JPH07293690A - 油圧トランスミッションのモータ及びオーバースピード制御装置並びに可変容量油圧モータの制御方法 - Google Patents
油圧トランスミッションのモータ及びオーバースピード制御装置並びに可変容量油圧モータの制御方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
- F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
- F16H61/46—Automatic regulation in accordance with output requirements
- F16H61/47—Automatic regulation in accordance with output requirements for achieving a target output speed
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、駆動トレーンに損傷を起こすこと
なく、更に油圧ポンプに振動を発生させることのない油
圧トランスミッションのモータ及びオーバースピード制
御装置を提供することを目的とする。 【構成】 制御装置はエンジンと、エンジンに機械的に
連結された油圧ポンプを含んでいる。可変容量油圧モー
タは出力シャフトを含んでいる。制御装置はモータの出
力シャフトの回転速度をモニタする。制御装置はモータ
の容量を制御し、オーバースピード状態の発生を検出及
び／又は予測する。もしオーバースピード状態が検出及
び／又は予測されたならば、モータの容量が変更され
る。
なく、更に油圧ポンプに振動を発生させることのない油
圧トランスミッションのモータ及びオーバースピード制
御装置を提供することを目的とする。 【構成】 制御装置はエンジンと、エンジンに機械的に
連結された油圧ポンプを含んでいる。可変容量油圧モー
タは出力シャフトを含んでいる。制御装置はモータの出
力シャフトの回転速度をモニタする。制御装置はモータ
の容量を制御し、オーバースピード状態の発生を検出及
び／又は予測する。もしオーバースピード状態が検出及
び／又は予測されたならば、モータの容量が変更され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に油圧トランスミ
ッションに関し、特に油圧トランスミッションの適応オ
ーバースピード制御装置に関する。
ッションに関し、特に油圧トランスミッションの適応オ
ーバースピード制御装置に関する。
【０００２】
【背景技術】掘削機等の油圧機械の分野では、原動機に
より可変容量油圧ポンプが駆動されて、油圧パワーを複
数の作業器具及び駆動システムに提供する。可変容量油
圧ポンプは少なくとも１つの可変容量油圧モータを介し
てパワーを駆動システムに伝達する。
より可変容量油圧ポンプが駆動されて、油圧パワーを複
数の作業器具及び駆動システムに提供する。可変容量油
圧ポンプは少なくとも１つの可変容量油圧モータを介し
てパワーを駆動システムに伝達する。
【０００３】油圧トランスミッションを使用する土砂移
動機械において、発生する１つの問題は機械がオーバー
スピード状態で作動されることがあることである。オー
バースピード状態は、例えばスロープを下るとき等に、
油圧トランスミッションが駆動トレーンを実際に駆動し
ようとする速度まで機械が加速されるときに発生する。
動機械において、発生する１つの問題は機械がオーバー
スピード状態で作動されることがあることである。オー
バースピード状態は、例えばスロープを下るとき等に、
油圧トランスミッションが駆動トレーンを実際に駆動し
ようとする速度まで機械が加速されるときに発生する。
【０００４】このときには、油圧モータがポンプとして
作用し、油圧ポンプがモータとして作用する。これは望
ましくないストレスを駆動トレーン、特にエンジンに印
加する。故にオーバースピード状態は、ポンプ、モータ
及びエンジンに大きな損傷を与えることになる。
作用し、油圧ポンプがモータとして作用する。これは望
ましくないストレスを駆動トレーン、特にエンジンに印
加する。故にオーバースピード状態は、ポンプ、モータ
及びエンジンに大きな損傷を与えることになる。
【０００５】この問題を克服する１つの試みはエンジン
速度を利用することである。この方法はエンジン速度を
モニタし、オーバースピード状態を修正するものであ
る。しかし、この方法はオーバースピード状態に反応す
るものであり、駆動トレーンの損傷の危険性を除去する
ものではない。
速度を利用することである。この方法はエンジン速度を
モニタし、オーバースピード状態を修正するものであ
る。しかし、この方法はオーバースピード状態に反応す
るものであり、駆動トレーンの損傷の危険性を除去する
ものではない。
【０００６】他の方法は、可変容量油圧ポンプの吐出容
量を制御してオーバースピード状態を修正するものであ
る。この方法は、ポンプを不安定にし、ポンプに振動を
発生させ易くなる。
量を制御してオーバースピード状態を修正するものであ
る。この方法は、ポンプを不安定にし、ポンプに振動を
発生させ易くなる。
【０００７】本発明は上述した問題の１つ又はそれ以上
克服せんとするものである。
克服せんとするものである。
【０００８】
【発明の開示】本発明の１つの側面においては、油圧ト
ランスミッションのオーバースピード制御装置が提供さ
れる。制御装置はエンジンと、エンジンに機械的に連結
された油圧ポンプと、油圧ポンプに油圧的に結合された
可変容量油圧モータを含んでいる。
ランスミッションのオーバースピード制御装置が提供さ
れる。制御装置はエンジンと、エンジンに機械的に連結
された油圧ポンプと、油圧ポンプに油圧的に結合された
可変容量油圧モータを含んでいる。
【０００９】可変容量油圧モータは出力シャフトを含ん
でいる。制御装置は出力シャフトの速度をモニタし、オ
ーバースピード状態の発生を検出及び／又は予測する。
もしオーバースピード状態が検出又は予測されたなら
ば、モータの容量が制御装置により増加され、これによ
りモータ及び機械の速度を制限する。
でいる。制御装置は出力シャフトの速度をモニタし、オ
ーバースピード状態の発生を検出及び／又は予測する。
もしオーバースピード状態が検出又は予測されたなら
ば、モータの容量が制御装置により増加され、これによ
りモータ及び機械の速度を制限する。
【００１０】本発明の他の側面においては、油圧トラン
スミッションの油圧モータの制御方法が提供される。油
圧モータは、エンジンにより駆動される油圧ポンプによ
り駆動される。
スミッションの油圧モータの制御方法が提供される。油
圧モータは、エンジンにより駆動される油圧ポンプによ
り駆動される。
【００１１】制御方法は油圧モータの回転出力速度を検
出し、モータの容量を制御するステップを含んでいる。
制御方法は更に、オーバースピード状態の発生を検出及
び／又は予測し、それに応じてモータの容量を制御す
る。
出し、モータの容量を制御するステップを含んでいる。
制御方法は更に、オーバースピード状態の発生を検出及
び／又は予測し、それに応じてモータの容量を制御す
る。
【００１２】
【望ましい実施態様の説明】図１乃至図３を参照する
と、本発明即ちモータ及びオーバースピード制御装置１
０２は、油圧トランスミッションの可変容量油圧モータ
１０８を制御しながら作動させることに適合している。
と、本発明即ちモータ及びオーバースピード制御装置１
０２は、油圧トランスミッションの可変容量油圧モータ
１０８を制御しながら作動させることに適合している。
【００１３】制御装置１０２はエンジン１０４と、エン
ジン１０４に結合された可変容量油圧ポンプ１０６とを
含んでいる。望ましい実施態様においては、エンジン１
０４と油圧ポンプ１０６とは直接結合されている。即
ち、ポンプの出力はエンジンの出力速度及びポンプの吐
出容量に依存する。
ジン１０４に結合された可変容量油圧ポンプ１０６とを
含んでいる。望ましい実施態様においては、エンジン１
０４と油圧ポンプ１０６とは直接結合されている。即
ち、ポンプの出力はエンジンの出力速度及びポンプの吐
出容量に依存する。
【００１４】望ましい実施態様においては、油圧ポンプ
１０６は２つの可変容量油圧モータに油圧的に結合され
ている。１つのモータは流体力学的に制御される。その
作動は本発明に直接関係ないので、説明を省略する。他
のモータは電気機械的に作動され、オーバースピード状
態を制御するのに使用される。
１０６は２つの可変容量油圧モータに油圧的に結合され
ている。１つのモータは流体力学的に制御される。その
作動は本発明に直接関係ないので、説明を省略する。他
のモータは電気機械的に作動され、オーバースピード状
態を制御するのに使用される。
【００１５】更に、以下の説明は特定の油圧トランスミ
ッションの構造に適合している。本発明が有用性を有し
ており、本発明の範囲内に入る数多くの異なる構造が存
在することを理解すべきである。
ッションの構造に適合している。本発明が有用性を有し
ており、本発明の範囲内に入る数多くの異なる構造が存
在することを理解すべきである。
【００１６】油圧トランスミッションの異なるタイプ
が、１９７８年３月２８日にThomas J. Bubula等に対し
て発行された米国特許第4,080,850 号; １９８５年８月
１３日にRandall M. Mitchell 等に対して発行された米
国特許第4,534,707 号及び１９８５年６月１８日にRand
all M. Mitchell 等に対して発行された米国特許第4,52
3,892 号に示されている。
が、１９７８年３月２８日にThomas J. Bubula等に対し
て発行された米国特許第4,080,850 号; １９８５年８月
１３日にRandall M. Mitchell 等に対して発行された米
国特許第4,534,707 号及び１９８５年６月１８日にRand
all M. Mitchell 等に対して発行された米国特許第4,52
3,892 号に示されている。
【００１７】手段１１２が油圧モータの容量を変更し、
これにより出力シャフト１１０の回転速度を変更する。
望ましい実施態様においては、手段１１２はモータ１０
８の容量を変更するバルブ手段を含んでいる。望ましい
実施態様においては、バルブ手段は電気的に作動される
比例スプール弁（図示せず）を含んでいる。
これにより出力シャフト１１０の回転速度を変更する。
望ましい実施態様においては、手段１１２はモータ１０
８の容量を変更するバルブ手段を含んでいる。望ましい
実施態様においては、バルブ手段は電気的に作動される
比例スプール弁（図示せず）を含んでいる。
【００１８】モータの容量は「最大」位置と「最小」位
置の間で可変である。流体入力が一定のときには、モー
タが「最小」位置のときに出力速度は「最大」になる。
同じ流体入力のとき、モータの容量が「最大」位置方向
に作動されるにつれて、出力速度は減少する。
置の間で可変である。流体入力が一定のときには、モー
タが「最小」位置のときに出力速度は「最大」になる。
同じ流体入力のとき、モータの容量が「最大」位置方向
に作動されるにつれて、出力速度は減少する。
【００１９】出力シャフト１１０に結合されている手段
１１４が出力シャフト１１０の回転速度を検出し、速度
信号を生成する。制御手段１１６は速度信号を受け取
り、速度信号に応じて手段１１２を作動してモータ１０
８の容量を変更する。制御手段１１６はオーバースピー
ド状態の発生を検出するように適合している。
１１４が出力シャフト１１０の回転速度を検出し、速度
信号を生成する。制御手段１１６は速度信号を受け取
り、速度信号に応じて手段１１２を作動してモータ１０
８の容量を変更する。制御手段１１６はオーバースピー
ド状態の発生を検出するように適合している。
【００２０】制御手段１１６は更に、速度信号の関数と
してオーバースピード状態の発生を予測し、モータ１０
８の容量を増加することにより出力シャフト１１０の回
転速度を制限するように適合している。
してオーバースピード状態の発生を予測し、モータ１０
８の容量を増加することにより出力シャフト１１０の回
転速度を制限するように適合している。
【００２１】望ましい実施態様においては、制御手段と
してマイクロプロセッサが使用される。マイクロプロセ
ッサは、以下に説明するような制御アルゴリズムを使用
してバルブ手段を制御するようにプログラムされる。
してマイクロプロセッサが使用される。マイクロプロセ
ッサは、以下に説明するような制御アルゴリズムを使用
してバルブ手段を制御するようにプログラムされる。
【００２２】モードスイッチ１１８は、それぞれ低速モ
ード及び高速モードを示す低速位置と高速位置を有して
いる。モードスイッチ１１８はオペレータにより手動に
より作動される。
ード及び高速モードを示す低速位置と高速位置を有して
いる。モードスイッチ１１８はオペレータにより手動に
より作動される。
【００２３】制御アルゴリズムのもとでは、制御手段１
１６はモードスイッチが低速位置にあるのに応じて、モ
ータの容量をその「最大」位置にセットするように手段
１１２を作動する。よって、低速モードは低い機械の速
度が要求されるような機械が何かの操作を行っていると
きに主に使用される。
１６はモードスイッチが低速位置にあるのに応じて、モ
ータの容量をその「最大」位置にセットするように手段
１１２を作動する。よって、低速モードは低い機械の速
度が要求されるような機械が何かの操作を行っていると
きに主に使用される。
【００２４】高速モードでは、制御手段１１６はモータ
速度が低速及び高速の双方でモータ１０８の容量を調整
する。望ましい実施態様においては、制御手段１１６は
制御曲線２０２に応じて容量可変手段又は容量変更手段
１１２を介してモータの容量を調整する。
速度が低速及び高速の双方でモータ１０８の容量を調整
する。望ましい実施態様においては、制御手段１１６は
制御曲線２０２に応じて容量可変手段又は容量変更手段
１１２を介してモータの容量を調整する。
【００２５】制御曲線２０２は通常作動領域２０４と、
オーバースピード作動領域２０６とを含んでいる。通常
作動領域２０４においては、制御手段１１６は容量を
「最大」から「最小」に調整する。
オーバースピード作動領域２０６とを含んでいる。通常
作動領域２０４においては、制御手段１１６は容量を
「最大」から「最小」に調整する。
【００２６】容量が最小のときには、モータ速度はエン
ジン速度に応じて変化する。オーバースピード作動領域
２０６においては、制御手段１１６はオーバースピード
状態によって引き起こされる損傷を防止するために容量
を調整する。
ジン速度に応じて変化する。オーバースピード作動領域
２０６においては、制御手段１１６はオーバースピード
状態によって引き起こされる損傷を防止するために容量
を調整する。
【００２７】望ましい実施態様においては、制御曲線は
図２に示されるような形状をしている。即ち、モータ速
度が低い場合には、容量は「最大」位置にセットされて
いる。オペレータがアクセルを押圧してエンジン速度を
増加すると、モータの出力速度が増加する。
図２に示されるような形状をしている。即ち、モータ速
度が低い場合には、容量は「最大」位置にセットされて
いる。オペレータがアクセルを押圧してエンジン速度を
増加すると、モータの出力速度が増加する。
【００２８】モータの出力速度が第１のモータ速度値
（ＳＰＥＥＤ1 ）に達すると、制御手段１１６は容量が
「最小」になるまで容量を変更する。典型的な第１モー
タ速度値は１分間あたり５００回転（５００ｒｐｍ）で
ある。
（ＳＰＥＥＤ1 ）に達すると、制御手段１１６は容量が
「最小」になるまで容量を変更する。典型的な第１モー
タ速度値は１分間あたり５００回転（５００ｒｐｍ）で
ある。
【００２９】しかし、第１のモータ速度値はシステムの
パラメータに応じて変化する。モータの容量は第２のモ
ータ速度値（ＳＰＥＥＤ2 ）で「最小」となるまで減少
する。
パラメータに応じて変化する。モータの容量は第２のモ
ータ速度値（ＳＰＥＥＤ2 ）で「最小」となるまで減少
する。
【００３０】容量が「最小」位置では、出力速度はエン
ジン速度に応じて変化する。しかし、もしオーバースピ
ード状態が発生すると、制御手段は再びモータの容量の
調整を開始する。
ジン速度に応じて変化する。しかし、もしオーバースピ
ード状態が発生すると、制御手段は再びモータの容量の
調整を開始する。
【００３１】制御曲線２０２のオーバースピード作動領
域２０６は、第３のモータ速度値（ＳＰＥＥＤ3 ）、例
えば５４００ｒｐｍにより定義される。よって、オーバ
ースピード状態はモータ速度がＳＰＥＥＤ3 以上のとき
に検出される。
域２０６は、第３のモータ速度値（ＳＰＥＥＤ3 ）、例
えば５４００ｒｐｍにより定義される。よって、オーバ
ースピード状態はモータ速度がＳＰＥＥＤ3 以上のとき
に検出される。
【００３２】図２の制御曲線２０２のオーバースピード
作動領域２０６によると、オーバースピード状態がひと
たび検出されると、制御手段１１６はモータの容量を
「最大」位置の所定パーセント（Ｋ％）、例えば「最
大」の３３％に変更する。図示されているように、モー
タの容量は第４モータ速度値（ＳＰＥＥＤ4 ）で「最
大」のＫ％に達する。
作動領域２０６によると、オーバースピード状態がひと
たび検出されると、制御手段１１６はモータの容量を
「最大」位置の所定パーセント（Ｋ％）、例えば「最
大」の３３％に変更する。図示されているように、モー
タの容量は第４モータ速度値（ＳＰＥＥＤ4 ）で「最
大」のＫ％に達する。
【００３３】モータ速度が減少すると、モータの容量は
同じ制御曲線２０２を逆にたどって変化する。好ましく
は、制御曲線２０２はモータ速度の関数としてのモータ
容量の直線的な調整を含んでいる。しかし、例えば段階
的又は指数関数的等の他の調整方法も採用可能である。
２つの傾斜関数の勾配は、システムパラメータ及び望ま
しい作動特性に依存する。
同じ制御曲線２０２を逆にたどって変化する。好ましく
は、制御曲線２０２はモータ速度の関数としてのモータ
容量の直線的な調整を含んでいる。しかし、例えば段階
的又は指数関数的等の他の調整方法も採用可能である。
２つの傾斜関数の勾配は、システムパラメータ及び望ま
しい作動特性に依存する。
【００３４】図３を参照すると、代替実施態様において
は、制御曲線３０２はヒステリシスを含んでいる。モー
タ速度が増加するときの制御装置１０２の作動は上述し
た実施態様と同様である。しかし、モータ速度が減少す
るときには制御は同一曲線をたどらない。
は、制御曲線３０２はヒステリシスを含んでいる。モー
タ速度が増加するときの制御装置１０２の作動は上述し
た実施態様と同様である。しかし、モータ速度が減少す
るときには制御は同一曲線をたどらない。
【００３５】故に、システムが「最大」の３３％で作動
していてモータ速度が減少すると仮定すると、モータ速
度がＳＰＥＥＤ5 ≦ＳＰＥＥＤ4 である第５のモータ速
度値（ＳＰＥＥＤ5 ）に達するまで制御手段１１６はモ
ータ容量を減少させる。モータ容量はＳＰＥＥＤ6 ≦Ｓ
ＰＥＥＤ3 である第６のモータ速度値（ＳＰＥＥＤ6）
で「最小」に達するまで調整される。
していてモータ速度が減少すると仮定すると、モータ速
度がＳＰＥＥＤ5 ≦ＳＰＥＥＤ4 である第５のモータ速
度値（ＳＰＥＥＤ5 ）に達するまで制御手段１１６はモ
ータ容量を減少させる。モータ容量はＳＰＥＥＤ6 ≦Ｓ
ＰＥＥＤ3 である第６のモータ速度値（ＳＰＥＥＤ6）
で「最小」に達するまで調整される。
【００３６】同様にして、モータ速度が引き続いて減少
すると、ＳＰＥＥＤ7 ≦ＳＰＥＥＤ 2 である第７のモー
タ速度値（ＳＰＥＥＤ7 ）で「最小」から「最大」に向
かって制御手段がモータ容量を調整する。
すると、ＳＰＥＥＤ7 ≦ＳＰＥＥＤ 2 である第７のモー
タ速度値（ＳＰＥＥＤ7 ）で「最小」から「最大」に向
かって制御手段がモータ容量を調整する。
【００３７】モータ容量はＳＰＥＥＤ8 ≦ＳＰＥＥＤ1
である第８のモータ速度値（ＳＰＥＥＤ8 ）で「最大」
に達するまで増加される。このヒステリシスによりシス
テムが容量増加と容量減少の間で振動しないことを保証
する。
である第８のモータ速度値（ＳＰＥＥＤ8 ）で「最大」
に達するまで増加される。このヒステリシスによりシス
テムが容量増加と容量減少の間で振動しないことを保証
する。
【００３８】エンジン速度の代わりにモータ速度を検出
することにより、制御装置１０２はより速く、即ちエン
ジン１０４がオーバースピード状態に到達する前にオー
バースピード状態を検出することができる。よって、制
御手段１１６はオーバースピード状態の発生を予測し、
それに応じてモータの容量を制御する手段を含んでい
る。
することにより、制御装置１０２はより速く、即ちエン
ジン１０４がオーバースピード状態に到達する前にオー
バースピード状態を検出することができる。よって、制
御手段１１６はオーバースピード状態の発生を予測し、
それに応じてモータの容量を制御する手段を含んでい
る。
【００３９】望ましい実施態様においては、制御曲線２
０２のオーバースピード部分２０６を左方向にシフトす
ることにより、制御手段１１６はオーバースピード状態
を予測した後にモータ容量を調整する。
０２のオーバースピード部分２０６を左方向にシフトす
ることにより、制御手段１１６はオーバースピード状態
を予測した後にモータ容量を調整する。
【００４０】次に、図４及び図５を参照して制御手段１
１６の作用について説明する。第１の制御ブロック４０
２において、モードスイッチ１１８が読み出される。第
２の制御ブロック４０４において、モータ速度センサの
値が読み出される。
１６の作用について説明する。第１の制御ブロック４０
２において、モードスイッチ１１８が読み出される。第
２の制御ブロック４０４において、モータ速度センサの
値が読み出される。
【００４１】第３の制御ブロック４０６において、モー
タ１０８の要求される容量がモードスイッチの位置と、
（以下に説明する）モータ速度の関数として決定され
る。第４の制御ブロック４０８において、制御手段１１
６はバルブ手段を介してモータ容量を調整する。
タ１０８の要求される容量がモードスイッチの位置と、
（以下に説明する）モータ速度の関数として決定され
る。第４の制御ブロック４０８において、制御手段１１
６はバルブ手段を介してモータ容量を調整する。
【００４２】次に図５を参照して、望ましいモータ容量
の決定方法について説明する。第１の決定ブロック５０
２において、モードスイッチ１１８が「低速」位置のと
きには、第５の制御ブロック５０４に進む。第５の制御
ブロック５０４においては、容量は「最大」にセットさ
れ、メイン制御ループに復帰する。
の決定方法について説明する。第１の決定ブロック５０
２において、モードスイッチ１１８が「低速」位置のと
きには、第５の制御ブロック５０４に進む。第５の制御
ブロック５０４においては、容量は「最大」にセットさ
れ、メイン制御ループに復帰する。
【００４３】第２の決定ブロック５０６において、モー
タ速度が第１のモータ速度値「ＳＰＥＥＤ1 」未満のと
きには、制御は第５の制御ブロック５０４に進む。もし
否定判断の場合には、制御は第６の制御ブロック５０８
に進む。
タ速度が第１のモータ速度値「ＳＰＥＥＤ1 」未満のと
きには、制御は第５の制御ブロック５０４に進む。もし
否定判断の場合には、制御は第６の制御ブロック５０８
に進む。
【００４４】第６の制御ブロック５０８においては、上
述したようにモータの望ましい容量が制御曲線２０２，
３０２の通常の作動領域２０４，３０４に従って決定さ
れる。
述したようにモータの望ましい容量が制御曲線２０２，
３０２の通常の作動領域２０４，３０４に従って決定さ
れる。
【００４５】第３の決定ブロック５１０において、オー
バースピード状態が検出されるか予測されるかすると、
制御は第７の制御ブロック５１２に進む。もしオーバー
スピード状態が存在すると、容量の調整が制御曲線２０
２，３０２のオーバースピード作動領域２０４，３０４
を介して行われる。
バースピード状態が検出されるか予測されるかすると、
制御は第７の制御ブロック５１２に進む。もしオーバー
スピード状態が存在すると、容量の調整が制御曲線２０
２，３０２のオーバースピード作動領域２０４，３０４
を介して行われる。
【００４６】ブロック５１０で、オーバースピード状態
が検出されないときには、第６の制御ブロック５０８で
算出された容量が使用され、制御はメイン制御ループに
復帰する。
が検出されないときには、第６の制御ブロック５０８で
算出された容量が使用され、制御はメイン制御ループに
復帰する。
【００４７】制御ルーチンは以下の方法により、オーバ
ースピード状態の発生を予測する。第１に、定数「Ｋ
SPEED 」、例えば５４００ｒｐｍから現在のモータ速度
を差し引くことにより、差分項が決定される。
ースピード状態の発生を予測する。第１に、定数「Ｋ
SPEED 」、例えば５４００ｒｐｍから現在のモータ速度
を差し引くことにより、差分項が決定される。
【００４８】次いで、差分項に比例定数（Ｋ
PROPORTIONAL）をかけることにより、比例項が決定され
る。前回の又は最後の差分項から差分項を差し引き、そ
の差に定数（Ｋ DERIVATIVE）をかけることにより、微分
項が決定される。
PROPORTIONAL）をかけることにより、比例項が決定され
る。前回の又は最後の差分項から差分項を差し引き、そ
の差に定数（Ｋ DERIVATIVE）をかけることにより、微分
項が決定される。
【００４９】比例項及び微分項は次いで合計される。こ
の合計が０以上のときには、オーバースピード状態は予
測されないとして第６の制御ブロック５０８で決定され
た容量が使用される。
の合計が０以上のときには、オーバースピード状態は予
測されないとして第６の制御ブロック５０８で決定され
た容量が使用される。
【００５０】オプションとして、合計中に積分項を含め
るようにしてもよい。積分項は、差分項に定数（Ｋ
INTEGRAL）をかけ、その結果を前回の即ち最後の積分項
に加えることにより決定される。
るようにしてもよい。積分項は、差分項に定数（Ｋ
INTEGRAL）をかけ、その結果を前回の即ち最後の積分項
に加えることにより決定される。
【００５１】しかし、もし合計が０未満のときには、オ
ーバースピード状態が予測されたことになるため、制御
は第７の制御ブロック５１２に進む。第７の制御ブロッ
ク５１２においては、制御曲線２０２，３０２のオーバ
ースピード状態領域２０６，３０６を使用して或いは修
正して容量が再計算される。
ーバースピード状態が予測されたことになるため、制御
は第７の制御ブロック５１２に進む。第７の制御ブロッ
ク５１２においては、制御曲線２０２，３０２のオーバ
ースピード状態領域２０６，３０６を使用して或いは修
正して容量が再計算される。
【００５２】第４の決定ブロック５１４では、もし再計
算された容量が「最大」のＫ％より大きい場合には、制
御は第８の制御ブロック５１６に進む。その他の場合に
は、再計算された値が使用され、制御はメイン制御ルー
プに復帰する。
算された容量が「最大」のＫ％より大きい場合には、制
御は第８の制御ブロック５１６に進む。その他の場合に
は、再計算された値が使用され、制御はメイン制御ルー
プに復帰する。
【００５３】第８の制御ブロック５１６では、オーバー
スピード状態が予測され或いは検出されたことになり、
容量は「最大」のＫ％に制限される。代表的なＫの値は
３３％である。
スピード状態が予測され或いは検出されたことになり、
容量は「最大」のＫ％に制限される。代表的なＫの値は
３３％である。
【００５４】
【産業上の利用可能性】本発明の装置１０２は油圧トラ
ンスミッションの可変容量モータ１０８の適応オーバー
スピード制御装置を提供するのに適合している。
ンスミッションの可変容量モータ１０８の適応オーバー
スピード制御装置を提供するのに適合している。
【００５５】装置１０２はオペレータにより作動される
モードスイッチ１１８を含んでいる。モードスイッチ１
１８は「低速」位置と「高速」位置の間で作動可能であ
る。装置１０２は制御手段１１６を含んでいる。制御手
段１１６はモードスイッチ１１８を読み取り、それに応
じて油圧モータの容量を調整する。
モードスイッチ１１８を含んでいる。モードスイッチ１
１８は「低速」位置と「高速」位置の間で作動可能であ
る。装置１０２は制御手段１１６を含んでいる。制御手
段１１６はモードスイッチ１１８を読み取り、それに応
じて油圧モータの容量を調整する。
【００５６】もしモードスイッチ１１８が「低速」位置
の場合には、制御手段１１６は「低速」モードで作動す
る。「低速」モードにおいては、制御手段１１６は油圧
モータ１０８の容量を「最大」にセットする。
の場合には、制御手段１１６は「低速」モードで作動す
る。「低速」モードにおいては、制御手段１１６は油圧
モータ１０８の容量を「最大」にセットする。
【００５７】もしモードスイッチ１１８が「高速」位置
の場合には、制御手段１１６は「高速」モードで作動す
る。「高速」モードにおいては、制御手段１１６はモー
タが低速及び高速の双方においてモータの容量を調整す
る。
の場合には、制御手段１１６は「高速」モードで作動す
る。「高速」モードにおいては、制御手段１１６はモー
タが低速及び高速の双方においてモータの容量を調整す
る。
【００５８】例えば５００ｒｐｍ以下等のモータが非常
に低速のときには、制御手段１１６はモータ容量を「最
大」にセットする。モータの速度が増加するにつれて、
容量は「最小」位置に達するまで調整される。これは通
常の作動状態である。
に低速のときには、制御手段１１６はモータ容量を「最
大」にセットする。モータの速度が増加するにつれて、
容量は「最小」位置に達するまで調整される。これは通
常の作動状態である。
【００５９】もしモータ速度が所定の値、例えば５４０
０ｒｐｍに増加されると、オーバースピード状態が検出
される。オーバースピード状態が検出されると、制御手
段１１６はモータ容量を制御曲線に従って調整する。即
ち、制御手段１１６はモータ容量を「最小」から「最
大」の所定の割合（Ｋ％）に向かって調整する。
０ｒｐｍに増加されると、オーバースピード状態が検出
される。オーバースピード状態が検出されると、制御手
段１１６はモータ容量を制御曲線に従って調整する。即
ち、制御手段１１６はモータ容量を「最小」から「最
大」の所定の割合（Ｋ％）に向かって調整する。
【００６０】加うるに、制御手段１１６は上述したよう
にオーバースピード状態の発生を予測するのに適合して
いる。オーバースピード状態が予測されると、制御手段
１１６は制御曲線を左方向にシフトして、モータの容量
をそれに応じて調整する。
にオーバースピード状態の発生を予測するのに適合して
いる。オーバースピード状態が予測されると、制御手段
１１６は制御曲線を左方向にシフトして、モータの容量
をそれに応じて調整する。
【００６１】本発明の他の側面、目的及び特徴は図面、
発明の詳細な説明及び添付請求の範囲を研究することに
より得ることができる。
発明の詳細な説明及び添付請求の範囲を研究することに
より得ることができる。
【図１】本発明の実施態様による油圧トランスミッショ
ンのモータを制御する装置を示す概略図である。
ンのモータを制御する装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施態様による図１の油圧トランスミ
ッションを作動するための制御曲線を示す図である。
ッションを作動するための制御曲線を示す図である。
【図３】本発明の他の実施態様による図１の油圧トラン
スミッションを作動するための制御曲線を示す図であ
る。
スミッションを作動するための制御曲線を示す図であ
る。
【図４】図１の制御装置の作動を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図５】図１の制御装置の作動を示すより詳細なフロー
チャートである。
チャートである。
１０２ オーバースピード制御装置 １０４ エンジン １０６ 油圧ポンプ １０８ 油圧モータ １１８ モードスイッチ ２０２，３０２ 制御曲線 ２０４，３０４ 通常の作動領域 ２０６，３０６ オーバースピード作動領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ステフェン・ダブリュー・レクター アメリカ合衆国、61548イリノイ、メタモ ラ、パートリッジ・ピイティ・ファーム ズ、アール・アール３ (72)発明者 デビッド・ピー・スミス アメリカ合衆国、60435イリノイ、ジョリ エットグランド・プレーリー・ドライブ 2806 (72)発明者 ステフェン・ティー・ウヘイル アメリカ合衆国、61615イリノイ、ピオー リア、ダブリュー・ウエストポート・ロー ド3112
Claims (13)
- 【請求項１】 油圧トランスミッションのモータ及びオ
ーバースピード制御装置であって、 エンジンと；前記エンジンに機械的に連結された油圧ポ
ンプと；出力シャフトを含み、前記油圧ポンプに油圧的
に結合された可変容量油圧モータと；前記モータの容量
を変更する手段と；前記出力シャフトの回転速度を検出
するために該出力シャフトに結合され、速度信号を発生
する手段と；前記速度信号を受け取り、速度信号に応じ
て前記エンジンのオーバースピード状態を検出し、この
オーバースピード状態の検出に応じて前記容量変更手段
を介して容量を調整する制御手段とを具備し；前記制御
手段は前記速度信号の関数として前記オーバースピード
状態の発生を予測し、オーバースピード状態の予測に応
じて前記容量変更手段を介して容量を調整する手段を含
んでおり；前記制御手段は制御曲線に応じて前記容量変
更手段を作動することにより、容量を調整するように適
合していることを特徴とする油圧トランスミッションの
モータ及びオーバースピード制御装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は前記制御曲線を修正する
ことにより、前記オーバースピード状態の発生の予測に
応じて容量を調整することを特徴とする請求項１記載の
油圧トランスミッションのモータ及びオーバースピード
制御装置。 - 【請求項３】 前記制御曲線はモータの速度が低速のと
きには前記容量を「最大」と「最小」の間で変化させ、
モータの速度が高速のときには前記容量を「最小」と
「最大」のＫ％の間で変化させることを特徴とする請求
項１記載の油圧トランスミッションのモータ及びオーバ
ースピード制御装置。 - 【請求項４】 前記制御曲線はヒステリシスを含んでい
ることを特徴とする請求項１記載の油圧トランスミッシ
ョンのモータ及びオーバースピード制御装置。 - 【請求項５】 油圧トランスミッションのモータ及びオ
ーバースピード制御装置であって、 低速位置と高速位置を有するモードスイッチと；エンジ
ンと；前記エンジンに機械的に連結された油圧ポンプ
と；出力シャフトを有し、前記油圧ポンプに油圧的に結
合された可変容量油圧モータと；前記可変容量油圧モー
タの容量を変更する手段と；前記出力シャフトの回転速
度を検出するために該出力シャフトに結合され、速度信
号を発生する手段と；前記モードスイッチが前記低速位
置のときには前記容量を「最大」にセットし、前記モー
ドスイッチが前記高速位置のときには、前記速度信号を
受け取って前記制御曲線に従って前記容量変更手段によ
り前記容量を調整し、前記速度信号の関数としてオーバ
ースピード状態の発生を予測し、前記オーバースピード
状態の発生の予測に応じて前記制御曲線を修正する制御
手段と；を具備したことを特徴とする油圧トランスミッ
ションのモータ及びオーバースピード制御装置。 - 【請求項６】 油圧トランスミッションの可変容量油圧
モータの制御方法であって、 （１）油圧モータの回転出力速度を検出して速度信号を
生成し； （２）前記速度信号の関数としてオーバースピード状態
を予測し； （３）前記オーバースピード状態の予測に応じてモータ
の容量を調整する各ステップから構成され；前記オーバ
ースピード状態を予測するステップは； （ａ）モータの速度定数から前記速度信号を差し引くこ
とにより差分項を決定し； （ｂ）前記差分項に比例定数をかけることにより比例項
を決定し； （ｃ）前記差分項から最後の差分項を差し引き、その差
に定数をかけることにより微分項を決定し； （ｄ）前記比例項と微分項を加算することにより合計項
を決定する各ステップを含んでおり；前記合計項が０未
満のときにオーバースピード状態を予測することを特徴
とする油圧トランスミッションの可変容量油圧モータの
制御方法。 - 【請求項７】 前記差分項に積分定数をかけ、その結果
を前の積分項に加えることにより積分項を決定するステ
ップを更に含み、前記合計項は前記比例項と微分項と積
分項の合計であることを特徴とする請求項６記載の油圧
トランスミッションの可変容量油圧モータの制御方法。 - 【請求項８】 油圧トランスミッションの可変容量油圧
モータの制御方法であって、 （１）モードスイッチの低速位置及び高速位置のいずれ
かを検出し； （２）前記モードスイッチが高速位置のときには、 （ａ）油圧モータの回転出力速度を検出して速度信号を
生成し； （ｂ）前記速度信号を受け取って制御曲線の通常の動作
領域に応じてモータの容量を調整し； （ｃ）オーバースピード状態の発生を予測して、前記制
御曲線のオーバースピード動作領域に従って前記モータ
の容量を調整する各ステップを実行することを特徴とす
る油圧トランスミッションの可変容量油圧モータの制御
方法。 - 【請求項９】 前記モードスイッチが前記低速位置のと
きには、前記可変容量油圧モータの容量を「最大」にセ
ットするステップを含むことを特徴とする請求項８記載
の方法。 - 【請求項１０】 前記オーバースピード状態の発生の予
測に応じて、前記オーバースピード動作領域を修正する
ステップを含むことを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１１】 前記モータの容量を調整するステップ
は、 （３）回転出力速度が加速のときには、 （ｄ）前記速度信号が第１の所定値よりも大きいときに
は、前記通常の動作領域中で前記モータの容量を「最
大」から「最小」に調整し、 （ｅ）前記速度信号が第２の所定値よりも大きいときに
は、前記オーバースピード動作領域中で前記モータの容
量を前記「最小」から前記「最大」のＫ％に調整するス
テップを実行し； （４）回転出力速度が減速のときには、 （ｆ）前記速度信号が第３の所定値よりも小さいときに
は、前記オーバースピード動作領域中で前記モータの容
量を「最大」のＫ％から「最小」に調整し； （ｇ）前記速度信号が第４の所定値よりも小さいときに
は、前記通常の動作領域中で前記モータの容量を前記
「最小」から前記「最大」に調整するステップを実行す
ることを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１２】 オーバースピード状態を予測する前記
ステップは、 モータの速度定数から前記速度信号を差し引くことによ
り差分項を決定し；前記差分項に比例定数をかけること
により比例項を決定し；前記差分項から最後の差分項を
差し引き、その差に定数をかけることにより微分項を決
定し；前記比例項と微分項を加算することにより合計項
を決定するステップを含んでおり；前記合計項が０未満
のときにオーバースピード状態を予測することを特徴と
する請求項８記載の方法。 - 【請求項１３】 前記差分項に積分定数をかけ、その結
果を前の積分項に加算することにより積分項を決定する
ステップを更に含み、前記合計項は前記比例項と微分項
と積分項の合計であることを特徴とする請求項１２記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/225686 | 1994-04-11 | ||
| US08/225,686 US5435131A (en) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | Adaptive overspeed control for a hydrostatic transmission |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07293690A true JPH07293690A (ja) | 1995-11-07 |
| JP3641504B2 JP3641504B2 (ja) | 2005-04-20 |
Family
ID=22845839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07150195A Expired - Fee Related JP3641504B2 (ja) | 1994-04-11 | 1995-03-29 | 油圧トランスミッションのモータ及びオーバースピード制御装置並びに可変容量油圧モータの制御方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5435131A (ja) |
| JP (1) | JP3641504B2 (ja) |
| DE (1) | DE19513806A1 (ja) |
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- 1995-03-29 JP JP07150195A patent/JP3641504B2/ja not_active Expired - Fee Related
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