KR20220024944A

KR20220024944A - 작업 차량

Info

Publication number: KR20220024944A
Application number: KR1020227002528A
Authority: KR
Inventors: 신이치로 다나카; 히로야스 고데라
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2022-03-03
Also published as: CN114206694A; EP4001518A1; JP2021154924A; JP6991263B2; US20220333347A1; WO2021193155A1; CN114206694B; KR102595631B1; EP4001518A4

Abstract

브레이크 성능에 대한 유저의 요구에 유연하게 대응하는 것이 가능한 작업 차량을 제공한다. 전자적인 브레이크 제어 시스템이 탑재된 휠 로더(1)에 있어서, 컨트롤러(5, 5A, 5B)에는, 브레이크 페달(43)의 페달 각도 θ가 커짐에 따라서 전자 비례 밸브(45)의 브레이크 밸브 제어압 Pi가 높아지는 관계로 설정됨과 함께, 소정의 페달 각도 θth 이하에 있어서, 페달 각도 θ에 대한 브레이크 밸브 제어압 Pi의 상승률을 다르게 하여 설정된 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8이 기억되고, 컨트롤러(5, 5A, 5B)는, 적어도 차속 V 및 보텀압 P 중 어느 것에 기초하여, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8로부터 하나의 제어 특성을 선택하고, 포텐시오미터(32)로 검출된 페달 각도 θ가 소정의 페달 각도 θth 이하인 경우에, 하나의 제어 특성에 기초하여 브레이크 밸브 제어압 Pi를 산출하고 지령 전류값을 전자 비례 밸브(45)에 대하여 출력한다.

Description

작업 차량

본 발명은, 전자적인 브레이크 제어 시스템이 탑재된 작업 차량에 관한 것이다.

휠 로더 등의 작업 장치를 구비한 작업 차량에서는, 예를 들어 작업 장치에 적하를 실은 상태에서 덤프 트럭에 접근하는 덤프 어프로치를 행한다. 이 덤프 어프로치 시에는, 작업 장치를 상승시키면서도 차속을 억제하여 덤프 트럭과의 충돌이나 짐 흘러넘침을 방지할 필요가 있어, 저속에서의 브레이크 성능이 중요해지기 때문에, 세심한 브레이크 제어가 요구된다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 차량의 브레이크를 조작하기 위한 조작 신호를 출력하는 조작부와, 브레이크에 유체압을 공급하는 브레이크 작동 유체압 회로에 배치되는 브레이크용 전자식 유체압 제어 밸브와, 조작부로부터의 조작 신호에 기초하여 브레이크용 전자식 유체압 제어 밸브에 제어 신호를 출력하여 브레이크의 작동 혹은 해제를 제어하는 제어부를 구비하는 차량의 브레이크 제어 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2001-130439호 공보

덤프 어프로치 시에 있어서의 브레이크 성능은, 차체의 사양이나 적하의 무게 등에 따라 요구되는 성능이 다르다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 브레이크 제어 장치에서는, 제어부가 조작부로부터의 조작 신호에 기초한 브레이크 제어를 행할 뿐이기 때문에, 유저가 요구하는 브레이크 성능을 만족시키기 위해서는 특수한 브레이크를 탑재하는 등, 하드 구성을 변경할 필요에 몰리고 있다. 하드 구성을 변경하면, 부품 점수가 증가되거나, 차체마다 특수한 설정이 요구되는 등, 유연하게 대응하는 것이 어려웠다.

그래서, 본 발명의 목적은, 브레이크 성능에 대한 유저의 요구에 유연하게 대응하는 것이 가능한 작업 차량을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 차체에 마련된 복수의 차륜과, 상기 차체의 전방부에 마련되어 짐의 운반 작업이나 적재 작업을 행하기 위한 작업 장치와, 상기 복수의 차륜에 제동력을 부여하는 브레이크 장치와, 상기 브레이크 장치를 조작하기 위한 브레이크 페달과, 상기 브레이크 페달의 답입량에 기초하여 상기 브레이크 장치에 출력되는 브레이크압을 제어하는 브레이크 밸브와, 상기 브레이크 밸브에 대하여 파일럿압을 출력하는 전자 비례 밸브와, 상기 전자 비례 밸브를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 차량에 있어서, 상기 브레이크 페달의 답입량을 검출하는 답입량 센서와, 차속을 검출하는 차속 센서와, 상기 작업 장치 내에 실린 상기 짐의 중량을 검출하는 하중 센서를 갖고, 상기 컨트롤러에는, 상기 브레이크 페달의 답입량이 커짐에 따라서 상기 전자 비례 밸브의 제어압이 높아지는 관계로 설정됨과 함께, 소정의 답입량 이하에 있어서 상기 브레이크 페달의 답입량에 대한 상기 전자 비례 밸브의 제어압의 상승률을 다르게 하여 설정된 복수의 제어 특성이 기억되고, 상기 컨트롤러는, 상기 답입량 센서로 검출된 답입량이 상기 소정의 답입량 이하인 경우에, 적어도 상기 차속 센서로 검출된 차속 및 상기 하중 센서로 검출된 중량 중 어느 것에 기초하여, 상기 복수의 제어 특성으로부터 하나의 제어 특성을 선택하고, 선택된 상기 하나의 제어 특성에 기초하여 상기 답입량 센서로 검출된 답입량에 대응하는 제어압을 산출하고, 산출된 제어압에 관한 지령 전류값을 상기 전자 비례 밸브에 대하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 브레이크 성능에 대한 유저의 요구에 유연하게 대응할 수 있다. 상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 명확해진다.

도 1은 본 발명의 각 실시 형태에 관한 휠 로더의 일 구성예를 도시하는 외관 측면도이다.
도 2는 휠 로더에 의한 V 셰이프 로딩에 대하여 설명하는 설명도이다.
도 3은 휠 로더의 덤프 어프로치 시의 동작을 설명하는 설명도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 브레이크 제어 시스템의 일 구성예를 도시하는 시스템 구성도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 컨트롤러가 갖는 기능을 도시하는 기능 블록도이다.
도 6은 컨트롤러에 기억된 제1 제어 특성 및 제2 제어 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 브레이크 페달의 각도와 답입력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 제1 실시 형태에 관한 컨트롤러에서 실행되는 전체의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 9a는 하나의 제1 선택 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 9b는 다른 제1 선택 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 제2 선택 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 제3 선택 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 제4 선택 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 제2 실시 형태에 관한 컨트롤러의 전체의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 제3 실시 형태에 관한 브레이크 제어 시스템의 일 구성예를 나타내는 시스템 구성도이다.

이하, 본 발명의 각 실시 형태에 관한 작업 차량의 일 양태로서, 예를 들어 토사나 광물 등을 굴삭하여 덤프 트럭에 적재하는 하역 작업을 행하는 휠 로더에 대하여 설명한다.

<휠 로더(1)의 구성>

먼저, 휠 로더(1)의 구성에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다.

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

휠 로더(1)는, 차체가 중심 부근에서 가운데가 꺾임으로써 조타되는 아티큘레이트식의 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, 4개의 차륜(11) 중, 좌측에 마련된 전륜(11A) 및 후륜(11B)만을 나타내고 있다. 또한, 차체에 마련되는 복수의 차륜(11)의 구체적인 수에 대해서는, 특별히 제한은 없다.

전방 프레임(1A)의 전방부에는, 짐의 운반 작업이나 적재 작업, 즉 하역 작업을 행하기 위한 작업 장치(2)가 설치되어 있다. 작업 장치(2)는, 전방 프레임(1A)에 기단부가 설치된 리프트 암(21)과, 로드(220)의 신축 동작에 의해 리프트 암(21)을 구동하는 2개의 리프트 암 실린더(22)와, 리프트 암(21)의 선단부에 설치된 버킷(23)과, 로드(240)의 신축 동작에 의해 버킷(23)을 구동하는 버킷 실린더(24)와, 리프트 암(21)에 회동 가능하게 연결되어 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, 2개의 리프트 암 실린더(22)의 각각의 보텀실에 작동유가 공급되어 로드(220)가 신장되면, 전방 프레임(1A)에 대하여 상방향으로 회동한다. 한편, 리프트 암(21)은, 2개의 리프트 암 실린더(22)의 로드실에 작동유가 공급되어 로드(220)가 수축되면, 전방 프레임(1A)에 대하여 하방향으로 회동한다. 리프트 암(21)의 높이는, 리프트 암(21)의 각도로부터 산출하는 것이 가능하고, 리프트 암(21)의 높이 센서로서의 각도 센서(31)가 리프트 암(21)에 설치되어 있다.

버킷(23)은, 버킷 실린더(24)의 보텀실에 작동유가 공급되어 로드(240)가 신장되면, 리프트 암(21)에 대하여 상방향으로 회동(틸트)한다. 한편, 버킷(23)은, 버킷 실린더(24)의 로드실에 작동유가 공급되어 로드(240)가 수축되면, 리프트 암(21)에 대하여 하방향으로 회동(덤프)한다.

버킷(23) 내에 실린 토사나 광물 등의 짐의 중량은, 리프트 암 실린더(22)의 보텀압으로 검출하는 것이 가능하고, 하중 센서로서의 보텀압 센서(32)가 리프트 암 실린더(22)의 보텀실측에 설치되어 있다. 또한, 보텀압 센서(32)는, 2개의 리프트 암 실린더(22) 중 어느 것에 설치되어 있으면 되고, 도 1에서는, 좌측의 리프트 암 실린더(22)에 설치된 보텀압 센서(32)를 파선으로 나타내고 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 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 하역 작업 시에 있어서의 동작>

다음에, 휠 로더(1)의 하역 작업 시에 있어서의 동작에 대하여, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 휠 로더(1)에서는, 「V 셰이프 로딩」이라 불리는 방법으로 굴삭 작업 및 적재 작업을 행한다.

도 2는 휠 로더(1)에 의한 V 셰이프 로딩에 대하여 설명하는 설명도이다. 도 3은 휠 로더(1)의 덤프 어프로치 시의 동작을 설명하는 설명도이다.

먼저, 휠 로더(1)는, 굴삭 대상인 지산(101)을 향하여 전진하고, 버킷(23)을 지산(101)에 돌입시켜 굴삭 작업을 행한다(도 2에 도시한 화살표 X1). 굴삭 작업이 끝나면, 휠 로더(1)는, 원래의 장소로 일단 후퇴한다(도 2에 도시한 화살표 X2).

다음에, 휠 로더(1)는, 적재처인 덤프 트럭(102)을 향하여 전진하여 덤프 트럭(102)의 바로 앞에서 정지하고, 버킷(23) 내의 짐을 덤프 트럭(102)에 적재하는 적재 작업을 행한다(도 2에 도시한 화살표 Y1). 이 적재 작업 시에 있어서의 휠 로더(1)의 동작을 「덤프 어프로치 동작」이라 칭하는 경우가 있다. 또한, 도 2에서는, 덤프 트럭(102)의 바로 앞에서 정지하고 있는 상태의 휠 로더(1)를 파선으로 나타내고 있다.

이 덤프 어프로치 동작에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, 오퍼레이터는, 액셀러레이터 페달을 한도껏 답입(풀 액셀러레이터)함과 함께, 리프트 암(21)의 들어올림 조작을 행한다(도 3에 도시한 우측의 상태).

다음에, 오퍼레이터는, 풀 액셀러레이터의 상태인 채로 하여 리프트 암(21)을 더 상승시키면서, 동시에 브레이크 페달을 조금 답입하여 차체가 덤프 트럭(102)에 충돌하지 않도록, 혹은 짐 흘러넘침이 발생하지 않도록, 차속을 조정한다(도 3에 도시한 중앙의 상태).

그리고, 오퍼레이터는, 브레이크 페달을 더 답입하여, 차체를 덤프 트럭(102)의 바로 앞에서 정지시켜, 버킷(23)의 덤프 조작을 행한다(도 3에 도시한 좌측의 상태). 이에 의해, 버킷(23) 내의 짐은 덤프 트럭(102)에 적재된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 휠 로더(1)는, 적재 작업이 끝나면 원래의 장소로 후퇴한다(도 2에 도시한 화살표 Y2). 이와 같이, 휠 로더(1)는, 지산(101)과 덤프 트럭(102) 사이에서 V자상으로 왕복 주행하면서 굴삭 작업 및 적재 작업을 행한다.

휠 로더(1)에서는, 특히 덤프 어프로치 동작 시에 리프트 암(21)을 상승시키면서도 브레이크를 걸어 차속을 억제할 필요가 있기 때문에, 저속에서의 브레이크 성능이 중요해진다. 그래서, 이하에서는, 휠 로더(1)의 브레이크 제어 시스템에 대하여, 실시 형태마다 설명한다.

<제1 실시 형태>

제1 실시 형태에 관한 브레이크 제어 시스템에 대하여, 도 4 내지 도 13을 참조하여 설명한다.

(브레이크 제어 시스템에 있어서의 하드 구성)

먼저, 휠 로더(1)의 브레이크 제어 시스템에 있어서의 하드 구성에 대하여, 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 제1 실시 형태에 관한 브레이크 제어 시스템의 일 구성예를 도시하는 시스템 구성도이다.

휠 로더(1)의 브레이크 제어 시스템은, 전륜(11A) 및 후륜(11B)(4개의 차륜(11))에 각각 제동력(브레이크력)을 부여하는 브레이크 장치(41F, 41R)와, 압유를 축압하는 어큐뮬레이터(42)와, 브레이크 장치(41F, 41R)를 조작하기 위한 브레이크 페달(43)과, 브레이크 장치(41F, 41R)에 제어 압력을 공급하는 브레이크 밸브(44)와, 브레이크 밸브(44)에 대하여 제어압(이하, 「브레이크 밸브 제어압」이라 함)을 출력하는 전자 비례 밸브(45)와, 전자 비례 밸브(45)를 제어하는 컨트롤러(5)와, 브레이크 페달(43)의 답입량에 따른 파일럿압을 생성하는 유압 파일럿 밸브(46)와, 2개의 전환 위치(47A, 47B)를 갖는 전자 전환 밸브(47)를 구비한다.

도 4에는, 브레이크 밸브(44) 및 전자 비례 밸브(45)가 출력하는 제어 압력의 원압이 되는 유압원으로서 어큐뮬레이터(42)가 도시되어 있다. 유압원은, 통상, 유압 펌프이지만, 어큐뮬레이터(42)에 축압된 압유를 사용해도 된다. 예를 들어, 엔진의 고장 등의 경우에, 어큐뮬레이터(42)에 축압되어 있던 압유를 브레이크 장치(41F, 41R)에 공급하는 것이 가능해진다.

브레이크 페달(43)은, 운전실(12)(도 1 참조) 내에 마련되어 있다. 브레이크 페달(43)의 답입량은, 브레이크 페달(43)의 답입 각도 θ(이하, 간단히 「페달 각도 θ」라 함)로 검출하는 것이 가능하고, 답입량 센서로서의 포텐시오미터(33)가 브레이크 페달(43)에 설치되어 있다.

브레이크 밸브(44)는, 본 실시 형태에서는, 운전실(12) 내에 마련된 브레이크 페달(43)과는 이격된 다른 위치이며, 운전실(12)보다도 액슬(axle)에 가까운 위치에 설치되어 있다. 이에 의해, 브레이크 밸브(44)로부터 브레이크 페달(43)에 전달되는 유압 진동(유압 맥동)을 경감할 수 있어, 유압 진동의 전파에 의한 오퍼레이터의 불쾌감이나 유압 진동에 기인하는 소음을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 브레이크 밸브(44)를 액슬(axle)에 접근시킴으로써, 브레이크 밸브(44)가 운전실(12)의 근처에 설치되어 있는 경우와 비교하여 브레이크의 응답성이 양호해진다.

전자 전환 밸브(47)는, 컨트롤러(5)로부터 출력되는 전환 지령 전류에 기초하여, 전자 비례 밸브(45)로부터의 브레이크 밸브 제어압을 브레이크 밸브(44)로 유도하는 제1 전환 위치(47A)와, 유압 파일럿 밸브(46)에서 생성된 파일럿압을 브레이크 밸브(44)로 유도하는 제2 전환 위치(47B)를 전환한다. 즉, 브레이크 밸브(44)에 작용되는 파일럿압은, 전자 전환 밸브(47)의 전환 위치에 따라 변화된다.

전술한 바와 같이, 휠 로더(1)는 특히 저속에서의 브레이크 성능이 중요하기 때문에, 컨트롤러(5)에 의한 세밀한 브레이크 제어를 행할 필요가 있고, 이와 같은 경우에 있어서, 전자 전환 밸브(47)는 제1 전환 위치(47A)로 전환되어, 브레이크 밸브(44)에는 전자 비례 밸브(45)로부터의 브레이크 밸브 제어압이 작용한다.

한편, 휠 로더(1)가 중 내지 고속으로 주행하고 있을 때 등 컨트롤러(5)에 의한 브레이크 제어를 특별히 행하지 않아도 되는(오퍼레이터에 의한 브레이크 페달(43)의 답입 조작에 의해 직접적으로 브레이크를 걸고 싶은) 경우나, 컨트롤러(5)와 전자 비례 밸브(45)를 접속하는 신호선이 단선되거나, 컨트롤러(5)로부터의 지령 전류의 출력이 정지되거나 한 경우에는, 전자 전환 밸브(47)는 제2 전환 위치(47B)로 전환되어, 브레이크 밸브(44)에는 유압 파일럿 밸브(46)에서 생성된 파일럿압이 작용한다. 이에 의해, 휠 로더(1)는, 응답성이 양호한 신속한 브레이크를 거는 것이 가능해진다.

본 실시 형태에서는, 전자 전환 밸브(47)는, 컨트롤러(5)로부터 출력되는 전환 지령 전류의 크기가 전자 전환 밸브(47)에 탑재된 스프링(47C)의 가압력보다 커진 경우에, 제1 전환 위치(47A)로 전환된다. 따라서, 컨트롤러(5)를 포함하는 전기 계통에 이상이 발생하여 전자 전환 밸브(47)에 전환 지령 전류가 출력되지 않는 경우(전환 지령 전류=0)에는, 전자 전환 밸브(47)는, 스프링(47C)의 가압력에 의해 제2 전환 위치(47B)로 전환된다.

이와 같이, 휠 로더(1)에서는, 컨트롤러(5)에 의한 전자식의 브레이크 제어 에만 의존하지 않고, 전자식의 브레이크 제어와 유압식의 브레이크 제어를 병용한 브레이크 제어 시스템을 채용하고 있기 때문에, 컨트롤러(5)를 포함하는 전기 계통에 이상이 발생한 경우에도, 안심하고 브레이크 장치(41F, 41R)를 작동시키는 것 가능하게 되어 있다.

(컨트롤러(5)의 구성)

다음에, 컨트롤러(5)의 구성에 대하여, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 5는 컨트롤러(5)가 갖는 기능을 도시하는 기능 블록도이다. 도 6은 유압식의 브레이크 제어 특성, 그리고 전자식의 브레이크 제어 특성인 브레이크 밸브 제어압의 제1 제어 특성 Z1 및 제2 제어 특성 Z2를 나타내는 그래프이다. 도 7은 브레이크 페달(43)의 각도 θ와 브레이크 페달(43)의 답입력 F의 관계를 나타내는 그래프이다.

컨트롤러(5)는, CPU, RAM, ROM, HDD, 입력 I/F, 및 출력 I/F가 버스를 통해 서로 접속되어 구성된다. 그리고, 각종 조작 장치, 그리고 보텀압 센서(32), 포텐시오미터(33), 및 차속 센서(34)와 같은 각종 센서 등이 입력 I/F에 접속되고, 전자 비례 밸브(45) 및 전자 전환 밸브(47)가 출력 I/F에 접속되어 있다. 또한, 차속 센서(34)는, 트랜스미션의 출력축의 회전 속도에 기초하여 차속을 검출한다.

이와 같은 하드웨어 구성에 있어서, ROM이나 HDD 혹은 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.

컨트롤러(5)에는, 브레이크 페달(43)의 페달 각도 θ(답입량)에 대한 전자 비례 밸브(45)의 브레이크 밸브 제어압 Pi의 대응 관계가 설정된 복수의 제어 특성이 기억되어 있다. 구체적으로는, 복수의 제어 특성은, 브레이크 페달(43)의 페달 각도 θ가 커짐에 따라서 브레이크 밸브 제어압 Pi가 높아지는 관계로 설정됨과 함께, 소정의 페달 각도 θth 이하(θ≤θth)에 있어서 페달 각도 θ에 대한 전자 비례 밸브(45)의 브레이크 밸브 제어압 Pi의 상승률이 다르도록 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 컨트롤러(5)에는, 제1 제어 특성 Z1, 제2 제어 특성 Z2, 제3 제어 특성 Z3, 제4 제어 특성 Z4, 제5 제어 특성 Z5, 제6 제어 특성 Z6, 제7 제어 특성 Z7, 및 제8 제어 특성 Z8의 8개가 기억되어 있지만, 컨트롤러(5)에 기억되어 있는 제어 특성의 수에 대해서는 특별히 제한은 없다.

또한, 이하에서는, 「제1 제어 특성 Z1, 제2 제어 특성 Z2, 제3 제어 특성 Z3, 제4 제어 특성 Z4, 제5 제어 특성 Z5, 제6 제어 특성 Z6, 제7 제어 특성 Z7, 및 제8 제어 특성 Z8」을, 통합하여 「제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8」로 하는 경우가 있다.

제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8은, 적어도 페달 각도 θ가 브레이크 페달(43)의 최대 페달 각도 θmax(최대 답입량)의 절반 이하(θ≤θmax/2)의 범위에 있어서, 페달 각도 θ에 대하여 각각 브레이크 밸브 제어압 Pi의 상승률이 다르게 설정되어 있다. 즉, 소정의 페달 각도 θth 이하의 범위에는, 페달 각도 θ가 브레이크 페달(43)의 최대 페달 각도 θmax의 절반 이하(θ≤θmax/2)의 범위가 포함되고, 이 범위는, 휠 로더(1)의 덤프 어프로치 동작 시에 있어서, 차속을 억제하기(감속하기) 위해 오퍼레이터에 의해 답입되는 페달 각도 θ의 범위에 상당한다.

도 6에서는, 일례로서, 제1 제어 특성 Z1을 나타내는 그래프를 일점쇄선으로, 제2 제어 특성 Z2를 나타내는 그래프를 파선으로, 각각 나타내고 있다. 적어도 페달 각도 θ가 브레이크 페달(43)의 최대 페달 각도의 절반 이하(θ≤θmax/2)의 범위에서는, 제1 제어 특성 Z1의 그래프의 기울기는, 제2 제어 특성 Z2의 그래프의 기울기보다도 급하게 되어 있고, 어떤 페달 각도 θ1에 대한 브레이크 밸브 제어압 Pi는, 제1 제어 특성 Z1에서는 Pi1이 되는 것에 반해, 제2 제어 특성 Z2에서는 Pi1보다도 작은 Pi2가 된다(Pi1>Pi2).

또한, 도 6에서는, 유압식의 브레이크 제어 특성을 실선으로 나타내고 있다. 전자식의 브레이크 제어 특성인 제1 제어 특성 Z1 및 제2 제어 특성 Z2는 모두, 기울기가 유압식의 브레이크 제어 특성의 기울기보다도 완만하게 설정되어 있다.

또한, 도 6에서는 도시가 생략되어 있지만, 제3 제어 특성 Z3은, 그래프의 기울기가 제2 제어 특성 Z2의 그래프의 기울기보다도 완만하게, 제4 제어 특성 Z4는, 그래프의 기울기가 제3 제어 특성 Z3의 그래프의 기울기보다도 완만하게, 제5 제어 특성 Z5는, 그래프의 기울기가 제4 제어 특성 Z4의 그래프의 기울기보다도 완만하게, 제6 제어 특성 Z6은, 그래프의 기울기가 제5 제어 특성 Z5의 그래프의 기울기보다도 완만하게, 제7 제어 특성 Z7은, 그래프의 기울기가 제6 제어 특성 Z6의 그래프의 기울기보다도 완만하게, 제8 제어 특성 Z8은, 그래프의 기울기가 제7 제어 특성 Z7의 그래프의 기울기보다도 완만하게, 각각 설정되어 있다.

이와 같이, 컨트롤러(5)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8을 사용하여, 페달 각도 θ에 대한 브레이크 밸브 제어압 Pi의 관계를 임의로 조정하는 것이 가능하고, 페달 각도 θ에 대해, 차체의 크기나 버킷(23) 내에 실린 짐의 중량, 차체의 동작 상태에 따른 브레이크 밸브 제어압 Pi가 전자 비례 밸브(45)로부터 출력된다.

만약, 컨트롤러(5)에 있어서 복수의 제어 특성이 설정되어 있지 않은 경우에는, 차체의 사양이나 짐의 중량, 차체의 동작 상태에 따라서, 요구되는 브레이크 밸브 제어압 Pi가 달라진다. 이 경우, 차체의 사양이나 짐의 중량, 차체의 동작 상태가 다르면, 페달 각도 θ와 브레이크 페달(43)의 답입력 F의 관계도 브레이크 밸브 제어압 Pi에 따라서 변화되어 버린다.

이에 반해, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8이 설정된 컨트롤러(5)에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 차체의 사양이나 짐의 중량, 차체의 동작 상태가 달라도, 페달 각도 θ와 브레이크 페달(43)의 답입력 F의 관계는, 브레이크 밸브 제어압 Pi에 관계없이 일정하기 때문에, 오퍼레이터는, 위화감없이 브레이크 장치(41F, 41R)를 작동시킬 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(5)는, 데이터 취득부(51)와, 차체 상태 판정부(52)와, 제어 특성 선택부(53)와, 답입량 판정부(54)와, 산출부(55)와, 지령부(56)와, 선택 처리 결정부(57)와, 기억부(58)를 포함한다.

데이터 취득부(51)는, 후술하는 결정 스위치(48)로부터 출력된 결정 신호, 각도 센서(31)로 검출된 리프트 암 각도 α(높이의 검출값에 상당), 보텀압 센서(32)로 검출된 보텀압 P(중량의 검출값에 상당), 포텐시오미터(33)로 검출된 페달 각도 θ(답입량의 검출값에 상당), 및 차속 센서(34)로 검출된 차속 V에 관한 데이터를 각각 취득한다.

차체 상태 판정부(52)는, 데이터 취득부(51)에서 취득된 리프트 암 각도 α, 보텀압 P, 페달 각도 θ, 및 차속 V에 기초하여, 차체의 동작 상태를 판정한다. 구체적으로는, 차체 상태 판정부(52)는, 데이터 취득부(51)에서 취득된 보텀압 P가 소정의 제1 역치 P1 이상인지 여부를, 데이터 취득부(51)에서 취득된 차속 V가 소정의 제2 역치 V1보다도 작은지 여부를, 및 데이터 취득부(51)에서 취득된 리프트 암 각도 α가 소정의 제3 역치 α1보다도 작은지 여부를, 각각 판정한다.

「소정의 제1 역치 P1」은, 버킷(23) 내에 실린 짐의 중량의 경중에 관한 기준이 되는 역치이고, 「소정의 제2 역치 V1」은, 휠 로더(1)의 주행 속도의 지속에 관한 기준이 되는 역치이며, 「소정의 제3 역치 α1」은, 작업 장치(2)의 상승 높이의 고저에 관한 기준이 되는 역치이고, 어느 역치도 차체의 사양이나 오퍼레이터의 기호 등에 따라서 임의의 값으로 설정하는 것이 가능하다.

제어 특성 선택부(53)는, 차체 상태 판정부(52)의 판정 결과에 기초하여, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8로부터 하나의 제어 특성을 선택한다. 제어 특성 선택부(53)에 있어서의 구체적인 선택 방법에 대해서는, 후술한다.

답입량 판정부(54)는, 데이터 취득부(51)에서 취득된 페달 각도 θ가 소정의 전환 역치 θth(소정의 페달 각도 θth)보다도 큰지 여부를 판정한다. 「소정의 전환 역치 θth」는, 컨트롤러(5)에 의한 전자식의 브레이크 제어와, 유압 파일럿 밸브(46)를 사용한 유압식의 브레이크 제어를 전환하는 기준이 되는 역치이며, 본 실시 형태에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 브레이크 페달(43)의 최대 페달 각도 θmax의 절반보다도 큰 값이다(θth>θmax/2).

산출부(55)는, 답입량 판정부(54)에 있어서 페달 각도 θ가 전환 역치 θth 이하(θ≤θth)라고 판정된 경우에, 제어 특성 선택부(53)에서 선택된 하나의 제어 특성에 기초하여 페달 각도 θ에 대응하는 브레이크 밸브 제어압 Pi를 산출한다.

지령부(56)는, 답입량 판정부(54)에 있어서 페달 각도 θ가 전환 역치 θth 이하(θ≤θth)라고 판정된 경우에는, 전자 전환 밸브(47)에 대하여 전환 지령 전류를 출력함과 함께, 산출부(55)에 있어서 산출된 브레이크 밸브 제어압 Pi에 관한 지령 전류값을 전자 비례 밸브(45)에 대하여 출력한다. 또한, 답입량 판정부(54)에 있어서 페달 각도 θ가 전환 역치 θth보다도 크다(θ>θth)고 판정된 경우에는, 전자 전환 밸브(47)에 대한 전환 지령 전류의 출력을 정지한다.

본 실시 형태에서는, 컨트롤러(5)에는, 제어 특성 선택부(53)에서 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8로부터 하나의 제어 특성을 선택하기 위한 다른 4개의 선택 처리(제1 내지 제4 선택 처리)가 기억되어 있다. 운전실(12)에는, 제1 내지 제4 선택 처리로부터 하나의 선택 처리를 결정하기 위한 결정 스위치(48)가 마련되어 있고, 결정 스위치(48)로부터 출력된 결정 신호가 데이터 취득부(51)에 있어서 취득되면, 선택 처리 결정부(57)는, 당해 결정 신호에 기초하여 하나의 선택 처리를 결정한다. 제1 내지 제4 선택 처리에 있어서의 구체적인 처리의 흐름에 대해서는, 후술한다.

또한, 복수의 제어 특성으로부터 하나의 제어 특성을 선택하기 위한 선택 처리는, 반드시 4개일 필요는 없고, 컨트롤러(5)에 복수의 선택 처리가 기억되어 있어도 되고, 하나의 선택 처리만이 기억되어 있어도 된다.

기억부(58)는, 메모리이며, 제1 역치 P1, 제2 역치 V1, 제3 역치 α1, 전환 역치 θth, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8, 및 제1 내지 제4 선택 처리가 각각 기억되어 있다.

(컨트롤러(5) 내에서의 처리)

다음에, 컨트롤러(5)에서 실행되는 구체적인 처리의 흐름에 대하여, 도 8 내지 도 12를 참조하여 설명한다.

도 8은 컨트롤러(5)에서 실행되는 전체의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 9a 및 도 9b는 제1 선택 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 10은 제2 선택 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 11은 제3 선택 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 12는 제4 선택 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

본 실시 형태에서는, 컨트롤러(5)는, 먼저, 데이터 취득부(51)에 있어서 결정 스위치(48)로부터의 결정 신호가 취득되면(스텝 S501/"예"), 선택 처리 결정부(57)가 스텝 S501에서 취득된 결정 신호에 따른 하나의 선택 처리로 결정한다(스텝 S502). 계속해서, 컨트롤러(5)는, 스텝 S502에 있어서 결정된 하나의 선택 처리를 실행한다(스텝 S503).

한편, 데이터 취득부(51)에 있어서 결정 스위치(48)로부터의 결정 신호가 취득되지 않는 경우에는(스텝 S501/"아니오"), 선택 처리 결정부(57)는, 제1 내지 제4 선택 처리 중으로부터 하나의 선택 처리를 결정할 수 없다.

제1 선택 처리에서는, 도 9a에 도시한 바와 같이, 먼저, 데이터 취득부(51)가, 보텀압 센서(32)로 검출된 보텀압 P를 취득한다(스텝 S610). 다음에, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S610에서 취득된 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S611).

스텝 S611에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상(P≥P1)이라고 판정된 경우(스텝 S611/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제1 제어 특성 Z1을 선택하고(스텝 S612), 제1 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S611에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1보다도 작다(P<P1)고 판정된 경우(스텝 S611/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제2 제어 특성 Z2를 선택하고(스텝 S613), 제1 선택 처리가 종료된다.

또한, 도 9a에 도시한 제1 선택 처리에서는, 보텀압 센서(32)로 검출된 보텀압 P에 기초하여, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제1 제어 특성 Z1 또는 제2 제어 특성 Z2가 선택되었지만, 이에 한정되지는 않고, 도 9b에 도시한 바와 같이, 차속 센서(34)로 검출된 차속 V에 기초하여, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제1 제어 특성 Z1 또는 제2 제어 특성 Z2가 선택되어도 된다.

구체적으로는, 먼저, 데이터 취득부(51)가, 차속 센서(34)로 검출된 차속 V를 취득한다(스텝 S610A). 다음에, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S610A에서 취득된 차속 V가 제2 역치 V1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S611A).

스텝 S611A에 있어서 차속 V가 제2 역치 V1보다도 작다(V<V1)고 판정된 경우(스텝 S611A/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제1 제어 특성 Z1을 선택하고(스텝 S612), 제1 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S611A에 있어서 차속 V가 제2 역치 V1 이상(V≥V1)이라고 판정된 경우(스텝 S611A/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제2 제어 특성 Z2를 선택하고(스텝 S613), 제1 선택 처리가 종료된다.

따라서, 제1 선택 처리에서는, 컨트롤러(5)는, 보텀압 센서(32)로 검출된 보텀압 P와 제1 역치 P1 사이의 대소 관계(버킷(23) 내에 실린 짐의 중량의 경중) 및 차속 센서(34)로 검출된 차속 V와 제2 역치 V1 사이의 대소 관계(차속의 고저) 중 어느 것에 기초하여, 제1 제어 특성 Z1 및 제2 제어 특성 Z2 중 어느 것을 선택한다.

제2 선택 처리에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 먼저, 데이터 취득부(51)가, 차속 센서(34)로 검출된 차속 V 및 보텀압 센서(32)로 검출된 보텀압 P를 각각 취득한다(스텝 S620). 다음에, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S620에서 취득된 차속 V가 제2 역치 V1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S621).

스텝 S621에 있어서 차속 V가 제2 역치 V1보다도 작다(V<V1)고 판정된 경우(스텝 S621/"예"), 계속해서, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S620에서 취득된 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S622).

스텝 S622에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상(P≥P1)이라고 판정된 경우(스텝 S622/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제1 제어 특성 Z1을 선택하고(스텝 S623), 제2 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S622에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1보다도 작다(P<P1)고 판정된 경우(스텝 S622/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제2 제어 특성 Z2를 선택하고(스텝 S624), 제2 선택 처리가 종료된다.

또한, 스텝 S621에 있어서 차속 V가 제2 역치 V1 이상(V≥V1)이라고 판정된 경우(스텝 S621/"아니오"), 스텝 S622와 마찬가지로, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S620에서 취득된 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S622A).

스텝 S622A에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상(P≥P1)이라고 판정된 경우(스텝 S622A/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제3 제어 특성 Z3을 선택하고(스텝 S625), 제2 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S622A에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1보다도 작다(P<P1)고 판정된 경우(스텝 S622A/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제4 제어 특성 Z4를 선택하고(스텝 S626), 제2 선택 처리가 종료된다.

제2 선택 처리에서는, 컨트롤러(5)는, 차속 센서(34)로 검출된 차속 V와 제2 역치 V1 사이의 대소 관계에 더하여, 보텀압 센서(32)로 검출된 보텀압 P와 제1 역치 P1 사이의 대소 관계에 기초하여, 제1 내지 제4 제어 특성 Z1 내지 Z4 중 어느 것을 선택한다. 즉, 컨트롤러(5)는, 휠 로더(1)의 주행 속도의 지속 및 버킷(23) 내에 실린 짐의 중량의 경중에 기초하여, 제1 내지 제4 제어 특성 Z1 내지 Z4 중 어느 것을 선택한다.

제3 선택 처리에서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 먼저, 데이터 취득부(51)가, 차속 센서(34)로 검출된 차속 V 및 각도 센서(31)로 검출된 리프트 암 각도 α를 각각 취득한다(스텝 S630). 다음에, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S630에서 취득된 차속 V가 제2 역치 V1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S631).

스텝 S631에 있어서 차속 V가 제2 역치 V1보다도 작다(V<V1)고 판정된 경우(스텝 S631/"예"), 계속해서, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S630에서 취득된 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S632).

스텝 S632에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작다(α<α1)고 판정된 경우(스텝 S632/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제1 제어 특성 Z1을 선택하고(스텝 S633), 제2 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S632에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1 이상(α≥α1)이라고 판정된 경우(스텝 S632/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제2 제어 특성 Z2를 선택하고(스텝 S634), 제2 선택 처리가 종료된다.

또한, 스텝 S631에 있어서 차속 V가 제2 역치 V1 이상(V≥V1)이라고 판정된 경우(스텝 S631/"아니오"), 스텝 S632와 마찬가지로, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S630에서 취득된 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S632A).

스텝 S632A에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작다(α<α1)고 판정된 경우(스텝 S632A/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제3 제어 특성 Z3을 선택하고(스텝 S635), 제2 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S632A에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1 이상(α≥α1)이라고 판정된 경우(스텝 S632A/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제4 제어 특성 Z4를 선택하고(스텝 S636), 제2 선택 처리가 종료된다.

제3 선택 처리에서는, 컨트롤러(5)는, 차속 센서(34)로 검출된 차속 V와 제2 역치 V1 사이의 대소 관계에 더하여, 각도 센서(31)로 검출된 리프트 암 각도 α와 제3 역치 α1 사이의 대소 관계에 기초하여, 제1 내지 제4 제어 특성 Z1 내지 Z4 중 어느 것을 선택한다. 즉, 제2 선택 처리와 달리, 컨트롤러(5)는, 휠 로더(1)의 주행 속도의 지속 및 작업 장치(2)의 상승 높이의 고저에 기초하여, 제1 내지 제4 제어 특성 Z1 내지 Z4 중 어느 것을 선택한다.

제4 선택 처리에서는, 도 12에 도시한 바와 같이, 먼저, 데이터 취득부(51)가, 차속 센서(34)로 검출된 차속 V, 보텀압 센서(32)로 검출된 보텀압 P, 및 각도 센서(31)로 검출된 리프트 암 각도 α를 각각 취득한다(스텝 S640). 다음에, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S640에서 취득된 차속 V가 제2 역치 V1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S641).

스텝 S641에 있어서 차속 V가 제2 역치 V1보다도 작다(V<V1)고 판정된 경우(스텝 S641/"예"), 계속해서, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S640에서 취득된 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S642).

스텝 S642에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상(P≥P1)이라고 판정된 경우(스텝 S642/"예"), 또한, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S640에서 취득된 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S643).

스텝 S643에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작다(α<α1)고 판정된 경우(스텝 S643/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제1 제어 특성 Z1을 선택하고(스텝 S644), 제4 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S643에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1 이상(α≥α1)이라고 판정된 경우(스텝 S643/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제2 제어 특성 Z2를 선택하고(스텝 S645), 제4 선택 처리가 종료된다.

또한, 스텝 642에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1보다도 작다(P<P1)고 판정된 경우(스텝 S642/"아니오"), 스텝 S643과 마찬가지로, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S640에서 취득된 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S643A).

스텝 S643A에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작다(α<α1)고 판정된 경우(스텝 S643A/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제3 제어 특성 Z3을 선택하고(스텝 S646), 제4 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S643A에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1 이상(α≥α1)이라고 판정된 경우(스텝 S643A/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제4 제어 특성 Z4를 선택하고(스텝 S647), 제4 선택 처리가 종료된다.

또한, 스텝 S641에 있어서 차속 V가 제2 역치 V1 이상(V≥V1)이라고 판정된 경우(스텝 S641/"아니오"), 스텝 S642와 마찬가지로, 스텝 S640에서 취득된 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S642A).

스텝 S642A에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1 이상(P≥P1)이라고 판정된 경우(스텝 S642A/"예"), 스텝 S643이나 스텝 S643A와 마찬가지로, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S640에서 취득된 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S643B).

스텝 S643B에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작다(α<α1)고 판정된 경우(스텝 S643B/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제5 제어 특성 Z5를 선택하고(스텝 S648), 제4 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S643B에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1 이상(α≥α1)이라고 판정된 경우(스텝 S643B/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제6 제어 특성 Z6을 선택하고(스텝 S649), 제4 선택 처리가 종료된다.

또한, 스텝 S642A에 있어서 보텀압 P가 제1 역치 P1보다도 작다(P<P1)고 판정된 경우(스텝 S642A/"아니오"), 스텝 S643, 스텝 S643A, 및 스텝 S643B와 마찬가지로, 차체 상태 판정부(52)는, 스텝 S640에서 취득된 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S643C).

스텝 S643C에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1보다도 작다(α<α1)고 판정된 경우(스텝 S643C/"예"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제7 제어 특성 Z7을 선택하고(스텝 S651), 제4 선택 처리가 종료된다.

한편, 스텝 S643C에 있어서 리프트 암 각도 α가 제3 역치 α1 이상(α≥α1)이라고 판정된 경우(스텝 S643C/"아니오"), 제어 특성 선택부(53)는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중으로부터 제8 제어 특성 Z8을 선택하고(스텝 S652), 제4 선택 처리가 종료된다.

제4 선택 처리에서는, 컨트롤러(5)는, 차속 센서(34)로 검출된 차속 V와 제2 역치 V1 사이의 대소 관계, 보텀압 센서(32)로 검출된 보텀압 P와 제1 역치 P1 사이의 대소 관계, 및 각도 센서(31)로 검출된 리프트 암 각도 α와 제3 역치 α1 사이의 대소 관계에 기초하여, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중 어느 것을 선택한다. 즉, 컨트롤러(5)는, 휠 로더(1)의 덤프 어프로치 동작에 관련되는 모든 요소(휠 로더(1)의 주행 속도의 지속, 버킷(23) 내에 실린 짐의 중량의 경중, 및 작업 장치(2)의 상승 높이의 고저)에 기초하여, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8 중 어느 것을 선택한다.

이와 같이, 컨트롤러(5)에는, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8로부터 하나의 제어 특성을 선택하는 방법이 다른 제1 내지 제4 선택 처리가 기억되고, 오퍼레이터는, 제1 내지 제4 선택 처리 중으로부터 작업 상태나 주행 상태를 감안한 최적의 하나의 선택 처리를 결정할 수 있기 때문에, 휠 로더(1)에서는, 정밀도가 높은 브레이크 제어를 효율적으로 행하는 것이 가능하다.

도 8에 도시한 바와 같이, 스텝 S503에 있어서 하나의 제어 특성이 선택되면, 계속해서, 데이터 취득부(51)는, 포텐시오미터(33)로 검출된 페달 각도 θ를 취득한다(스텝 S504). 다음에, 답입량 판정부(54)는, 스텝 S504에서 취득된 페달 각도 θ가 전환 역치 θth보다도 큰지 여부를 판정한다(스텝 S505).

스텝 S505에 있어서 페달 각도 θ가 전환 역치 θth보다도 크다(θ>θth)고 판정되면(스텝 S505/"예"), 지령부(56)는, 전자 전환 밸브(47)에 대한 전환 지령 전류의 출력을 정지하고(스텝 S506), 컨트롤러(5)에 있어서의 처리가 종료된다. 이에 의해, 전자 전환 밸브(47)는, 제2 전환 위치(47B)로 전환되고, 브레이크 밸브(44)에는 유압 파일럿 밸브(46)에서 생성된 파일럿압이 작용된다.

한편, 스텝 S505에 있어서 페달 각도 θ가 전환 역치 θth 이하(θ≤θth)라고 판정된 경우(스텝 S505/"아니오"), 산출부(55)는, 스텝 S503에서 선택된 하나의 제어 특성에 기초하여, 페달 각도 θ에 대응하는 브레이크 밸브 제어압 Pi를 산출한다(스텝 S507).

그리고, 지령부(56)는, 전자 전환 밸브(47)에 대하여 전환 지령 전류를 출력함과 함께, 스텝 S507에서 산출된 브레이크 밸브 제어압 Pi에 관한 지령 전류값을 전자 비례 밸브(45)에 대하여 출력하고(스텝 S508), 컨트롤러(5)에 있어서의 처리가 종료된다.

<제2 실시 형태>

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 컨트롤러(5A)에 대하여, 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13에 있어서, 제1 실시 형태에 관한 브레이크 제어 시스템에 대하여 설명한 것과 공통되는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 이하, 제3 실시 형태에 있어서도 마찬가지로 한다.

도 13은 제2 실시 형태에 관한 컨트롤러(5A)의 전체의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.

본 실시 형태에 관한 컨트롤러(5A)는, 제1 내지 제4 선택 처리로부터 하나의 선택 처리를 결정하는 방법이 제1 실시 형태에 관한 컨트롤러(5)와 다르다. 구체적으로는, 먼저, 데이터 취득부(51)는, 차속 센서(34)로 검출된 차속 V를 취득한다(스텝 S511). 다음에, 선택 처리 결정부(57)는, 스텝 S511에서 취득된 차속 V가 결정 역치 Vth 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S512).

이 「결정 역치 Vth」는, 제2 역치 V1보다도 큰 값이며(Vth>V1), 컨트롤러(5)가 제어 특성을 선택할 때, 차속, 짐의 중량, 및 리프트 암(21)의 높이 중 어느 요소를 고려해야 할지 여부를 정하는 기준이 되는 차속이다.

스텝 S512에 있어서 차속 V가 결정 역치 Vth 이하(V≤Vth)라고 판정된 경우(스텝 S512/"예"), 선택 처리 결정부(57)는, 제1 내지 제4 선택 처리 중, 예를 들어 제1 선택 처리로 결정한다(스텝 S513). 스텝 S513에 있어서 제1 선택 처리로 결정되면, 컨트롤러(5A)는, 제1 선택 처리를 실행한다(스텝 S514).

한편, 스텝 S512에 있어서 차속 V가 결정 역치 Vth보다도 크다(V>Vth)고 판정된 경우(스텝 S512/"아니오"), 선택 처리 결정부(57)는, 제1 내지 제4 선택 처리 중, 예를 들어 제2 선택 처리로 결정한다(스텝 S515). 스텝 S515에 있어서 제2 선택 처리로 결정되면, 컨트롤러(5A)는, 제2 선택 처리를 실행한다(스텝 S516).

이와 같이, 제1 내지 제4 선택 처리 중으로부터 하나의 선택 처리를 결정함에 있어서, 컨트롤러(5A)에서 휠 로더(1)의 주행 상태를 판정함으로써 결정해도 된다. 이 경우에는, 제1 실시 형태와 같이 결정 스위치(48)를 마련할 필요가 없고, 컨트롤러(5A) 측에서 선택 처리의 결정을 자동으로 행하는 것이 가능해진다.

또한, 도 13에서는, 선택 처리 결정부(57)는, 차속에 기초하여 제1 선택 처리 및 제2 선택 처리 중 어느 것으로 결정하였지만, 이에 한정되지는 않고, 제1 내지 제4 선택 처리 중으로부터 하나의 선택 처리를 결정할 수 있는 처리이면 되고, 결정 역치 Vth에 대해서도 휠 로더(1)의 작업 상태 등에 따라서 임의로 설정하는 것이 가능하다.

<제3 실시 형태>

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 브레이크 제어 시스템에 대하여, 도 14를 참조하여 설명한다.

도 14는 제3 실시 형태에 관한 브레이크 제어 시스템의 일 구성예를 도시하는 시스템 구성도이다.

제1 실시 형태에서는, 브레이크 제어 시스템에 있어서의 전기 계통에 이상이 발생한 경우의 일례로서, 컨트롤러(5)와 전자 비례 밸브(45)를 접속하는 신호선이 단선되거나, 컨트롤러(5)로부터의 지령 전류의 출력이 정지되거나 한 경우에 대하여 설명하였다. 본 실시 형태에서는, 브레이크 제어 시스템에 있어서의 전기 계통에 이상이 발생한 경우의 다른 일례로서, 컨트롤러(5B) 내의 소프트웨어가 폭주하여, 전자 비례 밸브(45)나 전자 전환 밸브(470)에 대하여 지령 전류가 계속해서 출력되어 버리는 경우에 대하여 설명한다.

예를 들어, 전자 전환 밸브(470)에 있어서의 스프링(47C)의 가압력보다도 큰 전환 지령 전류가, 컨트롤러(5B)로부터 전자 전환 밸브(470)에 대하여 계속해서 출력된 경우, 전자 전환 밸브(470)는, 제1 전환 위치(47A)로 전환된 채로의 상태가 된다. 이 경우, 브레이크 밸브(44)는, 전자 비례 밸브(45)로부터의 브레이크 밸브 제어압 Pi로 계속해서 제어되게 되어, 유압 파일럿 밸브(46)를 사용한 유압에 의한 브레이크 제어를 행할 수 없게 되어 버린다.

그래서, 전자 전환 밸브(470)는, 제1 실시 형태에 있어서의 전자 전환 밸브(47)의 구성과 달리, 스프링(47C)의 가압력과 동일한 방향으로 유압을 작용시키는 파일럿 유실(47D)을 구비한다. 이 파일럿 유실(47D)은, 유압 파일럿 밸브(46)에 접속되어 있어, 유압 파일럿 밸브(46)에서 생성된 파일럿압이 작용된다.

따라서, 전자 전환 밸브(470)는, 스프링(47C)의 가압력과 파일럿 유실(47D)에 작용되는 파일럿압을 더한 힘보다도 큰 전환 지령 전류가 작용된 경우에 제1 전환 위치(47A)로 전환된다. 또한, 파일럿 유실(47D)에 대하여 설정되는 설정 파일럿압은 임의여도 된다.

이와 같이, 컨트롤러(5B) 내의 소프트웨어가 폭주하고 있을 가능성이 있는 경우에, 오퍼레이터는 브레이크 페달(43)을 강하게 답입하여, 전자 전환 밸브(470)의 설정 파일럿압 이상의 파일럿압을 유압 파일럿 밸브(46)에서 생성시킴으로써, 전자 전환 밸브(470)를 제1 전환 위치(47A)로부터 제2 전환 위치(47B)로 전환할 수 있다. 이에 의해, 브레이크 밸브(44)에는, 유압 파일럿 밸브(46)에서 생성된 파일럿압이 작용된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였다. 또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 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 추가하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시 형태의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 작업 차량의 일 양태로서 휠 로더(1)를 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되지는 않고, 예를 들어 포크리프트 등의 다른 작업 차량에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하지만, 휠 로더(1)와 같이, 작업 장치(2) 내에 실린 짐을 등판하면서 덤프 트럭(102)이나 호퍼 등에 적재하는 작업에 있어서, 본 발명은 특히 유효하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 컨트롤러(5, 5A, 5B)에 있어서 선택 처리를 실행한 후에, 포텐시오미터(33)로 검출된 페달 각도 θ가 소정의 페달 각도 θth(전환 역치 θth) 이하인지 여부를 판정하였지만, 이에 한정되지는 않고, 당해 판정을 행하여, 페달 각도 θ가 소정의 페달 각도 θth 이하(θ≤θth)라고 판정된 후에, 선택 처리를 실행해도 된다. 컨트롤러(5, 5A, 5B)는, 포텐시오미터(33)로 검출된 페달 각도 θ가 소정의 페달 각도 θth(전환 역치 θth) 이하이며, 제1 내지 제8 제어 특성 Z1 내지 Z8로부터 하나의 제어 특성이 선택된 경우에, 그 하나의 제어 특성에 기초하여 페달 각도 θ에 대응하는 브레이크 밸브 제어압 Pi를 산출하면 된다.

1: 휠 로더(작업 차량)
2: 작업 장치
5, 5A, 5B: 컨트롤러
11, 11A: 전륜(차륜)
11, 11B: 후륜(차륜)
12: 운전실
31: 각도 센서(높이 센서)
32: 보텀압 센서(하중 센서)
33: 포텐시오미터(답입량 센서)
34: 차속 센서
41F, 41R: 브레이크 장치
43: 브레이크 페달
44: 브레이크 밸브
45: 전자 비례 밸브
46: 유압 파일럿 밸브
47: 전자 전환 밸브
47A: 제1 전환 위치
47B: 제2 전환 위치
48: 결정 스위치
P: 보텀압(중량)
Pi: 브레이크 밸브 제어압(제어압)
V: 차속
Z1 내지 Z8: 제1 내지 제8 제어 특성
α: 리프트 암 각도
θ: 페달 각도
θth: 전환 역치(소정의 답입량)

Claims

차체에 마련된 복수의 차륜과,
상기 차체의 전방부에 마련되어 짐의 운반 작업이나 적재 작업을 행하기 위한 작업 장치와, 상기 복수의 차륜에 제동력을 부여하는 브레이크 장치와,
상기 브레이크 장치를 조작하기 위한 브레이크 페달과,
상기 브레이크 페달의 답입량에 기초하여 상기 브레이크 장치에 출력되는 브레이크압을 제어하는 브레이크 밸브와,
상기 브레이크 밸브에 대하여 파일럿압을 출력하는 전자 비례 밸브와,
상기 전자 비례 밸브를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 차량에 있어서,
상기 브레이크 페달의 답입량을 검출하는 답입량 센서와,
차속을 검출하는 차속 센서와,
상기 작업 장치 내에 실린 상기 짐의 중량을 검출하는 하중 센서를 갖고,
상기 컨트롤러에는, 상기 브레이크 페달의 답입량이 커짐에 따라서 상기 전자 비례 밸브의 제어압이 높아지는 관계로 설정됨과 함께, 소정의 답입량 이하에 있어서 상기 브레이크 페달의 답입량에 대한 상기 전자 비례 밸브의 제어압의 상승률을 다르게 하여 설정된 복수의 제어 특성이 기억되고,
상기 컨트롤러는,
상기 답입량 센서로 검출된 답입량이 상기 소정의 답입량 이하인 경우에, 적어도 상기 차속 센서로 검출된 차속 및 상기 하중 센서로 검출된 중량 중 어느 것에 기초하여, 상기 복수의 제어 특성으로부터 하나의 제어 특성을 선택하고,
선택된 상기 하나의 제어 특성에 기초하여 상기 답입량 센서로 검출된 답입량에 대응하는 제어압을 산출하고,
산출된 제어압에 관한 지령 전류값을 상기 전자 비례 밸브에 대하여 출력하는 것을 특징으로 하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 작업 장치의 높이를 검출하는 높이 센서를 갖고,
상기 컨트롤러는,
상기 차속 센서로 검출된 차속, 상기 하중 센서로 검출된 중량, 및 상기 높이 센서로 검출된 높이에 기초하여, 기억되어 있는 상기 복수의 제어 특성으로부터 상기 하나의 제어 특성을 선택하는 것을 특징으로 하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러에는, 상기 복수의 제어 특성으로부터 상기 하나의 제어 특성을 선택하기 위한 다른 복수의 선택 처리가 기억되어 있고,
상기 복수의 선택 처리로부터 하나의 선택 처리를 결정하기 위한 결정 스위치를 더 갖고,
상기 컨트롤러는,
상기 결정 스위치로부터 출력된 결정 신호에 기초하여 상기 하나의 선택 처리를 결정하는 것을 특징으로 하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러에는, 상기 복수의 제어 특성으로부터 상기 하나의 제어 특성을 선택하기 위한 다른 복수의 선택 처리가 기억되어 있고,
상기 컨트롤러는,
상기 차속 센서로 검출된 차속에 기초하여 상기 하나의 선택 처리를 결정하는 것을 특징으로 하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 브레이크 페달의 답입량에 따른 파일럿압을 생성하는 유압 파일럿 밸브와,
상기 전자 비례 밸브의 제어압을 상기 브레이크 밸브로 유도하는 제1 전환 위치, 및 상기 유압 파일럿 밸브에서 생성된 파일럿압을 상기 브레이크 밸브로 유도하는 제2 전환 위치를 갖는 전자 전환 밸브를 더 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 답입량 센서로 검출된 답입량이 상기 브레이크 페달의 상기 소정의 답입량보다도 큰 경우에, 상기 전자 전환 밸브가 상기 제2 전환 위치로 전환되도록, 상기 전자 전환 밸브에 대한 전환 지령 전류의 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 브레이크 페달의 답입량에 따른 파일럿압을 생성하는 유압 파일럿 밸브와,
상기 전자 비례 밸브의 제어압을 상기 브레이크 밸브로 유도하는 제1 전환 위치, 및 상기 유압 파일럿 밸브에서 생성된 파일럿압을 상기 브레이크 밸브로 유도하는 제2 전환 위치를 갖는 전자 전환 밸브를 더 구비하고,
상기 전자 전환 밸브는, 상기 컨트롤러를 포함하는 전기 계통에 이상이 발생한 경우에는, 상기 제2 전환 위치로 전환되는 것을 특징으로 하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 브레이크 밸브는, 운전실에 마련된 상기 브레이크 페달과는 다른 위치이며, 상기 운전실보다도 액슬에 가까운 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 작업 차량.