CN1509917A - 油压行驶车辆的车速限制系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种以简单的结构即可限制车速的油压行驶车辆的车速限制系统。该系统具备：以将行驶用油压马达的载荷压力与变量式行驶用油压泵的喷出压力的压力差为LS设定压力的方式，控制变量式行驶用油压泵的容量的泵容量控制机构(12C)；油压行驶车辆的车速检测机构；和在检测出的车速超过设定值的情况下，变更LS设定压力，使变量式行驶用油压马达的容量减少的控制器(30)。

Description

油压行驶车辆的车速限制系统
技术领域
本发明涉及油压行驶车辆的车速限制系统。
背景技术
以往，利用由发动机驱动的行驶用油压泵的压油，驱动变量式的行驶用油压马达而进行行驶的油压行驶车辆，最高车速受行驶用油压泵的容量所限制。而且，最高车速根据油压行驶车辆行驶的国家不同而不同，在向最高车速不同的国家输出油压行驶车辆的情况下，通过向不同的国家输出搭载有容量不同的行驶用油压泵的车辆来对应。
然而，若使油压行驶车辆与各国的最高车速搭配，准备各种容量不同的行驶用油压泵，则行驶用油压泵的种类增多。另外，使行驶用油压泵与车辆配合的配管等相关部件的种类增多，导致管理工时增大。进而，在出货前存在规格的变更的情况下，必须改造行驶用油压泵，产生多余的组装工时。
发明内容
本发明着眼于上述问题点，其目的在于，提供一种在油压行驶车辆中以简单的结构即可限制车速的车速限制系统。
为了达到上述目的，本发明的第1发明是，在一种具有行驶用油压马达和变量式行驶用油压泵的油压行驶车辆的车速限制系统中，构成为具备：以使行驶用油压马达的载荷压力与变量式行驶用油压泵的喷出压力的压力差为载荷感知设定压力(以下称为LS设定压力)的方式，控制变量式行驶用油压泵的容量的泵容量控制机构；上述油压行驶车辆的车速检测机构；和在由该车速检测机构检测出的车速超过设定值的情况下，变更上述LS设定压力，使上述变量式行驶用油压马达的容量减少的控制器。
根据第1发明，由于在车速超过设定值的情况下变更LS设定压力，使变量式油压马达的容量减少，故以简单的构成即可实现车速限制系统。
本发明的第2发明是，在第1发明中，上述控制器具备设定上述LS设定压力的LS设定压力设定机构，该设定机构可以变换为从其他多种的LS设定压力设定机构中选择好的设定机构。
根据第2发明，由于具备可以交换LS设定压力设定机构的控制器，故只将该设定机构变换为从其他多种的设定机构中选择的LS设定压力设定机构，即可简单地变更限制车速。
附图说明
图1是本发明的油压行驶车辆的车速限制系统的系统构成图。
具体实施方式
参照图1对本发明的车速限制系统详细地进行说明。
在发动机11上连接有行驶泵12，由发动机11驱动行驶泵12喷出压油。从行驶泵12喷出的压油通过行驶控制阀21及油压用回转接头15，被送至行驶马达13。行驶马达13，与变速箱14的输入轴连接，驱动变速箱14。
变速箱14中设有行驶速度检测用泵17，与变速箱14的输出轴的旋转成正比地旋转。从行驶速度检测用泵17喷出的压油通过油压用回转接头15被送至行驶速度检测用马达18。行驶泵12是变量油压泵，具有泵容量控制机构12C。另外，行驶马达13是变量油压马达，具有马达容量控制机构13C。
而且，图中未示出的工程车辆具备图中未示出的下部行驶体与图中未示出的上部旋转体，在上部旋转体上具备图中未示出的作业机，在下部行驶体与上部旋转体的连接部处设有油压用回转接头15。发动机11设置在图中未示出的上部旋转体上，变速箱14设置于图中未示出的下部行驶体上，控制器30设置于图中未示出的上部旋转体上。
变速箱14通过油压用回转接头15与作为变速控制机构的变速阀16连接。变速阀16，将变速箱用泵19的压油经过油压回转接头15输送到变速箱14的1档(速)离合器14F或2档离合器14S。变速阀16是结构简单且成本低的双位切换阀，根据来自控制器30的信号切换图示的1档(速)位置16A与2档位置16B。
变速箱14具有行星齿轮机构，根据来自变速阀16的压力信号，向低速用1档(速)离合器14F或高速用2档离合器14S施加压力或释放压力，合上、断开，从而设定速度级。即，1档(速)离合器14F及2档离合器14S，是施加压油合上离合器、释放压油断开离合器的方式的离合器。
变速箱14具有1档(速)及2档两速度级。在使变速箱14为1档(速)的情况下，变速阀16位于1档(速)位置16A，向1档(速)离合器14F施加来自变速阀16的压油，合上1档(速)离合器，且释放2档离合器14S的压油，断开2档离合器14S。另外，在使变速箱14为2档的情况下，变速阀16处于2档位置16B，向2档离合器14S施加来自变速阀16的压油，合上2档离合器，且释放1档(速)离合器14F的压油，断开1档(速)离合器14F。
在车速检测用马达18的输出轴上设置车速信号发生用的车速检测齿轮35，由车速检测用马达18旋转。在车速检测齿轮35的外周，例如形成规定数量的齿、切口及凹凸。车速检测传感器31，靠近车速检测齿轮35的外周设置，将车速检测齿轮35的外周的、例如规定数量的齿通过车速检测传感器31的信号检测部时所发生的脉冲作为电信号。
作为车速检测机构的车速检测传感器31，与控制器30连接，向控制器30传送作为电信号的车速信号。控制器30运算处理该车速信号并计算出车速。
行驶控制阀21，从图示的中立位置N切换到前进位置F或倒退位置R，控制从行驶泵12喷出的压油的方向，向行驶马达13输送。行驶控制阀21，通过将来自前进倒退切换阀22的作为引导压力的行驶引导压力加在行驶控制阀21的前进侧受压部21F或倒退侧受压部21R上，而从中立位置N切换到前进位置F或倒退位置R。
前进倒退切换阀22，根据来自控制器30的前进信号，切换为图示的前进位置FK，或根据倒退信号切换为倒退位置RK。
油门踏板23A，通过被踏下，而使行驶引导压力阀23运转，从而使行驶引导压力产生。作为油门踏板23A的踏下量检测机构的行驶引导压力，对应于油门踏板23A的踏下量进行变化，若油门踏板23A的踏下量增加，则使其以规定的比率增加。
在行驶泵12与行驶控制阀21之间的回路上设有行驶载荷压力传感器33，行驶载荷压力传感器33将已检测出的行驶载荷压力信号向控制器30传送。
在行驶控制阀21的前进倒退切换阀22与行驶控制阀21的前进侧受压部21F之间的回路上设置前进行驶压力传感器36。在前进倒退切换阀22与行驶控制阀21的倒退侧受压部21R之间的回路上设置倒退行驶压力传感器37。前进行驶压力传感器36将由行驶引导压力接通内部的开关而产生的前进行驶信号，倒退行驶压力传感器37将由行驶引导压力接通内部开关而产生的倒退行驶信号，分别传送到控制器30。
行驶控制阀21，通过油压用回转接头15，由前进侧回路46F及倒退侧回路46R与行驶马达13连接。从位于行驶控制阀21与油压用回转接头15之间的前进侧回路46F分支的47F，和从倒退侧回路46R分支的回路47R，通过往复阀(shuttle valve)42连接。往复阀42的输出回路LSM与泵容量控制机构12C连接。从往复阀42开始，前进侧回路46F及倒退侧回路46R的任何一方压力高的压油作为行驶马达13的马达载荷压力LS1被输出，通过输出回路LSM进入泵容量控制机构12C。
行驶泵12的喷出回路41与行驶控制阀21连接。从喷出回路41分支的泵压检测回路LSP与泵容量控制机构12C连接。行驶泵12的喷出回路41的泵喷出压力LS2进入泵容量控制机构12C。
泵容量控制机构12C与控制器30连接。泵容量控制机构12C，以使行驶用泵12的泵喷出压力LS2与行驶马达13的马达载荷压力LS1的压力差ΔLS(＝LS2-LS1)成为与从控制器30被传送的泵容量信号对应的规定的LS设定压力的方式，来控制行驶泵12的容量。在泵容量控制机构12C中，设置有LS电磁比例阀12CLS，可以与来自控制器30的信号对应，设定LS设定压力。
在LS电磁比例阀12CLS的两侧设置电磁线圈12CS与弹簧12CP。对应于来自控制器30的信号，电磁线圈12CS向LS电磁比例阀12CLS的图中未示出的阀芯(spool)施加反力。LS电磁比例阀12CLS的阀芯，一直移动到、电磁线圈12CS产生的反力与行驶马达13的马达载荷压力LS1产生的按压力合计的力，和行驶用泵12的泵喷出压力LS2所产生的力与弹簧12CP所产生的力合计的力平衡的位置。对应于该阀芯的开口量，LS电磁比例阀12CLS将来自行驶泵12的喷出回路41的压油输送到泵容量控制油缸12CC中。即，泵容量控制机构12C，成为检测行驶用泵12的泵喷出压力LS2与行驶马达13的马达载荷压力LS1的压力差ΔLS(＝LS2-LS1)的载荷检测(load sensing)机构。根据该压力差ΔLS平衡的LS电磁比例阀12CLS的阀芯的设定压力作为LS设定压力。
如果行驶马达13的马达载荷压力LS1所产生的力增大，则LS电磁比例阀12CLS位于图示的位置12A，泵容量控制油缸12CC的压油向油箱25排放(drain)，行驶泵12的斜板12a向图示的max方向倾斜，行驶泵12的容量增加。另一方面，如果行驶泵12的泵喷出压力LS2所产生的力增大，则LS电磁比例阀12CLS位于图示位置12B，压油进入泵容量控制油缸12CC，行驶泵12的斜板12a向图示的min方向倾斜，行驶泵12的容量减少。
在这里，若减小LS电磁比例阀12CLS的电磁线圈12CS所产生的阀芯的反力，则由于将行驶用泵12的泵喷出压力LS2所产生的力与弹簧12CP所产生的力合计的力，比将电磁线圈12CS所产生的反力与行驶马达13的马达载荷压力LS1所产生的按压力合计的力大，故LS电磁比例阀12CLS以成为位置12B的方式移动。由此，压油进入泵容量控制油缸12CC，行驶泵12的斜板12a向图示的min方向倾斜，可以使行驶泵12的容量减少。因此，通过变更作为泵容量控制机构12C的载荷检测机构的设定压力的LS设定压力，行驶泵12的斜板12a向图示的min方向倾斜，可以使行驶泵12的容量减少。
前进倒退开关34与控制器30连接，将前进指令信号或倒退指令信号向控制器30传送。
若控制器30接受行驶泵12与行驶控制阀21之间回路的行驶载荷压力传感器33检测出的行驶载荷压力信号，则作为行驶阻力所产生的载荷，计算出行驶泵12的喷出压油的压力是否超过规定值。
控制器30运算处理车速检测传感器31检测出的作为电信号的车速信号来计算出车速，在车速超过规定的速度例如50km/h的情况下，将使行驶泵12的容量减少的泵容量减少信号传送到泵容量控制机构12C。若泵容量控制机构12C的LS电磁比例阀12CLS接受泵容量减少信号，则减小由电磁线圈12CS产生的电磁比例阀12CLS的阀芯的反力。这样，如上所述，由于将行驶用泵12的泵喷出压力LS2所产生的力与弹簧12CP所产生的力合计的力，比将电磁线圈12CS所产生的反力与行驶马达13的马达载荷压力LS1所产生的按压力合计的力大，故LS电磁比例阀12CLS以成为位置12B的方式移动，使行驶泵12的容量减少。
另外，控制器30具备作为可以设定LS设定压力的LS设定压力设定机构的LS设定压力设定适配器(adapter)39。LS设定压力设定适配器39，以相对控制器30可以从外部交换的方式，由图中未示出的连接器可以装卸。例如，通过交换为最高车速50km/h用适配器、最高车速60km/h用适配器、最高车速70km/h用适配器等，设定多种LS设定压力，从而可以设定多种最高车速。例如在安装有作为最高车速50km/h用适配器的LS设定压力设定适配器39的情况下，运算处理车速检测传感器31检测出的作为电信号的车速信号来算出车速，在该车速超过50km/h时，如上所述，使行驶泵12的容量减少。
接着，说明本发明的车速限制系统的动作。
驾驶员，若将前进倒退开关切换为前进侧，则前进倒退切换阀22为前进位置FK，踏下油门踏板23A，则行驶引导压力施加在行驶控制阀21的前进侧受压部21F上，从中立位置N切换为前进位置F。前进行驶压力传感器36，由行驶引导压力接通内部开关，将前进行驶信号向控制器30传送。
控制器30，根据前进倒退开关34的前进指令信号和由图中未示出的速度级控制杆设定的速度级信号(例如为2档)，首先，将变速阀16切换到1档(速)位置16A，接着合上1档(速)离合器14F，且断开2档离合器14S，将变速箱14变速为前进1档(速)。
行驶控制阀21，通过油压用回转接头15将从行驶泵12喷出的压油输送到行驶马达13的前进侧喷口13F。行驶马达13向前进方向旋转，驱动变速箱14，使工程车辆前进行驶。
若车速增加，来自车速检测传感器31的车速信号超过设定的最高车速例如车速50km/h，则控制器30向泵容量控制机构12C传送使行驶泵12的容量减少的泵容量减少信号。
若泵容量控制机构12C的LS电磁比例阀12CLS接受泵容量减少信号，则减小电磁线圈12CS所产生的阀芯的反力。这样，由于行驶用泵12的泵喷出压力LS2所产生的力与弹簧12CP所产生的力合计的力，比将电磁线圈12CS所产生的反力与行驶马达13的马达载荷压力LS1所产生的按压力合计的力大，故LS电磁比例阀12CLS以成为位置12B的方式移动。压油进入泵容量控制油缸12CC，行驶泵12的斜板12a向图示的min方向倾斜，使行驶泵12的容量减少。
而且，若工程车辆的速度下降，成为设定的最高车速例如车速50km/h以下，则控制器30向泵容量控制机构12C传送使行驶泵12的容量增加的泵容量信号。
这样，本发明是只向泵容量控制机构12C的LS电磁比例阀12CLS传送泵容量减少信号，减小电磁线圈12CS所产生的阀芯的反力，即可限制车速。因此，在油压行驶车辆的泵容量控制机构12C中使用载荷检测机构的情况下，可以使用已有的泵容量控制机构12C，也可以不需要追加新的部件，只变更控制器30的控制软件即可。以这种简单的结构，作为工程车辆的油压行驶车辆就可以不超过作为限制车速的最高速度地行驶。
再有，在变更最高车速的情况下，可以只交换既是LS设定压力设定机构也是最高车速设定机构的LS设定压力设定适配器39，可以简单地变更作为限定车速的最高车速。
另外，油压行驶车辆也可以是不具有上部旋转体的车辆。例如，也可以适用于轮式装载机、叉式起重车或其他工程车辆。在不具有上部旋转体的车辆上使用本发明的车速限制系统的情况下，可以省略油压用回转接头15。
而且，变速箱14中低速用的1档(速)离合器14F及高速用的2档离合器14S，是以施加压油合上离合器，释放压油断开离合器的方式的离合器为例进行说明的。
与此相反，可以做成在低速用的1档(速)离合器14F及高速用的2档离合器14S上设置离合器连接用的弹簧，释放压油合上离合器、施加压油断开离合器的方式。即，也可以在使变速箱14为1档(速)的情况下，向1档(速)离合器14F释放来自变速阀16的压油，合上1档(速)离合器，向2档离合器14S施加压油断开2档离合器14S，变速箱14为1档(速)。在使变速箱14为2档的情况下，向2档离合器14S释放来自变速阀16的压油，合上2档离合器，向1档(速)离合器14F施加压油断开1档(速)离合器14F，变速箱14为2档。

Claims (2)

1.一种油压行驶车辆的车速限制系统，其具有行驶用油压马达和变量式行驶用油压泵，其特征在于：包括
以将行驶用油压马达的载荷压力与变量式行驶用油压泵的喷出压力的压力差作为载荷感知设定压力即LS设定压力的方式，控制变量式行驶用油压泵的容量的泵容量控制机构(12C)；
上述油压行驶车辆的车速检测机构；以及
在由该车速检测机构检测出的车速超过设定值的情况下，变更上述LS设定压力，使上述变量式行驶用油压马达的容量减少的控制器(30)。
2.根据权利要求1所述的油压行驶车辆的车速限制系统，其特征在于：上述控制器(30)具备设定上述LS设定压力的LS设定压力设定机构(39)，
该设定机构可以交换为从其他多种的LS设定压力设定机构中选择的设定机构。
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