JP6575916B2 - 作業車両 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施の形態に係る作業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダは、アーム(リフトアーム、あるいはブームとも呼ばれる)111、バケット112、および、車輪113(前輪)等を有する前部車体110と、運転室121、機械室122、および、車輪113(後輪)等を有する後部車体120とで構成される。
合流条件判定部100cは、以下の有効個別条件1〜4の全てが満たされた場合に、合流有効条件が成立していると判定する。
(有効個別条件1)実エンジン回転速度Naが、要求エンジン回転速度Nrに基づいて設定される速度閾値Non以上であること
(有効個別条件2)合流許容温度条件が成立していること
(有効個別条件3)アーム上げパイロット圧Pが、圧力閾値Ps1以上となった後(P≧Ps1)、圧力閾値Ps2未満まで低下することなく、所定時間tsを経過したこと(計測時間t≧ts)
(有効個別条件4)前後進切換動作中でないこと
(無効個別条件1)実エンジン回転速度Naが、要求エンジン回転速度Nrに基づいて設定される速度閾値Noff以下であること
(無効個別条件2)合流許容温度条件が成立していないこと
(無効個別条件3)アーム上げパイロット圧Pが、圧力閾値Ps2未満であること(P<Ps2)、あるいは、アーム上げパイロット圧Pが、圧力閾値Ps1以上となった後(P≧Ps1)、圧力閾値Ps2未満まで低下していない状態で所定時間tsを経過していないこと(計測時間t<ts)
(無効個別条件4)前後進切換動作中であること
温度閾値Tt1と温度閾値Tt2の大小関係は、Tt1>Tt2である。
(温度個別条件2)メインポンプ11から吐出され、油圧回路を循環する作動油の温度Tmが温度閾値Tm1以上であること、かつ、温度Tmが温度閾値Tm1以上となった後、温度閾値Tm2以下となっていないこと
温度閾値Tm1と温度閾値Tm2の大小関係は、Tm1>Tm2である。
(温度個別条件3)冷却水の温度Twが温度閾値Tw1以上であること、かつ、温度Twが温度閾値Tw1以上となった後、温度閾値Tw2以下となっていないこと
温度閾値Tw1と温度閾値Tw2の大小関係は、Tw1>Tw2である。
(有効個別条件3C)アーム上げパイロット圧Pが、圧力閾値Ps1以上であること(P≧Ps1)
また、比較例に係るホイールローダでは、上述した無効個別条件3に代えて無効個別条件3Cを有し、上述した無効個別条件4を有していない。
(無効個別条件3C)アーム上げパイロット圧Pが、圧力閾値Ps2未満であること(P<Ps2)
(1)メインコントローラ100は、ホイールローダが前後進切換動作中であるときは、優先弁33を通常位置に切り換える。つまり、メインコントローラ100は、前後進切換レバー164により指示された前進方向または後進方向のいずれかの方向と、ホイールローダの進行方向とが不一致の状態にあるときには、優先弁33を通常位置に保持する。また、メインコントローラ100は、前後進切換レバー164により指示された前進方向または後進方向のいずれかの方向と、ホイールローダの進行方向とが一致し、アーム操作装置が操作された状態にあるときには、優先弁33を合流位置に切り換える。これにより、前後進切換動作を行ったときに合流制御を実行させる場合に比べて、エンジン回転速度の低下を抑え、ホイールローダの動きを円滑にできるので、運転者に対する違和感を低減できる。
(変形例1)
上述した実施の形態では、車速センサ132で検出された車速に相当する出力値の正負に基づいて、ホイールローダの走行方向を推定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。クラッチ装置16の係合状態に基づいて、ホイールローダの走行方向を推定してもよい。この場合、走行方向推定部100hは、前進クラッチ18が係合状態であり、かつ、後進クラッチ19が解放状態である場合、ホイールローダの走行方向は前進方向であると推定する。走行方向推定部100hは、後進クラッチ19が係合状態であり、かつ、前進クラッチ18が解放状態である場合、ホイールローダの走行方向は後進方向であると推定する。
上述した実施の形態では、アーム操作装置のレバー操作量に基づいて、アーム111の操作が行われているか否かを判定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
(変形例2−1)
アーム111の角度を検出する角度検出装置を備え、角度検出装置で検出されたアーム111の角度の時間変化率、すなわち角速度に基づいて、アーム111の操作が行われているか否かを判定する。この場合、合流条件判定部100cは、上述した有効個別条件3に代えて、以下の有効個別条件3Bが満たされているか否かを判定する。
(有効個別条件3A)アーム111の角度の時間変化率ωが予め設定された所定値ωs以上となってから所定時間tsを経過したこと
合流条件判定部100cは、上述した無効個別条件3に代えて、以下の無効個別条件3Aが満たされているか否かを判定する
(無効個別条件3A)アーム111の角度の時間変化率ωが予め設定された所定値ωs未満であること、あるいは、アーム111の角度の時間変化率ωが予め設定された所定値ωs以上となってから所定時間tsを経過していないこと
アームシリンダ117のボトム圧を検出するボトム圧検出装置を備え、ボトム圧検出装置で検出されたボトム圧の時間変化率Ptに基づいて、アーム111の操作が行われているか否かを判定してもよい。この場合、合流条件判定部100cは、上述した有効個別条件3に代えて、以下の有効個別条件3Aが満たされているか否かを判定する。
(有効個別条件3A)ボトム圧の時間変化率Ptが予め設定された所定値Pts以上となってから所定時間tsを経過したこと
合流条件判定部100cは、上述した無効個別条件3に代えて、以下の無効個別条件3Bが満たされているか否かを判定する
(無効個別条件3B)ボトム圧の時間変化率Ptが予め設定された所定値Pts未満であること、あるいは、ボトム圧の時間変化率Ptが予め設定された所定値Pts以上となってから所定時間tsを経過していないこと
合流有効条件および合流無効条件は、上述した実施の形態に限定されない。たとえば、合流条件判定部100cは、上述した有効個別条件1〜4、ならびに以下に示す有効個別条件5および有効個別条件6の全てが満たされた場合に、合流有効条件が成立していると判定する。
(有効個別条件5)掘削中でないこと
(有効個別条件6)前後進切換レバー164が前進位置(F)または中立位置(N)に切り換えられていること
(無効個別条件5)掘削中であること
(無効個別条件6)前後進切換レバー164が後進位置(R)に切り換えられていること
上述した実施の形態では、前後進切換動作中の待機状態S3から通常状態S1に遷移する条件が、車速Vの絶対値|V|が所定値Vtよりも大きくなった場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。車速Vにかかわらず、反転状態S2から待機状態S3に遷移してからの時間が予め設定された所定時間ttを経過したとき、待機状態S3から通常状態S1に遷移するようにしてもよい。所定時間ttは、前後進切換レバー164の指示方向と、走行方向推定部100hで推定されたホイールローダの走行方向とが一致してから、トランスミッション3の負荷トルクが十分に低下し、エンジン回転速度の低下が起こりにくい状態になるまでの時間が設定される。所定時間ttは、たとえば、2秒以上の任意の値に予め定められ、メインコントローラ100の記憶装置に記憶されている。このように、前後進判定部100gは、前後進切換レバー164の指示方向と、ホイールローダの走行方向とが一致し、かつ、ホイールローダの走行方向が一致してから予め設定された所定時間ttを経過した場合、前後進切換動作が終了したと判定してもよい。このような場合であっても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
上述した実施の形態では、アーム上げ操作後の合流無効期間を一定の所定時間tsとする例について説明したが、本発明はこれに限定されない。車速センサ132で検出された車速Vに基づいて、所定時間tsを変更してもよい。この場合、メインコントローラ100の記憶装置に、車速が低いほど所定時間tsが長くなる特性のデータテーブルが記憶されている。メインコントローラ100はこのテーブルを参照して、車速Vに応じた所定時間tsを設定する。通常よりも、車速Vが低く、アーム上げ操作から地山130に突入するまでの時間が長くなったとしても合流制御が実行されることを防止できる。
上述した実施の形態では、進行切換複合動作として、後進走行から前進走行へ移行する際に、アーム111を上げ動作させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、前進走行から後進走行へ移行する際に、アーム111を上げ動作させる場合にも上述と同様の作用効果を奏する。
上述した実施の形態では、入力分割型のトランスミッション3(図3参照)を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。入力分割型のトランスミッション3に代えて、図13に示すように、出力分割型のHMT203を採用してもよい。出力分割型のHMT203では、遊星歯車機構240に連結したHSTモータ50と油圧回路により接続されたHSTポンプ40を、変速装置の入力軸23と回転比一定で連結する構成とされている。本変形例では、エンジン190の出力トルクがHST31と機械伝動部32にパラレルに伝達され、遊星歯車機構240を経由して、車輪113が駆動される。
上述した実施の形態では、HMTを備えたホイールローダを例に説明したが、本発明はこれに限定されない。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るトルクコンバータを介してエンジン出力をトランスミッションに伝達させる、いわゆるトルコン駆動形式の作業車両の油圧制御装置に本発明を適用することもできる。なお、機械伝動部を有するHMTにより、エンジン190の駆動力を車輪に伝達する作業車両では、前後進切換時や掘削突入時にエンジン190に作用する負荷の影響が、トルクコンバータを備える作業車両に比べて大きい。HMT駆動形式では、走行負荷が高い状態で合流制御が実行されたときのエンジンの負荷上昇率がトルコン駆動形式に比べて大きいため、本発明の効果はHMT駆動形式の方が高い。
制御弁21を操作するアーム操作装置やバケット操作装置は、油圧パイロット式に代えて電気式としてもよい。前後進切換指示装置として、前後進切換レバー164を採用する例について説明したが、前後進切換スイッチとしてもよい。
上述した実施の形態では、作業車両の一例としてホイールローダを例に説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、ホイールショベル、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。
Claims (6)
- エンジンにより駆動されるメインポンプおよびアクセサリポンプと、前記メインポンプから吐出される圧油により駆動される作業装置と、前記作業装置を操作する操作装置と、前記アクセサリポンプから吐出される圧油により駆動される補機と、前記アクセサリポンプから吐出された圧油を前記補機へ導く通常位置と前記アクセサリポンプから吐出された圧油を前記作業装置へ導く合流位置との間で切り換えられる優先弁と、作業車両を前進方向または後進方向に走行させる指示を行う前後進操作装置と、を備えた作業車両において、
前記前後進操作装置により指示された前進方向または後進方向のいずれかの方向と、前記作業車両の進行方向とが不一致の状態にあるときには、前記優先弁を前記通常位置に保持し、前記前後進操作装置により指示された前進方向または後進方向のいずれかの方向と、前記作業車両の進行方向とが一致し、前記操作装置が操作された状態にあるときには、前記優先弁を前記合流位置に切り換える制御装置を備えていることを特徴とする作業車両。 - 請求項1に記載の作業車両において、
前記前後進操作装置による指示に基づいて、前後進の切り換えを行うトランスミッションを備え、
前記制御装置は、前後進切換動作中であるか否かを判定する前後進判定部と、前記作業車両の走行方向を推定する走行方向推定部と、を有し、
前記前後進判定部は、前記前後進操作装置の指示方向と、前記作業車両の走行方向とが逆となったとき、前記前後進切換動作が開始したと判定することを特徴とする作業車両。 - 請求項2に記載の作業車両において、
前記作業車両の車速を検出する車速検出装置を備え、
前記前後進判定部は、前記前後進操作装置の指示方向と、前記作業車両の走行方向とが一致し、かつ、前記車速検出装置で検出された車速が所定値よりも高い場合、前記前後進切換動作が終了したと判定することを特徴とする作業車両。 - 請求項2に記載の作業車両において、
前記前後進判定部は、前記前後進操作装置の指示方向と、前記作業車両の走行方向とが一致し、かつ、前記作業車両の走行方向が一致してから予め設定された所定時間を経過した場合、前記前後進切換動作が終了したと判定することを特徴とする作業車両。 - 請求項1に記載の作業車両において、
前記制御装置は、前記操作装置により前記作業装置の操作が行われてから予め設定された所定時間を経過するまでは、前記優先弁を前記通常位置に保持することを特徴とする作業車両。 - エンジンにより駆動されるメインポンプおよびアクセサリポンプと、前記メインポンプから吐出される圧油により駆動される作業装置と、前記作業装置を操作する操作装置と、前記アクセサリポンプから吐出される圧油により駆動される補機と、前記アクセサリポンプから吐出された圧油を前記補機へ導く通常位置と前記アクセサリポンプから吐出された圧油を前記作業装置へ導く合流位置との間で切り換えられる優先弁と、を備えた作業車両において、
前記操作装置により前記作業装置の操作が行われてから予め設定された所定時間を経過するまでは、前記優先弁を前記通常位置に保持する制御装置を備えていることを特徴とする作業車両。
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