JPH04302622A - 油圧走行作業車両の制御装置 - Google Patents

油圧走行作業車両の制御装置

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JPH04302622A
JPH04302622A JP3091739A JP9173991A JPH04302622A JP H04302622 A JPH04302622 A JP H04302622A JP 3091739 A JP3091739 A JP 3091739A JP 9173991 A JP9173991 A JP 9173991A JP H04302622 A JPH04302622 A JP H04302622A
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Seiji Tamura
誠二 田村
Hideaki Sayama
佐山　英明
Mitsuo Kihara
木原　光男
Kazuo Asano
朝野　和雄
Saburo Yoshio
三郎 吉尾
Akira Tatsumi
辰巳　明
Kazuhiro Ichimura
和弘 一村
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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、単一の可変容量油圧ポ
ンプで走行用油圧モータと作業用油圧アクチュエータを
駆動する油圧走行作業車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の制御装置が搭載される油圧走行
作業車両として例えば図９に示すようなホイール式油圧
ショベルがある。図において、Ｆは走行用油圧モータで
あり、この油圧モータＦの回転によりトランスミッショ
ンＫおよびプロペラシャフトＬを介して後輪Ｍが駆動さ
れ、車両が走行する。またブームシリンダＧの伸縮によ
り、フロントアタッチメントの一部であるブームＮが昇
降される。
【０００３】図１０は、ロードセンシング制御および入
力トルク制限制御を行うホイ―ル式油圧ショベルの走行
および作業用油圧回路の概略を示す図である。Ａはエン
ジンＢにより駆動される可変容量油圧ポンプであり、ロ
ードセンシング制御および入力トルク制限制御を行う傾
転制御装置Ｃによりその押除け容積が制御される。Ｄは
走行用制御弁、Ｅは作業用制御弁、Ｆは走行用可変容量
油圧モータ、Ｇは作業用油圧シリンダであり、可変容量
油圧ポンプＡの吐出油は各制御弁Ｄ，Ｅにより制御され
て走行用油圧モータＦおよび作業油圧シリンダＧにそれ
ぞれ供給される。また、Ｈは各アクチュエータＦ，Ｇが
相互に独立した圧力で動作することを補償する圧力補償
弁、Ｉはカウンタバランス弁、Ｊは上部旋回体と下部走
行体の油圧管路を接続するセンタジョイントである。
【０００４】ロードセンシング制御とは、走行用制御弁
Ｄあるいは作業用制御弁Ｅの前後圧力、すなわち制御弁
Ｄ，Ｅの入口圧（ポンプ圧）と出口圧（油圧モータＦ，
油圧シリンダＧの負荷圧のうち高圧側の圧力でありロー
ドセンシング圧と呼ばれる）との差圧が一定値になるよ
うに可変容量油圧ポンプＡの押除け容積（以下、傾転角
ともいう）を制御して、上記ポンプ圧をロードセンシン
グ圧よりも所定の目標値だけ高く保持するものである。
【０００５】入力トルク制限制御とは、ポンプ圧力Ｐと
押除け容積ｑの対応関係を示すＰ−ｑ線図からポンプ圧
力Ｐに基づいて押除け容積ｑを算出し、このｑとなるよ
うに可変容量油圧ポンプＡの押除け容積を制御するもの
であり、エンジン馬力を有効に使用するため、全エンジ
ン回転数領域でエンジン馬力を越えないような押除け容
積に設定される。
【０００６】この種の１ポンプ方式のホイール式油圧シ
ョベルでは、走行時の必要馬力が作業時の必要馬力に比
べて大きく、可変容量油圧ポンプＡのＰ−Ｑ線図は、従
来、図１（ｂ）のように設定されている。図１（ｂ）に
おいて、Ｔが走行時の、Ｄが作業時の線図である。ここ
で、燃費や騒音の面から、作業時は油圧ポンプの最大押
除け容積を大きくするとともに、エンジン回転数を下げ
て使用している。ただし、作業時の油圧ポンプの最大押
除け容積は、作業時エンジン最高回転数において所望の
フロント速度が得られるような値に設定される。なお、
走行中の流量≧掘削の流量である。一方、油圧モータＦ
の最大押除け容積は、所定の登坂能力に見合った走行ト
ルクが得られ、かつ平地走行時に所定の最高速度を越え
ないような値に設定される。このとき、当然に油圧モー
タのトルク効率と容積効率を考慮している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図１０から分るように
、作業用回路の圧力損失の大半は制御弁Ｅの分であるが
、走行回路の圧力損失は制御弁Ｄのほかに、カウンタバ
ランス弁Ｉ、センタジョイントＪの分もあり、作業用回
路に比べてかなり大きい。しかしながら、図１（ｂ）に
示すように、従来は走行時のポンプ最大吐出流量Ｑｔｍ
ａｘを作業時流量Ｑｄｍａｘに比べて同等または大きく
しており、走行時の圧力損失が大きく、効率の面で改善
する余地がある。すなわち、走行時に馬力を上げるため
にエンジン回転数を上げ、ポンプ流量を作業時よりも増
大すると、圧力損失が大きくなり、モータ容量の割には
走行トルクが低く、所望の走行性能を発揮できなかった
。また、回路構成も大型化してコストアップを招く原因
にもなっていた。
【０００８】本発明の目的は、走行用の圧油と作業用の
圧油とを１ポンプで発生させる場合、走行時の効率を改
善することによって走行性能を向上させるとともに、回
路構成をコンパクト化できる油圧走行作業車両の制御装
置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１〜図
５に対応づけて本発明を説明すると、本発明は、上部旋
回体に設置され原動機２１により駆動される可変容量油
圧ポンプ１と、原動機２１の回転数を制御する原動機回
転数制御手段２６０と、下部走行体に設置され油圧ポン
プ１からの吐出油により駆動される走行用油圧モータ４
と、油圧ポンプ１からの吐出油により駆動される作業用
油圧アクチュエータ２４と、油圧ポンプ１と走行用油圧
モータ４および油圧ポンプ１と作業用油圧アクチュエー
タ２４との間にそれぞれ設けられ、これら走行用油圧モ
ータ４と作業用油圧アクチュエータ２４に供給される圧
油の流量をそれぞれ制御する第１および第２の制御弁手
段２，２３と、油圧ポンプ１の押除け容積を変更する押
除け容積変更手段４０と、押除け容積を所定値にするた
めに押除け容積変更手段４０を駆動制御する押除け容積
制御手段１６０とを備え、油圧ポンプ１と油圧モータ４
との間の流路に少なくともセンタジョイントＣＪが設け
られた油圧走行作業車両の制御装置に適用される。そし
て、上述の目的は、走行状態か作業状態かを判別する状
態判別手段１６４を設け、原動機回転数制御手段２６０
により、走行状態が判別されているときの原動機最高回
転数を第１の回転数に設定し、作業状態が判別されてい
るときの原動機最高回転数を第１の回転数よりも同等も
しくは低い第２の回転数に設定し、また、押除け容積制
御手段１６０により、走行状態が判別されているときの
最大押除け容積を第１の容積値に設定し、作業状態が判
別されているときの最大押除け容積を第１の容積値より
も大きい第２の容積値に設定し、第１，２の回転数およ
び第１，２の容積値を、第１の回転数×第１の容積値＜
第２の回転数×第２の容積値となるように定めることに
より、上述の目的を達成する。請求項２の発明は、車両
が降坂していることを検出する降坂検出手段５２を有し
、押除け容積制御手段１６０は、降坂が検出されると押
除け容積の最大値を前記第１の値よりも大きい第３の値
に設定するものである。
【００１０】
【作用】走行状態が判別されると、作業状態が判別され
る場合よりも可変容量油圧ポンプ１の最大押除け容積が
小さく設定されるとともに、原動機最高回転数は高く設
定され、走行時のポンプ吐出流量は作業時よりも少なく
される。走行時は、上部旋回体の油圧ポンプ１からセン
タジョイントＣＪを介して下部走行体の油圧モータ４に
圧油が供給され圧力損失が大きいが、従来とは異なり作
業時に比べて油圧ポンプ最大吐出流量が少ないから、圧
力損失を低減でき、効率が向上する。その結果、ポンプ
やモータの容量を小型化できる。また、請求項２の発明
では、降坂時に油圧ポンプ１の最大押除け容積が大きく
されるから、最高速度を平地走行時に比べて早くできる
。
【００１１】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。
【００１２】
【実施例】図１〜図８により本発明の一実施例を説明す
る。図２はホイール式油圧ショベルの制御装置の全体構
成を示す図、図３はその一部分を拡大して示す図である
。
【００１３】図２，３において、エンジン２１の回転数
は、燃料レバー５７ａまたは走行ペダル６ａの踏込み量
に応じてガバナ２１ａのガバナレバー２１ｂをパルスモ
ータ２２により回動することにより制御される。その制
御の詳細は後述する。そして、そのエンジン回転数に応
じて可変容量油圧ポンプ１が駆動され、その吐出油が走
行用制御弁２，センタジョイントＣＪ，カウンタバラン
ス弁３を介して油圧モータ４に導かれるとともに、作業
用制御弁２３を介してブーム駆動用油圧シリンダ２４に
導かれる。ここで、図においてセンタジョイントＣＪよ
りも上側のカウンタバランス弁３と走行用油圧モータ４
は下部走行体に設置され、センタジョイントＣＪよりも
下側の制御弁２、油圧ポンプ１あるいはエンジン２１な
どは上部旋回体に設置される。
【００１４】図７（ａ）は、横軸にモータ押除け容積を
、縦軸に容積効率ηｖ、トルク効率ηｍおよび走行回路
の圧力損失に関する効率ηｐをとって表すグラフ、図７
（ｂ）は、横軸にモータ押除け容積を、縦軸に走行モー
タの出力トルクをとって表すグラフであり、図７（ｂ）
の線図は走行時のポンプ最大流量におけるトルク線図で
ある。いま、出力トルクだけで考えれば、走行時のポン
プ流量に対しては、押除け容積がｑ１の時が最も効率が
よい。しかしながら、ヒートバランスを考えるとむやみ
に押除け容積を小さくできない。したがって、効率とヒ
ートバランスをともに満足する押除け容積ｑ２がその最
大値として選ばれる。作業時のポンプ流量に対しては、
ヒートバランスはそれほど問題にならないから、最も効
率のよい押除け容積（＞ｑ２）がその最大値として選ば
れる。なお、オイルクーラーを大きくできれば、走行時
にも効率が最もよい押除け容積ｑ１を選ぶことができる
。
【００１５】図２に示すように、走行用制御弁２は、油
圧ポンプ５、パイロット弁６、スローリターン弁７、前
後進切換弁８からなる走行パイロット油圧回路からのパ
イロット圧力で切り換え制御される。例えば、前後進切
換弁８を前進（Ｆ位置）に切換えパイロット弁６のペダ
ル６ａを操作すると、エンジン回転数がその踏み込み量
に応じて制御されるとともに、油圧ポンプ５からの吐出
圧がパイロット式制御弁２のパイロットポートに導かれ
、この制御弁２がパイロット油圧に応じたストローク量
で切換わる。これにより、可変容量油圧ポンプ１からの
吐出油が管路２５，圧力補償弁２６，制御弁２，管路２
７または２８およびカウンタバランス弁３を経て油圧モ
ータ４に供給され車両が走行する。車両の速度は走行ペ
ダル６ａの踏込量に依存する。
【００１６】作業用制御弁２３は作業用パイロット弁２
９の操作により切換えられ、油圧ポンプ１からの吐出油
が管路３０，圧力補償弁３１および制御弁２３を介して
ブーム駆動用油圧シリンダ２４に導かれ、油圧シリンダ
２４の伸縮により図９に示したブームＮが昇降する。こ
こで、圧力補償弁２６，３１は、油圧モータ４と油圧シ
リンダ２４が独立して作動することを補償するために用
いられ、これら各アクチュエータの負荷圧の最大値より
も所定圧だけ高い圧力を油圧ポンプ１から吐出させるも
のである。
【００１７】可変容量油圧ポンプ１の傾転角、すなわち
押除け容積は、傾転角変更装置４０により制御される。 傾転角変更装置４０は、エンジン２１により駆動される
油圧ポンプ４１と、一対の電磁弁４２，４３と、電磁弁
４２，４３の切換に応じて油圧ポンプ４１からの圧油に
よりピストン位置が制御されるサーボシリンダ４４とか
ら成り、サーボシリンダ４４のピストン位置に応じて油
圧ポンプ１の傾転角が制御される。ここで、一対の電磁
弁４２，４３はコントローラ６０により切換制御される
。
【００１８】前後進切換弁８は電磁式とされ、運転席に
設けられた前後進切換スイッチＳＷ１のＮ位置からＦ位
置，Ｒ位置への切換に応じて前後進切換弁８がＮ位置か
らＦ位置，Ｒ位置にそれぞれ切換わる。この前後進切換
スイッチＳＷ１がＮ位置のとき、このスイッチＳＷ１か
らハイレベル信号が出力される。ＳＷ２はブレーキスイ
ッチであり、作業時にはＷ位置に、走行時にはＴ位置に
切換え操作される。ブレーキスイッチＳＷ２がＷ位置に
操作されると、不図示の駐車ブレーキとサービスブレ−
キの双方が作動し、Ｔ位置に操作されると、駐車ブレー
キが非作動となりサービスブレーキがブレーキペダル操
作で作動可能になる。ブレ−キスイッチＳＷ２がＷ位置
の時、このスイッチＳＷ２からハイレベル信号が出力さ
れる。
【００１９】５１は、油圧ポンプ１の傾転角θｓを検出
する傾転角センサ、５２は油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｐ
を検出する圧力センサ、５３はエンジン２１の回転数Ｎ
ｒを検出する回転数センサ、５４は、油圧ポンプ１の吐
出圧力とアクチュエータの最大負荷圧力（油圧モータ４
の負荷圧力と油圧シリンダ２４の負荷圧力のうち大きい
方の値であり、シャトル弁３２にて選択されたものであ
る）との差圧ΔＰＬＳを検出する差圧センサである。ま
た、５５はガバナレバー２１ｂの回動量Ｎｒｐを検出す
るポテンショメ−タ、５６は走行ペダル６ａの操作量に
応じたパイロット弁６の圧力Ｐｔを検出する圧力センサ
であり、これらの各センサの検出結果および上記前後進
切換スイッチＳＷ１，ブレーキスイッチＳＷ２の出力信
号はコントローラ６０に入力される。５７は、燃料レバ
ー５７ａの手動操作に応じた目標回転数Ｘを指令する回
転数設定装置であり、その指令信号もコントローラ６０
に入力される。
【００２０】コントローラ６０は、図４に示すような傾
転角制御回路部１６０と図５に示すエンジン回転数制御
回路部２６０を有する。傾転角制御回路部１６０は、ロ
ードセンシング制御部（以下、ＬＳ制御部）１６１と、
トルク制御部１６２と、最小値選択部１６３と、比較器
１６４ａおよびアンドゲート回路１６４ｂから成る判定
部１６４と、サーボ制御部１６５と、最大傾転角設定回
路１６６とから成る。エンジン制御回路部２６０は後述
する。
【００２１】ＬＳ制御部１６１は、目標差圧ΔＰＬＳＲ
の設定部１６１ａと、差圧センサ５４で検出された差圧
ΔＰＬＳＤと目標差圧との偏差Δ（ＰＬＳ）を算出する
偏差器１６１ｂと、この偏差Δ（ＰＬＳ）に基づいて目
標値の変化量ΔθＬを演算する関数発生部１６１ｃと、
この目標値の変化量ΔθＬを積分してロードセンシング
制御のための目標ポンプ傾転角θＬとして出力する積分
器１６１ｄとを有する。
【００２２】トルク制御部１６２は、回転数センサ５３
で検出されたエンジン回転数Ｎｒと、ポテンショメ−タ
５５で検出されたガバナレバー位置Ｎｒｐとの偏差ΔＴ
を偏差器１６２ａで演算してスピードセンシングを行い
、この偏差ΔＴに基づいて目標トルク演算部１６２ｂで
エンジンストールを防止するための目標トルクＴｐｏを
演算する。そして、圧力センサ５２で検出されたポンプ
吐出圧力Ｐｐの逆数を逆数算出部１６２ｃで求め、乗算
器１６２ｄでこの逆数と目標トルクＴｐｏとを乗じてθ
ｐｓを求める。さらに、このθｐｓを一次遅れ要素のフ
ィルタ１６２ｅにかけて入力トルク制限制御のための目
標ポンプ傾転角θＴとして出力する。
【００２３】判定部１６４を構成する比較器１６４ａは
、圧力センサ５６により検出されたパイロット圧Ｐｔが
予め設定された所定圧力より高い場合にハイレベル信号
を出力するものであり、その出力信号はアンドゲート回
路１６４ｂの非反転入力端子に入力される。またアンド
ゲート回路１６４ｂの反転入力端子には、ブレーキスイ
ッチＳＷ２からの信号と前後進切換スイッチＳＷ１から
の信号がそれぞれ入力される。そして、（１）ブレーキ
スイッチＳＷ２がＴ端子またはＰ端子にあり（スイッチ
ＳＷ２はロ−レベル信号を出力）、（２）前後進切換ス
イッチＳＷ１がＮ位置以外のＦまたはＲ位置にあり（ス
イッチＳＷ１はロ−レベル信号を出力）、（３）上記パ
イロット圧Ｐｔが所定値より高い（比較器１６４ａはハ
イレベル信号を出力）、とき、すなわち走行時にアンド
ゲート回路１６４ｂの出力がハイレベルとなり、作業時
はアンドゲート回路１６４ｂの出力はロ−レベルとなる
。
【００２４】最大傾転角設定回路１６６は、予め定めら
れた作業用最大傾転角θｄｍａｘが設定されている作業
用傾転角設定部１６６ａと、ポンプ圧力Ｐｐに基づいた
走行用最大傾転角θｔｍａｘを出力する走行用最大傾転
角設定部１６６ｂと、作業用最大傾転角または走行用最
大傾転角のいずれかを選択して制限傾転角θｍａｘを出
力する選択スイッチ１６６ｃとを有する。走行用最大傾
転角設定部１６６ｂは、ポンプ圧力Ｐｐが所定値Ｐｒ以
下となるような降坂時に、その圧力が低いほど最大傾転
角θｔｍａｘを大きく設定する。
【００２５】最小値選択回路１６３は、目標傾転角θＬ
，θＴ，θｍａｘのうち最も小さい値を選択してサ−ボ
制御部１６５に傾転角指令値θｒとして出力する。サ−
ボ制御部１６５では、入力された傾転角指令値θｒと、
傾転角センサ５１により検出した傾転角フィ−ドバック
値θｓとの偏差Δθを偏差器１６５ａで求め、この偏差
Δθに基づいて関数発生部１６５ｂから電磁弁４２，４
３のオン・オフ信号を出力する。これにより、ポンプ傾
転角θｓが傾転角指令値θｒに一致するよう傾転角変更
装置４０が制御される。
【００２６】ここで、本実施例における可変容量油圧ポ
ンプ１のＰ−Ｑ線図について説明する。本実施例では、
ロードセンシング制御部１６１とトルク制御部１６２か
らそれぞれ目標傾転角θＬ，θＴが出力されるとともに
、最大傾転角設定回路１６６から最大傾転角θｍａｘが
出力され、最小値選択部１６３で最も小さい値が選択さ
れるから、傾転角の最大値は最大傾転角θｍａｘで制限
される。ここで、後述するように、走行時のエンジン最
高回転数は作業時のエンジン最高回転数よりも高くする
が、走行時の最大ポンプ吐出量Ｑｔｍａｘが作業時の最
大ポンプ吐出量Ｑｄｍａｘよりも小さくなるように、平
地走行時の最大傾転角θｔｍａｘは作業時最大傾転角θ
ｄｍａｘよりも小さく設定している。このような設定に
より、図１（ａ）のＰ−Ｑ線図を得る。図１（ａ）にお
いて、Ｔが走行時のＰ−Ｑ線図、Ｄが作業時のＰ−Ｑ線
図である。
【００２７】図５は上述したコントローラ６０内のエン
ジン回転数制御回路部２６０を説明する概念図である。 エンジン回転数制御回路部２６０は、２つの関数発生器
２６１Ｔ，２６１Ｄと、選択スイッチ２６２と，最大値
選択回路２６３と、遅延制御回路２６４と、サ−ボ制御
回路２６５と、アンドゲード２６６ａ，２６６ｂを有す
る判定回路２６６とを有する。
【００２８】圧力センサ５６で検出されるパイロット圧
Ｐｉを示す信号（走行ペダル踏込み量θｐをも示す）は
関数発生器２６１Ｔ、２６１Ｄおよび遅延制御回路２６
４に入力される。関数発生器２６１Ｔ，２６１Ｄは、パ
イロット圧Ｐｉとエンジン２１の目標回転数を対応付け
た関数（回転数特性）Ｌ１，Ｌ２によって定まる回転数
Ｎｔ，Ｎｄを出力する。関数Ｌ１は走行に適した走行用
回転数特性であり、Ｌ２は作業を行う場合に適した作業
用回転数特性である。Ｌ１はＬ２よりも回転数の立上り
が急峻となっており、最高回転数も高く設定されている
。すなわち、作業時には作業に適した回転数特性で走行
ペダル６ａによりエンジン回転数制御を可能にし、走行
時には走行に適した回転数特性で走行ペダル６ａにより
エンジン回転数制御を可能にする。
【００２９】選択スイッチ２６２は、走行用回転数特性
Ｌ１により回転数Ｎｔを出力する関数発生器２６１Ｔに
接続される固定接点Ｘ、および作業用回転数特性Ｌ２に
より回転数Ｎｄを出力する関数発生器２６１Ｄに接続さ
れる固定接点Ｙを有するとともに、接地されている固定
接点Ｚを備える。固定接点Ｚが接続されるとアイドリン
グ回転数よりも低い回転数を示す回転数信号が選択され
る。この選択スイッチ２６２の切換えは、アンドゲート
２６６ａおよびアンドゲート２６６ｂからの信号により
行なわれる。
【００３０】アンドゲート２６６ａの非反転入力端子は
ブレーキスイッチＳＷ２のＷ端子と前後進切換えスイッ
チＳＷ１の中立端子Ｎに接続されている。また、アンド
ゲート２６６ｂの反転入力端子はブレーキスイッチＳＷ
２のＷ端子と前後進切換えスイッチＳＷ１の中立端子Ｎ
にそれぞれ接続されるとともに、非反転入力端子は圧力
センサ５６に接続されている。上述したように、ブレー
キスイッチＳＷ２がＷ位置に切換えられるとそのＷ端子
はハイレベルとなり、Ｔ，Ｐ位置でＷ端子はローレベル
となる。また、前後進切換えスイッチＳＷ１が中立位置
Ｎに切換えられるとその中立端子Ｎはハイレベルとなり
、Ｆ，Ｒ位置でＮ端子はローレベルとなる。また、走行
ペダル６ａを踏込むと圧力センサ５６からの信号はハイ
レベルとなる。したがって、走行時はアンドゲード回路
２６６ｂの出力である走行信号がハイレベル、作業時は
アンドゲード回路２６６ａの出力である作業信号がハイ
レベルとなる。
【００３１】選択スイッチ２６２の切換位置に応じて関
数発生器２６１Ｔまたは２６１Ｄのいずれか一方からの
エンジン回転数信号あるいは固定接点Ｚからの低回転数
信号が選択され、最大値選択回路２６３に入力される。 この最大値選択回路２６３の他方の入力端子には回転数
設定装置５７から回転数Ｎｏも入力され、いずれか大き
い方が目標回転数Ｎｒｏａとして遅延制御回路２６４に
入力される。なお、回転数設定装置５７で指令される回
転数Ｎｏの最高値は作業用回転数特性Ｌ２の最高回転数
に制限される。遅延制御回路２６４には、走行状態か作
業状態かを示すアンドゲード２６６ａ，２６６ｂの出力
信号と、走行ペダル踏込み量を示すパイロット圧Ｐｉと
が入力されており、ガバナレバ−位置目標値Ｎｒｏを算
出してサーボ制御回路２６５に入力する。サ−ボ制御回
路２６５には、上述のポテンショメ−タ５５から現在の
エンジン回転数、すなわちガバナレバ−位置検出値Ｎｒ
ｐが入力されており、図６に示す手順に従ってエンジン
回転数をガバナレバ−位置目標値Ｎｒｏに変更する制御
を行う。つまり、両回路２６４と２６５により、走行減
速時のみスローダウン制御を行い、その他の場合は走行
ペダル踏込み量に応じた通常回転数制御を行なう。
【００３２】図６は遅延制御回路２６４およびサ−ボ制
御回路２６５をプログラムで実現する場合の制御手順を
示している。ステップＳ１でアンドゲード２６６ａ，２
６６ｂからの信号に基づいて走行か作業かを判定する。 アンドゲード２６６ａの出力信号がハイレベルならば作
業、アンドゲード２６６ｂの出力がハイレベルならば走
行と判定する。走行と判定されるとステップＳ２に進む
。ステップＳ２でペダル６ａの操作量θｐが所定値θｐ
ｏ以上と判定されると、ステップＳ３で減速フラグＦを
１としてしてステップＳ４に進み、現在のＮｒｏａがそ
の前回値Ｎｒｏ１より小さいか否かを判定する。ここで
、Ｎｒｏａ＜Ｎｒｏ１であるということは、走行ペダル
６ａが減速方向に操作されていること、すなわち減速指
令がなされていることを示している。
【００３３】ステップＳ４が否定されると、すなわち減
速方向に操作されていないことが判定されるとステップ
Ｓ５で減速フラグＦをゼロとして後述するステップＳ１
２に進み、ステップＳ４が肯定されると、すなわち減速
方向に操作されていることが判定されるとステップＳ６
に進み、変数ｉがゼロか否かを判定する。この変数ｉは
、この図６の制御ル−プを何回繰り返したかを示すもの
である。また減速フラグＦは、ステップＳ３で１に設定
され、ステップＳ４が否定された後のステップＳ５でゼ
ロに設定されるので、このフラグＦが１ということは、
減速操作がなされていることを示している。
【００３４】ステップＳ６が肯定されるとステップＳ７
で変数ｉを所定値ｉｏ（ただし、ｉｏ＞０）としてステ
ップＳ８に進み、Ｎｒｏ１−ΔＮをＮｒｏとしてステッ
プＳ９に進む。ステップＳ９では、Ｎｒｏ１に現在のＮ
ｒｏを代入してステップＳ２１に進む。一方、ステップ
Ｓ６が否定された場合には、ステップＳ１０でｉを「−
１」だけ歩進するとともに、ステップＳ１１でＮｒｏを
Ｎｒｏ１としてステップＳ９に進む。
【００３５】またステップＳ２が否定された場合には、
ステップＳ１４で減速フラグＦが１か否かを判定し、肯
定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップ
Ｓ１２でｉを所定値ｉｏとするとともに、ステップＳ１
３でＮｒｏをＮｒｏａとしてステップＳ９に進む。
【００３６】ステップＳ２１では、現在のガバナレバー
位置と目標回転数を示すガバナレバー目標値との差Ｎｒ
ｐ−Ｎｒｏを求め，その結果を回転数差Ａとしてメモリ
に格納し、ステップＳ２２において、予め定めた基準回
転数差Ｋを用いて、｜Ａ｜≧Ｋか否かを判定する。ステ
ップＳ２２が肯定されるとステップＳ２３に進み、回転
数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞０ならば現在の制御回
転数が目標回転数Ｎｒｏよりも高いから、エンジン回転
数を現在の値から予め定めてある単位回転数ΔＮだけ下
げるべくステップＳ２４でモータ逆転を指令する信号を
パルスモータ２２に出力する。これによりパルスモータ
２２が逆転しエンジン２１の回転数がΔＮだけ低下する
。ここで、上述の単位回転数の最大値ΔＮは、１ループ
を実行する間に増減できる最大の回転数である。
【００３７】ステップＳ２３が否定された場合には、制
御回転数が目標回転数Ｎｒｏよりも低いから、エンジン
回転数を現在の値から上記単位回転数ΔＮだけ上げるべ
くステップＳ２５でモータ正転を指令する信号をパルス
モータ２２に出力する。これによりパルスモータ２２が
正転しエンジン２１の回転数がΔＮだけ増加する。ステ
ップＳ２２が否定されるとステップＳ２６に進んでモー
タ停止信号を出力し、これによりエンジン２１の回転数
が一定値に保持される。ステップＳ２４〜Ｓ２６を実行
すると始めに戻る。
【００３８】ここで、以上説明したステップＳ１〜Ｓ１
４が遅延制御回路２６４による処理手順を、ステップＳ
２１以降がサ−ボ制御回路２６５による処理手順を示し
ている。
【００３９】次に、以上のように構成された本実施例の
動作を説明する。作業時は、ブレーキスイッチＳＷ２が
Ｗ端子でかつ前後進切換スイッチＳＷ１がＮ位置（中立
位置）であるから、傾転角制御回路部１６０に設けられ
た判定部１６４のアンドゲート回路１６４ｂの出力はロ
−レベルである。したがって、選択スイッチ１６６ｃは
作業用最大傾転角θｄｍａｘを選択し、油圧ポンプ１の
傾転角はθｄｍａｘ（＞θｔｍａｘ）で制限される。一
方、走行時は、ブレーキスイッチＳＷ２がＴ端子でかつ
前後進切換スイッチＳＷ１がＮ位置以外のＦまたはＲ位
置に切り換えられているから、走行ペダルを踏み込みそ
のパイロット圧力が所定値以上になると、アンドゲート
回路１６４ｂの出力はハイレベルとなる。このため、選
択スイッチ１６６ｃは走行用最大傾転角θｔｍａｘを選
択し、油圧ポンプ１の傾転角はθｔｍａｘで制限される
。
【００４０】また、走行時と作業時のエンジン回転数は
次のようにして制御され、走行時の最高回転数は作業時
の最高回転数よりも高く設定され、これにより、走行時
の必要馬力を確保している。作業を開始するに当たりブ
レーキスイッチＳＷ２をＷ位置に切換えると、上述した
ように不図示の主ブレーキ装置と駐車ブレーキ装置の双
方が作動して作業ブレーキがかかる。このとき、前後進
切換えスイッチＳＷ１を中立位置Ｎに切換えると、アン
ドゲート２６６ａの出力がハイレベルとなり、選択スイ
ッチ２６２はＹ接点に切換えられる。その結果、関数発
生器２６１Ｄから作業用回転数特性Ｌ２が選択される。 一方、ブレーキスイッチＳＷ２がＴまたはＰ位置に切換
えられるとともに前後進切換えスイッチＳＷ１が前進位
置Ｆまたは後進位置Ｒに切換えられた状態で圧力Ｐｉが
発生すると、アンドゲート２６６ｂの出力がハイレベル
となり、選択スイッチ２６２はＸ接点に切換えられる。 その結果、関数発生器２６１Ｔから走行用回転数特性Ｌ
１が選択される。
【００４１】以上の２つの状態以外の時には、選択スイ
ッチ２６２はＺ接点に切換えられ、アイドル回転数より
も低い回転数を示す信号が選択される。以上のようにし
て選択された回転数は最大値選択回路２６３に入力され
て回転数設定装置５７で設定された回転数Ｎｏと比較さ
れ、いずれか大きい方が目標回転数Ｎｒｏａとして選択
される。そして、この目標回転数Ｎｒｏａが遅延制御回
路２６４に入力されると目標回転数Ｎｒｏが算出され、
さらにＮｒｏはサーボ制御回路２６５に入力される。そ
して、図６に示す手順にしたがって走行減速時のみスロ
ーダウン制御が実行され、その他の場合には通常エンジ
ン回転数制御が実行される。
【００４２】したがって、油圧ポンプ１の最大吐出流量
は、図１（ａ）からわかるように走行時はＱｔｍａｘと
なり、作業時はＱｄｍａｘ（＞Ｑｔｍａｘ）となり、走
行時の圧力損失を従来よりも低減できる。また、所定の
最高速度をだす時に、ポンプ流量が低減された分だけ油
圧モータの押除け容積を小さくでき、モータ容積効率、
トルク効率および圧力損失も含めた効率が向上でき、容
量を小さくしても所定の走行トルクを得ることができる
とともに、平地走行時の燃費が向上する。さらにまた、
油圧モータの押除け容積を低減することにより（例えば
９０ｃｃから７０ｃｃに下げる）、図８に示すように、
速度Ｖに対する走行力特性はＦｔ１からＦｔ２に向上し
、改善された圧力損失分に見合った分だけ走行力を大き
くでき、登坂時の速度を向上できる。さらにまた、降坂
時はポンプ圧力Ｐｐが所定値Ｐｒよりも低くなると走行
用最大傾転角θｔｍａｘがポンプ圧力Ｐｐが低くなるほ
ど大きくなるので、ポンプ最大流量が平地走行時よりも
増加して最高速度を平地走行時よりも早くできる。
【００４３】なお、走行時に走行ペダル６ａを加速方向
に操作した場合には、ステップＳ４が否定され、ステッ
プＳ１３において、選択スイッチ２６２によって選択さ
れた値Ｎｒｏａを目標回転数Ｎｒｏとして設定するので
、エンジン回転数は、走行ペダル６ａの操作に応じて速
やかに上昇する。一方、走行ペダル６ａが減速方向に操
作された場合には、ステップＳ４が肯定され、ｉ＝０の
ときのみ目標回転数Ｎｒｏがその前回値Ｎｒｏ１からΔ
Ｎ（単位回転数）を引いた値に設定される（ステップＳ
８）。変数ｉは、ステップＳ１０を通るたびに「−１」
づつ歩進されるので、この図６の制御ル−プを繰り返す
際、所定回数に１回の割合でステップＳ８が実行される
ことになる。したがってエンジン回転数は、時間の経過
に比例して減少する。
【００４４】また、ステップＳ１で作業と判定されると
、ステップＳ１２，１３，９、ステップＳ２１〜２６の
ループでエンジン回転数が制御されるので、走行踏込み
量が減少する操作時でもスローダウン制御が行なわれず
、通常エンジン回転数制御が実行され、作業時に走行ペ
ダルでエンジン回転数制御する際の操作フィーリングが
向上する。
【００４５】なお以上の実施例では、走行時最大傾転角
設定部１６６ｂの特性により、降坂時の最大傾転角をポ
ンプ圧に応じて大きくし、降坂時の車速を平地時に比べ
て高くするようにしたが、平地走行時も降坂時も最大傾
転角を一律に設定して降坂時の最高速度を平地時の最高
速度と同じにしてもよい。また、降坂時をポンプ圧力か
ら検出するようにしたが、降坂時を示すその他の特有の
現象から検出してもよい。さらに、走行ペダル６ａの操
作量をパイロット圧力センサ５６で検出したが、例えば
ポテンショメ−タ等を走行ペダル６ａに直接取付けてそ
の操作量を検出するようにしてもよい。その他の各種情
報の検出も上記実施例に限定されない。また、コントロ
ーラの構成も上述のものに限定されない。さらに以上で
は、１つの前後進切換弁８が中立位置，前後進位置の３
位置を取り得るようにしたが、前後進位置の２位置に切
換わる切換弁と開閉弁の２つの弁で構成しても良い。さ
らにまた以上では、ブレーキスイッチＳＷ２がＷ位置以
外に切換っていること、前後進切換えスイッチがＮ位置
以外に切換わっていること、および走行ペダルが操作さ
れていることにより走行状態を判別しているが、ブレー
キスイッチの状態だけ、あるいは、前後進切換えスイッ
チの状態だけで走行状態を判別してもよい。駐車ブレー
キ装置と主ブレーキ装置の実際の作動を検出することに
より作業状態を検出したり、前後進切換弁８の実際の位
置で走行状態や作業状態を検出しても良い。さらに、ホ
イ−ル式油圧ショベルについて説明したが、これ以外の
油圧駆動車両にも本発明を同様に適用できる。
【００４６】以上の実施例の構成において、エンジン回
転数制御回路部２６０が原動機回転数制御手段を、油圧
シリンダ２４が作業用油圧アクチュエータを、制御弁２
，２４が制御弁手段を、傾転角制御装置４０が押除け容
積変更手段を、傾転角制御回路部１６０が押除け容積制
御手段を、判定部１６４が状態判別手段を、ポンプ圧力
センサ５２が降坂検出手段をそれぞれ構成する。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、走行時の原動機最高回
転数を作業時よりも高くして出力馬力を大きくするとと
もに、油圧ポンプ最大押除け容積は走行時よりも作業時
が大きくなるようにし、これにより走行時の油圧ポンプ
最大吐出流量を作業時よりも少なくするようにしたので
、走行時の圧力損失を小さくでき、その結果、同一ポン
プ圧力でもモータ有効圧力が高くなりその出力トルクを
高くできるとともに、ポンプ最大吐出流量を小さくした
分だけモータ最大押除け容積も小さくでき、回路構成を
コンパクトにできる。また、請求項２の発明によれば、
降坂を判定してポンプ最大押除け容積を平地走行時より
も大きくするようにしたので、降坂時の最高速度を平地
走行時に比べて速くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は図２に示す油圧ポンプのＰ−Ｑ特性を
、（ｂ）は従来の油圧ポンプのＰ−Ｑ特性をそれぞれ示
す図
【図２】本発明に係わる油圧駆動制御装置の全体構成を
示す図
【図３】図２の各部の拡大図
【図４】図２に示すコントローラ内の傾転角制御回路部
の詳細ブロック図
【図５】図２に示すコントローラ内のエンジン回転数制
御装置の詳細ブロック図
【図６】図５の遅延制御回路とサーボ制御回路をプログ
ラムで実現した場合のフローチャート
【図７】（ａ）はモータ容積効率、モータトルク効率な
どを、（ｂ）は出力トルクをそれぞれ示すグラフ
【図８
】押除け容積の相違による走行力の相違を示すグラフ
【図９】ホイール式油圧ショベルの側面図
【図１０】１
ポンプで走行および作業用の圧油を吐出するホイール式
油圧ショベルの油圧駆動装置の概念図
【符号の説明】
１　　可変容量油圧ポンプ ２　　走行用制御弁 ４　　走行用油圧モータ ６　　走行用パイロット弁 ６ａ　　走行ペダル ７　　スローリターン弁 ８　　前後進切換弁 ２１　　エンジン ２１ａ　　ガバナ ２２　　パルスモータ ２３　　作業用制御弁 ２４　　作業用油圧シリンダ ５１　　傾転角センサ ５２　　ポンプ圧力センサ ５３　　エンジン回転数センサ ５４　　差圧センサ ５５　　ポテンショメータ ５６　　圧力センサ ６０　　コントローラ １６０　　傾転角制御回路部 １６１　　ロードセンシング制御部 １６２　　トルク制御部 １６３　　最小値選択回路 １６４　　判定部 １６５　　サーボ制御部 １６６　　最大傾転角制御回路部 １６６ａ　　作業時最大傾転角設定部 １６６ｂ　　走行時最大傾転角設定部 ２６０　　エンジン回転数制御回路部 ２６１Ｔ，２６１Ｄ　　関数発生器 ２６２　　選択回路 ２６３　　最大値選択回路 ２６４　　遅延制御回路 ２６５　　サーボ制御部 ＳＷ１　　前後進切換えスイッチ ＳＷ２　　ブレーキスイッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　上部旋回体に設置され原動機により駆
    動される可変容量油圧ポンプと、前記原動機の回転数を
    制御する原動機回転数制御手段と、下部走行体に設置さ
    れ前記油圧ポンプからの吐出油により駆動される走行用
    油圧モータと、前記油圧ポンプからの吐出油により駆動
    される作業用油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと
    前記走行用油圧モータおよび前記油圧ポンプと作業用油
    圧アクチュエータとの間にそれぞれ設けられ、これら走
    行用油圧モータと作業用油圧アクチュエータに供給され
    る圧油の流量をそれぞれ制御する第１および第２の制御
    弁手段と、前記油圧ポンプの押除け容積を変更する押除
    け容積変更手段と、押除け容積を所定値にするために前
    記押除け容積変更手段を駆動制御する押除け容積制御手
    段とを備え、前記油圧ポンプと走行用油圧モータとの間
    の流路に少なくともセンタジョイントが設けられた油圧
    走行作業車両の制御装置において、走行状態か作業状態
    かを判別する状態判別手段を有し、前記原動機回転数制
    御手段は、走行状態が判別されているときの原動機最高
    回転数を第１の回転数に設定し、作業状態が判別されて
    いるときの原動機最高回転数を前記第１の回転数よりも
    同等もしくは低い第２の回転数に設定し、前記押除け容
    積制御手段は、走行状態が判別されているときの最大押
    除け容積を第１の容積値に設定し、作業状態が判別され
    ているときの最大押除け容積を前記第１の容積値よりも
    大きい第２の容積値に設定し、前記第１，第２の回転数
    および第１，第２の容積値を、第１の回転数×第１の容
    積値＜第２の回転数×第２の容積値となるように定める
    ことを特徴とする油圧走行作業車両の制御装置。
  2. 【請求項２】　　請求項１の制御装置において、車両が
    降坂していることを検出する降坂検出手段を有し、前記
    押除け容積制御手段は、降坂が検出されると最大押除け
    容積を前記第１の容積値よりも大きい第３の容積値に設
    定することを特徴とする油圧走行作業車両の制御装置。
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