WO2013089127A1

WO2013089127A1 - 作業車両

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Publication number: WO2013089127A1
Application number: PCT/JP2012/082168
Authority: WO
Inventors: 坂本　訓彦
Original assignee: ヤンマー株式会社
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-06-20
Also published as: EP2792797A4; US9850885B2; EP2792797B1; KR20140109422A; KR101638515B1; CN104011301A; EP2792797A1; US20140322045A1

Abstract

　固定容量型油圧ポンプに起因するエンジンの負荷を低減して、エンジンストールを防止する効果を高めることができることを課題とする。エンジン（９）からの動力で駆動する固定容量型油圧ポンプ（２３）と、固定容量型油圧ポンプ（２３）から圧送された作動油で駆動する作業用油圧アクチュエータ（７・１３・１４・１５・１８）と、を備える作業車両（１）において、固定容量型油圧ポンプ（２３）からの作動油圧を変更する圧力変更手段（４３）が設けられ、エンジン（９）の負荷が大きくなり、エンジン（９）の実回転数Ｎが設定回転数Ｎｓより低下すると、エンジン（９）の実回転数Ｎと設定回転数Ｎｓとの偏差ｅに応じて圧力変更手段（４３）が作動して固定容量型油圧ポンプ（２３）からの作動油圧が変更される旋回作業車（１）とする。

Description

作業車両

　本発明は、固定容量型油圧ポンプに起因するエンジンの負荷を低減することができる作業車両に関する。

　従来、固定容量型油圧ポンプから圧送された作業油により作業用油圧アクチュエータを駆動させるように構成した掘削作業機等の作業車両は公知である。例えば、特許文献１には、エンジンの出力軸に第一油圧ポンプ、第二油圧ポンプ、第三油圧ポンプ、第四油圧ポンプが連設された掘削作業機が記載されている。この掘削作業機によると、第三油圧ポンプは、固定容量型油圧ポンプとされ、当該固定容量型油圧ポンプから旋回モータ、アームシリンダ、オフセットシリンダ、ブームシリンダ、バケットシリンダ等の作業用油圧アクチュエータに送油してこれらを駆動させるようにしている。

特開２０００－３１９９４２号公報

　特許文献１に記載の掘削作業機によると、作業用油圧アクチュエータによる高負荷作業等でエンジンの負荷が大きくなった場合は、固定容量型油圧ポンプに起因するエンジンの負荷が低減できないため、エンジンストールが生じる虞があった。

　本発明は、上記の如き課題を鑑みてなされたものであり、固定容量型油圧ポンプに起因するエンジンの負荷を低減して、エンジンストールを防止する効果を高めることができる作業車両を提供することを目的とする。

　本発明の作業車両においては、エンジンからの動力で駆動される固定容量型油圧ポンプと、前記固定容量型油圧ポンプから圧送された作動油で駆動される作業用油圧アクチュエータと、を備える作業車両であって、前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更する圧力変更手段と、前記圧力変更手段を制御する制御手段と、前記エンジンの実回転数を検出する実回転数検出手段と、を具備し、前記制御手段は、前記エンジンの負荷が大きくなり、当該エンジンの実回転数が設定回転数より低下すると、前記エンジンの実回転数と前記設定回転数との偏差に応じて、前記圧力変更手段によって、前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更することが好ましい。

　本発明の作業車両においては、前記エンジンからの動力で駆動され、圧送する作動油で前記作業用油圧アクチュエータを駆動する可変容量型油圧ポンプと、前記可変容量型油圧ポンプの斜板角度を変更する斜板角度変更手段と、を具備し、前記制御手段は、前記斜板角度変更手段を制御し、前記エンジンの負荷が大きくなり、当該エンジンの実回転数が設定回転数より低下すると、前記エンジンの実回転数と前記設定回転数との偏差に応じて前記斜板角度変更手段を作動して前記可変容量型油圧ポンプの斜板角度を変更し、当該斜板角度が限界角度となると、前記偏差に応じて前記圧力変更手段を作動して前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更するものである。

　本発明の作業車両においては、前記エンジンからの動力で駆動する空調装置を備え、前記圧力変更手段は、前記空調装置の入切操作に応じて作動して、前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更するものである。

　本発明の作業車両においては、前記エンジンからの動力で駆動する空調装置と、前記エンジンから前記空調装置への動力の切断又は接続を行うクラッチと、を具備し、前記制御手段は、前記クラッチの切断又は接続を制御し、前記エンジンの負荷が大きくなり、当該エンジンの実回転数が設定回転数より低下すると、前記エンジンの実回転数と前記設定回転数との偏差に応じて、前記圧力変更手段によって、前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更し、前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更しても、さらに前記エンジンの実回転数が設定回転数より低下すると、前記クラッチを切断するものである。

　本発明の作業車両によれば、固定容量型油圧ポンプに起因するエンジンの負荷を低減して、エンジンストールを防止する効果を高めることができる。

旋回作業車の全体構成を示す側面図。油圧装置の油圧回路図。第一実施形態に係る旋回作業車の制御構成を示す図。第一実施形態に係る旋回作業車の制御態様を示すフロー図。第二実施形態に係る旋回作業車の制御構成を示す図。第二実施形態に係る旋回作業車の制御態様を示すフロー図。第二実施形態に係る旋回作業車の他の制御態様を示すフロー図。第二実施形態に係る旋回作業車の他の制御態様を示すフロー図。第三実施形態に係る旋回作業車の制御構成を示す図。第三実施形態に係る旋回作業車の制御態様を示すフロー図。第四実施形態に係る旋回作業車の制御構成を示す図。第四実施形態に係る旋回作業車の制御態様を示すフロー図。第四実施形態に係る旋回作業車の段付き制御ピンの構成を示す模式図。

　まず、図１を用いて、旋回作業車１の全体構成について説明する。なお、本実施形態においては、旋回作業車１を作業車両の一実施形態として説明するが、作業車両はこれに限るものではなく、農業車両、建設車両、産業車両等の油圧装置を備えるものであっても良い。

　図１に示すように、旋回作業車１は、走行装置２、旋回装置３、及び作業装置４を具備する。

　走行装置２は、左右一対のクローラ５・５、左走行用油圧モータ５Ｌ、及び右走行用油圧モータ５Ｒを具備する。走行装置２は、左走行用油圧モータ５Ｌにより機体左側のクローラ５を、右走行用油圧モータ５Ｒにより機体右側のクローラ５を、それぞれ駆動することで、旋回作業車１を前後進及び旋回させることができる。走行装置２には、掘削作業に伴う整地作業を行う際に使用されるブレード１７が設けられる。ブレード１７は、走行装置２の前後一側に上下方向に回動可能に支持され、伸縮自在に駆動するブレードシリンダ１８によって昇降される。

　旋回装置３は、旋回台６、旋回モータ７、操縦部８、及びエンジン９を具備する。旋回台６は、走行装置２の上方に配置され、走行装置２に旋回可能に支持される。旋回装置３は、旋回モータ７を駆動することで、当該旋回台６を走行装置２に対して旋回させることができる。また、旋回台６上には、種々の操作具を備える操縦部８、動力源となるエンジン９等が配置される。

　エンジン９は、負荷の増減に応じてエンジンの回転数を漸減又は漸増させるドループ特性を有する。つまり、エンジン９の負荷が増加すると、ドループ特性に従い、エンジン９の出力が増大しつつエンジンの回転数が減少する。このまま負荷が増加すると、エンジンの最大出力を上回ってエンジンストールが生じるため、後述する制御を行うことでエンジンストールを防止している。

　作業装置４は、ブーム１０、アーム１１、バケット１２、ブームシリンダ１３、アームシリンダ１４、バケットシリンダ１５、及びスイングシリンダ１６を具備する。

　ブーム１０は、その一端部が旋回台６の前部に前後方向に回転可能に支持され、伸縮自在に駆動するブームシリンダ１３によって回転される。さらに、ブーム１０は、一端部がブームブラケットを介して左右方向に回転可能に支持され、伸縮自在に駆動するスイングシリンダ１６によって回転される。
　アーム１１は、その一端部がブーム１０の他端部に枢支され、伸縮自在に駆動するアームシリンダ１４によって回転される。
　バケット１２は、その一端部がアーム１１の他端部に支持されて、伸縮自在に駆動するバケットシリンダ１５によって回転される。
　以上の如く、作業装置４は、バケット１２を用いて土砂等の掘削を行う多関節構造を構成している。

　なお、本実施形態に係る旋回作業車１に具備する作業装置は、バケット１２を有して掘削作業を行う作業装置４としているが、これに限定するものではなく、同様の油圧装置、
　例えば油圧ブレーカーを有して破砕作業を行う作業装置であっても良い。

　次に、図２を用いて、旋回作業車１における油圧装置の油圧回路２０について説明する。

　油圧回路２０は、４つの油圧ポンプ２１・２２・２３・２４を具備し、これらのポンプからコントロールバルブ３０を介して、各種の走行用油圧アクチュエータ（走行用油圧モータ５Ｒ・５Ｌ）及び作業用油圧アクチュエータ（旋回モータ７、各シリンダ１３・１４・１５・１６・１８）に作動油が圧送される。
　油圧ポンプ２１・２２・２３・２４は、エンジン９からの動力で駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２１・２２は可変容量型の油圧ポンプであり、第三ポンプ２３及びパイロットポンプ２４は、固定容量型の油圧ポンプである。
　第一ポンプ２１・第二ポンプ２２・第三ポンプ２３から圧送される作動油は、各種の油圧アクチュエータに供給された後、戻り油路１９ａを通じて作動油タンク１９に戻る。

　第一ポンプ２１から吐出された作動油は、油路２１ａからコントロールバルブ３０を構成する切換バルブ３１・３３・３８を介して、ブームシリンダ１３、バケットシリンダ１５、右走行用油圧モータ５Ｒ、にそれぞれ送油される。
　第二ポンプ２２から吐出された作動油は、油路２２ａからコントロールバルブ３０を構成する切換バルブ３２・３４・３５・３６・３７を介して、アームシリンダ１４、スイングシリンダ１６、ブレードシリンダ１８、旋回モータ７、左走行用油圧モータ５Ｌ、にそれぞれ送油される。
　第三ポンプ２３から吐出された作動油は、油路２３ａからコントロールバルブ３０を構成する切換バルブ３１・３２・３３・３５・３６を介して、旋回モータ７、ブームシリンダ１３、アームシリンダ１４、バケットシリンダ１５、ブレードシリンダ１８、にそれぞれ送油される。

　そして、切換バルブ３１・３２・３３・３４・３５・３６・３７・３８がそれぞれ切り換えられると、ブームシリンダ１３、アームシリンダ１４、バケットシリンダ１５、スイングシリンダ１６、ブレードシリンダ１８、旋回モータ７、右走行用油圧モータ５Ｒ、左走行用油圧モータ５Ｌ、がそれぞれ駆動される。

　また、第三ポンプ２３の吐出側の油路２３ａには、分岐して電磁比例リリーフバルブ４３が接続され、該電磁比例リリーフバルブ４３はエンジン９の負荷が所定値以上となるとリリーフ圧を下げるように制御されている。
　［実施形態１］

　以下では、図３及び図４を用いて、本発明の第一実施形態に係る旋回作業車１の制御構成及び制御態様について説明する。

　エンジン回転数検出手段４１は、エンジン９の実回転数Ｎを検出するものである。エンジン回転数検出手段４１は、例えば電磁ピックアップまたはロータリエンコーダ等のセンサで構成されて、エンジン９の出力軸近傍に設けられる。エンジン回転数検出手段４１は、制御装置４０と接続されて、その検出信号を制御装置４０に送信する。

　エンジンの回転数はアクセルレバーを回動することにより設定され、その設定回転数Ｎｓは回動角検出手段４２により検出される。回動角検出手段４２は、例えば角度センサで構成され、不図示のアクセルレバーの回動基部に設けられる。回動角検出手段４２は、制御装置４０と接続されて、その検出信号を制御装置４０に送信する。

　電磁比例リリーフバルブ４３は、第三ポンプ２３からの作動油圧を変更する圧力変更手段である。電磁比例リリーフバルブ４３の一次側は、油路２３ａと接続され、二次側は、作動油タンク１９と接続される。電磁比例リリーフバルブ４３は、ソレノイドに供給する電流を変更することで、作動油のリリーフ圧（リリーフ量）が変更される構成とされる。電磁比例リリーフバルブ４３のソレノイドは、制御装置４０と接続され、制御装置４０からの制御信号によりリリーフ圧が変更される。

　本実施形態の制御装置４０は、エンジン９の負荷が所定値未満はガバナ制御を行い、負荷が所定値以上となると、負荷の大きさに応じて電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧を制御する。前記負荷は、エンジン９の設定回転数Ｎｓと実回転数Ｎとの差からマップを用いて求め、該負荷に応じて電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧を変更する。具体的には、図４に示すフローを行う。

　すなわち、ステップＳ１１において、制御装置４０は、エンジン９の設定回転数Ｎｓと実回転数Ｎを取得する。そして、ステップＳ１２に移行する。

　ステップＳ１２において、制御装置４０は、エンジン９の実回転数Ｎが設定回転数Ｎｓより低下しているか否かを判断する。低下している場合は、ステップＳ１３に移行する。低下していない場合は、ステップＳ１５に移行する。

　ステップＳ１３において、制御装置４０は、エンジン９の実回転数Ｎと設定回転数Ｎｓとの偏差ｅを算出する。そして、ステップＳ１４に移行する。

　ステップＳ１４において、制御装置４０は、電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧を、算出した偏差ｅに対応するリリーフ圧Ｘｅに変更する。つまり、制御装置４０は、偏差ｅと実回転数Ｎから負荷を演算し、この負荷が所定値以上である場合に、偏差ｅに対応するリリーフ圧Ｘｅを演算して、電磁比例リリーフバルブ４３のソレノイドにリリーフ圧Ｘｅとなる制御信号を送信するのである。これにより、第三ポンプ２３からの作動油圧が所定値未満時の負荷でのリリーフ圧Ｘａからリリーフ圧Ｘｅに変更され、このリリーフ圧Ｘｅを超える作動油が作動油タンク１９に戻される。こうして、このＸａとＸｅとの差分のエネルギーに対応する第三ポンプ２３に起因するエンジン９の負荷を低減することができる。そして、ＲＥＴＵＲＮに移行して、再度フローを繰り返す。
　なお、リリーフ圧Ｘｅは、負荷が大きくなるほど低く設定され、エンジンがストールしないようにしている。

　ステップＳ１５において、制御装置４０は、電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧を、リリーフ圧Ｘａに変更する。つまり、リリーフ圧Ｘａに対応する電流指令を電磁比例リリーフバルブ４３に送信する。これにより、第三ポンプ２３からの作動油圧がリリーフ圧Ｘａに変更されて、このリリーフ圧Ｘａを超える圧油が作動油タンク１９に戻される。そして、ＲＥＴＵＲＮに移行して、再度フローを繰り返す。

　以上のように、本発明の第一実施形態に係る旋回作業車１は、エンジン９の負荷が大きくなり、当該エンジン９の実回転数Ｎが設定回転数Ｎｓより低下すると、前記エンジン９の実回転数Ｎと前記設定回転数Ｎｓとの偏差ｅに応じて圧力変更手段となる電磁比例リリーフバルブ４３が作動して、第三ポンプ２３からの作動油圧が変更される。より詳細には、電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧がリリーフ圧Ｘａからこれより低い圧力のリリーフ圧Ｘｅに変更されて、第三ポンプ２３からの作動油圧が低下されるものである。これにより、固定容量型油圧ポンプとなる第三ポンプ２３に起因するエンジン９の負荷を低減して、エンジンストールを防止する効果を高めることができる。さらに、第三ポンプ２３を固定容量型油圧ポンプから可変容量型油圧ポンプに変更することなく圧力変更手段を設けるだけで第三ポンプ２３に起因するエンジン９の負荷を低減することができ、低コストとなる。

　また、本実施形態の圧力変更手段は、電磁比例リリーフバルブ４３で構成されるので、制御装置４０とのマッチングが容易となる。
　［実施形態２］

　以下では、図５から図８を用いて、本発明の第二実施形態に係る旋回作業車１の制御構成及び制御態様について説明する。なお、第一実施形態と相違する点を中心に説明する。

　第二実施形態は、第一実施形態の第三ポンプ２３からの作動油圧を変更する制御に加えて、油圧ポンプ２１・２２から吐出される作動油の流量を変更する制御、すなわち、油圧ポンプ２１・２２における可動斜板の斜板角度Ｒを変更する制御を併用する構成とされる。

　油圧ポンプ２１・２２における可動斜板の斜板角度を変更する制御の構成について説明すると、図５に示すように、第一ポンプ２１の可動斜板及び第二ポンプ２２の可動斜板は連動連結されており、第一ポンプ２１の可動斜板の斜板角度Ｒが斜板角度変更手段５１により変更可能に構成される。

　斜板角度変更手段５１は、本実施形態では油圧シリンダ（図２参照）で構成される。斜板角度変更手段５１は、第一ポンプ２１の可動斜板と連結されており、電磁比例制御バルブ５２を操作することで作動する。

　電磁比例制御バルブ５２は、パイロットポンプ２４からの作動油を斜板角度変更手段５１に給排するための３ポート２位置切換の電磁バルブ（図２参照）で構成される。電磁比例制御バルブ５２は、パイロットポンプ２４と斜板角度変更手段５１との間に設けられる。電磁比例制御バルブ５２は、ソレノイドに流れる電流を変更することで、その電流と比例して当該電磁比例制御バルブ５２に流れる作動油の流量が変更される構成とされる。電磁比例制御バルブ５２は、制御装置４０と接続され、制御装置４０からの信号（電流指令）に対応する作動油の流量となるように変更される。

　斜板角度検出手段５３は、油圧ポンプ２１・２２における可動斜板の斜板角度Ｒを検出するものである。斜板角度検出手段５３は、例えばポジションセンサーで構成され、斜板角度変更手段５１に設けられる。斜板角度検出手段５３は、制御装置４０と接続されて、その検出信号を制御装置４０に送信する。

　本実施形態の制御装置４０は、エンジン９の負荷が所定値未満はガバナ制御を行い、負荷が所定値以上となると、負荷の大きさに応じて電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧及び油圧ポンプ２１・２２の可動斜板の斜板角度を制御する。前記負荷は、エンジン９の設定回転数Ｎｓと実回転数Ｎとの差からマップを用いて求め、該負荷に応じて電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧及び油圧ポンプ２１・２２の可動斜板の斜板角度を変更する。具体的には、図６に示すフローを行う。

　すなわち、ステップＳ２１において、制御装置４０は、エンジン９の設定回転数Ｎｓと実回転数Ｎと油圧ポンプ２１・２２の斜板角度Ｒを取得する。そして、ステップＳ２２に移行する。

　ステップＳ２２において、第一実施形態のステップＳ１２と同様である。エンジン９の実回転数Ｎが設定回転数Ｎｓより低下している場合は、ステップＳ２３に移行する。低下していない場合は、ステップＳ２７に移行する。

　ステップＳ２３において、第一実施形態のステップＳ１３と同様である。そして、ステップＳ２４に移行する。

　ステップＳ２４において、制御装置４０は、油圧ポンプ２１・２２の斜板角度Ｒが限界角度Ｒｍであるか否かを判断する。ここで、限界角度Ｒｍとは、油圧ポンプ２１・２２からの作動油の吐出量が最低吐出量となる限界の斜板角度である。斜板角度Ｒが限界角度Ｒｍである場合は、ステップＳ２５に移行する。斜板角度Ｒが限界角度Ｒｍでない場合は、ステップＳ２６に移行する。

　ステップＳ２５において、制御装置４０は、油圧ポンプ２１・２２の斜板角度Ｒを偏差ｅに対応するそれぞれの斜板角度Ｒｅに変更する。つまり、制御装置４０により電磁比例制御バルブ５２が操作されて斜板角度変更手段５１にパイロットポンプ２４から吐出された圧油が給排され、斜板角度Ｒｅに変更されて、油圧ポンプ２１・２２からの作動油の吐出量がこの斜板角度Ｒｅに対応する吐出量に制限される。そして、ＲＥＴＵＲＮに移行して、再度フローを繰り返す。

　ステップＳ２６において、制御装置４０は、第一実施形態のステップＳ１４と同様である。そして、ＲＥＴＵＲＮに移行して、再度フローを繰り返す。

　ステップＳ２７において、制御装置４０は、斜板角度変更手段５１及び電磁比例制御バルブ５２による油圧ポンプ２１・２２の斜板角度Ｒの制御を停止して、かつ、電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧をＸａに変更する。そして、ＲＥＴＵＲＮに移行して、再度フローを繰り返す。
　なお、油圧ポンプ２１・２２における可動斜板の斜板角度Ｒは、斜板角度変更手段５１とは別の、油圧ポンプ２１・２２・２３から吐出される作動油の流量に応じて作動する三つの斜板角度変更手段５４・５５・５６（図２参照）によっても変更可能に構成されているので、当該ステップで制御を停止した場合であっても斜板角度Ｒは油圧ポンプ２１・２２・２３の作動油の吐出量に応じて変更される。

　以上のように、本発明の第二実施形態に係る旋回作業車１は、エンジン９の負荷が大きくなり、当該エンジン９の実回転数Ｎが設定回転数Ｎｓより低下すると、前記エンジン９の実回転数Ｎと前記設定回転数Ｎｓとの偏差ｅに応じて前記斜板角度変更手段５１が作動して油圧ポンプ２１・２２の斜板角度が斜板角度Ｒｅに変更され、当該斜板角度Ｒｅが限界角度Ｒｍとなると、前記偏差ｅに応じて圧力変更手段となる電磁比例リリーフバルブ４３が作動して、第三ポンプ２３からの作動油圧が変更されるものである。より詳細には、電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧がリリーフ圧Ｘａからこれより低い圧力のリリーフ圧Ｘｅに変更されて、第三ポンプ２３からの作動油圧が低下されるものである。これにより、第三ポンプ２３に起因するエンジン９の負荷と第一ポンプ２１及び第二ポンプ２２に起因するエンジン９の負荷を低減することができる。従って、エンジンストールを防止する効果を更に高めることができる。また、第一実施形態と比較して第三ポンプ２３からの作動油圧を過剰に低下させることがなく、作業バランスが崩れて作業能力が低下することがない。

　なお、図７のフローに示すように、制御装置４０は、エンジン９の負荷が大きくなり、エンジン９の実回転数Ｎが設定回転数Ｎｓより低下すると、エンジン９の実回転数Ｎと設定回転数Ｎｓとの偏差ｅに応じて、電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧を変更して、当該リリーフ圧Ｘが限界圧Ｘｍ（第三ポンプ２３からの作動油圧が最低圧力となる限界の圧力）となると、油圧ポンプ２１・２２の斜板角度Ｒを変更して、油圧ポンプ２１・２２の吐出量を変更することも可能である。

　さらに、図８のフローに示すように、制御装置４０は、エンジン９の負荷が大きくなり、エンジン９の実回転数Ｎが設定回転数Ｎｓより低下すると、エンジン９の実回転数Ｎと設定回転数Ｎｓとの偏差ｅに応じて、電磁比例リリーフバルブ４３のリリーフ圧と油圧ポンプ２１・２２の斜板角度とを同時に変更して、第三ポンプ２３からの作動油圧と油圧ポンプ２１・２２からの作動油の吐出量を同時に変更することも可能である。この場合、油圧ポンプ２１・２２・２３に起因するエンジン９の負荷がそれぞれ分散されるので、作業バランスが崩れて作業能力が低下することがない。
　［実施形態３］

　以下では、図９及び図１０を用いて、第三実施形態に係る旋回作業車１の制御構成及び制御態様について説明する。なお、第一実施形態及び第二実施形態と相違する点を中心に説明する。

　第三実施形態に係る旋回作業車１は、第一実施形態及び第二実施形態の旋回作業車１のようにエンジン９の負荷を検出して第三ポンプ２３からの作動油圧を変更する構成でなく、エンジン９に負荷がかかることを事前に予測して、第三ポンプ２３からの作動油圧を変更する構成である。また、本実施形態によると、第三ポンプ２３からの作動油圧を変更する圧力変更手段は、低圧側リリーフバルブ６１、高圧側リリーフバルブ６２、及び切換バルブ６３で構成される。

　低圧側リリーフバルブ６１は、第三ポンプ２３からの作動油圧を低圧に変更するものである。低圧側リリーフバルブ６１の吸入ポートは、切換バルブ６３を介して第三ポンプ２３の吐出ポートと接続される。低圧側リリーフバルブ６１の吐出ポートは、作動油タンク１９と接続される。低圧側リリーフバルブ６１は、リリーフ圧が低圧側のＸｌと設定される。

　高圧側リリーフバルブ６２は、第三ポンプ２３からの作動油圧を高圧に変更するものである。高圧側リリーフバルブ６２の吸入ポートは、切換バルブ６３を介して第三ポンプ２３の吐出ポートと接続される。高圧側リリーフバルブ６２の吐出ポートは、作動油タンク１９と接続される。高圧側リリーフバルブ６２は、リリーフ圧が高圧側のＸｈと設定される。

　切換バルブ６３は、第三ポンプ２３から吐出された作動油が低圧側リリーフバルブ６１に流れる油路と高圧側リリーフバルブ６２に流れる油路とを切り換えるものである。切換バルブ６３は、第三ポンプ２３と低圧側リリーフバルブ６１及び高圧側リリーフバルブ６２との間に設けられる。切換バルブ６３は、電磁式切換バルブとされ、制御装置４０と接続されて、制御装置４０からの信号に応じて油路を切り換える。

　空調装置６４は、操縦部８を覆うキャビン内の空気の調整を行うものである。空調装置６４は、コンプレッサー６４ａ、レシーバドライヤ、エキスパンションバルブ、エバポレータ等から構成される。空調装置６４のコンプレッサー６４ａは、エンジン９の出力軸に設けられ、エンジン９からの動力で駆動する。

　空調操作具６５は、空調装置６４を操作するものである。空調操作具６５は、操縦部８に設けられる。空調操作具６５は、ＯＮ・ＯＦＦスイッチ、温度調整レバー、風量調節ツマミ等から構成される。空調操作具６５のＯＮ・ＯＦＦスイッチは、制御装置４０と接続されて、その検出信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）を制御装置４０に送信する。但し、空調操作具６５のＯＮ・ＯＦＦスイッチの代わりに、コンプレッサー６４ａの作動を検知する検知手段を設けて制御装置４０と接続する構成としてもよい。

　制御装置４０は、空調装置６４の入切操作（空調操作具６５のＯＮ・ＯＦＦスイッチの操作）に応じて切換バルブ６３を操作する。具体的には、図１０に示すフローを行う。

　すなわち、ステップＳ３１において、制御装置４０は、空調装置６４が入か否か、すなわち、空調操作具６５のＯＮ・ＯＦＦスイッチがＯＮであるか否かを判断する。ＯＮである場合は、ステップＳ３２に移行する。ＯＮでない場合は、ステップＳ３３に移行する。

　ステップＳ３２において、制御装置４０は、リリーフ圧ＸをＸｌに変更する。つまり、切換バルブ６３を切り換えて、第三ポンプ２３から吐出された作動油を低圧側リリーフバルブ６１に供給する。これにより、第三ポンプ２３からの作動油圧がリリーフ圧Ｘｌに変更されることとなる。こうして、リリーフ圧Ｘｌを超える圧油は、作動油タンク１９に戻される。そして、ＲＥＴＵＲＮに移行して、再度フローを繰り返す。

　ステップＳ３３において、制御装置４０は、リリーフ圧をＸｈに変更する。つまり、切換バルブ６３を切り換えて、第三ポンプ２３から吐出された作動油を高圧側リリーフバルブ６２に供給する。これにより、第三ポンプ２３からの作動油圧がリリーフ圧Ｘｈに変更されることとなる。こうして、リリーフ圧Ｘｈを超える圧油は、作動油タンク１９に戻される。そして、ＲＥＴＵＲＮに移行して、再度フローを繰り返す。

　このように、空調装置６４が入操作されると、第三ポンプ２３からの作動油圧が高圧側のリリーフ圧Ｘｈから低圧側のリリーフ圧Ｘｌとなるので、このＸｈとＸｌとの差だけ第三ポンプ２３に起因するエンジン９の負荷を低減することができる。これにより、空調装置６４のコンプレッサー６４ａが駆動した場合であっても、エンジンストールを防止することができる。

　また、圧力変更手段を第一実施形態に示すような電磁比例リリーフバルブとし、空調装置６４の温度設定等に応じてリリーフ圧を連続的に変更する構成とすることも可能である。

　以上のように、本発明の第三実施形態に係る旋回作業車１は、空調装置６４の入切操作（空調操作具６５のＯＮ・ＯＦＦスイッチの操作）に応じて圧力変更手段が作動して第三ポンプ２３からの作動油圧を変更する。詳細には、空調装置６４の入操作と連動して低圧側リリーフバルブ６１に第三ポンプ２３からの作動油が流れるように切換バルブ６３が操作されて第三ポンプ２３からの作動油圧が低下され、空調装置６４の切操作と連動して高圧側リリーフバルブ６２に第三ポンプ２３からの作動油が流れるように切換バルブ６３が操作されて第三ポンプ２３からの作動油圧が上昇されるものである。これにより、空調装置６４の入操作により第三ポンプ２３からの作動油圧を低下させることで、第三ポンプ２３に起因するエンジン９の負荷を低減することができ、エンジンストールを防止する効果を高めることができる
　［実施形態４］

　図１１を用いて、第四実施形態のエンジン１１０の周囲構成について説明する。
　なお、図１１では、油圧駆動システム１３０において、太線はメイン回路を示し、細線はパイロット回路を示している。また、図１１では、空調システム１２０において、太線は冷媒回路を示している。さらに、図１１では、点線は、電気信号線を示している。

　本実施形態のエンジン１１０及び油圧駆動システム１３０は、第一～第三実施形態とは異なるものである。
　エンジン１１０は、その周囲に、油圧ポンプとしての第一ポンプ１３１と、油圧ポンプとしての第二ポンプ１３２と、油圧ポンプとしての第三ポンプ１３３と、圧縮機１２１と、制御手段としてのコントローラ１５０と、回転数変更手段としてのラックアクチュエータ１５３と、目標回転数設定手段としてのアクセルレバー１５５と、を具備している。

　エンジン１１０の構成について説明する。
　エンジン１１０の出力軸は、第一ポンプ１３１の入力軸、第二ポンプ１３２の入力軸及び第三ポンプ１３３の入力軸と連結されて（なお、本実施例では、第一ポンプ１３１の入力軸、第二ポンプ１３２の入力軸及び第三ポンプ１３３の入力軸は同一の軸で構成され、図１２において後述する入力軸２０１としている）、第一ポンプ１３１、第二ポンプ１３２及び第三ポンプ１３３がエンジンにより駆動され、さらに、エンジン１１０の出力軸は、クラッチ１５２を介して圧縮機１２１の入力軸と連結されて駆動される。

　エンジン１１０のクランクシャフト近傍には、実回転数検出手段としてのエンジン回転数センサ１５１が配置されている。エンジン回転数センサ１５１は、エンジン１１０の実回転数Ｎｅを検出するものである。エンジン回転数センサ１５１は、コントローラ１５０に接続されている。

　エンジン１１０は、電子ガバナによってアクセルレバー１５５で設定された目標回転数となるように制御される。より詳しくは、アクセルレバー１５５で設定された目標回転数となるように、回転数変更手段となるラックアクチュエータ１５３の作動により燃料噴射量が変更されて制御される。ラックアクチュエータ１５３はコントローラ１５０と接続されている。

　油圧ポンプの構成について説明する。
　第一ポンプ１３１、第二ポンプ１３２及び第三ポンプ１３３は、油圧駆動システム１３０に含まれている。油圧駆動システム１３０は、油圧アクチュエータとして、上述した、左走行用油圧モータ５Ｌと、右走行用油圧モータ５Ｒと、ブレードシリンダ１８と、ブームシリンダ１３と、アームシリンダ１４と、バケットシリンダ１５と、スイングシリンダ６と、を具備している。油圧駆動システム１３０では、油圧ポンプによって、作動油タンクに貯留された作動油を吸入して圧力を加え、油圧アクチュエータに作動油を圧送するものである。

　第一ポンプ１３１及び第二ポンプ１３２は、可動斜板１４１または可動斜板１４２の傾斜角度を変更することによって、作動油の吐出量を変更可能な可変容量型のポンプである。可動斜板１４１及び可動斜板１４２は、一体的に構成されている。つまり、第一ポンプ１３１と第二ポンプ１３２は、同一のシリンダブロック内に複数のプランジャが往復動可能に収納され、一つの吸入口と二つの吐出口が形成され、前記プラジャは一つの斜板に当接され、吐出量は同時に変更される構成とされている。第三ポンプ１３３は、例えば、トロコイド型またはギヤ型のポンプで構成された吐出量が一定である固定容量型のポンプである。

　可動斜板１４１は、バネ機構１４７、第一ダンパ機構１６１及び回転偏差ダンパ機構１６５によって、傾斜角度が制限（制御）される構成とされている。バネ機構１４７は、第一ポンプ１３１及び第二ポンプ１３２の吐出量が最大吐出量となるように、すなわち可動斜板１４１が所定の傾斜角度で傾斜するように、可動斜板１４１を付勢するものである。第一ダンパ機構１６１は、第一ポンプ１３１の吐出量に応じて第一ポンプ１３１及び第二ポンプ１３２の吐出量を調整するように、すなわち可動斜板１４１の傾斜角度を調整するように、可動斜板１４１を付勢するものである。

　可動斜板１４２は、第二ダンパ機構１６２及び第三ダンパ機構１６３によって、傾斜角度が制限される構成とされている。第二ダンパ機構１６２は、第二ポンプ１３２の吐出量に応じて第一ポンプ１３１及び第二ポンプ１３２の吐出量を調整するように、すなわち可動斜板１４２の傾斜角度を調整するように、可動斜板１４２を付勢するものである。第三ダンパ機構１６３は、第三ポンプ１３３の吐出量に応じて第一ポンプ１３１及び第二ポンプ１３２の吐出量を調整するように、すなわち可動斜板１４２の傾斜角度を調整するように、可動斜板１４２を付勢するものである。

　電磁比例制御弁１６９は、図示しないパイロットポンプから回転偏差ダンパ機構１６５に送り出されるパイロット圧力を調整するものである。電磁比例制御弁１６９の切換作動部となるソレノイドは、コントローラ１５０に接続されている。

　圧縮機１２１の構成について説明する。
　圧縮機１２１は、空調システム１２０に含まれている。空調システム１２０は、図示しない室外熱交換器と、膨張弁と、室内熱交換器と、を具備している。空調システム２０は、圧縮機１２１によって冷媒を循環させ、上述した操縦部８の空調を行うものである。

　エンジン１１０の出力軸と圧縮機１２１の入力軸との間にはクラッチ１５２が介装され、該クラッチ１５２によってＯＮ（接続）またはＯＦＦ（切断）が切換えられる構成とされている。クラッチ１５２は、電磁クラッチにより構成されてコントローラ１５０と接続されている。

　アクセルレバー１５５は、エンジン１１０の目標回転数ｍＮｅを設定するものである。アクセルレバー１５５は、操縦部８に配置されている。アクセルレバー１５５の操作量（回動角）は、操作量検知手段となる角度センサにより検知され、該角度センサはコントローラ１５０と接続されている。

　コントローラ１５０は、エンジン１１０、空調システム１２０及び油圧駆動システム１３０を総合的に制御するものである。コントローラ１５０には、エンジン回転数センサ１５１と、クラッチ１５２と、アクセルレバー１５５（角度センサ）と、電磁比例制御弁１６９と、が接続されている。

　図１２を用いて、エンジンストール回避制御Ｓ１００の流れについて説明する。
　なお、ステップＳ１２０～ステップＳ１３０は、スピードセンシング制御のステップを示している。

　エンジン１１０では、例えば油圧ポンプの負荷が増加した場合には、エンジンの実回転数Ｎｅが減少するが、後述する第一設定値Ａ１の負荷までは電子ガバナにより所定の実回転数の減少に抑えられる。さらにエンジン負荷Ａが増加し、第一設定値Ａ１を越え第二設定値Ａ２までは、電磁比例制御弁１６９が作動されて、可動斜板１４２の傾斜が変更され、第一ポンプ１３１及び第二ポンプ１３２の作動油の吐出量が低下される。更に、第二設定値Ａ２を越えると、エンジン１１０がストールしてしまう。そこで、エンジンストール回避制御Ｓ１００は、エンジン負荷Ａが第二設定値Ａ２の上回るような場合には、クラッチ１５２を一定時間ＯＦＦとして圧縮機１２１への動力伝達を遮断し、エンジン１１０がエンジンストールに至ることを回避するように制御する。

　本実施形態では、エンジン負荷を、目標回転数ｍＮｅと実回転数Ｎｅと差に基づいて算出する。しかし、負荷の検出は本実施形態に限定するもではなく、例えば、燃料噴射量を変更する目標ラック位置と実ラック位置の差、可動斜板の目標角度と実角度の差、または作動油圧等で求めることもできる。

　ステップＳ１１０において、コントローラ１５０は、アクセルレバー１５５によって設定されている目標回転数ｍＮｅからエンジン回転数センサ１５１によって検出される実回転数Ｎｅを差し引いた回転数偏差ｄＮｅを算出し、さらに、回転数偏差ｄＮｅに基づいてエンジン負荷Ａを演算する。

　ステップＳ１２０において、コントローラ１５０は、回転数偏差ｄＮｅが増加し、エンジン負荷Ａが第一設定値Ａ１より大きい場合には、ステップＳ１３０に移行する。一方、エンジン負荷Ａが第一設定値Ａ１以下の場合には、ステップＳ２００に移行し、ガバナ制御によって回転数偏差ｄＮｅは０に近づくように制御される。

　ステップＳ１３０において、コントローラ１５０は、電磁比例制御弁１６９によってパイロット圧を調整して可動斜板１４２の傾斜を変更し、第一ポンプ１３１及び第二ポンプ１３２の作動油の吐出量を低下させる、すなわち第一ポンプ１３１及び第二ポンプ１３２の負荷トルクを低下させる。以上、ステップＳ１２０～ステップＳ１３０は、スピードセンシング制御のステップを示している。

　ステップＳ１４０において、コントローラ１５０は、スピードセンシング制御を実行しても、なお回転数偏差ｄＮｅが増加し、エンジン負荷Ａが第二設定値Ａ２より大きいかどうかを判断する。エンジン負荷が第二設定値Ａ２より大きい場合には、ステップＳ１５０に移行する。

　ステップＳ１５０において、コントローラ１５０は、クラッチ１５２をＯＦＦとし、ステップＳ１６０に移行する。このとき、エンジン１１０と圧縮機１２１との接続は断絶され、エンジン負荷Ａは軽減される。

　ステップＳ１６０において、クラッチ１５２をＯＦＦとしてから設定時間ｔ１を経過したかどうかを判断する。設定時間ｔ１を経過した場合には、ステップＳ１７０に移行し、クラッチ５２をＯＮとする。

　エンジンストール回避制御Ｓ１００の効果について説明する。
　エンジンストール回避制御Ｓ１００によれば、エンジンストールを回避することができる。すなわち、スピードセンシング制御を実行しても、なお回転数偏差ｄＮｅが増加して負荷が増加している場合には、エンジン１１０と圧縮機１２１との接続を断絶し、エンジン１１０の負荷を低下させ、エンジン出力を低下させることで、エンジンストールを回避することができる。

　図１３を用いて、左段付きピン２１０及び右段付きピン２２０について説明する。
　図１３（Ａ）は、ポンプユニット２００の側面を一部断面図として模式的に示している。
　また、図１３（Ｂ）は、ポンプユニット２００の平面を一部断面図として模式的に示している。なお、図４では、説明を分かり易くするため、第一ポンプ１３１及び第二ポンプ１３２の図示を省略している

　ポンプユニット２００は、第一ポンプ１３１、第二ポンプ１３２及び第三ポンプ１３３を１つのケーシング３００に一体化したものである。

　ポンプユニット２００は、ケーシング３００と、入力軸２０１と、図示しない第一ポンプ１３１と第二ポンプ１３２のプランジャと、第三ポンプ１３３と、左段付きピン２１０と、右段付きピン２２０と、バネ機構２３０と、斜板２４０と、を具備している。

　斜板２４０は、図１１の可動斜板１４１と可動斜板１４２に相当するものである。バネ機構２３０は、図１１のバネ機構１４７に相当するものである。

　左段付きピン２１０は、図１１の第一ダンパ機構１６１及び第二ダンパ機構１６２に相当するものである。左段付きピン２１０は、第一径部（小径部）２１１と、第二径部（大径部）２１２と、を具備している。第一径部２１１は、左段付きピン２１０の一端側に形成されている。第二径部２１２は、左段付きピン２１０の他端部に形成され、他端は斜板２４０に当接されている。第二径部２１２は、第一径部２１１よりも大きい径で形成されている。

　ケーシング３００には、左段付きピン２１０を収納する空間が形成されている。第一空間３１１は、左段付きピン２１０の第一径部２１１を収納する空間である。第二空間３１２は、左段付きピン２１０の第二径部２１２を収納する空間である。第一油路４１１は、第一径部２１１の一端側と連通するように形成されている。第一油路４１１は、第一ポンプ１３１の吐出配管と連通している。第二油路４１２は、第二径部２１２の一端側と連通するように形成されている。第二油路４１２は、第二ポンプ１３２の吐出配管と連通している。第一径部２１１の受圧面積と第二径部２１２の受圧面積との比は、第一ポンプ１３１の吐出容量と第二ポンプ１３２の吐出容量の比に比例する。

　このような構成とすることで、左段付きピン２１０は、第一ポンプ１３１の吐出量、あるいは、第二ポンプ１３２の吐出量に応じて、斜板２４０に向けて付勢されることになる。すなわち、斜板２４０は、左段付きピン２１０によって、傾斜角度が変更されることになる。

　右段付きピン２２０は、図１１の第三ダンパ機構１６３及び回転偏差ダンパ機構１６５に相当するものである。右段付きピン２２０は、第三径部（小径部）２２３と、第四径部（大径部）２２４と、を具備している。第三径部２２３は、右段付きピン２２０の一端側に形成されている。第四径部２２４は、右段付きピン２２０の他端部に形成され、他端は斜板２４０に当接されている。第四径部２２４は、第三径部２２３よりも大きい径で形成されている。

　ケーシング３００には、右段付きピン２２０を収納する空間が形成されている。第三空間３２３は、右段付きピン２２０の第三径部２２３を収納する空間である。第四空間３２４は、右段付きピン２２０の第四径部２２４を収納する空間である。第三油路４２３は、第三径部２２３の一端側と連通するように形成されている。第三油路４２３は、第三ポンプ１３３の吐出配管と連通している。第四油路４２４は、第四径部２２４の一端側と連通するように形成されている。第四油路４２４は、電磁比例制御弁６９のパイロット配管と連通している。

　このような構成とすることで、右段付きピン２２０は、第三ポンプ１３３の吐出量、あるいは、電磁比例制御弁１６９によって調整されたパイロット圧に応じて、斜板２４０に向けて付勢されることになる。すなわち、斜板２４０は、右段付きピン２２０によって、傾斜角度が変更されることになる。

　本発明は、作業車両に利用可能である。
　

Claims

　エンジンからの動力で駆動される固定容量型油圧ポンプと、前記固定容量型油圧ポンプから圧送された作動油で駆動される作業用油圧アクチュエータと、を備える作業車両であって、
　前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更する圧力変更手段と、
　前記圧力変更手段を制御する制御手段と、
　前記エンジンの実回転数を検出する実回転数検出手段と、
　を具備し、
　前記制御手段は、前記エンジンの負荷が大きくなり、当該エンジンの実回転数が設定回転数より低下すると、前記エンジンの実回転数と前記設定回転数との偏差に応じて、前記圧力変更手段によって、前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更する、
　作業車両。
　請求項１記載の作業車両であって、
　前記エンジンからの動力で駆動され、圧送する作動油で前記作業用油圧アクチュエータを駆動する可変容量型油圧ポンプと、
　前記可変容量型油圧ポンプの斜板角度を変更する斜板角度変更手段と、
　を具備し、
　前記制御手段は、
　前記斜板角度変更手段を制御し、
　前記エンジンの負荷が大きくなり、当該エンジンの実回転数が設定回転数より低下すると、前記エンジンの実回転数と前記設定回転数との偏差に応じて前記斜板角度変更手段を作動して前記可変容量型油圧ポンプの斜板角度を変更し、
　当該斜板角度が限界角度となると、前記偏差に応じて前記圧力変更手段を作動して前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更する、
　作業車両。
　請求項１記載の作業車両であって、
　前記エンジンからの動力で駆動する空調装置を備え、
　前記圧力変更手段は、前記空調装置の入切操作に応じて作動して、前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更する、
　作業車両。
　請求項１記載の作業車両であって、
　前記エンジンからの動力で駆動する空調装置と、
　前記エンジンから前記空調装置への動力の切断又は接続を行うクラッチと、
　を具備し、
　前記制御手段は、前記クラッチの切断又は接続を制御し、
　前記エンジンの負荷が大きくなり、当該エンジンの実回転数が設定回転数より低下すると、前記エンジンの実回転数と前記設定回転数との偏差に応じて、前記圧力変更手段によって、前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更し、
　前記固定容量型油圧ポンプからの作動油圧を変更しても、さらに前記エンジンの実回転数が設定回転数より低下すると、前記クラッチを切断する、
　作業車両。