(57)【要約】【課題】掘削作業中であることを確実に検出し、パワーロスを低減する作業車両の油圧ポンプ容量制御装置を提供する。【解決手段】コントローラ(50)は、駆動力検出手段(51)、ボトム圧検出器(45)、油圧検出器(46)、操作位置検出手段(55)から検出信号を入力し、走行駆動力、リフトシリンダボトム圧、チルトシリンダ圧のうち少なくとも１つが所定値を越えた時に、掘削作業中と判断し、可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力し、パワーロスを低減し、また、操向屈折角検出器(56)の検出値を入力し、操向屈折角度が所定の角度を越えた時に、容量制御信号の発信を停止し、車両各部に加わる無理な力を低減する。【選択図】図６
2006348742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、アーティキュレート式構造であり、作業機(10)を作動するリフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)と、前記リフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)に所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプ(26)とを備え、
前記制御装置(40)は、車両の走行駆動力を検出する駆動力検出手段(51)と、
前記リフトシリンダ(13)のボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器(45)と、
前記チルトシリンダ(15)の油圧力を検出する油圧検出器(46)と、
前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を制御する容量制御装置(41)と、
車両の操向屈折角度を検出する操向屈折角検出器(56)と、
前記駆動力検出手段(51)と、ボトム圧検出器(45)と、油圧検出器(46)とからの検出値を入力して演算し、少なくともいずれか１つの値が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置(41)に、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力し、また、前記操向屈折角検出器(56)の検出値を入力し、操向屈折角度が所定の角度を越えた時に、前記容量制御装置(41)に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラ(50)とを有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
【請求項２】
作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、アーティキュレート式構造であり、作業機(10)を作動するリフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)と、前記リフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)に所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプ(26)とを備え、
前記制御装置(40)は、
前記リフトシリンダ(13)のボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器(45)と、
前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を制御する容量制御装置(41)と、
車両の操向屈折角度を検出する操向屈折角検出器(56)と、
前記ボトム圧検出器(45)からの検出値を入力して演算し、前記検出値が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置(41)に、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力し、また、前記操向屈折角検出器(56)の検出値を入力し、操向屈折角度が所定の角度を越えた時に、前記容量制御装置(41)に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラ(50)とを有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
【請求項３】
作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、アーティキュレート式構造であり、作業機(10)を作動するリフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)と、前記リフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)に所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプ(26)と、操向のための左右一対のステアリングシリンダ(9,9)とを備え、
前記制御装置(40)は、車両の走行駆動力を検出する駆動力検出手段(51)と、
前記リフトシリンダ(13)のボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器(45)と、
前記チルトシリンダ(15)の油圧力を検出する油圧検出器(46)と、
前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を制御する容量制御装置(41)と、
前記左右のステアリングシリンダ(9,9)の油圧力を、それぞれ検出するステアリング油圧検出器(57,57)と、
前記駆動力検出手段(51)と、ボトム圧検出器(45)と、油圧検出器(46)とからの検出値を入力して演算し、少なくともいずれか１つの値が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置(41)に、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力し、また、前記ステアリング油圧検出器(57,57)の検出値を入力し、左右の油圧力の差が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置(41)に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラ(50)とを有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
【請求項４】
作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、アーティキュレート式構造であり、作業機(10)を作動するリフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)と、前記リフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)に所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプ(26)と、操向のための左右一対のステアリングシリンダ(9,9)とを備え、
前記制御装置(40)は、
前記リフトシリンダ(13)のボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器(45)と、
前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を制御する容量制御装置(41)と、
前記左右のステアリングシリンダ(9,9)の油圧力を、それぞれ検出するステアリング油圧検出器(57,57)と、
前記ボトム圧検出器(45)からの検出値を入力して演算し、前記検出値が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置(41)に、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力し、前記ステアリング油圧検出器(57,57)の検出値を入力し、また、左右の油圧力の差が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置(41)に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラ(50)とを有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４記載の、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、
前後進操作手段(30)と、
前記前後進操作手段(30)の操作位置を検出する操作位置検出手段(55)と、
前記操作位置検出手段(55)からの検出信号を入力し、操作位置が前進から中立または後進位置に変化したときに、前記容量制御装置(41)に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラ(50)とを有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５記載の、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記制御装置(40)は、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を制御可能な手動式容量制御手段(32)を有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６記載の、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記制御装置(40)は、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量制御を実施するか否かを選択可能な容量制御選択手段(33)を有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両、特には土木作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば土木作業車両であるホイールローダの作業機を駆動する油圧装置において、掘削作業時等では油圧力は必要とするが、吐出量は少量でよい場合がある。このような場合、固定容量型油圧ポンプを使用すると多量の圧力油がタンクに還流されることとなり、多大のパワーロスを発生する。このパワーロスを低減するために、油圧ポンプを可変容量型にして掘削作業時にはポンプ吐出量を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、１、変速機は前進第１速度段位置にあること、２、作業機が掘削位置にあること、３、車両走行速度
は設定速度以下であること、のうち少なくとも１つの条件を満足した時に作業車両は掘削作業中であると判断し、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するように制御する方法としている。上記のうち、作業機の掘削位置は図９に示すように規定している。図９は掘削位置における作業機７０の側面図である。図９において、車体７１にはリフトアーム７２の基端部がアームピン７３により揺動自在に取付けられ、車体７１とリフトアーム７２とはリフトシリンダ７４により連結されている。リフトシリンダ７４を伸縮するとリフトアーム７２はアームピン７３を中心として揺動する。リフトアーム７２の先端部にはバケット７５がバケットピン７６により揺動自在に取付けられ、車体７１とバケット７５とは、チルトシリンダ７７およびリンク装置７８を介して連結されている。チルトシリンダ７７を伸縮するとバケット７５はバケットピン７６を中心として揺動する。作業機７０の掘削位置はアームピン７３とバケットピン７６とを結ぶ線Ｙ−Ｙの基準位置を定め、リフトアーム７２がそれ以下に位置する場合を掘削位置にあると定めている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，０７３，４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記方法においては、以下のような問題点がある。
第１に、変速機が前進第１速にある場合、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するようにしている。しかしながら、この場合必ずしも掘削作業をしているとは限らず、作業機を操作しながら前進第１速で所定の場所に接近している場合もある。このようなときに作業機の速度が遅くなり、作業効率が低下する場合がある。また、土質によっては前進２速で作業する場合もあり、そのときにはポンプ容量は低減されないのでパワーロスが発生する。第２に、作業機が掘削位置にある場合、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するようにしているが、リフトアームが前記基準位置より高い位置で掘削する場合も有る。そのような時にはポンプ容量は低減されず、パワーロスの低減ができない。第３に、車両走行速度が設定速度以下である場合、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するようにしているが、掘削作業をせずに作業機を操作しながら目的地に向かって設定速度以下で移動する場合も有る。このような場合にもポンプ容量は低減され、作業機の速度が遅くなって作業効率が低下する場合がある。第４に、変速機が前進第１速で、作業機が掘削位置で、かつ車両走行速度が設定速度以下である場合、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するようにしている。通常掘削時、対象物の直前までは、バケットが接地して走行抵抗が大きくなるのを防ぐためバケットを地上から少し浮かせておき、対象物に突っ込む直前に素早くバケットを接地させる。その場合、作業機の応答速度が遅くなり、操作が遅れるとともに、作業者は違和感を覚えるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、作業車両が掘削作業状態にあることを確実に検出した後ポンプ容量を低減させ、パワーロスを低減するとともに、作業効率を低下させたり、あるいは作業者に違和感を与えることのない、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法と制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、第１発明は、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、前記作業車両は、アーティキュレート式構造であり、作業機を作動するリフトシリンダおよびチルトシリンダと、前記リフトシリンダおよびチルトシリンダに所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプとを備え、前記制御装置は、車両の走行駆動力を検出する駆動力検出手段と、前記リフトシリンダのボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器と、前記チルトシリンダの油圧力を検出する油圧検出器と、前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御する容量制御装置と、車両の操向屈折角度を検出する操向屈折角検出器と、前記駆動力検出手段と、ボトム圧検出器と、油圧検出器とからの検出値を入力して演算し、少なくともいずれか１つの値が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置に、前記可変容量型油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力し、また、前記操向屈折角検出器の検出値を入力し、操向屈折角度が所定の角度を越えた時に、前記容量制御装置に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラとを有する構成としている。
【０００７】
第１発明によると、車両の走行駆動力、リフトシリンダのボトム側油圧力、チルトシリンダの油圧力のうち少なくとも１つが所定の値を越えた時に、油圧ポンプの容量を所定容量に低減させることができる。すなわち、作業車両が確実に掘削作業中であることを検出し、ポンプ容量を所定容量に低減できるため、有効なパワーロス低減ができ、効率的に作業できる作業車両が得られる。また、アーティキュレート角度が所定の角度を越えると油圧ポンプの容量制御を停止する。これにより、エンジン出力のうち油圧ポンプが消費する分が多くなるので、車両の走行駆動力が低減され、車両各部に無理な力が加わらず、耐久性を低下させる恐れはない。
【０００８】
第２発明は、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、アーティキュレート式構造であり、作業機を作動するリフトシリンダおよびチルトシリンダと、前記リフトシリンダおよびチルトシリンダに所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプとを備え、前記制御装置は、前記リフトシリンダのボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器と、前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御する容量制御装置と、車両の操向屈折角度を検出する操向屈折角検出器と、前記ボトム圧検出器からの検出値を入力して演算し、前記検出値が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置に、前記可変容量型油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力し、また、前記操向屈折角検出器の検出値を入力し、操向屈折角度が所定の角度を越えた時に、前記容量制御装置に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラとを有する構成としている。
【０００９】
第２発明によると、リフトシリンダのボトム側油圧力が所定の値を越えた時に、油圧ポンプの容量を所定容量に低減させることができる。すなわち、作業車両が確実に掘削作業中であることを検出し、ポンプ容量を所定容量に低減できるため、有効なパワーロス低減ができ、効率的に作業できる作業車両が得られる。また、アーティキュレート角度が所定の角度を越えると油圧ポンプの容量制御を停止する。これにより、エンジン出力のうち油圧ポンプが消費する分が多くなるので、車両の走行駆動力が低減され、車両各部に無理な力が加わらず、耐久性を低下させる恐れはない。
【００１０】
第３発明は、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、前記作業車両は、アーティキュレート式構造であり、作業機を作動するリフトシリンダおよびチルトシリンダと、前記リフトシリンダおよびチルトシリンダに所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプと、操向のための左右一対のステアリングシリンダとを備え、前記制御装置は、車両の走行駆動力を検出する駆動力検出手段と、前記リフトシリンダのボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器と、前記チルトシリンダの油圧力を検出する油圧検出器と、前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御する容量制御装置と、前記左右のステアリングシリンダの油圧力を、それぞれ検出するステアリング油圧検出器と、前記駆動力検出手段と、ボトム圧検出器と、油圧検出器とからの検出値を入力して演算し、少なくともいずれか１つの値が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置に、前記可変容量型油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力し、また、前記ステアリング油圧検出器の検出値を入力し、左右の油圧力の差が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラとを有する構成としている。
【００１１】
第３発明によると、車両の走行駆動力、リフトシリンダのボトム側油圧力、チルトシリンダの油圧力のうち少なくとも１つが所定の値を越えた時に、油圧ポンプの容量を所定容量に低減させることができる。すなわち、作業車両が確実に掘削作業中であることを検出し、ポンプ容量を所定容量に低減できるため、有効なパワーロス低減ができ、効率的に作業できる作業車両が得られる。また、左右のステアリングシリンダの油圧力の差が、所定の値を越えるとポンプの容量制御を停止する。これにより、エンジン出力のうち油圧ポンプが消費する分が多くなるので、車両の走行駆動力が低減され、車両各部に無理な力が加わらず、耐久性を低下させる恐れはない。
【００１２】
第４発明は、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、前記作業車両は、アーティキュレート式構造であり、作業機を作動するリフトシリンダおよびチルトシリンダと、前記リフトシリンダおよびチルトシリンダに所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプと、操向のための左右一対のステアリングシリンダとを備え、前記制御装置は、前記リフトシリンダのボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器と、前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御する容量制御装置と、前記左右のステアリングシリンダの油圧力を、それぞれ検出するステアリング油圧検出器と、前記ボトム圧検出器からの検出値を入力して演算し、前記検出値が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置に、前記可変容量型油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力し、また、前記ステアリング油圧検出器の検出値を入力し、左右の油圧力の差が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラとを有する構成としている。
【００１３】
第４発明によると、リフトシリンダのボトム側油圧力が所定の値を越えた時に、油圧ポンプの容量を所定容量に低減させることができる。すなわち、作業車両が確実に掘削作業中であることを検出し、ポンプ容量を所定容量に低減できるため、有効なパワーロス低減ができ、効率的に作業できる作業車両が得られる。また、左右のステアリングシリンダの油圧力の差が、所定の値を越えるとポンプの容量制御を停止する。これにより、エンジン出力のうち油圧ポンプが消費する分が多くなるので、車両の走行駆動力が低減され、車両各部に無理な力が加わらず、耐久性を低下させる恐れはない。  
第５発明は、第１〜第４発明において、前記作業車両は、前後進操作手段と、前記前後進操作手段の操作位置を検出する操作位置検出手段と、前記操作位置検出手段からの検出信号を入力し、操作位置が前進から中立または後進位置に変化したときに、前記容量制御装置に出力する可変容量型油圧ポンプの容量制御信号の発信を停止するコントローラとを有する構成としている。
【００１４】
第５発明によれば、前後進操作手段の操作位置が中立または後進位置にあるときに、容量制御装置に出力する、可変容量型油圧ポンプの容量を低減させる容量制御信号の発信を停止することができる。そのため、掘削作業終了時点を確実に検出でき、非掘削作業時にはポンプ容量が低減することはない。したがって作業効率が低下する恐れはない。
【００１５】
第６発明は、第１〜第５発明において、前記制御装置は、前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御可能な手動式容量制御手段を有する構成としている。
【００１６】
第６発明によれば、ポンプ容量制御可能な手動式容量制御手段を設けたため、例えば土質により作業者がポンプ容量を任意に設定したい場合、所望の容量に設定でき、作業効率を向上することができる。
【００１７】
第７発明は、第１〜第６発明において、前記制御装置は、前記可変容量型油圧ポンプの容量制御を実施するか否かを選択可能な容量制御選択手段を有する構成としている。
【００１８】
第７発明によれば、容量制御選択手段を設けたため、運転者は状況に応じて掘削作業中に油圧ポンプの容量制御を行うか否かを選択できる。したがって、効率的な作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明に係る  作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法と制御装置の実施形態について、図面を参照して詳述する。
【００２０】
図１は作業車両の一例であるホイールローダ１の側面図であり、図２は平面図である。図１、図２において、運転室２、エンジンルーム３および後輪４，４を有する後部車体５の前部には、前輪６，６を有する前部フレーム７がセンタピン８により左右に揺動自在に取付けられ、アーティキュレート構造を構成している。図２において、後部車体５と前部フレーム７とは左右一対のステアリングシリンダ９，９により連結され、左右のステアリングシリンダ９，９を伸縮することにより後部車体５と前部フレーム７とはセンタピン８を中心とし、２点鎖線に示すように左右に揺動し、操向するようになっている。図の角度θを操向屈折角度と称する。
【００２１】
図１、図２において、前部フレーム７には作業機１０が取付けられている。すなわち、前部フレーム７に基端部を揺動自在に取付けられたリフトアーム１１の先端部には、バケット１２が揺動自在に取付けられている。前部フレーム７とリフトアーム１１とは一対のリフトシリンダ１３，１３により連結され、リフトシリンダ１３，１３を伸縮することによりリフトアーム１１は揺動する。リフトアーム１１にはチルトアーム１４のほぼ中央部が揺動自在に支持され、その一端部と前部フレーム７とはチルトシリンダ１５により連結されている。チルトアーム１４の他端部とバケット１２とはチルトロッド１６により連結され、チルトシリンダ１５を伸縮するとバケット１２は揺動する。
【００２２】
図１において、後部車体５には動力装置２０が搭載されている。動力装置２０は、エンジン２１、トルクコンバータ２２、前後進切り換え、複数段の変速段切り換えが可能な変速機２３、分配機２４および後輪４および前輪６を駆動する減速機２５，２５等から構成されている。また、エンジン２１はリフトシリンダ１３、チルトシリンダ１５に圧油を供給する可変容量型油圧ポンプ２６を駆動する。
【００２３】
運転室２内には、前後進操作手段３０と、変速機２３の速度段選択手段３１と、可変容量型油圧ポンプ２６の容量を手動で制御可能な手動式容量制御手段３２と、自動的にポンプの容量制御を行わせるか否かを選択可能な容量制御選択手段３３とを備えている。上記それぞれの手段は、レバー式でも、スイッチ式でも、ダイヤル式でも良く、またその他の形式でも良い。
【００２４】
次にホイールローダ１の掘削、積込作業について説明する。運転者は前後進操作手段３０を操作して車両を前進させ、速度段選択手段３１により対象物に合わせて変速機２３の速度段を選択する。バケット１２は掘削位置に位置させる。次にバケット１２の刃先を対象物に突っ込み、チルトシリンダを操作してバケット１２をチルトバックさせ、バケット１２内に対象物をすくいこむ。次にリフトシリンダ１３を伸張させてリフトアーム１１を上昇させ、バケット１２を上げながら前後進操作手段３０を操作して車両を後進させる。次に前進、操向してダンプトラックに接近し、所定の位置でバケット１２をダンプして対象物をダンプトラックの荷台に積み込む。
【００２５】
図３はバケット１２で掘削している状態を示す側面図である。車両を矢印Ａの方向に前進させ、バケット１２の刃先を対象物Ｚに突っ込み、チルトバックするとバケット１２には矢印Ｂ、Ｃの方向に力が加わる。そのため、リフトシリンダ１３およびチルトシリンダ１５のボトム側には高い油圧力が発生する。また、作業姿勢によってはバケット１２には矢印Ｄの方向の力が加わり、この場合にはチルトシリンダ１５のヘッド側に高い油圧力が発生する。この間、前後輪４，６には大きな走行駆動力が発生する。これらの油圧力および走行駆動力は掘削作業時と非掘削作業時とでは明らかに異なる。したがって、走行駆動力、リフトシリンダボトム圧、チルトシリンダ圧のそれぞれの基準値を定め、上記３つのうち少なくとも１つが基準値を越えたことを確認することにより、掘削作業中であるか否かを確実に判断することができる。
【００２６】
図４は制御装置４０の一例の第１実施形態を示す系統図である。図４において、可変容量型油圧ポンプ２６には容量制御装置４１が接続されている。可変容量型油圧ポンプ２６の吐出回路４２上にはチルトシリンダ１５に接続するチルト操作弁４３と、リフトシリンダ１３に接続するリフト操作弁４４とが介装されている。リフトシリンダ１３のボトム側にはボトム圧検出器４５が設けられ、チルトシリンダ１５のボトム側、ヘッド側には油圧検出器４６，４６がそれぞれ設けられている。ボトム圧検出器４５、油圧検出器４６は例えば圧力スイッチである。容量制御装置４１、ボトム圧検出器４５、油圧検出器４６，４６は、それぞれコントローラ５０に接続している。駆動力検出手段５１はトルクコンバータ入力軸回転数検出器５２と、トルクコンバータ出力軸回転数検出器５３と、速度段選択手段３１により選択された変速機２３の速度段を検出する速度段検出器５４とを備えている。トルクコンバータ入力軸回転数検出器５２と、トルクコンバータ出力軸回転数検出器５３と、速度段検出器５４と、前後進操作手段３０の操作位置を検出する操作位置検出手段５５とはコントローラ５０に接続している。コントローラ５０はトルクコンバータ入、出力軸回転数と、変速機２３の速度段とを入力し、トルクコンバータの性能曲線および減速機２５の減速比を用いて演算し、車両の走行駆動力を算出する。また、コントローラ５０は、前後進操作手段３０の操作位置を検出する操作位置検出手段５５と接続し、変速機２３が前進、中立、後進のいずれの状態にあるかを検出する。
【００２７】
次に制御方法について図５のフローチャートに基づいて説明する。ステップ１０１で運転者は、前後進操作手段３０を操作して変速機２３に前進を指示する。ステップ１０２で運転者は、速度段選択手段３１を操作して変速機の速度段を選択する。ステップ１０３で掘削作業を開始する。ステップ１０４でコントローラ５０は駆動力検出手段５１、ボトム圧検出器４５、油圧検出器４６から検出結果を入力して演算し、走行駆動力、リフトシリンダボトム圧（例えば２５０kg/cm2）、チルトシリンダ圧のうち少なくとも１つが所定の値を越え、かつ所定時間（例えば０．５sec）経過したか否かを判定する。ステップ１０４でＮＯの場合にはステップ１０３の前に戻る。ステップ１０４でＹＥＳの場合にはステップ１０５で掘削作業中と判断し、ステップ１０６に進む。ステップ１０６でコントローラ５０は、可変容量型油圧ポンプ２６の最大容量より低減した所定の容量（例えば走行駆動力や油圧力の大きさに対応して最大容量の０．５〜０．９倍の容量）を設定する。ステップ１０７でコントローラ５０は、容量制御装置４１に制御信号を出力し、可変容量型油圧ポンプ２６の容量を前記所定容量に低減する。掘削作業が終了した時点で運転者は、ステップ１０８で前後進操作手段３０を操作して変速機２３を中立または後進に切り換える。ステップ１０９でコントローラ５０は、操作位置検出手段５５からの検出信号を入力し、変速機２３が中立または後進位置にあるか否かを判定する。ステップ１０９でＮＯの場合にはステップ１０７の前に戻る。ステップ１０９でＹＥＳの場合にはステップ１１０で掘削作業終了と判断し、ステップ１１１に進む。ステップ１１１でコントローラ５０はポンプ容量制御を中止し、可変容量型油圧ポンプ２６の容量を制御前に戻す。
【００２８】
なお、ステップ１０４でコントローラ５０は駆動力検出手段５１、ボトム圧検出器４５、油圧検出器４６から検出結果を入力して演算し、走行駆動力、リフトシリンダボトム圧、チルトシリンダ圧のうち少なくとも１つが所定の値を越え、かつ所定時間経過したか否かを判定しているが、所定時間経過したか否かの判定を省略してもよい。
【００２９】
本発明に係る作業車両の可変容量型油圧ポンプの制御方法と制御装置は、上記のような方法および構成にしたため、以下のような効果が得られる。車両の走行駆動力、リフトシリンダのボトム側油圧力、チルトシリンダの油圧力のうち少なくとも１つが所定の値を越えた時に、または油圧力のうち少なくとも１つが所定の値を越え、かつ所定時間経過した時に作業車両は掘削作業中であると判断し、ポンプの容量を最大容量より少ない所定容量に低減させるようにしている。走行駆動力も、リフトシリンダのボトム側油圧力も、チルトシリンダの油圧力も、掘削作業中と非掘削作業中とでは明らかに異なるため、確実に掘削作業中であることを判断できる。したがって、有効なパワーロス低減を行えるとともに、非掘削作業中にもかかわらずにポンプ容量を低減させ、作業効率を低下させる恐れもない。掘削作業終了後、作業者が前後進操作手段を中立または後進位置にしたときにポンプの容量制御を停止するようにしたため、掘削作業終了時点が明確に判断できる。掘削作業終了後は作業機の操作速度が速くなり、作業性が低下する恐れはない。
【００３０】
本実施形態では作業車両はアーティキュレート式のホイールローダとして説明したが、他の形式の作業車両であっても差し支えない。
【００３１】
図６は第２実施形態の制御装置４０ａの系統図である。第１実施形態のものと同一部材には同一符号を付して説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。図６において、コントローラ５０は、可変容量型油圧ポンプ２６の容量を運転者が手動で任意に設定できる手動式容量制御手段３２、およびポンプ容量制御を自動的に行わせるか否かを運転者が選択できる容量制御選択手段３３と接続している。手動式容量制御手段３２、容量制御選択手段３３は例えばスイッチ式またはダイヤル式である。またコントローラ５０は、操向屈折角検出器５６、および左右のステアリングシリンダ９，９の油圧をそれぞれ検出するステアリング油圧検出器５７，５７と接続している。
【００３２】
次に制御方法について説明する。運転者は手動式容量制御手段３２により所望の油圧ポンプ容量を設定するとコントローラ５０はその信号を入力し、第１実施形態で述べた容量制御に優先して容量制御装置４１に制御信号を出力し、可変容量型油圧ポンプ２６を設定された容量に制御する。
【００３３】
運転者が容量制御選択手段３３を操作して容量制御しない（例えばスイッチＯＦＦ）と選択した場合には、コントローラ５０はその信号を入力し、第１実施形態で述べた容量制御信号の発信を停止する。運転者が容量制御選択手段３３を操作して容量制御する（例えばスイッチＯＮ）と選択した場合には、コントローラ５０は第１実施形態で述べた容量制御信号を発信する。
【００３４】
コントローラ５０は操向屈折角検出器５６、およびステアリング油圧検出器５７，５７から検出結果を入力し、いずれかが所定の値を越えた場合、第１実施形態で述べた容量制御信号の発信を停止する。
【００３５】
上記の制御の結果、下記のような効果が得られる。ポンプ容量制御可能な手動式容量制御手段を設けたため、土質等により作業者が任意にポンプ容量を設定できる。例えば対象物が軽量物であればポンプ容量の低減量を少なくし、重量物であれば低減量を多くする。これにより作業効率を向上することができる。容量制御選択手段を設けたため、運転者は作業状況に応じ、掘削作業中に油圧ポンプの容量低減制御を行うか否かを選択できる。したがって、効率的な作業を行うことができる。図７はホイールローダ１を、操向屈折角度θの状態で、バケット１２の歯先を対象物Ｚに対してほぼ平行に当接させた状態を示す平面図である。このような姿勢でポンプ容量低減制御を行うと、エンジン出力の多くが車両駆動側に加わり、駆動力が大きくなる。その結果、後部車体５は矢印方向に大きな力で進もうとし、車両の各部に無理な力が作用し、車両寿命を縮める恐れがある。この傾向はθが大きいほど大きくなる。図８は対象物Ｚに対して、操向屈折角がほぼ０のホイールローダ１が、斜めに当接した状態を示す平面図である。この場合、ホイールローダ１を矢印Ｅ方向に駆動するとバケット１２に横方向の力Ｆが作用し、及びホイールローダ１にはモーメントＭが作用する。この状態でポンプ容量低減制御を行うと駆動力が大きくなって車両各部に無理な力が作用し、車両寿命を縮める恐れがある。本図の場合、左右のステアリングシリンダ９，９の油圧力に差が生じ、その差が大きいほどＦは大きくなる。上述の制御方法によれば、コントローラ５０は操向屈折角度θ、または左右のステアリングシリンダ９，９の、油圧の差が所定の値を越えた場合には容量制御信号の発信を停止する。これによりエンジン出力のうち油圧ポンプが消費する分が多くなるので、走行駆動力は減少して車両各部に加わる無理な力は低減し、車両寿命を短くする恐れは低減する。
【００３６】
なお、本発明の制御機能および制御手段は、任意に組み合わせの変更、あるいは廃止が可能である。図４で示した制御装置４０の第１実施形態、また図６で示した制御装置４０ａの第２実施形態において、ボトム圧検出器４５、油圧検出器４６，４６、駆動力検出手段５１がそれぞれ設けられているが、いずれか１つを設けてもよいし，それぞれを組み合わせて設けても良い。また、図６において、コントローラ５０は、操向屈折角検出器５６、および左右のステアリングシリンダ９，９の油圧をそれぞれ検出するステアリング油圧検出器５７，５７と接続しているが、操向屈折角検出器５６、またはステアリング油圧検出器５７，５７のどちらか一方とだけ接続していても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の制御装置を有する、作業車両の一例の、ホイールローダの側面図である。
【図２】同、平面図である。
【図３】本発明のホイールローダの、作業機の側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の、制御装置の系統図である。
【図５】本発明の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態の、制御装置の系統図である。
【図７】ホイールローダの、アーティキュレート角度θのときの作業姿勢を示す平面図である。
【図８】ホイールローダが地山を斜め方向から掘削するときの状態を示す平面図である。
【図９】従来の作業車両の作業機の、掘削位置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…ホイールローダ、２…運転室、４…後輪、５…後部車体、６…前輪、７…前部フレーム、８…センタピン、９…ステアリングシリンダ、１０…作業機、１１…リフトアーム、１２…バケット、１３…リフトシリンダ、１５…チルトシリンダ、２０…動力装置、２１…エンジン、２２…トルクコンバータ、２３…変速機、２６…可変容量型油圧ポンプ、３０…前後進操作手段、３１…速度段選択手段、３２…手動式容量制御手段、３３…容量制御選択手段、４０…制御装置、４１…容量制御装置、４３…チルト操作弁、４４…リフト操作弁、４５…ボトム圧検出器、４６…油圧検出器、５０…コントローラ、５１…駆動力検出手段、５２…トルクコンバータ入力軸回転検出器、５３…トルクコンバータ出力軸回転検出器、５４…速度段検出器、５５…操作位置検出手段、５６…操向屈折角検出器、５７…ステアリング油圧検出器。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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