(57)【要約】【課題】作業車両の燃費を改善する。【解決手段】エンジン１により駆動される油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１からの圧油により駆動する走行用油圧アクチュエータ１２と、駐車ブレーキが作動する駐車モード、作業ブレーキが作動する作業モード、および駐車ブレーキと作業ブレーキがともに非作動の走行モードを選択するモード選択手段３１と、走行モード時のエンジン目標回転数および前記作業モード時のエンジン目標回転数をそれぞれ設定する回転数設定手段２２ａ、３３と、モード選択手段３１により走行モードまたは作業モードが選択されると、回転数設定手段２２ａ，３３により設定されたエンジン目標回転数にエンジン回転数を制御し、駐車モードが選択されると、回転数設定手段２２ａ，３３による設定に拘わらず、エンジン回転数を少なくとも走行モード時のアイドル回転数である走行アイドル回転数ＮＬ２よりも低い駐車アイドル回転数ＮＬ３に制御する回転数制御手段３０とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油により駆動する走行用油圧アクチュエータと、
駐車ブレーキが作動する駐車モード、作業ブレーキが作動する作業モード、および駐車ブレーキと作業ブレーキがともに非作動の走行モードを選択するモード選択手段と、
前記走行モード時のエンジン目標回転数および前記作業モード時のエンジン目標回転数をそれぞれ設定する回転数設定手段と、
前記モード選択手段により前記走行モードまたは前記作業モードが選択されると、前記回転数設定手段により設定されたエンジン目標回転数になるようにエンジン回転数を制御し、前記駐車モードが選択されると、前記回転数設定手段による設定に拘わらず、少なくとも前記走行モード時のアイドル回転数である走行アイドル回転数よりも低い駐車アイドル回転数となるようにエンジン回転数を制御する回転数制御手段とを備えることを特徴とする作業車両の原動機制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業車両の原動機制御装置において、
前記回転数設定手段は、前記作業モード時のアイドル回転数である作業アイドル回転数を、前記走行アイドル回転数よりも低く、かつ、前記駐車アイドル回転数よりも高く設定することを特徴とする作業車両の原動機制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業車両の原動機制御装置において、
前記回転数設定手段は、
第１の操作部材の操作により第１のエンジン回転数を設定する第１の設定手段と、
第２の操作部材の操作により第２のエンジン回転数を設定する第２の設定手段と、
前記第１のエンジン回転数または前記第２のエンジン回転数のいずれかに前記エンジン目標回転数を設定する回転数選択手段とを有することを特徴とする作業車両の原動機制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車両の原動機制御装置において、
暖機運転の要否を判定する暖機判定手段をさらに備え、
前記回転数制御手段は、前記暖機判定手段により暖機運転が必要と判定されると、前記モード選択手段により駐車モードが選択されても、前記回転数設定手段により設定されたエンジン目標回転数にエンジン回転数を制御することを特徴とする作業車両の原動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイール式油圧ショベル等の作業車両の原動機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、走行モード時に乗員が運転室から離れた際にアイドル回転数を低減するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、車両が走行停止状態でゲートロックレバーがロック位置へ操作された際に、アイドル回転数を低減するとともに駐車ブレーキを作動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７１１３５号公報（図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、乗員の降車を条件としてアイドル回転数を低減するため、走行停止状態であっても乗員が降車するまではアイドル回転数は高いままであり、燃費の改善が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による作業車両の原動機制御装置は、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプからの圧油により駆動する走行用油圧アクチュエータと、駐車ブレーキが作動する駐車モード、作業ブレーキが作動する作業モード、および駐車ブレーキと作業ブレーキがともに非作動の走行モードを選択するモード選択手段と、走行モード時のエンジン目標回転数および作業モード時のエンジン目標回転数をそれぞれ設定する回転数設定手段と、モード選択手段により走行モードまたは作業モードが選択されると、回転数設定手段により設定されたエンジン目標回転数になるようにエンジン回転数を制御し、駐車モードが選択されると、回転数設定手段による設定に拘わらず、少なくとも走行モード時のアイドル回転数である走行アイドル回転数よりも低い駐車アイドル回転数となるようにエンジン回転数を制御する回転数制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、モード選択手段により駐車モードが選択されるとエンジン回転数を走行アイドル回転数よりも低い駐車アイドル回転数に制御するようにしたので、駐車モード時のエンジン回転数を低減することができ、燃費を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が適用されるホイール式ホイールショベルの側面図。
【図２】図１のホイールショベルに搭載された作業用アクチュエータの駆動油圧回路図。
【図３】本実施の形態に係る作業車両の走行用油圧回路図。
【図４】本実施の形態に係る原動機制御装置の構成を示すブロック図。
【図５】本実施の形態による目標回転数特性を示す図。
【図６】図４のコントローラにおける処理の一例を示すフローチャート。
【図７】図４の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜図７を参照して本発明による作業車両の原動機制御装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるホイール式油圧ショベル（ホイールショベル）の側面図（一部断面図）である。図１に示すホイールショベルは、下部走行体８１と、旋回装置８２を介して下部走行体８１の上部に旋回可能に連結された上部旋回体８３とを有する。上部旋回体８３にはブーム８４Ａ、アーム８４Ｂ、バケット８４Ｃからなる作業用フロント８４と運転室８５とが設けられている。運転室８５の入口には、乗降経路に突出した解除位置（Ａ位置）と、乗降経路から後退したロック位置（Ｂ位置）との間で操作可能なゲートロックレバー６が設けられている。下部走行体８１には走行用の油圧モータ１２が設けられ、油圧モータ１２の駆動によりタイヤ８６が回転する。
【０００９】
図２はホイールショベルに搭載される作業用アクチュエータの駆動油圧回路図である。エンジン１によって駆動される油圧ポンプ２からの圧油はロックバルブ３、制御弁４を介して作業用アクチュエータ５に供給される。作業用アクチュエータ５は、例えば作業用フロント８４を駆動する油圧シリンダや旋回体８３を旋回する油圧モータなどである。
【００１０】
ロックバルブ３は油圧ポンプ２からの圧油を制御弁４に導く連通位置と制御弁４への圧油の供給を阻止する遮断位置とに切り換え可能な２位置切換弁であり、ゲートロックレバー６の操作によって切り換えられる。すなわち、ゲートロックレバー６が解除位置に操作されるとロックバルブ３が連通位置に切り換えられ、ゲートロックレバー６がロック位置に操作されるとロックバルブ３が遮断位置に切り換えられる。
【００１１】
制御弁４は操作レバー７の操作によって切り換えられ、ロックバルブ３から油圧アクチュエータ５への圧油の流れを制御する。なお、油圧回路の構成は図２のものに限らない。例えば制御弁４を油圧パイロット式切換弁として構成し、操作レバー７の操作量に応じたパイロット圧を発生するパイロット回路を設け、操作レバー７の操作量に応じたパイロット圧により制御弁４を切り換えるようにしてもよい。この場合、ロックバルブ３をパイロット回路に配置し、操作レバー７の操作を禁止するようにしてもよい。
【００１２】
図３は、本実施の形態に係るホイールショベルの走行用油圧回路図である。この油圧回路は、エンジン１により駆動される油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１からの圧油により駆動する油圧モータ１２と、油圧ポンプ１１から油圧モータ１２への圧油の流れを制御する走行用制御弁１３と、制御弁１３を操作するパイロット油圧回路２０とを備える。パイロット油圧回路２０は、パイロット油圧源２１と、アクセルペダル２２ａの操作量に応じたパイロット圧を発生させるパイロット弁２２と、図示しない前後進切換スイッチの操作により前進位置、後進位置、中立位置に切り換えられる前後進切換弁２３とを備える。
【００１３】
図３において、前後進切換弁２３のソレノイド２３ａが励磁されると前後進切換弁２３は前進位置（Ｆ位置）に切り換わり、ソレノイド２３ｂが励磁されると後進位置（Ｒ位置）に切り換わる。前後進切換弁２３が前進位置または後進位置に切り換わった状態でアクセルペダル２２ａを操作すると、その操作量に応じたパイロット圧が制御弁１３に作用し、制御弁１３が図示の中立位置から走行位置に切り換わる。これにより油圧ポンプ１１から油圧モータ１２に圧油が供給されて油圧モータ１２が駆動し、車両が走行する。前後進切換弁２３が中立位置に切り換わった状態では制御弁１３は中立位置に切り換わり、油圧モータ１２の駆動が阻止される。
【００１４】
図４は、本実施の形態に係る原動機制御装置の構成を示すブロック図である。コントローラ３０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。エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）もコントローラ３０に含まれる。コントローラ３０には、ブレーキスイッチ３１と、ペダル操作量検出器３２と、ＥＣダイアル３３と、切換スイッチ３４からの信号が入力される。
【００１５】
エンジン回転数は例えば図示しないガバナの駆動により調節される。ガバナは不図示のパルスモータの回転により駆動される。ガバナレバー角度は不図示のポテンショメータにより検出され、このガバナレバー角度に基づき、エンジン回転数が後述の目標回転数となるようにコントローラ３０からの信号によってパルスモータがサーボ制御される。
【００１６】
ブレーキスイッチ３１は、作業ブレーキの作動／非作動および駐車ブレーキの作動／非作動を指令するスイッチであり、作業ブレーキ位置、駐車ブレーキ位置、およびオフ位置の３位置に切換可能である。ブレーキスイッチ３１が作業ブレーキ位置に切り換えられると、図示しないブレーキシリンダにブレーキ圧が作用し、作業ブレーキ（サービスブレーキ）が作動する。ブレーキスイッチ３１がオフ位置に切り換えられると、ブレーキシリンダへのブレーキ圧の作用が停止し、作業ブレーキが解除される。なお、ブレーキスイッチ３１がオフであっても、ブレーキシリンダにはブレーキペダル（不図示）の操作量に応じたブレーキ圧を作用することができ、これによりサービスブレーキを作動できる。
【００１７】
駐車ブレーキはいわゆるネガティブブレーキであり、ブレーキ解除シリンダにブレーキ解除圧が作用すると駐車ブレーキが解除される。ブレーキスイッチ３１が駐車ブレーキ位置に切り換えられると、ブレーキ解除圧の作用が停止し、ブレーキ解除シリンダがバネ力によって押動されて、駐車ブレーキが作動する。ブレーキスイッチ３１がオフ位置に切り換えられると、駐車ブレーキは解除される。
【００１８】
ブレーキスイッチ３１は、運転室内のステアリングハンドルの近傍に設けられ、作業時に作業ブレーキ位置に、駐車時に駐車ブレーキ位置に、走行時にオフ位置にそれぞれ切り換えられる。これにより作業時に作業モードに、駐車時に駐車モードに、走行時に走行モードに、それぞれモード設定される。
【００１９】
ペダル操作量検出器３２は、例えばアクセルペダル２２ａの操作量に応じたパイロット圧ｐを検出する圧力センサにより構成され、圧力検出値ｐによりアクセルペダル２２ａの操作量が検出される。アクセルペダル２２ａの操作によりエンジン１の目標回転数が設定される。図５（ａ），（ｂ）は圧力検出値ｐと目標回転数Ｎ１，Ｎ２との関係を示す図である。なお、図５（ａ）は作業に適した目標回転数特性Ｌ１を、図５（ｂ）は走行に適した目標回転数特性Ｌ２をそれぞれ示している。
【００２０】
いずれの特性Ｌ１，Ｌ２も圧力検出値ｐの増加に伴い目標回転数Ｎ１，Ｎ２が増加している。特性Ｌ２のアイドル回転数ＮＬ２（走行アイドル回転数）は特性Ｌ１のアイドル回転数ＮＬ１（作業アイドル回転数）よりも高く設定されている。また、特性Ｌ２の最高回転数Ｎｂは特性Ｌ１の最高回転数Ｎａよりも高く設定され、特性Ｌ２の傾きは特性Ｌ１の傾きよりも急峻となっている。
【００２１】
ＥＣダイアル３３は運転室内に設けられ、ダイアル操作量ｓに応じてエンジン１の目標回転数Ｎｓが設定される。図５（ｃ）はダイアル操作量ｓと目標回転数Ｎｓとの関係を示す図である。図５（ｃ）の特性Ｌ３によれば、アイドル回転数が作業アイドル回転数ＮＬ１と等しく設定され、最高回転数も特性Ｌ２の最高回転数Ｎｂと等しく設定されている。
【００２２】
切換スイッチ３４は、目標回転数の入力モードを切り換えるスイッチである。すなわち切換スイッチ３４がペダルモード位置に切り換えられると、アクセルペダル２２ａの操作による目標回転数ＮＬ１，ＮＬ２が入力され、ダイアルモード位置に切り換えられると、ＥＣダイアル３３の操作による目標回転数Ｎｓが入力される。
【００２３】
図６は、コントローラ３０で実行される処理の一例を示すフローチャートであり、例えばエンジンキースイッチのオンにより処理が開始される。ステップＳ１では、ブレーキスイッチ３１、ペダル操作量検出器３２、ＥＣダイアル３３、切換スイッチ３４からの信号をそれぞれ読み込む。ステップＳ２では、ブレーキスイッチ３１の操作を判定する。ブレーキスイッチ３１が作業ブレーキ位置にあると判定されるとステップＳ３に進む。
【００２４】
ステップＳ３では、切換スイッチ３４の操作を判定する。切換スイッチ３４がペダルモード位置にあると判定されるとステップＳ５に進み、図５（ａ）の特性Ｌ１に基づき、アクセルペダル２２ａの操作量（圧力検出値ｐ）に応じた目標回転数Ｎ１を設定する。切換スイッチ３４がダイアルモード位置にあると判定されるとステップＳ６に進み、図５（ｃ）の特性Ｌ３に基づき、ＥＣダイアル３３の操作量ｓに応じた目標回転数Ｎｓを設定する。
【００２５】
ステップＳ２でブレーキスイッチ３１がオフ位置にあると判定されるとステップＳ４に進む。ステップＳ４では、切換スイッチ３４の操作を判定する。切換スイッチ３４がペダルモード位置にあると判定されるとステップＳ７に進み、図５（ｂ）の特性Ｌ２に基づき、アクセルペダル２２ａの操作量（圧力検出値ｐ）に応じた目標回転数Ｎ２を設定する。切換スイッチ３４がダイアルモード位置にあると判定されるとステップＳ６に進み、図５（ｃ）の特性Ｌ３に基づき、ＥＣダイアル３３の操作量ｓに応じた目標回転数Ｎ３を設定する。ステップＳ８では、エンジン１のガバナ駆動用のパルスモータに制御信号を出力し、エンジン回転数をステップＳ５〜ステップＳ７で定めた目標回転数に制御する。
【００２６】
一方、ステップＳ２でブレーキスイッチ３１が駐車ブレーキ位置にあると判定されるとステップＳ９に進む。ステップＳ９では、ガバナ駆動用のパルスモータに制御信号を出力し、予め定めたアイドル回転数ＮＬ３（駐車アイドル回転数）にエンジン回転数を制御する。ここで、駐車アイドル回転数ＮＬ３とはエンストしない最小の回転数であり、作業アイドル回転数ＮＬ１よりも低く設定されている。
【００２７】
本実施の形態の動作をまとめると次のようになる。ブレーキスイッチ３１をオフ位置に操作すると、作業ブレーキと駐車ブレーキがそれぞれ解除され、走行モードとなる。この状態で、切換スイッチ３４をペダルモード位置に操作すると、図５（ｂ）の特性Ｌ２に基づきアクセルペダル２２ａの操作量に応じてエンジン回転数が制御される（ステップＳ７→ステップＳ８）。アクセルペダル２２ａの操作をやめるとエンジン回転数は走行アイドル回転数ＮＬ２となる。このとき、走行アイドル回転数ＮＬ２は作業アイドル回転数ＮＬ１よりも高めに設定されており、特性Ｌ２の傾きは急峻であるため、走行時の良好な加速性が得られる。切換スイッチ３４をダイアルモード位置に操作すると、ダイアル操作量に応じてエンジン回転数が制御される（ステップＳ６→ステップＳ８）。これによりアクセルペダル２２ａを操作をすることなく、走行時のエンジン回転数を一定に保つことができる。
【００２８】
ブレーキスイッチ３１を作業ブレーキ位置に操作すると、作業ブレーキが作動し、作業モードとなる。この状態で、切換スイッチ３４をペダルモード位置に操作すると、図５（ａ）の特性Ｌ１に基づきアクセルペダル２２ａの操作量に応じてエンジン回転数が制御される（ステップＳ５→ステップＳ８）。アクセルペダル２２ａの操作をやめるとエンジン回転数は走行アイドル回転数ＮＬ２よりも低めの作業アイドル回転数ＮＬ１となる。このため、作業時の燃費を向上できる。切換スイッチ３４をダイアルモード位置に操作すると、ダイアル操作量に応じてエンジン回転数が制御される（ステップＳ６→ステップＳ８）。これによりアクセルペダル２２ａを操作をすることなく、作業時のエンジン回転数を一定に保つことができる。
【００２９】
ブレーキスイッチ３１を駐車ブレーキ位置に操作すると、駐車ブレーキが作動し、駐車モードとなる。この状態では、アクセルペダル２２ａの操作やＥＣダイアル３３の操作に拘わらず、エンジン回転数が作業アイドル回転数ＮＬ１よりも低い駐車アイドル回転数ＮＬ３に制御される（ステップＳ９）。このため走行も作業も行わないときにはエンジン回転数が最低限に抑えられ、燃費を向上できる。ブレーキスイッチ３１の切換のみでエンジン回転数が低減するため、ペダル操作やダイアル操作等の回転数設定のための煩わしい操作が不要であり、使い勝手がよい。ブレーキスイッチ３１を駐車ブレーキ位置からオフ位置または作業ブレーキ位置に操作すると、エンジン回転数が上昇し、ペダル操作またはダイアル操作による目標回転数にエンジン回転数が制御される。
【００３０】
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）ブレーキスイッチ３１が駐車ブレーキ位置に切り換えられると、駐車ブレーキを作動するとともに、アクセルペダル２２ａの操作やＥＣダイアル３３の操作に拘わらず、エンジン回転数を走行アイドル回転数ＮＬ２よりも低く、かつ、作業アイドル回転数ＮＬ１よりも低い駐車アイドル回転数ＮＬ３に制御するようにした。これにより駐車モード時のエンジン回転数を最低限に抑えることができ、燃費を向上できる。
（２）ゲートロックレバー６の操作を条件とすることなく、エンジン回転数を駐車アイドル回転数ＮＬ３に制御するため、乗員が降車する前であってもエンジン回転数を最低限に抑えることができる。また、エンジン回転数を低減するために、降車前にあえてゲートロックレバー６を操作するといった必要がなく、ゲートロックレバー６により乗員の降車状態を良好に検出できる。
（３）アクセルペダル２２ａの操作とＥＣダイアル３３の操作によりそれぞれ目標回転数を設定可能とし、切換スイッチ３４によりいずれかの目標回転数を選択するようにしたので、走行性および作業性を向上できる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、ブレーキスイッチ３１が駐車ブレーキ位置に切り換えられると、エンジン回転数を駐車アイドル回転数ＮＬ３に制御するようにしたが、暖機運転時にはこの回転数制御を禁止するようにしてもよい。この場合、例えば図７に示すようにエンジン冷却水温を検出する温度検出器３５を新たに設け、コントローラ３０で温度検出値により暖機運転の要否を判定すればよい。そして、ブレーキスイッチ３１が駐車ブレーキ位置に切り換えられた場合であっても、暖機運転が必要と判定されると、例えば図６のステップＳ４の処理に進み、暖機運転が必要でないと判定されると、ステップＳ９の処理に進むようにすればよい。これにより速やかに暖機を行うことができる。
【００３２】
上記実施の形態では、第１の設定手段としてのアクセルペダル２２ａの操作によりエンジン目標回転数（第１のエンジン回転数）を設定するとともに、第２の設定手段としてのＥＣダイアル３３の操作によりエンジン目標回転数（第２のエンジン回転数）を設定するようにしたが、回転数設定手段の構成はこれに限らない。切換スイッチ３５によりペダルモードとダイアルモードを切り換えるようにしたが、ペダル操作による目標回転数とダイアル操作による目標回転数のうち最大値を選択するようにしてもよく、回転数選択手段は上述したものに限らない。
【００３３】
上記実施の形態では、駐車アイドル回転数ＮＬ３を作業アイドル回転数ＮＬ１よりも低く設定したが、少なくとも走行アイドル回転数ＮＬ２よりも低く設定すればよく、例えば駐車アイドル回転数ＮＬ３を作業アイドル回転数ＮＬ１と等しくてもよい。すなわち駐車モードが選択されたときに、ペダル操作やダイアル操作による回転数設定に拘わらず、走行アイドル回転数ＮＬ２よりも低い駐車アイドル回転数ＮＬ３となるようにエンジン回転数を制御するのであれば、回転数制御手段の構成はいかなるものでもよい。ブレーキスイッチ３１により駐車モード、作業モード、走行モードを選択するようにしたが、モード選択手段はこれに限らない。
【００３４】
上記実施の形態は、ホイール式油圧ショベルに適用したが、ホイールローダやフォークリフト等の他のホイール式作業車両にも適用できる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の作業車両の原動機制御装置に限定されない。
【符号の説明】
【００３５】
１  エンジン
１１  油圧ポンプ
１２  走行用油圧モータ
２２ａ  アクセルペダル
３１  ブレーキスイッチ
３２  ペダル操作量検出器
３３  ＥＣダイアル
３４  切換スイッチ
３５  温度検出器
ＮＬ１  作業アイドル回転数
ＮＬ２  走行アイドル回転数
ＮＬ３  駐車アイドル回転数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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