JPH09132136A - 鉄道車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】定速走行を安定的に行えるようにする。 【解決手段】エンジン1 を主動力源として走行する鉄道
車両において、このエンジンにより駆動され、制御信号
対応に発生油圧を調整可能な油圧ポンプ3 と、該油圧ポ
ンプの発生油圧により駆動され、制御信号対応に動力を
発生する油圧モータ4 と、エンジンの回転数を検出する
エンジン回転数検出手段13と、車速を検出する車速検出
手段16と、前記エンジン出力により車両を走行駆動する
通常走行または前記油圧モータ出力により車両を走行駆
動する定低速走行のいずれかを選択する走行制御モード
選択手段11と、定速走行時の速度を設定する定低速走行
設定手段 9と、前記のエンジン回転数検出手段、車速検
出手段、走行制御モード選択手段及び定低速走行設定手
段からの入力により、前記油圧ポンプ及び油圧モータを
制御する制御手段12とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両たとえば鉄道
保全用作業車の走行用動力装置にかかわり、特に静油圧
変速機（ＨＳＴ）を用いて定低速走行時での定速走行を
安定して行なうことができるようにした鉄道車両用駆動
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道保全用作業車は、動力源にエンジン
を搭載し、このエンジンの出力を変速機を介して車輪に
伝達して当該車輪を駆動し、走行させる。そして、鉄道
保全用作業車は、所望のように加速し、また、減速した
り停止したりする通常の走行の他、作業のための走行モ
ードがあり、この作業用の走行モードでは、定低速度で
作業車を走行させながら鉄道の保全作業にあたることに
なる。

【０００３】ところで、このような鉄道用保全車両の走
行系は、トルクコンバータを有したパワーシフトタイプ
の変速機を使用したものが主流であり、作業時に使用さ
れる定速車速制御は変速クラッチとは別に設けたクラッ
チの油圧を制御してブレーキをかけながら、目標の車速
に保持するスリップ率で行なっている。

【０００４】しかしながら、このような制御方式による
と、クラッチのスリップが熱損失となるとともに、油温
変化などで定速制御の安定性が良くないという問題があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の鉄
道保全用作業車は、エンジンと変速部の間にトルクコン
バータを有しているため、その間でのスリップにより、
熱損失を生じてその熱により油温変化が生じることなど
より、一定速度に保持することが難しい。

【０００６】そのため、通常は目標車速より高めの速度
になるようエンジンをコントロールし、ブレーキを使用
して車速を目標値に保つよう、工夫している。しかし、
このような制御形態を使用すると、ブレーキ部での発熱
が大きく、そのために、ブレーキ部潤滑機構を追加する
必要があり、コストアップを招くと共に、ブレーキ部で
の耐久性に問題を残すことになる。また、車速を目標値
に保つには、その目標値以上の速度を確保できる回転速
度でエンジンを回転させながら、ブレーキで速度を抑え
る方法をとることから、燃費にも悪影響を与える。

【０００７】そのため、構造的にこのようなブレーキの
併用をせずとも、一定速度を保って走行できるような走
行系の開発が嘱望されている。

【０００８】そこで、この発明の目的とするところは、
燃費が良く、幅広い速度領域で所要の速度に保持して走
行できると共に、安全性も高く、非常に滑らかな加速、
減速制御が行なえるようにした鉄道車両用駆動装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの、本発明はつぎのように構成する。すなわち、エン
ジンを主動力源として走行する鉄道車両において、この
エンジンにより駆動され、制御信号対応に発生油圧を調
整可能な油圧ポンプと、この油圧ポンプの発生油圧によ
り駆動され、制御信号対応に動力を発生する油圧モータ
と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手
段と、車速を検出する車速検出手段と、前進または後進
を選択する前後進選択手段と、前記エンジン出力により
車両を走行駆動する通常走行または前記油圧モータ出力
により車両を走行駆動する定低速走行のいずれかを選択
する走行制御モード選択手段と、定速走行時の速度を設
定する定低速走行設定手段と、前記エンジン回転数検出
手段、前記車速検出手段、前記前後進選択手段、前記走
行制御モード選択手段及び前記定低速走行設定手段から
の入力により、前記油圧ポンプ及び前記油圧モータを制
御する制御手段とを具備する。

【００１０】このシステムにおいては、主動力源として
エンジンがあり、また、副動力源として油圧ポンプと油
圧モータとによる油圧駆動系があり、定速走行モード時
にはこのエンジンによる駆動走行を行ない、定速走行モ
ード時にはこのエンジンにて油圧ポンプを駆動すること
により発生する油圧を用いて油圧モータを駆動し、この
油圧モータによる駆動力を利用して走行する。

【００１１】安定に定速走行させるには油圧ポンプの出
力が安定していることが重要であるが、主動力源として
エンジンを使用しているからそのエンジンの出力を安定
化が難しく、その影響が油圧ポンプ出力に生じる。そこ
で、エンジン回転数検出手段により、エンジンの回転数
を検出し、また、車速検出手段により車速を検出し、定
低速走行設定手段により設定された速度に保つに必要な
油圧モータの出力を得るために、エンジン回転数、車速
等とから制御手段は適正な油圧ポンプ出力を得るための
制御信号を出力して油圧ポンプを制御し、また、このと
きの油圧ポンプ出力を用いて駆動される油圧モータの出
力を制御して設定車速になるように制御する。

【００１２】また、前後進選択手段により走行方向の切
換えを指令できるが、当該選択手段により走行方向の切
換え操作をすると、制御手段は現在の状態がこの切換え
の指令による走行方向と異なる時は、減速して停止する
ように油圧ポンプおよび油圧モータの出力制御を行な
い、停止した後に、指令方向に指令速度で走行するよう
に、油圧ポンプおよび油圧モータの出力制御を行なう。

【００１３】このように、適正な出力となるように制御
される油圧駆動系により定速走行を行なうようにした結
果、鉄道の保守作業時等のように定低速走行を必要とす
る状況下では、油圧駆動系による安定した駆動出力を用
いての車両走行ができるので、安定した定低速走行を実
現でき、また、従来のように駆動力を高めに発生させて
ブレーキで速度を抑制させながら走行するといったこと
を行なわずに済むので、走行系や駆動系の消耗を抑制で
き、エネルギー損失も少なくて済む。

【００１４】本発明システムにおいては、通常走行の場
合はエンジンにより、また、定速走行の時は油圧駆動系
を使用する。そして、エンジンの出力を車輪に伝達する
伝達機構にトルクコンバータを有したパワーシフト式変
速機を用いている。

【００１５】また、油圧駆動系は、前記エンジンの出力
にて油圧を発生させる油圧ポンプと、この油圧ポンプに
よる発生油圧により回転駆動される油圧モータとからな
り、これら油圧ポンプと油圧モータは、押しのけ容積可
変制御可能なものを用いて、出力可変制御できるように
した。そして、定速走行時の制御手段としてこれら油圧
ポンプおよび油圧モータの駆動制御を行なうＨＳＴ制御
手段とを設け、定速制御時には車速を検出し、設定車速
になるようにＨＳＴの押しのけ容積を変化させるような
制御形態をとる。その結果、油圧系には安定した出力を
維持させることができ、当該油圧系を用いる定速走行の
モードでは、安定した定低速走行が実現できるようにな
り、また、油圧ポンプおよび油圧モータの押しのけ容積
を制御できるので、この制御により幅広い速度範囲で定
速走行速度を選択することができる。

【００１６】また、走行時に、車速が指令値より小さい
場合に、エンジン回転数に比例して油圧ポンプ押しのけ
容積を増大し、油圧ポンプの押しのけ容積が最大値に達
した後に油圧モータ押しのけ容積を減少させる制御を行
なうことで、登坂時のトルク特性の大幅な改善を図るこ
とが可能になる。

【００１７】本発明システムでは、定速制御は可変可能
で所望値に設定して与えることのできる速度指令設定値
に達するよう、速度フィードバックを行ない、油圧ポン
プ、油圧モータの押しのけ容積を制御するようにしたこ
とにより、従来、得られなかった広範囲の速度制御をス
ムースに実施できるようになる。

【００１８】また、走行中に前後進切換が行なわれた場
合、これを誤操作とし、この誤操作手状態を検出し、ポ
ンプの吐出方向を急激に逆転させずに、徐々に中立位置
に戻し、車両が停止した後、逆方向に切り換えるように
する。このことにより、過大なＨＳＴブレーキが作用す
るのを防止できる。

【００１９】このように本発明では、トルクコンバータ
を有したパワーシフト式変速機とＨＳＴを併設し、定速
制御時には車速を検出し、設定車速になる様にＨＳＴの
押しのけ容積を変化させるような制御を実施したことに
より、操作性、耐久性、安定性、燃費等を大幅に向上さ
せることができるようなった。

【００２０】

【発明の実施の態様】以下、本発明の具体例を説明す
る。

【００２１】本発明の車両の走行駆動系を図１に、ま
た、走行駆動系とその制御系を含めた構成の概要を図２
に、また、制御系の構成を図３に示す。本発明は、エン
ジンを主動力源とする鉄道用の保全車両の動力装置にお
いて、公知であるパワーシフトトランスミッションのト
ランスファ（Ｔ／Ｆ）部に油圧モータをクラッチを介し
て装着し、通常走行にはエンジン出力を直に利用すると
共に、定速走行用に、前記エンジンで駆動される出力可
変制御可能な油圧ポンプからの油圧で駆動する出力可変
制御可能な油圧モータを設けて、定速走行時にはこの油
圧モータにより走行駆動するようにし、また、定速走行
時には、車輪の回転数をセンサーで計測して、油圧ポン
プと油圧モータの出力を、車速が一定になるように制御
する定速走行機能と、前後進の切り換え時にショックが
発生しないように制御するインタロック機能とを有した
制御装置により、油圧ポンプと油圧モータを制御して車
速一定走行を行なうようにし、これにより、エネルギの
無駄を抑制しつつ、幅広い速度領域で所要の速度に保持
して走行できると共に、安全性も高く、非常に滑らかな
加速、減速制御が行なえるようにしたものである。

【００２２】本発明の車両の駆動系の構成は図１に示す
ように、エンジン１、歯車列２、走行用油圧ポンプ３、
走行用油圧モータ４、歯車列機構５、パワーシフト部２
１とからなる。

【００２３】エンジン１は車両の主駆動源であり、歯車
列２はこのエンジン１の出力を走行用油圧ポンプ３に伝
えるための伝達系である。走行用油圧ポンプ３はエンジ
ン１にて回転駆動されることにより、油圧を発生するポ
ンプであり、走行用油圧モータ４はこの走行用油圧ポン
プ３の発生した油圧により回転駆動するモータである。

【００２４】パワーシフト部２１は、トルクコンバータ
を有したパワーシフト式変速機であり、エンジン１の回
転軸に取り付けられて、エンジン出力の後段への伝達回
転数を変えるものである。パワーシフト部２１は、定速
走行モード時にはニュートラルに切換えられ、エンジン
１の出力の当該パワーシフト部２１を介しての後段への
伝達は行なわれなくなるように制御される構成である。

【００２５】歯車列機構５は、パワーシフト部２１の出
力および走行用油圧モータ４の出力を車輪に伝達して車
両を走行させるための伝達機構であり、この歯車列機構
５は、歯車列の他にクラッチ５ａを有していて、このク
ラッチ５ａを接離操作することにより、走行用油圧モー
タ４の出力の後段への伝達を行なったり、伝達解除した
りすることができる。

【００２６】このクラッチ５ａの操作と、ニュートラル
状態に制御可能なパワーシフト部２１の連携操作によ
り、走行用油圧モータ４の出力による走行と、エンジン
１の出力を直接利用した走行とを、選択切換えして車両
走行に供することができる構成である。

【００２７】本発明においては、トルクコンバータを有
したパワーシフト式変速機と、油圧モータとを併設し、
これらをエンジン出力にて駆動すると共に、通常走行に
はパワーシフト式変速機を介してのエンジン出力による
直接駆動を行ない、作業時等に利用する定低速を含めた
定速走行には、油圧モータ出力による駆動を行なうよう
にした点に特徴がある。

【００２８】このような走行モードに応じた切換え制御
と、油圧ポンプおよび油圧モータ出力による定低速を含
めた設定値対応の定速走行、そして、指令に応じて安全
かつ円滑に前後進動作を行なうようにするために、ＨＳ
Ｔ制御システムを設けている。そして、定速走行での運
転制御時には車速とエンジン出力を検出し、これとエン
ジン特性、油圧ポンプおよび油圧モータの特性に基づい
て設定車速になるような押しのけ容積変化を得る制御形
態をＨＳＴ制御システムにより、とるようにする。

【００２９】油圧ポンプおよび油圧モータは押しのけ容
積を可変制御できる構造のものを使用しており、当該押
しのけ容積を可変制御することで、油圧ポンプ側ではそ
の作動油の吐出量を可変でき、油圧モータ側では回転数
を変えることができる。

【００３０】また、ＨＳＴ制御システムを使用した通常
走行もできるようにしておき、このモードでの走行時に
は、エンジン回転数に比例して油圧ポンプ押しのけ容積
を増大させ、押しのけ容積が最大値に達した後に油圧モ
ータ押しのけ容積を減少させる制御を行なうようにすれ
ば、登坂時のトルク特性の大幅な改善を図ることが可能
である。

【００３１】図２は本発明システムの全体の構成を示す
概略図である。この図に従って具体例を説明する。図に
おいて、１は前述のエンジン、２は前述の歯車列、３は
前述の走行用油圧ポンプ、４は前述の走行用油圧モー
タ、５は前述の歯車列機構である。

【００３２】また、６は鉄輪、７は油路、８はアクセル
ペダル、９はポテンショメータ、１０は前後進切換スイ
ッチ、１１は通常走行／定速走行切換スイッチ、１２は
制御回路、１３はエンジン回転数検出用の回転ピックア
ップ、１４，１５は電磁比例制御弁、１６は車速検出用
の回転ピックアップ、１７はパワーシフトトランスミッ
ション制御バルブ、１８は変速スイッチ、１９はリレー
である。

【００３３】エンジン１は前述したように車両の駆動源
であり、アクセルペダル８は通常走行時において、この
エンジン１の回転を操作するための踏込みペダルであ
る。また、歯車列２はこのエンジン１の出力を走行用油
圧ポンプ３に伝えるための伝達系である。走行用油圧ポ
ンプ３はエンジン１にて回転駆動されることにより、油
圧を発生するポンプであり、走行用油圧モータ４はこの
走行用油圧ポンプ３の発生した油圧により回転駆動する
モータである。

【００３４】鉄輪６は車両の走行車輪であり、この鉄輪
６は走行用油圧モータ４の回転力を歯車列機構５を介し
て伝達されるか、エンジン１の出力をパワーシフト部２
１を介して伝達されることにより、回転駆動されて車両
を走行させる。

【００３５】電磁比例制御弁１４は走行用油圧ポンプ３
用の、また電磁比例制御弁１５は油圧モータ４用の押し
のけ容積を制御するための制御弁であり、これらは制御
回路１２により制御される構成である。

【００３６】すなわち、油圧ポンプ３および油圧モータ
４は、例えば、ピストンポンプ（プランジャポンプ）を
用いた場合、シリンダブロックとこのシリンダブロック
内を往復運動する複数本のピストン、これらのピストン
の一端に接して当該ピストンの往復運動を行なわせる斜
板とからなり、ポンプの場合、シリンダブロックを回転
させるか、斜板を回転させるかにより、シリンダブロッ
クに対する斜板の相対的な位置関係を変化させ、これに
より斜板に追従するピストンが、シリンダブロック内を
往復運動することで、ポンプ内に作動油を吸引し、加圧
して吐出する構成である。油圧モータは基本的にはこの
ようなポンプと同構造でよく、逆止弁がない構造であれ
ば加圧された作動油をポンプの吐出側に導入し、吸引側
から吐出させると正転し、逆にすれば逆転するをいった
モータ構造が得られる。

【００３７】上記の油圧ポンプや油圧モータは、斜板の
角度を制御することにより内部の作動油の押しのけ容量
を可変することができ、押しのけ容量を可変すること
で、ポンプの側では加圧作動油の吐出量を調整でき、モ
ータの側では回転速度を調整することができる。

【００３８】電磁比例制御弁１４は油圧ポンプ３用の、
また電磁比例制御弁１５は油圧モータ４用の斜板の角度
を制御するためのものであり、与えられる制御電流の値
対応に斜板の角度を制御する。

【００３９】図１１に本発明システムで用いる油圧ポン
プ３においてのポンプ斜板制御電流となるポンプ制御電
流とポンプ押しのけ容量の関係を、また、図１２に、本
発明システムで用いる油圧モータ４においてのモータ斜
板制御電流となるモータ制御電流とモータの押しのけ容
量の関係を示す。

【００４０】ポンプの斜板は、ポンプ制御電流値がある
値に達するまでは傾斜が零で、押しのけ容積が零であ
り、上記ある値を越えるとそれに比例して傾斜が増大
し、それに伴って押しのけ容積も比例して増大し、その
後、ある値で最大傾斜に達し（ポンプ最大電流）、この
時点が押しのけ容積最大となるといった図１１に示す如
きに特性を示す。つまり、ポンプ制御電流は、増大する
と押しのけ容積も増大して、ポンプの作動油吐出量を増
大する。なお、押しのけ容積が零から増加方向に立ち上
がる開始点の位置の電流値がポンプ開始電流値である。

【００４１】また、モータの斜板は、モータ斜板制御電
流値が小さいと、ある値に達するまでは傾斜が最大で、
押しのけ容積が最大であり、回転数最低で、上記ある値
を越えるとそれに比例して傾斜が減少し、それに伴って
押しのけ容積も比例して減少し、その後、ある値で傾斜
零に達し（モータ最大電流）、この時点が押しのけ容積
零となるといった図１２に示す如きに特性を示す。つま
り、モータ制御電流は、増大すると押しのけ容積は減少
して、モータが少ない作動油量で動作するようになり、
同じ作動油量ならば回転数を増大させる。

【００４２】本発明システムでの制御で用いるエンジン
１の回転数と、とるべきポンプ制御電流値との関係は図
１３の如きであり、エンジン回転数が、零からある回転
数に達するまでの間は、ポンプ制御電流は零で、ポンプ
として機能しないようにしてあり、エンジン回転数が当
該ある値以上になるとそれに比例して、ポンプとして機
能を始める最小の押しのけ容積から最大押しのけ容積に
至る範囲でポンプ制御電流を発生する制御特性を得るよ
うにする。

【００４３】また、本発明システムでの制御で用いる車
速と、とるべきモータ制御電流との関係は図１４の如き
であり、車速が、零からある速度に達するまでの間は、
モータ制御電流は零で、押しのけ容積が最大の状態であ
り、モータとして回転数が小さい状態となるようにして
あり、車速が当該ある値以上になるとそれに比例して、
モータ制御電流を大きくして、押しのけ容積を小さく
し、モータとしての回転数を高めるような制御特性を得
るようにする。

【００４４】本発明システムにおいては、走行用油圧ポ
ンプ３と走行用油圧モータ４との間は、油路７で接続さ
れており、この油路７を介して走行用油圧ポンプ３の油
圧が走行用油圧モータ４に伝達されると共に、送油方向
は切換弁等により切換えることができるようになってい
る。

【００４５】走行用油圧ポンプ３と走行用油圧モータ４
の押しのけ容積の調整は電磁比例制御弁１４および電磁
比例制御弁１５により行なわれる。

【００４６】また、ポテンショメータ９は、任意に設定
された定速速度指令値を電気信号に変換するためのもの
であり、前後進切換えスイッチ１０は前進、後進といっ
た車両の走行方向を指令するスイッチで、“前進”，
“中立”，“後進”の３モ−ドに切換えることができる
切換え操作スイッチである。

【００４７】また、通常走行／定速走行切換スイッチ１
１は走行制御モード（通常走行、定速走行）を選択切換
えするための操作スイッチであり、回転ピックアップ１
６は歯車列機構５の回転速度を検出して車速を検出する
ものである。

【００４８】リレー１９は制御回路１２を介してオン／
オフ動作するように制御されるものであり、変速スイッ
チ１８は、運転台に設けられた速度切換え操作用のスイ
ッチであって、このリレー１９を介して電源供給される
ものである。

【００４９】パワーシフトトランスミッション制御バル
ブ１７はパワーシフト部２１の制御バルブであって、変
速スイッチ１８を操作することにより、パワーシフトト
ランスミッション制御バルブ１７内蔵の電磁弁を動作さ
せてスイッチ状態対応に変速する。

【００５０】本システムでは、通常走行／定速走行切換
スイッチ１１を操作して定速走行のモードにすると、制
御回路１２がリレー１９をオフ状態にし、これによって
前記変速スイッチ１８部への電源はしゃ断される。この
変速スイッチ１８への電源しゃ断により、パワーシフト
部２１がニュートラル状態になるようにパワーシフトト
ランスミッション制御バルブ１７は機能する構成となっ
ている。

【００５１】エンジン回転ピックアップ１３はエンジン
１の回転速度を検出する検出器であり、回転ピックアッ
プ１６は車速を検出するために車軸回転数を検出する検
出器である。

【００５２】制御回路１２は、エンジン回転ピックアッ
プ１３からのエンジン回転速度情報と、回転ピックアッ
プ１６からの車速情報と、ポテンショメータ９からの定
速速度指令と、前後進切換スイッチ１０からの前／後進
指令、通常走行／定低速走行切換スイッチ１１からの指
令とに基づき、運転制御する制御中枢であり、リレー１
９をオン／オフ制御したり、車速情報やエンジン回転数
の情報と、図１１乃至図１４の関係を用いて走行用油圧
ポンプ３と走行用油圧モータ４の各々の押しのけ容積を
演算し、その結果を制御信号（制御電流）に変換して電
磁比例制御弁１４，１５へ送るようにし、油圧ポンプ３
や油圧モータ４の押しのけ容積を調整して走行用油圧モ
ータ４の回転数を制御したり、また、パワーシフト部２
１を介したエンジン１の回転出力や、油圧モータ４の回
転方向の切換え制御をしたりする等の各種制御を行なう
ものである。

【００５３】本発明システムにおいては、前記ＨＳＴ制
御システムは、定速速度指令を電気信号に変換するポテ
ンショメータ９、車両の走行方向を指令する前後進切換
えスイッチ１０、走行制御モード（通常走行、定低速走
行）を切換える通常走行／定低速走行切換スイッチ１
１、車速を検出する回転ピックアップ１６、制御回路１
２より構成している。

【００５４】また、歯車列機構５におけるクラッチ５ａ
の接離タイミング制御は、油圧制御バルブの中で機械的
に行なわれる。

【００５５】つぎにこのような構成の動作を説明する。
アクセルペダル８の踏み込み動作を調整することによ
り、エンジン１の出力は調整される。そして、エンジン
１の出力は、直接パワーシフト部２１に、そして、歯車
列２を経て走行用油圧ポンプ３にそれぞれ伝えられる。

【００５６】そして、走行用油圧ポンプ３からの圧油
は、油路７を介して走行用油圧モータ４に伝達され、こ
の圧油対応に走行用油圧モータ４の出力軸が回転され
る。

【００５７】通常走行モードの場合、歯車列機構５のク
ラッチ５ａは自動的に切られており、走行用油圧モータ
４の回転力は歯車列機構５の後段には伝達されない。

【００５８】また、エンジン１の出力はパワーシフト部
２１に直接与えられ、このパワーシフト部２１は変速ス
イッチ１８のスイッチ状態対応にパワーシフトトランス
ミッション制御バルブ１７を制御されてそれ対応に変速
作用が行なわれることにより、変速スイッチ１８による
指示に対応した変速を行なってエンジン１の回転を後段
に伝達する。この伝達は鉄輪６に対して行なわれるの
で、当該鉄輪６はパワーシフト部２１を介してのエンジ
ン１の出力で回転駆動され、車両は走行することにな
る。

【００５９】エンジン１の出力はアクセルペダル８の踏
み込みを調整することで、変えられるので、運転士は変
速スイッチ１８の切換えと、アクセルペダル８の踏み込
みの加減をすることで所望の速度で車両を走行すること
ができる。

【００６０】通常走行／定低速走行切換スイッチ１１を
通常走行モードから定低速走行モードに切換えると、こ
れを受けて制御回路１２は定低速走行モードとしての制
御に移る。

【００６１】このモードでは、運転士が設定した速度指
令値対応の速度で油圧モータ４の出力により定速度運転
を行なう。すなわち、運転士により通常走行／定低速走
行切換スイッチ１１が定低速走行モードに切り換えられ
たことにより、制御回路１２はリレー１９をオフにし、
変速スイッチ１８に対する電源供給を切る。すると、こ
れにより、パワーシフト部２１はニュートラルになり、
エンジン１の出力はパワーシフト部２１の後段には伝え
られなくなる。

【００６２】そして、前記ＨＳＴ制御システムを構成す
る制御回路１２は、その代わりに、速度指令値対応の速
度になるように、電磁比例制御弁１４，１５に制御信号
を送って弁の開度を調整して、走行用油圧ポンプ３から
走行用油圧モータ４へ送られる油圧を調整し、走行用油
圧モータ４の回転力を歯車列機構５を介して鉄輪６に伝
達するようにする。

【００６３】電磁比例制御弁１４，１５を開くように制
御する結果、歯車列機構５におけるクラッチ５ａの接続
は、油圧制御バルブの中で機械的に行なわれるので、歯
車列機構５は走行用油圧ポンプ３の油圧を受けて駆動さ
れる走行用油圧モータ４の回転力を受けてその回転力
を、鉄輪６に伝達し、当該鉄輪６を回転駆動して、車両
は油圧モータ４による走行に入ることになる。

【００６４】油圧モータ４による走行は、その回転数が
速度指令値対応のものとなるように、油圧ポンプ３と共
に制御されることから、設定した速度指令値対応の速度
で定速走行できることになる。なお、油圧ポンプ３を駆
動するエンジン１の回転数も最適になるように、制御回
路１２はアクセル系を制御する。

【００６５】油圧モータ４による定速走行を、もう少し
詳しく説明する。

【００６６】本システムを搭載した車両の運転台には、
エンジン１の燃料供給量を調整するためのアクセルペダ
ル８と、定速走行運転時の走行速度設定値を与えるポテ
ンショメータ９、車両の進行方向を指定する前後進切換
スイッチ１０、そして、通常走行／定低速走行の切換え
を行なうための通常走行／定低速走行切換スイッチ１１
がある。運転士はこれらを操作して車両の運転を行な
う。

【００６７】運転士が速度指令値をポテンショメータ９
にて設定すると、ポテンショメータ９からはこの設定さ
れた定速速度指令値がその値対応の電気信号に変換され
て制御回路１２に与えられる。

【００６８】一方、エンジン１の出力は、歯車列２を介
して走行用油圧ポンプ３に伝達され、この油圧ポンプ３
を回転させる。前記歯車列２の機構には回転ピックアッ
プ（エンジン１の回転速度を検出する手段）１３が設け
られており、この回転ピックアップ１３によりエンジン
１の回転数は検出されて電気信号に変換され、制御回路
１２に伝達される。また、鉄輪６の回転数は車速検出用
の回転ピックアップ１５にて検出されて電気信号に変換
され、制御回路１２に伝達される。

【００６９】そして、制御回路１２は、エンジン回転検
出用の回転ピックアップ１３からのエンジン回転速度情
報と、車速検出用の回転ピックアップ１５からの車速情
報と、ポテンショメータ９からの定速速度指令と、前後
進切換スイッチ１０からの前／後進指令、そして、通常
走行／定低速走行切換スイッチ１１からの指令とに基づ
き、走行用油圧ポンプ３と走行用油圧モータ４の各々の
押しのけ容積を演算し、その結果を制御信号に変換して
電磁比例制御弁１４，１５へ送る。

【００７０】電磁比例制御弁１４は走行用油圧ポンプ３
に設けた押しのけ容積を比例制御するための電磁制御弁
であり、電磁比例制御弁１５は油圧モータ４に設けた押
しのけ容積を比例制御するための電磁制御弁である。

【００７１】制御回路１２は走行用油圧ポンプ３と走行
用油圧モータ４の各々の押しのけ容積を演算し、その結
果を制御信号に変換して電磁比例制御弁１４，１５に与
え、これらの開度を制御することにより、指定方向に指
定速度で鉄輪６を回転駆動することができることにな
り、指示した速度での定速度走行が可能になる。

【００７２】本システムの場合、走行用油圧ポンプ３と
走行用油圧モータ４の回転速度を検出して走行用油圧モ
ータ４の回転速度が指定の速度になるように電磁比例制
御弁１４，１５を制御するから、指定速度での走行を安
定に行なうことができ、また、ポテンショメータ９の設
定により、その設定値対応の定速速度指令を発生して、
この指令値に追従するように走行用油圧モータ４の回転
速度を制御することから、幅広い速度範囲で速度値を選
択することができ、その指定速度値による走行を安定に
行なうことができる。

【００７３】［制御回路１２の詳細］図３は、前記制御
回路１２のブロック構成図である。

【００７４】同制御回路１２は、図に示すように、ＣＰ
Ｕ１１７と、ＲＯＭ１１８と、ＲＡＭ１２３と、Ａ／Ｄ
コンバータ１１９と、スイッチ信号入力回路１２０と、
カウンタ１２１と、波形整形回路１２４と、駆動制御部
１２４と、電源回路１２５とより構成されている。

【００７５】ＣＰＵ１１７はマイクロプロセッサであ
り、ＲＯＭ１１８はリードオンリーメモリであって、Ｃ
ＰＵ１１７に実行させる制御プログラムや処理に必要な
各種データが記憶されている。また、ＲＡＭ１２３はラ
ンダムアクセスメモリで、ＣＰＵ１１７のプログラム処
理に伴う各種データの保持や、作業領域等に使用され
る。

【００７６】上記Ａ／Ｄコンバータ１１９は、ポテンシ
ョメータ９からの定速速度指令をデジタル量に変換し
て、演算／制御の処理中枢であるＣＰＵ１１７へ与える
変換器であり、上記スイッチ信号入力回路１２０は前後
進切換えスイッチ１０及び通常走行／定低速走行切換ス
イッチ１１のＯＮ／ＯＦＦ状態を検出して、ＣＰＵ１１
７へ送るためのものである。

【００７７】上記波形整形回路１２２は、アナログ信号
で出力される回転ピックアップ１３，１６からの回転速
度信号の波形を、デジタル信号に変換してカウンタ１２
１へ出力するものであり、上記駆動制御部１２４はＣＰ
Ｕ１１７からの指令信号により、電磁比例制御弁１４，
１５への供給電流値を制御する。

【００７８】上記電源回路１２５はバッテリ２６からの
供給電力を制御回路１２の各部へ適正な電力として供給
するためのものである。

【００７９】上記ＲＡＭ１２３には、各信号の状態等が
一時的に記憶され、ＲＯＭ１１８に記憶された図４乃至
図１０に示す如きの制御動作手順内容のプログラムに従
った制御処理を制御回路１２が実行することにより、こ
の制御回路１２を介して車両の走行を制御する。

【００８０】制御回路１２には、リレー１９に対してオ
ンオフ制御する機能、走行用油圧ポンプ３と走行用油圧
モータ４の各々の押しのけ容積を演算し、その結果を制
御信号に変換して電磁比例制御弁１４，１５へ送るよう
にし、走行用油圧モータ４の回転数や回転方向を制御し
たりする等の機能の他に、走行中に逆進方向への切り換
え指令が行なわれる場合に、走行系や駆動系の破損防止
のため、直ちに応答はせず、一旦走行を停止させてから
その後に指定方向に、走行させるように、走行用油圧モ
ータ４を回転駆動させるようにしたり、また、制動をか
ける場合に、ショックが生じないように、制御したりす
るといった種々の制御を行なう機能を持たせてある。

【００８１】次に前記図１，図２，図３に示す構成の装
置の作用を図４乃至図１０に示すフローチャートに基づ
いて具体的に説明する。

【００８２】［メインルーチン］図４は制御回路１２に
実行させる制御プログラムのメインの制御フローチャー
トを示す。

【００８３】図４に従って説明する。通常走行から定速
走行にモードが切換えられるとこのメインルーチンの実
行に入る。メインルーチンにおいては、まず、はじめに
ステップＳ１で制御に必要なエンジン回転数、車速、定
速指令値、各種スイッチ入力値を読み込み、この読み込
んだ情報はＲＡＭ１２３に記憶するといった処理を行な
う。つぎにステップＳ２でＨＳＴの応答性に合わせ、エ
ンジン回転数の変化にタイムラグを付け、エンジン回転
数の急激な変化に伴なうショックを防止する。

【００８４】つぎに車両の走行中に前後進の切換えが行
なわれたか否かを調べて、対応する処理に入る。そのた
めに、ステップＳ３では前後進切換スイッチ１０のスイ
ッチ操作により、車両の走行中に前後進の切換えが行な
われた場合にはその際に、エラーフラグを発生させ、操
作が行なわれていない場合はエラーフラグを発生させな
いという処理を行なう。

【００８５】すなわち、このエラーフラグは走行中に車
両の進行方向と逆の方向に対しての走行の指示が与えら
れた場合に、セットされるフラグであり、このエラーフ
ラグが発生したならば、ＲＡＭ１２３に記憶した前後進
切換スイッチ１０のスイッチの内容を“中立”の状態に
する。

【００８６】これにより、車両の走行中に前後進の切換
えが行なわれた場合には車速が低下するまで、前後進切
換スイッチ１０のスイッチ位置にかかわりなく、信号を
中立状態に保持することになる。そして、ステップＳ４
に進む。

【００８７】ステップＳ４ではＲＡＭ１２３に記憶した
前後進切換スイッチ１０の状態内容から、前後進切換ス
イッチ１０の状態が“中立”状態か否かを判断する。そ
して、その判断の結果、“中立”状態である時はステッ
プＳ９のタイムラグ制御へと移る。しかし、“中立”状
態でない時はステップＳ５に移る。

【００８８】ステップＳ５ではＲＡＭ１２３に記憶した
情報から、通常走行／定速走行切換スイッチ１１が“定
速走行”の選択状態に切り換えられているか否かを判断
する。そして、その判断の結果、選択状態が“定速走
行”であればステップＳ１０の処理に移り、“定速走
行”でなければステップＳ６の処理に移る。

【００８９】ステップＳ６ではＲＡＭ１２３に記憶した
情報から、通常走行／定速走行切換スイッチ１１の状態
が、“通常走行モード”であるか否かを判断する。そし
て、その判断の結果、選択状態が“通常走行モード”で
あればステップＳ９の処理に移り、“通常走行モード”
でなければステップＳ７の処理に移る。

【００９０】ステップＳ７ではアクセルペダル８の操作
量を入力とした通常制御を行なうためのサブルーチンを
呼び、つぎにステップＳ８では定速走行の制御モードに
入ったかどうかを示すための制御フラグをセットしてか
らステップＳ１に戻る。

【００９１】ステップＳ４での判断の結果、前後進切換
スイッチ１０の状態が“中立”であったとき、また、ス
テップＳ６での判断の結果、通常走行／定速走行切換ス
イッチ１１の状態が、“通常走行モード”でないとき、
タイムラグの制御を行なう処理ステップであるステップ
Ｓ９の処理に移る。

【００９２】すなわち、このステップＳ９ではタイムラ
グの制御を行なうことにより、車両の速度を徐々に緩
め、停止させる。これは、通常走行の制御状態から急に
停止状態にするとショックが発生するので、これを緩和
するための制御であり、これによって油圧ポンプ３、油
圧モータ４の押しのけ容積を徐々に変化させる制御が行
なわれることになる。

【００９３】また、ステップＳ５での判断の結果、通常
走行／定速走行切換スイッチ１１のスイッチが“定速走
行”の選択状態であった時はステップＳ１０の処理に移
るが、ステップＳ１０からステップＳ１５までの処理で
は、現在の車速がある車速以上の場合に、前回と同じ通
常制御モードを保持するようにし、そうでなければエン
ジン１の回転数が所定値以上である場合であって、か
つ、車両の走行中に前後進の切換えが行なわれなかった
場合に、定速制御を実施し、また、エンジン１の回転数
が所定値以下である場合であって、かつ、車両の走行中
に前後進の切換えが行なわれた場合にステップＳ９のタ
イムラグ制御を行ない、ステップＳ１に戻る。

【００９４】すなわち、ステップＳ１０では車速の判定
を行ない、その結果、車速がある値より大きい時は、前
回の制御が通常制御である場合にステップＳ７の処理に
移り（ステップＳ１１）、そうでない時はステップＳ１
２の処理に移る。また、ステップＳ１０での車速判定の
結果、車速がある値以下の時もステップＳ１２の処理に
移る。ステップＳ１２では、エンジン１の回転数がある
値より大きいか否かを調べ、大きいときはステップＳ１
３の処理に移り、大きくないときはステップＳ９の処理
に移る。

【００９５】ステップＳ１３では、前後進切換スイッチ
１０のエラーフラグをチェックする。これは前後進切換
スイッチ１０のスイッチ操作により、車両の走行中に前
後進の切換えが行なわれた場合にはエラーフラグが立っ
ているので、このエラーフラグをチェックを行なってエ
ラーフラグがあればステップＳ９の処理に移り、無いと
きはステップＳ１４の処理に移る。ステップＳ１４にお
いては、定速制御の処理ルーチンに入って定速処理を行
ない、これが終わると制御フラグをセットして（ステッ
プＳ１４）からステップＳ１に戻る。

【００９６】つまり、ステップＳ１０以下の処理は、通
常走行モードから定速モードに切換えられた時、あまり
大きな速度差があるとショックを発生し、システムを構
成している油圧機器や歯車を破壊する恐れがあるので、
これを予防しつつ、定速制御に入る処理であり、ステッ
プＳ１０とステップＳ１１での処理によって、ある車速
以上で通常制御モードから定速制御モードに切り換わろ
うとした時は、前回と同じ通常制御モードを保持するよ
うにしている。

【００９７】また、ステップＳ１２での処理はエンスト
防止である。すなわち、ある走行に必要なエンジン回転
数に至っていない場合、負荷をかけるとエンスト（すな
わち、エンジン停止）するので、ステップＳ１２ではそ
の回転数が設定数より大きいか否かを判定し、それを防
止している。

【００９８】ステップＳ１３では走行中に前後進切り換
えが発生した場合、それは逆進の指令ということになる
ので、その指令通りに制御を行なうと走行系が破損する
恐れがあることから、その時はステップＳ９のタイムラ
グ制御に入り、一度徐々に減速させて停止させ、その後
に指令方向に徐々に加速されるようにしている。

【００９９】ステップＳ１４は負荷変動に関係なく指令
値通りの車速を保つ制御を行なうサブルーチンである。
ステップＳ１５では定速走行の制御モードに入ったので
制御フラグをセットする処理である。

【０１００】［エンジン回転数の急激な変化に伴なうシ
ョック防止の制御］ここで、ステップＳ２のサブルーチ
ンであるエンジン回転数の急激な変化に伴なうショック
防止制御の詳細について説明する。

【０１０１】図５は、ステップＳ２のサブルーチンのア
ルゴリズムである。

【０１０２】ここでは、通常走行の時は、エンジン回転
数をパラメータとしてポンプの押しのけ容積制御を行な
う。つまり、アクセル制御に依るエンジン１の応答は比
較的早いが、油圧ポンプ３の応答は遅いため、加速時
は、油圧回路系の圧力を制限したりするために設けてあ
る弁であるリリーフバルブがリリーフするとか、減速時
はＨＳＴブレーキによる制動力が大き過ぎるといったこ
とが生じるので、これを防ぐため、エンジン回転数の信
号にタイムラグを与えるようにする。

【０１０３】そのために、ステップＳ１５では、現在の
状態が加速状態であるのか、減速状態であるのかの判断
をする。この判断のために、ここでは、今回の計測値と
前回の計測値との差を求め、その差から減速状態である
のかの判断をする。そして、その結果、加速状態である
と判断したならば、ステップＳ１６の処理に移り、減速
状態であると判断したならば、ステップＳ１８の処理に
移る。

【０１０４】ステップＳ１６の処理においては、変化分
をある定数で割った値を変化量として、前回の値に対し
てこの変化量分の値の増加変化に今回の値を制限するこ
とにより、タイムラグを付ける。そして、このステップ
Ｓ１６での求めた値をエンジン回転数の制御目標値とす
る。これにより、当該目標値にてエンジン１を回転駆動
制御する。

【０１０５】一方、ステップＳ１８では、減速方向のタ
イムラグを付ける。ステップＳ１８の処理においては、
変化分をある定数で割った値を変化量として、前回の値
に対してこの変化量分の値の減少変化に今回の値を制限
することにより、タイムラグを付ける。そして、ステッ
プＳ１７では、このステップＳ１８での求めた値をエン
ジン回転数の制御目標値とし、当該目標値にてエンジン
１を回転駆動制御する。

【０１０６】このようにして、ステップＳ１７では、タ
イムラグを付けられた値をエンジン回転数として、以降
の制御データに使用することで、ショックの発生や油圧
系、走行系に無理な力が作用するのを防ぐようにする。
そして、ステップＳ３の処理に移る。

【０１０７】［走行中の前後進切換えスイッチ１０切換
え操作適応処理］つぎにステップＳ３のサブルーチンで
ある走行中の前後進切換えスイッチ１０切換え操作適応
処理の詳細について説明する。

【０１０８】走行中に前後進切換えスイッチ１０の切換
え操作を行なわれていればステップＳ３の処理がなされ
るが、ここでの処理の内容は図６の如きとなる。図６に
沿って説明する。

【０１０９】車両走行中に前後進切換えスイッチ１０が
切換えられたとすると、制御回路１２はその状態を判断
し、エラーフラグを立てると共に、制御で使用するスイ
ッチ入力情報を“中立”状態に置き換える。

【０１１０】従って、このエラーフラグをチェックする
ことで、走行中での前後進切換えスイッチ１０の切換え
がなされたことを知る。切換えがなされたことを知る
と、ステップＳ１９の処理に入り、ここで車速がある定
数以下かを判断する。

【０１１１】そして、判断の結果、車速がある定数以上
の時はステップＳ２０において前回の前後進切換スイッ
チ１０のスイッチ状態が、前進であったか否かの判断を
行なう。

【０１１２】その結果、前進であった時はステップＳ２
１で今回の値が後進であるか否かの判断を行ない、その
結果、今回の値が後進であった時は、走行中にスイッチ
が切り換ったということを意味するので、ステップＳ２
２でエラーフラグを立て、このサブルーチン処理を抜け
る。今回の値が後進でなかった時もこのサブルーチン処
理を抜ける。

【０１１３】ステップＳ２０でのチェックの結果、前回
が前進でなかった場合には、ステップＳ２３の処理に移
る。

【０１１４】ステップＳ２３では走行に入った時、後進
であったか否かを判断する。そして、後進であった場合
には、ステップＳ２４の処理に入る。そして、このステ
ップＳ２４では今回が前進の設定であるか否かを調べ
る。今回が前進であれば、走行中にスイッチの切り換え
があったことになるから、ステップＳ２５でエラーフラ
グを立て、ステップＳ３のサブルーチンを抜ける。

【０１１５】一方、ステップＳ２３で前回が後進であっ
たと判定すると、スイッチの設定は中立ということにな
るから、ステップＳ２６でエラーフラグはクリアし、ス
テップＳ３のサブルーチンを抜ける。

【０１１６】また、ステップＳ１９の判定の結果、車速
が定数以下であるときは、ステップＳ２８に移り、ここ
でエンジン回転数の値について、今回の値で前回値を書
き替えるとともに、エラーフラグをクリアする。

【０１１７】このようにして、車速が定数（ある設定
値）以上であって、しかも、走行中に前後進切換スイッ
チ１０の“前進”または“後進”へのスイッチ切換えが
あった場合に、エラーフラグを立て、“中立”へのスイ
ッチ切換えと、車速が定数以下となった時ではエラーフ
ラグのクリアといった処理をする。また、車速が定数以
下となった時では、ステップＳ２のサブルーチン処理で
求めた値で前回値を書き替え、この書き替えた値をエン
ジン１の回転数の制御目標値にする。

【０１１８】［通常走行制御］つぎに、ステップＳ７で
の制御である通常走行制御における走行について説明す
る。ここでの処理は、通常走行制御時での油圧ポンプ及
び油圧モータの押しのけ容積制御が中心となる。

【０１１９】すなわち、ステップＳ７の処理は図７に示
すように、通常走行制御における油圧ポンプ及び油圧モ
ータの押しのけ容積の制御値を計算するために、まず、
初めにステップＳ２９の処理に入り、ここでは予め用意
した図１４に示す如きの車速‐モータ制御電流の特性を
利用し、この特性にのっとり、検出車速に対してその時
のモータ制御電流値を計算する。

【０１２０】そして、つぎにステップＳ３０で、車両の
現在の状態が“前進”か“後進”かの判断を行なう。こ
こでの判断は、ステップＳ３の結果を使用して行なわ
れ、以下の処理により、走行中に前／後進切り換えが行
なわれても停止するまでは前の状態をキープするように
して、ショック、破損を防ぐようにしている。

【０１２１】すなわち、ステップＳ３０での判定の結
果、車両の現在の状態が“前進”であれば、ステップＳ
３１に進み、ここでは予め用意した図１３の如きエンジ
ン回転‐ポンプ制御電流特性のグラフを用いて、現在の
エンジン回転数を入力に、その回転数での必要なポンプ
制御電流を計算する。

【０１２２】ここでのエンジン回転‐ポンプ制御電流特
性は、本システムに使用しているエンジン１と油圧ポン
プ３の実際の特性から得る。

【０１２３】ステップＳ３１の計算が終わると、その計
算した値を出力するようセットする（ステップＳ３
２）。そして、この処理ルーチンを抜けてメインルーチ
ンに戻る。

【０１２４】ステップＳ３３，Ｓ３４も同様である。つ
まり、ステップＳ３０での判定の結果、車両の現在の状
態が“後進”であれば、ステップＳ３３に進み、予め用
意した図１３の如きエンジン回転‐ポンプ制御電流特性
のグラフを用いて、現在のエンジン回転数を入力に、そ
の回転数での必要なポンプ制御電流を計算する。ステッ
プＳ３３での計算が終わると、その計算した値を出力す
るようセットする（ステップＳ３４）。そして、この処
理ルーチンを抜けてメインルーチンに戻る。

【０１２５】［走行時での車両停止制御］つぎに、ステ
ップＳ８での制御である通常走行制御における車両停止
制御について説明する。走行時での車両停止制御はつぎ
のようにして行なう。

【０１２６】この制御は図８に示す如きであり、ここで
の制御の中心は走行制御中、車両を停止させるモードを
選択した時、急に停止してショックが発生しないようタ
イムラグを付ける制御であって、その制御に関するロジ
ックを図８に示してある。

【０１２７】走行制御中、車両を停止させるモードを選
択した時には、ステップＳ３５の処理に入る。このステ
ップＳ３５では、前回の制御モードと選択された制御モ
ードとが同一であるか否かを判断し、同一でなければス
テップＳ４２の処理に入り、この処理においてポンプ，
モータ出力値を零にセットし、制御フラグをクリアして
停止（中立）モードにする。これにより、車両は停止中
の時はそのまま停止状態を維持し、走行中の時は停止で
きるようにポンプ，モータ出力値を零にするような油圧
ポンプ３，油圧モータ４の斜板傾斜角を与える制御電流
が発生されて電磁比例制御弁１４，１５へ与えられるこ
とになる。

【０１２８】一方、ステップＳ３５での判断の結果、同
一であれば、ステップＳ３６の処理に進む。このステッ
プＳ３６では、モータ出力値が所定の“制御開始値”を
越えているか否かを判断し、その判断の結果、開始値以
下の時はステップＳ３７でモータ出力値を零にセットす
る。しかし、モータ出力値が“制御開始値”を越えてい
た時はステップＳ４１に進み、ここで前回のモータ出力
値からある定数を引いた値を今回出力値とする計算をす
る。

【０１２９】上記のステップＳ３７での処理を終えると
つぎにステップＳ３８の処理に入り、ポンプ出力値が開
始値より大きいか否かを調べる。その結果、小さい時は
ポンプ出力値を零にセットし、ステップＳ４２の処理に
入る。

【０１３０】また、ステップＳ３８の判定の結果、大き
い時はステップＳ３９に移り、現在のポンプ出力値から
所定の数を差し引いた値をポンプ出力値として求め、ス
テップＳ４０に移る。

【０１３１】ステップＳ４０では、求めたポンプ出力値
をポンプ出力の目標値としてセットして処理を終り、メ
インルーチンに戻る。

【０１３２】このようにして、モータ出力がゼロになっ
た時、次いで油圧ポンプ３の押しのけ容積の状態をステ
ップＳ３８で判断し、その結果、出力値（すなわち、油
圧ポンプ３の現在の押しのけ容積を得るために電磁比例
制御弁１４に与えている制御電流値）が開始値（ポンプ
として動作する最小の斜板角を与えるに必要な制御電流
値。ポンプ開始電流値）より大きい時はステップＳ３９
で前回ポンプ出力値から、ある定数分を引いた残りの値
を、今回出力値とし、その計算により求めた出力値をセ
ットしてその出力値対応の押しのけ容積を得ることので
きる制御電流値で電磁比例制御弁１４を駆動して油圧ポ
ンプ３の斜板の傾斜角を調整し、油圧ポンプ３を運転す
るようにする。

【０１３３】ステップＳ４２ではポンプ、モータの出力
値をゼロにセットするとともに、制御フラグをクリア
し、停止（中立）モードにする。

【０１３４】［車速一定走行制御］つぎに通常走行／定
速走行切換スイッチ１１が、“定速走行”の選択状態に
切り換えられている時の制御である車速一定走行制御に
ついて説明する。この制御はステップＳ１４での制御処
理である。

【０１３５】図９は、負荷変動に無関係に一定な車速で
走行できるように制御するためのルーチンであり、所望
の速度での定速走行を可能にする選択可能な速度範囲が
広範囲に亙るようにした走行制御のフローチャートであ
る。

【０１３６】“定速走行”が選択され、しかも、車速が
所定速度以下であり、エンジン１の出力が所定値以上
で、前後進切換スイッチ１０のエラーフラグが立ってな
ければ図９の処理に入る。

【０１３７】ここでは、まずはじめに、ステップＳ４３
において、現在の車速から車速の指令値を差し引いた値
が、“正”であるか否かを判断し、“正”でない時はス
テップＳ５８に移り、“正”の時はステップＳ４４に移
る。ステップＳ４４では、車速から車速の指令値を差し
引いた値が不感帯より大きいか否かを判定する。その結
果、小さい場合は処理を抜けてメインルーチンに戻り、
大きければステップＳ４５の処理に移る。

【０１３８】これにより、車速と車速の指令値と差分
が、システムの不感帯となる値より小さい時は前回値を
保持するようになる。

【０１３９】ステップＳ４５では指示されている前後進
切換スイッチ１０により指示されている走行方向が“前
進”かどうかを判断し、“前進”であった時はステップ
Ｓ４６に進む。そして、ここで油圧モータ４のモータ出
力値（すなわち、油圧モータ４の現在の押しのけ容積を
得るために電磁比例制御弁１５に与えている制御電流
値）が開始値（モータとして動作開始する斜板角を与え
るに必要な制御電流値。モータ開始電流値）より大きい
か否かを調べ、当該モータ出力値が開始値より大きい時
はステップＳ５１において、前回モータ出力値から偏差
分を引き、モータ出力値とする。そして、この処理を抜
けてメインルーチンに戻る。ここで、上述の偏差とは、
車速と車速の指令値との差分の絶対値である。

【０１４０】ステップＳ４６での判断の結果、モータ出
力値（すなわち、油圧モータ４の回転数で、これは油圧
モータ４の現在の押しのけ容積に対応する（＝現在の制
御電流値））が開始値（モータ開始電流値）より小さい
時はステップＳ４９でモータ出力をゼロとしてモータフ
ラグ（油圧モータが駆動中であることを示すフラグ）を
クリアする。そして、ステップＳ４８に進み、ポンプ出
力値が開始値より大きいか否かを判断する。

【０１４１】その結果、ポンプ出力値が開始値より大き
い時、ステップＳ５０で前ポンプ出力値（前進時のポン
プ出力）から偏差を引き、新たな前ポンプ出力値とす
る。そして、この処理を抜けてメインルーチンに戻る。

【０１４２】ステップＳ４８での判断の結果、モータ出
力値が開始値より小さい時はステップＳ４９で、前ポン
プ出力値をゼロにし、前ポンプ制御フラグをクリアさせ
る。そして、この処理を抜けてメインルーチンに戻る。

【０１４３】ステップＳ５２からＳ５７の後進の場合も
全く同様で、まず、ステップＳ５２において、モータ出
力値が開始値より大きいか否かを調べ、大きければステ
ップＳ５７において、モータ出力値と偏差との差分を新
たなモータ出力値として求め、この処理を抜けてメイン
ルーチンに戻る。

【０１４４】また、ステップＳ５２において、小さけれ
ばモータ出力値を零にセットし、モータフラグをクリア
してからステップＳ５４に移る。ステップＳ５４では、
後進時でのポンプ出力値である後ポンプ出力値が開始値
（ポンプ動作が開始する電流値）より大きいか否かを調
べ、小さければ後ポンプ出力値を零にセットし、後ポン
プフラグをクリアしてからこの処理を抜けてメインルー
チンに戻る。

【０１４５】また、ステップＳ５４で、大きいと判断さ
れれば、後ポンプ出力値から偏差分を引いた値を新たな
後ポンプ出力値として求めてからこの処理を抜けてメイ
ンルーチンに戻る。

【０１４６】つぎに、車速が指令値より小さく、その差
がシステムの動作の不感帯の範囲よりも大きいときは、
油圧モータ４の押しのけ容積を増やし、押しのけ容積が
最大値に達すると、当該押しのけ容積を徐々に小さくす
るといった制御をすることにより、車速一定走行制御を
行なうが、その制御を説明する。

【０１４７】ステップＳ４３での判定の結果、車速が指
令値より小さいときは、ステップＳ５８に進む。ステッ
プＳ５８では、指令値から車速を引いた値がシステム動
作の不感帯の値より大きいか否かを判定する。その結
果、小さい時は、そのままの状態を保つ。つまり、この
処理を抜けてメインルーチンに戻る。

【０１４８】ステップＳ５８での判定の結果、大きけれ
ば、ステップＳ５９に進む。このステップＳ５９では前
後進切換スイッチ１０の状態が“前進”を選択した状態
であるか否かを調べ、その結果、“前進”が選択されて
いる場合はステップＳ６０に進み、ポンプ出力値が最大
値（つまり、油圧ポンプ３の押しのけ容積が最大）を越
えているか判断する。

【０１４９】そして、その判定の結果、最大値を越えて
いる時にはステップＳ６１で “ ポンプ出力値 ＝ 最大値 ” とする。そして、ステップＳ６２に進む。

【０１５０】ステップＳ６２の処理は前進初回モータフ
ラグの有無の判断である。前進初回モータフラグは前進
方向に対しての走行のために油圧モータ４を駆動開始す
るとき、セットするフラグである。ステップＳ６２での
判断の結果、前進初回モータフラグが“無”と判断され
た時は、第１回目の時なのでステップＳ６６の処理に移
り、ここでの処理において “ モータ出力値 ＝ 開始値 ” とし、前進初回モータフラグをセットする。そして、こ
の処理を抜けてメインルーチンに戻る。

【０１５１】ステップＳ６２での判断の結果、前進初回
モータフラグが“有”であった場合にはステップＳ６３
の処理に移り、ここでモータ出力値が最大値（つまり、
油圧モータ４の押しのけ容積が最小）を越えているか否
かを判断する。その結果、モータ出力値が最大値を越え
ている時はステップＳ６４の処理に移り、 “ モータ出力値 ＝ 最大値 ” とする。そして、この処理を抜けてメインルーチンに戻
る。

【０１５２】ステップＳ６３の判断の結果、モータ出力
値が最大値を越えていない時はステップＳ６５の処理に
移り、ここでの処理において、前回モータ出力値に偏差
を加えた値を今回のモータ出力値とする。そして、この
処理を抜けてメインルーチンに戻る。

【０１５３】ステップＳ６０においての判断の結果、最
大値を越えている時にはステップＳ６７に進み、前進初
回ポンプフラグの有無を判断する。

【０１５４】ステップＳ６７の判断において、前進初回
ポンプフラグがあると判断した時は、ステップＳ６８で
前回ポンプ出力値に偏差を加えた値を今回出力値とす
る。そして、この処理を抜けてメインルーチンに戻る。

【０１５５】一方、ステップＳ６７の判断において、前
進初回フラグがあると判断した時はステップＳ６９で開
始値を今回のポンプ出力値とする。また、ポンプ制御初
回フラグをセットする。そして、この処理を抜けてメイ
ンルーチンに戻る。

【０１５６】ステップＳ７０からＳ７９の処理は“後
進”の場合の処理であって、基本的には“前進”の場合
と同じであり、指令値に追従してポンプ押しのけ容積を
徐々に最大値にし、次いでモータ押しのけ容積を徐々に
最小値にするよう制御する。

【０１５７】つまり、ステップＳ５９の判断において、
“後進”と判断された時は、図１０に移り、このルーチ
ンにおけるステップＳ７０において、ポンプ出力値が最
大値を越えているか判断する。

【０１５８】そして、その判定の結果、最大値を越えて
いる時にはステップＳ７１で “ 後ポンプ出力値 ＝ 最大値 ” とする。そして、ステップＳ７２に進む。

【０１５９】ステップＳ７２の処理は後進初回モータフ
ラグの有無の判断である。後進初回モータフラグは後進
のために、油圧モータ４を駆動する際の最初の段階でセ
ットされるフラグである。ステップＳ７２での判断の結
果、初回モータフラグが“無”と判断された時は、第１
回目の時なのでステップＳ７６の処理に移り、ここでの
処理において “ モータ出力値 ＝ 開始値 ” とし、モータ初回フラグをセットする。そして、この処
理を抜けてメインルーチンに戻る。

【０１６０】ステップＳ７２での判断の結果、後進初回
モータフラグが“有”であった場合にはステップＳ７３
の処理に移り、ここでモータ出力値が最大値を越えてい
るか否かを判断する。その結果、モータ出力値が最大値
を越えている時はステップＳ７４の処理に移り、 “ モータ出力値 ＝ 最大値 ” とする。そして、この処理を抜けてメインルーチンに戻
る。

【０１６１】ステップＳ７３の判断の結果、モータ出力
値が最大値を越えていない時はステップＳ７５の処理に
移り、ここでの処理において、前回モータ出力値に偏差
を加えた値を今回のモータ出力値とする。そして、この
処理を抜けてメインルーチンに戻る。

【０１６２】ステップＳ７０においての判断の結果、最
大値を越えている時にはステップＳ７７に進み、後進初
回ポンプフラグの有無を判断する。

【０１６３】ステップＳ７７の判断において、後進初回
ポンプフラグがあると判断した時は、ステップＳ７８で
前回ポンプ出力値に偏差を加えた値を今回出力値とす
る。そして、この処理を抜けてメインルーチンに戻る。

【０１６４】一方、ステップＳ７７の判断において、後
進初回フラグがあると判断した時はステップＳ７９で開
始値を今回のポンプ出力値とする。また、ポンプ制御初
回フラグをセットする。そして、この処理を抜けてメイ
ンルーチンに戻る。

【０１６５】この結果、負荷変動に関係なく、車速一定
になるように制御をすることができ、油圧ポンプ３の押
しのけ容積を増やし、押しのけ容積が最大値に達する
と、当該押しのけ容積を徐々に小さくするといった制御
をし、また、油圧モータ４の押しのけ容積を最小とし、
それから徐々に増やして押しのけ容積を最大値まで増や
すといった制御を行なうことで、車速一定走行制御を行
なうことができると同時に、これは登坂時等でのトルク
特性の大幅な改善に繋がる。

【０１６６】以上、本発明の具体例を説明したが、要す
るに本発明は、エンジンを主動力源とする鉄道用の保全
車両の動力装置において、公知であるパワーシフトトラ
ンスミッションのトランスファ（Ｔ／Ｆ）部に油圧モー
タをクラッチを介して装着し、通常走行にはエンジン出
力を直に利用すると共に、定速走行用に、前記エンジン
で駆動される可変ポンプからの油圧で駆動する油圧モー
タを設けて、定速走行時にはこの油圧モータにより走行
駆動するようにし、また、定速走行には、車輪の回転数
をセンサーで計測して、油圧ポンプと油圧モータの吐出
量を、車速が一定になるように制御する定速走行機能
と、前後進の切り換え時にショックが発生しないように
制御するインタロック機能とを有した制御装置により、
油圧ポンプと油圧モータを制御して車速一定走行を行な
うようにすることで、エネルギの無駄を抑制しつつ、幅
広い速度領域で所要の速度に保持して走行できると共
に、安全性も高く、非常に滑らかな加速、減速制御が行
なえるようにしたものである。

【０１６７】鉄道保全作業車の通常走行は、トルクコン
バータ付トランスミッションを使った場合が主流であ
り、ＨＳＴを使用し、油圧ポンプ、油圧モータを制御し
て定速走行するようにすることで幅広い速度領域に対応
できるようにした例は無い。

【０１６８】油圧ポンプ、油圧モータを制御して定速走
行するようにした結果、初めて鉄道用保全車両で無段階
速度制御が実現できるようになった。また、モータ押し
のけ容積の制御は車速に依存するようにしたので、登坂
時の応答性も良い。

【０１６９】また、本システムでは、ポンプ押しのけ容
積の制御はエンジン回転数を指令値としているので、タ
イムラグ処理をするようにした。その結果、非常に滑ら
かな加速、減速制御が行なえるようになった。

【０１７０】また、定低速制御では幅広い速度領域をカ
バーするため、油圧ポンプ、油圧モータの各押しのけ容
積を連続で制御するようにした。その結果、少ない動力
で負荷変動に関係無く定速制御が行なえるようになっ
た。つまり、従来のクラッチを滑らせる方法の場合、大
部分が熱エネルギとなり、燃費も悪くなると同時に幅広
い速度領域での制御が行なえなかったが、これが大幅に
改善される。

【０１７１】また、本システムは、誤操作に依るショッ
ク、機械の破損に対しても充分配慮されており、たとえ
ば通常走行中に前後進切換を行なっても、車両が走行停
止するまで、前の状態を保持するようになっている。そ
のため、安全性が高い。

【０１７２】また、本システムは、ある車速以上で定低
速制御に切換えようとしても、通常走行状態が保たれる
ようになっている。すなわち、定低速走行中に前後進切
換が行なわれると自動的に滑らかに減速し、一時停止し
さらにセットされた方向に滑らかに加速が行なえる。

【０１７３】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、燃費が良く、幅広い速度領域で所要の速度に保持し
て走行できると共に、安全性も高く、非常に滑らかな加
速、減速制御が行なえるようにした鉄道車両用車速制御
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の
具体例に係る駆動系の概略構成図。

【図２】本発明を説明するための図であって、本発明の
具体例に係る制御装置の系統図。

【図３】図２に示す制御回路の構成例を示すブロック
図。

【図４】本発明システムにおける制御回路の動作例を説
明する図であって、メイン部分の動作を説明するフロー
チャート。

【図５】本発明システムにおける制御回路の動作例を説
明する図であって、エンジン回転数タイムラグ処理部分
のフローチャート。

【図６】本発明システムにおける制御回路の動作例を説
明する図であって、走行中前後進切換スイッチの切り換
えが発生した時、誤操作を防止するための制御のフロー
チャート。

【図７】本発明システムにおける制御回路の動作例を説
明する図であって、通常走行制御のためのフローチャー
ト。

【図８】本発明システムにおける制御回路の動作例を説
明する図であって、車両が急に停止しないようにするた
めのタイムラグ制御のフローチャート。

【図９】本発明システムにおける制御回路の動作例を説
明する図であって、定低速走行を含む定速走行制御を実
現する例を示す制御フローチャート。

【図１０】本発明システムにおける制御回路の動作例を
説明する図であって、定低速走行を含む定速走行制御を
実現する例を示す制御フローチャート。

【図１１】ポンプ斜板角制御のためのポンプ斜板制御電
流とポンプ押しのけ容積の関係を示す図。

【図１２】モータ斜板角制御のためのモータ斜板制御電
流とモータ押しのけ容積の関係を示す図。

【図１３】エンジン回転数とその回転数における適正な
ポンプ出力を得るためのポンプ斜板制御電流の関係を示
す図。

【図１４】車速とその車速を確保するために必要なモー
タ出力を得るための適正なモータ斜板制御電流の関係を
示す図。

【符号の説明】

１…エンジン ２…歯車列 ３…走行用油圧ポンプ ４…走行用油圧モータ ５…歯車列機構 ５ａ…クラッチ ６…鉄輪 ７…油路 ８…アクセルペダル ９…ポテンショメータ １０…前後進切換スイッチ １１…通常走行／定速走行切換スイッチ １２…制御回路 １３…エンジン回転数検出用の回転ピックアップ １４，１５…電磁比例制御弁 １６…車速検出用の回転ピックアップ １７…パワーシフトトランスミッション制御バルブ １８…変速スイッチ １９…リレー ２１…パワーシフト部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンを主動力源として走行する鉄道
   車両において、 このエンジンにより駆動され、制御信号対応に発生油圧
   を調整可能な油圧ポンプと、 この油圧ポンプの発生油圧により駆動され、制御信号対
   応に動力を発生する油圧モータと、 エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段
   と、 車速を検出する車速検出手段と、 前進または後進を選択する前後進選択手段と、 前記エンジン出力により車両を走行駆動する通常走行ま
   たは前記油圧モータ出力により車両を走行駆動する定低
   速走行のいずれかを選択する走行制御モード選択手段
   と、 定速走行時の速度を設定する定低速走行設定手段と、 前記エンジン回転数検出手段、前記車速検出手段、前記
   前後進選択手段、前記走行制御モード選択手段及び前記
   定低速走行設定手段からの入力により、前記油圧ポンプ
   及び前記油圧モータを制御する制御手段と、を具備した
   ことを特徴とする鉄道車両用駆動装置。