(57)【要約】【課題】ロックアップ解除に際し、作業機が操作される際の負荷が増大する条件の判定を数量の少ないセンサで判定することができる作業車両を提供する。【解決手段】車体コントローラ（６１）は、ロックアップ装置４６によってトルクコンバータ（４７）の入力軸（４７ａ）と出力軸（４７ｂ）とが連結された状態で、第２の圧力検出装置（７４）により検出されたネガコン圧が所定の閾値以下で、かつエンジン回転数検出装置（６２）により検出されたエンジン４１の回転数が所定の閾値以下になった場合に、ロックアップ装置４６を接続解除して、入力軸（４７ａ）と出力軸（４７ｂ）の連結を解除する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンにより駆動され、ネガコン圧により吐出容量が制御される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される作動油の供給を受けて作動する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに圧油を導くとともに、供給される圧油を制御する油圧回路と、前記エンジンから出力される動力がトルクコンバータを介して伝達される走行装置と、前記トルクコンバータの入力軸と出力軸とを連結するか否かを切り替えるロックアップ装置と、車両の走行状態に基づいて前記ロックアップ装置を制御する制御装置とを備えた作業車両において、
前記油圧回路の圧力を前記ネガコン圧として検出する圧力検出装置と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出装置または前記走行装置の車速を検出する速度検出装置とを備え、
前記制御装置は、前記トルクコンバータの前記出力軸と前記入力軸とが連結された状態で、前記エンジン回転数検出装置により検出された前記エンジンの回転数または前記速度検出装置により検出された前記走行装置の車速が所定の閾値より小さく、かつ前記圧力検出装置により検出されたネガコン圧が所定の閾値より小さくなった場合に前記トルクコンバータの前記出力軸と前記入力軸との連結を解除するよう前記ロックアップ装置を制御することを特徴とする作業車両。
【請求項２】
請求項１に記載の作業車両において、
ステアリング装置と、
前記ステアリング装置の操作量を検出するステアリング操作量検出装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記トルクコンバータの前記出力軸と前記入力軸とが連結された状態で、前記エンジン回転数検出装置により検出された前記エンジンの回転数または前記速度検出装置により検出された前記走行装置の車速が所定の閾値より小さく、かつ前記ステアリング操作量検出装置より検出されるステアリング操作量が所定の閾値以下の場合に、前記圧力検出装置により検出されたネガコン圧が所定の閾値より小さくなったときには、前記トルクコンバータの前記出力軸と前記入力軸との連結を解除するよう前記ロックアップ装置を制御することを特徴とする作業車両。
【請求項３】
エンジンと、前記エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される作動油の供給を受けて作動する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに圧油を導くとともに、供給される圧油を制御する油圧回路と、前記エンジンから出力される動力がトルクコンバータを介して伝達される走行装置と、前記トルクコンバータの入力軸と出力軸とを連結するか否かを切り替えるロックアップ装置と、車両の走行状態に基づいて前記ロックアップ装置を制御する制御装置とを備えた作業車両において、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出装置または前記走行装置の車速を検出する速度検出装置と、
ステアリング装置と、前記ステアリング装置の操作量を検出するステアリング操作量検出装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記トルクコンバータの前記出力軸と前記入力軸とが連結された状態で、前記エンジン回転数検出装置により検出された前記エンジンの回転数または前記速度検出装置により検出された前記走行装置の車速が所定の閾値より小さく、かつ前記ステアリング操作量検出装置より検出されるステアリング操作量が所定の閾値より大きい場合に、前記トルクコンバータの前記出力軸と前記入力軸との連結を解除するよう前記ロックアップ装置を制御することを特徴とする作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールローダ等の作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として特許文献１には、車体の前側に作業機を有したホイールローダなどの作業車両において、作業機を操作する操作レバーの位置を検出することにより作業機の負荷が増大する状態を判定し、操作レバーの操作量が所定値以上に操作された段階でロックアップが解除される構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６９３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、ロックアップ制御に際し、負荷が増大する条件を判定するために、作業機用の操作レバーの位置を検出するためのセンサを必要とする。具体的には、ホイールローダでアームを操作するレバーとバケットを操作するレバーの２つがあった場合、アーム上げ操作を検出するパイロット圧センサと、アーム下げ操作を検出するパイロット圧センサの他に、バケット上げ操作、バケット下げ操作のそれぞれを検出するセンサとして、合計４つのセンサが必要になる。
【０００５】
本発明の目的は、ロックアップ解除に際し、作業機が操作される際の負荷が増大する条件の判定を少ないセンサで判定することができる作業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、代表的な本発明に係る作業車両は、エンジンと、前記エンジンにより駆動され、ネガコン圧により吐出容量が制御される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される作動油の供給を受けて作動する油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに圧油を導くとともに、供給される圧油を制御する油圧回路と、前記エンジンから出力される動力がトルクコンバータを介して伝達される走行装置と、前記トルクコンバータの入力軸と出力軸とを連結するか否かを切り替えるロックアップ装置と、車両の走行状態に基づいて前記ロックアップ装置を制御する制御装置と、を備えた作業車両において、
前記油圧回路の圧力を前記ネガコン圧として検出する圧力検出装置と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出装置または前記走行装置の車速を検出する速度検出装置と、を備え、
前記制御装置は、前記トルクコンバータの前記出力軸と前記入力軸とが連結された状態で、前記エンジン回転数検出装置により検出された前記エンジンの回転数または前記速度検出装置により検出された前記走行装置の車速が所定の閾値より小さく、かつ前記圧力検出装置により検出されたネガコン圧が所定の閾値より小さくなった場合に前記トルクコンバータの前記出力軸と前記入力軸との連結を解除するよう前記ロックアップ装置を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ロックアップ解除に際し、作業機が操作される際の負荷が増大する条件の判定を少ないセンサで判定することができる。これ以外の課題、構成及び効果は、以下に記載する実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る作業車両としてのホイールローダの外観図である。
【図２】第１実施形態に係るホイールローダのシステム構成図である。
【図３】第１実施形態に係るトルクコンバータ装置の模式的な構成図である。
【図４】第１実施形態に係るホイールローダのより詳細な油圧回路図である。
【図５】第１実施形態に係る車体コントローラの機能ブロック図である。
【図６】第１実施形態に係る車体コントローラにおけるＲＯＭのフォーマット構成図である。
【図７】第１実施形態に係るホイールローダのネガコン圧閾値算出方法を示す図である。
【図８】第１実施形態に係るホイールローダのロックアップ装置解除判定処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係るホイールローダのロックアップ装置解除判定処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施形態に係るホイールローダのロックアップ装置解除判定処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の作業車両を実施形態毎に説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
図１は第１実施形態に係るホイールローダの外観図、図２は第１実施形態に係るホイールローダのシステム構成図である。第１実施形態に係るホイールローダ１は、オープンセンタ式の油圧回路におけるセンタバイパスのネガコン圧、及び、エンジン回転数に基づいて、制御装置がロックアップ装置の切替制御を行うことを特徴とする。以下詳細に説明する。
【００１１】
図１に示すように、第１実施形態に係るホイールローダ１は、キャブ２を備えた後フレーム３と、連結ピン４を介して後フレーム３の前方側（ホイールローダ１の前進側）に連結された前フレーム５と、これら後フレーム３及び前フレーム５に設けられた後輪６及び前輪７と、前フレーム５の前方部分に取り付けられた作業機８と、から主に構成されている。後輪６及び前輪７内には、ブレーキディスク等の制動装置９が組み込まれている。なお、本明細書においては、後フレーム３及び前フレーム５を総称して「車体」という。
【００１２】
作業機８は、一端が連結ピン１０を介して前フレーム５に連結されたリフトアーム１１と、連結ピン１２を介してリフトアーム１１の先端部に連結されたバケット１３と、連結ピン１４、１５を介して両端部が前フレーム５とリフトアーム１１とに連結されたリフトアームシリンダ１６と、連結ピン１７を介してリフトアーム１１に揺動可能に連結されたベルクランク１８と、一端がベルクランク１８に連結され、他端がバケット１３に連結されたリンク部材１９と、連結ピン２０、２１を介して両端部が前フレーム５とベルクランク１８とに連結されたバケットシリンダ２２と、からなる。なお、本例においては、リフトアーム１１、連結ピン１２、１４、１５、リフトアームシリンダ１６がそれぞれ１つずつしか備えられていないが、実機においては、これらの各部材がバケット１３の左右に一組ずつ備えられる。
【００１３】
キャブ２内には、エンジン回転数を増減するアクセルペダル３１と、制動装置９を動作させてホイールローダ１を制動するブレーキペダル３２と、が備えられており、キャブ２内に乗り込んだオペレータがこれらの各ペダル３１、３２を操作することによって、ホイールローダ１の加速、減速及び停止を行えるようになっている。
【００１４】
また、キャブ２内には、ホイールローダ１の走行方向を前進又は後進に切り替える前後進切替スイッチ３３と、前進または後進時の速度段を第１速、第２速、第３速又は第４速に切り替えるシフトスイッチ３４とが備えられており、キャブ２内に乗り込んだオペレータがこれらの各スイッチ３３、３４を操作することによって、トランスミッション４４の前後進切替及び速度段の選択を行えるようになっている。
【００１５】
また、キャブ２内には、リフトアームシリンダ１６を伸長・収縮操作するリフトアーム操作レバー等のリフトアーム操作部材３５と、バケットシリンダ２２を伸長・収縮操作するバケット操作レバー等のバケット操作部材３６と、が備えられており、キャブ２内に乗り込んだオペレータがこれらの各操作部材３５、３６を操作することによって、リフトアーム１１の上昇又は下降と、バケット１３の上向きチルト又は下向きチルトが行えるようになっている。具体的には、リフトアームシリンダ１６を伸長させると、リフトアーム１１及びバケット１３が上昇し、リフトアームシリンダ１６を収縮させると、リフトアーム１１及びバケット１３が下降する。また、バケットシリンダ２２を伸長させると、バケット１３が上向きにチルトし、バケットシリンダ２２を収縮させると、バケット１３が下向きにチルトする。
【００１６】
更に、キャブ２内には、ステアリングシリンダ２７Ｒ、２７Ｌを伸長・収縮操作するステアリング装置３７が備えられており、キャブ２内に乗り込んだオペレータがホイールローダ１を前進又は後進させた状態でステアリング装置３７を操作することにより、ホイールローダ１をステアリング装置の操作方向に応じた方向に旋回できるようになっている。具体的には、ステアリング装置３７を右方向に回転操作すると、ステアリングシリンダ２７Ｌが伸長すると共にステアリングシリンダ２７Ｒが収縮されて、ホイールローダ１が右方向に旋回される。また、ステアリング装置３７を左方向に回転操作すると、ステアリングシリンダ２７Ｒが伸長すると共にステアリングシリンダ２７Ｌが収縮されて、ホイールローダ１が左方向に旋回される。
【００１７】
なお、ステアリング装置３７は、ステアリングハンドルと、ステアリングハンドルの回転操作に応じたトルクを発生する油圧式のトルク発生装置とから構成されている。本明細書においては、ステアリングハンドルの回転操作量に伴ってトルク発生装置に発生する油圧を「Ｌｓ圧」という。Ｌｓ圧は、ステアリング装置３７に備えられたステアリングハンドルの回転操作量が多いほど高くなり、このＬｓ圧によりステアリング操作量を検出する。
【００１８】
なお、本明細書においては、リフトアームシリンダ１６、バケットシリンダ２２、ステアリングシリンダ２７Ｒ及びステアリングシリンダ２７Ｌを総称して「油圧アクチュエータ」という。
【００１９】
キャブ２内に乗り込んだオペレータは、アクセルペダル３１、ブレーキペダル３２、前後進切替スイッチ３３、シフトスイッチ３４、リフトアーム操作部材３５、バケット操作部材３６及びステアリング装置３７を適宜操作することによって、ホイールローダ１に掘削、走行、積込等の各種の作業を行わせることができる。
【００２０】
図２に示すように、第１実施形態に係るホイールローダ１には、動力源であるエンジン４１と、エンジン４１の駆動力をプロペラシャフト４２に伝達するトルクコンバータ装置４３及びトランスミッション４４と、プロペラシャフト４２の回転を後輪６及び前輪７に伝達するアクスルシャフト４５と、が備えられている。エンジン４１は、アクセルペダル操作量に応じた目標エンジン回転数を車体コントローラ５６が算出してエンジンコントローラ５７へ伝達し、エンジンコントローラ５７の目標回転数信号に基づいてエンジン回転数が制御される。また、トランスミッション４４は、トランスミッションコントローラ５８からの切替信号により切り替えられる。なお、本明細書においては、トランスミッション４４、プロペラシャフト４２、アクスルシャフト４５、後輪６及び前輪７を総称して「走行装置４９」という。
【００２１】
図３は、第１実施形態に係るトルクコンバータ装置の模式的な構成図である。図３に示すように、本例のトルクコンバータ装置４３は、ロックアップ装置４６とトルクコンバータ４７を有している。なお、図中の符号４７ａ、４７ｂは、トルクコンバータ４７の入力軸及び出力軸を示している。本例のロックアップ装置４６は、油圧作動式のクラッチであり、ロックアップ装置用比例弁４８を介して、トランスミッションコントローラ５８からの切替信号により、トルクコンバータ４７の入力軸４７ａと出力軸４７ｂとを連結する連結状態又はトルクコンバータ４７の入力軸４７ａと出力軸４７ｂとの連結を解除する連結解除状態とに切替可能であるように構成されている。
【００２２】
ロックアップ装置４６が連結解除状態である場合には、エンジン４１の駆動力がトルクコンバータ４７を介して走行装置４９に伝達される。一方、ロックアップ装置４６が連結状態である場合には、トルクコンバータ４７の入力軸４７ａと出力軸４７ｂとが直結され、エンジン４１の駆動力がロックアップ装置４６を介して走行装置４９に伝達される。
【００２３】
車体コントローラ５６は、ホイールローダ１の駆動全体を司る制御装置である。図２においては、車体コントローラ５６がトランスミッションコントローラ５８と別体に記載されているが、車体コントローラ５６はトランスミッションコントローラ５８と一体に構成することもできる。車体コントローラ５６の具体的構成については、後に説明する。
【００２４】
リフトアームシリンダ１６、バケットシリンダ２２及びステアリングシリンダ２７Ｒ、２７Ｌは、油圧ポンプ５１から吐出される作動油により伸長又は収縮される。油圧ポンプ５１は、エンジン４１により駆動される。なお、本例の油圧ポンプ５１は、可変容量型の油圧ポンプであり、容量制御部としてのポンプレギュレータ５４が備えられている。ポンプレギュレータ５４は、車体コントローラ５６から出力される指令信号と後述のネガコン圧に応じて油圧ポンプ５１の押しのけ容積を制御する。油圧ポンプ５１から吐出された作動油は、油圧アクチュエータ１６、２２、２７Ｒ、２７Ｌを伸長・収縮した後、油圧タンク５５に戻される。
【００２５】
図２に示すように、油圧ポンプ５１の吐出口とリフトアームシリンダ１６との間及び油圧ポンプ５１の吐出口とバケットシリンダ２２との間には、作業機用コントロールバルブ５２が備えられており、作業機用コントロールバルブ５２の信号入力部には、リフトアーム操作部材３５の操作量及び操作方向に応じた操作信号と、バケット操作部材３６の操作量及び操作方向に応じた操作信号とが入力されている。従って、リフトアームシリンダ１６は、リフトアーム操作部材３５の操作方向と操作量に応じて伸長又は収縮する。これと同様に、バケットシリンダ２２は、バケット操作部材３６の操作方向と操作量に応じて伸長又は収縮する。なお、作業機用コントロールバルブ５２は、バケット用コントロールバルブ５２ａとリフトアーム用コントロールバルブ５２ｂとから構成される。これについては、後に図４を用いて詳細に説明する。
【００２６】
また、油圧ポンプ５１の吐出口とステアリングシリンダ２７Ｒとの間及び油圧ポンプ５１の吐出口とステアリングシリンダ２７Ｌとの間には、ステアリング用コントロールバルブ５３が備えられており、ステアリング用コントロールバルブ５３の信号入力部には、ステアリング装置３７の操作量及び操作方向に応じた操作信号が入力されている。従って、ステアリングシリンダ２７Ｒ、２７Ｌは、ステアリング装置３７の操作量に応じたストロークだけ伸長又は収縮する。
【００２７】
図４は第１実施形態に係るホイールローダのより詳細な油圧回路図である。図４に示すように、本例の油圧回路は、油圧ポンプ５１と、ステアリング制御回路６１と、作業機制御回路６２とを備えている。油圧ポンプ５１には、ステアリング制御回路６１及び作業機制御回路６２が並列に接続されており、油圧ポンプ５１からの作動油がステアリング制御回路６１及び作業機制御回路６２に並行して流れるようになっている。
【００２８】
［ステアリング制御回路］
ステアリング制御回路６１は、メータインコンペンセータ６３と、ステアリング用コントロールバルブ５３とを有する。メータインコンペンセータ６３は、流量制御弁であり、一次ポートが油圧ポンプ５１に接続されており、二次ポートがステアリング用コントロールバルブ５３に接続されている。また、メータインコンペンセータ６３は、２つのパイロットポートを有し、各パイロットポートには、二次ポートの出口圧と、ステアリング用コントロールバルブ５３の出口圧とが、一方及び他方のパイロット圧として入力されている。本例のメータインコンペンセータ６３は、一方及び他方のパイロット圧の差圧に応じてスプールの開度を調整し、前記差圧に応じた流量の作動油をステアリング用コントロールバルブ５３に流す。つまり、ステアリング用コントロールバルブ５３の前後差圧に応じて流量を調整する。
【００２９】
ステアリング用コントロールバルブ５３は、ステアリングシリンダ２７Ｌ、２７Ｒに接続されており、ステアリングシリンダ２７Ｌ、２７Ｒに流れる作動油の方向を切り替えることができるようになっている。ステアリング用コントロールバルブ５３は、５ポートの方向切換弁であり、第１のポートがメータインコンペンセータ６３の二次ポートに接続されている。第２のポートは、パイロット用絞り６４を介してメータインコンペンセータ６３の他方のパイロットポートに接続され、ここの圧力をＬｓ圧として第１の圧力検出装置６８で検出する。第３のポートは、油圧タンク５５に接続されている。また、第４及び第５のポートは、ステアリングシリンダ２７Ｌ，２７Ｒに接続されている。
【００３０】
ステアリング用コントロールバルブ５３に備えられた５つのポートは、スプールの位置を切り替えることによって接続状態が切り替わるようになっており、スプールは、ステアリング装置３７を操作することで位置を切り替えられるようになっている。ステアリング用コントロールバルブ５３は、所謂センタークローズ型の方向切換弁であり、スプールが中立位置にあるときは、第１、第４及び第５ポートが遮断され、第２及び第３ポートが接続される。これにより、他方のパイロットポートに導かれていたパイロット油が油圧タンク５５に排出され、メータインコンペンセータ６３の一次及び二次ポートが閉じられる。
【００３１】
これに対して、スプールを第１のオフセット位置に切り替えると、第１のポートが第５のポートに接続され、第３のポートが第４のポートに接続される。ステアリング用コントロールバルブ５３は、スプールを動かすことでスプールの開度が調整できるように構成されている。これにより、他方のステアリングシリンダ２７Ｒが伸長し、一方のステアリングシリンダ２７Ｌが収縮して、ホイールローダ１が左方向に旋回される。
【００３２】
また、スプールを第２のオフセット位置に切換えると、第１のポートが第４のポートに接続され、第３のポートが第５のポートに接続される。これにより、一方のステアリングシリンダ２７Ｌが伸長し、他方のステアリングシリンダ２７Ｒが収縮して、ホイールローダ１が右方向に旋回される。
【００３３】
更に、ステアリング制御回路６１には、３つのリリーフ弁６５〜６７が設けられている。第１及び第２のリリーフ弁６５、６６は、ステアリング用コントロールバルブ５３の第４及び第５のポートに接続されており、第４及び第５のポートとステアリングシリンダ２７Ｌ、２７Ｒとの間の圧力が、例えば外力等で予め定められた圧力以上になると、作動油を油圧タンク５５に排出するようになっている。
【００３４】
また、第３のリリーフ弁６７は、メータインコンペンセータ６３の他方のパイロットポートに接続されており、他方のパイロット圧が予め定められた設定圧以上になると、他方のパイロットポートに導かれるパイロット油を油圧タンク５５に排出するようになっている。これにより、ステアリングシリンダ２７Ｌ、２７Ｒに導かれる作動油の圧力が所定圧以上になると、二次ポートからステアリングシリンダ２７Ｌ、２７Ｒに流れる作動油の流量を制限して前記作動油の圧力上昇を防ぎ、前記作動油の圧力が設定圧に保たれる。
【００３５】
［作業機制御回路］
作業機制御回路６２は、ブリードオフコンペンセータ７１と、バケット用コントロールバルブ５２ａと、リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂと、作業機側絞り７２とを有する。ブリードオフコンペンセータ７１は、圧力制御弁であり、一次ポートが油圧ポンプ５１に接続されており、二次ポートがリフトアーム用コントロールバルブ５２ｂに接続されている。また、ブリードオフコンペンセータ７１は、２つのパイロットポートが形成されている。バケット用コントロールバルブ５２ａと、リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂとはパラレル（並列）接続されている。
【００３６】
ブリードオフコンペンセータ７１の一方のパイロットポートは、一次ポートに繋がっており、そこには一次ポートの入口圧が入力されている。他方のパイロットポートには、メータインコンペンセータ６３の他方のパイロットポートに繋がっている。
【００３７】
ブリードオフコンペンセータ７１は、油圧ポンプ５１からの作動油が、一方及び他方のパイロット圧の差圧がばね部材の付勢力に応じた圧力になるように、スプールの開度を調整する。具体的には、ブリードオフコンペンセータ７１は、メータインコンペンセータ６３及びブリードオフコンペンセータ７１に流れる作動油の圧力がステアリングシリンダ２７Ｌ、２７Ｒを駆動するために必要な作動圧力よりも高い圧力にする。また、スプールの開度が調整されることで、ブリードオフコンペンセータ７１を通る流量が規制される。
【００３８】
作業機用コントロールバルブ５２の１つであるバケット用コントロールバルブ５２ａは、バケットシリンダ２２に接続されており、ブリードオフコンペンセータ７１からバケットシリンダ２２に流れる作動油の方向を切換えることができるようになっている。バケット用コントロールバルブ５２ａは、６ポートの方向切換弁であり、第１のポートがブリードオフコンペンセータ７１の二次ポートに接続されている。第２のポートは、ブリードオフコンペンセータ７１の二次ポートに接続され、第３のポートは、油圧タンク５５に接続されている。また、第４のポートは、リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂに接続されており、第５及び第６のポートは、バケットシリンダ２２に接続されている。
【００３９】
バケット用コントロールバルブ５２ａに備えられた６つのポートは、スプールの位置を切り替えることによって接続状態が切り替わるようになっており、キャブ２内に設けられたバケット操作部材３６を操作することでスプールの位置が切り替え可能になっている。バケット用コントロールバルブ５２ａは、所謂センターオープン型の方向切換弁であり、スプールが中立位置にあるときは、第１のポートと第４のポートに接続され、その他の４つのポートが遮断される。
【００４０】
スプールを第１のオフセット位置に切り替えると、第１及び第４のポートが遮断され、第２のポートは第６のポートに接続され、第３のポートは第５のポートに接続される。これにより、バケットシリンダ２２が伸長し、バケット１３が上側にチルトする。また、スプールを第２のオフセット位置に切換えると、第１及び第４のポートは遮断されたままで、第２のポートが第５のポートに接続され、第３のポートが第６のポートに接続される。これにより、バケットシリンダ２２が収縮し、バケット１３が下側にチルトする。
【００４１】
バケット用コントロールバルブ５２ａは、このように構成されているので、バケット操作部材３６を操作することにより、バケット１３を上下方向にチルトさせることができる。他方、バケット操作部材３６が操作されていない状態では、スプールが中立位置にあるため、バケット用コントロールバルブ５２ａは、第１及び第４のポートを通り抜けてリフトアーム用コントロールバルブ５２ｂに導かれる。
【００４２】
作業機用コントロールバルブ５２の１つであるリフトアーム用コントロールバルブ５２ｂは、リフトアームシリンダ１６に接続されており、ブリードオフコンペンセータ７１からリフトアームシリンダ１６に流れる作動油の方向を切り替えることができるようになっている。リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂは、６ポートの方向切換弁であり、第１のポートがバケット用コントロールバルブ５２ａの第４のポートに接続されている。第２のポートは、ブリードオフコンペンセータ７１の二次ポートに接続され、第３のポートは、油圧タンク５５に接続されている。また、第４のポートは、絞り７２に接続されており、第５及び第６のポートは、２つのリフトアームシリンダ１６に接続されている。
【００４３】
リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂに備えられた６つのポートは、スプールの位置を切り替えることによって接続状態が切り替わるようになっており、キャブ２内に設けられたリフトアーム操作部材３５を操作することで、スプールの位置が切り替え可能になっている。リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂは、所謂センターオープン型の方向切換弁であり、スプールが中立位置にあるときは、第１のポートと第４のポートとが接続され、その他の４つのポートは遮断される。
【００４４】
リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂのスプールを第１のオフセット位置に切換えると、第１及び第４のポートが遮断される。逆に、第２のポートは第６のポートに接続され、第３のポートは第５のポートに接続される。これにより、２つのリフトアームシリンダ１６が伸長し、バケット１３を上昇させることができる。また、スプールを第２のオフセット位置に切り替えると、第１及び第４のポートは遮断される。第２のポートが第５のポートに接続され、第３のポートが第６のポートに接続される。これにより、リフトアームシリンダ１６が収縮し、バケット１３を下降させることができる。
【００４５】
更に、リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂは、第３のオフセット位置に切り替え可能になっている。スプールを第３のオフセット位置に切り替えると、第１及び第４のポートは遮断されるたままで、第２、第３、第５及び第６のポートの全てが油圧タンク５５に接続される。これにより、リフトアームシリンダ１６の保持力がなくなり、バケット１３が接地した状態にあっては、地面の凹凸に追従させてリフトアーム１１を自在に動かすことができる。
【００４６】
リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂは、このように構成されているので、リフトアーム操作部材３５を操作することにより、リフトアーム１１を上下方向に昇降させることができる。リフトアーム操作部材３５が操作されていない状態では、スプールが中立位置にあり、バケット用コントロールバルブ５２ａからの作動油は、リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂを通り抜けて作業機側絞り７２を介して油圧タンク５５に導かれる。作業機側絞り７２を介することで、この作業機側絞り７２の上流側で圧力を発生する。この圧力が傾転指令信号として油圧ポンプ５１に導かれ、油圧ポンプ５１は、この傾転指令信号の圧力に応じて作動油の吐出容量を変えるようになっており、リフトアーム１１及び
バケット１３の操作により、傾転指令信号が小さくなると吐出容量を大きくし、リフトアーム１１及びバケット１３の非操作により傾転指令信号の圧力が大きくなると吐出容量を低下させる。これにより、作業機制御回路６２において、ネガティブコントロール（ネガコン）制御が実現されている。
【００４７】
図４に示すように、本例の作業機制御回路６２には、リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂと作業機側絞り７２とを繋ぐ管路には、当該管路内の油圧を検出するための第２の圧力検出装置７４が備えられている。本明細書においては、第２の圧力検出装置７４で検出される油圧を「ネガコン圧」という。このネガコン圧は前述の傾転指令信号に相当する。作業機８に備えられたリフトアームシリンダ１６及び／又はバケットシリンダ２２を伸長させると、操作された油圧アクチュエータに流れる作動油の流量が増加するため、ネガコン圧は低下する。従って、車体コントローラ５６は、ネガコン圧を監視することにより作業機８が操作されたか否かを判定できる。
【００４８】
また、作業機制御回路６２には、４つのリリーフ弁７５〜７８が設けられている。第１及び第２のリリーフ弁７５、７６は、バケット用コントロールバルブ５２ａの第５及び第６のポートに接続されており、第５及び第６のポートとバケットシリンダ２２との間の圧力が、外力等により予め定められた圧力以上になると、そこを流れる作動油を油圧タンク５５に排出するようになっている。
【００４９】
また、第３のリリーフ弁７７は、作業機側絞り７２に並列に接続されており、作業機側絞り７２に流れる作動油の圧力が予め定められた圧力以上になると、この作動油を油圧タンク５５に排出するようになっている。これにより、傾転指令信号の圧力が予め定められた圧力以上になることを防ぐことができる。
【００５０】
４つ目のリリーフ弁であるメインリリーフ弁７８は、ブリードオフコンペンセータ７１と並列に設けられ、油圧ポンプ５１の吐出圧が予め定められた規定圧以上になると、油圧ポンプ５１からの作動油を油圧タンク５５に排出するようになっている。このメインリリーフ弁７８により、油圧ポンプ５１から作業機制御回路６２に流れる作動油の圧力だけでなく、ステアリング制御回路６１に流れる作動油の圧力も規定圧未満に保つことができる。
【００５１】
図２に示すように、車体コントローラ５６には、アクセルペダル３１の踏込量を検出するアクセル操作量検出装置８１の検出信号ａ、ブレーキペダル３２の踏込量を検出するブレーキ操作量検出装置８２の検出信号ｂ、前後進切替スイッチ３３の操作信号ｃ、シフトスイッチ３４の操作信号ｄ、作業機制御回路６２に備えられた第２の圧力検出装置７４の検出信号ｊが入力される。また、車体コントローラ５６には、エンジンコントローラ５７から出力されるエンジン出力トルク信号ｋ及びエンジン回転数信号ｌが入力される。また、車体コントローラ５６には、トルクコンバータ装置４３に備えられたトルクコンバータ出力回転センサ８４の検出信号ｆ、トランスミッション４４に備えられた車速センサ８５の検出信号ｇが入力される。
【００５２】
一方、トランスミッションコントローラ５８は、車体コントローラ５６からの信号によりロックアップ装置用比例弁４８に対するロックアップ装置切替信号ｍを出力し、車体コントローラ５６は、ポンプレギュレータ５４に対する傾転角制御信号ｎと、エンジンコントローラ５７に対する目標エンジン回転数信号ｐと、トランスミッションコントローラ５８に対するトランスミッション切替信号ｑと、が出力される。
【００５３】
図５は、第１実施形態に係る車体コントローラの機能ブロック図である。本例の車体コントローラ５６は、図４に示すように、バス９１を介して相互に接続されたＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９４、信号入力部９５及び信号出力部９６等のハードウエア資源を備えたコンピュータによって構成されている。エンジンコントローラ５７及びトランスミッションコントローラ５８も、これと同様のハードウエア構成を有するコンピュータが用いられる。
【００５４】
ＲＯＭ９２は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ９２には、ＳＤメモリカード、マイクロＳＤメモリカード及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等が含まれる。
【００５５】
図６は、第１実施形態に係るＲＯＭのフォーマット構成図である。図６に示すように、ＲＯＭ９２には、基本ソフトウェアであるＯＳ（Operating System）の記憶部１０１と、ＯＳ上で動作してホイールローダ１の駆動制御を行う駆動制御プログラムの記憶部１０２と、が設けられる。駆動制御プログラムの記憶部１０２には、更にロックアップ装置４６の切替制御を行う切替制御プログラムの記憶部１０３が設けられる。また、ＲＯＭ９２には、ロックアップ装置４６の切替制御を行う際の基準となるＬｓ圧閾値Ps_th及びネガコン圧閾値Pn_thを記憶する油圧閾値記憶部１０４と、エンジン回転数閾値Egspd_thを記憶するエンジン回転数閾値記憶部１０５と、車速閾値Vespd_thを記憶する車速閾値記憶部１０６と、が設けられる。
【００５６】
Ｌｓ圧閾値Ps_thは、走行装置４９の走行状態が不安定となるステアリング装置３７の操作状態を判断する際の判定基準となるもので、走行装置４９の車速やホイールローダ１が実行している作業の内容に応じて設定される。例えば、走行中にステアリング操作したときに、その操作量が小さいためにステアリングハンドルの回転操作量に対してステアリング動作速度（旋回速度）遅く、作業に支障を来たすような状態を実験等によって調べ、その値とするものである。
【００５７】
図７は第１実施形態に係るホイールローダのネガコン圧閾値算出方法を示す図である。ネガコン圧閾値Pn_thは、車体の状態が不安定となる作業機８の操作状態を判断する際の判断基準となるもので、図７に示すように、Ls圧に応じて設定される。具体的には、作業の内容に応じて設定されるもので、荷役（積荷）単独操作時にはネガコン圧閾値Pn_thが高く設定され、ステアリング単独操作時にはネガコン圧閾値Pn_thが低く設定される。また、荷役操作とステアリング操作の複合操作時には、荷役操作とステアリング操作の割合に応じてネガコン圧閾値Pn_thが設定される。特に、ステアリング操作の操作割合が大きくなるにつれ、小さくなるように設定される。
【００５８】
エンジン回転数閾値Egspd_thは、油圧ポンプ５１から作業に必要な作動油が吐出されているか否かを判断する際の判断基準となるもので、ホイールローダ１が実行している作業の内容に応じて設定される。例えば、積込み作業であれば、その作業に適した作業機の上昇速度が得られるような流量が吐出されているか否かで判断するものである。
【００５９】
車速閾値Vespd_thも、ロックアップが連結状態において油圧ポンプ５１から作業に必要な作動油が吐出されているか否かを判断する際の判断基準となるもので、ホイールローダ１が実行している作業の内容に応じて設定される。
【００６０】
ＲＡＭ９３は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。
【００６１】
ＣＰＵ９４は、ＲＯＭ９２からプログラム及び閾値その他のデータを読み出してＲＡＭ９３上に展開し、ロックアップ装置４６の解除指示の制御プログラムを含むホイールローダ１の駆動制御プログラムを実行する。これにより、ＣＰＵ９４は、トランスミッション以外の情報も含めてホイールローダ１の稼働状態（作業場面）に合わせた適切なロックアップ装置４６の解除指示の制御を実現させる制御機器として機能する。
【００６２】
以下、図８を用いて第１実施形態に係るホイールローダのロックアップ装置解除判定処理手順を説明する。図８は、第１実施形態に係るホイールローダのロックアップ装置解除判定処理手順を示すフローチャートである。図８に示すロックアップ装置解除判定処理は、車体コントローラ５６のＲＯＭ９２に記憶されたロックアップ装置４６の解除指示の制御プログラムにしたがって実行される。
【００６３】
ロックアップ装置４６の解除判定処理が開始されると、車体コントローラ５６は、ロックアップ装置４６が連結状態にあるか否かの判定（手順Ｓ１）と、エンジン４１の回転数がエンジン回転数閾値Egspd_thよりも低いか否かの判定（手順Ｓ２）と、をこの順に行う。
【００６４】
手順Ｓ１においてロックアップ装置４６は連結状態にある（Ｙｅｓ）と判定し、手順Ｓ２においてエンジン４１の回転数はエンジン回転数閾値Egspd_thよりも低い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、手順Ｓ３に移行して図７に示すようにLｓ圧に基づいてネガコン圧閾値Pn_thの算出を行い、次いで手順Ｓ４に移行して第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧がネガコン圧閾値Pn_thよりも低いか否かの判定を行う。
【００６５】
手順Ｓ４で、第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧がネガコン圧閾値Pn_thよりも低い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、作業に必要な作動油が不足していると判断し、手順Ｓ５でロックアップ装置４６を連結解除状態に切り替える（ロックアップ解除）。
【００６６】
手順Ｓ１においてロックアップ装置４６は連結解除状態にある（Ｎｏ）と判定した場合、手順Ｓ２においてエンジン４１の回転数はエンジン回転数閾値Egspd_th以上である（Ｎｏ）と判定した場合、手順Ｓ４で第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧はネガコン圧閾値Pn_th以上である（Ｎｏ）と判定した場合は、そのまま処理を終了する。
【００６７】
第１実施形態に係るホイールローダ１は、第２の圧力検出装置７４で検出されるネガコン圧を監視するだけで、作業機８が操作される際の負荷が増大する条件を判定できるので、従来技術に比べて使用するセンサの数量を減らすことができる。よって、第１実施形態に係るホイールローダ１によれば、従来技術に比べて簡易な構成とすることができる。
【００６８】
また、第１実施形態に係るホイールローダ１は、エンジン４１の回転数が所定のエンジン回転数閾値Egspd_thよりも低く、第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧が所定のネガコン圧閾値Pn_thよりも低い場合にロックアップ装置４６を連結解除状態に切り替えるので、エンジン４１の回転数を油圧ポンプ５１から作業に必要な作動油が吐出される回転数まで速やかに上昇させることができ、作業機８の荷役操作性を向上できる。一方、エンジン４１の回転数が作業機８の動作状態から見て十分に高いと判定される場合には、ロックアップ装置４６を連結状態のまま維持するので、ホイールローダ１の燃費を向上させることができる。
【００６９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図９に基づいて説明する。本発明の第２実施形態は、エンジン回転数に代えて車速を考慮したロックアップ装置解除判定を行うことを特徴とする。
【００７０】
以下、図９を用いて第２実施形態に係るホイールローダのロックアップ装置解除判定処理手順を説明する。図９は、第２実施形態に係るホイールローダのロックアップ装置解除判定処理手順を示すフローチャートである。図９に示すロックアップ装置解除判定処理は、車体コントローラ５６のＲＯＭ９２に記憶されたロックアップ装置４６の切替制御プログラムにしたがって実行される。
【００７１】
ロックアップ装置４６の解除判定処理が開始されると、車体コントローラ５６は、ロックアップ装置４６が連結状態にあるか否かの判定（手順Ｓ１１）と、トランスミッション４４に備えられた車速センサ８５により検出される車速が車速閾値Vespd_thよりも低いか否かの判定（手順Ｓ１２）と、をこの順に行う。
【００７２】
手順Ｓ１１においてロックアップ装置４６は連結状態にある（Ｙｅｓ）と判定し、手順Ｓ１２において車速は車速閾値Vespd_thよりも低い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、手順Ｓ１３に移行して図７に示すようにLs圧に基づいてネガコン圧閾値Pn_thの算出を行い、次いで手順Ｓ１４に移行して第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧がネガコン圧閾値Pn_thよりも低いか否かの判定を行う。
【００７３】
手順Ｓ１４で、第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧はネガコン圧閾値Pn_thよりも低い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、作業に必要な作動油が不足していると判断し、手順Ｓ１５でロックアップ装置４６を連結解除状態に切り替える。
【００７４】
手順Ｓ１１においてロックアップ装置４６は連結解除状態にある（Ｎｏ）と判定した場合、手順Ｓ１２において車速は車速閾値Vespd_th以上（Ｎｏ）と判定した場合、手順Ｓ１４で第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧はネガコン圧閾値Pn_th以上（Ｎｏ）と判定した場合は、そのまま処理を終了する。
【００７５】
第２実施形態に係るホイールローダも、第１実施形態に係るホイールローダ１と同様の効果を有する。
【００７６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図１０に基づいて説明する。本発明の第３実施形態は、ステアリング装置３７に発生するＬｓ圧を考慮したロックアップ装置解除判定を行うことを特徴とする。
【００７７】
以下、図１０を用いて第３実施形態に係るホイールローダのロックアップ装置解除判定処理手順を説明する。図１０は、第３実施形態に係るホイールローダのロックアップ装置解除判定処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すロックアップ装置解除判定処理は、車体コントローラ５６のＲＯＭ９２に記憶されたロックアップ装置４６の切替制御プログラムにしたがって実行される。
【００７８】
ロックアップ装置４６の解除判定処理が開始されると、車体コントローラ５６は、ロックアップ装置４６が連結状態にあるか否かの判定（手順Ｓ２１）と、エンジン４１の回転数がエンジン回転数閾値Egspd_thよりも低いか否かの判定（手順Ｓ２２）と、第１の圧力検出装置６８によって検出されるＬｓ圧がＬｓ圧閾値Ps2_thよりも高いか否かの判定（手順Ｓ２３）と、をこの順に行う。
【００７９】
手順Ｓ２１においてロックアップ装置４６は連結状態にある（Ｙｅｓ）と判定し、手順Ｓ２２においてエンジン４１の回転数はエンジン回転数閾値Egspd_thよりも低い（Ｙｅｓ）と判定し、手順Ｓ２３においてＬｓ圧はＬｓ圧閾値Ps2_thよりも高い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、手順Ｓ２４に移行してロックアップ装置４６を連結解除状態に切り替える。
【００８０】
手順Ｓ２３においてＬｓ圧はＬｓ圧閾値Ps2_th以下（Ｎｏ）と判定した場合は、手順Ｓ２５に移行して図７に示すようにＬｓ圧に基づいてネガコン圧閾値Pn_thの算出を行い、次いで手順Ｓ２６に移行して第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧がネガコン圧閾値Pn_thよりも低いか否かの判定を行う。
【００８１】
手順Ｓ２６で、第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧はネガコン圧閾値Pn_thよりも低い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、作業に必要な作動油が不足していると判断し、手順Ｓ２４でロックアップ装置４６を連結解除状態に切り替える。
【００８２】
手順Ｓ２１においてロックアップ装置４６は連結解除状態にある（Ｎｏ）と判定した場合、手順Ｓ２２においてエンジン４１の回転数はエンジン回転数閾値Egspd_th以上（Ｎｏ）と判定した場合、手順Ｓ２６で第２の圧力検出装置７４で検出されたネガコン圧はネガコン圧閾値Pn_th以上（Ｎｏ）と判定した場合は、そのまま処理を終了する。
【００８３】
第３実施形態に係るホイールローダは、第１実施形態に係るホイールローダ１と同様の効果を有するほか、第１の圧力検出装置６８によって検出されるＬｓ圧がＬｓ圧閾値Ps2_thよりも高いか否かの判定を行い、Ｌｓ圧がＬｓ圧閾値Ps2_thよりも高いと判定した場合には、ロックアップ装置４６を連結解除状態に切り替えるので、例えばトランスミッションが高い速度段で低速走行している状態でもエンジン回転数の上昇がスムーズに図れ、十分なステアリング速度が得られるため、安定したステアリングを図ることができる。
【００８４】
なお、第３実施形態においては、手順Ｓ２２でエンジン４１の回転数がエンジン回転数閾値Egspd_thよりも低いか否かの判定を行ったが、かかる構成に代えて、手順Ｓ２２で車速センサ８５により検出される車速が車速閾値Vespd_thよりも低いか否かの判定を行う構成とすることもできる。
【００８５】
なお、本発明の範囲は、前記実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で上記の実施形態に適宜変更、追加、削除を施したものが含まれる。例えば、前記第１乃至第３の実施形態においては、作業車両としてホイールローダ１を例にとって説明したが、ダンプトラック等の他の作業車両に本発明を適用することもできる。
【００８６】
また、前記第１乃至第３の実施形態においては、走行装置４９の低速走行を判定する判定基準として、エンジン４１の回転数がエンジン回転数閾値Egspd_thよりも低いか否か、或いは、車速センサ８５により検出される車速が車速閾値Vespd_thよりも低いか否かで判定したが、その際にトランスミッション４４の切り替え状態を考慮し、例えばトランスミッション４４の速度段が第２速でエンジン４１の回転数がエンジン回転数閾値Egspd_thよりも低いとき、或いは、トランスミッション４４の速度段が第２速で車速センサ８５により検出される車速が車速閾値Vespd_thよりも低いときに、走行装置４９が低速走行していると判定する構成とすることもできる。
【００８７】
また、前記第３の実施形態においては、ステアリング操作量の基準としてステアリングホイール式のパワーステアリングユニットの操作検出圧の「Ls圧」を用いているが、ステアリングレバー式のステアリングであればレバーの操作量を基準として判定することもできる。また、パイロット用絞り６４と第２ポート間の圧力をステアリング操作量の基準として判定することもできる。
【符号の説明】
【００８８】
１  ホイールローダ
８  作業機
３１  アクセルペダル
３２  ブレーキペダル
３７  ステアリング装置
４１  エンジン
４３  トルクコンバータ装置
４４  トランスミッション
４６  ロックアップ装置
４７  トルクコンバータ
４９  走行装置
５１  油圧ポンプ
５２  作業機用コントロールバルブ
５２ａ  バケット用コントロールバルブ
５２ｂ  リフトアーム用コントロールバルブ５２ｂ
５６  車体コントローラ
５７  エンジンコントローラ（エンジン回転数検出装置）
６８  第１の圧力検出装置（操作量検出装置）
７４  第２の圧力検出装置
【図１】
2019173784.tif 000003
【図２】
2019173784.tif 000004
【図３】
2019173784.tif 000005
【図４】
2019173784.tif 000006
【図５】
2019173784.tif 000007
【図６】
2019173784.tif 000008
【図７】
2019173784.tif 000009
【図８】
2019173784.tif 000010
【図９】
2019173784.tif 000011
【図１０】
2019173784.tif 000012