WO2004061337A1

WO2004061337A1 - 油圧駆動車両

Info

Publication number: WO2004061337A1
Application number: PCT/JP2002/013829
Authority: WO
Inventors: Yukihiro Tatsuno; Kazuhiro Ichimura; Hidetoshi Satake
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-22
Also published as: US20060083622A1; JP4440116B2; CN1717554A; EP1580466B1; EP1580466A4; DE60223606T2; ATE378533T1; JPWO2004061337A1; DE60223606D1; EP1580466A1; US7506717B2; CN100419311C

Abstract

本発明は、油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１からの圧油により駆動する可変容量式の走行用油圧モータ５と、油圧モータ５の駆動圧に応じて油圧モータ５の容量を変更するモータ容量制御手段１７,１８と、車両の前進走行および後進走行を指令する操作部材２２と、操作部材２２の操作に応じて駆動し、油圧ポンプ１１から油圧モータ５への圧油の流れを制御する制御手段１２と、車両進行方向とは逆側への操作部材２２の逆操作を検出する逆操作検出手段４１Ａ,４１Ｂと、逆操作検出手段４１Ａ,４１Ｂにより操作部材２２の逆操作が検出されると、油圧モータ５のキャビテーションの発生を防止するように動作するキャビテーション防止手段２５Ａ,２５Ｂとを備える。

Description

明細書油圧駆動車両技術分野

本発明は、可変容量式走行モ一夕を有するホイール式油圧ショベルなどの油圧駆動車両に関する。背景技術

従来から、可変容量式走行モータを有するホイール式油圧ショベルにおいては、走行モ一夕の駆動圧に応じてモータレギユレ一夕を駆動し、モー夕容量を制御している。これにより駆動圧が高圧になるにつれモータ容量が大きくなってモータは低速高トルクで駆動し、駆動圧が低圧になるにつれモータ容量が小さくなって高速低トルクで駆動する。

具体的には、モータ容量は、モータ駆動圧が低い所定の範囲で一定容量（例えば最小容量）に固定することで、平地あるいは降板走行時にモータ駆動圧の変動による走行速度変化を抑え、前記所定の範囲を超えるとモータ駆動圧の増加に伴つてモータ容量を大きくすることで加速時あるいは登板走行時にモータの回転トルクを増大させるように設定されている。

ホイール式油圧ショベルのアクセルペダルは、例えばその前側（つま先側）および後側（かかと側）の踏み込み操作により前後方向に回動可能である。そして、このアクセルペダルの前側または後側の踏み込み操作により制御弁を中立位置から前進位置または後進位置に切り換え、油圧ポンプから走行モー夕へ圧油を供給し、モータ駆動圧を発生させる。走行中にアクセルペダルを離すと制御弁は中立位置に切り換わり油圧ポンプから走行モータへの圧油の供給が断たれる。これにより車両は慣性力で走行し、走行モー夕はモー夕作用からポンプ作用に変わる。このときモ一夕駆動圧が減少し、モータ容量が大きい状態で運転されているときにはモー夕容量は小さくなり、最小容量状態で運転されているときにはモータ容量はその状態を保持する。その結果、走行モータの回転に必要な吸入油量が減少し、キヤビテ一シヨンの発生が抑制される。

しかしながら、走行中にアクセルペダルを逆操作すると、すなわち前進走行中にアクセルペダルの後側の踏み込み操作すると、制御弁は後進位置に切り換わるため車両は慣性力で走行した状態でモータ駆動圧が増加する。その結果、モータ容量が大きくなり、走行モータの回転に必要な吸入油量が増加し、キヤビテーションが発生するおそれがある。発明の開示

本発明の目的は、アクセルペダルの逆操作によるキヤビテ一シヨンの発生を防止することができる油圧駆動車両を提供することにある。

本発明による油圧駆動車両は、油圧ポンプと、油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量式の走行用油圧モータと、油圧モータの駆動圧に応じて油圧モー夕の容量を変更するモータ容量制御手段と、車両の前進走行および後進走行を指令する操作部材と、操作部材の操作に応じて駆動し、油圧ポンプから油圧モータへの圧油の流れを制御する制御手段と、車両進行方向とは逆側への操作部材の逆操作を検出する逆操作検出手段と、逆操作検出手段により操作部材の逆操作が検出されると、油圧モータのキヤビテ一ションの発生を防止するように動作するキャビテーション防止手段とを備える。

これにより走行中にアクセルペダルが逆操作された場合にキヤピテーションの発生を防止することができる。

キヤビテ一ション防止手段は、油圧モータの容量増加を抑えるように構成すればよい。操作部材による操作信号を遮断するように構成してもよい。油圧ポンプから油圧モ一夕への圧油の流れを遮断するように構成してもよい。油圧モータの駆動圧を低減させてもよい。

油圧モータの回転数が基準値を越え、かつ、操作部材の逆操作が検出されたときキヤビテーションの発生を防止することが好ましい。車速に応じてキヤビテーションの発生を防止するようにしてもよい。

この場合、車両に作用する慣性力が大きいほどモータ回転数の基準値を小さく設定すればよい。慣性力を検出する場合、路面の勾配や車重を検出すればよい。図面の簡単な説明

図 1は、本.発明が適用されるホイール式油圧ショベルの外観を示す図。

図 2は、第 1の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行油圧回路図。

図 3は、図 2の電磁切換弁を制御する制御回路のブロック図。

図 4は、図 3に示したコントロ一ラ内での処理の一例を示すフローチヤ一ト。図 5は、第 2の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行油圧回路図。

図 6は、第 3の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行油圧回路図。

図 7は、図 6の前後進切換弁を制御する制御回路のブロック図。

図 8は、図 7に示したコントローラ内での処理の一例を示すフローチヤ一ト。図 9は、第 4の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行油圧回路図。

図 1 0は、図 9の電磁切換弁を制御する制御回路のブロック図。

図 1 1は、図 1 0に示したコントローラ内での処理の一例を示すフローチヤ一 h o

図 1 2は、電磁切換弁の切換に係わる基準回転数の設定例を示す図。

図 1 3は、電磁切換弁の切換に係わる基準回転数の別の設定例を示す図。発明を実施するための最良の形態

一第 1の実施の形態一

以下、図 1〜図 4を参照して本発明をホイール式油圧ショベルに適用した第 1 の実施の形態を説明する。

図 1に示すようにホイール式油圧ショベルは、走行体 1 と、走行体 1の上部に旋回可能に搭載された旋回体 2とを有する。旋回体 2には運転室 3とブーム 4 a、アーム 4 b、バゲット 4 cからなる作業用フロントアタッチメント 4が設けられている。ブーム 4 aはブームシリンダ 4 dの駆動により起伏し、アーム 4 bはァ一ムシリンダ 4 eの駆動により起伏し、バケツト 4 cはバケツトシリンダ 4 f の駆動によりクラウドまたはダンプする。走行体 1には油圧駆動による走行用可変容量形油圧モータ 5が設けられている。

図 2は、ホイール式油圧ショベルの走行油圧回路図である。図 2に示すように、エンジン 1 0により駆動される可変容量形メインポンプ 1 1からの吐出油は、コントロールバルブ 1 2によりその方向および流量が制御され、カウンタパランスバルブ 1 3を内蔵したブレーキバルブ 1 4を経て可変容量形走行モータ 5に供給される。走行モータ 5の回転は例えば変速比をローノハイの 2段階に変速可能なトランスミッション 7によって変速される。そして、変速後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 6に伝達され、ホイ一ル式油圧ショベルが走行する。

メインポンプ 1 1の傾転量はポンプレギユレ一夕 1 1 Aにより調整される。ポンプレギユレ一夕 1 1 Aはトルク制限部を備え、このトルク制限部にポンプ吐出圧力がフィードパックされ、馬力制御が行なわれる。馬力制御とは、ポンプ吐出圧力とポンプ押除け容積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、ポンプ押除け容積を制御するものである。また、レギユレ一夕 1 1 Aには最大傾転制限部が設けられ、この最大傾転制限部によりメインポンプ 1 1の最大流量が決定される。

コントロールパルプ 1 2はパイ口ット回路からの走行パイ口ット圧によってその切換方向とストロ一ク量が制御され、このストロ一ク量を調節することにより車両の走行速度を制御することができる。パイロット回路は、パイロットポンプ 2 1 と、アクセルペダル 2 2の踏込みに応じてパイロット 2次圧力を発生する一対の走行パイ口ットバルブ 2 3 A , 2 3 Bと、このパイ口ットバルブ 2 3 A , 2 3 Bに後続し、パイロットバルブ 2 3 A , 2 3 Bへの戻り油を遅延する一対のスロ一リタ一ンバルブ 2 4 A , 2 4 Bと、走行パイ口ッ卜圧の発生を許容または禁止する —対の電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bとを有する。

アクセルペダル 2 2はその前側の踏み込み操作（前踏み）および後側の踏み込み操作（後踏み）によりそれぞれ前方向および後方向へ回動可能である。ァクセルペダル 2 2の前踏み操作によりパイロットバルブ 2 3 Aが駆動され、後踏み操作によりパイロットバルブ 2 3 Bが駆動される。パイロットバルブ 2 3 A , 2 3 B の駆動によりアクセルペダル 2 2の操作量に応じたパイ口ット圧が発生する。このパイ口ット圧はアクセルペダル 2 2の操作信号 P f , P rとして圧力センサ 4 1 A , 4 1 Bで検出される。エンジン 1 0のガバナは図示しないパルスモータに接続され、パルスモータの回転によってガバナが駆動される。パルスモータの回転はアクセルペダル 2 2の操作量に応じて制御される。これによりアクセルペダル 2 2の操作量の増加に伴いエンジン回転数は増加し、操作量の減少に伴いエンジン回転数は減少する。ァクセルペダル 2 2の操作をやめるとエンジン回転数はアイドル回転数となる。なお、アクセルペダル 2 2の操作量に拘わらずエンジン回転数一定としてもよい。走行モータ 5は自己圧傾転制御機構を備えており、駆動圧が高圧になるにつれ容量を大きくし低速，高トルクで駆動し、駆動圧が低圧になるにつれ容量を小さくし高速 · 低トルクで駆動する。なお、モータ駆動圧が比較的低い所定範囲においては、モー夕駆動圧が変動してもモータ容量を変化させずに最小容量を保持するようにし、モー夕駆動圧が前記所定範囲を超えて大きくなると、駆動圧の増加に伴ってモータ容量を大きくするようにしている。これにより、モータ駆動圧が比較的低い平地走行時、降板走行時において、モー夕駆動圧の変動による走行速度変化を抑え、モー夕駆動圧が大きい加速時、登板走行時に高トルクが得られる。駆動圧はブレーキパルプ 1 4内のシャトル弁 1 6から走行モータ 5のコント口一ルピストン 1 7，サーボピストン 1 8に作用する。

電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bが図示のように位置 aに切り換えられた状態で例えばアクセルペダル 2 2を前踏み操作すると、コントロールバルブ 1 2の一方のパイロットポートにメインポンプ 2 1からのパイ口ット圧が作用し、そのパイロット圧に応じてコントロールバルブ 1 2は F位置に切り換えられる。この切換によりメインポンプ 1 0からの吐出油がコントロールバルブ 1 2 , センタージョイント 1 5 , ブレーキバルブ 1 4を経由して走行モータ 5に導かれるとともに、カウンタバランスバルブ 1 3にパイ口ット圧として作用し、力ゥンタバランスバルブ 1 3が中立位置から切り換わる。その結果、走行モータ 5が駆動され、ホイール式油圧ショベルが前進走行する。

このときアクセルペダル 2 2の操作をやめると、パイロットバルブ 2 3 Aがパイロットポンプ 2 1からの圧油を遮断し、その出口ポートがタンクと連通される。その結果、コントロールバルブ 1 2のパイ口ットポートに作用していた圧油がスローリターンバルブ 2 4 A , パイロットバルブ 2 3 Aを介してタンクに戻る。このとき、スローリターンパルプ 2 4 A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 1 2は徐々に中立位置に切り換わる。コントロールバルブ 1 2が中立位置に切り換わるとメインポンプ 1 1からの吐出油はタンクへ戻り、走行モ一夕 5への駆動圧油の供給が遮断され、カウンタバランスパルプ 1 3も図示の中立位置に切り換わる。

この場合、車体は慣性力により走行を続け、走行モータ 5はモータ作用からポンプ作用に変わり、図中 Bポート側が吸入、 Aポート側が吐出となる。走行モー夕 5からの圧油は、カウンタバランスバルブ 1 3の中立位置の絞り（中立絞り）により絞られるため、カウンタバランスバルブ 1 3と走行モータ 5との間の圧力が上昇して走行モ一夕 5にブレーキ圧として作用する。これにより走行モータ 5 はブレーキトルクを発生し車体を制動させる。また、このとき走行モ一夕 5の駆動圧（Bポート側圧力）が減少するため、モータ 5が最小容量状態以外にあるときは、モー夕容量が低下し、最小容量状態にあるときは、その状態を保持する。これにより走行モー夕 5の回転に必要な吸入油量も減少する。ポンプ作用中に吸入油量が不足すると、走行モータ 5にはメイクアップポート 1 9より油量が補充される。ブレーキ圧はリリーフバルブ 2 0 A , 2 0 Bにより、その最高圧力が規制される。リリーフバルブ 2 O A , 2 0 Bの戻り油は走行モータ 5の吸入側に導かれる。

これに対し、アクセルペダル 2 2の前踏み操作による車両走行中にアクセルべダル 2 2を後踏み操作（逆操作）すると、上述したのと同様、車体の慣性力により走行モータ 5が駆動され、走行モータ 5はモータ作用からポンプ作用となる。このときアクセルペダル 2 2の逆操作によりコントロールパルプ 1 2が R位置に切り換わると、メインポンプ 1 1により Aポート側に発生する駆動圧によって力ゥン夕バランスバルブ 1 3も図中右側位置に切り換わり、ポンプ作用をなす走行モータ 5の吐出圧油とメインポンプ 1 1から吐出する圧油とによって Aポート側管路の圧力が一気に上昇する。これによりアクセルペダル 2 2を逆操作したときの Aポート側の管路圧力（モータ駆動圧）は増加し、シャトル弁 1 6によりその高圧油がピストン 1 7 , 1 8に導かれてモータ容量が大きくなり、走行モータ 5 の回転に必要な吸入油量も増加する。その結果、走行モータ 5への補充油量が不足し、キヤビテーシヨンが発生するおそれがある。これを防止するため、本実施の形態では以下のように電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bを制御する。

図 3は、電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bを制御する制御回路のブロック図である。 C P Uなどで構成されるコントローラ 4 0には、圧力スィッチ 4 1 A , 4 1 Bと、走行モータ 5の回転数を検出する回転数センサ 4 2とが接続されている。これらからの入力信号に基づいてコントローラ 4 0内では所定の処理を実行し、電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bに制御信号を出力する。また、電磁切換弁 2 5には中立スィツチ 4 3が接続されている。中立スィッチ 4 3をオンするとコントローラ 4 0からの制御信号に優先して電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bをそれぞれ b位置に切り換える。図 4は、コントローラ 4 0内での処理の一例を示すフローチャートである。まず、ステツプ S 1で回転数センサ 4 2で検出した走行モータ 5の回転数 Nが予め定めた基準回転数 N 1以下か否かを判定する。これはキヤビテーションの発生を判断するためのものである。すなわち、走行モータ 5の回転数が大きいほど車両の慣性力が増加するため、アクセルペダル 2 2を逆操作したときの走行モータ 5 への必要吸入油量が大きくなり、キヤビテ一シヨンが発生しやすくなる。そこで、ステップ S 1ではキヤビテーションの発生が問題となるような走行モー夕 5の回転数を予め基準回転数 N 1 (例えば 1 0 0 O r. P. m. ) として設定し、この回転数 N 1 と実回転数 Nを比較する。

ステップ S 1でモータ回転数 Nが基準回転数 N 1より大きいと判定されるとステツプ S 2に進み、フラグの値を判定する。フラグは初期状態では 0にセットされ、モータ回転数 Nが基準回転数 N 1を超えると 1にセットされる。ステップ S 2でフラグ 0と判定されるとステツプ S 3に進み、フラグ 1 と判定されるとリタ —ンする。ステップ S 3では圧力スィツチ 4 1 Aからの信号によりアクセルぺダル 2 2が前踏み操作されたか否かを判定する。ステップ S 3が肯定されるとステップ S 4に進み、電磁切換弁 2 5 Bのソレノイドに制御信号を出力し、電磁切換弁 2 5 Bを位置 bに切り換える。次いで、ステップ S 5でフラグを 1にセットし、リターンする。

一方、ステップ S 3が否定されるとステップ S 6に進み、圧力スィッチ 4 1 B からの信号によりアクセルペダル 2 2が後踏み操作されたか否かを判定する。ステツプ S 6が肯定されるとステップ S 7に進み、否定されるとリターンする。ステツプ S 7では、電磁切換弁 2 5 Aのソレノィドに制御信号を出力して電磁切換弁 2 5 Aを位置 bに切り換え、ステップ S 5に進む。

ステップ S 1でモー夕回転数 Nが基準回転数 N 1以下と判定されるとステップ S 8に進む。ステップ S 8では電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bのソレノイドに制御信号を出力して電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bをそれぞれ位置 aに切り換える。次いで、ステツプ S 9でフラグを 0にセットし、リターンする。

以上のように構成した第 1の実施の形態の特徴的な動作を説明する。

中立スィツチ 4 3がオンされると、電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bが位置 bに切り換えられ、コントロールバルブ 1 2へのパイロット圧がカットされる。したがって、アクセルペダル 2 2を操作してもメインポンプ 1 1からの圧油が走行モータ 5へは導かれず、車両の前後進は不可能である。

中立スィッチ 4 3がオフされると、コントローラ 4 0からの制御信号に応じて電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bが切り換えられる。車両停止状態ではモータ回転数 N = 0であるため、電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bは位置 aに切り換えられ、フラグは 0にセットされる（ステップ S 8 ,ステップ S 9 ) 。この状態でトランスミッション 7 をローまたはハイに切り換え、アクセルペダル 2 2を前踏み操作するとコント口 —ルバルブ 1 2が F位置に切り換わり、メインポンプ 1 1からの圧油が Bポート側管路に導かれる。これにより走行モータ 5が駆動され、車両が前進走行を開始する。

走行モー夕 5の回転数が基準回転数 N 1を超えると電磁切換弁 2 5 Bは位置 b に切り換えられ、フラグが 1にセットされる（ステップ S 4 ,ステップ S 5 ) 。これによりコントロールバルブ 1 2のパイ口ットポートは電磁切換弁 2 5 Bを介してタンクに連通される。ここで、アクセルペダル 2 2を逆操作（後踏み操作）するとパイ口ットポンプ 2 1からの圧油は電磁切換弁 2 5 Bにより遮断されるためコント口一ルバルブ 1 2へのパイ口ット圧の供給は阻止され、コントロールバルブ 1 2は N位置に切り換わる。そのため、アクセルペダル 2 2の操作をやめた状態のようにカウンタバランスバルブ 1 3により Aポート側管路にブレーキ圧が発生し、車両は慣性力で前進するが油圧ブレーキ力が作用してモータ回転数が減速する。その結果、通常の減速動作のようにモータ駆動圧が低下し、シャトル弁 1 6からピストン 1 7 , 1 8に導かれる駆動圧は小さくなり、モータ容量の増加は阻止される。これによりモータ必要吸入油量の増加が抑えられ、キヤビテーシヨンの発生を防止することができる。この状態はモータ回転数 Nが基準回転数 N 1以下になるまで続行される。

モータ回転数が基準回転数 N 1以下になると電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bはそれぞれ位置 aに切り換えられる（ステップ S 8 ) 。これによりコントロールバルブ 1 2にパイロット圧が作用し、コントロールバルブ 1 2は R位置に切り換わり、メインポンプ 1 1からの圧油が Aポート側管路に導かれる。その結果、ピストン 1 7 , 1 8に導かれる駆動圧が大きくなり、モータ容量が増加する。この場合、ァクセルペダル 2 2の逆操作によりモータ容量が増加するが、モー夕回転数 Nが低いため、走行モータ 5の必要吸入油量はさほど大きくならず、吸入油量の不足はメイクアップポート 1 9からの補充で十分に解消できる。

このようにモータ回転数が基準回転数 N 1以下の場合に、アクセルペダル 2 2 の逆操作によるモータ容量の増加を許容すれば、走行モータ 5の停止直後に走行モータ 5を高トルクで逆回転することができる。その結果、走行モータ 5の停止後にアクセルペダル 2 2を後踏み操作する場合に比べ、車両進行方向の切換を効率よく行うことができる。

なお、アクセルペダル 2 2の後踏み操作による車両走行時にアクセルペダル 2 2を逆操作（前踏み操作）した場合もモータ容量は同様に変化する。

このように第 1の実施の形態では、走行パイロット回路に電磁切換弁 2 5 A, 2 5 Bを設け、走行モータ 5の回転数が基準回転数 N 1より大きいとき、アクセルペダル 2 2の逆操作による走行パイ口ット圧の発生を阻止するようにした。これによりコントロールパルプ 1 2が中立位置に切り換えられてモータ容量の増加が阻止され、キヤビテ一シヨンの発生が防止される。また、走行モータ 5の回転数が基準回転数 N 1以下になると、アクセルペダル 2 2の逆操作による走行パイ口ット圧の発生を許容するようにしたので、低速状態では前後進の切換を効率よく行うことができる。電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bを走行パイ口ット回路に設けるので、低圧用の電磁切換弁とすることができ、安価な油圧回路とすることができる。ァクセルペダル 2 2の逆操作時にコントロールバルブ 1 2が中立位置に切り換えられるので、メインポンプ 1 1からの吐出油が走行モータ 5の駆動回路に導かれず、ポンプ 1 1に余計な負荷をかけることがない。走行の中立状態を指令する中立スイッチ 4 3を設け、中立状態が指令されているときコントローラ 4 0の制御により電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bが切り換わらないようにしたので、安定した走行の中立状態を維持できる。

一第 2の実施の形態一

図 5を参照して本発明の第 2の実施の形態を説明する。

図 5は第 2の実施の形態に係わるホイール式油圧ショベルの走行油圧回路図である。なお、図 2と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

第 1の実施の形態では走行パイロット回路に一対の電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bを設けたが、第 2の実施の形態ではさらにコントロールバルブ 1 2とブレーキバルブ 1 4の間に一対の電磁切換弁 2 6 A , 2 6 Bを設ける。そして後述するように電磁切換弁 2 6 A , 2 6 Bを切り換えることで、第 1の実施の形態と異なり走行パイロット圧の発生自体を許容した状態で、メインポンプ 1 1からブレーキバルブ 1 4への圧油の流れを許容または阻止する。

電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bはコントローラ 4 0には接続されず中立スィツチ 4 3 のみに接続され、中立スィッチ 4 3の操作に応じて切り換えられる。すなわち電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bは中立スィツチ 4 3のオン操作によりそれぞれ位置 bに切り換えられ、オフ操作によりそれぞれ位置 aに切り換えられる。

電磁切換弁 2 6 A , 2 6 Bはコントローラ内 4 0での処理によって第 1の実施の形態と同様に切り換えられる。すなわちアクセルペダル 2 2の前踏み操作によりモータ回転数 Nが基準回転数 N 1を超えると電磁切換弁 2 6 Bが位置 bに切り換えられ、アクセルペダル 2 2の後踏み操作によりモータ回転数 Nが基準回転数 N 1を超えると電磁切換弁 2 6 Aが位置 bに切り換えられる。アクセルペダル 2 2 の逆操作時にモータ回転数 Nが基準回転数 N 1以下になると電磁切換弁 2 6 A , 2 6 Bはそれぞれ位置 aに切り換えられる。

第 2の実施の形態において、アクセルペダル 2 2の前踏み操作によりモータ回転数が基準回転数 N 1を超えた状態でアクセルペダル 2 2を後踏み操作により逆操作すると、コントロールバルブ 1 2にパイロット圧が作用し、コントロールパルブ 1 2は位置 Fから位置 Rに切り換わる。このとき電磁切換弁 2 6 Bは位置 b に切り換えられるため、メインポンプ 1 1からの圧油はブレーキバルブ 1 4へは供給されず、カウンタパランスパルプ 1 3は中立位置を保ち、上述と同様、通常の減速動作と同様に作用して、モータ駆動圧が低下する。その結果、モー夕容量の増加が抑えられ、キヤビテーションの発生を防止することができる。

アクセルペダル 2 2の逆操作時にモータ回転数 Nが基準回転数 N 1以下になると電磁切換弁 2 6 A , 2 6 Bが位置 aに切り換えられため、メインポンプ 1 1からの圧油がブレーキバルブ 1 4へ導かれる。その結果、モー夕駆動圧が増加し、モ —夕容量が大きくなる。このときモータ回転数 Nは低速のため、キヤビテーションの発生は問題とならず、前後進の切換を効率よく行える。

このように第 2の実施の形態では、コントロールバルブ 1 2とブレーキバルブ 1 4の間に電磁切換弁 2 6 A , 2 6 Bを設け、走行モータ 5の回転数が基準回転数 N 1より大きいときはアクセルペダル 2 2の逆操作によるブレーキバルブ 1 4への圧油の供給を阻止し、許容基準回転数 N 1以下では圧油の供給を許容するようにした。これによりキヤピテーションの発生を効果的に防止することができる。一第 3の実施の形態一

図 6〜図 8を参照して本発明の第 3の実施の形態を説明する。

図 6は第 3の実施の形態に係わるホイール式油圧ショベルの走行油圧回路図である。なお、図 2と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

第 3の実施の形態が 1の実施の形態と異なるのは走行パイ口ット回路の構成である。すなわち、第 1の実施の形態では一対のパイロットバルブ 2 3 A , 2 3 Bとスローリタ一ン弁 2 4 A , 2 4 Bを設け、アクセルペダル 2 2の前踏みおよび後踏み操作によりパイ口ットバルブ 2 3 A , 2 3 Bをそれぞれ駆動するようにしたが、第 3の実施の形態では単一のパイロットバルブ 2 3とスローリターン弁 2 4を設け、アクセルペダル 2 2の操作によりパイ口ットバルブ 2 3を駆動する。

スローリターン弁 2 4には前後進切換弁 2 7が後続して設けられている。前後進切換弁 2 7はソレノイド 2 7 Fの励磁により位置 Fに切り換えられ、ソレノィド 2 7 Rの励磁により位置 Rに切り換えられ、ソレノィド 2 7 F , 2 7 Rの消磁により位置 Nに切り換えられる。アクセルペダル 2 2が踏み込まれた状態で前後進切換弁 2 7が位置 Fまたは Rに切り換えられるとコントロールバルブ 1 2のパイ口ットポートにパイ口ット圧が作用し、コントロールパルプ 1 2は Fまたは R位置に切り換わる。前後進切換弁 2 7が位置 Nに切り換えられるとコントロールバルブ 1 2にパイ口ット圧が作用することなく、コントロールバルブ 1 2は N位置に切り換わる。

図 7は前後進切換弁 2 7を制御する制御回路のブロック図である。なお、図 3 と同一の箇所には同一の符号を付す。コントローラ 5 0には回転数センサ 4 2と、前後進切換スィツチ 5 1 とが接続されている。前後進切換スィツチ 5 1は運転室 3に設けられ、 F、 N、 Rのいずれかに操作されて車両の前進、後進、中立の指令を出力する。前後進切換スィツチの F接点はリレー 5 2を介して前後進切換弁 2 7のソレノイド 2 7 Fに接続され、 R接点はリレ一 5 3を介してソレノィド 2 7 Rに接続されている。コントローラ 5 0は以下のような処理を実行し、リレー 5 2 , 5 3のコイルに制御信号を出力する。

図 8は、コントローラ 5 0内での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図 4と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では相違点を主に説明する。ステップ S 2でフラグ 0と判定されるとステップ S 1 4に進み、前後進切換スィツチ 5 1の位置が Fか否かを判定する。ステツプ S 1 4が肯定されるとステツプ S 1 5に進み、リレー 5 3のコイルを通電する。これによりリレー 5 3が接点 b 側に切り換えられ、ソレノイド 2 7 Rが励磁されることを阻止する。ステップ S 1 4が否定されるとステップ S 1 7に進み、前後進切換スィッチ 5 1の位置が R か否かを判定する。ステップ S 1 7が肯定されるとステップ S 1 8に進み、リレ - 5 2のコイルを通電する。これによりリレ一 5 2が接点 b側に切り換えられ、ソレノィド 2 7 Fが励磁されることを阻止する。スィツチ 5 1の位置が Nのとき、ステップ S 1 7が否定されてリターンする。

ステップ S 1でモータ回転数が基準回転数 N 1以下と判定されるとステップ S 1 9に進む。ステップ S 1 9ではリレー 5 2 , 5 3のコイルへの通電を停止する。これによりリレー 5 2 , 5 3が接点 a側に切り換えられる。

このように構成した第 3の実施の形態において、例えば車両停止状態で前後進切換スィッチ 5 1を Fに操作し、アクセルペダル 2 2を踏み込み操作すると、リレー 5 2 , 5 3が位置 aに切り換えられ、ソレノイド 2 7 Fが励磁される（ステツプ S 1 9 ) 。これにより前後進切換弁 2 7は位置 Fに切り換えられ、コント口一ルバルブ 1 2にパイ口ット圧が作用し、コントロールバルブ 1 2は F位置に切り換わる。この切換によりメインポンプ 1 1からの圧油が走行モータ 5に導かれ、車両が前進走行を開始する。

走行モータ 5の回転数が基準回転数 N 1 を超えるとリレー 5 3は位置 bに切り換えられ、ソレノイド 2 7 Rへの通電が阻止される（ステップ S 1 5 ) 。この状態で前後進切換スィツチ 5 1を Rに操作、すなわちスィツチ 5 1を逆操作してもソレノイド 2 7 Rは励磁されず、前後進切換弁 2 7は位置 Nに切り換えられる。これにより走行パイ口ット圧の発生が阻止され、コントロールバルブ 1 2は中立位置に切り換わり、カウン夕パランスバルブ 1 3も中立位置になって通常のブレーキ作用によりモ一夕駆動圧が低下してモータ容量の増加は阻止される。

上述したように前後進切換スィツチ 5 1を Rに操作したとき、走行モータ 5の回転数が基準回転数 N 1以下になるとリレー 5 3は位置 aに切り換えられ、ソレノイド 2 7 Rが励磁される（ステップ S 1 9 ) 。これにより前後進切換弁 2 7が位置 Rに切り換えられ、コントロールバルブ 1 2が R位置に切り換わる。したがつてモータ駆動圧が増加し、モータ容量が大きくなるが、モータ回転数 Nが低いためキヤビテーシヨンは発生しない。

このように第 3の実施の形態では、走行パイ口ット回路にスィツチ操作によつて切換可能な前後進切換弁 2 7を設け、走行モータ 5の回転数が基準回転数 N 1 より大きいときは、スィッチ 5 1の逆操作による前後進切換弁 2 7の切換を禁止して走行パイ口ット圧の発生を阻止するようにした。これによりモータ容量が大きくなることが阻止され、キヤビテーションの発生を防止することができる。一第 4の実施の形態—

図 9〜図 1 1を参照して本発明の第 4の実施の形態を説明する。

図 9は第 4の実施の形態に係わるホイール式油圧ショベルの走行油圧回路図である。なお、図 2と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

第 1の実施の形態では走行パイ口ット管路に一対の電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bを設けたが、第 4の実施の形態ではさらにシャトル弁 1 6からコントロールビストン 1 7 ,サーポピストン 1 8への駆動圧供給管路に電磁切換弁 2 8を設ける。図 9に示すように電磁切換弁 2 8が位置 aに切り換えられるとビストン 1 7 , 1 8には駆動圧が導かれ、モータ容量は駆動圧に応じた値になる。電磁切換弁 2 8が位置 bに切り換えられるとシャトル弁 1 6からピストン 1 7， 1 8への駆動圧の供給は阻止され、モータ容量は最小となる。なお、電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bはコントローラ 6 0には接続されず、第 2の実施の形態と同様、中立スィッチ 4 3の操作により切り換えられる。

図 1 0は、電磁切換弁 2 8を制御する制御回路のブロック図である。なお、図 3と同一の箇所には同一の符号を付す。コントローラ 6 0には回転数センサ 4 2 と、圧力スィッチ 4 1 A , 4 1 Bとが接続されている。コントローラ 6 0はこれらからの入力信号に応じて以下のような処理を実行し、電磁切換弁 2 8のソレノィドに制御信号を出力する。

図 1 1は、コントローラ 6 0内での処理の一例を示すフローチヤ一トである。なお、図 4と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。ステツプ S 1が否定されるとステツプ S 2 1に進み、 Fフラグの値を判定する。 Fフラグはアクセルペダル 2 2の前踏み操作によりモータ回転数が基準回転数 N 1を超えると 1にセットされる (ステップ S 2 4 ) 。ステップ S 2 1で F フラグ 0と判定されるとステップ S 2 2に進み、 Rフラグの値を判定する。 Rフラグはアクセルペダル 2 2の後踏み操作によりモータ回転数が基準回転数 N 1を超えると 1にセットされる (ステップ S 2 6 ) 。ステップ S 2 2で Rフラグ 0と判定されるとステップ S 2 3に進む。

ステップ S 2 3では、圧力スィツチ 4 1 Aからの信号によりアクセルペダル 2 2が前踏み操作されたか否かを判定する。ステップ S 2 3が肯定されるとステツプ S 2 4に進み、 Fフラグを 1にセットし、リターンする。ステップ S 2 3が否定されるとステップ S 2 5に進み、圧力スィッチ 4 1 Bからの信号によりァクセルペダル 2 2が後踏み操作されたか否かを判定する。ステップ S 2 5が肯定されるとステップ S 2 6に進み、否定されるとリターンする。ステップ S 2 6では R フラグを 1にセットし、リターンする。

ステップ S 2 1で Fフラグ = 1 と判定されるとステツプ S 2 7に進み、圧カスイッチ 4 1 Bからの信号によりアクセルペダル 2 2が後踏み操作されたか否かを判定する。ステップ S 2 7が肯定されるとステップ S 2 9に進み、電磁切換弁 2 8のソレノィドに制御信号を出力して電磁切換弁 2 8を位置 bに切り換える。ステツプ S 2 7が否定されるとステツプ S 3 0に進み、電磁切換弁 2 8のソレノィドに制御信号を出力して電磁切換弁 2 8を位置 aに切り換える。

一方、ステップ S 2 2で Rフラグ = 1 と判定されるとステップ S 2 8に進み、圧力スィツチ 4 1 Aからの信号によりアクセルペダル 2 2が前踏み操作されたか否かを判定する。ステップ S 2 8が肯定されるとステップ S 2 9に進み、否定されるとステツプ S 3 0に進む。

ステップ S 1でモータ回転数 Nが基準回転数 N 1以下と判定されるとステップ S 3 1に進む。ステップ S 3 1では電磁切換弁 2 8のソレノイドに制御信号を出力して電磁切換弁 2 8を位置 aに切り換える。次いで、ステップ S 3 2で Fフラグを 0にセットし、ステップ S 3 3で Rフラグを 0にセットする。

このように構成した第 4の実施の形態において、例えばアクセルペダル 2 2を前踏み操作すると、コントロールバルブ 1 2は F位置に切り換えられ、メインポンプ 1 1からの圧油によって走行モー夕 5が回転する。このとき前述した処理 (ステップ S 3 1 ) により電磁切換弁 2 8が位置 aに切り換えられ、ピストン 1 7 , 1 8に駆動圧が導かれ、モータ容量は駆動圧に応じた値となる。

ここでモー夕回転数が基準回転数 N 1を超えると Fフラグが 1にセットされるが（ステップ S 2 4 ) 、アクセルペダル 2 2が逆操作されない限り電磁切換弁 2 8は位置 aに切り換えられたままである（ステップ S 3 0 ) 。この状態でァクセルペダル 2 2を逆操作すると電磁切換弁 2 8は位置 bに切り換えられる（ステツプ S 2 9 ) 。これによりピストン 1 7 , 1 8への駆動圧の供給が断たれ、モータ容量は最小となり、キヤビテ一ションの発生が防止される。

アクセルペダル 2 2の逆操作時にモータ回転数が基準回転数 N 1以下になると電磁切換弁 2 8は位置 aに切り換えられる（ステップ S 3 1 ) 。これによりビストン 1 7 , 1 8に駆動圧が供給され、モータ容量が増加する。

このように第 4の実施の形態では、シャトル弁 1 6からピストン 1 7、 1 8への駆動圧供給管路に電磁切換弁 2 8を設け、走行モータ 5の回転数が基準回転数 N 1より大きいときにアクセルペダル 2 2を逆操作した場合は、ピストン 1 7 , 1 8への駆動圧の供給を禁止し、モータ容量が増加しないようにした。これにより、キヤビテーションの発生を防止することができる。

なお、以上では、走行モータ 5の回転数に応じてモータ容量の増加を許容、禁止するようにしたが、車両の慣性力はモー夕回転数だけでなく路面の勾配や車重とも相関関係を有する。したがって、キヤビテーシヨンの発生を精度よく防止するためにはこれらを考慮して基準回転数 N 1を設定することが好ましい。

路面の勾配を考慮する場合には、例えば車両に傾斜センサを搭載して路面の勾配を検出し、図 1 2に示すように傾斜角が大きいほど、すなわち慣性力が大きいほど基準回転数 N 1を小さく設定すればよい。

車重を考慮する場合には、例えば予め定めた図 1 3 ( a ) に示すような関係を用いて降坂走行時の傾斜角に応じた走行モータ 5の目標回転数 N Aを演算する。そして、図 1 3 ( b ) に示すような関係により目標回転数 N Aと実回転数 Nとの差が大きいほど車重が重いと判断し、車重が重いほど基準回転数 N 1を小さく設定すればよい。

走行モータ 5の回転数を検出するのではなく、モー夕回転数と相関関係を有する物理量を検出してもよい。例えばトランスミッション 7の出力軸の回転数を検出し、この検出値が基準回転数 N 1を超えるか否かにより電磁切換弁 2 5 A , 2 5 B , 2 6 A , 2 6 B , 2 8やリレー 5 2 , 5 3を切り換えるようにしてもよい。この場合、ギヤの変速比に応じて出力軸の基準回転数 N 1を設定すればよい。すなわちギヤがロー（変速比大）のときはギヤがハイ（変速比小）のときより基準回転数を低く設定すればよい。

アクセルペダル 2 2の前踏み、後踏み操作あるいはアクセルペダル 2 2と前後進切換スィッチ 5 1の操作により前進走行、後進走行を指令するようにしたが、他の操作部材（例えばレバー）によりと指令してもよい。圧力スィツチ 4 1 A , 4 1 Bまたは前後進切換スィツチ 5 1によりアクセルぺダル 2 2の逆操作を検出するようにしたが、アクセルペダル 2 2の逆操作はリミットスィツチなどにより検出することもできる。

上記実施の形態では、モータ回転数が基準回転数 N 1を超えると電磁切換弁 2 5 A , 2 5 Bなどをオンオフ的に切り換えるようにしたが、モータ回転数に応じて徐々に切り換えるようにしてもよい。

走行モータ 5の自己圧傾転制御機構としてモータ駆動圧が比較的低い所定の範囲でモー夕容量を最小容量で保持するようにしたが、所定の範囲を設けず、モー夕駆動圧に応じてモータ容量を変更するようにしてもよい。産業上の利用の可能性

以上では、ホイール式油圧ショベルを例に挙げて説明したが、ホイールローダ、トラッククレーン等の建設機械、その他の油圧駆動車両にも本発明を適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 油圧ポンプと、

前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量式の走行用油圧モータと、前記油圧モータの駆動圧に応じて前記油圧モータの容量を変更するモータ容量制御手段と、

車両の前進走行および後進走行を指令する操作部材と、

前記操作部材の操作に応じて駆動し、前記油圧ポンプから前記油圧モー夕への圧油の流れを制御する制御手段と、

車両進行方向とは逆側への前記操作部材の逆操作を検出する逆操作検出手段と、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると、前記油圧モ

—夕のキヤビテ一ションの発生を防止するように動作するキヤビテ一ション防止手段とを備えることを特徴とする油圧駆動車両。

2 . 請求項 1に記載の油圧駆動車両において、

前記キヤビテーション防止手段は、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると前記油圧モータの容量の増加を阻止する容量制御回路である。

3 . 請求項 1に記載の油圧駆動車両において、

前記キヤビテーション防止手段は、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると、前記操作部材による操作信号を遮断する操作信号制御回路である。

4 . 請求項 1に記載の油圧駆動車両において、

前記キヤビテーション防止手段は、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを遮断する遮断制御回路である。

5 . 請求項 1に記載の油圧駆動車両において、

前記キヤビテーション防止手段は、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると前記油圧モータの容量制御する駆動圧を低減するモ一タ容量制御駆動圧低減回路である。

6 . 請求項 1 ~ 5のいずれか 1項記載の油圧駆動車両において、

前記油圧モー夕の回転数と相関関係を有する物理量を検出する回転数検出手段を備え、

前記キヤビテーション防止手段は、前記回転数検出手段により検出される物理量が基準値を越え、かつ、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されるとキヤビテーションの発生を防止するように動作する。

7 . 請求項 6に記載の油圧駆動車両において、

前記物理量は車速であり、変速比が大きいほど前記基準値を小さく設定する。

8 . 請求項 6に記載の油圧駆動車両において、

車両に作用する慣性力を検出する慣性力検出手段を有し、

検出された慣性力が大きいほど前記基準値を小さく設定する。

9 . 請求項 8に記載の油圧駆動車両において、

前記慣性力検出手段は、路面の旬配を検出し、勾配が急なほど前記基準値を小さく設定する。

1 0 . 請求項 8に記載の油圧駆動車両において、

前記慣性力検出手段は、車重を検出し、車重が重いほど前記基準値を小さく設定する。