(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の出力モードのうちいずれか１つを設定可能なモード設定スイッチ（１９）と、
作業車両（１１）のサスペンションの圧力に基づいて前記作業車両の負荷を検出する負荷検出器（２０）と、
予め用意された複数のエンジン出力特性のうちからいずれか１つ選択されたエンジン出力特性に基づいてエンジン（１８）を制御するエンジンコントローラ（２２）とを備え、
前記出力モードには、エンジン出力を相対的に増大させる第１出力モードとエンジン出力を相対的に低下させる第２出力モードとが含まれており、
前記第１出力モードには、前記検出された負荷が高負荷の場合に使用される第１高負荷エンジン出力特性と、前記検出された負荷が低負荷の場合に使用され、エンジン出力を前記第１高負荷エンジン出力特性よりも低下させる第１低負荷エンジン出力特性とが少なくとも対応付けられており、
前記第２出力モードには、前記検出された負荷が高負荷の場合に使用される第２高負荷エンジン出力特性と、前記検出された負荷が低負荷の場合に使用され、エンジン出力を前記第２高負荷エンジン出力特性よりも低下させる第２低負荷エンジン出力特性とが少なくとも対応付けられており、
前記エンジンコントローラ（２２）は、前記モード設定スイッチ（１９）によって、前記第１出力モードまたは前記第２出力モードのいずれかの出力モードが設定された場合には、前記負荷検出器（２０）によって検出された前記負荷の大きさに基づいて、前記設定された出力モードに対応付けられている前記複数のエンジン出力特性のうちのいずれか１つを選択することを特徴とする作業車両のエンジン出力制御装置。
【請求項２】
前記負荷検出器（２０）は、前記作業車両（１１）の複数のサスペンションシリンダ（１７Ｆ，１７Ｒ）にそれぞれ加わる圧力と前記作業車両（１１）の車体角度とに基づいて前記作業車両（１１）に積載された前記積載物の重量を計測する積載重量計測装置（２０Ｂ）として構成される請求項１に記載の作業車両のエンジン出力制御装置。
【請求項３】
前記エンジンコントローラは、前記エンジン（１８）が始動した場合の初期値として前記第２出力モードを設定し、ユーザが前記モード設定スイッチ（１９）を操作した場合には、前記第１出力モードまたは第２出力モードのうち前記ユーザにより選択された出力モードを設定する請求項１に記載の作業車両のエンジン出力制御装置。
【請求項４】
前記作業車両は、車体の傾斜を検出するための傾斜計を備え、
前記エンジンコントローラは、前記負荷検出器からの出力信号及び前記傾斜計により検出される前記車体の傾斜に応じて、前記作業車両が積荷状態で登坂しているか否かを検出し、前記作業車両が積荷状態で登坂していると検出された場合には高負荷であると判定する、請求項１に記載の作業車両のエンジン出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両のエンジン出力制御装置及びエンジン出力制御方法に関する。 
【背景技術】
【０００２】
従来から、建設機械等の作業車両において、エンジンに複数の出力モードを設け、作業に必要な出力の大きさに応じて、ユーザがいずれかの出力モードを設定する技術が知られている。例えば特許文献１によれば、作業車両は、高出力を得ることの可能なパワーモードと、低出力を得ることが可能な標準モードとの２つの出力モードを備えている。 【０００３】
ユーザは、モード設定スイッチ等を操作することによって、これらの出力モードを手動で設定する。即ち、これから行なう作業が重作業であるとユーザが判断した場合、ユーザはパワーモードを選択する。これとは逆に、これから行う作業が軽作業であるとユーザが判断した場合、ユーザは標準モードを選択する。 【０００４】
エンジンを制御するエンジンコントローラは、モード設定スイッチの指示に基づいて、エンジンの出力を制御する。即ち標準モードにおいては、例えば燃料を絞るなどして、エンジンの出力が所定の値以下となるように制限する。これに対し、パワーモードにおいては、エンジンコントローラは、エンジンの出力が定格出力又は最大出力まで出るように制御し、特に制限を加えない。 【０００５】
これにより、小さなエンジン出力で軽作業を行ない、消費エネルギを小さくして燃費の低減を図っている。そして、重作業時には、エンジンの出力に制限を加えないようにすることにより、作業に必要な出力を得ることを可能としている。 
【特許文献１】特開平８−２１８４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来技術には、次に述べるような問題がある。 
即ち作業車両においては、重作業ばかりや軽作業ばかりを連続的に行なうのではなく、一連の作業工程の中で、重作業と軽作業とを交互に行なうことが多い。例えばダンプトラックにおいては、積荷を積んだ状態での積荷走行と、積荷を下ろした状態での空荷走行とが交互に繰り返される。積荷走行が重作業に相当し、空荷走行が軽作業に相当する。 【０００７】
従来技術によれば、重作業と軽作業とが切り換わるたびに、ユーザがモード設定スイッチを操作して出力モードを切り換えなければならない。作業中にこのようなことを行なうのは非常に面倒であるため、ユーザは、モード設定スイッチを切り換えず、出力モードをパワーモードか標準モードかのいずれかに固定して作業を行なう場合が多い。その結果、燃費の低減が実現できなかったり、必要な出力が得られなかったりするという問題が生じている。 【０００８】
本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、作業に必要なエンジン出力を確保するとともに低燃費を実現できるようにした作業車両のエンジン出力制御装置及びエンジン出力制御方法を提供することを目的としている。 
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の観点に従う作業車両のエンジン出力制御装置は、複数の出力モードのうちいずれか１つを設定可能なモード設定スイッチと、作業車両の負荷を検出する負荷検出器と、予め用意された複数のエンジン出力特性のうちからいずれか１つ選択されたエンジン出力特性に基づいてエンジンを制御するエンジンコントローラとを備え、エンジンコントローラは、複数の出力モードのうち少なくとも１つの出力モードに複数のエンジン出力特性を対応付けるとともに、モード設定スイッチによって、複数のエンジン出力特性が対応付けられた出力モードが設定された場合には、負荷検出器によって検出された負荷の大きさに基づいて複数のエンジン出力特性のうちのいずれか１つを選択することを特徴とする。 【００１０】
負荷検出器は、作業車両のサスペンションの圧力に基づいて負荷を検出してもよい。 【００１１】
負荷検出器は、作業車両に積載された積載物の重量を負荷として検出してもよい。 【００１２】
負荷検出器は、作業車両の複数のサスペンションシリンダにそれぞれ加わる圧力と作業車両の車体角度とに基づいて作業車両に積載された積載物の重量を計測する積載重量計測装置として構成することもできる。 【００１３】
また、負荷検出器は、作業車両のアクセル開度及び加速度に基づいて、負荷を検出してもよい。 【００１４】
負荷検出器は、アクセル開度及び加速度の関係に基づいて予め高負荷領域及び低負荷領域が設定された負荷検出用情報を用いることにより、負荷を検出することもできる。 【００１５】
出力モードには、エンジン出力を相対的に増大させる第１出力モードとエンジン出力を相対的に低下させる第２出力モードとを含ませることができる。そして、第１出力モードには、検出された負荷が高負荷の場合に使用される第１高負荷エンジン出力特性と、検出された負荷が低負荷の場合に使用され、エンジン出力を第１高負荷エンジン出力特性よりも低下させる第１低負荷エンジン出力特性とを少なくとも対応付けることができる。第２出力モードには、検出された負荷が高負荷の場合に使用される第２高負荷エンジン出力特性と、検出された負荷が低負荷の場合に使用され、エンジン出力を第２高負荷エンジン出力特性よりも低下させる第２低負荷エンジン出力特性とを少なくとも対応付けることができる。 【００１６】
エンジンコントローラは、エンジンが始動した場合の初期値として第２出力モードを設定し、ユーザがモード設定スイッチを操作した場合には、第１出力モードまたは第２出力モードのうちユーザにより選択された出力モードを設定する。 【００１７】
本発明の他の観点に従う作業車両のエンジン出力制御方法は、作業車両の負荷を検出するとともに、ユーザが選択可能な複数の出力モードを設け、複数の出力モードのうち少なくとも１つの出力モードに対して複数のエンジン出力特性を対応付けておき、複数のエンジン出力特性が対応付けられている出力モードがユーザにより選択された場合には、検出された負荷の大きさに基づいて複数のエンジン出力特性のうちのいずれか１つを選択する。 【００１８】
本発明のさらに別の観点に従う作業車両のエンジン出力制御装置は、エンジン出力を相対的に増大させる第１出力モードとエンジン出力を相対的に低下させる第２出力モードとに複数のエンジン出力特性をそれぞれ予め対応付けておき、ユーザにより第１出力モードが選択された場合は、作業車両の負荷を検出するステップと、検出された負荷が予め設定された高負荷に属する場合は、第１出力モードに予め対応付けられている第１高負荷エンジン出力特性を設定するステップと、検出された負荷が予め設定された低負荷に属する場合は、第１出力モードに予め対応付けられており、かつ、第１高負荷エンジン出力特性よりもエンジン出力を低下させる第１低負荷エンジン出力特性を設定するステップと、ユーザにより第２出力モードが選択された場合は、作業車両の負荷を検出するステップと、検出された負荷が予め設定された高負荷に属する場合は、第２出力モードに予め対応付けられている第２高負荷エンジン出力特性を設定するステップと、検出された負荷が予め設定された低負荷に属する場合は、第２出力モードに予め対応付けられており、かつ、第２高負荷エンジン出力特性よりもエンジン出力を低下させる第２低負荷エンジン出力特性を設定するステップと、を備える。 
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、作業の内容に応じて出力モードをユーザが設定すれば、必要な出力を得ることができる。また、その出力モードに対応する複数のエンジン出力特性の中から、負荷に応じたエンジン出力特性が自動的に選択されるので、無駄なエンジン出力を出すことがなく、燃費の改善に繋がる。 【００２０】
またサスペンションの圧力に基づいて負荷を検出することにより、例えば作業車両がダンプトラックの場合などに、正確に負荷を検出することができる。 【００２１】
さらに、よりエンジン出力の小さい出力モードを初期値として使用することにより、出力モードの切替操作をユーザが忘れたような場合でも、エンジン出力の無駄を抑制して燃費を改善することができる。 
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るダンプトラックの側面図。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジン出力制御装置のブロック図。
【図３】本発明の実施形態に係るエンジンの出力特性を示すグラフ。
【図４】本発明の実施形態に係るエンジン出力制御処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施形態に係るエンジンの出力特性の他の例を示すグラフ。
【図６】本発明の実施形態に係るエンジンの出力特性の他の例を示すグラフ。
【図７】本発明の実施形態に係るエンジンの出力特性の他の例を示すグラフ。
【図８】本発明の実施形態に係るエンジンの出力特性の他の例を示すグラフ。
【図９】本発明の実施形態に係るエンジンの出力特性の他の例を示すグラフ。
【図１０】本発明に係る実施形態の一変形例を示すエンジン出力制御装置のブロック図。
【図１１】作業車両の負荷が高負荷であるか低負荷であるかを判別するための負荷検出マップ
【図１２】一変形例に係るエンジン出力制御処理を示すフローチャート。
【図１３】一変形例に係り、設定された出力特性に従ってエンジン出力を制御する方法を示すフローチャート。
【図１４】作業車両の作業サイクルに応じて出力特性が切り替わる様子を模式的に示すタイムチャート。
【図１５】エンジン再始動時には自動的に標準モードに切り替わる様子を模式的に示すタイムチャート。
【図１６】他の変形例に係るエンジン出力制御処理を示すフローチャート。
【図１７】さらに別の変形例に係るエンジン出力制御装置のブロック図。
【図１８】別の変形例に係るエンジン出力制御処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２３】
１１：ダンプトラック、１２：ボディ、１３Ｆ：前輪、１３Ｒ：後輪、１４：出力制御装置、１５：運転室、１６：ダンプシリンダ、１７：サスペンション、１８：エンジン、１９：モード設定スイッチ、２０，２０Ａ，：負荷検出器、２０Ｂ：積載重量計測装置、２１：ガバナ、２２：エンジンコントローラ、２３：傾斜計、２４Ｆ，２４Ｒ：サスペンション圧検出器、２５：ヒンジピン、Ｔ１：負荷検出マップ。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。実施形態においては、作業車両としてダンプトラックを例にとって説明する。図１は、実施形態におけるダンプトラック１１の側面図を示している。図１において、ダンプトラック１１の車体は、左右の前輪１３Ｆ，１３Ｆにそれぞれ設けられたフロントサスペンション１７Ｆ，１７Ｆ及び左右の後輪１３Ｒ，１３Ｒにそれぞれ設けられたリアサスペンション１７Ｒ，１７Ｒを介して支持されている。 【００２５】
車体上部の前部には、ユーザが搭乗する運転室１５が搭載されている。また車体上部の後部には、積荷を積載するボディ１２が、ヒンジピン２５を中心として回動自在に搭載されている。ボディ１２は、ダンプシリンダ１６の伸縮によって上下方向に回動自在となっている。 【００２６】
図２に、エンジン１８の出力制御装置１４の構成を、ブロック図で示す。図２において、出力制御装置１４は、エンジンコントローラ２２と、出力モードを切り換えるモード設定スイッチ１９と、ダンプトラック１１の負荷が高負荷であるか低負荷を検出する負荷検出器２０と、エンジン１８の出力を制御するガバナ２１とを備えている。 【００２７】
まず、モード設定スイッチ１９について説明する。ユーザは、従来技術と同様に、モード設定スイッチ１９を手動で操作し、パワーモード（Ｐ）か標準モード（Ｓ）かのいずれかに、出力モードを設定する。例えばユーザは、作業工程の中に、積荷を積んで登坂するなどの重作業と考えられる工程が含まれるようであれば、モード設定スイッチ１９をパワーモード（Ｐ）に設定する。また、ユーザは、工程の中に重作業が含まれないようであれば、モード設定スイッチ１９を標準モード（Ｓ）に設定する。 【００２８】
次に、負荷検出器２０について説明する。負荷検出器２０としては、例えば、ダンプトラックに搭載されて積荷の重量を検出する、積載重量計測装置（ペイロードメータ）を使用することができる。即ち負荷検出器２０は、左右のフロントサスペンション１７Ｆ，１７Ｆが受ける圧力をそれぞれ検出する左右のフロントサスペンション圧検出器２４Ｆ，２４Ｆと、左右のリアサスペンション１７Ｒ，１７Ｒが受ける圧力をそれぞれ検出する左右のリアサスペンション圧検出器２４Ｒ，２４Ｒと、車体の傾斜を検出する傾斜計２３とを備えている。 【００２９】
エンジンコントローラ２２は、サスペンション圧検出器２４Ｆ，２４Ｒの信号出力から、各サスペンション１７Ｆ，１７Ｒにかかる軸重を演算する。そして求めた軸重を、傾斜計２３で検出した車体の傾斜に基づいて補正し、前後輪１３Ｆ，１３Ｒにかかる荷重を求めることにより、ボディ１２に積載された積載物の重量を検出する。そしてエンジンコントローラ２２は、検出した積載物の重量に基づいて、ボディ１２が所定重量以上の積荷を積んだ積荷状態を高負荷、空荷状態を低負荷と判定する。尚、後述のように、サスペンション圧検出器２４Ｆ，２４Ｒ及び傾斜計２３の出力に基づく積載物の重量の算出を、別のコントローラで実行し、その結果をエンジンコントローラ２２で使用するように構成してもよい。 【００３０】
次に、ガバナ２１について説明する。ガバナ２１は、エンジンコントローラ２２の指示に基づき、燃料噴射ポンプの噴射量を絞るなどして、エンジン２１を指示された出力特性に制御する。 【００３１】
図３に、実施形態におけるエンジン１８の出力特性の一例をグラフで示す。図３において、横軸がエンジン１８の回転数であり、縦軸がエンジン１８の出力である。図３に示すように、エンジンコントローラ２２はガバナ２１を制御して、４通りのエンジン出力特性のうちいずれかでエンジン１８を運転できるようになっている。以下、エンジン出力特性を「出力特性」と略記する場合がある。 【００３２】
ここでの４通りの出力特性とは、 
１）パワーモード（Ｐ）における高負荷特性（実線ＰＨ）、 
２）パワーモード（Ｐ）における高負荷特性よりもエンジン出力の低い、パワーモード（Ｐ）における低負荷特性（実線ＰＬ）、 
３）標準モード（Ｓ）における高負荷特性（破線ＳＨ）、 
４）標準モード（Ｓ）における高負荷特性よりもエンジン出力の低い、標準モード（Ｓ）における低負荷特性（破線ＳＬ）である。 【００３３】
以下、実施形態におけるエンジン１８の出力制御について、詳細に説明する。図４に、エンジンコントローラ２２が、モード設定スイッチ１９及び負荷検出器２０の信号出力に基づいて、エンジン１８を制御する手順の一例をフローチャートで示す。以下、「ステップ」を「Ｓ」と略記する。 【００３４】
まずエンジンコントローラ２２は、モード設定スイッチ１９の指示に基づき、出力モードが、パワーモード（Ｐ）になっているか、標準モード（Ｓ）になっているかを判定する（Ｓ１１）。 【００３５】
Ｓ１１で出力モードがパワーモード（Ｐ）になっていれば、エンジンコントローラ２２は、負荷検出器２０の信号出力に基づいて、そのときの負荷が高負荷（Ｈ）であるか低負荷（Ｌ）であるかを判定する（Ｓ１２）。 【００３６】
そして、Ｓ１２で高負荷（Ｈ）と判定されれば、エンジンコントローラ２２は、エンジン１８の出力特性が高負荷特性（実線ＰＨ）となるように、エンジン１８を制御する（Ｓ１４）。そして、Ｓ１１に戻る。 【００３７】
また、Ｓ１２で低負荷（Ｌ）と判定されれば、エンジンコントローラ２２は、エンジン１８の出力特性がより出力の低い低負荷特性（実線ＰＬ）となるように、エンジン１８を制御する（Ｓ１５）。そして、Ｓ１１に戻る。 【００３８】
また、Ｓ１１で出力モードが標準モード（Ｓ）になっていれば、エンジンコントローラ２２は、負荷検出器２０の信号出力に基づいて、負荷が高負荷（Ｈ）であるか低負荷（Ｌ）であるかを判定する（Ｓ１３）。 【００３９】
そして、Ｓ１３で高負荷と判定されれば、エンジンコントローラ２２は、エンジン１８の出力特性が高負荷特性（破線ＳＨ）となるように、エンジン１８を制御する（Ｓ１６）。そして、Ｓ１１に戻る。 【００４０】
また、Ｓ１３で低負荷と判定されれば、エンジンコントローラ２２は、エンジン１８の出力特性がより出力の低い低負荷特性（破線ＳＬ）となるように、エンジン１８を制御する（Ｓ１７）。そして、Ｓ１１に戻る。 【００４１】
以上説明したように本発明によれば、まずユーザは、作業全体の流れから作業に必要な最大出力に合わせて、例えば、高出力の必要なパワーモード（Ｐ）が好適か、高出力の不要な標準モード（Ｓ）が好適かを判断し、作業内容に応じたモードを手動で設定する。これにより、作業に必要な最大出力を的確に得ることができ、作業中に出力が不足することがない。 【００４２】
設定された各出力モードには、それぞれ２つの出力特性が対応している。即ちパワーモード（Ｐ）には、高負荷特性（ＰＨ）と低負荷特性（ＰＬ）とが対応し、標準モード（Ｓ）には、高負荷特性（ＳＨ）と低負荷特性（ＳＬ）とが対応している。エンジンコントローラ２２は、負荷検出器２０の信号出力に基づいて作業の負荷を検出し、負荷に応じて、複数の出力特性の中から１つの出力特性を選択する。 【００４３】
これにより、作業中の負荷に適合した出力特性でエンジン１８が運転されるので、効率の良い作業が可能であり、燃費が低減される。しかも、ユーザが作業ごとに出力モードを切り換える必要がなく、運転操作の操作性を改善することができる。 【００４４】
尚、図３に示したグラフにおいては、標準モード（Ｓ）の高負荷特性（破線ＳＨ）がパワーモード（Ｐ）の低負荷特性（実線ＰＬ）よりも高出力となっているが、これに限られるものではない。また、各出力モードには、それぞれ２つの出力特性が対応しているように表されているが、これに限られるものではない。 【００４５】
以下、図５〜図９に、エンジン１８の出力特性の他の例をグラフで示す。図５〜図９において、横軸がエンジン１８の回転数であり、縦軸がエンジン１８の出力である。 【００４６】
図５においては、エンジン１８は、３通りの出力特性を有している。このとき、パワーモード（Ｐ）における低負荷特性（一点鎖線ＰＬ）と、標準モード（Ｓ）における高負荷特性（一点鎖線ＳＨ）とが一致している。 【００４７】
即ち、モード設定スイッチ１９でパワーモード（Ｐ）が設定された場合には、エンジンコントローラ２２は、２通りの出力特性（実線ＰＨ，一点鎖線ＰＬ）のうちから、負荷に応じていずれか一方を選択する。即ち、高負荷と判断すれば高負荷特性（実線ＰＨ）を、低負荷と判断すれば低負荷特性（一点鎖線ＰＬ）を選択する。 【００４８】
また、モード設定スイッチ１９で、標準モード（Ｓ）が設定された場合には、エンジンコントローラ２２は、２通りの出力特性（一点鎖線ＳＨ，破線ＳＬ）のうちから、負荷に応じていずれか一方を選択する。即ち、高負荷と判断すれば高負荷特性（一点鎖線ＳＨ）を、低負荷と判断すれば高負荷特性（破線ＳＬ）を選択する。 【００４９】
このように、複数の出力特性のうち一部（ここではパワーモード（Ｐ）における低負荷特性（一点鎖線ＰＬ）と、標準モード（Ｓ）における高負荷特性（一点鎖線ＳＨ））を、異なる出力モード間で共有することにより、必要な出力特性の数を少なくすることも可能である。 【００５０】
図６に示した例においては、パワーモード（Ｐ）に対しては高負荷特性（実線ＰＨ）と低負荷特性（実線ＰＬ）との２通りの出力特性が対応し、標準モード（Ｓ）に対しては、１つの出力特性（破線ＳＨ）のみが対応している。 【００５１】
即ち、パワーモード（Ｐ）が設定された場合には、２通りの出力特性（ＰＨ，ＰＬ）のうち１つを負荷に応じて選択する。また、標準モード（Ｓ）が設定された場合には、対応する１つの出力特性（破線ＳＨ）によって運転を行なう。或いはこのとき、パワーモード（Ｐ）における低負荷特性（実線ＰＬ）と標準モード（Ｓ）における出力特性（破線ＳＨ）とを、一致させてもよい。 【００５２】
このように、各出力モードに対し、常に複数の出力特性が対応すると限られるものではなく、少なくとも１つの出力モードに対して複数の出力特性が対応すればよい。エンジンコントローラ２２は、複数の出力特性が対応する出力モードが設定された場合に、負荷に応じて複数の出力特性の中から１つを選択する。 【００５３】
図７に示した例においては、パワーモード（Ｐ）に対しては、高負荷特性（実線ＰＨ）、中負荷特性（実線ＰＭ）、低負荷特性（実線ＰＬ）という３通りの出力特性が対応している。また標準モード（Ｓ）に対しては、高負荷特性（破線ＳＨ）、中負荷特性（破線ＳＭ）、低負荷特性（破線ＳＬ）という３通りの出力特性が対応している。 【００５４】
エンジンコントローラ２２は、パワーモード（Ｐ）が設定された場合には、３通りの出力特性（ＰＨ，ＰＭ，ＰＬ）のうち１つを負荷に応じて選択する。また標準モード（Ｓ）が設定された場合には、３通りの出力特性（ＳＨ，ＳＭ，ＳＬ）のうち１つを負荷に応じて選択する。 【００５５】
このとき、出力特性のうちいくつかを、一致させてもよい。例えば図８に示すように、パワーモード（Ｐ）における中負荷特性（実線ＰＭ）と標準モード（Ｓ）における高負荷特性（破線ＳＨ）とを一致させ、標準モード（Ｓ）における中負荷特性（破線ＳＭ）とパワーモード（Ｐ）における低負荷特性（実線ＰＬ）とを一致させてもよい。 【００５６】
図９に示した例においては、ユーザはモード設定スイッチ１９によって、パワーモード（Ｐ）と標準モード（Ｓ）との２つのモードに加え、より低出力のエコノミーモード（Ｅ）を設定可能となっている。 【００５７】
そして、パワーモード（Ｐ）に対して高負荷特性（実線ＰＨ）及び低負荷特性（実線ＰＬ）、標準モード（Ｓ）に対して高負荷特性（破線ＳＨ）及び低負荷特性（破線ＳＬ）、エコノミーモード（Ｅ）に対して高負荷特性（二点鎖線ＥＨ）及び低負荷特性（二点鎖線ＥＬ）の、それぞれ２通りの出力特性が対応している。 【００５８】
エンジンコントローラ２２は、設定された出力モードに対し、負荷に応じて、これらの出力特性の中から適切なものを選択する。即ち、パワーモード（Ｐ）が設定された場合には、出力特性（ＰＨ，ＰＬ）のうち１つを、標準モード（Ｓ）が設定された場合には、出力特性（ＳＨ，ＳＬ）のうち１つを、さらにエコノミーモード（Ｅ）が設定された場合には、出力特性（ＥＨ，ＥＬ）のうち１つを、負荷に応じて選択する。このとき、出力特性の一部を一致させてもよいのは、前述の例と同様である。 【００５９】
尚、上記実施形態においては、負荷の検出をサスペンション圧検出器２４Ｆ，２４Ｒ及び傾斜計２３の信号出力に基づいて行なったが、これに限られるものではない。例えば、傾斜計２３の信号出力を加味せずに、サスペンション圧検出器２４Ｆ，２４Ｒの信号出力が所定値よりも大きければ、高負荷と判定してもよい。 【００６０】
また、ダンプトラック１１のアクセルに、踏み角度を検出するポテンショメータ等を設け、アクセルの踏み込み時には高負荷というように判定してもよい。或いは、ダンプトラック１１の車体に加速度センサを設け、所定値以上の加速度による加速時には低負荷というように判定してもよい。 【００６１】
さらには傾斜計２３の信号出力及び図示しないトランスミッションのギヤに基づいて車体の傾斜と進行方向とを検出し、ダンプトラック１１が登坂時には高負荷とし、それ以外の場合には低負荷と判定してもよい。また、さらには、サスペンション圧検出器２４Ｆ，２４Ｒの信号から積荷の状態を検出し、これと傾斜とを合わせて、積荷状態で登坂時のみを高負荷と判定してもよい。 【００６２】
そしてこれらの中でも、上記実施形態において説明したように、サスペンション圧検出器２４Ｆ，２４Ｒの信号出力に基づいて、ボディ１２が空荷状態か積荷状態かによって負荷を判定するのが最も望ましい。このようにすることにより、積荷の積み降ろしは、ダンプトラック１１が停車している間に行なわれるため、低負荷の空荷状態と高負荷の積荷状態とが、停車時に切り換わる。従って、出力特性も停車時に切り換わるために、出力特性切り換えのショックが生じず、ショックをなくすためにガバナ２１を制御する必要もない。 【００６３】
尚、上記実施形態においては、ダンプトラックを例にとって説明したが、これに限られるものではなく、作業車両全般に応用が可能である。 【００６４】
また、上記説明の中では、ユーザは最初にモード設定スイッチを設定すると、その後は切り換えないように説明したが、これに限られるものではなく、作業中に必要に応じて切り換える場合もある。 
【実施例１】
【００６５】
次に、上述した実施形態に含まれる幾つかの変形例について詳細に説明する。図１０〜図１５は、第１変形例を示す。この第１変形例は、ダンプトラック１１のアクセル開度及び加速度に基づいて、ダンプトラック１１に加わる負荷の状態を判別する。 【００６６】
図１０は、第１変形例に係るエンジン出力制御装置１４Ａのブロック図である。エンジンコントローラ２２Ａは、例えば、CPU（Central Processing Unit）２２１と、RAM（Random Access Memory）２２２と、ROM（Read
Only Memory）２２３と、入力インターフェース（図中、インターフェースを「I/F」と略記）２２４及び出力インターフェース２２５とを備えたコンピュータ装置として構成される。【００６７】
ROM２２２には、負荷状態を判別するためのマップＴ１（図１１と共に後述）やエンジン出力制御処理を実行するためのプログラム等が予め記憶されている。CPU２２１は、ROM２２２に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより、所定の制御を行うようになっている。RAM２２２は、CPU２２１に作業用の記憶領域を提供する。【００６８】
入力インターフェース２２４には、モード切替スイッチ１９に加えて、アクセル開度センサ３１と車速センサ３２及びエンジン回転数センサ３３がそれぞれ接続されている。アクセル開度センサ３１は、アクセルペダルの踏込み量を検出し、これを電気信号として出力するものである。例えば、アクセルペダルにポテンショメータ等のセンサを設けて、アクセルペダルの踏込み量を直接検出する構成を採用することができる。あるいは、例えば、スロットルバルブの開度のように、アクセルペダルの操作に応じて変化する他の部分の変位を検出し、これにより、アクセルペダルの踏込み量を間接的に検出する構成を採用してもよい。 【００６９】
車速センサ３２は、アクセル開度センサ３１とともに、第１変形例における負荷検出器２０Ａを構成する。車速センサ３２は、例えば、トランスミッションの出力軸の回転等に基づいて、ダンプトラック１１の移動速度を検出する。エンジンコントローラ２２Ａは、車速センサ３２から入力された車速信号の単位時間あたりの変化率を算出し、ダンプトラック１１の加速度を求める。従って、車速センサ３２に代えて、ダンプトラック１１の加速度を直接検出可能な加速度センサを用いてもよい。 【００７０】
エンジン回転数センサ３３は、エンジン１８の回転数を検出し、これを電気信号として出力するものである。エンジン回転数センサ３３は、例えば、フライホイールのギアの回転を検出する電磁ピックアップとして構成される。 【００７１】
出力インターフェース２２５は、電子式ガバナ２１に向けて制御信号を出力する。ガバナ２１は、エンジンコントローラ２２Ａからの制御信号に基づいて、燃料タンク１８２内の燃料を燃料噴射ポンプ１８１に供給する。燃料噴射量が増加するとエンジン１８の出力は増大し、燃料噴射量が減少するとエンジン１８の出力も低下する。 【００７２】
図１１は、ダンプトラック１１の負荷状態が高負荷状態にあるか低負荷状態にあるかを判別するための負荷検出用マップＴ１を模式的に示す説明図である。このマップＴ１は、一方の座標軸がアクセル開度を示し、他方の座標軸が加速度を示す二次元マップとして構成されている。 【００７３】
そして、マップＴ１の右下半分が高負荷領域に設定されており、マップＴ１の左上半分が低負荷領域に設定されている。従って、ダンプトラック１１の現在のアクセル開度及び加速度に基づいてマップＴ１を参照することにより、ダンプトラック１１の負荷状態が高負荷であるか低負荷であるかを簡単に判別することができる。 【００７４】
なお、マップＴ１に示す高負荷領域及び低負荷領域は、アクセル開度と加速度によって負荷状態を判別するための一つの例示であって、本発明は、図１１に示すマップＴ１に限定されない。高負荷領域及び低負荷領域をどのように設定するかは、作業車両の種類（ダンプトラック１１の型式や排気量、作業内容等）に応じて定めることができる。また、パワーモード用の負荷検出マップと標準モード用の負荷検出マップとをそれぞれ別々に用意してもよい。 【００７５】
図１２は、第１変形例に係るエンジン出力制御処理を示すフローチャートである。エンジンコントローラ２２Ａは、モード切替スイッチ１９の状態を読み込み（Ｓ２１）、パワーモードまたは標準モードのいずれが設定されているかを判定する（Ｓ２２）。 【００７６】
例えば、モード設定スイッチ１９がトグルスイッチやシーソースイッチ等のように、設定状態が機械的に維持されるスイッチとして構成される場合、エンジンコントローラ２２Ａは、現在の設定状態を読み込めばよい。これに対し、例えば、モード設定スイッチ１９がタッチパネル等のような電子的スイッチとして構成される場合、エンジンコントローラ２２Ａは、出力モードの初期値として標準モードを設定する（Ｓ２１）。 【００７７】
ユーザがパワーモードを選択している場合、エンジンコントローラ２２Ａは、出力モードをパワーモードに設定する（Ｓ２３）。そして、エンジンコントローラ２２Ａは、車速センサ３２からの信号に基づいて加速度を求めるとともに（Ｓ２４）、アクセル開度センサ３１からの信号に基づいてアクセル開度を取得する（Ｓ２５）。エンジンコントローラ２２Ａは、加速度及びアクセル開度に基づいてマップＴ１を参照し（Ｓ２６）、ダンプトラック１１が高負荷であるか低負荷であるかを判定する（Ｓ２７）。 【００７８】
高負荷であると判定された場合、エンジンコントローラ２２Ａは、パワーモードに属する高負荷出力特性ＰＨを選択する（Ｓ２８）。これとは逆に、低負荷であると判定された場合、エンジンコントローラ２２Ａは、パワーモードに属する低負荷出力特性ＰＬを選択する（Ｓ２９）。 【００７９】
一方、ユーザが標準モードを選択している場合、あるいは、ユーザが明示の設定を行わず初期値として標準モードが選択される場合、エンジンコントローラ２２Ａは、出力モードを標準モードに設定する（Ｓ３０）。 【００８０】
そして、前記同様に、エンジンコントローラ２２Ａは、加速度及びアクセル開度をそれぞれ取得し（Ｓ３１，Ｓ３２）、マップＴ１を参照して（Ｓ３３）、ダンプトラック１１が高負荷であるか低負荷であるかを判定する（Ｓ３４）。高負荷であると判定された場合、エンジンコントローラ２２Ａは、標準モードに属する高負荷出力特性ＳＨを選択する（Ｓ３５）。低負荷であると判定された場合、エンジンコントローラ２２Ａは、標準モードに属する低負荷出力特性ＳＬを選択する（Ｓ３６）。このように、ユーザにより選択された出力モードにおいて、アクセル開度と加速度に基づいてダンプトラック１１の負荷を判別し、判別された負荷に応じた出力特性を選択することができる。 【００８１】
図１３は、選択された出力特性に応じてエンジンの出力を制御する処理の概略を示すフローチャートである。エンジンコントローラ２２Ａは、選択された出力特性（図中、「特性曲線」）を取得し（Ｓ４１）、次に、エンジン回転数センサ３３からエンジン回転数を取得する（Ｓ４２）。そして、エンジンコントローラ２２Ａは、現在のエンジン回転数に応じたエンジン出力を実現させるべく、ガバナ２１の操作量を算出し、ガバナ２１を操作するための制御信号を出力する（Ｓ４３）。これにより、ガバナ２１は、燃料噴射ポンプ１８１から噴射させる燃料量を調節する。 【００８２】
図１４は、標準モード及びパワーモードにおいて、高負荷出力特性と低負荷出力特性とが作業内容に応じて自動的に切り替わる様子を示すタイムチャートである。図１４の上側には、標準モードの場合が示されており、図１４の下側にはパワーモードの場合が示されている。 【００８３】
上述のように、ダンプトラック１１は、積込み場で土砂等の積載物が積み込まれた後、廃土場に向けて走行し、廃土場で積載物を排出する。空荷になったダンプトラック１１は、再び積込み場に戻って積載物を積み込む。このように、積載物の積み込み→積荷走行→廃土→空荷走行を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返す。積載物が積み込まれた状態で走行する積荷走行時には、ダンプトラック１１は高負荷であると判定することができる。逆に、積載物を排出した状態で走行する空荷走行時は、ダンプトラック１１は低負荷であると判定することができる。【００８４】
従って、標準モードの場合、空荷走行時では低負荷出力特性ＳＬに基づいて燃料消費量を抑制したエンジン出力制御が行われ、積荷走行時では高負荷出力特性ＳＨに基づいて必要な出力が得られるようにエンジン出力制御が行われる。 【００８５】
同様に、パワーモードの場合も、空荷走行時では低負荷出力特性ＰＬに基づいてエンジン出力制御が行われ、積荷走行時では高負荷出力特性ＰＨに基づいてエンジン出力制御が行われる。 【００８６】
そして、パワーモードが選択されている状況下で、エンジン１８が停止された場合、初期値として設定されている標準モードに移行する。この様子を図１５のタイムチャートを参照して説明する。 【００８７】
最初、ユーザがパワーモードを選択して作業を行っていたとする。高負荷と低負荷とが交互に切り替わるような作業環境下において、パワーモードに属する高負荷出力特性ＰＨと低負荷出力特性ＰＬとが自動的に切り替わる。そして、ユーザがエンジン１８をいったん停止させてから再始動させた場合、エンジンコントローラ２２Ａは初期値としての標準モードを設定する。 【００８８】
従って、ユーザがモード切替スイッチ１９を操作してパワーモードに切り替えない限り、標準モードに基づいてエンジン１８の出力が制御される。これにより、例えば、積載量が比較的少なく登坂走行もないような、標準モードで十分な作業内容の場合に、パワーモードに設定されたままダンプトラック１１が長時間運転される事態の発生を抑制することができる。エンジン再始動時には、初期値として標準モードが優先的に設定されるためである。もしも、ユーザが出力不足を感じた場合、その時点で、ユーザはモード切替スイッチ１９を操作し、標準モードからパワーモードに切り替えることができる。 【００８９】
このように構成される第１変形例も、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。即ち、無駄な燃料消費をできるだけ抑制しつつ、作業に必要なエンジン出力を得ることができ、燃費改善と作業性の維持との両立を図ることができる。 
【実施例２】
【００９０】
図１６は、本実施形態の第２変形例に係るエンジン出力制御処理を示すフローチャートである。この第２変形例では、マップＴ１に代えて、予め用意された演算式に基づいて、ダンプトラック１１の負荷を判別する。 【００９１】
図１６に示すフローチャートは、図１２に示すフローチャートと共通のステップを備えており、Ｓ２６Ａ及びＳ３３Ａのみが相違する。そこで、相違するステップについて説明すると、エンジンコントローラ２２Ａは、加速度及びアクセル開度に基づいて所定の演算を行うことにより、ダンプトラック１１の負荷を判別する（Ｓ２６Ａ，Ｓ３３Ａ）。 【００９２】
例えば、加速度をα、アクセル開度をθ、演算式をＦとして示すと、Ｆ（α，θ）により得られる値Ｌ（Ｌ＝Ｆ（α，θ）を、予め設定された閾値Ｔｈと比較することにより、ダンプトラック１１が高負荷であるか（Ｌ≧Ｔｈ）、低負荷であるか（Ｌ＜Ｔｈ）を判定することができる。このように構成される第２変形例も、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【実施例３】
【００９３】
図１７，図１８に基づいて第３変形例を説明する。この第３変形例では、負荷検出器として積載重量計測装置２０Ｂを採用する。積載重量計測装置２０Ｂは、例えば、CPU２０１と、RAM２０２と、ROM２０３と、ディスプレイ駆動回路２０４と、通信インターフェース２０５と、入力インターフェース２０６及び出力インターフェース２０７を備えたコンピュータ装置として構成される。【００９４】
入力インターフェース２０６には、各サスペンション圧検出器２４Ｆ，２４Ｒ及び傾斜計２３がそれぞれ接続されている。出力インターフェース２０７は、エンジンコントローラ２２Ａの入力インターフェース２２４に接続されている。 【００９５】
積載重量計測装置２０Ｂによる積載重量Ｗの算出方法を説明する。 
各サスペンションシリンダのトップ室の圧力をＰｔ、ボトム室の圧力をＰｂとし、これら各圧力Ｐｔ，Ｐｂをサスペンション圧検出器２４Ｆ，２４Ｒがそれぞれ検出して信号を出力するものとする。 【００９６】
積載重量計測装置２０Ｂは、各サスペンション１７Ｆ，１７Ｒのそれぞれについて、Ｆ＝Ｋ×（Ｐｔ×Ｓｔ−Ｐｂ×Ｓｂ）の演算を行う。ここで、Ｋは係数、Ｓｔはトップ室の受圧面積、Ｓｂはボトム室の受圧面積である。 【００９７】
これにより、各サスペンションシリンダに作用する荷重Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が算出される。Ｆ１，Ｆ２はフロントサスペンション１７Ｆに作用する荷重を、Ｆ３，Ｆ４はリアサスペンション１７Ｒに作用する荷重を、それぞれ示す。さらに、リアサスペンション１７Ｒの荷重Ｆ３，Ｆ４については、傾斜計２３によって検出された車体の傾斜角度に基づいて補正し、補正荷重Ｆａ３，Ｆａ４とする。 【００９８】
そして、まず、空荷状態での総重量Ｗｏ（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆａ３＋Ｆａ４）を計測して、これを記憶しておく。次に、積載状態での総重量Ｗｔを計測し、空荷状態での総重量Ｗｏとの差（Ｗｔ−Ｗｏ）により、積載重量Ｗを求める。このようにして計測された積載重量Ｗは、エンジンコントローラ２２Ａに入力される。 【００９９】
エンジンコントローラ２２Ａは、積載重量計測装置２０Ｂから入力された積載重量に基づいて、ダンプトラック１１が高負荷であるか低負荷であるかを判別し、選択された出力モード内において高負荷出力特性と低負荷出力特性とを自動的に切り替える。 【０１００】
図１８は、第３変形例に係るエンジン出力制御方法を示すフローチャートである。このフローチャートは、図１２に示すフローチャートと共通のステップを備えており、Ｓ２６Ｂ及びＳ３３Ｂのみが相違する。そこで、相違するステップについて説明すると、エンジンコントローラ２２Ａは、積載重量計測装置２０Ｂによって算出された積載重量に基づいて、ダンプトラック１１の負荷を判別する（Ｓ２６Ｂ，Ｓ３３Ｂ）。このように構成される第３変形例も、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 【０１０１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。 
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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