JP2004116706A - Travelling controller for hydraulic driven vehicle and hydraulic driven vehicle - Google Patents

Travelling controller for hydraulic driven vehicle and hydraulic driven vehicle Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an excessive rotation of a travelling motor upon moving on a downward slope while an accelerator pedal is stepped on. <P>SOLUTION: A manipulated variable of the accelerator pedal 22a is detected by a pressure sensor 41. A function generator 501 outputs target rotating speed Nt of an engine 1 corresponding to the manipulated variable of the accelerator pedal 22a. Travelling driving pressure P is detected by a pressure sensor 42. When the travelling driving pressure P is a prescribed value Pa or lower, a function generator 502 outputs corrected rotating speed Ns. A value obtained by subtracting the corrected rotating speed Ns from the target rotating speed Nt is outputted as a target rotating speed command value Ny to control engine rotating speed to the target rotating speed command value Ny. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイール式油圧ショベルなどの油圧駆動車両の走行制御装置、および油圧駆動車両に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホイール式油圧ショベルのように、原動機により駆動される油圧ポンプから吐出される圧油の流量と方向を制御弁で制御し、その制御された圧油で走行モータを駆動して走行する油圧駆動車両が知られている(例えば特許文献1参照)。この種の車両では、アクセルペダルを踏み込むことにより制御弁を切り換えるとともに、走行モータの負荷圧力が大きくなると走行モータの押除け容積を大きくしてモータ速度を制御する。
【0003】
上記特許文献1記載の装置は次のように構成される。走行用制御弁の操作状態を検出するとともに、高速および低速に切り換え可能な走行用トランスミッションの切り換え位置を検出する。そして、制御弁が中立にあり、かつ、トランスミッションが高速位置にあることが検出されると走行モータの押除け容積を最大押除け容積まで増加させる。これによりアクセルペダルを踏まずに制御弁中立で車両を降坂走行する場合、モータ押除け容積が最大値まで増加し、大きな制動力を得ることができる。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−270788号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、降坂走行時には慣性力によって車両が加速され、走行負荷が軽くなる。そのため、例えばアクセルペダルを最大に踏み込んだ状態で降坂走行を行うと、エンジン回転数が定格回転数を上回り、ポンプ吐出量が増加して、走行モータが過剰に回転するおそれがある。このような走行モータの過回転を防止するためには、降坂走行時に走行モータの回転を抑制することが望ましい。
【0006】
しかしながら、上記公報記載の装置では、アクセルペダルを踏み込んだ状態で降坂走行を行うと走行モータの押除け容積は小さいままであり、降坂走行時のモータの過回転を抑制することができない。
【0007】
本発明は、降坂走行時の走行モータの過回転を防止することができる油圧走行車両の走行制御装置および油圧走行車両を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による油圧駆動車両の走行制御装置は、原動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される圧油により駆動される走行モータと、油圧ポンプから走行モータへ供給される圧油の流量を制御する走行用制御弁と、この走行用制御弁を操作する操作手段と、走行モータの過回転を引き起こす過回転発生状態を検出する過回転検出手段と、過回転検出手段により過回転発生状態が検出されると走行モータの回転を抑制するモータ過回転防止手段とを備えることにより上述した目的を達成する。
また、本発明による油圧駆動車両は、このような走行制御装置を備えることにより上述した目的を達成する。
【0009】
【発明の実施の形態】
−第1の実施の形態−
以下、図1〜図7を参照して本発明による走行制御装置の第1の実施の形態について説明する。
図1は、本発明が適用されるホイール式油圧ショベルを示す。このホイール式油圧ショベルは、下部走行体81と、下部走行体81の上部に旋回可能に搭載された上部旋回体82とを有する。上部旋回体82には運転室83と作業用フロントアタッチメント84が設けられている。フロントアタッチメント84は上部旋回体82の本体に回動可能に連結されたブーム84aと、ブーム84aに回動可能に連結されたアーム84bと、アーム84bに回動可能に連結されたバケット84cからなる。ブーム84aはブームシリンダ84dにより昇降され、アーム84bはアームシリンダ84eにより昇降され、バケット84cはバケットシリンダ84fによりクラウドとダンプ操作が行われる。下部走行体81には、走行用油圧モータ85、トランスミッション86およびプロペラシャフト87が設けられ、プロペラシャフト87により前タイヤ88Fおよび後タイヤ88Rが駆動される。90はフェンダーカバーである。
【0010】
本発明の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行用油圧回路を図2に示す。この油圧回路はエンジン1により駆動される可変容量型油圧ポンプ10と、パイロット油圧回路20で操作され、油圧ポンプ10の吐出油の流量と方向を制御する走行用制御弁11と、走行用制御弁11で制御された圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モータ12(図1の85)と、走行用制御弁11と油圧モータ12の間に介装されたカウンタバランス弁13と、油圧ポンプ10の押除け容積を調整するポンプレギュレータ10Aと、油圧モータ12の押除け容積を調整するモータレギュレータ14と、制御弁11と油圧モータ12を接続するメイン管路L1A,L1Bの最高圧力を規制するクロスオーバーロードリリーフ弁15,16とを備える。
【0011】
ポンプレギュレータ10Aはトルク制限部を備え、このトルク制限部にポンプ吐出圧力(走行駆動圧)がフィードバックされ、馬力制御が行われる。馬力制御とは図3に示すようないわゆるP−qp制御である。この馬力制御により、ポンプ吐出圧とポンプ傾転量で決定される負荷がエンジン出力を上回らないように、ポンプ傾転量が制御される。すなわち、上記フィードバック圧力Pがレギュレータ10Aに導かれると、図3のP−qp線図に沿ってポンプ傾転量qpが制御される。また、レギュレータ10Aには最大傾転制限部が設けられ、この最大傾転制限部によりポンプ最大傾転量が所定値qpmaxに制限される。所定値qpmaxはポンプ最大吐出量を規定するものである。なお、走行駆動圧Pは路面の勾配によって変化する。図3において、例えば降坂走行時はP≦P1、登坂走行時や走行開始時はP>P2であり、通常の平地走行時はP1<P≦P2である。また、ポンプ最大傾転量qpmaxは、例えばエンジン1を定格回転数で駆動した場合に走行モータ12が過回転とならないような値に設定される。
【0012】
モータレギュレータ14は、ピストン141とサーボ弁142とを備えている。ピストン141のロッド室141aは、管路L11を介してメイン管路L1AとL1Bの高圧油を選択するシャトル弁18に接続されている。ピストン141のボトム室141bは、管路L12を介してサーボ弁142に接続されている。サーボ弁142はシャトル弁18により選択された走行駆動圧によって切り換わる。走行駆動圧は、ポンプ圧力Pとして圧力センサ42で検出されて出力される。
【0013】
パイロット油圧回路20は、パイロット油圧ポンプ21と、アクセルペダル22aで操作される走行用パイロット弁22と、図示しない前後進切換スイッチの操作により前進位置、後進位置、中立位置に切り換えられる前後進切換弁23とを備えている。制御弁11はパイロット油圧回路20からの走行パイロット圧によってその切換方向とストローク量が制御される。走行パイロット圧は、パイロット圧Ptとして圧力センサ41で検出されて出力される。
【0014】
油圧ポンプ10から吐出される圧油は、制御弁11によりその方向および流量が制御され、カウンタバランス弁13を経て油圧モータ12に供給される。これにより油圧モータ12が回転する。油圧モータ12の回転はトランスミッション86に伝達されて所定のギヤ比で減速された後、プロペラシャフト87を介してタイヤ88F,88Rに伝達される。これにより油圧ショベルが走行する。
【0015】
図2は前後進切換弁23が中立(N位置)、パイロット弁22が操作されていない状態を示している。この状態では制御弁11にパイロット圧が作用せず、制御弁11は中立位置にある。したがって、油圧ポンプ10からの圧油は油圧モータ12に供給されず、車両は停止している。
【0016】
図2の油圧回路は以下のように動作する。
前後進切換弁23を前進(F位置)または後進(R位置)に切り換え、アクセルペダル22aを踏み込み操作すると、パイロット弁22から出力されるパイロット圧油が制御弁11のパイロットポートに達し、制御弁11がパイロット圧に応じたストローク量でF位置側またはR位置側に切り換わる。これにより油圧モータ12が駆動され、車両が走行する。
【0017】
車両走行開始時には、制御弁11とカウンタバランス弁13との間の管路L1AまたはL1Bに負荷に応じた走行駆動圧が発生する。この圧力はトルク制御圧力としてシャトル弁18から管路L11を介してレギュレータ14に導かれ、これによりサーボ弁142がイ位置側に切り換わる。このサーボ弁142の切換わりによりピストン141のロッド室141aとボトム室141bが連通し、その双方にトルク制御圧力が導かれる。その結果、ボトム室141bの受圧面積はロッド室141aの受圧面積よりも大きいので、ピストン141は伸長し、油圧モータ12の押除け容積qは大きくなり、低速高トルクで車両が走行する。
【0018】
車両の定速走行により走行駆動圧が減少すると、レギュレータ14に作用するトルク制御圧が低下し、サーボ弁142がばね142cによりロ位置側に切り換わる。この切換によりボトム室141bが管路LDを介してドレン回路に連通され、ピストンは縮退する。これにより油圧モータ12の押除け容積qは小さくなり、高速低トルクで車両が走行する。
【0019】
ところで、降坂走行時には慣性力によって車両が加速されるため走行負荷が減少する。その結果、図4のエンジン特性に示すように、エンジン1を定格回転で駆動している場合には負荷の減少した分だけエンジン回転数Nが定格回転数N1を超えて増速するおそれがある(N1→N2)。降坂走行時にエンジン回転数Nが定格回転数N1を上回ると、ポンプ吐出量が定格最大吐出量(N1×qpmax)を上回り、走行モータ12が過回転してモータ寿命が低下する。このような走行負荷の減少がもたらす走行モータ12の過回転を防止するため、本実施の形態では以下のようにエンジン回転数を制御する。
【0020】
図5はエンジン回転数とポンプ傾転量などを制御する制御回路のブロック図であり、CPUなどで構成されるコントローラ50により各機器が制御される。エンジン(原動機)1のガバナ51は、リンク機構52を介してパルスモータ53に接続され、パルスモータ53の回転によりエンジン1の回転数が制御される。すなわち、パルスモータ53の正転で回転数が上昇し、逆転で低下する。このパルスモータ53の回転は、コントローラ50からの制御信号により制御される。ガバナ51にはリンク機構52を介してポテンショメ−タ54が接続され、このポテンショメ−タ54によりエンジン1の回転数に応じたガバナレバー角度を検出し、エンジン制御回転数Nθとしてコントローラ50に入力される。コントローラ50にはまた、走行パイロット圧Ptとポンプ圧(走行駆動圧)Pを検出する圧力センサ41,42がそれぞれ接続されている。
【0021】
図6は第1の実施の形態に係わるコントローラ50の詳細を説明するブロック図である。関数発生器501はアクセルペダル踏み込み量に応じた目標エンジン回転数Nt、すなわち、圧力センサ41で検出される走行パイロット圧力Ptとエンジン1の目標回転数を対応付けた関数(目標回転数特性)L1によって定まる目標回転数Ntを出力する。関数L1によれば、パイロット圧Ptの増加に伴い目標回転数Ntは定格回転数N1まで比例的に増加する。
【0022】
関数発生器502は走行駆動圧に応じた補正エンジン回転数Ns(以下、補正回転数Nsという)、すなわち、圧力センサ42で検出されるポンプ圧力Pとエンジン1の補正回転数を対応付けた関数(補正回転数特性)L2によって定まる補正回転数Nsを出力する。関数L2によれば、ポンプ圧Pが所定値Pa以下の範囲では、ポンプ圧Pの増加に伴い補正回転数Nsは徐々に減少し、ポンプ圧Pが所定値Paを越えると補正回転数Nsは一定(=0)となる。所定値Paは降坂走行開始時の圧力、すなわち図3のP1に設定する。
【0023】
関数発生器503は、アクセルペダル22aが所定値以上操作されたとき、例えばフル操作されたときハイレベル信号を出力し、スイッチ504を閉じる。スイッチ504を閉じた状態では、減算器505は目標回転数Ntから補正回転数Nsを減算したものを目標回転数指令値Nyとして出力する。スイッチ504を開放した状態では、減算器505は目標回転数Ntをそのまま目標回転数指令値Nyとして出力する。
【0024】
目標回転数指令値Nyはサーボ制御部510でポテンショメータ54により検出したガバナレバーの変位量に相当する制御回転数Nθと比較され、図7に示す手順にしたがって両者が一致するようにパルスモータ53が制御される。
【0025】
図7において、まずステップS21で目標回転数指令値Nyと制御回転数Nθとをそれぞれ読み込み、ステップS22に進む。ステップS22では、Nθ−Nyの結果を回転数差Aとしてメモリに格納し、ステップS23において、予め定めた基準回転数差Kを用いて、|A|≧Kか否かを判定する。肯定されるとステップS24に進み、回転数差A>0か否かを判定し、A>0ならば制御回転数Nθが目標回転数指令値Nyよりも大きい、つまり制御回転数が目標回転数よりも高いから、エンジン回転数を下げるためステップS25でモータ逆転を指令する信号をパルスモータ53に出力する。これによりパルスモータ53が逆転しエンジン1の回転数が低下する。
【0026】
一方、A≦0ならば制御回転数Nθが目標回転数指令値Nyよりも小さい、つまり制御回転数が目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるためステップS26でモータ正転を指令する信号を出力する。これにより、パルスモータ53が正転し、エンジン1の回転数が上昇する。ステップS23が否定されるとステップS27に進んでモータ停止信号を出力し、これによりエンジン1の回転数が一定値に保持される。ステップS25〜S27を実行すると始めに戻る。
【0027】
以上のように構成された第1の実施の形態に係わる走行制御装置の動作をより具体的に説明する。
(1)平地走行、登坂走行
平地走行時または登坂走行時には降坂走行時に比べて走行負荷が大きいため、圧力センサ42により検出されるポンプ圧P(走行駆動圧)は所定値Pa(P1)より大きくなる。したがって、関数発生器502から出力される補正回転数Nsは0となり、スイッチ504の開閉、すなわちアクセルペダル22aがフル操作か否かに拘わらず、関数発生器501から出力される目標回転数Ntが目標回転数指令値Nyとして出力される。これによりエンジン回転数Nは、関数L1で規定されるアクセルペダル22aの操作量に応じた回転数Ntに制御される。
【0028】
(2)降坂走行
アクセルペダル22aをフル操作した状態で降坂走行すると、降坂走行時には走行負荷が小さいため、圧力センサ42により検出されるポンプ圧Pは所定値Pa以下になり、走行モータ12の過回転を引き起こす軽負荷状態が検出される。これにより関数発生器502からポンプ圧Pに応じた補正回転数Ns(>0)が出力され、目標回転数Nt(=N1)から補正回転数Nsを減算したものが目標回転数指令値Nyとして出力される。その結果、エンジン回転数Nは目標回転数Ntよりも補正回転数分Nsだけ小さくなるように制御され、走行負荷の減少によりエンジン回転数が増加しても定格回転数N1を越えることはない。したがって、ポンプ吐出量が定格最大吐出量以下に抑えられ、走行モータ12の過回転を防止することができる。
【0029】
この場合、坂の勾配が急なほどポンプ圧Pは小さくなり、関数発生器502からの補正回転数Nsは大きくなる。したがって、走行負荷が著しく減少した場合であっても、エンジン回転数の増加を確実に防止することができる。
【0030】
降坂走行時にアクセルペダル22aがフル操作されていないときは、スイッチ504は開放され、関数発生器501からの目標回転数Nt(<N1)が目標回転数指令値Nyとして出力される。この場合も走行負荷の減少によりエンジン回転数が増加するが、目標回転数Ntは定格回転数N1よりも小さいためエンジン回転数を定格回転数N1以下に抑えることができる。その結果、ポンプ吐出量が定格最大吐出量以下に抑えられ、走行モータ12の過回転を防止することができる。また、必要以上にエンジン回転数を低減することがないので、良好な走行性能を発揮することができる。なお、降坂走行時のエンジン回転数の増加をより低減するため、例えば降坂走行時にエンジン回転数を確実に定格回転数N1以下とするため、アクセルペダル22aをフル操作する前にスイッチ504を閉じるように関数発生器503の出力を調整してもよい。
【0031】
以上説明した第1の実施の形態によれば以下のような効果を奏する。
(1) 圧力センサ42により走行駆動圧(走行負荷)Pを検出し、走行駆動圧Pが所定値Pa以下のとき、走行モータ12の過回転を引き起こす軽負荷状態を検出し、エンジン回転数指令値Nyを目標回転数Ntより低減するようにした。これにより降坂走行時にエンジン回転数が定格回転数N1を超えることを阻止することができ、走行モータ12の過回転を防止することができる。
(2) アクセルペダル22aがフル操作されているときにスイッチ504を閉じてエンジン回転数指令値Nyを低減するようにしたので、必要以上にエンジン回転数を低減することがなく、良好な走行性能を発揮することができる。
(3) 走行負荷が小さいほど補正回転数Nsが大きくなるように関数L2を定め、走行負荷が小さいほどエンジン回転数指令値Nyを大きく減少させるようにした。これにより坂の勾配が急でエンジン回転数が著しく増加した場合であってもエンジン回転数を定格回転数N1よりも確実に小さくすることができ、走行モータ12の過回転を確実に防止することができる。
【0032】
−第2の実施の形態−
図8〜10を参照して本発明による走行制御装置の第2の実施の形態について説明する。
第1の実施の形態では、降坂走行時にエンジン回転数を制御して走行モータ12の過回転を防止するようにしたが、第2の実施の形態では、ポンプ最大傾転量を制御する。なお、以下では第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
【0033】
第2の実施の形態が第1の実施の形態と異なるのは、ポンプレギュレータ10Aの構造および制御回路の構成である。図8は第2の実施の形態に係わるポンプレギュレータ10Aの詳細な構造を示す図である。なお、図2と同一の箇所には同一の符号を付す。
【0034】
図8に示すように、ポンプレギュレータ10Aにはトルク制限部110が設けられ、トルク制限部110には、ポンプ斜板111に連結されたピストン112を最大傾転制限部114に付勢するバネ113が介装されている。トルク制限部110にはポンプ吐出圧力Pがフィードバックされ、前述した馬力制御が行なわれる。すなわち、上記フィードバック圧力Pがトルク制限部110に導かれると、バネ力に抗してピストン112が駆動され、図3のP―qp線図に沿ってポンプ傾転量qpが低減される。一方、ポンプ圧力PがP2以下の領域では、ピストン112はバネ力により最大傾転制限部114で制限され、ポンプ傾転は最大傾転qpmaxとなる。
【0035】
さらにレギュレータ10Aには最大傾転制御部120が設けられている。最大傾転制御部120はピストン112と直列に配置されたピストン121を備え、ピストン121はばね122によりピストン112の反対方向に付勢されている。最大傾転制御部120は電磁比例減圧弁31を介して油圧源30に接続され、電磁比例減圧弁31はコントローラ50からの制御信号によって切り換えられる。電磁比例減圧弁31が位置イ側に切り換えられると、油圧源30からの圧油が最大傾転制御部120に作用する。これによりピストン121はバネ力に抗して図の右方へ移動し、ピストン112の移動範囲の上限をより小さい値に制限する。その結果、図11の点線に示すようにポンプ最大傾転量をqpmaxよりも所定量Δqpだけ低減する。電磁比例減圧弁31が位置ロ側に切り換えられると、最大傾転制御部120は図8に示すようにタンクに連通し、ポンプ最大傾転量はqpmaxとなる。
【0036】
図9は第2の実施の形態に係わる走行制御装置の制御回路のブロック図である。なお、図5と同一の箇所には同一の符号を付し、その相違点を主に説明する。コントローラ50には、走行パイロット圧Ptを検出する圧力センサ41と、エンジン1の実回転数Nを検出する回転数センサ43と、エンジン制御回転数Nθを検出するポテンショメ−タ54とが接続されている。コントローラ50は、以下のようにパルスモータ53と電磁比例減圧弁31に制御信号を出力する。
【0037】
図10は第2の実施の形態に係わるコントローラ50の詳細を説明する概念図である。なお、図6と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。第2の実施の形態では補正エンジン回転数Nsを求めることなく、アクセルペダル22aの操作量に応じた目標回転数Ntを目標回転数指令値Nyとして出力する。サーボ制御部210では前述したのと同様の処理を実行し、エンジン回転数を目標回転数指令値Nyに制御する。
【0038】
減算器511では回転数センサ43により検出したエンジン実回転数Nから目標回転数Ntを減算し、エンジン回転数の偏差ΔNを求める。関数発生器512はこの回転数偏差ΔNと補正傾転量Δqpを対応付けた関数L3によって偏差ΔNに応じた補正傾転量Δqpを出力する。関数L3によれば、偏差ΔNが0以下の範囲では補正傾転量Δqp=0であり、偏差ΔNが0より大きくなると補正傾転量Δqpは比例的に減少する。
【0039】
関数発生器513は、アクセルペダル22aが所定値以上操作されたとき、例えばフル操作されたときハイレベル信号を出力してスイッチ514を接点a側に切り換え、操作量が所定値未満のときはローレベル信号を出力してスイッチ514を接点b側に切り換える。スイッチ514が接点a側に切り換えられると関数発生器512から補正傾転量Δqp(≦0)とするような制御信号が出力され、スイッチ514が接点b側に切り換えられると設定器515から補正傾転量Δqp=0とするような制御信号が出力される。電磁比例減圧弁31はこの制御信号によって切り換えられ、ポンプ最大傾転量がqpmaxよりも補正傾転量Δqpだけ減少する。
【0040】
以上のように構成された第2の実施の形態に係わる走行制御装置の動作をより具体的に説明する。
(1)平地走行、登坂走行
平地走行時または登坂走行時には降坂走行時に比べて走行負荷が大きい。そのため、アクセルペダル22aをフル操作した状態で平地走行または登坂走行すると、関数発生器501から出力される目標回転数Nt(=N1)は回転数センサ43により検出されるエンジン実回転数Nよりも大きい、またはほぼ等しくなる。したがって、関数発生器512から出力される補正傾転量Δqpは0となり、電磁比例減圧弁31は位置ロに切り換えられる。これによりレギュレータ10Aでは傾転量制御部120によるポンプ最大傾転量制御が行われず、ポンプ傾転量はqpmaxを上限としてトルク制御部110に作用する走行駆動圧に応じて制御される。
【0041】
平地走行中にアクセルペダル22aを離して車両を減速すると、目標回転数Ntよりも実回転数Nの方が大きくなる。この場合、アクセルペダル22aをフル操作しないため、スイッチ514が接点b側に切り換えられ、Δqp=0である。したがって、この場合も傾転量制御部120によるポンプ最大傾転量制御は行われない。
【0042】
(2)降坂走行
アクセルペダル22aをフル操作した状態で降坂走行すると、降坂走行時には慣性力によって車両が加速されるため、実回転数Nが目標回転数Nt(=N1)よりも大きくなる。これにより関数発生器512からエンジン回転数の偏差ΔNに応じた補正傾転量Δqp(<0)が出力され、電磁比例減圧弁31が位置イ側に切り換えられる。その結果、補正傾転量Δqpの分だけポンプ最大傾転量が減少する。したがって、走行負荷の減少によりエンジン1および油圧ポンプ10の回転数が増加した場合であってもポンプ吐出量が定格最大吐出量(N1×qpmax)以下に抑えられ、走行モータ12の過回転を防止することができる。
【0043】
この場合、坂の勾配が急なほどエンジン回転数の偏差ΔNが大きくなり、関数発生器512からの補正傾転量Δqpは小さくなる。したがって、走行負荷が著しく減少した場合であっても、エンジン回転数の増加を確実に防止することができる。
【0044】
降坂走行時にアクセルペダル22aがフル操作されていないときは、スイッチ515は接点b側に切り換えられ、ポンプ最大傾転量制御は行われない。この場合も走行負荷の減少により実回転数Nが目標回転数Ntよりも大きくなるが、目標回転数Ntは定格回転数N1よりも小さいためポンプ吐出量は定格最大吐出量以下に抑えられる。また、必要以上にポンプ吐出量を低減することがないので、良好な走行性能を発揮することができる。なお、降坂走行時のポンプ吐出量の増加をより低減するため、アクセルペダル22aをフル操作する前にスイッチ514を接点a側に切り換えるように関数発生器513の出力を調整してもよい。
【0045】
以上説明した第2の実施の形態によれば以下のような効果を奏する。
(1) 回転数センサ43によりエンジン1の実回転数Nを検出し、実回転数Nが目標回転数Ntよりも大きいとき、走行モータ12の過回転を引き起こす軽負荷状態を検出し、油圧ポンプ10の最大傾転量を低減するようにした。これにより降坂走行時にエンジン回転数の増加によりポンプ吐出量が増加することを阻止することができる、走行モータ12の過回転を防止することができる。
(2) アクセルペダル22aがフル操作されているときにスイッチ514を接点a側に切り換えてポンプ最大傾転量を低減するようにしたので、必要以上にポンプ傾転量を低減することがなく、良好な走行性能を発揮することができる。
(3) 実回転数Nが目標回転数Ntより大きくなるにつれてポンプ最大傾転量を大きく減少させるようにしたので、坂の勾配が急であっても走行モータ12の過回転を確実に防止することができる。
【0046】
なお、以上では、降坂走行時に走行負荷が軽くなって走行モータ12が過回転するという現象に着目し、走行駆動圧Pやエンジン実回転数Nと目標回転数Ntの偏差ΔNに基づいて走行モータ12の過回転を引き起こす軽負荷状態を検出するようにしたが、走行負荷と相関のある他の物理量に基づいて軽負荷状態を検出してもよい。また、走行負荷とは無関係に走行モータ12の過回転を引き起こす過回転発生状態を検出してもよい。なお、ここで過回転発生状態とは、走行モータ12が現に過回転している場合と、現に過回転してはいないが過回転する可能性が大きい場合の両方をいう。
【0047】
エンジン回転数を制御またはポンプ最大傾転量を制御することで、走行モータ12の過回転を抑制するようにしたが、これ以外の方法(例えば走行モータ12の傾転量制御、制御弁11の駆動制御、リリーフ弁15,16のリリーフ圧制御等)により走行モータ12の過回転を抑制するようにしてもよい。スイッチ504,513を省略し、アクセルペダル22aの操作量に拘わらず常に補正回転数Nsまたは補正傾転量Δqpを出力するようにしてもよい。
【0048】
制御弁11をアクセルペダル22a以外で操作してもよい。上記ではアクセルペダル22aの操作量に応じて制御弁11とエンジン回転数を制御するようにしたが(アクセル制御)、アクセルペダル22aの操作量に応じて制御弁11のみを制御してもよい(バルブ制御)。油圧モータ12を固定容量型油圧モータとしてもよい。第1の実施の形態において、油圧ポンプ10を固定容量型油圧ポンプとしてもよい。エンジン1の目標回転数Ntをアクセルペダル22aにより設定するようにしたが、他の操作部材(例えばレバーやスイッチ)により設定してもよい。
【0049】
以上ではホイール式油圧ショベルについて説明したが、走行モータ12で走行駆動する他の作業車両にも本発明を同様に適用することができる。また、油圧ポンプ10と走行モータ12を閉回路接続したいわゆるHST油圧回路によっても本発明は実現可能である。
【0050】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、走行モータの過回転を引き起こす過回転発生状態が検出されると走行モータの回転を抑制するようにしたので、降坂走行時に走行負荷が軽くなって走行モータが過回転することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるホイール式油圧ショベルの側面図。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行用油圧回路図。
【図3】第1の実施の形態に係わる油圧ポンプのP−qp特性を示す図。
【図4】図2に示すエンジンの回転数と負荷の関係を示す図。
【図5】第1の実施の形態に係わる走行制御装置の制御回路のブロック図。
【図6】図5に示すコントローラの詳細を説明する概念図。
【図7】図6のサーボ制御部で行われる処理の一例を示すフローチャート。
【図8】第2の実施の形態に係わる油圧駆動車両のポンプレギュレータの詳細を示す油圧回路図。
【図9】第2の実施の形態に係わる走行制御装置の制御回路のブロック図。
【図10】図9に示すコントローラの詳細を説明する概念図。
【図11】第2の実施の形態に係わる油圧ポンプのP−qp特性を示す図。
【符号の説明】
1 エンジン          10 油圧ポンプ
10A ポンプレギュレータ    11 走行用制御弁
12 走行用油圧モータ     22a アクセルペダル
31 電磁比例減圧弁      41,42 圧力センサ
50 コントローラ        53 パルスモータ
54 ポテンショメータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a travel control device for a hydraulically driven vehicle such as a wheel hydraulic excavator, and a hydraulically driven vehicle.
[0002]
[Prior art]
A hydraulically driven vehicle such as a wheeled hydraulic excavator that travels by controlling the flow rate and direction of hydraulic oil discharged from a hydraulic pump driven by a prime mover using a control valve, and driving a travel motor with the controlled hydraulic oil. Is known (for example, see Patent Document 1). In this type of vehicle, the control valve is switched by depressing an accelerator pedal, and when the load pressure of the traveling motor increases, the displacement volume of the traveling motor is increased to control the motor speed.
[0003]
The device described in Patent Document 1 is configured as follows. The operating state of the traveling control valve is detected, and the switching position of the traveling transmission that can be switched between high speed and low speed is detected. Then, when it is detected that the control valve is in the neutral position and the transmission is at the high speed position, the displacement volume of the traveling motor is increased to the maximum displacement volume. Accordingly, when the vehicle travels downhill with the control valve neutral without stepping on the accelerator pedal, the motor displacement volume increases to a maximum value, and a large braking force can be obtained.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-270788
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when traveling downhill, the vehicle is accelerated by the inertial force, and the traveling load is reduced. Therefore, for example, when the vehicle runs downhill with the accelerator pedal fully depressed, the engine speed exceeds the rated speed, the pump discharge amount increases, and the running motor may rotate excessively. In order to prevent the traveling motor from rotating excessively, it is desirable to suppress the rotation of the traveling motor during downhill traveling.
[0006]
However, in the device described in the above-mentioned publication, when the vehicle runs downhill with the accelerator pedal depressed, the displacement volume of the traveling motor remains small, and it is not possible to suppress the motor from rotating excessively during downhill traveling.
[0007]
An object of the present invention is to provide a travel control device for a hydraulic traveling vehicle and a hydraulic traveling vehicle that can prevent the traveling motor from rotating excessively during downhill traveling.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A traveling control device for a hydraulically driven vehicle according to the present invention includes a hydraulic pump driven by a prime mover, a traveling motor driven by pressure oil supplied from the hydraulic pump, and a hydraulic oil supplied to the traveling motor from the hydraulic pump. A travel control valve for controlling the flow rate, an operating means for operating the travel control valve, an overspeed detection means for detecting an overspeed occurrence state causing an overspeed of the travel motor, and an overspeed occurrence The above-mentioned object is achieved by providing a motor over-rotation prevention means for suppressing the rotation of the traveling motor when the state is detected.
Further, the hydraulic drive vehicle according to the present invention achieves the above-described object by including such a travel control device.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
-1st Embodiment-
Hereinafter, a first embodiment of a travel control device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a wheel type hydraulic excavator to which the present invention is applied. The wheel-type hydraulic excavator includes a lower traveling body 81 and an upper revolving body 82 that is rotatably mounted above the lower traveling body 81. The upper swing body 82 is provided with a driver's cab 83 and a work front attachment 84. The front attachment 84 includes a boom 84a rotatably connected to the main body of the upper swing body 82, an arm 84b rotatably connected to the boom 84a, and a bucket 84c rotatably connected to the arm 84b. . The boom 84a is moved up and down by a boom cylinder 84d, the arm 84b is moved up and down by an arm cylinder 84e, and the bucket 84c is subjected to cloud and dump operations by a bucket cylinder 84f. The lower traveling body 81 is provided with a traveling hydraulic motor 85, a transmission 86, and a propeller shaft 87, and the front tire 88F and the rear tire 88R are driven by the propeller shaft 87. 90 is a fender cover.
[0010]
FIG. 2 shows a traveling hydraulic circuit of a hydraulically driven vehicle according to an embodiment of the present invention. This hydraulic circuit is operated by a variable displacement hydraulic pump 10 driven by the engine 1, a pilot hydraulic circuit 20, and a travel control valve 11 for controlling the flow rate and direction of oil discharged from the hydraulic pump 10, and a travel control valve. A variable hydraulic motor for traveling 12 (85 in FIG. 1) driven by the pressure oil controlled by 11; a counterbalance valve 13 interposed between the traveling control valve 11 and the hydraulic motor 12; A pump regulator 10A for adjusting the displacement of the pump 10, a motor regulator 14 for adjusting the displacement of the hydraulic motor 12, and the maximum pressure of the main lines L1A and L1B connecting the control valve 11 and the hydraulic motor 12 are regulated. And crossover load relief valves 15 and 16.
[0011]
The pump regulator 10A includes a torque limiting section, and the pump discharge pressure (running driving pressure) is fed back to the torque limiting section to perform horsepower control. The horsepower control is so-called P-qp control as shown in FIG. By the horsepower control, the pump displacement is controlled so that the load determined by the pump discharge pressure and the pump displacement does not exceed the engine output. That is, when the feedback pressure P is guided to the regulator 10A, the pump displacement qp is controlled along the P-qp diagram of FIG. The regulator 10A is provided with a maximum displacement limiting portion, and the maximum displacement limiting portion limits the pump maximum displacement amount to a predetermined value qpmax. The predetermined value qpmax defines the pump maximum discharge amount. Note that the traveling drive pressure P changes according to the gradient of the road surface. In FIG. 3, for example, P ≦ P1 during downhill traveling, P> P2 during uphill traveling or at the start of traveling, and P1 <P ≦ P2 during ordinary flat-land traveling. Further, the pump maximum displacement qpmax is set to a value such that, for example, when the engine 1 is driven at the rated speed, the traveling motor 12 does not over rotate.
[0012]
The motor regulator 14 includes a piston 141 and a servo valve 142. The rod chamber 141a of the piston 141 is connected via a line L11 to a shuttle valve 18 for selecting high-pressure oil in the main lines L1A and L1B. The bottom chamber 141b of the piston 141 is connected to the servo valve 142 via a line L12. The servo valve 142 is switched by the traveling drive pressure selected by the shuttle valve 18. The traveling drive pressure is detected and output as a pump pressure P by the pressure sensor 42.
[0013]
The pilot hydraulic circuit 20 includes a pilot hydraulic pump 21, a traveling pilot valve 22 operated by an accelerator pedal 22a, and a forward / backward switching valve that is switched to a forward position, a reverse position, and a neutral position by operating a forward / backward switching switch (not shown). 23. The switching direction and stroke amount of the control valve 11 are controlled by the traveling pilot pressure from the pilot hydraulic circuit 20. The traveling pilot pressure is detected and output by the pressure sensor 41 as a pilot pressure Pt.
[0014]
The direction and the flow rate of the pressure oil discharged from the hydraulic pump 10 are controlled by the control valve 11 and supplied to the hydraulic motor 12 through the counter balance valve 13. This causes the hydraulic motor 12 to rotate. The rotation of the hydraulic motor 12 is transmitted to the transmission 86 and decelerated at a predetermined gear ratio, and then transmitted to the tires 88F and 88R via the propeller shaft 87. Thereby, the hydraulic shovel runs.
[0015]
FIG. 2 shows a state in which the forward / reverse switching valve 23 is neutral (N position) and the pilot valve 22 is not operated. In this state, no pilot pressure acts on the control valve 11, and the control valve 11 is in the neutral position. Therefore, the pressure oil from the hydraulic pump 10 is not supplied to the hydraulic motor 12, and the vehicle is stopped.
[0016]
The hydraulic circuit of FIG. 2 operates as follows.
When the forward / reverse switching valve 23 is switched to forward (F position) or reverse (R position) and the accelerator pedal 22a is depressed, the pilot pressure oil output from the pilot valve 22 reaches the pilot port of the control valve 11, and the control valve Reference numeral 11 switches to the F position side or the R position side with a stroke amount according to the pilot pressure. Thus, the hydraulic motor 12 is driven, and the vehicle runs.
[0017]
When the vehicle starts running, a running drive pressure corresponding to the load is generated in the pipeline L1A or L1B between the control valve 11 and the counter balance valve 13. This pressure is guided as torque control pressure from the shuttle valve 18 to the regulator 14 via the line L11, whereby the servo valve 142 is switched to the position A. By switching the servo valve 142, the rod chamber 141a and the bottom chamber 141b of the piston 141 communicate with each other, and the torque control pressure is guided to both of them. As a result, since the pressure receiving area of the bottom chamber 141b is larger than the pressure receiving area of the rod chamber 141a, the piston 141 extends, the displacement q of the hydraulic motor 12 increases, and the vehicle runs at low speed and high torque.
[0018]
When the traveling drive pressure decreases due to the constant speed traveling of the vehicle, the torque control pressure acting on the regulator 14 decreases, and the servo valve 142 is switched to the low position by the spring 142c. By this switching, the bottom chamber 141b is connected to the drain circuit via the pipeline LD, and the piston retracts. As a result, the displacement volume q of the hydraulic motor 12 is reduced, and the vehicle runs at high speed and low torque.
[0019]
By the way, when traveling downhill, the vehicle is accelerated by the inertial force, so that the traveling load decreases. As a result, as shown in the engine characteristics of FIG. 4, when the engine 1 is driven at the rated speed, the engine speed N may exceed the rated speed N1 and increase in speed by the reduced load. (N1 → N2). If the engine speed N exceeds the rated speed N1 during downhill running, the pump discharge amount exceeds the rated maximum discharge amount (N1 × qpmax), and the traveling motor 12 is over-rotated to shorten the motor life. In order to prevent the traveling motor 12 from over-rotating due to such a decrease in the traveling load, the present embodiment controls the engine speed as follows.
[0020]
FIG. 5 is a block diagram of a control circuit that controls the engine speed, the amount of displacement of the pump, and the like. Each device is controlled by a controller 50 including a CPU and the like. The governor 51 of the engine (motor) 1 is connected to a pulse motor 53 via a link mechanism 52, and the rotation speed of the pulse motor 53 controls the rotation speed of the engine 1. That is, the rotation speed increases with the forward rotation of the pulse motor 53 and decreases with the reverse rotation. The rotation of the pulse motor 53 is controlled by a control signal from the controller 50. A potentiometer 54 is connected to the governor 51 via a link mechanism 52. The potentiometer 54 detects a governor lever angle corresponding to the rotational speed of the engine 1, and inputs the detected angle to the controller 50 as an engine control rotational speed Nθ. Is done. The controller 50 is also connected with pressure sensors 41 and 42 for detecting a traveling pilot pressure Pt and a pump pressure (traveling driving pressure) P, respectively.
[0021]
FIG. 6 is a block diagram illustrating details of the controller 50 according to the first embodiment. The function generator 501 is a function (target speed characteristic) L1 that associates the target engine speed Nt according to the accelerator pedal depression amount, that is, the traveling pilot pressure Pt detected by the pressure sensor 41 with the target speed of the engine 1. The target rotation speed Nt determined by the above is output. According to the function L1, the target rotation speed Nt increases proportionally to the rated rotation speed N1 with an increase in the pilot pressure Pt.
[0022]
The function generator 502 is a function that associates a corrected engine speed Ns (hereinafter, referred to as a corrected speed Ns) according to the traveling drive pressure, that is, a function that associates the pump pressure P detected by the pressure sensor 42 with the corrected speed of the engine 1. (Correction rotation speed characteristic) A correction rotation speed Ns determined by L2 is output. According to the function L2, in a range where the pump pressure P is equal to or less than the predetermined value Pa, the corrected rotation speed Ns gradually decreases with an increase in the pump pressure P, and when the pump pressure P exceeds the predetermined value Pa, the corrected rotation speed Ns becomes It is constant (= 0). The predetermined value Pa is set to the pressure at the start of the downhill traveling, that is, P1 in FIG.
[0023]
The function generator 503 outputs a high-level signal when the accelerator pedal 22a is operated at a predetermined value or more, for example, when the accelerator pedal 22a is fully operated, and closes the switch 504. When the switch 504 is closed, the subtractor 505 outputs a value obtained by subtracting the corrected rotation speed Ns from the target rotation speed Nt as a target rotation speed command value Ny. When the switch 504 is open, the subtractor 505 outputs the target rotation speed Nt as it is as the target rotation speed command value Ny.
[0024]
The target rotational speed command value Ny is compared with the control rotational speed Nθ corresponding to the displacement amount of the governor lever detected by the potentiometer 54 by the servo control unit 510, and the pulse motor 53 is controlled according to the procedure shown in FIG. Is done.
[0025]
In FIG. 7, first, in step S21, the target rotation speed command value Ny and the control rotation speed Nθ are read, and the process proceeds to step S22. In step S22, the result of Nθ−Ny is stored in the memory as the rotation speed difference A, and in step S23, it is determined whether or not | A | ≧ K using a predetermined reference rotation speed difference K. If the result is affirmative, the process proceeds to step S24, where it is determined whether or not the rotational speed difference A> 0. In step S25, a signal for commanding the motor to rotate in reverse is output to the pulse motor 53 in order to lower the engine speed. As a result, the pulse motor 53 rotates in the reverse direction, and the rotation speed of the engine 1 decreases.
[0026]
On the other hand, if A ≦ 0, the control rotation speed Nθ is smaller than the target rotation speed command value Ny, that is, since the control rotation speed is lower than the target rotation speed, the motor rotation is commanded in step S26 to increase the engine rotation speed. Output a signal. As a result, the pulse motor 53 rotates forward, and the rotation speed of the engine 1 increases. If step S23 is denied, the process proceeds to step S27 to output a motor stop signal, whereby the rotation speed of the engine 1 is maintained at a constant value. After executing steps S25 to S27, the process returns to the beginning.
[0027]
The operation of the travel control device according to the first embodiment configured as described above will be described more specifically.
(1) Traveling on level ground, traveling uphill
When traveling on flat ground or traveling uphill, the traveling load is greater than when traveling downhill, so the pump pressure P (traveling drive pressure) detected by the pressure sensor 42 is greater than a predetermined value Pa (P1). Therefore, the corrected rotation speed Ns output from the function generator 502 becomes 0, and the target rotation speed Nt output from the function generator 501 is changed regardless of whether the switch 504 is opened or closed, that is, whether or not the accelerator pedal 22a is fully operated. It is output as the target rotation speed command value Ny. Thus, the engine speed N is controlled to a speed Nt according to the operation amount of the accelerator pedal 22a defined by the function L1.
[0028]
(2) Downhill driving
When traveling downhill with the accelerator pedal 22a fully operated, the traveling load is small during downhill traveling, so the pump pressure P detected by the pressure sensor 42 becomes equal to or lower than the predetermined value Pa, causing the traveling motor 12 to over rotate. A light load condition is detected. As a result, a corrected rotation speed Ns (> 0) corresponding to the pump pressure P is output from the function generator 502, and a value obtained by subtracting the corrected rotation speed Ns from the target rotation speed Nt (= N1) is set as a target rotation speed command value Ny. Is output. As a result, the engine speed N is controlled to be smaller than the target speed Nt by the correction speed Ns, and does not exceed the rated speed N1 even if the engine speed increases due to a decrease in the running load. Therefore, the pump discharge amount is suppressed to the rated maximum discharge amount or less, and the overrun of the traveling motor 12 can be prevented.
[0029]
In this case, the steeper the slope, the lower the pump pressure P, and the higher the corrected rotation speed Ns from the function generator 502. Therefore, even when the running load is significantly reduced, an increase in the engine speed can be reliably prevented.
[0030]
When the accelerator pedal 22a is not fully operated during downhill traveling, the switch 504 is opened, and the target rotation speed Nt (<N1) from the function generator 501 is output as the target rotation speed command value Ny. In this case as well, the engine speed increases due to the decrease in the running load, but since the target speed Nt is smaller than the rated speed N1, the engine speed can be suppressed to the rated speed N1 or less. As a result, the pump discharge amount is suppressed to the rated maximum discharge amount or less, and it is possible to prevent the traveling motor 12 from over-rotating. Further, since the engine speed is not reduced unnecessarily, good running performance can be exhibited. Note that in order to further reduce the increase in the engine speed during downhill running, for example, to ensure that the engine speed is equal to or lower than the rated speed N1 during downhill running, the switch 504 must be turned off before the accelerator pedal 22a is fully operated. The output of function generator 503 may be adjusted to close.
[0031]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The traveling drive pressure (travel load) P is detected by the pressure sensor 42, and when the travel drive pressure P is equal to or less than the predetermined value Pa, a light load state that causes the traveling motor 12 to over rotate is detected, and the engine speed The value Ny is set to be lower than the target rotation speed Nt. Thus, it is possible to prevent the engine speed from exceeding the rated speed N1 during downhill running, and to prevent the running motor 12 from over-rotating.
(2) Since the switch 504 is closed when the accelerator pedal 22a is fully operated to reduce the engine speed command value Ny, the engine speed is not reduced unnecessarily, resulting in good running performance. Can be demonstrated.
(3) The function L2 is determined so that the correction rotation speed Ns increases as the running load decreases, and the engine speed command value Ny decreases greatly as the running load decreases. As a result, even when the slope of the slope is steep and the engine speed is significantly increased, the engine speed can be surely made smaller than the rated speed N1, and the overspeed of the traveling motor 12 is reliably prevented. Can be.
[0032]
-2nd Embodiment-
A second embodiment of the travel control device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, the engine speed is controlled during downhill running to prevent the traveling motor 12 from over-rotating. In the second embodiment, the maximum displacement of the pump is controlled. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described.
[0033]
The second embodiment differs from the first embodiment in the structure of the pump regulator 10A and the configuration of the control circuit. FIG. 8 is a diagram showing a detailed structure of a pump regulator 10A according to the second embodiment. The same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
[0034]
As shown in FIG. 8, the pump regulator 10A is provided with a torque limiting section 110, and the torque limiting section 110 includes a spring 113 for urging a piston 112 connected to the pump swash plate 111 to the maximum tilt limiting section 114. Is interposed. The pump discharge pressure P is fed back to the torque limiting section 110, and the above-described horsepower control is performed. That is, when the feedback pressure P is guided to the torque limiting unit 110, the piston 112 is driven against the spring force, and the pump displacement qp is reduced along the P-qp diagram in FIG. On the other hand, in a region where the pump pressure P is equal to or less than P2, the piston 112 is restricted by the maximum displacement restricting portion 114 by the spring force, and the pump displacement becomes the maximum displacement qpmax.
[0035]
Further, the regulator 10A is provided with a maximum displacement control unit 120. The maximum displacement control unit 120 includes a piston 121 arranged in series with the piston 112, and the piston 121 is urged by a spring 122 in a direction opposite to the piston 112. The maximum displacement control unit 120 is connected to the hydraulic pressure source 30 via an electromagnetic proportional pressure reducing valve 31, and the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is switched by a control signal from the controller 50. When the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is switched to the position A, the pressure oil from the hydraulic power source 30 acts on the maximum displacement control unit 120. As a result, the piston 121 moves rightward in the figure against the spring force, and limits the upper limit of the movement range of the piston 112 to a smaller value. As a result, as shown by the dotted line in FIG. 11, the maximum pump displacement is reduced by a predetermined amount Δqp from qpmax. When the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is switched to the position B side, the maximum displacement control unit 120 communicates with the tank as shown in FIG. 8, and the maximum displacement of the pump becomes qpmax.
[0036]
FIG. 9 is a block diagram of a control circuit of the traveling control device according to the second embodiment. The same portions as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and differences will be mainly described. The controller 50 is connected with a pressure sensor 41 for detecting the traveling pilot pressure Pt, a speed sensor 43 for detecting the actual speed N of the engine 1, and a potentiometer 54 for detecting the engine control speed Nθ. ing. The controller 50 outputs a control signal to the pulse motor 53 and the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 as described below.
[0037]
FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating details of a controller 50 according to the second embodiment. The same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the differences will be mainly described below. In the second embodiment, the target engine speed Nt according to the operation amount of the accelerator pedal 22a is output as the target engine speed command value Ny without obtaining the corrected engine engine speed Ns. The servo control unit 210 executes the same processing as described above, and controls the engine speed to the target speed command value Ny.
[0038]
The subtractor 511 subtracts the target engine speed Nt from the actual engine speed N detected by the engine speed sensor 43 to obtain a deviation ΔN of the engine speed. The function generator 512 outputs a corrected tilt amount Δqp corresponding to the deviation ΔN by a function L3 in which the rotational speed deviation ΔN and the corrected tilt amount Δqp are associated. According to the function L3, the corrected tilt amount Δqp = 0 when the deviation ΔN is equal to or smaller than 0, and the corrected tilt amount Δqp decreases proportionally when the deviation ΔN becomes larger than zero.
[0039]
The function generator 513 outputs a high-level signal when the accelerator pedal 22a is operated at a predetermined value or more, for example, when the accelerator pedal 22a is fully operated, and switches the switch 514 to the contact a side. A level signal is output to switch the switch 514 to the contact b side. When the switch 514 is switched to the contact a side, a control signal is output from the function generator 512 so as to make the correction tilt amount Δqp (≦ 0). When the switch 514 is switched to the contact b side, the correction tilt is output from the setting unit 515. A control signal is output such that the shift amount Δqp = 0. The electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is switched by this control signal, and the maximum pump displacement is reduced by qqp from qpmax.
[0040]
The operation of the traveling control device according to the second embodiment configured as described above will be described more specifically.
(1) Traveling on level ground, traveling uphill
The traveling load is larger when traveling on level ground or traveling uphill than when traveling downhill. Therefore, when the vehicle travels on flat ground or on a slope while the accelerator pedal 22a is fully operated, the target rotation speed Nt (= N1) output from the function generator 501 is smaller than the actual engine rotation speed N detected by the rotation speed sensor 43. Greater or almost equal. Therefore, the correction tilt amount Δqp output from the function generator 512 becomes 0, and the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is switched to the position B. As a result, the maximum displacement control of the pump by the displacement control unit 120 is not performed in the regulator 10A, and the pump displacement is controlled in accordance with the traveling drive pressure acting on the torque control unit 110 with qpmax as an upper limit.
[0041]
When the accelerator pedal 22a is released and the vehicle is decelerated while traveling on level ground, the actual rotation speed N becomes larger than the target rotation speed Nt. In this case, since the accelerator pedal 22a is not fully operated, the switch 514 is switched to the contact b side, and Δqp = 0. Therefore, also in this case, the maximum displacement control of the pump by the displacement control unit 120 is not performed.
[0042]
(2) Downhill driving
When the vehicle is running downhill with the accelerator pedal 22a fully operated, the vehicle is accelerated by the inertial force during the downhill running, so that the actual rotation speed N becomes larger than the target rotation speed Nt (= N1). As a result, the correction tilt amount Δqp (<0) corresponding to the deviation ΔN of the engine speed is output from the function generator 512, and the electromagnetic proportional pressure reducing valve 31 is switched to the position A. As a result, the pump maximum displacement decreases by the corrected displacement Δqp. Therefore, even when the rotation speeds of the engine 1 and the hydraulic pump 10 increase due to a decrease in the traveling load, the pump discharge amount is suppressed to the rated maximum discharge amount (N1 × qpmax) or less, and the traveling motor 12 is prevented from over-rotating. can do.
[0043]
In this case, the steeper the slope, the larger the deviation ΔN of the engine speed becomes, and the smaller the correction tilt amount Δqp from the function generator 512 becomes. Therefore, even when the running load is significantly reduced, an increase in the engine speed can be reliably prevented.
[0044]
When the accelerator pedal 22a is not fully operated during downhill traveling, the switch 515 is switched to the contact b side, and the pump maximum tilt amount control is not performed. Also in this case, the actual rotation speed N becomes larger than the target rotation speed Nt due to the decrease in the traveling load. In addition, since the pump discharge amount is not reduced more than necessary, good running performance can be exhibited. The output of the function generator 513 may be adjusted so that the switch 514 is switched to the contact a before the accelerator pedal 22a is fully operated in order to further reduce the increase in the pump discharge amount during downhill traveling.
[0045]
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The actual rotational speed N of the engine 1 is detected by the rotational speed sensor 43, and when the actual rotational speed N is larger than the target rotational speed Nt, a light load state that causes the traveling motor 12 to over rotate is detected, and the hydraulic pump The maximum tilt amount of No. 10 was reduced. Accordingly, it is possible to prevent the pump discharge amount from increasing due to an increase in the engine speed during downhill traveling, and to prevent the traveling motor 12 from over-rotating.
(2) When the accelerator pedal 22a is fully operated, the switch 514 is switched to the contact point a to reduce the maximum pump displacement, so that the pump displacement is not reduced more than necessary. Good running performance can be exhibited.
(3) As the actual rotational speed N becomes greater than the target rotational speed Nt, the maximum pump displacement is greatly reduced, so that even when the slope is steep, the traveling motor 12 is reliably prevented from over-rotating. be able to.
[0046]
In the above description, attention is paid to the phenomenon that the traveling load is reduced during traveling on a downhill and the traveling motor 12 is excessively rotated, and the traveling is performed based on the traveling drive pressure P and the deviation ΔN between the actual engine speed N and the target speed Nt. Although the light load state that causes the motor 12 to rotate excessively is detected, the light load state may be detected based on another physical quantity correlated with the running load. Further, an over-rotation occurrence state that causes over-rotation of the traveling motor 12 regardless of the traveling load may be detected. Here, the over-rotation occurrence state refers to both the case where the traveling motor 12 is actually over-rotating and the case where the traveling motor 12 is not actually over-rotating but is likely to over-rotate.
[0047]
The overspeed of the travel motor 12 is suppressed by controlling the engine speed or controlling the maximum displacement of the pump. However, other methods (for example, the displacement control of the travel motor 12 and the control valve 11 Excessive rotation of the traveling motor 12 may be suppressed by drive control, relief pressure control of the relief valves 15 and 16). The switches 504 and 513 may be omitted, and the corrected rotation speed Ns or the corrected tilt amount Δqp may always be output regardless of the operation amount of the accelerator pedal 22a.
[0048]
The control valve 11 may be operated by means other than the accelerator pedal 22a. In the above description, the control valve 11 and the engine speed are controlled in accordance with the operation amount of the accelerator pedal 22a (accelerator control). However, only the control valve 11 may be controlled in accordance with the operation amount of the accelerator pedal 22a ( Valve control). The hydraulic motor 12 may be a fixed displacement hydraulic motor. In the first embodiment, the hydraulic pump 10 may be a fixed displacement hydraulic pump. Although the target rotation speed Nt of the engine 1 is set by the accelerator pedal 22a, it may be set by another operation member (for example, a lever or a switch).
[0049]
Although the wheel-type hydraulic excavator has been described above, the present invention can be similarly applied to other work vehicles that are driven by the traveling motor 12. The present invention can also be realized by a so-called HST hydraulic circuit in which the hydraulic pump 10 and the traveling motor 12 are connected in a closed circuit.
[0050]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the rotation of the traveling motor is suppressed when the over-rotation occurrence state that causes the traveling motor to be over-rotated is detected. It is possible to prevent the traveling motor from rotating excessively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a wheel type hydraulic excavator to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a traveling hydraulic circuit diagram of the hydraulically driven vehicle according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing P-qp characteristics of the hydraulic pump according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a rotation speed and a load of the engine shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a block diagram of a control circuit of the travel control device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating details of a controller shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of processing performed by a servo control unit in FIG. 6;
FIG. 8 is a hydraulic circuit diagram showing details of a pump regulator of a hydraulic drive vehicle according to a second embodiment.
FIG. 9 is a block diagram of a control circuit of the traveling control device according to the second embodiment.
FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating details of a controller shown in FIG. 9;
FIG. 11 is a diagram showing P-qp characteristics of the hydraulic pump according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 engine 10 hydraulic pump
10A Pump regulator 11 Travel control valve
12 Hydraulic motor for traveling 22a Accelerator pedal
31 Electromagnetic proportional pressure reducing valve 41, 42 Pressure sensor
50 Controller 53 Pulse motor
54 Potentiometer

Claims (9)

原動機により駆動される油圧ポンプと、
この油圧ポンプから供給される圧油により駆動される走行モータと、
前記油圧ポンプから前記走行モータへ供給される圧油の流量を制御する走行用制御弁と、
この走行用制御弁を操作する操作手段と、
前記走行モータの過回転を引き起こす過回転発生状態を検出する過回転検出手段と、
前記過回転検出手段により過回転発生状態が検出されると前記走行モータの回転を抑制するモータ過回転防止手段とを備えることを特徴とする油圧駆動車両の走行制御装置。
A hydraulic pump driven by a prime mover,
A traveling motor driven by pressure oil supplied from the hydraulic pump,
A traveling control valve for controlling a flow rate of pressure oil supplied from the hydraulic pump to the traveling motor,
Operating means for operating the traveling control valve;
Over-rotation detecting means for detecting an over-rotation occurrence state causing over-rotation of the traveling motor,
A travel control device for a hydraulically driven vehicle, comprising: motor over-rotation prevention means for suppressing rotation of the travel motor when an over-rotation occurrence state is detected by the over-rotation detection means.
請求項1に記載の油圧駆動車両の走行制御装置において、
前記過回転検出手段は、前記原動機に作用する負荷の大きさを検出する負荷検出手段を有し、前記負荷検出手段により軽負荷状態が検出されると前記走行モータの過回転発生状態を検出することを特徴とする油圧駆動車両の走行制御装置。
The travel control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 1,
The overspeed detection means includes a load detection means for detecting a magnitude of a load acting on the prime mover, and detects an overspeed occurrence state of the traveling motor when a light load state is detected by the load detection means. A travel control device for a hydraulically driven vehicle, characterized in that:
請求項1または2に記載の油圧駆動車両の走行制御装置において、
前記走行モータの駆動圧力を検出する駆動圧力検出手段を備え、
前記過回転検出手段は、少なくとも検出された駆動圧力が所定値以下のとき前記走行モータの過回転発生状態を検出することを特徴とする油圧駆動車両の走行制御装置。
The travel control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 1 or 2,
A driving pressure detecting unit that detects a driving pressure of the traveling motor,
The travel control device for a hydraulically driven vehicle, wherein the overspeed detection means detects an overspeed occurrence state of the travel motor when at least the detected drive pressure is equal to or less than a predetermined value.
請求項3に記載の油圧駆動車両の走行制御装置において、
前記操作手段の操作量を検出する操作量検出手段を備え、
前記過回転検出手段は、検出された駆動圧力が前記所定値以下であり、かつ、前記操作手段が最大操作されると前記走行モータの過回転発生状態を検出することを特徴とする油圧駆動車両の走行制御装置。
The travel control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 3,
An operation amount detection unit that detects an operation amount of the operation unit,
The hydraulic drive vehicle, wherein the overspeed detection means detects an overspeed occurrence state of the traveling motor when the detected drive pressure is equal to or less than the predetermined value and the operation means is operated at a maximum. Travel control device.
請求項1または2に記載の油圧駆動車両の走行制御装置において、
前記原動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記原動機を目標回転数に制御する回転数制御装置とを備え、
前記過回転検出手段は、少なくとも検出された前記原動機の回転数が前記目標回転数より大きいと前記走行モータの過回転発生状態を検出することを特徴とする油圧駆動車両の走行制御装置。
The travel control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 1 or 2,
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the prime mover,
A rotation speed control device that controls the prime mover to a target rotation speed,
The travel control device for a hydraulically driven vehicle, wherein the overspeed detection means detects an overspeed occurrence state of the travel motor when at least the detected speed of the prime mover is greater than the target speed.
請求項5に記載の油圧駆動車両の走行制御装置において、
前記操作手段の操作量を検出する操作量検出手段を備え、
前記過回転検出手段は、検出された回転数が前記目標回転数より大きく、かつ、前記操作手段が最大操作されると前記走行モータの過回転発生状態を検出することを特徴とする油圧駆動車両の走行制御装置。
The travel control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 5,
An operation amount detection unit that detects an operation amount of the operation unit,
A hydraulic drive vehicle, wherein the overspeed detection means detects an overspeed occurrence state of the traveling motor when the detected speed is greater than the target speed and the operating means is operated at a maximum. Travel control device.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の油圧駆動車両の走行制御装置において、
前記モータ過回転防止手段は、前記原動機の回転数を低減する回転数低減手段であることを特徴とする油圧駆動車両の走行制御装置。
The travel control device for a hydraulically driven vehicle according to any one of claims 1 to 6,
The travel control device for a hydraulically driven vehicle, wherein the motor overspeed prevention means is a rotation speed reduction means for reducing the rotation speed of the prime mover.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の油圧駆動車両の走行制御装置において、
前記油圧ポンプは可変容量型油圧ポンプであり、
前記モータ過回転防止手段は、前記油圧ポンプの傾転量を低減する傾転量低減手段であることを特徴とする油圧駆動車両の走行制御装置。
The travel control device for a hydraulically driven vehicle according to any one of claims 1 to 6,
The hydraulic pump is a variable displacement hydraulic pump,
The travel control device for a hydraulically driven vehicle, wherein the motor overspeed prevention means is a tilting amount reducing means for reducing a tilting amount of the hydraulic pump.
請求項1〜8のいずれか1項記載の走行制御装置を有する油圧駆動車両。A hydraulically driven vehicle having the traveling control device according to claim 1.
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