WO1998004428A1 - Materiel de deplacement pour vehicule a quatre roues motrices - Google Patents

Description

明 細 書 油圧式四駆車両の走行装置 技 術 分 野

本発明は、 油圧ポンプにより回転する前輪駆動用油圧モータと後輪駆動用油圧 モータを備えた油圧式四駆車両の走行装置に関する。 背 景 技 術

油圧式四駆車両の走行装置は、 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夕及び後輪側油圧モ一夕とを有して四駆走行させる もので、 次の技術が提案されている。

特開平 3— 1 0 3 6 7 0号公報には、 可変容量形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、 又は連通位置にして四駆走行とし、 さらに二 駆走行時には前輪の転動による回転が前輪側油圧モータに伝えられて、 この油圧 モータが作動油を吸排することのないようにした吸排阻止手段を備えた構造が記 載されている。 即ち、 連通弁は単に二駆、 四駆切換え手段である。 また、 油圧モ 一タは前後輪側が共に定容量形油圧モ一夕である。

実開昭 6 2 - 1 3 7 1 2 9号公報には、 可変容量形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 、 変速機が低速度段のときは連通弁を連通させて四駆走行とし、 高トルクを得、 高速度段のときは連通弁を遮断させて二駆走行とし、 高速走行する装置が記載さ 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、 油圧モータは前後輪側が共に定容量形油圧モータである。 実開 ¥ 5— 3 7 5 4 2号及び実開平 5— 4 4 6 6 1号公報には、 後輪側の油圧 モータ及び後輪側の可変容量形油圧ポンプと、 前輪側の油圧モータ及び前輪側の 可変容量形油圧ポンプとからなる前後輪独立の油圧駆動回路とし、 この油圧駆動 回路における後輪駆動圧力と前輪駆動圧力とを一定比率に保つ圧力補倂弁を備え ている。 これにより、 前後輪のタイヤ径ゃ軸荷重が異なっても前輪と後輪の牽引 力のバランスを適正比率に保ち、 安定した走行を行う装置が記載されている。 尚 、 前後輪は互いに独立したポンプ'モータ系となっており、 連通弁はない。 ところで、 上記従来技術には次のような問題がある。

(1) 特開平 3— 1 0 3 6 7 0号公報は、 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 夕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。 他方、 四駆走行時の空転に対しては何ら特別な構成を施していない。

(2) 実開昭 6 2 - 1 3 7 1 2 9号公報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、 変速機が低速度段の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、 この四駆走行時の空転に対 しては何ら特別な構成を施していない。

即ち、 （1) , (2) 公報によれば、 四駆走行時は、 例えば平坦路面でも前後輪で の土質 （粘着係数） の違い、 カーブの有無や程度、 前後輪のタイヤ径ゃ磨耗状態 の相違等により、 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、 前後輪のいずれ か一方力、'空中に浮力、んで無負荷となる場合力 <頻発する。 このとき、 圧油は軽負荷 側の油圧モータに流れ込んでこれを高速回転させるため、 油圧が低下する。 その ために他方の油圧モータの油圧も低下し、 駆動力が失われる。 また、 一旦空中に 浮かんで無負荷となつ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。 このために、 安定した牽引力と走行速度とが 得られず、 油圧機器の寿命も短かいという問題がある。

(3) 実開平 5 _ 3 7 5 4 2号及び実開平 5— 4 4 6 6 1号公報は、 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 を基本構成としいる。 そして、 後輪駆動圧力と前輪駆動圧力とを一定比率に保つ ことにより、 前後輪のタイヤ径力、'異なったり軸荷重が異なっていても、 前輪と後 輪の牽引力のバランスを保ち、 安定した走行状態を維持している。 このことは、 後輪駆動圧力と前輪駆動圧力との比率が 1対 1 (即ち、 同圧） である（1) , (2) 公報と同じ状態と言える。 従って、 （3) 公報においても前記 (1) , (2) 公報で述 ベた問題が生じることになる。 また、 一定比率保持のためだけに前後輪側に可変 容童形油圧ポンプを夫々配置することは、 不経済である。 発 明 の 開 示

本発明は、 かかる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、 油圧機器の寿命も長く、 且つ経済的な油圧式四駆車両の走行装置を提供す ることを目的とする。

第 1発明は、 可変容量形油圧ポンプと、 この可変容量形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 る油圧式四駆車両の走行装置おいて、 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、 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、 各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、 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及び後輪側方向切換弁から後輪側油圧モータ までの後輪側油路を連通する連通油路と、 この連通油路を連通又は遮断する連通 弁とを備えている。

前輪及び後輪側方向切換弁と可変容量形油圧ポンプとによって 「方向切換弁の 通過流量 Q (即ち、 走行速度） 力《方向切換弁の開口面積 Aだけに比例する」 とい う流量特性 (Qoc A) カ伕々の方向切換弁において得られる。 但し、 各方向切換 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。 そこで本発明では連通弁を設けている。 この連通弁を遮断位置にすると圧 力損失の生ずる機会は増える力 各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。 他方、 この連通弁を連通位置にすると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。

第 2発明は、 第 1発明において車速を検出する車速検出手段と、 この車速検出 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、 前記連通弁を 連通位置とする制御手段とを備えている。

かかる構成において、 この制御手段により検出車速≥基準車速のときに連通弁 を連通位置とし、 圧力損失を解消しつつ前記流量特性も得ている。 ここで、 検出 車速く基準車速のときは低速走行時と匱き換えられ、 検出車速≥基準車速のとき は高速走行時と置き換えられる。 低速走行時は大きな牽引力が必要とされ、 前記 流量特性を採用することで前輪側油圧モータの油量と後輪側油圧モータの油量と の比が一定に保たれる。 他方、 高速走行時は油量比よりも各油圧モータの高速回 転が必要とされ、 圧力損失力生ずることは効率上好ましくない。 本発明は、 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、 第 1発明をより具 体化したものである。

第 3発明は、 第 1発明において車速を検出する車速検出手段と、 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少 なくともいずれか一方と、 この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前記連通弁を連通位置とすると共に、 このァクセル踏込角 検出手段からの検出踏込角及びこの牽引力検出手段からの検出牽引力の少なくと もいずれか一方の信号を受け、 この信号の値に応じて前記基準車速を変化させる 制御手段とを備えている。

通常の低速走行時においても、 車両の積載重量や路面状況によって基準車速を 変更することが好ましい。 ここで、 連通弁を遮断位置にすることは各油圧モータ をデフ口ック状態にしたことに相当し、 連通弁を連通位置にすることは各油圧モ 一夕をデフ作動状態にしたことに相当する。 例えば、 車両が坂道を登坂又は降坂 中に、 低速走行時のデフロック状態を中速走行時まで持続したい場合がある。 本 発明は、 車両の走行負荷を表す指檫である牽引力やァクセル踏込角に基ず 、て基 準車速を適宜変更できる制御手段を備えることで、 路面状況が絶えず変化しても 最適走行ができる。

第 4発明は、 第 2又は第 3発明において前記前輪側油圧モータ及び後輪側油圧 モータの少なくとも 、ずれか一方は可変容量形油圧モ一夕であり、 前記制御手段 は前記連通弁を連通位置としたときにこの可変容量形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。

かかる構成によれば、 前輪側油圧モータ及び後輪側油圧モータの少なくともい ずれか一方を可変容量形とし、 且つ連通弁をを採用することで、 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。 また、 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量形とし、 且つ 連通弁をを採用することで、 各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止できる。 図面の簡単な説明

図 1は本発明の実施例に係る油圧式四駆車両の走行装置の油圧回路図である。 図 2は本実施例にアクセル踏込角検出手段を加えた油圧回路の説明図である。 図 3は本実施例にァクセル踏込角検出手段及び牽引力検出手段を加えた油圧回路 の説明図である。

図 4は車速に対する連通弁の作動状態を示す図表である。

図 5は車速に対する前、 後輪側油圧モータのそれぞれの容積変化を示す図表であ る。

図 6は車速に対する前輪側油圧モータへの流量を示す図表である。

図 7は車速に対する後輪側油圧モータへの流量を示す図表である。

図 8は、 図 6， 7を重ね合わせた前、 後輪側油圧モータへの流量を示す図表であ る。 発明を実施するための最良の形態

本発明の実施例に係る油圧式四駆車両の走行装置を、 図 1〜図 8を参照して説 明する。

本車両は凹凸路面を走行する装輪式油圧掘削車両であり、 図 1に示すように油 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 一夕 2 F及び後輪側 Rの油圧モータ 2 Rとを有し、 四駆走行する。

油圧モータ 2 Fは定容量形であり、 クローズドセンタ式の方向切換弁 3 F力、ら 圧油を受ける。 他方、 油圧モータ 2 Rは可変容量形であり、 クローズドセンタ式 の方向切換弁 3 Rから圧油を受ける。 各方向切換弁 3 F , 3 Rは、 運転席に備え たアクセルペダル （図示せず） の踏込角信号 < を受け、 その大きさに応じて各開 口面積 Aを変化させ、 油圧ポンプ 1からの圧油を各油圧モータ 2 F, 2 Rに送つ て四駆走行させる。 油圧ポンプ 1は可変容量形であり、 その吐出量 Qは、 各方向 切換弁 3 F， 3 Rの前後差圧 Δ Ρが一定差圧 A P c となるように制御されている 方向切換弁 3 Fから油圧モータ 2 Fまでの油路 4 Fと、 方向切換弁 3 Rから油 圧モータ 2 Rまでの油路 4 Rとの間には連通油路 4力、'設けられ、 この連通油路 4 には連通弁 5が介装されている。 連通弁 5は連通位置 Cと遮断位置 Dとを有し、 制御手段である制御器 6からの信号 Sを受けている間は、 連通位置 Cに維持され ている。

油圧モータ 2 Rの回転数は、 車速検出手段である車速センサ 7により車速信号 Vとして検出され、 制御器 6に入力される。 制御器 6はマイコン等であって、 予 め基準車速信号 Voを記憶しており、 この車速信号 Vが基準車速信号 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を連通位置 Cとす る。 また、 制御器 6は連通弁 5力、'連通位置 Cのとき、 アクセルペダルの踏込角信 号 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るよ うに、 信号 Mを油圧油モータ 2 Rのサーボ機構 2 Rc に入力している。

ここで、 各方向切換弁 3 F、 3 Rがクローズドセンタ式である理由を述べる。 一般にオリフィスの通過流量 Qo は、 オリフィスの開口面積 Ao と、 オリフィ スの前後差圧 Δ Pの平方根との積に比例する。 Qo ocAo · ΔΡ^1/2

ここで前後差圧 ΔΡを一定差圧 APc 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。 即ち、 流量特性として が得られる。 そして、 このオリフィスの開口面積が本実施例の各方向切換弁 3 F 、 3 Rの開口面積に対応している。

ところで、 一般に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 別される。 オープンセンタ式は、 方向切換が中立位置では、 油圧ポンプからの油 路がタンクに接続されて全量ドレーンするため、 一定差圧 Δ P c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 量がタンクにドレ一ンしているため、 一定差圧 ΔΡ cを得ることが困難である。 即ち、 オープンセンタ式では油圧ポンプからァクチユエ一夕への 「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 o

他方、 クローズドセンタ式は、 方向切換が中立位置でも油圧ポンプからの油路 が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 Δ Pcの確保が容易 である。 中立位匱から作動位置への切換え中は、 アンロード弁 1 3が閉じること により全流量がァクチユエ一夕に流れるため、 このときの一定差圧 APcの確保 も容易である。 即ち、 クローズドセンタ式では、 「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。 これが各 方向切換弁 3 F、 3 Rをクローズドセンタ式とした理由である。

次に、 各方向切換弁 3 F， 3 Rの前後差圧 ΔΡが一定差圧厶 Pc となるように 、 吐出量 Qが制御された油圧ポンプ 1の構成を説明する。

油圧ポンプ 1から方向切換弁 3 Fまでの間には減圧弁 1 A F付きの可変絞り 1 BFが設けてある。 そして方向切換弁 3 Fの下流側の油圧 P1Fは減圧弁 1 AFの 図示左側に、 方向切換弁 3 Fの上流側の油圧 P2Fは可変絞り 1 BF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 1 BFの図示左側に夫々付勢力を 与えている。 減圧弁 1 AFは、 油圧 P1Fを減圧値設定用の油圧力として受け、 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 1 AF自体の図示右側と、 油圧ポンプ 1の サーボ機構 lc とに付勢力を与える。 即ち、 減圧弁 1 A F付きの可変絞り 1 BF 全体は、 各油圧によって

(P3F-P1F) = (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 1 BFは、 右方向に移動して全開、 また左方向に移動して全閉となる 。 また、 減圧弁 1 AF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 1 BF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パネを設けてもよい。 後輪側 Rは前輪側 Fと同一構成のた め、 対応する要素には対応符号を付して説明を省略する。 かかる構成により、 油 圧 P3Fと油圧 P3Rとを同一油路に発生させている。

次に、 油圧ポンプ 1のサーボ機構 lc は、 一定差圧 ΔΡο 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

(APc +P3F) =Ρρ

を維持するように作動する。 これを書き直して

(Pp -P3F) =APc

となる。

そして、 可変絞り 1 BFが全開であるために、 Pp =P2F， P3F=P1F, であ るカヽら

(P2F-P1F) =APc

となる。 また、 （P2F— P1F) =ΔΡ, であるから

ΑΡ = ΔΡο

となる。 ここで、 油圧 P1Fが昇圧すると前後差圧 ΔΡが小さくなるが （ΔΡ<ΔΡο) 、 このときサーボ機構 lc 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。 この昇圧は厶 P = APc となるまで行わ

^レ

他方、 油圧 P1Fが降圧すると、 前後差圧 ΔΡは大きくなるが （AP>APc ) 、 このときサーボ機構 lc 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 ΔΡ = ΔΡε となるまで行わ れる。 即ち、 サーボ機構 lc は ΔΡ = ΔΡ。 を維持するように作動する。 従って 、 方向切換弁 3 Fは 「通過流量 Qoが開口面積 A 0だけに比例する」 という流量 特性 (QocA) が得られるようになる。

以上は、 前輪側 Fと後輪側 Rとが同負荷 （P1F二 P1R) であるときの説明であ る。 しかし、 このような同負荷の状態は瞬間的には生じても現実的でない。 現実 には、 P1F>P1R、 P1F〉〉P1R、 P1Fく P1R、 又は P1F<<P1R の状態であ る。 力、かる状態におけるサーボ機構 lc と、 減圧弁 1 AF付きの可変絞り 1 BF 及び減圧弁 1 AR付きの可変絞り 1 BRとの協調作動を次に説明する。

先ず、 後輪側 Rの負荷のみが大きくなると （P1Fく P1R) 、 これに応じて P3F <P3R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。 高い方の油圧 P3Rがサーボ機構 lcを制御 して、 方向切換弁 3Rの前後差圧 ΔΡを一定差圧 APc とするように吐出圧 Pp を昇圧させる。 この吐出圧 Pp は、 同時に方向切換弁 3 Fにも加わろうとする。 ところカ^ 減圧弁 1 AF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 1 BFは左方向へ移動するようになる。 即ち、 可変絞り 1 B Fが吐出圧 P pの管路を全閉するようになり、 それまで P p = P 2Fであつた ものが、 Pp〉P2Fとなる。 そして

(P3F-P1F) = (Pp-P2F)

でバランスする絞り位置で、 可変絞り 1 BFは作動を停止する。即ち、 方向切換 弁 3 Fで ΔΡ = ΔΡο となる。 逆に、 後輪側 Rの負荷のみが小さくさくなると （P1F〉P1R) 、 逆の作用によ り可変絞り 1 BRが絞られ、 方向切換弁 3Rで ΔΡ = ΔΡ。 となる。

また、 前輪側 Fの負荷のみが大小変化するときも、 前記後輪側 Rのときと同じ 作用により、 各方向切換弁 3 F， 3 Rで ΔΡ = ΔΡθ となる。

このように、 各方向切換弁 3 F， 3 Rでの負荷が大小変化しても、 「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 (QocA) が得られる。 具 体的には、 前後輪に対する土質の違いや路面の凹凸等によって前後輪の負荷が異 なっても、 ァクセルペダルの踏込角 Θに対応した流量により四駆走行させること ができる。 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 ることがなく、 どのような負荷変化に対しても安定した牽引力と走行速度とが得 られ、 且つ油圧機器の寿命も長くなる。 しかも油圧ポンプは 1個でよいため、 経 済的であるという諸効果が得られる。

なお、 本実施例におけるポンプ吐出油量を制御するポンプ流量制御手段は、 サ ーボ機構 l c と、 減圧弁 1 AF付きの可変絞り 1 BF及び減圧弁 1 AR付きの可 変絞り 1 BRとを含むものとする。

ところで、 各可変絞り 1 BF， 1 BRが作動することは、 ここで大きな圧力損 失 （エネルギーロス） 力《生じることを意味している。 本実施例では前記効果を維 持しつつこの圧力損失を無くすため、 方向切換弁 3 Fから油圧モータ 2 Fまでの 油路 4 Fと、 方向切換弁 3 Rから油圧モータ 2 Rまでの油路 4 Rとの間に、 連通 弁 5を設けている。

ここで、 連通弁 5を遮断位置 Dとすれば、 流量特性 （Q«A) が得られるが圧 力損失を伴う。 他方、 連通弁 5を連通位置 Cとすれば、 いかなる場合でも

P1F=P1R

となるので、 各可変絞り 1 B F , 1 BRは作動せず、 圧力損失を無くすことがで きる。連通位置 Cでは、 この流量特性 （Q∞A) が常時得られることになる。 また、 本実施例では制御器 6により連通弁 5を最適作動制御している。 即ち、 油圧モータ 2 Rの出力軸に車速センサ Ί付設し、 制御器 6は車速センサ 7からの 車速信号 Vを受けて基準車速信号 Vo と比較し、 V < Voであれば連通弁 5を遮 断位置 Dとし、 V≥Voであれば連通弁 5を連通位置 C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。

(1) 低速走行時 （V < Vo ) 、 例えば走行開始時、 登坂時、 凹凸路面走行時 、 積載量過大時等では、 例え可変絞り 1 B F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、 低速走行時は連通弁 5を遮断位置 Dとすることにより、 各油圧モータ 2 F, 2 Rに対し互いに独立した流量を与え 、 前後輪に対して互レ、に独立した高牽引力を与えることができる。

(2) 高速走行時 （V≥Vo ) は、 前後輪力《互いに独立した高牽引力を有する必要 はなく、 低トルクでも各油圧モータ 2 F、 2 Rが高速回転すれば良い。 即ち、 高 速走行時は連通弁 5を連通位置 Cとすることにより、 各油圧モータ 2 F, 2尺に 対し高速走行に見合った流量を与え、 前後輪に対してバランスのとれた牽引力を 与えることができる。 ここで、 連通弁 5切換えの判断基準である基準車速信号 Vo は、 車両の走行形 態や路面状況によって適宜変更することが望ましい。 即ち、 連通弁 5力《遮断位置 Dでの走行は所謂デフ口ック走行に相当し、 連通弁 5が連通位置 Cでの走行はデ フ走行に相当する力 例えば車両力、'坂道を上っている時には、 中速であってもデ フ走行を維持したい。 このために、 高牽引力の程度を示す指標を基に、 基準車速 信号 Voを適宜変更する必要がある。 かかる指標としては、 牽引力自体である油 圧ポンプ 1の吐出圧信号 P p (又は各油圧モータ 2 F, 2 Rの入力圧信号） 、 及 びアクセルペダルの踏込角信号 0等がある。 基準車速信号 Vo変更の概要を図 2 ， 3を参照して説明する。

図 2は、 制御器 6が図示しないァクセルペダルに付設されたァクセル踏込角検 出手段であるァクセル踏込角センサ 8から踏込角信号 Θを入力し、 これを基にし て連通弁切換マップ 1 0に示すように、 基準車速信号 Vo を段階的に変更した例 あ Ο ο 7/ 2657

1 2 図 3は、 制御器 6力、'踏込角信号 0に加えて、 油圧ポンプ 1に付設された牽引力 検出手段であるポンプ吐出圧センサ 9からの吐出圧信号 P p (又は各油圧モータ 2 F , 2 Rの入力圧信号） を入力し、 これらを基にして連通弁切換マップ 1 1に 示すように、 高圧時と低圧時の力の場合とに分け、 基準車速信号 Vo をより緻密 に段階的に変更した例である。

なお、 制御器 6は図 2に示す踏込角信号 0に代えて、 吐出圧信号 P p (又は各 油圧モータ 2 F , 2 Rの入力圧信号） を入力して基準車速信号 Vo を段階的に変 更してもよい。 このように基準車速信号 Voを適宜変更することにより、 走行条 件により合致した走行を行うことができる。 ところで、 油圧ポンプ 1の容積を、 車速 Vが基準車速 Vo になっても最大容積 とならない程大きくすれば、 「通過流量 Qoが開口面積 A o 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。 しかし、 油圧ポンプ 1が 1個 ということそれ自体は経済的であるが、 余裕を持たせるためにその容積をさらに 大きくすることは、 不経済である。

そこで、 本実施例では油圧モータ 2 Rは可変容量形油圧モータとし、 且つ制御 器 6は、 連通弁 5が連通位置 Cのとき、 車速信号 Vに応じて油圧モータ 2 Rの押 し退け容積を変化させるように、 信号 Mをサーボ機構 2 R 1 に入力している。 こ の作用を、 図 4〜図 8を参照して説明する。

図 4は車速 Vに対する連通弁 5の作動状態を示している。 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 Dか ら連通位置 Cに切換える。 即ち、 制御器 6は基準車速 Voを予め記憶しておき、 連通弁 5を V < Vo の時は O F F (遮断） し、 V≥Vo の時は O N (連通） する o

図 5は車速 Vに対する油圧モータ 2 F， 2 Rの容積変化を示す。 制御器 6は、

V < Voの時に油圧モータ 2 Rの容積を最大に固定する力^ V≥Vo の時に車速

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。 油圧モータ 2 F は定容量形であるから容積は一定である。

図 6は車速 Vに対する油圧モータ 2 Fへの流量 QFを示す。 流量 QF は、 V < Voの時は、 制御器 6からの指令ではなく、 アクセルペダルの踏込角 0に基づく 方向切換弁 3 Fの開口面積 Aの大きさに比例して増減する。 V≥Vo の時は、 連 通弁 5が O Nであり、 後述する油圧モータ 2 Rの容積の減増分が加算されて增減 する。 尚、 油圧モータ 2 Fは図 1に示すように 2個であり、 図 6の縦軸は 2個の 合計流量を記載してある。

図 7は車速 Vに対する油圧モータ 2 Rへの流量 QR を示す。 V < Vo の時は、 油圧モータ 2 Rの容積を最大に固定している力 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信号 Sに基づく方向切換弁 3 Fの開 口面積 Aの大きさに比例して増減する。 V≥Vo の時は、 制御器 6はアクセルべ ダルの踏込角 0を受け、 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 となるように、 信号 Mを油圧モータ 2 Rのサーボ機構 2 Rc 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 2 Rの容積を漸減させ、 車速 を高速化している。

かかる構成による効果を、 車速 Vに対する各油圧モータ 2 F, 2 Rへの流量 Q (= QF + QR ) を示す図 8により説明する。

V < Vo の時、 流量 Qは一定である。 即ち、 本実施例では、 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、 各方向 切換弁 3 F， 3 Rの開口面積が最大であり、 高速走行は油圧モータ 2 Rの容量を 小さくすることで達成している。 尚、 各油圧モータ 2 F, 2 Rから前後輪までの 減速比を夫々 1として説明する。

(1) 前輪側油圧モータ 2 F及び後輪側油圧モータ 2 Rのいずれか一方を可変容量 形油圧モータとし、 且つ連通弁 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。

仮に連通弁 5がなく、 油圧モータ 2 Rも定容量形で車速制御する場合は、 各方 向切換弁 3 F， 3 R、 及び各油圧モータ 2 F， 2 Rは、 互いに同等サイズにする 必要がある。 また、 「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 oc A) だけに車速 Vが依存するから、 四駆走行時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。 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。 しかし、 連通弁 5があり、 油圧モータ 2 Rが可変 容量形である場合は、 油圧モータ 2 R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

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(2) 前輪側油圧モータ 2 F及び後輪側油圧モータ 2 Rの両方を可変容積式油圧モ 一夕とし、 且つ連通弁 5を採用して連通位置 Cとすることにより、 各油圧モータ 2 F、 2 R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。

仮に連通弁 5がなく、 前輪側油圧モータ 2 F及び後輪側油圧モータ 2 Rの両方 を可変容積式油圧モータとして四駆走行時の車速を高める場合、 各油圧モータ 2 F、 2 Rの容積を小さくすることにより実現できる力 各油圧モータ 2 F、 2 R 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、 効率の低下は避 けられない。 し力、し、 連通弁 5を設け、 各油圧モータ 2 F、 2 Rの容量を小さく すると共にこれらを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。

尚、 本実施例では各方向切換弁 3 F, 3 Rの上流側に各可変絞り 1 B F, 1 B Rを設け、 各可変絞り 1 B F， 1 B Rは各方向切換弁 3 F, 3 R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することにより、 各可変絞り 1 B F, 1 B Rから各方向切換弁 3 F， 3 Rまでの油圧を昇圧し、 以て各方向切換弁 3 F, 3 1^の前後差圧厶？をー定差圧 ？じ とし、 流量特性 （Q oc A) を確保し ている。 し力、し、 このような油圧回路に限定する必要は無く、 例えば次のような 油圧回路とし、 且つ連通弁 5等を設けても本実施例と同様の効果が得られる。 即 ち、

各方向切換弁 3 F, 3 Rの下流側に可変絞り 1 B F， 1 B Rを設け、 各可変絞 り 1 BF， 1 BRは各方向切換弁 3 F， 3 R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することにより、 各方向切換弁 3 F, 3 Rから各可変 絞り 1 BF， 1 BRまでの油圧を昇圧し、 以て各方向切換弁 3 F， 3 Rの前後差 圧 ΔΡを一定差圧厶 Pc とし、 流量特性 （Q∞A) を確保する油圧回路とする。 又は

各油圧モータ 2 F， 2 Rのメータイン側に各方向切換弁 3 F， 3 Rを設け、 メ 一夕ァゥ卜側には各方向切換弁 3 F， 3 R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する各可変絞り 1 BF, 1 BRを設け、 これによりメー 夕ァゥト側の油圧を高めて前後差圧 ΔΡを一定差圧 APc とし、 流量特性 （Q∞ A) を確保する油圧回路とする。 産業上の利用可能性

本発明は、 凹凸路面を走行しても安定した牽引力と走行速度とが得られ、 油圧 機器の寿命も長く、 且つ経済的な油圧式四駆車両の走行装置として有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 可変容量形油圧ポンプと、 この可変容量形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 駆車両の走行装置おいて、

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 (3 F)と、 後輪側油圧モ一タ（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、 各方向切換弁 (3F，3R) の前後差圧を一定に保つ流童となるように、 ポ ンプ吐出油量を制御するボンプ流量制御手段と、 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 (4F)、 及び後輪側方向切換弁から後輪側油圧モ一夕ま での後輪側油路 (4R)を連通する連通油路 (4) と、 この連通油路を連通又は遮断す る連通弁 (5) とを備えたことを特徴とする油圧式四駆車両の走行装置。

2 . 車速を検出する車速検出手段 (7) と、 この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、 前記連通弁 (5) を連通位置とする制御 手段 (6) とを備えたことを特徴とする請求の範囲 1記載の油圧式四駆車両の走行 装置。

3 . 車速を検出する車速検出手段 (7) と、 アクセル踏込角を検出するアクセル踏 込角検出手段 (8) 及び牽引力を検出する牽引力検出手段 (9) の少なくともいずれ か一方と、 この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つ たとき前記連通弁 (5) を連通位置とすると共に、 このアクセル踏込角検出手段か らの検出踏込角及びこの牽引力検出手段からの検出牽引力の少なくとも 、ずれか 一方の信号を受け、 この信号の値に応じて前記基準車速を変化させる制御手段 (6 ) とを備えたことを特徴とする請求の範囲 1記載の油圧式四駆車両の走行装置。 4 , 前記前輪側油圧モータ（2F)及び後輪側油圧モータ（2R)の少なくともいずれか —方は可変容量形油圧モータであり、 前記制御手段 (6) は前記連通弁 (5) を連通 位置としたときにこの可変容量形油圧モータの押し退け容積を変化させる制御手 段であることを特徴とする請求の範囲 2又は 3記載の油圧式四駆車両の走行装置