特許 6872478 ホイール式作業車両

(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】6872478

(24)【登録日】2021年4月21日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】ホイール式作業車両

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20210510BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20210510BHJP

   E02F 9/02 20060101ALI20210510BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20210510BHJP

   F02D 29/04 20060101ALI20210510BHJP

   B60K 31/00 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/22 H

   E02F9/20 M

   E02F9/02 Z

   F02D29/02 301C

   F02D29/04 H

   B60K31/00 Z

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-254704(P2017-254704)

(22)【出願日】2017年12月28日

(65)【公開番号】特開2019-120024(P2019-120024A)

(43)【公開日】2019年7月22日

【審査請求日】2019年12月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大内 一弘

【審査官】 亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１４７９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６３６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４１５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１３８１１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−３１１４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１５０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１０６３８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０４−２５８５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３３１６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９５６８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／２０−９／２２

Ｅ０２Ｆ ３／４２−３／４３

Ｅ０２Ｆ ３／８４−３／８５

Ｆ０２Ｄ ２９／０２−２９／０４

Ｂ６０Ｋ ３１／００

Ｆ１６Ｈ ３９／００−４７／１２

Ｅ０２Ｆ ９／０２

(57)【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る可変容量型のメイン油圧ポンプ及びパイロットポンプと、
前記メイン油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される走行油圧モータと、
前記メイン油圧ポンプから前記走行油圧モータに供給される圧油の方向及び流量を、入力される走行操作圧に基づいて制御するコントロールバルブと、
前記コントロールバルブに入力される走行操作圧の候補としての第一の走行操作圧を、前記パイロットポンプより吐出される圧油から生成する走行ペダルとを備えたホイール式作業車両において、
運転者が前記ホイール式作業車両の目標走行速度を設定する目標車速設定装置と、
前記目標車速設定装置に前記目標走行速度が設定された場合、前記コントロールバルブに入力される前記走行操作圧の候補として、前記目標走行速度と前記ホイール式作業車両の実速度とに基づいて、前記第一の走行操作圧とは別に前記実速度を前記目標走行速度に追従させるための第二の走行操作圧を前記パイロットポンプより吐出される圧油から生成する制御弁と、
前記第一の走行操作圧と前記第二の走行操作圧のうちの大きい方を前記コントロールバルブに前記走行操作圧として入力するシャトル弁と、
前記目標車速設定装置で設定された前記目標走行速度と前記ホイール式作業車両の実速度との差分に基づいて前記走行操作圧を制御する走行操作圧制御と前記差分に基づいて前記エンジンの回転数を制御するエンジン回転数制御とを選択的に切り換えるとともに、
前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合であって、前記目標走行速度から前記実速度を引いたときの差分が予め定めた第一の閾値以上の場合には前記走行操作圧制御を行い、前記差分が前記第一の閾値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行う制御装置と
を備えたことを特徴とするホイール式作業車両。

【請求項2】

請求項１記載のホイール式作業車両において、
前記制御装置は、前記目標走行速度と前記実速度の差分の絶対値が前記第一の閾値以上の場合には前記走行操作圧制御を行い、前記差分の絶対値が前記第一の閾値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行うことを特徴とするホイール式作業車両。

【請求項3】

請求項１記載のホイール式作業車両において、
前記制御装置は、前記第一の閾値とは絶対値が異なる第二の閾値を予め設定し、前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合に、前記目標走行速度から前記実速度を引いたときの差分の絶対値が前記第二の閾値の絶対値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行い、前記差分の絶対値が前記第二の閾値の絶対値以上の場合には前記走行操作圧制御を行うことを特徴とするホイール式作業車両。

【請求項4】

請求項１記載のホイール式作業車両において、
前記制御装置は、
前記差分の絶対値が前記第一の閾値よりも小さくなった場合には前記エンジン回転数制御に遷移し、
前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分の絶対値が前記第一の閾値よりも大きい値に設定した第二の閾値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行い、
前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分の絶対値が増加している場合、かつ、前記差分の絶対値が前記第二の閾値以上となった場合には前記走行操作圧制御に遷移し、
前記走行操作圧制御を行っている場合、かつ、前記差分の絶対値が前記第一の閾値以上の場合には前記走行操作圧制御を行うことを特徴とするホイール式作業車両。

【請求項5】

請求項１記載のホイール式作業車両において、
前記制御装置は、
前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合、かつ、前記差分が前記第一の閾値よりも小さくなった場合には前記エンジン回転数制御に遷移し、
前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合、かつ、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分が前記第一の閾値よりも大きい値に設定した第二の閾値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行い、
前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合、かつ、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分が増加している場合、かつ、前記差分が前記第二の閾値以上となった場合には前記走行操作圧制御に遷移し、
前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合、かつ、前記走行操作圧制御を行っている場合、かつ、前記差分が前記第一の閾値以上の場合には前記走行操作圧制御を行い、
前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合、かつ、前記差分が予め定めた第三の閾値よりも大きくなった場合には前記エンジン回転数制御に遷移し、
前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合、かつ、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分が前記第三の閾値よりも小さい値に設定した第四の閾値よりも大きい場合には前記エンジン回転数制御を行い、
前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合、かつ、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分が増加している場合、かつ、前記差分が前記第四の閾値以下となった場合には前記走行操作圧制御に遷移し、
前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合、かつ、前記走行操作圧制御を行っている場合、かつ、前記差分が前記第三の閾値以下の場合には前記走行操作圧制御を行うことを特徴とするホイール式作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ホイール式作業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

建設機械の自動走行制御に係る技術として、例えば、特許文献１には、エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプと、前記油圧ポンプの吐出油により作動される走行モーターと、前記油圧ポンプと前記走行モータ間に設置され、スプールの移動による油路の切換接続により前記走行モーターの作動を制御するコントロールバルブと、運転者の操作により前記コントロールバルブのスプールに前記パイロットポンプからのパイロット圧を印加して前記スプールを移動させることにより、前記コントロールバルブの作動を制御する走行ペダルと、前記走行ペダルとは別に前記コントロールバルブのスプールに前記パイロットポンプからのパイロット圧を印加して前記コントロールバルブの作動を制御する手段を備え、前記走行ペダルによる前記コントロールバルブの制御は前記手段による前記コントロールバルブの制御より優先権を有するものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−１４７９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ホイールショベルなどのホイール式作業車両は、自動車とは走行制御システムを構成する要素が大きく異なるため、自動車のクルーズコントロール制御システムの技術を単純に流用することが困難であるとされており、特に、ホイール式作業車両の油圧機器類の搭載比率が自動車と比較して多いという点がその要因として挙げられる。すなわち、例えば、ホイール式作業車両における油圧系コンポーネントであるメインポンプや、電磁比例弁、走行モータ等は、制御誤差やヒステリシスが多く、また、最終出力値しかセンシングできないため、正確なフィードバック制御が困難である。したがって、自動車のクルーズコントロール制御システムの技術をホイール式作業車両に適用したとしても、油圧系コンポーネントの特性に起因して制御ハンチング等が発生してしまい、各機器に故障等が懸念される。

【0005】

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、油圧系コンポーネントの特性に起因する制御ハンチングを抑制することができるホイール式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】

【0006】

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、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メイン油圧ポンプ及びパイロットポンプと、前記メイン油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される走行油圧モータと、前記メイン油圧ポンプから前記走行油圧モータに供給される圧油の方向及び流量を、入力される走行操作圧に基づいて制御するコントロールバルブと、前記コントロールバルブに入力される走行操作圧の候補としての第一の走行操作圧を、前記パイロットポンプより吐出される圧油から生成する走行ペダルとを備えたホイール式作業車両において、運転者が前記ホイール式作業車両の目標走行速度を設定する目標車速設定装置と、前記目標車速設定装置に前記目標走行速度が設定された場合、前記コントロールバルブに入力される前記走行操作圧の候補として、前記目標走行速度と前記ホイール式作業車両の実速度とに基づいて、前記第一の走行操作圧とは別に前記実速度を前記目標走行速度に追従させるための第二の走行操作圧を前記パイロットポンプより吐出される圧油から生成する制御弁と、前記第一の走行操作圧と前記第二の走行操作圧のうちの大きい方を前記コントロールバルブに前記走行操作圧として入力するシャトル弁と、前記目標車速設定装置で設定された前記目標走行速度と前記ホイール式作業車両の実速度との差分に基づいて前記走行操作圧を制御する走行操作圧制御と前記差分に基づいて前記エンジンの回転数を制御するエンジン回転数制御とを選択的に切り換えるとともに、前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合であって、前記目標走行速度から前記実速度を引いたときの差分が予め定めた第一の閾値以上の場合には前記走行操作圧制御を行い、前記差分が前記第一の閾値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行う制御装置とを備えたものとする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、油圧系コンポーネントの特性に起因する制御ハンチングを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ホイール式作業車両の一例であるホイールショベルの外観を模式的に示す側面図である。

【図2】ホイールショベルに搭載される油圧回路システムの一例を模式的に示す図である。

【図3】メインコントロールユニットのクルーズコントロールに係る機能を示す機能ブロック図である。

【図4】スロットル演算部の処理機能の詳細を示す機能ブロック図である。

【図5】制御信号演算部の処理機能の詳細を示す機能ブロック図である。

【図6】メインコントロールユニットのクルーズコントロールに係る処理内容を示すフローチャートである。

【図7】クルーズコントロールの走行操作制御とエンジン回転数制御における制御状態を説明する図である。

【図8】第２の変形例におけるクルーズコントロールの走行操作制御とエンジン回転数制御における制御状態を説明する図である。

【図9】第２の変形例における車速偏差と走行操作圧との関係の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面を図１〜図７を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態では、ホイール式作業車両の一例としてホイールショベルを例示して説明するが、自走するための車輪を有する、例えば、ホイールローダのようなホイール式作業車両であればホイールショベル以外にも本発明を適用することも可能である。

【0010】

図１は、本実施の形態に係るホイール式作業車両の一例であるホイールショベルの外観を模式的に示す側面図である。また、図２は、ホイールショベルに搭載される油圧回路システムの一例を模式的に示す図である。

【0011】

図１及び図２において、ホイールショベル２０１は、下部走行体２０２と、下部走行体２０２の上部に回転可能に搭載された上部旋回体２０３と、フロント作業機２０４とを備えている。

【0012】

フロント作業機２０４は、その基端を上部旋回体２０３に回動可能に結合されたブーム２１１と、ブーム２１１の基端とは異なる端部に回動可能に結合されたアーム２１２と、アーム２１２の先端に回動可能に結合されたバケット２１３とを備えており、ブーム２１１、アーム２１２、及びバケット２１３は、それぞれ、油圧アクチュエータであるブームシリンダ２１４、アームシリンダ２１５、及びバケットシリンダ２１６により駆動される。

【0013】

下部走行体２０２は、前輪２０５と後輪２０６とを備えており、後輪２０６が油圧アクチュエータである可変容量型の走行油圧モータ３により駆動されることによって走行動作を行う。

【0014】

上部旋回体２０３はいわゆるキャビンタイプの運転室２０９と、上部旋回体２０３の運転室２０９以外の大部分を覆う外装カバー２１０とを備えている。

【0015】

外装カバー２１０の内部には、油圧回路システムとして、原動機であるエンジン１、エンジン１により駆動される可変容量型のメイン油圧ポンプ２やパイロットポンプ７、メイン油圧ポンプ２から各油圧アクチュエータ（図２では走行油圧モータ３のみを例示する）に油路４ａ，４ｂを介して供給される圧油の方向及び流量を制御するコントロールバルブ４、コントロールバルブ４やメイン油圧ポンプ２のレギュレータ２ａに入力される制御圧を油圧回路システムの駆動に係る各制御圧（走行操作圧を含む）をそれぞれ必要に応じて切り換える信号制御弁５などが搭載されている。なお、本実施の形態においては、ホイールショベル２０１の走行時であって、コントロールバルブ４やメイン油圧ポンプ２のレギュレータ２ａに走行操作圧が入力される場合が想定されるが、油圧回路システムの設計に応じて他の制御圧が入力される可能性を排除するものではない。

【0016】

また、油圧回路システムとして、コントロールバルブ４に入力される走行操作圧（第一の走行操作圧）を運転者の操作によって生成する走行ペダル８と、コントロールバルブ４に入力される走行ペダル８とは別の走行操作圧（第二の走行操作圧）を生成する走行操作圧制御用の制御弁６ａ，６ｂと、第一の走行操作圧と第二の走行操作圧のうちの大きい方をコントロールバルブ４に走行操作圧として選択的に出力するシャトル弁９と、ホイールショベル２０１の走行支援制御（所謂、クルーズコントロール）の有効／無効の切り換えや、クルーズコントロールにおける目標走行速度（目標車速ＶＴ）などを運転者が設定するためのクルーズコントロール設定スイッチ１０（目標車速設定装置）と、ホイールショベル２０１の全体の動作を制御する制御装置としてのメインコントロールユニット１００とが設けられている。走行ペダル８及びクルーズコントロール設定スイッチ１０は、運転者が操作可能なように運転室２０９の内部に配置されている。

【0017】

油圧回路システムの制御弁６ａ，６ｂは、メインコントロールユニット１００からの制御信号に基づいてクルーズコントロールに係る走行操作圧を生成するものである。制御弁６ａは、メインコントロールユニット１００からの制御信号（ＣＣ＿ｄｒｉｖｅ＿Ｖ）に基づいてパイロットポンプ７の吐出圧（パイロット圧）から走行操作圧（第二の走行操作圧）を生成する走行操作圧生成装置であり、制御弁６ｂは、メインコントロールユニット１００からの制御信号（ＣＣ＿ｃｕｔ＿Ｖ）に基づいてパイロットポンプ７の吐出圧（パイロット圧）の制御弁６ａへの通流／遮断を切り換える補助制御弁である。なお、制御弁６ｂは、メインコントロールユニット１００で遮断が必要であると判断される場合を除いて常に通流側に切り換えられている。油圧回路システムのうち、制御弁６ａ，６ｂやクルーズコントロール設定スイッチ１０、メインコントロールユニット１００などは、ホイールショベル２０１のクルーズコントロールに係るクルーズコントロール制御システム１００Ａを構成している。

【0018】

図３は、メインコントロールユニットのクルーズコントロールに係る機能を示す機能ブロック図である。

【0019】

図３において、メインコントロールユニット１００は、クルーズコントロールに係る機能部として、クルーズコントロール設定スイッチ１０で設定された目標走行速度を示す目標車速設定値とホイールショベル２０１の走行速度（実速度）を示す車速パルスとに基づいて目標速度を算出する目標速度演算部１０１と、目標速度演算部で演算された目標速度と車速パルスとに基づいて実速度の目標速度との偏差である車速偏差を算出する車速偏差演算部１０２と、車速偏差演算部１０２で演算された車速偏差に基づいて制御弁６ａの制御信号（ＣＣ＿ｄｒｉｖｅ＿Ｖ）を算出する制御信号演算部１０３と、シャトル弁９の下流に配置された走行操作圧センサ１００ｂにより検出された走行操作圧と車速偏差演算部１０２で算出された車速偏差とに基づいてエンジン１のスロットル目標開度を算出し、エンジン１のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ：Engine Control Unit）１ａに出力することによってエンジン１の回転数を制御するスロットル演算部１０４とを有している。

【0020】

目標速度演算部１０１は、クルーズコントロール設定スイッチ１０から目標車速設定値が入力されると、クルーズコントロール状態に移行可能な条件として予め定めた移行条件（例えば、ホイールショベル２０１の実速度の範囲）を満たしているかどうかを判定し、条件を満たしている場合に目標車速設定値を目標速度として算出する。なお、ここでは、クルーズコントロール設定スイッチ１０から入力される目標走行速度の信号がクルーズコントロールを有効に切り換える（起動する）指令信号を兼ねる場合を例示している。また、目標速度演算部１０１は、クルーズコントロール設定スイッチ１０でクルーズコントロールのキャンセルが操作されてクルーズコントロールを無効に切り換える（停止する）指令信号が入力された場合には、目標速度の演算を停止するとともに、メインコントロールユニット１００におけるクルーズコントロールを停止する。

【0021】

車速偏差演算部１０２は、目標速度演算部で演算された目標速度と車速パルスとに基づいて実速度の目標速度との偏差である車速偏差を算出する。ここで、本実施の形態においては、（車速偏差ΔＶ）＝（目標車速ＶＴ）−（実車速ＶＡ）と定義する。すなわち、例えば、目標車速よりも実車速が遅い場合には車速偏差は正の値をとり、目標車速よりも実車速が早い場合には車速偏差は負の値をとる。

【0022】

図４は、スロットル演算部の処理機能の詳細を示す機能ブロック図である。

【0023】

図４において、スロットル演算部１０４は、目標車速と実車速の差分である車速偏差と予め定めたゲインＫＰとの積を出力する演算部１０４ａと、車速偏差と予め定めたゲインＫＩとの積を出力する演算部１０４ｂと、演算部１０４ｂの出力を積分して出力する積分器１０４ｃと、演算部１０４ｂの出力と積分器１０４ｃの出力との和を演算してスロットル目標開度の第一の候補値とする加算部１０４ｄと、予め定めたテーブル（適応表：Adaptive table）を用いて走行操作圧からスロットル目標開度の第二の候補値を算出する演算部１０４ｅと、車速偏差が予め定めた閾値Ｖｔｈ以上の場合には加算部１０４ｄの演算結果（第一の候補値）をスロットル目標開度としてＥＣＵ１ａに出力し、その他の場合（車速偏差が閾値Ｖｔｈよりも小さい場合）には演算部１０４ｅの演算結果（第二の候補値）をスロットル目標開度としてＥＣＵ１ａに出力する選択部１０４ｆとを有している。

【0024】

図５は、制御信号演算部の処理機能の詳細を示す機能ブロック図である。

【0025】

図５において、制御信号演算部１０３は、目標車速と実車速の差分である車速偏差と予め定めたゲインＫＰとの積を出力する演算部１０３ａと、車速偏差と予め定めたゲインＫＩとの積を出力する演算部１０３ｂと、演算部１０３ｂの出力を積分して出力する積分器１０３ｃと、演算部１０３ｂの出力と積分器１０３ｃの出力との和を演算して制御弁６ａの制御信号（ＣＣ＿ｄｒｉｖｅ＿Ｖ）の第一の候補値とする加算部１０３ｄと、制御信号演算部１０３の前回の出力値を第二の候補値として記憶する出力記憶部１０３ｅと、車速偏差が予め定めた閾値Ｖｔｈ以上の場合には加算部１０３ｄの演算結果（第一の候補値）を制御信号（ＣＣ＿ｄｒｉｖｅ＿Ｖ）として制御弁６ａに出力し、その他の場合（車速偏差が閾値Ｖｔｈよりも小さい場合）には出力記憶部１０３ｅに記憶された前回の出力値（第二の候補値）を制御信号（ＣＣ＿ｄｒｉｖｅ＿Ｖ）として制御弁６ａに出力する選択部１０３ｆとを有している。

【0026】

図６は、メインコントロールユニットのクルーズコントロールに係る処理内容を示すフローチャートである。

【0027】

図６において、メインコントロールユニット１００は、まず、クルーズコントロールの制御状態であるかどうか、すなわち、目標速度演算部１０１でクルーズコントロール状態に移行可能であると判定されてクルーズコントロールが起動中になっているかどうかを判定し（ステップＳ１００）、クルーズコントロールが起動状態以外の場合にはクルーズコントロールとしての処理を終了する。

【0028】

また、ステップＳ１００においてクルーズコントロールが起動状態であると判定された場合には、車速偏差判定を行い（ステップＳ１１０）、車速偏差が予め定めた閾値Ｖｔｈ以上の場合には、走行操作圧制御を実行し（ステップＳ１１２）、車速偏差が予め定めた閾値Ｖｔｈよりも小さい場合には、エンジン回転数制御を実行して（ステップＳ１１１）、処理を終了する。

【0029】

以上のように、本実施の形態におけるクルーズコントロールは、ホイールショベル２０１の走行速度が予め設定した目標値に追従するように制御するものであり、クルーズコントロール設定スイッチ１０（目標車速設定装置）で設定された目標走行速度とホイールショベル２０１の実速度との差分に基づいて、走行操作信号を制御する走行操作圧制御とエンジン１の回転数を制御するエンジン回転数制御とを選択的に切り換えるものである。

【0030】

図７は、クルーズコントロールの走行操作制御とエンジン回転数制御における制御状態を説明する図である。なお、以下においては車速偏差ΔＶが負の場合についても考慮するものとし、車速偏差の絶対値｜ΔＶ｜と閾値Ｖｔｈとに基づいて走行操作圧制御とエンジン回転数制御とを選択的に切り換える場合を考える。

【0031】

図７に示すように、本実施の形態においては、車速偏差の絶対値｜ΔＶ｜が閾値Ｖｔｈ以上の場合、すなわち、｜ΔＶ｜≧Ｖｔｈの場合には走行操作圧制御を行い、車速偏差の絶対値｜ΔＶ｜が閾値Ｖｔｈよりも小さい場合、すなわち、｜ΔＶ｜＜Ｖｔｈの場合にはエンジン回転数制御を行う。

【0032】

ここで、走行操作制御とは、メインコントロールユニット１００からの制御信号に基づいて制御弁６ａを制御し、制御弁６ａで生成される走行操作圧で駆動されるメイン油圧ポンプ２及びコントロールバルブ４を制御するとともに、走行操作圧に基づいてエンジン１の回転数を制御することによって、制御対象である車速（実車速）を目標値（目標走行速度）に追従させる制御である。

【0033】

すなわち、走行操作圧制御では、メインコントロールユニット１００の制御信号演算部１０３において制御弁６ａの制御信号（ＣＣ＿ｄｒｉｖｅ＿Ｖ）として第一の候補値が選択され、スロットル演算部１０４ではスロットル目標開度として第二の候補値が選択されて出力される。このとき、図７に示すように、制御弁６ａの出力ＰＴは車速偏差ΔＶの増減に従って増減するように変化し、エンジン回転数ＮＥＮＧは走行操作圧ＰＡに追従して変化する。

【0034】

また、エンジン回転数制御とは、メインコントロールユニット１００からの制御信号に基づいて制御弁６ａを制御し、制御弁６ａで生成される走行操作圧で駆動されるメイン油圧ポンプ２及びコントロールバルブ４をクルーズコントロールが起動する直前の状態に維持するよう制御するとともに、車速偏差に基づいてエンジン１の回転数を制御することによって、制御対象である車速（実車速）を目標値（目標走行速度）に追従させる制御である。

【0035】

すなわち、走行操作圧制御では、メインコントロールユニット１００の制御信号演算部１０３において制御弁６ａの制御信号（ＣＣ＿ｄｒｉｖｅ＿Ｖ）として第二の候補値が選択され、スロットル演算部１０４ではスロットル目標開度として第一の候補値が選択されて出力される。このとき、図７に示すように、制御弁６ａの出力ＰＴは一定となり、エンジン回転数ＮＥＮＧは車速偏差ΔＶに追従して変化する。

【0036】

走行操作圧制御とエンジン回転数制御の切換条件である閾値Ｖｔｈは、油圧系コンポーネントの誤差を許容可能であると判断できる場合の車速偏差、或いは、エンジン回転数制御によってコントロール可能な車速偏差によって決定する。すなわち、閾値Ｖｔｈは、エンジンの仕様によって決まり、エンジン回転数の変動によって車速を制御可能な範囲に基づいて決定する。例えば、エンジン回転数が１１００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍの範囲で変化（制御）しうるエンジンを搭載したホイールショベルなどの建設機械（例えば、１９トンクラス）では、平坦部の走行におけるエンジン回転数の制御によって車速で±２ｋｍ／ｈの範囲を制御することができる。

【0037】

以上のように本実施の形態においては、走行操作圧制御とエンジン回転数制御という制御量の収束性が異なる２種類の制御を用いている。ここで、走行操作圧制御の場合、エンジン、ポンプ及び走行モータ等を駆動することで速度を制御するため、制御の際に動かすコンポーネントが多く、速度制御域も大きくなり、結果として速度偏差が大きい際に迅速に実速度を目標速度に追従させることが可能となる。一方、エンジン回転数制御の場合、速度制御の際に駆動するコンポーネントがエンジンのみなので、速度制御域は走行操作圧制御と比較して小さくなり、速度偏差が小さい場合により正確に目標速度に実速度を追従させることが可能となる。上述したように走行操作圧制御とエンジン回転数制御の状態遷移の条件を適切に設定することにより、より正確なフィードバック制御を行うクルーズコントロール制御を行うことができる。

【0038】

＜第１の変形例＞
なお、上記の実施の形態においては、車速偏差の絶対値｜ΔＶ｜と１つの閾値Ｖｔｈとの関係に基づいて走行操作圧制御とエンジン回転数制御とを選択的に切り換える場合を例示した。このとき、車速偏差ΔＶが負の場合の閾値は（−Ｖｔｈ）であり、車速偏差ΔＶが正の場合と負の場合とで閾値の絶対値が同じとなる（すなわち、｜Ｖｔｈ｜＝｜―Ｖｔｈ｜となる）が、車速偏差ΔＶが正の場合と負の場合とで互いに異なる閾値を設定してもよい。すなわち、例えば、車速偏差ΔＶが正の場合の閾値（第一の閾値Ｖｔｈ１）と負の場合の閾値（第二の閾値Ｖｔｈ２）とを｜Ｖｔｈ１｜≠｜Ｖｔｈ２｜となるように定義し、ΔＶ≦Ｖｔｈ２、又は、Ｖｔｈ１≦Ｖｔｈ１の場合に走行操作圧制御を行い、Ｖｔｈ２＜ΔＶ＜Ｖｔｈ１の場合にエンジン回転数制御を行うように構成してもよい。

【0039】

＜第２の変形例＞
また、上記の実施の形態においては、車速偏差の絶対値｜ΔＶ｜と１つの閾値Ｖｔｈとの関係に基づいて走行操作圧制御とエンジン回転数制御とを選択的に切り換える場合を例示して説明したが、例えば、車速偏差の絶対値ΔＶが増加する場合（すなわち、車速偏差ΔＶの時間あたりの変化量（ｄ｜ΔＶ｜／ｄｔ）が正の場合）と減少する場合（すなわち、車速偏差ΔＶの時間あたりの変化量（ｄ｜ΔＶ｜／ｄｔ）が負の場合）のように油圧系コンポーネントの作動特性が異なる状態毎に閾値を設定するように構成してもよい。

【0040】

図８は、本変形例におけるクルーズコントロールの走行操作制御とエンジン回転数制御における制御状態を説明する図である。また、図９は、車速偏差と走行操作圧との関係の一例を示す図である。

【0041】

図８に示す例では、エンジン回転数制御を行っている場合であって車速偏差が増加している場合のエンジン回転数制御から走行操作制御に遷移する条件となる閾値Ｖｔｈ２→１（第二の閾値）と、走行操作制御を行っている場合であって車速偏差が減少している場合の走行操作制御からエンジン回転数制御に遷移する条件となる閾値Ｖｔｈ１→２（第一の閾値）とを定義した場合を例示している。

【0042】

このように閾値を設定した場合には、図９に示すような制御が行われる。すなわち、例えば、車速偏差の絶対値｜ΔＶ｜が増加する場合（範囲Ｂで示す範囲）においては、エンジン回転数制御を行っている場合において車速偏差の絶対値｜ΔＶ｜がＶｔｈ２→１以上になると走行操作圧制御に遷移し、また、車速偏差の絶対値｜ΔＶ｜が減少する場合（範囲Ａで示す範囲）においては、走行操作圧制御数制御を行っている場合において車速偏差の絶対値｜ΔＶ｜がＶｔｈ１→２よりも小さくなるとエンジン回転数制御に遷移する。

【0043】

以上のように各閾値を設定することにより、図９の範囲Ｃ，Ｄに示す範囲のようにヒステリシスを持たせた制御を行うことができるので、より精度よく制御ハンチングを抑制することができる。

【0044】

＜第３の変形例＞
また、上記第２の変形例においても第１の変形例と同様に車速偏差ΔＶが正の場合と負の場合とで互いに異なる閾値を設定してもよい。すなわち、車速偏差ΔＶが正の場合に、エンジン回転数制御を行っている場合であって車速偏差が増加している場合のエンジン回転数制御から走行操作制御に遷移する条件となる閾値Ｖｔｈ２（第二の閾値）と、走行操作制御を行っている場合であって車速偏差が減少している場合の走行操作制御からエンジン回転数制御に遷移する条件となる閾値Ｖｔｈ１（第一の閾値）とを定義するとともに、車速偏差ΔＶが負の場合に、エンジン回転数制御を行っている場合であって車速偏差が減少している場合のエンジン回転数制御から走行操作制御に遷移する条件となる閾値Ｖｔｈ４（第四の閾値）と、走行操作制御を行っている場合であって車速偏差が増加している場合の走行操作制御からエンジン回転数制御に遷移する条件となる閾値Ｖｔｈ３（第三の閾値）とを定義する。これにより、さらに、より精度よく制御ハンチングを抑制することができる。

【0045】

次に上記の各実施の形態の特徴について説明する。

【0046】

（１）上記の実施の形態では、エンジン１と、前記エンジンにより駆動される可変容量型のメイン油圧ポンプ２及びパイロットポンプ７と、前記メイン油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される走行油圧モータ３と、前記メイン油圧ポンプから前記走行油圧モータに供給される圧油の方向及び流量を、入力される走行操作圧に基づいて制御するコントロールバルブ４と、前記コントロールバルブに入力される走行操作圧の候補としての第一の走行操作圧を、前記パイロットポンプより吐出される圧油から生成する走行ペダル８とを備えたホイール式作業車両（例えば、ホイールショベル２０１）において、運転者が前記ホイール式作業車両の目標走行速度を設定する目標車速設定装置（例えば、クルーズコントロール設定スイッチ１０）と、前記目標車速設定装置に前記目標走行速度が設定された場合、前記コントロールバルブに入力される前記走行操作圧の候補として、前記目標走行速度と前記ホイール式作業車両の実速度とに基づいて、前記第一の走行操作圧とは別に前記実速度を前記目標速度に追従させるための第二の走行操作圧を前記パイロットポンプより吐出される圧油から生成する制御弁６ａと、前記第一の走行操作圧と前記第二の走行操作圧のうちの大きい方を前記コントロールバルブに前記走行操作圧として入力するシャトル弁９と、前記目標車速設定装置で設定された前記目標走行速度と前記ホイール式作業車両の実速度との差分に基づいて前記走行操作圧を制御する走行操作圧制御と前記差分に基づいて前記エンジンの回転数を制御するエンジン回転数制御とを選択的に切り換えるとともに、前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合であって、前記目標走行速度から前記実速度を引いたときの差分が予め定めた第一の閾値以上の場合には前記走行操作圧制御を行い、前記差分が前記第一の閾値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行う制御装置とを備えるものとした。

【0047】

これにより、油圧系コンポーネントの特性に起因する制御ハンチングを抑制することができる。

【0048】

（２）また、上記の実施の形態では、（１）のホイール式作業車両において、前記制御装置は、前記目標走行速度と前記実速度の差分の絶対値が前記第一の閾値以上の場合には前記走行操作圧制御を行い、前記差分の絶対値が前記第一の閾値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行うものとした。

【0049】

（３）また、上記の実施の形態では、（１）のホイール式作業車両において、前記制御装置は、前記第一の閾値とは絶対値が異なる第二の閾値を予め設定し、前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合に、前記目標走行速度から前記実速度を引いたときの差分の絶対値が前記第二の閾値の絶対値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行い、前記差分の絶対値が前記第二の閾値の絶対値以上の場合には前記走行操作圧制御を行うものとした。

【0050】

（４）また、上記の実施の形態では、（１）のホイール式作業車両において、前記制御装置は、前記差分の絶対値が前記第一の閾値よりも小さくなった場合には前記エンジン回転数制御に遷移し、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分の絶対値が前記第一の閾値よりも大きい値に設定した第二の閾値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行い、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分の絶対値が増加している場合、かつ、前記差分の絶対値が前記第二の閾値以上となった場合には前記走行操作圧制御に遷移し、前記走行操作圧制御を行っている場合、かつ、前記差分の絶対値が前記第一の閾値以上の場合には前記走行操作圧制御を行うものとした。

【0051】

（５）また、上記の実施の形態では、（１）のホイール式作業車両において、前記制御装置は、前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合、かつ、前記差分が前記第一の閾値よりも小さくなった場合には前記エンジン回転数制御に遷移し、前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合、かつ、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分が前記第一の閾値よりも大きい値に設定した第二の閾値よりも小さい場合には前記エンジン回転数制御を行い、前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合、かつ、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分が増加している場合、かつ、前記差分が前記第二の閾値以上となった場合には前記走行操作圧制御に遷移し、前記実速度よりも前記目標走行速度が大きい場合、かつ、前記走行操作圧制御を行っている場合、かつ、前記差分が前記第一の閾値以上の場合には前記走行操作圧制御を行い、前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合、かつ、前記差分が予め定めた第三の閾値よりも大きくなった場合には前記エンジン回転数制御に遷移し、前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合、かつ、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分が前記第三の閾値よりも小さい値に設定した第四の閾値よりも大きい場合には前記エンジン回転数制御を行い、前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合、かつ、前記エンジン回転数制御を行っている場合、かつ、前記差分が増加している場合、かつ、前記差分が前記第四の閾値以下となった場合には前記走行操作圧制御に遷移し、前記実速度よりも前記目標走行速度が小さい場合、かつ、前記走行操作圧制御を行っている場合、かつ、前記差分が前記第三の閾値以下の場合には前記走行操作圧制御を行うものとした。

【0052】

＜付記＞
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

【符号の説明】

【0053】

１…エンジン、１ａ…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、２…メイン油圧ポンプ、２ａ…レギュレータ、３…走行油圧モータ、４…コントロールバルブ、４ａ，４ｂ…油路、５…信号制御弁、６ａ，６ｂ…制御弁、７…パイロットポンプ、８…走行ペダル、９…シャトル弁、１０…クルーズコントロール設定スイッチ、１００…メインコントロールユニット、１００Ａ…クルーズコントロール制御システム、１００ｂ…走行操作圧センサ、１０１…目標速度演算部、１０２…車速偏差演算部、１０３…制御信号演算部、１０３ａ…演算部、１０３ｂ…演算部、１０３ｃ…積分器、１０３ｄ…加算部、１０３ｅ…出力記憶部、１０３ｆ…選択部、１０４…スロットル演算部、１０４ａ…演算部、１０４ｂ…演算部、１０４ｃ…積分器、１０４ｄ…加算部、１０４ｅ…演算部、１０４ｆ…選択部、２０１…ホイールショベル、２０２…下部走行体、２０３…上部旋回体、２０４…フロント作業機、２０５…前輪、２０６…後輪、２０９…運転室、２１０…外装カバー、２１１…ブーム、２１２…アーム、２１３…バケット、２１４…ブームシリンダ、２１５…アームシリンダ、２１６…バケットシリンダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】