JPH05124537A - 装軌式車両の操向制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 例えばブルドーザ、パワーショベル、クレー
ン等の装軌式建設車両に適用して好適な装軌式車両の操
向制御装置を提供する。 【構成】 エンジン出力軸に対し変速機、傘歯車を介し
て車結される横軸となる左・右スプロケット軸に装着さ
れるクラッチ−ブレーキシステムに対し、旋回方向、
旋回半径を指示する操作レバー、左右各履帯間の目標
速度比設定手段、左右各履帯間の実際速度比検知手
段、目標速度比と実際速度比との偏差にもとづくフィ
ードバック制御により左右各履帯の速度制御を行なう速
度制御手段をそれぞれ具えることにより旋回に際して安
定な操向制御を可能としたものである。 【効果】 車速に関係なく、容易に所望の旋回半径が維
持されるとともに、運転上の危険な状態が避けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行方向に対して左右
に走行用履帯が設けられているとともに、これら各走行
用履帯の走行速度を独立して速度制御が可能なクラッチ
−ブレーキシステムを有する装軌式車両の操向制御装置
に関し、例えばブルドーザ、パワーショベル、クレーン
等の装軌式建設車両に適用して好適な装軌式車両の操向
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装軌式車両においては、
走行方向に対して左右に設けられている各走行用履帯に
配設されているクラッチ−ブレーキに対応して、言い換
えれば各走行用履帯に対応して走行用履帯の走行速度を
制御指示する操作レバーが設けられている。したがっ
て、走行操作に際しては、左右の各走行用履帯に対応す
る操作レバーを個々に操作して各走行用履帯の速度制御
を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述さ
れたものおいては、各操作レバーにより個々に左右の走
行用履帯の速度制御を行なっているために、旋回に際し
て例えば左右の走行用履帯に対する走行負荷、旋回負
荷、ブレード負荷等の外部負荷に対して一定の旋回半径
を保つには両操作レバーの微操作が必要であり、操作が
困難であるという問題点がある。

【０００４】本発明は、このような問題点を解消するこ
とを目的として、旋回に際して一定の旋回半径を保つに
操作が容易な装軌式車両の操向制御装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による装軌式車両
の操向制御装置は、前述された目的を達成するために、
図１の原理構成のブロック図に示されているように、走
行方向に対して左右に走行用履帯が設けられているとと
もに、これら各走行用履帯の回転速度を独立して速度制
御が可能なクラッチ−ブレーキシステムを有する装軌式
車両の操向制御装置において、（ａ）旋回方向および旋
回半径を指示する操作レバー（１）、（ｂ）この操作レ
バー（１）により指示される旋回方向および旋回半径に
もとづき前記左右の走行用履帯の回転速度における目標
回転速度比を設定する目標回転速度比設定手段（２）、
（ｃ）前記左右の走行用履帯の回転速度における実際の
回転速度比を検知する実際回転速度比検知手段（３）お
よび（ｄ）この実際回転速度比検知手段（３）により検
知される実際の回転速度比と前記目標回転速度比設定手
段（２）により設定された目標回転速度比との偏差にも
とづくフィードバック制御により前記クラッチ−ブレー
キシステムを制御して各走行用履帯の回転速度制御を行
なう速度制御手段（４）を具えた構成を特徴とするもの
である。

【０００６】前記速度比検知手段（３）としては、
（ａ）各走行用履帯に対して設けられてその走行用履帯
のスプロケット軸の回転数を検出する回転数センサおよ
び（ｂ）これら回転数センサにより検出される前記左右
の走行用履帯のスプロケット軸の回転数の比を求めて前
記左右の走行用履帯の走行速度における実際の速度比を
演算する速度比演算手段を具えることが望ましい。

【０００７】

【作用】操作レバー（１）、具体的には１個の操作レバ
ー（１）により指示される旋回方向および旋回半径にも
とづき、目標回転速度比設定手段（２）によって左右の
走行用履帯の回転速度における目標回転速度比を設定す
る。また、実際回転速度比検知手段（３）によって左右
の走行用履帯の回転速度における実際の回転速度比を検
知する。次に、目標回転速度比に対する実際の回転速度
比の偏差にもとづき、速度制御手段（４）はフィードバ
ック制御によりクラッチ−ブレーキシステムを制御して
所定の旋回方向および旋回半径が得られるように各走行
用履帯の回転速度制御を行なう。

【０００８】

【実施例】次に本発明の具体的な実施例につき図面を参
照しつつ説明する。ブルドーザ、パワーショベルおよび
クレーン等の装軌式建設車両に適用された本発明の操向
制御装置が図２に例示されている。

【０００９】図２において、装軌式建設車両のエンジン
の動力は変速機１０を介して出力軸１１により傘歯車機
構１２に伝達され、傘歯車機構１２から横軸となった左
スプロケット軸１３ａおよび右スプロケット軸１３ｂに
出力され、最終的に左スプロケット軸１３ａに結合した
左スプロケットホイール14ａおよび右スプロケット軸１
３ｂに結合した右スプロケットホイール14ｂがそれぞれ
回転駆動される。同時に左スプロケット軸１３ａにはク
ラッチ１５ａおよびブレーキ１６ａが、また右スプロケ
ット軸１３ｂにはクラッチ１５ｂおよびブレーキ１６ｂ
がそれぞれ装着され、左スプロケットホイール14ａまた
は右スプロケットホイール14ｂに伝達される回転駆動力
を断ちまたは接続し、あるいは各スプロケット軸１３
ａ、ｂを制動するようになっている。

【００１０】なお、図２では左スプロケット軸１３ａお
よび右スプロケット軸１３ｂに設けられている横軸減速
機構または終減速機構は図示が省略されている。

【００１１】前述したような装軌式車両の駆動系に対
し、

【００１２】単桿状に形成されるとともに、その中立
位置に対する傾斜の度合に応じて付設されたストローク
センサ２０と関連して、旋回方向および旋回半径を指示
する操作レバー２１（この操作レバー２１の操作により
所望の旋回方向および旋回半径時における左右の各走行
用履帯の各回転速度の好適な比率となる目標回転速度比
を設定する。）、

【００１３】左スプロケット軸１３ａに対して設けら
れるとともに、そのスプロケット軸１３ａの回転数を検
出する回転数センサ２２ａおよび右スプロケット軸１３
ｂに対して設けられるとともに、そのスプロケット軸１
３ｂの回転数を検出する回転数センサ２２ｂ（これら回
転数センサ２２ａもしくは２２ｂにより検出される左右
の走行用履帯のそれぞれの左右スプロケット軸１３ａも
しくは１３ｂの回転数の比にもとづいて左右各走行用履
帯の回転時の実際の回転速度比を演算する。）および

【００１４】前記において演算される実際の左右履
帯の回転速度比の、前記において設定された左右履帯
の目標回転速度比に対する偏差にもとづいてフィードバ
ック制御によって左スプロケット軸１３ａに装着された
クラッチ１５ａおよびブレーキ１６ａならびに右スプロ
ケット軸１３ｂに装着されたクラッチ１５ｂおよびブレ
ーキ１６ｂを互いに関連し合いながら制御するコントロ
ーラ２３がそれぞれ配設されている。

【００１５】左スプロケット軸１３ａに装着されたクラ
ッチ１５ａおよび右スプロケット軸１３ｂに装着された
クラッチ１５ｂの断もしくは係合を行なわせる圧油（図
２において基本的な油圧配管系はその図示を省略されて
いる。）の調圧は、前記コントローラ２３からの指令に
もとづき作動する調圧弁２４により行なわれる。この実
施例のものでは調圧弁２４として比例ソレノイドバルブ
を用いている。

【００１６】本実施例における左クラッチ１５ａおよび
右クラッチ１５ｂの作動は、いわゆる油圧ＯＮとなって
いる。すなわち、弾性体例えばバネの付加力により左・
右クラッチ１５ａまたは１５ｂは断の状態となってお
り、左・右クラッチ１５ａまたは１５ｂに圧油が送られ
油圧が付加されると半クラッチの状態を経て左・右クラ
ッチ１５ａまたは１５ｂはそれぞれ係合され回転駆動力
が伝達される状態となるものである

【００１７】左スプロケット軸１３ａに装着されるブレ
ーキ１６ａおよび右スプロケット軸１３ｂに装着される
ブレーキ１６ｂは、この実施例が適用される駆動系にお
いてはディスクブレーキが採用されている。ディスクブ
レーキは操作ストロークに対して初動範囲では応答遅れ
となり易く、また著効範囲が急に立ち上がってストロー
クに対するブレーキ力変化が急激となる傾向がある。し
たがって、制動子を作動させる圧油の調圧弁２４には応
答性を高めるのに有効な比例ソレノイドバルブを用い、
前記コントローラ２３からの指令にもとづきこの比例ソ
レノイドバルブを作動させることにより各ブレーキ１６
ａまたは１６ｂを作動させている。

【００１８】本実施例における左ブレーキ１６ａおよび
右ブレーキ１６ｂの作動は、いわゆるバネＯＮとなって
いる。すなわち、弾性体例えばバネの圧力によりシュー
がディスクを挟圧し左・右ブレーキ１６ａまたは１６ｂ
は制動の状態となっており、左・右ブレーキ１６ａまた
は１６ｂに圧油が送られ油圧の上昇に随って制動力は緩
解され、油圧が最大値に達した場合に制動解放の状態と
なるものである。

【００１９】さらに各ブレーキ１６ａまたは１６ｂには
マニュアルのブレーキ作動機構が付設されている。この
マニュアルのブレーキ作動機構は、メカニカルバルブが
用いられたフートブレーキが設けられるとともに、この
メカニカルバルブと前記比例ソレノイドバルブとが接続
されている油圧回路２７の途中に、左ブレーキ１６ａに
関連するシャトルバルブ２６ａおよび右ブレーキ１６ｂ
に関連するシャトルバルブ２６ｂがそれぞれ配設された
ものとなっている。

【００２０】これらの各シャトルバルブ２６ａおよび２
６ｂは低圧優先型のものが採用されており、フートブレ
ーキ２５の操作により低圧優先型の左・右シャトルバル
ブ２６ａまたは２６ｂが作動する結果、左・右ブレーキ
１６ａまたは１６ｂに付加されていた油圧は低下し、い
わゆるバネＯＮとなされた左・右ブレーキ１６ａまたは
１６ｂには制動作用が生ずる。これらの左・右シャトル
バルブ２６ａまたは２６ｂによる制動作用は、フートブ
レーキ２５の操作により前記コントローラ２３により制
御されて装軌式車両が旋回を続けている途次において
も、左・右ブレーキ１６ａまたは１６ｂによる車速ダウ
ンを可能とするのみならず、運転中の危険回避のための
緊急ブレーキとしても貢献する。

【００２１】次に図３に示されるように装軌式車両が左
へ旋回する時を例にとって、コントローラ２３について
その演算処理および操作指令につき図４にもとづき説明
する。まず、操作レバー２１の中立位置からの、車両左
旋回操作側への傾斜または車両右旋回側への傾斜の各ス
トロークは、ストロークセンサー２０により検出され、
この検出値により図４中のグラフに示される関数値から
所定の旋回半径を保つために必要な左・右スプロケット
軸１３ａまたは１３ｂの回転数に対応する左履帯または
右履帯の回転速度の比ｉｏの値が０から１までの範囲
（０≦ｉｏ≦１）で演算される。したがって、この関数
値またはテーブルにもとづいて、所定旋回半径で車両が
操向される時の左・右各履帯の目標回転速度比ｉｏは、
操作レバー２１の傾斜操作によって設定されることにな
る。

【００２２】一方、左回転数センサ２２ａにより左スプ
ロケット軸１３ａの回転数ｎＬを介して検出された左履
帯の実際の走行速度ｖＬと、右回転数センサ２２ｂによ
り右スプロケット軸１３ｂの回転数ｎＲを介して検出さ
れた右履帯の実際の走行速度ｖＲとが入力され、左・右
各履帯の実際の回転比ｉｒが演算される。

【００２３】続いて、このようにして設定された目標速
度比ｉｏと演算された走行速度比ｉｒとの偏差εを演算
する。

【００２４】この（ｉｏ−ｉｒ）にて求められる偏差ε
にもとづき、フィードバック制御を行なうことにより制
御速度比ｉｃ（ｋ＋１）を求める。この制御速度比ｉｃ
（ｋ＋１）は前記偏差εとフィードバック前の制御速度
比ｉｃ（ｋ）とにもとづき演算処理されるもので、〔ｉ
ｃ（ｋ＋１）＝ｉｃ（ｋ）＋Ｋε〕（Ｋ：フィードバッ
ク係数）で示される。このようにして求められた制御速
度比ｉｃ（ｋ＋１）は前記偏差が０に近づくようにフィ
ードバックが繰り返されるとともに、所要の調圧弁２４
に出力される。

【００２５】調圧弁２４は、図３に示されるように左右
に配設される左クラッチ１５ａ、左ブレーキ１６ａおよ
び右クラッチ１５ｂ、右ブレーキ１６ｂごとにそれぞれ
コントローラ２３から出力された制御速度比ｉｃ（ｋ＋
１）と作動油の油圧とが対応するテーブル２４Ｂ、２４
Ｃ、２４’Ｃ、２４’Ｂを有している。各調圧弁２４に
含まれる前記各テーブルについて、旋回側の左クラッチ
１５ａに対するテーブル２４Ｃと左ブレーキ１６ａに対
するテーブル２４Ｂとは１グループとなり、反旋回側の
右クラッチ１５ｂに対するテーブル２４’Ｃと右ブレー
キ１６ｂに対するテーブル２４’Ｂとは他のグループと
なっている。

【００２６】したがって、車両の旋回側と反旋回側とで
は異なるデーブルグループとなることから、操作レバー
２１の位置、すなわち、〔車両左旋回操作側の傾斜−中
立−車両右旋回操作側の傾斜〕により旋回側のグループ
となるテーブルが選択されるように制御され、車両は円
滑な旋回運動を行うことができる。

【００２７】以上は車両が左旋回する場合について説明
したが、車両が右旋回する場合も同等の機能をもって円
滑な操向制御が行えることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、目標回転速度比がフィードバック制御により得られ
るために、旋回に際して外部負荷にかかわらず所定の旋
回半径を保つのに操作が容易なである。また、車速に関
係なく所望の旋回半径を維持できる。さらに、下り勾配
における自重による逆ステアリング、さらにはブレード
負荷による急旋回が防げる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成のブロック図である。

【図２】本発明の実施に好適な構成の一例を示す図であ
る。

【図３】図２の構成例における作用説明図である。

【図４】コントローラにおける演算処理を示す図であ
る。

【符号の説明】

1 操作レバー 2 目標速度比設定手段 3 速度比検知手段 4 速度制御手段 10 変速機 11 出力軸 12 傘歯車機構 13a,b 左・右スプロケット軸 14a,b 左・右スプロケットホイール 15a,b 左・右クラッチ 16a,b 左・右ブレーキ 20 ストロークセンサ 21 操作レバー 22a,b 左・右回転数センサ 23 コントローラ 24 調圧弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行方向に対して左右に走行用履帯が設
   けられているとともに、これら各走行用履帯の回転速度
   を独立して速度制御が可能なクラッチ−ブレーキシステ
   ムを有する装軌式車両の操向制御装置において、（ａ）
   旋回方向および旋回半径を指示する操作レバー、（ｂ）
   この操作レバーにより指示される旋回方向および旋回半
   径にもとづき前記左右の走行用履帯の回転速度における
   目標回転速度比を設定する目標回転速度比設定手段、
   （ｃ）前記左右の走行用履帯の回転速度における実際の
   回転速度比を検知する実際回転速度比検知手段および
   （ｄ）この実際回転速度比検知手段により検知される実
   際の回転速度比と前記目標回転速度比設定手段により設
   定された目標回転速度比との偏差にもとづくフィードバ
   ック制御により前記クラッチ−ブレーキシステムを制御
   して各走行用履帯の回転速度制御を行なう速度制御手段
   を具えることを特徴とする装軌式車両の操向制御装置。
2. 【請求項２】 前記速度比検知手段は、（ａ）各走行用
   履帯に対して設けられてその走行用履帯のスプロケット
   軸の回転数を検出する回転数センサおよび（ｂ）これら
   回転数センサにより検出される前記左右の走行用履帯の
   スプロケット軸の回転数の比を求めて前記左右の走行用
   履帯の走行速度における実際の速度比を演算する速度比
   演算手段を具えることを特徴とする請求項１に記載の装
   軌式車両の操向制御装置。