特開 2024-72153 作業機械、作業機械のコントローラ、および作業機械の制御方法

(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】P2024072153

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】作業機械、作業機械のコントローラ、および作業機械の制御方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20240520BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182854

(22)【出願日】2022-11-15

(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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡宗 悠紀

【テーマコード（参考）】

2D003

【Ｆターム（参考）】

2D003AA03

2D003AB01

2D003BA01

2D003BA02

2D003CA02

2D003DA02

2D003DA04

2D003DB01

2D003DB03

2D003FA02

(57)【要約】

【課題】作業効率の低下を抑制する。
【解決手段】作業機械は、前輪と、前輪を回転駆動させる前輪駆動装置と、後輪と、後輪を回転駆動させる後輪駆動装置と、後輪の速度に対する前輪の速度の比である速度比を制御するコントローラとを備えている。コントローラは、前輪に付与される駆動力に所定の変動が発生したか否かを判定し、所定の変動が発生したと判定されると速度比を小さくすることにより所定の変動を解消させ、所定の変動が解消すると速度比を増加させる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前輪と、
前記前輪を回転駆動させる前輪駆動装置と、
後輪と、
前記後輪を回転駆動させる後輪駆動装置と、
前記後輪の速度に対する前記前輪の速度の比である速度比を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記前輪に付与される駆動力に所定の変動が発生したか否かを判定し、前記所定の変動が発生したと判定されると前記速度比を小さくすることにより前記所定の変動を解消させ、前記所定の変動が解消すると前記速度比を増加させる、作業機械。

【請求項2】

前記コントローラは、前記所定の変動が解消すると、前記速度比を段階的に増加させる、請求項１に記載の作業機械。

【請求項3】

前記コントローラは、オペレータの操作による前記速度比の指令値の入力を受け付け、前記所定の変動が解消すると、前記指令値を超えない範囲で前記速度比を増加させる、請求項１または請求項２に記載の作業機械。

【請求項4】

前記コントローラは、前記所定の変動が発生したと判定されたときの前記速度比が１よりも大きければ、前記速度比を１に減少させる、請求項１に記載の作業機械。

【請求項5】

前記コントローラは、前記所定の変動が発生したと判定されたときの前記速度比が１以下であれば、前記速度比を段階的に減少させる、請求項４に記載の作業機械。

【請求項6】

前記コントローラは、前記所定の変動が発生したと判定されたときの前記速度比が設定可能な最小値であれば、前記速度比を前記最小値に維持する、請求項５に記載の作業機械。

【請求項7】

作業機械の前輪に付与される駆動力に所定の変動が発生したか否かを判定し、
前記所定の変動が発生したと判定されると、前記作業機械の後輪の速度に対する前記前輪の速度の比である速度比を小さくすることにより、前記所定の変動を解消し、
前記所定の変動が解消すると、前記速度比を増加させる、作業機械のコントローラ。

【請求項8】

作業機械の前輪に付与される駆動力に所定の変動が発生したか否かを判定することと、
前記所定の変動が発生したと判定されると、前記作業機械の後輪の速度に対する前記前輪の速度の比である速度比を小さくすることにより、前記所定の変動を解消することと、
前記所定の変動が解消すると、前記速度比を増加させることと、を備える、作業機械の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業機械、作業機械のコントローラ、および作業機械の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータグレーダなどの作業機械に、前後輪の全てを駆動する全輪駆動装置を設けることがある。作業機械が全輪駆動で走行中に、前輪の目標速度を後輪の速度よりも高くして制御し前輪に付与する駆動力が大きくなると、前輪駆動力が前輪のスリップ限界を上回り、前輪のスリップが発生することがある。前輪のスリップが頻発することで、前輪が地面から離れたり接地したりを繰り返す振動現象（ホッピング）が発生することがある。米国特許第５４７４１４７号明細書（特許文献１）には、ホッピングの発生が検出されると前輪に付与される駆動力を減少させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第５４７４１４７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

全輪駆動式の作業機械において、前輪駆動力を下げることによりホッピングの発生を抑制できるが、前輪駆動力がオペレータの操作による指令値よりも低いと作業効率が低下することがある。

【0005】

本開示では、作業効率の低下を抑制できる、作業機械、作業機械のコントローラ、および作業機械の制御方法が提案される。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のある局面に従うと、前輪と、前輪を回転駆動させる前輪駆動装置と、後輪と、後輪を回転駆動させる後輪駆動装置と、後輪の速度に対する前輪の速度の比である速度比を制御するコントローラとを備えている、作業機械が提案される。コントローラは、前輪に付与される駆動力に所定の変動が発生したか否かを判定し、所定の変動が発生したと判定されると速度比を小さくすることにより所定の変動を解消させ、所定の変動が解消すると速度比を増加させる。

【0007】

本開示のある局面に従うと、作業機械のコントローラが提案される。コントローラは、作業機械の前輪に付与される駆動力に所定の変動が発生したか否かを判定する。コントローラは、所定の変動が発生したと判定されると、作業機械の後輪の速度に対する前輪の速度の比である速度比を小さくすることにより、所定の変動を解消する。コントローラは、所定の変動が解消すると、速度比を増加させる。

【0008】

本開示のある局面に従うと、作業機械の制御方法が提案される。制御方法は、以下のステップを備えている。第１のステップは、作業機械の前輪に付与される駆動力に所定の変動が発生したか否かを判定することである。第２のステップは、所定の変動が発生したと判定されると、作業機械の後輪の速度に対する前輪の速度の比である速度比を小さくすることにより、所定の変動を解消することである。第３のステップは、所定の変動が解消すると、速度比を増加させることである。

【発明の効果】

【0009】

本開示の作業機械、作業機械のコントローラ、および作業機械の制御方法によると、作業効率の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態におけるモータグレーダの構成を概略的に示す側面図である。

【図2】図１に示すモータグレーダの概略構成を示す構成図である。

【図3】コントローラの機能構成を説明するブロック図である。

【図4】実施形態におけるモータグレーダの走行制御の処理の流れを示すフローチャートである。

【図5】前進時にホッピングが発生した場合の作動油の圧力の波形の例を示すグラフである。

【図6】ハンチング判定状態の遷移を示す図である。

【図7】ホッピング抑制制御の処理の流れを示すフローチャートである。

【図8】速度比調整ダイヤル有効値（速度比調整ダイヤル指令値）と速度比との関係の一例を示す表である。

【図9】前進駆動力復帰制御の処理の流れ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】

【0011】

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。実施形態から任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも、当初から予定されている。

【0012】

実施形態においては、作業機械の一例としてモータグレーダ１について説明する。図１は、実施形態におけるモータグレーダ１の構成を概略的に示す側面図である。

【0013】

図１に示されるように、実施形態のモータグレーダ１は、全６輪の車両である。モータグレーダ１は、左右一対の前輪と、片側２輪ずつの後輪とからなる走行輪を備えている。前輪は、左前輪２と、図１には図示しない右前輪とを有している。後輪は、左後前輪４と、左後後輪５と、図示しない右後前輪および右後後輪とを有している。前輪および後輪の数および配置は、図１に示される例に限られるものではない。

【0014】

モータグレーダ１は、ブレード５０を含む作業機を備えている。ブレード５０は、前輪と後輪との間に設けられている。モータグレーダ１は、ブレード５０で、地面の整地作業、除雪作業、軽切削などの作業を行なうことができる。

【0015】

モータグレーダ１は、車体フレームを備えている。車体フレームは、フロントフレーム５１と、リアフレーム５２とを有している。フロントフレーム５１は、リアフレーム５２に、回動可能に連結されている。

【0016】

前輪は、ブレード５０と共に、フロントフレーム５１に設けられている。前輪は、フロントフレーム５１の前端部に、回転可能に取り付けられている。後輪は、リアフレーム５２に設けられている。後輪は、リアフレーム５２に、後述するようにエンジンからの駆動力によって回転駆動可能に取り付けられている。

【0017】

図２は、図１に示すモータグレーダ１の概略構成を示す構成図である。上述した左右一対の前輪は、左前輪２と、右前輪３とを有している。モータグレーダ１は、エンジン６を備えている。エンジン６は、図１に示されるリアフレーム５２に支持されている。エンジン６は、前輪および後輪を回転駆動させる駆動力を発生する駆動源であり、たとえばディーゼルエンジンである。

【0018】

エンジン６の出力側には、トルクコンバータ８、変速機９、終減速装置１０およびタンデム装置１１を介して、左後輪４，５と、左後輪４，５と一対の右後輪（図示は省略する）と、が接続されている。トルクコンバータ８は、オイルを媒体としてエンジン６からの駆動力を伝達する流体クラッチである。変速機９は、機械式変速機である。変速機９は、複数の速度段に対応した複数のクラッチを有している。各クラッチの連結状態および非連結状態を切り替えることにより、変速機９は速度段を複数段階に切り替える。エンジン６は、トルクコンバータ８、変速機９、終減速装置１０およびタンデム装置１１を介して、左後輪４，５と右後輪とを駆動する。

【0019】

トルクコンバータ８、変速機９、終減速装置１０およびタンデム装置１１は、エンジン６の発生する駆動力を後輪に伝達する、後輪動力伝達装置を構成している。終減速装置１０は、後輪を回転駆動させる後輪駆動装置の一例に対応する。

【0020】

変速機９に、左右一対の油圧システム７Ｌ，７Ｒが接続されている。油圧システム７Ｌは、左前輪２を駆動する。油圧システム７Ｒは、右前輪３を駆動する。エンジン６は、トルクコンバータ８、変速機９、油圧システム７Ｌ，７Ｒを介して、左前輪２と右前輪３とを駆動する。油圧システム７Ｌ，７Ｒは、機械式の変速機９を介さずに、エンジン６の他方の出力側に接続されていてもよい。左右の油圧システム７Ｌ，７Ｒは、それぞれ、ＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）を構成している。

【0021】

モータグレーダ１は、前輪２，３と左後輪４，５および右後輪との全てを動力発生用および伝達用の各装置６～１１で共に駆動することが可能な、全輪駆動車両である。当該装置６～１１は、全輪駆動装置１２を構成している。全輪駆動装置１２のうち、エンジン６、油圧システム７Ｌ，７Ｒの一部、トルクコンバータ８、変速機９および終減速装置１０は、リアフレーム５２に支持されている。

【0022】

油圧システム７Ｌは、左油圧ポンプ１５と、左油圧モータ１６とを備えている。油圧システム７Ｒは、右油圧ポンプ１７と、右油圧モータ１８とを備えている。エンジン６の出力がＰＴＯ（Power Take-Off）１４を介して左油圧ポンプ１５および右油圧ポンプ１７へ伝達されて、左油圧ポンプ１５および右油圧ポンプ１７が駆動される。左油圧モータ１６は、左油圧ポンプ１５から吐出する作動油で回転されて、左前輪２を駆動する。右油圧モータ１８は、右油圧ポンプ１７から吐出する作動油で回転されて、右前輪３を駆動する。

【0023】

油圧ポンプ１５，１７は、可変容量形油圧ポンプである。油圧ポンプ１５，１７は、可変斜板を有する斜板式油圧ポンプであってもよい。左油圧ポンプ１５の可変斜板の角度は、後述するコントローラから出力される制御指令値に従って、斜板駆動部１５Ａにより無段階で連続的に制御される。右油圧ポンプ１７の可変斜板の角度は、後述するコントローラから出力される制御指令値に従って、斜板駆動部１７Ａにより無段階で連続的に、左油圧ポンプ１５の可変斜板とは独立して制御される。斜板駆動部１５Ａ，１７Ａは、たとえばソレノイドである。

【0024】

油圧モータ１６，１８は、可変容量形のモータであってもよい。油圧モータ１６，１８は、斜軸式アキシャル形のモータであってもよい。油圧モータ１６，１８の容量は、オペレータが選択した速度段によって、一定の値となる。油圧モータ１６，１８は、固定容量形のモータであってもよい。

【0025】

左油圧ポンプ１５と、左油圧モータ１６とは、左油圧回路２１により接続されている。左油圧ポンプ１５から吐出する作動油は、左油圧回路２１を経由して、左油圧モータ１６に供給される。左前輪２が駆動されるときの左前輪２の回転速度は、左油圧ポンプ１５から吐出する作動油によって、制御されている。左油圧回路２１には、左油圧回路２１内の作動油の圧力を検出する圧力センサ２７Ｌ，２８Ｌが設けられている。圧力センサ２７Ｌ，２８Ｌは、左油圧回路２１内の油圧を示す信号を出力する。

【0026】

右油圧ポンプ１７と、右油圧モータ１８とは、右油圧回路２２により接続されている。右油圧ポンプ１７から吐出する作動油は、右油圧回路２２を経由して、右油圧モータ１８に供給される。右前輪３が駆動されるときの右前輪３の回転速度は、右油圧ポンプ１７から吐出する作動油によって、制御されている。右油圧回路２２には、右油圧回路２２内の作動油の圧力を検出する圧力センサ２７Ｒ，２８Ｒが設けられている。圧力センサ２７Ｒ，２８Ｒは、右油圧回路２２内の油圧を示す信号を出力する。

【0027】

エンジン６からの駆動力を前輪２，３へ伝達するための動力伝達装置は、エンジン６で油圧ポンプ１５，１７を駆動することにより作動油に圧力を発生させ、油圧ポンプ１５，１７から吐出した圧油によって油圧モータ１６，１８が駆動されることで回転力が再び発生する。すなわち、前述した通り、左右の油圧システム７Ｌ，７Ｒは、それぞれ、ＨＳＴを構成している。

【0028】

圧力センサ２７Ｌ，２７Ｒは、モータグレーダ１の前進走行時に油圧ポンプから油圧モータへ作動油が流れる油路に設けられている。圧力センサ２７Ｌ，２７Ｒは、モータグレーダ１の前進走行時に油圧ポンプから吐出される高圧の作動油の圧力を検出する。圧力センサ２８Ｌ，２８Ｒは、モータグレーダ１の後進走行時に油圧ポンプから油圧モータへ作動油が流れる油路に設けられている。圧力センサ２８Ｌ，２８Ｒは、モータグレーダ１の後進走行時に油圧ポンプから吐出される高圧の作動油の圧力を検出する。

【0029】

左油圧式クラッチ機構２３と左減速機２５とが、左前輪２と左油圧モータ１６との間に設けられている。右油圧式クラッチ機構２４と右減速機２６とが、右前輪３と右油圧モータ１８との間に設けられている。左油圧式クラッチ機構２３および右油圧式クラッチ機構２４に油圧が供給されることにより、左前輪２と右前輪３とに動力が伝達されて、モータグレーダ１は全輪駆動となる。左油圧式クラッチ機構２３および右油圧式クラッチ機構２４への油圧の供給が遮断されると、モータグレーダ１は、全輪駆動が解除されて後輪駆動となる。

【0030】

トルクコンバータ８、変速機９、ＰＴＯ１４、油圧システム７Ｌ，７Ｒ、クラッチ機構２３，２４および減速機２５，２６は、エンジン６の発生する駆動力を前輪に伝達する、前輪動力伝達装置を構成している。油圧モータ１６，１８は、前輪を回転駆動させる前輪駆動装置の一例に対応する。油圧ポンプ１５，１７から油圧モータ１６，１８に供給される作動油の供給量（油圧ポンプの吐出量）を上げることで、前輪の回転速度を増加できる。油圧ポンプ１５，１７から油圧モータ１６，１８に供給される作動油の供給量を下げることで、前輪の回転速度を減少できる。

【0031】

速度センサ３１は、変速機９の出力軸に設けられている。速度センサ３１は、変速機９の出力軸の回転速度を測定することにより、モータグレーダ１の移動時（走行時）の後輪の回転速度を検出する。速度センサ３１は、後輪の回転速度を示す信号を出力する。

【0032】

図３は、コントローラ６０の機能構成を説明するブロック図である。モータグレーダ１は、コントローラ６０を備えている。コントローラ６０は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）により各種のプログラムを読み出して実行し、各種演算処理を行う。

【0033】

速度比調整ダイヤル４０は、オペレータによって操作される。オペレータによる速度比調整ダイヤル４０の操作量は、電気信号に変換されて、コントローラ６０に入力される。速度比は、後輪の速度に対する前輪の速度の比である。オペレータが速度比調整ダイヤル４０を操作することにより、速度比の手動設定値（以下、速度比調整ダイヤル指令値と称する）が、コントローラ６０のダイヤル指令値入力部６１に入力される。ダイヤル指令値入力部６１は、オペレータの操作による速度比の指令値の入力を受け付ける。

【0034】

実施形態の速度比調整ダイヤル４０は、たとえば、７段階に設定可能とされている。オペレータは、速度比調整ダイヤル４０を操作することにより、速度比調整ダイヤル指令値を１以上７以下の整数のいずれか１つに選択的に設定し、後輪の速度に対する前輪の速度の比である速度比を７段階に切り替えることができる（図８参照）。

【0035】

図２に示される、左油圧回路２１に設けられる圧力センサ２７Ｌと、右油圧回路２２に設けられる圧力センサ２７Ｒとを、圧力センサ２７と総称する。左油圧回路２１に設けられる圧力センサ２８Ｌと、右油圧回路２２に設けられる圧力センサ２８Ｒとを、圧力センサ２８と総称する。圧力センサ２７，２８から、油圧回路内の作動油の圧力の検出結果が、コントローラ６０の圧力検出値入力部６３に入力される。速度センサ３１から、変速機９の出力軸の回転速度の検出結果が、コントローラ６０のモータ回転数算出部７０に出力される。

【0036】

コントローラ６０は、メモリ７２を有している。メモリ７２には、モータグレーダ１の動作を制御するためのプログラム、およびそのプログラムの実行に必要な各種データが記憶されている。メモリ７２にはまた、作業実行にともなって発生するワーキングデータが一時的に記憶される。コントローラ６０は、タイマ７３を有している。タイマ７３は、時刻を計時する。

【0037】

図４は、実施形態におけるモータグレーダ１の走行制御の処理の流れを示すフローチャートである。以下、コントローラ６０が速度比を自動制御する処理について、図３、図４および後続の図を適宜参照して、説明する。

【0038】

図４に示されるように、ステップＳ１において、コントローラ６０は、速度比調整ダイヤル４０が更新されたか否かを判断する。ダイヤル指令値入力部６１は、速度比調整ダイヤル４０から、速度比調整ダイヤル指令値の入力を受ける。ダイヤル更新判定部６２は、メモリ７２から、記憶されている速度比調整ダイヤル指令値を読み出す。メモリ７２には、後述する通り、速度比調整ダイヤル４０が更新されたと前回判断したときの速度比調整ダイヤル指令値が記憶されている。

【0039】

ダイヤル更新判定部６２は、メモリ７２から読み出した速度比調整ダイヤル指令値と、現時点で速度比調整ダイヤル４０から入力された速度比調整ダイヤル指令値と、を比較する。ダイヤル更新判定部６２は、速度比調整ダイヤル指令値を比較した結果、メモリ７２に記憶されている速度比調整ダイヤル指令値と現時点での速度比調整ダイヤル指令値とが異なっている場合、速度比調整ダイヤル４０が更新されたと判断する。

【0040】

ステップＳ１で速度比調整ダイヤル４０が更新されたと判断した場合には、ダイヤル指令値入力部６１は、現時点の速度比調整ダイヤル指令値を、メモリ７２に格納する。以上により、メモリ７２には、常に、オペレータが手動で設定した最新の指令値である速度比調整ダイヤル指令値が記憶される。

【0041】

速度比調整ダイヤル４０が更新されたと判断される（ステップＳ１においてＹＥＳ）のは、オペレータによる速度比調整ダイヤル４０の操作があり、手動で設定される速度比調整ダイヤル指令値が変化した場合である。ステップＳ１がＹＥＳの場合、ステップＳ２に移り、ダイヤル有効値設定部６８は、現時点での速度比調整ダイヤル指令値を、速度比調整ダイヤル有効値として設定する。

【0042】

速度比調整ダイヤル有効値は、速度比を決定するために使用される、速度比調整ダイヤル４０の制御上の設定値である。詳細は後述するが、速度比調整ダイヤル有効値は、条件によって、速度比調整ダイヤル指令値と同じである場合もあるが、速度比調整ダイヤル指令値よりも小さくなる場合もある。速度比調整ダイヤル４０によって速度比調整ダイヤル指令値が７段階の速度比を設定可能であれば、速度比調整ダイヤル有効値もまた、７段階の中から選択的に設定される。

【0043】

図８は、速度比調整ダイヤル有効値（速度比調整ダイヤル指令値）と速度比との関係の一例を示す表である。図８に示される例では、速度比調整ダイヤル有効値（速度比調整ダイヤル指令値）が３のときの速度比が１．００である。速度比調整ダイヤル有効値（速度比調整ダイヤル指令値）が３から１ずつ大きくなるにつれて、速度比は０．０５ずつ増加する。速度比調整ダイヤル有効値（速度比調整ダイヤル指令値）が７のときの速度比は１．２０である。速度比調整ダイヤル有効値（速度比調整ダイヤル指令値）が３から１ずつ小さくなるにつれて、速度比は０．０５ずつ減少する。速度比調整ダイヤル有効値（速度比調整ダイヤル指令値）が１のときの速度比は０．９０である。

【0044】

速度比は、後輪の速度に対する前輪の速度の比である。速度比が１よりも大きければ、後輪の速度よりも前輪の速度が大きい。速度比が１であれば、後輪の速度と前輪の速度とは同じである。速度比が１よりも小さければ、後輪の速度よりも前輪の速度が小さい。

【0045】

図４に戻り、速度比調整ダイヤル４０が更新されていないと判断される（ステップＳ１においてＮＯ）と、ステップＳ３に移り、ハンチング判定部６４が、ＨＳＴ回路の圧力のハンチングが発生しているか否かを判定する。

【0046】

図５は、前進時にホッピングが発生した場合の作動油の圧力の波形の例を示すグラフである。図５に示されるグラフの横軸は、時間であり、縦軸のＨＳＴ回路圧は、圧力センサ２７，２８によって検出され圧力検出値入力部６３に入力される、油圧回路２１，２２内の作動油の圧力である。図５には、左油圧回路２１と右油圧回路２２とのいずれか一方の作動油の圧力の、時間に対する変動が描画されている。

【0047】

図５に示す通り、前輪２，３が路面にグリップしている状態にあるときに、前輪２，３が路面に対してスリップすると、ＨＳＴ回路圧が急減する。図５に示される例では、時刻ｔ_ｎ－ｄｔにおけるＨＳＴ回路圧がＰ_{ＨＳＴ（ｔｎ－ｄｔ）}であり、時刻ｔ_ｎにおけるＨＳＴ回路圧がＰ_{ＨＳＴ（ｔｎ）}であり、時間ｄｔの間にＨＳＴ回路圧が急減している。本実施形態において、ハンチング判定部６４は、圧力検出値入力部６３に入力されるＨＳＴ回路圧の変動により、前輪２，３のスリップを検出する。ハンチング判定部６４は、一定時間内に所定回数以上の前輪２，３のスリップが繰り返されたことを検出したとき（ＨＳＴ回路圧のハンチング有り）に、前輪のホッピングが発生していると判定する。

【0048】

図６は、ハンチング判定状態の遷移を示す図である。図５および図６を参照して、作動油の圧力のハンチングの判定のさらなる詳細について説明する。

【0049】

ハンチング判定部６４は、ハンチング判定を開始（図６の「ＳＴＡＲＴ」）したときには「ハンチング無し」の状態とし、スリップカウント（後述）を０とする。「ハンチング無し」の状態で、条件Ｂ（後述）が成立し、かつ条件Ｃ（後述）が成立すると、ハンチング判定部６４は、「ハンチング判定中」の状態であると判定する。条件Ｂは、「ハンチング無し」と判定された時刻からマスク時間ｔｍが経過することである。条件Ｃは、所定時間ｄｔ内のＨＳＴ回路圧の変化率が閾値よりも大きいことである。ＨＳＴ回路圧の変化率とは、具体的には、図５に示される前進時の場合にはＨＳＴ回路圧の減少率であり、後進時の場合にはＨＳＴ回路圧の増加率である。

【0050】

「ハンチング無し」の状態から「ハンチング判定中」の状態への遷移は、ＨＳＴ回路圧の変動がトリガーとなる。ＨＳＴ回路圧の急減、すなわち前輪２，３のスリップが一度検出されると、「ハンチング判定中」状態に遷移する。

【0051】

ハンチング判定部６４は、「ハンチング判定中」の状態に遷移すると、時間のカウントを開始する。ハンチング判定部６４は、タイマ７３から現在時刻を読み出す。図５に示されるように、ハンチング判定部６４は、条件Ｃの成立に関するＨＳＴ回路圧の急減が検出された時刻ｔ_ｎを起点として、時間のカウントを開始する。

【0052】

ハンチング判定部６４はまた、「ハンチング判定中」の状態に遷移すると、ＨＳＴ回路圧が急減した回数をカウントし、これをスリップカウントとして記憶する。

【0053】

コントローラ６０のメモリ７２には、あらかじめ設定された所定のハンチング判定実施上限時間が記憶されている。ハンチング判定部６４は、カウントしている時間がハンチング判定実施上限時間を超えないうちに、スリップカウントが所定の回数（本実施形態では３回）に到達した場合、「ハンチング判定中」の状態から「ハンチング有り」の状態に遷移させる。他方、ハンチング判定部６４は、「ハンチング判定中」の状態のときに条件Ｄ（後述）が成立すると、「ハンチング無し」の状態に遷移させる。条件Ｄは、スリップ検出回数がハンチング判定回数に到達しないまま、ハンチング判定実施上限時間が経過することである。

【0054】

本実施形態においてはハンチング判定回数は３回と設定されており、図５に示される例ではハンチング判定実施上限時間が経過する前に３回目のＨＳＴ回路圧の急減が検出されているので、ハンチング判定部６４は、「ハンチング判定中」の状態から「ハンチング有り」の状態に遷移させる。

【0055】

図６に示す通り、コントローラ６０は、「ハンチング有り」の状態に遷移すると、ホッピング抑制制御を実施するとともに、無条件で「ハンチング無し」へと、ハンチング判定の状態を遷移させる。

【0056】

「ハンチング判定中」の状態で条件Ｄが成立するか、または「ハンチング有り」と判定されることで、「ハンチング無し」の状態に遷移すると、スリップカウントがゼロにリセットされる。その後、条件Ｂが成立するまで、すなわちマスク時間ｔｍが経過するまで、「ハンチング無し」の状態と継続して判定される。以下に説明するホッピング抑制制御の応答を考慮して、マスク時間ｔｍが経過するまでは、前輪２，３のスリップ検出が実施されない。

【0057】

図４に戻って、ステップＳ３の判断において、ハンチング判定部６４が「ハンチング判定中」と判定すると、ステップＳ４において、ダイヤル有効値設定部６８は、前回の速度比調整ダイヤル有効値を維持する。

【0058】

ステップＳ３の判断において、ハンチング判定部６４が「ハンチング有り」と判定すると、ステップＳ５において、コントローラ６０は、ホッピング抑制制御を実行する。ハンチング判定部６４が、左前輪２と右前輪３とのいずれかの「ハンチング有り」を判定すると、コントローラ６０は、前輪２，３のスリップを抑制するための、前輪２，３の後輪に対する速度比を下げる処置として、速度比調整ダイヤル有効値を変更する。

【0059】

図７は、ホッピング抑制制御の処理の流れを示すフローチャートである。図７に示される例では、速度比調整ダイヤル有効値は、前述した速度比調整ダイヤル４０により設定可能な速度比調整ダイヤル指令値と同じく、１以上７以下の整数のいずれか１つの中から選択的に（７段階に）設定可能とされている（図８参照）。

【0060】

ここで、本実施形態においては、速度比調整ダイヤル有効値が大きくなるにつれて速度比も大きくなり、速度比調整ダイヤル有効値が３の時に速度比が１（前輪と後輪の速度が同じ）となるように設定されている。

【0061】

図７に戻り、ステップＳ１１において、ダイヤル有効値判定部６７は、現在の速度比調整ダイヤル有効値を判定する。

【0062】

現在の速度比調整ダイヤル有効値が４以上７以下であれば、ステップＳ１４において、ダイヤル有効値設定部６８は、速度比調整ダイヤル有効値を３に変更する。現在の速度比調整ダイヤル有効値が２または３であれば、ステップＳ１３において、ダイヤル有効値設定部６８は、速度比調整ダイヤル有効値から１を減らす処理（デクリメント）をする。現在の速度比調整ダイヤル有効値が１であれば、ステップＳ１２において、ダイヤル有効値設定部６８は、速度比調整ダイヤル有効値を１に維持する。このようにホッピング抑制制御が実行される（図７の「ＥＮＤ」）。

【0063】

ダイヤル有効値設定部６８は、「ハンチング有り」と判定されたときの速度比調整ダイヤル有効値が４以上であって、速度比が１よりも大きければ、速度比調整ダイヤル有効値を３に設定することで、速度比を１に減少させる。ダイヤル有効値設定部６８は、「ハンチング有り」と判定されたときの速度比調整ダイヤル有効値が２または３であって、速度比が１以下であれば、速度比を１段ずつ段階的に減少させる。図８に示す通り、本実施形態においては、ダイヤル有効値設定部６８は、速度比調整ダイヤル有効値を１デクリメントすることで、速度比を０．０５減少させる。ダイヤル有効値設定部６８は、「ハンチング有り」と判定されたときの速度比調整ダイヤル有効値が１であって、速度比が設定可能な最小値であれば、速度比調整ダイヤル有効値を１に維持して、速度比を最小値に維持する。

【0064】

再び図４に戻って、ステップＳ３の判断において、ハンチング判定部６４が「ハンチング無し」と判定すると、ステップＳ６において、コントローラ６０は、前輪駆動力復帰制御を実行する。

【0065】

図９は、前進駆動力復帰制御の処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２１において、ダイヤル値比較部６５は、速度比調整ダイヤル指令値をメモリ７２から読み出す。ダイヤル有効値判定部６７は、現在の速度比調整ダイヤル有効値を判定する。ダイヤル値比較部６５は、メモリ７２から読み出した速度比調整ダイヤル指令値と、現在の速度比調整ダイヤル有効値とを比較して、速度比調整ダイヤル指令値と速度比調整ダイヤル有効値とに乖離があるか否かを判断する。具体的に、ダイヤル値比較部６５は、現在の速度比調整ダイヤル有効値が、速度比調整ダイヤル指令値よりも小さいか否かを判断する。

【0066】

速度比調整ダイヤル有効値が速度比調整ダイヤル指令値よりも小さい（ステップＳ２１においてＹＥＳ）と判断されれば、ステップＳ２２において、時間判定部６６は、タイマ７３から現在時刻を読み出す。時間判定部６６は、「ハンチング無し」と判定された時刻から、現在時刻までの、経過時間を算出する。時間判定部６６は、「ハンチング無し」の状態が、所定時間ｔｒ継続しているか否か、を判断する。

【0067】

「ハンチング無し」の状態が時間ｔｒ継続している（ステップＳ２２においてＹＥＳ）と判断されると、ステップＳ２３において、ダイヤル有効値設定部６８は、速度比調整ダイヤル有効値に１を加える処理（インクリメント）をする。この処理によって、図８に示されるように、速度比が０．０５ずつ増加することになる。

【0068】

ステップＳ２１の判断において、速度比調整ダイヤル有効値が速度比調整ダイヤル指令値以上である（ステップＳ２１においてＮＯ）と判断されるか、ステップＳ２２の判断において、「ハンチング無し」の状態が時間ｔｒ継続していない（ステップＳ２２においてＮＯ）と判断されると、ステップＳ２４において、ダイヤル有効値設定部６８は、前回の速度比調整ダイヤル有効値を維持する。このように前輪駆動力復帰制御が実行される（図９の「ＥＮＤ」）。

【0069】

ステップＳ２２の判断における閾値である時間ｔｒは、図６に示されるハンチング判定の条件Ｂにおける閾値であるマスク時間ｔｍよりも、長い時間に設定される。たとえば、時間ｔｒは、マスク時間ｔｍの４倍の長さであってもよい。時間ｔｒは、ハンチング判定実施上限時間よりも長い時間に設定されてもよい。

【0070】

ダイヤル有効値設定部６８が速度比調整ダイヤル有効値を１ずつインクリメントさせることにより、速度比調整ダイヤル有効値が速度比調整ダイヤル指令値にまで到達すると、ダイヤル値比較部６５が、ステップＳ２１の判断においてＮＯと判断し、その後は速度比調整ダイヤル有効値が維持される。ダイヤル有効値設定部６８は、速度比調整ダイヤル指令値を超えない範囲で、速度比調整ダイヤル有効値を増加させている。

【0071】

再び図４に戻って、ステップＳ７において、速度比決定部６９は、ステップＳ２、ステップＳ４、ステップＳ１２～Ｓ１４、またはステップＳ２３，Ｓ２４において設定された速度比調整ダイヤル有効値と、図８の表とを照合して、速度比を決定する。

【0072】

ステップＳ８において、油圧ポンプ１５，１７の制御が行われる。モータ回転数算出部７０は、速度センサ３１の検出値に基づいて、後輪の速度を算出する。モータ回転数算出部７０は、後輪の速度に、速度比を乗じて、前輪２，３の速度の設定値を算出する。モータ回転数算出部７０は、その速度で前輪２，３を回転駆動するために必要とされる油圧モータ１６，１８の目標回転数を算出する。

【0073】

ポンプ容量指令部７１は、油圧モータ１６，１８を目標回転数で回転させるための、作動油の流量を算出する。ポンプ容量指令部７１は、油圧ポンプ１５，１７から油圧モータ１６，１８へその流量の作動油が供給されるように、各油圧ポンプ１５，１７の斜板駆動部１５Ａ，１７Ａへ制御信号を送信する。エンジン６の回転数が同じでも、各油圧ポンプ１５，１７の斜板を制御することで、油圧ポンプ１５，１７から吐出される作動油の流量を変更できる。このように油圧ポンプ１５，１７の制御が行われる。

【0074】

速度比が１よりも大きい場合、後輪よりも速い速度で前輪を回転させるように、油圧ポンプ１５，１７が制御される。

【0075】

図４に示される一連の処理を終えると、処理はリターンされ（図４の「ＲＥＴＵＲＮ」）、モータグレーダ１の走行状態に対応して速度比調整ダイヤル有効値を設定する処理が繰り返される。オペレータが速度比調整ダイヤル４０を操作していない場合（速度比調整ダイヤル指令値を更新していない場合）には、ハンチング判定が再び実行されて、「ハンチング有り」の状態と判断されると図７で示したホッピング抑制制御が実行され、「ハンチング無し」の状態と判断されると図９で示した前輪駆動力復帰制御が実行される。

【0076】

図６を参照して説明した通り、「ハンチング有り」の状態と判定された後には、ハンチング判定の状態は無条件で「ハンチング無し」へと遷移し、条件Ｂが成立する、すなわちマスク時間ｔｍが経過するまでは、「ハンチング無し」の状態を維持する。そのため、図４のフローチャートでリターン後の次回のステップＳ３の判断では、「ハンチング無し」の状態となる。

【0077】

図９のステップＳ２２の判断における時間ｔｒが、ハンチング判定の条件Ｂにおける閾値であるマスク時間ｔｍよりも、長い時間に設定されている。これにより、速度比調整ダイヤル有効値の減少と増加とが頻繁に繰り返されることが回避され、安定した制御が実現されている。

【0078】

すなわち、マスク時間ｔｍが経過するまでは、ステップＳ２４で速度比調整ダイヤル有効値が維持される。ホッピング抑制制御（ステップＳ５、図７）で速度比調整ダイヤル有効値を減少させた後に、作動油の圧力のハンチングが依然として発生しているのであれば、マスク時間ｔｍ経過後、時間ｔｒに到達するまでに、作動油の圧力の急変動を検出することができる。「ハンチング無し」の状態から「ハンチング判定中」の状態へと遷移し、ステップＳ３の判断で「ハンチング判定中」と判断されて、ステップＳ４で速度比調整ダイヤル有効値が維持される。

【0079】

以上説明したように本実施形態においては、図４～６に示されるように、コントローラ６０（ハンチング判定部６４）は、油圧モータ１６，１８に供給される作動油の圧力にハンチングが発生したか否かを判定する。油圧モータ１６，１８は前輪２，３を回転駆動させる前輪駆動装置であり、油圧モータ１６，１８に供給される作動油の圧力は、前輪２，３に付与される駆動力の一例に対応する。

【0080】

図４，７に示されるように、油圧モータ１６，１８に供給される作動油の圧力にハンチングが発生したと判定されると、コントローラ６０（ダイヤル有効値設定部６８）は、速度比調整ダイヤル有効値を小さくする。これにより、図８に示されるように、速度比が小さくなる。後輪の速度に対する前輪２，３の速度の比を小さくして、前輪２，３の駆動力を減少させることにより、前輪２，３のスリップが抑制される。これにより、前輪２，３のホッピングが抑制されるので、モータグレーダ１のフロントフレーム５１の前端部が上下に振動するピッチング挙動の発生を抑制することができる。

【0081】

図４，９に示されるように、油圧モータ１６，１８に供給される作動油の圧力のハンチングが解消したと判定されると、オペレータが設定した速度比調整ダイヤル指令値の範囲内で、コントローラ６０（ダイヤル有効値設定部６８）は、速度比調整ダイヤル有効値を大きくする。これにより、図８に示されるように、速度比が大きくなる。速度比調整ダイヤル有効値を、オペレータの操作による速度比調整ダイヤル指令値に近づけることで、前輪２，３の駆動力が増加し、オペレータの狙いの駆動力に近づく。これにより、モータグレーダ１の作業効率を向上することができる。

【0082】

図９に示されるように、コントローラ６０（ダイヤル有効値設定部６８）は、速度比調整ダイヤル有効値を１ずつ増加させる。これにより、図８に示されるように、速度比は０．０５ずつ増加する。油圧モータ１６，１８に供給される作動油の圧力のハンチングが解消したと判定されたときに、速度比調整ダイヤル有効値を一気に速度比調整ダイヤル指令値に変更するのではなく、速度比調整ダイヤル有効値を段階的に速度比調整ダイヤル指令値に近づける制御がなされる。制御量を急に変化させないことで、ホッピングの再度の発生を防止でき、モータグレーダ１を安定して走行させることができる。

【0083】

図３に示されるように、コントローラ６０（ダイヤル指令値入力部６１）は、オペレータの操作による速度比調整ダイヤル指令値の入力を受け付ける。図９に示されるように、コントローラ６０（ダイヤル有効値設定部６８）は、速度比調整ダイヤル指令値を超えない範囲で、速度比調整ダイヤル有効値を増加させる。速度比調整ダイヤル有効値を速度比調整ダイヤル指令値に収束させることで、前輪２，３の駆動力がオペレータの意図よりも大きくなることを、確実に回避することができる。

【0084】

図７，８に示されるように、コントローラ６０（ダイヤル有効値設定部６８）は、油圧モータ１６，１８に供給される作動油の圧力にハンチングが発生したと判定されたとき、速度比調整ダイヤル有効値が４以上であり速度比が１よりも大きければ、速度比調整ダイヤル有効値を３に設定して、速度比を１に設定する。ハンチング発生と判定されたときの速度比調整ダイヤル有効値が５，６または７であるときに、間の有効値を抜かして速度比調整ダイヤル有効値を一気に３にまで変更する。これにより、前輪２，３のホッピングを短時間で解消することができる。

【0085】

図７，８に示されるように、コントローラ６０（ダイヤル有効値設定部６８）は、油圧モータ１６，１８に供給される作動油の圧力にハンチングが発生したと判定されたとき、速度比調整ダイヤル有効値が２または３であり速度比が１以下であれば、速度比調整ダイヤル有効値を段階的に１ずつ減少させ、速度比を段階的に０．０５ずつ減少させる。これにより、前輪２，３のホッピングの解消を促進することができる。

【0086】

図７，８に示されるように、コントローラ６０（ダイヤル有効値設定部６８）は、油圧モータ１６，１８に供給される作動油の圧力にハンチングが発生したと判定されたとき、速度比調整ダイヤル有効値が１であり速度比が設定可能な最小値であれば、速度比調整ダイヤル有効値を１に維持し、速度比を最小値に維持する。これにより、前輪２，３のホッピングをより確実に解消することができる。

【0087】

上記の実施形態で説明した、速度比を自動調整する制御は、変速機の全ての速度段で実行されなくてもよい。たとえば、低速段で走行中には速度比を自動調整し、高速段で走行中には速度比を自動調整しない制御としてもよい。

【0088】

上記の実施形態では、前輪２，３にはＨＳＴによって動力が伝達され、一方、後輪には変速機９を経由して機械的な動力伝達が行われる。この例に限られず、後輪が後輪駆動装置によって回転駆動され、前輪が前輪駆動装置によって後輪とは独立して回転駆動されるのであれば、動力伝達装置は任意に選択され得る。たとえば、油圧システム７Ｌ，７Ｒとは別のＨＳＴを介して、後輪に動力が伝達されてもよい。

【0089】

上記の実施形態で説明した、モータグレーダ１の前輪と後輪との速度比を設定するコントローラは、必ずしもモータグレーダ１に搭載されていなくてもよい。モータグレーダ１に搭載されたコントローラ６０が、圧力センサ２７，２８の検出値を外部のコントローラへ送信する処理を行い、信号を受信した外部のコントローラが速度比を設定するシステムを構成してもよい。外部のコントローラは、モータグレーダ１の作業現場に配置されてもよく、モータグレーダ１の作業現場から離れた遠隔地に配置されてもよい。

【0090】

上記の実施形態では、作業機械の一例としてモータグレーダ１を挙げているが、モータグレーダ１に限らず、他の種類の作業機械にも適用可能である。

【0091】

今回開示された実施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、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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0092】

１ モータグレーダ、２ 左前輪、３ 右前輪、４ 左後前輪、５ 左後後輪、６ エンジン、７Ｌ，７Ｒ 油圧システム、８ トルクコンバータ、９ 変速機、１０ 終減速装置、１１ タンデム装置、１２ 全輪駆動装置、１５ 左油圧ポンプ、１５Ａ，１７Ａ 斜板駆動部、１６ 左油圧モータ、１７ 右油圧ポンプ、１８ 右油圧モータ、２１ 左油圧回路、２２ 右油圧回路、２３ 左油圧式クラッチ機構、２４ 右油圧式クラッチ機構、２５ 左減速機、２６ 右減速機、２７ 左圧力センサ、２８ 右圧力センサ、３１ 速度センサ、４０ 速度比調整ダイヤル、５０ ブレード、５１ フロントフレーム、５２ リアフレーム、６０ コントローラ、６１ ダイヤル指令値入力部、６２ ダイヤル更新判定部、６３ 圧力検出値入力部、６４ ハンチング判定部、６５ ダイヤル値比較部、６６ 時間判定部、６７ ダイヤル有効値判定部、６８ ダイヤル有効値設定部、６９ 速度比決定部、７０ モータ回転数算出部、７１ ポンプ容量指令部、７２ メモリ、７３ タイマ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】