WO2002021023A1

WO2002021023A1 - Regulateur de vitesse pour vehicule hydraulique sur roues

Info

Publication number: WO2002021023A1
Application number: PCT/JP2001/007837
Authority: WO
Inventors: Hideharu Ishimaru; Toshihiko Shinya
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2002-03-14
Also published as: KR20030038717A; JPWO2002021023A1; DE60144239D1; CN1451081A; US20040020703A1; EP1321697A1; EP1321697B1; US6938719B2; KR100527824B1; EP1321697A4

Description

明細書ホイール式油圧走行車両の速度制御装置本出願は、日本国特許出願 2 0 0 0— 2 7 3 7 3 6号（2 0 0 0年 9月 8 日出願）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。技術分野

本発明は、ホイール式油圧ショベル等のホイール式油圧走行車両の速度制御装置に関する。背景技術

一般に、ホイール式油圧ショベルの走行用回路は、原動機で駆動される可変容量型油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される可変容量型油圧モータと、油圧ポンプから油圧モータへ供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブとを備えている。油圧ポンプとコントロールバルブはそれぞれ一対設けられる。それぞれのコントロールバルブを同時に切り換えて各油圧ポンプからの圧油を合流し、油圧モータに供給する。

このようなホイール式油圧ショベルは、アクセルペダルの踏み込み量に応じてモータ回転数を増減させる。さらに、トランスミッションにより、油圧モータの出力軸と車輪との間の変速比を変更することができる。例えば、トランスミツシ 3ンをロースピードレンジあるいはハイスピ一ドレンジに設定し、変速比を 2段階に設定可能とする。これにより、作業現場内での低速走行から公道での法定速度走行（高速）までの幅広い範囲で車両を走行させることができる。

上述したホイール式油圧ショベルに、クローラ式走行体を備えた油圧ショベル並みの極低速の走行速度（例えば S k m Z h ) が要求されることがある。例えば、ホイール式油圧ショベルの作業用アタッチメントとして草刈り装置を装着しての草刈り作業等である。極低速の走行速度を、トランスミッションをロースピードレンジに切り換え、アクセルペダルの踏み込み量を調整して実現することは、ォペレ一夕にとって多大な負担となり、困難である。発明の開示

本発明の目的は、極低速走行を容易に実現することができるホイール式油圧走行車両の速度制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、原動機でそれぞれ駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、前記油圧ポンプの傾転量をそれぞれ調節するポンプ傾転調節装置と、油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モータと、油圧モータの傾転量を調節するモ一夕傾転調節装置と、油圧ポンプに対応してそれぞれ設けられ、走行指令に応じて油圧ポンプから油圧モ一夕に供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の制御弁と、微速走行を指令する微速指令装置と、微速指令装置によつて微速走行が指令されると、油圧モ一夕の傾転量が最大となるようにモータ傾転調節装置を制御し、かつ、複数の油圧ポンプのうち少なくとも一つの油圧ポンプから油圧モー夕への圧油の流れを許容するとともに、残りの油圧ポンプから油圧モー夕への圧油の流れを禁止するように制御弁の駆動を制御する第 1の微速制御装置とを備える。

第 1の微速制御装置は、微速指令装置によって微速走行が指令されないとき、油圧モー夕に供給される圧力に応じてモータ傾転が変化するようにモー夕傾転調節装置を制御するとともに、複数の油圧ポンプから前記油圧モ一夕への圧油の流れを許容するように制御弁の駆動を制御するようにしてもよい。

原動機の回転数を調節する回転数調節装置と、微速指令装置によって微速走行が指令されると、微速走行が指令されないときよりも原動機の回転数の上限が低くなるように回転数調節装置を制御する第 2.の微速制御手段とをさらに備えてもよい。

微速指令装置によって微速走行が指令されると、油圧モータへの圧油の流れを許容された少なくとも 1つの油圧ポンプの傾転を所定量低減させるようにポンプ傾転調節装置を制御する第 3の微速制御装置とをさらに備えることが好ましい。第 3の微速制御装置は、微速指令装置によって微速走行が指令されないとき、油圧ポンプの傾転がその吐出圧に応じて増減するようにポンプ傾転制御装置を制御するようにしてもよい。

油圧モータの出力軸と車輪との間の変速比を少なくとも 2段階に変更する変速比変更装置をさらに備えることが好ましい。変速比変更装置は、微速指令装置による微速走行指令に応じて最も大きい変速比を設定するようにしてもよい。上記目的を達成するために、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、原動機で駆動される可変容量型油圧ポンプと、油圧ポンプの傾転量を調節するポンプ傾転調節装置と、油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モー夕と、油圧モータの傾転量を調節するモータ傾転調節装置と、走行指令に応じて油圧ポンプから前記油圧モー夕へ供給される圧油の流れを制御する制御弁と、微速走行を指令する微速指令装置と、微速指令装置によって微速走行が指令されると、油圧モータの傾転量が最大となるようにモータ傾転量調節装置を制御する微速制御装置とを備える。

微速制御装置は、微速指令装置によって微速走行が指令されると、油圧ポンプの傾転量を所定の傾転量となるようにポンプ傾転調節装置をも制御することが好ましい。さらに、原動機の回転数を調節する回転数調節装置を備え、微速制御装置は、微速指令装置によって微速走行が指令されると、原動機の回転数を所定の回転数に制限するように回転数調節装置をも制御するようにしてもよい。

上述したように、微速走行が指令されると、油圧モータの傾転量を最大にするとともに、油圧ポンプから油圧モータに供給される圧油の量を制限した。また、原動機の回転数の上限を低く設定した。これにより、油圧モータの回転数の上限が大幅に低減され、車両の極低速走行を容易に実現することができる。一方、微速走行が指令されないときは、油圧モータに供給される圧力に応じてモータ傾転を変化させるようにした。これにより、幅広い速度で車両を走行させることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施の形態に係るホイール式油圧ショベルの走行用油圧回路図。

図 2は、図 1の可変容量型油圧ポンプのレギユレ一夕の詳細を示す図。

図 3は、図 1の可変容量型油圧ポンプの P— q p線図。

図 4は、図 1の可変容量型油圧モー夕の P m— q m線図。

図 5は、エンジン回転数を制御する制御回路を説明する図。

図 6は、図 5に示す制御回路の詳細を説明する図。

図 7は、エンジン回転数の制御プログラムの処理手順を示すフローチヤ一ト。発明を実施するための最良の形態

図 1〜図 7を用いて、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置をホイール式油圧ショベルに適用した場合について説明する。ホイール式油圧ショベルは、走行体と、走行体上に旋回可能に連結された旋回体と、旋回体に取り付けられた作業用アタッチメントとを有する。

図 1は、ホイール式油圧ショベルの走行用油圧回路図である。図 1に示すように、ホイール式油圧ショベルの走行用油圧回路は、エンジン（原動機） 2によりそれぞれ駆動される一対の可変容量型メインポンプ 3 A , 3 Bと、それぞれのメインポンプ 3 A、 3 Bに対応して設けられた一対のコントロールバルブ 4 A , 4 Bと、カウン夕バランスバルブ 5を内蔵したブレーキバルブ 6と、走行用可変容量型油圧モータ 1 とを有する。コントロールバルブ 4 A、 4 Bは、パイロット回路からのパイロット圧により駆動される。また、ホイール式油圧ショベルの微速走行を指令する微速スィツチ 4 0が設けられている。微速スィツチ 4 0については後述する。

可変容量型油圧ポンプ 3 Aからの吐出油は、コントロールバルブ 4 Aによりその方向および流量が制御される。同様に、可変容量型油圧ポンプ 3 Bからの吐出油はコント口一ルパルプ 4 Bによりその方向および流量が制御される。コント口ールバルブ 4 A、 4 Bにより制御された圧油はブレーキバルブ 6を経て、走行用可変容量型油圧モータ 1に供給される。走行モータ 1の回転はトランスミツション 7によって変速される。変速された走行モー夕 1の回転は、プロペラシャフト 8 , アクスル 9を介してタイヤ 1 0に伝達され、ホイ一ル式油圧ショベルが走行する。

卜ランスミッション 7の変速比は不図示のレバ一操作により設定される。レバ一をロー位置にシフトすると、トランスミッション 7は口一スピードレンジに設定され、ホイール式油圧ショベルは低速高トルクで走行する。レバ一をハイ位置にシフトすると、トランスミッション 7はハイスピードレンジに設定され、ホイール式油圧ショベルは高速低トルクで走行する。トランスミッション 7がロースピ一ドレンジに設定されたときの変速比 R Lは、トランスミッションがハイスピードレンジに設定されたときの変速比 R Hよりも大きい。なお、図示は省略するが、メインポンプ 3 A , 3 Bからの吐出油（図 1の①）は、ブーム，アーム，バケツト等からなる作業用アタッチメントの駆動用油圧回路や旋回体の旋回用油圧回路にも導かれる。

メインポンプ 3 Aの傾転を調節するレギユレ一夕 1 1 Aの詳細を図 2に示す。レギユレ一夕 1 1 Aには、トルク制限部 1 1 aが設けられている。トルク制限部 1 1 aは、ピストン 1 1 cと、パネ 1 1 dと、最大傾転制限部 1 1 s とを備えている。ピストン 1 1 cは、油圧ポンプ 3 Aのポンプ斜板 3 Pに連結されている。パネ 1 1 dは、ピストン 1 1 cを最大傾転制限部 1 1 sに付勢する。

トルク制限部 1 1 aには油圧ポンプ 3 Aからの吐出圧力がフィ一ドバックされ，馬力制御が行なわれる。図 3に、可変容量型油圧ポンプ 3 Aのポンプ圧力 Pとポンプ傾転量 Q Pとの関係（P— q p線図）を示す。馬力制御は、図 3に示すような P— q p線図に基づいて行われる。ポンプ吐出圧力 Pとポンプ押除け容積（傾転角、傾転量あるいは単に傾転ともいう） q pとで決定される負荷がエンジン出力を上回らないように、レギユレ一夕 1 1 Aによって可変容量型油圧ポンプ 3 A のポンプ押除け容積が制御される。

油圧ポンプ 3 Aからのフィードバックポンプ圧力 Pがレギユレ一夕 1 1 Aに導かれ、ポンプ圧力 Pが P cを越えると、パネ力に杭してピストン 1 1 cが図 2の右方向に駆動される。つまり、図 3の P— q p線図に沿ってポンプ傾転量 q pが低減される。一方、フィードバックポンプ圧力 Pが P c以下の領域では、ピストン 1 1 cはパネ力により図 2の左方向に付勢され、最大傾転制限部 1 1 sで制限される。このとき、ポンプ傾転量 Q pは最大傾転 q p m a Xとなる。レギユレ一夕 1 1 Aには最大傾転制限部 1 l bも設けられている。最大傾転制限部 1 1 bは、パネ 1 1 eとピストン 1 1 f とを備えている。また、最大傾転制限部 1 1 bは、電磁切換弁 6 1を介して油圧源 3 0に接続されている。電磁切換弁 6 1は、図 1に示す微速スィツチ 4 0の操作に応じて切り換えられる。微速スイッチ 4 0がオンされると、電磁切換弁 6 1は 0位置に切り換わり、油圧源 3 0 からの圧油が最大傾転制限部 1 1 bに作用する。これによつて、ピストン 1 1 f はバネ l l e、さらにはバネ 1 1 dに抗して図 2の右方向へ駆動され、ピストン 1 1 cの移動範囲の上限を所定値に制限する。つまり、最大傾転制限部 1 1 bは、ポンプ 3 Aの最大傾転を規定するものである。つまり、微速スィッチ 4 0がオンされている場合には、ポンプの最大傾転は図 3の P— q p線図で示す最小の傾転 q p m i nに制限される。

なお、ここで決定されるポンプの最大傾転 q p m、つまり最小傾転 Q p m i n は、設定される微速速度、エンジン回転数 N、モータ傾転 q mに基づいて決定される。ポンプの最大傾転 q p mは、微速スィッチ 4 0のオフ時の傾転状態から所定量低減することで設定される。ポンプの最大傾転 Q p mは、走行速度に関連するポンプ流量 Q、すなわち、ポンプ傾転 Q pとエンジン回転数 Nとの積と、このポンプ流量 Qが供給されるときのモ一夕傾転 q mとの関係により決まるものである。

微速スィツチ 4 0がオフのときは、最大傾転制限部 1 1 bは C位置に切り換えられてタンクに連通し、上述した馬力制御によってポンプ傾転 Q pが制御される。また、微速スィッチ 4 0は運転中に操作されるものであり、運転室に設けられる。なお、図示は省略するが、メインポンプ 3 Bのレギユレ一夕 1 1 Bにもトルク制限部 1 1 aが設けられている。油圧ポンプ 3 Bは、上述した油圧ポンプ 3 Aと同様に馬力制御される。しかし、レギユレ一夕 1 1 Bには、油圧源 3 0と連通する最大傾転制限部 1 1 bは設けられていない。

図 1に示すように、パイ口ット回路は、パイロットポンプ 2 1と、パイロットバルブ 2 3と、スローリターンバルブ 2 4と、前後進切換バルブ 2 5とを有する。パイ口ットバルブ 2 3は、アクセルペダル 2 2の踏込みに応じてパイロット 2次圧力を発生する。スローリターンバルブ 2 4は、パイ口ットバルブ 2 3に後続し、パイロットバルブ 2 3への戻り油を遅延する。前後進切換バルブ 2 5は、スローリタ一ンバルブ 2 4に後続し車両の前進、後進、中立を選択する。前後進切換バルブ 2 5は、ステアリングの近傍に設けられる不図示の操作レバ一の操作によつて切り換えられる。

コントロールバルブ 4 Aのパイロットポート P 1 , P 2 とコントロールバルブ 4 Bのパイ口ットポ一ト P 3 , P 4の間にはそれぞれ電磁弁 6 2 , 6 3が設けられている。電磁弁 6 2 , 6 3は微速スィツチ 4 0の操作に応じて切り換えられる。微速スィッチ 4 0がオフの場合は、電磁弁 6 2， 6 3はそれぞれ a位置にあり、パイロットポート P 1 と P 3およびパイ口ットポ一ト P 2と P 4がそれぞれ連通する。これにより、パイロット回路からのパイロット圧がパイロットポート： P 1〜 P 4に作用する。これによつて、コントロールバルブ 4 A , 4 Bが切り換えられるコントロールバルブ 4 A、 4 Bの切換方向とストローク量はパイロット圧に応じて制御される。コントロールバルブ 4 A、 4 Bのストローク量をアクセルペダル 2 2の踏込量で調節することで、車両の走行速度を制御することができる。一方、微速スィッチ 4 0がオンされると、電磁弁 6 2 , 6 3はそれぞれ b位置に切り換えられ、パイ口ットポート P 1 と P 3およびパイ口ットポ一ト P 2と P 4がそれぞれ遮断される。パイ口ット回路からのパイ口ット圧はパイ口ットポ一ト P 1 , P 2にだけ作用する。これによつて、コントロールバルブ 4 Aのみがパイロット圧に応じて切り換えられ、コン 1、ロールバルブ 4 Bは中立位置に保持される。

走行モ一夕 1は自己圧傾転制御機構を備えている。図 4に、モータ駆動圧力 P mとモータ傾転量 q mの関係を示す特性線図を示す。モータ駆動圧力 P m 1のときに最小モータ傾転量 q mm i n、モータ駆動圧力 P m 2の時に最大モータ傾転量 q mm a xである。モ一夕駆動圧力 P mが P m 1〜 P m 2の間に、モ一夕傾転量 q mは q m m i nと q mm a xの間で圧力に依存して増減する。走行モータ 1 の自己圧傾転制御用の圧力は、図 1に示すようにシャトルバルブ 1 3から走行モ —夕 1のコントロールピストン 1 4およびサーポピストン 1 5に作用する。圧力が所定値 P m 1以上になると、コントロ一ルピストン 1 4が切り換えられてサ一ポピストン 1 5のボトム室に圧油が導かれる。これにより、モータ傾転量 q mは大きくなる。圧力が所定値 P m 2以上になると、モータ傾転量 q mは最大モータ傾転量 q m m a Xに設定される。そして、走行モ一夕 1は低速 ·高トルクで駆動される。圧力が所定値 P m 1以下では、コントロールピストン 1 4が図 1 に示す位置に切り換えられる。モータ傾転量は最小モータ傾転量 Q mm i n に設定され、走行モ一夕 1は高速 ·低トルクで駆動される。

コントロールピストン 1 4のパイ口ット室は、電磁弁 6 4を介して油圧源 6 0 にも接続されている。電磁弁 6 4は、微速スィッチ 4 0の操作に応じて切り換えられる。微速スィッチ 4 0がオンされると、コントロールピストン 1 4のパイ口ット室に油圧源 6 0からの圧油が作用する。コントロールピストン 1 4は、シャトルバルブ 1 3により選択される圧油をサ一ポピストン 1 5のボトム室に導くように切り換えられる。これによつて、モータ駆動圧力 P mの大きさに拘わらずモ一夕傾転量 q mが最大 q mm a Xとされる。一方、微速スィッチ 4 0がオフされると、油圧源 6 0からの圧油が断たれ、前述したようにモータ駆動圧力 P mに応じてモータ傾転量 q mが変化する。

つぎに、以上説明した走行用油圧回路の動作について説明する。ただし、微速スィッチ 4 0に関連する動作は後述する。

図 1は、微速スィツチ 4 0がオフで、前後進切換バルブ 2 5が中立（N位置）、走行パイ口ットバルブ 2 3が操作されていない状態を示している。したがって、コントロールバルブ 4 A , 4 Bは中立位置にある。メインポンプ 3 A、 3 Bからの圧油はタンクに戻り、車両は停止している。前後進切換バルブ 2 5を前進（F位置）または後進（R位置）に切り換え、アクセルペダル 2 2を踏込み操作すると、パイ口ットバルブ 2 3から、踏込み量に応じたパイロット 2次圧力が発生する。アクセルペダル 2 2の踏込み量に比例して発生するパイ口ット圧は、前後進切換バルブ 2 5を通って前進側パイロット圧油または後進側パイロット圧油として出力される。前後進切換バルブ 2 5が前進位置（F位置）にある時は、前進側パイロット圧としてコントロールバルブ 4 A , 4 Bのパイ口ットポート P 1 , P 3に作用する。前後進切換バルブ 2 5が後進位置（R位置）にある時は、後進側パイロット圧としてコントロールバルブ 4 A、 4 Bのパイロットポート P 2 , P 4に作用する。このように、コントロールバルブ 4 A , 4 Bはパイロット圧に応じて切り換えられる。走行パイロット圧油は、圧力センサ 4 1で検出され、後述するパイロット圧力信号 P t として出力される。

走行中にアクセルペダル 2 を離すと、走行パイ口ットバルブ 2 3がパイ口ットポンプ 2 1からの圧油を遮断する。走行パイロットパルプ 2 3の出口ポートがタンクと連通される。この結果、コントロールバルブ 4 A , 4 Bのパイロットポート P 1〜 P 4に作用していた圧油が前後進切換バルブ 2 5，スローリターンバルブ 2 4，走行パイロットバルブ 2 3を介してタンクに戻る。このとき、スローリ夕一ンバルブ 2 4の絞りにより戻り油が絞られるから、コントロールバルブ 4 A , 4 Bは徐々に中立位置に切り換わる。コントロールバルブ 4 A , 4 Bが中立位置に切り換わると、メインポンプ 3 A , 3 Bからの吐出油はタンクへ戻る。走行モー夕 1への駆動圧油の供給は遮断され、カウンタバランスバルブ 5も図示の中立位置に切り換わる。

この場合、車両は車両の慣性力により走行を続ける。走行モ一夕 1はモータ作用からポンプ作用に変わり、前進時にあっては図中 Bポート側が吸入、 Aポート側が吐出となる。走行モータ 1からの圧油は、カウン夕バランスパルプ 5の絞り (中立絞り）により絞られるため、カウンタバランスバルブ 5と走行モータ 1 との間の圧力が上昇して走行モー夕 1にブレーキ圧として作用する。これにより走行モータ 1はブレーキトルクを発生し車両を制動させる。ポンプ作用中に吸入油量が不足すると、走行モータ 1にはメイクアップポート 1 6より油量が補充される。ブレーキ圧はリリーフバルブ 1 7 , 1 8により、その最高圧力が規制される。リリーフバルブ 1 7 , 1 8の戻り油は走行モータ 1の吸入側に導かれているので、リリーフバルブ 1 7 , 1 8のリリーフ中はモ一夕内部で閉回路となり、作動油温が上昇し機器に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、カウンタバランスバルブ 5の中立絞りから小流量の圧油を逃がしてコントロールバルブ 4 A、 4 B に導く。コントロールバルブ 4 A、 4 Bは、それぞれの中立位置（N位置）で A , Bポートを連通し（A— B連通）、再度、走行モータ 1の吸入側に戻す循環回路を形成する。これにより、作動油温を冷却している。

下り坂でアクセルペダル 2 2を離している場合は、上述した減速時同様、油圧ブレーキが発生する。これにより、車両を制動させながら慣性走行で坂を下る。降坂時は、アクセルペダル 2 2を踏込み操作している場合でもカウンタバランスバルブ 5が中立位置に切り換わる。そして、メインポンプ 3 A， 3 Bからの走行モ —夕 1への流入流量に応じたモータ回転速度（走行速度）になるよう油圧ブレーキ圧を発生させる。

つぎに、メインポンプ 3 A、 3 Bを駆動するエンジン 2の回転数制御について説明する。図 5は、エンジン回転数を制御する制御回路のプロック図である。 C P Uなどで構成されるコントローラ 5 0により各機器が制御される。

コント口一ラ 5 0には、微速スィツチ 4 0と、ポテンショメータ 5 4 , 5 5と、パイロット圧力センサ 4 1とがそれぞれ接続される。ポテンショメータ 5 5は、運転室に設けられた燃料レバー 5 5 aの手動操作に応じた目標回転数 F Lを指令する。ポテンショメータ 5 4については後述する。パイロット圧力センサ 4 1は、走行パイロット圧力 P tを検出する。微速スィツチ 4 0 , ポテンショメータ 5 4， 5 5およびパイロット圧力センサ 4 1からの信号はコントローラ 5 0に入力される。燃料レバー 5 5 aは、主に作業時のエンジン回転数を設定する際に操作され、手を離してもその位置で保持される。

エンジン 2のガバナ 5 1は、リンク機構 5 2を介して回転数調節装置 5 3に接続される。回転数調節装置 5 3はパルスモータ等からなり、その回転によってェンジン 2の回転数を制御する。すなわち、パルスモータ 5 3の正転でエンジン 2 の回転数が上昇し、逆転で低下する。このパルスモータ 5 3の回転は、コント口 —ラ 5 0からの制御信号により制御される。ガバナ 5 1にはリンク機構 5 2を介してポテンショメータ 5 4が接続される。ポテンショメ一夕 5 4により、ェンジン 2の回転数に応じたガバナレバ一角度を検出する。ガバナレバー角度に対応する回転数が、エンジン制御回転数 N 0としてコントローラ 5 0に入力される。図 6はコントローラ 5 0におけるエンジン回転数制御の詳細を説明する概念図である。関数発生器 5 0 1は、アクセルペダル 2 2の踏み込み量に比例した走行目標エンジン回転数 N tを出力する。すなわち、関数発生器 5 0 1は、走行パイロット圧力センサ 4 1で検出されるパイロット圧 P tとエンジン 2の目標回転数を対応付けた関数（回転数特性） L 1によって定まる走行目標回転数 N tを出力する。関数発生器 5 0 2は、燃料レバー 5 5 aの操作量に比例した目標エンジン回転数 N dを出力する。すなわち、関数発生器 5 0 2は、燃料レバ一 5 5 aの操作量に依存する信号 F Lとエンジン 2の目標回転数を対応づけた関数（回転数特性） L 2によって定まる作業レバー目標回転数 N dを出力する。

これら目標回転数 N t、 N dは回転数特性 L l、 L 2によって定められたアイドル回転数 N t m i n、 N d m i nと最大回転数 N t m a x、 Ndma xの間で決定される。なお、回転数特性' L 1は回転数特性 L 2よりも目標回転数の立ち上がり、すなわち傾きが急峻となっている。回転数特' 1¾L 1， L 2は、アイドル回転数は N t m i n >N d m i n、最大回転数は N t ma x>N dma xの関係を満たすように設定されている。

関数発生器 5 0 1から出力される目標回転数 N t、および関数発生器 5 0 2から出力される目標回転数 N dは、最大値選択回路 5 0 3に入力される。最大値選択回路 5 0 3では目標回転数 N t と目標回転数 N dとを比較する。最大値選択回路 5 0 3は、 2つの目標回転数のうち大きい方を選択する。

回転数設定器 5 04には、少なくとも回転数特性 L 1の最大回転数 N t m a X よりも低い値である微速回転数 N kが設定されている。回転数設定器 5 0 5には、少なくとも回転数特性 L 1の最大回転数 N t m a Xより大きい値である回転数 N ma xが設定されている。ここで、微速回転数 Nkとは、以下に述べる微速の条件をすベて満たしたときに車両を微速（例えば、 2 kmZh) で走行させるような値である。ここでの微速の条件は、

( 1 ) ポンプ傾転量が最小 Q pm i nである。

(2) コントロールバルブ 4 Bが中立である。

(3 ) モータ傾転量が最大 Q mm a Xである。

(4) トランスミッション 7がロースピードレンジ（変速比 RL) に設定されている。

なお、回転数特性 L 1においては、パイロット圧 P kで微速回転数 N kになる。スィッチ 4 0 0は、微速スィツチ 40のオン/オフ操作によって切り換えられる。微速スィツチ 40がオンのときは、スィツチ 4 0 0が a位置に切り換えられ、微速回転数 Nkが最小値選択回路 5 0 6に入力される。一方、微速スィッチ 4 0 がオフのときは、スィッチ 40 0は b位置にあり、回転数 Nm a xが入力される。最小値選択回路 5 0 6では、入力値 N kまたは N m a Xと、最大値選択回路 5 0 3で選択された値 N tまたは N dとを比較し、その小さい方を選択する。最小値選択回路 5 0 6から出力される値は、目標回転数 N yとしてサ一ポ制御部 5 0 7 に入力される。サ一ポ制御部 5 0 7では、目標回転数 N yと、ポテンショメータ 5 4により検出されたガパナレバーの変位量に相当する制御回転数 N Θとを比較する。サ一ポ制御部 5 0 7は、目標回転数 N yと制御回転数 N S との比較結果に応じてパルスモータ 5 3を制御する。これにより、エンジン 2の回転数が制御される。

図 7は、サ一ポ制御部 5 0 7におけるパルスモータ 5 3の制御プログラムの処理手順を示すフローチヤ一卜である。サ一ポ制御部 5 0 7では、図 7のフローチヤートに示す手順にしたがって、目標回転数 N yと制御回転数 N Θとが一致するようパルスモ一夕 5 3を制御する。以下、図 7のフローチャートを用いてパルスモータ 5 3の制御について説明する。

ステップ S 2 1で、目標回転数指令値 N yと制御回転数 N Θとをそれぞれ読み込む。ステツプ S 2 2では、制御回転数 N 6から目標回転数指令値 N yを引く（N Θ— N y )。その結果を回転数差 Aとして不図示のメモリに格納する。ステップ S 2 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 2 3で、 I A I ≥Kであると肯定判定されるとステップ S 2 4に進む。ステップ S 2 4では、回転数差 Α > 0か否かを判定する。

ステップ S 2 4で、 Α > 0であると肯定判定されると、制御回転数 Ν Θが目標回転数指令値 N yよりも大きいということである。そこで、ステップ S 2 5へ進み、エンジン回転数を下げるために、モータ逆転を指令する信号をパルスモータ 5 3に出力する。これによりパルスモ一夕 5 3が逆転しエンジン 2の回転数が低下する。

一方、ステップ S 2 4で、 A≤ 0と判定されると、制御回転数が目標回転数指令値 N yよりも小さいということである。そこで、ステップ S 2 6へ進み、エンジン回転数を上げるために、モータ正転を指令する信号をパルスモータ 5 3 に出力する。これにより、パルスモ一夕 5 3が正転し、エンジン 2の回転数が上昇する。ステップ S 2 3が否定判定されると、ステツプ S 2 7に進んでモータ停止信号をパルスモータ 5 3に出力する。これによりエンジン 2の回転数が一定値に保持される。ステップ S 2 5〜 S 2 7を実行すると始めに戻る。

以上、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置の構成を説明した。つぎに、以上説明した速度制御装置を搭載したホイール式油圧走行車両の変速操作について説明する。

( 1 ) 1速走行（極低速走行）

1速走行を行うためには、トランスミッション 7の変速比を最も大きい変速比 R Lに設定し、微速スィッチ 4 0をオンする。

微速スィツチ 4 0のオンにより、電源 4 2からの電圧が電磁切換弁 6 1および電磁弁 6 2〜 6 4の各ソレノイドに作用する。これによつて、電磁切換弁 6 1は O位置に切り換えられる。さらに、電磁弁 6 2〜 6 4は、それぞれ a位置から b 位置に切り換えられる。油圧ポンプ 3 Aのレギユレ一夕 1 1 Aの最大傾転制限部 l i bに、油圧源 3 0からの圧油が作用する。ポンプ傾転量 Q pは最小傾転量 q p m i nに固定される。また、サ一ポピストン 1 5のポトム室に油圧源 6 0からの圧油が作用し、モ一夕傾転量が最大傾転量 Q m m a Xに固定される。コント口 —ルバルブ 4 A , 4 Bのパイ口ットポー卜 P 1 と P 3およびパイ口ットポー卜 P 2と P 4を連結するパイロットラインがそれぞれ遮断される。

ここで、レバー操作により前後進切換バルブ 2 5を例えば前進側（F位置）に駆動するとともに、アクセルペダル 2 2を踏み込む。パイ口ットポンプ 2 1からコントロールバルブ 4 Aのパイ口ットポート P 1にパイ口ット圧が供給され、コントロールバルブ 4 Aが位置 Fに切り換えられる。メインポンプ 3 Aから走行モ —夕 1に圧油が供給される。このとき、アクセルペダル 2 2を最大に操作する。これによつて、図 6に示したコントローラ 5 0における処理により微速回転数 N kが目標回転数として選択される。図 7のフローチャートに示した処理によりェンジン回転数が微速回転数 N kに制御される。

その結果、草刈りなどの作業を行うのに適した極低速度で車両は走行する。なお、アクセルペダル 2 2の踏力を弱めて走行パイロット圧 P tを所定値 P k以下にすれば、目標回転数 N tが微速回転数 N kよりも低くなり、さらに低い速度で車両が走行する。

( 2 ) 2速走行

1速状態において、卜ランスミッション 7の変速比を R H ( R H < R L ) に設定すると、 2速状態となる。このとき、微速スィッチ 4 0はオンのままであり、変速比が小さくなった分だけ車両は高速で走行することができる。

( 3 ) 3速走行

3速走行においては、トランスミツション 7の変速比を R Lに設定するとともに、微速スィッチ 4 0をオフする。

微速スィツチ 4 0のオフにより、電磁切換弁 6 1は C位置に切り換えられる。さらに、電磁弁 6 2〜 6 4がそれぞれ位置 bに切り換えられる。これによつて、ポンプレギユレ一夕 1 1 Aの最大傾転制限部 1 1 bに作用する圧油が断たれる。ポンプ傾転 Q はポンプ圧力 Pに応じて図 3に示す P— q p特性に沿って制御され、馬力制御が行われる。また、サ一ポピストン 1 5のボトム室に作用する圧油が断たれる。モ一夕傾転 Q mはモータ駆動圧 P mに応じて図 4に示す特性に沿つて制御される。また、コントロールバルブ 4 A , 4 Bのパイ口ットポ一ト P 1と P 3およびパイ口ットポート P 2と P 4がそれぞれ連通する。

ここで、前後進切換バルブ 2 5を前進側（F位置）に駆動するとともに、ァクセルペダル 2 2を踏み込む。ペダル踏力に応じて発生する走行パイロット圧 P t に応じてコントロールバルブ 4 A , 4 Bが切り換えられる。これによつて、油圧ポンプ 3 A , 3 Bからの圧油が油圧モータ 1に供給される。このとき、燃料レバー 5 5 aを最小に操作しておけば、図 6に示すコントローラ 5 0における処理で、ァクセルペダル 2 2の踏み込み量に応じた回転数 N tが目標回転数 N yとして選択される。これによつて、アクセルペダル 2 2の踏み込み量に応じてエンジン回転数が増減し、ペダル操作に応じた速度で車両は走行する。

( 4 ) 4速走行

3速状態において、トランスミッション 7の変速比を R Hに設定すると、 4速状態となる。これによつて、車両を最高速度で走行させることができる。

このように本発明の一実施の形態によると、トランスミッション 7の変速比を最も大きい変速比 R Lに設定するとともに、微速スィツチ 4 0をオンすることにより、ホイール式油圧走行車両を極低速走行させるようにした。

微速スィッチ 4 0のオンにより、コントロールバルブ 4 Bへのパイロット圧の供給を遮断し、メインポンプ 3 Aのみからの圧油によって油圧モータ 1を駆動する。ポンプ傾転量 Q pを最小傾転量 Q p m i nに固定し、さらに、エンジン回転数が微速回転数 N kとなるよう制限した。これによつて、油圧モータ 1に供給される圧油が大幅に低減される。また、モータ傾転量 q mを最大傾転量 q mrn a X に固定したので、モータ回転数の上限が一層低い値とされる。その結果、ァクセルペダル 2 2を最大に踏み込んだ状態で極低速走行を実現することができる。ォペレ一夕がアクセルペダル 2 2の踏み込み量を微妙に調整する必要がないので、操作が容易である。

なお、上記一実施の形態では、コントロールバルブ 4 Bを中立位置に切り換え、油圧ポンプ 3 Aを最小傾転量 q p m i nに、油圧モー夕 1を最大傾転 q mm a x にそれぞれ固定した。また、エンジン回転数を微速回転数 N kに制限することで、極低速走行を実現するようにした。しかしながら、コントロールバルブ 4 Bを中立位置に切り換えるだけでもポンプ吐出油が従来に比べて大幅に低減される。そのため、コントロールバルブ 4 Bを中立位置に切り換えるとともに、油圧モータ 1を最大傾転 q mm a xに固定すれば、油圧ポンプ 3 Aを最小傾転量 q m i n に固定したり、エンジン回転数を微速回転数 N kに制限したりすることは必ずしも必要でない。コントロールバルブ 4 Bを中立位置に切り換えるだけであれば、ポンプ自体の能力を低下させないので、ブーム、アーム、バケツト駆動用の油圧シリンダ等、他のァクチユエ一夕の駆動に悪影響を与えることはない。

本発明を、複数の油圧ポンプを用いずに、 1ポンプ単独で油圧モータを駆動するホイール式油圧走行車両の速度制御装置に適用することもできる。この場合、油圧ポンプは 1つであるのでコントロールバルブ 4 Bは必要ない。上述したようにモータ傾転を最大傾転に固定することで、極低速.走行を実現する。さらに、ポンプ傾転または原動機回転数を調節することで容易に極低速走行を実現することができる。

また、上記一実施の形態では、手動操作によってトランスミッション 7を切り換えるようにした。しかし、上述した 2速走行を不要とし、微速スィッチ 4 0のオンによりトランスミッション 7を自動的に口一スピードレンジに切り換えるようにしてもよい。また以上では、アクセルペダル 2 2または燃料レバー 5 5 aの操作量に応じてエンジン目標回転数を設定する例を示したが、アツプダウンスィツチで目標回転数を設定するものにも本発明を適用することができる。

さらに、上記一実施の形態では、走行用油圧回路に油圧ポンプ 3 A , 3 Bとコントロールバルブ 4 A , 4 Bをそれぞれ一対備えたが、 3つ以上の油圧ポンプとコントロールバルブを備えてもよい。また、ホイール式油圧ショベル以外のホイール式油圧走行車両にも本発明を同様に適用できる。

以上説明したように、微速指令に応じて油圧モータ 1の傾転量は最大に設定され、かつ、一方の制御弁 3 Aは走行指令に応じて切り換えられ、他方の制御弁 3 Bが中立位置に保持される。その結果、油圧モー夕 1の回転数の上限が大幅に低減され、微速走行が容易になる。以下に、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置による効果を説明する。

微速指令装置 4 0より微速走行が指令されると、油圧モータ 1の傾転量を最大にし、かつ、少なくとも一つの油圧ポンプ 3 Aから油圧モータ 1への圧油の流れを許容するとともに、残りの油圧ポンプ 3 Bから油圧モータ 1への圧油の流れを禁止するようにした。これによつて、油圧モータ 1の回転数の上限が大幅に低減される。その結果、アクセルペダル 2 2を微妙に操作することなく、アクセルべダル 2 2を最大に踏み込んだ状態で極低速走行を容易に実現することができる。微速走行が指令されないとき、油圧モータ 1に供給される圧力に応じてモータ傾転量を制御するとともに、全ての油圧ポンプから油圧モー夕への圧油の流れを許容するようにした。これにより、アクセルペダル 2 2の踏み込み量に応じた幅広い速度で車両を走行させることができる。

微速走行の指令により原動機 2の回転数や油圧ポンプ 3 Aの傾転を制限するようにした。これにより、微速走行が一層容易に実現される。また、変速比変更装置 7で最も大きい変速比を設定し、かつ微速走行を指令すれば、極低速走行が確実に行われる。

Claims

請求の範囲

1 .

原動機でそれぞれ駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、

前記油圧ポンプの傾転量をそれぞれ調節するポンプ傾転調節装置と、前記複数の油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モー夕と、

前記油圧モータの傾転量を調節するモータ傾転調節装置と、

前記油圧ポンプに対応してそれぞれ設けられ、走行指令に応じて前記油圧ボンプから前記油圧モー夕に供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の制御弁と、

微速走行を指令する微速指令装置と、

前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記油圧モータの傾転量が最大となるように前記モータ傾転調節装置を制御し、かつ、前記複数の油圧ポンプのうち少なくとも一つの油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを許容するとともに、残りの油圧ポンプから前記油圧モ一夕への圧油の流れを禁止するように前記制御弁の駆動を制御する第 1の微速制御装置とを備えるホイール式油圧走行車両の速度制御装置。

2 .

請求項 1に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置において、前記第 1の微速制御装置は、前記微速指令装置によって微速走行が指令されないとき、前記油圧モータに供給される圧力に応じてモータ傾転が変化するように前記モータ傾転調節装置を制御するとともに、前記複数の油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを許容するように前記制御弁の駆動を制御する。

3 .

請求項 1または請求項 2に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、前記原動機の回転数を調節する回転数調節装置と、

前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、微速走行が指令されないときよりも前記原動機の回転数の上限が低くなるように前記回転数調節装置を制御する第 2の微速制御手段とをさらに備える。

4 .

請求項 1から請求項 3のいずれかに記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、

前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記油圧モー夕への圧油の流れを許容された少なくとも 1つの前記油圧ポンプの傾転を所定量低減させるように前記ポンプ傾転調節装置を制御する第 3の微速制御装置とをさらに備える c

5 .

請求項 4に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置において、

前記第 3の微速制御装置は、前記微速指令装置によって微速走行が指令されないとき、前記複数の油圧ポンプの傾転がその吐出圧に応じて増減するように前記ポンプ傾転制御装置を制御する。

6 .

請求項 1から請求項 5のいずれかに記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、

前記油圧モ一夕の出力軸と車輪との間の変速比を少なくとも 2段階に変更する変速比変更装置をさらに備える。

7 .

請求項 6に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置において、

前記変速比変更装置は、前記微速指令装置による微速走行指令に応じて最も大きい変速比を設定する。

8 .

前記複数の油圧ポンプの傾転量をそれぞれ調節するポンプ傾転調節装置と、前記油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モータと、

前記油圧モ一夕の傾転量を調節するモータ傾転調節装置と、

前記油圧ポンプに対応してそれぞれ設けられ、走行指令に応じて前記油圧ボンプから前記油圧モータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の制御弁と、前記原動機の回転数を調節する回転数調節装置と、

前記油圧モ一夕の出力軸と車輪との間の変速比を少なくとも 2段階に変更する変速比変更装置と、

微速走行を指令する微速指令装置と、

前記制御弁の駆動を制御する第 1の微速制御装置と、

前記回転数調節装置を制御する第 2の微速制御装置と、

前記ポンプ傾転制御装置を制御する第 3の微速制御装置とを備え、

前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、

前記第 1の微速制御装置は、前記油圧モー夕の傾転量が最大となるように前記モータ傾転調節装置を制御し、かつ、前記複数の油圧ポンプのうち少なくとも一つの油圧ポンプから前記油圧モー夕への圧油の流れを許容するとともに、残りの油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを禁止するように前記制御弁の駆動を制御し、

前記第 2の微速制御装置は、微速走行が指令されないときよりも前記原動機の回転数の上限が低くなるように前記回転数調節装置を制御し、

前記第 3の微速制御装置は、前記油圧ポンプの傾転を所定量低減するよう前記ポンプ傾転制御装置を制御する。

9 .

原動機で駆動される可変容量型油圧ポンプと、

前記油圧ポンプの傾転量を調節するポンプ傾転調節装置と、

前記油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モー夕と、

走行指令に応じて前記油圧ポンプから前記油圧モー夕へ供給される圧油の流れを制御する制御弁と、

微速走行を指令する微速指令装置と、

前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記油圧モータの傾転量が最大となるように前記モータ傾転量調節装置を制御する微速制御装置とを備えるホイール式油圧走行車両の速度制御装置。

1 0 .

請求項 9に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置において、

前記微速制御装置は、前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記油圧ポンプの傾転量を所定の傾転量となるように前記ポンプ傾転調節装置をも制御する。

1 1 .

請求項 9または請求項 1 0に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置は. 前記原動機の回転数を調節する回転数調節装置をさらに備え、

前記微速制御装置は、前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記原動機の回転数を所定の回転数に制限するように前記回転数調節装置をも制御する。