、ファン目標回転数の上限値が低減される。ロックアップクラッチＬＣが開放状態であるときは、エンジン５からの駆動力は、トルクコンバータ６０において、トルクコンバータ油を介して伝達される。このため、トルクコンバータ油の発熱が大きい。一方、ロックアップクラッチＬＣが係合状態であるときには、トルクコンバータ６０の入力軸と出力軸とがロックアップクラッチＬＣを介して直結される。このため、トルクコンバータ油の発熱が小さい。従って、ロックアップクラッチＬＣが係合状態であるときには、ロックアップクラッチＬＣが開放状態であるときよりも、トルクコンバータ油を冷却するための冷却能力が小さくてもよい。このため、ロックアップクラッチＬＣが係合状態であるときにファン目標回転数の上限値を低減することにより、冷却能力が過剰となることが抑えられ、燃費を向上させることができる。

　また、ロックアップクラッチＬＣが開放状態であるときには、第１マップＬ１に基づいてファン目標回転数の上限値が設定される。第１マップＬ１が用いられると、第２マップＬ２が用いられるときよりも、ファン目標回転数の上限値が高く設定される。このため、高い冷却能力を確保することができる。一方、ロックアップクラッチＬＣが係合状態であるときには、第２マップＬ２に基づいてファン目標回転数の上限値が設定される。このため、ファン目標回転数の上限値が低く設定されることにより、冷却能力が過剰となることが抑えられ、燃費を向上させることができる。

　また、トランスミッション６１の速度段が最高速度段である第３速であるときには、ロックアップクラッチＬＣが開放状態であっても、第２マップＬ２に基づいてファン目標回転数の上限値が設定される。トランスミッション６１の速度段が高速の速度段であるときには、冷却ファン７２による冷却能力が低くても、作業車両１のヒートバランスを良好に保つことが容易である。このため、ロックアップクラッチＬＣが開放状態であっても、冷却能力が不足することが抑えられる。また、冷却ファン７２による冷却能力が過剰となることが抑えられ、燃費を向上させることができる。

　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

　例えば、上記の実施形態では、作業車両１としてブルドーザが例示されているが、他の作業車両に本発明が適用されてもよい。

　上記の実施形態では、エンジン回転数とファン目標回転数の上限値との関係を示す情報として、マップが用いられているが、情報の形式はマップに限られない。例えば、テーブル或いは計算式などが、エンジン回転数とファン目標回転数の上限値との関係を示す情報として用いられてもよい。

　上記の実施形態では、ファン目標回転数の上限値の演算に用いるマップを第１マップＬ１と第２マップＬ２とから選択しているが、３つ以上のマップから選択されてもよい。

　上記の実施形態では、トランスミッション６１の速度段が第３速であるときに、ロックアップクラッチＬＣの状態に関わらずに、第２マップＬ２が選択されている。しかし、トランスミッション６１の速度段が、第３速に限らず、最低速度段よりも高速の所定の高速度段であるときに、ロックアップクラッチＬＣの状態に関わらずに第２マップＬ２が選択されてもよい。例えば、トランスミッション６１の速度段が、第２速であるときに、ロックアップクラッチＬＣの状態に関わらずに第２マップＬ２が選択されてもよい。また、トランスミッション６１の最高速度段は第３速に限らず第４速以上であってもよい。従って、トランスミッション６１の速度段が、第４速であるときに、或いは、トランスミッション６１の速度段が、第３速又は第４速であるときに、ロックアップクラッチＬＣの状態に関わらずに第２マップＬ２が選択されてもよい。

　本発明は、冷却能力が過剰となることを抑えることにより燃費を向上させることができる効果を有する。従って、本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法として有用である。

１　　　　　作業車両
５　　　　　エンジン
２　　　　　走行装置
６　　　　　動力伝達機構
９　　　　　制御部
６０　　　　トルクコンバータ
６１　　　　トランスミッション
７２　　　　冷却ファン
ＬＣ　　　　ロックアップクラッチ

Claims

　エンジンと、
　車両を走行させるための走行装置と、
　ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、トランスミッションとを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行装置に伝達する動力伝達装置と、
　前記エンジンの冷却液と前記トルクコンバータの動力伝達流体とを冷却する冷却ファンと、
　エンジン回転数に応じて前記冷却ファンの目標回転数の上限値を設定する制御部と、
を備え、
　前記制御部は、前記ロックアップクラッチが係合状態であるときには、前記ロックアップクラッチが開放状態であるときよりも、前記目標回転数の上限値を低減する、
作業車両。
　前記制御部は、前記エンジン回転数と前記目標回転数の上限値との関係を示す第１情報と、前記エンジン回転数と前記目標回転数の上限値との関係を示し前記第１情報よりも前記目標回転数の上限値を低く設定するための第２情報とを記憶しており、
　前記制御部は、前記ロックアップクラッチが開放状態であるときには、前記第１情報に基づいて前記目標回転数の上限値を設定し、前記ロックアップクラッチが係合状態であるときには、前記第２情報に基づいて前記目標回転数の上限値を設定する、
請求項１に記載の作業車両。
　前記制御部は、前記トランスミッションの速度段が最低速度段よりも高速の所定の高速度段であるときには、前記ロックアップクラッチが係合状態と開放状態とのいずれの状態であっても、前記第２情報に基づいて前記目標回転数の上限値を設定する、
請求項２に記載の作業車両。
　エンジンと、車両を走行させるための走行装置と、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとトランスミッションとを有し前記エンジンからの駆動力を前記走行装置に伝達する動力伝達装置と、前記エンジンの冷却液と前記トルクコンバータの動力伝達流体とを冷却する冷却ファンとを備える作業車両の制御方法であって、
　エンジン回転数に応じて前記冷却ファンの目標回転数の上限値を設定する処理を備え、
　前記目標回転数の上限値を設定する処理では、前記ロックアップクラッチが係合状態であるときには、前記ロックアップクラッチが開放状態であるときよりも、前記目標回転数の上限値を低減する、
作業車両の制御方法。