(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
このエンジンの出力を多段に変更するエンジン出力切替装置と、
前記エンジンの出力側に連結されたロックアップ機構付きトルクコンバータと、
このトルクコンバータの出力側に連結された多段変速トランスミッションと、
前記ロックアップ機構の作動の有無を検出してロックアップ有無信号を出力するロックアップ検出機構と、
前記トランスミッションの速度段位置を検出して速度段位置信号を出力する速度段位置検出機構と、
この速度段位置検出機構からの速度段位置信号及び前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号を入力され前記エンジン出力切替装置にエンジン出力切替信号を出力するエンジン出力コントローラとを具備し、
前記エンジン出力コントローラは、
前記速度段位置検出機構からの速度段位置信号が所定の速度段より高速の速度段位置の時、エンジン出力が高出力側になるように前記エンジン出力切替装置を制御するとともに、前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号がロックアップ有信号の時には、前記高出力側に切替られる速度段位置よりもより高速度段位置で高出力側になるよう前記エンジン出力切替装置を制御する
ことを特徴とする可変出力エンジン付き車両。
【請求項２】
エンジンと、
このエンジンの出力を多段に変更するエンジン出力切替装置と、
前記エンジンの出力側に連結されたロックアップ機構付きトルクコンバータと、
このトルクコンバータの出力側に連結された多段変速トランスミッションと、
前記ロックアップ機構の作動の有無を検出してロックアップ有無信号を出力するロックアップ検出機構と、
前記トランスミッションの速度段位置を検出して速度段位置信号を出力する速度段位置検出機構と、
前記トランスミッションの出力側に連結され車両の車輪のうちどの車輪を駆動するかを切替える車輪駆動状態切替機構と、
この車輪駆動状態切替機構の切替状態を検出して車輪駆動状態検出信号を出力する車輪駆動状態検出機構と、
この車輪駆動状態検出機構からの車輪駆動状態検出信号、前記速度段位置検出機構からの速度段位置信号及び前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号を入力され前記エンジン出力切替装置にエンジン出力切替信号を出力するエンジン出力コントローラとを具備し、
前記エンジン出力コントローラは、
前記速度段位置検出機構からの速度段位置信号が所定の速度段より高速の速度段位置の時、エンジン出力が高出力側になるように前記エンジン出力切替装置を制御するとともに、前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号がロックアップ有信号の時には、前記高出力側に切替られる速度段位置よりもより高速度段位置で高出力側になるよう前記エンジン出力切替装置を制御し、さらに、前記車輪駆動状態切替機構により駆動する車輪数が増加する方向に切替えられた場合には、増加する前における高出力状態への切替え速度段位置より低い速度段位置で高出力側に切替えるように前記エンジン出力切替装置を制御する
ことを特徴とする可変出力エンジン付き車両。
【請求項３】
請求項１、または請求項２に記載の可変出力エンジン付き車両において、
前記エンジンには、エンジンに過給圧を供給するターボチャージャが接続されるとともに、
前記エンジン出力切替装置は、
前記エンジンへの燃料噴射量を前記ターボチャージャの過給圧に応じて調整するブーストコンペンセータ装置を有する燃料噴射装置と、
前記ブーストコンペンセータ装置に供給する圧力を少なくとも２段階の所定圧力に切替える圧力状態切替機構とを含んで構成された
ことを特徴とする可変出力エンジン付き車両。
【請求項４】
エンジンと、このエンジンの出力を多段に変更するエンジン出力切替装置と、前記エンジンの出力側に連結されたロックアップ機構付きトルクコンバータと、このトルクコンバータの出力側に連結された多段変速トランスミッションと、前記ロックアップ機構の作動の有無を検出してロックアップ有無信号を出力するロックアップ検出機構と、前記トランスミッションの速度段位置を検出して速度段位置信号を出力する速度段位置検出機構と、この速度段位置検出機構からの速度段位置信号及び前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号を入力され前記エンジン出力切替装置にエンジン出力切替信号を出力するエンジン出力コントローラとを具備し、前記エンジン出力コントローラは、前記速度段位置検出機構からの速度段位置信号が所定の速度段より高速の速度段位置の時、エンジン出力が高出力側になるように前記エンジン出力切替装置を制御するとともに、前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号がロックアップ有信号の時には、前記高出力側に切替られる速度段位置よりもより高速度段位置で高出力側になるよう前記エンジン出力切替装置を制御することを特徴とする可変出力エンジン付き車両の出力制御方法。
【請求項５】
エンジンと、このエンジンの出力を多段に変更するエンジン出力切替装置と、前記エンジンの出力側に連結されたロックアップ機構付きトルクコンバータと、このトルクコンバータの出力側に連結された多段変速トランスミッションと、前記ロックアップ機構の作動の有無を検出してロックアップ有無信号を出力するロックアップ検出機構と、前記トランスミッションの速度段位置を検出して速度段位置信号を出力する速度段位置検出機構と、前記トランスミッションの出力側に連結され車両の車輪のうちどの車輪を駆動するかを切替える車輪駆動状態切替機構と、この車輪駆動状態切替機構の切替状態を検出して車輪駆動状態検出信号を出力する車輪駆動状態検出機構と、この車輪駆動状態検出機構からの車輪駆動状態検出信号、前記速度段位置検出機構からの速度段位置信号及び前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号を入力され前記エンジン出力切替装置にエンジン出力切替信号を出力するエンジン出力コントローラとを具備し、前記エンジン出力コントローラは、前記速度段位置検出機構からの速度段位置信号が所定の速度段より高速の速度段位置の時、エンジン出力が高出力側になるように前記エンジン出力切替装置を制御するとともに、前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号がロックアップ有信号の時には、前記高出力側に切替られる速度段位置よりもより高速度段位置で高出力側になるよう前記エンジン出力切替装置を制御し、さらに、前記車輪駆動状態切替機構により駆動する車輪数が増加する方向に切替えられた場合には、増加する前における高出力状態への切替え速度段位置より低い速度段位置で高出力側に切替えるように前記エンジン出力切替装置を制御することを特徴とする可変出力エンジン付き車両の出力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータグレーダ、ブルドーザ等の建設機械あるいはその他の車両において、そのエンジン出力を変更可能にされた可変出力エンジン付き車両及びその出力制御方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
通常、エンジン出力はある一定の最大出力が得られるように設定されている。しかし、車両、機械によっては、状況により最大出力の設定値を変えたい要求がある。
【０００３】
例えば、建設機械は、出力の大きいことが仕事能率の高いことに直結する。しかし、低速度域においては、トランスミッションの減速比が大きいため、出力を大きくすると、駆動力が車輪または履帯の路面粘着係数を上まわる場合があり、このような場合には、 車輪または履帯がスリップすることがある。車輪等がスリップすると、仕事がやりにくいばかりでなく、運転制御性が悪く、車輪等の損耗を生じて足まわりの寿命も短くなり、かつ、作業能率も悪い。
【０００４】
これを防止するために、常用作業域におけるトランスミッションの速度段に応じて適正出力が決められている。このため、それよりも高速度段で作業をするときには、出力がもっとあった方が、高能率作業が可能であるにも拘わらず、低速度段作業時のスリップ防止のために、エンジン出力を押さえた設定とされている。
【０００５】
上述のような場合、出力が可変にできれば、作業において適正な出力を選ぶことが可能となり、作業の効率が向上する。
このため、燃料噴射量を制御するなどしてエンジン出力を可変にしたエンジン、すなわち、可変出力エンジンが開発されている。
このような、可変出力を得る方法は、現在いくつか知られている。例えば、以下のような方法がある。
【０００６】
１）電子ガバナコントロールにより、電子的にエンジン出力を制御する方法。２）米国特許第４７８５７７８号に記載されている方法。この方法に用いられる装置は、燃料噴射システムの燃料噴射量を制御する可動ラックにメインガバナばねの一端を当接させるとともに、このメインガバナばねの他端に制御レバーを関与させ、かつ、この制御レバーの位置を油圧シリンダで変化させる構造を有している。この油圧シリンダで制御レバーの位置をメインガバナばねを押し込む方向にあるいはその逆方向に変位させることで、ばね圧を変化させて燃料噴射量を制御するものである。
３）ブーストコンペンセータ装置で制御する方法。この方法は、ターボチャージャの過給圧をブーストコンペンセータ装置（以下、ブーコン装置と略する場合がある）付きの燃料噴射装置を備えたエンジンにおいて、ブーコン装置に印加するターボチャージャの過給圧を電磁弁を使ってオン、オフ制御し、過給圧を供給した高出力状態と、全く供給しない基本出力状態とを設定して２段階のエンジン出力を得る方法である。
４）本件出願人が既に出願した特願平１１−９５４７３号明細書に記載した方法。この方法は、上述の３)の方法を改良した方法である。すなわち、３)の方法においては、ブーコン装置に印加するターボチャージャの過給圧は単にオン、オフ制御するだけであるため、過給圧を供給した高出力状態と、全く供給しない基本出力状態との２段階のエンジン出力しか得られず、その中間の出力は得られない。そこで、ターボチャージャの過給圧をブーコン装置に供給する流路の途中に、過給圧を複数段に切替えできる圧力状態切替機構を設け、この圧力状態切替機構の切替え操作により、中間の圧力状態を得られる様にし、これによってエンジン出力を所望の複数段に切替えられるようにした方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近の可変出力エンジンを備えた車両においては、エンジンとトランスミッションとの間に、トルクコンバータ（以下、トルコンと略する場合がある）を配置したものが見受けられる。しかし、トルコンを有する車両では、運転操作は容易になるものの、トルコンでの滑りが生じるため、動力伝達効率が下がり、特に、高速度段での運転時の効率低下が問題となる。
このため、高速度段ではトルコンを直結（ロックアップ）するロックアップ機構付きトルコンが開発され、このようなロックアップ機構付きトルコンを備えたモータグレーダが米国キャタピラ（CATERPILLAR）社から販売されている（キャタピラ社、１９９６年カタログ、「２４Ｈ、Motor  Grader」192頁参照）。
しかし、このキャタピラ社のものは、可変出力エンジンとロックアップ機構との関係を全く考慮しておらず、十分な運転制御とはなっていない。
【０００８】
また、可変出力エンジン付き車両の運転性能をより充実させるため、駆動輪を車輪の全てに切替え可能なもの（全輪駆動式＝ＡＬＬ  ＷＨＥＥＬ  ＤＲＩＶＥ＝ＡＷＤ）も販売されている。このような全輪駆動式モータグレーダが米国ジョンデア（JOHN  DEERE）社から販売されている（ジョンデア社、１９９７年カタログ、「Motor  Graders  ７７０Ｃ、７７０ＣＨ、７７２ＣＨ」参照）。
しかし、このジョンデア社のものは、可変出力エンジンと全輪駆動との関係は考慮しているものの、運転操作の容易性を高める、トルコンあるいはロックアップ機構付きトルコン装置は備えておらず、可変出力エンジン付き車両の運転性及び制御性を十分には改善していない。
【０００９】
本発明の目的は、可変出力エンジン付き車両において、可変出力エンジンの性能を十分発揮でき、かつ、運転性も良好な可変出力エンジン付き車両及びその出力制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、可変出力エンジンに、ロックアップ機構付きトランスミッションと、このトランスミッションの速度段位置信号及びロックアップ機構のロックアップ有無信号によって可変出力エンジンの出力を制御するエンジン出力コントローラとを設けることにより、前記目的を達成しようとするものである。
また、本発明は、上述の構成に加えて、車両の車輪のうちどの車輪を駆動するかを切替える車輪駆動状態切替機構、及び、この車輪駆動状態切替機構の切替状態を検出して車輪駆動状態検出信号をエンジン出力コントローラに出力する車輪駆動状態検出機構を設けることによって、よりよく前記目的を達成しようとするものである。
【００１１】
具体的には、請求項１に記載の発明は、エンジンと、このエンジンの出力を多段に変更するエンジン出力切替装置と、エンジンの出力側に連結されたロックアップ機構付きトルクコンバータと、このトルクコンバータの出力側に連結された多段変速トランスミッションと、ロックアップ機構の作動の有無を検出してロックアップ有無信号を出力するロックアップ検出機構と、トランスミッションの速度段位置を検出して速度段位置信号を出力する速度段位置検出機構と、この速度段位置検出機構からの速度段位置信号及びロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号を入力されエンジン出力切替装置にエンジン出力切替信号を出力するエンジン出力コントローラとを具備し、前記エンジン出力コントローラは、前記速度段位置検出機構からの速度段位置信号が所定の速度段より高速の速度段位置の時、エンジン出力が高出力側になるように前記エンジン出力切替装置を制御するとともに、前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号がロックアップ有信号の時には、前記高出力側に切替られる速度段位置よりもより高速度段位置で高出力側になるよう前記エンジン出力切替装置を制御することを特徴とする可変出力エンジン付き車両である。
【００１２】
この発明によれば、トルクコンバータによってスムースな運転が可能になるとともに、ロックアップ機構によって高速での運転効率を向上でき、さらに、トランスミッションの速度段位置とトルクコンバータのロックアップの有無とに応じて最適なエンジン出力を得ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、エンジンと、このエンジンの出力を多段に変更するエンジン出力切替装置と、前記エンジンの出力側に連結されたロックアップ機構付きトルクコンバータと、このトルクコンバータの出力側に連結された多段変速トランスミッションと、前記ロックアップ機構の作動の有無を検出してロックアップ有無信号を出力するロックアップ検出機構と、前記トランスミッションの速度段位置を検出して速度段位置信号を出力する速度段位置検出機構と、前記トランスミッションの出力側に連結され車両の車輪のうちどの車輪を駆動するかを切替える車輪駆動状態切替機構と、この車輪駆動状態切替機構の切替状態を検出して車輪駆動状態検出信号を出力する車輪駆動状態検出機構と、この車輪駆動状態検出機構からの車輪駆動状態検出信号、前記速度段位置検出機構からの速度段位置信号及び前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号を入力され前記エンジン出力切替装置にエンジン出力切替信号を出力するエンジン出力コントローラとを具備し、前記エンジン出力コントローラは、前記速度段位置検出機構からの速度段位置信号が所定の速度段より高速の速度段位置の時、エンジン出力が高出力側になるように前記エンジン出力切替装置を制御するとともに、前記ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号がロックアップ有信号の時には、前記高出力側に切替られる速度段位置よりもより高速度段位置で高出力側になるよう前記エンジン出力切替装置を制御し、さらに、前記車輪駆動状態切替機構により駆動する車輪数が増加する方向に切替えられた場合には、増加する前における高出力状態への切替え速度段位置より低い速度段位置で高出力側に切替えるように前記エンジン出力切替装置を制御することを特徴とする可変出力エンジン付き車両である。
【００１４】
この発明によれば、エンジン出力コントローラによって、可変出力エンジンの出力を、トランスミッションの速度段位置とトルクコンバータのロックアップの有無、並びに、車輪うちの駆動輪の数とにより、最適に制御できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の可変出力エンジン付き車両において、前記エンジンには、エンジンに過給圧を供給するターボチャージャが接続されるとともに、前記エンジン出力切替装置は、前記エンジンへの燃料噴射量を前記ターボチャージャの過給圧に応じて調整するブーストコンペンセータ装置を有する燃料噴射装置と、前記ブーストコンペンセータ装置に供給する圧力を少なくとも２段階の所定圧力に切替える圧力状態切替機構とを含んで構成されたことを特徴とする可変出力エンジン付き車両である。
【００１６】
この発明によれば、可変出力エンジンの出力をターボチャージャの過給圧を利用して簡易に切替えることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、エンジンと、このエンジンの出力を多段に変更するエンジン出力切替装置と、エンジンの出力側に連結されたロックアップ機構付きトルクコンバータと、このトルクコンバータの出力側に連結された多段変速トランスミッションと、ロックアップ機構の作動の有無を検出してロックアップ有無信号を出力するロックアップ検出機構と、トランスミッションの速度段位置を検出して速度段位置信号を出力する速度段位置検出機構と、この速度段位置検出機構からの速度段位置信号及びロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号を入力されエンジン出力切替装置にエンジン出力切替信号を出力するエンジン出力コントローラとを具備し、エンジン出力コントローラは、速度段位置検出機構からの速度段位置信号が所定の速度段より高速の速度段位置の時、エンジン出力が高出力側（高出力状態）になるようにエンジン出力切替装置を制御するとともに、ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号がロックアップ有信号の時には、高出力側に切替られる速度段位置よりもより高速度段位置で高出力側になるようエンジン出力切替装置を制御することを特徴とする可変出力エンジン付き車両の出力制御方法である。
【００１８】
この発明によれば、可変出力エンジンの出力を、トランスミッションの速度段位置とトルクコンバータのロックアップアップの有無より、最適に制御できる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、エンジンと、このエンジンの出力を多段に変更するエンジン出力切替装置と、エンジンの出力側に連結されたロックアップ機構付きトルクコンバータと、このトルクコンバータの出力側に連結された多段変速トランスミッションと、ロックアップ機構の作動の有無を検出してロックアップ有無信号を出力するロックアップ検出機構と、トランスミッションの速度段位置を検出して速度段位置信号を出力する速度段位置検出機構と、トランスミッションの出力側に連結され車両の車輪のうちどの車輪を駆動するかを切替える車輪駆動状態切替機構と、この車輪駆動状態切替機構の切替状態を検出して車輪駆動状態検出信号を出力する車輪駆動状態検出機構と、この車輪駆動状態検出機構からの車輪駆動状態検出信号、速度段位置検出機構からの速度段位置信号及びロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号を入力されエンジン出力切替装置にエンジン出力切替信号を出力するエンジン出力コントローラとを具備し、エンジン出力コントローラは、速度段位置検出機構からの速度段位置信号が所定の速度段より高速の速度段位置の時、エンジン出力が高出力側になるようにエンジン出力切替装置を制御するとともに、ロックアップ検出機構からのロックアップ有無信号がロックアップ有信号の時には、高出力側に切替られる速度段位置よりもより高速度段位置で高出力側になるようエンジン出力切替装置を制御し、さらに、車輪駆動状態切替機構により駆動する車輪数が増加する方向に切替えられた場合には、増加する前における高出力側への切替え速度段位置より低い速度段位置で高出力状態に切替えるようにエンジン出力切替装置を制御することを特徴とする可変出力エンジン付き車両の出力制御方法である。
【００２０】
この発明によれば、可変出力エンジンの出力を、トランスミッションの速度段位置とトルクコンバータのロックアップの有無、並びに、車輪うちの駆動輪の数とにより、最適に制御できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に基づいて、本発明にかかる可変出力エンジン付き車両及びその出力制御方法の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の概略構成を示すもので、図２は本実施形態のような可変出力エンジン付き車両における車速（Ｖ：横軸）と牽引力（Ｆ：縦軸）との関係を示すグラフである。
【００２２】
図１において、エンジン１０には、吸気管１１及び排気管１２が接続されている。吸気管１１の最上流側にはエアクリーナ１３が接続されるとともに、吸気管１１のエアクリーナ１３とエンジン１０との中間には、上流側から下流側にターボチャージャ１４及びインタークーラ１５が設けられている。これにより、エアクリーナ１３を通過して清浄化された空気は、ターボチャージャ１４で加圧された後インタークーラ１５で冷却されて過給率を増加するようにしてエンジン１０へ供給される。
【００２３】
エンジン１０には、燃料噴射装置２０及びロックアップ機構付きトルクコンバータ（トルコン）７０が接続されている。
燃料噴射装置２０には、ブーストコンペンセータ装置（ブーコン装置）２１が付設され、このブーコン装置２１には、吸気管１１のターボチャージャ１４とインタークーラ１５との中間から分岐された分岐流路１７が接続され、ターボチャージャ１４の過給圧（出口側給気圧）が供給可能とされている。ブーコン装置２１は、ターボチャージャ１４の過給圧に対応して燃料噴射装置２０のエンジン１０に対する燃料噴射量を調整、制御するようになっている。
【００２４】
ロックアップ機構付きトルクコンバータ７０は、一般市販のものと同等構造のもので、このトルコン７０の出力側には、多段変速トランスミッション３０が接続されている。これにより、エンジン１０の出力は、トルコン７０のロックアップ機構が作用していないときは、トランスミッション３０側からの負荷に応じて滑りを伴ってトランスミッション３０側に伝達され、一方、ロックアップ機構が作用しているときは、滑りを生じることなく直接トランスミッション３０側に伝達されるようになっている。
また、トルコン７０には、ロックアップ機構が作用しているか否かを検出するロックアップ検出機構７１が付設されている。このロックアップ検出機構７１は、ロックアップ機構が作用しているか否かを、例えば、ロックアップ機構を構成するクラッチの可動板の位置、あるいは、クラッチに加わる流体圧などから検出するものであり、エンジン出力コントローラ７５にロックアップ有無信号を出力するようになっている。
【００２５】
トランスミッション３０は、エンジン１０の出力回転を複数の速度段、例えば、前進１速から８速の８段、後進１速から４速の４段、に変速して車輪などに伝達するもので、トランスミッション３０には速度段位置検出機構（速度段位置信号発生機構）３１が付設されている。この速度段位置検出機構３１は、トランスミッション３０がどの速度段に選択されているかを、例えばトランスミッション３０のシフトレバーの位置から検出するものであり、エンジン出力コントローラ７５に速度段位置信号を出力するようになっている。
【００２６】
トランスミッション３０の出力側には、車輪駆動状態切替機構８０を介して複数の駆動用車輪８５が連結されている。車輪駆動状態切替機構８０は、複数の駆動可能な車輪８５のうちのどの車輪８５を駆動するかを切替える機構であり、例えば、車両の後輪または前輪のみの駆動、あるいは、前、後輪の両方、すなわち全輪の駆動（ＡＷＤ）等を切替える機構であって、この車輪駆動状態切替機構８０も市販のものと同等構造のものである。この車輪駆動状態切替機構８０には、車輪駆動状態検出機構８１が付設されている。この車輪駆動状態検出機構８１は、駆動すべき車輪８５がいずれであるかを、例えば、車輪駆動状態切替機構８０の切替レバー（または、スイッチ）の状態や、車輪駆動状態切替機構８０のギアのかみ合い状態位置などから検出するものであり、エンジン出力コントローラ７５に車輪駆動状態検出信号を出力するようになっている。
【００２７】
分岐流路１７には圧力状態切替機構４０が設けられ、この圧力状態切替機構４０は、分岐流路１７に対して抵抗作用をする流体回路素子としての固定の絞り４１と、分岐流路１７において絞り４１とブーコン装置２１との途中から分岐され下流側を吸気管１１のエアクリーナ１３とターボチャージャ１４との間、すなわちターボチャージャ１４の上流側流路（吸気管１１）に接続された補助分岐流路４２と、この補助分岐流路４２に設けられるとともに、補助分岐流路４２を閉塞する状態と補助分岐流路４２の圧力の一部を排出してターボチャージャ１４から分岐流路１７に加わる圧力より減圧され、かつ、大気圧より高い所定の圧力状態とに切替可能な切替手段５０とを有して構成されている。
【００２８】
切替手段５０は、補助分岐流路４２の途中を閉塞または連通させる２位置電磁切替弁５１と、この２位置電磁切替弁５１の連通状態における２位置電磁切替弁５１の後流側における補助分岐流路４２に設けられた固定の絞り５２とを有して構成されている。
【００２９】
なお、ブーストコンペンセータ装置２１付きの燃料噴射装置２０と圧力状態切替機構４０とを備えてエンジン出力切替装置９０が構成され、このエンジン出力切替装置９０によってエンジン１０の出力が基本出力（基本出力側、基本出力モード）と基本出力（基本出力側、基本出力モード、エコノミーモード）とに切替られるようになっている。
【００３０】
エンジン出力コントローラ７５は、ロックアップ検出機構７１からのロックアップ有無信号、速度段位置検出機構３１からの速度段位置信号、ならびに、車輪駆動状態検出機構８１からの車輪駆動状態検出信号を入力されて、エンジン出力切替装置９０に設けられた２位置電磁切替弁５１のソレノイド５３に、エンジン出力切替信号、具体的には、ソレノイド５３のＯＮ、ＯＦＦ信号を出力するようにされている。
このエンジン出力切替信号は、前述の各信号（ロックアップ有無信号、速度段位置信号、車輪駆動状態検出信号）に応じてエンジン出力を変化させるが、高出力が必要なときは、２位置電磁切替弁５１のソレノイド５３を作動させず、補助分岐流路４２を閉塞するように出力され、一方、上述の高出力よりは低い出力である基本出力が必要な時には、ソレノイド５３を作動させて補助分岐流路４２を連通させるように出力される。この補助分岐流路４２を連通させた状態では、絞り５２によりターボチャージャ１４の過給圧の一部をターボチャージャ１４の上流側に流出させることにより、ブーコン装置２１に供給される圧力が低下され、燃料噴射装置２０の燃料噴射量を減少させてエンジン出力を減少させ、基本出力とするようになっている。
【００３１】
次に、以上のように構成された本実施形態における作用を説明する。
エアクリーナ１３で清浄にされたエアは、吸気管１１内を通りターボチャージャ１４及びインタークーラ１５で過給、冷却されてエンジン１０に供給される。一方、エンジン１０には燃料噴射装置２０により燃料が供給されるが、この燃料の供給量はブーコン装置２１により制御され、エンジン１０の出力特性が決まることとなる。
【００３２】
ブーコン装置２１には、分岐流路１７を介してターボチャージャ１４の出口側の圧力（過給圧、給気圧）が絞り４１を介して付加されることとなるが、この圧力は圧力状態切替機構４０の切替状態により変化する。
【００３３】
圧力状態切替機構４０による圧力の切替えは、エンジン出力コントローラ７５から２位置電磁切替弁５１のソレノイド５３に与えるエンジン出力切替信号の切替えによって行なわれる。この際、２位置電磁切替弁５１は、切替手段５０の一部を構成し、切替手段５０は圧力状態切替機構４０の一部を構成し、圧力状態切替機構４０はエンジン出力切替装置９０の一部を構成しているのは、前述の通りである。
従って、エンジン出力コントローラ７５からのエンジン出力切替信号は、大きく見れば、エンジン出力切替装置９０に出力されており、具体的に見れば、２位置電磁切替弁５１のソレノイド５３に出力されていると云える。
【００３４】
制御にあたり、エンジン１０の出力を高出力状態（高出力側）にしたい時は、エンジン出力コントローラ７５から２位置電磁切替弁５１のソレノイド５３に高出力作動信号、本実施形態ではソレノイド５３を作動させないソレノイドＯＦＦ信号が発信される（実際には、ソレノイドＯＮ信号が発信されない）。これにより、２位置電磁切替弁５１は、ばね力によって図１の図示の状態にされ、補助分岐流路４２が閉塞状態とされる。このため、補助分岐流路４２からの過給圧の流出がなくなるから、ブーコン装置２１にはターボチャージャ１４の過給圧が減圧されることなくそのまま作用して、高圧状態となり、燃料噴射装置２０からエンジン１０に噴射される燃料噴射量も増大してエンジン１０の出力が高出力状態とされる。
【００３５】
一方、エンジン１０の出力を基本出力状態（基本出力側）にしたい時は、エンジン出力コントローラ７５から２位置電磁切替弁５１のソレノイド５３に基本出力作動信号、本実施形態ではソレノイド５３を作動させるソレノイドＯＮ信号が発信される。これにより、２位置電磁切替弁５１は図１の図示の状態から図中上方に切替えられ、補助分岐流路４２が連通状態とされる。このため、分岐流路１７に供給されていたターボチャージャ１４の過給圧の一部は絞り５２を介してターボチャージャ１４の上流側へ流出し、ブーコン装置２１に加えられる圧力は所定の圧力に減圧され、燃料噴射装置２０からエンジン１０に供給される燃料が減少されて、基本出力状態とされる。
【００３６】
この際、減圧の程度は、分岐流路１７に設けられた絞り４１と補助分岐流路４２に設けられた絞り５２の絞り状態に応じて設定されることとなる。また、分岐流路１７の絞り４１が設けられることにより、絞り４１で過給圧が絞られてブーコン装置２１に加えられるから、補助分岐流路４２から過給圧の一部が流出すると、絞り４１の上、下流で圧力差が生じ、ブーコン装置２１に所定の減圧された圧力が加わるものである。
【００３７】
以上の制御にあたり、圧力状態切替機構４０の切替えは、エンジン出力コントローラ７５からのエンジン出力切替信号により制御されるが、この制御は、エンジン出力コントローラ７５内に設けられているＲＯＭ等の図示しない記憶手段に記憶された所定のテーブルに従って制御される。このテーブルの一例を次の表１に示す。
【００３８】
【表１】
0004022338.tif 000002
【００３９】
すなわち、表１において、○印は高出力モード、×印は基本出力モードを表している。表１は、車輪駆動状態検出機構８１からの車輪駆動状態検出信号における全輪駆動（ＡＷＤ）のＯＦＦ、ＯＮと、この車輪駆動状態検出信号のＯＦＦ、ＯＮの各状態におけるロックアップ検出機構７１からのロックアップ有無信号のＯＮ、ＯＦＦと、速度段位置検出機構３１からの速度段位置信号とによって高出力モード（高出力状態）と基本出力モード（基本出力状態）とが切替えられるものである。
この際、ＡＷＤのＯＦＦの状態には、車輪駆動状態切替機構８０を備えていない、すなわち、車輪駆動状態を切り換えることができないタイプの車両の場合を含んでいる。また、ロックアップ検出機構７１からのロックアップ有無信号のＯＮは、ロックアップ有信号のことであり、ＯＦＦは、ロックアップ無信号、いわゆる、トルコンモードのことである。
【００４０】
具体的には、以下の各状態のように制御される。
▲１▼車輪駆動状態検出機構８１からの車輪駆動状態検出信号がＡＷＤ、ＯＦＦの状態、または、車輪駆動状態切替機構８０を備えていない車両において、ロックアップ検出機構７１のロックアップ有無信号がＯＮの時には、速度段位置検出機構３１の速度段位置信号が前進４速、あるいは、後進３速よりも高速段位置（Ｆ４〜Ｆ８、あるいは、Ｒ３，Ｒ４）にあるときに高出力状態とし、それ以下の速度段位置（Ｆ１〜Ｆ３、あるいは、Ｒ１，Ｒ２）では基本出力状態とする。
このように制御する理由は、車輪８５の一部が駆動され、かつ、ロックアップ機構付きトルクコンバータ７０がロックアップされている状態において、低速度段位置（Ｆ１〜Ｆ３、あるいは、Ｒ１，Ｒ２）で高出力とすると、出力が大きすぎるため、車輪８５がスリップして運転操作性を低下させたり、車輪８５を摩耗させたりするからである。
【００４１】
▲２▼車輪駆動状態検出機構８１からの車輪駆動状態検出信号がＡＷＤ、ＯＦＦの状態、または、車輪駆動状態切替機構８０を備えていない車両において、ロックアップ検出機構７１のロックアップ有無信号がＯＦＦ（ロックアップなし）、すなわち、トルコン７０がトルコンとして作動されているトルコンモードの時には、速度段位置検出機構３１の速度段位置信号が前進３速、あるいは、後進２速よりも高速段位置（Ｆ３〜Ｆ８、あるいは、Ｒ２〜Ｒ４）にあるときに高出力状態とし、それ以下の速度段位置（Ｆ１，Ｆ２、あるいは、Ｒ１）では基本出力状態とする。
このように制御する理由は、▲１▼の理由と同様であり、以下の▲３▼、▲４▼の各制御の理由も同様である。また、トルコンモードで、高出力状態にする速度段位置を下げた理由は、トルコンモードでは、トルコン７０において多少の滑りが発生して出力ロスが発生しており、この出力ロスを補う意味と、トルコンモードでは、より低速度段で高出力にしても、車輪８５がスリップを生じにくいからである。
【００４２】
▲３▼車輪駆動状態検出機構８１からの車輪駆動状態検出信号がＡＷＤ、ＯＮの状態において、ロックアップ検出機構７１のロックアップ有無信号がＯＮの時には、速度段位置検出機構３１の速度段位置信号が前進２速、あるいは、後進２速よりも高速段位置（Ｆ３〜Ｆ８、あるいは、Ｒ２〜Ｒ４）にあるときに高出力状態とし、それ以下の速度段位置（Ｆ１，Ｆ２、あるいは、Ｒ１）では基本出力状態とする。
【００４３】
▲４▼車輪駆動状態検出機構８１からの車輪駆動状態検出信号がＡＷＤ、ＯＮの状態において、ロックアップ検出機構７１のロックアップ有無信号がＯＦＦ、すなわち、トルコンモードの時には、速度段位置検出機構３１の速度段位置信号が前進２速、あるいは、後進２速よりも高速段位置（Ｆ２〜Ｆ８、あるいは、Ｒ２〜Ｒ４）にあるときに高出力状態とし、それ以下の速度段位置（Ｆ１、あるいは、Ｒ１）では基本出力状態とする。
なお、前進１速、あるいは、後進１速の状態では、ロックアップ機構付きトルクコンバータ７０及び車輪駆動状態切替機構８０の状態の如何に拘わらず、基本出力とされているのは、前進、後進に拘わらず、始動時期に高出力とすると、車輪８５に滑りを発生させやすいからである。また、基本的に高出力を必要としないトランスミッション３０のニュートラル状態（Ｎ）においても、常に基本出力とされている。
【００４４】
次に、図２に示す本実施形態にかかる可変出力エンジン付き車両の前進状態での走行（車速）、牽引力性能について説明する。
図２は、前進８段変速機を有する車両における車速（横軸）と、牽引力（リム・プル＝ＲＩＭＰＵＬＬ：縦軸）との関係を示し、実線で示す特性は、通常出力（基本出力）状態における１速から８速の全速度段の特性を示し、破線で示す特性は、高出力状態における２速から８速の高速段域の特性を示している。
【００４５】
このような車両においては、２速で通常作業を行い、３速から６速では、砂利等の材料の撒きちらし作業、砂利道の均し作業、除雪作業等の軽負荷作業を行い、７，８速では、走行あるいはより軽負荷作業を行っている。
この際、２速以上の軽負荷作業や走行では、高出力にしても車輪等のすべりの問題が生じないため、破線で示す高出力特性にエンジン出力を設定して高能率な作業を行っている。
【００４６】
図２において、２速の状態では、ＡＷＤがＯＮで、ロックアップ有無信号がＯＦＦ、すなわち、全輪駆動状態でトルコンモードの時は、高出力モードとされ、これ以外の状態では基本出力モードとされる。
３速の状態では、▲１▼ＡＷＤがＯＮで、ロックアップ有無信号がＯＮ、すなわち、全輪駆動状態でロックアップモードの時、あるいは、▲２▼ＡＷＤのＯＮ、ＯＦＦに拘わらずトルコンモードの時には、高出力モードとされ、これ以外の状態では基本出力モードとされる。
また、この３速の状態を、表１に対応した表現にすると、▲１▼ＡＷＤ、ＯＦＦで、ロックアップＯＦＦ（トルコンモード）の時、▲２▼ロックアップのＯＮ、ＯＦＦに拘わらず、ＡＷＤがＯＮの時には、高出力モードとされる。
４速以上の状態では、ＡＷＤのＯＮ、ＯＦＦ、ロックアップのＯＮ、ＯＦＦに拘わらず、常時高出力モードとされる。
【００４７】
以上のように構成された本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、本実施形態では、エンジン１０にロックアップ機構付きトルクコンバータ７０を介して多段変速トランスミッション３０を連結し、かつ、ロックアップ機構付きトルクコンバータ７０のロックアップ検出機構７１からのロックアップ有無信号及びトランスミッション３０の速度段位置検出機構３１からの速度段位置信号を入力されてエンジン出力切替信号を出力するエンジン出力コントローラ７５を設けたから、トルクコンバータ７０によってスムースな運転が可能になるとともに、ロックアップ機構によって高速での運転効率を向上でき、さらに、トランスミッション３０の速度段位置とトルクコンバータ７０のロックアップの有無とに応じて作業内容に合った最適なエンジン出力を得ることができ、作業能率を向上できる。
【００４８】
また、エンジン出力コントローラ７５のエンジン出力切替信号に応じてエンジン１０の出力を切替えるエンジン出力切替装置９０は、ターボチャージャ１４の過給圧に応じて燃料噴射量を調整するブーストコンペンセータ装置２１付きの燃料噴射装置２０と、このブーストコンペンセータ装置２１への供給圧力を切替える圧力状態切替機構４０とを備えて構成されているから、可変出力エンジン１０の出力をターボチャージャ１４の過給圧を利用して簡易に切替えることができる。この際、過給圧の切替えは、圧力状態切換機構４０により、簡易に行える。
さらに、エンジン出力コントローラ７５には、車輪駆動状態切替機構８０の車輪駆動状態検出機構８１からの車輪駆動状態検出信号も入力されており、車輪８５の駆動状態に応じた最適なエンジン出力制御を行うことができる。
【００４９】
より具体的には、ターボチャージャ１４の過給圧をブーコン装置２１に供給する分岐流路１７に補助分岐流路４２を設けるとともに、この補助分岐流路４２を介して過給圧の一部を流出（排出）、もしくは、流出しないようにしたので、絞り４１，絞り５２により設定される過給圧より低く、かつ、大気圧より高い所定の圧力、もしくは、過給圧と同等の圧力をブーコン装置２１に供給できる。
従って、ターボチャージャ１４の過給圧と、これより減圧され、かつ、大気圧より高い所定の圧力との２段階の圧力をブーコン装置２１に供給でき、燃料噴射装置２０の燃料噴射量、延いてはエンジン１０の出力を２段階に変更、調整できる。この出力の変更は、エンジン出力コントローラ７５からのエンジン出力切替信号により、トランスミッション３０の速度段、ロックアップ機構付きトルクコンバータ７０のロックアップ有無、車輪駆動状態切替機構８０の車輪駆動状態に応じて自動的に行えるから、常に適正な走行を行え、作業出力を得ることができる。特に、低速段では低い出力とし、高速の速度段では高出力を出せるようにしたから、低速段における車輪８５などのスリップを心配することなく、高速段では、能率の良い作業を行える。
【００５０】
また、ブーコン装置２１に供給する圧力の切替えは、２位置電磁切替弁５１と絞り４１、絞り５２という簡易な流体回路素子により構成された圧力状態切替機構４０により行うことができるから、装置を安価に提供できる。
さらに、圧力状態切替機構４０はエンジン１０やブーコン装置２１等に改造を加えることなく、分岐流路１７に少しの改造をすることでエンジン１０に取り付けることができるから、可変出力エンジンシステムを搭載した建設機械（建機）、車両等に野外で容易に取り付けることができる。
しかも、その保守なども簡易であって特別な作業者を必要とせず、かつ、絞り５２を異なる値の絞りに交換することで、容易に必要なエンジン出力特性を得ることができる。
【００５１】
また、分岐流路１７に設けられる流体回路素子は、絞り４１としたので、補助分岐流路４２からの過給圧の一部流出時に、簡易な構成で分岐流路１７に過給圧より低い圧力を発生させることができる。
さらに、補助分岐流路４２の後流側は、ターボチャージャ１４の上流側の吸気管１１に接続されているから、２位置電磁切替弁５１により補助分岐流路４２を連通させたときに、補助分岐流路４２を通って流出する過給圧を吸気管１１に環流させることができ、ターボチャージャ１４による過給圧を無駄にすることがない。
【００５２】
なお、本発明は前記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、改良は、本発明に含まれるものである。
【００５３】
例えば、エンジン出力切替装置９０は、前記実施形態の構成に限らず、背景技術に記載した電子ガバナによる装置、米国特許第４７８５７７８号に記載されている装置、ブーコン装置に供給するターボチャージャの過給圧を電磁弁で単にオン、オフする装置、その他の装置などでも良く、要するに、エンジン出力を複数段に切替えられる装置で有れば足りる。
【００５４】
また、本発明においては、車輪駆動状態切替機構８０は必ずしも設ける必要はなく、所定の車輪８５のみが常時駆動されるタイプの車両にも本発明は適用できる。この場合のエンジン出力コントローラ７５による制御は、ＡＷＤがＯＦＦの場合の制御と同等である。この場合、車輪８５の代わりに履帯を用いた車両にも本発明は適用できる。
なお、車輪駆動状態切替機構８０を設ける場合でも、車輪８５の全てを駆動輪にする機構に限らず、駆動輪を増減できる機構であっても良い。この場合のエンジン出力コントローラ７５による制御は、駆動輪の増加状態を、ＡＷＤがＯＮの場合の制御と同等にみなして良い
【００５５】
さらに、高出力状態と基本出力状態とを切替える速度段位置は、前述の表１に限らず、エンジンの出力特性、車両の用途、その他の状況に応じて適宜に変更できる。しかし、所定の速度段よりも高速の速度段で高出力モードとし、この状態で、ロックアップがＯＮされると、この切替える速度段をより高速側にし、また、駆動輪が増加された場合にも、切替える速度段をより高速側にする。
【００５６】
また、多段変速トランスミッション３０の速度段位置段数も、前記実施形態に前進８段、後進４段に限られず、適宜に設定できる。
【００５７】
さらに、圧力状態切替機構４０も、前記実施形態の限らず、他の構成でも良く、例えば、切替手段５０の補助分岐流路４２を複数の流路とするとともに、これらの流路にそれぞれ２位置切替弁と絞りとを設け、これらの絞りの値を変更することで、２段ではなく３段以上の異なる圧力をブーストコンペンセータ装置２１に供給可能とし、エンジン出力をこれらに見合った多段の出力に変更できるようにしても良い。
【００５８】
また、切替手段５０の切替弁を３位置切替弁とし、この３位置切替弁の後流側の流路を複数にし、この複数の流路に異なる値の絞りを設けて前述と同様な多段の圧力を得られるようにしても良い。そのほか、各種の公知の流体回路素子を用いて圧力状態切替機構４０を構成しても良い。例えば、２位置切替弁と、減圧弁とを用いて圧力状態切替機構４０を構成することもでき、いわゆる一般の流体圧回路技術を応用できる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、可変出力エンジン付き車両において、可変出力エンジンの性能を十分発揮でき、かつ、運転性も良好な可変出力エンジン付き車両及びその出力制御方法を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態のような可変出力エンジン付き車両における車速（Ｖ：横軸）と牽引力（Ｆ：縦軸）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  エンジン
１１  吸気管
１４  ターボチャージャ
１７  分岐流路
２０  燃料噴射装置
２１  ブーストコンペンセータ装置
３０  多段変速トランスミッション
３１  速度段位置検出機構
４０  圧力状態切替機構
５０  切替手段
７０  ロックアップ機構付きトルクコンバータ
７１  ロックアップ検出機構
７５  エンジン出力コントローラ
８０  車輪駆動状態切替機構
８１  車輪駆動状態検出機構
８５  車輪
９０  エンジン出力切替装置
【図１】
0004022338.tif 000003
【図２】
0004022338.tif 000004