JP4549052B2

JP4549052B2 - 舗装機械の走行駆動制御装置

Info

Publication number: JP4549052B2
Application number: JP2003386067A
Authority: JP
Inventors: 寿保美濃
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2023-11-17
Also published as: JP2005147275A

Description

本発明は、複数の油圧モータに圧油を吐出する１つの油圧ポンプに対して圧油吐出指令信号を電流値で出力する舗装機械の走行駆動制御装置に関するものである。

従来、この種の舗装機械としては、アスファルトフィニッシャがある。アスファルトフィニッシャは、左右の駆動輪でスクリードを牽引しながらアスファルトを路面に敷き詰める。アスファルトフィニッシャには、下記の特許文献１に開示されるように、１つの油圧ポンプから供給される圧油によって、左右の各駆動輪毎に設けられた複数の油圧モータを駆動し、各駆動輪をそれぞれ回転させるものがある。

このようなアスファルトフィニッシャの走行駆動制御装置では、圧油の吐出を指示する圧油吐出指令信号を電流値で傾転レギュレータに出力して、油圧ポンプから各油圧モータに供給される圧油量を変化させる。圧油吐出指令信号は、アスファルトフィニッシャの目標走行速度に応じて電流値が異なり、この電流値によって油圧ポンプから各油圧モータに供給される圧油量が変化する。つまり、アスファルトフィニッシャの目標走行速度が速いほど、出力される圧油吐出指令信号の電流値が大きくなり、圧油吐出指令信号の電流値が大きいほど、油圧ポンプから各油圧モータへの圧油供給量は増大する。
特開２００２−３９３７４号公報（段落番号［０００６］）

しかしながら、アスファルトフィニッシャの走行開始時には、圧油吐出指令信号の電流値が目標走行速度に応じた電流値に達するまで時間がかかる。このため、複数の油圧モータに対して１つの油圧ポンプで圧油を供給する上記従来のアスファルトフィニッシャでは、走行開始の際、油圧ポンプから各油圧モータに供給される圧油量が少なく、油圧ポンプから各油圧モータに供給される圧油量は安定しない。従って、各油圧モータに供給される圧油量が、左右の駆動輪で異なることがある。この場合、アスファルトフィニッシャは、左右いずれか一方の駆動輪からより大きな駆動力を受けて走行することにより尻振りを起こし、舗装面が荒れる虞があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、舗装機械の左右の駆動輪を回転させる複数の油圧モータに圧油を吐出する１つの油圧ポンプに対して、舗装機械の目標走行速度に応じた電流値の圧油吐出指令信号を出力する圧油吐出指令手段を備える舗装機械の走行駆動制御装置において、圧油吐出指令手段は、各駆動輪の回転による舗装機械の走行開始に際して、圧油吐出指令信号の電流値を、目標走行速度よりも速い速度に応じた変化であって、混合物を積んでいない空荷状態で走行開始する時に各駆動輪を均等に駆動させる変化量で増加させてから所定時間経過後に目標走行速度に応じた電流値とすることを特徴とする。

この構成によれば、各駆動輪の回転による舗装機械の走行開始に際して、圧油吐出指令信号の電流値は、目標走行速度よりも速い速度に応じた変化であって、混合物を積んでいない空荷状態で走行開始する時に各駆動輪を均等に駆動させる変化量で増加する。このため、舗装機械の走行開始時、目標走行速度に達するまでの間に、油圧ポンプから各油圧モータへの圧油供給量は一時的に増大し、圧油の圧力が一定値以上に保たれて、各油圧モータに供給される圧油量は安定する。従って、複数の油圧モータに対して１つの油圧ポンプで圧油を供給する舗装機械でも、舗装機械の走行開始に際して左右の駆動輪は均等に駆動されるようになる。この結果、尻振りを起こすのが防止されて、舗装面が荒れる虞はなくなる。

また、本発明は、舗装機械が、油圧ポンプの駆動軸の軸線に対する斜板の傾斜角度をシリンダの伸縮によって変更して油圧ポンプによる圧油吐出量を調整する傾斜角変更装置と、シリンダに供給される圧油量を調整してシリンダの伸縮を制御するレギュレータとを備え、圧油吐出指令手段が、レギュレータに対して圧油吐出指令信号を出力することを特徴とする。

この構成によれば、各駆動輪の回転による舗装機械の走行開始に際して、圧油吐出指令手段がレギュレータに出力する圧油吐出指令信号の電流値は、目標走行速度よりも速い速度に応じた変化で増加する。このため、舗装機械の走行開始時には、油圧ポンプの圧油吐出量が目標走行速度よりも速い速度に応じた量となるように、傾斜角変更装置による圧油吐出量の調整量をレギュレータが制御する。従って、舗装機械の走行開始時、油圧ポンプから各油圧モータへの圧油供給量は一時的に増大し、圧油の圧力が一定値以上に保たれて、各油圧モータに供給される圧油量は安定する。

このような本発明によれば、上述したように、左右の各駆動輪を回転させる複数の油圧モータに対して１つの油圧ポンプで圧油を供給する舗装機械でも、走行開始の際に尻振りを起こすのが防止されて、舗装面が荒れる虞はなくなる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による舗装機械の走行駆動装置を適用したアスファルトフィニッシャ１の側面図、図２は、アスファルトフィニッシャ１の構成の概略を示す図である。

図１および図２に示すように、アスファルトフィニッシャ１は、アスファルト混合物Ｋが積み込まれるホッパ１１が車体の前部に設けられている。ホッパ１１の後方の車体下部には、ホッパ１１に積み込まれた混合物Ｋを搬送するコンベヤ１２と、混合物Ｋを路盤上に撒き出すスクリュスプレッダ１３とが設けられている。スクリュスプレッダ１３は、スクリュ軸の外周にスクリュ羽根が形成されており、スクリュ軸が定速回転するのに伴いスクリュ羽根が旋回し、コンベヤ１２から供給された混合物Ｋを路盤上に撒き出す。車体の後方には、撒き出した混合物Ｋを締め固めて舗装面を平滑に仕上げるスクリード装置１４が設けられている。アスファルトフィニッシャ１は、車体の後方に設けられた左右で一対の後方駆動輪１５ａ，１５ｂ、および車体の前方に設けられた左右で一対の前方駆動輪１６ａ，１６ｂによって走行し、スクリード装置１４を牽引する。また、車体上部には操作部１７と運転席１８が設けられている。操作部１７には、走行駆動装置２やスクリード装置１４等を操作するためのレバーやスイッチが設けられている。

図３は、アスファルトフィニッシャ１の後方駆動輪１５ａ，１５ｂについての走行駆動装置２の構成の概略を示す図である。前方駆動輪１６ａ，１６ｂについての走行駆動装置もこれと同様な構成をしており、図示は省略する。

走行駆動装置２は、アスファルトフィニッシャ１の左右の後方駆動輪１５ａ，１５ｂを回転させる油圧モータ３ａ，３ｂと、油圧モータ３ａ，３ｂに圧油を供給して油圧モータ３ａ，３ｂを駆動する１つの油圧ポンプ４と、各油圧モータ３ａ，３ｂの圧油吸収量および油圧ポンプ４での圧油吐出量を調整する走行駆動制御装置６とを備える。

走行駆動制御装置６は、油圧モータ３ａ，３ｂの圧油吸収量を調整するモータ用傾転レギュレータ６２ａ，６２ｂと、油圧ポンプ４からの圧油吐出量を調整するポンプ用傾転レギュレータ６３と、これら各傾転レギュレータ６２ａ，６２ｂおよび６３を制御するコントローラ６１とを備える。

コントローラ６１は、マイコンから構成されており、モータ用傾転レギュレータ６２ａ，６２ｂのスプールを制御する圧油吸収量切換ソレノイドに対して流量制御信号を出力を出力する。また、コントローラ６１は、アスファルトフィニッシャ１の目標走行速度に応じた電流値の圧油吐出指令信号を出力する圧油吐出指令手段を構成しており、ポンプ用傾転レギュレータ６３のスプールを制御する圧油吐出量切換ソレノイドに対し、流量制御信号を圧油吐出指令信号として出力する。コントローラ６１は、後方駆動輪１５ａ，１５ｂの駆動によるアスファルトフィニッシャ１の走行開始に際しては、圧油吐出指令信号の電流値を、目標走行速度よりも速い走行速度に応じた変化で増加させてから目標走行速度に応じた電流値とする。この電流値の増加変化量は、混合物Ｋを積んでいない空荷状態のアスファルトフィニッシャ１が走行開始する時に、尻振りを起こさないで左右の各後方駆動輪１５ａ，１５ｂを均等に駆動させる変化量に設定されている。また、コントローラ６１には、車体の操作部１７に設けられた走行スイッチ８１および速度設定ダイアル８２が接続されている。走行スイッチ８１は、アスファルトフィニッシャ１の走行開始または走行停止に応じて、油圧ポンプの起動を「ＯＮ」または「ＯＦＦ」に切り替えるために用いられる。また、速度設定ダイアル８２は、アスファルトフィニッシャ１の目標走行速度を設定するために用いられる。

油圧ポンプ４は、図４に示すように、駆動軸４１と、駆動軸４１が挿通された斜板４２と、駆動軸４１にスプライン嵌合したシリンダブロック４３と、シリンダブロック４３に形成された各シリンダ部４３ａ内に挿入される複数のプランジャ４４と、斜板４２の傾斜角度を変更する傾斜角変更装置４６とをケーシング内に配設して構成されている。

斜板４２は、駆動軸４１の軸線に対して所定角度傾斜する傾斜面４２ａを備えている。シリンダブロック４３には、駆動軸４１の周りに複数のシリンダ部４３ａが環状に設けられている。各シリンダ部４３ａは、駆動軸４１の軸線方向に沿って形成されており、その先端開口部が斜板４２の傾斜面４２ａを臨んでいる。シリンダ部４３ａの底面には、油圧ポンプ４から各油圧モータ３ａ，３ｂへ吐出される圧油が給排される圧油給排口４３ｂが開口している。プランジャ４４は、先端に球状の突出部４４ａを有しており、シリンダ部４３ａ内への圧油の給排に伴ってシリンダ部４３ａ内を液密状態で進退する。突出部４４ａにはシュー４５が取り付けられている。シュー４５は、その摺接面４５ａが斜板４２の傾斜面４２ａと摺接しつつ、突出部４４ａを中心に揺動し得るように構成されている。

油圧ポンプ４は、図示しない駆動装置によって駆動軸４１が回転させられると、シリンダブロック４３が駆動軸４１と共に回転する。プランジャ４４は、シュー４５を介して加えられる斜板４２の傾斜面４２ａからの押圧力によって、シリンダブロック４３が回転する毎にシリンダ部４３ａ内に進入する。プランジャ４４がシリンダ部４３ａ内に進入すると、シリンダ部４３ａ内の圧油が圧油給排口４３ｂから各油圧モータ３ａ，３ｂへ吐出される。

傾斜角変更装置４６は、ケーシング内に取り付けられたシリンダ４６ａと、このシリンダ４６ａ内に挿入されたピストン４６ｂとから構成される。ピストン４６ｂは、斜板４２の傾斜面４２ａと反対側の面にその先端が当接している。ピストン４６ｂは、シリンダ４６ａ内へ給排される圧油量に応じて、図４（ａ）または図４（ｂ）に示すように伸縮し、駆動軸４１の軸線に対する傾斜面４２ａの傾斜角度を変更する。図４（ｂ）に示すように傾斜面４２ａの傾斜角度が小さい場合には、油圧ポンプ４の圧油吐出量が小さくなる。一方、図４（ａ）に示すように傾斜面４２ａの傾斜角度が大きい場合には、油圧ポンプ４の圧油吐出量が大きくなる。シリンダ４６ａに供給される圧油量は、図３に示すポンプ用傾転レギュレータ６３によって調整される。ポンプ用傾転レギュレータ６３は、コントローラ６１から入力される圧油吐出指令信号に応じて、圧油吐出量切換ソレノイドの励磁状態を変化させ、シリンダ４６ａに供給される圧油量を増加または減少させる。

油圧モータ３ａ，３ｂは、上述した油圧ポンプ４と同様な構造を有しており、シリンダブロックの複数のシリンダ部に圧油が供給されると、各シリンダ部からプランジャが突出する。突出したプランジャが斜板の傾斜面上を摺動することにより、シリンダブロックが駆動軸と共に回転し、油圧モータ３ａ，３ｂが駆動される。モータ用傾転レギュレータ６２ａ，６２ｂは、コントローラ６１から出力される流量制御信号に応じて、斜板の傾斜角度を調整する。油圧モータ３ａ，３ｂの駆動力は、モータ用傾転レギュレータ６２ａ，６２ｂによるこの傾斜角度の調整によって制御される。

次に、本実施形態によるアスファルトフィニッシャ１の走行駆動制御装置６の動作について、図５のグラフを参照して説明する。

同図（ａ）は、コントローラ６１からポンプ用傾転レギュレータ６３に出力される圧油吐出指令信号の電流値の時間変化を示すグラフであり、縦軸が電流値Ａ、横軸が時間ｔを示す。また、同図（ｂ）は、このときの油圧ポンプ４から各油圧モータ３ａ，３ｂに供給される圧油の圧力の時間変化を示すグラフであり、縦軸が圧力Ｐ、横軸が時間ｔを示す。また、同図（ｃ）は、このときのアスファルトフィニッシャ１の走行速度の時間変化を示すグラフであり、縦軸が走行速度Ｖ、横軸が時間ｔを示す。

コントローラ６１は、走行スイッチ８１の切換状態を読み込み、走行スイッチ８１が「ＯＮ」に切り換えられていると判別すると、油圧ポンプ４を起動し、速度設定ダイアル８２で設定された目標走行速度Ｖ_１を読み込む。コントローラ６１は、油圧ポンプ４の起動時、同図（ａ）に実線で示す、目標走行速度Ｖ_１よりも速い走行速度に応じた電流値変化の圧油吐出指令信号を、時刻ｔ_０〜ｔ_１の間、ポンプ用傾転レギュレータ６３に出力する。この電流値変化は、同図に一点鎖線で示す目標走行速度Ｖ_１に応じた電流値変化よりも急激に増加するものとなっている。これにより、ポンプ用傾転レギュレータ６３の圧油吐出量切換ソレノイドが急激に励磁され、油圧ポンプ４から傾斜角変更装置４６のシリンダ４６ａに供給される圧油量は急激に増加する。従って、傾斜角変更装置４６のピストン４６ｂが、図４（ａ）に示す状態に向かって急激な速度で縮短し、油圧ポンプ４の駆動軸４１に対する斜板４２の傾斜面４２ａの傾斜角度が急激に大きくなり、油圧ポンプ４の圧油吐出量が急激に増加する。これと同時に、コントローラ６１は、読み込んだ目標走行速度Ｖ_１に応じた流量制御信号をモータ用傾転レギュレータ６２ａ，６２ｂに出力し、油圧モータ３ａ，３ｂの圧油吸収量を走行開始時に適した量に調整する。

時刻ｔ_１になると、コントローラ６１は、ポンプ用傾転レギュレータ６３に出力する圧油吐出指令信号の電流値を、目標走行速度Ｖ_１に応じた変化に戻す。これにより、ポンプ用傾転レギュレータ６３の圧油吐出量切換ソレノイドの励磁状態が調整され、傾斜角変更装置４６のシリンダ４６ａに供給される圧油の増加量は減少する。従って、傾斜角変更装置４６のピストン４６ｂの縮短速度が遅くなって、油圧ポンプ４の駆動軸４１に対する斜板４２の傾斜面４２ａの傾斜角度の増加量が小さくなり、油圧ポンプ４の圧油吐出量の増加量が減少する。

時刻ｔ_２になると、油圧ポンプ４から各油圧モータ３ａ，３ｂに供給される油圧の圧力が、図５（ｂ）に示すように目標圧力Ｐ_１に達し、その後各油圧モータ３ａ，３ｂに供給される圧油の圧力は目標圧力Ｐ_１に保たれる。従って、時刻ｔ_２になると、アスファルトフィニッシャ１の走行速度が同図（ｃ）に示すように目標走行速度Ｖ_１となり、その後目標走行速度Ｖ_１を超える走行速度でわずかな時間走行した後、目標走行速度Ｖ_１に保たれる。時刻ｔ_０から時刻ｔ_２にかけて、油圧ポンプ４から各油圧モータ３ａ，３ｂに供給される圧油の圧力は、同図（ｂ）に実線で示すように増加する。この圧力の増加は、同図に一点鎖線で示す、目標走行速度Ｖ_１に応じて圧油吐出指令信号の電流値を変化させた場合に比べ、急激なものとなっており、走行開始から短い時間で目標圧力値Ｐ_１に達する。従って、圧油のこの圧力変化に応じ、アスファルトフィニッシャ１は、同図（ｃ）に実線で示すように走行速度を増加させる。この走行速度は、同図に一点鎖線で示す、目標走行速度Ｖ_１に応じて圧油吐出指令信号の電流値を変化させた場合に比べ、急激に増加している。

そして、時刻ｔ_３になると、同図（ａ）に示すように、圧油吐出指令信号の電流値が目標電流値Ｉ_１となり、その後、目標電流値Ｉ_１の圧油吐出指令信号がポンプ用傾転レギュレータ６３に供給され続け、アスファルトフィニッシャ１は目標走行速度Ｖ_１で安定して走行する。

このような本実施形態によるアスファルトフィニッシャ１では、各駆動輪１５ａ，１５ｂの回転によるアスファルトフィニッシャ１の走行開始に際して、コントローラ６１がポンプ用傾転レギュレータ６３に出力する圧油吐出指令信号の電流値は、速度設定ダイアル８２で設定された目標走行速度よりも速い走行速度に応じた変化で急激に増加し、その後、目標走行速度に応じた変化となる。このため、走行開始時には、油圧ポンプ４の圧油吐出量が目標走行速度よりも速い走行速度に応じた量となるように、傾斜角変更装置４６がポンプ用傾転レギュレータ６３によって制御される。従って、アスファルトフィニッシャ１の走行開始時、油圧ポンプ４から各油圧モータ３ａ，３ｂへの圧油供給量は一時的に増大し、油圧モータ３ａ，３ｂに供給される圧油の圧力が一定値以上に保たれる。このため、本実施形態によるアスファルトフィニッシャ１によれば、走行開始時に各油圧モータ３ａ，３ｂに供給される圧油量が安定し、左右の後方駆動輪１５ａ，１５ｂは均等に駆動される。この結果、アスファルトフィニッシャ１の走行開始時、尻振りを起こすのが防止されて、舗装面が荒れる虞はなくなる。

なお、上記実施形態では、アスファルトフィニッシャ１が走行開始から一定時間までの間（時刻ｔ_０〜ｔ_１までの間）の、コントローラ６１からポンプ用傾転レギュレータ６３に出力する圧油吐出指令信号の電流値を、目標走行速度よりも速い走行速度に対応した変化とした場合について説明した。しかし、例えば、油圧ポンプ４から各油圧モータ３ａ，３ｂに供給される圧油の圧力が一定値以上となるまでの間（時刻ｔ_０〜ｔ_２までの間）、目標走行速度よりも速い走行速度に対応した電流値の圧油吐出指令信号を出力し続けてもよい。

上記実施形態においては、本発明による走行駆動制御装置をアスファルトフィニッシャの走行駆動制御装置に適用した場合について説明したが、１つの油圧ポンプで複数の油圧モータを駆動して駆動輪を回転させるコンクリートフィニッシャといった他の舗装機械の走行駆動制御装置に本発明を適用することも可能である。このような走行駆動制御装置に本発明を適用した場合においても上記実施形態と同様な作用効果が奏される。

本発明の一実施形態による走行駆動制御装置が適用されるアスファルトフィニッシャの外観を示す側面図である。図１に示すアスファルトフィニッシャの構成の概略を示す図である。本発明の一実施形態によるアスファルトフィニッシャの走行駆動装置の構成の概略を示す図である。図３に示す走行駆動装置の油圧ポンプの構成の概略を示す断面図である。（ａ）は図３に示すコントローラからポンプ用傾転レギュレータに出力される圧油吐出指令信号の電流値の時間変化を示すグラフ、（ｂ）はこのときの油圧ポンプから各油圧モータに供給される圧油の圧力の時間変化を示すグラフ、（ｃ）はこのときのアスファルトフィニッシャの走行速度の時間変化を示すグラフである。

符号の説明

１…アスファルトフィニッシャ
２…走行駆動装置
３ａ，３ｂ…油圧モータ
４…油圧ポンプ
６…走行駆動制御装置
６１…コントローラ
６２ａ，６２ｂ…モータ用傾転レギュレータ
６３…ポンプ用傾転レギュレータ
８１…走行スイッチ
８２…速度設定ダイアル

Claims

舗装機械の左右の駆動輪を回転させる複数の油圧モータに圧油を吐出する１つの油圧ポンプに対して、舗装機械の目標走行速度に応じた電流値の圧油吐出指令信号を出力する圧油吐出指令手段を備える舗装機械の走行駆動制御装置において、
前記圧油吐出指令手段は、前記各駆動輪の回転による舗装機械の走行開始に際して、前記圧油吐出指令信号の電流値を、目標走行速度よりも速い速度に応じた変化であって、混合物を積んでいない空荷状態で走行開始する時に前記各駆動輪を均等に駆動させる変化量で増加させてから所定時間経過後に目標走行速度に応じた電流値とすることを特徴とする舗装機械の走行駆動制御装置。
前記舗装機械は、前記油圧ポンプの駆動軸の軸線に対する斜板の傾斜角度をシリンダの伸縮によって変更して前記油圧ポンプによる圧油吐出量を調整する傾斜角変更装置と、前記シリンダに供給される圧油量を調整して前記シリンダの伸縮を制御するレギュレータとを備え、
前記圧油吐出指令手段は、前記レギュレータに対して前記圧油吐出指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の舗装機械の走行駆動制御装置。