专利名称：作业车辆的发动机输出控制装置及发动机输出控制方法
技术领域：
本发明涉及作业车辆的发动机输出控制装置及发动机输出控制方法。
背景技术：
至今，在建筑机械等作业车辆中，在发动机上设置多个输出模式，使用者根据作业所需的输出的大小来设定任一输出模式的技术已众所周知。例如，根据专利文献1，作业车辆包括两个输出模式，即能够获得高输出的动力模式和能够获得低输出的标准模式。
使用者通过对模式设定开关等的操作，以手动方式设定这些输出模式。即，在使用者判断即将进行的作业为重型作业的情况下，使用者将选择动力模式。与此相反地，在使用者判断即将进行的作业为轻型作业的情况下，使用者将选择标准模式。
控制发动机的发动机控制器根据模式设定开关的指示对发动机的输出进行控制。即，在标准模式中，例如，通过对燃料进行节流等以将发动机的输出限制为预定值以下。相反，在动力模式中，发动机控制器进行控制以使发动机的输出达到额定输出或者最大输出，而不特别加以限制。
由此，以小的发动机输出进行轻型作业，从而减少能量消耗、实现耗油量的降低。另外，在进行重型作业时，通过对发动机的输出不加以限制，由此能够得到作业所需的输出。
专利文献1特开平8-218442号公报发明内容发明所要解决的课题但是，上述现有技术中存在下述的问题。
即，在作业车辆中，不仅要连续地进行重型作业或轻型作业，而且在一系列的作业工序中，交替进行重型作业和轻型作业的情况也很多。例如，在自卸卡车中，交替地反复进行装载货物状态下的载货行驶和卸下货物状态下的空载行驶。载货行驶相当于重型作业，空载行驶相当于轻型作业。
根据现有技术，每当重型作业和轻型作业切换时，使用者必须对模式设定开关进行操作来切换输出模式。由于在作业中进行这种操作非常麻烦，所以使用者不切换模式设定开关而将输出模式固定为动力模式或标准模式中的任一种模式来进行作业的情况较多。结果，出现无法实现耗油量的降低或者无法获得必要输出的问题。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够确保作业所需的发动机输出且能够实现低耗油量的作业车辆的发动机输出控制装置及发动机输出控制方法。
解决课题的方法为了达到上述目的，根据本发明第一方面的作业车辆的发动机输出控制装置，其特征在于包括模式设定开关，能够设定多个输出模式中的任一种；负荷检测器，检测作业车辆的负荷；发动机控制器，根据从预先准备的多个发动机输出特性中所选择的任一种发动机输出特性对发动机进行控制。发动机控制器使多个发动机输出特性对应于多个输出模式中的至少一个输出模式，且在通过模式设定开关设定多个发动机输出特性所对应的输出模式时，根据由负荷检测器检测的负荷大小选择多个发动机输出特性之一。
负荷检测器也可以根据作业车辆的悬架的压力来检测负荷。
负荷检测器也可以检测装载在作业车辆上的装载物的重量作为负荷。
负荷检测器也可以作为载重量测量装置而构成，该载重量测量装置根据分别施加于作业车辆的多个悬架缸的压力和作业车辆的车体角度来测量装载在作业车辆上的装载物的重量。
另外，负荷检测器也可以根据作业车辆的油门开度和加速度来检测负荷。
负荷检测器也可以根据油门开度和加速度的关系并利用预先设定有高负荷区域和低负荷区域的负荷检测用的信息来检测负荷。
在输出模式中可以包括使发动机输出相对增大的第一输出模式和使发动机输出相对降低的第二输出模式。另外，在第一输出模式中可以至少对应有检测的负荷用于高负荷场合的第一高负荷发动机输出特性、和检测的负荷用于低负荷场合且使发动机输出比第一高负荷发动机输出特性降低的第一低负荷发动机输出特性。在第二输出模式中可以至少对应有用于当检测的负荷为高负荷场合时的第二高负荷发动机输出特性、和用于当检测的负荷为低负荷场合且使发动机输出比第二高负荷发动机输出特性降低的第二低负荷发动机输出特性。
发动机控制器将第二输出模式设定为发动机初始时的初始值，在使用者操作模式设定开关时，设定在第一输出模式或者第二模式中由使用者所选择的输出模式。
根据本发明另一方面的作业车辆的发动机输出控制方法，检测作业车辆的负荷且设置使用者能够选择的多个输出模式，将多个发动机输出特性对应于多个输出模式中的至少一个输出模式，在对应有多个发动机输出特性的输出模式被使用者选择时，根据检测的负荷的大小来选择多个发动机输出特性之一。
根据本发明又一方面的作业车辆的发动机输出控制方法，将多个发动机输出特性分别预先对应于使发动机输出相对增大的第一输出模式和使发动机输出相对降低的第二输出模式，在第一输出模式被使用者选择时，检测作业车辆的负荷；在被检测的负荷属于预先设定的高负荷时，设定预先对应于第一输出模式的第一高负荷发动机输出特性；在被检测的负荷属于预先设定的低负荷时，设定预先对应于第一输出模式且使发动机输出比第一高负荷发动机输出特性降低的第一低负荷发动机输出特性；在第二输出模式被使用者选择时，检测作业车辆的负荷；在被检测的负荷属于预先设定的高负荷时，设定预先对应于第二输出模式的第二高负荷发动机输出特性；在被检测的负荷属于预先设定的低负荷时，设定预先对应于第二输出模式且使发动机输出比第二高负荷发动机输出特性降低的第二低负荷发动机输出特性。
发明的效果根据本发明，如果使用者根据作业内容来设定输出模式，则能够获得所需输出。另外，由于能够从与该输出模式相对应的多个发动机输出特性中自动地选择与负荷对应的发动机输出特性，所以不会产生无益的发动机输出，有利于耗油量的改善。
另外，通过根据悬架的压力来检测负荷，由此例如在作业车辆为自卸卡车等的情况下能够正确检测负荷。
而且，通过使用发动机输出更小的输出模式作为初期值，由此即使在使用者忘记输出模式的切换操作的情况下，也能够抑制发动机输出的浪费，改善耗油量。
图1为本发明实施方式的自卸卡车的侧视图；图2为本发明实施方式的发动机输出控制装置的框图；图3为表示本发明实施方式的发动机输出特性的图表；图4为表示本发明实施方式的发动机输出控制处理的流程图；图5为表示本发明实施方式的发动机输出特性的其它例子的图表；图6为表示本发明实施方式的发动机输出特性的其它例子的图表；图7为表示本发明实施方式的发动机输出特性的其它例子的图表；图8为表示本发明实施方式的发动机输出特性的其它例子的图表；图9为表示本发明实施方式的发动机输出特性的其它例子的图表；图10为表示本发明实施方式的一个变型实施例的发动机输出控制装置的框图；
图11为用来判断作业车辆的负荷为高负荷还是低负荷的负荷检测图；图12为表示一个变型实施例的发动机输出控制处理的流程图；图13为表示一个变型实施例中，根据设定的输出特性控制发动机输出的方法的流程图；图14为示意性地表示根据作业车辆的作业周期来切换输出特性的时序图；图15为示意性地表示在发动机再起动时自动切换为标准模式的时序图；图16为表示其它变型实施例的发动机输出控制处理的流程图；图17为又一变型实施例的发动机输出控制装置的框图；图18为表示其它变型实施例的发动机输出控制处理的流程图。
符号说明11自卸卡车12厢体13F前轮 13R后轮14输出控制装置15驾驶室16倾卸缸 17悬架18发动机 19模式设定开关20、20A负荷检测器 20B载重量测量装置21调节器 22发动机控制器23倾斜仪 24F、24R悬架压力检测器25铰链销 T1负荷检测图具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。在实施方式中，将自卸卡车作为作业车辆来举例说明。图1为实施方式中的自卸卡车11的侧视图。在图1中，自卸卡车11的车体通过分别设置在左、右前轮13F、13F上的前悬架17F、17F和分别设置在左、右后轮13R、13R上的后悬架17F、17F支撑。
在车体上方的前部搭载有使用者乘坐的驾驶室15。另外，装载货物的厢体12以铰链销25为中心可旋转地搭载在车体上方的后部。厢体12通过倾卸缸16的伸缩能够上下方向转动。
图2以框图的形式示出了发动机18的输出控制装置14的结构。在图2中，输出控制装置14包括发动机控制器22、切换输出模式的模式设定开关19、检测自卸卡车11的负荷是高负荷还是低负荷的负荷检测器20、控制发动机18的输出的调节器21。
首先，对模式设定开关19进行说明。与现有技术相同，使用者以手动方式操作模式设定开关19，将输出模式设定为动力模式(P)或者标准模式(S)的任一种。例如，在作业工序中，如果包括被认为是载货爬坡等重型作业工序，则使用者将模式设定开关19设定为动力模式(P)。另外，如果在工序中不包括重型作业，则使用者将模式设定开关19设定为标准模式(S)。
其次，对于负荷检测器20进行说明。例如，可以使用安装在自卸卡车上检测货物重量的载重量测量装置(净重测量器)作为负荷检测器20。即，负荷检测器20包括左、右前悬架压力检测器24F、24F，分别检测左、右前悬架17F、17F受到的压力；左、右后悬架压力检测器24R、24R，分别检测左、右后悬架17R、17R受到的压力；倾斜仪23，检测车体的倾斜。
发动机控制器22从悬架压力检测器24F、24R的信号输出中计算施加于各悬架17F、17R上的轴载重。然后，根据由倾斜仪23检测的车体的倾斜对所求出的轴载重进行校正，通过求出施加于前、后轮13F、13R上的载重来检测装载在厢体12上的装载物的重量。然后，发动机控制器22根据检测出的装载物的重量将厢体12装载预定重量以上的货物的载货状态判断为高负荷，将空载状态判断为低负荷。另外，如后述，也可以如下构成由另一控制器根据悬架压力检测器24F、24R和倾斜仪23的输出执行装载物重量的计算，由发动机控制器22使用该结果。
下面，对于调节器21进行说明，调节器21根据发动机控制器22的指示对燃料喷射泵的喷射量进行节流等，将发动机21控制为指示的输出特性。
图3以图表形式示出了实施方式的发动机18的输出特性的一个例子。在图3中，横轴为发动机18的转数，纵轴为发动机18的输出。如图3所示，发动机控制器22对调节器21进行控制，从而能够以四个发动机输出特性中的任一个输出特性操纵发动机18。以下，存在将发动机输出特性简记为“输出特性”的情况。
此处的四个输出特性是指1)动力模式(P)中的高负荷特性(实线PH)2)发动机输出低于动力模式(P)中的高负荷特性的、动力模式(P)中的低负荷特性(实线PL)3)标准模式(S)中的高负荷特性(虚线SH)4)发动机输出低于标准模式(S)中的高负荷特性的、标准模式(S)中的低负荷特性(虚线SL)。
下面，对实施方式中的发动机18的输出控制进行详细说明。图4以流程图的方式示出了发动机控制器22根据模式设定开关19和负荷检测器20的信号输出对发动机18进行控制的顺序的一个例子。下面，将“步骤”简记为“S”。
首先，发动机控制器22根据模式设定开关19的指示判断输出模式为动力模式(P)还是标准模式(S)(S11)。
如果在S11中输出模式为动力模式(P)，则发动机控制器22根据负荷检测器20的信号输出判断此时的负荷为高负荷(H)还是低负荷(L)(S12)。
然后，如果在S12中判断为高负荷(H)，则发动机控制器22对发动机18进行控制以使发动机18的输出特性变为高负荷特性(实线PH)(S14)。然后，返回S11。
另外，如果在S12中被判断为低负荷(L)，则发动机控制器22对发动机18进行控制以使发动机18的输出特性变为输出较低的低负荷特性(实线PL)(S15)。然后，返回S11。
此外，如果在S11中输出模式为标准模式(S)，则发动机控制器22根据负荷检测器20的信号输出判断负荷为高负荷(H)还是低负荷(L)(S13)。
然后，如果在S13中被判断为高负荷，则发动机控制器22对发动机18进行控制以使发动机18的输出特性变为高负荷特性(虚线SH)(S16)。然后，返回S11。
另外，如果在S13中被判断为低负荷，则发动机控制器22对发动机18进行控制以使发动机18的输出特性变为输出较低的低负荷特性(虚线SL)(S17)。然后，返回S11。
如上所述，根据本发明，首先使用者从整个作业流程中配合所需的最大输出例如判断是需要高输出的动力模式(P)适合还是不需要高输出的标准模式(S)适合，以手动方式设定与作业内容相应的模式。由此，能够准确地获得作业所需的最大输出，不存在作业中出现输出不足的情况。
在所设定的各输出模式中分别对应有两个输出特性。即，在动力模式(P)中对应有高负荷特性(PH)和低负荷特性(PL)，在标准模式(S)中对应有高负荷特性(SH)和低负荷特性(SL)。发动机控制器22根据负荷检测器20的信号输出来检测作业的负荷，根据负荷从多个输出特性中选择一个输出特性。
由此，由于以适于作业中的负荷的输出特性操纵发动机18，所以可以进行效率良好的作业，能够降低耗油量。而且，使用者不需要每个作业都对输出模式进行切换，从而能够改善驾驶操作的操作性。
另外，在图3所示的图表中，虽然标准模式(S)的高负荷特性(虚线SH)与动力模式(P)的低负荷特性(实线PL)相比为高输出，但是并不限于此。另外，尽管在各输出模式中按照分别对应有两个输出特性的方式表示，但是并不限于此。
下面，图5～图9以图表的方式示出了发动机18的输出特性的其它例子。在图5～图9中，横轴为发动机18的转数，纵轴为发动机18的输出。
在图5中，发动机18具有三个输出特性。此时，动力模式(P)中的低负荷特性(单点划线PL)和标准模式(S)中的高负荷特性(单点划线SH)相一致。
即，在通过模式设定开关19设定了动力模式(P)的情况下，发动机控制器22从两个输出特性(实线PH、单点划线PL)中根据负荷选择其中任一个。即，如果判断为高负荷，则选择高负荷特性(实线PH)；如果判断为低负荷，则选择低负荷特性(单点划线PL)。
另外，在通过模式设定开关19设定了标准模式(S)的情况下，发动机控制器22从两个输出特性(单点划线SH、虚线SL)中根据负荷选择其中任一个。即，如果判断为高负荷，则选择高负荷特性(单点划线SH)；如果判断为低负荷，则选择低负荷特性(虚线SL)。
如上所述，通过在不同输出模式之间共享多个输出特性中的部分特性(在此为动力模式(P)中的低负荷特性(单点划线PL)和标准模式(S)中的高负荷特性(单点划线SH))，由此能够减少所需的输出特性数。
在图6所示的例子中，对于动力模式(P)，对应有高负荷特性(实线PH)和低负荷特性(实线PL)两个输出特性，对于标准模式(S)，仅对应有一个输出特性(虚线SH)。
即，在动力模式(P)被设定的情况下，根据负荷在两个输出特性(PH、PL)中选择一个输出特性。另外，在标准模式(S)被设定的情况下，根据对应的一个输出特性(虚线SH)来进行操纵。或者此时，也可以使动力模式(P)中的低负荷特性(实线PL)和标准模式(S)中的输出特性(虚线SH)相一致。
这样，对于各输出模式，不限于总是对应有多个输出特性，只要相对于至少一个输出模式对应有多个输出特性就可以。在多个输出特性所对应的输出模式被设定的情况下，发动机控制器22根据负荷从多个输出特性中选择一个输出特性。
在图7所示的例子中，对于动力模式(P)，对应有高负荷特性(实线PH)、中负荷特性(实线PM)、低负荷特性(实线PL)三个输出特性。另外，对于标准模式(S)，对应有高负荷特性(虚线SH)、中负荷特性(虚线SM)、低负荷特性(虚线SL)三个输出特性。
在动力模式(P)被设定的情况下，发动机控制器22根据负荷从三个输出特性(PH、PM、PL)中选择一个输出特性。另外，在标准模式(S)被设定的情况下，根据负荷从三个输出特性(SH、SM、SL)中选择一个输出特性。
此时，也可以使输出特性中的若干个输出特性相一致。例如，如图8所示，可以使动力模式(P)中的中负荷特性(实线PM)和标准模式(S)中的高负荷特性(虚线SH)相一致，使标准模式(S)中的中负荷特性(虚线SM)和动力模式(P)中的低负荷特性(实线PL)相一致。
在如图9所示的例子中，使用者通过模式设定开关19，除了可以设定动力模式(P)和标准模式(S)的两个模式外，还可以设定更低输出的经济模式(E)。
另外，对于动力模式(P)，对应有高负荷特性(实线PH)和低负荷特性(实线PL)两个输出特性；对于标准模式(S)，对应有高负荷特性(虚线SH)和低负荷特性(虚线SL)两个输出特性；对于经济模式(E)，对应有高负荷特性(双点划线EH)和低负荷特性(双点划线EL)两个输出特性。
对于被设定的输出模式，发动机控制器22根据负荷从这些输出特性中选择适当的输出特性。即，在动力模式(P)被设定的情况下，根据负荷选择输出特性(PH、PL)中的一个输出特性；在标准模式(S)被设定的情况下，根据负荷选择输出特性(SH、SL)中的一个输出特性；另外，在经济模式(E)被设定的情况下，根据负荷选择输出特性(EH、EL)中的一个输出特性。此时，与上述例子所述相同，也可以使输出特性的一部分一致。
另外，在上述实施方式中，根据悬架压力检测器24F、24R和倾斜仪23的信号输出来进行负荷的检测，但是并不限于此。例如，也可以不掺加倾斜仪23的信号输出，只要悬架压力检测器24F、24R的信号输出大于预定值就判断为高负荷。
另外，也可以在自卸卡车11的油门上设置检测踩踏角度的电位器等(potential meter)，在踩踏油门时，判断为高负荷。或者，也可以在自卸卡车11的车体上设置加速度传感器，在以预定值以上的加速度加速时，判断为低负荷。
另外，也可以根据倾斜仪23的信号输出和图中未示出的传动装置的齿轮检测车体的倾斜和行进方向，在自卸卡车11爬坡时判断为高负荷，在除此以外的情况下判断为低负荷。另外，也可以从悬架压力检测器24F、24R的信号中检测载货状态，将其与倾斜相配合，在载货状态下仅将爬坡时判断为高负荷。
另外，即使在这些方式中，如上述实施方式，基于悬架压力检测器24F、24R的信号输出，根据厢体12是空载状态还是负荷状态来判断负荷的方式也是最优选的。通过这种方式，由于货物的装卸是在自卸卡车11停车期间进行，所以低负荷的空载状态和高负荷的载货状态在停车时切换。因此，由于输出特性也在停车时切换，所以不会发生输出特性切换的震动，也就不需要为了消除震动而控制调节器21。
另外，在上述实施方式中，虽然以自卸卡车为例进行说明，但是并不限于此，而是可以应用于所有作业车辆。
另外，在上述说明中，是按照使用者最初设定模式设定开关，然后不切换的方式进行说明的，但是并不限于此，在作业过程中也存在根据需要进行切换的情况。
实施例1下面，对上述实施方式所包含的几个变型实施例进行详细说明。图10～图15表示第一变型实施例。在该第一变型实施例中，根据自卸卡车11的油门开度和加速度判断施加于自卸卡车11上的负荷状态。
图10为第一变型实施例的发动机输出控制装置14A的框图。发动机控制器22A被构成以作为例如包括CPU(Central Processing Unit中央处理单元)221、RAM(Random Access Memory随机存取存储器)222、ROM(Read Only Memory只读存储器)223、输入接口(在图中，将接口简记为“I/F”)224和输出接口225的计算机装置。
在ROM 223中，预先存储有用来判断负荷状态的图表T1(后面将与图11一起描述)和用来执行发动机输出控制处理的程序等。CPU221通过读取并执行ROM 223中所存储的程序来进行预定的控制。RAM 222为CPU 221提供操作用的存储区域。
在输入接口224，除了模式切换开关19外，还分别连接有油门开度传感器31、车速传感器32和发动机转数传感器33。油门开度传感器31检测油门踏板的踩踏量，并将其作为电信号输出。例如，可以采用在油门踏板上设置电位器等传感器以直接检测油门踏板的踩踏量的结构。或者，也可以采用检测根据如节流阀的开度之类的油门踏板的操作而变化的其它部分的位移、由此间接检测油门踏板的踩踏量的结构。
车速传感器32与油门开度传感器31一起构成第一变型实施例中的负荷检测器20A。车速传感器32例如根据传动装置的输出轴的旋转等检测自卸卡车11的移动速度。发动机控制器22A计算出从车速传感器32输入的车速信号的每单位时间的变化率，求出自卸卡车11的加速度。因此，也可以使用能够直接检测自卸卡车11的加速度的加速度传感器，以代替车速传感器32。
发动机转数传感器33检测发动机18的转数，并将其作为电信号输出。发动机转数传感器33被构成以作为例如对飞轮的齿轮的旋转进行检测的电磁拾取器。
输出接口225向电子调节器21输出控制信号。调节器21根据来自发动机控制器22A的控制信号将燃料箱182内的燃料提供给燃料喷射泵181。如果燃料喷射量增加，则发动机18的输出增大，如果燃料喷射量减少，则发动机18的输出也降低。
图11为示意性地表示用来判断自卸卡车11的负荷状态是高负荷状态还是低负荷状态的负荷检测用图表T1的说明图。该图表T1被构成为一个坐标轴表示油门开度、另一坐标轴表示加速度的二维图表。
另外，图表T1的右下半部分被设定为高负荷区域，图表T1的左上半部分被设定为低负荷区域。因此，通过根据自卸卡车11当前的油门开度和加速度并参照图表T1，能够简单地判断自卸卡车11的负荷状态是高负荷还是低负荷。
另外，图表T1中所示的高负荷区域和低负荷区域是用来根据油门开度和加速度判断负荷状态的一个示例，本发明并不限于图11所示的图表T1。如何设定高负荷区域和低负荷区域可以根据作业车辆的种类(自卸卡车11的类型或排气量、作业内容等)来决定。另外，也可以分别准备动力模式用的负荷检测图表和标准模式用的负荷检测图表。
图12为表示第一变型实施例的发动机输出控制处理的流程图。发动机控制器22A读取模式切换开关19的状态(S21)，判断动力模式或者标准模式(S22)中的任一个模式是否被设定。
例如，在模式设定开关19被构成以作为例如肘节式开关或跷板式开关等能够机械地维持设定状态的开关的情况下，发动机控制器22A读取当前的设定状态就可以。相反，例如，在模式设定开关19被构成为如触摸面板等那样的电子开关的情况下，发动机控制器22A设定标准模式作为输出模式的初始值(S21)。
在使用者选择动力模式的情况下，发动机控制器22A将输出模式设定为动力模式(S23)。然后，发动机控制器22A根据来自车速传感器32的信号求出加速度(S24)，同时根据来自油门开度传感器31的信号获取油门开度(S25)。发动机控制器22A根据加速度和油门开度来参照图表T1(S26)，判断自卸卡车11是高负荷还是低负荷(S27)。
在判断为高负荷的情况下，发动机控制器22A选择属于动力模式的高负荷输出特性PH(S28)。与此相反，在判断为低负荷的情况下，发动机控制器22A选择属于动力模式的低负荷输出特性PL(S29)。
另一方面，在使用者选择标准模式的情况下，或者，在使用者没有进行明确的设定从而标准模式作为初始值被选择的情况下，发动机控制器22A将输出模式设定为标准模式(S30)。
然后，与上述相同，发动机控制器22A分别获得加速度和油门开度(S31、S32)，参照图表T1(S33)，判断自卸卡车11是高负荷还是低负荷(S34)。在被判断为高负荷的情况下，发动机控制器22A选择属于标准模式的高负荷输出特性SH(S35)。在被判断为低负荷的情况下，发动机控制器22A选择属于标准模式的低负荷输出特性SL(S36)。这样，在被使用者选择的输出模式中，根据油门开度和加速度来判断自卸卡车11的负荷，能够选择与所判断的负荷对应的输出特性。
图13为概要表示根据所选择的输出特性控制发动机输出的处理的流程图。发动机控制器22A获得所选择的输出特性(在图中为“特性曲线”)(S41)，然后，从发动机转数传感器33中获得发动机转数(S42)。然后，发动机控制器22A为了实现与当前的发动机转数对应的发动机输出，计算出调节器21的操作量，输出用来操作调节器21的控制信号(S43)。由此，调节器21对从燃料喷射泵181喷射的燃料量进行调节。
图14为表示在标准模式和动力模式中根据作业内容自动切换高负荷输出特性和低负荷输出特性的时序图。在图14的上侧示出了标准模式的情况，在图14的下侧示出了动力模式的情况。
如上所述，自卸卡车11在货场载入砂土等装载物后，向废土场行驶，在废土场卸下装载物。变成空载的自卸卡车11再次返回货场，载入装载物。这样，将装载物的载入→载货行驶→废土场→空载行驶作为一个周期，多次重复该周期。在载入装载物的状态下行驶的载货行驶时，自卸卡车11可以将其判断为高负荷。相反，在卸下装载物的状态下行驶的空载行驶时，自卸卡车11可以将其判断为低负荷。
因此，在标准模式的情况下，在空载行驶时，根据低负荷输出特性SL进行抑制耗油量的发动机输出控制，在载货行驶时，根据高负荷输出特性SH按照可获得所需输出的方式进行发动机输出控制。
同样，在动力模式的情况下，也在空载行驶时，根据低负荷输出特性PL进行发动机输出控制，在载货行驶时，根据高负荷输出特性PH进行发动机输出控制。
另外，在动力模式被选择的情况下，在发动机18停止时，过渡到作为初始值设定的标准模式。参照图15的时序图对该情况进行说明。
假设起初使用者选择动力模式进行作业。在高负荷和低负荷交替切换的作业环境下，属于动力模式的高负荷输出特性PH和低负荷输出特性PL自动进行切换。另外，在从使用者暂时使发动机18停止起再使其起动的情况下，发动机控制器22A设定作为初始值的标准模式。
因此，只要使用者不操作模式切换开关19以将其切换为动力模式，就根据标准模式控制发动机18的输出。由此，例如，在装载量比较少、也没有爬坡行驶等用标准模式足够的作业内容的情况下，能够避免自卸卡车11仍旧按照设定为动力模式的方式长时间运转的情况发生。这是因为，在发动机再起动时，标准模式被优先地设定作为初始值。假如使用者感到输出不足，则在该时间点，使用者能够对模式切换开关19进行操作，以从标准模式切换为动力模式。
这样构成的第一变型实施例也能够获得与上述实施方式相同的作用效果。即，能够尽量抑制无用的耗油量，而且能够获得作业所需的发动机输出，能够实现耗油量的改善和操作性的维持双方面的效果。
实施例2图16为表示本实施方式的第二变型实施例的发动机输出控制处理的流程图。在该第二实施例中，根据预先准备的运算式来判断自卸卡车11的负荷，以代替图表T1。
图16所示的流程图具有与图12所示的流程图共同的步骤，仅仅S26A和S33A不同。因此，如果对不同的步骤进行说明，则发动机控制器22A通过根据加速度和油门开度进行预定运算来判断自卸卡车11的负荷(S26A、S33A)。
例如，如果将加速度表示为α，油门开度表示为θ，运算式表示为F，则通过将由F(α，θ)获得的值L(L＝F(α，θ))与预先设定的阈值Th进行比较，由此判断自卸卡车11是高负荷(L≥Th)还是低负荷(L＜Th)。这样构成的第二变型实施例也能够获得与上述实施方式相同的作用效果。
实施例3根据图17、图18对第三变型实施例进行说明。在第三变型实施例中，采用载重量测量装置20B作为负荷检测器。载重量测量装置20B被构成为例如包括CPU 201、RAM 202、ROM 203、显示驱动电路204、通信接口205、输入接口206和输出接口207的计算机装置。
在输入接口206中分别连接有各悬架压力检测器24F、24R和倾斜仪23。输出接口207连接到发动机控制器22A的输入接口224。
对载重量测量装置20B的载重量W的计算方法进行说明。
将各悬架缸的顶室的压力设定为Pt，将底室的压力设定为Pb，并设定由悬架压力检测器24F、24R分别对这些压力Pt、Pb进行检测并输出信号。
载重量测量装置20B对各悬架17F、17R分别进行F＝K×(Pt×St-Pb×Sb)的运算。在此，K为系数，St为顶室的受压面积，Sb为底室的受压面积。
由此，作用于各悬架缸上的载荷F1、F2、F3、F4被算出。F1、F2分别表示作用于前悬架17F上的载荷，F3、F4分别表示作用于后悬架17R上的载荷。另外，根据由倾斜仪23检测的车体的倾斜角度对后悬架17R的载荷F3、F4进行校正，作为校正载荷Fa3、Fa4。
另外，首先，测量空载状态下的总重量Wo(F1+F2+Fa3+Fa4)，并将其存储。接着，测量载货状态下的总重量Wt，通过其与空载状态下的总重量Wo之差(Wt-Wo)求出载重量W。由此测量的载重量W被输入到发动机控制器22A。
发动机控制器22A根据从载重量测量装置20B输入的载重量判断自卸卡车11是高负荷还是低负荷，在被选择的输出模式内自动切换高负荷输出特性和低负荷输出特性。
图18为表示第三变型实施例的发动机输出控制方法的流程图。该流程图具有与图12所示的流程图共同的步骤，仅仅S26B和S33B不同。因此，如果对不同的步骤进行说明，则发动机控制器22A根据由载重量测量装置20B计算出的载重量来判断自卸卡车11的负荷(S26B、S33B)。这样构成的第三变型实施例也能够获得与上述实施方式相同的作用效果。
虽然以上对本发明的实施方式进行了说明，但是，该实施方式仅仅是用来说明本发明的例子而已，本发明的范围并不仅限于该实施方式。在不脱离其主旨的情况下，本发明也能够以其它各种方式实施。
权利要求
1.作业车辆的发动机输出控制装置，其特征在于，包括模式设定开关(19)，能够设定多个输出模式中的任一种；负荷检测器(20)，检测作业车辆(11)的负荷；发动机控制器(22)，根据从预先准备的多个发动机输出特性中选择的任一种发动机输出特性对发动机(18)进行控制，所述发动机控制器(22)使多个发动机输出特性对应于所述多个输出模式中的至少一个输出模式，和在通过所述模式设定开关(19)设定了与所述多个发动机输出特性对应的输出模式，根据由所述负荷检测器(20)检测的所述负荷的大小来选择所述多个发动机输出特性中之一。
2.根据权利要求1所述的作业车辆的发动机输出控制装置，其特征在于，所述负荷检测器(20)根据所述作业车辆(11)的悬架的压力检测所述负荷。
3.根据权利要求1所述的作业车辆的发动机输出控制装置，其特征在于，所述负荷检测器(20)检测装载在所述作业车辆(11)上的装载物的重量作为所述负荷。
4.根据权利要求3所述的作业车辆的发动机输出控制装置，其特征在于，所述负荷检测器(20)被构成为载重量测量装置(20B)，所述载重量测量装置(20B)根据分别施加于所述作业车辆(11)的多个悬架缸(17F、17R)的压力和所述作业车辆(11)的车体角度来测量装载在所述作业车辆(11)上的所述装载物的重量。
5.根据权利要求1所述的作业车辆的发动机输出控制装置，其特征在于，所述负荷检测器根据所述作业车辆(11)的油门开度和加速度检测所述负荷。
6.根据权利要求5所述的作业车辆的发动机输出控制装置，其特征在于，所述负荷检测器根据所述油门开度和所述加速度的关系，并利用预先设定有高负荷区域和低负荷区域的负荷检测用信息(T1)，来检测所述负荷。
7.根据权利要求1所述的作业车辆的发动机输出控制装置，其特征在于，在所述输出模式中包含使发动机输出相对增大的第一输出模式和使发动机输出相对降低的第二输出模式，在所述第一输出模式中至少对应有用于所述被检测的负荷为高负荷场合的第一高负荷发动机输出特性、和用于所述被检测的负荷为低负荷场合且使发动机输出比所述第一高负荷发动机输出特性降低的第一低负荷发动机输出特性，在所述第二输出模式中至少对应有用于所述被检测的负荷为高负荷场合的第二高负荷发动机输出特性、和用于所述被检测的负荷为低负荷场合且使发动机输出比所述第二高负荷发动机输出特性降低的第二低负荷发动机输出特性。
8.根据权利要求7所述的作业车辆的发动机输出控制装置，其特征在于，所述发动机控制器将所述第二输出模式设定为所述发动机(18)起动时的初始值，在使用者操作所述模式设定开关(19)时，设定所述第一输出模式或者第二输出模式中被所述使用者选择的输出模式。
9.作业车辆的发动机输出控制方法，其特征在于，检测作业车辆(11)的负荷，且设置使用者能够选择的多个输出模式，将多个发动机输出特性对应于所述多个输出模式中的至少一个输出模式，在所述使用者选择了与所述多个发动机输出特性对应的输出模式时，根据检测的负荷的大小选择所述多个发动机输出特性中之一。
10.作业车辆的发动机输出控制方法，其特征在于，包括下述步骤将多个发动机输出特性分别预先对应于使发动机输出相对增大的第一输出模式和使发动机输出相对降低的第二输出模式，在所述第一输出模式被所述使用者选择时，检测作业车辆(11)的负荷(S26、S26A、S26B)；在被检测的负荷属于预先设定的高负荷时，设定预先对应于所述第一输出模式的第一高负荷发动机输出特性(S28)；在被检测的负荷属于预先设定的低负荷时，设定预先对应于所述第一输出模式且使发动机输出比所述第一高负荷发动机输出特性降低的第一低负荷发动机输出特性(S29)；在所述第二输出模式被所述使用者选择时，检测所述作业车辆(11)的负荷(S33、S33A、S33B)；在被检测的负荷属于预先设定的高负荷时，设定预先对应于所述第二输出模式的第二高负荷发动机输出特性(S35)；在被检测的负荷属于预先设定的低负荷时，设定预先对应于所述第二输出模式且使发动机输出比所述第二高负荷发动机输出特性降低的第二低负荷发动机输出特性(S36)。
全文摘要
本发明提供一种能够实现低耗油量且能够获得作业所需的输出的作业车辆的发动机输出控制装置及发动机输出控制方法。本发明的发动机输出控制装置包括模式设定开关，能够设定多个输出模式中的任一种；负荷检测器，检测作业车辆的负荷；发动机控制器，根据从预先准备的多个发动机输出特性中所选择的任一种发动机输出特性控制发动机。发动机控制器使多个发动机输出特性对应于多个输出模式中的至少一个输出模式，且在对应有多个发动机输出特性的输出模式通过模式设定开关被设定时，根据由负荷检测器检测的负荷的大小选择多个发动机输出特性之一。
文档编号E02F9/20GK101044308SQ20058003575
公开日2007年9月26日 申请日期2005年10月20日 优先权日2004年10月21日
发明者水口哲寿 申请人:株式会社小松制作所