JPH04143331A - 作業車両の油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ショベルやホイールローダ等に代表され
る作業車両の油圧駆動装置に係わり、特に、原動機によ
り駆動される油圧ポンプの入力トルクが目標トルクを越
えないようにポンプ吐出量を制御するポンプ制御手段を
備えた作業車両の油圧駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

油圧ショベルやホイールローダ等に代表される作業車両
の油圧駆動装置にあっては、例えばＷＯ９０１０８２６
３号公報に記載のように、原動機により駆動される油圧
ポンプの入力トルクが予め設定した目標トルクを越えな
いようにポンプ吐出量を制御し、原動機の過負荷を防止
する、いわゆる油圧ポンプの馬力制限制御が行われてい
る。また、例えば特開昭６３−２３９３２７号公報に記
載のように、走行モータに供給される圧油の流量を制御
する走行ペダルの操作量に応じて原動機の目標回転数を
設定し、通常備えられる燃料レバーにより設定された目
標回転数とその目標回転数の大きい方の値を目標回転数
指令値として原動機を制御することも行われており、上
述のＷＯ９０１０８２６３号公報にもこの考えか取り入
れられている。このように原動機を制御することにより
、走行時には燃料レバーによる目標回転数を低速に設定
することで走行ペダルの操作量に応した原動機の回転数
制御を可能とし、優れた走行の操作性を確保する等の効
果が得られる。

一方、上記油圧ポンプの馬力制限制御にあっては、実開
昭６２−１３４９０２号に記載のように、吸収トルク（
入力トルク）の特性として走行用と走行以外の作業用の
２種類を用意し、走行のみが行われているときには吸収
トルクが大きくなるようポンプ吐出量を制御し、走行以
外の作業が行われているときには吸収トルクが小さくな
るようポンプ吐出量を制御することが提案されており、
これにより走行時には吸収馬力を大きくして作業車両を
高速走行できるようにし、走行以外の作業時には吸収馬
力を小さくして作業用アクチュエータにかかる負担を軽
減している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ＷＯ９０１０８２６３号公報に記載の馬
力制限制御においては、例えば上述のＷ０９０１０８２
６３号公報のように、走行と走行以外の作業とでは負荷
特性が異なる点について配慮がされておらず、走行か走
行以外の作業かに係わらず同じ入力トルクとなるようポ
ンプ吐出量の制御を行なっているため、オーバトルク、
燃費などの面からいずれか一方の作業にかたよったトル
ク特性にならざるを得ず、原動機の馬力を常に有効に利
用できないという問題があった。

特に、燃費を考慮して走行以外の作業時にポンプ入力ト
ルクが大きくなるようにトルク特性を設定した場合、Ｗ
Ｏ９０１０８２６３号公報においては上述のように走行
時には走行ペダルの操作量に応して原動機の回転数を制
御するようにしていることから、走行発進時には負荷が
直ちに大きくなり、その結果、原動機がストール気味と
なり、回転上昇に時間がかかり加速性が悪くなる、黒煙
を吐く、走行フィーリングが悪くなる等、走行性能が悪
化するという問題があった。

また、実開昭６２−１３４９０２号においては、走行用
と走行以外の作業用の２種類の吸収トルク特性を用いて
いるが、走行時には吸収トルクが大きくなるように設定
しているので、走行時に走行ペダルの操作量に応じて原
動機の回転数を制御するようにした場合、上述と同様に
走行性能が悪化するという問題があった。

本発明の目的は、走行と走行以外の作業のそれぞれに適
したポンプ入力トルクを与え、原動機の馬力を常に有効
利用できると共に、走行発進時の走行性能に優れた作業
車両の油圧駆動装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によれば、原動機と、
この原動機によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ
と、この油圧ポンプからの吐出油によって駆動される走
行装置と、前記油圧ポンプからの吐出油によって駆動さ
れる作業用アクチュエータと、前記走行装置に供給され
る圧油の流量を制御する走行用操作手段と、前記原動機
の第１の目標回転数を設定する第１の設定手段と、前記
走行用操作手段の操作量に応じて前記原動機の第２の目
標回転数を設定する第２の設定手段と、前記第１及び第
２の目標回転数に基づいて目標回転数指令値を設定する
第３の設定手段と、前記目標回転数指令値となるよう前
記原動機の回転数を制御する原動機制御手段と、前記油
圧ポンプの入力トルクが目標トルクを越えないようポン
プ吐出量を制御するポンプ制御手段とを備えた作業車両
の油圧駆動装置において、前記作業車両が前記作業用ア
クチュエータか駆動される作業モードにあるか前記走行
装置が駆動される走行モードにあるかを判定する判定手
段と、前記目標回転数指令値の関数として作業モードに
適した第１のポンプ入力トルク及び走行モードに適した
第２のポンプ入力トルクが予め設定されており、前記判
定手段によって作業車両が作業モードにあると判定され
た場合はそのときの目標回転数指令値に対応する前記第
１のポンプ入力トルクの値を選択して前記目標トルクと
し、作業車両が走行モードにあると判定された場合はそ
のときの前記目標回転数指令値に対応する前記第２のポ
ンプ入力トルクの値を選択して前記目標トルクとする切
換え設定手段とを備えることを特徴とする作業車両の油
圧駆動装置が提供される。

前記切換え設定手段は前記第２のポンプ入力トルクを、
前記目標回転数指令値に代え、前記走行用操作手段の操
作量の関数として設定していても良い。

また、上記油圧駆動装置は、好ましくは、作業車両の前
進、後進又は中立を設定する前後進切換手段を更に備え
、前記判定手段は前記前後進切換手段が前進側か後進側
かのいずれかに切り換え操作された場合に走行モードに
あると判定し、それ以外の場合は作業モードにあると判
定する。また、前記判定手段は、前記前後進切換手段が
前進側か後進側かのいずれかに切り換え操作され、かつ
前記走行用操作手段が操作された場合に走行モードにあ
ると判定し、それ以外の場合は作業モードにあると判定
してもよいし、前記前後進切換手段が前進側か後進側か
のいずれかに切り換え操作され、かつ前記走行用操作手
段が操作され、前記作業用アクチュエータが駆動されて
いない場合に走行モードにあると判定し、それ以外の場
合は作業モードにあると判定してもよい。

また、好ましくは、前記第１のポンプ入力トルクは前記
目標回転数指令値が中間領域にあるときに比較的大きな
値となるように設定され、前記第２のポンプ入力トルク
は前記目標回転数指令値が中間領域にあるときに前記第
１のポンプ入力トルクの値より小さな値となるように設
定される。

さらに好ましくは、前記第２の目標回転数の最大値は前
記第１の目標回転数の最大値よりも大きく設定されると
共に、前記第２の目標回転数の最大値に対応する前記第
２のポンプ入力トルクを前記第１の目標回転数の最大値
に対応する前記第１のポンプ入力トルクより小さく設定
している。

〔作用〕

以上のように構成した本発明においては、判定手段で作
業車両が作業モードにあると判定されると、切換え設定
手段でそのときの目標回転数指令値に対応する作業モー
ドに適した第１のポンプ入力トルクの値が目標トルクと
して選択され、ポンプ制御手段ではポンプ入力トルクが
この目標トルクを越えないようにポンプ吐出量が制御さ
れる。

一方、判定手段で作業車両が走行モードにあると判定さ
れると、そのときの目標回転数指令値に対応する走行モ
ードに適した第２のポンプ入力トルクの値が目標トルク
として選択され、ポンプ制御手段ではポンプ入力トルク
かこの目標トルクを越えないようにポンプ吐出量が制御
される。したがって、走行と走行以外の作業とて異なる
負荷特性に対して最適の入力トルクとなるよう油圧ポン
プの吐出量が制御され、油圧ポンプを駆動する原動機の
馬力を最大限に有効利用できる また、第１のポンプ入力トルクが目標回転数指令値の中
間領域において比較的大きな値となるように設定するこ
とにより、原動機が中間回転数にある時のポンプ入力ト
ルクが大きくなり、走行以外の作業において燃費の優れ
た経済的な運転が可能となる。また、第２のポンプ入力
トルクが目標回転数指令値の中間領域において上記第１
のポンプ入力トルクの値よりも小さい値に設定すること
により、走行発進時に走行用操作手段の操作量の増大に
応じてポンプ入力トルクが直ちに大きくならないので、
原動機の回転数が走行用操作手段の操作量に応じて応答
性良く上昇し、良好な加速性と走行フィーリングが得ら
れると共に、黒煙の発生も低減する。

また、前記第２の目標回転数の最大値を前記第１の目標
回転数の最大値よりも大きく設定することにより、走行
時の原動機馬力を大きくでき、登板時等、原動機の負荷
が増大しても車両速度を大きく落とすことなく走行でき
る。一方、第２の目標回転数の最大値に対応する第２の
ポンプ入力トルクを第１の目標回転数の最大値に対応す
る第１のポンプ入力トルクより小さく設定することによ
り、原動機の出力特性は一般的に中速時のトルクが高速
時のトルクより大きくなるので、上述の第１及び第２の
目標回転数の最大値の設定に対応して、走行時、走行以
外の作業時の各条件下で効率の良い出力が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の好適実施例を図面により説明する。

第１の実施例 まず、本発明の一実施例を第１図〜第７図により説明す
る。

第１図において、本実施例の油圧駆動装置は、原動機、
即ち、エンジン１と、このエンジン１によって駆動され
る可変容量型の油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２に吐
出管路３及び主回路ライン４．５を介して相互にパラレ
ルに接続され、油圧ポンプ２からの吐出油により駆動さ
れる走行用アクチュエータ、即ち走行モータ６及び作業
用アクチュエータ、例えばブームシリンダ７とを備え、
油圧ポンプ２とアクチュエータ６．７の間の主回路ライ
ン４，５には、油圧ポンプ２から各アクチュエータに供
給される圧油の流量と方向を制御する制御弁８，９がそ
れぞれ接続され、制御弁８゜９の上流側にはこれら制御
弁の前後差圧を一定に保つ圧力補償弁１０．１１が配置
されている。

走行用の制御弁８は走行用のパイロット回路５７に接続
されたパイロットライン５５ａ、５５ｂに伝えられるパ
イロット圧により切換え制御される。走行用のパイロッ
ト回路５７は、ペダル５８Ａの踏込み操作により走行モ
ータ６の駆動速度を指示するパイロット圧を発生するパ
イロット減圧弁５８と、操作レバー５９Ａの手動操作に
より走行の前進、後進及び中立を指示する前後進切換弁
５９と、パイロット圧油を供給するパイロットポンプ６
０と、スローリターン弁６１とを有している。

作業用の制御弁９はパイロット減圧弁１８に接続された
パイロットライン５６ａ、５６ｂに伝えられるパイロッ
ト圧により切換え制御される。パイロット減圧弁１８は
操作レバー１８Ａの手動操作によりブームシリンダ７の
駆動速度及び方向を指示するパイロット圧を発生する。

制御弁８．９にはそれぞれアクチュエータ６゜７の負荷
圧力を検出するための負荷ライン１２゜１３が接続され
、負荷ライン１２．１３は更に高圧選択弁１９を介して
負荷ライン１４に接続されている。高圧選択弁１９で選
択された高圧側の負荷圧力、即ち、最大負荷圧力は負荷
ライン１４に導かれ、また負荷ライン１２．１３で検出
した負荷圧力は上述の圧力補償弁１０．１１に導かれ、
負荷ライン１４で検出した最大負荷圧力は吐出管路３に
接続されたアンロード弁１６に導かれる。

アンロード弁１６はポンプ吐出圧力と最大負荷圧力との
差圧に応答して作動し、当該差圧を設定値に保持すると
共に、制御弁８，９の中立時に油圧ポンプ２の最小吐出
圧力を保持する。

油圧ポンプ２の吐出量は、油圧ポンプ２の斜板傾転角（
押しのけ容積）θＳを検出する傾転角センサー７０と、
油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｐを検出する圧力センサー７
１と、前後進切換弁５９の操作レバー５９Ａの操作状態
を検出する位置センサー７２と、これらセンサーからの
検出信号を入力し、後述する処理を行うコントローラ７
４と、コントローラ７４から出力される電気信号により
駆動される傾転角制御装置７５とからなるポンプ制御装
置によって制御される。傾転角制御装置７５は２つの電
磁弁７６．７７と、この電磁弁の切換えにより圧油の給
排が制御され、ピストン位置が制御されるサーボシリン
ダ７８とを有し、サーボシリンダ７８のピストン位置が
制御されることにより油圧ポンプ２の斜板傾転角が制御
される。

エンジン１は、好ましくはオールスピードガバナ付きの
燃料噴射装置３０を備えたディーゼルエンジンであり、
燃料噴射装置３０はガバナレバー３１を有している。こ
のエンジン１の回転数は、それを検出する回転センサー
７３と、ガバナレバー３１の回動量を検出するポテンシ
ョメータ３４と、パイロット減圧弁５８の出力管路に接
続され、走行ペダル５８Ａの操作量に相当するパイロッ
ト減圧弁５８のパイロット圧を検出する圧力センサ−９
０と、燃料レバーの手動操作により、その変位量に応じ
た目標回転数を指示する回転数設定装置３２と、センサ
ー７３，３４．９０からの検出信号及び回転数設定装置
３２からの指令信号を入力して後述する処理を行う上記
コントローラ７４と、コントローラ７４から出力される
電気信号により駆動されるパルスモータ３５とからなる
エンジン制御装置によって制御される。パルスモータ３
５はコントローラ７４からの駆動信号に応じた角度だけ
回転し、リンク３７を介してガバナレバー３１を回動さ
せ、燃料噴射量を調整する。なお、回転数設定装置３２
は燃料レバーの外、゛ダイヤル式（回転式ポテンショメ
ータ）、押しボタン式（アップダウンスイッチ）等、そ
の他の操作手段であっても良い。

以上の油圧駆動装置が搭載される作業車両の一例を第２
図に示す。この作業車両はホイール式油圧ショベルであ
り、走行モータ６は後輪５０をトランスミッション５１
及びプロペラシャフト５２を介して駆動し、ブームシリ
ンダ７はフロントアッタチメント５３の一部であるブー
ム５４の昇降を行う。

コントローラ７４はマイクロコンピュータ等で構成され
、第３図にブロック８０で示すようなエンジン１の回転
数制御を行なう演算処理機能を有している。ブロック８
０において、ブロック４０は回転数設定装置３２の燃料
レバー変位量Ｘに相当する指令信号から変位量Ｘに応じ
た第１の目標回転数Ｎｘを決定し、ブロック４１は、ペ
ダル５８Ａの操作量Ｓに相当する圧力センサー９０の検
出信号から操作量Ｓに応じた第２の目標回転数Ｎｔを決
定する。これら目標回転数Ｎｘ、Ｎｔは最大値選択ブロ
ック４２で両者の大きい方の値が選択され、目標回転数
指令値ＮＹとされる。この目標回転数指令値Ｎｙはサー
ボ制御ブロック４３でポテンショメータ３４により検出
したガバナレバー３１の変位置Ｎθの信号と比較され、
エンジン１の回転数が目標回転数指令値Ｎ７に一致する
ようパルスモータ３５を制御する。

ブロック４０において、変位量Ｘと第１の目標回転数Ｎ
Ｚとの関係は変位量Ｘが増加するに従って第１の目標回
転数ＮＺがアイドル回転数Ｎｉから直線的に増加するよ
うに設定されている。ブロック４１においても、変位量
Ｘと第２の目標回転数Ｎ１との関係はペダル操作量Ｓが
増加するに従って第２の目標回転数Ｎ１がアイドル回転
数Ｎ１から直線的に増加するように設定されている。

ここで、ブロック４０において、第１の目標回転数Ｎｘ
の最大値Ｎ　ｘｍａｘはエンジン１が出し得る最高回転
数よりも低く設定され、第２の目標回転数Ｎ１の最大値
Ｎ　１ｍａｘはエンジン１の最高回転数にほぼ等しく設
定され、結果として、目標回転数Ｎ１の最大値Ｎ　＋ｍ
ａｘは目標回転数Ｎｌの最大値ＮＩｍａ！よりも大きく
なっている。

サーボ制御ブロック４３では第４図にフローチャートで
示すような処理を行う。即ち、手順ＳＬ。

Ｓ２でそれぞれポテンショメータ３４の検出値Ｎθ及び
ブロック４２からの指令値Ｎｙを入力し、手順Ｓ３で検
出値Ｎθと指令値Ｎｙとを比較して両者の差Ａ＝Ｎθ−
Ｎｙを演算する。次に手順Ｓ４でこの差Ａの絶対値が所
定値△Ａ以上か否かを判断する。この所定値ΔＡは、パ
ルスモータ３５とガバナレバー３１とを連結するリンク
機構３７等のバックラッシュ等による制御誤差に相当す
る程度の微小値としておく。次いで、上記差Ａの絶対値
が所定値ΔＡ未満のときは手順Ｓ５においてパルスモー
タ３５を停止させ、所定値ΔＡ以上であるときは、手順
Ｓ６．Ｓ７．Ｓ８で、上記差Ａが正か負かに応じてモー
タ３５を正回転方向又は逆回転方向に駆動する信号を出
力する。即ち、差Ａを小さくする方向にガバナレバー３
１を回動する駆動信号を出力する。その後、手順Ｓ１に
戻り、上記の処理を繰返す。

以上のように、ガバナレバー３１の変位量Ｎθを検出し
フィードバックすることにより、目標回転数指令値Ｎｙ
の変化に対応して、ガバナレバー３１の変位量Ｎθを制
御し、目標回転数指令値ＮＹに一致するよう原動機１の
回転数が制御される。

コントローラ７４は、また、第５図にブロック８１で示
すような油圧ポンプ２の吐出量制御を行なう演算処理機
能を有している。ブロック８１において、ブロック４４
は前後進切換弁５９の操作レバー５９Ａの操作状態Ｒを
検出するセンサー７２の出力信号から、作業車両が走行
モータ６が駆動される走行モードにあるかブームシリン
ダ７が駆動される作業モートにあるかを判定する。ブロ
ック４５ではブロック４４からの判定信号と上述したエ
ンジン回転数制御ブロック８０で求めた目標回転数指令
値ＮＹとからそのときの作業状態に適した目標トルクＴ
ｐｏを決定し、ブロック４６において、ブロック４７て
求めたポンプ吐出圧力Ｐｐの逆数１　／　Ｐ　ｐと目標
トルクＴｐｏとを乗して馬力演算を行ない、得られた値
θｐ＋にブロック４８て一次遅れ要素のフィルターを掛
けて入力トルク制限制御のための目標ポンプ傾転角θＡ
を求める。

この目標ポンプ傾転角θＡはサーボ制御ブロック４９で
傾転角センサ７０により検出した実傾転角フィードバッ
ク値θＳと比較され、ポンプ傾転量か目標ポンプ傾転角
０人に一致するよう傾転角制御装置７５を制御する。

ブロック４４における作業状態の判定方法及びブロック
４５における目標トルクの決定方法の詳細を第６図及び
第７図により説明する。

第６図において、センサー７２は操作レバー５９Ａが中
立位置にあるときにはＯＦＦ信号を出力し、前進又は行
進位置にあるときにＯＮ信号を出力する。ブロック４４
はセンサー７２の出力がＯＦＦのとき、走行作業判定フ
ラグＦをＯＦＦ　（０）にし、走行以外の作業モードに
あると判定する。

また、センサー７２の出力がＯＮのときには走行作業判
定フラグＦをＯＮ　（１）にし、走行モードにあると判
定する。

第７図に示すブロック４５において、ブロック５０には
走行以外の作業モードに適した第１のポンプ入力トルク
Ｔ１か目標回転数指令値ＮＹの関数として設定され、ブ
ロック５１には走行モードに適した第２のポンプ入力ト
ルクＴ１が目標回転数指令値Ｎｙの関数として設定され
ている。第１のポンプ入力トルクＴＩは目標回転数指令
値ＮＹの増加に伴って直ちに増大し、目標回転数指令値
Ｎ、の中間領域において最大の値Ｔ　Ｉｍａｔとなる関
係に設定されている。第２のポンプ入力トルクＴｔは目
標回転数指令値Ｎ７の増加に伴って徐々に増大し、目標
回転数指令値Ｎｙの中間領域においては未だ最大の値Ｔ
　ｊｍａｔに達せず、目標回転数指令値Ｎｙが最大近傍
に達して初めて最大値Ｔ　ｔｍａｘとなる関係に設定さ
れている。

また、第２の目標回転数Ｎ１が目標回転数指令値Ｎｙと
して選択されたときのＮ１の最大値Ｎ１ｍａ！に対応す
る第２のポンプ入力トルクＴ１が第１の目標回転数ＮＸ
が目標回転数指令値Ｎｙとして選択されたときのＮｘの
最大値Ｎｘｍａｘに対応する第１のポンプ入力トルクＴ
Ｉより小さくなるように、Ｔ　Ｉｍａｘ＜　Ｔ　Ｉｍａ
ｘの関係に設定されている。

また、ブロック４５には走行作業判定フラグＦによって
切り換わるスイッチ５２があり、フラグＦがＯＦＦ　（
０）のときはそのときの目標回転数指令値Ｎｙに対応す
る第１のポンプ入力トルクＴ１の値を選択して目標トル
クＴｐｏとし、フラグＦかＯＮ　（１）のときはそのと
きの目標回転数指令値ＮＹに対応する第２のポンプ入力
トルクＴ１の値を選択して目標トルクＴｐｏとする。即
ち、ブロック４５は、作業車両が走行以外の作業モード
にあると判定された場合は、当該作業モードに適した第
１のポンプ入力トルクＴ１の値を目標トルクとして選択
し、作業車両が走行モードにあると判定された場合は、
走行モードに適した第２のポンプ入力トルクＴ１の値を
目標トルクとして選択する切換え設定手段を構成する。

第５図に示したサーボ制御ブロック４９は、第８図にフ
ローチャートで示すような処理を行う。

即ち、手順Ｓ１１．Ｓ１２てそれぞれ傾転角センサー７
０の検出値θＳ及びブロック４８からの目標値θ＾を入
力し、手順３１３で検出値θＳと目標値０人とを比較し
て両者の差Ｚ＝θ＾−θＳを演算する。次に手順Ｓ１４
では、この差Ｚの絶対値が所定値６２以上か否かを判断
する。この所定値ΔＺは、アクチュエータ７８と油圧ポ
ンプ２とを連結する機構等のバックラッシュ等による制
御誤差に相当する程度の微小値としておく。次いて、上
記差Ｚの絶対値が所定値６２未満のときは、手順Ｓ１５
において電磁弁７６．７７を双方とも０ＦＦＬ、所定値
６２以上であるときは、手順Ｓ１６、Ｓ１７．Ｓ１８て
上記差Ｚが正か負かに応じて電磁弁７６．７７の一方を
ＯＮする。即ち、上記差Ｚが正のときは電磁弁７７をＯ
Ｎしてポンプ傾転角を小さくし、上記差Ｚが負のときは
電磁弁７６をＯＮしてポンプ傾転角を大きくする。その
後、手順Ｓ１１に戻り、上記の処理を繰返す。

以上のように、油圧ポンプ２の傾転角θＳを検出しフィ
ードバックすることにより、目標ポンプ傾転角θ＾の変
化に対応して、ポンプ傾転角θＳかこれに一致する状態
となるまでポンプ傾転角が制御される。

以上のように構成した本実施例において、ブームシリン
ダ７を駆動する走行以外の作業を行なう場合は、回転数
設定装置３２の燃料操作レバーを最大ストローク位置に
保持し、エンジン回転数を一定にして作業を行なう。即
ち、第３図に示すエンジン制御ブロック８０において、
ブロック４０では燃料レバーの最大変位量に対応した目
標回転数Ｎ１ｍａｘが求められ、ブロック４１では走行
ペダル５８Ａが操作されていないのでアイドル回転数Ｎ
ｉ相当の目標回転数Ｎ１か求められ、ブロック４２では
目標回転数Ｎ　ｘｍａｘが目標回転数指令値Ｎｙとして
選択される。これによりエンジン１はこの目標回転数Ｎ
　ｘｍａｘに一致する一定速度となるよう制御される。

一方、第５図に示すポンプ制御ブロック８１においては
、前後進切換弁５９は中立位置にあるのでブロック４４
で求められる走行作業判定フラグＦはＯＦＦ　（０）と
なり、ブロック４５ではブロック５０の目標回転数指令
値Ｎｙに対応する第１のポンプ入力トルクＴＩ、即ち、
目標回転数Ｎｘｍａｌに対応する最大のポンプ入力トル
クＴ　ｆｍａｚか目標トルクＴｐｏとして選択され、こ
の目標トルクＴｐｏとポンプ吐出圧力Ｐｐとからブロッ
ク４６，４８において入力トルク制限制御のための目標
ポンプ傾転角θＡが求められる。これにより、上述した
ように油圧ポンプ２の斜板は目標ポンプ傾転角θＡに一
致するよう制御され、油圧ポンプ２の入力トルクが第１
のポンプ入力トルクＴ］を越えないようにポンプ傾転角
が制御される。

回転数設定装置３２の燃料レバーを中間ストローク位置
に下げた場合は、その変位量Ｘに対応する目標回転数Ｎ
ｌが同様に目標回転数指令値ＮＹとして選択されるか、
この場合も、ブロック５０では最大のポンプ入力トルク
Ｔ　Ｉｍａｘか求められるので、油圧ポンプ２の入力ト
ルクが最大値Ｔ　Ｉｍａｘを越えないようポンプ傾転角
が制御される。

以上のように、走行以外の作業モードでは中間領域の目
標回転数ＮＹにおいても最大のポンプ入力トルクＴ　ｌ
ｎ＋ａｘが設定されることにより、走行以外の作業に際
してエンジン１の燃費が改善され、経済的な運転が可能
となる。

走行モータ６を駆動する走行を行なう場合は、回転数設
定装置３２の燃料レバーを最小ストローク位置まで下げ
、走行ペダル５８Ａの操作量Ｓに応じてエンジン１の回
転数を制御する。即ち、第３図に示すブロック８０にお
いて、ブロック４０では燃料レバーの変位量Ｘに対応す
る目標回転数Ｎ！、この場合はアイドル回転数Ｎｉ相当
の目標回転数Ｎｌが決定され、ブロック４１では走行ペ
ダル５８Ａの操作量Ｓに応じた目標回転数Ｎ１が決定さ
れる。ブロック４２では目標回転数Ｎｌが目標回転数指
令値ＮＹとして選ばれ、エンジン１の回転数は目標回転
数Ｎｌに一致するよう制御される。

また、このとき、前後進切換弁５９は前進か後進かの中
立以外の位置に切換えられており、第５図のブロック８
１において、ブロック４４て求められるフラグＦがＯＮ
　（１）となり、ブロック４５ては上述の目標回転数Ｎ
７に対応するブロック５１の第２のポンプ入力トルクＴ
１の値が目標トルクＴｐｏとして選択され、ブロック４
６〜４９により油圧ポンプ２の入力トルクかこのＴ１を
越えないよう制御される。

そしてこのとき、本実施例においては、第７図のブロッ
ク５１の第２のポンプ入力トルクＴ１が目標回転数指令
値Ｎｙの増加に伴って徐々に増加するように設定されて
いることから、走行発進時には走行ペダル５８Ａを踏み
込むと、第３図のブ０ツク４１において操作量Ｓの増大
に伴って目標回転数Ｎｌが増大し、これに対応して目標
回転数指令値Ｎ７が増大すると共に、第７図のブロック
５１．５２において目標回転数指令値ＮＹの増大に伴っ
て増大するポンプ入力トルクＴＩの値が目標トルクＴｐ
ｏとして選択され、油圧ポンプ２は入力トルクが次第に
増大するように制御される。したがって、走行発進時に
エンジン１にかかる負荷か直ちに増大することはなく、
エンジン１は目標回転数Ｎｙの上記増大に応して回転数
がスムーズに増大するよう制御され、優れた加速性と良
好な走行フィーリングか得られ、かつ黒煙の発生が防止
される。

また、走行ペダル５８Ａをいっばいに踏み込んだ場合は
、目標回転数指令値ＮＹは目標回転数Ｎ１の最大値Ｎ　
Ｉｍａｘとなり、この最大値Ｎ　Ｉｍａｘは目標回転数
Ｎｘの最大値Ｎｘｍａｘより大きく設定されていること
から大馬力が得られ、例えば登板時に原動機の負荷が増
大しても車両速度を大きく落とすことなく走行できる。

また、最大値Ｎ　ｊｍａｘに対応する第２のポンプ入力
トルクの最大値Ｔ　ｔｍａｘは第１のポンプ入力トルク
の最大値Ｔ　Ｉｍａｘより小さく設定されているので、
最大値Ｎ　ｊｍａｘが目標回転数指令値ＮＹのときのポ
ンプ入力トルクが小さくなり、原動機の出力特性は一般
的に高速時のトルクが中速時のトルクより小さくなるの
で、この出力特性に対応した運転が可能となる。

以上のように、本実施例によれば、走行以外の作業時に
は作業モードに適した第１のポンプ入力トルクＴ１を求
め、走行時には走行モードに適した第２のポンプ入力ト
ルクＴｌを求めるので、走行と走行以外の作業のそれぞ
れで異なる負荷特性に適合した入力トルクとなるようポ
ンプ吐出量が制御され、原動機の馬力を最大限に有効利
用できると共に、走行以外の作業モードにあっては燃費
の優れた経済的な運転か可能となり、走行モードにあっ
ては走行発進時の良好な加速性と走行フィーリングが得
られかつ黒煙の発生か防止される等、走行性能が向上す
る。

また、走行時には大馬力が得られると共に、走行時、走
行以外の作業時の各条件下で効率の良い出力が得られる
。

第２の実施例 本発明の第２の実施例を第９図及び第１０図により説明
する。本実施例は走行モードに適したポンプ入力トルク
を目標回転数指令値ではなく走行ペダルの操作量から直
接求めるものである。

即ち、第９図に示すブロック８１Ａにおいて、ブロック
４５Ａではブロック４４からの判定信号Ｆと目標回転数
指令値Ｎｙと第１図の圧力センサー９０で検出した走行
ペダル５８Ａの操作量Ｓとから目標トルクＴｐｏを決定
する。第１０図にその詳細を示す。第１０図において、
ブロック５０は第１の実施例と同じであり、ブロック５
１Ａは走行モードに適した第２のポンプ入力トルクＴＩ
を走行ペダル５８Ａの操作量Ｓの関数として設定してい
る。ブロック５１Ａにおける操作量Ｓとポンプ入力トル
クＴ１との関係は、第１の実施例のブロック５１におけ
る目標回転数指令値Ｎ７とポンプ入力トルクＴＩとの関
係と実質的に同じである。

上記以外の構成は第１の実施例と同じである。

以上のように構成した本実施例においては、走行時には
回転数設定装置３２の燃料レバーを最小ストローク位置
に保持して運転を行なうことから、エンジン１の目標回
転数指令値Ｎ７は走行ペダル５８Ａの操作量Ｓにより決
まり、目標回転数指令値Ｎｙと操作量Ｓとは比例関係に
あるので、操作量Ｓによっても第１の実施例と同様に走
行モードに適したポンプ入力トルクＴ１を求めることが
できる。したがって、本実施例によっても第１の実施例
と同様の効果を得ることができる。

第３の実施例 本発明の第３の実施例を第１１図〜第１３図により説明
する。本実施例は前後進切換弁の切換え信号以外の信号
を用いて車両の作業状態を判定するものである。

即ち、第１１図において、ブロック４４Ａでは、前後進
切換弁５９の操作レバー５９Ａの操作状態Ｒに加えて走
行ペダル５８の操作状態Ｐ＋を入力し、これらから作業
車両が走行モータ６が駆動される走行モードにあるかブ
ームシリンダ７が駆動される作業モードにあるかを判定
する。

第１２図にその判定の詳細を示す。走行パイロット弁５
８の出力側にその二次圧をひろう圧力センサー８５を設
け、走行ペダル５８Ａが踏み込まれているかどうかの操
作状態ＰＩを検出する。ブロック４４Ａにおいては、前
後進切換弁５９の操作状態Ｒとこの走行ペダル５８Ａの
操作状態ＰｒのＡＮＤをとり、走行モードにあるかそれ
以外の作業モードにあるかの判定を行なう。前後進切換
弁５９が前進又は後進位置に切換えられ、かつ走行パイ
ロット弁５８の二次圧が立てば、走行作業判定フラグＦ
をＯＮ　（１）にし、走行モードにあると判定し、それ
以外の場合は走行作業判定フラグをＯＦＦ　（０）にし
、走行以外の作業モードにあると判定する。

本実施例によれば、前後進切換弁５９を前進又は後進位
置に切換えた状態で走行以外の作業を行なった場合でも
、走行ペダル５８Ａが踏み込まれない限り走行モードに
あると判定されないので、走行以外の作業モードの判定
をより正、確にできる。

また、別の判定方法の実施例を同じ第１１図と第１３図
により説明する。第１１図において、ブロック４４Ｂで
は、前後進切換弁５９の操作レバー５９Ａの操作状態Ｒ
と走行ペダル５８の操作状態Ｐ＋に加えてブーム７の方
向制御弁９に対するパイロット弁１８の操作レバー１８
ｂの操作状態ｐｂを入力し、これらから作業車両が走行
モータ６が駆動される走行モードにあるかブームシリン
ダ７が駆動される作業モードにあるかを判定する。

第１３図にその判定の詳細を示す。ブーム７のパイロッ
ト弁１８の出力側にその二次圧をひろう圧力センサー８
６を更に設け、操作レバー１８Ａが操作されているかど
うかの操作状態ｐｂを検出する。ブロック４４Ｂにおい
ては、前後進切換弁５９の操作状態Ｒと走行ペダル５８
’Ａの操作状態Ｐｒとこの操作レバー１８Ａの操作状態
ＰｂとのＡＮＤをとり、走行モードにあるかそれ以外の
作業モードにあるかの判定を行なう。この場合、前後進
切換弁５９が前進又は後進位置に切換えられ、走行パイ
ロット弁５８の二次圧か立ち、操作パイロット弁１８の
二次圧が立たなければ、走行作業判定フラグＦをＯＮ　
（１）にし、走行モードにあると判定し、それ以外の場
合は走行作業判定フラグをＯＦＦ　（０）にし、走行以
外の作業モードにあると判定する。

本実施例によれば、前後進切換弁５９を前進又は後進位
置に切換え、走行ペダル５８Ａを踏み込んで走行を行な
いなから、操作レバー１８Ａを操作してブームによる作
業を行なうときは、走行以外の作業モードにあると判定
されるので、ブームによる作業を走行以外の作業に適し
たポンプ入力トルクを用いて経済的に行なうことができ
る。

その他 なお、以上の実施例では走行ペダル５８Ａの操作量Ｓを
圧力センサー９０で検出したが、第１４図に示すように
走行ペダル５８Ａにポテンショメータ８７を設けて機械
的に検出しても良い。また、走行ペダルの操作状態Ｐｒ
及びブームの操作レバー１８Ａの操作状態Ｐｂも圧力セ
ンサーで検出したが、走行ペダル又は走行レバーに直接
接触可能なリミットスイッチ等を設け、機械的に検出し
ても良い。

さらに、以上の実施例では第３図に示すブロック４２で
は第１及び第２の目標回転数Ｎｘ、Ｎｔの大きい方の値
を選択したが、第１５図のブロック４２Ａに示すように
、前述した走行作業判定フラグＦを用い、フラグＦがＯ
ＦＦ　（０）のときに第１の目標回転数Ｎｘを選択し、
フラグＦが０Ｎ（１）のときに第２の目標回転数Ｎ１を
選択するスイッチ機能であってもよく、この場合も上述
と同様の効果が得られる。

以上、本発明の幾つかの実施例を説明したが、本発明は
これらに限定されることなく種々の変更が可能なもので
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、走行以外の作業モードにある時には作
業モードに適した第１のポンプ入力トルクが決定され、
走行モードにある時には走行モードに適した第２のポン
プ入力トルクが決定されるので、走行と走行以外の作業
のそれぞれで異なる負荷特性に適合した入力トルクとな
るようポンプ吐出量が制御され、原動機の馬力を最大限
に有効利用できると共に、走行以外の作業モードにあっ
ては燃費の優れた経済的な運転が可能となり、走行モー
ドにあっては走行発進時の良好な加速性と走行フィーリ
ングが得られかつ黒煙の発生が防止できる等、走行性能
を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による作業車両の油圧駆動装
置の概略図であり、第２図は作業車両の一例であるホイ
ール式油圧ショベルの側面図であり、第３図はコントロ
ーラのエンジン制御機能を示すブロック図であり、第４
図はエンジン制御におけるエンジン回転数のサーホ制御
のフローチャートであり、第５図はコントローラのポン
プ制御機能を示すブロック図であり、第６図はそのうち
の作業状態判定ブロックの詳細を示すブロック図であり
、第７図は目標トルクの決定の詳細を示すブロック図で
あり、第８図はポンプ傾転角のサーボ制御のフローチャ
ートであり、第９図は本発明の第２の実施例によるポン
プ制御機能を示すブロック図であり、第１０図はその作
業状態判定ブロックの詳細を示すブロック図であり、第
１１図は本発明の第３の実施例によるポンプ制御機能を
示すブロック図であり、第１２図はその作業状態判定ブ
ロックの詳細を示すブロック図であり、第１３図は同様
に作業状態の判定ブロックの詳細を示すブロック図であ
り、第１４図は走行ペダルの操作量を検出する他の実施
例を示す図であり、第１５図はコントローラのエンジン
制御機能の変形例を示すブロック図である。 符号の説明 １・・・エンジン（原動機） ２・・・油圧ポンプ ６・・・走行モータ（走行装置） ７・・・ブームシリンタ（作業用アクチュエータ）３２
・・・回転数設定装置（第１の設定手段）３５・・・パ
ルスモータ（原動機制御手段）５８・・・パイロット弁
圧弁（走行用操作手段）５８Ａ・・・走行ペダル（同） ５９・・・前後進切換弁 ７４・・・コントローラ ７５・・・傾転角制御装置（ポンプ制御手段）４０・・
・ブロック（第１の設定手段）４１・・・ブロック（第
２の設定手段）４２・・・ブロック（第３の設定手段）
４３・・・ブロック（原動機制御手段）８１・・・ブロ
ック（ポンプ制御手段）４４；４４Ａ；４４Ｂ・・・ブ
ロック（判定手段）４５．４５Ａ・・・ブロック（切換
え設定手段）Ｎｌ・・・第１の目標回転数 Ｎθ・・・第２の目標回転数 ＮＹ・・・目標回転数指令値 Ｔ１・・・第１のポンプ人カドルク Ｔ１・・・第２のポンプ入力トルク Ｔｐｏ・・・目標トルク Ｓ・・・走行ペダル操作量 Ｆ・・・走行作業判定フラグ 代理人　　弁理士　春　日　　譲 第２図 第４図 第６図 第７図 第８図 第１０図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）原動機と、この原動機によって駆動される可変容
   量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油によ
   って駆動される走行装置と、前記油圧ポンプからの吐出
   油によって駆動される作業用アクチュエータと、前記走
   行装置に供給される圧油の流量を制御する走行用操作手
   段と、前記原動機の第１の目標回転数を設定する第１の
   設定手段と、前記走行用操作手段の操作量に応じて前記
   原動機の第２の目標回転数を設定する第２の設定手段と
   、前記第１及び第２の目標回転数に基づいて目標回転数
   指令値を設定する第３の設定手段と、前記目標回転数指
   令値となるよう前記原動機の回転数を制御する原動機制
   御手段と、前記油圧ポンプの入力トルクが目標トルクを
   越えないようポンプ吐出量を制御するポンプ制御手段と
   を備えた作業車両の油圧駆動装置において、 前記作業車両が前記作業用アクチュエータが駆動される
   作業モードにあるか前記走行装置が駆動される走行モー
   ドにあるかを判定する判定手段と、前記目標回転数指令
   値の関数として作業モードに適した第１のポンプ入力ト
   ルク及び走行モードに適した第２のポンプ入力トルクが
   予め設定されており、前記判定手段によって作業車両が
   作業モードにあると判定された場合はそのときの目標回
   転数指令値に対応する前記第１のポンプ入力トルクの値
   を選択して前記目標トルクとし、作業車両が走行モード
   にあると判定された場合はそのときの前記目標回転数指
   令値に対応する前記第２のポンプ入力トルクの値を選択
   して前記目標トルクとする切換え設定手段とを備えるこ
   とを特徴とする作業車両の油圧駆動装置。
2. （２）請求項１記載の作業車両の油圧駆動装置において
   、前記切換え設定手段は前記第２のポンプ入力トルクを
   、前記目標回転数指令値に代え、前記走行用操作手段の
   操作量の関数として予め設定していることを特徴とする
   作業車両の油圧駆動装置。
3. （３）請求項１記載の作業車両の油圧駆動装置において
   、作業車両の前進、後進又は中立を設定する前後進切換
   手段を更に備え、前記判定手段は前記前後進切換手段が
   前進側か後進側かのいずれかに切り換え操作された場合
   に走行モードにあると判定し、それ以外の場合は作業モ
   ードにあると判定することを特徴とする作業車両の油圧
   駆動装置。
4. （４）請求項１記載の作業車両の油圧駆動装置において
   、作業車両の前進、後進又は中立を設定する前後進切換
   手段を更に備え、前記判定手段は前記前後進切換手段が
   前進側か後進側かのいずれかに切り換え操作され、かつ
   前記走行用操作手段が操作された場合に走行モードにあ
   ると判定し、それ以外の場合は作業モードにあると判定
   することを特徴とする作業車両の油圧駆動装置。
5. （５）請求項１記載の作業車両の油圧駆動装置において
   、作業車両の前進、後進又は中立を設定する前後進切換
   手段を更に備え、前記判定手段は前記前後進切換手段が
   前進側か後進側かのいずれかに切り換え操作され、かつ
   前記走行用操作手段が操作され、前記作業用アクチュエ
   ータが駆動されていない場合に走行モードにあると判定
   し、それ以外の場合は作業モードにあると判定すること
   を特徴とする作業車両の油圧駆動装置。
6. （６）請求項１記載の作業車両の油圧駆動装置において
   、前記第１のポンプ入力トルクは前記目標回転数指令値
   が中間領域にあるときに比較的大きな値となるように設
   定され、前記第２のポンプ入力トルクは前記目標回転数
   指令値が中間領域にあるときに前記第１のポンプ入力ト
   ルクの値より小さな値となるように設定されていること
   を特徴とする作業車両の油圧駆動装置。
7. （７）請求項１記載の作業車両の油圧駆動装置において
   、前記第２の目標回転数の最大値は前記第１の目標回転
   数の最大値よりも大きく設定されると共に、前記第２の
   目標回転数の最大値に対応する前記第２のポンプ入力ト
   ルクを前記第１の目標回転数の最大値に対応する前記第
   １のポンプ入力トルクより小さく設定することを特徴と
   する作業車両の油圧駆動装置。