(57)【要約】  ホイールローダーの制御装置４０は、ホイールローダーがバケットによる掘削後に掘削物を排出する位置まで走行する際の目標となる目標走行距離に対応する値と、移動が開始された後にブームが上昇する際の目標となる目標上昇量に対応する値との比である第１比率を求める。また、制御装置４０は、ホイールローダーがバケットによる掘削後に掘削物を排出する位置までの移動を開始してから実際に走行した距離に対応する値と、移動が開始された後にブームが実際に上昇した量に対応する値との比である第２比率との差を求める。そして、制御装置４０は、第１比率と第２比率との差が０になるように、エンジンから駆動輪に伝達される伝達トルクを制御する。
2015083753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、
前記車体を走行させるための動力を発生する動力発生装置と、
前記動力発生装置の発生した動力により前記車体を走行させる駆動輪と、
前記車体に支持されて回動し、かつ前記車体側とは反対側にバケットを支持するブームと、
前記ブームを回動させるアクチュエータと、
前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置まで走行する際の目標となる目標走行距離に対応する値と、移動が開始された後に前記ブームが上昇する際の目標となる目標上昇量に対応する値との比である第１比率と、
前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置までの移動を開始してから実際に走行した距離に対応する値と、前記移動が開始された後に前記ブームが実際に上昇した量に対応する値との比である第２比率との差が０になるように、前記動力発生装置から前記駆動輪に伝達される伝達トルクを制御する制御装置と、
を含む、作業車両。
【請求項２】
前記動力発生装置と前記駆動輪との間にクラッチを有し、
前記制御装置は、前記クラッチの係合状態を調整することにより前記伝達トルクを制御する、請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記クラッチと前記駆動輪との間に、前記クラッチからの動力を前記駆動輪に伝達するトルクコンバータを有し、
前記制御装置は、
前記トルクコンバータが吸収したトルクと、前記クラッチが伝達できる最大のトルクとの比を用いて、前記伝達トルクをフィードフォワード制御する、請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記クラッチの係合状態に応じて、前記動力発生装置が発生するトルクを制御する、請求項２又は請求項３に記載の作業車両。
【請求項５】
前記目標走行距離及び前記目標上昇量の少なくとも一方を変更する目標値変更部を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の作業車両。
【請求項６】
車体と、
前記車体を走行させるための動力を発生する動力発生装置と、
前記動力発生装置の発生した動力により前記車体を走行させる駆動輪と、
前記動力発生装置と前記駆動輪との間に設けられたクラッチと、
前記クラッチと前記駆動輪との間に設けられたトルクコンバータと、
前記車体に支持されて回動し、かつ前記車体側とは反対側に支バケットを支持するブームと、
前記ブームを回動させる油圧シリンダと、
前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置まで走行する際の目標となる目標走行距離に対応する値と、移動が開始された後に前記ブームが上昇する際の目標となる目標上昇量に対応する値との比である第１比率と、
前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置までの移動を開始してから実際に走行した距離に対応する値と、前記移動が開始された後に前記ブームが実際に上昇した量に対応する値との比である第２比率との差が０になるように、前記クラッチの係合状態をフィードバック制御し、かつ前記トルクコンバータが吸収したトルクと、前記クラッチが伝達できる最大のトルクとの比を用いて前記クラッチの係合状態をフィードフォワード制御する制御装置と、
を含む、作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削作業を行う作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
土砂又は砕石等をダンプトラック等に積み込む作業機を備えた作業車両がある。このような作業車両として、ホイールローダーがある。ホイールローダーは、掘削作業を行うためのバケットを有し、タイヤで走行して作業する車両である。例えば、特許文献１には、作業現場毎に異なる積み込み作業の態様に適するように、エンジン出力を作業機及び走行装置に分配するホイールローダーが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４８５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホイールローダーは、掘削した物（掘削物）をダンプトラックのような運搬機械に積載する。この場合、ホイールローダーは、掘削した位置から運搬機械の位置まで移動するが、このとき、ホイールローダーのオペレーターは、ブームを上昇させながらホイールローダーを走行させ、運搬機械の位置まで移動する。この作業は、アクセル及びブレーキの操作が必要となり、オペレーターの負荷が大きくなる可能性があった。【０００５】
本発明は、作業車両が掘削した後、掘削物を排出する位置まで移動する際において、オペレーターの負荷を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車体と、前記車体を走行させるための動力を発生する動力発生装置と、前記動力発生装置の発生した動力により前記車体を走行させる駆動輪と、前記車体に支持されて回動し、かつ前記車体側とは反対側にバケットを支持するブームと、前記ブームを回動させるアクチュエータと、前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置まで走行する際の目標となる目標走行距離に対応する値と、移動が開始された後に前記ブームが上昇する際の目標となる目標上昇量に対応する値との比である第１比率と、前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置までの移動を開始してから実際に走行した距離に対応する値と、前記移動が開始された後に前記ブームが実際に上昇した量に対応する値との比である第２比率との差が０になるように、前記動力発生装置から前記駆動輪に伝達される伝達トルクを制御する制御装置と、を含む、作業車両である。【０００７】
前記動力発生装置と前記駆動輪との間にクラッチを有し、前記制御装置は、前記クラッチの係合状態を調整することにより前記伝達トルクを制御することが好ましい。【０００８】
前記クラッチと前記駆動輪との間に、前記クラッチからの動力を前記駆動輪に伝達するトルクコンバータを有し、前記制御装置は、前記トルクコンバータが吸収したトルクと、前記クラッチが伝達できる最大のトルクとの比を用いて、前記伝達トルクをフィードフォワード制御することが好ましい。【０００９】
前記制御装置は、前記クラッチの係合状態に応じて、前記動力発生装置が発生するトルクを制御することが好ましい。【００１０】
前記目標走行距離及び前記目標上昇量の少なくとも一方を変更する目標値変更部を有することが好ましい。【００１１】
本発明は、車体と、前記車体を走行させるための動力を発生する動力発生装置と、前記動力発生装置の発生した動力により前記車体を走行させる駆動輪と、前記動力発生装置と前記駆動輪との間に設けられたクラッチと、前記クラッチと前記駆動輪との間に設けられたトルクコンバータと、前記車体に支持されて回動し、かつ前記車体側とは反対側に支バケットを支持するブームと、前記ブームを回動させる油圧シリンダと、前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置まで走行する際の目標となる目標走行距離に対応する値と、移動が開始された後に前記ブームが上昇する際の目標となる目標上昇量に対応する値との比である第１比率と、前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置までの移動を開始してから実際に走行した距離に対応する値と、前記移動が開始された後に前記ブームが実際に上昇した量に対応する値との比である第２比率との差が０になるように、前記クラッチの係合状態をフィードバック制御し、かつ前記トルクコンバータが吸収したトルクと、前記クラッチが伝達できる最大のトルクとの比を用いて前記クラッチの係合状態をフィードフォワード制御する制御装置と、を含む、作業車両である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、作業車両が掘削した後、掘削物を排出する位置まで移動する際において、オペレーターの負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係る作業車両を示す図である。
【図２】図２は、作業機の動作を制御する制御系統を示す図である。
【図３】図３は、作業機を示す図である。
【図４】図４は、掘削が終了した後におけるホイールローダーの動作の一例を示す図である。
【図５】図５は、ホイールローダーの駆動系及び制御系を示すブロック図である。
【図６】図６は、フィードバック制御に加え、フィードフォワード制御を行う際の制御ブロックの一例を示す図である。
【図７】図７は、クラッチの係合状態に応じてエンジンのトルクを制御する際の制御ブロックの一例を示す図である。
【図８】図８は、エンジンのトルクの減少量を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
＜ホイールローダー＞
図１は、本実施形態に係る作業車両を示す図である。本実施形態において、作業車両として、砕石又は砕石の掘削時に発生した土砂若しくは岩石等を運搬車両としてのダンプトラック等に積載するホイールローダー１を例とする。
【００１６】
ホイールローダー１は、車体２と、ブーム３及びバケット４を備える作業機５と、前輪６Ｆ及び後輪６Ｒと、運転室７と、ブームシリンダ９と、バケットシリンダ１０とを備えている。車体２には、作業機５、前輪６Ｆ及び後輪６Ｒ並びに運転室７が取り付けられている。運転室７内には、運転席ＤＳ及び操作レバーＣＬが設けられている。運転席ＤＳの背もたれＤＳＢから操作レバーＣＬに向かう方向を前方といい、操作レバーＣＬから背もたれＤＳＢに向かう方向を後方という。ホイールローダー１の左右は、前方を基準とする。
【００１７】
前輪６Ｆ及び後輪６Ｒは、路面Ｒに接地する。前輪６Ｆ及び後輪６Ｒの接地面側を下方といい、前輪６Ｆ及び後輪６Ｒの接地面から離れる方向を上方という。前輪６Ｆ及び後輪６Ｒが回転することにより、ホイールローダー１は走行する。ホイールローダー１の操舵は、車体２が前輪６Ｆと後輪６Ｒとの間で屈曲することにより実現される。
【００１８】
作業機５は、車体２の前部に配置される。ブーム３は、車体２の前方側に支持されて、前方に向かって延びている。ブーム３は、車体２に支持されて回動する。バケット４は、開口部４Ｈ及び爪４Ｃを有している。バケット４は、爪４Ｃが土砂又は砕石等をすくい取ることによって、対象を掘削する。爪４Ｃがすくい取った土砂又は砕石等を、適宜掘削物ＳＲという。爪４Ｃがすくい取った掘削物ＳＲは、開口部４Ｈからバケット４の内部に入る。バケット４は、ブーム３の車体２側とは反対側に支持されて回動する。
【００１９】
ブーム駆動装置としてのブームシリンダ９は、車体２とブーム３との間に設けられている。ブーム３は、ブームシリンダ９が伸縮することによって、車体２側の支持部を中心として回動する。ブーム３を回動させるブーム駆動装置はブームシリンダ９に限定されない。例えば、ブーム駆動装置は、ブーム３の付け根に設けられた電動機であってもよい。このように、ブーム駆動装置は、ブーム３を回動させるアクチュエータである。
【００２０】
バケットシリンダ１０は、一端部が車体２に取り付けられて支持され、他端部がベルクランク１１の一端部に取り付けられている。ベルクランク１１の他端部は、バケット４に連結されている。バケット４は、バケットシリンダ１０が伸縮することによって、ブーム３に支持された部分を中心として回動する。バケット４を回動させる装置は、バケットシリンダ１０に限定されない。
【００２１】
操作レバーＣＬは、ブームシリンダ９及びバケットシリンダ１０の伸縮を制御する。運転室７に搭乗したオペレーターが、操作レバーＣＬを操作すると、ブームシリンダ９及びバケットシリンダ１０の少なくとも一方が伸縮する。すると、ブーム３及びバケット４の少なくとも一方が回動する。このように、ブーム３及びバケット４は、オペレーターが、操作レバーＣＬを操作することによって動作する。
【００２２】
＜作業機５の制御系統＞
図２は、作業機の動作を制御する制御系統を示す図である。図１に示す作業機５の動作、すなわちブーム３及びバケット４の動作を制御する制御系統ＣＳは、作業機油圧ポンプ１２と、ブーム操作弁１３と、バケット操作弁１４と、パイロットポンプ１５と、吐出回路１２Ｃと、電磁比例制御弁２０と、制御装置４０と、ＴＭ（変速装置）制御装置４９と、ＥＧ（エンジン）制御装置５１とを含む。
【００２３】
作業機油圧ポンプ１２は、ホイールローダー１に搭載される動力発生装置としてのエンジン（ＥＧ）６０によって駆動される。エンジン６０は、内燃機関であり、本実施形態ではディーゼルエンジンである。エンジン６０の種類はディーゼルエンジンに限定されない。エンジン６０の出力は、ＰＴＯ（Power  Take  Off）６１に入力された後、作業機油圧ポンプ１２と、動力伝達機構としてのクラッチ６２とに出力される。このような構造により、作業機油圧ポンプ１２は、ＰＴＯ６１を介してエンジン６０に駆動されて、作動油を吐出する。
【００２４】
クラッチ６２の入力側はエンジン６０に、出力側はトルクコンバータ（ＴＣ）６３に接続されている。トルクコンバータ６３の出力側は変速装置（ＴＭ）６４に接続される。このような構造により、エンジン６０の出力は、ＰＴＯ６１、クラッチ６２及びトルクコンバータ６３を介して変速装置６４に伝達される。変速装置６４は、ＰＴＯ６１から伝達されたエンジン６０の出力を、図１に示す前輪６Ｆ及び後輪６Ｒに伝達してこれらを駆動する。ホイールローダー１及び車体２は、エンジン６０の出力によって前輪６Ｆ及び後輪６Ｒが駆動されて、走行する。前輪６Ｆ及び後輪６Ｒは、ホイールローダー１の駆動輪となる。
【００２５】
作業機油圧ポンプ１２が作動油を吐出する吐出口には、作動油が通過する油路としての吐出回路１２Ｃが接続されている。吐出回路１２Ｃは、ブーム操作弁１３とバケット操作弁１４とに接続されている。ブーム操作弁１３及びバケット操作弁１４は、いずれも油圧パイロット式の操作弁である。ブーム操作弁１３とバケット操作弁１４とは、それぞれブームシリンダ９とバケットシリンダ１０とに接続されている。作業機油圧ポンプ１２と、ブーム操作弁１３と、バケット操作弁１４と、吐出回路１２Ｃとは、タンデム形式の油圧回路を形成している。
【００２６】
ブーム操作弁１３は、Ａ位置、Ｂ位置、Ｃ位置及びＤ位置を有する４位置切換弁である。ブーム操作弁１３は、Ａ位置になるとブーム３が上昇し、Ｂ位置になると中立、Ｃ位置になるとブーム３は下降し、Ｄ位置になるとブーム３はそのときの位置を保持する。バケット操作弁１４は、Ｅ位置、Ｆ位置及びＧ位置を有する３位置切換弁である。バケット操作弁１４は、Ｅ位置になるとバケット４がチルト動作し、Ｆ位置になると中立、Ｇ位置になるとバケット４がダンプ動作する。
【００２７】
バケット４のチルト動作は、図１に示すバケット４の開口部４Ｈ及び爪４Ｃが運転室７に向かって回動することにより傾く動作である。バケット４のダンプ動作は、チルト動作とは反対に、バケット４の開口部４Ｈ及び爪４Ｃが運転室７から遠ざかるように回動することにより傾く動作である。
【００２８】
ブーム操作弁１３及びバケット操作弁１４のパイロット受圧部は、それぞれ電磁比例制御弁２０を介してパイロットポンプ１５と接続されている。パイロットポンプ１５は、ＰＴＯ６１に接続されて、エンジン６０によって駆動される。パイロットポンプ１５は、電磁比例制御弁２０を介して、ブーム操作弁１３のパイロット受圧部１３Ｒ及びバケット操作弁１４のパイロット受圧部１４Ｒに所定圧力（パイロット圧力）の作動油を与える。
【００２９】
電磁比例制御弁２０は、ブーム下げ電磁比例制御弁２１、ブーム上げ電磁比例制御弁２２、バケットダンプ電磁比例制御弁２３及びバケットチルト電磁比例制御弁２４を有している。ブーム下げ電磁比例制御弁２１及びブーム上げ電磁比例制御弁２２は、ブーム操作弁１３の各パイロット受圧部１３Ｒ、１３Ｒに接続されている。バケットダンプ電磁比例制御弁２３及びバケットチルト電磁比例制御弁２４は、バケット操作弁１４の各パイロット受圧部１４Ｒ、１４Ｒに接続されている。ブーム下げ電磁比例制御弁２１のソレノイド指令部２１Ｓ、ブーム上げ電磁比例制御弁２２のソレノイド指令部２２Ｓ、バケットダンプ電磁比例制御弁２３のソレノイド指令部２３Ｓ及びバケットチルト電磁比例制御弁２４のソレノイド指令部２４Ｓには、制御装置４０からのそれぞれの指令信号が入力される。
【００３０】
ブーム下げ電磁比例制御弁２１、ブーム上げ電磁比例制御弁２２、ブーム操作弁１３及びブームシリンダ９は、ブーム３を回動（昇降）させるブーム駆動部としての機能を有する。バケットダンプ電磁比例制御弁２３、バケットチルト電磁比例制御弁２４、バケット操作弁１４及びバケットシリンダ１０は、バケットを回動（チルト動作又はダンプ動作）させるバケット駆動部としての機能を有する。
【００３１】
制御装置４０は、例えば、コンピュータである。制御装置４０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等の処理部４１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の記憶部４２と、入力部４３と、出力部４４とを含む。処理部４１は、コンピュータプログラムに記述された各種の命令を逐次実行することにより、作業機５の動作を制御する。処理部４１は、記憶部４２、入力部４３及び出力部４４と電気的に接続されている。このような構造により、処理部４１は、記憶部４２に記憶されている情報を読み出したり、記憶部４２に情報を書き込んだり、入力部４３から情報を受け取ったり、出力部４４に情報を出力したりすることができる。
【００３２】
記憶部４２は、作業機５の動作を制御するためのコンピュータプログラム及び作業機５の動作の制御に用いるための情報を記憶している。本実施形態において、記憶部４２は、本実施形態に係る作業車両の制御を実現するためのコンピュータプログラムを記憶している。処理部４１は、このコンピュータプログラムを記憶部４２から読み出して実行することにより、本実施形態に係る作業車両の制御方法を実現する。
【００３３】
入力部４３には、ブーム角度検出センサ４６と、バケット角度検出センサ４７と、ブームシリンダ９に充填されている作動油の圧力（ボトム圧力）を検出するブームシリンダ圧力センサ４８と、変速装置６４を制御するＴＭ制御装置４９と、車速センサ５０と、エンジン６０を制御するエンジン制御装置５１と、第１ポテンショメータ３１と、第２ポテンショメータ３３と、入出力装置４５と、目標値変更部としての設定ダイヤル５３とが接続されている。処理部４１は、これらの検出値又は指令値を取得して、作業機５の動作を制御する。
【００３４】
車速検出装置としての車速センサ５０は、ホイールローダー１が走行する速度（車速）を検出する。車速センサ５０は、例えば、図２に示す変速装置６４の出力軸の回転速度からホイールローダー１の車速を求めるものであってもよい。ＴＭ制御装置４９は、変速装置６４の速度段を切り替える。この場合、ＴＭ制御装置４９は、例えば、車速センサ５０から取得した車速及びホイールローダー１のアクセル開度等に基づいて、速度段を制御する。エンジン制御装置５１は、例えば、アクセル開度とエンジン６０の回転速度とに基づき、エンジン６０に供給する燃料の量を調整することにより、エンジン６０の出力を制御する。本実施形態において、ＴＭ制御装置４９及びエンジン制御装置５１には、いずれもコンピュータを用いることができる。
【００３５】
出力部４４には、ブーム下げ電磁比例制御弁２１のソレノイド指令部２１Ｓと、ブーム上げ電磁比例制御弁２２のソレノイド指令部２２Ｓと、バケットダンプ電磁比例制御弁２３のソレノイド指令部２３Ｓと、バケットチルト電磁比例制御弁２４のソレノイド指令部２４Ｓと、入出力装置４５とが接続されている。処理部４１は、ブーム下げ電磁比例制御弁２１のソレノイド指令部２１Ｓ又はブーム上げ電磁比例制御弁２２のソレノイド指令部２２Ｓにブームシリンダ９を動作させるための指令値を与えて、ブームシリンダ９を伸縮させる。ブームシリンダ９が伸縮することにより、ブーム３が昇降する。処理部４１は、バケットダンプ電磁比例制御弁２３のソレノイド指令部２３Ｓ又はバケットチルト電磁比例制御弁２４のソレノイド指令部２４Ｓにブームシリンダ９を動作させるための指令値を与えて、バケットシリンダ１０を伸縮させる。バケットシリンダ１０が伸縮することにより、バケット４がチルト動作又はダンプ動作する。このようにして、処理部４１は、作業機５、すなわちブーム３及びバケット４の動作を制御する。
【００３６】
入力部４３及び出力部４４の両方に接続されている入出力装置４５は、入力装置４５Ｓと、発音装置４５Ｂと、表示装置４５Ｍとを備えている。入出力装置４５は、入力装置４５Ｓから制御装置４０に指令値を入力したり、発音装置４５Ｂから警告音を発生させたり、表示装置４５Ｍに作業機５の状態又は制御に関する情報を表示したりする。入力装置４５Ｓは、例えば、押しボタン式のスイッチである。入力装置４５Ｓが操作されることにより、表示装置４５Ｍに表示される情報が切り替えられたり、ホイールローダー１の操作モードが切り替えられたりする。
【００３７】
それぞれの入力装置４５Ｓには、ホイールローダー１の操作モードを切り替えたり、表示装置４５Ｍの表示を切り替えたりする機能が割り当てられる。図２に示す例では、１つの入力装置４５Ｓに、操作モードの１つとしてのダンプアプローチモードを開始させるための機能が割り当てられている。ダンプアプローチモードは、本実施形態に係るホイールローダー１の制御である。ダンプアプローチモードは、ホイールローダー１が掘削した後、掘削位置から退避して、バケット４に保持された掘削物ＳＲを排出する場所に移動する間に、ブーム３を自動で上昇させる制御を実行するモードである。このため、本実施形態において、入力装置４５Ｓは、ダンプアプローチモードのスタートスイッチ３４となる。スタートスイッチ３４が操作されると、入出力装置４５は、ダンプアプローチモードのスタート信号を生成する。このスタート信号は、制御装置４０に入力される。
【００３８】
スタート信号が入力されると、制御装置４０は、ホイールローダー１をダンプアプローチモードで制御する。同時に、制御装置４０は、表示装置４５Ｍにアイコン３４Ｉを表示する。アイコン３４Ｉは、ダンプアプローチモードがＯＮになっていること示すものである。なお、入出力装置４５の入力装置４５Ｓをタッチパネルとして表示装置４５Ｍに組み込み、アイコン３４Ｉをスタートスイッチ３４に割り当ててもよい。
【００３９】
操作レバーＣＬは、ブーム操作レバー３０とバケット操作レバー３２とを含む。ブーム操作レバー３０には、自身の操作量を検出する第１ポテンショメータ３１が取り付けられている。バケット操作レバー３２には、自身の操作量を検出する第２ポテンショメータ３３が取り付けられている。第１ポテンショメータ３１及び第２ポテンショメータ３３の検出信号は、制御装置４０の入力部４３に入力される。変速装置６４のセレクターレバー１８Ｌは、変速装置６４の速度段を切り替えたり、前進と後進とを切り替えたりする。設定ダイヤル５３は、制御装置４０がダンプアプローチモードを実行する際の目標値を変更する。
【００４０】
＜作業機５の構造及び動作＞
図３は、作業機５を示す図である。作業機５のブーム３は、第１端部側が連結ピン３Ｐによって車体２にピン結合されている。ブーム３の両端部の間には、ブームシリンダ９を取り付けるためのブラケット３ＢＲが取り付けられている。ブームシリンダ９は、第１端部が連結ピン９Ｐａによって車体２にピン結合され、第２端部が連結ピン９Ｐｂによってブラケット３ＢＲにピン結合される。このような構造により、ブーム３は、ブームシリンダ９が伸縮すると、連結ピン３Ｐの中心軸Ｚ１を中心として回動（昇降）する。
【００４１】
バケット４は、ブーム３の第２端部側、すなわち車体２側とは反対側における端部側に、連結ピン４Ｐａによってピン結合されている。このような構造により、バケット４は、連結ピン４Ｐａの中心軸Ｚ２を中心として回動する。バケットシリンダ１０は、第１端部が連結ピン３Ｐによって車体２にピン結合され、第２端部が連結ピン１１ａによってベルクランク１１の第１端部にピン結合される。ベルクランク１１の第２端部は、連結部材１１Ｌの第１端部と連結ピン１１ｂによってピン結合されている。連結部材１１Ｌの第２端部は、連結ピン４Ｐｂによってバケット４とピン結合されている。
【００４２】
ブーム３は、両方の端部の間に、ベルクランク１１を支持する支持部材８が取り付けられている。ベルクランク１１は、両端部の間が連結ピン１１ｃによって支持部材８にピン結合されている。このような構造により、ベルクランク１１は、連結ピン１１ｃの中心軸Ｚ３を中心として回動する。バケットシリンダ１０が縮むと、ベルクランク１１は第１端部が車体２側に移動する。ベルクランク１１は、連結ピン１１ｃの中心軸Ｚ３を中心として回動するため、ベルクランク１１の第２端部は車体２から遠ざかる方向に移動する。すると、バケット４は、連結部材１１Ｌを介してダンプ動作する。バケットシリンダ１０が伸びると、ベルクランク１１は第１端部が車体２側から遠ざかる。すると、ベルクランク１１の第２端部は車体２に近づくので、バケット４は連結部材１１Ｌを介してチルト動作する。
【００４３】
＜ブームの角度α及びバケットの角度β＞
作業機５において、ブーム３の角度（以下、適宜ブーム角度という）αは、連結ピン３Ｐの中心軸Ｚ１と連結ピン４Ｐａの中心軸Ｚ２とを結ぶ直線Ｌ１と、連結ピン３Ｐを通り、かつ前輪６Ｆ及び後輪６Ｒの接地面と平行な水平線Ｌ２とのなす角度のうち小さい方である。本実施形態において、ブーム角度αは、水平線Ｌ２よりも路面Ｒ側に傾斜している場合は負になる。ブーム３が上昇するとブーム角度αは大きくなる。
【００４４】
バケット４の角度（以下、適宜バケット角度という）βは、路面Ｒ（図３では水平線Ｌ２が対応する）と、連結ピン４Ｐａの中心軸Ｚ２を通りバケット４の底面４Ｂに平行な直線Ｌ３とのなす角度である。本実施形態において、バケット角度βは、連結ピン４Ｐａの中心軸Ｚ２に対して直線Ｌ３の前方が下向きとなる場合は負になる。バケット４がチルト動作するとバケット角度βは大きくなる。
【００４５】
ブーム角度αを検出するブーム角度検出センサ４６は、ブーム３を車体２にピン結合する連結ピン３Ｐの部分に取り付けられている。バケット角度βを検出するバケット角度検出センサ４７は、連結ピン１１ｃの部分に取り付けられて、ベルクランク１１を介して間接的にバケット４の角度を検出する。バケット角度検出センサ４７は、ブーム３とバケット４とを連結する連結ピン４Ｐａの部分に取り付けられてもよい。本実施形態において、ブーム角度検出センサ４６及びバケット角度検出センサ４７は、例えば、ポテンショメータが用いられるが、これには限定されない。
【００４６】
ブーム角度検出センサ４６が検出するブーム角度αは、ブーム３の姿勢を示す指標になる。このため、ブーム角度検出センサ４６は、ブーム３の姿勢を検出するブーム姿勢検出装置として機能する。バケット角度検出センサ４７が検出するバケット角度βは、バケット４の姿勢を示す指標になる。このため、バケット角度検出センサ４７は、バケット４の姿勢を検出するバケット姿勢検出装置として機能する。
【００４７】
ホイールローダー１のオペレーターが、ブーム操作レバー３０又はバケット操作レバー３２を操作すると、制御装置４０は第１ポテンショメータ３１又は第２ポテンショメータ３３からブーム操作レバー３０又はバケット操作レバー３２の操作量の信号を取得する。そして、制御装置４０は、この操作量の信号に対応する作業機速度制御指令を、ブーム下げ電磁比例制御弁２１、ブーム上げ電磁比例制御弁２２、バケットダンプ電磁比例制御弁２３又はバケットチルト電磁比例制御弁２４に出力する。
【００４８】
ブーム下げ電磁比例制御弁２１、ブーム上げ電磁比例制御弁２２、バケットダンプ電磁比例制御弁２３又はバケットチルト電磁比例制御弁２４は、この作業機速度制御指令の大きさに応じたパイロット圧力を、対応するブーム操作弁１３又はバケット操作弁１４のパイロット受圧部に出力する。すると、ブームシリンダ９又はバケットシリンダ１０はそれぞれのパイロット油圧に応じた速度で、対応する方向に作動する。
【００４９】
＜ダンプアプローチ＞
図４は、掘削が終了した後におけるホイールローダー１の動作の一例を示す図である。掘削対象Ｍを作業機５のバケット４で掘削したホイールローダー１は、掘削位置ＰＳから後退し、方向転換のために方向転換位置ＰＩまで進む。ホイールローダー１は、方向転換位置ＰＩにおいて進行方向を前進に切り替えて、掘削対象Ｍとは異なる位置に停止しているダンプトラック１００に向かって走行する。ダンプトラック１００の位置に到達したホイールローダー１は、バケット４内の掘削物ＳＲをダンプトラック１００のベッセル１０１内に排出する。バケット４内の掘削物ＳＲが排出される位置を排出位置ＰＤという。
【００５０】
ホイールローダー１が掘削位置ＰＳから離脱し、方向転換位置ＰＩを経由して排出位置ＰＤに向かう間に、作業機５のブーム３は上昇する。ホイールローダー１が排出位置ＰＤに到達したとき、ブーム３が掘削物ＳＲの排出に適した高さ、例えば、最も高くなることが好ましい。掘削を終了したホイールローダー１は、掘削位置ＰＳから排出位置ＰＤへの移動中に、ブーム３を上昇させる。掘削を終了したホイールローダー１が行う、この一連の動作をダンプアプローチという。ダンプアプローチにおいて、掘削位置ＰＳから方向転換位置ＰＩまでのホイールローダー１の移動距離はＬｘ１であり、方向転換位置ＰＩから排出位置ＰＤまでの移動距離はＬｘ２である。以下において、移動距離Ｌｘ１を適宜後進距離Ｌｘ１といい、移動距離Ｌｘ２を適宜前進距離Ｌｘ２という。ダンプアプローチにおいて、ホイールローダー１が掘削位置ＰＳから排出位置ＰＤまで走行した距離はＬｘ（＝Ｌｘ１＋Ｌｘ２）となる。
【００５１】
ダンプアプローチは、ホイールローダー１が走行しながらブーム３を上昇させる作業であるが、現場の状況に応じた任意の後進距離Ｌｘ１及び前進距離Ｌｘ２で作業を遂行するには、ホイールローダー１のオペレーターはアクセルワーク及びブレーキ操作を必要とする。このとき、ホイールローダー１にはブレーキの引きずりも発生する可能性がある。また、ダンプアプローチにおける操作及びブレーキに与える影響は、オペレーターの技量にも影響を受ける。このため、本実施形態では、ダンプアプローチを自動制御によって補助することで、操作を容易にし、かつブレーキの負荷を低減する。自動制御によりダンプアプローチを補助するモードが、前述したダンプアプローチモードである。
【００５２】
任意の後進距離Ｌｘ１及び前進距離Ｌｘ２の間にダンプアプローチが行われるため、ホイールローダー１のオペレーターは、ホイールローダー１の車速とブーム３の上昇速度とのバランスを感覚的に捉えながら、それに応じてアクセル及びブレーキを操作する。このため、上昇速度に対して車速が速すぎる場合はアクセル操作又は過度のブレーキ操作が必要となり、操作の煩雑化及び必要以上のブレーキ負荷・エネルギーロスを招く可能性がある。ダンプアプローチモードは、車速及びブーム３の上昇速度を検出し、両者のバランスが任意に設定したバランスになるように、図２に示すクラッチ６２の係合状態を調整する。このようにすることで、ブーム３の上昇速度に応じた車速とすることができるので、アクセル操作が容易になり、かつ過度のブレーキ操作によるブレーキ負荷を低減することができる。その結果、ダンプアプローチモードは、オペレーターの技量によらず、効率的なダンプアプローチを実現でき、ホイールローダー１のブレーキの耐久性低下を抑制できる。次に、ダンプアプローチモードについて、より詳細に説明する。
【００５３】
＜ダンプアプローチモード＞
図５は、ホイールローダー１の駆動系及び制御系を示すブロック図である。ダンプアプローチモードは、制御装置４０が実現する。ダンプアプローチモードは、ホイールローダー１の走行距離に対応する値と、ブーム３が上昇した量に対応する値との比を用いて制御される。制御装置４０は、後述する第１比率と第２比率との差が０になるように、エンジン６０からホイールローダー１の駆動輪に伝達される伝達トルクを制御する。本実施形態において、制御装置４０は、クラッチ６２の係合状態を調整することにより、伝達トルクを制御する。クラッチ６２の係合状態は、図５に示すクラッチ制御用のアクチュエータ６２Ａがクラッチ６２を係合させるためにクラッチ６２に与える作動油の圧力（クラッチ圧）を調整することにより変化する。その結果、伝達トルクが変化する。
【００５４】
伝達トルクは、クラッチ６２の係合状態を調整する方法以外によって制御されてもよい。例えば、制御装置４０は、エンジン６０のトルクを制御することによって伝達トルクを制御してもよい。また、制御装置４０は、ホイールローダー１のブレーキを制御して、ブレーキが発生する制動力を調整することにより、伝達トルクを制御してもよい。ブレーキは、例えば、図２に示す変速装置６４と駆動輪との間に設けられているため、制御装置４０は、ブレーキを制御することによってもエンジン６０から駆動輪に伝達される伝達トルクを制御することができる。
【００５５】
第１比率は、ホイールローダー１がバケット４による掘削後に掘削物を排出する排出位置ＰＤまでの移動を開始してからホイールローダー１が走行する際の目標となる目標走行距離に対応する値と、ホイールローダー１の移動が開始された後にブーム３が上昇する際の目標となる目標上昇量に対応する値との比である。第２比率は、ホイールローダー１がバケット４による掘削後に掘削物ＳＲを排出する排出位置ＰＤまでの移動を開始してから実際に走行した距離（実走行距離）に対応する値と、掘削後に掘削位置ＰＳを始点としてホイールローダー１の移動が開始された後にブーム３が実際に上昇した量（実上昇量）に対応する値との比である。
【００５６】
本実施形態において、目標走行距離に対応する値としては、目標走行距離Ｌｄ自体が用いられる。目標走行距離Ｌｄは、ホイールローダー１が掘削後に掘削位置ＰＳから排出位置ＰＤまでの移動を開始してからホイールローダー１が走行する際の目標となる距離である。
【００５７】
ダンプアプローチモードは、ホイールローダー１が掘削位置ＰＳから方向転換位置ＰＩまで移動する段階（第１段階）と、方向転換位置ＰＩから排出位置ＰＤまで移動する段階（第２段階）とがある。本実施形態において、目標走行距離Ｌｄは、それぞれの段階に対して定められる。例えば、第１段階の目標走行距離Ｌｄは、図４に示す掘削位置ＰＳから方向転換位置ＰＩまでの後進距離Ｌｘ１とすることができる。第２段階の目標走行距離Ｌｄは、方向転換位置ＰＩから排出位置ＰＤまでの前進距離Ｌｘ２とすることができる。このように、本実施形態では、２種類の目標走行距離Ｌｄが用いられる。
【００５８】
目標走行距離Ｌｄの他にも、例えば、駆動輪の回転数又は変速装置の出力軸若しくは入力軸の回転数等の目標値が用いられてもよい。目標上昇量に相当する値としては、図１及び図２に示すブームシリンダ９の目標とする変位（目標変位）Ｈｄが用いられる。目標変位Ｈｄは、掘削後にホイールローダー１が掘削位置ＰＳから排出位置ＰＤまでの移動を開始してからブーム３が上昇する際の目標となる上昇量に対応したブームシリンダ９の変位である。目標変位Ｈｄの他にも、ブーム角度αの目標値等が用いられてもよい。第１比率は、Ｌｄ／Ｈｄとなる。
【００５９】
目標走行距離Ｌｄは、ダンプアプローチモードの段階毎に定められなくてもよい。例えば、図４に示す掘削位置ＰＳから方向転換位置ＰＩまでの後進距離Ｌｘ１と、方向転換位置ＰＩから排出位置ＰＤまでの前進距離Ｌｘ２との合計の平均的な値を目標走行距離Ｌｄとしてもよい。
【００６０】
本実施形態において、実走行距離に対応する値としては、実走行距離Ｌａ自体が用いられる。実走行距離Ｌａは、ホイールローダー１が掘削後に掘削位置ＰＳから排出位置ＰＤまでの移動を開始してから実際に走行した距離である。実走行距離Ｌａの他にも、例えば、駆動輪の回転数又は変速装置の出力軸若しくは入力軸の回転数等が用いられてもよい。実上昇量に相当する値としては、図１及び図２に示すブームシリンダ９の変位（実変位）Ｈａが用いられる。実変位Ｈａは、掘削後にホイールローダー１が掘削位置ＰＳから排出位置ＰＤまでの移動を開始してから実際にブーム３が上昇した量に対応したブームシリンダ９の変位である。実変位Ｈａの他にも、実際のブーム角度αｓ等が用いられてもよい。第２比率は、Ｌａ／Ｈａとなる。
【００６１】
目標走行距離Ｌｄは、掘削対象Ｍとダンプトラック１００との位置関係から、それぞれの現場毎に定められて、図２に示す設定ダイヤル５３によって設定されてもよい。目標走行距離Ｌｄは、例えば、図２に示す制御装置４０の記憶部４２に記憶される。
【００６２】
目標変位Ｈｄは、ダンプアプローチモード開始時における実際のブーム角度αｓと、目標のブーム角度αｔとから求められる。例えば、目標変位Ｈｄは、αｔ−αｓで求めることができる。前述したように、本実施形態において、目標走行距離Ｌｄは、ダンプアプローチモードの第１段階と第２段階とのそれぞれに対して定められる。これに対応して、例えば、第１段階における目標変位Ｈｄは、掘削位置ＰＳにおける実際のブーム角度αｓと、方向転換位置ＰＩにおける目標のブーム角度αｔ１とから求められ、第２段階における目標変位Ｈｄは、方向転換位置ＰＩにおける実際のブーム角度αｓと、排出位置ＰＤにおける目標のブーム角度αｔ２とから求められる。それぞれの段階における目標のブーム角度αｔ１、αｔ２は、任意に定められる。
【００６３】
実走行距離Ｌａは、例えば、ホイールローダー１の車速が積分されることにより求められる。この場合、図２に示す制御装置４０は、車速センサ５０に検出された車速Ｖを時間で積分することにより、実走行距離Ｌａを求める。ホイールローダー１がＧＰＳ（Global  Positioning  System）を利用した測位システムを備える場合、制御装置４０は、その測位結果から実走行距離Ｌａを求めてもよい。
【００６４】
実変位Ｈａは、例えば、ブーム角度αから幾何学的に算出される。制御装置４０は、図２及び図３に示すブーム角度検出センサ４６が検出したブーム角度αを取得し、幾何学的に実変位Ｈａを求める。また、ブーム角度αと、図１及び図２に示すブームシリンダ９の変位との関係を予め求めてテーブルを作成し、制御装置４０は、このテーブルにブーム角度検出センサ４６が検出したブーム角度αを与えて、対応するブームシリンダ９の変位を取得することにより、実変位Ｈａを求めてもよい。
【００６５】
本実施形態において、ダンプアプローチモードが開始されると、制御装置４０は、第１比率Ｌｄ／Ｈｄと、第２比率Ｌａ／Ｈａとを求める。そして、制御装置４０は、第１比率Ｌｄ／Ｈｄと、第２比率Ｌａ／Ｈａとの差が０になるように、クラッチ６２の係合状態をフィードバック制御することにより、エンジン６０からホイールローダー１の駆動輪に伝達される伝達トルクを制御（フィードバック制御）する。
【００６６】
例えば、第２比率Ｌａ／Ｈａが第１比率Ｌｄ／Ｈｄ以上である場合、ホイールローダー１の車速が相対的に速いことになる。この場合、制御装置４０は、伝達トルクを現時点よりも小さくして車速を低下させることにより、第１比率Ｌｄ／Ｈｄと第２比率Ｌａ／Ｈａとの差を０に近づける。このために、制御装置４０は、クラッチ圧の指令値（以下、適宜クラッチ圧指令値という）Ｐｄを現時点よりも小さくすることにより、クラッチ圧を現時点よりも低下させて、クラッチ６２が伝達するトルクを現時点よりも低下させる。このようにして、制御装置４０は、伝達トルクを現時点よりも小さくする。結果として、ホイールローダー１が図４に示す排出位置ＰＤに到達したとき、ブーム３は、掘削物ＳＲの排出に適した高さになる。
【００６７】
また、第２比率Ｌａ／Ｈａが第１比率Ｌｄ／Ｈｄよりも小さい場合、ホイールローダー１の車速が相対的に遅いことになる。この場合、制御装置４０は、伝達トルクを現時点よりも大きくして車速を増加させることにより、第１比率Ｌｄ／Ｈｄと第２比率Ｌａ／Ｈａとの差を０に近づける。このために、制御装置４０は、クラッチ圧指令値Ｐｄを現時点よりも大きくすることにより、クラッチ圧を現時点よりも上昇させて、クラッチ６２が伝達するトルクを現時点よりも増加させる。このようにして、制御装置４０は、伝達トルクを現時点よりも大きくする。結果として、ホイールローダー１が図４に示す排出位置ＰＤに到達したとき、ブーム３は、掘削物ＳＲの排出に適した高さになる。
【００６８】
ダンプアプローチモードにおいて、ホイールローダー１のオペレーターは、例えば、図２に示す入力装置４５Ｓを操作してダンプアプローチモードに切り替える。その上で、オペレーターは、ブーム操作レバー３０を最大のブーム角度αｍａｘとなる位置まで操作し、かつ図２に示すセレクターレバー１８Ｌを後進に設定した上でアクセルを踏み込む。この操作により、制御装置４０がブーム３の上昇に応じてホイールローダー１の車速を制御する。制御装置４０は、図４に示す方向転換位置ＰＩで後進中のホイールローダー１を停止させる。オペレーターは、更新中のホイールローダー１が停止したら、アクセルを踏み込んだままセレクターレバー１８Ｌを前進に切り替える。制御装置４０は、ブーム３を上昇させながらホイールローダー１を走行させる。オペレーターは、アクセルを踏み込んだまま、図２に示す排出位置ＰＤにホイールローダー１が向かうようにハンドルを操作する。ホイールローダー１が排出位置ＰＤに到達すると、制御装置４０はブーム３の上昇を停止させるとともに、クラッチ６２を開放して伝達トルクを０にする。このとき、ホイールローダー１のブーム３は、掘削物ＳＲの排出に適した高さになる。オペレーターは、必要に応じてホイールローダー１のブレーキを作動させてホイールローダー１を停止させてから、バケット４内の掘削物ＳＲを排出させる。
【００６９】
このように、ダンプアプローチモードの実行中におけるオペレーターの操作は、ハンドルの操作を除けば、実質的にアクセルを踏み込むのみになる。その結果、オペレーターは、簡単な操作でダンプアプローチを実現できるので、オペレーターの負荷が軽減される。また、ダンプアプローチモードは、迅速にダンプアプローチを完了させたり、ダンプアプローチのやり直しを低減したりすることができるので、作業効率が向上する。
【００７０】
ダンプアプローチモードにおいては、無駄なブレーキ操作が回避されるので、ホイールローダー１が備えるブレーキ及びトルクコンバータ６３等の負荷が低減される。その結果、これらの耐久性低下が抑制される。また、熟練度の低いオペレーターは、ダンプアプローチモードを選択することにより、簡単な操作で同様のダンプアプローチを実現できる。習熟度の高いオペレーターは、ダンプアプローチモードを選択しなくても円滑にダンプアプローチを実行できるが、長時間にわたる作業においては、疲労及び集中力の低下等によって徐々に作業効率が低下する可能性がある。ダンプアプローチモードによれば、オペレーターの負荷が低減されるので、長時間にわたる作業において、疲労低減及び集中力低下の抑制といった作用により、作業効率の低下が抑制される。このように、ダンプアプローチモードは、オペレーターの技量によらず、オペレーターの負担低減及び作業効率の向上という利点がある。
【００７１】
＜フィードフォワード制御の追加＞
図６は、フィードバック制御に加え、フィードフォワード制御を行う際の制御ブロックの一例を示す図である。本実施形態において、制御装置４０は、伝達トルクをフィードバック制御するが、これに加えて、伝達トルクのフィードフォワード制御を追加してもよい。このようにすると、伝達トルクの制御の応答性を向上させる。その結果、応答遅れによる伝達トルクのハンチングが抑制される。
【００７２】
図６に示すように、制御装置４０は、第１比率Ｌｄ／Ｈｄを生成し、減算器５２ａに入力する。減算器５２ａには、ホイールローダー１が実際に走行した距離及びブームシリンダ９が実際に変位した大きさに基づいて得られた第２比率Ｌａ／Ｈａが入力される。減算器５２ａは、第１比率Ｌｄ／Ｈｄと第２比率Ｌａ／Ｈａとの差をＰＩＤ制御部５２ｂに与える。ＰＩＤ制御部５２ｂは、第１比率Ｌｄ／Ｈｄと第２比率Ｌａ／Ｈａとの差が０になるような制御信号を生成して加算器５２ｃに出力する。加算器５２ｃには、ＰＩＤ制御部５２ｂからの制御信号及び実伝達トルク比Ｔａが入力される。
【００７３】
実伝達トルク比Ｔａは、Ｔｔｃ／Ｔｃｍａｘであり、トルクコンバータ６３の入力側と出力側とのトルク比を表す。Ｔｔｃは、図６に示すトルクコンバータ６３が吸収したトルク（吸収トルク）であり、図５に示す、入力側の回転速度Ｎｔｉと出力側の回転速度Ｎｔｅとから求めることができる。Ｔｃｍａｘは、図６に示すクラッチ６２が伝達できる最大のトルクであり、本実施形態では、クラッチ６２を係合させるために与えられる作動油の圧力（クラッチ圧）が最大のときのトルクである。Ｔｃｍａｘは、クラッチ６２の仕様等によって予め決定されている。
【００７４】
加算器５２ｃは、ＰＩＤ制御部５２ｂからの制御信号と実伝達トルク比Ｔａとを加算した値を出力する。この値は、リミッター５２ｄにより異常値が取り除かれた後、クラッチ圧指令値Ｐｄとして出力される。本実施形態において、クラッチ圧指令値Ｐｄは、クラッチ圧の指令値である。クラッチ圧指令値Ｐｄが入力されたクラッチ６２は、クラッチ圧がクラッチ圧指令値Ｐｄとなるように動作する。このように、制御装置４０は、実伝達トルク比Ｔａを用いて伝達トルクをフィードフォワード制御し、かつフィードバック制御によって第１比率Ｌｄ／Ｈｄと第２比率Ｌａ／Ｈａとの差が０になるような伝達トルクに制御する。すなわち、駆動輪に実際に伝達されているトルクを基準として、第１比率Ｌｄ／Ｈｄと第２比率Ｌａ／Ｈａとの差が０になるように伝達トルクがフィードバック制御されるので、応答遅れによる伝達トルクのハンチングを抑制できる。
【００７５】
＜クラッチ６２の係合状態に応じたエンジン６０のトルクの制御＞
図７は、クラッチ６２の係合状態に応じてエンジン６０のトルクを制御する際の制御ブロックの一例を示す図である。図８は、エンジン６０のトルクの減少量を説明するための概念図である。本実施形態において、制御装置４０は、図２等に示すクラッチ６２の係合状態に応じて、エンジン６０が発生するトルクを調整してもよい。この場合、例えば、制御装置４０は、クラッチ圧指令値Ｐｄの大きさに基づいて、エンジン６０が発生するトルクを調整する。
【００７６】
制御装置４０は、エンジン６０が発生するトルクの低減量（第１トルク低減量）Ｔｅｓを生成して、エンジン制御装置５１に出力する。第１トルク低減量Ｔｅｓは、例えば、ホイールローダー１の駆動輪がスリップしたときに、スリップを抑制するためにエンジン６０のトルクを低減するときの低減量である。この場合、駆動輪にスリップが発生しないと、第１トルク低減量Ｔｅｓ＝０になる。また、制御装置４０は、クラッチ圧指令値Ｐｄを生成して、エンジントルク低減部５２ｅに出力する。エンジントルク低減部５２ｅは、クラッチ６２の係合状態に基づくトルクの低減量（第２トルク低減量）Ｔｒを求める。本実施形態において、第２トルク低減量Ｔｒは、例えば、Ｔｒｍａｘ×（１−Ｐｄ）で求められる。Ｔｒｍａｘは、第２トルク低減量Ｔｒの最大値であり、任意の値に設定される。第２トルク低減量Ｔｒは、例えば、図８に示すように、クラッチ圧指令値Ｐｄの増加とともに小さくなる。Ｐｄ＝０のとき、クラッチ６２は開放された状態であり、Ｐｄ＝１のとき、クラッチ６２は完全に係合された状態である。
【００７７】
エンジン制御装置５１の加算器５１Ａには、制御装置４０から第１トルク低減量Ｔｅｓと第２トルク低減量Ｔｒとが与えられて、加算される。加算器５１Ａの演算結果は、減算器５１Ｂに出力される。エンジン制御装置５１は、アクセル開度ＡＣとエンジン６０の回転速度Ｎｅとに基づき、エンジン６０に発生させるトルクＴｇを決定する。トルクＴｇは、減算器５１Ｂに入力される。減算器５１Ｂは、トルクＴｇから、加算器５１Ａの演算結果を減算する。すなわち、減算器５１Ｂの演算結果は、Ｔｇ−（Ｔｅｓ＋Ｔｒ）となる。減算器５１Ｂの演算結果が、最終的にエンジン６０に発生させるトルクの指令値Ｔｅである。エンジン制御装置５１は、トルクの指令値Ｔｅに対応するトルクをエンジン６０に発生させるために必要な燃料の量を演算し、エンジン６０が備える燃料供給装置に、演算後の燃料の量を供給させる。
【００７８】
このような制御により、制御装置４０は、クラッチ６２の係合状態に応じてエンジン６０のトルクを調整することができる。クラッチ６２の係合状態は、クラッチ圧指令値Ｐｄが大きくなるにしたがってクラッチ６２がより多くのトルクを伝達できるように変化する。図８に示すように、本実施形態において、クラッチ圧指令値Ｐｄが小さくなるにしたがって第２トルク低減量Ｔｒは大きくなり、クラッチ圧指令値Ｐｄが大きくなるにしたがって第２トルク低減量Ｔｒは小さくなる。
【００７９】
制御装置４０は、ダンプアプローチモードを実行中においてクラッチ６２に与えるクラッチ圧のクラッチ圧指令値Ｐｄを相対的に小さくすると、第２トルク低減量Ｔｒは相対的に大きくなる。すると、制御装置４０は、エンジン６０が発生するトルクが相対的に小さくなるように第２トルク低減量Ｔｒを生成するので、エンジン６０が発生するトルクは低下する。その結果、エンジン６０の回転速度Ｎｅが無駄に上昇することを抑制できるので、燃料消費の増加を抑制できる。制御装置４０は、ダンプアプローチモードを実行中においてクラッチ６２に与えるクラッチ圧指令値Ｐｄを相対的に大きくすると、第２トルク低減量Ｔｒは相対的に小さくなる。すると、制御装置４０は、エンジン６０が発生するトルクが相対的に大きくなるように第２トルク低減量Ｔｒを生成するので、エンジン６０が発生するトルクは上昇する。結果としてホイールローダー１の車速が上昇する。
【００８０】
ダンプアプローチモードにおいて、制御装置４０が、クラッチ６２の係合状態に応じて、エンジン６０が発生するトルクを調整することにより、これを実行しなかった場合と比較して、燃料消費量は３％低減した。このように、ダンプアプローチモードの実行中に、クラッチ６２の係合状態に応じたエンジン６０のトルク制御が実行されると、ホイールローダー１の燃費を改善することに有効である。
【００８１】
ダンプアプローチモードにおいて、クラッチ６２の係合状態が調整される代わりにホイールローダー１のブレーキが用いられる場合、制御装置４０は、第２トルク低減量Ｔｒは求めない。この場合、制御装置４０は、第１トルク低減量Ｔｅｓによってエンジン６０が発生するトルクを低減させる。
【００８２】
＜設定ダイヤル５３＞
次に、図２に示す設定ダイヤル５３について説明する。本実施形態において、設定ダイヤル５３は、ダンプアプローチモードにおける目標値となる第１比率Ｌｄ／Ｈｄを変更できる。第１比率Ｌｄ／Ｈｄは、目標走行距離Ｌｄと目標変位Ｈｄとの比であるが、設定ダイヤル５３は、両者のうち少なくとも一方を変更することにより、第１比率Ｌｄ／Ｈｄを変更できる。設定ダイヤル５３は、第１比率Ｌｄ／Ｈｄ自体を変更できるようになっていてもよいし、目標走行距離Ｌｄと目標変位Ｈｄとを個別に変更することにより第１比率Ｌｄ／Ｈｄを変更できるようになっていてもよい。第１比率Ｌｄ／Ｈｄが変更できるようになっていることで、ホイールローダー１のオペレーターは、自身の好み又は作業現場の状況に合わせてダンプアプローチモードの動作を調整できるので、好ましい。
【００８３】
以上、本実施形態を説明したが、前述した内容により本実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
【符号の説明】
【００８４】
１  ホイールローダー
２  車体
３  ブーム
４  バケット
５  作業機
６Ｆ  前輪
６Ｒ  後輪
９  ブームシリンダ
１３  ブーム操作弁
１８Ｌ  セレクターレバー
４０  制御装置
４１  処理部
４２  記憶部
４３  入力部
４４  出力部
４５  入出力装置
４６  ブーム角度検出センサ
４８  ブームシリンダ圧力センサ
４９  ＴＭ制御装置
５０  車速センサ
５１  エンジン制御装置
５２ｅ  エンジントルク低減部
５２ｂ  ＰＩＤ制御部
５３  設定ダイヤル
６０  エンジン
６２  クラッチ
６３  トルクコンバータ
６４  変速装置
１００  ダンプトラック
Ｈａ  実変位
Ｈｄ  目標変位
Ｌａ  実走行距離
Ｌｄ  目標走行距離
Ｌａ／Ｈａ  第１比率
Ｌｄ／Ｈｄ  第２比率
Ｐｄ  クラッチ圧指令値
ＳＲ  掘削物
Ｔａ  実伝達トルク比
Ｔｒ  第２トルク低減量
【図１】
2015083753.tif 000003
【図２】
2015083753.tif 000004
【図３】
2015083753.tif 000005
【図４】
2015083753.tif 000006
【図５】
2015083753.tif 000007
【図６】
2015083753.tif 000008
【図７】
2015083753.tif 000009
【図８】
2015083753.tif 000010
【国際調査報告】
2015083753.tif 000011
2015083753.tif 000012
2015083753.tif 000013
2015083753.tif 000014