JP2017020384A - 作業用車両 - Google Patents

Abstract

【課題】小型のエンジンであっても、エンジンの負荷を充分に増大させて充分なエンジンブレーキによる制動力を得る。
【解決手段】エンジン１の回転をトルクコンバータ２を介して車輪に伝達する走行駆動装置と、エンジン１によって駆動されて圧油を吐出する容量可変型の第２油圧ポンプ３０５から供給される圧油によって駆動される冷却ファン駆動用油圧モータ３０７と、必要とされる制動力がエンジンの負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、第２油圧ポンプ３０５から吐出される圧油の流量が大きくなるように第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を制御する制御手段とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、作業用車両に関する。

トルクコンバータ式の作業車両、例えばホイールローダでは、近年の排気ガス規制を遵守する車両を販売することが求められる。そのため、小型化、高効率化したエンジンを使用すること、及び、排気ガスに後処理装置を追加する等の対策を実施している。しかしながら、小型のエンジンを搭載したトルクコンバータ式の作業車両では、従来の大きなエンジンを使用したホイールローダに比べると、エンジンブレーキによる制動力が小さくなってしまい、同じ速度段で同じ坂道を降坂しても、エンジンが過回転状態となる可能性がある。
従来から、エンジンに排気弁を取り付けることによりエンジンの負荷トルクを増大させてエンジンブレーキによる制動力を増大させる技術が知られている（たとえば特許文献１）。

特開２０００−２９１４５１号公報

しかしながら、小型のエンジンを搭載したトルクコンバータ式の作業車両では、大きいエンジンを搭載したトルクコンバータ式の作業車両に比べ、エンジンの負荷トルクが小さい。特許文献１に記載されている技術を適用することで、負荷トルクを増大可能だが、新規部品を追加することによるコスト増加を招く。

（１）請求項１の発明による作業車両は、エンジンと、エンジンの回転をトルクコンバータを介して車輪に伝達する走行駆動装置と、エンジンによって駆動されて圧油を吐出する容量可変型の油圧ポンプと、油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、必要とされる制動力がエンジンの負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、油圧ポンプから吐出される圧油の流量が大きくなるように油圧ポンプの押し除け容量を制御する制御手段とを備える。
（２）請求項４の発明による作業車両は、エンジンと、エンジンの回転をトルクコンバータを介して車輪に伝達する走行駆動装置と、エンジンによって駆動されて圧油を吐出する容量可変型の油圧ポンプと、油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する制御弁と、油圧ポンプの吐出油が制御弁を通過してタンクへ戻る流路に配置され、その流路の通路面積を絞る固定絞りと、必要とされる制動力がエンジンの負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、固定絞りは、必要とされる制動力に相当するエネルギーを消費するように開口面積が設定され、油圧ポンプから吐出される圧油の流量が大きくなるように油圧ポンプの押し除け容量を制御して、固定絞りにより必要とされる制動力に相当する油圧負荷を生じさせる制御手段とを備える。
（３）請求項５の発明による作業車両は、エンジンと、エンジンの回転をトルクコンバータを介して車輪に伝達する走行駆動装置と、エンジンによって駆動されて圧油を吐出する容量可変型の第１油圧ポンプと、第１油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される第１油圧アクチュエータと、第１油圧ポンプから第１油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する制御弁と、エンジンによって駆動されて圧油を吐出する容量可変型の第２油圧ポンプと、第２油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される第２油圧アクチュエータと、第１油圧ポンプの吐出油が制御弁を通過してタンクへ戻る流路に配置され、その流路の通路面積を絞る固定絞りと、必要とされる制動力がエンジンの負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、固定絞りは、必要とされる制動力に相当するエネルギーを消費するように開口面積が設定され、第１油圧ポンプから吐出される圧油の流量と第２油圧ポンプから吐出される圧油の流量とが共に大きくなるように第１および第２油圧ポンプの押し除け容量を制御して、固定絞りにより必要とされる制動力に相当する油圧負荷を生じさせ制御手段とを備える。

本発明によれば、必要とされる制動力がエンジンの負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定されると、１つまたは２つの油圧ポンプの押し除け容量を大きくして油圧負荷を一時的に増大させ、これにより、エンジンブレーキによる制動力を増加させることができる。

本発明の実施の形態によるホイールローダの外観側面図 実施の形態によるホイールローダの制御系の概略構成を示すブロック図 第１の実施の形態によるホイールローダの油圧回路を説明する回路図 圧油の流量と制動力との関係を説明する図 第１の実施の形態によるホイールローダの動作を説明するフローチャート 第２の実施の形態によるホイールローダの油圧回路を説明する回路図 冷却ファンの回転数と、作動油の温度との関係を説明する図 作動油の温度と、算出された差分とに応じて制御される冷却ファンの回転数を説明する図 第２の実施の形態によるホイールローダの動作を説明するフローチャート 第３の実施の形態によるホイールローダの油圧回路を説明する回路図 第３の実施の形態によるホイールローダの動作を説明するフローチャート

−第１の実施の形態−
以下、図面を参照して、本発明に係る作業車両であるホイールローダの実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るホイールローダ１００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は前部車体１１０に対して上下方向に回動可能に取り付けられ、アームシリンダ１１４の伸縮により回動駆動される。バケット１１２はアーム１１１の先端において、アーム１１１に対して前後傾方向（上下方向）に回動可能に取り付けられ、バケットシリンダ１１５の伸縮により回動駆動される。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１１６（図２参照）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、ホイールローダ１００の制御系の概略構成を示す図である。エンジン１の出力軸にはトルクコンバータ２（以下、トルコンと呼ぶ）の入力軸が連結され、トルコン２の出力軸はトランスミッション３に連結されている。トルコン２は周知のインペラ，タービン，ステータからなる流体クラッチであり、エンジン１の回転はトルコン２を介してトランスミッション３に伝達される。トランスミッション３は、後述するようにその速度段をたとえば１速〜５速に切り替える液圧クラッチを有し、トルコン２の出力軸の回転はトランスミッション３で変速される。変速後の回転が、プロペラシャフト４，アクスル５を介してタイヤ１１３，１２３に伝達されて、ホイールローダ１００が走行する。

トランスミッション３の速度段は、使用するエンジンの出力と要求される走行駆動トルクとに応じて決定される。排ガス規制に対応するため、小型化、高効率化したエンジンを使用した場合であっても、出力が同じであれば、小型化、高効率化されていないエンジンと走行駆動トルクが同じになる。一方、小型化することにより、エンジンの負荷トルクが低下するので、結果的にエンジンブレーキ制動力は低下する。なお、本明細書においては、エンジンの負荷トルクとは、エンジンの燃料噴射が０の状態で、ある回転数までエンジンを回転するためにフライホイールから入力する力であり、この地からはトルクコンバータ側から見た場合には負荷となるので、負荷トルクと表現する。また、エンジンブレーキとは、エンジンの負荷トルクと油圧ポンプの負荷とが、トルクコンバータを介してトランスミッションへと伝達され、更に、プロペラシャフト、アスクル、車輪へと伝達されて発生する力である。

アクスル５には、ホイールローダ１００を減速、停止させるためのブレーキ装置５ａが設けられている。ブレーキ装置５ａは、ブレーキバルブ３２を介してブレーキ油が供給されると、ブレーキ圧に応じた制動力を発生させる。ブレーキバルブ３２は、運転室１２１内に設けられたブレーキペダル３１がオペレータによって踏み込まれると、ブレーキペダル３１の踏み込み力に応じたブレーキ圧をブレーキ装置５ａに供給する。

図３は、本実施の形態によるホイールローダ１００が有する油圧回路ＨＣ１を示す回路図である。油圧回路ＨＣ１は、第１油圧ポンプ３００と、オイルタンク３０１と、コントロールバルブ３０２と、第１比例弁（第１サーボ弁）３０３と、固定絞り３０４とを有している。第１管路２００には、オイルタンク３０１を上流側として、第１油圧ポンプ３００と、コントロールバルブ３０２と、固定絞り３０４とが、この順序で接続されている。

第１油圧ポンプ３００は、ホイールローダ１００の各油圧アクチュエータ、すなわちステアリングシリンダ１１６、アームシリンダ１１４およびバケットシリンダ１１５に圧油を供給する可変容量型油圧ポンプである。図３では、バケットシリンダ１１５の図示は省略した。
第１油圧ポンプ３００はエンジン１の出力軸とトルクコンバータ３を介して接続され、エンジン１によって駆動されることにより、オイルタンク３０１の作動油をコントロールバルブ３０２を介してステアリングシリンダ１１６、アームシリンダ１１４およびバケットシリンダ１１５に供給する。第１比例弁３０３は、メインコントローラ１０からの制御信号に従って第１油圧ポンプ３００の押し除け容量（傾転量）を変更する圧力信号をポートレギュレータ４００を構成するサーボピストン４０１に出力する。サーボピストン４０１が第１比例弁３０３からの圧力信号に応じて駆動すると、フィードバックリンク４０２を介してサーボピストン４０１の駆動が第１油圧ポンプ３００に伝達されることにより、押し除け容量が変更される。コントロールバルブ３０２は、上流側から順に第１方向制御弁３０２ａと、第２方向制御弁３０２ｂとを含んで構成される。第１方向制御弁３０２ａは、運転室１２１内に設置された操作装置１１から出力される信号に応じて第１油圧ポンプ３００から供給される作動油を分配して、ステアリングシリンダ１１６へ供給する。第２方向制御弁３０２ｂは、運転室１２１内に設置された操作装置１１から出力される信号に応じて第１油圧ポンプ３００から供給される作動油を分配して、一対のアームシリンダ１１４へ供給する。

固定絞り３０４は、コントロールバルブ３０２内の下流側における第２方向切換弁の下流の第１管路２００上に設けられている。すなわち、第１油圧ポンプ３００の吐出油がコントロールバルブ３０２を通過してタンク３０１へ戻る流路２００に固定絞り３０４が設けられている。運転室１２１内に設置された操作装置１１から出力される信号（油圧信号または電気信号）に応じてコントロールバルブ３０２を構成する第１方向制御弁３０２ａと、第２方向制御弁３０２ｂとが中立位置に制御されると、第１油圧ポンプ３００からの圧油は固定絞り３０４を通ってタンク３０１に戻る。

図２に示すコントローラ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、アクセルペダル操作量検出器１２ａと、ブレーキペダル操作量検出器３１ａと、エンジン回転数センサ１３とが接続されている。アクセルペダル操作量検出器１２ａは、アクセルペダル１２のペダル操作量Ｓacc（ペダルストロークまたはペダル角度）を検出する。ブレーキペダル操作量検出器３１ａは、ブレーキペダル３１の操作量Ｓbrk（ペダルストロークまたはペダル角度）を検出する。エンジン回転数センサ１３は、エンジン１の実回転速度（回転数）Ｎａを検出して、実回転速度信号をコントローラ１０に出力する。

コントローラ１０は、アクセルペダル操作量検出器１２ａで検出したアクセルペダル１２の操作量に応じてエンジン１の回転速度（回転数）を制御する。アクセルペダル１２の操作量Ｓaccが大きくなると目標エンジン回転速度Ｎｓは大きくなり、ペダル最大踏み込み時の目標エンジン回転速度Ｎｓは定格回転速度となる。コントローラ１０はこの目標エンジン回転速度Ｎｓに対応した制御信号をエンジンコントローラ９に出力し、エンジン１の実回転速度Ｎａが目標エンジン回転速度Ｎｓとなるように制御する。オペレータは、車速を増加または走行駆動力を増加させたい場合に、アクセルペダル１２の操作量Ｓaccを増やし、エンジン回転速度を大きくする。

エンジンコントローラ９は、エンジン回転数センサ１３で検出されたエンジン１の実回転速度Ｎａと、コントローラ１０からの目標エンジン回転速度Ｎｓとを比較して、エンジン１の実回転速度Ｎａを目標エンジン回転速度Ｎｓに近づけるために燃料噴射装置（不図示）を制御する。

コントローラ１０は、アクセルペダル操作量検出器１２ａからのペダル操作量Ｓaccが所定値Ｓacc１以上である場合には、アクセルペダル１２の踏み込み有りと判定し、ペダル操作量検出器１２ａからのペダル操作量Ｓaccが所定値Ｓacc１未満である場合には、アクセルペダル１２の踏み込み無しと判定する。所定値Ｓacc１は、ローアイドル回転速度からエンジン回転速度を増速する操作初期の値、すなわち、ローアイドル回転速度＋数十ｒｐｍ程度の値として設定され、予めコントローラ１０のＲＯＭまたはＲＡＭに記憶されている。

コントローラ１０は、ブレーキペダル操作量検出器３１ａからのペダル操作量Ｓbrkが所定値Ｓbrk１以上である場合には、ブレーキペダル３１が踏み込まれており、ブレーキ装置５ａが作動されている状態と判定する。ブレーキペダル３１の操作量が大きくなると、ブレーキ装置５ａに供給される作動油の圧力は大きくなり、ペダル操作量に応じてホイールローダ１００に制動力が作用する。ブレーキペダル操作量検出器３１ａからのペダル操作量Ｓbrkが所定値Ｓbrk１未満の場合には、コントローラ１０は、ブレーキペダル３１が踏み込まれておらず、ブレーキ装置５ａが作動されていない状態と判定する。所定値Ｓbrk１は、ブレーキペダル３１の踏み込みが開始されてブレーキ装置５ａに供給される作動油の圧力が上昇し始める操作量として設定されている。

コントローラ１０は、車体に必要な制動力がエンジン１による負荷トルクにて吸収可能なエネルギーを超えたか否かを判定する。この場合、コントローラ１０は、エンジン１の目標エンジン回転速度Ｎｓと実回転速度Ｎａとの差分を算出し、差分が予め設定された閾値ｔｈを超えるか、目標エンジン回転数Ｎｓより実回転速度Ｎａが高く、実回転速度Ｎａが予め設定された閾値ｔｈ１を超えた場合に、エンジン１による負荷トルクにて吸収可能なエネルギーを超えたと判定する。差分が閾値ｔｈを超えるか、実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１を超えた場合に、コントローラ１０は、差分の大きさに応じて、エンジン１の負荷が増加するように、以下で説明するように各種機器を制御する。

第１の実施の形態では、コントローラ１０は、負荷を増加させるために、算出した差分に応じて第１油圧ポンプ３００の押し除け容量を増大させる。差分の値に対応する第１油圧ポンプ３００の押し除け容量は、予め実験等により算出され、たとえばテーブル等の形式によりメモリ（不図示）等に記録されている。コントローラ１０は、このテーブルを参照することにより、算出した差分に対応させて第１油圧ポンプ３００の押し除け容量を制御する。この結果、第１油圧ポンプ３００から吐出される圧油の流量が増加する。流量が増加した圧油は、固定絞り３０４により、以下の式（１）で表す流量Ｑに制限されて通過することにより、式（２）で表される制動力Ｆに相当するエネルギーが熱量として消費されるように絞り開口面積（直径ｄ）を予め設定してある。すなわち、この制動力Ｆが第１油圧ポンプ３００に油圧負荷を与える。
Ｑ＝ｋｄ^２｛（Ｐ１−Ｐ２）／ρ｝^１／２ …（１）
Ｆ＝Ｐ１Ｑ＝ｋｄ^２｛Ｐ１^２（Ｐ１−Ｐ２）／ρ｝^１／２ …（２）
なお、ｄは固定絞り３０４の直径、Ｐ１は固定絞り３０４の上流側の圧力、Ｐ２は固定絞り３０４の下流側の圧力、ρは流体の単位体積重量を表す。

図４に、圧油の流量Ｑと制動力との関係を示す。図に示すように、圧油の流量Ｑが増加するに従って、制動力がＦ０から二次関数的に増加する。これは、圧油の流量増加のために第１油圧ポンプ３００を駆動するエンジン１の負荷が増加するためである。第１油圧ポンプ３００から吐出される圧油は、固定絞り３０４を通過する際にその流量が制限されるため、固定絞り３０４にて上記の式（２）で表される制動力Ｆに相当するエネルギーが消費される。したがって、元々のエンジン１の負荷トルク（エンジンブレーキ）による制動力Ｆ０に加えて、第１油圧ポンプ３００に加わる油圧負荷、すなわち固定絞り３０４で消費される制動力Ｆに相当するエネルギーがエンジン１の負荷となることによって、エンジンブレーキの制動力を増大させることができる。なお、圧油の流量がＱｌｉｍを超えると、油圧回路ＨＣ１内の圧力が高まることによりリリーフ弁が作動するので、固定絞り３０４により消費される制動力Ｆは一定となる。このため、エンジン１の負荷は制動力Ｆｌｉｍが上限となる。

図５に示すフローチャートを用いて、コントローラ１０による処理を説明する。図５の処理はメインコントローラ１０でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、ホイールローダ１００の図示しないイグニッションスイッチがオンされると、コントローラ１０によってプログラムが起動され、実行される。

ステップＳ１では、エンジン１の実回転速度Ｎａが目標エンジン回転速度Ｎｓよりも高く、実回転速度Ｎａが予め設定された閾値ｔｈ１以上か否かを判定する。実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１以上の場合には、ステップＳ１が肯定判定されてステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、エンジン１の実回転数Ｎａと閾値ｔｈ１との差分に対応させて第１油圧ポンプ３００の押し除け容量を制御して処理を終了する。実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１未満の場合には、ステップＳ１が否定判定されてステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、エンジン１の目標エンジン回転速度Ｎｓと実回転速度Ｎａとの差分を算出し、差分が予め設定された閾値ｔｈ以上か否かを判定する。差分が閾値ｔｈを超える場合には、ステップＳ２が肯定判定されてステップＳ３へ進む。差分が閾値ｔｈ未満の場合には、ステップＳ２が否定判定されて処理を終了する。ステップＳ３では、算出された差分に対応させて第１油圧ポンプ３００の押し除け容量を制御して処理を終了する。

以上で説明した第１の実施の形態によるホイールローダによれば、以下の作用効果が得られる。
第１油圧ポンプ３００の吐出油が中立位置にある第１および第２の制御弁３０２ａ，３０２ｂ、すなわち、コントロールバルブ３０２を通過してタンク３０１へ戻る流路には固定絞り３０４が設けられている。コントローラ１０は、必要とされる制動力がエンジン１の負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、第１油圧ポンプ３００から吐出される圧油の流量が大きくなるようにした。すなわち、第１油圧ポンプ３００の押し除け容量を増大制御することにより第１油圧ポンプ３００から吐出される圧油の流量を増加させて、目標エンジン回転速度Ｎｓと実回転速度Ｎａとの差分に応じたエネルギーを固定絞り３０４にて熱量として消費させる。この結果、第１油圧ポンプ３００を駆動させるエンジン１の負荷が大きくなり、エンジンブレーキによる制動力を増加させることができるので、小型化、高効率化したエンジン１を使用したホイールローダ１００において、高速走行時の速度段、たとえば第５速度段での走行に際して、エンジンブレーキによる制動力を所望の値にすることができる。また、降坂時のように、大きな制動力が必要とされる場合であっても、エンジンブレーキにより充分な制動力を得ることができるので、ブレーキペダル３１の使用を最小限にしてブレーキ装置５ａの高寿命化を図ることができる。

−第２の実施の形態−
図面を参照して、本発明によるホイールローダの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、固定絞り３０４に代えて、作動油冷却用ファンの駆動用油圧モータを設ける点で第１の実施の形態とは異なる。

図６は、本実施の形態によるホイールローダ１００が有する油圧回路ＨＣ２を示す回路図である。油圧回路ＨＣ２は、可変容量式の第１油圧ポンプ３００と、オイルタンク３０１と、コントロールバルブ３０２と、第１比例弁（第１サーボ弁）３０３と、可変容量式の第２油圧ポンプ３０５と、第２比例弁（第２サーボ弁）３０６と、作動用冷却用ファン３０８を駆動する油圧モータ３０７と、冷却用コア３０９とを備えている。第２管路２０１上には、第２油圧ポンプ３０５と、油圧モータ３０７と、冷却用コア３０９とが、この順序で接続されている。また、作動油の温度は温度センサ３１０により検出される。

第２油圧ポンプ３０５の回転軸はエンジン１の駆動軸と同軸上に設けられている。第２油圧ポンプ３０５がエンジン１により駆動されると、オイルタンク３０１の作動油を油圧モータ３０７へ供給して油圧モータ３０７を駆動させる。第２比例弁３０６は、メインコントローラ１０からの制御信号に従って第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量（傾転量）を変更する圧力信号をポートレギュレータ４１０を構成するサーボピストン４１１に出力する。サーボピストン４１１が第２比例弁３０６からの圧力信号に応じて駆動すると、フィードバックリンク４１２を介してサーボピストン４１１の駆動が第２油圧ポンプ３０５に伝達されることにより、押し除け容量が変更される。第２油圧ポンプ３０５の傾転量は、温度センサ３１０により検出されたオイルタンク３０１内の作動油の温度に基づいて制御される。冷却ファン３０８は油圧モータ３０７により駆動され、冷却ファン３０８の下流に設けられた冷却用コア３０９に流入した作動油を冷却する。このため、冷却ファン３０８の回転数は、油圧モータ３０７を駆動させる第２油圧ポンプ３０５の傾転量に応じて制御される。換言すると、冷却ファン３０８の回転数は、温度センサ３１０により検出された作動油の温度に応じて制御される。

図７は、冷却ファン３０８の回転数と、温度センサ３１０により検出される作動油の温度との関係を示す図である。図７に示すように、作動油の温度が所定温度ｔ１未満の場合には、冷却ファン３０８の回転数は、規定の最小回転数Ｍｉｎとなるように制御される。作動油の温度が所定温度ｔ１以上となる場合には、作動油の温度の上昇に比例して冷却ファン３０８の回転数も増加するように制御される。そして、作動油の温度が所定温度ｔ２（＞ｔ１）以上となった場合には、冷却ファン３０８は、規定の最大回転数Ｍａｘとなるように制御される。

本実施の形態のコントローラ１０についても、車体に必要な制動力がエンジン１による負荷トルクにて吸収可能なエネルギーを超えたか否かを判定する。すなわち、コントローラ１０は、エンジン１の目標エンジン回転速度Ｎｓと実回転速度Ｎａとの差分を算出し、差分が予め設定された閾値ｔｈ以上または目標エンジン回転速度Ｎｓより実回転速度Ｎａが高く、実回転速度Ｎａが予め設定された閾値ｔｈ１以上の場合に、エンジン１による負荷トルクにて吸収可能なエネルギーを超えたと判定する。差分が閾値ｔｈ以上または実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１以上の場合には、コントローラ１０は、差分の大きさに応じて、負荷が増加するように制御する。

第２の実施の形態では、コントローラ１０は、冷却ファン３０８の回転数を増加させる、すなわち第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を増大させることにより、負荷を増大させる。算出された差分が閾値ｔｈ以上または実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１以上の場合には、温度センサ３１０により検出された作動油の温度に関わらず、コントローラ１０は、冷却ファン３０８が最大回転数Ｍａｘとなるように、第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を制御する。算出された差分が閾値ｔｈ未満の場合には、上述したように、コントローラ１０は、温度センサ３１０により検出された作動油の温度に応じて冷却ファン３０８の回転数が制御されるように、第２油圧ポンプ３０５の傾転量を制御する。

図８に、作動油の温度と算出された差分とに応じて上記のようにして制御される冷却ファン３０８の回転数を示す。図に示すように、算出された差分が閾値ｔｈ以上または実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１以上の場合には、検出された作動油の温度によることなく冷却ファン３０８が最大回転数Ｍａｘで駆動されるように制御される。これに対して、算出された差分が閾値ｔｈ未満かつ実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１未満の場合、または差分が０かつ実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１未満の場合には、図８に示すように検出された作動油の温度の上昇に比例して冷却ファン３０８の回転数が増加するように制御される。

図９に示すフローチャートを用いて、コントローラ１０による処理を説明する。図９の処理はメインコントローラ１０でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、ホイールローダ１００の図示しないイグニッションスイッチがオンされると、コントローラ１０によってプログラムが起動され、実行される。

ステップＳ１１（実回転速度が目標エンジン回転速度より高く、閾値ｔｈ１以上かを判定）およびステップＳ１２（差分と閾値ｔｈとの大小判定）は、図５のステップＳ１（実回転速度が目標エンジン回転速度より高く、閾値ｔｈ１以上かを判定）およびステップＳ２（差分と閾値ｔｈとの大小判定）と同様の処理を行う。なお、ステップＳ１１が肯定判定された場合には、処理はステップＳ１３へ進む。ステップＳ１２が肯定判定されるとステップＳ１３へ進み、冷却ファン３０８が最大回転数Ｍａｘで駆動されるように、第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を制御して処理を終了する。ステップＳ１２が否定判定された場合にはステップＳ１４へ進み、冷却ファン３０８が温度センサ３１０により検出された作動油の温度に応じた回転数にて駆動されるように第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を制御して処理を終了する。

上述した第２の実施の形態によるホイールローダによれば、次の作用効果が得られる。
（１）油圧回路ＨＣ２に、エンジン１によって駆動され、圧油を吐出する容量可変型の第２油圧ポンプ３０５と、第２油圧ポンプ３０５から供給される圧油によって駆動される油圧モータ３０７とを設けるようにした。そして、コントローラ１０は、必要とされる制動力がエンジン１の負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、第２油圧ポンプ３０５から吐出される圧油の流量が大きくなるように第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を制御するようにした。したがって、第２油圧ポンプ３０５の吸収馬力の増大化に伴いエンジン１の負荷が大きくなり、エンジンブレーキによる制動力を増加させることができる。

この結果、小型化、低出力化したエンジン１を使用したホイールローダ１００において、たとえば第５速度段での走行に際して、エンジンブレーキによる制動力を所望の値にすることができる。また、降坂時のように、大きな制動力が必要とされる場合であっても、エンジンブレーキにより充分な制動力を得ることができるので、ブレーキペダル３１の使用を最小限にしてブレーキ装置５ａの高寿命化を図ることができる。

（２）コントローラ１０は、圧油の温度と必要とされる制動力とに基づいて、第２油圧ポンプ３０５から吐出される圧油の流量を制御するようにした。したがって、既存の構成を用いてエンジンブレーキによる制動力の増加を実現することができるので、製造コストの増加を低減できる。

（３）コントローラ１０は、必要とされる制動力が閾値ｔｈを超える場合には、圧油の温度に関わらず、第２油圧ポンプ３０５から吐出される圧油の流量を増大させるようにした。すなわち、第２油圧ポンプ３０５から吐出される圧油の流量を増大させて、冷却ファン３０８が最大回転数Ｍａｘで駆動可能となるように油圧モータ３０７を駆動させる。このため、第２油圧ポンプ３０５の油圧負荷が上昇するため、エンジン１の負荷を増大させることができる。したがって、降坂時のように、大きな制動力が必要とされる場合であっても、エンジンブレーキにより充分な制動力を得ることができる。
なお、押し除け容量を大きく制御するとは、コントローラ１０が閾値ｔｈ以上と判定したときに押し除け容量を最大値とすること以外に、閾値ｔｈ以上が判定される直前の押し除け容量よりも大きくしてもよい。

−第３の実施の形態−
図面を参照して、本発明によるホイールローダの第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１および第２の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１および第２の実施の形態と同じである。本実施の形態では、油圧回路には、第１の実施の形態にて説明した固定絞りと、第２の実施の形態にて説明した冷却ファンとが設けられている。

図１０は、本実施の形態によるホイールローダ１００が有する油圧回路ＨＣ３を示す回路図である。油圧回路ＨＣ３は、可変容量式の第１油圧ポンプ３００と、オイルタンク３０１と、コントロールバルブ３０２と、第１比例弁（第１サーボ弁）３０３と、固定絞り３０４と、可変容量式の第２油圧ポンプ３０５と、第２比例弁（第２サーボ弁）３０６と、冷却用ファン３０８を駆動する油圧モータ３０７と、冷却ファン３０８と、冷却用コア３０９とを備えている。すなわち、本実施の形態による油圧回路ＨＣ３は、第１の実施の形態による油圧回路ＨＣ１と、第２の実施の形態による油圧回路ＨＣ２とを組み合わせた構成を有している。温度センサ３１０は作動油の温度を検出する。

本実施の形態のコントローラ１０についても、車体に必要な制動力がエンジン１による負荷トルクにて吸収可能なエネルギーを超えたか否かを判定する。すなわち、コントローラ１０は、エンジン１の目標エンジン回転速度Ｎｓと実回転速度Ｎａとの差分を算出し、差分が予め設定された閾値ｔｈ以上、または目標エンジン回転速度Ｎｓより実回転速度Ｎａが高く、実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１以上の場合に、エンジン１による負荷トルクにて吸収可能なエネルギーを超えたと判定する。差分が閾値ｔｈ以上または実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１以上の場合には、コントローラ１０は、差分の大きさに応じて、負荷が増加するように制御する。

差分が閾値ｔｈ以上または実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１以上の場合には、コントローラ１０は、差分の大きさに応じて第１油圧ポンプ３００の押し除け容量を増加させるとともに、第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を増加させる。コントローラ１０は、第１の実施の形態にて説明したように、算出した差分に応じて第１油圧ポンプ３００の押し除け容量（傾転量）を増大させることにより、第１油圧ポンプ３００から吐出される圧油の流量を増加させ、固定絞り３０４により制動力に相当するエネルギーを熱量として消費させる。なお、本実施の形態においても、差分の値に対応する第１油圧ポンプ３００の押し除け容量は、予め実験等により算出され、たとえばテーブル等の形式によりメモリ（不図示）等に記録されている。コントローラ１０は、このテーブルを参照することにより、算出した差分に対応する押し除け容量となるように第１油圧ポンプ３００の傾転量を制御する。

さらに、コントローラ１０は、第２の実施の形態にて説明したように、算出された差分が閾値ｔｈ以上または実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１以上の場合には、温度センサ３１０により検出された作動油の温度に関わらず、コントローラ１０は、冷却ファン３０８が最大回転数Ｍａｘとなるように、第２油圧ポンプ３０５の傾転量（押し除け容量）を制御する。なお、算出された差分が閾値ｔｈ未満かつ実回転速度Ｎａが閾値ｔｈ１未満の場合には、コントローラ１０は、温度センサ３１０により検出された作動油の温度に応じて冷却ファン３０８の回転数が制御されるように、第２油圧ポンプ３０５の傾転量を制御する。

図１１に示すフローチャートを用いて、コントローラ１０による処理を説明する。図１１の処理はメインコントローラ１０でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、ホイールローダ１００の図示しないイグニッションスイッチがオンされると、コントローラ１０によってプログラムが起動され、実行される。

ステップＳ２０（実回転速度が目標エンジン回転速度より高く、閾値ｔｈ１以上かを判定）、ステップＳ２１（実回転速度と閾値ｔｈ１との差分に応じて第１油圧ポンプの傾転量制御）およびステップＳ２２（差分と閾値ｔｈとの大小判定）は、図５のステップＳ１（実回転速度が目標エンジン回転速度より高く、閾値ｔｈ１以上かを判定）、ステップＳ４（実回転速度と閾値ｔｈ１との差分に応じて第１油圧ポンプの傾転量制御）およびステップＳ２（差分と閾値ｔｈとの大小判定）と同様の処理を行う。なお、ステップＳ２０が肯定判定されると、後述するステップＳ２４へ進む。ステップＳ２２が否定判定されるとステップＳ２５へ進み、冷却ファン３０８が温度センサ３１０により検出された作動油の温度に応じた回転数にて駆動されるように第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を制御して処理を終了する。

ステップＳ２２が肯定判定されるとステップＳ２３へ進み、算出された差分に対応する押し除け容量となるように第１油圧ポンプ３００の傾転量を制御してステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４では、冷却ファン３０８が最大回転数Ｍａｘで駆動されるように、第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を制御して処理を終了する。

以上で説明した第３の実施の形態によれば、コントローラ１０は、必要とされる制動力がエンジン１の負荷トルクで吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、第１油圧ポンプ３００から吐出される圧油の流量と第２油圧ポンプ３０５から吐出される圧油の流量とが共に大きくなるように第１および第２油圧ポンプ３００，３０５の押し除け容量を制御するようにした。

この結果、小型化、高効率化したエンジン１を使用したホイールローダ１００において、たとえば第５速度段での走行に際して、エンジンブレーキによる制動力を大きくすることができる。その結果、降坂時のように、大きな制動力が必要とされる場合であっても、エンジンブレーキにより充分な制動力を得ることができるので、ブレーキペダル３１の使用を最小限にしてブレーキ装置５ａの高寿命化を図ることができる。

なお、第２油圧ポンプ３０５の押し除け容量を大きく制御するための手法として、コントローラ１０が閾値ｔｈ以上と判定したときに押し除け容量を最大値とすること以外に、閾値ｔｈ以上と判定される直前の押し除け容量よりも大きくしてもよい。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）第１油圧ポンプが固定容量式の油圧ポンプの場合には、固定絞り３０４に代えて、可変絞りを設けることができる。この場合、コントローラ１０は、算出した差分の値に応じて、可変絞りの絞り径を制御すればよい。すなわち、差分の値が閾値ｔｈ以上の場合には、コントローラ１０は差分が大きくなるほど可変絞りの径を小さくすればよい。

（２）第１油圧ポンプ３００とともにエンジン１で駆動される第２油圧ポンプ３０５は、作動油冷却用油圧回路として説明したが、第２油圧ポンプはステアリング装置用回路など、種々の油圧回路に使用してもよい。

（３）上述の説明では、作業車両の一例としてホイールローダ１００を例としたが、本発明はこれに限定されず、たとえば、フォークリフト、テレハンドラー、リフトトラック等、他の作業車両であってもよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１…エンジン、２…トルクコンバータ、３…トランスミッション、
１０…コントローラ、１２…アクセルペダル、１２ａ…アクセルペダル操作量検出器、
３１…ブレーキペダル、３１ａ…ブレーキペダル操作量検出器、３２…ブレーキバルブ、
１００…ホイールローダ、１１１…アーム、１１２…バケット、
１１４…アームシリンダ、１１５…バケットシリンダ、１１６…ステアリングシリンダ、
３００…第１油圧ポンプ、３０１…オイルタンク、３０２…コントロールバルブ、
３０４…固定絞り、３０５…第２油圧ポンプ、３０７…油圧モータ、
３０８…冷却ファン、３１０…温度センサ、
ＨＣ１、ＨＣ２、ＨＣ３…油圧回路

Claims (8)

1. エンジンと、
   前記エンジンの回転をトルクコンバータを介して車輪に伝達する走行駆動装置と、
   前記エンジンによって駆動されて圧油を吐出する容量可変型の油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、
   必要とされる制動力が前記エンジンの負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、前記油圧ポンプから吐出される圧油の流量が大きくなるように前記油圧ポンプの押し除け容量を制御する制御手段とを備える作業用車両。
2. 請求項１に記載の作業用車両において、
   前記油圧アクチュエータは作動油冷却用ファンの駆動モータであり、
   前記制御手段は、圧油の温度と前記必要とされる制動力とに基づいて、前記第２油圧ポンプから吐出される圧油の流量が大きくなるように前記油圧ポンプの押し除け容量を制御する作業用車両。
3. 請求項２に記載の作業用車両において、
   前記制御手段は、前記必要とされる制動力が所定制動力を超える場合には、圧油の温度に関わらず、前記油圧ポンプから吐出される圧油の流量が最大となるように前記油圧ポンプの押し除け容量を増大させる作業用車両。
4. エンジンと、
   前記エンジンの回転をトルクコンバータを介して車輪に伝達する走行駆動装置と、
   前記エンジンによって駆動されて圧油を吐出する容量可変型の油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、
   前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する制御弁と、
   前記油圧ポンプの吐出油が前記制御弁を通過してタンクへ戻る流路に配置され、その流路の通路面積を絞る固定絞りと、
   必要とされる制動力が前記エンジンの負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、前記固定絞りは、前記必要とされる制動力に相当するエネルギーを消費するように開口面積が設定され、前記油圧ポンプから吐出される圧油の流量が大きくなるように前記油圧ポンプの押し除け容量を制御して、前記固定絞りにより前記必要とされる制動力に相当する油圧負荷を生じさせる制御手段とを備える作業用車両。
5. エンジンと、
   前記エンジンの回転をトルクコンバータを介して車輪に伝達する走行駆動装置と、
   前記エンジンによって駆動されて圧油を吐出する容量可変型の第１油圧ポンプと、
   前記第１油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される第１油圧アクチュエータと、
   前記第１油圧ポンプから前記第１油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する制御弁と、
   前記エンジンによって駆動されて圧油を吐出する容量可変型の第２油圧ポンプと、
   前記第２油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される第２油圧アクチュエータと、
   前記第１油圧ポンプの吐出油が前記制御弁を通過してタンクへ戻る流路に配置され、その流路の通路面積を絞る固定絞りと、
   必要とされる制動力が前記エンジンの負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定した場合には、前記固定絞りは、前記必要とされる制動力に相当するエネルギーを消費するように開口面積が設定され、前記第１油圧ポンプから吐出される圧油の流量と前記第２油圧ポンプから吐出される圧油の流量とが共に大きくなるように前記第１および第２油圧ポンプの押し除け容量を制御して、前記固定絞りにより前記必要とされる制動力に相当する油圧負荷を生じさせる制御手段とを備える作業用車両。
6. 請求項５に記載の作業用車両において、
   前記第２油圧アクチュエータは作動油冷却用ファンの駆動モータであり、
   前記制御手段は、圧油の温度と前記必要とされる制動力とに基づいて、前記第２油圧ポンプから吐出される圧油の流量が大きくなるように前記第２油圧ポンプの押し除け容量を制御する作業用車両。
7. 請求項６に記載の作業用車両において、
   前記制御手段は、前記必要とされる制動力が所定制動力を超える場合には、圧油の温度に関わらず、前記第２油圧ポンプから吐出される圧油の流量が最大となるように前記第２油圧ポンプの押し除け容量を増大させる作業用車両。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の作業用車両において、
   前記制御手段は、前記エンジンの実際の回転速度と、前記エンジンの目標回転速度との差分が所定の値以上の場合に、前記必要とされる制動力が前記エンジンの負荷トルクにより吸収可能な制動力を超えると判定する作業用車両。

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