JPH11336585A - 油圧パワーステアリング装置を有する車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発進時に油圧パワーステアリング装置の負荷が
大きいときでもエンジンストールを防止する。 【解決手段】油圧パワーステアリング装置は、ステアリ
ングホイール２１の回転に応じて圧油をステアリングシ
リンダ２５，２６へ供給してタイヤ８８Ｆを操舵する。
車両の速度は走行ペダル６ａの踏込み量に応じてコント
ローラ３１で制御される。コントローラ３１は、圧力セ
ンサ２７により油圧パワーステアリング装置のリリーフ
弁２８がリリーフしていることを所定時間以上検出する
と、エンジン１５の目標回転数を高く設定制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧パワーステア
リング装置によりタイヤを操舵するホイール式油圧ショ
ベルなどの車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホイール式油圧ショベルのように前輪タ
イヤを油圧パワーステアリング装置で操舵する建設機械
が従来から知られている。油圧パワーステアリング装置
は、ステアリングホイールによりステアリングバルブを
切換え操作し、左右一対のステアリングシリンダに圧油
を適宜供給することにより、ステアリングホイールによ
る前輪操舵機構の操作力を軽減する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】たとえば、ホイール式
油圧ショベルにあっては、タイヤをいずれかの方向に全
量操舵したまま発進させようとすると、油圧パワーステ
アリング装置の油圧回路がリリーフする。そのため、エ
ンジン負荷が増大してエンジンストールを引き起こすお
それがある。

【０００４】本発明の目的は、発進時に油圧パワーステ
アリング装置の負荷が大きいときでもエンジンストール
を防止するようにした油圧パワーステアリング装置を有
する車両を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図に
対応付けて説明する。 （１）請求項１の発明は、エンジン１５により駆動され
圧油を吐出する油圧ポンプ１と、圧油により駆動されて
タイヤを回転駆動する油圧モータ８５と、ステアリング
ホイール２１の回転に応じて圧油をステアリングシリン
ダ２５，２６へ供給してタイヤ８８Ｆを操舵する油圧パ
ワーステアリング装置と、車両の速度制御のために操作
される走行操作部材６，６ａと、走行操作部材６，６ａ
の操作量に応じてエンジン１５の回転数を設定制御する
回転数制御手段３１とを備えた車両に適用される。そし
て、油圧パワーステアリング装置の負荷を検出する検出
手段２７を備え、回転数制御手段３１は、検出手段２７
で検出された負荷が所定値以上であるときに、走行操作
部材６，６ａで設定制御されているエンジン１５の回転
数をそれよりも高く設定制御することにより、上述した
目的は達成される。 （２）請求項２の発明は、請求項１の車両において、回
転数制御手段により、所定値以上の負荷が所定時間以上
継続するときに、走行操作部材６，６ａで設定制御され
ているエンジン１５の回転数をそれよりも高く設定制御
することを特徴とする。

【０００６】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の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明が適用されるホイー
ル式油圧ショベルを示し、このホイール式油圧ショベル
は、下部走行体８１と、下部走行体８１の上部に旋回可
能に連結された上部旋回体８２とを有する。上部旋回体
８２には運転室８３と作業用フロントアタッチメント８
４が設けられている。下部走行体８１には、走行用の油
圧モータ８５、トランスミッション８６およびプロペラ
シャフト８７が設けられ、プロペラシャフト８７により
前タイヤ８８Ｆおよび後タイヤ８８Ｒが駆動される。前
タイヤ８８Ｆの上部はフェンダ９０で覆われ、運転室８
３から前タイヤ８８Ｆの操舵状態は目視できない。

【０００８】前タイヤ８８Ｆは図２に示すような油圧パ
ワーステアリング装置で操舵される。図２に示す油圧パ
ワーステアリング装置は、ステアリングホイール２１に
より切換操作されるステアリングバルブ２２を備えてい
る。ステアリングバルブ２２にはステアリングポンプ２
３およびタンク２４が接続されるとともに、ステアリン
グシリンダ２５，２６のボトム室２５ａ，２６ａおよび
ロッド室２５ｂ，２６ｂが図示しないセンタジョイント
を介して接続されている。ステアリングポンプ２３の吐
出圧力Ｐ２は圧力センサ２７で検出される。油圧パワー
ステアリング装置の回路最高圧力はリリーフバルブ２８
で規制され、ステアリングシリンダ２５，２６の過負荷
はオーバーロードリリーフ弁２９で規制される。

【０００９】このような油圧パワーステアリング装置で
は、ステアリングホイール２１をたとえばＡ方向に回転
操作すると、ステアリングバルブ２２が操作されてステ
アリングシリンダ２５，２６がステアリングホイール２
１の操作に応じて伸縮され、車両の操舵力が軽減され
る。

【００１０】走行用油圧モータ８５は図３に示す油圧回
路で駆動される。エンジン１５により駆動される油圧ポ
ンプ１から吐出される圧油は、油圧パイロット式制御弁
２によりその方向および流量が制御され、カウンタバラ
ンス弁３を経て油圧モータ８５に供給される。油圧モー
タ８５の出力軸には図１に示したトランスミッション８
６が連結されており、油圧モータ８５の回転によりトラ
ンスミッション８６とプロペラシャフト８７を介してタ
イヤ８８Ｆ，８８Ｒが駆動されて油圧ショベルが走行す
る。

【００１１】パイロット式制御弁２はパイロット油圧回
路からのパイロット圧力によってその切換方向とストロ
ーク量が制御される。パイロット油圧回路は、パイロッ
ト用油圧ポンプ５と、油圧ポンプ５に後続しパイロット
式制御弁２のストローク量を制御することにより車両の
走行速度を制御するパイロット弁６と、このパイロット
弁６に後続しパイロット弁６への戻り油を遅延するスロ
ーリターン弁７と、このスローリターン弁７に後続し車
両の前進、後進、中立を選択する前後進切換弁８とを有
する。この前後進切換弁８は後述する前後進スイッチ３
４により切換えられる電磁切換弁である。

【００１２】図３は、前後進切換弁８が中立（Ｎ位
置）、パイロット弁６が操作されていない状態を示して
おり、したがって、パイロット式制御弁２が中立位置に
あって、油圧ポンプ１からの圧油はタンク９に戻り車両
は停止している。前後進切換弁８を前進（Ｆ位置）また
は後進（Ｒ位置）に切換えパイロット弁６のペダル６ａ
を踏込み操作すると、油圧ポンプ５からの吐出油がパイ
ロット式制御弁２のパイロットポート２ａまたは２ｂに
達してこの制御弁２がパイロット油圧に応じたストロー
ク量で切り換わる。これにより油圧ポンプ１からの吐出
油が制御弁２、管路１２ａまたは１２ｂ、カウンタバラ
ンス弁３を経由して油圧モータ８５に導かれ、油圧モー
タ８５が駆動されて油圧ショベルが走行する。油圧ショ
ベルの速度はパイロット弁６のペダル６ａの踏込量に依
存し、パイロット弁６から出力される走行パイロット圧
力Ｐ１が圧力センサ１３で検出される。

【００１３】走行中にペダル６ａを離すとパイロット弁
６が圧油を遮断しその出口ポートがタンク１０と連通さ
れる。この結果、パイロットポート２ａまたは２ｂに作
用していた圧油が前後進切換弁８、スローリターン弁
７、パイロット弁６を介してタンク１０に戻る。このと
き、スローリターン弁７の絞り７ａにより戻り油が絞ら
れるからパイロット式制御弁２は徐々に中立位置に切り
換わる。パイロット式制御弁２が中立位置へ戻ると油圧
ポンプ１から吐出された圧油はタンク９へ戻り、カウン
タバランス弁３も図示の中立位置に切換わる。これによ
り油圧モータ８５からの圧油は、カウンタバランス弁３
の絞り３ａまたは３ｂおよびパイロット式制御弁２内の
絞り２ｃにより絞られるので、流量が多い場合にはまず
リリーフ弁１１ａまたは１１ｂが開き大きな油圧ブレー
キが働く。この油圧ブレーキにより減速されて油圧モー
タ８５の吐出流量が減少するとリリーフ弁１１ａ，１１
ｂは閉じ、カウンタバランス弁３の絞り３ａまたは３ｂ
と制御弁２内の絞り２ｃを介して油圧モータ８５の吐出
油が再び油圧モータ８５に戻る循環通路が形成されて油
圧モータ８５に小さな油圧ブレーキが働く。

【００１４】エンジン１５には、エンジンの回転数を変
更するためのガバナ１５Ａが設けられ、このガバナ１５
Ａはエンジンコントロールレバー１６により操作され
る。エンジンコントロールレバー１６はいわゆるガバナ
レバーであり、ガバナ１５Ａを操作してエンジン回転数
（出力値）を目標値に設定する。すなわち、エンジンコ
ントロールレバー１６が図中時計回り方向に回転すると
エンジン１５の回転数は増加し、反時計回り方向に回転
するとエンジン１５の回転数は減少する。

【００１５】エンジンコントロールレバー１６は図４に
示すようにコントローラ３１で制御されるステッピング
モータ３２で駆動され、ステッピングモータ３２の回転
角はポテンショメータ３３で計測されてコントローラ３
１に入力される。このポテンショメータ３３の検出値は
エンジン実回転数に対応するもので、後述するガバナ位
置検出値Ｎｒｐである。コントローラ３１には走行ペダ
ル６ａで操作されるパイロット弁６の出力圧Ｐ１を検出
する圧力センサ１３と、油圧パワーステアリング装置の
ポンプ圧力Ｐ２を検出する圧力センサ２７と、前後進切
換弁８を操作する前後進切換スイッチ３４とが接続され
ている。コントローラ３１は、圧力センサ１３で検出さ
れる走行パイロット圧力Ｐ１に応じて、後述するように
エンジン目標回転数であるガバナ位置目標値Ｎｒｏを演
算し、この目標値Ｎｒｏとエンジン実回転数であるガバ
ナ位置検出値Ｎｒｐとに基づいてステッピングモータ３
２を操作して、エンジンを目標回転数Ｎｒｏに調節す
る。

【００１６】図５はガバナ位置目標値Ｎｒｏとガバナ位
置検出値Ｎｒｐとに基づいてエンジンを目標回転数Ｎｒ
ｏに調節するためのフローチャートである。ステップＳ
１において、ガバナ位置目標値Ｎｒｏとガバナ位置検出
値Ｎｒｐとを読み込み、ステップＳ２に進む。ステップ
Ｓ２では、（ガバナ位置検出値Ｎｒｐ−ガバナ位置目標
値Ｎｒｏ）の結果を回転数差Ａとしてメモリに格納し、
ステップＳ３において、予め定めた基準回転数差Ｋを用
いて｜Ａ｜≧Ｋか否かを判定する。肯定されるとステッ
プＳ４に進み、回転数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞０
ならばガバナ位置検出値Ｎｒｐがガバナ位置目標値Ｎｒ
ｏよりも大きい、つまり制御回転数が目標回転数よりも
高いから、エンジン回転数を下げるため、ステップＳ５
でモータ逆転を指令する信号を出力する。Ａ≦０なら
ば、ガバナ位置検出値Ｎｒｐがガバナ位置目標値Ｎｒｏ
よりも小さい、つまり、制御回転数が目標回転数よりも
低いから、エンジン回転数を上げるためステップＳ６で
モータ正転を指令する信号を出力する。ステップＳ３が
否定されるとステップＳ７に進んでモータ停止信号を出
力する。ステップＳ５〜Ｓ７を実行するとリターンす
る。このようにして、エンジン回転数はコントローラ３
１の制御の下、ステッピングモータ３２により目標回転
数Ｎｒｏに設定制御される。

【００１７】また、コントローラ３１はパワーステアリ
ング装置の負荷が大きくエンジンストールを引起こす状
況を判別し、そのときエンジン目標回転数を走行パイロ
ット圧力Ｐ１で設定される回転数よりも高めに設定す
る。図６はこのような回転数設定制御のフローチャート
であり、この実施の形態では、圧力センサ２７で検出さ
れるパワーステアリング装置のポンプ圧力Ｐ２が所定時
間以上基準値（例えばリリーフ圧力）を越えている場合
に目標回転数を高めに設定する。

【００１８】ステップＳ１１で圧力センサ１３から走行
パイロット圧力Ｐ１を読み込み、ステップＳ１２で圧力
センサ２７からパワーステアリングポンプ２３の吐出圧
力Ｐ２を読み込む。ステップＳ１３において、ポンプ圧
力Ｐ２がリリーフ圧力を越えていると判定されると、ス
テップＳ１４でタイマをセットし、ステップＳ１５でタ
イマが計時を完了しているか判定する。計時が完了して
いる場合には、ステップＳ１６に進み、特性Ｃ１に基づ
いて走行パイロット圧力Ｐ１から目標回転数Ｎｒｏを算
出し、ステップＳ１７でタイマをリセットしてステップ
Ｓ１８で目標回転数Ｎｒｏを出力する。ステップＳ１３
において、パワステポンプ圧力Ｐ２が基準値としてのリ
リーフ圧力を越えていないと判定されるとステップＳ１
９に進み、特性Ｃ２に基づいて走行パイロット圧力Ｐ１
から目標回転数Ｎｒｏを算出し、ステップＳ１８で目標
回転数Ｎｒｏを出力する。

【００１９】ここで、特性Ｃ１は特性Ｃ２に比べて、同
一の走行パイロット圧力Ｐ１に対して目標回転数Ｎｒｏ
は高めに設定される特性である。Ｎｉは、走行ペダル６
ａが踏込まれていないとき、すなわち、走行パイロット
圧力Ｐ１がゼロのときの目標アイドル回転数であり、特
性Ｃ１のアイドル回転数は特性Ｃ２に比べてΔＮだけ高
い値である。

【００２０】このように構成された実施の形態の動作に
ついて説明する。ホイール式油圧ショベルの発進時にス
テアリングホイール２１によりタイヤが大きく操舵され
ていない場合、油圧パワーステアリング装置のリリーフ
弁２８はリリーフしないから、油圧パワーステアリング
装置の負荷は大きくない。コントローラ３１は図６のス
テップＳ１９の特性Ｃ２により、走行パイロット圧力Ｐ
１から目標回転数Ｎｒｏを算出し、この目標値になるよ
うにエンジン回転数を設定制御する。

【００２１】一方、ホイール式油圧ショベルの発進時に
ステアリングホイール２１によりタイヤが大きく操舵さ
れている場合、油圧パワーステアリング装置のリリーフ
弁２８がリリーフし、油圧パワーステアリング装置の負
荷が大きくなる。この状態が所定時間以上継続すると、
コントローラ３１は図６のステップＳ１６の特性Ｃ１に
より、走行パイロット圧力Ｐ１から目標回転数Ｎｒｏを
算出し、この目標値になるようにエンジン回転数を設定
制御する。コントローラ３１は、パワステポンプ圧力Ｐ
２がリリーフ圧力以下になるとステップＳ１９におい
て、特性Ｃ２を用いて走行パイロット圧力Ｐ１から目標
回転数Ｎｒｏを算出してエンジン回転数を低めに設定制
御する。

【００２２】すなわち、この実施の形態の車両において
は、発進時に油圧パワーステアリング装置が所定時間以
上リリーフ運転される場合のエンジン目標回転数が、油
圧パワーステアリング装置が所定時間以上リリーフ運転
されない場合のエンジン回転数よりも高く設定制御され
るからエンジン吸収馬力が大きくなり、タイヤを大きく
操舵したまま発進する場合でもエンジンがストールする
おそれがない。

【００２３】以上の実施の形態では、油圧パワーステア
リング装置の負荷をポンプ圧力で検出し、リリーフ圧力
が所定時間以上継続する場合にエンジン回転数（エンジ
ン出力）を高めに設定するようにしたが、それ以外の方
法で油圧パワーステアリング装置の負荷が大きいことを
検出してもよい。また、本発明はホイール式油圧ショベ
ルに限定されない。さらにまた、ステアリングバルブを
用いたパワーステアリング装置について説明したが、本
発明はこれ以外のパワーステアリング装置にも適用でき
る。

【００２４】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、コントローラ３１が回転数制御手段を、走行パイロ
ット弁６と走行ペダル６ａが走行操作部材を、圧力セン
サ２７が検出手段をそれぞれ構成する。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、油圧パワーステアリング装置の負荷が大きいとき
にエンジン回転数を高めに設定してエンジン吸収馬力を
大きくしたので、発進時のタイヤの操舵角が大きくても
エンジンストールを引起こすおそれがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるホイール式油圧ショベルの
構成を示す側面図

【図２】本発明の実施の形態に係るステアリング装置の
油圧回路図

【図３】油圧ショベルの走行油圧回路図

【図４】コントローラを中心とする制御系を説明する図

【図５】エンジン回転数を設定制御するフローチャート

【図６】油圧パワーステアリング装置の負荷の大小によ
り目標回転数を算出するためのフローチャート

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ６ 走行パイロット弁 ６ａ 走行ペダル １３ 圧力センサ １５ エンジン ２１ ステアリングホイール ２２ ステアリングバルブ ２３ ステアリングポンプ ２５，２６ ステアリングシリンダ ２７ 圧力センサ ８５ 油圧モータ ８８Ｆ タイヤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンにより駆動され圧油を吐出する油
   圧ポンプと、 前記圧油により駆動されてタイヤを回転駆動する油圧モ
   ータと、 ステアリングホイールの回転に応じて圧油をステアリン
   グシリンダへ供給して前記タイヤを操舵する油圧パワー
   ステアリング装置と、 車両の速度制御のために操作される走行操作部材と、 前記走行操作部材の操作量に応じて前記エンジンの回転
   数を設定制御する回転数制御手段とを備えた車両におい
   て、 前記油圧パワーステアリング装置の負荷を検出する検出
   手段を備え、 前記回転数制御手段は、前記検出手段で検出された負荷
   が所定値以上であるときに、前記走行操作部材で設定制
   御されている前記エンジンの回転数をそれよりも高く設
   定制御することを特徴とする油圧パワーステアリング装
   置を備える車両。
2. 【請求項２】請求項１の車両において、 前記回転数制御手段は、前記所定値以上の負荷が所定時
   間以上継続するときに、前記走行操作部材で設定制御さ
   れている前記エンジンの回転数をそれよりも高く設定制
   御することを特徴とする油圧パワーステアリング装置を
   備える車両。