特許 7169361 ホイールローダ

(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】

(24)【登録日】2022-11-01

(45)【発行日】2022-11-10

(54)【発明の名称】ホイールローダ

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20221102BHJP

   F16H 61/42 20100101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 H

F16H61/42

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020547792

(86)(22)【出願日】2018-09-28

(86)【国際出願番号】 JP2018036237

(87)【国際公開番号】W WO2020065915

(87)【国際公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-01-28

(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】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】兵藤 幸次

(72)【発明者】

【氏名】吉川 正規

(72)【発明者】

【氏名】山下 将司

(72)【発明者】

【氏名】田中 哲二

(72)【発明者】

【氏名】抜井 祐樹

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１８４８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３００３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８１８０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ３／４３

９／２０

９／２２

Ｆ１６Ｈ ６１／０２

６１／４０

６１／４００８

Ｂ６０Ｗ １０／０６

(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走行用油圧ポンプと、
前記走行用油圧ポンプと閉回路状に接続されて前記エンジンの駆動力を車輪に伝達する可変容量型の走行用油圧モータと、
車体の前部に設けられて上下方向に回動可能なリフトアームを有するフロント作業機と、
前記エンジンにより駆動されて前記フロント作業機に作動油を供給する作業機用油圧ポンプと、
前記車体の走行状態を検出する走行状態検出器と、
前記リフトアームの上げ操作量を検出する操作量検出器と、
前記走行用油圧ポンプ又は前記走行用油圧モータを調整して前記車体の最大けん引力の制御を行うコントローラと、
を備えたホイールローダにおいて、
前記車体の傾斜状態を検出する傾斜状態検出器を有し、
前記コントローラは、
前記走行状態検出器で検出された走行状態、前記操作量検出器で検出された前記リフトアームの上げ操作量、及び前記傾斜状態検出器で検出された傾斜状態に基づいて、前記車体が平地に設置された掘削状態にあるか、前記車体が登坂しながら掘削状態にあるか、を判定し、
前記車体が平地に設置された掘削状態にあると判定された場合には、前記車体の最大けん引力を制限し、
前記車体が登坂しながら掘削状態にあると判定された場合には、前記車体の最大けん引力を、前記車体が平地に設置された掘削状態にあると判定された場合の制限された最大けん引力よりも大きい最大けん引力に制御する
ことを特徴とするホイールローダ。

【請求項2】

請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記作業機用油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、
前記リフトアームの上げ操作量に応じた操作信号を検出する操作信号検出器と、を備え、
前記操作量検出器は、
前記吐出圧検出器及び前記操作信号検出器のうちの少なくともいずれかである
ことを特徴とするホイールローダ。

【請求項3】

請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記コントローラは、
前記傾斜状態検出器で検出された傾斜量が大きいほど、前記車体の最大けん引力の上昇率を大きくする
ことを特徴とするホイールローダ。

【請求項4】

請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記コントローラは、
前記傾斜状態検出器で検出された傾斜量が大きいほど、前記車体の最大けん引力の制限を開始する時の前記リフトアームの上げ操作量の値を大きくする
ことを特徴とするホイールローダ。

【請求項5】

請求項４に記載のホイールローダにおいて、
前記車体の最大けん引力の制限を開始する時の前記リフトアームの上げ操作量は、前記リフトアームが水平姿勢をとった時の前記リフトアームの上げ操作量以上とする
ことを特徴とするホイールローダ。

【請求項6】

請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記コントローラは、
前記傾斜状態検出器で検出された傾斜量が大きいほど、前記車体の最大けん引力の制限量に対する前記リフトアームの上げ操作量の増加率を大きくする
ことを特徴とするホイールローダ。

【請求項7】

請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記コントローラは、
前記走行用油圧モータの最大押しのけ容積を調整することにより前記車体の最大けん引力を制御する
ことを特徴とするホイールローダ。

【請求項8】

請求項１に記載のホイールローダにおいて、
前記傾斜状態検出器は、
前記車体の傾斜角度を検出する車体傾斜角度検出器、又は前記リフトアームの角度を検出するリフトアーム角度検出器である
ことを特徴とするホイールローダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷役作業を行うホイールローダに関する。

【背景技術】

【0002】

走行用の油圧回路と、掘削等を行うフロント作業機用の油圧回路と、を備えたホイールローダでは、けん引力（走行駆動力）とフロント作業機の掘り起し力とのバランスが重要になる。フロント作業機の掘り起し力に対してけん引力が大き過ぎる場合、バケットを掘削対象物に突っ込んだ後、リフトアームを動作させてバケットを上方向に持ち上げる際に、車輪がスリップしてしまい、かえってけん引力が小さくなって土砂等の荷がバケットに入りづらくなってしまう。また、この場合、掘削対象物にバケットを突っ込んだ際に、リフトアームに作用する反力が大きくなり、当該反力が抵抗となってバケットやリフトアームが上方向に持ち上がらないことがある。

【0003】

例えば特許文献１には、走行用の油圧回路として、エンジンによって駆動される可変容量形の走行用油圧ポンプと、油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形の走行用油圧モータと、を有し、走行用油圧ポンプと走行用油圧モータとを一対の主管路によって閉回路接続したＨＳＴ回路を用いたホイールローダが開示されている。このホイールローダでは、掘削対象物である地山に向けて突進してバケット内に荷を取り込む際には、ＨＳＴモータの最大傾転を上限値に設定することにより、最大けん引力をその上限まで発揮させてバケット内に十分な荷を取り込むことを可能としている。

【0004】

そして、リフトアームを上げ操作してバケットを上方向に持ち上げる掘削動作を行う際には、ＨＳＴモータの最大傾転を上限値の５０～７０％程度に制限することにより、けん引力が大きくなり過ぎることを抑制してリフトアームの上げ操作力（フロント作業機の掘り起し力）とけん引力とのバランスを良好に維持し、荷が入ったバケットの持ち上げ動作を容易にしている。また、このホイールローダでは、オペレータが手動スイッチを切り替えることにより、地山の種類や路面状況等に応じて、掘削動作時のＨＳＴモータの最大傾転の制限をＬモード、Ｎモード、Ｐモードの３段階に調整することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５１２９４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ホイールローダによる掘削作業は、車体が平地に設置された状態で行われる場合の他に、地山を登坂しながら行われる場合がある。具体的には、ホイールローダは、リフトアームを上方向に動作させながら急斜面を前進走行し、その斜面を掘削して荷を地山の頂上に放土する。ホイールローダが登坂中は、（車体の重量×ｓｉｎθ）分の力が車体に対して斜面の後方に向かって作用する。そのため、斜面上で掘削動作を行う場合は、車体が平地に設置された状態で掘削動作を行う場合と比べて、けん引力が（車体の重量×ｓｉｎθ）分だけ低下してしまう。

【0007】

特許文献１に記載のホイールローダは、車体が平地に設置された状態で掘削動作が行われる場合を前提としているため、このホイールローダが地山を登坂しながら掘削動作を行う場合にはけん引力が不足してしまい、リフトアームを上方向に動作させながら登坂することができない。なお、手動スイッチにより掘削動作時のＨＳＴモータの最大傾転の制限値が最も大きいＰモードに切り替えることでけん引力を上昇させることも考えられるが、オペレータは、登坂しながら掘削動作を行う度に手動スイッチをＰモードに切り替える必要がある。さらに、登坂しながらの掘削動作が終了した後に平地で掘削動作を行う時には、オペレータは、掘削動作時のＨＳＴモータの最大傾転の制限値が最も小さいＬモードに手動スイッチを戻さなければならず、オペレータにとってはその操作が煩わしい。

【0008】

そこで、本発明の目的は、登坂しながら掘削動作を行う場合であっても作業効率を向上させることが可能なホイールローダを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するために、本発明は、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走行用油圧ポンプと、前記走行用油圧ポンプと閉回路状に接続されて前記エンジンの駆動力を車輪に伝達する可変容量型の走行用油圧モータと、車体の前部に設けられて上下方向に回動可能なリフトアームを有するフロント作業機と、前記エンジンにより駆動されて前記フロント作業機に作動油を供給する作業機用油圧ポンプと、前記車体の走行状態を検出する走行状態検出器と、前記リフトアームの上げ操作量を検出する操作量検出器と、前記走行用油圧ポンプ又は前記走行用油圧モータを調整して前記車体の最大けん引力の制御を行うコントローラと、を備えたホイールローダにおいて、前記車体の傾斜状態を検出する傾斜状態検出器を有し、前記コントローラは、前記走行状態検出器で検出された走行状態、前記操作量検出器で検出された前記リフトアームの上げ操作量、及び前記傾斜状態検出器で検出された傾斜状態に基づいて、前記車体が平地に設置された掘削状態にあるか、前記車体が登坂しながら掘削状態にあるか、を判定し、前記車体が平地に設置された掘削状態にあると判定された場合には、前記車体の最大けん引力を制限し、前記車体が登坂しながら掘削状態にあると判定された場合には、前記車体の最大けん引力を、前記車体が平地に設置された掘削状態にあると判定された場合の制限された最大けん引力よりも大きい最大けん引力に制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、登坂しながら掘削動作を行う場合であっても作業効率を向上させることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の各実施形態に係るホイールローダの外観を示す側面図である。

【図2】（ａ）はホイールローダのかき上げ作業について説明する説明図であり、（ｂ）はかき上げ作業時のリフトアームの動作を説明する説明図である。

【図3】（ａ）は車体傾斜検出角度と車体傾斜角度換算値との関係を示すグラフであり、（ｂ）はリフトアーム検出角度と車体傾斜角度換算値との関係を示すグラフである。

【図4】本発明の第１実施形態に係るホイールローダの走行駆動に係る油圧回路及び電気回路を示す図である。

【図5】アクセルペダル踏込量と目標エンジン回転速度との関係を示すグラフである。

【図6】（ａ）はエンジン回転速度とＨＳＴポンプの押しのけ容積との関係を示すグラフ、（ｂ）はエンジン回転速度とＨＳＴポンプの入力トルクとの関係を示すグラフ、（ｃ）はエンジン回転速度とＨＳＴポンプの吐出流量との関係を示すグラフである。

【図7】フロント作業機の駆動に係る油圧回路を示す図である。

【図8】作業機用油圧ポンプの吐出圧とスプールの開口面積との関係を示すグラフである。

【図9】第１実施形態に係るコントローラが有する機能を示す機能ブロック図である。

【図10】第１実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【図11】第１実施形態における作業機用油圧ポンプの吐出圧とＨＳＴモータの最大押しのけ容積との関係を示すグラフである。

【図12】第２実施形態に係るホイールローダの走行駆動に係る油圧回路及び電気回路を示す図である。

【図13】第２実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【図14】第２実施形態における作業機用油圧ポンプの吐出圧とＨＳＴモータの最大押しのけ容積との関係を示すグラフである。

【図15】第３実施形態に係るコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【図16】第３実施形態における作業機用油圧ポンプの吐出圧とＨＳＴモータの最大押しのけ容積との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

まず、本発明の各実施形態に係るホイールローダの全体構成及び動作について、図１～３を参照して説明する。

【0013】

図１は、本発明の各実施形態に係るホイールローダ１の外観を示す側面図である。

【0014】

ホイールローダ１は、前フレーム１Ａ及び後フレーム１Ｂで構成される車体と、車体の前部に設けられたフロント作業機２と、を備えている。ホイールローダ１は、車体が中心付近で中折れすることにより操舵するアーティキュレート式の作業車両である。前フレーム１Ａと後フレーム１Ｂとは、センタジョイント１０によって左右方向に回動自在に連結されており、前フレーム１Ａが後フレーム１Ｂに対して左右方向に屈曲する。

【0015】

前フレーム１Ａには左右一対の前輪１１Ａが、後フレーム１Ｂには左右一対の後輪１１Ｂが、それぞれ設けられている。なお、図１では、左右一対の前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂのうち、左側の前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂのみを示している。また、以下の説明において、「前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂ」を単に「車輪１１Ａ，１１Ｂ」とする場合がある。

【0016】

後フレーム１Ｂには、オペレータが搭乗する運転室１２と、エンジンやコントローラ、油圧ポンプ等の各機器を内部に収容する機械室１３と、車体が傾倒しないようにフロント作業機２とのバランスを保つためのカウンタウェイト１４と、が設けられている。後フレーム１Ｂにおいて、運転室１２は前部に、カウンタウェイト１４は後部に、機械室１３は運転室１２とカウンタウェイト１４との間に、それぞれ配置されている。

【0017】

フロント作業機２は、前フレーム１Ａに取り付けられたリフトアーム２１と、伸縮することによりリフトアーム２１を前フレーム１Ａに対して上下方向に回動させる一対のリフトアームシリンダ２２と、リフトアーム２１の先端部に取り付けられたバケット２３と、伸縮することによりバケット２３をリフトアーム２１に対して上下方向に回動させるバケットシリンダ２４と、リフトアーム２１に回動可能に連結されてバケット２３とバケットシリンダ２４とのリンク機構を構成するベルクランク２５と、一対のリフトアームシリンダ２２やバケットシリンダ２４へ圧油を導く複数の配管（不図示）と、を有している。なお、図１では、一対のリフトアームシリンダ２２のうち、左側に配置されたリフトアームシリンダ２２のみを破線で示している。

【0018】

リフトアーム２１は、各リフトアームシリンダ２２のロッド２２０が伸びることにより上方向に回動し、各ロッド２２０が縮むことにより下方向に回動する。バケット２３は、バケットシリンダ２４のロッド２４０が伸びることによりチルト（リフトアーム２１に対して上方向に回動）し、ロッド２４０が縮むことによりダンプ（リフトアーム２１に対して下方向に回動）する。

【0019】

ホイールローダ１は、例えば露天掘り鉱山等において、土砂や鉱物等を掘削してダンプトラック等へ積み込む荷役作業を行うための荷役作業車両である。掘削作業には、車体が平地に設置された状態でバケット２３を掘削対象物に突入させて土砂や鉱物等を掘削する場合の他に、ホイールローダ１が掘削対象物の斜面上を前進走行しながらバケット２３で当該斜面を掘削する場合がある。以下、ホイールローダ１が登坂しながら掘削動作を行う場合を「かき上げ作業」という。次に、この「かき上げ作業」について、図２及び図３を参照して具体的に説明する。

【0020】

図２（ａ）は、ホイールローダ１のかき上げ作業について説明する説明図であり、図２（ｂ）は、かき上げ作業時のリフトアーム２１の動作を説明する説明図である。図３（ａ）は、車体傾斜検出角度と車体傾斜角度換算値との関係を示すグラフであり、図３（ｂ）はリフトアーム検出角度と車体傾斜角度換算値との関係を示すグラフである。

【0021】

図２（ａ）に示すように、ホイールローダ１は、掘削対象物である地山１００に向かって平地を前進走行し、そのまま地山１００を登坂しながらフロント作業機２を操作して斜面を掘削する。そして、掘削されてバケット２３内に積まれた土砂や鉱物等は地山１００の頂上で放土され、その後、ホイールローダ１は後進しながら斜面を下って元の場所に戻る。かき上げ作業時において、オペレータは、図２（ｂ）に示すように、斜面を登って行くにつれてリフトアーム２１を上方向に上昇させるように操作する。

【0022】

ホイールローダ１が平地を走行しているとき（図２（ａ）に示す状態（Ｘ））は、リフトアーム２１は上下方向の可動範囲のうちの最も低い位置（図２（ｂ）に示す位置（Ｘ））にあり、ホイールローダ１が地山１００を登坂し始めたとき（図２（ａ）に示す状態（Ｙ））は、リフトアーム２１は水平姿勢（図２（ｂ）に示す位置（Ｙ））をとり、ホイールローダ１がバケット２３内の荷を地山１００の頂上に放土する直前（図２（ａ）に示す状態（Ｚ））では、リフトアーム２１は上方向に上がりきった位置、すなわち上下方向の可動範囲のうちの最も高い位置（図２（ｂ）に示す位置（Ｚ））にある。

【0023】

なお、「ホイールローダ１が地山１００を登坂し始めたとき」とは、図２（ａ）の状態（Ｙ）に示すように、前輪１１Ａのみならず後輪１１Ｂも地山１００の斜面上に位置している状態とする。また、このとき、リフトアーム２１の位置は正確に水平位置である必要はなく、図２（ｂ）の位置（Ｙ）に示すように、正確な水平位置からやや低い位置であってもよい。すなわち、リフトアーム２１の「水平姿勢」とは、正確な水平位置から上下方向への誤差分をそれぞれ含めたものとする。

【0024】

ホイールローダ１が登坂中であるか否かについては、車体の走行状態を検出する走行状態検出器、及び車体の傾きを検出する傾斜状態検出器を用いることにより判定することが可能である。傾斜状態検出器の一態様として、例えば、車体の傾斜角度θを検出する車体傾斜角度検出器としての車体傾斜角度センサ１３０や、リフトアーム２１の角度βを検出するリフトアーム角度検出器としてのリフトアーム角度センサ２１１が用いられる。車体傾斜角度センサ１３０は、図２（ａ）に示すように、後フレーム１Ｂに取り付けられ、リフトアーム角度センサ２１１は、図２（ｂ）に示すように、リフトアーム２１の基部に取り付けられている。

【0025】

車体が平地に設置された状態で掘削を行う際には、バケット２３をチルトさせるだけであるが、かき上げ作業を行う際には、前述したように、バケット２３のチルト操作に加えてリフトアーム２１を上方向に上昇させるため、リフトアーム２１の角度βを検出することによっても車体の傾斜状態を検出することができる。なお、ホイールローダ１のような作業車両では、車体傾斜角度センサ１３０には耐震性強度の強いものを用いる必要があり、比較的に高価となってしまうが、リフトアーム角度センサ２１１はホイールローダ１に標準で搭載されているため、リフトアーム角度センサ２１１を利用する場合にはコストアップ無しで対応することが可能である。

【0026】

車体傾斜角度センサ１３０を用いた場合、図３（ａ）に示すように、車体傾斜角度センサ１３０で検出された車体傾斜検出角度θが０以上であって所定の角度閾値θｓ未満では（０≦θ＜θｓ）車体傾斜角度換算値は０とし、車体傾斜検出角度θが所定の角度閾値θｓ以上になると（θ≧θｓ）車体傾斜角度換算値は０から正の方向に増加していく。

【0027】

リフトアーム角度センサ２１１を用いた場合、図３（ｂ）に示すように、リフトアーム角度センサ２１１で検出されたリフトアーム検出角度βが０以上であって所定の角度閾値βｓ未満では（０≦β＜βｓ）車体傾斜角度換算値は０とし、リフトアーム検出角度βが所定の角度閾値βｓ以上になると（β≧βｓ）車体傾斜角度換算値は０から正の方向に増加していく。

【0028】

ここで、「所定の角度閾値θｓ，βｓ」とはそれぞれ、地山１００の斜面に前輪１１Ａが差し掛かったときに対応する角度である。したがって、車体傾斜検出角度θが０以上であって所定の角度閾値θｓ未満のとき（０≦θ＜θｓ）、及びリフトアーム検出角度βが０以上であって所定の角度閾値βｓ未満のとき（０≦β＜βｓ）は、図２（ａ）及び図２（ｂ）にそれぞれ示した（Ｘ）の状態である。

【0029】

また、車体傾斜検出角度θが第１角度閾値θ１のとき（θ＝θ１）、及びリフトアーム検出角度βが第１角度閾値β１のとき（β＝β１）は、図２（ａ）及び図２（ｂ）にそれぞれ示した（Ｙ）の状態である。したがって、「第１角度閾値θ１，β１」とは、ホイールローダ１が地山１００を登坂し始めたとき、すなわちリフトアーム２１が水平姿勢をとったときに対応する角度である。

【0030】

そして、車体傾斜検出角度θが第２角度閾値θ２のとき（θ＝θ２）、及びリフトアーム検出角度βが第２角度閾値β２のとき（β＝β２）は、図２（ａ）及び図２（ｂ）にそれぞれ示した（Ｚ）の状態である。したがって、「第２角度閾値θ２，β２」とは、ホイールローダ１がバケット２３内の荷を地山１００の頂上に放土する直前、すなわちリフトアーム２１が上方向に上がりきったときに対応する角度である。

【0031】

なお、車体傾斜角度センサ１３０を用いた場合には、図３（ａ）に示すように、ホイールローダ１が後進しながら斜面を下っているときの車体の傾斜角度についても検出することが可能である。

【0032】

ホイールローダ１がかき上げ作業を行う場合、図２（ａ）に示すように、地山１００において平地に対する斜面の角度をαとすると、車体の重量Ｗに対しそのｓｉｎα成分の力（＝Ｗｓｉｎα）が斜面の後方に向かって作用する。なお、地山１００の傾斜角度αは例えば１５°～２５°であり、地山１００の斜面は比較的に急である。車体が平地に設置された状態で掘削動作を行う場合に必要となるけん引力（走行駆動力）をＦとすると、かき上げ作業のように斜面上で掘削動作を行う場合のけん引力は（Ｆ－Ｗｓｉｎα）となり、車体が平地に設置された状態で掘削動作を行う場合と比べてＷｓｉｎα分だけけん引力が低下する。

【0033】

次に、ホイールローダ１の駆動システムについて、実施形態ごとに説明する。

【0034】

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係るホイールローダ１の駆動システムについて、図４～１１を参照して説明する。

【0035】

（走行駆動システムについて）
まず、第１実施形態に係るホイールローダ１の走行駆動システムについて、図４～６を参照して説明する。

【0036】

図４は、第１実施形態に係るホイールローダ１の油圧回路及び電気回路を示す図である。図５は、アクセルペダル踏込量と目標エンジン回転速度との関係を示すグラフである。図６（ａ）はエンジン回転速度とＨＳＴポンプ４１の押しのけ容積との関係を示すグラフ、図６（ｂ）はエンジン回転速度とＨＳＴポンプ４１の入力トルクとの関係を示すグラフ、図６（ｃ）はエンジン回転速度とＨＳＴポンプ４１の吐出流量との関係を示すグラフである。

【0037】

本実施形態に係るホイールローダ１は、閉回路の油圧回路を有したＨＳＴ式走行駆動装置を備え、このＨＳＴ式走行駆動装置は、図４に示すように、エンジン３と、作動油を貯蔵する作動油タンク４０と、エンジン３により駆動される走行用油圧ポンプとしてのＨＳＴポンプ４１と、ＨＳＴポンプ４１を制御するための圧油を補給するＨＳＴチャージポンプ４１Ａと、ＨＳＴポンプ４１と一対の管路４００Ｌ，４００Ｒを介してＨＳＴポンプ４１と閉回路状に接続された走行用油圧モータとしてのＨＳＴモータ４２と、車体の前後進を切り換える前後進切換弁４３と、ＨＳＴポンプ４１やＨＳＴモータ４２等の各機器を制御するコントローラ５と、有して構成されている。

【0038】

ＨＳＴポンプ４１は、傾転角に応じて押しのけ容積が制御される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧ポンプである。傾転角は、ＨＳＴチャージポンプ４１Ａから吐出された圧油が作用することで駆動される傾転シリンダ４４により調整される。

【0039】

ＨＳＴモータ４２は、傾転角に応じて押しのけ容積が制御される斜板式あるいは斜軸式の可変容量型の油圧モータであり、エンジン３の駆動力を車輪１１Ａ，１１Ｂに伝達する。傾転角は、コントローラ５から出力された指令信号にしたがってレギュレータ４２０により調整される。

【0040】

ＨＳＴ式走行駆動装置では、まず、運転室１２内に設けられたアクセルペダル６１をオペレータが踏み込むとエンジン３が回転し、エンジン３の駆動力によりＨＳＴポンプ４１が駆動する。また、エンジン３の駆動力によりＨＳＴチャージポンプ４１Ａも駆動されて、ＨＳＴチャージポンプ４１Ａから吐出された圧油が前後進切換弁４３を介して傾転シリンダ４４に導かれる。

【0041】

前後進切換弁４３は、ＨＳＴチャージポンプ４１Ａと傾転シリンダ４４との間に設けられている。前後進切換弁４３は、一対の主管路８００Ａ，８００ＢによりＨＳＴチャージポンプ４１Ａの吐出側に接続された吐出管路８００と接続されている。さらに、前後進切換弁４３は、一対のパイロット管路８００Ｌ，８００Ｒにより傾転シリンダ４４の左右の油室４４Ｌ，４４Ｒと接続されている。

【0042】

前後進切換弁４３は、車体を前進させる前進位置４３Ａと、車体を後進させる後進位置４３Ｂと、車体を停止させる中立位置４３Ｎと、を有し、運転室１２内に設けられた前後進切換レバー６２により操作される。

【0043】

図４に示すように、前後進切換弁４３が中立位置４３Ｎのとき、ＨＳＴチャージポンプ４１Ａから吐出された圧油は、一方の主管路８００Ｂ上に設けられた絞り４０１を介して傾転シリンダ４４の左右の油室４４Ｌ，４４Ｒにそれぞれ等しく作用する。これにより、傾転シリンダ４４のロッドは中立に位置するため、ＨＳＴポンプ４１の押しのけ容積は０となり、ＨＳＴポンプ４１の吐出量は０となる。したがって、車体は停止状態となる。

【0044】

一方、前後進切換弁４３が前進位置４３Ａに切り換わると、傾転シリンダ４４の左側の油室４４Ｌには絞り４０１の上流側圧力が作用し、右側の油室４４Ｒには絞り４０１の下流側圧力が作用する。そして、左右の油室４４Ｌ，４４Ｒの間に生じた圧力差により、傾転シリンダ４４のロッドが図４における右方向に作動する。これにより、ＨＳＴポンプ４１の傾転角が大きくなり、ＨＳＴポンプ４１からの作動油が管路４００Ｌを通ってＨＳＴモータ４２に導かれ、ＨＳＴモータ４２が正転して車体が前進する。

【0045】

他方、前後進切換弁４３が後進位置４３Ｂに切り換わると、傾転シリンダ４４の左側の油室４４Ｌには絞り４０１の下流側圧力が作用し、右側の油室４４Ｒには絞り４０１の上流側圧力が作用する。そして、左右の油室４４Ｌ，４４Ｒの間に生じた圧力差により、傾転シリンダ４４のロッドが図４における左方向に作動する。これにより、ＨＳＴポンプ４１の傾転角が大きくなり、ＨＳＴポンプ４１からの作動油が管路４００Ｒを通ってＨＳＴモータ４２に導かれ、ＨＳＴモータ４２が反転して車体が後進する。

【0046】

このように、ＨＳＴポンプ４１から導かれた作動油でＨＳＴモータ４２が回転することにより、ＨＳＴモータ４２からの出力トルクがアクスル１５を介して前輪１１Ａ及び後輪１１Ｂに伝達されてホイールローダ１が走行する。したがって、ＨＳＴモータ４２の出力トルクは、ホイールローダ１の走行駆動力、すなわち車体のけん引力となる。

【0047】

ＨＳＴモータ４２の出力トルクは、ＨＳＴモータ４２の押しのけ容積（傾転角）と走行負荷圧力（＝管路４００Ｌの圧力－管路４００Ｒの圧力）との積で表されることから、ＨＳＴモータ４２の押しのけ容積を制御することで車体のけん引力を制御することができる。

【0048】

エンジン３の回転数はアクセルペダル６１の踏込量により調整され、エンジン３に接続されたＨＳＴチャージポンプ４１Ａの吐出量はエンジン３の回転数に比例する。したがって、絞り４０１の前後差圧はエンジン３の回転数に比例し、ＨＳＴポンプ４１の傾転角もエンジン３の回転数に比例する。

【0049】

アクセルペダル６１の踏込量は、アクセルペダル６１に取り付けられた踏込量センサ６１０で検出される。エンジン３は、踏込量センサ６１０で検出された踏込量に応じた目標エンジン回転速度にしたがって、回転数が制御される。

【0050】

図５に示すように、アクセルペダル６１の踏込量と目標エンジン回転速度とは比例関係にあり、アクセルペダル６１の踏込量が大きくなると目標エンジン回転速度は速くなる。そして、アクセルペダル６１の踏込量がＳ２になった時に目標エンジン回転速度が最高回転速度Ｎｍａｘ１となる。

【0051】

図５において、アクセルペダル６１の踏込量０～Ｓ１の範囲（例えば０％～２０あるいは３０％の範囲）は、アクセルペダル６１の踏込量にかかわらず目標エンジン回転速度が所定の最低回転速度Ｎｍｉｎで一定となる不感帯として設定されている。また、アクセルペダル６１の踏込量Ｓ２～１００の範囲（例えば７０あるいは８０％～１００％の範囲）は、目標エンジン回転速度がアクセルペダル６１の踏込量にかかわらず最高目標エンジン回転速度Ｎｍａｘに維持されるように設定されている。なお、これらの範囲は、任意に設定変更可能である。

【0052】

次に、エンジン３とＨＳＴポンプ４１との関係は、図６（ａ）～（ｃ）に示す通りである。

【0053】

図６（ａ）に示すように、エンジン回転速度がＮ１からＮ２までの間では、エンジン３の回転速度ＮとＨＳＴポンプ４１の押し退け容積ｑとは比例関係にあり、エンジン３の回転速度がＮ１からＮ２になるまで速くなるにつれて（Ｎ１＜Ｎ２）、押しのけ容積は０から所定の値ｑｃまで大きくなる。エンジン回転速度がＮ２以上では、ＨＳＴポンプ４１の押しのけ容積は、エンジン回転速度にかかわらず所定の値ｑｃで一定となる。

【0054】

ＨＳＴポンプ４１の入力トルクは、押しのけ容積に吐出圧力を積算したもの（入力トルク＝押しのけ容積×吐出圧力）である。図６（ｂ）に示すように、エンジン回転速度がＮ１からＮ２までの間では、エンジン３の回転速度ＮとＨＳＴポンプ４１の入力トルクＴとは比例関係にあり、エンジン３の回転速度がＮ１からＮ２になるまで速くなるにつれて、入力トルクは０から所定の値Ｔｃまで大きくなる。エンジン回転速度がＮ２以上では、ＨＳＴポンプ４１の入力トルクは、エンジン回転速度にかかわらず所定の値Ｔｃで一定となる。

【0055】

図６（ｃ）に示すように、エンジン回転速度がＮ１からＮ２までの間では、ＨＳＴポンプ４１の吐出流量Ｑとエンジン３の回転速度Ｎとは二次の比例関係にあり、エンジン３の回転速度がＮ１からＮ２になるまで速くなるにつれて、ＨＳＴポンプ４１の吐出流量は０からＱ１まで増加する。エンジン回転速度がＮ２以上では、エンジン３の回転速度ＮとＨＳＴポンプ４１の吐出流量Ｑとは一次の比例関係にある。

【0056】

したがって、エンジン３の回転速度Ｎが速くなるとＨＳＴポンプ４１の吐出流量Ｑが増え、ＨＳＴポンプ４１からＨＳＴモータ４２に流入する圧油の流量が増えるため、ＨＳＴモータ４２の回転数が増大し、車速が速くなる。なお、車速は、ＨＳＴモータ４２の回転速度としてモータ回転速度センサ７２で検出する（図４参照）。

【0057】

このように、ＨＳＴ式走行駆動システムでは、ＨＳＴポンプ４１の吐出流量を連続的に増減させることにより車速を制御（変速）するため、ホイールローダ１は滑らかな発進、及び衝撃の少ない停止が可能となる。

【0058】

なお、図４に示すように、ＨＳＴチャージポンプ４１Ａから吐出された圧油は、絞り４０１及びチェック弁４０２Ａ，４０２Ｂを通って管路４００Ｌ，４００Ｒにも導かれる。絞り４０１の下流側圧力は、前後進切換弁４３と作動油タンク４０とを接続する管路上に設けられたチャージリリーフ弁４０３により制限され、管路４００Ｌ，４００Ｒの最高圧力はリリーフ弁４０４により制限される。

【0059】

本実施形態におけるＨＳＴ式走行駆動装置には、ＨＳＴポンプ４１からの作動油をＨＳＴモータ４２に導く管路４００Ｌ，４００Ｒの管路圧力のうち高い方の圧力を選択する高圧選択弁４０５が備えられており、高圧選択弁４０５で選択された圧力がコントローラ５に入力される。また、本実施形態では、車体の傾斜状態を検出する傾斜状態検出器に車体傾斜角度センサ１３０を用いており、車体傾斜角度センサ１３０で検出された車体傾斜検出角度θはコントローラ５に入力される。

【0060】

（フロント作業機２の駆動システムについて）
次に、フロント作業機２の駆動システムについて、図４、図７、及び図８を参照して説明する。

【0061】

図７は、フロント作業機２の駆動に係る油圧回路を示す図である。図８は、作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧とスプールの開口面積との関係を示すグラフである。

【0062】

図４及び図７に示すように、ホイールローダ１は、エンジン３により駆動されてフロント作業機２に作動油を供給する作業機用油圧ポンプ４５と、リフトアームシリンダ２２及びバケットシリンダ２４のそれぞれと作業機用油圧ポンプ４５との間に設けられて作業機用油圧ポンプ４５からリフトアームシリンダ２２及びバケットシリンダ２４にそれぞれ供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ４６と、リフトアーム２１を操作するためのリフトアーム操作レバー２１０と、バケット２３を操作するためのバケット操作レバー２３０と、を備える。

【0063】

作業機用油圧ポンプ４５は、本実施形態では、固定式の油圧ポンプが用いられ、図７に示すように、第１管路８０１によりコントロールバルブ４６に接続されている。作業機用油圧ポンプ４５からの吐出圧は第１管路８０１上に設けられた吐出圧センサ７５で検出され、検出された吐出圧に係る信号がコントローラ５に入力される。吐出圧センサ７５は、作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧を検出する吐出圧検出器の一態様である。

【0064】

リフトアーム操作レバー２１０及びバケット操作レバー２３０はいずれも、フロント作業機２を操作するための操作装置の一態様であり、運転室１２（図１参照）内に設けられている。例えば、オペレータがリフトアーム操作レバー２１０を操作すると、その操作量に比例したパイロット圧が操作信号として生成される。

【0065】

図７に示すように、生成されたパイロット圧は、コントロールバルブ４６の一対の受圧室に接続された一対のパイロット管路６４Ｌ，６４Ｒに導かれて、コントロールバルブ４６に作用する。これにより、コントロールバルブ４６内のスプールが当該パイロット圧に応じてストロークし、作動油が流れる方向及び流量が決まる。コントロールバルブ４６は、第２管路８０２によりリフトアームシリンダ２２のボトム室に接続され、第３管路８０３によりリフトアームシリンダ２２のロッド室に接続されている。

【0066】

作業機用油圧ポンプ４５から吐出された作動油は、第１管路８０１に導かれ、コントロールバルブ４６を介して第２管路８０２又は第３管路８０３に導かれる。作動油が第２管路８０２に導かれると、リフトアームシリンダ２２のボトム室に流入し、これによりリフトアームシリンダ２２のロッド２２０が伸長してリフトアーム２１が上昇する。一方、作動油が第３管路８０３に導かれると、リフトアームシリンダ２２のロッド室に流入し、リフトアームシリンダ２２のロッド２２０が縮んでリフトアーム２１が下降する。

【0067】

なお、本実施形態では、リフトアーム操作レバー２１０及びバケット操作レバー２３０はそれぞれ油圧式レバーであるが、電気式レバーを用いてもよく、この場合には、操作量に応じた電流値が操作信号として生成される。

【0068】

パイロット圧は、リフトアーム２１の上げ操作量に応じた操作信号を検出する操作信号センサとしてのパイロット圧センサ７６により検出される。パイロット圧センサ７６は、リフトアーム２１の上げ操作に対応したパイロット管路（図７てではパイロット管路６４Ｒ）上に設けられている。パイロット圧センサ７６は、操作装置であるリフトアーム操作レバー２１０からの操作信号を検出する操作信号検出器の一態様である。

【0069】

図８に示すように、リフトアーム操作レバー２１０の上げ操作量とコントロールバルブ４６のスプールの開口面積とは比例関係にあり、リフトアーム操作レバー２１０の上げ操作量が増えるとスプールの開口面積も大きくなる。したがって、リフトアーム２１を上げる方向にリフトアーム操作レバー２１０を大きく操作すると、リフトアームシリンダ２２へ流入する作動油量が多くなり、ロッド２２０が速く伸長する。すなわち、リフトアーム操作レバー２１０の操作量が増大するにつれて、リフトアーム２１の動作速度が速くなる。

【0070】

図８において、リフトアーム操作レバー２１０の上げ操作量０～１０％の範囲は、リフトアーム操作レバー２１０を操作してもスプールは開口せず開口面積が０％となる不感帯として設定されている。また、リフトアーム操作レバー２１０の上げ操作量８５～１００％の範囲では、スプールの開口面積は１００％で一定となっており、フルレバー操作状態が維持されている。なお、これらの設定範囲は、任意に変更可能である。

【0071】

なお、作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧、及び操作信号であるパイロット圧はそれぞれリフトアーム２１の上げ操作量に対応していることから、吐出圧センサ７５及びパイロット圧センサ７６はいずれも、リフトアーム操作レバー２１０によるリフトアーム２１の上げ操作量を検出する操作量検出器の一態様である。

【0072】

リフトアーム２１の上げ操作量を精度よく検出するためには、吐出圧センサ７５及びパイロット圧センサ７６のそれぞれで検出された値の両方を用いることが望ましいが、操作量センサとしては、吐出圧センサ７５及びパイロット圧センサ７６のうちの少なくともいずれかを用いればよい。本実施形態では、コントローラ５は、吐出圧センサ７５で検出された吐出圧Ｐａを用いてリフトアーム２１の上げ操作について判定している。

【0073】

バケット２３の操作についても、リフトアーム２１の操作と同様に、バケット操作レバー２３０の操作量に応じて生成されたパイロット圧がコントロールバルブ４６に作用することによってコントロールバルブ４６のスプールの開口面積が制御され、バケットシリンダ２４へ流出入する作動油量が調整される。なお、図７では図示を省略しているが、バケット２３の動作を検出するためのセンサ等についても、油圧回路の各管路上に設けられている。

【0074】

（コントローラ５の構成）
次に、コントローラ５の構成について、図９を参照して説明する。

【0075】

図９は、第１実施形態に係るコントローラ５が有する機能を示す機能ブロック図である。

【0076】

コントローラ５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、入力Ｉ／Ｆ、及び出力Ｉ／Ｆがバスを介して互いに接続されて構成される。そして、前後進切換レバー６２等の各種の操作装置、及び吐出圧センサ７５や踏込量センサ６１０、車体傾斜角度センサ１３０等の各種のセンサが入力Ｉ／Ｆに接続され、ＨＳＴモータ４２のレギュレータ４２０等が出力Ｉ／Ｆに接続されている。

【0077】

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭやＨＤＤ若しくは光学ディスク等の記録媒体に格納された演算プログラム（ソフトウェア）をＣＰＵが読み出してＲＡＭ上に展開し、展開された演算プログラムを実行することにより、演算プログラムとハードウェアとが協働して、コントローラ５の機能を実現する。

【0078】

なお、本実施形態では、コントローラ５の構成をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより説明しているが、これに限らず、ホイールローダ１の側で実行される演算プログラムの機能を実現する集積回路を用いて構成してもよい。

【0079】

図９に示すように、コントローラ５は、データ取得部５１と、特定条件判定部５２と、モータ制御部５３と、記憶部５４と、を含む。

【0080】

データ取得部５１は、前後進切換レバー６２から出力された前進又は後進の前後進切換信号、踏込量センサ６１０で検出されたアクセルペダル６１の踏込量、吐出圧センサ７５で検出された作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐａ、及び車体傾斜角度センサ１３０で検出された車体傾斜検出角度θ（傾斜量）に関するデータをそれぞれ取得する。

【0081】

特定条件判定部５２は、データ取得部５１で取得された信号や各データに基づいて、ホイールローダ１が登坂しながら掘削状態にあることを特定する特定条件を満たすか否かを判定する。

【0082】

具体的には、特定条件判定部５２は、前後進切換信号及びアクセルペダル６１の踏込量に基づいたホイールローダ１の前進走行についての判定、作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐａに基づいたフロント作業機２の掘削動作についての判定、及び車体傾斜検出角度θに基づいた車体の傾斜状態についての判定を行う。特定条件判定部５２は、これら３つの条件についての判定を行うことにより、特定条件を満たすか否かを判定する。

【0083】

ここで、前後進切換レバー６２及び踏込量センサ６１０はそれぞれ、ホイールローダ１の車体の走行状態を検出する走行状態検出器の一態様である。なお、本実施形態では、前後進切換レバー６２から出力された前進を示す前後進切換信号、及び踏込量センサ６１０で検出されたアクセルペダル６１の踏込量によって車体の前進走行を判定しているが、これに限らず、例えば、プロペラシャフトの回転方向から車体の進行方向が前進または後進のいずれかであるかを検出する等、車体に搭載された他の走行状態検出器で検出された走行状態を踏まえて総合的に車体の前進走行を判定してもよい。

【0084】

モータ制御部５３は、特定条件判定部５２にて特定条件を満たすと判定された場合、車体が平地に設置された状態でフロント作業機２により掘削動作を行う場合の最大押し退け容積ｑｓ（以下、「平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓ」とする）よりも大きい最大押しのけ容積に基づく指令信号をＨＳＴモータ４２のレギュレータ４２０に出力し、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓよりも上昇させる。

【0085】

なお、モータ制御部５３は、特定条件判定部５２にて特定条件を満たさず、車体が平地に設置され掘削状態にある場合には、平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓに基づく指令信号をＨＳＴモータ４２のレギュレータ４２０に出力し、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓに制限する。

【0086】

記憶部５４は、掘削動作に必要な作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐｓ（リフトアームシリンダ２２を伸長させる油圧源の吐出圧）、車体傾斜角度に関する閾値である第１角度閾値θ１及び第２角度閾値θ２、ならびに平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓをそれぞれ記憶している。

【0087】

（コントローラ５内での処理及びホイールローダ１の動作）
次に、コントローラ５内で実行される具体的な処理の流れ、及びコントローラ５の制御に伴うホイールローダ１の動作について、図１０及び図１１を参照して説明する。

【0088】

図１０は、第１実施形態に係るコントローラ５で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図１１は、第１実施形態における作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧ＰａとＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘとの関係を示すグラフである。

【0089】

まず、データ取得部５１は、踏込量センサ６１０から出力されたアクセルペダル６１の踏込量、及び前後進切換レバー６２から出力された前後進切換信号を取得する（ステップＳ５０１）。次に、特定条件判定部５２は、ステップＳ５０１で取得された踏込量及び前後進切換信号に基づいて、ホイールローダ１が前進走行をしているか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

【0090】

ステップＳ５０２においてホイールローダ１が前進走行をしていると判定された場合（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）、データ取得部５１は、吐出圧センサ７５から出力された作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐａを取得する（ステップＳ５０３）。

【0091】

次に、特定条件判定部５２は、ステップＳ５０３で取得された吐出圧Ｐａに基づいて、吐出圧Ｐａが掘削動作に必要な作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐｓ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０４）。

【0092】

ステップＳ５０４において吐出圧Ｐａが掘削動作に必要な作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐｓ以上である（Ｐａ≧Ｐｓ）と判定された場合（ステップＳ５０４／ＹＥＳ）、データ取得部５１は、車体傾斜角度センサ１３０から出力された車体傾斜検出角度θを取得する（ステップＳ５０５）。

【0093】

続いて、特定条件判定部５２は、ステップＳ５０５で取得された車体傾斜検出角度θに基づいて、車体傾斜検出角度θが０以上であって第１角度閾値θ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０６）。

【0094】

ステップＳ５０６において車体傾斜検出角度θが０以上であって第１角度閾値θ１未満である（０≦θ＜θ１）と判定された場合（ステップＳ５０６／ＹＥＳ）、車体は登坂中ではないことから、モータ制御部５３は、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓに制限する（ステップＳ５０７）。

【0095】

ステップＳ５０６において車体傾斜検出角度θが０以上であって第１角度閾値θ１未満でないと判定された場合（ステップＳ５０６／ＮＯ）、続いて、特定条件判定部５２は、車体傾斜検出角度θが第１角度閾値θ１以上であって第２角度閾値θ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０８）。

【0096】

ステップＳ５０８において車体傾斜検出角度θが第１角度閾値θ１以上であって第２角度閾値θ２未満である（θ１≦θ＜θ２）と判定された場合（ステップＳ５０８／ＹＥＳ）、特定条件を満たすことから、モータ制御部５３は、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを、平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓよりも大きい第１最大押しのけ容積ｑ１（＞ｑｓ）に制限する（ステップＳ５０９）。すなわち、ステップＳ５０９において、モータ制御部５３は、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓよりも上昇させる。

【0097】

ステップＳ５０８において車体傾斜検出角度θが第１角度閾値θ１以上であって第２角度閾値θ２未満でないと判定された場合（ステップＳ５０８／ＮＯ）、続いて、特定条件判定部５２は、車体傾斜検出角度θが第２角度閾値θ２であるか否かを判定する（ステップＳ５１０）。

【0098】

ステップＳ５１０において車体傾斜検出角度θが第２角度閾値θ２である（θ＝θ２）と判定された場合（ステップＳ５１０／ＹＥＳ）、特定条件を満たすことから、モータ制御部５３は、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを、第１最大押しのけ容積ｑ１よりもさらに大きい第２最大押しのけ容積ｑ２（＞ｑ１）に制限する（ステップＳ５１１）。すなわち、ステップＳ５１１において、モータ制御部５３は、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓ及び第１最大押しのけ容積ｑ１よりもさらに上昇させる。

【0099】

ステップＳ５０７、ステップＳ５０９、及びステップＳ５１１のそれぞれの処理が実行されると、コントローラ５はステップＳ５０３に戻る。また、ステップＳ５０２において前進走行中でないと判定された場合（ステップＳ５０２／ＮＯ）、ステップＳ５０４において吐出圧Ｐａが掘削動作に必要な作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐｓ未満である（Ｐａ＜Ｐｓ）と判定された場合（ステップＳ５０４／ＮＯ）、及びステップＳ５１０において車体傾斜検出角度θが第２角度閾値θ２でない（θ≠θ２）と判定された場合（ステップＳ５１０／ＮＯ）は、いずれも特定条件を満たさないため、コントローラ５における処理が終了する。

【0100】

このように、特定条件が満たされた場合、すなわちホイールローダ１のかき上げ作業時において、図１１に示すように、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを自動で平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓよりも上昇させることにより、車体の最大けん引力が平地掘削動作時の最大けん引力よりも上昇するため、平地掘削時と比べて低下していたＷｓｉｎα分のけん引力を補うことができる。これにより、車体が平地に設置された状態で掘削動作を行う場合に限らず、車体が急斜面を前進走行（登坂）しながら掘削動作を行うかき上げ作業の場合であっても作業効率の向上を図れる。

【0101】

また、本実施形態では、コントローラ５は、車体傾斜検出角度θが第１角度閾値θ１以上であって第２角度閾値θ２未満である場合（θ１≦θ＜θ２）には、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓから第１最大押しのけ容積ｑ１に上昇させるのに対し（図１１に示す二点鎖線から一点鎖線への上昇）、車体傾斜検出角度θが第２角度閾値θ２である場合（θ＝θ２）には、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを平地掘削動作時の最大押しのけ容積ｑｓから第２最大押しのけ容積ｑ２（＞ｑ１）に上昇させる（図１１に示す二点鎖線から実線への上昇）。すなわち、車体傾斜検出角度θが大きいほど、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積の上昇率を大きくしている。このため、地山１００の斜面の角度に応じて、より精度よく車体の最大けん引力を制御することができる。

【0102】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るホイールローダ１について図１２～１４を参照して説明する。なお、図１２～１４において、第１実施形態に係るホイールローダ１について説明したものと共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0103】

図１２は、第２実施形態に係るホイールローダ１の走行駆動に係る油圧回路及び電気回路を示す図である。図１３は、第２実施形態に係るコントローラ５Ａで実行される処理の流れを示すフローチャートである。図１４は、第２実施形態における作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧ＰａとＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘとの関係を示すグラフである。

【0104】

図１２に示すように、本実施形態に係るホイールローダ１は、地山１００を形成している土砂や鉱物等の硬さや比重、作業現場の路面の状態等に応じて、掘削動作時における車体の最大けん引力をＰモード、Ｎモード、及びＬモードの３段階に切り替えるモード切替スイッチ６０を備えている。このモード切替スイッチ６０は手動スイッチであり、運転室１２（図１参照）に設けられている。モード切替スイッチ６０から出力されたモード切替信号はコントローラ５Ａに入力される。

【0105】

Ｐモードは最大けん引力を最も小さくした場合のモードであり、Ｎモードは最大けん引力をＰモードの場合よりも大きくした場合であり、Ｌモードは最大けん引力をＮモードの場合よりもさらに大きくした場合である。オペレータは、モード切替スイッチ６０を切り替えて最適なモードを選択することにより、現場の環境に合わせて効率的に掘削作業を行うことができる。

【0106】

また、本実施形態では、第１実施形態と異なり、車体の傾斜状態を検出する傾斜状態検出器にリフトアーム２１の角度を検出するリフトアーム角度センサ２１１（リフトアーム角度検出器）を用いている。したがって、コントローラ５Ａでは、特定条件判定部５２は、リフトアーム角度センサ２１１から出力されたリフトアーム検出角度βに基づいて車体の傾斜状態を判定している。

【0107】

さらに、コントローラ５Ａでは、特定条件を満たす場合における最大けん引力の上昇のさせ方が第１実施形態に係るコントローラ５と異なる。具体的には、コントローラ５Ａは、リフトアーム角度センサ２１１で検出されたリフトアーム検出角度βが大きいほど、車体の最大けん引力の制限を開始する時の作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐａ（リフトアーム２１の上げ操作量）の値を大きくしている。

【0108】

図１３に示すように、ステップＳ５０４において吐出圧Ｐａが掘削動作に必要な作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐｓ以上である（Ｐａ≧Ｐｓ）と判定された場合（ステップＳ５０４／ＹＥＳ）、データ取得部５１は、リフトアーム検出角度βを取得する（ステップＳ５０５Ａ）。

【0109】

続いて、特定条件判定部５２は、ステップＳ５０５Ａで取得したリフトアーム検出角度βに基づいて、リフトアーム検出角度βが０以上であって第１角度閾値β１未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０６Ａ）。

【0110】

ステップＳ５０６Ａにおいてリフトアーム検出角度βが０以上であって第１角度閾値β１未満である（０≦β＜β１）と判定された場合（ステップＳ５０６Ａ／ＹＥＳ）、モータ制御部５３は、ステップＳ５０３で取得した吐出圧Ｐａが掘削動作に必要な吐出圧Ｐｓのときに（Ｐａ＝Ｐｓ）、最大押しのけ容積ｑｍａｘをｑＰ，ｑＮ，ｑＬのいずれかに制限する（ステップＳ５０７Ａ）。

【0111】

ステップＳ５０６Ａにおいてリフトアーム検出角度βが０以上であって第１角度閾値β１未満でないと判定された場合（ステップＳ５０６Ａ／ＮＯ）、続いて、特定条件判定部５２は、リフトアーム検出角度βが第１角度閾値β１以上であって第２角度閾値β２未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０８Ａ）。

【0112】

ステップＳ５０８Ａにおいてリフトアーム検出角度βが第１角度閾値β１以上であって第２角度閾値β２未満である（β１≦β＜β２）と判定された場合（ステップＳ５０８Ａ／ＹＥＳ）、特定条件を満たすことから、モータ制御部５３は、ステップＳ５０３で取得した吐出圧Ｐａが掘削動作に必要な吐出圧Ｐｓよりも大きい第１圧力閾値Ｐ１（＞Ｐｓ）のときに（Ｐａ＝Ｐ１）、最大押しのけ容積ｑｍａｘをｑＰ，ｑＮ，ｑＬのいずれかに制限する（ステップＳ５０９Ａ）。

【0113】

なお、制限値ｑＰは、モード切替スイッチ６０においてＰモードが選択されている場合、制限値ｑＮは、モード切替スイッチ６０においてＮモードが選択されている場合、制限値ｑＬは、モード切替スイッチ６０においてＬモードが選択されている場合におけるＨＳＴモータ４２の最大押し退け容積ｑｍａｘに関する制限値である。

【0114】

ステップＳ５０８Ａにおいてリフトアーム検出角度βが第１角度閾値β１以上であって第２角度閾値β２未満でないと判定された場合（ステップＳ５０８Ａ／ＮＯ）、続いて、特定条件判定部５２は、リフトアーム検出角度βが第２角度閾値β２であるか否かを判定する（ステップＳ５１０Ａ）。

【0115】

ステップＳ５１０Ａにおいてリフトアーム検出角度βが第２角度閾値β２である（β＝β２）と判定された場合（ステップＳ５１０Ａ／ＹＥＳ）、特定条件を満たすことから、モータ制御部５３は、ステップＳ５０３で取得した吐出圧Ｐａが第１圧力閾値Ｐ１よりもさらに大きい第２圧力閾値Ｐ２（＞Ｐ１）のときに（Ｐａ＝Ｐ２）、最大押しのけ容積ｑｍａｘをｑＰ，ｑＮ，ｑＬのいずれかに制限する（ステップＳ５１１Ａ）。

【0116】

図１４に示すように、リフトアーム検出角度βが第１角度閾値β１以上であって第２角度閾値β２未満である場合（β１≦β＜β２）には、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘの制限を開始する時の吐出圧Ｐａを掘削動作に必要な吐出圧Ｐｓよりも大きい第１圧力閾値Ｐ１（＞Ｐｓ）とし、リフトアーム検出角度βが第２角度閾値β２である場合（β＝β２）には、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘの制限を開始する時の吐出圧Ｐａを掘削動作に必要な吐出圧Ｐｓ及び第１圧力閾値Ｐ１よりも大きい第２圧力閾値Ｐ２としている。

【0117】

なお、車体の最大けん引力の制限を開始する時の吐出圧Ｐａは、リフトアーム２１が水平姿勢をとった時の吐出圧以上であることが望ましい。本実施形態では、リフトアーム検出角度βが第１角度閾値β１に到達した場合における車体の最大けん引力の制限を開始する時の吐出圧である第１圧力閾値Ｐ１に相当する。

【0118】

本実施形態においても、第１実施形態と同様にして、地山１００の斜面の角度に応じて、より精度よく車体の最大けん引力を制御することができるため、かき上げ作業時における作業効率の向上が図れる。

【0119】

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るホイールローダ１について図１５及び図１６を参照して説明する。なお、図１５及び図１６において、第１実施形態及び第２実施形態のそれぞれに係るホイールローダ１について説明したものと共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【0120】

図１５は、第３実施形態に係るコントローラ５Ｂで実行される処理の流れを示すフローチャートである。図１６は、第３実施形態における作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧ＰａとＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘとの関係を示すグラフである。

【0121】

本実施形態に係るコントローラ５Ｂでは、特定条件を満たす場合における最大けん引力の上昇のさせ方が第１実施形態に係るコントローラ５及び第２実施形態に係るコントローラ５Ａと異なる。具体的には、コントローラ５Ｂは、リフトアーム角度センサ２１１で検出されたリフトアーム検出角度βが大きいほど、車体の最大けん引力の制限量に対する作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐａの増加率を大きくしている。

【0122】

図１５に示すように、ステップＳ５０６Ａにおいてリフトアーム検出角度βが０以上であって第１角度閾値β１未満である（０≦β＜β１）と判定された場合（ステップＳ５０６Ａ／ＹＥＳ）、モータ制御部５３は、図１６に示すように、作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐａが、掘削動作に必要な吐出圧Ｐｓから当該吐出圧Ｐｓよりも大きい第４圧力閾値Ｐ４（＞Ｐｓ）まで増加するにつれて、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを１００％からｑＰ，ｑＮ，ｑＬのいずれかまで徐々に制限する（ステップＳ５０７Ｂ）。

【0123】

また、図１５に示すように、ステップＳ５０８Ａにおいてリフトアーム検出角度βが第１角度閾値β１以上であって第２角度閾値β２未満である（β１≦β＜β２）と判定された場合（ステップＳ５０８Ａ／ＹＥＳ）、モータ制御部５３は、図１６に示すように、作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐａが、掘削動作に必要な吐出圧Ｐｓから第４圧力閾値Ｐ４よりも大きい第５圧力閾値Ｐ５（＞Ｐ４）まで増加するにつれて、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを１００％からｑＰ，ｑＮ，ｑＬのいずれかまで徐々に制限する（ステップＳ５０９Ｂ）。

【0124】

そして、図１５に示すように、ステップＳ５１０Ａにおいてリフトアーム検出角度βが第２角度閾値β２である（β＝β２）と判定された場合（ステップＳ５１０Ａ／ＹＥＳ）、モータ制御部５３は、図１６に示すように、作業機用油圧ポンプ４５の吐出圧Ｐａが、掘削動作に必要な吐出圧Ｐｓから第５圧力閾値Ｐ５よりも大きい第６圧力閾値Ｐ６（＞Ｐ５）まで増加するにつれて、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを１００％からｑＰ，ｑＮ，ｑＬのいずれかまで徐々に制限する（ステップＳ５１１Ｂ）。

【0125】

このように、本実施形態においても、第１実施形態及び第２実施形態と同様にして、地山１００の斜面の角度に応じて、より精度よく車体の最大けん引力を制御することができるため、かき上げ作業時における作業効率の向上が図れる。

【0126】

以上、本発明の各実施形態について説明した。なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な他の変形例が含まれる。例えば、上記した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、各実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0127】

例えば、上記各実施形態では、作業機用油圧ポンプ４５は固定容量型の油圧ポンプを用いたが、これに限らず、可変容量型の油圧ポンプを用いても良い。

【0128】

また、上記各実施形態では、ＨＳＴモータ４２の最大押しのけ容積ｑｍａｘを調整することによりホイールローダ１の最大けん引力を制御していたが、これに限らず、例えばＨＳＴポンプ４１の押しのけ容積を調整することによりホイールローダ１の最大けん引力を制御してもよい。

【符号の説明】

【0129】

１：ホイールローダ
２：フロント作業機
３：エンジン
５，５Ａ，５Ｂ：コントローラ
１１Ａ：前輪（車輪）
１１Ｂ：後輪（車輪）
２１：リフトアーム
４１：ＨＳＴポンプ（走行用油圧ポンプ）
４２：ＨＳＴモータ（走行用油圧モータ）
４５：作業機用油圧ポンプ
６２：前後進切換レバー（走行状態検出器）
７５：吐出圧センサ（操作量検出器）
７６：パイロット圧センサ（操作信号検出器，操作量検出器）
１３０：車体傾斜角度センサ（車体傾斜角度検出器、車体傾斜状態検出器）
２１１：リフトアーム角度センサ（リフトアーム角度検出器、車体傾斜状態検出器）
６１０：踏込量センサ（走行状態検出器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】