JPH11210880A - 油圧駆動式作業車両の走行駆動装置およびその制御方法 - Google Patents

油圧駆動式作業車両の走行駆動装置およびその制御方法

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JPH11210880A
JPH11210880A JP2674798A JP2674798A JPH11210880A JP H11210880 A JPH11210880 A JP H11210880A JP 2674798 A JP2674798 A JP 2674798A JP 2674798 A JP2674798 A JP 2674798A JP H11210880 A JPH11210880 A JP H11210880A
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traveling
pressure
hydraulic motor
valve
hydraulic pump
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JP2674798A
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Morita Hayashi
盛太 林
Hideki Sumi
英樹 角
Sadao Nunotani
貞夫 布谷
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧駆動式車両に作業機を装着した油圧駆動
式作業車両で、油圧ポンプの吐出流量を可変とする圧力
は、走行用切換バルブと油圧モータとの間から油圧モー
タを駆動する圧力を用いるとともに、簡単な構成により
油圧ポンプの吐出容積が増加しキャビテーションの発生
が防止する油圧駆動式作業車両の走行駆動装置およびそ
の制御方法を提供する。 【解決手段】 エンジンの動力により駆動される走行用
可変容量型油圧ポンプと、走行用可変容量型油圧ポンプ
からの吐出油を受けて車両を所定速度以下で走行する油
圧モータと、走行用可変容量型油圧ポンプからの吐出油
を受けて油圧モータに供給・排出する走行用切換バルブ
とを有する油圧駆動式作業車両の走行駆動装置におい
て、走行用切換バルブ(5)と油圧モータ(6)との間
から油圧モータ(6)を駆動する圧力を受けるパイロッ
ト圧供給弁(30)と、パイロット圧供給弁(30)から油圧モ
ータ(6)を駆動する圧力を受けて、走行用可変容量型
油圧ポンプ(2)の吐出容積を可変とする馬力制御機構
(レギュレータ)(80)とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧駆動式作業車両
の走行駆動装置およびその制御方法に係わり、特に、エ
ンジンにより駆動される走行用の可変容量型の油圧ポン
プと、その油圧ポンプからの油圧を受ける油圧モータに
より駆動輪を駆動して走行し、キャビテーションの発生
を防止する油圧駆動式作業車両の走行駆動装置およびそ
の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、油圧ショベル等の作業機あるいは
走行装置を駆動する圧油を発生するポンプには可変容量
型油圧ポンプ(以下、油圧ポンプという)が用いられて
いる。この油圧ポンプには、ポンプを駆動するエンジン
のストールを防止するため、馬力制御機構(以下、レギ
ュレータという)が付設されている。このレギュレータ
は、吐出圧力Pに応じて流量Qを制御し、ほぼトルク一
定(P×Q=一定)の運転を行わせるものである。吐出
圧力Pが低いときには、図示しないピストンの発生する
力は対向するスプリングの力より小さいので、ピストン
は移動しないためポンプのシリンダブロックは傾転角最
大の位置にあり、ポンプの吐出量も最大になっている。
ポンプに作用する負荷、即ち、作業機の負荷あるいは走
行時の負荷が増大すると、ピストンはスプリングの力と
釣合った位置に移動し、シリンダブロックの傾転角を減
少させ、トルクが一定になるように制御している。上記
のように、レギュレータに用いられるスプリングは、シ
リンダブロックを傾転角最大方向になるように押してい
る。また、他の例では、レギュレータに用いられるスプ
リングは、シリンダブロックを傾転角が最小になる方向
に押しているものが知られている。これにより、エンジ
ン始動時に、ポンプを駆動する負荷が小さくなり、エン
ジンの起動が容易になる。
【0003】また、油圧ショベル等の建設機械を走行さ
せるために、油圧ポンプと油圧モータを用いる油圧駆動
装置が知られている。この油圧駆動装置には、油圧ポン
プと油圧モータを閉回路で接続するもの、及び、油圧ポ
ンプと油圧モータとの間に切換弁を挿入し開回路で接続
するものが知られている。このうち、開回路の一例とし
ては、実用新案登録第2543146号公報が提案され
ている。同公報によれば、この油圧回路は、図4に示す
ように、作業車両の各種のアクチュエータを駆動する油
圧ポンプ201と、この油圧ポンプ201からの圧油の
供給を各アクチュエータ毎に制御するコントロールバル
ブの集合体である多連コントロールバルブ202と、多
連コントロールバルブ202の走行用コントロールバル
ブ203により駆動制御される走行用油圧モータ204
からなり、走行用油圧モータ204の主管路205に
は、クロスオーバリリーフバルブ206、カウンタバラ
ンスバルブ207、メイクアップバルブ208が接続さ
れている。さらに、メイクアップバルブ208とオイル
タンク210とが外部メイクアップ回路212により接
続され、多連コントロールバルブ202の戻り油管路に
はオイルクーラ211が設けられている。なお、上部旋
回体と下部旋回体との間で油を流通するセンタジョイン
トCJが配設されている。さらに、この発明によれば、
一端が下部メイクアップバルブ(第2のメイクアップバ
ルブ)208を介して主管路205に接続されたメイク
アップ回路212の他端は、メイクアップ回路212の
を介してクーラリリーフバルブ213の上流側管路21
4に接続されている。上流側管路214は多連コントロ
ールバルブ202の戻り管路である。また、多連コント
ロールバルブ202に内蔵された走行用コントロールバ
ルブ203とセンタジョイントCJとの間の上部主管路
205Aは、上部メイクアップバルブ(第1のメイクア
ップバルブ)215を介してメイクアップ回路212と
接続され、上部主管路205Aにも各部からメイクアッ
プ油が補給される。油圧ポンプ217は、ステアリング
用油圧ポンプであり、ステアリングバルブ218を介し
てステアリング用油圧シリンダ219に接続されてい
る。ステアリングバルブ218の戻り油は、戻り管路2
20、メイクアップ回路212を介してクーラリリーフ
バルブ213の上流側管路214に接続されている。こ
れにより、センタジョイントCJと多連コントロールバ
ルブ202とを接続する上部旋回体側の上部主管路20
5Aにメイクアップ油が導入される。したがって、大流
量のメイクアップ油を導入すれば、下部走行体に設置さ
れた走行用油圧モータ204まで大流量のメイクアップ
油が導かれる。また、ステアリング用油圧ポンプ217
の戻り油がメイクアップ回路212に合流され、充分な
メイクアップ流量を確保できる。したがって、走行用油
圧モータ204のキャビテーションを確実に防止でき
る。さらに、メイクアップ回路212から下部主管路に
も直接にメイクアップ油が補給される。また、メイクア
ップ油の圧力をクーラリリーフ圧で設定でき、補給効率
が向上することが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、油圧シ
ョベル等の建設機械を走行させる油圧駆動装置では、減
速時、降坂時、および、前進から後進あるいは後進から
前進への切り換え時に、キャビテーションが生じて油圧
モータを破損したり、降坂時にオーバーランにより車両
の制御が出来なくなるという問題がある。このため、閉
回路の構成であると、オーバーランを防止するため、作
業車両の慣性エネルギー(定格車速の略125%)は、
エンジンの逆駆動トルクにより発生する慣性エネルギー
を吸収する必要があるので、走行用油圧ポンプおよび走
行用油圧モータで吸収するためには容量(1回転当たり
の吐出容積cc/rev)を大きくしなければならな
い。また、閉回路の構成であると、キャビテーションが
生じないようにするため閉回路の吸入側にはチャージポ
ンプより油を供給しているが、このチャージポンプの供
給量を大きくしなければならない。これにより、チャー
ジポンプの駆動力が大きくなり、エンジンの出力馬力は
増さなければならず、エンジンが大きくなるとともに、
通常の走行時にも無駄なエネルギーが発生する。また、
最大走行速度は油圧ポンプおよび油圧モータの容量で決
まるので、少なくとも油圧ポンプは最初から容量の大き
いものを使用する必要があり、大型の作業車両では、よ
り大きい吐出容積の油圧ポンプが必要になるとともに、
それに伴いエンジンの出力馬力も大きくする必要が生じ
て不経済である。
【0005】次に、開回路で構成されている実用新案登
録第2543146号公報によれば、通常の、前進時、
後進時、減速時、あるいは、降坂時には、メイクアップ
バルブよりメイクアップ油が補給されてキャビテーショ
ンは防止される。しかし、前進から後進あるいは後進か
ら前進への切り換え時に、キャビテーションが生じて油
圧モータが破損したり、車両の制御が出来なくなるとい
う問題がある。例えば、オペレータが走行用コントロー
ルバルブ203を、前進の位置(イ)から中立を通り越
して後進位置(ハ)に入れ、車両を前進から後進に切り
換える。前進中では、圧油は下部主回路205Aを介し
て走行モータ204の入口204Aに達し、走行モータ
204を回転して車両が前進している。後進に切り換え
たときには、圧油は走行用コントロールバルブ203の
後進位置(ハ)から上部主回路205Dを経て、カウン
タバランスバルブ207に達し、カウンタバランスバル
ブ207を後進位置(ハ)に切り換える。油圧ポンプ2
01からの圧油は、カウンタバランスバルブ207の後
進位置(ハ)、下部主回路205Bを介して走行モータ
204の入口204Bに達し、走行モータ204を回転
して車両が後進させようとする。このときに、走行モー
タ204は、まだ車両の慣性エネルギーにより前進方向
に回転しており、走行モータ204の入口204Bより
油を吐出している。このため、油圧ポンプ201からの
圧油と、走行モータ204からの油が、下部主回路20
5Bに吐出されて高圧になり、クロスオーバリリーフバ
ルブ206が作動する。このクロスオーバリリーフバル
ブ206からの油が、上部メイクアップバルブ(第1の
メイクアップバルブ)215を介して下部主回路205
Bにメイクアップ油が補給され、キャビテーションを防
止している。しかし、このとき、油圧ポンプ201の吐
出油が高圧になるため、従来の油圧回路では、レギュレ
ータが作用して油圧ポンプの吐出量を少なくし、下部主
回路205Bにメイクアップ油が十分補給されずにキャ
ビテーションが発生するという問題が生ずる。また、車
両の慣性エネルギーが大きいと、クロスオーバリリーフ
バルブ206が作動している間は油圧ポンプの吐出量が
少なくなり、キャビテーションが生じて、車両が所定の
範囲で停止しないという問題が生ずる。
【0006】本発明は上記問題点に着目し、油圧駆動式
作業車両の走行駆動装置およびその制御方法に係わり、
特に、油圧駆動式車両に作業機を装着した油圧駆動式作
業車両で、油圧ポンプの吐出流量を可変とする圧力は、
走行用切換バルブと油圧モータとの間から油圧モータを
駆動する圧力を用いるとともに、簡単な構成により油圧
ポンプの吐出容積が増加しキャビテーションの発生が防
止する油圧駆動式作業車両の走行駆動装置およびその制
御方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる油圧駆動式作業車両の走行駆動装置
の第1の発明では、エンジンの動力により駆動される走
行用可変容量型油圧ポンプと、走行用可変容量型油圧ポ
ンプからの吐出油を受けて車両を所定速度以下で走行す
る油圧モータと、走行用可変容量型油圧ポンプからの吐
出油を受けて油圧モータに供給・排出する走行用切換バ
ルブとを有する油圧駆動式作業車両の走行駆動装置にお
いて、走行用切換バルブと油圧モータとの間から油圧モ
ータを駆動する圧力を受けるパイロット圧供給弁と、パ
イロット圧供給弁から油圧モータを駆動する圧力を受け
て、走行用可変容量型油圧ポンプの吐出容積を可変とす
る馬力制御機構(レギュレータ)とからなることを特徴
とする。上記構成によれば、パイロット圧供給弁は、走
行用切換バルブと油圧モータとの間から油圧モータを駆
動する圧力を受けるとともに、その駆動する圧力を走行
用可変容量型油圧ポンプに連結されている馬力制御機構
(レギュレータ)に供給し、吐出容積を可変としてい
る。このとき、馬力制御機構(レギュレータ)は、油圧
モータを駆動する圧力が高圧になると吐出容積を少なく
し、油圧モータを駆動する圧力が低圧になると吐出容積
を多くしている。したがって、前進時、後進時、減速
時、あるいは、降坂時に、油圧モータが作業車両の慣性
エネルギーにより逆に駆動されて、走行用可変容量型油
圧ポンプからの駆動圧力が低下しても、走行用可変容量
型油圧ポンプの吐出容積が増加するため、キャビテーシ
ョンの発生が防止される。これにより、油圧機器の損
傷、あるいは、作業車両のオーバランの走行を防止でき
る。また、走行用可変容量型油圧ポンプの吐出容積を増
加するだけであり、簡単な構造により行うことができ、
安価にできる。
【0008】第1の発明を主体とする第2の発明では、
車両の前後進を選択する操作部と、走行用可変容量型油
圧ポンプからの吐出油を油圧モータに供給・排出する走
行用切換バルブと、操作部からの指令を受けて切り換わ
り走行用切換バルブに前進あるいは後進のいずれかのパ
イロット圧を供給するとともに、走行用切換バルブと油
圧モータとの間から油圧モータを駆動する圧力を受け走
行用可変容量型油圧ポンプの馬力制御機構(レギュレー
タ)に吐出容積を可変とする指令を出力するパイロット
圧供給弁と、からなることを特徴とする。上記構成によ
れば、オペレータが前進あるいは後進のいずれかを操作
部で選択すると、その信号がパイロット圧供給弁を切り
換える。パイロット圧供給弁は、走行用切換バルブと油
圧モータとの間から油圧モータを駆動する圧力を受け
て、その圧力をパイロット圧として走行用切換バルブに
供給する。走行用切換バルブは操作部の操作に応じて、
前進あるいは後進のいずれかに切り換わり、走行用可変
容量型油圧ポンプからの吐出油を油圧モータに供給・排
出する。また、パイロット圧供給弁は、走行用切換バル
ブと油圧モータとの間から受けた油圧モータを駆動する
圧力を走行用可変容量型油圧ポンプに連結されている馬
力制御機構(レギュレータ)に供給している。馬力制御
機構(レギュレータ)は、油圧モータを駆動する圧力が
高圧になると吐出容積を少なくし、油圧モータを駆動す
る圧力が低圧になると吐出容積を多くしている。したが
って、操作部からの信号を受けて、油圧機器により自動
的に走行用可変容量型油圧ポンプからの吐出油を信号と
して、走行用切換バルブおよび馬力制御機構(レギュレ
ータ)に供給するため、他のパイロット圧信号用の油圧
機器が不要になり、油圧機器が少なくなるとともに、油
圧回路が簡単になり、また、安価になる。また、油圧機
器で操作するため、故障がなくなり、整備性、保全性が
向上する。
【0009】第1の発明あるいは第2の発明を主体とす
る第3の発明では、馬力制御機構(レギュレータ)は、
一端部に油圧モータを駆動する圧力を、他端部にエンジ
ンの回転数に応じた信号を受けて作動し、エンジンの回
転数が所定値以下で、かつ、油圧モータが車両から逆に
駆動されるとき、油圧モータを駆動する圧力が所定値以
上になる吐出量を吐出する指令を出力することを特徴と
する。上記構成によれば、馬力制御機構(レギュレー
タ)は、油圧モータを駆動する圧力が低いときで、か
つ、エンジンの回転数が所定値以下では、走行用可変容
量型油圧ポンプからの吐出油を多くしているため、油圧
モータを駆動する圧力は所定値以上になるようにしてい
る。したがって、前進時、後進時、減速時、あるいは、
降坂時に、油圧モータが作業車両の慣性エネルギーによ
り逆に駆動されても、走行用可変容量型油圧ポンプの吐
出容積が増加するため、キャビテーションの発生が防止
される。これにより、油圧機器の損傷、あるいは、作業
車両のオーバランの走行を防止できる。
【0010】第3の発明を主体とする第4の発明では、
馬力制御機構は、一端部に油圧モータを駆動する圧力
を、他端部にエンジンの回転数に応じた信号を受けて作
動するサーボ弁と、一室側に油圧モータを駆動する圧力
を、他室側にサーボ弁を経た油圧モータを駆動する圧力
を受けるとともにバネが収納され、エンジンの回転数が
所定値以下で、かつ、油圧モータが車両から逆に駆動さ
れるとき、バネの力により油圧モータを駆動する圧力が
所定値以上になるような吐出量を走行用可変容量型油圧
ポンプから吐出するピストンシリンダと、からなること
を特徴とする。上記構成によれば、馬力制御機構(レギ
ュレータ)は、サーボ弁が油圧モータを駆動する低い圧
力とエンジンの低い回転数とを受けて作動し、ピストン
シリンダに油圧モータを駆動する圧力を供給する。ピス
トンシリンダは、一室側に油圧モータを駆動する圧力
を、他室側に油圧モータを駆動する圧力とおよびバネの
力とを受けて作動し、エンジンの回転数が所定値以下
で、かつ、油圧モータが車両から逆に駆動されるとき、
バネの力により油圧モータを駆動する圧力が所定値以上
になるような吐出量を走行用可変容量型油圧ポンプから
吐出する。したがって、油圧モータが逆の駆動を受けて
駆動する圧力が低くいときに、他の油圧機器を用いてキ
ャビテーションを防止する必要がなく、走行用可変容量
型油圧ポンプの吐出容積を増加するだけであり、簡単な
構造により行うことができ、安価にできる。また、吐出
容積の増加は、ピストンシリンダにバネを収納し、バネ
の力で走行用可変容量型油圧ポンプの吐出容積を増加す
るだけであり、簡単な構造により行うことができ、安価
にできる。
【0011】第1の発明から第4の発明のいずれかを主
体とする第5の発明では、走行用切換バルブと油圧モー
タとの間から油圧モータを駆動する圧力を受け走行用可
変容量型油圧ポンプの吐出容積を可変とする馬力制御機
構(レギュレータ)と、走行用切換バルブと油圧モータ
との間に挿入され、油圧モータに作用する圧力を調圧す
るリリーフ弁と、リリーフ弁が作用したのを検出して切
り換わり、走行用可変容量型油圧ポンプの吐出容積を増
加する指令を馬力制御機構(レギュレータ)に出力する
制御弁と、からなることを特徴とする。上記構成によれ
ば、車両の前進時、後進時、減速時、あるいは、降坂時
に、油圧モータが作業車両の慣性エネルギーにより逆に
駆動されたとき、油圧モータからの戻り油は、走行用切
換バルブで絞られて高圧となりリリーフ弁が作動する。
このリリーフ弁が作動し、そのタンクへの戻り油が制御
弁に作用し、制御弁を切り換えて、走行用切換バルブと
油圧モータとの間から油圧モータを駆動する圧力を遮断
するとともに、馬力制御機構(レギュレータ)に走行用
可変容量型油圧ポンプの吐出容積を増加させる指令を出
力する。馬力制御機構(レギュレータ)は、リリーフ弁
が作動したとき、走行用可変容量型油圧ポンプからの吐
出量を増加させて、油圧モータに供給して、キャビテー
ションの発生を防止している。したがって、油圧モータ
が逆の駆動を受けて駆動する圧力が低くいときに、他の
油圧機器を用いてキャビテーションを防止する必要がな
く、走行用可変容量型油圧ポンプの吐出容積を増加する
だけであり、簡単な構造により行うことができ、安価に
できる。
【0012】第1の発明から第5の発明のいずれかを主
体とする第6の発明では、走行用切換バルブと油圧モー
タとの間に挿入され、車両の走行から停止に、前進中か
ら後進に、あるいは、後進中から前進のいずれかに切り
換えられたときに油圧モータに作用する圧力を可変に調
圧する可変リリーフ弁と、可変リリーフ弁に接続され、
可変リリーフ弁の調圧を可変とするピストン部と、ピス
トン部に接続されるとともに、可変リリーフ弁が作用し
たのを検出して切り換わり、ピストン部からタンクへの
回路を遮断して可変リリーフ弁を可変とする制御弁と、
からなることを特徴とする。上記構成によれば、車両の
走行から停止に、前進中から後進に、あるいは、後進中
から前進のいずれかに切り換えられたときに、作業車両
の慣性エネルギーにより逆に駆動され、油圧モータから
の戻り油は、走行用切換バルブで絞られて高圧となる
が、走行用切換バルブと油圧モータとの間に挿入された
可変リリーフ弁が油圧モータに作用する圧力を可変に調
圧する。この可変の圧力は、作業車両の慣性エネルギー
が大きいときに高くなるように可変となっている。した
がって、作業車両の慣性エネルギーに応じて圧力が可変
になるので、車両の制動距離がほぼ一定となる。また、
作業車両の慣性エネルギーに応じて圧力が変化するので
制動時の衝撃が少なくなる。
【0013】第6の発明のいずれかを主体とする第7の
発明では、制御弁は、可変リリーフ弁が作用したのを検
出して切り換わるとともに、作用中はその位置に止ま
り、油圧モータを制動する可変リリーフ弁の圧力を維持
することを特徴とする。上記構成によれば、制御弁は、
作業車両の慣性エネルギーにより逆に駆動され、油圧モ
ータからの戻り油は、走行用切換バルブで絞られて高圧
となり可変リリーフ弁が作用したときに切り換わるとと
もに、その可変リリーフ弁の作動中に切り換った位置に
あり、可変リリーフ弁の圧力を維持し車両を制動する。
また、走行用可変容量型油圧ポンプからの吐出量を増加
させる。したがって、作業車両の慣性エネルギーに応じ
て圧力が可変になるとともに、その間中は圧力を維持し
ているので、車両の制動距離がほぼ一定となる。また、
その間中は走行用可変容量型油圧ポンプからの吐出量を
増加させているので、キャビテーションの発生を防止す
る。
【0014】本発明に係わる油圧駆動式作業車両の走行
駆動装置の制御方法の第1の発明では、エンジンの動力
により駆動される走行用可変容量型油圧ポンプと、走行
用可変容量型油圧ポンプからの吐出油を受けて車両を所
定速度以下で走行する油圧モータと、走行用可変容量型
油圧ポンプからの吐出油を受けて油圧モータに供給・排
出する走行用切換バルブとを有する油圧駆動式作業車両
の走行駆動装置の制御方法において、車両の走行から停
止に、前進中から後進に、あるいは、後進中から前進の
いずれかに切り換えられたときに油圧モータに作用する
圧力を可変に調圧するとともに、可変リリーフ弁が作動
したのを検出して、走行用可変容量型油圧ポンプからの
吐出油量を増加して、油圧モータを駆動する圧力を所定
値以上とすることを特徴とする。上記方法によれば、車
両の走行から停止に、前進中から後進に、あるいは、後
進中から前進のいずれかに切り換えられたときに、油圧
モータは作業車両の慣性エネルギーにより逆に駆動さ
れ、油圧モータからの戻り油は、走行用切換バルブで絞
られて高圧となりリリーフ弁が作動し、そのタンクへの
戻り油が制御弁に作用し、制御弁を切り換える。制御弁
は、その可変リリーフ弁の作動中に切り換った位置にあ
り、可変リリーフ弁の圧力を高圧にし車両を制動すると
ともに、走行用可変容量型油圧ポンプからの吐出量を増
加させる。したがって、前進中から後進に、あるいは、
後進中から前進のいずれかに切り換えられたときでも、
車両はキャビテーションを発生することなく制動して、
後進にあるいは前進に切り換わる。また、走行用可変容
量型油圧ポンプから増加した吐出量は、可変リリーフ弁
から戻されるとともに、吸い込み弁を経て油圧モータに
供給され、キャビテーションの発生を防止している。こ
れにより、従来作業車両では行われなかった、前進中か
ら後進に、あるいは、後進中から前進の切り換え操作が
行うことができ、操作性が向上するとともに、作業能率
が向上する。また、走行用可変容量型油圧ポンプから吐
出量を増加するだけで前進中から後進に、あるいは、後
進中から前進の切り換え操作を行うことができ、構成が
簡単になり、安価で行える。また、構成の第1発明と同
様な効果が得られる。
【0015】また、制御方法の第2の発明では、可変リ
リーフ弁が作動している間中、走行用可変容量型油圧ポ
ンプからの吐出油量を増加していることを特徴とする。
上記方法によれば、制御弁は、作業車両の慣性エネルギ
ーにより逆に駆動され、油圧モータからの戻り油は、走
行用切換バルブで絞られて高圧となり可変リリーフ弁が
作用したときに切り換わるとともに、その可変リリーフ
弁の作動中に切り換った位置にあり、可変リリーフ弁の
圧力を維持し車両を制動する。また、走行用可変容量型
油圧ポンプからの吐出量を増加させる。したがって、作
業車両の慣性エネルギーに応じて圧力が可変になるとと
もに、その間中は圧力を維持しているので、車両の制動
距離がほぼ一定となる。また、その間中は走行用可変容
量型油圧ポンプからの吐出量を増加させているので、キ
ャビテーションの発生を防止する。
【0016】
【発明の実施の形態及び実施例】次に、本発明の実施例
につき図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1
実施例の油圧駆動式作業車両の走行駆動装置の油圧回路
図である。図2は、図1に示す走行用バルブ5およびパ
イロット圧供給弁30の拡大図である。図3は、図1に
示すモジュレーションリリーフ弁50の拡大図である。
図1に示すように、エンジン1により可変容量型の走行
用油圧ポンプ2と、固定容積型の制御用油圧ポンプ3が
駆動されている。走行用油圧ポンプ2の吐出路2aは走
行用バルブ5に接続されている。走行用バルブ5には、
走行用油圧モータ6への第1主回路7と第2主回路8、
および、タンク9への戻り回路11が接続されている。
走行用バルブ5は、走行用油圧ポンプ2からの圧油を走
行用油圧モータ6への第1主回路7、あるいは、第2主
回路8のいずれかに切り換えるとともに、走行用油圧モ
ータ6からの戻り油をタンク9に戻している。第1主回
路7および第2主回路8には、それぞれ吸込弁12、1
2が接続され、それぞれの吸込弁12、12は吸込用回
路13によりタンク9への戻り回路11に接続されてい
る。吸込弁12は、第1主回路7、あるいは第2主回路
8のいずれかが所定圧力以下になったときに、油を第1
主回路7あるいは第2主回路8のいずれかに供給して、
走行用油圧モータ6に供給する油にキャビテーションが
発生することを防止している。
【0017】また、第1主回路7および第2主回路8に
は、それぞれリリーフ弁用チェック弁14、14、およ
びリリーフ回路15aを介してモジュレーションリリー
フ弁50が接続され、モジュレーションリリーフ弁50
の戻りリリーフ回路15bは、吸込用回路13を経てタ
ンク9への戻り回路11に接続されている。モジュレー
ションリリーフ弁50は、第1主回路7、あるいは第2
主回路8のいずれかが所定圧力以上になったときに作動
し、回路の圧力を調整するとともに、車両に制動をかけ
ている。また、モジュレーションリリーフ弁50からの
戻り油は、吸込用回路13を経て吸込弁12、12よ
り、第1主回路7あるいは第2主回路8のいずれかに供
給される。タンク9への戻り回路11には、背圧弁17
が挿入され、必要に応じて走行用バルブ5、吸込用回路
13、あるいはリリーフ回路15からタンク9への戻り
油の圧力を高めて吸込弁12、12から、第1主回路7
あるいは第2主回路8のいずれかに供給するの油量を多
くして、キャビテーションが発生するのを防止してい
る。制御用油圧ポンプ3の吐出路3aから分岐した油路
は、可変絞り18を経てタンク9と通じており、制御用
油圧ポンプ3の吐出量に応じた圧力、すなわち、エンジ
ン1の回転数に生じた圧力を発生している。
【0018】走行用バルブ5は、ポンプポート21、タ
ンクポート22、第1、第2アクチュエータポート2
3、24の4ポートが有り、ポンプポート21に可変容
量型の走行用油圧ポンプ2の吐出路2aが接続し、タン
クポート22にタンク9が接続し、第1アクチュエータ
ポート23に第1主回路7が接続し、第2アクチュエー
タポート24に第2主回路8が接続している。前記走行
用バルブ5は、一端部に第1スプリング25および第1
受圧部26が、また、他端部に第2スプリング27およ
び第2受圧部28が配設されている。走行用バルブ5
は、第1・第2スプリング25、27で中立位置Aに保
持され、かつ、第1受圧部26の圧力で前進位置Bに、
また第2受圧部28の圧力で後進位置Cに切換わるパイ
ロット圧切換式となっている。走行用バルブ5の中立位
置Aには、第1・第2チェック弁29a、29bおよび
絞り29cが配設され、第1チェック弁29aはポンプ
ポート21と第1主回路7の間に、また、第2チェック
弁29bはポンプポート21と第2主回路8の間で、か
つ、ポンプポート21から第1、第2アクチュエータポ
ート23、24に向けて流れ、第1、第2アクチュエー
タポート23、24からポンプポート21に向けて流れ
が阻止するように配設されている。絞り29cは、ポン
プポート21とタンクポート22の間に配設され、タン
ク9への流れを絞って所定の圧力を発生し、走行用油圧
モータ6への第1主回路7および第2主回路8が所定圧
力以下(例えば、負圧)になるのを防止している。前記
走行用バルブ5の第1・第2受圧部26、28には、後
述するパイロット圧供給弁30を経た第1・第2主回路
7、8の圧力がパイロット圧力として供給される。
【0019】パイロット圧供給弁30は、第1・第2・
第3・第4・第5・第6ポート31、32、33、3
4、35、36とタンクポート37の7ポートを有して
いる。第1ポート31は第1パイロット回路38により
第1主回路7に接続し、第2ポート32は第2パイロッ
ト回路39により第1受圧部26に接続し、第3ポート
33は第3パイロット回路40により第2主回路8に接
続し、第4ポート34は第4パイロット回路41により
第2受圧部28に接続している。第5ポート35は第5
パイロット回路42によりモジュレーションリリーフ弁
50に接続している。第6ポート36は吐出路3aから
制御用油圧ポンプ3に接続している。タンクポート37
は第2戻り回路43によりタンク9に接続している。ま
た、パイロット圧供給弁30は、中立位置D、前進位置
E、および、後進位置Fの3位置を有している。パイロ
ット圧供給弁30は、一端部に第1スプリング44およ
び第1ソレノイド45が、また、他端部に第2スプリン
グ46および第2ソレノイド47が配設されている。パ
イロット圧供給弁30は、第1スプリング44および第
2スプリング46で中立位置Dが保持され、かつ、第1
ソレノイド45により前進位置Eとなり、また、第2ソ
レノイド47により後進位置Fとなる電磁切換式とな
り、第1ソレノイド45、第2ソレノイド47には、後
述する操作部48を操作することにより電流が供給され
る。
【0020】中立位置Dでは、第1ポート31および第
3ポート33は遮断されるとともに、他のポート(第2
ポート32、第4ポート34、第5ポート35、第6ポ
ート36およびタンクポート37)は全部接続され、制
御用油圧ポンプ3からの吐出油は、タンク9の前の背圧
用チェック弁49により背圧が付加されている。前進位
置Eでは、第3ポート33および第6ポート36は遮断
されるとともに、第1ポート31と第2ポート32と第
5ポート35とが、また、第4ポート34とタンクポー
ト37とがそれぞれ接続され、作動時には第1主回路7
の圧力を走行用バルブ5の第1受圧部26に供給すると
ともに、第2受圧部28の油をタンク9に戻している。
後進位置Fでは、第1ポート31および第6ポート36
は遮断されるとともに、第3ポート33と第4ポート3
4と第5ポート35とが、また、第2ポート32とタン
クポート37とがそれぞれ接続され、作動時には第2主
回路8の圧力を走行用バルブ5の第2受圧部28に供給
するとともに、第1受圧部26の油をタンク9に戻して
いる。
【0021】操作部48は、前進あるいは後進を選択す
るときに用い、例えば、前進の時には操作部48を図示
の右側に操作し、第1ソレノイド45に電流を送り、パ
イロット圧供給弁30を前進位置Eに切り換える。パイ
ロット圧供給弁30は、第1主回路7の圧力をパイロッ
ト圧として走行用バルブ5の第1受圧部26に供給して
走行用バルブ5を前進位置Bに切り換える。走行用油圧
ポンプ2の圧油は、走行用バルブ5の前進位置Bおよび
第1主回路7を経て走行用油圧モータ8に供給され、車
両を前進させる方向に回転させる。後進は、この反対で
あり、操作部48を図示の左側に操作し、第2ソレノイ
ド49に電流を送りパイロット圧供給弁30を後進位置
Fに切り換えることにより行われる。
【0022】モジュレーションリリーフ弁50は、可変
リリーフ弁部51と、制御弁60と、および、絞り部5
7とからなっている。可変リリーフ弁部51は、可変リ
リーフ弁52と、ピストン部53と、チェック弁54
と、および、絞り55とからなっている。可変リリーフ
弁52は、リリーフ弁用チェック弁14、14、リリー
フ回路15aを介して第1主回路7および第2主回路8
に接続されるとともに、戻りリリーフ回路15b、吸込
用回路13を経てタンク9への戻り回路11に接続され
ている。可変リリーフ弁52の一端部には、リリーフ回
路15aの圧力が導かれて作用し、また、他端部には、
バネ52aが配設されるとともに、戻りリリーフ回路1
5bの圧力が導かれて作用している。バネ52aには、
ピストン部53が連結されピストン部53の力がバネ5
2aに作用している。これにより、可変リリーフ弁52
の他端部に作用するバネ52aの荷重を可変とし、可変
リリーフ弁52の調圧圧力を可変としている。ピストン
部53のピストンボトム室53aには、リリーフ回路1
5aの圧力が導かれて作用し、ピストン部53がバネ5
2aを押圧している。ピストン部53のピストンヘッド
室53bは、チェック弁54および絞り55を介して戻
りリリーフ回路15bに接続されている。
【0023】可変リリーフ弁52は、車両の通常の走行
時に、第1主回路7あるいは第2主回路8に発生する圧
力のいずれかが可変リリーフ弁52の一端部およびピス
トン部53のピストンボトム室53aに作用し、第1主
回路7あるいは第2主回路8の走行による圧力が所定の
調圧圧力(例えば、420Kg/cm2) 以下になるようにし
ている。また、可変リリーフ弁52は、車両の制動ある
いは減速時に、ピストンヘッド室53bから戻りリリー
フ回路15bに戻る油を絞り55で絞り圧力を高くして
ピストン部53によるバネ52aの押圧を遅らせるとと
もに弱くして、第1主回路7あるいは第2主回路8に発
生する圧力を車両の慣性エネルギーに伴なう制動圧力
(例えば、150Kg/cm2から420Kg/cm2の可変圧力)
になるようにしている。
【0024】制御弁60は、3位置6ポートから構成さ
れ、一端部に第3受圧部61とバネ62が、他端部には
第4受圧部63とバネ64が配設されている。3位置
は、バネ62とバネ64とにより位置決めされる中立位
置Gと、前進あるいは後進時の走行位置Hと、および、
制動時のリリーフ位置Iがある。第1ポート66は第5
パイロット回路42によりパイロット圧供給弁30の第
5ポート35に接続している。第2ポート67は一端部
の第3受圧部61に接続している。第3ポート68は第
6パイロット回路75により吸込用回路13に接続して
いる。第4ポート69は第7パイロット回路76により
後述する走行用油圧ポンプ2のレギュレータ80に接続
している。第5ポート70は戻りリリーフ回路15bに
接続している。第6ポート71は第8パイロット回路7
7によりピストンヘッド室53bに接続している。第4
受圧部63は第8パイロット回路78により戻りリリー
フ回路15bに接続している。
【0025】制御弁60は、第5パイロット回路42に
よりパイロット圧供給弁30を経て第1主回路7あるい
は第2主回路8に接続され、前進あるいは後進時には走
行位置Hに切り換わり、第1主回路7あるいは第2主回
路8の走行時の駆動圧力を走行用油圧ポンプ2のレギュ
レータ80に送り、走行用油圧ポンプ2の吐出量QAを
制御している。また、制御弁60は、車両の制動時には
リリーフ位置Iにあり、ピストンヘッド室53bから第
8パイロット回路77、制御弁60を経て戻りリリーフ
回路15bに戻る油を遮断する。このとき、ピストンヘ
ッド室53bから戻りリリーフ回路15bに戻る油は、
絞り55で絞られて圧力が高められ、ピストン部53に
よるバネ52aの押圧を遅らせるとともに弱くして、第
1主回路7あるいは第2主回路8に発生する圧力を車両
の慣性エネルギーに伴なう制動圧力(例えば、150Kg
/cm2から420Kg/cm2の可変圧力) になるようにしてい
る。絞り部57は、絞り57aと、チェック弁57bと
からなる。絞り部57は、戻りリリーフ回路15bに流
れる戻り油に抵抗を与え、チェック弁57bにより所定
の圧力(例えば、2Kg/cm2) を発生する。この所定圧力
は、第8パイロット回路78より第4受圧部63に作用
し、可変リリーフ弁52の作動時に制御弁60をリリー
フ位置Iに切り換える。
【0026】走行用油圧ポンプ2には、ポンプの吐出容
積(1回転当たりの吐出容積cc/rev)を可変にす
るレギュレータ80が付設されている。このレギュレー
タ80は、ピストンシリンダ81、サーボ弁82、絞り
83、および、チェック弁84から構成されている。ピ
ストンシリンダ81は、図示しない斜板等に接続され、
かつ、サーボ弁82からの油を受けて傾転角を制御し、
ポンプの吐出容積を可変にする。ピストンシリンダ81
のボトム側には、バネ85が挿入され、傾転角を大きく
してポンプの吐出容積を大きくなるようにピストン81
aを押圧している。また、ピストンシリンダ81のヘッ
ド側には、第1主回路7あるいは第2主回路8からのパ
イロット圧力(Pac)を制御弁60を経て受けてい
る。サーボ弁82は2位置3ポートからなっている。第
1ポート86は第7パイロット回路76に接続され、第
1主回路7あるいは第2主回路8からのパイロット圧力
(Pac)を制御弁60を経て受けている。第2ポート
87は第2戻り回路43によりタンク9に接続してい
る。第3ポート88は絞り83およびチェック弁84を
介してピストンシリンダ81に接続している。また、サ
ーボ弁82はリンク89によりピストンシリンダ81に
連結され、共に移動している。
【0027】サーボ弁82の一端部には、第5受圧部9
0とバネ91が、また、他端部には第6受圧部92が配
設されている。第5受圧部90は、第7パイロット回路
76からのパイロット圧(Pac)を制御弁60を経て
受けている。第6受圧部92は、制御用油圧ポンプ3の
吐出路3aから分岐した油路93を経て、エンジン1の
回転数に応じて生じた圧力を受けている。サーボ弁82
は、走行用油圧モータ8を駆動する第1主回路7あるい
は第2主回路8の走行時の駆動圧力が高いときにはJ位
置にあり、バネ91に抗してピストンシリンダ81を図
示の右側に移動して吐出容積(cc/rev) を少なくしてい
る。また、走行時の駆動圧力が低くく、かつ、エンジン
の回転数が高いときにはK位置にあり、バネ91ととも
にピストンシリンダ81を図示の左側に移動して吐出容
積(cc/rev) を多くしている。また、走行用油圧モータ
8が車両の慣性エネルギーにより逆に駆動されて走行時
の駆動圧力が低くく、かつ、エンジンの回転数も低いと
きには、K位置あるいはJ位置にあり、バネ91により
ピストンシリンダ81を図示の左側に移動して走行用油
圧モータ8にキャビテーションが発生しないように吐出
容積(cc/rev) を多くしている。
【0028】次に走行動作を説明する。例えば、作業車
両を前進走行させるため操作部48を操作し第1ソレノ
イド45に電流を送り、パイロット圧供給弁30を前進
位置Eに切り換える。パイロット圧供給弁30は、制御
用油圧ポンプ3の吐出路3aからの油がタンク9に戻る
のを遮断する。制御用油圧ポンプ3の油は可変絞り18
を経てタンク9に戻り、エンジン1の回転数に生じた圧
力を発生し、エンジン1の回転数を検出するとともに、
その圧力を制御用油圧ポンプ3の吐出路3aから分岐し
た油路86を経て走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82の
第6受圧部92に供給している。パイロット圧供給弁3
0は、走行用バルブ5と走行用油圧モータ6とを接続す
る第1主回路7から第1パイロット回路38を経て第1
ポート31に走行用油圧モータ6を駆動する圧力を受
け、第1ポート31から第5ポート35、第5パイロッ
ト回路42、および制御弁60を経て、制御弁60の第
3受圧部61に第1主回路7からの駆動圧力をパイロッ
ト圧(Pac)として供給し制御弁60を走行位置Hに
切り換える。また、パイロット圧供給弁30は、第1ポ
ート31から第2ポート32、第2パイロット回路39
を経て走行用バルブ5の第1受圧部26にパイロット圧
を供給し、また、第2受圧部28のパイロット圧は、第
4パイロット回路41、パイロット圧供給弁30を経て
タンク9に戻され、走行用バルブ5を前進位置Bに切り
換える。制御弁60は、第5パイロット回路42を経て
第1主回路7からの駆動圧力を第1ポート66に受け、
駆動圧力をパイロット圧(Pac)として第4ポート6
9、第7パイロット回路76を経て走行用油圧ポンプ2
のサーボ弁82の第5受圧部90に供給している。
【0029】パイロット圧供給弁30を前進位置Eに切
換えると、絞り29cによって絞られた第1主回路7の
所定圧力が、走行用バルブ5を前進位置Bに、制御弁6
0を走行位置Hに、および、走行用油圧ポンプ2のサー
ボ弁82の第5受圧部90に供給して作動させ、走行用
油圧ポンプ2の吐出圧油が第1主回路7に供給されると
共に、第2主回路8の油はタンク9に流れて走行用油圧
モータ8を前進方向に回転させる。このとき、走行用油
圧モータ8を駆動する駆動圧力は、走行開始のため高圧
になっているので、走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82
はJ位置にあり、駆動圧力は、バネ91に抗してピスト
ンシリンダ81を図示の右側に移動して吐出容積(cc/r
ev) を少なくしている。したがって、作業車両は衝撃が
なくゆっくりした速度で走行を開始する。また、このと
き、制御弁60は中立位置の絞り、およびレギュレータ
80の絞り83によりゆっくり作動して切り換わり、衝
撃がなく走行を開始することができる。
【0030】また、このとき、制御弁60が走行位置H
にあるため、ピストンヘッド室53bの油は、第8パイ
ロット回路77、制御弁60の第6ポート71と第5ポ
ート70、を経て戻りリリーフ回路15bに戻るため、
ピストンヘッド室53bから戻りリリーフ回路15bに
速やかに戻る。このため、第1主回路7の駆動圧力が、
リリーフ回路15aを経て可変リリーフ弁52の一端部
およびピストン部53のピストンボトム室53aに作用
するが、ピストン部53は速やかに作動し、第1主回路
7の走行による圧力を所定の調圧圧力(例えば、420
Kg/cm2) になるようにしている。
【0031】次に、走行速度を早めるために、オペレー
タが図示しないアクセルペタルを踏み込み量を増すと、
エンジン1の回転数が上昇するため制御用油圧ポンプ3
の吐出圧力が増し、この高い吐出圧力が走行用油圧ポン
プ2のサーボ弁82の第6受圧部92に供給される。一
方、走行速度が早くなると、走行用油圧モータ8の駆動
する第1主回路7の駆動圧力が低下する。この低下した
駆動圧力が、パイロット圧供給弁30、制御弁60、お
よび第7パイロット回路76を経て、走行用油圧ポンプ
2のサーボ弁82の第6受圧部92に供給される。これ
により、サーボ弁82は、第7パイロット回路76から
K位置を経て、ピストンシリンダ81のボトム側に流
れ、バネ91とともにピストン81aを図示の左側に移
動して吐出容積(cc/rev) を多くして、車両の速度を増
している。このとき、制御用油圧ポンプ3の高い吐出圧
力が背圧弁17に作用し、走行用油圧モータ8からの戻
り油を低圧にしている。
【0032】次に、高速で走行している状態から減速す
る場合について説明する。オペレータが図示しないアク
セルペタルの踏み込み量を弱めると、エンジン1の回転
数が低下するため制御用油圧ポンプ3の吐出圧力が低下
し、この低くなった吐出圧力が走行用油圧ポンプ2のサ
ーボ弁82の第6受圧部92に供給される。また、高速
で走行しているため、作業車両を駆動する駆動圧力も低
くなっているが、さらに減速するため走行用油圧モータ
8は、車両の慣性エネルギーに伴なう逆の駆動力を受け
て、第1主回路7の駆動圧力が低い圧力になり、サーボ
弁82の第5受圧部90に供給される圧力も低くなる。
このため、サーボ弁82は、J位置からK位置に移動
し、ピストンシリンダ81のボトム側の油は、レギュレ
ータ80の絞り83、サーボ弁82のK位置を経てタン
ク9に戻る。
【0033】これにより、ピストン81aを図示の右側
に移動して吐出容積(cc/rev) を少なくするが、所定量
移動するとバネ85にピストン81aが当接して停止
し、走行用油圧ポンプ2の吐出容積(cc/rev) は所定量
確保される。この走行用油圧ポンプ2から吐出される所
定量の油は、吐出路2a、走行用バルブ5を前進位置B
を経て、第1主回路7に送り所定圧力(例えば、20Kg
/cm2)に保ち、走行用油圧モータ8がキャビテーション
を発生することを確実に防止している。このとき、走行
用油圧モータ8からタンク9への戻り油は、吸込弁12
から第1主回路7に供給する油量を多くしている。
【0034】次に、降坂走行している場合について説明
する。降坂走行している時に、作業車両の慣性エネルギ
ーが大きくなり、走行用油圧モータ8の回転数が走行用
油圧ポンプ2から供給される吐出量に見合った速度を超
えそうになると、すなわち、オーバーランが発生しそう
になると第1主回路7の圧力が低下する。従って、第1
主回路7から第1パイロット回路38、パイロット圧供
給弁30の前進位置E、および第2パイロット回路39
を経て、走行用バルブ5の第1受圧部26に作用するパ
イロット圧力が低下する。これにより、走行用バルブ5
は第1スプリング25により前進位置Eから中立位置A
に戻される。走行用バルブ5が中立位置Aに戻される
と、作業車両の慣性エネルギーにより駆動される走行用
油圧モータ8から吐出された戻り油は、走行用バルブ5
の第1チェック弁29bによりタンク9に戻るのが阻止
され、走行用油圧モータ8からの戻り油は圧力が上昇す
る。走行用油圧モータ8の戻り油の圧力上昇により、走
行用油圧モータ8の回転数は減速されるように制動トル
クが生ずる。また、第1主回路7から第1パイロット回
路38、パイロット圧供給弁30の前進位置E、第5パ
イロット回路42、および制御弁60の走行位置Hを経
て、制御弁60の第3受圧部61に作用するパイロット
圧力が低下する。これにより、制御弁60はバネ64に
より前進位置Eから中立位置Gに戻される。
【0035】制御弁60は、走行用油圧ポンプ2のサー
ボ弁82に接続する第7パイロット回路76と、吸込用
回路13を経てタンク9に接続する第6パイロット回路
75とを接続して、走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82
に作用するパイロット圧を低下する。サーボ弁82は、
第6受圧部92に作用する制御用油圧ポンプ3の吐出圧
力によりK位置に切り換えられ、ピストンシリンダ81
のボトム側の油は、レギュレータ80の絞り83、サー
ボ弁82のK位置を経てタンク9に戻る。これにより、
ピストン81aを図示の右側に移動して吐出容積(cc/r
ev) を少なくするが、所定量移動するとバネ85にピス
トン81aが当接して停止し、走行用油圧ポンプ2の吐
出容積(cc/rev) は所定量確保される。この走行用油圧
ポンプ2から吐出される所定量の油は、吐出路2a、走
行用バルブ5を中立位置Aの第1チェック弁29aを経
て、第1主回路7に送られ所定圧力(例えば、20Kg/c
m2)に保ち、走行用油圧モータ8がキャビテーションを
発生することを確実に防止している。このとき、走行用
油圧モータ8からタンク9への戻り油は、吸込弁12か
ら第1主回路7に供給する油量を多くしている。以上に
より、作業車両にはブレーキが掛かり、作業車両のオー
バーランの発生は防げる。作業車両にブレーキが作用
し、車両速度が低下すると、再度、第1主回路7の圧力
が上昇し、走行用油圧モータ8は、走行用油圧ポンプ2
から供給される吐出量に見合った速度でバランスして、
作業車両は降坂走行する。
【0036】次に、作業車両を走行している状態から停
止する場合について説明する。オペレータが図示しない
アクセルペタルの踏み込み量を弱めるとともに、操作部
48を前進位置から中立位置に操作する。エンジン1の
回転数が低下するため制御用油圧ポンプ3の吐出圧力が
低下し、この低くなった吐出圧力が走行用油圧ポンプ2
のサーボ弁82の第6受圧部92に供給される。操作部
48の操作により第1ソレノイド45に電流が流れてい
たのが停止し、パイロット圧供給弁30は、前進位置E
から中立位置Dに戻る。これにより、第1主回路7から
第1パイロット回路38を経て第1ポート31に供給さ
れる走行用油圧モータ6を駆動する圧力は、第1ポート
31により遮断される。また、第1ポート31を経て制
御弁60の第3受圧部61に作用していた第1主回路7
からのパイロット圧(Pac)は供給が停止され、制御
弁60は走行位置Hから中立位置Gに戻される。また、
第1ポート31を経て走行用バルブ5の第1受圧部26
に供給されていたパイロット圧は供給が停止され、走行
用バルブ5は前進位置Bから中立位置Aに戻される。
【0037】このとき、作業車両が積み荷等により慣性
エネルギーが大きくなっていると、走行用油圧モータ8
は、車両の慣性エネルギーに伴なう大きな逆の駆動力を
受ける。作業車両の慣性エネルギーにより駆動される走
行用油圧モータ8から吐出された第2主回路8の戻り油
は、走行用バルブ5の第1チェック弁29bによりタン
ク9に戻るのが阻止され、走行用油圧モータ8からの戻
り油は圧力が上昇する。走行用油圧モータ8の戻り油の
圧力上昇により、走行用油圧モータ8の回転数は減速さ
れるように制動トルクが生ずる。この制動トルクは、第
2主回路8からの戻り油がリリーフ弁用チェック弁14
を経て可変リリーフ弁52に作用し、この可変リリーフ
弁52による生ずる圧力により発生し、この発生する圧
力は車両の慣性エネルギーに伴なう逆の駆動力の大きさ
により決定される。
【0038】すなわち、制御弁60は中立位置Gにある
ため、ピストンヘッド室53bから第8パイロット回路
77、制御弁60を経て戻りリリーフ回路15bに戻る
油を遮断する。このとき、ピストンヘッド室53bから
戻りリリーフ回路15bに戻る油は、絞り55で絞られ
て圧力が高められ、ピストン部53によるバネ52aの
押圧を遅らせるとともに弱くして、第2主回路8に発生
する圧力を車両の慣性エネルギーに伴なう制動圧力(例
えば、150Kg/cm2から420Kg/cm2の可変圧力) にな
るように可変リリーフ弁52により調圧される。このリ
リーフ回路15aの圧油は、調圧後には戻りリリーフ回
路15bに流され、吸込用回路13を経て吸込弁12か
ら第1主回路7に供給される。また、制御弁60が中立
位置Gにあるため、走行用油圧ポンプ2の吐出量は前記
の降坂走行している場合と同様に作動する。
【0039】制御弁60は、走行用油圧ポンプ2のサー
ボ弁82に接続する第7パイロット回路76と、吸込用
回路13を経てタンク9に接続する第6パイロット回路
75とを接続して、走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82
に作用するパイロット圧を低下する。サーボ弁82は、
第6受圧部92に作用する制御用油圧ポンプ3の吐出圧
力によりK位置に切り換えられ、ピストンシリンダ81
のボトム側の油は、レギュレータ80の絞り83、サー
ボ弁82のK位置を経てタンク9に戻る。これにより、
ピストン81aを図示の右側に移動して吐出容積(cc/r
ev) を少なくするが、所定量移動するとバネ85にピス
トン81aが当接して停止し、走行用油圧ポンプ2の吐
出容積(cc/rev) は所定量確保される。この走行用油圧
ポンプ2から吐出される所定量の油は、吐出路2a、走
行用バルブ5を中立位置Aの第1チェック弁29aを経
て、第1主回路7に送られ所定圧力(例えば、20Kg/c
m2)に保ち、走行用油圧モータ8がキャビテーションを
発生することを確実に防止している。このとき、走行用
油圧モータ8からタンク9への戻り油は、吸込弁12か
ら第1主回路7に供給する油量を多くしている。以上に
より、作業車両にはブレーキが掛かり、作業車両は車両
の慣性エネルギーに伴なう制動圧力により、所定の制動
距離で停止することができる。
【0040】次に、作業車両を前進走行している状態か
ら後進走行している状態にする場合について説明する。
オペレータが図示しないアクセルペタルの踏み込み量を
弱めるとともに、操作部48を前進位置から後進位置に
操作する。エンジン1の回転数が低下するため制御用油
圧ポンプ3の吐出圧力が低下し、この低くなった吐出圧
力が走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82の第6受圧部9
2に供給される。操作部48の操作により第1ソレノイ
ド45に電流が流れているのを停止するとともに、第2
ソレノイド47に電流が流され、パイロット圧供給弁3
0は、前進位置Eから後進位置Fに切り換えられる。パ
イロット圧供給弁30は、走行用バルブ5と走行用油圧
モータ6とを接続する第2主回路8から第3パイロット
回路40を経て第3ポート33に走行用油圧モータ6を
駆動する圧力を受け、第3ポート33から第5ポート3
5、第5パイロット回路42、および制御弁60を経
て、制御弁60の第3受圧部61に第2主回路8からの
駆動圧力をパイロット圧(Pac)として供給し制御弁
60を走行位置Hに切り換える。また、パイロット圧供
給弁30は、第3ポート33から第4ポート34、第4
パイロット回路41を経て走行用バルブ5の第2受圧部
28にパイロット圧を供給し、また、第1受圧部26の
パイロット圧は、第2パイロット回路39、パイロット
圧供給弁30を経てタンク9に戻され、走行用バルブ5
を後進位置Cに切り換える。制御弁60は、第5パイロ
ット回路42を経て第2主回路8からの駆動圧力を第1
ポート66に受け、駆動圧力をパイロット圧(Pac)
として第4ポート69、第7パイロット回路76を経て
走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82の第5受圧部90に
供給している。
【0041】パイロット圧供給弁30が後進位置Fに、
走行用バルブ5を後進位置Cに、制御弁60を走行位置
Hに、および、走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82の第
5受圧部91に供給して作動させ、走行用油圧ポンプ2
の吐出圧油が第2主回路8に供給されると共に、第1主
回路7の油はタンク9に流れて走行用油圧モータ8を後
進方向に回転させる。しかし、前進中の戻り油が流れる
第2主回路8には、後進時に切り換えられた後進のため
の圧油が供給される。このとき、作業車両は停止してい
ないため、走行用油圧モータ6は車両の慣性エネルギー
に伴なう逆の駆動力を受けて、第1主回路7の駆動圧力
が低い圧力になるとともに、第2主回路8は走行用油圧
ポンプ2の後進のための圧油と、走行用油圧モータ6の
逆の駆動力の戻り油とが合流されて高圧が発生する。第
2主回路8に発生した高圧は、リリーフ弁用チェック弁
14を経て可変リリーフ弁52に作用し、この発生した
高圧により可変リリーフ弁52が作動し、前進方向の回
転数を漸次減少していき車両を停止する。
【0042】可変リリーフ弁52が作動し、調圧後の油
が戻りリリーフ回路15bに流されると、絞り部57に
より絞られて所定圧力を発生し、第8パイロット回路7
8より第4受圧部63に作用し、可変リリーフ弁52の
作動時に制御弁60をリリーフ位置Iに切り換える。こ
の切り換えにより、制御弁60はリリーフ位置Iにある
ため、ピストンヘッド室53bから第8パイロット回路
77、制御弁60を経て戻りリリーフ回路15bに戻る
油を遮断する。このとき、ピストンヘッド室53bから
戻りリリーフ回路15bに戻る油は、絞り55で絞られ
て圧力が高められ、ピストン部53によるバネ52aの
押圧を遅らせるとともに弱くして、第2主回路8に発生
する圧力を車両の慣性エネルギーに伴なう制動圧力(例
えば、150Kg/cm2から420Kg/cm2の可変圧力) にな
るように可変リリーフ弁52により調圧される。このリ
リーフ回路15aの圧油は、調圧後には戻りリリーフ回
路15bに流され、吸込用回路13を経て吸込弁12か
ら第1主回路7に供給される。
【0043】また、制御弁60がリリーフ位置Iにある
と、走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82に接続する第7
パイロット回路76と、吸込用回路13を経てタンク9
に接続する第6パイロット回路75とを接続して、走行
用油圧ポンプ2のサーボ弁82に作用するパイロット圧
を低下する。サーボ弁82は、第6受圧部92に作用す
る制御用油圧ポンプ3の吐出圧力によりK位置に切り換
えられ、ピストンシリンダ81のボトム側の油は、レギ
ュレータ80の絞り83、サーボ弁82のK位置を経て
タンク9に戻る。これにより、ピストン81aを図示の
右側に移動して吐出容積(cc/rev) を少なくするが、所
定量移動するとバネ85にピストン81aが当接して停
止し、走行用油圧ポンプ2の吐出容積(cc/rev) は所定
量確保される。この走行用油圧ポンプ2から吐出される
所定量の油は、吐出路2a、走行用バルブ5を後進位置
Cの第2チェック弁29bを経て、第2主回路8に送ら
れる。第2主回路8では、走行用油圧モータ6の逆の駆
動力の戻り油と合流される走行用油圧ポンプ2から吐出
される所定量の油が多くなり、リリーフ回路15aから
可変リリーフ弁52により調圧され戻りリリーフ回路1
5bに流れる油量が多くなり、吸込用回路13を経て吸
込弁12から第1主回路7に多くの油量が供給され、第
1主回路7にキャビテーションが発生することがなくな
る。
【0044】この第2主回路8での調圧、および、第1
主回路7への戻り油の供給は、作業車両が停止するまで
の間中行われている。作業車両が停止すると、可変リリ
ーフ弁52により調圧が停止され、戻りリリーフ回路1
5bに流れる油量がなくなる。これにより、制御弁60
は第4受圧部63に作用した所定の圧力がなくなり、中
立位置Gに戻る。制御弁60は、走行用バルブ5と走行
用油圧モータ6とを接続する第2主回路8から第3パイ
ロット回路40を経て第3ポート33に走行用油圧モー
タ6を駆動する圧力をパイロット圧供給弁30、およ
び、第3ポート33から第5ポート35、第5パイロッ
ト回路42を経て、第3受圧部61に第2主回路8から
の駆動圧力をパイロット圧(Pac)として供給し制御
弁60を走行位置Hに切り換える。制御弁60は、第5
パイロット回路42を経て第2主回路8からの駆動圧力
を第1ポート66に受け、駆動圧力をパイロット圧(P
ac)として第4ポート69、第7パイロット回路76
を経て走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82の第5受圧部
90に供給している。
【0045】このとき、走行用油圧モータ8を駆動する
駆動圧力は、前進から後進への走行開始のため高圧にな
っているので、走行用油圧ポンプ2のサーボ弁82はJ
位置にあり、駆動圧力は、バネ91に抗してピストンシ
リンダ81を図示の右側に移動して吐出容積(cc/rev)
を少なくしている。したがって、作業車両は衝撃がなく
ゆっくりした速度で走行を開始する。また、このとき、
制御弁60は中立位置の絞り、およびレギュレータ80
の絞り83によりゆっくり作動して切り換わり、衝撃が
なく後進の走行を開始することができる。また、このと
き、制御弁60が走行位置Hにあるため、ピストンヘッ
ド室53bの油は、第8パイロット回路77、制御弁6
0の第6ポート71と第5ポート70、を経て戻りリリ
ーフ回路15bに戻るため、ピストンヘッド室53bか
ら戻りリリーフ回路15bに速やかに戻る。このため、
第1主回路7の駆動圧力が、リリーフ回路15aを経て
可変リリーフ弁52の一端部およびピストン部53のピ
ストンボトム室53aに作用するが、ピストン部53は
速やかに作動し、第1主回路7の走行による圧力を所定
の調圧圧力(例えば、420Kg/cm2) になるようにして
いる。
【0046】以上により、走行用油圧ポンプ2から走行
用油圧モータ8に供給する油量は、レギュレータ80に
設けたバネ85により所定量が確保されるため、前進か
ら後進、あるいは、後進から前進のシャトル操作時で
も、走行用油圧モータ6に供給する油量が多くなり、キ
ャビテーションが発生することがなくなり、従来、オー
プン回路の油圧駆動では困難なシャトル操作が可能にな
るとともに、油圧機器の破損が防止できる。また、可変
リリーフ弁52を用いるとともに、その制動圧力、およ
び制動時間を車両の慣性エネルギーに伴なうようにして
いるため、制動距離も車両速度に関係なくほぼ一定にす
ることができる。
【0047】また、可変リリーフ弁52は、車両の制動
あるいは減速時に、ピストンヘッド室53bから戻りリ
リーフ回路15bに戻る油を絞り55で絞り圧力高め
て、ピストン部53によるバネ52aの押圧を遅らせる
とともに弱くして、第1主回路7あるいは第2主回路8
に発生する圧力を車両の慣性エネルギーに伴なう制動圧
力(例えば、150Kg/cm2から420Kg/cm2の可変圧
力) になるようにしているため、衝撃が少なく走行方向
を変換することができる。また、走行用油圧ポンプ2の
サーボ弁82はバネ91に抗してピストンシリンダ81
を図示の右側に移動して吐出容積(cc/rev) を少なくし
ているため、作業車両は衝撃がなくゆっくりした速度で
走行を開始する。また、このとき、制御弁60は中立位
置の絞り、およびレギュレータ80の絞り83によりゆ
っくり作動して切り換わり、衝撃がなく走行を開始する
ことができる。
【0048】以上説明した通り、走行用油圧ポンプ2の
吐出量を制御するレギュレータへの油圧は、走行用バル
ブ5と走行用油圧モータ6とを接続する第1主回路7あ
るいは第2主回路8から制御弁60を介して受けている
ため、走行用油圧ポンプ2の吐出圧力が高圧になっても
油圧ポンプの吐出量を減ずることがなくなり、走行用油
圧モータ6にキャビテーションを発生することがなくな
る。また、走行用油圧モータ6を駆動する油圧が所定値
以下のとき、油圧ポンプのレギュレータに所定吐出量を
確保するバネを設けたため、車両が逆の駆動力を受けて
も、走行用油圧モータ6にキャビテーションを発生する
ことがなくなる。また、車両の慣性エネルギーに伴なう
制動圧力を発生する可変リリーフ弁52を用いることに
より、制動距離も車両速度に関係なくほぼ一定にするこ
とができ、また、車両の制動あるいは減速時に、作業車
両に衝撃がなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧駆動式作業車両の走行駆動装
置の実施例を示す油圧回路図である。
【図2】図1に示す走行用バルブおよびパイロット圧供
給弁の拡大図である。
【図3】図1に示すモジュレーションリリーフ弁の拡大
図である。
【図4】従来の走行用油圧モータの油圧回路図である。
【符号の説明】
1…エンジン、2…走行用油圧ポンプ、3…制御用油圧
ポンプ、5…走行用バルブ、6…走行用油圧モータ、7
…第1主回路、8…第2主回路、9…タンク、11…戻
り回路、12…吸込弁、13…吸込用回路、14…リリ
ーフ弁用チェック弁、15a…リリーフ回路、15b…
戻りリリーフ回路、17…背圧弁、18…可変絞り、3
0…パイロット圧供給弁、31…可変リリーフ弁部、3
5…制御弁、48…操作部、49…背圧用チェック弁、
50…モジュレーションリリーフ弁、51…可変リリー
フ弁部、52…可変リリーフ弁、53…絞り部、53…
ピストン部、54…チェック弁、55…絞り、57…絞
り部、60…制御弁、80…馬力制御機構(レギュレー
タ)、81…ピストンシリンダ、81a…ピストン、8
2…サーボ弁、83…絞り、84…チェック弁。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン(1)の動力により駆動される
    走行用可変容量型油圧ポンプ(2)と、走行用可変容量
    型油圧ポンプ(2)からの吐出油を受けて車両を所定速
    度以下で走行する油圧モータ(6)と、走行用可変容量
    型油圧ポンプ(2)からの吐出油を受けて油圧モータに
    供給・排出する走行用切換バルブ(5)とを有する油圧
    駆動式作業車両の走行駆動装置において、走行用切換バ
    ルブ(5)と油圧モータ(6)との間から油圧モータ
    (6)を駆動する圧力を受けるパイロット圧供給弁(30)
    と、パイロット圧供給弁(30)から油圧モータ(6)を駆
    動する圧力を受けて、走行用可変容量型油圧ポンプ
    (2)の吐出容積を可変とする馬力制御機構(レギュレ
    ータ)(80)とからなることを特徴とする油圧駆動式作
    業車両の走行駆動装置。
  2. 【請求項2】 車両の前後進を選択する操作部(48)と、
    走行用可変容量型油圧ポンプ(2)からの吐出油を油圧
    モータに供給・排出する走行用切換バルブ(5)と、操
    作部(48)からの指令を受けて切り換わり走行用切換バル
    ブ(5)に前進あるいは後進のいずれかのパイロット圧
    を供給するとともに、走行用切換バルブ(5)と油圧モ
    ータ(6)との間から油圧モータ(6)を駆動する圧力
    を受け走行用可変容量型油圧ポンプ(2)の馬力制御機
    構(レギュレータ)(80)に吐出容積を可変とする指令を
    出力するパイロット圧供給弁(30)とからなることを特徴
    とする請求項1記載の油圧駆動式作業車両の走行駆動装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1あるいは請求項2の油圧駆動式
    作業車両の走行駆動装置において、馬力制御機構(レギ
    ュレータ)(80)は、一端部に油圧モータ(6)を駆動す
    る圧力を、他端部にエンジン(1)の回転数に応じた信
    号を受けて作動し、エンジン(1)の回転数が所定値以
    下で、かつ、油圧モータ(6)が車両から逆に駆動され
    るとき、油圧モータ(6)を駆動する圧力が所定値以上
    になる吐出量を吐出する指令を出力することを特徴とす
    る油圧駆動式作業車両の走行駆動装置。
  4. 【請求項4】 請求項3の油圧駆動式作業車両の走行駆
    動装置において、馬力制御機構(80)は、一端部に油圧モ
    ータ(6)を駆動する圧力を、他端部にエンジン(1)
    の回転数に応じた信号を受けて作動するサーボ弁(82)
    と、一室側に油圧モータ(6)を駆動する圧力を、他室
    側にサーボ弁(82)を経た油圧モータ(6)を駆動する圧
    力を受けるとともにバネ(85)が収納され、エンジン
    (1)の回転数が所定値以下で、かつ、油圧モータ
    (6)が車両から逆に駆動されるとき、バネ(85)の力に
    より油圧モータ(6)を駆動する圧力が所定値以上にな
    るような吐出量を走行用可変容量型油圧ポンプ(2)か
    ら吐出するピストンシリンダ(81)とからなることを特徴
    とする油圧駆動式作業車両の走行駆動装置。
  5. 【請求項5】 走行用切換バルブ(5)と油圧モータ
    (6)との間から油圧モータ(6)を駆動する圧力を受
    け走行用可変容量型油圧ポンプ(2)の吐出容積を可変
    とする馬力制御機構(レギュレータ)(80)と、走行用切
    換バルブ(5)と油圧モータ(6)との間に挿入され、
    油圧モータ(6)に作用する圧力を調圧するリリーフ弁
    (52)と、リリーフ弁(52)が作用したのを検出して切り換
    わり、走行用可変容量型油圧ポンプ(2)の吐出容積を
    増加する指令を馬力制御機構(レギュレータ)(80)に出
    力する制御弁(60)とからなることを特徴とする請求項1
    から請求項4のいずれかの油圧駆動式作業車両の走行駆
    動装置。
  6. 【請求項6】 走行用切換バルブ(5)と油圧モータ
    (6)との間に挿入され、車両の走行から停止に、前進
    中から後進に、あるいは、後進中から前進のいずれかに
    切り換えられたときに油圧モータ(6)に作用する圧力
    を可変に調圧する可変リリーフ弁(52)と、可変リリーフ
    弁(52)に接続され、可変リリーフ弁(52)の調圧を可変と
    するピストン部(33)と、ピストン部(33)に接続されると
    ともに、可変リリーフ弁(52)が作用したのを検出して切
    り換わり、ピストン部(33)からタンクへの回路を遮断し
    て可変リリーフ弁(52)を可変とする制御弁(60)とからな
    ることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかの
    油圧駆動式作業車両の走行駆動装置。
  7. 【請求項7】 請求項6の油圧駆動式作業車両の走行駆
    動装置において、制御弁(60)は、可変リリーフ弁(52)が
    作用したのを検出して切り換わるとともに、作用中はそ
    の位置に止まり、油圧モータ(6)を制動する可変リリ
    ーフ弁(52)の圧力を維持することを特徴とする油圧駆動
    式作業車両の走行駆動装置。
  8. 【請求項8】 エンジンの動力により駆動される走行用
    可変容量型油圧ポンプと、走行用可変容量型油圧ポンプ
    からの吐出油を受けて車両を所定速度以下で走行する油
    圧モータと、走行用可変容量型油圧ポンプからの吐出油
    を受けて油圧モータに供給・排出する走行用切換バルブ
    とを有する油圧駆動式作業車両の走行駆動装置の制御方
    法において、エンジン(1)の回転数が所定値以下で、
    かつ、油圧モータ(6)が車両から逆に駆動されるとき
    に、エンジン(1)の回転数、および、走行用切換バル
    ブ(5)と油圧モータ(6)との間から油圧モータ
    (6)を駆動する圧力を受けて、油圧モータ(6)を駆
    動する圧力が所定値以上になるように走行用可変容量型
    油圧ポンプから吐出量を吐出することを特徴とする油圧
    駆動式作業車両の走行駆動装置の制御方法。
  9. 【請求項9】 エンジンの動力により駆動される走行用
    可変容量型油圧ポンプと、走行用可変容量型油圧ポンプ
    からの吐出油を受けて車両を所定速度以下で走行する油
    圧モータと、走行用可変容量型油圧ポンプからの吐出油
    を受けて油圧モータに供給・排出する走行用切換バルブ
    とを有する油圧駆動式作業車両の走行駆動装置の制御方
    法において、車両の走行から停止に、前進中から後進
    に、あるいは、後進中から前進のいずれかに切り換えら
    れたときに油圧モータ(6)に作用する圧力を可変に調
    圧するとともに、可変リリーフ弁(52)が作動したのを検
    出して、走行用可変容量型油圧ポンプからの吐出油量を
    増加して、油圧モータを駆動する圧力を所定値以上とす
    ることを特徴とする油圧駆動式作業車両の走行駆動装置
    の制御方法。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の油圧駆動式作業車両の
    走行駆動装置の制御方法において、可変リリーフ弁(52)
    が作動している間中、走行用可変容量型油圧ポンプから
    の吐出油量を増加していることを特徴とする油圧駆動式
    作業車両の走行駆動装置の制御方法。
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