JP4180035B2 - Braking control device for hydraulic drive vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、油圧駆動車の制動制御装置に関する。 The present invention relates to a braking control device for a hydraulically driven vehicle.
油圧駆動車では可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータあるいは固定容量形油圧モータとを油圧管路で接続し閉回路に構成したものが一般的に用いられている。特にタイヤ式の油圧駆動車では、減速時あるいは坂道を下る時にオーバーランしないように、主に油圧ポンプを介して原動機で、あるいは、可変容量形油圧モータの押除け容積を増加し、車両重量の慣性による速度の増加を吸収するようにして速度制御を行なっている。 In a hydraulic drive vehicle, a variable displacement hydraulic pump and a variable displacement hydraulic motor or a fixed displacement hydraulic motor are connected by a hydraulic line to form a closed circuit. Especially in tire-type hydraulically driven vehicles, to prevent overrun when decelerating or going down a hill, increase the displacement volume of the motor or the variable displacement hydraulic motor mainly via a hydraulic pump, Speed control is performed so as to absorb the increase in speed due to inertia.
上記の油圧ポンプを介して速度の増加を原動機で吸収する一例として特許文献1が知られている。同文献1は減速時に可変容量形油圧ポンプおよびこの可変容量形油圧ポンプを駆動する原動機がオーバーランするおそれのない油圧閉回路の圧力制御装置である。これを達成するために、原動機で駆動される可変容量形油圧ポンプと、負荷を結合したアクチュエータ(固定容量形油圧モータ)と、これら可変容量形油圧ポンプとアクチュエータを接続する管路とを備え、可変容量形油圧ポンプの吸込側と吐出側の前記管路の圧力を選択して、その圧力に応じた押除け容積との差を少なくし、また、原動機の回転数に応じた前記管路の管路抵抗を可変絞り弁で変更するようにしている。 Patent Document 1 is known as an example of absorbing a speed increase by a prime mover through the hydraulic pump. The document 1 is a pressure control device of a hydraulic closed circuit in which a variable displacement hydraulic pump and a prime mover that drives the variable displacement hydraulic pump are not likely to overrun during deceleration. In order to achieve this, a variable displacement hydraulic pump driven by a prime mover, an actuator coupled with a load (fixed displacement hydraulic motor), and a pipe connecting the variable displacement hydraulic pump and the actuator are provided. Select the pressure on the suction side and the discharge side of the variable displacement hydraulic pump to reduce the difference between the displacement and the pressure according to the pressure. The pipe resistance is changed with a variable throttle valve.
例えば、原動機の回転数が、許容される回転数の上限値を超えると、可変絞り弁が絞られてその開度を減少する。この開度の減少は、可変容量形油圧ポンプと固定容量形油圧モータとの間の管路の管路抵抗を増大することとなり固定容量形油圧モータには制動がかかる。この結果、可変容量形油圧ポンプのモータ作用は低減されるので、可変容量形油圧ポンプと原動機の回転数の上昇は抑えられ、過回転は防止される。更に、可変絞り弁における圧損は、固定容量形油圧モータに対する大きな制動力となり、油圧モータの過回転は防止される。 For example, when the rotational speed of the prime mover exceeds the upper limit value of the allowable rotational speed, the variable throttle valve is throttled to reduce its opening. This decrease in opening degree increases the pipe resistance between the variable displacement hydraulic pump and the fixed displacement hydraulic motor, and the fixed displacement hydraulic motor is braked. As a result, since the motor action of the variable displacement hydraulic pump is reduced, an increase in the rotational speeds of the variable displacement hydraulic pump and the prime mover is suppressed, and over-rotation is prevented. Furthermore, the pressure loss in the variable throttle valve becomes a large braking force for the fixed displacement hydraulic motor, and over-rotation of the hydraulic motor is prevented.
上記の可変容量形油圧モータの押除け容積を増加し、車両重量の慣性による速度の増加を可変容量形油圧モータで吸収する一例として特許文献2が知られている。同文献2はタイヤで走行する油圧駆動車で坂道を下るときの車速に応じた可変容量形油圧モータの容積を得る油圧駆動車の車速制御装置およびその制御方法である。これを達成するために、車速制御装置は、可変容量形油圧モータと、可変容量形油圧モータの容積を可変とする傾転角制御機構と、車速を検出する車速センサと、車速センサから受けた車速と設定された車速との車速差に応じて傾転角を制御し所定の油圧モータの容積を得る制御部を設けている。 Patent Document 2 is known as an example in which the displacement capacity of the variable displacement hydraulic motor is increased and the increase in speed due to the inertia of the vehicle weight is absorbed by the variable displacement hydraulic motor. The literature 2 is a vehicle speed control device and a control method for a hydraulic drive vehicle that obtains the volume of a variable displacement hydraulic motor according to the vehicle speed when the vehicle is driven by a tire and travels down a slope. To achieve this, the vehicle speed control device receives a variable displacement hydraulic motor, a tilt angle control mechanism that makes the volume of the variable displacement hydraulic motor variable, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, and a vehicle speed sensor. A control unit is provided for controlling the tilt angle according to the vehicle speed difference between the vehicle speed and the set vehicle speed to obtain a predetermined hydraulic motor volume.
制御部は設定された車速の制限速度信号Vcと車速信号Vとを比較して車速差を求め、その車速差の大きさに応じた制御信号Pを電磁比例弁に出力し、制限速度で走行するようにしている。 The control unit compares the set vehicle speed limit speed signal Vc with the vehicle speed signal V to determine the vehicle speed difference, outputs a control signal P corresponding to the magnitude of the vehicle speed difference to the electromagnetic proportional valve, and travels at the limit speed. Like to do.
しかしながら、上記の特許文献1では、制動圧力を制御するため、絞りによるエネルギ損失が大きいという問題がある。 However, in Patent Document 1 described above, there is a problem that energy loss due to the throttle is large because the braking pressure is controlled.
上記の特許文献2では、坂道を下る時の車速に応じて可変容量型油圧モータの容積のみを変えるが、モータの容積は急激には増加しないので、オフロードで急激に下る坂道では減速の応答が遅れるという問題がある。またモータの持つ最大制動圧力まで使えないという問題がある。 In Patent Document 2 described above, only the volume of the variable displacement hydraulic motor is changed according to the vehicle speed when going down the hill. However, since the volume of the motor does not increase abruptly, the response of deceleration on the hill that goes down rapidly off road. There is a problem that is delayed. There is also a problem that the maximum braking pressure of the motor cannot be used.
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、絞り弁と、可変容量形油圧モータとを用いて制動トルクを得るため、モータの最大制動トルクまで使用できる油圧駆動車の制動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and in order to obtain a braking torque using a throttle valve and a variable displacement hydraulic motor, a braking control device for a hydraulically driven vehicle that can be used up to the maximum braking torque of the motor. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は、油圧駆動車の制動制御装置であって、駆動源により駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプの圧油を受け油圧駆動車の車速を可変とする可変容量形油圧モータと、可変容量形油圧モータの容積を可変とするモータ用傾転角制御機構と、油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを接続する油圧管路と、油圧駆動車の車速を検出する速度センサと、油圧管路に配設され、制動圧を発生させる絞り弁と、可変容量形油圧モータと絞り弁との間に設けられ、油圧管路の最高制動圧を設定するリリーフ弁と、制動圧を検出する圧力センサと、速度センサおよび圧力センサからの信号を受け、速度センサから受けた車速信号が閾値を超えたと判別されたとき、絞り弁にモータ用傾転角制御機構よりも優先して指令信号を出力し、絞り弁の開度を絞って所定の制動圧を生じさせて可変容量形油圧モータに作用させ、可変容量形油圧モータの容積を増加させて油圧駆動車に制動を与える制御手段とからなる構成としている。
また、前記閾値は互いに異なった値で2つ設けられてもよい。
In order to achieve the above object, the present invention is a braking control device for a hydraulically driven vehicle, wherein the hydraulic pump is driven by a drive source, and the variable speed of the hydraulically driven vehicle is variable by receiving pressure oil from the hydraulic pump. Capacitive hydraulic motor, tilt angle control mechanism for motor that makes variable displacement hydraulic motor variable, hydraulic conduit connecting hydraulic pump and variable displacement hydraulic motor, and vehicle speed of hydraulically driven vehicle is detected A speed sensor that is disposed in the hydraulic line and generates a braking pressure; a relief valve that is provided between the variable displacement hydraulic motor and the throttle valve and sets the maximum braking pressure in the hydraulic line; When the pressure sensor for detecting the braking pressure and the signals from the speed sensor and the pressure sensor are received and the vehicle speed signal received from the speed sensor is determined to have exceeded the threshold value, the throttle valve is more controlled than the motor tilt angle control mechanism. Prioritize command signals And a control means for reducing the opening of the throttle valve to generate a predetermined braking pressure to act on the variable displacement hydraulic motor and increasing the volume of the variable displacement hydraulic motor to apply braking to the hydraulically driven vehicle. It becomes the composition which becomes.
Two threshold values may be provided with different values.
上記構成によれば、油圧駆動車は、例えば、坂道を下る時に予め設定された車速(閾値)以上の速度になったことが速度センサで検出されたときに、絞り弁の開度を絞って制動圧を発生し、この制動圧が可変容量形油圧モータに作用し、さらに可変容量形油圧モータの容積を増加して油圧駆動車に制動を与え、これらにより大きな制動トルクを生じさせる。この大きな制動トルクにより油圧駆動車は制動しながら坂道を所定の速度で下るようにしている。このため、急な坂道でも所定速度で走行できる。このように、絞り弁と可変容量形油圧モータとを組み合わせた構成により大容量の油圧制動装置が得られる。速度センサの車速信号により走行速度が所定閾値を超えたことを制御手段が検出すると、制御手段は切り替え速度の速い絞り弁を可変容量形油圧モータ用傾転角制御機構よりも優先して作用させその開度を絞り、制動圧を生じさせて可変容量形油圧モータに作用させるため、迅速な制動トルクが生じ、応答性が向上する。
According to the above configuration, the hydraulic drive vehicle, for example, throttles the opening of the throttle valve when the speed sensor detects that the vehicle speed has reached or exceeded a preset vehicle speed (threshold) when going down a hill. A braking pressure is generated, and this braking pressure acts on the variable displacement hydraulic motor, and further increases the volume of the variable displacement hydraulic motor to apply braking to the hydraulically driven vehicle, thereby generating a large braking torque. With this large braking torque, the hydraulically driven vehicle brakes down the slope at a predetermined speed while braking. Therefore, the vehicle can travel at a predetermined speed even on a steep slope. In this manner, a large-capacity hydraulic braking device can be obtained by combining the throttle valve and the variable displacement hydraulic motor. When the control means detects that the traveling speed exceeds a predetermined threshold based on the vehicle speed signal of the speed sensor, the control means causes the throttle valve having a fast switching speed to act in preference to the tilt angle control mechanism for the variable displacement hydraulic motor. Since the opening degree is reduced and a braking pressure is generated to act on the variable displacement hydraulic motor, a rapid braking torque is generated and the responsiveness is improved.
以下、本発明に係る油圧駆動車の制動制御装置およびその制御方法の実施形態について図面を参照して説明する。
先ず、実施例である油圧駆動車の制動制御装置およびその制御方法について図1から図6を用いて説明する。図1は油圧駆動車の制動制御装置1の回路図、図2は制動制御装置1のブロック図、図3は第1実施例である油圧駆動車の制動制御方法のフローチャート図、図4は第1実施例での容積(押し除け容積)と絞り弁との関係を説明する図、図5は第2実施例である油圧駆動車の制動制御方法のフローチャート図、図6は第2実施例での容積(押し除け容積)と絞り弁との関係を説明する図である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a braking control device for a hydraulic drive vehicle and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a brake control device for a hydraulically driven vehicle and a control method thereof according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a circuit diagram of a braking control device 1 for a hydraulically driven vehicle, FIG. 2 is a block diagram of the braking control device 1, FIG. 3 is a flowchart of a braking control method for a hydraulically driven vehicle according to the first embodiment, and FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between a volume (push-off volume) and a throttle valve in one embodiment, FIG. 5 is a flowchart of a braking control method for a hydraulically driven vehicle according to a second embodiment, and FIG. 6 is a second embodiment. It is a figure explaining the relationship between this volume (push-off volume) and a throttle valve.
図1において、車両である油圧駆動車の制動制御装置1はエンジン3により駆動される可変容量形ポンプ4(以下、可変ポンプ4という)が可変容量形モータ5(以下、可変モータ5という)に油圧管路である配管6,7で接続され、閉回路を構成している。
In FIG. 1, a braking control device 1 for a hydraulically driven vehicle that is a vehicle has a variable displacement pump 4 (hereinafter referred to as a variable pump 4) driven by an
閉回路を構成する配管6,7はチャージポンプ8に接続されており、チャージポンプ8は閉回路にチャージ圧油を供給してキャビティーションの発生を防止している。可変ポンプ4は、ポンプ用傾転角制御機構9により正逆方向に傾転し、例えば、正方向で圧油を前進用として配管6に、逆方向で後進用として配管7に圧油を吐出している。以下では、配管6は前進用配管6とし、配管7は後進用配管7として説明する。また、前進用としてfを、後進用としてbを図番に付与している。
The
後進用配管7には、可変絞り弁11(以下、絞り弁11という)が配設されており、絞り弁11は制御部13より指令を受けて作動する絞り弁用電磁比例弁15よりパイロット圧を受けて位置(A)に切り換わり、開口面積を小さくして制動圧Psを発生している。また、可変モータ5と絞り弁11の間の後進用配管7には、圧力センサ17が付設されており、制動圧Ps等の圧力を測定して制御部13に送信している。
The
また、可変モータ5と絞り弁11の間の後進用配管7と前進用配管6との間には、制動圧用リリーフ弁19が接続されており、車両が急坂道を下る時に後進用配管7に発生する最高制動圧Psmを設定している。制動圧用リリーフ弁19は、絞り弁11の作動時に絞り弁11と可変モータ5との間に生ずる制動圧Psの最高制動圧Psmを設定する。
Also, a braking
上記において、圧力センサ17は、制動時の制動圧Psを検出して絞り弁11の開口面積を調整し、車両が設定された車速で走行するようにしているが、坂道を下るときなど、後進用配管7に生じた制動圧力を検出し、制御部13に送信する。制御部13より絞り弁用電磁比例弁15に指令を出力し、絞り弁11を作動させて後進用配管7に制動圧Psを生ずる。
In the above, the
車両の車速が設定された車速Vsを超えたときに速度センサ49よりの車速信号Vで絞り弁11を作動させて制動圧Psを生じさせる。その制動圧Psを圧力センサ17に検出して絞り弁11の開口面積と可変モータ5の容積を調整して設定された車速Vsにするようにして速度センサ49と圧力センサ17とを併用するようにしても良い。
When the vehicle speed exceeds the set vehicle speed Vs, the
可変ポンプ4には、前記ポンプ用傾転角制御機構9が付設されており、ポンプ用傾転角制御機構9はポンプ用傾転角シリンダ20(以下、ポンプ用シリンダ20という)とポンプ用容量制御装置21とにより形成されている。
The variable pump 4 is provided with the pump tilt angle control mechanism 9. The pump tilt angle control mechanism 9 includes a pump tilt angle cylinder 20 (hereinafter referred to as a pump cylinder 20) and a pump capacity. It is formed by the
ポンプ用容量制御装置21は前進用ソレノイド22fと後進用ソレノイド22b、および前進用ポート23fと後進用ポート23bが設けられている。ポンプ用容量制御装置21はエンジン3により駆動されるチャージポンプ8に接続されており、チャージポンプ8からのパイロット圧油を受けるとともに、前進用ポート23fからシリンダ用配管26f、あるいは、後進用ポート23bからシリンダ用配管26bを経てポンプ用シリンダ20にパイロット圧油を供給して図示しない斜板を傾転している。これにより可変ポンプ4の斜板がポンプ用傾転角制御機構9により正逆方向に傾転して圧油を前進用配管6または後進用配管7に吐出している。
The pump
ポンプ用容量制御装置21の前進用ソレノイド22fと後進用ソレノイド22bは制御部13にそれぞれ接続されており、制御部13からの前進指令あるいは後進指令を受けてポンプ用容量制御装置21は切り替わるようになっている。
The
チャージポンプ8はチャージ用配管27fにより前進用配管6に、またチャージ用配管27bにより後進用配管7に接続してチャージ圧を供給し、キャビティーションの発生を防止している。チャージポンプ8の出口配管であるチャージ用配管27には、チャージ圧力設定用の低圧力リリーフ弁27Rが配設されている。チャージ用配管27f、27bには、安全弁付逆止め弁29f、29bがそれぞれ配設されている。安全弁付逆止め弁29f、29bは、走行時に前進用配管6、後進用配管7に発生する最高圧を設定し、可変ポンプ4および可変モータ5等の油圧機器を保護している。
The
可変モータ5にはモータ用傾転角制御機構31が付設されており、モータ用傾転角制御機構31は可変モータ5の斜板を傾転し、可変モータ5の容積qv(cc/rev)を可変としている。モータ用傾転角制御機構31はモータ用傾転角シリンダ34(以下、モータ用シリンダ34という)とモータ用サーボ弁35とモータ用電磁比例弁37により形成されている。モータ用傾転角制御機構31は、モータ用サーボ弁35がモータ用電磁比例弁37の制御圧Ppを受けて作動し、モータ用シリンダ34を縮小したときに可変モータ5の斜板を最大傾転角Θmaxにして最大容積qvmaxに、またモータ用シリンダ34を伸長したときに可変モータ5の斜板を最小傾転角Θminにして最小容積qvminにしている。
The
モータ用シリンダ34のボトム室34eはモータ用サーボ弁35に接続されており、またロッド室34hは前後進シャトル弁39を介して前進用配管6および後進用配管7に接続している。モータ用シリンダ34は、ボトム室34eおよびロッド室34hに圧油を受けたときピストンの受圧面積差により伸長して可変モータ5の斜板を最小傾転角Θmin方向に揺動して容積qvを少なくする。また、モータ用シリンダ34は、ボトム室34eがモータ用サーボ弁35を介してタンク41に接続しているときには、最縮小になり可変モータ5の斜板を最大傾転角Θmaxに揺動し最大容積qvmaxにしている。
The
モータ用シリンダ34は、シリンダロッド34iがばね43を介してモータ用サーボ弁35に連結している。シリンダロッド34iは移動に伴ってばね43を経てモータ用サーボ弁35の図示しないスプールを移動し、ボトム室34eの圧力とロッド室34hによるシリンダロッド34iに作用する力が均等になったときに停止し、モータ用サーボ弁35を経た圧油の供給を遮断している。
In the motor cylinder 34, a cylinder rod 34 i is connected to a
モータ用サーボ弁35は、一面側(図示の下方面側)が前後進シャトル弁39を介して前進用配管6と後進用配管7に、およびタンク41に接続されており、作動時には前進用配管6と後進用配管7との油圧の高い方の配管から圧油を受けている。また他面側(図示の上方面側)がモータ用シリンダ34のボトム室34eに接続されており、前後進シャトル弁39からの圧油をボトム室34eに供給してモータ用シリンダ34を伸長している。
One side of the motor servo valve 35 (the lower side in the figure) is connected to the
モータ用サーボ弁35は、一端部にばね43およびパイロット圧としてボトム室34eに供給する圧油を、また他端部にはモータ用電磁比例弁37、前後進シャトル弁39およびポンプ用容量制御装置21を介してチャージポンプ8に接続されており、モータ用電磁比例弁37で減圧したパイロット圧油を制御圧Ppとして受けている。
The
モータ用サーボ弁35はモータ用電磁比例弁37の制御圧Ppにより作動する。前後進シャトル弁39からの圧油により高い制御圧Ppを受けたときにはM位置に切り替わる。前後進シャトル弁39を介して前進用配管6あるいは後進用配管7の圧油をボトム室34eに供給する。そして、シリンダロッド34iを伸長する。
The
前後進シャトル弁39は、一面側で前進用配管6、後進用配管7、シリンダ用配管26fからの前進用分岐配管45f、シリンダ用配管26bからの後進用分岐配管45bに接続している。また他面側ではモータ用シリンダ34のロッド室34hとモータ用電磁比例弁37に接続している。
The forward /
前後進シャトル弁39は、前進時に、その一端部が前進用分岐配管45fからの圧油を受けてNf位置に切り替わる。そして、後進用分岐配管45bの圧油をモータ用電磁比例弁37を経てモータ用サーボ弁35に供給する。また前後進シャトル弁39は、前進用配管6の圧油をロッド室34hに供給する。また、モータ用サーボ弁35を介してボトム室34eに供給する。後進時は、前後進シャトル弁39がNr位置となり、前進時と同じ作動となる。
When the forward /
モータ用電磁比例弁37は制御部13からの制御信号Pに応じて作動し、ポンプ用容量制御装置21と前後進シャトル弁39を経たチャージ圧を減圧し制御圧Ppとしてモータ用サーボ弁35に供給している。
The motor electromagnetic
これによりモータ用サーボ弁35は制御部13の制御信号Pに応じてモータ用電磁比例弁37から出された制御圧Ppにより作動し、可変モータ5の容量を制御している。
Accordingly, the
前進時あるいは急坂道を前進で下る時には、前後進シャトル弁39のNf位置からパイロット圧油を受けて、モータ用電磁比例弁37で減圧する。モータ用サーボ弁35に圧油を供給して位置Mに作動させる。モータ用シリンダ34はモータ用サーボ弁35を介してボトム室34eに圧油を受けて伸長している。
When traveling forward or descending a steep slope, pilot pressure oil is received from the Nf position of the forward /
モータ用シリンダ34のその伸長量は、ポテンショメータ47の車速設定を受けた制御部13からの指令によりモータ用電磁比例弁37が制御圧Ppをモータ用サーボ弁35に供給し、モータ用サーボ弁35を切り替えることにより決められる。これにより、可変モータ5は、ポテンショメータ47の車速設定に合わせて設定された回転速度Rs(車速Vsに相当)で回転している。
The expansion amount of the motor cylinder 34 is determined by the motor
この状態で車両が急坂道を下ると、可変モータ5が車両の自重により回転を増していき、可変モータ5の回転速度が設定された回転速度Rsよりも速い回転速度Rn(車速Vnに相当)で回転する状態が生ずる。この速い回転速度Rnは、車速センサ49で検出されて制御部13に送信され、制御部13はモータ用電磁比例弁37に指令を出力してNf位置からのパイロット圧油を減圧して制御圧Ppとしてモータ用サーボ弁35に供給し、モータ用サーボ弁35を位置Mから位置Tに作動させる。
When the vehicle goes down a steep slope in this state, the
これにより、モータ用シリンダ34はボトム室34eの圧油をモータ用サーボ弁35からタンク41に戻して縮小し、可変モータ5の容積qvを増加させて速い回転速度Rnを減速し、設定された回転速度Rsになるように制動している。
As a result, the motor cylinder 34 returns the pressure oil in the
制御部13は、絞り弁用電磁比例弁15、圧力センサ17、ポンプ用容量制御装置21、モータ用電磁比例弁37、ポテンショメータ47、および、速度センサ49に接続されている。制御部13は、操作量に応じたポテンショメータ47の信号を受けてモータ用電磁比例弁37に制御信号Pを出力する。その制御信号Pを受けたモータ用電磁比例弁37は、前後進シャトル弁39からのパイロット圧油を設定された車速Vsになるように減圧して制御圧Ppとしてモータ用サーボ弁35に供給する。
The
モータ用サーボ弁35は、制御圧Ppの減圧により位置Tに切り換わり、モータ用シリンダ34のボトム室34eの圧油をタンク41に戻して、モータ用シリンダ34を縮小する。これにより、可変モータ5は容積qvを増加し、可変モータ5が設定された回転速度Rs、即ち、車速が設定された車速Vsになるようにしている。
The
また、制御部13は速度センサ49から油圧駆動車の車速を受けて設定された車速Vsで油圧駆動車が走行するようにモータ用電磁比例弁37に制御信号Pを出力して制御している。例えば、制御部13は、前進、後進および坂道を下る等において、速度センサ49からの車速と設定している車速とを比較して制御信号Pを求め、その制御信号Pをモータ用電磁比例弁37に出力して制御圧Ppをモータ用サーボ弁35に供給させ、可変モータ5の容積qvを設定された車速Vsになるようにしている。
Further, the
更に、制御部13は、速度センサ49から信号により油圧駆動車の車速が設定された車速Vsよりも速いときには、絞り弁用電磁比例弁15に指令信号を出力して作動させ、絞り弁11の開口面積を小さくして制動圧Psを生じさせて可変モータ5に付与し、減速させて設定された車速Vsになるようにしている。この制御部13はコントローラにより形成されている。
Further, when the vehicle speed of the hydraulically driven vehicle is higher than the vehicle speed Vs set by the signal from the
ポテンショメータ47は図示しない運転席に配設された操作ペダル等に付設されており、その操作量を検出して速度指令信号として制御部13に出力している。
速度センサ49は、可変モータ5等の出力軸5aに付設されており、油圧駆動車の走行速度を検出し車速信号Vとして制御部13に出力している。
The
The
図2は上記構成における油圧駆動車の制動制御装置1のブロック図である。図2において、制御部13にはポテンショメータ47から操作量に応じた速度指令信号が送信されている。また、制御部13には油圧駆動車の走行に伴って出力軸5aに配設されている速度センサ49から車速信号Vが送信されている。更に、制御部13には可変モータ4と後進用配管7の絞り弁11との間に配設された圧力センサ17から制動時に生ずる制動圧Psの圧力信号が送信されている。
FIG. 2 is a block diagram of the braking control apparatus 1 for a hydraulically driven vehicle having the above-described configuration. In FIG. 2, a speed command signal corresponding to the operation amount is transmitted from the
制御部13は、ポテンショメータ47の操作量に応じた速度指令信号を受けてモータ用電磁比例弁37に制御信号Pを出力し、可変モータ5のモータ傾転角制御機構31を制御させて可変モータ5の容積qvを増加あるいは減少させ、可変モータ5をポテンショメータ47の操作量に応じて設定された回転速度Rsとし、油圧駆動車をポテンショメータ47の操作量に応じて設定された車速Vsで走行させている。
The
また、制御部13は、前進時あるいは急坂道を前進で下る時に急激に車速が増加した場合には、絞り弁用電磁比例弁15に指令信号を出力して作動させ、絞り弁11の開口面積を絞って制動圧Psを発生させ、その制動圧Psを可変モータ4に作用させて減速し、設定された車速Vsになるようにしている。
In addition, when the vehicle speed suddenly increases when moving forward or descending a steep slope, the
例えば、車両が急坂道を下ると、可変モータ5が油圧駆動車の自重により増速し、車速Vnが設定した車速Vsよりも速くなる。これにより、可変モータ5の回転速度が設定された回転速度Rs(車速Vsに相当)よりも速い回転速度Rn(車速Vnに相当)で回転することが生ずる。この速い回転速度Rnは、速度センサ49で車速として検出されて制御部13に送信される。
For example, when the vehicle goes down a steep slope, the
制御部13は、速度センサ49の信号を受けて速い回転速度Rnが設定された回転速度Rsになるように、絞り弁用電磁比例弁15とモータ用電磁比例弁37に指令信号を出力する。絞り弁用電磁比例弁15は、制御部13の指令を受けて作動し、チャージポンプ8のパイロット圧油を減圧して絞り弁11に送給して絞り弁11を作動させ、可変モータ5が設定された回転速度Rsになるように所定の制動圧Psを生じる。この所定の制動圧Psが可変モータ5に作用して、可変モータ5は速い回転速度Rnを減速して設定された回転速度Rsで回転し、これにより車両は所定の設定された車速Vsになる。
The
次に、第1実施例の油圧駆動車の制動制御方法について説明する。なお、以下では、可変モータ5は、最小容積を40cc/rev、最大容積200cc/revで、最小容積と最大容積との切り替え時間0.3secとし、リリーフ弁19のセット圧(最高制動圧)は50MPaとし、アクセルオフの減速時の制動圧Psを25MPaとして説明する。油圧駆動車が坂道を下るときの制御方法について図3のフローチャート、および、図4の容積と絞り弁との関係を説明する図を用いて説明する。
Next, a braking control method for the hydraulically driven vehicle according to the first embodiment will be described. In the following, the
ステップ1のスタート時には、油圧駆動車が坂道を下るときにオペレータは操作ペダルを操作して、油圧駆動車は所定の速度Vで走行する。操作ペダルに付設されたポテンショメータ34は操作量を検出し、設定した車速Vsとしての速度指令信号を制御部13に送信する。制御部13は、操作量に応じた速度指令信号を受けてモータ用電磁比例弁37に制御信号Pを出力し、操作量に応じた制御圧Ppをモータ用サーボ弁35に出力させる。
At the start of Step 1, when the hydraulically driven vehicle goes down the slope, the operator operates the operation pedal, and the hydraulically driven vehicle travels at a predetermined speed V. The potentiometer 34 attached to the operation pedal detects the operation amount, and transmits a speed command signal as the set vehicle speed Vs to the
モータ用サーボ弁35はM位置に切り替わりモータ用シリンダ34を伸長し、例えば斜板を傾転して可変モータ5の容積qvを小さくし油圧駆動車を設定された車速Vsで走行させて坂道を下るようにする。このときの可変モータ5の容積は、例えば、40cc/revにしており、制動圧Psは10MPaで油圧駆動車は坂道を下っている。なお、このときの可変モータ4の容積は車速Vに合わせた容積となっている。
The
ステップ2では、油圧駆動車の車速Vnが速度センサ49で検出され、その車速信号Vが制御部13に送信され、制御部13は車速Vnが第1の閾値V1を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ2に戻り、超えた場合にはステップ3に行く。
In step 2, the vehicle speed Vn of the hydraulically driven vehicle is detected by the
ステップ3で制御部13は、絞り弁用電磁比例弁15に指令を出力し、例えば図4に示すScのように、絞り弁11の絞りの開口面積を最大より中間まで減少する。これにより、前記のように絞り弁11の開口面積を絞ることにより、より大きな制動圧Psを発生させて可変モータ5に付与し車速Vnを減速させる。例えば、このときの制動圧Psは10MPaから30MPaに大きくしている。これにより、可変モータ5に、より大きな制動圧Psが付与され、減速が大きくなる。
In
ステップ4では、ステップ3で減速された車速Vnが速度センサ49で検出され、その車速信号Vが制御部13に送信される。制御部13は車速Vnが第2の閾値V2を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ4に戻り、超えた場合にはステップ5に行く。
In step 4, the vehicle speed Vn decelerated in
ステップ5では、制御部13がモータ用電磁比例弁37に制御信号Pを出力し、モータ用電磁比例弁37からの制御圧Ppを更に減じてモータ用サーボ弁35をT位置にし、モータ用シリンダ34のボトム室34eをタンク41に接続する。モータ用シリンダ34は、図4のqcで示すように縮小して可変モータ5の斜板を中間位置に揺動して容積qvを増加する。例えば、このとき可変モータ5の容積qvを、40cc/revから160cc/revに大きくする。これにより、制御部13はモータ用電磁比例弁37を介してモータ用サーボ弁35を作動させて可変モータ5の容積qvを大きくして、油圧駆動車の車速Vnを低減する。
In
ステップ6では、ステップ5で減速された車速Vnが速度センサ49で検出され、その車速信号Vが制御部13に送信される。制御部13は車速Vnが第2の閾値V2を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ6に戻り、超えた場合にはステップ7に行く。
In
ステップ7では、制御部13がモータ用電磁比例弁37に制御信号Pを出力し、モータ用電磁比例弁37からの制御圧Ppを更に大きく減じてモータ用サーボ弁35をT位置にし、モータ用シリンダ34のボトム室34eをタンク41に接続する。モータ用シリンダ34は、図4のqdで示すように縮小して可変モータ5の斜板を最大位置に揺動して最大容積qvmaxに増加する。例えば、このとき可変モータ5の容積qvを160cc/revから200cc/revに更に大きくしている。これにより、制御部13はモータ用電磁比例弁37を介してモータ用サーボ弁35を作動させて可変モータ5の容積qvを最大容積qvmaxに大きくして、油圧駆動車の車速Vnを大きく低減する。
In
ステップ8では、ステップ7で減速された車速Vnが速度センサ49で検出され、その車速信号Vが制御部13に送信される。制御部13は車速Vnが第2の閾値V2を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ8に戻り、超えた場合にはステップ9に行く。
In
ステップ9で制御部13は、絞り弁用電磁比例弁15に指令を出力し、例えば図4に示すSdのように、絞り弁11の絞りの開口面積を最大より最小まで減少する。これにより、前記のように絞り弁11の開口面積を絞ることにより制動圧用リリーフ弁19が作動して最大制動圧Psmaxを発生させて可変モータ5に付与し車速Vnを減速させる。例えば、このとき制動圧Psは、30MPaから最大制動圧Psmaxの50MPaに大きくなる。これにより、可変モータ5には、最高制動圧Psmaxが付与されるとともに、可変モータ5も最大容積になっており、制動力が最大になる。
In step 9, the
ステップ10では、ステップ9で減速された車速Vnが速度センサ49で検出され、その車速信号Vが制御部13に送信される。制御部13は車速Vnが第2の閾値V2を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ10に戻り、超えた場合にはステップ11に行く。
In step 10, the vehicle speed Vn decelerated in step 9 is detected by the
ステップ11では、制御部13は、油圧駆動車が坂道を下るときに前記のステップ2からステップ10の制動を作用させても、車速Vnが減速することがない急な坂であると判断し、機械ブレーキ等を作動させるように、警告灯を点灯させて警告を発生する。
In
ステップ12では、制動制御装置1による制動は終了する。 In step 12, the braking by the braking control device 1 ends.
次に、第2実施例の油圧駆動車の制動制御方法について説明する。なお、第2実施例のフローチャートは、第1実施例のフローチャートと同一の制御を行う場合には同一のステップ番号を付与して説明は省略する。 Next, a braking control method for the hydraulically driven vehicle according to the second embodiment will be described. In the flowchart of the second embodiment, when the same control as that of the flowchart of the first embodiment is performed, the same step number is assigned and the description is omitted.
ステップ2では、制御部13は車速Vが第1の閾値V1を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ2に戻り、超えた場合にはステップ21およびステップ22に同時に行き、絞り弁11と可変モータ5を同時に制御する。
In step 2, the
ステップ21では、ステップ3と同様に、制御部13は絞り弁用電磁比例弁15に指令を出力し、例えば図6のRcに示すように、絞り弁11を絞りその開口面積を最大より中間まで減少する。
In
ステップ22では、ステップ5と同様に、制御部13はモータ用電磁比例弁37に制御信号Pを出力し、モータ用電磁比例弁37からの制御圧Ppを減じてモータ用サーボ弁35をT位置にし、モータ用シリンダ34のボトム室34eをタンク41に接続する。モータ用シリンダ34は縮小して、図6のRcに示すように可変モータ5の斜板を中間位置に揺動して容積qvを増加する。
In step 22, as in
このように、ステップ21で絞り弁11の開口面積の縮小、および、ステップ22で可変モータ5の容積qvの増加、即ち、図6に示すRcを同時に行って、可変モータ5に制動圧Psを付与し、かつ、可変モータ5の容積qvを大きくして回転速度を減じ、油圧駆動車の車速Vnを減じる。
In this way, the opening area of the
ステップ23では、ステップ21とステップ22とを同時に行い減速した車速Vnが速度センサ49で検出され、その車速信号Vが制御部13に送信される。制御部13は車速Vnが第2の閾値V2を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ23に戻り、超えた場合にはステップ24、ステップ25に同時に行き、絞り弁11と可変モータ5を同時に制御する。
In step 23, the vehicle speed Vn that has been decelerated by performing
ステップ24では、制御部13は、絞り弁用電磁比例弁15に指令を出力し、例えば図6のRdに示すように、絞り弁11の開口面積を最大より最小まで減少する。
In step 24, the
また、ステップ25では、制御部13は、モータ用電磁比例弁37に制御信号Pを出力してモータ用電磁比例弁37からの制御圧Ppを減じてモータ用サーボ弁35をT位置にして、モータ用シリンダ34のボトム室34eをタンク41に接続させ、モータ用シリンダ34を縮小して図6のRdに示すように可変モータ5の斜板を最大位置に揺動して最大容積qvmaxに増加する。
In step 25, the
このように、ステップ24で絞り弁11を最小の開口面積に変化させ、および、ステップ25で可変モータ5を最大容積qvmaxに変化させ、即ち、図6に示すRdを同時に行って可変モータ5を減速し、油圧駆動車の車速Vnを大きく減じる。
In this way, the
ステップ26では、ステップ24とステップ25とを同時に行い減速した車速Vnが速度センサ49で検出され、その車速信号Vが制御部13に送信される。制御部13は車速Vnが第2の閾値V2を超えたか、否かを検出し、超えていない場合はステップ26に戻り、超えた場合にはステップ11に行く。
In step 26, the vehicle speed Vn that has been decelerated by performing steps 24 and 25 simultaneously is detected by the
ステップ11では、制御部13は、油圧駆動車が坂道を下るときに前記のステップ21からステップ26の制動を作用させても、車速が減速することがない急な坂であると判断し、機械ブレーキ等を作動させるように、警告灯を点灯させて警告を発生する。
In
ステップ12では、制動制御装置1による制動は終了する。 In step 12, the braking by the braking control device 1 ends.
以上のように、本発明の制動制御装置では、油圧駆動車は、例えば、坂道を下る時に設定された車速以上の速度になったことが出力軸の速度センサで検出されたときに、絞り弁と可変容量形油圧モータとで制動圧を発生し、この制動圧が可変容量形油圧モータに作用して大きな制動トルクを生じさせる。この大きな制動トルクにより油圧駆動車は制動しながら坂道を所定の速度で下るようにしているため、急な坂道でも所定速度で走行できる。このように、絞り弁と可変容量形油圧モータとを組み合わせた簡単な構成により大容量の油圧駆動装置が得られ、大型の作業車両用油圧駆動車に適した制動装置が得られる。 As described above, in the braking control device of the present invention, when the hydraulic drive vehicle detects that the speed sensor of the output shaft has reached a speed higher than the vehicle speed set when going down a slope, for example, the throttle valve And a variable displacement hydraulic motor generate braking pressure, and this braking pressure acts on the variable displacement hydraulic motor to generate a large braking torque. This large braking torque allows the hydraulically driven vehicle to travel down the slope at a predetermined speed while braking, so that it can travel at a predetermined speed even on a steep slope. In this way, a large-capacity hydraulic drive device can be obtained with a simple configuration combining a throttle valve and a variable displacement hydraulic motor, and a braking device suitable for a large hydraulic drive vehicle for a work vehicle can be obtained.
また、速度センサの車速信号により走行速度が所定値を超えたのを制御手段が検出すると、制御手段は切り替え速度の速い絞り弁を作用させその開度を絞り、制動圧を生じさせて可変容量形油圧モータに作用させるため、迅速な制動トルクが生じ、応答性が向上する。 Further, when the control means detects that the traveling speed exceeds a predetermined value by the vehicle speed signal of the speed sensor, the control means operates a throttle valve with a fast switching speed to throttle its opening and generate a braking pressure to produce a variable capacity. Due to the action on the hydraulic motor, a quick braking torque is generated and the responsiveness is improved.
また、制動圧用のリリーフ弁が可変容量形油圧モータと絞り弁との間に設けられているため、リリーフ弁が作動したときに最高の制動圧を可変容量形油圧モータに作用させることができ、大きな制動トルクが得られる。これにより、本発明の制動制御装置は、前記と同様に簡単な構成で大きな制動トルクが得られるため、大容量の油圧駆動装置が可能になり、大型の作業車両用油圧駆動車にも適用できる。 Moreover, since the relief valve for braking pressure is provided between the variable displacement hydraulic motor and the throttle valve, the highest braking pressure can be applied to the variable displacement hydraulic motor when the relief valve is activated. A large braking torque can be obtained. As a result, since the braking control device of the present invention can obtain a large braking torque with a simple configuration as described above, a large-capacity hydraulic drive device is possible and can be applied to a hydraulic drive vehicle for a large work vehicle. .
また、油圧駆動車が坂道を下る時に設定された車速以上の速度になったときに、絞り弁と可変容量形油圧モータとで制動圧を発生して可変容量形油圧モータに作用して制動トルクを生じさせるとともに、可変容量形油圧モータの容積を増加させて駆動トルクを吸収するため大きな制動トルクが得られる。このように、本発明の制動制御方法は大きな制動トルクが得られる。また、走行速度が所定値を超えると、制御手段は切り替え速度の速い絞り弁と可変容量形油圧モータとで制動圧を発生して可変容量形油圧モータに作用させるため、迅速な制動トルクが生じる。 In addition, when the hydraulically driven vehicle reaches a speed higher than the vehicle speed set when going down the slope, a braking pressure is generated by the throttle valve and the variable displacement hydraulic motor to act on the variable displacement hydraulic motor to cause a braking torque. And a large braking torque is obtained because the volume of the variable displacement hydraulic motor is increased to absorb the driving torque. Thus, the braking control method of the present invention can obtain a large braking torque. Further, when the traveling speed exceeds a predetermined value, the control means generates a braking pressure by the throttle valve having a high switching speed and the variable displacement hydraulic motor to act on the variable displacement hydraulic motor, so that a rapid braking torque is generated. .
また、走行速度が所定値を超えると、制御手段は切り替え速度の速い絞り弁を先ず作用させてその開度を絞り、制動圧を生じさせて可変容量形油圧モータに作用させるため、制動トルクが迅速に生じ、応答性が向上する。その後に同じ制動圧のもとで可変容量形油圧モータを作動させて吸収トルクを大きくして制動トルクを生ずるため、高い制動圧が生ずる頻度が少なくなり、絞り弁、可変容量形油圧モータ等の油圧機器の耐久性を向上できる。 Also, when the traveling speed exceeds a predetermined value, the control means first operates the throttle valve with a fast switching speed to throttle its opening, and generates braking pressure to act on the variable displacement hydraulic motor, so that the braking torque is reduced. It occurs quickly and improves responsiveness. After that, the variable displacement hydraulic motor is operated under the same braking pressure to increase the absorption torque and generate the braking torque. Therefore, the frequency of the high braking pressure is reduced, and the throttle valve, variable displacement hydraulic motor, etc. The durability of hydraulic equipment can be improved.
なお、閾値は、油圧駆動車の車両重量、あるいは、最高車速等により設定すればよく、例えば、第1閾値は車速Vの120%に、第2閾値は車速Vの110%にしても良く、反対に第1閾値は車速Vの110%に、第2閾値は車速Vの120%にしても良く、または、第1閾値と第2閾値は同じ値にしても良い。 The threshold value may be set based on the vehicle weight of the hydraulically driven vehicle, the maximum vehicle speed, or the like. For example, the first threshold value may be 120% of the vehicle speed V, and the second threshold value may be 110% of the vehicle speed V. Conversely, the first threshold value may be 110% of the vehicle speed V and the second threshold value may be 120% of the vehicle speed V, or the first threshold value and the second threshold value may be the same value.
なお、上記実施例において、可変ポンプ4と可変モータ5とは閉回路で接続したが、半閉回路で接続しても良い。油圧ポンプは可変ポンプ4で説明したが、固定容量形油圧ポンプでも良い。電磁比例弁37は、前後進シャトル弁39を介してチャージポンプ8のチャージ圧油を受けて制御圧Ppとしたが、直接チャージポンプ8からの圧油を受けて制御圧Ppとしても良い。また、可変ポンプの容量制御方式は、サーボ弁式の電磁比例方式でも良い。
In the above embodiment, the variable pump 4 and the
1…油圧駆動車の制動制御装置、3…エンジン、4…可変容量形ポンプ、5…可変容量形モータ、8…チャージポンプ、9…ポンプ用傾転角制御機構、11…可変絞り弁、13…制御部、15…絞り弁用電磁比例弁、
17…圧力センサ、19…制動圧用リリーフ弁、20…ポンプ用傾転角シリンダ、21…ポンプ用容量制御装置、31…モータ用傾転角制御機構、34…モータ用傾転角シリンダ、35…モータ用サーボ弁、37…モータ用電磁比例弁、39…前後進シャトル弁、41…タンク、47…ポテンショメータ、49…速度センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Braking control apparatus of hydraulic drive vehicle, 3 ... Engine, 4 ... Variable displacement pump, 5 ... Variable displacement motor, 8 ... Charge pump, 9 ... Tilt angle control mechanism for pumps, 11 ... Variable throttle valve, 13 ... Control part, 15 ... Electromagnetic proportional valve for throttle valve,
DESCRIPTION OF
Claims (2)
駆動源により駆動される油圧ポンプと、
油圧ポンプの圧油を受け油圧駆動車の車速を可変とする可変容量形油圧モータと、
可変容量形油圧モータの容積を可変とするモータ用傾転角制御機構と、
油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを接続する油圧管路と、
油圧駆動車の車速を検出する速度センサと、
油圧管路に配設され、制動圧を発生させる絞り弁と、
可変容量形油圧モータと絞り弁との間に設けられ、油圧管路の最高制動圧を設定するリリーフ弁と、
制動圧を検出する圧力センサと、
速度センサおよび圧力センサからの信号を受け、速度センサから受けた車速信号が閾値を超えたと判別されたとき、絞り弁にモータ用傾転角制御機構よりも優先して指令信号を出力し、絞り弁の開度を絞って所定の制動圧を生じさせて可変容量形油圧モータに作用させ、可変容量形油圧モータの容積を増加させて油圧駆動車に制動を与える制御手段とからなる
ことを特徴とする油圧駆動車の制動制御装置。 A braking control device for a hydraulically driven vehicle,
A hydraulic pump driven by a drive source;
A variable displacement hydraulic motor that changes the speed of a hydraulically driven vehicle by receiving pressure oil from a hydraulic pump;
A tilt angle control mechanism for the motor that makes the volume of the variable displacement hydraulic motor variable;
A hydraulic line connecting the hydraulic pump and the variable displacement hydraulic motor;
A speed sensor for detecting the vehicle speed of the hydraulically driven vehicle;
A throttle valve disposed in the hydraulic line and generating a braking pressure;
A relief valve which is provided between the variable displacement hydraulic motor and the throttle valve and sets the maximum braking pressure of the hydraulic line;
A pressure sensor for detecting the braking pressure;
When a signal from the speed sensor and pressure sensor is received and it is determined that the vehicle speed signal received from the speed sensor exceeds the threshold, a command signal is output to the throttle valve in preference to the motor tilt angle control mechanism, It comprises control means for reducing the valve opening to generate a predetermined braking pressure to act on the variable displacement hydraulic motor and increasing the volume of the variable displacement hydraulic motor to apply braking to the hydraulically driven vehicle. A braking control device for a hydraulically driven vehicle.
前記閾値は互いに異なった値で2つ設けられた
ことを特徴とする油圧駆動車の制動制御装置。 The braking control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 1,
A braking control device for a hydraulically driven vehicle, wherein two threshold values are provided with different values.
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