(57)【要約】【課題】アクスルのオーバーヒートを抑制可能な作業車両を提供する。【解決手段】ホイールローダ１は、前ブレーキ装置４５を内蔵する前アクスル４３と、冷却油の第１油温Ｔ１を検出する第１油温センサ４６と、コントローラ６０とを備える。コントローラ６０は、第１油温センサ４６によって検出された前アクスル４３内の冷却油の第１油温Ｔ１が第１閾値ＴＨ１以上である場合、ホイールローダ１の最高速度を第２最高速度ＭＳ２に制限する。【選択図】図３
2018145705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却油によって冷却されるブレーキ装置を内蔵するアクスルと、
前記冷却油の油温を検出する油温センサと、
前記油温センサによって検出された前記油温が第１閾値以上である場合、作業車両の最高速度を所定速度に制限するコントローラと、
を備える作業車両。
【請求項２】
変速比を変更可能であり、エンジンの駆動力を前記アクスルに伝達する変速機を備え、
前記コントローラは、前記変速機の最高速度段への変速を制限することによって、前記最高速度を前記所定速度に制限する、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記コントローラは、前記油温が前記第１閾値より高い第２閾値以上である場合、警報機から警告を発報させる、
請求項１又は２に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機を備える作業車両（例えば、ホイールローダやフォークリフトなど）において、エンジンの動力は、トランスミッション及びアクスルを介して車輪に伝達される。アクスルには、冷却油によって冷却されるブレーキ装置が内蔵されている。冷却油は、ブレーキ装置の摩擦熱を放熱させる役割を果たすが、ブレーキ装置の摩擦熱が過大であると油温が過度に高くなり、アクスル（ブレーキ）がオーバーヒートする。
【０００３】
ここで、アクスルのオーバーヒートをオペレータに警告することを目的として、車両速度、ブレーキ作用圧力及びブレーキ作用時間に基づいてアクスルのオーバーヒートを検出する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７５０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、アクスルのオーバーヒートを抑制するための制御についての提案はなされていない。
【０００６】
そこで、アクスルのオーバーヒートを抑制するために、エンジンの出力を制限することが考えられるが、作業機の操作速度が低下したり、或いは、低速トルクが低下したりするという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、アクスルのオーバーヒートを抑制可能な作業車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１側面に係る作業車両は、冷却油よって冷却されるブレーキ装置を内蔵するアクスルと、前記冷却油の油温を検出する油温センサと、前記油温センサによって検出された前記油温が第１閾値以上である場合、作業車両の最高速度を所定速度に制限するコントローラとを備える。
【０００９】
本発明の第１側面に係る作業車両によれば、ブレーキ装置に発生する摩擦熱が小さくなり、冷却油の油温が低下するため、アクスルのオーバーヒートを抑制することができる。この際、エンジンの出力は制限されないため、作業機の操作速度が低下したり、或いは、低速トルクが低下したりすることも抑制できる。このように、本発明の第１側面に係る作業車両によれば、作業車両の作業性の低下を抑制しつつ、アクスルのオーバーヒートを抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アクスルのオーバーヒートを抑制可能な作業車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ホイールローダの側面図
【図２】ホイールローダの構成を示すブロック図
【図３】コントローラの構成を示すブロック図
【図４】最高速度制限制御を説明するためのフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（ホイールローダ１）
図１は、本実施形態に係るホイールローダ１を示す側面図である。
【００１３】
ホイールローダ１は、掘削した土砂等を運搬し、トラック等に積み込むために用いられる。ホイールローダ１は、作業機を備える「作業車両」の一例である。ホイールローダ１は、フロントフレーム２、リヤフレーム３及びステアリングシリンダ４を備える。
【００１４】
フロントフレーム２は、ステアリングシリンダ４を介してリヤフレーム３に連結されている。フロントフレーム２は、リヤフレーム３に対して、所定のアーティキュレート角度範囲で揺動可能である。
【００１５】
フロントフレーム２には、リフトシリンダ２１とチルトシリンダ２２が連結される。リフトシリンダ２１が伸縮することによって、ブーム２３とともにバケット２４が上下動する。バケット２４は、作業車両に取り付けられる作業機の一例である。チルトシリンダ２２が伸縮することによって、ベルクランク２５とリンク２６を介してバケット２５がチルト動作する。
【００１６】
リヤフレーム３は、フロントフレーム２の後方に配置される。リヤフレーム３上には、キャブ３１が配置される。リヤフレーム３は、エンジン３２、トランスミッション３３、及び油圧ポンプ３４などを支持する。エンジン３２の駆動力は、後述する駆動力伝達経路１０（図２参照）を介して、前輪２０と後輪３０に伝達される。油圧ポンプ３４は、リフトシリンダ２１とチルトシリンダ２２に作動油を供給する。
【００１７】
（ホイールローダ１の構成）
図２は、ホイールローダ１の構成を示すブロック図である。ホイールローダ１は、駆動力伝達経路１０、コントローラ６０及び警報機７０を備える。
【００１８】
１．駆動力伝達経路１０
駆動力伝達経路１０は、トランスミッション３３、ＰＴＯ軸４０、前プロペラシャフト４１、前ドライブシャフト４２、前アクスル４３、後プロペラシャフト５１、後ドライブシャフト５２、及び後アクスル５３を備える。前アクスル４３及び後アクスル５３は、それぞれ「アクスル」の一例である。
【００１９】
エンジン３２の駆動力は、ＰＴＯ軸４０、トランスミッション３３及び前アクスル４３を介して前輪２０に伝達される。同様に、エンジン３２の駆動力は、ＰＴＯ軸４０、トランスミッション３３及び後アクスル５３を介して後輪３０に伝達される。
【００２０】
また、エンジン３２の駆動力は、ＰＴＯ軸４０を介して油圧ポンプ３４に伝達される。これにより油圧ポンプ３４が駆動され、油圧ポンプ３４から吐出される作動油によってリフトシリンダ２１とチルトシリンダ２２が作動する。
【００２１】
トランスミッション３３は、エンジン３２と各アクスル４３，５３との間に配置される。トランスミッション３３は、エンジン３２の駆動力を各アクスル４３，５３に伝達する。トランスミッション３３は、変速比を変更可能な「変速機」の一例である。
【００２２】
トランスミッション３３は、前進走行段に対応する前進クラッチと、後進速度段に対応する後進クラッチと、各速度段に対応する２以上の速度段クラッチとを有する。２以上の速度段クラッチの数は特に制限されるものではないが、最高速度段に対応する最高速度段クラッチと、最高速度段よりも低中速の低中速度段に対応する低中速度段クラッチとを含む。低中速度段クラッチは、複数のクラッチをさらに含んでいてもよい。
【００２３】
最高速度段クラッチが係合している場合、ホイールローダ１は第１最高速度ＭＳ１まで到達可能であり、低中速度段クラッチが係合している場合、ホイールローダ１は第１最高速度ＭＳ１よりも遅い第２最高速度ＭＳ２まで到達可能である。
【００２４】
第１最高速度ＭＳ１は特に制限されるものではなく、最高速度段クラッチの変速比に応じて決まる。第２最高速度ＭＳ２は特に制限されるものではなく、低中速度段クラッチの変速比に応じて決まる。第２最高速度ＭＳ２は、ホイールローダ１の最高速度を制限する際における「所定速度」の一例である。
【００２５】
各クラッチには、湿式多板の油圧クラッチを用いることができる。トランスミッション３３では、進行方向、所望駆動力及び所望速度に応じて、各クラッチが選択的に係合／開放されることによって、変速が行なわれる。トランスミッション３３には、各クラッチに給排される圧油の油圧を制御するためのコントロールバルブ３３ａが設けられる。
【００２６】
前アクスル４３は、前デファレンシャルギヤ４４、前ブレーキ装置４５、及び第１油温センサ４６を内蔵する。前デファレンシャルギヤ４４は、前プロペラシャフト４１と前ドライブシャフト４２とを連結する。前ブレーキ装置４５は、前ドライブシャフト４２に設けられる。前ブレーキ装置４５は、前アクスル４３内において冷却油よって冷却される。冷却油は、前ブレーキ装置４５の摩擦熱を放熱させる役割を果たし、前ブレーキ装置４５の作動によって加熱される。前ブレーキ装置４５の摩擦熱は、ホイールローダ１の車速が速いほど大きくなるため、ホイールローダ１の車速が速いほど、前アクスル４３内に貯留された冷却油の油温（以下、「第１油温Ｔ１」という。）は高くなりやすい。第１油温センサ４６は、冷却油の第１油温Ｔ１を検出する。第１油温センサ４６は、検出した第１油温Ｔ１をコントローラ６０に出力する。第１油温センサ４６は、「油温センサ」の一例である。
【００２７】
後アクスル５３は、後デファレンシャルギヤ５４、後ブレーキ装置５５、及び第２油温センサ５６を内蔵する。後デファレンシャルギヤ５４は、後プロペラシャフト５１と後ドライブシャフト５２とを連結する。後ブレーキ装置５５は、後ドライブシャフト５２に設けられる。後ブレーキ装置５５は、後アクスル５３内において冷却油によって冷却される。冷却油は、後ブレーキ装置５５の摩擦熱を放熱させる役割を果たし、後ブレーキ装置５５の作動によって加熱される。後ブレーキ装置５５の摩擦熱は、ホイールローダ１の車速が速いほど大きくなるため、ホイールローダ１の車速が速いほど、後アクスル５３内に貯留された冷却油の油温（以下、「第２油温Ｔ２」という。）が高くなりやすい。第２油温センサ５６は、冷却油の第２油温Ｔ２を検出する。第２油温センサ５６は、検出した第２油温Ｔ２をコントローラ６０に出力する。第２油温センサ５６は、「油温センサ」の一例である。
【００２８】
２．コントローラ６０
図３は、コントローラ６０の構成を示すブロック図である。コントローラ６０は、制御信号生成部６１を備える。
【００２９】
制御信号生成部６１は、オペレータによるアクセル操作量に応じて、エンジン３２を所望回転数に制御するためのエンジン制御信号を生成する。制御信号生成部６１は、オペレータによる変速レバーの操作に応じてクラッチが係合されるようにトランスミッション３３のコントロールバルブ３３ａを制御するためのトランスミッション制御信号を生成する。
【００３０】
制御信号生成部６１は、油温取得部６２、油温判定部６３及び記憶部６４を有する。
油温取得部６２は、前アクスル４３内に貯留された冷却油の第１油温Ｔ１を第１油温センサ４６から取得する。油温取得部６２は、後アクスル５３内に貯留された冷却油の第２油温Ｔ２を第２油温センサ５６から取得する。
【００３１】
油温判定部６３は、記憶部６４に記憶された第１閾値ＴＨ１と第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２それぞれとを比較して、第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２の少なくとも一方が第１閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。第１閾値ＴＨ１は特に制限されるものではなく、前アクスル４３及び後アクスル５３に悪影響を及ぼすことが懸念される温度に設定することができる。
【００３２】
第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２の少なくとも一方が第１閾値ＴＨ１以上である場合、制御信号生成部６１は、ホイールローダ１の最高速度を制限する最高速度制限制御を実行する。本実施形態では、最高速度制限制御の実行によって、ホイールローダ１の最高速度は第１最高速度ＭＳ１から第２最高速度ＭＳ２（＜第１最高速度ＭＳ１）に抑えられる。最高速度制限制御の詳細については後述する。
【００３３】
これによって、前ブレーキ装置４５及び／又は後ブレーキ装置５５に発生する摩擦熱が小さくなり、第１油温Ｔ１及び／又は第２油温Ｔ２が低下する。その結果、前アクスル４３及び／又は後アクスル５３のオーバーヒートを抑制することができる。なお、制御信号生成部６１は、最高速度制限制御においてエンジン３２の出力を制限しない。
【００３４】
また、油温判定部６３は、記憶部６４に記憶された第２閾値ＴＨ２と第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２それぞれとを比較して、第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２の少なくとも一方が第２閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。第２閾値ＴＨ２は第１閾値ＴＨ１よりも高ければよく特に制限されるものではないが、前アクスル４３及び後アクスル５３のオーバーヒート状態を速やかに解消させなければならない程度の温度に設定することができる。
【００３５】
第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２の少なくとも一方が第１閾値ＴＨ１よりも高い第２閾値ＴＨ２以上である場合、制御信号生成部６１は、警報機７０から警告を発報させるための警告発報信号を生成する。
【００３６】
３．警報機７０
警報機７０は、制御信号生成部６１から警告発報信号が出力されると、警告を発報する。警告の発報としては、警告音の発出、警告灯の灯火、オペレータ用モニタへの警告文の表示などが挙げられるが特に制限されるものではない。
【００３７】
（最高速度制限制御）
コントローラ６０によって実行される最高速度制限制御について、図面を参照しながら説明する。図３は、最高速度制限制御を説明するためのフロー図である。
【００３８】
ステップＳ１において、コントローラ６０は、前アクスル４３内に貯留された冷却油の第１油温Ｔ１を第１油温センサ４６から取得し、後アクスル５３内に貯留された冷却油の第２油温Ｔ２を第２油温センサ５６から取得する。
【００３９】
ステップＳ２において、コントローラ６０は、第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２のそれぞれが第１閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２の少なくとも一方が第１閾値ＴＨ１以上であると判定された場合、処理はステップＳ３に進む。第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２の両方が第１閾値ＴＨ１未満であると判定された場合、処理は終了する。
【００４０】
ステップＳ３において、コントローラ６０は、トランスミッション３３において最高速度段クラッチが係合しているか否かを判定する。最高速度段クラッチが係合している場合、処理はステップＳ４に進む。最高速度段クラッチが係合していない場合、処理はステップＳ５に進む。
【００４１】
ステップＳ４において、コントローラ６０は、コントロールバルブ３３ａを制御して、係合中の最高速度段クラッチを開放させ、かつ、最高速度段よりも１速下の速度段クラッチを係合させる。これによって、ホイールローダ１の最高速度は第１最高速度ＭＳ１から第２最高速度ＭＳ２に抑えられる。
【００４２】
ステップＳ５において、コントローラ６０は、オペレータが変速レバーを操作して最高速度段クラッチを係合させようとしても、その操作を受け付けない。
【００４３】
ステップＳ６において、コントローラ６０は、ステップＳ１で取得した第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２のそれぞれが第２閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２の少なくとも一方が第２閾値ＴＨ２以上であると判定された場合、処理はステップＳ７に進む。第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２の両方が第２閾値ＴＨ２未満であると判定された場合、処理は終了する。
【００４４】
ステップＳ７において、コントローラ６０は、前アクスル４３及び／又は後アクスル５３がオーバーヒート状態であることをオペレータに知らせるため、警報機７０に警告を発報させる。
【００４５】
（特徴）
（１）本実施形態において、コントローラ６０は、第１油温センサ４６によって検出された前アクスル４３内の冷却油の第１油温Ｔ１が第１閾値ＴＨ１以上である場合、ホイールローダ１の最高速度を所定速度（第２最高速度ＭＳ２）に制限する。
【００４６】
これによって、前ブレーキ装置４５に発生する摩擦熱が小さくなり、第１油温Ｔ１が低下するため、前アクスル４３のオーバーヒートを抑制することができる。この際、エンジン３２の出力は制限されないため、バケット２４の操作速度が低下したり、或いは、低速トルクが低下したりすることも抑制できる。このように、本実施形態に係る最高速度制限制御によれば、ホイールローダ１の作業性の低下を抑制しつつ、前アクスル４３のオーバーヒートを抑制できる。
【００４７】
なお、以上の作用効果は、後アクスル５３についての最高速度制限制御においても得ることができる。
【００４８】
（２）本実施形態において、コントローラ６０は、第１油温センサ４６によって検出された前アクスル４３内の冷却油の第１油温Ｔ１が第２閾値ＴＨ２（＞第１閾値ＴＨ１）以上である場合、警報機７０から警告を発報させる。
【００４９】
これによって、前アクスル４３がオーバーヒート状態であることをオペレータに速やかに知らせることができる。
【００５０】
（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。
【００５１】
上記実施形態では、作業車両の一例としてホイールローダ１について説明したが、これに限られるものではない。作業車両としては、ホイールローダのほか、フォークリフト、モータグレーダ、ダンプトラックなどが挙げられる。
【００５２】
上記実施形態では、作業機の一例としてバケット２４について説明したが、これに限られるものではない。作業機としては、バケットのほか、フォーク、カッター、ブレーカなどが挙げられる。
【００５３】
上記実施形態では、変速機の一例としてトランスミッション３３について説明したが、これに限られるものではない。変速機としては、トランスミッション３３にように歯車を用いたもののほか、歯車以外の機構を用いて変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機を用いることができる。変速機として無段変速機を用いる場合、「変速機の最高速度段への変速を制限する」とは、本来の最高速度が出る領域（最高速度段）を用いないように変速することを意味する。
【００５４】
上記実施形態では、コントローラ６０は、最高速度制限制御において、トランスミッション３３の最高速度段クラッチの使用を中止することによってホイールローダ１の最高速度を制限することとしたが、これに限られるものではない。コントローラ６０は、例えば、エンジン３２の最高回転数を下げることによって最高速度を制限してもよいし、或いは、油圧ポンプ３４における作動油の消費量を大きくすることによって最高速度を制限してもよい。
【００５５】
上記実施形態では、コントローラ６０は、前アクスル４３及び後アクスル５３の両方に対して最高速度制限制御を実行することとしたが、前アクスル４３及び後アクスル５３のいずれか一方のみに対して最高速度制限制御を実行してもよい。この場合、最高速度制限制御を実行しないアクスルには油温センサを設ける必要はない。
【００５６】
上記実施形態では、コントローラ６０は、第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２のそれぞれについて同じ第１閾値ＴＨ１を設定したが、第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２のそれぞれについて異なる第１閾値ＴＨ１を設定してもよい。
【００５７】
上記実施形態では、コントローラ６０は、第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２のそれぞれについて同じ第２閾値ＴＨ２を設定したが、第１油温Ｔ１及び第２油温Ｔ２のそれぞれについて異なる第２閾値ＴＨ２を設定してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１        ホイールローダ（作業車両）
２４      バケット
３２      エンジン
３３      トランスミッション
４３      前アクスル
４５      前ブレーキ装置
４６      第１油温センサ
５３      後アクスル
５５      後ブレーキ装置
５６      第２油温センサ
６０      コントローラ
ＴＨ１    第１閾値
ＴＨ２    第２閾値
ＭＳ１    第１最高速度
ＭＳ２    第２最高速度（所定速度）
【図１】
2018145705.tif 000003
【図２】
2018145705.tif 000004
【図３】
2018145705.tif 000005
【図４】
2018145705.tif 000006