JP2749394B2 - 可変容量油圧モータを有する駆動装置 - Google Patents

可変容量油圧モータを有する駆動装置

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    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/423Motor capacity control by fluid pressure control means

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  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、負荷に比例してそのモータ容量を増加させ
る可変容量油圧モータを有する駆動装置に関する。
B.従来の技術 第8図は、このような可変容量油圧モータを有する従
来の走行油圧回路を示す。可変容量油圧モータ1は可変
容量油圧ポンプ2と主管路8A,8Bを介して閉回路接続さ
れ、モータレギュレータ3によりそのモータ容量が可変
とされる。可変容量油圧ポンプ2は原動機4で駆動さ
れ、ポンプレギュレータ5によりその吐出容量が可変と
される。このポンプレギュレータ5は、例えばアクセル
ペダルのような操作部材6の操作量に応じてコントロー
ルユニット7から出力される信号によって制御される。
そして、操作部材6によって原動機4の回転数も制御さ
れ、原動機回転数に応じてポンプ吐出容量が増加する。
この従来回路は次のように動作する。
可変容量油圧ポンプ2が中立でモータ1の回転が停止
しているとき、主管路8A,8Bはともにチャージポンプ9
からチェック弁10a,10bを介して送られる圧油によりリ
リーフ弁11によって設定されるチャージ圧に保たれてい
る。この時、シャトル弁12の出口圧はチャージ圧となっ
ており、方向切換弁13はばね14a,14bのばね力によって
左方へ押されて図示の位置に切換わっている。このた
め、モータレギュレータ3のピストン3aの大径側はタン
クと連通している。一方、小径側にはチャージ圧の圧油
が導かれているから、その圧力差によってピストン3aは
左方へ押されモータ1のモータ容量は最小となってい
る。
操作部材6の操作により油圧ポンプ2が主管路8Aへ圧
油を吐出し始めると、その圧油によってモータ1は回転
し始める。主管路8Aにチャージ圧より高い負荷圧がたつ
とピストン3aの小径側にはシャトル弁12を介して主管路
8Aの圧力が導かれるとともに、方向切換弁13のパイロッ
トポート13aにも主管路8Aの圧力が導かれる。負荷が大
きくなり主管路8Aの圧力が所定値より大きくなると方向
切換弁13に作用するパイロット圧がばね14a,14bのばね
力に打ち勝ち、方向切換弁13は右方へ押されて図示の位
置から切換わり、ピストン3aの大径側へも主管路8Aの圧
力が導かれるようになる。これにより、両端の面積差に
よってピストン3aは右方へ移動し、モータ1のモータ容
量が大きくなる。このピストン3aの変位により、回転中
心Xを中心として矢印のように揺動するリンク15を介し
てばね14aは圧縮されてそのばね力が大きくなり、方向
切換弁13は左方へ押し戻される。したがって、パイロッ
ト圧、すなわち主管路圧とばね力がつり合った位置で方
向切換弁13は停止する。このように、モータ1のモータ
容量は負荷に応じて変化する側の回路圧によって決定さ
れるから、負荷に応じてモータ1の容量が決まり、負荷
にみあった駆動力が発生することになる。
C.発明が解決しようとする課題 ここで、モータ1が慣性負荷、例えば走行車両の走行
装置を駆動している場合を考える。
モータ1が最高回転数で駆動されているとき、油圧ポ
ンプ2の主管路8A側への吐出流量は最大、モータ1のモ
ータ容量は最小となっている。この時、例えばアクセル
ペダルを離して急減速しようとすると、原動機回転数の
低下とポンプ容量の低下によりポンプ流量が急減するか
ら、慣性によってモータ1が回されてポンプ作用し、モ
ータ1は圧油を油圧ポンプ2へ吐出する。この圧油によ
って油圧ポンプ2は駆動されてモータ作用する。このと
き油圧ポンプ2の吐出容量は最大値から中立に向かって
減少するが中立に復帰するまでに時間がかかるから、そ
の間、原動機4は油圧ポンプ2によって増速される。ま
た、モータ1は圧油を主管路8Bへ送るので主管路8Bの圧
力が主管路8Aよりも上昇し、シャトル弁12を介して主管
路8Bの回路圧が方向切換弁13のパイロットポート13aに
作用する。切換弁13は図示の位置からロ位置に切換わっ
てピストン大径側に主管路8Bの圧力が導かれるから、モ
ータ1のモータ容量は主管路8B側の回路圧に応じて増加
して行く。このため、油圧ポンプ2に吐出される油量が
増加して油圧ポンプ2は増速されるから、原動機4の回
転数は一層上昇して過回転する。
本発明の目的は、減速時の原動機の過回転を防止した
可変容量油圧モータを有する駆動装置を提供することに
ある。
D.課題を解決するための手段 一実施例を示す第1図により説明すると、本発明は、
原動機4により駆動される可変容量油圧ポンプ2と、油
圧ポンプ2と主管路8A,8Bを介して閉回路接続された可
変容量油圧モータ1と、負荷の増加に応じてモータ容量
を増加するモータ容量変更手段3とを具備する駆動装置
に適用される。そして上述の目的は、原動機回転数を検
出する回転数検出手段23と、検出された原動機回転数が
所定値以上か否かを判定する判定手段24と、この判定手
段24により原動機回転数が所定値以上であると判定され
ると、少なくともモータ容量の増加を阻止する阻止手段
21とを具備することにより達成される。
E.作用 減速時に油圧モータ1がポンプ作用し油圧モータ2が
モータ作用して原動機4を増速しているとき、原動機回
転数が所定値以上と判定されると。阻止手段21によりモ
ータ容量がそのときの値またはそれ以下に制御される。
したがって、油圧モータ1の吐き出し油量はそれ以上増
加せず油圧ポンプ2への供給量もそれ以上上昇しない。
したがって、原動機4の過回転が防止される。
なお、本発明の構成を説明する上記D項およびE項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。
F.実施例 −第1の実施例− 第1図は第1の実施例を示すもので、第8図と同様な
箇所には同一の符号を付して相違点を主に説明する。
モータレギュレータ3のピストン小径室3bとシャトル
弁12との間の管路25に電磁切換弁21を介装し、原動機4
が過回転したときにこの電磁切換弁21を切換えてモータ
レギュレータ3をロックするものである。そのため、原
動機4の出力軸にはロータ22が一体に取付けられ、この
ロータ22と対峙して回転数センサ23が設置されている。
回転数センサ23は原動機回転数に比例した電気信号を出
力する。24は、回転数センサ23で検出される原動機回転
数が所定値以上のときにハイレベル信号を出力する関数
発生器であり、その出力が上記電磁式切換弁21のソレノ
イド部21Sに接続されている。
例えば、上述したようにモータ1のモータ容量が最
小、可変容量油圧ポンプ2の吐出容量が最大でモータ1
が最高回転数で回転しているとき、操作部材6を中立に
減速操作を行うと、上述したようにモータ1がポンプ作
用し、油圧ポンプ2がモータ作用して原動機4が増速さ
れる。原動機4の回転数は回転数センサ23で検出され、
関数発生器24に入力される。関数発生器24は、原動機回
転数が予め定めた所定値以上になるとハイレベル信号を
出力し、電磁切換弁21のソレノイド部21Sに印加する。
このため、切換弁21は図示の位置から切換わってピスト
ン小径室3bとシャトル弁12との間の管路25を遮断する。
今、油圧モータ1は慣性力により駆動されてポンプ作用
しているから主管路8B側に圧油を吐き出しており、その
ため、主管路8Bの圧力が主管路8Aの圧力よりも高く、主
管路8Bの圧力により方向切換弁13はロの位置に切換わっ
ている。そのため、主管路8Bの圧力がピストン大径室3c
に作用しているが、ピストン小径室3bが切換弁21でブロ
ックされると、モータレギュレータ3のピストン3aはそ
の位置でロックされ、モータ容量もそれ以上増加しなく
なる。したがって、モータ1から吐出される油量はそれ
以上増加しないので、油圧ポンプ2の回転数の上昇が抑
制され、原動機1の増速も停止して原動機1の過回転が
防止される。
第1の実施例を次のように変形することができる。
電磁切換弁21をピストン大径側の管路に設けてもよ
い。
切換弁21を設けずに、第2図に示すように、モータレ
ギュレータ3のピストン3aを機械的にロックしてもよ
い。ピストン小径の端部に延長部31を設け、ブレーキシ
リンダ32のピストン32aにり延長部31を固定部37との間
で挟圧してピストン3aがロックされる。
第3図のように、可変容量油圧ポンプ2と一体に原動
機4で駆動される油圧ポンプ34を設け、その吐出管路中
に絞り33を置き、その前後圧力差を差圧計34で検出して
回転数に相関する信号を第1図の関数発生器24に出力す
るようにしてもよい。絞り33の前後圧力は、油圧ポンプ
34の吐出流量、すなわち原動機回転数に相関するから、
その圧力差を示す電気信号が原動機回転数を示す。
第4図に示すように、電磁切換弁21に代えてパイロッ
ト油圧で切換えられる切換弁36を使用し、絞り33の前後
差圧を切換弁36の左右のパイロットポートに導く。原動
機回転数が所定値以上になり絞り33の前後圧力差が所定
値以上になると、切換弁36は図示の位置から切換わって
管路25を遮断する。なお、第4図において、第3図と同
様な箇所には同一の符号を付した。
−第2の実施例− 第5図および第6図により第2の実施例を説明する。
この実施例は電気式のモータレギュレータ41を用い、
コントローラ42によりそのモータレギュレータ41を駆動
制御してモータ容量を制御するものである。43A,43Bは
圧力センサであり、主管路8A,8Bの回路圧力をそれぞれ
検出して圧力に応じた信号PA,PBをコントローラ42に入
力する。コントローラ42には上述の回転数センサ23から
原動機回転数に応じた信号NEも入力されている。
コントローラ42は例えば第6図のように構成される。
最大値選択回路42aは、主管路8A,8Bの回路圧力PA,PB
うちいずれか高い方を選択する。関数発生器42bは、選
択回路42aから送られる回路圧力信号Pに応じて、予め
定めた回路圧力とモータ容量の関係が満足するようなレ
ギュレータ駆動信号SRを出力する。関数発生器42cは、
回転数センサ23から送られてくる回転数信号NEが予め定
めた所定値NR以上になるとハイレベル信号を出力する。
切換スイッチ42dは、関数発生器42cがハイレベル信号を
出力するまではa側に切換わっており、ハイレベル信号
によりb側に切換わる。ラッチ回路42eは、切換器42dが
b側に切換わったタイミングで関数発生器42bの出力を
ラッチして出力する。したがって、コントローラ42は、
原動機回転数が所定値以上になるまでは選択された回路
圧に応じたレギュレータ駆動信号SRを出力し、原動機回
転数が所定値以上になると、そのときラッチ回路42eで
ラッチされたレギュレータ駆動信号SRを出力する。
このような第2の実施例の回路構成においては、原動
機回転数が所定値NR以上になるまでは、選択された主管
路8A,8Bのいずれか高い方の圧力が所定値PRを越えると
その圧力に応じた大きさのレギュレータ駆動信号SRがコ
ントローラ42から出力される。モータレギュレータ3は
その駆動信号SRに応じて可変容量油圧モータ1のモータ
容量を制御するから、モータ容量は回路圧力がPR以上の
場合は圧力が高いほど、つまり要求負荷が大きいほどモ
ータ容量を大きくし出力トルクを大きくする。そして、
操作部材6を中立に操作した減速時に、油圧ポンプ2の
モータ作用によって上述のように原動機4が増速されて
原動機回転数が所定値NR以上になると、関数発生器42c
がハイレベル信号を出力して切換器42dがb側に切り替
わり、関数発生器42bの出力がラッチ回路42eでラッチさ
れ、そのラッチされたレギュレータ駆動信号SRが出力さ
れる。そのため、油圧モータ1のモータ容量はその位置
でロックされて油圧モータ1の吐出容量はそれ以上増加
せず、したがって原動機1ももはや油圧ポンプ23で増速
されなくなり、その過回転が防止される。
なお、切換器42d,42gのハンチングを防止するため、
実際には関数発生器42cの出力特性にヒステリシスを設
けるのが好ましい。
以上の第2の実施例では、原動機回転数が所定値以上
のときに可変容量油圧モータ1のモータ容量をその値で
ロックするようにしたが、原動機回転数が所定値以上の
ときにモータ容量を所定値まで小さくして原動機の過回
転を防止してもよい。第7図はこのような変形実施例を
示し、第6図と同様な箇所には同一の符号を付して相違
点を主に説明する。
関数発生器42fはモータ容量を最小値にするためのレ
ギュレータ駆動信号SRを発生している。関数発生器42b
と42fの出力は切換器42gで切換えられ、原動機回転数が
所定値NR以上になるまでは関数発生器42bが選択され、
所定値以上になると関数発生器42fが選択される。
したがって、原動機回転数が所定値以上になるまでの
間は、上述と同様にポンプ圧力の増加にともなってモー
タ容量が増加するが、所定値以上になるとモータ容量は
その最小値に固定され、原動機4の過回転が阻止され
る。
以上の各実施例の構成において、モータレギュレータ
3,41がモータ容量変更手段を、回転数センサ23,絞り33
あるいは差圧計34が回転数検出手段を、関数発生器24や
コントローラ42が判定手段を、切換弁21,36などが阻止
手段をそれぞれ構成する。
なお、走行駆動装置以外のその他の駆動装置にも本発
明を適用できる。また以上では、原動機回転数を制御す
るアクセルペダルのような操作部材の操作量に応じてポ
ンプ傾転角を増減するものとしたが、そのようにせず、
原動機回転数制御とは別にポンプ傾転角を単独で手動操
作するようなものにも本発明を適用できる。
G.発明の効果 本発明によれば、モーダ減速時に原動機回転数が所定
値以上になると可変容量油圧モータのモータ容量を少な
くともそれ以上大きくならないようにしたので、減速時
の原動機回転数を過回転が防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の実施例を示す構成図である。 第2図はモータレギュレータをロックする他の機構を示
す図である。 第3図は原動機回転数を油圧的に検出する変形例を示す
回路図である。 第4図は原動機回転数を油圧的に検出するとともに、電
磁切換弁に代えてパイロット油圧式切換弁を用いる変形
実施例を示す回路図である。 第5図は第2の実施例を示す構成図である。 第6図はそのコントローラの詳細図である。 第7図は第2の実施例のコントローラの変形実施例を示
す詳細図である。 第8図は従来例を示す構成図である。 1:可変容量油圧モータ、2:可変容量油圧ポンプ 3:ポンプレギュレータ、4:原動機 5:ポンプレギュレータ、6:操作部材 13:方向切換弁、14a,14b:ばね 15:フィードバックリンク 21:電磁切換弁、22:ロータ 23:回転数センサ、24:関数発生器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原動機により駆動される可変容量油圧ポン
    プと、 油圧ポンプと閉回路接続された可変容量油圧モータと、 負荷の増加に応じてモータ容量を増加するモータ容量変
    更手段とを具備する駆動装置において、 前記原動機回転数を検出する回転数検出手段と、 検出された原動機回転数が所定値以上か否かを判定する
    判定手段と、 この判定手段により原動機回転数が所定値以上であると
    判定されると少なくとも前記油圧モータのモータ容量の
    増加を阻止する阻止手段とを具備することを特徴とする
    可変容量油圧モータを有する駆動装置。
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