JP2015196480A - 軌陸車用油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軌道上の坂道発進に際して鉄輪の空転を防止しつつ後退動作を簡単且つ確実に防止する軌陸車用油圧制御装置の提供。【解決手段】この油圧制御装置は、軌陸車の鉄輪のブレーキを制御する。車速センサが軌陸車が停止していることを検知し（Ｓ１）、角度センサが軌陸車が斜面上に位置することを検知し（Ｓ２）、ブレーキセンサがブレーキの作動を検知する（Ｓ３）。この条件が揃えば、ブレーキによる鉄輪の制動が維持される（Ｓ４）。角度センサが検知した傾斜角度に基づいて軌陸車が登坂するために必要な油圧（必要登坂圧力）が算出される（Ｓ５）。鉄輪を駆動する油圧モータのポート間の圧力差ΔＰが必要登坂圧力に等しくなったときに（Ｓ６）、ブレーキの作動が解除される（Ｓ７）。【選択図】図６

Description

この発明は、トランスミッションを介してエンジンにより駆動される道路走行用車輪及び油圧モータにより駆動される軌道走行用車輪を備えた軌陸車に適用される油圧制御装置に関するものである。

軌陸車は、道路及び軌道を走行することができる。そのため、軌陸車は、道路を走行する際に駆動される道路走行用車輪及び軌道を走行する際に駆動される軌道走行用車輪（以下、適宜「鉄輪」と称される。）を備えている。軌陸車は、高所作業装置やクレーン作業装置等を搭載している（たとえば特許文献１及び特許文献２参照）。軌陸車の軌道走行用車輪は、一般に油圧モータにより駆動される。

ところで、いわゆる坂道発進では、ブレーキが解除されてから道路走行用車輪や鉄輪に駆動力が伝達されるまでの間に軌陸車が坂道に沿って後退してしまう傾向にある。このような不都合を解消するために、従来の自動車（特にトラック車両）では、坂道発進に際してエンジンの回転数やクラッチのつながり状況、変速機のギアやパーキングブレーキの状況などを勘案して制動力を解除するタイミングが制御されている（たとえば特許文献３及び特許文献４参照）。

特開平１１−２７８２６７号公報 特許第４９８９２４４号公報 特開平１０−１１４２６２号公報 特開２００４−２９１８６０号公報

しかし、従来の坂道発進時における後退防止策は、エンジン、クラッチ及び変速機の状況がセンシングされ、これらの信号に基づいてブレーキ解除のタイミングが調整されるものであるので、制御が複雑であった。もっとも、運転者がブレーキペダルの操作を止めた場合（ブレーキを解除した場合）であっても直ちに制動力が解除されることなく一定時間経過後にブレーキが解除されるシンプルな制御も提案されているが、かかる制御を軌道上を走行する軌陸車に適応したときに、上記一定時間が経過した時点で油圧モータが十分なトルク（駆動力）を発揮していない場合には、軌陸車が後退してしまうという問題がある。

さらに、軌陸車の軌道走行用車輪は鉄輪であるから、軌道との間の摩擦係数が小さい。このため、軌道上の坂道発進時に鉄輪と軌道との間の静摩擦力を大きく超える駆動力が鉄輪に作用すると、鉄輪が空転するばかりか却って軌陸車が後退してしまうという問題が生じる。

本発明はかかる背景のもとになされたものであって、その目的は、軌道上の坂道発進時において鉄輪の空転を防止しつつ後退動作を簡単且つ確実に防止することができる軌陸車用油圧制御装置を提供することである。

本願発明者は、軌陸車が軌道上を走行するとき、油圧モータが軌道走行用車輪を駆動するものであるから、当該油圧モータに作用する油圧をセンシングすることにより、上記問題を解決することができると考えた。

(1) 本発明に係る軌陸車用油圧制御装置は、道路走行用車輪、圧油が流入又は流出する一対のポートを有する油圧モータにより駆動される軌道走行用車輪、当該軌道走行用車輪を制動するブレーキ、当該ブレーキが作動状態であることを検知するブレーキセンサ及び車速センサとを備えた軌陸車に適用される油圧制御装置である。当該軌陸車用油圧制御装置は、上記一対のポートのそれぞれの圧力を検出する一対の圧力センサと、当該軌陸車の軌道方向の傾斜角度を検出する角度センサと、上記ブレーキセンサ、車速センサ及び角度センサにより上記ブレーキが作動して当該軌陸車が傾斜した停車状態となったことが検出された後に、上記ブレーキセンサの出力信号の有無にかかわらず当該ブレーキの作動状態を維持すると共に上記角度センサが検知した当該軌陸車の傾斜角度に基づいて当該軌陸車が登坂するために必要な上記油圧モータに供給されるべき必要登坂圧力を決定し、上記一対の圧力センサにより検知された圧力の差が上記必要登坂圧力に等しくなったときに上記ブレーキの作動を解除する制御部とを備える。

この構成によれば、ブレーキセンサ、車速センサ及び角度センサの出力信号に基づいて当該軌陸車がいわゆる坂道で停車したことが検知される。この場合、角度センサの出力信号に応じて当該軌陸車が上り坂での停車状態であることが把握される。このような状況において軌陸車が停車したときは、制御部は、ブレーキ操作の有無にかかわらず当該ブレーキの作動状態を維持する。つまり、運転者がブレーキペダルから足を離したとしても制動力は解除されず、当該軌陸車は、坂道で停車したままとなる。

運転者が坂道発進をするべくアクセル操作をしたときは、油圧モータに圧油が供給され、上記各ポートの圧力が上昇する。各ポートの圧力は、圧力センサにより検知される。制御部は、上記角度センサが検知した当該軌陸車の傾斜角度に基づいて上記必要登坂圧力を決定する。この必要登坂圧力とは、検出された傾斜角度に対応して当該軌陸車が登坂するために必要な上記油圧モータに供給されるべき圧力である。この必要登坂圧力は、軌陸車の車両重量、停車状態から発進するときの出発抵抗及び上記傾斜角度、軌道走行用車輪の外径、油圧モータの容量及び効率から算出される。これらの要素のなかで上記傾斜角度以外については当該軌陸車固有の定数であるから、上記必要登坂圧力は、上記傾斜角度のみにより決定される。

上記各ポートの圧力差が上記必要登坂圧力となったとき、制御部は、上記ブレーキの作動を解除する。これにより、当該軌陸車は、後退動作をすることなく且つ軌道走行用車輪の空転も防止される。

(2) 上記制御部による制御を解除する解除スイッチが設けられていてもよい。

(3) 本発明に係る軌陸車用油圧制御方法は、道路走行用車輪、圧油が流入又は流出する一対のポートを有する油圧モータにより駆動される軌道走行用車輪、当該軌道走行用車輪を制動するブレーキ、当該ブレーキが作動状態であることを検知するブレーキセンサ、上記一対のポートのそれぞれの油圧を検出する一対の圧力センサ、軌道方向の傾斜角度を検出する角度センサ及び車速センサを備えた軌陸車に適用される油圧制御方法である。この油圧制御方法は、上記ブレーキセンサにより上記ブレーキが作動している状態が検知され且つ上記車速センサ及び角度センサにより上記ブレーキが作動して当該軌陸車が傾斜して停車状態となったことが検知される第１ステップと、上記ブレーキセンサの出力信号の有無にかかわらず当該ブレーキの作動状態を維持する第２ステップと、上記角度センサが検知した当該軌陸車の傾斜角度に基づいて当該軌陸車が登坂するために必要な上記油圧モータに供給されるべき必要登坂圧力を決定する第３ステップと、上記一対の圧力センサにより検知された圧力の差が上記必要登坂圧力に等しくなったときに上記ブレーキの作動が解除される第４ステップとを有する。

この構成によれば、ブレーキセンサ、車速センサ及び角度センサの出力信号に基づいて当該軌陸車がいわゆる坂道で停車したことが検知される（第１ステップ）。この場合、角度センサの出力信号に応じて当該軌陸車が上り坂での停車状態であることが把握される。このような状況において軌陸車が停車したときは、制御部は、ブレーキ操作の有無にかかわらず当該ブレーキの作動状態を維持する（第２ステップ）。つまり、運転者がブレーキペダルから足を離したとしても制動力は解除されず、当該軌陸車は、坂道で停車したままとなる。

運転者が坂道発進をするべくアクセル操作をしたときは、油圧モータに圧油が供給され、上記各ポートの圧力が上昇する。各ポートの圧力は、圧力センサにより検知される。制御部は、上記角度センサが検知した当該軌陸車の傾斜角度に基づいて上記必要登坂圧力を決定する（第３ステップ）。この必要登坂圧力とは、検出された傾斜角度に対応して当該軌陸車が登坂するために必要な上記油圧モータに供給されるべき圧力である。この必要登坂圧力は、軌陸車の車両重量、停車状態から発進するときの出発抵抗及び上記傾斜角度、軌道走行用車輪の外径、油圧モータの容量及び効率から算出される。これらの要素のなかで上記傾斜角度以外については当該軌陸車固有の定数であるから、上記必要登坂圧力は、上記傾斜角度のみにより決定される。

上記各ポートの圧力差が上記必要登坂圧力となったとき、上記ブレーキの作動が解除される（第４ステップ）。これにより、当該軌陸車は、後退動作をすることなく且つ軌道走行用車輪の空転も防止される。

この発明によれば、いわゆる軌道走行における坂道発進においてブレーキが解除されたときには、油圧モータの各ポートの圧力差が必要登坂圧力となっているので、当該軌陸車は、後退動作をすることなく且つ軌道走行用車輪の空転もすることなく滑らかな坂道発進をすることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る油圧制御装置が搭載された軌陸車の側面図である。 図２は、図１におけるＡ−矢視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る軌陸車の軌道走行用油圧回路図である。 図４は、軌陸車のブレーキ用油圧回路図である。 図５は、油圧制御装置の構成を示すブロック図である。 図６は、軌陸車の坂道発進時における動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されつつ説明される。なお、本実施の形態は、本発明に係る油圧制御装置の一態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更されてもよいことは言うまでもない。

１．軌陸車の概略構成と特徴点

図１は、本発明の一実施形態に係る油圧制御装置が搭載された軌陸車の側面図である。

この軌陸車１０は、車両部１１と、車両部１１の上部に架装された作業装置１２とを備えている。車両部１１は、道路走行用車輪１３と軌道走行用車輪（以下、「鉄輪」と称される。）１４とを有し、これらはそれぞれ４個ずつ装備されている。道路走行用車輪１３は、軌陸車１０が道路を走行する際に、図示されていないトランスミッションを介してエンジン２９により駆動される。鉄輪１４は、軌陸車１０が軌道１５を走行する際に駆動される。ただし、鉄輪１４は、油圧モータ４５により駆動される。この油圧モータ４５は、エンジン２９を動力源とする油圧ポンプ（不図示）から圧油が供給されることによって駆動される。

同図は、軌陸車１０が軌道１５上を鉄輪１４を介して走行している状態を示している。車両部１１は、前側軌道走行装置１６及び後側軌道走行装置１７とを備えており、これらはそれぞれ上記鉄輪１４を備えている。前側軌道走行装置１６及び後側軌道走行装置１７は、張出姿勢と格納姿勢との間で姿勢変化自在となっている。同図は、前側軌道走行装置１６及び後側軌道走行装置１７が張り出したときの状態を示している。なお、格納姿勢となったときの前側軌道走行装置１６及び後側軌道走行装置１７は、同図において二点鎖線で示されている。

本実施形態に係る軌陸車１０の特徴とするところは、後に詳述される油圧制御装置３０（図５参照）を備えている点である。この油圧制御装置３０は、鉄輪１４の制動装置としてのブレーキ３２（図２参照）を制御する。軌陸車１０は、油圧制御装置３０によっていわゆる坂道発進を行う場合に、後退動作が防止されつつ滑らかに登坂することができるようになっている。

２．軌陸車の構造

車両部１１は、車両フレーム１８を備えており、この車両フレーム１８の前方に運転室１９が設けられ、この運転室１９の下方に上記エンジン２９が搭載されている。エンジン２９は、道路走行用車輪１３を駆動するだけでなく、図示されていない油圧ポンプを駆動する。この油圧ポンプは、作業装置１２、前側軌道走行装置１６及び後側軌道走行装置１７の油圧アクチュエータに圧油を供給する。

車両フレーム１８の上部にサブフレーム２０が設けられている。前側軌道走行装置１６及び後側軌道走行装置１７は、サブフレーム２０の前端及び後端に配置されている。サブフレーム２０の前部及び後部にそれぞれ、前側アウトリガ２１及び後側アウトリガ２２が配置されている。また、また、サブフレーム２０の所定位置に角度センサ３１（図５参照）が設けられている。この角度センサ３１は、軌陸車１０の傾斜角度を検出するものであって、特に軌道１５上を走行しているときの軌道方向に対する軌陸車１０の傾斜角度を検出する。

なお、サブフレーム２０の中央部に転車台２３が装備されている。この転車台２３が作動することにより、当該転車台２３を中心として軌陸車１０が回動する。

作業装置１２は、本実施形態では高所作業装置として構成されている。もっとも、作業装置としてクレーン装置が搭載されていてもよい。すなわち、旋回台２５がサブフレーム２０の後部上面に旋回ベアリングを介して旋回自在に搭載されている。伸縮ブーム２４が旋回台２５に連結されており、伸縮ブーム２４は旋回動作が可能となっている。伸縮ブーム２４と旋回台２５との間に起伏シリンダ２６が介在している。この起伏シリンダ２６が伸縮することによって伸縮ブーム２４は起伏動作されるようになっている。伸縮ブーム２４の先端にレベリング手段２７を介して作業台２８が配置されている。同図では、上記作業装置１２は、伸縮ブーム２４が全縮小されており、伸縮ブーム２４は前方に向け最倒伏した姿勢（格納姿勢）となっている。

図２は、図１におけるＡ−矢視図である。同図は、前側軌道走行装置１６の構造を示している。

鉄輪１４（車両の左前に配置）は、回転軸４４を介して鉄輪フレーム４３に回転自在に支持されている。この鉄輪フレーム４３に油圧モータ４５が取り付けられており、この油圧モータ４５は、上記回転軸４４と連結されている。したがって、油圧モータ４５が駆動されると、回転軸４４を介して鉄輪１４が駆動される。

なお、鉄輪フレーム４３は、上記サブフレーム２０に設けられたサポート４６に取り付けられている。サポート４６は、上記サブフレーム２０から下方に延びている。鉄輪フレーム４３は、サポート４６の下端部にピン４７を介して回転自在に連結されている。鉄輪フレーム４３とサポート４６との間に油圧シリンダ４８が介装されている。図１が示すように、油圧シリンダ４８の伸縮動作により、鉄輪フレーム４３が張出姿勢と格納姿勢との間で姿勢変化をするようになっている。

図２が示すように、車両の右前に配置された鉄輪１４及びこれに連結された油圧モータ４５、回転軸４４並びに鉄輪フレーム４３についても同様の構成である。また、左右の鉄輪フレーム４３の間に連結ロッド４９が介装されており、左右の鉄輪１４間の間隔が一定に保たれている。さらに、後側軌道走行装置１７（図１参照）も前側軌道走行装置１６と同じ構成である。このように本実施形態では、４個の鉄輪１４をそれぞれ駆動する４台の油圧モータ４５が配置されている。加えて、鉄輪１４に車速センサ７８（図５参照）が設けられている。この車速センサ７８により鉄輪１４の回転速度、すなわち軌陸車１０の速度が検知される。

図２が示すように、前側軌道走行装置１６及び後側軌道走行装置１７は、ブレーキ３２を備えている。本実施形態では、各鉄輪１４にそれぞれ対応してブレーキ３２が設けられている。各ブレーキ３２は、いわゆるディスクブレーキであって、その構造は既知である。各ブレーキ３２は、ロータ３３及びキャリパ３４を備えている。ロータ３３は、円盤状を呈し、回転軸４４に設けられ、鉄輪１４と共に回転する。キャリパ３４は、鉄輪フレーム４３に固定されている。キャリパ３４は、対向する一対のパッドを有し、当該パッドの間にロータ３３が位置するように配置されている。上記パッドは図示されていない油圧ピストンにより駆動され、この油圧ピストンの作動により上記パッドの間隔が広狭する。上記パッドの間隔が狭くなると当該パッドによってロータ３３が締め付けられ、鉄輪１４の回転が制動される。

ブレーキ３２は、運転室１９に設けられたブレーキペダルが運転者によって操作されることにより作動する。ブレーキ３２はブレーキセンサ７９（図５参照）を備えており、ブレーキペダルが踏まれれば、これを検知し、ブレーキ操作信号を出力する。

図３は、軌陸車１０の軌道走行用油圧回路図である。なお、同図では、上記ブレーキ３２の油圧回路は図示されていない。

同図が示すように、油圧ポンプ５０及び油圧モータ４５（同図では４５ａ〜４５ｄ）を含む軌道走行用油圧回路は、全体として閉回路を構成している。油圧ポンプ５０は、エンジン２９（図１参照）によって駆動される。閉回路用の油圧ポンプ５０は、いわゆる斜板ポンプであって、一定方向に回転されていても斜板の傾点角度が変更されることにより、圧油の吐出方向が変更され得る。本実施形態に係る軌陸車１０では、油圧ポンプ５０の吐出方向が変更されることにより油圧モータ４５ａ〜４５ｄの回転方向が変更され、軌陸車１０の前進あるいは後進が変更されるようになっている。

なお、図３の油圧回路では、鉄輪１４ａ〜１４ｄの配置は、軌陸車１０における実際の配置に合わせて記載されており、同図において紙面の左側が軌陸車１０の前方側を表している。さらに、理解を助けるため、上記鉄輪１４ａ〜１４ｄの前進および後進方向が白抜きの矢印で示されている。

同図が示すように、第１ポンプ油路５１及び第２ポンプ油路５２が油圧ポンプ５０に接続されている。前述のように、油圧ポンプ５０は圧油の吐出方向を変更することができるので、油圧ポンプ５０が第１ポンプ油路５１から第２ポンプ油路５２へ圧油を供給しているときは、第１ポンプ油路５１が低圧油路となり、第２ポンプ油路５２が高圧油路となる。一方、油圧ポンプ５０が第２ポンプ油路５２から第１ポンプ油路５１へ圧油を供給しているときは、第２ポンプ油路５２が低圧油路となり、第１ポンプ油路５１が高圧油路となる。

なお、油圧回路の形式は閉回路に限定されず、オープン回路であってもよいことは勿論である。その際には、油圧ポンプが作動油タンクから作動油の供給を受け、低圧油路を経て作動油が直接作動油タンクに戻る。そして、別途方向切換バルブが設けられ、圧油の供給方向が制御されることにより、前進又は後進の切換がなされる。

右側アクチュエータセクション５３（二点鎖線で囲まれた部位）は、右前油圧モータ４５ｂと右後油圧モータ４５ｄとを含む。この右側アクチュエータセクション５３は、第１ポンプ油路５１と第２ポンプ油路５２とにより作動油の給排を受ける。同様に、左側アクチュエータセクション５４（二点鎖線で囲まれた部位）は、左前油圧モータ４５ａと左後油圧モータ４５ｃとを含み、第１ポンプ油路５１と第２ポンプ油路５２とにより作動油の給排を受ける。同図が示すように、右側アクチュエータセクション５３と左側アクチュエータセクション５４の内部の構成は同じであり、第１ポンプ油路５１と第２ポンプ油路５２とに対して並列に接続されている。

アクチュエータセクション５３、５４は、それぞれ、第１切換弁５５と第２切換弁５６とを備えている。これら第１切換弁５５と第２切換弁５６は、パイロット圧で切換えられる４ポート２位置型の切換弁である。第１ポンプ油路５１は、左右の第１アクチュエータ油路５７に分岐されており、左右のアクチュエータセクション５３、５４に対し作動油が給排される。以下、右側アクチュエータセクション５３に含まれる回路の構造が説明される。

第１アクチュエータ油路５７は、第２アクチュエータ油路５９と第３アクチュエータ油路６０とに分岐される。第２アクチュエータ油路５９は、右前油圧モータ４５ｂの一方のポート３８と接続される。右前油圧モータ４５ｂの他方のポート３９に第４アクチュエータ油路６１が接続されている。この第４アクチュエータ油路６１は、右前油圧モータ４５ｂの他方のポート３９と第１切換弁５５のＰポートとを接続している。なお、第３アクチュエータ油路６０に絞り弁６８が介装されている。

第３アクチュエータ油路６０は、第５アクチュエータ油路６２と第６アクチュエータ油路６３とに分岐される。第５アクチュエータ油路６２は、第１切換弁５５のＴポートに接続されている。第６アクチュエータ油路６３は、前記第２切換弁５６のＴポートに接続されている。

第７アクチュエータ油路６４は、第１切換弁５５のＡポートと右後油圧モータ４５ｄの一方のポート４０を接続している。第８アクチュエータ油路６５は、第１切換弁５５のＢポートと第２切換弁５６のＢポートとを接続している。第９アクチュエータ油路６６は、右後油圧モータ４５ｄの他方のポート４１と第２切換弁５６のＡポートとを接続している。第１０アクチュエータ油路６７は、第２ポンプ油路５２が分岐され左右のアクチュエータセクション５３、５４の第２切換弁５６のＰポートを接続している。

第３切換弁７０は、ソレノイド駆動の４ポート３位置型の切換弁である。この第３切換弁７０は、第１切換弁５５及び第２切換弁５６にパイロット圧を供給する。第３切換弁７０のＰポートにパイロット油圧源７１が接続されており、Ｔポートにドレーン油路７２が接続されている。第１パイロット油路７３は、第３切換弁７０のＢポートと第１切換弁５５のＰＰポートとを接続している。第２パイロット油路７４は、第３切換弁７０のＡポートと第２切換弁５６のＰＰポートとを接続している。

左側アクチュエータセクション５４については、右側アクチュエータセクション５３と同様の油圧回路であるので、その説明は省略される。

図４は、軌陸車１０のブレーキ用油圧回路図である。このブレーキ用油圧回路は、軌道走行用油圧回路から独立しており、オープン回路である。

前述のように（図２参照）、鉄輪１４と共に回転するロータ３３に対して一対の油圧ピストン３５が対向配置されている。この油圧ピストン３５は、上記キャリパ３４に備えられている。図４が示していない油圧ポンプから吐出された圧油は、供給ライン３６を介して油圧ピストン３５に供給される。圧油が供給された油圧ピストン３５は伸張し、上記一対のパッドを介してロータ３３を挟み込む。この油圧ピストン３５は、圧油の供給が絶たれると自動的に縮短する構造となっている。

上記供給ライン３６に圧力制御弁３７が設けられている。この圧力制御弁３７は電磁式切換弁である。運転室１９内のブレーキペダルが操作されると、ブレーキセンサ７９（図５参照）が作動し、その出力信号に対応して上記圧力制御弁３７が作動する。上記ブレーキセンサ７９は、上記ブレーキペダルの踏込量に対応した出力信号（ブレーキ操作信号）を発する。したがって、圧力制御弁３７は、上記ブレーキペダルの踏込量に応じて油圧ピストン３５に供給する作動油圧力を制御することができる。

上記ブレーキペダルが踏み込まれると、圧力制御弁３７が切り替わり、供給ライン３６に圧油が送られる。ブレーキペダルの踏込量が少ない場合は、油圧ピストン３５の出力が小さくなり、制動力も小さい。また、ブレーキペダルの踏込量が多い場合は、油圧ピストン３５の出力が大きくなり、大きな制動力が発生する。ブレーキペダルが操作されないときは、圧力制御弁３７が図４が示す状態となり、供給ライン３６への圧油の供給は絶たれる。これにより、油圧ピストン３５が自動的に縮短し、油圧ピストン３５内の作動油は、圧力制御弁３７を経てドレンされる。

また、図４が示すように、油圧モータ４５の一方及び他方のポート３８、３９に、それぞれ、圧力センサ７６、７７が設けられている。各圧力センサ７６、７７は、各ポート３８、３９の圧力値を検出信号として出力する。

３．油圧制御装置

次に、軌陸車１０の油圧制御装置３０の構成が説明される。図５は、油圧制御装置３０の構成を示すブロック図である。

前述のように本実施形態では、この油圧制御装置３０は、鉄輪１４の制動を制御するものである。なお、道路走行用車輪１３の制動を含む軌陸車１０の道路走行時の様々な制御や、旋回台２５及び伸縮ブーム２４の旋回及び伸縮制御は、他の制御装置により行われる。もっとも、これらの制御を上記油圧制御装置が行うように構成されていても良いことは勿論である。

油圧制御装置３０は、鉄輪１４（図２参照）の回転速度を検出する車速センサ７８（図４参照）と、ブレーキ３２の操作を検出するブレーキセンサ７９と、油圧モータ４５（図４参照）の一方及び他方のポート３８、３９にそれぞれ設けられた圧力センサ７６、７７と、角度センサ３１と、制御部８０とを有する。

図５が示すように、制御部８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１、ＲＯＭ（Read Only Memory）８２、ＲＡＭ（Random Access Memory）８３及びＥＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）８４を主として構成されており、バス８５及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）８６を介して、上記各センサとの間でデータを送受信することができるように接続されている。

ＲＯＭ８２及びＥＥＰＲＯＭ８４は、ブレーキ３２の作動を制御するためのプログラム等が格納されている。このプログラムの一つが、油圧ピストン３５（図４参照）に供給する圧油の流量及び方向を制御するようになっている。

軌陸車１０が斜面に停車している状態から登坂するために必要な力Ｆは、
Ｆ＝Ｗ・（sinθ＋γcosθ）・・・式（１）
で表される。
ここで、Ｗは軌陸車１０の重量、θは斜面の傾斜角度、γは軌陸車１０の斜面に対する出発抵抗摩擦係数である。

そして、油圧モータ４５が上記力Ｆを発揮するために必要な油圧Ｐｂ（特許請求の範囲に記載された「必要登坂圧力」）は、
Ｐｂ＝πＤＦ／（ｑ・η）・・・式（２）
で表される。
ここで、πは円周率、Ｄは鉄輪１４の外径、ｑ及びηは油圧モータ４５の容量及び効率である。

式（１）及び式（２）において、Ｗ、π、Ｄ、γ、ｑ、ηは定数であるから、斜面の傾斜角度θが決定されれば、軌陸車１０が斜面で停車している状態から発進して登坂する際に必要となる油圧ポンプ４５への必要登坂圧力Ｐｂが算出される。上記傾斜角度θは、上記角度センサ３１により検出され、出力される。

上記定数Ｗ、π、Ｄ、γ、ｑ、ηは、当該軌陸車１０の固有の値であって、予めＥＥＰＲＯＭ８４に格納されている。もっとも、これら定数Ｗ、π、Ｄ、γ、ｑ、ηは、機種が変更されれば、これに応じて変更される。

ＲＡＭ８３は、ＣＰＵ８１が上記プログラムを実行する際に用いる各種データを一時的に記録する記憶領域又は作業領域として使用される。

ＡＳＩＣ８６は、ＣＰＵ８１からの指令に従い、圧力制御弁３７のソレノイド８７に通電するための信号を生成して、当該信号を圧力制御弁３７の駆動回路８８に付与する。駆動回路８８を介してソレノイド８７に通電されることにより、制御部８０による圧力制御弁３７の開度が制御される。圧力制御弁３７の開度が大きくなるにしたがって、油圧ピストン３５に供給される作動油圧力が大きくなる。

４．軌陸車の動作

次に、前述の軌道走行装置１６、１７を備えた軌陸車１０の走行について説明される。

まず、低速走行時の作動油の流れが説明される。

図３が示すように、第３切換弁７０に切換信号が伝達されていないときは中立状態であり、第１切換弁５５及び第２切換弁５６にパイロット圧は導かれていない。そのため、第１切換弁５５及び第２切換弁５６は、同図が示すように、バネ付勢による切換位置のままである。油圧ポンプ５０が駆動されると、第２ポンプ油路５２から第１ポンプ油路５１に圧油が送られる。圧油の送給方向及び流量は、斜板の傾転角により制御される。この状態では、第２ポンプ油路５２が低圧油路となり、第１ポンプ油路５１が高圧油路となる。第１ポンプ油路５１の作動油は、左右の第１アクチュエータ油路５７に分流される。以降は、右側アクチュエータセクション５３における作動油の流れについて説明される。

第１アクチュエータ油路５７の作動油は、第２アクチュエータ油路５９と第３アクチュエータ油路６０とに分流される。第１アクチュエータ油路５９の作動油は、右前油圧モータ４５ｂに供給され、右前油圧モータ４５ｂは前進回転する。右前油圧モータ４５ｂから排出された作動油は、第４アクチュエータ油路６１を通り、第１切換弁５５でＰポートからＢポートに切換えられる。その後、作動油は第８アクチュエータ油路６５に流れ、第２切換弁５６でＢポートからＰポートに合流される。

一方、第３アクチュエータ油路６０の作動油は、絞り弁６８を通過したのち第５アクチュエータ油路６２を経て、第１切換弁５５に送られる。第１切換弁５５では、作動油は、ＴポートからＡポートに切換えられ、第７アクチュエータ油路６４に送られる。この作動油は右後油圧モータ４５ｄに供給され、右後油圧モータ４５ｄは前進回転する。右後油圧モータ４５ｄから排出された作動油は、第９アクチュエータ油路６６を経て、第２切換弁５６に送られる。第２切換弁５６では、作動油は、ＡポートからＰポートに合流される。第２切換弁５６のＰポートを通過した作動油は、第１０アクチュエータ油路６７を経て、左側アクチュエータセクション５４から延びる第１０アクチュエータ油路６７の作動油と合流し、第２ポンプ油路５２に送られる。

このように、作動油は、右前油圧モータ４５ｂ及び右後油圧モータ４５ｄに並列に供給される。左側アクチュエータセクション５４も全く同じであるので、その説明は省略される。低速駆動時には、４つの油圧モータ４５ａ〜４５ｄに作動油が全て並列に供給される。そのため、すべての鉄輪１４がそれぞれ個別の油圧モータ４５により駆動されるので、鉄輪１４と軌道１５間との間に発生する摩擦力により決定される最大駆動力が大きくなる。しかも４個の油圧モータ４５を全て並列に接続したので、各油圧モータ４５が高トルクを発生する。したがって、軌陸車１０は十分な登坂能力を発揮する。

一方、後進時は、油圧ポンプ５０の斜板の角度が変更され、作動油は、第１ポンプ油路５１から第２ポンプ油路５２へ送られる。この場合、第１ポンプ油路５１が低圧油路となり、第２ポンプ油路５２が高圧油路となる。作動油の流れ方は、前述の前進時と逆となる。

また、高速前進時は、第３切換弁７０に切換信号が伝達され、同図において第３切換弁７０は、上側のシンボルの位置に切換られる。この場合、パイロット圧源７１の圧力が第３切換弁７０のＰポートからＢポートに切換られてパイロットされる。このパイロット圧源７１の圧力は、第１パイロット油路７３を経て第１切換弁５５に伝達される。第２切換弁５６は、バネ付勢による切換位置のままであるが、第１切換弁５５は切換えられる。

第１アクチュエータ油路５７の作動油は、その全量が第２アクチュエータ油路５９に流れる。つまり、前後の鉄輪１４を駆動する油圧回路は直列となる。このため、油圧モータ４５ｂの他方のポート３９と油圧モータ４５ｄの一方のポート４０との圧力差はなくなり、駆動力は発生しない。したがって、油圧モータ４５ｂのみが高速前進駆動される。左側アクチュエータセクション５４も全く同じであるので、その説明は省略される。

図６は、軌陸車１０が斜面で停車した状態において、いわゆる坂道発進をするときの動作を示すフローチャートである。

軌陸車１０が軌道１５上を走行中に傾斜面に停車し、その後にいわゆる坂道発進をする場合を考える。

軌陸車１０が停車した場合には、車速＝０となる。このことが車速センサ７８によって検出される（ステップＳ１）。車速センサ７８によって車速＝０であることが検出されれば、軌陸車１０の傾斜角度が検出される。軌陸車１０が傾斜面に停車した場合には、角度センサ３１によって軌陸車１０の軌道方向の傾斜角度θが検出される。このとき、傾斜角度θについてθ≠０であるかどうかが判断される（ステップＳ２）。さらに、この状態で、ブレーキ３２が作動状態であるかどうか、すなわちブレーキペダルが踏み込まれた状態であるかどうかが検知される。具体的には、ブレーキセンサ７９がブレーキ操作信号を出力しているかどうかが判断される（ステップＳ３）。

角度センサ３１及び車速センサ７８によって軌陸車１０が傾斜面（上り坂）で停止しており、且つブレーキセンサ７９によりブレーキ３２が作動状態であることが検知されれば（特許請求の範囲に記載された「第１ステップ」に相当）、制御部８０は、当該軌陸車１０が当該傾斜面上でいわゆる坂道発進をする状況にあると判断する。そして、軌陸車１０がかかる状況にある場合は、ブレーキペダルの踏み込みの有無にかかわらず、ブレーキ３２の作動状態が維持される（ステップＳ４：特許請求の範囲に記載された「第２ステップ」に相当）。具体的には、圧力制御弁３７のソレノイド８７に通電するための信号がＡＳＩＣ８６から発進され、駆動回路８８が動作しつづける。つまり、運転者がブレーキペダルから足を離したとしてもブレーキ３２は解除されず、軌陸車１０は、傾斜面で停車したままとなる。

運転者が坂道発進をするときは、ブレーキペダルから足を離してアクセル操作をするが、このときブレーキ３２は作動したままなので、軌陸車１０が傾斜面に沿って後退することはない。運転者がアクセル操作をすることによって油圧モータ４５に圧油が供給され、上記各ポート３８、４０の圧力が上昇する。図４が示すように、各ポート３８〜４１の圧力は、圧力センサ７６、７７により検知される。

制御部８０は、角度センサ３１が検知した軌陸車１０の傾斜角度θ、及び上記式（１）（２）に基づいて上記必要登坂圧力Ｐｂを算出する（ステップＳ５：特許請求の範囲に記載された「第３ステップ」に相当）。また、このとき、上記ポート３８の圧力Ｐ１とポート３９の圧力Ｐ２との差圧ΔＰ（あるいは上記ポート４０の圧力Ｐ３とポート４１の圧力Ｐ４との差圧ΔＰ）と、上記必要登坂圧力Ｐｂとが比較される（ステップＳ６）。ΔＰとＰｂとが比較された結果、差圧ΔＰが必要登坂圧力Ｐｂ以上となったとき、上記ブレーキ３２の作動が解除される（ステップＳ７：特許請求の範囲に記載された「第４ステップ」に相当）。

軌陸車１０が坂道発進をする際には、前述のようにブレーキ３２の作動が制御される。すなわち、軌道走行における坂道発進においてブレーキ３２が解除されたときには、油圧モータ４５の各ポート３８、３９（４０、４１）の差圧ΔＰが必要登坂圧力Ｐｂとなっているので、軌陸車１０は、後退動作をすることがない。しかも、各ポート３８、３９（４０、４１）の差圧ΔＰが必要登坂圧力Ｐｂに達したときに直ちにブレーキ３２が解除されるので、鉄輪１４の空転も防止されて滑らかな坂道発進が実現される。

５．実施形態の変形例

軌陸車１０が停車した斜面の状況によっては、運転者は、前述のようなブレーキ３２の制御が不要であると考える場合もある。そのような場合は、前述の制御を解除できるのが好ましい。たとえば、油圧制御装置３０による上記ステップＳ１〜Ｓ７の制御をキャンセルする解除スイッチが運転室１９に設けられていればよい。

また、本実施形態では、軌陸車１０が坂道で停車し、ブレーキ３２の作動が維持された状態で必要登坂圧力Ｐｂが算出されたが、坂道で停車する以前において必要登坂圧力Ｐｂが算出されるように制御されてもよい。たとえば、減速中の軌陸車が一定速度になったタイミングにおいて検出された軌陸車１０の傾斜角度θを、坂道で停車した状態の軌陸車１０の傾斜角度θであると仮定し、当該傾斜角度θに基づいて必要登坂圧力Ｐｂが算出され得る。この場合、必要登坂圧力Ｐｂの算出タイミングは、軌陸車１０の停車時でなくてもよい。

１０・・・軌陸車
１１・・・車両部
１４・・・鉄輪
１５・・・軌道
１６・・・前側軌道走行装置
１７・・・後側軌道走行装置
１９・・・運転室
３０・・・油圧制御装置
３１・・・角度センサ
３２・・・ブレーキ
３５・・・油圧ピストン
３７・・・圧力制御弁
３８・・・一方のポート
３９・・・他方のポート
４０・・・一方のポート
４１・・・他方のポート
４５・・・油圧モータ
７６・・・圧力センサ
７７・・・圧力センサ
７８・・・車速センサ
７９・・・ブレーキセンサ
８０・・・制御部

Claims (3)

1. 道路走行用車輪、圧油が流入又は流出する一対のポートを有する油圧モータにより駆動される軌道走行用車輪、当該軌道走行用車輪を制動するブレーキ、当該ブレーキが作動状態であることを検知するブレーキセンサ及び車速センサとを備えた軌陸車に適用される油圧制御装置であって、
   上記一対のポートのそれぞれの圧力を検出する一対の圧力センサと、
   当該軌陸車の軌道方向の傾斜角度を検出する角度センサと、
   上記ブレーキセンサ、車速センサ及び角度センサにより上記ブレーキが作動して当該軌陸車が傾斜した停車状態となったことが検出された後に、上記ブレーキセンサの出力信号の有無にかかわらず当該ブレーキの作動状態を維持すると共に上記角度センサが検知した当該軌陸車の傾斜角度に基づいて当該軌陸車が登坂するために必要な上記油圧モータに供給されるべき必要登坂圧力を決定し、上記一対の圧力センサにより検知された圧力の差が上記必要登坂圧力に等しくなったときに上記ブレーキの作動を解除する制御部とを備えた軌陸車用油圧制御装置。
2. 上記制御部による制御を解除する解除スイッチが設けられている請求項１に記載の軌陸車用油圧制御装置。
3. 道路走行用車輪、圧油が流入又は流出する一対のポートを有する油圧モータにより駆動される軌道走行用車輪、当該軌道走行用車輪を制動するブレーキ、当該ブレーキが作動状態であることを検知するブレーキセンサ、上記一対のポートのそれぞれの油圧を検出する一対の圧力センサ、軌道方向の傾斜角度を検出する角度センサ及び車速センサを備えた軌陸車に適用される油圧制御方法であって、
   上記ブレーキセンサにより上記ブレーキが作動している状態が検知され且つ上記車速センサ及び角度センサにより上記ブレーキが作動して当該軌陸車が傾斜して停車状態となったことが検知される第１ステップと、
   上記ブレーキセンサの出力信号の有無にかかわらず当該ブレーキの作動状態を維持する第２ステップと、
   上記角度センサが検知した当該軌陸車の傾斜角度に基づいて当該軌陸車が登坂するために必要な上記油圧モータに供給されるべき必要登坂圧力を決定する第３ステップと、
   上記一対の圧力センサにより検知された圧力の差が上記必要登坂圧力に等しくなったときに上記ブレーキの作動が解除される第４ステップとを有する軌陸車用油圧制御方法。
   
   
   
   

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