JP2011169351A - Hst type construction vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンによって駆動される走行用油圧ポンプから吐出された圧油によって走行用油圧モータを駆動することで走行するHST式の建設車両に関する。 The present invention relates to an HST construction vehicle that travels by driving a traveling hydraulic motor with pressure oil discharged from a traveling hydraulic pump driven by an engine.
ホイールローダ等の建設車両では、エンジンによって走行用油圧ポンプを駆動し、走行用油圧ポンプから吐出された圧油によって走行用油圧モータを駆動することにより走行を行う、いわゆるHST(Hydro Static Transmission)を搭載しているものがある。
例えば、特許文献1には、1ポンプ1モータタイプのHSTシステムが開示されている。また、特許文献2には、1ポンプ2モータタイプのHSTシステムが開示されている。
In construction vehicles such as wheel loaders, so-called HST (Hydro Static Transmission) is used in which a traveling hydraulic pump is driven by an engine and a traveling hydraulic motor is driven by pressure oil discharged from the traveling hydraulic pump. Some are equipped.
For example,
このようなHST式の建設車両では、アクセルペダルを最大に踏み込んだ状態で走行負荷が最も小さいときに最高車速で走行する。
また、公道を走行可能な建設車両は、最高車速が制限車速(一般的に、国や地域ごとに決められている車速であり、例えば、38km/h)を超えないように設計されている。
なお、特許文献1には、走行用油圧モータの最小容量を運転者によって変更可能とすることで、最高車速を運転者が任意に変更できることが開示されている。しかし、この場合でも、やはり最高車速が制限車速を超えないように設計されている。
Such an HST type construction vehicle travels at the maximum vehicle speed when the travel load is the smallest with the accelerator pedal fully depressed.
Construction vehicles that can travel on public roads are designed such that the maximum vehicle speed does not exceed the limit vehicle speed (generally a vehicle speed determined for each country or region, for example, 38 km / h).
ところで、このような建設車両では、平地を高速で移動する際に、運転者は生産性を上げるためにアクセルペダルを最大まで踏み込んで最高車速で走行することが多い。この場合、エンジンの回転数はアクセルの最大開度に対応した最高回転数となる。
平地を最高車速で走行するときの負荷は、作業機を用いて掘削作業を行うときの負荷や坂道を登坂走行するときの負荷と比べて小さい。従来の方式では、このように負荷が小さい場合でも、エンジンの回転数が最高回転数となっているため、燃費効率の面で改善の余地がある。
By the way, in such a construction vehicle, when moving on a flat ground at high speed, the driver often depresses the accelerator pedal to the maximum and travels at the maximum vehicle speed in order to increase productivity. In this case, the engine speed becomes the maximum speed corresponding to the maximum opening of the accelerator.
The load when traveling on a flat ground at the maximum vehicle speed is smaller than the load when performing excavation work using a working machine and the load when traveling on a hill. In the conventional method, even when the load is small as described above, the engine speed is the maximum, so there is room for improvement in terms of fuel efficiency.
本発明の課題は、HSTを搭載した建設車両において、高速走行時等における燃費の向上を図ることが可能なHST式建設車両を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an HST-type construction vehicle capable of improving fuel efficiency in a high-speed traveling or the like in a construction vehicle equipped with an HST.
第1の発明に係るHST式建設車両は、エンジンと、走行用油圧ポンプと、走行用油圧モータと、走行輪と、制御装置と、を備えている。走行用油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。走行用油圧モータは、走行用油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される。走行輪は、走行用油圧モータの駆動力によって駆動される。制御装置は、走行用油圧モータの容量を制御する。制御装置は、エンジンの回転数によらずに同じ車速が得られるように、エンジンの回転数が大きくなるほど走行用油圧モータの最小容量が大きくなるように走行用油圧モータの最小容量を設定する最小容量設定部を有する。 The HST type construction vehicle according to the first invention includes an engine, a traveling hydraulic pump, a traveling hydraulic motor, traveling wheels, and a control device. The traveling hydraulic pump is driven by the engine. The traveling hydraulic motor is driven by the pressure oil discharged from the traveling hydraulic pump. The traveling wheels are driven by the driving force of the traveling hydraulic motor. The control device controls the capacity of the traveling hydraulic motor. The control device sets the minimum capacity of the traveling hydraulic motor so that the minimum capacity of the traveling hydraulic motor increases as the engine speed increases so that the same vehicle speed can be obtained regardless of the engine speed. It has a capacity setting unit.
ここでは、エンジンによって走行用油圧ポンプを駆動し、走行用油圧ポンプから吐出された圧油によって走行用油圧モータを駆動することにより走行を行う、いわゆるHSTを搭載したホイールローダ等の建設車両において、エンジン回転数によらずほぼ同じ車速が得られるように、エンジンの回転数が大きくなるほど走行用油圧モータの最小容量が大きくなるように走行用油圧モータの最小容量を設定する。 Here, in a construction vehicle such as a wheel loader equipped with a so-called HST that travels by driving a traveling hydraulic pump by an engine and driving a traveling hydraulic motor by pressure oil discharged from the traveling hydraulic pump, The minimum capacity of the travel hydraulic motor is set so that the minimum capacity of the travel hydraulic motor increases as the engine speed increases so that substantially the same vehicle speed can be obtained regardless of the engine speed.
従来の建設車両では、運転者がアクセルペダルを最大まで踏み込まない限り、最高車速には到達しない。
これに対して、本発明では、エンジン回転数が低下してきても同じ車速が得られるように、エンジン回転数の低下に伴って走行用油圧モータの最小容量を小さく設定する。
これにより、例えば、運転者がアクセルペダルを最大まで踏み込まない場合でも、すなわち、エンジン回転数を従来よりも低く抑えた場合でも、エンジン回転数の低下に応じて走行用油圧モータの最小容量を小さくすることによって、従来と同等の最高車速で走行することができる。よって、運転者はアクセルペダルの踏込み量を抑えた状態で走行することとなり、従来よりもエンジン回転数が低い状態で運転することになるため、燃費向上を図ることができる。
In conventional construction vehicles, the maximum vehicle speed is not reached unless the driver depresses the accelerator pedal to the maximum.
On the other hand, in the present invention, the minimum capacity of the traveling hydraulic motor is set to be small as the engine speed decreases so that the same vehicle speed can be obtained even if the engine speed decreases.
Thus, for example, even when the driver does not depress the accelerator pedal to the maximum, that is, even when the engine speed is kept lower than before, the minimum capacity of the traveling hydraulic motor is reduced according to the decrease in the engine speed. By doing so, the vehicle can travel at the same maximum vehicle speed as the conventional one. Therefore, the driver travels with the amount of depression of the accelerator pedal suppressed, and the driver operates with a lower engine speed than before, so that fuel efficiency can be improved.
第2の発明に係るHST式建設車両は、第1の発明に係るHST式建設車両であって、最小容量設定部には、エンジン回転数の閾値が設定されている。そして、最小容量設定部は、エンジンの回転数が閾値以下のときに走行用油圧モータの最小容量を一定とし、エンジンの回転数が閾値を超えたときにエンジンの回転数によらずに同じ車速が得られるようにエンジンの回転数が大きくなるほど走行用油圧モータの最小容量が大きくなるような走行用油圧モータの最小容量を設定する
ここでは、最小容量設定部によって、エンジン回転数が所定の閾値以下のときには、走行用油圧モータの最小容量は一定の大きさに設定される。一方、エンジン回転数が所定の閾値を超えると、エンジン回転数によらずに同じ車速が得られるようにエンジン回転数が大きくなるほど走行用油圧モータの最小容量が大きくなるような走行用油圧モータの最小容量を設定する。
The HST type construction vehicle according to the second invention is the HST type construction vehicle according to the first invention, wherein a threshold value of the engine speed is set in the minimum capacity setting unit. The minimum capacity setting unit keeps the minimum capacity of the traveling hydraulic motor constant when the engine speed is less than or equal to the threshold value, and the same vehicle speed regardless of the engine speed when the engine speed exceeds the threshold value. The minimum capacity of the traveling hydraulic motor is set such that the minimum capacity of the traveling hydraulic motor increases as the engine speed increases so that the engine speed can be obtained by the minimum capacity setting unit. In the following cases, the minimum capacity of the traveling hydraulic motor is set to a certain size. On the other hand, when the engine speed exceeds a predetermined threshold, the traveling hydraulic motor has a minimum capacity that increases as the engine speed increases so that the same vehicle speed can be obtained regardless of the engine speed. Set the minimum capacity.
ここで、最小容量設定部が設定する走行用油圧モータの最小容量は、走行負荷が最も小さい場合であってもエンジン回転数が上記閾値に達したときに車速が法定上の制限車速を超えないように設定されている。したがって、この閾値を決める際には、閾値をそれ以下にすると走行用油圧モータの容量が小さくなり過ぎて、効率が必要以上に低下してしまうことを回避できる値として設定すればよい。
これにより、エンジン回転数が閾値以下の領域において、必要以上に走行用油圧モータの効率が低下してしまうことを回避して、燃費向上を図ることができる。
Here, the minimum capacity of the traveling hydraulic motor set by the minimum capacity setting unit is that the vehicle speed does not exceed the legally limited vehicle speed when the engine speed reaches the above threshold even when the traveling load is the smallest. Is set to Therefore, when determining this threshold value, it is sufficient to set the threshold value to a value that can prevent the traveling hydraulic motor capacity from becoming too small and reducing efficiency more than necessary.
Thereby, in the area | region where an engine speed is below a threshold value, it can avoid that the efficiency of the hydraulic motor for driving | running | working falls more than needed, and can aim at a fuel consumption improvement.
第3の発明に係るHST式建設車両は、エンジンと、走行用油圧ポンプと、走行用油圧モータと、走行輪と、アクセルペダルと、制御装置と、を備えている。走行用油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。走行用油圧モータは、走行用油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される。走行輪は、走行用油圧モータの駆動力によって駆動される。アクセルペダルは、エンジンの回転数をアクセル開度によって調整する。制御装置は、走行用油圧モータの容量を制御する。また、制御装置は、アクセル開度によらずに同じ車速が得られるように、アクセル開度が大きくなるほど走行用油圧モータの最小容量が大きくなるように走行用油圧モータの最小容量を設定する最小容量設定部を有する。 An HST construction vehicle according to a third aspect of the invention includes an engine, a traveling hydraulic pump, a traveling hydraulic motor, a traveling wheel, an accelerator pedal, and a control device. The traveling hydraulic pump is driven by the engine. The traveling hydraulic motor is driven by the pressure oil discharged from the traveling hydraulic pump. The traveling wheels are driven by the driving force of the traveling hydraulic motor. The accelerator pedal adjusts the engine speed according to the accelerator opening. The control device controls the capacity of the traveling hydraulic motor. In addition, the control device sets the minimum capacity of the traveling hydraulic motor so that the minimum capacity of the traveling hydraulic motor increases as the accelerator opening increases so that the same vehicle speed can be obtained regardless of the accelerator opening. It has a capacity setting unit.
ここでは、エンジンによって走行用油圧ポンプを駆動し、走行用油圧ポンプから吐出された圧油によって走行用油圧モータを駆動することにより走行を行う、いわゆるHSTを搭載したホイールローダ等の建設車両において、アクセルペダルの踏込み量(アクセル開度)によらずほぼ同じ車速が得られるように、アクセルペダルの踏込み量が大きくなるほど走行用油圧モータの最小容量が大きくなるように走行用油圧モータの最小容量を設定する。 Here, in a construction vehicle such as a wheel loader equipped with a so-called HST that travels by driving a traveling hydraulic pump by an engine and driving a traveling hydraulic motor by pressure oil discharged from the traveling hydraulic pump, The minimum capacity of the traveling hydraulic motor is set so that the minimum capacity of the traveling hydraulic motor increases as the amount of depression of the accelerator pedal increases, so that approximately the same vehicle speed can be obtained regardless of the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening). Set.
従来の建設車両では、運転者がアクセルペダルを最大まで踏み込まない限り、最高車速には到達しない。
これに対して、本発明では、アクセルペダルの踏込み量が低下してきても同じ車速が得られるように、アクセルペダルの踏込み量の低下に伴って走行用油圧モータの最小容量を小さく設定する。
In conventional construction vehicles, the maximum vehicle speed is not reached unless the driver depresses the accelerator pedal to the maximum.
On the other hand, in the present invention, the minimum capacity of the traveling hydraulic motor is set to be small as the accelerator pedal depression amount is reduced so that the same vehicle speed can be obtained even if the accelerator pedal depression amount is reduced.
これにより、第1の発明と同様に、例えば、運転者がアクセルペダルを最大まで踏み込まない場合でも、すなわち、エンジン回転数を従来よりも低く抑えた場合でも、アクセル開度(すなわち、エンジン回転数)の低下に応じて走行用油圧モータの最小容量を小さくすることによって、従来と同等の最高車速で走行することができる。よって、運転者はアクセルペダルの踏込み量を抑えた状態で走行することとなり、従来よりもエンジン回転数が低い状態で運転することになるため、燃費向上を図ることができる。 Thus, as in the first invention, for example, even when the driver does not depress the accelerator pedal to the maximum, that is, even when the engine speed is kept lower than before, the accelerator opening (that is, the engine speed) By reducing the minimum capacity of the traveling hydraulic motor in accordance with the decrease in (), the vehicle can travel at the maximum vehicle speed equivalent to the conventional one. Therefore, the driver travels with the amount of depression of the accelerator pedal suppressed, and the driver operates with a lower engine speed than before, so that fuel efficiency can be improved.
第4の発明に係るHST式建設車両は、第3の発明に係るHST式建設車両であって、最小容量設定部には、アクセル開度の閾値が設定されている。そして、最小容量設定部は、アクセル開度が閾値以下のときに走行用油圧モータの最小容量を一定とし、アクセル開度が閾値を超えたときにアクセル開度によらずに同じ車速が得られるようにアクセル開度が大きくなるほど走行用油圧モータの最小容量が大きくなるような走行用油圧モータの最小容量を設定する。 An HST type construction vehicle according to a fourth invention is the HST type construction vehicle according to the third invention, wherein a threshold value of an accelerator opening is set in the minimum capacity setting unit. The minimum capacity setting unit keeps the minimum capacity of the traveling hydraulic motor constant when the accelerator opening is less than or equal to the threshold, and the same vehicle speed can be obtained regardless of the accelerator opening when the accelerator opening exceeds the threshold. Thus, the minimum capacity of the traveling hydraulic motor is set such that the minimum capacity of the traveling hydraulic motor increases as the accelerator opening increases.
ここでは、最小容量設定部によって、アクセル開度が所定の閾値以下のときには、走行用油圧モータの最小容量は一定の大きさに設定される。一方、アクセル開度が所定の閾値を超えると、アクセル開度によらずに同じ車速が得られるようにアクセル開度が大きくなるほど走行用油圧モータの最小容量が大きくなるような走行用油圧モータの最小容量を設定する。 Here, when the accelerator opening is equal to or less than a predetermined threshold, the minimum capacity of the traveling hydraulic motor is set to a certain size by the minimum capacity setting unit. On the other hand, when the accelerator opening exceeds a predetermined threshold, the traveling hydraulic motor has a minimum capacity that increases as the accelerator opening increases so that the same vehicle speed can be obtained regardless of the accelerator opening. Set the minimum capacity.
ここで、最小容量設定部が設定する走行用油圧モータの最小容量は、走行負荷が最も小さい場合であってもアクセル開度が上記閾値に達したときに車速が法定上の制限車速を超えないように設定されている。したがって、この閾値を決める際には、閾値をそれ以下にすると走行用油圧モータの容量が小さくなりすぎて効率が必要以上に低下してしまうことを回避できる値として設定すればよい。 Here, the minimum capacity of the traveling hydraulic motor set by the minimum capacity setting unit is that the vehicle speed does not exceed the legally limited vehicle speed when the accelerator opening reaches the above threshold even when the traveling load is the smallest. Is set to Therefore, when this threshold value is determined, it may be set as a value that can avoid that the capacity of the traveling hydraulic motor becomes too small and the efficiency is unnecessarily reduced when the threshold value is set lower than the threshold value.
これにより、アクセル開度が閾値以下の領域において、必要以上に走行用油圧モータの効率が低下してしまうことを回避して、燃費向上を図ることができる。 Thereby, in the area | region where an accelerator opening is below a threshold value, it can avoid that the efficiency of the hydraulic motor for driving | running | working falls more than needed, and can aim at a fuel consumption improvement.
本発明に係るHST式建設車両によれば、HSTを搭載した建設車両において、運転者のアクセルペダルの踏込み量を抑制して高速走行時等における燃費の向上を図ることができる。 According to the HST type construction vehicle according to the present invention, in the construction vehicle equipped with the HST, the amount of depression of the driver's accelerator pedal can be suppressed to improve the fuel efficiency during high speed traveling.
本発明の一実施形態に係るHST式建設車両について、図1〜図9を用いて説明すれば以下の通りである。
[ホイールローダ50の構成]
本実施形態に係るホイールローダ(HST式建設車両)50は、図1に示すように、車体51と、車体の前部に装着されたリフトアーム(作業機)52と、このリフトアーム52の先端に取り付けられたバケット(作業機)53と、車体51を支持しながら回転して車体を走行させる4本のタイヤ(走行輪)54と、車体51の上部に搭載されたキャブ55と、を備えている。
An HST type construction vehicle according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[Configuration of Wheel Loader 50]
As shown in FIG. 1, a wheel loader (HST construction vehicle) 50 according to this embodiment includes a
リフトアーム52は、先端に取り付けられたバケット53を持ち上げるための部材であって、併設されたリフトシリンダ19(図2参照)によって駆動される。
バケット53は、リフトアーム52の先端に取り付けられており、バケットシリンダ56によってダンプおよびチルトされる。
リフトシリンダ19やバケットシリンダ56は、図2に示すように、エンジン1によって駆動される作業機・ステアリング用ポンプ2から吐出される圧油によって駆動される。作業機・ステアリング用ポンプ2とリフトシリンダ19やバケットシリンダ56とを結ぶ作業機制御用油圧回路には、制御バルブ18が設けられている。作業機レバー(図示せず)の操作に応じて制御バルブ18が作動し、リフトシリンダ19やバケットシリンダ56の動きを制御する。また、作業機・ステアリング用ポンプ2から吐出した圧油は、図示しないステアリング回路へも供給される。
The
The
As shown in FIG. 2, the
[HSTシステムの概要]
本実施形態のホイールローダ50は、図2に示すように、エンジン1によって駆動される走行用油圧ポンプ4から吐出され、閉回路を介して走行用油圧モータ10に供給された圧油によって走行用油圧モータ10が駆動されることで走行する、HST式の建設車両である。以下、走行用油圧ポンプ4と走行用油圧モータ10とを結ぶ閉回路を「HST回路20」と呼び、HST回路20の圧力を「HST回路圧」と呼ぶ。
[Overview of HST system]
As shown in FIG. 2, the
なお、本実施形態のHSTシステムは、図2に示すように、1つの走行用油圧ポンプ4から吐出される圧油によって1つの走行用油圧モータ10を駆動する、いわゆる1ポンプ1モータタイプのシステムである。
走行用油圧ポンプ4は、可変容量型の斜板式アキシャルピストンポンプであり、走行用油圧モータ10は、可変容量型の斜軸式アキシャルピストンモータである。
The HST system of this embodiment is a so-called one-pump one-motor type system in which one traveling
The traveling
走行用油圧ポンプ4の斜板の角度や走行用油圧モータ10の斜軸の角度は、車体コントローラ12bによって制御される。すなわち、走行用油圧ポンプ4の容量(ポンプを一回転させたときに吐出される圧油の量)や走行用油圧モータ10の容量(モータを一回転させるのに必要な圧油の量)は、車体コントローラ12bによって制御される。車体コントローラ12bによる走行用油圧ポンプ4や走行用油圧モータ10の容量の制御については、後段にて詳述する。
The angle of the swash plate of the traveling
[エンジン1の制御]
エンジン1は、ディーゼル式のエンジンであり、エンジン1で発生した出力トルクが、作業機・ステアリング用ポンプ2、チャージポンプ3、走行用油圧ポンプ4等に伝達される。エンジン1には、エンジンコントローラ12aと燃料噴射装置1bとが付設されている。また、エンジン1には、エンジン1の実回転数を検出する回転センサからなるエンジン回転数センサ1aが設けられており、エンジン回転数センサ1aからの回転数信号が車体コントローラ12bに入力される。エンジンコントローラ12aは、燃料噴射装置1bによる燃料の噴射量を調整し、エンジン1を制御する。
[Control of engine 1]
The
アクセルペダル13aは、運転者によってエンジン1の回転数を制御するための手段であって、アクセル開度センサ13と接続されている。アクセル開度センサ13は、ポテンショメータなどで構成されており、アクセルペダル13aの操作量(アクセル開度)を示す開度信号を、エンジンコントローラ12aへと送信する。エンジンコントローラ12aは、アクセル開度センサ13からの開度信号を受信して燃料噴射装置1bに指令信号を出力して燃料噴射量を制御する。
The
図3に、本実施形態におけるエンジン1のトルク特性を実線で示す。エンジン1では、アクセル開度が最大開度(100%)のときの目標回転数はNmaxである。エンジンコントローラ12aは、アクセル開度が、例えば、最大開度の85%のときには、目標回転数をN85(=0.85・Nmax)とする一点鎖線R85で示すレギュレーションラインを設定する。また、エンジンコントローラ12aは、アクセル開度が、例えば、最大開度の70%のときには、目標回転数をN70(=0.7・Nmax)とする二点鎖線R70で示すレギュレーションラインを設定する。
In FIG. 3, the torque characteristic of the
このように、エンジンコントローラ12aは、アクセル開度に応じた目標回転数を設定するが、エンジン1の実際の回転数は負荷によって変動する。例えば、図3に示すように、アクセル開度が100%の場合、負荷が全くない場合には、エンジン1の実際の回転数はNmaxであるが、負荷となるトルクがTxのときには回転数はNxまで低下し、負荷となるトルクがTyのときには回転数はNyまで低下する。
Thus, although the
[HSTシステムの詳細]
HSTシステムを構成する油圧駆動機構30は、図2に示すように、主として、チャージポンプ3、走行用油圧ポンプ4、走行用油圧モータ10、車体コントローラ(本発明の制御装置に相当。)12bを有している。
(チャージポンプ3)
チャージポンプ3は、固定容量型のポンプであって、エンジン1によって駆動され、HST回路20へと圧油を供給するためのポンプである。また、チャージポンプ3は、ポンプ制御弁5がポンプ容量制御シリンダ6を制御するためのパイロット圧を発生させるための油圧源でもある。なお、ポンプ制御弁5やポンプ容量制御シリンダ6については、後段にて詳述する。
[Details of HST system]
As shown in FIG. 2, the hydraulic drive mechanism 30 constituting the HST system mainly includes a
(Charge pump 3)
The
(走行用油圧ポンプ4)
走行用油圧ポンプ4は、可変容量型の斜板式アキシャルピストンポンプである。走行用油圧ポンプ4から吐出された圧油は、HST回路20に供給される。高圧リリーフ弁7,8は、ポンプやモータ等の油圧機器を保護するために設けられており、HST回路20の圧力(HST回路圧)は所定の圧力以下に保たれる。また、低圧リリーフ弁9とチャージポンプ4により、HST回路20の最低の圧力が補償される。なお、これらの構成については公知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
(Travel hydraulic pump 4)
The traveling
走行用油圧ポンプ4には、走行用油圧ポンプ4の斜板の角度を制御することによって走行用油圧ポンプ4の容量を制御するポンプ制御弁5とポンプ容量制御シリンダ6とが接続されている。
ポンプ制御弁5は、車体コントローラ12bからの制御信号に基づくパイロット圧を発生させる。そして、このパイロット圧によってポンプ容量制御シリンダ6が制御されることによって走行用油圧ポンプ4の斜板の角度が制御される。
The traveling
The pump control valve 5 generates a pilot pressure based on a control signal from the
車体コントローラ12bは、エンジン回転数が大きくなるほど走行用油圧ポンプの容量(ポンプ一回転当たりに吐出する量)が大きくなるような制御信号を、ポンプ制御弁5に出力する。したがって、走行用油圧ポンプ4の容量は、HST回路圧が一定であれば、図4に示すように、エンジン回転数が大きくなるほど大きくなる。なお、図4のVpmaxは、走行用油圧ポンプ4が取り得る最大の容量である。
The
以上により、走行用油圧ポンプ4が吐出する圧油の流量(単位時間当たりにHST回路20を流れる量)は、エンジン回転数が上昇するほど増大し、走行用油圧ポンプ4の容量が最大(Vpmax)となった後は、エンジン回転数に比例して増大する。
なお、走行用油圧ポンプ4の斜板は正逆いずれの方向にも傾斜させることができる。すなわち、走行用油圧ポンプ4の斜板を傾斜させる方向を切り替えることにより、HST回路20に供給される圧油の流れる方向を逆にすることができる。この斜板の傾斜方向についても、車体コントローラ12bからの制御信号に基づいて制御される。
As described above, the flow rate of the hydraulic oil discharged from the traveling hydraulic pump 4 (the amount flowing through the
The swash plate of the traveling
(走行用油圧モータ10)
走行用油圧モータ10は、可変容量型の斜軸式アキシャルピストンモータである。走行用油圧モータ10は、走行用油圧ポンプ4から吐出された圧油によって駆動され、走行のための駆動力を生じさせる。走行用油圧モータ10には、図2に示すように、走行用油圧モータ10の斜板の角度を制御するモータシリンダ11aと、モータシリンダ11aを制御するモータ制御用電子サーボ弁11bとが接続されている。モータ制御用電子サーボ弁11bは、車体コントローラ12bからの制御信号に基づいて制御される電磁制御弁であって、モータシリンダ11aを制御することにより、走行用油圧モータ10の容量(モータを一回転させるために必要な容量)を任意に変えることができる。なお、車体コントローラ12bによる走行用油圧モータ10の容量の制御については、後段にて詳述する。
(Travel hydraulic motor 10)
The traveling
(車体コントローラ12b)
車体コントローラ12bは、本発明における「制御装置」に相当する。
車体コントローラ12bには、図2に示すように、前後進切換レバー14、速度レンジ選択スイッチ15、車速検出センサ(車速検出部)16、HST回路圧センサ17からそれぞれ各信号が入力される。
(
The
As shown in FIG. 2, the
前後進切換レバー14から車体コントローラ12bへ入力される信号は、前後進切換レバー14が前進、中立、後進のいずれの位置にあるかを示す信号である。車体コントローラ12bは、前後進切換レバー14からの信号に基づいて、ポンプ制御弁5からポンプ容量制御シリンダ6に送出されるパイロット圧を制御して、走行用油圧ポンプ4の斜板の傾斜方向を切り換える。これにより、車体コントローラ12bは、前進が選択された場合と後進が選択された場合とで、HST回路20内における圧油の流れる方向を切り換える。
A signal input from the forward / reverse switching lever 14 to the
速度レンジ選択スイッチ15は、運転者が速度レンジを選択するためのスイッチである。本実施形態のホイールローダ50では、1速〜4速の速度レンジを有し、作業機を用いて掘削作業等を行う場合には作業用の速度レンジである1速〜3速を、高速での移動を必要とする場合には走行用の速度レンジである4速を選択できるようになっている。車体コントローラ12bには、速度レンジ選択スイッチ15によって、いずれの速度レンジが選択されているかを示す信号が入力される。
The speed
車速センサ(車速検出部)16は、タイヤ駆動軸の回転数から車速を検出するセンサであって、車速信号を車体コントローラ12bに対して送信する。
HST回路圧センサ17は、HST回路20の圧力(HST回路圧)を検出し、HST回路圧を示す信号を車体コントローラ12bに送信する。なお、HST回路圧は、走行用油圧モータ10の容量が一定であれば、走行負荷が大きくなるほど上昇し、走行負荷が小さくなるほど低下する。
The vehicle speed sensor (vehicle speed detection unit) 16 is a sensor that detects the vehicle speed from the rotation speed of the tire drive shaft, and transmits a vehicle speed signal to the
The HST
車体コントローラ12bは、図5に示すように、指令電流演算部41、速度レンジ制御部42、オーバーラン防止制御部43、最小容量設定部44および最大値選択部45を、機能ブロックとして有している。指令電流演算部41、速度レンジ制御部42、オーバーラン防止制御部43、最小容量設定部44は、それぞれ上述した各センサからの信号に基づいて指令電流を求め、求めた指令電流を最大値選択部45に送信する。最大値選択部45では、これら各指令電流のうち最大のものを選択し、これをモータ制御用電子サーボ弁11bに送信する。なお、指令電流演算部41、速度レンジ制御部42、オーバーラン防止制御部43、最小容量設定部44における指令電流の求め方については、後段にて詳述する。
As shown in FIG. 5, the
ここで、本実施形態においては、図6に示すように、モータ制御用電子サーボ弁11bに送信される指令電流が大きいほど走行用油圧モータ10の容量は大きくなり、指令電流が小さいほど走行用油圧モータ10の容量は小さくなる。なお、図6において、Vmmaxは、機械的に決まる走行用油圧モータ10の最大の容量(機械的な走行用油圧モータ10の容量の上限値)であり、Vmminは、機械的に決まる走行用油圧モータ10の最小容量(機械的な走行用油圧モータ10の容量の下限値)である。
したがって、上記の構成により、車体コントローラ12bは、走行用油圧モータ10の容量を、VmminからVmmaxの範囲内で、指令電流演算部41で求めた容量、速度レンジ制御部42で求めた容量、オーバーラン防止制御部43で求めた容量のうちの最大のものを選択して制御を行う。
Here, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the capacity of the traveling
Therefore, with the above configuration, the
(指令電流演算部41によるモータ容量の決定)
指令電流演算部41は、エンジン1にかかる負荷の大きさに応じて走行用油圧モータ10の容量を制御する。
(Determination of motor capacity by command current calculation unit 41)
The command
指令電流演算部41は、HST回路圧センサ17からHST回路圧を、エンジン回転数センサ1aからエンジン回転数を、それぞれ受信して、HST回路圧が目標値になるように指令電流をPID制御する。なお、HST回路圧の目標値は、エンジン回転数ごとに設定されている。
したがって、指令電流演算部41の働きにより、走行用油圧モータ10の容量は、HST回路圧が小さくなるとHST回路圧を増加させるために小さくなり、HST回路圧が大きくなるとHST回路圧を下げるために大きくなる。すなわち、指令電流演算部41の働きにより走行負荷が小さくなると、走行用油圧モータ10の最小容量が小さくなってタイヤ54の駆動トルクが減少する一方で車速が上昇する。一方、走行負荷が大きくなると、走行用油圧モータ10の最小容量が大きくなってタイヤ54の駆動トルクが増大する一方で車速が低下する。
The command
Therefore, due to the function of the command
なお、指令電流演算部41から出力される指令電流によって、走行用油圧モータ10の容量は、機械的な最小容量(容量の下限値)(図6のVmmin)と機械的な最大容量(容量の上限値)(図6のVmmax)との間で変化する。
The capacity of the traveling
(速度レンジ制御部42による最小モータ容量の決定)
速度レンジ制御部42は、各速度レンジにおいて到達しうる車速の上限値を規定する。
速度レンジ制御部42は、速度レンジ選択スイッチ15における検出結果、つまり速度レンジ1,2,3,4の4速レンジ中のどの速度レンジが選択されているかに応じて、予め記憶された指令電流I1〜I4のいずれかを選択して出力する。1速選択時における指令電流I1、2速選択時における指令電流I2、3速選択時における指令電流I3、4速選択時における指令電流I4の大きさは、I1>I2>I3>I4とされている。
(Determining the minimum motor capacity by the speed range controller 42)
The speed
The speed
したがって、走行負荷、すなわちHST回路圧が十分に小さい状態でアクセルペダル13aを最大まで踏み込んだ場合には、速度レンジ制御部42と最大値選択部45との働きにより、3速選択時に到達しうる車速は4速選択時よりも低く、2速選択時に到達しうる車速は3速選択時よりも低く、1速選択時に到達しうる車速は2速選択時よりも低くなるように制限される。
Therefore, when the
ここで、4速レンジにおいて速度レンジ制御部42が出力する指令電流I4は、走行用油圧モータ10の容量が機械的な最小容量(容量の下限値)(図6におけるVmmin)をとるときの電流値(図6のImin)以下としてもよいし、やや大きくしてもよい。例えば、指令電流をImin以下の値として設定する設定する場合には、走行用油圧モータ10がとり得る容量の最小値は機械的な最小容量(容量の下限値)Vmminとなる。一方、指令電流をIminよりも大きな値として設定する場合には、走行用油圧モータ10がとり得る最小値は、指令電流I4のときの容量となる。すなわち、指令電流I4のときの容量が実質的な下限値となり、走行用油圧モータ10の容量は機械的な最小容量(容量の下限値)であるVmminまで低下することはない。
Here, the command current I 4 output from the speed
(オーバーラン防止制御部43によるモータ容量の決定)
オーバーラン防止制御部43は、急な下り坂等での速度超過(オーバーラン)を防止するために設けられている。
オーバーラン防止制御部43は、車速センサ16において検出された車速が所定のオーバーラン車速以上になった場合に指定電流値が上昇していくグラフ(図5中のIII参照)に基づいて、車速に応じた指令電流値を出力する。すなわち、オーバーラン防止制御部43は、車速が所定のオーバーラン車速以上になった場合に、走行用油圧モータ10の容量を増大させることにより、車速がそれ以上に上昇してしまうことを防止する。
(Determination of motor capacity by the overrun prevention control unit 43)
The overrun
The overrun
ここで、オーバーラン防止制御部43が出力する指令電流の最小値(図6のImin)は、少なくとも4速レンジのときに速度レンジ制御部42が出力する指令電流I4よりも小さい値として設定されている。したがって、車速がオーバーラン車速以下の時には、オーバーラン防止制御部43が出力する指令電流は最大値選択部45で選択されることはない。すなわち、オーバーラン防止制御部43は、車速がオーバーラン車速以下の時には実質的に走行用油圧モータ10の容量に関する制御を行わない。
Here, the minimum value (Imin in FIG. 6) of the command current output from the overrun
(最小容量設定部44によるモータ最小容量(容量の下限値)の設定)
最小容量設定部44は、本発明の特徴的な部分の一つであり、走行用油圧モータ10がとり得る最小容量(容量の下限値)を設定する。最小容量設定部44は、エンジン回転数に応じて走行用油圧モータ10の最小容量(容量の下限値)を設定する。
最小容量設定部44には、図5のIVに示すように、エンジン回転数に対する指令電流の対応関係が記憶されており、エンジン回転数センサ1aにおいて検出されたエンジン回転数に応じた指令電流値を出力する。
(Setting of minimum motor capacity (lower limit value of capacity) by minimum capacity setting unit 44)
The minimum
As shown in IV of FIG. 5, the minimum
最小容量設定部44が出力する指令電流は、上述した速度レンジ制御部42によって設定された各速度レンジ1,2,3に対応する指令電流I1〜I3のいずれよりも常に小さくなるように設定される。したがって、本実施形態では、1速、2速、3速では、走行用油圧モータ10の容量は最小容量設定部44が設定した最小容量(容量の下限値)まで低下することはない。換言すれば、最高速度レンジである4速以外では、最小容量設定部44は実質的に機能することはない。
The command current output by the minimum
また、最小容量設定部44が出力する指令電流は、エンジン回転数によらず、上述したオーバーラン防止制御部43から出力される指令電流の最小値Imin’よりも常に小さくなるような値に設定されている。
最小容量設定部44に記憶されたエンジン回転数と指令電流との対応関係は、図5のIVに示すように、エンジン回転数が所定の閾値以下の場合には指令電流を一定とし、エンジン回転数が所定の閾値を越えるとエンジン回転数が高くなるほど指令電流も大きくなるように設定されている。エンジン回転数が閾値を超える領域では、エンジン回転数によらずに同じ車速での走行が可能になるように、指令電流の変化率(図5のIVに示すグラフにおける傾斜部分の傾き)を設定している。換言すると、最小容量設定部44には、図7に示すように、エンジン回転数が所定の閾値以下の領域では、エンジン回転数によらずに走行用油圧モータ10の最小容量(容量の下限値)が一定となるように設定している。また、エンジン回転数が所定の閾値を超える領域では、エンジン回転数によらずに同じ車速での走行が可能になるように、走行用油圧モータ10の最小容量(容量の下限値)の変化率(図7に示すグラフにおける傾斜部分の傾き)を設定している。本実施形態では、閾値は最大回転数の80%とされている。
Further, the command current output by the minimum
As shown in IV of FIG. 5, the correspondence between the engine speed stored in the minimum
(制限車速に基づくモータ最小容量の設計)
ところで、ホイールローダ等の公道を走行可能な建設車両を設計する際には、最高車速が制限車速(一般的に、国や地域ごとに決められている車速であり、例えば、38km/h)を超えないようにする必要がある。
ここで、走行用油圧モータ10に流入する圧油の流量が最大で、走行用油圧モータ10の容量が最小容量のときに走行用油圧モータ10は最速で回転し、ホイールローダ50の車速は最高車速となる。平地走行時における負荷において、アクセルペダル13aを最大まで踏み込んだときのエンジン回転数と、そのときの走行用油圧ポンプ4からHST回路20に供給される圧油の流量は設計的に求めることができる。よって、最高車速が決まれば、走行用油圧モータ10がとるべき最小容量(容量の下限値)は計算によって求めることができる。換言すれば、走行用油圧モータ10がとり得る最小容量(容量の下限値)は、制限車速に応じて設計的に適宜決定することができる。
(Minimum motor capacity design based on vehicle speed limit)
By the way, when designing a construction vehicle that can run on a public road such as a wheel loader, the maximum vehicle speed is a limited vehicle speed (generally a vehicle speed determined for each country or region, for example, 38 km / h). It is necessary not to exceed it.
Here, when the flow rate of the pressure oil flowing into the traveling
なお、この最小容量を決めるに際しては、容量が小さくなり過ぎて、効率が必要以上に低下してしまうことを回避できるような値とすることが望ましい。
本実施形態では、上述の通り、最高車速を38km/hに設定している。また、エンジン回転数が最大回転数の80%のときの流量に基づいて走行用油圧モータ10がとるべき最小容量(容量の下限値)(機械的な最小容量Vmminまたは指令電流I4のときの容量)を設定している。なお、上述したように、エンジン回転数が最大回転数の80%〜100%の間では、エンジン回転数によらずに同じ車速での走行が可能になるように、走行用油圧モータ10の最小容量(容量の下限値)の変化率(図7に示すグラフにおける傾斜部分の傾き)を設定している。
In determining the minimum capacity, it is desirable to set a value that can prevent the capacity from becoming too small and reducing the efficiency more than necessary.
In the present embodiment, as described above, the maximum vehicle speed is set to 38 km / h. Moreover, (the lower limit of the capacity) the minimum volume to the
(HSTシステムの牽引力特性)
上述したように、エンジン1や走行用油圧ポンプ4、走行用油圧モータ10等の個々の装置の特性が決まれば、HSTシステムの牽引力特性が決まる。
本実施形態のHSTシステムの牽引力特性を図8に示す。図8において、実線F100は、エンジン回転数が最大(100%)のときに、本HSTシステムの最大の牽引力を示すカーブである。また、一点鎖線F90は、エンジン回転数が最大回転数の90%のときの牽引力を示し、二点鎖線F80は、エンジン回転数が最大回転数の80%のときの牽引力を示す。なお、牽引力と車速との積は馬力(仕事率)であり、図8からも明らかなように、エンジン回転数が小さいほど馬力も小さくなる。また、F100,F90,F80はいずれも等馬力曲線(等仕事率曲線)である。
(Traction characteristics of HST system)
As described above, if the characteristics of individual devices such as the
FIG. 8 shows the traction force characteristics of the HST system of this embodiment. In FIG. 8, a solid line F100 is a curve indicating the maximum traction force of the present HST system when the engine speed is maximum (100%). A one-dot chain line F90 indicates the traction force when the engine speed is 90% of the maximum speed, and a two-dot chain line F80 indicates the traction force when the engine speed is 80% of the maximum speed. The product of traction force and vehicle speed is horsepower (power), and as is clear from FIG. 8, the smaller the engine speed, the smaller the horsepower. F100, F90, and F80 are all equal horsepower curves (equal power curves).
図8に示すように、エンジン回転数が最大回転数の90%、80%と低下していくにつれて牽引力は低下するが、エンジン回転数が最大回転数の80%までは最高車速は制限車速の38km/hのままとなる。 As shown in FIG. 8, the traction force decreases as the engine speed decreases to 90% and 80% of the maximum speed, but the maximum vehicle speed is the limit vehicle speed until the engine speed reaches 80% of the maximum speed. It remains 38 km / h.
<制御の具体例>
本実施形態のHSTシステムによって行われる制御について、以下、具体的な例を挙げて説明する。
(平地を最高車速で走行する場合)
ここでは、平地走行時において、運転者が4速を選択してアクセルペダル13aを踏み込んで、最高車速である38km/h付近を維持しながら安定的に走行する場合について説明する。
このとき、平地での安定的な走行であるため、走行負荷は十分に小さい。よって、HST回路圧も十分に小さいため、車体コントローラ12bは、走行用油圧モータ10の最小容量を最も小さくする(容量の下限値まで小さくする。)。
<Specific examples of control>
The control performed by the HST system of this embodiment will be described below with a specific example.
(When driving on flat ground at maximum vehicle speed)
Here, a description will be given of a case where the driver selects the fourth speed and depresses the
At this time, the traveling load is sufficiently small because the traveling is stable on a flat ground. Therefore, since the HST circuit pressure is also sufficiently small, the
ここで、エンジン回転数が最大回転数の80%から100%の間は、いくらアクセルペダル13aの踏込み量を大きくしても車速は変わらず、最高車速(38km/h)を維持したままである。
したがって、運転者はアクセルペダル13aの踏込み量を80%程度に抑えながら走行するように促される。
Here, when the engine speed is between 80% and 100% of the maximum speed, the vehicle speed does not change no matter how much the
Therefore, the driver is urged to travel while suppressing the depression amount of the
ここで、図9(a)を用いて、本実施形態の制御と、従来の制御による燃費効率の違いについて説明する。なお、図9(a)においてFmは、燃費効率を示し、楕円状の中心部に近づくほど燃料消費率が小さい。
点Gから一点鎖線で示す等馬力曲線(等仕事率曲線)を引き、この線がアクセル開度100%のときのトルクカーブと交わる点Hが、従来の制御による最高車速(38km/h)でのマッチング点である。すなわち、従来は点Hにおける回転数でエンジンが回転したときに最高車速が制限車速(38km/h)となるように、走行用油圧モータ10の最小容量(容量の下限値)が決められる。
Here, the difference in fuel efficiency between the control of the present embodiment and the conventional control will be described with reference to FIG. In FIG. 9A, Fm indicates fuel efficiency, and the fuel consumption rate is smaller as the center of the ellipse is closer.
A constant horsepower curve (equal work curve) indicated by a one-dot chain line is drawn from the point G, and the point H at which this line intersects with the torque curve when the accelerator opening is 100% is the maximum vehicle speed (38 km / h) according to the conventional control. This is a matching point. That is, conventionally, the minimum capacity (lower limit value of the capacity) of the traveling
図9(a)からも明らかなように、点Gは点Hよりも燃料消費率が少なくなっており、本発明によって燃料消費率が改善していることが分かる。 As is clear from FIG. 9A, the fuel consumption rate at point G is smaller than that at point H, and it can be seen that the fuel consumption rate is improved by the present invention.
(最高車速で走行中に登坂路にさしかかった場合)
次に、運転者が4速を選択してアクセルペダル13aを最大まで踏み込んで最高車速(38km/h)付近で走行中に、登坂路にさしかかって走行負荷が増大した場合について説明する。
このとき、HST回路圧が増大するために、車体コントローラ12bの指令電流演算部41の働きによって、HST回路圧を下げる方向に移行させるために、走行用油圧モータ10の最小容量が増大して車速は低下する。
ここで、図9(b)に示すように、このときHSTシステムが必要とするトルクとエンジン1のトルクカーブとがマッチングする点をJとすると、エンジン1はトルクTjを発生させながら回転数Njで回転する。
なお、従来の制御においても、同じ条件では点Jでマッチングすることになるため、この条件では燃費消費率は従来と同等となる。
(If you are going uphill while driving at the maximum speed)
Next, a case will be described in which the driver selects the fourth speed and depresses the
At this time, since the HST circuit pressure increases, the minimum capacity of the traveling
Here, as shown in FIG. 9B, if the point at which the torque required by the HST system matches the torque curve of the
In the conventional control, matching is performed at the point J under the same conditions, so that the fuel consumption rate is equivalent to the conventional conditions under these conditions.
(平地で最高車速まで加速する場合)
ここでは、運転者が4速を選択して走行している際にアクセルペダル13aを踏み込んで、30km/h程度から最高車速(38km/h)まで加速する場合について説明する。
(When accelerating to the maximum vehicle speed on flat ground)
Here, a case where the driver depresses the
この場合、まず、ホイールローダ50を加速させるために走行負荷が上昇する。例えば、加速の初期段階において、図9(b)の点Jでマッチングしているものとする。
上述したように、最高車速到達後には、最終的に図9(a)の点Gでマッチングすることになるため、マッチング点は、図9(b)の点Jから図9(a)の点Gに向けて徐々に移動していく。
一方、従来の制御においては、マッチング点は図9(b)の点Jから図9(a)の点Hに向けて徐々に移動していく。
以上のことから、平地で最高車速まで加速していく過程では、本実施形態に係る制御の方が、従来の制御よりも燃料消費率が低くなることが分かる。
In this case, first, the traveling load increases in order to accelerate the
As described above, after reaching the maximum vehicle speed, matching is finally performed at the point G in FIG. 9A, so the matching point is from the point J in FIG. 9B to the point in FIG. 9A. Gradually move towards G.
On the other hand, in the conventional control, the matching point gradually moves from the point J in FIG. 9B toward the point H in FIG. 9A.
From the above, it can be seen that in the process of accelerating to the maximum vehicle speed on a flat ground, the fuel consumption rate is lower in the control according to the present embodiment than in the conventional control.
[ホイールローダ50の特徴]
(1)
本実施形態のホイールローダ50では、エンジン1と、エンジン1によって駆動される走行用油圧ポンプ4と、走行用油圧ポンプ4から吐出された圧油によって駆動される走行用油圧モータ10と、走行用油圧モータ10によって回転駆動力が付与されるタイヤ(走行輪)54と、を備えている。そして、車体コントローラ12bの最小容量設定部44が、エンジン回転数センサ1aにおける検出結果に基づいて、図7に示すように、走行用油圧モータ10の最小容量に制限を加える制御を行う。
[Features of wheel loader 50]
(1)
In the
これにより、最高車速(制限車速)付近での走行中等において、運転者によるアクセルペダル13aの踏込み量が抑制されてエンジン回転数が低下した場合でも、モータ最小容量を低下させることで、最高車速(制限車速)付近での走行を維持することができる。よって、運転者は、最高車速(制限車速)付近での走行中において、アクセルペダル13aの踏込み量を抑制した場合でも、最高車速での走行が可能になるため、アクセルペダル13aを最大まで踏み込まずに走行するようになる。この結果、高速走行中における燃費の向上を図ることができる。
Accordingly, even when the vehicle is traveling near the maximum vehicle speed (restricted vehicle speed), even when the amount of depression of the
(2)
本実施形態のホイールローダ50では、最高速度レンジ(本実施形態では4速)での走行中に限り、車体コントローラ12bにおいて、上述したエンジン回転数に基づく走行用油圧モータ10の最小容量の変更制御が行われるように、各速度レンジに対応した指令電流値が設定されている。
(2)
In the
これにより、例えば、作業機に対して負荷が掛かっており、走行用油圧モータ10の最小容量を低下させると作業効率が低下してしまうような状況下において上記モータ最小容量が変更されてしまうことを回避することができる。よって、エンジン回転数が最高回転数から所定の割合だけ低下させても高速走行を維持することができ、燃費の向上が図れる。
As a result, for example, a load is applied to the work machine, and the minimum motor capacity is changed in a situation where the work efficiency decreases when the minimum capacity of the traveling
(3)
本実施形態のホイールローダ50では、エンジン回転数に応じてモータ最小容量の設定値を変更する際に、車体コントローラ12bが、図7に示すように、制限車速に対応するエンジン最大回転数に対して80%のエンジン回転数に閾値を有している。
なお、この閾値は、最高回転数の80%に限定されるものではない。この閾値を決める際には、容量が小さくなり過ぎて、効率が必要以上に低下してしまうことを回避できるような値に設定されていることが望ましい。
これにより、エンジン回転数が閾値(本実施形態では80%)未満の領域において、必要以上に走行用油圧モータ10の効率が低下してしまうことを回避することができる。
(3)
In the
This threshold value is not limited to 80% of the maximum rotation speed. When determining this threshold value, it is desirable that the threshold value be set so as to prevent the capacity from becoming too small and the efficiency from being lowered more than necessary.
As a result, it is possible to avoid that the efficiency of the traveling
[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.
(A)
上記実施形態では、図5に示すように、最小容量設定部44がエンジン回転数に応じて走行用油圧モータ10の最小容量を制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図10(a)に示すように、最小容量設定部44がアクセル開度(アクセルペダルの踏込み量)に応じて、走行用油圧モータ10の最小容量を設定するための指令電流を出力するようにしてもよい。この場合には、図10(b)に示すように、最小容量設定部44によって、アクセル開度に応じて走行用油圧モータ10の最小容量を変更する制御を行うことで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
(A)
In the above embodiment, as illustrated in FIG. 5, an example in which the minimum
For example, as shown in FIG. 10A, the minimum
(B)
上記実施形態では、1つの油圧ポンプと走行用油圧モータ10を含む1ポンプ1モータのHSTシステムを搭載したホイールローダ50を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図11に示すように、2つの走行用油圧モータ110a,110b、第1・第2モータ制御弁111a,111b、第1・第2モータシリンダ112a,112b、クラッチ113、クラッチ制御弁114、駆動軸115およびHST回路120を含む、1ポンプ2モータのHSTシステムを搭載した建設車両に対して、本発明を適用してもよい。
(B)
In the above embodiment, the
For example, as shown in FIG. 11, two traveling
この場合には、高速走行用の第2走行用油圧モータ110aに対して、上述した油圧モータの最小容量を設定すればよい。
具体的には、第2走行用油圧モータ110aの最小容量を変化させるように、第2モータ制御弁111aおよび第2モータシリンダ112aを制御すればよい。
In this case, the minimum capacity of the hydraulic motor described above may be set for the second traveling
Specifically, the second
(C)
上記実施形態では、図5に示すように、車体コントローラ12bがエンジン回転数に応じて、走行用油圧モータ10の容量を変化させる指令電流値を所定のマップに基づいて決定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、マップに基づいて決定するのではなく、指令電流値を算出するための関係式を記憶させておき、演算によって指令電流値を算出してもよい。
(C)
In the above embodiment, as shown in FIG. 5, an example is described in which the
For example, instead of determining based on the map, a relational expression for calculating the command current value may be stored, and the command current value may be calculated by calculation.
(D)
上記実施形態では、ホイールローダ50の最高速度レンジである4速レンジで走行中に、上述した走行用油圧モータ10の最小容量を設定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、建設車両の変速機構が3速以下、あるいは5速以上ある場合には、その最高速度レンジで走行中に、同様の制御を行うようにしてもよい。
あるいは、最高速度レンジで走行中以外にも、作業機を全く使用していない状態で走行している場合や、作業機を低負荷で使用している場合等においても、上記と同様の制御を実施してもよい。
(D)
In the above-described embodiment, an example in which the minimum capacity of the traveling
For example, when the speed change mechanism of the construction vehicle has 3rd speed or less, or 5th speed or more, the same control may be performed during traveling in the maximum speed range.
Alternatively, in addition to running at the maximum speed range, the same control as described above can be performed when running without using the work implement at all or when using the work implement with a low load. You may implement.
(E)
上記実施形態では、エンジンコントローラ12aと車体コントローラ12bとが別々に設けられている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、エンジンコントローラと車体コントローラとが1つのコントローラとしてまとめられていてもよい。
(E)
In the said embodiment, the
For example, the engine controller and the vehicle body controller may be combined as one controller.
(F)
上記実施形態では、本発明が適用される建設車両として、ホイールローダを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、HSTを搭載した他の建設車両に対して、本発明を適用することができる。
(F)
In the above embodiment, the wheel loader has been described as an example of the construction vehicle to which the present invention is applied. However, the present invention is not limited to this.
For example, the present invention can be applied to other construction vehicles equipped with HST.
本発明の建設車両は、エンジンによって駆動される油圧ポンプから吐出された圧油によって走行用油圧モータを駆動して走行する建設車両において、運転者のアクセルペダルの踏込み量を抑制して高速走行時等における燃費の向上を図ることができるという効果を奏することから、いわゆるHSTを搭載した建設車両に対して広く適用可能である。 The construction vehicle according to the present invention is a construction vehicle that travels by driving a traveling hydraulic motor with pressure oil discharged from a hydraulic pump driven by an engine, and suppresses the depression amount of the driver's accelerator pedal during high-speed traveling. Therefore, the present invention can be widely applied to construction vehicles equipped with so-called HST.
1 エンジン
1a エンジン回転数センサ
1b 燃料噴射装置
2 作業機・ステアリング用ポンプ
3 チャージポンプ
4 走行用油圧ポンプ
5 ポンプ制御弁
6 ポンプ容量制御シリンダ
7,8 高圧リリーフ弁
9 低圧リリーフ弁
10 走行用油圧モータ
11a モータシリンダ
11b モータ制御用電子サーボ弁
12a エンジンコントローラ
12b 車体コントローラ(制御装置)
13 アクセル開度センサ
13a アクセルペダル
14 前後進切換レバー
15 速度レンジ選択スイッチ
16 車速センサ
17 HST回路圧センサ
18 制御バルブ
19 リフトシリンダ
20 HST回路
30 油圧駆動機構
41 指令電流演算部
42 速度レンジ制御部
43 オーバーラン防止制御部
44 最小容量設定部
45 最大値選択部
50 ホイールローダ(HST式建設車両)
51 車体
52 リフトアーム(作業機)
53 バケット(作業機)
54 タイヤ(走行輪)
55 キャブ
56 バケットシリンダ
110a,110b 走行用油圧モータ
111a,111b 第1・第2モータ制御弁
112a,112b 第1・第2モータシリンダ
113 クラッチ
114 クラッチ制御弁
115 駆動軸
120 HST回路
DESCRIPTION OF
13
51
53 bucket (work machine)
54 tires (running wheels)
55
Claims (4)
前記エンジンによって駆動される走行用油圧ポンプと、
前記走行用油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される走行用油圧モータと、
前記走行用油圧モータの駆動力によって駆動される走行輪と、
前記走行用油圧モータの容量を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記エンジンの回転数によらずに同じ車速が得られるように、前記エンジンの回転数が大きくなるほど前記走行用油圧モータの最小容量が大きくなるように前記走行用油圧モータの最小容量を設定する最小容量設定部を有する、
HST式建設車両。 Engine,
A traveling hydraulic pump driven by the engine;
A traveling hydraulic motor driven by pressure oil discharged from the traveling hydraulic pump;
Traveling wheels driven by the driving force of the traveling hydraulic motor;
A control device for controlling a capacity of the traveling hydraulic motor;
With
The control device is configured so that the minimum capacity of the travel hydraulic motor increases as the engine speed increases so that the same vehicle speed can be obtained regardless of the engine speed. Having a minimum capacity setting section for setting the capacity;
HST construction vehicle.
前記最小容量設定部は、前記エンジンの回転数が前記閾値以下のときに前記走行用油圧モータの最小容量を一定とし、前記エンジンの回転数が前記閾値を超えたときに前記エンジンの回転数によらずに同じ車速が得られるように前記エンジンの回転数が大きくなるほど前記走行用油圧モータの最小容量が大きくなるような前記走行用油圧モータの最小容量を設定する、
請求項1に記載のHST式建設車両。 In the minimum capacity setting unit, a threshold value of engine speed is set,
The minimum capacity setting unit makes the minimum capacity of the traveling hydraulic motor constant when the engine speed is less than or equal to the threshold value, and sets the engine speed when the engine speed exceeds the threshold value. The minimum capacity of the traveling hydraulic motor is set such that the minimum capacity of the traveling hydraulic motor increases as the rotational speed of the engine increases so that the same vehicle speed can be obtained irrespectively.
The HST type construction vehicle according to claim 1.
前記エンジンによって駆動される走行用油圧ポンプと、
前記走行用油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される走行用油圧モータと、
前記走行用油圧モータの駆動力によって駆動される走行輪と、
前記エンジンの回転数をアクセル開度によって調整するアクセルペダルと、
前記走行用油圧モータの容量を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記アクセル開度によらずに同じ車速が得られるように、前記アクセル開度が大きくなるほど前記走行用油圧モータの最小容量が大きくなるように前記走行用油圧モータの最小容量を設定する最小容量設定部を有する、
HST式建設車両。 Engine,
A traveling hydraulic pump driven by the engine;
A traveling hydraulic motor driven by pressure oil discharged from the traveling hydraulic pump;
Traveling wheels driven by the driving force of the traveling hydraulic motor;
An accelerator pedal for adjusting the rotational speed of the engine according to an accelerator opening;
A control device for controlling a capacity of the traveling hydraulic motor;
With
The control device reduces the minimum capacity of the traveling hydraulic motor so that the minimum capacity of the traveling hydraulic motor increases as the accelerator opening increases so that the same vehicle speed can be obtained regardless of the accelerator opening. Having a minimum capacity setting section to set,
HST construction vehicle.
前記最小容量設定部は、前記アクセル開度が前記閾値以下のときに前記走行用油圧モータの最小容量を一定とし、前記アクセル開度が前記閾値を超えたときに前記アクセル開度によらずに同じ車速が得られるように前記アクセル開度が大きくなるほど前記走行用油圧モータの最小容量が大きくなるような前記走行用油圧モータの最小容量を設定する、
請求項3に記載のHST式建設車両。
In the minimum capacity setting unit, a threshold value of the accelerator opening is set,
The minimum capacity setting unit is configured to keep the minimum capacity of the traveling hydraulic motor constant when the accelerator opening is equal to or less than the threshold, and regardless of the accelerator opening when the accelerator opening exceeds the threshold. Setting the minimum displacement of the traveling hydraulic motor such that the minimum displacement of the traveling hydraulic motor increases as the accelerator opening increases so as to obtain the same vehicle speed;
The HST type construction vehicle according to claim 3.
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