JPH1044803A

JPH1044803A - 油圧式四駆車両

Info

Publication number: JPH1044803A
Application number: JP8218019A
Authority: JP
Inventors: Noboru Kanayama; 登金山
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-02-17
Also published as: KR980010062A; EP0916541A4; KR100456058B1; EP0916541A1; WO1998004428A1

Abstract

(57)【要約】【課題】安定した牽引力と走行速度とが得られ、油器
を長寿化でき、かつ経済的な油圧式四駆車両を提供す
る。【解決手段】可変容積式油圧ポンプ１と、この可変容
積式油圧ポンプ１からの圧油を受けて回転する前輪側両
油圧モータ２Ｆ及び後輪側油圧モータ２Ｒとを有して四
駆走行する油圧式四駆車両において、前輪側油圧モータ
２Ｆに対して設けたクローズドセンタ式前輪側方向切換
弁３Ｆと、後輪側油圧モータ２Ｒに対して設けたクロー
ズドセンタ式後輪側方向切換弁３Ｒと、夫々の方向切換
弁３Ｆ、３Ｒの前後差圧ΔＰを一定に保つ流量となるよ
うに、ポンプ吐出油量Ｑを制御するポンプ流量制御手段
と、前輪側方向切換弁３Ｆから前輪側油圧モータ２Ｆま
での前輪側油路と、後輪側方向切換弁３Ｒから後輪側油
圧モータ２Ｒまでの後輪側油路との間に設けられてこれ
ら油路を連通又は遮断する連通弁５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧式四駆車両に関
する。

【０００２】

【従来の技術】油圧式四駆車両は「油圧ポンプと、この
油圧ポンプからの圧油を受けて回転する前輪側油圧モー
タ及び後輪側油圧モータとを有して四駆走行もの」であ
り、次の技術が知られる。

【０００３】(1) 特開平３−１０３６７０号には、可変
容積式油圧ポンプからの圧油を直接受ける後輪側油圧モ
ータと、連通弁を介して受ける前輪側油圧モータとを備
え、連通弁を遮断位置にして二駆走行とし、一方連通弁
を連通位置にして四駆走行とし、さらに二駆走行時に前
輪側油圧モータを無負荷とする手段を備えたことが記載
されている。即ち連通弁は二駆四駆切換え手段である。
また詳細な説明によれば、油圧モータは前後輪側が共に
固定容積式油圧モータである。

【０００４】(2) 実開昭６２−１３７１２９号には、可
変容積式油圧ポンプからの圧油を直接受ける後輪側油圧
モータと、連通弁を介して受ける前輪側油圧モータとを
備え、変速機の速度段が低速度段であるときは連通弁を
連通させ（即ち、四駆走行とし）、高トルクを得、一方
高速度段であるときは連通弁を遮断させ（即ち、二駆走
行とし）て高速走行することが記載されている。即ち、
連通弁は変速機の速度段に対応して作動する二駆四駆切
換え手段である。また詳細な説明によれば、油圧モータ
は前後輪側が共に固定容積式油圧モータである。

【０００５】(3) 実開平５−３７５４２号及び実開平５
−４４６６１号には、後輪側の油圧モータ及び可変容積
式油圧ポンプと、前輪側の油圧モータ及び可変容積式油
圧ポンプとを設け、さらに前輪側の油圧モータと可変容
積式油圧ポンプとの間に、後輪駆動油圧と前輪駆動油圧
とを一定比率にする圧力補償弁を備え、これにより前後
輪のタイヤ径や軸荷重が異なっても安定した走行を行う
ことが記載されている。尚、前後輪が互いに独立したポ
ンプ・モータ系となっており、連通弁を有していない。
また詳細な説明によれば、油圧モータは前後輪側が共に
固定容積式油圧モータである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来技術
には次に掲げるような問題がある。

【０００７】(1) 特開平３−１０３６７０号は、前輪側
油圧モータを無負荷とする手段を備えたことにより後輪
駆動による二駆走行時、前輪から回される前輪側油圧モ
ータのロス馬力を解消しているが、連通弁は単なる二駆
四駆切換え手段である。一方四駆走行時に対しては何ら
特別な構成を施していない。

【０００８】(2) 実開昭６２−１３７１２９号における
連通弁も単なる二駆四駆切換え手段である。尚、連通弁
は、変速機の速度段が低速度段であるときは連通弁を連
通させて四駆走行とし、高トルクが得られる構成となっ
ているが、この四駆走行時に対しては何ら特別な構成を
施していない。

【０００９】即ち上記２事例によれば、いずれも次のよ
うな問題が生ずる。四駆走行時は、例えば平坦路面でも
前後輪での土質の違い（即ち、粘着係数の違い）、カー
ブの有無や程度、また前後輪のタイヤ径や磨耗状態の相
違等によって前後輪に対する負荷が異なる。特に凹凸路
面を走行する建設機械では、四駆走行中に、前後輪の負
荷状態が変動する（例えば、いずれか一方が空中に浮か
んで無負荷となる場合が頻発する）。このような場合、
油圧は軽負荷側の油圧モータに流れ込み、これを高速回
転させる。このため油圧が低下する。また例えば一旦空
中に浮かんで無負荷となった車輪が接地すると、突然高
負荷となり高速回転中の油圧モータを急減速又は急停止
させる。即ち上記従来技術によれば、安定した牽引力と
走行速度とが得られないばかりか、油器が短命化する等
の問題がある。

【００１０】(3) 実開平５−３７５４２号及び実開平５
−４４６６１号は、先ず互いに独立した前輪側のポンプ
・モータ系と、後輪側のポンプ・モータ系とを有するこ
とを基礎構成としている。この基礎構成だけならば、前
後輪側に可変容積式油圧ポンプを夫々配しているため極
めて不経済であるが、前後輪が互いに独立して駆動され
るため、前後輪に互いに独立した強力な牽引力を与える
ことができる。ところが本２事例では、前記基礎構成に
対し、後輪駆動油圧と前輪駆動油圧とを一定比率にして
いる。このことは、後輪駆動油圧と前輪駆動油圧との比
率が「１対１（即ち、同圧）」である上記２事例と全く
同じ状態と言える。従って本２事例でも、上記２事例の
問題が生ずるようになる。

【００１１】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
安定した牽引力と走行速度とが得られ、油器を長寿化で
き、かつ経済的な油圧式四駆車両を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び効果】上記目的を達成
するため、本発明に係わる油圧式四駆車両は、第１に、
可変容積式油圧ポンプと、この可変容積式油圧ポンプか
らの圧油を受けて回転する前輪側油圧モータ及び後輪側
油圧モータとを有して四駆走行する油圧式四駆車両にお
いて、(1) 前輪側油圧モータに対して設けたクローズド
センタ式前輪側方向切換弁と、(2) 後輪側油圧モータに
対して設けたクローズドセンタ式後輪側方向切換弁と、
(3) 夫々の方向切換弁の前後差圧を一定に保つ流量とな
るように、ポンプ吐出油量を制御するポンプ流量制御手
段と、(4) 前輪側方向切換弁から前輪側油圧モータまで
の前輪側油路と、後輪側方向切換弁から後輪側油圧モー
タまでの後輪側油路との間に設けられてこれら油路を連
通又は遮断する連通弁とを有することを特徴としてい
る。

【００１３】上記第１構成によれば、方向切換弁と、可
変容積式油圧ポンプとによって「方向切換弁の通過流量
（即ち、走行速度）が方向切換弁の開口面積だけに比例
する」という「流量特性」が夫々の方向切換弁において
得られる。但し、両方向切換弁の下流側油圧が相違する
ときは、小さい側の方向切換弁において圧力損失が生ず
る。そこで上記第１構成では、連通弁を設けある。即
ち、連通弁を遮断位置とすると、前記圧力損失が生ずる
機会が増えるが、夫々の油圧モータに対し、独立した流
量と牽引力とを与えることができる。一方、連通弁を連
通位置にすると、前記圧力損失を解消しつつ、前記流量
特性も得ることができる。

【００１４】また第２に、上記第１構成の油圧式四駆車
両において、(1) 車速を検出する車速検出手段と、(2)
車速検出手段からの検出車速を受けて検出車速が基準車
速以上であるとき連通弁を連通位置とする制御手段とを
有することを特徴としている。

【００１５】上記第２構成によれば、上記第１構成の効
果が得られる外、次の効果が得られる。即ち、制御手段
は、「検出車速≧基準車速」のとき、連通弁を連通位置
とする。即ち、第２構成は第１構成をより具現化したも
のであり、「検出車速＜基準車速」は低速走行時と置き
換えられる。一方「検出車速≧基準車速」は高速走行時
と置き換えられる。即ち、低速走行時は大きな牽引力が
必要とされ、上記流量特性（Ｑ∝Ａ）を採用することで
大きな牽引力が得られる。一方、高速走行時は牽引力よ
りも両油圧モータの高速回転が要請される。このような
高速走行時に前記圧力損失が生ずることは効率上好まし
くない。即ち、本第２構成は、車速検出手段からの検出
車速というパラメータを採用することで上記第１構成を
より具現化したものである。

【００１６】また第３に、上記第１構成の油圧式四駆車
両において、(1) 車速を検出する車速検出手段と、(2)
アクセル踏込角を検出するアクセル踏込角検出手段及び
牽引力を検出する牽引力検出手段のいずれか一方又は両
方と、(3) 車速検出手段からの検出車速を受けて検出車
速が基準車速となったとき連通弁を連通位置とすると共
に、アクセル踏込角検出手段からの検出踏込角及び牽引
力検出手段からの検出牽引力のいずれか一方又は両方を
受けて検出踏込角及び検出牽引力のいずれか一方又は両
方の値に応じて前記基準車速を変化させる制御手段とを
有することを特徴としている。

【００１７】通常低速走行でも、車両や路面状況によっ
て、基準車速を変更することがこのましい。具体的に説
明すれば、連通弁を遮断位置とすることは両油圧モータ
をデフロック状態としたことに相当する。一方、連通弁
を連通位置とすることは両油圧モータをデフ作動状態に
したことに相当する。この具体例から明らかなように、
例えば車両の積載重量が過大又は過小によって、低速走
行時のデフロックを中速走行まで伸ばしたい場合があ
る。本第３構成はかかる実情に鑑み、前記積載重量を表
す指標である牽引力やアクセル踏込角を元に基準車速を
適宜変更できる制御手段を設けたものである。即ち本第
３構成によれば、車両の積載重量が過大又は過小に対応
した最適走行を行うことができる。

【００１８】また第４に、上記第２又は第３構成の油圧
式四駆車両において、(1) 前輪側油圧モータ及び後輪側
油圧モータのいずれか一方又は両方は、可変容積式油圧
モータであると共に、(2) 制御手段は、連通弁を連通位
置としたときに可変容積式油圧モータの押し退け容積を
変化させる制御手段であること特徴としている。

【００１９】上記第４構成によれば、上記第２又は第３
構成における効果の外、詳細は後述するが、次のような
効果が得られる。 (1) 前輪側油圧モータ及び後輪側油圧モータのいずれか
一方を可変容量式油圧モータとし、かつ連通弁を採用す
ることにより、可変容量ポンプの容積を大きくすること
なしに、四駆走行時の車速を高めることができる。 (2) 前輪側油圧モータ及び後輪側油圧モータの両方を可
変容積式の油圧モータとし、かつ連通弁を採用すること
により、前後の油圧モータの容積比が一定にならなくて
も圧力損失による効率の低下を防ぐことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態及び実施例】図１〜図８を参照し、
本発明の好適な事例を説明する。

【００２１】図１に示すように、例機は凹凸路面を走行
する装輪式油圧掘削車両であり、油圧ポンプ１と、この
油圧ポンプ１からの圧油を受けて回転する前輪側Ｆの油
圧モータ２Ｆ及び後輪側Ｒの油圧モータ２Ｒとを有して
四駆走行する油圧式四輪駆動車両でもある。

【００２２】油圧モータ２Ｆは固定容積式であり、クロ
ーズドセンタ式の方向切換弁３Ｆから圧油を受ける。一
方、油圧モータ２Ｒは可変容積式であり、クローズドセ
ンタ式の方向切換弁３Ｒから圧油を受ける。両方向切換
弁３Ｆ、３Ｒは、運転席に備えたアクセルペダル（図示
せず）の踏込角θを受けてその大きさに応じた開口面積
Ａ（図示せず）に変化し、油圧ポンプ１からの圧油を両
油圧モータ２Ｆ、２Ｒに送って四駆走行させる。油圧ポ
ンプ１は可変容積式であり、「両方向切換弁３Ｆ、３Ｒ
の前後差圧ΔＰが一定差圧ΔＰｃとなるように、吐出量
Ｑが制御されたもの」である。

【００２３】そして方向切換弁３Ｆから油圧モータ２Ｆ
までの油路４Ｆと、方向切換弁３Ｒから油圧モータ２Ｒ
までの油路４Ｒとの間には連通弁５を設けてある。この
連通弁５は遮断位置（図示下側）と連通位置（図示上
側）とを有し、制御器６から信号Ｓを受けている間は、
連通位置に維持されている。

【００２４】即ち、油圧モータ２Ｒの回転は車速Ｖとし
て車速センサ７で検出され、これが制御器６に入力され
る。制御器６はマイコン等であり、予め基準車速Ｖｏを
記憶し、車速センサ７から車速Ｖを受け、車速Ｖが基準
車速Ｖｏ以上であるとき（Ｖ≧Ｖｏ）、連通弁５に信号
Ｓを入力して連通弁５を連通状態とする。また制御器６
は、連通弁５が連通位置であるとき、アクセルペダルの
踏込角θを受けてその大きさに反比例した油圧モータ２
Ｒの押し退け容積とすべく、信号Ｍを油圧モータ２Ｒの
容積可変用サーボ機構２Ｒ１に入力している。詳しくは
次の通り。

【００２５】先ず、両方向切換弁３Ｆ、３Ｒがクローズ
ドセンタ式である理由を述べる。

【００２６】オリフィスでの通過流量Ｑｏ（図示せず）
は、オリフィスの開口面積Ａ（図示せず）と、オリフィ
スの前後差圧ΔＰの平方根との積に比例する（Ｑ∝Ａ・
ΔＰ^1/2）。ここで前後差圧ΔＰを一定差圧ΔＰｃとす
ることができれば、「通過流量Ｑｏが開口面積Ａｏだけ
に比例する」という「流量特性（Ｑ∝Ａ）」が得られ
る。そして上記オリフィスが両方向切換弁３Ｆ、３Ｒに
対応する。ところで方向切換弁はオープンセンタ式とク
ローズドセンタ式とに大別できる。先ずオープンセンタ
式は、中立位置がタンクに接続されて全量ドレーンする
ため、一定差圧ΔＰｃを初期値として得ることが困難で
ある。次いで中立位置から作動位置への切換え中も、一
部油量がタンクにドレーンしているため、一定差圧ΔＰ
ｃを得ることが困難である。即ちオープンセンタ式では
前記「通過流量Ｑｏが開口面積Ａｏだけに比例する」と
いう「流量特性（Ｑ∝Ａ）」を得ることが困難である。
一方クローズドセンタ式は、中立位置以外ではタンクに
接続されていないため、初期値としての一定差圧ΔＰｃ
の確保が容易である。中立位置から作動位置への切換え
中は、アンロード弁７が閉じることにより全流量がアク
チュエータに流れるため、このときの一定差圧ΔＰｃの
確保も容易である。即ちクローズドセンタ式では、前記
「通過流量Ｑｏが開口面積Ａｏだけに比例する」という
「流量特性（Ｑ∝Ａ）」を得る制御が可能となる。これ
が両方向切換弁３Ｆ、３Ｒがクローズドセンタ式である
理由である。

【００２７】次に、上記「両方向切換弁３Ｆ、３Ｒの前
後差圧ΔＰが一定差圧ΔＰｃとなるように、吐出量Ｑが
制御されたもの」なる上記油圧ポンプ１の構成を説明す
る。

【００２８】図示するように、油圧ポンプ１から方向切
換弁３Ｆまでの間には減圧弁１ＡＦ付きの可変絞り１Ｂ
Ｆが設けてある。そして方向切換弁３Ｆの下流側の油圧
Ｐ1Fは減圧弁１ＡＦの図示左側に、方向切換弁３Ｆの上
流側の油圧Ｐ2Fは可変絞り１ＢＦの図示右側に、そして
油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｐは可変絞り１ＢＦの図示左側
に夫々付勢力を与えている。減圧弁１ＡＦは、油圧Ｐ1F
を減圧値設定用のバネ力として受け、油圧ポンプ１の吐
出圧Ｐｐを減圧してこの油圧Ｐ1Fと同圧の油圧Ｐ3Fを生
成する（Ｐ3F＝Ｐ1F）。この油圧Ｐ3Fは減圧弁１ＡＦ自
体の図示右側と、油圧ポンプ１の容積可変用サーボ機構
１Ｃとに付勢力を与える。即ち、減圧弁１ＡＦ付きの可
変絞り１ＢＦ全体は、上記各油圧によって「（Ｐ3F−Ｐ
1F）＝（Ｐｐ−Ｐ2F）」でバランスするように、図示左
右方向に一体的に移動可能とされている。ここで可変絞
り１ＢＦは、右方向に移動して全開、また左方向に移動
して漸閉となる。一方減圧弁１ＡＦは、左右の受圧面積
が同じであり、「Ｐ3F＝Ｐ1F」であるとき、可変絞り１
ＢＦを右方向に移動させて全開となるように、可変絞り
１ＢＦでの左右の受圧面積が調整されている（尚、受圧
面積を同じくして、図示右方向へ付勢する弱いバネを有
してもよい）。尚、上記は前輪側Ｆについて述べたが、
後輪側Ｒも、図示するように、上記前輪側Ｆと同一構成
であるので、対応する要素には対応符号を付して重複説
明を省略する。そしてかかる構成において、「油圧Ｐ3F
と油圧Ｐ3Rとを同一油路に発生させている」。

【００２９】一方、サーボ機構１Ｃは、前記一定差圧Δ
Ｐｃに相当する付勢バネ（図示せず）を備えると共に、
油圧Ｐ3Fと、吐出圧Ｐｐとを受けて「（ΔＰｃ＋Ｐ3F）
＝Ｐｐ」を維持するように作動する。詳細は次の通り。

【００３０】上記「（ΔＰｃ＋Ｐ3F）＝Ｐｐ」は「（Ｐ
ｐ−Ｐ3F）＝ΔＰｃ」と書き改めることができる。そし
て可変絞り１ＢＦが全開であるために「Ｐｐ＝Ｐ2F」、
また「Ｐ3F＝Ｐ1F」であるから、「（Ｐ2F−Ｐ1F）＝Δ
Ｐｃ」と書き改めることができる。ここで「（Ｐ2F−Ｐ
1F）＝ΔＰ」であるから、「ΔＰ＝ΔＰｃ」と書き改め
ることができる。

【００３１】ここで仮に油圧Ｐ1Fが昇圧すると、前後差
圧ΔＰが小さくなるが（即ち、「ΔＰ＜ΔＰｃ」となる
が）、このときサーボ機構１Ｃは油圧ポンプ１の容積を
増加させて（即ち、吐出量を増加させて）吐出圧Ｐｐを
昇圧させる。そしてこの昇圧は「ΔＰ＝ΔＰｃ」となる
まで行われる。一方、仮に油圧Ｐ1Fが降圧すると、前後
差圧ΔＰは大きくなるが（即ち、「ΔＰ＞ΔＰｃ」とな
るが）、このときサーボ機構１Ｃは油圧ポンプ１の容積
を減少させて（即ち、吐出量を減少させて）吐出圧Ｐｐ
を降圧させる。この降圧は「ΔＰ＝ΔＰｃ」となるまで
行われる。即ち、サーボ機構１Ｃは「ΔＰ＝ΔＰｃ」を
維持するように作動する。従って方向切換弁３Ｆは前記
「通過流量Ｑｏが開口面積Ａｏだけに比例する」「流量
特性（Ｑ∝Ａ）」が得られるようになる。

【００３２】以上は、前輪側Ｆと後輪側Ｒとが同負荷
（Ｐ1F＝Ｐ1R）であるときの説明である。ところがこの
ような同負荷状態は瞬間的には生じても現実的ない。現
実は、「Ｐ1F＞Ｐ1R」、「Ｐ1F＞＞Ｐ1R」、「Ｐ1F＜Ｐ
1R」又は「Ｐ1F＜＜Ｐ1R」である。かかる現実におけ
る、サーボ機構１Ｃと、減圧弁１ＡＦ付きの可変絞り１
ＢＦとの協調作動を次に説明する。

【００３３】仮に後輪側Ｒの負荷（油圧Ｐ1R）のみが大
きくなると（Ｐ1F＜Ｐ1R）、これに応じて「Ｐ3F＜Ｐ3
R」となる。ここで前記「油圧Ｐ3Fと油圧Ｐ3Rとを同一
油路に発生させている」との記載を思い起こす必要があ
る。油圧Ｐ3Rはサーボ機構１Ｃを制御して方向切換弁３
Ｒの前後差圧ΔＰを一定差圧ΔＰｃとすべく、吐出圧Ｐ
ｐを昇圧させる。ところがこの吐出圧Ｐｐは方向切換弁
３Ｆにも加わろうとする。ところがここで減圧弁１ＡＦ
では、右側に油圧Ｐ3Rが、左側に油圧Ｐ1Fが付勢力とし
て作用するため、可変絞り１ＢＦは左方向へ移動するよ
うになる。即ち、可変絞り１ＢＦが吐出圧Ｐｐの管路を
漸閉するようになり、それまで「Ｐｐ＝Ｐ2F」であった
ものを「Ｐｐ＞Ｐ2F」とする。そして前記「（Ｐ3F−Ｐ
1F）＝（Ｐｐ−Ｐ2F）」でバランスする絞り位置で可変
絞り１ＢＦは作動を停止する。即ち、方向切換弁３Ｆで
も「ΔＰ＝ΔＰｃ」となる。

【００３４】逆に仮に後輪側Ｒの負荷（油圧Ｐ1R）のみ
が小さくさくなると（Ｐ1F＞Ｐ1R）、逆作用によって、
可変絞り１ＢＲが絞られ、方向切換弁３Ｒで「ΔＰ＝Δ
Ｐｃ」となることは説明を要さない。また同様に、前輪
側Ｆの負荷（油圧Ｐ1F）のみ大小変化しても、上記同様
の作用によって両方向切換弁３Ｆ、３Ｒで「ΔＰ＝ΔＰ
ｃ」となることは説明を要さない。従って重複説明を省
略する。

【００３５】即ち、上記油圧回路によれば、両方向切換
弁３Ｆ、３Ｒでの負荷の変化や違いに係わらず、前記
「通過流量Ｑｏが開口面積Ａｏだけに比例する」という
「流量特性（Ｑ∝Ａ）」が得られる。具体的には、例え
ば前後輪に対する土質の違い、カーブの有無や程度、路
面の凹凸、また前後輪のタイヤ径や磨耗状態の相違等に
よって前後輪の負荷が異なっても、ただアクセルペダル
の踏込角θに依存した流量で四駆走行させることができ
る。より具体的には、例えば一方又は両方の車輪が軽負
荷や無負荷となっても異常空転することもなく、また負
荷がどのように変化しても、安定した牽引力と走行速度
とが得られ、かつ油器を長寿化できるという第１効果が
得られる。しかも油圧ポンプは１個でよいため、経済的
であるという第２効果も得られる。これによって従来技
術に問題点を解消できる。

【００３６】ところで上記油圧回路にも欠点がある。即
ち、可変絞り１ＢＦ、１ＢＲが作動するということは、
ここで大きな圧力損失（エネルギーロス）が生ずること
である。そこで本事例は上記第１、第２効果を維持しつ
つ、前記圧力損失を解消するために、上記したように、
方向切換弁３Ｆから油圧モータ２Ｆまでの油路４Ｆと、
方向切換弁３Ｒから油圧モータ２Ｒまでの油路４Ｒとの
間には連通弁５を設けてある。

【００３７】即ち、連通弁５を遮断位置とすれば、前記
「通過流量Ｑｏが開口面積Ａｏだけに比例する」という
「流量特性（Ｑ∝Ａ）」が得られる（但し、圧力損失を
伴う）。一方、連通弁５を連通位置とすれば、いかなる
場合でも「Ｐ1F＝Ｐ1R」となるので、可変絞り１ＢＦ、
１ＢＲが作動することがなく、従って前記圧力損失を無
くすことができる（即ち、第３効果が生ずる）。しか
も、「Ｐ1F＝Ｐ1R」の状態は、前記「現実的でない状
態」における前記「通過流量Ｑｏが開口面積Ａｏだけに
比例する」という「流量特性（Ｑ∝Ａ）」の確保に相当
しているため、この連通位置でも前記「流量特性（Ｑ∝
Ａ）」が得られることになる。

【００３８】また本事例は、制御器６によって連通弁５
の最適作動制御構造も示している。即ち、上記したよう
に、車速センサ７を搭載し、制御器６が、車速センサ７
からの車速Ｖを受けて基準車速Ｖｏと比較し、「Ｖ＜Ｖ
ｏ」であるときは連通弁５を遮断位置とし、「Ｖ≧Ｖ
ｏ」であるときは連通弁５を連通位置としている。かか
る構成によれば、次のような効果を奏する。

【００３９】(1) 低速走行時（Ｖ＜Ｖｏ）は、例えば走
行開始時、登坂時、凹凸路面走行時、積載量過多時等で
は、例え可変絞り１ＢＦで圧力損失が生じようとも、前
後輪が互いに独立して高牽引力が必要である。即ち、低
速走行時（Ｖ＜Ｖｏ）は、連通弁５を遮断位置とするこ
とにより、前後輪に対して互いに独立した高牽引力と流
量とを与えることができる。

【００４０】(2) 一方、高速走行時（Ｖ≧Ｖｏ）は、前
後輪が互いに独立した高牽引力を有する必要はなく、低
トルクでも両油圧モータ２Ｆ、２Ｒが高速回転すれば良
い。即ち、高速走行時（Ｖ≧Ｖｏ）は、連通弁５を連通
位置とすることにより、両油圧モータ２Ｆ、２Ｒに対し
て前後輪に対してバランンスのとれた牽引力と、高速走
行に見合った流量とを与えることができる。

【００４１】尚、連通弁５の切換え（即ち、基準車速Ｖ
ｏ）は、路面状況や走行形態によって適宜変更すること
が好ましい。即ち、連通弁５の遮断状態はいわゆるデフ
ロック走行に相当し、一方連通弁５の連通状態はデフ走
行に相当するが、例えば過大積載量であるときは、中速
であってもデフ走行したい。この場合その判断は、前記
「過大積載量」から明らかなように、高牽引力の程度を
示す指標を元に、前記基準車速Ｖｏを適宜変更すること
が好ましい。そして指標としては、牽引力自体である油
圧ポンプ１の吐出圧Ｐｐ（又は両油圧モータ２Ｆ、２Ｒ
の入力油圧）やアクセルペダルの踏込角θを掲げること
ができる。概要を図２及び図３を参照し、次に示す。

【００４２】図２は、制御器６が既存のアクセルペダル
の踏込角θを入力して基準車速Ｖｏを段階的に変更した
例である。

【００４３】図３は、制御器６がさらに油圧ポンプ１の
吐出圧Ｐｐ（両油圧モータ２Ｆ、２Ｒのいずれか一方の
入力油圧）も入力し、油圧が高圧であるときにおける場
合と、低圧時であるときにおける場合とに分けてより緻
密に段階的に変更した例である。

【００４４】尚、図示しないが、制御器６はアクセルペ
ダルの踏込角θに代えて油圧ポンプ１の吐出圧Ｐｐ（又
は両油圧モータ２Ｆ、２Ｒの入力油圧）だけを入力して
基準車速Ｖｏを段階的に変更してもよい。

【００４５】このように構成することにより、より走行
条件に合致した走行を行うことができることは説明を要
さない。

【００４６】図１に説明を戻す。仮に油圧ポンプ１のサ
イズを、車速Ｖが基準車速Ｖｏであっても最大容積とな
らないものにすれば、連通位置及び遮断位置でも、上記
したように、圧力損失を受けることなく、前記「通過流
量Ｑｏが開口面積Ａｏだけに比例する」という「流量特
性（Ｑ∝Ａ）」が得られる制御を行える。ところが本事
例は、次に説明するように、さらに細やかな制御を行え
る構成としてある。

【００４７】即ち、油圧ポンプ１が一個であるというこ
とはそれ自体が経済的ではあるが、油圧ポンプ１の最大
容積をより大きくすることは、不経済である。従って、
本事例では、上記したように、油圧モータ２Ｒを可変容
積式油圧モータとし、かつ制御器６は、連通弁５が連通
位置であるとき、車速センサ７からの車速Ｖに応じて油
圧モータ２Ｒの押し退け容積を変化させるべく信号Ｍを
油圧モータ２Ｒのサーボ機構２Ｒ１に入力している。こ
の作用を、図４〜図８を参照して次に説明する。尚、図
４〜図８の横軸（車速Ｖ）は互いに対応する大きさとし
てある。

【００４８】図４は車速Ｖに対する連通弁５の作動状態
を示し、制御器６は、車速Ｖが低速側から基準車速Ｖｏ
（＝５．３〔ｋｍ／ｈ〕）になると、連通弁５を遮断位
置ＯＦＦから連通位置ＯＮに切換える。即ち、制御器６
は基準車速Ｖｏ（＝５．３〔ｋｍ／ｈ〕）を予め記憶
し、「Ｖ＜Ｖｏ」時はＯＦＦ、「Ｖ≧Ｖｏ」時はＯＮと
なる。

【００４９】図５は車速Ｖに対する油圧モータ２Ｆの容
積変化を示す。制御器６は、「Ｖ＜Ｖｏ」時、油圧モー
タ２Ｒの容積を最大に固定するが、「Ｖ≧Ｖｏ」時、車
速Ｖが大きくなる程、容積を漸減して高速走行を可能と
している。尚、油圧モータ２Ｆは固定容積式であるから
容積は一定である。

【００５０】図６は車速Ｖに対する油圧モータ２Ｆへの
流量ＱF を示す。流量ＱF は、「Ｖ＜Ｖｏ」時は、制御
器６からの指令ではなく、アクセルペダルの踏込角θに
基づく方向切換弁３Ｆの開口面積Ａの大きさに比例して
増減する。一方、「Ｖ≧Ｖｏ」時は、詳細を後述する油
圧モータ２Ｒの容積の減増分が加算されて図示するよう
に、増減する。尚、図１に示す通り、油圧モータ２Ｆは
左右に夫々１個（合計２個）有するため、同図の流量例
は２個の油圧モータ２Ｆの合計流量を記載してある。

【００５１】図７は車速Ｖに対する油圧モータ２Ｒへの
流量ＱR を示す。上記の通り、「Ｖ＜Ｖｏ」時、油圧モ
ータ２Ｒの容積を最大に固定しているが、この間の流量
ＱRは、制御器６からの指令ではなく、アクセルペダル
の踏込角θに基づく方向切換弁３Ｆの開口面積Ａの大き
さに比例し、同図に示す通り、増減する。一方「Ｖ≧Ｖ
ｏ」時（即ち、連通弁５が連通位置であるとき）、制御
器６は、上記の通り、アクセルペダルの踏込角θを受け
てその大きさに反比例した油圧モータ２Ｒの押し退け容
積とすべく、信号Ｍを油圧モータ２Ｒの容積可変用サー
ボ機構２Ｒ１に入力している。即ち、アクセルペダルを
踏み込むに従い、油圧モータ２Ｒの容積を漸減させて車
速を高速化している。

【００５２】上記構成及び作用によれば、次のような効
果を奏する。これを図８を参照して説明する。図８は、
上記図６及び図７を重ね合わせたものであり、車速Ｖに
対する両油圧モータ２Ｆ、２Ｒへの流量Ｑ（＝ＱF ＋Ｑ
R ）を示す。ここで図示するように、「Ｖ＜Ｖｏ」時の
流量Ｑは一定である。即ち本事例では、車速Ｖが基準車
速Ｖｏとなったときが油圧ポンプ１の最大吐出量Ｑであ
り、言い換えれば、両方向切換弁３Ｆ、３Ｒの開口面積
が最大であり、高速走行は油圧モータ２Ｒの容量を小さ
くすることで達成している。即ち、次の効果が得られ
る。尚、両油圧モータ２Ｆ、２Ｒから前後輪までの減速
比を夫々「１」として説明する。

【００５３】(1) 前輪側油圧モータ２Ｆ及び後輪側油圧
モータ２Ｒのいずれか一方を可変容量式油圧モータと
し、かつ連通弁５を採用することにより、可変容量ポン
プ１の容積を大きくすることなしに、四駆走行時の車速
を高めることができる。

【００５４】仮に連通弁５がなく、かつ油圧モータ２Ｒ
が固定容積式である場合において、車速制御するには、
両方向切換弁３Ｆ、３Ｒも両油圧モータ２Ｆ、２Ｒも前
後輪側が互いに同等サイズとする必要があり、また前記
「通過流量Ｑｏが開口面積Ａｏだけに比例する」による
「流量特性（Ｑ∝Ａ）」だけに車速Ｖが依存するから、
四駆での車速を高めるためにはポンプ吐出流量を大きく
する必要がある。そしてこれに伴い油圧ポンプ１も大型
化するので、極めて不経済である。ところが連通弁５が
あり、かつ油圧モータ２Ｒが可変容積式である場合、油
圧モータ２Ｒの容積を小さくし、連通弁５を連通状態に
することにより、ポンプ吐出容量を大きくすることな
く、高速走行が可能となる。

【００５５】(2) 前輪側油圧モータ２Ｆ及び後輪側油圧
モータ２Ｒの両方を可変容積式の油圧モータとし、かつ
連通弁５を採用することにより、前後の油圧モータ２
Ｆ、２Ｒの容積比が一定にならなくても圧力損失による
効率の低下を防ぐことができる。

【００５６】前輪側油圧モータ２Ｆ及び後輪側油圧モー
タ２Ｒの両方を可変容積式の油圧モータとし、四駆での
車速を高める場合、両油圧モータ２Ｆ、２Ｒの容積を小
さくすることにより実現できるが、両油圧モータ２Ｆ、
２Ｒの容積及び容積比を一定としなければ、圧力損失が
発生するため、効率の低下が避けられない。しかしなが
ら連通弁５を設け、両油圧モータ２Ｆ、２Ｒの容量を小
さくすると共に連通状態とすることにより圧力損失が防
げ効率のよい四駆走行が実現できる。

【００５７】尚、上記事例は、両方向切換弁３Ｆ、３Ｒ
の上流側に可変絞り１ＢＦ、１ＢＲを設け、これら可変
絞り１ＢＦ、１ＢＲの夫々が両方向切換弁３Ｆ、３Ｒの
下流側の油圧の中から最大油圧を受けてその絞り具合を
調整されることにより可変絞り１ＢＦ、１ＢＲから両方
向切換弁３Ｆ、３Ｒまでの油圧を昇圧し、以て両方向切
換弁３Ｆ、３Ｒの前後の前後差圧ΔＰを一定差圧ΔＰｃ
とし、これにより前記「流量特性（Ｑ∝Ａ）」を確保す
る油圧回路であるが、このような回路に限定する必要は
無く、例えば次のような回路でもよい。そして各油圧回
路に連通弁５等を設けても、上記事例と同様の効果を得
ることできる。

【００５８】(1) 両方向切換弁３Ｆ、３Ｒの下流側に可
変絞り１ＢＦ、１ＢＲを設け、これら可変絞り１ＢＦ、
１ＢＲの夫々が両方向切換弁３Ｆ、３Ｒの下流側の油圧
の中から最大油圧を受けてその絞り具合を調整されるこ
とにより両方向切換弁３Ｆ、３Ｒから可変絞り１ＢＦ、
１ＢＲまでの油圧を昇圧し、以て両方向切換弁３Ｆ、３
Ｒの前後の前後差圧ΔＰを一定差圧ΔＰｃとし、これに
より前記「流量特性（Ｑ∝Ａ）」を確保する油圧回路。

【００５９】(2) 両油圧モータ２Ｆ、２Ｒのメータイン
側に夫々の方向切換弁３Ｆ、３Ｒを設け、メータアウト
側に両方向切換弁３Ｆ、３Ｒの下流側の油圧の中から最
大油圧を受けてその絞り具合を調整される可変絞り１Ｂ
Ｆ、１ＢＲを設け、これによりメータアウト油圧を高
め、前後の前後差圧ΔＰを一定差圧ΔＰｃとし、これに
より前記「流量特性（Ｑ∝Ａ）」を確保する油圧回路。

【図面の簡単な説明】

【図１】事例の油圧回路図である。

【図２】事例の他の油圧回路図である。

【図３】事例の他の油圧回路図である。

【図４】車速に対する連通弁の作動状態を示すグラフで
ある。

【図５】車速に対する油圧モータの容積変化を示すグラ
フである。

【図６】車速に対する前輪側油圧モータへの流量を示す
グラフである。

【図７】車速に対する後輪側油圧モータへの流量を示す
グラフである。

【図８】図６及び図７を重ね合わせたグラフである。

【符号の説明】

１可変容積式油圧ポンプ２Ｆ固定容積式油圧モータ２Ｒ可変容積式油圧モータ３Ｆ前輪側方向切換弁３Ｒ後輪側方向切換弁５連通弁６制御器７車速センサ ΔＰ方向切換弁の前後差圧 ΔＰｃ方向切換弁の一定差圧Ｖ車速Ｖｏ基準車速

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可変容積式油圧ポンプと、この可変容積
式油圧ポンプからの圧油を受けて回転する前輪側油圧モ
ータ及び後輪側油圧モータとを有して四駆走行する油圧
式四駆車両において、(1) 前輪側油圧モータに対して設
けたクローズドセンタ式前輪側方向切換弁と、(2) 後輪
側油圧モータに対して設けたクローズドセンタ式後輪側
方向切換弁と、(3) 夫々の方向切換弁の前後差圧を一定
に保つ流量となるように、ポンプ吐出油量を制御するポ
ンプ流量制御手段と、(4) 前輪側方向切換弁から前輪側
油圧モータまでの前輪側油路と、後輪側方向切換弁から
後輪側油圧モータまでの後輪側油路との間に設けられて
これら油路を連通又は遮断する連通弁とを有することを
特徴とする油圧式四駆車両。
【請求項２】請求項１記載の油圧式四駆車両におい
て、(1) 車速を検出する車速検出手段と、(2) 車速検出
手段からの検出車速を受けて検出車速が基準車速以上で
あるとき連通弁を連通位置とする制御手段とを有するこ
とを特徴とする油圧駆動車両。
【請求項３】請求項１記載の油圧式四駆車両におい
て、(1) 車速を検出する車速検出手段と、(2) アクセル
踏込角を検出するアクセル踏込角検出手段及び牽引力を
検出する牽引力検出手段のいずれか一方又は両方と、
(3) 車速検出手段からの検出車速を受けて検出車速が基
準車速となったとき連通弁を連通位置とすると共に、ア
クセル踏込角検出手段からの検出踏込角及び牽引力検出
手段からの検出牽引力のいずれか一方又は両方を受けて
検出踏込角及び検出牽引力のいずれか一方又は両方の値
に応じて前記基準車速を変化させる制御手段とを有する
ことを特徴とする油圧駆動車両。
【請求項４】請求項２又は３記載の油圧式四駆車両に
おいて、(1) 前輪側油圧モータ及び後輪側油圧モータの
いずれか一方又は両方は、可変容積式油圧モータである
と共に、(2) 制御手段は、連通弁を連通位置としたとき
に可変容積式油圧モータの押し退け容積を変化させる制
御手段であること特徴とする油圧駆動車両。