(57)【要約】【課題】作業車両において、動作パターンに応じてエンジン回転数を変化させて燃費の向上を図る。【解決手段】エンジン（１）と、作業装置（５）と、走行駆動部（１０）と、制御装置（１５）と、を備えた作業車両であって、制御装置は、作業車両の動作パターンを判定する動作パターン判定部（２０）と、エンジンの要求出力を演算する要求出力演算部（２１）と、エンジンの回転数を決定するエンジン回転数決定部（２２）と、を含む。エンジン回転数決定部は、動作パターン判定部からの動作パターン検知信号と、要求出力演算部からの要求出力とに基づいて、エンジンの動作点が要求出力を満たすエンジン回転数指令値を決定し、かつ、入力された燃料消費量が予め設定された目標燃料消費量に近づくように、エンジン回転数指令値を変化させることにより、エンジンの回転数を決定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンの駆動力で動作する作業装置と、前記エンジンの回転数に対して独立して走行駆動力が制御される走行駆動部と、前記エンジンの回転数を制御する制御装置と、を備えた作業車両であって、
前記制御装置は、
入力される前記作業車両の状態に関する情報に基づいて、前記作業車両の動作パターンを判定する動作パターン判定部と、
前記情報に基づいて、前記エンジンの要求出力を演算する要求出力演算部と、
前記エンジンの回転数を決定するエンジン回転数決定部と、を含み、
前記エンジン回転数決定部は、前記動作パターン判定部からの動作パターン検知信号と、前記要求出力演算部からの要求出力とに基づいて、前記エンジンの動作点が前記要求出力を満たすエンジン回転数指令値を決定し、かつ、別体の制御装置から出力される前記エンジンの燃料消費量を入力し、前記燃料消費量が予め設定された目標燃料消費量に近づくように、予め設定されたエンジン回転数補正量に基づいて前記エンジン回転数指令値を変化させることにより、前記エンジンの回転数を決定することを特徴とする作業車両。
【請求項２】
請求項１において、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、
前記エンジンの燃料消費量を算出する燃費算出部と、
アクセルの開度を検出するアクセル開度検出器と、
ブレーキの踏度を検出するブレーキ踏度検出器と、
前記作業装置の操作レバーの操作量を検出するレバー操作量検出器と、
前記作業車両の車速を検出する車速センサと、
前記作業装置を駆動する油圧ポンプの圧力を検出する圧力センサと、をさらに備え、
前記動作パターン判定部は、前記作業車両の状態に関する情報として、前記アクセル開度検出器からのアクセル開度、前記ブレーキ踏度検出器からのブレーキ踏度、前記レバー操作量検出器からのレバー操作量、前記車速センサからの車速、前記圧力センサからのポンプ圧力のうちの少なくとも１つを入力して、予め設定されている前記作業車両の動作パターンに該当するか否かを判定することを特徴とする作業車両。
【請求項３】
請求項１において、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、
前記エンジンの燃料消費量を算出する燃費算出部と、
アクセルの開度を検出するアクセル開度検出器と、
ブレーキの踏度を検出するブレーキ踏度検出器と、
前記作業装置の操作レバーの操作量を検出するレバー操作量検出器と、
前記作業車両の車速を検出する車速センサと、
前記作業装置を駆動する油圧ポンプの圧力を検出する圧力センサと、をさらに備え、
前記動作パターン判定部は、前記作業車両の状態に関する情報として、前記アクセル開度検出器からのアクセル開度、前記ブレーキ踏度検出器からのブレーキ踏度、前記レバー操作量検出器からのレバー操作量、前記車速センサからの車速、前記圧力センサからのポンプ圧力のうちの少なくとも１つを入力して前記作業車両の動作パターンを学習する動作パターン学習部と、入力された前記作業車両の状態に関する情報から、前記動作パターン学習部にて学習した前記作業車両の動作パターンに該当するか否かを検知するパターン検知部と、を含むことを特徴とする作業車両。
【請求項４】
請求項１において、
前記目標燃料消費量は、前記エンジンの等燃費データに基づいて予め設定されることを特徴とする作業車両。
【請求項５】
エンジンと、前記エンジンの駆動力で動作する作業装置と、前記エンジンの回転数を制御する制御装置と、を備えた作業車両であって、
前記制御装置は、
入力される前記作業車両の状態に関する情報に基づいて、前記作業車両の動作パターンを判定する動作パターン判定部と、
前記情報に基づいて、前記エンジンの要求出力を演算する要求出力演算部と、
前記エンジンの回転数を決定するエンジン回転数決定部と、を含み、
前記エンジン回転数決定部は、前記動作パターン判定部からの動作パターン検知信号と、前記要求出力演算部からの要求出力とに基づいて、前記エンジンの動作点が前記要求出力を満たすエンジン回転数指令値を決定し、かつ、別体の制御装置から出力される前記エンジンの燃料消費量を入力し、前記燃料消費量が現在の車両動作において最小値となるように、予め設定されたエンジン回転数補正量に基づいて、随時、前記エンジン回転数指令値を増加、もしくは減少させ、前記エンジンの回転数を決定することを特徴とする作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールローダ等に代表される作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１が公知である。特許文献１には、「アクセル操作量を検知するアクセル開度検出器を少なくとも含む複数の検出器と、コントローラとを備えたホイールローダであって、コントローラは複数の検出器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、トルクカーブ選択手段とを備え、トルクカーブ選択手段は、状態判別手段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のうちの１つを選択するホイールローダ」の構成が記載されている。特許文献１に記載のホイールローダによれば、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とされている。（要約参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０２０４０５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの効率を高めるためには、より燃費の良い動作点にてエンジンを駆動する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載のホイールローダは、エンジンから出力される動力を、クラッチ、トルクコンバータ、トランスミッション、およびアクスルを介して車輪に伝達する構成であり、エンジン回転数はエンジンの出力トルクに依存する（支配される）ため、負荷条件（動作パターン）に応じて選択されたトルクカーブに沿ってエンジンの出力トルクを制御しつつ、独立してエンジン回転数を任意に変更することができない。換言すれば、燃費を優先してエンジン回転数を変更すると、エンジンの出力トルクが不足してホイールローダの動作パターンに応じた作業を行うことができない場合が起こり得る。そのため、特許文献１に記載のホイールローダでは、動作パターンに応じた作業を行いつつ、さらなる燃費の向上が見込めないという課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、ホイールローダ等に代表される作業車両において、動作パターンに応じてエンジン回転数を変化させて燃費の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、代表的な本発明は、エンジンと、前記エンジンの駆動力で動作する作業装置と、前記エンジンの回転数に対して独立して走行駆動力が制御される走行駆動部と、前記エンジンの回転数を制御する制御装置と、を備えた作業車両であって、前記制御装置は、入力される前記作業車両の状態に関する情報に基づいて、前記作業車両の動作パターンを判定する動作パターン判定部と、前記情報に基づいて、前記エンジンの要求出力を演算する要求出力演算部と、前記エンジンの回転数を決定するエンジン回転数決定部と、を含み、前記エンジン回転数決定部は、前記動作パターン判定部からの動作パターン検知信号と、前記要求出力演算部からの要求出力とに基づいて、前記エンジンの動作点が前記要求出力を満たすエンジン回転数指令値を決定し、かつ、別体の制御装置から出力される前記エンジンの燃料消費量を入力し、前記燃料消費量が予め設定された目標燃料消費量に近づくように、予め設定されたエンジン回転数補正量に基づいて前記エンジン回転数指令値を変化させることにより、前記エンジンの回転数を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、作業車両において、動作パターンに応じてエンジン回転数を変化させて燃費を向上できる。なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る作業車両の代表例であるホイールローダの構成図である。
【図２】ホイールローダのＶ字掘削作業を説明するための図である。
【図３】Ｖ字掘削作業における(ａ)車両速度、(ｂ)エンジンパワー、(ｃ)エンジン回転数の時間的変化を示す図である。
【図４】一般的なディーゼルエンジンの等燃費特性の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係るホイールローダの制御構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図７】図６に示す動作パターン判定部の詳細を示す機能ブロック図である。
【図８】図６に示すエンジン回転数決定部の詳細動作を説明するための図である。
【図９】Ｖ字掘削作業時のエンジン回転数の波形を示す図である。
【図１０】随時入力するＥＣＵからの燃料消費量が最小となるようにエンジンの回転数を演算するための手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明に係る作業車両の代表例であるホイールローダの構成図である。図１に示すように、本実施形態に係るホイールローダは、シリーズハイブリッド型のホイールローダであって、エンジン１を駆動してモータ・ジェネレータ（ＭＧ）１１により発電した電力により走行駆動部１０を構成する図示しないモータを回転させ、その回転により前輪３５および後輪３６を回転駆動して走行する構成である。
【００１０】
具体的には、図１に示すハイブリッドシステムでは、走行駆動部１０のモータが回転すると、その動力はプロペラシャフト３１へと伝達され、ディファレンシャルギヤ（Ｄｉｆ）およびギヤ（Ｇ）を介して前輪３５および後輪３６が回転駆動する。なお、本実施形態に係るホイールローダは、車両の前後のフレームを互いに繋ぐピンを中心に中折れしてステアリングをきるアーティキュレートタイプの車両であり、プロペラシャフト３１は、舵角に応じて屈曲する構造である。
【００１１】
また、エンジン１を駆動すると油圧ポンプ４が作動し、この油圧ポンプ４から圧油が油圧作業装置（作業装置）５へと供給される。油圧作業装置５に供給された圧油は、コントロールバルブＣ／Ｖを介してバケットシリンダ、リフトアームシリンダ、ステアリングシリンダへと供給され、図示しない運転室からオペレータが操作レバー等を操作することにより、バケット、リフトアーム、ステアリング装置がそれぞれ動作する。これらの動作によって、ホイールローダは、土砂等を掘削・運搬することができる。
【００１２】
モータ・ジェネレータ（ＭＧ）１１は、インバータ１２を介して蓄電装置１３と電気的に接続されており、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）１１を力行動作させることによりエンジン１の出力をアシストし、また、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）１１を回生動作させて蓄電装置１３に電力を蓄える。
【００１３】
なお、本実施形態における走行駆動部１０は、ハイブリッド型の駆動部の構成のほかに、例えば、ＨＭＴ（油圧機械式変速機）やＨＳＴ（油圧式変速機）といった、エンジン回転数に対して独立して走行駆動力が制御される走行駆動部１０を有するものであれば何れの構成であっても良い。
【００１４】
次に、ホイールローダの代表的な作業であるＶ字掘削作業について説明する。図２は、ホイールローダのＶ字掘削作業を説明するための図である。
【００１５】
ホイールローダは、まず、砂利山などの掘削対象物に対して前進し、砂利山の掘削対象物に突っ込むような形でバケットに砂利等の運搬物を積み込む（この作業を掘削と称する）。その後、後進して元の位置に戻り、ステアリングを操作しながら、かつフロントのリフトアーム部分を上昇させながらダンプトラック等の運搬車両に向かって前進する。そして、運搬車両に運搬物を積み込んだ（バケットから放土した）後は再び後進し、ホイールローダは元の位置に戻る。ホイールローダは以上の説明のようにＶ字軌跡を描きながらこの作業を繰り返し行う。
【００１６】
このようなＶ字掘削作業において、ホイールローダは、エンジン１の動力を走行駆動部１０とフロントの油圧作業装置５に分配し、走行、ならびに掘削作業を行う。このＶ字掘削作業では、走行駆動部１０において、大きな牽引力を発揮して砂利山に突っ込み、その後、油圧作業装置５で大量の掘削物をすくい上げるため、まずこの掘削動作で大きな動力を必要とする。その後、後退走行した後、再び、運搬車両に掘削物を積込むため、掘削物を積込んだ状態のバケットを上昇させながら加速を行う。この動作の際、走行駆動部１０とフロントの油圧作業装置５で同時に動作を行うため、再び大きな動力を必要とする。
【００１７】
以上のＶ字掘削作業における各状態量の時間的変化を図３に示す。図３では、(ａ)車両速度、(ｂ)エンジンパワー、(ｃ)エンジン回転数の概略波形が示されている。図３に示すように、Ｖ字掘削作業は前進→掘削→後退→（運搬車両への）前進→運搬車両に積込み（放土）→後退、といった一連の動作の連続であり、前述のように、この動作パターンでは、掘削と、運搬車両への前進動作（走行と同時にリフトを上昇させる）のときにそれぞれ大きなエンジンパワーが発生している。また、そのときのエンジン回転数はエンジンパワーの増加に対して、より高速回転域で駆動されている。基本的にＶ字掘削作業は、上述の動作パターンの繰り返しとなる。
【００１８】
以上のように、前述のホイールローダでは基本的な動作パターンであるＶ字掘削作業を行う際、特に走行駆動部１０と油圧作業装置５を同時に操作する場合において、大きな動力を必要とすることになる。ここで、このような負荷条件に応じて、エンジン１により動力を供給する場合、エンジン１を相応のエンジン回転数で駆動しなかった場合には、エンジン１の燃費特性において良い燃費点で動作するとは限らず、結果的に「燃費の良くない車両」となってしまう可能性がある。これについて、図４を用いて説明する。
【００１９】
図４は、一般的なディーゼルエンジンの等燃費特性の一例を示す図である。図４に示すように、エンジンの動作点（回転数−トルク領域）において、燃費（燃料消費量、単位：ｇ／ｋＷｈ）は、ある一部の領域にもっとも良い点があり、それを中心としてより円状に広がっていく（燃費が悪い動作領域が広がってくる）。この図から明らかなように、エンジントルクを所望の値に制御しつつ燃費を良くするためには、エンジン回転数を任意に変更する必要があるが、上述した従来技術では、エンジントルクを所望の値に制御しつつエンジン回転数を独立して任意に変更できないため、燃費の悪い領域でエンジンを駆動する状態が起こり得る。そのため、トルクコンバータを搭載した上記従来技術では、燃費の向上に限界があった。そこで、本実施形態では、燃費の向上を図るために以下に説明する制御構成を採用している。
【００２０】
図５は本実施形態に係るホイールローダの制御構成を示すブロック図である。図５に示すように、ホイールローダは、制御装置１５と、この制御装置１５と接続される油圧制御装置１６、エンジン制御装置１７、走行駆動部制御装置１８、インバータ制御装置１９、およびモニタ制御装置８を備える。なお、モニタ９は液晶ディスプレイ等からなり、ホイールローダの運転室に設置される。
【００２１】
制御装置１５は、後述する最適なエンジン回転数の演算等の各種演算を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１５ａ、ＣＰＵ１５ａによる演算を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置１５ｂ、ＣＰＵ１５ａがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ；メモリ）１５ｃ、および他の機器とデータを送受信する際のインタフェースである通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）１５ｄを含むハードウェアと、記憶装置１５ｂに記憶され、ＣＰＵ１５ａにより実行されるソフトウェアとから構成される。
【００２２】
制御装置１５の各機能は、ＣＰＵ１５ａが、記憶装置１５ｂに格納された、例えば後述する最適なエンジン回転数の演算プログラムなどの各種プログラムをＲＡＭ１５ｃにロードして実行することにより、実現される。
【００２３】
油圧制御装置１６はコントロールバルブＣ／Ｖや油圧ポンプ４を制御する。エンジン制御装置１７はエンジン１の制御を行う。走行駆動部制御装置１８は走行駆動部１０を制御する。インバータ制御装置１９は蓄電装置１３とモータ・ジェネレータ（ＭＧ）１１との間のパワーを制御する。モニタ制御装置８はモニタ９の表示を制御する。これら制御装置８、１６、１７、１８、１９は例えば図５に示すようにＣＡＮ通信等を用いて制御装置１５と結線され、相互に各機器の指令値、および状態量を送受信する。なお、油圧制御装置１６、エンジン制御装置１７、走行駆動部制御装置１８、インバータ制御装置１９、およびモニタ制御装置８も、制御装置１５と同様のハード構成を備えている。
【００２４】
また、本実施形態では、図５に示すように制御装置１５により各種演算を行い、各種指令を制御装置１５と別体で構成される各制御装置８、１６、１７、１８、１９に対して出力する構成であるが、必ずしも別体で構成しなくて良く、例えば、ある１つの制御装置に２つ以上の制御機能を実装しても構わない。
【００２５】
本実施形態は、ホイールローダの動作パターンに応じてエンジン１の回転数を最適化する制御方法に主な特徴がある。以下、その制御方法について詳しく説明する。
【００２６】
図６は、図５に示す制御装置１５の機能ブロック図である。図６に示すように、制御装置１５は、ホイールローダの動作パターンを判定する動作パターン判定部２０と、エンジン１の必要パワー（要求出力）を演算する必要パワー演算部（要求出力演算部）２１と、エンジン１の最適な回転数を決定するエンジン回転数決定部２２と、を含む。制御装置１５は、エンジン回転数センサ５１、燃費算出部５２、アクセル開度検出器５３、ブレーキ踏度検出器５４、レバー操作量検出器５５、車速センサ５６、圧力センサ５７からの各信号（情報）を入力し、以下に説明する処理を実行する。なお、これらの信号を必ずしも全て入力する必要はなく、一部の信号のみ入力しても良い。
【００２７】
本実施形態の制御構成では、まず動作パターン判定部２０にアクセル開度、ブレーキ踏度、油圧作業装置５の操作レバーのレバー操作量、車速、油圧ポンプ４のポンプ圧力（吐出圧力）等のデータを入力し、ホイールローダがどのような動作パターン（発生頻度の高い動作パターン）で駆動されているかを判定する。
【００２８】
ここで、まず動作パターン判定部２０では、予め動作パターンを設定する必要がある。このように、はじめに頻繁に発生する動作パターンを設定し、ホイールローダの動作時において、その動作パターンに合致した動作が発生した際に、エンジン回転数の最適化を行うことにより、エンジン１の燃費を最高値に近づけていく。頻繁に発生する動作パターン動作時にエンジン１の燃費が最高となるようにエンジン１の回転数を調整するので、ホイールローダの全体的な燃費向上を実現できる。
【００２９】
動作パターン判定部２０における動作パターンの設定方法については、まず、オペレータがホイールローダ稼働時の最初に、ベースとなる動作パターンを直接、制御装置１５に入力する方法がある。例えば、オペレータは最初に動作パターン判定部２０を初期設定モードとして、一通り燃費向上させたい動作パターンの入力を行い、制御装置１５は、そのモード期間に入力された操作量、および状態量を規定動作パターンとして記憶する。このように予め動作パターンを設定しておくことで、制御処理を簡素化できる。
【００３０】
さらに、その他の動作パターン設定方法としては、通常、ホイールローダを稼働させている中で、動作パターン判定部２０が自律的に動作パターンを読み込み、発生頻度の高い動作パターンを抽出していく方法もある。図７は、図６に示す動作パターン判定部２０の詳細を示す機能ブロック図である。図７に示すように、動作パターン判定部２０は、まず、動作パターン学習部２５において、ホイールローダの稼働時に随時、各種操作量、および状態量を入力して、頻繁に発生する動作パターンを学習、定義する。この動作パターン学習部２５では、随時、ホイールローダの動作データを更新しているため、ホイールローダの動作環境が変わって、頻繁に発生する動作パターンが変化した場合においても、新しい環境での動作パターンを規定することができる。
【００３１】
例えば、本実施形態で規定される動作パターンの一例は、上述のＶ字掘削作業である。そして、最終的には動作パターン学習部２５からの動作パターンと、各種操作量および状態量（すなわち、アクセル開度、ブレーキ踏度、レバー操作量、車速、ポンプ圧力）とを入力し、パターン検知部２６において、その動作パターンの発生有無を判断し、検知した場合は検知信号（動作パターン検知信号）をエンジン回転数決定部２２に対して出力する。
【００３２】
さらに、制御装置１５では、必要パワー演算部２１に各種操作量、および状態量を入力し、ホイールローダの動作に必要なパワー（エンジン１の要求出力）を算出する。算出された必要パワーはエンジン回転数決定部２２に入力され、エンジン回転数決定部２２は、この必要パワーと、燃費算出部５２から入力される燃料消費量とに基づき、必要パワーを出力でき、かつ燃費が最適（最少）となるようなエンジン１の回転数を決定する。
【００３３】
次に、図８を用いてエンジン回転数決定部２２の詳細な動作について説明する。図８に示すように、エンジン回転数決定部２２はエンジン１の等燃費データテーブル２７を有しており、エンジン回転数、図示しないＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）の燃費算出部５２からの燃料消費量データ、動作パターン判定部２０からの検知信号、必要パワー演算部２１からの必要パワーの各信号を入力し、図８に示すように、現在のエンジン上の動作線に沿ってエンジン回転数を決定し、エンジン回転数指令を出力する。このとき、予め設定された燃料消費量目標値と実際の燃料消費量との間に乖離があった場合には、エンジン回転数決定部２２は、図８の矢印に示すように燃料消費量が燃料消費量目標値付近となるようにエンジン回転数を決定する。
【００３４】
より細には、エンジン回転数決定部２２は、ＥＣＵ（別体の制御装置）から出力される燃料消費量を随時入力し、検知信号、および必要パワー等に応じてエンジン回転数を変化させる。この時の燃料消費量を見て、まだ燃料消費量目標値に対して乖離があれば、エンジン回転数決定部２２は、再び、エンジン回転数を変化させる。詳しくは、予め設定したエンジン回転数補正量に基づいてエンジン回転数指令値を変化させる。この動作を繰り返し実施し、規定された動作パターンにおける燃料消費量を最小とする。なお、このエンジン１の燃料消費量の最小化に際して、ここでは予め設定した燃料消費量目標値に漸近的に近づくようにエンジン回転数を変化させる。
【００３５】
このときのエンジン回転数の変化の一例を図９に示す。図９は、Ｖ字掘削作業時のエンジン回転数の波形を示している。Ｖ字掘削作業に対応する動作パターンに基づいて決定されたエンジン回転数指令によりエンジン１の回転数を制御することにより、図９に示すようにエンジン回転数は、実線、破線、一点鎖線のように変化し、最終的には、エンジン１が最高燃費に収束した時点で、エンジン回転数の変化も収束することになる。なお、図９に示す変化は所定のＶ字掘削作業時のものであり、その他の動作パターンにおけるエンジン１の回転数の変化は、これと同様な傾向を示すとは限らない。
【００３６】
ここで、燃料消費量目標値を予め設定せず、随時入力するＥＣＵからの燃料消費量が最小となるように演算することで、エンジン１の回転数を最適化するよう制御することもできる。この場合のエンジン１の回転数を演算するための処理の手順を説明する。図１０は、随時入力するＥＣＵからの燃料消費量が最小となるようにエンジン１の回転数を演算するための手順を示すフローチャートである。
【００３７】
図１０に示すように、まず、エンジン回転数決定部２２は、ステップＳ１００で今回の規定動作パターンでの燃料消費量、およびステップＳ１０１で前回の規定動作パターンでの燃料消費量を入力する。次にステップＳ１０２において、エンジン回転数決定部２２は、今回値と前回値の差をとり、その大小を比較する。その結果、今回の燃料消費量が前回のそれよりも多い場合は、ステップＳ１０３で前回のエンジン回転数補正量に−１を乗算し、エンジン回転数指令を補正する。
【００３８】
また、ステップＳ１０２において、今回の燃料消費量が前回のそれよりも小さい場合は（等しい場合を含む）、エンジン回転数決定部２２は、ステップＳ１０４において、前回の補正量と同符号でエンジン回転数指令を補正する。そして、エンジン回転数決定部２２は、ステップＳ１０３もしくはＳ１０４で得られたエンジン回転数指令を今回の指令としてステップＳ１０５で出力する。この処理を所定の周期で繰り返すことにより、燃料消費量が最小となるようなエンジン回転数に制御される。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によれば、同じパワーをエンジン１から出力する際、エンジン回転数を所定の回転数範囲内で任意に選択することができる（独立して変更できる）ため、動作パターンに応じて燃費が良い動作点でエンジン１を駆動できる。そのため、エンジン１の効率を向上させ、ホイールローダの燃費向上を実現できる。特にホイールローダは動作パターンが概ね一定であるため、燃費の大幅な改善が見込める。別言すれば、本実施形態に係るホイールローダは、エンジン回転数を変更して燃費を改善しつつも、エンジン出力が要求を下回らないようにエンジンを動作できる。
【００４０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。
【００４１】
例えば、図１０に示す処理を行う構成において、エンジン回転数を補正するために使用する燃料消費量は、規定された動作パターン全体での平均的な燃料消費量とする場合と、動作パターン中で、必要パワー毎のエンジン回転数に対応した燃料消費量とする場合との何れを採用しても良い。また、動作パターンのうち、油圧作業装置５のパワーが大きい場合は、エンジン回転数の下限値が制限されるため、その下限値でエンジン回転数指令に対して制限をかけるようにするのが好ましい。
【００４２】
さらに、本実施形態では、制御装置１５で全て自動的に処理してエンジン１の回転数を最適化しているが、現在のホイールローダの状態をオペレータに通知するため、規定動作パターンの設定時や、あるいは、規定された動作パターンと判断し、エンジン回転数の最適化を行っている状態をモニタ９（図５参照）に表示したり図示しないランプ等で発信したりすることも可能である。また、エンジン回転数の最適化をオペレータの意思で実行させるために、制御装置１５によるエンジン１の回転数の最適化処理の機能をＯＮ／ＯＦＦに切り替えるための図示しないスイッチを予め設けておくことも可能である。また、このスイッチは、モニタ９にタッチ操作させる構成としても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１  エンジン
５  油圧作業装置（作業装置）
１０  走行駆動部
１５  制御装置
２０  動作パターン判定部
２１  必要パター演算部（要求出力演算部）
２２  エンジン回転数決定部
２５  動作パターン学習部
２６  パターン検知部
２７  エンジン等燃費データテーブル
５１  エンジン回転数センサ
５２  燃費算出部
５３  アクセル開度検出器
５４  ブレーキ踏度検出器
５５  車速センサ
５６  圧力センサ
【図１】
2018145851.tif 000003
【図２】
2018145851.tif 000004
【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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【図１０】
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