JP3326921B2 - 作業機械の走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルや油圧ク
レーン等の作業機械に設けられる走行用モータの駆動制
御を行う装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、装軌式作業機械の走行は、可変
容量型の走行用モータと減速機とで走行用スプロケット
を駆動することにより行われ、上記走行用モータの容量
は小容量と大容量とに切換可能とされるのが一般的であ
る（例えば実公平４−１０１５２号公報参照）。その使
い分けとしては、例えば水平堅土等の良好な地盤上での
高速走行時には小容量、軟弱地等の走行抵抗が大きい場
所での走行時には大容量がオペレータによって選択され
る。

【０００３】このような走行制御装置の一例を図９に示
す。この装置は、左右メインポンプ１０Ｒ，１０Ｌ、左
右メインコントロール弁１２Ｒ，１２Ｌ、及び左右モー
タアセンブリ１４Ｒ，１４Ｌを備えている。左右メイン
コントロール弁１２Ｒ，１２Ｌは、３位置油圧切換弁で
構成されており、パイロット圧が供給されない状態で
は、図の中央位置に保持されて左右モータアセンブリ１
４Ｒ，１４ＬのＡポート及びＢポートをそれぞれブロッ
クし、ＲＦポート、ＬＦポートからパイロット圧が供給
された状態では、図の左位置に切換えられてモータアセ
ンブリ１４Ｒ，１４Ｌの各Ｂポートをメインポンプ１０
Ｒ，１０Ｌに接続して各Ａポートをタンクに連通し、Ｒ
Ｂポート、ＬＢポートからパイロット圧が供給された状
態では、図の右位置に切換えられてモータアセンブリ１
４Ｒ，１４Ｌの各Ａポートをメインポンプ１０Ｒ，１０
Ｌに接続して各Ｂポートをタンクに連通するように構成
されている。

【０００４】各モータアセンブリ１４Ｒ，１４Ｌは、図
１０にも示すような走行用モータ１６及び油圧切換弁１
８，２０，２２を備えている。走行用モータ１６は、傾
転角調節シリンダ２４の伸縮により傾転角が変化（すな
わち容量が変化）するもので、両ポートがそれぞれ上記
Ａポート及びＢポートに接続されており、Ａポートから
圧油が導入された場合には後退側に、Ｂポートから圧油
が導入された場合には前進側にそれぞれ回転するように
構成されている。

【０００５】油圧切換弁１８は、Ａポートから圧油が導
入された場合にはこれをパイロット圧として取り込むこ
とにより図１０の上位置に切換えられ、上記圧油を油圧
切換弁２０に導いて戻り油をＢポートに導く一方、Ｂポ
ートから圧油が導入された場合にはこれをパイロット圧
として取り込むことにより図１０の下位置に切換えら
れ、上記圧油を油圧切換弁２０に導いて戻り油をＡポー
トに導くように構成されている。

【０００６】油圧切換弁２０は、その一次圧をパイロッ
ト圧として取込み、このパイロット圧が低い状態では図
１０の下位置に保持されて上記油圧切換弁１８からの圧
油をブロックする一方、上記パイロット圧が高い状態で
は図１０の上位置に切換えられて上記油圧切換弁１８か
らの圧油を油圧切換弁２２のパイロットポートに導くよ
うに構成されている。

【０００７】油圧切換弁２２は、Ｄポートからパイロッ
ト圧が供給されない場合には図の上位置に保持され、傾
転角調節シリンダ２４のヘッド側室をドレンに導くこと
により走行用モータ１６の容量を最大容量にする一方、
上記Ｄポートからパイロット圧が供給された場合には図
の下位置に切換えられ、傾転角調節シリンダ２４のヘッ
ド側室に上記油圧切換弁２０からの圧油を導くことによ
り走行用モータ１６の容量を最小容量にするように構成
されている。また、Ｄポートからパイロット圧が供給さ
れている場合でも、これを上回るパイロット圧が上記油
圧切換弁２０側から供給された場合には自動的に上記上
位置に復帰するようになっている。

【０００８】一方、図９に示す装置はパイロットポンプ
２３を備え、このパイロットポンプ２３は２位置の電磁
切換弁２４を介して上記各モータアセンブリ１４Ｒ，１
４ＬのＤポートに接続されている。電磁切換弁２４は、
図略の容量選択スイッチの操作で図の左位置と右位置と
に切換えられ、図の右位置では上記パイロットポンプ２
３からの圧油をブロックして両Ｄポートをタンクに連通
し、図の左位置では上記パイロットポンプ２３からの圧
油を上記両Ｄポートに導くように構成されている。

【０００９】また、上記パイロットポンプ２３はリモコ
ン弁アセンブリ２６にも接続されている。このリモコン
弁アセンブリ２６は右用操作レバー２８Ｒ及び左用操作
レバー２８Ｌを備え、右用操作レバー２８Ｒが前進側に
操作された場合にはその操作量に応じた圧力で上記パイ
ロットポンプ２３の吐出油を右用油圧切換弁１２ＲのＲ
Ｆポートに供給し、右用操作レバー２８Ｒが後退側に操
作された場合にはその操作量に応じた圧力で上記パイロ
ットポンプ２３の吐出油を右用油圧切換弁１２ＲのＲＢ
ポートに供給し、左用操作レバー２８Ｌが前進側に操作
された場合にはその操作量に応じた圧力で上記パイロッ
トポンプ２３の吐出油を左用油圧切換弁１２ＬのＬＦポ
ートに供給し、左用操作レバー２８Ｌが後退側に操作さ
れた場合にはその操作量に応じた圧力で上記パイロット
ポンプ２３の吐出油を左用油圧切換弁１２ＬのＬＢポー
トに供給するように構成されている。

【００１０】このような装置によれば、左右操作レバー
２８Ｒ，２８Ｌを適当な方向に適当な深さだけ操作する
ことにより、これに見合った流量でモータアセンブリ１
４Ｒ，１４Ｌに作動油が供給される。例えば、右用操作
レバー２８Ｒが前進側に操作された場合には、その操作
深さに見合ったパイロット圧が右用油圧切換弁１２Ｒの
ＲＦポートに供給され、右用メインポンプ１０Ｒの吐出
油が上記パイロット圧に応じた流量で右用モータアセン
ブリ１４ＲのＢポートに供給される。この圧油は、モー
タアセンブリ１４Ｒ内で走行用モータ１６に流入し、ま
た油圧切換弁１８を図の下位置に切換える。

【００１１】この時、図略の容量切換スイッチの操作に
より電磁切換弁２４が図の右位置に切換えられている場
合には、上記パイロットポンプ２３からの圧油が電磁切
換弁２４にブロックされてＤポートはタンクに連通され
るため、油圧切換弁２２は図１０の上位置に保持される
こととなり、走行用モータ１６の傾転角調節シリンダ２
４のヘッド側室はドレンされて走行用モータ１６は最大
容量で前進側に作動することとなる。

【００１２】これに対し、上記電磁切換弁２４が図の左
位置に切換えられると、上記パイロットポンプ２３から
の圧油が上記Ｄポートに導かれ、油圧切換弁２２が図１
０の下位置に切換えられて傾転角調節シリンダ２４のヘ
ッド側室に油圧切換弁１８からの圧油が供給されること
により、走行用モータ１６は最小容量で前進側に作動す
る。しかしながら、走行抵抗の増大に伴って上記圧油の
圧力が一定以上になると油圧切換弁２０が図１０の下位
置から上位置に切換えられ、上記圧油がパイロット圧と
して油圧切換弁２２に供給されることにより、油圧切換
弁２２はＤポート側からのパイロット圧に抗して図１０
の上位置に戻され、走行用モータ１６の容量は自動的に
最大容量に切換えられる（自動変速走行）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置には、次
のような解決すべき課題がある。

【００１４】Ａ）走行用モータ１６の容量を最小容量に
選択した場合には、操作レバー２８Ｒ，２８Ｌをフル操
作した時に高速が得られる反面、最大容量選択時に比
べ、操作レバー２８Ｒ，２８Ｌの操作深さの増大に伴う
実際の速度の増加率が大きいので、操作レバー２８Ｒ，
２８Ｌを僅かに操作しても速度が大きく変化してしま
う。このため、特に操作レバー２８Ｒ，２８Ｌの操作深
さが微小な領域での操作、例えば作業機械の位置決め操
作等が難しい。

【００１５】Ｂ）上記メインポンプ１０Ｒ，１０Ｌをエ
ンジン出力で駆動する場合等には、その吐出量はエンジ
ン回転数等に応じて変化することになる。ここで、メイ
ンポンプ１０Ｒ，１０Ｌの吐出量が下がった場合、得ら
れる最大走行速度も下がるので、操作レバー２８Ｒ，２
８Ｌの操作深さが所定深さ以上になるとその操作深さに
かかわらず実際の走行速度は上記最大走行速度で頭切り
されることになる。すなわち、ポンプ吐出量が下がった
場合には、操作レバー２８Ｒ，２８Ｌの操作が効かなく
なる領域が増えて操作レバー２８Ｒ，２８Ｌの有効領域
が減るだけであり、操作深さの増大に伴う実際の走行速
度の増加率は下がるわけではなく、操作性も向上しな
い。

【００１６】本発明は、このような事情に鑑み、最大走
行速度は高く維持しながら、特に小操作領域での操作性
を高めることができる作業機械の走行制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、容量可変の走行用モータと、
油圧源と、この油圧源から上記走行用モータへの作動油
の供給方向及び供給流量をパイロット圧に応じて変化さ
せる油圧切換弁と、外部からの入力により上記走行用モ
ータの容量を大容量と小容量とに切換える容量切換手段
と、上記油圧切換弁を作動させるための入力操作を受け
る操作部材とを備えた作業機械の走行制御装置におい
て、上記走行用モータの容量が大容量に切換えられてい
る状態では上記操作部材の操作量の増大に伴って第１の
増加率で作動油供給流量を増加させ、上記走行用モータ
が小容量運転状態に切換えられている状態で上記操作部
材の操作量が予め設定された小操作領域内にある場合は
この操作量の増大に伴って上記第１の増加率よりも低い
第２の増加率で作動油供給流量を増加させ、上記走行用
モータの容量が小容量に切換えられている状態で上記操
作部材の操作量が上記小操作領域よりも大きな大操作領
域内にある場合はこの操作量の増大に伴って上記第１の
増加率よりも高い第３の増加率で作動油供給流量を増加
させる流量制御手段を備えたものである（請求項１）。

【００１８】この装置では、上記第１の増加率と第２の
増加率との比を大容量運転時の走行用モータの吸収容積
と小容量運転時の走行用モータの吸収容積との比と等し
く設定することが好ましい（請求項２）。

【００１９】また、上記油圧源として吐出量が可変の油
圧ポンプを備える場合、この油圧ポンプの小吐出量作動
時には大吐出量作動時よりも上記第１の増加率、第２の
増加率、及び第３の増加率を下げるように上記流量制御
手段を構成することにより、後述のようなより優れた効
果が得られる（請求項３）。

【００２０】上記流量制御手段は、上記作動油供給流量
が得られるように上記油圧切換弁へのパイロット圧を制
御するパイロット圧制御手段であってもよいし（請求項
４）、上記作動油供給流量が得られるように上記油圧切
換弁の一次側流量を制御する一次側流量制御手段であっ
てもよい（請求項５）。

【００２１】上記一次側流量制御手段としては、上記油
圧切換弁の一次側に設けられる流量制御用の比例電磁弁
と、この比例電磁弁における実際の作動油流量を検出す
る流量検出手段と、この検出流量と実際の要求流量との
比較に基づいて上記比例電磁弁の作動をフィードバック
制御する弁制御手段とを備えたものが好適である（請求
項６）。

【００２２】また、上記油圧切換弁の一次側に設けられ
る流量制御用の比例電磁弁と、この比例電磁弁の作動を
要求流量に基づいて制御する弁制御手段と、上記比例電
磁弁の一次側に設けられ、この比例電磁弁の一次側圧力
と二次側圧力との差に応じた流量の作動油を上記比例電
磁弁に導くパイロット型可変絞り弁とを備えたものも好
適である（請求項７）。

【００２３】この場合、上記流量制御用の比例電磁弁と
しては、供給される制御電流が０の場合に全開となる比
例電磁可変絞り弁を備えることが、より好ましい（請求
項８）。

【００２４】

【００２５】

【作用】請求項１記載の装置によれば、走行用モータの
容量が小容量に切換えられている状態で、操作部材が予
め設定された小操作領域内で操作されている場合は、こ
の操作量の増大に伴う作動油供給流量の増加率が、大容
量運転状態における第１の増加率よりも低い第２の増加
率に設定されるため、小容量運転時であるにもかかわら
ず、操作部材の操作に伴う走行速度の変化量は比較的少
なくなり、よって位置決め操作などの微小操作が容易に
なる。これに対し、上記走行用モータが小容量運転状態
に切換えられている状態で上記操作部材の操作量が上記
小操作領域を超えた大操作領域まで操作された場合は、
上記第１の増加率よりも高い第３の増加率が設定される
ため、操作部材をフル操作もしくはそれに近い操作を行
った時には従来と同様の高い走行速度を得ることができ
る。

【００２６】ここで、請求項２記載の装置では、上記第
１の増加率と第２の増加率との比率が大容量運転時の走
行用モータの吸収容積と小容量運転時の走行用モータの
吸収容積との比率と等しく設定されているため、小容量
運転状態で操作部材を小操作領域内で微小操作する時の
操作量の変化に対する実際の走行速度の変化率は、大容
量運転状態で微小操作するときの操作量の変化に対する
実際の走行速度の変化率と等しくなり、オペレータに与
える違和感はより少なくなる。

【００２７】また、請求項３記載の装置では、油圧源で
ある油圧ポンプの吐出量が少ない時には、吐出量が多い
時よりも上記各増加率が下げられるため、その分オペレ
ータによる操作はより容易になる。しかも、上記吐出量
の低下に伴って最大走行速度も低下するので、上記各増
加率を下げても、フル操作時に得られる走行速度は従来
と同等に高く維持することが可能である。

【００２８】上記走行用モータへの作動油供給流量の制
御は、請求項４記載の装置では上記油圧切換弁のパイロ
ット圧制御により行われる。

【００２９】これに対し、請求項５記載の装置では、上
記油圧切換弁の一次側流量を制御することにより行われ
る。

【００３０】より具体的に、請求項６記載の装置では、
上記油圧切換弁の一次側に設けられた流量制御用の比例
電磁弁における実際の作動油流量を検出し、この検出流
量と実際の要求流量との比較に基づいて上記比例電磁弁
の作動をフィードバック制御することにより、上記流量
制御がなされる。

【００３１】また、請求項７記載の装置では、上記比例
電磁弁の作動を要求流量に基づいて制御する一方、この
比例電磁弁の一次側圧力と二次側圧力との差に応じた流
量の作動油をパイロット型可変絞り弁を通じて上記比例
電磁弁に導くことにより、上記流量制御がなされる。こ
こで、請求項８記載の装置では、上記比例電磁弁とし
て、制御電流が０の時に全開となる比例電磁可変絞り弁
が用いられているので、仮に電気系統が故障した場合、
最悪でも油圧による従来と同等の走行制御は実行するこ
とができる。

【００３２】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図４に基づいて
説明する。なお、この実施例に示す装置において、左右
メインポンプ（油圧ポンプ）１０Ｒ，１０Ｌ、左右メイ
ンコントロール弁（油圧切換弁）１２Ｒ，１２Ｌ、左右
モータアセンブリ１４Ｒ，１４Ｌ、パイロットポンプ２
３、及び電磁切換弁（容量切換手段）２４の構成は、前
記図９に示した装置のものと全く同等であり、ここでは
その説明を省略する。

【００３３】この実施例では、前記図９に示したリモコ
ン弁アセンブリ２６に代え、４つの比例電磁減圧弁３
１，３２，３３，３４の一次側ポートが相互並列にパイ
ロットポンプ２３に接続されており、これら比例電磁減
圧弁３１，３２，３３，３４の二次側ポートがそれぞれ
メインコントロール弁１２Ｒ，１２ＬのＲＦポート、Ｒ
Ｂポート、ＬＦポート、ＬＢポートに接続されている。

【００３４】また、この装置では、左右操作レバー（操
作部材）３６Ｒ，３６Ｌと、その操作方向及び操作量を
検出する左右ポテンショメータ３８Ｒ，３８Ｌが設けら
れ、その検出信号がコントローラ３０に入力されるよう
になっている。その他、このコントローラ３０には、電
磁切換弁２４の左位置、右位置を選択操作するための容
量選択スイッチ４０の選択信号や、メインポンプ１０
Ｒ，１０Ｌを駆動するエンジン４２の回転数を検出する
エンジン回転数センサ４４の検出信号が入力され、これ
らの信号に基づいて上記各比例電磁減圧弁３１〜３４の
設定圧を制御するようにコントローラ３０が構成されて
いる。すなわち、このコントローラ３０及び各比例電磁
減圧弁３１〜３４により、左右メインコントロール弁１
２Ｒ，１２Ｌのパイロット圧を制御するパイロット圧制
御手段が構成されている。

【００３５】各比例電磁減圧弁３１〜３４の特性を図２
（傾向線図）に示す。この図に示されるように、各比例
電磁減圧弁３１〜３４は、若干の非線形領域を除く領域
で、コントローラ３０から入力される制御電流と二次側
圧力とがほぼ比例する特性を有している。

【００３６】そして、コントローラ３０は、上記比例電
磁減圧弁３１〜３４の特性を踏まえた上で、モータ容量
及び操作レバー３６Ｒ，３６Ｌの操作深さに応じて図３
（ａ）（ｂ）に示すような制御流量（メインコントロー
ル弁１４Ｒ，１４Ｌの二次側流量）が得られるような制
御電流を各比例電磁減圧弁３１〜３４に出力するように
構成されている。

【００３７】この制御内容をまとめると次のようにな
る。 (a) モータ容量として大容量が選択されている場合：図
３（ａ）（ｂ）に実線で示すように、操作レバー深さの
増大に伴って実際の制御流量を一定の増加率（第１の増
加率）で増加させる。この増加率は、エンジン回転数及
びこれに対応するメインポンプ吐出量に関係なく、操作
レバー深さがフルに至る直前で制御流量が最大となるよ
うに設定されている。ここで、最大制御流量は上記エン
ジン回転数及びメインポンプ吐出量の低下に伴って減少
するので、図３（ａ）（ｂ）を比較参照して明らかなよ
うに、上記第１の増加率はエンジン回転数及びメインポ
ンプ吐出量が高いほど下げられることになる。

【００３８】(b) モータ容量として小容量が選択されて
いる場合：図３（ａ）に破線で示すように、操作レバー
深さが予め設定された臨界深さ未満の小操作領域では、
この操作レバー深さの増大に伴って実際の制御流量を上
記第１の増加率よりも低い第２の増加率で増加させ、操
作レバー深さが上記臨界深さ以上の大操作領域では、こ
の操作レバー深さの増大に伴って実際の制御流量を上記
第１の増加率よりも高い第３の増加率で増加させる。こ
れら第２の増加率及び第３の増加率は、エンジン回転数
及びこれに対応するメインポンプ吐出量に関係なく、操
作レバー深さがフルに至る直前で制御流量が最大となる
ように設定されている。従って、この小容量選択時で
も、図３（ａ）（ｂ）を比較参照して明らかなように、
上記第２の増加率及び第３の増加率はエンジン回転数及
びメインポンプ吐出量が高いほど下げられることにな
る。

【００３９】次に、この装置の作用を説明する。

【００４０】左右操作レバー３６Ｒ，３６Ｌが適当な方
向に適当な深さだけ操作されると、その操作深さの検出
信号がコントローラ３０に入力され、その操作深さに応
じた流量の作動油がモータアセンブリ１４ＲのＡポート
もしくはＢポートに供給されるように、コントローラ３
０によって比例電磁減圧弁３１〜３４の二次圧（すなわ
ちメインコントロール弁１２Ｒ，１２Ｌのパイロット
圧）が制御される。

【００４１】例えば、エンジン回転数が大で、モータ容
量が容量選択スイッチ４０の選択操作により小容量に選
択された状態で、右用操作レバー３６Ｒが臨界深さ以下
の小操作領域で操作された場合には、図３（ａ）に破線
で示される制御流量（右用メインコントロール弁１４Ｒ
の二次側流量）が得られるように比例電磁減圧弁３１の
設定圧が制御され、これに対応したパイロット圧が右用
油圧切換弁１２ＲのＲＦポートに供給される。これによ
り、右用メインポンプ１０Ｒの吐出油が上記パイロット
圧に応じた流量（すなわち上記制御流量）で右用モータ
アセンブリ１４ＲのＢポートに供給される。この圧油
は、モータアセンブリ１４Ｒ内で走行用モータ１６に流
入し、また油圧切換弁１８を図の下位置に切換える。

【００４２】この時、容量選択スイッチ４０の選択操作
により電磁切換弁２４は図の左位置に切換えられている
ので、上記パイロットポンプ２３からの圧油は電磁切換
弁２４を通じてＤポートに供給され、油圧切換弁２２は
図１０の上位置に切換えられて走行用モータ１６の傾転
角調節シリンダ２４のヘッド側室に油圧切換弁１８から
の圧油が供給される。従って、走行用モータ１６は最小
容量で前進側に作動することとなる。しかし、小操作領
域では操作レバー深さの増大に伴う制御流量の増加率
（第２の増加率）が小さく設定されているので、小容量
運転状態であっても、操作レバー深さを変えたときの実
際の走行速度の変化は少なく、よって作業機械の位置決
め操作も容易に行うことができる。

【００４３】これに対し、上記操作レバー３６Ｒを臨界
深さ以上の大操作領域まで操作した場合には、操作レバ
ー深さの増大に伴って、大きな増加率（第３の増加率）
で制御流量が増加し、操作レバー３６Ｒをフル操作した
際には従来と同様の最大走行速度を得ることができる。

【００４４】一方、容量選択スイッチ４０の選択操作に
よりモータ容量として大容量が選択されて上記電磁切換
弁２４が図の右位置に切換えられると、上記Ｄポートが
タンクに接続されて油圧切換弁２２が図１０の上位置に
保持され、傾転角調節シリンダ２４のヘッド側室がドレ
ンされることにより、走行用モータ１６の容量は最大容
量に切換えられる。また、コントローラ３０により制御
される作動油供給流量は図３（ａ）に実線で示すように
従来とほぼ同等であり、作業機械は低速走行することと
なる。

【００４５】また、前記の小容量選択時においても、走
行抵抗の増大に伴って上記圧油の圧力が一定以上になる
と油圧切換弁２０が図１０の下位置から上位置に切換え
られ、上記圧油がパイロット圧として油圧切換弁２２に
供給されることにより、油圧切換弁２２はＤポート側か
らのパイロット圧に抗して図１０の上位置に戻され、走
行用モータ１６の容量は自動的に最大容量に切換えられ
る（自動変速走行）。

【００４６】また、エンジン回転数及びメインポンプ吐
出量が低下した場合には、その低下度合に応じて上記第
１〜第３の増加率が削減されるため、その分、操作レバ
ー深さを変えたときの実際の走行速度の変化は少なくな
り、上記位置決め操作等の微小操作がより容易となる。

【００４７】従って、この実施例の装置によれば、次の
効果を得ることができる。

【００４８】(a) モータ小容量選択時において、操作レ
バー深さが臨界深さ未満の小操作領域にある場合には、
操作レバー深さの増大に伴う制御流量（モータへの作動
油供給流量）の増加率として、大容量選択時における第
１の増加率よりも低い第２の増加率が設定されるため、
小容量を選択していても操作レバーの微小操作による作
業機械の位置決め等を容易に行うことができる。特に、
上記第１の増加率と第２の増加率との比を、大容量選択
時の走行用モータ１６の吸収容積と小容量選択時の走行
用モータ１６の吸収容積との比と等しくなるように設定
すれば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、この小操作領
域ではモータ容量に関係なく操作レバー深さの変化に対
する走行速度の変化率は一定となるため、オペレータに
与える違和感をより低減させることができる利点が生じ
る。

【００４９】(b) 従来は、エンジン回転数及びこれに対
応するポンプ吐出量に関係なく操作レバー深さの変化に
伴う作動油供給流量の増加率を一定に固定していたの
で、図４（ｂ）に示すような低ポンプ吐出量運転時に
は、同図点線に示すように操作レバーの操作途中で走行
速度が最高速度で頭切りになり、操作量が大きい領域で
は操作レバー深さを変えても走行速度が変化しないこと
になるが、図４（ａ）（ｂ）に示すように、エンジン回
転数及びこれに対応するポンプ吐出量にかかわらず、操
作レバーをフル操作直前まで操作した段階で実際の走行
速度が最高速度に達するように第１〜第３の増加率を変
化させているので、フル操作時の最高速度は常に従来と
同等に確保しながら、同図（ｂ）に示すような低ポンプ
吐出量運転時には上記各増加率を下げることにより操作
性をより高めることができる効果がある。なお、この効
果については、本実施例のようにモータ容量が大容量と
小容量とに切換えられる装置以外の装置、すなわちモー
タ容量が固定される装置でも得ることが可能である。

【００５０】次に、第２実施例を図５に基づいて説明す
る。この実施例では、前記図１に示した装置において、
上記操作レバー３６Ｒ，３６Ｌ及びポテンショメータ３
８Ｒ，３８Ｌが省略される一方、上記各比例電磁減圧弁
３１〜３４とパイロットポンプ２３との間に、前記図９
で示したような操作レバー２８Ｒ，２８Ｌ付リモコン弁
アセンブリ２６が設けられている。また、各比例電磁減
圧弁３１，３２，３３，３４の一次側にはそれぞれ圧力
センサ５１，５２，５３，５４が設けられ、これらセン
サ５１〜５４の検出圧力に基づいて左右操作レバー２８
Ｒ，２８Ｌの操作量を演算するようにコントローラ３０
が構成されている。

【００５１】このような装置では、各比例電磁減圧弁３
１〜３４の一次圧は操作レバー２８Ｒ，２８Ｌの操作深
さに応じて変化するが、これらの比例電磁減圧弁３１〜
３４の二次圧を前記第１実施例と同様にコントローラ３
０で制御することにより、前記第１実施例と同等の効果
を得ることができる。

【００５２】次に、第３実施例を図６に基づいて説明す
る。前記第１，第２実施例では、各メインコントロール
弁１２Ｒ，１２Ｌのパイロット圧を制御することにより
各モータアセンブリ１４Ｒ，１４Ｌへの作動油供給流量
制御を行うものを示したが、この実施例では、各メイン
コントロール弁１２Ｒ，１２Ｌの一次側流量を制御する
ことにより、上記供給流量の制御を行うようにしてい
る。

【００５３】まず、メインコントロール弁１２Ｒ，１２
Ｌの各パイロットポート（ＲＦポート、ＲＢポート、Ｌ
Ｆポート、ＬＢポート）は、前記図９に示した装置と同
様に同図図示のリモコン弁アセンブリ２８Ｒ，２８Ｌの
二次側に直結されており、このリモコン弁アセンブリ２
８Ｒ，２８Ｌに設けられた操作レバー（操作部材）２８
Ｒ，２８Ｌの操作深さにほぼ比例したパイロット圧が各
パイロットポートに供給されるようになっている。

【００５４】一方、各メインコントロール弁１２Ｒ，１
２Ｌとメインポンプ１０Ｒ，１０Ｌとの間には、図６に
示すような比例電磁可変絞り弁５６Ｒ，５６Ｌが設けら
れている。これら比例電磁可変絞り弁５６Ｒ，５６Ｌ
は、図７（傾向線図）に示すような特性、すなわち、切
換用ソレノイドに供給される制御電流が０の状態で全開
となり、この制御電流が増大するにつれて制御流量（メ
インコントロール弁１２Ｒ，１２Ｌの一次側流量）を単
調減少させる特性を有している。

【００５５】各比例電磁可変絞り弁５６Ｒ，５６Ｌの一
次側及び二次側にはそれぞれ一次側圧力センサ５８ａ及
び二次側圧力センサ５８ｂが設けられており、両圧力セ
ンサ５８ａ，５８ｂの検出圧力（一次側圧力Ｐａ及び二
次側圧力Ｐｂ）がコントローラ（弁制御手段）５０に入
力されるようになっている。このコントローラ５０は、
上記検出圧力と下記の（数１）に示す式とに基づいて実
際の各比例電磁可変絞り弁５６Ｒ，５６Ｌにおける作動
油流量Ｑを演算するとともに、この作動油流量Ｑを図３
（ａ）（ｂ）に示した制御流量と合致させるように上記
各比例電磁可変絞り弁５６Ｒ，５６Ｌの開口面積ａをフ
ィードバック制御するように構成されている。

【００５６】

【数１】Ｑ＝ｃ・ａ・√（Ｐａ−Ｐｂ） ただし、ｃは作動油の種類その他の条件によって定まる
係数である。

【００５７】このような装置においても、最終的に図３
（ａ）（ｂ）に示されるような制御流量が得られるよう
に両比例電磁可変絞り弁５６Ｒ，５６Ｌの開口面積ａが
制御されることにより、前記第１，第２実施例と同様の
効果が得られる。また、比例電磁可変絞り弁５６Ｒ，５
６Ｌは各メインコントロール弁１２Ｒ，１２Ｌの一次側
に一つ設けるだけで良く、必要な制御弁の個数も削減す
ることができる。

【００５８】次に、第４実施例を図８に基づいて説明す
る。この実施例では、上記圧力センサ５８ａ，５８ｂが
省略されるとともに、各比例電磁可変絞り弁５６Ｒ，５
６Ｌの一次側にパイロット型可変絞り弁６０Ｒ，６０Ｌ
がそれぞれ設けられている。これらのパイロット型可変
絞り弁６０Ｒ，６０Ｌは、上記比例電磁可変絞り弁５６
Ｒ，５６Ｌの一次側圧力及び二次側圧力をそれぞれパイ
ロット圧として取込み、その差圧に応じた開口面積を保
持するように構成されている。

【００５９】このような構成においても、両弁５６Ｒ，
５６Ｌの一次側流量を一次側圧力と二次側圧力との差圧
に応じてパイロット型可変絞り弁６０Ｒ，６０Ｌで微調
整しながら、コントローラ５０により比例電磁可変絞り
弁５６Ｒ，５６Ｌの開口面積を制御することにより、前
記第３実施例と同様の流量制御を果たすことができる。
このように、本発明における一次側流量制御手段として
は従来から知られている種々の圧力補償型流量制御弁を
適用することが可能である。

【００６０】なお、上記第３実施例及び第４実施例の装
置において、上記比例電磁可変絞り弁５６Ｒ，５６Ｌに
代え、制御電流が増大するに従って開口面積が増大する
特性をもつ比例電磁流量制御弁を設けるようにしてもよ
いが、第４実施例において上記比例電磁可変絞り弁５６
Ｒ，５６Ｌを用いれば、これら弁５６Ｒ，５６Ｌの制御
電流が０の時に両弁５６Ｒ，５６Ｌが全開となるので、
電気系統が故障した場合でも、図９に示したリモコン弁
アセンブリ２６の操作レバー２８Ｒ，２８Ｌの操作深さ
に応じて最悪でも従来と同様の走行制御は実行すること
ができる。

【００６１】また、このような比例電磁式の流量制御弁
を、各メインコントロール弁１２Ｒ，１２Ｌの一次側で
なく、各モータアセンブリ１４Ｒ，１４ＬのＡポート及
びＢポートの一次側に設けるようにしても、第３実施例
及び第４実施例と同様に作動油供給流量制御を行うこと
が可能であるが、必要弁の個数を削減するには上記のよ
うにメインコントロール弁１２Ｒ，１２Ｌの一次側に設
けることが好ましい。

【００６２】また、以上の各実施例では、一つの作業機
械に左右の走行用モータ１６が搭載されたものを示した
が、本発明は少なくとも一つの走行用油圧モータを具備
する作業機械について適用することが可能である。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば次の効果
を得ることができる。

【００６４】請求項１記載の装置では、走行用モータが
小容量運転状態に切換えられている状態において、操作
部材が予め設定された小操作領域内で操作されている場
合は、この操作量の増大に伴う作動油供給流量の増加率
を、大容量運転状態における第１の増加率よりも低い第
２の増加率に設定することにより、小容量運転時である
にもかかわらず、操作部材の操作に伴う実際の走行速度
の変化量を抑えて位置決め操作等の微小操作を容易に
し、操作性を向上させる一方、上記走行用モータが小容
量運転状態に切換えられている状態で上記操作部材の操
作量が上記小操作領域を超えた大操作領域まで操作され
た場合は、上記第１の増加率よりも高い第３の増加率を
設定することにより、操作部材をフル操作もしくはそれ
に近い操作を行った時に従来と同等の高い走行速度を実
現することができる効果がある。

【００６５】ここで、請求項２記載の装置では、上記第
１の増加率と第２の増加率との比を大容量運転時の走行
用モータの吸収容積と小容量運転時の走行用モータの吸
収容積との比と等しく設定しているので、小容量運転状
態で操作部材を小操作領域内で微小操作する時の操作量
の変化に対する実際の走行速度の変化率を、大容量運転
状態で微小操作するときの操作量の変化に対する実際の
走行速度の変化率と等しくすることができ、オペレータ
に与える違和感をより軽減して操作性をさらに高めるこ
とができる効果がある。

【００６６】また、請求項３記載の装置では、油圧源で
ある油圧ポンプの吐出量が少ない時には、吐出量が多い
時よりも上記各増加率を下げることにより、オペレータ
による操作をより容易にすることができる効果がある。
しかも、上記吐出量の低下に伴って最大走行速度は低下
するので、上記各増加率を下げても、フル操作時に得ら
れる最大走行速度は従来と同レベルに維持することがで
きる。

【００６７】上記走行用モータへの作動油供給流量の制
御は、請求項４記載の装置では上記油圧切換弁のパイロ
ット圧制御により行うことができ、請求項５記載の装置
では、上記油圧切換弁の一次側流量を制御することによ
り行うことができる。

【００６８】ここで、請求項６記載の装置では、上記油
圧切換弁の一次側に設けられた流量制御用の比例電磁弁
における実際の作動油流量を検出し、この検出流量と実
際の要求流量との比較に基づいて上記比例電磁弁の作動
をフィードバック制御することにより、圧力補償を伴っ
た正確な流量制御を行うことができる。

【００６９】また、請求項７記載の装置では、上記比例
電磁弁の作動を要求流量に基づいて制御する一方、この
比例電磁弁の一次側圧力と二次側圧力との差に応じた流
量の作動油をパイロット型可変絞り弁を通じて上記比例
電磁弁に導くことにより、上記と同様に圧力補償を伴う
正確な流量制御を行うことができる。しかも、請求項８
記載の装置では、上記流量制御弁として制御電流が０の
場合に全開となる比例電磁式可変絞り弁を用いているの
で、上記電気系統が故障した場合、操作部材の操作によ
り最悪でも油圧によって従来と同様の走行制御は実行す
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における作業機械の走行制
御装置の全体構成を示す油圧回路図である。

【図２】上記走行制御装置に設けられる比例電磁減圧弁
の特性を示すグラフである。

【図３】（ａ）はエンジン回転数が高い時の操作レバー
深さと走行用モータへの作動油供給流量との関係を示す
グラフ、（ｂ）はエンジン回転数が低い時の操作レバー
深さと走行用モータへの作動油供給流量との関係を示す
グラフ（傾向線図）である。

【図４】（ａ）はエンジン回転数が高い時の操作レバー
深さと実際の走行速度との関係を示すグラフ、（ｂ）は
エンジン回転数が低い時の操作レバー深さと実際の走行
速度との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の第２実施例における作業機械の走行制
御装置の全体構成を示す油圧回路図である。

【図６】本発明の第３実施例における作業機械の走行制
御装置の要部を示す油圧回路図である。

【図７】上記装置に設けられる比例電磁可変絞り弁の特
性を示すグラフ（傾向線図）である。

【図８】本発明の第４実施例における作業機械の走行制
御装置の要部を示す油圧回路図である。

【図９】従来の作業機械の走行制御装置の一例を示す油
圧回路図である。

【図１０】上記走行制御装置に設けられるモータアセン
ブリの油圧回路図である。

【符号の説明】

１０Ｒ，１０Ｌ メインポンプ（油圧ポンプ） １２Ｒ，１２Ｌ メインコントロール弁（油圧切換弁） １４Ｒ，１４Ｌ モータアセンブリ １６ 走行用モータ ２３ パイロットポンプ ２４ 電磁切換弁（容量切換手段） ２８Ｒ，２８Ｌ，３６Ｒ，３６Ｌ 操作レバー（操作部
材） ３０ コントローラ（パイロット圧制御手段） ３１〜３４ 比例電磁減圧弁（パイロット圧制御手段） ５０ コントローラ（弁制御手段） ５６Ｒ，５６Ｌ 比例電磁可変絞り弁 ５８ａ，５８ｂ 圧力センサ（流量検出手段） ６０Ｒ，６０Ｌ パイロット型可変絞り弁

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｆ１６Ｈ 59:68 Ｆ１５Ｂ 11/02 Ｅ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 9/22 F15B 11/00 F15B 11/02 F16H 61/40

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量可変の走行用モータと、油圧源と、
   この油圧源から上記走行用モータへの作動油の供給方向
   及び供給流量をパイロット圧に応じて変化させる油圧切
   換弁と、外部からの入力により上記走行用モータの容量
   を大容量と小容量とに切換える容量切換手段と、上記油
   圧切換弁を作動させるための入力操作を受ける操作部材
   とを備えた作業機械の走行制御装置において、上記走行
   用モータの容量が大容量に切換えられている状態では上
   記操作部材の操作量の増大に伴って第１の増加率で作動
   油供給流量を増加させ、上記走行用モータが小容量運転
   状態に切換えられている状態で上記操作部材の操作量が
   予め設定された小操作領域内にある場合はこの操作量の
   増大に伴って上記第１の増加率よりも低い第２の増加率
   で作動油供給流量を増加させ、上記走行用モータの容量
   が小容量に切換えられている状態で上記操作部材の操作
   量が上記小操作領域よりも大きな大操作領域内にある場
   合はこの操作量の増大に伴って上記第１の増加率よりも
   高い第３の増加率で作動油供給流量を増加させる流量制
   御手段を備えたことを特徴とする作業機械の走行制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の作業機械の走行制御装置
   において、上記第１の増加率と第２の増加率との比を大
   容量運転時の走行用モータの吸収容積と小容量運転時の
   走行用モータの吸収容積との比と等しく設定したことを
   特徴とする作業機械の走行制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の作業機械の走行
   制御装置において、上記油圧源として吐出量が可変の油
   圧ポンプを備えるとともに、この油圧ポンプの小吐出量
   作動時には大吐出量作動時よりも上記第１の増加率、第
   ２の増加率、及び第３の増加率を下げるように上記流量
   制御手段を構成したことを特徴とする作業機械の走行制
   御装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の作業機
   械の走行制御装置において、上記流量制御手段は、上記
   作動油供給流量が得られるように上記油圧切換弁へのパ
   イロット圧を制御するパイロット圧制御手段であること
   を特徴とする作業機械の走行制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載の作業機
   械の走行制御装置において、上記流量制御手段は、上記
   作動油供給流量が得られるように上記油圧切換弁の一次
   側流量を制御する一次側流量制御手段であることを特徴
   とする作業機械の走行制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の作業機械の走行制御装置
   において、上記一次側流量制御手段として、上記油圧切
   換弁の一次側に設けられる流量制御用の比例電磁弁と、
   この比例電磁弁における実際の作動油流量を検出する流
   量検出手段と、この検出流量と実際の要求流量との比較
   に基づいて上記比例電磁弁の作動をフィードバック制御
   する弁制御手段とを備えたことを特徴とする作業機械の
   走行制御装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載の作業機械の走行制御装置
   において、上記一次側流量制御手段として、上記油圧切
   換弁の一次側に設けられる流量制御用の比例電磁弁と、
   この比例電磁弁の作動を要求流量に基づいて制御する弁
   制御手段と、上記比例電磁弁の一次側に設けられ、この
   比例電磁弁の一次側圧力と二次側圧力との差に応じた流
   量の作動油を上記比例電磁弁に導くパイロット型可変絞
   り弁とを備えたことを特徴とする作業機械の走行制御装
   置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の作業機械の走行制御装置
   において、上記流量制御用の比例電磁弁として、供給さ
   れる制御電流が０の場合に全開となる比例電磁可変絞り
   弁を備えたことを特徴とする作業機械の走行制御装置。