JP6552998B2

JP6552998B2 - 作業機

Info

Publication number: JP6552998B2
Application number: JP2016125815A
Authority: JP
Inventors: 祐史福田; 亮祐衣川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2036-06-24
Also published as: JP2017227202A; US10364551B2; US20170370073A1

Description

本発明は、例えば、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等の作業機に関するものである。

従来、油圧機器を作動させるための作動油が低温である場合に、エンジンの回転数を低減する技術として特許文献１の技術が知られている。
特許文献１に開示されたエンジンアクセル装置は、アクセル操作部の操作によって、エンジンの回転数を制御する場合において、作動油の温度が所定温度（制限温度）以下である場合に、エンジンの回転数を制限している。

特開２０００−２８９９７７号公報

特許文献１に開示されたエンジンアクセル装置は、作動油の温度が制限温度よりもかなり高い温度にならなければ、エンジンの回転数の制限の解除が行われない。そのため、作動油の温度が非常に低く閾値までの温度差が大きい場合は、エンジンの回転数の制限の解除までに非常に長い時間が掛かってしまう。つまり、エンジンの駆動により作動する油圧ポンプの出力を上昇させることができないため、作業機の作業性を長時間にわたって低下させてしまう虞がある。

本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、原動機の回転数の上限を制限する作業機において、長時間にわたって作業機の作業性が低下することを防止することができる作業機を提供することを目的とする。

技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下の通りである。
作業機は、原動機と、原動機の動力によって作動し且つ作動油を吐出する油圧ポンプと、作動油によって作動する油圧機器と、前記原動機の始動時の作動油の温度である第１油温及び前記原動機の始動後の作動油の温度である第２油温を測定可能な測定装置と、前記原動機の回転数の上限である上限回転数を、前記第１油温に基づいて決定する決定部と、前記第２油温に基づいて前記決定部で決定された前記上限回転数を変更する変更部と、前記原動機の回転数を制御する回転制御部とを有する制御装置と、を備え、前記変更部は、前記第２油温が前記第１油温に対して上昇した場合に、前記上限回転数を増加させ、前記第１油温と前記第２油温との温度差に応じて、前記上限回転数の増加量を変更し、前記第１油温の温度が高くなるにしたがって前記温度差に対応する前記上限回転数の増加量を大きくする。

また、前記変更部は、前記温度差が予め決定された値である場合に、前記上限回転数を前記原動機の最高回転数に決定する。

また、作業機は、前記第１油温と前記上限回転数との関係を示す第１上限設定情報と、前記第２油温と前記上限回転数との関係を示す第２上限設定情報とを記憶する記憶部を備え、前記決定部は、前記第１上限設定情報に基づいて前記上限回転数を決定し、前記変更部は、前記第２上限設定情報に基づいて前記上限回転数の変更を行う。

本発明によれば、原動機の回転数の上限回転数を制限する作業機において、長時間にわたって作業機の作業性が低下することを防止することができる。

第１実施形態における作業機の走行系の油圧システム（油圧回路）を示す図である。第１実施形態における作業機の作業系の油圧システム（油圧回路）を示す図である。表４における油温、上限回転数、温度センサの誤差の関係を示す図である。表２における油温、上限回転数、温度センサの誤差の関係を示す図である。操作量、エンジン目標回転数、油温の関係を示す図である。作業機の一例であるトラックローダを示す側面図である。キャビンを上昇させた状態のトラックローダの一部を示す側面図である。

以下、本発明に係る作業機の好適な実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
まず、作業機の全体の構成から説明する。
本発明に係る作業機１は、図６及び図７に示すように、機体フレーム２と、この機体フレーム２に装着した作業装置３と、機体フレーム２を支持する走行装置４とを備えている。尚、図６及び図７では、作業機の一例としてトラックローダを示しているが、本発明に係る作業機はトラックローダに限定されず、例えば、トラクタ、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等であってもよい。尚、本発明において、作業機の運転席に着座した運転者の前側（図６の左側）を前方、運転者の後側（図６の右側）を後方、運転者の左側（図６の手前側）を左方、運転者の右側（図６の奥側）を右方として説明する。

機体フレーム２の上部であって前部には、キャビン５が搭載されている。キャビン５の後部は、機体フレーム２の支持ブラケット１１に支持軸１２回りに揺動自在に支持されている。キャビン５の前部は、機体フレーム２の前部に載置可能となっている。
キャビン５内には運転席１３が設けられている。運転席１３の一側（例えば、左側）には、走行装置４を操作するための走行用操作装置１４が配置されている。

走行装置４は、クローラ式走行装置により構成されている。走行装置４は、機体フレーム２の左の下方及び機体フレーム２の右の下方に設けられている。走行装置４は、油圧駆動で作動する第１走行部２１Ｌと、第２走行部２１Ｒとを有し、第１走行部２１Ｌ及び第２走行部２１Ｒによって走行可能である。
作業装置３は、ブーム２２Ｌとブーム２２Ｒからなる一対のブーム２２と、該ブーム２２の先端に装着したバケット２３（作業具）とを備える。ブーム２２Ｌは、機体フレーム２の左に配置されている。ブーム２２Ｒは、機体フレーム２の右に配置されている。ブーム２２Ｌとブーム２２Ｒとは、連結体によって相互に連結されている。ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒは、第１リフトリンク２４及び第２リフトリンク２５に支持されている。ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの基部側と機体フレーム２の後下部との間には、複動式の圧シリンダからなるリフトシリンダ２６が設けられている。リフトシリンダ２６を同時に伸縮させることによりブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒが上下に揺動する。ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの先端側には、それぞれ装着ブラケット２７が横軸回りに回動自在に枢支され、左及び右に設けられた装着ブラケット２７にバケット２３の背面側が取り付けられている。

また、装着ブラケット２７とブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの先端側中途部との間には、複動式の油圧シリンダからなるチルトシリンダ２８が介装されている。チルトシリンダ２８の伸縮によってバケット２３が揺動（スクイ・ダンプ動作）する。
バケット２３は、装着ブラケット２７に対して着脱自在とされている。バケット２３を取り外して装着ブラケット２７に各種のアタッチメント（後述する油圧アクチュエータを有する油圧駆動式の作業具）を取り付けることで、掘削以外の各種の作業（又は他の掘削作業）を行えるように構成されている。

機体フレーム２の底壁上の後側には原動機２９が設けられ、機体フレーム２の底壁上の前側には燃料タンクと作動油タンクとが設けられている。原動機２９は、例えば、ディーゼルエンジンである。なお、原動機２９は、電動モータであってもよいし、ディーゼルエンジン及び電動モータであってもよい。ディーゼルエンジンのことを単にエンジンということがある。

次に、本発明に係る作業機の油圧システムについて説明する。
図１は、走行系の油圧システムの全体図を示している。図２は、作業系の油圧システムの全体図を示している。
まず、走行系の油圧システムについて説明する。
図１及び図２に示すように、油圧システム（油圧回路）は、第１油圧ポンプＰ１と、第２油圧ポンプＰ２とを有している。第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプＰ２は、原動機２９の動力によって駆動して作動油を吐出する油圧ポンプであって、例えば、定容量型のギヤポンプによって構成されている。

第１油圧ポンプＰ１（メインポンプ）は、リフトシリンダ２６、チルトシリンダ２８又はブーム２２の先端側に取り付けられるアタッチメントの油圧アクチュエータを駆動するために使用される。第２油圧ポンプＰ２（パイロットポンプ、チャージポンプ）は、主として制御信号（パイロット圧）の供給用に使用される。以下、説明の便宜上、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油や制御信号用の作動油のことをパイロット油、パイロット油の圧力のことをパイロット圧ということがある。

図１に示すように、第２油圧ポンプＰ２には、吐出油路１００ａが接続されている。吐出油路１００ａには、第１給排路１００ｂ、第２給排油路１００ｃが接続されている。第１給排路１００ｂには、第１駆動回路３２Ａ及び第２駆動回路３２Ｂが接続されている。第２給排油路１００ｃには、走行操作装置１４が接続されている。
第１駆動回路３２Ａは、左に設けられた第１走行部２１Ｌを駆動する回路であって、第２駆動回路３２Ｂは、右に設けられた第２走行部２１Ｒを駆動する回路である。

第１駆動回路３２Ａは、ＨＳＴポンプ（走行油圧ポンプ）６６を備えている。ＨＳＴポンプ６６は、一対の変速用油路１００ｈ，１００ｉによって対応する第１走行部２１Ｌ，２１ＲのＨＳＴモータ（走行モータ）５７に接続されている。なお、第２駆動回路３２Ｂは、第１駆動回路３２Ａと同じ構造であるため説明を省略する。ＨＳＴポンプ（走行油圧ポンプ）６６及びＨＳＴモータ５７も油圧機器の１つである。

ＨＳＴポンプ６６は、原動機２９の動力によって駆動される斜板形可変容量アキシャルポンプであると共にパイロット圧で斜板の角度が変更されるパイロット方式の油圧ポンプ（斜板形可変容量油圧ポンプ）である。具体的には、ＨＳＴポンプ６６は、パイロット圧が作用する前進用受圧部６６ａと後進用受圧部６６ｂとを備えている。
受圧部６６ａ，６６ｂに作用するパイロット圧によって斜板の角度が変更される。斜版の角度が変更すると、作動油の吐出方向や吐出量が変わり、これによって第１走行部２１Ｌ及び第２走行部２１Ｒの回転出力を変更する。

第１走行部２１Ｌは、走行モータ５７と、斜板切換シリンダ５８と、ブレーキ機構５９と、フラッシング弁６０と、フラッシング用リリーフ弁６１とを有する。斜板切換シリンダ５８、ブレーキ機構５９、フラッシング弁６０及びフラッシング用リリーフ弁６１も油圧機器の１つである。
走行モータ５７は、パイロット油（作動油）によって作動する。走行モータ５７は、例えば、高低２速に変速可能な斜板形可変容量アキシャルモータである。走行モータ５７の斜板には、伸縮自在な斜板切換シリンダ５８が設けられている。斜板切換シリンダ５８の伸縮によって、走行モータ５７の斜板の角度を変更することができる。走行モータ５７の斜板の角度を変更することにより、当該走行モータ５７は、１速又は２速に変速する。

第１油圧切換弁６３は、パイロット油の圧力（パイロット圧）に応じて、第１位置６３ａと第２位置６３ｂとに移動可能なスプールを有する二位置切換弁である。第１油圧切換弁６３のスプールは、パイロット圧が所定の圧力に達すると第２位置６３ｂに移動し、作動状態が変わる。また、第１油圧切換弁６３のスプールは、パイロット圧が所定圧未満になるとバネにより第１位置６３ａに戻され、作動状態が変わる。第１油圧切換弁６３のスプールが、第１位置６３ａに移動した作動状態のときには、斜板切換シリンダ５８からパイロット油が抜けて収縮し、走行モータ５７が１速状態となる。第１油圧切換弁６３のスプールが、第２位置６３ｂに移動した作動状態のときは、斜板切換シリンダ５８にパイロット油が供給されて伸長し、走行モータ５７が２速状態となる。

第１油圧切換弁６３の切換は、第２油圧切換弁６２で行う。第１油圧切換弁６３と第２油圧切換弁６２とは第３給排路１００ｄにより接続されている。第２油圧切換弁６２は、パイロット油の圧力（パイロット圧）に応じて、第１位置と第２位置とに移動可能なスプールを有する二位置切換弁である。第２油圧切換弁６２が第１位置である場合は、第１油圧切換弁６３は、第１位置６３ａである。第２油圧切換弁６２が第２位置である場合は、第１油圧切換弁６３は、第２位置６３ｂである。第２油圧切換弁６２の切換は、電気信号、パイロット圧、機械操作等によって行うことが可能である。したがって、第２油圧切換弁６２を、第１位置又は第２位置に切り換えることによって走行モータ５７を１速又は２速に切り換えることができる。

ＨＳＴポンプ６６、走行モータ５７の操作は、走行操作装置１４で行う。走行操作装置１４は、複数のリモコン弁と、走行レバー４０と、第１〜４シャトル弁４１，４２，４３，４４とを有している。複数のリモコン弁は、リモコン弁３６と、リモコン弁３７と、リモコン弁３８と、リモコン弁３９とを含む。リモコン弁３６、３７、３８、３９は、共通、即ち、１本の走行レバー４０によって操作される。リモコン弁３６、３７、３８、３９は、走行レバー４０（操作部材）の操作に応じて作動油の圧力を変化させる。

走行レバー４０は、中立位置から、前後、前後に直交する幅方向、斜め方向に傾動可能である。走行レバー４０を傾動することにより、走行操作装置１４のリモコン弁３６、３７、３８、３９が操作される。そうすると、走行レバー４０の中立位置からの操作量に比例したパイロット圧がリモコン弁３６、３７，３８，３９の二次側ポートから出力される。

走行レバー４０を前側（図１では矢示Ａ１方向）に傾動させると、リモコン弁３６が操作されてリモコン弁３６からパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、第１シャトル弁４１から油路を介して第１駆動回路３２Ａの前進用受圧部６６ａに作用すると共に第２シャトル弁４２から油路を介して第２駆動回路３２Ｂの前進用受圧部６６ａに作用する。これにより、第１走行部２１Ｌ及び第２走行部２１Ｒの出力軸５７ａが走行レバー４０の傾動量に比例した速度で正転(前進回転）してトラックローダ１が前方に直進する。

また、走行レバー４０を後側（図１では矢示Ａ２方向）に傾動させると、リモコン弁３７が操作されてリモコン弁３７からパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、第３シャトル弁４３から油路を介して第１駆動回路３２Ａの後進用受圧部６６ｂに作用すると共に第４シャトル弁４４から油路を介して第２駆動回路３２Ｂの後進用受圧部６６ｂに作用する。これにより、第１走行部２１Ｌ及び第２走行部２１Ｒの出力軸５７ａが走行レバー４０の傾動量に比例した速度で逆転（後進回転）してトラックローダ１が後方に直進する。

また、走行レバー４０を右側（図１では矢示Ａ３方向）に傾動させると、リモコン弁３８が操作されてリモコン弁３８からパイロット圧が出力される。このパイロット圧は第１シャトル弁４１から油路を介して第１駆動回路３２Ａの前進用受圧部６６ａに作用すると共に第４シャトル弁４４から油路を介して第２駆動回路３２Ｂの後進用受圧部６６ｂに作用する。これにより、第１走行部２１Ｌの出力軸５７ａが正転し且つ第２走行部２１Ｒの出力軸５７ａが逆転してトラックローダ１が右側に旋回する。

また、走行レバー４０を左側（図１では矢示Ａ４方向）に傾動させると、リモコン弁３９が操作されてリモコン弁３９からパイロット圧が出力される。このパイロット圧は第２シャトル弁４２から油路を介して第２駆動回路３２Ｂの前進用受圧部６６ａに作用すると共に第３シャトル弁４３から油路を介して第１駆動回路３２Ａの後進用受圧部６６ｂに作用する。これにより第２走行部２１Ｒの出力軸５７ａが正転し且つ第１走行部２１Ｌの出力軸５７ａが逆転してトラックローダ１が左側に旋回する。

また、走行レバー４０を斜め方向に傾動させると、各第１駆動回路３２Ａ，３２Ｂの前進用受圧部６６ａと後進用受圧部６６ｂとに作用するパイロット圧の差圧によって、第１走行部２１Ｌ及び第２走行部２１Ｒの出力軸５７ａの回転方向及び回転速度が決定され、トラックローダ１が前進又は後進しながら右旋回又は左旋回する。
すなわち、走行レバー４０を左斜め前側に傾動操作すると該走行レバー４０の傾動角度に対応した速度でトラックローダ１が前進しながら左旋回し、走行レバー４０を右斜め前側に傾動操作すると該走行レバー４０の傾動角度に対応した速度でトラックローダ１が前進しながら右旋回し、走行レバー４０を左斜め後側に傾動操作すると該走行レバー４０の傾動角度に対応した速度でトラックローダ１が後進しながら左旋回し、走行レバー４０を右斜め後側に傾動操作すると該走行レバー４０の傾動角度に対応した速度でトラックローダ１が後進しながら右旋回する。

次に、作業系の油圧システムについて説明する。
図２に示すように、第１油圧ポンプＰ１には、吐出油路１００ｅが接続されている。吐出油路１００ｅには、複数の制御弁７０が接続されている。複数の制御弁７０は、ブーム制御弁７０Ａ、バケット制御弁７０Ｂ、予備制御弁７０Ｃである。ブーム制御弁７０Ａは、リフトシリンダ２６を制御する弁であって、バケット制御弁７０Ｂは、チルトシリンダ２８を制御する弁であって、予備制御弁７０Ｃは、予備アタッチメントの油圧アクチュエータを制御する弁である。なお、作業系の油圧システムでは、リフトシリンダ２６、チルトシリンダ２８、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ等が油圧機器である。

ブーム２２、バケット２３の操作は、運転席１３の周囲に設けられた操作部材７１によって行うことができる。操作部材７１は、中立位置から、前後、前後と直交する幅方向及び斜め方向に傾動可能に支持されている。操作部材７１を傾動操作することにより、操作部材７１の下部に設けられたリモコン弁７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄを操作することができる。

操作部材７１を前側に傾動させると、リモコン弁７２Ａが操作されて当該リモコン弁７２Ａからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、ブーム制御弁７０Ａの受圧部に作用し、当該ブーム制御弁７０Ａに入った作動油をリフトシリンダ２６のロッド側に供給することにより、ブーム２２は下降する。
操作部材７１を後側に傾動させると、リモコン弁７２Ｂが操作されて当該リモコン弁７２Ｂからパイロット圧が出力される。このパイロット圧は、ブーム制御弁７０Ａの受圧部に作用し、当該ブーム制御弁７０Ａに入った作動油をリフトシリンダ２６のボトム側に供給することにより、ブーム２２は上昇する。

即ち、ブーム制御弁７０Ａは、操作部材７１の操作によって設定された作動油の圧力（リモコン弁７２Ａによって設定されたパイロット圧、リモコン弁７２Ｂによって設定されたパイロット圧）に応じて、リフトシリンダ２６に流れる作動油の流量を制御可能である。
操作部材７１を右側に傾動させると、リモコン弁７２Ｃが操作され、バケット制御弁７０Ｂの受圧部にパイロット油が作用する。その結果、バケット制御弁７０Ｂは、チルトシリンダ２８を伸長させる方向に作動し、操作部材７１の傾動量に比例した速度でバケット２３がダンプ動作する。

操作部材７１を左側に傾動させると、リモコン弁７２Ｄが操作され、バケット制御弁７０Ｂの受圧部にパイロット油が作用する。その結果、バケット制御弁７０Ｂは、チルトシリンダ２８を収縮させる方向に作動し、操作部材７１の傾動量に比例した速度でバケット２３がスクイ動作する。
即ち、バケット制御弁７０Ｂは、操作部材７１の操作によって設定された作動油の圧力（リモコン弁７２Ｃによって設定されたパイロット圧、リモコン弁７２Ｄによって設定されたパイロット圧）に応じて、チルトシリンダ２８に流れる作動油の流量を制御可能である。つまり、リモコン弁７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄは、操作部材７１の操作に応じて作動油の圧力を変化させ且つ変化後の作動油を、ブーム制御弁７０Ａ、バケット制御弁７０Ｂに供給する。

予備制御弁７０Ｃの操作は、第１電磁弁７３Ａ及び第２電磁弁７３Ｂで行う。第１電磁弁７３Ａが開くと、予備制御弁７０Ｃの一方の受圧部にパイロット油が作用する。また、第２電磁弁７３Ｂが開くと、予備制御弁７０Ｃの他方の受圧部にパイロット油が作用する。したがって、予備制御弁７０Ｃの一方の受圧部又は他方の受圧部にパイロット油が作用すると予備制御弁７０Ｃが切り換わり、予備アタッチメントの予備アクチュエータは、予備制御弁７０Ｃから供給された作動油によって作動する。

さて、図１に示すように、トラックローダ（作業機）１は、作業機に関する制御を行う複数の制御装置８０を備えている。制御装置８０は、第１制御装置８１と、第２制御装置８２とを含んでいる。なお、図１及び２に第２制御装置８２が示されているが、図１に示した第２制御装置８２と、図２に示した第２制御装置８２とは同一である。
第１制御装置８１は、ＣＰＵ等から構成され、原動機２９を制御する。原動機２９がエンジンである場合には、第１制御装置８１は、エンジン制御装置である。説明の便宜上、原動機２９がエンジンであるとして説明をする。

第１制御装置８１には、エンジンの回転数の目標（以降、エンジン目標回転数という）を指令する指令部材８３が接続されている。指令部材８３は、指令具８３ａと、指令具８３ａの操作量を検出するセンサ８３ｂとを有している。指令具８３ａは、揺動自在に支持されたアクセルレバー、揺動自在に支持されたアクセルペダル、回転自在なダイヤル等である。センサ８３ｂで検出された操作量は、第１制御装置８１に入力される。センサ８３ｂで検出された操作量が、エンジン目標回転数である。また、第１制御装置８１には、実際のエンジンの回転数（以降、エンジン実回転数という）を検出するセンサ８４が接続されている。

第１制御装置８１のエンジン制御方法は、一般的なものであって、例えば、燃料噴射量、噴射時期、燃料噴射率が示された制御信号をインジェクタに出力する。また、第１制御装置８１は、燃料噴射圧等が示された信号を、サプライポンプやコモンレールに出力する。即ち、第１制御装置８１は、エンジンの実回転数がエンジンの目標回転数になるように、インジェクタ、サプライポンプ及びコモンレールを制御する。

第２制御装置８２は、ＣＰＵ等から構成され、油圧システムを制御する制御装置である。第２制御装置８２は、例えば、第１電磁弁７３Ａ、第２電磁弁７３Ｂを制御する。図２に示すように、第２制御装置８２には、運転席１３の周囲に設けられたスイッチ７４が接続されている。スイッチ７４は、例えば、揺動自在なシーソ型スイッチ、スライド自在なスライド型スイッチ、或いは、押圧自在なプッシュ型スイッチで構成されている。スイッチの操作は、第２制御装置８２に入力される。スイッチ７４の操作によって、第１電磁弁７３Ａ、又は、第２電磁弁７３Ｂが開閉する。したがって、第２制御装置８２の制御によって、予備アクチュエータを作動させることができる。なお、第２制御装置８２は、エンジン２９に関する情報（以降、エンジン情報という）を取得可能である。例えば、エンジン情報として、イグニッションスイッチＯＮ又はＯＦＦの信号、スタータの作動状態を示す信号（スタータ作動を示す信号、スタータ離脱の信号）、エンジン実回転数を取得する。また、第１制御装置８１がエンジン情報を取得してもよい。

さて、作業機１は、作動油の温度を測定可能な測定装置８５を備えている。測定装置８５は、例えば、作動油タンク内の作動油の温度や第１油圧ポンプＰ１から吐出した作動油等の温度を測定する温度センサである。なお、測定装置８５は、作動油の温度を測定する装置であれば何でもよい。温度センサ８５は、第２制御装置８２に接続されている。
第２制御装置８２は、決定部８２ａと、変更部８２ｂと、回転制御部８２ｃと、記憶部８２ｄを備えている。決定部８２ａ及び変更部８２ｂ及び回転制御部８２ｃは、電気電子部品、第２制御装置８２に格納されたプログラム等から構成されている。記憶部８２ｄは、不揮発性のメモリ等から構成されている。

決定部８２ａは、エンジン２９の始動時における作動油の温度（以降、第１油温という）に基づいて、当該エンジンの回転数（エンジン目標回転数、又は、エンジン実回転数）の上限である上限回転数を制限する。エンジン２９の始動時とは、「イグニッションスイッチがＯＮであってスタータが作動する直前（以降、第１作動時という）」、「イグニッションスイッチをＯＮしてスタータの作動直後（以降、第２作動時という）」、「スタータのクラッチが離脱した時［スタータ離脱］（以降、第３作動時という）」、「イグニッションをＯＮしてからエンジン実回転数が５００ｒｐｍを超えた時間が一定時間経過した時［エンジンストールが発生する状態から離脱した時（以降、第４作動時という）］、「エンジン実回転数がアイドリング回転数に達した時（以降、第５作動時という）」である。この実施形態では、上述した第１作動時〜第５作動時のうち、第４作動時をエンジン２９の始動時として採用している。また、決定部８２ａは、第４作動時の第１油温に基づいてエンジン実回転数を制限する。当然の如く、第１作動時〜第５作動時のいずれか１つを、エンジン２９の始動時として、採用してもよい。

変更部８２ｂは、エンジン２９の始動後における作動油の温度（以降、第２油温という）に基づいて、決定部８２ａで決定された上限回転数を変更する。回転制御部８２ｃは、第１制御装置８１に対して、決定部８２ａで決定された上限回転数を出力することによって、エンジン２９の実回転数が上限回転数を超えないように当該エンジン２９を制御する。なお、この実施形態では、第２制御装置８２に回転制御部８２ｃを設けているが、これに代え、第１制御装置８１に設けてもよい。第１制御装置８１に回転制御部８２ｃを設けた場合は、回転制御部８２ｃは、決定部８２ａで決定された上限回転数を参照して、当該上限回転数を超えないようにエンジン２９の実回転数を制御する。

以下、表１及び表２を用いて、決定部８２ａ、変更部８２ｂ、回転制御部８２ｃ及び記憶部８２ｄについて詳しく説明する。
表１は、エンジンの始動時間（始動時間）、油温、エンジン実回転数の上限値（エンジン上限回転数）の関係を示している。

始動時間が「０ｓ」は、エンジン２９の始動時（以降、エンジン始動時という）を示している。始動時間が「４０ｓ，６０ｓ，７０ｓ，７５ｓ，８０ｓ，８５ｓ」は、エンジン２９が始動してからの経過時間を示している。したがって、表１では、始動時間が０ｓに対応する油温が第１油温を示し、始動時間が０ｓ以外に対応する油温が第２油温を示している。

記憶部８２ｄは、表１に示すような第１油温と上限回転数との関係を示す第１上限設定情報と、第２油温と上限回転数との関係を示す第２上限設定情報とを記憶している。第１上限設定情報は、第１油温と上限回転数との関係を数値で表したデータであっても、第１油温と上限回転数との関係を導くための制御関数（計算式）等であってもよい。また、第２上限設定情報は、第２油温と上限回転数との関係を数値で表したデータであっても、第２油温と上限回転数との関係を導くための制御関数（計算式）等であってもよい。なお、表１に示した第１上限設定情報及び第２上限設定情報の数値（データ）は一例であり、記憶部８２ｄに記憶される第１上限設定情報及び第２上限設定情報は、表１に示したものに限定されない。

決定部８２ａは、例えば、第４作動時［エンジン始動時（始動時間が０ｓ）］に、第１上限設定情報を参照する。決定部８２ａは、測定装置８５で測定された第１油温が−２０℃以下の場合、記憶部８２ｄの第１上限設定情報に示されている通り、上限回転数を１０００ｒｐｍに設定する。
また、変更部８２ｂは、エンジン始動後は測定装置８５で測定された第２油温を監視する。変更部８２ｂは、第２上限設定情報を参照する。変更部８２ｂは、測定装置８５で測定された第２油温がエンジン始動時の第１油温よりも１℃上昇して−１９℃になった場合、記憶部８２ｄの第２上限設定情報に示されている通り、上限回転数を１０００ｒｐｍから１２５０ｒｐｍに変更する。変更部８２ｂは、第２油温が第１油温に対して上昇した場合に、上限回転数を増加させる。

また、変更部８２ｂは、エンジン始動後に第２油温がエンジン始動時の第１油温よりも２℃上昇して−１８℃になった場合、上限回転数を１２５０ｒｐｍから１５００ｒｐｍに増加させる。さらに、変更部８２ｂは、エンジン始動後に第２油温がエンジン始動時の第１油温よりも６℃上昇して−１４℃になった場合、上限回転数をエンジンの最高回転数である２５００ｒｐｍに変更する。

つまり、変更部８２ｂは、第１油温と第２油温との温度差が１℃である場合は、エンジン始動時の上限回転数（以降、始動上限回転数ということがある）に対して、２５０ｒｐｍを加算することで変更後の上限回転数（以降、変更上限回転数）を決定する。また、変更部８２ｂは、温度差が２℃である場合は、始動上限回転数に対して、５００ｒｐｍを加算することで変更上限回転数を決定する。

即ち、変更部８２ｂは、「変更後上限回転数＝始動上限回転数＋（２５０ｒｐｍ×温度差）」により、変更後上限回転数を求める。言い換えれば、変更部８２ｂは、第１油温と第２油温との温度差に応じて上限回転数の増加量を変更している。
第２制御装置８２に回転制御部８２ｃを設けた場合は、決定部８２ａによって決定した上限回転数を第１制御装置８１に出力する。第１制御装置８１は、回転制御部８２ｃからの制御指令を受けて、エンジン２９の回転数が上限回転数を超えないようにする。或いは、第１制御装置８１に回転制御部８２ｃを設けた場合は、回転制御部８２ｃは、決定部８２ａによって決定した上限回転数を参照し、回転制御部８２ｃは、エンジン２９の回転数が上限回転数を超えないようにする。

例えば、決定部８２ａによって、上限回転数が１０００ｒｐｍに設定されたとする。第１制御装置８１（回転制御部８２ｃ）は、指令部材８３のセンサ８３ｂで検出された操作量に対応するエンジン目標回転数が１０００ｒｐｍ未満であるときは、エンジン実回転数が操作量に対応するエンジン回転数となるように、エンジンを制御する。第１制御装置８１（回転制御部８２ｃ）は、指令部材８３のセンサ８３ｂで検出された操作量に対応するエンジン目標回転数が１０００ｒｐｍ以上であるときは、エンジン実回転数を１０００ｒｐｍに固定する。

また、変更部８２ｂによって、上限回転数が最高回転数である２５００ｒｐｍに設定されたとする。第１制御装置８１（回転制御部８２ｃ）は、指令部材８３のセンサ８３ｂで検出された操作量に対応するエンジン目標回転数になるように、エンジンを制御する。
さて、エンジン２９の上限回転数を制限していない状態（エンジン実回転数を最高回転数に上昇させることができる状態）で、エンジン始動を行った場合、当該エンジン始動直後にエンジン実回転数が最高回転数に達し、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２）の出力（吐出量）が非常に大きくなる虞がある。ここで、第１油温が低く作動油の粘性が高い状況下において、エンジン始動直後にエンジン実回転数が最高回転数に達した場合は、油圧ポンプの吐出量が非常に大きいため、油圧機器に多大な圧力が作用してしまうことになる。

この実施形態における作業機１は、決定部８２ａ、変更部８２ｂ、回転制御部８２ｃを備えている。そのため、エンジン始動時において、油温（第１油温）が低く、作動油の粘性が高い場合には、エンジンの上限回転数を抑えることによって、低温時での油圧機器に作用する圧力（以降、低温時圧力ということがある）を小さくすることができる。また、エンジン始動時に比べて、油温（第２油温）が上昇した場合には、エンジン実回転数を徐々に上昇させているため、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２）の出力をエンジン実回転数の上昇に伴って増加させることができる。これにより、作業性を低下させることなく作業を行うことができる。

上述した実施形態において、第１上限設定情報及び第２上限設定情報（第１油温、第２油温及び上限回転数の関係）は、測定装置（温度センサ）８５の誤差に関係なく設定されているが、表２に示すように、温度センサ８５の測定誤差（誤差）に対応して上限回転数を設定してもよい。

表２は、温度センサ８５の誤差が±０℃、温度センサ８５の誤差が＋２℃、温度センサ８５の誤差が−２℃の場合における上限回転数を示している。温度センサ８５の誤差が＋２℃の場合、同一の油温（第１油温、第２油温）における上限回転数の値は、誤差が±０℃に比べて高く設定している。一方、温度センサ８５の誤差が−２℃の場合、同一の油温（第１油温、第２油温）における上限回転数の値は、誤差が±０℃に比べて低く設定している。即ち、温度センサ８５の誤差が＋側の場合は、上限回転数は誤差無しに比べて高く、誤差が−側の場合は、上限回転数は誤差無しに比べて低く設定している。なお、温度センサ８５の誤差は、当該温度センサ８５の固有のものであり、作業機１に取付けた温度センサ８５の誤差に応じて、第１上限設定情報及び第２上限設定情報（第１油温、第２油温及び上限回転数の関係）の選択を行う。例えば、作業機１に取付けた温度センサ８５の誤差が＋２℃の場合は、決定部８２ａ及び変更部８２ｂは、＋２℃に対応する第１上限設定情報及び第２上限設定情報を用いて、上限回転数を求める。この場合、作業機１に取付けられた温度センサ８５の固有の誤差は、予め記憶部８２ｄに記憶させておき、決定部８２ａ及び変更部８２ｂは、記憶部８２ｄに記憶された誤差に基づいて、誤差に対応する第１上限設定情報及び第２上限設定情報を選択する。

或いは、作業機１に採用する複数の温度センサ８５のうち、最も誤差の大きい温度センサ８５に対応する第１上限設定情報及び第２上限設定情報を記憶部８２ｄに記憶させておき、決定部８２ａ及び変更部８２ｂは、当該記憶部８２ｄに記憶された第１上限設定情報及び第２上限設定情報を用いて上限回転数を求める。
したがって、温度センサ８５の誤差に対応して上限回転数を設定しているため、例えば、温度センサ８５に測定誤差があったとしても、エンジン始動時の第１油温に基づいて、上限回転数を設定することができ、エンジン始動時における油圧機器の低温時圧力を小さくすることができる。
［第２実施形態］
表３は、第２実施形態における第１上限設定情報及び第２上限設定情報を示している。第２実施形態で示す作業機において、上述した第１実施形態の作業機と同様の構成の説明は省略する。

第２制御装置８２は、決定部８２ａ、変更部８２ｂ、回転制御部８２ｃ及び記憶部８２ｄを備えている。以下、表３を用いて、決定部８２ａ、変更部８２ｂ、回転制御部８２ｃ及び記憶部８２ｄについて詳しく説明する。
表３は、エンジンの始動時間（始動時間）、油温、エンジン実回転数の上限値の関係を示している。

記憶部８２ｄは、表３に示すような第１油温と上限回転数との関係を示す第１上限設定情報と、第２油温と上限回転数との関係を示す第２上限設定情報とを記憶している。なお、表３に示した第１上限設定情報及び第２上限設定情報の数値（データ）は一例であり、記憶部８２ｄに記憶される第１上限設定情報及び第２上限設定情報は、表３に示したものに限定されない。

表３に示すように、第１上限設定情報における第１油温は複数用意されていて、例えば、−２４℃、−２２℃、−２０℃、−１８℃、−１６℃、−１４℃の６つである。決定部８２ａは、エンジン始動時の第１油温が−２４℃、−２２℃、−２０℃、−１８℃、−１６℃、−１４℃のいずれの場合にも上限回転数（始動上限回転数）を１０００ｒｐｍに設定する。

変更部８２ｂは、第１油温が−２４℃である場合、第２油温が第１油温に比べて１℃上昇する度に上限回転数を１８８ｒｐｍずつ増加させる。変更部８２ｂは、第１油温が−２２℃である場合、第２油温が第１油温に比べて１℃上昇する度に上限回転数を２１４ｐｍずつ増加させる。第１油温が−２０℃である場合、第２油温が第１油温に比べて１℃上昇する度に上限回転数を２５０ｒｐｍずつ増加させる。このように、変更部８２ｂは、複数の第１油温がある場合、第１油温が高いほど、温度差に対応する上限回転数の増加量（単位温度差当たりの増加量）を大きくする。このように、第１油温が高いほど、上限回転数の増加量を大きくすることによって、エンジン始動時の油温が比較的高いときは、エンジン始動後の油温に応じて素早くエンジン回転数を最高回転数に到達させ、エンジン始動時の油温が比較的低い場合にはエンジン始動後の油温に応じて徐々にエンジン回転数を最高回転数に到達させることができ、低温時圧力の軽減と作業性の向上を達成することができる。

また、変更部８２ｂは、第１油温と第２油温との温度差が予め決定された値である場合に、上限回転数をエンジンの最高回転数に決定する。例えば、変更部８２ｂは、第１油温が−２４℃に対しては、温度差が８℃以上になった場合に上限回転数をエンジンの最高回転数に決定する。例えば、変更部８２ｂは、第１油温が−１４℃に対しては、温度差が３℃以上になった場合に上限回転数をエンジンの最高回転数に決定する。

以上、上述した実施形態によれば、第１実施形態と同様に、エンジン始動時において、油温（第１油温）が低く、作動油の粘性が高い場合には、決定部８２ａ及び変更部８２ｂが、第１油温及び第２油温に対応する上限回転数を設定するため、油圧機器に作用する圧力を小さくすることができる。特に、この実施形態によれば、温度センサ８５に誤差があったとしても、誤差の影響を極力少なくすることができる。

表３に示す第１上限設定情報及び第２上限設定情報において、表２と同様に−２０℃〜−１４℃の温度域における温度センサ８５の誤差を表２と同様に設定して、表３をまとめると、表４に示す通りとなる。

表４に示した始動時間、油温（第１油温及び第２油温）、上限回転数、温度センサ８５の誤差との関係をグラフにすると、図３の通りである。また、図４は、表２における油温（第１油温及び第２油温）、上限回転数、温度センサ８５の誤差の関係を示すグラフである。
図４に示すように、第１実施形態では、温度センサ８５に誤差があった場合、当該誤差の影響を受けて、同一の経過時間（時間）に対応する上限回転数の差は大きい。一方で、図３に示すように、第２実施形態では、温度センサ８５の誤差があったとしても、所定の経過時間（時間）に対応する上限回転数の差は、図４に比べて小さい。したがって、第２実施形態における第２制御装置８２によれば、温度センサ８５の個体の誤差の影響を少なくすることができ、誤差の影響の少ない状態で適正に上限回転数の制限を行うことができる。

なお、作動油の温度（油温）に基づいて、エンジンの回転数の上限を制限する方法として、油温毎に指令部材８３（アクセルレバー、アクセルペダル、ダイヤル等）の操作量と、エンジンの回転数（エンジン目標回転数）との関係を変更する方法（変形例）がある。図５は、指令部材８３の操作量、エンジン目標回転数、油温の関係を示す図である。操作量は開度（％）で示されており、指令部材８３を操作していない場合、開度は０％、指令部材８３を最大に操作した場合（最大操作）、開度は１００％である。

図５に示す操作量、エンジン目標回転数及び油温の関係、即ち、後述する制御線を示すデータは、第１制御装置８１に格納されている。第１制御装置８１は、操作量、エンジン目標回転数及び油温に基づいて、エンジン目標回転数を設定する。即ち、第１制御装置８１は、温度センサ８５で測定した油温を監視し、油温に基づいて指令部材８３で指定するエンジン目標回転数の変更を行う。

図５に示すように、制御線Ｌ１は、油温が−５℃以上である場合の指令部材８３の操作量とエンジン目標回転数との関係を示している。制御線Ｌ２は、油温が−１０℃である場合の指令部材８３の操作量とエンジン目標回転数との関係を示している。制御線Ｌ３は、油温が−１５℃である場合の指令部材８３の操作量とエンジン目標回転数との関係を示している。制御線Ｌ４は、油温が−２０℃以下である場合の指令部材８３の操作量とエンジン目標回転数との関係を示している。制御線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、操作量とエンジン目標回転数とを比例関係で示すラインである。制御線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４において、指令部材８３を最大操作した場合のエンジン目標回転数の最大値は、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４に設定されている。即ち、エンジン目標回転数の最大値は、油温が小さくなるにしたがって小さくしている。

また、図５に示すように、油温が低温であって粘性が高い場合、当該油温が低くなるにしたがって制御線の傾きを小さくしているため、油圧機器に作用する圧力を小さくすることができる。また、指令部材８３の操作量とエンジンの目標回転数との関係を変化させているだけなので、作業機（指令部材８３）を操作する操作感の低下がなく、オペレータは快適に操作することができる。また、油温が上昇するにしたがって、制御線の傾きを大きくしているため、この点からも作業機（指令部材８３）を操作する操作感の低下がなく、オペレータは快適に操作することができる。

なお、上述した実施形態では、４つの制御線について説明したが、油温１℃毎に制御線を作成して、当該制御線に基づいて、エンジン目標回転数を制御してもよい。
今回開示された実施の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て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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば、第１制御装置８１と第２制御装置８２とを一体化してもよい。また、第１制御装置８１に、第２制御装置８２に設けた決定部８２ａ、変更部８２ｂ、回転制御部８２ｃ及び記憶部８２ｄを設けてもよい。

１作業機
４原動機（エンジン）
８０制御装置
８１第１制御装置
８２第２制御装置
８２ａ決定部
８２ｂ変更部
８２ｃ回転制御部
８２ｄ記憶部
８３指令部材
８３ａ指令具
８３ｂセンサ
８４センサ
８５測定装置（温度センサ）
Ｌ１,Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４制御線
Ｐ１，Ｐ２油圧ポンプ

Claims

原動機と、
前記原動機の動力によって作動し且つ作動油を吐出する油圧ポンプと、
作動油によって作動する油圧機器と、
前記原動機の始動時の作動油の温度である第１油温及び前記原動機の始動後の作動油の温度である第２油温を測定可能な測定装置と、
前記原動機の回転数の上限である上限回転数を、前記第１油温に基づいて決定する決定部と、前記第２油温に基づいて前記決定部で決定された前記上限回転数を変更する変更部と、前記原動機の回転数を制御する回転制御部とを有する制御装置と、
を備え、
前記変更部は、前記第２油温が前記第１油温に対して上昇した場合に、前記上限回転数を増加させ、
前記第１油温と前記第２油温との温度差に応じて、前記上限回転数の増加量を変更し、
前記第１油温の温度が高くなるにしたがって前記温度差に対応する前記上限回転数の増加量を大きくする作業機。
前記変更部は、前記温度差が予め決定された値である場合に、前記上限回転数を前記原動機の最高回転数に決定する請求項１に記載の作業機。
前記第１油温と前記上限回転数との関係を示す第１上限設定情報と、前記第２油温と前記上限回転数との関係を示す第２上限設定情報とを記憶する記憶部を備え、
前記決定部は、前記第１上限設定情報に基づいて前記上限回転数を決定し、前記変更部は、前記第２上限設定情報に基づいて前記上限回転数の変更を行う請求項１又は２に記載の作業機。