JP2023052712A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】走行用の油圧ポンプの容量を電子制御するための信号線が断線した場合であっても、急減速しにくい作業車両を提供する。【解決手段】ＨＳＴ式の走行駆動システムにより走行し、走行用油圧ポンプ３１および走行用油圧モータ３２を制御するコントローラ５と、コントローラ５から出力されたポンプ指令信号に基づいて走行用油圧ポンプ３１のポンプ傾転角を制御するポンプ傾転制御装置３１０と、コントローラ５から出力されたモータ指令信号に基づいて走行用油圧モータ３２のモータ傾転角を制御するモータ傾転制御装置３２０と、を備えたホイールローダ１において、コントローラ５は、コントローラ５からポンプ傾転制御装置３１０，３１０Ａへポンプ指令信号が出力されていないことを検出すると、モータ傾転角を、コントローラ５からポンプ傾転制御装置３１０，３１０Ａポンプ指令信号が出力されている場合におけるモータ傾転角よりも小さくする。【選択図】図４

Description

本発明は、ＨＳＴ式の走行駆動システムが搭載された作業車両に関する。

ホイールローダやフォークリフト等の作業車両の一般的な走行駆動システムとして、油圧ポンプと油圧モータとが閉回路状に接続され、エンジンで油圧ポンプを駆動させることによって発生した油圧を油圧モータで回転力に変換して走行駆動力とするＨＳＴ式の走行駆動システムが知られている。

例えば、特許文献１には、閉回路である主油圧回路に、エンジンによって駆動される可変容量型の走行用油圧ポンプと、走行用油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される可変容量型の油圧モータと、を備え、油圧モータの駆動力を車輪に伝達することによって車両を走行させるフォークリフトが開示されている。このフォークリフトでは、制御装置から信号線を介して与えられた指令信号に従って動作する前進用の電磁比例バルブおよび後進用の電磁比例バルブでポンプ容量制御シリンダを動作させることにより、走行用油圧ポンプの容量（斜板傾転角）が変更される。

このように、制御装置から出力された指令信号によってポンプ容量制御シリンダを前進側と後進側とで独立して電子的に制御することができるため、絞りやバルブを用いて油圧的にポンプ容量制御シリンダを制御する場合と比べて、走行用油圧ポンプにおける傾転角の変化の応答性が向上する。

特許第６３３５３４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のフォークリフトでは、走行用油圧ポンプの傾転制御の応答性が良好な分だけ走行用油圧ポンプの傾転ピストンが素早く動作するため、車速が急変化しやすくなる。車両が正常な状態で稼働している場合には、制御装置から出力された指令信号通りに走行用油圧ポンプの傾転を制御することが可能であるが、例えば、前進走行中に制御装置と前進用の電磁比例バルブとの間の信号線が断線した場合には、走行用油圧ポンプの傾転を制御する圧油が作動油タンクに戻されて傾転ピストンが中立となり、走行用油圧ポンプの吐出流量が０（ゼロ）となる。これにより、フォークリフトは、急減速してバランスを崩しやすくなってしまう。

そこで、本発明の目的は、走行用の油圧ポンプの容量を電子制御するための信号線が断線した場合であっても、急減速しにくい作業車両を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の車輪が設けられた車体と、前記車体に搭載されたエンジンと、前記エンジンにより駆動される可変容量型の走行用油圧ポンプと、前記走行用油圧ポンプに対して閉回路接続され前記エンジンの駆動力を前記複数の車輪に伝達する可変容量型の走行用油圧モータと、前記走行用油圧ポンプおよび前記走行用油圧モータを制御するコントローラと、前記コントローラから出力されたポンプ指令信号に基づいて前記走行用油圧ポンプの押しのけ容積を制御するポンプ傾転制御装置と、前記コントローラから出力されたモータ指令信号に基づいて前記走行用油圧モータの押しのけ容積を制御するモータ傾転制御装置と、を備えた作業車両において、前記コントローラは、前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されていないことを検出すると、前記走行用油圧モータの押しのけ容積を、前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されている場合における前記走行用油圧モータの押しのけ容積よりも小さくすることを特徴とする。

本発明によれば、走行用の油圧ポンプの容量を電子制御するための信号線が断線した場合であっても、車体の急減速を回避することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の各実施形態に係るホイールローダの一構成例を示す外観側面図である。 第１実施形態に係るホイールローダの駆動システムの一構成例を示す図である。 第１実施形態に係るコントローラが有する機能を示す機能ブロック図である。 第１実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係るコントローラが有する機能を示す機能ブロック図である。 第２実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 第３実施形態に係るコントローラが有する機能を示す機能ブロック図である。 第３実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態に係るコントローラが有する機能を示す機能ブロック図である。 第４実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 第５実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 第６実施形態に係るホイールローダの駆動システムの一構成例を示す図である。

以下、本発明の各実施形態に係る作業車両の一態様として、例えば土砂や鉱物といった作業対象物を掘削してダンプトラック等へ積み込む荷役作業を行うホイールローダについて説明する。

＜ホイールローダ１の全体構成＞
まず、本発明の各実施形態に係るホイールローダ１の全体構成について、図１を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るホイールローダ１の外観を示す側面図である。

ホイールローダ１は、車体が中心付近で中折れすることにより操舵するアーティキュレート式の作業車両である。具体的には、車体の前部となる前フレーム１Ａと車体の後部となる後フレーム１Ｂとが、センタジョイント１０によって左右方向に回動自在に連結されており、前フレーム１Ａが後フレーム１Ｂに対して左右方向に屈曲する。

車体には４つの車輪１１が設けられており、２つの車輪１１が前輪１１Ａとして前フレーム１Ａの左右両側に、残り２つの車輪１１が後輪１１Ｂとして後フレーム１Ｂの左右両側に、それぞれ設けられている。なお、図１では、左右一対の前輪１１Ａおよび後輪１１Ｂのうち、左側の前輪１１Ａおよび後輪１１Ｂのみを示している。また、車体に設けられる複数の車輪１１の具体的な数については、特に制限はない。

前フレーム１Ａの前部には、荷役作業に用いる油圧駆動式の荷役作業装置２が取り付けられている。荷役作業装置２は、前フレーム１Ａに基端部が取り付けられたリフトアーム２１と、リフトアーム２１を駆動する２つのリフトアームシリンダ２２と、リフトアーム２１の先端部に取り付けられた作業具としてのバケット２３と、バケット２３を駆動するバケットシリンダ２４と、リフトアーム２１に回動可能に連結されてバケット２３とバケットシリンダ２４とのリンク機構を構成するベルクランク２５と、を有している。なお、２つのリフトアームシリンダ２２は車体の左右方向に並んで配置されているが、図１では、左側に配置されたリフトアームシリンダ２２のみを破線で示している。

リフトアーム２１は、２つのリフトアームシリンダ２２それぞれのボトム室に作動油が供給されてロッド２２０が伸びることにより前フレーム１Ａに対して上方向に回動し、２つのリフトアームシリンダ２２それぞれのロッド室に作動油が供給されてロッド２２０が縮むことにより前フレーム１Ａに対して下方向に回動する。

同様にして、バケット２３は、バケットシリンダ２４のボトム室に作動油が供給されてロッド２４０が伸びることによりチルト（リフトアーム２１に対して上方向に回動）し、バケットシリンダ２４のロッド室に作動油が供給されてロッド２４０が縮むことによりダンプ（リフトアーム２１に対して下方向に回動）する。

なお、バケット２３は、例えばブレード等の各種アタッチメントに交換することが可能であり、ホイールローダ１は、バケット２３を用いた掘削作業の他に、押土作業や除雪作業等の各種作業を行うこともできる。

後フレーム１Ｂには、オペレータが搭乗する運転室１２と、ホイールローダ１の駆動に必要な各機器を内部に収容する機械室１３と、車体が傾倒しないように荷役作業装置２とのバランスを保つためのカウンタウェイト１４と、が設けられている。後フレーム１Ｂにおいて、運転室１２は前部に、カウンタウェイト１４は後部に、機械室１３は運転室１２とカウンタウェイト１４との間に、それぞれ配置されている。

以下、ホイールローダ１の走行駆動システムの構成について、実施形態ごとに説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係るホイールローダ１の走行駆動システムについて、図２～４を参照して説明する。

（走行駆動システムの全体構成）
まず、ホイールローダ１の走行駆動システムの全体構成について、図２を参照して説明する。

図２は、第１実施形態に係るホイールローダ１の駆動システムの一構成例を示す図である。

ホイールローダ１では、走行用油圧ポンプ３１と走行用油圧モータ３２とが一対の油圧管路３０１，３０２により閉回路をなして接続され、エンジン３０で走行用油圧ポンプ３１を駆動させることによって発生した油圧を走行用油圧モータ３２で回転力に変換して走行駆動力とするＨＳＴ式の走行駆動システムにより、車体が走行駆動する。

エンジン３０には、走行用油圧ポンプ３１の他に、走行用油圧ポンプ３１を制御するための作動油を補給するチャージポンプ３１Ａと、荷役作業装置２を駆動するための荷役用油圧回路２０に作動油を供給する荷役用油圧ポンプ３３と、が連結されている。なお、図２では、荷役用油圧ポンプ３３は可変容量型の油圧ポンプであるが、これに限らず、固定容量型の油圧ポンプであってもよい。

走行用油圧ポンプ３１は、傾転角（傾転量）に応じて押しのけ容積が制御される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧ポンプである。傾転角は、コントローラ５から出力されたポンプ指令信号に基づいてポンプ傾転制御装置３１０により制御される。

ポンプ傾転制御装置３１０は、チャージポンプ３１Ａから吐出された圧油が供給されることにより走行用油圧ポンプ３１の傾転を動かすポンプ傾転シリンダ３１１と、車体の前進時においてポンプ傾転シリンダ３１１を制御する前進側ポンプ傾転制御弁３１２と、車体の後進時においてポンプ傾転シリンダ３１１を制御する後進側ポンプ傾転制御弁３１３と、を備える。

前進側ポンプ傾転制御弁３１２は、コントローラ５から出力されて前進側信号線４１を介して伝達された前進側のポンプ指令信号（以下、単に「前進側ポンプ指令信号」とする）に基づいて、ポンプ傾転シリンダ３１１に作用する前進側の油圧（前進側の作用圧）を減圧する電磁比例減圧弁である。

同様にして、後進側ポンプ傾転制御弁３１３は、コントローラ５から出力されて後進側信号線４２を介して伝達された後進側のポンプ指令信号（以下、単に「後進側ポンプ指令信号」とする）に基づいて、ポンプ傾転シリンダ３１１に作用する後進側の油圧（後進側の作用圧）を減圧する電磁比例減圧弁である。

なお、車体の前後進の切り換えは、運転室１２（図１参照）内に設けられた前後進切換装置としての前後進切換スイッチ１２２により行う。また、ポンプ傾転シリンダ３１１に作用する油圧のバランスが取れている（前進側の作用圧＝後進側の作用圧）ときは、ポンプ傾転シリンダ３１１は中立状態となり、走行用油圧ポンプ３１から吐出される作動油の流量が０（ゼロ）となって車体は停車する。

走行用油圧モータ３２は、傾転角（傾転量）に応じて押しのけ容積が制御される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧モータである。傾転角は、コントローラ５から出力されたモータ指令信号に基づいてモータ傾転制御装置３２０により制御される。

モータ傾転制御装置３２０は、走行用油圧ポンプ３１から吐出された作動油が供給されることにより走行用油圧モータ３２の傾転を動かすモータ傾転シリンダ３２１と、モータ傾転シリンダ３２１を制御するモータ傾転制御弁３２２と、を備える。

モータ傾転制御弁３２２は、コントローラ５から出力されたモータ指令信号に基づいて、モータ傾転シリンダ３２１のロッド３２１Ａを縮める第１切換位置３２２Ａと、モータ傾転シリンダ３２１のロッド３２１Ａを伸長させる第２切換位置３２２Ｂと、が切り換わる。

モータ傾転シリンダ３２１は、モータ傾転制御弁３２２が第１切換位置３２２Ａに切り換わると（図２に示す状態）、ボトム室３２１Ｂから排出された作動油が作動油タンク３４に流れ込むと共に、走行用油圧ポンプ３１から吐出された作動油がロッド室３２１Ｃに流入する。これにより、ロッド３２１Ａが縮んで、走行用油圧モータ３２の傾転角は小さくなる方向に制御される。

他方、モータ傾転シリンダ３２１は、モータ傾転制御弁３２２が第２切換位置３２２Ｂに切り換わると、ロッド室３２１Ｃから排出された作動油および走行用油圧ポンプ３１から吐出された作動油がボトム室３２１Ｂに流入する。これにより、ロッド３２１Ａが伸長して、走行用油圧モータ３２の傾転角は大きくなる方向に制御される。

ＨＳＴ式走行駆動システムでは、まず、運転室１２内に設けられたアクセルペダル１２１をオペレータが踏み込むとエンジン３０が回転し、エンジン３０の駆動力により走行用油圧ポンプ３１が駆動する。そして、走行用油圧ポンプ３１から吐出した作動油によって走行用油圧モータ３２が回転駆動し、走行用油圧モータ３２からの出力トルクがトランスミッション１５およびアクスル１６を介して４つの車輪１１に伝達されることにより、ホイールローダ１が走行する。

このとき、前後進切換スイッチ１２２により前進側に切り換わっている場合には、走行用油圧ポンプ３１から吐出した作動油は、一対の油圧管路３０１，３０２のうち前進側の油圧管路３０１に導かれて走行用油圧モータ３２に流入し、走行用油圧モータ３２が正回転することで車体が前進走行する。他方、前後進切換スイッチ１２２により後進側に切り換わっている場合には、走行用油圧ポンプ３１から吐出した作動油は、後進側の油圧管路３０２に導かれて走行用油圧モータ３２に流入し、走行用油圧モータ３２が逆回転することで車体が後進走行する。

なお、前進側の油圧管路３０１に発生する圧力（前進時におけるＨＳＴメイン回路圧）は第１圧力センサ４３Ａで、後進側の油圧管路３０２に発生する圧力（後進時におけるＨＳＴメイン回路圧）は第２圧力センサ４３Ｂで、それぞれ検出される。また、一対の油圧管路３０１，３０２を接続する接続管路３０３上には一対の高圧リリーフ弁３５１，３５２が設けられている。接続管路３０３は、一対の高圧リリーフ弁３５１，３５２の間から分岐して作動油タンク３４に接続されており、当該分岐管路上には低圧リリーフ弁３５３が設けられている。

このＨＳＴ式走行駆動システムでは、エンジン３０の回転数が減少すると、走行用油圧ポンプ３１からの吐出流量が少なくなって走行用油圧モータ３２に流入する作動油の流量が減るため、走行用油圧モータ３２の回転数が減少してホイールローダ１の車速が制限される。さらに、この場合において、モータ傾転制御装置３２０により走行用油圧モータ３２の傾転角を大きく制御すると、走行用油圧モータ３２の出力トルクが小さくなるため、ホイールローダ１の車速をより制限することができる。

反対に、エンジン３０の回転数が増加すると、走行用油圧ポンプ３１からの吐出流量が増えて走行用油圧モータ３２に流入する作動油の流量が増大するため、走行用油圧モータ３２の回転数が増加してホイールローダ１の車速が速くなる。さらに、この場合において、モータ傾転制御装置３２０により走行用油圧モータ３２の傾転角を小さく制御すると、走行用油圧モータ３２の出力トルクが大きくなるため、ホイールローダ１の車速をより速くすることができる。

また、ホイールローダ１には、車体の速度段を選択する速度段選択装置としての速度段スイッチ１２３が運転室１２内に設けられている。この速度段スイッチ１２３を操作することにより、トランスミッション１５のギアの組み合わせが変更されて、４つの速度段から所望の速度段が選択される。なお、速度段スイッチ１２３は、ホイールローダ１の前進走行に対して主に使用される。

１速度段は、最も低い速度段（最低速度段）であり、例えば掘削作業や登坂作業等のけん引力を必要とする作業時に選択される。２速度段は、最低速度段である１速度段よりも１段階大きく設定された速度段であり、例えばダンプアプローチ動作時に選択される。これら１速度段および２速度段は「低速度段」に相当する。３速度段は、２速度段よりもさらに１段階大きく設定された速度段であり、４速度段は、３速度段よりもさらに１段階大きく設定された速度段であって最高速度段である。これら３速度段および４速度段は、例えば積荷の運搬時に選択され、「中～高速度段」に相当する。

ホイールローダ１では、走行用油圧ポンプ３１の吐出流量を連続的に増減させることにより車速を制御（変速）し、さらにコントローラ５により走行用油圧ポンプ３１および走行用油圧モータ３２を電子制御することによって応答性を向上させ、滑らかな発進や減速、衝撃の少ない停止を可能としている。

ただし、例えば前進側信号線４１や後進側信号線４２が断線してしまうと、コントローラ５から出力されたポンプ指令信号が前進側ポンプ傾転制御弁３１２や後進側ポンプ傾転制御弁３１３に伝達されなくなり、ポンプ傾転シリンダ３１１に作用する作動油が作動油タンク３４に戻される。これに伴い、ポンプ傾転シリンダ３１１が中立状態となって走行用油圧ポンプ３１の吐出流量が０（ゼロ）となるため、ブレーキ力が発生し、車体が急減速して停車する。そこで、本実施形態では、このような事態が発生した場合に、コントローラ５が走行用油圧モータ３２の傾転角を制御することで車体の急減速を回避している。

なお、以下では、コントローラ５からポンプ傾転制御装置３１０へポンプ指令信号が出力されない場合として、前進側信号線４１や後進側信号線４２の断線を例に挙げて説明するが、これに限らず、前進側ポンプ傾転制御弁３１２や後進側ポンプ傾転制御弁３１３の故障、コントローラ５の故障の場合などについても、コントローラ５からポンプ傾転制御装置３１０へポンプ指令信号が出力されない場合に含まれる。

また、「コントローラ５からポンプ傾転制御装置３１０へポンプ指令信号が出力されない場合」には、コントローラ５からのポンプ指令信号の出力が停止している場合、およびコントローラ５からポンプ指令信号は出力されているが、ポンプ指令信号の出力が途中で寸断されてポンプ傾転制御装置３１０へ伝達されていない場合の両方が含まれる。

（コントローラ５の構成）
次に、コントローラ５の構成について、図３を参照して説明する。

図３は、第１実施形態に係るコントローラ５が有する機能を示す機能ブロック図である。

コントローラ５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、入力Ｉ／Ｆ、および出力Ｉ／Ｆがバスを介して互いに接続されて構成される。そして、アクセルペダル１２１や前後進切換スイッチ１２２といった各種の操作装置、および各種のセンサなどが入力Ｉ／Ｆに接続され、前進側ポンプ傾転制御弁３１２、後進側ポンプ傾転制御弁３１３、およびモータ傾転制御弁３２２などが出力Ｉ／Ｆに接続されている。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭやＨＤＤ若しくは光学ディスク等の記録媒体に格納された制御プログラム（ソフトウェア）をＣＰＵが読み出してＲＡＭ上に展開し、展開された制御プログラムを実行することにより、制御プログラムとハードウェアとが協働して、コントローラ５の機能を実現する。

なお、本実施形態では、コントローラ５をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成されるコンピュータとして説明しているが、これに限らず、例えば他のコンピュータの構成の一例として、ホイールローダ１の側で実行される制御プログラムの機能を実現する集積回路を用いてもよい。

コントローラ５は、データ取得部５０と、ポンプ指令信号出力部５１と、断線検出部５２と、モータ指令信号出力部５３と、時間計測部５４と、経過時間判定部５５と、記憶部５６と、を含む。

データ取得部５０は、アクセルペダル１２１の踏込量、前後進切換スイッチ１２２から出力された前後進切換信号、およびポンプ指令信号出力部５１から出力されたポンプ指令信号の大きさに関するデータをそれぞれ取得する。

ポンプ指令信号出力部５１は、データ取得部５０で取得されたアクセルペダル１２１の踏込量や前後進切換信号に基づいて、前進側ポンプ傾転制御弁３１２に対して前進側ポンプ指令信号を、後進側ポンプ傾転制御弁３１３に対して後進側ポンプ指令信号を、それぞれ出力する。

断線検出部５２は、データ取得部５０で取得されたポンプ指令信号の大きさに基づいて、前進側信号線４１の断線や後進側信号線４２の断線を検出する。すなわち、断線検出部５２は、ポンプ指令信号の大きさに基づいて、コントローラ５からポンプ傾転制御装置３１０へポンプ指令信号が出力されているか否かを検出する。

より具体的には、前進側信号線４１および後進側信号線４２にはそれぞれ、アクセルペダル１２１や前後進切換スイッチ１２２が操作されていない状態であっても一定の指令電流が印加されており、断線した場合にはその指令電流が遮断されて０（ゼロ）となる。したがって、断線検出部５２は、前進側信号線４１および後進側信号線４２のそれぞれに印加されている指令電流が０となったことに基づいて断線を検出することができる。

モータ指令信号出力部５３は、断線検出部５２において前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線したことが検出されると、走行用油圧モータ３２の傾転角θを第１目標角θ１まで小さくする第１モータ指令信号をモータ傾転制御弁３２２に対して出力する。この「第１目標角θ１」は、前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線時における走行用油圧モータ３２の傾転角よりも小さい角度であり、例えば走行用油圧モータ３２の最大傾転角の１／２の角度や断線時における傾転角の１／２の角度、あるいは走行用油圧モータ３２の最小傾転角などに設定される。

すなわち、モータ指令信号出力部５３は、断線検出部５２において前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線したことが検出されると、走行用油圧モータ３２の傾転角θを、コントローラ５からポンプ傾転制御装置３１０へポンプ指令信号が出力されている場合における走行用油圧モータ３２の傾転角よりも小さくする。

また、モータ指令信号出力部５３は、第１目標角θ１まで小傾転化した走行用油圧モータ３２の傾転角θを第２目標角θ２（＞θ１）まで大きくする第２モータ指令信号をモータ傾転制御弁３２２に対して出力する。この「第２目標角θ２」は、第１目標角θ１よりも大きい角度であればよく、例えば走行用油圧モータ３２の最大傾転角などに設定される。

時間計測部５４は、モータ指令信号出力部５３において第１モータ指令信号がモータ傾転制御弁３２２に対して出力されてからの経過時間ｔを計測する。

経過時間判定部５５は、時間計測部５４で計測された経過時間ｔが所定の設定時間Ｔ１（以下、単に「設定時間Ｔ１」とする）以上となったか否かを判定する。この「設定時間Ｔ１」とは、前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線してから（すなわち、コントローラ５からポンプ傾転制御装置３１０へポンプ指令信号が出力されなくなってから）走行用油圧ポンプ３１の吐出流量が０になるまでの時間として予め設定された時間である。設定時間Ｔ１は、メモリである記憶部５６に記憶されている。

なお、モータ指令信号出力部５３は、経過時間判定部５５において経過時間ｔが設定時間Ｔ１以上となった場合（ｔ≧Ｔ１）に、第２モータ指令信号をモータ傾転制御弁３２２に対して出力する。また、本実施形態では、第２モータ指令信号は、走行用油圧モータ３２の傾転角θを所定の時間Ｔ２かけて第１目標角θ１から第２目標角θ２まで大きくする。この「所定の時間Ｔ２」は、第１モータ指令信号に基づいて走行用油圧モータ３２の傾転角θを第１目標角θ１まで小さくする際にかかる時間よりも長い時間である。

（コントローラ５内での処理）
次に、コントローラ５内で実行される具体的な処理の流れについて、図４を参照して説明する。

図４は、第１実施形態に係るコントローラ５で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

まず、データ取得部５０は、ポンプ指令信号出力部５１から出力されたポンプ指令信号を取得する（ステップＳ５０１）。続いて、断線検出部５２は、ステップＳ５０１で取得されたポンプ指令信号に基づいて、前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線しているか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２において前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線していると判定される、すなわち断線検出部５２が前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線を検出すると（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）、モータ指令信号出力部５３は、モータ傾転角θを第１目標角θ１まで小傾転化させる第１モータ指令信号を出力する（ステップＳ５０３）。

これにより、ホイールローダ１は、断線時にポンプ傾転シリンダ３１１が中立状態になることによって発生するブレーキ力を抑制することができ、第１目標角θ１に応じたブレーキ力を得ることが可能となるため、急減速しにくくなる。したがって、ホイールローダ１は、前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線してしまった場合であっても、コントローラ５によって車体の急減速を回避し、バランスを崩すことなく安定した状態で停車することが可能となる。

なお、本実施形態では、第１モータ指令信号は、断線検出部５２が前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線を検出すると、瞬時にモータ傾転角θを第１目標角θ１まで小傾転化させるように設定されているが、これに限らず、車体の急減速が発生しない程度の時間をかけてモータ傾転角θを第１目標角θ１まで小傾転化させてもよい。

ステップＳ５０２において前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線していると判定されなかった場合、すなわち断線検出部５２が前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線を検出しなかった場合（ステップＳ５０２／ＮＯ）には、ステップＳ５０１に戻り、断線検出部５２が前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線を検出するまで（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）ステップＳ５０３に進まない。

ステップＳ５０３においてモータ指令信号出力部５３が第１モータ指令信号を出力すると、時間計測部５４は、経過時間ｔの計測を開始する（ステップＳ５０４）。続いて、経過時間判定部５５は、計測中の経過時間ｔが記憶部５６に記憶された設定時間Ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０５）。

ステップＳ５０５において経過時間ｔが設定時間Ｔ１以上である（ｔ≧Ｔ１）と判定された場合（ステップＳ５０５／ＹＥＳ）、モータ指令信号出力部５３は、モータ傾転角θを所定時間Ｔ２かけて第２目標角θ２まで大傾転化させる第２モータ指令信号をモータ傾転制御弁３２２に対して出力し（ステップＳ５０６）、コントローラ５における処理が終了する。

なお、ステップＳ５０５において経過時間ｔが設定時間Ｔ１を経過していない（ｔ＜Ｔ１）と判定された場合（ステップＳ５０５／ＮＯ）には、経過時間ｔが設定時間Ｔ１を経過するまで（ステップＳ５０５／ＹＥＳ）ステップＳ５０６に進まない。

ステップＳ５０３において走行用油圧モータ３２の傾転角θを小傾転化させると、第１目標角θ１の値によっては車体が停車するまでに逸走する可能性や、ホイールローダ１が坂道にいるような場合にはブレーキ力が不足して停車できなくなる可能性がある。そのため、本実施形態では、モータ指令信号出力部５３が第１モータ指令信号を出力してから設定時間Ｔ１が経過した後に、モータ指令信号出力部５３が第２指令信号を出力して走行用油圧モータ３２の傾転角を第１モータ指令信号に対応した傾転角よりも大きくすることによってブレーキ力を上げている。これにより、ホイールローダ１は、確実に停車することが可能となる。

また、本実施形態では、第２モータ指令信号は、瞬時にモータ傾転角θを第２目標角θ２まで大傾転化させず、所定時間Ｔ２かけて第２目標角θ２まで大傾転化させるため、車体の急減速につながることがなく、また、モータ傾転角θが滑らかに大傾転化するため、設定時間Ｔ１を短くすることが可能となり、例えば、ホイールローダ１が降坂中であっても車体が逸走せずに停車しやすくなる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るコントローラ５Ａについて、図５および図６を参照して説明する。図５および図６において、第１実施形態に係るホイールローダ１について説明したものと共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。以下、第３～第６実施形態においても同様とする。

図５は、第２実施形態に係るコントローラ５Ａが有する機能を示す機能ブロック図である。図６は、第２実施形態に係るコントローラ５Ａで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係るコントローラ５Ａは、第１実施形態に係るコントローラ５と異なり、走行用油圧モータ３２のモータ傾転角θを第１目標角θ１まで小傾転化させた後、ホイールローダ１の車速Ｖを条件として、モータ傾転角θを第２目標角θ２まで大傾転化させる。

図５に示すように、コントローラ５Ａは、データ取得部５０Ａ、ポンプ指令信号出力部５１、断線検出部５２、モータ指令信号出力部５３、および記憶部５６Ａの他に、車速判定部５７を含む。すなわち、コントローラ５Ａは、第１実施形態における時間計測部５４および経過時間判定部５５に代わって、車速判定部５７を含んでいる。

図６に示すように、ステップＳ５０３においてモータ指令信号出力部５３が第１モータ指令信号を出力後、データ取得部５０Ａは、車速センサ４４で検出された車速Ｖを取得する（ステップＳ５０４Ａ）。

続いて、車速判定部５７は、ステップＳ５０４Ａにおいて取得された車速Ｖが所定の車速閾値Ｖｔｈ（以下、単に「車速閾値Ｖｔｈ」とする）以下であるか否かを判定する（ステップＳ５０５Ａ）。ここで、「車速閾値Ｖｔｈ」は、前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線時（すなわち、コントローラ５Ａからポンプ傾転制御装置３１０へポンプ指令信号が出力されなくなった時）における車速よりも小さく設定された値であり、記憶部５６Ａに記憶されている。

ステップＳ５０５Ａにおいて車速Ｖが車速閾値Ｖｔｈ以下である（Ｖ≦Ｖｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５０５Ａ／ＹＥＳ）には、ステップＳ５０６に進んでモータ指令信号出力部５３は第２モータ指令信号を出力する。一方、ステップＳ５０５Ａにおいて車速Ｖが車速閾値Ｖｔｈよりも大きい（Ｖ＞Ｖｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５０５Ａ／ＮＯ）には、ステップＳ５０４Ａに戻って車速Ｖが車速閾値Ｖｔｈ以下となる（Ｖ≦Ｖｔｈ）までステップＳ５０６に進まない。

本実施形態においても、第１実施形態における作用および効果と同様の作用および効果を奏する。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るコントローラ５Ｂについて、図７および図８を参照して説明する。

図７は、第３実施形態に係るコントローラ５Ｂが有する機能を示す機能ブロック図である。図８は、第３実施形態に係るコントローラ５Ｂで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係るコントローラ５Ｂは、第１実施形態に係るコントローラ５と異なり、前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線し、かつ断線時におけるバケット２３の位置が水平姿勢でのバケット２３の位置よりも上方である場合に、モータ傾転角θを第１目標角θ１まで小傾転化させる。

図７に示すように、コントローラ５Ｂは、データ取得部５０Ｂ、ポンプ指令信号出力部５１、断線検出部５２、モータ指令信号出力部５３、時間計測部５４、経過時間判定部５５、および記憶部５６Ｂの他に、姿勢判定部５８を含む。

図８に示すように、ステップＳ５０２において断線検出部５２が前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線を検出すると（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）、データ取得部５０Ｂは、荷役作業装置２に取り付けられた姿勢センサ４５（例えば、リフトアーム２１およびバケット２３の角度を検出する角度センサや、リフトアームシリンダ２２およびバケットシリンダ２４のボトム圧を検出する圧力センサなど）で検出された荷役作業装置２の姿勢を取得する（ステップＳ５０７）。

続いて、姿勢判定部５８は、ステップＳ５０７で取得された荷役作業装置２の姿勢に基づいて、バケット２３の位置が荷役作業装置２の水平姿勢におけるバケット２３の位置よりも上方であるか否かを判定する（ステップＳ５０８）。荷役作業装置２の水平姿勢におけるバケット２３の位置は、予め記憶部５６Ｂに記憶されている。なお、「荷役作業装置２の水平姿勢」とは、積荷の運搬時や積荷がない状態での走行時など、ホイールローダ１が走行姿勢にある場合における荷役作業装置２の姿勢である。

ステップＳ５０８においてバケット２３の位置が荷役作業装置２の水平姿勢におけるバケット２３の位置よりも上方であると判定された場合（ステップＳ５０８／ＹＥＳ）、ステップＳ５０３に進んでモータ指令信号出力部５３は第１モータ指令信号を出力する。一方、ステップＳ５０８においてバケット２３の位置が荷役作業装置２の水平姿勢におけるバケット２３の位置以下であると判定された場合（ステップＳ５０８／ＮＯ）には、コントローラ５Ｂ内における処理が終了する。

例えば、掘削した土砂や鉱物などの積荷をダンプトラックなどの積込み先に積み込む積込作業では、ホイールローダ１はリフトアーム２１を上昇させながら積込み先に近づく（ダンプアプローチ）が、この状態で前進側信号線４１が断線して車体が急減速してしまうと、後輪１１Ｂが浮きやすく車体はよりバランスを崩しやすくなってしまう。したがって、このように車体のバランスが不安定な状態である場合のみ、モータ傾転角制御処理の対象としてもよい。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係るコントローラ５Ｃについて、図９および図１０を参照して説明する。

図９は、第４実施形態に係るコントローラ５Ｃが有する機能を示す機能ブロック図である。図１０は、第４実施形態に係るコントローラ５Ｃで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係るコントローラ５Ｃは、第１実施形態に係るコントローラ５と異なり、前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線し、かつ断線時における車体の速度段が低速度段である場合に、モータ傾転角θを第１目標角θ１まで小傾転化させる。

図９に示すように、コントローラ５Ｃは、データ取得部５０Ｃ、ポンプ指令信号出力部５１、断線検出部５２、モータ指令信号出力部５３、時間計測部５４、経過時間判定部５５、および記憶部５６の他に、速度段判定部５９を含む。すなわち、コントローラ５Ｃは、第３実施形態における姿勢判定部５８に代わって、速度段判定部５９を含んでいる。

図１０に示すように、ステップＳ５０２において断線検出部５２が前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線を検出すると（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）、データ取得部５０Ｃは、速度段スイッチ１２３で選択された速度段を取得する（ステップＳ５０７Ｃ）。

続いて、速度段判定部５９は、ステップＳ５０７Ｃで取得された速度段が低速度段であるか否かを判定する（ステップＳ５０８Ｃ）。ステップＳ５０８Ｃにおいて、ステップＳ５０７Ｃで取得された速度段が低速度段であると判定された場合（ステップＳ５０８Ｃ／ＹＥＳ）、ステップＳ５０３に進んでモータ指令信号出力部５３は第１モータ指令信号を出力する。一方、ステップＳ５０８ＣにおいてステップＳ５０７Ｃで取得された速度段が低速度段でないと判定された場合（ステップＳ５０８Ｃ／ＮＯ）には、コントローラ５Ｃ内における処理が終了する。

ホイールローダ１は、車体の速度段が低速度段（１速度段や２速度段）のときほど、車速が低く、モータ傾転角θも大傾転になりやすいため、前進側信号線４１や後進側信号線４２が断線すると大きなブレーキ力が発生しやすい。一方、車体の速度段が中～高速度段（３速度段や４速度段）のときは、車速が高くなりやすく、また、モータ傾転角θを小傾転で使うことが多くこと、およびトランスミッション１５のギア比の違いによって同じモータ傾転角θであっても牽引力が小さくなりやすいことから、低速度段の場合と比べてブレーキ力が発生しにくい。したがって、このように車体の速度段が低速度段である場合のみ、モータ傾転角制御処理の対象としてもよい。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係るコントローラ５について、図１１を参照して説明する。

図１１は、第５実施形態に係るコントローラ５で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係るコントローラ５は、第１実施形態と同様に、データ取得部５０、ポンプ指令信号出力部５１、断線検出部５２、モータ指令信号出力部５３、時間計測部５４、経過時間判定部５５、および記憶部５６を含む。

図１１に示すように、ステップＳ５０２において断線検出部５２が前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線を検出すると（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）、さらに、断線検出部５２は、データ取得部５０で取得された前後進切換信号に基づいて、車体の前進中に前進側信号線４１が断線または車体の後進中に後進側信号線４２が断線したか否かを判定する（ステップＳ５０９）。

ステップＳ５０９において車体の前進中に前進側信号線４１が断線または車体の後進中に後進側信号線４２が断線したと判定された場合（ステップＳ５０９／ＹＥＳ）、ステップＳ５０３に進んでモータ指令信号出力部５３は第１モータ指令信号を出力する。一方、ステップＳ５０９において車体の前進中に前進側信号線４１が断線または車体の後進中に後進側信号線４２が断線したと判定されなかった場合、すなわち車体の前進中に後進側信号線４２が断線または車体の後進中に前進側信号線４１が断線した場合（ステップＳ５０９／ＮＯ）には、コントローラ５内における処理が終了する。

車体の前進中に後進側信号線４２が断線した場合や、車体の後進中に前進側信号線４１が断線した場合には、ポンプ指令信号出力部５１から出力されるポンプ指令信号に影響がないため、車体の前進中に前進側信号線４１が断線または車体の後進中に後進側信号線４２が断線したときのみ、モータ傾転角制御処理の対象としてもよい。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係るホイールローダ１について、図１２を参照して説明する。

図１２は、第６実施形態に係るホイールローダ１の駆動システムの一構成例を示す図である。

本実施形態に係るポンプ傾転制御装置３１０Ａでは、第１実施形態に係るポンプ傾転制御装置３１０の構成と異なり、ポンプ傾転シリンダ３１１に供給される作動油の流れ（流量および方向）が、１つの方向制御弁３１４によって制御されている。

具体的には、方向制御弁３１４は、コントローラ５から出力されて前進側信号線４１を介して伝達された前進側ポンプ指令信号に基づいたポンプ傾転角とする第１切換位置Ｌと、コントローラ５から出力されて後進側信号線４２を介して伝達された後進側ポンプ指令信号に基づいたポンプ傾転角を制御する第２切換位置Ｒと、ポンプ傾転シリンダ３１１の作動油を作動油タンク３４に戻す中立位置Ｎと、を有する。

コントローラ５から前進側ポンプ指令信号が出力されると、方向制御弁３１４は第１切換位置Ｌに切り換わり、これによってポンプ傾転シリンダ３１１は前進側におけるポンプ傾転角を制御する。他方、コントローラ５から後進側ポンプ指令信号が出力されると、方向制御弁３１４は第２切換位置Ｒに切り換わり、これによってポンプ傾転シリンダ３１１は後進側におけるポンプ傾転角を制御する。

また、前進側信号線４１または後進側信号線４２が断線した場合には、方向制御弁３１４は中立位置Ｎに戻り（図１２に示す状態）、ポンプ傾転シリンダ３１１内の作動油が作動油タンク３４に排出されて、走行用油圧ポンプ３１の吐出流量が０となる。

このように、ポンプ傾転シリンダ３１１は、必ずしも２つのポンプ傾転制御弁（前進側ポンプ傾転制御弁３１２および後進側ポンプ傾転制御弁３１３）によって制御される必要はなく、１つの方向制御弁３１４によって制御されてもよい。

以上、本発明の実施形態および変形例について説明した。なお、本発明は上記した実施形態や変形例に限定されるものではなく、様々な他の変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態および変形例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、上記実施形態では、作業車両の一態様としてホイールローダについて説明したが、これに限らず、ＨＳＴ式の走行駆動システムが搭載された他の作業車両についても本発明を適用することが可能である。

また、上記実施形態では、コントローラ５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、断線検出部５２，５２Ａが前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線を検出すると、モータ指令信号出力部５３が第１モータ指令信号を出力し、その後に第２モータ指令信号を出力しているが、少なくとも断線検出部５２，５２Ａが前進側信号線４１または後進側信号線４２の断線を検出した場合にモータ指令信号出力部５３が第１モータ指令信号を出力すればよい。

１：ホイールローダ（作業車両）
２：荷役作業装置（作業装置）
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ：コントローラ
１１Ａ：前輪（車輪）
１１Ｂ：後輪（車輪）
２３：バケット（作業具）
３０：エンジン
３１：走行用油圧ポンプ
３２：走行用油圧モータ
４４：車速センサ
４５：姿勢センサ
１２２：前後進切換スイッチ（前後進切換装置）
１２３：速度段スイッチ（速度段選択装置）
３１０，３１０Ａ：ポンプ傾転制御装置
３２０：モータ傾転制御装置

Claims (7)

1. 複数の車輪が設けられた車体と、前記車体に搭載されたエンジンと、前記エンジンにより駆動される可変容量型の走行用油圧ポンプと、前記走行用油圧ポンプに対して閉回路接続され前記エンジンの駆動力を前記複数の車輪に伝達する可変容量型の走行用油圧モータと、前記走行用油圧ポンプおよび前記走行用油圧モータを制御するコントローラと、前記コントローラから出力されたポンプ指令信号に基づいて前記走行用油圧ポンプの押しのけ容積を制御するポンプ傾転制御装置と、前記コントローラから出力されたモータ指令信号に基づいて前記走行用油圧モータの押しのけ容積を制御するモータ傾転制御装置と、を備えた作業車両において、
   前記コントローラは、
   前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されていないことを検出すると、前記走行用油圧モータの押しのけ容積を、前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されている場合における前記走行用油圧モータの押しのけ容積よりも小さくする
   ことを特徴とする作業車両。
2. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記コントローラは、
   前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されていないことを検出して前記走行用油圧モータの押しのけ容積を小さくしてからの経過時間が、前記ポンプ指令信号が出力されなくなってから前記走行用油圧ポンプの吐出流量が０になるまでの時間として設定された設定時間以上となった場合に、前記走行用油圧モータの押しのけ容積を、小さくした前記走行用油圧モータの押しのけ容積よりも大きくする
   ことを特徴とする作業車両。
3. 請求項２に記載の作業車両において、
   前記コントローラは、
   前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されていないことを検出して前記走行用油圧モータの押しのけ容積を小さくする場合にかかる時間よりも長い所定の時間をかけて、前記走行用油圧モータの押しのけ容積を、小さくした前記走行用油圧モータの押しのけ容積よりも大きくする
   ことを特徴とする作業車両。
4. 請求項１に記載の作業車両において、
   車速を検出する車速センサを備え、
   前記コントローラは、
   前記車速センサで検出された車速が、前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されなくなった時における車速よりも小さく設定された所定の車速以下となった場合に、前記走行用油圧モータの押しのけ容積を、小さくした前記走行用油圧モータの押しのけ容積よりも大きくする
   ことを特徴とする作業車両。
5. 請求項１に記載の作業車両において、
   作業具が先端部に取り付けられた作業装置と、
   前記作業装置の姿勢を検出する姿勢センサと、を備え、
   前記コントローラは、
   前記姿勢センサで検出された前記作業装置の姿勢における前記作業具の位置が、前記作業装置の水平姿勢における前記作業具の位置よりも上方である場合に、前記走行用油圧モータの押しのけ容積を、前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されている場合における前記走行用油圧モータの押しのけ容積よりも小さくする
   ことを特徴とする作業車両。
6. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記車体の速度段を選択する速度段選択装置を備え、
   前記コントローラは、
   前記速度段選択装置において最も低い速度段を含む低速度段が選択されている場合に、前記走行用油圧モータの押しのけ容積を、前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されている場合における前記走行用油圧モータの押しのけ容積よりも小さくする
   ことを特徴とする作業車両。
7. 請求項１に記載の作業車両において、
   前記車体の前後進を切り換える前後進切換装置を備え、
   前記コントローラは、
   前記前後進切換装置が前進に切り換わっているときに前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前進に係る前記ポンプ指令信号が出力されていない場合、または前記前後進切換装置が後進に切り換わっているときに前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ後進に係る前記ポンプ指令信号が出力されていない場合に、前記走行用油圧モータの押しのけ容積を、前記コントローラから前記ポンプ傾転制御装置へ前記ポンプ指令信号が出力されている場合における前記走行用油圧モータの押しのけ容積よりも小さくする
   ことを特徴とする作業車両。

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