(57)【要約】【課題】積荷工程時の燃費削減効果を高めることができ、かつ、作業効率の低下も防止できるホイールローダを提供すること。【解決手段】ホイールローダは、検出器４６〜５０と、コントローラ１０とを備える。検出器４６〜５０は、アクセル操作量を検知するアクセル開度検出器４６を少なくとも備える。コントローラ１０は、検出器４６〜５０の検知結果に基づき、掘削時であるか否か、および、積荷時であるか否かを判別する状態判別手段１１０と、トルクカーブ選択手段１２０を備える。トルクカーブ選択手段１２０は、状態判別手段１１０で掘削時であると判別された場合には、１種類の掘削用トルクカーブ１３６を選択し、積荷時であると判別された場合には、アクセル操作量に応じて２種類以上の非掘削用トルクカーブ１３７〜１３９のうちの１つを選択する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンにより駆動される作業機および走行装置と、
前記作業機および走行装置の状態を検知する検知手段と、
前記エンジンのトルク特性の異なる複数のトルクカーブを記憶し、前記検知手段で検知した検知結果に基づいて前記エンジンの制御用のトルクカーブを選択するコントローラとを備え、
前記トルクカーブは、１種類の掘削用トルクカーブと、２種類以上の非掘削用トルクカーブを備え、
前記検知手段は、アクセル操作量を検知するアクセル操作量検知手段を少なくとも備え、
前記コントローラは、
前記検知手段の検知結果に基づき、掘削時であるか否か、および、積荷時であるか否かを判別する状態判別手段と、
掘削時であると判別された場合には、前記掘削用トルクカーブを選択し、積荷時であると判別された場合には、前記アクセル操作量検知手段によって検知されるアクセル操作量に応じて２種類以上の非掘削用トルクカーブのうちの１つを選択するトルクカーブ選択手段と、を備えることを特徴とするホイールローダ。
【請求項２】
エンジンと、
前記エンジンにより駆動される作業機および走行装置と、
前記作業機および走行装置の状態を検知する検知手段と、
前記エンジンのトルク特性の異なる複数のトルクカーブを記憶し、前記検知手段で検知した検知結果に基づいて前記エンジンの制御用のトルクカーブを選択するコントローラとを備え、
前記トルクカーブは、１種類の掘削用トルクカーブと、２種類以上の非掘削用トルクカーブを備え、
前記検知手段は、アクセル操作量を検知するアクセル操作量検知手段を少なくとも備え、
前記コントローラは、
前記検知手段の検知結果に基づき、掘削時であるか否かを判別する状態判別手段と、
掘削時であると判別された場合には、前記掘削用トルクカーブを選択し、非掘削時であると判別された場合には、前記アクセル操作量検知手段によって検知されるアクセル操作量に応じて２種類以上の非掘削用トルクカーブのうちの１つを選択するトルクカーブ選択手段と、を備えることを特徴とするホイールローダ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のホイールローダにおいて、
前記非掘削用トルクカーブのうち、前記アクセル操作量検知手段によって検知されるアクセル操作量が最大の時に選択されるトルクカーブは、
前記掘削用トルクカーブの最大トルク発生回転数よりも低い回転数領域では、前記掘削用トルクカーブと同じトルク特性に設定され、
前記掘削用トルクカーブの最大トルク発生回転数よりも高い回転数領域の少なくとも一部の領域では、前記掘削用トルクカーブよりも発生トルクが小さいトルク特性に設定されていることを特徴とするホイールローダ。
【請求項４】
エンジンと、
前記エンジンにより駆動される作業機および走行装置と、
前記作業機および走行装置の状態を検知する検知手段と、
前記エンジンのトルク特性の異なる複数のトルクカーブを記憶する記憶手段とを備えたホイールローダのエンジン制御方法であって、
前記トルクカーブは、１種類の掘削用トルクカーブと、２種類以上の非掘削用トルクカーブを備え、
前記検知手段の検知結果に基づき、掘削時であるか否か、および、積荷時であるか否かを判別し、
掘削時であると判別した場合には、前記掘削用トルクカーブを選択し、
積荷時であると判別した場合には、アクセルの操作量を検出し、このアクセル操作量に応じて２種類以上の非掘削用トルクカーブのうちの１つを選択する
ことを特徴とするホイールローダのエンジン制御方法。
【請求項５】
エンジンと、
前記エンジンにより駆動される作業機および走行装置と、
前記作業機および走行装置の状態を検知する検知手段と、
前記エンジンのトルク特性の異なる複数のトルクカーブを記憶する記憶手段とを備えたホイールローダのエンジン制御方法であって、
前記トルクカーブは、１種類の掘削用トルクカーブと、２種類以上の非掘削用トルクカーブを備え、
前記検知手段の検知結果に基づき、掘削時であるか否かを判別し、
掘削時であると判別した場合には、前記掘削用トルクカーブを選択し、
非掘削時であると判別した場合には、アクセルの操作量を検出し、このアクセル操作量に応じて２種類以上の非掘削用トルクカーブのうちの１つを選択する
ことを特徴とするホイールローダのエンジン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールローダおよびホイールローダのエンジン制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最新のホイールローダでは、燃費低減のために、エンジントルクを自動的に切り替えている。例えば、ホイールローダにおいて、掘削中であるか、登坂走行中であるかを判別し、掘削中あるいは登坂走行中であればエンジンを高出力モードに設定し、それ以外の場合にはエンジンを低出力モードに設定して燃費低減を実現するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、作業機ポンプの負荷やトルクコンバータの負荷を算出し、現在のエンジン回転数においてエンジンが出力可能な最大出力トルクが、前記算出された負荷トルク以上となるように、前記エンジンの最大出力特性（トルクカーブ）を可変制御するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／０２４２０８号
【特許文献２】国際公開第２００９／１１６２５０号
【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、前記特許文献１，２の技術では、掘削中や積荷中など、現在の状態がどの工程にあるかを判定し、その工程の種類によってエンジンのトルクカーブを切り替えるものであり、１つの工程に対応して選択されるトルクカーブは１つのみである。このため、燃費削減効果を高めることに限界があるという問題がある。
【０００５】
特に、鉱山などで使用される大型のホイールローダの場合、掘削中だけでなく、バケットに荷を満載してブームを上げながらダンプトラックにアプローチする積荷工程の際にも大きな力を必要とする。
このような積荷工程で選択されるトルクカーブを、バケットに荷を満載にした状態で、かつ、最大速度でブームを上げながらダンプトラックにアプローチできるように、最大出力トルクが大きくなるトルクカーブに設定すると、バケットの荷が少ない場合や、ブームを上げる速度を低速にして作業する際に、負荷に対して過大な出力トルクとなり、燃費削減効果が小さくなるという問題がある。
逆に、燃費削減効果を高めるために、積荷工程で選択されるトルクカーブを低く設定すると、バケットに荷を満載にした際にブームを上げる力が足りずにブームが持ち上がらない、あるいはブームの上昇速度が遅くなって作業効率が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、少なくとも積荷工程時の燃費削減効果を高めることができ、かつ、作業効率の低下も防止できるホイールローダおよびホイールローダのエンジン制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係るホイールローダは、エンジンと、前記エンジンにより駆動される作業機および走行装置と、前記作業機および走行装置の状態を検知する検知手段と、前記エンジンのトルク特性の異なる複数のトルクカーブを記憶し、前記検知手段で検知した検知結果に基づいて前記エンジンの制御用のトルクカーブを選択するコントローラとを備え、前記トルクカーブは、１種類の掘削用トルクカーブと、２種類以上の非掘削用トルクカーブを備え、前記検知手段は、アクセル操作量を検知するアクセル操作量検知手段を少なくとも備え、前記コントローラは、前記検知手段の検知結果に基づき、掘削時であるか否か、および、積荷時であるか否かを判別する状態判別手段と、掘削時であると判別された場合には、前記掘削用トルクカーブを選択し、積荷時であると判別された場合には、前記アクセル操作量検知手段によって検知されるアクセル操作量に応じて２種類以上の非掘削用トルクカーブのうちの１つを選択するトルクカーブ選択手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２発明に係るホイールローダは、エンジンと、前記エンジンにより駆動される作業機および走行装置と、前記作業機および走行装置の状態を検知する検知手段と、前記エンジンのトルク特性の異なる複数のトルクカーブを記憶し、前記検知手段で検知した検知結果に基づいて前記エンジンの制御用のトルクカーブを選択するコントローラとを備え、前記トルクカーブは、１種類の掘削用トルクカーブと、２種類以上の非掘削用トルクカーブを備え、前記検知手段は、アクセル操作量を検知するアクセル操作量検知手段を少なくとも備え、前記コントローラは、前記検知手段の検知結果に基づき、掘削時であるか否かを判別する状態判別手段と、掘削時であると判別された場合には、前記掘削用トルクカーブを選択し、非掘削時であると判別された場合には、前記アクセル操作量検知手段によって検知されるアクセル操作量に応じて２種類以上の非掘削用トルクカーブのうちの１つを選択するトルクカーブ選択手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
第３発明に係るホイールローダは、第１発明又は第２発明において、前記非掘削用トルクカーブのうち、前記アクセル操作量検知手段によって検知されるアクセル操作量が最大の時に選択されるトルクカーブは、前記掘削用トルクカーブの最大トルク発生回転数よりも低い回転数領域では、前記掘削用トルクカーブと同じトルク特性に設定され、前記掘削用トルクカーブの最大トルク発生回転数よりも高い回転数領域の少なくとも一部の領域では、前記掘削用トルクカーブよりも発生トルクが小さいトルク特性に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
第４発明に係るホイールローダのエンジン制御方法は、エンジンと、前記エンジンにより駆動される作業機および走行装置と、前記作業機および走行装置の状態を検知する検知手段と、前記エンジンのトルク特性の異なる複数のトルクカーブを記憶する記憶手段とを備えたホイールローダのエンジン制御方法であって、前記トルクカーブは、１種類の掘削用トルクカーブと、２種類以上の非掘削用トルクカーブを備え、前記検知手段の検知結果に基づき、掘削時であるか否か、および、積荷時であるか否かを判別し、掘削時であると判別した場合には、前記掘削用トルクカーブを選択し、積荷時であると判別した場合には、アクセルの操作量を検出し、このアクセル操作量に応じて２種類以上の非掘削用トルクカーブのうちの１つを選択することを特徴とする。
【００１１】
第５発明に係るホイールローダのエンジン制御方法は、エンジンと、前記エンジンにより駆動される作業機および走行装置と、前記作業機および走行装置の状態を検知する検知手段と、前記エンジンのトルク特性の異なる複数のトルクカーブを記憶する記憶手段とを備えたホイールローダのエンジン制御方法であって、前記トルクカーブは、１種類の掘削用トルクカーブと、２種類以上の非掘削用トルクカーブを備え、前記検知手段の検知結果に基づき、掘削時であるか否かを判別し、掘削時であると判別した場合には、前記掘削用トルクカーブを選択し、非掘削時であると判別した場合には、アクセルの操作量を検出し、このアクセル操作量に応じて２種類以上の非掘削用トルクカーブのうちの１つを選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、掘削時には、掘削用に設定されたトルクカーブを選択しているので、エンジンを掘削作業に適したモードで制御できる。また、積荷時には、２種類以上の非掘削用トルクカーブの中から、アクセル操作量に応じてトルクカーブを選択しているので、オペレータの操作に応じて適切な速度で作業機を作動でき、かつ、掘削用トルクカーブを用いて積荷作業を行う場合に比べて燃費を低減できる。
【００１３】
第２発明によれば、掘削時には、掘削用に設定されたトルクカーブを選択しているので、エンジンを掘削作業に適したモードで制御できる。また、積荷作業などの非掘削時には、２種類以上の非掘削用トルクカーブの中から、アクセル操作量に応じてトルクカーブを選択しているので、オペレータの操作に応じて適切な速度で作業機を作動でき、かつ、掘削用トルクカーブを用いて非掘削時の作業を行う場合に比べて燃費を低減できる。
【００１４】
第３発明によれば、アクセル操作量が最大の時に選択される非掘削用トルクカーブは、前記掘削用トルクカーブの最大トルク発生回転数よりも低い回転数領域では、前記掘削用トルクカーブと同じトルク特性に設定されている。このため、積荷作業後に一旦後進し、再度前進するために比較的回転数が低い領域での動作も含まれるダンプトラックへのアプローチ時に、作業機の速度を確保しつつ、燃費を低減することができる。
【００１５】
第４発明によれば、第１発明と同様の作用及び効果を享受できる。また、第５発明によれば、第２発明と同様の作用及び効果を享受できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るホイールローダを示す側面図。
【図２】前記実施形態におけるホイールローダの全体構成を模式的に示す説明図。
【図３】前記実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図。
【図４】前記実施形態におけるトルクカーブの例を示す図。
【図５】前記実施形態におけるブームボトム圧低下フラグの設定条件を示す図。
【図６】前記実施形態における掘削中フラグの設定条件を示す図。
【図７】前記実施形態における積荷中フラグの設定条件を示す図。
【図８】前記実施形態におけるトルクカーブ選択処理を示すフローチャート。
【図９】本発明の変形例におけるトルクカーブ選択処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[全体構成]
図１は、本発明の第１実施形態に係るホイールローダ１を示す側面図である。ホイールローダ１は、鉱山等で使用される大型のホイールローダ１である。
ホイールローダ１は、前部車体２Ａと後部車体２Ｂとで構成される車体２を備えている。前部車体２Ａの前方（図１中の左方）には、掘削・積込用のバケット３Ａ、ブーム３Ｂ、ベルクランク３Ｃ、連結リンク３Ｄ、バケットシリンダ３Ｅ、ブームシリンダ３Ｆ等で構成される油圧式の作業機３が取り付けられている。
【００１８】
後部車体２Ｂは、厚板の金属板等で構成された後部車体フレーム５を有している。後部車体フレーム５の前側には、オペレータが乗り込む箱状のキャブ６が設けられ、後部車体フレーム５の後側には、図示しないエンジンや、エンジンによって駆動される油圧ポンプ等が搭載されている。
【００１９】
図２は、ホイールローダ１の全体構成を模式的に示す説明図である。ホイールローダ１は、コントローラ１０と、エンジン１１と、ＰＴＯ（Power Take Off：動力取出装置)１２と、走行系２０と、油圧装置系３０とを備えている。
ＰＴＯ１２は、エンジン１１の出力を走行系２０及び油圧装置系３０に分配する。走行系２０は、ホイールローダ１を走行させるための機構（走行装置）であり、油圧装置系３０は、主に作業機３(例えばブーム３Ｂやバケット３Ａ)を駆動するための機構である。
【００２０】
走行系２０は、例えば、モジュレーションクラッチ(以下、「クラッチ」と呼ぶ)２１と、トルクコンバータ２２と、トランスミッション２３と、アクスル２４とを備えている。なお、図２では、クラッチを「MOD/C」、トルクコンバータを「T/C」、トランスミッションを「T/M」とそれぞれ略記する。
クラッチ２１の接続や切り離しは、例えば、油圧によって制御される。具体的には、コントローラ１０からクラッチ指令圧(クラッチ２１に対する油圧を指定した制御信号)が出力されると、その制御信号で指定されている油圧で、クラッチ２１が制御される。以下、クラッチ２１に対する圧力を、「クラッチ圧」と言う。
エンジン１１から出力された動力は、クラッチ２１、トルクコンバータ２２、トランスミッション２３及びアクスル２４を介して、車輪に伝達される。
【００２１】
油圧装置系３０は、例えば、ローダポンプ３１と、ステアリングポンプ３２と、メインバルブ３４と、ブームシリンダ３Ｆと、バケットシリンダ３Ｅと、ステアリングシリンダ３６とを備える。
【００２２】
ローダポンプ３１は、ブームシリンダ３Ｆおよびバケットシリンダ３Ｅに作動油を供給するためのポンプである。ステアリングポンプ３２は、ステアリングシリンダ３６に作動油を供給するためのポンプである。
ローダポンプ３１およびステアリングポンプ３２は、例えば斜板型油圧ポンプとして構成され、斜板の角度は、コントローラ１０からの制御信号により制御される。
【００２３】
メインバルブ３４は、バケットレバーまたはブームレバーから入力されるパイロット圧に応じて、ローダポンプ３１から吐出される作動油を、ブームシリンダ３Ｆやバケットシリンダ３Ｅに供給する。
【００２４】
油圧装置系３０には、上述したローダポンプ３１、ステアリングポンプ３２の少なくとも一つに代えて、または加えて、別のポンプが備えられても良い。例えば、ホイールローダ１には、冷却ファンを駆動するためのポンプや、トランスミッション２３の潤滑のためのポンプや、ブレーキ圧を生成するためのポンプなどが備えられても良い。
【００２５】
ホイールローダ１には、種々のセンサとして、例えば、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ４１、クラッチ圧を検出するクラッチ圧センサ４２、クラッチ２１の出力軸回転数を検出するクラッチ出力軸回転数センサ４３、トランスミッション２３の出力軸回転数を検出するT/M出力回転数センサ４４、ローダポンプ油圧を検出するローダポンプ油圧センサ４５、および、アクセルペダル１５の操作量(以下、「アクセル開度」と言う)を検出するアクセル開度検出器（アクセル開度センサ）４６が設けられている。なお、このアクセル開度検出器４６によって、本発明のアクセル操作量検知手段が構成されている。
【００２６】
［検知手段］
さらに、本実施形態では、図２，３に示すように、前記アクセル開度検出器４６と共に、本発明の検知手段を構成するブームボトム圧検出器４７、ブーム角度検出器４８、バケット角度検出器４９、ＦＮＲレバー操作位置検出器５０を備えている。
ブームボトム圧検出器４７は、ブームシリンダ３Ｆのボトム部分に設けられた圧力センサで構成され、ブームボトム圧を検出する。
ブーム角度検出器４８は、地表面に対するブーム３Ｂの角度を検出するための装置であり、ブーム３Ｂの回転軸に設けられるポテンショメータ等で構成されており、ブーム３Ｂの角度を検出する。
【００２７】
バケット角度検出器４９は、地表面に対するバケット３Ａの角度を検出するための装置であり、ベルクランク３Ｃの回転軸に設けられるポテンショメータ等で構成され、バケット３Ａの角度を間接的に検出する。なお、バケット角度検出器４９としては、バケット３Ａの回転軸にポテンショメータ等を設けて構成し、ブーム角度との相対関係から間接的にバケット３Ａの角度を検出してもよい。
【００２８】
ＦＮＲレバー操作位置検出器５０は、トランスミッション（変速機）２３の速度段を、前進（Ｆ）、ニュートラル（Ｎ）、後進（Ｒ）から選択するＦＮＲレバーの操作位置を検出する。例えば、前進４速度段（Ｆ１〜Ｆ４）、後進２速度段（Ｒ１，Ｒ２）およびニュートラル（Ｎ）を有するトランスミッション２３の場合、ＦＮＲレバー操作位置検出器５０は、ＦＮＲレバーのシフト操作によりどの速度段が選択されたかを検出する。
【００２９】
上記各種センサ４１〜４５や検出器４６〜５０により検出された各種状態は、点線矢印１０１〜１０９にそれぞれ示すように、電気信号としてコントローラ１０に入力される。
また、コントローラ１０は、一点鎖線矢印１１１に示すように、ローダポンプ３１の斜板角度を指定した制御信号をローダポンプ３１に送信したり、一点鎖線矢印１１２に示すように、ステアリングポンプ３２の斜板角度を指定した制御信号をステアリングポンプ３２に送信したり、一点鎖線１１３に示すように、クラッチ指令圧をクラッチ２１に送信したり、一点鎖線１１４に示すように、速度段を指定した制御信号をトランスミッション２３に送信したり、一点鎖線１１５に示すように、後述するトルクカーブ（最大出力特性）におけるアクセル開度に応じた燃料噴射量信号をエンジン１１に指令する。
【００３０】
［コントローラの構成］
コントローラ１０の構成について、図３に基づいて説明する。
コントローラ１０は、状態判別手段１１０と、トルクカーブ選択手段１２０と、記憶手段１３０とを備える。
状態判別手段１１０は、前記各検出器４６〜５０から出力される検出結果に基づいて、掘削中であるか非掘削中であるかを判別し、さらに、非掘削中である場合に、積荷中であるか否かを判別する。この状態判別の具体的な判別方法は後述する。
【００３１】
トルクカーブ選択手段１２０は、状態判別手段１１０で判別された状態に応じて、トルクカーブを選択する。
【００３２】
記憶手段１３０は、判定値記憶部１３１と、トルクカーブ記憶部１３５とを備える。
判定値記憶部１３１には、下記表１に示すように、状態判別手段１１０で用いられるブーム角度の判定値と、ブームボトム圧の判定値が記憶される。なお、下記表１では、ブームボトム圧判定値１〜３の３種類の判定値の設定値が同一であるが、ホイールローダ１の種類などによっては、これらの設定値を異なる値としてもよい。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
トルクカーブ記憶部１３５には、１種類の掘削用トルクカーブ１３６と、３種類の非掘削用トルクカーブ１３７〜１３９とが記憶されている。
これらのトルクカーブ１３６〜１３９は、例えば、図４に示すような特性に設定されている。図４は、各エンジン回転数Ｎでのエンジン最大出力トルクＴで定義されるエンジン性能を、各トルクカーブ１３６〜１３９毎に示したものである。
【００３５】
掘削用トルクカーブ１３６は、燃費よりもパワーを優先したものであり、発生しうる最大出力トルクＴ１が、すべてのトルクカーブ１３６〜１３９の中で最も大きな値となるように設定されている。
非掘削用第１トルクカーブ１３７は、エンジン回転数Ｎが掘削用トルクカーブ１３６における最大トルクを発生し得る回転数Ｎ１以下の領域では、前記掘削用トルクカーブ１３６と同じ最大出力トルクとされているが、エンジン回転数Ｎ１を超える領域では、前記掘削用トルクカーブ１３６よりも出力トルクが小さくなるように設定されている。
【００３６】
非掘削用第２トルクカーブ１３８は、エンジン回転数Ｎが前記Ｎ１よりも低いＮ２以下の領域では、前記掘削用トルクカーブ１３６、非掘削用トルクカーブ１３７と同じ最大出力トルクとされているが、エンジン回転数Ｎ２よりも高い領域では、前記非掘削用トルクカーブ１３７よりも出力トルクが小さくなるように設定されている。
非掘削用第３トルクカーブ１３９は、エンジン回転数Ｎが前記Ｎ２よりも低いＮ３以下の領域では、前記掘削用トルクカーブ１３６、非掘削用トルクカーブ１３７，１３８と同じ最大出力トルクとされているが、エンジン回転数Ｎ３よりも高い領域では、前記非掘削用第２トルクカーブ１３８よりも出力トルクが小さくなるように設定されている。
【００３７】
トルクカーブ選択手段１２０は、状態判別手段１１０で判別された結果に基づいて、トルクカーブ記憶部１３５に記憶されたトルクカーブ１３６〜１３９の一つを選択する。そして、コントローラ１０は、前述のとおり、トルクカーブ選択手段１２０で選択されたトルクカーブに基づき、アクセル開度検出器４６で検出されたアクセル開度に応じた燃料噴出量信号を前記エンジン１１に指令する。
【００３８】
［状態判別処理］
次に、状態判別手段１１０における状態判別処理に関し、図５〜７を参照して説明する。
状態判別手段１１０は、前記各検出器４６〜５０から出力される検出結果に基づいて、ブームボトム圧低下フラグ、掘削中フラグおよび積荷中フラグの値を設定する。
【００３９】
［ブームボトム圧低下フラグＯＮの設定条件］
図５（Ａ）に示すように、状態判別手段１１０は、ブーム角度が０未満かつブーム角度判定値１以上であり、ブームボトム圧がブームボトム圧判定値１未満の状態が１秒以上継続した場合は、ブームボトム圧低下フラグをＯＮに設定する。
また、状態判別手段１１０は、ブーム角度が０以上であり、ブームボトム圧がブームボトム圧判定値２未満の状態が１秒以上継続した場合も、ブームボトム圧低下フラグをＯＮに設定する。
掘削中であるか否かを判定する際に、ブームボトム圧が低下しているか否かは重要な判断条件である。
このため、状態判別手段１１０は、ブームボトム圧が判定値未満であるかを検出してブームボトム圧が低下していると判定できる場合に、ブームボトム圧低下フラグをＯＮに設定する。なお、図５（Ａ）では、ブーム角度が水平（０）以上の場合と、ブーム角度が水平（０）より低くかつバケット３Ａが接地状態となる下限値（ブーム角度判定値１）以上の場合とで別々に判定できるようにしている。これは、ブーム角度を水平以上にした場合と、水平より低くした場合とで、ブームボトム判定値を個別に設定できるようにして、精度の高い判定を可能とするためである。
特に、中〜小型のホイールローダでは、掘削中と、積荷中などの非掘削時のブームボトム圧の変化量が小さいため、ブームボトム判定値を個別に設定することで精度の高い判定を行うことができる。
【００４０】
一方、鉱山などで用いられる大型のホイールローダの場合、図５（Ｂ）に示すように、状態判別手段１１０は、ブームボトム圧がブームボトム圧判定値未満の状態が１秒以上継続した時に、ブームボトム圧低下フラグをＯＮに設定してもよい。
大型のホイールローダは、掘削時と非掘削時のブームボトム圧の変化量が大きいため、ブーム角度に応じてブームボトム判定値を個別に設定する必要が無い。このため、状態判別手段１１０は、掘削時および非掘削時の各ブームボトム圧間の値に設定したブームボトム圧判定値と、検出したブームボトム圧との比較のみで、ブームボトム圧低下フラグを設定できる。
【００４１】
［ブームボトム圧低下フラグＯＦＦの設定条件］
図５（Ｃ）に示すように、状態判別手段１１０は、後述する掘削中フラグがＯＮの場合、または、後述する積荷中フラグがＯＮの場合に、ブームボトム圧低下フラグをＯＦＦに設定する。
【００４２】
［掘削中フラグＯＮの設定条件］
図６（Ａ）に示すように、状態判別手段１１０は、ブームボトム圧低下フラグがＯＦＦからＯＮに変化し、かつ、ブームボトム圧がブームボトム圧判定値３以上であり、かつ、ブーム角度がブーム角度判定値２以下の場合に、掘削中フラグをＯＮに設定する。
ブーム角度がブーム角度判定値２以下であれば、バケット３Ａを掘削作業に適した高さに移動したと推定できる。また、ブームボトム圧低下フラグがＯＦＦからＯＮに変化し、かつ、ブームボトム圧がブームボトム圧判定値３以上であれば、掘削作業によってブームボトム圧が高まっていると推定できる。このため、状態判別手段１１０は、図６（Ａ）の条件に該当する場合、掘削中フラグをＯＮに設定する。
【００４３】
［掘削中フラグＯＦＦの設定条件］
図６（Ｂ）に示すように、状態判別手段１１０は、掘削中フラグがＯＮであるときに前述のブームボトム圧低下フラグがＯＦＦからＯＮに変化した場合、または、ＦＮＲレバーがＦ（前進）以外、つまりＮ（ニュートラル）またはＲ（後進）の場合は、掘削中フラグをＯＦＦに設定する。
掘削中フラグがＯＮである掘削状態であるときに、ブームボトム圧低下フラグがＯＮとなった場合、掘削状態が解除されたことが判明する。また、掘削作業は、必ず前進（Ｆ）状態で行われるため、前進（Ｆ）以外が選択された場合も、掘削状態が解除されたことになる。
【００４４】
［積荷中フラグＯＮの設定条件］
図７（Ａ）に示すように、状態判別手段１１０は、掘削中フラグがＯＮからＯＦＦに変化した場合に、積荷中フラグをＯＮに設定する。積荷作業は掘削作業の後に行われるため、状態判別手段１１０は掘削中フラグがＯＦＦになると積荷中フラグをＯＮにする。
【００４５】
［積荷中フラグＯＦＦの設定条件］
図７（Ｂ）に示すように、状態判別手段１１０は、バケット角度検出器４９で検出されたバケット角度がダンプ側（例えば−２０度以下）の場合に、積荷中フラグをＯＦＦに設定する。
積荷作業は、ダンプトラックにアプローチして排土作業を行うことで終了する。排土作業時には、バケットレバーをダンプ側に操作し、バケット３Ａの角度を負（−）としてバケット３Ａをダンプ姿勢に移動する。このため、バケット角度が設定角度以下であるかを判定することで、積荷作業が終了したことを検出できる。
【００４６】
［トルクカーブ選択処理］
次に、トルクカーブ選択手段１２０によって実行されるトルクカーブ選択処理に関し、図８を参照して説明する。
トルクカーブ選択手段１２０は、状態判別手段１１０で判別された各フラグの状態に基づいてトルクカーブを選択する。
具体的には、トルクカーブ選択手段１２０は、前記掘削中フラグがＯＮであるかを判定する（ステップＳ１）。トルクカーブ選択手段１２０は、掘削中フラグがＯＮの場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、掘削用トルクカーブ１３６を選択する（ステップＳ２）。これにより、エンジン１１の出力トルクを高くでき、作業機３等を掘削作業に適した状態で作動できる。
【００４７】
ステップＳ１でＮｏの場合、トルクカーブ選択手段１２０は、積荷中フラグがＯＮであるかを判定する（ステップＳ３）。トルクカーブ選択手段１２０は、積荷中フラグがＯＮの場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、アクセル開度検出器４６で検出されるアクセル開度が第１設定値（本実施形態では９０％）よりも大きいかを判定する（ステップＳ４）。
トルクカーブ選択手段１２０は、アクセル開度が第１設定値よりも大きい場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、非掘削用第１トルクカーブ１３７を選択する（ステップＳ５）。積荷作業中は、掘削中に比べるとエンジン１１の出力トルクを低く設定できるが、オペレータがアクセル開度（踏み込み量）を大きくしているため、荷を満載した状態でのダンプアプローチ時の速度や、ブーム３Ｂの上昇等の作業機３の速度を高める必要がある。そこで、非掘削用トルクカーブ１３７〜１３９の中で最も出力トルクが高い非掘削用第１トルクカーブ１３７を選択しているので、積荷作業中の作業機３等の速度を高めることができ、かつ、積荷作業時に掘削用トルクカーブ１３６でエンジン１１を制御する場合に比べて燃費を低減できる。
【００４８】
ステップＳ４でＮｏの場合、つまりアクセル開度が第１設定値未満の場合、トルクカーブ選択手段１２０は、前記アクセル開度が第２設定値（本実施形態では８０％）よりも大きいかを判定する（ステップＳ６）。
トルクカーブ選択手段１２０は、アクセル開度が第１設定値未満で、かつ、第２設定値よりも大きい場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、非掘削用第２トルクカーブ１３８を選択する（ステップＳ７）。
この場合、オペレータがアクセル開度（踏み込み量）を多少低くしているため、掘削用トルクカーブ１３６や非掘削用第１トルクカーブ１３７でエンジン１１を制御する場合に比べて、積荷作業中の作業機３等の速度は低下するが、燃費を低減できる。
【００４９】
ステップＳ６でＮｏの場合、つまりアクセル開度が第２設定値未満の場合と、ステップＳ３でＮｏの場合、つまり掘削中でも積荷中でもない場合（例えば、単に走行している場合など）は、トルクカーブ選択手段１２０は、非掘削用第３トルクカーブ１３９を選択する（ステップＳ８）。
この場合、掘削用トルクカーブ１３６や非掘削用第１トルクカーブ１３７、非掘削用第２トルクカーブ１３８でエンジン１１を制御する場合に比べて、出力トルクが低下するが、燃費はより低減できる。このため、積荷作業時において、作業のサイクルタイムの関係で、作業機３の速度をあまり高める必要が無い場合に、燃費を優先して作業できる。
また、積荷作業後や、掘削作業前など、荷を積まずに走行している場合のように、作業機３等の出力トルクを高める必要が無い場合も、燃費を優先してエンジン１１を制御できる。さらに、非掘削時でかつ非積荷時には、アクセル開度に応じてトルクカーブを選択しないので、単に走行している場合は、トルクカーブが固定され、アクセル開度に応じてスムーズに速度を調整できる。
【００５０】
また、非掘削用の各トルクカーブ１３７〜１３９は、エンジン回転数Ｎが低い領域では、掘削用トルクカーブ１３６と同じ特性に設定されている。このため、掘削作業後に一旦後進し、再度前進してダンプトラックに荷積みするダンプアプローチ時のように、エンジン回転数Ｎが低い状態で作業する場合に、エンジン１１の出力トルクを確保できて作業性の低下を防止できる。
【００５１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、図９のフローチャートに示すように、前記実施形態におけるステップＳ３の判定処理を無くし、掘削中フラグがＯＦＦの場合（非掘削時）には、アクセル開度に応じて、非掘削用の３種類のトルクカーブ１３７〜１３９の一つを選択するようにしてもよい。すなわち、積荷中だけでなく、単に走行している場合も、アクセル開度でトルクカーブ１３７〜１３９の一つを選択するようにしてもよい。この場合、積荷中の判定を不要にできる。
【００５２】
さらに、非掘削時において、積荷時に選択できるトルクカーブの種類や数と、単に走行している場合のような非積荷時に選択できるトルクカーブの種類や数を異ならせてもよい。例えば、積荷時には、アクセル開度に応じて、３種類のトルクカーブ１３７〜１３９の一つを選択し、非積荷時には、アクセル開度に応じて、２種類のトルクカーブ１３８，１３９の一つを選択してもよい。
【００５３】
また、各トルクカーブ１３６〜１３９の特性は、図４に例示したような折れ線で表されるものに限らず、全部又は一部が曲線であっても良い。
さらに、前記トルクカーブ１３６〜１３９は、エンジン回転数Ｎが低回転の領域では同じトルク特性としていたが、この領域においてもトルク特性を異ならせてもよい。要するに、掘削用トルクカーブ１３６は、燃費よりもパワーを優先して設定すればよく、非掘削用第１トルクカーブ１３７、非掘削用第２トルクカーブ１３８、非掘削用第３トルクカーブ１３９は、この順番で、燃費が良くなるように設定すればよい。
さらに、非掘削時のトルクカーブは、３種類に限らず、２種類でもよいし、４種類以上でもよい。
【００５４】
検知手段としては、前記検出器４６〜５０に限らず、掘削中であるか否かを判定できるものであったり、積荷中であるか否かを判定できるものであればよい。例えば、トルクコンバータ２２の入力側および出力側の回転差などを検出するものなどを用いてもよい。
上記実施形態では、バケット角度検出器４９を設け、積荷中であるか否かの判定にバケット角度検出器４９の検出値を用いることとしたが、必ずしもこれに限らない。
たとえば、バケット角度検出器４９を設けずに、ブームボトム圧が第３の判定値以下になった場合に積荷中フラグをＯＦＦとしても良い。この場合、第３の判定値は、上記実施形態におけるブームボトム圧判定値１や２と同じ値としておくことも他の値としておくことも可能である。
あるいは、バケット角度を検出する代わりにバケットレバーがダンプ側に所定量以上操作されたことを検出したら積荷中フラグをＯＦＦとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、ホイールローダに利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…ホイールローダ、３…作業機、３Ａ…バケット、３Ｂ…ブーム、３Ｅ…バケットシリンダ、３Ｆ…ブームシリンダ、１０…コントローラ、１１…エンジン、１５…アクセルペダル、２０…走行系、３０…油圧装置系、４６…アクセル開度検出器、４７…ブームボトム圧検出器、４８…ブーム角度検出器、４９…バケット角度検出器、５０…ＦＮＲレバー操作位置検出器、１１０…状態判別手段、１２０…トルクカーブ選択手段、１３０…記憶手段、１３１…判定値記憶部、１３５…トルクカーブ記憶部、１３６…掘削用トルクカーブ、１３７…非掘削用第１トルクカーブ、１３８…非掘削用第２トルクカーブ、１３９…非掘削用第３トルクカーブ。
【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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【図８】
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【図９】
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