JP2010095967A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＳＴ走行装置における、牽引力は低くてよいが走行速度を上げるためにエンジン回転速度を上げなければならない場合のような、燃料消費の悪くなる問題を除く。
【解決手段】作業車両が、ＨＳＴ走行装置１８と、エンジンの回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプの容量制御器の容量を増減させる制御信号として「走行モード」および「掘削モード」の二種類を演算するコントローラ２４と、二種類の制御信号のいずれかを選択して該容量制御器に出力させる切換スイッチ２６を備え、コントローラ２４は、エンジンの回転速度に対する制御信号の傾きを「走行モード」においては「掘削モード」よりも急にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業車両、さらに詳しくは、ＨＳＴ走行装置を具備した作業車両に関する。

ホイールローダのような作業車両は、無段変速走行装置であるＨＳＴ走行装置を具備している。走行速度を設定するＨＳＴポンプの吐出容積は、エンジンの回転速度、ポンプの吐出圧力（走行負荷）などに基づいて制御されている（例えば、特許文献１参照）。

ポンプの吐出容積は、典型例においては、コントローラによって演算されたエンジンの回転速度の増減に応じた制御信号に基づいて電磁比例弁が駆動され、電磁比例弁の出力の信号油圧によってポンプの容量制御器が操作され、設定されている。この制御信号（信号油圧）は、作業車両としての作業時の走行負荷（例えば、ホイールローダのバケットを用いた掘削作業における走行牽引力）にエンジン回転速度が適切にマッチングするように設定されている。
特開平５−３３１８７８号公報

ＨＳＴ走行装置において走行速度や牽引力を上げるには、エンジンの回転速度を上げなければならない。したがって、作業現場の移動のような、速い走行速度が必要で高い牽引力の必要のない、作業時よりも走行負荷が軽い場合には、走行速度を上げるためにエンジン回転速度を上げることになり、エンジンは特性の最適なポイント（出力や燃料特性）で使用されないので、燃料消費が悪くなる。

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、ＨＳＴ走行装置における、牽引力は低くてよいが走行速度を上げるためにエンジン回転速度を上げなければならない場合のような、燃料消費の悪くなる問題を除くことができる、作業車両を提供することである。

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ポンプを駆動するエンジンの回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプの容量制御器の容量を増減させる制御信号として「走行モード」および「掘削モード」の二種類を演算するコントローラと、コントローラのこの二種類の制御信号のいずれかを選択して該容量制御器に出力させる切換スイッチと、を備え、コントローラが、エンジンの回転速度に対する制御信号の傾きを、「走行モード」においては「掘削モード」よりも急にする、ことを特徴とする作業車両が提供される。

好適には、コントローラは、装備された作業装置が「走行モード」において所定の時間を越えて操作されているときには「走行モード」を「掘削モード」に自動的に切換えるモード切換手段を備えている。

また、モード切換手段は、作業装置に供給する作動油圧力の平均値を算出し、この平均値が閾値以上でかつ一定時間以上継続しているときに、「走行モード」を「掘削モード」に切換える。

さらに、作業車両は、作業装置にバケットを備えたホイールローダである。

なお、「走行モード」とは、作業車両が例えば作業現場を走行移動するような、ＨＳＴ走行装置には主として走行抵抗が作用するモードを意味し、「掘削モード」とは、作業車両が例えば作業装置のバケットを用いて掘削積込作業を行なうような、ＨＳＴ走行装置には牽引力が要求されるモードを意味している。

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増減に応じてＨＳＴポンプの容量制御器の容量を増減させる制御信号として「走行モード」および「掘削モード」の二種類を演算するコントローラと、二種類の制御信号のいずれかを選択して容量制御器に出力させる切換スイッチを備え、コントローラは、エンジンの回転速度に対する制御信号の傾きを「走行モード」においては「掘削モード」よりも急にしているので、同じエンジン回転速度におけるＨＳＴポンプの容量制御器の容量は「走行モード」の方が「掘削モード」よりも大きく設定される。

したがって、牽引力は低くてよいが走行速度を上げるためにエンジン回転速度を上げなければならない場合には「走行モード」を選択することにより、燃料消費の悪くなる問題を除くことができる。

以下、本発明に従って構成された作業車両について、ホイールローダにおける好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。

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、バケット４ａを取付けた作業装置４および前車輪６を装備した前車体８と、運転室１０、後車輪１２、エンジン室１４および後述のＨＳＴ走行装置を装備した後車体１６を備えている。前車輪６および後車輪１２はこのＨＳＴ走行装置によって駆動されている。

図１を参照して説明する。ホイールローダ２は、ＨＳＴ走行装置１８と、ＨＳＴポンプ２０を駆動するエンジンＥの回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプ２０の容量制御器２２の容量を増減させる制御信号として「走行モード」および「掘削モード」の二種類を演算するコントローラ２４と、コントローラ２４の二種類の制御信号のいずれかを選択して容量制御器２２に出力させる切換スイッチ２６を備えている。

ＨＳＴ走行装置１８は、可変容量型の前記のＨＳＴポンプ２０と、前車輪６および後車輪１２に出力を連結したＨＳＴモータ２８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２０の容量制御器２２は、例えば斜板式可変容量型ポンプにおける、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、その出力圧油によって斜板を傾転作動させ容量を変更する制御機構を備えた周知のものである。

切換スイッチ２６は、押す毎に「ＯＮ」「ＯＦＦ」が切換えられる周知の手動スイッチであり、運転室１０の作業装置操作レバーの握り部に備えられている。実施例においては「ＯＮ」で「走行モード」が、「ＯＦＦ」で「掘削モード」が設定され、設定されたモードは運転室１０の、例えば操縦パネル（図示していない）に文字と点灯によって表示される。

コントローラ２４は、エンジンＥの回転速度を検出する速度センサ３０の出力に基づいて、エンジン回転速度に応じた「走行モード」としての制御信号を演算する走行演算器３２と、「掘削モード」としての制御信号を演算する掘削演算器３４を備えている。切換スイッチ２６「ＯＮ」のときに「走行モード」が演算され、「ＯＦＦ」のときに「掘削モード」が演算される。

図１とともに図２を参照して、「走行モード」および「掘削モード」における制御信号について説明する。掘削演算器３４はエンジン回転速度の増減に応じて制御信号が「走行モード」よりも緩やかに増減する「掘削モード」の特性線を演算する。走行削演算器３２はエンジン回転速度の増減に応じて制御信号が「掘削モード」よりも急に増減する「走行モード」の特性線を演算する。したがって、制御信号は同じエンジン回転速度においては「走行モード」の方が「掘削モード」よりも大きく設定されている。

図１を参照して説明を続ける。コントローラ２４はまた、装備された作業装置４が「走行モード」において所定の時間を越えて操作されているときには「走行モード」を「掘削モード」に自動的に切換えるモード切換手段２５を備えている。

モード切換手段２５は、作業装置ポンプ３６の作動油圧力の平均値を算出する平均器３８と、作業装置ポンプ３６の作動油圧力を検出する圧力センサ４０の出力を切換スイッチ２６が「ＯＮ」のときに平均器３８に入力する切換器４２と、平均値が閾値以上でかつ一定時間以上継続しているときに信号を出力するタイマ４４と、切換スイッチ２６と走行演算器３２の間に設けられタイマ４４から信号が入力されているときには切換スイッチ２６と走行演算器３２を結ぶ信号を掘削演算器３４に接続する切換器４６を備えている。

したがって、「走行モード」において装備された作業装置４が所定の時間を越えて操作されているときには、「走行モード」は「掘削モード」に自動的に切換えられる。

図３を参照して説明する。ＨＳＴポンプ２０の吐出容積は、前記の制御信号に応じて、矢印Ｘで示す、「小」容量と「大」容量の間で増減設定されるとともに、ＨＳＴモータ２８の走行負荷（油圧力）とのバランスによって、走行負荷（油圧力）が減ると増量し、負荷が増すと減量するように、吸収馬力が一定になるように制御される。

前記の平均器３８における圧力変動の平均値を算出する基準時間、また閾値としての平均値の大きさ、さらにタイマ４４の時間設定は、作業車両の種類、作業の内容、作業時間などに応じて設定される。

切換スイッチ２６は、オペレータによって、作業車両のホイールローダ２が、例えば作業現場を走行移動するような場合には「ＯＮ」にされて「走行モード」が選択され、バケット４ａによって掘削積込作業あるいは重量物の運搬など牽引力の必要な場合には「ＯＦＦ」にされて「掘削モード」が選択される。

図１とともに図４を参照して、コントローラ２４の制御手順について説明する。

ステップＳ１において、切換スイッチ２６の設定が「掘削モード（ＯＦＦ）」であるかが判定され、「掘削モード（ＯＦＦ）」のときにはステップＳ２に進み、「走行モード（ＯＮ）」のときはステップＳ３に進む。

ステップＳ２においては、掘削演算器３４によって、エンジンＥの速度センサ３０の出力に応じた「掘削モード」の制御信号（図２）を演算し、ＨＳＴポンプ２０の容量制御器２２に出力し、ステップ１に戻る。

ステップＳ３においては、圧力センサ４０によって作業装置ポンプ３６の作動油圧力が検出され切換器４２に入力される。切換器４２は、切換スイッチ２６が「ＯＮ（走行モード）」であるので「ＯＮ」になり、検出された圧力信号は平均器３８に送られ、ステップ４に進む。

ステップ４においては、平均器３８によって、作動油圧力の平均値が閾値以上であるかが判定され、閾値以上のときにはステップＳ５に進み、以下の場合にはステップＳ６に進む。

ステップＳ５においては、タイマ４４によって、作動油圧力が一定時間以上継続しているが判定され、一定時間以上継続しているときには、切換器４６を「ＯＦＦ」にして、ステップＳ２に進む。閾値以上の圧力が一定時間以上継続しないときには、切換器４６を「ＯＮ」のままにして、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６においては、走行演算器３２によって、エンジンＥの速度センサ３０の出力に応じた「走行モード」の制御信号（図２）を演算し、ＨＳＴポンプ２０の容量制御器２２に出力し、ステップ１に戻る。

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。

本発明に従って構成された作業車両２は、エンジンＥの回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプ２０の容量制御器２２の容量を増減させる制御信号として「走行モード」および「掘削モード」の二種類を演算するコントローラ２４と、二種類の制御信号のいずれかを選択して容量制御器２２に出力させる切換スイッチ２６を備え、コントローラ２４は、エンジンＥの回転速度に対する制御信号の傾きを「走行モード」においては「掘削モード」よりも急にしているので、同じエンジン回転速度におけるＨＳＴポンプ２０の容量制御器２２の容量は「走行モード」の方が「掘削モード」よりも大きく設定される。

したがって、牽引力は低くてよいが走行速度を上げるためにエンジン回転速度を上げなければならない場合には「走行モード」を選択することにより、燃料消費の悪くなる問題を除くことができる。また、オペレータは任意にモードを選択可能であるので、走行、掘削操作時それぞれに適した操作フィーリングを得ることができ、操作性を向上させることができる。

コントローラ２４は、装備された作業装置４が「走行モード」において所定の時間を越えて操作されているときには「走行モード」を「掘削モード」に自動的に切換えるモード切換手段２５を備えている。

したがって、「走行モード」の解除を忘れて掘削作業を開始しても「掘削モード」へ自動的に切換えられる。さらに、「走行モード」で走行中に作業装置４の位置を修正する等軽微な操作が行われた際に、コントローラ２４が誤判断して「掘削モード」に切換えることを防止することができる。

モード切換手段２５は、作業装置４に供給する作動油圧力の平均値を算出し、この平均値が閾値以上でかつ一定時間以上継続しているときに、「走行モード」を「掘削モード」に切換える。したがって、簡単な方法で容易に確実に「走行モード」と「掘削モード」を切換えることができる。

さらに、作業車両２は、作業装置４にバケット４ａを備えたホイールローダである。すなわち本発明は、「走行」と「掘削」を適宜に組合せて作業を遂行するホイールローダに好適である。

本発明に従って構成された作業車両の構成説明図。 コントローラから出力される制御信号の特性線図。 ＨＳＴポンプの特性説明図。 制御手順を示すフローチャート。 作業車両であるホイールローダの側面図。

符号の説明

２：ホイールローダ（作業車両）
４：作業装置
４ａ：バケット
１８：ＨＳＴ走行装置
２０：ＨＳＴポンプ
２２：容量制御器
２４：コントローラ
２５：モード切換手段
２６：切換スイッチ
Ｅ：エンジン

Claims (4)

1. ＨＳＴ走行装置と、
   ＨＳＴポンプを駆動するエンジンの回転速度の増減に応じてＨＳＴポンプの容量制御器の容量を増減させる制御信号として「走行モード」および「掘削モード」の二種類を演算するコントローラと、
   コントローラのこの二種類の制御信号のいずれかを選択して該容量制御器に出力させる切換スイッチと、を備え、
   コントローラが、
   エンジンの回転速度に対する制御信号の傾きを、「走行モード」においては「掘削モード」よりも急にする、
   ことを特徴とする作業車両。
2. コントローラが、
   装備された作業装置が「走行モード」において所定の時間を越えて操作されているときには「走行モード」を「掘削モード」に自動的に切換えるモード切換手段を備えている、
   ことを特徴とする請求項１記載の作業車両。
3. モード切換手段が、
   作業装置に供給する作動油圧力の平均値を算出し、この平均値が閾値以上でかつ一定時間以上継続しているときに、「走行モード」を「掘削モード」に切換える、
   ことを特徴とする請求項２記載の作業車両。
4. 作業車両が、
   作業装置にバケットを備えたホイールローダである、
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の作業車両。

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