JP2008275012A - 建設車両 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤのスリップや急発進を抑えることができる建設車両を提供する。
【解決手段】本発明にかかる建設車両では、制御部が、エンジン回転数にかかわらず車両停止状態で、主回路油圧がカットオフ圧力値以下の最大値となり、主回路油圧が最大値から減少するにつれて走行用油圧ポンプの容量が漸次増加するように、走行用油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量急変抑制制御を実行可能である。
【選択図】図７

Description

本発明は、建設車両に関する。

建設車両には、エンジンによって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出された圧油によって走行用油圧モータを駆動することにより走行を行うものがある。この建設車両では、エンジン回転数、油圧ポンプの容量、走行用油圧モータの容量を制御することによって、車両の速度および牽引力を制御することができる（特許文献１）。

上記のような建設車両では、図１４に示すような、ポンプ容量−主回路油圧特性が得られる。図中の実線Ｌ１１および破線Ｌ１２〜Ｌ１５は、エンジン回転数に応じて変化するポンプ容量−主回路油圧特性を示すラインである。主回路油圧は、油圧ポンプから吐出され走行用油圧モータに送られる圧油が流れる走行用油圧回路における油圧である。ここでは、破線Ｌ１４に示すように、主回路油圧が増大するとポンプ容量が低減され、主回路油圧が低下するとポンプ容量が増大するようにされている。また、この建設車両には、走行用油圧回路の保護のために、油圧制限部が設けられている。油圧制限部は、主回路油圧が所定のカットオフ圧力値を超えないように減圧するカットオフ弁などによって構成されている。図１４の破線Ｌ１２に示すポンプ容量−主回路油圧特性では、ポンプ容量が所定のポンプ容量値Ｑｘ３以下の場合にカットオフ弁が作用して、主回路油圧が減圧されカットオフ圧力値Ｐｌｔで一定となっている。
特開２００４−１４４２５４号公報

しかし、上記のような建設車両では、ポンプ容量が急速に変化して、タイヤがスリップしたり、車両が急発進したりする恐れがある。例えば、建設車両が積雪や土砂を押している状態において負荷が大きいために前に進めず停止した場合を考える。なお、この状態において、作業者はアクセルを目いっぱい踏込んだ状態を維持しているものとし、したがってエンジン回転数は最大回転数を維持しているものとする。この場合、主回路油圧が増大したため、油圧制限部が作用して主回路油圧を減圧する。このとき、ポンプ容量および主回路油圧は、図１４の点Ｐｘ１の状態になっている。この状態において、積雪や土砂から建設車両が受けている負荷が軽減されると、主回路油圧が低下する。このとき、実線Ｌ１１に示すようなポンプ容量−主回路油圧特性では、ポンプ容量および主回路油圧が点Ｐｘ１の状態から点Ｐｘ２の状態に変化するため、ポンプ容量がＱｘ１からＱｘ２へと急速に増大する。このため、タイヤがスリップしたり建設車両が急発進したりする恐れがある。

本発明の課題は、タイヤのスリップや急発進を抑えることができる建設車両を提供することにある。

第１発明にかかる建設車両は、エンジンと、走行用油圧ポンプと、走行用油圧回路と、走行用油圧モータと、走行輪と、作業機用油圧ポンプと、作業機と、制御部と、油圧制限部とを備える。走行用油圧ポンプは、エンジンによって駆動される油圧ポンプである。走行用油圧回路は、走行用油圧ポンプから吐出された圧油が流れる回路である。走行用油圧モータは、走行油圧回路を通って供給される圧油によって駆動される油圧モータである。走行輪は、走行用油圧モータの駆動力によって駆動される。作業機用油圧ポンプは、エンジンによって駆動される油圧ポンプである。作業機は、作業機用油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される。制御部は、エンジン回転数と走行用油圧ポンプの容量と走行用油圧モータの容量とを制御して車速と牽引力とを制御する。油圧制限部は、走行油圧回路を流れる圧油の圧力である走行回路圧が所定のカットオフ圧力値を越えないように制限する。そして、制御部は、エンジン回転にかかわらず車両停止状態で走行回路圧がカットオフ圧力値以下の最大値となり、走行回路圧が最大値から減少するにつれて走行用油圧ポンプの容量が漸次増加するように、走行用油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量急変抑制制御を実行可能である。

この建設車両では、ポンプ容量急変抑制制御を実行することによって、油圧制限部を作用させず、走行回路圧が主回路油圧の変化に応じて漸次変化するポンプ容量−主回路油圧特性が得られる。これにより、この建設車両では、ポンプ容量の急変を抑えることができ、タイヤのスリップや急発進を抑えることができる。

また、このポンプ容量急変抑制制御においては、走行用油圧ポンプの容量が制御されるため、エンジンの回転数が制限される場合と比べて、他の油圧ポンプすなわち作業機用油圧ポンプの吐出流量に影響を与える恐れが少ない。このため、ポンプ容量急変抑制制御の実行中において、作業機の駆動速度が低下することを抑えることができる。

第２発明にかかる建設車両は、エンジンと、走行用油圧ポンプと、走行用油圧回路と、走行用油圧モータと、走行輪と、作業機用油圧ポンプと、作業機と、制御部と、油圧制限部とを備える。走行用油圧ポンプは、エンジンによって駆動される油圧ポンプである。走行用油圧回路は、走行用油圧ポンプから吐出された圧油が流れる回路である。走行用油圧モータは、走行油圧回路を通って供給される圧油によって駆動される油圧モータである。走行輪は、走行用油圧モータの駆動力によって駆動される。作業機用油圧ポンプは、エンジンによって駆動される油圧ポンプである。作業機は、作業機用油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される。制御部は、エンジン回転数と走行用油圧ポンプの容量と走行用油圧モータの容量とを制御して車速と牽引力とを制御する。油圧制限部は、走行油圧回路を流れる圧油の圧力である走行回路圧が所定のカットオフ圧力値を越えないように制限する。そして、制御部は、走行回路圧が増大するにつれて走行用油圧ポンプの容量が漸次減少し、エンジン回転にかかわらず車両停止状態で走行回路圧がカットオフ圧力値以下の最大値となるように、走行用油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量急変抑制制御を実行可能である。

この建設車両では、ポンプ容量急変抑制制御を実行することによって、油圧制限部を作用させず、走行回路圧が主回路油圧の変化に応じて漸次変化するポンプ容量−主回路油圧特性が得られる。これにより、この建設車両では、ポンプ容量の急変を抑えることができ、タイヤのスリップや急発進を抑えることができる。

また、このポンプ容量急変抑制制御においては、走行用油圧ポンプの容量が制御されるため、エンジンの回転数が制限される場合と比べて、他の油圧ポンプすなわち作業機用油圧ポンプの吐出流量に影響を与える恐れが少ない。このため、ポンプ容量急変抑制制御の実行中において、作業機の駆動速度が低下することを抑えることができる。

第３発明にかかる建設車両は、第１発明または第２発明の建設車両であって、走行回路圧を検知する走行回路圧検知部と、エンジン回転数を検知するエンジン回転数検知部と、をさらに備える。そして、制御部は、ポンプ容量急変抑制制御において、走行回路圧検知部が検知した走行回路圧と、エンジン回転数検知部が検知したエンジン回転数とに基づいて走行用油圧ポンプの容量を制御する。

この建設車両では、走行回路圧検知部が検知した走行回路圧と、エンジン回転数検知部が検知したエンジン回転数とに基づいて走行用油圧ポンプの容量を制御することにより、所望のポンプ容量−主回路油圧特性を得ることができる。これにより、上記のポンプ容量急変抑制制御を容易に行うことができる。

第４発明にかかる建設車両は、第１発明または第２発明の建設車両であって、車速を検知する車速検知部と、エンジン回転数を検知するエンジン回転数検知部と、をさらに備える。そして、制御部は、ポンプ容量急変抑制制御において、車速検知部が検知した車速と、エンジン回転数検知部が検知したエンジン回転数とに基づいて走行用油圧ポンプの容量を制御する。

この建設車両では、車速検知部が検知した車速と、エンジン回転数検知部が検知したエンジン回転数とに基づいて走行用油圧ポンプの容量を制御する。走行回路圧が大きくなるにつれて走行用油圧ポンプの容量が小さくなる機構をもつ車両については、走行用油圧モータの容量が一定で且つエンジン回転数が一定の条件下では、車速は、走行回路圧と相関のあるパラメータである。このため、車速とエンジン回転数とに基づいて走行用油圧ポンプの容量を制御することによっても、所望のポンプ容量−主回路油圧特性を得ることができる。これにより、上記のポンプ容量急変抑制制御を容易に行うことができる。

第５発明にかかる建設車両は、第１発明から第４発明のいずれかの建設車両であって、走行用油圧ポンプの容量を任意に制御可能な電磁比例制御弁を備える。そして、制御部は、電磁比例制御弁を電気的に制御することにより、走行用油圧ポンプの容量を制御する。

この建設車両では、制御部が電磁比例制御弁を電気的に制御することにより、走行用油圧ポンプの容量を任意に制御することができる。このため、この建設車両では、所望のポンプ容量−主回路油圧特性が得られるように、走行用油圧ポンプの容量を制御することができ、これにより、上記のポンプ容量急変抑制制御を容易に行うことができる。

第６発明にかかる建設車両は、第１発明から第４発明のいずれかの建設車両であって、供給されるパイロット圧に応じて走行用油圧ポンプの容量を変更するポンプ容量制御機構と、ポンプ容量制御機構に供給されるパイロット圧を任意に制御可能な圧力制御弁と、をさらに備える。そして、制御部は、圧力制御弁を電気的に制御することにより、走行用油圧ポンプの容量を制御する。

この建設車両では、制御部が圧力制御弁を電気的に制御することにより、走行用油圧ポンプの容量を任意に制御することができる。このため、この建設車両では、所望のポンプ容量−主回路油圧特性が得られるように、走行用油圧ポンプの容量を制御することができ、これにより、上記のポンプ容量急変抑制制御を容易に行うことができる
第７発明にかかる建設車両は、第１発明から第６発明のいずれかの建設車両であって、制御部は、ポンプ容量急変抑制制御において、車速−牽引力特性における最大牽引力が、ポンプ容量急変抑制制御を行わない場合の車速−牽引力特性における最大牽引力よりも低速側に表れるように走行用油圧ポンプの容量を制御する。

従来の建設車両では、図１５に示す車速−牽引力特性のように、牽引力のピークは、車速ゼロの場合に表れるのではなく、低速域のある車速において表れる。この場合、ある速度以下では車速の増加に応じて牽引力が増大し、ある速度以上では車速の増加に応じて牽引力が減少することになり、オペレーターにとって操作が困難である。

しかし、本発明にかかる建設車両では、ポンプ容量急変抑制制御において、車速−牽引力特性における最大牽引力が、ポンプ容量急変抑制制御を行わない場合の車速−牽引力特性における最大牽引力よりも低速側に表れる。このため、ポンプ容量急変抑制制御における車速−牽引力特性は、ポンプ容量急変抑制制御を行わない場合の車速−牽引力特性よりも、車速の増大に応じて牽引力が漸次減少する単調減少関数に近くなる。これにより、オペレーターにとって操作を行いやすくすることができる。

第８発明にかかる建設車両は、第１発明から第７発明のいずれかの建設車両であって、オペレーターがポンプ容量急変抑制制御の実行を選択するための選択部をさらに備える。

この建設車両では、オペレーターが選択部を操作することにより、ポンプ容量急変抑制制御の実行の可否を任意に選択することができる。例えば、積雪のある道路などの低摩擦路面上での走行時にポンプ容量急変抑制制御を実行し、通常の路面上での走行時にはポンプ容量急変抑制制御を実行させないようにすることができる。

本発明にかかる建設車両では、ポンプ容量急変抑制制御を実行することによって、走行回路圧が主回路油圧の変化に応じて漸次変化するポンプ容量−主回路油圧特性が得られる。これにより、ポンプ容量の急変を抑えることができ、タイヤのスリップや急発進を抑えることができる。また、このポンプ容量急変抑制制御においては、走行用油圧ポンプの容量が制御されるため、エンジンの回転数が制限される場合と比べて、他の油圧ポンプすなわち作業機用油圧ポンプの吐出流量に影響を与える恐れが少ない。このため、ポンプ容量急変抑制制御の実行中において、作業機の駆動速度が低下することを抑えることができる。

〈第１実施形態〉
＜全体構成＞
本発明の第１実施形態に係る建設車両１の側面図を図１に示す。この建設車両１は、タイヤ４ａ，４ｂにより自走可能であると共に作業機３を用いて所望の作業を行うことができるホイールローダである。この建設車両１は、車体フレーム２、作業機３、タイヤ４ａ，４ｂ、運転室５を備えている。

車体フレーム２は、前側に配置されるフロントフレーム２ａと、後側に配置されるリアフレーム２ｂとを有しており、フロントフレーム２ａとリアフレーム２ｂとは車体フレーム２の中央部において左右方向に揺動可能に連結されている。

フロントフレーム２ａには作業機３および一対のフロントタイヤ４ａが取り付けられている。作業機３は、作業機用油圧ポンプ１１（図２参照）からの圧油によって駆動される装置であり、フロントフレーム２ａの前部に装着されたリフトアーム３７と、リフトアーム３７の先端に取り付けられたバケット３８と、これらを駆動する作業機シリンダ２６（図２参照）とを有する。一対のフロントタイヤ４ａは、フロントフレーム２ａの側面に設けられている。

リアフレーム２ｂには、運転室５や一対のリアタイヤ４ｂなどが設けられている。運転室５は、車体フレーム２の上部に載置されており、ハンドル、アクセル等の操作部、速度等の各種の情報を表示する表示部、座席等が内装されている。一対のリアタイヤ４ｂは、リアフレーム２ｂの側面に設けられている。また、リアフレーム２ｂの右側部には作動油タンク（図示せず）が配置されており、各種の油圧ポンプによって加圧される作動油を蓄積する。

また、車体フレーム２には、タイヤ４ａ，４ｂや作業機３を駆動するための油圧駆動機構７ａが搭載されている。以下、油圧駆動機構７ａの構成について図２に基づいて説明する。

＜油圧駆動機構７ａ＞
油圧駆動機構７ａは、主として、エンジン８、走行用油圧ポンプ９、チャージポンプ１０、作業機用油圧ポンプ１１、走行用油圧モータ１２、駆動軸１５、制御部１６（図３参照）を有しており、いわゆるＨＳＴシステムが採用されている。

エンジン８は、ディーゼル式のエンジンであり、エンジン８で発生した出力トルクが、走行用油圧ポンプ９、チャージポンプ１０、作業機用油圧ポンプ１１、ステアリング用油圧ポンプ（図示せず）等に伝達される。エンジン８には、エンジン８の出力トルクと回転数とを制御する燃料噴射装置１７が付設されており、アクセルの操作量（以下、「アクセル開度」と呼ぶ）に応じてエンジンの回転数指令値を調整し、燃料の噴射量を調整する。アクセルは、エンジン８の目標回転数を指示する手段であり、アクセル開度検知部１８（図３参照）が設けられている。アクセル開度検知部１８は、ポテンショメータなどで構成されており、アクセル開度を検知する。アクセル開度検知部１８は、アクセル開度を示す開度信号を制御部１６へと送り、制御部１６から燃料噴射装置１７に制御信号が出力される。このため、オペレーターはアクセルの操作量を調整することによってエンジン８の回転数を制御することができる。また、エンジン８には、エンジン８の実回転数を検知する回転センサからなるエンジン回転数検知部１９（図３参照）が設けられており、エンジン回転数検知部１９からの回転数信号が制御部１６に入力される。

走行用油圧ポンプ９は、斜板の傾転角を変更することにより容量を変更することができる可変容量型の油圧ポンプであり、エンジン８によって駆動される。走行用油圧ポンプ９から吐出された圧油は、主回路２０，２１（走行油圧回路）を通って走行用油圧モータ１２へ送られる。なお、この油圧駆動機構７ａには主回路２０，２１を通る圧油の圧力（以下、「主回路油圧」）を検知する主回路油圧検知部２２（走行回路圧検知部）（図３参照）が設けられている。なお、主回路油圧（走行回路圧）は、走行用油圧モータ１２を駆動する圧油の駆動油圧に相当する。また、走行用油圧ポンプ９には、走行用油圧ポンプ９の斜板の傾転角を変更することができるポンプ容量制御シリンダ２３とポンプ容量制御弁２４とが接続されている。ポンプ容量制御弁２４は、ポンプ容量制御シリンダ２３のシリンダ部材２３ａと連結されたリンク部材２４ａを有しており、制御部１６からの制御信号に基づいてシリンダ部材２３ａの位置を任意に制御することができる。すなわち、ポンプ容量制御弁２４は、制御部１６からの制御信号に基づいてポンプ容量制御シリンダ２３を制御する電磁比例制御弁であり、ポンプ容量制御シリンダ２３への圧油の供給方向を切り替えることができると共に、走行用油圧ポンプ９の斜板の傾転角を任意に変更することができる。従って、制御部１６は、ポンプ容量制御弁２４を電気的に制御することにより、走行用油圧ポンプ９の容量を任意に変更することができる。

チャージポンプ１０は、エンジン８によって駆動され、ポンプ容量制御弁２４に対してポンプ容量制御シリンダ２３を作動させるための圧油を供給することができる。また、チャージポンプ１０は、モータ制御弁３０に対して、モータシリンダ２９を作動させるための圧油を供給する。

また、チャージポンプ１０からポンプ容量制御シリンダ２３に圧油を供給する回路にはカットオフバルブ３１に接続されるカットオフ回路３９が接続されている。カットオフバルブ３１は、バネ力と主回路油圧による力とのバランスによってポンプ容量制御シリンダ２３へのパイロット圧を設定された圧力に減圧することができる減圧弁である。カットオフバルブ３１は、主回路油圧が、設定されたカットオフ圧力値以上になった場合に、ポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧を減圧して、主回路油圧がカットオフ圧力値を越えないように制限するように構成されている。

作業機用油圧ポンプ１１は、エンジン８によって駆動され、作業機用油圧ポンプ１１から吐出された圧油は、作業機用油圧回路２５を介して作業機３の作業機シリンダ２６に送られ、作業機シリンダ２６を駆動する。

走行用油圧モータ１２は、斜軸の傾転角を変更することにより容量を変更することができる可変容量型の油圧モータであり、走行用油圧ポンプ９から吐出された圧油によって駆動され、走行のための駆動力を生じさせる。走行用油圧モータ１２には、走行用油圧モータ１２の傾転角を制御するモータシリンダ２９と、モータシリンダ２９を制御するモータ制御弁３０（図３参照）とが設けられている。モータ制御弁３０は制御部１６からの制御信号に基づいて制御される電磁制御弁であり、モータシリンダ２９を制御することにより、走行用油圧モータ１２の容量を任意に変えることができる。

駆動軸１５は、走行用油圧モータ１２の駆動力をタイヤ４ａ，４ｂ（図１参照）に伝達することによりタイヤ４ａ，４ｂを回転させる。また、駆動軸１５には、駆動軸１５の回転数から車速を検知する車速センサからなる車速検知部３４（図３参照）が設けられており、車速検知部３４からの車速信号が制御部１６に入力される。

図３に示す制御部１６は、各検知部からの出力信号に基づいて各制御弁や燃料噴射装置１７を電気的に制御し、エンジン回転数、各油圧ポンプ９〜１１の容量、走行用油圧モータ１２の容量などを制御することができる。例えば、制御部１６は、ポンプ容量制御弁２４を電気的に制御することにより、走行用油圧ポンプ９の容量を制御することができる。これにより、この建設車両１では、牽引力と車速とが無段階に変化して、車速ゼロから最高速度まで変速操作なく自動的に変速することができる（図６参照）。また、この建設車両１は、第１選択部３５を備えており、第１選択部３５がオペレーターによって操作されることにより、制御部１６は、最大牽引力を制限する牽引力制限制御を実行する。さらに、この建設車両１は、第２選択部３６を備えており、オペレーターが第２選択部３６を操作することにより、制御部１６は、ポンプ容量急変抑制制御を実行する。以下、この建設車両１における走行制御について詳細に説明する。

＜走行用油圧ポンプ９および走行用油圧モータ１２の制御＞
制御部１６は、エンジン回転数検知部１９および主回路油圧検知部２２からの出力信号を処理して、ポンプ容量の指令信号をポンプ容量制御弁２４に出力する。ここでは、制御部１６は、制御部１６に記憶されているポンプ容量−主回路油圧特性データを参照して、エンジン回転数の値と主回路油圧の値とからポンプ容量を設定し、この設定したポンプ容量に対応するポンプ容量指令値をポンプ容量制御弁２４に出力する。なお、以下、単に「ポンプ容量」という場合は、走行用油圧ポンプ９の容量を意味するものとする。図４に、ポンプ容量−主回路油圧特性データの一例を示す。図中の実線Ｌ１１および破線Ｌ１２〜Ｌ１５は、エンジン回転数に応じて変更されるポンプ容量−主回路油圧特性（以下、「ＰＱ特性」と呼ぶ）を示すラインである。ポンプ容量制御弁２４は、入力されたポンプ容量指令値に基づいてポンプ容量制御シリンダ２３を制御することにより走行用油圧ポンプ９の傾転角を変更する。これにより、ポンプ容量がエンジン回転数に対応したものに制御される。

また、制御部１６は、エンジン回転数検知部１９および主回路油圧検知部２２からの出力信号を処理して、モータ容量の指令信号をモータ制御弁３０に出力する。ここでは、制御部１６は、制御部１６に記憶されているモータ容量−主回路油圧特性データを参照して、エンジン回転数の値と主回路油圧の値とからモータ容量を設定し、この設定したモータ容量に対応する傾転角の変更指令をモータ制御弁３０に出力する。図５に、モータ容量−主回路油圧特性データの一例を示す。図中の実線Ｌ２１は、エンジン回転数がある値の状態における、主回路油圧に対する傾転角を定めたラインである。主回路油圧がある一定の値以下の場合までは傾転角は最小（Ｍｉｎ）であり、その後、主回路油圧の上昇に伴って傾転角も次第に大きくなり（実線の傾斜部分Ｌ２２）、傾転角が最大（Ｍａｘ）となった後は、油圧が上昇しても傾転角は最大傾転角Ｍａｘを維持する。上記実線の傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転数によって上下するように設定されている。すなわち、エンジン回転数が低ければ、主回路油圧がより低い状態から傾転角が大きくなり、主回路油圧がより低い状態で最大傾転角に達するように制御される（図５における下側の破線の傾斜部分Ｌ２３参照）。反対にエンジン回転数が高ければ、主回路油圧がより高くなるまで最小傾転角Ｍｉｎを維持し、主回路油圧がより高い状態で最大傾転角Ｍａｘに達するように制御される（図５における上側の破線の傾斜部分Ｌ２４参照）。

〔牽引力制限制御〕
制御部１６は、第１選択部３５からの出力信号に基づいて走行用油圧モータ１２の傾転角の最大値を切り替え、走行用油圧モータ１２の最大容量を所定の制限値に制限することにより最大牽引力を制限する。この建設車両１では、第１選択部３５はオン状態とオフ状態とに切替可能である。また、オン状態での最大牽引力をレベルＡ，レベルＢ，レベルＣの３段階に変更可能である。第１選択部３５がオフ状態の場合は、最大傾転角は図５のＭａｘの位置となり、この状態では図６のグラフＬ１に示す車速−牽引力特性が得られる。この最大傾転角Ｍａｘは、走行用油圧モータ１２の性能上の最大値である。そして、第１選択部３５がオン状態にされると、最大傾転角が、設定されている最大牽引力のレベルに対応する大きさに変更される。すなわち、オン状態での最大牽引力がレベルＡに設定されている場合は、最大傾転角がＭａに変更される。同様に、最大牽引力がレベルＢに設定されている場合は最大傾転角がＭｂに変更され、最大牽引力がレベルＣに設定されている場合は最大傾転角がＭｃに変更される。このように、最大傾転角が、Ｍａｘよりも小さいＭａ，Ｍｂ，Ｍｃに変更されることにより、図６のグラフＬａ，Ｌｂ，Ｌｃのように最大牽引力が低下した車速−牽引力特性が得られる。これによって、積み込み対象物の重量が比較的小さい場合や、軟弱路面や雪上路面等の低摩擦路面において、作業機３による作業量を確保するためにアクセル開度を最大としても、タイヤ４ａ，４ｂの駆動力が抑えられてスリップを防止することが可能となる。なお、グラフＬ１，Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃはいずれもアクセル開度が全開の状態における車速−牽引力特性である。

〔ポンプ容量急変抑制制御〕
制御部１６は、第２選択部３６からの出力に基づいてポンプ容量急変抑制制御を実行可能である。ポンプ容量急変抑制制御は、主回路油圧がカットオフ圧力値を超えないように制限しながら、主回路油圧の変化に応じて走行用油圧ポンプ９の容量が漸次変化するように、走行用油圧ポンプ９の容量を制御するものである。

ポンプ容量急変抑制制御では、制御部１６は、図７に示すグラフに基づいて走行用油圧ポンプ９の容量を決定する。このグラフは、主回路油圧に対して走行用油圧ポンプ９の容量を定めたものであり、ラインＬ１１’〜Ｌ１５’は、エンジン回転数に応じて変更されるＰＱ特性データを示している。ラインＬ１１’〜Ｌ１５’に対応するエンジン回転数を順にＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５とすると、Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３＞Ｎ４＞Ｎ５である。図７に示すＰＱ特性データは、ポンプ容量急変抑制制御が選択された場合に用いられるものであり、ポンプ容量急変抑制制御が選択されていない場合のＰＱ特性データＬ１１〜Ｌ１５（二点鎖線参照）と異なる特性を有している。なお、各ＰＱ特性データに付した符号のうち同じ数字を有するものは同じエンジン回転数であることを示している。例えば、ラインＬ１１とラインＬ１１’とは、同じエンジン回転数におけるＰＱ特性データを示しており、ポンプ容量急変抑制制御の選択の有無が異なっている。制御部１６は、主回路油圧検知部２２が検知した主回路油圧と、エンジン回転数検知部１９が検知したエンジン回転数と、これらのＰＱ特性データとに基づいて走行用油圧ポンプ９の容量を制御する。

具体的には、図７に示すＰＱ特性データでは、車両停止状態で主回路油圧がカットオフ圧力値Ｐｌｔ以下の最大値となり、主回路油圧が最大値から減少するにつれて走行用油圧ポンプ９の容量が漸次増加するようにされている。言い換えると、主回路油圧が増大するにつれて走行用油圧ポンプ９の容量が漸次減少し、車両停止状態で主回路油圧がカットオフ圧力値Ｐｌｔ以下の最大値となるようにされている。このため、容量急変抑制制御が選択された場合のＰＱ特性データＬ１１’〜Ｌ１４’は、ポンプ容量急変抑制制御が選択されていない場合のＰＱ特性データＬ１１〜Ｌ１４と異なっている。具体的には、ポンプ容量急変抑制制御が選択されていない場合のＰＱ特性データＬ１１〜Ｌ１５のうち、所定回転数以上のエンジン回転数に対応したＰＱ特性データＬ１１，Ｌ１２おいて、ポンプ容量が変化しても主回路油圧が変化しない水平ラインＬｈｚが現れている。この部分では、主回路油圧がカットオフ圧力値Ｐｌｔで一定となっており、ポンプ容量が変化しても主回路油圧は変化しない。これは、カットオフ回路が作用して、主回路油圧の上昇が抑えられ、カットオフ圧力値Ｐｌｔで一定に維持されているためである。これに対して、ポンプ容量急変抑制制御が選択された場合に用いられるＰＱ特性データＬ１１’，Ｌ１２’では、いずれのエンジン回転数においても、上記のような水平ラインが現れておらず、主回路油圧の変化に応じてポンプ容量が漸次変化するようになっている。なお、容量急変抑制制御が選択された場合のＰＱ特性データＬ１１’〜Ｌ１５’のうちエンジン回転数が比較的低い場合のＰＱ特性データＬ１５’は、ポンプ容量急変抑制制御が選択されていない場合のＰＱ特性データＬ１５と同じである。

上記のようにポンプ容量急変抑制制御では、主回路油圧とポンプ容量とが図７のＰＱ特性Ｌ１１’〜Ｌ１５’で示されるラインに沿って変化するように、走行用油圧ポンプ９の容量が制御される。これにより、図６のグラフＬ２に示される車速−牽引力特性が得られる。この車速−牽引力特性は、トルクコンバーターを搭載した車両の車速−牽引力特性（グラフＬ３参照）に近似したものである。トルクコンバーターを搭載した車両の車速−牽引力特性は単調減少関数であり、速度ゼロの時点で最大牽引力が最大となる。なお、グラフＬｃは、レベルＣの牽引力制限制御が行われているがポンプ容量急変抑制制御は行われていない状態での車速−牽引力特性（アクセル開度１００％）である。また、グラフＬ２は、レベルＣの牽引力制限制御と併せてポンプ容量急変抑制制御が行われたときの車速−牽引力特性を示している。このグラフＬ２では、最大牽引力が、グラフＬｃで示す車速−牽引力特性における最大牽引力よりも低速側に表れる。すなわち、ポンプ容量急変抑制制御が行われる場合の車速−牽引力特性において最大牽引力が表れる車速Ｖ１は、ポンプ容量急変抑制制御が行われない場合の車速−牽引力特性（Ｌｃ参照）において最大牽引力が表れる車速Ｖ２よりも小さく、例えば、１ｋｍ／ｈである。

なお、レベルＣの牽引力制限制御ではなく、レベルＢやレベルＡの牽引力制限制御と併せてポンプ容量急変抑制制御が行われてもよい。

第２選択部３６がオフ状態とされた場合には、制御部１６はポンプ容量急変抑制制御を終了する。

＜特徴＞
（１）
この建設車両１では、ポンプ容量急変抑制制御において、主回路油圧の変化に応じて走行用油圧ポンプ９の容量が漸次変化するようにポンプ容量制御弁２４が制御されるため、ポンプ容量が変化しても主回路油圧が変化しない状態の発生が抑えられる。このため、ポンプ容量の急変が抑えられる。これにより、急発進や、低摩擦路面上でのスリップの発生を低減することができる。

また、上記のようにポンプ容量制御弁２４が制御されることにより、トルクコンバーターを搭載した車両の車速−牽引力特性に近似した車速−牽引力特性を得ることができる。トルクコンバーターを搭載した車両は、車速がゼロの場合に牽引力が最大となり車速の増大に応じて牽引力が低下するリニアな車速−牽引力特性を有しているため、これに近似した車速−牽引力特性を得ることにより、オペレーターによる走行操作を行いやすくすることができる。

（２）
この建設車両１では、ポンプ容量急変抑制制御において、走行用油圧ポンプ９の容量が制御されるため、エンジン８の回転数が制限される場合と比べて、他の油圧ポンプすなわち作業機用油圧ポンプ１１の容量に影響を与える恐れが少ない。このため、ポンプ容量急変抑制制御の実行中において、作業機３の駆動速度が低下することを抑えることができる。
〈第２実施形態〉
＜構成＞
本発明の第２実施形態に係る建設車両１の油圧駆動機構７ｂの構成を図８に示す。

この油圧駆動機構７ｂでは、走行用油圧ポンプ９に、走行用油圧ポンプ９の斜板の傾転角を変更することができるポンプ容量制御シリンダ２３と方向制御弁２４が接続されている。ポンプ容量制御シリンダ２３は、供給されるパイロット圧に応じて走行用油圧ポンプ９の斜板の傾転角を変更することにより、走行用油圧ポンプ９の容量を制御するポンプ容量制御機構として機能する。方向制御弁２４は、制御部１６からの制御信号に基づいてポンプ容量制御シリンダ２３に供給される圧油の方向を制御する電磁制御弁である。この方向制御弁２４の動作により、建設車両１の前進と後進とを切り替えることができる。また、チャージポンプ１０からポンプ容量制御シリンダ２３に圧油を供給する回路には、速度感応制御弁３２が設けられている。速度感応制御弁３２は、制御部１６からの制御信号により、ポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧を任意に制御可能な電磁比例圧力制御弁である。速度感応制御弁３２は、ポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧を制御することにより、走行用油圧ポンプ９の容量を変更することができる。

以上のように、この油圧駆動機構７ｂでは、制御部１６が速度感応弁３２を電気的に制御してポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧を制御することにより、走行用油圧ポンプ９の容量を任意に変更することができる。

他の構成については、第１実施形態の建設車両と同様である。

＜走行用油圧ポンプ９および走行用油圧モータ１２の制御＞
次に、この建設車両における走行用油圧ポンプ９および走行用油圧モータ１２の制御について説明する。

制御部１６は、エンジン回転数、および、主回路油圧に応じて、ポンプ容量の指令信号を速度感応弁３２に出力する。ここでは、制御部１６は、制御部１６に記憶されているエンジン回転数−パイロット圧特性データを参照して、エンジン回転数の値と主回路油圧とからポンプ容量を設定し、この設定したポンプ容量に対応する指令値を速度感応弁３２に出力する。図９に、エンジン回転数−パイロット圧特性データの一例を示す。図中の実線Ｌ２１および破線Ｌ２２，Ｌ２３は、主回路油圧に応じて変更されるエンジン回転数−パイロット圧特性を示すラインである。速度感応弁３２は、制御部１６から入力された指令値に基づいてポンプ容量制御シリンダ２３を制御することにより走行用油圧ポンプ９の傾転角を変更する。これにより、走行用油圧ポンプ９の容量がエンジン回転数に対応したものに制御される。

また、制御部１６は、エンジン回転数検知部１９および主回路油圧検知部２２からの出力信号を処理して、モータ容量の指令信号をモータ制御弁３０に出力する。ここでは、制御部１６は、制御部１６に記憶されているエンジン回転数−主回路油圧特性データを参照して、実際のエンジン回転数の値と主回路油圧の値とからモータ容量を増減させるよう、傾転角の変更指令をモータ制御弁３０に出力する。

また、この建設車両では、第１実施形態にかかる建設車両と同様に、牽引力制限制御およびポンプ容量急変抑制制御を実行可能である。牽引力制限制御については、第１実施形態にかかる建設車両と同様の制御であるので、説明を省略する。以下、ポンプ容量急変抑制制御について説明する。

〔ポンプ容量急変抑制制御〕
制御部１６は、第２選択部３６からの出力に基づいてポンプ容量急変抑制制御を実行可能である。この建設車両におけるポンプ容量急変抑制制御は、主回路油圧がカットオフ圧力値Ｐｌｔを超えないように制限しながら、主回路油圧の変化に応じて走行用油圧ポンプ９の容量が漸次変化するように走行用油圧ポンプ９の容量を制御する点で、第１実施形態にかかる建設車両におけるものと概ね同様であるが、速度感応弁３２が制御されることでポンプ容量が制御される点が異なっている。

ここでは、主回路油圧とエンジン回転数とに基づいてポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧が決定される。例えば、主回路油圧Ｐｍａでは、図９のラインＬ２１に示すエンジン回転数−パイロット圧特性データが用いられる。また、主回路油圧Ｐｍｂでは、図９のラインＬ２２に示すエンジン回転数−パイロット圧特性データが用いられ、主回路油圧Ｐｍｃでは、図９のラインＬ２３に示すエンジン回転数−パイロット圧特性データが用いられる。なお、Ｐｍａ＞Ｐｍｂ＞Ｐｍｃである。これらのエンジン回転数−パイロット圧特性データＬ２１〜Ｌ２３では、エンジン回転数が所定値Ｎｃ以上において、エンジン回転数が同じであれば主回路油圧が大きいほどパイロット圧が小さくなるように設定されている。例えば、回転数Ｎ１（＞Ｎｃ）では、主回路油圧Ｐｍａにおいてパイロット圧がＰｐａとされる。これにより、図１０の点Ｐａに対応する主回路油圧およびポンプ容量で走行用油圧ポンプ９が駆動される。また、同じエンジン回転数Ｎ１において、主回路油圧Ｐｍｂでは、パイロット圧がＰｐｂとされる。これにより、点Ｐｂに対応する主回路油圧およびポンプ容量で走行用油圧ポンプ９が駆動される。さらに、同じエンジン回転数Ｎ１において、主回路油圧Ｐｍｃでは、パイロット圧がＰｐｃとされる。これにより、点Ｐｃに対応する主回路油圧およびポンプ容量で走行用油圧ポンプ９が駆動される。ここで、Ｐｐａ＜Ｐｐｂ＜Ｐｐｃである。これにより、図１０に示すようなＰＱ特性が実現される。図１０を見れば分かるように、ポンプ容量急変抑制制御では、パイロット圧が制御されることによって、第１実施形態のポンプ容量急変抑制制御におけるＰＱ特性データＬ１１’’〜Ｌ１５’と同様のＰＱ特性が実現される。また、これにより、第１実施形態のポンプ容量急変抑制制御と同様の車速−牽引力特性（図６参照）が実現される。

＜特徴＞
この建設車両においても、上記の第１実施形態にかかる建設車両と同様の効果を奏することができる。

なお、本実施形態では、ポンプ容量急変抑制制御において、主回路油圧の大きさに応じてポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧が制御されているが、主回路油圧ではなく車速に応じてパイロット圧の制御が行われてもよい。この場合、図９に示したエンジン回転数−パイロット圧特性データＬ２１〜Ｌ２３は、エンジン回転数が所定値Ｎｃ以上において、エンジン回転数が同じであれば車速が小さいほどパイロット圧が小さくなるように設定される。
〈他の実施形態〉
（Ａ）
上記の実施形態では、ホイールローダに本発明が適用されているが、ホイールローダに限らず油圧モータで走行するＨＳＴを搭載した建設車両であれば適用可能である。

（Ｂ）
上記の実施形態では、第２選択部３６によって選択された場合にポンプ容量急変抑制制御が行われているが、オペレーターの選択によらず自動的にポンプ容量急変抑制制御が行われてもよい。これにより、低速運転時において、リニアに近い速度−牽引力特性が得られ、オペレーターは微妙なアクセル操作をより容易に行うことができる。

（Ｃ）
上記の第１実施形態では、ポンプ容量制御弁２４が電気的に制御されることにより、ポンプ容量急変抑制制御が行われているが、走行用油圧ポンプ９の容量を制御して図７に示す主回路油圧−ポンプ容量特性が得られるものであれば、他の制御手段が用いられてもよい。

（Ｄ）
上記の第２実施形態では、速度感応弁３２を制御部１６からの制御信号によって制御することにより、ポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧を任意に制御しているが、図１１に示すように、減圧弁２８を制御部１６からの制御信号によって制御することにより、速度感応弁３２によって制御された、エンジン回転数に応じたパイロット圧の上限を制御してもよい。ここで、減圧弁２８は、チャージポンプ１０から吐出された圧油が通るパイロット回路３３と方向制御弁２４とを接続しており、制御部１６からの制御信号により、ポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧を任意に制御可能な電磁比例圧力制御弁である。

また、減圧弁２８が設けられる位置は上記のものに限られない。例えば、図１２に示すように、パイロット回路３３から分岐して減圧弁２８が設けられてもよい。また、図１３に示すように、パイロット回路３３に接続されるカットオフ回路３９から分岐して減圧弁２８が設けられてもよい。さらに、減圧弁は１つに限らず、前進用のパイロット圧をポンプ容量制御シリンダ２３に供給する前進用減圧弁と、後進用のパイロット圧をポンプ容量制御シリンダ２３に供給する後進用減圧弁との２つの減圧弁が設けられて、各減圧弁においてポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧が制御されてもよい。この場合、方向制御弁２４は省略される。これらのような油圧回路においても、ポンプ容量制御シリンダ２３に供給されるパイロット圧を制御して図１０に示すような主回路油圧−ポンプ容量特性を得ることができる。

（Ｅ）
上記の第１実施形態においては、主回路油圧とエンジン回転数とに基づいてポンプ容量が制御されているが、主回路油圧に代えて車速が考慮されてもよい。

本発明は、タイヤのスリップや急発進を抑えることができる効果を有し、建設車両として有用である。

建設車両の側面図。 第１実施形態にかかる油圧駆動機構の構成を示す概略図。 建設車両の制御ブロック図。 ポンプ容量−主回路油圧特性データの一例を示すグラフ。 モータ容量−主回路油圧特性データの一例を示すグラフ。 車速−牽引力特性を示すグラフ。 ポンプ容量急変抑制制御におけるエンジン回転数毎のポンプ容量−主回路油圧特性データを示すグラフ。 第２実施形態にかかる油圧駆動機構の構成を示す図。 ポンプ容量急変抑制制御における車速毎のエンジン回転数−パイロット圧特性データを示すグラフ。 ポンプ容量急変抑制制御におけるエンジン回転数毎のポンプ容量−主回路油圧特性を示すグラフ。 他の実施形態にかかる油圧駆動機構の構成を示す図。 他の実施形態にかかる油圧駆動機構の構成を示す図。 他の実施形態にかかる油圧駆動機構の構成を示す図。 従来の建設車両のモータ容量−主回路油圧特性を示すグラフ。 従来の建設車両の車速−牽引力特性を示すグラフ。

符号の説明

１ 建設車両
３ 作業機
４ａ、４ｂ 走行輪
８ エンジン
９ 走行用油圧ポンプ
１１ 作業機用油圧ポンプ
１２ 走行用油圧モータ
１６ 制御部
１９ エンジン回転数検知部
２０，２１ 主回路（走行油圧回路）
２２ 主回路油圧検知部（走行回路圧検知部）
２３ ポンプ容量制御シリンダ（ポンプ容量制御機構）
２４ ポンプ容量制御弁（電磁比例制御弁）
２８ 減圧弁（圧力制御弁）
３１ カットオフバルブ（油圧制限部）
３４ 車速検知部
３６ 第２選択部（選択部）

Claims (8)

1. エンジンと、
   前記エンジンによって駆動される走行用油圧ポンプと、
   前記走行用油圧ポンプから吐出された圧油が流れる走行油圧回路と、
   前記走行油圧回路を通って供給される圧油によって駆動される走行用油圧モータと、
   前記走行用油圧モータの駆動力によって駆動される走行輪と、
   前記エンジンによって駆動される作業機用油圧ポンプと、
   前記作業機用油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される作業機と、
   エンジン回転数と前記走行用油圧ポンプの容量と前記走行用油圧モータの容量とを制御して車速と牽引力とを制御する制御部と、
   前記走行油圧回路を流れる圧油の圧力である走行回路圧が所定のカットオフ圧力値を越えないように制限する油圧制限部と、
   を備え、
   前記制御部は、エンジン回転に関わらず車両停止状態で前記走行回路圧が前記カットオフ圧力値以下の最大値となり、前記走行回路圧が最大値から減少するにつれて前記走行用油圧ポンプの容量が漸次増加するように、前記走行用油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量急変抑制制御を実行可能である、
   建設車両。
2. エンジンと、
   前記エンジンによって駆動される走行用油圧ポンプと、
   前記走行用油圧ポンプから吐出された圧油が流れる走行油圧回路と、
   前記走行油圧回路を通って供給される圧油によって駆動される走行用油圧モータと、
   前記走行用油圧モータの駆動力によって駆動される走行輪と、
   前記エンジンによって駆動される作業機用油圧ポンプと、
   前記作業機用油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される作業機と、
   エンジン回転数と前記走行用油圧ポンプの容量と前記走行用油圧モータの容量とを制御して車速と牽引力とを制御する制御部と、
   前記走行油圧回路を流れる圧油の圧力である走行回路圧が所定のカットオフ圧力値を越えないように制限する油圧制限部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記走行回路圧が増大するにつれて前記走行用油圧ポンプの容量が漸次減少し、エンジン回転に関わらず車両停止状態で前記走行回路圧が前記カットオフ圧力値以下の最大値となるように、前記走行用油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量急変抑制制御を実行可能である、
   建設車両。
3. 前記走行回路圧を検知する走行回路圧検知部と、
   前記エンジン回転数を検知するエンジン回転数検知部と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記ポンプ容量急変抑制制御において、前記走行回路圧検知部が検知した走行回路圧と、前記エンジン回転数検知部が検知したエンジン回転数とに基づいて前記走行用油圧ポンプの容量を制御する、
   請求項１または２に記載の建設車両。
4. 車速を検知する車速検知部と、
   前記エンジン回転数を検知するエンジン回転数検知部と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記ポンプ容量急変抑制制御において、前記車速検知部が検知した車速と、前記エンジン回転数検知部が検知したエンジン回転数とに基づいて前記走行用油圧ポンプの容量を制御する、
   請求項１または２に記載の建設車両。
5. 前記走行用油圧ポンプの容量を任意に制御可能な電磁比例制御弁を備え、
   前記制御部は、前記電磁比例制御弁を電気的に制御することにより、前記走行用油圧ポンプの容量を制御する、
   請求項１から４のいずれかに記載の建設車両。
6. 供給されるパイロット圧に応じて前記走行用油圧ポンプの容量を変更するポンプ容量制御機構と、
   前記ポンプ容量制御機構に供給されるパイロット圧を任意に制御可能な圧力制御弁と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記圧力制御弁を電気的に制御することにより、前記走行用油圧ポンプの容量を制御する、
   請求項１から４のいずれかに記載の建設車両。
7. 前記制御部は、前記ポンプ容量急変抑制制御において、車速−牽引力特性における最大牽引力が、前記ポンプ容量急変抑制制御を行わない場合の車速−牽引力特性における最大牽引力よりも低速側に表れるように前記走行用油圧ポンプの容量を制御する、
   請求項１から６のいずれかに記載の建設車両。
8. オペレーターが前記ポンプ容量急変抑制制御の実行を選択するための選択部をさらに備える、
   請求項１から７のいずれかに記載の建設車両。

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