JP7413203B2 - 作業機 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等の作業機に関するものである。
従来、作業機において減速及び増速を行う技術として特許文献1に示されているものがある。特許文献1の作業機の油圧システムは、作動油を吐出する油圧ポンプと、作動油の圧力に応じて複数の切換位置に切換可能な油圧切換弁と、油圧切換弁の切換位置に応じて速度が変更可能な走行油圧装置とを備えている。
特開2017-179922号公報
特許文献1の作業機では、油圧切換弁の受圧部にブリード油路を設けているため、作業機を増速又は減速する際における変速ショックを低減することが可能である。しかしながら、特許文献1では、変速ショックを減少させるためにブリード油路を設けなければならず部品点数が多くなる。
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、簡単に変速ショックを低減することができる作業機を提供することを目的とする。
技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下の通りである。
作業機は、原動機と、前記原動機の動力によって作動し且つ作動油を吐出する走行ポンプと、前記走行ポンプが吐出した作動油により回転可能で、且つ、回転速度が第1速度と前記第1速度よりも高い第2速度とに切換可能な走行モータと、前記原動機、前記走行ポンプ及び前記走行モータが設けられた機体と、前記走行モータの回転速度を前記第1速度にする第1状態と、前記走行モータの回転速度を前記第2速度にする第2状態とに切換可能な走行切換弁と、前記第2状態から前記第1状態に切り換える減速に切り換える場合に、前記原動機の回転数を低下させるショック低減制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記原動機の目標回転数と前記原動機の実回転数との差であるドロップ量に基づいて、前記ショック低減制御における前記原動機の回転数の低下量を設定し、前記制御装置は、前記ドロップ量が小さい場合は前記低下量を大きく設定し、前記ドロップ量が大きい場合は前記低下量を小さく設定する
前記制御装置は、前記原動機の実回転数から前記低下量を減算した値を、前記ショック低減制御における前記原動機の低減値とする。
前記制御装置は、前記原動機の実回転数が低減値に達するまでの低減区間において、前記低減区間の始点から終点までの前記原動機の実回転数の第1低下速度を一定にする。
前記制御装置は、前記原動機の実回転数が低減値に達するまでの低減区間において、前記低減区間の始点から前記低減区間の途中までの前記原動機の実回転数の第2低下速度を、前記低減区間の中途から終点までの前記原動機の実回転数の第3低下速度よりも大きくする。
前記制御装置は、前記ドロップ量に応じて前記走行切換弁を前記第2状態から第1状態に切り換える場合のタイミングを変更する。
作業機は、増速及び減速のいずれかの変速指令を行う切換スイッチと、前記原動機の目標回転数を設定するアクセルと、を備え、前記制御装置は、前記切換スイッチが前記変速指令を行った場合に、前記原動機の実回転数を、前記低減値に向けて低下させ、前記走行切換弁を前記変速指令に応じて前記第1状態及び前記第2状態のいずれかに切り換える。
業機は、前記機体の左側に設けられた第1走行装置と、前記機体の右側に設けられた第2走行装置と、を備え、前記走行モータは、前記第1走行装置に走行の動力を伝達する第1走行モータ及び前記第2走行装置に走行の動力を伝達する第2走行モータであり、前記走行ポンプは、前記第1走行モータ及び前記第2走行モータを作動可能であり、前記走行切換弁は、前記第1走行モータ及び前記第2走行モータを前記第1速度と前記第2速度とに切り換え可能である。
本発明によれば、簡単に変速ショックを低減することができる。
作業機の油圧システム(油圧回路)を示す図である。 走行モータを減速した場合の原動機の回転数と走行モータの切換との関係を示した図である。 走行モータを減速した場合の原動機の回転数と走行モータの切換との関係を示した図である。 操作装置をジョイスティック等の電気的に作動する操作装置に変更した変形例を示す図である。 作業機の一例であるトラックローダを示す側面図である。
以下、本発明に係る作業機の油圧システム及びこの油圧システムを備えた作業機の好適な実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
図5は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図5では、作業機の一例として、コンパクトトラックローダを示している。但し、本発明に係る作業機はコンパクトトラックローダに限定されず、例えば、スキッドステアローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。
作業機1は、図5に示すように、作業機1は、機体2と、キャビン3と、作業装置4と、走行装置5とを備えている。本発明の実施形態において、作業機1の運転席8に着座した運転者の前側(図5の左側)を前方、運転者の後側(図5の右側)を後方、運転者の左側(図5の手前側)を左方、運転者の右側(図5の奥側)を右方として説明する。また、前後の方向に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。機体2の中央部から右部或いは左部へ向かう方向を機体外方として説明する。言い換えれば、機体外方とは、機体幅方向であって、機体2から離れる方向である。機体外方とは反対の方向を、機体内方として説明する。言い換えれば、機体内方とは、機体幅方向であって、機体2に近づく方向である。
キャビン3は、機体2に搭載されている。このキャビン3には運転席8が設けられている。作業装置4は機体2に装着されている。走行装置5は、機体2の外側に設けられている。機体2内の後部には、原動機32が搭載されている。
作業装置4は、ブーム10と、作業具11と、リフトリンク12と、制御リンク13と、ブームシリンダ14と、バケットシリンダ15とを有している。
ブーム10は、キャビン3の右側及び左側に上下揺動自在に設けられている。作業具11は、例えば、バケットであって、当該バケット11は、ブーム10の先端部(前端部)に上下揺動自在に設けられている。リフトリンク12及び制御リンク13は、ブーム10が上下揺動自在となるように、ブーム10の基部(後部)を支持している。ブームシリンダ14は、伸縮することによりブーム10を昇降させる。バケットシリンダ15は、伸縮することによりバケット11を揺動させる。
左側及び右側の各ブーム10の前部同士は、異形の連結パイプで連結されている。各ブーム10の基部(後部)同士は、円形の連結パイプで連結されている。
リフトリンク12、制御リンク13及びブームシリンダ14は、左側と右側の各ブーム10に対応して機体2の左側と右側にそれぞれ設けられている。
リフトリンク12は、各ブーム10の基部の後部に、縦向きに設けられている。このリフトリンク12の上部(一端側)は、各ブーム10の基部の後部寄りに枢支軸16(第1枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク12の下部(他端側)は、機体2の後部寄りに枢支軸17(第2枢支軸)を介して横軸回りに回転自
在に枢支されている。第2枢支軸17は、第1枢支軸16の下方に設けられている。
ブームシリンダ14の上部は、枢支軸18(第3枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第3枢支軸18は、各ブーム10の基部であって、当該基部の前部に設けられている。ブームシリンダ14の下部は、枢支軸19(第4枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第4枢支軸19は、機体2の後部の下部寄りであって第3枢支軸18の下方に設けられている。
制御リンク13は、リフトリンク12の前方に設けられている。この制御リンク13の一端は、枢支軸20(第5枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第5枢支軸20は、機体2であって、リフトリンク12の前方に対応する位置に設けられている。制御リンク13の他端は、枢支軸21(第6枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第6枢支軸21は、ブーム10であって、第2枢支軸17の前方で且つ第2枢支軸17の上方に設けられている。
ブームシリンダ14を伸縮することにより、リフトリンク12及び制御リンク13によって各ブーム10の基部が支持されながら、各ブーム10が第1枢支軸16回りに上下揺動し、各ブーム10の先端部が昇降する。制御リンク13は、各ブーム10の上下揺動に伴って第5枢支軸20回りに上下揺動する。リフトリンク12は、制御リンク13の上下揺動に伴って第2枢支軸17回りに前後揺動する。
ブーム10の前部には、バケット11の代わりに別の作業具が装着可能とされている。別の作業具としては、例えば、油圧圧砕機、油圧ブレーカ、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等のアタッチメント(予備アタッチメント)である。
左側のブーム10の前部には、接続部材50が設けられている。接続部材50は、予備アタッチメントに装備された油圧機器と、ブーム10に設けられたパイプ等の第1管材とを接続する装置である。具体的には、接続部材50の一端には、第1管材が接続可能で、他端には、予備アタッチメントの油圧機器に接続された第2管材が接続可能である。これにより、第1管材を流れる作動油は、第2管材を通過して油圧機器に供給される。
バケットシリンダ15は、各ブーム10の前部寄りにそれぞれ配置されている。バケットシリンダ15を伸縮することで、バケット11が揺動される。
左側及び右側の各走行装置(第1走行装置、第2走行装置)5は、本実施形態ではクローラ型(セミクローラ型を含む)の走行装置が採用されている。なお、前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置を採用してもよい。
原動機32は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関、電動モータ等である。この実施形態では、原動機32は、ディーゼルエンジンであるが限定はされない。
次に、作業機の油圧システムについて説明する。
図1に示すように、作業機の油圧システムは、走行装置5を駆動することが可能である。作業機の油圧システムは、第1走行ポンプ53Lと、第2走行ポンプ53Rと、第1走行モータ36Lと、第2走行モータ36Rとを備えている。
第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rは、原動機32の動力によって駆動するポンプである。具体的には、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rは、原動機32の動力によって駆動される斜板形可変容量アキシャルポンプである。第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rは、パイロット圧が作用する受圧部53aと受圧部53bとを有している受圧部53a、53bに作用するパイロット圧によって斜板の角度が変更される。斜の角度を変更することによって、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rの出力(作動油の吐出量)や作動油の吐出方向を変えることができる。
第1走行ポンプ53Lと、第1走行モータ36Lとは、循環油路57hによって接続され、第1走行ポンプ53Lが吐出した作動油が第1走行モータ36Lに供給される。第2走行ポンプ53Rと、第2走行モータ36Rとは、循環油路57iによって接続され、第2走行ポンプ53Rが吐出した作動油が第2走行モータ36Rに供給される。
第1走行モータ36Lは、機体2の左側に設けられた走行装置5の駆動軸に動力を伝達するモータである。第1走行モータ36Lは、第1走行ポンプ53Lから吐出した作動油
により回転が可能であり、作動油の流量によって、回転速度(回転数)を変更することができる。第1走行モータ36Lには、斜板切換シリンダ37Lが接続され、当該斜板切換シリンダ37Lを一方側或いは他方側に伸縮させることによっても第1走行モータ36Lの回転速度(回転数)を変更することができる。即ち、斜板切換シリンダ37Lを収縮した場合には、第1走行モータ36Lの回転数は低速(第1速度)に設定され、斜板切換シリンダ37Lを伸長した場合には、第1走行モータ36Lの回転数は高速(第2速度)に設定される。つまり、第1走行モータ36Lの回転数は、低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに変更が可能である。
第2走行モータ36Rは、機体2の右側に設けられた走行装置5の駆動軸に動力を伝達するモータである。第2走行モータ36Rは、第2走行ポンプ53Rから吐出した作動油により回転が可能であり、作動油の流量によって、回転速度(回転数)を変更することができる。第2走行モータ36Rには、斜板切換シリンダ37Rが接続され、当該斜板切換シリンダ37Rを一方側或いは他方側に伸縮させることによっても第2走行モータ36Rの回転速度(回転数)を変更することができる。即ち、斜板切換シリンダ37Rを収縮した場合には、第2走行モータ36Rの回転数は低速(第1速度)に設定され、斜板切換シリンダ37Rを伸長した場合には、第2走行モータ36Rの回転数は高速(第2速度)に設定される。つまり、第2走行モータ36Rの回転数は、低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに変更が可能である。
図1に示すように、作業機の油圧システムは、走行切換弁34を備えている。走行切換弁34は、走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)の回転速度(回転数)を第1速度にする第1状態と、第2速度にする第2状態とに切換可能である。走行切換弁34は、第1切換弁71L、71Rと、第2切換弁72と、を有している。
第1切換弁71Lは、第1走行モータ36Lの斜板切換シリンダ37Lに油路を介して接続されていて、第1位置71L1及び第2位置71L2に切り換わる二位置切換弁である。第1切換弁71Lは、第1位置71L1である場合、斜板切換シリンダ37Lを収縮し、第2位置71L2である場合、斜板切換シリンダ37Lを伸長する。
第1切換弁71Rは、第2走行モータ36Rの斜板切換シリンダ37Rに油路を介して接続されていて、第1位置71R1及び第2位置71R2に切り換わる二位置切換弁である。第1切換弁71Rは、第1位置71R1である場合、斜板切換シリンダ37Rを収縮し、第2位置71R2である場合、斜板切換シリンダ37Rを伸長する。
第2切換弁72は、第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを切り換える電磁弁であって、励磁により第1位置72aと第2位置72bとに切り換え可能な二位置切換弁である。第2切換弁72、第1切換弁71L及び第1切換弁71Rは、油路41により接続されている。第2切換弁72は、第1位置72aである場合に第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを第1位置71L1、71R1に切り換え、第2位置72bである場合に第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを第2位置71L2、71R2に切り換える。
つまり、第2切換弁72が第1位置72a、第1切換弁71Lが第1位置71L1、第1切換弁71Rが第1位置71R1である場合に、走行切換弁34は第1状態になり、走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)の回転速度を第1速度にする。第2切換弁72が第2位置72b、第1切換弁71Lが第2位置71L2、第1切換弁71Rが第2位置71R2である場合に、走行切換弁34は第2状態になり、走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)の回転速度を第2速度にする。
したがって、走行切換弁34によって、走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)を低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに切り換えることができる。
走行モータにおける第1速度と、第2速度との切換は、切換部によって行うことができる。切換部は、例えば、制御装置60に接続された切換スイッチ61であり、作業者等が操作することができる。切換部(切換スイッチ61)は、第1速度(第1状態)から第2速度(第2状態)に切り換える増速と、第2速度(第2状態)から第1速度(第1状態)に切り換える減速とのいずれかに切り換えることができる。
制御装置60は、CPU、MPU等の半導体、電気電子回路等から構成されている。制御装置60は、切換スイッチ61の切換操作に基づいて、走行切換弁34を切り換える。切換スイッチ61は、プッシュスイッチである。切換スイッチ61は、例えば、走行モータが第1速度の状態で押圧されると、当該走行モータを第2速度にする指令(走行切換弁34を第2状態にする指令)が制御装置60に出力される。また、切換スイッチ61は、走行モータが第2速度の状態で押圧すると、当該走行モータを第1速度にする指令(走行切換弁34を第1状態にする指令)が制御装置60に出力される。なお、切換スイッチ61は、ON/OFFに保持可能なプッシュスイッチであってもよく、OFFである場合には、走行モータを第1速度に保持する指令が制御装置60に出力され、ONである場合には、走行モータを第2速度に保持する指令が制御装置60に出力される。
制御装置60は、走行切換弁34を第1状態にする指令を取得した場合には、第2切換弁72のソレノイドを消磁することで、走行切換弁34を第1状態にする。また、制御装置60は、走行切換弁34を第2状態にする指令を取得した場合には、第2切換弁72のソレノイドを励磁することで、走行切換弁34を第2状態にする。
さて、作業機の油圧システムは、第1油圧ポンプP1と、第2油圧ポンプP2、操作装置(走行操作装置)54とを備えている。第1油圧ポンプP1は、原動機32の動力によって駆動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第1油圧ポンプP1は、タンク22に貯留された作動油を吐出可能である。特に、第1油圧ポンプP1は、主に制御に用いる作動油を吐出する。説明の便宜上、作動油を貯留するタンク22のことを作動油タンクということがある。また、第1油圧ポンプP1から吐出した作動油のうち、制御用として用いられる作動油のことをパイロット油、パイロット油の圧力のことをパイロット圧ということがある。
第2油圧ポンプP2は、原動機32の動力によって駆動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第2油圧ポンプP2は、タンク22に貯留された作動油を吐出可能であって、例えば、作業系の油路に作動油を供給する。例えば、第2油圧ポンプP2は、ブーム10を作動させるブームシリンダ14、バケットを作動させるバケットシリンダ15、予備油圧アクチュエータを作動させる予備油圧アクチュエータを制御する制御弁(流量制御弁)に作動油を供給する。
操作装置54は、走行ポンプ(第1走行ポンプ53L、第2走行ポンプ53R)を操作する装置であり、走行ポンプの斜板の角度(斜板角度)を変更可能である。操作装置54は、操作レバー等の操作部材59と、複数の操作弁55とを含んでいる。
操作部材59は、操作弁55に支持され、左右方向(機体幅方向)又は前後方向に揺動する操作部材である。即ち、操作部材59は、中立位置Nを基準とすると、中立位置Nから右方及び左方に操作可能であると共に、中立位置Nから前方及び後方に操作可能である。言い換えれば、操作部材59は、中立位置Nを基準に少なくとも4方向に揺動することが可能である。尚、説明の便宜上、前方及び後方の双方向、即ち、前後方向のことを第1方向という。また、右方及び左方の双方向、即ち、左右方向(機体幅方向)のことを第2方向ということがある。
また、複数の操作弁55は、共通、即ち、1本の操作部材59によって操作される。複数の操作弁55は、操作部材59の揺動に基づいて作動する。複数の操作弁55には、吐出油路40が接続され、当該吐出油路40を介して、第1油圧ポンプP1からの作動油(パイロット油)が供給可能である。複数の操作弁55は、操作弁55A、操作弁55B、操作弁55C及び操作弁55Dである。
操作弁55Aは、前後方向(第1方向)のうち、操作部材59を前方(一方)に揺動した場合(前操作した場合)に、前操作の操作量(操作)に応じて出力する作動油の圧力が変化する。操作弁55Bは、前後方向(第1方向)のうち、操作部材59を後方(他方)に揺動した場合(後操作した場合)に、後操作の操作量(操作)に応じて出力する作動油の圧力が変化する。左右方向(第2方向)のうち、操作弁55Cは、操作部材59を右方(一方)に揺動した場合(右操作した場合)に、右操作の操作量(操作)に応じて出力する作動油の圧力が変化する。操作弁55Dは、左右方向(第2方向)のうち、操作部材5
9を、左方(他方)に揺動した場合(左操作した場合)に、左操作の操作量(操作)に応じて出力する作動油の圧力が変化する。
複数の操作弁55と、走行ポンプ(第1走行ポンプ53L,第2走行ポンプ53R)とは、走行油路45によって接続されている。言い換えれば、走行ポンプ(第1走行ポンプ53L,第2走行ポンプ53R)は、操作弁55(操作弁55A、操作弁55B、操作弁55C、操作弁55D)から出力した作動油によって作動可能な油圧機器である。
走行油路45は、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45dと、第5走行油路45eとを有している。第1走行油路45aは、走行ポンプ53Lの受圧部53aに接続された油路である。第2走行油路45bは、走行ポンプ53Lの受圧部53bに接続された油路である。第3走行油路45cは、走行ポンプ53Rの受圧部53aに接続された油路である。第4走行油路45dは、走行ポンプ53Rの受圧部53bに接続された油路である。第5走行油路45eは、操作弁55、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45dを接続する油路である。
操作部材59を前方(図1では矢示A1方向)に揺動させると、操作弁55Aが操作されて該操作弁55Aからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、第1走行油路45aを介して第1走行ポンプ53Lの受圧部53aに作用すると共に第3走行油路45cを介して第2走行ポンプ53Rの受圧部53aに作用する。これにより、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rの斜板角度が変更され、第1走行モータ36L及び第2走行モータ36Rが正転(前進回転)して作業機1が前方に直進する。
また、操作部材59を後方(図1では矢示A2方向)に揺動させると、操作弁55Bが操作されて該操作弁55Bからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、第2走行油路45bを介して第1走行ポンプ53Lの受圧部53bに作用すると共に第4走行油路45dを介して第2走行ポンプ53Rの受圧部53bに作用する。これにより、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rの斜板角度が変更され、第1走行モータ36L及び第2走行モータ36Rが逆転(後進回転)して作業機1が後方に直進する。
また、操作部材59を右方(図1では矢示A3方向)に揺動させると、操作弁55Cが操作されて該操作弁55Cからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、第1走行油路45aを介して第1走行ポンプ53Lの受圧部53aに作用すると共に第4走行油路45dを介して第2走行ポンプ53Rの受圧部53bに作用する。これにより、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rの斜板角度が変更され、第1走行モータ36Lが正転し且つ第2走行モータ36Rが逆転して作業機1が右側に旋回する。
また、操作部材59を左方(図1では矢示A4方向)に揺動させると、操作弁55Dが操作されて該操作弁55Dからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は第3走行油路45cを介して第2走行ポンプ53Rの受圧部53aに作用すると共に第2走行油路45bを介して第1走行ポンプ53Lの受圧部53bに作用する。これにより、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rの斜板角度が変更され、第1走行モータ36Lが逆転し且つ第2走行モータ36Rが正転転して作業機1が左側に旋回する。
また、操作部材59を斜め方向に揺動させると、受圧部53aと受圧部53bとに作用するパイロット圧の差圧によって、第1走行モータ36L及び第2走行モータ36Rの回転方向及び回転速度が決定され、作業機1が前進又は後進しながら右旋回又は左旋回する。
すなわち、操作部材59を左斜め前方に揺動操作すると該操作部材59の揺動角度に対応した速度で作業機1が前進しながら左旋回し、操作部材59を右斜め前方に揺動操作すると該操作部材59の揺動角度に対応した速度で作業機1が前進しながら右旋回し、操作部材59を左斜め後方に揺動操作すると該操作部材59の揺動角度に対応した速度で作業機1が後進しながら左旋回し、操作部材59を右斜め後方に揺動操作すると該操作部材59の揺動角度に対応した速度で作業機1が後進しながら右旋回する。
さて、制御装置60には、原動機32の目標回転数を設定するアクセル65が接続されている。アクセル65は、運転席8の近傍に設けられている。アクセル65は、揺動自在
に支持されたアクセルレバー、揺動自在に支持されたアクセルペダル、回転自在に支持されたアクセルボリューム、スライド自在に支持されたアクセルスライダー等である。なお、アクセル65は、上述した例に限定されない。また、制御装置60には、原動機32の実回転数を検出する回転検出装置66が接続されている。回転検出装置66によって、制御装置60は、原動機32の実回転数を把握することができる。制御装置60は、アクセル65の操作量に基づいて、目標回転数を設定して、設定した目標回転数になるように実回転数を制御する。
さて、制御装置60は、走行切換弁34を第2状態(第2速度)から第1状態(第1速度)に切り換える際に、即ち、走行モータの回転速度を第2速度から第1速度に減速する場合に原動機回転数を低下させるショック低減制御を行う。
以下、減速時におけるショック低減制御について詳しく説明する。
図2は、減速時におけるショック低減制御を行う場合において、原動機の回転数(目標回転数W10、実回転数W12a、W12b、W12cと、走行モータの切換との関係を示した図である。図2に示すように、制御装置60は、原動機32の目標回転数W10と原動機32の実回転数W12a、W12b、W12cとの差であるドロップ量ΔD1に基づいて、ショック低減制御における原動機の回転数の低下量ΔF1を設定し、低下量ΔF1に応じて、変速ショックの低減を図る。
具体的には、制御装置60は、時点Q11において、切換スイッチ(切換SW)61が操作され、当該制御装置60は、第2状態(第2速度)から第1状態(第1速度)にする減速指令(1速指令)を取得したとする。
制御装置60は、1速指令を取得すると、目標回転数W10から実回転数W12a、W12b、W12cを減算することによりドロップ量ΔD1(ΔD1a、ΔD1b、ΔD1c)を求める。また、制御装置60は、ドロップ量ΔD1(ΔD1a、ΔD1b、ΔD1c)を求めると、当該ドロップ量ΔD1(ΔD1a、ΔD1b、ΔD1c)に基づいて低下量ΔF1(ΔF1a、ΔF1b、ΔF1c)を設定する。制御装置60が低下量ΔF1の設定にあたっては、ドロップ量ΔD1が小さい場合、低下量ΔF1を大きく、ドロップ量ΔD1が大きい場合、低下量ΔF1を小さくする。
例えば、制御装置60は、時点Q11において、ドロップ量ΔD1aである場合、低下量ΔF1aを設定する。或いは、制御装置60は、時点Q11において、ドロップ量ΔD1bである場合、低下量ΔF1bを設定する。或いは、制御装置60は、時点Q11において、ドロップ量ΔD1cである場合、低下量ΔF1cを設定する。
このように、制御装置60は、時点Q11におけるドロップ量ΔD1(ΔD1a、ΔD1b、ΔD1c)の大きさに応じて、低下量ΔF1(ΔF1a、ΔF1b、ΔF1c)の大きさを決定する。
制御装置60は、低下量ΔF1の設定を行うと、実回転数W12a、W12b、W12cから低下量ΔF1(ΔF1a、ΔF1b、ΔF1c)を減算した値を、ショック低減制御における原動機の低減値W14a、14b、14cに設定する。例えば、制御装置60は、ドロップ量がΔD1aである場合は、実回転数W12aから低下量ΔF1aを減算した値W14aを低減値に設定する。制御装置60は、ドロップ量がΔD1bである場合は、実回転数W12bから低下量ΔF1bを減算した値W14bを低減値に設定する。制御装置60は、ドロップ量がΔD1cである場合は、実回転数W12cから低下量ΔF1cを減算した値W14cを低減値に設定する。
制御装置60は、低減値W14a、W14b、W14cの設定を行うと、原動機の実回転数を、低減値W14a、W14b、W14cに達するまで低下させる。
具体的には、時点Q11においてドロップ量がΔD1aであった場合、制御装置60は、ラインW11aに示すように、原動機の実回転数を低減値W14aに向けて低下させる。制御装置60は、ラインW11aに示すように、時点Q12aにおいて、低減値W14aに達すると、走行切換弁34のソレノイドを消磁する信号を出力して、走行切換弁(切換弁)34を第2状態(第2速度)から第1状態(第1速度)に切り換える。また、時点Q12aの以降は、ラインW11aに示すように、実回転数を目標回転数12aに向けて復帰させる。
或いは、時点Q11においてドロップ量がΔD1bであった場合、制御装置60は、ラインW11bに示すように、原動機の実回転数を低減値W14bに向けて低下させる。制御装置60は、ラインW11bに示すように、時点Q12bにおいて、低減値W14bに達すると、走行切換弁34のソレノイドを消磁する信号を出力して、走行切換弁(切換弁)34を第2状態(第2速度)から第1状態(第1速度)に切り換える。また、時点Q12bの以降は、ラインW11bに示すように、実回転数を目標回転数12bに向けて復帰させる。
或いは、時点Q11においてドロップ量がΔD1cであった場合、制御装置60は、ラインW11cに示すように、原動機の実回転数を低減値W14cに向けて低下させる。制御装置60は、ラインW11cに示すように、時点Q12cにおいて、低減値W14cに達すると、走行切換弁34のソレノイドを消磁する信号を出力して、走行切換弁(切換弁)34を第2状態(第2速度)から第1状態(第1速度)に切り換える。また、時点Q12cの以降は、ラインW11cに示すように、実回転数を目標回転数12cに向けて復帰させる。
さて、原動機の実回転数を低下させる始点である時点Q11から原動機の実回転数を低下させる終点である時点Q12a、Q12b、Q12cまでの低減区間Ta、Tb、Tc、即ち、原動機の実回転数が低減値W14a、W14b、W14cに達するまでの低減区間Ta、Tb、Tcに着目すると、制御装置60は、原動機の実回転数の第1低下速度を一定にしている。即ち、低減区間Ta、Tb、Tcにおいて、制御装置60は、ラインW11a、W11b、W11cの傾きを一定にしている。
また、時点Q12a、Q12b、Q12cのそれぞれにおいて、走行切換弁34を第2状態及び第1状態が切り換わることから、制御装置60は、ドロップ量ΔD1に応じて走行切換弁34を第2状態及び第1状態に切り換える場合のタイミングを異なるように設定している。
上述した実施形態では、低減区間Ta、Tb、Tcのそれぞれにおいて、低減区間Ta、Tb、Tcの始点から終点まで一様に原動機の実回転数の低下速度を一定にしていたが、途中で、低下速度を変更してもよい。
図3は、低減区間Taにおいて、原動機の実回転数の低下速度を途中で変更した変形例を示している。
制御装置60は、1速指令を取得し、ドロップ量ΔD1aに基づいて低減値W14aを演算すると、図3に示すように、低減区間Taの始点から中途までの区間(第1区間)Ta1の原動機の低下速度を第2低下速度に設定し、中途から終点までの区間(第2区間)Ta2の原動機の低下速度を第3低下速度に設定する。即ち、制御装置60は、低減区間Taにおいて原動機の実回転数を示すラインW11aにおいて、第1区間Ta1における第2低下速度をラインW11a1の傾きによって設定し、第2区間Ta2における第3低下速度をラインW11a2の傾きによって設定する。制御装置60は、第2低下速度(ラインW11a1の傾き)を第3低下速度(ラインW11a2の傾き)よりも大きく設定する。
なお、変形例では、ラインW11aについて説明をしているが、他のラインW11b、11cもラインW11aと同様に、第2低下速度、第3低下速度を設定してもよい。この場合、ドロップ量ΔD1aをドロップ量ΔD1b、ΔD1c、低減値W14aを、低減値W14b、14c、低減区間Taを低減区間Tb、Tc、ラインW11aをラインW11b、W11c、ラインW11a1をラインW11b1、ラインW11c1、ラインW11a2をラインW11b2、ラインW11c2、第1区間Ta1を、第1区間Tb1、Tc1、第2区間Ta2を第2区間Tb2、Tc2に読み替えればよい。
上述した実施形態では、走行操作装置54は、操作弁55によって走行ポンプ(第1走行ポンプ53L,第2走行ポンプ53R)に作用するパイロット圧を変更する油圧式であったが、図4に示すように、走行操作装置54は、電気的に作動する装置であってもよい。
図4に示すように、走行操作装置54は、左右方向(機体幅方向)又は前後方向に揺動する操作部材59と、電磁比例弁から構成された操作弁55(操作弁55A、55B、55C、55D)とを備えている。制御装置60は、操作部材59の操作量及び操作方向を検出する操作検出センサが接続されている。制御装置60は、操作検出センサが検出した操作量及び操作方向に基づいて、操作弁55(操作弁55A、55B、55C、55D)を制御する。
制御装置60は、操作部材59が前方(A1方向、図1参照)に操作されると、操作弁55A及び操作弁55Cに制御信号を出力し、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rの斜板を正転(前進)の方向に揺動させる。
制御装置60は、操作部材59が後方(A2方向、図1参照)に操作されると、操作弁55B及び操作弁55Dに制御信号を出力し、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rの斜板を逆転(後進)の方向に揺動させる。
制御装置60は、操作部材59が右方(A3方向、図1参照)に操作されると、操作弁55A及び操作弁55Dに制御信号を出力し、第1走行ポンプ53Lの斜板を正転の方向に揺動させ、第2走行ポンプ53Rの斜板を逆転の方向に揺動させる。
制御装置60は、操作部材59が左方(A4方向、図1参照)に操作されると、操作弁55B及び操作弁55Cに制御信号を出力し、第1走行ポンプ53Lの斜板を逆転の方向に揺動させ、第2走行ポンプ53Rの斜板を正転の方向に揺動させる。
作業機1は、原動機32と、原動機32の動力によって作動し且つ作動油を吐出する走行ポンプ53L、53Rと、走行ポンプ53L、53Rが吐出した作動油により回転可能で、且つ、回転速度が第1速度と第1速度よりも高い第2速度とに切換可能な走行モータ36L、36Rと、原動機32、走行ポンプ53L、53R及び走行モータ36L、36Rが設けられた機体と、走行モータ36L、36Rの回転速度を第1速度にする第1状態と、走行モータ36L、36Rの回転速度を第2速度にする第2状態とに切換可能な走行切換弁34と、第2状態から第1状態に切り換える減速に切り換える場合に、原動機32の回転数を低下させるショック低減制御を行う制御装置60と、を備え、制御装置60は、原動機32の目標回転数と原動機32の実回転数との差であるドロップ量ΔD1に基づいて、ショック低減制御における原動機32の回転数の低下量ΔF1を設定する。
これによれば、原動機32に掛かる負荷、即ち、原動機32の目標回転数と原動機32の実回転数との差であるドロップ量ΔD1に応じて、原動機32の回転数の低下量ΔF1を設定しているため、ショック低減制御を行う場合にドロップ量ΔD1に対応して原動機32の実回転数を下げる(低下させる)ことができ、作業性を向上させることができる。
制御装置60は、原動機32の実回転数から低下量ΔF1を減算した値を、ショック低減制御における原動機32の低減値とする。 これによれば、原動機32の実回転数が負荷によってドロップしている場合であっても、減速時の原動機32の実回転数を適正に設定することができる。
制御装置60は、原動機32の実回転数が低減値に達するまでの低減区間Ta、Tb、Tcにおいて、低減区間Ta、Tb、Tcの始点から終点までの原動機32の実回転数の第1低下速度を一定にする。これによれば、走行ポンプ53L、53Rの出力を段階的にスムーズに低下することができるため、変速ショックの低減をより効率的に行うことができる。
制御装置60は、原動機32の実回転数が低減値に達するまでの低減区間Ta、Tb、Tcにおいて、低減区間Ta、Tb、Tcの始点から低減区間Ta、Tb、Tcの途中までの原動機32の実回転数の第2低下速度を、低減区間Ta、Tb、Tcの中途から終点までの原動機32の実回転数の第3低下速度よりも大きくする。これによれば、ショック低減制御において、走行ポンプ53L、53Rの応答性を向上させることができる。
制御装置60は、ドロップ量ΔD1に応じて走行切換弁34を第2状態から第1状態に切り換える場合のタイミングを変更する。これによれば、原動機32の負荷に応じて、減速のタイミングを変えることができ、より作業性を向上させることができる。
作業機1は、増速及び減速のいずれかの変速指令を行う切換スイッチ61と、原動機3
2の目標回転数を設定するアクセル65と、を備え、制御装置60は、切換スイッチ61が変速指令を行った場合に、原動機32の実回転数を、低下量ΔF1に基づいて定められた低減値に向けて低下させ、走行切換弁34を変速指令に応じて第1状態及び第2状態のいずれかに切り換える。これによれば、原動機32の実回転数を十分に低下させてから変速を行うことができ、より変速ショックの低減を向上させることができる。
制御装置60は、ドロップ量ΔD1が小さい場合は低下量ΔF1を大きく設定し、ドロップ量ΔD1が大きい場合は低下量ΔF1を小さく設定する。これによれば、原動機32に掛かる負荷が小さく、原動機32の出力に余裕がある場合には、より変速ショックの低減を高めることができる一方で、原動機32に掛かる負荷が大きく、原動機32の出力に余裕がある場合には、変速ショックの低減を控えめにすることで、変速ショックの低減を行いつつ、変速ショックの低減後(変速後)の原動機32の実回転数の復帰を早めることができる。
作業機1は、機体2の左側に設けられた第1走行装置5と、機体2の右側に設けられた第2走行装置5と、を備え、走行モータ36L、36Rは、第1走行装置5に走行の動力を伝達する第1走行モータ及び第2走行装置5に走行の動力を伝達する第2走行モータであり、走行ポンプ53L、53Rは、第1走行モータ及び第2走行モータを作動可能であり、走行切換弁34は、第1走行モータ及び第2走行モータを第1速度と第2速度とに切り換え可能である。これによれば、機体2の左側に設けられた第1走行装置5と、機体2の右側に設けられた第2走行装置5とを備えた作業機1において、よりスムーズに変速ショックの低減を行うことができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
走行切換弁34は、走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)を第1速度にする第1状態と、第2速度にする第2状態とに切換可能である弁であればよく、方向切換弁とは異なる比例弁であってもよい。
走行モータは、第1速度、第2速度との間に中立(ニュートラル)を有するモータであってもよい。
走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)は、アキシャルピストンモータであってもラジアルピストンモータであってもよい。走行モータがラジアルピストンモータである場合、モータ容量が大きくなることで、第1速に切り換えることができ、モータ容量が小さくなり、第2速に切り換えることができる。
1 :作業機
2 :機体
5 :走行装置
14b :低減値
14c :低減値
32 :原動機
34 :走行切換弁
36L :第1走行モータ
36R :第2走行モータ
53L :第1走行ポンプ
53R :第2走行ポンプ
60 :制御装置
61 :切換スイッチ
65 :アクセル

Claims (7)

  1. 原動機と、
    前記原動機の動力によって作動し且つ作動油を吐出する走行ポンプと、
    前記走行ポンプが吐出した作動油により回転可能で、且つ、回転速度が第1速度と前記第1速度よりも高い第2速度とに切換可能な走行モータと、
    前記原動機、前記走行ポンプ及び前記走行モータが設けられた機体と、
    前記走行モータの回転速度を前記第1速度にする第1状態と、前記走行モータの回転速度を前記第2速度にする第2状態とに切換可能な走行切換弁と、
    前記第2状態から前記第1状態に切り換える減速に切り換える場合に、前記原動機の回転数を低下させるショック低減制御を行う制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記原動機の目標回転数と前記原動機の実回転数との差であるドロップ量に基づいて、前記ショック低減制御における前記原動機の回転数の低下量を設定し、
    前記制御装置は、前記ドロップ量が小さい場合は前記低下量を大きく設定し、前記ドロップ量が大きい場合は前記低下量を小さく設定する作業機。
  2. 前記制御装置は、前記原動機の実回転数から前記低下量を減算した値を、前記ショック低減制御における前記原動機の低減値とする請求項1に記載の作業機。
  3. 前記制御装置は、前記原動機の実回転数が低減値に達するまでの低減区間において、前記低減区間の始点から終点までの前記原動機の実回転数の第1低下速度を一定にする請求項2に記載の作業機。
  4. 前記制御装置は、前記原動機の実回転数が低減値に達するまでの低減区間において、前記低減区間の始点から前記低減区間の途中までの前記原動機の実回転数の第2低下速度を、前記低減区間の中途から終点までの前記原動機の実回転数の第3低下速度よりも大きくする請求項2に記載の作業機。
  5. 前記制御装置は、前記ドロップ量に応じて前記走行切換弁を前記第2状態から第1状態に切り換える場合のタイミングを変更する請求項1~4のいずれかに記載の作業機。
  6. 速及び減速のいずれかの変速指令を行う切換スイッチと、
    前記原動機の目標回転数を設定するアクセルと、
    を備え、
    前記制御装置は、前記切換スイッチが前記変速指令を行った場合に、前記原動機の実回転数を、前記低減値に向けて低下させ、前記走行切換弁を前記変速指令に応じて前記第1状態及び前記第2状態のいずれかに切り換える請求項2~4のいずれかに記載の作業機。
  7. 前記機体の左側に設けられた第1走行装置と、
    前記機体の右側に設けられた第2走行装置と、
    を備え、
    前記走行モータは、前記第1走行装置に走行の動力を伝達する第1走行モータ及び前記第2走行装置に走行の動力を伝達する第2走行モータであり、
    前記走行ポンプは、前記第1走行モータ及び前記第2走行モータを作動可能であり、
    前記走行切換弁は、前記第1走行モータ及び前記第2走行モータを前記第1速度と前記第2速度とに切り換え可能である請求項~6のいずれかに記載の作業機。
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