作業車両
【課題】作業車両の、特に、発進加速時におけるスリップを防ぐためのアクセルの敏感な操作を不要にする。また、スリップ防止のための最大けん引力の制限も不要にする。
【解決手段】作業車両が、ＨＳＴ走行装置（８）と、エンジン（１０）の回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプ（８ａ）の吐出容積を増減させる制御信号を出力するコントローラ（１２）と、エンジン回転速度の変動に対する制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器（１４）と、ＨＳＴポンプに出力する制御信号として一次遅れ変換された「遅れ変換信号」または変換されていない「無変換信号」を選択可能に切換える切換スイッチ（１６）を備えている。
【解決手段】作業車両が、ＨＳＴ走行装置（８）と、エンジン（１０）の回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプ（８ａ）の吐出容積を増減させる制御信号を出力するコントローラ（１２）と、エンジン回転速度の変動に対する制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器（１４）と、ＨＳＴポンプに出力する制御信号として一次遅れ変換された「遅れ変換信号」または変換されていない「無変換信号」を選択可能に切換える切換スイッチ（１６）を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雪上のような摩擦係数が低い路面におけるスリップ、特に発進加速時のスリップを減少させることができる作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダのような作業車両による、雪上、軟弱地など摩擦係数の低い路面での作業においては、スリップを防ぐために、特に発進加速時のスリップを防ぐために、エンジン回転速度を制御するアクセルペダルの敏感な操作が求められる。また、作業車両は不整地を走行することが多いので、この場合、車体の傾き、振動などにより、アクセルペダルの微操作が難しい。したがって、運転者には疲労度の高い作業になる。
【０００３】
雪上あるいは軟弱地のような路面での作業車両のスリップを防止するために、ＨＳＴ走行装置の最大駆動力を制限する車両が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１４４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したとおりの形態の作業車両には、さらなる改善の望まれている課題がある。
【０００５】
すなわち、最大駆動力を制限する作業車両は、発進加速時のスリップを防止するものではないので、アクセルペダルの敏感な困難な操作は改善されない。また、作業量、例えば除雪量を大きくするためには必要に応じて駆動力を大きくするために駆動力の煩雑な変更操作が必要である。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、特に、発進加速時におけるスリップを防ぐためのエンジンアクセルの敏感な操作を不要にするとともに、最大けん引力の制限されることのない、作業車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば上記技術的課題を解決する作業車両として、ＨＳＴ走行装置と、ＨＳＴ走行装置の動力源であるエンジンの回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプの吐出容積を増減させる制御信号を出力するコントローラと、エンジン回転速度の変動に対する該制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器と、ＨＳＴポンプに出力する制御信号として一次遅れ変換された「遅れ変換信号」または変換されていない「無変換信号」を選択可能に切換える切換スイッチとを備えている、ことを特徴とする作業車両が提供される。
【０００８】
好適には、切換スイッチは、作業車両の運転席の操向ハンドルの近傍に備えられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に従って構成された作業車両は、エンジンの回転速度の変動に対してＨＳＴポンプの吐出容積を増減させる制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器を備え、制御信号としてこの「遅れ変換信号」または遅れ変換のない「無変換信号」を選択切換可能にし、「遅れ変換信号」を選択してエンジン回転速度の変動に対するポンプ制御信号の変動を遅らせることで、ＨＳＴポンプの容積変化は緩和され、作業車両の急加速が抑制される。したがって、急なアクセル操作においてもスリップしにくくなり、運転者はアクセルの操作に敏感にならなくて済む。さらに、制御信号に遅れを持たせるだけであるので、作業車両の最大けん引力は制限されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に従って構成された作業車両について、代表的な作業車両であるホイールローダにおける好適実施形態を示した添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００１１】
図５を参照してホイールローダについて説明する。ホイールローダ２は、作業装置４ａおよび前車輪４ｂを装備した前車体４と、運転席６ａ、後車輪６ｂ、エンジン室６ｃならびに後述のエンジンおよびＨＳＴ走行装置を装備した後車体６を備えている。
【００１２】
図１を参照して説明する。ホイールローダ２（図５）は、前車輪４ｂおよび後車輪６ｂを駆動するＨＳＴ走行装置８と、ＨＳＴ走行装置８の動力源であるエンジン１０の回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプ８ａの吐出容積を増減させる制御信号を出力するコントローラ１２と、エンジン回転速度の変動に対する制御信号の変動に時間遅れを持たせる、コントローラ１２に備えた一次遅れ変換器１４と、ＨＳＴポンプ８ａに出力する制御信号として一次遅れ変換された「遅れ変換信号」または変換されていない「無変換信号」を選択可能に切換える、運転席６ａ（図５）の操向ハンドル６ｄの近傍に備えた切換スイッチ１６を備えている。切換スイッチ１６は、オンオフ式の手動スイッチである。
【００１３】
ＨＳＴ走行装置８は、可変容量型の上記ＨＳＴポンプ８ａと、前車輪４ｂおよび後車輪６ｂに出力を連結した可変容量型のＨＳＴモータ８ｂを閉ループの油圧回路で接続した周知のものである。ＨＳＴポンプ８ａの可変容量装置８ｃは、例えば斜板式可変容量型ポンプにおける、コントローラ１２からの制御信号である電気信号を油圧信号に変換する電磁弁と、その出力油圧によって斜板を傾転作動させる制御機構を備えた周知のものである。
【００１４】
ＨＳＴポンプ８ａは、図２の特性線図に示すように、基本的に、エンジン回転速度の増減に応じた制御信号の増減に応じて、矢印Ｘで示す「小」容量と「大」容量の間で増減変動するように規定され、吐出量は、負荷（油圧力）の変動に応じて例えば馬力一定になるように変動する。また、ポンプ８ａ、モータ８ｂの容積比は、ＨＳＴモータ８ｂの走行負荷（油圧力）とのバランスによって制御される。
【００１５】
図１を参照して説明を続ける。コントローラ１２は、エンジン回転速度を検出するスピードセンサ１８の出力に基づいて、ＨＳＴポンプ８ａへの制御信号を演算する演算器２０と、前述の一次遅れ変換器１４と、演算された制御信号を一次遅れ変換器１４を通してＨＳＴポンプ８ａの可変容量装置８ｃに、あるいは直接可変容量装置８ｃに切換え出力する切換器２２を備えている。一次遅れ変換器１４は、入力信号に対して出力信号の時定数を変更する周知のものである。
【００１６】
切換スイッチ１６がＯＮのときは、切換器２２は演算器２０の出力を一次遅れ変換器１４に接続し、ＯＦＦのときは演算器２０の出力を一次遅れ変換器１４を通さないで可変容量装置８ｃに接続する。
【００１７】
したがって、図１とともに図３を参照して説明すると、アクセル操作によるアクセル開度（図３（ａ））に応じて、エンジン回転速度は所定の回転速度まで上昇、増加し（図３（ｂ））、これに対応して、ポンプ制御信号として、エンジン回転速度の増加に応じた「無変換信号」と「遅れ変換信号」の２種類が生成される（図３（ｃ））。
【００１８】
実際の作業車両においては、例えば「無変換信号」の状態を「通常モード」、「遅れ変換信号」の状態を「雪上モード」のように呼び識別すると好都合である。
【００１９】
図１とともに図４を参照して、作業車両２における制御手順について説明する。
ステップＳ１において、スピードセンサ１８によってエンジン回転速度が検出されステップＳ２に進む。
ステップＳ２において、演算器２０によってポンプ制御信号が演算されステップＳ３に進む。
ステップＳ３において、切換器２２がＯＮの「遅れ変換信号」モードかＯＦＦの「無変換信号」モードかが判定され、「遅れ変換信号」モードのときはステップＳ４に進み、「無変換信号」モードのときにはステップＳ５に進む。
ステップＳ４において、一次遅れ変換器１４によって、演算されたポンプ制御信号を一次遅れ変換しステップＳ５に進む。
ステップＳ５において、制御信号をＨＳＴポンプ８ａの可変容量装置８ｃに出力し、ステップＳ１に戻る。
【００２０】
なお、上記の説明においてはエンジン回転速度の変動に対する制御信号の変動として、エンジン回転速度が増加する立上がり方向の場合において時間遅れを持たせたが、エンジン回転速度が減少する立下り方向の場合の変動についても制御信号に時間遅れを持たせることができる。この場合は、例えばアクセルを急に減速方向に操作したときに、急激に作業車両が減速してスリップするのを防止できる。
【００２１】
上述したとおりの作業車両２の作用効果について説明する。
【００２２】
作業車両２は、エンジン１０の回転速度の変動に対してＨＳＴポンプ８ａの吐出容積を増減させる制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器１４を備え、制御信号としてこの「遅れ変換信号」または遅れ変換のない「無変換信号」を切換スイッチ１６によって切換可能にしたので、「遅れ変換信号」を選択してエンジン回転速度の変動に対するポンプ制御信号の変動を遅らせることで、ＨＳＴポンプ８ａの容積変化は緩和され、作業車両２の急加速が抑制される。したがって、急なアクセル操作においてもスリップしにくくなり、運転者はアクセルの操作に敏感にならなくて済む。さらに、制御信号に遅れを持たせるだけであるので、作業車両２の最大けん引力は制限されない。
【００２３】
切換スイッチ１６によって「無変換信号」を選択すれば、アクセル操作によるエンジン回転速度の変動に対するポンプ制御信号に時間遅れはないので、作業車両２による通常の作業が可能である。
【００２４】
切換スイッチ１６は、運転席６ａの操向ハンドル６ｄの近傍に備えられているので、作業車両２の運転において、走行路面の状態に応じて、操向ハンドル６ｄとともに容易にＯＮ・ＯＦＦ操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に従って構成された作業車両の構成説明図。
【図２】ＨＳＴポンプの特性説明線図。
【図３】コントローラにおける制御形態の説明線図。
【図４】コントローラの制御手順を示すフローチャート。
【図５】作業車両の代表例であるホイールローダの側面図。
【符号の説明】
【００２６】
２：ホイールローダ（作業車両）
６ａ：運転席
６ｄ：操向ハンドル
８：ＨＳＴ走行装置
８ａ：ＨＳＴポンプ
１０：エンジン
１２：コントローラ
１４：一次遅れ変換器
１６：切換スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雪上のような摩擦係数が低い路面におけるスリップ、特に発進加速時のスリップを減少させることができる作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダのような作業車両による、雪上、軟弱地など摩擦係数の低い路面での作業においては、スリップを防ぐために、特に発進加速時のスリップを防ぐために、エンジン回転速度を制御するアクセルペダルの敏感な操作が求められる。また、作業車両は不整地を走行することが多いので、この場合、車体の傾き、振動などにより、アクセルペダルの微操作が難しい。したがって、運転者には疲労度の高い作業になる。
【０００３】
雪上あるいは軟弱地のような路面での作業車両のスリップを防止するために、ＨＳＴ走行装置の最大駆動力を制限する車両が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１４４２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したとおりの形態の作業車両には、さらなる改善の望まれている課題がある。
【０００５】
すなわち、最大駆動力を制限する作業車両は、発進加速時のスリップを防止するものではないので、アクセルペダルの敏感な困難な操作は改善されない。また、作業量、例えば除雪量を大きくするためには必要に応じて駆動力を大きくするために駆動力の煩雑な変更操作が必要である。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、特に、発進加速時におけるスリップを防ぐためのエンジンアクセルの敏感な操作を不要にするとともに、最大けん引力の制限されることのない、作業車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば上記技術的課題を解決する作業車両として、ＨＳＴ走行装置と、ＨＳＴ走行装置の動力源であるエンジンの回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプの吐出容積を増減させる制御信号を出力するコントローラと、エンジン回転速度の変動に対する該制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器と、ＨＳＴポンプに出力する制御信号として一次遅れ変換された「遅れ変換信号」または変換されていない「無変換信号」を選択可能に切換える切換スイッチとを備えている、ことを特徴とする作業車両が提供される。
【０００８】
好適には、切換スイッチは、作業車両の運転席の操向ハンドルの近傍に備えられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に従って構成された作業車両は、エンジンの回転速度の変動に対してＨＳＴポンプの吐出容積を増減させる制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器を備え、制御信号としてこの「遅れ変換信号」または遅れ変換のない「無変換信号」を選択切換可能にし、「遅れ変換信号」を選択してエンジン回転速度の変動に対するポンプ制御信号の変動を遅らせることで、ＨＳＴポンプの容積変化は緩和され、作業車両の急加速が抑制される。したがって、急なアクセル操作においてもスリップしにくくなり、運転者はアクセルの操作に敏感にならなくて済む。さらに、制御信号に遅れを持たせるだけであるので、作業車両の最大けん引力は制限されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に従って構成された作業車両について、代表的な作業車両であるホイールローダにおける好適実施形態を示した添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００１１】
図５を参照してホイールローダについて説明する。ホイールローダ２は、作業装置４ａおよび前車輪４ｂを装備した前車体４と、運転席６ａ、後車輪６ｂ、エンジン室６ｃならびに後述のエンジンおよびＨＳＴ走行装置を装備した後車体６を備えている。
【００１２】
図１を参照して説明する。ホイールローダ２（図５）は、前車輪４ｂおよび後車輪６ｂを駆動するＨＳＴ走行装置８と、ＨＳＴ走行装置８の動力源であるエンジン１０の回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプ８ａの吐出容積を増減させる制御信号を出力するコントローラ１２と、エンジン回転速度の変動に対する制御信号の変動に時間遅れを持たせる、コントローラ１２に備えた一次遅れ変換器１４と、ＨＳＴポンプ８ａに出力する制御信号として一次遅れ変換された「遅れ変換信号」または変換されていない「無変換信号」を選択可能に切換える、運転席６ａ（図５）の操向ハンドル６ｄの近傍に備えた切換スイッチ１６を備えている。切換スイッチ１６は、オンオフ式の手動スイッチである。
【００１３】
ＨＳＴ走行装置８は、可変容量型の上記ＨＳＴポンプ８ａと、前車輪４ｂおよび後車輪６ｂに出力を連結した可変容量型のＨＳＴモータ８ｂを閉ループの油圧回路で接続した周知のものである。ＨＳＴポンプ８ａの可変容量装置８ｃは、例えば斜板式可変容量型ポンプにおける、コントローラ１２からの制御信号である電気信号を油圧信号に変換する電磁弁と、その出力油圧によって斜板を傾転作動させる制御機構を備えた周知のものである。
【００１４】
ＨＳＴポンプ８ａは、図２の特性線図に示すように、基本的に、エンジン回転速度の増減に応じた制御信号の増減に応じて、矢印Ｘで示す「小」容量と「大」容量の間で増減変動するように規定され、吐出量は、負荷（油圧力）の変動に応じて例えば馬力一定になるように変動する。また、ポンプ８ａ、モータ８ｂの容積比は、ＨＳＴモータ８ｂの走行負荷（油圧力）とのバランスによって制御される。
【００１５】
図１を参照して説明を続ける。コントローラ１２は、エンジン回転速度を検出するスピードセンサ１８の出力に基づいて、ＨＳＴポンプ８ａへの制御信号を演算する演算器２０と、前述の一次遅れ変換器１４と、演算された制御信号を一次遅れ変換器１４を通してＨＳＴポンプ８ａの可変容量装置８ｃに、あるいは直接可変容量装置８ｃに切換え出力する切換器２２を備えている。一次遅れ変換器１４は、入力信号に対して出力信号の時定数を変更する周知のものである。
【００１６】
切換スイッチ１６がＯＮのときは、切換器２２は演算器２０の出力を一次遅れ変換器１４に接続し、ＯＦＦのときは演算器２０の出力を一次遅れ変換器１４を通さないで可変容量装置８ｃに接続する。
【００１７】
したがって、図１とともに図３を参照して説明すると、アクセル操作によるアクセル開度（図３（ａ））に応じて、エンジン回転速度は所定の回転速度まで上昇、増加し（図３（ｂ））、これに対応して、ポンプ制御信号として、エンジン回転速度の増加に応じた「無変換信号」と「遅れ変換信号」の２種類が生成される（図３（ｃ））。
【００１８】
実際の作業車両においては、例えば「無変換信号」の状態を「通常モード」、「遅れ変換信号」の状態を「雪上モード」のように呼び識別すると好都合である。
【００１９】
図１とともに図４を参照して、作業車両２における制御手順について説明する。
ステップＳ１において、スピードセンサ１８によってエンジン回転速度が検出されステップＳ２に進む。
ステップＳ２において、演算器２０によってポンプ制御信号が演算されステップＳ３に進む。
ステップＳ３において、切換器２２がＯＮの「遅れ変換信号」モードかＯＦＦの「無変換信号」モードかが判定され、「遅れ変換信号」モードのときはステップＳ４に進み、「無変換信号」モードのときにはステップＳ５に進む。
ステップＳ４において、一次遅れ変換器１４によって、演算されたポンプ制御信号を一次遅れ変換しステップＳ５に進む。
ステップＳ５において、制御信号をＨＳＴポンプ８ａの可変容量装置８ｃに出力し、ステップＳ１に戻る。
【００２０】
なお、上記の説明においてはエンジン回転速度の変動に対する制御信号の変動として、エンジン回転速度が増加する立上がり方向の場合において時間遅れを持たせたが、エンジン回転速度が減少する立下り方向の場合の変動についても制御信号に時間遅れを持たせることができる。この場合は、例えばアクセルを急に減速方向に操作したときに、急激に作業車両が減速してスリップするのを防止できる。
【００２１】
上述したとおりの作業車両２の作用効果について説明する。
【００２２】
作業車両２は、エンジン１０の回転速度の変動に対してＨＳＴポンプ８ａの吐出容積を増減させる制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器１４を備え、制御信号としてこの「遅れ変換信号」または遅れ変換のない「無変換信号」を切換スイッチ１６によって切換可能にしたので、「遅れ変換信号」を選択してエンジン回転速度の変動に対するポンプ制御信号の変動を遅らせることで、ＨＳＴポンプ８ａの容積変化は緩和され、作業車両２の急加速が抑制される。したがって、急なアクセル操作においてもスリップしにくくなり、運転者はアクセルの操作に敏感にならなくて済む。さらに、制御信号に遅れを持たせるだけであるので、作業車両２の最大けん引力は制限されない。
【００２３】
切換スイッチ１６によって「無変換信号」を選択すれば、アクセル操作によるエンジン回転速度の変動に対するポンプ制御信号に時間遅れはないので、作業車両２による通常の作業が可能である。
【００２４】
切換スイッチ１６は、運転席６ａの操向ハンドル６ｄの近傍に備えられているので、作業車両２の運転において、走行路面の状態に応じて、操向ハンドル６ｄとともに容易にＯＮ・ＯＦＦ操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に従って構成された作業車両の構成説明図。
【図２】ＨＳＴポンプの特性説明線図。
【図３】コントローラにおける制御形態の説明線図。
【図４】コントローラの制御手順を示すフローチャート。
【図５】作業車両の代表例であるホイールローダの側面図。
【符号の説明】
【００２６】
２：ホイールローダ（作業車両）
６ａ：運転席
６ｄ：操向ハンドル
８：ＨＳＴ走行装置
８ａ：ＨＳＴポンプ
１０：エンジン
１２：コントローラ
１４：一次遅れ変換器
１６：切換スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＳＴ走行装置と、
ＨＳＴ走行装置の動力源であるエンジンの回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプの吐出容積を増減させる制御信号を出力するコントローラと、
エンジン回転速度の変動に対する該制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器と、
ＨＳＴポンプに出力する制御信号として一次遅れ変換された「遅れ変換信号」または変換されていない「無変換信号」を選択可能に切換える切換スイッチとを備えている、
ことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
切換スイッチが、作業車両の運転席の操向ハンドルの近傍に備えられている、
ことを特徴とする請求項１記載の作業車両。
【請求項１】
ＨＳＴ走行装置と、
ＨＳＴ走行装置の動力源であるエンジンの回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプの吐出容積を増減させる制御信号を出力するコントローラと、
エンジン回転速度の変動に対する該制御信号の変動に時間遅れを持たせる一次遅れ変換器と、
ＨＳＴポンプに出力する制御信号として一次遅れ変換された「遅れ変換信号」または変換されていない「無変換信号」を選択可能に切換える切換スイッチとを備えている、
ことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
切換スイッチが、作業車両の運転席の操向ハンドルの近傍に備えられている、
ことを特徴とする請求項１記載の作業車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２３６１３８（Ｐ２００９−２３６１３８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７９６９２（Ｐ２００８−７９６９２）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００１９０２９７）キャタピラージャパン株式会社 (1,189)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００１９０２９７）キャタピラージャパン株式会社 (1,189)
【Ｆターム（参考）】
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