WO1992017654A1 - Control system in hydraulically run working machine - Google Patents

Description

明細書 油圧走行作業車両の制御装置

技術分野

本発明は、 単一の可変容量油圧ポンプで走行用油圧モータと作業用油圧ァクチ ユエ一夕を駆動する油圧走行作業車両の制御装置に関する。

背景技術

この種の制御装置が搭載される油圧走行作業車両と して例えば図 9 に示すよう なホイール式油圧ショベルがある。 図において、 Fは走行用油圧モータであり 、 この油圧モータ Fの回転によ り トランス ミ ッショ ン Kおよびプロペラシャフ ト L を介して後輪 Mが駆動され、 車両が走行する。 またブームシリ ンダ Gの伸縮によ り、 フロン トァタ ヅチメ ン 卜の一部であるブーム Nが昇降される。

図 1 0は、 ロー ドセンシング制御および入力 トルク制限制御を行うホイール式 油圧ショベルの走行および作業用油圧回路の概略を示す図である。 Aはエンジン Bによ り駆動される可変容量油圧ポンプであり、 ロー ドセンシング制御および入 力 トルク制限制御を行う傾転制御装置 Cによりその押除け容積が制御される。 D は走行用制御弁、 Eは作業用制御弁、 Fは走行用可変容量油圧モー夕、 Gは作業 用油圧シリ ンダであり、 可変容量油圧ポンプ Aの吐出油は各制御弁 D , Eによ り 制御されて走行用油圧モータ Fおよび作業油圧シ リ ンダ Gにそれぞれ供給される。 また、 Hは各ァクチユエ一夕 F， Gが相互に独立した圧力で動作することを補償 する圧力補償弁、 I はカウンタバランス弁、 Jは上部旋回体と下部走行体の油圧 管路を接続するセンタジョイ ン トである。

ロー ドセンシング制御とは、 走行用制御弁 Dあるいは作業用制御弁 Eの前後圧 力、 すなわち制御弁 D， Eの入口圧 （ポンプ圧） と出口圧 （油圧モータ F , 油圧 シリ ンダ Gの負荷圧のうち高圧側の圧力であり ロー ドセンシング圧と呼ばれる） との差圧が一定値になるよう に可変容量油圧ポンプ Aの押除け容積 （以下、 傾転 角ともいう ） を制御して、 上記ポンプ圧をロー ドセンシング圧よ りも所定の目標 値だけ高く保持するものである。

入力 トルク制限制御とは、 ポンプ圧力 Pと押除け容積 qの対応関係を示す P— q線図からポンプ圧力 Pに基づいて押除け容積 qを算出し、 この qとなるように 可変容量油圧ポンプ Aの押除け容積を制御するものであり、 エンジン馬力を有効 に使用するため、 全エンジン回転数領域でエンジン馬力を越えないような押除け 容積に設定される。 '

この種の 1 ポンプ方式のホイール式油圧ショベルでは、 走行時の必要馬力が作 業時の必要馬力に比べて大き く、 可変容量油圧ポンプ Aの P— Q線図は、 従来、 図 1 Bのよう に設定されている。 図 1 Bにおいて、 Tが走行時の、 Dが作業時の 線図である。 ここで、 燃費や騒音の面から、 作業時は油圧ポンプの最大押除け容 積を大きく するとともに、 エンジン回転数を下げて使用している。 ただし、 作業 時の油圧ポンプの最大押除け容積は、 作業時エンジン最高回転数において所望の フロン ト速度が得られるような値に設定される。 なお、 走行圧力と掘削圧力とが 等しい条件下では、 走行中の流量 掘削中の流量である。

—方、 油圧モ一夕 Fの最大押除け容積は、 所定の登坂能力に見合った走行 トル クが得られ、 かつ平地走行時に所定の最高速度を越えないような値に設定される。 このとき、 当然に油圧モータの トルク効率と容積効率を考慮している。

図 1 0から分るように、 作業用回路の圧力損失の大半は制御弁 Eの分であるが、 走行回路の圧力損失は制御弁 Dのほかに、 カウン夕パランス弁 I 、 セン夕ジョイ ン ト Jの分もあり 、 作業用回路に比べてかなり大きい。 しかしながら、 図 1 Bに 示すように、 従来は走行時のポンプ最大吐出流量 Q tmaxを作業時流量 Q dmaxに比 ベて同等または大き く しており、 走行時の圧力損失が大きく 、 効率の面で改善す る余地がある。 すなわち、 走行時に馬力を上げるためにエンジン回転数を上げ、 ポンプ流量を作業時より も増大すると、 圧力損失が大き く なり、 モー夕容量の割 には走行 トルクが低く 、 所望の走行性能を発揮できなかった。 また、 回路構成も 大型化してコス トァヅプを招く原因にもなつていた。

発明の開示

本発明の目的は、 走行用の圧油と作業用の圧油とを 1ポンプで発生させる場合、 走行時の効率を改善することによって走行性能を向上させるとともに、 回路構成 をコンパク ト化できる油圧走行作業車両の制御装置を提供することにある。

本発明は、 上部旋回体に設置された原動機によ り可変容量油圧ポンプを駆動し、 下部走行体に設置された走行用油圧モータと上部旋回体に設置された作業用油圧 ァクチユエ一夕を油圧ポンプからの吐出油で駆動し、 原動機回転数制御手段によ り原動機回転数を制御可能に した油圧走行作業車両に適用され、 とく に、 油圧ポ ンプと油圧モータ との間の流路に少なく ともセン夕ジョイ ントが設けられて走行 系の配管抵抗が作業系の配管抵抗よ りも大きい油圧走行作業車両に適用される。 加えて、 可変容量油圧ポンプの押除け容積は、 少なく とも所定のポンプ圧力範囲 では入力 トルクを制限するためにポンプ圧力に応じて増減される （このような制 御を入力 トルク制限制御と呼び、 一般的に平地走行時の速度を安定させるため、 平地平行圧力が入力 トルク制限制御範囲以下になるように設定される） 。

上述の目的は次のような請求項 1の構成により達成される。

走行状態か作業状態かを判別する状態判別手段を設け、 原動機回転数制御手段 によ り 、 走行状態が判別されているときの原動機最高回転数を第 1の回転数で制 限し、 作業状態が判別されているときの原動機最高回転数を第 1の回転数と同等 も しく は低い第 2の回転数で制限し、 押除け容積制御手段によ り 、 走行状態が判 別されているときの最大押除け容積を第 1の容積値で制限し、 作業状態が判別さ れているときの最大押除け容積を第 1の容積値よ りも大きい第 2の容積値で制限 し、 第 1 , 2の回転数および第 1， 2の容積値を、 （第 1の回転数 X少なく とも 平地走行圧力における第 1の容積値） く (第 2の回転数 X トルク制限制御範囲以 下の圧力における第 2の容積値） となるように定める。

走行状態が判別されると、 作業状態が判別される場合よ りも可変容量油圧ポン ブの最大押除け容積がよ り小さい値で制限されるとともに、 原動機最高回転数は より高い値で制限され、 少なく とも平地走行時のポンプ吐出流量は作業時よ り も 少なく される。 走行時は、 上部旋回体の油圧ポンプからセンタジョイ ン トを介し て下部走行体の油圧モー夕に圧油が供給され圧力損失が大きいが、 従来とは異な り作業時に比べて油圧ポンプ最大吐出流量が少ないから圧力損失を抑制でき、 同 —ポンプ圧力でもモー夕有効圧力が高く なりその出力 トルクを高くできるととも に、 ポンプ最大吐出流量を小さく した分だけモー夕最大押除け容積も小さ くでき、 回路構成をコンパク トにできる。

請求項 2の発明は、 走行用の第 1の回転数を作業用の第 2の回転数よりも高く するものである。 これにより 、 登坂走行や加速時などの高圧力時に要求される大 馬力を発生させることができる。

請求項 3の発明では、 押除け容積制御手段は、 上記入力 トルク制限制御に加え て、 油圧ポンプの吐出圧力を油圧ァクチユエ一夕の負荷圧より も所定の目標値だ け高く保持するロー ドセンシング制御を行なうように構成するとともに、 走行時 には走行用最大目標押除け容積を、 作業時には作業用最大目標押除け容積を決定 し、 入力 トルク制限用目標押除け容積、 ロー ドセンシング制御用目標押除け容積、 走行用最大目標押除け容積、 および作業用最大目標押除け容積の中から最小のも のを選択して、 選択された目標押除け容積となるように前記押除け容積変更手段 が制御される。 これによ り、 ハーフペダル時にポンプはペダル踏込みに応じた要 求流量を吐出するので、 原動機回転数にかかわらずメ一夕 リング性能が向上する。 請求項 4の発明は、 請求項 1 において、 車両が降坂していることを検出する降 坂検出手段を有し、 押除け容積制御手段は、 降坂が検出されると押除け容積の最 大値を前記第 1の値より も大きい第 3の値に設定するものである。 これにより、 降坂が判定されるとポンプ最大押除け容積が平地走行時よりも大きく なり、 降坂 時の最高速度が平地走行時に比べて速くなる。 加えて、 車両が降坂走行中のとき には降坂以外の走行時よ り も油圧ポンプの吐出流量が大き く設定されるから、 走 行圧が所定値以上に保持され、 油圧ブレーキ弁が開状態を保持してブレーキ弁の ハンチングが防止ざれ、 乗り心地性の改善が図れる。

請求項 5の発明は、 請求項 3において、 車両が降坂していることを検出する降 坂検出手段を有し、 降坂が検出されたときの走行用最大目標押除け容積を平地走 行時よ りも大きい値に設定したものである。 この場合も降坂時の走行速度が速く なる。

請求項 6の発明は、 車両が降坂していることを検出する降坂検出手段を備え、 この検出手段によ り車両の降坂が検出されているときに、 原動機回転数制御手段 は原動機の回転数を低減させると ともに、 押除け容積制御手段は油圧ポンプの最 大押除け容積を平地定速走行時よ り大きな値で制限するようにしたものである。 これにより 、 降坂時の原動機回転数が平地走行時より も低回転側に、 押除け容積 は平地走行時より も増大されるので、 原動機出力馬力が油圧ポンプ吸収馬力にベ ス トマッチングされ、 降坂時の燃料消費率を向上できる。

請求項 7の発明は、 車両が登坂していることを検出する登坂検出手段を備え、 この検出手段によ り車両の登坂が検出されているときに、 原動機回転数制御手段 は原動機の回転数を増大させると ともに、 押除け容積制御手段は油圧ポンプの最 大押除け容積を平地定速走行時よ り小さな値で制限するものである。 これにより、 登坂時にも原動機出力馬力とポンプ吸収馬力がベス トマッチングして降坂時のみ ならず登坂時にも燃料消費率が向上する。

図面の簡単な説明

図 1 Aは図 2に示す油圧ポンプの P— Q特性を示す図である。

図 1 Bは従来の油圧ポンプの P— Q特性を示す図である。

図 2は本発明に係わる油圧駆動制御装置の全体構成を示す図である。

図 3は図 2の各部の拡大図である。

図 4は図 2 に示すコン トローラ内の傾転角制御回路部の詳細ブロ ヅク図である。 図 5は図 2 に示すコン トローラ内のエンジン回転数制御装置の詳細プロヅク図 である。

図 6は図 5の遅延制御回路とサーポ制御回路をプログラムで実現した場合のフ ローチヤ一 トである。

図 7 Aはモー夕容積効率、 モータ トルク効率などを示すグラフである。

図 7 Bはモータ押除け容積と出力 トルクとの関係を示すグラフである。

図 8は押除け容積の相違による走行力の相違を示すグラフである。

図 9 はホイ 一ル式油圧ショベルの側面図である。

図 1 0は 1 ポンプで走行および作業用の圧油を吐出するホイール式油圧ショべ ルの油圧駆動装置の概念図である。

図 1 1 は傾転角制御回路部の他の実施例の詳細を示すブロック図である。

図 1 2は原動機回転数制御回路部の他の実施例の詳細を示すブロック図である。 図 1 3は図 1 2のサーボ制御回路をプログラムで実現した場合のフローチャー トである。 図 1 4 Aは平地走行時の P - Q線図を示す図である。

図 1 4 Bは登坂走行時の P - Q線図を示す図である。

図 1 4 Cは降坂走行時の P— Q線図を示す図である。

図 1 5は降坂走行時に改善された燃料消費率を示すグラフである。

図 1 6 Aは従来技術を説明するための P— Q線図である。

図 1 6 Bは従来技術を説明するための P— Q線図である。'

図 1 7は従来技術を説明するための N— Q線図である。

図 1 8は従来の燃料消費率を説明するためのグラフである。

図 1 9は従来の平地走行と登坂走行時の燃料消費率を改善するための P— Q線 図である。

発明を実施するための最良の形態

一第 1の実施例—

図 1 〜図 8 によ り本発明の一実施例を説明する。

図 2はホイール式油圧ショベルの制御装置の全体構成を示す図、 図 3はその一 部分を拡大して示す図である。

図 2 , 3 において、 エンジン 2 1の回転数は、 燃料レバ一 5 7 aまたは走行べ ダル 6 aの踏込み量に応じてガバナ 2 1 aのガバナレバ一 2 1 bをパルスモータ 2 2 により回動することにより制御される。 その制御の詳細は後述する。 そ して、 そのエンジン回転数に応じて可変容量油圧ポンプ 1が駆動され、 その吐出油が走 行用制御弁 2 ， セン夕ジョイ ント C J , カウン夕バランス弁 3 を介して油圧モー 夕 4に導かれると ともに、 作業用制御弁 2 3を介してブーム駆動用油圧シリ ンダ 2 4 に導かれる。 ここで、 図においてセン夕ジョイン ト C Jより も上側のカウン タパラ ンス弁 3と走行用油圧モータ 4は下部走行体に設置され、 セン夕ジョイ ン ト C Jより も下側の制御弁 2、 油圧ポンプ 1あるいはエンジン 2 1などは上部旋 回体に設置される。

図 7 Aは、 横軸にモータ押除け容積を、 縦軸に容積効率？？ v、 トルク効率 77 mお よび走行回路の圧力損失に関する効率 77 Pをとつて表すグラフ、 図 7 Bは、 横軸 にモータ押除け容積を、 縦軸に走行モー夕の出力 トルクをとつて表すグラフであ り、 図 7 Bの線図は走行時のポンプ最大流量における トルク線図である。 いま、 出力 トルクだけで考えれば、 走行時のポンプ流量に対しては、 押除け容積が q 1 の時が最も効率がよい。 しかしながら、 ヒー トパランスを考えるとむやみに押除 け容積を小さ くできない。 したがって、 効率とヒー トバランスをともに満足する 押除け容積 q 2がその最大値として選ばれる。 作業時のポンプ流量に対しては、 ヒー トバランスはそれほど問題にならないから、 最も効率のよい押除け容積 （ > q 2 ) がその最大値と して選ばれる。 なお、 オイルクーラーを大きく できれば、 走行時にも効率が最もよい押除け容積 q i を選ぶことができる。

図 2 に示すよう に、 走行用制御弁 2は、 油圧ポンプ 5、 パイ ロ ッ ト弁 6、 スロ 一リターン弁 ₇、 前後進切換弁 8からなる走行パイロヅ 卜油圧回路からのパイ 口 ッ ト圧力で切り換え制御される。 例えば、 前後進切換弁 8を前進 （ F位置） に切 換えパイロヅ 卜弁 6のペダル 6 aを操作すると、 エンジン回転数がその踏み込み 量に応じて制御されると ともに、 油圧ポンプ 5からの吐出圧がパイロ ヅ ト式制御 弁 2のパイ ロ ッ トポー ト に導かれ、 この制御弁 2がパイ ロッ ト油圧に応じたス ト ローク量で切換わる。 これにより 、 可変容量油圧ポンプ 1からの吐出油が管路 2 5 , 圧力補償弁 2 6 ， 制御弁 2， 管路 2 7または 2 8およびカウンタパランス弁 3を経て油圧モー夕 4に供給され車両が走行する。 車両の速度は走行ペダル 6 a の踏込量に依存する。

作業用制御弁 2 3は作業用パイ ロッ ト弁 2 9の操作により切換えられ、 油圧ポ ンプ 1からの吐出油が管路 3 0， 圧力補償弁 3 1 および制御弁 2 3を介してブ一 ム駆動用油圧シリ ンダ 2 4 に導かれ、 油圧シリ ンダ 2 4の伸縮により図 9 に示し たブーム Nが昇降する。 ここで、 圧力補償弁 2 6 ， 3 1 は、 油圧モー夕 4 と油圧 シリ ンダ 2 4の各々に、 それぞれの負荷圧より も所定圧だけ高い圧力を油圧ポン プから供給させ、 これによ り 、 両ァクチユエータを独立して作動させるものであ る。

可変容量油圧ポンプ 1の傾転角、 すなわち押除け容積は、 傾転角変更装置 4 0 によ り制御される。 傾転角変更装置 4 0は、 エンジン 2 1 によ り駆動される油圧 ポンプ 4 1 と、 一対の電磁弁 4 2 ， 4 3 と、 電磁弁 4 2 , 4 3の切換に応じて油 圧ポンプ 4 1 からの圧油によ り ビス トン位置が制御されるサーボシリ ンダ 4 4 と から成り、 サーボシ リ ンダ 4 4のビス ト ン位置に応じて油圧ポンプ 1の傾転角が 制御される。 ここで、 一対の電磁弁 42， 43はコン ト ローラ 6 0により切換制 御される。

前後進切換弁 8は電磁式とされ、 運転席に設けられた前後進切換スィ ツチ SW 1の N位置から F位置， R位置への切換に応じて前後進切換弁 8が N位置から F 位置， R位置にそれぞれ切換わる。 この前後進切換スィ ッチ S W 1が N位置のと き、 このスイ ッチ S W 1からハイ レベル信号が出力される。' S W2はブレーキス イ ッチであり 、 作業時には W位置に、 走行時には T位置に切換え操作される。 ブ レーキスィ ヅチ S W2が W位置に操作されると、 不図示の駐車ブレーキとサービ スブレーキの双方が作動し、 T位置に操作されると、 駐車ブレーキが非作動とな りサービスブレーキがブレーキペダル操作で作動可能になる。 ブレーキスイ ッチ SW2が W位置の時、 このスィヅチ SW2からハイ レベル信号が出力される。

5 1は、 油圧ポンプ 1の傾転角 0 sを検出する傾耘角センサ、 52は油圧ボン プ 1の吐出圧力 P pを検出する圧力センサ、 5 3はエンジン 2 1の回転数 N rを 検出する回転数センサ、 54は、 油圧ポンプ 1の吐出圧力とァクチユエ一夕の最 大負荷圧力 （油圧モ一夕 4の負荷圧力と油圧シリ ンダ 24の負荷圧力のうち大き い方の値であり、 シャ トル弁 32にて選択されたものである） との差圧 AP L S を検出する差圧センサである。 また、 5 5はガバナレバ一 2 l bの回動量 N r p を検出するポテンショメータ、 5 6は走行ペダル 6 aの操作量に応じたパイ 口ヅ ト弁 6の圧力 P iを検出する圧力センサであり、 これらの各センサの検出結果お よび上記前後進切換スィ ヅチ SW 1 , ブレーキスイッチ SW2の出力信号はコン トローラ 6 0に入力される。 57は、 燃料レバー 57 aの手動操作に応じた目標 回転数 N oを指令する回転数設定装置であり、 その指令信号もコン トローラ 60 に入力される。

コン トローラ 6 0は、 図 4に示すような傾転角制御回路部 1 6 0と図 5に示す エンジン回転数制御回路部 2 60を有する。 傾転角制御回路部 1 60は、 ロー ド センシング制御部 （以下、 L S制御部） 1 6 1 と、 トルク制御部 1 6 2と、 最小 値選択部 1 6 3と、 比較器 1 64 aおよびアン ドゲー ト回路 1 64 bから成る判 定部 1 64と、 サーボ制御部 16 5 と、 最大傾転角設定回路 1 6 6とから成る。 エンジン制御回路部 260は後述する。 L S制御部 1 6 1は、 目標差圧 A P L S Rの設定部 1 6 l aと、 差圧センサ 5 4で検出された差圧 Δ P L S Dと目標差圧との偏差 Δ ( P L S ) を算出する偏差 器 1 6 l bと、 この偏差△ ( P L S ) に基づいて目標値の変化量 A 0 Lを演算す る関数発生部 1 6 l cと、 この目標値の変化量 A 0 Lを積分してロー ドセンシン グ制御のための目標ポンプ傾転角 と して出力する積分器 1 6 I dとを有する。

トルク制御部 1 6 2は、 回転数センサ 5 3で検出されたエンジン回転数 N rと、 ポテンショメ 一夕 5 5で検出されたガバナレバー位置 N r pとの偏差から余裕 ト ルク Δ Τを演算する偏差器 1 62 aを備え、 この偏差 Δ Tに基づいて目標トルク 演算部 1 6 2 bでエンジンス トールを防止するための目標 トルク T p οを演算す る。 そして、 圧力センサ 5 2で検出されたポンプ吐出圧力 Ρ ρの逆数を逆数算出 部 1 6 2 cで求め、 乗算器 1 62 dでこの逆数と目標 トルク Τ ρ οとを乗じて 0 p sを求める。 さ らに、 この 0 P S を一次遅れ要素のフィル夕 1 62 eにかけて 入力 トルク制限制御のための目標ポンプ傾転角 と して出力する。

判定部 1 6 4を構成する比較器 1 64 aは、 圧力センサ 56により検出された パイ ロッ ト圧 P iが予め設定された所定圧力より高い場合にハイ レベル信号を出 力するものであり 、 その出力信号はアン ドゲー ト回路 1 64 bの非反転入力端子 に入力される。 またアン ドゲー ト回路 1 64 bの反転入力端子には、 ブレーキス イ ッチ S W 2からの信号と前後進切換スィ ツチ S W 1からの信号がそれぞれ入力 される。 そして、

( 1 ) ブレーキスイ ッチ S W2が T端子または P端子にあり （スイ ッチ SW 2 はロ ー レベル信号を出力）、

( 2 ) 前後進切換スィ ツチ SW 1が N位置以外の Fまたは R位置にあり （スィ ヅチ SW 1はロー レペル信号を出力） 、

( 3 ) 上記パイ 口ヅ 卜圧 P iが所定値よ り高い （比較器 1 64 aはハイ レベル 信号を出力） 、

とき、 すなわち走行時にアン ドゲー 卜回路 1 64 bの出力がハイ レベルとなり後 述のスイ ッチ 1 6 6 cは接点 tが接続され、 作業時はアン ドゲー ト回路 1 64 b の出力はロー レベルとなりスィ ヅチ 1 6 6 cは接点 dが接続される。

最大傾転角設定回路 1 6 6は、 予め定められた作業用最大傾転角 0 dnaxが設定 されている作業用傾転角設定部 1 6 6 aと、 ポンプ圧力 P pに基づいた走行用最 大傾転角 0tmaxを出力する走行用最大傾転角設定部 1 6 6 bと、 作業用最大傾転 角または走行用最大傾転角のいずれかを選択して制限傾転角 0maxを出力する選 択スィ ヅチ 1 6 6 c とを有する。 走行用最大傾転角設定部 1 6 6 bは、 ポンプ圧 力 P pが所定値 P r未満となるような降坂時に、 その圧力が低いほど最大傾転角 0tmaxを大き く設定する。 '

最小値選択回路 1 6 3は、 目標傾転角 θ T , 0 maxのうち最も小さい値 を選択してサーボ制御部 1 6 5に傾転角指令値 0 rと して出力する。 サーボ制御 部 1 6 5では、 入力された傾転角指令値 0 r と、 傾転角センサ 5 1によ り検出し た傾転角フィ 一 ドバヅク値 0 sとの偏差 Δ 0を偏差器 1 6 5 aで求め、 この偏差 △ 0に基づいて関数発生部 1 6 5 bから電磁弁 4 2， 4 3のオン ' オフ信号を出 力する。 これによ り、 ポンプ傾転角 0 sが傾転角指令値 0 rに一致するよう傾転 角変更装置 4 0が制御される。

こ こで、 本実施例における可変容量油圧ポンプ 1の P— Q線図について説明す る。

本実施例では、 ロー ドセンシング制御部 1 6 1 と トルク制御部 1 6 2からそれ ぞれ目標傾転角 0 L , 0 Tが出力されるとともに、 最大傾転角設定回路 1 6 6か ら最大傾転角 0maxが出力され、 最小値選択部 1 6 3で最も小さい値が選択され るから、 傾転角の最大値は最大傾転角 0maxで制限される。 ここで、 後述するよ うに、 走行時のエンジン最高回転数は作業時のエンジン最高回転数よ りも高く す るが、 平地走行時 （圧力 P r未満） の最大ポンプ吐出量 Q t lmaxが作業時の最大 ポンプ吐出量 Q d maxより も小さ く なるように、 平地走行時の最大傾転角 0 t lma Xは作業時最大傾転角 0 d maxより も小さ く設定している。 このような設定によ り、 図 1 Aの P— Q線図を得る。 図 1 Aにおいて、 Tが走行時の P— Q線図、 Dが作 業時の P— Q線図である。 なお、 降坂時 （走行圧力 P r未満） の最大傾転角 0t2 maxは平地走行時の最大傾転角 0 tlmaxより も大きくなるようにしているから、 図 1 Aに示すように、 圧力 P r未満のポンプ最大吐出流量 Q t maxは Q lmaxから Q t 2maxへやや増大するような傾向を示している。

図 5は上述したコン トローラ 6 0内のエンジン回転数制御回路部 2 6 0を説明 する概念図である。

エンジン回転数制御回路部 26 0は、 2つの関数発生器 26 1 T , 26 1 Dと、 選択スィ ツチ 26 2と， 最大値選択回路 2 63と、 遅延制御回路 264と、 サー ボ制御回路 2 65 と、 アン ドゲー ド 26 6 a , 2 66 bを有する判定回路 26 6 とを有する。

圧力センサ 56で検出されるパイ ロヅ ト圧 P iを示す信号'（走行ペダル踏込み 量 をも示す） は関数発生器 2 6 1 T、 26 1 Dおよび遅延制御回路 264に 入力される。 関数発生器 2 6 1 Τ , 26 1 Dは、 パイ 口ヅ 卜圧 P iとエンジン 2 1の目標回転数を対応付けた関数 （回転数特性） L l， L 2によって定まる回転 数 N t， N dを出力する。 関数 L 1は走行に適した走行用回転数特性であり、 L 2は作業を行う場合に適した作業用回転数特性である。 L 1は L 2よ り も回転数 の立上りが急峻となっており 、 最高回転数も高く設定されている。 すなわち、 作 業時には作業に適した回転数特性で走行ペダル 6 aによりエンジン回転数制御を 可能に し、 走行時には走行に適した回転数特性で走行ペダル 6 aによ りエンジン 回転数制御を可能にする。

選択スイ ッチ 2 6 2は、 走行用回転数特性 L 1 によ り回転数 N tを出力する関 数発生器 26 1 Tに接続される固定接点 X、 および作業用回転数特性 L 2により 回転数 N dを出力する関数発生器 26 1 Dに接続される固定接点 Yを有するとと もに、 接地されている固定接点 Zを備える。 固定接点 Zが接続されるとアイ ド リ ング回転数よ りも低い回転数を示す回転数信号が選択される。 この選択スィ ッチ 26 2の切換えは、 アン ドゲー ト 2 66 aおよびアン ドゲー ト 2 66 bからの信 号によ り行なわれる。

アン ドゲー ト 2 6 6 aの非反転入力端子はブレ一キスイ ッチ S W2の W端子と 前後進切換えスイ ッチ S W 1の中立端子 Nに接続されている。 また、 アン ドゲ一 ト 2 6 6 bの反転入力端子はブレーキスィ ツチ S W2の W端子と前後進切換えス イ ッチ S W 1の中立端子 Nにそれぞれ接続されるとともに、 非反転入力端子は圧 力センサ 5 6に接続されている。 上述したように、 ブレーキスイ ッチ S W2が W 位置に切換えられるとその W端子はハイ レベルとなり 、 T， P位置で W端子は口 一レベルとなる。 また、 前後進切換えスイ ッチ S W 1が中立位置 Nに切換えられ るとその中立端子 Nはハイ レベルとなり、 F， R位置で N端子はローレベルとな る。 また、 走行ペダル 6 aを踏込むと圧力センサ 56からの信号はハイ レベルと なる。 したがって、 走行時はアン ドゲー ド回路 266 bの出力である走行信号が ハイ レベルとなりスイ ッチ 2 62の瑋点 Xが接続され、 作業時はアン ドゲ一 ド回 路 26 6 aの出力である作業信号がハィ レベルとなりスイ ッチ 2 62の接点 が 接続される。 - 選択スィ ッチ 2 6 2の切換位置に応じて関数発生器 26 1 Tまたは 26 1 Dの いずれか一方からのエンジン回転数信号あるいは固定接点 Zからの低回転数信号 が選択され、 最大値選択回路 26 3に入力される。 この最大値選択回路 263の 他方の入力端子には回転数設定装置 57から回転数 N oも入力され、 いずれか大 きい方が目標回転数 N r o aとして遅延制御回路 264に入力される。 なお、 回 転数設定装置 57で指令される回転数 N oの最高値は作業用回転数特性 L 2の最 高回転数に制限される。 遅延制御回路 264には、 走行状態か作業状態かを示す アン ドゲー ド 26 6 a, 26 6 bの出力信号と、 走行ペダル踏込み量を示すパイ ロヅ 卜圧 P i とが入力されており、 ガバナレバー位置目標値 N r Οを算出してサ —ボ制御回路 26 5に入力する。 サーボ制御回路 26 5には、 上述のポチンショ メ一夕 55から現在のエンジン回転数、 すなわちガパナレバー位置検出値 N r ρ が入力されており 、 図 6に示す手頫に従ってエンジン回転数をガパナレバー位置 目標値 N r oに変更する制御を行う。 つま り、 両回路 264と 265により、 走 行減速時のみスローダウン制御を行い、 その他の場合は走行ペダル踏込み量に応 じた通常回転数制御を行なう。 スローダウン制御とは、 走行ペダルの踏込み量が 減少する減速操作時に、 踏込み量の減少速度よ り もゆつ く りとエンジン回転数を 低減させるエンジン回転数制御である。

図 6は遅延制御回路 2 64およびサーボ制御回路 2 6 5をプログラムで実現す る場合の制御手順を示している。 ステヅプ S 1でアン ドゲ一 ド 2 66 a , 26 6 bからの信号に基づいて走行か作業かを判定する。 アン ドゲ一 ド 26 6 aの出力 信号がハイ レベルならば作業、 アン ドゲ一 ド 26 6 bの出力がハィレベルならば 走行と判定する。 走行と判定されるとステップ S 2に進む。 ステップ S 2でぺダ ル 6 aの操作量 0 Pが所定値 0 P o以上と判定されると、 ステップ S 3で減速フ ラグ Fを 1 と して してステヅプ S 4 に進み、 現在の N r o aがその前回値 N r o 1より小さいか否かを判定する。 ここで、 N r o aく N r ο 1であるということは、 走行ペダル 6 aが減速方向に操作されていること、 すなわち減速指令がなされて いることを示している。

ステップ S 4が否定されると、 すなわち減速方向に操作されていないことが判 定されるとステップ S 5で減速フラグ Fをゼロ と して後述す'るステップ S 1 2 に 進み、 ステップ S 4が肯定されると、 すなわち減速方向に操作されていることが 判定されるとステヅプ S 6 に進み、 変数 iがゼロか否かを判定する。 この変数 i は、 この図 6の制御ループを何回繰り返したかを示すものである。 また減速フラ グ Fは、 ステヅプ S 3で 1 に設定され、 ステップ S 4が否定された後のステヅプ S 5でゼロに設定されるので、 このフラグ Fが 1 という ことは、 減速操作がなさ れていることを示している。

ステップ S 6が肯定されるとステヅブ S 7で変数 i を所定値 i o (ただし、 i 0 > 0 ) と してステヅプ S 8 に進み、 N r o l—厶 Nを N r o と してステップ S 9 に進む。 ステップ S 9では、 N r o lに現在の N r oを代入してステップ S 2 1 に進む。 一方、 ステップ S 6が否定された場合には、 ステヅプ S 1 0で i を 「一 1 」 だけ歩進するとともに、 ステップ S 1 1で N r oを N r o lと してステ ップ S 9 に進む。

またステップ S 2が否定された場合には、 ステップ S 1 4で減速フラグ Fが 1 か否かを判定し、 肯定されるとステヅプ S 4=に進み、 否定されるとステップ S 1 2で i を所定値 i o とするとともに、 ステヅプ S 1 3で N r oを N r o aと して ステップ S 9 に進む。

ステップ S 2 1では、 現在のガバナレバー位置と目標回転数を示すガバナレバ 一目標値との差 Ν Γ Ρ— Ν Γ Οを求め， その結果を回転数差 Αと してメモリ に格 納し、 ステップ S 2 2において、 予め定めた基準回転数差 Kを用いて、 I A I ≥ Kか否かを判定する。 ステップ S 2 2が肯定されるとステップ S 2 3 に進み、 回 転数差 A > 0か否かを判定し、 A > 0ならば現在の制御回転数が目標回転数 N r οより も高いから、 エンジン回転数を現在の値から予め定めてある単位回転数△ Nだけ下げるべく ステップ S 24でモータ逆転を指令する信号をパルスモー夕 2 一 —

2に出力する。 これによりパルスモータ 2 2が逆転しエンジン 2 1の回転数が Δ Nだけ低下する。 ここで、 上述の単位回転数の最大値 Δ Νは、 1ループを実行す る閭に増減できる最大の回転数である。

ステップ S 2 3が否定された場合には、 制御回転数が目標回転数 N r oよりも 低いから、 ェンジン回転数を現在の値から上記単位回転数△ Nだけ上げるべくス テヅプ S 2 5でモー夕正転を指令する信号をパルスモータ 2 2 に出力する。 これ によりパルスモータ 2 2が正転しェンジン 2 1の回転数が厶 Nだけ増加する。 ス テヅプ S 2 2が否定されるとステヅプ S 2 6 に進んでモータ停止信号を出力し、 これによりエンジン 2 1の回転数が一定値に保持される。 ステヅブ S 2 4〜 S 2 6を実行すると始めに戻る。

ここで、 以上説明したステヅプ S 1 〜 S 1 4が遅延制御回路 2 6 4による処理 手順を、 ステップ S 2 1以降がサ―ボ制御回路 2 6 5 による処理手順を示してい る。

次に、 以上のように構成された本実施例の動作を説明する。

図 4において、 作業時は、 ブレーキスィ ヅチ S W 2が W端子でかつ前後進切換 スィ ッチ S W 1が N位置 （中立位置） であるから、 傾転角制御回路部 1 6 0に設 けられた判定部 1 6 4のアン ドゲ一 ト回路 1 6 4 bの出力は口— レベルである。 したがって、 選択スィ ッチ 1 6 6 cは作業用最大傾転角 0 dmaxを選択し、 油圧ポ ンプ 1の傾転角は 0 dmax ( > Θ t max ) で制限される。 一方、 走行時は、 ブレー キスィ ヅチ S W 2が T端子でかつ前後進切換スィ ヅチ S W 1が N位置以外の Fま たは R位置に切り換えられているから、 走行ペダルを踏み込みそのパイ 口ヅ ト圧 力が所定値以上になると、 アン ドゲ一 ト回路 1 6 4 bの出力はハイ レベルとなる。 このため、 選択スィ ヅチ 1 6 6 cは走行用最大傾転角 e tinaxを選択し、 油圧ポン プ 1の傾転角は Θ tmaxで制限される。

また、 走行時と作業時のエンジン回転数は次のようにして制御され、 走行時の 最高回転数は作業時の最高回転数よりも高く設定され、 これによ り、 走行時の必 要馬力を確保している。

図 5 において、 作業を開始するに当たりブレーキスイ ッチ S W 2を W位置に切 換えると、 上述したよう に不図示の主ブレーキ装置と駐車ブレーキ装置の双方が 作動して作業ブレーキがかかる。 このとき、 前後進切換えスィ ッチ S W 1を中立 位置 Nに切換えると、 アン ドゲ一 ト 26 6 aの出力がハイ レベルとなり、 選択ス ィ ヅチ 262は Y接点に切換えられる。 その結果、 関数発生器 2 6 1 Dから作業 用回転数特性 L 2が選択される。 一方、 ブレーキスイ ッチ SW 2が Tまたは P位 置に切換えられるとともに前後進切換えスィ ツチ S W 1が前進位置 Fまたは後進 位置 Rに切換えられた状態で圧力 P iが発生すると、 アン ドゲー ト 2 6 6 bの出 力がハイ レベルとなり、 選択スイ ッチ 26 2は X接点に切換えられる。 その結果、 関数発生器 2 6 1 Tから走行用回転数特性 L 1が選択される。

以上の 2つの状態以外の時には、 選択スィ ヅチ 26 2は Z接点に切換えられ、 アイ ドル回転数よ り も低い回転数を示す信号が選択される。 以上のようにして選 択された回転数は最大値選択回路 263に入力されて回転数設定装置 5 7で設定 された回転数 N oと比較され、 いずれか大きい方が目標回転数 N r o aと して選 択される。 そ して、 この目標回転数 N r o aが遅延制御回路 2 64に入力される と目標回転数 N r Οが算出され、 さ らに N r oはサーポ制御回路 26 5に入力さ れる。 そして、 図 6に示す手頫に したがって走行減速時のみスローダウン制御が 実行され、 その他の場合には通常エンジン回転数制御が実行される。

したがって、 平地定速走行時の走行圧力 P r未満の圧力範囲では、 油圧ポンプ 1の最大吐出流量は、 図 1 Aからわかるように走行時は Qtlniax、 作業時は Qdma ( > Qtlmax) となり 、 走行時の圧力損失を従来より も低減できる。 また、 ボン プ流量が低減された分だけ油圧モータの押除け容積を小さ く しても所望の最高速 度をだすことができるから、 モ一夕容積効率、 トルク効率および圧力損失も含め た効率を向上させることができ、 容量を小さ く しても所定の走行 トルクを得るこ とができると ともに、 平地走行時の燃費が向上する。 さらにまた、 油圧モータの 押除け容積を低減することにより （例えば 90 c cから 70 c cに下げる） 、 図 8に示すよう に、 速度 Vに対する走行力特性は F tlから Ft2に向上し、 改善さ れた圧力損失分に見合った分だけ走行力を大き く でき、 登坂時の速度を向上でき る。 さらにまた、 降坂時はポンプ圧力 P Pが所定値 P rよ りも低くなり、 走行用 最大傾転角 0 tmaxがポンプ圧力 P Pが低く なるほど大き く なるので、 ポンプ最大 流量 Q t2maxは図 1 Aに示すように平地走行時より も増加し、 降坂時の最高速度 が平地走行時より も速く なる。 図 1 Aに二点鎖線 T Xで示すよう に、 降坂時の最 大ポンプ吐出流量 Q t3maxが作業時最大ポンプ吐出流量 Q dnmxを越えるようにし ても、 本発明の作用効果は上述したもので同様である。

なお、 走行時に走行ペダル 6 aを加速方向に操作した場合には、 ステップ S 4 が否定され、 ステヅプ S 1 3 において、 選択スィ ヅチ 2 6 2によって選択された 値 N r o aを目標回転数 N r oと して設定するので、 エン ン回転数は、 走行べ ダル 6 aの操作に応じて速やかに上昇する。 一方、 走行ペダル 6 aが減速方向に 操作された場合には、 ステップ S 4=が肯定され、 i = 0のときのみ目標回転数 N r oがその前回値 N r o 1から Δ N (単位回転数） を引いた値に設定される （ス テツプ S 8 ) 。 変数 iは、 ステヅブ S 1 0を通るたびに 「一 1 」 づっ歩進される ので、 この図 6の制御ループを繰り返す際、 所定回数に 1回の割合でステヅプ S 8が実行されることになる。 したがってエンジン回転数は、 時間の経過に比例し て減少する。

また、 ステップ S 1で作業と判定されると、 ステップ S 1 2， 1 3， 9、 ステ ヅプ S 2 1〜 2 6のループでエンジン回転数が制御されるので、 走行踏込み量が 減少する操作時でもスローダウン制御が行なわれず、 通常エンジン回転数制御が 実行され、 作業時に走行ペダルでエンジン回転数制御する際の操作フィーリング が向上する。

なお以上の実施例では、 走行時最大傾転角設定部 1 6 6 bの特性により、 降坂 時の最大傾転角をポンプ圧に応じて大きく し、 降坂時の車速を平地時に比べて高 く するように したが、 平地走行時も降坂時も最大傾転角を一律に設定して降坂時 の最高速度を平地時の最高速度と同じにしてもよい。 また、 降坂時をポンプ圧力 から検出するよう にしたが、 降坂時を示すその他の特有の現象から検出してもよ い。

さ らに、 走行ペダル 6 aの操作量をパイ ロヅ 卜圧力センサ 5 6で検出したが、 例えばポテンショメ ータ等を走行ペダル 6 aに直接敢付けてその操作量を検出す るようにしてもよい。 その他の各種情報の検出も上記実施例に限定されない。 ま た、 コン トローラの構成も上述のものに限定されない。 さ らに以上では、 1つの 前後進切換弁 8が中立位置， 前後進位置の 3位置を取り得るようにしたが、 前後 進位置の 2位置に切換わる切換弁と開閉弁の 2つの弁で構成しても良い。 さらに また以上では、 ブレーキスィ ヅチ S W 2が W位置以外に切換っていること、 前後 進切換えスィ ツチが N位置以外に切換わっていること、 および走行ペダルが操作 されているこ とによ り走行状態を判別しているが、 ブレーキスィ ツチの状態だけ、 あるいは、 前後進切換えスィ ッチの状態だけで走行状態を判別してもよい。 駐車 ブレーキ装置と主ブレーキ装置の実際の作動を検出すること'によ り作業状態を検 出したり、 前後進切換弁 8の実際の位置で走行状態や作業状態を検出しても良い。 さらに、 ホイ ール式油圧ショベルについて説明したが、 これ以外の油圧駆動車両 にも本発明を同様に適用できる。

一第 2の実施例一

第 2の実施例によるコン トローラ 6 0は、 図 1 1 に示すような傾転角制御回路 部 1 6 0 Aと図 1 2 に示すエンジン回転数制御回路部 3 6 0を有する。 傾転角制 御回路部 1 6 0 Aは、 ロー ドセンシング制御部 （以下、 L S制御部） 1 6 1 と、 トルク制御部 1 6 2 と、 最小値選択部 1 6 3 Aと、 最大傾転角設定部 1 6 7 と、 サ一ポ制御部 1 6 5 とから成る。 L S制御部 1 6 1、 トルク制御部 1 6 2、 サー ポ制御部 1 6 5は第 1の実施例と同一であり説明を省略する。 エンジン制御回路 部 3 6 0は後述する。

最大傾転角設定部 1 6 7は、 エンジン回転数センサ 5 3から入力されるェンジ ン回転数 N r に基づいた最大傾転角 6> Mを出力するもので、 平地走行時の最高回 転数 N 1およびポンプ傾転角 θ 1 における基準流量 Q t maxがどの回転数範囲で も得られるように、

θ Μ = ( Θ 1 X N 1 ) / N r

から を求める。 すなわち、 エンジン回転数 N rが所定値 （たとえばアイ ドル 回転数） N 0 までは最大傾転角 と して最大値 0niaxを出力し、 所定値 N Oを 越える領域ではエンジン回転数 N rが大き く なるにつれて小さ く なるような最大 傾転角 を出力する。

最小値選択回路 1 6 3 Aは、 目標傾転角 0 L， 0 T， 0 Mのうち最も小さい値 を選択してサーボ制御部 1 6 5に傾転角指令値 0 rと して出力する。

M 1 2は上述したコン トロ一ラ 6 0内のエンジン回転数制御回路部 3 6 0の詳 - 細を説明する概念図である。

ェンジン回転数制御回路部 3 6 0は、 3つの関数発生器 3 6 1 ~ 3 6 3 と、 最 大値選択回路 3 6 4 と、 積分器 3 6 5 と、 加算器 3 6 6 と、 サーボ制御回路 3 6 7 とを有する。

関数発生器 3 6 1 は、 回転数設定'装置 5 7から指令される燃料レバー 5 7 aの 操作量 Xに基づいて目標回転数 N Xを出力する。 閬数発生器' 3 6 2は、 圧力セン サ 5 6で検出されるパイ ロヅ ト圧 P i に基づいて目標回転数 N t を出力する。 関 数発生器 3 6 1および 3 6 2は入力信号にほぼ比例する目標回転数を出力する。 関数発生器 3 6 3は、 ポンプ圧力センサ 5 2で検出されるポンプ圧 P pに基づい て補正回転数 Δ αを出力する。 この閬数発生器 3 6 3は、 ポンプ圧 P pが P 1以 下の所定範囲では負の補正回転数一厶 αをポンプ圧 P Pに比例して出力する。 P 1〜 P 2の範囲では補正回転数厶 αはゼロ、 P p 2を越える範囲ではポンプ圧 P Pに比例して正の補正回転数 +△ αを出力する。 ここで、 P 1以下が降坂走行、 Ρ 1 〜 Ρ 2が平地定速走行、 Ρ 2 を越える範囲が登坂走行である。

最大値選択回路 3 6 4は、 目標回転数 Ν χと N tの大きい値を選択して目標回 転数 N r o aとして加算器 3 6 6 に入力する。 積分器 3 6 5は、 補正回転数厶 α を積分して厶 a i と して加算器 3 6 6 に入力する。 加算器 3 6 6 は、 目標回転数 N r o aと補正回転数厶 a i とを加算し、 ガバナレバー位 g目標値 N r o として サーポ制御回路 3 6 7に入力する。 サ―ボ制御回路 3 6 7には、 上述のポテンシ ョメ 一夕 5 5から現在のエンジン回転数、 すなわちガバナレバ-位置検出値 N r Pが入力されてお り、 図 1 3 に示す手順に従ってエンジン回転数をガバナレバー 位置目標値 N r o に変更する制御を行う。

図 1 3はサーボ制御回路 3 6 7 をプログラムで実現する場合の制御手順を示し ている。 ステヅプ S 3 1でガバナ位置目標値 N r oと、 ガバナ位置検出値 N r p とを読み込む。 ステヅブ S 3 2では、 現在のガバナレバ一位置と目標回転数を示 すガバナレバ一目標値との差 N r Ρ - Ν r oを求め， その結果を回転数差 Aと し てメモ リ に格納し、 ステップ S 3 3 において、 予め定めた基準回転数差 Kを用い て、 I A I ≥ Kか否かを判定する。 ステップ S 3 3が肯定されるとステップ S 3 4に進み、 回転数差 A > 0か否かを判定し、 A > 0ならば現在の制御回転数が目 標回転数 N r οよ り も高いから、 エンジン回転数を現在の値から予め定めてある 単位回転数 Δ Νだけ下げるべくステップ S 35でモー夕逆転を指令する信号をパ ルスモータ 2 2に出力する。 これによりパルスモータ 2 2が逆転しエンジン 2 1 の回転数が Δ Νだけ低下する。 こ こで、 上述の単位回転数の最大値 Δ Νは、 1ル ープを実行する間に増減できる最大の回転数である。

ステヅプ S 34が否定された場合には、 制御回転数が目標回転数 N r οより も 低いから、 エンジン回転数を現在の値から上記単位回転数 ΔΝだけ上げるべくス テヅプ S 36でモ一夕正転を指令する信号をパルスモー夕 22に出力する。 これ によりパルスモー夕 22が正転してエンジン 2 1の回転数が Δ Νだけ増加する。 ステップ S 3 3が否定されるとステップ S 37に進んでモー夕停止信号を出力し、 これによりエンジン 2 1の回転数が一定値に保持される。 ステヅブ S 3 5〜 S 3 7を実行すると始めに戻る。

次に、 以上のように構成された本実施例の動作を説明する。

走行時は燃料レバー 5 7 aによる目標回転数は最小にしておき、 走行ペダル 6 aによりエンジン回転数を制御する。 したがって、 走行パイ ロヅ ト圧力 P iにし たがって関数発生器 36 2から出力される目標回転数 N tが最大値選択回路 36 4で選択される。

平地定速走行時、 ポンプ圧力 P Pは P 1から P 2の範囲にあり 、 関数発生器 3 63の補正回転数 A ctはゼロである。 したがって、 エンジン回転数は走行ペダル 踏み込み量に依存する目標回転数 N tとなるよう に制御される。

登坂走行時、 ポンプ圧力 P Pが P 2を越えた値になると、 関数発生器 36 3か らはポンプ圧 P Pに応じた正の補正回転数 +△ αが出力される。 したがって、 走 行ペダル 6 aによ り決定される目標回転数 N tに補正回転数 + Δ αの積分値が加 算され、 エンジン回転数は平地走行時よ り も高回転側に制御される。 すなわち、 平地定速走行時に比べて出力馬力が大きい状態でエンジンが運転される。

降坂走行時、 ポンプ圧力 Ρ Ρが P 1以下になると、 関数発生器 36 3からはポ ンブ圧 Ρ Ρに応じた負の補正回転数一 A αが出力される。 したがって、 走行ぺダ ル 6 aによ り決定される目標回転数 N tから補正回転数一 Δ αの積分値が減算さ れ、 エンジン回転数は平地走行時よ り も低回転側に制御される。 ここで、 走行ペダル 6 aによる最大回転数を N 1で表す時、 図 1 1 の最大傾転 角設定部 1 6 7によ り、 最大回転数 N 1で制限速度 3 5 Km/hを越えないように油 圧ポンプ 1の最大傾転角 が 0 1 に制限される。 すなわち、 平地走行時の最高 回転数は N 1で、 平地走行時の最大傾転角は 0 1で制限されることになる。 した がって、 平地走行時の最大ポンプ吐出流量 Q t maxは、

Q t max= N l x 0 1 - で表される。

登坂時にエンジン回転数が N 1以上になるとき、 制限速度 3 5 Kra/hを越えない ように油圧ポンプ 1の最大傾転角 が 0 1からエンジン回転数に応じて低減さ れている。 登坂時の最高回転数を N 2で表す時、 最大傾転角は 0 2で表され、 上 述したように、

N 2 x 0 2 = N l x 0 1 = Q t max

で表される。 そして、 N 1 く N g < N 2， 0 1 > 0 g > 0 2の範囲でも、 N g x 0 g = Q t maxとなるよう にエンジン回転数とポンプ傾転角とがマッチングされ る。

降坂時にェンジン回転数が N 1以下になるとき、 回転数 N 0までの範囲では、 制限速度 3 5 Km/hを越えない範囲内で油圧ポンプ 1の最大傾転角 Θ Μが θ 1から エンジン回転数に応じて増大されている。 回転数が N 0を下回る範囲では、 最大 傾転角 はその最大値 0 max= Θ 0で制限される。 この場合も、

N O x O = N l x 0 1 = Q t raax

となる。 そして、 N Oく N gく N l， 0 O > < g > 0 1の範囲でも、 N g x 0 g = Q t maxとなるよう にエンジン回転数とポンプ傾転角とがマッチングされる。 以上のようなエンジン回転数の制御と油圧ポンプ押除け容積制御によ り、 平地 定速走行時、 登坂時、 および降坂時の P — Q鎳図はそれぞれ図 1 4 A〜図 1 4 C のよう になる。 なお、 図 1 4 A〜図 1 4 Cにおいて、 Q maxは、 エンジン最高回 転数、 ポンプ傾転角最大の時に吐出可能なポンプ最大流量をあらわす。

図 1 4 Aは平地定速走行時の P — Q線図であり 、 エンジン回転数 N 1 における 最大出力馬力を越えないよう に傾転角制御曲線 P Q 1が設定され、 上述したよう に、 最大傾転角 0 maxが 0 1 に制限されるから、 エンジン回転数 N 1でポンプ吐 出流量が最大値 Q t m axを越えないように制御される。 したがって、 破線部分の 流量は力ヅ トされる。

図 1 4 Bは登坂走行時の P — Q線図であり、 エンジン回転数 N 2における最大 出力馬力を越えないように傾転角制御曲線 P Q 2が設定され、 上述したように、 最大傾転角 0 maxが Θ 2に制限されるから、 エンジン回転数 N 2でポンプ吐出流 量が最大値 Q maxを越えないよう に制御される。 したがって、 破線部分の流量は カツ トされる。

図 1 4 Cは降坂時の P — Q線図であり 、 エンジン回転数 N O における最大出力 馬力を越えないように傾転角制御曲線 P Q 0が設定され、 最大傾転角は油圧ポン プの能力の最大値まで制御可能であるから、 その最大吐出流量 Q t m ax ( = Q max) は P - Q線図で決定される最大値となり、 平地走行時や登坂走行時のように上限 が制限されることがない。

ここで、 本実施例における可変容量油圧ポンプ 1の傾転角制御のよ り具体的動 作について説明する。

本実施例では、 ロー ドセンシング制御部 1 6 1 と トルク制御部 1 6 2からそれ ぞれ目標傾転角 0 L，0 Tが出力されると ともに、 最大傾転角設定回路 1 6 4か ら最大傾転角 が出力され、 最小値選択部 1 6 3で最も小さい値が選択される から、 傾転角の最大値は最大傾転角 0 Mで制限される。 そして、 基本 P — Q線図 を トルク制御部 1 6 2で設定するとともに、 走行ペダル 6 aによる最大回転数を N 1 に設定し、 登坂時には平地走行時に比べてエンジン回転数を高回転側で運転 し、 降坂時には平地走行時に比べてエンジン回転数を低回転側で運転し、 これに より 、 図 1 4 A〜図 1 4 Cに示すような P — Q線図を得ている。

図 1 5は降坂時の燃料消費率が向上することを説明する図であり、 後述する図 1 8 に対応する。 すなわち、 降坂時にエンジン回転数を N Oに低減してエンジン 出力馬力を降坂時に必要なポンプ吸収馬力 P S 0 まで下げ、 降坂時の燃料消費率 g 0 を平地走行時の燃料消費率 g 1 より も向上させていることを示している。 以下、 このような燃料消費率の改善効果について詳細に説明する。

本発明者は先に特開昭 6 3 - 1 6 7 0 4 2号公報において、 ホイール式油圧シ ョベルなどの油圧走行作業車両の走行時の燃費を改善させる油圧制御装置を提案 している。 この制御装置の概要は次の通りである。

いま、 ある勾配の登坂路を制限速度 3 5 kin/hで走行するときの必要流量を Q 1， 必要圧力を P 2 ( > P 1 ) と定めると、 例えぱ図 1 6 Bのようにェンジンの所要 馬力 P S 2が決ま り 、 更に、 エンジンの最高回転数 N 2 と油圧ポンプの最大押し 除け容積 q 2 とが定ま り 、 例えばエンジン回転数—ポンプ吐出量線図 （ N— Q線 図） は図 1 7 に示すようになる。 '

ここで、 図 1 7 に示した N— Q線図を有する油圧式走行駆動装置におけるェン ジンの性能が図 1 8のよう に定められているとする。 図 1 8の回転数一馬力曲線 ( N— P S曲線） からわかるよう に、 ある勾配の登坂路を 3 5 km/hで走行するに 必要なポンプ吸収馬力を P S 2とすれば、 その馬力はェンジン回転数 N 2のとき に得られるようになつている。 そして、 そのときの燃料消費率 〔 gZP S h〕 は、 回転数—燃料消費率曲線 （ N— g曲線） から g 2であることがわかる。

しかるに、 このような油圧式走行駆動装置によ り平坦路を 3 5 km/hで走行する 際のポンプの吸収馬力を P S 1 ( < P S 2 ) とすれば、 エンジンをフルスロヅ 卜 ルのまま平坦路を走行すると、 そのときのエンジン回転数は N 2， ( > N 2 ) と なり、 燃料消費率が g 2 ' ( > g 2 ) となることがわかる。 すなわち、 このよう なエンジンおよび油圧装置の設定では、 平坦路を 3 5 km/hで走行するにはェンジ ンをその燃料消費率の悪い領域で使用することになり好ま しく ない。 また、 平地 走行時にエンジンを燃料消費率の良い領域で使用するため、 エンジン回転数を下 げて馬力線図を図 1 6 Aの P S 1 に設定すると、 負荷圧力が P 2 となる登坂時の ポンプ吐出流量が Q 2 となり 、 制限速度 （ 3 5 km/h) を出すことができない。 そこで、 特開昭 6 3— 1 6 70 4 2号公報においては、 図 1 9 に示すように、 負荷圧力が平地走行に相当する所定値 P 1 に達するまではエンジン馬力 P S 1 ( P— Q線図 P Q 1 ) となるエンジン回転数 N 1 に設定し、 負荷圧力が所定値 P 1 を越える範囲では， エンジン馬力が P S 2 ( P— Q線図 P Q 2 ) となるまでェ ンジン回転数を負荷圧力に応じて増大させる。 このとき、 制限速度を越えないよ うに、 すなわち、 ポンプ吐出流量が Q 1 を越えないように、 押除け容積をェンジ ン回転数の増大にともなって低減させて、 図 1 9 に実線で示す P— Q線図を得る。 このように して、 負荷に応じたポンプ吸収馬力とエンジン出力馬力のべス トマヅ チングを行って燃料消費率の最もよい （図 1 8の g l ) 運転条件でェンジンと油 圧ポンプが制御される。

ところで、 ホイール油圧ショベルが降坂するときの負荷圧力は平地走行よ り も さらに低く 、 必要馬力は P S O ( < P S 1 ) となる。 そのため、 上述した特開昭 6 3 - 1 6 7 0 4 2号公報の装置を使用して平地走行時にエンジン回転数を N 1 まで下げても、 降坂走行時は図 1 5 に示すようにエンジン回転数は N 1 ' まで上 がり、 その燃料消費率は g 1 ' とさらに悪化する。 因みに、 平地走行時にェンジ ン回転数 N 1 で走行する時の燃料消費率は g 1 ( < g 1 ' ) である。 すなわち、 上述した従来の制御装置では、 降坂時にポンプ吸収馬力とエンジン出力馬力が燃 料消費率の点でベス トマッチングされていない。 そこで上述した通り 、 降坂時に エンジン回転数を N 0まで下げることによ り 、 燃料消費率を g Oに改善している。 なお以上説明した傾転角制御装置 4 0は実施例になんら限定されず、 周知の各 種傾転角制御装置を使用できる。 また、 降坂時の負荷圧力に応じて負の補正係数 を積分してエンジン回転数を低減するよう にしたが、 その他の種々の方式が採用 できる。 例えば、 ブレーキスイ ッチ， 前後進切換スィ ヅチ， 走行パイ ロ ヅ ト圧力 センサ， ポンプ圧力センサからの信号により降坂を検出し、 このとき、 ガバナレ バ—を機械的に駆動してエンジン回転数を下げることも可能である。 さらに以上 の実施例では、 エンジン回転数の低減に応じて傾転角を増大して車速を一定に保 つよう にしたが、 速度変動が支障のない範囲では、 エンジン回転数の低減に 1対 1で対応させなく てもよい。

産業上の利用可能性

本発明は、 ホイール式油圧ショベルなど上部旋回体に設置した油圧ポンプから 下部走行体に設置した走行用油圧モータへ圧油を供給するようにした作業車両全 般に利用できる。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 上部旋回体に設置され原動機によ り駆動される可変容量油圧ポン プと、

前記原動機の回転数を制御する原'動機回転数制御手段と、

下部走行体に設置され前記油圧ポンプからの吐出油により.駆動される走行用油 圧モー夕と、

前記油圧ポンプからの吐出油によ り駆動される作業用油圧ァクチユエ一夕と、 前記油圧ポンプと前記走行用油圧モータおよび前記油圧ポンプと作業用油圧ァ クチユエ一夕 との間にそれぞれ設けられ、 これら走行用油圧モー夕と作業用油圧 ァクチユエ一夕に供給される圧油の流量をそれぞれ制御する第 1および第 2の制 御弁手段と、

前記油圧ポンブの押除け容積を変更する押除け容積変更手段と、

少なく ともポンプ圧力が トルク制限制御範囲にあるときは、 入力トルクを制限 するためにそのポンプ圧力が高いほど小さ くなる入力 トルク制限用目標押除け容 積を決定して前記押除け容積変更手段を駆動制御する押除け容積制御手段とを備 え、 前記油圧ポンプと走行用油圧モー夕との間の流路に少なく ともセン夕ジョイ ン トが設けられた油圧走行作業車雨の制御装置において、

走行状態か作業状態かを判別する状態判別手段を有し、

前記原動機回転数制御手段は、 走行状態が判別されているときの原動機最高回 転数を第 1の回転数で制限し、 作業状態が判別されているときの原動機最高回転 数を前記第 1 の回転数よ り も同等も しく は低い第 2の回転数で制限し、

前記押除け容積制御手段は、 走行状態が判別されているときの最大押除け容積 を第 1の容積値で制限し、 作業状態が判別されているときの最大押除け容積を前 記第 1の容積値よ り も大きい第 2の容積値で制限し、

前記第 1 , 第 2の回転数および第 1 ， 第 2の容積値を、 （第 1 の回転数 X少な く とも平地走行圧力における第 1の容積値） く (第 2の回転数 X トルク制限制御 範囲以下の圧力における第 2の容積値） となるように定めることを特徴とする油 圧走行作業車両の制御装置。

( 2 ) 請求項 1の制御装置において、 前記第 1の回転数 >第 2の回転数 であることを特徴とする油圧走行作業車両の制御装置。

( 3 ) 請求項 1の制御装置において、 前記押除け容積制御手段は、 前記油圧ポ ンプの吐出圧力を前記油圧ァクチユエ一夕の負荷圧より も所定の目 標値だけ高く保持するロー ドセンシング制御用目標押除け容積を決定するロー ド センシング制御用目標押除け容積決定手段と、 - 走行時に走行用最大目標押除け容積を決定する走行用最大目標押除け容積決定 手段と、

作業時に作業用最大目標押除け容積を決定する作業用最大目標押除け容積決定 手段と、

前記入力 トルク制限用目標押除け容積、 ロー ドセンシング制御用目標押除け容 積、 走行用最大目標押除け容積、 および作業用最大目標押除け容積の中から最小 のものを選択する選択手段とを含み、 この選択手段で選択された目標押除け容積 となるよう に前記押除け容積変更手段が制御されるこ とを特徴とする油圧走行作 業車両の制御装置。

( 4 ) 請求項 1の制御装置において、 車両が降坂していることを検出す る降坂検出手段を有し、 前記押除け容積制御手段は、 降坂が検出されると最大押 除け容積を前記第 1の容積値より も大きい第 3の容積値で制限するこ とを特徴と する油圧走行作業車両の制御装置。

( 5 ) 請求項 3の制御装置において、 車両が降坂していることを検出す る降坂検出手段を有し、 前記走行用最大目標押除け容積決定手段は、 降坂時の圧 力が検出されると平地走行時の最大値より も大きい値で目標押除け容積を制限す るこ とを特徴とする油圧走行作業車両の制御装置。

( 6 ) 原動機の回転数を制御する原動機回転数制御手段と、

前記原動機によって駆動される可変容量形油圧ポンプと、

この可変容量油圧ポンプの押除け容積を変更する押除け容積変更手段と、 ポンプ運転状態に応じて目標押除け容積を決定して前記押除け容積変更手段を 駆動制御する押除け容積制御手段と、

前記可変容量形油圧ポンプからの吐出油により駆動される走行油圧モー夕とを 備えた油圧走行作業車両の油圧駆動装置において、

車両が降坂していることを検出する降坂検出手段を備え、

この検出手段により車雨の降坂が検出されているときに、 前記原動機回転数制 御手段は前記原動機の回転数を減少させるとともに、 前記押除け容積制御手段は 前記油圧ポンプの最大押除け容積を平地定速走行時よ り大きな値で制限すること を特徴とする油圧走行作業車両の制御装置。 '

( 7 ) 請求項 6の制御装置において、 車両が登坂していることを検出す る登坂検出手段を備え、 この検出手段により車両の登坂が検出されているときに、 前記原動機回転数制御手段は前記原動機の回転数を増大させるとともに、 前記押 除け容積制御手段は前記油圧ポンプの最大押除け容積を平地定速走行時より小さ な値で制限するこ とを特徴とする油圧走行作業車両の制御装置。