特許 6692882 作業機の油圧システムの制御方法、作業機の油圧システム及び作業機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6692882

(24)【登録日】2020年4月17日

(45)【発行日】2020年5月13日

(54)【発明の名称】作業機の油圧システムの制御方法、作業機の油圧システム及び作業機

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/08 20060101AFI20200427BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20200427BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/08 A

   E02F9/22 A

【請求項の数】3

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-237645(P2018-237645)

(22)【出願日】2018年12月19日

(62)【分割の表示】特願2015-71869(P2015-71869)の分割

【原出願日】2015年3月31日

(65)【公開番号】特開2019-82250(P2019-82250A)

(43)【公開日】2019年5月30日

【審査請求日】2018年12月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100120341

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】阿部 太樹

(72)【発明者】

【氏名】福田 祐史

(72)【発明者】

【氏名】小西 裕也

(72)【発明者】

【氏名】衣川 亮祐

【審査官】 小岩 智明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−３１１０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６７５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３６２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２０５１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１４３３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−０４５５９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１３／１７９５１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １１／００−１１／２２，２０／００

Ｅ０２Ｆ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置へ切換可能な油圧切換弁に付加される前記パイロット圧を開度の設定によって変更可能な方向切換弁が、所定の開度である第１位置と、前記第１位置に対応する所定の開度よりも大きい開度である第２位置との切り換わりを検出するステップと、
前記パイロット圧の変化率を検出するステップと、
前記パイロット圧の変化率に基づいて、前記方向切換弁を前記第２位置で保持する否かを判定するステップと、
前記変化率が予め定められた判定値よりも小さいとき、前記方向切換弁を前記第２位置から前記第１位置へ切り換えるステップと、
前記変化率が前記判定値よりも大きいとき、前記方向切換弁を前記第２位置に保持するステップと、
前記方向切換弁の前記第２位置での保持が検出され、且つ前記パイロット圧が予め定められた所定圧力未満に低下した時間である第２経過時間を計測するステップと、
前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達すれば、前記方向切換弁を前記第２位置から前記第１位置へ切り換えるステップと、
前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達していない場合は、前記方向切換弁を前記第２位置に保持するステップと、
を備えている作業機の油圧システムの制御方法。

【請求項2】

パイロット油を供給する油圧ポンプと、
前記パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置へ切換可能な油圧切換弁と、
前記油圧切換弁に付加される前記パイロット圧を開度の設定によって変更可能な方向切換弁と、
前記方向切換弁が所定の開度である第１位置と、前記第１位置に対応する所定の開度よりも大きい開度である第２位置との切り換わりを検出する切換検出部と、
前記パイロット圧の変化率を検出し、検出したパイロット圧の変化率に基づいて、前記方向切換弁を前記第２位置で保持する否かを判定し、且つ、前記変化率が予め定められた判定値よりも小さいとき、前記方向切換弁を前記第２位置から前記第１位置へ切り換える
制御部と、
前記方向切換弁の前記第２位置での保持が検出され、且つ前記パイロット圧が予め定められた所定圧力未満に低下した時間である第２経過時間を計測する第２計測部と、
を備え、
前記制御部は、前記変化率が前記判定値よりも大きいとき、前記方向切換弁を前記第２位置に保持し、且つ、前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達すれば、前記方向切換弁を前記第２位置から前記第１位置へ切り換え、且つ、前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達していない場合は、前記方向切換弁を前記第２位置に保持する作業機の油圧システム。

【請求項3】

請求項２に記載の油圧システムと備える作業機であって、
機体に搭載されたキャビンと、
前記機体の右側及び左側に配置された走行装置と、
前記キャビンの側方に設けられたブームと、
前記ブームに装着された作業具と、
を備える作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機の油圧システムの制御方法、作業機の油圧システム及び作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機において、可変容量型の油圧モータを使用して変速を行う油圧システムが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１に開示された油圧システムは、斜板式の可変容量型アキシャルモータ（ＨＳＴモータ）を使用して変速を行うシステムである。詳しくは、油圧切換弁を介して圧油を斜板切換シリンダに供給し、斜板切換シリンダの作動によって、ＨＳＴモータの斜板の角度を変更して低速（１速）と高速（２速）とを切り換えるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−３６２７６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、特許文献１に開示されたような従来の油圧システムでは、変速操作を行ってから実際に変速するまでに応答遅れが生じる場合があり、応答性の向上が要望されていた。特に、低温状態では油の粘性が高くなり、変速がスムーズに進まないことがあった。
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、例えば、低温時等の様々な状況であっても方向切換弁を適正に切り換えることができる作業機の油圧システムの制御方法、作業機の油圧システム及び作業機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】

【0005】

前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下に示す通りである。
作業機の油圧システムの制御方法は、パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置へ切換可能な油圧切換弁に付加される前記パイロット圧を開度の設定によって変更可能な方向切換弁が、所定の開度である第１位置と、前記第１位置に対応する所定の開度よりも大きい開度である第２位置との切り換わりを検出するステップと、前記パイロット圧の変化率を検出するステップと、前記パイロット圧の変化率に基づいて、前記方向切換弁を前記第２位置で保持する否かを判定するステップと、前記変化率が予め定められた判定値よりも小さいとき、前記方向切換弁を前記第２位置から前記第１位置へ切り換えるステップと、前記変化率が前記判定値よりも大きいとき、前記方向切換弁を前記第２位置に保持するステップと、前記方向切換弁の前記第２位置での保持が検出され、且つ前記パイロット圧が予め定められた所定圧力未満に低下した時間である第２経過時間を計測するステップと、前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達すれば、前記方向切換弁を前記第２位置から前記第１位置へ切り換えるステップと、前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達していない場合は、前記方向切換弁を前記第２位置に保持するステップと、を備えている。

【0007】

作業機の油圧システムは、パイロット油を供給する油圧ポンプと、前記パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置へ切換可能な油圧切換弁と、前記油圧切
換弁に付加される前記パイロット圧を開度の設定によって変更可能な方向切換弁と、前記方向切換弁が所定の開度である第１位置と、前記第１位置に対応する所定の開度よりも大きい開度である第２位置との切り換わりを検出する切換検出部と、前記パイロット圧の変化率を検出し、検出したパイロット圧の変化率に基づいて、前記方向切換弁を前記第２位置で保持する否かを判定し、且つ、前記変化率が予め定められた判定値よりも小さいとき、前記方向切換弁を前記第２位置から前記第１位置へ切り換える制御部と、前記方向切換弁の前記第２位置での保持が検出され、且つ前記パイロット圧が予め定められた所定圧力未満に低下した時間である第２経過時間を計測する第２計測部と、を備え、前記制御部は、前記変化率が前記判定値よりも大きいとき、前記方向切換弁を前記第２位置に保持し、且つ、前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達すれば、前記方向切換弁を前記第２位置から前記第１位置へ切り換え、且つ、前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達していない場合は、前記方向切換弁を前記第２位置に保持する。

【0008】

前記制御部は、前記変化率が前記判定値よりも大きいとき、前記方向切換弁を前記第２位置に保持する。
作業機の油圧システムは、前記方向切換弁の前記第２位置での保持が検出され、且つ前記パイロット圧が予め定められた所定圧力未満に低下した時間である第２経過時間を計測する第２計測部を備え、前記制御部は、前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達すれば、前記方向切換弁を前記第２位置から前記第１位置へ切り換え、且つ、前記第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達していない場合は、前記方向切換弁を前記第２位置に保持する。

【0009】

作業機は、上記の油圧システムと、機体に搭載されたキャビンと、前記機体の右側及び左側に配置された走行装置と、前記キャビンの側方に設けられたブームと、前記ブームに装着された作業具と、を備えている。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、例えば、低温時等の様々な状況であっても方向切換弁を適正に切り換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る油圧システムの油圧回路を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る油圧システムの制御方法のフローを示す図である。

【図3】第１実施形態に係る油圧システムの制御方法におけるパイロット圧の時系列変化のグラフを示す図である。

【図4】第１実施形態に係る油圧システムの制御方法におけるパイロット圧のもう一つの時系列変化のグラフを示す図である。

【図5】第１実施形態の変形例に係る油圧システムの制御方法のフローを示す図である。

【図6】第２実施形態に係る油圧システムの制御方法のフローを示す図である。

【図7】第３実施形態に係る油圧システムの油圧回路を示す図である。

【図8】作業機の一例であるトラックローダの側面を示す図である。

【図9】キャビンを上昇させたトラックローダの側面の一部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の好適な実施形態に係る作業機の油圧システムの制御方法、作業機の油圧システム及びこの油圧システムを備えた作業機について、適宜図面を参照しながら説明する。
[第１実施形態]
まず、図８及び図９を参照し、本発明の実施形態による作業機１の全体の構成を説明する。

【0013】

図８及び図９では、本実施形態による作業機１の一例としてトラックローダを示しているが、本実施形態係る作業機はトラックローダに限定されず、例えば、トラクタ、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等であってもよい。尚、本実施形態において、作業機１の運転席に着座した運転者の前側（図８に示す矢印Ｆが指す方向）を前方、運転者の後側（図８に示す矢印Ｒが指す方向）を後方、運転者の左側（図８の紙面に向かって手前側）を左方、運転者の右側（図８の紙面に向かって奥側）を右方として説明する。

【0014】

図８及び図９に示すように、本実施形態に係る作業機１は、機体フレーム（機体）２と、この機体２に装着した作業装置３と、機体２を支持する走行装置４とを備えている。機体２の上部であって当該機体２の前部には、キャビン５が搭載されている。キャビン５の後部は、機体２の支持ブラケット１１に支持されており、支持軸１２回りに揺動自在である。キャビン５の前部は、機体２の前部で支持可能である。

【0015】

キャビン５内には運転席１３が設けられている。運転席１３の一方側（例えば、左側）には、走行装置４を操作するための走行用操作装置１４が配置されている。
走行装置４は、クローラ式走行装置により構成されている。走行装置４は、機体２の左側の下方及び機体２の右側の下方に設けられている。走行装置４は、油圧駆動式の走行モータ２１Ｌ，２１Ｒ（ホイルモータ）の駆動力によって、走行可能である。

【0016】

作業装置３は、左側ブーム２２Ｌと右側ブーム２２Ｒからなる一対のブーム２２と、該ブーム２２の先端に装着したバケット２３（作業具）とを備える。左側ブーム２２Ｌは、機体２の左側に配置されている。右側ブーム２２Ｒは、機体２の右側に配置されている。左側ブーム２２Ｌと右側ブーム２２Ｒとは、左側ブーム２２Ｌと右側ブーム２２Ｒの間に設けられた連結体（図示せず）によって相互に連結されている。左側ブーム２２Ｌ及び右側ブーム２２Ｒは、それぞれ第１リフトリンク２４及び第２リフトリンク２５に支持されている。左側ブーム２２Ｌ及び右側ブーム２２Ｒの基部側と機体２の後下部との間には、複動式油圧シリンダからなるリフトシリンダ２６が左側ブーム２２Ｌ及び右側ブーム２２Ｒに対応して設けられている。リフトシリンダ２６を同時に伸縮させることにより左側ブーム２２Ｌ及び右側ブーム２２Ｒが同時に上下に揺動動作する。左側ブーム２２Ｌ及び右側ブーム２２Ｒの先端側には、それぞれ装着ブラケット２７が、横軸回りに回動自在に枢支連結され、装着ブラケット２７にバケット２３の背面側が取り付けられている。

【0017】

また、装着ブラケット２７と左側ブーム２２Ｌ及び右側ブーム２２Ｒの先端側中途部との間には、複動式油圧シリンダからなるチルトシリンダ２８が、左側ブーム２２Ｌ及び右側ブーム２２Ｒに対応して介装されている。チルトシリンダ２８の伸縮によってバケット２３が揺動動作（スクイ・ダンプ動作）する。
バケット２３は装着ブラケット２７に着脱自在である。装着ブラケット２７は、バケット２３を取り外せば、各種のアタッチメント（油圧アクチュエータを有する油圧駆動式の作業具）を取り付けることができ、掘削以外の各種の作業（又は他の掘削作業）を行えるように構成されている。

【0018】

機体（車体）２の底壁６上の後側にはエンジン２９が設けられ、機体２の底壁６上の前側には燃料タンク３０と作動油タンク３１とが設けられている。
エンジン２９の前方には、走行モータ２１Ｌ，２１Ｒを駆動する油圧駆動装置３２が設けられている。さらに、油圧駆動装置３２の前方には、油圧ポンプからなる第１〜３ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３が設けられている。機体２には、作業装置３用のコントロールバルブ３３（油圧制御装置）が設けられている。

【0019】

次に、本実施形態に係る作業機１の油圧システムについて説明する。
図１は、本実施形態に係る作業機１の走行系の油圧システムである油圧システムの一部を示す図である。
油圧ポンプである第１〜３ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、エンジン２９の動力によって駆動される定容量型のギヤポンプによって構成されている。

【0020】

第１ポンプＰ１（メインポンプ）は、リフトシリンダ２６、チルトシリンダ２８又はブーム２２の先端側に取り付けられるアタッチメントの油圧アクチュエータを駆動するために使用される。第２ポンプＰ２（サブポンプ）は、ブーム２２の先端側に取り付けられる油圧アタッチメントの油圧アクチュエータが大容量を必要とするものである場合に、この油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を増量するために使用される。第３ポンプＰ３（パイロットポンプ、チャージポンプ）は、主として制御信号としてのパイロット油の圧力（パイロット圧）を供給するために使用される。

【0021】

さて、図１に示すように、第３ポンプＰ３の吐出ポートには、該第３ポンプＰ３から吐出される吐出油（パイロット油）を流通させる吐出油路１００ａが接続されている。尚、図１では、第１ポンプＰ１及び第２ポンプＰ２に接続された油路は省略されている。
第３ポンプＰ３の吐出油路１００ａの終端には、後述する油圧切換弁に付加されるパイロット圧を開度の設定によって変更可能な方向切換弁である２速切換弁６４が接続されている。吐出油路１００ａの下流側には、第３ポンプＰ３の最高圧力を設定するリリーフ弁５２が接続されている。

【0022】

本実施形態に係る作業機１の油圧システムは、ＨＳＴモータ２５７と、油圧切換弁２６３とを有する。ＨＳＴモータ２５７は、例えばカムモータ（ラジアルピストンモータ）で構成されている。このＨＳＴモータ２５７は、稼動時における容量（モータ容量）の大きさを変更できる容量可変型であって、モータ容量を変更することによって出力軸の回転やトルクを変更することができる。詳しくは、ＨＳＴモータ２５７は、第１モータ２５７Ａと、第２モータ２５７Ｂとを有している。第１モータ２５７Ａ及び第２モータ２５７Ｂの両方に作動油を供給することにより、モータ容量は大きくなり、ＨＳＴモータ２５７は１速となる。また、第１モータ２５７Ａと第２モータ２５７Ｂとのいずれかに作動油を供給することによって、モータ容量は小さくなり、ＨＳＴモータ２５７は２速となる。

【0023】

油圧切換弁２６３は、パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置に切換可能な油圧切換弁であって、ＨＳＴモータ２５７を１速或いは２速に切り換える弁であり、第１切換位置６３ａ、第２切換位置６３ｂ、及び中立位置６３ｃの３つの位置に切り換え可能な三位置切換弁である。詳しくは、油圧切換弁２６３の受圧部２６４に作用するパイロット油の圧力が、予め定められた所定圧力である設定圧に満たない場合、油圧切換弁２６３は、バネによって第１切換位置６３ａに保持される。油圧切換弁２６３が第１切換位置６３ａである場合、第１モータ２５７Ａ及び第２モータ２５７Ｂの両方に作動油が供給され、ＨＳＴモータ２５７は１速となる。油圧切換弁２６３の受圧部２６４に作用するパイロット油の圧力が、設定圧以上である場合、油圧切換弁２６３は、中立位置６３ｃを経て第２切換位置６３ｂに切り換えられる。油圧切換弁２６３が第２切換位置６３ｂである場合、第１モータ２５７Ａだけに作動油が供給され、ＨＳＴモータ２５７は２速となる。

【0024】

上述した油圧切換弁２６３と２速切換弁（方向切換弁）６４とは、第２油路１００ｘにより接続されている。第２油路１００ｘにおいて油圧切換弁２６３と２速切換弁６４との間には、第２絞り部８１が設けられている。
２速切換弁６４を第２位置６４ｂに切り換えると、油圧切換弁２６３の受圧部２６４にパイロット圧が加わる。受圧部２６４に加わるパイロット圧が設定圧に達すると、油圧切換弁２６３は、第１切換位置６３ａから中立位置６３ｃを経て第２切換位置６３ｂへ切り換わる。

【0025】

第２絞り部８１は、第２油路１００ｘを流れるパイロット油の量を制限するものであり、この第２絞り部８１によって２速切換弁６４から油圧切換弁２６３に向かうパイロット圧を低減させる。このように、第２絞り部８１は、油圧切換弁２６３に付与されるパイロット圧の変化速度を低減させるので、油圧切換弁２６３の切換え速度を低下させることができる。その結果、油圧切換弁２６３が急激に切換えられることを回避することができ、ＨＳＴモータ２５７を１速から２速に切り換える際の衝撃を緩和することができる。

【0026】

２速切換弁６４は、励磁により第１位置６４ａと第２位置６４ｂとに切り換え可能な二位置切換弁からなる。２速切換弁（方向切換弁）６４は、第２位置６４ｂに切り換えられたときには、第２油路１００ｘを介して第３ポンプＰ３の吐出油路１００ａ（第１油路１００ａということがある）と油圧切換弁２６３とを接続する。そして、第３ポンプＰ３から吐出したパイロット油が２速切換弁６４及び第２油路１００ｘを通って、油圧切換弁２６３の受圧部２６４に作用する。油圧切換弁２６３は、２速切換弁６４から油圧切換弁２６３へ至るパイロット油の圧力（パイロット圧）により、第２切換位置６３ｂに切り換えられる。一方、第１位置６４ａに切り換えられたときには、作動油タンク３１と油圧切換弁２６３とを接続して、油圧切換弁２６３に作用するパイロット油を作動油タンク３１へ排出する。これにより、第２油路１００ｘのパイロット圧が低下し、油圧切換弁２６３は第１切換位置６３ａへ切り換わる。

【0027】

上述のように、本実施形態では、第２油路１００ｘのパイロット圧に基づいて２速切換弁（方向切換弁）６４を制御する。
図１に示すように、第２油路１００ｘであって、油圧切換弁２６３の受圧部２６４と合流部ＶＸとの間には、パイロット圧を検出する圧力検出部３００が接続されている。圧力検出部３００は、圧力計（圧力センサ）から構成されている。圧力検出部３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成された制御部３０１に接続されている。

【0028】

制御部３０１は、当該制御部３０１に接続された操作部材３０２及び圧力検出部３００が検出したパイロット圧に基づき、上述した２速切換弁６４の切り換えを制御する。
操作部材３０２は、ＨＳＴモータ２５７の１速或いは２速を設定するスイッチであって、作業機１の走行速度の切換を指示するものである。操作部材３０２は、例えば、揺動自在なシーソ型スイッチ、スライド自在なスライド型スイッチ、或いは、押圧自在なプッシュ型スイッチで構成されている。シーソ型スイッチにあっては、一方側に揺動することにより１速、他方側に揺動することにより２速に設定することができる。スライド型スイッチにあっては、一方側にスライドすることにより１速、他方側にスライドすることにより２速に設定することができる。プッシュ型スイッチにあっては、押圧を行う毎に１速、２速の順に切り換わる。

【0029】

次に、制御部３０１による制御について詳しく説明する。
制御部３０１は、操作部材３０２が操作されてＨＳＴモータ２５７を１速にする操作がなされたとき、方向切換弁６４を第１位置６４ａにする指令（以下、「１速指令」ということがある）を方向切換弁６４に出力する。この１速指令によって方向切換弁６４が第１位置６４ａに設定されると、第２油路１００ｘのパイロット圧が設定値未満（設定圧未満）であれば、油圧切換弁２６３は第１切換位置６３ａに設定され、ＨＳＴモータ２５７が１速となる。

【0030】

また、制御部３０１は、操作部材３０２が操作されてＨＳＴモータ２５７を２速にする操作がなされたとき、方向切換弁６４を第２位置６４ｂにする指令（以下、２速指令ということがある）を方向切換弁６４に出力する。この２速指令によって方向切換弁６４が第２位置６４ｂに設定されると、第２油路１００ｘを介して第３ポンプＰ３の吐出油路１００ａと油圧切換弁２６３とが接続される。このとき、第３ポンプＰ３から吐出したパイロット油が２速切換弁６４及び第２油路１００ｘを通って、油圧切換弁２６３の受圧部２６４に作用する。

【0031】

２速切換弁（方向切換弁）６４は、第２位置６４ｂに切り換えられたときには、油圧切換弁２６３は、２速切換弁６４から油圧切換弁２６３へ至るパイロット油の圧力（パイロット圧）により、第２切換位置６３ｂに切り換えられる。この条件で、圧力検出部３００で検出される第２油路１００ｘのパイロット圧が設定値以上（設定圧以上）となれば、油圧切換弁２６３が第２切換位置６３ｂに設定され、ＨＳＴモータ２５７が２速となる。

【0032】

さらに、制御部３０１は、方向切換弁６４を第２位置６４ｂにする指令を出力している状態、つまり方向切換弁６４へ２速指令を出力している状態において、圧力検出部３００で検出されたパイロット圧が、予め定められた所定圧力を超えた後に当該所定圧力未満（設定値未満）となった場合は、１速指令を方向切換弁６４に出力する。具体的に、制御部３０１が２速指令を出力した後に第２油路１００ｘのパイロット圧が設定圧以上に上昇し、その後第２油路１００ｘのパイロット圧が設定圧未満に低下した場合、制御部３０１は、方向切換弁６４に１速指令を出力する。これによって、油圧切換弁２６３は、パイロット圧が予め定められた所定圧力を超えたときに第２切換位置６３ｂに設定され、パイロット圧が設定圧未満に低下したときに第１切換位置６３ａに設定される。

【0033】

また、２速指令の出力後に第２油路１００ｘのパイロット圧が設定圧以上に上昇せず、設定圧未満の状態が所定時間続いた場合、制御部３０１は、方向切換弁６４に１速指令を出力する。このとき、油圧切換弁２６３は、方向切換弁６４の状態にかかわらず、パイロット圧が設定圧未満であるときの位置である第１切換位置６３ａから動かない。
つまり、制御部３０１は、２速指令の出力後に第２油路１００ｘにおけるパイロット圧を監視する。第２油路１００ｘにおけるパイロット圧が設定値以上であれば、油圧切換弁２６３は、方向切換弁６４に対する２速指令に従って、第２切換位置６３ｂに設定されてＨＳＴモータ２５７は２速の状態にある。しかし、第２油路１００ｘにおけるパイロット圧が設定値未満の場合は、制御部３０１が２速指令を出力し方向切換弁６４が第２位置６４ｂに設定されているのにも関わらず、油圧切換弁２６３は第２切換位置６３ｂに設定されていない。このとき、油圧切換弁２６３は中立位置６３ｃに設定されている可能性があるので、制御部３０１は、方向切換弁６４に２速指令を出力後に第２油路１００ｘにおけるパイロット圧が設定値未満である場合には、２速指令の出力を停止して１速指令を出力する。

【0034】

したがって、制御部３０１が２速指令を出力している状況下で何らかの事情によって第２油路１００ｘにおけるパイロット圧が低下した場合には、１速指令を方向切換弁６４に出力することにより、油圧切換弁２６３が中立位置６３ｃで維持されることを防止している。例えば、制御部３０１が２速指令を出力している状態で、エンジン回転数の急速な低下、ヒッチシリンダの急速な使用時、又は作動油の極端な高温化などによって第２油路１００ｘにおけるパイロット圧が一時的に低下した場合、望まれない中立位置６３ｃへの切り換えを防止することができる。

【0035】

以下、図２〜図４を参照し、上述の制御部３０１による油圧システムの制御方法について更に詳しく説明する。
制御部３０１は、方向切換弁である２速切換弁６４を、所定の開度である１速（第１位置）から、１速よりも大きい開度である２速（第２位置）に切換えると共に、油圧切換弁２６３へ付加されるパイロット圧に基づいて２速切換弁６４を２速で保持するか、２速から１速へ戻す、つまり１速へ切換えるかを判断し、２速切換弁６４の切換えを行う。

【0036】

制御部３０１は、コンピュータプログラムによって動作するものであり、各々コンピュータプログラムで構成された切換検出部３２０、第１計測部３２１、第１時間判定部３２２、圧力判定部３２３、保持部３２４、第１切換部３２５、位置検出部３２６、第２計測部３２７、第２時間判定部３２８、及び第２切換部３２９を備え、これらの動作を、後述する図２に示すフローチャートに基づいて制御する。

【0037】

制御部３０１は、操作部材３０２が操作されてＨＳＴモータ２５７を１速にする操作がなされたとき、方向切換弁６４に１速指令を出力して方向切換弁６４を所定の開度である第１位置６４ａへ切り換え、操作部材３０２が操作されてＨＳＴモータ２５７を２速にする操作がなされたとき、方向切換弁６４に２速指令を出力して方向切換弁６４を前記第１位置に対応する所定の開度よりも大きい開度である第２位置６４ｂへ切り換える。

【0038】

切換検出部３２０は、方向切換弁６４が、所定の開度である第１位置６４ａ、又は第１位置６４ａに対応する所定の開度よりも大きい開度である第２位置６４ｂに切り換えられたことを検出するものであり、制御部３０１が１速指令を出力しているか、２速指令を出力しているかを検出する。切換検出部３２０は、この検出によって、方向切換弁６４が第１位置である第１位置６４ａから第２位置である第２位置６４ｂへ切り換えられたことを検出すると共に、方向切換弁６４が第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換えられたことを検出する。切換検出部３２０は、方向切換弁６４が第１位置６４ａから第２位置６４ｂへ切り換えられたことを検出すると、第２位置６４ｂへ切り換えられたことを示す２速切換信号を出力し、方向切換弁６４が第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換えられたことを検出すると、第１位置６４ａへ切り換えられたことを示す１速切換信号を出力する。

【0039】

第１計測部３２１は、方向切換弁６４が第２位置６４ｂへ切り換えられてからの経過時間、つまり方向切換弁６４の第２位置６４ｂでの経過時間である第１経過時間を計測するタイマー（タイマーＡ）である。第１計測部３２１は、切換検出部３２０が出力した２速切換信号を取得すると第１経過時間の計測を開始する。
第１時間判定部３２２は、予め定められた長さの時間である第１所定時間を保持すると共に、第１計測部３２１で計測された第１経過時間を取得し、第１経過時間が予め定められた第１所定時間に達したか否かを判定するものである。第１所定時間は、制御部３０１が２速指令を出力してから、方向切換弁６４が第２位置６４ｂへ切り換わり、油圧切換弁２６３が第２切換位置６３ｂへ切り換わるまでに要する時間、つまり、２速指令の出力から第２切換位置６３ｂへの切り換えまでの時間差に基づいて決められる長さの時間であり、本実施形態では、例えば８００ｍｓ（ミリ秒）である。

【0040】

なお、２速指令の出力から第２切換位置６３ｂへの切り換えまでの時間差は、パイロット油の温度の高低によっても変化するので、第１所定時間は、８００ｍｓに限らず油圧システムの運転の状態に基づいて異なる長さとなってもよい。例えば、外気温が氷点下となるなどによって、パイロット油の温度が下がり粘度が大きくなると、第１所定時間は８００ｍｓよりも長い方が好ましい場合がある。逆に、パイロット油の温度によっては、第１所定時間は８００ｍｓよりも短い方が好ましい場合もある。従って、第１所定時間は、２速指令の出力から第２切換位置６３ｂへの切り換えまでの時間差と、パイロット油の温度とに基づいて決められる時間ともいえる。

【0041】

圧力判定部３２３は、上述の圧力検出部３００などの圧力計で計測されたパイロット圧を取得し、取得したパイロット圧が予め定められた所定圧力に達しているか否かを判定するものである。圧力判定部３２３は、予め定められた所定圧力として、油圧切換弁２６３を第２切換位置６３ｂへ切り換えると共に、油圧切換弁２６３を第２切換位置６３ｂに保持するのに必要な圧力である１.２ＭＰａを保持している。

【0042】

保持部３２４は、上記第１経過時間が上記第１所定時間に達する以前にパイロット圧が所定圧力に達していれば方向切換弁６４の第２位置６４ｂを保持するものである。保持部３２４は、方向切換弁６４が第２位置６４ｂに切り換えられていることを示すフラグ（第２位置フラグ）を有している。保持部３２４は、第１時間判定部３２２による判定結果と圧力判定部３２３によって取得されたパイロット圧とを取得し、第１経過時間が第１所定時間である８００ｍｓ未満であり、且つパイロット圧が１.２ＭＰａ以上である場合、方向切換弁６４が第２位置６４ｂに切り換えられていることを示すフラグ（第２位置フラグ）を有効（オンＯＮ）に設定すると共に、方向切換弁６４を第２位置６４ｂに保持する。さらに、保持部３２４は、方向切換弁６４が第１位置６４ａへ切り換えられれば、第２位置フラグを無効（オフＯＦＦ）に設定する。

【0043】

第１切換部３２５は、第１経過時間が第１所定時間に達する以前にパイロット圧が所定圧力に達していなければ、方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換えるものである。第１切換部３２５は、圧力判定部３２３によって取得されたパイロット圧と第１時間判定部３２２による判定結果とを取得し、パイロット圧が１.２ＭＰａ未満であり、第１時間判定部３２２による判定結果において第１経過時間が第１所定時間である８００ｍｓ以上である場合、方向切換弁６４に１速指令を出力して、方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換える。

【0044】

位置検出部３２６は、方向切換弁６４が第２位置６４ｂで保持されていることを検出するものであり、保持部３２４が有する第２位置フラグが有効（ＯＮ）であるか無効（ＯＦＦ）であるかを検出し、この第２位置フラグに基づいて方向切換弁６４が第２位置６４ｂで保持されていることを検出するものである。
第２計測部３２７は、方向切換弁６４の第２位置６４ｂでの保持が検出され、且つパイロット圧が所定圧力よりも低下したとき、つまり圧力判定部３２３が用いる所定圧力である１.２ＭＰａ未満となったときに、当該パイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ未満に低下してからの経過時間（つまり、パイロット圧が所定圧力よりも低下した時間）である第２経過時間を計測するタイマー（タイマーＢ）である。方向切換弁６４の第２位置６４ｂでの保持が検出されているので、パイロット圧は、一旦所定圧力（１.２ＭＰａ）以上となっている。つまり、第２計測部３２７は、一旦所定圧力（１.２ＭＰａ）以上となったパイロット圧が所定圧力未満となっている時間を計測する。

【0045】

第２時間判定部３２８は、計測された第２経過時間が、第１所定時間とは異なり予め定められた長さの時間である第２所定時間に達したか否かを判定するものであり、第２所定時間を保持すると共に、第２計測部３２７で計測された第２経過時間を取得し、第２経過時間が予め定められた第２所定時間に達したか否かを判定する。第２所定時間は第１所定時間とは異なる時間であり、第２所定時間は、外乱などによりパイロット圧が一時的に低下して所定圧力（１.２ＭＰａ）未満となったときに、当該低下したパイロット圧が所定圧力に復帰するのに要する時間に基づいて決められる長さの時間であり、本実施形態では、例えば５００ｍｓ（ミリ秒）である。

【0046】

なお、外乱などにより低下したパイロット圧が所定圧力に復帰するのに要する時間は、パイロット油の温度の高低によっても変化するので、第２所定時間は、５００ｍｓに限らず油圧システムの運転の状態に基づいて異なる長さとなってもよい。例えば、外気温が氷点下となるなどによって、パイロット油の温度が下がり粘度が大きくなると、第２所定時間は５００ｍｓよりも長い方が好ましい場合がある。逆に、パイロット油の温度によっては、第２所定時間は５００ｍｓよりも短い方が好ましい場合もある。本実施形態では、第２所定時間は、第１所定時間よりも短い時間に設定されている。その理由は、第２経過時間を計測する第２計測部３２７が、方向切換弁６４の第２位置６４ｂでの保持が少なくとも一度検出された後に動作するため、パイロット油の暖機が僅かでも進んでパイロット油の圧力伝達が円滑になっていると考えられるからである。

【0047】

第２切換部３２９は、第２経過時間が第２所定時間に達すれば方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換えるものであり、方向切換弁６４の第２位置６４ｂでの保持が検出され、且つパイロット圧が所定圧力未満となり、さらに第２経過時間が第２所定時間に達した（第２所定時間以上となった）ときに、方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換える。第２切換部３２９は、圧力判定部３２３によって取得されたパイロット圧、保持部３２４が有する第２位置フラグ、及び第２時間判定部３２８による判定結果を取得し、パイロット圧が１.２ＭＰａ未満となったことを示し、第２位置フラグが有効（ＯＮ）であり、且つ第２時間判定部３２８による判定結果が、第２経過時間が第２所定時間である５００ｍｓ以上である場合、方向切換弁６４に１速指令を出力して、方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換える。

【0048】

図２を参照しながら、上述の構成を有する制御部３０１の動作について説明する。
図２は、本実施形態に係る油圧システムの制御方法のフローを示す図である。
制御部３０１は、操作部材３０２の操作に従って１速指令又は２速指令を出力するが、図２のフローチャートの最初（ＳＴＡＲＴ）では、操作部材３０２がＨＳＴモータ２５７を１速に設定する位置にあり、制御部３０１が１速指令を出力している。従って、方向切換弁６４は第１位置６４ａにある。

【0049】

作業機１のオペレータなどによって操作部材３０２が操作されると、制御部３０１は、切換検出部３２０によって、１速指令を出力しているか、２速指令を出力しているかを検出する（ステップＳ１００）。
切換検出部３２０が１速指令を検出していれば（ステップＳ１００：Ｎｏ）、方向切換弁６４は第１位置６４ａにあり、２速指令を検出していれば（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、方向切換弁６４は第１位置６４ａから第２位置６４ｂに切り換えされた、又は第２位置６４ｂにあることがわかる。

【0050】

制御部３０１は、ステップＳ１００において切換検出部３２０が１速指令を検出していれば（ステップＳ１００：Ｎｏ）、図２のフローに示す制御を終了する。
ステップＳ１００において切換検出部３２０が２速指令を検出していれば（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０へ遷移する。ステップＳ１１０において切換検出部３２０は、２速切換信号を第１計測部３２１へ出力し、第１計測部３２１は、出力された２速切換信号を取得する。第１計測部３２１は、２速切換信号を取得すると、第１経過時間の計測を開始する（ステップＳ１１０）。

【0051】

これによって、第１計測部３２１は、方向切換弁６４が第２位置６４ｂへ切り換えられてからの経過時間である第１経過時間の計測を開始し、処理はステップＳ１２０へ遷移する。
圧力判定部３２３は、ステップＳ１００において切換検出部３２０が２速指令を検出していればステップ（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、圧力検出部３００で計測されたパイロット圧を取得し、取得したパイロット圧が予め定められた所定圧力である１.２ＭＰａ以上であるか１.２ＭＰａ未満であるかを判定する（ステップＳ１２０）。

【0052】

位置検出部３２６は、ステップＳ１２０でパイロット圧が所定圧力（１.２ＭＰａ）未満であると判定されると（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、保持部３２４が有する第２位置フラグが有効（ＯＮ）であるか無効（ＯＦＦ）であるかを検出する（ステップＳ１３０）。
ステップＳ１３０において位置検出部３２６が、第２位置フラグが無効（ＯＦＦ）であることを検出すると（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、制御部３０１は、第１計測部３２１が計測した第１経過時間を参照し、第１経過時間が第１所定時間である８００ｍｓ以上であるか８００ｍｓ未満であるかを判定する（ステップＳ１４０）。

【0053】

ステップＳ１４０において第１経過時間が８００ｍｓ未満であれば（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、処理はステップＳ１２０に戻って、圧力判定部３２３が、圧力検出部３００で計測されたパイロット圧を再び取得し、取得したパイロット圧が予め定められた所定圧力である１.２ＭＰａ以上であるか１.２ＭＰａ未満であるかを判定する（ステップＳ１２０）。

【0054】

保持部３２４は、ステップＳ１２０でパイロット圧が所定圧力（１.２ＭＰａ）以上であると判定されると（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、保持部３２４が有する第２位置フラグを有効（ＯＮ）に設定する（ステップＳ１５０）。
第１計測部３２１は、ステップＳ１５０で第２位置フラグが有効（ＯＮ）に設定されると、第１経過時間の計測を停止し、すでに計測した第１経過時間を初期値（例えば、ゼロ０）に設定する（ステップＳ１６０）。

【0055】

ステップＳ１６０で第１経過時間が初期値に設定（リセット）されると、圧力判定部３２３が、圧力検出部３００で計測されたパイロット圧を三たび取得し、取得したパイロット圧が予め定められた所定圧力であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。
この後、ステップＳ１２０においてパイロット圧が所定圧力（１.２ＭＰａ）以上であると判定され続ける（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）かぎり、ステップＳ１２０から、ステップＳ１５０及びステップＳ１６０を経てステップＳ１２０へ戻るループが繰り返される。

【0056】

ここで、パイロット圧が低下して所定圧力（１.２ＭＰａ）未満であると判定されると（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、位置検出部３２６は、保持部３２４が有する第２位置フラグが有効（ＯＮ）であるか無効（ＯＦＦ）であるかを検出する（ステップＳ１３０）。
ステップＳ１３０で第２位置フラグが有効（ＯＮ）であると検出されると（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、第２計測部３２７を動作させて第２経過時間の計測を開始する（ステップＳ１７０）。

【0057】

これによって、第２計測部３２７は、方向切換弁６４の第２位置６４ｂでの保持が検出され、且つパイロット圧が１.２ＭＰａ未満となったときに、当該パイロット圧が１.２ＭＰａ未満に低下してからの経過時間である第２経過時間の計測を開始する。
ステップＳ１７０で第２計測部３２７が動作を開始すると、第２時間判定部３２８は、第２経過時間を取得し、第２経過時間が第２所定時間（５００ｍｓ）以上であるか第２所定時間未満であるかを判定する（ステップＳ１８０）。

【0058】

ステップＳ１８０で第２経過時間が第２所定時間未満であれば（ステップＳ１８０：Ｎｏ）、制御部３０１は処理をステップＳ１２０に戻す。
このとき、パイロット圧が回復（上昇）して所定圧力（１.２ＭＰａ）以上となり、圧力判定部３２３が四たび取得したパイロット圧が予め定められた所定圧力である１.２ＭＰａ以上であれば（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１５０へ遷移するが、第２位置フラグはすでに有効（ＯＮ）であり、処理はさらにステップＳ１６０へ遷移する。

【0059】

ここで、第２計測部３２７は、第２経過時間の計測を停止し、すでに計測した第２経過時間を初期値（例えば、ゼロ０）に設定する（ステップＳ１６０）。
その後、処理がステップＳ１２０へ戻ったときにパイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ未満であれば、処理は、ステップＳ１２０、ステップＳ１３０及びステップＳ１７０を経てステップＳ１８０へ戻る。

【0060】

第２経過時間が第２所定時間未満であれば（ステップＳ１８０：Ｎｏ）、上述のとおり処理はステップＳ１２０へ戻るが、パイロット圧が継続的に所定圧力である１.２ＭＰａ未満であれば、ステップＳ１２０から、ステップＳ１３０、ステップＳ１７０及びステップＳ１８０を経てステップＳ１２０へ戻るループが繰り返され、第２経過時間が累積されてゆく。

【0061】

ステップＳ１８０において、第２経過時間が第２所定時間である５００ｍｓ以上であると判定されると（ステップＳ１８０：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、１速指令を出力し、方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換える（ステップＳ１９０）。
ステップＳ１９０に続いて、制御部３０１は、保持部３２４が有し、有効（ＯＮ）となっている第２位置フラグを、方向切換弁６４が第１位置６４ａにあることを示す無効（ＯＦＦ）に設定する（ステップＳ２００）。

【0062】

ステップＳ１９０及びＳ２００の後又は同時に、第２計測部３２７は、第２経過時間の計測を停止し、すでに計測した第２経過時間を初期値（例えば、ゼロ０）に設定する（ステップＳ２１０）。
図３を参照し、上述の制御フローについて説明を補足する。
図３は、本実施形態に係る油圧システムの制御方法におけるパイロット圧の時系列変化のグラフを示す図である。図３の縦軸はパイロット圧を示し、横軸は時間を示す。図３に実線Ｌ１で示すパイロット圧は、所定圧力である１.２ＭＰａ以上となったり未満となったりといった上下を数回繰り返して、最終的には大きく低下している。この圧力変化について、上述の制御フローを参照しながら説明する。

【0063】

実線Ｌ１で示すパイロット圧は、時間０において所定圧力である１.２ＭＰａ以上であるので、制御部３０１が２速指令を出力して方向切換弁６４は第２位置６４ｂであり、保持部３２４の第２位置フラグは有効（ＯＮ）となっている。このとき、図２の制御フローにおいて、処理は、ステップＳ１２０から、ステップＳ１５０及びステップＳ１６０を経てステップＳ１２０へ戻るループが繰り返される。

【0064】

その後、何らかの原因でパイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ未満となっている。このとき、図２の制御フローにおいて、処理は、ステップＳ１２０から、ステップＳ１３０、ステップＳ１７０及びステップＳ１８０を経てステップＳ１２０へ戻るループが繰り返され、第２経過時間（タイマーＢ）が累積されてゆく。図３において、パイロット圧が１.２ＭＰａ未満となった１度目は、第２経過時間（タイマーＢ）が２２０ｍｓとなっ
たところでパイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ以上となり、処理は、ステップＳ１２０から、ステップＳ１５０及びステップＳ１６０を経てステップＳ１２０へ戻るループへ戻っている。２度目は、第２経過時間（タイマーＢ）が２５０ｍｓとなったところでパイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ以上となり、処理は、ステップＳ１２０から、ステップＳ１５０及びステップＳ１６０を経てステップＳ１２０へ戻るループへ戻っている。

【0065】

しかし、３度目は、パイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ未満となって、ステップＳ１２０から、ステップＳ１３０、ステップＳ１７０及びステップＳ１８０を経てステップＳ１２０へ戻る処理が繰り返され、ステップＳ１８０において、累積された第２経過時間（タイマーＢ）が５００ｍｓ以上であると判定される（時間Ｔ１）。このとき、上述のとおりステップＳ１９０〜ステップＳ２１０を経て、制御部３０１は１速指令を出力する。この１速指令によって、方向切換弁６４は第１位置６４aに設定され、パイロット圧は急激に低下する。

【0066】

ここで、上述の説明とは関係なく図２のフローチャートの最初（ＳＴＡＲＴ）に戻る。操作部材３０２はＨＳＴモータ２５７を１速に設定する位置にあり、制御部３０１が１速指令を出力して方向切換弁６４は第１位置６４aにある。この後、作業機１のオペレータなどが操作部材３０２を操作し、操作部材３０２がＨＳＴモータ２５７を２速に設定する位置に移動すると、ステップＳ１００において２速指令の出力が検出され、さらにステップＳ１１０において第１経過時間の計測が開始される。

【0067】

このとき、ステップＳ１２０においてパイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ以上であると判定されれば（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ１７０へ遷移して上述の制御が実行されるが、反対にステップＳ１２０においてパイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ未満であると判定されれば（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、処理はステップＳ１３０へ遷移する。しかし、第２位置フラグは、未だ一度も有効（ＯＮ）となっておらず無効（ＯＦＦ）のままであり（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、処理は、ステップＳ１４０へ遷移する。ステップＳ１４０において第１経過時間が第１所定時間である８００ｍｓ未満であり（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、パイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ未満であり続ければ（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、ステップＳ１４０から、ステップＳ１２０及びステップＳ１３０を経てステップＳ１４０へ戻るループが繰り返され、第１経過時間が累積されてゆく。

【0068】

パイロット圧が所定圧力である１.２ＭＰａ以上とならず（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、ステップＳ１４０で第１経過時間が第１所定時間（８００ｍｓ）以上であると判定されれば（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１９０へ遷移して、制御部３０１は１速指令を出力し、操作部材３０２はＨＳＴモータ２５７を１速に設定する位置に戻る。その後、処理はステップＳ２００へ遷移して、第２位置フラグは無効（ＯＦＦ）を維持する。続くステップＳ２１０では第１経過時間の計測が停止してリセットされ、図２に示すフローは終了する。

【0069】

図４を参照し、上述の制御フローについて説明を補足する。
図４は、本実施形態に係る油圧システムの制御方法におけるパイロット圧の時系列変化のグラフを示す図である。図４の縦軸はパイロット圧を示し、横軸は時間を示す。図４に実線Ｌ２で示すパイロット圧は、時間Ｔ２で上昇を始め、時間Ｔ３で所定圧力である１.２ＭＰａ以上となっている。この圧力変化について、上述の制御フローを参照しながら説明する。

【0070】

図２を参照し、時間Ｔ２において作業機１のオペレータなどが操作部材３０２を操作し、操作部材３０２がＨＳＴモータ２５７を２速に設定する位置に移動すると、ステップＳ１００において制御部３０１は２速指令を出力し、方向切換弁６４は第２位置６４ｂに設定される。
実線Ｌ２で示すパイロット圧は、方向切換弁６４が第２位置６４ｂに設定された時間Ｔ２から上昇を始める。このとき、図２の制御フローにおいて、処理は、ステップＳ１２０から、ステップＳ１３０及びステップＳ１４０を経てステップＳ１２０へ戻るループが繰り返される。

【0071】

その後、パイロット圧は、時間Ｔ３で所定圧力である１.２ＭＰａ以上となっている。このとき、時間Ｔ３は第１所定時間（８００ｍｓ）未満であるので（ステップＳ１４０：Ｎｏ）、続くステップＳ１２０で、パイロット圧が１.２ＭＰａ以上であると判定され（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、処理は、既に説明したステップＳ１２０から、ステップＳ１５０及びステップＳ１６０を経てステップＳ１２０へ戻るループへ遷移する。

【0072】

しかし、図４に破線で示すパイロット圧は、時間Ｔ３を超え、第１所定時間である８００ｍｓを超えても１.２ＭＰａ以上とはなっていない。このときは、パイロット圧が１.２ＭＰａ未満であると判定され（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、且つ第１経過時間が第１所定時間（８００ｍｓ）以上であると判定される（ステップＳ１４０：Ｙｅｓ）ことで、処理はステップＳ１９０へ遷移して、上述のとおりステップＳ１９０〜ステップＳ２１０を経て、制御部３０１は１速指令を出力する。この１速指令によって、方向切換弁６４は第１位置６４aに設定される。

【0073】

ここで、改めて図３と図４を参照すると、図４は、時間Ｔ２で１速指令から２速指令に切り換えた後、つまり方向切換弁６４を第１位置６４ａから第２位置６４ｂに切り換えた後における、パイロット圧の変化を示すグラフであるといえる。また、図３は、既に２速指令が出力されて油圧切換弁２６３が第２切換位置６３ｂに設定されているときにおけるパイロット圧の変化を示すグラフであるといえる。

【0074】

ここで、図４に示す状態は、作業機１のエンジンが始動した後に初めて操作部材３０２を操作したときに生じることに注意をされたい。特に、氷点下などの極寒時にエンジンを始動してパイロット油の暖機が十分に行われていない状態で初めて操作部材３０２を操作したときは、低温のパイロット油の流動性が十分に確保されておらず、方向切換弁６４が第２位置６４ｂに切り換えられた直後のパイロット圧がスムーズに上昇しないことがある。

【0075】

このような、パイロット圧のスムーズな上昇が困難な条件下で、第１所定時間を、パイロット油の暖機が僅かでも進んでいることを前提とした第２所定時間（５００ｍｓ）と同じ長さに設定してしまうと、図４に示したように、５００ｍｓ経過した時点では、パイロット圧が所定圧力（１.２ＭＰａ）以上とならない。そこで、第１所定時間を、第２所定時間の１.４倍〜１.８倍程度の長さ（７００ｍｓ〜９００ｍｓ）に設定すると、極寒の寒冷地においても油圧切換弁２６３の切換が円滑に行われる。このような第１所定時間を経てもパイロット圧が所定圧力まで上昇しないときは、パイロット油の暖機が必要であるとして、油圧切換弁２６３を第１切換位置６３aで維持すべく、１速指令を出力して方向切換弁６４を第１位置６４ａに戻す。

【0076】

しかし、パイロット圧が一度でも所定圧力（１.２ＭＰａ）以上となったときは、第１所定時間を、第２所定時間と同じ長さに変更しても良い。第１所定時間を第２所定時間よりも長くなるように設定することは、極寒の寒冷地において初めて操作部材３０２を操作したときに重要である。
上述の実施形態では、図４に示す２速指令から１速指令への切り換えの判定は、第１所定時間とパイロット圧とに基づいている。しかし、図４における時間Ｔ２直後のパイロット圧の変化率に基づいて２速指令から１速指令への切り換えを判定することもできる。

【0077】

例えば、本実施形態による第１切換部３２５が、時間Ｔ２直後のパイロット圧の変化率（増加率）を、図４に示すグラフにおける当該部分の微分値などから取得して、取得した変化率のパイロット圧が、第１所定時間経過後に所定圧力（１.２ＭＰａ）以上となるか否かを判定する。
以下、図５を参照しながら、本実施形態の変形例について説明する。図５は、パイロット圧の変化率に基づいて、２速指令から１速指令への切り換えを判定する場合の制御フローである。図５において、図２の制御フローと同じ動作は、同符号を付して説明を省略する。また、図５では、タイマーＡに関する動作は行わないこととし、説明を進める。

【0078】

図５に示すように、制御部３０１は、ステップＳ１００において切換検出部３２０が２速指令を検出していれば（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３００へ遷移する。ステップＳ３００において、切換検出部３２０が２速切換信号を出力すると、制御部３０１は、圧力検出部３００で検出したパイロット圧を、所定時間取得し続け、当該所定時間でのパイロット圧の推移からパイロット圧の変化率を検出する。そして、制御部３０１（第１切換部３２５）は、パイロット圧の変化率が、予め定められた判定値（増加判定値）よりも小さい場合（ステップＳ３１０：Ｎｏ）は、ステップＳ１３０を経た後、方向切換弁６４に１速指令を出力して、方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換える（ステップＳ１９０）。即ち、第１切換部３２５は、パイロット圧の変化率に基づいて、方向切換弁６４を第２位置６４ｂで保持しない判定をして、方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換える。

【0079】

なお、増加判定値とは、パイロット圧の変化率によって、短時間にパイロット圧が所定圧力（１.２ＭＰａ）以上に達するか否かを判定するための値であって、油温等に基づいて定めたものである。例えば、パイロット油が低温のために、当該パイロット油の流動性が十分に確保されていない場合には、パイロット圧の変化率は小さく、パイロット圧が所定圧力（１.２ＭＰａ）以上に達するには時間を要する。一方、パイロット油が高温であって、当該パイロット油の流動性が十分に確保されている場合は、パイロット圧の変化率は大きく、パイロット圧が所定圧力（１.２ＭＰａ）以上に達するには短時間で済む。このように、増加判定値も、パイロット油の温度に基づいて設定される。

【0080】

一方、制御部３０１（第１切換部３２５）は、パイロット圧の変化率が、予め定められた判定値（増加判定値）よりも大きい場合（ステップＳ３１０：Ｙｅｓ）は、方向切換弁６４を２速に保持する。なお、図５に示したＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１６０、Ｓ１７０、Ｓ１８０、Ｓ２００、Ｓ２１０の各ステップについては、タイマーＡに関する動作が無いことと、一部、順序が図２と異なるものの、その他の動作は同じである。

【0081】

以上に説明した本実施形態に係る油圧システムの制御方法によれば、極寒の寒冷地においても、特に油圧切換弁による１速から２速への切換に関連する油圧システムの動作を円滑に行なうことができる。
なお、図２のステップＳ１１０の動作、即ち、方向切換弁６４が第２位置６４ｂでの経過時間である第１経過時間の計測は、少なくとも１回、方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換えるステップが行われた後、再び、第１位置６４ａから第２位置６４ｂに切換が行われたときに行ってもよい。具体的には、図２に示すように、ステップＳ１９０にて、方向切換弁６４が第２位置６４ｂから第１位置６４ａに切り換えられた後、再び、ステップＳ１００にて、切換検出部３２０が２速指令を検出した場合に、ステップＳ１１０の動作を開始する。つまり、エンジン２９を始動後、最初に操作部材３０２によって２速指令を行った場合には、例外的にステップＳ１１０を行わず、その後、１速である状態から操作部材３０２によって２速指令が行われた場合に、ステップＳ１１０を実行する。

【0082】

以上に説明した第１実施形態に係る油圧システムの制御方法によれば、極寒の寒冷地においても、特に油圧切換弁による１速から２速への切換に関連する油圧システムの動作を円滑に行なうことができる。
[第２実施形態]
図６は、第２実施形態に係る油圧システムの制御方法のフローを示す図である。なお、制御部３０１の構成（切換検出部３２０、第１計測部３２１、第１時間判定部３２２、圧力判定部３２３、保持部３２４、第１切換部３２５、位置検出部３２６、第２計測部３２７、第２時間判定部３２８、及び第２切換部３２９）については、第１実施形態と同様である。なお、第２実施形態では、制御部３０１は、１速に関する制御を行うモードである「１速モード」と、２速に関する制御を行うモードである「２速モード」とを有しているものとして説明を進める。

【0083】

オペレータなどによって操作部材３０２が操作されると、制御部３０１は、操作部材３０２の操作が、２速指令に対応する操作であるか否かを判断する（ステップＳ３００）。操作部材３０２の操作が２速指令に対応する操作である場合（ステップＳ３００：Ｙｅｓ）、切換検出部３２０は、制御部３０１が、既に２速モードで動作しているか否かを検出する（ステップＳ３０１）。即ち、ステップＳ３０１において、切換検出部３２０は、方向切換弁６４が、第１位置、或いは、第２位置に切り換えられたことを検出する。

【0084】

制御部３０１は、２速モードでなければ（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、１速モードに保持する（ステップＳ３０２）。制御部３０１は、２速モードであれば（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、２速モードに保持する（ステップＳ３０３）。即ち、制御部３０１は、保持部３２４が有する第２位置フラグを有効（ＯＮ）に保持する。
ステップＳ３０３において切換検出部３２０は、２速切換信号を第１計測部３２１へ出力し、第１計測部３２１は、出力された２速切換信号を取得する。第１計測部３２１は、２速切換信号を取得すると、第１経過時間の計測（タイマＡの動作）を開始する（ステップＳ３０４）。これによって、第１計測部３２１は、方向切換弁６４が第２位置６４ｂへ切り換えられてからの経過時間である第１経過時間の計測を開始し、処理はステップＳ３０５へ遷移する。

【0085】

次に、制御部３０１は、再び、２速モードで動作しているか否かを検知する（ステップＳ３０５）。ここで、制御部３０１が２速モードであれば（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、Ｓ３０６〜Ｓ３１０に示すように、圧力検出部３００で計測されたパイロット圧が所定値以下である時間が連続して、５００ｍｓ超えるか否かによって、方向切換弁６４を第２位置６４ｂに保持するか、或いは、第１位置６４ａに切り換えるかの処理を行う。

【0086】

具体的には、制御部３０１が２速モードであれば（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０６に推移し、ステップＳ３０６において、圧力判定部３２３は、圧力検出部３００で計測されたパイロット圧を取得し、取得したパイロット圧が予め定められた所定圧力である１.２ＭＰａ以上であるか１.２ＭＰａ未満であるかを判定する（ステップＳ３０６）。

【0087】

パイロット圧が１.２ＭＰａ以下である場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、位置検出部３２６は、保持部３２４が有する第２位置フラグが有効（ＯＮ）であるか無効（ＯＦＦ）であるかを検出する（ステップＳ３０７）。保持部３２４が有する第２位置フラグが無効（ＯＦＦ）である場合、ステップＳ３０８に進み、ステップＳ３０８において、第２時間判定部３２８は、第２経過時間を参照し、第２経過時間が第２所定時間（５００ｍｓ）以上であるか第２所定時間未満であるかを判定する。第２経過時間が第２所定時間（５００ｍｓ）未満である場合（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、第２計測部３２７における第２経過時間の計測（タイマＢの動作）を続ける（ステップＳ３０９）。第２経過時間が第２所定時間以上であれば（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、１速モードとなり、当該制御部３０１（第２切換部３２９）は、１速指令を出力し、方向切換弁６４を第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切り換える（ステップＳ３１０）。

【0088】

さて、上述したステップＳ３０５において、制御部３０１が２速モードではなく、１速モードである場合は、制御部３０１は、第２経過時間を初期値に設定（リセット）する（ステップＳ３１１）。
そして、ステップＳ３１０及びステップＳ３１１のいずれかを行った後、制御部３０１は、再び、２速モードで動作しているか否かを検知する（ステップＳ３１２）。制御部３０１が２速モードである場合、第１時間判定部３２２は、第１計測部３２１が計測した第１経過時間を参照し、第１経過時間が第１所定時間である８００ｍｓ以上であるか８００ｍｓ未満であるかを判定する（ステップＳ３１３）。第１時間判定部３２２による判定結果において第１経過時間が第１所定時間である８００ｍｓ以上である場合（ステップＳ３１３：Ｙｅｓ）、制御部３０１は、第１経過時間を初期値に設定（リセット）する（ステップＳ３１４）と共に、保持部３２４が有する第２位置フラグを無効（ＯＦＦ）にする（ステップＳ３１５）。一方、第１経過時間が第１所定時間である８００ｍｓ未満である場合（ステップＳ３１３：Ｎｏ）、制御部３０１は、第１計測部３２１による第１経過時間の計測（タイマＡの動作）を継続する（ステップＳ３１６）。

【0089】

そして、ステップＳ３１５及びステップＳ３１６のいずれかを行った後は、ステップＳ３００に戻る。なお、制御部３０１が、既に、２速モードでステップＳ３００に戻り、ステップＳ３０３及びステップＳ３０４に至る場合は、ステップＳ３０３では、２速モードを保持し、ステップＳ３０４では、第１計測部３２１による第１経過時間の計測（タイマＡの動作）を継続する。

【0090】

以上に説明した第２実施形態に係る油圧システムの制御方法においても、極寒の寒冷地においても、特に油圧切換弁による１速から２速への切換に関連する油圧システムの動作を円滑に行なうことができる。
[第３実施形態]
図７は、第３実施形態に係る油圧システムの油圧回路を示す図である。第３実施形態において、第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成及び方法については説明を省略する。

【0091】

図７に示すように、第１油路１００ａ及び第２油路１００ｘに圧力検出部３００が設けられている。以降、第１油路１００ａに設けた圧力検出部のことを第１圧力検出部３００ａ、第２油路１００ｘに設けた圧力検出部のことを第２圧力検出部３００ｂという。この場合も、制御部３０１は、２速指令を出力している状態において、第１圧力検出部３００ａで検出されたパイロット圧が設定値未満になった場合には、１速指令を方向切換弁６４に出力する。

【0092】

第１圧力検出部３００ａを第１油路１００ａに設けた場合、何らかの事情によって第１油路１００ａにおけるパイロット圧が低下したときは、上述の制御部３０１の制御によって方向切換弁６４が第２位置６４ｂから第１位置６４ａへ切換えられて油圧切換弁２６３を第１切換位置６３ａへ切換えることができる。これによって、ＨＳＴモータ２５７を２速から１速に強制的に変更することができる。その後、第１油路１００ａにおけるパイロット圧の低下が回復した場合、作業機１のオペレータが操作部材３０２を操作することにより、ＨＳＴモータ２５７を１速から２速に戻すことができる。

【0093】

制御部３０１は、２速指令を出力している状態において、第２圧力検出部３００ｂで検出されたパイロット圧が設定値未満になった場合には、方向切換弁６４に１速指令を出力する。ここで、制御部３０１が１速指令を方向切換弁６４に出力した後、第１圧力検出部３００ａで検出されたパイロット圧が設定値以上に戻る場合がある。パイロット圧が設定値以上に戻ったときに操作部材３０２からの２速指令が維持されていれば、制御部３０１は、自動的に方向切換弁６４に対して２速指令を出力する。

【0094】

或いは、制御部３０１は、上述のとおり１速指令を方向切換弁６４に出力した後、第１油路１００ａに設けられた第１圧力検出部３００ａで検出されたパイロット圧が設定値以上になり、且つ、操作部材３０２で２速の設定が行われれば、方向切換弁６４に２速指令を出力する。これとは逆に、第１圧力検出部３００ａで検出されたパイロット圧が所定値未満になっている状態で、操作部材３０２によって方向切換弁６４を第２位置６４ｂにする操作（２速指令）が行われたとしても、制御部３０１は、方向切換弁６４を第１位置６４ａに保持（１速指令）する。

【0095】

つまり、制御部３０１は、２速から１速に強制的に変更した状態、つまり方向切換弁６４を第１位置６４ａに設定する１速指令を出力している状態で、第１油路１００ａに設けられた第１圧力検出部３００ａで検出されたパイロット圧が設定値以上に復帰した場合に、方向切換弁６４を第２位置６４ｂに設定することにより、油圧切換弁２６３を第２切換位置６３ｂへ切換えることができる。これによって、ＨＳＴモータ２５７を１速から２速に復帰させることができる。なお、１速から２速に復帰させるときの第２圧力検出部３００ｂで検出されたパイロット圧（復帰圧）は、上述した設定値以上でなくてもよい。例えば、第２切換位置６３ｂに設定するパイロット圧（設定値）と、１速から２速に復帰させるための復帰圧とは同じであってもよいが、復帰圧と設定圧は互いに異なっていてもよい。

【0096】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。上述した実施形態では、方向切換弁６４を第１位置６４ａにして、第２油路１００ｘのパイロット油を作動油タンク３１に排出することにより、油圧切替弁２６３を１速にしていたが、逆に、方向切換弁６４を切り替えることによって、第２油路１００ｘのパイロット油の圧力を所定の圧力にすることによって、油圧切換弁２６３を１速にしてもよい。つまり、方向切換弁６４が、所定の開度よりも大きい開度である第２位置である場合に、油圧切換弁２６３が１速になり、所定の開度である第１位置である場合に油圧切換弁２６３が２速になる構成であってもよい。

【符号の説明】

【0097】

１ 作業機
２９ エンジン
５２ リリーフ弁
６３ａ 第１切換位置
６３ｂ 第２切換位置
６３ｃ 中立位置
６４ ２速切換弁（方向切換弁）
６４ａ 第１位置
６４ｂ 第２位置
８１ 第２絞り部
１００ａ 第１油路
１００ｘ 第２油路
２５７ ＨＳＴモータ
２５７Ａ 第１モータ
２５７Ｂ 第２モータ
２６３ 油圧切換弁
３００ 圧力検出部
３０１ 制御部
３０２ 操作部材
３２０ 切換検出部
３２１ 第１計測部
３２２ 第１時間判定部
３２３ 圧力判定部
３２４ 保持部
３２５ 第１切換部
３２６ 位置検出部
３２７ 第２計測部
３２８ 第２時間判定部
３２９ 第２切換部
Ｐ３ 第３ポンプ（油圧ポンプ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】