JP2014109329A - 油圧駆動車両の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンブレーキを利用して車両の制動性能を確保しつつ走行減速時の運動エネルギを回生すること。
【解決手段】制動操作部から制動操作信号が与えられた場合には操作速度に応じて油圧ポンプの押しのけ容積を減少させ車両に制動を加える油圧駆動車両の制御方法であって、主油通路には制御バルブを介してアキュムレータを接続し、走行中に制動操作部が操作された際にはその操作速度が予め定めたしきい値を超えた緊急操作に該当するか否かを判断し、緊急操作でないと判断した場合は、油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路の油を、制御バルブを介してアキュムレータに蓄積する一方、制動操作部の操作が緊急操作であると判断した場合は油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路からアキュムレータに蓄積する油の量に制限を加えるべく制御バルブの開度を減少させるようにしている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ホイールローダやフォークリフト等の作業機械として使用される油圧駆動車両の制御方法及び制御装置に関するものである。

ホイールローダやフォークリフト等、作業機械として使用される油圧駆動車両には、エンジンと駆動車輪等の走行系との間にＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ−Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）と称される油圧駆動装置が設けられている。油圧駆動装置は、閉回路中に油圧ポンプ及び油圧モータを配設し、閉回路を構成する一対の主油通路を通じて油圧ポンプから油圧モータに油を循環供給することにより走行系を駆動して車両を走行させるようにしたものである。

この種の油圧駆動装置を適用した油圧駆動車両には、走行減速時の運動エネルギを回生するようにしたものが提供されている。例えば、特許文献１では、走行減速時に主油通路の油をアキュムレータに蓄積し、その後、車両を発進する際や加速する際にアキュムレータの油を油圧モータに供給するようにしている。こうした油圧駆動車両によれば、アキュムレータから供給される油によって油圧モータの駆動が補助されるため、油圧ポンプから吐出される油のみで油圧モータを駆動する場合に比べてエンジンでの燃料消費量を低減し、省エネルギ化を図ることができる。

特開平９−４７０９号公報

ところで、走行中の車両を減速させるには、摩擦部材を車両の走行系に押し当てるように構成したメカニカルなブレーキ装置を作動させる以外に、いわゆるエンジンブレーキを利用する方法がある。すなわち、油圧ポンプを駆動するエンジンを油圧モータの負荷として利用することにより、走行系に制動を加えるものである。しかしながら、特許文献１に記載のものでは、特に、ブレーキペダルが緊急操作された場合に油圧モータを通過した油の全量がアキュムレータに蓄積されるように制御バルブを切り換えるようにしているため、仮に走行中に油圧ポンプの押しのけ容積を減少させたとしても、エンジンブレーキを有効に利用することができない。

本発明は、上記実情に鑑みて、エンジンブレーキを利用して車両の制動性能を確保しつつ走行減速時の運動エネルギを回生することのできる油圧駆動車両の制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る油圧駆動車両の制御方法は、車両に搭載されたエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、出力軸が車両の走行系に接続された油圧モータと、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの間を接続する一対の主油通路と、操作量に応じた制動操作信号を出力する制動操作部と、を備え、前記一対の主油通路を通じて前記油圧ポンプから前記油圧モータに油を循環供給することにより走行系を駆動して車両を走行させ、前記制動操作部から制動操作信号が与えられた場合にはその操作速度に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることにより車両に制動を加えるようにした油圧駆動車両の制御方法であって、前記主油通路には制御バルブを介してアキュムレータを接続し、走行中に前記制動操作部が操作された際にはその操作速度または操作加速度が予め定めたしきい値を超えた緊急操作に該当するか否かを判断し、緊急操作でないと判断した場合は、前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路の油を、前記制御バルブを介して前記アキュムレータに蓄積する一方、前記制動操作部の操作が緊急操作であると判断した場合は前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路から前記アキュムレータに蓄積する油の量に制限を加えるべく前記制御バルブの開度を減少させることを特徴とする。

また、本発明に係る油圧駆動車両の制御装置は、車両に搭載されたエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、出力軸が車両の走行系に接続された油圧モータと、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの間を接続する一対の主油通路と、操作量に応じた制動操作信号を出力する制動操作部と、を備え、前記一対の主油通路を通じて前記油圧ポンプから前記油圧モータに油を循環供給することにより走行系を駆動して車両を走行させ、前記制動操作部から制動操作信号が与えられた場合にはその操作速度に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることにより車両に制動を加えるようにした油圧駆動車両の制御装置であって、制御バルブを介して前記主油通路に接続したアキュムレータと、走行中に前記制動操作部が操作された際にはその操作速度または操作加速度が予め定めたしきい値を超えた緊急操作に該当するか否かを判断し、緊急操作でないと判断した場合は、前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路の油を、前記制御バルブを介して前記アキュムレータに蓄積する一方、前記制動操作部の操作が緊急操作であると判断した場合は前記制御バルブの開度を減少させ、前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路から前記アキュムレータに蓄積する油の量に制限を加える制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上述した油圧駆動車両の制御装置において、前記制御手段は、前記制動操作部の操作が緊急操作であると判断した場合、前記制御バルブの開度をゼロとすることを特徴とする。

また、本発明は、上述した油圧駆動車両の制御装置において、前記制動操作部は、制動ポテンショメータに連係したブレーキペダルであり、前記ブレーキペダルの操作量に応じた制動操作信号を前記制動ポテンショメータから出力するように構成し、前記制御手段は、前記制動ポテンショメータから与えられた制動操作信号に基づいて算出されるブレーキペダルの操作速度または操作加速度が前記しきい値を超えたか否かを判断する操作状況判断部を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上述した油圧駆動車両の制御装置において、操作量に応じた走行操作信号を出力する走行操作部と、与えられた容量指令信号に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を設定するポンプ容量制御ユニットとをさらに備え、前記制御手段は、与えられた走行操作信号に基づいて前記走行操作部の操作状態を判断し、前記走行操作部の操作量が増大傾向にあると判断した場合には前記油圧ポンプの押しのけ容積が増大するように前記ポンプ容量制御ユニットに容量指令信号を出力する一方、走行中に前記走行操作部の操作量が減少傾向にあると判断した場合、あるいは走行中に前記走行操作部の操作量がゼロであると判断した場合には、それぞれ前記油圧ポンプの押しのけ容積が減少するように前記ポンプ容量制御ユニットに容量指令信号を出力することを特徴とする。

また、本発明は、上述した油圧駆動車両の制御装置において、前記走行操作部は、走行ポテンショメータに連係したアクセルペダルであり、前記アクセルペダルの操作量に応じた走行操作信号を前記走行ポテンショメータから出力するように構成したことを特徴とする。

また、本発明は、上述した油圧駆動車両の制御装置において、前記制御手段は、制動操作信号に基づいて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させる場合、走行操作信号に基づいて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させる場合よりも大きな割合で減少するように容量指令信号を出力することを特徴とする。

また、本発明は、上述した油圧駆動車両の制御装置において、前記油圧モータは可変容量型のものであり、与えられた容量指令信号に応じて前記油圧モータの押しのけ容積を設定するモータ容量制御ユニットをさらに備え、前記制御手段は、前記油圧ポンプの押しのけ容積が所定の値まで増大した後に前記走行操作部の操作量がさらに増大傾向にあると判断した場合には前記油圧モータの押しのけ容積が減少するように前記モータ容量制御ユニットに容量指令信号を出力する一方、前記油圧モータの押しのけ容積を減少させた状態から前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させる場合には前記油圧モータの押しのけ容積が増大するように前記モータ容量制御ユニットに容量指令信号を出力することを特徴とする。

また、本発明は、上述した油圧駆動車両の制御装置において、前記一対の主油通路には、個別の制御バルブを介してそれぞれアキュムレータを接続したことを特徴とする。

本発明によれば、走行中に制動操作部が操作された場合に緊急操作に該当するか否かを判断し、緊急操作でない場合にのみ、油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路の油をアキュムレータに蓄積するようにしている。従って、制動操作部が通常に操作された場合にはアキュムレータに回生用の油を蓄積して省エネルギ化を図ることができ、かつ制動操作部が緊急操作された場合にはエンジンブレーキが車両に効果的に作用して制動性能を確保することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態を示す油圧駆動車両の油圧回路図である。 図２は、図１に示した油圧駆動車両のコントローラが実施するロールアップ作業時においてアクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ＦＲ選択スイッチの選択状態、車速指令設定部で設定される車速指令、油圧ポンプの押しのけ容積、油圧モータの押しのけ容積、車両の走行速度、第１主油通路の圧力、第２主油通路の圧力、第１アキュムレータの圧力、第２アキュムレータの圧力の関係を示すタイミングチャートである。 図３は、ブレーキペダルを操作した際にコントローラの操作状況判断部において実施される操作状況判断処理の内容を示すフローチャートである。 図４は、図１に示した油圧駆動車両のコントローラが実施するロールアップ作業時においてアクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ＦＲ選択スイッチの選択状態、車速指令設定部で設定される車速指令、油圧ポンプの押しのけ容積、油圧モータの押しのけ容積、車両の走行速度、第１主油通路の圧力、第２主油通路の圧力、第１アキュムレータの圧力、第２アキュムレータの圧力の関係を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る油圧駆動車両の制御方法及び制御装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である油圧駆動車両の油圧回路を示したものである。ここで例示する車両は、ホイールローダやフォークリフト等の作業機械として使用され、特に、「ロールアップ作業」と称される前進及び後進を繰り返し実施する作業を行う場合の省エネルギ化を考慮したものである。この車両には、エンジン１と駆動車輪（走行系）２との間に油圧駆動装置１０が設けてある。

油圧駆動装置１０は、ＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ−Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）と称されるもので、エンジン１によって駆動される油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１から供給される油によって駆動される油圧モータ１２と、これら油圧ポンプ１１及び油圧モータ１２の間に閉回路を構成する一対の主油通路１３とを備えて構成してある。

油圧ポンプ１１及び油圧モータ１２は、それぞれ斜板１１ａ，１２ａの傾転角を変更することによって押しのけ容積が変化するように構成した可変容量型のものである。油圧ポンプ１１及び油圧モータ１２には、個々の斜板１１ａ，１２ａを傾転動作させる個別の容量制御ユニット１４，１５が付設してある。ポンプ容量制御ユニット１４及びモータ容量制御ユニット１５は、後述のコントローラ（制御手段）１００から容量指令信号が与えられた場合、油圧ポンプ１１及び油圧モータ１２のそれぞれが容量指令信号に応じた押しのけ容積となるように斜板１１ａ，１２ａの傾転角を変化させるものである。

油圧ポンプ１１は、入力軸がエンジン１の出力軸１ａに接続してある。油圧モータ１２は、その出力軸１２ｂが車両の走行系である駆動車輪２に接続してあり、駆動車輪２を回転駆動することで車両を走行させることができる。油圧モータ１２の回転方向は、油圧ポンプ１１からの油の供給方向に応じて変更することが可能であり、車両を前進もしくは後進させることができる。以下においては便宜上、一対の主油通路１３のうち、図１において油圧ポンプ１１の上方に位置する吐出口に接続したものを「第１主油通路１３Ａ」と称し、図１において油圧ポンプ１１の下方に位置する吐出口に接続したものを「第２主油通路１３Ｂ」と称して両者を区別する場合がある。また、油圧ポンプ１１から第１主油通路１３Ａを介して油圧モータ１２に油を供給した場合に車両が前進するものとする。

油圧モータ１２から駆動車輪２までの走行系には、メカニカルブレーキ１６が設けてある。メカニカルブレーキ１６は、図には明示していないが、ブレーキアクチュエータの作動により、パッドやライニング等の摩擦部材を駆動車輪２とともに回転するディスクやドラムに押し当てて駆動車輪２に制動を加えるように構成したものである。このメカニカルブレーキ１６は、通常は駆動車輪２の回転を許容する状態に維持されており、後述するコントローラ１００から制動指令信号が与えられた場合にのみ駆動車輪２に制動を加えるように動作する。

この油圧駆動装置１０には、一対のアキュムレータ１７及びチャージユニット２０が設けてある。一対のアキュムレータ１７は、それぞれの主油通路１３に個別の制御バルブ１８を介して接続してある。制御バルブ１８は、後述するコントローラ１００から与えられた開閉指令信号に応じて開度を変更できるように構成したものである。本実施の形態では、内蔵されたバルブスプリング１８ａによってアキュムレータ１７とそれぞれの主油通路１３との間を閉じた状態に維持する一方、開閉指令信号が与えられた場合にバルブスプリング１８ａのバネ力に抗してスプールを開方向に動作させるようにした電磁式の制御バルブ１８を適用している。尚、以下においてはアキュムレータ１７及び制御バルブ１８に関して、第１主油通路１３Ａに接続したものを第１アキュムレータ１７Ａ、第１制御バルブ１８Ａと称し、第２主油通路１３Ｂに接続したものを第２アキュムレータ１７Ｂ、第２制御バルブ１８Ｂと称して区別する場合がある。

チャージユニット２０は、エンジン１の出力軸１ａに接続したチャージポンプ２１と、一端部がチャージポンプ２１の吐出口に接続し、他端部が低圧選択バルブ２２を介して第１主油通路１３Ａ及び第２主油通路１３Ｂのそれぞれに接続したチャージ通路２３と、チャージ通路２３に介在させたチャージリリーフバルブ２４とを備えて構成したものである。チャージポンプ２１は、斜板２１ａの傾転角を変更することによって押しのけ容積が変化するように構成した可変容量型のものである。このチャージポンプ２１には、斜板２１ａを傾転動作させるチャージ容量制御ユニット２５が付設してある。チャージ容量制御ユニット２５は、後述のコントローラ１００から容量指令信号が与えられた場合、チャージポンプ２１が容量指令信号に応じた押しのけ容積となるように斜板２１ａの傾転角を変化させるものである。

このチャージユニット２０では、エンジン１が駆動した場合にチャージポンプ２１が常時駆動された状態となり、主油通路１３Ａ，１３Ｂの圧力がチャージリリーフバルブ２４の設定圧力よりも低くなった場合、圧力が低下した主油通路１３Ａ，１３Ｂに対してチャージポンプ２１から油が補充される。主油通路１３の圧力がチャージリリーフバルブ２４の設定圧力よりも低くなる状況は、主にアキュムレータ１７に油が蓄積されることに起因するもの、油圧ポンプ１１や油圧モータ１２の内部漏れに起因するもの、等々である。尚、第１主油通路１３Ａ及び第２主油通路１３Ｂの圧力がいずれもチャージリリーフバルブ２４の設定圧力以上であれば、チャージポンプ２１から吐出された油はチャージリリーフバルブ２４を介して油タンクＴに戻されることになる。

一方、この油圧駆動装置１０は、コントローラ１００を備えている。コントローラ１００は、走行ポテンショメータ１０１、制動ポテンショメータ１０２、ＦＲ選択スイッチ１０３、車速センサ１０４、エンジン回転センサ１０５、第１圧力センサ１０６、第２圧力センサ１０７からの出力情報に基づいて、上述したポンプ容量制御ユニット１４、モータ容量制御ユニット１５、チャージ容量制御ユニット２５、エンジン１の燃料噴射装置３、制御バルブ１８を制御するものである。

走行ポテンショメータ１０１は、車両の運転席に配設したアクセルペダル（走行操作部）１０１ａに連係するように設けてあり、アクセルペダル１０１ａの操作量に応じた走行操作信号をコントローラ１００に出力するものである。制動ポテンショメータ１０２は、アクセルペダル１０１ａに並設したブレーキペダル（制動操作部）１０２ａに連係するように設けてあり、ブレーキペダル１０２ａの操作量に応じた制動操作信号をコントローラ１００に出力するものである。尚、アクセルペダル１０１ａ及びブレーキペダル１０２ａには、いずれも操作力を加えていない場合に操作量がゼロとなる初期位置に維持するためのリターンスプリングが設けてある。ＦＲ選択スイッチ１０３は、車両の進行方向を選択できるように構成したもので、運転席から操作できる位置に設けてある。ＦＲ選択スイッチ１０３によって選択された車両の進行方向を示す情報は、選択信号としてコントローラ１００に与えられる。車速センサ１０４は、駆動車輪２を支持する出力軸１２ｂの回転数から車速を換算し、その換算結果をコントローラ１００に出力するものである。エンジン回転センサ１０５は、エンジン１の回転数を検出し、その検出結果をコントローラ１００に出力するものである。第１圧力センサ１０６は第１主油通路１３Ａの圧力を検出するものであり、第２圧力センサ１０７は第２主油通路１３Ｂの圧力を検出するものである。それぞれの圧力センサ１０６，１０７によって検出された圧力を示す情報は、コントローラ１００に出力される。

このコントローラ１００は、車速指令設定部１１０、ポンプ・モータ容量設定部１２０、操作状況判断部１３０、メカブレーキ駆動部１４０、バルブ駆動部１５０を有している。

車速指令設定部１１０は、走行ポテンショメータ１０１から出力される走行操作信号及び制動ポテンショメータ１０２から出力される制動操作信号に基づいて車速指令を設定するものである。具体的に説明すると、車速指令設定部１１０は、走行ポテンショメータ１０１からの走行操作信号に基づいてアクセルペダル１０１ａの操作量が増大傾向にあると判断した場合、車速を漸次増大するための車速指令（以下、区別する場合に「加速指令」という）を設定する。これに対して走行ポテンショメータ１０１から出力される走行操作信号に基づいて走行中にアクセルペダル１０１ａの操作量が減少傾向にあると判断した場合、あるいは走行中にアクセルペダル１０１ａの操作量がゼロになったと判断した場合、車速指令設定部１１０は、車速を漸次減少するための車速指令（以下、区別する場合に「減速指令」という）を設定する。さらに、走行ポテンショメータ１０１から出力される走行操作信号に基づいて走行中にアクセルペダル１０１ａの操作量に変化がないと判断した場合、車速指令設定部１１０は、車速を維持するための車速指令（以下、区別する場合に「定速指令」という）を設定する。

また、車速指令設定部１１０は、制動ポテンショメータ１０２から出力される制動操作信号に基づいて走行中にブレーキペダル１０２ａが操作されていると判断した場合、その操作速度に応じて減速指令を設定する。つまり、ブレーキペダル１０２ａの操作速度が大きい場合には、操作速度が小さい場合に比べて車速を減少させる割合が大きくなるように減速指令を設定する。但し、ブレーキペダル１０２ａの操作量に基づいて設定される減速指令は、車速を減少させる割合がもっとも小さいものであっても、アクセルペダル１０１ａの操作量に基づいて設定される減速指令よりも車速を減少させる割合が大きい値である。尚、車両が停止した状態でアクセルペダル１０１ａ及びブレーキペダル１０２ａのいずれもが操作されていない初期位置にある場合、車速指令設定部１１０は、車速指令を「０」と設定する。

ポンプ・モータ容量設定部１２０は、車速指令設定部１１０によって設定された車速指令と車速センサ１０４によって検出される実際の車速とに基づいて油圧モータ１２に要求される目標トルクを算出し、油圧モータ１２の出力トルクが目標トルクとなるように油圧ポンプ１１の押しのけ容積及び油圧モータ１２の押しのけ容積を設定するとともに、設定した押しのけ容積に対応する容量指令信号をそれぞれの容量制御ユニット１４，１５に対して出力するものである。

操作状況判断部１３０は、制動ポテンショメータ１０２から出力される制動操作信号に基づいてブレーキペダル１０２ａの操作速度を算出するとともに、算出したブレーキペダル１０２ａの操作速度が予め設定したしきい値を超えた緊急操作に該当するか否かを判断し、その判断結果をコントローラ１００に出力するものである。本実施の形態では、ブレーキペダル１０２ａの操作量がフルストロークの８０％に達するまでの時間が０．３秒となる操作速度をしきい値として設定し、０．３秒以内にブレーキペダル１０２ａがフルストロークの８０％を超えて操作された場合、ブレーキペダル１０２ａの操作速度が緊急操作であると判断するようにしている。

メカブレーキ駆動部１４０は、制動ポテンショメータ１０２から出力される制動操作信号に基づいてブレーキペダル１０２ａの操作量を算出し、ブレーキペダル１０２ａの操作量がフルストーク（１００％〜１０５％）に達した以降、メカニカルブレーキ１６のブレーキアクチュエータ（図示せず）を作動状態に維持するものである。

バルブ駆動部１５０は、車速指令設定部１１０によって設定された車速指令と、操作状況判断部１３０の判断結果と、第１圧力センサ１０６の検出した第１主油通路１３Ａの圧力及び第２圧力センサ１０７の検出した第２主油通路１３Ｂの圧力とに基づいて、それぞれの主油通路１３とアキュムレータ１７との間に設けた制御バルブ１８に開閉指令信号を出力するものである。

図２は、上述したコントローラ１００が実施するロールアップ作業時においてアクセルペダル１０１ａの操作量、ブレーキペダル１０２ａの操作量、ＦＲ選択スイッチ１０３の選択状態、車速指令設定部１１０で設定される車速指令、油圧ポンプ１１の押しのけ容積、油圧モータ１２の押しのけ容積、車両の走行速度、第１主油通路１３Ａの圧力、第２主油通路１３Ｂの圧力、第１アキュムレータ１７Ａの圧力、第２アキュムレータ１７Ｂの圧力の関係を示すタイミングチャートである。以下、この図を適宜参照しながら車両が実施するロールアップ作業について説明する。尚、上述の車両においては、エンジン１が運転されると、以降、コントローラ１００によってエンジン１の出力トルクがエンジン１の回転数に応じて予め設定された上限トルクの範囲内で、負荷に応じたトルクとなるように燃料噴射装置３の燃料噴射量が制御されるものとする。

エンジン１が運転された状態においても、車両が停止した状態でアクセルペダル１０１ａが操作されていない場合にはエンジン１の回転数がアイドルのままで車速指令が「０」となり、ポンプ・モータ容量設定部１２０によって油圧ポンプ１１の押しのけ容積が下限設定値に設定される一方、油圧モータ１２の押しのけ容積が上限設定値に設定された状態に維持される（ｔ０）。この結果、エンジン１が運転されている状態であっても油圧ポンプ１１から油が吐出されることはなく、油圧モータ１２が回転することもないため、車両は停止したままとなる。

この状態から例えばＦＲ選択スイッチ１０３によって前進を選択し（ｔ１）、アクセルペダル１０１ａを操作すると（ｔ２）、エンジン１の回転数が上昇するとともに車速指令設定部１１０によって加速指令が設定され、この加速指令に基づいてポンプ・モータ容量設定部１２０からポンプ容量制御ユニット１４に対して押しのけ容積を増大する容量指令信号が出力される（ｔ２−ｔ４）。この結果、油圧ポンプ１１から第１主油通路１３Ａに油が吐出され、油圧モータ１２を介して走行系が前進方向に駆動されることになり、運転者によるアクセルペダル１０１ａの操作量に応じて車速を漸次増大しながら車両が前方に向けて走行する。

油圧モータ１２の押しのけ容積が所定の値に達した後においてもアクセルペダル１０１ａが操作が増大傾向にあり、車速指令設定部１１０において加速指令が設定されている場合には、ポンプ・モータ容量設定部１２０から油圧モータ１２の押しのけ容積を減少させるようにモータ容量制御ユニット１５に容量指令信号が出力される（ｔ３）。やがて、アクセルペダル１０１ａの操作量が１００％となった時点で車両が上限速度に達し（ｔ４）、その後、車速指令設定部１１０から出力される定速指令により、アクセルペダル１０１ａの操作量が減少するまでこの状態が維持される（ｔ４−ｔ５）。

上述の状態からアクセルペダル１０１ａの操作力を除去してアクセルペダル１０１ａが初期位置に戻ると、エンジン１の回転数が低下するとともに車速指令設定部１１０から減速指令が出力され、この減速指令に基づいてポンプ・モータ容量設定部１２０から油圧ポンプ１１の押しのけ容積を減少させる一方、油圧モータ１２の押しのけ容積を増大させるようにそれぞれの容量制御ユニット１４，１５に容量指令信号が出力される（ｔ５−ｔ６）。この結果、第１主油通路１３Ａの圧力が減少する一方、第２主油通路１３Ｂの圧力が増大するため、いわゆるエンジンブレーキが作用することになり、車速が漸次減少して停止した状態となる。尚、ブレーキペダル１０２ａの操作量がフルストークに達した以降においては、メカブレーキ駆動部１４０によってメカニカルブレーキ１６が作動することになる。

アクセルペダル１０１ａの操作量が減少し、車速がゼロとなるまでの間（ｔ５−ｔ６）、バルブ駆動部１５０から与えられた開閉指令信号によって第２制御バルブ１８Ｂが開放した状態となり、圧力の増大した第２主油通路１３Ｂの油が第２アキュムレータ１７Ｂに蓄積される。車速がゼロになると（ｔ６）、バルブ駆動部１５０によって第２制御バルブ１８Ｂが閉じた状態となり、第２アキュムレータ１７Ｂと第２主油通路１３Ｂとが遮断された状態となる。尚、第２アキュムレータ１７Ｂへの油の蓄積によって主油通路１３の圧力がチャージリリーフバルブ２４の設定圧力よりも小さくなると、低圧選択バルブ２２を介してチャージポンプ２１から低圧側の主油通路１３に油が補充される。このとき、主油通路１３で低下した圧力の値に応じてチャージポンプ２１の押しのけ容積を増大させることが好ましい。

エンジンブレーキで車速がゼロになると（ｔ６）、ロールアップ作業では、次いでＦＲ選択スイッチ１０３で後進が選択される（ｔ７）。その後、再びアクセルペダル１０１ａが操作されることになり（ｔ８）、車速指令設定部１１０によって加速指令が設定され、この加速指令に基づいてポンプ・モータ容量設定部１２０からポンプ容量制御ユニット１４に対して押しのけ容積を増大する容量指令信号が出力される（ｔ８−ｔ１０）。但し、ＦＲ選択スイッチ１０３で後進が選択された場合には、油圧ポンプ１１の斜板１１ａが前進時と逆向きに動作するため、油圧ポンプ１１から第２主油通路１３Ｂに油が吐出される。この結果、油圧モータ１２を介して走行系が後進方向に駆動されることになり、運転者によるアクセルペダル１０１ａの操作量に応じて車速を漸次増大しながら車両が後方に向けて走行する。

この間、アクセルペダル１０１ａの操作開始と同時にバルブ駆動部１５０によって第２制御バルブ１８Ｂが開放した状態となり、前進減速時に第２アキュムレータ１７Ｂに蓄積された油が第２主油通路１３Ｂに放出されるため、油圧モータ１２の後進方向への駆動に寄与することになる（ｔ８−ｔ９）。この結果、油圧ポンプ１１の押しのけ容積を初回前進時よりも増大させずとも油圧モータ１２の出力トルクが目標トルクとなり、エンジン１の回転数も初回前進時より低下させることができ、車両の省エネルギ化を図ることが可能となる。尚、第２アキュムレータ１７Ｂから油の放出する場合には、チャージポンプ２１の押しのけ容積を減少させることが好ましい。

先の前進時と同様、所定のタイミングで油圧モータ１２の押しのけ容積が減少を開始し（ｔ９）、やがて、アクセルペダル１０１ａの操作量が１００％となった時点で車両が上限速度に達する（ｔ１０）、その後、車速指令設定部１１０から出力される定速指令により、アクセルペダル１０１ａの操作量が減少するまでこの状態が維持される（ｔ１０−ｔ１１）。

この後進時においても、アクセルペダル１０１ａの操作力を除去してアクセルペダル１０１ａが初期位置に戻ると、車速指令設定部１１０から減速指令が出力され、この減速指令に基づいてポンプ・モータ容量設定部１２０から油圧ポンプ１１の押しのけ容積を減少させる一方、油圧モータ１２の押しのけ容積を増大させるようにそれぞれの容量制御ユニット１４，１５に容量指令信号が出力される（ｔ１１−ｔ１２）。この結果、第２主油通路１３Ｂの圧力が減少する一方、第１主油通路１３Ａの圧力が増大するため、エンジンブレーキが作用することになり、車速が漸次減少して停止した状態となる。

この間、バルブ駆動部１５０から与えられた開閉指令信号によって今度は第１制御バルブ１８Ａが開放した状態にあり、圧力の増大した第１主油通路１３Ａの油が第１アキュムレータ１７Ａに蓄積される。車速がゼロになると、バルブ駆動部１５０によって第１制御バルブ１８Ａが閉じた状態となり、第１アキュムレータ１７Ａと第１主油通路１３Ａとが遮断された状態となる。

エンジンブレーキで車速がゼロになると（ｔ１２）、ロールアップ作業では、次いでＦＲ選択スイッチ１０３で再び前進が選択される（ｔ１３）。その後、再びアクセルペダル１０１ａが操作されることになり（ｔ１４）、車速指令設定部１１０によって加速指令が設定され、この加速指令に基づいてポンプ・モータ容量設定部１２０からポンプ容量制御ユニット１４に対して押しのけ容積を増大する容量指令信号が出力されるため、油圧ポンプ１１から第１主油通路１３Ａに油が吐出される。この結果、油圧モータ１２を介して走行系が前進方向に駆動されることになり、運転者によるアクセルペダル１０１ａの操作量に応じて車速を漸次増大しながら車両が前方に向けて走行する（ｔ１４−ｔ１６）。

この間、アクセルペダル１０１ａの操作開始と同時にバルブ駆動部１５０によって第１制御バルブ１８Ａが開放した状態となり、後進減速時に第１アキュムレータ１７Ａに蓄積された油が第１主油通路１３Ａに放出されるため（ｔ１４−ｔ１５）、油圧モータ１２の前進方向への駆動に寄与することになる。この結果、油圧ポンプ１１の押しのけ容積を初回前進時よりも増大させずとも油圧モータ１２の出力トルクが目標トルクとなり、エンジン１の回転数も初回前進時より低下させることができ、車両の省エネルギ化を図ることが可能となる。

以降、ロールアップ作業では上述の動作が油圧駆動装置１０において繰り返し実行されることになる。ここで、上述したロールアップ作業ではブレーキペダル１０２ａを操作することなく前進と後進とを繰り返し実施しているが、アクセルペダル１０１ａの操作力を除去した際にブレーキペダル１０２ａを操作して停止距離を短縮させるシチュエーションもある。

図３は、ブレーキペダル１０２ａを操作した際にコントローラ１００の操作状況判断部１３０において実施される操作状況判断処理の内容を示すフローチャートである。操作状況判断部１３０は、走行中に制動ポテンショメータ１０２から制動操作信号が出力された場合（ステップＳ２０１）、制動操作信号からブレーキペダル１０２ａの操作速度を算出し（ステップＳ２０２）、この算出した操作速度が予め設定したしきい値を超えているか否かを判断する（ステップＳ２０３）。

ブレーキペダル１０２ａの操作速度がしきい値以下であった場合、操作状況判断部１３０は、通常のブレーキ操作であると判断する（ステップＳ２０３：ＮＯ→ステップＳ２０４）。これにより、コントローラ１００においては、走行減速時に制御バルブを開放し（ステップＳ２０５）、図２の時刻ｔ１７以降で示すような処理が実施される。

すなわち、前進している際に通常のブレーキ操作でブレーキペダル１０２ａが操作されたと判断したコントローラ１００では、車速指令設定部１１０においてブレーキペダル１０２ａの操作速度に応じた減速指令が設定され、この減速指令に基づいてポンプ・モータ容量設定部１２０から油圧ポンプ１１の押しのけ容積を減少させる一方、油圧モータ１２の押しのけ容積を増大させるようにそれぞれの容量制御ユニット１４，１５に容量指令信号が出力される（ｔ１７−ｔ１８）。この結果、第２主油通路１３Ｂの圧力が増大する一方、第１主油通路１３Ａの圧力が減少するため、車両にエンジンブレーキが作用することになり、車速が漸次減少して停止した状態となる。

図２からも明らかなように、ブレーキペダル１０２ａの操作量に基づいて設定される減速指令（ｔ１７−ｔ１８）は、アクセルペダル１０１ａの操作量に基づいて設定される減速指令（ｔ５−ｔ６）よりも車速を減少させる割合が大きく設定してある。従って、ブレーキペダル１０２ａを操作することなくアクセルペダル１０１ａの操作力を除去しただけの場合に比べて、ブレーキペダル１０２ａを操作した場合に油圧ポンプ１１の押しのけ容積が減少する割合が大きなものとなり、車速が減少する割合も大きくなってより短時間で車両が停止することになる。

この間、バルブ駆動部１５０から与えられた開閉指令信号によって第２制御バルブ１８Ｂが開放した状態にあり、圧力の増大した第２主油通路１３Ｂの油が第２アキュムレータ１７Ｂに蓄積されるのは、ブレーキペダル１０２ａを操作していない場合と同様である。従って、次の後進時に第２アキュムレータ１７Ｂに蓄積した油が第２主油通路１３Ｂに放出されることになるため（ｔ１９−ｔ２０）、油圧モータ１２の後進方向への駆動が補助され、車両の省エネルギ化を図ることが可能となる。

以下、後進している際に通常のブレーキ操作でブレーキペダル１０２ａが操作されたと判断した場合にも、コントローラ１００において同様の処理が実施され、走行減速時に第１アキュムレータ１７Ａに油が蓄積された後、次回の前進時に第１アキュムレータ１７Ａから第１主油通路１３Ａに油が放出されることになるため、油圧モータ１２の前進方向への駆動が補助され、車両の省エネルギ化を図ることが可能となる（ｔ２１−ｔ２２）。

一方、図３のステップＳ２０３においてブレーキペダル１０２ａの操作速度が予め設定したしきい値を超えていた場合、操作状況判断部１３０は、ブレーキペダル１０２ａの操作が緊急操作であると判断する（ステップＳ２０３：ＹＥＳ→ステップＳ２０６）。これにより、コントローラ１００においては、走行減速時に第２制御バルブ１８Ｂを閉じ（ステップＳ２０７）、図４の時刻ｔ１７以降で示すような処理が実施される。

すなわち、前進している際に緊急操作でブレーキペダル１０２ａが操作されたと判断すると、コントローラ１００では、車速指令設定部１１０においてブレーキペダル１０２ａの緊急操作速度に応じた減速指令が設定され、この減速指令に基づいてポンプ・モータ容量設定部１２０から油圧ポンプ１１の押しのけ容積を急激に減少させる一方、油圧モータ１２の押しのけ容積を急激に増大させるようにそれぞれの容量制御ユニット１４，１５に容量指令信号が出力される（ｔ１７−ｔ１８）。この結果、第２主油通路１３Ｂの圧力が急速に増大する一方、第１主油通路１３Ａの圧力が急速に減少する。しかも、この間においては、バルブ駆動部１５０から与えられた開閉指令信号によって第２制御バルブ１８Ｂが閉じ、その開度がゼロに維持されるため、圧力の増大した第２主油通路１３Ｂの油が第２アキュムレータ１７Ｂに蓄積されることはなく、その圧力が高い状態で維持される。この結果、車両には大きなエンジンブレーキが作用することになり、車速が急速に減少して短時間で停止した状態となる（ｔ１８）。

以下、後進している際に緊急操作でブレーキペダル１０２ａが操作されたと判断した場合にも、コントローラ１００において同様の処理が実施され、走行減速時に圧力が上昇する第１主油通路１３Ａの油が第１アキュムレータ１７Ａに蓄積されることはなく、車両に大きなエンジンブレーキを作用させて、車速を急速に減少させることが可能となる（ｔ１９−ｔ２０）。

尚、上述した実施の形態では、走行操作部であるアクセルペダル１０１ａを戻した場合にも油圧ポンプ１１の押しのけ容積を減少させるようにしているが、必ずしもこれに限定されない。

また、上述した実施の形態では、油圧モータ１２として可変容量型のものを適用しているが、固定容量のものを適用しても良い。

さらに、上述した実施の形態では、制動操作部であるブレーキペダル１０２ａが緊急操作されたと判断した場合に制御バルブ１８を閉じるようにしているため、エンジンブレーキをより大きく作用させることが可能であるが、必ずしも制御バルブ１８を閉じる必要はなく、通常のブレーキ操作でブレーキペダル１０２ａが操作されたと判断された場合に比べて制御バルブ１８の開度が小さくなるように制御すれば良い。

またさらに、上述した実施の形態では、制動操作部であるブレーキペダル１０２ａの操作速度を算出し、算出したブレーキペダル１０２ａの操作速度が予め設定したしきい値を超えた緊急操作に該当するか否かを判断するようにしているが、本発明はこれに限定されず、制動操作部の操作加速度を算出し、算出した操作加速度が予め設定したしきい値を超えたか否かに基づいて制動操作部の操作が緊急操作であるか否かを判断するようにしても良い。

２ 駆動車輪
１１ 油圧ポンプ
１２ 油圧モータ
１３ 主油通路
１４ ポンプ容量制御ユニット
１５ モータ容量制御ユニット
１７ アキュムレータ
１８ 制御バルブ
１００ コントローラ
１０１ 走行ポテンショメータ
１０１ａ アクセルペダル
１０２ 制動ポテンショメータ
１０２ａ ブレーキペダル
１３０ 操作状況判断部

Claims (9)

1. 車両に搭載されたエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
   出力軸が車両の走行系に接続された油圧モータと、
   前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの間を接続する一対の主油通路と、
   操作量に応じた制動操作信号を出力する制動操作部と、
   を備え、前記一対の主油通路を通じて前記油圧ポンプから前記油圧モータに油を循環供給することにより走行系を駆動して車両を走行させ、前記制動操作部から制動操作信号が与えられた場合にはその操作速度に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることにより車両に制動を加えるようにした油圧駆動車両の制御方法であって、
   前記主油通路には制御バルブを介してアキュムレータを接続し、
   走行中に前記制動操作部が操作された際にはその操作速度または操作加速度が予め定めたしきい値を超えた緊急操作に該当するか否かを判断し、緊急操作でないと判断した場合は、前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路の油を、前記制御バルブを介して前記アキュムレータに蓄積する一方、前記制動操作部の操作が緊急操作であると判断した場合は前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路から前記アキュムレータに蓄積する油の量に制限を加えるべく前記制御バルブの開度を減少させることを特徴とする油圧駆動車両の制御方法。
2. 車両に搭載されたエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
   出力軸が車両の走行系に接続された油圧モータと、
   前記油圧ポンプ及び前記油圧モータの間を接続する一対の主油通路と、
   操作量に応じた制動操作信号を出力する制動操作部と、
   を備え、前記一対の主油通路を通じて前記油圧ポンプから前記油圧モータに油を循環供給することにより走行系を駆動して車両を走行させ、前記制動操作部から制動操作信号が与えられた場合にはその操作速度に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることにより車両に制動を加えるようにした油圧駆動車両の制御装置であって、
   制御バルブを介して前記主油通路に接続したアキュムレータと、
   走行中に前記制動操作部が操作された際にはその操作速度または操作加速度が予め定めたしきい値を超えた緊急操作に該当するか否かを判断し、緊急操作でないと判断した場合は、前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路の油を、前記制御バルブを介して前記アキュムレータに蓄積する一方、前記制動操作部の操作が緊急操作であると判断した場合は前記制御バルブの開度を減少させ、前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させることに伴って高圧側となる主油通路から前記アキュムレータに蓄積する油の量に制限を加える制御手段と
   を備えたことを特徴とする油圧駆動車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記制動操作部の操作が緊急操作であると判断した場合、前記制御バルブの開度をゼロとすることを特徴とする請求項２に記載の油圧駆動車両の制御装置。
4. 前記制動操作部は、制動ポテンショメータに連係したブレーキペダルであり、前記ブレーキペダルの操作量に応じた制動操作信号を前記制動ポテンショメータから出力するように構成し、
   前記制御手段は、前記制動ポテンショメータから与えられた制動操作信号に基づいて算出されるブレーキペダルの操作速度または操作加速度が前記しきい値を超えたか否かを判断する操作状況判断部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の油圧駆動車両の制御装置。
5. 操作量に応じた走行操作信号を出力する走行操作部と、
   与えられた容量指令信号に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を設定するポンプ容量制御ユニットと
   をさらに備え、前記制御手段は、与えられた走行操作信号に基づいて前記走行操作部の操作状態を判断し、前記走行操作部の操作量が増大傾向にあると判断した場合には前記油圧ポンプの押しのけ容積が増大するように前記ポンプ容量制御ユニットに容量指令信号を出力する一方、走行中に前記走行操作部の操作量が減少傾向にあると判断した場合、あるいは走行中に前記走行操作部の操作量がゼロであると判断した場合には、それぞれ前記油圧ポンプの押しのけ容積が減少するように前記ポンプ容量制御ユニットに容量指令信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の油圧駆動車両の制御装置。
6. 前記走行操作部は、走行ポテンショメータに連係したアクセルペダルであり、前記アクセルペダルの操作量に応じた走行操作信号を前記走行ポテンショメータから出力するように構成したことを特徴とする請求項５に記載の油圧駆動車両の制御装置。
7. 前記制御手段は、制動操作信号に基づいて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させる場合、走行操作信号に基づいて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させる場合よりも大きな割合で減少するように容量指令信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の油圧駆動車両の制御装置。
8. 前記油圧モータは可変容量型のものであり、
   与えられた容量指令信号に応じて前記油圧モータの押しのけ容積を設定するモータ容量制御ユニットをさらに備え、
   前記制御手段は、前記油圧ポンプの押しのけ容積が所定の値まで増大した後に前記走行操作部の操作量がさらに増大傾向にあると判断した場合には前記油圧モータの押しのけ容積が減少するように前記モータ容量制御ユニットに容量指令信号を出力する一方、前記油圧モータの押しのけ容積を減少させた状態から前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させる場合には前記油圧モータの押しのけ容積が増大するように前記モータ容量制御ユニットに容量指令信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の油圧駆動車両の制御装置。
9. 前記一対の主油通路には、個別の制御バルブを介してそれぞれアキュムレータを接続したことを特徴とする請求項２に記載の油圧駆動車両の制御装置。

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