JP2006090384A - 油圧駆動車の制動制御装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 絞り弁と、可変容量形油圧モータとを用いて制動トルクを得るため、大きな制動トルクが得られ、大型の作業車両用油圧駆動車に適した制動制御装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】 油圧駆動車の制動制御装置は、油圧ポンプと、車速を可変とする可変容量形油圧モータと、可変容量形油圧モータの容積を可変とするモータ用傾転角制御機構と、油圧ポンプと油圧モータとを接続する油圧管路と、油圧駆動車の車速を検出する速度センサと、油圧管路に配設され、制動圧を発生させる絞り弁と、油圧管路の最高制動圧を設定するリリーフ弁と、制動圧を検出する圧力センサと、速度センサおよび／あるいは圧力センサからの信号を受けて、絞り弁およびモータ用傾転角制御機構に所定の制動トルクを生ずる指令信号を出力する制御手段とからなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、油圧駆動車の制動制御装置およびその制御方法に関する。

油圧駆動車では可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータあるいは固定容量形油圧モータとを油圧管路で接続し閉回路に構成したものが一般的に用いられている。特にタイヤ式の油圧駆動車では、減速時あるいは坂道を下る時にオーバーランしないように、主に油圧ポンプを介して原動機で、あるいは、可変容量形油圧モータの押除け容積を増加し、車両重量の慣性による速度の増加を吸収するようにして速度制御を行なっている。

上記の油圧ポンプを介して速度の増加を原動機で吸収する一例として特許文献１が知られている。同文献１は減速時に可変容量形油圧ポンプおよびこの可変容量形油圧ポンプを駆動する原動機がオーバーランするおそれのない油圧閉回路の圧力制御装置である。これを達成するために、原動機で駆動される可変容量形油圧ポンプと、負荷を結合したアクチュエータ（固定容量形油圧モータ）と、これら可変容量形油圧ポンプとアクチュエータを接続する管路とを備え、可変容量形油圧ポンプの吸込側と吐出側の前記管路の圧力を選択して、その圧力に応じた押除け容積との差を少なくし、また、原動機の回転数に応じた前記管路の管路抵抗を可変絞り弁で変更するようにしている。

例えば、原動機の回転数が、許容される回転数の上限値を超えると、可変絞り弁が絞られてその開度を減少する。この開度の減少は、可変容量形油圧ポンプと固定容量形油圧モータとの間の管路の管路抵抗を増大することとなり固定容量形油圧モータには制動がかかる。この結果、可変容量形油圧ポンプのモータ作用は低減されるので、可変容量形油圧ポンプと原動機の回転数の上昇は抑えられ、過回転は防止される。更に、可変絞り弁における圧損は、固定容量形油圧モータに対する大きな制動力となり、油圧モータの過回転は防止される。

上記の可変容量形油圧モータの押除け容積を増加し、車両重量の慣性による速度の増加を可変容量形油圧モータで吸収する一例として特許文献２が知られている。同文献２はタイヤで走行する油圧駆動車で坂道を下るときの車速に応じた可変容量形油圧モータの容積を得る油圧駆動車の車速制御装置およびその制御方法である。これを達成するために、車速制御装置は、可変容量形油圧モータと、可変容量形油圧モータの容積を可変とする傾転角制御機構と、車速を検出する車速センサと、車速センサから受けた車速と設定された車速との車速差に応じて傾転角を制御し所定の油圧モータの容積を得る制御部を設けている。

制御部は設定された車速の制限速度信号Ｖｃと車速信号Ｖとを比較して車速差を求め、その車速差の大きさに応じた制御信号Ｐを電磁比例弁に出力し、制限速度で走行するようにしている。

特公昭６１−３９５４３号公報（第５，６頁、第５〜８図） 特開２００４−２８２２９号公報（第２〜４頁、第１，２図）

しかしながら、上記の特許文献１では、制動圧力を制御するため、絞りによるエネルギ損失が大きいという問題がある。

上記の特許文献２では、坂道を下る時の車速に応じて可変容量型油圧モータの容積のみを変えるが、モータの容積は急激には増加しないので、オフロードで急激に下る坂道では減速の応答が遅れるという問題がある。またモータの持つ最大制動圧力まで使えないという問題がある。

本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、絞り弁と、可変容量形油圧モータとを用いて制動トルクを得るため、モータの最大制動トルクまで使用できる油圧駆動車の制動制御装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、油圧駆動車の制動制御装置であって、駆動源により駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプの圧油を受け油圧駆動車の車速を可変とする可変容量形油圧モータと、可変容量形油圧モータの容積を可変とするモータ用傾転角制御機構と、油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを接続する油圧管路と、油圧駆動車の車速を検出する速度センサと、油圧管路に配設され、制動圧を発生させる絞り弁と、油圧管路の最高制動圧を設定するリリーフ弁と、制動圧を検出する圧力センサと、速度センサおよび／あるいは圧力センサからの信号を受けて、絞り弁およびモータ用傾転角制御機構に所定の制動トルクを生ずる指令信号を出力する制御手段とからなる構成としている。

上記構成によれば、油圧駆動車は、例えば、坂道を下る時に設定された車速以上の速度になったことが速度センサで検出されたときに、絞り弁で制動圧を発生し、この制動圧が可変容量形油圧モータに作用して大きな制動トルクを生じさせる。この大きな制動トルクにより油圧駆動車は制動しながら坂道を所定の速度で下るようにしている。このため、急な坂道でも所定速度で走行できる。このように、絞り弁と可変容量形油圧モータとを組み合わせた構成により大容量の油圧制動装置が得られる。速度センサの車速信号により走行速度が所定値を超えたことを制御手段が検出すると、制御手段は切り替え速度の速い絞り弁を作用させその開度を絞り、制動圧を生じさせて可変容量形油圧モータに作用させるため、迅速な制動トルクが生じ、応答性が向上する。

以下、本発明に係る油圧駆動車の制動制御装置およびその制御方法の実施形態について図面を参照して説明する。
先ず、実施例である油圧駆動車の制動制御装置およびその制御方法について図１から図６を用いて説明する。図１は油圧駆動車の制動制御装置１の回路図、図２は制動制御装置１のブロック図、図３は第１実施例である油圧駆動車の制動制御方法のフローチャート図、図４は第１実施例での容積（押し除け容積）と絞り弁との関係を説明する図、図５は第２実施例である油圧駆動車の制動制御方法のフローチャート図、図６は第２実施例での容積（押し除け容積）と絞り弁との関係を説明する図である。

図１において、車両である油圧駆動車の制動制御装置１はエンジン３により駆動される可変容量形ポンプ４（以下、可変ポンプ４という）が可変容量形モータ５（以下、可変モータ５という）に油圧管路である配管６，７で接続され、閉回路を構成している。

閉回路を構成する配管６，７はチャージポンプ８に接続されており、チャージポンプ８は閉回路にチャージ圧油を供給してキャビティーションの発生を防止している。可変ポンプ４は、ポンプ用傾転角制御機構９により正逆方向に傾転し、例えば、正方向で圧油を前進用として配管６に、逆方向で後進用として配管７に圧油を吐出している。以下では、配管６は前進用配管６とし、配管７は後進用配管７として説明する。また、前進用としてｆを、後進用としてｂを図番に付与している。

後進用配管７には、可変絞り弁１１（以下、絞り弁１１という）が配設されており、絞り弁１１は制御部１３より指令を受けて作動する絞り弁用電磁比例弁１５よりパイロット圧を受けて位置（Ａ）に切り換わり、開口面積を小さくして制動圧Ｐｓを発生している。また、可変モータ５と絞り弁１１の間の後進用配管７には、圧力センサ１７が付設されており、制動圧Ｐｓ等の圧力を測定して制御部１３に送信している。

また、可変モータ５と絞り弁１１の間の後進用配管７と前進用配管６との間には、制動圧用リリーフ弁１９が接続されており、車両が急坂道を下る時に後進用配管７に発生する最高制動圧Ｐｓｍを設定している。制動圧用リリーフ弁１９は、絞り弁１１の作動時に絞り弁１１と可変モータ５との間に生ずる制動圧Ｐｓの最高制動圧Ｐｓｍを設定する。

上記において、圧力センサ１７は、制動時の制動圧Ｐｓを検出して絞り弁１１の開口面積を調整し、車両が設定された車速で走行するようにしているが、坂道を下るときなど、後進用配管７に生じた制動圧力を検出し、制御部１３に送信する。制御部１３より絞り弁用電磁比例弁１５に指令を出力し、絞り弁１１を作動させて後進用配管７に制動圧Ｐｓを生ずる。

車両の車速が設定された車速Ｖｓを超えたときに速度センサ４９よりの車速信号Ｖで絞り弁１１を作動させて制動圧Ｐｓを生じさせる。その制動圧Ｐｓを圧力センサ１７に検出して絞り弁１１の開口面積と可変モータ５の容積を調整して設定された車速Ｖｓにするようにして速度センサ４９と圧力センサ１７とを併用するようにしても良い。

可変ポンプ４には、前記ポンプ用傾転角制御機構９が付設されており、ポンプ用傾転角制御機構９はポンプ用傾転角シリンダ２０（以下、ポンプ用シリンダ２０という）とポンプ用容量制御装置２１とにより形成されている。

ポンプ用容量制御装置２１は前進用ソレノイド２２ｆと後進用ソレノイド２２ｂ、および前進用ポート２３ｆと後進用ポート２３ｂが設けられている。ポンプ用容量制御装置２１はエンジン３により駆動されるチャージポンプ８に接続されており、チャージポンプ８からのパイロット圧油を受けるとともに、前進用ポート２３ｆからシリンダ用配管２６ｆ、あるいは、後進用ポート２３ｂからシリンダ用配管２６ｂを経てポンプ用シリンダ２０にパイロット圧油を供給して図示しない斜板を傾転している。これにより可変ポンプ４の斜板がポンプ用傾転角制御機構９により正逆方向に傾転して圧油を前進用配管６または後進用配管７に吐出している。

ポンプ用容量制御装置２１の前進用ソレノイド２２ｆと後進用ソレノイド２２ｂは制御部１３にそれぞれ接続されており、制御部１３からの前進指令あるいは後進指令を受けてポンプ用容量制御装置２１は切り替わるようになっている。

チャージポンプ８はチャージ用配管２７ｆにより前進用配管６に、またチャージ用配管２７ｂにより後進用配管７に接続してチャージ圧を供給し、キャビティーションの発生を防止している。チャージポンプ８の出口配管であるチャージ用配管２７には、チャージ圧力設定用の低圧力リリーフ弁２７Ｒが配設されている。チャージ用配管２７ｆ、２７ｂには、安全弁付逆止め弁２９ｆ、２９ｂがそれぞれ配設されている。安全弁付逆止め弁２９ｆ、２９ｂは、走行時に前進用配管６、後進用配管７に発生する最高圧を設定し、可変ポンプ４および可変モータ５等の油圧機器を保護している。

可変モータ５にはモータ用傾転角制御機構３１が付設されており、モータ用傾転角制御機構３１は可変モータ５の斜板を傾転し、可変モータ５の容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）を可変としている。モータ用傾転角制御機構３１はモータ用傾転角シリンダ３４（以下、モータ用シリンダ３４という）とモータ用サーボ弁３５とモータ用電磁比例弁３７により形成されている。モータ用傾転角制御機構３１は、モータ用サーボ弁３５がモータ用電磁比例弁３７の制御圧Ｐｐを受けて作動し、モータ用シリンダ３４を縮小したときに可変モータ５の斜板を最大傾転角Θｍａｘにして最大容積ｑｖｍａｘに、またモータ用シリンダ３４を伸長したときに可変モータ５の斜板を最小傾転角Θｍｉｎにして最小容積ｑｖｍｉｎにしている。

モータ用シリンダ３４のボトム室３４ｅはモータ用サーボ弁３５に接続されており、またロッド室３４ｈは前後進シャトル弁３９を介して前進用配管６および後進用配管７に接続している。モータ用シリンダ３４は、ボトム室３４ｅおよびロッド室３４ｈに圧油を受けたときピストンの受圧面積差により伸長して可変モータ５の斜板を最小傾転角Θｍｉｎ方向に揺動して容積ｑｖを少なくする。また、モータ用シリンダ３４は、ボトム室３４ｅがモータ用サーボ弁３５を介してタンク４１に接続しているときには、最縮小になり可変モータ５の斜板を最大傾転角Θｍａｘに揺動し最大容積ｑｖｍａｘにしている。

モータ用シリンダ３４は、シリンダロッド３４ｉがばね４３を介してモータ用サーボ弁３５に連結している。シリンダロッド３４ｉは移動に伴ってばね４３を経てモータ用サーボ弁３５の図示しないスプールを移動し、ボトム室３４ｅの圧力とロッド室３４ｈによるシリンダロッド３４ｉに作用する力が均等になったときに停止し、モータ用サーボ弁３５を経た圧油の供給を遮断している。

モータ用サーボ弁３５は、一面側（図示の下方面側）が前後進シャトル弁３９を介して前進用配管６と後進用配管７に、およびタンク４１に接続されており、作動時には前進用配管６と後進用配管７との油圧の高い方の配管から圧油を受けている。また他面側（図示の上方面側）がモータ用シリンダ３４のボトム室３４ｅに接続されており、前後進シャトル弁３９からの圧油をボトム室３４ｅに供給してモータ用シリンダ３４を伸長している。

モータ用サーボ弁３５は、一端部にばね４３およびパイロット圧としてボトム室３４ｅに供給する圧油を、また他端部にはモータ用電磁比例弁３７、前後進シャトル弁３９およびポンプ用容量制御装置２１を介してチャージポンプ８に接続されており、モータ用電磁比例弁３７で減圧したパイロット圧油を制御圧Ｐｐとして受けている。

モータ用サーボ弁３５はモータ用電磁比例弁３７の制御圧Ｐｐにより作動する。前後進シャトル弁３９からの圧油により高い制御圧Ｐｐを受けたときにはＭ位置に切り替わる。前後進シャトル弁３９を介して前進用配管６あるいは後進用配管７の圧油をボトム室３４ｅに供給する。そして、シリンダロッド３４ｉを伸長する。

前後進シャトル弁３９は、一面側で前進用配管６、後進用配管７、シリンダ用配管２６ｆからの前進用分岐配管４５ｆ、シリンダ用配管２６ｂからの後進用分岐配管４５ｂに接続している。また他面側ではモータ用シリンダ３４のロッド室３４ｈとモータ用電磁比例弁３７に接続している。

前後進シャトル弁３９は、前進時に、その一端部が前進用分岐配管４５ｆからの圧油を受けてＮｆ位置に切り替わる。そして、後進用分岐配管４５ｂの圧油をモータ用電磁比例弁３７を経てモータ用サーボ弁３５に供給する。また前後進シャトル弁３９は、前進用配管６の圧油をロッド室３４ｈに供給する。また、モータ用サーボ弁３５を介してボトム室３４ｅに供給する。後進時は、前後進シャトル弁３９がＮｒ位置となり、前進時と同じ作動となる。

モータ用電磁比例弁３７は制御部１３からの制御信号Ｐに応じて作動し、ポンプ用容量制御装置２１と前後進シャトル弁３９を経たチャージ圧を減圧し制御圧Ｐｐとしてモータ用サーボ弁３５に供給している。

これによりモータ用サーボ弁３５は制御部１３の制御信号Ｐに応じてモータ用電磁比例弁３７から出された制御圧Ｐｐにより作動し、可変モータ５の容量を制御している。

前進時あるいは急坂道を前進で下る時には、前後進シャトル弁３９のＮｆ位置からパイロット圧油を受けて、モータ用電磁比例弁３７で減圧する。モータ用サーボ弁３５に圧油を供給して位置Ｍに作動させる。モータ用シリンダ３４はモータ用サーボ弁３５を介してボトム室３４ｅに圧油を受けて伸長している。

モータ用シリンダ３４のその伸長量は、ポテンショメータ４７の車速設定を受けた制御部１３からの指令によりモータ用電磁比例弁３７が制御圧Ｐｐをモータ用サーボ弁３５に供給し、モータ用サーボ弁３５を切り替えることにより決められる。これにより、可変モータ５は、ポテンショメータ４７の車速設定に合わせて設定された回転速度Ｒｓ（車速Ｖｓに相当）で回転している。

この状態で車両が急坂道を下ると、可変モータ５が車両の自重により回転を増していき、可変モータ５の回転速度が設定された回転速度Ｒｓよりも速い回転速度Ｒｎ（車速Ｖｎに相当）で回転する状態が生ずる。この速い回転速度Ｒｎは、車速センサ４９で検出されて制御部１３に送信され、制御部１３はモータ用電磁比例弁３７に指令を出力してＮｆ位置からのパイロット圧油を減圧して制御圧Ｐｐとしてモータ用サーボ弁３５に供給し、モータ用サーボ弁３５を位置Ｍから位置Ｔに作動させる。

これにより、モータ用シリンダ３４はボトム室３４ｅの圧油をモータ用サーボ弁３５からタンク４１に戻して縮小し、可変モータ５の容積ｑｖを増加させて速い回転速度Ｒｎを減速し、設定された回転速度Ｒｓになるように制動している。

制御部１３は、絞り弁用電磁比例弁１５、圧力センサ１７、ポンプ用容量制御装置２１、モータ用電磁比例弁３７、ポテンショメータ４７、および、速度センサ４９に接続されている。制御部１３は、操作量に応じたポテンショメータ４７の信号を受けてモータ用電磁比例弁３７に制御信号Ｐを出力する。その制御信号Ｐを受けたモータ用電磁比例弁３７は、前後進シャトル弁３９からのパイロット圧油を設定された車速Ｖｓになるように減圧して制御圧Ｐｐとしてモータ用サーボ弁３５に供給する。

モータ用サーボ弁３５は、制御圧Ｐｐの減圧により位置Ｔに切り換わり、モータ用シリンダ３４のボトム室３４ｅの圧油をタンク４１に戻して、モータ用シリンダ３４を縮小する。これにより、可変モータ５は容積ｑｖを増加し、可変モータ５が設定された回転速度Ｒｓ、即ち、車速が設定された車速Ｖｓになるようにしている。

また、制御部１３は速度センサ４９から油圧駆動車の車速を受けて設定された車速Ｖｓで油圧駆動車が走行するようにモータ用電磁比例弁３７に制御信号Ｐを出力して制御している。例えば、制御部１３は、前進、後進および坂道を下る等において、速度センサ４９からの車速と設定している車速とを比較して制御信号Ｐを求め、その制御信号Ｐをモータ用電磁比例弁３７に出力して制御圧Ｐｐをモータ用サーボ弁３５に供給させ、可変モータ５の容積ｑｖを設定された車速Ｖｓになるようにしている。

更に、制御部１３は、速度センサ４９から信号により油圧駆動車の車速が設定された車速Ｖｓよりも速いときには、絞り弁用電磁比例弁１５に指令信号を出力して作動させ、絞り弁１１の開口面積を小さくして制動圧Ｐｓを生じさせて可変モータ５に付与し、減速させて設定された車速Ｖｓになるようにしている。この制御部１３はコントローラにより形成されている。

ポテンショメータ４７は図示しない運転席に配設された操作ペダル等に付設されており、その操作量を検出して速度指令信号として制御部１３に出力している。
速度センサ４９は、可変モータ５等の出力軸５ａに付設されており、油圧駆動車の走行速度を検出し車速信号Ｖとして制御部１３に出力している。

図２は上記構成における油圧駆動車の制動制御装置１のブロック図である。図２において、制御部１３にはポテンショメータ４７から操作量に応じた速度指令信号が送信されている。また、制御部１３には油圧駆動車の走行に伴って出力軸５ａに配設されている速度センサ４９から車速信号Ｖが送信されている。更に、制御部１３には可変モータ４と後進用配管７の絞り弁１１との間に配設された圧力センサ１７から制動時に生ずる制動圧Ｐｓの圧力信号が送信されている。

制御部１３は、ポテンショメータ４７の操作量に応じた速度指令信号を受けてモータ用電磁比例弁３７に制御信号Ｐを出力し、可変モータ５のモータ傾転角制御機構３１を制御させて可変モータ５の容積ｑｖを増加あるいは減少させ、可変モータ５をポテンショメータ４７の操作量に応じて設定された回転速度Ｒｓとし、油圧駆動車をポテンショメータ４７の操作量に応じて設定された車速Ｖｓで走行させている。

また、制御部１３は、前進時あるいは急坂道を前進で下る時に急激に車速が増加した場合には、絞り弁用電磁比例弁１５に指令信号を出力して作動させ、絞り弁１１の開口面積を絞って制動圧Ｐｓを発生させ、その制動圧Ｐｓを可変モータ４に作用させて減速し、設定された車速Ｖｓになるようにしている。

例えば、車両が急坂道を下ると、可変モータ５が油圧駆動車の自重により増速し、車速Ｖｎが設定した車速Ｖｓよりも速くなる。これにより、可変モータ５の回転速度が設定された回転速度Ｒｓ（車速Ｖｓに相当）よりも速い回転速度Ｒｎ（車速Ｖｎに相当）で回転することが生ずる。この速い回転速度Ｒｎは、速度センサ４９で車速として検出されて制御部１３に送信される。

制御部１３は、速度センサ４９の信号を受けて速い回転速度Ｒｎが設定された回転速度Ｒｓになるように、絞り弁用電磁比例弁１５とモータ用電磁比例弁３７に指令信号を出力する。絞り弁用電磁比例弁１５は、制御部１３の指令を受けて作動し、チャージポンプ８のパイロット圧油を減圧して絞り弁１１に送給して絞り弁１１を作動させ、可変モータ５が設定された回転速度Ｒｓになるように所定の制動圧Ｐｓを生じる。この所定の制動圧Ｐｓが可変モータ５に作用して、可変モータ５は速い回転速度Ｒｎを減速して設定された回転速度Ｒｓで回転し、これにより車両は所定の設定された車速Ｖｓになる。

次に、第１実施例の油圧駆動車の制動制御方法について説明する。なお、以下では、可変モータ５は、最小容積を４０ｃｃ／ｒｅｖ、最大容積２００ｃｃ／ｒｅｖで、最小容積と最大容積との切り替え時間０．３ｓｅｃとし、リリーフ弁１９のセット圧（最高制動圧）は５０ＭＰａとし、アクセルオフの減速時の制動圧Ｐｓを２５ＭＰａとして説明する。油圧駆動車が坂道を下るときの制御方法について図３のフローチャート、および、図４の容積と絞り弁との関係を説明する図を用いて説明する。

ステップ１のスタート時には、油圧駆動車が坂道を下るときにオペレータは操作ペダルを操作して、油圧駆動車は所定の速度Ｖで走行する。操作ペダルに付設されたポテンショメータ３４は操作量を検出し、設定した車速Ｖｓとしての速度指令信号を制御部１３に送信する。制御部１３は、操作量に応じた速度指令信号を受けてモータ用電磁比例弁３７に制御信号Ｐを出力し、操作量に応じた制御圧Ｐｐをモータ用サーボ弁３５に出力させる。

モータ用サーボ弁３５はＭ位置に切り替わりモータ用シリンダ３４を伸長し、例えば斜板を傾転して可変モータ５の容積ｑｖを小さくし油圧駆動車を設定された車速Ｖｓで走行させて坂道を下るようにする。このときの可変モータ５の容積は、例えば、４０ｃｃ／ｒｅｖにしており、制動圧Ｐｓは１０ＭＰａで油圧駆動車は坂道を下っている。なお、このときの可変モータ４の容積は車速Ｖに合わせた容積となっている。

ステップ２では、油圧駆動車の車速Ｖｎが速度センサ４９で検出され、その車速信号Ｖが制御部１３に送信され、制御部１３は車速Ｖｎが第１の閾値Ｖ１を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ２に戻り、超えた場合にはステップ３に行く。

ステップ３で制御部１３は、絞り弁用電磁比例弁１５に指令を出力し、例えば図４に示すＳｃのように、絞り弁１１の絞りの開口面積を最大より中間まで減少する。これにより、前記のように絞り弁１１の開口面積を絞ることにより、より大きな制動圧Ｐｓを発生させて可変モータ５に付与し車速Ｖｎを減速させる。例えば、このときの制動圧Ｐｓは１０ＭＰａから３０ＭＰａに大きくしている。これにより、可変モータ５に、より大きな制動圧Ｐｓが付与され、減速が大きくなる。

ステップ４では、ステップ３で減速された車速Ｖｎが速度センサ４９で検出され、その車速信号Ｖが制御部１３に送信される。制御部１３は車速Ｖｎが第２の閾値Ｖ２を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ４に戻り、超えた場合にはステップ５に行く。

ステップ５では、制御部１３がモータ用電磁比例弁３７に制御信号Ｐを出力し、モータ用電磁比例弁３７からの制御圧Ｐｐを更に減じてモータ用サーボ弁３５をＴ位置にし、モータ用シリンダ３４のボトム室３４ｅをタンク４１に接続する。モータ用シリンダ３４は、図４のｑｃで示すように縮小して可変モータ５の斜板を中間位置に揺動して容積ｑｖを増加する。例えば、このとき可変モータ５の容積ｑｖを、４０ｃｃ／ｒｅｖから１６０ｃｃ／revに大きくする。これにより、制御部１３はモータ用電磁比例弁３７を介してモータ用サーボ弁３５を作動させて可変モータ５の容積ｑｖを大きくして、油圧駆動車の車速Ｖｎを低減する。

ステップ６では、ステップ５で減速された車速Ｖｎが速度センサ４９で検出され、その車速信号Ｖが制御部１３に送信される。制御部１３は車速Ｖｎが第２の閾値Ｖ２を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ６に戻り、超えた場合にはステップ７に行く。

ステップ７では、制御部１３がモータ用電磁比例弁３７に制御信号Ｐを出力し、モータ用電磁比例弁３７からの制御圧Ｐｐを更に大きく減じてモータ用サーボ弁３５をＴ位置にし、モータ用シリンダ３４のボトム室３４ｅをタンク４１に接続する。モータ用シリンダ３４は、図４のｑｄで示すように縮小して可変モータ５の斜板を最大位置に揺動して最大容積ｑｖｍａｘに増加する。例えば、このとき可変モータ５の容積ｑｖを１６０ｃｃ／ｒｅｖから２００ｃｃ／ｒｅｖに更に大きくしている。これにより、制御部１３はモータ用電磁比例弁３７を介してモータ用サーボ弁３５を作動させて可変モータ５の容積ｑｖを最大容積ｑｖｍａｘに大きくして、油圧駆動車の車速Ｖｎを大きく低減する。

ステップ８では、ステップ７で減速された車速Ｖｎが速度センサ４９で検出され、その車速信号Ｖが制御部１３に送信される。制御部１３は車速Ｖｎが第２の閾値Ｖ２を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ８に戻り、超えた場合にはステップ９に行く。

ステップ９で制御部１３は、絞り弁用電磁比例弁１５に指令を出力し、例えば図４に示すＳｄのように、絞り弁１１の絞りの開口面積を最大より最小まで減少する。これにより、前記のように絞り弁１１の開口面積を絞ることにより制動圧用リリーフ弁１９が作動して最大制動圧Ｐｓｍａｘを発生させて可変モータ５に付与し車速Ｖｎを減速させる。例えば、このとき制動圧Ｐｓは、３０ＭＰａから最大制動圧Ｐｓｍａｘの５０ＭＰａに大きくなる。これにより、可変モータ５には、最高制動圧Ｐｓｍａｘが付与されるとともに、可変モータ５も最大容積になっており、制動力が最大になる。

ステップ１０では、ステップ９で減速された車速Ｖｎが速度センサ４９で検出され、その車速信号Ｖが制御部１３に送信される。制御部１３は車速Ｖｎが第２の閾値Ｖ２を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ１０に戻り、超えた場合にはステップ１１に行く。

ステップ１１では、制御部１３は、油圧駆動車が坂道を下るときに前記のステップ２からステップ１０の制動を作用させても、車速Ｖｎが減速することがない急な坂であると判断し、機械ブレーキ等を作動させるように、警告灯を点灯させて警告を発生する。

ステップ１２では、制動制御装置１による制動は終了する。

次に、第２実施例の油圧駆動車の制動制御方法について説明する。なお、第２実施例のフローチャートは、第１実施例のフローチャートと同一の制御を行う場合には同一のステップ番号を付与して説明は省略する。

ステップ２では、制御部１３は車速Ｖが第１の閾値Ｖ１を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ２に戻り、超えた場合にはステップ２１およびステップ２２に同時に行き、絞り弁１１と可変モータ５を同時に制御する。

ステップ２１では、ステップ３と同様に、制御部１３は絞り弁用電磁比例弁１５に指令を出力し、例えば図６のＲｃに示すように、絞り弁１１を絞りその開口面積を最大より中間まで減少する。

ステップ２２では、ステップ５と同様に、制御部１３はモータ用電磁比例弁３７に制御信号Ｐを出力し、モータ用電磁比例弁３７からの制御圧Ｐｐを減じてモータ用サーボ弁３５をＴ位置にし、モータ用シリンダ３４のボトム室３４ｅをタンク４１に接続する。モータ用シリンダ３４は縮小して、図６のＲｃに示すように可変モータ５の斜板を中間位置に揺動して容積ｑｖを増加する。

このように、ステップ２１で絞り弁１１の開口面積の縮小、および、ステップ２２で可変モータ５の容積ｑｖの増加、即ち、図６に示すＲｃを同時に行って、可変モータ５に制動圧Ｐｓを付与し、かつ、可変モータ５の容積ｑｖを大きくして回転速度を減じ、油圧駆動車の車速Ｖｎを減じる。

ステップ２３では、ステップ２１とステップ２２とを同時に行い減速した車速Ｖｎが速度センサ４９で検出され、その車速信号Ｖが制御部１３に送信される。制御部１３は車速Ｖｎが第２の閾値Ｖ２を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ２３に戻り、超えた場合にはステップ２４、ステップ２５に同時に行き、絞り弁１１と可変モータ５を同時に制御する。

ステップ２４では、制御部１３は、絞り弁用電磁比例弁１５に指令を出力し、例えば図６のＲｄに示すように、絞り弁１１の開口面積を最大より最小まで減少する。

また、ステップ２５では、制御部１３は、モータ用電磁比例弁３７に制御信号Ｐを出力してモータ用電磁比例弁３７からの制御圧Ｐｐを減じてモータ用サーボ弁３５をＴ位置にして、モータ用シリンダ３４のボトム室３４ｅをタンク４１に接続させ、モータ用シリンダ３４を縮小して図６のＲｄに示すように可変モータ５の斜板を最大位置に揺動して最大容積ｑｖｍａｘに増加する。

このように、ステップ２４で絞り弁１１を最小の開口面積に変化させ、および、ステップ２５で可変モータ５を最大容積ｑｖｍａｘに変化させ、即ち、図６に示すＲｄを同時に行って可変モータ５を減速し、油圧駆動車の車速Ｖｎを大きく減じる。

ステップ２６では、ステップ２４とステップ２５とを同時に行い減速した車速Ｖｎが速度センサ４９で検出され、その車速信号Ｖが制御部１３に送信される。制御部１３は車速Ｖｎが第２の閾値Ｖ２を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ２６に戻り、超えた場合にはステップ１１に行く。

ステップ１１では、制御部１３は、油圧駆動車が坂道を下るときに前記のステップ２１からステップ２６の制動を作用させても、車速が減速することがない急な坂であると判断し、機械ブレーキ等を作動させるように、警告灯を点灯させて警告を発生する。

ステップ１２では、制動制御装置１による制動は終了する。

以上のように、本発明の制動制御装置では、油圧駆動車は、例えば、坂道を下る時に設定された車速以上の速度になったことが出力軸の速度センサで検出されたときに、絞り弁と可変容量形油圧モータとで制動圧を発生し、この制動圧が可変容量形油圧モータに作用して大きな制動トルクを生じさせる。この大きな制動トルクにより油圧駆動車は制動しながら坂道を所定の速度で下るようにしているため、急な坂道でも所定速度で走行できる。このように、絞り弁と可変容量形油圧モータとを組み合わせた簡単な構成により大容量の油圧駆動装置が得られ、大型の作業車両用油圧駆動車に適した制動装置が得られる。

また、速度センサの車速信号により走行速度が所定値を超えたのを制御手段が検出すると、制御手段は切り替え速度の速い絞り弁を作用させその開度を絞り、制動圧を生じさせて可変容量形油圧モータに作用させるため、迅速な制動トルクが生じ、応答性が向上する。

また、制動圧用のリリーフ弁が可変容量形油圧モータと絞り弁との間に設けられているため、リリーフ弁が作動したときに最高の制動圧を可変容量形油圧モータに作用させることができ、大きな制動トルクが得られる。これにより、本発明の制動制御装置は、前記と同様に簡単な構成で大きな制動トルクが得られるため、大容量の油圧駆動装置が可能になり、大型の作業車両用油圧駆動車にも適用できる。

また、油圧駆動車が坂道を下る時に設定された車速以上の速度になったときに、絞り弁と可変容量形油圧モータとで制動圧を発生して可変容量形油圧モータに作用して制動トルクを生じさせるとともに、可変容量形油圧モータの容積を増加させて駆動トルクを吸収するため大きな制動トルクが得られる。このように、本発明の制動制御方法は大きな制動トルクが得られる。また、走行速度が所定値を超えると、制御手段は切り替え速度の速い絞り弁と可変容量形油圧モータとで制動圧を発生して可変容量形油圧モータに作用させるため、迅速な制動トルクが生じる。

また、走行速度が所定値を超えると、制御手段は切り替え速度の速い絞り弁を先ず作用させてその開度を絞り、制動圧を生じさせて可変容量形油圧モータに作用させるため、制動トルクが迅速に生じ、応答性が向上する。その後に同じ制動圧のもとで可変容量形油圧モータを作動させて吸収トルクを大きくして制動トルクを生ずるため、高い制動圧が生ずる頻度が少なくなり、絞り弁、可変容量形油圧モータ等の油圧機器の耐久性を向上できる。

なお、閾値は、油圧駆動車の車両重量、あるいは、最高車速等により設定すればよく、例えば、第１閾値は車速Ｖの１２０％に、第２閾値は車速Ｖの１１０％にしても良く、反対に第１閾値は車速Ｖの１１０％に、第２閾値は車速Ｖの１２０％にしても良く、または、第１閾値と第２閾値は同じ値にしても良い。

なお、上記実施例において、可変ポンプ４と可変モータ５とは閉回路で接続したが、半閉回路で接続しても良い。油圧ポンプは可変ポンプ４で説明したが、固定容量形油圧ポンプでも良い。電磁比例弁３７は、前後進シャトル弁３９を介してチャージポンプ８のチャージ圧油を受けて制御圧Ｐｐとしたが、直接チャージポンプ８からの圧油を受けて制御圧Ｐｐとしても良い。また、可変ポンプの容量制御方式は、サーボ弁式の電磁比例方式でも良い。

本発明に係る油圧駆動車の制動制御装置の回路図である。 本発明に係る油圧駆動車の制動制御装置のブロック図である。 本発明に係る第１実施例である油圧駆動車の制動制御方法のフローチャート図である。 本発明に係る第１実施例での容積（押し除け容積）と絞り弁との関係を説明する図である。 本発明に係る第２実施例である油圧駆動車の制動制御方法のフローチャート図である。 本発明に係る第２実施例での容積（押し除け容積）と絞り弁との関係を説明する図である。

符号の説明

１…油圧駆動車の制動制御装置、３…エンジン、４…可変容量形ポンプ、５…可変容量形モータ、８…チャージポンプ、９…ポンプ用傾転角制御機構、１１…可変絞り弁、１３…制御部、１５…絞り弁用電磁比例弁、
１７…圧力センサ、１９…制動圧用リリーフ弁、２０…ポンプ用傾転角シリンダ、２１…ポンプ用容量制御装置、３１…モータ用傾転角制御機構、３４…モータ用傾転角シリンダ、３５…モータ用サーボ弁、３７…モータ用電磁比例弁、３９…前後進シャトル弁、４１…タンク、４７…ポテンショメータ、４９…速度センサ。

Claims (4)

1. 油圧駆動車の制動制御装置であって、
   駆動源により駆動される油圧ポンプと、
   油圧ポンプの圧油を受け油圧駆動車の車速を可変とする可変容量形油圧モータと、
   可変容量形油圧モータの容積を可変とするモータ用傾転角制御機構と、
   油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを接続する油圧管路と、
   油圧駆動車の車速を検出する速度センサと、
   油圧管路に配設され、制動圧を発生させる絞り弁と、
   油圧管路の最高制動圧を設定するリリーフ弁と、
   制動圧を検出する圧力センサと、
   速度センサおよび／あるいは圧力センサからの信号を受けて、絞り弁およびモータ用傾転角制御機構に所定の制動トルクを生ずる指令信号を出力する制御手段とからなることを特徴とする油圧駆動車の制動制御装置。
2. 請求項１記載の油圧駆動車の制動制御装置であって、
   リリーフ弁を可変容量形油圧モータと絞り弁との間に設けてなることを特徴とする油圧駆動車の制動制御装置。
3. 油圧駆動車の制動制御方法であって、
   速度センサから受けた車速信号が制御手段で閾値を超えたと判別されたとき、制御手段が絞り弁およびモータ用傾転角制御機構に指令信号を出力して所定の制動圧を生じさせて可変容量形油圧モータに作用させるとともに、可変容量形油圧モータの容積を増加させて油圧駆動車に制動を与えることを特徴とする油圧駆動車の制動制御方法。
4. 請求項３記載の油圧駆動車の制動制御方法であって、
   制御手段が絞り弁を優先して指令信号を出力し、所定の制動圧を生じさせることを特徴とする油圧駆動車の制動制御方法。
   

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