WO2018087898A1

WO2018087898A1 - 作業機械

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Publication number: WO2018087898A1
Application number: PCT/JP2016/083607
Authority: WO
Inventors: 慎治金子
Original assignee: 株式会社小松製作所
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2018-05-17
Also published as: US20180231118A1; JPWO2018087898A1; CN108291635A; JP6335340B1

Abstract

作業機械は、油圧ポンプ及び油圧モータを油圧管路によって閉回路に構成し、油圧管路に配設され、油圧管路のリリーフ圧力を設定するリリーフ弁と、油圧モータに取り付けられた走行装置を制動する制動装置と、制動装置を操作する操作機構とを備える。作業機械の走行装置が走行するときの速度が所定の閾値以上である場合、リリーフ圧力は、操作機構による制動操作がされる前の第１圧力から、第１圧力よりも低い第２圧力に変更される。

Description

作業機械

　本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される油圧モータと、を有する作業機械に関する。

　駆動源であるエンジンと、駆動輪との間にＨｙｄｒｏ　Ｓｒａｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＨＳＴ：静油圧式動力伝達装置）と称される油圧駆動装置を有する作業機械がある。ＨＳＴは、閉回路である主油圧回路に、エンジンによって駆動される可変容量型の走行用油圧ポンプと、走行用油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される可変容量型の油圧モータとを備えており、油圧モータの駆動力を駆動輪に伝達することによって車両を走行させるものである。

　油圧回路は、一般に過度の圧力が発生しないように、予め定められた圧力になると作動油を排出するリリーフ弁を備える。これは、ＨＳＴが有する主油圧回路でも同様である。特許文献１には、設定圧力を変更可能としたリリーフ弁が記載されている。

特開２０１４－２５２０９号公報

　一般に、作業機械は機械式のブレーキを有する。これは、ＨＳＴを有する作業機械でも同様である。ＨＳＴを有する作業機械の制動時には、走行用油圧ポンプの流量を低減させて制動力を発生させるが、機械式のブレーキも同時に制動力を発生させる。走行用油圧ポンプの応答遅れによって、ＨＳＴを有する作業機械の制動時には、主油圧回路内の作動油に過度の圧力が発生する可能性がある。

　本発明の態様は、ＨＳＴを有する作業機械の制動時において、主油圧回路内の作動油の圧力が過度に上昇することを抑制することを目的とする。

　本発明の第１の態様によれば、油圧ポンプ及び油圧モータを油圧管路によって閉回路に構成し、前記油圧管路に配設され、前記油圧管路のリリーフ圧力を設定するリリーフ弁と、前記油圧モータに取り付けられた走行装置を制動する制動装置と、前記制動装置を操作する操作機構と、を備え、前記走行装置が走行するときの速度が所定の閾値以上である場合、前記リリーフ圧力は、前記操作機構による制動操作がされる前の第１圧力から、前記第１圧力よりも低い第２圧力に変更される作業機械が提供される。

　本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、前記操作機構に与えられた前記制動操作の操作量が減少した状態が、予め定められた時間継続した後に、前記リリーフ圧力が前記第２圧力から前記第１圧力に変更される作業機械が提供される。

　本発明の第３の態様によれば、油圧ポンプ及び油圧モータを油圧管路によって閉回路に構成し、前記油圧管路に配設され、前記油圧管路のリリーフ圧力を設定するリリーフ弁を備え、前記リリーフ圧力が、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを制御する制御装置と前記油圧ポンプとの間の電気系統の状態及び前記制御装置と前記油圧モータとの間の電気系統の状態のうち少なくとも一方に応じて変更される作業機械が提供される。

　本発明の第４の態様によれば、第１の態様から第３の態様において、前記リリーフ弁は、前記リリーフ圧力を無段階に変更できる作業機械が提供される。

　本発明の態様は、ＨＳＴを有する作業機械の制動時において、主油圧回路内の作動油の圧力が過度に上昇することを抑制できる。

図１は、実施形態に係る作業機械の一例であるフォークリフトの全体構成を示す図である。図２は、図１に示したフォークリフトの制御系統を示すブロック図である。図３は、フォークリフトの制動時における制御例を示すフローチャートである。図４は、電気系統に異常が発生した場合における処理例を示すフローチャートである。図５は、リリーフ弁のリリーフ圧力を無段階に変更する例を示す図である。

　以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

＜フォークリフト＞
　図１は、実施形態に係る作業機械の一例であるフォークリフト１の全体構成を示す図である。図２は、図１に示したフォークリフト１の制御系統を示すブロック図である。フォークリフト１は、駆動輪２ａ及び操向輪２ｂを有した車体３と、作業機５と、駆動輪２ａ及び操向輪２ｂを制動する制動装置である機械式ブレーキ９Ｆ，９Ｒと、を有する。フォークリフト１は、運転席ＳＴから操舵部材ＨＬへ向かう側が前であり、操舵部材ＨＬから運転席ＳＴへ向かう側が後である。作業機５は、車体３の前方に設けられる。

　車体３には、内燃機関の一例であるエンジン４、エンジン４を駆動源として駆動される可変容量型の油圧ポンプである走行用油圧ポンプ１０及び作業機用油圧ポンプ１６が搭載される。エンジン４は、例えばディーゼルエンジンであるが、これには限定されない。作業機用油圧ポンプ１６には、エンジン４の出力軸４Ｓが連結されている。作業機用油圧ポンプ１６と走行用油圧ポンプ１０とは、チャージポンプ１５を介して連結されている。走行用油圧ポンプ１０、作業機用油圧ポンプ１６及びチャージポンプ１５は、出力軸４Ｓを介してエンジン４に駆動されて、作動油を吐出する。

　車体３には、油圧モータ２０が搭載される。油圧モータ２０は、可変容量型の油圧モータである。油圧モータ２０は、走行用油圧ポンプ１０との間で作動油が流れる閉回路を形成し、走行用油圧ポンプ１０から吐出された作動油によって駆動されて、車輪である駆動輪２ａを回転させる。駆動輪２ａは、油圧モータ２０が発生する動力で駆動される。

　可変容量型の走行用油圧ポンプ１０と可変容量型の油圧モータ２０とは閉回路、すなわち閉じた油圧回路で連通されて、ＨＳＴを形成している。このように、フォークリフト１は、ＨＳＴによって走行する。実施形態において、走行用油圧ポンプ１０と作業機用油圧ポンプ１６とは、いずれも斜板１０Ｓと斜板１６Ｓとを有し、斜板１０Ｓと斜板１６Ｓとの傾転角が変更されることにより、容量が変化する。

　作業機５は、積荷を載置するフォーク６を昇降させるリフトシリンダ７及びフォーク６をチルトさせるチルトシリンダ８を有する。車体３の運転席には、前後進レバー４２ａ、ブレーキ操作部としてのインチングペダル４０ａ、アクセル操作部としてのアクセルペダル４１ａ及び作業機５を操作するための作業機操作レバーが設けられる。インチングペダル４０ａは、ブレーキペダルとも称される。

　インチングペダル４０ａは、インチング率を変更する。アクセルペダル４１ａは、エンジン４への燃料供給量を変更する。インチングペダル４０ａ及びアクセルペダル４１ａは、フォークリフト１のオペレータが、運転席から足踏み操作できる位置に設けられている。図１では、インチングペダル４０ａとアクセルペダル４１ａとが重なった状態で描かれている。

　インチングペダル４０ａは、機械式ブレーキ９Ｆ，９Ｒを操作する操作機構である。すなわち、インチングペダル４０ａが操作されると、図２に示されるマスタシリンダ４０ＭＳからブレーキ油が機械式ブレーキ９Ｆ，９Ｒに供給される。ブレーキ油が供給された機械式ブレーキ９Ｆ，９Ｒは、供給されたブレーキ油の圧力によって駆動輪２ａ及び操向輪２ｂに制動力を発生させる。

　実施形態においては作業機械がフォークリフト１であるため、作業機械の走行装置はフォークリフト１の車輪、より詳細には駆動輪２ａである。駆動輪２ａは、図２に示されるように、出力軸２０ａ及びトランスファ２０ｂを介して油圧モータ２０に取り付けられる。例えばブルドーザ等のように履帯を有した作業機械である場合、走行装置は履帯である。走行装置は、作業機械の種類によって異なるが、作業機械を走行させるものであればよい。

＜主油圧回路１００＞
　図２に示されるように、フォークリフト１は、主油圧回路１００を備えている。主油圧回路１００は、走行用油圧ポンプ１０と、油圧モータ２０と、両者を接続する油圧供給管路１０ａ及び油圧供給管路１０ｂとを含んだ閉回路である。つまり、主油圧回路１００は、走行用油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０を、油圧管路である油圧供給管路１０ａ及び油圧供給管路１０ｂによって閉回路に構成したものである。走行用油圧ポンプ１０は、エンジン４によって駆動されて作動油を吐出する装置である。実施形態において、走行用油圧ポンプ１０は、例えば、斜板傾転角を変更することによって容量を変更することのできる可変容量型のポンプである。走行用油圧ポンプ１０の容量を変更する方式は、斜板傾転角を変更するものには限定されない。

　油圧モータ２０は、走行用油圧ポンプ１０から吐出された作動油によって駆動される。油圧モータ２０は、例えば、斜板２０Ｓを有し、斜板傾転角を変更することによって容量を変更することのできる可変容量型の油圧モータである。油圧モータ２０の容量を変更する方式は、斜板傾転角を変更するものには限定されない。また、油圧モータ２０は、固定容量型の油圧モータであってもよい。油圧モータ２０は、出力軸２０ａがトランスファ２０ｂを介して駆動輪２ａに接続されている。油圧モータ２０は、トランスファ２０ｂを介して駆動輪２ａを駆動することで、フォークリフト１を走行させる。

　油圧モータ２０は、走行用油圧ポンプ１０から吐出された作動油の供給方向に応じて回転方向を切り替えることができる。油圧モータ２０の回転方向が切り替えられることにより、フォークリフト１は前進又は後進する。以下の説明においては、便宜上、油圧供給管路１０ａから油圧モータ２０に作動油が供給された場合にフォークリフト１が前進し、油圧供給管路１０ｂから油圧モータ２０に作動油が供給された場合にフォークリフト１が後進するものとする。

　走行用油圧ポンプ１０は、油圧供給管路１０ａに接続されている部分がＡポート１０Ａ、油圧供給管路１０ｂに接続されている部分がＢポート１０Ｂである。フォークリフト１の前進時には、Ａポート１０Ａが作動油の吐出側となり、Ｂポート１０Ｂが作動油の流入側となる。フォークリフト１の後進時には、Ａポート１０Ａが作動油の流入側となり、Ｂポート１０Ｂが作動油の吐出側となる。

＜ポンプ容量設定ユニット１１＞
　フォークリフト１は、ポンプ容量設定ユニット１１、モータ容量設定ユニット２１及びチャージポンプ１５を有する。ポンプ容量設定ユニット１１は、走行用油圧ポンプ１０に設けられる。ポンプ容量設定ユニット１１は、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３及びポンプ容量制御シリンダ１４を備える。ポンプ容量設定ユニット１１は、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に、後述する制御装置３０から指令信号が与えられる。前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３は、指令信号が与えられると、ポンプ容量制御シリンダ１４に作動油を供給、又はポンプ容量制御シリンダ１４から作動油を排出させて、ポンプ容量制御シリンダ１４を動作させる。ポンプ容量設定ユニット１１は、制御装置３０から与えられた指令信号に応じてポンプ容量制御シリンダ１４が動作し、走行用油圧ポンプ１０の斜板傾転角が変化することによって、走行用油圧ポンプ１０の容量が変更される。

　前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３は、制御装置３０から信号線１２ｃ，１３ｃを介して与えられた指令信号に従って、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３を動作させることにより、ポンプ容量制御シリンダ１４を動作させる。ポンプ容量制御シリンダ１４が動作すると、走行用油圧ポンプ１０の容量が変更される。

　ポンプ容量制御シリンダ１４は、シリンダケース１４Ｃ内にピストン１４ａが収納されている。ピストン１４ａは、シリンダケース１４Ｃとピストン１４ａとの間の空間に作動油が供給又は排出されることによって、シリンダケース１４Ｃ内を往復する。ポンプ容量制御シリンダ１４は、斜板傾転角が０の状態において、ピストン１４ａが中立位置に保持されている。このため、エンジン４が回転しても、走行用油圧ポンプ１０から主油圧回路１００の油圧供給管路１０ａ又は油圧供給管路１０ｂへ吐出される作動油の量は０である。

＜モータ容量設定ユニット２１＞
　モータ容量設定ユニット２１は、油圧モータ２０に設けられる。モータ容量設定ユニット２１は、モータ電磁比例制御バルブ２２、モータ用シリンダ制御バルブ２３及びモータ容量制御シリンダ２４を備えている。モータ容量設定ユニット２１では、モータ電磁比例制御バルブ２２に制御装置３０から指令信号が与えられると、モータ電磁比例制御バルブ２２からモータ用シリンダ制御バルブ２３にモータ制御圧力が供給されて、モータ容量制御シリンダ２４が動作する。モータ容量制御シリンダ２４が動作すると、モータ容量制御シリンダ２４の動きに連動して油圧モータ２０の斜板傾転角が変化することになる。このため、制御装置３０からの指令信号に応じて油圧モータ２０の容量が変更されることになる。詳細には、モータ容量設定ユニット２１は、モータ電磁比例制御バルブ２２から供給されるモータ制御圧力が増加するにしたがって、油圧モータ２０の斜板傾転角が減少するようになっている。

　モータ電磁比例制御バルブ２２は、制御装置３０から信号線２２ｃを介して与えられた指令信号に従って、モータ電磁比例制御バルブ２２を動作させることにより、モータ用シリンダ制御バルブ２３を動作させて、モータ容量制御シリンダ２４が動作させる。モータ容量制御シリンダ２４が動作すると、油圧モータ２０の容量が変更される。

　チャージポンプ１５は、エンジン４によって駆動される。チャージポンプ１５は、前述した前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３を介してポンプ容量制御シリンダ１４にポンプ制御圧力を供給する。チャージポンプ１５は、モータ電磁比例制御バルブ２２を介してモータ用シリンダ制御バルブ２３にモータ制御圧力を供給する。

　実施形態において、エンジン４は、走行用油圧ポンプ１０の他に、作業機用油圧ポンプ１６を駆動する。この作業機用油圧ポンプ１６は、作業機５を駆動するための作業用アクチュエータであるリフトシリンダ７及びチルトシリンダ８に作動油を供給する。

＜リリーフ弁４５＞
　主油圧回路１００は、リリーフ弁４５を有する。リリーフ弁４５は、走行用油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とを接続する油圧供給管路１０ａと油圧供給管路１０ｂとの間に配置される。詳細には、リリーフ弁４５は、油圧供給管路１０ａと油圧供給管路１０ｂとを接続する第１連結管路１０ｃと第２連結管路１０ｄとの間に配置される。リリーフ弁４５の入口４５ｉは第１連結管路１０ｃに接続され、リリーフ弁４５の出口４５ｅは第２連結管路１０ｄに接続される。このようにリリーフ弁４５は、第１連結管路１０ｃと第２連結管路１０ｄとを介して、油圧供給管路１０ａ及び油圧供給管路１０ｂに配設される。リリーフ弁４５は、主油圧回路１００を構成する油圧管路の回路圧力を設定する。

　第１連結管路１０ｃには、チェック弁５０及びチェック弁５１が取り付けられる。チェック弁５０は、油圧供給管路１０ａから油圧供給管路１０ｂへ向かう作動油の流れを許容し、チェック弁５１は、油圧供給管路１０ｂから油圧供給管路１０ａへ向かう作動油の流れを許容する。リリーフ弁４５の入口４５ｉは、チェック弁５０とチェック弁５１との間に接続される。

　第２連結管路１０ｄには、チェック弁５２及びチェック弁５３が取り付けられる。チェック弁５２は、油圧供給管路１０ｂから油圧供給管路１０ａへ向かう作動油の流れを許容し、チェック弁５３は、油圧供給管路１０ａから油圧供給管路１０ｂへ向かう作動油の流れを許容する。リリーフ弁４５の出口４５ｅは、チェック弁５２とチェック弁５３との間に接続される。

　リリーフ弁４５は、走行用油圧ポンプ１０と油圧モータ２０との間で主油圧回路１００内の作動油を排出する。詳細には、リリーフ弁４５は、予め設定された設定圧力であるリリーフ圧力が作用すると、入口４５ｉと出口４５ｅとが接続されて、入口４５ｉから出口４５ｅに作動油が流れる。リリーフ圧力は、リリーフ弁４５が作動油を排出するときの圧力である。リリーフ弁４５は、リリーフ圧力を変更できる。

　リリーフ弁４５は、リリーフ圧力を決定するための弾性部材４５Ｓを有している。入口４５ｉからリリーフ弁４５に作用する作動油の圧力によって発生する力が、弾性部材４５Ｓが発生する力よりも大きくなると、リリーフ弁４５が開く。すなわち、入口４５ｉと出口４５ｅとがつながる。リリーフ弁４５が開く圧力がリリーフ圧力である。弾性部材４５Ｓが発生する力が調整装置４６によって変更されることで、リリーフ圧が変更される。実施形態において、弾性部材４５Ｓは、圧縮されると反発力を発生するばねである。調整装置４６が弾性部材４５Ｓであるばねの長さを変更することにより、弾性部材４５Ｓが発生する力は変化する。

　実施形態において、調整装置４６は電磁弁である。調整装置４６は、制御装置３０によって制御される。調整装置４６には、チャージポンプ１５から油路１５ａを介して作動油が供給される。調整装置４６が動作する場合は、第１の状態及び第２の状態の２つの状態になる。調整装置４６は、第１の状態においてチャージポンプ１５から供給された作動油がリリーフ弁４５に供給され、第２の状態においてチャージポンプ１５から供給された作動油が通過する。調整装置４６からリリーフ弁４５に作動油が供給される状態において、弾性部材４５Ｓは第１の長さである。調整装置４６からリリーフ弁４５に作動油が供給されない状態において、弾性部材４５Ｓは、作動油の圧力による力を受けないため、第１の長さよりも長い第２の長さに変化する。弾性部材４５Ｓが発生する力は、第１の長さの方が第２の長さの方よりも小さくなるので、第１の長さに対応するリリーフ圧力である第１圧力は、第２の長さに対応するリリーフ圧力である第２圧力よりも高く、第２圧力は第１圧力よりも低くなる。このように、リリーフ弁４５は、リリーフ圧力が２段階に変化する。

　油圧供給管路１０ａ内の作動油の圧力が、油圧供給管路１０ｂ内の作動油の圧力よりも高くなり、リリーフ弁４５のリリーフ圧力以上になると、リリーフ弁４５が開く。そして、油圧供給管路１０ａの作動油は、第１連結管路１０ｃ、チェック弁５０、リリーフ弁４５、第２連結管路１０ｄ及びチェック弁５３を通って油圧供給管路１０ｂへ流れて排出される。油圧供給管路１０ｂ内の作動油の圧力が、油圧供給管路１０ａ内の作動油の圧力よりも高くなり、リリーフ弁４５のリリーフ圧力以上になると、リリーフ弁４５が開く。そして、油圧供給管路１０ｂの作動油は、第１連結管路１０ｃ、チェック弁５１、リリーフ弁４５、第２連結管路１０ｄ及びチェック弁５２を通って油圧供給管路１０ａへ流れて排出される。このような動作により、リリーフ弁４５は、走行用油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０の入口側及び出口側における作動油の圧力が過度に上昇することを抑制する。

　実施形態において、リリーフ弁４５のリリーフ圧力は、インチングペダル４０ａの操作状態に応じて変更される。また、実施形態において、リリーフ弁４５のリリーフ圧力は、制御装置３０と走行用油圧ポンプ１０との間の電気系統の状態及び制御装置３０と油圧モータ２０との間の電気系統の状態のうち少なくとも一方に応じて変更される。実施形態において、フォークリフト１の稼働中におけるリリーフ圧力は、通常は第１圧力であり、リリーフ圧力の変更条件が成立した場合に第２圧力に変更される。リリーフ圧力は、第２圧力に変更された後、リリーフ圧力の変更を解除する条件が成立したら、第２圧力から第１圧力に変更される。

＜フォークリフト１が備えるセンサ類＞
　フォークリフト１は、制動装置の操作量検出器であるインチングポテンショメータ（ブレーキポテンショメータ）４０、アクセルの操作量検出器であるアクセルポテンショメータ４１、走行方向の指示の検出器である前後進レバースイッチ４２、エンジン回転センサ４３ｒ及び車速センサ４３ｖを備えている。

　インチングポテンショメータ４０は、インチングペダル４０ａが操作された場合に、その操作量を検出して出力する。インチングペダル４０ａの操作量は、インチング操作量Ｉｓである。インチングポテンショメータ４０が出力するインチング操作量Ｉｓは、制御装置３０に入力される。以下において、インチング操作量ＩｓをインチングストロークＩｓと称することもある。

　アクセルポテンショメータ４１は、アクセルペダル４１ａが操作された場合に、アクセルペダル４１ａの操作量Ａｏｐを出力するものである。アクセルペダル４１ａの操作量Ａｏｐは、アクセル開度Ａｏｐとも称される。アクセルポテンショメータ４１が出力するアクセル開度Ａｏｐは、制御装置３０に入力される。

　前後進レバースイッチ４２は、フォークリフト１の進行方向を切り替えるための選択スイッチである。本実施形態では、運転席から選択操作できる位置に設けた前後進レバー４２ａの操作により、前進と、中立と、後進との３つの進行方向を選択して、フォークリフト１の前進と後進とを切り換えることができる前後進レバースイッチ４２を適用している。この前後進レバースイッチ４２によって選択されたフォークリフト１の進行方向を示す情報は、選択情報として制御装置３０に与えられる。前後進レバースイッチ４２が選択するフォークリフト１の進行方向は、これからフォークリフト１が進行する方向と、フォークリフト１が実際に進行している方向との両方を含む。

　エンジン回転センサ４３ｒは、エンジン４の実際の回転速度を検出するものである。エンジン回転センサ４３ｒによって検出されたエンジン４の回転速度は、実エンジン回転速度Ｎｒである。実エンジン回転速度Ｎｒを示す情報は、制御装置３０に入力される。エンジン４の回転速度は、単位時間あたりにおけるエンジン４の出力軸４Ｓの回転数である。車速センサ４３ｖは、フォークリフト１、すなわち走行装置が走行するときの速度である実車速Ｖｃを検出する装置である。

＜制御装置３０＞
　制御装置３０は、処理部３０Ｃと記憶部３０Ｍとを含む。制御装置３０は、例えば、コンピュータを備え、フォークリフト１の制御に関する各種の処理を実行する装置である。処理部３０Ｃは、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）のようなプロセッサとメモリとを組合せた装置である。処理部３０Ｃは、記憶部３０Ｍに記憶されている、主油圧回路１００を制御するためのコンピュータプログラムを読み込んでこれに記述されている命令を実行することにより、主油圧回路１００の動作を制御する。記憶部３０Ｍは、前述したコンピュータプログラム及び主油圧回路１００の制御に必要なデータ等を記憶している。記憶部３０Ｍは、例えば、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、ストレージデバイス又はこれらを組合せた装置である。

　制御装置３０には、インチングポテンショメータ４０、アクセルポテンショメータ４１、前後進レバースイッチ４２、エンジン回転センサ４３ｒ及び車速センサ４３ｖといった各種センサ類が電気的に接続されている。制御装置３０は、これらの各種センサ類からの入力信号に基づいて、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３、モータ電磁比例制御バルブ２２及び調整装置４６の指令信号を生成する。制御装置３０は、生成した指令信号を、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３、モータ電磁比例制御バルブ２２及び調整装置４６に与える。

　制御装置３０は、電源４４から電線４４Ｗを介して電力が供給される。制御装置３０は、電源４４から電力の供給を受けて、動作する。電源４４は、フォークリフト１に搭載された二次電池が例示される。

＜制動時における制御＞
　次に、フォークリフト１の制動時における制御について説明する。フォークリフト１のオペレータがインチングペダル４０ａを踏み込むと、インチングポテンショメータ４０はインチングペダル４０ａの操作状態を検出し、制御装置３０に与える。インチングペダル４０ａの操作状態は、インチングペダル４０ａの操作量及び操作速度が例示されるが、これらには限定されない。

　制御装置３０は、インチングポテンショメータ４０から受け取ったインチングペダル４０ａの操作状態に基づいて、走行用油圧ポンプ１０の流量を減少させる。走行用油圧ポンプ１０の流量を減少させると、油圧モータ２０の流量が走行用油圧ポンプ１０の流量よりも大きくなるので、フォークリフト１は減速する。同時に、機械式ブレーキ９Ｆ，９Ｒが制動力を発生する。

　緊急時等にオペレータがインチングペダル４０ａを急速に踏み込むと、機械式ブレーキ９Ｆ，９Ｒによって駆動輪２ａの回転速度及び油圧モータ２０の回転速度が急激に減少する。このため、走行用油圧ポンプ１０の流量を減少させる速度が、油圧モータ２０の回転速度の減少に間に合わなくなる可能性がある。すなわち、制動時において、走行用油圧ポンプ１０の応答が間に合わなくなる可能性がある。その結果、瞬間的に走行用油圧ポンプ１０の流量が油圧モータ２０の流量に対して過大になり、走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間において、急激に作動油の圧力が上昇する。リリーフ弁４５の応答遅れもあるため、主油圧回路１００内の走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間に存在する作動油の圧力は、過度に上昇する可能性がある。

　制動時において、走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間に存在する作動油の圧力が過度に上昇することを抑制するため、リリーフ弁４５のリリーフ圧力は、インチングペダル４０ａの操作状態に応じて変更される。詳細には、インチングペダル４０ａが急制動を示す操作状態である場合、リリーフ圧力は、第１圧力からこれよりも低い第２圧力に変更される。この変更は、制御装置３０が行う。

　制御装置３０は、インチングポテンショメータ４０の検出結果からインチングペダル４０ａの操作状態を判定し、インチングペダル４０ａの操作状態が急制動を示す場合は、調整装置４６を第２の状態とする指令値を生成し、調整装置４６に与える。この指令を受け取った調整装置４６は第１の状態から第２の状態に変化するので、リリーフ圧力は第１圧力から第２圧力に変化する。すると、第１圧力よりも低い第２圧力でリリーフ弁４５が開くので、走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間から、走行用油圧ポンプ１０の流入側と油圧モータ２０の吐出側との間に作動油が排出される。このため、主油圧回路１００内の作動油、詳細には走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間に存在する作動油の圧力が過度に上昇することが抑制される。

　インチングペダル４０ａの操作状態が急制動を示さない場合、調整装置４６は第１の状態であるため、リリーフ圧力は第２圧力よりも高い第１圧力となる。このため、フォークリフト１が急制動の状態でない通常においては、リリーフ弁４５の開弁によりフォークリフト１の加速及び牽引力が低下する可能性が抑制される。

　制動時における制御が開始されるためには、制動操作、すなわち機械式ブレーキ９Ｆ，９Ｒに制動力を発生させるための操作がインチングペダル４０ａに与えられることが必要である。実施形態では、制動操作がインチングペダル４０ａに与えられることに加え、インチングペダル４０ａの操作状態によって、リリーフ圧力は第１圧力Ｐｒｈから第２圧力Ｐｒｌになったり、第１圧力Ｐｒｈに維持されたりするが、リリーフ圧力が第１圧力Ｐｒｈから第２圧力Ｐｒｌになるためには、少なくとも制動操作がインチングペダル４０ａに与えられることが必要である。

　図３は、フォークリフト１の制動時における制御例を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、制御装置３０は、インチングポテンショメータ４０から制動操作を検出したら（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２において、リリーフ圧力の変更条件が成立したか否かを判定する。制御装置３０がインチングポテンショメータ４０から制動操作を検出しない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、制動時における制御は終了する。

　実施形態においては、次の５個の条件がすべて成立した場合に、リリーフ圧力の変更条件が成立したと判定する。条件（５）のシャトル中とは、前後進レバー４２ａの向きとフォークリフト１が走行する方向とが異なっている状態である。条件（５）は、前後進レバー４２ａは後進であるが、フォークリフト１は前進している状態では成立しない。
（１）判定時よりも第１の時間前におけるインチングペダル４０ａの操作量、すなわちインチングストロークＩｓが所定の閾値である第１の閾値未満であること。
（２）インチングストロークＩｓの増加する速度が、所定の閾値である第２の閾値以上であること。
（３）判定時におけるインチングストロークＩｓが所定の閾値である第３の閾値以上であること。
（４）フォークリフト１の実車速Ｖｃが所定の閾値である第４の閾値以上であること。
（５）前後進レバー４２ａが後進側、かつシャトル中でないこと。

　リリーフ圧力の変更条件が成立した場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３において、制御装置３０は、リリーフ圧力Ｐｒを第２圧力Ｐｒｌとする。実施形態においては、制御装置３０は、調整装置４６を第２状態にすることで、リリーフ圧力Ｐｒを第２圧力Ｐｒｌとする。リリーフ圧力の変更条件が成立しない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、制動時における制御は終了する。

　ステップＳ１０４において、制御装置３０は、リリーフ圧力の変更を解除する条件が成立したか否かを判定する。実施形態においては、次の２個の条件の少なくとも一方が成立した場合に、リリーフ圧力の変更を解除する条件が成立したと判定する。条件（Ａ）は、インチングペダル４０ａに与えられた制動操作の操作量が減少した状態が、予め定められた時間継続したことを意味する。条件（Ｂ）は、前後進レバー４２ａは後進であるが、フォークリフト１は前進している状態で成立する。
（Ａ）インチングストロークＩｓが第３の閾値未満である状態が、予め定められた時間である第２の時間、継続すること。
（Ｂ）前後進レバー４２ａが後進側、かつシャトル中であること。

　リリーフ圧力の変更を解除する条件が成立した場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５において、制御装置３０は、リリーフ圧力Ｐｒを第１圧力Ｐｒｈとする。実施形態においては、制御装置３０は、調整装置４６を第１状態にすることで、リリーフ圧力Ｐｒを第１圧力Ｐｒｈとする。その後、制動時における制御は終了する。

　制動時において、制御装置３０は前述した制御を実行することにより、主油圧回路１００内、詳細には走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間に存在する作動油に、過度な圧力上昇が発生する可能性を抑制する。実施形態において、条件（１）から条件（５）のすべてが成立した場合にリリーフ圧力の変更条件が成立するとしたが、急制動であるか否かは、インチングペダル４０ａの操作状態があれば判定できる。このため、制御装置３０は、インチングペダル４０ａの操作状態に関する条件である条件（１）、条件（２）及び条件（３）がすべて成立した場合に、リリーフ圧力の変更条件が成立したと判定してもよい。

　フォークリフト１の実車速Ｖｃが高い方が走行用油圧ポンプ１０の流量は多くなり、急制動時に駆動輪２ａがロックしたときの油圧モータ２０の流量との差が大きくなるので、リリーフ弁４５が開弁しないと、走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間の圧力の上昇は大きくなる。また、フォークリフト１の実車速Ｖｃが低ければ走行用油圧ポンプ１０の流量は少なく、急制動時に駆動輪２ａがロックしたときの油圧モータ２０の流量との差は小さくなるので、リリーフ弁４５が開弁しないことによって発生する、走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間の圧力の上昇は許容できる可能性がある。

　条件（４）は、フォークリフト１が走行する速度が所定の閾値である第４の閾値以上である場合に、リリーフ圧力Ｐｒを第１圧力Ｐｒｈから第２圧力Ｐｒｌに変更して、制動操作が与えられる前よりもリリーフ圧力を小さくするものである。条件（４）をリリーフ圧力の変更条件に加えることで、フォークリフト１が走行する速度を考慮してリリーフ圧力が変更されるので、リリーフ圧力が頻繁に第２圧力Ｐｒｌへ変更されることが抑制される。リリーフ圧力が頻繁に第２圧力Ｐｒｌに変更されると、リリーフ弁４５の開弁によりフォークリフト１の加速及び牽引力が低下する可能性があるが、条件（４）によりこの可能性を抑制できる。

　実施形態において、フォークリフト１は前輪が駆動輪２ａになるので、前進中の制動においては駆動輪２ａに大きな荷重が作用して、駆動輪２ａはスリップし難くなる。その結果、前進時に急制動が発生しても、機械式ブレーキ９Ｆによって駆動輪２ａがロックする可能性が低くなるため、油圧モータ２０の回転速度の減少に、走行用油圧ポンプ１０の流量を減少させる速度が間に合う場合も多くなる。条件（５）は、フォークリフト１の進行方向が後ろである場合に、リリーフ圧力Ｐｒを第１圧力Ｐｒｈから第２圧力Ｐｒｌに変更するためのものである。条件（５）により、リリーフ圧力を第２圧力Ｐｒｈに変更しなくてもよい場合、リリーフ圧力Ｐｒは第１圧力Ｐｒｈに維持されるので、リリーフ弁４５の開弁によりフォークリフト１の加速及び牽引力が低下する可能性を低減できる。

　フォークリフト１の仕様が異なれば、急制動時に走行用油圧ポンプ１０の応答が間に合わなくなる条件も異なる。このため、条件（５）は、フォークリフト１の仕様に応じてリリーフ圧力の変更条件に加えられなくてもよいし、内容が変更されてもよい。リリーフ圧力の変更を解除する条件に含まれる条件（Ｂ）は、リリーフ圧力の変更条件の条件（５）に対応するものなので、条件（Ｂ）も、フォークリフト１の仕様に応じてリリーフ圧力の変更条件に加えられなくてもよいし、内容が変更されてもよい。

　急制動の状態が解除された場合は、リリーフ圧力Ｐｒを第１圧力Ｐｒｈに戻す必要がある。急制動の状態が解除されたか否かは、インチングペダル４０ａに対する制動操作の操作量が減少したことで判定される。リリーフ圧力Ｐｒが第２圧力Ｐｒｌから第１圧力Ｐｒｈに変更されると、作動油はリリーフ弁４５を流れようとするがリリーフ弁４５は閉じようとするので、リリーフ弁４５の入口４５ｉ側における作動油の圧力が急に上昇する可能性がある。このため、急制動の状態が解除された後、直ちにリリーフ圧力を第１圧力Ｐｒｈに戻すと、リリーフ弁４５の入口４５ｉ側、すなわち走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間に存在する作動油の圧力が急に上昇する可能性がある。

　リリーフ圧力の変更を解除する条件に条件（Ａ）が加えられることにより、インチングペダル４０ａに与えられた制動操作の操作量が減少した状態が第２の時間継続した後に、リリーフ圧力Ｐｒが第２圧力Ｐｒｌから第１圧力Ｐｒｈに変更される。条件（Ａ）により、急制動の状態が解除された場合、リリーフ弁４５を流れる作動油の流量が低減してからリリーフ弁４５が閉じられることになるので、走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間に存在する作動油の圧力が急に上昇する可能性が低減される。

＜電気系統に異常が発生した場合の制御＞
　次に、制御装置３０と主油圧回路１００との間の電気系統に異常が発生した場合の制御について説明する。主油圧回路１００の電気系統は、制御装置３０と走行用油圧ポンプ１０との間の電気系統である第１系統及び制御装置３０と油圧モータ２０との間の電気系統である第２系統がある。

　制御装置３０は、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に、信号線１２ｃ、１３ｃを介して電気信号である指令信号を与えることにより、走行用油圧ポンプ１０を制御する。第１系統は、制御装置３０、信号線１２ｃ、１３ｃ及び前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３が有する電気回路を含む。

　制御装置３０は、モータ電磁比例制御バルブ２２に、信号線２２ｃを介して電気信号である指令信号を与えることにより、油圧モータ２０を制御する。第２系統は、制御装置３０、信号線２２ｃ及びモータ電磁比例制御バルブ２２が有する電気回路を含む。

　例えば、第１系統の信号線１２ｃ及び信号線１３ｃの少なくとも一方が断線及び地絡すると、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３の少なくとも一方が動作しなくなる。その結果、走行用油圧ポンプ１０の斜板１０Ｓが閉じられて、走行用油圧ポンプ１０から吐出される作動油の流量が急激に減少するので、第２系統の信号線２２ｃが断線及び地絡すると、油圧モータ２０の斜板２０Ｓが閉じられて、油圧モータ２０に流入する作動油の流量が急激に減少するので、フォークリフト１は急減速する。フォークリフト１が急減速すると、荷崩れを招く可能性がある。

　走行用油圧ポンプ１０又は油圧モータ２０の流量が急激に減少すると、走行用油圧ポンプ１０の流入側と油圧モータ２０の吐出側との間の作動油の圧力が急上昇する。その結果、フォークリフト１が急減速する。制御装置３０は、第１系統の状態及び第２系統の状態のうち少なくとも一方に応じて、リリーフ圧力Ｐｒを変更する。制御装置３０は、例えば、第１系統の信号線１２ｃ及び信号線１３ｃの少なくとも一方が断線及び地絡したり、第２系統の信号線２２ｃが断線及び地絡したりしたことを検出すると、リリーフ圧力Ｐｒを第１圧力Ｐｒｈから第２圧力Ｐｒｌに変更する。

　リリーフ圧力Ｐｒが第２圧力Ｐｒｌに低下すると、リリーフ弁４５は第１圧力Ｐｒｈの場合よりも開きやすくなる。リリーフ圧力Ｐｒが第２圧力Ｐｒｌに低下したことによってリリーフ弁４５が開くと、走行用油圧ポンプ１０の流入側と油圧モータ２０の吐出側との間に存在する作動油は、リリーフ弁４５を通って走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間に排出される。その結果、走行用油圧ポンプ１０の流入側と油圧モータ２０の吐出側との間に存在する作動油の圧力の急激な上昇が回避されるので、フォークリフト１の急減速が抑制される。

　実施形態において、調整装置４６は、制御装置３０がＯＦＦになると第２の状態になる。制御装置３０と電源４４との間の電線４４Ｗが断線した場合、制御装置３０はＯＦＦになるので、調整装置４６は第２の状態になる。すると、リリーフ圧力は第２圧力Ｐｒｌになるので、リリーフ弁４５は第１圧力Ｐｒｈの場合よりも開きやすくなる。リリーフ圧力Ｐｒが第２圧力Ｐｒｌに低下したことによってリリーフ弁４５が開くと、走行用油圧ポンプ１０の流入側と油圧モータ２０の吐出側との間に存在する作動油は、リリーフ弁４５を通って走行用油圧ポンプ１０の吐出側と油圧モータ２０の流入側との間に排出される。その結果、走行用油圧ポンプ１０の流入側と油圧モータ２０の吐出側との間に存在する作動油の圧力の急激な上昇が回避されるので、フォークリフト１の急減速が抑制される。

　図４は、電気系統に異常が発生した場合における処理例を示すフローチャートである。ステップＳ２０１において、制御装置３０は、第１系統及び第２系統の少なくとも一方に異常、例えば地絡及び断線の少なくとも一方が発生したことを検出したら（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２において、リリーフ圧力Ｐｒを第２圧力Ｐｒｌにする。制御装置３０は、第１系統及び第２系統の少なくとも一方に異常が発生したことを検出しない場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、処理を終了する。

　制御装置３０は、第１系統及び第２系統の少なくとも一方に異常が発生した場合にリリーフ圧力Ｐｒを第２圧力Ｐｒｌに変更することで、フォークリフト１の急減速を抑制できる。

＜リリーフ圧力Ｐｒを無段階に変更する例＞
　図５は、リリーフ弁４５のリリーフ圧力Ｐｒを無段階に変更する例を示す図である。これまでの説明において、リリーフ弁４５のリリーフ圧力Ｐｒは、第１圧力Ｐｒｈ又は第２圧力Ｐｒｌの２段階に変更できたが、無段階に変更できてもよい。リリーフ弁４５は、電磁比例制御バルブ４７によって駆動される圧力変更シリンダ４８によって、弾性部材４５Ｓの長さが無段階に変更される。その結果、リリーフ圧力Ｐｒは無段階に変更される。

　電磁比例制御バルブ４７は、図２に示されるチャージポンプ１５から吐出された作動油が油路１５ａから供給される。電磁比例制御バルブ４７は、制御装置３０から指令信号が与えられると、油路１５ａから供給された作動油を圧力変更シリンダ４８に作動油を供給、又は圧力変更シリンダ４８から作動油を排出させて、圧力変更シリンダ４８を動作させる。

　圧力変更シリンダ４８のシリンダ室４９から作動油が排出されると弾性部材４５Ｓに連結されたピストンロッド４７Ｌがリリーフ弁４５から遠ざかる方向に移動するので、弾性部材４５Ｓは長くなる。その結果、リリーフ圧力Ｐｒは低下する。圧力変更シリンダ４８のシリンダ室４９に作動油が供給されると弾性部材４５Ｓに連結されたピストンロッド４７Ｌがリリーフ弁４５に接近するので、弾性部材４５Ｓは短くなる。その結果、リリーフ圧力Ｐｒは上昇する。

　リリーフ弁４５のリリーフ圧力Ｐｒが無段階に変更できることにより、制御装置３０は、インチングペダル４０ａの操作状態に応じて、リリーフ圧力Ｐｒを無段階に変更することができる。例えば、制御装置３０は、作動油の温度を考慮して第２圧力Ｐｒｌを微調整したり、インチングペダル４０ａの操作量と操作速度とに応じて第２圧力Ｐｒｌを変更したりすることもできる。その結果、制御装置３０は、制動時において、リリーフ圧力Ｐｒが２段階に変更される場合よりも適切かつ精密な制御が実現できる。

　以上、実施形態を説明したが、前述した内容により実施形態が限定されるものではない。前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組合せることが可能である。さらに、実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。作業機械はフォークリフトに限定されるものではなく、ホイールローダ、グレーダー、ブルドーザ及びダンプトラック等であってもよい。走行用油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０は、可変容量型でなくてもよい。

１　フォークリフト
２ａ　駆動輪
４　エンジン
５　作業機
６　フォーク
９Ｆ，９Ｒ　機械式ブレーキ
１０　走行用油圧ポンプ
１２　前進用ポンプ電磁比例制御バルブ
１３　後進用ポンプ電磁比例制御バルブ
１１　ポンプ容量設定ユニット
１２ｃ，１３ｃ，２２ｃ　信号線
１４　ポンプ容量制御シリンダ
１５　チャージポンプ
１６　作業機用油圧ポンプ
２０　油圧モータ
２１　モータ容量設定ユニット
２２　モータ電磁比例制御バルブ
２３　モータ用シリンダ制御バルブ
２４　モータ容量制御シリンダ
３０　制御装置
３０Ｃ　処理部
３０Ｍ　記憶部
４０　インチングポテンショメータ
４０ＭＳ　マスタシリンダ
４０ａ　インチングペダル
４２　前後進レバースイッチ
４２ａ　前後進レバー
４５　リリーフ弁
４５ｅ　出口
４５ｉ　入口
４５Ｓ　弾性部材
４６　調整装置
４７　電磁比例制御バルブ
４８　圧力変更シリンダ
１００　主油圧回路
Ｐｒ　リリーフ圧力
Ｐｒｈ　第１圧力
Ｐｒｌ　第２圧力

Claims

　油圧ポンプ及び油圧モータを油圧管路によって閉回路に構成し、前記油圧管路に配設され、前記油圧管路のリリーフ圧力を設定するリリーフ弁と、
　前記油圧モータに取り付けられた走行装置を制動する制動装置と、
　前記制動装置を操作する操作機構と、を備え、
　前記走行装置が走行するときの速度が所定の閾値以上である場合、前記リリーフ圧力は、前記操作機構による制動操作がされる前の第１圧力から、前記第１圧力よりも低い第２圧力に変更される、作業機械。
　前記操作機構に与えられた前記制動操作の操作量が減少した状態が、予め定められた時間継続した後に、前記リリーフ圧力が前記第２圧力から前記第１圧力に変更される、請求項１に記載の作業機械。
　油圧ポンプ及び油圧モータを油圧管路によって閉回路に構成し、前記油圧管路に配設され、前記油圧管路のリリーフ圧力を設定するリリーフ弁を備え、
　前記リリーフ圧力が、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを制御する制御装置と前記油圧ポンプとの間の電気系統の状態及び前記制御装置と前記油圧モータとの間の電気系統の状態のうち少なくとも一方に応じて変更される、作業機械。
　前記リリーフ弁は、前記リリーフ圧力を無段階に変更できる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業機械。