JP4871760B2

JP4871760B2 - 油圧駆動車両の原動機回転数制御装置

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Publication number: JP4871760B2
Application number: JP2007049723A
Authority: JP
Inventors: 克明小高; 英敏佐竹; 陽一古渡; 勇樹後藤; 和弘一村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: KR101390026B1; KR20090127126A; EP2131027A4; US20100106382A1; JP2008215084A; WO2008105500A1; EP2131027A1; US8494733B2; EP2131027B1

Description

本発明は、ホイール式油圧ショベルなどの油圧駆動車両の原動機回転数制御装置に関する。

一般に、ホイール式油圧ショベルなどの油圧駆動車両は、走行ペダルの操作により原動機回転数を増減することでポンプ吐出量を調整し、所望の走行速度を得る。この種の油圧駆動車両において、走行負荷が所定値以上でかつ走行ペダルがフル操作されたときに、原動機の最高回転数を所定量増加させ、出力馬力を大きくするようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−２９５６８１号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、走行負荷が所定値未満のとき、走行ペダルをフル操作しても原動機の最高回転数は増加しないため、所望の走行速度が得られないおそれがある。また、原動機の最高回転数や油圧ポンプの容量等には個体差があり、性能にばらつきがあるため、走行速度がばらつくおそれがある。

請求項１に係る発明は、原動機により駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する走行用油圧モータと、操作量に応じた走行指令を入力する操作部材と、前記操作部材の操作量に応じて出力される走行指令に基づいて、前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れ、または前記油圧ポンプから吐出され、前記走行用油圧モータへ供給される圧油の流量を制御して走行速度を制御する流れ制御手段と、前記操作部材の操作量と目標回転数とを対応付けた特性に基づいて、前記操作部材の操作量に応じて決定された最低回転数から最高回転数までの目標回転数により原動機回転数を制御する回転数制御手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操作部材の操作量と目標車速とを対応付けた特性に基づいて、前記操作部材の操作量に応じて決定された車速０から最高車速までの目標車速を演算する車速演算手段とを備え、前記回転数制御手段は、前記車速検出手段により検出された車速と前記車速演算手段により演算された目標車速とに基づいて、前記検出された車速が前記目標車速に満たないときには、前記目標回転数を前記操作部材の操作量に応じて決定された目標回転数よりも大きな目標回転数に補正し、前記検出された車速が前記目標車速を超えているときには、前記目標回転数を前記操作部材の操作量に応じて決定された目標回転数よりも小さな目標回転数に補正する補正手段を有し、前記補正手段は、前記操作部材が最大操作されて前記目標回転数として前記最高回転数が出力されている場合において、前記検出された車速が前記目標車速に満たないときには、前記目標回転数を前記最高回転数よりも大きな目標回転数に補正することを特徴とする油圧駆動車両の原動機回転数制御装置である。
請求項２に係る発明は、原動機により駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する走行用油圧モータと、操作量に応じた走行指令を入力する操作部材と、前記操作部材の操作量に応じて出力される走行指令に基づいて、前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れ、または前記油圧ポンプから吐出され、前記走行用油圧モータへ供給される圧油の流量を制御して走行速度を制御する流れ制御手段と、前記原動機の最低回転数から最高回転数までの目標回転数を指令する回転数設定手段と、前記回転数設定手段による指令値と目標回転数とを対応付けた特性に基づいて、前記回転数設定手段による指令値に応じて決定された目標回転数により原動機回転数を制御する回転数制御手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操作部材の操作量と目標車速とを対応付けた特性に基づいて、前記操作部材の操作量に応じて決定された車速０から最高車速までの目標車速を演算する車速演算手段とを備え、前記回転数制御手段は、前記車速検出手段により検出された車速と前記車速演算手段により演算された目標車速とに基づいて、前記検出された車速が前記目標車速に満たないときには、前記目標回転数を前記回転数設定手段の指令値に応じて決定された目標回転数よりも大きな目標回転数に補正し、前記検出された車速が前記目標車速を超えているときには、前記目標回転数を前記回転数設定手段の指令値に応じて決定された目標回転数よりも小さな目標回転数に補正する補正手段を有し、前記補正手段は、前記回転数設定手段により前記目標回転数として前記最高回転数が出力されている場合において、前記検出された車速が前記目標車速に満たないときには、前記目標回転数を前記最高回転数よりも大きな目標回転数に補正することを特徴とする油圧駆動車両の原動機回転数制御装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の油圧駆動車両の原動機回転数制御装置において、補正手段は、検出された車速と目標車速との偏差が大きいほど、目標回転数の補正量を大きくすることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の油圧駆動車両の原動機回転数制御装置において、補正手段は、速度偏差が所定値以上になると、目標回転数の補正量を所定補正量に制限することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の油圧駆動車両の原動機回転数制御装置において、走行負荷を検出する負荷検出手段をさらに有し、補正手段は、目標回転数として最高回転数が出力されている場合において、負荷検出手段により検出された走行負荷が所定値以上になると、車速検出手段によって検出される車速に拘わらず、目標回転数を最高回転数よりも大きな目標回転数に補正することを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の油圧駆動車両の原動機回転数制御装置において、走行負荷を検出する負荷検出手段をさらに有し、補正手段は、負荷検出手段により検出された走行負荷が所定値以上になると、車速演算手段により演算された目標車速に拘わらず、目標回転数を最高回転数よりも大きな目標回転数に補正することを特徴とする。

本発明によれば、操作部材の操作量に応じた目標車速と実車速とに基づいて原動機回転数を補正するようにしたので、目標車速での走行が可能であり、所望の走行速度を得ることができる。また、目標車速と実車速との偏差に基づいて目標回転数を補正することにより、良好な加速性を得ることができる。

以下、図１〜図９を参照して本発明をホイール式油圧ショベルに適用した実施の形態について説明する。
ホイール式油圧ショベルは、走行体上に旋回体を旋回可能に搭載し、この旋回体に作業用アタッチメントを取り付けたものである。走行体には図１に示す走行油圧回路で駆動される走行用可変油圧モータ５が設けられている。

図１に示すように、エンジン１０により駆動される可変容量形メインポンプ１１からの吐出油は、コントロールバルブ１２によりその方向および流量が制御され、カウンタバランスバルブ１３を内蔵したブレーキバルブ１４を経て可変容量形走行モータ５に供給される。走行モータ５の回転はトランスミッション７によって変速され、変速後の回転はプロペラシャフト８，アクスル９を介してタイヤ６に伝達され、ホイール式油圧ショベルが走行する。

メインポンプ１１の傾転量はポンプレギュレータ１１Ａにより調整される。ポンプレギュレータ１１Ａはトルク制限部を備え、このトルク制限部にポンプ吐出圧力がフィードバックされ、馬力制御が行なわれる。馬力制御とは、ポンプ吐出圧力とポンプ押除け容積とで決定される負荷がエンジン出力を上回らないように、ポンプ押除け容積を制御するものである。また、レギュレータ１１Ａには最大傾転制限部が設けられ、この最大傾転制限部によりメインポンプ１１の最大流量が決定される。

コントロールバルブ１２はパイロット回路からの走行パイロット圧によってその切換方向とストローク量が制御され、このストローク量を調節することにより走行モータ５に供給される圧油の流量および圧力を調整し、車両の走行速度を制御することができる。パイロット回路は、パイロットポンプ２１と、走行ペダル２２の踏込みに応じてパイロット２次圧力を発生する一対の走行パイロットバルブ２３Ａ,２３Ｂと、このパイロットバルブ２３Ａ,２３Ｂに後続し、パイロットバルブ２３Ａ,２３Ｂへの戻り油を遅延する一対のスローリターンバルブ２４Ａ,２４Ｂとを有する。

走行ペダル２２はその前側の踏み込み操作（前踏み）および後側の踏み込み操作（後踏み）によりそれぞれ前方向および後方向へ回動可能である。走行ペダル２２の前踏み操作によりパイロットバルブ２３Ａが駆動され、後踏み操作によりパイロットバルブ２３Ｂが駆動される。パイロットバルブ２３Ａ,２３Ｂの駆動により走行ペダル２２の操作量に応じたパイロット圧が発生する。

走行モータ５は自己圧傾転制御機構を備えており、駆動圧が高圧になるにつれ容量を大きくして低速・高トルクで駆動し、駆動圧が低圧になるにつれ容量を小さくして高速・低トルクで駆動する。駆動圧はブレーキバルブ１４内のシャトル弁１６から走行モータ５のコントロールピストン１７，サーボピストン１８に作用する。

図１において、走行ペダル２２を前踏みまたは後ろ踏み操作すると、コントロールバルブ１２の一方のパイロットポートにパイロットポンプ２１からのパイロット圧が作用し、そのパイロット圧に応じてコントロールバルブ１２はＦ位置またはＲ位置に切り換えられる。この切換によりメインポンプ１１からの吐出油がコントロールバルブ１２，センタージョイント１５，ブレーキバルブ１４を経由して走行モータ５に導かれるとともに、カウンタバランスバルブ１３にパイロット圧として作用し、カウンタバランスバルブ１３が中立位置から切り換わる。その結果、走行モータ５が駆動され、ホイール式油圧ショベルが走行する。

走行ペダル２２の前踏みおよび後ろ踏み操作に対応した走行パイロット圧Ｐｆ，Ｐｒは、それぞれ圧力センサ４１Ａ，４１Ｂで検出され、圧力センサ４１Ａ，４１Ｂの検出値によりペダル操作量が検出される。油圧ポンプ１１の吐出圧（走行駆動圧）は圧力センサ４３で検出される。走行モータ５の出力回転数は車速センサ４２により検出される。車速ｖは、モータ５の出力回転数とトランスミッションの減速比によって定まり、車速センサ４２の検出値に基づき車速ｖが検出される。これら各センサ４１〜４３からの信号はコントローラ４０に入力され、以下のようにエンジン回転数が制御される。

図２は、コントローラ４０内のエンジン回転数制御に係る処理を示すブロック図である。コントローラ４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。関数発生器５０１には、予め図示のように走行パイロット圧Ｐｆ，Ｐｒ（ペダル操作量）に対応した目標回転数Ｎｔの特性ｆ１が記憶されている。この特性ｆ１によれば、走行パイロット圧Ｐｆ，Ｐｒの増加に伴い目標回転数Ｎｔが最低回転数Ｎｍｉｎから最高回転数Ｎｍａｘまで比例的に増加しており、関数発生器５０１からは、特性ｆ１に基づき走行パイロット圧Ｐｆ，Ｐｒに応じた目標回転数Ｎｔが出力される。

関数発生器５０２には、予め図示のように走行パイロット圧Ｐｆ，Ｐｒ（ペダル操作量）に対応した目標車速Ｖａの特性ｆ２が記憶されている。この特性ｆ２によれば、走行パイロット圧Ｐｆ，Ｐｒの増加に伴い目標車速ｖａが０から最高車速ｖｍａｘまで比例的に増加しており、関数発生器５０２からは、特性ｆ２に基づき走行パイロット圧Ｐｆ，Ｐｒに応じた目標車速ｖａが出力される。図中の最高車速ｖｍａｘは、走行ペダル２２のフル操作時の走行性能線図（図７）における最高車速ｖｍａｘに相当する。

減算器５０４では、目標車速ｖａから実車速ｖが減算され、速度偏差Δｖ（＝ｖａ−ｖ）が演算される。

関数発生器５０３には、予め図示のように速度偏差Δｖに応じた補正回転数ΔＮａの特性ｆ３が記憶されている。この特性ｆ３によれば、速度偏差Δｖが０のときは補正回転数ΔＮａは０であり、速度偏差Δｖの絶対値が大きくなるに従い、補正回転数ΔＮａ（絶対値）は大きくなっている。すなわち速度偏差Δｖが所定値−Δｖ１以上かつ所定値Δｖ１未満の範囲（−Δｖ１≦Δｖ＜Δｖ１）では、速度偏差Δｖの増加に伴い補正回転数ΔＮａは比例的に増加し、速度偏差Δｖが所定値−Δｖ１未満の範囲（Δｖ＜−Δｖ１）および所定値Δｖ以上の範囲（Δｖ≧Δｖ１）では、補正回転数ΔＮａはそれぞれ所定値−ΔＮ１および所定値＋ΔＮ１に制限されている。関数発生器５０３からは、この特性ｆ３に基づき速度偏差Δｖに応じた補正回転数ΔＮａが出力される。

加算器５０５では、目標回転数Ｎｔに補正回転数ΔＮａが加算され、補正後の目標回転数Ｎａ（＝Ｎｔ＋ΔＮａ）が演算される。

関数発生器５０６には、予め図示のようにポンプ吐出圧Ｐｐに対応した補正回転数ΔＮｂの特性ｆ４が記憶されている。特性ｆ４によれば、ポンプ吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ１未満の範囲（Ｐｐ＜Ｐｐ１）では補正回転数ΔＮｂは０であり、ポンプ吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ１以上かつ所定値Ｐｐ２未満の範囲（Ｐｐ１≦Ｐｐ＜Ｐｐ２）で、ポンプ吐出圧Ｐｐの増加に伴い補正回転数ΔＮｂは比例的に増加し、ポンプ吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ２以上の範囲（Ｐｐ≧Ｐｐ２）で補正回転数ΔＮｂは最大ΔＮ１になっている。

加算器５０７では、目標回転数Ｎａに補正回転数ΔＮｂが加算され、これが最終的な目標回転数Ｎ（＝Ｎａ＋ΔＮｂ）として出力される。コントローラ１０は、エンジン回転数がこの目標回転数Ｎとなるようにエンジン回転を制御する。例えばエンジン１の実回転数を検出する回転数検出器を設け、この検出値と目標回転数Ｎとの偏差に応じた信号を電子ガバナ等のエンジン回転制御部に出力して、エンジン１の実回転数を目標回転数Ｎに制御する。

以上の処理によれば、最高回転数Ｎｍａｘに補正回転数最大値ΔＮ１を加算した値が目標回転数Ｎの最大値となり、これを最大目標回転数Ｎｘ（＝Ｎｍａｘ＋ΔＮ１）と呼ぶ。最大目標回転数Ｎｘは、エンジン１が正常に動作可能なエンジン回転数の上限値に相当する。

本実施の形態に係る原動機制御装置の主要な動作を説明する。初期状態では走行ペダル２２は非操作、車速ｖは０、エンジン回転数は最低回転数Ｎｍｉｎ、ポンプ吐出圧Ｐｐは最小とする。この状態から図３の時点ｔ１で走行ペダル２２を最大に操作すると、コントロールバルブ１２が開いて油圧ポンプ１１から走行モータ５へ圧油が供給され、車両が走行する。

このとき、関数発生器５０２からは最大車速ｖｍａｘが目標車速ｖａとして出力される。速度偏差Δｖが所定値Δｖ１よりも大きければ、補正回転数ΔＮとしてΔＮ１が出力される。したがって、目標回転数Ｎは、最大目標回転数Ｎｘ（＝Ｎｍａｘ＋ΔＮ１）となり、エンジン回転数が最高回転数ＮｍａｘよりもΔＮ１だけ大きくなる。これにより油圧ポンプ１１が吸収できる最大馬力が上昇し、走行時の加速性が向上し、車速ｖをペダル操作に応じた目標車速ｖａ（＝ｖｍａｘ）まで速やかに上昇させることができる。

時点ｔ２で、車速ｖが最高車速ｖｍａｘに達すると、速度偏差Δｖは０となる。これにより補正回転数ΔＮ１が０となり、最高車速ｖｍａｘを維持したままエンジン回転数が最高回転数Ｎｍａｘまで低下する。したがって、車速が最高車速ｖｍａｘよりも速くなることを防ぐことができる。また、エンジン１および油圧ポンプ他の機器類の個体差による性能のばらつきがあっても、車速に応じてエンジン回転数を補正することで性能のばらつきを吸収し、一定の最高車速ｖｍａｘで走行することができ、走行ペダル２２の操作に応じた目標車速Ｎａに精度よく制御することができる。

図４は、時点ｔ１〜ｔ２におけるエンジン回転数と車速ｖの変化をより詳しく示す図である。図４に示すように、走行ペダル２２の操作量に対応する目標車速Ｖａと実車速ｖとの差（速度偏差Δｖ）に応じて補正回転数ΔＮａ（斜線部）が出力されており、時点ｔ１からｔ２にかけて、車速ｖの増加（速度偏差Δｖの減少）に伴い補正回転数ΔＮａが徐々に減少し、時点ｔ２以降はエンジン回転数が最高回転数Ｎｍａｘに制御されている。

図３の時点ｔ３〜ｔ４の範囲において、走行ペダル２２を最大に操作してエンジン回転数が最高回転数Ｎｍａｘの下、最高車速ｖｍａｘで走行している状態で、走行負荷（ポンプ吐出圧Ｐｐ）が増加すると、車速ｖが減少する。このため関数発生器５０３から速度偏差Δｖに応じたプラスの補正回転数ΔＮａが出力され、エンジン回転数が増加する。その後、走行負荷が減少して車速ｖが増加すると、速度偏差Δｖが減少するため補正回転数ΔＮａは減少し、エンジン回転数も減少する。このように走行負荷の増減により車速ｖが変動すると、それに応じてエンジン回転数も増減し、車速ｖが目標車速ｖａ（＝ｖｍａｘ）に維持される。

例えば時点ｔ５で走行ペダル２２を最大に操作したまま登板走行を開始し、ポンプ吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ２以上になると、関数発生器５０６から補正回転数Ｎｂ（＝ΔＮ１）が出力される。これにより目標回転数Ｎｔに補正回転数ΔＮｂが加算され、エンジン回転数は車速ｖに拘わらず最大目標回転転Ｎｘに制御される。このため、車両に高負荷が作用すると、それに対応して高馬力を出力することができ、高負荷走行が容易になる。

ここで、高馬力運転との比較で本実施の形態の効果を説明する。高馬力運転とは、走行ペダル２２が所定量以上操作（例えばフル操作）され、目標回転数Ｎｔとして最高回転数Ｎｍａｘが出力されている状態で、走行負荷が所定値以上になるとエンジン１の最高回転数を増加させるような運転である。高負荷運転においては、例えば図５に示すようにポンプ吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ１未満では、ペダルフル操作時のエンジン１の目標回転数Ｎは最高回転数Ｎｍａｘであり、ポンプ吐出圧Ｐｐの増加によりポンプ吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ１以上になると、ポンプ吐出圧Ｐｐの増加に伴い目標回転数Ｎは比例的に増加し、ポンプ吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ２以上になると、目標回転数Ｎは最大目標回転数Ｎｘ（＝Ｎｍａｘ＋ΔＮ１）となる。その後、ポンプ吐出圧Ｐｐの減少によりポンプ吐出圧が所定値Ｐｐ２’未満になると、ポンプ吐出圧Ｐｐの減少に伴い目標回転数Ｎは比例的に減少し、ポンプ吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ１’未満になると、目標回転数Ｎは最高回転数Ｎｍａｘとなる。なお、図５では目標回転数の特性にヒステリシスを設けているが、必須ではない。

図６は、油圧ポンプ１１のＰＱ特性を示す図である。図中、エンジン回転数が最高回転数ＮｍａｘのときのＰＱ特性をｆ１０、最大目標回転数ＮｘのときのＰＱ特性をｆ１１で示す。高馬力運転では、ポンプ吐出圧が所定値Ｐｐ１から所定値Ｐｐ２の間で目標回転数がＮｍａｘからＮｘまで上昇する。そのため、この場合のＰＱ特性は、図６の点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄ、点ｅを結ぶ線で表される。すなわちＰＱ特性は、高負荷時には特性ｆ１１により、低負荷時には特性ｆ１０によりそれぞれ表され、高馬力運転を行うことにより、とくに高負荷時のポンプ吐出流量Ｑを増加できる。

これに対し、本実施の形態では、ペダル最大踏み込み時に実車速ｖが目標車速ｖａよりも所定値Δｖ１以上小さければ、走行負荷に拘わらず、エンジン回転数を最大目標回転数Ｎｘに制御する。したがって、この場合のＰＱ特性は、図６の点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｆを結ぶ線、つまり特性ｆ１１で表され、高負荷時だけでなく低負荷時においてもポンプ流量Ｑを増加できる。とくに高馬力運転と比較すると、図６の斜線領域でポンプ流量Ｑを増加できる。

図７は、車速ｖと牽引力との関係を示す走行性能線図である。図中、特性ｆ２０はエンジン回転数が最高回転数Ｎｍａｘのときの特性であり、特性ｆ２１はエンジン回転数が最大目標回転数Ｎｘのときの特性である。上述したように高馬力運転では高負荷走行時にポンプ流量Ｑが増加するため（図６）、高馬力運転での走行性能線図は図７の点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄ、点ｅを結ぶ線で表される。これに対し、本実施の形態では、走行負荷に拘わらずエンジン回転数を最大目標回転数Ｎｘまで増加できるため、走行性能線図は特性ｆ２１、つまり図７の点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｆを結ぶ線で表される。したがって、本実施の形態では、高馬力運転では車速を増速できない低負荷領域（図７の斜線領域）においても、車速ｖを増速することができ、走行負荷に拘わらず車速ｖを最大車速ｖｍａｘに制御することができる。

本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）走行ペダル２２の操作量に応じた目標車速ｖａを演算し、この目標車速ｖａと実車速ｖとの偏差Δｖに応じてエンジン回転数を補正するようにした。これによりペダルフル操作時に車速ｖが最高車速ｖｍａｘに到達しない場合に、エンジン回転数を最高回転数Ｎｍａｘよりも増加することで、車速ｖを増速することができ、ペダル操作量に応じた所望の走行速度を容易に得ることができる。
（２）目標車速ｖａと実車速ｖとの偏差Δｖに応じてエンジン回転数を増減するため、個々のエンジン性能等にばらつきがあっても、ペダル最大踏み込み時に精度よく最高車速ｖｍａｘに制御することができる。
（３）速度偏差Δｖの絶対値が大きいほど、エンジン回転数の補正量ΔＮａを大きくしたので、車速ｖをペダル操作量に応じた目標車速ｖａに容易に制御することができ、油圧駆動車両の車速制御を最適に実現できる。
（４）速度偏差Δｖが所定値Δｖ１以上のとき、エンジン回転数の補正量ΔＮａを所定値ΔＮ１に制限するようにしたので、エンジン回転数の上限が最大目標回転数Ｎｘに抑えられ、エンジン１の過回転による損傷を防ぐことができる。
（５）ポンプ吐出圧Ｐｐ（走行負荷）が所定値Ｐｐ２以上になると、ペダル操作による目標車速ｖａの大きさに拘わらず、エンジン回転数を所定値ΔＮ１だけ大きくするようにしたので、登板走行等も容易に行うことができる。

なお、上記実施の形態では、関数発生器５０６の特性ｆ４に基づいて走行負荷に応じた補正回転数ΔＮｂを演算し、この補正回転数ΔＮｂを加算器５０７で目標回転数Ｎａに加算するようにしたが、関数発生器５０６の特性ｆ４はこれに限らない。例えばポンプ吐出圧Ｐｐが所定値Ｐｐ２以上のときに目標回転数が最大目標回転数Ｎｘとなるような特性を関数発生器５０６に設定してもよい。この場合、加算器５０７の代わりに最大値選択回路を設け、関数発生器５０６から最大目標回転数Ｎｘが出力されたときは、走行ペダル２２の操作量に拘わらずエンジン回転数を最大目標回転数Ｎｘに制御するようにしてもよい。これによりペダル２２を最大に踏み込まなくても、高負荷に適した走行が可能となる。

上記実施の形態では、走行時のエンジン回転数制御について説明したが、作業時にエンジン回転数を制御する場合には、例えば図２の関数発生器５０１に、予め走行ペダル２２の操作量に応じた作業エンジン回転数の特性ｆ５（点線）を設定し、この特性ｆ５に基づきエンジン回転数を制御すればよい。この場合、作業ブレーキの作動／非作動を検出し、作業ブレーキの作動時に特性ｆ５を選択し、作業ブレーキの非作動時に特性ｆ１を選択すればよい。特性ｆ５が選択された場合は、加算器５０５での処理をパスし、高負荷作業時に加算器５０７でエンジン回転数を増加すればよい。図２では、走行時の特性ｆ１に比べ、特性ｆ５の傾きを緩やかに、かつ最高回転数も小さくしているが、特性ｆ５の形状はこれに限らない。

上記実施の形態では、ペダル操作量に応じた目標車速ｖａと実車速ｖとの偏差Δｖを演算し、この偏差Δｖが大きいほどエンジン回転数の補正量ΔＮａを大きくしたが、少なくとも車速ｖと目標車速とに基づいて目標回転数を補正するのであれば、補正手段の構成は上述したものに限らない。関数発生器５０２では、特性ｆ２に基づきペダル操作量に応じた目標車速ｖａを演算するようにしたが、車速演算手段の構成もこれに限らない。

上記実施の形態では、関数発生器５０１で走行ペダル２２の操作量に応じて目標回転数Ｎｔを設定し、エンジン１の実回転数と目標回転数Ｎとの偏差に応じた信号をエンジン回転制御部に出力することで、ペダル操作量に応じた目標回転数Ｎにエンジン回転数を制御するようにしたが、回転数制御手段の構成はこれに限らない。例えば図８に示すように目標回転数設定用の操作部材４５を別途設け、操作部材４５の操作量に応じて目標回転数Ｎｔを設定してもよい。回転数設定手段としての操作部材４５は、ダイヤル等により構成すればよく、図示のように予め定めたダイヤル操作量に応じた指令値ｓと目標回転数Ｎｔとの特性ｆ１０に基づき、関数発生器５０１から目標回転数Ｎｔを出力し、この目標回転数Ｎｔと速度偏差Δｖに応じた補正回転数ΔＮａに基づきエンジン回転数を制御すればよい。すなわち関数発生器５０１から出力される目標回転数Ｎｔを一定に保ったまま、走行ペダル２２の操作によりコントロールバルブ１２を切り換えることでモータ５に供給される流量を制御し、車速を制御するものでもよい。なお、特性ｆ１０において、最大指令値に対応した目標回転数はＮｍａｘとすればよい。

走行ペダル２２以外の操作部材により、走行指令を入力するようにしてもよい。油圧ポンプ２２から油圧モータ５への圧油の流れをコントロールバルブ１２により制御したが、流れ制御手段はこれに限らない。例えば図９に示すように油圧ポンプ１１と油圧モータ５を閉回路接続したＨＳＴ回路として構成し、走行ペダル２２の操作量に応じて油圧ポンプ１１から吐出される圧油の流量を制御するようにしてもよい。車速センサ４２により車速を検出するようにしたが、車速検出手段はいかなるものでもよい。圧力センサ４３により走行負荷を検出したが、負荷検出手段はいかなるものでもよい。

以上では、本発明の原動機回転数制御装置をホイール式油圧ショベルに適用する場合について説明したが、ホイールローダ等、他の油圧駆動車両にも本発明を同様に適用することができる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の原動機回転数制御装置に限定されない。

本発明の実施の形態に係る原動機制御装置の構成を示す油圧回路図。図１のコントローラ内の処理の一例を示すブロック図。本実施の形態に係る原動機制御装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャート。図３の一部詳細を示すタイミングチャート。高馬力運転の例を示す特性図。本発明の効果を説明するためのＰＱ線図。本発明の効果を説明するための走行性能線図。図２の変形例を示す図。図１の変形例を示す図。

符号の説明

５走行モータ
１０エンジン
１１油圧ポンプ
１２コントロールバルブ
２２走行ペダル
４０コントローラ
４１Ａ，４１Ｂ圧力センサ
４２車速センサ
４３圧力センサ
４５操作部材

Claims

原動機により駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油により駆動する走行用油圧モータと、
操作量に応じた走行指令を入力する操作部材と、
前記操作部材の操作量に応じて出力される走行指令に基づいて、前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れ、または前記油圧ポンプから吐出され、前記走行用油圧モータへ供給される圧油の流量を制御して走行速度を制御する流れ制御手段と、
前記操作部材の操作量と目標回転数とを対応付けた特性に基づいて、前記操作部材の操作量に応じて決定された最低回転数から最高回転数までの目標回転数により原動機回転数を制御する回転数制御手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記操作部材の操作量と目標車速とを対応付けた特性に基づいて、前記操作部材の操作量に応じて決定された車速０から最高車速までの目標車速を演算する車速演算手段とを備え、
前記回転数制御手段は、前記車速検出手段により検出された車速と前記車速演算手段により演算された目標車速とに基づいて、前記検出された車速が前記目標車速に満たないときには、前記目標回転数を前記操作部材の操作量に応じて決定された目標回転数よりも大きな目標回転数に補正し、前記検出された車速が前記目標車速を超えているときには、前記目標回転数を前記操作部材の操作量に応じて決定された目標回転数よりも小さな目標回転数に補正する補正手段を有し、
前記補正手段は、前記操作部材が最大操作されて前記目標回転数として前記最高回転数が出力されている場合において、前記検出された車速が前記目標車速に満たないときには、前記目標回転数を前記最高回転数よりも大きな目標回転数に補正することを特徴とする油圧駆動車両の原動機回転数制御装置。
原動機により駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油により駆動する走行用油圧モータと、
操作量に応じた走行指令を入力する操作部材と、
前記操作部材の操作量に応じて出力される走行指令に基づいて、前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れ、または前記油圧ポンプから吐出され、前記走行用油圧モータへ供給される圧油の流量を制御して走行速度を制御する流れ制御手段と、
前記原動機の最低回転数から最高回転数までの目標回転数を指令する回転数設定手段と、
前記回転数設定手段による指令値と目標回転数とを対応付けた特性に基づいて、前記回転数設定手段による指令値に応じて決定された目標回転数により原動機回転数を制御する回転数制御手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記操作部材の操作量と目標車速とを対応付けた特性に基づいて、前記操作部材の操作量に応じて決定された車速０から最高車速までの目標車速を演算する車速演算手段とを備え、
前記回転数制御手段は、前記車速検出手段により検出された車速と前記車速演算手段により演算された目標車速とに基づいて、前記検出された車速が前記目標車速に満たないときには、前記目標回転数を前記回転数設定手段の指令値に応じて決定された目標回転数よりも大きな目標回転数に補正し、前記検出された車速が前記目標車速を超えているときには、前記目標回転数を前記回転数設定手段の指令値に応じて決定された目標回転数よりも小さな目標回転数に補正する補正手段を有し、
前記補正手段は、前記回転数設定手段により前記目標回転数として前記最高回転数が出力されている場合において、前記検出された車速が前記目標車速に満たないときには、前記目標回転数を前記最高回転数よりも大きな目標回転数に補正することを特徴とする油圧駆動車両の原動機回転数制御装置。
請求項１または２に記載の油圧駆動車両の原動機回転数制御装置において、
前記補正手段は、前記検出された車速と前記目標車速との偏差が大きいほど、前記目標回転数の補正量を大きくすることを特徴とする油圧駆動車両の原動機回転数制御装置。
請求項３に記載の油圧駆動車両の原動機回転数制御装置において、
前記補正手段は、前記偏差が所定値以上になると、前記目標回転数の補正量を所定補正量に制限することを特徴とする油圧駆動車両の原動機回転数制御装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の油圧駆動車両の原動機回転数制御装置において、
走行負荷を検出する負荷検出手段をさらに有し、
前記補正手段は、前記目標回転数として前記最高回転数が出力されている場合において、前記負荷検出手段により検出された走行負荷が所定値以上になると、前記車速検出手段によって検出される車速に拘わらず、前記目標回転数を前記最高回転数よりも大きな目標回転数に補正することを特徴とする油圧駆動車両の原動機回転数制御装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の油圧駆動車両の原動機回転数制御装置において、
走行負荷を検出する負荷検出手段をさらに有し、
前記補正手段は、前記負荷検出手段により検出された走行負荷が所定値以上になると、前記車速演算手段により演算された目標車速に拘わらず、前記目標回転数を前記最高回転数よりも大きな目標回転数に補正することを特徴とする油圧駆動車両の原動機回転数制御装置。