JP2008223307A - 作業車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】掘削作業時における熱エネルギ損失を低減する。
【解決手段】エンジン１により駆動される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る走行用回路ＨＣ１と、エンジン１により駆動される作業用油圧ポンプ４とこの油圧ポンプ４からの圧油により駆動する作業用油圧アクチュエータ１１４，１１５とを有する作業用回路ＨＣ２と、走行用回路ＨＣ１の圧油をリリーフするリリーフ弁１４と、アクセルペダル９の操作量に応じてエンジン回転速度を制御する回転速度制御手段１０，１８と、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出する状態検出手段２１，２２と、状態検出手段２１，２２により高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態が検出されると、エンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍを低下させる速度制限手段１０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ホイールローダなどの作業車両の制御装置に関する。

従来、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において、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、ＨＳＴポンプと作業用油圧ポンプはそれぞれエンジンにより駆動され、エンジン回転速度に応じてポンプ吐出量が変化する。また、ＨＳＴ回路の走行駆動圧はリリーフ弁により制限される。

特許第２８１８４７４号公報

ところで、掘削作業時においては、オペレータはバケット内に大量の土砂を取り込もうとするため、アクセルペダルをフルに操作してエンジン回転速度を最大に保持する。しかしながら、この状態ではポンプ吐出量が多いため、リリーフ弁を通過する圧油のリリーフ量が多くなり、熱エネルギー損失が大きい。

本発明による作業車両の制御装置は、エンジンにより駆動される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る走行用回路と、エンジンにより駆動される作業用油圧ポンプとこの油圧ポンプからの圧油により駆動する作業用油圧アクチュエータとを有する作業用回路と、走行用回路および作業用回路の少なくともいずれか一方の高圧油をリリーフするリリーフ手段と、エンジン回転速度を指令する操作部材と、操作部材の操作量に応じてエンジン回転速度を制御する回転速度制御手段と、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出する状態検出手段と、少なくとも状態検出手段により高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態が検出されると、回転速度制御手段により制御されるエンジン回転速度の上限値を低下させる速度制限手段とを備えることを特徴とする。
走行用回路の負荷圧を検出する走行回路圧検出手段と、作業用回路の負荷圧を検出する作業回路圧検出手段とを有し、少なくとも走行回路圧検出手段により検出された走行回路圧が走行用設定回路圧以上、かつ、作業回路圧検出手段により検出された作業回路圧が作業用設定回路圧以上のとき、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出するようにしてもよい。
車速を検出する車速検出手段と、操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、作業用回路の負荷圧を検出する作業回路圧検出手段とを有し、少なくとも車速検出手段により検出された車速が設定車速以下、かつ、操作量検出手段により検出された操作量が所定値以上、かつ、作業回路圧検出手段により検出された作業回路圧が所定値以上のとき、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出するようにしてもよい。
車両が走行可能状態であるか否かを判定する走行判定手段をさらに有し、走行判定手段により走行可能状態であると判定され、かつ、車速検出手段により検出された車速が設定車速以下、かつ、操作量検出手段により検出された操作量が所定値以上、かつ、作業回路圧検出手段により検出された作業回路圧が所定値以上のとき、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出することもできる。
この場合の設定車速は、エンジン回転速度が高いほど大きな値に設定することが好ましい。
状態検出手段により高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態が所定時間継続して検出されると、エンジン回転速度の上限値を低下させることもできる。

本発明によれば、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態が検出されると、エンジン回転速度の上限値を低下させるようにしたので、回路内の圧油のリリーフ量が抑えられ、熱エネルギー損失を低減できる。

−第１の実施の形態−
以下、図１〜図８を参照して本発明による作業車両の制御装置の第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。

図２は、第１の実施の形態に係る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。

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。

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。

エンジン回転速度はアクセルペダル９の操作によって調整され、チャージポンプ５の吐出量はエンジン回転速度に比例する。このため、絞り７の前後差圧はエンジン回転速度に比例し、ポンプ傾転量もエンジン回転速度に比例する。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。なお、作業用油圧回路ＨＣ２の最高圧力は、作業用油圧回路ＨＣ２に設けられた図示しないリリーフ弁により制限される。

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。コントローラ１０には、高圧選択弁１５で選択された主管路ＬＡ，ＬＢの圧力（走行回路圧Ｐｔ）を検出する圧力検出器２１からの信号と、作業用ポンプ４の吐出圧（作業回路圧Ｐｆ）を検出する圧力検出器２２からの信号と、エンジン回転速度（エンジン回転数）を検出する回転速度計１６からの信号と、アクセルペダル９の操作量を検出する操作量検出器１７からの信号がそれぞれ入力される。

コントローラ１０には、予め図３に示すようなアクセルペダル９の操作量に対するエンジン回転速度の関係が記憶されている。図では、ペダル操作量の増加に伴いエンジン回転速度がＮＬからＮｈまで増加している。図中のＮｈはエンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍであるが、本実施の形態では、後述するように所定の条件が成立すると、エンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍを所定値Ｎｓまで低下させ、この上限値Ｎｌｉｍを超えない範囲で図３の特性に従いアクセルペダル９の操作に応じてエンジン回転速度を制御する。

コントローラ１０は、モータ傾転を制御するモータ傾転制御部とエンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍを設定する速度上限値設定部とを有する。ＣＰＵでは以下のような処理を実行し、電気式レギュレータ１１とエンジン制御装置１８にそれぞれ制御信号を出力する。

図４は、モータ傾転制御部における処理の一例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ｑｍｉｎから最大ｑｍａｘまで増加し、走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐ０より大きい範囲ではモータ目標傾転ｑｍは最大ｑｍａｘである。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ｑｍ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。

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０でモータ傾転の上限値ｑｌｉｍは特性Ｌ１の最大傾転ｑｍａｘに等しく、作業回路圧Ｐｆが増加するに伴いｑｌｉｍは徐々に減少する。作業回路圧Ｐｆが定格圧力のときのモータ傾転の上限値ｑｌｉｍは、最大傾転ｑｍａｘの５０％〜７０％程度である。

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、小さい方の値を目標傾転として選択し、モータ傾転がこの目標傾転となるようにレギュレータ１１を制御する。

これにより作業回路圧Ｐｆが０のとき、つまり単独走行時には、モータ傾転は特性Ｌ１に沿ってｑｍｉｎ〜ｑｍａｘの間で制御される。作業回路圧Ｐｆが発生すると、つまり走行しながら作業を行うときは、モータ傾転は特性Ｌ１の走行回路圧Ｐｔに対応した目標傾転ｑｍと、特性Ｌ２の作業回路圧Ｐｆに対応した上限値ｑｌｉｍのいずれか小さい値に制御され、モータ傾転の最大値が上限値ｑｌｉｍで制限される。

図５は、コントローラ１０の速度上限値設定部における処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばエンジンキースイッチのオンによってスタートする。ステップＳ１では、圧力検出器２１により検出された走行回路圧Ｐｔが、予め定められた所定値Ｐｔｓ以上であるか否かを判定する。所定値Ｐｔｓは、アーム１１１の操作により掘削作業を行っているか否かを判別するための閾値である。掘削作業時には走行回路圧Ｐｔがリリーフ圧近くまで上昇するため、所定値Ｐｔｓは例えばリリーフ弁１４のリリーフ圧Ｐｔｒの７０〜９０％程度に設定される（図７参照）。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、圧力検出器２２により検出された作業回路圧Ｐｆが、予め定められた所定値Ｐｆｓ以上であるか否かを判定する。所定値Ｐｆｓは、アーム１１１の操作により掘削作業を行っているか否かを判別するための閾値である。バケット１１２を土砂に貫入した状態でアームシリンダ１１４を操作するときは、バケットシリンダ１１５を操作するときよりも作業負荷が大きくなるため、この作業負荷に対応して、所定値Ｐｆｓは、例えば作業用回路ＨＣ２に設けられたリリーフ弁のリリーフ圧Ｐｆｒの７０〜９０％程度に設定される（図７参照）。ステップＳ２が肯定されるとステップＳ３に進み、タイマをカウントする。ステップＳ４では、タイマが所定時間ｔ０を計時したか否か、すなわちＰｔ≧ＰｔｓかつＰｆ≧Ｐｆｓの状態が所定時間ｔ０継続したか否かを判定する。

ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進み、否定されるとステップＳ７に進む。ステップＳ５では、エンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍを所定値Ｎｓ（図３）に設定する。一方、ステップＳ１が否定、またはステップＳ２が否定されるとステップＳ６に進み、タイマをリセットする。ステップＳ７では、エンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍを所定値Ｎｈに設定する。

以上によりエンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍが設定されると、コントローラ１０はエンジン制御装置１８に制御信号を出力し、上限値Ｎｌｉｍを超えないようにアクセルペダル９の操作量に応じてエンジン回転速度を制御する。これによりアクセルペダル９を最大に操作した場合、上限値ＮｌｉｍがＮｈに設定されていれば、エンジン回転速度はＮｈに制御され、上限値ＮｌｉｍがＮｓに設定されていると、エンジン回転速度はＮｓに制御される。

ここで、所定値Ｎｓの意味について説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、エンジン回転速度とその回転速度の下で油圧ポンプ２が吐出できる走行負荷圧Ｐｔの最大値Ｐｔｍａｘ（最大圧力）との関係、およびエンジン回転速度とこの最大圧力Ｐｔｍａｘに対応する走行駆動力との関係を示す図である。図６（ａ）に示すように最大圧力Ｐｍａｘは、エンジン回転速度がＮＬからＮａの範囲で比例的に増加し、エンジン回転速度がＮａ以上では最大圧力Ｐｔｍａｘはリリーフ圧Ｐｔｒとなる。また、図６（ｂ）に示すように走行駆動力の最大値も、エンジン回転速度がＮＬからＮａの範囲で比例的に増加し、エンジン回転速度がＮａ以上で最大となる。

したがって、走行駆動力を最大にするためには、少なくともエンジン回転速度がＮａ以上であればよく、エンジン回転速度が大きすぎると（例えばエンジン速度がＮｈ）、リリーフ弁１４からのリリーフ量が多くなり、熱エネルギ損失が大きくなる。なお、作業用油圧回路ＨＣ２についても同様に、高負荷作業時にエンジン回転速度が大きすぎるとリリーフ弁からのリリーフ量が多くなり、熱エネルギ損失が大きくなる。

そこで、本実施の形態では、作業速度よりも作業負荷を優先する作業、すなわち油圧回路ＨＣ１，ＨＣ２にそれほど多くのポンプ流量を必要としない高負荷作業（例えば土砂にバケット１１２を突っ込んでアーム１１１を操作する掘削作業）では、最大駆動力を発揮しつつ熱エネルギ損失を低減するようにエンジン回転速度をＮｓまで低下させる。なお、エンジン回転速度は作動油温の影響等によりばらつきが生じるため、エンジン回転速度がばらついても最大駆動力を得ることができるようにＮｓはＮａよりも所定量（例えば１００〜３００ｒｐｍ）だけ高い値に設定する。

第１の実施の形態に係る作業車両の制御装置の動作を説明する。
例えば図８に示すようにホイールローダ１００を土砂の地山１３０に突進させて掘削作業を行う場合、オペレータはアクセルペダル９を最大に操作し、バケット１１２を土砂に貫入しながらアーム１１１を操作してバケット１１２を持ち上げる。このとき、車両には比較的大きな作業負荷と走行負荷が同時に作用するため、図７に斜線で示すように作業回路圧Ｐｆは所定値Ｐｆｓ以上、かつ走行回路圧Ｐｔは所定値Ｐｔｓ以上の高負荷状態となる。高負荷状態となっても所定時間ｔ０が経過する前であれば、エンジン回転速度の上限値ＮｌｉｍはＮｈであり（ステップＳ７）、ペダル最大踏み込み時のエンジン回転速度はＮｈとなる。したがって、走行回路圧Ｐｔが高い状態で走行中に作業回路圧Ｐｆが瞬間的に高くなったとしても、エンジン回転速度が変動することはなく、燃費の悪化を防ぐことができる。また、制御も安定する。

高負荷状態が所定時間ｔ０継続すると、エンジン回転速度の上限値ＮｌｉｍはＮｓまで低下し（ステップＳ５）、エンジン回転速度もＮｓとなる。これにより油圧ポンプ２の吐出量が減少するため、リリーフバルブ１４を通過するリリーフ量が減少し、熱エネルギ損失を低減できる。その結果、燃費を向上できるとともに、騒音も小さくすることができ、作動油クーラの容量の小型化も可能になる。このときエンジン回転速度をＮｓまで下げても最大走行駆動力を得ることができ（図６（ｂ））、高負荷の掘削作業を問題なく行うことができる。

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）走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上かつ作業負荷圧Ｐｆが所定値Ｐｆｓ以上の状態が所定時間ｔ０継続すると、エンジン回転速度の上限値ＮｌｉｍをＮｈからＮｓまで低下させるようにした。これにより走行用油圧回路ＨＣ１および作業用油圧回路ＨＣ２のリリーフ量を減少させることができ、熱エネルギ損失を低減できる。
（２）走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上かつ作業負荷圧Ｐｆが所定値Ｐｆｓ以上を条件としてエンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍを下げるので、作業回路圧Ｐｆのみが高い状態で走行する場合や、走行回路圧Ｐｔのみが高い状態で作業を行う場合には、上限値ＮｌｉｍはＮｈのままであり、十分な走行速度や作業速度が得られる。
（３）走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上かつ作業負荷圧Ｐｆが所定値Ｐｆｓ以上となっても、その状態が所定時間ｔ０継続しないとエンジン回転速度の上限値ＮｌｉｍをＮｈに維持するので、回路圧Ｐｔ，Ｐｆが瞬間的に変化した場合にエンジン回転速度の変動を抑えることができる。
（４）最大走行駆動力を発揮できる最小のエンジン回転速度Ｎａよりも所定量だけ高いエンジン回転速度Ｎｓに上限値Ｎｌｉｍを設定するので、作動油温の影響等によりエンジン回転速度がばらついても確実に最大走行駆動力を得ることができる。
（５）走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上かつ作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｆｓ以上でエンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍを下げるので、回路圧Ｐｔ，Ｐｆがリリーフ圧Ｐｔｒ，Ｐｆｒまで上昇する前にエンジン回転速度を下げることができ、効率的である。

−第２の実施の形態−
図９〜図１１を参照して本発明による作業車両の制御装置の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、コントローラ１０の速度上限値設定部における処理である。すなわち第１の実施の形態では、走行回路圧Ｐｔが所定値Ｐｔｓ以上、かつ作業回路圧Ｐｆが所定値Ｐｆｓ以上を条件としてエンジン回転速度の上限値ＮｌｉｍをＮｓまで低下させたが、第２の実施の形態では、アクセルペダル９の踏み込み量が所定値以上、かつ車速が所定値以下、かつ作業回路圧Ｐｆが所定値以上を条件として上限値Ｎｌｉｍを低下させる。以下では、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

図９は、第２の実施の形態に係る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している。コントローラ１０には、圧力検出器２１，２２と操作量検出器１７と回転速度計１６からの信号がそれぞれ入力される。さらに第２の実施の形態では、操作レバー６ａの操作を検出する操作検出器２０からの信号と、車速を検出する車速検出器１９からの信号がコントローラ１０に入力される。

図１０は、第２の実施の形態に係る速度上限値設定部における処理の一例を示すフローチャートである。なお、図５と同一の処理には同一の符号を付している。ステップＳ１１では、操作検出器２０からの信号により操作レバー６ａの操作を判定する。操作レバー６ａが前進側または後進側に操作、つまり走行可能位置に操作と判定されるとステップＳ１２に進み、中立位置に操作、つまり走行不能位置に操作と判定されるとステップＳ６に進む。

ステップＳ１２では、操作量検出器１７からの信号によりアクセルペダル９が所定値Ｓ０以上操作されているか否かを判定する。所定値Ｓ０は、高負荷走行を判定するための閾値であり、例えばフル操作量の８０％程度に設定される。ステップＳ１２が肯定されるとステップＳ１３に進み、否定されるとステップＳ６に進む。ステップＳ１３では、車速検出器１９からの信号により車速が所定値Ｖ０以上か否かを判定する。所定値Ｖ０は、高負荷走行を判定するための閾値であり、例えば３ｋｍ／ｈ程度に設定される。すなわち掘削作業を行いながら走行する場合には、車両には高負荷が作用するため、アクセルペダル９を８０％以上踏み込んでも車速は３ｋｍ以下となる。この点を考慮して所定値Ｓ０，Ｖ０を決定する。ステップＳ１３が肯定されるとステップＳ２に進み、否定されるとステップＳ６に進む。

図８の掘削作業時には、アクセルペダル９の操作量が所定値Ｓ０以上、かつ車速が所定値Ｖ０以下、かつ作業回路圧Ｐｆが所定値以上になる。この状態が所定時間ｔ０継続すると、エンジン回転速度の上限値ＮｌｉｍがＮｓまで低下する。これによりリリーフ弁１４からのリリーフ量を減少させることができ、熱エネルギ損失を低減できる。操作レバー６ａが中立位置にあるときは、エンジン回転速度の上限値ＮｌｉｍはＮｈのままなので、走行負荷が高い状態でのみ、エンジン回転速度を低下させることができる。

なお、第２の実施の形態において、車速の閾値Ｖ０をエンジン回転速度またはアクセルペダル９の踏み込み量に応じて変更するようにしてもよい。図１１は、エンジン回転速度に応じて閾値Ｖ０を変更する例である。図では、エンジン回転速度が所定値Ｎａ以下で閾値Ｖ０はＶ０１（例えば１ｋｍ／ｈ）であり、エンジン回転速度がＮａ以上Ｎｂ以下の範囲で閾値Ｖ０は比例的に増加し、エンジン回転速度がＮｂより大きいと閾値Ｖ０はＶ０２（例えば３ｋｍ／ｈ）となる。このようにエンジン回転速度に応じて閾値Ｖ０を変更することで、高負荷の作業状態を精度よく判定できる。

上記実施の形態では、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を形成し、油圧ポンプ４と油圧ポンプ４からの圧油により駆動するシリンダ１１４，１１５等により作業用回路ＨＣ２を形成したが、これら走行用回路と作業用回路の回路構成は上述したものに限らない。例えば走行用回路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。リリーフ弁１４により回路ＨＣ１の最高圧を制限したが、回路ＨＣ１，ＨＣ２の最高圧を制限するリリーフ弁の構成はこれに限らない。

アクセルペダル以外の操作部材によりエンジン回転速度を指令してもよい。予め定めた図３の特性に沿ってエンジン回転速度を制御するようにしたが、ペダル操作量に応じてエンジン回転速度を制御するのであれば、回転速度制御手段の構成はこれに限らない。リリーフ弁１４により走行用回路ＨＣ１の圧油をリリーフさせるようにしたが、他のリリーフ手段により高圧油をリリーフさせるようにしてもよい。また、リリーフ手段は、走行用回路ＨＣ１と作業用回路ＨＣ２の少なくともいずれか一方の高圧油をリリーフするものであってもよい。

第１の実施の形態では、作業回路圧Ｐｆが所定値（作業用設定回路圧）Ｐｆｓ以上、かつ走行回路圧Ｐｔが所定値（走行用設定回路圧）Ｐｔｓ以上の状態が所定時間ｔ０継続すると、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出した。また、第２の実施の形態では、車速が所定値（設定車速）Ｖ０以下、かつペダル操作量が所定値Ｓ０以上、かつ作業回路圧Ｐｆが所定値（作業用設定回路圧）Ｐｆｓ以上の状態が所定時間ｔ０継続すると、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出した。しかし、これは一例であって、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出する状態検出手段を他の構成としてもよい。

少なくとも高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態が検出されるとエンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍを低下させるのであれば、速度制限手段としてのコントローラ１０の処理も上述した以外のものであってもよく、所定時間ｔ０の継続を条件としなくてもよい。エンジン回転速度の上限値Ｎｌｉｍを所定値Ｎｓまで低下させるようにしたが、所定値Ｎｓを可変としてもよい。

圧力検出器２１により走行用回路ＨＣ１の負荷圧Ｐｔを検出し、圧力検出器２２により作業用回路ＨＣ２の負荷圧Ｐｆを検出したが、走行回路圧検出手段および作業回路圧検出手段の構成はいかなるものでもよい。車速検出器１９により車速を検出し、操作量検出器１７によりペダル操作量を検出したが、車速検出手段および操作量検出手段の構成はいかなるものでもよい。操作検出器２０からの信号により車両が走行可能状態であるか否かを判定したが、走行判定手段の構成はこれに限らない。

以上では、本発明の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。

本発明の実施の形態に係る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。 第１の実施の形態に係る制御装置の概略構成を示す図。 アクセルペダルの操作量に対するエンジン回転速度の関係を示す図。 第１の実施の形態に係るモータ傾転制御部における処理の一例を示すブロック図。 第１の実施の形態に係る速度上限値設定部における処理の一例を示すフローチャート。 （ａ）はエンジン回転速度と走行負荷圧の最大値との関係を示す図であり、（ｂ）はエンジン回転速度と走行駆動力の最大値との関係を示す図。 エンジン回転速度の上限値を低下させる走行回路圧と作業回路圧の制御範囲を示す図。 掘削作業を様子を示す図。 第２の実施の形態に係る制御装置の概略構成を示す図。 第２の実施の形態に係る速度上限値設定部における処理の一例を示すフローチャート。 第２の実施の形態の変形例を示す図。

符号の説明

９ アクセルペダル
１０ コントローラ
１４ リリーフ弁
１７ 操作量検出器
１８ エンジン制御装置
１９ 車速検出器
２０ 操作検出器
２１，２２ 圧力検出器
ＨＣ１ 走行用回路
ＨＣ２ 作業用回路

Claims (6)

1. エンジンにより駆動される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る走行用回路と、
   前記エンジンにより駆動される作業用油圧ポンプとこの油圧ポンプからの圧油により駆動する作業用油圧アクチュエータとを有する作業用回路と、
   前記走行用回路および前記作業用回路の少なくともいずれか一方の高圧油をリリーフするリリーフ手段と、
   エンジン回転速度を指令する操作部材と、
   前記操作部材の操作量に応じてエンジン回転速度を制御する回転速度制御手段と、
   高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出する状態検出手段と、
   少なくとも前記状態検出手段により高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態が検出されると、前記回転速度制御手段により制御されるエンジン回転速度の上限値を低下させる速度制限手段とを備えることを特徴とする作業車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の作業車両の走行制御装置において、
   前記状態検出手段は、
   前記走行用回路の負荷圧を検出する走行回路圧検出手段と、
   前記作業用回路の負荷圧を検出する作業回路圧検出手段とを有し、
   少なくとも前記走行回路圧検出手段により検出された走行回路圧が走行用設定回路圧以上、かつ、前記作業回路圧検出手段により検出された作業回路圧が作業用設定回路圧以上のとき、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出することを特徴とする作業車両の制御装置。
3. 請求項１に記載の作業車両の走行制御装置において、
   前記状態検出手段は、
   車速を検出する車速検出手段と、
   前記操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、
   前記作業用回路の負荷圧を検出する作業回路圧検出手段とを有し、
   少なくとも前記車速検出手段により検出された車速が設定車速以下、かつ、前記操作量検出手段により検出された操作量が所定値以上、かつ、前記作業回路圧検出手段により検出された作業回路圧が作業用設定回路圧以上のとき、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出することを特徴とする作業車両の制御装置。
4. 請求項３に記載の作業車両の走行制御装置において、
   前記状態検出手段は、
   車両が走行可能状態であるか否かを判定する走行判定手段をさらに有し、
   前記走行判定手段により走行可能状態であると判定され、かつ、前記車速検出手段により検出された車速が設定車速以下、かつ、前記操作量検出手段により検出された操作量が所定値以上、かつ、前記作業回路圧検出手段により検出された作業回路圧が作業用設定回路圧以上のとき、高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態を検出することを特徴とする作業車両の制御装置。
5. 請求項３または４に記載の作業車両の走行制御装置において、
   前記設定車速は、前記エンジン回転速度が高いほど大きな値に設定されることを特徴とする作業車両の制御装置。
6. 請求項１〜５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、
   前記速度制限手段は、前記状態検出手段により高負荷走行かつ高負荷作業の車両状態が所定時間継続して検出されると、エンジン回転速度の上限値を低下させることを特徴とする作業車両の制御装置。

Images