JP3053998B2

JP3053998B2 - 作業車両の走行油圧制御装置

Info

Publication number: JP3053998B2
Application number: JP5088711A
Authority: JP
Inventors: 和弘一村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-04-15
Filing date: 1993-04-15
Publication date: 2000-06-19
Anticipated expiration: 2015-06-19
Also published as: JPH06297970A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホイール式油圧ショベ
ルなどの作業車両に用いられる走行油圧制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図９に従来の作業車両の走行油圧回路の
一例を示す。油圧ポンプ１から吐出される圧油は、油圧
パイロット式制御弁２でその方向、流量が制御され、カ
ウンタバランス弁３を経て油圧モータ４に供給される。
油圧モータ４の出力軸には図示していない走行駆動軸が
接続されており、油圧モータ４の回転により車両が走行
される。パイロット式制御弁２は、パイロット油圧回路
からのパイロット圧力によってその切換方向とストロー
ク量が制御される。パイロット油圧回路は、パイロット
用油圧ポンプ５と、油圧ポンプ５に後続し制御弁２のス
トローク量を制御することにより車両の走行速度を制御
するパイロット弁６と、このパイロット弁６に後続しパ
イロット弁６への戻り油を遅延するスローリターン弁７
と、このスローリターン弁７に後続し車両の前進，後
進，中立を選択する前後進切換弁８とを有する。

【０００３】図９は、前後進切換弁８が中立（Ｎ位
置）、パイロット弁６が操作されていない状態を示して
おり、したがって、パイロット式制御弁２が中立位置に
あって、油圧ポンプ１からの圧油はタンク９に戻り車両
は停止している。前後進切換弁８を前進（Ｆ位置）また
は後進（Ｒ位置）に切換えパイロット弁６のペダル６ａ
を踏み込み操作すると、油圧ポンプ５からの吐出油が制
御弁２のパイロットポート２ａまたは２ｂに達してこの
制御弁２がパイロット油圧に応じたストローク量で切換
わる。これにより油圧ポンプ１からの吐出油が制御弁
２、管路１２ａまたは１２ｂ、カウンタバランス弁３を
経由して油圧モータ４に導かれ、油圧モータ４が駆動さ
れて車両が走行する。車両の速度はパイロット弁６のペ
ダル６ａの踏み込み量に依存する。

【０００４】走行中にペダル６ａを離すとパイロット弁
６が圧油を遮断しその出口ポートがタンク１０と連通さ
れる。この結果、パイロットポート２ａまたは２ｂに作
用していた圧油が前後進切換弁８、スローリターン弁
７、パイロット弁６を介してタンク１０に戻る。このと
き、スローリターン弁７の絞り７ａにより戻り油が絞ら
れるからパイロット式制御弁２は徐々に中立位置に切換
わる。パイロット式制御弁２が中立位置へ戻ると油圧ポ
ンプ１の吐出油はタンク９に戻り、カウンタバランス弁
３も図示の中立位置に切換わる。これにより油圧モータ
４からの吐出油がカウンタバランス弁３の絞り３ａまた
は３ｂおよびパイロット式制御弁２内の絞り２ｃに絞ら
れるので、流量が多い場合にはまずオーバーロードリリ
ーフ弁５１ａまたは５１ｂが開き、その設定圧力に応じ
た大きな油圧ブレーキが働く。この油圧ブレーキにより
減速されて油圧モータ４の吐出流量が減少するとオーバ
ーロードリリーフ弁５１ａまたは５１ｂは閉じ、カウン
タバランス弁３の絞り３ａまたは３ｂと制御弁２内の絞
り２ａを介して油圧モータ４の吐出油が再び油圧モータ
４に戻る循環通路が形成され、油圧モータ４に小さな油
圧ブレーキが働く。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記オ
ーバーロードリリーフ弁５１ａ，５１ｂの設定圧力は一
般に３５０kg/cm²前後と高く、このためペダル操作解除
時に油圧モータに作用するブレーキ圧はかなり大きい。
このため、例えば降雨時や降雪時などのように路面の摩
擦係数が小さい場合には、上記油圧ブレーキにより車輪
がロック状態となたっままスリップし、車両操作性が悪
化するおそれがあった。

【０００６】本発明の目的は、油圧ブレーキによるタイ
ヤのロック状態を速やかに回避可能な作業車両の走行油
圧制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、本発明は、油圧ポンプ１と、この
油圧ポンプ１の吐出油により回転駆動される走行用油圧
モータ４と、油圧モータ４に導かれる圧油を制御する制
御弁２とを備え、油圧モータ４の回転により車両を走行
せしめるとともに、制御弁２が中立位置に戻ったときに
油圧モータ４の出口側管路に油圧ブレーキを作用させる
ようにした作業車両の走行油圧制御装置に適用される。
そして、設定圧力が可変とされ、油圧モータ４の出口側
管路の最高圧力を規制する可変リリーフ弁４４と、車両
が走行中か停止中かを検出する車両状態検出手段６２
と、車輪の回転数を検出する回転数検出手段６３と、車
両が走行中であることが検出され、かつ車輪の回転数が
零になったことが検出されると、可変リリーフ弁４４の
設定圧力を低下させる制御手段６１とを具備し、これに
より上記問題点を解決する。請求項２の発明は、車両が
走行中であることが検出され、かつ車輪の回転数が零に
なったことが検出されると、車輪が回転し始めるまで可
変リリーフ弁４４の設定圧力を低下させ、車輪の回転が
検出されると設定圧力をそのときの圧力に保持するもの
である。請求項３の発明は、制御弁２を操作する操作手
段６の操作量もしくは油圧モータへ供給される圧油の圧
力が所定値以上の場合に可変リリーフ弁のリリーフ動作
を禁止する禁止手段４３を更に備えたものである。

【０００８】

【作用】車両走行時に油圧ブレーキにより車輪３４がロ
ック状態になると、車輪３４の回転数が零になり、これ
に伴って制御手段６１は可変リリーフ弁４４の設定圧力
を低下させる。これにより油圧モータ４に作用するブレ
ーキ圧が減少して上記ロック状態が解除され車輪３４が
回転し始める。ここで、可変リリーフ弁４４の設定圧力
が低下されるのは、車両走行中でかつ車輪３４の回転数
が零、という２つの条件が満たされた場合のみである。
すなわち、車輪３４の回転数が零というだけでは、ロッ
ク状態の他に例えば車両が停止している場合も含まれる
から、このような場合に不必要に設定圧が低下するのを
防止する。

【０００９】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と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１０】

【実施例】図１〜図４により本発明の一実施例を説明す
る。なお、図９と同様な箇所には同一の符号を付し、相
違点を中心に説明する。図１において、油圧モータ４の
回転は、トランスミッション３１およびディファレンシ
ャルギアボックス３２および車軸３３を介して車輪３４
に伝達され、これにより車両が走行する。

【００１１】符号４１は、制御弁２とカウンタバランス
弁３との間の管路１２ａ，１２ｂのうち高圧側の管路圧
力を選択する第１のシャトル弁、４２は、カウンタバラ
ンス弁３とオーバーロードリリーフ弁５１ａ，５１ｂと
の間の管路１２ａ，１２ｂのうち高圧側の管路圧力を選
択する第２のシャトル弁である。第１のシャトル弁４１
の選択圧力は切換弁４３のパイロットポート４３ａに作
用し、その圧力が所定値未満の時には切換弁４３はＡ位
置を保持し、所定値以上になるとＢ位置に切換えられ
る。切換弁４３がＡ位置にあるときには、第２のシャト
ル弁４２と可変リリーフ弁４４とが連通され、Ｂ位置に
あるときには両者が遮断される。

【００１２】可変リリーフ弁４４のソレノイド部４４ａ
にはコントローラ６１から制御電流が供給され、その電
流値に応じて可変リリーフ弁４４の設定圧力Ｐが変化す
る。その電流値と設定圧力Ｐとの関係は例えば図２に示
すようになっている。またコントローラ６１には、車両
の対地速度を求める対地車速演算器６２と、車軸３３す
なわち車輪３４の回転を検出する回転数センサ６３が接
続され、各センサ６２，６３の検出値がコントローラ６
１に入力される。ここで、対地車速演算器６２は、例え
ば４つの車輪速のうちの最大値を上記対地車速として求
めたり、あるいは油圧ブレーキ作用時の想定減速度から
対地車速を推定するものである。また回転数センサ６３
は１個のみ示したが、実際には４つの車輪全てに対して
設けられている。なお本実施例では、オーバーロードリ
リーフ弁５１ａ，５１ｂの設定圧力が３５０kg/cm²に設
定されているものとする。

【００１３】図３はコントローラ６１による制御の手順
を示すフローチャートである。イグニッションスイッチ
（不図示）がオンするとこのプログラムが起動され、ま
ずステップＳ１で可変リリーフ弁４４の初期設定圧力Ｐ
を上記オーバーロードリリーフ弁５１ａ，５１ｂの設定
圧力と同じ値、つまり３５０kg/cm²に設定する。ステッ
プＳ２では対地車速演算器６２の検出値である対地車速
を入力し、車両が走行中か停止中かを判定する。停止中
であればステップＳ１に戻り、走行中であればステップ
Ｓ３に進む。

【００１４】ステップＳ３では、各回転数センサ６３か
ら入力される車輪３４の回転数のうち少なくとも１つが
ゼロか否かを判定し、ゼロ以上の場合にはステップＳ２
に戻り、ゼロの場合はステップＳ４に進む。ここで、ス
テップＳ３でゼロと判定されるということは、いずれか
の車輪３４が回転していないにも拘らず車両が走行して
いる状態、つまり車輪３４がロックされている状態を示
している。ステップＳ４では、可変リリーフ弁４４のソ
レノイド部４４ａに供給する電流を所定値だけ減少さ
せ、可変リリーフ弁４４の設定圧力Ｐを１０kg/cm²だけ
減少させる。その後、処理はステップＳ２に戻る。

【００１５】上記手順によれば、車輪３４のロック状態
が検出されると、図４に示すように可変リリーフ弁４４
の設定圧力Ｐが３５０kg/cm²から徐々に低下してゆき、
その後、車輪３４が再び回転し始めるとその設定圧力で
保持される。そして車両が停止すると当初の設定圧力３
５０kg/cm²に復帰する。

【００１６】次に、実施例の動作を説明する。例えば前
後進切換弁８を前進（Ｆ位置）に切換えパイロット弁６
のペダル６ａを踏み込み操作すると、油圧ポンプ５から
の吐出油が制御弁２のパイロットポート２ａに達してこ
の制御弁２がパイロット油圧に応じたストローク量で切
換わる。これにより油圧ポンプ１からの吐出油が制御弁
２、管路１２ａ、カウンタバランス弁３を経由して油圧
モータ４に導かれ、油圧モータ４が駆動されて車両が走
行する。油圧モータ４からの戻り油は制御弁２を介して
タンクに戻る。車両前進走行時には、前進側の管路１２
ａに駆動圧（ポンプ吐出圧力）がたっているので、第１
のシャトル弁４１の選択圧力によって切換弁４３がＢ位
置に切換わっており、したがって第２のシャトル弁４２
と可変リリーフ弁４４とが遮断され、可変リリーフ弁４
４は作動しない。

【００１７】走行中にペダル６ａを離すと、パイロット
弁６が圧油を遮断しその出口ポートがタンク１０と連通
される。この結果、パイロットポート２ａに作用してい
た圧油が前後進切換弁８、スローリターン弁７、パイロ
ット弁６を介してタンク１０に戻り、パイロット式制御
弁２は徐々に中立位置に切換わる。パイロット式制御弁
２が中立位置へ戻ると油圧ポンプ１の吐出油はタンク９
に戻り、管路１２ａの圧力が減少して切換弁４３が図示
Ａ位置に切換わる。すなわち可変リリーフ弁４４が作動
可能な状態となる。

【００１８】また、制御弁２の中立位置への復帰によ
り、カウンタバランス弁３も図示の中立位置に切換わ
り、これにより油圧モータ４からの吐出油は、カウンタ
バランス弁３の絞り３ｂおよびパイロット式制御弁２内
の絞り２ｃに絞られるので、油圧モータ４の出口側管路
１２ｂにブレーキ圧がたつ。このブレーキ圧が３５０kg
/cm²を越えるとオーバーロードリリーフ弁５１ｂおよび
可変リリーフ弁４４が開くので、ブレーキ圧は３５０kg
/cm²に制限される。このブレーキ圧によって油圧モータ
４に大きな油圧ブレーキが働き、車両が減速される。

【００１９】ここで、例えば降雨時や降雪時などのよう
に路面の摩擦係数が小さい場合には、上記油圧ブレーキ
により車輪３４がロックされることがあるが、図３の制
御によれば、車輪３４のロックが検出されると可変リリ
ーフ弁４４の設定圧力Ｐが徐々に低下するので、オーバ
ーロードリリーフ弁５１ｂが閉じた後も可変リリーフ弁
４４は開状態を保持する。これにより管路１２ｂのブレ
ーキ圧が徐々に低下してゆき、車輪３４のロックが解除
されて車輪３４が再び回転し始める。車輪３４が回転し
始めると、可変リリーフ弁４４の設定圧力がそのときの
値で保持される。

【００２０】ブレーキ圧が可変リリーフ弁４４の設定圧
力未満になると可変リリーフ弁４４は閉じ、カウンタバ
ランス弁３の絞り３ｂと制御弁２内の絞り２ａを介して
油圧モータ４の吐出油が再び油圧モータ４に戻る循環通
路が形成され、油圧モータ４に小さな油圧ブレーキが働
いて車両が更に減速される。そして、車両が停止する
と、可変リリーフ弁４４の設定圧力が初期値３５０kg/c
m²に復帰する。

【００２１】ここで、車輪３４のロック状態が解除され
た後、車両が停止しないうちに再びペダル６ａを操作し
た場合を考える。このとき、可変リリーフ弁４４の設定
圧力Ｐは低いままであるから、管路１２ａの駆動圧がそ
の設定圧力Ｐを越える可能性があり、仮に可変リリーフ
弁４４が作動すると所望の加速が得られなくなる。しか
し本実施例では、上記切換弁４３を設け、管路１２ａの
駆動圧が所定値以上の場合には可変リリーフ弁４４を作
動させないようにしたので、ペダル操作時に不所望にリ
リーフ弁４４が作動することを防止でき、所望の加速を
得ることができる。なお以上では、車両前進時のみにつ
いて説明したが、後進時にも同様な制御が行われる。

【００２２】また図５に示すように、切換弁４３の切換
をパイロット弁６の出力側管路圧力に応じて行っても上
述と同様の作用効果が得られる。すなわちパイロット弁
６の出力側管路圧力は、パイロット弁６の操作量つまり
走行ペダル６ａの踏み込み量に依存するから、この圧力
が所定値以上のときは第２のシャトル弁４２と可変リリ
ーフ弁４４とを遮断するようにすれば、上述と同様にペ
ダル操作時に不所望に可変リリーフ弁４４が作動するの
を防止できる。また以上では、対地車速演算器６２と回
転数センサ６３の出力に基づいて車輪３４のロック状態
を検出するようにしたが、対地車速演算器６３は特に必
要ではなく、車輪３４の回転数がゼロになったら必ず可
変リリーフ弁４４の設定圧力Ｐを低下させるようにして
もよい。

【００２３】図６は他の実施例を示し、コントローラ６
１’は、パイロット弁６の出口側管路圧力（圧力センサ
７１によって検出される）を逐次入力し、これに基づい
て所定時間内におけるペダル６ａの変動量を求める。図
７は本実施例におけるコントローラの制御手順を示し、
ステップＳ１で可変リリーフ弁４４の設定圧力を初期リ
セットした後、ステップＳ２’において、所定時間内に
おける上記ペダル６ａの操作解除量が所定量以上か否か
を判定する。

【００２４】ステップＳ２’が否定されるとステップＳ
１に戻り、肯定されるとステップＳ３に進む。ステップ
Ｓ３では、回転数センサ６３から入力される車輪３４の
回転数がゼロか否か、つまり車輪３４が回転しているか
否かを判定し、ゼロ以上の場合にはステップＳ２’に戻
り、ゼロの場合にはステップＳ４に進む。ここで、ステ
ップＳ３でゼロと判定されるということは、大きな油圧
ブレーキにより車輪３４がロックしている状態を示して
いる。ステップＳ４では、可変リリーフ弁４４のソレノ
イド部４４ａに供給する電流を所定値だけ減少させ、可
変リリーフ弁４４の設定圧力Ｐを１０kg/cm²だけ減少さ
せる。その後、処理はステップＳ２’に戻る。

【００２５】以上の手順によれば、上述と同様に車輪３
４のロックが検出されると可変リリーフ弁４４の設定圧
力Ｐが徐々に低下するので、管路１２ｂのブレーキ圧を
低下させて車輪３４のロックを解除することができる。
また、ペダル６ａの解除量が少ない場合、つまりノイズ
等によるハンチング防止のための不感帯の場合には、可
変リリーフ弁４４の設定圧力が不所望に低下することは
ない。

【００２６】なお、図８に示すように、可変リリーフ弁
４４の出力を管路１２ａ，１２ｂに戻すようにすれば、
オーバーロードリリーフ弁は特に設けなくてもい。また
ペダル操作量を検出する手段は圧力センサ７１に限定さ
れず、例えばペダル操作量そのものをポテンショメ−タ
などで検出してもよい。さらに各実施例において、可変
リリーフ弁４４の初期設定圧力は３５０kg/cm²に限定さ
れず、さらにまた、１回に低下させる量も１０kg/cm²に
限定されない。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、油圧モータの出口側管
路圧力を前記設定圧力以下に保持する可変リリーフ弁を
設け、車両走行中でかつ車輪の回転数が零、という２つ
の条件が満たされると、ロック状態と判断して可変リリ
ーフ弁の設定圧力を低下させるようにしたので、油圧ブ
レーキによる車輪のロック状態を迅速に解除することが
でき、車両操作性の向上が図れる。また上記２つの条件
でロック判定が行われるので、可変リリーフ弁の設定圧
力を低下させる必要のないときにこれが不所望に低下す
ることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る作業車両の走行油圧制御装置の一
実施例を示す構成図。

【図２】制御電流に対する可変リリーフ弁の設定圧力を
示す図。

【図３】コントローラの制御手順を示すフローチャー
ト。

【図４】可変リリーフ弁の設定圧力の変化を示すタイム
チャート。

【図５】図１の変形例を示す図。

【図６】走行油圧制御装置の他の実施例を示す図。

【図７】他の実施例におけるコントローラの制御手順を
示すフローチャート。

【図８】図６の変形例を示す図。

【図９】従来の走行油圧制御装置を示す図。

【符号の説明】

１油圧ポンプ２油圧パイロット式制御弁３カウンタバランス弁４走行用油圧モータ６パイロット弁６ａペダル８前後進切換弁１２ａ，１２ｂ管路３４車輪４１，４２シャトル弁４３切換弁４４可変リリーフ弁５１ａ，５１ｂオーバーロードリリーフ弁６１コントローラ６２対地車速演算器６３回転数センサ７１圧力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 17/10 B60T 8/32 F15B 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油
により回転駆動される走行用油圧モータと、この油圧モ
ータに導かれる圧油を制御する制御弁とを備え、前記油
圧モータの回転により車両を走行せしめるとともに、制
御弁が中立位置に戻ったときに前記油圧モータの出口側
管路に油圧ブレーキを作用させるようにした作業車両の
走行油圧制御装置において、設定圧力が可変とされ、前記油圧モータの出口側管路の
最高圧力を規制する可変リリーフ弁と、車両が走行中か停止中かを検出する車両状態検出手段
と、車輪の回転数を検出する回転数検出手段と、車両が走行中であることが検出され、かつ前記車輪の回
転数が零になったことが検出されると、前記可変リリー
フ弁の設定圧力を低下させる制御手段とを具備すること
を特徴とする作業車両の走行油圧制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、車両が走行中であるこ
とが検出され、かつ車輪の回転数が零になったことが検
出されると、車輪が回転し始めるまで前記可変リリーフ
弁の設定圧力を低下させ、前記車輪の回転が検出される
と前記設定圧力をそのときの圧力に保持することを特徴
とする請求項１に記載の作業車両の走行制御装置。
【請求項３】前記制御弁を操作する操作手段の操作量
もしくは前記油圧モータへ供給される圧油の圧力が所定
値以上の場合に前記可変リリーフ弁のリリーフ動作を禁
止する禁止手段を更に備えたことを特徴とする請求項１
または２に記載の作業車両の走行制御装置。