WO2013145337A1

WO2013145337A1 - 作業車両及び作業車両の制御方法

Info

Publication number: WO2013145337A1
Application number: PCT/JP2012/061878
Authority: WO
Inventors: 敦白尾; 繁夫橋本
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2013-10-03
Anticipated expiration: 2014-09-29
Also published as: EP2666684B1; JP2013204738A; CN104290731B; EP2666684A1; CN103582587A; EP2666684A4; CN104290731A; CN103582587B; JP5092059B1

Description

作業車両及び作業車両の制御方法

　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１参照）。

　また、作業車両は、パーキングブレーキを備えている。パーキングブレーキは、オペレータがパーキングスイッチなどのパーキングブレーキ操作部材を操作することにより作動する。通常、オペレータは、フットブレーキなどによって作業車両を減速させ、作業車両が停止した状態でパーキングブレーキを作動させる。これにより、作業車両が停止位置から移動しないようにされる。

国際公開ＷＯ２００２／０５０４５４号

　上述したように、パーキングブレーキは、通常、作業車両が停止した状態で作動される。しかし、作業車両の走行中に、オペレータが誤って、或いは意図的に、パーキングブレーキ操作部材を操作することがある。この場合、作業車両が急激に減速することにより、ショックが発生する恐れがある。

　本発明の課題は、車両の走行中にパーキングブレーキの操作が行われたときに、ショックの発生を抑えながら車両を減速させることができる作業車両および作業車両の制御方法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、走行用油圧モータと、車速検出部と、パーキングブレーキと、パーキングブレーキ操作部材と、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。第１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。車速検出部は、車速を検出する。パーキングブレーキ操作部材は、パーキングブレーキを作動させるために操作される。制御部は、ブレーキ制御を実行する。制御部は、ブレーキ制御において、パーキングブレーキ操作部材が操作されると車速が所定の閾値以上であるか否かを判定する。制御部は、車両が走行している状態で車速が所定の閾値以上であるときには、パーキングブレーキを作動させずに油圧ポンプの容量を低減させると共に第１油圧モータの容量を増大させる。そして、制御部は、車速が所定の閾値より小さくなったときにパーキングブレーキを作動させる。

　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、ブレーキ制御において、第１油圧モータの容量の下限値を、パーキングブレーキ操作部材が操作された時点での第１油圧モータの容量から最大容量まで徐々に増大させることにより、車速を低減させる。

　本発明の第３の態様に係る作業車両は、第１又は第２の態様の作業車両であって、駆動軸と、第２油圧モータと、クラッチとをさらに備える。第１油圧モータからの駆動力が駆動軸に伝達される。第２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。クラッチは、係合状態と解放状態とに切り換えられる。クラッチは、係合状態において、第２油圧モータと駆動軸とを連結する。クラッチは、解放状態において、第２油圧モータと駆動軸とを非連結とする。制御部は、車速が所定の切替速度以上であるときにはクラッチを解放状態に設定する。制御部は、車速が所定の切替速度より小さいであるときにはクラッチを係合状態に設定する。制御部は、ブレーキ制御において、クラッチを係合状態に切り替えたときにパーキングブレーキを作動させる。

　本発明の第４の態様に係る作業車両の制御方法は、エンジンと、油圧ポンプと、第１油圧モータと、車速検出部と、パーキングブレーキと、パーキングブレーキ操作部材とを備える作業車両の制御方法である。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。第１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。車速検出部は、車速を検出する。パーキングブレーキ操作部材は、パーキングブレーキを作動させるために操作される。当該制御方法は、次のステップを備える。第１ステップは、パーキングブレーキ操作部材が操作されると車速が所定の閾値以上であるか否かを判定することである。第２ステップは、車両が走行している状態で車速が所定の閾値以上であるときには、パーキングブレーキを作動させずに油圧ポンプの容量を低減すると共に第１油圧モータの容量を増大することである。第３ステップは、車速が所定の閾値より小さくなったときにパーキングブレーキを作動させることである。

　本発明の第５の態様に係る作業車両の制御方法は、エンジンと、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される第１油圧モータと、車速を検出する車速検出部と、パーキングブレーキと、パーキングブレーキを作動させるために操作されるパーキングブレーキ操作部材とを備える作業車両の制御方法である。この作業車両の制御方法では、パーキングブレーキ操作部材が操作されると車速が所定の閾値以上であるか否かを判定し、車両が走行している状態で車速が所定の閾値以上であるときには、パーキングブレーキを作動させずに第１油圧モータの抵抗力を増大させることで車速を徐々に低下させ、車速が所定の閾値より小さくなったときにパーキングブレーキを作動させる。

　本発明の第１の態様に係る作業車両では、パーキングブレーキ操作部材が操作されても、車速が所定の閾値以上であるときには、パーキングブレーキが作動されずに、油圧ポンプの容量が低減されると共に第１油圧モータの容量を増大される。第１油圧モータの容量が増大すると、第１油圧モータの抵抗力が増大する。これにより、車速を徐々に低下させることができる。そして、車速が所定の閾値より小さくなったときにパーキングブレーキが作動される。これにより、ショックの発生を抑えながら車両をさらに減速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、第１油圧モータの容量が急激に変化することが抑えられる。これにより、ショックの発生をさらに抑えながら、減速することができる。

　本発明の第３の態様に係る作業車両では、車速が所定の切替速度より小さいときにクラッチが係合状態とされることにより、第１油圧モータと第２油圧モータとの両方からの駆動力によって作業車両が走行する。これにより、低速走行時に高い駆動トルクを得ることができる。また、車速が所定の切替速度以上であるときにクラッチが解放状態とされることにより、第１油圧モータからの駆動力によって作業車両が走行する。これにより、高速走行時の燃費を向上させることができる。また、車速が低下して所定の切替速度に達したときにパーキングブレーキが作動するが、所定の切替速度以下の車速では第２油圧モータが駆動される。このため、ショックを少なく減速することができる。また、油圧ポンプや油圧配管などの機器への負荷を低減することができる。

　本発明の第４の態様に係る作業車両の制御方法では、パーキングブレーキ操作部材が操作されても、車速が所定の閾値以上であるときには、パーキングブレーキが作動されずに、油圧ポンプの容量が低減されると共に第１油圧モータの容量を増大される。第１油圧モータの容量が増大すると、第１油圧モータの抵抗力が増大する。これにより、車速を徐々に低下させることができる。そして、車速が所定の閾値より小さくなったときにパーキングブレーキが作動される。これにより、ショックの発生を抑えながら車両をさらに減速させることができる。

　本発明の第５の態様に係る作業車両の制御方法では、パーキングブレーキ操作部材が操作されても、車速が所定の閾値以上であるときには、パーキングブレーキが作動されずに、第１油圧モータの抵抗力を増大させることで車速を徐々に低下させる。そして、車速が所定の閾値より小さくなったときにパーキングブレーキが作動される。これにより、ショックの発生を抑えながら車両をさらに減速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。本発明の一実施形態に係る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。モータ容量－駆動回路圧特性の一例を示す図。ブレーキ制御の処理を示すフローチャート。ブレーキ制御におけるモータ容量の変更速度を示すグラフ。

　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、第１油圧モータ７、第２油圧モータ８、エンジンコントローラ９、車体コントローラ１０、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。第１油圧モータ７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。また、第２油圧モータ８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、低速走行時には、第１油圧モータ７と第２油圧モータ８とが上述したタイヤ５５を回転駆動することにより、作業車両５０が走行する。高速走行時には、第１油圧モータ７がタイヤ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２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９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を通って第１油圧モータ７及び第２油圧モータ８へと送られる。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。第１油圧ポンプ４は、第１吐出状態と第２吐出状態と中立状態とに切り換えられる。第１油圧ポンプ４は、第１吐出状態において、第１駆動回路２０ａに作動油を吐出する。作動油が、第１油圧ポンプ４から第１駆動回路２０ａを介して第１油圧モータ７及び第２油圧モータ８に供給されることにより、第１油圧モータ７及び第２油圧モータ８が一方向（例えば、前進方向）に駆動される。第１油圧ポンプ４は、第２吐出状態において、第２駆動回路２０ｂに作動油を吐出する。作動油が、第１油圧ポンプ４から第２駆動回路２０ｂを介して第１油圧モータ７及び第２油圧モータ８に供給されることにより、第１油圧モータ７及び第２油圧モータ８が他方向（例えば、後進方向）に駆動される。第１油圧ポンプ４の容量は、中立状態において、最小容量（例えば０）となる。例えば、第１油圧ポンプ４が、斜板を有する油圧ポンプである場合には、「中立状態」とは、斜板が中立位置に設定された状態を意味する。

　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を介して第１油圧モータ７と第２油圧モータ８と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１０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ＦＲ切換部５とポンプ容量制御シリンダ６とが接続されている。

　ＦＲ切換部５は、車体コントローラ１０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。ＦＲ切換部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、ＦＲ切換部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。

　ポンプパイロット回路３２には、パイロット圧制御部２５が配置されている。パイロット圧制御部２５は、車体コントローラ１０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。パイロット圧制御部２５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を制御する。具体的には、車体コントローラ１０からの制御信号に基づいて、ポンプ容量制御シリンダ６内の油圧を変更することで、第１油圧ポンプ４の傾転角を調整する。

　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、固定容量ポンプである。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。また、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。また、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。また、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、チャージ圧が所定のリリーフ圧を越えないように調整される。

　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５０の向きが変更される。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。なお、バケットシリンダ２６も、リフトシリンダ１９と同様に、制御弁によって制御されるが、図２においては図示を省略している。

　第１油圧モータ７は、可変容量型の油圧モータである。第１油圧モータ７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、走行のための駆動力を生じさせる。第１油圧モータ７には、第１モータシリンダ１１ａと、第１モータ容量制御部１２ａとが設けられている。第１モータシリンダ１１ａは、第１油圧モータ７の傾転角を変更する。第１モータ容量制御部１２ａは、車体コントローラ１０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。第１モータ容量制御部１２ａは、車体コントローラ１０からの制御信号に基づいて第１モータシリンダ１１ａを制御する。第１モータシリンダ１１ａと第１モータ容量制御部１２ａとは、第１モータパイロット回路３４ａに接続されている。第１モータパイロット回路３４ａ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から第１モータパイロット回路３４ａへの作動油の流れを許容するが、第１モータパイロット回路３４ａから第１駆動回路２０ａへの作動油の流れを規制する。第１モータパイロット回路３４ａ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から第１モータパイロット回路３４ａへの作動油の流れを許容するが、第１モータパイロット回路３４ａ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、第１モータパイロット回路３４ａに供給される。第１モータ容量制御部１２ａは、車体コントローラ１０からの制御信号に基づいて、第１モータパイロット回路３４ａから第１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１０は、第１油圧モータ７の容量を任意に変えることができる。

　第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとは、低圧切換弁３５に接続されている。低圧切換弁３５は、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとのうち油圧の小さい方の回路をリリーフ弁３６を介して作動油タンクに接続する。

　第２油圧モータ８は、可変容量型の油圧モータである。第２油圧モータ８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、走行のための駆動力を生じさせる。第２油圧モータ８には、第２モータシリンダ１１ｂと、第２モータ容量制御部１２ｂとが設けられている。第２モータシリンダ１１ｂは、第２油圧モータ８の傾転角を変更する。第２モータ容量制御部１２ｂは、車体コントローラ１０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。第２モータ容量制御部１２ｂは、車体コントローラ１０からの制御信号に基づいて第２モータシリンダ１１ｂを制御する。第２モータシリンダ１１ｂと第２モータ容量制御部１２ｂとは、第２モータパイロット回路３４ｂに接続されている。第２モータパイロット回路３４ｂは、シャトル弁２２を介して第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂに接続されている。シャトル弁２２は、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとのうち油圧の大きい方の回路を第２モータパイロット回路３４ｂに接続する。シャトル弁２２によって、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、第２モータパイロット回路３４ｂに供給される。第２モータ容量制御部１２ｂは、車体コントローラ１０からの制御信号に基づいて、第２モータパイロット回路３４ｂから第２モータシリンダ１１ｂ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１０は、第２油圧モータ８の容量を任意に変えることができる。

　第１油圧モータ７の出力軸７ａは、第１減速機構２７ａを介して駆動軸２８に接続されている。第２油圧モータ８の出力軸８ａは、第２減速機構２７ｂ及びクラッチ３７を介して駆動軸２８に接続されている。駆動軸２８は、上述したタイヤ５５に接続されている。クラッチ３７は、係合状態と解放状態とに切り換えられる。クラッチ３７は、係合状態において第２油圧モータ８と駆動軸２８とを連結する。従って、クラッチ３７が係合状態であるときには、第１油圧モータ７からの駆動力と第２油圧モータ８からの駆動力とが駆動軸２８に伝達される。これにより、タイヤ５５が回転駆動される。また、クラッチ３７は、解放状態において第２油圧モータ８と駆動軸２８とを非連結とする。従って、クラッチ３７が解放状態であるときには、第１油圧モータ７と第２油圧モータ８とのうち第１油圧モータ７からの駆動力のみが駆動軸２８に伝達される。これにより、タイヤ５５が回転駆動される。

　油圧駆動機構３０は、クラッチ３７の切換を制御するためのクラッチ制御部３８を有する。クラッチ制御部３８は、車体コントローラ１０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。車体コントローラ１０は、クラッチ制御部３８を制御することによって、クラッチ３７を係合状態と解放状態とに切り換える。具体的には、クラッチ制御部３８は、車体コントローラ１０からの制御信号に基づいてパイロット油圧源３９からクラッチ３７への作動油の供給と排出とを切り換える。これにより、クラッチ３７が係合状態と解放状態とに切り換えられる。

　油圧駆動機構３０は、パーキングブレーキ６１と、パーキングブレーキ制御部６２とを有する。パーキングブレーキ６１は、制動状態と非制動状態とに切り換えられる。パーキングブレーキ６１は、制動状態において、駆動軸２８を制動する。パーキングブレーキ６１は、非制動状態において、駆動軸２８を解放する。パーキングブレーキ制御部６２は、車体コントローラ１０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。車体コントローラ１０は、パーキングブレーキ制御部６２を制御することによって、パーキングブレーキ６１を制動状態と非制動状態とに切り換える。具体的には、パーキングブレーキ６１は、後述するパーキングブレーキ操作部材１５の操作に応じて制動状態と非制動状態とに切り換えられる。パーキングブレーキ制御部６２は、車体コントローラ１０からの制御信号に基づいて、パーキングブレーキ操作部材１５からの操作指令を解除することができる。例えば、パーキングブレーキ操作部材１５が操作されても、パーキングブレーキ制御部６２は、車体コントローラ１０からの制御信号に基づいて、パーキングブレーキ６１を非制動状態に維持することができる。また、パーキングブレーキ制御部６２は、車体コントローラ１０からの制御信号に基づいて、パーキングブレーキ操作部材１５からの操作指令の解除を停止することにより、パーキングブレーキ６１を制動状態に切り換えることができる。これにより、パーキングブレーキ６１が制動状態と非制動状態とに切り換えられる。例えば、パーキングブレーキ６１は、ブレーキディスク部６１ａとピストン部６１ｂとを有している。ピストン部６１ｂに作動油が供給されると、ピストン部６１ｂが油圧によってブレーキディスク部６１ａの複数のブレーキディスクを互いに接触させる。これにより、パーキングブレーキ６１が制動状態となる。また、ピストン部６１ｂから作動油が排出されると、ピストン部６１ｂに設けられた弾性部材の弾性力によってブレーキディスクが互いに非接触の状態に保持される。これにより、パーキングブレーキ６１が非制動状態となる。

　油圧駆動機構３０には、車速検出部１６が設けられている。車速検出部１６は、車速を検出するセンサである。車速検出部１６は、車速信号を車体コントローラ１０に送る。車速検出部１６は、例えば、駆動軸２８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、前後進切換操作部材１４と、パーキングブレーキ操作部材１５とを備えている。

　アクセル操作部材１３ａは、オペレータがエンジン１の目標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９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。

　前後進切換操作部材１４は、オペレータによって操作され、前進位置と後進位置と中立位置とに切り換えられる。前後進切換操作部材１４は、前後進切換操作部材１４の位置を示す操作信号を車体コントローラ１０に送る。オペレータは、前後進切換操作部材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。

　パーキングブレーキ操作部材１５は、パーキングブレーキ６１を作動させるために操作される。パーキングブレーキ操作部材１５は、例えばパーキングスイッチ或いはパーキングレバーであり、オペレータによって操作される。パーキングブレーキ操作部材１５が操作されると、操作信号が車体コントローラ１０へ送られる。

　エンジンコントローラ９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９は、アクセル操作部材１３ａによって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９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１０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１０は、本発明の制御部に相当する。車体コントローラ１０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の容量と第１油圧モータ７の容量とを制御する。

　具体的には、車体コントローラ１０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パイロット圧制御部２５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１０が、エンジン回転速度に基づいてパイロット圧制御部２５の流量を制御することにより、ポンプ容量－駆動回路圧特性がＬ１１～Ｌ１６に変更される。これにより、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へ向かってが変化する。Ｌ１１－Ｌ１３に示すように、駆動回路圧が増大するとポンプ容量が低減され、駆動回路圧が低下するとポンプ容量が増大するようにポンプ容量－駆動回路圧特性は設定されている。Ｌ１４に示すポンプ容量－駆動回路圧特性では、ポンプ容量が所定のポンプ容量値Ｑｘ１以下の場合には、カットオフ弁４７が作用することにより、駆動回路圧が上述したカットオフ圧力値Ｐｘで一定となっている。Ｌ１５及びＬ１６に示すポンプ容量－駆動回路圧特性においても同様に、駆動回路圧の上限が上述したカットオフ圧力値Ｐｘで一定となっている。

　車体コントローラ１０は、車速が所定の切替速度より小さいときには上述したクラッチ３７を係合状態に設定する。これにより、第１油圧モータ７の出力軸７ａが第１減速機構２７ａを介して駆動軸２８に接続される。また、第２油圧モータ８の出力軸８ａが第２減速機構２７ｂを介して駆動軸２８に接続される。これにより、第１油圧モータ７と第２油圧モータ８との両方からの駆動力が駆動軸２８に伝達される（以下、このときの走行状態を「２モータ走行状態」と呼ぶ）。車体コントローラ１０は、車速が所定の切替速度以上であるときにはクラッチ３７を解放状態に設定する。これにより、第１油圧モータ７の出力軸７ａが第１減速機構２７ａを介して駆動軸２８に接続される。しかし、第２油圧モータ８の出力軸８ａは、駆動軸２８に接続されない。これにより、第１油圧モータ７と第２油圧モータ８とのうち第１油圧モータ７からの駆動力のみが駆動軸２８に伝達される（以下、このときの走行状態を「１モータ走行状態」と呼ぶ）。従って、車速が所定の切替速度より小さい低速走行時には、２モータ走行状態にて作業車両５０が走行する。また、車速が所定の切替速度以上である高速走行時には、１モータ走行状態にて作業車両５０が走行する。

　次に、１モータ走行状態での第１油圧モータ７の容量の制御について説明する。車体コントローラ１０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第１モータ容量制御部１２ａに出力する。ここでは、車体コントローラ１０は、車体コントローラ１０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１０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第１モータ容量制御部１２ａに出力する。図５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、第１油圧モータ７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１０は、駆動回路圧が目標圧力よりも大きくなると第１油圧モータ７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第１油圧モータ７の容量を低減させる。また、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５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５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５における上側の破線の傾斜部分Ｌ２４参照）。これにより、作業車両は、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。

　また、車体コントローラ１０は、第１油圧モータ７の最大容量Ｍａｘと最小容量Ｍｉｎとの間の範囲内で上限容量と下限容量とを任意に設定することができる。上限容量は、第１油圧モータ７の容量の上限値として設定される。下限容量は、第１油圧モータ７の容量の下限値として設定される。例えば、図５において、上限容量をＭａに設定することにより、第１油圧モータ７の容量が最大容量Ｍａｘよりも小さい上限容量Ｍａ以下の値に制限される。これにより、上限容量が設定されないときよりも最大牽引力を低下させることができる。また、図５において、下限容量をＭａ’に設定することにより、第１油圧モータ７の容量が最小容量Ｍｉｎよりも大きい下限容量Ｍａ’以上の値に制限される。これにより、下限容量が設定されないときよりも最高車速を低下させることができる。なお、２モータ走行状態では、車体コントローラ１０は、上記と同様に設定されたモータ容量の指令信号を第２モータ容量制御部１２ｂに出力する。

　次に、車体コントローラ１０によって実行されるブレーキ制御について説明する。図６は、ブレーキ制御での処理を示すフローチャートである。

　ステップＳ１では、パーキングブレーキ操作部材１５（P/B SW）が操作されたか否かが判定される。ここでの「パーキングブレーキ操作部材１５が操作された」とは、パーキングブレーキ６１を制動状態に設定するための操作を意味する。パーキングブレーキ操作部材１５が操作されたときには、ステップＳ２において、車体コントローラ１０は、第１油圧ポンプ４を中立状態に設定する。これにより、第１油圧ポンプ４の容量は、最小容量となる。

　ステップＳ３では、車体コントローラ１０は、第１油圧モータ７の容量を増大させる。例えば、第１油圧モータ７が斜軸を有するタイプの油圧モータである場合には、第１油圧モータ７の容量が増える方向に斜軸を動作させる。これにより、第１油圧モータ７での抵抗力が増大することによって、作業車両５０が減速する。具体的には、車体コントローラ１０は、ポンプ容量制御シリンダ６に供給される作動油の流量をパイロット圧制御部２５によって制御することにより、第１油圧モータ７の下限容量を、パーキングブレーキ操作部材１５が操作された時点での第１油圧モータ７の容量から最大容量まで徐々に増大させる。これにより、車体コントローラ１０は、車速を低減させる。図７は、第１油圧モータ７の容量の変更速度を示している。図７（ａ）は、ブレーキ制御において第１油圧モータ７の容量を増大させるときの第１油圧モータ７の容量の変更速度（以下、「増大速度」と呼ぶ）を示している。図７（ａ）に示すように、増大速度は、第１油圧モータ７の容量が０％から１００％まで変化するときの時間ΔＴ１で定義される。車体コントローラ１０は、パーキングブレーキ操作部材１５が操作された時点での第１油圧モータ７の容量Ｑｐを第１油圧モータ７の下限容量として設定し、その後、第１油圧モータ７の下限容量をＱｐから最大容量（１００％）まで、上述した増大速度で徐々に増大させる。一方、図７（ｂ）は、ブレーキ制御において第１油圧モータ７の容量を低減させるときの第１油圧モータ７の容量の変更速度（以下、「低減速度」と呼ぶ）を示している。図７（ｂ）に示すように、低減速度は、第１油圧モータ７の容量が０％から１００％まで変化するときの時間ΔＴ２で定義される。車体コントローラ１０は、パーキングブレーキ６１の解除操作が行われたときに、第１油圧モータ７の容量を通常状態での下限容量に戻す。このとき車体コントローラ１０は、パーキングブレーキ６１の解除操作が実行された時点での第１油圧モータ７の容量Ｑｐ’を第１油圧モータ７の下限容量として設定し、その後、第１油圧モータ７の下限容量をＱｐ’から通常状態での下限容量まで、上述した低減速度で徐々に低減させる。なお、通常状態とは、ブレーキ制御が行われていない状態を意味する。低減速度は、増大速度と同じ、或いは、増大速度より大きいことが好ましい。

　ステップＳ４では、車速Ｖが所定の閾値Ｖｔｈ以上であるか否かが判定される。車速Ｖが所定の閾値Ｖｔｈ以上であるときには、ステップＳ２に戻る。すなわち、車速Ｖが所定の閾値Ｖｔｈ以上であるときには、パーキングブレーキ６１を作動させずに第１油圧モータ７の容量の増大によって、作業車両５０を減速させる。

　ステップＳ４において、車速Ｖが所定の閾値Ｖｔｈより小さくなったときにはステップＳ５に進む。ステップＳ５では、車体コントローラ１０は、パーキングブレーキ６１を作動させる。これにより、パーキングブレーキ６１の制動力によって作業車両５０がさらに減速され、停止する。所定の閾値Ｖｔｈは、０より大きい値である。所定の閾値Ｖｔｈは、上述した切替速度と概ね同じ値であることが好ましい。これにより、車体コントローラ１０は、クラッチ３７を係合状態に切り替えたときにパーキングブレーキ６１を作動させる。すなわち、車体コントローラ１０は、ブレーキ制御の実行中には、１モータ走行状態から２モータ走行状態へ切り換えるときに、パーキングブレーキ６１を作動させる。

　なお、車速Ｖが所定の閾値Ｖｔｈより小さいときには、パーキングブレーキ６１による制動と、第１油圧モータ７の抵抗力による制動とが併用されてもよい。或いは、車速Ｖが所定の閾値Ｖｔｈより小さいときには、パーキングブレーキ６１による制動が行われ、第１油圧モータ７での抵抗力による制動は停止されてもよい。

　以上より、本実施形態に係る作業車両５０では、パーキングブレーキ操作部材１５が操作されても、車速が所定の閾値以上であるときには、パーキングブレーキ６１が作動せずに、第１油圧ポンプ４の容量が低減されると共に第１油圧モータ７の容量を増大される。これにより、第１油圧モータ７の抵抗力によって車速を徐々に低下させることができる。そして、車速が所定の閾値より小さくなったときにパーキングブレーキ６１が作動される。これにより、車速がさらに低下して、作業車両５０が停止する。これにより、ショックの発生を抑えながら作業車両５０を停止させることができる。

　ブレーキ制御においては、図７に示す増大速度で第１油圧モータ７の容量が徐々に増大される。このため、第１油圧モータ７の容量が急激に変化することが抑えられる。これにより、ショックの発生をさらに抑えながら、減速することができる。

　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５０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、ブルドーザやバックホーローダなどの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つの油圧ポンプからの作動油によって２つの油圧モータが駆動される、いわゆる１ポンプ２モータのＨＳＴシステムを搭載した作業車両５０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つの第１油圧ポンプ４からの作動油によって１つの油圧モータが駆動される、いわゆる１ポンプ１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。

　本発明によれば、車両の走行中にパーキングブレーキの操作が行われたときに、ショックの発生を抑えながら車両を減速させることができる作業車両およ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
７　　　第１油圧モータ
８　　　第２油圧モータ
１０　　車体コントローラ
１５　　パーキングブレーキ操作部材
１６　　車速検出部
２８　　駆動軸
３７　　クラッチ
５０　　作業車両
６１　　パーキングブレーキ

Claims

　エンジンと、
　前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
　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る第１油圧モータと、
　車速を検出する車速検出部と、
　パーキングブレーキと、
　前記パーキングブレーキを作動させるために操作されるパーキングブレーキ操作部材と、
　前記パーキングブレーキ操作部材が操作されると前記車速が所定の閾値以上であるか否かを判定し、車両が走行している状態で前記車速が所定の閾値以上であるときには、前記パーキングブレーキを作動させずに前記油圧ポンプの容量を低減させると共に前記第１油圧モータの容量を増大させ、前記車速が前記所定の閾値より小さくなったときに前記パーキングブレーキを作動させるブレーキ制御を実行する制御部と、
を備える作業車両。
　前記制御部は、前記ブレーキ制御において、前記第１油圧モータの容量の下限値を、前記パーキングブレーキ操作部材が操作された時点での前記第１油圧モータの容量から最大容量まで徐々に増大させることにより、前記車速を低減させる、
請求項１に記載の作業車両。
　前記第１油圧モータからの駆動力が伝達される駆動軸と、
　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る第２油圧モータと、
　前記第２油圧モータと前記駆動軸とを連結する係合状態と、前記第２油圧モータと前記駆動軸とを非連結とする解放状態とに切り換えられるクラッチと、
をさらに備え、
　前記制御部は、前記車速が所定の切替速度より小さいときには前記クラッチを係合状態に設定し、前記車速が前記所定の切替速度以上であるときには前記クラッチを解放状態に設定し、
　前記制御部は、前記ブレーキ制御において、前記クラッチを係合状態に切り替えるときに前記パーキングブレーキを作動させる、
請求項１又は２に記載の作業車両。
　エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、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る第１油圧モータと、車速を検出する車速検出部と、パーキングブレーキと、前記パーキングブレーキを作動させるために操作されるパーキングブレーキ操作部材とを備える作業車両の制御方法であって、
　前記パーキングブレーキ操作部材が操作されると前記車速が所定の閾値以上であるか否かを判定するステップと、
　車両が走行している状態で前記車速が所定の閾値以上であるときには、前記パーキングブレーキを作動させずに前記油圧ポンプの容量を低減させると共に前記第１油圧モータの容量を増大させるステップと、
　前記車速が前記所定の閾値より小さくなったときに前記パーキングブレーキを作動させるステップと、
を備える作業車両の制御方法。
　エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、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る第１油圧モータと、車速を検出する車速検出部と、パーキングブレーキと、前記パーキングブレーキを作動させるために操作されるパーキングブレーキ操作部材とを備える作業車両の制御方法であって、
　前記パーキングブレーキ操作部材が操作されると前記車速が所定の閾値以上であるか否かを判定し、
　車両が走行している状態で前記車速が所定の閾値以上であるときには、前記パーキングブレーキを作動させずに前記第１油圧モータの抵抗力を増大させることで車速を徐々に低下させ、
　前記車速が前記所定の閾値より小さくなったときに前記パーキングブレーキを作動させる、
作業車両の制御方法。