JP5277449B2 - 作業車両並びに作業車両の制御方法および制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バケットとブームからなる作業機の機構限界によって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両に適用される作業車両の制御方法および制御装置に関するものである。

図１は、ホイールローダ１の車体１ａの前部に設けられた作業機２の構造を示している。

同図１に示すように、作業機２は、ブーム３とバケット４からなり、車体１ａには、ブーム３の根本が上方向および下方向に回動自在に取り付けられているとともに、ブーム３の先端には、バケット４がダンプ方向およびチルト方向に回動自在に取り付けられている。

ブーム３には、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが取り付けられているとともに、車体１ａには、ブーム用油圧シリンダ５のボディ５ｂが取り付けられている。ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが伸長すると、ブーム３は、上方向に作動し、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが縮退すると、ブーム３は、下方向に作動する。

ブーム３には、ベルクランク７が揺動自在に取り付けられている。ベルクランク７の長手方向の一方には、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが取り付けられている。車体１ａには、バケット用油圧シリンダ６のボディ６ｂが取り付けられている。ベルクランク７の長手方向の他方には、ロッド８の一端が取り付けられており、ロッド８の他端は、バケット４に取り付けられている。バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが伸長すると、バケット４は、チルト方向に作動し、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが縮退すると、バケット４は、ダンプ方向に作動する。

ブーム３は、その根本の回動軸３ａ回りに回動するものであり、回動軸３ａには、ブーム３の回転角θ（以下、ブーム角度θ）を検出するブーム角度センサ９が設けられている。

バケット４は、ベルクランク７の揺動に連動して回動するものであり、ベルクランク７の揺動軸７ａには、ベルクランク７の揺動角φ（以下、ベルクランク角度φ）を検出するベルクランク角度センサ１０が設けられている。

バケット用油圧シリンダ６のストロークＬは、ブーム角度θとベルクランク角度φと、ベルクランク７とロッド８を含むリンク機構に関する既知のデータとに基づいて一義的に算出することができる。

ブーム３は、運転室に設けられたブーム用操作レバー１１を操作することで作動される。バケット４は、運転室に設けられたバケット用操作レバー１２を操作することで作動される。

下記の特許文献１には、ブーム用油圧シリンダのボディが車体に取り付けられ、アーム用油圧シリンダのボディがブームに取り付けられ、バケット用油圧シリンダがアームに取り付けられた構造の作業機を備えた油圧ショベルを対象として、作業機が停止時に油圧シリンダと流量方向制御弁との間に保持されている圧油の急激な流出を抑制して車体に与える衝撃を緩和するために、作業機の作動開始時に油圧シリンダに絞りを介して少量ずつの圧油を供給するという発明が記載されている。
特開２００２−５４６０９号公報

図１に示す構造の作業機２にあっては、作業機２の機構限界によって、ブーム３の上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈ（図２（ａ）参照）が加圧されるという現象が発生する。

すなわち、ダンプトラックのベッセルへ土砂を積込み排土する作業を行う際に、作業機２の姿勢は、バケット油圧シリンダ６が最も縮退したフルダンプ姿勢となる。ここでオペレータとしては、荷姿調整あるいはベッセルにかかっているバケット４を抜くために、バケット４がフルダンプしている姿勢のまま、ブーム用操作レバー１１を操作してブーム３を限界まで上げる操作を行うことがある。バケット用操作レバー１２が中立でブーム３を上昇させた場合、バケット用油圧シリンダ６は固定されているため、ベルクランク７はダンプストッパ３ｄに当接する方向に回転する。ブーム３を上昇させているときにベルクランク７がダンプストッパ３ｄに当接すると、ブーム３とベルクランク７は一体となって上昇する。その際にベルクランク７によりバケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが引きのばされるように作動する。

このようにベルクランク７がブーム３上のストッパ３ｄに当たり（図７（ｂ）参照）、その後は作業機２の構造上、バケット４をチルトさせる方向に圧油を供給していないにもかかわらずブーム３を上昇させる力でバケット用油圧リンダ６のロッド６ａが引きのばされていき、強制的にダンプ状態のバケット４がチルト方向に作動されることになる。

このため図２（ａ）に示すようにバケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈが密閉された状態でロッド６ａが引きのばされることになりヘッド室６Ｈが圧縮、加圧され、ヘッド室６Ｈ側の油圧Ｐが高くなる。このときボトム室６Ｂの油圧は零になっている。

この状態でオペレータとしては、バケット用操作レバー１２を操作してバケット４をチルト方向に作動させることがある。すると、図２（ｂ）に示すようにバケット用制御弁１６の開口が開き、高圧となっていたヘッド室６Ｈが一気に大気に開放され、ヘッド室６Ｈの油圧が高圧Ｐから０に変化するとともに、ボトム室６Ｂの油圧が０から高圧Ｐに変化する。こうした油圧の急激かつ大きな変化の反動によりバケット用油圧シリンダ６が振動する。この振動は車体１ａに伝達され車体１ａが前後に揺動する。ブーム３が上昇している姿勢はホイールローダ１としては重心が高く不安定な姿勢であり、振動が加えられることにより車体１ａおよびオペレータに与えられる衝撃は大きい。

このようなバケット用操作レバー１２を操作した際に閉じ込められた高圧の圧油が開放される現象は、他にもある。すなわちブーム３を下降させた状態でバケット４をチルトさせているにもかかわらずダンプ側に強制的に作動させられることがある。この際にバケット用操作レバー１２をダンプ方向に操作すると、油圧の急激な変化が起こる。しかし、この場合、ブーム３が下降しているため重心が低く安定しているので車体１ａに与えられる衝撃は小さいもののオペレータに不快感や疲労感を与える。また、ブーム用操作レバー１１を操作せずに中立にして、ブーム３を停止させた状態で、バケット用操作レバー１２を操作してバケット４をダンプ方向に作動させることがある。バケット４がダンプ方向に作動しベルクランク７がストッパ３ｄに当るとベルクランク７は停止する。しかし、バケット用操作レバー１２はダンプ方向に操作されているのでバケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈに圧油が供給され続け、ヘッド室６Ｈは高圧になる。この状態でオペレータがバケット用操作レバー１２を操作してバケット４をチルト方向に作動させることがある。すると、同様に図２（ｂ）に示す状態となり、車体１ａおよびオペレータに大きい衝撃が与えられる。

しかもベルクランク７がストッパに当たった後は、ブーム３を上昇させる力でヘッド室６Ｈが加圧されたバケット用油圧リンダ６のロッド６ａを強制的に引きのばすことになる。

このため、ブーム３を上昇させ難くなり、操作性、作業性が悪化するという問題も発生する。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧された状態から、バケットをチルト方向に操作した場合に発生する衝撃を緩和するか、完全になくすとともに、ブームの上昇操作を操作性良く、かつ作業性良く行わせようにすることを解決課題とするものである。

なお、特許文献１には、油圧ショベル（ブーム用油圧シリンダのボディが車体に取り付けられ、アーム用油圧シリンダのボディがブームに取り付けられ、バケット用油圧シリンダがアームに取り付けられた構造の作業機を備えた作業車両）を想定している。こうした構造の作業機は、そもそも本発明で想定している「ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧された状態」とはなり得ない。よって、バケット用油圧シリンダが加圧状態からバケットをチルト方向に操作した場合の衝撃を緩和しようとする本発明の課題を何ら示唆しないものである。

しかも特許文献１では、操作開始時に作業機用油圧シリンダに供給される圧油の流量を絞るというものであり、作動速度が遅くなり作業性の悪化は免れ得ない。よって、作業性を向上させるという本発明の課題を到底達成し得ない。

第１発明は、
バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両に適用される作業車両の制御方法であって、
バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域またはその近傍の作動領域で作業機が作動中に、
バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行うこと
を特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
バケットが中立位置に操作されるか、ダンプ操作された状態でブームが上げ操作されることで、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域の近傍の作動領域で作業機が作動中に、
バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行うこと
を特徴とする。

第３発明は、第１発明において、
バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域でバケットがチルト方向に作動中に、
バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行うこと
を特徴とする。

第４発明は、第１発明において、
バケットがダンプ操作された状態でブームが中立位置に操作されるか、下げ操作されることで、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域の近傍の作動領域で作業機が作動中に、
バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行うこと
を特徴とする。

第５発明は、第１発明において、
バケットが中立位置に操作されるか、ダンプ操作された状態でブームが上げ操作されることで、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域の近傍の作動領域で作業機が作動中に、または、
バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域でバケットがチルト方向に作動中に、
バケット用油圧シリンダがチルト方向に作動するように、バケット用油圧シリンダに圧油を供給する制御を行なうこと
を特徴とする。

第６発明は、第１発明において、
バケットがダンプ操作された状態でブームが中立位置に操作されるか、下げ操作されることで、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域の近傍の作動領域で作業機が作動中に、
バケット用油圧シリンダのダンプ方向の作動速度を制限するように、バケット用油圧シリンダに供給される圧油を制御すること
を特徴とする。

第７発明は、第５発明において、
前記バケット用油圧シリンダに圧油を供給する制御に、併せてブームの上昇速度を制限する制御を行なうこと
を特徴とする。

第８発明は、
バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両において、
バケット用油圧シリンダに供給される圧油の方向および流量を制御するバケット用制御弁と、
ブームの角度または高さを検出するブーム検出手段と、
バケット用油圧シリンダのストロークを検出するバケットシリンダストローク検出手段と、
ブームの操作方向を検出するブーム操作方向検出手段と、
バケットの操作方向を検出するバケット操作方向検出手段と、
バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域および当該作動領域の近傍の作動領域が、ブーム角度または高さと、バケットシリンダストロークとによって特定される作業機姿勢に対応づけられて記憶されている記憶手段と、
記憶手段を参照した結果、検出されたブームの角度または高さと、検出されたバケットシリンダストロークとによって特定される作業機姿勢が、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域または当該作動領域の近傍の作動領域にあり、
検出されたブーム操作方向が上げ方向であり、検出されたバケット操作方向が中立またはダンプ方向である場合に、
バケット用油圧シリンダがチルト方向に作動するように、バケット用制御弁を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

第９発明は、
バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両において、
バケット用油圧シリンダに供給される圧油の方向および流量を制御するバケット用制御弁と、
ブームの角度または高さを検出するブーム検出手段と、
バケット用油圧シリンダのストロークを検出するバケットシリンダストローク検出手段と、
ブームの操作方向を検出するブーム操作方向検出手段と、
バケットの操作方向を検出するバケット操作方向検出手段と、
バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域および当該作動領域の近傍の作動領域が、ブーム角度または高さと、バケットシリンダストロークとによって特定される作業機姿勢に対応づけられて記憶されている記憶手段と、
記憶手段を参照した結果、検出されたブームの角度または高さと、検出されたバケットシリンダストロークとによって特定される作業機姿勢が、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域または当該作動領域の近傍の作動領域にあり、
検出されたブーム操作方向が中立または下げ方向であり、検出されたバケット操作方向がダンプ方向である場合に、
バケット用油圧シリンダのダンプ方向の作動速度を制限するように、バケット用制御弁を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

第１０発明は、第８発明において、
ブーム用油圧シリンダに供給される圧油の方向および流量を制御するブーム用制御弁が備えられ、
制御手段は、併せてブームの上昇速度を制限するようにブーム用制御弁を制御すること
を特徴とする。

第１１発明は、
バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両に適用される作業車両の制御方法であって、
ブームの角度が所定値より大きく、バケット用油圧シリンダがダンプ側ストッパエンドに達するまでの必要ストロークが所定値未満になっていることを判断する第１の判断ステップと、
ブーム操作方向が上げ方向であり、バケット操作方向が中立またはダンプ方向であることを判断するとともに、ブーム操作方向が中立または下げ方向であり、バケット操作方向がダンプ方向であることを判断する第２の判断ステップと、
第１の判断ステップの結果、ブームの角度が所定値より大きく、バケット用油圧シリンダがダンプ側ストッパエンドに達するまでの必要ストロークが所定値未満になっていることが判断され、第２の判断ステップの結果、ブーム操作方向が上げ方向であり、バケット操作方向が中立またはダンプ方向であることが判断された場合に、バケット用油圧シリンダがチルト方向に作動するように、バケット用油圧シリンダに圧油を供給する制御を行なうとともに、
第１の判断ステップの結果、ブームの角度が所定値より大きく、バケット用油圧シリンダがダンプ側ストッパエンドに達するまでの必要ストロークが所定値未満になっていることが判断され、第２の判断ステップの結果、ブーム操作方向が中立または下げ方向であり、バケット操作方向がダンプ方向であることが判断された場合に、バケット用油圧シリンダのダンプ方向の作動速度を制限するように、バケット用油圧シリンダに供給される圧油を制御するステップと
を含むことを特徴とする。

本明細書において、作業機の「機構限界」を、バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることであると定義する。

（第１発明、第２発明、第３発明、第５発明、第７発明、第８発明、第１０発明の効果）
図３（ａ）は、バケット用油圧シリンダ６の状態を示したものである。バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに圧油が供給され、ヘッド室６Ｈが開放された状態となる。このため、たとえ機構限界によりブーム３を上昇させる力によってバケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが引きのばされようとしても、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈが開放された状態となっているため、ヘッド室６Ｈが加圧されることが緩和される（ヘッド室６Ｈの圧力ΔＰは、図２（ａ）に示すＰよりも小さくなる）。

特に、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに供給される圧油の流量を増やし、バケット用油圧シリンダ６に供給される圧油の流量を多くすることで、圧油供給によってバケット用油圧シリンダ６を作動させる速度が、ブーム３を上昇させる力によってバケット用油圧シリンダ６を作動させる速度より早まる。これによりブーム３を上昇させる力によってヘッド室６Ｈが加圧されること自体をなくすことができる（ヘッド室６Ｈの圧力は０）。

このようにバケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂが加圧されることが緩和されるか、加圧を零にすることができる。

このため、その後にバケット用操作レバー１２を操作してバケット４をチルト方向に作動させたとしても、従来生じていた油圧の急激かつ大きな変化（図２（ｂ））は発生せず、図３（ｂ）に示すように緩やかな変化となる（ボトム室６Ｂ；Ｐｂ→Ｐ、ヘッド室６Ｈ；ΔＰ→０あるいは０→０）。このためバケット用油圧シリンダ６で発生する振動は大幅に緩和されるか完全に解消される。これにより車体１ａおよびオペレータに与える衝撃を緩和できるか完全になくすことができる。

さらに、ブーム３を上昇させる力でバケット用油圧リンダ６のロッド６ａを強制的に引きのばすことがなくなるか、緩和されるため、操作性、作業性が向上する。

バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに圧油を供給することに併せて、ブーム３の上昇速度を制限するためにブーム用油圧シリンダ５のボトム室５Ｂに供給される圧油の流量を制限する制御を行なうことができる。ブーム３の上昇速度を制限することで、ブーム３が上昇中にバケット用油圧シリンダ６が加圧されることを更に緩和させることができる（第７発明、第１０発明）。

（第１発明、第４発明、第６発明、第９発明の効果）
バケット油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈに供給される圧油の流量が減少し、バケット用油圧シリンダ６のダンプ方向の作動速度が制限される。このためバケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈ内が加圧されることが緩和される。よって、その後にバケット用操作レバー１２を操作してバケット４をチルト方向に作動させたとしても、従来生じていた油圧の急激かつ大きな変化（図２（ｂ））は発生せず、緩やかな変化となり、バケット用油圧シリンダ６で発生する振動が大幅に緩和されるか完全に解消されることになる。

（第１１発明の効果）
第１１発明では、第５発明、第６発明の方法の発明が実施される。このためバケット用油圧シリンダ６のストッパエンド近辺でいかなる操作をしようともバケット用油圧シリンダ６で発生する振動が大幅に緩和されるか完全に解消されることになる。

図１は、ホイールローダの車体の前部に設けられた作業機の構造を示した図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、従来のバケット用油圧シリンダの動作を説明するために用いた図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、図２（ａ）、（ｂ）に対応させて実施例のバケット用油圧シリンダの動作を説明するために用いた図である。 図４は、ホイールローダに搭載されている直列回路構成の油圧回路を示した図である。 図５は、ホイールローダに搭載されている並列回路構成の油圧回路を示した図である。 図６は、コントローラ２０の記憶手段に記憶された内容を示した図である。 図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、作業機の各姿勢を示した図である。 図８は、図６に対応する図で、実施例で制御が行なわれる領域を示した図である。 図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、コントローラの記憶手段に記憶されているデータテーブルの内容を示した図である。 図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、コントローラの記憶手段に記憶されているデータテーブルの内容を示した図である。 図１１は、コントローラで行われる制御の処理の手順を示したフローチャートである。

１ ホイールローダ（作業車両）、２ 作業機、３ ブーム、４ バケット、５ ブーム用油圧シリンダ、６ バケット用油圧シリンダ、９ ブーム角度センサ、１０ ベルクランク角度センサ、１１ａ ブーム操作方向検出手段、１２ａ バケット操作方向検出手段、１５ ブーム用制御弁、１６ バケット用制御弁、２０ コントローラ、２０Ｍ 記憶手段

以下、図面を参照して本発明に係る作業車両の制御方法および制御装置について説明する。

図１は、ホイールローダ１の車体１ａの前部に設けられた作業機２の構造を示している。

同図１に示すように、作業機２は、ブーム３とバケット４からなり、車体１ａには、ブーム３が上方向および下方向に回動軸３ａ回りに回動自在に取り付けられているとともに、ブーム３の先端には、バケット４がダンプ方向およびチルト方向に回動軸３ｂ回りに回動自在に取り付けられている。

ブーム３には、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが取り付けられているとともに、車体１ａには、ブーム用油圧シリンダ５のボディ５ｂが取り付けられている。ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが伸長すると、ブーム３は、上方向に作動し、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが縮退すると、ブーム３は、下方向に作動する。

ブーム３には、ベルクランク７が揺動自在に取り付けられている。ベルクランク７の長手方向の一方には、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが取り付けられている。車体１ａには、バケット用油圧シリンダ６のボディ６ｂが取り付けられている。ベルクランク７の長手方向の他方には、ロッド８の一端が取り付けられており、ロッド８の他端は、バケット４に取り付けられている。バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが伸長すると、バケット４は、チルト方向に作動し、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが縮退すると、バケット４は、ダンプ方向に作動する。

ブーム３の根本の回動軸３ａには、ブーム３の回転角θ（以下、ブーム角度θ）を検出するブーム角度センサ９が設けられている。

ここで、ブーム３が水平姿勢、つまりブーム回動軸３ａ、３ｂ間を結ぶ線分が水平線に対して平行となっている姿勢を、ブーム角度θの零値（θ＝０）とし、ブーム水平姿勢に対してブーム３が上昇する方向を＋の値、ブーム水平姿勢に対してブーム３が下降する方向を−の値とする。

バケット４は、ベルクランク７の揺動に連動して回動するものであり、ベルクランク７の揺動軸７ａには、ベルクランク７の揺動角φ（以下、ベルクランク角度φ）を検出するベルクランク角度センサ１０が設けられている。

バケット用油圧シリンダ６のストロークＬ（以下、バケットシリンダストロークＬ）は、ブーム角度θとベルクランク角度φと、ベルクランク７とロッド８を含むリンク機構に関する既知のデータとに基づいて一義的に算出することができる。なお、ブーム角度の代わりにブーム３の高さを検出して、ブーム高さに基づいてバケットシリンダストロークＬを算出することができる。バケットシリンダストロークＬは、最縮退時のストローク値を０とし、チルト側に伸長するに伴い増加する値であると定義する。

また、バケットシリンダストロークＬを直接検出するセンサを設けてもよい。

ブーム３は、運転室に設けられたブーム用操作レバー１１を操作することで作動される。

バケット４は、運転室に設けられたバケット用操作レバー１２を操作することで作動される。

図４、図５は、ホイールローダ１に搭載されている油圧回路を示している。図４、図５のいずれかの油圧回路がホイールローダ１に搭載されている。

図４は、ブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６がポンプ吐出油路１４に対して直列に配置された直列（シリーズ）回路構成を示している。図５は、ポンプ吐出油路１４ａ、１４ｂそれぞれにブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６が設けられた並列（パラレル）回路構成を示している。

図４に示すように油圧ポンプ１３は、可変容量型であり、その吐出口１３ａは、ポンプ吐出油路１４に連通している。油圧ポンプ１３は、図示しないエンジンによって駆動されて、タンク１８から作動油を吸込み圧油をポンプ吐出油路１４に吐出する。油圧ポンプ１３の斜板１３ｂは、斜板制御バルブ１９によって駆動される。コントローラ２０は、斜板制御指令を電気信号として電気制御バルブ２１に出力する。電気制御バルブ２１は、電気信号を油圧信号に変換して斜板制御バルブ１９に出力する。

ポンプ吐出油路１４には、油圧ポンプ１３を上流側として、上流側にバケット用制御弁１６が、下流側にブーム用制御弁１５がそれぞれ設けられている。

バケット用制御弁１６と油圧ポンプ１３との間のポンプ吐出油路１４には、リリーフ弁１７が接続されている。リリーフ弁１７は、バケット用制御弁１６と油圧ポンプ１３との間のポンプ吐出油路１４が所定のリリーフ圧に達した場合に、圧油をタンク１８にリリーフする。

ブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６は、流量方向制御弁である。ブーム用制御弁１５は、ブーム用油圧シリンダ５に供給される圧油の方向および流量を制御する。バケット用制御弁１６は、バケット用油圧シリンダ６に供給される圧油の方向および流量を制御する。

ブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６は、電磁比例制御弁である。

ブーム用制御弁１５は、コントローラ２０から出力される電気信号としてのブーム作動指令信号がブーム用制御弁１５の電磁ソレノイド１５ａに加えられることより、作動する。

ブーム用操作レバー１１には、ブーム操作方向検出手段１１ａが設けられている。ブーム操作方向検出手段１１ａは、ブーム用操作レバー１１の操作方向、つまり「上げ操作」、「中立」、「下げ操作」の別および操作量を検出し、これらをブーム操作信号としてコントローラ２０に出力する。コントローラ２０では、ブーム操作信号に応じた弁位置にするためのブーム作動指令信号をブーム用制御弁１５に出力する。ブーム用制御弁１５は、ブーム作動指令信号に応じて作動する。

ブーム操作信号の内容が「上げ操作」である場合には、ブーム用制御弁１５の弁位置は、ボトム位置１５Ｂに切り換えられる。これにより弁位置に応じた開口面積の開口を、圧油が通過し、その開口面積に応じた流量の圧油が油路２２Ｂを介してブーム用油圧シリンダ５のボトム室５Ｂに供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ５のヘッド室５Ｈ内の圧油が油路２２Ｈ、ブーム用制御弁１５を介してタンク１８に排出される。この結果、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが伸長して、ブーム３が上げ方向に作動する。

また、ブーム操作信号の内容が「下げ操作」である場合には、ブーム用制御弁１５の弁位置は、ヘッド位置１５Ｈに切り換えられる。これにより弁位置に応じた開口面積の開口を、圧油が通過し、その開口面積に応じた流量の圧油が油路２２Ｈを介してブーム用油圧シリンダ５のヘッド室５Ｈに供給されるとともに、ブーム用油圧シリンダ５のボトム室５Ｂ内の圧油が油路２２Ｂ、ブーム用制御弁１５を介してタンク１８に排出される。この結果、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａが縮退して、ブーム３が下げ方向に作動する。

また、ブーム操作信号の内容が「中立」である場合には、ブーム用制御弁１５の弁位置は、中立位置１５Ｃに切り換えられる。これにより開口が閉まり、ブーム用油圧シリンダ５への圧油供給および同ブーム用油圧シリンダ５からの圧油排出が遮断される。この結果、ブーム用油圧シリンダ５のロッド５ａの作動が停止して、ブーム３の作動が停止する。

一方、バケット用制御弁１６は、コントローラ２０から出力される電気信号としてのバケット作動指令信号がバケット用制御弁１６の電磁ソレノイド１６ａに加えられることより、作動する。

バケット用操作レバー１２には、バケット操作方向検出手段１２ａが設けられている。バケット操作方向検出手段１２ａは、バケット用操作レバー１２の操作方向、つまり「チルト操作」、「中立」、「ダンプ操作」の別および操作量を検出し、これらをバケット操作信号としてコントローラ２０に出力する。コントローラ２０では、バケット操作信号に応じた弁位置にするためのバケット作動指令信号をバケット用制御弁１６に出力する。バケット用制御弁１６は、バケット作動指令信号に応じて作動する。

バケット操作信号の内容が「チルト操作」である場合には、バケット用制御弁１６の弁位置は、ボトム位置１６Ｂに切り換えられる。これにより弁位置に応じた開口面積の開口を、圧油が通過し、その開口面積に応じた流量の圧油が油路２３Ｂを介してバケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに供給されるとともに、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈ内の圧油が油路２３Ｈ、バケット用制御弁１６を介してタンク１８に排出される。この結果、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが伸長して、バケット４がチルト方向に作動する。

また、バケット操作信号の内容が「ダンプ操作」である場合には、バケット用制御弁１６の弁位置は、ヘッド位置１６Ｈに切り換えられる。これにより弁位置に応じた開口面積の開口を、圧油が通過し、その開口面積に応じた流量の圧油が油路２３Ｈを介してバケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈに供給されるとともに、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂ内の圧油が油路２３Ｂ、バケット用制御弁１６を介してタンク１８に排出される。この結果、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが縮退して、バケット４がダンプ方向に作動する。

また、バケット操作信号の内容が「中立」である場合には、バケット用制御弁１６の弁位置は、中立位置１６Ｃに切り換えられる。これにより開口が閉まり、バケット用油圧シリンダ６への圧油供給および同バケット用油圧シリンダ６からの圧油排出が遮断される。この結果、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａの作動が停止して、バケット４の作動が停止する。

各油路２２Ｂ、２２Ｈ、２３Ｂ、２３Ｈにはそれぞれ、チェック弁で構成されたサクションバルブ２４Ｂ、２４Ｈ、２５Ｂ、２５Ｈが接続されている。各サクションバルブ２４Ｂ、２４Ｈ、２５Ｂ、２５Ｈはそれぞれ、タンク１８からボトム室５Ｂの方向、タンク１８からヘッド５Ｈ室の方向、タンク１８からボトム室６Ｂの方向、タンク１８からヘッド室６Ｈの方向のみの圧油の流れを許容することで、ボトム室５Ｂ、ヘッド５Ｈ、ボトム室６Ｂ、ヘッド室６Ｈがそれぞれ負圧になった場合に、タンク１８から圧油を吸い込みボトム室５Ｂ、ヘッド５Ｈ、ボトム室６Ｂ、ヘッド室６Ｈそれぞれに供給するように作用する。

各油路２２Ｂ、２２Ｈ、２３Ｂ、２３Ｈにはそれぞれ、リリーフ弁２６Ｂ、２６Ｈ、２７Ｂ、２７Ｈが接続されている。各リリーフ弁２６Ｂ、２６Ｈ、２７Ｂ、２７Ｈはそれぞれ、ボトム室５Ｂ、ヘッド５Ｈ、ボトム室６Ｂ、ヘッド室６Ｈ内の油圧がリリーフ圧に達した場合に圧油をタンク１８に排出する。

ブーム角度センサ９で検出されたブーム角度θを示す信号およびベルクランク角度センサ１０で検出されたベルクランク角度φを示す信号は、コントローラ２０に入力される。コントローラ２０では、ブーム角度θとベルクランク角度φとに基づいてバケットシリンダストロークＬが算出される。

以上図４につき説明したが、図５に示す並列回路構成では、ポンプ吐出油路１４がポンプ吐出油路１４ａ、１４ｂに分岐されて、ポンプ吐出油路１４ａ、１４ｂそれぞれにブーム用制御弁１５、バケット用制御弁１６が設けられている他は、図４に示す直列回路構成と同じであるので繰り返しの説明は省略する。

図４に示す直列回路構成では、油圧ポンプ１３からみて上流側にバケット用制御弁１６が配置されており、バケット優先回路となっている。このためフルバケット操作を行うと、下流側のブーム用制御弁１５に吐出油が流れにくくなり、ブーム３の作動が抑制されることになる。

一方、図５に示す並列回路構成では、両制御弁１５、１６を同様に作動させると、負荷が軽い方の制御弁に吐出油が流れ易くなる。ホイールローダ１は、一般的にバケット優先である必要があるため、バケット操作と同時にブーム操作が行われた場合、コントローラ２０から、ブーム用制御弁１５の作動を抑制したブーム作動指令信号を出力することで、直列回路相当の動作を行なわせることができる。

図４、図５に示したハード構成は、既存のホイールローダ１に備えられているものである。以下では、コントローラ２０で行われる本発明の制御方法について説明する。本発明は、既存のハード構成に新たに構成要素を追加したり改変することなく、コントローラ２０にインストールされるプログラムあるいは記憶されるべきデータを適宜追加、改変するだけで、容易に実施することができる。

図６は、コントローラ２０の記憶手段２０Ｍに記憶された内容を示している。記憶手段２０Ｍには、バケット４がチルト方向に強制的に作動する作動領域ＡＲ１および当該作動領域ＡＲ１の近傍の領域ＡＲ２が、ブーム角度θと、バケットシリンダストロークＬとによって特定される作業機姿勢に対応づけられて記憶されている。以下、図６について図７と関連付けて説明する。

図６の横軸は、ブーム角度θであり、図中左方向はブーム３が下がる方向であり、図中右方向はブーム３が上がる方向である。図中左側にいくほどブーム３が低い作業機姿勢となり、図中右側にいくほどブーム３が高い作業機姿勢となる。

図６の縦軸は、バケットシリンダストロークＬであり、図中上方向はバケット４がチルト側に作動する方向であり、図中下方向はバケット４がダンプ側に作動する方向である。

図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、作業機２の各姿勢を示す。

図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の作業機姿勢はそれぞれ、図６における（ａ）点（ｂ）点、（ｃ）点、（ｄ）点、（ｅ）点における作業機姿勢に対応する。たとえば、現在の作業機２の姿勢が（ａ）点の姿勢であるとすると、それぞれ矢印で示す方向にブーム３、バケット４を作動させることで、各（ｂ）点、（ｃ）点、（ｄ）点、（ｅ）点における作業機姿勢となる。

図６に示すラインＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４はそれぞれ、「ブーム上げ操作によってバケット４がチルト方向に強制的に作動するライン」、「バケット４がダンプ方向でストロークエンドになっているライン」、「ブーム下げ操作によってバケット４がダンプ方向に強制的に作動するライン」、「バケット４がチルト方向でストロークエンドになっているライン」である。

ここで「ストロークエンド」とは、バケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが最も縮退した位置あるいはロッド６ａが最も伸長した位置にあることをいう。「機構限界」とは、作業機２がストッパ３ｃ、３ｄに当接されることによってバケット用油圧シリンダ６のロッド６ａの動きが規制されることをいう。機構限界になったときは、ストロークエンドに達していない。

図７（ｂ）（図６の（ｂ）点）は、ブーム３が高い位置にあり、かつバケット３がダンプ状態にあるときに「機構限界」に達した作業機姿勢を例示している。この作業機姿勢（ｂ）は、ラインＬＮ１上にある。

作業機姿勢（ｂ）の状態からブーム３を更に上昇させると、ラインＬＮ１に沿ってバケット４がチルト方向に強制的に作動する。このときの動きを図６に矢印Ａ１にて示す。

ラインＬＮ１上の作業機姿勢となったときのバケットシリンダストロークＬを「ストッパエンドＬｃ」と呼ぶ。ストッパエンドＬｃの値は、ブーム角度θが大きくなるに伴い、チルト側に移行して、増加する。

図７（ｃ）（図６の（ｃ）点）は、ブーム３が低い位置にあり、かつバケット３がダンプ方向でストロークエンドに達した作業機姿勢を例示している。この作業機姿勢（ｃ）は、ラインＬＮ２上にある。

図７（ｄ）（図６の（ｄ）点）は、ブーム３が低い位置にあり、かつバケット３がチルト状態にあるときに「機構限界」に達した作業機姿勢を例示している。この作業機姿勢（ｄ）は、ラインＬＮ３上にある。ブーム３が低い位置にあるときにバケット３をチルト側に作動せると、ストロークエンドに達する前にバケット４がストッパ３ｃに当たる（図７（ｄ）参照）。

図７（ｅ）（図６の（ｅ）点）は、ブーム３が高い位置にあり、かつバケット３がチルト方向でストロークエンドに達した作業機姿勢を例示している。この作業機姿勢（ｅ）は、ラインＬＮ４上にある。ブーム角度θが一定値以上になりブーム３が高い位置にあるときにはバケット３をチルト側に作動せると、ストッパ３ｃに当ることなくストロークエンドに達する（図７（ｅ）参照）。

上述の各ラインＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４は、「機構限界」または「ストロークエンド」に達した作業機姿勢であり、作業機姿勢がこれら各ラインＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４上にあるとき、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂまたはヘッド室６Ｈの油圧がリリーフ弁２７Ｂ、２７Ｈの設定リリーフ圧に到達している。よって、作業機２を作動させてリリーフ弁２７Ｂ、２７Ｈの設定リリーフ圧に達した時点のブーム角度θと、バケットシリンダストロークＬを計測すれば、各ラインＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４を求めることができる。また、作業機姿勢がこれら各ラインＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、Ｌ上にあるとき、油圧ポンプ１３の吐出圧がリリーフ弁１７の設定リリーフ圧に到達している。よって、作業機２を作動させてリリーフ弁１７が設定リリーフ圧に達した時点のブーム角度θと、バケットシリンダストロークＬを計測すれば、同様にして、各ラインＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３、ＬＮ４を求めることができる。たとえば図４、図５に示すように、ポンプ吐出油路１４内の油圧を検出する油圧センサ３０を設け、油圧センサ３０の検出値をコントローラ２０に取り込むことでリリーフ弁１７が設定リリーフ圧に達したことを判断することができる。

図８は、図６に対応する図であり、本実施例の制御が行なわれる領域を示したものである。

図８に示すＡＲ１が「バケット４がチルト方向に強制的に作動する作動領域」であり、ＡＲ２が「作動領域ＡＲ１の近傍の領域」である。

「バケット４がチルト方向に強制的に作動する作動領域」ＡＲ１は、「ブーム上げ操作によってバケット４がチルト方向に強制的に作動するライン」ＬＮ１に相当する。ここで「領域」としたのは、本実施例の制御を行なうと、実際には、ラインＬＮ１上ではなくラインＬＮ１から若干離れたライン上で作動する場合もあることを考慮したものである。これは、具体的には、ブーム３の上昇速度に対してバケット４のチルト方向の作動速度が速い場合、機構限界にあたらない現象が起こり得るためである。

「作動領域ＡＲ１の近傍の領域」ＡＲ２は、ブーム角度θが所定の角度θｃ（たとえば１８度）を超えるブーム３が高い領域であって、ストッパエンドＬｃ（ラインＬＮ１に相当するバケットシリンダストロークＬ）までの必要ストロークΔＬが所定値ΔＬｃ（たとえば５０ｍｍ）未満の領域である。

そこで、コントローラ２０では、以下の制御が行なわれる。

（第１の制御）
バケット４が中立位置に操作されるかダンプ操作された状態でブーム３が上げ操作されることで、バケット４がチルト方向に強制的に作動する作動領域ＡＲ１に接近中（領域ＡＲ２にあるとき）またはバケット４がチルト方向に強制的に作動する作動領域ＡＲ１でバケット４がチルト方向Ａ１に作動中には、バケット用油圧シリンダ６がチルト方向に作動するように、バケット用油圧シリンダ６に圧油を供給する制御を行なうようにする。

（第２の制御）
また、バケット４がダンプ操作された状態でブーム３が中立位置に操作されるか下げ操作されることで、バケット４がチルト方向に強制的に作動する作動領域ＡＲ１に接近中（領域ＡＲ２にあるとき）には、バケット用油圧シリンダ６のダンプ方向の作動速度を制限するように、バケット用油圧シリンダ６に供給される圧油を制御する。

第１の制御、第２の制御を行なうために必要な制御パラメータは、コントローラ２０の記憶手段２０Ｍに記憶されている。

図９は、制御パラメータの一例であり、図１０は、制御パラメータの他の例である。

図９は、車体１ａおよびオペレータに与える衝撃を完全になくせるものとして実験的に得られた制御パラメータである。

図９（ａ）は、ブーム角度θ（ｄｅｇ）と、バケット用油圧シリンダ６がダンプ側ストロークエンド（ラインＬＮ２）およびバケット用油圧シリンダ６のダンプ側ストッパエンド（ラインＬＮ１）に達したときのバケットシリンダストローク値Ｌ（ｍｍ）との対応関係を記憶したデータテーブルの内容を示している。

図９（ｂ）は、第１の制御を行なうための制御パラメータであり、ダンプ側ストッパエンドＬｃ（ラインＬＮ１に相当するバケットシリンダストロークＬ）までの必要ストロークΔＬ（ｍｍ）と、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに供給する圧油の目標流量Ｑｔ（％；以下、バケットチルト目標流量）との対応関係を記憶したデータテーブルの内容を示している。バケットチルト目標流量Ｑｔ（％）は、バケット用制御弁１６をチルト側（ボトム位置１６Ｂ）に切り換え、開口を全開（開口面積最大）に作動させたときの流量を１００％としたときの値である。必要ストロークΔＬが所定値ΔＬｃ（５０ｍｍ）以上の領域では、バケットチルト目標流量Ｑｔ（％）は０であるが、必要ストロークΔＬが所定値ΔＬｃ（５０ｍｍ）未満の領域では、ストッパエンドＬｃに近づくほど、バケットチルト目標流量Ｑｔ（％）が徐々に大きくなるように設定されている。本来は、バケット４はダンプまたは中立になっているはずでチルトさせる指令は出されていない。つまりバケットチルト目標流量Ｑｔ（％）は０％のはずである。しかし、作動領域ＡＲ２にあるときに強制的にバケット４がチルトさせられることを避けるためにバケットチルト目標流量Ｑｔ（％）を増加させるようにしている。

コントローラ２０は、バケットチルト目標流量Ｑｔ（％）を得るために必要なバケット作動指令信号をバケット用制御弁１６に出力する。

図９（ｃ）は、第２の制御を行なうための制御パラメータであり、ダンプ側ストッパエンドＬｃ（ラインＬＮ１に相当するバケットシリンダストロークＬ）までの必要ストロークΔＬ（ｍｍ）と、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈに供給する圧油の目標流量Ｑｄ（％；以下、バケットダンプ目標流量）との対応関係を記憶したデータテーブルの内容を示している。バケットダンプ目標流量Ｑｄ（％）は、バケット操作方向検出手段１２ａの操作量に応じた流量を１００％としたときの値である。必要ストロークΔＬが所定値ΔＬｃ（５０ｍｍ）以上の領域では、バケットダンプ目標流量Ｑｄ（％）は１００％であるが、必要ストロークΔＬが所定値ΔＬｃ（５０ｍｍ）未満の領域では、ストッパエンドＬｃに近づくほど、バケットダンプ目標流量Ｑｄ（％）が徐々に小さくなるように設定されている。本来は、バケット用操作レバー１２のダンプ方向への操作量に応じた流量がバケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈに供給されている。しかし、作動領域ＡＲ２にあるときにはバケット４がダンプ方向に作動することを抑制するために、ヘッド室６Ｈに供給する流量を減少させることが必要なので、バケットダンプ目標流量Ｑｄ（％）を徐々に小さくしている。

コントローラ２０は、バケット操作方向検出手段１２ａの操作量に応じた流量のＱｄ（％）の目標流量を得るために必要なバケット作動指令信号をバケット用制御弁１６に出力する。

図１０は、車体１ａおよびオペレータに与える衝撃を完全になくせないまでも、従来よりも衝撃を官能的に緩和できるものとして実験的に得られた制御パラメータである。

図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応するデータテーブルの内容を示している。対応関係は図９と同様であるので繰り返しの説明は省略する。ただし、必要ストロークΔＬのしきい値ΔＬｃは、図９（ｂ）、（ｃ）に示す値よりも低い値（３０ｍｍ）が設定されている。また、図１０（ｂ）と図９（ｂ）を対比してわかるように、同じ必要ストローク数ΔＬであれば、バケットチルト目標流量Ｑｔ（％）は、図１０（ｂ）の方が小さくなっている。また、図１０（ｃ）と図９（ｃ）を対比してわかるように、同じ必要ストローク数ΔＬであれば、バケットダンプ目標流量Ｑｄ（％）は、図１０（ｃ）の方が大きくなっている。

図１１は、コントローラ２０で行われる制御の処理の手順をフローチャートにて示している。

処理が開始されると、ステップ１０１、１０２で、記憶手段２０Ｍを参照して、検出されたブーム角度θと、検出されたバケットシリンダストロークＬとによって特定される作業機姿勢が、領域ＡＲ２または領域ＡＲ１にあるかが判断される。

すなわち、検出されたブーム角度θが所定角度θｃ以下であると判断された場合（ステップ１０１の判断θ≦θｃ）または必要ストロークΔＬが所定値ΔＬｃ（５０ｍｍ）以上であると判断された場合（ステップ１０２の判断ΔＬ≧ΔＬｃ）には、現在の作業機姿勢は領域ＡＲ２または領域ＡＲ１の範囲になく、第１の制御、第２の制御は不要であるとして、現在のバケット用操作レバー１２の操作に応じたバケット作動指令信号がバケット用制御弁１６に出力されるか、本実施例の制御以外の他の制御が行なわれている場合には他の制御に応じたバケット作動指令信号がバケット用制御弁１６に出力される（ステップ１１０；以下、通常制御）。

これに対して、検出されたブーム角度θが所定角度θｃを越えていると判断された場合（ステップ１０１の判断θ＞θｃ）であって、必要ストロークΔＬが所定値ΔＬｃ（５０ｍｍ）未満であると判断された場合（ステップ１０２の判断ΔＬ＜ΔＬｃ）には、現在の作業機姿勢が領域ＡＲ２または領域ＡＲ１の範囲にあり、第１の制御または第２の制御を行なう必要が可能性があるとして、つぎのステップ１０３に移行する。

ステップ１０３、１０４、１０５、１０６では、「検出されたブーム操作方向が上げ方向であり、検出されたバケット操作方向が中立またはダンプ方向である」か（第１の制御の条件）、あるいは「検出されたブーム操作方向が中立または下げ方向であり、検出されたバケット操作方向がダンプ方向である」か（第２の制御の条件）、そうでないか（通常制御）が判断される。

すなわち、バケット操作方向検出手段１２ａで検出されるバケット操作方向がチルト方向であると判断された場合には（ステップ１０３の判断「チルト方向」）、オペレータの操作によりバケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈから圧油が流出するようにバケット用制御弁１６が作動するので、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈが加圧されるおそれはないと判断して、ステップ１１０に移行し、通常制御を行なう（ステップ１１０）。

バケット操作方向検出手段１２ａで検出されるバケット操作方向が中立またはダンプ方向であると判断された場合には（ステップ１０３の判断「中立またはダンプ方向」）、つぎにバケット操作方向検出手段１２ａで検出されるバケット操作方向が中立であるか、それともダンプ方向であるかが判断される（ステップ１０４）。

バケット操作方向が中立であると判断された場合には（ステップ１０４の判断「中立」）、つぎにブーム操作方向検出手段１１ａで検出されるブーム操作方向が上げ方向であるか、それとも中立または下げ方向であるかが判断される（ステップ１０５）。この結果、ブーム操作方向が上げ方向であると判断された場合には（ステップ１０５の判断「上げ方向」）、第１の制御を行なうべく、図９（ｂ）または図１０（ｂ）に示すデータテーブルを参照してバケット作動指令信号を生成し、生成したバケット作動指令信号をバケット用制御弁１６を出力して、バケット用制御弁１６を制御する。すなわち、検出されたブーム操作方向が上げ方向であり、検出されたバケット操作方向が中立である場合に、バケット用油圧シリンダ６がチルト方向に作動するように、バケット用制御弁１６が制御される（ステップ１０７）。

ステップ１０５で、ブーム操作方向が中立または下げ方向であると判断された場合には（ステップ１０５の判断「中立または下げ方向」）、バケット用操作レバー１２が中立であり、ベルクランク７とブーム３の位置関係は共に停止したままか、離れる方向となっているので、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈが加圧されるおそれはないと判断して、ステップ１１０に移行し、通常制御を行なう（ステップ１１０）。

ステップ１０４で、バケット操作方向がダンプ方向であると判断された場合には（ステップ１０４の判断「ダンプ方向」）、つぎにブーム操作方向検出手段１１ａで検出されるブーム操作方向が上げ方向であるか、それとも中立または下げ方向であるかが判断される（ステップ１０６）。この結果、ブーム操作方向が上げ方向であると判断された場合には（ステップ１０６の判断「上げ方向」）、第１の制御を行なうべく、図９（ｂ）または図１０（ｂ）に示すデータテーブルを参照してバケット作動指令信号を生成し、生成したバケット作動指令信号をバケット用制御弁１６を出力して、バケット用制御弁１６を制御する。すなわち、検出されたブーム操作方向が上げ方向であり、検出されたバケット操作方向がダンプ方向である場合に、バケット用油圧シリンダ６がチルト方向に作動するように、バケット用制御弁１６が制御される（ステップ１０７）。ここで、バケット用操作レバー１２が中立状態の場合だけでなく、ダンプ操作状態である場合も含めたのは、ダンプストッパ３ｄに当接するとバケット４がオペレータの意思（ダンプ方向）とは違う方向（チルト方向）に作動するからである。

一方、ステップ１０６で、ブーム操作方向が中立または下げ方向であると判断された場合には（ステップ１０６の判断「中立または下げ方向」）、第２の制御を行なうべく、図９（ｃ）または図１０（ｃ）に示すデータテーブルを参照してバケット作動指令信号を生成し、生成したバケット作動指令信号をバケット用制御弁１６を出力して、バケット用制御弁１６を制御する。すなわち、検出されたブーム操作方向が中立または下げ方向であり、検出されたバケット操作方向がダンプ方向である場合に、バケット用油圧シリンダ６のダンプ方向の作動速度を制限するように、バケット用制御弁１６が制御される（ステップ１０９）。

図８に、ステップ１０７に示す第１の制御が行なわれる場合の制御軌跡（１）、（２）、ステップ１０９に示す第２の制御が行なわれる場合の制御軌跡（３）（ブーム中立）、（４）（ブーム下げ）を例示する。

すなわち、図８に制御軌跡（１）にて示すように、バケット４が中立操作されブーム３が上げ操作された状態で領域ＡＲ２、ＡＲ１に入ると、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに圧油が徐々に供給されてバケット４がチルト方向に徐々に作動される。

また、図８に制御軌跡（２）にて示すように、バケット４がダンプ操作されブーム３が上げ操作された状態で領域ＡＲ２、ＡＲ１に入ると、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに圧油が徐々に供給されてバケット４がチルト方向に徐々に作動される。

また、図８に制御軌跡（３）にて示すように、バケット４がダンプ操作されブーム３が中立操作された状態で領域ＡＲ２、ＡＲ１に入ると、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈに供給される圧油の制限が徐々に大きくなり、バケット４がダンプ方向に作動することが徐々に抑制される。

また、図８に制御軌跡（４）にて示すように、バケット４がダンプ操作されブーム３が下げ操作された状態で領域ＡＲ２、ＡＲ１に入ると、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈに供給される圧油の制限が徐々に大きくなり、バケット４がダンプ方向に作動することが徐々に抑制される。

本実施例の効果は、従来の図２（ａ）、（ｂ）との対比をもって図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明することができる。

（第１の制御の効果）
図３（ａ）は、図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示すデータテーブルにしたがい第１の制御が行なわれたときのバケット用油圧シリンダ６の状態を示したものである。

第１の制御を行うことで、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに圧油が供給され、ヘッド室６Ｈが開放された状態となる。このため、たとえ機構限界によりブーム３を上昇させる力によってバケット用油圧シリンダ６のロッド６ａが引きのばされようとしても、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈが開放された状態となっているため、ヘッド室６Ｈが加圧されることが緩和される（ヘッド室６Ｈの圧力ΔＰは、図２（ａ）に示すＰよりも小さくなる）。

特に図９（ｂ）に示すデータテーブルにしたがい第１の制御を行なった場合には、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに供給される圧油の流量が増やされる。この結果、圧油供給によってバケット用油圧シリンダ６を作動させる速度が、ブーム３を上昇させる力によってバケット用油圧シリンダ６を作動させる速度より早まることとなり、ブーム３を上昇させる力によってヘッド室６Ｈが加圧されること自体をなくすことができる（ヘッド室６Ｈの圧力は０）。

このようにバケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂが加圧されることが緩和されるか、加圧を零にすることができる。

このため、その後にバケット用操作レバー１２を操作してバケット４をチルト方向に作動させたとしても、従来生じていた油圧の急激かつ大きな変化（図２（ｂ））は発生せず、図３（ｂ）に示すように緩やかな変化となる（ボトム室６Ｂ；Ｐｂ→Ｐ、ヘッド室６Ｈ；ΔＰ→０あるいは０→０）。このためバケット用油圧シリンダ６で発生する振動は大幅に緩和されるか完全に解消される。これにより車体１ａおよびオペレータに与える衝撃を緩和できるか完全になくすことができる。

さらに、ブーム３を上昇させる力でバケット用油圧リンダ６のロッド６ａを強制的に引きのばされることがなくなるか、緩和されるため、操作性、作業性が向上する。

作業機姿勢が領域ＡＲ２またはＡＲ１にあるときに、バケット用油圧シリンダ６のボトム室６Ｂに圧油を供給することに加えて、ブーム３の上昇速度を制限するために、ブーム用油圧シリンダ５のボトム室５Ｂに供給される圧油の流量を制限する制御を行なうようにしてもよい。

ブーム３の上昇速度が制限されることで、ブーム３が上昇中にバケット用油圧シリンダ６が加圧されることを更に緩和させることができる。

（第２の制御の効果）
第２の制御が行なわれると、バケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈに供給される圧油の流量が減少し、バケット用油圧シリンダ６のダンプ方向の作動速度が制限される。このためバケット用油圧シリンダ６のヘッド室６Ｈ内が加圧されることが緩和される。よって、その後にバケット用操作レバー１２を操作してバケット４をチルト方向に作動させたとしても、従来生じていた油圧の急激かつ大きな変化（図２（ｂ））は発生せず、緩やかな変化となり、バケット用油圧シリンダ６で発生する振動が大幅に緩和されるか完全に解消されることになる。

Claims (11)

1. バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両において、
   バケット用油圧シリンダに供給される圧油の方向および流量を制御するバケット用制御弁であって、バケットをチルト方向に作動させるチルト位置、バケットをダンプ方向に作動させるダンプ位置、中立位置とからなる弁位置を有するバケット用制御弁と、
   バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域またはその近傍の作動領域で作業機が作動中であることを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域またはその近傍の作動領域で作業機が作動中であることが判断された場合に、
   前記バケット用制御弁の弁位置を切り換えて、バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行なう制御手段と
   を備えたこと
   を特徴とする作業車両。
2. 前記制御手段は
   前記判断手段によって、前記バケット用制御弁が前記中立位置に操作されるか、前記バケット用制御弁が前記ダンプ位置に操作された状態でブームが上げ操作されることで、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域の近傍の作動領域で作業機が作動中であることが判断された場合に、
   前記バケット用制御弁の弁位置を切り換えて、バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の作業車両。
3. 前記制御手段は
   前記判断手段によって、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域でバケットがチルト方向に作動中であることが判断された場合に、
   前記バケット用制御弁の弁位置を切り換えて、バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の作業車両。
4. 前記制御手段は
   前記判断手段によって、前記バケット用制御弁が前記ダンプ位置に操作された状態でブームが中立位置に操作されるか下げ操作されることで、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域の近傍の作動領域で作業機が作動中であることが判断された場合に、
   前記バケット用制御弁の弁位置を切り換えて、バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の作業車両。
5. 前記制御手段は
   前記判断手段によって、前記バケット用制御弁が前記中立位置に操作されるか、前記バケット用制御弁が前記ダンプ位置に操作された状態でブームが上げ操作されることで、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域の近傍の作動領域で作業機が作動中であること、または、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域でバケットがチルト方向に作動中であることが判断された場合に、
   前記バケット用制御弁の弁位置を、前記中立位置あるいは前記ダンプ位置から、前記チルト位置に切り換えて、バケット用油圧シリンダがチルト方向に作動するように、バケット用油圧シリンダに圧油を供給する制御を行なうこと
   を特徴とする請求項１記載の作業車両。
6. バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両に適用される作業車両の制御方法であって、
   バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域またはその近傍の作動領域で作業機が作動中に、
   バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行うものであり、
   バケットがダンプ操作された状態でブームが中立位置に操作されるか、下げ操作されることで、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域の近傍の作動領域で作業機が作動中に、
   バケット用油圧シリンダのダンプ方向の作動速度を制限するように、バケット用油圧シリンダに供給される圧油を制御すること
   を特徴とする作業車両の制御方法。
7. バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両に適用される作業車両の制御方法であって、
   バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域またはその近傍の作動領域で作業機が作動中に、
   バケット用油圧シリンダが加圧されることを緩和するか、またはバケット用油圧シリンダの加圧を零にする制御を行うものであり、
   バケットが中立位置に操作されるか、ダンプ操作された状態でブームが上げ操作されることで、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域の近傍の作動領域で作業機が作動中に、または、
   バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域でバケットがチルト方向に作動中に、
   バケット用油圧シリンダがチルト方向に作動するように、バケット用油圧シリンダに圧油を供給する制御を行なうものであり、
   前記バケット用油圧シリンダに圧油を供給する制御に、併せてブームの上昇速度を制限する制御を行なうこと
   を特徴とする作業車両の制御方法。
8. バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両において、
   バケット用油圧シリンダに供給される圧油の方向および流量を制御するバケット用制御弁と、
   ブームの角度または高さを検出するブーム検出手段と、
   バケット用油圧シリンダのストロークを検出するバケットシリンダストローク検出手段と、
   ブームの操作方向を検出するブーム操作方向検出手段と、
   バケットの操作方向を検出するバケット操作方向検出手段と、
   バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域および当該作動領域の近傍の作動領域が、ブーム角度または高さと、バケットシリンダストロークとによって特定される作業機姿勢に対応づけられて記憶されている記憶手段と、
   記憶手段を参照した結果、検出されたブームの角度または高さと、検出されたバケットシリンダストロークとによって特定される作業機姿勢が、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域または当該作動領域の近傍の作動領域にあり、
   検出されたブーム操作方向が上げ方向であり、検出されたバケット操作方向が中立またはダンプ方向である場合に、
   バケット用油圧シリンダがチルト方向に作動するように、バケット用制御弁を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする作業車両の制御装置。
9. バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両において、
   バケット用油圧シリンダに供給される圧油の方向および流量を制御するバケット用制御弁と、
   ブームの角度または高さを検出するブーム検出手段と、
   バケット用油圧シリンダのストロークを検出するバケットシリンダストローク検出手段と、
   ブームの操作方向を検出するブーム操作方向検出手段と、
   バケットの操作方向を検出するバケット操作方向検出手段と、
   バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域および当該作動領域の近傍の作動領域が、ブーム角度または高さと、バケットシリンダストロークとによって特定される作業機姿勢に対応づけられて記憶されている記憶手段と、
   記憶手段を参照した結果、検出されたブームの角度または高さと、検出されたバケットシリンダストロークとによって特定される作業機姿勢が、バケットがチルト方向に強制的に作動する作動領域または当該作動領域の近傍の作動領域にあり、
   検出されたブーム操作方向が中立または下げ方向であり、検出されたバケット操作方向がダンプ方向である場合に、
   バケット用油圧シリンダのダンプ方向の作動速度を制限するように、バケット用制御弁を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする作業車両の制御装置。
10. ブーム用油圧シリンダに供給される圧油の方向および流量を制御するブーム用制御弁が備えられ、
    制御手段は、併せてブームの上昇速度を制限するようにブーム用制御弁を制御すること
    を特徴とする請求項８記載の作業車両の制御装置。
11. バケットとブームからなる作業機がストッパに当接されることによってバケット用油圧シリンダの動きが規制されることによって、ブームの上げ操作によって強制的にダンプ状態のバケットがチルト方向に作動されてバケット用油圧シリンダが加圧される構造の作業車両に適用される作業車両の制御方法であって、
    ブームの角度が所定値より大きく、バケット用油圧シリンダがダンプ側ストッパエンドに達するまでの必要ストロークが所定値未満になっていることを判断する第１の判断ステップと、
    ブーム操作方向が上げ方向であり、バケット操作方向が中立またはダンプ方向であることを判断するとともに、ブーム操作方向が中立または下げ方向であり、バケット操作方向がダンプ方向であることを判断する第２の判断ステップと、
    第１の判断ステップの結果、ブームの角度が所定値より大きく、バケット用油圧シリンダがダンプ側ストッパエンドに達するまでの必要ストロークが所定値未満になっていることが判断され、第２の判断ステップの結果、ブーム操作方向が上げ方向であり、バケット操作方向が中立またはダンプ方向であることが判断された場合に、バケット用油圧シリンダがチルト方向に作動するように、バケット用油圧シリンダに圧油を供給する制御を行なうとともに、
    第１の判断ステップの結果、ブームの角度が所定値より大きく、バケット用油圧シリンダがダンプ側ストッパエンドに達するまでの必要ストロークが所定値未満になっていることが判断され、第２の判断ステップの結果、ブーム操作方向が中立または下げ方向であり、バケット操作方向がダンプ方向であることが判断された場合に、バケット用油圧シリンダのダンプ方向の作動速度を制限するように、バケット用油圧シリンダに供給される圧油を制御するステップと
    を含むことを特徴とする作業車両の制御方法。

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