JP5192601B1 - 作業車両及び作業車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、油圧ポンプの制御応答性を向上させると共に、前後進の切換時のショックを抑えることができる作業車両を提供することにある。
【解決手段】ポンプ容量制御シリンダは、ポンプ容量制御シリンダに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する。ポンプ容量制御シリンダは、ポンプ容量制御シリンダに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。前後進切換弁は、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。圧力制御弁は、圧力制御弁に入力される指令値に応じて、ポンプ容量制御シリンダに供給される作動油の圧力を制御する。前後進操作部材は、車両の前後進を切り換えるために操作される。制御部は、前後進操作部材による前後進の切換時に、圧力制御弁への指令値を低減させるポンプシャトル制御を実行する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。

一般的に、ホイールローダ等の作業車両には、いわゆるＨＳＴ（HydroStatic Transmission）を搭載しているものがある。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などを制御することによって、車速および牽引力を制御することができる。

特許文献１に開示されているように、油圧ポンプの容量は、ポンプ容量制御シリンダによって制御される。ポンプ容量制御シリンダは、ポンプ容量制御シリンダに供給される作動油の圧力（以下、「ポンプパイロット圧」と呼ぶ）に応じて、油圧ポンプの容量を制御する。特許文献１に開示されている作業車両では、チャージポンプからの作動油の圧力をエンジンセンシング弁（速度感応弁）によって調整して、ポンプ容量制御シリンダに供給している。エンジンセンシング弁のパイロットポートにはチャージポンプから吐出された作動油が供給される。チャージポンプは、エンジンによって駆動される固定容量ポンプである。このため、エンジンセンシング弁は、エンジンの回転速度に応じて、ポンプパイロット圧を変更する。

一方、作業車両は、前後進操作部材と前後進切換弁とを備えている。前後進操作部材は、車両の前後進を切り換えるためのオペレータに操作される。前後進切換弁は、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。コントローラは、前後進操作部材による前後進の切換を検出すると、前後進切換弁によって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。これにより、油圧ポンプからの作動油の吐出方向が切り換えられ、その結果、車両の進行方向が、前方から後方へ、あるいは、後方から前方へと切り換えられる。

特開２０１１−０５２７９４号公報

作業車両の操作性を向上させる観点から、油圧ポンプの制御の応答性を向上させることが望まれている。しかし、特許文献１に開示されている作業車両では、エンジンセンシング弁によってエンジンの回転速度に応じてポンプパイロット圧を調整している。エンジンセンシング弁は、チャージポンプからの作動油の圧力によって制御されるため、油圧ポンプの制御の応答性を向上させるのには限界がある。

また、ポンプパイロット圧は、チャージポンプから吐出された作動油の圧力の変化に応じて変動する。このため、エンジンの回転速度の変動に応じて、ポンプパイロット圧が過敏に変動する可能性がある。このようなポンプパイロット圧の過敏な反応を抑えるためには、ポンプ容量制御シリンダとエンジンセンシング弁との間に絞りを設けることが有効である。

本願の発明者は、エンジンセンシング弁に代えて、コントローラからの指令信号によって制御される圧力制御弁を用いることを考案した。圧力制御弁は、コントローラからの指令信号に応じてポンプパイロット圧を制御する。これにより、油圧ポンプの制御の応答性を向上させることが可能となる。

また、エンジンセンシング弁が用いられる場合と異なり、上記の圧力制御弁であれば、ポンプパイロット圧を任意に制御することができる。このため、上記のような絞りを用いずとも、ポンプパイロット圧の過敏な変動を容易に抑えることができる。

しかし、本願の発明者は、絞りを用いない場合には、作業車両の前後進の切換時に車両にショックが発生するという問題があることを見出した。本願の発明者は、このようなショックは、前後進の切換時に、ポンプパイロット圧が急激に大きくなることによるものであると考察している。このようなポンプパイロット圧の急激な変動は、絞りを用いることによって抑えることができる。しかし、絞りを用いた場合には、上記の圧力制御弁によって得られる応答性の向上が損なわれてしまう。

本発明の課題は、油圧ポンプの制御応答性を向上させると共に、前後進の切換時のショックを抑えることができる作業車両を提供することにある。

本発明の第１の態様に係る作業車両は、エンジンと、油圧ポンプと、油圧モータと、ポンプ容量制御シリンダと、前後進切換弁と、圧力制御弁と、前後進操作部材と、制御部とを備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動されることによって作動油を吐出する。油圧ポンプは、作動油の吐出方向を変更可能である。油圧モータは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。油圧モータは、油圧ポンプ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。ポンプ容量制御シリンダは、ポンプパイロット圧に応じて、油圧ポンプの容量を制御する。ポンプ容量制御シリンダは、ポンプ容量制御シリンダに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。前後進切換弁は、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。圧力制御弁は、圧力制御弁に入力される指令値に応じて、ポンプ容量制御シリンダに供給される作動油の圧力、すなわち、ポンプパイロット圧を制御する。前後進操作部材は、車両の前後進を切り換えるために操作される。制御部は、前後進操作部材による前後進の切換時に、圧力制御弁への指令値を低減させるポンプシャトル制御を実行する。

本発明の第２の態様に係る作業車両は、第１の態様の作業車両であって、制御部は、ポンプシャトル制御において、前後進の切換時から第１所定時間が経過したときには、ポンプシャトル制御を解除する。

本発明の第３の態様に係る作業車両は、第２の態様の作業車両であって、制御部は、車速が第１速度閾値以上であるときの第１所定時間を、車速が第１速度閾値より小さいときの第１所定時間よりも長く設定する。

本発明の第４の態様に係る作業車両は、第１から第３の態様のいずれかの作業車両であって、制御部は、ポンプシャトル制御において、車速が第２速度閾値以上であるときには、車速が増大するほど指令値を小さくする。

本発明の第５の態様に係る作業車両は、第４の態様の作業車両であって、制御部は、ポンプシャトル制御において、車速が第２速度閾値より小さいときには、車速の変化に関わらず指令値の低減率を一定にする。

本発明の第６の態様に係る作業車両は、第４又は第５の態様の作業車両であって、制御部は、ポンプシャトル制御において、車速が第２速度閾値より大きい第３速度閾値以上であるときには、指令値を０にする。

本発明の第７の態様に係る作業車両は、第１から第６の態様のいずれかの作業車両であって、制御部は、車速が第４速度閾値より小さいときには、ポンプシャトル制御を実行しない。

本発明の第８の態様に係る作業車両は、第１から第７の態様のいずれかの作業車両であって、エンジンの目標回転速度を設定するためのアクセル操作部材をさらに備える。制御部は、アクセル操作部材の操作量が第１操作量であるときには、ポンプシャトル制御において、アクセル操作部材の操作量が第１操作量よりも小さい第２操作量であるときよりも指令値を大きくする。

本発明の第９の態様に係る作業車両は、第１から第８の態様のいずれかの作業車両であって、油圧ポンプと油圧モータとを接続する第１駆動回路及び第２駆動回路をさらに備える。油圧ポンプから流出した作動油が、第１駆動回路を介して油圧モータに流入するときには、油圧モータから流出した作動油が第２駆動回路を介して油圧ポンプに流入する。油圧ポンプから流出した作動油が、第２駆動回路を介して油圧モータに流入するときには、油圧モータから流出した作動油が第１駆動回路を介して油圧ポンプに流入する。第１駆動回路と第２駆動回路とのうち油圧ポンプから油圧モータに向かう作動油が流れる方の回路の油圧を駆動回路圧とし、第１駆動回路と第２駆動回路とのうち油圧モータから油圧ポンプに向かう作動油が流れる方の回路の油圧を吸い込み回路圧とする。駆動回路圧が、吸い込み回路圧に所定圧力値を加えた値以上であるときには、制御部は、ポンプシャトル制御を解除する。

本発明の第１０の態様に係る作業車両は、第１から第９の態様のいずれかの作業車両であって、前後進操作部材による前後進の切換時から第２所定時間が経過した時点で、制御部は、ポンプシャトル制御を実行する。

本発明の第１１の態様に係る作業車両は、第１から第１０の態様のいずれかの作業車両であって、制御部は、ポンプシャトル制御において、モジュレーションをかけずに指令値を低減させた後、モジュレーションをかけて指令値を元の値に戻す。

本発明の第１２の態様に係る作業車両は、第１から第１１の態様のいずれかの作業車両であって、制御部は、ポンプシャトル制御が解除された通常制御時には、圧力制御弁への指令値を、エンジンの回転速度に応じた値である通常指令値に設定する。制御部は、ポンプシャトル制御において、圧力制御弁への指令値を通常指令値よりも低減させる。

本発明の第１３の態様に係る作業車両の制御方法は、次の第１から第５のステップを備える。第１のステップでは、前後進操作部材による車両の前後進の切換操作を検出する。第２のステップでは、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。第３のステップでは、ポンプ容量制御シリンダが、油圧ポンプからの作動油の吐出方向を切り換える。第４のステップでは、油圧ポンプの吐出方向の切換に応じて油圧モータの駆動方向が切り換えられる。第５のステップでは、前後進操作部材による前後進の切換時にポンプパイロット圧を低減させる。

本発明の第１の態様に係る作業車両では、制御部が、前後進操作部材による前後進の切換時に、ポンプシャトル制御を実行する。ポンプシャトル制御では、圧力制御弁への指令値が低減されることにより、ポンプパイロット圧が低減される。これにより、前後進の切換時に、油圧ポンプの傾転角の急速な変化を抑制し、ショックを抑えることができる。また、絞りを用いる必要が無いため、油圧ポンプの制御応答性を向上させることができる。

本発明の第２の態様に係る作業車両では、前後進の切換時からショックが発生する可能性のある時間が経過したときに、ポンプシャトル制御を解除して通常の制御に戻すことができる。

本発明の第３の態様に係る作業車両では、車速が第１速度閾値以上であるときには、車速が第１速度閾値より小さいときよりも、ポンプシャトル制御を長く維持することができる。車速が大きいときの方が、ショックの発生する時間が長い。このため、車速が大きいときにポンプシャトル制御を長く維持することによって、ショックの発生を抑えることができる。

本発明の第４の態様に係る作業車両では、車速が第２速度閾値以上であるときには、車速が増大するほど、ポンプパイロット圧を小さくする。これにより、ショックの発生を抑えることができる。

本発明の第５の態様に係る作業車両では、車速が第２速度閾値より小さいときには、車速の変化に関わらず指令値の低減率が一定となる。車速が非常に小さいときには、車速が変化しても、ショックの大きさや発生時間は殆ど変化しない。従って、このような状況で、ポンプパイロット圧が過剰に低減されることを回避することができる。

本発明の第６の態様に係る作業車両では、速度が大きく、大きなショックが発生し得る状況で、ポンプパイロット圧を最小限の値に低減させることができる。これにより、速度が大きいときであっても、ショックの発生を抑えることができる。

本発明の第７の態様に係る作業車両では、小さなショックしか発生しない状況で、ポンプパイロット圧が過剰に低減されることを回避することができる。

本発明の第８の態様に係る作業車両では、アクセル操作部材の操作量が比較的大きい第１操作量であるときの指令値を、アクセル操作部材の操作量が比較的小さい第２操作量であるときよりも大きくする。すなわち、指令値の低減量を少なくする。アクセル操作部材の操作量が大きいときは、オペレータが大きな出力を要求している状況であることが多い。このため、アクセル操作部材の操作量が大きいときには、指令値の低減量を小さくすることによって、ポンプシャトル制御の完了後の油圧ポンプの出力の回復を早めることができる。また、アクセル操作部材の操作量が大きいときには、オペレータは、ショックに対して過敏にならない。

本発明の第９の態様に係る作業車両では、牽引力が大きい状況で、ポンプシャトル制御を解除する。牽引力が大きい状況では、オペレータは、ショックに対して過敏にならない。このため、ポンプパイロット圧が不要に低減されることを回避することができる。

本発明の第１０の態様に係る作業車両では、前後進操作部材による前後進の切換の直後に、他の条件が成立せずにシャトル制御が実行されず前後進の切換時にショックが発生することを回避することができる。

本発明の第１１の態様に係る作業車両では、前後進の切換時には、指令値を元に戻すときよりも迅速に指令値を低減させることができる。油圧ポンプの駆動時には、傾転復帰力が作用している。傾転復帰力は、傾転角を戻す方向に作用する反力である。例えば、前進方向に油圧ポンプが駆動されているときには、傾転角が後進方向の角度に戻る方向への反力が発生している。このため、前進から後進に切り換えられた瞬間には、傾転角が後進方向に向けて急速に変更されてしまう。この場合、大きなショックが発生する可能性がある。本態様に係る作業車両では、前後進の切換時に迅速に指令値を低減させることができるため、傾転復帰力によるショックを軽減することができる。

本発明の第１２の態様に係る作業車両では、ポンプシャトル制御時には、エンジンの回転速度に関わらず、ポンプ制御シリンダに供給される作動油の圧力を低減することができる。これにより、ショックの発生を抑えることができる。

本発明の第１３の態様に係る作業車両の制御方法では、前後進操作部材による前後進の切換時に、ポンプパイロット圧が低減される。これにより、前後進の切換時のショックを抑えることができる。また、絞りを用いる必要が無いため、油圧ポンプの制御応答性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る作業車両の構成を示す側面図。 作業車両に搭載されたＨＳＴシステムを示す油圧回路図。 エンジンの出力トルク線の一例を示す図。 ポンプ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。 エンジン回転速度と圧力制御弁の二次圧との関係の一例を示す図。 モータ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。 作業車両の車速−牽引力線図の一例を示す図。 ポンプシャトル制御の処理を示すフローチャート。 ポンプシャトル率マップの一例を示す図。 ポンプシャトル制御が実行される場合の圧力制御弁への指令値の変化を示す図。 ポンプシャトル制御が実行される場合の圧力制御弁への指令値の変化を示す図。

以下、本発明の一実施形態に係る作業車両５０について、図面を用いて説明する。図１は、作業車両５０の側面図である。作業車両５０は、ホイールローダである。作業車両５０は、車体５１と、作業機５２と、複数のタイヤ５５と、キャブ５６と、を備えている。作業機５２は、車体５１の前部に装着されている。作業機５２は、ブーム５３とバケット５４とリフトシリンダ１９とバケットシリンダ２６とを有する。ブーム５３は、バケット５４を持ち上げるための部材である。ブーム５３は、リフトシリンダ１９によって駆動される。バケット５４は、ブーム５３の先端に取り付けられている。バケット５４は、バケットシリンダ２６によってダンプおよびチルトされる。キャブ５６は、車体５１上に載置されている。

図２は、作業車両５０に搭載された油圧駆動機構３０の構成を示すブロック図である。油圧駆動機構３０は、主として、エンジン１、第２油圧ポンプ２、チャージポンプ３、第１油圧ポンプ４、油圧モータ１０、エンジンコントローラ１２ａ、車体コントローラ１２、駆動油圧回路２０を有している。油圧駆動機構３０では、第１油圧ポンプ４がエンジン１によって駆動されることにより作動油を吐出する。油圧モータ１０が、第１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。そして、油圧モータ１０が上述したタイヤ５５を回転駆動することにより、作業車両５０が走行する。すなわち、油圧駆動機構３０では、いわゆる１ポンプ１モータのＨＳＴシステムが採用されている。

エンジン１は、ディーゼル式のエンジンであり、エンジン１で発生した出力トルクが、第２油圧ポンプ２、チャージポンプ３、第１油圧ポンプ４等に伝達される。油圧駆動機構３０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。また、エンジン１には、燃料噴射装置１ｂが接続されている。後述するエンジンコントローラ１２ａ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（以下、「エンジントルク」と呼ぶ）と回転速度とを制御する。

第１油圧ポンプ４は、エンジン１によって駆動されることにより作動油を吐出する。第１油圧ポンプ４は、可変容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ４から吐出された作動油は、駆動油圧回路２０を通って油圧モータ１０へと送られる。第１油圧ポンプ４は、作動油の吐出方向を変更可能である。具体的には、駆動油圧回路２０は、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとを有する。作動油が、第１油圧ポンプ４から第１駆動回路２０ａを介して油圧モータ１０に供給されることにより、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、第１油圧ポンプ４から第２駆動回路２０ｂを介して油圧モータ１０に供給されることにより、油圧モータ１０が他方向（例えば、後進方向）に駆動される。

駆動油圧回路２０には、駆動回路圧検出部１７が設けられている。駆動回路圧検出部１７は、第１駆動回路２０ａ又は第２駆動回路２０ｂを介して油圧モータ１０に供給される作動油の圧力（以下、「駆動回路圧」）を検出する。具体的には、駆動回路圧検出部１７は、第１駆動回路圧センサ１７ａと第２駆動回路圧センサ１７ｂとを有する。第１駆動回路圧センサ１７ａは、第１駆動回路２０ａの油圧を検出する。第２駆動回路圧センサ１７ｂは、第２駆動回路２０ｂの油圧を検出する。第１駆動回路圧センサ１７ａと第２駆動回路圧センサ１７ｂとは、検出信号を車体コントローラ１２に送る。また、第１油圧ポンプ４には、第１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。

前後進切換弁５は、車体コントローラ１２からの制御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、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、第１油圧ポンプ４の吐出方向を切り換える。具体的には、前後進切換弁５は、第１駆動回路２０ａへの吐出と第２駆動回路２０ｂへの吐出とに第１油圧ポンプ４の吐出方向を切り換える。

ポンプ容量制御シリンダ６は、ポンプパイロット回路３２を介して作動油を供給されることにより駆動され、第１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（以下、「ポンプパイロット圧」と呼ぶ）に応じて第１油圧ポンプ４の容量を制御する。また、ポンプ容量制御シリンダ６は、ポンプ容量制御シリンダ６に供給される作動油の供給方向に応じて第１油圧ポンプ４からの作動油の吐出方向を切り換える。

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、車体コントローラ１２からの制御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、第１油圧ポンプ４の傾転角を調整する。車体コントローラ１２による圧力制御弁７の制御については後述する。

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駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとに接続されている。シャトル弁４６は、第１駆動回路２０ａの油圧と第２駆動回路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。

カットオフ弁４７は、駆動回路圧が所定のカットオフ圧より低いときには、チャージ回路３３とポンプパイロット回路３２とを連通させる。これにより、作動油がチャージ回路３３からポンプパイロット回路３２に供給される。カットオフ弁４７は、駆動回路圧が所定のカットオフ圧以上になると、ポンプパイロット回路３２を作動油タンクに連通させて、ポンプパイロット回路３２の作動油を作動油タンクに逃がす。これにより、ポンプパイロット回路３２の油圧が低下することにより、第１油圧ポンプ４の容量が低減され、駆動回路圧の上昇が抑えられる。

チャージポンプ３は、エンジン１によって駆動され、駆動油圧回路２０へと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、チャージ回路３３を介してポンプパイロット回路３２に作動油を供給する。

チャージ回路３３は、第１チェック弁４１を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。第１チェック弁４１は、チャージ回路３３から第１駆動回路２０ａへの作動油の流れを許容するが、第１駆動回路２０ａからチャージ回路３３への作動油の流れを規制する。チャージ回路３３は、第２チェック弁４２を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。第２チェック弁４２は、チャージ回路３３から第２駆動回路２０ｂへの作動油の流れを許容するが、第２駆動回路２０ｂからチャージ回路３３への作動油の流れを規制する。

チャージ回路３３は、第１リリーフ弁４３を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。第１リリーフ弁４３は、第１駆動回路２０ａの油圧が所定の圧力より大きくなったときに開かれる。チャージ回路３３は、第２リリーフ弁４４を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。第２リリーフ弁４４は、第２駆動回路２０ｂの油圧が所定の圧力より大きくなったときに開かれる。

チャージ回路３３は、低圧リリーフ弁４５を介して作動油タンクに接続されている。低圧リリーフ弁４５は、チャージ回路３３の油圧が所定のリリーフ圧より大きくなったときに開かれる。これにより、駆動回路圧が所定のリリーフ圧を越えないように調整される。また、低圧リリーフ弁４５の所定のリリーフ圧は、第１リリーフ弁４３のリリーフ圧、及び、第２リリーフ弁４４のリリーフ圧と比べて、かなり低い。従って、駆動回路圧がチャージ回路３３の油圧より低くなったときには、第１チェック弁４１又は第２チェック弁４２を介して、作動油がチャージ回路３３から駆動油圧回路２０へ供給される。

第２油圧ポンプ２は、エンジン１によって駆動される。第２油圧ポンプ２から吐出された作動油は、作業機用油圧回路３１を介してリフトシリンダ１９に供給される。これにより、作業機５２が駆動される。また、第２油圧ポンプ２から吐出された作動油は、作業機用油圧回路３１を介してステアリングシリンダ（図示せず）に供給される。これにより、作業車両１の向きが変更される。第２油圧ポンプ２の吐出圧は、吐出圧センサ３９によって検出される。吐出圧センサ３９は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。

作業機用油圧回路３１には、作業機制御弁１８が設けられている。作業機制御弁１８は、作業機操作部材２３の操作量に応じて駆動される。作業機制御弁１８は、パイロットポートに印加されるパイロット圧に応じて、リフトシリンダ１９に供給される作動油の流量を制御する。作業機制御弁１８のパイロットポートに印加されるパイロット圧は、作業機操作部材２３のパイロット弁２３ａによって制御される。パイロット弁２３ａは、作業機操作部材２３の操作量に応じたパイロット圧を作業機制御弁１８のパイロットポートに印加する。これにより、作業機操作部材２３の操作量に応じてリフトシリンダ１９が制御される。

作業機制御弁１８のパイロットポートに印加されるパイロット圧は、ＰＰＣ圧センサ２１によって検出される。また、リフトシリンダ１９に供給される作動油の圧力は、ブーム圧センサ２２によって検出される。ＰＰＣ圧センサ２１及びブーム圧センサ２２は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。

油圧モータ１０は、可変容量型の油圧モータである。油圧モータ１０は、第１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。油圧モータ１０は、タイヤ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。油圧モータ１０は、第１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。

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、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、車体コントローラ１２からの制御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、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいてモータシリンダ１１ａを制御する。

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駆動回路２０ａに接続されている。チェック弁４８は、第１駆動回路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するが、モータパイロット回路３４から第１駆動回路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駆動回路２０ｂに接続されている。チェック弁４９は、第２駆動回路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するが、モータパイロット回路３４から第２駆動回路２０ｂへの作動油の流れを規制する。チェック弁４８，４９により、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路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。

モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて、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および供給流量を切り換える。これにより、車体コントローラ１２は、油圧モータ１０の容量を任意に変えることができる。また、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。

油圧駆動機構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、車速信号を車体コントローラ１２に送る。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。

作業車両５０は、アクセル操作部材１３ａと、前後進操作部材１４とを備えている。

アクセル操作部材１３ａ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部材である。アクセル操作部材１３ａは、例えばアクセルペダルであり、オペレータによって操作される。アクセル操作部材１３ａは、アクセル操作量センサ１３と接続されている。アクセル操作量センサ１３は、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１３は、アクセル操作部材１３ａの操作量（以下、「アクセル操作量」と呼ぶ）を示す開度信号をエンジンコントローラ１２ａへと送る。オペレータは、アクセル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ことができる。

前後進操作部材１４は、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。前後進操作部材１４の操作位置は、前進位置と後進位置と中立位置とに切り換えられる。前後進操作部材１４は、前後進操作部材１４の位置を示す操作信号を車体コントローラ１２に送る。オペレータは、前後進操作部材１４を操作することによって、作業車両５０の前進と後進とを切り換えることができる。

エンジンコントローラ１２ａは、ＣＰＵ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。エンジンコントローラ１２ａは、設定された目標回転速度が得られるように、エンジン１を制御する。

図３にエンジン１の出力トルク線を示す。エンジン１の出力トルク線は、エンジン１の回転速度と、各回転速度においてエンジン１が出力できる最大のエンジントルクの大きさとの関係を示す。図３において、実線Ｌ１００は、アクセル操作量が１００％であるときのエンジン出力トルク線を示している。このエンジン出力トルク線は、例えばエンジン１の定格又は最大のパワー出力に相当する。

なお、アクセル操作量が１００％とは、アクセル操作部材１３ａが最大に操作されている状態を意味する。また、破線Ｌ７５は、アクセル操作量が７５％であるときのエンジン出力トルク線を示している。エンジンコントローラ１２ａは、エンジントルクがエンジン出力トルク線以下となるようにエンジン１の出力を制御する。このエンジン１の出力の制御は、例えば、エンジン１への燃料噴射量の上限値を制御することにより行われる。

車体コントローラ１２は、ＣＰＵ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。車体コントローラ１２は、本発明の制御部の一例である。車体コントローラ１２は、各検出部からの出力信号に基づいて各制御弁を電子制御することにより、第１油圧ポンプ４の容量と油圧モータ１０の容量とを制御する。具体的には、車体コントローラ１２は、エンジン回転速度センサ１ａが検出したエンジン回転速度に基づいて指令信号を圧力制御弁７に出力する。これにより、ポンプ容量と駆動回路圧との関係が規定される。

図４に、ポンプ容量−駆動回路圧特性の一例を示す。ポンプ容量−駆動回路圧特性は、ポンプ容量と駆動回路圧との関係を示す。図中のＬ１１〜Ｌ１６は、エンジン回転速度に応じて変更されるポンプ容量−駆動回路圧特性を示すラインである。

具体的には、車体コントローラ１２が、エンジン回転速度に基づいて圧力制御弁７の開度を制御することにより、ポンプパイロット圧を制御する。これにより、ポンプ容量−駆動回路圧特性がＬ１１〜Ｌ１６に変更される。

図５は、エンジン回転速度と圧力制御弁７の二次圧との関係の一例を示す図である。図５に示すように、エンジン回転速度が増大するほど、圧力制御弁７の二次圧が増大するように、車体コントローラ１２は圧力制御弁７を制御する。圧力制御弁７は、電磁制御弁であり、車体コントローラ１２からの指令信号によって電気的に制御される。圧力制御弁７は、車体コントローラ１２からの指令信号の値（以下、「指令値」と呼ぶ）に応じて、開度を変更する。圧力制御弁７は、車体コントローラ１２からの指令値が増大するほど、圧力制御弁７の二次圧を増大させる。従って、車体コントローラ１２は、エンジン回転速度が増大するほど、圧力制御弁７への指令値を増大させる。これにより、圧力制御弁７の二次圧、すなわち、ポンプパイロット圧が増大する。

上記のように車体コントローラ１２が圧力制御弁７を制御することによって、ポンプ容量がエンジン回転速度及び駆動回路圧に対応したものに制御される。ポンプ容量−駆動回路圧特性は、エンジン回転速度が増大するほど、Ｌ１１からＬ１６へ向かって変化する。

車体コントローラ１２は、エンジン回転速度センサ１ａおよび駆動回路圧検出部１７からの出力信号を処理して、モータ容量の指令信号をモータ容量制御部１１ｂに出力する。ここでは、車体コントローラ１２は、車体コントローラ１２に記憶されているモータ容量−駆動回路圧特性を参照して、エンジン回転速度の値と駆動回路圧の値とからモータ容量を設定する。車体コントローラ１２は、この設定したモータ容量に対応する傾転角の変更指令をモータ容量制御部１１ｂに出力する。

図６に、モータ容量−駆動回路圧特性の一例を示す。図中の実線Ｌ２１は、エンジン回転速度がある値の状態における、駆動回路圧に対するモータ容量を定めたラインである。ここでのモータ容量は、油圧モータ１０の傾転角に対応している。駆動回路圧がある一定の値以下の場合までは傾転角は最小（Ｍｉｎ）である。その後、駆動回路圧の上昇に伴って傾転角も次第に大きくなる（実線の傾斜部分Ｌ２２）。そして、傾転角が最大（Ｍａｘ）となった後は、駆動回路圧が上昇しても傾転角は最大傾転角Ｍａｘを維持する。

傾斜部分Ｌ２２は、駆動回路圧の目標圧力を規定している。すなわち、車体コントローラ１２は、駆動回路圧が目標圧力よりも大きくなると油圧モータ１０の容量を増大させる。また、駆動回路圧が、目標圧力よりも小さくなると油圧モータ１０の容量を低減させる。目標圧力は、エンジン回転速度に応じて定められる。すなわち、図６に示す傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転速度の増減に応じて上下するように設定される。

具体的には、傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転速度が低ければ、駆動回路圧がより低い状態から傾転角が大きくなり、駆動回路圧がより低い状態で最大傾転角に達するように制御される（図６における下側の破線の傾斜部分Ｌ２３参照）。反対にエンジン回転速度が高ければ、駆動回路圧がより高くなるまで最小傾転角Ｍｉｎを維持し、駆動回路圧がより高い状態で最大傾転角Ｍａｘに達するように制御される（図６における上側の破線の傾斜部分Ｌ２４参照）。これにより、図７においてＬ１で示すように、作業車両５０は、牽引力と車速とが無段階に変化して、車速ゼロから最高速度まで変速操作なく自動的に変速することができる。なお、図７は、アクセル操作量が最大であるときの車速−牽引力線図である。

上述したように、車体コントローラ１２は、図４に示すようなポンプ容量−駆動回路圧特性が得られるように、エンジン回転速度に応じて圧力制御弁７を制御する（以下、この制御を「通常制御」と呼ぶ）。車体コントローラ１２は、前後進操作部材１４による前後進の切換時に、ポンプシャトル制御を実行する。車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御において圧力制御弁７への指令値を通常制御時の指令値よりも低減させる。以下、ポンプシャトル制御について詳細に説明する。

図８は、ポンプシャトル制御の処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、車体コントローラ１２は、“後進且つ操作位置がＦ”又は“前進且つ操作位置がＲ”であるか否かを判定する。“後進且つ操作位置がＦ”は、作業車両５０の進行方向が後進であり、且つ、前後進操作部材１４の操作位置が前進位置であることを意味する。“前進且つ操作位置がＲ”は、作業車両５０の進行方向が前進であり、且つ、前後進操作部材１４の操作位置が後進位置であることを意味する。ここでは、車体コントローラ１２は、前後進操作部材１４による前後進の切換が実行されたか否かを判定する。詳細には、車体コントローラ１２は、車両状態が、“シャトル”であるか否かを判定している。“シャトル”は、作業車両５０の進行方向が、前後進操作部材１４の操作位置に対応した方向とは逆になっている状態を意味する。

車両状態が“シャトル”であるときには、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、タイマーＴｍのカウントが開始される、又は、タイマーＴｍのカウントが継続される。タイマーＴｍのカウントが開始されていない状態で、ステップＳ２の処理を実行するときには、タイマーＴｍのカウントが開始される。タイマーＴｍのカウントの実行中にステップＳ２の処理を実行するときには、タイマーＴｍのカウントがそのまま継続される。

ステップＳ３では、車体コントローラ１２は、車速Ｖが、速度閾値ｖ１以上であるか否かを判定する。速度閾値ｖ１は、本発明の第４速度閾値の一例である。速度閾値ｖ１としてｈ、前後進の切換時のショックが発生し得る程度の速度の値が設定される。例えば、速度閾値ｖ１は、１．０ｋｍ／ｈ以下の小さな速度であることが好ましい。車速Ｖが、速度閾値ｖ１以上であるときには、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、車体コントローラ１２は、タイマーＴｍが所定時間ｔｍ１であるか否かを判定する。所定時間ｔｍ１は、本発明の第２所定時間の一例である。所定時間ｔｍ１としては、前後進操作部材１４の操作が確実に行なわれたかどうかを確認できる程度の値が設定される。所定時間ｔｍ１は、例えば０．１秒以下の短い時間であることが好ましい。タイマーＴｍが所定時間ｔｍ１であるときには、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル率マップから圧力制御弁７への指令値を算出する。すなわち、車体コントローラ１２は、指令値の算出にポンプシャトル率マップを適用することによって、圧力制御弁７への指令値を低減する。従って、タイマーＴｍのカウント開始後、所定時間ｔｍ１が経過したときには、ステップＳ５以降の他の条件に関わらず、指令値の算出にポンプシャトル率マップが適用される。ステップＳ９の処理については後述する。

ステップＳ５では、車体コントローラ１２は、駆動回路圧Ｍ１が吸い込み回路圧Ｍ２に所定圧力値Ｐ１を加えた値より小さいか否かを判定する。所定圧力値Ｐ１としては、前後進操作部材１４の切換後に、オペレータが前後進操作部材１４の操作位置と同一方向の駆動力を感じる程度の駆動回路圧に対応する値が設定される。

なお、第１油圧ポンプ４から流出した作動油が、第１駆動回路２０ａを介して油圧モータ１０に流入し、油圧モータ１０から流出した作動油が第２駆動回路２０ｂを介して第１油圧ポンプ４に流入するときには、駆動回路圧Ｍ１は、第１駆動回路２０ａの油圧であり、吸い込み回路圧Ｍ２は、第２駆動回路２０ｂの油圧である。第１油圧ポンプ４から流出した作動油が、第２駆動回路２０ｂを介して油圧モータ１０に流入し、油圧モータ１０から流出した作動油が第１駆動回路２０ａを介して第１油圧ポンプ４に流入するときには、駆動回路圧Ｍ１は、第２駆動回路２０ｂの油圧であり、吸い込み回路圧Ｍ２は、第１駆動回路２０ａの油圧である。駆動回路圧Ｍ１が吸い込み回路圧Ｍ２に所定圧力値Ｐ１を加えた値より小さいときには、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、車体コントローラ１２は、車速Ｖが速度閾値ｖ２以上であるか否かを判定する。速度閾値ｖ２は、本発明の第１速度閾値の一例である。速度閾値ｖ２は、ステップＳ３での速度閾値ｖ１より大きい。好ましくは、速度閾値ｖ２は、２ｋｍ／ｈより大きい。より好ましくは、速度閾値ｖ２は、３ｋｍ／ｈ以上である。さらに好ましくは、速度閾値ｖ２は、５ｋｍ／ｈより大きい。所定時間ｔｍ２は、所定時間ｔｍ１より大きい。車速Ｖが速度閾値ｖ２以上であるときには、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、車体コントローラ１２は、タイマーＴｍが所定時間ｔｍ２以下であるか否かを判定する。所定時間ｔｍ２は、車速Ｖが速度閾値ｖ２以上であるときのポンプシャトル制御の解除時間である。所定時間ｔｍ２は、前後進操作部材１４で設定した方向に駆動圧が立っていない場合（ステップＳ５が成立）でも、十分に時間が経過しており、設定した方向に駆動力が必要となる時間である。これにより、前後進操作部材１４の操作に対するタイムラグを小さく抑えることができる。なお、ステップＳ５が成立するのは、通常Ｔｍ≦ｔｍ２のときである。所定時間ｔｍ２は、０．１秒より大きいことが好ましい。また、所定時間ｔｍ２は、１．０秒より小さいことが好ましい。タイマーＴｍが所定時間ｔｍ２以下であるときには、ステップＳ９に進む。

ステップＳ６において、車速Ｖが速度閾値ｖ２より小さいときには、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、車体コントローラ１２は、タイマーＴｍが所定時間ｔｍ３以下であるか否かを判定する。所定時間ｔｍ３は、所定時間ｔｍ１より大きい。また、所定時間ｔｍ３は、所定時間ｔｍ２以下である。所定時間ｔｍ３は、車速Ｖが速度閾値ｖ２より小さいときのポンプシャトル制御の解除時間である。所定時間ｔｍ３は、前後進操作部材１４で設定した方向に駆動圧が立っていない場合（ステップＳ５が成立）でも、十分に時間が経過しており、設定した方向に駆動力が必要となる時間である。これにより、前後進操作部材１４の操作に対するタイムラグを小さく抑えることができる。例えば、掘削作業中などで車体コントローラ１２がシャトル中であると認識し、且つ、駆動圧が立っていないときに、いつまでも駆動力が上がらないでいる状態になるのを回避することができる。なお、ステップＳ５が成立するのは、通常Ｔｍ≦ｔｍ３のときである。所定時間ｔｍ３は、０．１秒より大きいことが好ましい。また、所定時間ｔｍ３は、１．０秒より小さいことが好ましい。タイマーＴｍが所定時間ｔｍ３以下であるときには、ステップＳ９に進む。

ステップＳ１において、車両状態が“シャトル”ではないときには、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、車体コントローラ１２は、タイマーＴｍを０にリセットする。そして、車体コントローラ１２は、ステップＳ１１において通常制御を実行する。すなわち、通常制御の実行中にステップＳ１１の処理が実行されるときには、車体コントローラ１２は、通常制御をそのまま維持する。ポンプシャトル制御の実行中にステップＳ１１の処理が実行されるときには、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御を解除して、通常制御を復帰させる。

ステップＳ３において、車速が速度閾値ｖ１より小さいときにも、車体コントローラ１２は、ステップＳ１０においてタイマーＴｍをリセットし、ステップＳ１１において通常制御を実行する。

ステップＳ５において、駆動回路圧Ｍ１が吸い込み回路圧Ｍ２に所定圧力値Ｐ１を加えた値以上であるときにも、車体コントローラ１２は、ステップＳ１０においてタイマーＴｍをリセットし、ステップＳ１１において通常制御を実行する。

ステップＳ７の条件またはステップＳ８の条件が満たされないときにも、車体コントローラ１２は、ステップＳ１０においてタイマーＴｍをリセットし、ステップＳ１１において通常制御を実行する。

以上より、ポンプシャトル率マップの適用条件は、以下の（１）から（３）の全ての条件が成立したとき、又は、（１）且つ（４）の条件が成立することである。
（１）車両状態が“シャトル”であり、且つ、車速Ｖが速度閾値ｖ１以上である。
（２）駆動回路圧Ｍ１＜吸い込み圧Ｍ２＋所定圧力値Ｐ１が成り立つ。
（３）車速Ｖが速度閾値ｖ２以上である場合には、車両状態が“シャトル”になってからの経過時間が所定時間ｔｍ２以下であり、車速Ｖが速度閾値ｖ２より小さい場合には、車両状態が“シャトル”になってからの経過時間が所定時間ｔｍ３以下である。
（４）車両状態が“シャトル”になってからの経過時間が所定時間ｔｍ１である。

次に、ステップＳ９に示す、ポンプシャトル率マップを適用することによる圧力制御弁７への指令値の算出方法について説明する。図９は、ポンプシャトル率マップの一例を示す図である。ポンプシャトル率マップは、車速とポンプシャトル率との関係を規定する。車体コントローラ１２は、通常制御時の圧力制御弁７への指令値にポンプシャトル率を乗じた値を、ポンプシャトル制御時の圧力制御弁７への指令値として算出する。ポンプシャトル率は１００％より小さい値を含む。

図９において、第１ポンプシャトル率マップＭａｐ１は、アクセル操作量が第１操作量以上であるときのポンプシャトル率マップを示している。第２ポンプシャトル率マップＭａｐ２は、アクセル操作量が第２操作量以下であるときのポンプシャトル率マップを示している。

第１ポンプシャトル率マップＭａｐ１において、車速が速度閾値ｖａより小さいときには、車速の変化に関わらずポンプシャトル率はｒ１で一定である。車速が速度閾値ｖａ以上且つ速度閾値ｖｂより小さいときには、車速が増大するほどポンプシャトル率が小さくなる。車速が速度閾値ｖｂ以上であるときには、ポンプシャトル率は０である。速度閾値ｖａは、本発明の第２速度閾値の一例である。速度閾値ｖｂは、本発明の第３速度閾値の一例である。

速度閾値ｖａは、上述した速度閾値ｖ１より大きい。また、好ましくは、速度閾値ｖａは、速度閾値ｖ２以下である。速度閾値ｖｂは、上述した速度閾値ｖ１より大きい。速度閾値ｖｂは、速度閾値ｖａより大きい。また、好ましくは、速度閾値ｖｂは、速度閾値ｖ２より大きい。

第２ポンプシャトル率マップＭａｐ２においても、車速に対するポンプシャトル率の変化は、第１ポンプシャトル率マップＭａｐ１と同様である。ただし、第１ポンプシャトル率マップＭａｐ１は、第２ポンプシャトル率マップＭａｐ２よりもポンプシャトル率が大きくなるように設定されている。なお、アクセル操作量が第１操作量と第２操作量との間の値であるときには、第１ポンプシャトル率マップＭａｐ１と第２ポンプシャトル率マップＭａｐ２との間に設けられた別のポンプシャトル率マップが用いられる。

図１０は、ポンプシャトル制御が実行される場合の圧力制御弁７への指令値の変化を示すタイミングチャートである。時間ｔ０では通常制御が実行されている。通常制御において圧力制御弁７への指令値は、Ｉ１である。

時間ｔ１で前後進操作部材１４による前後進の切換操作が行われ、上述したポンプシャトル率マップの適用条件が満たされると、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御を実行する。図１０に示す例では、車速が速度閾値ｖｂ以上であるものとする。この場合、ポンプシャトル率マップを参照して得られるポンプシャトル率は０である。従って、時間ｔ１において、車体コントローラ１２は、圧力制御弁７への指令値をＩ１から０に低減する。

時間ｔ２において、ポンプシャトル率マップの適用条件が満たされなくなると、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御を解除する。このため、車体コントローラ１２は、時間ｔ２から時間ｔ３までに亘って、圧力制御弁７への指令値を徐々に増大させる。圧力制御弁７への指令値は、時間ｔ３で元の値Ｉ１に戻る。このように、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御の実行時には、モジュレーションをかけずに圧力制御弁７への指令値を低減する。これに対して、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御の解除時には、モジュレーションをかけて圧力制御弁７への指令値を除々に増大させて元の値Ｉ１に戻す。

図１１は、ポンプシャトル制御が実行される場合の圧力制御弁７への指令値の変化を示すタイミングチャートである。時間ｔ０では通常制御が実行されている。通常制御において圧力制御弁７への指令値は、Ｉ１である。

時間ｔ１で前後進操作部材１４による前後進の切換操作が行われ、上述したポンプシャトル率マップの適用条件が満たされると、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御を実行する。図１１に示す例では、車速が速度閾値ｖａより小さいものとする。また、アクセル操作量は第１操作量以上であるものとする。この場合、第１ポンプシャトル率マップを参照して得られるポンプシャトル率はｒ１である。従って、時間ｔ１において、車体コントローラ１２は、圧力制御弁７への指令値をＩ１からＩ２に低減する。指令値Ｉ２は、Ｉ１にｒ１を乗じた値である。

時間ｔ２において、ポンプシャトル率マップの適用条件が満たされなくなると、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御を解除する。このため、車体コントローラ１２は、時間ｔ２から時間ｔ３までに亘って、圧力制御弁７への指令値を徐々に増大させる。圧力制御弁７への指令値は、時間ｔ３で元の値Ｉ１に戻る。このように、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御の実行時には、モジュレーションをかけずに圧力制御弁７への指令値を低減する。これに対して、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御の解除時には、モジュレーションをかけて圧力制御弁７への指令値を除々に増大させて元の値Ｉ１に戻す。

本実施形態に係る作業車両５０では、車体コントローラ１２が、前後進操作部材１４による前後進の切換時に、ポンプシャトル制御を実行する。ポンプシャトル制御では、圧力制御弁７への指令値が低減されることにより、ポンプパイロット圧が低減される。これにより、前後進の切換時のショックを抑えることができる。また、ポンプパイロット回路３２において圧力制御弁７とポンプ容量制御シリンダ６との間に絞りを配置する必要が無いため、第１油圧ポンプ４の制御応答性を向上させることができる。

車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御において、前後進の切換時から第１所定時間が経過したときには、ポンプシャトル制御を解除する。車速Ｖが速度閾値ｖ２以上である場合には、第１所定時間は、所定時間ｔｍ２である。車速Ｖが速度閾値ｖ２より小さいときには、第１所定時間は、所定時間ｔｍ３である。これにより、前後進の切換時からショックが発生する可能性のある時間が経過したときに、ポンプシャトル制御を解除して通常の制御に戻すことができる。

所定時間ｔｍ２は、所定時間ｔｍ３より大きい。従って、車体コントローラ１２は、車速が速度閾値ｖ２以上であるときの第１所定時間（ｔｍ２）を、車速が速度閾値ｖ２より小さいときの第１所定時間（ｔｍ３）よりも長く設定する。これにより、車速が速度閾値ｖ２以上であるときには、車速が速度閾値ｖ２より小さいときよりも、ポンプシャトル制御を長く維持することができる。車速が大きいときの方が、ショックの発生する時間が長い。このため、車速が大きいときにポンプシャトル制御を長く維持することによって、ショックの発生を抑えることができる。

図９に示すように、ポンプシャトル率マップでは、車速が速度閾値ｖａ以上であるときには、車速が増大するほどポンプシャトル率が小さい。従って、ポンプシャトル制御では、車体コントローラ１２は、車速が速度閾値ｖａ以上であるときには、車速が増大するほど、圧力制御弁７への指令値を小さくする。これにより、ショックの発生を抑えることができる。

図９に示すように、ポンプシャトル率マップでは、車速が速度閾値ｖａより小さいときには、ポンプシャトル率は、車速の変化に関わらず一定である。従って、ポンプシャトル制御では、車体コントローラ１２は、車速が速度閾値ｖａより小さいときには、車速の変化に関わらず、圧力制御弁７への指令値を一定の値に低減する。このため、車速が速度閾値ｖａより小さいときには、車速の変化に関わらずポンプパイロット圧の変動が抑えられる。車速が非常に小さいときには、車速が変化しても、ショックの大きさや発生時間は殆ど変化しない。従って、このような状況で、ポンプパイロット圧が過剰に低減されることを回避することができる。

図９に示すように、ポンプシャトル率マップでは、車速が速度閾値ｖｂ以上であるときには、ポンプシャトル率は０である。従って、ポンプシャトル制御において、車体コントローラ１２は、車速が速度閾値ｖｂ以上であるときには、圧力制御弁７への指令値を０にする。このため、速度が大きく、大きなショックが発生し得る状況で、ポンプパイロット圧を最小限の値に低減させることができる。これにより、速度が大きいときであっても、ショックの発生を抑えることができる。

図８のステップＳ３において、車速が速度閾値ｖ１より小さいときには、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御を実行しない。これにより、小さなショックしか発生しないほど速度が低い状況では、ポンプパイロット圧が過剰に低減されることを回避することができる。従って、前後進操作部材１４の操作方向に駆動力が発生するまでのタイムラグを短く抑えることができる。

図９に示すように、第１ポンプシャトル率マップＭａｐ１が用いられる場合には、第２ポンプシャトル率マップＭａｐ２が用いられる場合よりも、ポンプシャトル率が大きい。このため、アクセル操作量が第１操作量以上であるときには、車体コントローラ１２は、アクセル操作量が第２操作量以下であるときよりも、圧力制御弁７への指令値を大きくする。すなわち、アクセル操作量が大きいときには、圧力制御弁７への指令値の低減量を少なくする。アクセル操作量が大きいときは、オペレータが大きな出力を要求している状況であることが多い。このため、アクセル操作量が大きいときには、指令値の低減量を小さくすることによって、ポンプシャトル制御の完了後の第１油圧ポンプ４の出力の回復を早めることができる。また、アクセル操作量が大きいときには、オペレータは、ショックに対して過敏にならない。

図８のステップＳ５において、駆動回路圧が、吸い込み回路圧に所定圧力値を加えた値以上であるときには、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御を解除する。駆動回路圧が、吸い込み回路圧に所定圧力値を加えた値以上であることは、オペレータがショックを気にしない程度に牽引力が大きい状態であることを意味する。従って、このように牽引力が大きいときにポンプシャトル制御を解除することによって、ポンプパイロット圧が不要に低減されることを回避することができる。

図８のステップＳ４において、前後進操作部材１４による前後進の切換時から所定時間ｔｍ１が経過するまで、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御を実行しない。従って、前後進操作部材１４による前後進の切換の瞬間に、作業車両５０における前後進の切換が不安定になることを回避することができる。

図１０或いは図１１に示すように、車体コントローラ１２は、ポンプシャトル制御において、モジュレーションをかけずに指令値を低減させた後、モジュレーションをかけて指令値を元の値に戻す。このため、前後進の切換時には、指令値を元に戻すときよりも迅速に指令値を低減させることができる。第１油圧ポンプ４の駆動時には、傾転復帰力が作用している。傾転復帰力は、傾転角を戻す方向に作用する反力である。例えば、前進方向に油圧ポンプが駆動されているときには、傾転角が後進方向の角度に戻る方向への反力が発生している。このため、前進から後進に切り換えられた瞬間には、傾転角が後進方向に向けて急速に変更されてしまう。この場合、大きなショックが発生する可能性がある。本実施形態に係る作業車両５０では、前後進の切換時に迅速に指令値を低減させることができるため、傾転復帰力による大きなショックの発生を抑えることができる。

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。

上記実施形態では、本発明が適用される作業車両として、ホイールローダを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＨＳＴを搭載した他の作業車両に対して、本発明を適用することができる。

上記実施形態では、１つの油圧ポンプと油圧モータを含む１ポンプ１モータのＨＳＴシステムを搭載した作業車両を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１つの油圧ポンプと２つの油圧モータを含む、１ポンプ２モータのＨＳＴシステムを搭載した作業車両に対して、本発明を適用してもよい。

ポンプシャトル率マップの適用条件は、上述した条件に限られず、適宜変更されてもよい。例えば、上述した条件の一部が省略或いは変更されてもよい。或いは、上述した条件とは異なる条件が追加されてもよい。

ポンプシャトル率マップは上記の第１ポンプシャトル率マップＭａｐ１及び第２ポンプシャトル率マップＭａｐ２に限らず、適宜、変更されてもよい。

シャトル率マップは、テーブル或いは数式の形態で車体コントローラ１２に格納されていてもよい。

本発明によれば、走行操作性を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することができる。

１ エンジン
４ 第１油圧ポンプ
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 油圧モータ
１２ 車体コントローラ
１３ａ アクセル操作部材
１４ 前後進操作部材
２０ａ 第１駆動回路
２０ｂ 第２駆動回路

Claims (13)

1. エンジンと、
   前記エンジンによって駆動されることによって作動油を吐出し、作動油の吐出方向を変更可能な油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動され、前記油圧ポンプ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油圧モータと、
   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、前記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、
   入力される指令値に応じて前記ポンプ容量制御シリンダに供給される作動油の圧力を制御する圧力制御弁と、
   車両の前後進を切り換えるために操作される前後進操作部材と、
   前記前後進操作部材による前後進の切換時に、前記圧力制御弁への指令値を低減させるポンプシャトル制御を実行する制御部と、
   を備える作業車両。
2. 前記制御部は、前記ポンプシャトル制御において、前記前後進の切換時から第１所定時間が経過したときには、前記ポンプシャトル制御を解除する、
   請求項１に記載の作業車両。
3. 前記制御部は、車速が第１速度閾値以上であるときの前記第１所定時間を、車速が前記第１速度閾値より小さいときの前記第１所定時間よりも長く設定する、
   請求項２に記載の作業車両。
4. 前記制御部は、前記ポンプシャトル制御において、車速が第２速度閾値以上であるときには、車速が増大するほど前記指令値を小さくする、
   請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
5. 前記制御部は、前記ポンプシャトル制御において、車速が前記第２速度閾値より小さいときには、車速の変化に関わらず前記指令値の低減率を一定にする、
   請求項４に記載の作業車両。
6. 前記制御部は、前記ポンプシャトル制御において、車速が前記第２速度閾値より大きい第３速度閾値以上であるときには、前記指令値を０にする、
   請求項４又は５に記載の作業車両。
7. 前記制御部は、車速が第４速度閾値より小さいときには、前記ポンプシャトル制御を実行しない、
   請求項１から６のいずれかに記載の作業車両。
8. 前記エンジンの目標回転速度を設定するためのアクセル操作部材をさらに備え、
   前記制御部は、前記アクセル操作部材の操作量が第１操作量であるときには、前記ポンプシャトル制御において、前記アクセル操作部材の操作量が前記第１操作量よりも小さい第２操作量であるときよりも前記指令値を大きくする、
   請求項１から７のいずれかに記載の作業車両。
9. 前記油圧ポンプと前記油圧モータとを接続する第１駆動回路及び第２駆動回路をさらに備え、
   前記油圧ポンプから流出した作動油が、前記第１駆動回路を介して前記油圧モータに流入するときには、前記油圧モータから流出した作動油が前記第２駆動回路を介して前記油圧ポンプに流入し、
   前記油圧ポンプから流出した作動油が、前記第２駆動回路を介して前記油圧モータに流入するときには、前記油圧モータから流出した作動油が前記第１駆動回路を介して前記油圧ポンプに流入し、
   前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とのうち前記油圧ポンプから前記油圧モータに向かう作動油が流れる方の回路の油圧を駆動回路圧とし、前記第１駆動回路と前記第２駆動回路とのうち前記油圧モータから前記油圧ポンプに向かう作動油が流れる方の回路の油圧を吸い込み回路圧として、
   前記駆動回路圧が、前記吸い込み回路圧に所定圧力値を加えた値以上であるときには、前記制御部は、前記ポンプシャトル制御を解除する、
   請求項１から８のいずれかに記載の作業車両。
10. 前記前後進の切換時から第２所定時間が経過した時点で、前記制御部は、前記ポンプシャトル制御を実行する、
    請求項１から９のいずれかに記載の作業車両。
11. 前記制御部は、前記ポンプシャトル制御において、モジュレーションをかけずに前記指令値を低減させた後、モジュレーションをかけて前記指令値を元の値に戻す、
    請求項１から１０のいずれかに記載の作業車両。
12. 前記制御部は、前記ポンプシャトル制御が解除された通常制御時には、前記圧力制御弁への指令値を、前記エンジンの回転速度に応じた値である通常指令値に設定し、
    前記制御部は、前記ポンプシャトル制御において、前記圧力制御弁への指令値を前記通常指令値よりも低減させる、
    請求項１から１１のいずれかに記載の作業車両。
13. 前後進操作部材による車両の前後進の切換操作を検出するステップと、
    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ステップと、
    前記ポンプ容量制御シリンダが、油圧ポンプからの作動油の吐出方向を切り換えるステップと、
    前記油圧ポンプの吐出方向の切換に応じて油圧モータの駆動方向が切り換えられるステップと、
    前記前後進操作部材による前後進の切換時にポンプ容量制御シリンダに供給される作動油の圧力を低減させるステップと、
    を備える作業車両の制御方法。

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