KR102649503B1 - 작업 차량 - Google Patents

Abstract

HST식의 주행 구동 시스템을 구성하는 기기가 경년 열화된 경우에도, 차체마다 미리 설정된 최고 차속 사양값을 내는 것이 가능한 작업 차량을 제공한다. HST식의 주행 구동 시스템이 탑재된 휠 로더(1)에 있어서, HST 모터(42)를 제어하는 컨트롤러(5)는, HST 모터(42)의 부하 압력을 검출하는 압력 센서(71)로 검출된 압력 검출값 P가, HST 모터(42)에 있어서의 최대 배기 용적 qmax와 최소 배기 용적 qmin의 전환점에 대응하는 전환 압력값 Ps 이하가 되고, 차속 센서(72)로 검출된 차속 검출값 V가, 차체의 평지 주행에 있어서의 소정의 상한 차속인 상한 차속 사양값 Vmaxs보다도 낮은 경우에, HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을 상한 차속 사양값 Vmaxs에 대응지어진 HST 모터(42)의 최소 배기 용적의 값인 최소 배기 용적 사양값 qmins보다도 작은 제1 최소 배기 용적값 qmin1로 제한한다.

Description

작업 차량

본 발명은, 무단 변속식의 주행 구동 시스템을 탑재한 작업 차량에 관한 것이다.

휠 로더나 휠 셔블, 트랙터 등의 작업 차량에는, 무단 변속식의 주행 구동 시스템으로서, 엔진으로 유압 펌프를 구동시킴으로써 발생한 유압을 유압 모터로 회전력으로 변환하는 HST(Hydraulic Static Transmission)식의 주행 구동 시스템을 채용한 것이 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 엔진과, 엔진에 의해 구동되는 주행용 유압 펌프와, 주행용 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 주행용 유압 모터와, 주행용 유압 모터에 의해 회전 구동력이 부여되는 타이어와, 주행용 유압 모터의 용량을 제어하는 차체 컨트롤러를 구비한 휠 로더가 개시되어 있다. 이 휠 로더에서는, 차체 컨트롤러가, 엔진 회전수의 저하에 따라서 주행용 유압 모터의 최소 용량을 작게 함으로써, 운전자가 액셀러레이터 페달을 최대까지 답입하지 않아도 최고 차속으로 주행하는 것을 가능하게 하고, 액셀러레이터 페달의 답입량을 억제하여 고속 주행 시 등에 있어서의 연비의 향상을 도모하고 있다.

일본 특허 공개 제2011-169351호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 휠 로더에 있어서, 주행용 유압 펌프나 주행용 유압 모터가 경년 열화되어 오면 용적 효율이 저하되고, 또한, 차체 컨트롤러가 동일한 명령 전류를 출력하고 있었다고 해도, 주행용 유압 모터의 모터 실린더(레귤레이터부)의 마모에 의해 주행용 유압 모터의 배기 용적에 변동이 발생한다. 이 경우, 휠 로더는, 차체 컨트롤러로부터의 명령대로 최고 차속을 낼 수 없게 되고, 따라서, 그 차체의 최고 차속의 사양값으로서 미리 설정된 차속까지 내지 못하는 경우가 있다.

그래서, 본 발명의 목적은, HST식의 주행 구동 시스템을 구성하는 기기가 경년 열화된 경우에도, 차체마다 미리 설정된 최고 차속 사양값을 내는 것이 가능한 작업 차량을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 복수의 차륜이 마련된 차체와, 상기 차체에 탑재된 엔진과, 상기 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형의 주행용 유압 펌프와, 상기 주행용 유압 펌프와 폐회로 접속되어서 상기 엔진의 구동력을 상기 복수의 차륜에 전달하는 가변 용량형의 주행용 유압 모터와, 상기 주행용 유압 모터를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 차량에 있어서, 상기 주행용 유압 모터의 부하 압력을 검출하는 압력 센서와, 차속을 검출하는 차속 센서를 갖고, 상기 컨트롤러는, 상기 압력 센서로 검출된 압력 검출값이, 상기 주행용 유압 모터에 있어서의 최대 배기 용적과 최소 배기 용적의 전환점에 대응하는 전환 압력값 이하가 되고, 상기 차속 센서로 검출된 차속 검출값이, 상기 차체의 평지 주행에 있어서의 소정의 상한 차속보다도 낮은 경우에는, 상기 주행용 유압 모터의 최소 배기 용적을, 상기 상한 차속에 대응지어진 상기 주행용 유압 모터의 최소 배기 용적의 값보다도 작은 제1 최소 배기 용적값으로 제한하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, HST식의 주행 구동 시스템을 구성하는 기기가 경년 열화된 경우에도, 차체마다 미리 설정된 최고 차속 사양값을 낼 수 있다. 상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 명확해진다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 휠 로더의 일 구성예를 도시하는 외관 측면도이다.
도 2는, 휠 로더의 주행 구동 시스템 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은, 시간의 경과에 수반하는 차속과 HST 모터의 배기 용적의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 차속과 견인력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 컨트롤러가 갖는 기능을 도시하는 기능 블록도이다.
도 6은, HST 모터의 부하 압력과 HST 모터의 배기 용적의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 최고 차속과 HST 모터의 최소 배기 용적의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 컨트롤러에서 실행되는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 작업 차량의 일 양태로서, 예를 들어 토사나 광물과 같은 작업 대상물을 굴삭하여 덤프 트럭 등에 싣는 하역 작업을 행하는 휠 로더에 대하여 설명한다.

<휠 로더(1)의 구성>

먼저, 휠 로더(1)의 구성에 대해서, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 휠 로더(1)의 일 구성예를 도시하는 외관 측면도이다.

휠 로더(1)는, 차체가 중심 부근에서 가운데가 꺾임으로써 조타되는 아티큘레이터식의 작업 차량이다. 구체적으로는, 차체의 전방부가 되는 전방 프레임(1A)과 차체의 후방부가 되는 후방 프레임(1B)이, 센터 조인트(10)에 의해 좌우 방향으로 회동 가능하게 연결되어 있고, 전방 프레임(1A)이 후방 프레임(1B)에 대하여 좌우 방향으로 굴곡한다.

차체에는 4개의 차륜(11)이 마련되어 있고, 2개의 차륜(11)이 전륜(11A)으로서 전방 프레임(1A)의 좌우 양측에, 나머지 2개의 차륜(11)이 후륜(11B)으로서 후방 프레임(1B)의 좌우 양측에, 각각 마련되어 있다. 또한, 도 1에서는, 좌우 한 쌍의 전륜(11A) 및 후륜(11B) 중, 좌측의 전륜(11A) 및 후륜(11B)만을 도시하고 있다. 또한, 차체에 마련되는 복수의 차륜(11)의 구체적인 수에 대해서는, 특별히 제한은 없다.

전방 프레임(1A)의 전방부에는, 하역 작업에 사용하는 유압 구동식의 하역 작업 장치(2)가 설치되어 있다. 하역 작업 장치(2)는, 전방 프레임(1A)에 기단부가 설치된 리프트 암(21)과, 각 로드(220)가 신축함으로써 리프트 암(21)을 구동하는 2개의 리프트 암 실린더(22)와, 리프트 암(21)의 선단부에 설치된 버킷(23)과, 로드(240)가 신축함으로써 버킷(23)을 구동하는 버킷 실린더(24)와, 리프트 암(21)에 회동 가능하게 연결되어서 버킷(23)과 버킷 실린더(24)의 링크 기구를 구성하는 벨 크랭크(25)를 갖고 있다. 또한, 2개의 리프트 암 실린더(22)는 차체의 좌우 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 도 1에서는, 좌측에 배치된 리프트 암 실린더(22)만을 파선으로 나타내고 있다.

리프트 암(21)은, 하역용 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 2개의 리프트 암 실린더(22)의 각각에 공급되어, 각 로드(220)가 신장함으로써 전방 프레임(1A)에 대하여 상측 방향으로 회동하고, 각 로드(220)가 수축됨으로써 전방 프레임(1A)에 대하여 하측 방향으로 회동한다.

버킷(23)은, 토사 등을 퍼서 방토하거나, 지면을 고르게 하거나 하기 위한 작업구이고, 하역용 유압 펌프로부터 토출된 작동유가 버킷 실린더(24)에 공급되어, 로드(240)가 신장함으로써 리프트 암(21)에 대하여 상측 방향으로 회동(틸트) 하고, 로드(240)가 수축됨으로써 리프트 암(21)에 대하여 하측 방향으로 회동(덤프)한다.

또한, 버킷(23)은, 예를 들어 블레이드 등의 각종 어태치먼트로 교환하는 것이 가능하고, 휠 로더(1)는, 버킷(23)을 사용한 굴삭 작업이나 압토 작업 이외에, 제설 작업 등의 작업을 행할 수도 있다.

후방 프레임(1B)에는, 오퍼레이터가 탑승하는 운전실(12)과, 휠 로더(1)의 구동에 필요한 각 기기를 내부에 수용하는 기계실(13)과, 차체가 경도하지 않도록 하역 작업 장치(2)와의 밸런스를 유지하기 위한 카운터 웨이트(14)가 마련되어 있다. 후방 프레임(1B)에 있어서, 운전실(12)은 전방부에, 카운터 웨이트(14)는 후방부에, 기계실(13)은 운전실(12)과 카운터 웨이트(14) 사이에, 각각 배치되어 있다.

<휠 로더(1)의 주행 구동 시스템>

이어서, 휠 로더(1)의 주행 구동 시스템에 대해서, 도 2 내지 4를 참조하여 설명한다.

도 2는, 휠 로더(1)의 주행 구동 시스템 구성을 도시하는 도면이다. 도 3은, 시간 t의 경과에 수반하는 차속 V와 HST 모터의 배기 용적 q의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 4는, 차속 V와 견인력의 관계를 나타내는 그래프이다.

휠 로더(1)는, 원활한 발진 및 충격이 적은 정지가 가능한 HST식의 주행 구동 시스템에 의해 주행이 제어되고 있다. 이 HST식의 주행 구동 시스템은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 차체에 탑재된 엔진(3)과, 엔진(3)에 의해 구동되는 주행용 유압 펌프로서의 HST 펌프(41)와, HST 펌프(41)를 제어하기 위한 압유를 보급하는 HST 차지 펌프(41A)와, 한 쌍의 관로(401, 402)를 통해 HST 펌프(41)와 폐회로 접속된 주행용 유압 모터로서의 HST 모터(42)와, 엔진(3), HST 펌프(41) 및 HST 모터(42) 등 휠 로더(1)의 주행 구동에 관한 각 기기를 제어하는 컨트롤러(5)를 포함하여 구성되어 있다.

HST 펌프(41)는, 틸팅각에 따라서 배기 용적이 제어되는 경사판식의 가변 용량형의 유압 펌프이다. 틸팅각은, 컨트롤러(5)로부터 출력된 명령 신호에 따라서 펌프용 레귤레이터(410)에 의해 조정된다.

HST 모터(42)는, 틸팅각에 따라서 배기 용적이 제어되는 경사판식의 가변 용량형의 유압 모터이고, 엔진(3)의 구동력을 4개의 차륜(11)에 전달한다. 틸팅각은, HST 펌프(41)의 경우와 마찬가지로, 컨트롤러(5)로부터 출력된 명령 신호에 따라서 모터용 레귤레이터(420)에 의해 조정된다.

HST식의 주행 구동 시스템에서는, 먼저, 운전실(12)(도 1 참조) 내에 마련된 액셀러레이터 페달(61)을 오퍼레이터가 답입하면 엔진(3)이 회전하고, 엔진(3)의 구동력에 의해 HST 펌프(41)가 구동한다. 이어서, HST 펌프(41)로부터 토출한 압유가 HST 모터(42)에 유입하여 HST 모터(42)가 회전한다. 그리고, HST 모터(42)로부터 출력된 출력 토크가 액슬(15)을 통해 4개의 차륜(11)에 전달되어서, 휠 로더(1)가 주행한다.

액셀러레이터 페달(61)의 답입량과 엔진(3)의 회전 속도는 비례 관계에 있고, 액셀러레이터 페달(61)의 답입량이 커짐에 따라서 엔진(3)의 회전 속도가 상승한다. 엔진(3)의 회전 속도가 빨라지면 HST 펌프(41)의 토출 유량 Q가 증가하고, HST 펌프(41)로부터 HST 모터(42)에 유입하는 압유의 유량이 증가한다. 이에 의해, HST 모터(42)의 회전 속도 N이 상승(회전수가 증가)하여 차속 V가 빨라진다. 즉, 차속 V는 HST 모터(42)의 회전 속도 N에 비례한다(V∝N). HST 모터(42)의 회전 속도 N은, HST 펌프(41)의 토출 유량 Q 및 HST 모터(42)의 용적 효율 η에 비례하고, HST 모터(42)의 배기 용적 q에 반비례한다(N=Q·η/q).

오퍼레이터가 액셀러레이터 페달(61)을 계속하여 답입하고 있는 경우에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 차속 V는, 시간 t의 경과에 수반하여 최고 차속 Vmax를 향하여 높아져 간다. 이때, HST 모터(42)의 배기 용적 q는, 최대 배기 용적 qmax로부터 최소 배기 용적 qmin을 향하여 제어된다. 여기서, 「최고 차속 Vmax」란, 차체의 평지 주행 시에 있어서의 상한 차속에 상당하고, 휠 로더(1)를 낼 수 있는 차속의 최고치여도 되고, 예를 들어 최고치보다도 조금 낮은 값 등 임의로 설정한 값이어도 된다.

도 3에 있어서, 휠 로더(1)의 차속 사양으로서 미리 설정된 차속 사양값을 나타내는 그래프를 실선으로 하면, 최고 차속 사양값 Vmaxs(=상한 차속 사양값 Vmaxs)를 내고 싶은 경우, 컨트롤러(5)는, 최고 차속 사양값 Vmaxs에 대응지어진 HST 모터(42)의 최소 배기 용적의 값인 최소 배기 용적 사양값 qmins에 관한 명령 신호를 모터용 레귤레이터(420)에 대하여 출력한다. 도 3에 있어서 실선으로 나타내는 HST 모터(42)의 배기 용적 q는, 차속 사양값에 대응지어진 배기 용적 사양값이다.

그러나, 예를 들어 HST 모터(42)의 경년 열화나 작동 유온의 영향에 의해 HST 모터(42)의 용적 효율 η가 저하되거나, 모터용 레귤레이터(420)의 마모에 의해 HST 모터(42)의 배기 용적 q에 변동이 발생하거나 하면, 도 3에 있어서 파선으로 나타낸 바와 같이, 휠 로더(1)가 실제로 낼 수 있는 최고 차속 Vmax는 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 낮아져 버린다(Vmax<Vmaxs).

또한, 차속 V는, HST 모터(42)의 출력축에 설치된 차속 센서(72)에 의해 검출된다. 구체적으로는, 차속 센서(72)는, HST 모터(42)의 회전수에 기초하여 차속 V를 검출하고, 그 데이터를 컨트롤러(5)에 출력한다.

또한, 휠 로더(1)는, 차체의 속도단을 선택하는 속도단 선택 장치로서의 속도단 스위치(62)를 운전실(12)(도 1 참조) 내에 구비하고 있고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 속도단마다 최고 차속 Vmax가 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 속도단 스위치(62)를 조작함으로써, 1 내지 4 속도단의 4개의 속도단에서 선택하는 것이 가능하다.

구체적으로는, 1 속도단은, 차체의 최저 속도단이며, 예를 들어 굴삭 작업이나 등판 작업 등의 견인력을 필요로 하는 작업 시에 선택되고, 그 상한 차속은 가장 작은 차속값 V1로 설정되어 있다. 2 속도단은, 1 속도단보다도 1단계 크게 설정된 속도단이며, 예를 들어 덤프 어프로치 동작 시에 선택되고, 그 상한 차속은 1 속도단의 상한 차속값 V1보다도 큰 차속값 V2로 설정되어 있다.

계속해서, 3 속도단은, 2 속도단보다도 1단계 더 크게 설정된 속도단이며, 그 상한 차속은 2 속도단의 상한 차속값 V2보다도 큰 차속값 V3으로 설정되어 있다. 4 속도단은, 3 속도단보다도 1단계 더 크게 설정된 속도단이며 차체의 최고 속도단이고, 그 상한 차속은 3 속도단의 상한 차속값 V3보다도 큰 차속값 V4로 설정되어 있다. 이들 3 속도단 및 4 속도단은, 예를 들어 적하의 운반 시에 선택되는 고속도단에 상당하고, 각각의 상한 차속값 V3, V4는, 휠 로더(1)가 평지를 주행할 때의 상한 차속인 최고 차속 Vmax에 상당한다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 휠 로더(1)의 진행 방향, 즉 차체의 전후진의 전환은, 운전실(12)(도 1 참조) 내에 마련된 전후진 전환 스위치(63)에 의해 행하여진다. 구체적으로는, 전후진 전환 스위치(63)에 있어서 전진 위치로 전환되면, 전진을 나타내는 전환 신호가 컨트롤러(5)에 입력된다. 그리고, 컨트롤러(5)는, 펌프 틸팅이 전진측이 되는 명령 신호를 HST 펌프(41)에 대하여 출력한다. 이에 의해, HST 펌프(41)로부터 토출된 압유가 한쪽의 관로(401)를 통해 HST 모터(42)로 유도되어, HST 모터(42)가 전진의 방향으로 회전하여 차체가 전진한다.

차체의 후진에 대해서도 마찬가지로, 전후진 전환 스위치(63)에 있어서 후진 위치로 전환되면, 후진을 나타내는 전환 신호가 컨트롤러(5)에 입력된다. 그리고, 컨트롤러(5)는, 펌프 틸팅이 후진측이 되는 명령 신호를 HST 펌프(41)에 대하여 출력한다. 이에 의해, HST 펌프(41)로부터 토출된 압유가 다른 쪽의 관로(402)를 통해 HST 모터(42)로 유도되어, HST 모터(42)가 후진의 방향으로 회전하여 차체가 후진한다.

HST 모터(42)에 가해지는 부하 압력(HST 회로의 메인 압력)은, 한 쌍의 관로(401, 402) 상에 각각 마련된 압력 센서(71)에 의해 검출되고, 검출된 압력 검출값 P는 컨트롤러(5)에 입력된다.

또한, 컨트롤러(5)에 있어서의 제어에서는, 2개의 압력 센서(71) 각각에서 검출된 압력 검출값 P의 차압을 사용해도 되고, 고압측의 압력 센서(71)로 검출된 압력 검출값 P(구체적으로는, 차체 전진 시는 한쪽의 관로(401)측의 압력 센서(71)의 압력 검출값 P가 되고, 차체 후진 시는 다른 쪽의 관로(402)측의 압력 센서(71)의 압력 검출값 P가 된다)를 사용해도 된다.

<컨트롤러(5)의 구성>

이어서, 컨트롤러(5)의 구성에 대해서, 도 5 내지 7을 참조하여 설명한다.

도 5는, 컨트롤러(5)가 갖는 기능을 도시하는 기능 블록도이다. 도 6은, HST 모터(42)의 부하 압력 P와 HST 모터(42)의 배기 용적 q의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 7은, 최고 차속 Vmax와 HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin의 관계를 나타내는 그래프이다.

컨트롤러(5)는, CPU, RAM, ROM, HDD, 입력 I/F 및 출력 I/F가 버스를 통해 서로 접속되어 구성된다. 그리고, 액셀러레이터 페달(61), 속도단 스위치(62) 및 전후진 전환 스위치(63) 등의 각종의 조작 장치나, 압력 센서(71) 및 차속 센서(72)와 같은 각종 센서 등이 입력 I/F에 접속되고, 펌프용 레귤레이터(410) 및 모터용 레귤레이터(420)나 엔진(3) 등이 출력 I/F에 접속되어 있다.

이러한 하드웨어 구성에 있어서, ROM이나 HDD 또는 광학 디스크 등의 기록 매체에 저장된 제어 프로그램(소프트웨어)을 CPU가 판독하여 RAM 상에 전개하고, 전개된 제어 프로그램을 실행함으로써, 제어 프로그램과 하드웨어가 협동하여, 컨트롤러(5)의 기능을 실현한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 컨트롤러(5)를 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해 구성되는 컴퓨터로서 설명하고 있지만, 이에 한정되지는 않고, 예를 들어 다른 컴퓨터의 구성의 일례로서, 휠 로더(1)의 측에서 실행되는 제어 프로그램의 기능을 실현하는 집적 회로를 사용해도 된다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 컨트롤러(5)는, 데이터 취득부(51)와, 판정부(52)와, 명령 신호 출력부(53)와, 기억부(54)를 포함한다.

데이터 취득부(51)는, 속도단 스위치(62)로부터 출력된 속도단 신호, 압력 센서(71)로 검출된 압력 검출값 P 및 차속 센서(72)로 검출된 차속 검출값 V에 관한 데이터를 취득한다.

판정부(52)는, 속도단 판정부(52A)와, 압력 판정부(52B)와, 차속 판정부(52C)를 포함한다. 속도단 판정부(52A)는, 데이터 취득부(51)에서 취득된 속도단 신호에 기초하여, 속도단 스위치(62)에서 선택된 속도단이 고속도단(3 속도단 또는 4 속도단)인지의 여부를 판정한다.

압력 판정부(52B)는, 데이터 취득부(51)에서 취득된 압력 검출값 P와, HST 모터(42)의 배기 용적을 최댓값 qmax로부터 최솟값 qmin 혹은 최솟값 qmin으로부터 최댓값 qmax로 전환할 때의 전환점에 대응하는 압력값 Ps(이하, 단순히 「전환 압력값 Ps」로 한다)에 있어서의 대소 관계를 판정한다. 차속 판정부(52C)는, 데이터 취득부(51)에서 취득된 차속 검출값 V와, 최고 차속 사양값 Vmaxs에 있어서의 대소 관계를 판정한다.

명령 신호 출력부(53)는, 속도단 판정부(52A)에 있어서 고속도단이 선택되어 있다고 판정됨과 함께, 압력 판정부(52B)에 있어서 압력 검출값 P가 전환 압력값 Ps 이하이다(P≤Ps)로 판정되고, 또한 차속 판정부(52C)에 있어서 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 낮다(V<Vmaxs)로 판정된 경우에, 도 6에 있어서 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을 최소 배기 용적 사양값 qmins보다도 작은 제1 최소 배기 용적값 qmin1(<qmins)을 향하여 제한하는 명령 신호를 모터용 레귤레이터(420)에 대하여 출력한다.

이와 같이, HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin이 최소 배기 용적 사양값 qmins보다도 작은 제1 최소 배기 용적값 qmin1을 향하여 제한되면, HST 모터(42)의 회전 속도 N은 상승하기 때문에, 차체는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 높은 제1 최고 차속 Vmax1을 내는 것이 가능해진다. 따라서, HST 모터(42)의 경년 열화 등에 의해 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 낮은 차속이 되어 버리고 있는 경우에도, 제1 최고 차속 Vmax1을 향하여 차속을 상승시킴으로써 최고 차속 사양값 Vmaxs를 내는 것이 가능하게 된다.

또한, 명령 신호 출력부(53)는, 속도단 판정부(52A)에 있어서 고속도단이 선택되어 있다고 판정됨과 함께, 압력 판정부(52B)에 있어서 압력 검출값 P가 전환 압력값 Ps 이하이다(P≤Ps)로 판정되고, 또한 차속 판정부(52C)에 있어서 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 높다(V>Vmaxs)로 판정된 경우에는, 도(6)에 있어서 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을 최소 배기 용적 사양 값 qmins보다도 큰 제2 최소 배기 용적 값 qmin2를 향하여 제어하는 명령 신호를 모터용 레귤레이터(420)에 대하여 출력한다.

HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을 제1 최소 배기 용적값 qmin1로 제한한 채인 경우, 차속 V는 최고 차속 사양값 Vmaxs를 대폭으로 초과하는 값까지 상승해 버릴 가능성이 있다(오버런 상태). 예를 들어, 공도를 주행하는 차량에 대하여 차량 검사 제도가 마련되어 있는 각 국에서는, 차량의 평지 주행 시의 상한 차속이 상한 차속 사양값을 초과하는 것에 대하여 규제가 가해지고 있다. 따라서, 휠 로더(1)를 설계할 때에는, 실제의 평지 주행 시에 있어서의 상한 차속이 상한 차속 사양값 이하가 되는 것이 요구된다.

그래서, 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 높아진 때에는(V>Vmaxs), HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을 최소 배기 용적 사양값 qmins보다도 큰 제2 최소 배기 용적값 qmin2를 향하여 제어하여 HST 모터(42)의 회전 속도 N을 저감시킴으로써, 차체는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 낮은 제2 최고 차속 Vmax2를 향하여 감속하고, 최고 차속 사양값 Vmaxs로 유지하는 것이 가능하게 된다.

이렇게 해서, 컨트롤러(5)는, 제2 최고 차속 Vmax2로부터 제1 최고 차속 Vmax1까지 사이에 있어서 차속 V의 보정을 항상 행함으로써, 휠 로더(1)의 최고 차속 Vmax를 최고 차속 사양값 Vmaxs로 유지하고, 최고 차속 Vmax의 변동을 억제할(안정시킬) 수 있다.

본 실시 형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 컨트롤러(5)는, HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을, 제1 최소 배기 용적값 qmin1과 제2 최소 배기 용적값 qmin2 사이에 있어서, 차속 검출값 V에 비례하여 변화시키고 있다. 이에 의해, HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을 제1 최소 배기 용적값 qmin1과 제2 최소 배기 용적값 qmin2로 ON/OFF 변화시킨 경우와 비교하여 차속 변화가 원활해져, 컨트롤러(5)의 차속 보정에 의한 위화감이 없어진다.

기억부(54)는, 메모리이고, 전환 압력값 Ps, 최고 차속 사양값 Vmaxs 및 도 7에 도시하는 최고 차속 Vmax와 HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin의 관계가 각각 기억되어 있다.

<컨트롤러(5) 내에서의 처리>

이어서, 컨트롤러(5) 내에서 실행되는 구체적인 처리의 흐름에 대해서, 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8은, 컨트롤러(5)에서 실행되는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

먼저, 데이터 취득부(51)는, 속도단 스위치(62)로부터 출력된 속도단 신호를 취득한다(스텝 S501). 계속해서, 속도단 판정부(52A)는, 스텝 S501에 있어서 취득된 속도단 신호가 고속도단에 관한 속도단 신호인지의 여부를 판정한다(스텝 S502).

스텝 S502에 있어서 속도단 신호가 고속도단에 관한 속도단 신호라고 판정된 경우(스텝 S502/"예"), 데이터 취득부(51)는, 압력 센서(71)로 검출된 압력 검출값 P를 취득한다(스텝 S503). 계속해서, 압력 판정부(52B)는, 스텝 S503에 있어서 취득된 압력 검출값 P가 전환 압력값 Ps 이하인지의 여부를 판정한다(스텝 S504).

스텝 S504에 있어서 압력 검출값 P가 전환 압력값 Ps 이하이다(P≤Ps)로 판정된 경우(스텝 S504/"예"), 데이터 취득부(51)는, 차속 센서(72)로 검출된 차속 검출값 V를 취득한다(스텝 S505). 계속해서, 차속 판정부(52C)는, 스텝 S505에 있어서 취득된 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 낮은지의 여부를 판정한다(스텝 S506).

스텝 S506에 있어서 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 낮다(V<Vmaxs)로 판정된 경우(스텝 S506/"예"), 명령 신호 출력부(53)는, HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을 제1 최소 배기 용적 qmin1을 향하여 제한하는 명령 신호를 모터용 레귤레이터(420)에 대하여 출력하여(스텝 S507), 컨트롤러(5)에 있어서의 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S506에 있어서 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs 이상이다(V≥Vmaxs)로 판정된 경우(스텝 S506/"아니오"), 차속 판정부(52C)는, 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 높은지의 여부를 판정한다(스텝 S508).

스텝 S508에 있어서 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 높다(V>Vmaxs)로 판정된 경우(스텝 S508/"예"), 명령 신호 출력부(53)는, HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을 제2 최소 배기 용적 qmin2를 향하여 제어하는 명령 신호를 모터용 레귤레이터(420)에 대하여 출력하여(스텝 S509), 컨트롤러(5)에 있어서의 처리가 종료된다.

본 실시 형태에서는, 스텝 S502에 있어서 속도단 신호가 고속도단에 관한 속도단 신호가 아닌, 즉 저속도단이라고 판정된 경우(스텝 S502/"아니오")에는, 컨트롤러(5)에 있어서의 처리가 종료된다. 휠 로더(1)가 최고 차속 Vmax로 주행하는 경우에는, 평지 주행 시에 선택되는 고속도단에 해당하기 때문에, 속도단 스위치(62)에서 고속도단이 선택되고 있는 것을 조건으로 하고 있다.

또한, 스텝 S504에 있어서 압력 검출값 P가 전환 압력값 Ps보다도 크다(P>Ps)로 판정된 경우(스텝 S504/"아니오")에는, HST 모터(42)의 배기 용적 q는 최대 배기 용적 qmax로 제어되어 있고, 차속 V는 최고 차속 Vmax까지 나오고 있지 않은 상태이기 때문에, 컨트롤러(5)에 있어서의 처리가 종료된다.

또한, 스텝 S508에 있어서 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs보다도 크지 않은, 즉 차속 검출값 V가 최고 차속 사양값 Vmaxs이다(V=Vmaxs)로 판정된 경우(스텝 S508/"아니오")에는, 컨트롤러(5)에 의해 차속 V의 보정을 행할 필요가 없기 때문에, 컨트롤러(5)에 있어서의 처리가 종료된다.

이상, 본 발명의 실시 형태 및 변형예에 대하여 설명하였다. 또한, 본 발명은 상기한 실시 형태나 변형예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 다른 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태 및 변형예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위하여 상세하게 설명한 것이고, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 본 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 첨가하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시 형태의 구성 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 작업 차량의 일 양태로서 휠 로더에 대하여 설명했지만, 이에 한정되지는 않고, HST 구동식의 작업 차량이라면, 예를 들어 포크리프트나 휠 셔블 등의 다른 작업 차량이어도 된다.

또한, 컨트롤러(5)는, 적어도 압력 센서(71)로 검출된 압력 검출값 P가 전환 압력값 Ps 이하로 된 경우(P≤Ps)에, HST 모터(42)의 최소 배기 용적 qmin을 제1 최소 배기 용적 qmin1을 향하여 제한하면 되고, 속도단이나 차속 V에 관한 조건은 반드시 필요한 것은 아니다.

1: 휠 로더(작업 차량)
3: 엔진
5: 컨트롤러
11, 11A: 전륜(차륜)
11, 11B: 후륜(차륜)
41: HST 펌프(주행용 유압 펌프)
42: HST 모터(주행용 유압 모터)
62: 속도단 스위치(속도단 선택 장치)
71: 압력 센서
72: 차속 센서
P: 압력 검출값
Ps: 전환 압력값
qmin: 최소 배기 용적
qmins: 최소 배기 용적 사양값
qmin1: 제1 최소 배기 용적
qmin2: 제2 최소 배기 용적
V: 차속 검출값
Vmaxs: 상한 차속 사양값

Claims (4)

1. 복수의 차륜이 마련된 차체와, 상기 차체에 탑재된 엔진과, 상기 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형의 주행용 유압 펌프와, 상기 주행용 유압 펌프와 폐회로 접속되어서 상기 엔진의 구동력을 상기 복수의 차륜에 전달하는 가변 용량형의 주행용 유압 모터와, 상기 주행용 유압 모터를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 차량에 있어서,
   상기 주행용 유압 모터의 부하 압력을 검출하는 압력 센서와,
   차속을 검출하는 차속 센서를 갖고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 압력 센서로 검출된 압력 검출값이, 상기 주행용 유압 모터에 있어서의 최대 배기 용적과 최소 배기 용적의 전환점에 대응하는 전환 압력값 이하가 되고, 상기 차속 센서로 검출된 차속 검출값이, 상기 차체의 평지 주행에 있어서의 소정의 상한 차속보다도 낮은 경우에는, 상기 주행용 유압 모터의 최소 배기 용적을, 상기 상한 차속에 대응지어진 상기 주행용 유압 모터의 최소 배기 용적의 값보다도 작은 제1 최소 배기 용적값으로 제한하는
   것을 특징으로 하는 작업 차량.
2. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 압력 검출값이 상기 전환 압력값 이하의 범위에 있어서,
   상기 차속 검출값이 상기 상한 차속보다도 높은 경우에는, 상기 주행용 유압 모터의 최소 배기 용적을, 상기 상한 차속에 대응지어진 상기 주행용 유압 모터의 최소 배기 용적의 값보다도 큰 제2 최소 배기 용적값으로 제어하는
   것을 특징으로 하는 작업 차량.
3. 제2항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 제1 최소 배기 용적값과 상기 제2 최소 배기 용적값 사이에 있어서, 상기 주행용 유압 모터의 최소 배기 용적을 상기 차속 검출값에 비례하여 변화시키는
   것을 특징으로 하는 작업 차량.
4. 제1항에 있어서,
   상기 차체의 속도단을 선택하는 속도단 선택 장치를 더 구비하고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 속도단 선택 장치에 있어서 최고 속도단을 포함하는 고속도단이 선택되어 있는 경우에, 상기 압력 검출값이 상기 전환 압력값 이하가 되면, 상기 주행용 유압 모터의 최소 배기 용적을 상기 제1 최소 배기 용적값으로 제한하는
   것을 특징으로 하는 작업 차량.

Images