WO2021193187A1 - 作業車両 - Google Patents

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WO2021193187A1
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泰典 宮本
田中　哲二
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle in which a cargo handling work device is operated by an electric operation lever.
  • a hydraulic pump for discharging hydraulic oil for driving the work device and various other accessories are driven by an engine. Therefore, when the work device is operated in a relief operation while the engine is idle, the sum of the drive torque on the hydraulic pump side and the drive torque on the auxiliary machinery side may exceed the output torque of the engine. If a load that exceeds the output torque of the engine is applied to the engine, the engine will stall.
  • the wheel loader described in Patent Document 1 is discharged from a hydraulic pump for a working device by using a load switching valve used for clearing the clogging of the filter of the exhaust gas purification device and regenerating the filter.
  • the hydraulic oil is unloaded into the tank, but for example, in the case of a work vehicle that employs a selective catalytic reduction system (SCR system) as an exhaust gas treatment system, a filter is not required, so a load switching valve Is not equipped.
  • SCR system selective catalytic reduction system
  • a dedicated circuit for unloading the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump for the work device to the tank is separately required. Therefore, the number of parts mounted on the vehicle body increases, the vehicle body becomes large, and the work space is restricted accordingly.
  • an object of the present invention is to suppress the occurrence of engine stall in a work vehicle in which a cargo handling work device is operated by an electric operation lever, regardless of the type of system mounted on the vehicle body.
  • the present invention includes a working device attached to a vehicle body, a hydraulic actuator for driving the working device, and a hydraulic pump driven by an engine to supply hydraulic oil to the hydraulic actuator.
  • a directional control valve that controls the flow of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump and supplied to the hydraulic actuator, a hydraulic oil tank that stores the hydraulic oil, and a control pressure for switching and controlling the directional control valve are controlled.
  • the work vehicle has a pressure sensor for detecting the discharge pressure of the hydraulic pump and a rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the engine, and the direction control valve discharges from the hydraulic pump.
  • the controller includes a neutral position for returning the hydraulic oil to the hydraulic oil tank, and the controller detects that the discharge pressure detected by the pressure sensor is equal to or higher than the relief pressure in the drive circuit of the hydraulic actuator and is detected by the rotation speed sensor.
  • the output of the control signal to the electromagnetic control valve is limited so that the directional control valve switches to the neutral position. It is characterized by that.
  • FIG. 1 is an external side view showing a configuration example of the wheel loader 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the wheel loader 1 is an articulated work vehicle that is steered by bending the vehicle body near the center.
  • the front frame 110 which is the front part of the vehicle body
  • the rear frame 120 which is the rear part of the vehicle body
  • the rod of the steering cylinder 116 expands and contracts.
  • the front frame 110 bends in the left-right direction with respect to the rear frame 120.
  • the left hand side in the forward direction is referred to as "left direction”
  • right hand side is referred to as "right direction”.
  • the front frame 110 is provided with a pair of left and right front wheels 113
  • the rear frame 120 is provided with a pair of left and right rear wheels 123
  • the entire vehicle body is provided with four wheels 113 and 123.
  • FIG. 1 shows only the left front wheel 113 and the rear wheel 123 among the four wheels 113 and 123.
  • a hydraulically driven cargo handling work device 11 used for cargo handling work is attached to the front frame 110.
  • the cargo handling work device 11 includes a lift arm 111 whose base end is rotatably attached to the front frame 110, two lift arm cylinders 117 that drive the lift arm 111 by expanding and contracting each rod 117A, and a lift arm.
  • a bucket 112 rotatably attached to the tip of 111, a bucket cylinder 115 that drives the bucket 112 by expanding and contracting the rod 115A, and a bucket 112 and a bucket cylinder 115 rotatably connected to a lift arm 111. It has a bell crank 118 that constitutes a link mechanism with and.
  • the lift arm 111 rotates upward with respect to the front frame 110 by supplying hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 (see FIG. 2) to each of the two lift arm cylinders 117 and extending each rod 117A. As each rod 117A contracts, it rotates downward with respect to the front frame 110.
  • the two lift arm cylinders 117 are arranged side by side in the left-right direction of the vehicle body, but in FIG. 1, only the lift arm cylinder 117 arranged on the left side is shown by a broken line.
  • the bucket 112 is a work tool for scooping earth and sand and discharging the soil, and leveling the ground.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 is supplied to the bucket cylinder 115, and the rod 115A extends.
  • the rod 115A rotates (tilts) upward with respect to the lift arm 111, and the rod 115A contracts to rotate (dump) downward with respect to the lift arm 111.
  • Both the bucket cylinder 115 and the two lift arm cylinders 117 correspond to the hydraulic actuators that drive the cargo handling work device 11.
  • the driver's cab 121 on which the operator is boarded, the machine room 122 for accommodating various devices necessary for driving the wheel loader 1 such as the engine 190 (shown by the broken line in FIG. 1), and the vehicle body are tilted.
  • a counter weight 124 is provided to maintain a balance with the cargo handling work device 11 so as not to prevent the load handling device 11.
  • the driver's cab 121 is arranged at the front, the counterweight 124 is arranged at the rear, and the machine room 122 is arranged between the driver's cab 121 and the counterweight 124.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram illustrating the configuration of the drive system in the cargo handling work device 11.
  • the drive system of the cargo handling work device 11 includes a bucket cylinder 115, two lift arm cylinders 117, a hydraulic pump 12 that supplies hydraulic oil to each cylinder 115, 117, and each cylinder 115, 117 discharged from the hydraulic pump 12.
  • a directional control valve device 9 for controlling the flow (direction and flow rate) of the hydraulic oil supplied to the vehicle and a hydraulic oil tank 10 for storing the hydraulic oil are included.
  • the hydraulic pump 12 is a fixed capacity type hydraulic pump driven by the engine 190.
  • the discharge pressure P of the hydraulic pump 12 is detected by the pressure sensor 14 attached to the discharge port of the hydraulic pump 12.
  • the rotation speed N of the engine 190 is detected by the rotation speed sensor 13 attached to the output shaft of the engine 190.
  • the engine 190 also drives an auxiliary machine 15 other than the hydraulic pump 12.
  • the directional control valve device 9 includes a first directional control valve 5 that switches and controls the flow of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 and supplied to the bucket cylinder 115, and two lift arm cylinders 117 discharged from the hydraulic pump 12.
  • the second direction control valve 6 that switches and controls the flow of hydraulic oil supplied to each of the above, and the maximum pressure in the direction control valve device 9, that is, the relief pressure Pr in the drive circuits of the bucket cylinder 115 and the two lift arm cylinders 117. It has a specified main relief valve 16.
  • the relief pressure Pr in the drive circuits of the bucket cylinder 115 and the two lift arm cylinders 117 can be arbitrarily set to a predetermined value, and in the following description, it is simply referred to as "main relief pressure Pr". do.
  • the first direction control valve 5 and the second direction control valve 6 are open center type direction control valves, respectively, and are provided on the center bypass line 17 connecting the hydraulic pump 12 and the hydraulic oil tank 10.
  • the second direction control valve 6 is connected to the first direction control valve 5 by a parallel line 18 branched from the upstream side of the first direction control valve 5 in the center bypass line 17 and connected to the upstream side of the second direction control valve 6. Connected in parallel.
  • the first direction control valve 5 includes a first switching position 5L, a neutral position 5N, and a second switching position 5R.
  • first switching position 5L the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 flows into the bottom chamber 115B of the bucket cylinder 115, and the hydraulic oil discharged from the rod chamber 115C is guided to the hydraulic oil tank 10.
  • neutral position 5N the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 is returned to the hydraulic oil tank 10 as it is.
  • the second switching position 5R the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 flows into the rod chamber 115C of the bucket cylinder 115, and the hydraulic oil discharged from the bottom chamber 115B is guided to the hydraulic oil tank 10.
  • the first switching position 5L, the neutral position 5N, and the second switching position 5R are switched by moving the spool provided inside the first direction control valve 5.
  • the spool is displaced in proportion to the control pressure supplied from the first electromagnetic control valve 3. Therefore, by controlling the control pressure supplied from the first electromagnetic control valve 3, the spool is displaced between the first switching position 5L and the neutral position 5N and between the second switching position 5R and the neutral position 5N. It is possible to control.
  • the displacement amount of the spool is maximized in the state where the first direction control valve 5 is switched to the first switching position 5L and the state where the first switching position 5R is switched to the second switching position 5R (full stroke state). Further, in the state where the first direction control valve 5 is switched to the neutral position 5N, the displacement amount of the spool becomes 0 and the spool stops at the neutral position. At this time, the supply of the control pressure from the first electromagnetic control valve 3 is stopped.
  • the bucket 112 is operated by an operation lever 19 as an electric operation device for operating the cargo handling work device 11.
  • an operation lever 19 As an electric operation device for operating the cargo handling work device 11.
  • the bucket operation signal related to the dump operation of the bucket 112 is output from the operation lever 19 to the controller 2.
  • the controller 2 outputs a control signal according to the dump operation amount of the bucket 112 to the first electromagnetic control valve 3 based on the input bucket operation signal. Then, the first electromagnetic control valve 3 supplies the control pressure for switching and controlling the first direction control valve 5 to the second switching position 5R to the first direction control valve 5. As a result, the first direction control valve 5 is switched to the second switching position 5R, and the hydraulic oil is discharged from the bottom chamber 115R of the bucket cylinder 115, so that the rod 115A contracts and the bucket 112 dumps.
  • the second direction control valve 6 includes a first switching position 6LF, a neutral position 6N, a second switching position 6R, and a third switching position 6LT.
  • the first switching position 6LF causes the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 to flow into the rod chambers 117C of the two lift arm cylinders 117, respectively, and guides the hydraulic oil discharged from the bottom chamber 117B to the hydraulic oil tank 10.
  • the second switching position 6R causes the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 to flow into the bottom chambers 117B of the two lift arm cylinders 117, respectively, and guides the hydraulic oil discharged from the rod chambers 117C to the hydraulic oil tank 10.
  • the third switching position 6LT guides the hydraulic oil discharged from the bottom chamber 117B and the rod chamber 117C of each of the two lift arm cylinders 117 to the hydraulic oil tank 10.
  • the first switching position 6LF, the neutral position 6N, the second switching position 6R, and the third switching position 6LT are switched by moving the spool provided inside the second direction control valve 6.
  • the spool is displaced in proportion to the control pressure supplied from the second electromagnetic control valve 4. Therefore, by controlling the control pressure supplied from the second electromagnetic control valve 4, the displacement of the spool between the first switching position 6LF and the neutral position 6N and between the second switching position 6R and the neutral position 6N It is possible to control.
  • the displacement amount of the spool is maximized in the state where the second direction control valve 6 is switched to the third switching position 6LT and the state where the second direction control valve 6 is switched to the second switching position 6R (full stroke state). Further, in the state where the second direction control valve 6 is switched to the neutral position 6N, the displacement amount of the spool becomes 0 and the spool stops at the neutral position. At this time, the supply of the control pressure from the second electromagnetic control valve 4 is stopped.
  • the lift arm 111 is operated by the operating lever 19. That is, in the present embodiment, both the lift arm 111 and the bucket 112 are operated by the operating lever 19, but the present invention is not limited to this, and the lift arm 111 and the bucket 112 may be operated by different operating levers. For example, when the operation lever 19 is operated in the direction of raising the lift arm 111, the lift arm operation signal related to the raising operation of the lift arm 111 is output from the operation lever 19 to the controller 2.
  • the controller 2 outputs a control signal corresponding to the lifting operation amount of the lift arm 111 to the second electromagnetic control valve 4 based on the input lift arm operation signal. Then, the second electromagnetic control valve 4 supplies the control pressure for switching and controlling the second direction control valve 6 to the first switching position 6LF to the second direction control valve 6. As a result, the second direction control valve 6 is switched to the first switching position 6LF, and the hydraulic oil flows into the bottom chamber 117B of each of the two lift arm cylinders 117, so that the rod 117A extends and the lift arm 111 rises. do.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing the functions of the controller 2.
  • the controller 2 is configured by connecting the CPU, RAM, ROM, HDD, input I / F, and output I / F to each other via a bus. Then, various operating devices such as the operating lever 19 and various sensors such as the pressure sensor 14 and the rotation speed sensor 13 are connected to the input I / F, and the first electromagnetic control valve 3, the second electromagnetic control valve 4, and the monitor are connected. 7 and the like are connected to the output I / F.
  • the monitor 7 is a display device provided in the driver's cab 121 that displays as an advice display that the controller 2 limits the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4. be.
  • the CPU reads the control program (software) stored in a recording medium such as a ROM, HDD, or optical disk, expands it on the RAM, and executes the expanded control program for control.
  • the program and the hardware work together to realize the function of the controller 2.
  • the controller 2 is described as a computer configured by a combination of software and hardware, but the present invention is not limited to this, and for example, as an example of the configuration of another computer, the wheel loader 1 side.
  • An integrated circuit that realizes the function of the controller to be executed may be used.
  • the controller 2 includes a data acquisition unit 21, an unload condition determination unit 22, a storage unit 23, and a signal output unit 24.
  • the data acquisition unit 21 includes an operation signal output from the operation lever 19 according to the operation amount, a discharge pressure P of the hydraulic pump 12 detected by the pressure sensor 14 (hereinafter, simply referred to as “discharge pressure P”), and rotation. Data on the rotation speed N of the engine 190 detected by the number sensor 13 (hereinafter, simply referred to as “engine rotation speed N”) is acquired.
  • the discharge pressure P acquired by the data acquisition unit 21 is equal to or higher than the main relief pressure Pr (P ⁇ Pr), and the engine speed N acquired by the data acquisition unit 21 is the engine 190. It is determined whether or not the unload condition is satisfied, which is lower than the low idle rotation speed NL, which is the rotation speed in the low idle state (N ⁇ NL).
  • the main relief pressure Pr and the low idle rotation speed NL are stored in the storage unit 23, which is a memory.
  • the "low idle speed NL" is specifically an engine speed set in consideration of fuel efficiency, and is an engine speed that is also used during work. That is, the engine speed is set to the minimum necessary so that the engine 190 does not stall even when a workload is applied.
  • FIGS. 7A and 7B are graphs showing the relationship between the engine speed and the output torque.
  • the maximum value of the engine speed NL1 may be set to a speed NS slightly lower than the low idle speed NL.
  • the unload condition determination unit 22 does not immediately determine that the unload condition is satisfied even if the engine speed N becomes lower than the low idle speed NL, and the unload condition is satisfied only when the engine speed NS is reached. Will be determined. In this way, the engine speed can be prevented from hunting by setting the speed NS having a margin from the low idle speed NL to the maximum value of the engine speed NL1.
  • the engine speed of the low idle speed NL or higher corresponds to the engine speed NW applied during work, and is from the low idle speed NL to the maximum engine speed Nmax. It is set to the area in the range (NL ⁇ NW ⁇ Nmax).
  • the maximum engine speed Nmax during work is set to the maximum engine speed with no load.
  • the signal output unit 24 transmits the control signal based on the operation signal acquired by the data acquisition unit 21 to the first electromagnetic control valve 3 and Output to the second electromagnetic control valve 4, and when the unload condition determination unit 22 determines that the unload condition is satisfied, the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4.
  • the unload condition determination unit 22 is reacquired by the data acquisition unit 21. It is determined whether or not the engine speed N is equal to or higher than the low idle speed NL. Then, when the signal output unit 24 determines in the unload condition determination unit 22 that the engine speed N is equal to or higher than the low idle speed NL (N ⁇ NL), the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 3 and the second The restriction on the output of the control signal to the electromagnetic control valve 4 is released.
  • the signal output unit 24 monitors the display signal for displaying the above-mentioned advice display when the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 is restricted. Output to 7. Then, when the signal output unit 24 releases the restriction on the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4, the signal output unit 24 stops the output of the display signal to the monitor 7.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing executed by the controller 2.
  • the data acquisition unit 21 acquires the operation signal output from the operation lever 19 according to the operation amount, the discharge pressure P detected by the pressure sensor 14, and the engine speed N detected by the rotation speed sensor 13. (Step S201).
  • the discharge pressure P acquired in step S201 is equal to or higher than the main relief pressure Pr, and the engine speed N acquired in step S201 is lower than the low idle speed NL. It is determined whether or not the engine speed is NL1, that is, whether or not the unload condition is satisfied (step S202).
  • the signal output unit 24 limits the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4. (Step S203).
  • the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 limit the supply of the control pressure to the first direction control valve 5 and the second direction control valve 6, thereby limiting the supply of the control pressure to the first direction control valve 5 and the second electromagnetic control valve 5.
  • the spools of the two-way control valve 6 are displaced toward the neutral positions 5N and 6N, respectively.
  • the controller 2 limits the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4, so that the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 is sent to the hydraulic oil tank 10.
  • these first electromagnetic control valves 3 and second electromagnetic control valves 4 are devices that are always mounted on the vehicle body in which the cargo handling work device 11 is operated by the electric operation lever 19. It is possible to suppress the occurrence of stall of the engine 190 regardless of the type of system mounted on the vehicle body.
  • the signal output unit 24 outputs a display signal for displaying advice to the monitor 7 while limiting the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4. (Step S204).
  • the controller 2 limits the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 by seeing the advice display displayed on the monitor 7. Can be done.
  • the data acquisition unit 21 next acquires the engine speed N detected by the rotation speed sensor 13 again (step S205). Subsequently, the unload condition determination unit 22 determines whether or not the engine speed N reacquired in step S205 is the engine speed NW that is equal to or higher than the low idle speed NL (step S206).
  • the restriction on the output of the control signal to the electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 is released, that is, the control signal corresponding to the operation amount of the operation lever 19 is output (step S207).
  • the engine 190 since the engine 190 is in a state where it is difficult to stall, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 12 is prevented from being unloaded into the hydraulic oil tank 10 more than necessary, and the cargo handling work device 11 is operated. I have secured it.
  • the signal output unit 24 stops the output of the display signal to the monitor 7 (step S208), and the process in the controller 2 ends. Since the advice display displayed on the monitor 7 is hidden, the operator can easily recognize that the restriction on the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 has been released. Can be done.
  • the specific display method of the advice display displayed on the monitor 7 is not particularly limited.
  • step S203 is performed.
  • the signal output unit 24 continuously limits the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4.
  • the output unit 24 outputs a control signal according to the operation amount of the operation lever 19 to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4.
  • FIG. 5 is a functional block diagram showing the functions of the controller 2A according to the modified example of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing executed by the controller 2A according to the modified example of the present invention.
  • the wheel loader 1 is a release switch 8 as a release device that outputs a release signal for releasing the restriction on the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 to the controller 2A.
  • the release switch 8 is provided in the driver's cab 121 (see FIG. 1) and is manually operated by the operator.
  • the release signal output from the release switch 8 is input to the data acquisition unit 21A of the controller 2A.
  • the controller 2A sends a release signal to the data acquisition unit 21A. It is determined whether or not there is an input of (step S209).
  • step S209 If a release signal is input in step S209 (step S209 / YES), the process proceeds to step S207, and the signal output unit 24A outputs a control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4. Remove the restriction of. On the other hand, if there is no release signal input in step S209 (step S209 / NO), the process returns to step S203, and the signal output unit 24A continuously refers to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4. Limit the output of control signals.
  • the restriction on the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 is released by the manual operation of the release switch 8 by the operator. Therefore, as in the embodiment, when the engine speed N becomes the low idle speed NL or more (N ⁇ NL) in the controller 2, the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 are automatically used.
  • the cargo handling work device 11 generated by repeating the restriction and release of the control signal output to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 as compared with the case of releasing the restriction on the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4. The hunting operation can be suppressed.
  • the controllers 2 and 2A both limit the output of the control signal to the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4, but drive the lift arm 111 and the bucket 112.
  • the output of the control signal to only one of the first electromagnetic control valve 3 and the second electromagnetic control valve 4 may be limited.
  • the wheel loader has been described as an example of one aspect of the work vehicle, but the present invention is not limited to this, and any work vehicle provided with a work device operated by an electric operation device is not limited to this.
  • it may be another work vehicle such as a hydraulic excavator.

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Abstract

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。　電気式の操作レバー１９によって操作される荷役作業装置１１を備えたホイールローダ１において、第１および第２方向制御弁５，６は、油圧ポンプ１２から吐出された作動油を作動油タンク１０へ戻す中立位置５Ｎ，６Ｎを含み、コントローラ２，２Ａは、油圧ポンプ１２の吐出圧Ｐがメインリリーフ圧Ｐｒ以上であって、エンジン回転数Ｎがローアイドル回転数ＮＬよりも低い場合、第１および第２方向制御弁５，６が中立位置５Ｎ，６Ｎに切り換わるように第１および第２電磁制御弁３，４に対する制御信号の出力を制限する。

Description

作業車両
　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。
　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。
　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。
　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。
特許第６１７５３７７号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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）。
　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）。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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

Claims (4)

  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。
  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。
  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。
  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。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230356554A1 (en) * 2020-09-17 2023-11-09 Agco Corporation Combine Stability Enhancer
US12071962B2 (en) * 2022-11-28 2024-08-27 Cnh Industrial America Llc Reservoir with variable charge pressure
CN119711569B (zh) * 2024-12-30 2025-10-31 雷沃重工集团有限公司 一种装载机的动臂举升高度限位系统、装载机及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000310202A (ja) * 1999-04-26 2000-11-07 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の油圧駆動装置
JP2004150115A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Komatsu Ltd 油圧制御装置
JP2015143545A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 日立建機株式会社 油圧制御装置
JP2019173395A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 株式会社Kcm ホイールローダ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6175377U (ja) 1984-10-23 1986-05-21
JPH07158475A (ja) * 1993-12-02 1995-06-20 Yutani Heavy Ind Ltd 建設機械のエンジン制御装置
JP3868112B2 (ja) * 1998-05-22 2007-01-17 株式会社小松製作所 油圧駆動機械の制御装置
JP2001140678A (ja) * 1999-11-18 2001-05-22 Sumitomo Constr Mach Co Ltd 建設機械搭載のエンジン制御装置
JP5113129B2 (ja) * 2008-09-01 2013-01-09 日産フォークリフト株式会社 産業車両の油圧回路装置
JP5808686B2 (ja) * 2012-02-03 2015-11-10 日立建機株式会社 作業車両のエンジン制御装置
JP6259631B2 (ja) * 2013-10-15 2018-01-10 株式会社タダノ 作業機械の油圧ポンプの容量制御装置
JP6134263B2 (ja) * 2013-12-27 2017-05-24 株式会社Kcm 油圧駆動システム
EP3553234A4 (en) * 2016-12-06 2020-03-18 Sumitomo (S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. CONSTRUCTION MACHINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000310202A (ja) * 1999-04-26 2000-11-07 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の油圧駆動装置
JP2004150115A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Komatsu Ltd 油圧制御装置
JP2015143545A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 日立建機株式会社 油圧制御装置
JP6175377B2 (ja) 2014-01-31 2017-08-02 株式会社Kcm 油圧制御装置
JP2019173395A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 株式会社Kcm ホイールローダ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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