JP4951436B2 - Clutch control device for hydraulic drive vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、複数の可変容量型油圧モータの出力で車両を駆動する油圧駆動車両のクラッチ制御装置に関する。 The present invention relates to a clutch control device for a hydraulically driven vehicle that drives a vehicle with outputs of a plurality of variable displacement hydraulic motors.
この種のクラッチ制御装置として、従来、一方の油圧モータの押しのけ容積がゼロになった後、その油圧モータに連結されたクラッチを切り離し、他方の油圧モータの出力のみで車両を駆動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)。この特許文献1記載の装置は、モータ押しのけ容積がゼロになった後、車速が所定値以上になるとクラッチを切り離す。
As this type of clutch control device, conventionally, after the displacement volume of one hydraulic motor becomes zero, the clutch connected to the hydraulic motor is disconnected, and the vehicle is driven only by the output of the other hydraulic motor. An apparatus is known (see, for example, Patent Document 1). The device described in
しかしながら、モータ押しのけ容積がゼロになっていないにも拘わらず、クラッチの故障等によりクラッチがオフするおそれがあり、この場合にはクラッチがオフされた軽負荷側のモータに油圧ポンプの全吐出量が供給されるため、油圧モータが過回転するおそれがある。 However, although the displacement of the motor is not zero, the clutch may be turned off due to a clutch failure or the like. In this case, the total discharge amount of the hydraulic pump is applied to the light load side motor with the clutch turned off. Is supplied, the hydraulic motor may over-rotate.
本発明による油圧駆動車両のクラッチ制御装置は、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプに閉回路接続され、油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形の第1の油圧モータと、第1の油圧モータに対し並列に接続され、油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形または固定容量形の第2の油圧モータと、第1の油圧モータと第2の油圧モータの出力により駆動する走行用駆動軸と、第1の油圧モータの押しのけ容積を負荷に応じてゼロから最大押しのけ容積の間で制御する容積制御装置と、第1の油圧モータと走行用駆動軸の間の動力伝達経路を接続または切り離すクラッチ装置と、少なくとも第1の油圧モータの押しのけ容積がゼロのときに動力伝達経路を切り離し、ゼロより大きいときに動力伝達経路を接続するようにクラッチ装置を制御するクラッチ制御手段と、クラッチ装置の動作異常による動力伝達経路の切り離しを判定する判定手段と、クラッチ制御手段が動力伝達経路を接続するようにクラッチ装置を制御しているとき、判定手段により動力伝達経路が切り離されたと判定されると、第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制する回転制御手段とを備えることを特徴とする。
クラッチ装置を、クラッチ制御圧により作動する油圧クラッチとして構成し、クラッチ制御圧を検出する圧力検出手段を設け、この圧力検出手段で検出されたクラッチ制御圧に基づき動力伝達経路の切り離しを判定することもできる。
第1の油圧モータの回転速度を検出する速度検出手段を設け、この速度検出手段で検出された回転速度に基づき動力伝達経路の切り離しを判定することもできる。
容積制御装置による第1の油圧モータの傾転制御動作の異常を判定する判定手段と、クラッチ制御手段が動力伝達経路を切り離すようにクラッチ装置を制御しているとき、判定手段により第1の油圧モータの傾転制御動作の異常が判定されると、第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制する回転制御手段とを備えることもできる。
この場合、第1の油圧モータの回転速度を検出する速度検出手段を設け、この速度検出手段で検出された回転速度に基づき第1の油圧モータの傾転制御動作の異常を判定するようにしてもよい。
回転制御手段を、エンジンの最高回転速度を制限して第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制するエンジン回転速度制御手段として構成することもできる。
回転制御手段を、油圧ポンプの押しのけ容積の上限を制限して第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制するポンプ制御手段として構成することもできる。
回転制御手段を、第1の油圧モータの押しのけ容積を増加させて第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制するモータ制御手段として構成することもできる。
回転制御手段を、第1の油圧モータへの圧油の流れをバイパスさせて第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制するバイパス手段として構成することもできる。
判定手段による判定結果を報知する報知手段をさらに備えることもできる。
A clutch control device for a hydraulically driven vehicle according to the present invention includes a hydraulic pump driven by an engine, a variable displacement first hydraulic motor connected to the hydraulic pump by a closed circuit and driven by pressure oil from the hydraulic pump, A variable displacement or fixed displacement second hydraulic motor connected in parallel to one hydraulic motor and driven by pressure oil from a hydraulic pump, and driven by outputs of the first hydraulic motor and the second hydraulic motor Driving drive shaft, a volume control device that controls the displacement of the first hydraulic motor from zero to the maximum displacement according to the load, and power transmission between the first hydraulic motor and the travel drive shaft A clutch device that connects or disconnects the path, and disconnects the power transmission path when the displacement of at least the first hydraulic motor is zero, and connects the power transmission path when it is greater than zero The clutch control means for controlling the clutch device so as to determine the disconnection of the power transmission path due to abnormal operation of the clutch apparatus, and the clutch control means to control the clutch apparatus so that the clutch control means connects the power transmission path. When the determination means determines that the power transmission path is disconnected, the rotation control means suppresses an increase in the rotation speed of the first hydraulic motor.
The clutch device is configured as a hydraulic clutch that operates by clutch control pressure, and pressure detection means for detecting the clutch control pressure is provided, and disconnection of the power transmission path is determined based on the clutch control pressure detected by the pressure detection means. You can also.
It is also possible to provide speed detection means for detecting the rotation speed of the first hydraulic motor, and to determine whether the power transmission path is disconnected based on the rotation speed detected by the speed detection means.
A determination unit that determines abnormality of the tilt control operation of the first hydraulic motor by the volume control device and a first hydraulic pressure by the determination unit when the clutch control unit controls the clutch device so as to disconnect the power transmission path. A rotation control means that suppresses an increase in the rotation speed of the first hydraulic motor when an abnormality in the tilt control operation of the motor is determined can be provided.
In this case, speed detection means for detecting the rotation speed of the first hydraulic motor is provided, and an abnormality in the tilt control operation of the first hydraulic motor is determined based on the rotation speed detected by the speed detection means. Also good.
The rotation control means may be configured as an engine rotation speed control means that limits the maximum rotation speed of the engine and suppresses an increase in the rotation speed of the first hydraulic motor.
The rotation control means can be configured as a pump control means that limits the upper limit of the displacement volume of the hydraulic pump and suppresses an increase in the rotation speed of the first hydraulic motor.
The rotation control unit may be configured as a motor control unit that suppresses an increase in the rotation speed of the first hydraulic motor by increasing a displacement volume of the first hydraulic motor.
The rotation control means may be configured as bypass means that bypasses the flow of pressure oil to the first hydraulic motor and suppresses an increase in the rotation speed of the first hydraulic motor.
An informing means for informing the determination result by the determining means can be further provided.
本発明によれば、クラッチ装置の動作異常時あるいは油圧モータの傾転制御動作の異常時にモータ回転速度の上昇を抑制するようにしたので、油圧モータの過回転を防止できる。 According to the present invention, since the increase in the motor rotation speed is suppressed when the operation of the clutch device is abnormal or when the tilt control operation of the hydraulic motor is abnormal, it is possible to prevent over-rotation of the hydraulic motor.
以下、図1〜図6を参照して本発明による油圧駆動車両のクラッチ制御装置の実施の形態について説明する。
図1は、本実施の形態に係るクラッチ制御装置の構成を示す走行用油圧回路図である。このクラッチ制御装置は、例えばホイールローダに適用される。エンジン1により駆動される油圧ポンプ2には、一対の油圧モータ(第1モータ3および第2モータ4)が主管路L1,L2を介して互いに並列に閉回路接続され、いわゆるHST走行回路が形成されている。油圧ポンプ2からの圧油により油圧モータ3,4が回転すると、油圧モータ3、4の出力トルクはギアボックス5を介して出力軸6に伝達される。これによりアクスル7を介してタイヤ8が回転し、車両が走行する。
Hereinafter, an embodiment of a clutch control device for a hydraulically driven vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a travel hydraulic circuit diagram showing the configuration of the clutch control device according to the present embodiment. This clutch control device is applied to, for example, a wheel loader. A pair of hydraulic motors (a
この際、第1モータ3の出力トルクはクラッチ装置15を介してギアボックス5に入力される。クラッチ装置15は減圧弁22からの圧油(クラッチ圧Pc)によって作動する油圧クラッチである。すなわち管路L3を介して減圧弁22から所定値Pc1以上のクラッチ圧Pcが作用すると、クラッチ装置15は作動(オン)する。これにより第1モータ3と出力軸6の動力伝達経路が接続され、第1モータ3の出力トルクがタイヤ8に伝達される。一方、減圧弁22からのクラッチ圧Pcが所定値Pc1未満になると、クラッチ装置15は解除(オフ)される。これにより第1モータ3と出力軸6の動力伝達経路が切り離され、第1モータ3から出力軸6へのトルク伝達が遮断される。
At this time, the output torque of the
減圧弁22は電磁比例減圧弁であり、コントローラ10からの制御信号によりその減圧度、つまりクラッチ圧Pcが制御される。すなわちコントローラ10からクラッチオン信号が出力されるとクラッチ圧Pcは所定値Pc1以上となり、クラッチ装置15がオンされる。クラッチオフ信号が出力されるとクラッチ圧Pcは所定値Pc1未満となり、クラッチ装置15がオフされる。
The
減圧弁22には、エンジン1により駆動される油圧ポンプ20からの圧油が作用する。油圧ポンプ20の吐出側管路L4にはリリーフ弁21が接続され、管路L4の圧力Ppはリリーフ弁21のリリーフ圧Pp1に設定されている。なお、圧力Ppは減圧弁22の一次圧であり、圧力Ppが所定値Pp1以上であれば、クラッチ装置15に対し所定値Pc1以上のクラッチ圧Pcを供給可能である。一方、圧力Ppが所定値Pp1未満のときは、所定値Pc1以上のクラッチ圧Pcを供給できない。
The pressure oil from the
HST走行回路には、油圧モータ3,4をバイパスするようにバイパス回路が形成され、バイパス回路L5にバイパス弁26が設けられている。バイパス弁26はコントローラ10からの制御信号により切り換わる。バイパス弁26が位置イに切り換わると、バイパス弁26を介して主管路L1,L2同士が連通し、位置ロに切り換わると、主管路L1,L2同士の連通が阻止される。
In the HST travel circuit, a bypass circuit is formed so as to bypass the
コントローラ10には、アクセルペダル9の操作量を検出する操作量検出器9aと、車両の前後進を指令する前後進切換スイッチ18と、エンジン回転数(エンジン回転速度)を検出するエンジン速度センサ11と、前進時および後進時におけるHST回路の負荷圧(モータ駆動圧)を検出する圧力センサ12,13と、車速を検出する車速センサ14と、第1モータ3の回転数(モータ回転速度Nm)を検出するモータ速度センサ23と、減圧弁22に作用する一次圧Ppを検出する圧力センサ24と、クラッチ装置15に作用するクラッチ圧Pcを検出する圧力センサ25からの信号がそれぞれ入力される。これらの信号に基づきコントローラ10は、減圧弁22、バイパス弁26、および警報装置27にそれぞれ制御信号を出力する。
The
油圧ポンプ2は可変容量形ポンプであり、ポンプ傾転量すなわちポンプ押しのけ容積qp(ポンプ容量)は傾転制御装置2aにより制御される。傾転制御装置2aは傾転シリンダと、前後進切換スイッチ18の操作に応じて切り換わる前後進切換弁とを有する。傾転シリンダには、前後進切換弁を介して制御圧力が供給され、制御圧力に応じてポンプ傾転量qpが制御されるとともに、前後進切換弁の切換に応じて傾転シリンダの動作方向が制御され、油圧ポンプ2の傾転方向が制御される。
The
制御圧力はエンジン回転数の増加に比例して上昇し、制御圧力が上昇するとポンプ傾転量qpが増加する。エンジン回転数は、アクセルペダル9の操作量に応じて制御される。すなわちアクセルペダル9の操作量の増加の伴いエンジン回転数が増加する。エンジン回転数が増加すると、油圧ポンプ1の回転数とポンプ傾転量の両方が増加するため、ポンプ吐出量はエンジン回転数の増加に応じて滑らかに応答性よく増大し、滑らかで力強い加速性が得られる。
The control pressure increases in proportion to the increase in the engine speed, and the pump tilt amount qp increases as the control pressure increases. The engine speed is controlled according to the operation amount of the
油圧モータ3,4はいずれも可変容量形モータであり、モータ傾転量すなわちモータ押しのけ容積q1,q2(モータ容量)はそれぞれ傾転制御装置3a,4aにより制御される。傾転制御装置3a,4aには、それぞれコントローラ10から圧力センサ12,13の検出値に応じた制御信号が出力される。図2(a),(b)は、それぞれ第1モータ3と第2モータ4の傾転制御特性の一例を示す図である。横軸には圧力センサ12,13で検出された高圧側の圧力、つまりHSTの駆動圧力Pを、縦軸にはモータ押しのけ容積q1,q2をとっている。
The
図2(a)に示すように第1モータ3の押しのけ容積q1は、モータ駆動圧(負荷圧)Pが所定値Pa以下の範囲ではゼロ(q1=0)であり、モータ駆動圧Pが所定値Pa以上になると負荷に応じて0から最大q1maxまで増加する。押しのけ容積q1が0になると、油圧ポンプ2から第1モータ3への圧油の流れがブロックされ、ポンプ吐出油による第1モータ3の回転が阻止される。
As shown in FIG. 2A, the displacement volume q1 of the
一方、図2(b)に示すように第2モータ4のモータ押しのけ容積q2は、モータ駆動圧Pが所定値Pa以下の範囲では最小q2min(>0)であり、モータ駆動圧Pが所定値Pa以上になると負荷に応じて最小q2minから最大q2maxまで増加する。なお、図2(a),(b)では、安定したモータ傾転制御が行われるようにするため、押しのけ容積が最大q1max,q2maxになる点の駆動圧PがPaよりもΔPだけ大きくなっているが、説明を簡単にするため以下ではΔP=0として説明する。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, the motor displacement volume q2 of the
図3は、本実施の形態に係るクラッチ制御の一例を示す図である。図3(a)の特性f11およびf12はそれぞれアクセルペダル9の加速操作時および減速操作時の車速と第1モータ3の押しのけ容積q1との関係を示し、図3(b)の特性f21およびf22はそれぞれアクセルペダル9の加速操作時および減速操作時の車速と第2モータ4の押しのけ容積q2との関係を示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of clutch control according to the present embodiment. Characteristics f11 and f12 in FIG. 3 (a) show the relationship between the vehicle speed during acceleration operation and deceleration operation of the
なお、図3はアクセルペダル9をフル操作した時の特性を示している。コントローラ10は、以下に述べるように加速走行時には車速Voffでクラッチオフ信号を出力し、減速走行時には車速Vonでクラッチオン信号を出力する。
FIG. 3 shows the characteristics when the
アクセルペダル9を踏み込み操作して車両を走行すると、特性f11に示すように走行負荷の減少に伴い第1モータ3の押しのけ容積q1は小さくなる。これにより車速が増加し、少なくとも車速Voff時には押しのけ容積q1は0になる。車速Voff時にコントローラ10からクラッチオフ信号が出力されると、クラッチ装置15がオフされ、第1モータ3が出力軸6から切り離される。以降、第2モータ4の駆動トルクのみによって車両は走行する。
When the vehicle is driven by depressing the
特性f21に示すように、加速走行時における第2モータ4の押しのけ容積q2は、車速がVoffになるまでは最大q2maxに保持される。すなわち車速がクラッチオフ車速Voff以下の場合には、押しのけ容積q2は図2の特性に拘わらず最大q2maxに保持される。車速がVoff以上になると、押しのけ容積q2は図2の特性に従い走行負荷に応じて制御され、モータ駆動圧PがPaより小さい場合は押しのけ容積q2はq2minまで減少する。これにより車速が増加し、高速低トルクでの走行が可能となる。
As indicated by the characteristic f21, the displacement volume q2 of the
一方、最高車速で走行中にアクセルペダル9を減速操作することにより、あるいは走行負荷が増加することにより車速が減少すると、特性f22に示すように、第2モータ4の押しのけ容積q2は最小q2minから最大q2maxまで増加する。車速がVoff以下になると、第2モータ4の押しのけ容積q2は最大q2maxに保持される。
On the other hand, when the vehicle speed is decreased by decelerating the
減速走行時には、車速がVonに至るまで押しのけ容積q1は図2の特性に拘わらずゼロ傾転に保持される。車速がVon(<Voff)まで減少し、コントローラ10からクラッチオン信号が出力されると、クラッチ装置15がオンされ、第1モータ3と出力軸6が接続される。その後、第1モータ3の押しのけ容積q1は走行負荷に応じて制御され、モータ駆動圧PがPaより大きい場合は、特性f12に示すように押しのけ容積q1はq1maxまで増加する。これにより車速が減少し、低速高トルクでの走行が可能となる。
During deceleration traveling, the displacement volume q1 is maintained at zero tilt regardless of the characteristics of FIG. 2 until the vehicle speed reaches Von. When the vehicle speed decreases to Von (<Voff) and a clutch-on signal is output from the
本実施の形態では、加速走行時に車速Voffでクラッチオフするので、車軸6の回転によってゼロ傾転の第1モータ3が回転することを防止できる。その結果、走行抵抗が小さくなり、エンジン出力のロスを低減できる。つまり、ゼロ傾転のモータ3を駆動するにもトルク(ゼロ傾転ロストルクと呼ぶ)が必要となるが、ゼロ傾転になった後にクラッチをオフすることで、ゼロ傾転ロストルクの発生を抑えることができる。
In the present embodiment, the clutch is turned off at the vehicle speed Voff during acceleration traveling, so that it is possible to prevent the
この場合、押しのけ容積q1が0になった後にクラッチ装置15をオフすれば、第1モータ3へはポンプ吐出油が流れず、クラッチオフ時の第1モータ3の回転を阻止できる。一方、クラッチ装置15の故障や減圧弁22の故障、第1モータ3の故障等により押しのけ容積q1が0でないにも拘わらずクラッチ装置15がオフされると、ポンプ吐出油が全て軽負荷側の第1モータ3に流れるため、クラッチオフ時に第1モータ3が過回転するおそれがある。これを防止するため、本実施の形態では、以下のようにバイパス弁26を制御する。
In this case, if the
コントローラ10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。図4は、コントローラ10のCPUで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばエンジンキースイッチのオンによりスタートする。
The
ステップS1では、コントローラ10からクラッチ装置15にクラッチオン信号が出力されているか否かを判定する。加速走行時に車速がVoff以下であるか、あるいは減速走行時に車速がVon以下であれば、減圧弁22にクラッチオン信号が出力されるため、ステップS1が肯定される。ステップS1が肯定されるとステップS2に進む。
In step S1, it is determined whether or not a clutch-on signal is output from the
ステップS2では、圧力センサ24により検出された管路L4の圧力Ppが所定値Pp1以上か否か、すなわちクラッチ装置15をオン可能な一次圧Pp1が発生しているか否かを判定する。油圧ポンプ20やリリーフ弁21が正常に作動していれば、Pp=Pp1であり、この場合はステップS2が肯定されてステップS3に進む。一方、油圧ポンプ20とリリーフ弁21のいずれかに異常があると、管路L4内の圧力Ppが所定値Pp1未満となる。この場合はクラッチ装置15が動作異常であるとしてステップS6に進む。
In step S2, it is determined whether or not the pressure Pp in the pipe L4 detected by the
ステップS3では、圧力センサ25により検出されたクラッチ圧Pcが所定値Pc1以上か否か、すなわちクラッチオン信号に対応して、管路L3内にクラッチ装置15をオンするクラッチ圧Pc1が発生しているか否かを判定する。減圧弁22が正常に作動していれば、Pc=Pc1であり、この場合はステップS3が肯定されてステップS4に進む。一方、減圧弁22に異常があると、クラッチ圧Pcが所定値Pc1未満となる。この場合はクラッチ装置15が動作異常であるとしてステップS6に進む。
In step S3, a clutch pressure Pc1 for turning on the
ステップS4では、速度センサ23により検出された第1モータ3の回転速度Nmが所定値Nm1以下か否かを判定する。所定値Nm1は、例えばモータ3の最大許容回転数に設定されている。クラッチ装置15が正常であれば、減圧弁22からのクラッチ圧Pc(=Pc1)によりクラッチ装置15はオンする。この場合、回転速度Nmは常に所定値Nm1以下になり、ステップS4が肯定されてステップS5に進む。一方、クラッチ装置15が故障していると、クラッチ圧Pcが所定値Pc1になってもクラッチ装置15はオフ状態のままのことがある。この場合、モータ回転速度Nmが所定値Nm1を超えるおそれがあり、Nm>Nm1になると、クラッチ装置15が動作異常であるとしてステップS6に進む。
In step S4, it is determined whether or not the rotational speed Nm of the
ステップS5では、バイパス弁26に制御信号を出力し、バイパス弁26を位置ロに切り換える。これにより油圧ポンプ2の吐出油はバイパス弁26を通過することなく、全て油圧モータ3,4に供給可能となる。
In step S5, a control signal is output to the
ステップS6では、バイパス弁26に制御信号を出力し、バイパス弁26を位置イに切り換える。これにより油圧ポンプ2の吐出油の一部がバイパス弁26を通過し、第1モータ3への圧油の供給量が減少する。このため、クラッチ装置15の動作異常時に第1モータ3の回転数が減少し、モータ3の過回転を防止できる。
In step S6, a control signal is output to the
ステップS7では、警報装置27に制御信号を出力し、警報装置27を作動する。例えば警報装置27の作動によりオペレータに対して警報音を発生し、あるいは運転室内のモニタに警報表示を出力する。これによりオペレータはクラッチ装置15の動作異常を早期に認識することができ、異常箇所を早期に修理することができる。
In step S7, a control signal is output to the
ステップS1で、クラッチオフ信号が出力と判定されるとステップS4に進む。ステップS4では、上述したのと同様に、モータ回転速度Nmが所定値Nm1以下か否かを判定する。第1モータ3が正常に動作していれば、クラッチオフ信号が出力された際のモータ押しのけ容積q1は0であり、この場合はNm≦Nm1となるので、ステップS4が肯定され、ステップS5に進む。一方、第1モータ3あるいは傾転制御装置3aが故障していると、クラッチオフ信号が出力されているにも拘わらず、押しのけ容積q1が0より大きいことがある。この場合にNm>Nm1になると、傾転制御動作が異常であるとしてステップS6に進む。
If it is determined in step S1 that the clutch-off signal is output, the process proceeds to step S4. In step S4, as described above, it is determined whether or not the motor rotation speed Nm is equal to or less than a predetermined value Nm1. If the
本実施の形態に係るクラッチ制御装置による特徴的な動作を説明する。
(1)クラッチオン信号出力時
まず、第1モータ3の押しのけ容積q1が0より大きく、コントローラ10から比例弁22にクラッチオン信号が出力されている場合の動作を説明する。第1モータ3、傾転制御装置3a、油圧ポンプ20、リリーフ弁21、減圧弁22、およびクラッチ装置15等の部品が全て正常に動作していれば、クラッチオン信号によりクラッチ装置15はオンし、バイパス弁26は常に位置ロに切り換えられる(ステップS5)。この状態では、油圧ポンプ2の吐出油は油圧モータ3,4にそれぞれ分配され、第1モータ3が過回転することはない。
A characteristic operation of the clutch control device according to the present embodiment will be described.
(1) At clutch-on signal output First, the operation when the displacement q1 of the
油圧ポンプ20あるいはリリーフ弁21の故障により、管路L4内の一次圧Ppが所定値Pp1より小さくなると、バイパス弁26は位置イに切り換えられる(ステップS2→ステップS6)。また、減圧弁22の故障により、管路L3内のクラッチ圧Pcが所定値Pc1より小さくなると、バイパス弁26は位置イに切り換えられる(ステップS3→ステップS6)。このとき、クラッチ圧Pcの低下によりクラッチ装置15がオフするため、油圧ポンプ2の吐出油は負荷の軽い第1モータ3に優先的に供給されるが、バイパス弁26を開くことで、ポンプ吐出油の一部が第1モータ3をバイパスし、管路L5を流れる。これにより第1モータ3への圧油の供給量が減少し、第1モータ3の過回転を防止できる。
When the primary pressure Pp in the pipe line L4 becomes smaller than the predetermined value Pp1 due to a failure of the
一方、クラッチ装置15の故障によりクラッチ装置15がオフすると、ポンプ吐出油は第1モータに優先的に流れ、モータ回転速度Nmが増加する。そして、モータ回転数Nmが所定値Nm1を超えると、バイパス弁26は位置イに切り換えられる(ステップS4→ステップS6)。これにより第1モータ3への圧油供給量が減少し、クラッチ装置15の故障によるモータ3の過回転を防止できる。なお、バイパス弁26が位置イに切り換えられたときは、警報装置27が作動するため、オペレータはクラッチ装置15の異常を早期に認識できる。
On the other hand, when the
(2)クラッチオフ信号出力時
次に、車速がVoff以上となり、コントローラ10から比例弁22にクラッチオフ信号が出力されている場合の動作を説明する。第1モータ3および傾転制御装置3a等の部品が全て正常に動作していれば、クラッチオフ時のモータ押しのけ容積は0である。このため、第1モータ3の圧油の流れがブロックされ、第1モータ3の回転が阻止される。
(2) When the clutch-off signal is output Next, the operation when the vehicle speed is Voff or more and the clutch-off signal is output from the
一方、第1モータ3あるいは傾転制御装置3aの故障によりクラッチ装置15がオンすると、ポンプ吐出油は第1モータ3に優先的に流れ、モータ回転速度Nmが上昇する。そして、モータ回転数Nmが所定値Nm1を超えると、バイパス弁26は位置イに切り換えられる(ステップS4→ステップS6)。これにより第1モータ3への圧油供給量が減少し、傾転制御動作の異常による第1モータ3の過回転を防止できる。
On the other hand, when the
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)油圧モータ3,4をバイパスする管路L5にバイパス弁26を設け、クラッチオン信号が出力されているとき、つまりモータ押しのけ容積q1が0より大きいときに、クラッチ圧供給用の管路L4内の圧力Ppが所定値Pp1より小さくなると、バイパス弁26を開放するようにした。これにより第1モータ3への圧油供給量が減少し、油圧ポンプ20やリリーフ弁21の故障によってクラッチ装置15がオフした場合の第1モータ3の過回転を防止することができる。
According to the present embodiment, the following operational effects can be achieved.
(1) A
(2)クラッチオン信号が出力されているとき、管路L3内のクラッチ圧Pcが所定値Pc1より小さくなると、バイパス弁26を開放するようにした。これにより減圧弁22の故障によってクラッチ装置15がオフした場合の第1モータ3の過回転を防止することができる。
(2) When the clutch-on signal is output, the
(3)クラッチオン信号が出力されているとき、モータ回転速度Nmが所定値Nm1を超えると、バイパス弁26を開放するようにした。これにより第1モータ3への圧油供給量が減少し、クラッチ装置15自身の故障によってクラッチ装置15がオフした場合の第1モータ3の過回転を防止することができる。
(3) When the clutch-on signal is output, the
(4)クラッチオフ信号が出力されているとき、モータ回転速度Nmが所定値Nm1を超えると、バイパス弁26を開放するようにした。これにより第1モータ3への圧油供給量が減少するので、油圧モータ3や傾転制御装置3aの故障によってモータ押しのけ容積q1が0となっている場合にも、第1モータ3の過回転を防止することができる。
(4) When the clutch-off signal is output, the
(5)バイパス弁26を開放したとき、併せて警報装置27を作動するようにしたので、オペレータはクラッチ装置15の異常動作および第1モータ3の傾転制御動作の異常を早期に認識することができ、二次的被害の発生を未然に防ぐことができる。
(5) Since the
なお、上記実施の形態では、油圧モータ3,4をバイパスする管路にバイパス弁26を設け、異常判定時にバイパス弁26を開放することで第1モータ3の過回転を防止するようにしたが、バイパス手段の構成はこれに限らない。また、バイパス弁26以外により回転制御手段を構成してもよい。この場合、バイパス弁26を省略し、図4のステップS6でバイパス弁26を位置イに切り換える代わりに、コントローラ10で以下のような処理を実行すればよい。
In the above embodiment, the
例えばエンジン回転速度を制御するエンジン回転速度制御手段を設け、異常判定時にエンジン1の最高回転速度を制限して、第1モータ3の過回転を防止するようにしてもよい。あるいは異常判定時にポンプ制御手段としての傾転制御装置2aによりポンプ押しのけ容積qpの上限を制限して、第1モータ3の過回転を防止するようにしてもよい。あるいは異常判定時にモータ制御手段としての傾転制御装置3aによりモータ押しのけ容積q1を増加させて(例えば最大傾転q1maxに制御して)、第1モータ3の過回転を防止するようにしてもよい。
For example, engine rotation speed control means for controlling the engine rotation speed may be provided, and the maximum rotation speed of the
上記実施の形態では、圧力検出手段としての圧力センサ24,25により検出された圧力Pp,Pc、あるいは速度検出手段としての速度センサ23により検出されたモータ回転速度Nmに基づきクラッチ装置15の動作異常や第1モータ3の傾転制御動作の異常を判定したが、判定手段の構成はこれに限らない。例えば第1モータ3の通過流量を検出する流量センサを設け、コントローラ10からクラッチオフ信号が出力されているにも拘わらず、流量センサにより0より大きな流量が検出されたときに、異常を判定してもよい。第1モータ3の押しのけ容積q1を検出する傾転角センサを設け、クラッチオフ信号が出力されているにも拘わらず、傾転角センサにより0より大きな押しのけ容積q1が検出されたときに異常を判定してもよい。異常判定結果を報知するのであれば、報知手段としての警報装置27はいかなるものでもよい。
In the above embodiment, the abnormal operation of the
上記実施の形態では、クラッチ装置15に接続された第1モータ3(第1の油圧モータ)とクラッチ装置15に接続されていない第2モータ4(第2の油圧モータ)を1つづつ設けたが、第1の油圧モータと第2の油圧モータは複数あってもよい。また、上記実施の形態では第2の油圧モータとしての第2モータ4を可変容量形としたが、固定容量形であってもよい。容積制御装置としてコントローラ10からの制御信号により第1モータ3の押しのけ容積q1を0〜q1maxの間で制御するようにしたが、モータ駆動圧Pに応じて押しのけ容積q1を油圧的に制御してもよい。第1モータ3とギアボックス5の間にクラッチ装置15を設けたが、第1モータ3と走行用駆動軸の間の動力伝達経路を接続または切り離すことができるのであれば、クラッチ装置15の配置はこれに限らない。
In the above embodiment, the first motor 3 (first hydraulic motor) connected to the
車速に応じてクラッチオン信号、クラッチオフ信号を減圧弁22に出力してクラッチ装置を制御するようにしたが、少なくとも第1モータの押しのけ容積q1が0のときにクラッチをオフし、押しのけ容積q1が0より大きいときにクラッチをオンするのであれば、クラッチ制御手段の構成はいかなるものでもよい。したがって、モータ押しのけ容積q1の特性も図3に示したものに限らない。車速Voffでクラッチオフするようにしたが、車速Voffをエンジン回転数に応じて変更するようにしてもよい。
The clutch device is controlled by outputting a clutch-on signal and a clutch-off signal to the
以上では、本発明のクラッチ制御装置をホイールローダに適用する例を説明したが、フォークリフト等、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クラッチ制御装置に限定されない。 The example in which the clutch control device of the present invention is applied to a wheel loader has been described above, but the present invention can be similarly applied to other hydraulically driven vehicles such as forklifts. That is, the present invention is not limited to the clutch control device of the embodiment as long as the features and functions of the present invention can be realized.
2 油圧ポンプ
2a 傾転制御装置
3 第1モータ
3a 傾転制御装置
4 第2モータ
6 出力軸
10 コントローラ
15 クラッチ装置
22 減圧弁
23 速度センサ
24,25 圧力センサ
26 バイパス弁
27 警報装置
2 Hydraulic pump 2a
Claims (10)
前記油圧ポンプに閉回路接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形の第1の油圧モータと、
前記第1の油圧モータに対し並列に接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形または固定容量形の第2の油圧モータと、
前記第1の油圧モータと前記第2の油圧モータの出力により駆動する走行用駆動軸と、
前記第1の油圧モータの押しのけ容積を負荷に応じてゼロから最大押しのけ容積の間で制御する容積制御装置と、
前記第1の油圧モータと前記走行用駆動軸の間の動力伝達経路を接続または切り離すクラッチ装置と、
少なくとも前記第1の油圧モータの押しのけ容積がゼロのときに前記動力伝達経路を切り離し、ゼロより大きいときに前記動力伝達経路を接続するように前記クラッチ装置を制御するクラッチ制御手段と、
前記クラッチ装置の動作異常による前記動力伝達経路の切り離しを判定する判定手段と、
前記クラッチ制御手段が前記動力伝達経路を接続するように前記クラッチ装置を制御しているとき、前記判定手段により前記動力伝達経路が切り離されたと判定されると、前記第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制する回転制御手段とを備えることを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 A hydraulic pump driven by an engine;
A variable displacement first hydraulic motor connected to the hydraulic pump in a closed circuit and driven by pressure oil from the hydraulic pump;
A variable displacement or fixed displacement second hydraulic motor connected in parallel to the first hydraulic motor and driven by pressure oil from the hydraulic pump;
A travel drive shaft driven by outputs of the first hydraulic motor and the second hydraulic motor;
A volume control device for controlling a displacement of the first hydraulic motor between zero and a maximum displacement according to a load;
A clutch device for connecting or disconnecting a power transmission path between the first hydraulic motor and the driving shaft;
Clutch control means for controlling the clutch device to disconnect the power transmission path when the displacement of at least the first hydraulic motor is zero and to connect the power transmission path when larger than zero;
Determination means for determining disconnection of the power transmission path due to abnormal operation of the clutch device;
When the clutch control unit is controlling the clutch device to connect the power transmission path, if the determination unit determines that the power transmission path is disconnected, the rotational speed of the first hydraulic motor A clutch control device for a hydraulically driven vehicle.
前記クラッチ装置は、クラッチ制御圧により作動する油圧クラッチであり、
前記判定手段は、前記クラッチ制御圧を検出する圧力検出手段を有し、この圧力検出手段で検出されたクラッチ制御圧に基づき前記動力伝達経路の切り離しを判定することを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 The clutch control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 1,
The clutch device is a hydraulic clutch that operates by clutch control pressure,
The determination unit includes a pressure detection unit that detects the clutch control pressure, and determines whether the power transmission path is disconnected based on the clutch control pressure detected by the pressure detection unit. Clutch control device.
前記判定手段は、前記第1の油圧モータの回転速度を検出する速度検出手段を有し、この速度検出手段で検出された回転速度に基づき前記動力伝達経路の切り離しを判定することを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 The clutch control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 1,
The determination means includes speed detection means for detecting a rotation speed of the first hydraulic motor, and determines whether the power transmission path is disconnected based on the rotation speed detected by the speed detection means. A clutch control device for a hydraulically driven vehicle.
前記油圧ポンプに閉回路接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形の第1の油圧モータと、
前記第1の油圧モータに対し並列に接続され、前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量形または固定容量形の第2の油圧モータと、
前記第1の油圧モータと前記第2の油圧モータの出力により駆動する走行用駆動軸と、
前記第1の油圧モータの押しのけ容積を負荷に応じてゼロから最大押しのけ容積の間で制御する容積制御装置と、
前記第1の油圧モータと前記走行用駆動軸の間の動力伝達経路を接続または切り離すクラッチ装置と、
少なくとも前記第1の油圧モータの押しのけ容積がゼロのときに前記動力伝達経路を切り離し、ゼロより大きいときに前記動力伝達経路を接続するように前記クラッチ装置を制御するクラッチ制御手段と、
前記容積制御装置による前記第1の油圧モータの傾転制御動作の異常を判定する判定手段と、
前記クラッチ制御手段が前記動力伝達経路を切り離すように前記クラッチ装置を制御しているとき、前記判定手段により前記第1の油圧モータの傾転制御動作の異常が判定されると、前記第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制する回転制御手段とを備えることを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 A hydraulic pump driven by an engine;
A variable displacement first hydraulic motor connected to the hydraulic pump in a closed circuit and driven by pressure oil from the hydraulic pump;
A variable displacement or fixed displacement second hydraulic motor connected in parallel to the first hydraulic motor and driven by pressure oil from the hydraulic pump;
A travel drive shaft driven by outputs of the first hydraulic motor and the second hydraulic motor;
A volume control device for controlling a displacement of the first hydraulic motor between zero and a maximum displacement according to a load;
A clutch device for connecting or disconnecting a power transmission path between the first hydraulic motor and the driving shaft;
Clutch control means for controlling the clutch device to disconnect the power transmission path when the displacement of at least the first hydraulic motor is zero and to connect the power transmission path when larger than zero;
Determination means for determining an abnormality in the tilt control operation of the first hydraulic motor by the volume control device;
When the clutch control unit is controlling the clutch device so as to disconnect the power transmission path, if the determination unit determines that the tilt control operation of the first hydraulic motor is abnormal, the first control unit A clutch control device for a hydraulically driven vehicle, comprising: a rotation control unit that suppresses an increase in the rotation speed of the hydraulic motor.
前記判定手段は、前記第1の油圧モータの回転速度を検出する速度検出手段を有し、この速度検出手段で検出された回転速度に基づき前記第1の油圧モータの傾転制御動作の異常を判定することを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 The clutch control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 4,
The determination means has speed detection means for detecting the rotation speed of the first hydraulic motor, and detects an abnormality in the tilt control operation of the first hydraulic motor based on the rotation speed detected by the speed detection means. A clutch control device for a hydraulically driven vehicle, characterized by:
前記回転制御手段は、前記エンジンの最高回転速度を制限して前記第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制するエンジン回転速度制御手段を有することを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 In the clutch control device of the hydraulic drive vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The clutch control apparatus for a hydraulically driven vehicle, wherein the rotation control means includes engine rotation speed control means for limiting an increase in rotation speed of the first hydraulic motor by limiting a maximum rotation speed of the engine.
前記回転制御手段は、前記油圧ポンプの押しのけ容積の上限を制限して前記第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制するポンプ制御手段を有することを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 In the clutch control device of the hydraulic drive vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The clutch control device for a hydraulically driven vehicle, wherein the rotation control means includes pump control means for restricting an increase in rotational speed of the first hydraulic motor by limiting an upper limit of a displacement volume of the hydraulic pump.
前記回転制御手段は、前記第1の油圧モータの押しのけ容積を増加させて前記第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制するモータ制御手段を有することを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 In the clutch control device of the hydraulic drive vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The clutch control device for a hydraulically driven vehicle, wherein the rotation control means includes motor control means for increasing a displacement volume of the first hydraulic motor and suppressing an increase in a rotation speed of the first hydraulic motor. .
前記回転制御手段は、前記第1の油圧モータへの圧油の流れをバイパスさせて前記第1の油圧モータの回転速度の上昇を抑制するバイパス手段を有することを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 In the clutch control device of the hydraulic drive vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The clutch of the hydraulically driven vehicle, wherein the rotation control means includes a bypass means for bypassing the flow of pressure oil to the first hydraulic motor and suppressing an increase in the rotational speed of the first hydraulic motor. Control device.
前記判定手段による判定結果を報知する報知手段をさらに有することを特徴とする油圧駆動車両のクラッチ制御装置。 In the clutch control device of the hydraulic drive vehicle according to any one of claims 1 to 9,
A clutch control device for a hydraulically driven vehicle, further comprising notification means for notifying a determination result by the determination means.
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