特開 2024-78927 作業機械、及び、作業機械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】P2024078927

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】作業機械、及び、作業機械を制御するための方法

(51)【国際特許分類】

   B60T 7/12 20060101AFI20240604BHJP

   F16H 61/40 20100101ALI20240604BHJP

   F16D 48/06 20060101ALI20240604BHJP

   B60T 8/48 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

B60T7/12 B

F16H61/40

F16D28/00 A

B60T8/48

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022191550

(22)【出願日】2022-11-30

(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】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】竹野 陽

【テーマコード（参考）】

3D246

3J053

3J057

【Ｆターム（参考）】

3D246AA14

3D246BA02

3D246DA01

3D246EA11

3D246GB38

3D246GC14

3D246GC16

3D246HA02A

3D246HA25C

3D246HA26A

3D246HA86A

3D246JA12

3D246JB02

3D246JB11

3D246LA01Z

3D246LA36Z

3D246LA52Z

3J053AA01

3J053AB37

3J053DA04

3J053DA06

3J053DA21

3J053DA24

3J053DA26

3J057GA05

3J057GB02

3J057GB09

3J057GB29

3J057GB36

3J057HH04

3J057JJ01

(57)【要約】

【課題】作業機械において、慣性制動力の不足、或いは変動に関わらず、安定した制動力を得る。
【解決手段】作業機械は、駆動源と、トランスミッションと、走行装置と、ブレーキ装置と、コントローラとを備える。トランスミッションは、駆動源に接続される。走行装置は、トランスミッションに接続され、作業機械を走行させる。ブレーキ装置は、走行装置を制動する。コントローラは、作業機械を制動するための制動指令を取得する。コントローラは、制動指令に基づいて作業機械の慣性走行時における目標制動力を決定する。コントローラは、トランスミッションからの慣性制動力と、ブレーキ装置による補助制動力とによって目標制動力が得られるように、補助制動力を決定する。コントローラは、トランスミッションが過回転状態であるかを判定する。コントローラは、トランスミッションが過回転状態であると判定した場合には、補助制動力を増大させる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機械であって、
駆動源と、
前記駆動源に接続されるトランスミッションと、
前記トランスミッションに接続され、前記作業機械を走行させる走行装置と、
前記走行装置を制動するブレーキ装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記作業機械を制動するための制動指令を取得し、
前記制動指令に基づいて前記作業機械の慣性走行時における目標制動力を決定し、
前記トランスミッションからの慣性制動力と、前記ブレーキ装置による補助制動力とによって前記目標制動力が得られるように、前記補助制動力を決定し、
前記トランスミッションが過回転状態であるかを判定し、
前記トランスミッションが前記過回転状態であると判定した場合には、前記補助制動力を増大させる、
作業機械。

【請求項2】

前記コントローラは、
前記作業機械の車速を取得し、
前記車速が第１閾値以上である場合に、前記トランスミッションが過回転状態であると判定して、前記補助制動力を増大させる、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項3】

前記トランスミッションは、係合状態と非係合状態とに切り替え可能なクラッチを含み、
前記トランスミッションは、前記クラッチが前記係合状態で、前記走行装置へ駆動力を伝達し、前記クラッチが前記非係合状態で、前記走行装置への駆動力を遮断し、
前記コントローラは、
前記車速が第１閾値以上である場合に、前記トランスミッションが第１過回転状態であると判定して、前記補助制動力を増大させ、
前記車速が前記第１閾値より大きい第２閾値以上である場合に、前記トランスミッションが第２過回転状態であると判定して、前記クラッチを前記非係合状態に切り換える、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項4】

前記トランスミッションは、係合状態と非係合状態とに切り替え可能なクラッチを含み、
前記トランスミッションは、前記クラッチが、前記係合状態で前記走行装置へ駆動力を伝達し、前記クラッチが、前記非係合状態で前記走行装置への駆動力を遮断し、
前記コントローラは、
前記車速が所定の閾値以上である場合に、前記トランスミッションが過回転状態であると判定して、前記クラッチを前記非係合状態に切り換え、
前記車速が前記所定の閾値以上である場合に、前記補助制動力を増大させる、
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、
前記トランスミッションの状態を示すトランスミッション情報を取得し、
前記トランスミッション情報に基づいて前記トランスミッションからの前記慣性制動力を算出し、
前記目標制動力と前記慣性制動力との差分に基づいて、前記ブレーキ装置による前記補助制動力を決定する、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項6】

前記目標制動力を設定するためにオペレータによって操作可能な設定装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記設定装置の操作に応じた前記制動指令を取得する、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項7】

前記ブレーキ装置は、油圧式ブレーキであり、
前記コントローラによって制御されることで前記ブレーキ装置への第１油圧を変更する自動ブレーキ弁をさらに備え、
前記コントローラは、前記目標制動力と前記慣性制動力との差分に応じて前記ブレーキ装置への前記第１油圧を変更するように、前記自動ブレーキ弁を制御する、
請求項５に記載の作業機械。

【請求項8】

前記ブレーキ装置による制動力を調整するためにオペレータによって操作可能なブレーキ操作部材と、
前記ブレーキ操作部材の操作に応じて前記ブレーキ装置への第２油圧を変更する手動ブレーキ弁と、
前記自動ブレーキ弁からの前記第１油圧と、前記手動ブレーキ弁からの前記第２油圧とを選択的に前記ブレーキ装置に供給するシャトル弁と、
をさらに備える請求項７に記載の作業機械。

【請求項9】

前記シャトル弁は、前記第１油圧と前記第２油圧とのうち大きい方を前記ブレーキ装置に供給する、
請求項８に記載の作業機械。

【請求項10】

駆動源と、前記駆動源に接続されるトランスミッションと、前記トランスミッションに接続され、前記作業機械を走行させる走行装置と、前記走行装置を制動するブレーキ装置と、を備える作業機械を制御するための方法であって、
前記作業機械を制動するための制動指令を取得することと、
前記制動指令に基づいて前記作業機械の慣性走行時における目標制動力を決定することと、
前記トランスミッションからの慣性制動力と、前記ブレーキ装置による補助制動力とによって前記目標制動力が得られるように、前記補助制動力を決定することと、
前記トランスミッションが過回転状態であるかを判定することと、
前記トランスミッションが前記過回転状態であると判定した場合には、前記補助制動力を増大させること、
を備える方法。

【請求項11】

前記作業機械の車速を取得することと、
前記車速が第１閾値以上である場合に、前記トランスミッションが過回転状態であると判定して、前記補助制動力を増大させること、
を備える請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記トランスミッションは、係合状態と非係合状態とに切り替え可能なクラッチを含み、
前記トランスミッションは、前記クラッチが前記係合状態で、前記走行装置へ駆動力を伝達し、前記クラッチが前記非係合状態で、前記走行装置への駆動力を遮断し、
前記車速が第１閾値以上である場合に、前記トランスミッションが第１過回転状態であると判定して、前記補助制動力を増大させることと、
前記車速が前記第１閾値より大きい第２閾値以上である場合に、前記トランスミッションが第２過回転状態であると判定して、前記クラッチを前記非係合状態に切り換えること、
を備える請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記トランスミッションは、係合状態と非係合状態とに切り替え可能なクラッチを含み、
前記トランスミッションは、前記クラッチが前記係合状態で、前記走行装置へ駆動力を伝達し、前記クラッチが前記非係合状態で、前記走行装置への駆動力を遮断し、
前記車速が所定の閾値以上である場合に、前記トランスミッションが過回転状態であると判定して、前記クラッチを前記非係合状態に切り換えることと、
前記車速が前記所定の閾値以上である場合に、前記補助制動力を増大させること、
を備える請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記トランスミッションの状態を示すトランスミッション情報を取得することと、
前記トランスミッション情報に基づいて前記トランスミッションからの前記慣性制動力を算出することと、
前記目標制動力と前記慣性制動力との差分に基づいて、前記ブレーキ装置による前記補助制動力を決定すること、
を備える請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記目標制動力を設定するためにオペレータによって操作可能な設定装置から、前記設定装置の操作に応じた前記制動指令を取得すること、
を備える請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械、及び、作業機械を制御するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

作業機械には、トランスミッションを備えるものがある。オペレータがアクセルペダルを操作していない場合には、トランスミッションからの慣性制動力によって、作業機械に制動力が作用する。例えば、特許文献１の作業機械は、ＨＳＴ（Hydro Static Transmission）を備えている。ＨＳＴは、油圧ポンプと油圧モータとを備えている。ＨＳＴでは、油圧ポンプと油圧モータとエンジンとの内部負荷により、慣性制動力が発生する。オペレータは、このような慣性制動力を利用することで、作業機械の車速を調整する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２１／０６６０１９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、トランスミッションからの慣性制動力には限界がある。そのため、例えば降坂時などに、トランスミッションからの慣性制動力では、必要な制動力に対して不足する場合がある。また、トランスミッションの状態に応じて、慣性制動力が変化する場合もある。そのため、慣性制動力によって作業機械の車速を安定して調整することは困難である。本開示の目的は、作業機械において、慣性制動力の不足、或いは変動に関わらず、安定した制動力を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る作業機械は、駆動源と、トランスミッションと、走行装置と、ブレーキ装置と、コントローラとを備える。トランスミッションは、駆動源に接続される。走行装置は、トランスミッションに接続され、作業機械を走行させる。ブレーキ装置は、走行装置を制動する。コントローラは、作業機械を制動するための制動指令を取得する。コントローラは、制動指令に基づいて作業機械の慣性走行時における目標制動力を決定する。コントローラは、トランスミッションからの慣性制動力と、ブレーキ装置による補助制動力とによって目標制動力が得られるように、補助制動力を決定する。コントローラは、トランスミッションが過回転状態であるかを判定する。コントローラは、トランスミッションが過回転状態であると判定した場合には、補助制動力を増大させる。

【0006】

本開示の他の態様に係る方法は、作業機械を制御するための方法である。作業機械は、駆動源と、トランスミッションと、走行装置と、ブレーキ装置とを備える。トランスミッションは、駆動源に接続される。走行装置は、トランスミッションに接続され、作業機械を走行させる。ブレーキ装置は、走行装置を制動する。当該方法は、作業機械を制動するための制動指令を取得することと、制動指令に基づいて作業機械の慣性走行時における目標制動力を決定することと、トランスミッションからの慣性制動力と、ブレーキ装置による補助制動力とによって目標制動力が得られるように、補助制動力を決定することと、トランスミッションが過回転状態であるかを判定することと、トランスミッションが過回転状態であると判定した場合には、補助制動力を増大させること、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、トランスミッションからの慣性制動力と、ブレーキ装置による補助制動力とによって目標制動力が得られるように、補助制動力決定される。そのため、慣性制動力が目標制動力に対して不足する場合に、ブレーキ装置による制動力によって、不足分が補われる。また、慣性制動力が変動しても、目標制動力が決定されることで、安定した制動力が得られる。それにより、作業機械において、慣性制動力の不足、或いは変動に関わらず、安定した制動力が得られる。また、トランスミッションが過回転状態であると判定された場合には、補助制動力が増大される。それにより、例えば降坂時において、制動指令によって設定された目標制動力では、必要な制動力に不足する場合には、補助制動力が増大されることで、作業機械が減速される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る作業機械の側面図である。

【図2】作業機械の構成を示すブロック図である。

【図3】作業機械の駆動力特性の一例を示す図である。

【図4】ブレーキ装置を駆動するための油圧回路の構成を示す図である。

【図5】自動ブレーキ制御の処理を示すフローチャートである。

【図6】第１レベルの目標制動力の一例を示す図である。

【図7】第２レベルの目標制動力の一例を示す図である。

【図8】第３レベルの目標制動力の一例を示す図である。

【図9】トランスミッションが過回転状態での制動力の一例を示す図である。

【図10】変形例に係る自動ブレーキ制御の処理を示すフローチャートである。

【図11】変形例に係る自動ブレーキ制御でのトランスミッションが過回転状態での制動力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、図面を参照して、本開示の一実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る作業機械１の側面図である。図２は、作業機械１の構成を示すブロック図である。本実施形態において、作業機械１は、ホイールローダである。図１に示すように、作業機械１は、車体２と作業機３とを備えている。

【0010】

車体２は、前車体２ａと後車体２ｂとを含む。後車体２ｂは、前車体２ａに対して左右に旋回可能に接続されている。前車体２ａと後車体２ｂとには、油圧シリンダ１５が連結されている。油圧シリンダ１５が伸縮することで、前車体２ａが、後車体２ｂに対して、左右に旋回する。

【0011】

作業機３は、掘削等の作業に用いられる。作業機３は、前車体２ａに対して動作可能に、取り付けられている。作業機３は、ブーム１１と、バケット１２と、油圧シリンダ１３，１４とを含む。油圧シリンダ１３，１４が伸縮することによって、ブーム１１及びバケット１２が動作する。

【0012】

図２に示すように、作業機械１は、駆動源２１と、トランスミッション２４と、走行装置２５とを含む。駆動源２１は、例えばディーゼルエンジンである。駆動源２１には、燃料噴射装置３０が設けられている。燃料噴射装置３０は、駆動源２１のシリンダ内に噴射する燃料量を調整することで、駆動源２１の出力を制御する。

【0013】

トランスミッション２４は、駆動源２１に接続される。トランスミッション２４は、駆動源２１からの駆動力を走行装置２５に伝達する。例えば、トランスミッション２４は、ＨＳＴであり、油圧ポンプ３８と油圧モータ３９とを含む。トランスミッション２４は、油圧ポンプ３８と油圧モータ３９とのそれぞれの容量を制御することで、変速比を無段階に変更可能である。トランスミッション２４は、クラッチ４０を含む。クラッチ４０は、係合状態と非係合状態とに切り替え可能である。トランスミッション２４は、クラッチ４０が係合状態で、走行装置２５へ駆動力を伝達する。トランスミッション２４は、クラッチ４０が非係合状態で、走行装置２５への駆動力を遮断する。

【0014】

ただし、トランスミッション２４は、ＥＭＴ（Electric Mechanical Transmission）、或いはＨＭＴ（Hydraulic Mechanical Transmission）などの他の種類のトランスミッションであってもよい。或いは、トランスミッション２４は、トルクコンバータ及び複数の変速ギアを含むトランスミッションであってもよい。

【0015】

走行装置２５は、車体２に搭載され、駆動源２１からの駆動力によって駆動されることで車体２を走行させる。走行装置２５は、アクスル２６，２７と、前輪２８Ａ，２８Ｂと、後輪２８Ｃ，２８Ｄとを含む。アクスル２６，２７は、トランスミッション２４に接続される。前輪２８Ａ，２８Ｂは、前車体２ａに設けられる。後輪２８Ｃ，２８Ｄは、後車体２ｂに設けられる。アクスル２６は、トランスミッション２４からの駆動力を前輪２８Ａ，２８Ｂに伝達する。アクスル２７は、トランスミッション２４からの駆動力を後輪２８Ｃ，２８Ｄに伝達する。

【0016】

作業機械１は、ＰＴＯ（Power Take Off）３１と、作業機ポンプ３２と、制御弁３３とを含む。ＰＴＯ３１は、トランスミッション２４と作業機ポンプ３２とに、駆動源２１の駆動力を分配する。なお、図２では、１つの作業機ポンプ３２のみが図示されている。しかし、２つ以上の油圧ポンプが、ＰＴＯ３１を介して駆動源２１に接続されてもよい。

【0017】

作業機ポンプ３２は、ＰＴＯ３１を介して駆動源２１に接続される。作業機ポンプ３２は、油圧ポンプである。作業機ポンプ３２は、駆動源２１によって駆動され、作動油を吐出する。作業機ポンプ３２から吐出された作動油は、上述した油圧シリンダ１３－１５に供給される。制御弁３３は、作業機ポンプ３２から油圧シリンダ１３－１５に供給される作動油の流量を制御する。制御弁３３は、例えば、電磁比例制御弁であり、入力される電気信号に応じて、制御される。或いは、制御弁３３は、圧力比例制御弁であり、入力されるパイロット圧に応じて制御されてもよい。

【0018】

作業機械１は、ブレーキポンプ３６と、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄとを含む。ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄは、油圧式ブレーキである。ブレーキポンプ３６は、駆動源２１によって駆動され、作動油を吐出する。ブレーキポンプ３６から吐出された作動油は、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに供給される。ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄは、作動油によって駆動されることで走行装置２５を制動する。ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄは、例えば湿式多板ブレーキである。詳細には、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄは、フロントブレーキ３７Ａ，３７Ｂとリアブレーキ３７Ｃ，３７Ｄとを含む。フロントブレーキ３７Ａ，３７Ｂは、前輪２８Ａ，２８Ｂを制動する。リアブレーキ３７Ｃ，３７Ｄは、後輪２８Ｃ，２８Ｄを制動する。

【0019】

作業機械１は、エンジンセンサ３４と車速センサ３５とを含む。エンジンセンサ３４は、エンジン回転速度を検出する。車速センサ３５は、車速を検出する。車速センサ３５は、例えば、車速として、走行装置２５の出力回転速度を検出する。走行装置２５の出力回転速度は、作業機械１の車速に相当する。走行装置２５の出力回転速度は、例えば、トランスミッション２４の出力軸の回転速度である。ただし、出力回転速度は、トランスミッション２４内、或いはトランスミッション２４の下流に位置する他の回転要素の回転速度であってもよい。

【0020】

作業機械１は、コントローラ４１を含む。コントローラ４１は、ＣＰＵ（central processing unit）などのプロセッサと、ＲＡＭ及びＲＯＭなどの記憶装置とを含む。コントローラ４１は、ハードディスク、或いはＳＳＤ（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。コントローラ４１は、作業機械１を制御するためのプログラム及びデータを記憶している。コントローラ４１は、記憶されているプログラム及びデータに従って、作業機械１を制御するための処理を実行する。

【0021】

コントローラ４１は、エンジンセンサ３４から、エンジン回転速度を示す信号を受信する。コントローラ４１は、車速センサ３５から、出力回転速度を示す信号を受信する。

【0022】

コントローラ４１は、駆動源２１に指令信号を送信することで、駆動源２１の出力を制御する。コントローラ４１は、トランスミッション２４に指令信号を送信することで、トランスミッション２４の前進ギアと後進ギアとを切り替える。コントローラ４１は、トランスミッション２４に指令信号を送信することで、トランスミッション２４の変速比を制御する。コントローラ４１は、トランスミッション２４に指令信号を送信することで、クラッチ４０を係合状態と非係合状態とに切り替える。コントローラ４１は、作業機ポンプ３２及び制御弁３３に指令信号を送信することで、作業機３を制御する。

【0023】

作業機械１は、ＦＲ操作部材４２と、アクセル操作部材４３と、作業機操作部材４４と、ブレーキ操作部材４５と、設定装置４６とを含む。ＦＲ操作部材４２は、作業機械１の前進と後進とを切り替えるために、オペレータによって操作可能である。ＦＲ操作部材４２は、中立位置から前進位置と後進位置とに操作可能である。ＦＲ操作部材４２は、例えばレバーである。ただし、ＦＲ操作部材４２は、スイッチ、或いはペダルなどの他の部材であってもよい。

【0024】

アクセル操作部材４３は、作業機械１の車速を制御するためにオペレータによって操作可能である。アクセル操作部材４３は、例えばペダルである。ただし、アクセル操作部材４３は、レバー、或いはスイッチなどの他の部材であってもよい。作業機操作部材４４は、作業機３を制御するためにオペレータによって操作可能である。作業機操作部材４４は、例えばレバーである。ただし、作業機操作部材４４は、スイッチ、或いはペダルなどの他の部材であってもよい。

【0025】

コントローラ４１は、ＦＲ操作部材４２から、ＦＲ操作部材４２の操作位置を示す信号を受信する。コントローラ４１は、ＦＲ操作部材４２からの信号に応じて、トランスミッション２４の前進ギアと後進ギアとを切り替える。コントローラ４１は、アクセル操作部材４３から、アクセル操作量を示す信号を受信する。アクセル操作量は、アクセル操作部材４３の操作量である。

【0026】

図３は、作業機械１の駆動力特性を示す図である。図３において、実線Ｆ１はアクセル操作量が１００％である場合の駆動力特性を示している。図３において、破線Ｆ２はアクセル操作量が０％である場合の駆動力特性を示している。コントローラ４１は、アクセル操作量と車速とに応じて、図３に示す駆動力特性が得られるように、駆動源２１とトランスミッション２４とを制御する。

【0027】

図３に示すように、駆動力は、正の値と負の値とを含む。正の値の駆動力は、作業機械１を走行させる正の駆動力を示す。負の値の駆動力は、作業機械１を制動する負の駆動力、すなわちトランスミッション２４からの慣性制動力を示す。慣性制動力は、いわゆるエンジンブレーキであり、トランスミッション２４及び駆動源２１の内部負荷による制動力である。

【0028】

ブレーキ操作部材４５は、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄを駆動させるためにオペレータによって操作可能である。ブレーキ操作部材４５は、例えばペダルである。ただし、ブレーキ操作部材４５は、レバー、或いはスイッチなどの他の部材であってもよい。ブレーキ操作部材４５の操作に応じて、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに供給される作動油の油圧が制御される。それにより。ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄは、ブレーキ操作部材４５の操作量に応じて制動力を発生させる。

【0029】

図４は、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄを駆動するための油圧回路５０を示す図である。図４に示すように、油圧回路５０は、分流弁５１と、第１流路５２と、第２流路５３と、第３流路５４と、自動ブレーキ弁５５と、手動ブレーキ弁５６と、シャトル弁５７とを備える。分流弁５１は、上述したブレーキポンプ３６からの作動油を、第２流路５３と第３流路５４とに分流する。第１流路５２は、第２流路５３に接続されている。

【0030】

自動ブレーキ弁５５は、コントローラ４１に電気的に接続されている。自動ブレーキ弁５５は、例えば電磁弁であり、コントローラ４１からの指令信号に応じて電気的に制御される。自動ブレーキ弁５５は、コントローラ４１からの指令信号に応じて、自動ブレーキ弁５５から第１流路５２を介してブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに供給される油圧（以下、第１油圧と呼ぶ）を変更する。

【0031】

手動ブレーキ弁５６は、ブレーキ操作部材４５に接続されている。手動ブレーキ弁５６は、ブレーキ操作部材４５に、バネなどのリンク部材を介して、機械的に接続されている。手動ブレーキ弁５６は、第２流路５３と第３流路５４とに接続されている。手動ブレーキ弁５６は、ブレーキ操作部材４５の操作量に応じて、手動ブレーキ弁５６から、第２流路５３及び第３流路５４を介して、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに供給される油圧（以下、第２油圧と呼ぶ）を変更する。

【0032】

シャトル弁５７は、第１流路５２と第２流路５３と第３流路５４とに接続されている。シャトル弁５７は、自動ブレーキ弁５５からの第１油圧と、手動ブレーキ弁５６からの第２油圧とを、選択的にブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに供給する。詳細には、シャトル弁５７は、第１油圧と第２油圧とのうち大きい方をブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに供給する。従って、例えば、オペレータのブレーキ操作部材４５の操作による第１油圧が、コントローラ４１からの指令信号による第２油圧よりも大きい場合には、第１油圧がブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに供給される。それにより、オペレータのブレーキ操作部材４５の操作量に応じて、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄの制動力が制御される。

【0033】

逆に、コントローラ４１からの指令信号による第２油圧が、オペレータのブレーキ操作部材４５の操作による第１油圧よりも大きい場合には、第２油圧がブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに供給される。それにより、コントローラ４１からの指令信号に応じて、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄの制動力が制御される。

【0034】

本実施形態に係る作業機械１では、コントローラ４１は、作業機械１の慣性走行時における制動力を自動的に制御する自動ブレーキ制御を実行する。作業機械１の慣性走行とは、アクセル操作部材４３とブレーキ操作部材４５とが操作されていない状態で、作業機械１が慣性により走行している状態を意味する。設定装置４６は、自動ブレーキ制御における慣性走行時の目標制動力を設定するためにオペレータによって操作可能である。設定装置４６は、例えばダイヤル式のスイッチである。ただし、設定装置は、スライド式のスイッチ、プッシュボタン式のスイッチ、或いはタッチパネルなどの他の装置であってもよい。設定装置４６は、オペレータによる操作に応じて、目標制動力を示す制動指令を出力する。

【0035】

目標制動力は、複数のレベルで示される。複数のレベルは、例えば第１レベルと第２レベルと第３レベルとを含む。第１レベルの目標制動力が最も大きく。第３レベルンも目標制動力が最も小さい。第２レベルの目標制動力は、第１レベルと第２レベルとの間の大きさである。

【0036】

図５は、自動ブレーキ制御の処理を示すフローチャートである。図５に示すように、ステップＳ１０１で、コントローラ４１は、制動指令を取得する。コントローラ４１は、設定装置４６を用いてオペレータによって設定された目標制動力を示す制動指令を取得する。

【0037】

ステップＳ１０２では、コントローラ４１は、目標制動力を決定する。コントローラ４１は、設定装置４６からの制動指令に基づいて目標制動力を決定する。ステップＳ１０３では、コントローラ４１は、トランスミッション情報を取得する。トランスミッション情報は、トランスミッション２４の状態を示す。トランスミッション情報は、例えばトランスミッション２４の変速比を含む。トランスミッション情報は、車速を含む。トランスミッション２４がＨＳＴの場合、トランスミッション情報は、油圧ポンプの容量と油圧モータの容量とを含んでもよい。トランスミッション２４が複数の変速ギアを含む場合、トランスミッション情報は、変速ギアのギア比を含んでもよい。

【0038】

ステップＳ１０４で、コントローラ４１は、トランスミッション２４からの慣性制動力を算出する。コントローラ４１は、上述したトランスミッション情報に基づいて、トランスミッション２４からの慣性制動力を算出する。

【0039】

ステップＳ１０５で、コントローラ４１は、補助制動力を決定する。コントローラ４１は、トランスミッション２４からの慣性制動力と、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄによる補助制動力とによって、目標制動力が得られるように、補助制動力を決定する。コントローラ４１は、目標制動力と慣性制動力との差分に相当する制動力を、補助制動力として決定する。

【0040】

ステップＳ１０６で、コントローラ４１は、自動ブレーキ弁５５を制御する。コントローラ４１は、補助制動力に相当するブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄの目標ブレーキ油圧を算出する。コントローラ４１は、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに目標ブレーキ油圧が供給されるように、自動ブレーキ弁５５の開度を制御する。

【0041】

ステップＳ１０７で、コントローラ４１は、トランスミッション２４が第１過回転状態であるかを判定する。コントローラ４１は、車速が第１閾値以上である場合に、トランスミッション２４が第１過回転状態であると判定する。コントローラ４１が、トランスミッション２４が第１過回転状態であると判定した場合には、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８で、コントローラ４１は、補助制動力を増大させる。例えば、コントローラ４１は、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄの最大制動力まで補助制動力を増大させる。或いは、コントローラ４１は、補助制動力を段階的に増大させてもよい。

【0042】

ステップＳ１０９で、コントローラ４１は、トランスミッション２４が第２過回転状態であるかを判定する。コントローラ４１は、車速が第２閾値以上である場合に、トランスミッション２４が第２過回転状態であると判定する。第２閾値は、第１閾値より大きい。コントローラ４１が、トランスミッション２４が第２過回転状態であると判定した場合には、処理はステップＳ１１０に進む。

【0043】

ステップＳ１１０で、コントローラ４１は、クラッチ４０を非係合状態に切り換える。それにより、走行装置２５からトランスミッション２４への駆動力の伝達が遮断される。第２閾値は、トランスミッション２４を過回転から保護する観点から定められる。第２閾値は、例えばトランスミッション２４の油圧モータ、油圧ポンプ、或いはエンジンの許容最大観点速度に基づいて定められる。第１閾値は、第２閾値よりも小さい。第１閾値は、トランスミッション２４が第２過回転状態となることを予防する観点から定められる。

【0044】

例えば、図６においてＬ１は、第１レベルの目標制動力の一例を示している。図７においてＬ２は、第２レベルの目標制動力の一例を示している。図８においてＬ３は、第３レベルの目標制動力の一例を示している。第１～第３レベルの目標制動力Ｌ１－Ｌ３と車速との関係を示すデータが、コントローラ４１に記憶されている。

【0045】

図６に示すように、コントローラ４１は、設定装置４６によって目標制動力として第１レベルが設定されると、車速に応じた目標制動力Ｌ１を決定する。図６において、Ｌ０は、慣性走行時のトランスミッション２４からの慣性制動力を示している。コントローラ４１は、トランスミッション情報から慣性制動力Ｌ０を算出する。コントローラ４１は、目標制動力Ｌ１と慣性制動力Ｌ０との差分ｄＦに相当する補助制動力を発生させるように、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄの目標ブレーキ油圧を算出する。コントローラ４１は、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄに目標ブレーキ油圧が供給されるように、自動ブレーキ弁５５の開度を制御する。それにより、慣性制動力Ｌ０が第１レベルの目標制動力Ｌ１に対して不足していても、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄによる補助制動力によって補われることで、第１レベルの目標制動力Ｌ１に従う制動力が得られる。

【0046】

図７に示すように、第２レベルの目標制動力Ｌ２は、第１レベルの目標制動力Ｌ１よりも小さい。コントローラ４１は、設定装置４６によって目標制動力として第２レベルが設定されると、車速に応じた目標制動力Ｌ２を決定する。以下、第１レベルが設定されている場合と同様に、コントローラ４１は、目標制動力Ｌ２と慣性制動力Ｌ０との差分に相当する補助制動力を発生させるように、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄの目標ブレーキ油圧を算出し、目標ブレーキ油圧に従って自動ブレーキ弁５５の開度を制御する。

【0047】

図８に示すように、第３レベルの目標制動力Ｌ３は、第２レベルの目標制動力Ｌ２よりも小さい。コントローラ４１は、設定装置４６によって目標制動力として第３レベルが設定されると、車速に応じた目標制動力Ｌ３を決定する。以下、第１レベルが設定されている場合と同様に、コントローラ４１は、目標制動力Ｌ３と慣性制動力Ｌ０との差分に相当する補助制動力を発生させるように、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄの目標ブレーキ油圧を算出し、目標ブレーキ油圧に従って自動ブレーキ弁５５の開度を制御する。

【0048】

以上のように、設定装置４６によって目標制動力を変更することで、慣性走行時の制動力を変更することができる。そのため、作業機械１が同じ下り坂を走行する場合に、慣性走行時に作業機械１が静定する車速を変更することができる。また、トランスミッション２４からの慣性制動力だけでは静定できない下り坂であっても、一定車速で走行することができる。なお、静定とは、作業機械１が慣性走行時に一定速度で走行する状態を意味する。

【0049】

例えば、図６から図８に示すように、作業機械１が、ある下り坂を走行する場合に、作業機械１を加速させる力と釣り合う制動力（以下、静定制動力と呼ぶ）がＡ１であるものとする。トランスミッション２４からの慣性制動力Ｌ０が、静定制動力Ａ１がよりも小さい場合には、作業機械１は、トランスミッション２４からの慣性制動力だけでは静定することはできない。

【0050】

そこで、図６に示すように、設定装置４６によって目標制動力をレベル１に設定することで、レベル１の目標制動力Ｌ１に相当する制動力が得られる。それにより、目標制動力Ｌ１が静定制動力Ａ１と釣り合う車速Ｖ１において、作業機械１は、一定速度で走行することができる。

【0051】

図７に示すように、設定装置４６によって目標制動力をレベル２に設定することで、レベル２の目標制動力Ｌ２に相当する制動力が得られる。それにより、目標制動力Ｌ２が静定制動力Ａ１と釣り合う車速Ｖ２において、作業機械１は、一定速度で走行することができる。

【0052】

また、図８に示すように、設定装置４６によって目標制動力をレベル３に設定することで、レベル３の目標制動力Ｌ３に相当する制動力が得られる。それにより、目標制動力Ｌ３が静定制動力Ａ１と釣り合う車速Ｖ３において、作業機械１は、一定速度で走行することができる。以上のように、作業機械１が同じ下り坂を走行する場合に、オペレータは設定装置４６によって目標制動力を変更することで、慣性走行時に作業機械１が静定する車速を変更することができる。

【0053】

作業機械１が急な下り坂を走行する場合には、図９に示すように、静定制動力Ａ２が、オペレータによって設定された目標制動力Ｌ２よりも大きい場合がある。この場合、作業機械１は、目標制動力Ｌ２では静定することはできず、車速が増大する。車速が増大し続けると、トランスミッション２４が過回転状態となり、トランスミッション２４がダメージを受ける恐れがある。

【0054】

本実施形態に係る作業機械では、車速が第１閾値Ｂ１以上となった場合に、コントローラ４１がブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄによる補助制動力を増大させる。それにより、図９に示すように、静定制動力Ａ２よりも大きい制動力Ｃ１が得られることで、作業機械１が減速する。また、補助制動力を増大させるための第１閾値Ｂ１は、クラッチ４０が非係合状態に切り替えられる第２閾値Ｂ２よりも小さい。そのため、クラッチ４０が非係合状態となる前に、補助制動力を増大させることで、作業機械１を減速させることができる。それにより、作業機械１が走行不能となることが抑えられる。

【0055】

以上説明した本実施形態に係る作業機械１では、目標制動力と慣性制動力との差分に基づいて、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄによる制動力が制御される。そのため、慣性制動力が目標制動力に対して不足する場合に、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄによる制動力によって、不足分を補うことができる。また、慣性制動力が変動しても、目標制動力が決定されることで、安定した制動力が得られる。それにより、作業機械１において、慣性制動力の不足、或いは変動に関わらず、安定した制動力が得られる。

【0056】

また、トランスミッション２４が第１過回転状態であると判定された場合には、補助制動力が増大される。それにより、例えば降坂時において、制動指令によって設定された目標制動力では、必要な制動力に不足する場合には、補助制動力が増大されることで、作業機械１が減速される。

【0057】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0058】

作業機械１は、ホイールローダに限らず、ブルドーザ、或いはモータグレーダなどの他の機械であってもよい。作業機械１は、遠隔から操作可能であってもよい。その場合、ＦＲ操作部材４２、アクセル操作部材４３、作業機操作部材４４、ブレーキ操作部材４５、及び設定装置４６は、作業機械１の外部に配置されてもよい。

【0059】

駆動源２１は、エンジンに限らず、電動モータを含んでもよい。コントローラ４１は、複数のコントローラによって構成されてもよい。上述した作業機械１の制御の処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。

【0060】

自動ブレーキ制御の処理は、上述した実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、目標制動力のレベルの数は３つに限らない。目標制動力のレベルの数は３つより多くてもよく、或いは３つより少なくてもよい。目標制動力は、制動力の数値で示されてもよい。

【0061】

図１０は、変形例に係る自動ブレーキ制御の処理を示すフローチャートである。図１０においてステップＳ２０１～Ｓ２０６は、上述した実施形態のステップＳ１０１～Ｓ１０６と同様である。ステップＳ２０７で、コントローラ４１は、トランスミッション２４が過回転状態であるかを判定する。コントローラ４１は、車速が上述した第２閾値Ｂ２以上である場合に、トランスミッション２４が過回転状態であると判定する。コントローラ４１が、トランスミッション２４が過回転状態であると判定した場合には、処理はステップＳ２０８に進む。

【0062】

ステップＳ２０８で、コントローラ４１は、クラッチ４０を非係合状態に切り換える。また、ステップＳ２０９で、コントローラ４１は、補助制動力を増大させる。すなわち、図１１に示すように、コントローラ４１は、車速が、クラッチ４０を非係合状態に切り換える第２閾値Ｂ２以上である場合に、補助制動力を増大させる。それにより、トランスミッション２４から走行装置２５への駆動力の伝達が遮断された状態で、ブレーキ装置３７Ａ－３７Ｄによる制動力Ｃ２によって、作業機械１を減速させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本開示によれば、作業機械において、慣性制動力の不足、或いは変動に関わらず、安定した制動力を得ることができる。

【符号の説明】

【0064】

２１：駆動源
２４：トランスミッション
２５：走行装置
３７Ａ：ブレーキ装置
４１：コントローラ
４５：ブレーキ操作部材
４６：設定装置
５５：自動ブレーキ弁
５６：手動ブレーキ弁
５７：シャトル弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】