(57)【要約】【課題】掘削作業時においてリフトアームを短時間で上昇させることが可能なホイールローダを提供する。【解決手段】エンジン３と、走行駆動装置４と、可変容量型の作業機用油圧ポンプ４３と、フロント作業機２と、を備えたホイールローダ１おいて、踏込量検出器７０及び前後進切換スイッチ１２４と、圧力検出器７３と、ホイールローダ１の最大けん引力及び作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクをそれぞれ制御するコントローラ５と、を備え、コントローラ５は、掘削作業を特定する特定条件を満たすか否かを判定する特定条件判定部５２Ａと、掘削作業開始時からの経過時間を計測する経過時間計測部５３と、入力トルク制御部５４Ｂと、を含み、入力トルク制御部５４Ｂは、特定条件を満たした時に入力トルクを第１入力トルク値Ｔｐ１に制限し、第１設定時間ＳＴ１経過時から第２設定時間ＳＴ２が経過すると入力トルクを第１入力トルク値Ｔｐ１から大きくする。【選択図】図１３
2019120010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、前記車体に設けられた複数の車輪及びエンジンと、前記エンジンからの動力を前記複数の車輪に伝達して前記車体を走行させる走行駆動装置と、前記エンジンにより駆動される可変容量型の作業機用油圧ポンプと、前記車体の前部に設けられて前記作業機用油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるフロント作業機と、を備えたホイールローダおいて、
前記ホイールローダの走行状態を検出する走行状態検出器と、
前記フロント作業機の動作状態を検出する動作状態検出器と、
前記ホイールローダの最大けん引力及び前記作業機用油圧ポンプの入力トルクをそれぞれ制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記走行状態検出器で検出された走行状態、及び前記動作状態検出器で検出された動作状態に基づいて、前記ホイールローダの掘削作業を特定する特定条件を満たすか否かを判定する特定条件判定部と、
前記ホイールローダの掘削作業開始時からの経過時間を計測する経過時間計測部と、
前記ホイールローダの最大けん引力を制御するけん引力制御部と、
前記作業機用油圧ポンプの入力トルクを制御する入力トルク制御部と、を含み、
前記けん引力制御部は、
前記特定条件判定部にて前記特定条件を満たすと判定され、かつ前記経過時間計測部にて掘削作業開始時から所定の第１設定時間の経過が計測されると、前記所定の第１設定時間経過時から所定の第２設定時間経過時までの間に、前記ホイールローダの最大けん引力を時間経過に伴って所定の第１制限値まで制限し、
前記入力トルク制御部は、
前記特定条件判定部にて前記特定条件を満たすと判定された時、前記作業機用油圧ポンプの入力トルクを所定の第１入力トルク値に制限し、
前記経過時間計測部にて前記所定の第１設定時間経過時からさらに前記所定の第２設定時間の経過が計測されると、前記作業機用油圧ポンプの入力トルクを前記所定の第１入力トルク値から前記所定の第１入力トルク値よりも大きい所定の第２入力トルク値にする
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項２】
請求項１に記載のホイールローダおいて、
前記けん引力制御部は、
前記経過時間計測部にて前記所定の第１設定時間経過時からさらに前記所定の第２設定時間の経過が計測されると、前記ホイールローダの最大けん引力を前記所定の第１制限値から前記所定の第１制限値よりも小さい所定の第２制限値に制限する
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項３】
請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記走行駆動装置は、複数の速度段に切り換え可能なトランスミッションを有し、
前記特定条件判定部は、前記トランスミッションの速度段が掘削作業時に選択される低速度段であって、かつ前記作業機用油圧ポンプの吐出圧が所定の設定値以上である場合に前記特定条件を満たすと判定する
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項４】
請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記コントローラは、
前記走行状態検出器で検出された走行状態、及び前記動作状態検出器で検出された動作状態に基づいて、前記ホイールローダの掘削作業を解除する解除条件を満たすか否かを判定する解除条件判定部を含み、
前記入力トルク制御部は、
前記解除条件判定部にて前記解除条件を満たすと判定されると、前記作業機用油圧ポンプの入力トルクの前記所定の第１入力トルク値及び前記所定の第２入力トルク値への制限を解除する
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項５】
請求項２に記載のホイールローダにおいて、
前記ホイールローダの最大けん引力及び前記作業機用油圧ポンプの入力トルクに関する情報をそれぞれ表示する表示装置を備え、
前記表示装置は、前記入力トルク制御部における制御状態に基づいて、前記作業機用油圧ポンプの入力トルクが前記所定の第２入力トルク値に制御されている状態であることを表示すると共に、前記けん引力制御部における制限状態に基づいて、前記ホイールローダの最大けん引力が前記所定の第２制限値に制限されている状態であることを表示する
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項６】
車体と、前記車体に設けられた複数の車輪及びエンジンと、前記エンジンからの動力を前記複数の車輪に伝達して前記車体を走行させる走行駆動装置と、前記エンジンにより駆動される作業機用油圧ポンプと、前記車体の前部に設けられて前記作業機用油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるフロント作業機と、を備えたホイールローダおいて、
前記ホイールローダの走行状態を検出する走行状態検出器と、
前記フロント作業機の動作状態を検出する動作状態検出器と、
前記ホイールローダの最大けん引力及び前記作業機用油圧ポンプの入力トルクをそれぞれ制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記走行状態検出器で検出された走行状態、及び前記動作状態検出器で検出された動作状態に基づいて、前記ホイールローダの掘削作業を特定する特定条件を満たすか否かを判定する特定条件判定部と、
前記ホイールローダの掘削作業開始時からの経過時間を計測する経過時間計測部と、
前記ホイールローダの最大けん引力を制御するけん引力制御部と、を含み、
前記けん引力制御部は、
前記特定条件判定部にて前記特定条件を満たすと判定され、かつ前記経過時間計測部にて掘削作業開始時から所定の第１設定時間の経過が計測されると、前記所定の第１設定時間経過時から所定の第２設定時間経過時までの間に、前記ホイールローダの最大けん引力を時間経過に伴って所定の第１制限値まで制限し、
前記経過時間計測部にて前記所定の第１設定時間経過時からさらに前記所定の第２設定時間の経過が計測されると、前記ホイールローダの最大けん引力を前記所定の第１制限値から前記所定の第１制限値よりも小さい所定の第２制限値に制限する
ことを特徴とするホイールローダ。
【請求項７】
請求項６に記載のホイールローダにおいて、
前記けん引力制御部は、
前記経過時間計測部にて前記所定の第２設定時間経過時からさらに所定の第３設定時間の経過が計測され、かつ前記特定条件判定部にて前記特定条件を継続して満たすと判定されると、前記ホイールローダの最大けん引力を前記所定の第２制限値から前記所定の第２制限値よりも大きい値にし、又は前記所定の第１制限値に戻す
ことを特徴とするホイールローダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂や鉱物等を掘削してダンプトラック等へ積み込む荷役作業を行うホイールローダに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダでは、掘削作業を行う場合にけん引力（走行駆動力）が大きいと土砂や鉱物等の掘削対象物にバケットを突っ込んだ際にリフトアームに作用する反力が大きくなり、当該反力が抵抗となってリフトアームの上げ動作の妨げになるため、結果としてリフトアームの持ち上げ力が低下してしまう。したがって、掘削作業時には、けん引力とリフトアームの持ち上げ力とのバランスを調整する技術が必要となる。
【０００３】
例えば特許文献１には、トルクコンバータ式の走行駆動システムが搭載されたホイールローダであって、掘削状態を満たす条件が所定時間継続して成立すると、時間経過に伴ってエンジンの最高回転速度の制限値を小さくしてけん引力を制限しているものが開示されている。このホイールローダでは、掘削作業時においてけん引力を抑制することにより作業性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０５４４９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
掘削作業は、掘削対象物にバケットを突っ込む作業、掘削対象物をバケットで掬う作業、及び掘削対象物が積まれた状態のバケットを持ち上げる作業の３つの作業に大きく分かれるが、このうちのバケットの持ち上げ作業はできる限り短時間で行うことが求められる。しかしながら、特許文献１に記載のホイールローダでは、掘削対象物をバケットで掬う作業が開始されると時間の経過に伴って所定の制限値まで徐々にけん引力を小さくしていくのみであるため、バケットの持ち上げ作業においてバケット内の積荷の荷重がかかったリフトアームを素早く上昇させることが難しい。この場合、リフトアームが上がりきるまで、すなわちバケットが持ち上がるまでに時間がかかり、作業効率が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、掘削作業時においてリフトアームを短時間で上昇させることが可能なホイールローダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、車体と、前記車体に設けられた複数の車輪及びエンジンと、前記エンジンからの動力を前記複数の車輪に伝達して前記車体を走行させる走行駆動装置と、前記エンジンにより駆動される可変容量型の作業機用油圧ポンプと、前記車体の前部に設けられて前記作業機用油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるフロント作業機と、を備えたホイールローダおいて、前記ホイールローダの走行状態を検出する走行状態検出器と、前記フロント作業機の動作状態を検出する動作状態検出器と、前記ホイールローダの最大けん引力及び前記作業機用油圧ポンプの入力トルクをそれぞれ制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記走行状態検出器で検出された走行状態、及び前記動作状態検出器で検出された動作状態に基づいて、前記ホイールローダの掘削作業を特定する特定条件を満たすか否かを判定する特定条件判定部と、前記ホイールローダの掘削作業開始時からの経過時間を計測する経過時間計測部と、前記ホイールローダの最大けん引力を制御するけん引力制御部と、前記作業機用油圧ポンプの入力トルクを制御する入力トルク制御部と、を含み、前記けん引力制御部は、前記特定条件判定部にて前記特定条件を満たすと判定され、かつ前記経過時間計測部にて掘削作業開始時から所定の第１設定時間の経過が計測されると、前記所定の第１設定時間経過時から所定の第２設定時間経過時までの間に、前記ホイールローダの最大けん引力を時間経過に伴って所定の第１制限値まで制限し、前記入力トルク制御部は、前記特定条件判定部にて前記特定条件を満たすと判定された時、前記作業機用油圧ポンプの入力トルクを所定の第１入力トルク値に制限し、前記経過時間計測部にて前記所定の第１設定時間経過時からさらに前記所定の第２設定時間の経過が計測されると、前記作業機用油圧ポンプの入力トルクを前記所定の第１入力トルク値から前記所定の第１入力トルク値よりも大きい所定の第２入力トルク値にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、掘削作業時においてリフトアームを短時間で上昇させることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の各実施形態に係るホイールローダの外観を示す側面図である。
【図２】運転室のレイアウトについて示す模式図である。
【図３】ホイールローダの掘削作業について説明する説明図である。
【図４】第１実施形態に係るホイールローダの油圧回路及び電気回路を示す図である。
【図５】速度段毎の最高車速と駆動力との関係を示すグラフである。
【図６】アクセルペダル踏込量と目標エンジン回転速度との関係を示すグラフである。
【図７】リフトアーム上げ操作量とスプールの開口面積との関係を示すグラフである。
【図８】コントローラが有する機能を示す機能ブロック図である。
【図９】コントローラで実行される処理の全体の流れを示すフローチャートである。
【図１０】コントローラで実行される最大けん引力制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】最大けん引力の時間推移を示すグラフである。
【図１２】コントローラで実行される作業機用油圧ポンプの入力トルク制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】作業機用油圧ポンプの入力トルクの時間推移を示すグラフである。
【図１４】第２実施形態に係るホイールローダの油圧回路及び電気回路を示す図である。
【図１５】第３実施形態に係るホイールローダの油圧回路及び電気回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の各実施形態に係るホイールローダの全体構成及びその動作について、図１〜３を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の各実施形態に係るホイールローダ１の外観を示す側面図である。図２は、運転室１２のレイアウトについて示す模式図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、ホイールローダ１の掘削作業について説明する説明図である。
【００１２】
ホイールローダ１は、前フレーム１Ａ及び後フレーム１Ｂで構成される車体と、車体の前部に設けられたフロント作業機２と、を備えている。ホイールローダ１は、車体が中心付近で中折れすることにより操舵するアーティキュレート式の作業車両である。前フレーム１Ａと後フレーム１Ｂとは、センタジョイント１０によって左右方向に回動自在に連結されており、前フレーム１Ａが後フレーム１Ｂに対して左右方向に屈曲する。
【００１３】
前フレーム１Ａには、左右一対の前輪１１Ａ、及びフロント作業機２が設けられている。後フレーム１Ｂには、左右一対の後輪１１Ｂ、オペレータが搭乗する運転室１２、エンジンやコントローラ、冷却器等の各機器を収容する機械室１３、及び車体が傾倒しないようにバランスを保つためのカウンタウェイト１４が設けられている。
【００１４】
なお、以下において、ホイールローダ１の左右方向のうち、運転室１２のシート１２１（図２参照）に座ったオペレータから見て左の方向を「左方向」とし、右の方向を「右方向」とする。図１では、左右一対の前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂのうち、左側の前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂのみを示している。
【００１５】
フロント作業機２は、上下方向に回動可能なリフトアーム２１と、伸縮することによりリフトアーム２１を駆動させる一対のリフトアームシリンダ２２と、リフトアーム２１の先端部に取り付けられたバケット２３と、伸縮することによりバケット２３をリフトアーム２１に対して上下方向に回動させるバケットシリンダ２４と、リフトアーム２１に回動可能に連結されてバケット２３とバケットシリンダ２４とのリンク機構を構成するベルクランク２５と、一対のリフトアームシリンダ２２やバケットシリンダ２４へ圧油を導く複数の配管（不図示）と、を有している。なお、図１では、一対のリフトアームシリンダ２２のうち、左側に配置されたリフトアームシリンダ２２のみを破線で示している。
【００１６】
リフトアーム２１は、各リフトアームシリンダ２２のロッド２２０が伸びることにより上方向に回動し、各ロッド２２０が縮むことにより下方向に回動する。バケット２３は、バケットシリンダ２４のロッド２４０が伸びることによりリフトアーム２１に対して上方向に回動（チルト）し、ロッド２４０が縮むことによりリフトアーム２１に対して下方向に回動（ダンプ）する。
【００１７】
図２に示すように、運転室１２には、オペレータが着座するシート１２１と、シート１２１の前方に配置され、車体の左右方向への操縦を行うためのハンドル１２２と、車体を走行させるためのアクセルペダル１２３と、車体の前進、停止、及び後進のいずれかを切り換えるための前後進切換スイッチ１２４と、車体の速度段を選択するためのシフトスイッチ１２５と、ハンドル１２２のさらに前方に配置され、車体の走行状態やフロント作業機２の動作状態等を表示する表示装置としてのモニタ１２６と、が設けられている。
【００１８】
本実施形態では、モニタ１２６は、ホイールローダ１の最大けん引力及びフロント作業機２を駆動させるための作動油を供給する作業機用油圧ポンプ４３（図４参照）の入力トルクに関する情報を表示する表示部１２６Ａを有している。表示部１２６Ａは、例えば、ホイールローダ１の最大けん引力が制限されている状態のときには赤く点灯し、作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクが制限されている状態のときには赤く点滅する等により、オペレータに対してホイールローダ１における所定の制限状態を知らせることができる。
【００１９】
このホイールローダ１は、例えば露天掘り鉱山等において、土砂や鉱物等を掘削してダンプトラック等へ積み込む荷役作業を行うための作業車両である。掘削作業では、まず、ホイールローダ１は、掘削対象である地山１００に向かってフルアクセルで前進し、バケット２３を地山１００に突入させる（図３（ａ）に示す状態）。次に、ホイールローダ１は、バケット２３をチルトして掘削対象物を掬い上げる（図３（ｂ）に示す状態）。そして、掘削対象物が積まれた状態のバケット２３を上方に持ち上げるべく、ホイールローダ１はリフトアーム２１の上げ動作を行う（図３（ｃ）に示す状態）。図３（ａ）〜（ｃ）に示すこれら一連の作業を「掘削作業」とする。
【００２０】
次に、ホイールローダ１の駆動システムについて、実施形態ごとに説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係るホイールローダ１の駆動システムについて、図４〜１３を参照して説明する。
【００２２】
（走行駆動装置４の構成）
まず、本実施形態に係るホイールローダ１の駆動システムのうち、車体の走行駆動システムとしての走行駆動装置４の構成について、図４〜６を参照して説明する。
【００２３】
図４は、第１実施形態に係るホイールローダ１の油圧回路及び電気回路を示す図である。図５は、速度段毎の最高車速と駆動力との関係を示すグラフである。図６は、アクセルペダル踏込量と目標エンジン回転速度との関係を示すグラフである。
【００２４】
本実施形態に係るホイールローダ１は、トルクコンバータ式の走行駆動装置４によって車体の走行が制御されており、図４に示すように、エンジン３と、入力軸がエンジン３の出力軸に連結されたトルクコンバータ４１（以下、「トルコン４１」とする）と、トルコン４１の出力軸に連結されたトランスミッション４２と、エンジン３等の各機器を制御するコントローラ５と、を備えている。
【００２５】
トルコン４１は、インペラ、タービン、及びステータで構成された流体クラッチであり、入力トルクに対して出力トルクを増大させる機能、すなわちトルク比（＝出力トルク／入力トルク）を１以上とする機能を有する。このトルク比は、トルコン４１の入力軸の回転速度と出力軸の回転速度の比であるトルコン速度比（＝出力軸回転速度／入力軸回転速度）が大きくなるにつれて小さくなる。これにより、エンジン３の回転を変速した上でトランスミッション４２に伝達する。
【００２６】
トランスミッション４２は、複数の速度段に切り換え可能な変速機であり、トルコン４１の出力軸の回転を変速する。本実施形態では、トランスミッション４２は、図５に示すような４つの速度段を有しており、１速度段、２速度段、３速度段、４速度段の順に最高車速が大きくなり（Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３＜Ｓ４）、４速度段、３速度段、２速度段、１速度段の順に最大駆動力が大きくなるように（Ｆ４＜Ｆ３＜Ｆ２＜Ｆ１）、それぞれ設定されている。
【００２７】
ここで、「１速度段」は、ホイールローダ１の掘削作業時に選択される低速度段に相当する速度段である。「２速度段」は、積込作業においてホイールローダ１がダンプトラックに向かって走行するとき（ライズラン操作時）に選択される速度段である。「３速度段」及び「４速度段」は、ホイールローダ１が搬送路を走行するとき等に選択される速度段である。図５では、１速度段を実線で、２速度段を破線で、３速度段を一点鎖線で、４速度段を二点鎖線で、それぞれ示している。
【００２８】
１〜４速度段の切り換えは、シフトスイッチ１２５の選択によって行われる。オペレータがシフトスイッチ１２５で所望の速度段を選択すると、選択された速度段に係る速度段信号がシフトスイッチ１２５からコントローラ５に出力される。そして、コントローラ５は、当該速度段信号をトランスミッション制御部４２０に出力する。トランスミッション制御部４２０は１〜４速度段のそれぞれに対応したソレノイド弁を有しており、速度段信号を受信すると当該速度段信号に基づくソレノイド弁が駆動して、トランスミッション４２のクラッチに作動油を作用させる。これにより、所望の速度段に対応したクラッチが係合して速度段が切り換わる。
【００２９】
なお、速度段の切り換えについては、シフトスイッチ１２５を用いずに自動で行うことも可能である。この場合、トルコン速度比をパラメータとしてアクセルペダル１２３の踏込量に応じて最適な車速で変速するように、コントローラ５からトランスミッション制御部４２０へ信号が出力される。
【００３０】
また、トランスミッション４２のクラッチの係合に応じて、ホイールローダ１の進行方向、すなわち前進又は後進が切り換わる。前進又は後進の切り換えは、前後進切換スイッチ１２４によって行われる。オペレータが前後進切換スイッチ１２４を前進の位置に切り換えると、前進を示す前後進切換信号がコントローラ５に出力され、コントローラ５はトランスミッション４２の前進クラッチを係合状態とするための指令信号をトランスミッション制御部４２０に出力する。トランスミッション制御部４２０が前進に係る指令信号を受信すると、トランスミッション制御部４２０に設けられたクラッチ制御弁が作動して前進クラッチが係合状態となり、車体の進行方向が前進に切り換わる。車体の後進についても、同様の仕組みによって切り換わる。
【００３１】
トルクコンバータ式の走行駆動装置４では、まず、オペレータがアクセルペダル１２３を踏み込むとエンジン３が回転し、エンジン３の回転に伴ってトルコン４１の入力軸が回転する。そして、設定されたトルコン速度比にしたがってトルコン４１の出力軸が回転し、トルコン４１からの出力トルクがトランスミッション４２、プロペラシャフト１６、及びアクスル１５を介して前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂに伝達されることにより、ホイールローダ１が走行する。
【００３２】
アクセルペダル１２３の踏込量は踏込量検出器７０によって検出されて、コントローラ５に入力される。図６に示すように、アクセルペダル１２３の踏込量と目標エンジン回転速度とは比例関係にあり、アクセルペダル１２３の踏込量が大きくなると目標エンジン回転速度は速くなる。この関係性を用いることにより、コントローラ５に入力された踏込量に対応する目標エンジン回転速度にしたがった指令信号がコントローラ５からエンジン３へ出力される。
【００３３】
エンジン３は、この目標エンジン回転速度に基づいて回転数が制御される。したがって、アクセルペダル１２３の踏込量が大きいとトルコン４１の出力軸の回転速度が上昇して車速が上昇する。図４に示すように、エンジン３の回転速度はエンジン３の出力軸側に設けられた第１回転速度センサ７１で、車速はプロペラシャフト１６の回転速度として第２回転速度センサ７２で、それぞれ検出される。
【００３４】
なお、図６において、アクセルペダル１２３の踏込量が少ない所定の領域（０％〜２０あるいは３０％の範囲）では、目標エンジン回転速度がアクセルペダル１２３の踏込量にかかわらず最低目標エンジン回転速度Ｖｍｉｎに維持されるように、アクセルペダル１２３の踏込量が多い所定の領域（７０あるいは８０％〜１００％の範囲）では、目標エンジン回転速度がアクセルペダル１２３の踏込量にかかわらず最高目標エンジン回転速度Ｖｍａｘに維持されるように、それぞれ設定されている。なお、これらの設定は、任意に変更可能である。
【００３５】
（フロント作業機２の駆動システム）
次に、ホイールローダ１の駆動システムのうち、フロント作業機２の駆動システムについて、図４及び図７を参照して説明する。
【００３６】
図７は、リフトアーム上げ操作量とスプール開口面積との関係を示すグラフである。
【００３７】
ホイールローダ１は、図４に示すように、エンジン３により駆動され、フロント作業機２に作動油を供給する作業機用油圧ポンプ４３と、当該作動油を貯蔵する作動油タンク４４と、リフトアーム２１を操作するためのリフトアーム操作レバー２１０と、バケット２３を操作するためのバケット操作レバー２３０と、作業機用油圧ポンプ４３からリフトアームシリンダ２２及びバケットシリンダ２４にそれぞれ供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ４５と、を備える。
【００３８】
作業機用油圧ポンプ４３は、傾転角に応じて押し退け容積が制御される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧ポンプである。傾転角は、コントローラ５から出力された指令信号にしたがって、レギュレータ４３０により調整される。作業機用油圧ポンプ４３からの吐出圧は圧力検出器７３で検出され、検出された吐出圧に係る信号がコントローラ５へ出力される。
【００３９】
例えば、オペレータがリフトアーム２１を上げる方向にリフトアーム操作レバー２１０を操作すると、その操作量に応じたパイロット圧が生成される。このパイロット圧はリフトアーム操作レバー２１０によるリフトアーム２１の上げ操作量に相当する。
【００４０】
そして、生成されたパイロット圧はコントロールバルブ４５に作用し、コントロールバルブ４５内のスプールが当該パイロット圧に応じてストロークする。作業機用油圧ポンプ４３から吐出された作動油はコントロールバルブ４５を介してリフトアームシリンダ２２に流入し、これによりリフトアームシリンダ２２のロッド２２０が伸長する。
【００４１】
図７に示すように、リフトアーム２１の上げ操作量［％］とコントロールバルブ４５のスプールの開口面積［％］とは比例関係にあり、リフトアーム２１の上げ操作量が増えるとスプールの開口面積も大きくなる。したがって、リフトアーム２１を上げる方向にリフトアーム操作レバー２１０を大きく操作すると、リフトアームシリンダ２２へ流入する作動油量が多くなり、ロッド２２０が速く伸長する。
【００４２】
なお、図７において、リフトアーム２１の上げ操作量０〜２０％の範囲では、スプールは開口せず、開口面積は０％である（不感帯）。また、リフトアーム２１の上げ操作量８５〜１００％の範囲では、スプールの開口面積は１００％で一定となっており、フルレバー操作状態が維持されている。
【００４３】
バケット２３の操作についても、リフトアーム２１の操作と同様に、バケット操作レバー２３０の操作量に応じて生成されたパイロット圧がコントロールバルブ４５に作用することによってコントロールバルブ４５のスプールの開口面積が制御され、バケットシリンダ２４へ流出入する作動油量が調整される。
【００４４】
なお、図４では図示を省略しているが、リフトアーム２１の下げ操作量やバケット２３のチルト及びダンプ操作量をそれぞれ検出するための操作量（パイロット圧）検出器についても、油圧回路の各管路上に設けられている。
【００４５】
以上より、エンジン３は、走行駆動装置４の駆動源であると共に、フロント作業機２の駆動源でもある。したがって、エンジン３における実回転速度に対する全出力トルクは、エンジン３の実回転速度に対する作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクと、エンジン３の実回転速度に対するトルコン４１の入力トルクとを足し合わせたものである。掘削作業においては、フロント作業機２の駆動力と走行駆動力とのバランスを適宜調整することにより作業効率を向上させることができる。そこで、作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクとホイールローダ１の最大けん引力とをコントローラ５によって制御する。
【００４６】
（コントローラ５の構成及び機能）
次に、コントローラ５の構成及び機能について、図８〜１３を参照して説明する。
【００４７】
図８は、コントローラ５が有する機能を示す機能ブロック図である。図９は、コントローラ５で実行される処理の全体の流れを示すフローチャートである。図１０は、コントローラ５で実行される最大けん引力制御処理の流れを示すフローチャートである。図１１は、最大けん引力の時間推移を示すグラフである。図１２は、コントローラ５で実行される作業機用油圧ポンプの入力トルク制御処理の流れを示すフローチャートである。図１３は、作業機用油圧ポンプの入力トルクの時間推移を示すグラフである。
【００４８】
コントローラ５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力Ｉ／Ｆ、及び出力Ｉ／Ｆがバスを介して互いに接続されて構成される。そして、前後進切換スイッチ１２４やシフトスイッチ１２５といった各種の操作装置、及び踏込量検出器７０や圧力検出器７３といった各種の検出器等が入力Ｉ／Ｆに接続され、エンジン３や作業機用油圧ポンプ４３のレギュレータ４３０、モニタ１２６等が出力Ｉ／Ｆに接続されている。
【００４９】
このようなハードウェア構成において、ＲＯＭや光学ディスク等の記録媒体に格納された演算プログラム（ソフトウェア）をＣＰＵが読み出してＲＡＭ上に展開し、展開された演算プログラムを実行することにより、演算プログラムとハードウェアとが協働して、コントローラ５の機能を実現する。
【００５０】
なお、本実施形態では、コントローラ５をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成されるコンピュータとして説明しているが、これに限らず、他のコンピュータの構成の一例として、ホイールローダ１の側で実行される演算プログラムの機能を実現する集積回路を用いてもよい。
【００５１】
図８に示すように、コントローラ５は、データ取得部５１と、判定部５２と、経過時間計測部５３と、制御部５４と、記憶部５５と、信号出力部５６と、を含む。
【００５２】
データ取得部５１は、前後進切換スイッチ１２４からの前後進切換信号、踏込量検出器７０で検出されたアクセルペダル１２３の踏込量、圧力検出器７３で検出された作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａ、及びシフトスイッチ１２５からの速度段信号に関するデータをそれぞれ取得する。
【００５３】
判定部５２は、ホイールローダ１の掘削作業を特定する特定条件を満たすか否かを判定する特定条件判定部５２Ａと、ホイールローダ１の掘削作業を解除する解除条件を満たすか否かを判定する解除条件判定部５２Ｂと、を含む。特定条件判定部５２Ａ及び解除条件判定部５２Ｂは、いずれも前後進切換スイッチ１２４からの前後進切換信号、踏込量検出器７０からのアクセルペダル１２３の踏込量、及び圧力検出器７３からの作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａに基づいてそれぞれの条件を判定する。
【００５４】
ここで、「特定条件」とは、ホイールローダ１の掘削作業である図３（ａ）〜（ｃ）に示す一連の作業を特定するための条件である。「解除条件」とは、継続して特定条件を満たさない場合にホイールローダ１の掘削作業を解除するための条件である。なお、「継続して特定条件を満たさない場合」とは、オペレータの操作により掘削作業を途中で中止・中断した場合や、掘削作業をひと通り終えた場合のことをいう。
【００５５】
また、前後進切換スイッチ１２４及び踏込量検出器７０はそれぞれ、ホイールローダ１の走行状態を検出する走行状態検出器の一態様であり、圧力検出器７３は、フロント作業機２の動作状態を検出する動作状態検出器の一態様である。すなわち、判定部５２は、走行状態検出器で検出されたホイールローダ１の走行状態、及び動作状態検出器で検出されたフロント作業機２の動作状態に基づいて、特定条件及び解除条件についての判定を行う。
【００５６】
なお、本実施形態では、前後進切換スイッチ１２４から出力された前後進切換信号、及び踏込量検出器７０で検出されたアクセルペダル１２３の踏込量によって車体の走行状態を判定しているが、これに限らず、車体に搭載された他の複数の走行状態検出器で検出された各走行状態を踏まえて総合的に車体の走行状態を判定してもよい。同様に、本実施形態では、圧力検出器７３で検出された作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａによってフロント作業機２の動作状態を判定しているが、これに限らず、例えばリフトアームシリンダ２２やバケットシリンダ２４に作用されるパイロット圧を検出してフロント作業機２の動作状態を判定してもよい。
【００５７】
経過時間計測部５３は、ホイールローダ１の掘削作業開始時からの経過時間を計測する。制御部５４は、経過時間計測部５３で計測された経過時間に応じてホイールローダ１の最大けん引力を制御するけん引力制御部５４Ａと、経過時間計測部５３で計測された経過時間に応じて作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクを制御する入力トルク制御部５４Ｂと、を含む。なお、以下では、「ホイールローダ１の最大けん引力」を単に「最大けん引力」とし、「作業機用油圧ポンプ４３の入力トルク」を単に「入力トルク」とする場合がある。
【００５８】
記憶部５５は、作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧に係る所定の設定値Ｐｔｈ、掘削作業開始時からの経過時間に関する所定の第１設定時間ＳＴ１、所定の第２設定時間ＳＴ２、及び所定の第３設定時間ＳＴ３、最大けん引力に係る所定の第１制限値Ｒ１及び所定の第１制限値Ｒ１よりも小さい所定の第２制限値Ｒ２（Ｒ２＜Ｒ１）、ならびに入力トルクに係る所定の第１入力トルク値Ｔｐ１及び所定の第１入力トルク値Ｔｐ１よりも大きい所定の第２入力トルク値Ｔｐ２（Ｔｐ２＞Ｔｐ１）をそれぞれ記憶している。なお、記憶部５５に記憶されているこれらの値について、以下では「所定の」は省略する。
【００５９】
ここで、「第１設定時間ＳＴ１」とは、車体を前進させながらバケット２３を地山１００に突っ込む作業（図３（ａ）に示す状態参照）に対応させた時間である。「第２設定時間ＳＴ２」とは、バケット２３をチルトさせて掘削対象物を掬う作業（図３（ｂ）に示す状態参照）に対応させた時間である。「第３設定時間ＳＴ３」とは、掘削対象物を積んだ状態のバケット２３を上方に持ち上げる作業、すなわちリフトアーム２１の上げ動作（図３（ｃ）に示す状態参照）に対応させた時間である。したがって、図１１及び図１３において、掘削作業開始時がＴ＝０であり、バケット２３のチルト操作開始時がＴ＝Ｔ１であり、リフトアーム２１の上げ操作開始時がＴ＝Ｔ２となる。
【００６０】
信号出力部５６は、けん引力制御部５４Ａにおける処理にしたがった指令信号をエンジン３に出力し、入力トルク制御部５４Ｂにおける処理にしたがった指令信号を作業機用油圧ポンプ４３のレギュレータ４３０に出力する。
【００６１】
また、信号出力部５６は、けん引力制御部５４Ａにおける制限状態に基づいて、最大けん引力が第２制限値Ｒ２に制限されている状態（図１１参照）を表示させる表示信号をモニタ１２６に出力すると共に、入力トルク制御部５４Ｂにおける制御状態に基づいて、作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクが第２入力トルク値Ｔｐ２に制御されている状態（図１３参照）を表示させる表示信号をモニタ１２６に出力する。
【００６２】
次に、コントローラ５内で実行される具体的な処理の流れについて説明する。
【００６３】
図９に示すように、まず、データ取得部５１は、前後進切換スイッチ１２４からの前後進切換信号、踏込量検出器７０からのアクセルペダル１２３の踏込量、圧力検出器７３からの作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａ、及びシフトスイッチ１２５からの速度段信号をそれぞれ取得する（ステップＳ５０１）。
【００６４】
次に、特定条件判定部５２Ａは、ステップＳ５０１で取得した前後進切換信号、アクセルペダル１２３の踏込量、及び作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａに基づいて、ホイールローダ１が特定条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ５０２）。
【００６５】
ステップＳ５０２において特定条件を満たすと判定された場合（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）、特定条件判定部５２Ａは、ステップＳ５０１で取得した速度段信号が「低速度段」であるか否かを判定する（ステップＳ５０３）。
【００６６】
ステップＳ５０３において速度段が「低速度段」であると判定された場合（ステップＳ５０３／ＹＥＳ）、特定条件判定部５２Ａは、ステップＳ５０１で取得した作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａが記憶部５５から読み出した設定値Ｐｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０４）。
【００６７】
ステップＳ５０４において作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａが設定値Ｐｔｈ以上である（Ｐａ≧Ｐｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５０４／ＹＥＳ）、コントローラ５は、ホイールローダ１の最大けん引力制御処理（ステップＳ５１０）及び作業機用油圧ポンプ４３の入力トルク制御処理（ステップＳ５３０）に進む。
【００６８】
一方、ステップＳ５０２において特定条件を満たさないと判定された場合（ステップＳ５０２／ＮＯ）、ステップＳ５０３において速度段が「低速度段」でないと判定された場合（ステップＳ５０３／ＮＯ）、及びステップＳ５０４において作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａが所定の設定値Ｐｔｈ以上でない、すなわち作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａが所定の設定値Ｐｔｈ未満である（Ｐａ＜Ｐｔｈ）と判定された場合（ステップＳ５０４／ＮＯ）、コントローラ５は処理を終了する。
【００６９】
このように、本実施形態では、特定条件判定部５２Ａは、トランスミッション４２の速度段が「低速度段」であって、かつ作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａが設定値Ｐｔｈ以上である（Ｐａ≧Ｐｔｈ）場合に特定条件を満たすと判定することにより、ホイールローダ１の掘削作業の判定をより精度よく行うことができる。なお、コントローラ５は、必ずしもステップＳ５０３の処理及びステップＳ５０４の処理を実行する必要はなく、少なくともステップＳ５０２においてＹＥＳの場合にステップＳ５１０の処理及びステップＳ５３０の処理に進めばよい。
【００７０】
次に、ホイールローダ１の最大けん引力制御処理（ステップＳ５１０）について、図１０及び図１１を参照して説明する。
【００７１】
ホイールローダ１の最大けん引力制御処理（ステップＳ５１０）では、まず、経過時間計測部５３が、掘削作業開始時（ステップＳ５０２において特定条件を満たすと判定された時；時間Ｔ＝０）から第１設定時間ＳＴ１が経過したか否かを計測する（ステップＳ５１１）。
【００７２】
ステップＳ５１１において掘削作業開始時（時間Ｔ＝０）から第１設定時間ＳＴ１の経過が計測されたと判断されると（ステップＳ５１１／ＹＥＳ）、けん引力制御部５４Ａは、第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）から第２設定時間ＳＴ２経過時（時間Ｔ＝Ｔ２）までの間（＝Ｔ２−Ｔ１）に、最大けん引力を時間経過に伴って初期値Ｒ０から第１制限値Ｒ１まで小さく制限する（ステップＳ５１２）。
【００７３】
本実施形態では、図１１に示すように、最大けん引力は、第２設定時間ＳＴ２のうち約半分の時間で初期値Ｒ０から徐々に第１制限値Ｒ１に制限され、その後、第２設定時間ＳＴ２の経過時（時間Ｔ＝Ｔ２）まで第１制限値Ｒ１のまま一定となっているが、これに限らず、第２設定時間ＳＴ２の全時間をかけて初期値Ｒ０から徐々に第１制限値Ｒ１に制限されてもよい。
【００７４】
なお、コントローラ５は、ステップＳ５１１において掘削作業開始時（時間Ｔ＝０）から第１設定時間ＳＴ１の経過が計測されない場合には（ステップＳ５１１／ＮＯ）、掘削作業開始時（時間Ｔ＝０）から第１設定時間ＳＴ１が経過するまで（ステップＳ５１１／ＹＥＳ）次のステップＳ５１２に進まない。
【００７５】
次に、経過時間計測部５３は、第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）からさらに第２設定時間ＳＴ２が経過したか否かを計測する（ステップＳ５１３）。ステップＳ５１３において第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）からさらに第２設定時間ＳＴ２の経過が計測されたと判断されると（ステップＳ５１３／ＹＥＳ）、けん引力制御部５４Ａは、最大けん引力を第１制限値Ｒ１から第２制限値Ｒ２（＜Ｒ１）に制限する（ステップＳ５１４）。
【００７６】
図１１に示すように、第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）からさらに第２設定時間ＳＴ２が経過した時（時間Ｔ＝Ｔ２）とは、バケット２３のチルト操作が終了してリフトアーム２１の上げ操作を開始するタイミングである。このタイミングで最大けん引力を第１制限値Ｒ１からさらに第２制限値Ｒ２に下げる（初期値Ｒ０から２段階下げる）ことにより、最大けん引力が第１制限値Ｒ１の場合よりも小さくなり、リフトアーム２１が上方に上がりやすくなる。
【００７７】
なぜならば、リフトアーム２１には、けん引力に対する反力が作用してリフトアーム２１の上げ動作の妨げとなるが、この反力が第１制限値Ｒ１のときよりも抑制されて、リフトアーム２１の持ち上げ力が大きくなるからである。これにより、リフトアーム２１の上昇速度が速くなり、荷が入った状態のバケット２３であっても短時間で持ちあげることが可能となる。
【００７８】
なお、コントローラ５は、ステップＳ５１３において第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）から第２設定時間ＳＴ２の経過が計測されない場合には（ステップＳ５１３／ＮＯ）、第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）から第２設定時間ＳＴ２が経過するまで（ステップＳ５１３／ＹＥＳ）次のステップＳ５１４に進まない。
【００７９】
信号出力部５６は、けん引力制御部５４Ａでの制限状態にしたがった表示信号をモニタ１２６に出力する（ステップＳ５１５）。これにより、モニタ１２６の表示部１２６Ａには、ホイールローダ１の最大けん引力が第２制限値Ｒ２に制限されている状態であることが表示され、オペレータはホイールローダ１が当該制限状態にあることを確認することができると共に、コントローラ５による制限のタイミングを認識することが可能となる。
【００８０】
次に、経過時間計測部５３は、第２設定時間ＳＴ２経過時（時間Ｔ＝Ｔ２）からさらに第３設定時間ＳＴ３が経過したか否かを計測する（ステップＳ５１６）。ステップＳ５１６において第２設定時間ＳＴ２経過時（時間Ｔ＝Ｔ２）からさらに第３設定時間ＳＴ３の経過が計測されたと判断されると（ステップＳ５１６／ＹＥＳ）、けん引力制御部５４Ａは、最大けん引力を第２制限値Ｒ２から第１制限値Ｒ１に戻す（ステップＳ５１７）。
【００８１】
図１１に示すように、第２設定時間ＳＴ２経過時（時間Ｔ＝Ｔ２）からさらに第３設定時間ＳＴ３が経過した時（時間Ｔ＝Ｔ３）とは、リフトアーム２１の上げ動作が終わった頃合いである。例えば、第２制限値Ｒ２が第１制限値Ｒ１よりもある程度小さい値であるような場合、最大けん引力を第１制限値Ｒ１から第２制限値Ｒ２に下げた時にけん引力不足（トルク抜け）を感じやすくなってしまう。
【００８２】
そこで、リフトアーム２１の上げ動作が終わった頃合いに、最大けん引力を第２制限値Ｒ２から第１制限値Ｒ１に上昇させることにより、けん引力不足を抑制することができる。したがって、けん引力不足を防止させる観点からは、最大けん引力を第２制限値Ｒ２に制限している時間、すなわち第３設定時間ＳＴ３は短く設定した方がよい。
【００８３】
なお、図１０及び図１１では、けん引力制御部５４Ａは、最大けん引力を第２制限値Ｒ２から第１制限値Ｒ１に戻しているが、これに限らず、第２制限値Ｒ２よりも大きい値であれば第１制限値Ｒ１でなくてもよい。
【００８４】
そして、信号出力部５６は、けん引力制御部５４Ａでの制御状態にしたがった表示信号をモニタ１２６に出力する（ステップＳ５１８）。これにより、ホイールローダ１の最大けん引力が第２制限値Ｒ２に制限されている状態であることの表示が表示部１２６Ａから消え、オペレータは最大けん引力の第２制限値Ｒ２への制限状態が解除されたことを確認することができる。
【００８５】
次に、解除条件判定部５２Ｂは、継続して特定条件を満たすか否か、すなわち解除条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ５１９）。ステップＳ５１９において解除条件を満たすと判定された場合（ステップＳ５１９／ＹＥＳ）、けん引力制御部５４Ａは、最大けん引力の第１制限値Ｒ１及び第２制限値Ｒ２への制限を解除し（ステップＳ５２０）、コントローラ５は処理を終了する。
【００８６】
このように、ホイールローダ１が掘削作業以外の作業を行っているときには、最大けん引力の制限を解除することで、最大けん引力を第１制限値Ｒ１及び第２制限値Ｒ２よりも大きな値（例えば初期値Ｒ０）にすることができ、フルアクセルで車体を走行させるような場合に車速を上げることが可能となる。
【００８７】
なお、コントローラ５は、ステップＳ５１９において解除条件を満たさないと判定された場合には（ステップＳ５１９／ＮＯ）、解除条件を満たすまで（ステップＳ５１９／ＹＥＳ）次のステップＳ５２０に進まない。
【００８８】
本実施形態では、ホイールローダ１の最大けん引力制御処理のうち、最後の処理であるステップＳ５１９において解除条件の判定を行っているが、例えばオペレータの操作により掘削作業が中止・中断されたような場合には、ステップＳ５１９よりも前の処理の途中で解除条件の判定を行うことになる。
【００８９】
次に、作業機用油圧ポンプ４３の入力トルク制御処理（ステップＳ５３０）について、図１２及び図１３を参照して説明する。
【００９０】
作業機用油圧ポンプ４３の入力トルク制御処理（ステップＳ５３０）では、まず、入力トルク制御部５４Ｂは、特定条件を満たすと判定された時（掘削作業開始時；時間Ｔ＝０）、入力トルクを第１入力トルク値Ｔｐ１に制限する（ステップＳ５３１）。
【００９１】
図１３に示すように、掘削作業の初期段階（図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す状態）では入力トルクを第１入力トルク値Ｔｐ１に制限することで、エンジン３の入力トルクを作業機用油圧ポンプ４３側よりも走行駆動装置４側に多く使用することができる。なお、このとき、バケット２３のチルト操作はゆっくりと行うため、作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクを制限しても問題はない。すなわち、第１入力トルク値Ｔｐ１は、バケット２３のチルト操作に影響を与えない程度の値とする必要がある。
【００９２】
次に、経過時間計測部５３は、第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）からさらに第２設定時間ＳＴ２が経過したか否かを計測する（ステップＳ５３２）。ステップＳ５３２において第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）からさらに第２設定時間ＳＴ２の経過が計測されたと判断されると（ステップＳ５３２／ＹＥＳ）、入力トルク制御部５４Ｂは、入力トルクを第１入力トルク値Ｔｐ１から第２入力トルク値Ｔｐ２（＞Ｔｐ１）にする（ステップＳ５３３）。
【００９３】
前述したように、第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）からさらに第２設定時間ＳＴ２が経過した時（時間Ｔ＝Ｔ２）とは、バケット２３のチルト操作が終了してリフトアーム２１の上げ操作を開始するタイミングである。図１３に示すように、このタイミングで入力トルクを第１入力トルク値Ｔｐ１よりも大きい第２入力トルク値Ｔｐ２にすることにより、作業機用油圧ポンプ４３からリフトアームシリンダ２２に供給される作動油の流量が第１入力トルク値Ｔｐ１に制限していた場合と比べて多くなるため、リフトアーム２１の上昇速度が速くなる。
【００９４】
なぜならば、作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクは作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧と押し退け容積との積で表されるため（入力トルク＝吐出圧×押し退け容積）、入力トルクが大きくなると、作業機用油圧ポンプ４３の吐出圧Ｐａに対する押し退け容積も大きくなるからである。これにより、リフトアーム２１の上げ動作の作業時間を短縮することができ、作業効率の向上につながる。
【００９５】
本実施形態では、バケット２３のチルト操作が終了してリフトアーム２１の上げ操作を開始するタイミングで、最大けん引力を第１制限値Ｒ１から第２制限値Ｒ２に制限すると共に、入力トルクを第１入力トルク値Ｔｐ１から第２入力トルク値Ｔｐ２に上げるため、最大けん引力の制限のみを行った場合及び入力トルクの制御のみを行った場合のそれぞれと比べて、リフトアーム２１の上昇速度がより速くなり、より短時間でリフトアーム２１を上昇させることが可能となる。
【００９６】
なお、コントローラ５は、ステップＳ５３２において第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）からさらに第２設定時間ＳＴ２の経過が計測されない場合には（ステップＳ５３２／ＮＯ）、第１設定時間ＳＴ１経過時（時間Ｔ＝Ｔ１）から第２設定時間ＳＴ２が経過するまで（ステップＳ５３２／ＹＥＳ）次のステップＳ５３３に進まない。
【００９７】
信号出力部５６は、ステップＳ５３３における入力トルク制御部５４Ｂでの制御状態にしたがった表示信号をモニタ１２６に出力する（ステップＳ５３４）。これにより、モニタ１２６の表示部１２６Ａには、作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクが第２入力トルク値Ｔｐ２に制御されている状態であることが表示され、オペレータは作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクが当該制御状態にあることを確認することができると共に、コントローラ５による制御のタイミングを認識することが可能となる。
【００９８】
次に、解除条件判定部５２Ｂは、継続して特定条件を満たすか否か、すなわち解除条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ５３５）。ステップＳ５３５において解除条件を満たすと判定された場合（ステップＳ５３５／ＹＥＳ）、入力トルク制御部５４Ｂは、入力トルクの第１入力トルク値Ｔｐ１及び第２入力トルク値Ｔｐ２への制限を解除し（ステップＳ５３６）、コントローラ５は処理を終了する。
【００９９】
このように、ホイールローダ１が掘削作業以外の作業を行っているときには、入力トルクの制限を解除することで、作業機用油圧ポンプ４３の入力トルクを第１入力トルク値Ｔｐ１及び第２入力トルク値Ｔｐ２よりも大きな入力トルク値にすることができるため、フロント作業機２の単独操作を行うような場合に操作速度を速くすることができ、作業効率を向上させることが可能となる。
【０１００】
なお、コントローラ５は、ステップＳ５３５において解除条件を満たさないと判定された場合には（ステップＳ５３５／ＮＯ）、解除条件を満たすまで（ステップＳ５３５／ＹＥＳ）次のステップＳ５３６に進まない。
【０１０１】
本実施形態では、ホイールローダ１の最大けん引力制御処理（ステップＳ５１０）と同様に、作業機用油圧ポンプ４３の入力トルク制御処理のうち、最後の処理であるステップＳ５３６において解除条件の判定を行っているが、例えばオペレータの操作により掘削作業が中止・中断されたような場合には、ステップＳ５３６よりも前の処理の途中で解除条件の判定を行うことになる。
【０１０２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るホイールローダ１について、図１４を参照して説明する。図１４において、第１実施形態に係るホイールローダ１について説明したものと共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０３】
図１４は、第２実施形態に係るホイールローダ１の油圧回路及び電気回路を示す図である。
【０１０４】
本実施形態に係るホイールローダ１は、ＨＭＴ式の走行駆動装置４Ａによって車体の走行が制御されている。この走行駆動装置４Ａは、エンジン３と、エンジン３により駆動される走行用油圧ポンプとしてのＨＳＴポンプ４６と、ＨＳＴポンプ４６と閉回路状に接続された走行用油圧モータとしてのＨＳＴモータ４７と、機械伝動部８０と、を備えている。すなわち、走行駆動装置４Ａは、ＨＳＴポンプ４６及びＨＳＴモータ４７が閉回路状に接続されたＨＳＴ４０（ＨＳＴ式走行駆動装置）に機械伝動部８０を備えたものである。
【０１０５】
ＨＳＴポンプ４６は、傾転角に応じて押し退け容積が制御される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧ポンプである。傾転角は、コントローラ５から出力された指令信号にしたがってポンプ用レギュレータ４６０により調整される。
【０１０６】
ＨＳＴモータ４７は、傾転角に応じて押し退け容積が制御される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧モータであり、エンジン３の駆動力を車輪（前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂ）に伝達する。傾転角は、ＨＳＴポンプ４６の場合と同様に、コントローラ５から出力された指令信号にしたがってモータ用レギュレータ４７０により調整される。
【０１０７】
アクセルペダル１２３をオペレータが踏み込むとエンジン３が回転し、エンジン３の駆動力は遊星歯車機構８１を経由してＨＳＴ４０及び機械伝動部８０へパラレルに伝達される。
【０１０８】
遊星歯車機構８１は、入力軸８２に固定されたサンギア８１１と、サンギア８１１の外周に歯合された複数のプラネタリギア８１２と、複数のプラネタリギア８１２をそれぞれ軸支する遊星キャリア８１３と、複数のプラネタリギア８１２の外周に歯合されたリングギア８１４と、リングギア８１４の外周に歯合されたポンプ入力ギア８１５と、を有している。
【０１０９】
エンジン３の出力トルクは、前進用油圧クラッチ８３Ａ、後進用油圧クラッチ８３Ｂ、及びクラッチシャフト８３Ｃを有するクラッチ装置８３を経由して入力軸８２に伝達され、入力軸８２から遊星歯車機構８１に伝達される。
【０１１０】
ここで、遊星歯車機構８１の遊星キャリア８１３は出力軸８４に固定されており、これにより、エンジン３の駆動力が機械伝動部８０に伝達される。機械伝動部８０に伝達されたエンジン３の駆動力は、出力軸８４に接続されたプロペラシャフト８５を介してアクスル１５に伝達され、これにより前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂが駆動される。
【０１１１】
また、遊星歯車機構８１のポンプ入力ギア８１５はＨＳＴポンプ４６の回転軸に固定されており、エンジン３の駆動力がＨＳＴ４０にも伝達される。ＨＳＴモータ４７の回転軸には、モータ出力ギア８６が固定されており、モータ出力ギア８６は、出力軸８４のギア８４０に歯合している。したがって、ＨＳＴ４０に伝達されたエンジン３の駆動力についても、出力軸８４に接続されたプロペラシャフト８５を介してアクスル１５に伝達され、これにより、前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂが駆動される。
【０１１２】
走行駆動装置４Ａにおける車速の調整（変速）は、ＨＳＴポンプ４６の吐出流量を連続的に増減させることによって行うため、ホイールローダ１は滑らかな発進、及び衝撃の少ない停止が可能となる。なお、必ずしもＨＳＴポンプ４６側において吐出流量を調整することで車速を制御する必要はなく、ＨＳＴモータ４７側において押し退け容積を調整することで車速を制御してもよい。車速は、ＨＳＴモータ４７の回転速度としてモータ回転速度センサ７４で検出する。
【０１１３】
本実施形態では、コントローラ５から出力された最大けん引力の制御に係る指令信号は、ＨＳＴポンプ４６のポンプ用レギュレータ４６０又はＨＳＴモータ４７のモータ用レギュレータ４７０に入力される。したがって、本実施形態と第１実施形態とでは、コントローラ５からの最大けん引力の制御に係る指令信号の出力先が異なるだけであり、本実施形態においても第１実施形態と同様の作用及び効果が得られる。なお、本実施形態では、ＨＭＴ式の走行駆動装置４Ａについて説明したが、これに限らず、機械伝動部を備えていないＨＳＴ式の走行駆動装置であってもよい。
【０１１４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るホイールローダ１について、図１５を参照して説明する。図１５において、第１実施形態及び第２実施形態に係るホイールローダ１について説明したものと共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１５】
図１５は、第３実施形態に係るホイールローダ１の油圧回路及び電気回路を示す図である。
【０１１６】
本実施形態に係るホイールローダ１は、ＥＭＴ式の走行駆動装置４Ｂによって車体の走行が制御されている。このＥＭＴ走行駆動システムでは、第２実施形態において説明したＨＭＴ式の走行駆動装置４Ａにおいて、ＨＳＴポンプ４６に代えて発電機９１が、ＨＳＴモータ４７に代えて電動モータ９２が、それぞれ設けられている。
【０１１７】
本実施形態では、コントローラ５から出力された最大けん引力の制御に係る指令信号は、電動モータ９２に入力される。したがって、本実施形態と第１実施形態及び第２実施形態とは、コントローラ５からの最大けん引力の制御に係る指令信号の出力先が異なるだけであり、本実施形態においても第１実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【０１１８】
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、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。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１１９】
例えば、上記実施形態では、コントローラ５は、特定条件を満たす場合にホイールローダ１の最大けん引力制御処理及び作業機用油圧ポンプ４３の入力トルク制御処理の両方を行っていたが、これに限らず、少なくともホイールローダ１の最大けん引力制御処理及び作業機用油圧ポンプ４３の入力トルク制御処理のうちいずれかの処理を行えばよい。なお、コントローラ５がホイールローダ１の最大けん引力制御処理のみを実行する場合には、作業機用油圧ポンプ４３は固定容量型を用いることも可能である。
【０１２０】
また、上記実施形態で説明したように、ホイールローダ１の走行駆動装置の方式については、特に制限はない。
【符号の説明】
【０１２１】
１：ホイールローダ
２：フロント作業機
３：エンジン
４，４Ａ，４Ｂ：走行駆動装置
５：コントローラ
１１Ａ：前輪（車輪）
１１Ｂ：後輪（車輪）
４２：トランスミッション
４３：作業機用油圧ポンプ
５２Ａ：特定条件判定部
５２Ｂ：解除条件判定部
５３：経過時間計測部
５４Ａ：けん引力制御部
５４Ｂ：入力トルク制御部
７０：踏込量検出器（走行状態検出器）
７３：圧力検出器（動作状態検出器）
１２４：前後進切換スイッチ（走行状態検出器）
１２６：モニタ（表示装置）
Ｐａ：吐出圧
Ｐｔｈ：所定の設定値
Ｒ１：所定の第１制限値
Ｒ２：所定の第２制限値
ＳＴ１：所定の第１設定時間
ＳＴ２：所定の第２設定時間
Ｔｐ１：所定の第１入力トルク値
Ｔｐ２：所定の第２入力トルク値
【図１】
2019120010.tif 000003
【図２】
2019120010.tif 000004
【図３】
2019120010.tif 000005
【図４】
2019120010.tif 000006
【図５】
2019120010.tif 000007
【図６】
2019120010.tif 000008
【図７】
2019120010.tif 000009
【図８】
2019120010.tif 000010
【図９】
2019120010.tif 000011
【図１０】
2019120010.tif 000012
【図１１】
2019120010.tif 000013
【図１２】
2019120010.tif 000014
【図１３】
2019120010.tif 000015
【図１４】
2019120010.tif 000016
【図１５】
2019120010.tif 000017