JPH05331878A - 油圧駆動車両の走行速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各機器にバラツキがあっても、所定の車速を
越えずに、しかも、所定の車速で走行可能とする。 【構成】 原動機馬力を越えないように予め設定された
ポンプ圧力と押除け容積との対応関係から、検出された
ポンプ圧力に基づいて目標押除け容積を算出する第１の
押除け容積算出手段２４１ａと、所定の速度を越えない
ように予め設定された原動機回転数と押除け容積との対
応関係から、検出された原動機回転数に基づいて目標押
除け容積を算出する第２の押除け容積算出手段２４１ｂ
とを備え、第１および第２の押除け容積算出手段２４１
ａ，２４１ｂで算出された目標押除け容積の最小値によ
り押除け容積が制御される。つまり、押除け容積の最大
値は、第２の押除け容積制御手段で算出された押除け容
積で制限される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホイ−ル式油圧ショベ
ル等の油圧駆動車両の走行速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は先に実願平１−４０３５４号
明細書において、車速が所定値を越えないように油圧ポ
ンプの押除け容積を制御するようにした油圧駆動車両の
走行速度制御装置を提案している。この制御装置では次
のようにしてポンプ押除け容積を制御している。負荷圧
力Ｐを検出し、Ｐーｑ線図から油圧ポンプの押除け容積
ｑを算出する。原動機回転数Ｎを検出し、原動機回転数
Ｎに押除け容積ｑを乗じて流量Ｑｄを算出する。所定の
最高車速、たとえば３５Ｋｍ／ｈに対応する制限流量Ｑ
ｃは、基本流量Ｑ１と微小流量Ｑ２との和として与えら
れる。検出された流量Ｑｄと制限流量Ｑｃとの差を求
め、その差ΔＱが微小流量Ｑ２よりも大きい場合には、
差流量ΔＱの分だけポンプ押除け容積を小さくする。

【０００３】また、本出願人は先に特開昭６２ー１５６
４４０号公報に開示されているような油圧制御装置を提
案している。この油圧制御装置は、平地走行のような軽
負荷に適した回転数を越えると油圧ポンプの押除け容積
を原動機回転数に応じて小さくして車速を所定値に制限
するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実願平
１ー４０３５４号明細書に記載の制御装置は次のような
問題がある。この制御装置においては、負荷圧力から検
出された押除け容積と原動機回転数との積が所定値を越
えないように押除け容積を制御するフィードバック制御
系を用いており、２次遅れが避けられず、瞬間的にポン
プ流量が所定値を越えて車速が所定値を越えるおそれが
ある。

【０００５】また、特開昭６２ー１５６４４０号公報の
油圧制御装置では、予め軽負荷に最適な原動機回転数が
設定されているが、同一仕様の原動機でもバラツキがあ
り、その最適値の設定がむずかしい。さらに、油圧ポン
プのバラツキにより予め定めた軽負荷に最適な原動機回
転数では所定の車速がでないおそれもある。

【０００６】本発明の目的は、各機器にバラツキがあっ
ても、所定の車速を越えずに、しかも、所定の車速で走
行可能な油圧駆動車両の走行速度制御装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１，図
２に対応づけて本発明を説明すると、本発明は、原動機
２１により駆動される可変容量油圧ポンプ１と、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の押除け容積を変更する押除け容積
変更手段９と、油圧ポンプ１の吐出圧力を検出する圧力
検出手段２７と、原動機馬力を越えないように予め設定
されたポンプ圧力と押除け容積との対応関係から、検出
されたポンプ圧力に基づいて目標押除け容積（ｑ１）を
算出する第１の押除け容積算出手段２４１ａとを備え、
算出された目標押除け容積となるように押除け容積変更
手段９を制御する油圧駆動車両の走行速度制御装置に適
用される。そして、原動機２１の回転数を検出する原動
機回転数検出手段２６と、所定の速度を越えないように
予め設定された原動機回転数と押除け容積との対応関係
から、検出された原動機回転数に基づいて最大押除け容
積（ｑ２）を算出する第２の押除け容積算出手段２４１
ｂと、第１および第２の押除け容積算出手段２４１ａ，
２４１ｂで算出された押除け容積（ｑ１），（ｑ２）の
最小値（ｑｉ）を選択する選択手段２４１ｃとを具備
し、選択手段２４１ｃで選択された目標押除け容積とな
るように押除け容積変更手段９を制御することにより、
上述の目的を達成する。請求項２の制御装置では、第２
の押除け容積算出手段には原動機回転数と押除け容積と
の対応関係が複数種類設定され、いずれか一つの対応関
係を選択する選択操作手段を備える。

【０００８】

【作用】ポンプ圧（Ｐ）から目標押除け容積（ｑ１）が
算出され、原動機回転数（Ｎ）から最大押除け容積（ｑ
２）が算出される。それらの最小値が目標押除け容積
（ｑｉ）として選択され、押除け容積変更手段９を通し
て油圧ポンプ１の押除け容積が変更制御される。最大押
除け容積（ｑ２）は、全原動機回転数領域で所定速度を
越えないように各回転数に対応して求まる押除け容積の
最大値であるから、最大押除け容積で制御押除け容積を
制限することにより、確実に所定速度に対応する最大ポ
ンプ流量以内で運転することができる。

【０００９】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および作用の項では、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。

【００１０】

【実施例】

−第１の実施例− 図１〜図３により本発明をホイ−ル式油圧ショベルの走
行速度制御装置に適用した場合の一実施例について説明
する。

【００１１】図１，２において、エンジン（原動機）２
１により駆動される可変容量油圧ポンプ１からの吐出油
は、油圧パイロット式制御弁２を介してカウンタバラン
ス弁３を経て走行用の油圧モータ４に導かれるようにな
っている。この制御弁２は、油圧ポンプ５，パイロット
弁６，スロ−リタ−ン弁７および前後進切換弁８から成
るパイロット油圧回路により切換制御される。

【００１２】可変容量油圧ポンプ１の押除け容積はレギ
ュレ−タ９で変更制御され、基本的には、周知の一定馬
力制御のように、油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐに応じて押
除け容積ｑ１が変更される。そして、この実施例では、
エンジンの全回転数範囲で走行速度が３５Km/hを越えな
いように、エンジン回転数に対応して押除け容積ｑ２が
算出されて、この押除け容積ｑ２で押除け容積の最大値
が制限される。レギュレ−タ９は周知のような電気油圧
式が用いられる。

【００１３】エンジン２１のガバナ２１ａは、リンク機
構２２を介してパルスモータ２３に接続され、パルスモ
ータ２３の回転によりエンジン２１の回転数が制御され
る。すなわち、パルスモータ２３の正転で回転数が上昇
し、逆転で低下する。このパルスモータ２３の回転は、
コントローラ２４からの制御信号により制御される。ま
たガバナ２１ａにはポテンショメ−タ２５が接続され、
このポテンショメ−タ２５によりエンジン２１の回転数
に応じたガバナレバー位置が検出され、ガバナ位置検出
信号としてコントローラ２４に入力される。さらに、エ
ンジンの実回転数を検出する回転数センサ２６も設けら
れ、この検出信号もコントローラ２４に入力される。

【００１４】コントローラ２４にはまた、油圧ポンプ１
の吐出圧力を検出する圧力センサ２７からの検出信号も
入力されている。さらにコントローラ２４には、運転室
に設けられた燃料レバー，前後進切換スイッチ，ブレー
キスイッチ，パイロット回路圧力を検出する圧力計など
も接続され、燃料レバーによるエンジン回転数制御、走
行ペダルによるエンジン回転数制御が可能とされてい
る。かかるエンジン回転数制御では、燃料レバーや走行
ペダルの操作量から目標エンジン回転数を算出し、実回
転数との偏差がゼロとなるようにパルスモータ２３を駆
動制御する。なお、前後進切換弁８の前進位置Ｆ，後進
位置Ｒ，中立位置Ｎは前後進切換スイッチで切り換えら
れ、作業時には、ブレーキスイッチにより駐車ブレーキ
とサービスブレーキの双方が作動するように構成されて
いる。

【００１５】図１は、押除け容積を上述のよう制御する
ためのレギュレ−タ制御回路の一例を示している。この
制御回路２４１はコントローラ２４内に設けられ、２つ
の関数発生器２４１ａ，２４１ｂと、最小値選択回路２
４１ｃとを備える。関数発生器２４１ａは、ポンプ圧力
センサ２７からのポンプ圧力信号Ｐを受け、図に示すよ
うな周知のＰ−ｑ線図に基づいてポンプ圧Ｐに応じた押
除け容積ｑ１を出力する。一方、関数発生器２４１ｂ
は、エンジン回転数センサ２６からのエンジン回転数信
号Ｎを受けて、図に示すような線図に基づいてエンジン
回転数Ｎに応じた押除け容積ｑ２を出力する。そして、
最小値選択回路２４１ｃは、押除け容器ｑ１，２のいず
れか小さい方を選択して目標押除け容積ｑｉとしてレギ
ュレ−タ９に出力する。

【００１６】ここで、関数発生器２４１ｂの線図上、回
転数Ｎ１×最大押除け容積ｑmaxで算出される最大流量
Ｑmaxが速度３５Km/hに対応するもので、回転数Ｎ１以
上の領域では、Ｎ×ｑ２がＱmaxを越えないようにＮ−
ｑ線図がほぼ双曲線として定められている。なお、この
回転数Ｎ１以上の領域の線図は各種の効率を加味して設
定される。

【００１７】このように構成された走行速度制御装置の
動作について説明する。前後進切換弁８をＦ位置（前進
位置）またはＲ位置（後進位置）に切換えて走行ペダル
６ａを操作すると、油圧ポンプ５の吐出圧がパイロット
弁６で制御され、ペダル６ａの操作に応じた圧力がスロ
−リタ−ン弁７および前後進切換弁８を介して制御弁２
のパイロットポート２ａまたは２ｂに導かれる。このと
き制御弁２は所定方向に所定量だけ切換わり、走行ペダ
ル６ａの操作量に応じて回転する油圧ポンプ１の吐出油
のうち制御弁２の切換量に応じた量だけが油圧モータ４
に導かれる。これにより油圧モータ４が駆動され、走行
ペダル６ａの操作量に応じた速度で車両が前進または後
進する。なお、このとき、走行ペダル６ａの操作量に応
じてエンジン回転数も増減される。

【００１８】このような走行動作時に、油圧ポンプ１の
押除け容積は次のようにして制御される。ポンプ圧Ｐに
基づいて関数発生器２４１ａから第１の押除け容積ｑ１
が算出され、エンジン回転数Ｎに基づいて関数発生器２
４１ｂから第２の押除け容積ｑ２が算出される。これら
の押除け容積ｑ１，２は最小値選択回路２４１ｃに入力
され、いずれか小さい方が選択されて目標押除け容積ｑ
iとしてレギュレ−タ９に入力される。

【００１９】いま、図３（ａ）に拡大して示すＮ−ｑ線
図上でＮａ＜Ｎｂ＜Ｎｃとする３つの回転数を表すと
き、関数発生器２４１ａのＰ−ｑ線図から求められる第
１の押除け容積ｑ１にエンジン回転数Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｃ
を乗じて算出されるポンプ流量Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃは、ポ
ンプ圧力Ｐに対して図３（ｂ）のように示される。この
実施例においては、最高速度３５Ｋm/hを越えないよう
に算出される第２の押除け容積ｑ２で目標押除け容積の
最大値が制限されるから、ポンプ圧力Ｐ−ポンプ吐出流
量Ｑの関係は図３（ｃ）のように表わされ、いずれのエ
ンジン回転数でも最大吐出流量Ｑmaxを越えることがな
い。つまり、エンジン回転数がどの領域にあっても速度
が３５ｋm/hを越えることがない。また、従来の速度制
限方式のようなフィードバック制御を行わず、フィード
フォーワード制御を行うので、２次遅れがなく、ポンプ
流量Ｑが瞬間的にＱmaxを越えることもない。さらに、
図３（ｃ）からわかるとおり、エンジン回転数が高いほ
どＱmax一定の圧力範囲が広くなるから、エンジン回転
数が高いほどポンプ圧による速度変動が少ない。

【００２０】−第２の実施例− 図４は図１に示したレギュレ-タ制御回路の別実施例を
示す。図１と同様な箇所には同一の符号を付して相異点
を主に説明する。この実施例では、最大押除け容積を決
める２種類のＮ−ｑ線図がそれぞれ関数発生器２４１ｂ
−Ｓと２４１ｂ−Ｌに設定され、選択スイッチ２４１ｄ
により切り換え器２４１ｅを切り換えていずれか一方の
関数発生器を選択する。関数発生器２４１ｂ−Ｓはタイ
ヤ径が小さい場合、関数発生器２４１ｂ−Ｌはタイヤ径
が大きい場合に選択される。いずれのタイヤ径でも最高
速度は３５Km/hに制限するため、タイヤ径が大きい方の
線図においては、最大流量Ｑmaxが回転数Ｎ２（＜Ｎ
１）で得られるようにＮ−ｑ線図の折線部が決定され、
また、最高回転数Ｎmaxで最大流量Ｑmaxが得られるよう
にその最小押除け容積ｑminが決定される。すなわち、
回転数Ｎ２は、大小のタイヤ径をそれぞれＤＬ，ＤＳで
表すとき、 Ｎ２＝Ｎ１×ＤＳ／ＤＬ で表され、最小押除け容積も同様の関係式で示される。

【００２１】選択スイッチ２４１ｄは運転席に設けら
れ、タイヤ径に応じて運転者が切り換えると切り換え器
２４１ｅが切り換えられ，いずれか一方の関数発生器が
選択されて、タイヤ径に最適なＮ−ｑ線図から最大押除
け容積ｑ２が設定される。したがって、異なる径のタイ
ヤを装着した場合にも最高速度を３５Ｋm/hに制限する
ことが可能となる。

【００２２】本発明は、ホイールショベルに限定され
ず、その他の油圧走行車両に適用できる。また、最大押
除け容積ｑ２を実回転数Ｎから求めず、目標回転数から
求めてもよい他、本発明は以上の実施例の回路構成にな
んら限定されない。

【００２３】以上の実施例の構成において、レギュレー
タ９が押除け容積変更手段を、圧力センサ２７が圧力検
出手段を、レギュレータ制御回路２４１の関数発生器２
４１ａ，２４１ｂが第１，第２の押除け容積算出手段
を、回転数センサ２６が原動機回転数検出手段を、最小
値選択回路２４１ｃが選択手段をそれぞれ構成する。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、原動機回転数の全領域
で油圧ポンプの流量が所定速度に対応する最大値になる
ような押除け容積を決定し、ポンプ圧で決定される押除
け容積をその最大押除け容積で制限するようなフィード
フォーワード制御を採用したので、従来のフィードバッ
ク制御方式のような２次遅れがなく、したがって、ポン
プ流量が瞬間的に最大値を越えることもなく確実に最高
速度を制限できる。また、タイヤ径などに応じて原動機
回転数と押除け容積の対応関係を選択可能としたので、
タイヤ径などが変わっても確実に走行速度を制限でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】レギュレ−タ制御回路の詳細を示すブロック図

【図２】本発明に係わる走行速度制御装置の全体構成を
示す図

【図３】（ａ）はエンジン回転数と押除け容積の対応関
係を示し、（ｂ）はポンプ圧とポンプ流量との対応関係
を示し、（ｃ）は最大流量を制限したポンプ圧とポンプ
流量の対応関係をそれぞれ示す線図

【図４】レギュレ−タ制御回路の第２の実施例を示すブ
ロック図

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ２ 制御弁 ４ 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 ２４ コントローラ ２６ エンジン回転数センサ ２７ ポンプ圧力センサ ２４１ レギュレータ制御回路 ２４１ａ，２４１ｂ 関数発生器 ２４１ｂ−Ｓ，２４１ｂ−Ｌ 関数発生器 ２４１ｃ 最小値選択回路 ２４１ｄ 選択スイッチ ２４１ｅ 切換器

Claims (2)

【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、 前記油圧ポンプの押除け容積を変更する押除け容積変更
   手段と、 前記油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出手段と、 原動機馬力を越えないように予め設定されたポンプ圧力
   と押除け容積との対応関係から、検出されたポンプ圧力
   に基づいて目標押除け容積を算出する第１の押除け容積
   算出手段とを備え、 算出された目標押除け容積となるように押除け容積変更
   手段を制御する油圧駆動車両の走行速度制御装置におい
   て、 前記原動機の回転数を検出する原動機回転数検出手段
   と、 所定の速度を越えないように予め設定された原動機回転
   数と押除け容積との対応関係から、検出された原動機回
   転数に基づいて最大押除け容積を算出する第２の押除け
   容積算出手段と、 前記第１および第２の押除け容積算出手段で算出された
   押除け容積の最小値を選択する選択手段とを備え、 前記選択手段で選択された目標押除け容積となるように
   前記押除け容積変更手段を制御することを特徴とする走
   行駆動車両の走行速度制御装置。
2. 【請求項２】請求項１の速度制御装置において、 前記第２の押除け容積算出手段は、原動機回転数と押除
   け容積との対応関係を複数種類有し、 いずれか一つの対応関係を選択する選択操作手段をさら
   に備えることを特徴とする油圧駆動車両の走行速度制御
   装置。