JPH0314966A

JPH0314966A - 油圧駆動車の可変容量モータ制御装置

Info

Publication number: JPH0314966A
Application number: JP14505789A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ikari; 政典碇
Original assignee: Komatsu Ltd; Komatsu MEC Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Komatsu MEC Corp
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1991-01-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案はショベルローダ等の揚荷装置を備えた産業車
両において．作業条件に応して車両の最高速度を規制す
る必要のある無段変速油圧駆動車両に用いて特に有効で
ある．（従来の技術）可変容量油圧ポンプ及びモータを用いた無段変速式油圧
駆動車両の従来の油圧回路を第７図に示す．図において
エンジン５の出力の一部は作業器油圧ボンプ４を駆動し
，作業器油圧回路５１を介して作業器油圧シリンダ５２
に作用し，エンジン５の出力の残部はコントロールボン
プ３及び油圧ボンプ１を駆動し，油圧ボンプ１で発生し
た圧油は，主回路２４及び２５を通って可変容量モータ
２を回転させて車両の駆動力となる。

６は油圧ボンブ１の容量を制御するポンプ制御弁．７は
同じくポンプ容量制御シリンダ．８，８はメインリリー
フ弁．９はチャージリリーフ弁，ｌＯはフィルタである
．またポンプ制御弁６からモータ制御油路ｌ１を通った
圧油は，モータ制御弁１４の一端に導かれ，主回路２４
及び２５からバイロソト配管ｌ６によって導かれた高圧
側の圧油をモータ容量制御シリンダ３１へ導くよう作用
する。

つまりポンプ制御弁６及びモータ制御弁１４によってボ
ンブ容量制御シリンダ７及びモータ容量制御シリンダ３
ｌを制御し，油圧ボンブ１及び油圧モータ２の容量を任
意に変えることにより車両の速度を変えるようになって
いる。

上記第７図で説明した従来の油圧駆動車の走行性能曲線
のグラフを第８図に示す．図に示すように従来の可変容
量油圧モータを用いた無段変速式油圧駆動車両では走行
駆動力と走行車速か連続的に無段階に変化して．最大駆
動力（車速Ｏ）から最高速まで変速操作なく自動的に変
速することが可能である。従って運転者はアクセルペダ
ルのみで車速及び駆動力を’！ＩＩ　御できるので，機
械式変速機を備えた車両に比べ走行操作が容易である．（発明が解決しようとする諜Ｂ）上記従来の油圧駆動車では走行操作が容易であるという
利点があるが，一方ショベルローダのような揚荷装置を
持つ産業車両においては２揚荷装置の作業機ボンプ４も
油圧駆動用ボンプｌと同様にエンジン５によって駆動さ
れ，揚荷装置の最大上昇速度はエンジン回転数に比例す
るため，アクセルペダルの踏角によって車速と同様に揚
荷装置の上昇速度もコントロールされるものである．従
って狭い作業現場で揚荷装置を上昇させながら走行する
ような場合，揚荷装置を最大速度で上昇させ，走行速度
は低《押さえた方が作業効率は良くなるが，従来の技術
では揚荷装置を最大上昇速度で上昇させる時，同時に最
高車速まで車速か上昇するという大きい問題があった。

この問題点を第９図を用いて説明する．　Ｐｓｔ，”・
・・・・・Ｐｓｔ５”は工冫ジン５の回転数に依存する
パイロフト配管１５のパイロフト圧力であり，モータ容
Ｗｌ（横軸）と主回路２４．　２５の主回路圧力Ｐ．″
（縦軸）との関係は図のようにパイロット圧力Ｐ　ｓｔ
，’・・・・・・Ｐ　ｓｔ５’により変化する。例えば
揚荷装置を最大速度で上昇させるためフルスロントルで
加速走行を行う場合ではパイロット圧力がＰ　ｓｔ，”
まで上昇した後，走行負荷が減少するにしたがい，主回
路圧力Ｐ１が滅少すとともに図のＰ　ｓｔ，″の特性ラ
イン上を移動して，モータ容量が最小になるまで車速か
増加するが，この時車速は最大車速まで達してしまうこ
ととなるので移動距離が短い作業現場では不都合が生じ
る。

このような車速と揚荷上昇速度とのマフチングの問題を
補うため，従来ではモータ容量を最大容量に固定して最
高車速を低く押さえるかまたは機械式変速機をモータに
接続するかして多段変速式の変速方法を採用している．
しかし前者では第１０図に示すようにモータ容量が固定
となるため車達が低く限定され，後者では第１）図に示
すようにハイレンジで最大駆動力が得られないため，作
業条件に細かく対応できないという問題点があった．そ
こでこれらの問題点を解消するため．前に出願した実願
昭６３　−　１４４９８５号の考案において，油圧ポン
プと可変容量油圧モータを接続する主回路の高圧側の油
圧と．該可変容量油圧モータの容量を制御するモータ容
量制御シリンダに作用するコントロールポンプからのパ
イロフト油圧とに応して，可変容量油圧モータの最小容
量を規制するように作動する手段を設けることにより．
車両の最高車速を連続的にコントロールする手段を提案
した（第６図参照）　この実願昭６３　−　１４４９８
５号においてはモータ制御弁１４は．コントロール油圧
と主回路油圧とをバランスさせることでモータ制御油圧
をコントロールするものであるが，なお次のような問題
が残った。

ｆｉｌ　　速度規制を行なった時に主回路油圧の変動で
モータ制御油圧が変化し易い。

（２）　　構造が複雑で，やや高価になる。

（課題を解決するための手段及び作用）この発明は上記
問題を解消するためになされたものであって．可変容量
油圧モータの容量を制御するコントロールポンプからの
パイロフト油圧を減圧して可変容量油圧モータ最小容量
を規制し，さらに主回路圧力が設定圧力以上のときは，
該減圧手段が作動状態にあっても，それをキャンセルす
るよう作動する切換手段を設けることによって車両の最
高車速を連続的にコントロールする作用を行なうもので
ある。

（実施例）つぎにこの発明の実施例を図面を用いて説明する．第１図（ａｌはこの発明に基ずく可変容量油圧ポンプ及
びモータを用いた無段変速式油圧駆動車両の油圧回路で
あって，第７図に示した従来の油圧回路と同様な装置に
は同し符号を付して説明は省略する。この第１図［ａｌ
に示した油圧回路の主な特徴は第７図に示した従来の油
圧回路に対し車速カソトオフ装置２００を追加した構造
となっていることである．コントロールポンプ３からの
圧油をモータ制御弁１４に導くパイロフト？管１５に滅
圧弁２０１を設け，モータ制御弁１４へのパイロフト油
圧を減圧する．さらにこの減圧弁２０１の作動，非作動状態を切換える
電磁切換弁２０２を設けている。

またこの電磁切換弁２０２が減圧弁２０１を作動状態に
切換えた時でも，主回路の圧力がある設定された圧力Ｐ
６より高くなると滅圧弁２０１を非作動状態に切換える
切換弁２０３を設けている。

ここで減圧弁２０１の調圧バネ及び切換弁２０３のセッ
ト圧力調整バネは任意にバネ力を調整できる。

第１図（ａｌに示した油圧回路の作用を第１図山）に説
明する。主回路圧力Ｐ１モータ容量及びパイロフト圧力
Ｐｓｔの関係は．電磁切換弁２０２が閉の状Ｂ（減圧弁
２０１が非作動状態）ではＰ　ｓｔ１Ｐｓｔ．・・・・
・・直線で示す関係となるが，電磁切換弁２０２が開の
状態（滅圧弁２０１が作動状態）では，　　Ｐｓｔ’．
．　　Ｐｓｔ’．・・・・・・の直線で示す関係となる
。また主回路圧力Ｐ■は切換弁２０３のセット圧力であ
り，Ｐ．より高圧では減圧弁２０１は作？しない状態と
なるため電磁切換弁２０２が閉，開どちらでもＰ　ｓｔ
．．　Ｐ　ｓｔｚ　・・・・・・の直線の関係となる．
よってｔ［切換弁２０２が開の状態で且つ主回路圧力が
Ｐ■以下の時のみＰｓｔ，’，　　Ｐｓｔ＝’・・・・
・・の直線で示す関係となる。この様なモータの制御特
性によって車両の走行性は第１図（ｃｌに示す特性とな
る。ここで切換弁２０３のセット圧力Ｐ．の時の走行速
度はＶ，，Ｖ．、■，であるがこのマッチング点Ｌ．Ｌ
＋Ｍ３より駆動が大きい時，すなわち主回路圧力がＰ■
より大きい時は電磁切換弁２０２の状態にかかわらず走
行特性は一定となるがマノチング点Ｍ１より駆動力が小
さい時すなわち主回路圧力がＰ．より小さい時は，電磁
切換弁２０２が開の状態の時減圧弁が働いてモータ特性
が第１図ｆｂｌのＰ　ｓｔ’　ｌ＋　　Ｐ　ｓｔ’■・
・・・・・となるため走行特性は破線で示す特性となり
車両の最高速が規制される。

第１図Ｆｄｌは第１図（８）に示した油圧回路において
電磁弁２０２が開の状態の時で，コントロール圧力Ｐ　
ｓｔ＋の状態におけるモーク容量の変化する様子を図示
したものである。走行負荷が大から小，すなわち車速か
低速から高速に変化する時はＡの特性となる．主回路圧
力がセント値以下になるとコントロール圧力が低下する
のでモータ容量は最小容量まで変化せず最終的に走行圧
力とバランスする容ｉｔ（Ｘ点）まで減少して安定する
．一方減圧しない場合は，　　Ｐｓｔ．の直線上を移動
してモータ最小容量まで変化し最高車達での走行圧力と
バランスする点（Ｙ）まで変化するが，Ｘ点とＹ点との
モータ容量の比が低車速の上限車速（第１図ｔｅｌのＸ
点〉を決定する．またＢの特性は，逆に走行負荷が小から大，すなわち車
速か高速（Ｘ点）から低速に変化する時のモータ特性を
示している．第２図及び第３図はこの発明における他の実施例を示す
ものである。第２図では減圧弁の代りに絞り弁３０１を
パイロフト配管１５に設け，絞り弁３０１の下流側にタ
ンクへ連通ずるバイパス回路３１７を設け，さらに絞り
弁３｛］５をそのパイパス回路３１７を設ける。これに
よってモータ制御弁１４へは，絞り弁３０１，絞り弁３
０５を通過するパイロフト油の差圧により絞り弁３０１
の上流の圧油が減圧され供給される。ここで電磁切換弁
３０２及び油圧パイロフト切換弁３０３は前述の減圧弁
２０１の例と同様の作用を行うもので絞り弁３０５の上
流または下流に直列に設けている．第３図では減圧弁の
代りに絞り弁４０１をパイロット配管１５に設け，絞り
弁４０１の下流側にタンクヘ連通するバイパス回路４１
７を設け，さらにバイパス回路４１７に圧力調整弁４０
６を設ける。

これによってモータ制御弁１４へは，圧力調整弁４０６
で調圧された圧油が供給され．絞り弁４０１によって上
流の圧油が減圧される。ここで電磁切換弁４０２及び油
圧バイロソト切換弁４０３は前述の減圧弁の２０１の例
と同様の作用を行うもので圧力調整弁４０６の上流また
は下流に直列に設けている．第４図は第１図（ａ），第２図，第３図の油圧パイロフ
ト切換弁の代わりに，主回路油圧を検出する圧力検出器
５０７とその圧力検出器５０７の作動によって電磁弁５
０２を切換え制御する制御回路を設け．油圧パイロフト
切換弁と同様，主回路圧力の設定値以下の時のみｉｉｔ
Ｎ弁を減圧手段が作動する方向に切換える。

第５図は第４図の主回路油圧の代わりに車両の走行速度
を検出する車速槍出器６０８と，その車速検出器６０８
の信号によって電磁弁を切換え制御する制御器６０９を
設け１車両の走行速度が低速レンジとして設定された車
速以上になると電磁弁６０２を減圧手段が作動する方向
に切換えることで前述の例と同様の作用を得るものであ
る。

また第２図，第３図，第４図，第５図の例で，第２図は
絞り弁３０１と絞り弁３０５の面積及び切換弁３０３の
調整圧力によって，第３図では圧力調整弁４０６の調整
圧及び切換弁４０３の調整圧力によって，第４図では減
圧手段の調整圧及び圧力検出器の主回路のセント値によ
って，第５図では減圧手段の調整圧及び制御器６０９の
車速制御値によって各々低速レンジの最高速度は調整可
能である．また主回路圧検出器または車速検出器によって制御され
るこれらの減圧手段は制御器の出力信号により作動する
電磁減圧弁（第１図＋ａｌＯ例に対し），電磁絞り弁（
第２図の例に対し）ｔ磁調圧弁（第３図の例に対し）を
用いても同様の作用が得られる．（発明の効果）この発明は以上詳述したようにして戒るので次のような
大きい効果を奏するものである。

（１）　　無段変速油圧駆動車の特徴である走行性能を
保持しながら．最高車速のみを任意に調整することが可
能なので，作業条件に最適の車速か得られ．揚荷装置な
どの作業機の速度と走行速度とのマッチングが大幅に改
善される。

（２）　　この発明による速度規制手段では２その規制
する速度より低い速度の時は．走行速度を規制しない時
と全く同じ走行特性が得られ，主回路圧力の変動により
走行特性が影響されることが無い。

（３）　　車速を決定するコントロール圧力の減圧手段
と．主回路圧力（又は車速）によるその減圧手段の切換
制御手段とを別々に設けたため．既存の機器で構成可能
であり，比較的安価で実現でき．ｙ４整も容易に行える
。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａ＋はこの発明に基ずく可変容量油圧ポンプ及
びモータを用いた無段変速式油圧駆動車両の油圧回路の
一実施例であり，第１図山）は作用を説明するグラフ，
第ｌ図ｆｃｌ及び第１図（ｄｌは特性を説明するグラフ
，第２図〜第５図は他の実施例の油圧回路を示し，第６
図〜第１）図は従来のものである。２０１・・・減圧弁，　　　２０２，３０２，４０２・
・・電磁切換弁２０３，３０３．４０３・・・油圧パイ
ロフト切換弁２０４・・・車速切換スイッチ，３０１，３０５，４０１・・・絞り弁，４０６・・・圧
力調整弁３５０７・・・圧力検出器，６０８・・・車速
検出器，６０９・・・制御器．第 ■ 図（ｃ）第１図（（１）第８図第９図手続補正書平威　２年θ月１９日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）可変容量モータを備えた油圧駆動車両において、
可変容量モータの容量を制御するコントロールポンプか
らのパイロット油圧配管に、モータ制御の油圧を減圧す
る手段を設けるとともに、その減圧手段の作動、非作動
を切換える電磁切換弁を設けたことを特徴とする可変容
量モータ制御装置。
（２）上記請求項（１）における減圧手段が、パイロッ
ト配管に設けられた絞り弁と、その絞り弁の下流側から
タンクへと連通するバイパス配管と、そのバイパス配管
に設けられた絞り弁によって構成されると共に、そのバ
イパス配管を連通または非連通することでその減圧手段
の作動、非作動を切換える電磁弁を設けた可変容量モー
タ制御装置。
（３）上記（１）項における減圧手段が、パイロット配
管に設けられた絞り弁と、その絞り弁の下流側の圧油の
最高圧を規制する圧力調整弁で構成されると共に、その
油圧力調整弁の作動、非作動を切換える電磁切換弁を設
けた可変容量モータ制御装置。
（４）上記請求項（１），（２），（３）の電磁切換弁
が作動時（減圧手段を作動状態にした時）においても、
油圧駆動の主回路圧力によって、上記請求項（１），（
２），（３）の減圧手段を作動又は非作動状態に切換え
る油圧パイロット操作切換弁を設けた可変容量モータ制
御装置。
（５）上記請求項（１）において油圧駆動主回路圧力を
検出する圧力検出器とその圧力検出器の圧力信号の大き
さによって、モータ制御油圧の減圧手段を作動または非
作動状態に切換えよう制御する制御手段を設けた可変容
量モータ装置。
（６）上記請求項（１）において車両の走行速度を検出
する速度検出器とその速度検出器の速度信号の大きさに
よってモータ制御油圧の減圧手段を作動又は非作動状態
に切換えるよう制御する制御手段を設けた可変容量モー
タ制御装置。