JPH1181388A - ホイールローダの走行駆動装置 - Google Patents

ホイールローダの走行駆動装置

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JPH1181388A
JPH1181388A JP9247364A JP24736497A JPH1181388A JP H1181388 A JPH1181388 A JP H1181388A JP 9247364 A JP9247364 A JP 9247364A JP 24736497 A JP24736497 A JP 24736497A JP H1181388 A JPH1181388 A JP H1181388A
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JP
Japan
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speed
traveling
wheel loader
power
range
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Withdrawn
Application number
JP9247364A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Nakayama
秀雄 仲山
Osamu Kanbe
修 神戸
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TCM Corp
Original Assignee
Toyo Umpanki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1181388A publication Critical patent/JPH1181388A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、掘削あるいはすくい込む際、大き
な前進駆動力を発生でき、走行時はそれより小さな駆動
力で走行可能とするホイールローダの走行駆動装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 パワーアップ指令を入力するプッシュボ
タン15と、ホイールローダの前進走行時に、プッシュボ
タン15よりパワーアップ指令信号が入力されると、走行
用モータが発生するトルクを上昇させる制御装置11を備
える。この構成により、掘削あるいはすくい込む際に大
きな前進駆動力を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータにより
駆動車輪を駆動して走行するホイールローダの走行駆動
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の上記ホイールローダの走行駆動系
を図5により説明する。ホイールローダを走行させる駆
動車輪1に電動モータ2が連結されており、この電動モ
ータ2へ印加する一次電圧を制御してモータ2の回転数
を制御するインバータ3が設けられている。このインバ
ータ3へは、エンジン4に連結された発電機5(あるい
はバッテリ)よりコンダクタ6を介して給電されてい
る。また駆動車輪1の駆動軸に走行速度検出器7が設け
られている。
【0003】またインバータ3へモータ2の回転数の指
令値を出力する制御装置11が設けられており、この制御
装置11へ、前進/後進切替ハンドル12の前進F/中立N
/後進Rの切替信号と、アクセルペダル13の操作角度
(たとえば10〜50°)の信号と、走行速度検出器7
により検出された車両の走行速度(たとえば0〜50k
m/hr)の信号が入力されている。なお、ホイールロ
ーダの実際の最高速度は28km/hr〜35km/h
r程度である。
【0004】そして、制御装置11は、アクセルペダル13
の操作角度(10〜50°)を車両の走行速度(0〜5
0km/hr)に対応させ、インバータ3へモータ2の
回転数の指令値を出力して、車両の走行速度を制御して
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ホイールローダでは、
砂利、砂、岩石などを掘削あるいはすくい込む際、大き
な前進駆動力を必要とするが、反面、走行時はそれより
小さな駆動力のほうが、滑らかな、ゆるい加速度が得ら
れ、操作者のフィーリングは良い。しかし、上記走行駆
動系の構成では、この相反する要求を実現できなかっ
た。
【0006】そこで、本発明は、掘削あるいはすくい込
む際、大きな前進駆動力を発生でき、走行時はそれより
小さな駆動力で走行可能とするホイールローダの走行駆
動装置を提供することを目的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、請求項1記載の発明はホイールローダの走行用
電動モータを駆動する走行駆動装置であって、パワーア
ップ指令を入力するパワーアップ指令入力手段と、前記
ホイールローダの前進走行時に、前記パワーアップ指令
入力手段よりパワーアップ指令信号が入力されると、前
記モータが発生するトルクを上昇させる制御手段を備え
たことを特徴とするものである。
【0008】ここで、パワーアップ指令入力手段は、ブ
ームレバーやハンドルに取り付けられる押しボタンスイ
ッチ、トグルスイッチなどである。上記構成によると、
ホイールローダの前進走行時に、パワーアップ指令入力
手段からパワーアップ指令値が入力されると、走行用モ
ータが発生するトルクが上昇されることにより駆動力が
増強される。よって、掘削あるいはすくい込む際に、大
きな前進駆動力が得られる。
【0009】また請求項2記載の発明は、上記請求項1
記載の発明であって、前記ホイールローダの目標走行速
度を入力する目標指令入力手段と、前記ホイールローダ
の走行速度を検出する走行速度検出手段を備え、前記制
御手段に、目標指令入力手段から入力される操作範囲の
対応を、前記車両の最大走行速度の範囲に対して複数の
走行段に設定し、前記パワーアップ指令入力手段よりパ
ワーアップ指令信号が入力されると、前記複数の走行段
のうち、最も低速側の走行段を選択し、前記目標指令入
力手段の操作入力値および走行段により、目標速度を設
定し、この目標設定速度に基づいて前記電動モータを駆
動する機能を付加したことを特徴とするものである。
【0010】ここで、目標指令入力手段は、アクセルペ
ダル、手で操作するレバー、回転式ポテンショメータな
どである。上記構成によると、パワーアップ指令入力手
段よりパワーアップ指令信号が入力されると、目標指令
入力手段から入力される操作範囲の対応を前記車両の最
大走行速度の範囲に対して設定した走行段のうち、最も
低速側の走行段が選択され、目標指令入力手段の操作入
力値に対応した目標速度が設定される。よって、最も低
速域で大きな前進駆動力が得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、従来例の図5の構成と同一
の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0012】図1は本発明の実施の形態におけるホイー
ルローダの走行駆動系の構成図である。図1に示すよう
に、ホイールローダのブームレバーに取り付けたプッシ
ュボタン15のオン信号を新たに制御装置11へ入力してい
る。
【0013】図2は本発明の実施の形態におけるホイー
ルローダの走行駆動装置による多段目標制御の説明図で
ある。図2に示すように、アクセルペダル13の操作角度
(10〜50°)を操作範囲(0〜100%)へ変換
し、この操作範囲(0〜100%)の対応を車両の走行
速度(0〜50km/hr)に対して3段階としてい
る。1段目は低速域(図2では、0〜14km/h
r)、2段目は中速域(5〜35km/hr)、3段目
は高速域(15〜50km/hr)としており、アクセ
ルペダル13の操作角度の変化に対応する速度の変化を小
さくしている。上記低速域および中速域、中速域および
高速域は、互いの速度域が重なって設定されている。
【0014】またアクセルペダル13の操作範囲(0〜1
00%)の各速度域の移行は、高速側へは速度域の範囲
の70%の速度へ走行速度が上昇すると行われ、低速側
へは速度域の範囲の30%の速度へ減速すると行われ
る。なお、各速度域の移行のしきい値(30%,70
%)は、対応する車両の特質、運転員の好みにより自由
に変更することができる。
【0015】またインバータ3よりモータ2へ印加され
る一次電圧を可変することにより可変されるトルク、す
なわちモータ2の駆動力は、図2に示すように、操作性
を考慮して低速域において限定されており、車両前進時
に上記プッシュボタン15がオン操作されると、駆動力は
最大に変更される。
【0016】上記速度域の範囲の移行、駆動力の変更を
実現する制御装置11の構成を、図3および図4のブロッ
ク図により説明する。アクセルペダル13の操作値x%
は、各速度域の速度範囲に応じて目標速度演算器21,2
2,23によりそれぞれの目標速度が演算され、後述する
各速度域の選択リレイRY1,RY2,RY3により、
その1つが選択されて、実際の目標速度となり、この目
標速度と、走行速度検出器7により検出された車両の走
行速度mとの偏差が減算器24に求められ、この求められ
た偏差によりPID演算器25により前進方向の回転速度
指令値が演算され、また回転速度指令値から+−反転器
26により後進方向の(−回転速度指令値)が演算され、
前進/後進切替ハンドル12の切替信号により選択されて
インバータ3へ出力される。インバータ3は、プラス
(+)の回転速度指令値によりホイールローダの前進方
向へモータ2を駆動し、マイナス(−)の回転速度指令
値により後進方向へモータ2を駆動する。なお、前進/
後進切替ハンドル12が中立に選択されているとき、この
中立の選択信号がインバータ3へ出力され、インバータ
3はこの中立選択信号により、フリーラン停止(自然停
止)としている。
【0017】またプッシュボタン15のオン信号により駆
動されるリレイPUが設けられており、このリレイPU
が動作し、かつ前進/後進切替ハンドル12の切替信号に
より前進が選択されているとき、パワーアップ信号がイ
ンバータ3へ出力される。
【0018】また車両の走行速度mは、低速域の70%
速度設定値(14km/hr*0.7=10km/h
r)以上が第1比較器27により検出され、中速域の70
%速度設定値{5km/hr+(35−5)km/hr
*0.7=26km/hr}以上が第2比較器28により
検出され、高速域の30%速度設定値{15km/hr
+(50−15)km/hr*0.3=26km/h
r}以下が第3比較器29により検出され、中速域の30
%速度設定値{5km/hr+(35−5)km/hr
*0.3=14km/hr}以下が第4比較器30により
検出されており、各比較器27,28,29,30の動作により
駆動されるリレイA,B,C,Dが設けられている。
【0019】図4に示すように、選択リレイRY1は、
R−Sフリップフロップ31によりセット/リセットされ
ており、最初のスタート時、またはプッシュボタン15が
オンの時(リレイPUオン)、または中速域が選択され
ており(RY2オン)かつ走行速度mが中速域の30%
速度設定値以下(リレイDオン)となった時にセットさ
れ(R−Sフリップフロップ31がセットされ)、低速域
が選択されており(RY1オン)かつ走行速度mが低速
域の70%速度設定値以上(リレイAオン)となった時
にリセットされる。
【0020】また、選択リレイRY2は、R−Sフリッ
プフロップ32によりセット/リセットされており、低速
域が選択されており(RY1オン)かつ走行速度mが低
速域の70%速度設定値以上(リレイAオン)となった
時、または高速域が選択されており(RY3オン)かつ
走行速度mが高速域の30%速度設定値以下(リレイC
オン)となった時にセットされ(R−Sフリップフロッ
プ32がセットされ)、最初のスタート時、またはプッシ
ュボタン15がオンの時(リレイPUオン)、または中速
域が選択されており(RY2オン)かつ走行速度mが中
速域の70%速度設定値以上(リレイBオン)となった
時、または中速域が選択されており(RY2オン)かつ
走行速度mが中速域の30%速度設定値以下(リレイD
オン)となった時にリセットされる。
【0021】また、選択リレイRY3は、R−Sフリッ
プフロップ33によりセット/リセットされており、中速
域が選択されており(RY2オン)かつ走行速度mが中
速域の70%速度設定値以上(リレイBオン)となった
時にセットされ(R−Sフリップフロップ33がセットさ
れ)、最初のスタート時、またはプッシュボタン15がオ
ンの時(リレイPUオン)、または高速域が選択されて
おり(RY3オン)かつ走行速度mが高速域の30%速
度設定値以下(リレイCオン)となった時にリセットさ
れる。
【0022】上記速度域の範囲の移行の実現により、た
とえば、低速域のアクセルペダル13の操作範囲(0〜1
00%)において、50%で走行中、80%に踏み込む
と、車両速度が70%(10km/hr)に上昇した時
点で、目標速度は低速域から中速域の80%に変更され
る。したがって、変速感が得られ、中速域に欲しい速度
があれば、アクセルペダル13を少し戻せばよい。そのま
ま踏み込んでいれば、中速域から高速域に目標速度が変
更される。
【0023】また高速域のアクセルペダル13の操作範囲
(0〜100%)において、50%で走行中、20%に
戻すと、車両速度が30%(26km/hr)に減速し
た時点で、目標速度は高速域から中速域の20%に変更
される。したがって、変速感が得られ、中速域に欲しい
速度があれば、アクセルペダル13を少し踏み込めばよ
い。そのまま戻した状態でいれば、中速域から低速域に
目標速度が変更される。
【0024】また前進/後進切替ハンドル12により前進
が選択されているとき、プッシュボタン15がオンとされ
ると、アクセルペダル13の操作範囲(0〜100%)が
低速域ヘ変更され(RY1オン)、低速域のアクセルペ
ダル13の操作角度による回転速度指令値が出力されると
ともに、パワーアップ信号がインバータ3へ出力され
る。このパワーアップ信号により、インバータ3はモー
タ2へ印加される一次電圧を上昇させてモータ2の駆動
力を最大とする(図2の斜線部)。したがって、前進
時、プッシュボタン15が操作されると、モータ2の駆動
力が増大する。また、この状態で、前進/後進切替ハン
ドル12により後進が選択されると、元の駆動力に戻り、
滑らかに後進する。
【0025】このように、前進時、プッシュボタン15が
操作されると、モータ2の駆動力が増大することによ
り、掘削あるいはすくい込む際の大きな前進駆動力を得
ることができ、またプッシュボタン15が操作されていな
い前後進時、およびモータ2の駆動力を増大させた後前
進/後進切替ハンドル12により後進が選択され、元の駆
動力に戻ると、掘削あるいはすくい込む際の大きな駆動
力ではなく、小さな駆動力で走行され、滑らかな、ゆる
い加速度が得られ、滑らかな走行ができる。
【0026】また、アクセルペダル13の操作範囲の対応
が、最大走行速度の範囲に対して3段に設定されること
により、アクセルペダル13の操作範囲は最大走行速度の
範囲の一部に対応し、アクセルペダル13の少しの変化は
少しの走行速度の変化に対応するため、アクセルペダル
13の操作角度をしっかり一定に維持しなくても走行速度
はあまり変化しなくなり、走行速度の維持を容易とする
ことができる。
【0027】なお、上記実施の形態では、モータ2が発
生するトルクをモータ2へ印加する電圧により制御して
いるが、周波数を制御することにより制御することも可
能である。
【0028】また、上記実施の形態では、目標指令入力
手段をアクセルペダル13としているが、手で操作するレ
バー、回転式ポテンショメータとしてもよく、本発明に
より同様の効果を期待できる。またパワーアップ指令入
力手段として、ホイールローダのブームレバーに取り付
けたプッシュボタン15を使用しているが、他のスイッ
チ、たとえばトグルスイッチなどを使用してもよく、ま
たプッシュボタン15をハンドルや前進/後進切替ハンド
ル12に取り付けるようにしてもよい。さらに、目標指令
入力手段の操作範囲の対応を、最大走行速度の範囲に対
して3段に設定しているが、3段に限ることなく、多段
に設定することも可能である。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ホイール
ローダの前進走行時に、パワーアップ指令入力手段から
パワーアップ指令値が入力されると、走行用モータが発
生するトルクが上昇され、駆動力が増強されることによ
り、掘削あるいはすくい込む際の大きな前進駆動力を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるホイールローダの
走行駆動系の構成図である。
【図2】同ホイールローダの走行駆動装置による多段目
標制御の説明図である。
【図3】同ホイールローダの走行駆動装置のブロック図
である。
【図4】同ホイールローダの走行駆動装置のブロック図
である。
【図5】従来のホイールローダの走行駆動系の構成図で
ある。
【符号の説明】
1 駆動車輪 2 電動モータ 3 インバータ 4 エンジン 5 発電機 6 コンダクタ 7 走行速度検出器 11 制御装置 12 前進/後進切替ハンドル(方向切替手段) 13 アクセルペダル(目標指令入力手段) 15 プッシュボタン(パワーアップ指令入力手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホイールローダの走行用電動モータを駆
    動する走行駆動装置であって、 パワーアップ指令を入力するパワーアップ指令入力手段
    と、 前記ホイールローダの前進走行時に、前記パワーアップ
    指令入力手段よりパワーアップ指令信号が入力される
    と、前記モータが発生するトルクを上昇させる制御手段
    を備えたことを特徴とするホイールローダの走行駆動装
    置。
  2. 【請求項2】 前記ホイールローダの目標走行速度を入
    力する目標指令入力手段と、前記ホイールローダの走行
    速度を検出する走行速度検出手段を備え、 前記制御手段に、 目標指令入力手段から入力される操作範囲の対応を、前
    記車両の最大走行速度の範囲に対して複数の走行段に設
    定し、前記パワーアップ指令入力手段よりパワーアップ
    指令信号が入力されると、前記複数の走行段のうち、最
    も低速側の走行段を選択し、前記目標指令入力手段の操
    作入力値および走行段により、目標速度を設定し、この
    目標設定速度に基づいて前記電動モータを駆動する機能
    を付加したことを特徴とする請求項1記載のホイールロ
    ーダの走行駆動装置。
JP9247364A 1997-09-12 1997-09-12 ホイールローダの走行駆動装置 Withdrawn JPH1181388A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20041207