JP2583130B2 - 油圧駆動車両の走行制御方法および走行制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧パワーショベル等の油圧駆動車両にお
ける走行油圧制御方法に関する。

（従来の技術） 従来、装軌式油圧パワーショベルのような油圧駆動車
両の走行モータ制御回路としては第４図に示すようなも
のが知られており、図において、１はエンジン２で駆動
される油圧ポンプ、3,4は該油圧ポンプの主管路、５
は、これら管路の圧油によって回転駆動する走行モー
タ、６は該走行モータによる前進（正転），後進（逆
転）及び停止を行う方向制御弁、７はカウンタバランス
弁、そして８は前記走行モータ５の制動を行うネガティ
ブブレーキである。かかる回路構成において、方向制御
弁６を中立位置より前進，後進の作動位置に切換えて、
油圧ポンプ１からの圧油により走行モータ５が正転また
は逆転駆動する。例えば前進走行に際しては方向制御弁
６を前進位置に切換えると油圧ポンプ１からの吐出圧油
は、逆止弁９を設けた分岐回路10から方向制御弁６の前
進位置のポート11に入り、そこから主管路３を経て走行
モータ５に供給されて、該走行モータを図示矢印方向に
回転駆動する。この走行モータ５の回転駆動と同時に主
管路３のパイロット圧によってカウンタバランス弁７は
閉位置から開位置に切換えられ、分岐回路12から圧油
が、該カウンタバランス弁７からブレーキ解除回路13に
入り図示しないブレーキ解除シリンダに供給されて、そ
れまで制動されていたブレーキ８が解除される。そして
走行モータ５を回転駆動した戻り油圧は主管路４から分
岐回路14に入り、前記カウンタバランス弁7,分岐回路1
5、そして前記主管路4,方向制御弁６を経てタンク16に
戻されるようになっている。

上記方向制御弁６を中立位置に戻すと、油圧ポンプ１
からの圧油が断たれ走行モータ５の回転は停止させるこ
とになるが、該走行モータ５には大きな慣性力が作用
し、供給側の主管３と戻り側の主管路４の回路圧の高低
によって供給側主管路３の流量が不足して負圧となりキ
ャビテーション，ハンチングが生じることから、これを
防止するためにタンク油を吸上げて前記主管路３に補給
すると同時にカウンタバランス弁７によってブレーキ作
動をさせるようになっている。即ち、方向制御弁６を中
立に戻すことによって、カウンタバランス弁７も閉位置
に戻り、ブレーキ入となると共に、走行モータ５の戻り
主管路４が閉止し背圧を与えてブレーキを作動するよう
にしてある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、走行モータ制御回路に要求される特性
は、上記したキャビテーション，ハンチングがないこと
は勿論であるが、それに止まらず、起動，停止時にショ
ックがなく緩やかに起動し、緩かに停止することが要求
され、また、停止コントロール性、即ち油圧パワーショ
ベルの如き作業車両においては、特に作業に合わせて運
転者の感覚に沿った停止が行えることが要求されるとこ
ろであるが、従来は既述したカウンタバランス弁によっ
て、これらの要求特性を総て持たせようとしていたため
に中途半端となり、必ずしも満足すべきものとなってい
なかった。この点について従来の走行制御方法について
第５図により説明すると、スプールの中立位置（０％）
から前進，後進の作動位置（100％）のストロークによ
る開口面積をみると、油圧ポンプ吐出圧油のタンクへの
戻り油路（Ａ）では、中立位置で全開してポンプ圧油は
総てタンクに戻され、作動位置に切換え作動と共に少し
のスプール可動で全閉なる。また、走行モータへの供給
油路（Ｂ）では中立位置の全閉状態から少し遅れて開き
始めストローク100％で全開となる。これに対して走行
モータからの戻り油路（Ｃ）においては、中立位置直前
まで全開状態でタンクへ戻しておき、中立位置直前で急
に絞っていた。従って走行状態から停止する場合、方向
制御弁を中立位置に戻すと、それまで閉止していたドレ
ン回路（Ａ）が全開してポンプ吐出圧油は急激にタンク
に戻され、供給油路（Ｂ）はストローク０％である中立
位置に近づくに従って全閉され、また、戻り油路（Ｃ）
はストローク０％直前まで全開状態にあって、急に絞ら
れることからカウンタバランス弁は方向制御弁が作動位
置から中立位置に切換わると同時に供給回路圧が下り、
また、戻り回路圧も下ることから切換圧力が下り、閉位
置に切換わり、戻り回路に背圧を与え走行モータにブレ
ーキ作動することからキャビテーション，ハンチング効
果があるが、前記した如く方向制御弁を停止直前に絞る
ため停止ショックが大きくなり、これに伴って停止コン
トロールが困難であった。特に急停止操作時や降坂時の
停止操作時のショックが大きく問題となっていた。

本発明は上記従来の不具合を改善する目的でなされた
もので、キャビテーション，ハンチングを防止した、ま
た、起動，停止ショックを軽減し、更には停止コントロ
ール性を向上した油圧駆動車両の走行油圧制御方法を提
供しようとするものである。

（課題を解決するための手段及び作用） 本発明は上記目的を達成するために、第１の発明は、
油圧ポンプと、この油圧ポンプに油圧回路により接続さ
れた走行油圧モータと、この走行油圧モータに供給する
圧油の方向、および流量を制御する方向制御弁と、この
方向制御弁と前記走行油圧モータとを接続する供給回路
と、戻り回路とにそれぞれ分離して介設した各カウンタ
バランス弁とを備えた油圧回路による油圧駆動車両の走
行制御方法において、前記油圧駆動車両の停止作動時に
は、走行油圧モータからの戻り回路に接続した方向制御
弁を絞ることにより、走行油圧モータにブレーキ圧を付
与すると共に、前記戻り回路に介設したカウンタバラン
ス弁の一方端に、前記ブレーキ圧に加算して走行油圧モ
ータへの供給油圧を作用させて開方向に制御することを
特徴とする。

第２の発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプに油圧
回路により接続された走行油圧モータと、この走行油圧
モータに供給する圧油の方向、および流量を制御する方
向制御弁と、この方向制御弁と前記走行油圧モータとを
接続する供給回路と、戻り回路とにそれぞれ分離して介
設した各カウンタバランス弁とを備えた油圧駆動車両の
走行油圧回路において、前記方向制御弁は走行油圧モー
タからの戻り回路に接続された絞りを有し、かつ前記各
カウンタバランス弁の一方端は供給回路と戻り回路との
二つの合計油圧をパイロット圧として開作動し、他方端
はばね力により閉作動することを特徴とする。

前記構成によれば、油圧駆動車両の停止作動時には、
走行油圧モータからの戻り回路に接続した方向制御弁を
絞ることにより、走行油圧モータにブレーキ圧が付与さ
れてブレーキが作用する。

このとき車両の慣性力により供給回路の圧力が減少し
ても戻り回路のブレーキ圧が上昇するため、これらの圧
力を加算した、戻り回路に介設したカウンタバランス弁
を開方向に制御するパイロット圧は所定圧に維持され
る。

従って、油圧駆動車両はカウンタバランス弁によるブ
レーキ圧が作用することなく、方向制御弁の操作量によ
って決まる絞りに応じて走行油圧モータにブレーキが作
用する。

またポンプの供給圧力をカウンタバランス弁に作用さ
せているためキャビテーションの発生もない。

（実施例） 本発明の一実施例を添付第１図ないし第３図により詳
述する。なお図において、第４図と同一構成要素には同
一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。第１図
は本発明の走行油圧回路を示し、該回路は、エンジン２
で駆動される可変容量型油圧ポンプ１と、図示しない走
行体を駆動する走行モータ５と、前記油圧ポンプ１の圧
油を該走行モータ５へ供給制御する方向制御弁26と、こ
の制御弁26とを接続する主管路3,4と、これら管路3,4の
間に介設されたカウンタバランス弁27a,27bから構成さ
れる。

上記方向制御弁26及びカウンタバランス弁27a,27bの
図示の状態は、いずれも中立位置にあり、油圧ポンプ１
の一方の逆止弁９を介設した吐出油の供給分岐通路10の
ポート11は閉止され、他方の分岐通路17は油圧ポンプ１
の吐出圧油はドレンポート18からタンク19に戻されま
た、走行モータ５から戻り油はポート20からタンク16に
ドレンされて走行モータ５は回転しない。この状態で方
向制御弁26を前進（正転）位置に切換えると、ドレンポ
ート18は閉止され、油圧ポンプ１からの吐出圧油は供給
ポート21から主管路３を経て走行モータ５に供給され
る。

上記走行モータ５への圧油供給によって、カウンタバ
ランス弁27a,27bは、この主管路３のパイロット圧を受
けて作動し、方向制御弁26、走行モータ５が連通して、
該走行モータを図示矢印の方向に回転駆動し、その戻り
油は主管路４、カウンタバランス弁27b、主管路４、及
び方向制御弁26からタンク16に戻され、車両は前進す
る。後進の場合は方向制御弁26を後進位置に切換え、圧
油を前記前進時と逆方向に流れるようにして行う。また
走行状態から停止する場合は前進，後進の作動位置から
中立位置に戻すと、既述した如く油圧ポンプ１からの吐
出圧油はドレンポート18からタンク19へ戻され、走行モ
ータ５への供給ポート11は閉止され、また、戻り油はカ
ウンタバランス弁27bにより背圧を付与されると共に、
戻りポート20が開かれてタンク16へ戻されるようになっ
ている。かかる油圧ポンプ１の吐出圧油による走行モー
タ５の回転駆動及び停止の油圧制御は方向制御弁26及び
カウンタバランス弁27a,27bによって行われるが、本発
明の方向制御弁26においては、スプールが中立位置（停
止）から作動位置（前後進）へ、また、逆に作動位置か
ら中立位置への可動によって開口面積の変化を第２図に
示すように油圧ポンプ１の吐出ポート11からドレンポー
ト18の油路（Ａ）及び吐出ポート11から走行モータ５へ
の供給ポート11の絞り（Ｂ）は第４図で既述した従来と
同一であるが、走行モータ５からの戻り油圧の戻りポー
ト23からドレンポート20の油路（Ｃ）においては図示の
如く作動位置から中立位置へのストロークに対して開口
面積を急速に縮小して戻り油圧を大きく絞るようにして
ある。また、カウンタバランス弁27a,27bは別個独立し
たスプールで作動するようにしてあり、これら各カウン
タバランス弁27a,27bはそれぞれ主管路3,4の回路圧によ
って開閉作動すると共に、その開閉は第３図に示すよう
に切換セット圧に応じた可変絞りにより行うようにし
て、そのためにドレン通路24a,24bが設けてある。な
お、25は前記両主管路3,4の高圧側の回路圧をパイロッ
ト圧として開閉するシャトル弁で、この油圧を受けてネ
ガティブブレーキ８の図示しないブレーキ解除シリンダ
のバネを押圧してブレーキ解除するようになっている。

次に、上記構成からなる走行油圧制御の作動について
述べる。

（Ｉ）起動時 停止状態から起動に際しては、方向制御弁26を中立位
置から作動位置、例えば、前進位置に切換えるが、切換
えはスプールを中立位置から前進位置に可動させて、油
圧ポンプの吐出圧油を主管路３から走行モータ５に供給
して回転起動し、該走行モータ５からの戻り油圧は主管
路４からタンクに戻される、ようにして起動するが、ス
プールの中立位置から前進作動位置のストロークによる
油圧制御は既述した第２図の線図（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）に示すようになり、特に走行モータ５からの戻り
油圧を（Ｃ）に示すように絞って戻り圧（ブレーキ圧）
が付与され起動に際して油圧ブレーキがかかる状態とな
っているので起動時のショックがなく滑らかに起動走行
する。

（II）停止時 走行停止、例えば前進走行状態を停止するに際して
は、方向制御弁26のスプールを前進位置から中立位置に
戻すと、それまで油圧ポンプ１から走行モータ５への圧
油の供給が第２図の（Ｂ）に示すように急速に閉止され
るが、走行モータ５が大きな慣性力によりポンプ作用し
て供給主管路３に負圧が生じキャビテーション，ハンチ
ングが生じる、特に降坂時や走行レバーの急戻しに、そ
の傾向が強く、そのためにカウンタバランス弁27a,27b
が主管路３のパイロット圧がなくなり閉位置に戻り、戻
り主管路４に背圧を付与してキャビテーション，ハンチ
ングを防止する。かようにカウンタバランス弁27bによ
り走行モータ５からの戻り主管路４に背圧を付与してキ
ャビテーション，ハンチングを防止する一方、方向制御
弁26において、第２図の（Ｃ）に示すように戻り油が早
期に絞られることから、この主管路４にブレーキ圧が生
じ、また、このブレーキ圧を回路圧としたパイロット圧
による切換圧力によって可変絞りのカウンタバランス弁
27a,27bは供給主管路３のパイロット圧がなくなっても
直ちに全閉位置に戻らず、切換圧力に応じ一部戻り油を
ドレンさせながらの開口状態のあと全閉位置に戻り、か
つブレーキ８が制動されて停止し、ショックが生じるこ
となく滑らかに停止する。

（III）作動時の停止制御 特に油圧パワーショベルの如き建設機械においては走
行と作業の複合操作が行われるため停止制御が特に重視
され運転者の感覚に合致した停止制御弁が必要となる
が、かかる場合には、方向制御を作動位置から中立位置
に戻すときに戻り油の早期の絞りによってブレーキ圧が
生じ所定位置での停止が適格に制御できる。

（発明の効果） 本発明は以上詳述したように、（１）運転者が操作す
る方向制御弁の操作量に応じたブレーキを作用させるこ
とができ、カウンタバランス弁による予期しない急ブレ
ーキ圧が作用することがないため、停止時のキャビテー
ション、ハンチングを防止することは勿論、起動、停止
時のショックが解消される。

（２）方向制御弁の操作量に応じたブレーキが作用する
ため、運転者の感覚に合致した的確な停止制御が可能と
なることから、油圧パワーショベルのような作業車両の
制御にとって好適である。

（３）以上のことから今後益々高速化される走行に対し
ても十分対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る走行制御の一実施例を示す油圧回
路図、第２図は同じく本発明に係る方向制御弁のスプー
ルのストローク−開口面積の関係を示す線図、第３図は
カウンタバランス弁スプールのストローク−切換圧力・
開口面積の関係を示す線図、第４図は従来の走行制御の
一例を示す油圧回路図、第５図は同じく従来の方向制御
弁のスプールのストローク−開口面積の関係を示す線図
である。 １……油圧ポンプ 3,4……主管路 ５……走行モータ 6,26……方向制御弁 7,27a,27b……カウンタバランス弁 ８……ネガティブブレーキ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ポンプと、この油圧ポンプに油圧回路
   により接続された走行油圧モータと、この走行油圧モー
   タに供給する圧油の方向、および流量を制御する方向制
   御弁と、この方向制御弁と前記走行油圧モータとを接続
   する供給回路と、戻り回路とにそれぞれ分離して介設し
   た各カウンタバランス弁とを備えた油圧回路による油圧
   駆動車両の走行制御方法において、前記油圧駆動車両の
   停止作動時には、走行油圧モータからの戻り回路に接続
   した方向制御弁を絞ることにより、走行油圧モータにブ
   レーキ圧を付与すると共に、前記戻り回路に介設したカ
   ウンタバランス弁の一方端に、前記ブレーキ圧に加算し
   て走行油圧モータへの供給油圧を作用させて開方向に制
   御することを特徴とする油圧駆動車両の走行制御方法。
2. 【請求項２】油圧ポンプと、この油圧ポンプに油圧回路
   により接続された走行油圧モータと、この走行油圧モー
   タに供給する圧油の方向、および流量を制御する方向制
   御弁と、この方向制御弁と前記走行油圧モータとを接続
   する供給回路と、戻り回路とにそれぞれ分離して介設し
   た各カウンタバランス弁とを備えた油圧駆動車両の走行
   油圧回路において、前記方向制御弁は走行油圧モータか
   らの戻り回路に接続された絞りを有し、かつ前記各カウ
   ンタバランス弁の一方端は供給回路と戻り回路との二つ
   の合計油圧をパイロット圧として開作動し、他方端はば
   ね力により閉作動することを特徴とする油圧駆動車両の
   走行油圧回路。