(57)【要約】【課題】油圧ポンプの傾転方向を変更した場合の操作性を向上できる信頼性の高い作業機械の提供。【解決手段】本発明は、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転角を調整するためのサーボピストン１６ａ、サーボピストン１６ａの前進方向に制動圧を作用させる前進用制御圧室１６ｂ、およびサーボピストン１６の後進方向に制動圧を作用させる後進用制御圧室１６ｃを有するポンプ用シリンダ１６を備え、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転方向を変更した場合に、メインポンプ１２の容積が増大する側に接続された前進用および後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃの一方の圧力を制御する前進用および後進用比例弁１７ａ，１７ｂの一方を制御して、メインポンプ１２の容量を設定するとともに、前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂの他方を制御して、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転速度を調整する構成にしてある。【選択図】図３
2014181732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機本体と、
この作業機本体に取り付けられた駆動源と、
両方向に傾転可能な傾転機構を有し、前記駆動源により駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
この油圧ポンプの傾転角を調整するためのピストン、このピストンの一方の方向に制動指令圧を作用させる第１制御圧室、前記ピストンの他方の方向に制動指令圧を作用させる第２制御圧室を有するポンプ用シリンダと、
このポンプ用シリンダの前記第１制御圧室の圧力を制御する第１比例弁と、
前記ポンプ用シリンダの前記第２制御圧室の圧力を制御する第２比例弁と、
前記第１および第２比例弁の駆動を制御するコントローラと、備え、
このコントローラは、前記油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、この油圧ポンプの容積が増大する側に接続された前記第１および第２制御圧室の一方の圧力を制御する第１および第２比例弁の一方を制御して、前記油圧ポンプの容量を設定するとともに、前記第１および第２比例弁の他方を制御して、前記油圧ポンプの傾転速度を調整する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項２】
請求項１記載の作業機械において、
前記油圧ポンプにて駆動され、前記作業機本体を走行させる走行装置と、
この走行装置を介して前記作業機本体を前進または後進させる操作信号を出力する操作部と、を備え、
前記コントローラは、前記油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、前記操作部から出力される操作信号と、前記駆動源の回転数と、前記油圧ポンプの傾転方向を変更した際の前記作業機本体の変速比に応じた変速信号とに基づいて、前記第１および第２比例弁の他方を制御して、前記油圧ポンプの傾転速度を調整する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、この油圧ポンプの容積が増大する側に接続された前記第１および第２制御圧室の一方の圧力を制御する第１および第２比例弁の一方を制御して、前記第１および第２制御圧室の一方への制動指令圧を瞬時に上昇させるとともに、前記第１および第２比例弁の他方を制御して、前記第１および第２制御圧室の他方への制動指令圧を徐々に低下させる
ことを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばホイールローダ等の、駆動源にて駆動される可変容量型の油圧ポンプを備えた作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の作業機械であるホイールローダは、エンジンにて駆動される可変容量型の油圧ポンプを備えており、この油圧ポンプの傾転速度を調整して、滑らかな加速フィーリングを得ている。特に、ホイールローダの場合においては、掘削作業の後、後進しながら車体の向きを変え、前進方向でダンプする、いわゆるＶ字掘削動作を行う際に、前後進切換レバーを後進側から前進側に直接切り換る、前後進切換動作が多用されている。この前後進切換動作の際には、通常の低速走行運転時よりも、走行方向を切り換える際に生じる減速時のショック（減速ショック）が大きくなってしまう。
【０００３】
そして、この種の作業機械の減速時のショックを抑える従来技術が、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された作業機械である油圧駆動車においては、前後進切換レバーが前進位置から後進位置に切換えられた場合に、前進用圧力室に供給されるパイロット圧を漸次減圧させる第１モジュレート信号を、前進用電磁比例弁へ出力する。すると、ポンプ用シリンダは、漸次減圧された圧油を受けながら、バネのバネ力に従って、傾転ピストンが中立位置へ戻され、斜板の傾転角が減じられ、可変容量形油圧ポンプの吐出容量が減じられるため、油圧駆動車が減速されて停止する。さらに、後進用圧力室に供給されるパイロット圧を漸次増圧させる第２モジュレート信号を、後進用電磁比例弁へ出力させることにより、油圧駆動車が加速される。また、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサの信号を制御部に入力し、この入力されるエンジン回転速度に応じてモジュレート信号の入力波形を適切に選ぶことによって、油圧駆動車の加減速が制御され、簡単な構成で切換ショックがなく、フィーリング良く前後進の切換え操作が可能と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２０３９４１号号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示された従来技術は、前後進切換動作時のショックを低減することはできるものの、変速比が異なる場合等、広い運転条件に対応させることができない。すなわち、この特許文献１に開示された従来技術では、変速比が異なる場合や、前後進切換動作させた場合のみではなく、通常の加減速の場合にも、油圧ポンプの斜板の傾転速度を調整しようとすると、減圧される側の前進用電磁比例弁および後進用電磁比例弁の一方、すなわち一つの電磁比例弁のみで、車速制御や、加速フィーリングマッチング等の複数の制御を行わなければならない。よって、これら複数の制御同士が干渉し合い不安定にならないよう、複雑な制御プログラムが必要となり、演算に負荷が掛かるため、信頼性の高い安定した制御が容易ではない。
【０００６】
また、上述のように、前進用電磁比例弁および後進用電磁比例弁という、異なる二つの電磁比例弁を用いて、前後進切換動作時、加速動作および減速動作を行っている。このため、不連続な制御となり、前進から後進、または後進から前進へのスムーズな切換えを安定して行うことが容易ではない。さらに、前後進切換動作時には、ポンプ用シリンダの傾転ピストンの前進用圧力室または後進用圧力室のいずれか一方の片側の圧力室のみに油圧が供給される。したがって、この傾転ピストンの前進用圧力室または後進用圧力室のいずれか他方の圧力室で傾転ピストンが摺動する部分での油切れが生じやすく、ポンプ用シリンダの摺動性を低下させてしまい、信頼性に劣る。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、油圧ポンプの傾転方向を変更した場合の操作性を向上できる信頼性の高い作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明は、作業機本体と、この作業機本体に取り付けられた駆動源と、両方向に傾転可能な傾転機構を有し、前記駆動源により駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプの傾転角を調整するためのピストン、このピストンの一方の方向に制動指令圧を作用させる第１制御圧室、前記ピストンの他方の方向に制動指令圧を作用させる第２制御圧室を有するポンプ用シリンダと、このポンプ用シリンダの前記第１制御圧室の圧力を制御する第１比例弁と、前記ポンプ用シリンダの前記第２制御圧室の圧力を制御する第２比例弁と、前記第１および第２比例弁の駆動を制御するコントローラと、備え、このコントローラは、前記油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、この油圧ポンプの容積が増大する側に接続された前記第１および第２制御圧室の一方の圧力を制御する第１および第２比例弁の一方を制御して、前記油圧ポンプの容量を設定するとともに、前記第１および第２比例弁の他方を制御して、前記油圧ポンプの傾転速度を調整することを特徴としている。
【０００９】
このように構成した本発明は、可変容量型の油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、この油圧ポンプの容積が増大する側に接続された第１および第２制御圧室の一方の圧力を制御する第１および第２比例弁の一方を制御して、油圧ポンプの容量を設定する。同時に、この油圧ポンプの容積が減少する側に接続された第１および第２制御圧室の他方の圧力を制御する第１および第２比例弁の他方を制御して、油圧ポンプの傾転速度を調整する。すなわち、油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、容積増大側の第１および第２比例弁の一方を制御して油圧ポンプの容量が設定されるため、これら第１および第２比例弁の一方にて制御される第１および第２制御圧室の一方へ制動圧が作用する。したがって、ポンプ用シリンダの第１および第２制御圧室のそれぞれに油圧が供給されるため、これら第１および第２制御圧室での油切れを生じにくくでき、信頼性を向上できる。また、油圧ポンプの容積減少側の第１および第２比例弁の他方を制御し、油圧ポンプの傾転速度を調整するため、この傾転速度の調整を適宜設定することにより、油圧ポンプの傾転方向を変更した場合の操作性を向上することができる。
【００１０】
また本発明は、上記発明において、前記油圧ポンプにて駆動され、前記作業機本体を走行させる走行装置と、この走行装置を介して前記作業機本体を前進または後進させる操作信号を出力する操作部と、を備え、前記コントローラは、前記油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、前記操作部から出力される操作信号と、前記駆動源の回転数と、前記油圧ポンプの傾転方向を変更した際の前記作業機本体の変速比に応じた変速信号とに基づいて、前記第１および第２比例弁の他方を制御して、前記油圧ポンプの傾転速度を調整することを特徴としている。
【００１１】
このように構成した本発明は、油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、操作部から出力される操作信号と、駆動源の回転数と、油圧ポンプの傾転方向を変更した際の作業機本体の変速比に応じた変速信号とに基づき、油圧ポンプの容積減少側の第１および第２比例弁のいずれか他方を制御して、油圧ポンプの傾転速度を調整する。したがって、油圧ポンプの傾転方向を切り換えて、前進から後進または後進から前進に切り換えた場合における、作業機本体の走行状態を適切に把握させて対応させることができる。よって、より広い運転条件に対応させて良好な加減速フィーリングマッチングを行うことができる。
【００１２】
また本発明は、上記発明において、前記コントローラは、前記油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、この油圧ポンプの容積が増大する側に接続された前記第１および第２制御圧室の一方の圧力を制御する第１および第２比例弁の一方を制御して、前記第１および第２制御圧室の一方への制動指令圧を瞬時に上昇させるとともに、前記第１および第２比例弁の他方を制御して、前記第１および第２制御圧室の他方への制動指令圧を徐々に低下させることを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明は、油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、この油圧ポンプの容積が増大する側に接続された第１および第２制御圧室の一方の圧力を制御する第１および第２比例弁の一方を制御して、第１および第２制御圧室の一方への制動指令圧を瞬時に上昇させて、油圧ポンプの容量を設定する。また同時に、第１および第２比例弁の他方を制御して、第１および第２制御圧室の他方への制動指令圧を徐々に低下させていき、油圧ポンプの傾転速度を調整する。したがって、油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、ポンプ用シリンダの第１および第２制御圧室のそれぞれに圧油を供給させた状態、すなわち、これら第１および第２制御圧室のいずれかに圧油が供給されていない状態を経ることなく、油圧ポンプの傾転速度を調整することができる。よって、この油圧ポンプの傾転速度の調整をより滑らかに行うことができ、操作性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、可変容量型の油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、この油圧ポンプの容積が増大する側に接続された第１および第２制御圧室の一方の圧力を制御する第１および第２比例弁の一方を制御して、油圧ポンプの容量を設定する。同時に、油圧ポンプの容積が減少する側に接続された第１および第２制御圧室の他方の圧力を制御する第１および第２比例弁の他方を制御して、油圧ポンプの傾転速度を調整する構成にしてある。この構成により本発明は、油圧ポンプの傾転方向を変更した場合に、容積増大側の第１および第２比例弁の一方を制御して油圧ポンプの容量が設定されるため、これら第１および第２比例弁の一方にて制御される第１および第２制御圧室の一方へ制動圧が作用する。したがって、ポンプ用シリンダの第１および第２制御圧室のそれぞれに圧油が供給されるため、これら第１および第２制御圧室での油切れを生じにくくでき、信頼性を向上できる。また、油圧ポンプの容積減少側の第１および第２比例弁の他方を制御し、油圧ポンプの傾転速度を調整するため、この傾転速度の調整を適宜設定することにより、油圧ポンプの傾転方向を変更した場合の操作性を向上することができる。そして、前述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業機械の一例であるホイールローダの左側面図である。
【図２】上記ホイールローダに備えられた走行用ＨＳＴ回路の油圧回路図である。
【図３】上記走行用ＨＳＴ回路の前後進切換時におけるコントローラ１９への入力信号およびコントローラ１９から出力される出力信号のそれぞれの推移を時系列に示す図で、（ａ）はエンジン回転数、（ｂ）は前後進切換レバーの状態、（ｃ）は前進側電磁比例弁へ作用する電流値の大きさ、（ｄ）は後進用電磁比例弁へ作用する電流値の大きさ、（ｅ）は車体速度の推移を示す。
【図４】上記走行用ＨＳＴ回路へ出力される前後進切換時の信号を示す図で、（ａ）は車体速度制御信号Ｐｓとエンジン回転数Ｎとの関係を示し、（ｂ）は傾転速度制御信号Ｐｋを時系列に示す。
【図５】上記走行用ＨＳＴ回路のコントローラによるポンプ傾転速度の制御を示すフローチャートである。
【図６】図４（ｂ）に示す傾転速度制御信号Ｐｋの変速比（Ｌｏ，Ｈｉ）と遅延時間（ｔ）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る作業機械の一実施形態として、ホイールローダ１を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る作業機械の一例であるホイールローダの左側面図である。図２は、ホイールローダに備えられた走行用ＨＳＴ回路の油圧回路図である。
【００１８】
＜構成＞
図１に示すように、ホイールローダ１は、油圧駆動車としてのＨＳＴ（Hydro Static Transmission）車両であって、作業機本体としての車体２を備えている。車体２の上部には、運転室３が設けられ、この車体２の前側には、掘削作業等に用いられる作業機４が設けられている。また、この車体２には、この車体２を前進または後進、すなわち走行可能とさせる走行装置としての前輪５および後輪６が設けられている。これら前輪５および後輪６は、車体２に搭載された駆動源としてのエンジン７にて駆動される。
【００１９】
作業機４は、車体２の前側に上下方向に回動可能に結合されたリフトアーム４ａと、このリフトアーム４ａの先端部に回動可能に結合されたバケット４ｂとを備えている。リフトアーム４ａは、油圧アクチュエータであるリフトアームシリンダ（油圧シリンダ）４ｃにて駆動される。バケット４ｂは、油圧アクチュエータであるバケットシリンダ（油圧シリンダ）４ｄの動作がベルクランク４ｅに伝達されて駆動される。
【００２０】
前輪５および後輪６は、それぞれアクスル（図示せず）を介して前フレームおよび後フレームに設けられている。アクスルは、ドライブシャフト（図示せず）の動力が伝達されて駆動され、このアクスルを介して前輪５または後輪５を回転駆動させて車体２を走行させる。これら前輪５および後輪６の回転駆動は、図２に示す走行用ＨＳＴ回路１１にて制御される。すなわち、走行用ＨＳＴ回路１１は、前輪５および後輪６の一方が取り付けられたアクスルに対応するドライブシャフトを駆動する。なお、図２においては、他方のアクスルに関する構成が省略されている。
【００２１】
走行用ＨＳＴ回路１１は、エンジン７にて駆動され作動油タンク８内の作動油を循環させるメインポンプ１２と、前輪５または後輪６を駆動させる油圧アクチュエータとしての走行モータ１３とが、一対のメイン油圧管路１４ａ，１４ｂを介して閉回路接続されている。メインポンプ１２は、吸込口と吐出口（図示せず）とが逆転可能な可変容量型の油圧ポンプであって、例えば、両方向に傾転可能な傾転機構である斜板１２ａを有する両傾転型の斜板式とされている。ここで、メインポンプ１２の傾転方向とは、このメインポンプ１２の斜板１２ａにおける傾転方向を意味する。
【００２２】
メインポンプ１２には、このメインポンプ１２の容量を可変にする電磁式のポンプ容量可変機構部１５が取り付けられている。このポンプ容量可変機構部１５は、油圧パイロット式でスプリングリターン式のポンプ用シリンダ１６と、このポンプ用シリンダ１６を制御する第１および第２比例弁である一対の前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂとで構成されている。ポンプ容量可変機構部１５は、油圧パイロット式でスプリングリターン式のポンプ用シリンダ１６のサーボピストン１６ａを操作してメインポンプ１２の斜板１２ａの傾転角（ポンプ傾転角）を制御する。
【００２３】
ポンプ用シリンダ１６には、第１制御圧室としての前進用制御圧室１６ｂと、第２制御圧室としての後進用制御圧室１６ｃとが設けられている。これら前進用および後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃには、サーボピストン１６ａが貫通させて取り付けられ、このサーボピストン１６ａにてメインポンプ１２の斜板１２ａの傾転角を変更させる。そして、ポンプ用シリンダ１６は、前進用および後進用制御室１６ｂ，１６ｃに供給される制御圧（パイロット圧）をサーボピストン１６ａに作用させ、このサーボピストン１６ａに操作力が働いて操作される。さらに、サーボピストン１６ａには、バネ１６ｄが取り付けられている。よって、ポンプ容量可変機構部１５は、ポンプ用シリンダ１６の前進用および後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃの差圧と、バネ１６ｄのバネ力のバランスとにより、例えば、＋２０°〜−２０°の中立位置を挟んだ任意の傾転位置となるようにメインポンプ１２の斜板１２ａの傾転角を制御する。
【００２４】
走行モータ１３は、斜軸式可変容量型の油圧モータであり、片方向に傾転可能な斜軸１３ａを有している。この走行モータ１３には、この走行モータ１３の容量を可変するモータ容量可変機構部１８が設けられている。このモータ容量可変機構部１８は、油圧パイロット式で、例えばモータ用シリンダのサーボピストン（図示せず）等へのパイロット圧を操作することによって斜軸１３ａの傾転角を制御する。そして、このモータ容量可変機構部１８は、制御部であり信号検出部であるコントローラ１９に電気的に接続され、このコントローラ１９にて駆動が制御される。
【００２５】
ここで、走行用ＨＳＴ回路１１は、メインポンプ１２の傾転速度を調整するためのポンプ傾転速度調整装置２１を備えている。このポンプ傾転速度調整装置２１は、主として、モータ容量可変機構部１８と、コントローラ１９と、第１電気式操作部としての前後進切換レバー２２と、第２電気式操作部としての車体変速比切換レバー２３と、エンジン７の回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ２４とで構成されている。ここで、これら前後進切換レバー２２、車体変速比変換レバー２３、およびエンジン回転速度センサ２４は、コントローラ１９にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２６】
そして、前後進切換レバー２２は、この前後進切換レバー２２が前進位置Ｆに操作された際に前進信号Ｗｆを電気信号としてコントローラ１９へ出力し、この前後進切換レバー２２が後進位置Ｒに操作された際に後進信号Ｗｒを電気信号としてコントローラ１９に出力する。一方、車体変速比切換レバー２３は、この車体変速比切換レバー２３が高速位置Ｈに操作された際に変速信号である高速信号Ｗｈを電気信号としてコントローラ２９へ出力し、この車体変速比切換レバー２３が低速位置Ｌに操作された際に変速信号である低速信号Ｗｌを電気信号としてコントローラ２９へ出力する。また、エンジン回転速度センサ２４は、エンジン７に付設されており、このエンジン７の回転速度を検出し、この検出した回転速度をエンジン回転速度信号Ｗｅとしてコントローラ１９へ出力する。
【００２７】
さらに、走行用ＨＳＴ回路１１は、一対のメイン油圧管路１４ａ，１４ｂのうちの一方である低圧側のメイン油圧回路１４ａ，１４ｂに作動油（圧油）を供給するチャージ回路２５を備えている。このチャージ回路２５は、定容量型の油圧ポンプであるチャージポンプ２６と、このチャージポンプ１６を一対のメイン油圧管路１４ａ，１４ｂのそれぞれに接続するために二股に分岐されたチャージ油路２７とを備えている。このチャージ油路は２７、幹油路２７ａと、この幹油路２７ａから分岐した枝油路２７ｂ，２７ｃとで構成されている。これら枝油路２７ｂ，２７ｃのそれぞれには、チェック弁２７ｄ，２７ｅが設けられている。チェック弁２７ｄは、枝油路２７ｂでの作動油の流れ方向を、メイン油圧管路１４ｂから枝油路２７ｂに向かう方向に限定している。チェック弁２７ｅは、枝油路２７ｃでの作動油の流れ方向を、メイン油圧管路１４ａから枝油路２７ｃに向かう方向に限定している。また、幹油路２７ａには、チャージポンプ２６と、チャージリリーフ弁２８とが設けられている。このチャージリリーフ弁２８は、チェック弁２７ｄ，２７ｅとの間の圧力、すなわちチャージ圧を規定する。
【００２８】
さらに、走行用ＨＳＴ回路１１は、運転室３に設けられた前後進切換レバー２２からの前進または後進の指令に応じて、メイン油圧管路１４ａ，１４ｂにおける作動油の循環方向や流量を調整する流量制御回路３１を備えている。この流量制御回路３１は、ポンプ用シリンダ１６のサーボピストン１６ａに加わるパイロット圧を制御する一対の前進用および後進用電磁比例弁１６ｂ，１６ｃを備えている。これら前進用および後進用電磁比例弁１６ａ，１６ｂは、電磁操作式に構成され、チャージポンプ２６に接続されている。このチャージポンプ２６は、パイロット圧およびチャージ圧用の作動油を各所定箇所に供給している。
【００２９】
前進用電磁比例弁１７ａは、前進用シリンダ配管３２ａを介してポンプ用シリンダ１６の前進用制御圧室１６ｂにパイロット圧を供給し、この前進用制御圧室１６ｂの圧力を制御する。また、後進用電磁比例弁１７ｂは、後進用シリンダ用配管３２ｂを介してポンプ用シリンダ１６の後進用制御圧室１６ｃにパイロット圧を供給し、この後進用制御圧室１６ｃの圧力を制御する。これら前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂは、コントローラ１９に電気的に接続されており、このコントローラ１９から出力される指令Ｐｓに応じて、チャージポンプ２６から供給されるパイロット圧を減圧し、この減圧したパイロット圧を、ポンプ用シリンダ１６の対応する前進用または後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃに供給する。
【００３０】
さらに、走行用ＨＳＴ回路１１は、運転室３に設けられた車体変速比切換レバー２３から出力される高速信号Ｗｈまたは低速信号Ｗｌに応じて、走行モータ１３の駆動を制御する変速比切換機構部４１を備えている。この変速比切換機構部４１は、コントローラ１９に電気的に接続されており、このコントローラ１９からの指令に基づいて、走行モータ１３に取り付けられたトランスミッション４２の変速比を切り換え制御して、この走行モータ１３の駆動を制御する。具体的に、トランスミッション４２は、走行モータ１３からの駆動力が伝達され、内部に搭載された歯車機構（図示せず）にて変速を行う。すなわち、変速比切換機構部４１は、油圧パイロット式であって、トランスミッション４２に供給されるパイロット圧を操作することによって、このトランスミッション４２内の駆動力を伝達する歯車が切り換えられる。
【００３１】
そして、コントローラ１９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等にて構成された演算処理部（図示せず）を有し、ＲＯＭに書き込まれたコンピュータプログラムに従って動作する装置である。このコントローラ１９は、前後進切換レバー２２から前進信号Ｗｆまたは後進信号Ｗｒを受けている状態で、前進信号Ｗｆが入力されると前進用電磁比例弁１７ａに車体速度制御信号Ｐｓを出力し、後進信号Ｗｒが入力されると後進用電磁比例弁１７ｂに車体速度制御信号Ｐｓを出力する。このとき、車体速度制御信号Ｐｓが入力された側の前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂのいずれか一方が接続されたポンプ用シリンダ１６の前進用および後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃのいずれか一方が容積増大側の制御圧室となる。また、コントローラ１９は、車体変速比切換レバー２３から高速信号Ｗｈまたは低速信号Ｗｌを受けている状態で、高速信号Ｗｈが入力されると変速比切換機構部４１に高速用制御信号Ｐｈを出力し、低速信号Ｗｌが入力されると変速比切換機構部４１に低速用制御信号Ｐｌを出力する。
【００３２】
＜作用効果＞
次に、上記一実施形態のホイールローダ１のポンプ傾転速度制御装置２１によるポンプ傾転速度の制御について、前後進切換動作時を例とし、図３ないし図６を参照しながら説明する。
【００３３】
図３は、走行用ＨＳＴ回路の前後進切換時におけるコントローラ１９への入力信号およびコントローラ１９から出力される出力信号のそれぞれの推移を時系列に示す図で、（ａ）はエンジン回転数、（ｂ）は前後進切換レバーの状態、（ｃ）は前進側電磁比例弁へ作用する電流値の大きさ、（ｄ）は後進用電磁比例弁へ作用する電流値の大きさ、（ｅ）は車体速度の推移を示している。図４は、走行用ＨＳＴ回路へ出力される前後進切換時の信号を示す図で、（ａ）は車体速度制御信号Ｐｓとエンジン回転数Ｎとの関係を示し、（ｂ）は傾転速度制御信号Ｐｋを時系列に示している。図５は、走行用ＨＳＴ回路のコントローラによるポンプ傾転速度の制御を示すフローチャートである。図６は、図４（ｂ）に示す傾転速度制御信号Ｐｋの変速比（Ｌｏ，Ｈｉ）と遅延時間（ｔ）との関係を示す図である。
【００３４】
（前進時）
まず、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転角が＋２０°〜−２０°の範囲で傾転可能で、この斜板１２ａの傾転方向を、車体２を前進させる側（前進側）をプラス、車体を後進させる側（後進側）をマイナスとする。また、エンジン７の回転速度は、図３（ａ）に示すように、所定の一定速度に維持されている。
【００３５】
そして、エンジン７を駆動させている状態においては、エンジン回転速度センサ２４にて検出されたエンジン回転速度信号Ｗｅがコントローラ１９に入力される（Ｓ１）。この後、車体変速比切換レバー２３が低速位置Ｌまたは高速位置Ｈのいずれかに操作されている場合に出力される低速信号Ｗｌまたは高速信号Ｗｈ（変速比信号）がコントローラ１９に入力される（Ｓ２）。次いで、前後進切換レバー２２が前進位置Ｆまたは後進位置Ｒのいずれかに操作されている場合に出力される前進信号Ｗｆまたは後進信号Ｗｒ（前後進切換信号）がコントローラ１９に入力される（Ｓ３）。
【００３６】
このとき、前後進切換レバー２２が前進位置Ｆに切換られており、メインポンプ１２の斜板１２ａの初期時の傾転角が前進側（図２に示す中立位置よりも前進用制御圧室１６ｂの容積が広くなる側）の最大値に位置している場合を想定する。この場合には、図３（ｂ）に示すように、前後進切換レバー２２から前進信号Ｗｆが電気信号としてコントローラ１９へ出力され、図３（ｃ）に示すように、容積増大側の前進用制御圧室１６ｂに接続されている前進用電磁比例弁１７ａに対し、ホイールローダ１の車体速度を定める車体速度制御信号Ｐｓがコントローラ１９から出力される。
【００３７】
この車体速度制御信号Ｐｓは、図４（ａ）に示すように、エンジン回転速度Ｎの関数であり、このエンジン回転速度Ｎの増減に応じて車体速度制御信号Ｐｓの値が変化し、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転角を制御する。すなわち、車体速度制御信号Ｐｓは、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転速度の制御とは異なる別の方法で制御される。なお、前後進切換レバー２２が前進位置Ｆに切換られ、エンジン回転速度信号が最大値のときの目標の傾転角は、例えば＋２０°である。
【００３８】
そして、車体速度制御信号Ｐｓの前進用電磁比例弁１７ａへの入力により、ポンプ用シリンダ１６の前進用制御圧室１６ｂへ供給される作動油の圧力が増大するように、前進側電磁比例弁１７ａが駆動し、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転角が調整され、メインポンプ１２の吐出流量が変化する。
【００３９】
（急逆動作時）
この状態で、図３（ｂ）に示すように、前後進切換レバー２２が予め定めた所定時間以内に前進位置Ｆから後進位置Ｒに切換られたとする（Ｓ４）。この場合には、前後進切換レバー２２からコントローラ１９へ出力される後進信号の入力により、コントローラ１９にて前後進切換動作（急逆動作）されたと判断する。そして、このコントローラ１９にてメインポンプ１２の斜板１２ａの傾転角が＋２０°から−２０°へ変更される。このとき、上記Ｓ４での前後進切換レバー２２の操作が所定時間以内でない場合（Ｎｏの場合）は、コントローラ１９から前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂに入力させている信号をコントローラ１９に保持させてから（Ｓ５）、上記Ｓ１へ戻る。
【００４０】
さらに、上記Ｓ４での前後進切換レバー２２の操作が所定時間以内の場合（Ｙｅｓの場合）は、図３（ｃ）に示すように、容積減少側の前進用制御圧室１６ｂに接続されている前進用電磁比例弁１７ａに対し、前後進の切換時間を、予め定めた時間ｔｍほど遅延させる傾転速度制御信号Ｐｋがコントローラ１９から出力される。また同時に、図３（ｄ）に示すように、容積増大側の後進用制御圧室１６ｃに接続されている後進用電磁比例弁１７ｂに対し、前進時に前進用電磁比例弁１７ａに出力していた値と同じ圧の車体速度制御信号Ｐｓがコントローラ１９から出力される。
【００４１】
このとき、傾転速度制御信号Ｐｋは、図４（ｂ）に示すように、初期値Ｐｋ０から収束値Ｐｋ１となるまで時間ｔｍを掛けて徐々に減少する波形とされている。また、傾転速度制御信号Ｐｋは、前後進切換レバー２２から出力される信号（前進信号Ｗｆ，後進信号Ｗｒ）と、エンジン回転速度センサ２４から出力されるエンジン回転速度信号Ｗｅと、車体変速比切換レバー２３の操作による変速比（Ｌｏ，Ｈｉ）に応じて出力される信号（高速信号Ｗｈ，低速信号Ｗｌ）とに基づき、予め定めたられた適切な波形が選択される（Ｓ６）。
【００４２】
ここで、傾転速度制御信号Ｐｋは、図６に示すように、車体変速比交換レバー２３が低速位置Ｌ（低速段：Ｌｏ）に操作されている場合には、この車体変速比変換レバー２３が高速位置Ｈ（高速段：Ｈｉ）に操作されている場合に比べ、減速時の衝撃（ショック）が大きいことから、遅延時間（ｔ）が長く設定され、減速時の衝撃が和らげられる。
【００４３】
すなわち、上記Ｓ６においては、車体速度制御信号Ｐｓの後進側電磁比例弁１７ｂへの入力により、図３（ｄ）に示すように、ポンプ用シリンダ１６の後進用制御圧室１６ｃへ供給される作動油の圧力（制動指令圧）が瞬時に増加するように、後進側電磁比例弁１７ｂが駆動する。また、傾転速度制御信号Ｐｋが容積減少側の前進側電磁比例弁１７ａへ入力され（Ｓ７）、図３（ｃ）に示すように、ポンプ用シリンダ１６の前進用制御圧室１６ｂへ供給される作動油の圧力（制動指令圧）が徐々に低下するように、前進側電磁比例弁１７ａが駆動する。
【００４４】
この結果、後進用電磁比例弁１７ｂが、図３（ｃ）に示す傾転速度制御信号Ｐｋの波形に反転する形で、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転速度が最適な速度に調整されつつ、ポンプ用シリンダ１６の後進用制御圧室１６ｃへ供給される作動油の圧力が徐々に増大されていき、メインポンプ１２の吐出流量が変化する。そして、上記Ｓ５へ進み、前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂに入力させた信号がコントローラ１９に保持されてから、上記Ｓ１へ進む。そして、図３（ｂ）に示すように、車体速度が後進方向に一定速度となるまで加速される。
【００４５】
このとき、後進用電磁比例弁１７ｂは車体速度制御信号Ｐｓが入力され後進用制御圧室１６ｃの圧力が瞬時に増大し、前進用電磁比例弁１７ａは傾転速度制御信号Ｐｋが入力され前進用制御圧室１６ｂの圧力が徐々に低下していく。前後進変換レバー２２を前進から後進へ切り換えた場合における減速動作から加速動作へ移る間には、常にサーボピストン１６ａにて後進用吐出方向に押すように後進用制御圧室１６ｃへ作動油が供給されており、この後進用制御圧室１６ｃに作用する圧力が、前進用制御圧室１６ｂに作用する圧力に対抗しながらサーボピストン１６ａに押圧作用するため、サーボピストン１６の移動速度を緩やかにさせる。したがって、前後進変換レバー２２を前進から後進へ切り換えた場合の減速動作と加速動作とを別個の比例弁等を用いてメインポンプ１２の容量を制御する場合に起こり得る前進用および後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃでの連続しない動作、いわゆる不連続感が発生せず、車体２は前進から後進へ滑らかに移行する。
【００４６】
以上により、上述した一実施形態に係るホイールローダ１によれば、前後進切換レバー２２を前進位置Ｆおよび後進位置Ｒそれぞれの一方から他方へ操作した前後進切換動作において、操作された側に位置する容積増大側の前進用および後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃのいずれか一方に接続された前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂのいずれか一方に、車体速度制御信号Ｐｓが出力される。これに対し、操作した側に位置する容積減少側の前進用および後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃのいずれか他方に接続された前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂのいずれか他方に、傾転速度制御信号Ｐｋが出力される。
【００４７】
したがって、容積増大側の前進用および後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃのいずれか一方を制御する前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂのいずれか一方にて、メインポンプ１２のポンプ容量、すなわちホイールローダ１の車速を設定できる。また同時に、容積減少側の前進用および後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃのいずれか他方を制御する前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂのいずれか他方にて、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転速度の調整、すなわち減速から走行方向を反転させ、所定の速度まで加速するまでの一連の動作を制御することができる。
【００４８】
よって、容積減少側の前進用または後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃに接続された前進用または後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂに入力させる傾転速度制御信号Ｐｋのみを適宜調整する。この結果、ホイールローダ１の作業状態に対応させて、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転方向を変更し、このメインポンプ１２の傾転速度を制御することができるため、ホイールローダ１の操作性を大幅に向上させることができる。
【００４９】
また、一対の前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂを、車体速度制御信号Ｐｓおよび傾転速度制御信号Ｐｋのいずれかの別個の信号（アルゴリズム）で制御することができる。このため、これら車体速度制御信号Ｐｓと傾転速度制御信号Ｐｋとを組み合わせた複雑な制御プログラムを構成する必要がなく、これら前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂの制御同士が干渉して各制御が不安定になる等といった問題がない。よって、これら前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂについての信頼性の高い安定した制御が可能となる。
【００５０】
さらに、容積減少側である傾転速度制御信号Ｐｋが入力される側の前進用または後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂにて、メインポンプ１２による減速動作から、走行方向の反転動作および加速動作までの一連の動作を制御することができる。したがって、傾転速度制御信号Ｐｋが入力される側の前進用または後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂにて、走行モータ１３の減速動作から加速動作までを一つの比例弁で制御することができる。よって、この傾転速度制御信号Ｐｋが入力される側の前進用または後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂにより、前後進切換動作時の切換を円滑に安定して行うことができる。
【００５１】
また、前後進切換動作時においては、車体速度制御信号Ｐｓが入力される側の前進用または後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂに接続された前進用または後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃの圧力が瞬時に増大される。同時に、傾転速度制御信号Ｐｋが入力される側の後進用または前進用電磁比例弁１７ｂ，１７ａに接続された後進用または前進用制御圧室１７ｂ，１７ａの圧力が徐々に低下していく。前後進切換動作時に減速動作から加速動作へ移る間を通して、これら前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂのそれぞれに常に作動油が供給され、これら作動油による圧力がサーボピストン１６ａに作用している状態となる。よって、メインポンプ１２の傾転速度の変化をより滑らかに行うことができ、操作性を向上させることができる。また、前進用および後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂのそれぞれに常に作動油の圧力が作用しているため、ポンプ用シリンダ１６のサーボピストン１６ａの摺動部等の油切れを生じにくくできる。よって、このポンプ用シリンダ１６の信頼性を向上できるとともに、メインポンプ１２の傾転速度をより自由度が高く調整することができる。
【００５２】
さらに、前後進切換レバー２２から出力される信号と、エンジン回転速度信号Ｗｅと、車体変速比切換レバー２３から出力される信号とに基づいて、容積減少側の前進用または後進用制御圧室１６ｂ，１６ｃに接続された前進用または後進用電磁比例弁１７ａ，１７ｂの圧力、すなわち傾転速度制御信号Ｐｋを調整する。この結果、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転方向を切り換え、前進から後進または後進から前進に切り換えた場合、すなわち前後進切換動作時（特に、Ｖ字掘削動作時）のみならず、メインポンプ１２の斜板１２ａの傾転方向を変更して、加減速したり変速したりした場合、すなわち通常の加減速動作時や変速動作時においても、ホイールローダ１の走行状態および操作条件を適切に把握させて対応させることができる。よって、より広い運転条件に対応させて良好かつ滑らかな加速フィーリングマッチングを行うことができ、オペレータの加速フィーリングを大幅に向上させることができる。
【００５３】
＜その他＞
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００５４】
さらに、上記一実施形態においては、ホイールローダ１を例とした走行用ＨＳＴ回路１１について説明したが、本発明はこれに限定されず、道路機械、転圧機械、農業車両等の作業部を有するＨＳＴ車両等の種々の作業機械（建設機械）においても、対応させて用いることができる。
【００５５】
また、電気式の前後進切換レバー２２ではなく、前進と後進とを切り換えるための操作スイッチ等の他の操作部であっても良い。さらに、車体変速比切換レバー２３から出力される高速信号Ｗｈまたは低速信号Ｗｌではなく、コントローラ１９から出力される信号を検出したり、車体変速比検出器（図示せず）等を別個設けて変速比を検出したりして、車体２の変速比を検出する構成とすることもできる。
【００５６】
また、前後進切換レバー２２から出力される前進信号Ｗｆまたは後進信号Ｗｒと、エンジン回転速度信号Ｗｅと、車体変速比切換レバー２３から出力される高速信号Ｗｈまたは低速信号Ｗｌ）に加え、走行モータ１３の駆動を制御するアクセルペダル（図示せず）の踏込状況、すなわちアクセル開度の状況、例えばアクセルを略半分程度開いたハーフアクセルの状態から、アクセルをオフした状態）等に基づいて、傾転速度制御信号Ｐｋを調整することにより、車体２の加速フィーリングをより向上させることもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１      ホイールローダ（作業機械）
２      車体（作業機本体）
３      運転室
４      作業機
４ａ    リフトアーム
４ｂ    バケット
４ｃ    リフトアームシリンダ
４ｄ    バケットシリンダ
４ｅ    ベルクランク
５      前輪（走行装置）
６      後輪（走行装置）
７      エンジン
８      作動油タンク
１１    走行用ＨＳＴ回路
１２    メインポンプ（油圧ポンプ）
１２ａ  斜板（傾転機構）
１３    走行モータ
１３ａ  斜軸
１４ａ，１４ｂ  メイン油圧管路
１５    ポンプ容量可変機構部
１６    ポンプ用シリンダ
１６ａ  サーボピストン（ピストン）
１６ｂ  前進用制御圧室（第１制御圧室）
１６ｃ  後進用制御圧室（第２制御圧室）
１６ｄ  バネ
１７ａ  前進用電磁比例弁（第１比例弁）
１７ｂ  後進用電磁比例弁（第２比例弁）
１８    モータ容量可変機構部
１９    コントローラ
２１    ポンプ傾転速度調整装置
２２    前後進切換レバー（操作部）
２３    車体変速比切換レバー
２４    エンジン回転速度センサ
２５    チャージ回路
２６    チャージポンプ
２７    チャージ油路
２７ａ  幹油路
２７ｂ，２７ｃ  枝油路
２７ｄ，２７ｅ  チェック弁
２８    チャージリリーフ弁
３１    流量制御回路
３２ａ  前進用シリンダ配管
３２ｂ  後進用シリンダ配管
４１    変速比切換構成部
４２    トランスミッション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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