WO2011043165A1 - 作業車両の走行振動抑制装置 - Google Patents

Abstract

　乗り心地を維持しながら、比較的高速時の作業効率を改善する。この装置は、作業機を作動させるためのブームシリンダ（１３）に接続され、アキュムレータ（２６）を利用して車両の走行時の振動を抑制する装置であり、作業機状態判定手段と、制御部と、を備えている。作業機状態判定手段は、作業機の状態が、掘削状態であるか通常状態であるかを判定する。制御部は、作業機の状態が掘削状態であると判定されたときは、車速が第１速度を越える速度から第１速度以下になったときに液圧シリンダとアキュムレータとの間を連通状態から遮断状態とする。一方、運転状態が通常状態であると判定されたときは、車速が第１速度よりも低い第２速度から第２速度以下になったときにブームシリンダ（１３）とアキュムレータ（２６）との間を連通状態から遮断状態とする。

Description

作業車両の走行振動抑制装置

　本発明は、作業車両の走行振動抑制装置、特に、作業機を作動させるための液圧シリンダに接続され、車両走行時の振動を抑制する作業車両の走行振動抑制装置に関する。

　作業車両の一例であるホイールローダは、車両本体に昇降自在に支持されたブームと、ブーム先端に回動自在に装着されたバケットと、これらを作動するブームシリンダ及びバケットシリンダを有している。そして、ブーム及びバケットを作動させて、土砂の掘削や運搬、積み込み等の作業を行っている。

　このようなホイールローダにおいては、バケットに土砂等を積み込んだ状態で走行する場合がある。バケットに土砂等を積み込んだ状態では、車両全体の質量が大きくなるため、走行時において車両に対する振動が大きくなる。このため、乗り心地の悪化を招き、またバケットからの荷こぼれを引き起こしやすい。

　そこで従来のこの種の車両には、走行振動を抑制するための装置が設けられている。この走行振動を抑制するための装置は、車両が走行状態にあるときは、ブームシリンダ等の作業機駆動用のシリンダ（以下、ブームシリンダを例にとって説明する）をアキュムレータに連通するものである。これにより、車両走行時の振動をアキュムレータで吸収することができ、振動がブームシリンダから車両全体に伝達されるのを抑えている。

　一方で、例えばバケットによって掘削するときのような作業状態では、ブームシリンダによる力のすべてがバケットに伝わらなければならない。すなわち、作業状態においてブームシリンダとアキュムレータとを連通してしまうと、ブームシリンダの力が、アキュムレータに吸収され、バケットに効率よく伝達されない。これでは作業効率が低下する。

　そこで特許文献１及び特許文献２に示された装置では、車速に応じてブームシリンダとアキュムレータとの間を連通又は遮断している。すなわち、車速があるしきい値より低いときは作業状態とみなしてブームシリンダとアキュムレータとの間を遮断し、車速がしきい値以上の場合は走行状態とみなして両者の間を連通している。これにより、作業時にはブームシリンダの力を効率よくバケットに伝えることができ、また走行時には振動をアキュムレータで吸収して抑えることができる。

　また、特許文献１では、車速が５ｋｍ／ｈに到達するとブームシリンダとアキュムレータとを連通し、一方で、車速が４．５ｋｍ／ｈ以下に落ちるまで両者の間を遮断しないようにしている。これにより、車速がしきい値付近で前後するときに、ブームシリンダとアキュムレータとの間の連通及び遮断が頻繁に繰り返されるのを防止している。

特開平０５－２０９４２２号公報 特開２０００－３０９９５３号公報

　前述のように、走行中の振動を抑制するための従来の装置は、車速に応じて作動（ブームシリンダとアキュムレータとの間を連通）及び作動停止（ブームシリンダとアキュムレータとの間を遮断）を制御している。

　ところが、実際の使用状況としては、比較的速い速度で作業をする場合がある。例えば、土砂等を掘削し、バケットに積み込んでそのまま走行して、別の場所に待機しているダンプトラック等に積み込むような状況では、比較的速い速度のまま掘削作業を行う場合がある。このような作業状況においては、従来の振動抑制装置では、作業状態であるにもかかわらず走行状態であると判断されてしまう。したがって、作業状態で振動抑制装置が作動してしまい、掘削時の作業効率が悪くなる。

　また、掘削時においてブームシリンダに過大な液圧が発生する場合があるが、高速作業時に、すなわち振動抑制装置が作動した状態で、このような過大な液圧がブームシリンダに発生し、アキュムレータに作用すると、耐圧の低いアキュムレータでは損傷するおそれがある。

　本発明の課題は、掘削状態であるか掘削を行わない通常状態であるかをより正確に判定し、乗り心地を維持しながら、特に比較的高速時の作業効率を改善することにある。

　本発明の別の課題は、アキュムレータを利用して走行中の振動を吸収するようにした振動抑制装置において、過大な液圧がアキュムレータに作用するのを抑えることにある。

　第1発明に係る作業車両の走行振動抑制装置は、作業機を作動させるための液圧シリンダに接続され、車両の走行時の振動を抑制する装置であり、液圧シリンダに接続されたアキュムレータと、液圧シリンダとアキュムレータとの間を連通又は遮断するための制御弁と、作業車両の車速を検出する車速検出手段と、作業機状態判定手段と、制御部と、を備えている。作業機状態判定手段は、作業機の状態が、作業機を使用して掘削を行うことが予測される掘削状態であるか、あるいは作業機による掘削を行わない通常状態であるかを判定する。制御部は、作業機状態判定手段の判定結果により制御弁を制御するものであり、具体的には以下の制御を実行する。

　すなわち、制御部は、作業機の状態が掘削状態であると判定されたときは、車速が第１速度を越える速度から第１速度以下になったときに液圧シリンダとアキュムレータとの間を連通状態から遮断状態とする。一方、作業機の状態が通常状態であると判定されたときは、車速が第１速度よりも低い第２速度を越える速度から第２速度以下になったときに液圧シリンダとアキュムレータとの間を連通状態から遮断状態とする。

　この装置では、車速に応じて振動抑制装置の作動又は作動停止を制御しているが、制御のための車速のしきい値は、作業機の状態によって異なっている。具体的には、まず、作業機の状態が、掘削状態であるか、あるいは通常状態であるかが判定される。そして、掘削状態であると判定されたときは、車速が第１速度以下に下がったときに液圧シリンダとアキュムレータとの間を連通状態から遮断状態として本装置の作動を停止する。一方、通常状態であると判定されたときは、車速が第１速度よりも低い第２速度以下に下がったときに液圧シリンダとアキュムレータとの間を連通状態から遮断状態として本装置を作動させる。

　ここでは、作業機の状態が、掘削状態では、より高い第１速度をしきい値として走行振動抑制装置の作動が停止される。このため、比較的高い車速のまま掘削を実行する場合に、液圧シリンダによる力は、アキュムレータ側に吸収されることなく作業機にダイレクトに伝達される。このため、比較的高速での作業効率が改善される。また、作業中に過大な液圧がアキュムレータに作用するのを抑えることができ、アキュムレータの損傷を抑えることができる。

　一方、作業機の状態が、通常状態では、より低い第２速度をしきい値として走行振動抑制装置の作動が停止される。換言すれば、通常状態では、低速時にも走行中の振動を抑制することができる。このため、走行時の乗り心地が損なわれることはない。

　なお、掘削状態の判定として「掘削を行っていること」ではなく、「掘削を行うことが予測されること」を条件としたのは、比較的高速で掘削作業に移行した後に本装置を作動又は作動停止するための車速のしきい値を変更したのでは、掘削開始時において、本装置の作動が停止されておらず、液圧シリンダの力が十分に作業機に伝わらない場合が予想されるからである。「掘削を行うことが予測されること」を条件として車速のしきい値を変更することにより、比較的高速時の掘削開始時において、既に本装置の作動を停止させておくことができる。このため、掘削開始時から十分な力で作業を行うことができる。

　第２発明に係る作業車両の走行振動抑制装置は、第１発明の装置において、制御部は、以下のような制御を実行する。すなわち、掘削状態においては、車速が第１速度よりも高い第３速度以上のときに液圧シリンダとアキュムレータとの間を連通状態とする。一方、通常状態においては、車速が第２速度よりも高い第４速度以上のときに液圧シリンダとアキュムレータとの間を連通状態とする。

　この装置では、掘削状態において、本装置の作動を停止するしきい値（第１速度）とは異なるしきい値（第３速度）で作動を開始するようにしている。すなわち、本装置の作動及び作動停止のしきい値にヒステリシスを持たせている。このため、ある車速において本装置の作動及び作動停止が頻繁に繰り返されるのを防止できる。通常状態においても全く同様である。

　第３発明に係る作業車両の走行振動抑制装置は、第１発明において、作業機は、液圧シリンダによって昇降するブームと、ブームの先端にヒンジピンを介して回動自在に装着されたバケットと、を有している。そして、作業機状態判定手段は、バケットの高さにより作業機の状態を判定する。

　バケットを有する作業車両では、一般に、バケットの高さ位置によって掘削状態であるか通常状態であるかを判定することが可能である。具体的には、掘削を行うことが予測される際には、あるいは掘削を行っている状態では、バケットは低い位置にセットされる。また、通常状態では、バケットは比較的高い位置にセットされる。

　そこで第３発明では、バケットの位置によって、作業機の状態が掘削状態であるか通常状態であるかを判定している。これにより容易に作業機の状態を判定することができる。

　第４発明に係る作業車両の走行振動抑制装置は、第３発明の装置において、作業機状態判定手段は、バケットの高さが所定の高さ以下のときは掘削状態であると判定し、バケットの高さが所定の高さを越えているときは通常状態であると判定する。

　第５発明に係る作業車両の走行振動抑制装置は、第３発明の装置において、作業機状態判定手段は、バケットの高さが第１高さ以下のときは掘削状態であると判定し、バケットの高さが第１高さより高い第２高さ以上のときは通常状態であると判定する。そして、制御部は、以下のような制御を実行する。すなわち、掘削状態から通常状態に移行するときはバケットの高さが第２高さになるまで作業機の状態が掘削状態であるとして制御を実行する。また、通常状態から掘削状態に移行するときはバケットの高さが第１高さになるまで作業機の状態が通常状態であるとして制御を実行する。

　ここでは、各状態における本装置の作動及び作動停止のための車速のしきい値にヒステリシスを持たせるとともに、作業機の状態を判定するためのバケットの高さ位置のしきい値にもヒステリシスを持たせている。このため、走行中にバケットの位置がしきい値付近で上下する場合に、本装置の作動及び作動停止が頻繁に繰り返されるのを防止できる。

　第６発明に係る作業車両の走行振動抑制装置は、第３発明の装置において、作業機状態判定手段は、ヒンジピンの高さをバケットの高さとして作業機の状態を判定する。

　ここでは、バケットの高さ位置を測定することは困難であるので、ブームとバケットとを連結するヒンジピンの高さを得て、これをバケット位置としている。

　第７発明に係る作業車両の走行振動抑制装置は、第３発明の装置において、作業機状態判定手段は、バケットの高さが第１高さ以下のときは掘削状態であると判定し、バケットの高さが第１高さより高い第２高さ以上のときは通常状態であると判定し、バケットの高さが第１高さより高く第２高さより低いときは中間状態であると判定する。そして、制御部は、作業機の状態が中間状態であると判定されたときは、車速が第３速度以上のときに液圧シリンダとアキュムレータとの間を連通状態とし、車速が第２速度以下のときに液圧シリンダとアキュムレータとの間を遮断状態とする。

　以上のような本発明では、掘削状態であるか掘削を行わない通常状態であるかをより正確に判定し、乗り心地を維持しながら、特に比較的高速時の掘削時に十分な力を作業機に伝えることができる。また、掘削時に過大な液圧がアキュムレータに作用してアキュムレータが損傷するのを抑えることができる。

本発明の一実施形態による走行振動抑制装置が採用されたホイールローダの側面図。 前記走行振動抑制装置を含む油圧回路図。 制御用のテーブルを模式的に示す図。 第１実施形態による制御フローチャート。 第２実施形態によるヒンジピン高さのしきい値のヒステリシスを示す図。 第２実施形態による制御フローチャート。

　［第１実施形態］
　＜全体構成＞
　本発明の第１実施形態に係る作業車両としてのホイールローダ１の側面図を図１に示す。このホイールローダ１は、車体フレーム２、作業機３、前後のタイヤ４，５、運転室６を備えており、自走可能であると共に作業機３を用いて所望の作業を行うことができる。

　なお、以下の説明で、「前（フロント）」、「後（リア）」、「左」、「右」の語句は、運転室に座った作業者から見た場合の方向を示している。

　車体フレーム２は、前側に配置されるフロントフレーム２ａと、後側に配置されるリアフレーム２ｂと、を有している。フロントフレーム２ａとリアフレーム２ｂとは、車体フレーム２の中央部において左右方向に揺動可能に連結されている。

　作業機３は、左右１対のブーム１０と、バケット１１と、を有している。左右１対のブーム１０は、後端部がフロントフレーム２ａの上部に回動自在に支持されている。バケット１１は、左右１対のブーム１０のそれぞれの前端部に、ヒンジピン１２を介して回動自在に装着されている。また、フロントフレーム２ａと各ブーム１０との間には、それぞれのブーム１０を昇降駆動するための左右１対のブームシリンダ１３が設けられている。さらに、フロントフレーム２ａとバケット１１との間には、バケット１１を回動するためのバケットシリンダ１４が設けられている。ブームシリンダ１３及びバケットシリンダ１４は、油圧ポンプからの作動油によって作動する油圧シリンダである。

　１対のフロントタイヤ４はフロントフレーム２ａの左右の側面に取り付けられており、また１対のリアタイヤ５はリアフレーム２ｂの左右側面に取り付けられている。

　運転室６はリアフレーム２ｂの上部に載置されている。運転室６には、ハンドル、アクセルペダル等の操作部、速度等の各種の情報を表示する表示部、座席等が内装されている。

　なお、タイヤ４，５や作業機３を駆動するための油圧駆動機構及び走行中の振動を抑制するための走行振動抑制装置が車体フレーム２に搭載されている。

　＜走行振動抑制装置＞
　次に、ブーム１０及びバケット１１を駆動するための油圧回路２０と、走行振動抑制装置２１と、を含む油圧回路システムについて、図２を用いて説明する。

　このシステムにおいて、油圧回路２０は、ブームシリンダ１３に接続されたブームシリンダ用コントロール弁２２と、バケットシリンダ１４に接続されたバケットシリンダ用コントロール弁２３と、を有している。具体的には、ブームシリンダ１３のロッド側圧力室１３ａとボトム側圧力室１３ｂとが、ブームシリンダ用コントロール弁２２に接続されている。そして、このコントロール弁２２を切り換えることで、ポンプＰから吐出された作動油が、ロッド側圧力室１３ａ又はボトム側圧力室１３ｂに導かれる。これにより、ブームシリンダ１３を伸縮させることができる。また、バケット用コントロール弁２３は、コントロール弁２２の上流側にタンデム接続されている。

　ブームシリンダ１３には、制御弁としての開閉弁２５を介してアキュムレータ２６が接続されている。また、開閉弁２５にはパイロット弁２７及び減圧弁２８が接続されている。パイロット弁２７はコントローラ２９により切り換え制御されるようになっている。コントローラ２９には、車速センサ３０と、ヒンジピン１２の高さを検出するためのブーム角度センサ３１と、速度段センサ３２と、が接続されている。そして、開閉弁２５、アキュムレータ２６、パイロット弁２７、減圧弁２８、コントローラ２９、及び各センサ３０，３１，３２により、走行時の振動を抑制する走行振動抑制装置２１が構成されている。なお、ブーム角度とヒンジピン高さとは比例関係にあるので、ブーム角度を検出することによって、ヒンジピン１２の高さを求めることができる。そして、コントローラ２９は、各センサ３０、３１，３２からの入力に基づいて、運転状態を判定し、パイロット弁２７の電磁ソレノイド３５を励磁状態あるいは非励磁状態にする。

　走行振動抑制装置２１についてより詳細に説明する。ブームシリンダ１３のロッド側圧力室１３ａは開閉弁２５を介してタンクＴに接続されている。また、ボトム側圧力室１３ｂは開閉弁２５を介してアキュムレータ２６に接続されている。開閉弁２５の一方のパイロット室２５ａには、アキュムレータ２６の圧力が導かれている。また、スプリング３６が設けられた他方のパイロット室２５ｂは、パイロット弁２７を介してアキュムレータ２６に連通されるか、あるいはタンクＴに連通されるようになっている。

　パイロット弁２７の電磁ソレノイド３５が非励磁状態の場合は、図２に示すように、パイロット弁２７はスプリング３７によってノーマル位置にある。この場合は、開閉弁２５の他方のパイロット室２５ｂにはアキュムレータ２６の圧力が導かれる。この状態では、両パイロット室２５ａ，２５ｂに同じアキュムレータ２６の圧力が導かれるので、アキュムレータ２６の圧力の大きさに関係なく、開閉弁２５はスプリング３６によって閉位置に維持される。そして、この閉位置では、ブームシリンダ１３のロッド側圧力室１３ａはタンクＴから遮断され、かつ、ボトム側圧力室１３ｂがアキュムレータ２６から遮断される。この状態では、ブームシリンダ１３とアキュムレータ２６とは遮断されているので、走行時の振動をアキュムレータ２６によって吸収することはできない。ここでは、この状態を「走行ダンパＯＦＦ」と定義する。そして、この走行ダンパＯＦＦの状態では、ブームシリンダ１３の力がそのままブーム１０に伝達されるので、作業効率が低下するのを防止することができる。

　一方、コントローラ２９によってパイロット弁２７の電磁ソレノイド３５を励磁状態にすると、パイロット弁２７が切り換えられて、開閉弁２５の他方のパイロット室２５ｂがタンクＴに連通される。この状態では、一方のパイロット室２５ａに導かれるアキュムレータ２６の圧力作用によって、開閉弁２５はスプリング３６に抗して開位置に切り換えられる。そして、この開位置では、ブームシリンダ１３のロッド側圧力室１３ａはタンクＴに連通され、かつ、ボトム側圧力室１３ｂがアキュムレータ２６に連通される。この状態では、ブームシリンダ１３とアキュムレータ２６とは連通されているので、走行時の振動をアキュムレータ２６によって吸収することができる。ここでは、この状態を「走行ダンパＯＮ」と定義する。

　コントローラ２９には、前述の各センサ３０，３１，３２からの信号の他に、運転室６内に設けられた走行ダンパスイッチ３３からの信号も入力されている。コントローラ２９には、図３に示すように、作業機の状態に応じて選択される通常状態用の第１テーブル４０と、掘削状態用の第２テーブル４１とが記憶されている。これらのテーブル４０，４１には、走行ダンパのＯＮ／ＯＦＦの切換のための車速のしきい値が設定されているが、しきい値は第１テーブル４０と第２テーブルとで異なる値が設定されている。このコントローラ２９は、図３に模式的に示すように、走行ダンパスイッチ３３からの信号と、速度段センサ３２及びブーム角度センサ３１（ヒンジピン高さ）からのデータと、に基づいて作業機の状態が通常状態であるか掘削状態であるかを判断する。そして、コントローラ２９は、その判断結果に応じて、第１テーブル４０及び第２テーブル４１のいずれかを用いて制御処理を実行する。

　ここで、「掘削状態」とは、作業機の状態が、作業機３を使用して掘削を行うことが予測される状態である。具体的には、ヒンジピン高さが所定の高さｈ以下である場合を「掘削状態」としている。

　また、「通常状態」とは、作業機の状態が前述の掘削状態以外の状態である。具体的には、ヒンジピン高さがｈを越えている場合を「通常状態」としている。

　なお、ヒンジピン高さｈは、バケットの位置がほぼ地表面にある掘削姿勢（図１の実線で示すバケット位置）のときのヒンジピン高さＨを基準に定められており、ここではヒンジピン高さＨより所定値だけ高く設定されている。また、ヒンジピン高さがｈ以下の場合は、掘削を行うことが予測される状態であるとともに、実際に掘削を行っている状態でもある。しかし、これらの２つの状態を区別することは困難である。そこで、ここでは、ヒンジピン高さがｈ以下の場合は、少なくとも掘削を行うことが予測される状態を含んでいるので、ヒンジピン高さのみによって掘削状態であるか否かを判断するようにしている。

　ここで、図２に示すシステムでは、コントロール弁２２，２３の上流側を、分岐通路４３を介してアキュムレータ２６側に接続している。そして、この分岐通路４３に減圧弁２８が設けられている。減圧弁２８の一方のパイロット室２８ａには、減圧弁２８の下流側の圧力が導かれている。また、スプリング４４が設けられた他方のパイロット室２８ｂは、タンクＴに連通されている。

　このような減圧弁２８は、分岐通路４３に導かれるポンプＰの吐出圧が所定圧より高くなったときに、その圧力を減圧して、下流側の圧力をスプリング４４によって定められる設定圧力に保たれることになる。さらに、この減圧弁２８の下流側には、アキュムレータ２６側からの作動油の逆流を防止するチェック弁４５が配置されている。

　＜制御処理＞
　次に、図４に示すフローチャートにしたがって、コントローラ２９の制御処理について説明する。

　まず、車両を起動した初期状態では、走行ダンパＯＦＦ状態である。ステップＳ１では、走行ダンパスイッチ３３の信号を取得する。ステップＳ２では、ステップＳ１で得られた信号によって、オペレータが走行ダンパスイッチ３３をオンしたか否かを判断する。なお、ここでは、走行ダンパスイッチ３３がオン操作された場合でも、以下で説明する条件を満足しない限りは走行ダンパＯＦＦ状態のままである。

　走行ダンパスイッチ３３がオンされていない場合は、ステップＳ２からステップＳ３に移行して、走行ダンパＯＦＦ状態にする。具体的には、パイロット弁２７の電磁ソレノイド３５に信号を印加せず、非励磁状態を維持する。これにより、開閉弁２５は図２に示す状態のままであり、ブームシリンダ１３とアキュムレータ２６との間は遮断されている。

　走行ダンパスイッチ３３がオン操作された場合は、ステップＳ２からステップＳ４に移行する。ステップＳ４では速度段センサ３２の信号を取得する。そして、ステップＳ５では、ステップＳ４の結果に基づき、速度段が１速であるか、あるいは２～４速であるかを判断する。速度段が１速である場合は、ステップＳ５からステップＳ３に移行して、前記同様に走行ダンパＯＦＦ状態とする。すなわち、走行ダンパスイッチ３３がオン操作されていても、速度段が１速の場合は、一般的に掘削状態であると考えられるので、全速度域において走行ダンパＯＦＦ状態とする。一方、速度段が２～４速の場合は、ステップＳ５からステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、ブーム角度センサ３１からのデータに基づいてヒンジピン高さを演算する。

　　－掘削状態－
　ステップＳ７では、ヒンジピン高さがｈ以下であるか否かを判断する。ヒンジピン高さがｈ以下の場合は、作業機の状態が掘削状態であると判断し、ステップＳ７からステップＳ８に移行する。ステップＳ８以降の処理では、掘削状態用の第２テーブル４１に従って走行ダンパＯＮ／ＯＦＦの制御を実行する。

　ステップＳ８では、車速センサ３０によって車速データを取得する。ステップＳ９では、車速が例えば１０ｋｍ／ｈ（本発明の第３速度に対応）以上の場合は、ステップＳ９からステップＳ１０に移行して、走行ダンパＯＮ状態にする。具体的には、パイロット弁２７の電磁ソレノイド３５に信号を印加して励磁状態にする。これにより、開閉弁２５は図２に示す状態から切り換えられ、ブームシリンダ１３とアキュムレータ２６との間が連通される。

　また、車速が１０ｋｍ／ｈより低い場合は、ステップＳ９及びステップＳ１１、又はステップＳ９からステップＳ１１及びステップＳ１２を経て、１サイクルの制御処理を終了する。そして、前述のステップＳ１からの処理を繰り返し実行する。車速が１０ｋｍ／ｈより低い場合は、車速が例えば８ｋｍ／ｈ（本発明の第１速度に対応）以下になれば、ステップＳ１１からステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、走行ダンパＯＮ状態の場合は走行ダンパＯＦＦ状態に切り換えられ、走行ダンパＯＦＦ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態が維持される。また、車速が８ｋｍ／ｈ以下にならない場合は、走行ダンパＯＮ状態の場合には走行ダンパＯＮ状態が維持され、走行ダンパＯＦＦ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態が維持される。

　　－通常状態－
　ヒンジピン高さがｈを越えている場合（図１の破線で示すバケットの位置）は、作業機の状態が通常状態であると判断し、ステップＳ７からステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３以降の処理では、通常状態用の第１テーブル４０に従って走行ダンパＯＮ／ＯＦＦの制御を実行する。

　ステップＳ１３では、車速センサ３０によって車速データを取得する。ステップＳ１４では、車速が例えば５ｋｍ／ｈ（本発明の第４速度に対応）以上の場合は、ステップＳ１４からステップＳ１５に移行して、走行ダンパＯＮ状態にする。これにより、開閉弁２５は図２に示す状態から切り換えられ、ブームシリンダ１３とアキュムレータ２６との間が連通される。

　また、車速が５ｋｍ／ｈより低い場合は、ステップＳ１４及びステップＳ１６、又はステップＳ１４からステップＳ１６及びステップＳ１７を経て、１サイクルの制御処理を終了する。そして、前述のステップＳ１からの処理を繰り返し実行する。車速が５ｋｍ／ｈより低い場合は、車速が例えば３ｋｍ／ｈ（本発明の第２速度に対応）以下になれば、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、走行ダンパＯＮ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態に切り換えられ、走行ダンパＯＦＦ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態が維持される。また、車速が３ｋｍ／ｈ以下にならない場合は、走行ダンパＯＮ状態の場合には走行ダンパＯＮ状態が維持され、走行ダンパＯＦＦ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態が維持される。

　＜特徴＞
　（１）作業機の状態が、掘削状態では走行ダンパＯＮ／ＯＦＦ制御のための車速しきい値を比較的高く設定し、通常状態では車速しきい値を掘削状態時のそれより低く設定している。このため、比較的高い車速のまま作業を実行する場合に、ブームシリンダ１３による力は、アキュムレータ２６に吸収されることなく作業機にダイレクトに伝達される。したがって、比較的高速での作業効率が改善される。また通常状態では、車速しきい値が低いので、低速時においても走行ダンパＯＮ状態が維持され、走行中の振動を効果的に抑制することができる。

　（２）各状態において、走行ダンパＯＮ状態から走行ダンパＯＦＦ状態に切り換える際の車速しきい値と、走行ダンパＯＦＦ状態から走行ダンパＯＮ状態に切り換える際の車速しきい値を異ならせている。このため、ある車速において走行ダンパのＯＮ／ＯＦＦ状態の切換が頻繁に繰り返されるのを防止できる。

　（３）バケットの位置によって、作業機の状態が掘削状態であるか通常状態であるかを判定しているので、容易に作業機の状態を判定することができる。

　（４）ヒンジピンの高さをバケットの高さとして作業機の状態を判定するので、容易にバケットの高さを得ることができる。

　［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態を図５及び図６を用いて説明する。第１実施形態では、各状態において、走行ダンパのＯＮ／ＯＦＦ切換のための車速しきい値についてヒステリシスを設定したが、第２実施形態では、車速しきい値だけではなく、ヒンジピン高さについてもヒステリシスを設定している。

　すなわち、図５に示すように、作業機の状態が通常状態であるか掘削状態であるかを判定する際に、ヒンジピン高さがｈ１以下の場合は掘削状態であると判断し、ヒンジピン高さがｈ２（＞ｈ１）以上の場合は通常状態であると判断する。そして、通常状態から掘削状態への切換は、ヒンジピン高さがｈ１のときに行う。一方、掘削状態から通常状態への切換は、ヒンジピン高さがｈ２（＞ｈ１）のときに行う。

　以上の制御処理を図６に示している。図６において、ステップＳ１からステップＳ７までは第１実施形態と同様の処理であり、説明を省略する。

　　－掘削状態－
　ステップＳ２０では、ヒンジピン高さがｈ１以下であるか否かを判断する。ヒンジピン高さがｈ１以下の場合は、作業機の状態が掘削状態であると判断し、ステップＳ２０からステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１以降の処理では、掘削状態用の第２テーブル４１に従って走行ダンパＯＮ／ＯＦＦの制御を実行する。

　ステップＳ２１では、車速センサ３０によって車速データを取得する。ステップＳ２２では、車速が例えば１０ｋｍ／ｈ以上の場合は、ステップＳ２２からステップＳ２３に移行して、走行ダンパＯＮ状態にする。また、車速が１０ｋｍ／ｈより低い場合は、ステップＳ２２及びステップＳ２４、又はステップＳ２２からステップＳ２４及びステップＳ２５を経て、１サイクルの制御処理を終了する。そして、前述のステップＳ１からの処理を繰り返し実行する。車速が１０ｋｍ／ｈより低い場合は、車速が例えば８ｋｍ／ｈ以下になれば、ステップＳ２４からステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５では、走行ダンパＯＮ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態に切り換えられ、走行ダンパＯＦＦ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態が維持される。また、車速が８ｋｍ／ｈ以下にならない場合は、走行ダンパＯＮ状態の場合には走行ダンパＯＮ状態が維持され、走行ダンパＯＦＦ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態が維持される。

　　－掘削状態から通常状態への移行－
　ここで、掘削作業を終了し、走行状態に移行する場合は、バケット１１が上昇させられて、ヒンジピン高さが上昇する。そして、ヒンジピン高さがｈ１を越えた場合、ステップＳ２０からステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６では、ヒンジピン高さがｈ２以上であるか否かを判断する。ヒンジピン高さがｈ１を越えてかつｈ２より低い場合は、ステップＳ２６からステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７では、前回の作業機の状態が掘削状態であるか否かを判断する。ここでは、前回の作業機の状態が掘削状態であるので、ステップＳ２７からステップＳ２１に移行する。これにより、前述の掘削状態の処理が実行される。

　このように、ヒンジピン高さがｈ１を越えた場合に即座に通常状態に切り換えるのではなく、ヒンジピン高さがｈ２（＞ｈ１）になるまで掘削状態が維持される。すなわち、作業機の状態を判定するヒンジピン高さのしきい値にヒステリシスが設定されている。

　　－通常状態－
　ヒンジピン高さがｈ２以上の場合は、作業機の状態が通常状態であると判断し、ステップＳ２６からステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８以降の処理では、通常状態用の第１テーブル４０に従って走行ダンパＯＮ／ＯＦＦの制御を実行する。

　ステップＳ２８では、車速センサ３０によって車速データを取得する。ステップＳ２９では、車速が例えば５ｋｍ／ｈ以上の場合は、ステップＳ２９からステップＳ３０に移行して、走行ダンパＯＮ状態にする。また、車速が５ｋｍ／ｈより低い場合は、ステップＳ２９及びステップＳ３１、又はステップＳ２９からステップＳ３１及びステップＳ３２を経て、１サイクルの制御処理を終了する。そして、前述のステップＳ１からの処理を繰り返し実行する。車速が５ｋｍ／ｈより低い場合は、車速が例えば３ｋｍ／ｈ以下になれば、ステップＳ３１からステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、走行ダンパＯＮ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態に切り換えられ、走行ダンパＯＦＦ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態が維持される。また、車速が３ｋｍ／ｈ以下にならない場合は、走行ダンパＯＮ状態の場合には走行ダンパＯＮ状態が維持され、走行ダンパＯＦＦ状態の場合には走行ダンパＯＦＦ状態が維持される。

　　－通常状態から掘削状態への移行－
　掘削作業を再開する場合は、バケット１１が下降させられて、ヒンジピン高さが低くなる。そして、ヒンジピン高さがｈ２より低くなり、かつｈ１より高い場合は、ステップＳ２０及びステップＳ２６を介してステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７では、前回の作業機の状態が掘削状態であるか否かを判断する。ここでは、前回の作業機の状態が通常状態であるので、ステップＳ２７からステップＳ２８に移行し、前述の通常状態の処理が実行される。そして、ヒンジピン高さがさらに低くなり、ヒンジピン高さがｈ１以下になると、ステップＳ２０からステップＳ２１に移行して、前述の掘削状態の処理が実行される。

　このように、通常状態への切換のためのヒンジピン高さのしきい値はｈ２であるが、通常状態から掘削状態への切換のためのヒンジピン高さのしきい値はｈ１である。すなわち、作業機の状態を判定するヒンジピン高さのしきい値にヒステリシスが設定されている。

　＜特徴＞
　この実施形態では、作業機の状態を判定するためのヒンジピン高さのしきい値にもヒステリシスを持たせている。このため、第２実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果に加えて、走行中にバケットの位置がしきい値付近で上下する場合に、走行ダンパのＯＮ／ＯＦＦ切換制御用のテーブルを頻繁に変更されるのを防止できる。

　［他の実施形態］
　本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

　（ａ）前記実施形態では、作業機の状態が掘削状態であるか通常状態であるかを、ヒンジピン高さによって判定したが、他の要素によって判定しても良い。例えば、バケット角度、ブーム操作レバーの作動、バケット操作レバーの作動のいずれか、あるいはこれらの複数の要素の組合せによって作業機の状態を判定するようにしてもよい。

　例えば、ヒンジピン高さｈに換えて、地表面とバケット下面の角度を表すバケット角度θ（図１の破線で示すバケットの角度）を判定の条件としてもよい。この場合には、バケットの下面がほぼ水平となるバケット角度よりも所定角度大きいバケット角度θを判定の条件とすればよい。そして、バケット角度がθより小さいときに、作業機の状態が掘削状態であると判定すればよい。

　また、ヒンジピン高さｈに加えて、バケット角度θを判定の基準としてもよい。この場合には、ヒンジピン高さｈが所定の高さ以下でかつバケット角度θが所定の角度以下である場合に、作業機の状態が掘削状態であると判定すればよい。この場合には、これから掘削を行うことが予測される状態か否かをより精度よく判定することができる。

　（ｂ）ヒンジピン高さを得るために、ブームの角度を検出するようにしたが、ブーム角度は、例えばポテンショメータ、リミットスイッチ等の検出手段によって検出することができる。また、バケット角度の検出についても同様である。

　（ｃ）バケットの高さを得るためにヒンジピン高さを得るようにしたが、バケットの高さを得るための構成は前記実施形態に限定されない。

　（ｄ）前記実施形態では、ヒンジピン高さがｈ１以下でなくｈ２以上でもない場合に、前回の状態を維持するようにしたが、中間状態を設定してもよい。例えば、ヒンジピン高さがｈ１以下でなくｈ２以上でもない場合に、車速１０ｋｍ／ｈ以上で走行ダンパがＯＮし、車速３ｋｍ／ｈ以下で走行ダンパがＯＦＦする中間状態を設けてもよい。

　本発明に係る作業車両の走行振動抑制装置によれば、掘削状態であるか掘削を行わない通常状態であるかをより正確に判定し、乗り心地を維持しながら、特に比較的高速時の掘削時に十分な力を作業機に伝えることができる。また、掘削時に過大な液圧がアキュムレータに作用してアキュムレータが損傷するのを抑えることができる。

１　ホイールローダ
３　作業機
１０　ブーム
１１　バケット
１２　ヒンジピン
１３　ブームシリンダ
２１　走行振動抑制装置
２５　開閉弁
２６　アキュムレータ
２９　コントローラ
３０　車速センサ
３１　ブーム角度センサ
４０　通常状態用の第１テーブル
４１　掘削状態用の第２テーブル

Claims (7)

1. 　作業機を作動させるための液圧シリンダに接続され、車両走行時の振動を抑制する作業車両の走行振動抑制装置であって、
   　前記液圧シリンダに接続されたアキュムレータと、
   　前記液圧シリンダと前記アキュムレータとの間を連通又は遮断するための制御弁と、
   　作業車両の車速を検出する車速検出手段と、
   　前記作業機の状態が、前記作業機を使用して掘削を行うことが予測される掘削状態であるか、あるいは作業機による掘削を行わない通常状態であるかを判定する作業機状態判定手段と、
   　前記作業機状態判定手段の判定結果により前記制御弁を制御する制御部と、
   を備え、
   　前記制御部は、
   　作業機の状態が前記掘削状態であると判定されたときは、車速が第１速度を越える速度から前記第１速度以下になったときに前記液圧シリンダと前記アキュムレータとの間を連通状態から遮断状態とし、
   　作業機の状態が前記通常状態であると判定されたときは、車速が前記第１速度よりも低い第２速度を越える速度から前記第２速度以下になったときに前記液圧シリンダと前記アキュムレータとの間を連通状態から遮断状態とする、
   作業車両の走行振動抑制装置。
2. 　前記制御部は、
   　前記掘削状態においては、車速が前記第１速度よりも高い第３速度以上のときに前記液圧シリンダと前記アキュムレータとの間を連通状態とし、
   　前記通常状態においては、車速が前記第２速度よりも高い第４速度以上のときに前記液圧シリンダと前記アキュムレータとの間を連通状態とする、
   請求項１に記載の作業車両の走行振動抑制装置。
3. 　前記作業機は、前記液圧シリンダによって昇降するブームと、前記ブームの先端にヒンジピンを介して回動自在に装着されたバケットと、を有し、
   　前記作業機状態判定手段は、前記バケットの高さにより作業機の状態を判定する、
   請求項１に記載の作業車両の走行振動抑制装置。
4. 　前記作業機状態判定手段は、
   　前記バケットの高さが所定の高さ以下のときは前記掘削状態であると判定し、
   　前記バケットの高さが前記所定の高さを越えているときは前記通常状態であると判定する、
   請求項３に記載の作業車両の走行振動抑制装置。
5. 　前記作業機状態判定手段は、
   　前記バケットの高さが第１高さ以下のときは前記作業掘削状態であると判定し、
   　前記バケットの高さが前記第１高さより高い第２高さ以上のときは前記通常状態であると判定し、
   　前記制御部は、
   　前記掘削状態から前記通常状態に移行するときは前記バケットの高さが前記第２高さになるまで作業機の状態が前記掘削状態であるとして制御を実行し、
   　前記通常状態から前記掘削状態に移行するときは前記バケットの高さが前記第１高さになるまで作業機の状態が前記通常状態であるとして制御を実行する、
   請求項３に記載の作業車両の走行振動抑制装置。
6. 　前記作業機状態判定手段は、前記ヒンジピンの高さを前記バケットの高さとして作業機の状態を判定する、請求項３に記載の作業車両の走行振動抑制装置。
7. 　前記作業機状態判定手段は、
   　前記バケットの高さが第１高さ以下のときは前記掘削状態であると判定し、
   　前記バケットの高さが前記第１高さより高い第２高さ以上のときは前記通常状態であると判定し、
   　前記バケットの高さが前記第１高さより高く前記第２高さより低いときは中間状態であると判定し、
   　前記制御部は、
   　作業機の状態が前記中間状態であると判定されたときは、車速が前記第３速度以上のときに前記液圧シリンダと前記アキュムレータとの間を連通状態とし、車速が前記第２速度以下のときに前記液圧シリンダと前記アキュムレータとの間を遮断状態とする、
   請求項３に記載の作業車両の走行振動抑制装置。

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