JP2017115441A - 作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機の状態が変化したとしても、エンジンストールが発生する可能性があるかを適正に判断することができる。
【解決手段】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、作動油により作動する油圧アクチュエータと、作業機の状態を検出する検出部と、検出部で検出された作業機の状態に基づいて指標値を決定する指標決定部と、指標部決定部で決定した指標値と原動機の実回転数に基づいて原動機のドロップ量を演算する演算部と、ドロップ量が所定以上である場合に油圧ポンプの出力を低下させる出力低下部と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機に関する。

従来、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機において、エンジンストールを防止する技術として特許文献１に示すものが知られている。特許文献１の作業機では、エンジンと、エンジンの動力により駆動するＨＳＴポンプと、ＨＳＴポンプを操作する走行操作装置と、走行操作装置の一次側の圧力である走行一次側圧力を制御する圧力制御弁と、圧力制御弁を制御する制御装置とを備えている。

制御装置では、負荷が無負荷時に採用する無負荷時特性線と、エンジンに所定以上の負荷が作用した時に採用するドロップ特性線とに基づいて、圧力制御弁を制御することによって、エンジンストールを防止している。

特開２０１３−３６２７４号公報

さて、エンジンストールの防止を行うに際して、事前にエンジンストールが発生するか否かの判断は、例えば、エンジンの実回転数とエンジンの目標回転数との差であるドロップ量に基づいて行われる。エンジンの目標回転数は、例えば、アクセルの踏込量等を採用する。しかしながら、ドロップ量の算出において、作業機の状態が変化すると、従来から使用していたアクセルの踏込量等をエンジンの目標回転数に採用することが難しい場合があった。

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、作業機の状態が変化したとしても、エンジンストールが発生する可能性があるかを適正に判断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、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、作業機の状態を検出する検出部と、前記検出部で検出された作業機の状態に基づいて指標値を決定する指標決定部と、前記指標部決定部で決定した指標値と前記原動機の実回転数に基づいて前記原動機のドロップ量を演算する演算部と、前記ドロップ量が所定以上である場合に前記油圧ポンプの出力を低下させる出力低下部と、を備えている。

作業機は、前記検出部で検出された作業機の状態に基づいて前記原動機の回転数を所定の回転数である設定回転数に設定する制御部を備え、前記指標決定部は、前記制御部で設定された設定回転数を前記指標値に決定する。
作業機は、前記検出部は、作業機内を流れる流体の温度を検出する測定装置であり、前記指標決定部は、前記測定装置で検出された流体の温度が所定値以下である場合に前記流体に対応して設定された原動機の回転数を前記指標値として決定する。

作業機は、前記指標決定部は、作業機に設けられた機器のエラーを取得した場合に前記エラーに対応して設定された原動機の回転数を前記指標値として決定する。
作業機は、前記検出部は、前記作業機内を流れる流体である油、冷却水のいずれかの温度を測定可能な測定装置であり、前記指標決定部は、前記測定装置で検出された温度が所定値以下である場合に前記温度に対応して設定された原動機の回転数を前記指標値として決定する。

作業機は、前記原動機の目標回転数を指令する指令部材を備え、前記検出部は、前記作業機内を流れる流体である油、冷却水のいずれかの温度を測定可能な測定装置であり、前記指標決定部は、前記測定装置で検出された温度が所定値以上で且つ前記目標回転数が所定値以上である場合に、予め設定された原動機の回転数を前記指標値として決定する。
作業機は、前記原動機の目標回転数を指令する指令部材を備え、前記検出部は、前記指令部材で発生したエラーを検出する第１エラー検出部であり、前記指標決定部は、前記第１エラー検出部が指令部材のエラーを検出した場合に、予め定められた前記原動機の回転数を前記指標値として決定する。

作業機は、前記原動機の回転数を所定の回転数である設定回転数に設定する制御部を備え、前記検出部は、前記制御部で発生したエラーを検出する第２エラー検出部であり、
前記指標決定部は、前記第２エラー検出部が制御部のエラーを検出した場合に、前記エラーに応じて設定された前記原動機の回転数を、前記指標値として決定する。

本発明によれば、作業機の状態が変化したとしても、エンジンストールが発生する可能性があるかを適正に判断することができる。

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。 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。 エンジン回転数、走行一次圧及び制御線の関係を示す図である。 アンチストール制御のフローを示す図である。 第１変形例のアンチストール制御のフローを示す図である。 温度とエンジン回転数（第２設定回転数）との関係を示す図である。 第２変形例のアンチストール制御のフローを示す図である。 第３変形例における油圧システムを示す図である。 第３変形例のアンチストール制御のフローを示す図である。 第４変形例における油圧システムを示す図である。 第４変形例のアンチストール制御のフローを示す図である。 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油圧システム及びこの油圧システムを備えた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。
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１２及び図１３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１２及び図１３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１２の左側）を前方、運転者の後側（図１２の右側）を後方、運転者の左側（図１２の手前側）を左方、運転者の右側（図１２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３１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２給排油路１００ｃの中途部には、比例弁４５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（走行用の油圧モータ）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。
走行モータ５７は、ＨＳＴモータであって、パイロット油（作動油）によって作動する油圧機器である。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から第１流路４６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から第２流路４７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から第３流路４８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から第４流路４９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から第１流路４６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から第４流路４９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から第２流路４７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から第３流路４８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を縮小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。なお、第１電磁弁７３Ａ及び第２電磁弁７３Ｂの操作は、後述する第２制御部８２によって行う。

さて、図１及び図２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制御部を備えている。制御部は、第１制御部８１と、第２制御部８２とを含んでいる。なお、図１及び２に第２制御部８２が示されているが、図１に示した第２制御部８２と、図２に示した第２制御部８２とは同一である。
第１制御部８１は、原動機２９を制御する制御装置である。原動機２９がエンジンである場合には、第１制御部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制御部８１には、目標のエンジン回転数（エンジンの目標回転数という）を指令する指令部材８３が接続されている。指令部材８３は、ペダル部８３ａと、ペダル部８３ａの操作量を検出するセンサ８３ｂとを有している。ペダル部８３ａは、揺動自在に支持されたアクセルレバー、或いは、揺動自在に支持されたアクセルペダルである。センサ８３ｂで検出された操作量は、第１制御部８１に入力される。センサ８３ｂで検出された操作量が、エンジンの目標回転数である。また、第１制御部８１には、実際のエンジン回転数（エンジンの実回転数という）を検出するセンサ８４が接続されている。

第１制御部８１のエンジン制御は、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制御部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制御部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制御部８２は、油圧システムを制御する制御装置である。第２制御部８２は、例えば、第１電磁弁７３Ａ、第２電磁弁７３Ｂを制御する。第２制御部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制御部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制御部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。

さて、第２制御部８２は、エンジンストールを防止する制御（アンチストール制御）を
行う。具体的には、第２制御部８２には、比例弁４５が接続されている。第２制御部８２は、エンジンの目標回転数とエンジンの実回転数との差であるエンジンのドロップ量に基づいて、比例弁４５の開度を変更することによって、エンジンストールを防止する。第２制御部８２は、エンジンの実回転数及びエンジンの目標回転数が取得可能である。

以下、アンチストール制御について詳しく説明する。
図３は、エンジン回転数と、走行一次圧と、制御線Ｌ１、Ｌ２の関係を示している。
走行一次圧とは、第２給排油路１００ｃにおいて、比例弁４５からリモコン弁（リモコン弁３６、３７、３８、３９）に至る油路における作動油の圧力（パイロット圧）である。即ち、走行操作を行う走行レバー４０に設けられたリモコン弁に入る作動油の一次圧である。制御線Ｌ１は、ドロップ量が所定未満である場合のエンジン回転数と、走行一次圧との関係を示している。制御線Ｌ２は、ドロップ量が所定以上である場合のエンジン回転数と、走行一次圧との関係を示している。

第２制御部８２は、ドロップ量が所定未満である場合、エンジンの実回転数と走行一次圧との関係が、制御線Ｌ１に一致するように、比例弁４５の開度を調整する。また、第２制御部８２は、ドロップ量が所定以上である場合、エンジンの実回転数と走行一次圧との関係が、制御線Ｌ２に一致するように、比例弁４５の開度を調整する。制御線Ｌ２では、所定のエンジン回転数に対する走行一次圧が、制御線Ｌ１の走行一次圧よりも低い。即ち、同一のエンジン回転数に着目した場合、制御線Ｌ２の走行一次圧が、制御線Ｌ１の走行一次圧よりも低い。したがって、制御線Ｌ２に基づく制御によって、リモコン弁に入る作動油の圧力（パイロット圧）が低く抑えられる。その結果、ＨＳＴポンプ（走行油圧ポンプ）６６のＨＳＴポンプ６６の斜板角が調整され、エンジン２９に作用する負荷が減少し、エンジン２９のストールを防止することができる。なお、図３では、１本の制御線Ｌ２を示しているが、制御線Ｌ２は複数であってもよい。例えば、エンジン回転数毎に制御線Ｌ２が設定されていてもよい。また、制御線Ｌ１及び制御線Ｌ２を示すデータ、或いは、関数等の制御パラメータ等は、第２制御部８２が有していることが好ましい。

さて、アンチストール制御では、作業機の状態に基づく制御を行っている。作業機の状態とは、作業機に設けられた様々な機器、流体等の状態を含んでいる。流体の状態とは、エンジンオイルの温度の状態、作動油の温度の状態、冷却水の温度の状態等である。また、機器の状態とは、作業機に搭載したセンサ、制御装置、エンジン等で発生又は検出したエラーの有無のことである。作業機の状態は、検出部９０で検出する。

まず、作業機の状態として、油の温度（油温）に基づくアンチストール制御について詳しく説明する。
作業機１は、検出部９０は、油の温度を検出する測定装置である。例えば、測定装置９０は、油圧アクチュエータ（リフトシリンダ２６、チルトシリンダ２８、予備アクチュエータ等）に供給する作動油の温度を測定する。なお、測定装置９０は、作動油の温度ではなく、エンジンオイルの温度を測定する装置であってもよい。以下、説明の便宜上、作動油、又は、エンジンオイルのことを「第１油温」という。第１油温は、第１制御部８１及び／又は第２制御部８２に入力することが可能である。

第２制御部８２は、第１油温（作動油の温度）が予め定められた所定値以下である場合、エンジンの目標回転数を所定の回転数である第１設定回転数に固定する。即ち、第２制御部８２は、エンジンの回転数を制御する第１制御部８１に対して、エンジンの目標回転数を第１設定回転数に設定することを指令する。第１制御部８１は、第２制御部８２から指令された第１設定回転数をエンジンの目標回転数にする。第１設定回転数は、例えば１８００ｒｐｍである。即ち、第２制御部８２は、第１油温（作動油の温度）が低い場合に、エンジンの目標回転数を第１設定回転数（１８００ｒｐｍ）に固定することによって油圧システム（作業装置）に設けられた様々な機器の保護を行う。一方、第２制御部８２は、第１油温（作動油の温度）が所定値以上である場合（第１油温が上昇して様々な機器の保護を行わなくてよい状態である場合）は、第１制御部８１に対して、エンジンの目標回転数を第１設定回転数に設定することを指令しない。第２制御部８２は、第１制御部８１からの指令が無いため、指令部材８３で指令されたエンジン回転数を目標回転数にする。

第２制御部８２は、指標決定部８２ａと、演算部８２ｂと、出力低下部８２ｃとを有している。指標決定部８２ａ、演算部８２ｂ及び出力低下部８２ｃは、第２制御部８２に組み込まれたプログラム、電気電子回路、電気電子部品等で構成されている。
指標決定部８２ａは、第１油温（作動油の温度）に基づいて指標値（エンジンのドロップ量を求める場合に使用する値）を決定する。指標決定部８２ａは、第１油温（作動油の温度）が低く、第２制御部８２がエンジンの目標回転数を第１設定回転数に設定した場合、第１設定回転数を指標値とする。演算部８２ｂは、指標部決定部８２ａで決定した指標値とエンジンの実回転数に基づいてエンジンのドロップ量を演算する。即ち、演算部８２ｂは、第１油温（作動油の温度）が低い場合は、「ドロップ量＝第１設定回転数−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める。一方、指標決定部８２ａは、第１油温（作動油の温度）が高く、第１制御部８１が指令部材８３で指令されたエンジン回転数（アクセル値）を目標回転数に設定した場合、アクセル値を指標値とする。演算部８２ｂは、第１油温が高い場合は、「ドロップ量＝アクセル値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める。

出力低下部８２ｃは、ドロップ量が所定以上である場合に、油圧ポンプ（ＨＳＴポンプ６６）の出力を低下させる。出力低下部８２ｃは、上述したように、ドロップ量が所定以上である場合は、エンジンの実回転数と走行一次圧との関係が、制御線Ｌ２に一致するように比例弁４５の開度を調整する。
図４は、作動油の温度（第１油温）に基づいて行われるエンジン回転数の設定及びアンチストール制御のフローを示している。

図４に示すように、エンジン始動後、第２制御部８２は、第１油温が低温であるか否かを判断する（Ｓ１）。なお、低温とは、油の粘性が高くなり、様々な機器に負荷をかけてしまう領域であり、例えば、零度以下の状態である。
第２制御部８２は、第１油温が低温である場合（Ｓ１、ｙｅｓ）、エンジンの目標回転数を第１設定回転数に固定する（Ｓ２）。即ち、エンジンの目標回転数を第１設定回転数に固定することを、第１制御部８１に指令する。

一方、第２制御部８２は、第１油温が低温でない場合（Ｓ１、Ｎｏ）、エンジンの目標回転数を第１設定回転数に固定することを第１制御部８２に指令せず、第１制御部８１は、指令部材８３で指令されたエンジン回転数を目標回転数に設定する（Ｓ３）。指標決定部８２ａは、エンジンの目標回転数が第１設定回転数である場合、第１設定回転数を指標値とする（Ｓ４）。一方、指標決定部８２ａは、エンジンの目標回転数が第１設定回転数でない場合、アクセル値を指標値とする（Ｓ５）。演算部８２ｂは、指標値が第１設定回転数である場合は、「ドロップ量＝第１設定回転数−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ６）。演算部８２ｂは、指標値がアクセル値である場合は、「ドロップ量＝アクセル値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ６）。出力低下部８２ｃは、ドロップ量が所定以上である場合、制御線Ｌ２に基づく制御を行う（Ｓ７）。

以上のように、第２制御部８２は、油温が低く、目標回転数を第１設定回転数に固定した場合は、アンチストール制御におけるドロップ量を算出する指標値を第１設定回転数に決定する。そして、第２制御部８２は、第１設定回転数とエンジンの実回転数との差をドロップ量として、エンジンストールの状態に近づいているか否かを判断しているため、油温が低い場合でも、適正に、アンチストール制御を行うことができる。なお、油温が低い場合に、アクセル値とエンジンの実回転数との差をドロップ量とした場合、第１設定回転数が固定であることの影響を受けて、エンジンストールの状態に近づいていないのに、エンジンストールの状態に近づいていると判断してしまう。

上述した実施形態では、第２制御部８２が第１油温（作動油の温度）によって設定した第１設定回転数を指標値にしていたが、これに代えて、第１油温（作動油の温度）に応じて定められたエンジンの目標回転数を指標値としてもよい（変形例１）。
図５は、変形例１におけるアンチストール制御のフローを示している。変形例１では、油温は第２制御部８２が取得可能であるとして説明を続ける。即ち、図５で示す第１油温
は作動油の温度である。

図５に示すように、第２制御部８２は、油温（第１油温）を取得する（Ｓ１１）。
指標決定部８２ａは、第１油温が所定値以下（低温）である場合（Ｓ１２，Ｙｅｓ）に、油温に対応して設定されたエンジンの回転数（第２設定回転数）を指標値として決定する（Ｓ１３）。例えば、第２制御部８２は、図６に示すように、第１油温とエンジン回転数（第２設定回転数）との関係を有している。指標決定部８２ａは、第１油温とエンジン回転数（第２設定回転数）との関係を参照して、第１油温に対応するエンジン回転数（第２設定回転数）を指標値とする。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝第２設定回転数−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ１３）。出力低下部８２ｃは、ドロップ量が所定以上である場合、制御線Ｌ２に基づく制御を行う（Ｓ１４）。

また、第１油温が高温である場合に、指標値と変更してもよい（変形例２）。図７は、変形例２におけるアンチストール制御のフローを示している。変形例２では、油温は第２制御部８２が取得可能であるとして説明を続ける。
図７に示すように、第２制御部８２は、第１油温を取得する（Ｓ２１）。指標決定部８２ａは、第１油温が所定値以上（高温）であり、オーバヒートに近い温度であるか否かを判定する（Ｓ２２）。また、指標決定部８２ａは、アクセル値を参照して、アクセル値が１８００ｒｐｍ以上であるか否か（第１閾値以上であるか否か）を判定する（Ｓ２３）。指標決定部８２ａは、アクセル値が１８００ｒｐｍ以上である場合、１８００ｒｐｍを指標値に決定する（Ｓ２４）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝第１閾値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ２５）。一方、指標決定部８２ａは、第１油温が所定値以上（高温）でない場合（Ｓ２２、Ｎｏ）、或いは、アクセル値が第１閾値以上でない場合（Ｓ２３、Ｎｏ）である場合は、アクセル値を指標値とする（Ｓ２６）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝アクセル値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ２７）。出力低下部８２ｃは、ドロップ量が所定以上である場合、制御線Ｌ２に基づく制御を行う（Ｓ２８）。

以上のように、作動油の温度に基づいて指標値を決定してもよいが、これに代え、エンジンオイルの温度に基づいて指標値を変更してもよい。エンジンオイルの温度に基づいて指標値を変更する場合は、エンジンの目標回転数の設定（第１設定回転数、或いは、第２設定回転数の設定）は、第１制御部８１が行う。また、第１制御部８１が第２制御部８２の代わりに、指標決定部８２ａ、演算部８２ｂを有していてもよい。

また、作業機に設けられた機器のエラーを取得した場合に指標値を変更してもよい。機器の１つである指令部材８３の状態に基づいて、指標値を変更する変形例３について説明する。
図８に示すように、検出部９１は、指令部材８３の状態を検出する部分であって、第２制御部８２に設けられている。検出部９１は、第２制御部８２に設けられたプログラム、電気電子回路、電気電子部品等で構成されている。検出部９１は、指令部材８３で発生したエラーを検出する第１エラー検出部である。第１エラー検出部９１は、例えば、ペダル部８３ａで発生した故障をエラーとして検出したり、センサ８３ｂで発生した故障をエラーとして検出する。つまり、第１エラー検出部９１は、センサ８３ｂの指令値が正確に読み取ることができない場合、センサ８３ｂが異常な値を示す場合などを故障として検出する。第１エラー検出部９１で検出したエラーは、第１制御部８１が取得可能である。

図９は、変形例３におけるアンチストール制御のフローを示している。
図９に示すように、第２制御部８２は、エンジンが作動（駆動）している状態において、指令部材８３の状態を監視し、センサ８３ｂが故障しているか否かを判定する（Ｓ３１）。第１エラー検出部９１が、センサ８３ｂが故障しているエラーを検出した場合、即ち、センサ８３ｂの故障を示すエラーが発生した場合（Ｓ３１、ｙｅｓ）、指標決定部８２ａは、エンジンのアイドリングの回転数を指標値に決定する（Ｓ３２）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝アイドリングの回転数−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（ＳＳ３３）。一方、第１エラー検出部９１が、センサ８３ｂが故障しているエラーを検出しなかった場合、即ち、センサ８３ｂの故障を示すエラーが発生しなかった場合（
Ｓ３１、Ｎｏ）、指標決定部８２ａは、アクセル値を指標値とする（Ｓ３４）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝アクセル値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ３５）。出力低下部８２ｃは、ドロップ量が所定以上である場合、制御線Ｌ２に基づく制御を行う（Ｓ３６）。

また、作業機に搭載した機器の１つである第１制御部８１の状態に基づいて、指標値を変更してもよい（変形例４）。図１０に示すように、検出部９２は、第１制御部８１の状態を検出する部分であって、第１制御部８１に設けられている。検出部９２は、第１制御部８１に設けられたプログラム、電気電子回路、電気電子部品等で構成されている。検出部９２は、第１制御部８１で発生したエラーを検出する第２エラー検出部である。指標決定部８２ａは、第２エラー検出部９２が第１制御部８１のエラーを検出した場合に、エラーに応じて設定されたエンジンの回転数を、指標値として決定する。

図１１は、変形例４におけるアンチストール制御のフローを示している。
第１制御部８１は、エンジンが作動（駆動）している状態において、自己の状態を監視し、エラーが検出されているか否かを判定する（Ｓ４１）。第２エラー検出部９２が、エラーを検出した場合、第１制御部８１は、エラーの内容に基づいて制限を行うレベルを決定する（Ｓ４２）。この実施形態では、エラーのレベルは３段階に分かれていて、短期間で機器の故障（エンジンの故障、走行系の装置の故障、作業系の装置の故障）に繋がる可能性があるエラーは最もレベルの「高い重度エラー」であり、機器の故障には直接繋がり難いもののオペレータに報知をする必要があるエラーは最もレベルの低い「軽度エラー」であり、重度エラーと軽度エラーとの間のエラーは「中度エラー」である。

指標決定部８２ａは、エラーが重度エラーである場合（Ｓ４３、ｙｅｓ）は、アクセル値がアイドリングの回転数以上であるか否かを判定する（Ｓ４４）。指標決定部８２ａは、アクセル値がアイドリングの回転数以上（Ｓ４４、ｙｅｓ）である場合、アイドリング回転数を指標値に決定する（Ｓ４５）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝アイドリングの回転数−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ４６）。一方、指標決定部８２ａは、重度エラーであっても、アクセル値がアイドリングの回転数未満である場合（Ｓ４４、Ｎｏ）、アクセル値を指標値とする（Ｓ４７）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝アクセル値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ４８）。出力低下部８２ｃは、ドロップ量が所定以上である場合、制御線Ｌ２に基づく制御を行う（Ｓ５０）。

指標決定部８２ａは、エラーが重度エラーでない場合（Ｓ４３、Ｎｏ）は、中度エラーである否かを判定する（Ｓ５１）。指標決定部８２ａは、中度エラーである場合、アクセル値が１８００ｒｐｍ以上（第１閾値以上）であるか否かを判定する（Ｓ５２）。指標決定部８２ａは、アクセル値が第１閾値以上（Ｓ５２、ｙｅｓ）である場合、第１閾値を指標値に決定する（Ｓ５３）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝第１閾値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ５４）。一方、指標決定部８２ａは、中度エラーであっても、アクセル値がアイドリングの回転数未満である場合（Ｓ５２、Ｎｏ）、アクセル値を指標値とする（Ｓ５５）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝アクセル値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ５６）。出力低下部８２ｃは、ドロップ量が所定以上である場合、制御線Ｌ２に基づく制御を行う（Ｓ５０）。

指標決定部８２ａは、エラーが中度エラーでない場合（Ｓ５１、Ｎｏ）であり軽度のエラーである場合、アクセル値が２２８０ｒｐｍ以上（第２閾値以上）であるか否かを判定する（Ｓ６１）。指標決定部８２ａは、アクセル値が第２閾値以上（Ｓ６１、ｙｅｓ）である場合、第２閾値を指標値に決定する（Ｓ６２）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝第２閾値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ６３）。一方、指標決定部８２ａは、軽度エラーであっても、アクセル値が第２閾値未満である場合（Ｓ６１、Ｎｏ）、アクセル値を指標値とする（Ｓ６４）。演算部８２ｂは、「ドロップ量＝アクセル値−エンジンの実回転数」によってドロップ量を求める（Ｓ６５）。出力低下部８２ｃは、ドロップ量が所定以上である場合、制御線Ｌ２に基づく制御を行う（Ｓ５０）。

なお、上述した実施形態では、第１制御部８１のエラーに基づいて指標値を変更してい
るが、第２制御部８２のエラーであってもよい。また、第1制御部８１、第２制御部８２は、当該制御部の故障に限定されず、これらが検知した作業機のエラーであれば何でもよい。例えば、作業機において、尿素の不足を知らせるエラーであっても、燃料の不足をお知らせするエラーであってもよい。したがって、作業機において、様々なエラーが発生した場合でも、アンチストールの制御を正確に行うことができる。

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。上述した実施形態では、第１作動弁６１や第２作動弁６２は、二位置切換弁であったが、これに代え、比例弁であってもよい。上述した実施形態では、油圧機器として、走行モータ５１、ブレーキ機構５２として説明したが、油圧機器は、作動油の圧力で作動するものであれば、どのようなものであってもよい。また、走行モータは、１速又は２速に切り換わる（走行状態が変化する）モータであったが、走行モータの切換段数は、１速、２速に限定されない。

上述した実施形態では、ＨＳＴポンプ（走行油圧ポンプ）６６及び走行モータ５７の制御（ＨＳＴ制御）は、作動油（パイロット油）によって行っていたがこれに限定されず、例えば、電気的に制御を行ってもよい。即ち、ＨＳＴ制御において、走行ポンプ或いは走行モータ等の斜板制御を電磁比例弁等で行ってもよいし、その他の方法で行ってもよい。

１ 作業機
２９ 原動機
８２ 制御部
８２ａ 指標決定部
８２ｂ 演算部
８２ｃ 出力低下部
９０，９１，９２ 検出部

Claims (8)

1. 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、
   作業機の状態を検出する検出部と、
   前記検出部で検出された作業機の状態に基づいて指標値を決定する指標決定部と、
   前記指標部決定部で決定した指標値と前記原動機の実回転数に基づいて前記原動機のドロップ量を演算する演算部と、
   前記ドロップ量が所定以上である場合に前記油圧ポンプの出力を低下させる出力低下部と、
   を備えている作業機。
2. 前記検出部で検出された作業機の状態に基づいて前記原動機の回転数を所定の回転数である設定回転数に設定する制御部を備え、
   前記指標決定部は、前記制御部で設定された設定回転数を前記指標値に決定する請求項１に記載の作業機。
3. 前記検出部は、作業機内を流れる流体の温度を検出する測定装置であり、
   前記指標決定部は、前記測定装置で検出された流体の温度が所定値以下である場合に前記流体に対応して設定された原動機の回転数を前記指標値として決定する請求項１に記載の作業機。
4. 前記指標決定部は、作業機に設けられた機器のエラーを取得した場合に前記エラーに対応して設定された原動機の回転数を前記指標値として決定する請求項１に記載の作業機。
5. 前記検出部は、前記作業機内を流れる流体である油、冷却水のいずれかの温度を測定可能な測定装置であり、
   前記指標決定部は、前記測定装置で検出された温度が所定値以下である場合に前記温度に対応して設定された原動機の回転数を前記指標値として決定する請求項３に記載の作業機。
6. 前記原動機の目標回転数を指令する指令部材を備え、
   前記検出部は、前記作業機内を流れる流体である油、冷却水のいずれかの温度を測定可能な測定装置であり、
   前記指標決定部は、前記測定装置で検出された温度が所定値以上で且つ前記目標回転数が所定値以上である場合に、予め設定された原動機の回転数を前記指標値として決定する請求項３に記載の作業機。
7. 前記原動機の目標回転数を指令する指令部材を備え、
   前記検出部は、前記指令部材で発生したエラーを検出する第１エラー検出部であり、
   前記指標決定部は、前記第１エラー検出部が指令部材のエラーを検出した場合に、予め定められた前記原動機の回転数を前記指標値として決定する請求項４に記載の作業機。
8. 前記原動機の回転数を所定の回転数である設定回転数に設定する制御部を備え、
   前記検出部は、前記制御部で発生したエラーを検出する第２エラー検出部であり、
   前記指標決定部は、前記第２エラー検出部が制御部のエラーを検出した場合に、前記エラーに応じて設定された前記原動機の回転数を、前記指標値として決定する請求項４に記載の作業機。

Images