JPH04238740A - 油圧式走行駆動装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホイールローダやフォ
ークリフトなどの自走式作業車両に用いられる油圧閉回
路、特にポンプやモータの押除け容積が電気的に制御さ
れる油圧閉回路を含む油圧式走行駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８にこの種の油圧式走行駆動装置の従
来例を示す。エンジン２にて駆動される可変容量形の油
圧ポンプ１と車輪９に連結される可変容量形の油圧モー
タ３とは主管路４，５により閉回路接続されている。油
圧ポンプ１の押除け容積（以下、傾転量と呼ぶ）はポン
プレギュレータ１７に入力される電流値に応じて制御さ
れるとともに、油圧モータ３の傾転量はモータレギュレ
ータ１９に入力される電流値に応じて制御される。また
、アクセルペダル１３に連結されたポテンショメ−タ１
４によりアクセルペダル１３の踏み込み量が検出され、
この踏み込み量に応じた信号は制御装置６５に取り込ま
れる。制御装置６５には油圧ポンプ用および油圧モータ
用として関数発生器６５ａ，６５ｂ、Ｖ／Ｉ変換器６５
ｃ，６５ｄ、電流増幅回路６５ｅ，６５ｆが内蔵されて
いる。

【０００３】このような装置におけるポンプおよびモー
タの傾転量は次のように制御される。　　アクセルペダ
ル踏み込み量の検出信号に基づいて油圧ポンプ用および
油圧モータ用の関数発生器６５ａ，６５ｂが図示の特性
にしたがって所定の電圧信号を出力する。Ｖ／Ｉ変換器
６５ｃ，６５ｄは関数発生器６５ａ，６５ｄからの入力
電圧信号を電流信号に変換する。この電流信号が増幅器
６５ｅ，６５ｆで増幅されてポンプレギュレータ１７と
モータレギュレータ１９にそれぞれ入力される。したが
って、アクセルペダル１３の踏み込み量に応じて油圧ポ
ンプ１と油圧モータ３の傾転量が制御される。この結果
、アクセルペダル１３の踏み込み量が小さいときは、油
圧ポンプ１の傾転量は小さく設定されるとともに油圧モ
ータ３の傾転量は大きく設定され、すなわち車速は遅く
牽引力は大きくなる。逆に、アクセルペダル１３の踏み
込み量が大きくなると、油圧ポンプ１の傾転量は大きく
設定されるとともに油圧モータ３の傾転量は小さく設定
され、すなわち車速は速く牽引力は小さくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の油圧駆動装置にあっては、次のような問題が
ある。 １）油圧ポンプ用あるいは油圧モ−タ用の電流増幅器６
５ｅ，６５ｆが短絡したり断線すると、油圧ポンプ１あ
るいは油圧モ−タ３の傾転量が急激に増減するおそれが
ある。 ２）ポテンショメ−タ１４がアクセルペダル１３の踏み
込み量を正しく検出しない場合には、所望の走行性能が
得られないおそれがある。

【０００５】本発明の目的は、油圧ポンプや油圧モータ
の傾転量を制御する電気系統が故障しても適切な走行性
能を保持するようにした油圧式走行駆動装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施例である
図１、および第１の変形例である図６に対応付けて本発
明を説明すると、本発明は、原動機２に駆動される可変
容量油圧ポンプ１と、この油圧ポンプ１と一対の主管路
４，５を介して閉回路接続される油圧モ−タ３と、原動
機回転数に応じて前記可変容量油圧ポンプ１の押除け容
積を電気的に調節する押除け容積制御手段１５とを有す
る油圧式走行駆動装置に適用される。そして、請求項１
の発明は、押除け容積制御手段１５の異常を検出する検
出手段１５ｉと、異常検出時に油圧モ−タ３の回転をフ
リ−にするフリ−手段とを具備することにより、上記目
的を達成する。請求項２の発明は、フリ−手段を、異常
検出時に検出手段１５ｉから供給される信号で主管路４
，５を連通するとともに、異常が検出されないときには
主管路４，５を遮断する切換弁６で構成したものである
。請求項３の発明は、フリ−手段を、油圧モ−タ３と車
軸との間に設けたクラッチ８と、異常検出時に検出手段
１５ｉから供給される信号でクラッチ８を切り離し、異
常が検出されないときにはクラッチ８を接続するクラッ
チ制御手段１２で構成したものである。請求項４の発明
は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の油圧式走行駆
動装置に適用されるもので、油圧モ−タ３を可変容量と
し、押除け容積制御手段１５を、原動機回転数に応じて
可変容量油圧モ−タ３の押除け容積を電気的に調節する
ものとして構成した。

【０００７】

【作用】−請求項１− 検出手段１５ｉが押除け容積制御手段１５の異常を検出
すると、検出手段１５ｉからフリ−手段へ異常信号が供
給され、油圧モ−タ３の回転はフリ−手段によってフリ
−にされる。 −請求項２− 検出手段１５ｉが押除け容積制御手段１５の異常を検出
しないとき、主管路４，５は切換弁６によって遮断され
ているので、油圧モータ３は油圧ポンプ１からの圧油で
駆動され、通常に走行する。検出手段１５ｉが異常を検
出すると、異常信号が切換弁６に供給される。切換弁６
はこの異常信号によって切り換わり、主管路は連通され
る。したがって、油圧モ−タ３はフリ−に回転する。 −請求項３− 検出手段１５ｉが異常を検出しないとき、クラッチ８は
接続されているので、油圧モータ３の回転力により通常
に走行する。検出手段１５ｉが異常を検出すると、異常
信号がクラッチ制御手段１２に供給され、クラッチ制御
手段１２はクラッチ８を切り離す。なお、本発明の構成
を説明する上記課題を解決するための手段と作用の項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。

【０００８】

【実施例】以下、図１〜図５により一実施例を説明する
。図１において、１はエンジン（原動機）２によって駆
動される可変容量形の油圧ポンプであり、この油圧ポン
プ１は可変容量形の油圧モータ３と主管路４，５にて閉
回路接続されている。主管路４と主管路５とは電磁切換
式の切換弁６を介して接続されており、切換弁６がイ位
置に切換えられると主管路４と主管路５とを連結する通
路７は遮断され、ロ位置に切換えられると連通する。

【０００９】１３はエンジン２の回転数を制御するアク
セルペダルであり、このアクセルペダル１３には、例え
ば５Ｖの電圧が印加されたポテンショメ−タ１４が連結
されている。ポテンショメ−タ１４は、図２に示すよう
に、アクセルペダル１３の踏み込み量に応じた電圧を出
力する。すなわち、アクセルペダル１３の踏み込み量が
０であるアイドリング状態のとき、ポテンショメ−タ１
４は０．５Ｖの電圧を出力する。アクセルペダル１３の
踏み込み量が増大するとポテンショメ−タ１４の出力電
圧もこれに比例して増大し、踏み込み量が最大になると
出力電圧は例えば４．５Ｖとなる。

【００１０】１５は、アクセルペダル１３の踏み込み量
に応じて油圧ポンプ１と油圧モータ３の傾転量を制御す
る制御装置である。この制御装置１５は、図１に詳細に
示すように、関数発生器１５ａ，１５ｂ、Ｖ／Ｉ変換器
１５ｃ，１５ｄ、電流増幅回路１５ｅ，１５ｆ、抵抗１
５ｇ，１５ｈ、判定回路１５ｉおよびソレノイド駆動回
路１５ｊを有する。関数発生器１５ａは、ポテンショメ
−タ１４から出力される０．５Ｖ〜４．５Ｖの出力電圧
に対応して、最小値Ｖｘ〜最大値Ｖｙの範囲内で増減す
る電圧を出力する。関数発生器１５ａから出力された電
圧信号は、Ｖ／Ｉ変換器１５ｃにて所定の電流信号に変
換され、この変換された電流は電流増幅回路１５ｅにて
増幅され、前後進切換スイッチ１６を介してポンプレギ
ュレータ１７に入力される。

【００１１】スイッチ１６は前後進切換レバー１８と連
動しており、前後進切換レバー１８が前進走行位置Ｆに
操作されると、スイッチ１６は接点イ側に切換えられ、
ポンプレギュレータ１７にはＦ方向の電流が入力される
。油圧ポンプ１の傾転方向および傾転量は、図３に示す
ようにポンプレギュレータ１７に流れ込む電流の方向お
よび大きさによって制御される。すなわち、ポンプレギ
ュレータ１７にＦ方向の電流が流れ、この電流値が０か
らＩｘよりわずかに大きいＩｏまでのとき油圧ポンプ１
は中立状態を保ちその傾転量は０である。電流がＩ０よ
り増大すると油圧ポンプ１の傾転量もこれに比例して増
大し、電流がＩｙよりわずかに小さいＩ１になると傾転
量はｑｐ（Ｆ側の最大値）となる。この間、油圧ポンプ
１の傾転方向は正となり、油圧閉回路には例えばＦ方向
に圧油が流れて油圧モータ１は正転され、車両が前進す
る。ポンプレギュレータ１７にＲ方向の電流が流れると
きも同様であり、電流値が０から−Ｉ０までの範囲で油
圧ポンプ１の傾転量は０、電流が−Ｉ０〜−Ｉ１の範囲
で油圧ポンプ１の傾転量もこれに比例して上述したとは
逆方向に増大し、電流が−Ｉ１になると傾転量は−ｑｐ
（Ｒ側の最大値）となる。したがってこの場合、油圧モ
ータ３は逆転されて車両は後進する。

【００１２】関数発生器１５ｂもポテンショメ−タ１４
から出力される０．５Ｖ〜４．５Ｖの出力電圧に対応し
て最大値Ｖｚ〜最小値Ｖｗの範囲内で増減する電圧を出
力する。関数発生器１５ｂから出力された電圧信号もポ
ンプの場合と同様に、Ｖ／Ｉ変換器１５ｄ，電流増幅回
路１５ｆを介して電流信号としてモータレギュレータ１
９に入力される。油圧モータ３の傾転方向および傾転量
は、図４に示すように、モータレギュレータ１９に流れ
込む電流の大きさによって制御される。すなわち、電流
がＩｚよりわずかに小さいＩ３のとき油圧モータ３の傾
転量は最大値ｑｍ１となり、電流がＩ３より減少すると
油圧モータ３の傾転量もこれに比例して減少する。電流
がＩｗよりわずかに大きいＩ２になると油圧モータ３の
傾転量は最小値ｑｍ２となる。

【００１３】図１において、１５ｇおよび１５ｈは、ポ
ンプレギュレータ１７およびモータレギュレータ１９を
流れる電流を検出する抵抗であり、各抵抗１５ｇおよび
１５ｈの一端は接地され、他端はそれぞれポンプレギュ
レータ１９およびモータレギュレータ１７の接地側に接
続されるとともに、後で詳細に説明する判定回路１５ｉ
に接続されている。抵抗１５ｇおよび１５ｈは、それぞ
れポンプレギュレータ１７およびモータレギュレータ１
９を流れる電流を電圧信号Ｓ１およびＳ２として検出す
る。

【００１４】１５ｉは、制御装置１５内に設けられた判
定回路であり、この判定回路１５ｉは、図５に詳細に示
すように、関数発生器１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃお
よびアンド回路１１５ｄを有する。関数発生器１１５ａ
は抵抗１５ｇにて変換された電圧信号Ｓ１を取り込み、
この電圧信号Ｓ１が示す電流値に応じて「０」または「
１」の信号を出力する。すなわち、電流値がＩｘよりわ
ずかに小さいＩｘ−αからＩｙよりわずかに大きいＩｙ
＋αの範囲にあるとき、関数発生器１１５ａは信号「１
」を出力し、この範囲を外れると信号「０」を出力する
。関数発生器１１５ｂは抵抗１１５ｈにて変換された電
圧信号Ｓ２を取り込み、この電圧信号Ｓ２が示す電流値
に応じて「０」または「１」の信号を出力する。すなわ
ち、この電流値がＩｗよりわずかに小さいＩｗ−αから
Ｉｚよりわずかに大きいＩｚ＋αの範囲にあるとき、関
数発生器１１５ｂは信号「１」を出力し、この範囲を外
れると信号「０」を出力する。関数発生器１１５ｃはポ
テンショメ−タ１４から出力される電圧信号Ｓ３に応じ
て「０」または「１」を出力する。すなわち、電圧信号
Ｓ３が０．５Ｖよりわずかに低いＶＬから４．５Ｖより
わずかに高いＶＨの範囲にあるとき、関数発生器１１５
ｃは信号「１」を出力し、この範囲を外れると「０」を
出力する。

【００１５】アンド回路１１５ｄの出力信号Ｓ４は、関
数発生器１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃの出力信号がす
べて「１」であるときハイレベルとなるが、これらの信
号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のいずれかひとつが「０」となると
ロ−レベルとなる。アンド回路１１５ｄからハイレベル
信号Ｓ４が出力されると、ソレノイド駆動回路１５ｊは
切換弁６に励磁信号を出力し、切換弁６は、この励磁信
号によってイ位置に切換えられる。アンド回路１１５ｄ
からの信号Ｓ４がロ−レベルになると切換弁６は消磁さ
れロ位置に切換えられる。

【００１６】次に動作について説明する。図１において
、アクセルペダル１３を踏み込むとポテンショメ−タ１
４から踏み込み量に応じた０．５Ｖ〜４．５Ｖの範囲の
電圧が出力され、関数発生器１５ａ，１５ｂに入力され
る。関数発生器１５ａ，１５ｂは、それぞれ踏み込み量
に応じたポンプ傾転量とモータ傾転量を示す電圧信号を
Ｖ／Ｉ変換器１５ｃ，１５ｄに送出し、Ｖ／Ｉ変換器１
５ｃの出力電流は電流増幅回路１５ｅで増幅された後、
スイッチ１６を介してポンプレギュレータ１７に入力さ
れる。ポンプレギュレータ１７に流れ込む電流がＦ方向
のとき、油圧ポンプ１の傾転量は図３に示すようにＩ０
〜Ｉ１の範囲の入力電流に応じて０〜ｑｐの範囲で増減
し、ポンプレギュレータ１７に流れ込む電流がＲ方向の
とき、油圧ポンプ１の傾転量は−Ｉ０〜−Ｉ１の入力電
流に応じて０〜−ｑｐの範囲で増減する。一方、Ｖ／Ｉ
変換器１５ｄの出力電流は電流増幅回路１５ｆで増幅さ
れた後、モータレギュレータ１９に入力され、油圧モー
タ３の傾転量は図４に示すようにＩ２〜Ｉ３の入力電流
に応じてｑｍ１〜ｑｍ２の範囲で増減する。

【００１７】再び図１において、ポンプレギュレータ１
７およびモータレギュレータ１９に流れる電流は、それ
ぞれ抵抗１５ｇおよび１５ｈにて所定の電圧信号Ｓ１お
よびＳ２に変換され、図５に示すように判定回路１５の
関数発生器１１５ａおよび１１５ｂに入力される。関数
発生器１１５ａおよび１１５ｂの入力電圧Ｓ１，Ｓ２が
示す電流がそれぞれＩｘ−α〜Ｉｙ＋αおよびＩｗ−α
〜Ｉｚ＋αであり、かつ関数発生器１１５ｃの入力電圧
Ｓ３がＶＬ〜ＶＨの範囲ならば、アンド回路１１５ｄは
切換弁６へ励磁信号Ｓ４を出力する。したがって、この
場合、切換弁６はイ位置に切換えられ、通路７が遮断さ
れ通常通り走行できる。

【００１８】電流増幅回路１５ｅの出力電流が図５に示
すＩｘ−α〜Ｉｙ＋αの範囲から逸脱すると、関数発生
器１１５ａの出力信号が「０」となり、アンド回路１１
５ｄの出力信号Ｓ４がロ−レベルとなって切換弁６はロ
位置に切換えられる。したがって、主管路４，５が連通
され、油圧ポンプ１から吐出される圧油によって油圧モ
ータ３が駆動されなくなる。すなわち、油圧モータ３は
油圧ポンプ１からフリ−となり、車両は慣性走行状態と
なる。電流増幅回路１５ｆの出力電流がＩｗ−α〜Ｉｚ
＋αの範囲から逸脱する場合にも同様である。

【００１９】また、ポテンショメ−タ１４からの出力電
圧がＶＬ〜ＶＨの範囲を逸脱するとアンド回路１１５ｄ
の出力信号Ｓ４はロ−レベルとなり、上述したと同様に
、切換弁６がロ位置に切換わり、油圧ポンプ１の圧油で
油圧モータ３が駆動されず、車両は慣性走行状態となる
。

【００２０】上述したように、油圧ポンプ１や油圧モー
タ３の傾転量がアクセルペダル１３の踏み込み量にかか
わらず不所望に増減する事態が起きると、切換弁６によ
り主管路４，５が互いに連通され、車両を慣性走行状態
にすることができる。そこで、運転者は車両を道路の端
に移動してブレーキにより停止させることができる。ま
た、油圧ポンプ１と油圧モータ３の傾転量がアンバラン
スになりキャビテーションなどが発生することも防止さ
れ、油圧機器の耐久性も向上する。

【００２１】−変形例１− 以上では、異常検出時に切換弁６により主管路４，５を
連通させる場合について説明したが、切換弁６を省略し
て、図６に示すようなクラッチ８を設け、異常時にクラ
ッチ８を断つようにしてもよい。

【００２２】図６において、８は油圧式のクラッチであ
り、このクラッチ８の内部には油圧モータ３にて駆動さ
れるクラッチ板８ａと、スプリング８ｂにてクラッチ板
８ａと離れるように付勢され駆動軸１０に連結されてい
るクラッチ板８ｃとが設けられている。１１はクラッチ
操作用の油圧源、１２は、油圧源１１から吐出された圧
油とクラッチ８との間に設けられた電磁切換式の切換弁
である。切換弁１２がイ位置に切換えられると、クラッ
チ板８ｃはスプリング８ｂに抗して移動してクラッチ板
８ａに接続される。したがって、油圧モータ３の駆動力
は車輪９に伝達される。切換弁１２がロ位置に切換えら
れると、クラッチ８内がタンク圧となりクラッチ板８ｃ
はスプリング８ｂに付勢されクラッチ板８ａと離れる。 したがって、油圧モータ３の駆動力は車輪９と切り離さ
れる。

【００２３】この変形実施例の動作を説明する。判定回
路１５ｉで電気式レギュレータの制御回路の異常が検出
されるとアンド回路１５１ｄの出力信号Ｓ４がロ−レベ
ルとなり、切換弁１２がロ位置に切換わる。そのため、
クラッチ８への圧油が断たれ、クラッチ板８ｃはばね８
ｂによりクラッチ板８ａと切り離される。したがって、
駆動軸１０と油圧モータ３とが機械的に切り離され、上
述したと同様に車両は慣性走行状態となる。

【００２４】−変形例２− 以上では、主管路４，５を連通，遮断する切換弁６を電
磁切換式としたが、図７のような方式を用いてもよい。 図７において、２５は通路７に介装された油圧切換式の
切換弁であり、この切換弁２５がイ位置に切換えられる
と通路７が遮断され、ロ位置に切換えられると連通する
。油圧源１１から吐出された圧油は、アンド回路１５１
ｄの出力信号Ｓ４で切換えられる切換弁６０を介して切
換弁２５のパイロットポ−ト２５ａに導かれる。正常時
はアンド回路１５１ｄの出力信号Ｓ４がハイレベルであ
り切換弁６０はイ位置に切換えられ、したがって、切換
弁２５はイ位置に切換えられて通常走行が可能となる。 異常時はアンド回路１５１ｄの出力信号Ｓ４がロ−レベ
ルとなり切換弁６０がロ位置に切換えられ、したがって
、切換弁２５はロ位置に切換えられ、慣性走行状態とな
る。

【００２５】この変形例にあっては、切換弁２５を油圧
で直接切換えるようにしたので、切換弁２５を大きな駆
動力によって切換えることができ、切換弁２５の切換わ
りが確実に行われるという効果が得られる。

【００２６】以上の実施例において、エンジン２が原動
機を、切換弁６やクラッチ８がフリ−手段を、切換弁１
２がクラッチ制御手段を、制御装置１５が押除け容積制
御手段を、判定回路１５ｉが検出手段をそれぞれ構成す
る。なお、油圧モータ３は固定容量形でもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、油圧ポン
プや油圧モータの押除け容積を電気的に制御する押除け
容積制御手段の異常を検出すると油圧モータがフリー回
転するようにしたので、異常検出時に車両は慣性走行状
態となり、運転者は通常のブレーキングにより車両を道
路の端に寄せて停止することができる。とくに請求項２
によれば、異常検出時に一対の主管路を連通するように
したので、油圧回路の異常やキャビテーションを防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧式走行駆動装置の一実施例を
示す図である。

【図２】図１に示すポテンショメ−タの出力特性を表す
グラフである。

【図３】図１に示す油圧ポンプの特性を表すグラフであ
る。

【図４】図１に示す油圧モータの特性を表すグラフであ
る。

【図５】図１に示す判定回路の詳細を示すブロック図で
ある。

【図６】図１の変形例１を示す図である。

【図７】図１の変形例２を示す油圧回路図である。

【図８】従来の油圧駆動装置を示す図である。

【符号の説明】

１　　油圧ポンプ ２　　エンジン ３　　油圧モータ ６，１２，６０　　切換弁 ８　　クラッチ ９　　車輪 １３　　アクセルペダル １４　　ポテンショメ−タ １５　　制御装置 １５ｇ，１５ｈ　　検出抵抗 １５ｉ　　判定回路 １７　　ポンプレギュレータ １８　　モータレギュレータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原動機に駆動される可変容量油圧ポン
   プと、この油圧ポンプと一対の主管路を介して閉回路接
   続される油圧モータと、原動機回転数に応じて前記可変
   容量油圧ポンプの押除け容積を電気的に調節する押除け
   容積制御手段とを有する油圧式走行駆動装置において、
   前記押除け容積制御手段の異常を検出する検出手段と、
   異常検出時に油圧モータの回転をフリーにするフリー手
   段とを具備することを特徴とする油圧式走行駆動装置。
2. 【請求項２】　　請求項１の油圧式走行駆動装置におい
   て、前記フリー手段は、前記異常検出時に前記検出手段
   から供給される信号で前記主管路を連通するとともに、
   異常が検出されないときには前記主管路を遮断する切換
   弁であることを特徴とする油圧式走行駆動装置。
3. 【請求項３】　　請求項１の油圧式走行駆動装置におい
   て、前記フリー手段は、前記油圧モータと車軸との間に
   設けたクラッチと、前記異常検出時に前記検出手段から
   供給される信号で前記クラッチを切り離し、異常が検出
   されないときには前記クラッチを接続するクラッチ制御
   手段とから成ることを特徴とする油圧式走行駆動装置。
4. 【請求項４】　　請求項１〜３のいずれかの項に記載の
   油圧式走行駆動装置において、前記油圧モータを可変容
   量とし、前記押除け容積制御手段は、原動機回転数に応
   じて可変容量油圧モータの押除け容積も電気的に調節す
   ることを特徴とする油圧式走行駆動装置。