JP2005308113A

JP2005308113A - 油圧式走行車両の異常動作防止装置

Info

Publication number: JP2005308113A
Application number: JP2004126700A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Tanemura; 英朗種村
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】操作手段の操作と異なる走行車両の動作を防止することのできる装置を提供しようとする。
【解決手段】環路内に油圧ポンプ1と油圧モータ2を接続して形成される閉回路を備えた油圧式走行車両の異常動作防止装置である。油圧ポンプ1の動作を把握することのできる任意の所定値を検知する検知手段と、該検知手段が検知した任意の所定値が、操作手段の操作による油圧ポンプ1の所定動作を促す信号に対応しているか否かを比較する比較手段と、前記検知手段からの任意の所定値が操作信号の操作による信号に対応していないと前記比較手段が判断した場合、油圧ポンプ1を駆動させるエンジン4を停止させる制御を行う制御手段とを備えさせた。
【選択図】図１

Description

この発明は、油圧式走行車両の異常動作防止装置に関する。

油圧駆動によって車両を動作させる方式にHydrostatic Transmission（以下単にＨＳＴという）方式が汎用されており、その方式は一般的に、図３（非特許文献１の121頁図５）に示すように、油圧ポンプ10と油圧モータ20が閉回路30で構成される。なお、図中の回路中、40は高圧リリーフ弁であり、回路の異常高圧時に圧油をバイパスさせて回路のオーバーロードを防止している。

「パワーデザイン第２８巻第５号」日刊工業新聞出版局１９９０年（平成２年）発行（翠寿久著ｐ１２１図５）

このようなＨＳＴ方式に代表される閉回路おいて、油圧ポンプの斜板制御機構に不具合が生じた場合、走行車両の操作手段であるシフタまたはジョイスティック等の操作とは関係なく、車両が動作してしまうという問題があった。

この発明は、従来構造の以上のような問題に鑑み創案されたもので、操作手段の操作と異なる走行車両の動作を防止することのできる装置を提供しようとするものである。

このため、この発明に係る油圧式走行車両の異常動作防止装置は、環路内に油圧ポンプと油圧モータを接続して形成される閉回路を備えた油圧式走行車両の異常動作防止装置であって、油圧ポンプの動作を把握することのできる任意の所定値を検知する検知手段と、該検知手段が検知した任意の所定値が、操作手段の操作による油圧ポンプの所定動作を促す信号に対応しているか否かを比較する比較手段と、前記検知手段からの任意の所定値が操作信号の操作による信号に対応していないと前記比較手段が判断した場合、油圧ポンプを駆動させるエンジンを停止させる制御を行う制御手段とを備えさせたことを特徴とする。

ここで、油圧ポンプの動作を把握することのできる任意の所定値としては、動作速度（車速あるいは旋回速度等。後進や逆回転の場合はマイナスとして検知すれば良い）、モータ回転数、ポンプ斜板角の角度、ポンプ斜板角制御部の信号、吐出圧などが想定される。

前記操作手段は、走行車両に所望の動作をさせるために、操作者の操作によって、油圧ポンプの所定動作を促す信号を出力する手段であり、例えばホイールローダのシフタ、油圧ショベルのジョイスティックなどが想定される。

本発明において、前記閉回路に吐出ラインリリーフ弁を配置させるとともに、前記検知手段からの任意の所定値が操作信号の操作による信号に対応していないと前記比較手段が判断した場合、前記エンジンを停止させる制御に代えて、あるいはその制御に加えて、吐出ラインリリーフ弁から圧油をバイパスさせる制御を行わせても良い。この態様の場合、前記吐出ラインリリーフ弁を、回路の異常高圧時にも圧油をバイパスさせるものとすれば、回路のオーバーロードを防止させる高圧リリーフ弁として兼用することもできる。逆に、高圧リリーフ弁が既に配置される回路であれば、その高圧リリーフ弁を前記吐出リリーフ弁として兼用しても良い。

また、ＨＳＴ方式の走行車両等においては、操作手段の操作切替時（例えば車両の前進操作から後進操作、または旋回車両の右回転操作から左回転操作）直後は、車体慣性が働き、きわめて短時間ながら操作手段の操作信号と逆に動作する事態が生じる（ＨＳＴブレーキ状態）。このため、そのような車両においては、操作切替時から実際の動作までのタイムラグを考慮して、そのタイムラグに相当する時間の経過時に、前記検知手段からの任意の所定値が操作信号の操作による信号に対応しているか否かを前記比較手段で判断させても良い。その態様では、タイムラグに相当する時間の経過時に、両信号が対応していないと判断されれば、前記エンジンを停止させる制御（吐出ラインリリーフ弁からのバイパス制御の場合も同じ）が行われる。

次に本発明の作用を説明する。例えば、車両の前進走行時から後進走行に切り替えた際、何らかのトラブルで油圧ポンプの斜板制御機構が破損していたとすると、操作手段の操作指示（後進指示）の信号とは無関係に、前進走行が継続される可能性がある。このとき、本発明に係る装置では、検知手段が、油圧ポンプの動作を把握することのできる任意の所定値を検知し、次いで比較手段が、その検知した任意の所定値が、操作手段の操作による油圧ポンプの所定動作を促す信号に対応しているか否かを比較し、その結果、前記検知手段からの任意の所定値（この場合は前進走行に関する所定値）が操作信号の操作による信号（この場合は後進操作となる指示信号）に対応していないと前記比較手段が判断（判断時を操作から所定時間経過後としても良いことは上述のとおり）するので、制御手段が、エンジンを停止させるか、あるいは吐出リリーフ弁が設けられていれば、吐出リリーフ弁から圧油をバイパスさせる。これにより、走行車両の異常動作（ここでは異常走行）を未然に防止できる。

以上説明したように、この発明に係る油圧式走行車両の異常動作防止装置によれば、油圧ポンプに異常が生じた場合、操作手段による操作に反した車両の異常動作を未然に防げるものとなる。

本発明に係る具体的形態の一例を以下説明する。

図１は、本形態例の装置が前提とする油圧式走行車両の走行部の油圧回路である。図示のように、環路内に油圧ポンプ1と油圧モータ2を接続して閉回路3が形成されるHST方式となっている。4は油圧ポンプ1を駆動するエンジン、5は油圧モータ2によって駆動される車輪である。また、回路の異常高圧時に圧油をバイパスさせてオーバーロードを防止するための吐出リリーフ弁6が閉回路3中に設けられるが、この吐出リリーフ弁6は後述するように異常走行が検知された際の圧油のバイパス手段としても用いられる。

本形態例の異常動作防止装置は、油圧ポンプ1の動作を検知するセンサ（図示なし）と、種々の信号の入出力により他の機器を制御する制御装置（図示なし）とからなる。前記センサは、本形態例では、油圧ポンプ1の左右両ラインの吐出圧を検知する。なお、センサは、油圧ポンプ1の動作状況が検知できるものであれば、車速（後進の場合はマイナスとして検知すれば良い）、モータ回転数、ポンプ斜板角の角度、ポンプ斜板角制御部の信号などを検知対象とするセンサでも良い。

前記制御装置は、前記センサからの検知信号と、操作手段であるジョイスティック（図示なし）の操作信号と、入力した信号のうち前記検知信号と操作信号との対応を比較する比較判断制御部と、対応が不一致と判断される場合にエンジン4及び吐出リリーフ弁6に指令信号を出力する信号出力制御部とからなる。前記比較判断制御部における判断は、図２に示すフローチャートのように、前記検知信号が操作信号によって意図される油圧ポンプの吐出圧に対応しているかが判断され（Ｓ１）、対応していない場合、車体慣性として想定される動作開始時までのタイムラグ経過時に対応していないかどうか判断され（Ｓ２）、対応していない場合、エンジン4及び吐出リリーフ弁6に対して指令信号が出力される。出力される指令信号は、エンジン4に対しては、エンジン停止指令であり、吐出リリーフ弁6に対しては、設定圧力を低減させて強制的に弁を開放させる指令である（Ｓ３）。以上のステップの判断以外の場合は、いずれの場合も指令信号は出力されない（Ｓ４）。

次に、このような本形態例の動作を説明する。例えば、走行車両の操作者がジョイスティックを操作して、車両の前進走行時から後進走行に切り替えた際、何らかのトラブルで油圧ポンプ1の斜板制御機構が破損していたとすると、ジョイスティックの操作指示信号とは無関係に、前進走行が継続される可能性がある。このとき、本形態例では、センサが検知した油圧ポンプ1の吐出圧と、ジョイスティックからの操作指示信号とが制御装置に入力され、該制御手段において、上述した図２に示す制御が行われる。その制御により、エンジン4に対して停止指令信号が、吐出リリーフ弁6に対して設定圧力を低減させて強制的に弁を開放させる指令信号がそれぞれ出力され、これにより、走行車両の異常走行を未然に防止できる。

以上のように、本形態例によれば、油圧ポンプ1に異常が生じた場合、ジョイスティックの操作に反した車両の異常走行を未然に防げる。しかも、本形態例においては、異常走行を防止するための手段として、異常高圧防止のために設けられている吐出リリーフ弁6を利用するものとしており、吐出リリーフ弁6の兼用化により設置コストの低廉化が図られている。

なお、以上の形態例は、走行車両の異常走行に関する形態であるが、本発明は旋回車両の異常旋回動作を防止する装置としても、あるいは他の異常動作を防止する装置としても利用できる。また、本形態例の上記制御以外の制御フローであっても良い。

この発明は、動作部の油圧回路が閉回路となる油圧式走行車両において適用可能である。

本発明に係る一形態例が前提とするHST方式の閉回路の説明図である。本形態例における制御装置の制御フローチャートである。ＨＳＴ方式の閉回路を示す説明図である。

符号の説明

1 油圧ポンプ
2 油圧モータ
3 閉回路
4 エンジン
5 車輪
6 吐出リリーフ弁

Claims

環路内に油圧ポンプと油圧モータを接続して形成される閉回路を備えた油圧式走行車両の異常動作防止装置であって、油圧ポンプの動作を把握することのできる任意の所定値を検知する検知手段と、該検知手段が検知した任意の所定値が、操作手段の操作による油圧ポンプの所定動作を促す信号に対応しているか否かを比較する比較手段と、前記検知手段からの任意の所定値が操作信号の操作による信号に対応していないと前記比較手段が判断した場合、油圧ポンプを駆動させるエンジンを停止させる制御を行う制御手段とを備えさせたことを特徴とする油圧式走行車両の異常動作防止装置。
閉回路に吐出ラインリリーフ弁を配置させるとともに、検知手段からの任意の所定値が操作信号の操作による信号に対応していないと比較手段が判断した場合、エンジンを停止させる制御に代えて、あるいはその制御に加えて、吐出ラインリリーフ弁から圧油をバイパスさせる制御を行わせることを特徴とする請求項１の油圧式走行車両の異常動作防止装置。