JP2013210013A - 作業車両及び作業車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、走行操作性を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することにある。
【解決手段】作業車両は、エンジンと、油圧ポンプと、走行用油圧モータと、アクセル操作部材と、制御部と、を備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。走行用油圧モータは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。アクセル操作部材は、エンジンの目標回転速度を設定するために操作される。制御部は、走行用油圧モータの容量を最大容量よりも小さい上限容量に制限することにより最大牽引力を低減させるトラクション制御を行う。制御部は、トラクション制御において、アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度の増大に応じて走行用油圧モータの上限容量を増大させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。

一般的に、ホイールローダ等の作業車両には、いわゆるＨＳＴ（HydroStatic Transmission）を搭載しているものがある。ＨＳＴ式の作業車両は、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作動油によって走行用油圧モータを駆動する。これにより、作業車両が走行する。このようなＨＳＴ式の作業車両では、エンジン回転速度、油圧ポンプの容量、走行用油圧モータの容量などを制御することによって、車速および牽引力を制御することができる（特許文献１参照）。

上記の作業車両では、オペレータは、トラクション制御を選択することができる。トラクション制御は、走行用油圧モータの容量を最大容量よりも小さい上限容量に制限することにより最大牽引力を低減させる制御である。図１０は、駆動回路圧と走行用油圧モータの容量とを規定するモータ容量−駆動回路圧特性の一例を示している。例えば、走行用油圧モータの上限容量がＭａに設定されると、トラクション制御が行われていない状態よりも最大牽引力が低下する。また、上限容量がＭｂに設定されると、最大牽引力がさらに低下する。

一方、上記の作業車両では、図１１に示すような、ポンプ容量−駆動回路圧特性に基づいて油圧ポンプの容量を制御する。図中のＬ１１〜Ｌ１６は、エンジン回転速度に応じて変化するポンプ容量−駆動回路圧特性を示すラインである。駆動回路圧は、油圧ポンプから走行用油圧モータに送られる作動油の油圧である。ポンプ容量−駆動回路圧特性は、エンジン回転速度が増大するほど、Ｌ１１からＬ１６へ向かってが変化する。また、Ｌ１２に示すように、駆動回路圧が増大するとポンプ容量が低減され、駆動回路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。この作業車両には、走行用油圧回路の保護のために、カットオフ弁が設けられている。カットオフ弁は、駆動回路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。このため、図１１のＬ１４に示すように、ポンプ容量が所定のポンプ容量値Ｑｘ以下の場合にカットオフ弁が作用して、駆動回路圧が減圧されてカットオフ圧力値Ｐｘで一定となる。

特開２００８−２７５０１２号公報

上記の作業車両では、エンジン回転速度が低速から中速までの範囲では、駆動回路圧はエンジン回転速度の増大に応じて増大する。しかし、エンジン回転速度が中速から高速までの範囲では、エンジン回転速度の増大に関わらず駆動回路圧はカットオフ圧力値で略一定となる。例えば、図１２に示すように、エンジン回転速度がゼロからＮ３までの範囲であるときには、エンジン回転速度の増大に応じて駆動回路圧が増大する。図１２において、エンジン回転速度Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、図１１に示すポンプ容量−駆動回路圧特性Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３のエンジン回転速度にそれぞれ対応している。また、図１２において、エンジン回転速度Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６は、図１１に示すポンプ容量−駆動回路圧特性Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１６のエンジン回転速度にそれぞれ対応している。図１２に示すように、エンジン回転速度がＮ４以上であるときには、エンジン回転速度の増大に関わらず、駆動回路圧はカットオフ圧力値Ｐｘで一定となる。

上記のように、駆動回路圧がカットオフ圧力値Ｐｘである状態でトラクション制御が実行されていると、走行用油圧モータの容量は、設定された上限容量で一定となっている。従って、エンジン回転速度が増大しても、駆動回路圧及び走行用油圧モータの容量は略一定のまま増大しない。このため、エンジン回転速度が中速以上の範囲では、オペレータがアクセル操作部材を操作してエンジン回転速度を増大させても、牽引力が略一定のまま増大しない。従って、アクセル操作部材の操作と実際の牽引力の変化とが一致せず、走行操作性が低下する。

本発明の課題は、走行操作性を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することにある。

本発明の第１の態様に係る作業車両は、エンジンと、油圧ポンプと、走行用油圧モータと、アクセル操作部材と、制御部とを備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。走行用油圧モータは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。アクセル操作部材は、エンジンの目標回転速度を設定するために操作される。制御部は、走行用油圧モータの容量を最大容量よりも小さい上限容量に制限することにより最大牽引力を低減させるトラクション制御を行う。制御部は、トラクション制御において、アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度の増大に応じて走行用油圧モータの上限容量を増大させる。

本発明の第２の態様に係る作業車両は、第１の態様の作業車両であって、制御部は、アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度が、所定の閾値以上であるときに、アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度の増大に応じて走行用油圧モータの上限容量を増大させる。

本発明の第３の態様に係る作業車両は、第２の態様の作業車両であって、制御部は、アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度が、所定の閾値より小さいときには、アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度に関わらず走行用油圧モータの上限容量を一定値に設定する。

本発明の第４の態様に係る作業車両は、第１から第３の態様のいずれかの作業車両であって、走行用油圧モータの傾転角を制御することで走行用油圧モータの容量が制御される。

本発明の第５の態様に係る作業車両の制御方法は、エンジンと、油圧ポンプと、走行用油圧モータと、アクセル操作部材とを備える作業車両の制御方法である。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。走行用油圧モータは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。アクセル操作部材は、エンジンの目標回転速度を設定するために操作される。本態様に係る作業車両の制御方法は、走行用油圧モータの容量を最大容量よりも小さい上限容量に制限することにより最大牽引力を低減させるトラクション制御を行い、トラクション制御において、アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度の増大に応じて走行用油圧モータの上限容量を増大させることを含む。

本発明の第１の態様に係る作業車両では、トラクション制御においてアクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度の増大に応じて走行用油圧モータの上限容量が増大する。このため、アクセル操作部材の操作に応じて、牽引力を増大させることができる。これにより、走行操作性を向上させることができる。

本発明の第２の態様に係る作業車両では、アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度が、所定の閾値以上であるときに、上記の走行用油圧モータの上限容量の増大が行われる。このため、オペレータが、アクセル操作部材をある程度大きく操作したときに、牽引力が増大しないという違和感を感じることを抑えることができる。これにより、走行操作性を向上させることができる。

本発明の第３の態様に係る作業車両では、アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度が、所定の閾値より小さいときには、上記の走行用油圧モータの上限容量の増大が行われない。これにより、トラクション制御において、牽引力の不要な増大を抑えることができる。

本発明の第４の態様に係る作業車両では、走行用油圧モータの傾転角を制御することで走行用油圧モータの上限容量を設定することができる。

本発明の第５の態様に係る作業車両の制御方法では、トラクション制御においてアクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度の増大に応じて走行用油圧モータの上限容量が増大する。このため、アクセル操作部材の操作に応じて、牽引力を増大させることができる。これにより、走行操作性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る作業車両の構成を示す側面図。 本発明の一実施形態に係る作業車両に搭載されたＨＳＴシステムを示す油圧回路図。 エンジンの出力トルク線の一例を示す図。 ポンプ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。 モータ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。 作業車両の車速−牽引力線図の一例を示す図。 上限容量情報の一例を示す図。 トラクション比率情報の一例を示す図。 トラクション制御の実行が選択されているときの牽引力とエンジン回転速度との関係を示す図。 従来技術におけるモータ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。 従来技術におけるポンプ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。 従来技術におけるエンジン回転速度と駆動回路圧との関係を示す図。

以下、本発明の一実施形態に係る作業車両５０について、図面を用いて説明する。図１は、作業車両５０の側面図である。作業車両５０は、ホイールローダである。作業車両５０は、車体５１と、作業機５２と、複数のタイヤ５５と、キャブ５６と、を備えている。作業機５２は、車体５１の前部に装着されている。作業機５２は、ブーム５３とバケット５４とリフトシリンダ１９とバケットシリンダ２６とを有する。ブーム５３は、バケット５４を持ち上げるための部材である。ブーム５３は、リフトシリンダ１９によって駆動される。バケット５４は、ブーム５３の先端に取り付けられている。バケット５４は、バケットシリンダ２６によってダンプおよびチルトされる。キャブ５６は、車体５１上に載置されている。

図２は、作業車両５０に搭載された油圧駆動機構３０の構成を示すブロック図である。油圧駆動機構３０は、主として、エンジン１、第２油圧ポンプ２、チャージポンプ３、第１油圧ポンプ４、走行用油圧モータ１０、エンジンコントローラ１２ａ、車体コントローラ１２、駆動油圧回路２０を有している。油圧駆動機構３０では、第１油圧ポンプ４がエンジン１によって駆動されることにより作動油を吐出する。走行用油圧モータ１０が、第１油圧ポンプ４から吐出された作動油によって駆動される。そして、走行用油圧モータ１０が上述したタイヤ５５を回転駆動することにより、作業車両５０が走行する。すなわち、油圧駆動機構３０では、いわゆる１ポンプ１モータのＨＳＴシステムが採用されている。

エンジン１は、ディーゼル式のエンジンであり、エンジン１で発生した出力トルクが、第２油圧ポンプ２、チャージポンプ３、第１油圧ポンプ４等に伝達される。油圧駆動機構３０には、エンジン１の実回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１ａが設けられている。また、エンジン１には、燃料噴射装置１ｂが接続されている。後述するエンジンコントローラ１２ａは、設定された目標エンジン回転速度に応じて燃料噴射装置１ｂを制御することにより、エンジン１の出力トルク（以下、「エンジントルク」と呼ぶ）と回転速度とを制御する。

第１油圧ポンプ４は、エンジン１によって駆動されることにより作動油を吐出する。第１油圧ポンプ４は、可変容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ４から吐出された作動油は、駆動油圧回路２０を通って走行用油圧モータ１０へと送られる。具体的には、駆動油圧回路２０は、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとを有する。作動油が、第１油圧ポンプ４から第１駆動回路２０ａを介して走行用油圧モータ１０に供給されることにより、走行用油圧モータ１０が一方向（例えば、前進方向）に駆動される。作動油が、第１油圧ポンプ４から第２駆動回路２０ｂを介して走行用油圧モータ１０に供給されることにより、走行用油圧モータ１０が他方向（例えば、後進方向）に駆動される。

駆動油圧回路２０には、駆動回路圧検出部１７が設けられている。駆動回路圧検出部１７は、第１駆動回路２０ａ又は第２駆動回路２０ｂを介して走行用油圧モータ１０に供給される作動油の圧力（以下、「駆動回路圧」）を検出する。具体的には、駆動回路圧検出部１７は、第１駆動回路圧センサ１７ａと第２駆動回路圧センサ１７ｂとを有する。第１駆動回路圧センサ１７ａは、第１駆動回路２０ａの油圧を検出する。第２駆動回路圧センサ１７ｂは、第２駆動回路２０ｂの油圧を検出する。第１駆動回路圧センサ１７ａと第２駆動回路圧センサ１７ｂとは、検出信号を車体コントローラ１２に送る。また、第１油圧ポンプ４には、第１油圧ポンプ４の吐出方向を制御するためのＦＲ切換部５とポンプ容量制御シリンダ６とが接続されている。

ＦＲ切換部５は、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいてポンプ容量制御シリンダ６への作動油の供給方向を切り換える電磁制御弁である。ＦＲ切換部５は、ポンプ容量制御シリンダ６への作動油の供給方向を切り換えることにより、第１油圧ポンプ４の吐出方向を切り換える。具体的には、ＦＲ切換部５は、第１駆動回路２０ａへの吐出と第２駆動回路２０ｂへの吐出とに第１油圧ポンプ４の吐出方向を切り換える。ポンプ容量制御シリンダ６は、ポンプパイロット回路３２を介して作動油を供給されることにより駆動され、第１油圧ポンプ４の傾転角を変更する。

ポンプパイロット回路３２には、ポンプ容量制御部７が配置されている。ポンプ容量制御部７は、ポンプ容量制御シリンダ６をポンプパイロット回路３２と作動油タンクとのいずれかに接続する。ポンプ容量制御部７は、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて制御される電磁制御弁である。ポンプ容量制御部７は、ポンプ容量制御シリンダ６内の作動油の圧力を制御することにより、第１油圧ポンプ４の傾転角を調整する。

ポンプパイロット回路３２は、カットオフ弁４７を介してチャージ回路３３と作動油タンクとに接続されている。カットオフ弁４７のパイロットポートは、シャトル弁４６を介して第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとに接続されている。シャトル弁４６は、第１駆動回路２０ａの油圧と第２駆動回路２０ｂの油圧とのうち大きい方をカットオフ弁４７のパイロットポートに導入する。これにより、カットオフ弁４７のパイロットポートには駆動回路圧が印加される。カットオフ弁４７は、駆動回路圧が所定のカットオフ圧より低いときには、チャージ回路３３とポンプパイロット回路３２とを連通させる。これにより、作動油がチャージ回路３３からポンプパイロット回路３２に供給される。カットオフ弁４７は、駆動回路圧が所定のカットオフ圧以上になると、ポンプパイロット回路３２を作動油タンクに連通させて、ポンプパイロット回路３２の作動油を作動油タンクに逃がす。これにより、ポンプパイロット回路３２の油圧が低下することにより、第１油圧ポンプ４の容量が低減され、駆動回路圧の上昇が抑えられる。

チャージポンプ３は、エンジン１によって駆動され、駆動油圧回路２０へと作動油を供給するためのポンプである。チャージポンプ３は、チャージ回路３３に接続されている。チャージポンプ３は、チャージ回路３３を介してポンプパイロット回路３２に作動油を供給する。チャージ回路３３は、第１チェック弁４１を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。第１チェック弁４１は、チャージ回路３３から第１駆動回路２０ａへの作動油の流れを許容するが、第１駆動回路２０ａからチャージ回路３３への作動油の流れを規制する。また、チャージ回路３３は、第２チェック弁４２を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。第２チェック弁４２は、チャージ回路３３から第２駆動回路２０ｂへの作動油の流れを許容するが、第２駆動回路２０ｂからチャージ回路３３への作動油の流れを規制する。また、チャージ回路３３は、第１リリーフ弁４３を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。第１リリーフ弁４３は、第１駆動回路２０ａの油圧が所定の圧力より大きくなったときに開かれる。チャージ回路３３は、第２リリーフ弁４４を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。第２リリーフ弁４４は、第２駆動回路２０ｂの油圧が所定の圧力より大きくなったときに開かれる。また、チャージ回路３３は、低圧リリーフ弁４５を介して作動油タンクに接続されている。低圧リリーフ弁４５は、チャージ回路３３の油圧が所定のリリーフ圧より大きくなったときに開かれる。これにより、駆動回路圧が所定のリリーフ圧を越えないように調整される。また、低圧リリーフ弁４５の所定のリリーフ圧は、第１リリーフ弁４３のリリーフ圧、及び、第２リリーフ弁４４のリリーフ圧と比べて、かなり低い。従って、駆動回路圧がチャージ回路３３の油圧より低くなったときには、第１チェック弁４１又は第２チェック弁４２を介して、作動油がチャージ回路３３から駆動油圧回路２０へ供給される。

第２油圧ポンプ２は、エンジン１によって駆動される。第２油圧ポンプ２から吐出された作動油は、作業機用油圧回路３１を介してリフトシリンダ１９に供給される。これにより、作業機５２が駆動される。また、第２油圧ポンプ２から吐出された作動油は、作業機用油圧回路３１を介してステアリングシリンダ（図示せず）に供給される。これにより、作業車両１の向きが変更される。第２油圧ポンプ２の吐出圧は、吐出圧センサ３９によって検出される。吐出圧センサ３９は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。作業機用油圧回路３１には、作業機制御弁１８が設けられている。作業機制御弁１８は、作業機操作部材２３の操作量に応じて駆動される。作業機制御弁１８は、パイロットポートに印加されるパイロット圧に応じて、リフトシリンダ１９に供給される作動油の流量を制御する。作業機制御弁１８のパイロットポートに印加されるパイロット圧は、作業機操作部材２３のパイロット弁２３ａによって制御される。パイロット弁２３ａは、作業機操作部材２３の操作量に応じたパイロット圧を作業機制御弁１８のパイロットポートに印加する。これにより、作業機操作部材２３の操作量に応じてリフトシリンダ１９が制御される。作業機制御弁１８のパイロットポートに印加されるパイロット圧は、ＰＰＣ圧センサ２１によって検出される。また、リフトシリンダ１９に供給される作動油の圧力は、ブーム圧センサ２２によって検出される。ＰＰＣ圧センサ２１及びブーム圧センサ２２は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。また、リフトシリンダ１９には、ブーム角度検出部３８が設けられている。ブーム角度検出部３８は、後述するブーム角度を検出する。ブーム角度検出部３８は、ブーム５３の回転角度を検出するセンサである。或いは、ブーム角度検出部３８は、リフトシリンダ１９のストローク量を検出し、ストローク量からブーム５３の回転角度が演算されてもよい。ブーム角度検出部３８は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。なお、バケットシリンダ２６も、リフトシリンダ１９と同様に、制御弁によって制御されるが、図２においては図示を省略している。

走行用油圧モータ１０は、可変容量型の油圧モータである。走行用油圧モータ１０は、第１油圧ポンプ４から吐出された作動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１０には、モータシリンダ１１ａと、モータ容量制御部１１ｂとが設けられている。モータシリンダ１１ａは、走行用油圧モータ１０の傾転角を変更する。モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて制御される電磁制御弁である。モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいてモータシリンダ１１ａを制御する。モータシリンダ１１ａとモータ容量制御部１１ｂとは、モータパイロット回路３４に接続されている。モータパイロット回路３４は、チェック弁４８を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。チェック弁４８は、第１駆動回路２０ａからモータパイロット回路３４への作動油の流れを許容するが、モータパイロット回路３４から第１駆動回路２０ａへの作動油の流れを規制する。モータパイロット回路３４は、チェック弁４９を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。チェック弁４９は、第２駆動回路２０ｂからモータパイロット回路３４への作動油の流れを許容するが、モータパイロット回路３４から第２駆動回路２０ｂへの作動油の流れを規制する。チェック弁４８，４９により、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとのうち大きい方の油圧、すなわち駆動回路圧の作動油が、モータパイロット回路３４に供給される。モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて、モータパイロット回路３４からモータシリンダ１１ａへの作動油の供給方向および供給流量を切り換える。これにより、車体コントローラ１２は、走行用油圧モータ１０の容量を任意に変えることができる。また、走行用油圧モータ１０の最大容量や最小容量を任意に設定することができる。

油圧駆動機構３０には、車速センサ１６が設けられている。車速センサ１６は、車速を検出する。車速センサ１６は、車速信号を車体コントローラ１２に送る。車速センサ１６は、例えば、タイヤ駆動軸の回転速度を検出することにより、車速を検出する。

作業車両５０は、アクセル操作部材１３ａと、前後進切換操作部材１４と、トラクション制御選択部材１５とを備えている。

アクセル操作部材１３ａは、オペレータが目標エンジン回転速度を設定するための部材である。アクセル操作部材１３ａは、例えばアクセルペダルであり、オペレータによって操作される。アクセル操作部材１３ａは、アクセル操作量センサ１３と接続されている。アクセル操作量センサ１３は、ポテンショメータなどで構成されている。アクセル操作量センサ１３は、アクセル操作部材１３ａの操作量（以下、「アクセル操作量」と呼ぶ）を示す開度信号をエンジンコントローラ１２ａへと送る。オペレータは、アクセル操作量を調整することによって、エンジン１の回転速度を制御することができる。

前後進切換操作部材１４は、オペレータによって操作され、前進位置と後進位置と中立位置とに切り換えられる。前後進切換操作部材１４は、前後進切換操作部材１４の位置を示す操作信号を車体コントローラ１２に送る。オペレータは、前後進切換操作部材１４を操作することによって、作業車両５０の前進と後進とを切り換えることができる。

トラクション制御選択部材１５は、例えばスイッチである。トラクション制御選択部材１５は、オペレータによって操作され、後述するトラクション制御の実行を選択するための部材である。トラクション制御は、トラクション制御が行われていない状態（以下、「通常状態」と呼ぶ）よりも最大牽引力を低減する制御である。オペレータは、トラクション制御選択部材１５でトラクション制御の実行を選択することによって最大牽引力を低減させることができる。トラクション制御選択部材１５は、トラクション制御選択部材１５の選択位置を示す操作信号を車体コントローラ１２へ送る。

エンジンコントローラ１２ａは、ＣＰＵなどの演算装置や各種のメモリなどを有する電子制御部である。エンジンコントローラ１２ａは、設定された目標回転速度が得られるように、エンジン１を制御する。図３にエンジン１の出力トルク線を示す。エンジン１の出力トルク線は、エンジン１の回転速度と、各回転速度においてエンジン１が出力できる最大のエンジントルクの大きさとの関係を示す。図３において、実線Ｌ１００は、アクセル操作量が１００％であるときのエンジン出力トルク線を示している。このエンジン出力トルク線は、例えばエンジン１の定格又は最大のパワー出力に相当する。なお、アクセル操作量が１００％とは、アクセル操作部材１３ａが最大に操作されている状態を意味する。また、破線Ｌ７５は、アクセル操作量が７５％であるときのエンジン出力トルク線を示している。エンジンコントローラ１２ａは、エンジントルクがエンジン出力トルク線以下となるようにエンジン１の出力を制御する。このエンジン１の出力の制御は、例えば、エンジン１への燃料噴射量の上限値を制御することにより行われる。

車体コントローラ１２は、ＣＰＵなどの演算装置や各種のメモリなどを有する電子制御部である。車体コントローラ１２は、本発明の制御部に相当する。車体コントローラ１２は、各検出部からの出力信号に基づいて各制御弁を電子制御することにより、第１油圧ポンプ４の容量と走行用油圧モータ１０の容量とを制御する。

具体的には、車体コントローラ１２は、エンジン回転速度センサ１ａが検出したエンジン回転速度に基づいて指令信号をポンプ容量制御部７に出力する。これにより、ポンプ容量と駆動回路圧との関係が規定される。図４に、ポンプ容量−駆動回路圧特性の一例を示す。ポンプ容量−駆動回路圧特性は、ポンプ容量と駆動回路圧との関係を示す。図中のＬ１１〜Ｌ１６は、エンジン回転速度に応じて変更されるポンプ容量−駆動回路圧特性を示すラインである。具体的には、車体コントローラ１２が、エンジン回転速度に基づいてポンプ容量制御部７の流量を制御することにより、ポンプ容量−駆動回路圧特性がＬ１１〜Ｌ１６に変更される。これにより、ポンプ容量がエンジン回転速度及び駆動回路圧に対応したものに制御される。ポンプ容量−駆動回路圧特性は、エンジン回転速度が増大するほど、Ｌ１１からＬ１６へ向かってが変化する。また、Ｌ１１−Ｌ１３に示すように、駆動回路圧が増大するとポンプ容量が低減され、駆動回路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。Ｌ１４に示すポンプ容量−駆動回路圧特性では、ポンプ容量が所定のポンプ容量値Ｑｘ１以下の場合には、カットオフ弁４７が作用することにより、駆動回路圧が上述したカットオフ圧力値Ｐｘで一定となっている。Ｌ１５に示すポンプ容量−駆動回路圧特性では、ポンプ容量が所定のポンプ容量値Ｑｘ２以下の場合には、カットオフ弁４７が作用することにより、駆動回路圧が上述したカットオフ圧力値Ｐｘで一定となっている。Ｌ１６に示すポンプ容量−駆動回路圧特性では、ポンプ容量が所定のポンプ容量値Ｑｘ３以下の場合には、カットオフ弁４７が作用することにより、駆動回路圧が上述したカットオフ圧力値Ｐｘで一定となっている。Ｑｘ１＜Ｑｘ２＜Ｑｘ３である。すなわち、駆動回路圧がカットオフ圧力値Ｐｘで一定となるときのポンプ容量は、エンジン回転速度の増大に応じて増大する。

車体コントローラ１２は、エンジン回転速度センサ１ａおよび駆動回路圧検出部１７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容量制御部１１ｂに出力する。ここでは、車体コントローラ１２は、車体コントローラ１２に記憶されているモータ容量−駆動回路圧特性を参照して、エンジン回転速度の値と駆動回路圧の値とからモータ容量を設定する。車体コントローラ１２は、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容量制御部１１ｂに出力する。図５に、モータ容量−駆動回路圧特性の一例を示す。図中の実線Ｌ２１は、エンジン回転速度がある値の状態における、駆動回路圧に対するモータ容量を定めたラインである。ここでのモータ容量は、走行用油圧モータ１０の傾転角に対応している。駆動回路圧がある一定の値以下の場合までは傾転角は最小（Ｍｉｎ）である。その後、駆動回路圧の上昇に伴って傾転角も次第に大きくなる（実線の傾斜部分Ｌ２２）。そして、傾転角が最大（Ｍａｘ）となった後は、駆動回路圧が上昇しても傾転角は最大傾転角Ｍａｘを維持する。傾斜部分Ｌ２２は、駆動回路圧の目標圧力を規定している。すなわち、車体コントローラ１２は、駆動回路圧が目標圧力よりも大きくなると走行用油圧モータの容量を増大させる。また、駆動回路圧が、目標圧力よりも小さくなると走行用油圧モータの容量を低減させる。目標圧力は、上述したカットオフ圧力値Ｐｘよりも小さい。また、目標圧力は、エンジン回転速度に応じて定められる。すなわち、図５に示す傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転速度の増減に応じて上下するように設定される。具体的には、傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転速度が低ければ、駆動回路圧がより低い状態から傾転角が大きくなり、駆動回路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速度が高ければ、駆動回路圧がより高くなるまで最小傾転角Ｍｉｎを維持し、駆動回路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）。これにより、図６においてＬ１で示すように、作業車両は、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。なお、図６は、アクセル操作量が最大であるときの車速−牽引力線図である。また、図５において傾斜部分Ｌ２２は、理解の容易のために、傾斜を強調して示しているが、実際には略水平である。従って、駆動回路圧が、目標圧力に達すると、モータ容量は、最小値（或いは最小制限値）と、最大値（或いは最大制限値）との間で切り換わる。ただし、駆動回路圧が目標圧力に達したときに即時に指令値が変更されるのではなく、時間遅れが生じる。この時間遅れが、傾斜部Ｌ２２が存在する理由である。

車体コントローラ１２は、トラクション制御選択部材１５が操作されることにより、トラクション制御を実行する。トラクション制御は、走行用油圧モータ１０の容量を通常状態での最大容量よりも小さい上限容量に制限することによって車両の最大牽引力を通常状態の最大牽引力よりも低減させる制御である。車体コントローラ１２は、トラクション制御選択部材１５の操作に応じて、走行用油圧モータ１０の上限容量を低下させる。車体コントローラ１２は、アクセル操作量が、所定の閾値以上であるときに、アクセル操作量の増大に応じて走行用油圧モータ１０の上限容量を増大させる。また、車体コントローラ１２は、アクセル操作量が、所定の閾値より小さいときには、アクセル操作量に関わらず走行用油圧モータの上限容量を一定値に設定する。図５に示すように、車体コントローラ１２は、トラクション制御選択部材１５によってトラクション制御が選択されており、且つ、アクセル操作量が所定の閾値より小さいときには、上限容量をＭａｘからＭａに変更する。車体コントローラ１２は、モータ容量制御部１１ｂに指令信号を出力する。上限容量がＭａに設定されると、車速−牽引力特性は図６のラインＬａのように変化する。これにより、通常状態での車速−牽引力特性を示すラインＬ１と比べて最大牽引力が低下する。

車体コントローラ１２は、上述したトラクション制御での走行用油圧モータ１０の上限容量を、図７に示すような上限容量情報Ｌｍａに基づいて決定する。上限容量情報Ｌｍａは、アクセル操作量に対する走行用油圧モータ１０の上限容量を規定する。図７に示すように、上限容量情報Ｌｍａでは、アクセル操作量が所定の閾値Ａｔｈより小さいときには、走行用油圧モータ１０の上限容量は、アクセル操作量に関わらずＭａで一定である。アクセル操作量が所定の閾値Ａｔｈ以上であるときには、走行用油圧モータ１０の上限容量は、アクセル操作量の増大に応じて増大する。例えば、最大操作量を１００％とすると、所定の閾値Ａｔｈは５０％であってもよい。

図８は、トラクション比率とアクセル操作量との関係を規定するトラクション比率情報Ｌｒａを示している。トラクション比率とは、通常状態での最大牽引力を１００％としたときのトラクション制御での最大牽引力の割合を示している。すなわち、上述した上限容量情報Ｌｍａは、トラクション比率情報Ｌｒａで示すトラクション比率とアクセル操作量との関係が実現されるように設定される。トラクション比率情報Ｌｒａにおいて、アクセル操作量が所定の閾値Ａｔｈより小さいときには、トラクション比率はＲａで一定である。アクセル操作量が所定の閾値Ａｔｈより大きいときには、アクセル操作量に応じてトラクション比率が増大する。ただし、アクセル操作量が最大操作量Ａｍａｘであるときには、トラクション比率は１００％より小さい。

以上のように、本実施形態に係る作業車両５０では、トラクション制御においてアクセル操作量の増大に応じて走行用油圧モータ１０の上限容量が増大する。具体的には、トラクション制御の実行が選択されているときには、従来技術のように走行用油圧モータ１０の上限容量がＭａに固定されるのではなく、アクセル操作量に応じてＭａよりも大きな値に変化する。従って、アクセル操作部材１５の操作に応じて、牽引力を増大させることができる。これにより、走行操作性を向上させることができる。

図９は、トラクション制御の実行が選択されているときの牽引力とエンジン回転速度との関係を示している。図９において、エンジン回転速度Ｎ１−Ｎ６は、それぞれ図４に示すポンプ容量−駆動回路圧特性Ｌ１１−Ｌ１６のエンジン回転速度に対応している。例えば、エンジン回転速度がＮ１であるときに、ポンプ容量−駆動回路圧特性がＬ１１となる。また、エンジン回転速度がＮ４であるときに、ポンプ容量−駆動回路圧特性がＬ１４となる。図９において実線Ｌ３１は、本実施形態に係る作業車両５０の牽引力とエンジン回転速度との関係を示している。破線Ｌ３１’は、比較例に係る作業車両の牽引力とエンジン回転速度との関係を示している。比較例に係る作業車両では、トラクション制御の実行が選択されているときには、アクセル操作量に関わらず走行用油圧モータ１０の上限容量をＭａ（図５参照）で一定に設定する。このため、エンジン回転速度がＮ４以上である状態では、牽引力は、Ｆｘで一定となり、エンジン回転速度が増大しても牽引力は殆ど増大しない。これに対して、本実施形態に係る作業車両５０では、Ｌ３１で示すように、エンジン回転速度がＮ４以上であっても、牽引力は、エンジン回転速度の増大に応じて増大する。このように、本実施形態に係る作業車両５０では、アクセル操作部材１５の操作に応じて、牽引力を増大させることができるので、走行操作性を向上させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記実施形態では、本発明が適用される作業車両として、ホイールローダを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＨＳＴを搭載した他の作業車両に対して、本発明を適用することができる。

上記実施形態では、１つの油圧ポンプと走行用油圧モータを含む１ポンプ１モータのＨＳＴシステムを搭載した作業車両５０を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１つの第１油圧ポンプと２つの走行用油圧モータを含む、１ポンプ２モータのＨＳＴシステムを搭載した作業車両に対して、本発明を適用してもよい。

トラクション制御は複数の制御モードを有してもよい。各制御モードにおいて、牽引力を段階的に低下させることができる。或いは、トラクション制御は、オペレータが選択した所望の大きさに牽引力を低下させてもよい。

上記の実施形態では、アクセル操作量の増大に応じて走行用油圧モータ１０の上限容量が増大されているが、エンジン回転速度の増大に応じて走行用油圧モータ１０の上限容量が増大されてもよい。すなわち、上限容量情報は、エンジン回転速度に対する走行用油圧モータ１０の上限容量を規定するものであってもよい。

本発明によれば、走行操作性を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することができる。

１ エンジン
４ 第１油圧ポンプ
１０ 走行用油圧モータ
１２ 車体コントローラ
１３ａ アクセル操作部材
１５ トラクション制御選択部材
５０ 作業車両

Claims (5)

1. エンジンと、
   前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される走行用油圧モータと、
   前記エンジンの目標回転速度を設定するために操作されるアクセル操作部材と、
   前記走行用油圧モータの容量を最大容量よりも小さい上限容量に制限することにより最大牽引力を低減させるトラクション制御を行い、前記トラクション制御において前記アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度の増大に応じて前記走行用油圧モータの上限容量を増大させる制御部と、
   を備える作業車両。
2. 前記制御部は、前記アクセル操作部材の操作量又は前記エンジン回転速度が、所定の閾値以上であるときに、前記アクセル操作部材の操作量又は前記エンジン回転速度の増大に応じて前記走行用油圧モータの上限容量を増大させる、
   請求項１に記載の作業車両。
3. 前記制御部は、前記アクセル操作部材の操作量又は前記エンジン回転速度が、前記所定の閾値より小さいときには、前記アクセル操作部材の操作量又は前記エンジン回転速度に関わらず前記走行用油圧モータの上限容量を一定値に設定する、
   請求項２に記載の作業車両。
4. 前記走行用油圧モータの傾転角を制御することで前記走行用油圧モータの容量が制御される、
   請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
5. エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される走行用油圧モータと、前記エンジンの目標回転速度を設定するために操作されるアクセル操作部材と、を備える作業車両の制御方法であって、
   前記走行用油圧モータの容量を最大容量よりも小さい上限容量に制限することにより最大牽引力を低減させるトラクション制御を行い、前記トラクション制御において前記アクセル操作部材の操作量又はエンジン回転速度の増大に応じて前記走行用油圧モータの上限容量を増大させる、
   作業車両の制御方法。

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