JP7397261B2

JP7397261B2 - 転圧機械

Info

Publication number: JP7397261B2
Application number: JP2022565227A
Authority: JP
Inventors: 勝之切田; 正道田中; 祐斗阿部
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2023-12-13
Anticipated expiration: 2041-11-12
Also published as: JPWO2022113784A1; KR20220127931A; CN115190951A; WO2022113784A1; CN115190951B

Description

本発明は転圧機械に関し、特に速度制御装置を備える転圧機械に関する。

従来から、転圧ローラ等を備える転圧機械では、オペレータの操作に応じて当該転圧機械の走行速度を制御することが行われている（特許文献１）。

例えば特許文献１には、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、当該油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される２個の走行用油圧モータと、一方の走行用油圧モータにより駆動される前輪と、他方の走行用油圧モータにより駆動される後輪とを含むＨＳＴ走行システムについて記載されている。

具体的には、当該ＨＳＴ走行システムは、始動時にアクセルペダルを踏み込むと、エンジン回転数の上昇に伴って、油圧ポンプの回転数が増加するとともに、油圧ポンプの傾転量が増加し、これにより油圧ポンプの吐出流量が増大するように構成されている。走行開始時の油圧モータの傾転量は最大に設定されているため、油圧ポンプの吐出流量が増大すると油圧モータの回転数が増加し、それに従って走行速度が上昇する。また、当該システムは、油圧ポンプの吐出流量が増大して走行速度が上昇するに従い油圧モータの傾転量を減少させ、これにより油圧モータの回転速度が増加して走行速度が更に上昇するように構成されている。

特開２００６－２５８１１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のＨＳＴ走行システムでは、油圧ポンプの吐出流量が増大することによる走行速度の上昇と、油圧モータの傾転量が減少することによる走行速度の上昇とが同時に発生するおそれがあった。この場合、転圧機械の走行速度が大きく変化（急上昇）することから、転圧機械のオペレータは大きな衝撃を受け、転圧作業における機械の操作性を悪化するおそれがあった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、急激な速度変化を抑制し、操作性の向上を図る転圧機械を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の転圧機械は、機体と、前記機体に回転可能に設けられた前輪及び後輪と、前記機体の走行速度を制御するように構成された速度制御装置と、を備え、前記速度制御装置は、前記機体の実速度を検出し、当該検出結果に基づいて実速度信号を送信するように構成された速度検出手段と、前記実速度信号を受信し、前記実速度と前記機体の目標速度とを比較し、当該比較結果に基づいて前記実速度を前記目標速度に到達させるための目標速度信号を算出し、前記目標速度信号を送信するように構成されたコントローラと、前記コントローラから送信された前記目標速度信号に基づいて押しのけ容積を制御するように構成された油圧ポンプと、前記コントローラから送信された前記目標速度信号に基づいて、押しのけ容積を制御し、前記前輪及び前記後輪の各々を該押しのけ容積に応じた回転数で駆動するように構成された前輪用油圧モータ及び後輪用油圧モータと、を備える転圧機械において、前記コントローラは、前記実速度が切換用閾値より小さい場合、前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御するように構成されており、且つ、前記実速度が前記切換用閾値よりも大きい場合、前記前輪用油圧モータ及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を制御するように構成されており、且つ、前記実速度が前記切換用閾値に達してから一定の間、前記油圧ポンプの押しのけ容積、前記前輪用油圧モータの押しのけ容積、及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を一定に維持するように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の転圧機械において、コントローラは、実速度が切換用閾値より小さい場合、油圧ポンプの押しのけ容積を制御するように構成されており、且つ、実速度が切換用閾値よりも大きい場合、前輪用油圧モータ及び後輪用油圧モータの押しのけ容積を制御するように構成されており、且つ、実速度が切換用閾値に達してから一定の間、油圧ポンプの押しのけ容積、前輪用油圧モータの押しのけ容積、及び後輪用油圧モータの押しのけ容積を一定に維持するように構成されている。従って、切換用閾値を跨いで機体の走行速度が変化する場合、即ち油圧ポンプによる機体の速度制御と、前輪用油圧モータ及び後輪用油圧モータによる機体の速度制御とを切り換える場合であっても、機体の実速度が切換用閾値に達してから一定の間、油圧ポンプの押しのけ容積、前輪用油圧モータの押しのけ容積、及び後輪用油圧モータの押しのけ容積が一定に維持されることから、この間、機体の走行速度は変化せず一定に保たれる。よって、油圧ポンプの押しのけ容積が増大することによる走行速度の上昇と、前輪用油圧モータ及び後輪用油圧モータの押しのけ容積が減少することによる走行速度の上昇との同時発生が回避される。このため、転圧機械の走行速度の大きな変化（急上昇）を回避することができるため、転圧作業を行う際にオペレータが大きな衝撃を受けることがなく、ひいては操作性の向上を実現することができる。このようにして、急激な速度変化を抑制し、操作性の向上を図る転圧機械を提供することができる。

本発明の実施形態に係る転圧機械の概略構成を示す側面図である。図１に示す転圧機械に設けられた速度制御装置の油圧回路を概略的に示すものである。図１に示す転圧機械に設けられた速度制御装置の制御ブロックを概略的に示すものである。図１に示す転圧機械に設けられたモニタの表示例を概略的に示すものである。図１に示す転圧機械に設けられた速度制御装置の最高速度設定スイッチの操作角度と押しのけ容積との関係を概略的に示す図であり、破線により油圧ポンプの押しのけ容積を示し、実線により前輪用油圧モータ及び後輪用油圧モータの押しのけ容積を示す。図１に示す転圧機械に設けられた速度制御装置の走行レバーの操作角度と走行速度との関係を概略的に示す図であり、最高速度設定スイッチで機体の最高速度の設定を変更した場合を比較して示す。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る転圧機械１の概略構成を示す側面図である。図２は、図１に示す転圧機械１に設けられた速度制御装置３０の油圧回路を概略的に示すものである。図３は、図１に示す転圧機械１に設けられた速度制御装置３０の制御ブロックを概略的に示すものである。図４は、図１に示す転圧機械１に設けられたモニタ４６の表示例を概略的に示すものである。

なお、説明の便宜上、転圧機械１の進行方向を基準にキャビン２０内の作業者から見て「前」、「後」、「左」、「右」をそれぞれ定義し、重力を基準に「上」、「下」を定義する。即ち、図１に示される矢印「前」及び「後」は、転圧機械１の前進方向及び後進方向を示し、矢印「上」及び「下」は転圧機械１の上下方向を示している。なお、転圧機械１の左右（車幅）方向とは、前後方向及び上下方向に垂直な方向を意味する。

図１に示すように、転圧機械１は、アーティキュレート式（関節式）の振動ローラであって、機体１０と、機体１０に回転可能に設けられた前輪１４及び後輪１８と、機体１０の走行速度を制御するように構成された速度制御装置３０と、を備える。機体１０は、前側機体１１と、後側機体１２とを含み、前側機体１１及び後側機体１２は、連結装置２２を介してアーティキュレート式に連結されている。

図１に示すように、前側機体１１は、フロントフレーム１１ａを含んで構成されており、当該フロントフレーム１１ａに回転可能に前輪１４が支持されている。前輪１４は、ドラム形に形成された転圧輪であり、フロントフレーム１１ａの枠体の内部に収容されている。なお、前輪１４内には、当該前輪１４を振動させる振動発生機（図示せず）が内蔵され、当該振動発生機を駆動することで、前輪１４を振動させることが可能となっている。

図１に示すように、後側機体１２は、リアフレーム１２ａを含んで構成されており、当該リアフレーム１２ａには、後輪１８と、キャビン２０と、エンジンカバー２４とが設けられている。後輪１８は、タイヤローラとして機能するものであり、リアフレーム１２ａに回転可能に支持されている。又、キャビン２０は、リアフレーム１２ａの上部に設けられている。当該キャビン２０内には、速度調整手段として走行レバー３４（図３）、最高速度設定手段として最高速度設定スイッチ３６（図３）、機体１０の稼働状況を視認するためのモニタ４６（図３）、エンジン回転数切換スイッチ（図示せず）、ハンドル（図示せず）等の操作機器が設けられている。そして、オペレータが上記操作機器を適宜操作することにより、現場において転圧作業が実施されるようにしてある。更に、リアフレーム１２ａには、エンジンルームを開閉可能に覆うエンジンカバー２４が設けられている。

連結装置２２は、前側機体１１及び後側機体１２をロール方向（前後方向軸線周りの回転方向）、ピッチ方向（左右方向軸線周りの回転方向）、及びヨー方向（上下方向軸線周りの回転方向）に相対回動可能に連結するものである。なお、連結装置２２の構成は公知であるため、その詳細な説明を省略する。

次いで、転圧機械１を構成する速度制御装置３０について説明する。図２及び図３に示すように、速度制御装置３０は、回転数センサ３２（速度検出手段）と、走行レバー３４（速度調整手段）と、最高速度設定スイッチ３６（最高速度設定手段）と、コントローラ３８と、油圧ポンプ４０と、前輪用油圧モータ４２と、後輪用油圧モータ４４と、モニタ４６とを含んで構成されている。

図１及び図２に示すように、エンジンカバー２４によって覆われたエンジンルーム内には、エンジン５０及び油圧ポンプ４０が配置されている。油圧ポンプ４０は、エンジン５０によって駆動され、前輪１４を駆動する前輪用油圧モータ４２及び後輪１８を駆動する後輪用油圧モータ４４に対して圧油を供給する。後輪用油圧モータ４４には減速機５８が連結されており、当該減速機５８に連結された車軸６０を介して後輪１８が駆動される。油圧ポンプ４０及び前輪用油圧モータ４２は、主管路５１、５２、５３、５４を介して閉回路接続され、油圧ポンプ４０及び後輪用油圧モータ４４は主管路５１、５２、５５、５６を介して閉回路接続され、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４は油圧ポンプ４０に対して互いに並列接続されている。油圧ポンプ４０は、圧油の流れ方向を変えることができ、これにより転圧機械１の前進走行及び後進走行を切り換えることができる。例えば、油圧ポンプ４０が、主管路５１、５３を介して前輪用油圧モータ４２に圧油を供給し、且つ主管路５１、５５を介して後輪用油圧モータ４４に圧油を供給する場合、転圧機械１が前進走行するように構成されている。又、油圧ポンプ４０が、主管路５２、５４を介して前輪用油圧モータ４２に圧油を供給し、且つ主管路５２、５６を介して後輪用油圧モータ４４に圧油を供給する場合、転圧機械１が後進走行するように構成されている。

図２及び図３に示すように、回転数センサ３２は、機体１０の実速度を検出し、当該検出結果に基づいて実速度信号をコントローラ３８に送信するように構成されている。回転数センサ３２は後輪用油圧モータ４４に設けられており、当該後輪用油圧モータ４４の回転軸の回転数を検出し、当該回転数を実速度信号としてコントローラ３８に送信するように構成されている。

図３に示すように、走行レバー３４は、機体１０の走行速度を制御するために、オペレータの操作量に応じた第１操作量信号をコントローラ３８に送信するように構成されている。走行レバー３４は、無段階式の操作レバーであり、中立位置を基準に前後に操作することで機体１０の前進走行及び後進走行を切り換えるとともに、その操作量（操作角度）に応じて機体１０の走行速度を制御するように構成されている。具体的には、走行レバー３４が中立位置にある状態（以下、「中立状態」ともいう。）では、機体１０は停止した状態を維持する。これに対し、走行レバー３４が前側に１００％の操作角度で操作された状態（以下、「前側フルレバー状態」ともいう。）又は走行レバー３４が後側に１００％の操作角度で操作された状態（以下、「後側フルレバー状態」ともいう）では、機体１０は最高速度設定スイッチ３６により設定された最高速度で前進走行又は後進走行する。

図３に示すように、最高速度設定スイッチ３６は、機体１０の最高速度を設定するために、オペレータの操作量に応じた第２操作量信号をコントローラ３８に送信するように構成されている。最高速度設定スイッチ３６は、走行レバー３４を前側フルレバー状態及び後側フルレバー状態にしたときの最高速度を設定するものである。最高速度設定スイッチ３６は、無段階で左右回転するダイヤル式のつまみであり、その操作量（操作角度）に応じて機体１０の最高速度を変更するように構成されている。具体的には、最高速度設定スイッチ３６が初期位置にある状態（以下、「初期状態」ともいう。）では、機体１０の最高速度が最小速度（例えば１ｋｍ／ｈ）に設定され、走行レバー３４を前側フルレバー状態及び後側フルレバー状態にした場合、機体１０は当該最小速度で前進走行又は後進走行する。なお、最小速度は１ｋｍ／ｈでなくてもよく、例えば０ｋｍ／ｈであってもよい。又、最高速度設定スイッチ３６が１００％の操作角度で操作された状態（以下、「最大設定状態」）では、機体１０の最高速度が例えば１０ｋｍ／ｈに設定され、走行レバー３４を前側フルレバー状態又は後側フルレバー状態にした場合、機体１０は当該最高速度で前進走行又は後進走行する。

図３に示すように、コントローラ３８は、入力側において回転数センサ３２、走行レバー３４、及び最高速度設定スイッチ３６に電気接続され、出力側において油圧ポンプ４０、前輪用油圧モータ４２、後輪用油圧モータ４４、及びモニタ４６に電気接続されている。コントローラ３８は、速度制御装置３０の動作を制御する装置であり、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えるコンピュータである。具体的には、コントローラ３８は、回転数センサ３２から実速度信号を受信し、実速度と機体１０の目標速度とを比較し、当該比較結果に基づいて実速度を目標速度に到達させるための目標速度信号を算出し、当該目標速度信号を油圧ポンプ４０、前輪用油圧モータ４２、後輪用油圧モータ４４、モニタ４６に送信するように構成されている。又、コントローラ３８は、走行レバー３４からの第１操作量信号及び最高速度設定スイッチ３６からの第２操作量信号を受信し、第１操作量信号及び第２操作量信号に基づいて目標速度を設定するように構成されている。更に、図３及び図４に示すように、コントローラ３８は、最高速度設定スイッチ３６から受信した第２操作量信号に基づいて最高速度をモニタ４６に表示するとともに、回転数センサ３２から受信した実速度信号に基づいて実速度をモニタ４６に表示するように構成されている。このように、コントローラ３８は、実速度と目標速度との比較、目標速度の設定、目標速度信号の算出、目標速度信号の送信等の各機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭにロードし、各機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させるように構成されている。

油圧ポンプ４０は、コントローラ３８から受信した目標速度信号に基づいて押しのけ容積を制御するように構成されている。図２に示すように、油圧ポンプ４０は可変容量型であり、斜板の角度及び回転数を変更することで、押しのけ容積を増減するように構成されている。具体的には、油圧ポンプ４０には第１傾転量制御手段４０ａが設けられており、第１傾転量制御手段４０ａは、コントローラ３８から送信された目標速度信号に基づいて油圧ポンプ４０を構成する斜板の角度を変えるように構成されている。又、油圧ポンプ４０は、例えばオペレータの操作により、３ポジション（アイドルモード：９００ｒｐｍ、エコモード：１９００ｒｐｍ、パワーモード：２２００ｒｐｍ）のエンジン回転数で駆動されるように構成されている。このため、オペレータが例えばパワーモードを選択した場合、エンジン５０は２２００ｒｐｍの回転数を維持する。エンジン５０の回転数が一定に維持された状態、即ち油圧ポンプ４０の回転数が一定に維持された状態で、例えば走行レバー３４を中立状態から前側フルレバー状態に操作すると、第１傾転量制御手段４０ａが油圧ポンプ４０の斜板の傾転量（角度）を増大させ、これにより油圧ポンプ４０の押しのけ容積が増加する。ここで、油圧ポンプ４０は両傾転タイプであり、斜板の傾転方向を変えることで圧油の流れ方向を変えることができ、これにより機体１０の前進走行及び後進走行が切り換えられる。

前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４は、コントローラ３８から受信した目標速度信号に基づいて、油圧ポンプ４０から供給を受けた圧油の押しのけ容積を制御し、前輪１４および後輪１８の各々を当該押しのけ容積に応じた回転数で駆動するように構成されている。図２に示すように、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４は可変容量型であり、斜板の角度を変更することで回転数が増減され、これにより押しのけ容積を制御するように構成されている。具体的には、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４には、それぞれ第２傾転量制御手段４２ａ及び第３傾転量制御手段４４ａが設けられており、第２傾転量制御手段４２ａ及び第３傾転量制御手段４４ａは、コントローラ３８から送信された目標速度信号に基づいて前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４を構成する斜板の角度を変えるように構成されている。このため、例えばオペレータが走行レバー３４を中立状態から前側フルレバー状態に操作すると、第２傾転量制御手段４２ａ及び第３傾転量制御手段４４ａが前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の斜板の傾転量（角度）を減少させ、これにより当該油圧モータ４２、４４の押しのけ容積が減少する一方で回転数は増加し、ひいては機体１０の走行速度が上昇する。つまり、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の斜板の傾転量（角度）を減少させると、当該油圧モータ４２、４４の１回転あたりに必要な圧油の量が減少するため、油圧ポンプ４０から供給される圧油の量が一定であっても、当該油圧モータ４２、４４の回転数が増加する。なお、当該油圧モータ４２、４４は、片傾転タイプであり、油圧ポンプ４０から供給される圧油の流れ方向が変更されることで、当該油圧モータ４２、４４の回転方向が変更される。

図４に示すように、モニタ４６は、コントローラ３８から送信された第２操作量信号に基づいて最高速度を表示するとともに、コントローラ３８から送信された実速度信号に基づいて実速度を表示するように構成されている。図４に示すように、モニタ４６には、機体１０の実速度として１０ｋｍ／ｈが表示され、最高速度設定スイッチ３６により設定された機体１０の最高速度として１１ｋｍ／ｈが表示されている。なお、機体１０の最高速度は、図４に示す１１ｋｍ／ｈに限定されるものではなく、任意の最高速度が設定されてよい。

次いで、コントローラ３８を中心とした機体１０の走行速度の制御について説明する。図５は、図１に示す転圧機械１に設けられた速度制御装置３０の最高速度設定スイッチ３６の操作角度と押しのけ容積との関係を概略的に示す図であり、破線により油圧ポンプ４０の押しのけ容積を示し、実線により前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を示す。具体的には、図５では、走行レバー３４が前側フルレバー状態であることを前提として、最高速度設定スイッチ３６が最大設定状態に操作された場合、最高速度設定スイッチ３６が７０％の操作角度で操作された場合、及び、最高速度設定スイッチ３６が３０％の操作角度で操作された場合における、油圧ポンプ４０、前輪用油圧モータ４２、及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積の変化について説明する。

ここでは、最高速度設定スイッチ３６が最大設定状態に操作されると機体１０の最高速度は１０ｋｍ／ｈに設定されるものとし、走行レバー３４が前側フルレバー状態である場合、機体１０は当該最高速度で前進走行する。同様に、最高速度設定スイッチ３６が７０％又は３０％の操作角度に操作されると機体１０の最高速度は７ｋｍ／ｈ又は３ｋｍ／ｈに設定されるものとし、走行レバー３４が前側フルレバー状態である場合、機体１０は当該最高速度で前進走行する。このため、走行レバー３４が前側フルレバー状態である場合において、例えば最高速度設定スイッチ３６を初期状態から最大設定状態に操作すると、コントローラ３８は、機体１０が最小速度（例えば１ｋｍ／ｈ）から１０ｋｍ／ｈに速度変化するように、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を制御する。同様に、最高速度設定スイッチ３６を初期位置から７０％又は３０％の操作角度に操作すると、コントローラ３８は、機体１０が上記最小速度から７ｋｍ／ｈ又は上記最小速度から３ｋｍ／ｈに速度変化するように、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を制御する。

図５に示すように、走行レバー３４が前側フルレバー状態である場合に最高速度設定スイッチ３６を最大設定状態又は７０％の操作角度に操作すると、コントローラ３８は、目標速度信号に基づいて、油圧ポンプ４０の斜板の角度を増大させて、油圧ポンプ４０から供給される圧油の押しのけ容積を増加する制御を行う（図５の領域１）。領域１において、コントローラ３８は、油圧ポンプ４０の押しのけ容積が最大となるまで、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の斜板の角度を最大の状態に維持する制御を行う。これにより、油圧ポンプ４０の吐出流量の増加に伴って、機体１０の走行速度が上昇する。このように、コントローラ３８は、機体１０の実速度が切換用閾値より小さい場合、油圧ポンプ４０の押しのけ容積を制御するように構成されている。具体的には、コントローラ３８は、機体１０の実速度が切換用閾値より小さい場合、当該実速度の上昇に伴って油圧ポンプ４０の押しのけ容積を増加させるように制御する。ここで、切換用閾値とは、油圧ポンプ４０の斜板の角度が最大となり、油圧ポンプ４０により実現可能な最大の実速度を意味する。このため、切換用閾値は、油圧ポンプ４０の性能（押しのけ容積）に応じて変更され得る値である。

次いで、コントローラ３８は、油圧ポンプ４０の斜板の角度が最大となった場合、即ち当該油圧ポンプ４０の押しのけ容積が最大となった場合、一定の間、油圧ポンプ４０、前輪用油圧モータ４２、及び後輪用油圧モータ４４の斜板の角度を一定に維持する制御を行う（図５の領域３）。このため、領域３において、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積は一定に維持され、機体１０の走行速度が一定に維持される。このように、コントローラ３８は、機体１０の実速度が切換用閾値に達してから一定の間、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２の押しのけ容積、及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を一定に維持するように構成されている。具体的には、コントローラ３８は、最高速度設定スイッチ３６の操作により機体１０の実速度が切換用閾値に達した場合、当該切換用閾値に達してから一定の間、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２の押しのけ容積、及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を一定に維持するように構成されている。なお、最高速度設定スイッチ３６の操作により機体１０の走行速度を制御する場合、領域３の範囲とは、最高速度設定スイッチ３６の一定の操作角度範囲（例えば５％の範囲）を意味する。なお、領域３の範囲が広すぎると、最高速度設定スイッチ３６の操作に応じて機体１０の速度が変化しない範囲が広くなり、最高速度設定スイッチ３６の操作に対する応答性が悪くなり好ましくない。このため、領域３の範囲は、オペレータに応答性の低下を感じさせないように適切に設定される。

次いで、最高速度設定スイッチ３６の操作角度を領域３の範囲を超えて増大させた場合、コントローラ３８は、目標速度信号に基づいて、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の斜板の角度を減少させて、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を低減し、当該モータ４２、４４の回転数を増加する制御を行う（図５の領域２）。最高速度設定スイッチ３６を最大設定状態まで操作する場合、領域２において、コントローラ３８は、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積が最小となるまで、油圧ポンプ４０の斜板の角度を最大の状態に維持する制御を行う。又、最高速度設定スイッチ３６を７０％の操作角度まで操作する場合、領域２において、コントローラ３８は、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積が最大押しのけ容積の例えば６５％となるまで、油圧ポンプ４０の斜板の角度を最大の状態に維持する制御を行う。これにより、機体１０の走行速度は更に上昇する。このように、コントローラ３８は、機体１０の実速度が切換用閾値よりも大きい場合、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を制御するように構成されている。具体的には、コントローラは、機体１０の実速度が切換用閾値よりも大きい場合、実速度の上昇に伴って前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を減少させるように制御する。

他方、走行レバー３４が前側フルレバー状態である場合に最高速度設定スイッチ３６を３０％の操作角度に操作すると、コントローラ３８は、目標速度信号に基づいて、油圧ポンプ４０の斜板の角度を増大させて、油圧ポンプ４０から供給される圧油の押しのけ容積を増加する制御を行う（図５の領域１）。この場合、油圧ポンプ４０の押しのけ容積を制御するだけで最高速度を達成することができるため、コントローラ３８は、領域３及び領域２における押しのけ容積の制御を行うことがない。

図６は、図１に示す転圧機械１に設けられた速度制御装置３０の走行レバー３４の操作角度と走行速度との関係を概略的に示す図であり、最高速度設定スイッチ３６で機体１０の最高速度の設定を変更した場合を比較して示す。具体的には、図６では、最高速度設定スイッチ３６を最大設定状態にした場合（実線：最高速度１０ｋｍ／ｈ）、７０％の操作角度に設定した場合（破線：最高速度７ｋｍ／ｈ）、３０％の操作角度に設定した場合（一点鎖線：最高速度３ｋｍ／ｈ）のそれぞれにおいて、走行レバー３４を中立位置から前側フルレバー状態に操作したときの走行速度の変化について説明する。なお、走行レバー３４を中立位置から後側フルレバー状態に操作した場合のグラフは、図６の縦軸を基準に左右対称となるためその説明を省略する。

図６に示すように、最高速度設定スイッチ３６を最大設定状態にした場合、走行レバー３４を中立位置から前側フルレバー状態に操作すると、機体１０の実速度は「Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ」という軌跡を辿る。同様に、最高速度設定スイッチ３６を７０％の操作角度に設定した場合、機体１０の実速度は「Ａ→Ｂ→Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｊ」という軌跡を辿る。同様に、最高速度設定スイッチ３６を３０％の操作角度に設定した場合、機体１０の実速度は「Ａ→Ｂ→Ｋ→Ｌ」という軌跡を辿る。なお、図６における「Ａ→Ｂ→Ｃ」、「Ａ→Ｂ→Ｇ」、「Ａ→Ｂ→Ｋ」は、図５における領域１に対応し、走行レバー３４の操作に応じて油圧ポンプ４０の押しのけ容積が増大する領域である。又、図６の「Ｄ→Ｅ→Ｆ」、「Ｈ→Ｉ→Ｊ」は、図５の領域２に対応し、走行レバー３４の操作に応じて前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積が減少する領域である。更に、図６の「Ｃ→Ｄ」、「Ｇ→Ｈ」は、図５の領域３に対応し、走行レバー３４の操作角度を変更しても、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２の押しのけ容積、及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積が一定に維持される領域である。

図６に示すように、コントローラ３８は、最高速度設定スイッチ３６の操作によって最高速度の設定が変更された場合、変更前の最高速度を実現する走行レバー３４の操作量と同じ操作量で変更後の最高速度が実現されるように、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２の押しのけ容積、及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を制御する。具体的には、図６に示すように、機体１０の最高速度は走行レバー３４の操作角度が９０％に操作されたときに達成されるところ、当該最高速度の設定が変更された場合であっても、当該最高速度を実現する走行レバー３４の操作角度は９０％のままである。つまり、最高速度を１０ｋｍ／ｈ、７ｋｍ／ｈ、３ｋｍ／ｈのいずれに設定した場合であっても、走行レバー３４の操作角度を９０％に操作した際に各最高速度が達成される。このため、図６に示すように、走行レバー３４の操作角度に対する走行速度の変化（傾き）は、油圧ポンプ４０の押しのけ容積を制御する領域において、「ＢＫ」が最も小さく、次いで「ＢＧ」が小さく、「ＢＣ」が最も大きくなる。同様に、当該傾きは、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を制御する領域において、「ＤＥ」よりも「ＨＩ」の方が小さくなる。

図６に示すように、コントローラ３８は、走行レバー３４の操作角度が例えば０％から１０％の間（Ａ→Ｂ）では、機体１０の走行速度を０ｋｍ／ｈに維持する。次いで、走行レバー３４の操作角度が１０％を超えると、最高速度設定スイッチ３６を最大設定状態に設定した場合及び７０％の操作角度に設定した場合、いずれの場合であっても、コントローラ３８は、走行レバー３４の操作角度が増大するのに応じて、目標速度信号に基づいて油圧ポンプ４０の斜板の角度を増大させて、油圧ポンプ４０から供給される圧油の押しのけ容積を増加する制御を行う（図６のＢ→Ｃ、Ｂ→Ｇ（図５の領域１に対応））。この間、コントローラ３８は、油圧ポンプ４０の押しのけ容積が最大となるまで、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の斜板の角度を最大の状態に維持する制御を行う。これにより、機体１０の走行速度が上昇する。

次いで、コントローラ３８は、油圧ポンプ４０の押しのけ容積が最大となった場合、例えば機体１０の走行速度が５ｋｍ／ｈになった場合、一定の間、油圧ポンプ４０、前輪用油圧モータ４２、及び後輪用油圧モータ４４の斜板の角度を一定に維持し、機体１０の走行速度を一定に維持する制御を行う（図６のＣ→Ｄ、Ｇ→Ｈ（図５の領域３に対応））。この間、コントローラ３８は、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を変化させず一定に維持する制御を行う。これにより、機体１０の走行速度は一定に維持される。このように、コントローラ３８は、走行レバー３４の操作により機体１０の実速度が切換用閾値に達した場合、切換用閾値に達してから一定の間、油圧ポンプの押しのけ容積、前輪用油圧モータの押しのけ容積、前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を一定に維持するように構成されている。切換用閾値は、ここでは、油圧ポンプ４０の斜板の角度が最大となり、油圧ポンプ４０の制御により実現可能な最大の実速度（図６の場合５ｋｍ／ｈ）を意味する。

次いで、油圧ポンプ４０の押しのけ容積の最大値を超えて走行レバー３４の操作角度を増大した場合、コントローラ３８は、目標速度信号に基づいて、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の斜板の角度を減少させて、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を低減させ、当該モータ４２、４４の回転数を増加する制御を行う（図６のＤ→Ｅ、Ｈ→Ｉ（図５の領域２に対応））。最高速度設定スイッチ３６が最大設定状態に設定された場合、コントローラ３８は、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積が最小となるまで、油圧ポンプ４０の斜板の角度を最大の状態に維持する制御を行う。又、最高速度設定スイッチ３６が７０％の操作角度に設定された場合、コントローラ３８は、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積が最大押しのけ容積の例えば６５％となるまで、油圧ポンプ４０の斜板の角度を最大の状態に維持する制御を行う。これにより、機体１０の走行速度は更に上昇する。なお、コントローラ３８は、走行レバー３４の操作角度が例えば９０％から１００％の間（Ｅ→Ｆ、Ｉ→Ｊ）では、機体１０の走行速度を一定に維持するように制御する。

他方、最高速度設定スイッチ３６を３０％の操作角度に設定した場合、コントローラ３８は、走行レバー３４の操作角度が増大するのに応じて、目標速度信号に基づいて油圧ポンプ４０の斜板の角度を増大させて、油圧ポンプ４０から供給される圧油の押しのけ容積を増加する制御を行う（図６のＢ→Ｋ（図５の領域１に対応））。これにより、機体１０の走行速度は上昇する。コントローラ３８は、走行レバー３４の操作角度が例えば９０％から１００％の間（Ｋ→Ｌ）では、機体１０の走行速度を一定に維持するように制御する。この場合、油圧ポンプ４０の押しのけ容積を制御するだけで最高速度を達成することができる。

次いで、本発明の第１実施形態に係る転圧機械１の作用、効果について説明する。

本発明の転圧機械１において、コントローラ３８は、実速度が切換用閾値より小さい場合、油圧ポンプ４０の押しのけ容積を制御するように構成されており、且つ、実速度が切換用閾値よりも大きい場合、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を制御するように構成されており、且つ、実速度が切換用閾値に達してから一定の間、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２の押しのけ容積、及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を一定に維持するように構成されている。従って、切換用閾値を跨いで機体１０の走行速度が変化する場合、即ち油圧ポンプ４０による機体の速度制御と、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４による機体１０の速度制御とを切り換える場合であっても、機体１０の実速度が切換用閾値に達してから一定の間、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２の押しのけ容積、及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積が一定に維持されることから、この間、機体１０の走行速度は変化せず一定に保たれる。よって、油圧ポンプ４０の押しのけ容積が増大することによる走行速度の上昇と、前輪用油圧モータ４２及び後輪用油圧モータ４４の傾転量が減少することによる走行速度の上昇との同時発生が回避される。このため、転圧機械１の走行速度の急上昇を回避することができるため、転圧作業を行う際にオペレータが大きな衝撃を受けることがなく、ひいては操作性の向上を実現することができる。

又、本発明の実施形態に係る転圧機械１によれば、コントローラ３８は、走行レバー３４からの第１操作量信号及び最高速度設定スイッチ３６からの第２操作量信号を受信し、当該第１操作量信号及び第２操作量信号に基づいて目標速度を設定するように構成されており、且つ、走行レバー３４及び最高速度設定スイッチ３６の少なくともいずれか一方の操作により実速度が切換用閾値に達した場合、切換用閾値に達してから一定の間、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２の押しのけ容積、及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を一定に維持するように構成されている。このため、オペレータ自身の操作によって設定された目標速度に基づいて、切換用閾値を跨いで機体１０の走行速度が変化する場合であっても、転圧機械１の走行速度の急上昇を回避することができ、転圧作業を行う際にオペレータが大きな衝撃を受けることがなく、ひいては操作性の向上を実現することができる。

又、本発明の実施形態に係る転圧機械１によれば、コントローラ３８は、最高速度設定スイッチ３６の操作によって最高速度の設定が変更された場合、変更前の最高速度を実現する走行レバー３４の操作量と同じ操作量で変更後の最高速度が実現されるように、油圧ポンプ４０の押しのけ容積、前輪用油圧モータ４２の押しのけ容積、及び後輪用油圧モータ４４の押しのけ容積を制御する。このため、変更後の最高速度を変更前の最高速度より小さく設定した場合、走行レバー３４の操作角度変化に対する実速度の変化が鈍くなる。つまり、走行レバー３４の操作に応じて実速度が敏感に変化する状態を回避でき、走行レバー３４を微調整する必要が無くなり、オペレータによる転圧機械１の作業性向上、操作性向上を実現することができる。

又、本発明の実施形態に係る転圧機械１によれば、コントローラ３８は、最高速度設定スイッチ３６からの第２操作量信号に基づいて最高速度をモニタ４６に表示するとともに、回転数センサ３２からの実速度信号に基づいて実速度をモニタ４６に表示するように構成されている。このように、モニタ４６に実速度と最高速度の設定値が並んで表示されるため、オペレータは、目標最高速度に対する現在の実速度を視覚的に確実に認識することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に係る転圧機械１に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせても良い。例えば、上記実施形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的態様によって適宜変更され得る。

例えば、上記実施形態では、転圧機械１を、アーティキュレート式（関節式）の振動ローラとして説明したが、転圧機械１は所謂ホイールローダであってもよい。

又、上記実施形態では、機体１０が前進走行する場合におけるコントローラ３８を用いた機体１０の速度制御について説明した。しかし、コントローラ３８による機体１０の速度制御は、機体１０が後進走行する場合においても同様に適用することができる。

１転圧機械
１０機体
１４前輪
１８後輪
３０速度制御装置
３２回転数センサ（速度検出手段）
３４走行レバー（速度調整手段）
３６最高速度設定スイッチ（最高速度設定手段）
３８コントローラ
４０油圧ポンプ
４２前輪用油圧モータ
４４後輪用油圧モータ
４６モニタ

Claims

機体と、
前記機体に回転可能に設けられた前輪及び後輪と、
前記機体の走行速度を制御するように構成された速度制御装置と、を備え、
前記速度制御装置は、
前記機体の実速度を検出し、当該検出結果に基づいて実速度信号を送信するように構成された速度検出手段と、
前記実速度信号を受信し、前記実速度と前記機体の目標速度とを比較し、当該比較結果に基づいて前記実速度を前記目標速度に到達させるための目標速度信号を算出し、前記目標速度信号を送信するように構成されたコントローラと、
前記コントローラから送信された前記目標速度信号に基づいて押しのけ容積を制御するように構成された油圧ポンプと、
前記コントローラから送信された前記目標速度信号に基づいて、押しのけ容積を制御し、前記前輪及び前記後輪の各々を該押しのけ容積に応じた回転数で駆動するように構成された前輪用油圧モータ及び後輪用油圧モータと、を備える転圧機械において、
前記コントローラは、前記実速度が切換用閾値より小さい場合、前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御するように構成されており、且つ、前記実速度が前記切換用閾値よりも大きい場合、前記前輪用油圧モータ及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を制御するように構成されており、且つ、前記実速度が前記切換用閾値に達してから一定の間、前記油圧ポンプの押しのけ容積、前記前輪用油圧モータの押しのけ容積、及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を一定に維持するように構成されている、ことを特徴とする転圧機械。
前記速度制御装置は、前記機体の走行速度を制御するために、オペレータの操作量に応じた第１操作量信号を送信するように構成された速度調整手段と、前記機体の最高速度を設定するために、オペレータの操作量に応じた第２操作量信号を送信するように構成された最高速度設定手段と、を更に備え、
前記コントローラは、前記第１操作量信号及び前記第２操作量信号に基づいて前記目標速度を設定するように構成されており、且つ、前記速度調整手段及び前記最高速度設定手段の少なくともいずれか一方の操作により前記実速度が前記切換用閾値に達した場合、前記切換用閾値に達してから一定の間、前記油圧ポンプの押しのけ容積、前記前輪用油圧モータの押しのけ容積、及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を一定に維持するように構成されている、ことを特徴とする請求項１記載の転圧機械。
前記コントローラは、前記最高速度設定手段の操作によって前記最高速度の設定が変更された場合、変更前の最高速度を実現する前記速度調整手段の操作量と同じ操作量で変更後の最高速度が実現されるように、前記油圧ポンプの押しのけ容積、前記前輪用油圧モータの押しのけ容積、及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を制御する、ことを特徴とする請求項２記載の転圧機械。
前記速度制御装置は、前記機体に取付けられたモニタを更に備え、
前記コントローラは、前記第２操作量信号に基づいて前記最高速度を前記モニタに表示するとともに、前記実速度信号に基づいて前記実速度を前記モニタに表示するように構成されている、ことを特徴とする請求項２記載の転圧機械。
前記コントローラは、前記実速度が前記切換用閾値より小さい場合、前記実速度の上昇に伴って前記油圧ポンプの押しのけ容積を増加させるように制御し、且つ、前記実速度が前記切換用閾値よりも大きい場合、前記実速度の上昇に伴って前記前輪用油圧モータ及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を減少させるように制御し、且つ、前記実速度が前記切換用閾値に達してから一定の間、前記油圧ポンプの押しのけ容積、前記前輪用油圧モータの押しのけ容積、及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を一定に維持するように制御する、ことを特徴とする請求項１記載の転圧機械。
前記コントローラは、前記実速度が前記切換用閾値より小さい場合、前記実速度の上昇に伴って前記油圧ポンプの押しのけ容積を増加させるように制御し、且つ、前記実速度が前記切換用閾値よりも大きい場合、前記実速度の上昇に伴って前記前輪用油圧モータ及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を減少させるように制御し、且つ、前記実速度が前記切換用閾値に達してから一定の間、前記油圧ポンプの押しのけ容積、前記前輪用油圧モータの押しのけ容積、及び前記後輪用油圧モータの押しのけ容積を一定に維持するように制御する、ことを特徴とする請求項３記載の転圧機械。