特開 2023-111667 作業車両及び作業車両を制御するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023111667

(43)【公開日】2023-08-10

(54)【発明の名称】作業車両及び作業車両を制御するための方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/438 20100101AFI20230803BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20230803BHJP

【ＦＩ】

F16H61/438

E02F9/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022013626

(22)【出願日】2022-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小山 晃弘

【テーマコード（参考）】

2D003

3J053

【Ｆターム（参考）】

2D003AA06

2D003AC01

2D003CA03

2D003DA03

2D003DB03

3J053AA01

3J053AB01

3J053AB16

3J053DA06

3J053DA23

(57)【要約】

【課題】シャトル変速操作時にオペレータの直感に合う減速度を調節すること。
【解決手段】作業車両は、動力源と、動力源によって駆動される油圧ポンプと、供給される作動油の圧力に応じて油圧ポンプの容量を制御し、供給される作動油の供給方向に応じて油圧ポンプからの作動油の吐出方向を切り換えるポンプ容量制御シリンダと、ポンプ容量制御シリンダへの作動油の供給方向を切り換える前後進切換弁５と、作業車両の車速を検出する車速センサと、動力源を制御するためにオペレータによって操作される第１の操作装置と、作業車両の前後進を切り換えるためにオペレータによって操作される第２の操作装置と、コントローラとを備える。コントローラ８は、車速センサが検出した車速と第２の操作装置からの指令信号とに基づいて、シャトル変速操作が行われたか否かを判定する。コントローラは、シャトル変速操作が行われたと判定した場合、操作装置の操作量と車速とに基づいて、前後進切換弁を制御する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業車両であって、
動力源と、
前記動力源によって駆動される油圧ポンプと、
供給される作動油の圧力に応じて前記油圧ポンプの容量を制御し、供給される作動油の供給方向に応じて前記油圧ポンプからの作動油の吐出方向を切り換えるポンプ容量制御シリンダと、
前記ポンプ容量制御シリンダへの作動油の供給方向を切り換える前後進切換弁と、
前記作業車両の車速を検出する車速センサと、
前記動力源を制御するために操作される第１の操作装置と、
前記作業車両の前後進を切り換えるために操作される第２の操作装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記車速センサが検出した車速と前記第２の操作装置からの指令信号とに基づいて、シャトル変速操作が行われたか否かを判定し、
前記シャトル変速操作が行われたと判定した場合、前記第１の操作装置の操作量に基づいて、前記前後進切換弁を制御する
作業車両。

【請求項2】

前記コントローラは、車速に基づいて、前記前後進切換弁を制御する
請求項１に記載の作業車両。

【請求項3】

前記ポンプ容量制御シリンダに供給される作動油を制御する圧力制御弁を備え、
前記コントローラは、シャトル変速操作が行われたと判定した場合、前記第１の操作装置の操作量に基づいて、前記圧力制御弁を制御する
請求項１または２に記載の作業車両。

【請求項4】

動力源と、
前記動力源によって駆動される油圧ポンプと、
供給される作動油の圧力に応じて前記油圧ポンプの容量を制御し、供給される作動油の供給方向に応じて前記油圧ポンプからの作動油の吐出方向を切り換えるポンプ容量制御シリンダと、
前記ポンプ容量制御シリンダへの作動油の供給方向を切り換える前後進切換弁と、
を有する作業車両を制御するための方法であって、
前記作業車両の車速を検出することと、
前記作業車両の前後進を切り換えるために操作される第２の操作装置からの指令信号を受信することと、
前記作業車両の車速と前記第２の操作装置からの指令信号とに基づいて、シャトル変速操作が行われたか否かを判定することと、
シャトル変速操作が行われたと判定した場合、前記動力源を制御するためにオペレータによって操作される第１の操作装置の操作量に基づいて、前記前後進切換弁を制御することと
を備える方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業車両及び作業車両を制御するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）を搭載するホイールローダなどの作業車両が知られている。ＨＳＴ式の作業車両は、エンジンによって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出された作動油によって走行用の油圧モータを駆動する。これにより、作業車両が走行する。このようなＨＳＴ式の作業車両では、エンジン回転速度、油圧ポンプの容量、走行用油圧モータの容量、作動油の吐出方向などを制御することによって、車速及び進行方向を制御することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－０３７８８１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、ホイールローダなどの作業車両において、速やかに作業車両の進行方向を変更させるために、例えば、作業車両を完全に停止させずに進行方向を変更させる（シャトル変速）操作が知られている。従来の作業車両では、シャトル変速時、圧力制御弁と前後進切換制御弁の制御が、アクセル操作量によらず同じである。このため、車速が反転するまでの減速度と、オペレータが所望する減速度とが一致しない場合がある。

【0005】

本開示は、シャトル変速時にオペレータの操作に応じて減速度を調整することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る作業車両は、動力源と、動力源によって駆動される油圧ポンプと、供給される作動油の圧力に応じて油圧ポンプの容量を制御し、供給される作動油の供給方向に応じて油圧ポンプからの作動油の吐出方向を切り換えるポンプ容量制御シリンダと、ポンプ容量制御シリンダへの作動油の供給方向を切り換える前後進切換弁と、作業車両の車速を検出する車速センサと、動力源を制御するために操作される第１の操作装置と、作業車両の前後進を切り換えるために操作される第２の操作装置と、コントローラと、を備える。コントローラは、車速センサが検出した車速と第２の操作装置からの指令信号とに基づいて、シャトル変速操作が行われたか否かを判定し、シャトル変速操作が行われたと判定した場合、第１の操作装置の操作量に基づいて、前後進切換弁を制御する。

【0007】

本開示に係る作業車両を制御するための方法は、動力源と、動力源によって駆動される油圧ポンプと、供給される作動油の圧力に応じて油圧ポンプの容量を制御し、供給される作動油の供給方向に応じて油圧ポンプからの作動油の吐出方向を切り換えるポンプ容量制御シリンダと、ポンプ容量制御シリンダへの作動油の供給方向を切り換える前後進切換弁と、を有する作業車両を制御するための方法であって、作業車両の車速を検出することと、作業車両の前後進を切り換えるために操作される第２の操作装置からの指令信号を受信することと、作業車両の車速と第２の操作装置からの指令信号とに基づいて、シャトル変速操作が行われたか否かを判定することと、シャトル変速操作が行われたと判定した場合、動力源を制御するためにオペレータによって操作される第１の操作装置の操作量に基づいて、前後進切換弁を制御することとを備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、シャトル変速時にオペレータの操作に応じて減速度を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る作業車両を示す側面図である。

【図2】図２は、実施形態に係る作業車両に搭載された走行システムを示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る作業車両に搭載されたＨＳＴコントローラを含む機能ブロック図である。

【図4】図４は、実施形態に係る作業車両に搭載されたＨＳＴコントローラを示すブロック図である。

【図5】図５は、シャトル変速時の制御の一例を示すタイムチャートである。

【図6】図６は、シャトル変速時の制御方法の一例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】

【0010】

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0011】

＜作業車両＞
図１は、実施形態に係る作業車両５０を示す側面図である。実施形態においては、作業車両５０は、例えば、ホイールローダである。以下の説明において、作業車両５０を適宜、ホイールローダ５０と称する。ホイールローダ５０は、車体５１と、車体５１に支持されるキャブ５６と、ホイールローダ５０を走行させるための車輪５５と、車体５１によって動作可能に支持され、所定の作業を実施するための作業機５２とを備える。ホイールローダ５０は、キャブ５６内に表示部５７を有する。

【0012】

ホイールローダ５０は、コントローラ１２などを含む走行システム３０を有する。

【0013】

＜走行システム＞
図２は、実施形態に係るホイールローダ５０に搭載された走行システム３０を示す図である。走行システム３０は、動力源１、チャージポンプ３、ＨＳＴポンプである走行用油圧ポンプ４、ＨＳＴモータである走行用油圧モータ１０、コントローラ１２、及び油圧回路２０を有する。実施形態では、走行システム３０は、一例として１ポンプ１モータのＨＳＴシステムについて説明するが、ポンプ及びモータの数はこれに限定されない。油圧回路２０は、第１回路２０ａと第２回路２０ｂとを有する。走行システム３０では、動力源１によって駆動された走行用油圧ポンプ４から作動油が吐出され、走行用油圧ポンプ４から吐出された作動油によって走行用油圧モータ１０が駆動される。そして、走行用油圧モータ１０が車輪５５を回転駆動させることにより、ホイールローダ５０が走行する。

【0014】

動力源１は、ホイールローダ５０を駆動させるための動力を供給する。実施形態においては、動力源１は、例えば、エンジンである。以下の説明において、動力源１を適宜、エンジン１と称する。エンジン１は、例えば、チャージポンプ３や走行用油圧ポンプ４等に動力を出力する。エンジン１には、エンジン１の実回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１ａが設けられている。エンジン１には、燃料噴射装置１ｂが接続されている。エンジン１は、後述するエンジンコントローラによって制御される。

【0015】

走行用油圧ポンプ４は、エンジン１によって駆動されて作動油を吐出する。走行用油圧ポンプ４は、可変容量型の油圧ポンプである。走行用油圧ポンプ４から吐出された作動油は、油圧回路２０を介して走行用油圧モータ１０へ供給される。走行用油圧ポンプ４は、作動油の吐出方向を変更可能である。作動油が、走行用油圧ポンプ４から第１回路２０ａを介して走行用油圧モータ１０に供給されることにより、走行用油圧モータ１０が一方向、例えば前進方向に駆動される。作動油が、走行用油圧ポンプ４から第２回路２０ｂを介して走行用油圧モータ１０に供給されることにより、走行用油圧モータ１０が他方向、例えば後進方向に駆動される。走行用油圧ポンプ４には、走行用油圧ポンプ４の吐出方向を制御するための前後進切換弁５とポンプ容量制御シリンダ６とが接続されている。

【0016】

油圧回路２０には、圧力検出部１７が設けられている。圧力検出部１７は、第１回路２０ａ又は第２回路２０ｂの回路圧を検出する。圧力検出部１７は、第１回路圧センサ１７ａと第２回路圧センサ１７ｂとを有する。第１回路圧センサ１７ａは、第１回路２０ａの油圧を検出する。第２回路圧センサ１７ｂは、第２回路２０ｂの油圧を検出する。第１回路圧センサ１７ａと第２回路圧センサ１７ｂは、検出信号をコントローラ１２に出力する。

【0017】

前後進切換弁５は、コントローラ１２からの指令信号に基づいてポンプ容量制御シリンダ６への作動油の供給方向を切り換える電磁制御弁である。前後進切換弁５は、車両の前進及び後進に対応する前進位置と後進位置とに切り換えられる。前後進切換弁５は、ポンプ容量制御シリンダ６への作動油の供給方向を切り換えることにより、走行用油圧ポンプ４の吐出方向を切り換える。前後進切換弁５は、走行用油圧ポンプ４の吐出方向を、第１回路２０ａへの吐出と第２回路２０ｂへの吐出とに切り換える。

【0018】

ポンプ容量制御シリンダ６は、ポンプパイロット回路３２を介して作動油を供給されることにより駆動され、走行用油圧ポンプ４の傾転角を変更する。ポンプ容量制御シリンダ６は、ポンプパイロット回路３２を介してポンプ容量制御シリンダ６に供給される作動油の圧力であるポンプパイロット圧に応じて走行用油圧ポンプ４の容量を制御する。ポンプ容量制御シリンダ６は、前後進切換弁５から供給される作動油の供給方向に応じて走行用油圧ポンプ４からの作動油の吐出方向を切り換える。

【0019】

ポンプパイロット回路３２には、圧力制御弁７が配置されている。圧力制御弁７は、ポンプ容量制御シリンダ６をポンプパイロット回路３２と作動油タンクとのいずれかに接続する。圧力制御弁７は、コントローラ１２からの指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。圧力制御弁７は、ポンプパイロット圧を制御することにより、走行用油圧ポンプ４の傾転角を調整する。コントローラ１２による圧力制御弁７の制御については後述する。

【0020】

ポンプパイロット回路３２は、カットオフ弁４７を介してチャージ回路３３と作動油タンクとに接続されている。カットオフ弁４７のパイロットポートは、シャトル弁４６を介して第１回路２０ａと第２回路２０ｂとに接続されている。シャトル弁４６は、第１回路２０ａの油圧と第２回路２０ｂの油圧とのうち大きい方をカットオフ弁４７のパイロットポートに導入する。これにより、カットオフ弁４７のパイロットポートには駆動回路圧が印加される。

【0021】

チャージポンプ３は、エンジン１によって駆動され、油圧回路２０へ作動油を供給するためのポンプである。チャージポンプ３は、チャージ回路３３に接続されている。チャージポンプ３は、カットオフ弁４７を介してポンプパイロット回路３２に作動油を供給する。

【0022】

走行用油圧モータ１０は、可変容量型の油圧モータである。走行用油圧モータ１０は、走行用油圧ポンプ４から吐出された作動油によって駆動される。走行用油圧モータ１０は、車輪５５を回転させるための駆動力を生じさせる走行用のモータである。走行用油圧モータ１０は、走行用油圧ポンプ４からの作動油の吐出方向に応じて前進方向と後進方向とに駆動方向が変更される。

【0023】

走行用油圧モータ１０には、モータシリンダ１１ａと、モータ容量制御部１１ｂとが設けられている。モータシリンダ１１ａは、走行用油圧モータ１０の傾転角を変更する。モータ容量制御部１１ｂは、コントローラ１２からの指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。モータ容量制御部１１ｂは、コントローラ１２からの指令信号に基づいてモータシリンダ１１ａを制御する。

【0024】

モータシリンダ１１ａとモータ容量制御部１１ｂとは、モータパイロット回路３４に接続されている。モータパイロット回路３４は、チェック弁４８を介して第１回路２０ａに接続されている。チェック弁４８は、第１回路２０ａからモータパイロット回路３４への作動油の流れを許容し、モータパイロット回路３４から第１回路２０ａへの作動油の流れを規制する。モータパイロット回路３４は、チェック弁４９を介して第２回路２０ｂに接続されている。チェック弁４９は、第２回路２０ｂからモータパイロット回路３４への作動油の流れを許容し、モータパイロット回路３４から第２回路２０ｂへの作動油の流れを規制する。チェック弁４８及びチェック弁４９により、第１回路２０ａと第２回路２０ｂとのうち大きい方の油圧、すなわち駆動回路圧の作動油が、モータパイロット回路３４に供給される。

【0025】

モータ容量制御部１１ｂは、コントローラ１２からの指令信号に基づいて、モータパイロット回路３４からモータシリンダ１１ａへの作動油の供給方向及び供給流量を切り換える。これにより、コントローラ１２は、走行用油圧モータ１０の容量を任意に変えることができる。また、走行用油圧モータ１０の最大容量や最小容量を任意に設定することができる。

【0026】

走行システム３０には、車速センサ１６が設けられている。車速センサ１６は、車速を検出する。車速センサ１６は、車速信号をコントローラ１２へ出力する。車速センサ１６は、例えば、タイヤ駆動軸の回転速度を検出することにより、車速を検出する。

【0027】

ホイールローダ５０は、アクセル操作装置（第１の操作装置）１３と、前後進操作装置（第２の操作装置）１４とを備えている。

【0028】

アクセル操作装置１３は、動力源１を制御するためにオペレータによって操作される。実施形態では、アクセル操作装置１３は、オペレータが目標エンジン回転速度を設定するための装置である。アクセル操作装置１３は、例えばアクセルペダルである。アクセル操作装置１３は、アクセル操作量センサ１３ａを含む。アクセル操作量センサ１３ａは、例えば、ポテンショメータなどで構成されている。アクセル操作量センサ１３ａは、アクセル操作装置１３の操作量を示す操作信号をコントローラ１２へ出力する。オペレータは、アクセル操作装置１３の操作量を調整することによって、エンジン１の回転速度を制御する。

【0029】

前後進操作装置１４は、車両の進行方向を切り換えるためにオペレータによって操作される。前後進操作装置１４は、オペレータがホイールローダ５０の進行方向を選択するための装置である。オペレータが前後進操作装置１４を操作することによって、前後進操作装置１４は、ホイールローダ５０の進行方向を切り換える指令信号をコントローラ１２へ出力する。実施形態では、前後進操作装置１４の操作位置は、前進位置と後進位置とニュートラル位置とに切り換えられる。前後進操作装置１４は、前後進操作装置１４の操作位置を示す位置信号をコントローラ１２へ出力する。

【0030】

＜制御システム＞
コントローラ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置や各種のメモリなどを有する電子制御部である。コントローラ１２は、アクセル操作量センサ１３ａと、前後進操作装置１４と、車速センサ１６と、表示部５７と、圧力制御弁７と、前後進切換弁５とのそれぞれと電気的に接続される。コントローラ１２は、アクセル操作量センサ１３ａからの操作信号、前後進操作装置１４からの位置信号、及び車速センサ１６からの車速信号を受信する。

【0031】

コントローラ１２は、設定された目標エンジン回転速度に応じて燃料噴射装置１ｂを制御することにより、エンジン１の出力トルクと出力回転速度とを制御する。

【0032】

図３は、実施形態に係るホイールローダ５０に搭載されたコントローラ１２を含む機能ブロック図である。図４は、実施形態に係るホイールローダ５０に搭載されたコントローラ１２を示すブロック図である。コントローラ１２は、コンピュータシステムを含む。コントローラ１２は、ホイールローダ５０を制御する指令信号を出力する。

【0033】

コントローラ１２は、シャトル変速操作が行われたと判定した場合、アクセル操作装置１３の操作量と車速とに基づいて、前後進切換弁５の切り換えタイミングを制御する。より詳しくは、コントローラ１２は、パラメータ設定情報、前後進操作装置１４からの位置信号、車速センサ１６から車速信号、アクセル操作量センサ１３ａからの操作信号などに基づいて、圧力制御弁７を制御するとともに、前後進切換弁５を制御する。

【0034】

実施形態では、コントローラ１２は、シャトル変速操作が行われたと判定した場合、アクセル操作装置１３の操作量に基づいて、圧力制御弁７を制御するための指令信号を生成する。

【0035】

図４に示すように、コントローラ１２は、プロセッサ１２０１と、メインメモリ１２０２と、ストレージ１２０３と、インタフェース１２０４とを有する。プロセッサ１２０１は、コンピュータプログラムを実行することによって、走行システム３０の動作を演算処理する。プロセッサ１２０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）である。メインメモリ１２０２は、例えば、不揮発性メモリ又は揮発性メモリである。不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）が例示される。揮発性メモリとして、ＲＡＭ（Random Access Memory）である。ストレージ１２０３は、一時的でない有形の記憶媒体である。ストレージ１２０３は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、及び半導体メモリ等である。ストレージ１２０３は、コントローラ１２のバスに直接接続された内部メディアでもよいし、インタフェース１２０４又は通信回線を介してコントローラ１２に接続される外部メディアでもよい。ストレージ１２０３は、走行システム３０を制御するためのコンピュータプログラムを記憶する。なお、コントローラ１２は、一体に限らず、複数のコントローラに分かれていてもよい。

【0036】

図３に示すように、コントローラ１２は、記憶部１２１と、ニュートラル判定部１２２と、シャトル変速判定部１２３と、シャトル変速制御決定部１２４と、パラメータ決定部１２５と、圧力制御弁指令生成部１２８と、前後進切換弁指令生成部１２９とを有する。

【0037】

記憶部１２１は、パラメータ設定情報を記憶する。

【0038】

ニュートラル判定部１２２は、前後進操作装置１４の操作がニュートラル操作であるか否かを判定する。ニュートラル判定部１２２は、例えば、前後進操作装置１４からの位置信号が、所定時間以上、継続してニュートラル位置であることを示す場合、ニュートラル操作であると判定する。

【0039】

シャトル変速判定部１２３は、シャトル変速操作が行われたか否かを判定する。シャトル変速判定部１２３は、前後進操作装置１４からの位置信号と、車速センサ１６からの車速信号とに基づいて、シャトル変速操作が行われたか否かを判定する。より詳しくは、シャトル変速判定部１２３は、ホイールローダ５０が前進している時に、前後進操作装置１４が前進位置から後進位置に切り換えられたことを検出した場合、前進から後進へのシャトル変速操作が行われたと判定する。シャトル変速判定部１２３は、ホイールローダ５０が後進している時に、前後進操作装置１４が後進位置から前進位置に切り換えられたことを検出した場合、後進から前進へのシャトル変速操作が行われたと判定する。

【0040】

シャトル変速制御決定部１２４は、アクセル操作量センサ１３ａからの操作信号と、車速センサ１６からの車速信号と、シャトル変速判定部１２３の判定結果と、圧力制御弁指令生成部１２８からの指令信号とに基づいて、シャトル変速制御を開始するための指令信号（シャトル変速指令）を出力する。シャトル変速制御決定部１２４は、例えば、シャトル変速判定部１２３が前進から後進へのシャトル変速操作が行われたと判定した場合、前進位置から後進位置へのシャトル変速制御を開始するためにシャトル変速指令を出力する。シャトル変速制御決定部１２４は、例えば、シャトル変速判定部１２３が後進から前進へのシャトル変速操作が行われたと判定した場合、後進位置から前進位置へのシャトル変速制御を開始するためにシャトル変速指令を出力する。

【0041】

パラメータ決定部１２５は、圧力制御弁７を制御する指令信号を生成するためのパラメータを決定する。パラメータ決定部１２５は、アクセル操作量センサ１３ａからの操作信号と、記憶部１２１に記憶されたパラメータ設定情報とに基づいて、圧力制御弁７を制御する指令信号を生成するためのパラメータを決定する。パラメータ設定情報は、あらかじめ記憶部１２１に記憶されていてもよいし、例えば、キャブ５６内の表示部５７を介して、オペレータによって設定されてもよい。または、パラメータ設定情報は、例えば、通信回線を介して接続される外部メディア、又は、ＵＳＢメモリ等を介して入力されてもよい。

【0042】

圧力制御弁指令生成部１２８は、圧力制御弁７を制御するための指令信号（圧力制御弁指令）を生成する。圧力制御弁指令生成部１２８は、シャトル変速制御決定部１２４からのシャトル変速指令と、パラメータ決定部１２５が決定したパラメータとに基づいて、圧力制御弁指令を生成する。圧力制御弁指令生成部１２８は、生成した圧力制御弁指令を圧力制御弁７へ出力する。

【0043】

前後進切換弁指令生成部１２９は、前後進切換弁５を制御するための指令信号（前後進切換弁指令）を生成する。前後進切換弁指令生成部１２９は、記憶部１２１に記憶されたパラメータ設定情報と、ニュートラル判定部１２２の判定結果と、シャトル変速判定部１２３の判定結果と、シャトル変速制御決定部１２４からのシャトル変速指令と、圧力制御弁指令生成部１２８が生成した圧力制御弁指令とに基づいて、前後進切換弁指令を生成する。前後進切換弁指令生成部１２９は、生成した前後進切換弁指令を前後進切換弁５へ出力する。

【0044】

図５は、所定の車速で後進から前進へのシャトル変速操作が行われた時の制御の一例を示すタイムチャートである。図５のタイムチャートは、異なる３パターンが示されている。記憶部１２１のパラメータ設定情報には、例えば、図５（ｂ）に示すような波形を生成するためのカットオフ周波数が記憶されている。

【0045】

図５（ａ）は、シャトル変速制御決定部１２４から出力されたシャトル変速指令の一例である。図５（ａ）に示すシャトル変速指令は、アクセル操作装置１３の操作量によって変化する。破線で示すシャトル変速指令１は、例えば、アクセル操作装置１３の操作量が１００％の場合の指令信号である。一点鎖線で示すシャトル変速指令２は、例えば、アクセル操作装置１３の操作量が５０％の場合の指令信号である。実線で示すシャトル変速指令３は、例えば、アクセル操作装置１３の操作量が０％の場合の指令信号である。図５（ａ）に示す例では、アクセル操作装置１３の操作量によって、シャトル変速指令がＯＮからＯＦＦになる時間である指令時間が変化する。

【0046】

図５（ｂ）は、圧力制御弁指令生成部１２８が生成した圧力制御弁指令の一例である。図５（ｂ）に示す圧力制御弁指令は、シャトル変速制御決定部１２４からのシャトル変速指令と、パラメータ決定部１２５が決定したパラメータとによって変化する。圧力制御弁指令は、アクセル操作装置１３の操作量と記憶部１２１に記憶されたパラメータ設定情報とに基づいて生成される。すなわち、圧力制御弁指令は、アクセル操作装置１３の操作量に基づいて変化する。破線で示す圧力制御弁指令１は、シャトル変速指令１に対応する指令信号である。一点鎖線で示す圧力制御弁指令２は、シャトル変速指令２に対応する指令信号である。実線で示す圧力制御弁指令３は、シャトル変速指令３に対応する指令信号である。図５（ｂ）に示す例では、シャトル変速指令がＯＮとなった時、指令電流値が徐々に減少する圧力制御弁指令が生成される。図５（ｂ）に示す例では、シャトル変速指令がＯＦＦとなった時、指令電流値が徐々に増加する圧力制御弁指令が生成される。

【0047】

図５（ｃ）は、前後進切換弁指令生成部１２９が生成した前後進切換弁指令の一例である。図５（ｃ）に示す前後進切換弁指令は、シャトル変速制御決定部１２４からのシャトル変速指令、または、圧力制御弁指令生成部１２８が生成した圧力制御弁指令によって変化する。すなわち、図５（ｃ）に示す前後進切換弁指令は、アクセル操作装置１３の操作量によって変化する。破線で示す前後進切換弁指令１は、圧力制御弁指令１に対応する指令信号である。一点鎖線で示す前後進切換弁指令２は、圧力制御弁指令２に対応する指令信号である。実線で示す前後進切換弁指令３は、圧力制御弁指令３に対応する指令信号である。図５（ｃ）に示す例では、前後進切換弁指令は、図５（ｂ）に示す圧力制御弁指令が閾値Ｘ以下となった場合に、前後進切換弁５を切り換える。前後進切換弁指令は、シャトル変速指令がＯＦＦとなった時に、前後進切換弁５を切り換えるような指令であってもよい。

【0048】

図５（ｄ）は、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に対応するポンプ容量の一例である。図５（ｅ）は、図５（ｄ）に対応する車速の一例である。

【0049】

このように図５から、圧力制御弁指令、前後進切換弁指令、ポンプ容量、及び車速は、アクセル操作装置１３の操作量によって変化することがわかる。これにより、シャトル変速操作時は、オペレータは、アクセル操作装置１３を操作することによって減速度を調整する。

【0050】

＜制御方法＞
図６は、シャトル変速操作時の制御方法の一例を示すフローチャートである。コントローラ１２は、車速を取得する（ステップＳＴ１１）。より詳しくは、コントローラ１２は、車速センサ１６から入力される車速信号を受信する。

【0051】

コントローラ１２は、前後進操作装置１４からの指令信号を取得する（ステップＳＴ１２）。より詳しくは、コントローラ１２は、前後進操作装置１４の操作位置を示す位置信号を取得する。

【0052】

コントローラ１２は、シャトル変速操作であるか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。より詳しくは、コントローラ１２は、シャトル変速判定部１２３によって、前進から後進へのシャトル変速操作又は後進から前進へのシャトル変速操作であるか否かを判定する。前進から後進へのシャトル変速又は後進から前進へのシャトル変速である場合、シャトル変速操作であると判定する。コントローラ１２は、シャトル変速操作であると判定した場合（ステップＳＴ１３でＹｅｓ）、ステップＳＴ１４へ進む。コントローラ１２は、シャトル変速操作ではないと判定した場合（ステップＳＴ１３でＮｏ）、処理を終了する。

【0053】

シャトル変速操作であると判定した場合（ステップＳＴ１３でＹｅｓ）、コントローラ１２は、アクセル操作装置１３の操作量を取得する（ステップＳＴ１４）。より詳しくは、コントローラ１２は、アクセル操作量センサ１３ａからアクセル操作装置１３の操作量を示す操作信号を取得する。

【0054】

コントローラ１２は、シャトル変速制御を開始するための指令信号を出力する（ステップＳＴ１５）。より詳しくは、コントローラ１２は、シャトル変速制御決定部１２４によって、アクセル操作量センサ１３ａからの操作信号と、車速センサ１６からの車速信号と、シャトル変速判定部１２３の判定結果と、圧力制御弁指令生成部１２８からの指令信号とに基づいて、図５（ａ）に示す例のようなシャトル変速指令を出力する。

【0055】

コントローラ１２は、圧力制御弁７を制御する指令信号を生成するためのパラメータを決定する（ステップＳＴ１６）。より詳しくは、コントローラ１２は、パラメータ決定部１２５によって、アクセル操作量センサ１３ａからの操作信号と、記憶部１２１に記憶されたパラメータ設定情報とに基づいて、圧力制御弁指令を生成するためのパラメータを決定する。

【0056】

コントローラ１２は、圧力制御弁７を制御するための指令信号を生成する（ステップＳＴ１７）。より詳しくは、コントローラ１２は、圧力制御弁指令生成部１２８によって、パラメータ決定部１２５が決定したパラメータに基づいて、図５（ｂ）に示す例のような圧力制御弁指令を生成する。

【0057】

コントローラ１２は、圧力制御弁７へ指令信号を出力する（ステップＳＴ１８）。より詳しくは、コントローラ１２は、圧力制御弁指令生成部１２８によって、圧力制御弁７に対して圧力制御弁指令を出力する。

【0058】

コントローラ１２は、前後進切換弁５を制御するための指令信号を生成する（ステップＳＴ１９）。より詳しくは、コントローラ１２は、前後進切換弁指令生成部１２９によって、前後進切換弁指令を生成する。

【0059】

コントローラ１２は、前後進切換弁５へ指令信号を出力する（ステップＳＴ２０）。より詳しくは、コントローラ１２は、前後進切換弁指令生成部１２９によって、前後進切換弁５に対して前後進切換弁指令を出力する。

【0060】

このようにして、シャトル変速操作時に、アクセル操作装置１３の操作量及び車速に応じた圧力制御弁指令が出力される。また、前後進切換弁５を切り換える前後進切換弁指令は、シャトル変速制御を開始するための指令信号、または、圧力制御弁指令によって変化する。すなわち、前後進切換弁５の切り換えタイミングがアクセル操作装置１３の操作量及び車速に基づいて制御される。

【0061】

＜効果＞
以上説明したように、実施形態では、シャトル変速時に、アクセル操作装置１３の操作量に応じて、車速が反転するまでの減速度を調整することができる。実施形態では、前後進切換弁５を切り換えるタイミングは、アクセル操作装置１３の操作量に基づいて決定される。実施形態では、圧力制御弁７を制御する指令信号を生成するためのパラメータは、アクセル操作装置１３の操作量に基づいて決定される。これにより、ポンプ容量が、アクセル操作装置１３の操作量に応じて変化する。このように、実施形態によれば、シャトル変速時における、車速が反転するまでの実際の車両の減速度を、オペレータが所望する減速度に近づけることができる。実施形態によれば、シャトル変速時にオペレータの操作に応じて減速度を調整することができる。実施形態によれば、作業機５２に積荷を搭載してシャトル変速を行う場合に、オペレータがアクセル操作装置１３の操作量を少なくすることで、車速の急激な変化が制限され、荷こぼれの発生を抑制することができる。実施形態によれば、作業機５２に積荷の無い状態でシャトル変速を行う場合に、オペレータがアクセル操作装置１３の操作量を多くすることで、速やかにシャトル変速を行うことができる。

【0062】

＜変形例＞
上述の実施形態においては、作業車両５０がホイールローダであることとしたがこれに限定されない。例えば、ＨＳＴ式のフォークリフトやブルドーザであってもよい。

【0063】

＜その他の実施形態＞
上述の実施形態において、圧力制御弁指令は、アクセル操作装置１３の操作量と記憶部１２１に記憶されたパラメータ設定情報とに基づいて生成されると説明したがこれに限定されない。例えば、コントローラ１２にあらかじめ記憶された圧力制御弁７の指令信号に、アクセル操作装置１３の操作量と記憶部１２１に記憶されたパラメータ設定情報とに基づいて決定されたパラメータを用いてフィルタ処理を行ってもよい。より詳しくは、パラメータ決定部１２５は、アクセル操作量センサ１３ａからの操作信号と、記憶部１２１に記憶されたパラメータ設定情報とに基づいて、指令信号にフィルタ処理を行うためのパラメータを決定する。圧力制御弁指令生成部１２８は、シャトル変速制御決定部１２４からのシャトル変速指令と、パラメータ決定部１２５が決定したパラメータとに基づいて、あらかじめ記憶された圧力制御弁７の指令信号にフィルタ処理を行う。この場合、例えば、フィルタがローパスフィルタの場合、パラメータ決定部１２５は、記憶部１２１に記憶されたパラメータ設定情報を参照し、アクセル操作量センサ１３ａから入力される操作信号に応じたカットオフ周波数を決定してもよい。

【0064】

上述の実施形態では、アクセル操作装置の操作量に基づいて、前後進切換弁５と圧力制御弁７の両方を制御するものとして説明したが、前後進切換弁５のみを制御してもよい。シャトル変速指令がＯＦＦとなった時に、前後進切換弁５を切り換えるような前後進切換弁指令によって実現可能である。

【符号の説明】

【0065】

１…エンジン、３…チャージポンプ、４…走行用油圧ポンプ（ＨＳＴポンプ）、５…前後進切換弁、６…ポンプ容量制御シリンダ、７…圧力制御弁、１０…走行用油圧モータ（ＨＳＴモータ）、１１ａ…モータシリンダ、１１ｂ…モータ容量制御部、１２…コントローラ、１３…アクセル操作装置（第１の操作装置）、１３ａ…アクセル操作量センサ、１４…前後進操作装置（第２の操作装置）、１６…車速センサ、１７…圧力検出部、１７ａ…第１回路圧センサ、１７ｂ…第２回路圧センサ、２０…油圧回路、２０ａ…第１回路、２０ｂ…第２回路、３０…走行システム、３２…ポンプパイロット回路、３３…チャージ回路、３４…モータパイロット回路、４１…第１チェック弁、４２…第２チェック弁、４３…第１リリーフ弁、４４…第２リリーフ弁、４５…低圧リリーフ弁、４６…シャトル弁、４７…カットオフ弁、４８…チェック弁、４９…チェック弁、５０…ホイールローダ（作業車両）、５１…車体、５２…作業機、５５…車輪、５６…キャブ、５７…表示部、１２１…記憶部、１２２…ニュートラル判定部、１２３…シャトル変速判定部、１２４…シャトル変速制御決定部、１２５…パラメータ決定部、１２８…圧力制御弁指令生成部、１２９…前後進切換弁指令生成部、Ｘ…閾値。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】