(57)【要約】  レベル選択部は、変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルを複数のレベルから選択するための装置である。複数のレベルは、少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む。制御部は、エンジンを制御する。変速機の速度段が第１速であり、且つ、第１レベルが選択されているときには、制御部は、第１の牽引力特性に基づいてエンジンを制御する。第１の牽引力特性は、車速と車両の牽引力との関係を規定する。変速機の速度段が第１速であり、且つ、第２レベルが選択されているときには、制御部は、第２の牽引力特性に基づいてエンジンを制御する。第２の牽引力特性では、第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される。
2015064747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
バケットを有し、前記油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業機と、
前記エンジンによって駆動される走行輪と、
トルクコンバータと変速機とを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する走行駆動装置と、
前記変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルを、少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む複数のレベルから選択するためのレベル選択部と、
前記エンジンを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第１レベルが選択されているときには、車速と車両の牽引力との関係を規定する第１の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御し、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第２レベルが選択されているときには、前記第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される第２の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御する、
ホイールローダ。
【請求項２】
車速が小さくなるほど、前記第１レベルの牽引力と前記第２レベルの牽引力との差は小さくなる、
請求項１に記載のホイールローダ。
【請求項３】
前記制御部は、前記エンジンのスロットル上限値を低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減する、
請求項１又は２に記載のホイールローダ。
【請求項４】
前記制御部は、前記エンジンの出力トルクの上限値を低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減する、
請求項１又は２に記載のホイールローダ。
【請求項５】
前記制御部は、前記エンジンのスロットル上限値と前記エンジンの出力トルクの上限値とを低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減する、
請求項１又は２に記載のホイールローダ。
【請求項６】
前記エンジンの回転速度が所定の回転速度以下であるときには、前記制御部は、前記エンジンの出力トルクの上限値の低減量を０とする、
請求項４又は５に記載のホイールローダ。
【請求項７】
前記変速機の速度段を現在の速度段から低速の速度段に変更するためのシフトダウン操作部材をさらに備え、
前記制御部は、前記牽引力レベルが前記第２レベルであるときに前記シフトダウン操作部材が操作されると、前記牽引力レベルを前記第２レベルから前記第１レベルに切り換える、
請求項１から６のいずれかに記載のホイールローダ。
【請求項８】
前記複数のレベルは、第３レベルをさらに含み、
前記制御部は、前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第３レベルが選択されているときには、前記第２の牽引力特性よりも牽引力が低減される第３の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御する、
請求項１から７のいずれかのホイールローダ。
【請求項９】
牽引力の制御モードを、高出力モードと低出力モードとを含む複数のモードから選択するためのモード選択部をさらに備え、
前記低出力モードでの牽引力は、前記高出力モードでの牽引力よりも小さい、
請求項８に記載のホイールローダ。
【請求項１０】
前記牽引力レベルは、前記高出力モードと前記低出力モードとのそれぞれに設定される、
請求項９に記載のホイールローダ。
【請求項１１】
前記牽引力レベルは、前記高出力モードのみに設定される、
請求項９に記載のホイールローダ。
【請求項１２】
前記牽引力の制御モードが前記高出力モードであり、且つ、前記牽引力レベルが前記第３レベルであるときの牽引力は、前記牽引力の制御モードが前記低出力モードであり且つ前記牽引力レベルが前記第３レベルであるときの牽引力と同じである、
請求項１０に記載のホイールローダ。
【請求項１３】
前記牽引力の制御モードが前記低出力モードであり、且つ、前記牽引力レベルが前記第１レベルであるときの牽引力は、前記牽引力の制御モードが前記低出力モードであり且つ前記牽引力レベルが前記第２レベルであるときの牽引力と同じである、
請求項１０に記載のホイールローダ。
【請求項１４】
前記変速機の速度段が、第２速であるときには、前記制御部は、前記第２速の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御し、
少なくとも所定の車速以下の速度範囲において、前記第１速での前記第２レベルの牽引力は、前記第２速での牽引力よりも大きい、
請求項１から１３のいずれかに記載のホイールローダ。
【請求項１５】
エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、バケットを有し前記油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業機と、前記エンジンによって駆動される走行輪と、トルクコンバータと変速機とを有し前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する走行駆動装置と、を備えるホイールローダの制御方法であって、
少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む複数のレベルから選択されたレベルを、前記変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルとして設定するステップと、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第２レベルが選択されているときに、前記第１レベルが選択されているときの第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される第２の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御するステップと、
を備えるホイールローダの制御方法。
【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制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダは、バケットを有する作業機を備えている。ホイールローダは、作業機を用いることにより掘削などの各種の作業を行う。掘削作業では、ホイールローダは、前進しながらバケットを地山などの対象物に突き刺し、その後、作業機を上昇させることで対象物をバケットに積み込む。【０００３】
バケットが対象物に突っ込んだ状態では、車両の牽引力が、作業機を上昇させるためのリフト力の反力として作用する。このため、牽引力が大きすぎると、作業機を上昇させることができなくなる場合がある。【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、車速が所定速度以下のときに、スロットル上限値を制限することで牽引力を低減している。これにより、作業機が上昇できなくなることを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８２８５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、掘削作業では、ホイールローダは、対象物に向かって走行し、バケットを対象物に突き刺す。従って、図１３（Ａ）に示すように、軽い対象物、或いは、ほぐれている対象物に対して、バケットが突き刺さる瞬間の牽引力Ｆが大き過ぎるときには、図１３（Ｂ）に示すように、対象物へのバケットの貫通量Ｄが過大となる。すなわち、バケットが、オペレータの想定以上に深く対象物に突き刺さってしまう。この場合、図１３（Ｃ）に示すように、作業機を上昇させることができなくなる。これにより、作業性の低下あるいは燃費の悪化という問題が生じる。【０００７】
或いは、路面が滑りやすい状態において、バケットが対象物に突き刺さる瞬間の牽引力が大きすぎるときには、ホイールローダの走行輪がスリップすることが懸念される。この場合も、作業性の低下あるいは燃費の悪化という問題が生じる。【０００８】
本発明の課題は、掘削作業においてバケットが対象物に突き刺さる瞬間の牽引力を対象物の種類や路面状況に応じて適切にすることができるホイールローダ及びその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】
【０００９】
本発明の一態様に係るホイールローダは、エンジンと、油圧ポンプと、作業機と、走行輪と、走行駆動装置と、レベル選択部と、制御部と、を備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、バケットを有し、油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される。走行輪は、エンジンによって駆動される。走行駆動装置は、トルクコンバータと変速機とを有する。走行駆動装置は、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する。レベル選択部は、変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルを複数のレベルから選択するための装置である。複数のレベルは、少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む。制御部は、エンジンを制御する。変速機の速度段が第１速であり、且つ、第１レベルが選択されているときには、制御部は、第１の牽引力特性に基づいてエンジンを制御する。第１の牽引力特性は、車速と車両の牽引力との関係を規定する。変速機の速度段が第１速であり、且つ、第２レベルが選択されているときには、制御部は、第２の牽引力特性に基づいてエンジンを制御する。第２の牽引力特性では、第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される。【００１０】
この場合、ホイールローダのオペレータは、第１速での牽引力レベルを複数のレベルから選択することができる。第１レベルが選択されていると、第１の牽引力特性に基づいてエンジンが制御される。第２レベルが選択されていると、第２の牽引力特性に基づいてエンジンが制御されることで、第１レベルよりも牽引力が低減される。このため、掘削作業においてバケットが対象物に突き刺さる瞬間の牽引力を対象物の種類や路面状況に応じて適切にすることができる。【００１１】
従って、オペレータが対象物に応じて第１速での牽引力レベルを選択することで、対象物へのバケットの貫通量が過大となることを抑えることができる。或いは、オペレータが路面の状況に応じて第１速での牽引力レベルを選択することで、走行輪のスリップを抑えることができる。これにより、作業性の低下あるいは燃費の悪化を抑えることができる。また、掘削作業が行われる場合、速度段は通常、第１速に設定される。このため、掘削作業中に適切に牽引力を低減することができる。【００１２】
好ましくは、車速が小さくなるほど、第１レベルの牽引力と第２レベルの牽引力との差は小さくなる。この場合、車速が０に近いときに牽引力が過度に小さくなることを抑えることができる。【００１３】
好ましくは、制御部は、エンジンのスロットル上限値を低減することにより、第２レベルの牽引力を第１レベルの牽引力よりも低減する。この場合、エンジンのスロットル上限値を低減することにより、牽引力を低減することができる。【００１４】
好ましくは、制御部は、エンジンの出力トルクの上限値を低減することにより、第２レベルの牽引力を第１レベルの牽引力よりも低減する。この場合、エンジンの出力トルクの上限値を低減することにより、牽引力を低減することができる。特に、スロットル上限値を変更する場合と比べてエンジンの出力トルクが直接的に変更されるため、応答性よく牽引力を制御することができる。【００１５】
好ましくは、制御部は、エンジンのスロットル上限値とエンジンの出力トルクの上限値とを低減することにより、第２レベルの牽引力を第１レベルの牽引力よりも低減する。この場合、エンジンのスロットル上限値とエンジンの出力トルクの上限値とを低減することにより、牽引力を低減することができる。【００１６】
好ましくは、エンジンの回転速度が所定の回転速度以下であるときには、制御部は、エンジンの出力トルクの上限値の低減量を０とする。この場合、エンジンの回転速度が低い状態で牽引力が低下することが抑えられる。これにより、エンストの発生を抑えることができる。【００１７】
好ましくは、ホイールローダは、シフトダウン操作部材をさらに備える。シフトダウン操作部材は、変速機の速度段を現在の速度段から低速の速度段に変更するための部材である。好ましくは、牽引力レベルが第２レベルであるときにシフトダウン操作部材が操作されると、制御部は、牽引力レベルを第２レベルから第１レベルに切り換える。この場合、オペレータは、牽引力レベルを第２レベルに設定していても、シフトダウン操作部材を操作することで、牽引力レベルを第１レベルに容易に切り換えることができる。これにより、オペレータは、容易に牽引力を増大させることができる。【００１８】
好ましくは、複数のレベルは、第３レベルをさらに含む。好ましくは、変速機の速度段が第１速であり、且つ、第３レベルが選択されているときには、制御部は、第３の牽引力特性に基づいてエンジンを制御する。第３の牽引力特性では、第２の牽引力特性よりも牽引力が低減される。この場合、オペレータは、牽引力レベルを第３レベルに設定することで、牽引力をさらに低減することができる。【００１９】
好ましくは、ホイールローダは、牽引力の制御モードを、高出力モードと低出力モードとを含む複数のモードから選択するためのモード選択部をさらに備える。低出力モードでの牽引力は、高出力モードでの牽引力よりも小さい。この場合、オペレータは、制御モードを選択することで、牽引力の大きさを設定することができる。例えば、高出力モードを選択することにより、大きな牽引力で作業を行うことができる。これにより、作業性を向上させることができる。また、低出力モードを選択することにより、掘削に限らず他の作業においても牽引力を抑えることができる。これにより、燃費を向上させることができる。【００２０】
好ましくは、牽引力レベルは、高出力モードと低出力モードとのそれぞれに設定される。この場合、オペレータは、高出力モードにおいて第１速での牽引力レベルを複数のレベルから選択することができる。また、オペレータは、低出力モードにおいても第１速での牽引力レベルを複数のレベルから選択することができる。【００２１】
好ましくは、牽引力レベルは、高出力モードのみに設定される。この場合、オペレータは、高出力モードにおいて第１速での牽引力レベルを複数のレベルから選択することができる。【００２２】
好ましくは、牽引力の制御モードが高出力モードであり、且つ、牽引力レベルが第３レベルであるときの牽引力は、牽引力の制御モードが低出力モードであり且つ牽引力レベルが第３レベルであるときの牽引力と同じである。この場合、牽引力の制御モードが低出力モードであり且つ牽引力レベルが第３レベルであるときに、牽引力が過度に小さくなることが抑えられる。【００２３】
好ましくは、牽引力の制御モードが低出力モードであり、且つ、牽引力レベルが第１レベルであるときの牽引力は、牽引力の制御モードが低出力モードであり且つ牽引力レベルが第２レベルであるときの牽引力と同じである。この場合、牽引力の制御モードが低出力モードであり且つ牽引力レベルが第２レベルであるときに、牽引力が過度に小さくなることが抑えられる。【００２４】
好ましくは、変速機の速度段が、第２速であるときには、制御部は、第２速の牽引力特性に基づいてエンジンを制御する。好ましくは、少なくとも所定の車速以下の速度範囲において、第１速での第２レベルの牽引力は、第２速での牽引力よりも大きい。この場合、所定の車速以下の速度範囲において、第１速での第２レベルの牽引力は、第１速での第１レベルの牽引力と、第２速の牽引力との間の大きさである。このため、第１速での第１レベルでは牽引力が大きすぎるが、第２速では牽引力が小さすぎる場合に、第２レベルを選択することで、適切な牽引力を得ることができる。【００２５】
本発明の他の態様に係る制御方法は、ホイールローダの制御方法である。ホイールローダは、エンジンと、油圧ポンプと、作業機と、走行輪と、走行駆動装置と、を備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、バケットを有し、油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される。走行輪は、エンジンによって駆動される。走行駆動装置は、トルクコンバータと変速機とを有する。走行駆動装置は、エンジンからの駆動力を走行輪に伝達する。本態様に係る制御方法は、以下のステップを備える。第１ステップでは、複数のレベルから選択されたレベルを、変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルとして設定する。複数のレベルは、少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む。第２ステップでは、変速機の速度段が第１速であり、且つ、第２レベルが選択されているときに、第１レベルが選択されているときの第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される第２の牽引力特性に基づいてエンジンを制御する。【００２６】
この場合、ホイールローダのオペレータは、第１速での牽引力レベルを複数のレベルから選択することができる。第１レベルが選択されていると、第１の牽引力特性に基づいてエンジンが制御される。第２レベルが選択されていると、第２の牽引力特性に基づいてエンジンが制御されることで、第１レベルよりも牽引力が低減される。このため、掘削作業においてバケットが対象物に突き刺さる瞬間の牽引力を対象物の種類や路面状況に応じて適切にすることができる。【００２７】
従って、オペレータが対象物に応じて第１速での牽引力レベルを選択することで、対象物へのバケットの貫通量が過大となることを抑えることができる。或いは、オペレータが路面の状況に応じて第１速での牽引力レベルを選択することで、走行輪のスリップを抑えることができる。これにより、作業性の低下あるいは燃費の悪化を抑えることができる。また、掘削作業が行われる場合、速度段は通常、第１速に設定される。このため、掘削作業中に適切に牽引力を低減することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、掘削作業においてバケットが対象物に突き刺さる瞬間の牽引力を対象物の種類や路面状況に応じて適切にすることができるホイールローダ及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係るホイールローダの側面図である。
【図２】ホイールローダの構成を示す模式図である。
【図３】エンジントルクカーブの一例を示す図である。
【図４】設定入力装置に表示される牽引力レベル選択機能の操作画面である。
【図５】ホイールローダの牽引力特性を示す図である。
【図６】牽引力低減情報を示す図である。
【図７】車速に応じて決定されるエンジントルクカーブを示す図である。
【図８】牽引力レベル選択機能における制御部の処理を示すフローチャートである。
【図９】実施形態に係るホイールローダの作業状況の一例を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係るホイールローダの牽引力特性を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係る牽引力低減情報を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係るエンジントルクカーブを示す図である。
【図１３】従来技術に係るホイールローダの作業状況の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して実施形態に係るホイールローダについて説明する。図１は、第１実施形態に係るホイールローダ１の側面図である。図２は、ホイールローダ１の構成を示す模式図である。本実施形態においてホイールローダ１は、ホイールローダである。図１に示すように、ホイールローダ１は、車体フレーム２、作業機３、走行輪４ａ，４ｂ、及び運転室５を備えている。
【００３１】
車体フレーム２は、前車体部２ａと後車体部２ｂとを有している。前車体部２ａと後車体部２ｂとは互いに左右方向に揺動可能に連結されている。前車体部２ａと後車体部２ｂとに渡って一対のステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂが設けられている。ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂは、図２に示すステアリングポンプ１２からの作動油によって駆動される油圧シリンダである。ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂが伸縮することによって、前車体部２ａが後車体部２ｂに対して揺動する。これにより、車両の進行方向が変更される。なお、図１及び図２では、ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂの一方のみを図示しており他方を省略している。
【００３２】
前車体部２ａには、作業機３および一対の走行輪４ａが取り付けられている。作業機３は、図２に示す作業機ポンプ１３からの作動油によって駆動される。作業機３は、ブーム６と、一対のリフトシリンダ１４ａ，１４ｂと、バケット７と、バケットシリンダ１５と、ベルクランク９とを有する。
【００３３】
ブーム６は、前車体部２ａに装着されている。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂの一端は前車体部２ａに取り付けられている。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂの他端はブーム６に取り付けられている。リフトシリンダ１４ａ，１４ｂが作業機ポンプ１３からの作動油によって伸縮することによって、ブーム６が上下に揺動する。
【００３４】
なお、図１及び図２では、リフトシリンダ１４ａ，１４ｂのうちの一方のみを図示しており、他方は省略している。バケット７は、ブーム６の先端に取り付けられている。バケットシリンダ１５の一端は前車体部２ａに取り付けられている。バケットシリンダ１５の他端はベルクランク９を介してバケット７に取り付けられている。バケットシリンダ１５が、作業機ポンプ１３からの作動油によって伸縮することによって、バケット７が上下に揺動する。
【００３５】
後車体部２ｂには、運転室５及び一対の走行輪４ｂが取り付けられている。運転室５は、車体フレーム２の上部に載置されている。運転室５には、オペレータが着座するシート、及び、後述する操作部８などが配置されている。
【００３６】
図２に示すように、ホイールローダ１は、エンジン２１、走行駆動装置２２、作業機ポンプ１３、ステアリングポンプ１２、操作部８、及び制御部１０を備えている。
【００３７】
エンジン２１は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン２１のシリンダ内に噴射する燃料量を調整することにより、エンジン２１の出力が制御される。この調整は、エンジン２１の燃料噴射ポンプ２４に付設された電子ガバナ２５が後述する第１制御部１０ａによって制御されることで行われる。ガバナ２５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る。ガバナ２５は、エンジン回転速度が、後述するアクセル操作部材８１ａの操作量に応じた目標回転速度となるように、負荷に応じてエンジン回転速度と燃料噴射量とを調整する。すなわち、ガバナ２５は、目標回転速度と実際のエンジン回転速度との偏差がなくなるように燃料噴射量を増減する。エンジン回転速度は、エンジン回転速度センサ９１によって検出される。エンジン回転速度センサ９１の検出信号は、第１制御部１０ａに入力される。
【００３８】
走行駆動装置２２は、エンジン２１からの駆動力を走行輪４ａ，４ｂに伝達する。走行駆動装置２２は、トルクコンバータ２３と変速機２６とを有する。トルクコンバータ２３は、オイルを媒体としてエンジン２１からの駆動力を伝達する。トルクコンバータ２３の入力軸は、エンジン２１の出力軸に連結されている。トルクコンバータ２３の出力軸は、変速機２６の入力軸に連結されている。
【００３９】
変速機２６は、トルクコンバータ２３からの駆動力を走行輪４ａ，４ｂに伝達する。変速機２６は、前進クラッチＣＦと後進クラッチＣＲとを有している。各クラッチＣＦ，ＣＲの連結状態・非連結状態が切り換えられることによって、車両の前進と後進とが切り換えられる。クラッチＣＦ，ＣＲが共に非連結状態のときは、車両は中立状態となる。
【００４０】
変速機２６は、複数の速度段クラッチＣ１−Ｃ４を有しており、減速比を複数段階に切り換えることができる。本実施形態では、変速機２６では、４つの速度段クラッチＣ１−Ｃ４が設けられている。従って、変速機２６は、速度段を第１速から第４速までの４段階に切り換えることができる。ただし、速度段の数は、４つにかぎらず、４つより少ない、或いは４つより多くてもよい。
【００４１】
各速度段クラッチＣ１−Ｃ４は、油圧クラッチである。図示しない油圧ポンプからクラッチ制御弁３１を介してクラッチＣ１−Ｃ４へ作動油が供給される。クラッチ制御弁３１が第２制御部１０ｂによって制御されて、クラッチＣ１−Ｃ４への作動油の供給が制御されることにより、各クラッチＣ１−Ｃ４の連結状態及び非連結状態が切り換えられる。
【００４２】
変速機２６の出力軸には、変速機２６の出力軸の回転速度を検出するＴ／Ｍ出力回転速度センサ９２が設けられている。Ｔ／Ｍ出力回転速度センサ９２からの検出信号は、第２制御部１０ｂに入力される。第２制御部１０ｂは、Ｔ／Ｍ出力回転速度センサ９２の検出信号に基づいて車速を算出する。従って、Ｔ／Ｍ出力回転速度センサ９２は車速を検出する車速センサとして機能する。なお、変速機２６の出力軸ではなく他の部分の回転速度を検出するセンサが車速センサとして用いられてもよい。変速機２６から出力された駆動力は、シャフト３２などを介して走行輪４ａ，４ｂに伝達される。これにより、ホイールローダ１が走行する。
【００４３】
エンジン２１の駆動力の一部は、ＰＴＯ軸３３を介して作業機ポンプ１３及びステアリングポンプ１２に伝達される。作業機ポンプ１３及びステアリングポンプ１２は、エンジン２１からの駆動力によって駆動される油圧ポンプである。作業機ポンプ１３から吐出された作動油は、作業機制御弁３４を介してリフトシリンダ１４ａ，１４ｂ及びバケットシリンダ１５に供給される。また、ステアリングポンプ１２から吐出された作動油は、ステアリング制御弁３５を介してステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂに供給される。このように、作業機３は、エンジン２１からの駆動力の一部によって駆動される。
【００４４】
制御部１０は、第１制御部１０ａ及び第２制御部１０ｂを有する。第１制御部１０ａ及び第２制御部１０ｂは、例えばプログラムメモリやワークメモリとして使用される記憶装置と、プログラムを実行するＣＰＵと、を有するコンピュータにより、それぞれ実現されることができる。制御部１０は後述する制御を実行するようにプログラムされている。制御部１０による制御については後に詳細に説明する。
【００４５】
操作部８は、オペレータによって操作される。操作部８は、アクセル操作部材８１、ステアリング操作部材８２、作業機操作部材８３、変速操作部材８５、前後進切換操作部材８６（以下、「ＦＲ操作部材８６」と呼ぶ）、及びシフトダウン操作部材８９を有する。
【００４６】
アクセル操作部材８１は、例えばアクセルペダルである。アクセル操作部材８１は、エンジン２１の目標回転速度を設定するために操作される。アクセル操作部材８１の操作量（以下、「アクセル操作量」と呼ぶ）を示す信号が、第１制御部１０ａへ入力される
ステアリング操作部材８２は、例えばステアリングホイールであり、車両の進行方向を操作するために操作される。ステアリング操作部材８２の位置を示す信号が第２制御部１０ｂに入力される。第２制御部１０ｂは、ステアリング操作部材８２の位置に応じてステアリング制御弁３５を制御する。これにより、ステアリングシリンダ１１ａ，１１ｂが伸縮して、ホイールローダ１の進行方向が変更される。
【００４７】
作業機操作部材８３は、例えば操作レバーである。作業機操作部材８３は、複数の操作レバーから構成されてもよい。作業機操作部材８３は、作業機３を動作させるために操作される。すなわち、作業機操作部材８３は、ブーム６とバケット７とを動作させるために操作される。作業機操作部材８３の位置を示す信号が、第２制御部１０ｂに入力される。第２制御部１０ｂは、作業機操作部材８３の位置に応じて作業機制御弁３４を制御する。これにより、リフトシリンダ１４ａ，１４ｂ及びバケットシリンダ１５が伸縮して、ブーム６及びバケット７が動作する。
【００４８】
変速操作部材８５は、例えばシフトレバーである。変速操作部材８５は、自動変速モードが選択されているときには、速度段の上限を設定するために操作される。例えば、変速操作部材８５が第３速に設定されている場合には、変速機２６は、車速に応じて第２速から第３速までの間で切り換えられ、第４速には切り換えられない。また、手動変速モードが選択されているときには、変速機２６は変速操作部材８５によって設定された速度段に切り換えられる。変速操作部材８５の位置を示す信号が、第２制御部１０ｂに入力される。第２制御部１０ｂは、変速操作部材８５の位置に応じて、変速機２６の変速を制御する。なお、自動変速モードと手動変速モードとは図示しない変速モード切換部材によってオペレータによって切り換えられる。
【００４９】
ＦＲ操作部材８６は、ホイールローダ１の前進と後進とを切り換えるために操作される。ＦＲ操作部材８６は、前進、中立、及び後進の各位置に切り換えられることができる。ＦＲ操作部材８６の位置を示す信号が、第２制御部１０ｂに入力される。第２制御部１０ｂは、ＦＲ操作部材８６の位置に応じてクラッチ制御弁３１を制御する。これにより、前進クラッチＣＦ及び後進クラッチＣＲが制御され、車両の前進と後進と中立状態とが切り換えられる。
【００５０】
シフトダウン操作部材８９は、自動変速モードが選択されているときに、変速機２６の速度段を、現在の速度段から１つ下の速度段に切り換えるために操作される。シフトダウン操作部材８９は、例えば、変速操作部材８５に設けられたスイッチである。シフトダウン操作部材８９が操作されると、シフトダウン操作部材８９が操作されたことを示す信号が、第２制御部１０ｂに入力される。シフトダウン操作部材８９が操作されたことが検出されると、第２制御部１０ｂは、変速機２６の速度段を１つ下の速度段に切り換える。
【００５１】
第１制御部１０ａは、アクセル操作量に応じた目標回転速度が得られるように、エンジン指令信号をガバナ２５に送る。図３に、エンジン２１の回転速度と、エンジン２１の出力トルクの上限値（以下、単に「トルク上限値」と呼ぶ）との関係を表すエンジントルクカーブを示す。図３において、実線Ｐｍａｘは、最大のエンジントルクカーブを示している。すなわち、エンジントルクカーブＰｍａｘは、エンジン２１の定格又は最大のパワー出力に相当する。
【００５２】
ガバナ２５は、エンジン２１の出力トルク（以下、「エンジントルク」と呼ぶ）がエンジントルクカーブ以下となるようにエンジン２１の出力を制御する。このエンジン２１の出力の制御は、例えば、エンジン２１への燃料噴射量の上限値を制御することにより行われる。
【００５３】
図３において、実線Ｐ１００は、アクセル操作量が１００％であるときのエンジントルクカーブの一部（以下、ドループラインと呼ぶ）を示している。なお、アクセル操作量が１００％とは、アクセル操作部材８１が最大に操作されている状態を意味する。破線Ｐ８０は、アクセル操作量が８０％であるときのドループラインを示している。破線Ｐ７０は、アクセル操作量が７０％であるときのドループラインを示している。第１制御部１０ａは、アクセル操作量に応じてエンジン２１のスロットル上限値を変更する。これにより、実線Ｐ１００及び破線Ｐ８０，Ｐ７０のように、エンジントルクカーブのドループラインが、アクセル操作量に応じて変更される。
【００５４】
図２に示すように、操作部８は、設定入力装置８４を有する。設定入力装置８４は、例えばタッチパネル式の表示入力装置である。ただし、設定入力装置８４は、表示モニタと操作キーとが別に設けられた装置であってもよい。
【００５５】
設定入力装置８４は、モード選択部８７を有する。モード選択部８７は、オペレータが牽引力の制御モードを高出力モードと低出力モードとから手動で選択するための装置である。従って、オペレータは、設定入力装置８４を操作することによって制御モードを高出力モードと低出力モードとのいずれかに設定することができる。
【００５６】
各モードでは、予め設定されたエンジントルクカーブに従ってエンジンの出力が制御される。上述した図３の実線Ｐｍａｘは、高出力モードでの通常のエンジントルクカーブである。図３の実線Ｅｍａｘは、低出力モードでの通常のエンジントルクカーブである。エンジンのトルク上限値に関して、低出力モードでの通常のエンジントルクカーブＥｍａｘは、高出力モードでの通常のエンジントルクカーブＰｍａｘよりも低く設定されている。なお、低出力モードでの通常のエンジントルクカーブＥｍａｘにおいても、高出力モードのエンジントルクカーブＰｍａｘと同様に、アクセル操作量に応じてドループラインが変更される。
【００５７】
なお、後述する牽引力レベル選択機能によって、第１制御部１０ａは、第２制御部１０ｂから修正指令信号を受信する。第１制御部１０ａは、修正指令信号によりエンジン指令信号の指令値を修正してガバナ２５に送る。修正指令信号については、後に詳細に説明する。
【００５８】
第２制御部１０ｂは、車両の走行状態に応じて、変速機２６やトルクコンバータ２３を制御する。例えば、自動変速モードが選択されているときには、第２制御部１０ｂは、車速に応じて、変速機２６の速度段の切換を自動的に行う。なお、手動変速モードが選択されているときには、第２制御部１０ｂは、変速操作部材８５によって選択された速度段に変速機２６を切り換える。
【００５９】
第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとは有線又は無線によって互いに通信することができる。エンジン回転速度、燃料噴射量、アクセル操作量などの検出信号が第１制御部１０ａから第２制御部１０ｂに入力される。
【００６０】
第２制御部１０ｂは、後述する牽引力レベル選択機能において、これらの検出信号に基づいて、エンジン指令信号の指令値を修正するための修正値を算出する。第２制御部１０ｂは、修正値に対応する修正指令信号を第１制御部１０ａへ送信する。これにより、第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとは、エンジンのトルク上限値を所望の値に制御することができる。
【００６１】
次に、牽引力レベル選択機能について説明する。牽引力レベル選択機能は、変速機２６の速度段が第１速である場合の牽引力レベルを、複数のレベルからオペレータが手動で選択できる機能である。本実施形態において、牽引力レベル選択機能によって設定可能な牽引力レベルは、第１レベルと第２レベルとの２段階である。
【００６２】
図２に示すように、設定入力装置８４は、レベル選択部８８を有する。レベル選択部８８は、変速機２６の速度段が第１速である場合の牽引力レベルを、第１レベルと第２レベルとからオペレータが手動で選択するための装置である。
【００６３】
図４は、設定入力装置８４に表示される牽引力レベル選択機能の操作画面である。オペレータは、操作画面を操作することにより、第１速での牽引力レベルを第１レベルと第２レベルとのいずれかに設定することができる。
【００６４】
図５は、変速機２６の速度段が第１速である場合の牽引力特性を示している。牽引力特性は、車速とホイールローダ１の牽引力との関係を示す。詳細には、牽引力の制御モードが高出力モードであり、変速機２６の速度段が第１速であり、且つ、第１レベルが選択されているときには、制御部１０は、第１の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ１に基づいてエンジン２１を制御する。第１の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ１は、上述した高出力モードでの通常のエンジントルクカーブＰｍａｘから得られる牽引力特性である。なお、理解の容易のため、以下の説明では、アクセル操作量は１００％で一定であるものとする。
【００６５】
牽引力の制御モードが高出力モードであり、変速機２６の速度段が第１速であり、且つ、第２レベルが選択されているときには、制御部１０は、第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２に基づいてエンジン２１を制御する。第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２では、第１の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ１よりも牽引力が低減される。車速が小さくなるほど、第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２と第１の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ１との間の牽引力の差が小さくなる。従って、車速が小さくなるほど、第１レベルの牽引力と第２レベルの牽引力との差は小さくなる。
【００６６】
図５において、二点鎖線は、変速機２６の速度段が第２速であるときの牽引力特性ＰＦ２を示している。変速機２６の速度段が、第２速であるときには、制御部１０は、二点鎖線で示す第２速の牽引力特性ＰＦ２に基づいてエンジン２１を制御する。図５に示すように、所定車速Ｖａ以下の速度範囲において、第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２での牽引力は、第２速の牽引力特性ＰＦ２での牽引力よりも大きい。従って、所定車速Ｖａ以下の速度範囲において、変速機２６の速度段が第１速であるときの第２レベルの牽引力は、変速機２６の速度段が第２速であるときの牽引力よりも大きい。
【００６７】
図５において、一点鎖線は、牽引力の制御モードが低出力モードであり、変速機２６の速度段が第１速であるときの牽引力特性ＥＬｅｖｅｌ１を示している。牽引力特性ＥＬｅｖｅｌ１は、上述した低出力モードでの通常のエンジントルクカーブＥｍａｘから得られる牽引力特性である。牽引力の制御モードが低出力モードであるときには、第１レベルの牽引力特性ＥＬｅｖｅｌ１と第２レベルの牽引力特性ＥＬｅｖｅｌ２とは同じである。すなわち、牽引力レベルが第１レベルと第２レベルとのいずれであっても、牽引力特性ＥＬｅｖｅｌ１に基づいてエンジン２１が制御される。従って、牽引力の制御モードが低出力モードであるときには、第２レベルが選択されても、第１レベルと比較して牽引力は低減されない。言い換えれば、本実施形態では、牽引力レベル選択機能は、低出力モードには設定されず、高出力モードのみに設定される。
【００６８】
牽引力特性ＥＬｅｖｅｌ１による牽引力は、第１の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ１による牽引力よりも小さい。所定車速Ｖｂ以下の速度範囲において、第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２での牽引力は、牽引力特性ＥＬｅｖｅｌ１による牽引力よりも大きい。従って、変速機２６の速度段が第１速であるとき、所定車速Ｖｂ以下の速度範囲において、高出力モードでの第２レベルの牽引力は、低出力モードでの牽引力よりも大きい。言い換えれば、変速機２６の速度段が第１速であるとき、所定車速Ｖｂ以下の速度範囲において、高出力モードでの第２レベルの牽引力は、高出力モードでの第１レベルの牽引力と低出力モードでの牽引力との間の値である。
【００６９】
上述したように、第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２では、第１の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ１よりも牽引力が低減される。以下、牽引力を低減するための処理について説明する。制御部１０は、エンジン２１のスロットル上限値とエンジン２１のトルク上限値とを低減することにより、第２レベルの牽引力を第１レベルの牽引力よりも低減する。詳細には、制御部１０は、図６に示す牽引力低減情報を参照して、エンジン２１のスロットル上限値とトルク上限値の低減量（以下、「トルク低減量」と呼ぶ）を決定する。制御部１０は、スロットル上限値とトルク低減量とに基づいて上述したエンジン指令信号を修正する。これにより、高出力モードの通常のエンジントルクカーブＰｍａｘが修正され、牽引力が低減される。
【００７０】
図６に示すように、牽引力低減情報は、車速と、スロットル上限値と、トルク低減量との関係を規定する。図６に示されている値以外の値は線形補完により決定される。図６（Ａ）は、高出力モードでの牽引力低減情報を示す。図６（Ｂ）は、低出力モードでの牽引力低減情報を示す。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）において、車速Ｖ１は０である。また、車速Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５である。
【００７１】
なお、牽引力低減情報は、図６に示すようなテーブルに限らず、マップ或いは数式などの異なる形態であってもよい。また、上述したように車速は、変速機２６の出力軸の回転速度に対応している。従って、図６において車速が変速機２６の出力軸の回転速度に置き換えられてもよい。
【００７２】
制御部１０は、牽引力低減情報に基づいて車速からスロットル上限値とトルク低減量とを決定する。制御部１０は、スロットル上限値とトルク低減量とに基づいてエンジン指令信号を修正する。これにより、牽引力が低減されるように、高出力モードの通常のエンジントルクカーブＰｍａｘが修正される。
【００７３】
図６（Ａ）に示すように、高出力モードでの第１レベルでのスロットル上限値は、車速に関らず１００％であり、トルク低減量は０である。従って、第１レベルでは、高出力モードの通常のエンジントルクカーブＰｍａｘに対して、牽引力は低減されない。
【００７４】
図６（Ａ）において、Ｔｈ１〜Ｔｈ５は、高出力モードでの第２レベルのスロットル上限値を示しており、例えばＴｈ１＞Ｔｈ２＞Ｔｈ３＞Ｔｈ４＞Ｔｈ５である。従って、高出力モードでの第２レベルでのスロットル上限値は、車速の増大に応じて減少する。ただし、Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３、Ｔｈ４、Ｔｈ５の関係は上記の関係に限らず、一部、変更されてもよい。また、Ｔｑ１〜Ｔｑ５は、高出力モードでの第２レベルのトルク低減量を示しており、例えばＴｑ１＜Ｔｑ２＜Ｔｑ３＜Ｔｑ４＜Ｔｑ５である。従って、高出力モードでの第２レベルでのトルク低減量は、車速の増大に応じて増大する。ただし、Ｔｑ１、Ｔｑ２、Ｔｑ３、Ｔｑ４、Ｔｑ５の関係は上記の関係に限らず、一部、変更されてもよい。
【００７５】
図７は、高出力モードで第２レベルが選択されているときに、牽引力低減情報に基づいて修正されたエンジントルクカーブを示す図である。図７において、Ｐｖ１〜Ｐｖ５は、それぞれ車速がＶ１〜Ｖ５であるときのエンジントルクカーブである。エンジントルクカーブＰｖ１〜Ｐｖ５では、通常のエンジントルクカーブＰｍａｘに対して、スロットル上限値とトルク上限値とが低減されている。
【００７６】
牽引力低減情報に基づいてスロットル上限値が低減されることにより、ドループラインが変更される。また、牽引力低減情報のトルク低減量に基づいてトルク上限値が低減されることにより、エンジントルクカーブにおけるドループラインを除く部分（以下、「ダイナミックトルクライン」と呼ぶ）が変更される。これにより、通常のエンジントルクカーブＰｍａｘが、車速に応じたエンジントルクカーブＰｖ１〜Ｐｖ５に修正される。
【００７７】
図７に示すように、第２レベルが選択されていても、エンジン２１の回転速度が所定の回転速度Ｎｌｏｗ以下であるときには、制御部１０は、トルク上限値の低減量を０とする。従って、所定の回転速度Ｎｌｏｗ以下のエンジン回転速度では、エンジントルクカーブＰｖ１〜Ｐｖ５は通常のエンジントルクカーブＰｍａｘに一致しており、トルク上限値は低減されていない。所定の回転速度Ｎｌｏｗは、例えばエンジン２１のアイドリング回転速度に近い値である。
【００７８】
図７においてＭ１〜Ｍ５は、それぞれエンジントルクカーブＰｖ１〜Ｐｖ５とエンジン２１への負荷とのマッチング点を示している。エンジン２１への負荷とは、主に、作業機ポンプ１３、ステアリングポンプ１２およびトルクコンバータ２３の吸収トルクである。制御部１０は、マッチング点Ｍ１〜Ｍ５においてエンジン２１の出力トルクとエンジン２１への負荷とが釣り合うように、エンジン２１、作業機ポンプ１３、及びステアリングポンプ１２を制御する。車速がＶ１〜Ｖ５のうち最も大きいＶ５であるときのマッチング点Ｍ５は、ドループライン上に位置している。また、車速がＶ５より小さいＶ１〜Ｖ４であるときのマッチング点Ｍ１〜Ｍ４は、ダイナミックトルクライン上に位置している。
【００７９】
なお、上述したように、高出力モードでの第１レベルの牽引力低減情報では、車速に関らず、スロットル上限値は１００％であり、トルク低減量は０である。従って、高出力モードの通常のエンジントルクカーブＰｍａｘに基づいてエンジントルクが制御される。このため、図５に示す第１の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ１は、上述した高出力モードでの通常のエンジントルクカーブＰｍａｘから得られる牽引力特性となる。
【００８０】
また、図６（Ｂ）に示すように、低出力モードの牽引力低減情報では、第１レベル及び第２レベルのいずれにおいても、車速によらずスロットル上限値は１００％であり、トルク低減量は０である。従って、低出力モードでは、第１レベル及び第２レベルのいずれにおいても、低出力モードでの通常のエンジントルクカーブＥｍａｘに基づいてエンジン２１が制御される。
【００８１】
図８は、牽引力レベル選択機能における制御部１０の処理を示すフローチャートである。図８に示すように、ステップＳ１で、各種の情報が検出される。ここでは、操作部８及び各種のセンサからの検出信号により、エンジン回転速度及び車速を含む情報が検出される。
【００８２】
ステップＳ２において、変速機２６の速度段Ｐｓｈｉｆｔが第１速であるか否かが判断される。速度段Ｐｓｈｉｆｔが第１速であるときには、ステップＳ３に進む。速度段Ｐｓｈｉｆｔが第１速ではないときには、牽引力レベル選択機能は実行されない。すなわち、速度段Ｐｓｈｉｆｔが第２速以上であるときには、牽引力レベル選択機能は実行されない。
【００８３】
ステップＳ３では、第１レベルが選択されているか否かが判定される。第１レベルが選択されているときには、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、上述した第１レベルの牽引力低減情報が参照される。
【００８４】
第２レベルが選択されているときには、ステップＳ３からステップＳ５に進む。ステップＳ５では、シフトダウン操作部材８９が操作されているか否かが判断される。シフトダウン操作部材８９が操作されている場合には、ステップＳ４に進む。従って、速度段が第１速であり、第２レベルが選択されていても、シフトダウン操作部材８９が操作されると、牽引力レベルが自動的に第２レベルから第１レベルに切り換えられる。シフトダウン操作部材８９が操作されていない場合には、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、上述した第２レベルの牽引力低減情報が参照される。
【００８５】
次に、ステップＳ７ではトルク低減量が決定される。また、ステップＳ８においてスロットル上限値が決定される。従って、第１レベルが選択されているときには、第１レベルの牽引力低減情報に基づいて、トルク低減量とスロットル上限値とが決定される。また、第２レベルが選択されているときには、第２レベルの牽引力低減情報に基づいて、トルク低減量とスロットル上限値とが決定される。
【００８６】
ステップＳ９では、修正指令信号が決定される。ここでは、第２制御部１０ｂが、ステップＳ７で決定されたトルク低減量とステップＳ８で決定されたスロットル上限値とに基づいて修正指令信号を決定する。第２制御部１０ｂは、修正指令信号を第１制御部１０ａに出力する。そして、ステップＳ１０で、エンジン指令信号が修正される。ここでは、上述したように、第１制御部１０ａが修正指令信号によりエンジン指令信号を修正してエンジン２１を制御する。なお、アクセル操作量に応じて決定されるスロットル上限値が、本処理において決定されたスロットル上限値よりも小さいときには、アクセル操作量に応じて決定されるスロットル上限値が、エンジン指令信号を決定するためのスロットル上限値として決定される。
【００８７】
以上のステップＳ１からステップＳ１０の処理は、エンジン２１が駆動されている間、繰り返し行われる。このため、トルク低減量およびスロットル上限値は、車速の変化に応じて連続的に変化する。これにより、エンジントルクカーブが車速に応じて変更され、その結果、上述したような牽引力特性が得られる。
【００８８】
また、以上の処理は、ホイールローダ１の前進時に行われる。ホイールローダ１の後進時には、上記の前進時の処理と異なる処理が行われてもよい。例えば、ホイールローダ１の後進時には、牽引力レベル選択機能が設定されなくてもよい。すなわち、ホイールローダ１の後進時には、速度段が第１速であっても、牽引力レベルに関わらず、通常のエンジントルクカーブＰｍａｘによってエンジン２１が制御されてもよい。
【００８９】
本実施形態に係るホイールローダ１では、オペレータは、第１速での牽引力レベルを第１レベルと第２レベルとから選択することができる。高出力モードにおいて第１レベルが選択されていると、第１の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ１に基づいてエンジン２１が制御される。高出力モードにおいて第２レベルが選択されていると、第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２に基づいてエンジン２１が制御される。これにより、第２レベルでは、第１レベルよりも牽引力が低減される。このため、掘削作業においてバケット７が対象物に突き刺さる瞬間の牽引力を対象物の種類や路面状況に応じて適切にすることができる。
【００９０】
従って、オペレータが対象物に応じて第１速での牽引力レベルを選択することで、対象物へのバケット７の貫通量が過大となることを抑えることができる。例えば、対象物が軽い場合、或いは、対象物がほぐれている場合には、第２レベルを選択するとよい。これにより、図９（Ａ）に示すように、バケット７が対象物に突き刺さる瞬間の牽引力Ｆが抑えられ、図９（Ｂ）に示すように、対象物への貫通量Ｄが適切に抑えられる。これにより、図９（Ｃ）に示すように、バケット７を容易に上昇させることができる。
【００９１】
或いは、オペレータが路面の状況に応じて第１速での牽引力レベルを選択することで、走行輪４ａ，４ｂのスリップを抑えることができる。これにより、作業性の低下あるいは燃費の悪化を抑えることができる。また、掘削作業が行われる場合、速度段は通常、第１速に設定される。このため、第１速においてのみ牽引力レベル選択機能が作用することで、掘削作業中に適切に牽引力を低減することができる。
【００９２】
所定の車速以下の速度範囲において、第１速での第２レベルの牽引力は、第１速での第１レベルの牽引力と、第２速の牽引力との間の大きさである。このため、第１速での第１レベルでは牽引力が大きすぎるが、第２速では牽引力が小さすぎる場合に、第２レベルを選択することで、適切な牽引力を得ることができる。すなわち、トルクコンバータ２３を備えるホイールローダ１において、第１速と第２速との間に、対象物や路面状況に応じた最適な牽引力特性を設定することができる。
【００９３】
図５に示すように、高出力モードでは、車速が小さくなるほど、第１レベルの牽引力と第２レベルの牽引力との差は小さくなる。このため、第２レベルを選択することで、作業機３が対象物に突っ込む瞬間の牽引力を小さくできると共に、車速が０に近いときに牽引力が過度に小さくなることを抑えることができる。
【００９４】
制御部１０は、エンジン２１のスロットル上限値だけではなく、エンジン２１のトルク上限値を低減することにより、第２レベルの牽引力を第１レベルの牽引力よりも低減する。従って、エンジン２１のトルク上限値を直接的に低減することができる。これにより、スロットル上限値のみが低減される場合と比べて、応答性よく牽引力を低減することができる。
【００９５】
エンジン２１の回転速度が所定の回転速度以下であるときには、制御部１０は、エンジン２１のトルク上限値の低減量を０とする。このため、エンジン２１の回転速度が低い状態で牽引力が低下することが抑えられる。これにより、エンストの発生を抑えることができる。
【００９６】
速度段が第１速であり、牽引力レベルが第２レベルであるときにシフトダウン操作部材８９が操作されると、制御部１０は、牽引力レベルを第２レベルから第１レベルに切り換える。このため、オペレータは、牽引力レベルを第２レベルに設定していても、シフトダウン操作部材８９を操作することで、牽引力レベルを第１レベルに容易に切り換えることができる。これにより、オペレータは、容易に牽引力を増大させることができる。
【００９７】
牽引力レベル選択機能は、高出力モードのみに設定される。このため、オペレータは、高出力モードにおいて第１速での牽引力レベルを選択することができる。また、低出力モードに牽引力レベル選択機能が設定される場合と比べて、第１速での牽引力が過度に低下することを抑えることができる。
【００９８】
以上説明した第１実施形態では、牽引力レベルの数は２つであるが、３つ以上であってもよい。図１０は、第２実施形態に係る第１速での牽引力特性を示す図である。図１０に示すように、牽引力レベルは、第１レベルと第２レベルと第３レベルとを有する。第２実施形態では、変速機２６の速度段が第１速であり、且つ、第３レベルが選択されているときに、制御部１０は、第３の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ３，Ｅｌｅｖｅｌ３に基づいてエンジン２１を制御する。
【００９９】
詳細には、高出力モードと低出力モードとのそれぞれに第１〜第３レベルの牽引力レベルが設定される。高出力モードの第３レベルでは、制御部１０は、第３の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ３に基づいてエンジン２１を制御する。第３の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ３では、第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２よりも牽引力が低減される。
【０１００】
図１０に示すように、高出力モードでは、第２レベルの牽引力は、第１レベルの牽引力より小さく、第３レベルの牽引力は、第２レベルの牽引力よりも小さい。高出力モードでは、第３レベルの牽引力は、所定速度Ｖｃ以下の速度範囲において、第２速の牽引力よりも大きい。高出力モードでは、車速が大きくなるほど、第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２の牽引力は、第３の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ３の牽引力に近くなる。高出力モードでは、車速が小さくなるほど、第２の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ２の牽引力は第１の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ１の牽引力に近くなる。
【０１０１】
低出力モードの第３レベルでは、制御部１０は、第３の牽引力特性Ｅｌｅｖｅｌ３に基づいてエンジン２１を制御する。第３の牽引力特性Ｅｌｅｖｅｌ３では、第１の牽引力特性ＥＬｅｖｅｌ１及び第２の牽引力特性ＥＬｅｖｅｌ２よりも牽引力が低減される。低出力モードでの第３の牽引力特性Ｅｌｅｖｅｌ３は、高出力モードでの第３の牽引力特性ＰＬｅｖｅｌ３と同じである。
【０１０２】
図１０に示すように、低出力モードでは、第２レベルの牽引力は、第１レベルの牽引力と同じであり、第３レベルの牽引力は、第２レベルの牽引力よりも小さい。低出力モードでの第３レベルの牽引力は、高出力モードでの第３レベルの牽引力と同じである。低出力モードでは、第３レベルの牽引力は、所定速度Ｖｃ以下の速度範囲において、第２速の牽引力よりも大きい。
【０１０３】
図１１は、第２実施形態での牽引力低減情報を示す図である。図１１（Ａ）は、高出力モードでの牽引力低減情報を示す。図１１（Ｂ）は、低出力モードでの牽引力低減情報を示す。図１１に示すように、牽引力低減情報は、第３レベルでの牽引力低減情報を含む。
【０１０４】
図１１（Ａ）においてＴｈ６〜Ｔｈ１０は、高出力モードでの第３レベルのスロットル上限値を示しており、例えばＴｈ６＞Ｔｈ７＞Ｔｈ８＞Ｔｈ９＞Ｔｈ１０である。従って、高出力モードでの第３レベルのスロットル上限値は、車速の増大に応じて減少する。ただし、Ｔｈ６、Ｔｈ７、Ｔｈ８、Ｔｈ９、Ｔｈ１０の関係は上記の関係に限らず、一部、変更されてもよい。また、Ｔｑ６〜Ｔｑ１０は、高出力モードでの第３レベルのトルク低減量を示しており、Ｔｑ６＜Ｔｑ７＜Ｔｑ８＜Ｔｑ９＜Ｔｑ１０である。従って、高出力モードでの第３レベルのトルク低減量は、車速の増大に応じて増大する。ただし、Ｔｑ６、Ｔｑ７、Ｔｑ８、Ｔｑ９、Ｔｑ１０の関係は上記の関係に限らず、一部、変更されてもよい。
【０１０５】
図１１（Ｂ）において、Ｔｈ１６〜Ｔｈ２０は、低出力モードでの第３レベルのスロットル上限値を示しており、例えば１００％＞Ｔｈ１６＝Ｔｈ１７＝Ｔｈ１８＝Ｔｈ１９＞Ｔｈ２０である。従って、低出力モードでの第３レベルのスロットル上限値は、１００％よりも低減されるが、車速に関らず、概ね一定である。ただし、Ｔｈ１６、Ｔｈ１７、Ｔｈ１８、Ｔｈ１９、Ｔｈ２０の関係は上記の関係に限らず、一部、変更されてもよい。なお、Ｔｈ６＞Ｔｈ１６、Ｔｈ７＞Ｔｈ１７、Ｔｈ８＞Ｔｈ１８、Ｔｈ９＞Ｔｈ１９、Ｔｈ２０＞Ｔｈ２０である。また、Ｔｑ１６〜Ｔｑ２０は、低出力モードでの第３レベルのトルク低減量を示しており、例えばＴｑ１６＜Ｔｑ１７＜Ｔｑ１８＜Ｔｑ１９＜Ｔｑ２０である。従って、低出力モードでの第３レベルのトルク低減量は、車速の増大に応じて増大する。ただし、Ｔｑ１６、Ｔｑ１７、Ｔｑ１８、Ｔｑ１９、Ｔｑ２０の関係は上記の関係に限らず、一部、変更されてもよい。
【０１０６】
高出力モードでの第１レベル及び第２レベルの牽引力低減情報は、第１実施形態の高出力モードでの第１レベル及び第２レベルの牽引力低減情報と同様である。また、低出力モードでの第１レベル及び第２レベルの牽引力低減情報は、第１実施形態の低出力モードでの第１レベル及び第２レベルの牽引力低減情報と同様である。
【０１０７】
第２実施形態における高出力モードでの第２レベルのエンジントルクカーブは、図７に示す第１実施形態の高出力モードでの第２レベルのエンジントルクカーブと同様である。図１２は、高出力モードでの第３レベルのエンジントルクカーブを示す図である。図１２に示すように、第３レベルのエンジントルクカーブでは、第２レベルのエンジントルクカーブと比べて、トルク上限値が大きく低減されている。他の構成については第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１０８】
以上説明した第２実施形態では、オペレータは、速度段が第１速であるときの牽引力レベルを第１〜第３レベルの３段階に設定することができる。このため、オペレータは、牽引力レベルを第３レベルに設定することで、掘削時の牽引力をさらに低減することができる。また、オペレータは、牽引力レベルを第２レベルに設定することで、掘削時の牽引力が過度に低下することを抑えることができる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
上記の実施形態に係るホイールローダ１では、第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとが別に設けられているが、一体に設けられてもよい。例えば、１つのコンピュータによって第１制御部１０ａと第２制御部１０ｂとの機能が実現されてもよい。逆に、第１制御部１０ａ又は第２制御部１０ｂの機能が複数のコンピュータによって分担されてもよい。
【０１１１】
第１実施形態において低出力モードに牽引力レベルが設定されてもよい。すなわち、低出力モードにおいて、第２レベルの牽引力が第１レベルの牽引力よりも低減されてもよい。同様に、第２実施形態においても、低出力モードにおいて、第２レベルの牽引力が第１レベルの牽引力よりも低減されてもよい。この場合、低出力モードにおいて、第２レベルの牽引力は、第１レベルと第３レベルとの間の牽引力とされてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明によれば、掘削作業においてバケットが対象物に突き刺さる瞬間の牽引力を対象物の種類や路面状況に応じて適切にすることができるホイールローダ及びその制御方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
２１        エンジン
１３        作業機ポンプ
３          作業機
４ａ，４ｂ  走行輪
２２        走行駆動装置
８８        レベル選択部
１０        制御部
８９        シフトダウン操作部材
８７        モード選択部
【図１】
2015064747.tif 000003
【図２】
2015064747.tif 000004
【図３】
2015064747.tif 000005
【図４】
2015064747.tif 000006
【図５】
2015064747.tif 000007
【図６】
2015064747.tif 000008
【図７】
2015064747.tif 000009
【図８】
2015064747.tif 000010
【図９】
2015064747.tif 000011
【図１０】
2015064747.tif 000012
【図１１】
2015064747.tif 000013
【図１２】
2015064747.tif 000014
【図１３】
2015064747.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月20日(2015.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
バケットを有し、前記油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業機と、
前記エンジンによって駆動される走行輪と、
トルクコンバータと変速機とを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する走行駆動装置と、
前記変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルを、少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む複数のレベルから選択するためのレベル選択部と、
前記エンジンを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第１レベルが選択されているときには、車速と車両の牽引力との関係を規定する第１の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御し、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第２レベルが選択されているときには、前記第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される第２の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御し、
前記エンジンの出力トルクの上限値を低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減し、
前記エンジンの回転速度が所定の回転速度以下であるときには、前記エンジンの出力トルクの上限値の低減量を０とする、
ホイールローダ。
【請求項２】
エンジンと、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
バケットを有し、前記油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業機と、
前記エンジンによって駆動される走行輪と、
トルクコンバータと変速機とを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する走行駆動装置と、
前記変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルを、少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む複数のレベルから選択するためのレベル選択部と、
前記エンジンを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第１レベルが選択されているときには、車速と車両の牽引力との関係を規定する第１の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御し、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第２レベルが選択されているときには、前記第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される第２の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御し、
前記エンジンのスロットル上限値と前記エンジンの出力トルクの上限値とを低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減し、
前記エンジンの回転速度が所定の回転速度以下であるときには、前記エンジンの出力トルクの上限値の低減量を０とする、
ホイールローダ。
【請求項３】
エンジンと、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
バケットを有し、前記油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業機と、
前記エンジンによって駆動される走行輪と、
トルクコンバータと変速機とを有し、前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する走行駆動装置と、
前記変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルを、少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む複数のレベルから選択するためのレベル選択部と、
前記変速機の速度段を現在の速度段から低速の速度段に変更するためのシフトダウン操作部材と、
前記エンジンを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第１レベルが選択されているときには、車速と車両の牽引力との関係を規定する第１の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御し、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第２レベルが選択されているときには、前記第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される第２の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御し、
前記牽引力レベルが前記第２レベルであるときに前記シフトダウン操作部材が操作されると、前記牽引力レベルを前記第２レベルから前記第１レベルに切り換える、
ホイールローダ。
【請求項４】
前記制御部は、前記エンジンのスロットル上限値を低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減する、
請求項３に記載のホイールローダ。
【請求項５】
前記制御部は、前記エンジンの出力トルクの上限値を低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減する、
請求項３に記載のホイールローダ。
【請求項６】
前記制御部は、前記エンジンのスロットル上限値と前記エンジンの出力トルクの上限値とを低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減する、
請求項３に記載のホイールローダ。
【請求項７】
車速が小さくなるほど、前記第１レベルの牽引力と前記第２レベルの牽引力との差は小さくなる、
請求項１から６のいずれかに記載のホイールローダ。
【請求項８】
前記複数のレベルは、第３レベルをさらに含み、
前記制御部は、前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第３レベルが選択されているときには、前記第２の牽引力特性よりも牽引力が低減される第３の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御する、
請求項１から７のいずれかのホイールローダ。
【請求項９】
牽引力の制御モードを、高出力モードと低出力モードとを含む複数のモードから選択するためのモード選択部をさらに備え、
前記低出力モードでの牽引力は、前記高出力モードでの牽引力よりも小さい、
請求項８に記載のホイールローダ。
【請求項１０】
前記牽引力レベルは、前記高出力モードと前記低出力モードとのそれぞれに設定される、
請求項９に記載のホイールローダ。
【請求項１１】
前記牽引力レベルは、前記高出力モードのみに設定される、
請求項９に記載のホイールローダ。
【請求項１２】
前記牽引力の制御モードが前記高出力モードであり、且つ、前記牽引力レベルが前記第３レベルであるときの牽引力は、前記牽引力の制御モードが前記低出力モードであり且つ前記牽引力レベルが前記第３レベルであるときの牽引力と同じである、
請求項１０に記載のホイールローダ。
【請求項１３】
前記牽引力の制御モードが前記低出力モードであり、且つ、前記牽引力レベルが前記第１レベルであるときの牽引力は、前記牽引力の制御モードが前記低出力モードであり且つ前記牽引力レベルが前記第２レベルであるときの牽引力と同じである、
請求項１０に記載のホイールローダ。
【請求項１４】
前記変速機の速度段が、第２速であるときには、前記制御部は、前記第２速の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御し、
少なくとも所定の車速以下の速度範囲において、前記第１速での前記第２レベルの牽引力は、前記第２速での牽引力よりも大きい、
請求項１から１３のいずれかに記載のホイールローダ。
【請求項１５】
エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、バケットを有し前記油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業機と、前記エンジンによって駆動される走行輪と、トルクコンバータと変速機とを有し前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する走行駆動装置と、を備えるホイールローダの制御方法であって、
少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む複数のレベルから選択されたレベルを、前記変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルとして設定するステップと、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第２レベルが選択されているときに、前記第１レベルが選択されているときの第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される第２の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御するステップと、
を備え、
前記エンジンを制御するステップでは、
前記エンジンの出力トルクの上限値を低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減し、
前記エンジンの回転速度が所定の回転速度以下であるときには、前記エンジンの出力トルクの上限値の低減量を０とする、
ホイールローダの制御方法。
【請求項１６】
エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、バケットを有し前記油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業機と、前記エンジンによって駆動される走行輪と、トルクコンバータと変速機とを有し前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する走行駆動装置と、を備えるホイールローダの制御方法であって、
少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む複数のレベルから選択されたレベルを、前記変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルとして設定するステップと、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第２レベルが選択されているときに、前記第１レベルが選択されているときの第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される第２の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御するステップと、
を備え、
前記エンジンを制御するステップでは、
前記エンジンのスロットル上限値と前記エンジンの出力トルクの上限値とを低減することにより、前記第２レベルの牽引力を前記第１レベルの牽引力よりも低減し、
前記エンジンの回転速度が所定の回転速度以下であるときには、前記エンジンの出力トルクの上限値の低減量を０とする、
ホイールローダの制御方法。
【請求項１７】
エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、バケットを有し前記油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される作業機と、前記エンジンによって駆動される走行輪と、トルクコンバータと変速機とを有し前記エンジンからの駆動力を前記走行輪に伝達する走行駆動装置と、前記変速機の速度段を現在の速度段から低速の速度段に変更するためのシフトダウン操作部材と、を備えるホイールローダの制御方法であって、
少なくとも第１レベルと第２レベルとを含む複数のレベルから選択されたレベルを、前記変速機の速度段が第１速である場合の牽引力レベルとして設定するステップと、
前記変速機の速度段が第１速であり、且つ、前記第２レベルが選択されているときに、前記第１レベルが選択されているときの第１の牽引力特性よりも牽引力が低減される第２の牽引力特性に基づいて前記エンジンを制御するステップと、
前記牽引力レベルが前記第２レベルであるときに前記シフトダウン操作部材が操作されると、前記牽引力レベルを前記第２レベルから前記第１レベルに切り換えるステップと、
を備えるホイールローダの制御方法。
【国際調査報告】
2015064747.tif 000016
2015064747.tif 000017
2015064747.tif 000018
2015064747.tif 000019