特許 7186330 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】

(24)【登録日】2022-11-30

(45)【発行日】2022-12-08

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20221201BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20221201BHJP

   F15B 11/08 20060101ALI20221201BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 M

E02F9/20 Q

F15B11/08 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022509946

(86)(22)【出願日】2021-03-15

(86)【国際出願番号】 JP2021010316

(87)【国際公開番号】W WO2021193187

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2021-12-28

(31)【優先権主張番号】P 2020051505

(32)【優先日】2020-03-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】宮本 泰典

(72)【発明者】

【氏名】田中 哲二

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７３３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４３５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５０１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１０２０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｅ０２Ｆ ９／２０

Ｆ１５Ｂ １１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体に取り付けられた作業装置と、前記作業装置を駆動する油圧アクチュエータと、エンジンにより駆動されて前記油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出されて前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流れを制御する方向制御弁と、作動油を貯留する作動油タンクと、前記方向制御弁を切り換え制御するための制御圧を前記方向制御弁に対して供給する電磁制御弁と、前記作業装置を操作するための電気式の操作装置と、前記操作装置の操作量に応じた制御信号を前記電磁制御弁に対して出力するコントローラと、を備えた作業車両において、
前記油圧ポンプの吐出圧を検出する圧力センサと、
前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、を有し、
前記方向制御弁は、前記油圧ポンプから吐出された作動油を前記作動油タンクへ戻す中立位置を含み、
前記コントローラは、
前記圧力センサで検出された吐出圧が前記油圧アクチュエータの駆動回路におけるリリーフ圧以上であって、前記回転数センサで検出された回転数が前記エンジンのローアイドル状態における回転数であるローアイドル回転数よりも低い場合、前記方向制御弁が前記中立位置に切り換わるように前記電磁制御弁に対する制御信号の出力を制限することを特徴とする作業車両。

【請求項2】

請求項１記載の作業車両において、
前記コントローラは、
前記電磁制御弁に対する制御信号の出力を制限した後に、前記回転数センサで検出された回転数が前記ローアイドル回転数以上になると、前記電磁制御弁に対する制御信号の出力の制限を解除することを特徴とする作業車両。

【請求項3】

請求項１記載の作業車両において、
前記電磁制御弁に対する制御信号の制限を解除する解除信号を前記コントローラに対して出力する解除装置をさらに有し、
前記コントローラは、
前記電磁制御弁に対する制御信号の出力を制限した後に、前記解除装置から出力された前記解除信号が入力されると、前記電磁制御弁に対する制御信号の出力の制限を解除することを特徴とする作業車両。

【請求項4】

請求項１記載の作業車両において、
前記コントローラが前記電磁制御弁に対する制御信号の出力を制限している旨をアドバイス表示として表示する表示装置をさらに有し、
前記コントローラは、
前記電磁制御弁に対する制御信号の出力を制限している場合に、前記表示装置に対して前記アドバイス表示を表示するための表示信号を出力することを特徴とする作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気式の操作レバーにより荷役作業装置が操作される作業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

ホイールローダなどの作業装置を備えた作業車両では、作業装置を駆動するための作動油を吐出する油圧ポンプやその他の様々な補機類がエンジンにより駆動される。そのため、エンジンがアイドル状態で作業装置をリリーフ動作させるような作業を行うと、油圧ポンプ側の駆動トルクと補機類側の駆動トルクとの和がエンジンの出力トルクを超えることがある。エンジンの出力トルクを超える負荷がエンジンに掛かると、エンジンはストールしてしまう。

【0003】

また、近年、作業車両では低燃費が重要視されており、燃費を低減するための技術開発が求められている。作業車両の燃費を低減させる方法の一例としては、車体の駆動に必要な最低限の出力トルクに合わせた出力のエンジンを選定することが考えられる。このようなエンジンが搭載された作業車両の場合、燃費を低減させる対策が講じられていないエンジンが搭載された作業車両と比べて、エンジンの出力トルクを超える負荷がエンジンに掛かりやすくなり、エンジンのストールが頻繁に発生してしまう可能性がある。

【0004】

そこで、例えば、特許文献１に記載されたホイールローダでは、作業装置を駆動するための油圧回路にエンジンの出力トルクを超える負荷が掛かり、エンジンの実回転速度がローアイドル時におけるエンジンの回転速度よりも低くなった場合に、作業装置用の油圧ポンプから吐出された作動油を、排ガス浄化装置のフィルタ再生用の負荷掛け用切換弁を介してタンクへ逃がすことによってエンジンに掛かる負荷を低減させてエンジンのストールの発生を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６１７５３７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載のホイールローダは、排ガス浄化装置のフィルタの目詰まりを解消してフィルタを再生するために用いられる負荷掛け用切換弁を利用して、作業装置用の油圧ポンプから吐出された作動油をタンクにアンロードしているが、例えば、排ガスの処理システムとして選択触媒還元システム（ＳＣＲシステム）が採用された作業車両の場合には、フィルタが不要となるため、負荷掛け用切換弁が備わっていない。このような作業車両では、作業装置用の油圧ポンプから吐出された作動油をタンクにアンロードさせるための専用回路が別途必要となる。そのため、車体に搭載される部品点数が増加し、車体の大型化、およびそれに伴って作業スペースに制約が出てしまう。

【0007】

そこで、本発明の目的は、電気式の操作レバーにより荷役作業装置が操作される作業車両において、車体に搭載されるシステムの種類によらず、エンジンのストールの発生を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明は、車体に取り付けられた作業装置と、前記作業装置を駆動する油圧アクチュエータと、エンジンにより駆動されて前記油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出されて前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流れを制御する方向制御弁と、作動油を貯留する作動油タンクと、前記方向制御弁を切り換え制御するための制御圧を前記方向制御弁に対して供給する電磁制御弁と、前記作業装置を操作するための電気式の操作装置と、前記操作装置の操作量に応じた制御信号を前記電磁制御弁に対して出力するコントローラと、を備えた作業車両において、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する圧力センサと、前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、を有し、前記方向制御弁は、前記油圧ポンプから吐出された作動油を前記作動油タンクへ戻す中立位置を含み、前記コントローラは、前記圧力センサで検出された吐出圧が前記油圧アクチュエータの駆動回路におけるリリーフ圧以上であって、前記回転数センサで検出された回転数が前記エンジンのローアイドル状態における回転数であるローアイドル回転数よりも低い場合、前記方向制御弁が前記中立位置に切り換わるように前記電磁制御弁に対する制御信号の出力を制限することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、電気式の操作レバーにより荷役作業装置が操作される作業車両において、車体に搭載されるシステムの種類によらず、エンジンのストールの発生を抑制することができる。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】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るホイールローダの一構成例を示す外観側面図である。

【図2】荷役作業装置における駆動システムの構成を説明するシステム構成図である。

【図3】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4】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5】本発明の変形例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6】本発明の変形例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7】エンジン回転数と出力トルク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】

【0011】

以下、本発明の実施形態に係る作業車両の一態様として、例えば、露天掘り鉱山において土砂や鉱物を掘削してダンプトラックなどへ積み込む荷役作業を行うホイールローダについて説明する。

【0012】

＜ホイールローダ１の全体構成＞
まず、ホイールローダ１の全体構成について、図１を参照して説明する。

【0013】

図１は、本発明の実施形態に係るホイールローダ１の一構成例を示す外観側面図である。

【0014】

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。具体的には、車体の前部となる前フレーム１１０と車体の後部となる後フレーム１２０とが、センタピン１０１によって左右方向に回動自在に連結されており、ステアリングシリンダ１１６のロッドが伸縮することにより前フレーム１１０が後フレーム１２０に対して左右方向に屈曲する。なお、以下の説明において、車体の左右方向のうち、前進方向を向いた状態での左手側を「左方向」とし、その反対となる右手側を「右方向」とする。

【0015】

前フレーム１１０には左右一対の前輪１１３が、後フレーム１２０には左右一対の後輪１２３が、それぞれ設けられており、車体全体では４つの車輪１１３，１２３が備わっている。なお、図１では、４つの車輪１１３，１２３のうち、左側の前輪１１３および後輪１２３のみを示している。

【0016】

前フレーム１１０には、荷役作業に用いる油圧駆動式の荷役作業装置１１が取り付けられている。荷役作業装置１１は、前フレーム１１０に基端部が回動可能に取り付けられたリフトアーム１１１と、各ロッド１１７Ａが伸縮することによりリフトアーム１１１を駆動する２つのリフトアームシリンダ１１７と、リフトアーム１１１の先端部に回動可能に取り付けられたバケット１１２と、ロッド１１５Ａが伸縮することによりバケット１１２を駆動するバケットシリンダ１１５と、リフトアーム１１１に回動可能に連結されてバケット１１２とバケットシリンダ１１５とのリンク機構を構成するベルクランク１１８と、を有している。

【0017】

リフトアーム１１１は、油圧ポンプ１２（図２参照）から吐出された作動油が２つのリフトアームシリンダ１１７のそれぞれに供給されて、各ロッド１１７Ａが伸びることにより前フレーム１１０に対して上方向に回動し、各ロッド１１７Ａが縮むことにより前フレーム１１０に対して下方向に回動する。なお、２つのリフトアームシリンダ１１７は車体の左右方向に並んで配置されているが、図１では、左側に配置されたリフトアームシリンダ１１７のみを破線で示している。

【0018】

バケット１１２は、土砂などを掬って放土したり、地面を均したりするための作業具であり、油圧ポンプ１２から吐出された作動油がバケットシリンダ１１５に供給されて、ロッド１１５Ａが伸びることによりリフトアーム１１１に対して上方向に回動（チルト）し、ロッド１１５Ａが縮むことによりリフトアーム１１１に対して下方向に回動（ダンプ）する。なお、バケットシリンダ１１５および２つのリフトアームシリンダ１１７はいずれも、荷役作業装置１１を駆動する油圧アクチュエータに相当する。

【0019】

後フレーム１２０には、オペレータが搭乗する運転室１２１と、エンジン１９０（図１において破線で示す）などのホイールローダ１の駆動に必要な各機器を内部に収容する機械室１２２と、車体が傾倒しないように荷役作業装置１１とのバランスを保つためのカウンタウェイト１２４と、が設けられている。後フレーム１２０において、運転室１２１は前部に、カウンタウェイト１２４は後部に、機械室１２２は運転室１２１とカウンタウェイト１２４との間に、それぞれ配置されている。

【0020】

＜荷役作業装置１１の駆動システム＞
次に、荷役作業装置１１の駆動システムについて、図２を参照して説明する。

【0021】

図２は、荷役作業装置１１における駆動システムの構成を説明するシステム構成図である。

【0022】

荷役作業装置１１の駆動システムは、バケットシリンダ１１５と、２つのリフトアームシリンダ１１７と、各シリンダ１１５，１１７に作動油を供給する油圧ポンプ１２と、油圧ポンプ１２から吐出されて各シリンダ１１５，１１７に供給される作動油の流れ（方向および流量）を制御する方向制御弁装置９と、作動油を貯留する作動油タンク１０と、を含んで構成される。

【0023】

油圧ポンプ１２は、エンジン１９０により駆動される固定容量型の油圧ポンプである。油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐは、油圧ポンプ１２の吐出口に取り付けられた圧力センサ１４で検出される。エンジン１９０の回転数Ｎは、エンジン１９０の出力軸に取り付けられた回転数センサ１３で検出される。また、エンジン１９０は、油圧ポンプ１２以外の補機１５も駆動する。

【0024】

方向制御弁装置９は、油圧ポンプ１２から吐出されてバケットシリンダ１１５に供給される作動油の流れを切り換え制御する第１方向制御弁５と、油圧ポンプ１２から吐出されて２つのリフトアームシリンダ１１７のそれぞれに供給される作動油の流れを切り換え制御する第２方向制御弁６と、方向制御弁装置９における最高圧力、すなわちバケットシリンダ１１５および２つのリフトアームシリンダ１１７の駆動回路におけるリリーフ圧Ｐｒを規定するメインリリーフ弁１６と、を有する。なお、バケットシリンダ１１５および２つのリフトアームシリンダ１１７の駆動回路におけるリリーフ圧Ｐｒは、所定の値に任意に設定することが可能であり、また、以下の説明では、単に「メインリリーフ圧Ｐｒ」とする。

【0025】

第１方向制御弁５および第２方向制御弁６は、それぞれオープンセンタ型の方向制御弁であって、油圧ポンプ１２と作動油タンク１０とを接続するセンタバイパスライン１７上に設けられている。第２方向制御弁６は、センタバイパスライン１７における第１方向制御弁５の上流側から分岐して第２方向制御弁６の上流側に接続されたパラレルライン１８により第１方向制御弁５とパラレルに接続されている。

【0026】

第１方向制御弁５は、第１切換位置５Ｌと、中立位置５Ｎと、第２切換位置５Ｒと、を含む。第１切換位置５Ｌは、油圧ポンプ１２から吐出された作動油をバケットシリンダ１１５のボトム室１１５Ｂに流入させ、ロッド室１１５Ｃから排出された作動油を作動油タンク１０へ導く。中立位置５Ｎは、油圧ポンプ１２から吐出された作動油をそのまま作動油タンク１０へ戻す。第２切換位置５Ｒは、油圧ポンプ１２から吐出された作動油をバケットシリンダ１１５のロッド室１１５Ｃに流入させ、ボトム室１１５Ｂから排出された作動油を作動油タンク１０へ導く。

【0027】

第１切換位置５Ｌと中立位置５Ｎと第２切換位置５Ｒとは、第１方向制御弁５の内部に設けられたスプールが移動することにより切り換わる。スプールは、第１電磁制御弁３から供給される制御圧に比例して変位する。したがって、第１電磁制御弁３から供給される制御圧を制御することによって、第１切換位置５Ｌと中立位置５Ｎとの間や第２切換位置５Ｒと中立位置５Ｎとの間で、スプールの変位を制御することが可能である。

【0028】

第１方向制御弁５が第１切換位置５Ｌに切り換わった状態および第２切換位置５Ｒに切り換わった状態ではそれぞれ、スプールの変位量は最大となる（フルストロークの状態）。また、第１方向制御弁５が中立位置５Ｎに切り換わった状態では、スプールの変位量は０となってスプールは中立で止まる。このとき、第１電磁制御弁３からの制御圧の供給は停止されている。

【0029】

スプールが第１切換位置５Ｌと中立位置５Ｎとの間に変位した場合、油圧ポンプ１２から吐出された作動油は、一部がバケットシリンダ１１５のボトム室１１５Ｂに流入し、残りがセンタバイパスライン１７を通ってそのまま作動油タンク１０へ戻る。したがって、第１方向制御弁５が第１切換位置５Ｌに切り換わっている状態から制御圧の供給を制限することにより、油圧ポンプ１２から吐出された作動油の一部が作動油タンク１０にアンロードされる。

【0030】

同様にして、スプールが第２切換位置５Ｒと中立位置５Ｎとの間に変位した場合、油圧ポンプ１２から吐出された作動油は、一部がバケットシリンダ１１５のロッド室１１５Ｃに流入し、残りがセンタバイパスライン１７を通ってそのまま作動油タンク１０へ戻る。したがって、第１方向制御弁５が第２切換位置５Ｒに切り換わっている状態から制御圧の供給を制限することにより、油圧ポンプ１２から吐出された作動油の一部が作動油タンク１０にアンロードされる。

【0031】

バケット１１２は、荷役作業装置１１を操作するための電気式の操作装置としての操作レバー１９によって操作される。例えば、バケット１１２をダンプさせる方向に操作レバー１９が操作されると、バケット１１２のダンプ操作に係るバケット操作信号が操作レバー１９からコントローラ２に出力される。

【0032】

コントローラ２は、入力されたバケット操作信号に基づいて、バケット１１２のダンプ操作量に応じた制御信号を第１電磁制御弁３に対して出力する。そして、第１電磁制御弁３は、第１方向制御弁５を第２切換位置５Ｒに切り換え制御するための制御圧を第１方向制御弁５に対して供給する。これにより、第１方向制御弁５が第２切換位置５Ｒに切り換わり、バケットシリンダ１１５のボトム室１１５Ｒから作動油が排出されるため、ロッド１１５Ａが縮んでバケット１１２がダンプする。

【0033】

第２方向制御弁６は、第１切換位置６ＬＦと、中立位置６Ｎと、第２切換位置６Ｒと、第３切換位置６ＬＴと、を含む。第１切換位置６ＬＦは、油圧ポンプ１２から吐出された作動油を２つのリフトアームシリンダ１１７のロッド室１１７Ｃにそれぞれ流入させ、ボトム室１１７Ｂからそれぞれ排出された作動油を作動油タンク１０へ導く。中立位置６Ｎは、油圧ポンプ１２から吐出された作動油をそのまま作動油タンク１０へ戻す。第２切換位置６Ｒは、油圧ポンプ１２から吐出された作動油を２つのリフトアームシリンダ１１７のボトム室１１７Ｂにそれぞれ流入させ、ロッド室１１７Ｃからそれぞれ排出された作動油を作動油タンク１０へ導く。第３切換位置６ＬＴは、２つのリフトアームシリンダ１１７それぞれのボトム室１１７Ｂおよびロッド室１１７Ｃから排出された作動油を作動油タンク１０へ導く。

【0034】

第１切換位置６ＬＦと中立位置６Ｎと第２切換位置６Ｒと第３切換位置６ＬＴとは、第２方向制御弁６の内部に設けられたスプールが移動することにより切り換わる。スプールは、第２電磁制御弁４から供給される制御圧に比例して変位する。したがって、第２電磁制御弁４から供給される制御圧を制御することによって、第１切換位置６ＬＦと中立位置６Ｎとの間や第２切換位置６Ｒと中立位置６Ｎとの間で、スプールの変位を制御することが可能である。

【0035】

第２方向制御弁６が第３切換位置６ＬＴに切り換わった状態および第２切換位置６Ｒに切り換わった状態ではそれぞれ、スプールの変位量は最大となる（フルストロークの状態）。また、第２方向制御弁６が中立位置６Ｎに切り換わった状態では、スプールの変位量は０となってスプールは中立で止まる。このとき、第２電磁制御弁４からの制御圧の供給は停止されている。

【0036】

スプールが第１切換位置６ＬＦと中立位置６Ｎとの間に変位した場合、油圧ポンプ１２から吐出された作動油は、一部が２つのリフトアームシリンダ１１７のボトム室１１７Ｂに流入し、残りがセンタバイパスライン１７を通ってそのまま作動油タンク１０へ戻る。したがって、第２方向制御弁６が第１切換位置６ＬＦに切り換わっている状態から制御圧の供給を制限することにより、油圧ポンプ１２から吐出された作動油の一部が作動油タンク１０にアンロードされる。

【0037】

同様にして、スプールが第２切換位置６Ｒと中立位置６Ｎとの間に変位した場合、油圧ポンプ１２から吐出された作動油は、一部が２つのリフトアームシリンダ１１７のロッド室１１７Ｃに流入し、残りがセンタバイパスライン１７を通ってそのまま作動油タンク１０へ戻る。したがって、第２方向制御弁６が第２切換位置６Ｒに切り換わっている状態から制御圧の供給を制限することにより、油圧ポンプ１２から吐出された作動油の一部が作動油タンク１０にアンロードされる。

【0038】

リフトアーム１１１は、操作レバー１９によって操作される。すなわち、本実施形態では、リフトアーム１１１およびバケット１１２は共に、操作レバー１９によって操作されるが、これに限らず、異なる操作レバーによってリフトアーム１１１とバケット１１２とが操作されてもよい。例えば、リフトアーム１１１を上昇させる方向に操作レバー１９が操作されると、リフトアーム１１１の上げ操作に係るリフトアーム操作信号が操作レバー１９からコントローラ２に出力される。

【0039】

コントローラ２は、入力されたリフトアーム操作信号に基づいて、リフトアーム１１１の上げ操作量に応じた制御信号を第２電磁制御弁４に対して出力する。そして、第２電磁制御弁４は、第２方向制御弁６を第１切換位置６ＬＦに切り換え制御するための制御圧を第２方向制御弁６に対して供給する。これにより、第２方向制御弁６が第１切換位置６ＬＦに切り換わり、２つのリフトアームシリンダ１１７それぞれのボトム室１１７Ｂに作動油が流入されるため、ロッド１１７Ａが伸長してリフトアーム１１１が上昇する。

【0040】

＜コントローラ２の構成＞
次に、コントローラ２の構成について、図３を参照して説明する。

【0041】

図３は、コントローラ２が有する機能を示す機能ブロック図である。

【0042】

コントローラ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、入力Ｉ／Ｆ、および出力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、操作レバー１９といった各種の操作装置、および圧力センサ１４や回転数センサ１３といった各種のセンサなどが入力Ｉ／Ｆに接続され、第１電磁制御弁３、第２電磁制御弁４、およびモニタ７などが出力Ｉ／Ｆに接続されている。なお、モニタ７は、運転室１２１内に設けられ、コントローラ２が第１電磁制御弁３や第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限している旨をアドバイス表示として表示する表示装置である。

【0043】

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制御プログラム（ソフトウェア）をＣＰＵが読み出してＲＡＭ上に展開し、展開された制御プログラムを実行することにより、制御プログラムとハードウェアとが協働して、コントローラ２の機能を実現する。

【0044】

なお、本実施形態では、コントローラ２をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成されるコンピュータとして説明しているが、これに限らず、例えば他のコンピュータの構成の一例として、ホイールローダ１の側で実行される制御プログラムの機能を実現する集積回路を用いてもよい。

【0045】

コントローラ２は、データ取得部２１と、アンロード条件判定部２２と、記憶部２３と、信号出力部２４と、を含む。

【0046】

データ取得部２１は、操作レバー１９から操作量に応じて出力された操作信号、圧力センサ１４で検出された油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐ（以下、単に「吐出圧Ｐ」とする）、および回転数センサ１３で検出されたエンジン１９０の回転数Ｎ（以下、単に「エンジン回転数Ｎ」とする）に関するデータをそれぞれ取得する。

【0047】

アンロード条件判定部２２は、データ取得部２１で取得された吐出圧Ｐがメインリリーフ圧Ｐｒ以上であって（Ｐ≧Ｐｒ）、データ取得部２１で取得されたエンジン回転数Ｎがエンジン１９０のローアイドル状態における回転数であるローアイドル回転数ＮＬよりも低い（Ｎ＜ＮＬ）アンロード条件を満たすか否かを判定する。なお、メインリリーフ圧Ｐｒおよびローアイドル回転数ＮＬは、メモリである記憶部２３に記憶されている。

【0048】

ここで、「アンロード条件を満たす場合」とは、荷役作業装置１１の駆動により、エンジン１９０の出力トルクを超える負荷がエンジン１９０に掛かり、このままではエンジン１９０はストールしてしまう状態である。

【0049】

また、「ローアイドル回転数ＮＬ」とは、具体的には、燃費を考慮して設定されたエンジン回転数であって、作業時においても使用されるエンジン回転数である。すなわち、作業負荷が掛かってもエンジン１９０がストールしないように必要最低限に設定されたエンジン回転数である。

【0050】

ここで、図７Ａおよび図７Ｂは、エンジン回転数と出力トルクとの関係を示すグラフである。ローアイドル回転数ＮＬよりも低いエンジン回転数は、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、最低エンジン回転数（＝０）以上であってローアイドル回転数ＮＬよりも低いエンジン回転数ＮＬ１に相当する（０≦ＮＬ１＜ＮＬ）。なお、図７Ｂに示すように、このエンジン回転数ＮＬ１の最大値として、ローアイドル回転数ＮＬよりも僅かに低い回転数ＮＳを設定してもよい。この場合、アンロード条件判定部２２は、エンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬより低くなっても、直ちにアンロード条件を満たすと判定せず、回転数ＮＳに達してはじめてアンロード条件を満たすと判定することになる。このように、ローアイドル回転数ＮＬから余裕を持たせた回転数ＮＳをエンジン回転数ＮＬ１の最大値に設定することにより、エンジン回転数がハンチングしないようにすることができる。

【0051】

また、ローアイドル回転数ＮＬ以上のエンジン回転数は、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、作業時に適用されるエンジン回転数ＮＷに相当し、ローアイドル回転数ＮＬから最大エンジン回転数Ｎｍａｘまでの範囲における領域に設定されている（ＮＬ≦ＮＷ≦Ｎｍａｘ）。なお、作業時の最大エンジン回転数Ｎｍａｘは、無負荷で最高となるエンジン回転数に設定されている。

【0052】

信号出力部２４は、アンロード条件判定部２２においてアンロード条件を満たさないと判定された場合には、データ取得部２１で取得された操作信号に基づいた制御信号を第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対して出力し、アンロード条件判定部２２においてアンロード条件を満たすと判定された場合には、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限する。

【0053】

本実施形態では、信号出力部２４が第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限した後、アンロード条件判定部２２は、データ取得部２１で再取得されたエンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬ以上であるか否かを判定する。そして、信号出力部２４は、アンロード条件判定部２２においてエンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬ以上である（Ｎ≧ＮＬ）と判定された場合には、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力の制限を解除する。

【0054】

また、本実施形態では、信号出力部２４は、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限した場合に、前述したアドバイス表示を表示するための表示信号をモニタ７に対して出力する。そして、信号出力部２４は、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力の制限を解除すると、モニタ７に対する表示信号の出力を停止する。

【0055】

＜コントローラ２内での処理＞
次に、コントローラ２内で実行される処理の流れについて、図４を参照して説明する。

【0056】

図４は、コントローラ２で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【0057】

まず、データ取得部２１は、操作レバー１９から操作量に応じて出力された操作信号、圧力センサ１４で検出された吐出圧Ｐ、および回転数センサ１３で検出されたエンジン回転数Ｎをそれぞれ取得する（ステップＳ２０１）。

【0058】

次に、アンロード条件判定部２２は、ステップＳ２０１で取得された吐出圧Ｐがメインリリーフ圧Ｐｒ以上であって、かつステップＳ２０１で取得されたエンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬよりも低いエンジン回転数ＮＬ１となっているか否か、すなわちアンロード条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

【0059】

ステップＳ２０２において、吐出圧Ｐがメインリリーフ圧Ｐｒ以上であって（Ｐ≧Ｐｒ）、エンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬよりも低いエンジン回転数ＮＬ１となっている（Ｎ＝ＮＬ１＜ＮＬ）と判定された場合、すなわちアンロード条件を満たすと判定された場合（ステップＳ２０２／ＹＥＳ）、信号出力部２４は、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限する（ステップＳ２０３）。

【0060】

このように、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４が第１方向制御弁５および第２方向制御弁６に対する制御圧の供給を制限することにより、第１方向制御弁５および第２方向制御弁６のスプールはそれぞれ中立位置５Ｎ，６Ｎに向かって変位する。これにより、油圧ポンプ１２から吐出された作動油は、少なくとも一部がセンタバイパスライン１７を通って作動油タンク１０内に戻る（アンロードする）ので、エンジン１９０に掛かる負荷が低減し、エンジン１９０のストールの発生を抑制することができる。

【0061】

また、このホイールローダ１では、コントローラ２が、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限することで油圧ポンプ１２から吐出された作動油を作動油タンク１０にアンロードしているが、これら第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４は、電気式の操作レバー１９によって荷役作業装置１１が操作される車体に必ず搭載される機器であることから、車体に搭載されるシステムの種類によらず、エンジン１９０のストールの発生を抑制することが可能である。

【0062】

続いて、信号出力部２４は、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限している間、モニタ７に対してアドバイス表示をするための表示信号を出力する（ステップＳ２０４）。これにより、オペレータは、モニタ７に表示されるアドバイス表示を見ることで、コントローラ２が第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限していることを認識することができる。

【0063】

本実施形態では、次に、データ取得部２１が、回転数センサ１３で検出されたエンジン回転数Ｎを再度取得する（ステップＳ２０５）。続いて、アンロード条件判定部２２は、ステップＳ２０５において再取得されたエンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬ以上となるエンジン回転数ＮＷとなっているか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

【0064】

ステップＳ２０６においてエンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬ以上となるエンジン回転数ＮＷとなっている（Ｎ＝ＮＷ≧ＮＬ）と判定された場合（ステップＳ２０６／ＹＥＳ）、信号出力部２４は、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力の制限を解除する、すなわち操作レバー１９の操作量に応じた制御信号を出力する（ステップＳ２０７）。この場合には、エンジン１９０はストールしにくい状態になっているため、油圧ポンプ１２から吐出された作動油を必要以上に作動油タンク１０にアンロードさせないようにして、荷役作業装置１１の動作を確保している。

【0065】

そして、信号出力部２４は、モニタ７に対する表示信号の出力を停止して（ステップＳ２０８）、コントローラ２における処理が終了する。モニタ７に表示されていたアドバイス表示が非表示になるため、オペレータは、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力の制限が解除されたことを容易に認識することができる。なお、モニタ７に表示されるアドバイス表示の具体的な表示方法については、特に制限はない。

【0066】

一方、ステップＳ２０６においてエンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬよりも低いエンジン回転数ＮＬ１となっている（Ｎ＝ＮＬ１＜ＮＬ）と判定された場合には（ステップＳ２０６／ＮＯ）、ステップＳ２０３に戻り、信号出力部２４は、継続して第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限する。

【0067】

なお、ステップＳ２０２において、吐出圧Ｐがメインリリーフ圧Ｐｒよりも低く（Ｐ＜Ｐｒ）、もしくはエンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬ以上となるエンジン回転数ＮＷとなっている（Ｎ＝ＮＷ≧ＮＬ）と判定された場合、すなわちアンロード条件を満たさない場合（ステップＳ２０２／ＮＯ）には、エンジン１９０に掛かる負荷に余裕がありストールが発生しにくい状態であるため、ステップＳ２０７へ進み、信号出力部２４は、操作レバー１９の操作量に応じた制御信号を第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対して出力する。

【0068】

＜変形例＞
次に、本発明の変形例に係るホイールローダ１について、図５および図６を参照して説明する。なお、図５および図６において、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。

【0069】

図５は、本発明の変形例に係るコントローラ２Ａが有する機能を示す機能ブロック図である。図６は、本発明の変形例に係るコントローラ２Ａで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【0070】

本変形例に係るホイールローダ１は、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力の制限を解除する解除信号をコントローラ２Ａに対して出力する解除装置としての解除スイッチ８を備える。解除スイッチ８は、運転室１２１（図１参照）内に設けられており、オペレータによって手動で操作される。

【0071】

図５に示すように、解除スイッチ８から出力された解除信号は、コントローラ２Ａのデータ取得部２１Ａに入力される。図６に示すように、コントローラ２Ａは、ステップＳ２０３において、信号出力部２４Ａが第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限した後、データ取得部２１Ａに解除信号の入力があったか否かを判定する（ステップＳ２０９）。

【0072】

ステップＳ２０９において解除信号の入力があった場合には（ステップＳ２０９／ＹＥＳ）、ステップＳ２０７に進んで、信号出力部２４Ａは、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力の制限を解除する。一方、ステップＳ２０９において解除信号の入力がなかった場合には（ステップＳ２０９／ＮＯ）、ステップＳ２０３に戻り、信号出力部２４Ａは、継続して第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を制限する。

【0073】

このように、本変形例では、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力の制限の解除を、オペレータによる解除スイッチ８の手動操作によって行う。そのため、実施形態のように、コントローラ２内において、エンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬ以上となった場合（Ｎ≧ＮＬ）に、自動で第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力の制限を解除する場合と比べて、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力の制限と制限解除とを繰り返すことで発生する荷役作業装置１１のハンチング動作を抑制することができる。

【0074】

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明した。なお、本発明は上記した実施形態や変形例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、上記した実施形態及び変形例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、本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、本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、本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。

【0075】

例えば、上記実施形態および変形例では、コントローラ２，２Ａは、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４に対する制御信号の出力を共に制限していたが、リフトアーム１１１およびバケット１１２の駆動状況によっては、第１電磁制御弁３および第２電磁制御弁４のいずれかのみに対する制御信号の出力を制限してもよい。

【0076】

また、上記実施形態および変形例では、作業車両の一態様としてホイールローダを例に挙げて説明したが、これに限らず、電気式の操作装置によって操作される作業装置を備えた作業車両であれば、例えば油圧ショベルなどの他の作業車両であってもよい。

【符号の説明】

【0077】

１：ホイールローダ（作業車両）
２，２Ａ：コントローラ
３：第１電磁制御弁
４：第２電磁制御弁
５：第１方向制御弁
５Ｎ，６Ｎ：中立位置
６：第２方向制御弁
７：モニタ（表示装置）
８：解除スイッチ（解除装置）
１０：作動油タンク
１２：油圧ポンプ
１３：回転数センサ
１４：圧力センサ
１９：操作レバー（操作装置）
１１５：バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
１１７：リフトアームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１９０：エンジン
ＮＬ：ローアイドル回転数
Ｐｒ：メインリリーフ圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】