作業車両の走行制御装置
【課題】ホイールローダによる掘削作業時に作業負荷が急上昇した際に、走行駆動力が大きくなりすぎることを防止する。
【解決手段】可変容量形油圧ポンプ２と可変容量形油圧モータ３とを閉回路接続して形成され、油圧モータ３の押しのけ容積を制御するモータ制御手段１０，１１を有する走行用の第１の回路ＨＣ１と、作業用油圧ポンプ４からの圧油により作業用油圧アクチュエータ１１４，１１５を駆動する作業用の第２の回路ＨＣ２と、第２の回路ＨＣ２の負荷圧Ｐｆに応じて油圧モータ３の押しのけ容積の最大値を制限する最大値制限手段１０とを備える。最大値制限手段１０は、第２の回路の負荷圧Ｐｆが所定値Ｐｓを超えると、押しのけ容積の最大値を、第２の回路の最大負荷圧Ｐｒに対応した最小制限値ｑ１まで減少させる。
【解決手段】可変容量形油圧ポンプ２と可変容量形油圧モータ３とを閉回路接続して形成され、油圧モータ３の押しのけ容積を制御するモータ制御手段１０，１１を有する走行用の第１の回路ＨＣ１と、作業用油圧ポンプ４からの圧油により作業用油圧アクチュエータ１１４，１１５を駆動する作業用の第２の回路ＨＣ２と、第２の回路ＨＣ２の負荷圧Ｐｆに応じて油圧モータ３の押しのけ容積の最大値を制限する最大値制限手段１０とを備える。最大値制限手段１０は、第２の回路の負荷圧Ｐｆが所定値Ｐｓを超えると、押しのけ容積の最大値を、第２の回路の最大負荷圧Ｐｒに対応した最小制限値ｑ１まで減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを閉回路接続したＨＳＴ回路により駆動する作業車両の走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばホイールローダのように、ＨＳＴ走行用回路と作業用回路とを備えた作業車両では、走行駆動力が大きすぎるとリフトアームの持ち上げ力が減少し、バケットを持ち上げることが困難となる。さらには、バケットを土砂に貫入しながら持ち上げる際にタイヤがスリップし、かえって走行駆動力が小さくなって、作業性が損なわれる。
【０００３】
一方、走行用油圧モータの押しのけ容積の最大値を作業用油圧ポンプの吐出圧に応じて制限し、走行駆動力を低減するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、作業用油圧ポンプの吐出圧が大きくなるにつれて走行用油圧モータの押しのけ容積の最大値が徐々に小さくなるような特性を予め設定し、この特性に従ってモータの押しのけ容積を制限する。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８１８４７４号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、バケットを土砂等の地山に突っ込んだ後、アームを駆動して持ち上げるといった掘削作業においては、バケットを持ち上げる際に作業用油圧ポンプの負荷圧が最大負荷圧近くまで急上昇することがある。しかしながら、負荷圧に応じて走行用油圧モータの押しのけ容積が変化するのには時間がかかるため、作業負荷圧の急変化に押しのけ容積の変化が追従できない。そのため、走行駆動力が十分に下がらず、作業性が悪化する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による作業車両の走行制御装置は、可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを閉回路接続して形成され、油圧モータの押しのけ容積を制御するモータ制御手段を有する走行用の第１の回路と、作業用油圧ポンプからの圧油により作業用油圧アクチュエータを駆動する作業用の第２の回路と、第２の回路の負荷圧に応じて油圧モータの押しのけ容積の最大値を制限する最大値制限手段とを備え、最大値制限手段が、第２の回路の負荷圧が所定値を超えると、押しのけ容積の最大値を、第２の回路の最大負荷圧に対応した最小制限値まで減少させることを特徴とする。
作業用油圧アクチュエータを、バケットを駆動するバケット用シリンダと、バケット支持用のアームを駆動するアーム用シリンダとして構成する場合、上記所定値を、予めバケット用シリンダの駆動による最大負荷圧に設定することが好ましい。
手動操作により最小制限値を設定する制限値設定手段をさらに備えることもできる。
第２の回路の負荷圧が前記所定値を超え、かつ、第１の回路の駆動圧が所定値を超えると、時間経過に伴い押しのけ容積の最大値を最小制限値まで段階的に減少させるようにしてもよく、押しのけ容積を最小制限値まで徐々に減少させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、作業用回路の負荷圧が所定値を超えると、走行用回路の油圧モータの押しのけ容積の最大値を最小制限値まで減少させるようにしたので、作業負荷圧が最大負荷圧まで急上昇した場合であっても走行駆動力が大きくなりすぎず、作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図５を参照して本発明による作業車両の走行制御装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る走行制御装置が適用される作業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１，バケット１１２，タイヤ１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１，エンジン室１２２，タイヤ１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。アーム１１１はアームシリンダ１１４の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（ダンプまたはクラウド）する。前部車体１１０と後部車体１２０はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ（不図示）の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折する。
【０００９】
図２は、第１の実施の形態に係る走行制御装置の概略構成を示す図である。走行用油圧回路ＨＣ１は、エンジン１によって駆動される可変容量形油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２からの圧油により駆動する可変容量形油圧モータ３とを有し、油圧ポンプ２と油圧モータ３を一対の主管路ＬＡ，ＬＢによって閉回路接続したＨＳＴ回路により構成されている。作業用油圧回路ＨＣ２は、アームシリンダ１１４やバケットシリンダ１１５を含み、エンジン１により駆動される作業用油圧ポンプ４からの圧油がこれらシリンダ１１４，１１５に供給される。
【００１０】
エンジン１により駆動されるチャージポンプ５からの圧油は、前後進切換弁６を介して傾転シリンダ８に導かれる。前後進切換弁６は操作レバー６ａにより操作され、図示のように前後進切換弁６が中立位置のときは、チャージポンプ５からの圧油は絞り７および前後進切換弁６を介し、傾転シリンダ８の油室８ａ，８ｂにそれぞれ作用する。この状態では油室８ａ，８ｂに作用する圧力は互いに等しく、ピストン８ｃは中立位置にある。このため、油圧ポンプ２の押しのけ容積は０となり、ポンプ吐出量は０である。
【００１１】
前後進切換弁６がＡ側に切り換えられると、油室８ａ，８ｂにはそれぞれ絞り７の上流側圧力と下流側圧力が作用するため、シリンダ８の油室８ａ，８ｂに圧力差が生じ、ピストン８ｃが図示右方向に変位する。これにより油圧ポンプ２のポンプ傾転量が増加し、油圧ポンプ２からの圧油は主管路ＬＡを介して油圧モータ３に導かれ、油圧モータ３が正転し、車両が前進する。前後進切換弁６がＢ側に切り換えられると、傾転シリンダ８のピストン８ｃが図示左方向に変位し、油圧ポンプ２からの圧油は主管路ＬＢを介して油圧モータ３に導かれ、油圧モータ３が逆転する。
【００１２】
エンジン回転数はアクセルペダル９によって調整され、チャージポンプ５の吐出量はエンジン回転数に比例する。このため、絞り７の前後差圧はエンジン回転数に比例し、ポンプ傾転量もエンジン回転数に比例する。なお、チャージポンプ５からの圧油は絞り７およびチェック弁１３Ａ，１３Ｂを通過して主管路ＬＡ，ＬＢにも導かれる。絞り７の下流側圧力はチャージリリーフ弁１２により制限され、主管路ＬＡ，ＬＢの最高圧力はリリーフ弁１４により制限される。
【００１３】
コントローラ１０には、走行回路圧Ｐｔとして高圧選択弁１５で選択された主管路ＬＡ，ＬＢの圧力が入力されるとともに、作業回路圧Ｐｆとして作業用ポンプ４の吐出圧が入力される。コントローラ１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。ＣＰＵは以下のような処理を実行し、電気式レギュレータ１１に制御信号を出力する。この制御信号に応じてレギュレータ１１は傾転制御レバー３ａを駆動し、油圧モータ３の押しのけ容積（モータ傾転）を最小傾転ｑｍｉｎと最大傾転ｑｍａｘの間で制御する。
【００１４】
図３は、コントローラ１０内の処理を示すブロック図である。走行回路圧Ｐｔは関数発生器１０Ａに入力される。関数発生器１０Ａには、予め図示のような特性Ｌ１が設定され、この特性Ｌ１に従い走行回路圧Ｐｔに応じたモータ目標傾転ｑｍ（目標押しのけ容積）が演算される。特性Ｌ１によれば、走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐ０未満ではモータ目標傾転ｑｍは最小傾転ｑｍｉｎであり、走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐ０でモータ目標傾転ｑｍは最小傾転ｑｍｉｎから最大傾転ｑｍａｘまで増加し、走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐ０を超えるとモータ目標傾転ｑｍは最大傾転ｑｍａｘとなる。ここで、走行回路圧Ｐｔ（厳密には主管路ＬＡ，ＬＢの差圧）とモータ傾転との積が油圧モータ３の出力トルクに相当し、油圧モータ３が負荷に応じた駆動トルクを出力することで、車両の走行駆動力を得る。
【００１５】
作業回路圧Ｐｆは関数発生器１０Ｂに入力される。関数発生器１０Ｂには、予め図示のような特性Ｌ２が設定され、この特性Ｌ２に従い作業回路圧Ｐｆに応じてモータ傾転の上限値ｑｌｉｍが演算される。特性Ｌ２によれば、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓに至るまでは、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍは特性Ｌ１の最大傾転ｑｍａｘに等しく（１００％）、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓに至ると、そこからΔＰの範囲で上限値ｑｌｉｍは所定値ｑ１まで直線的に減少し、作業回路圧ＰｆがＰｓ＋ΔＰ以上では、上限値ｑｌｉｍは所定値ｑ１となる。
【００１６】
ここで、所定値ｑ１は、作業回路圧Ｐｆが最大負荷圧Ｐｒ（リリーフ圧）のときに、作業負荷にバランスした走行駆動力を発揮し得るモータ傾転に相当する。つまり、最大負荷圧Ｐｒのときにモータ最大傾転が所定値ｑ１以下に抑えられると、アーム１１１の持ち上げ力に対し走行駆動力が最適となる。この状態では、タイヤのスリップを防止することができ、良好な掘削作業を行うことができる。
【００１７】
また、バケット１１２を土砂に貫入した際にアーム１１１は土砂から反力を受けるが、最大負荷圧Ｐｒのときにモータ最大傾転が所定値ｑ１以下であれば、走行駆動力が抑えられるため、アーム１１１に作用する反力が大きくなりすぎず、レバー操作によりアーム１１１を容易に持ち上げることができる。なお、ｑ１は最小傾転ｑｍｉｎよりも大きく、例えば最大傾転ｑｍａｘの５０〜７０％程度の値として予め設定されている。ΔＰは制御の安定のために設定されており、ΔＰを０としてもよい。以下では、説明を簡単にするためΔＰを０として説明する。
【００１８】
ホイールローダ１００による掘削作業は、一般に、図４に示すように土砂等の地山１３０にバケット１１２を貫入し、バケット１１２を操作してからアーム１１１を上げ操作する、あるいはバケット１１２とアーム１１１を同時に操作しながら最後にアーム１１１のみを上げ操作することで行う。このような掘削作業では、通常、バケット操作時の負荷圧力はアーム操作時の負荷圧力よりも低い。例えば、バケット操作時の作業回路圧Ｐｆの変化する範囲（バケット操作範囲）をＲｂ、アーム操作時の作業回路圧Ｐｆの変化する範囲（アーム操作範囲）をＲａとすると、図３の関数発生器１０Ｂに示すように、作業回路圧Ｐｆが小さい領域がバケット操作範囲Ｒｂ、作業回路圧Ｐｆが大きい領域がアーム操作範囲Ｒａとなる。
【００１９】
本実施の形態では、バケット操作範囲Ｒｂの最大値近くに特性Ｌ２の所定値Ｐｓを設定する。アーム操作範囲Ｒａの最小値はバケット操作範囲Ｒｂの最大値、つまり所定値Ｐｓにほぼ等しく、アーム操作範囲Ｒａの最大値はリリーフ圧Ｐｒとなる。なお、アーム操作範囲Ｒａとバケット操作範囲Ｒｂは掘削物の比重によって変化し、Ｐｓが常にＲａとＲｂの境になるわけではないが、本実施の形態では代表的なＲａ、Ｒｂの値を用いて、ＲａとＲｂの境に所定値Ｐｓを設定する。
【００２０】
関数発生器１０Ａで演算されたモータ目標傾転ｑｍ、および関数発生器１０Ｂで演算されたモータ傾転の上限値ｑｌｉｍは、それぞれ最小値選択回路１０Ｃに入力される。最小値選択回路１０Ｃでは、ｑｍとｑｌｉｍのうち、小さい方の値を選択し、それを目標傾転ｑｍとしてレギュレータ１１に出力する。これによりモータ傾転の最大値が上限値ｑｌｉｍで制限される。
【００２１】
本実施の形態に係る走行制御装置の動作をまとめると次のようになる。
図４に示すように掘削作業時には、ホイールローダ１００を地山１３０に向けて突進し、バケットシリンダ１１５を操作して、バケット１１２内に土砂等を取り込む。このとき、通常は作業回路圧Ｐｆは所定値Ｐｓ以下であるため、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍは最大傾転ｑｍａｘに等しくなり、最大走行駆動力を発揮できる。このためバケット１１２を勢いよく土砂に貫入することができ、バケット１１２内に容易に土砂を取り込むことができる。
【００２２】
次いでアームシリンダ１１４のみを操作し、あるいはアームシリンダ１１４とバケットシリンダ１１５を複合操作し、バケット１１２を持ち上げる。アーム上げ操作時にはバケット操作時よりも作業回路圧Ｐｆが上昇し、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上になると、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍがｑ１に急減する。この状態では、アーム操作時にたとえ作業回路圧Ｐｆがリリーフ圧Ｐｒ近くまで急上昇しても、モータ最大傾転はｑ１以下に抑えられる。このため、アーム上げ操作時に走行駆動力が大きくなりすぎることを防止し、アーム上げ力と走行駆動力とを良好にバランスさせることができる。その結果、バケット１１２を容易に持ち上げることができ、作業効率が高まる。
【００２３】
これに対し、例えば図５の特性Ｌ３に示すようにモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを作業回路圧Ｐｆの上昇に伴い徐々に低下させるようにすると、アーム操作時に作業回路圧ＰｆがＰｓからＰｒまで急上昇したときには、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍとしてｑ１を出力する。しかし、モータ傾転が実際に変化する場合には、通常、油圧モータの構造、サイズにもよるが０．２〜０．８秒程度の応答遅れがあるため、モータ傾転は作業回路圧Ｐｆの変化に追従することができず、走行駆動力が瞬時に低下しない。そのため、走行駆動力が大きくなりすぎて、バケット１１２を即座に上昇させることが困難となる。したがって、バケット１１２を上昇させるためには改めてバケットシリンダ１１５等を操作してアーム１１１に作用する反力を低減する必要があり、操作が煩雑になる。また、アーム操作時にＰｓとＰｒの間で作業回路圧Ｐｆが変動する場合も、モータ傾転は作業回路圧Ｐｆに追従できない。この場合のモータ傾転の上限値ｑｌｉｍは、例えばｑ１とｑ２の平均値ｑ３となり、走行駆動力が十分に低下しないので、バケット１１２を持ち上げるためには上述したのと同様に煩雑な操作が必要となる。
【００２４】
以上の第１の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上になると、モータ傾転の最大値をｑｍａｘからｑ１まで減少させるようにした。これによりアーム操作時に作業回路圧Ｐｆがリリーフ圧Ｐｒ近くまで急上昇しても走行駆動力が大きくなりすぎず、アーム上げ力と走行駆動力とがバランスして、バケット１１２を容易に持ち上げることができる。
（２）作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以下では、モータ傾転の最大値をｑｍａｘに設定するので、最大走行駆動力を発揮することができ、バケット内に十分な土砂等を取り込むことができる。
（３）バケット操作範囲Ｒｂの最大値に所定値Ｐｓを設定するので、ホイールローダによる掘削作業を良好に行うことができる。
【００２５】
−第２の実施の形態−
図６，７を参照して本発明による作業車両の走行制御装置の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上になるとモータ傾転の上限値を所定値ｑ１まで減少させるようにしたが、第２の実施の形態では、所定値ｑ１を可変とする。なお、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００２６】
図６は、第２の実施の形態に係る走行制御装置の概略構成を示す図である。なお、図２と同一の箇所には同一の符号を付す。図６に示すようにコントローラ１０には、走行回路圧Ｐｔと作業回路圧Ｐｆの他、切換スイッチ２０からの信号が入力される。切換スイッチ２０は、掘削時の走行駆動力の大きさをＰモード、Ｎモード、Ｌモードの３段階に切り換える手動スイッチであり、掘削対象物の種類や路面状況等に応じ、作業員によって任意に切り換えられる。なお、切換スイッチ２０を２段階に切換可能としてもよく、４段階以上に切換可能としてもよい。
【００２７】
図７に示すように、第２の実施の形態に係る関数発生器１０Ｂには、Ｐモード、Ｎモード、Ｌモードに対応した複数の特性Ｌ２１〜Ｌ２３がそれぞれ設定されている。各特性Ｌ２１〜Ｌ２３とも、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓに至るまでは、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍは最大傾転ｑｍａｘ（１００％）に等しい。一方、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓより大きい範囲では、特性Ｌ２１（Ｐモード）は所定値ｑｐ、特性Ｌ２２（Ｎモード）は所定値ｑＮ、特性Ｌ２３（Ｌモード）は所定値ｑＬにそれぞれ設定されている。ｑＰ，ｑＮ，ｑＬには、ｑＰ＞ｑＮ＞ｑＬの関係がある。
【００２８】
第２の実施の形態では、掘削対象物の種類や路面状況等をオペレータが判断し、切換スイッチ２０を操作して、モードを選択する。例えば掘削対象物が砕積等の硬いものである場合は、Ｐモードを選択する。これにより作業負荷圧Ｐが所定値Ｐｓ以上であっても、モータ傾転は比較的大きいため、他のモード選択の場合よりも大きな走行駆動力が得られ、効率よく作業を行うことができる。また、掘削対象物が砂や雪等の柔らかいものである場合は、Ｌモードを選択する。これにより作業負荷圧Ｐが所定値Ｐｓ以上のとき、他のモード選択の場合よりも走行駆動力が小さくなり、効率よく作業を行うことができる。
【００２９】
このように第２の実施の形態では、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上におけるモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを任意に変更可能としたので、掘削作業時におけるアーム上げ力と走行駆動力とのバランス調整が容易であり、掘削対象物の種類や路面状況等に等に拘わらず、掘削作業時の作業効率を高めることができる。
【００３０】
−第３の実施の形態−
図８〜１１を参照して本発明による作業車両の走行制御装置の第３の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上を条件としてモータ傾転の上限値を減少させるようにしたが、第３の実施の形態では、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上かつ走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上を条件としてモータ傾転の上限値を減少させる。なお、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００３１】
図８の斜線領域は、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上かつ走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上の掘削作業領域を示している。コントローラ１０は、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上かつ走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上であるか否か、つまり掘削作業状態であるか否かを判定する。さらに、掘削作業状態の継続時間ｔを判定し、継続時間ｔの増加に伴い例えば図９に示すように、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍをｑａ→ｑｂ→ｑｃと段階的に小さくする。
【００３２】
継続時間ｔとモータ傾転の上限値との関係を図１０に示す。図１０では、継続時間ｔが所定時間ｔ１に至るまでは上限値ｑｌｉｍは所定値ｑａであり、所定時間ｔ１以上かつ所定時間ｔ２未満で上限値ｑｌｉｍは所定値ｑｂとなり、所定時間ｔ２以上で上限値ｑｌｉｍは所定値ｑｃとなっている。なお、所定値ｑｃは第１の実施の形態の所定値ｑ１に相当する。所定値ｑｃを固定値とせずに、モード選択等により変更可能としてもよい。
【００３３】
このように第３の実施の形態では、掘削作業の継続時間ｔの増加に伴いモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを段階的に減少させるようにしたので、アーム上げ力と走行駆動力とを時間経過に伴い良好にバランスさせることができる。したがって、第２の実施の形態のように作業員がモード選択しなくても、アーム上げ力と走行駆動力との関係が掘削対象物や路面状況等に応じた最適なものとなり、走行駆動力が大きすぎてバケットが持ち上がらないといった問題を解消できる。
【００３４】
なお、時間経過に伴いモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを段階的に減少させるのではなく、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍを徐々に減少させるようにしてもよい。その一例を図１１に示す。図１１では、掘削作業状態の継続時間ｔが所定時間ｔ１に至るまで、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍをｑａからｑｂまで比例的に減少させ、その後、継続時間ｔが所定時間ｔ２に至るまで、上限値ｑｌｉｍをｑｂからｑｃまで比例的に減少させ、さらに継続時間ｔが所定時間ｔ２以上で上限値ｑｌｉｍをｑｃとしている。このように時間経過に伴いモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを徐々に減少させることで、モータ傾転が急変することを防止でき、掘削作業をスムーズに行うことができる。
【００３５】
上記実施の形態では、作業回路圧Ｐｆの閾値であるＰｓを固定値としたが、Ｐｓを可変としてもよい。油圧ポンプ２と油圧モータ３とを閉回路接続して走行用回路ＨＣ１として第１の回路を形成し、油圧ポンプ４からの圧油をシリンダ１１４，１１５等に導く作業用回路ＨＣ２として第２の回路を形成したが、これら回路構成は上述したものに限らない。例えば油圧ポンプ２，４を同一のエンジン１により駆動したが、別々のエンジンで駆動してもよい。また、走行用回路ＨＳ１を１ポンプ１モータの組み合わせで構成したが、複数のモータにより回路を構成してもよい。関数発生器１０Ａから目標傾転ｑｍを出力し、この目標傾転ｑｍに応じてレギュレータ１１を駆動してモータ押しのけ容積を制御したが、モータ制御手段の構成はこれに限らない。例えばレギュレータ１１を電気式ではなく油圧式として構成してもよい。
【００３６】
関数発生回路１０Ｂに作業回路圧Ｐｆに応じたモータ傾転の上限値ｑｌｉｍの特性Ｌ２を設定し、この特性Ｌ２に従いモータ傾転の最大値を制限するようにしたが、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓを超えると、モータ傾転の最大値を最大負荷圧Ｐｒに対応した最小制限値ｑ１まで減少させるのであれば、特性Ｌ２はいかなるものでもよく、最大値制限手段の構成は上述したものに限らない。例えば作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓに至るまでモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを徐々に減少させ、所定値Ｐｓを超えるとｑ１まで急減するようにしてもよい。切換スイッチ２０の操作によりモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを設定するようにしたが（図６）、制限値設定手段はいかなるものでもよい。
【００３７】
以上では、本発明の走行制御装置をホイールローダに適用する例を説明したが、他の作業車両にも本発明を同様に適用することができる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の走行制御装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る走行制御装置が適用される作業車両の一例であるホイールローダの側面図。
【図２】第１の実施の形態に係る走行制御装置の概略構成を示す図。
【図３】図１のコントローラの構成を示すブロック図。
【図４】ホイールローダによる掘削作業の動作を示す図。
【図５】図３と対比されるモータ傾転の特性を示す図。
【図６】第２の実施の形態に係る走行制御装置の概略構成を示す図。
【図７】第２の実施の形態の動作特性を示す図。
【図８】第３の実施の形態による所定の制御領域を示す図。
【図９】第３の実施の形態の動作特性を示す図。
【図１０】第３の実施の形態の動作特性を継続時間との関係で示す図。
【図１１】図１０の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
２ 可変容量形油圧ポンプ
３ 可変容量形油圧モータ
４ 油圧ポンプ
１０ コントローラ
１０Ａ，１０Ｂ 関数発生回路
１１ レギュレータ
２０ 切換スイッチ
１１４ アームシリンダ
１１５ バケットシリンダ
ＨＣ１ 走行用回路
ＨＣ２ 作業用回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを閉回路接続したＨＳＴ回路により駆動する作業車両の走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばホイールローダのように、ＨＳＴ走行用回路と作業用回路とを備えた作業車両では、走行駆動力が大きすぎるとリフトアームの持ち上げ力が減少し、バケットを持ち上げることが困難となる。さらには、バケットを土砂に貫入しながら持ち上げる際にタイヤがスリップし、かえって走行駆動力が小さくなって、作業性が損なわれる。
【０００３】
一方、走行用油圧モータの押しのけ容積の最大値を作業用油圧ポンプの吐出圧に応じて制限し、走行駆動力を低減するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、作業用油圧ポンプの吐出圧が大きくなるにつれて走行用油圧モータの押しのけ容積の最大値が徐々に小さくなるような特性を予め設定し、この特性に従ってモータの押しのけ容積を制限する。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８１８４７４号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、バケットを土砂等の地山に突っ込んだ後、アームを駆動して持ち上げるといった掘削作業においては、バケットを持ち上げる際に作業用油圧ポンプの負荷圧が最大負荷圧近くまで急上昇することがある。しかしながら、負荷圧に応じて走行用油圧モータの押しのけ容積が変化するのには時間がかかるため、作業負荷圧の急変化に押しのけ容積の変化が追従できない。そのため、走行駆動力が十分に下がらず、作業性が悪化する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による作業車両の走行制御装置は、可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを閉回路接続して形成され、油圧モータの押しのけ容積を制御するモータ制御手段を有する走行用の第１の回路と、作業用油圧ポンプからの圧油により作業用油圧アクチュエータを駆動する作業用の第２の回路と、第２の回路の負荷圧に応じて油圧モータの押しのけ容積の最大値を制限する最大値制限手段とを備え、最大値制限手段が、第２の回路の負荷圧が所定値を超えると、押しのけ容積の最大値を、第２の回路の最大負荷圧に対応した最小制限値まで減少させることを特徴とする。
作業用油圧アクチュエータを、バケットを駆動するバケット用シリンダと、バケット支持用のアームを駆動するアーム用シリンダとして構成する場合、上記所定値を、予めバケット用シリンダの駆動による最大負荷圧に設定することが好ましい。
手動操作により最小制限値を設定する制限値設定手段をさらに備えることもできる。
第２の回路の負荷圧が前記所定値を超え、かつ、第１の回路の駆動圧が所定値を超えると、時間経過に伴い押しのけ容積の最大値を最小制限値まで段階的に減少させるようにしてもよく、押しのけ容積を最小制限値まで徐々に減少させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、作業用回路の負荷圧が所定値を超えると、走行用回路の油圧モータの押しのけ容積の最大値を最小制限値まで減少させるようにしたので、作業負荷圧が最大負荷圧まで急上昇した場合であっても走行駆動力が大きくなりすぎず、作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図５を参照して本発明による作業車両の走行制御装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る走行制御装置が適用される作業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１，バケット１１２，タイヤ１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１，エンジン室１２２，タイヤ１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。アーム１１１はアームシリンダ１１４の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（ダンプまたはクラウド）する。前部車体１１０と後部車体１２０はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ（不図示）の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折する。
【０００９】
図２は、第１の実施の形態に係る走行制御装置の概略構成を示す図である。走行用油圧回路ＨＣ１は、エンジン１によって駆動される可変容量形油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２からの圧油により駆動する可変容量形油圧モータ３とを有し、油圧ポンプ２と油圧モータ３を一対の主管路ＬＡ，ＬＢによって閉回路接続したＨＳＴ回路により構成されている。作業用油圧回路ＨＣ２は、アームシリンダ１１４やバケットシリンダ１１５を含み、エンジン１により駆動される作業用油圧ポンプ４からの圧油がこれらシリンダ１１４，１１５に供給される。
【００１０】
エンジン１により駆動されるチャージポンプ５からの圧油は、前後進切換弁６を介して傾転シリンダ８に導かれる。前後進切換弁６は操作レバー６ａにより操作され、図示のように前後進切換弁６が中立位置のときは、チャージポンプ５からの圧油は絞り７および前後進切換弁６を介し、傾転シリンダ８の油室８ａ，８ｂにそれぞれ作用する。この状態では油室８ａ，８ｂに作用する圧力は互いに等しく、ピストン８ｃは中立位置にある。このため、油圧ポンプ２の押しのけ容積は０となり、ポンプ吐出量は０である。
【００１１】
前後進切換弁６がＡ側に切り換えられると、油室８ａ，８ｂにはそれぞれ絞り７の上流側圧力と下流側圧力が作用するため、シリンダ８の油室８ａ，８ｂに圧力差が生じ、ピストン８ｃが図示右方向に変位する。これにより油圧ポンプ２のポンプ傾転量が増加し、油圧ポンプ２からの圧油は主管路ＬＡを介して油圧モータ３に導かれ、油圧モータ３が正転し、車両が前進する。前後進切換弁６がＢ側に切り換えられると、傾転シリンダ８のピストン８ｃが図示左方向に変位し、油圧ポンプ２からの圧油は主管路ＬＢを介して油圧モータ３に導かれ、油圧モータ３が逆転する。
【００１２】
エンジン回転数はアクセルペダル９によって調整され、チャージポンプ５の吐出量はエンジン回転数に比例する。このため、絞り７の前後差圧はエンジン回転数に比例し、ポンプ傾転量もエンジン回転数に比例する。なお、チャージポンプ５からの圧油は絞り７およびチェック弁１３Ａ，１３Ｂを通過して主管路ＬＡ，ＬＢにも導かれる。絞り７の下流側圧力はチャージリリーフ弁１２により制限され、主管路ＬＡ，ＬＢの最高圧力はリリーフ弁１４により制限される。
【００１３】
コントローラ１０には、走行回路圧Ｐｔとして高圧選択弁１５で選択された主管路ＬＡ，ＬＢの圧力が入力されるとともに、作業回路圧Ｐｆとして作業用ポンプ４の吐出圧が入力される。コントローラ１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。ＣＰＵは以下のような処理を実行し、電気式レギュレータ１１に制御信号を出力する。この制御信号に応じてレギュレータ１１は傾転制御レバー３ａを駆動し、油圧モータ３の押しのけ容積（モータ傾転）を最小傾転ｑｍｉｎと最大傾転ｑｍａｘの間で制御する。
【００１４】
図３は、コントローラ１０内の処理を示すブロック図である。走行回路圧Ｐｔは関数発生器１０Ａに入力される。関数発生器１０Ａには、予め図示のような特性Ｌ１が設定され、この特性Ｌ１に従い走行回路圧Ｐｔに応じたモータ目標傾転ｑｍ（目標押しのけ容積）が演算される。特性Ｌ１によれば、走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐ０未満ではモータ目標傾転ｑｍは最小傾転ｑｍｉｎであり、走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐ０でモータ目標傾転ｑｍは最小傾転ｑｍｉｎから最大傾転ｑｍａｘまで増加し、走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐ０を超えるとモータ目標傾転ｑｍは最大傾転ｑｍａｘとなる。ここで、走行回路圧Ｐｔ（厳密には主管路ＬＡ，ＬＢの差圧）とモータ傾転との積が油圧モータ３の出力トルクに相当し、油圧モータ３が負荷に応じた駆動トルクを出力することで、車両の走行駆動力を得る。
【００１５】
作業回路圧Ｐｆは関数発生器１０Ｂに入力される。関数発生器１０Ｂには、予め図示のような特性Ｌ２が設定され、この特性Ｌ２に従い作業回路圧Ｐｆに応じてモータ傾転の上限値ｑｌｉｍが演算される。特性Ｌ２によれば、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓに至るまでは、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍは特性Ｌ１の最大傾転ｑｍａｘに等しく（１００％）、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓに至ると、そこからΔＰの範囲で上限値ｑｌｉｍは所定値ｑ１まで直線的に減少し、作業回路圧ＰｆがＰｓ＋ΔＰ以上では、上限値ｑｌｉｍは所定値ｑ１となる。
【００１６】
ここで、所定値ｑ１は、作業回路圧Ｐｆが最大負荷圧Ｐｒ（リリーフ圧）のときに、作業負荷にバランスした走行駆動力を発揮し得るモータ傾転に相当する。つまり、最大負荷圧Ｐｒのときにモータ最大傾転が所定値ｑ１以下に抑えられると、アーム１１１の持ち上げ力に対し走行駆動力が最適となる。この状態では、タイヤのスリップを防止することができ、良好な掘削作業を行うことができる。
【００１７】
また、バケット１１２を土砂に貫入した際にアーム１１１は土砂から反力を受けるが、最大負荷圧Ｐｒのときにモータ最大傾転が所定値ｑ１以下であれば、走行駆動力が抑えられるため、アーム１１１に作用する反力が大きくなりすぎず、レバー操作によりアーム１１１を容易に持ち上げることができる。なお、ｑ１は最小傾転ｑｍｉｎよりも大きく、例えば最大傾転ｑｍａｘの５０〜７０％程度の値として予め設定されている。ΔＰは制御の安定のために設定されており、ΔＰを０としてもよい。以下では、説明を簡単にするためΔＰを０として説明する。
【００１８】
ホイールローダ１００による掘削作業は、一般に、図４に示すように土砂等の地山１３０にバケット１１２を貫入し、バケット１１２を操作してからアーム１１１を上げ操作する、あるいはバケット１１２とアーム１１１を同時に操作しながら最後にアーム１１１のみを上げ操作することで行う。このような掘削作業では、通常、バケット操作時の負荷圧力はアーム操作時の負荷圧力よりも低い。例えば、バケット操作時の作業回路圧Ｐｆの変化する範囲（バケット操作範囲）をＲｂ、アーム操作時の作業回路圧Ｐｆの変化する範囲（アーム操作範囲）をＲａとすると、図３の関数発生器１０Ｂに示すように、作業回路圧Ｐｆが小さい領域がバケット操作範囲Ｒｂ、作業回路圧Ｐｆが大きい領域がアーム操作範囲Ｒａとなる。
【００１９】
本実施の形態では、バケット操作範囲Ｒｂの最大値近くに特性Ｌ２の所定値Ｐｓを設定する。アーム操作範囲Ｒａの最小値はバケット操作範囲Ｒｂの最大値、つまり所定値Ｐｓにほぼ等しく、アーム操作範囲Ｒａの最大値はリリーフ圧Ｐｒとなる。なお、アーム操作範囲Ｒａとバケット操作範囲Ｒｂは掘削物の比重によって変化し、Ｐｓが常にＲａとＲｂの境になるわけではないが、本実施の形態では代表的なＲａ、Ｒｂの値を用いて、ＲａとＲｂの境に所定値Ｐｓを設定する。
【００２０】
関数発生器１０Ａで演算されたモータ目標傾転ｑｍ、および関数発生器１０Ｂで演算されたモータ傾転の上限値ｑｌｉｍは、それぞれ最小値選択回路１０Ｃに入力される。最小値選択回路１０Ｃでは、ｑｍとｑｌｉｍのうち、小さい方の値を選択し、それを目標傾転ｑｍとしてレギュレータ１１に出力する。これによりモータ傾転の最大値が上限値ｑｌｉｍで制限される。
【００２１】
本実施の形態に係る走行制御装置の動作をまとめると次のようになる。
図４に示すように掘削作業時には、ホイールローダ１００を地山１３０に向けて突進し、バケットシリンダ１１５を操作して、バケット１１２内に土砂等を取り込む。このとき、通常は作業回路圧Ｐｆは所定値Ｐｓ以下であるため、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍは最大傾転ｑｍａｘに等しくなり、最大走行駆動力を発揮できる。このためバケット１１２を勢いよく土砂に貫入することができ、バケット１１２内に容易に土砂を取り込むことができる。
【００２２】
次いでアームシリンダ１１４のみを操作し、あるいはアームシリンダ１１４とバケットシリンダ１１５を複合操作し、バケット１１２を持ち上げる。アーム上げ操作時にはバケット操作時よりも作業回路圧Ｐｆが上昇し、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上になると、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍがｑ１に急減する。この状態では、アーム操作時にたとえ作業回路圧Ｐｆがリリーフ圧Ｐｒ近くまで急上昇しても、モータ最大傾転はｑ１以下に抑えられる。このため、アーム上げ操作時に走行駆動力が大きくなりすぎることを防止し、アーム上げ力と走行駆動力とを良好にバランスさせることができる。その結果、バケット１１２を容易に持ち上げることができ、作業効率が高まる。
【００２３】
これに対し、例えば図５の特性Ｌ３に示すようにモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを作業回路圧Ｐｆの上昇に伴い徐々に低下させるようにすると、アーム操作時に作業回路圧ＰｆがＰｓからＰｒまで急上昇したときには、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍとしてｑ１を出力する。しかし、モータ傾転が実際に変化する場合には、通常、油圧モータの構造、サイズにもよるが０．２〜０．８秒程度の応答遅れがあるため、モータ傾転は作業回路圧Ｐｆの変化に追従することができず、走行駆動力が瞬時に低下しない。そのため、走行駆動力が大きくなりすぎて、バケット１１２を即座に上昇させることが困難となる。したがって、バケット１１２を上昇させるためには改めてバケットシリンダ１１５等を操作してアーム１１１に作用する反力を低減する必要があり、操作が煩雑になる。また、アーム操作時にＰｓとＰｒの間で作業回路圧Ｐｆが変動する場合も、モータ傾転は作業回路圧Ｐｆに追従できない。この場合のモータ傾転の上限値ｑｌｉｍは、例えばｑ１とｑ２の平均値ｑ３となり、走行駆動力が十分に低下しないので、バケット１１２を持ち上げるためには上述したのと同様に煩雑な操作が必要となる。
【００２４】
以上の第１の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上になると、モータ傾転の最大値をｑｍａｘからｑ１まで減少させるようにした。これによりアーム操作時に作業回路圧Ｐｆがリリーフ圧Ｐｒ近くまで急上昇しても走行駆動力が大きくなりすぎず、アーム上げ力と走行駆動力とがバランスして、バケット１１２を容易に持ち上げることができる。
（２）作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以下では、モータ傾転の最大値をｑｍａｘに設定するので、最大走行駆動力を発揮することができ、バケット内に十分な土砂等を取り込むことができる。
（３）バケット操作範囲Ｒｂの最大値に所定値Ｐｓを設定するので、ホイールローダによる掘削作業を良好に行うことができる。
【００２５】
−第２の実施の形態−
図６，７を参照して本発明による作業車両の走行制御装置の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上になるとモータ傾転の上限値を所定値ｑ１まで減少させるようにしたが、第２の実施の形態では、所定値ｑ１を可変とする。なお、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００２６】
図６は、第２の実施の形態に係る走行制御装置の概略構成を示す図である。なお、図２と同一の箇所には同一の符号を付す。図６に示すようにコントローラ１０には、走行回路圧Ｐｔと作業回路圧Ｐｆの他、切換スイッチ２０からの信号が入力される。切換スイッチ２０は、掘削時の走行駆動力の大きさをＰモード、Ｎモード、Ｌモードの３段階に切り換える手動スイッチであり、掘削対象物の種類や路面状況等に応じ、作業員によって任意に切り換えられる。なお、切換スイッチ２０を２段階に切換可能としてもよく、４段階以上に切換可能としてもよい。
【００２７】
図７に示すように、第２の実施の形態に係る関数発生器１０Ｂには、Ｐモード、Ｎモード、Ｌモードに対応した複数の特性Ｌ２１〜Ｌ２３がそれぞれ設定されている。各特性Ｌ２１〜Ｌ２３とも、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓに至るまでは、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍは最大傾転ｑｍａｘ（１００％）に等しい。一方、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓより大きい範囲では、特性Ｌ２１（Ｐモード）は所定値ｑｐ、特性Ｌ２２（Ｎモード）は所定値ｑＮ、特性Ｌ２３（Ｌモード）は所定値ｑＬにそれぞれ設定されている。ｑＰ，ｑＮ，ｑＬには、ｑＰ＞ｑＮ＞ｑＬの関係がある。
【００２８】
第２の実施の形態では、掘削対象物の種類や路面状況等をオペレータが判断し、切換スイッチ２０を操作して、モードを選択する。例えば掘削対象物が砕積等の硬いものである場合は、Ｐモードを選択する。これにより作業負荷圧Ｐが所定値Ｐｓ以上であっても、モータ傾転は比較的大きいため、他のモード選択の場合よりも大きな走行駆動力が得られ、効率よく作業を行うことができる。また、掘削対象物が砂や雪等の柔らかいものである場合は、Ｌモードを選択する。これにより作業負荷圧Ｐが所定値Ｐｓ以上のとき、他のモード選択の場合よりも走行駆動力が小さくなり、効率よく作業を行うことができる。
【００２９】
このように第２の実施の形態では、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上におけるモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを任意に変更可能としたので、掘削作業時におけるアーム上げ力と走行駆動力とのバランス調整が容易であり、掘削対象物の種類や路面状況等に等に拘わらず、掘削作業時の作業効率を高めることができる。
【００３０】
−第３の実施の形態−
図８〜１１を参照して本発明による作業車両の走行制御装置の第３の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上を条件としてモータ傾転の上限値を減少させるようにしたが、第３の実施の形態では、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上かつ走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上を条件としてモータ傾転の上限値を減少させる。なお、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００３１】
図８の斜線領域は、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上かつ走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上の掘削作業領域を示している。コントローラ１０は、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓ以上かつ走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上であるか否か、つまり掘削作業状態であるか否かを判定する。さらに、掘削作業状態の継続時間ｔを判定し、継続時間ｔの増加に伴い例えば図９に示すように、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍをｑａ→ｑｂ→ｑｃと段階的に小さくする。
【００３２】
継続時間ｔとモータ傾転の上限値との関係を図１０に示す。図１０では、継続時間ｔが所定時間ｔ１に至るまでは上限値ｑｌｉｍは所定値ｑａであり、所定時間ｔ１以上かつ所定時間ｔ２未満で上限値ｑｌｉｍは所定値ｑｂとなり、所定時間ｔ２以上で上限値ｑｌｉｍは所定値ｑｃとなっている。なお、所定値ｑｃは第１の実施の形態の所定値ｑ１に相当する。所定値ｑｃを固定値とせずに、モード選択等により変更可能としてもよい。
【００３３】
このように第３の実施の形態では、掘削作業の継続時間ｔの増加に伴いモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを段階的に減少させるようにしたので、アーム上げ力と走行駆動力とを時間経過に伴い良好にバランスさせることができる。したがって、第２の実施の形態のように作業員がモード選択しなくても、アーム上げ力と走行駆動力との関係が掘削対象物や路面状況等に応じた最適なものとなり、走行駆動力が大きすぎてバケットが持ち上がらないといった問題を解消できる。
【００３４】
なお、時間経過に伴いモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを段階的に減少させるのではなく、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍを徐々に減少させるようにしてもよい。その一例を図１１に示す。図１１では、掘削作業状態の継続時間ｔが所定時間ｔ１に至るまで、モータ傾転の上限値ｑｌｉｍをｑａからｑｂまで比例的に減少させ、その後、継続時間ｔが所定時間ｔ２に至るまで、上限値ｑｌｉｍをｑｂからｑｃまで比例的に減少させ、さらに継続時間ｔが所定時間ｔ２以上で上限値ｑｌｉｍをｑｃとしている。このように時間経過に伴いモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを徐々に減少させることで、モータ傾転が急変することを防止でき、掘削作業をスムーズに行うことができる。
【００３５】
上記実施の形態では、作業回路圧Ｐｆの閾値であるＰｓを固定値としたが、Ｐｓを可変としてもよい。油圧ポンプ２と油圧モータ３とを閉回路接続して走行用回路ＨＣ１として第１の回路を形成し、油圧ポンプ４からの圧油をシリンダ１１４，１１５等に導く作業用回路ＨＣ２として第２の回路を形成したが、これら回路構成は上述したものに限らない。例えば油圧ポンプ２，４を同一のエンジン１により駆動したが、別々のエンジンで駆動してもよい。また、走行用回路ＨＳ１を１ポンプ１モータの組み合わせで構成したが、複数のモータにより回路を構成してもよい。関数発生器１０Ａから目標傾転ｑｍを出力し、この目標傾転ｑｍに応じてレギュレータ１１を駆動してモータ押しのけ容積を制御したが、モータ制御手段の構成はこれに限らない。例えばレギュレータ１１を電気式ではなく油圧式として構成してもよい。
【００３６】
関数発生回路１０Ｂに作業回路圧Ｐｆに応じたモータ傾転の上限値ｑｌｉｍの特性Ｌ２を設定し、この特性Ｌ２に従いモータ傾転の最大値を制限するようにしたが、作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓを超えると、モータ傾転の最大値を最大負荷圧Ｐｒに対応した最小制限値ｑ１まで減少させるのであれば、特性Ｌ２はいかなるものでもよく、最大値制限手段の構成は上述したものに限らない。例えば作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｓに至るまでモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを徐々に減少させ、所定値Ｐｓを超えるとｑ１まで急減するようにしてもよい。切換スイッチ２０の操作によりモータ傾転の上限値ｑｌｉｍを設定するようにしたが（図６）、制限値設定手段はいかなるものでもよい。
【００３７】
以上では、本発明の走行制御装置をホイールローダに適用する例を説明したが、他の作業車両にも本発明を同様に適用することができる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の走行制御装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る走行制御装置が適用される作業車両の一例であるホイールローダの側面図。
【図２】第１の実施の形態に係る走行制御装置の概略構成を示す図。
【図３】図１のコントローラの構成を示すブロック図。
【図４】ホイールローダによる掘削作業の動作を示す図。
【図５】図３と対比されるモータ傾転の特性を示す図。
【図６】第２の実施の形態に係る走行制御装置の概略構成を示す図。
【図７】第２の実施の形態の動作特性を示す図。
【図８】第３の実施の形態による所定の制御領域を示す図。
【図９】第３の実施の形態の動作特性を示す図。
【図１０】第３の実施の形態の動作特性を継続時間との関係で示す図。
【図１１】図１０の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
２ 可変容量形油圧ポンプ
３ 可変容量形油圧モータ
４ 油圧ポンプ
１０ コントローラ
１０Ａ，１０Ｂ 関数発生回路
１１ レギュレータ
２０ 切換スイッチ
１１４ アームシリンダ
１１５ バケットシリンダ
ＨＣ１ 走行用回路
ＨＣ２ 作業用回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを閉回路接続して形成され、前記油圧モータの押しのけ容積を制御するモータ制御手段を有する走行用の第１の回路と、
作業用油圧ポンプからの圧油により作業用油圧アクチュエータを駆動する作業用の第２の回路と、
前記第２の回路の負荷圧に応じて前記油圧モータの押しのけ容積の最大値を制限する最大値制限手段とを備え、
前記最大値制限手段は、少なくとも前記第２の回路の負荷圧が所定値を超えると、前記押しのけ容積の最大値を、前記第２の回路の最大負荷圧に対応した最小制限値まで減少させることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業車両の走行制御装置において、
前記作業用油圧アクチュエータは、バケットを駆動するバケット用シリンダと、バケット支持用のアームを駆動するアーム用シリンダとを有し、
前記所定値は、予め前記バケット用シリンダの駆動による最大負荷圧に設定されることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業車両の走行制御装置において、
手動操作によって前記最小制限値を設定する制限値設定手段をさらに備えることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車両の走行制御装置において、
前記最大値制限手段は、前記第２の回路の負荷圧が前記所定値を超え、かつ、前記第１の回路の駆動圧が所定値を超えると、時間経過に伴い前記押しのけ容積の最大値を前記最小制限値まで段階的に減少させることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車両の走行制御装置において、
前記最大値制限手段は、前記第２の回路の負荷圧が前記所定値を超え、かつ、前記第１の回路の駆動圧が所定値を超えると、時間経過に伴い前記押しのけ容積の最大値を前記最小制限値まで徐々に減少させることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【請求項１】
可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを閉回路接続して形成され、前記油圧モータの押しのけ容積を制御するモータ制御手段を有する走行用の第１の回路と、
作業用油圧ポンプからの圧油により作業用油圧アクチュエータを駆動する作業用の第２の回路と、
前記第２の回路の負荷圧に応じて前記油圧モータの押しのけ容積の最大値を制限する最大値制限手段とを備え、
前記最大値制限手段は、少なくとも前記第２の回路の負荷圧が所定値を超えると、前記押しのけ容積の最大値を、前記第２の回路の最大負荷圧に対応した最小制限値まで減少させることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業車両の走行制御装置において、
前記作業用油圧アクチュエータは、バケットを駆動するバケット用シリンダと、バケット支持用のアームを駆動するアーム用シリンダとを有し、
前記所定値は、予め前記バケット用シリンダの駆動による最大負荷圧に設定されることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業車両の走行制御装置において、
手動操作によって前記最小制限値を設定する制限値設定手段をさらに備えることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車両の走行制御装置において、
前記最大値制限手段は、前記第２の回路の負荷圧が前記所定値を超え、かつ、前記第１の回路の駆動圧が所定値を超えると、時間経過に伴い前記押しのけ容積の最大値を前記最小制限値まで段階的に減少させることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車両の走行制御装置において、
前記最大値制限手段は、前記第２の回路の負荷圧が前記所定値を超え、かつ、前記第１の回路の駆動圧が所定値を超えると、時間経過に伴い前記押しのけ容積の最大値を前記最小制限値まで徐々に減少させることを特徴とする作業車両の走行制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２２３８５８（Ｐ２００８−２２３８５８Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６１９５４（Ｐ２００７−６１９５４）
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００００３２４１）ＴＣＭ株式会社 (319)
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００００３２４１）ＴＣＭ株式会社 (319)
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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