KR101971646B1 - 휠 로더 - Google Patents

Abstract

라이드 컨트롤 장치나 자동 변속 제어 장치의 제어 문턱값인 작업 도구 높이를 적정하게 설정 가능하며, 조작성, 주행 안정성 및 작업 효율이 양호한 작업 차량을 제공한다. 오퍼레이터가 신호 수취 스위치(46)를 조작했을 때의 각도 센서(39)의 검출값을, 굴삭 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치 정보로서, 메인 컨트롤러(35)의 높이 위치 기억부(35b)에 기억한다. 이 높이 위치 기억부(35b)에는, 운반 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치 및 적재 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치를, 굴삭 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치 정보로부터의 오프셋값으로서 미리 기억해 둔다. 이것에 의해, 오퍼레이터의 기호나 버릇에 관계없이 라이드 컨트롤 장치나 자동 변속 제어 장치를 적정하게 제어할 수 있다.

Description

휠 로더{WHEEL LOADER}

본 발명은, 휠 로더 등의 작업 차량에 관련된 것으로, 특히, 버킷 등의 작업 도구의 높이 위치를 제어 파라미터로 하는 라이드(ride) 컨트롤 장치나 트랜스미션 제어 장치를 구비한 작업 차량에 관한 것이다.

종래, 라이드 컨트롤 장치로 불리는 주행 진동 억제 장치를 구비한 작업 차량이 알려져 있다. 라이드 컨트롤 장치는, 작업 도구 구동용 리프트 실린더에 작동유를 공급하는 리프트 실린더 유압 회로에 제어 밸브를 개재하여 액압 어큐뮬레이터를 접속한 것으로, 제어 밸브를 엶으로써 리프트 실린더와 액압 어큐뮬레이터 사이의 작동유의 유통을 가능하게 하고, 주행중의 작업 차량의 상하동에 따라 발생하는 리프트 실린더의 바텀압 변동을 액압 어큐뮬레이터에 흡수시켜, 차체에 작용하는 충격을 경감하는 장치이다. 제어 밸브의 전환은 기본적으로는 오퍼레이터가 라이드 컨트롤 스위치를 수동 조작함으로써 행하지만, 작업 차량의 가동 상황에 따라 자동적으로 제어 밸브의 변환이 행하여지도록, 차속이 미리 정해진 설정 속도 이상이 되었을 때, 자동적으로 제어 밸브를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환하는 기술도 종래 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

그러나, 차속에만 따라 제어 밸브를 자동적으로 개폐하는 구성이면, 오퍼레이터가 의도하지 않는 상태에서 제어 밸브의 개폐가 행하여질 수 있으므로, 오퍼레이터에게 조작 상의 위화감이나 불안감을 주기 쉽다. 예를 들면, 작업 도구로서 버킷을 구비하고, 굴삭 작업, 운반 작업 및 덤프 트럭 등으로의 적재 작업을 행하는 경우를 예로 들어 설명하면, 차속이 설정 속도보다 높아진 경우에는, 굴삭 작업시에도 제어 밸브가 자동적으로 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환되므로, 액압 어큐뮬레이터의 댐퍼 효과에 의해 버킷에 작용하는 힘이 리프트 실린더를 통하여 액압 어큐뮬레이터로 빠져나가, 오퍼레이터에게 굴삭 개시의 타이밍이 늦어지는 위화감을 준다. 또, 적재 작업시에 있어서도, 차속이 설정 속도보다 높아진 경우에는, 제어 밸브가 자동적으로 닫힌 상태로부터 개방 상태로 전환되므로, 액압 어큐뮬레이터의 댐퍼 효과에 의해 버킷의 동요가 커져, 오퍼레이터에게 불필요한 불안감을 준다. 본원의 출원인은 먼저, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 굴삭 위치, 운반 위치 및 적재 위치를 미리 컨트롤러에 설정하고, 버킷이 미리 설정된 굴삭 위치 이하에 있는 경우, 및 적재 위치 이상에 있을 때에는, 차속이 설정 속도 이상이 되었을 때에도 제어 밸브를 폐쇄 상태인 채로 유지하는 것을 제안하였다(일본 특허 출원 제2011-56644호). 이것에 의해, 굴삭 작업시나 적재 작업시에 있어서의 버킷의 동요를 방지할 수 있어, 오퍼레이터의 위화감이나 불안감을 제거할 수 있다.

또, 휠 로더 등의 작업 차량에는, 차속이 설정 속도가 되었을 때 트랜스미션의 속도단을 자동적으로 변경하는 변속 제어 장치도 종래 탑재되어 있다. 그러나, 차속에만 따라 트랜스미션의 속도단을 자동적으로 변경하는 구성이면, 차속이 설정 속도보다 높은 경우에는, 오퍼레이터의 의도에 반하여 시프트 업이 행하여져 작업 차량이 가속되는 경우가 생길 수 있으므로, 도리어 작업 효율이 저하되는 경우가 있다. 예를 들면, 버킷에 만재된 토사 등을 덤프 트럭에 적재할 때에는, 작업 차량을 굴삭 위치로부터 덤프 트럭의 정차 위치의 방향으로 전진시켜, 작업 차량이 덤프트럭에 대하여 소요(所要)의 위치까지 접근한 단계에서 액셀러레이터의 밟음량을 감소시켜 차속을 저하시키고, 작업 차량을 관성력에 의해 전진시키면서 버킷을 덤프트럭으로의 적재 높이까지 상승시켜, 작업 차량을 토사 등의 적재 위치에서 정지시키는 작업이 행하여진다. 그러나, 차속이 높은 경우에는, 액셀러레이터의 밟음량이 적은 경우에도, 시프트 업이 행하여져, 작업 차량이 가속된다. 이 경우, 오퍼레이터는, 제동을 걸어 작업 차량을 토사 등의 적재 위치에서 정지시켜야 하여, 작업 효율이 저하된다. 본원의 출원인은 먼저, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 적재 위치를 미리 컨트롤러에 설정하고, 버킷이 미리 설정된 적재 위치 이상에 있을 때에는, 차속이 설정 속도 이상이 되었을 때에도 변속 장치에 의한 시프트 업을 금지하는 변속 제어 장치를 제안하였다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 이것에 의해, 무용한 브레이크 조작을 회피할 수 있으므로, 작업 차량의 작업 효율을 개선할 수 있다.

일본 특허 공개 평05-209422호 공보 일본 특허 공개 제2011-1712호 공보

상기 서술한 바와 같이, 라이드 컨트롤 장치를 구비한 작업 차량에 있어서는, 버킷 등의 작업 도구의 높이 위치를 고려하여 제어 밸브의 개폐를 제어함으로써, 오퍼레이터의 위화감이나 불안감을 제거할 수 있다. 또, 자동 변속 제어 장치를 구비한 작업 차량에 있어서는, 버킷 등의 작업 도구의 높이 위치를 고려하여 시프트 업의 금지를 제어함으로써, 작업 효율의 개선을 도모할 수 있다. 이러한 효과를 발휘하기 위해서는, 라이드 컨트롤 장치에 구비된 제어 밸브의 개폐나 자동 변속 제어 장치의 제어 문턱값인, 굴삭 작업시의 작업 도구 높이, 운반 작업시의 작업 도구 높이, 적재 작업시의 작업 도구 높이를 적정하게 설정하는 것이 요구된다.

그러나, 이들 각 작업 도구 높이는, 오퍼레이터의 기호나 버릇에 의해 정해지는 것이므로, 일률적으로 결정해도 모든 오퍼레이터에 대하여 상기 서술한 효과를 항상 발휘시키는 것은 곤란하다. 예를 들면, 라이드 컨트롤 장치의 제어에 관하여, 운반 작업시의 작업 도구 높이로서 어느 값을 설정했다고 하여도, 그 설정된 작업 도구 높이보다 낮은 작업 도구 높이로 작업 차량을 주행시키는 버릇이 있는 오퍼레이터에 대해서는, 운반 작업시에 제어 밸브를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환할 수 없어, 라이드 컨트롤 장치에 의한 차체의 진동 억제 효과를 발휘할 수 없다. 이러한 문제는, 굴삭 작업시의 작업 도구 높이나 적재 작업시의 작업 도구 높이가 오퍼레이터의 기호나 버릇에 맞지 않는 경우에도 마찬가지로 발생한다.

본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 점은, 라이드 컨트롤 장치나 자동 변속 제어 장치의 제어 문턱값인 작업 도구 높이를 적정하게 설정 가능하며, 조작성 및 작업 효율이 양호한 작업 차량을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 리프트 실린더를 구동함으로써 소정의 가동 범위 내에서 상하동되는 작업 도구와, 당해 작업 도구의 높이 위치를 검출하는 센서와, 제어 대상의 구동 제어에 사용되는 컨트롤러를 구비한 작업 차량에 있어서, 상기 컨트롤러는, 오퍼레이터의 수동 조작에 의해 상기 센서의 검출 신호를 굴삭 위치의 신호로서 수취하는 신호 수취 수단과, 상기 제어 대칭의 구동 제어 에 관한 것으로서, 상기 작업 도구의 특정 높이 위치가 상기 굴삭 위치로부터의 오프셋값으로서 기억된 높이 위치 기억 수단과, 상기 센서의 검출 신호로부터 구해지는 상기 작업 도구의 높이 위치가 상기 높이 위치 기억 수단에 기억된 상기 작업 도구의 높이 위치가 되었을 때, 당해 높이 위치에 따른 상기 제어 대상의 제어 신호를 생성하는 신호 생성 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제어 대상으로서는, 차속 및 상기 작업 도구의 높이 위치에 따라, 상기 리프트 실린더와 액압 어큐뮬레이터 사이의 작동유의 유통을 전환하는 라이드 컨트롤 장치와, 차속, 엔진 회전 속도 및 상기 작업 도구의 높이 위치에 따라 트랜스미션의 속도단을 전환하는 트랜스미션 제어 장치 중, 적어도 어느 일방으로 할 수 있다.

센서는, 작업 도구의 높이 위치를 검출하여, 검출한 작업 도구의 높이 위치에 따른 검출 신호를 출력한다. 신호 수취 수단은, 수동식이며, 오퍼레이터가 조작했을 때의 작업 도구의 높이 위치에 따른 센서의 검출 신호를 굴삭 위치 신호로서 수취한다. 오퍼레이터가 신호 수취 수단을 조작할 때의 작업 도구 높이는 임의이므로, 오퍼레이터는 굴삭 위치의 설정에 자신의 기호나 버릇을 반영시킬 수 있다. 한편, 높이 위치 기억 수단에는, 라이드 컨트롤 장치나 트랜스미션 제어 장치 등의 제어 대칭의 구동 제어에 사용되는, 예를 들면 운반 작업시에 있어서의 작업 도구 높이나 적재 작업시에 있어서의 작업 도구 높이 등의 특정한 높이 위치가, 신호 수취 수단을 조작함으로써 설정된 굴삭 위치로부터의 오프셋값으로서 기억되어 있다. 오퍼레이터는, 일반적으로, 굴삭 위치로부터의 작업 도구의 상승량으로 운반 작업시에 있어서의 작업 도구 높이나 적재 작업시에 있어서의 작업 도구 높이 등을 조정하고 있으므로, 높이 위치 기억 수단에 굴삭 위치로부터의 오프셋값으로서 특정 높이 위치를 기억해 둠으로써, 이들 특정한 높이 위치에도 오퍼레이터의 기호나 버릇을 반영시킬 수 있다. 따라서, 제어 대상인 라이드 컨트롤 장치나 트랜스미션 제어 장치 등을 작업 도구의 높이 위치에 따라 상시 적정하게 구동 제어하기 위한 제어 신호를 신호 생성 수단으로 생성할 수 있어, 작업 차량의 조작성이나 작업 효율의 개선을 도모할 수 있다.

본 발명은, 제어 대상의 구동 제어에 사용되는 컨트롤러에, 작업 도구의 높이 위치를 검출하는 센서의 검출 신호를 오퍼레이터의 수동 조작에 의해 굴삭 위치의 신호로서 수취하는 신호 수취 수단과, 제어 대칭의 구동 제어에 관한 것으로서, 작업 도구의 특정 높이 위치가 신호 수취 수단에 의해 수취된 굴삭 위치로부터의 오프셋값으로서 기억된 높이 위치 기억 수단과, 센서의 검출 신호로부터 구해지는 작업 도구의 높이 위치가 높이 위치 기억 수단에 기억된 상기 작업 도구의 높이 위치가 되었을 때, 당해 높이 위치에 따른 제어 대상의 제어 신호를 생성하는 신호 생성 수단을 구비하였으므로, 굴삭 위치의 설정 및 특정한 높이 위치의 설정에 오퍼레이터의 기호나 버릇을 반영시킬 수 있어, 작업 차량의 조작성이나 작업 효율의 개선을 도모할 수 있다.

도 1은 실시예 1에 관련된 작업 차량의 외관 구성도이다.
도 2는 실시예 1에 관련된 주행 진동 억제 장치의 구성도이다.
도 3은 실시예 1에 관련된 메인 컨트롤러의 구성도이다.
도 4는 실시예 1에 관련된 메인 컨트롤러에 기억되는 높이 위치와 플래그의 설명도이다.
도 5는 실시예 1에 관련된 작업 기계의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은 실시예 2에 관련된 작업 기계에 구비되는 변속 제어 장치의 구성 도이다.
도 7은 실시예 2에 관련된 변속 제어 장치의 차속과 속도단의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예 2에 관련된 작업 기계의 주행 성능을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시예 2에 관련된 작업 기계를 사용한 V 셰이프(shape) 로딩의 설명도이다.
도 10은 종래 기술에 의한 토사 등의 적재시에 있어서의 트랜스미션의 속도단의 변화에 대하여 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명에 의한 토사 등의 적재시에 있어서의 트랜스미션의 속도단의 변화에 대하여 설명하는 도면이다.
도 12는 실시예 2에 관련된 트랜스미션의 변속 제어 처리를 나타내는 플로우 차트이다.

이하, 본 발명에 관련된 작업 차량의 실시 형태를, 휠 로더를 예로 들어, 도면를 참조하면서 실시예마다 설명한다.

실시예 1

실시예 1에 관련된 작업 차량은, 라이드 컨트롤 장치로 불리는 주행 진동 억제 장치에 본 발명을 적용한 것을 특징으로 한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 실시 형태에 관련된 휠 로더(1)는, 캡(2)를 구비한 후부 차체(3)와, 연결핀(4)을 개재하여 후부 차체(3)의 전방측[휠 로더(1)의 전진측]에 연결된 전부(前部) 차체(5)와, 이들 후부(後部) 차체(3) 및 전부 차체(5)에 설치된 후륜(6) 및 전륜(7)과, 전부 차체(5)의 전방 부분에 장착된 프론트 작업기(8)와, 프론트 작업기(8)의 유압계에 부가되는 주행 진동 억제 장치(9)로 주로 구성되어 있다.

후륜(6) 및 전륜(7)은, 후부 차체(3)에 탑재된 트랜스 미션(37)(도 2 참조)에 접속되어 있고, 마찬가지로 후부 차체(3)에 탑재된 엔진(36)(도 2 참조)에 의해 구동된다. 이에 대하여, 프론트 작업기(8)는, 엔진(36)에 의해 구동되는 도시 생략한 유압 펌프로부터 토출되는 작동유에 의해 구동된다. 이 도시 생략한 유압 펌프 및 주행 진동 억제 장치(9)는, 전부 차체(5)에 탑재된다. 또한, 전부 차체(5)는, 후부 차체(3)에 대하여 좌우 방향으로 굴곡하도록 구성되어 있고, 운반 작업시에 캡(2) 내에 구비된 도시 생략한 스티어링 장치를 조작함으로써, 후부 차체(3)에 대하여 좌측 방향 또는 우측 방향으로 굴곡하여, 그 방향으로 휠 로더(1)를 진행시킨다.

프론트 작업기(8)는, 일단이 연결핀(10)을 개재하여 전부 차체(5)에 연결된 아암(11)과, 연결핀(12)을 개재하여 아암(11)의 선단부에 장착된 버킷(작업 도구)(13)과, 연결핀(14, 15)을 개재하여 양단부가 전부 차체(5)와 아암(11)에 연결된 리프트 실린더(16)와, 연결핀(17)을 개재하여 아암(11)에 요동 가능하게 연결된 벨 크랭크(18)와, 일단이 벨 크랭크(18)에 연결되고, 타단이 버킷(13)에 연결된 링크 부재(19)와, 연결핀(20, 21)을 개재하여 양단부가 전부 차체(5)와 벨 크랭크(18)에 연결된 버킷 경사 실린더(22)로 이루어진다. 또한, 본 예에 있어서는, 아암(11), 연결핀(12, 14, 15), 리프트 실린더(16)가 각각 1개씩밖에 구비되어 있지 않지만, 실제 기계에 있어서는, 이들의 각 부재가 버킷(13)의 좌우에 1세트씩 구비된다.

리프트 실린더(16) 및 버킷 경사 실린더(22)는, 도시 생략한 유압 펌프로부터 토출되는 작동유에 의해 구동된다. 리프트 실린더(16)를 신장시키면, 아암(11) 및 버킷(13)이 상승하고, 리프트 실린더(16)를 수축시키면, 아암(11) 및 버킷(13)이 하강한다. 리프트 실린더(16)의 신장·수축, 즉 아암(11) 및 버킷(13)의 상승·하강은, 캡(2) 내에 구비된 조작 레버 등의 조작 기기를 조작함으로써 행할 수 있다. 또, 버킷 경사 실린더(22)를 신장시키면, 버킷(13)이 상향으로 선회하고, 버킷 경사 실린더(22)를 수축시키면, 버킷(13)이 하향으로 선회한다. 버킷 경사 실린더(22)의 신장·수축, 즉 버킷(13)의 상향 선회·하향 선회도, 캡(2) 내에 구비된 조작 레버 등의 조작 기기를 조작함으로써 행할 수 있다.

주행 진동 억제 장치(9)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 리프트 실린더(16)와의 사이에서 작동유의 유통을 행하는 액압 어큐뮬레이터(31)와, 이들 리프트 실린더(16)와 액압 어큐뮬레이터(31) 사이의 작동유의 흐름을 전환하는 제어 밸브(32)와, 당해 제어 밸브(32)의 개폐를 전환하는 라이드 컨트롤부(33)와, 당해 라이드 컨트롤부(33)로부터의 지령에 따라 제어 밸브(32)의 개폐 조작을 행하는 유압회로(34)로 구성된다. 또한, 도 2에 있어서는, 액압 어큐뮬레이터(31)가 1개만 표시되어 있지만, 사용하는 유압 시스템의 크기와 용량에 따라서는, 복수의 액압 어큐뮬레이터(31)를 구비하는 것도 가능하다.

라이드 컨트롤부(33)는, 휠 로더(1)의 제어 전체를 담당하는 메인 컨트롤러(35)와, 메인 컨트롤러(35)로부터의 지령을 받아 엔진(36) 및 트랜스미션(37)의 구동을 제어하는 엔진 컨트롤러(38)와, 오퍼레이터가 조작하는 라이드 컨트롤 스위치(39)와, 연결핀(10)과 동심(同心)에 장착되고, 전부 차체(5)에 대한 아암(11)의 선회 각도를 검출하는 각도 센서(40)와, 모니터 유닛(41)을 통하여 메인 컨트롤러(35)에 접속된 인디케이터(42)와, 메인 컨트롤러(35) 내의 기억부에 각도 센서(40)의 검출 신호를 수취하는 수동식의 신호 수취 스위치(신호 수취 수단)(46)로 구성된다. 또한, 도 2 중의 부호 47은, 엔진(36)과 트랜스미션(37) 사이에 개재하여 설치된 유체 조인트인 토크 컨버터를 나타내고 있다.

상기 실시 형태에 있어서는, 엔진 컨트롤러(38)를 사용하여 엔진(36) 및 트랜스미션(37)의 구동을 제어하는 구성으로 하였으나, 상기 구성 대신, 엔진(36) 및 트랜스미션(37)의 구동을 각각 전용의 컨트롤러를 사용하여 제어하는 구성으로 할 수도 있다. 또, 상기 실시 형태에 있어서는, 인디케이터(42)를 모니터 유닛(41)을 통하여 메인 컨트롤러(35)에 접속하는 구성으로 하였으나, 이러한 구성 대신, 인디케이터(42)를 모니터 유닛(41) 내에 표시하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 메인 컨트롤러(35)에 수동식의 신호 수취 스위치(46)를 접속하는 구성으로 하였으나, 이러한 구성 대신, 모니터 유닛(41) 내에 당해 신호 수취 스위치(46)를 표시하는 구성으로 할 수도 있다.

라이드 컨트롤 스위치(39)는, 온오프 스위치를 가지고 구성되어 있고, 그 출력 신호는 메인 컨트롤러(35)에 입력되어 있으며, 오퍼레이터가 온 조작했을 때에는, 메인 컨트롤러(35)로부터 제어 밸브(32)의 전환 신호를 출력하여 제어 밸브(32)를 개방 상태로 전환하고, 리프트 실린더(16)와 액압 어큐뮬레이터(31) 사이의 작동유의 유통을 가능하게 한다. 또, 오프 조작했을 때에는, 메인 컨트롤러(35)로부터 제어 밸브(32)의 전환 신호를 출력하여 제어 밸브(32)를 폐쇄 상태로 전환하여, 리프트 실린더(16)와 액압 어큐뮬레이터(31) 사이의 작동유의 유통을 차단한다. 라이드 컨트롤 스위치(39)의 조작 상태는, 모니터 유닛(41)을 통하여 인디케이터(42)에 표시된다.

메인 컨트롤러(35)는, 엔진 컨트롤러(38)를 통하여 엔진(36)의 구동 제어를 행함과 함께, 제어 밸브(32) 및 모니터 유닛(41)의 구동 제어를 행한다. 엔진(36)의 구동 제어 및 모니터 유닛(41)의 구동 제어에 관해서는, 공지에 속하는 사항이며, 또한 본 발명의 요지도 아니기 때문에, 설명을 생략한다.

메인 컨트롤러(35)는, 제어 밸브(32)의 구동 제어에 관하여, 도 3에 나타내는 바와 같이, 각도 센서(39)의 검출 신호 및 신호 수취 스위치(46)의 출력 신호를 입력하는 입력부(35a)와, 버킷(13)의 높이 위치가 기억된 높이 위치 기억부(35b)와, 각도 센서(39)의 검출 신호로부터 버킷(13)의 높이 위치를 산출하는 연산부 (35c)와, 연산부(35c)에서 산출된 버킷(13)의 높이 위치가 높이 위치 기억부(35b)에 기억된 특정한 높이 위치에 도달했는지의 여부를 판정하는 판정부(35d)와, 연산부(35c)에서 산출된 버킷(13)의 높이 위치가 높이 위치 기억부(35b)에 기억된 특정 높이 위치에 도달했다고 판정부(35d)가 판정한 경우에, 당해 높이 위치에 따른 제어 밸브(32)의 개폐 신호를 생성하는 신호 생성부(35e)와, 신호 생성부(35e)에서 생성된 개폐 신호를 제어 밸브(32)로 출력하는 출력부(35f)와, 이들의 각 부(35a∼35f)를 소요(所要)의 프로그램을 따라 구동하는 CPU(35g)를 구비하고 있다.

연산부(35c)는, 각도 센서(40)의 검출 신호로부터 버킷(13)의 높이 위치를 산출한다. 본 실시 형태에 있어서, 버킷(13)의 높이 위치란, 아암(11)과 버킷(13)을 연결하는 연결핀(12)의 높이 위치를 말하며, 기지(旣知)의 값인 연결핀(12)의 선회 반경과 각도 센서(39)의 검출값으로부터 산출할 수 있다.

높이 위치 기억부(35b)에는, 오퍼레이터에 의해 신호 수취 스위치(46)가 조작되었을 때의 각도 센서(39)의 검출값이 기억된다. 또, 이 높이 위치 기억부(35b)에는, 제어 밸브(32)의 개폐 제어의 기준이 되는 높이 위치 정보, 예를 들면 운반 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치 정보나 적재 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치 정보 등이 미리 기억된다. 오퍼레이터는, 버킷(13)을 굴삭위치까지 낮춘 상태에서 신호 수취 스위치(46)를 조작하여, 그때의 각도 센서(39)의 검출값을 높이 위치 기억부(35b)에 기억한다. 따라서, 이 신호 수취 스위치(46)를 조작함으로써 높이 위치 기억부(35b)에 기억되는 높이 위치 정보는, 오퍼레이터의 기호나 버릇이 반영된 굴삭 위치에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치 정보가 된다. 또, 높이 위치 기억부(35b)에 미리 기억되는 버킷(13)의 높이 위치 정보는, 신호 수취 스위치(46)를 조작함으로써 높이 위치 기억부(35b)에 기억되는 높이 위치부터의 오프셋 값으로서 기억된다. 오퍼레이터는, 일반적으로, 굴삭 위치로부터의 버킷(13)의 상승량으로 운반 작업시에 있어서의 버킷 높이나 적재 작업시에 있어서의 버킷 높이 등을 조정하므로, 높이 위치 기억부(35b)에 굴삭 위치로부터의 오프셋값으로서 운반 작업시에 있어서의 버킷 높이나 적재 작업시에 있어서의 버킷 높이를 기억해 둠으로써, 이들의 각 높이 위치에도 오퍼레이터의 기호나 버릇을 반영시킬 수 있다.

도 4에, 높이 위치 기억부(35b)의 기억 포맷을 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 본 예에 있어서는, 버킷(13)의 상하동 방향에 관하여, 가동 범위의 하한 위치(H0) 및 상한 위치(H4)와, 하한 위치(H0)와 동일하거나 이보다 상방에서, 신호 수취 스위치(46)를 조작함으로써 오퍼레이터에 의해 설정되는 굴삭 위치(H1)와, 굴삭 위치(H1)보다 상방의 운반 위치(H2)와, 상한 위치(H4)보다 하방에서 운반 위치(H2)보다 상방의 적재 위치(H3)가 기억된다. 또한, 버킷(13)의 하한 위치(H0)는 버킷(13)의 외면이 지면과 접하는 위치이며, 상한 위치(H4)는 휠 로더(1)의 차격(車格)(사이즈)에 의해 정해진다. 또, 운반 위치(H2)는 운반 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치, 적재하는 위치(H3)는 적재 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치이며, 각각 굴삭 위치(H1)로부터의 오프셋량으로서 기억되어 있다.

또, 높이 위치 기억부(35b)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 버킷(13)의 높이 위치에 따른 제어 밸브(32)의 자동 전환을 허용할 것인지의 여부를 선택하는 플래그가 기억된다. 도 4의 예에서는, 버킷(13)의 높이 위치(H)가, H0≤H≤(H1+H2)의 범위에 있는 경우, (H1+H2)<H<(H1+H3)의 범위에 있는 경우, 및 (H1+H3)≤H≤H4의 범위에 있는 경우의 모두에 대하여, 제어 밸브(32)의 자동 전환을 허용하는 것을 나타내는 체크 표시가 기억되어 있고, 버킷(13)의 전체 가동 범위에 대하여, 버킷(13)의 높이 위치(H)에 따른 제어 밸브(32)의 자동 전환이 행하여진다. 즉, 본 예에 있어서는, 버킷(13)의 높이 위치(H)가, H0≤H≤(H1+H2)의 범위에 있는 경우 및 (H1+H3)≤H≤H4의 범위에 있는 경우에 있어서, 제어 밸브(32)가 폐쇄 상태로 전환되고, (H1+H2)<H<(H1+H3)의 범위에 있는 경우에 있어서, 제어 밸브(32)가 개방 상태로 전환된다. 이것에 의해, 굴삭 작업시 및 적재 작업시에 있어서는, 버킷(13)의 동요를 방지할 수 있으므로, 이들의 작업을 위화감 없이 행할 수 있어, 오퍼레이터의 위화감 및 불안감을 해소할 수 있다. 이에 대하여, 운반 작업시에는, 액압 어큐뮬레이터(31)의 댐퍼 효과에 의해 전부 차체(5)에 작용하는 버킷(13)의 중력 변동이 완화되므로, 휠 로더(1)의 주행 안정성을 높일 수 있다. 이 메인 컨트롤러(35)의 동작에 대해서는, 후에 도 5를 사용하여 더 상세하게 설명한다.

유압 회로(34)에 대해서는, 이하와 같이 구성된다. 즉, 도 2에 나타내는 바와 같이, 리프트 실린더(16)의 로드측실(16a)은, 제어 밸브(32)를 통하여 작동유 탱크(43)에 접속되어 있고, 리프트 실린더(16)의 보텀측실(16b)은, 제어 밸브(32)를 통하여 액압 어큐뮬레이터(31)에 접속되어 있다. 제어 밸브(32)는, 파일럿 작동 밸브이며, 라이드 컨트롤용의 전자 파일럿 밸브(44)로부터의 유압 파일럿 신호 에 따라 개폐된다. 제어 밸브(32)가 개방 상태에 있을 때, 작동유는 리프트 실린더(16)의 로드측실(16a)과 작동유 탱크(43) 사이, 및, 리프트 실린더(16)의 보텀측실(16b)과 액압 어큐뮬레이터(31) 사이가 유통 가능하게 되어, 버킷(13)의 상하동에 댐퍼 효과를 부여할 수 있다. 이에 대하여, 제어 밸브(32)가 폐쇄 상태에 있을 때, 작동유는 리프트 실린더(16)의 로드측실(16a)과 작동유 탱크(43) 사이, 및, 리프트 실린더(16)의 보텀측실(16b)과 액압 어큐뮬레이터(31) 사이에서 유통 불능이 되어, 버킷(13)의 중량이 리프트 실린더(16)를 통하여 직접적으로 전부 차체(5)에 작용한다.

전자 파일럿 밸브(44)는, 메인 컨트롤러(35)로부터 출력되는 전환 신호에 의해 전환 조작된다. 즉, 메인 컨트롤러(35)로부터 제어 밸브(32)를 개방 상태로 전환하는 신호가 출력되면, 전자 파일럿 밸브(44)는, 파일럿 펌프(45)로부터 토출되는 파일럿압을 제어 밸브(32)의 파일럿 포트로 유도하는 유로를 열고, 제어 밸브(32)를 개방 상태로 전환한다. 이에 대하여, 메인 컨트롤러(35)로부터 제어 밸브(32)를 폐쇄 상태로 전환하는 신호가 출력되면, 전자 파일럿 밸브(44)는, 파일럿압을 작동유 탱크(43)로 떨어뜨리는 유로를 열고, 내장된 리턴 스프링의 탄성력에 의해 제어 밸브(32)를 폐쇄 상태로 전환한다.

이하, 도 5를 사용하여, 실시 형태에 관련된 작업 차량의 동작에 대하여 설명한다. 엔진(36)을 시동(스타트)하면, 메인 컨트롤러(35)는 라이드 컨트롤 스위치(39)의 출력 신호를 판독하고(단계 S1), 라이드 컨트롤 스위치(39)의 출력 신호가 ON 신호인지의 여부를 판정한다(단계 S2). 단계 S2에서 라이드 컨트롤 스위치(39)의 출력 신호는 OFF 신호라고 판정한 경우에는, 단계 S7로 이행하여, 시스템을 종료(엔드)한다.

단계 S2에서, 라이드 컨트롤 스위치(39)의 출력 신호는 ON 신호라고 판정한 경우에는, 메인 컨트롤러(35)에서 산출된 버킷(13)의 높이 위치의 판독(단계 S3)과, 메인 컨트롤러(35)에 기억된 플래그의 판독(단계 S4)을 행하고, 그러한 후에, 판독된 버킷(13)의 높이 위치(H)가 H0≤H≤(H1+H2)의 범위에 있는지의 여부의 판정(단계 S5)과, H0≤H≤(H1+H2)의 범위에 대하여 오퍼레이터에 의해 제어 밸브(32)의 자동 전환이 허용되어 있는지의 여부의 판정(단계 S6)을 이 순서대로 행한다. 단계 S5에서 버킷(13)의 높이 위치(H)가 H0≤H≤(H1+H2)의 범위에 있다고 판정되고, 단계 S6에서 H0≤H≤(H1+H2)의 범위에 대하여 제어 밸브(32)의 자동 전환이 허용되어 있다고 판정한 경우에는, 단계 S8로 이행하여, 전자 파일럿 밸브(44)에 제어 밸브(32)를 폐쇄 상태로 전환하는 신호를 출력한다. 또한, 단계 S6에서 H0≤H≤(H1+H2)의 범위에 대하여 제어 밸브(32)의 자동 전환이 허용되어 있지 않다고 판정한 경우에는, 단계 S7로 이행하여, 전자 파일럿 밸브(44)에 제어 밸브(32)를 개방 상태로 전환하는 신호를 출력한다.

단계 S5에서, 버킷(13)의 높이 위치 H가 H0≤H≤(H1+H2)의 범위에 없다고 판정한 경우에는, 단계 S9로 이행하여, 버킷(13)의 높이 위치(H)가 (H1+H2)<H<(H1+H3)의 범위에 있는지의 여부의 판정을 행한다. 단계 S9에서 버킷(13)의 높이 위치(H)가 (H1+H2)<H<(H1+H3)의 범위에 있다고 판정한 경우에는, 단계 S7로 이행하여, 전자 파일럿 밸브(44)에 제어 밸브(32)를 개방 상태로 전환하는 신호를 출력한다.

또한, 단계 S9에서, 버킷(13)의 높이 위치(H)가 (H1+H2)<H<(H1+H3)의 범위에 없다고 판정한 경우에는, 버킷(13)의 높이 위치(H)가 (H1+H3)≤H≤H4의 범위에 있는지의 여부의 판정(단계 S10)과, (H1+H3)≤H≤H4의 범위에 대하여 오퍼레이터에 의해 제어 밸브(32)의 자동 전환이 허용되어 있는지의 여부의 판정(단계 S11)을 이 순서대로 행한다. 단계 S10에서 버킷(13)의 높이 위치(H)가 (H1+H3)≤H≤H4의 범위에 있다고 판정되고, 단계 S11에서 (H1+H3)≤H≤H4의 범위에 대하여 제어 밸브(32)의 자동 전환이 허용되어 있다고 판정한 경우, 메인 컨트롤러(35)는 전자 파일럿 밸브(44)에 제어 밸브(32)를 폐쇄 상태로 전환하는 신호를 출력한다. 또한, 단계 S10에서 (H1+H3)≤H≤H4의 범위에 대하여 제어 밸브(32)의 자동 전환이 허용되어 있지 않다고 판정한 경우에는, 단계 S7로 이행하여, 전자 파일럿 밸브(44)에 제어 밸브(32)를 개방 상태로 전환하는 신호를 출력한다.

이와 같이, 실시예 1에 관련된 작업 차량은, 주행 진동 억제 장치에 구비된 제어 밸브(32)의 개폐 제어에 관여하는 굴삭 작업시, 운반 작업시 및 적재 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치에 오퍼레이터의 기호나 버릇을 반영시킬 수 있으므로, 오퍼레이터가 의도하지 않은 상태에서의 제어 밸브(32)의 개폐를 방지할 수 있어, 휠 로더(1)의 주행 안정성 및 작업성의 개선을 도모할 수 있다.

실시예 2

다음으로, 본 발명에 관련된 작업 차량의 실시예 2에 대하여 설명한다. 실시예 2에 관련된 작업 차량은, 휠 로더에 탑재되는 트랜스미션 제어 장치에 본 발명을 적용한 것을 특징으로 한다. 휠 로더의 외관 구성에 대해서는, 도 1에 나타낸 실시예 1에 관련된 휠 로더(1)와 동일하다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 휠 로더(1)에 탑재된 엔진(36)의 출력축에는, 토크 컨버터(47)의 도시 생략한 입력축이 연결되고, 토크 컨버터(47)의 도시 생략한 출력축은 트랜스미션(37)에 연결되어 있다. 토크 컨버터(47)는, 주지의 임펠러, 터빈 및 스테이터로 이루어지는 유체 클러치이며, 엔진(36)의 회전은 토크 컨버터(47)를 통하여 트랜스미션(37)에 전달된다. 트랜스미션(37)은, 그 속도단을 1속∼4속으로 변속하는 액압 클러치를 가지고, 토크 컨버터(47)의 출력축의 회전은 트랜스미션(37)으로 변속된다. 변속 후의 회전은, 프로펠러 샤프트(51) 및 액슬(52)을 통하여 전륜(7) 및 후륜(6)에 전달되어, 휠 로더(1)가 주행한다. 엔진(36)의 회전수는, 엔진 회전수 센서(53)에서 검출된다.

또한 엔진(36)은, 작업용 유압 펌프(57)를 구동한다. 작업용 유압 펌프(57)로부터 토출된 작동유는, 방향 제어 밸브(54)를 통하여 리프트 실린더(16) 및 버킷 경사 실린더(22)로 유도된다. 방향 제어 밸브(54)는 조작 레버(55)를 조작함으로써 구동되고, 조작 레버(55)의 조작량에 따라 리프트 실린더(16) 및 버킷 경사 실린더(22)를 구동한다.

토크 컨버터(47)는, 입력 토크에 대하여 출력 토크를 증대시키는 기능, 즉 토크비를 1 이상으로 하는 기능을 갖는다. 토크비는, 토크 컨버터(47)의 입력축의 회전수 Ni와 출력축의 회전수 Nt의 비인 토크 컨버터 속도비 e(=Nt/Ni)의 증가에 따라 작아진다. 예를 들면, 엔진 회전수가 일정 상태에서 주행 중에 주행 부하가 커지면, 토크 컨버터(47)의 출력축의 회전수, 즉 차속이 감소하고, 토크 컨버터 속도비(e)가 작아진다. 이때, 토크비는 증가하기 때문에, 더 큰 구동력(견인력)으로 차량 주행이 가능해진다.

트랜스미션(37)은, 각 속도단에 대응한 솔레노이드 밸브를 가지는 자동 변속기이다. 이들 솔레노이드 밸브는, 메인 컨트롤러(35)로부터 트랜스미션 제어 장치(56)로 출력되는 제어 신호에 의해 구동되고, 이것에 의해 1속∼4속의 사이에서 속도단이 자동적으로 변경된다. 본 실시 형태에서는, 트랜스미션(37)의 속도단은, 예를 들면 1 속도단으로부터 4 속도단까지 설치되어 있다.

자동 변속 제어에는, 토크 컨버터 속도비(e)가 소정값에 도달하면 변속하는 토크 컨버터 속도비 기준 제어와, 차속이 소정값에 도달하면 변속하는 차속 기준 제어의 2개의 방식이 있다. 본 실시예에서는, 차속 기준 제어에 의해 트랜스미션(37)의 속도단을 제어한다.

도 7은, 차속(v)과 속도단의 관계를 나타내는 도면이다. 본 실시예에서는, 메인 컨트롤러(35)가 차속(v)에 따라 트랜스미션 제어 장치(56)에 제어 신호를 출력하여, 도 7에 나타내는 바와 같이 차속(v)에 따라 트랜스미션(37)을 변속한다. 즉, 차속(v)이 변속 허가 차속(v12)으로 상승하면, 1속으로부터 2속으로 시프트 업 하고, 차속(v)이 변속 허가 차속(v12)으로부터 변속 허가 차속(v23)으로 상승하면, 2속으로부터 3속으로 시프트 업하고, 차속(v)이 변속 허가 차속(v23)으로부터 변속 허가 차속(v34)으로 상승하면, 3속으로부터 4속으로 시프트 업한다. 한편, 차속(v)이 변속 허가 차속(v43)으로 저하하면, 4속으로부터 3속으로 시프트 다운하고, 차속(v)이 변속 허가 차속(v32)으로 저하하면, 3속으로부터 2속으로 시프트 다운하고, 차속(v)이 변속 허가 차속(v21)으로 저하하면, 2속으로부터 1속으로 시프트 다운한다. 또한, 시프트 체인지를 안정적으로 행하도록, 변속 허가 차속(v12, v23, v34)은 각각 변속 허가 차속(v21, v32, v43)보다 크게 설정되어 있다. 이들의 각 변속 허가 차속은 시프트 업 또는 시프트 다운을 허가하는 문턱값이며, 미리 메인 컨트롤러(35)에 설정되어 있다. 트랜스미션 제어 장치(56)는, 각 속도단에 대응한 솔레노이드 밸브로 구성되어 있고, 메인 컨트롤러(35)로부터의 제어 신호에 의해 구동된다.

본 실시예에서는, 메인 컨트롤러(35)는, 엔진(36)의 회전수가 낮으면 각 변속 허가 차속을 저하시키고, 엔진(36)의 회전수가 높으면 각 변속 허가 차속을 상승시킨다. 이처럼, 메인 컨트롤러(35)가 엔진(36)의 회전수에 따라 각 변속 허가 차속을 변경함으로써, 연료 소비량 저감에 효과가 있다.

도 8은, 본 실시 형태의 휠 로더(1)의 주행 성능을 나타내는 도면이다. 설명의 편의상, 도 8에서는, 시프트 업 시의 변속 허가 속도(시프트 업 허가 속도)만을 기재하고 있지만, 시프트 다운 시의 변속 허가 속도(시프트 다운 허가 속도)에 대해서도 동일하다. 각 속도단에 있어서의 주행 성능을 나타내는 곡선의 교점 x1, x2, x3은 엔진(36)의 회전수가 저하하면 화살표 a1, a2, a3으로 나타내는 바와 같이 이동한다. 각 변속 허가 속도는, 대체로 이 교점 x1, x2, x3으로 설정되어 있다. 도 8에 있어서, A, B, C로 나타내는 차속의 범위는, 엔진(36)의 회전수에 따라 변속 허가 속도 v12, v23, v34가 변화하는 범위를 각각 나타내고 있다.

본 실시예에서는, 버킷(13)의 높이로서 미리 제1 설정 높이 및 제2 설정 높이를 정하고 있다. 그리고, 버킷(13)의 높이가 제1 설정 높이를 넘으면, 메인 컨트롤러(35)는 엔진(36)의 회전수에 관계없이 변속 허가 속도 v23, v34를 도 8에 나타내는 변속 허가 속도 v23a, v34a와 같이 상승시키고(끌어올리고), 2속으로부터 3속으로, 및, 3속으로부터 4속으로의 시프트 업이 일어나기 어려워지도록 하고 있다. 또, 버킷(13)의 높이가 제1 설정 높이보다 높은 제2 설정 높이를 초과하면, 메인 컨트롤러(35)는 2속으로부터 3속으로의 시프트 업, 및, 3속으로부터 4속으로의 시프트 업을 금지한다. 여기서, 변속 허가 속도(v23a, v34a)는, 엔진(36)의 회전수에 따라 변화하는 변속 허가 속도(v23, v34)의 최대값에 대하여, 예를 들면 각각 10% 정도 높은 값이 되도록 설정되어 있다. 또한, 버킷(13)의 높이가 제2 설정 높이를 초과하여도, 시프트 다운은 금지되지 않는다.

제1 설정 높이 및 제2 설정 높이는, 실시예 1에 관련된 작업 차량과 마찬가지로, 오퍼레이터가 신호 수취 스위치(46)를 조작함으로써 높이 위치 기억부(35b)에 수취되는 굴삭 위치로부터의 오프셋값으로서, 높이 위치 기억부(35b)에 기억된다. 또, 제1 설정 높이 및 제2 설정 높이로서는, 실시예 1에 관련된 작업 차량과 마찬가지로, 운반 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치[운반 위치(H2)] 및 적재 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치[적재 위치(H3)]를 설정할 수 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 메인 컨트롤러(35)에는, 액셀러레이터 페달(61)의 조작량을 검출하는 페달 조작량 검출기(62)와, 토크 컨버터(47)의 입력축의 회전수(Ni)를 검출하는 회전수 검출기(63)와, 토크 컨버터(47)의 출력축의 회전수(Nt)를 검출하는 회전수 검출기(64)와, 트랜스미션(37)의 출력축의 회전 속도, 즉 차속(v)을 검출하는 차속 검출기(65)가 접속되어 있다. 또한 이에 더하여, 메인 컨트롤러(35)에는, 차량의 전후진을 지령하는 전후진 전환 스위치(67)와, 1속∼4속의 사이에서 최대 속도단을 지령하는 시프트 스위치(68)와, 상기 서술한 엔진 회전수 센서(53) 및 각도 센서(40)와, 트랜스미션(37)에 있어서의 변속을 자동으로 행할지 수동으로 행할지 전환하는 메뉴얼·자동 변속 수단 전환 장치(70)가 접속되어 있다.

메인 컨트롤러(35)는, 액셀러레이터 페달(61)의 조작량에 따라 엔진(36)의 회전 속도(회전수)를 제어한다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 메인 컨트롤러(35)는, 엔진 회전수 센서(53)에서 검출한 엔진(36)의 회전수, 및, 각도 센서(40)의 검출값에 기초하여 산출되는 버킷(13)의 높이에 따라 각 변속 허가 차속을 변경한다. 또한, 메인 컨트롤러(35)는, 후술하는 바와 같이, 트랜스미션 제어 장치(56)에 시프트 업 신호를 출력하지 않음으로써, 트랜스미션(37)에 있어서의 시프트 업을 금지한다.

도 9는, 토사 등을 덤프트럭에 싣는 방법의 하나인 V 셰이프 로딩의 설명도이다. V 셰이프 로딩에서는, 먼저, 화살표 a로 나타내는 바와 같이, 휠 로더(1)를 전진시켜 토사 등을 퍼내고, 그 후, 화살표 b로 나타내는 바와 같이, 휠 로더(1)를 일단 후퇴시킨다. 그리고, 화살표 c에서 나타내는 바와 같이, 덤프트럭을 향하여 휠 로더(1)를 전진시켜, 퍼낸 토사 등을 덤프트럭에 싣고, 화살표 d로 나타내는 바와 같이, 휠 로더(1)를 원래의 위치로 후퇴시킨다.

덤프트럭으로의 토사 등의 적재 작업시, 종래의 휠 로더(1)에서는 트랜스미션(37)의 속도단이 어떻게 변화하는 것인지, 도 10을 사용하여 설명한다. 덤프트럭에 토사 등을 적재할 때에는, 버킷(13)을 상승시키면서 덤프트럭을 향하여 휠 로더(1)를 전진시킨다. 덤프트럭을 향하여 전진하기 시작했을 때(스타트 시)의 속도단은, 1속 또는 2속이다. 액셀러레이터 페달(61)의 밟음량이 적어 엔진(36)의 회전수가 낮으면, 상기 서술한 바와 같이 변속 허가 차속(v23)이 저하된다. 그 때문에, 덤프트럭으로의 적재에 필요한 높이까지 버킷(13)이 상승하기 전에 차속이 변속 허가 차속(v23)에 도달하여, 2속으로부터 3속으로 시프트 업한다.

이 시프트 업에 의해 차속이 더 증가하게 되기 때문에, 덤프트럭으로의 적재에 필요한 높이까지 버킷(13)이 상승하기 전에 휠 로더(1)가 덤프트럭에 도달할 우려가 있다. 이 경우, 휠 로더(1)의 오퍼레이터는, 브레이크를 걸어 휠 로더(1)를 정지시키고 버킷(13)을 상승시켜야 한다. 그 때문에, 작업 효율이 저하될 뿐만 아니라, 휠 로더(1)의 오퍼레이터에게 번거로움을 느끼게 한다.

또한, 종래 기술로서, 버킷(13)의 높이가 설정 높이 이상이 된 경우에는, 그 때의 속도단을 유지하도록 구성된 변속 장치도 알려져 있다. 그러나, 휠 로더(1)에 당해 변속 장치를 사용했다고 하여도, 도 10에 나타내는 바와 같이, 버킷(13)이 설정 높이에 도달하기 전에 차속이 변속 허가 차속(v23)에 도달하여, 2속으로부터 3속으로 시프트업 하면, 상기 서술한 문제를 해소할 수 없다. 또, 설정 높이를 낮게 하면, 버킷(13)을 낮은 높이 위치로 하여 행하는 굴삭 작업이나 고속 운반 작업시에, 오퍼레이터의 의도와는 다른 속도단으로 유지된다는 다른 문제를 초래하게 된다.

이에 대하여, 본 실시예의 휠 로더(1)에서는, 토사 등의 덤프트럭으로의 적재시, 트랜스미션(37)의 속도단이, 도 11에 나타내는 바와 같이 변화한다. 우선 전제로서, 본 실시예의 휠 로더(1)에서는, 상기 서술한 바와 같이, 버킷(13)의 높이가 제1 설정 높이를 초과하면, 변속 허가 속도(v23, v34)를 도 8에 나타내는 변속 허가 속도(v23a, v34a)와 같이 상승시키고 있다. 또, 버킷(13)의 높이가 제2 설정 높이를 초과하면, 2속으로부터 3속으로의 시프트 업, 및, 3속으로부터 4속으로의 시프트 업을 금지하고 있다.

그리고, 제1 설정 높이, 즉 운반 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치는, 상기 서술한 바와 같이, 통상, 굴삭 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치로부터 약간의 양만큼 상승한 위치에 설정되므로, 휠 로더(1)가 덤프트럭을 향하여 전진하기 시작함과 함께, 버킷(13)을 상승시키기 시작하면, 버킷(13)은 금방 제1 설정 높이에 도달한다. 버킷(13)의 높이가 제1 설정 높이를 초과하면, 변속 허가 속도 v23이 v23a로 상승하므로, 2속으로부터 3속으로의 시프트 업의 타이밍이 종래의 휠 로더(1)와 비교하여 지연되어, 시프트 업에 따르는 차속 상승을 억제할 수 있다. 즉, 휠 로더(1)가 덤프트럭을 향하여 전진하기 시작하고 나서 바로, 2속으로부터 3속으로의 시프트 업의 타이밍이 종래의 휠 로더(1)와 비교하여 지연되게 된다. 또, 버킷(13)의 높이가 제2 설정 높이를 초과하면 2속으로부터 3속으로의 시프트 업이 금지되므로, 덤프트럭으로의 적재에 필요한 높이까지 버킷(13)이 상승하기 전에 시프트 업에 의한 증속에 의해 휠 로더(1)가 덤프트럭에 도달하는 문제를 방지할 수 있다.

도 12는, 본 실시 형태의 휠 로더(1)에 있어서의 트랜스미션(37)의 변속 제어 처리의 동작을 나타낸 플로우 차트이다. 휠 로더(1)의 이그니션 스위치가 온 되면, 도 12에 나타내는 처리를 행하는 프로그램이 기동되어, 메인 컨트롤러(35)에서 반복하여 실행된다. 단계 S1에 있어서, 엔진 회전수 센서(53)에서 검출한 엔진(36)의 회전수를 판독하여 단계 S3으로 진행한다. 단계 S3에 있어서, 단계 S1에서 판독한 엔진(36)의 회전수에 따라, 도 8에서 나타내는 바와 같이 각 변속 허가 속도를 변경하여 설정하고, 단계 S5로 진행한다.

단계 S5에 있어서, 각도 센서(40)의 검출값에 기초하여 버킷(13)의 높이를 산출하여 단계 S7로 진행한다. 단계 S7에 있어서, 단계 S5에서 산출한 버킷(13)의 높이가 제1 설정 높이[더 엄밀하게는, 굴삭 위치(H1)+운반 위치(H2)]를 초과하였는지의 여부를 판단한다. 단계 S7이 긍정 판단되면 단계 9로 진행하여, 변속 허가 속도(v23, v34)를 상기 서술한 변속 허가 속도(v23a, v34a)로 변경하여 설정하고, 단계 S11로 진행한다. 단계 S11에 있어서, 단계 S5에서 산출한 버킷(13)의 높이가 제2 설정 높이[더 엄밀하게는, 굴삭 위치(H1)+적재 위치(H3)]를 초과하였는지의 여부를 판단한다. 단계 S11이 긍정 판단되면 단계 13으로 진행하여, 트랜스미션 제어 장치(56)로부터 출력되는 속도단의 선택 상태의 정보에 기초하여, 현재 트랜스미션(37)에서 선택되어 있는 속도단이 2속 또는 3속인지의 여부를 판단한다.

단계 S13이 긍정 판단되면, 즉 트랜스미션(37)의 속도단이 2속 또는 3속인 경우에는, 시프트 업을 금지하도록 설정하여 단계 S17로 진행한다. 단계 S17에 있어서, 단계 S3에서 설정된 각 변속 허가 속도에 기초하여, 주지의 변속 제어 연산을 행하여, 변속의 필요가 있으면 시프트 업 또는 시프트 다운을 지시하는 제어 신호를 트랜스미션 제어 장치(56)로 출력하여 리턴한다. 또한, 단계 S17에서는, 단계 S9가 실행되어 있으면, 그 실행 결과를 반영한 변속 제어 연산을 행한다. 이것에 의해, 상기 서술한 바와 같이, 2속으로부터 3속으로, 및, 3속으로부터 4속으로의 시프트 업이 일어나기 어려워진다. 또, 단계 S17에서는, 단계 S15가 실행되어 있으면, 그 실행 결과를 반영한 변속 제어 연산을 행한다. 이것에 의해, 2속으로부터 3속으로의 시프트 업, 및, 3속으로부터 4속으로의 시프트 업이 금지된다.

단계 S7, S11, S13 중 어느 하나가 부정 판단되면 단계 S17로 진행한다.

이와 같이, 실시예 2에 관련된 작업 차량은, 트랜스미션 제어 장치(56)에 의한 시프트 업의 지연에 관여하는 운반 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치, 및, 트랜스미션 제어 장치(56)에 의한 시프트 업의 금지에 관여하는 적재 작업시에 있어서의 버킷(13)의 높이 위치에 오퍼레이터의 기호나 버릇을 반영시킬 수 있으므로, 오퍼레이터가 의도하지 않는 상태에서의 시프트 업 지연 해제나 시프트 업 금지 해제를 방지할 수 있어, 휠 로더(1)의 조작성, 주행 안정성 및 작업성의 개선을 도모할 수 있다.

본 발명은, 휠 로더 및 포크 리프트 등의 작업 차량에 있어서의 조작성 및 주행 안정성의 개선에 이용할 수 있다.

1: 휠 로더 2: 캡
3: 후부 차체
4, 10, 12, 14, 15, 17, 20, 21: 연결핀
5: 전부 차체 6: 후륜
7: 전륜 8: 프론트 작업기
9: 주행 진동 억제 장치 11: 아암
13: 버킷(작업 도구) 16: 리프트 실린더
16a: 로드측실 16b: 보텀측실
18: 벨 크랭크 19: 링크 부재
22: 버킷 경사 실린더 31: 액압 어큐뮬레이터
32: 제어 밸브 33: 라이드 컨트롤부
34: 유압 회로 35: 메인 컨트롤러
36: 엔진 37: 트랜스미션
38: 엔진 컨트롤러 39: 라이드 컨트롤 스위치
40: 각도 센서 41: 모니터 유닛
42: 인디케이터 43: 작동유 탱크
44: 전자 파일럿 밸브 45: 파일럿 펌프
46: 신호 수취 스위치 47: 토크 컨버터
51: 프로펠러 샤프트 52: 액슬
53: 엔진 회전수 센서 54: 방향 제어 밸브
55: 조작 레버 56: 트랜스미션 제어 장치
57: 작업용 유압 펌프 61: 액셀러레이터 페달
62: 페달 조작량 검출기 63: 회전수 검출기
64: 회전수 검출기 65: 차속 검출기
67: 전후진 전환 스위치 68: 시프트 스위치
70: 메뉴얼·자동 변속 수단 전환 장치

Claims (4)

1. 리프트 실린더를 구동함으로써 소정의 가동 범위 내에서 상하동되는 버킷과,
   상기 버킷의 높이 위치를 검출하는 센서와,
   상기 리프트 실린더의 보텀측실의 변동을 흡수하는 액압 어큐뮬레이터와,
   상기 리프트 실린더의 보텀측실의 압유를 상기 액압 어큐뮬레이터에 유통 또는 차단의 어느 것으로 전환하는 제어 밸브와,
   상기 제어 밸브를 제어하는 컨트롤러를 구비한 휠 로더에 있어서,
   상기 컨트롤러에 상기 센서의 검출 신호를 수취하는 신호 수취 스위치를 구비하고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 신호 수취 스위치가 조작되었을 때의 상기 센서의 검출값을 굴삭 위치로서 기억하고,
   상기 굴삭 위치보다 상방에 위치하고, 상기 굴삭 위치로부터 제1 오프셋 값을 더한 운반 위치를 기억하고,
   상기 운반 위치보다 상방에 위치하고, 상기 굴삭 위치로부터의 제2 오프셋 값을 더한 적재 위치를 기억하고,
   상기 센서에 의해 검출된 상기 버킷의 위치가 상기 굴삭 위치에 상기 운반 위치를 더한 높이보다 높고, 또한 상기 굴삭 위치에 상기 적재 위치를 더한 높이보다 낮을 때에 상기 리프트 실린더의 보텀측실의 압유를 상기 액압 어큐뮬레이터에 유통시키는 제어를 행하고, 상기 센서에 의해 검출된 상기 버킷의 위치가 상기 굴삭 위치에 상기 운반 위치를 더한 높이보다 낮거나, 또는 상기 굴삭 위치에 상기 적재 위치를 더한 높이보다 높을 때에 상기 리프트 실린더의 보텀측실의 압유를 상기 액압 어큐뮬레이터와 차단하는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 휠 로더.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 굴삭 위치는, 상기 버킷의 상기 높이 위치의 하한 위치 이상이고, 또한, 상기 버킷의 상기 운반 위치 이하의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 휠 로더.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 적재 위치는, 상기 버킷의 상기 높이 위치의 상기 운반 위치 이상이고, 또한, 상기 버킷의 상한 위치 이하의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 휠 로더.
   
4. 삭제

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