JP2003094971A - 油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置 - Google Patents
油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置Info
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- JP2003094971A JP2003094971A JP2001296683A JP2001296683A JP2003094971A JP 2003094971 A JP2003094971 A JP 2003094971A JP 2001296683 A JP2001296683 A JP 2001296683A JP 2001296683 A JP2001296683 A JP 2001296683A JP 2003094971 A JP2003094971 A JP 2003094971A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複雑なセンサが不要で、走行状況に応じて2W
Dから4WDまで自動で切り換え可能な油圧駆動車両の
前後輪駆動力配分制御装置を提供する。 【解決手段】走行モータ7の回転はトランスミッション
8、プロペラシャフト9およびアクスル10fを介して
タイヤ11fに伝達される。リヤ側に設けられた電磁ク
ラッチ30は、入力された電圧に応じてクラッチ伝達ト
ルクを変動させ、前後輪11f、11rに駆動力を配分
する。走行モータ7の入口圧Pinおよび出口圧Pou
tを検出し、それらの差圧をモータ有効圧Pmとして走
行モータ7の駆動トルク推定に用いる。モータ有効圧P
mがしきい値P1を超えるとクラッチ伝達トルクを発生
させ、駆動トルクの大きい状況では4輪駆動走行を行う
よう前後輪駆動力配分の制御を行う。
Dから4WDまで自動で切り換え可能な油圧駆動車両の
前後輪駆動力配分制御装置を提供する。 【解決手段】走行モータ7の回転はトランスミッション
8、プロペラシャフト9およびアクスル10fを介して
タイヤ11fに伝達される。リヤ側に設けられた電磁ク
ラッチ30は、入力された電圧に応じてクラッチ伝達ト
ルクを変動させ、前後輪11f、11rに駆動力を配分
する。走行モータ7の入口圧Pinおよび出口圧Pou
tを検出し、それらの差圧をモータ有効圧Pmとして走
行モータ7の駆動トルク推定に用いる。モータ有効圧P
mがしきい値P1を超えるとクラッチ伝達トルクを発生
させ、駆動トルクの大きい状況では4輪駆動走行を行う
よう前後輪駆動力配分の制御を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホイールショベル
などの油圧駆動車両において、前後輪の駆動トルク配分
を制御する油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置に
関する。
などの油圧駆動車両において、前後輪の駆動トルク配分
を制御する油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】前後輪の駆動トルク配分を制御する装置
としては、例えば特開2000−343974号公報に
開示されているものがある。この駆動力配分制御装置
は、前後左右輪回転センサ、アクセル開度センサおよび
エンジン回転センサを用いた4輪駆動車の駆動力配分制
御装置であり、これらのセンサによって検出される検出
値に基づいて目標とする伝達トルクを設定している。ま
た、アクセル開度センサで検出されるアクセル開度から
駆動トルクが低トルクであるかどうかを推定し、低トル
クの場合には、4輪駆動車の大きな問題点であるタイト
コーナーブレーキング現象(旋回時、前後輪の平均旋回
半径差を原因として直結駆動系に制動トルクが生じる現
象)が発生しやすい極低車速域において2輪駆動側のト
ルク配分比となるように制御するものである。
としては、例えば特開2000−343974号公報に
開示されているものがある。この駆動力配分制御装置
は、前後左右輪回転センサ、アクセル開度センサおよび
エンジン回転センサを用いた4輪駆動車の駆動力配分制
御装置であり、これらのセンサによって検出される検出
値に基づいて目標とする伝達トルクを設定している。ま
た、アクセル開度センサで検出されるアクセル開度から
駆動トルクが低トルクであるかどうかを推定し、低トル
クの場合には、4輪駆動車の大きな問題点であるタイト
コーナーブレーキング現象(旋回時、前後輪の平均旋回
半径差を原因として直結駆動系に制動トルクが生じる現
象)が発生しやすい極低車速域において2輪駆動側のト
ルク配分比となるように制御するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような駆動力配分制御装置においては、各種センサか
らの検出値に基づいて前輪と後輪に伝達されるトルク配
分比を制御するため、複雑なセンサが必要となるという
問題がある。
たような駆動力配分制御装置においては、各種センサか
らの検出値に基づいて前輪と後輪に伝達されるトルク配
分比を制御するため、複雑なセンサが必要となるという
問題がある。
【0004】本発明は、複雑なセンサが不要で、走行状
況に応じて2WDから4WDまで自動で切換可能な油圧
駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置を提供することを
目的とする。
況に応じて2WDから4WDまで自動で切換可能な油圧
駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図
2,図3に対応づけて本発明を説明する。 (1)請求項1に記載された発明は、油圧駆動車両を走
行させる油圧モータ7と、油圧モータ7を駆動する油圧
ポンプ2と、油圧モータ7のモータ有効圧力を検出する
圧力検出器32,33と、油圧モータ7が発生する駆動
力を油圧駆動車両の前輪11f、後輪11rへ伝達する
動力伝達装置30と、動力伝達装置30により油圧駆動
車両の前輪11f、後輪11rへ伝達される駆動力を圧
力検出器32,33によって検出されるモータ有効圧力
に応じて制御する制御回路31とを備えることにより上
記目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
は、モータ有効圧力が高くなるほど、前輪11fおよび
後輪11rに伝達される駆動力の差を小さくするように
動力伝達装置30を制御することを特徴とする。 (3)請求項3の発明は、請求項2に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
は、モータ有効圧力がしきい値を越えると、モータ有効
圧力が高くなるほど前輪11fおよび後輪11rに伝達
される駆動力の差を小さくするように動力伝達装置30
を制御することを特徴とする。 (4)請求項4の発明は、請求項1に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、ステアリング
操舵角を検出する操舵角検出器35をさらに有し、制御
回路31Aは、モータ有効圧力と操舵角検出器35で検
出されたステアリング操舵角とに基づいて、動力伝達装
置30により油圧駆動車両の前輪11f、後輪11rへ
伝達される駆動力を制御することを特徴とする。 (5)請求項5の発明は、請求項4に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
Aは、モータ有効圧力が高くなるほど、前輪11fおよ
び後輪11rに伝達される駆動力の差が小さくなるよう
に動力伝達装置30を制御し、ステアリング操舵角が小
さくなるほど、前輪11fおよび後輪11rに伝達され
る駆動力の差が小さくなるように動力伝達装置30を制
御することを特徴とする。 (6)請求項6の発明は、請求項5に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
Aは、モータ有効圧力がしきい値を越えると、モータ有
効圧力が高くなるほど、前輪11fおよび後輪11rに
伝達される駆動力の差が小さくなるように動力伝達装置
30を制御し、ステアリング操舵角が最大値からしきい
値に達するまで、ステアリング操舵角が小さくなるほ
ど、前輪11fおよび後輪11rに伝達される駆動力の
差が小さくなるように動力伝達装置30を制御すること
を特徴とする。 (7)請求項7に記載された発明は、油圧駆動車両を駆
動させる油圧モータ7と、 油圧モータ7を駆動させる
油圧ポンプ2と、油圧モータ7のモータ有効圧力を検出
する圧力検出器32,33と、ステアリング操舵角を検
出する操舵角検出器35と、油圧モータ7と油圧駆動車
両の後輪11rまたは前輪11fとの間に設けられ、油
圧モータ7が発生する駆動力を油圧駆動車両の前輪11
f、後輪11rへ伝達する動力伝達装置30と、圧力検
出器32,33で検出されるモータ有効圧力が高くなる
ほど、前輪11fおよび後輪11rに伝達される駆動力
の差が小さくなるように動力伝達装置30を制御し、操
舵角検出器35で検出されるステアリング操舵角が小さ
くなるほど、前輪11fおよび後輪11rに伝達される
駆動力の差が小さくなるように動力伝達装置30を制御
する制御回路31Aとを備えることにより上述した目的
を達成する。 (8)請求項8の発明は、請求項7に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
Aは、モータ有効圧力がしきい値を越えると、モータ有
効圧力が高くなるほど、前輪11fおよび後輪11rに
伝達される駆動力の差が小さくなるように動力伝達装置
30を制御し、ステアリング操舵角が最大値からしきい
値に達するまで、ステアリング操舵角が小さくなるほ
ど、前輪11fおよび後輪11rに伝達される駆動力の
差が小さくなるように動力伝達装置30を制御すること
を特徴とする。
2,図3に対応づけて本発明を説明する。 (1)請求項1に記載された発明は、油圧駆動車両を走
行させる油圧モータ7と、油圧モータ7を駆動する油圧
ポンプ2と、油圧モータ7のモータ有効圧力を検出する
圧力検出器32,33と、油圧モータ7が発生する駆動
力を油圧駆動車両の前輪11f、後輪11rへ伝達する
動力伝達装置30と、動力伝達装置30により油圧駆動
車両の前輪11f、後輪11rへ伝達される駆動力を圧
力検出器32,33によって検出されるモータ有効圧力
に応じて制御する制御回路31とを備えることにより上
記目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
は、モータ有効圧力が高くなるほど、前輪11fおよび
後輪11rに伝達される駆動力の差を小さくするように
動力伝達装置30を制御することを特徴とする。 (3)請求項3の発明は、請求項2に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
は、モータ有効圧力がしきい値を越えると、モータ有効
圧力が高くなるほど前輪11fおよび後輪11rに伝達
される駆動力の差を小さくするように動力伝達装置30
を制御することを特徴とする。 (4)請求項4の発明は、請求項1に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、ステアリング
操舵角を検出する操舵角検出器35をさらに有し、制御
回路31Aは、モータ有効圧力と操舵角検出器35で検
出されたステアリング操舵角とに基づいて、動力伝達装
置30により油圧駆動車両の前輪11f、後輪11rへ
伝達される駆動力を制御することを特徴とする。 (5)請求項5の発明は、請求項4に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
Aは、モータ有効圧力が高くなるほど、前輪11fおよ
び後輪11rに伝達される駆動力の差が小さくなるよう
に動力伝達装置30を制御し、ステアリング操舵角が小
さくなるほど、前輪11fおよび後輪11rに伝達され
る駆動力の差が小さくなるように動力伝達装置30を制
御することを特徴とする。 (6)請求項6の発明は、請求項5に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
Aは、モータ有効圧力がしきい値を越えると、モータ有
効圧力が高くなるほど、前輪11fおよび後輪11rに
伝達される駆動力の差が小さくなるように動力伝達装置
30を制御し、ステアリング操舵角が最大値からしきい
値に達するまで、ステアリング操舵角が小さくなるほ
ど、前輪11fおよび後輪11rに伝達される駆動力の
差が小さくなるように動力伝達装置30を制御すること
を特徴とする。 (7)請求項7に記載された発明は、油圧駆動車両を駆
動させる油圧モータ7と、 油圧モータ7を駆動させる
油圧ポンプ2と、油圧モータ7のモータ有効圧力を検出
する圧力検出器32,33と、ステアリング操舵角を検
出する操舵角検出器35と、油圧モータ7と油圧駆動車
両の後輪11rまたは前輪11fとの間に設けられ、油
圧モータ7が発生する駆動力を油圧駆動車両の前輪11
f、後輪11rへ伝達する動力伝達装置30と、圧力検
出器32,33で検出されるモータ有効圧力が高くなる
ほど、前輪11fおよび後輪11rに伝達される駆動力
の差が小さくなるように動力伝達装置30を制御し、操
舵角検出器35で検出されるステアリング操舵角が小さ
くなるほど、前輪11fおよび後輪11rに伝達される
駆動力の差が小さくなるように動力伝達装置30を制御
する制御回路31Aとを備えることにより上述した目的
を達成する。 (8)請求項8の発明は、請求項7に記載の油圧駆動車
両の前後輪駆動力配分制御装置において、制御回路31
Aは、モータ有効圧力がしきい値を越えると、モータ有
効圧力が高くなるほど、前輪11fおよび後輪11rに
伝達される駆動力の差が小さくなるように動力伝達装置
30を制御し、ステアリング操舵角が最大値からしきい
値に達するまで、ステアリング操舵角が小さくなるほ
ど、前輪11fおよび後輪11rに伝達される駆動力の
差が小さくなるように動力伝達装置30を制御すること
を特徴とする。
【0006】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【0007】
【発明の実施の形態】《第1の実施の形態》本発明によ
る油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置の一実施の
形態について、図面を用いて説明する。図1は、本発明
による前後輪駆動力配分制御装置を搭載したホイールシ
ョベルの側面図(一部断面図)である。
る油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置の一実施の
形態について、図面を用いて説明する。図1は、本発明
による前後輪駆動力配分制御装置を搭載したホイールシ
ョベルの側面図(一部断面図)である。
【0008】図1に示すように、ホイールショベルは、
走行体101と、旋回装置102を介して走行体101
の上部に旋回可能に連結された旋回体103とを有す
る。旋回体103にはブーム104A、アーム104
B、バケット104Cからなる作業用フロントアタッチ
メント104と運転室105とが設けられている。走行
体101には、シャシフレーム107と、走行用の油圧
モータ7、トランスミッション8、プロペラシャフト9
およびタイヤ11f、11rが設けられ、プロペラシャ
フト9からの駆動力はアクスル10f、10rを介して
タイヤ11f、11rに伝達される。
走行体101と、旋回装置102を介して走行体101
の上部に旋回可能に連結された旋回体103とを有す
る。旋回体103にはブーム104A、アーム104
B、バケット104Cからなる作業用フロントアタッチ
メント104と運転室105とが設けられている。走行
体101には、シャシフレーム107と、走行用の油圧
モータ7、トランスミッション8、プロペラシャフト9
およびタイヤ11f、11rが設けられ、プロペラシャ
フト9からの駆動力はアクスル10f、10rを介して
タイヤ11f、11rに伝達される。
【0009】図2は、本発明が適用されるホイール式油
圧ショベルの走行用油圧回路図であり、図3は、本発明
による油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置の駆動
システムの概略図である。図2に示すように、エンジン
(原動機)1により駆動されるメインポンプ2からの吐
出油は、コントロールバルブ3によりその方向および流
量がそれぞれ制御される。方向と流量を制御された圧油
はセンタージョイント5を通過し、カウンタバランスバ
ルブ6を経て走行モータ7に供給される。走行モータ7
の回転はトランスミッション8によって変速され、プロ
ペラシャフト9、フロントアクスル10fを介してタイ
ヤ11fに伝達される。これにより前輪駆動式のホイー
ル式油圧ショベルが走行する。本発明の一実施の形態に
よるホイール式油圧ショベルの駆動システムは、リヤ側
に電磁クラッチを設けて駆動力を後輪にも配分している
が、それについては後述する。
圧ショベルの走行用油圧回路図であり、図3は、本発明
による油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置の駆動
システムの概略図である。図2に示すように、エンジン
(原動機)1により駆動されるメインポンプ2からの吐
出油は、コントロールバルブ3によりその方向および流
量がそれぞれ制御される。方向と流量を制御された圧油
はセンタージョイント5を通過し、カウンタバランスバ
ルブ6を経て走行モータ7に供給される。走行モータ7
の回転はトランスミッション8によって変速され、プロ
ペラシャフト9、フロントアクスル10fを介してタイ
ヤ11fに伝達される。これにより前輪駆動式のホイー
ル式油圧ショベルが走行する。本発明の一実施の形態に
よるホイール式油圧ショベルの駆動システムは、リヤ側
に電磁クラッチを設けて駆動力を後輪にも配分している
が、それについては後述する。
【0010】トランスミッション8はサンギア、プラネ
タリギア、リングギアからなる遊星減速機構と、そのサ
ンギア側およびリングギア側にそれぞれ設けられたクラ
ッチCR1、CR2とを有する周知のものである。クラ
ッチCR1、CR2はそれぞれバネの付勢力によって係
合状態とされ、バネ力に抗して作用する油圧源12から
の油圧力によって解放状態とされる。クラッチCR1,
CR2に作用する油圧力は、トランスミッションコント
ロールバルブ30の駆動によって制御される。
タリギア、リングギアからなる遊星減速機構と、そのサ
ンギア側およびリングギア側にそれぞれ設けられたクラ
ッチCR1、CR2とを有する周知のものである。クラ
ッチCR1、CR2はそれぞれバネの付勢力によって係
合状態とされ、バネ力に抗して作用する油圧源12から
の油圧力によって解放状態とされる。クラッチCR1,
CR2に作用する油圧力は、トランスミッションコント
ロールバルブ30の駆動によって制御される。
【0011】トランスミッションコントロールバルブ3
0の駆動により管路13を介してクラッチCR1に所定
の油圧力が作用すると、クラッチCR1が解放、クラッ
チCR2が係合状態とされる。このとき所定の変速比R
1となり、低速高トルクの1速走行(Lowレンジ)が
可能となる。また、管路14を介してクラッチCR2に
所定の油圧力が作用すると、クラッチCR2が解放、ク
ラッチCR1が係合状態とされ、所定の変速比R2(<
R1)となり、高速低トルクの2速走行(Hiレンジ)
が可能となる。一方、クラッチCR1,CR2のいずれ
にも油圧力が作用しない場合には、クラッチCR1,C
R2はバネ力によってともに係合状態とされ、トランス
ミッション8がロックされてプロペラシャフト9の回転
が阻止される。なお、管路15はリターン管路である。
0の駆動により管路13を介してクラッチCR1に所定
の油圧力が作用すると、クラッチCR1が解放、クラッ
チCR2が係合状態とされる。このとき所定の変速比R
1となり、低速高トルクの1速走行(Lowレンジ)が
可能となる。また、管路14を介してクラッチCR2に
所定の油圧力が作用すると、クラッチCR2が解放、ク
ラッチCR1が係合状態とされ、所定の変速比R2(<
R1)となり、高速低トルクの2速走行(Hiレンジ)
が可能となる。一方、クラッチCR1,CR2のいずれ
にも油圧力が作用しない場合には、クラッチCR1,C
R2はバネ力によってともに係合状態とされ、トランス
ミッション8がロックされてプロペラシャフト9の回転
が阻止される。なお、管路15はリターン管路である。
【0012】走行用パイロット回路は、メインポンプ2
と同様にエンジン1によって駆動されて圧油を生成する
パイロット油圧源16と、アクセルペダル17の踏み込
みに応じてパイロット2次圧力を発生する走行パイロッ
トバルブ18と、このパイロットバルブ18に後続しパ
イロットバルブ18への戻り油を遅延するスローリター
ンバルブ19と、このスローリターンバルブ19に接続
し車両の前進、後進、中立を選択する前後進切換バルブ
20とを有する。前後進切換バルブ20は操作レバー2
1の操作によって切り換えられる。パイロット油圧源1
6からのパイロット圧はコントロールバルブ3のパイロ
ットポートに作用し、コントロールバルブ3を駆動す
る。このときのバルブストローク量をアクセルペダル1
7で調整することで車両の走行速度を調整することがで
きる。
と同様にエンジン1によって駆動されて圧油を生成する
パイロット油圧源16と、アクセルペダル17の踏み込
みに応じてパイロット2次圧力を発生する走行パイロッ
トバルブ18と、このパイロットバルブ18に後続しパ
イロットバルブ18への戻り油を遅延するスローリター
ンバルブ19と、このスローリターンバルブ19に接続
し車両の前進、後進、中立を選択する前後進切換バルブ
20とを有する。前後進切換バルブ20は操作レバー2
1の操作によって切り換えられる。パイロット油圧源1
6からのパイロット圧はコントロールバルブ3のパイロ
ットポートに作用し、コントロールバルブ3を駆動す
る。このときのバルブストローク量をアクセルペダル1
7で調整することで車両の走行速度を調整することがで
きる。
【0013】図3に本発明の実施の形態による駆動シス
テムの概略図を示す。図3の概略図に示すように、本実
施の形態による駆動システムは、リヤ側に電磁クラッチ
30を設けた前輪駆動(FWD)ベースの4輪駆動(4
WD)システムで、前後輪へのトルク配分比を変更す
る、いわゆるトルクスプリット方式の4WD駆動システ
ムである。
テムの概略図を示す。図3の概略図に示すように、本実
施の形態による駆動システムは、リヤ側に電磁クラッチ
30を設けた前輪駆動(FWD)ベースの4輪駆動(4
WD)システムで、前後輪へのトルク配分比を変更す
る、いわゆるトルクスプリット方式の4WD駆動システ
ムである。
【0014】従来、ホイールショベルなどの油圧駆動車
両では、作業モード時は常時4輪駆動とし、走行モード
時には常時2輪駆動とする駆動方式や、2輪駆動と4輪
駆動とを停車中に手動切換するものがある。しかしなが
ら、走行モード時に常時2輪駆動とすると、積雪路など
の低摩擦路においてスリップを防ぐために4輪駆動に切
り換えたくても切り換えることができない、また、2輪
駆動と4輪駆動を手動で切り換えるものは停車中に手動
で切換を行うので、操作が煩わしいといった不都合が生
じる。そこで、本実施の形態では、走行状況に応じて2
輪駆動から4輪駆動まで自動で切り換えることが可能な
油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置を提供するた
め、前輪駆動ベースの4輪駆動システムを用いる。
両では、作業モード時は常時4輪駆動とし、走行モード
時には常時2輪駆動とする駆動方式や、2輪駆動と4輪
駆動とを停車中に手動切換するものがある。しかしなが
ら、走行モード時に常時2輪駆動とすると、積雪路など
の低摩擦路においてスリップを防ぐために4輪駆動に切
り換えたくても切り換えることができない、また、2輪
駆動と4輪駆動を手動で切り換えるものは停車中に手動
で切換を行うので、操作が煩わしいといった不都合が生
じる。そこで、本実施の形態では、走行状況に応じて2
輪駆動から4輪駆動まで自動で切り換えることが可能な
油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置を提供するた
め、前輪駆動ベースの4輪駆動システムを用いる。
【0015】走行モータによる駆動トルクは、最終的に
はタイヤと路面の間で生じる摩擦力として伝達される。
走行モータから各タイヤに伝達される1輪あたりの駆動
力は、2輪駆動の場合、4輪駆動の約2倍となる。これ
は、4輪駆動の場合、走行モータからタイヤに伝達され
る駆動力は前輪と後輪とに伝達されるが、2輪駆動の場
合は前輪または後輪にのみ伝達されるためである。ま
た、タイヤによる駆動摩擦力は、タイヤの垂直荷重とす
べり摩擦係数の積で表される。そのため、すべり摩擦係
数の小さい氷雪路やぬれた鋼板上ではタイヤの駆動摩擦
力が小さくなり、走行モータによる駆動力がタイヤによ
る駆動摩擦力を超えて駆動輪がスリップしてしまう。そ
こで、低摩擦路における走行を考慮して、駆動トルクの
大きい発進時などは4輪駆動での走行を行うようにす
る。
はタイヤと路面の間で生じる摩擦力として伝達される。
走行モータから各タイヤに伝達される1輪あたりの駆動
力は、2輪駆動の場合、4輪駆動の約2倍となる。これ
は、4輪駆動の場合、走行モータからタイヤに伝達され
る駆動力は前輪と後輪とに伝達されるが、2輪駆動の場
合は前輪または後輪にのみ伝達されるためである。ま
た、タイヤによる駆動摩擦力は、タイヤの垂直荷重とす
べり摩擦係数の積で表される。そのため、すべり摩擦係
数の小さい氷雪路やぬれた鋼板上ではタイヤの駆動摩擦
力が小さくなり、走行モータによる駆動力がタイヤによ
る駆動摩擦力を超えて駆動輪がスリップしてしまう。そ
こで、低摩擦路における走行を考慮して、駆動トルクの
大きい発進時などは4輪駆動での走行を行うようにす
る。
【0016】ここで、4輪駆動車の問題点であるタイト
コーナーブレーキング現象について説明する。タイトコ
ーナーブレーキング現象とは、小さいコーナーを曲がる
ときに前輪と後輪の回転半径が異なるためにブレーキが
かかったように走りにくくなる現象である。低速旋回時
に前輪の旋回半径は後輪の旋回半径よりも大きくなるた
め、スムーズに旋回するには前輪が後輪より速く回転し
なければならない。しかし直結4WDの場合、常に前後
輪の回転差は0であるため前後輪の回転が干渉し、ブレ
ーキがかかったような状態となる。タイトコーナーブレ
ーキング現象は乾燥アスファルト路面などの高摩擦路に
おいて、さらに、前輪操舵角が大きくなるほど顕著に現
れる。そのため高摩擦路の狭い路地で右左折する場合な
ど、Hiレンジでは駆動力が足らずにストップしてしま
うことがある。一方、高速旋回時には遠心力によりタイ
ヤの進行方向とタイヤ接地面での速度方向の間にすべり
角度が生じて前輪と後輪の旋回半径の差が小さくなるの
で、タイトコーナーブレーキング現象による影響は小さ
くなる。
コーナーブレーキング現象について説明する。タイトコ
ーナーブレーキング現象とは、小さいコーナーを曲がる
ときに前輪と後輪の回転半径が異なるためにブレーキが
かかったように走りにくくなる現象である。低速旋回時
に前輪の旋回半径は後輪の旋回半径よりも大きくなるた
め、スムーズに旋回するには前輪が後輪より速く回転し
なければならない。しかし直結4WDの場合、常に前後
輪の回転差は0であるため前後輪の回転が干渉し、ブレ
ーキがかかったような状態となる。タイトコーナーブレ
ーキング現象は乾燥アスファルト路面などの高摩擦路に
おいて、さらに、前輪操舵角が大きくなるほど顕著に現
れる。そのため高摩擦路の狭い路地で右左折する場合な
ど、Hiレンジでは駆動力が足らずにストップしてしま
うことがある。一方、高速旋回時には遠心力によりタイ
ヤの進行方向とタイヤ接地面での速度方向の間にすべり
角度が生じて前輪と後輪の旋回半径の差が小さくなるの
で、タイトコーナーブレーキング現象による影響は小さ
くなる。
【0017】そこで、本発明による前後輪駆動力配分制
御装置においては、2輪駆動から直結4輪駆動までの前
後輪へのトルク配分を制御し、大きな駆動トルクを必要
としない定常走行時やタイトコーナーブレーキング現象
が発生しやすいフルステア時には前輪駆動(FWD)と
して前後輪の回転の干渉を防ぐようにする。そして、大
きな駆動トルクを必要とする状況でのみ駆動摩擦力を得
るために4輪駆動(4WD)とする。直結4WDの場
合、駆動トルクは常に前後輪へ配分され、このときの前
後輪のトルク配分比率は前後輪荷重配分比率とほぼ等し
くなる。
御装置においては、2輪駆動から直結4輪駆動までの前
後輪へのトルク配分を制御し、大きな駆動トルクを必要
としない定常走行時やタイトコーナーブレーキング現象
が発生しやすいフルステア時には前輪駆動(FWD)と
して前後輪の回転の干渉を防ぐようにする。そして、大
きな駆動トルクを必要とする状況でのみ駆動摩擦力を得
るために4輪駆動(4WD)とする。直結4WDの場
合、駆動トルクは常に前後輪へ配分され、このときの前
後輪のトルク配分比率は前後輪荷重配分比率とほぼ等し
くなる。
【0018】前輪11fには走行モータ7からのモータ
駆動力が直接伝達され、後輪11rには電磁クラッチ3
0を介してモータ駆動力が伝達される。そのため、電磁
クラッチ30に供給される電圧を制御することでクラッ
チの伝達トルクを変化させ、前輪11fと後輪11rの
トルク配分を制御する。
駆動力が直接伝達され、後輪11rには電磁クラッチ3
0を介してモータ駆動力が伝達される。そのため、電磁
クラッチ30に供給される電圧を制御することでクラッ
チの伝達トルクを変化させ、前輪11fと後輪11rの
トルク配分を制御する。
【0019】上述したように、走行状況によってそれぞ
れ最適な駆動方式がある。以下に、走行状況による最適
な駆動方式およびクラッチの締結状態を示し、駆動トル
ク配分設定およびクラッチ制御のための目安とする。 (1)直進加速時:(4WD)クラッチ直結 (2)旋回加速時:(4WD)クラッチ直結 (3)直進制動時:(2WD)クラッチ開放 (4)旋回制動時:(2WD)クラッチ開放
れ最適な駆動方式がある。以下に、走行状況による最適
な駆動方式およびクラッチの締結状態を示し、駆動トル
ク配分設定およびクラッチ制御のための目安とする。 (1)直進加速時:(4WD)クラッチ直結 (2)旋回加速時:(4WD)クラッチ直結 (3)直進制動時:(2WD)クラッチ開放 (4)旋回制動時:(2WD)クラッチ開放
【0020】ここで、(1)直進加速時は、タイヤの駆
動摩擦力を確保するためクラッチを直結して直結4WD
とする。(2)旋回加速時は、路面のすべり摩擦係数に
よらず最適な駆動力配分を行うため、クラッチを直結し
て直結4WDとする。前輪の駆動力配分を大きくする
と、速度上昇につれて旋回半径が大きくなるアンダース
テア、後輪の駆動力配分を大きくすると速度上昇につれ
て旋回半径が小さくなるオーバーステアとなる傾向があ
る。前後輪に同一の駆動力を配分した場合でも、加速時
には荷重が通常より後ろにかかるため、路面のすべり摩
擦係数によってアンダーステアまたはオーバーステアの
傾向を示す。直結4WDは前後輪の荷重配分によって駆
動力配分が変化するため、荷重が通常より後ろにかかる
加速時には後輪への駆動力配分が大きくなり、路面のす
べり摩擦係数によらず前後輪への最適な駆動力配分を行
うことができる。
動摩擦力を確保するためクラッチを直結して直結4WD
とする。(2)旋回加速時は、路面のすべり摩擦係数に
よらず最適な駆動力配分を行うため、クラッチを直結し
て直結4WDとする。前輪の駆動力配分を大きくする
と、速度上昇につれて旋回半径が大きくなるアンダース
テア、後輪の駆動力配分を大きくすると速度上昇につれ
て旋回半径が小さくなるオーバーステアとなる傾向があ
る。前後輪に同一の駆動力を配分した場合でも、加速時
には荷重が通常より後ろにかかるため、路面のすべり摩
擦係数によってアンダーステアまたはオーバーステアの
傾向を示す。直結4WDは前後輪の荷重配分によって駆
動力配分が変化するため、荷重が通常より後ろにかかる
加速時には後輪への駆動力配分が大きくなり、路面のす
べり摩擦係数によらず前後輪への最適な駆動力配分を行
うことができる。
【0021】(3)直進制動時は、4輪同時のロックを
防ぐためにクラッチを開放して前後輪の直結を外す。
(4)旋回制動時は、クラッチを開放して前後輪の直結
を外す。直結4WDでは前後左右輪への制動力配分は常
に動荷重配分と等しく、旋回制動時には荷重が通常より
前にかかってオーバーステアとなる傾向があるため、走
行安定性を考慮して前後輪の直結を外す。
防ぐためにクラッチを開放して前後輪の直結を外す。
(4)旋回制動時は、クラッチを開放して前後輪の直結
を外す。直結4WDでは前後左右輪への制動力配分は常
に動荷重配分と等しく、旋回制動時には荷重が通常より
前にかかってオーバーステアとなる傾向があるため、走
行安定性を考慮して前後輪の直結を外す。
【0022】上記(1)〜(4)以外の走行状況とし
て、直進時、旋回時ともに定速走行などを行っていて駆
動力の小さい場合には、前後輪のわずかな回転の干渉を
防ぐためにクラッチを開放させる。また、前輪操舵角を
大きくして大旋回を行う場合には上述したタイトコーナ
ーブレーキング現象の発生を防ぐためにクラッチを開放
させる。大旋回時の制御については第2の実施の形態で
説明する。
て、直進時、旋回時ともに定速走行などを行っていて駆
動力の小さい場合には、前後輪のわずかな回転の干渉を
防ぐためにクラッチを開放させる。また、前輪操舵角を
大きくして大旋回を行う場合には上述したタイトコーナ
ーブレーキング現象の発生を防ぐためにクラッチを開放
させる。大旋回時の制御については第2の実施の形態で
説明する。
【0023】以上述べた、走行状況による最適なクラッ
チ締結状態を目安としてクラッチの伝達トルクを設定す
る。加速時などの駆動トルクが大きいときほどタイヤの
駆動摩擦力を超えてスリップしないように直結4WDに
近づけるため、クラッチの伝達トルクを大きくする。ま
た、定速走行時などの駆動トルクの小さいときは前後輪
の回転の干渉を防ぐためにクラッチの伝達トルクを小さ
くして2WDに近づけ、制動時は急制動を行ったときに
全輪が同時にロックすることを防ぐためにクラッチを開
放する。
チ締結状態を目安としてクラッチの伝達トルクを設定す
る。加速時などの駆動トルクが大きいときほどタイヤの
駆動摩擦力を超えてスリップしないように直結4WDに
近づけるため、クラッチの伝達トルクを大きくする。ま
た、定速走行時などの駆動トルクの小さいときは前後輪
の回転の干渉を防ぐためにクラッチの伝達トルクを小さ
くして2WDに近づけ、制動時は急制動を行ったときに
全輪が同時にロックすることを防ぐためにクラッチを開
放する。
【0024】第1の実施の形態においては、加減速など
による走行モータの駆動トルクの変化に注目して前後輪
の駆動トルク配分を制御する。そこで、クラッチの伝達
トルクを走行モータの駆動トルクに応じて変化させる。
以下に走行モータの駆動トルク推定について説明する。
による走行モータの駆動トルクの変化に注目して前後輪
の駆動トルク配分を制御する。そこで、クラッチの伝達
トルクを走行モータの駆動トルクに応じて変化させる。
以下に走行モータの駆動トルク推定について説明する。
【0025】走行モータ7の駆動トルクを推定するため
に、本実施の形態においては走行モータ7の圧力を用い
る。ホイールショベルの駆動トルクの推定は、走行ペダ
ル17によるパイロット圧を用いることもできる。しか
し、走行ペダル17の操作は走行モータ7への流量を制
御するものであり、例えばフルペダルであっても常に駆
動トルクが高いとは限らないので、ここでは走行モータ
7の圧力を駆動トルク推定のために用いることとする。
に、本実施の形態においては走行モータ7の圧力を用い
る。ホイールショベルの駆動トルクの推定は、走行ペダ
ル17によるパイロット圧を用いることもできる。しか
し、走行ペダル17の操作は走行モータ7への流量を制
御するものであり、例えばフルペダルであっても常に駆
動トルクが高いとは限らないので、ここでは走行モータ
7の圧力を駆動トルク推定のために用いることとする。
【0026】図2に示すように、回路上に圧力センサ3
2、33を取り付け、走行モータ7の入口圧Pinおよ
び出口圧Poutを検出する。入口圧Pinと出口圧P
outの差圧をモータ有効圧Pmとして設定する。ここ
で、走行モータ7の出口圧Poutが入口圧Pinより
も大きい場合(Pout>Pin)は、制動中であるこ
とからクラッチを開放させるためにモータ有効圧Pmを
0とみなして制御を行う。図4にクラッチ制御システム
の構成を示す。
2、33を取り付け、走行モータ7の入口圧Pinおよ
び出口圧Poutを検出する。入口圧Pinと出口圧P
outの差圧をモータ有効圧Pmとして設定する。ここ
で、走行モータ7の出口圧Poutが入口圧Pinより
も大きい場合(Pout>Pin)は、制動中であるこ
とからクラッチを開放させるためにモータ有効圧Pmを
0とみなして制御を行う。図4にクラッチ制御システム
の構成を示す。
【0027】走行モータ7の入口圧Pinを検出する圧
力センサ32と、走行モータ7の出口圧Poutを検出
する圧力センサ33からの信号は、制御回路31に入力
される。制御回路31では、入力されたモータ入口圧P
inと出口圧Poutとからモータ有効圧Pmを算出
し、モータ有効圧Pmに応じて電磁クラッチ30に供給
する電圧を算出する。電磁クラッチ30は、導体間の磁
気的な結合によるクラッチで、制御回路31から供給さ
れる電圧に応じてクラッチの摩擦面が伝達する動摩擦ト
ルクが変動して、前後輪のトルク配分率を前輪100%
としたFWD(前輪駆動)状態から直結4WDまで変化
させることができる。つまり、電圧が上昇するとクラッ
チ伝達トルクも上昇して4WDに近づき、一方、電圧が
減少するとクラッチ伝達トルクも減少して2WDに近づ
いて、駆動トルク配分の制御を行うことができる。
力センサ32と、走行モータ7の出口圧Poutを検出
する圧力センサ33からの信号は、制御回路31に入力
される。制御回路31では、入力されたモータ入口圧P
inと出口圧Poutとからモータ有効圧Pmを算出
し、モータ有効圧Pmに応じて電磁クラッチ30に供給
する電圧を算出する。電磁クラッチ30は、導体間の磁
気的な結合によるクラッチで、制御回路31から供給さ
れる電圧に応じてクラッチの摩擦面が伝達する動摩擦ト
ルクが変動して、前後輪のトルク配分率を前輪100%
としたFWD(前輪駆動)状態から直結4WDまで変化
させることができる。つまり、電圧が上昇するとクラッ
チ伝達トルクも上昇して4WDに近づき、一方、電圧が
減少するとクラッチ伝達トルクも減少して2WDに近づ
いて、駆動トルク配分の制御を行うことができる。
【0028】図5にモータ有効圧力Pmとクラッチ伝達
トルクTmの関係を示す。図5の縦軸はクラッチ伝達ト
ルクTmであり、クラッチ伝達トルクTmが大きくなる
ほど4WDに近づくことを示している。横軸はモータ有
効圧Pmを示し、しきい値P1を超えるとクラッチ伝達
トルクTmを発生させるようにする。これは、駆動力が
小さい状況においては2WDでも十分走行可能であり、
燃費を向上させるためには2WDの方が有効であるた
め、モータ有効圧Pmが低い状況では2WD走行を行う
よう設定する。
トルクTmの関係を示す。図5の縦軸はクラッチ伝達ト
ルクTmであり、クラッチ伝達トルクTmが大きくなる
ほど4WDに近づくことを示している。横軸はモータ有
効圧Pmを示し、しきい値P1を超えるとクラッチ伝達
トルクTmを発生させるようにする。これは、駆動力が
小さい状況においては2WDでも十分走行可能であり、
燃費を向上させるためには2WDの方が有効であるた
め、モータ有効圧Pmが低い状況では2WD走行を行う
よう設定する。
【0029】制御回路31は、図5に示したモータ有効
圧力Pmとクラッチ伝達トルクTmの関係を満たすよう
に、電磁トルク30へ供給する電圧Vを算出する。電磁
トルク30は入力された電圧Vに応じて動摩擦トルクを
変化させ、これにより、前後輪駆動トルク制御を行う。
圧力Pmとクラッチ伝達トルクTmの関係を満たすよう
に、電磁トルク30へ供給する電圧Vを算出する。電磁
トルク30は入力された電圧Vに応じて動摩擦トルクを
変化させ、これにより、前後輪駆動トルク制御を行う。
【0030】上述したしきい値P1は、図6に示す走行
モータ7を駆動させるポンプ2の圧力Pと吐出流量Qと
の関係から設定する。ここで、ポンプ2の回転数は一定
とする。図6のP−Q線図からわかるように、ポンプ圧
力PがP1を超えてさらに上昇すると、一定流量に制限
されていたポンプ流量Qは徐々に低下してくる(P×Q
=一定)。そこで圧力P1より高い圧力域を走行モータ
7の高トルク領域とみなし、圧力P1を図5に示すモー
タ有効圧力Pmのしきい値とする。このようにモータ有
効圧力Pmがしきい値P1を超えてからクラッチ伝達ト
ルクTmを発生させることにより、駆動トルクが強くか
からない状況では極力2WD走行を行うようにし、モー
タ有効圧Pmが上昇し、駆動トルクが高くなった状況で
はじめて4WD走行を行うことができる。
モータ7を駆動させるポンプ2の圧力Pと吐出流量Qと
の関係から設定する。ここで、ポンプ2の回転数は一定
とする。図6のP−Q線図からわかるように、ポンプ圧
力PがP1を超えてさらに上昇すると、一定流量に制限
されていたポンプ流量Qは徐々に低下してくる(P×Q
=一定)。そこで圧力P1より高い圧力域を走行モータ
7の高トルク領域とみなし、圧力P1を図5に示すモー
タ有効圧力Pmのしきい値とする。このようにモータ有
効圧力Pmがしきい値P1を超えてからクラッチ伝達ト
ルクTmを発生させることにより、駆動トルクが強くか
からない状況では極力2WD走行を行うようにし、モー
タ有効圧Pmが上昇し、駆動トルクが高くなった状況で
はじめて4WD走行を行うことができる。
【0031】以上述べたように、モータ有効圧に応じて
クラッチ伝達トルクを設定することにより、駆動トルク
が小さい状況では2WD走行を、駆動トルクが大きい状
況では4WD走行を行うように制御することができる。
また、走行モータの入口圧と出口圧を検出してモータ有
効圧を算出したので、駆動トルク推定のためには圧力セ
ンサがあればよく、その他の複雑で高価なセンサ類は必
要ない。
クラッチ伝達トルクを設定することにより、駆動トルク
が小さい状況では2WD走行を、駆動トルクが大きい状
況では4WD走行を行うように制御することができる。
また、走行モータの入口圧と出口圧を検出してモータ有
効圧を算出したので、駆動トルク推定のためには圧力セ
ンサがあればよく、その他の複雑で高価なセンサ類は必
要ない。
【0032】車輪回転センサやアクセル開度センサなど
から駆動トルクを推定する場合、車輪が実際にスリップ
したことを検出して駆動トルクを推定する。そのため、
実際にスリップが起こってから伝達トルクを変化させて
4WDに切り換える。一方、本発明による前後輪駆動力
配分制御装置は、モータ有効圧から駆動トルクを推定す
るので、早い時点で4WDへの切換を行うことができ
る。例えば、低摩擦路での車両発進時には車輪がスリッ
プしやすいが、モータ有効圧をみることによって発進時
に駆動装置が出力しようとする駆動力を推定することが
できる。そのため、車輪がスリップする前に4WDに切
り換えて走行に十分な駆動トルクを得ることができる。
から駆動トルクを推定する場合、車輪が実際にスリップ
したことを検出して駆動トルクを推定する。そのため、
実際にスリップが起こってから伝達トルクを変化させて
4WDに切り換える。一方、本発明による前後輪駆動力
配分制御装置は、モータ有効圧から駆動トルクを推定す
るので、早い時点で4WDへの切換を行うことができ
る。例えば、低摩擦路での車両発進時には車輪がスリッ
プしやすいが、モータ有効圧をみることによって発進時
に駆動装置が出力しようとする駆動力を推定することが
できる。そのため、車輪がスリップする前に4WDに切
り換えて走行に十分な駆動トルクを得ることができる。
【0033】また、2WDから4WDへの切換を走行状
況に応じて自動で行うようにしたので、停車中に手動で
切り換えるといった煩わしい操作が必要ない。
況に応じて自動で行うようにしたので、停車中に手動で
切り換えるといった煩わしい操作が必要ない。
【0034】《第2の実施の形態》第2の実施の形態に
おける油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置は、ス
テアリング操舵に着目し、タイトコーナーブレーキング
現象が顕著に現れる大舵角時の駆動力配分制御を行うも
のである。駆動システムの基本構造は図3に示した第1
の実施の形態によるものと同様である。本発明による油
圧駆動車両の前後輪駆動力配分装置の第2の実施の形態
では、モータ有効圧力から走行モータの駆動トルクを推
定し、さらにステアリング操舵角を検出し、駆動トルク
および操舵角に応じたクラッチ伝達トルクを算出して前
後輪駆動力配分の制御を行う。
おける油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置は、ス
テアリング操舵に着目し、タイトコーナーブレーキング
現象が顕著に現れる大舵角時の駆動力配分制御を行うも
のである。駆動システムの基本構造は図3に示した第1
の実施の形態によるものと同様である。本発明による油
圧駆動車両の前後輪駆動力配分装置の第2の実施の形態
では、モータ有効圧力から走行モータの駆動トルクを推
定し、さらにステアリング操舵角を検出し、駆動トルク
および操舵角に応じたクラッチ伝達トルクを算出して前
後輪駆動力配分の制御を行う。
【0035】上述したように、タイトコーナーブレーキ
ング現象は前輪と後輪の旋回半径の差によって生じる。
ステアリング操舵角が大きいほど前後輪の旋回半径の差
も大きくなる。一方、車両速度が高くなるとタイヤ接地
面で速度方向にすべり角が生じて旋回中心が変わること
から、旋回半径の差は小さくなる。つまり、タイトコー
ナーブレーキング現象は低速大舵角時の場合に運転に大
きな影響を及ぼす。また、高速運転時に大舵角を与える
ことは緊急回避等の非常にまれなケースであり、大舵角
で旋回中は低速走行を行うものと判断して、高速フルス
テアの走行状況を除外する。そこで、車速によらず、ス
テアリング操舵角が大きいときにクラッチを開放するよ
う制御を行う。これにより、車速センサを取り付けるこ
となくステアリング操舵角に関するクラッチ制御を行う
ことができる。
ング現象は前輪と後輪の旋回半径の差によって生じる。
ステアリング操舵角が大きいほど前後輪の旋回半径の差
も大きくなる。一方、車両速度が高くなるとタイヤ接地
面で速度方向にすべり角が生じて旋回中心が変わること
から、旋回半径の差は小さくなる。つまり、タイトコー
ナーブレーキング現象は低速大舵角時の場合に運転に大
きな影響を及ぼす。また、高速運転時に大舵角を与える
ことは緊急回避等の非常にまれなケースであり、大舵角
で旋回中は低速走行を行うものと判断して、高速フルス
テアの走行状況を除外する。そこで、車速によらず、ス
テアリング操舵角が大きいときにクラッチを開放するよ
う制御を行う。これにより、車速センサを取り付けるこ
となくステアリング操舵角に関するクラッチ制御を行う
ことができる。
【0036】図7に第2の実施の形態におけるクラッチ
制御システムの構成を示す。圧力センサ32,33から
の信号だけでなく、操舵角センサ35からの信号も制御
回路31Aに入力される。制御回路31Aでは、それぞ
れのセンサから入力された信号に基づいて、電磁クラッ
チ30に供給する電圧を算出する。電圧の算出方法につ
いては後述する。
制御システムの構成を示す。圧力センサ32,33から
の信号だけでなく、操舵角センサ35からの信号も制御
回路31Aに入力される。制御回路31Aでは、それぞ
れのセンサから入力された信号に基づいて、電磁クラッ
チ30に供給する電圧を算出する。電圧の算出方法につ
いては後述する。
【0037】第2の実施の形態においてはステアリング
操舵角センサとして、ステアリング操舵を前輪に伝達す
るステアリングシリンダ(不図示)のストロークを計測
する直接変位センサを用いる。このセンサは操舵角が大
きくなるほど出力電圧が大きくなり、フルステアで最大
電圧を出力する。制御回路31Aでは直接変位センサの
出力電圧からステアリング操舵角θを算出する。なお、
ステアリング操舵角θの検出には、ステアリングの回転
角を直接検出するセンサを用いてもよい。
操舵角センサとして、ステアリング操舵を前輪に伝達す
るステアリングシリンダ(不図示)のストロークを計測
する直接変位センサを用いる。このセンサは操舵角が大
きくなるほど出力電圧が大きくなり、フルステアで最大
電圧を出力する。制御回路31Aでは直接変位センサの
出力電圧からステアリング操舵角θを算出する。なお、
ステアリング操舵角θの検出には、ステアリングの回転
角を直接検出するセンサを用いてもよい。
【0038】図8にステアリング操舵角θとクラッチ伝
達トルクTsとの関係を示す。縦軸はクラッチ伝達トル
クTsを示し、横軸はステアリング操舵角θを示す。ス
テアリング操舵角θは左操舵、右操舵によらずステアリ
ングの中立位置を0とした操舵角を示している。
達トルクTsとの関係を示す。縦軸はクラッチ伝達トル
クTsを示し、横軸はステアリング操舵角θを示す。ス
テアリング操舵角θは左操舵、右操舵によらずステアリ
ングの中立位置を0とした操舵角を示している。
【0039】ここで、フルステアθfの約半分の操舵角
θmをしきい値として、ステアリング操舵角θm以上を
大舵角領域とする。中立位置0から操舵角θmまでは舵
角が小さくタイトコーナーブレーキ現象の影響がほとん
どないと判断して、クラッチ伝達トルクTsは最大のま
まで直結4WD走行を行う。ステアリング操舵角θmを
越えて大舵角領域にはいると、タイトコーナーブレーキ
ング現象を防ぐためにクラッチ伝達トルクTsを徐々に
低下させて2WD走行に近づける。図8に示すようにス
テアリング操舵角θがフルステアθfに達するとクラッ
チ伝達トルクTsは0となり2WD走行を行う。
θmをしきい値として、ステアリング操舵角θm以上を
大舵角領域とする。中立位置0から操舵角θmまでは舵
角が小さくタイトコーナーブレーキ現象の影響がほとん
どないと判断して、クラッチ伝達トルクTsは最大のま
まで直結4WD走行を行う。ステアリング操舵角θmを
越えて大舵角領域にはいると、タイトコーナーブレーキ
ング現象を防ぐためにクラッチ伝達トルクTsを徐々に
低下させて2WD走行に近づける。図8に示すようにス
テアリング操舵角θがフルステアθfに達するとクラッ
チ伝達トルクTsは0となり2WD走行を行う。
【0040】制御回路31Aでは、第1の実施の形態で
用いた図5に示したモータ有効圧力Pmとクラッチ伝達
トルクTmとの関係と、図8に示したステアリング操舵
角θとクラッチ伝達圧力Tsとの関係から電磁トルク3
0に供給する電圧を算出する。
用いた図5に示したモータ有効圧力Pmとクラッチ伝達
トルクTmとの関係と、図8に示したステアリング操舵
角θとクラッチ伝達圧力Tsとの関係から電磁トルク3
0に供給する電圧を算出する。
【0041】モータ有効圧力Pmに関しては、圧力P1
を超えてから、圧力上昇に応じてクラッチ電圧Vmを上
げる。また、ステアリング操舵角θに関しては、操舵角
θm以上の大舵角領域に入ってから操舵角増加に応じて
クラッチ電圧Vsを下げる。これらの関係を図9
(a)、(b)に示す。圧力P1および操舵角θmは図
5,図8に示した圧力P1、操舵角θmと同一の値であ
る。最終的に電磁クラッチ30に供給する電圧Vは、
を超えてから、圧力上昇に応じてクラッチ電圧Vmを上
げる。また、ステアリング操舵角θに関しては、操舵角
θm以上の大舵角領域に入ってから操舵角増加に応じて
クラッチ電圧Vsを下げる。これらの関係を図9
(a)、(b)に示す。圧力P1および操舵角θmは図
5,図8に示した圧力P1、操舵角θmと同一の値であ
る。最終的に電磁クラッチ30に供給する電圧Vは、
【数1】
V=V1×Vm×Vs (式1)
0<Vm<1
0<Vs<1
ここで、V1はクラッチ伝達トルクを最大にして直結4
WDとするために必要な電圧である。
WDとするために必要な電圧である。
【0042】(式1)で算出された電圧Vが電磁クラッ
チ30に供給され、電磁クラッチ30は入力された電圧
Vに応じて動摩擦トルクを変化させることにより前後輪
のトルク配分比を制御する。
チ30に供給され、電磁クラッチ30は入力された電圧
Vに応じて動摩擦トルクを変化させることにより前後輪
のトルク配分比を制御する。
【0043】以上述べたように、第2の実施の形態にお
いてはクラッチ伝達トルクの制御のために走行モータ有
効圧に加えて、ステアリング操舵角をパラメータとして
大舵角時に4WDから2WDに自動で切り換えるように
した。その結果、上述した効果に加えて、低速大旋回時
に車両がストップしてしまうといったタイトコーナーブ
レーキング現象の影響を低減することができる。また、
クラッチ伝達トルクの制御をモータ有効圧力、つまり駆
動トルクとステアリング操舵角とに基づいて行うように
したので、車両の走行状況に応じたより細かな駆動トル
ク配分の制御を行うことができる。
いてはクラッチ伝達トルクの制御のために走行モータ有
効圧に加えて、ステアリング操舵角をパラメータとして
大舵角時に4WDから2WDに自動で切り換えるように
した。その結果、上述した効果に加えて、低速大旋回時
に車両がストップしてしまうといったタイトコーナーブ
レーキング現象の影響を低減することができる。また、
クラッチ伝達トルクの制御をモータ有効圧力、つまり駆
動トルクとステアリング操舵角とに基づいて行うように
したので、車両の走行状況に応じたより細かな駆動トル
ク配分の制御を行うことができる。
【0044】なお、本発明の実施の形態においては、前
輪駆動ベースの4輪駆動システムについて説明したが、
後輪駆動ベースとしてもよい。この場合は電磁クラッチ
はフロント側に取り付けられる。ただ、電磁クラッチの
取り付け位置や走行安定性などの兼ね合いから、前輪駆
動ベースを用いる方が好ましい。さらに、駆動トルクを
伝達するクラッチは、モータ有効圧力に応じてクラッチ
伝達トルクを変化させるものであれば、2WDと4WD
を一気に切り換えるようなオンオフのクラッチでもよ
い。また、油圧クラッチを用いることもできる。
輪駆動ベースの4輪駆動システムについて説明したが、
後輪駆動ベースとしてもよい。この場合は電磁クラッチ
はフロント側に取り付けられる。ただ、電磁クラッチの
取り付け位置や走行安定性などの兼ね合いから、前輪駆
動ベースを用いる方が好ましい。さらに、駆動トルクを
伝達するクラッチは、モータ有効圧力に応じてクラッチ
伝達トルクを変化させるものであれば、2WDと4WD
を一気に切り換えるようなオンオフのクラッチでもよ
い。また、油圧クラッチを用いることもできる。
【0045】なお、上記実施の形態では、モータ有効圧
力がしきい値を越えてからクラッチ伝達トルクを変化さ
せるようにしたが、図5の破線に示すように、モータ有
効圧力が高くなるにつれて徐々にクラッチ伝達トルクを
上げるようにしてもよい。同様に、図8の破線に示すよ
うに、操舵角が小さくなるほど徐々にクラッチ伝達トル
クを上げるようにすることもできる。
力がしきい値を越えてからクラッチ伝達トルクを変化さ
せるようにしたが、図5の破線に示すように、モータ有
効圧力が高くなるにつれて徐々にクラッチ伝達トルクを
上げるようにしてもよい。同様に、図8の破線に示すよ
うに、操舵角が小さくなるほど徐々にクラッチ伝達トル
クを上げるようにすることもできる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による油圧
駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置では、モータ有効
圧力により推定した走行モータの駆動トルクに応じた駆
動トルク配分制御を行うので、複雑なセンサなしで駆動
トルクを推定することができる。さらに、ステアリング
操舵角を検出して大舵角時には4WDから2WDに切り
換えるようにしたので、タイトコーナーブレーキング現
象による影響を低減することができる。モータ有効圧と
ステアリング操舵角とに応じて前後輪の駆動トルク配分
を制御するので、走行状況を詳しく把握し、それに応じ
た制御を行うことができる。
駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置では、モータ有効
圧力により推定した走行モータの駆動トルクに応じた駆
動トルク配分制御を行うので、複雑なセンサなしで駆動
トルクを推定することができる。さらに、ステアリング
操舵角を検出して大舵角時には4WDから2WDに切り
換えるようにしたので、タイトコーナーブレーキング現
象による影響を低減することができる。モータ有効圧と
ステアリング操舵角とに応じて前後輪の駆動トルク配分
を制御するので、走行状況を詳しく把握し、それに応じ
た制御を行うことができる。
【図1】 本発明の一実施の形態による油圧駆動車両の
前後輪駆動力配分制御装置を搭載したホイールショベル
の側面図。
前後輪駆動力配分制御装置を搭載したホイールショベル
の側面図。
【図2】 図1のホイール式油圧ショベルの走行用油圧
回路図。
回路図。
【図3】 本発明の一実施の形態による油圧駆動車両の
前後輪駆動力配分制御装置の駆動システムの概略図。
前後輪駆動力配分制御装置の駆動システムの概略図。
【図4】 本発明の第1の実施の形態におけるクラッチ
制御システムの構成を示す図。
制御システムの構成を示す図。
【図5】 モータ有効圧力Pmとクラッチ伝達トルクT
mとの関係を示す図。
mとの関係を示す図。
【図6】 ポンプ圧力Pとポンプ流量Qとの関係を示す
図。
図。
【図7】 本発明の第2の実施の形態におけるクラッチ
制御システムの構成を示す図。
制御システムの構成を示す図。
【図8】 ステアリング操舵角θとクラッチ伝達トルク
Tsとの関係を示す図。
Tsとの関係を示す図。
【図9】 (a)モータ有効圧力Pmに対するクラッチ
制御、(b)ステアリング操舵角θに対するクラッチ制
御をそれぞれ示す図。
制御、(b)ステアリング操舵角θに対するクラッチ制
御をそれぞれ示す図。
1:エンジン
2:メインポンプ
3:コントロールバルブ
7:走行モータ
8:トランスミッション
9:プロペラシャフト
10f、10r:アクスル
11f、11r:タイヤ
30:電磁クラッチ
31,31A:制御回路
32,33:圧力センサ
35:操舵角センサ
101:走行体
102:旋回体
104:フロントアタッチメント
105:運転室
Claims (8)
- 【請求項1】油圧駆動車両を走行させる油圧モータと、 前記油圧モータを駆動する油圧ポンプと、 前記油圧モータのモータ有効圧力を検出する圧力検出器
と、 前記油圧モータが発生する駆動力を前記油圧駆動車両の
前輪、後輪へ伝達する動力伝達装置と、 前記動力伝達装置により前記油圧駆動車両の前輪、後輪
へ伝達される前記駆動力を前記圧力検出器によって検出
されるモータ有効圧力に応じて制御する制御回路とを備
えることを特徴とする油圧駆動車両の前後輪駆動力配分
制御装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の油圧駆動車両の前後輪駆
動力配分制御装置において、 前記制御回路は、前記モータ有効圧力が高くなるほど、
前輪および後輪に伝達される駆動力の差を小さくするよ
うに前記動力伝達装置を制御することを特徴とする油圧
駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置。 - 【請求項3】請求項2に記載の油圧駆動車両の前後輪駆
動力配分制御装置において、 前記制御回路は、前記モータ有効圧力がしきい値を越え
ると、前記モータ有効圧力が高くなるほど前輪および後
輪に伝達される駆動力の差を小さくするように前記動力
伝達装置を制御することを特徴とする油圧駆動車両の前
後輪駆動力配分制御装置。 - 【請求項4】請求項1に記載の油圧駆動車両の前後輪駆
動力配分制御装置において、 ステアリング操舵角を検出する操舵角検出器をさらに有
し、 前記制御回路は、前記モータ有効圧力と前記操舵角検出
器で検出されたステアリング操舵角とに基づいて、前記
動力伝達装置により前記油圧駆動車両の前輪、後輪へ伝
達される前記駆動力を制御することを特徴とする油圧駆
動車両の前後輪駆動力配分制御装置。 - 【請求項5】請求項4に記載の油圧駆動車両の前後輪駆
動力配分制御装置において、 前記制御回路は、前記モータ有効圧力が高くなるほど、
前輪および後輪に伝達される駆動力の差が小さくなるよ
うに前記動力伝達装置を制御し、前記ステアリング操舵
角が小さくなるほど、前輪および後輪に伝達される駆動
力の差が小さくなるように前記動力伝達装置を制御する
ことを特徴とする油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御
装置。 - 【請求項6】請求項5に記載の油圧駆動車両の前後輪駆
動力配分制御装置において、 前記制御回路は、前記モータ有効圧力がしきい値を越え
ると、前記モータ有効圧力が高くなるほど、前輪および
後輪に伝達される駆動力の差が小さくなるように前記動
力伝達装置を制御し、前記ステアリング操舵角が最大値
からしきい値に達するまで、前記ステアリング操舵角が
小さくなるほど、前輪および後輪に伝達される駆動力の
差が小さくなるように前記動力伝達装置を制御すること
を特徴とする油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装
置。 - 【請求項7】油圧駆動車両を駆動させる油圧モータと、 前記油圧モータを駆動させる油圧ポンプと、 前記油圧モータのモータ有効圧力を検出する圧力検出器
と、 ステアリング操舵角を検出する操舵角検出器と、 前記油圧モータと前記油圧駆動車両の後輪または前輪と
の間に設けられ、前記油圧モータが発生する駆動力を前
記油圧駆動車両の前輪、後輪へ伝達する動力伝達装置
と、 前記圧力検出器で検出されるモータ有効圧力が高くなる
ほど、前輪および後輪に伝達される駆動力の差が小さく
なるように前記動力伝達装置を制御し、前記操舵角検出
器で検出される前記ステアリング操舵角が小さくなるほ
ど、前輪および後輪に伝達される駆動力の差が小さくな
るように前記動力伝達装置を制御する制御回路とを備え
ることを特徴とする油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制
御装置。 - 【請求項8】請求項7に記載の油圧駆動車両の前後輪駆
動力配分制御装置において、 前記制御回路は、前記モータ有効圧力がしきい値を越え
ると、前記モータ有効圧力が高くなるほど、前輪および
後輪に伝達される駆動力の差が小さくなるように前記動
力伝達装置を制御し、前記ステアリング操舵角が最大値
からしきい値に達するまで、前記ステアリング操舵角が
小さくなるほど、前輪および後輪に伝達される駆動力の
差が小さくなるように前記動力伝達装置を制御すること
を特徴とする油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001296683A JP2003094971A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001296683A JP2003094971A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003094971A true JP2003094971A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19117875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001296683A Pending JP2003094971A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 油圧駆動車両の前後輪駆動力配分制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003094971A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013190693A1 (ja) * | 2012-06-22 | 2013-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
JP2014181804A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業車両の自動変速装置 |
JP2017087827A (ja) * | 2015-11-05 | 2017-05-25 | スズキ株式会社 | 前後輪駆動車両の駆動制御システムおよびその駆動制御方法 |
CN109664757A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-23 | 泉州市劲力工程机械有限公司 | 一种应用于轮式挖掘机中的新型混合传动*** |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001296683A patent/JP2003094971A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013190693A1 (ja) * | 2012-06-22 | 2013-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
JP5817931B2 (ja) * | 2012-06-22 | 2015-11-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
US9566861B2 (en) | 2012-06-22 | 2017-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle control device |
JP2014181804A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業車両の自動変速装置 |
JP2017087827A (ja) * | 2015-11-05 | 2017-05-25 | スズキ株式会社 | 前後輪駆動車両の駆動制御システムおよびその駆動制御方法 |
CN109664757A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-23 | 泉州市劲力工程机械有限公司 | 一种应用于轮式挖掘机中的新型混合传动*** |
CN109664757B (zh) * | 2019-01-25 | 2024-03-08 | 泉州市劲力工程机械有限公司 | 一种应用于轮式挖掘机中的混合传动*** |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060822 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070130 |