KR101041763B1

KR101041763B1 - 유압 구동 장치 및 유압 구동 차량

Info

Publication number: KR101041763B1
Application number: KR1020097014957A
Authority: KR
Inventors: 나리토시 오츠카사
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2011-06-17
Also published as: US8327638B2; EP2128498B1; KR20090101252A; EP2128498A1; US20090320462A1; JP2008180274A; WO2008090762A1; CN101589251B; CN101589251A; JP5156237B2; EP2128498A4

Abstract

조작의 번잡화를 초래하지 않고, 유압 효율이 양호한 상태에서 조작자의 뜻에 따른 조작을 용이하게 실행하는 것. 엔진 (3) 의 회전수에 따라 HST 펌프 (10) 에 대한 펌프 기준 지령값을 설정하는 펌프 기준 지령값 설정부 (31a) 와, 인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작량에 따른 인칭률을 특정하고, 특정된 인칭률에 따라 펌프 기준 지령값을 보정함으로써 펌프 지령값을 설정하는 펌프 보정 지령값 연산부 (31b) 와, 펌프 보정 지령값 연산부 (31b) 가 설정된 펌프 지령값에 기초하여 HST 펌프 (10) 의 용량을 제어하기 위한 펌프 제어 지령값을 설정하는 펌프 제어 지령값 설정부 (31c) 를 가진 펌프 제어부 (31) 를 구비하고 있다.

Description

유압 구동 장치 및 유압 구동 차량{HYDRAULIC DRIVER AND HYDRAULIC DRIVE VEHICLE}

본 발명은 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하고, 상기 유압 모터의 구동을 외부 출력하는 유압 구동 장치 및 유압 구동 차량에 관한 것으로, 특히 휠 로더나 불도저 등의 건설 기계로서 사용되는 차량의 주행계로서 바람직한 유압 구동 장치 및 유압 구동 차량에 관한 것이다.

휠 로더나 불도저 등, 건설 기계로서 사용되는 차량에는 구동원인 엔진과, 구동 차륜 사이에 HST (Hydro-Static Transmission) 라고 하는 유압 구동 장치가 형성되어 있는 것이 있다. 유압 구동 장치는 폐회로인 주(主)유압 회로에, 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 이 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하여 구성되어 있고, 유압 모터의 구동을 구동 차륜에 전달함으로써 차량을 주행시키도록 한 것이다.

이 유압 구동 장치를 적용한 차량에 의하면, 유압 펌프의 용량 및 유압 모터의 용량을 적절히 조절함으로써, 서로의 회전수 비율을 임의로 변경할 수 있기 때문에, 번잡한 레버 조작을 하지 않고 액셀 페달의 조작에 의해서만 차량의 속도 를 무(無)단계로 변경할 수 있어 조작성을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.

통상, 이런 종류의 유압 구동 장치에서는, 구동시의 주유압 회로의 압력을 감소시킴으로써 압력 손실을 저감시켜 유압 효율의 향상을 도모하는 것이 이루어지고 있다. 예를 들어, 차지 펌프로부터의 파일럿압에 따라 유압 펌프의 경전각 (傾轉角) 을 제어하도록 한 유압 구동 장치에서는, 파일럿압을 공급하는 유로에 컷 오프 밸브를 개재시킨 것이 제공되고 있다. 이 유압 구동 장치에서는 주유압 회로의 압력이 컷 오프 밸브에 설정된 컷 오프압 이상이 된 경우에 파일럿압이 감압되어, 유압 펌프의 경전각이 감소함으로써 주유압 회로에 대한 유압 펌프의 압유 토출량이 저하되게 된다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

또, HST 를 적용한 유압 구동 장치에서는, 파일럿압을 공급하는 유로에 인칭 밸브를 개재시킨 것도 제공되고 있다. 이 유압 구동 장치에서는 조작자가 인칭 페달을 조작한 경우에 파일럿압이 감압되어 유압 펌프의 경전각이 감소함으로써 주유압 회로에 대한 유압 펌프의 압유 토출량이 제한되게 된다.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2004-232469호 (도 1)

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

상기 서술한 특허 문헌 1 에 기재된 것에 의하면, 조작자가 조작 패널의 스위치 조작을 함으로써 적어도 2 단계의 컷 오프압을 선택해 설정할 수 있어, 유압 효율의 향상을 도모할 수 있게 된다.

그러나, 압력만을 고려한 특허 문헌 1 에 기재된 것에 있어서는, 예를 들어, 상기 서술한 컷 오프압을, 일단 정격 부근의 엔진 회전수로 운전하는 데 최적인 값으로 설정하면, 엔진의 연비 효율의 면에서 바람직하지 않은 사태를 초래할 우려가 있다. 즉, 컷 오프압을 정격 부근의 엔진 회전수로 운전하는 데에 최적인 값으로 설정하면, 액셀 페달을 느슨하게 밟아 엔진 회전수를 줄이거나, 인칭 페달을 밟아 유압 펌프의 압유 토출량을 저하시킨 경우에는, 엔진 출력에 대하여 여유가 있는 상황하가 되었다고 해도, 주유압 회로의 압력이 정격 엔진 회전수에 의한 작동을 고려한 컷 오프압에 의한 압력인 채로 되어 연비 효율이 나쁜 엔진 출력에 의해 운전하게 된다.

이러한 사태를 회피하기 위해서는, 주유압 회로가 원하는 압력이 되도록, 상황에 따라 매회 조작자가 컷 오프압을 전환해야 되게 되어 유압 구동 장치의 조작이 번잡화될 우려가 있다.

본 발명의 목적은 상기 실정을 감안하여, 조작의 번잡화를 초래하지 않고 유압 효율이 양호한 상태에서 조작자의 뜻에 따른 조작을 용이하게 실행할 수 있는 유압 구동 장치 및 유압 구동 차량을 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 청구항 2 에 관련된 유압 구동 장치는, 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하고, 상기 유압 모터의 구동을 외부 출력하는 유압 구동 장치에 있어서, 상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 펌프에 대한 펌프 기준 지령값을 설정하는 펌프 기준 지령값 설정부와, 인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작량에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 펌프 기준 지령값을 보정함으로써 펌프 지령값을 설정하는 펌프 보정 지령값 연산부와, 상기 펌프 보정 지령값 연산부가 설정한 펌프 지령값에 기초하여 상기 유압 펌프의 용량을 제어하기 위한 펌프 제어 지령값을 설정하는 펌프 제어 지령값 설정부를 가진 펌프 제어 수단을 구비하고, 상기 펌프 제어 지령값 설정부는, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 모터 사이를 유통하는 압유의 압력에 따라 펌프 제어 지령 상한값을 설정하고, 상기 펌프 지령값이 이 펌프 제어 지령 상한값 이하인 경우에는 당해 펌프 지령값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 한편, 상기 펌프 지령값이 상기 펌프 제어 지령 상한값을 상회하는 경우에는 당해 펌프 제어 지령 상한값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 3 에 관련된 유압 구동 장치는, 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하고, 상기 유압 모터의 구동을 외부 출력하는 유압 구동 장치에 있어서, 상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 펌프에 대한 펌프 기준 지령값을 설정하는 펌프 기준 지령값 설정부와, 인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작량에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 펌프 기준 지령값을 보정함으로써 펌프 지령값을 설정하는 펌프 보정 지령값 연산부와, 상기 펌프 보정 지령값 연산부가 설정한 펌프 지령값에 기초하여 상기 유압 펌프의 용량을 제어하기 위한 펌프 제어 지령값을 설정하는 펌프 제어 지령값 설정부를 가진 펌프 제어 수단을 구비하고, 상기 유압 모터에 요구되는 출력 토크의 상한값을 설정하는 토크 상한값 설정 수단을 추가로 구비하며, 상기 펌프 제어 수단은, 상기 토크 상한값 설정 수단에 의해 설정된 출력 토크의 상한값에 따라 상기 펌프 제어 지령 상한값을 설정하고, 그 설정된 펌프 제어 지령 상한값에 따라 상기 펌프 제어 지령값을 설정하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 청구항 5 에 관련된 유압 구동 장치는, 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하고, 상기 유압 모터의 구동을 외부 출력하는 유압 구동 장치에 있어서, 상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 모터에 대한 모터 기준 지령값을 설정하는 모터 기준 지령값 설정부와, 인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작량에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 모터 기준 지령값을 보정함으로써 모터 지령값을 설정하는 모터 보정 지령값 연산부와, 상기 모터 보정 지령값 연산부가 설정한 모터 지령값에 기초하여 상기 유압 모터의 용량을 제어하기 위한 모터 제어 지령값을 설정하는 모터 제어 지령값 설정부를 가진 모터 제어 수단을 구비하고, 상기 모터 제어 지령값 설정부는, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 모터 사이를 유통하는 압유의 압력에 따라 모터 제어 지령 상한값을 설정하고, 상기 모터 지령값이 이 모터 제어 지령 상한값 이하인 경우에는 당해 모터 지령값을 모터 제어 지령값으로서 설정하는 한편, 상기 모터 지령값이 상기 모터 제어 지령 상한값을 상회하는 경우에는 당해 모터 제어 지령 상한값을 모터 제어 지령값으로서 설정하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또, 본 발명의 청구항 6 에 관련된 유압 구동 장치는, 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하고, 상기 유압 모터의 구동을 외부 출력하는 유압 구동 장치에 있어서, 상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 펌프에 대한 펌프 기준 지령값을 설정하는 펌프 기준 지령값 설정부와, 상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 모터에 대한 모터 기준 지령값을 설정하는 모터 기준 지령값 설정부와, 인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작량에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 펌프 기준 지령값을 보정함으로써 펌프 지령값을 설정하는 펌프 보정 지령값 연산부와, 인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 모터 기준 지령값을 보정함으로써 모터 지령값을 설정하는 모터 보정 지령값 연산부와, 상기 펌프 보정 지령값 연산부가 설정한 펌프 지령값에 기초하여 상기 유압 펌프의 용량을 제어하기 위한 펌프 제어 지령값을 설정하는 펌프 제어 지령값 설정부와, 상기 모터 보정 지령값 연산부가 설정한 모터 지령값에 기초하여 상기 유압 모터의 용량을 제어하기 위한 모터 제어 지령값을 설정하는 모터 제어 지령값 설정부를 가진 제어 수단을 구비하고, 상기 펌프 제어 지령값 설정부는, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 모터 사이를 유통하는 압유의 압력에 따라 펌프 제어 지령 상한값을 설정하고, 상기 펌프 지령값이 이 펌프 제어 지령 상한값 이하인 경우에는 당해 펌프 지령값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 한편, 상기 펌프 지령값이 상기 펌프 제어 지령 상한값을 상회하는 경우에는 당해 펌프 제어 지령 상한값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 것으로서, 상기 모터 제어 지령값 설정부는, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 모터 사이를 유통하는 압유의 압력에 따라 모터 제어 지령 상한값을 설정하고, 상기 모터 지령값이 이 모터 제어 지령 상한값 이하인 경우에는 당해 모터 지령값을 모터 제어 지령값으로서 설정하는 한편, 상기 모터 지령값이 상기 모터 제어 지령 상한값을 상회하는 경우에는 당해 모터 제어 지령 상한값을 모터 제어 지령값으로서 설정하는 것임을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 청구항 7 에 관련된 유압 구동 차량은, 상기 서술한 청구항 2, 3, 5, 6 중 어느 하나의 유압 구동 장치를 구동원으로서 주행시키는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 엔진의 회전수에 따라 설정된 용량 기준 지령값을, 인칭 조작이 이루어진 경우의 조작량에 따른 인칭률에 따라 보정하고, 이 보정된 용량 지령값에 기초하여 유압 펌프나 유압 모터의 용량을 제어하도록 하고 있다. 따라서, 인칭 조작이 이루어지기만 하면 엔진 회전수의 전역에 걸쳐 압력을 감소시켜 유압 효율의 향상을 도모할 수 있게 된다. 게다가, 인칭 조작 (inching operation) 은 종래부터 차량을 미동이나 촌동 (寸動) 시킬 때에 일반적으로 실행되는 것으로서, 원하는 압력의 상황에 따라 매회 조작자가 전환해야 하는 전용 전환 수단은 아니다. 따라서, 유압 구동 장치의 조작을 번잡화하지 않고, 유압 효율이 양호한 상태에서 조작자의 뜻에 따른 조작을 용이하게 실시할 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 실시형태인 유압 구동 장치의 구성을 나타내는 회로도이다.

도 2 는 도 1 에 나타낸 유압 구동 장치의 제어계를 나타내는 블록도이다.

도 3 은 도 1 에 나타낸 유압 구동 장치에 적용하는 인칭 페달의 페달 스트로크와 인칭률의 관계를 예시하는 그래프이다.

도 4 는 도 1 에 나타낸 유압 구동 장치에 적용하는 엔진 회전수-지령 압력 데이터의 일례를 나타내는 그래프이다.

도 5 는 도 1 에 나타낸 유압 구동 장치에 적용하는 유압 펌프의 부하 압력에 대한 펌프 제어 압력의 관계를 예시하는 도표이다.

도 6 은 도 1 에 나타낸 유압 구동 장치에 적용하는 유압 펌프의 펌프 용량에 대한 부하 압력의 관계를 예시하는 그래프이다.

도 7 은 도 1 에 나타낸 유압 구동 장치에 적용하는 유압 모터의 부하 압력에 대한 모터 제어 압력의 관계를 예시하는 그래프이다.

도 8 은 도 1 에 나타낸 유압 구동 장치에 적용하는 유압 모터의 모터 용량에 대한 부하 압력의 관계를 예시하는 그래프이다.

도 9 는 도 2 에 나타낸 컨트롤러의 펌프 제어부가 실행하는 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다.

도 10 은 도 2 에 나타낸 컨트롤러의 모터 제어부가 실행하는 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다.

부호의 설명

1, 2 유압 공급관로

3 엔진

4 트랜스퍼

5 차지 펌프

6 작업기 유압 펌프

7 유압 작업기

10 HST 펌프

11 펌프 용량 설정 유닛

12 전진 펌프 EPC 밸브

13 후진 펌프 EPC 밸브

14 펌프 용량 제어 실린더

20 HST 모터

21 모터 용량 설정 유닛

22 모터 EPC 밸브

23 모터용 실린더 제어 밸브

24 모터 용량 제어 실린더

30 컨트롤러

31 펌프 제어부

31a 펌프 기준 지령값 설정부

31b 펌프 보정 지령값 연산부

31c 펌프 제어 지령값 설정부

32 모터 제어부

32a 모터 기준 지령값 설정부

32b 모터 보정 지령값 연산부

32c 모터 제어 지령값 설정부

33 메모리

40 인칭 포텐셔미터

40a 인칭 페달

41 주행 모드 전환 스위치

42 방향 입력 레버 스위치

42a 방향 입력 레버

43 엔진 회전 센서

44, 45 압력 검출 센서

100 주유압 회로

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관련된 유압 구동 장치 및 유압 구동 차량의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시형태인 유압 구동 장치를 나타낸다. 여기에서 예시하는 유압 구동 장치는, 이른바 HST 라고 하며, 휠 로더나 불도저 등, 건설 기계로서 사용되는 유압 구동 차량에 탑재되는 것으로, 폐회로가 되는 주유압 회로 (100) 의 유압 공급관로 (1, 2) 에 의해 접속된 유압 펌프 (10) 및 유압 모터 (20) 를 구비하고 있다.

유압 펌프 (이하, 「HST 펌프 (10)」 라고 한다) 는 차량의 엔진 (3) 에 의해 구동되는 것으로, 예를 들어 경사판 경전각을 변경함으로써 용량을 변경할 수 있는 가변 용량형인 것을 적용하고 있다.

유압 모터 (이하, 「HST 모터 (20)」 라고 한다) 는 HST 펌프 (10) 로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 것으로, 예를 들어 경사축 경전각을 변경함으로써 용량을 변경할 수 있는 가변 용량형인 것을 적용하고 있다. HST 모터 (20) 는 그 출력축 (20a) 이 트랜스퍼 (4) 를 통해 도시하지 않은 차량의 구동 차륜에 접속되어 있고, 구동 차륜을 회전 구동시킴으로써 차량을 주행시킬 수 있다. 이 HST 모터 (20) 는 HST 펌프 (10) 로부터의 압유 공급 방향에 따라 회전 방향을 전환할 수 있어 차량을 전진, 또는 후진시킬 수 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 편의상, 유압 공급관로 (1) 로부터 HST 모터 (20) 에 압유가 공급된 경우에 차량이 전진하는 한편, 유압 공급관로 (2) 로부터 HST 모터 (20) 에 압유가 공급된 경우에 차량이 후진하는 것으로서 설명한다.

이 유압 구동 장치에는 펌프 용량 설정 유닛 (11), 모터 용량 설정 유닛 (21) 및 차지 펌프 (5) 가 형성되어 있다.

펌프 용량 설정 유닛 (11) 은 HST 펌프 (10) 에 부설되는 것으로, 전진용 펌프 전자 비례 제어 밸브 (이하, 「전진 펌프 EPC 밸브 (12)」 라고 한다), 후진용 펌프 전자 비례 제어 밸브 (이하, 「후진 펌프 EPC 밸브 (13)」 라고 한다) 및 펌프 용량 제어 실린더 (14) 를 구비하여 구성되어 있다. 이 펌프 용량 설정 유닛 (11) 에서는, 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 및 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 에 대하여 후술하는 컨트롤러 (30) 로부터 지령 신호가 부여되면, 이 지령 신호에 따라 펌프 용량 제어 실린더 (14) 가 작동하여, HST 펌프 (10) 의 경사판 경전각이 변화함으로써 그 용량이 설정 변경되게 된다.

보다 상세히 설명하면, 먼저 펌프 용량 제어 실린더 (14) 는 무부하 상태에서 피스톤 (14a) 이 중립 위치에 유지되어 있다. 이 상태에 있어서는 HST 펌프 (10) 의 경사판 경전각도 제로로 되어 있어 엔진 (3) 이 회전한 경우에도 주유압 회로 (100) 에 대한 압유의 토출량은 제로다.

이 상태로부터 예를 들어, 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 에 대하여 컨트롤러 (30) 로부터 HST 펌프 (10) 의 용량을 증대시키라는 지령 신호가 부여되면, 이 지령 신호에 따라 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 로부터 펌프 용량 제어 실린더 (14) 에 대하여 펌프 제어 압력이 부여되어, 피스톤 (14a) 이 도 1 에 있어서 좌측으로 이동한다. 펌프 용량 제어 실린더 (14) 의 피스톤 (14a) 이 도 1 에 있어서 좌측으로 이동하면, 이것에 연동하여 HST 펌프 (10) 의 경사판이 유압 공급관로 (1) 에 대하여 압유를 토출하는 방향을 향해 경전된다. HST 펌프 (10) 에 있어서의 경사판의 경전각은, 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 로부터 공급되는 펌프 제어 압력이 증대됨에 따라 피스톤 (14a) 의 이동량이 커지기 때문에, 그 변화량도 커지게 된다. 즉, 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 에 대하여 컨트롤러 (30) 로부터 지령 신호가 부여되면, 이 지령 신호에 따른 펌프 제어 압력이 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 로부터 펌프 용량 제어 실린더 (14) 에 부여되어, 펌프 용량 제어 실린더 (14) 의 작동에 의해 HST 펌프 (10) 의 경사판이 유압 공급관로 (1) 에 대하여 원하는 양의 압유를 토출할 수 있도록 경전된다. 그 결과, 엔진 (3) 을 회전시키면, HST 펌프 (10) 로부터 유압 공급관로 (1) 에 압유가 토출되어 HST 모터 (20) 를 전진 방향으로 회전시킬 수 있게 된다.

상기 서술한 상태로부터 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 에 대하여 컨트롤러 (30) 로부터 HST 펌프 (10) 의 용량을 감소시키라는 지령 신호가 부여되면, 이 지령 신호에 따라 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 로부터 펌프 용량 제어 실린더 (14) 에 공급하는 펌프 제어 압력이 감소하기 때문에 피스톤 (14a) 이 중립 위치를 향해 이동한다. 그 결과, HST 펌프 (10) 의 경사판 경전각이 감소하여 HST 펌프 (10) 로부터 유압 공급관로 (1) 에 대한 압유의 토출량이 감소한다.

한편, 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 에 대하여 컨트롤러 (30) 로부터 HST 펌프 (10) 의 용량을 증대시키라는 지령 신호가 부여되면, 이 지령 신호에 따라 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 로부터 펌프 용량 제어 실린더 (14) 에 대하여 펌프 제어 압력이 부여되어 피스톤 (14a) 이 도 1 에 있어서 우측으로 이동한다. 펌프 용량 제어 실린더 (14) 의 피스톤 (14a) 이 도 1 에 있어서 우측으로 이동하면, 이것에 연동하여 HST 펌프 (10) 의 경사판이 유압 공급관로 (2) 에 대하여 압유를 토출하는 방향을 향해 경전된다. HST 펌프 (10) 의 경사판 경전각은, 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 로부터 공급되는 펌프 제어 압력이 증대됨에 따라 피스톤 (14a) 의 이동량이 커지기 때문에 그 변화량도 커지게 된다. 즉, 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 에 대하여 컨트롤러 (30) 로부터 지령 신호가 부여되면, 이 지령 신호에 따른 펌프 제어 압력이 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 로부터 펌프 용량 제어 실린더 (14) 에 부여되어, 펌프 용량 제어 실린더 (14) 의 작동에 의해 HST 펌프 (10) 의 경사판이 유압 공급관로 (2) 에 대하여 원하는 양의 압유를 토출할 수 있도록 경전된다. 그 결과, 엔진 (3) 을 회전시키면, HST 펌프 (10) 로부터 유압 공급관로 (2) 에 압유가 토출되어 HST 모터 (20) 를 후진 방향으로 회전시킬 수 있게 된다.

상기 서술한 상태로부터 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 에 대하여 컨트롤러 (30) 로부터 HST 펌프 (10) 의 용량을 감소시키라는 지령 신호가 부여되면, 이 지령 신호에 따라 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 로부터 펌프 용량 제어 실린더 (14) 에 공급되는 펌프 제어 압력이 감소하여, 피스톤 (14a) 이 중립 위치를 향해 이동한다. 그 결과, HST 펌프 (10) 의 경사판 경전각이 감소하여, HST 펌프 (10) 로부터 유압 공급관로 (2) 에 대한 압유의 토출량이 감소한다.

모터 용량 설정 유닛 (21) 은 HST 모터 (20) 에 부설되는 것으로서, 모터 전자 비례 제어 밸브 (이하, 「모터 EPC 밸브 (22)」 라고 한다), 모터용 실린더 제어 밸브 (23) 및 모터 용량 제어 실린더 (24) 를 구비하여 구성되어 있다. 이 모터 용량 설정 유닛 (21) 에서는, 모터 EPC 밸브 (22) 에 대하여 컨트롤러 (30) 로부터 지령 신호가 부여되면, 모터 EPC 밸브 (22) 로부터 모터용 실린더 제어 밸브 (23) 에 모터 제어 압력이 공급되어 모터 용량 제어 실린더 (24) 가 작동한다. 모터 용량 제어 실린더 (24) 가 작동하면, 이것에 연동하여 HST 모터 (20) 의 경사축 경전각이 변화하게 되어, 지령 신호에 따라 HST 모터 (20) 의 용량이 설정 변경되게 된다. 구체적으로는, 모터 EPC 밸브 (22) 로부터 공급되는 모터 제어 압력이 증가함에 따라 HST 모터 (20) 의 경사축 경전각이 감소하도록 모터 용량 설정 유닛 (21) 이 구성되어 있다.

차지 펌프 (5) 는 차량의 엔진 (3) 에 의해 구동되는 것으로서, 상기 서술한 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 및 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 를 통해 펌프 용량 제어 실린더 (14) 에 펌프 제어 압력을 공급하고, 또 모터 EPC 밸브 (22) 를 통해 모터용 실린더 제어 밸브 (23) 에 모터 제어 압력을 공급하는 기능을 갖고 있다.

또한, 도 1 중의 부호 6 은 차량의 엔진 (3) 에 의해 구동되는 작업기 유압 펌프이다. 이 작업기 유압 펌프 (6) 는 건설 기계의 유압 작업기 (7) 를 구동시키기 위한 압유를 공급한다.

또, 상기 유압 구동 장치에는 인칭 포텐셔미터 (40), 주행 모드 전환 스위치 (41), 방향 입력 레버 스위치 (42), 엔진 회전 센서 (43) 및 2 개 의 압력 검출 센 서 (44, 45) 가 형성되어 있다.

인칭 포텐셔미터 (40) 는 인칭 페달 (40a) 이 조작된 경우에 그 검출 신호를 출력하는 것이다. 인칭 페달 (40a) 은 종전의 건설 기계에 있어서 일반적으로 사용되는 인칭 페달과 마찬가지로, 조작자가 차량을 미동이나 촌동시킬 때에 조작하는 것으로서 형성된 것으로, 종전의 건설 기계와 마찬가지로 차량의 운전석으로부터 밟기 조작할 수 있는 위치에 배치 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 이 인칭 페달 (40a) 에, 페달 스트로크에 따른 검출 신호를 연속적으로 출력할 수 있는 인칭 포텐셔미터 (40) 가 형성되어 있다. 이 인칭 포텐셔미터 (40) 로부터의 검출 신호는 컨트롤러 (30) 에 부여된다.

주행 모드 전환 스위치 (41) 는 차량의 조작자가 주행 모드를 선택하기 위한 스위치이다. 주행 모드란, 차량의 사용 상황을 견인력의 상한값 (=HST 모터 (20) 의 출력 토크 상한값) 으로서 규정한 것이다. 본 실시형태에서는 서로 차량의 견인력 상한값이 상이한 「하이 트랙션 모드」, 「미드 트랙션 모드」, 「로우 트랙션 모드」 의 3 개 주행 모드 (차량의 견인력 상한값은 「하이 트랙션 모드」＞「미드 트랙션 모드」＞「로우 트랙션 모드」) 가 준비되어 있고, 주행 모드 전환 스위치 (41) 에 의해 이들 주행 모드를 택일적으로 선택할 수 있도록 구성되어 있다. 이 주행 모드 전환 스위치 (41) 는 운전석에서 선택 조작할 수 있는 위치에 형성되어 있다. 이 주행 모드 전환 스위치 (41) 에 의해 선택된 주행 모드를 나타내는 정보는, 선택 신호로서 컨트롤러 (30) 에 부여되게 된다.

방향 입력 레버 스위치 (42) 는 차량의 진행 방향을 입력하기 위한 선택 스 위치이다. 본 실시형태에서는 운전석에서 선택 조작할 수 있는 위치에 형성된 방향 입력 레버 (42a) 의 조작에 의해, 「전진」, 「뉴트럴」, 「후진」 의 3 개의 진행 방향을 선택할 수 있는 방향 입력 레버 스위치 (42) 를 적용하고 있다. 이 방향 입력 레버 스위치 (42) 에 의해 선택된 진행 방향을 나타내는 정보는, 선택 정보로서 컨트롤러 (30) 에 부여되게 된다.

엔진 회전 센서 (43) 는 엔진 (3) 의 회전수를 검출하는 것이다. 압력 검출 센서 (44, 45) 는 HST 펌프 (10) 와 HST 모터 (20) 사이의 유압 공급관로 (1, 2) 를 유통하는 압유의 압력을 개별적으로 검출하는 것이다. 엔진 회전 센서 (43) 에 의해 검출된 엔진 (3) 의 회전수를 나타내는 정보 및 압력 검출 센서 (44, 45) 에 의해 검출된 유압 공급관로 (1, 2) 의 압력을 나타내는 정보는, 각각 검출 신호로서 컨트롤러 (30) 에 부여되게 된다.

한편, 상기 유압 구동 장치는 컨트롤러 (30) 를 구비하고 있다. 컨트롤러 (30) 는 인칭 포텐셔미터 (40), 주행 모드 전환 스위치 (41), 방향 입력 레버 스위치 (42), 엔진 회전 센서 (43) 및 압력 검출 센서 (44, 45) 로부터의 입력 신호에 기초하여, 전진 펌프 EPC 밸브 (12), 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 및 모터 EPC 밸브 (22) 에 대한 지령 신호를 생성하고, 또한 생성된 지령 신호를 각각의 EPC 밸브 (12, 13, 22) 에 부여하는 전자 제어 장치이다. 본 실시형태의 컨트롤러 (30) 는 도 2 에 나타내는 바와 같이 펌프 제어부 (31), 모터 제어부 (32) 를 구비하고 있다.

펌프 제어부 (31) 는 인칭 포텐셔미터 (40), 엔진 회전 센서 (43), 방향 입 력 레버 스위치 (42), 주행 모드 전환 스위치 (41), 압력 검출 센서 (44, 45) 로부터 입력 신호가 부여된 경우에, 이들 입력 신호 및 미리 메모리 (33) 에 저장된 데이터에 기초하여 HST 펌프 (10) 의 용량을 제어하기 위한 펌프 제어 지령값을 설정하고, 이 설정된 펌프 제어 지령값을 지령 신호로서 전진 펌프 EPC 밸브 (12) 나 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 에 출력하는 것이다. 펌프 제어부 (31) 가 펌프 제어 지령값을 설정할 때에 참조하는 데이터로는, 인칭률 데이터 (도 3 참조), 엔진 회전수-지령 압력 데이터 (도 4 참조), 펌프 특성 데이터 (도 5 및 도 6 참조) 가 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 펌프 제어부 (31) 는 펌프 기준 지령값 설정부 (31a), 펌프 보정 지령값 연산부 (31b), 펌프 제어 지령값 설정부 (31c) 를 갖고 있다.

펌프 기준 지령값 설정부 (31a) 는 엔진 회전 센서 (43) 로부터의 입력 신호와, 미리 설정된 엔진 회전수-지령 압력 데이터에 기초하여 HST 펌프 (10) 에 대한 펌프 기준 지령값을 설정하는 것이다. 도 4 는 본 실시형태에서 적용하는 엔진 회전수-지령 압력 데이터의 일례를 나타낸다. 도 4 의 실선으로 나타내는 바와 같이 본 실시형태에서는 엔진 회전수의 증가에 수반되어 지령 압력의 증가율이 점차 증대하도록 엔진 회전수에 대하여 지령 압력이 설정되어 있다.

펌프 보정 지령값 연산부 (31b) 는 인칭 포텐셔미터 (40) 로부터의 입력 신호와, 미리 설정된 인칭률 데이터에 기초하여 펌프 기준 지령값을 보정하고, 이것을 펌프 지령값으로서 출력하는 것이다. 도 3 은 본 실시형태에서 적용하는 인칭률 데이터의 일례를 나타낸다. 도 3 에 나타내는 인칭률 데이터에서는 인칭 페달 (40a) 의 페달 스트로크 (인칭 조작량) 에 따라 인칭률 (=게인) 이 설정되어 있다. 구체적으로는, 인칭 페달 (40a) 의 페달 스트로크가 0 ∼ 25 ％ 가 될 때까지는 인칭률을 1.0 으로 설정하고, 이후, 페달 스트로크가 증가함에 따라 인칭률이 감소하도록 설정되어 있다.

펌프 제어 지령값 설정부 (31c) 는 방향 입력 레버 스위치 (42) 및 압력 검출 센서 (44, 45) 로부터의 입력 신호와, 미리 설정된 펌프 제어 압력-부하 압력 데이터에 기초하여 펌프 제어 지령 상한값을 설정한다. 또한 펌프 제어 지령값 설정부 (31c) 는 펌프 보정 지령값 연산부 (31b) 로부터 출력된 펌프 지령값과, 이 펌프 제어 지령 상한값의 어느 작은 값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 것이다.

여기에서, 부하 압력이란, HST 펌프 (10) 로부터 HST 모터 (20) 에 이르는 유압 공급관로 (1, 2) 중, HST 모터 (20) 의 회전 방향에 대하여 순방향이 되는 유압 공급관로의 압력이다. 예를 들어, HST 모터 (20) 가 전진 방향으로 회전 하고 있는 상황 하에서는 유압 공급관로 (1) 에 형성된 압력 검출 센서 (44) 의 검출 결과가 부하 압력이 되고, HST 모터 (20) 가 후진 방향으로 회전하고 있는 상황 하에서는 유압 공급관로 (2) 에 형성된 압력 검출 센서 (45) 의 검출 결과가 부하 압력이 된다.

도 5 는 본 실시형태에서 적용하는 펌프 제어 압력-부하 압력 데이터를 나타낸다. 이 펌프 제어 압력-부하 압력 데이터는, 도 6 에 나타내는 부하 압력-펌프 용량 데이터에 기초하여 설정된 것으로, 복수의 부하 압력 상한 임계값마다 부 하 압력에 대응된 펌프 제어 지령 상한값이 미리 설정되어 있다. 부하 압력 상한 임계값은 상기 서술한 주행 모드 전환 스위치 (41) 에 의해 주행 모드를 선택한 경우에 일의적(一義的)으로 설정되는 것으로, 「하이 트랙션 모드」 = 부하 압력 상한 임계값 : 1 ＞「미드 트랙션 모드」 = 부하 압력 상한 임계값 : 2 ＞「로우 트랙션 모드」 = 부하 압력 상한 임계값 : 3 이 되도록 설정되어 있다. 또한, 도 6 으로부터도 분명한 바와 같이 본 실시형태에서 적용하는 HST 펌프 (10) 에는, 부하 압력이 증대된 경우에 용량을 감소시킴으로써 구동 토크를 저감시켜, 엔진 (3) 이 스톨하는 사태를 방지하기 위한 기능 (이른바, 안티 스톨 기능) 이 형성되어 있다.

모터 제어부 (32) 는 인칭 포텐셔미터 (40), 엔진 회전 센서 (43), 압력 검출 센서 (44, 45) 로부터 입력 신호가 부여된 경우에, 이들 입력 신호 및 미리 메모리 (33) 에 저장된 데이터에 기초하여 HST 모터 (20) 의 용량을 제어하기 위한 모터 제어 지령값을 설정하고, 이 설정된 모터 제어 지령값을 지령 신호로서 모터 EPC 밸브 (22) 에 출력하는 것이다. 모터 제어부 (32) 가 모터 제어 지령값을 설정하는 경우에 참조하는 데이터로는, 인칭률 데이터 (도 3 참조), 엔진 회전수-지령 압력 데이터 (도 4 참조), 모터 특성 데이터 (도 7 및 도 8 참조) 가 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 모터 제어부 (32) 는, 모터 기준 지령값 설정부 (32a), 모터 보정 지령값 연산부 (32b), 모터 제어 지령값 설정부 (32c) 를 갖고 있다.

모터 기준 지령값 설정부 (32a) 는, 엔진 회전 센서 (43) 로부터의 입력 신 호와, 미리 주어진 엔진 회전수-지령 압력 데이터에 기초하여 HST 모터 (20) 에 대한 모터 기준 지령값을 설정하는 것이다. 엔진 회전수-지령 압력 데이터는, 앞서 도 4 에서 나타낸 것이다.

모터 보정 지령값 연산부 (32b) 는, 인칭 포텐셔미터 (40) 로부터의 입력 신호와, 도 3 에 나타낸 인칭률 데이터에 기초하여 모터 기준 지령값을 보정하고, 이것을 모터 지령값으로서 출력하는 것이다.

모터 제어 지령값 설정부 (32c) 는, 방향 입력 레버 스위치 (42) 및 압력 검출 센서 (44, 45) 로부터의 입력 신호와, 미리 설정된 모터 제어 압력-부하 압력 데이터에 기초하여 모터 제어 지령 상한값을 설정한다. 또한 모터 제어 지령값 설정부 (32c) 는, 모터 보정 지령값 연산부 (32b) 로부터 출력된 모터 지령값과, 이 모터 제어 지령 상한값의 어느 작은 값을 모터 제어 지령값으로서 설정하는 것이다.

도 7 은 본 실시형태에서 적용하는 모터 제어 압력-부하 압력 데이터를 나타낸다. 이 모터 제어 압력-부하 압력 데이터는, 도 8 에 나타내는 부하 압력-모터 용량 데이터에 기초하여 설정한 것으로, 복수의 부하 압력 상한 임계값마다 부하 압력에 대응된 모터 제어 지령 상한값이 설정되어 있다. 부하 압력 상한 임계값은, 상기와 마찬가지로 「하이 트랙션 모드」 = 부하 압력 상한 임계값 : 1 ＞「미드 트랙션 모드」 = 부하 압력 상한 임계값 : 2 ＞「로우 트랙션 모드」 = 부하 압력 상한 임계값 : 3 이 되도록 설정되어 있다.

도 9 는 상기 서술한 컨트롤러 (30) 의 펌프 제어부 (31) 가 실행하는 펌프 제어압 설정 처리 내용을 나타내는 플로우 차트, 도 10 은 상기 서술한 컨트롤러 (30) 의 모터 제어부 (32) 가 실행하는 모터 제어압 설정 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다. 이하, 이들 도면을 참조하면서 상기 서술한 유압 구동 장치의 동작에 대하여 상세히 서술한다.

도 9 에 나타낸 펌프 제어압 설정 처리에 있어서 펌프 제어부 (31) 는 먼저, 엔진 회전 센서 (43) 를 통해 엔진 (3) 의 회전수를 취득함과 함께, 방향 입력 레버 스위치 (42) 를 통해 차량의 진행 방향을 취득하는 처리를 한다 (단계 S101). 엔진 (3) 의 회전수 정보를 취득한 펌프 제어부 (31) 는 메모리 (33) 에 저장된 엔진 회전수-지령 압력 데이터에 기초하여 엔진 (3) 의 회전수에 대응된 HST 펌프 (10) 에 대한 펌프 기준 지령값을 설정한다 (단계 S102).

이어서, 펌프 제어부 (31) 는 인칭 포텐셔미터 (40) 를 통해 인칭 페달 (40a) 의 페달 스트로크를 취득하고 (단계 S103), 이 페달 스트로크와 메모리 (33) 에 저장된 인칭률 데이터에 기초하여 그 인칭률을 판독한다 (단계 S104). 인칭률을 판독한 펌프 제어부 (31) 는, 이 인칭률과 펌프 기준 지령값의 곱을 펌프 지령값으로서 설정한다 (단계 S105).

그 결과, 조작자가 차량을 미동·촌동시키거나, 정지시키거나 하는 등의 목적으로 인칭 페달 (40a) 을 조작한 경우에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 인칭 조작이 없는 경우에 엔진 회전수로부터 결정되는 실선의 펌프 기준 지령값에 대하여, 파선이나 일점 쇄선으로 나타내는 감률 (減率) 된 펌프 지령값이 설정되게 된다.

펌프 지령값을 설정한 펌프 제어부 (31) 는, 이어서 방향 입력 레버 스위치 (42) 및 압력 검출 센서 (44, 45) 를 통해 주유압 회로 (100) 의 부하 압력을 취득 함과 함께, 주행 모드 전환 스위치 (41) 를 통해 현재의 주행 모드를 취득한다 (단계 S106). 또한 주행 모드로부터 특정되는 부하 압력 상한 임계값과 부하 압력으로부터 펌프 제어 압력-부하 압력 데이터에 기초하여 펌프 제어 지령 상한값을 설정한다 (단계 S107).

펌프 제어 지령 상한값과 단계 S105 에서 설정된 펌프 지령값을 설정한 펌프 제어부 (31) 는 이들 비교를 실시하여 (단계 S108), 어느 작은 값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 처리를 한다 (단계 S109, 단계 S110).

또한 방향 입력 레버 스위치 (42) 를 통해 취득한 차량의 진행 방향으로부터, 제어해야 할 펌프 EPC 밸브 (12, 13) 의 선택을 실시하고 (단계 S111), 선택된 펌프 EPC 밸브에 펌프 제어 지령값에 적합한 전류를 출력한다 (단계 S112).

이로써, HST 펌프 (10) 의 경사판 경전각이 펌프 제어 지령값으로 나타내는 펌프 제어 압력에 따라 변화하고, 변화된 경사판 경전각에 대응하는 용량을 기준으로 하여 HST 펌프 (10) 가 구동된다.

여기에서, 이 유압 구동 장치에서는 상기 서술한 전진 펌프 EPC 밸브 (12), 또는 후진 펌프 EPC 밸브 (13) 로부터 펌프 용량 제어 실린더 (14) 에 공급하는 펌프 제어 압력에 따라 HST 펌프 (10) 의 경사판 경전각이 변화하도록 펌프 용량 설정 유닛 (11) 을 구성하고 있다. 따라서, 인칭 조작에 따라 감률된 펌프 제어 압력이 설정된 경우에는, 인칭 조작이 없었던 경우에 비해 HST 펌프 (10) 의 경사판 경전각도 작아진다. 즉, 인칭 조작이 이루어진 경우에는, 그 페달 스트로크 에 따라 펌프 지령값이 감률되게 되기 때문에, 이 펌프 지령값에 기초하여 설정되는 펌프 제어 지령값, 요컨대 펌프 제어 압력도 감소된 것이 된다. 따라서, 동일한 회전수로 엔진이 운전되고 있는 상황 하에서라도 인칭 조작이 이루어진 경우에는, 펌프 용량 제어 실린더 (14) 에 있어서 피스톤 (14a) 의 중립 위치로부터의 이동량이 작아지기 때문에, HST 펌프 (10) 의 경사판 경전각도 작아지고, 그 용량도 작게 설정되게 되는 결과, 주유압 회로 (100) 에 대한 압유의 토출량도 감소하게 된다. 이로써, 주유압 회로 (100) 의 부하 압력이 억제되어 유압 구동 장치의 유압 효율 향상을 도모할 수 있게 된다.

게다가, 상기 서술한 유압 효율의 향상은 엔진 (3) 의 회전수에 상관없이 인칭 조작이 이루어지기만 하면 발휘할 수 있다. 따라서, 엔진 회전수의 제한을 받지 않고 그 전체 회전수역에 걸쳐 주유압 회로 (100) 의 부하 압력을 억제할 수 있다.

또한, 건설 기계에 있어서의 인칭 조작은, 종래부터 차량을 미동이나 촌동시킬 때에 일반적으로 실행되고 있는 것으로서, 원하는 부하 압력의 상황에 따라 매회 조작자가 전환해야 하는 전용 전환 수단은 아니다. 게다가, 인칭 조작을 실시하는 인칭 페달 (40a) 에 대해서는, 이것을 종전의 건설 기계와 마찬가지로, 차량의 운전석으로부터 밟기 조작할 수 있는 위치에 배치 형성되어 있다. 이들 결과, 종전의 건설 기계와 완전히 동일한 조작을 실시하면, 조작자가 전혀 의식하지 않고 상기 서술한 작용 효과를 발휘할 수 있게 되어 유압 구동 장치의 조작을 번잡하게 할 우려도 전혀 없다.

그 후, 소정의 사이클 타임마다 상기 서술한 펌프 제어압 설정 처리가 반복 실행되게 되어, 엔진 (3) 의 회전수 및 인칭 조작의 유무, 주유압 회로 (100) 의 부하 압력에 따라 용량이 설정된 HST 펌프 (10) 에 의해 유압 구동 장치가 운전되게 된다.

한편, 도 10 에 나타낸 모터 제어압 설정 처리에 있어서 모터 제어부 (32) 는, 먼저 엔진 회전 센서 (43) 를 통해 엔진 (3) 의 회전수를 취득하는 처리를 하고 (단계 S201), 취득한 엔진 (3) 의 회전수 정보와, 메모리 (33) 에 저장된 엔진 회전수-지령 압력 데이터에 기초하여 엔진 (3) 의 회전수에 대응된 HST 모터 (20) 에 대한 모터 기준 지령값을 설정한다 (단계 S202).

이어서, 모터 제어부 (32) 는 인칭 포텐셔미터 (40) 를 통해 인칭 페달 (40a) 의 페달 스트로크를 취득하고 (단계 S203), 이 페달 스트로크와 메모리 (33) 에 저장된 인칭률 데이터에 기초하여 그 인칭률을 판독한다 (단계 S204). 또한 단계 S202 에서 설정된 모터 기준 지령값과, 단계 S204 에서 판독된 인칭률의 곱을 모터 지령값으로서 설정한다 (단계 S205).

그 결과, 조작자가 차량을 미동·촌동시키거나, 정지시키거나 하는 것 등의 목적으로 인칭 페달 (40a) 을 조작한 경우에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 인칭 조작이 없는 경우에 엔진 회전수로부터 결정되는 실선의 모터 기준 지령값에 대하여, 파선이나 일점 쇄선으로 나타내는 감률된 모터 지령값이 설정되게 된다.

모터 지령값을 설정한 모터 제어부 (32) 는, 이어서 방향 입력 레버 스위치 (42) 및 압력 검출 센서 (44, 45) 를 통해 유압 공급관로 (1, 2) 의 부하 압력을 취득함과 함께, 주행 모드 전환 스위치 (41) 를 통해 현재의 주행 모드를 취득한다 (단계 S206). 또한 주행 모드로부터 특정되는 부하 압력 상한 임계값과 부하 압력으로부터 모터 제어 압력-부하 압력 데이터에 기초하여 모터 제어 지령 상한값을 설정한다 (단계 S207). 또한 이 모터 제어 지령 상한값과 단계 S205 에서 설정된 모터 지령값의 비교를 하여 (단계 S208), 이들 중 어느 작은 값을 모터 제어 지령값으로서 설정한다 (단계 S209, 단계 S210). 그러한 후, 모터 제어 지령값에 적합한 전류를 모터 EPC 밸브 (22) 에 출력하고 (단계 S211), 순서를 리턴시킨다. 이로써, HST 모터 (20) 의 경사축 경전각이 모터 제어 지령값으로 나타내는 모터 제어 압력에 따라 변화하고, 변화된 경사축 경전각에 대응하는 용량을 기준으로 하여 HST 모터 (20) 가 구동된다.

여기에서, 상기 서술한 바와 같이 HST 모터 (20) 에서는, 모터 EPC 밸브 (22) 로부터 모터용 실린더 제어 밸브 (23) 에 공급되는 모터 제어 압력이 증가함에 따라 HST 모터 (20) 의 경사축 경전각이 감소하도록 모터 용량 설정 유닛 (21) 을 구성하고 있다. 따라서, 인칭 조작에 따라 감률된 모터 제어 압력이 설정된 경우에는, 인칭 조작이 없었던 경우에 비해 HST 모터 (20) 의 용량이 크게 설정되게 된다. HST 모터 (20) 의 용량이 크게 설정된 경우에는, 유압 공급관로 (1, 2) 를 포함하는 주유압 회로 (100) 의 부하 압력을 저감시키는 방향으로 작용한다. 따라서, 주유압 회로 (100) 의 부하 압력을 억제하여 유압 구동 장치의 유압 효율 향상을 도모할 수 있게 된다.

게다가, 상기 서술한 유압 효율의 향상은 엔진 (3) 의 회전수에 상관없이 인 칭 조작이 이루어지기만 하면 발휘할 수 있다. 따라서, 엔진 회전수의 제한을 받지 않고 그 전체 회전수역에 걸쳐 주유압 회로 (100) 의 부하 압력을 억제할 수 있다.

또한, 건설 기계에 있어서의 인칭 조작은, 종래부터 차량을 미동이나 촌동시킬 때에 일반적으로 실행되고 있는 것으로서, 원하는 부하 압력의 상황에 따라 매회 조작자가 전환해야 하는 전용 전환 수단은 아니다. 게다가, 인칭 조작을 하는 인칭 페달 (40a) 에 대해서는, 이것을 종전의 건설 기계와 마찬가지로, 차량의 운전석으로부터 밟기 조작할 수 있는 위치에 배치 형성되어 있다. 이들 결과, 종전의 건설 기계와 완전히 동일한 조작을 하면, 조작자가 전혀 의식하지 않고 상기 서술한 작용 효과를 발휘할 수 있게 되어, 유압 구동 장치의 조작을 번잡하게 할 우려도 전혀 없다.

이후, 소정의 사이클 타임마다 상기 서술한 모터 제어압 설정 처리가 반복 실행되게 되고, 엔진 (3) 의 회전수 및 인칭 조작의 유무, 주유압 회로 (100) 의 부하 압력에 따라 용량이 설정 변경된 HST 모터 (20) 에 의해 유압 구동 장치가 운전되게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 유압 구동 장치에서는 컨트롤러 (30) 의 펌프 제어부 (31) 에서 실행되는 펌프 제어압 설정 처리에 있어서 인칭 조작 및 주유압 회로 (100) 의 부하 압력을 고려한 펌프 제어 압력이 설정되어, 유압 공급관로 (1, 2) 를 포함하는 주유압 회로 (100) 의 부하 압력을 저감시킬 수 있다. 또, 컨트롤러 (30) 의 모터 제어부 (32) 에서 실행되는 모터 제어압 설정 처리에 있어서 인칭 조작 및 주유압 회로 (100) 의 부하 압력을 고려한 모터 제어 압력이 설정되어, 유압 공급관로 (1, 2) 를 포함하는 주유압 회로 (100) 의 부하 압력을 저감시킬 수 있다. 따라서, 상기 유압 구동 장치에 의하면, 압력 손실을 저감시켜 유압 효율의 향상을 도모할 수 있게 된다.

게다가, 인칭 조작이 이루어져 있기만 하면, 이에 따라 부하 압력이 저감되게 되기 때문에 엔진 (3) 의 회전수 전역에 걸쳐 상기 서술한 작용 효과를 발휘한다.

또한 컷 오프 밸브 등의 하드웨어를 전혀 형성할 필요가 없기 때문에, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있을뿐만 아니라, 인칭률을 조정함으로써 펌프 제어 압력이나 모터 제어 압력을 용이하게, 또한 임의로 변경할 수 있어, 유압 구동 장치를 유연하게 제어할 수 있게 된다.

또, 주행 모드 전환 스위치 (41) 에 의해 주행 모드를 선택함으로써, 부하 압력 상한 임계값을 변경하고, 이 부하 압력 상한 임계값에 따라 펌프 제어 압력의 상한값이 변경되게 되기 때문에, 차량에 요구되는 견인력의 상한값에 따라 유압 공급관로 (1, 2) 를 포함하는 주유압 회로 (100) 의 부하 압력 상한값을 변경할 수 있어 유압 효율의 향상에 기여한다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는 HST 펌프 (10) 의 펌프 제어 지령값 및 HST 모터 (20) 의 모터 제어 지령값 쌍방을 인칭률에 따라 보정하도록 하고 있는데, 적어도 일방에 대해서만 실시해도 상관없다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는 차량을 주행시키기 위한 유압 구동 장치를 예시하고 있는데, 반드시 차량을 주행시키는 것에 한정되지 않고, 범용의 구동 장치로서 사용할 수 있다.

또한 상기 서술한 실시형태에서는 주행 모드의 선택에 의해 HST 모터 (20) 의 출력 토크 상한값을 설정 입력하도록 하고 있는데, 반드시 이것에 한정되지 않고 직접 출력 토크의 상한값을 설정 입력하도록 해도 된다. 이 경우, 출력 토크로는 반드시 3 단계의 설정 입력에 한정되지 않고 3 이상의 복수이어도 되고, 연속적으로 임의의 값을 설정 입력할 수 있도록 해도 상관없다.

Claims

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엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하고, 상기 유압 모터의 구동을 외부 출력하는 유압 구동 장치에 있어서,

상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 펌프에 대한 펌프 기준 지령값을 설정하는 펌프 기준 지령값 설정부와,

인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작량에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 펌프 기준 지령값을 보정함으로써 펌프 지령값을 설정하는 펌프 보정 지령값 연산부와,

상기 펌프 보정 지령값 연산부가 설정한 펌프 지령값에 기초하여 상기 유압 펌프의 용량을 제어하기 위한 펌프 제어 지령값을 설정하는 펌프 제어 지령값 설정부를 가진 펌프 제어 수단을 구비하고,

상기 펌프 제어 지령값 설정부는, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 모터 사이를 유통하는 압유의 압력에 따라 펌프 제어 지령 상한값을 설정하고, 상기 펌프 지령값이 이 펌프 제어 지령 상한값 이하인 경우에는 당해 펌프 지령값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 한편, 상기 펌프 지령값이 상기 펌프 제어 지령 상한값을 상회하는 경우에는 당해 펌프 제어 지령 상한값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하고, 상기 유압 모터의 구동을 외부 출력하는 유압 구동 장치에 있어서,

상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 펌프에 대한 펌프 기준 지령값을 설정하는 펌프 기준 지령값 설정부와,

인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작량에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 펌프 기준 지령값을 보정함으로써 펌프 지령값을 설정하는 펌프 보정 지령값 연산부와,

상기 펌프 보정 지령값 연산부가 설정한 펌프 지령값에 기초하여 상기 유압 펌프의 용량을 제어하기 위한 펌프 제어 지령값을 설정하는 펌프 제어 지령값 설정부를 가진 펌프 제어 수단을 구비하고,

상기 유압 모터에 요구되는 출력 토크의 상한값을 설정하는 토크 상한값 설정 수단을 추가로 구비하며,

상기 펌프 제어 수단은, 상기 토크 상한값 설정 수단에 의해 설정된 출력 토크의 상한값에 따라 상기 펌프 제어 지령 상한값을 설정하고, 그 설정된 펌프 제어 지령 상한값에 따라 상기 펌프 제어 지령값을 설정하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
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엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하고, 상기 유압 모터의 구동을 외부 출력하는 유압 구동 장치에 있어서,

상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 모터에 대한 모터 기준 지령값을 설정하는 모터 기준 지령값 설정부와,

인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작량에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 모터 기준 지령값을 보정함으로써 모터 지령값을 설정하는 모터 보정 지령값 연산부와,

상기 모터 보정 지령값 연산부가 설정한 모터 지령값에 기초하여 상기 유압 모터의 용량을 제어하기 위한 모터 제어 지령값을 설정하는 모터 제어 지령값 설정부를 가진 모터 제어 수단을 구비하고,

상기 모터 제어 지령값 설정부는, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 모터 사이를 유통하는 압유의 압력에 따라 모터 제어 지령 상한값을 설정하고, 상기 모터 지령값이 이 모터 제어 지령 상한값 이하인 경우에는 당해 모터 지령값을 모터 제어 지령값으로서 설정하는 한편, 상기 모터 지령값이 상기 모터 제어 지령 상한값을 상회하는 경우에는 당해 모터 제어 지령 상한값을 모터 제어 지령값으로서 설정하는 것을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
엔진에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 모터를 구비하고, 상기 유압 모터의 구동을 외부 출력하는 유압 구동 장치에 있어서,

상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 펌프에 대한 펌프 기준 지령값을 설정하는 펌프 기준 지령값 설정부와,

상기 엔진의 회전수에 따라 상기 유압 모터에 대한 모터 기준 지령값을 설정하는 모터 기준 지령값 설정부와,

인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작량에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 펌프 기준 지령값을 보정함으로써 펌프 지령값을 설정하는 펌프 보정 지령값 연산부와,

인칭 조작이 이루어진 경우에 그 조작에 따른 인칭률을 특정하고, 그 특정된 인칭률에 따라 상기 모터 기준 지령값을 보정함으로써 모터 지령값을 설정하는 모터 보정 지령값 연산부와,

상기 펌프 보정 지령값 연산부가 설정한 펌프 지령값에 기초하여 상기 유압 펌프의 용량을 제어하기 위한 펌프 제어 지령값을 설정하는 펌프 제어 지령값 설정부와,

상기 모터 보정 지령값 연산부가 설정한 모터 지령값에 기초하여 상기 유압 모터의 용량을 제어하기 위한 모터 제어 지령값을 설정하는 모터 제어 지령값 설정부를 가진 제어 수단을 구비하고,

상기 펌프 제어 지령값 설정부는, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 모터 사이를 유통하는 압유의 압력에 따라 펌프 제어 지령 상한값을 설정하고, 상기 펌프 지령값이 이 펌프 제어 지령 상한값 이하인 경우에는 당해 펌프 지령값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 한편, 상기 펌프 지령값이 상기 펌프 제어 지령 상한값을 상회하는 경우에는 당해 펌프 제어 지령 상한값을 펌프 제어 지령값으로서 설정하는 것으로서,

상기 모터 제어 지령값 설정부는, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 모터 사이를 유통하는 압유의 압력에 따라 모터 제어 지령 상한값을 설정하고, 상기 모터 지령값이 이 모터 제어 지령 상한값 이하인 경우에는 당해 모터 지령값을 모터 제어 지령값으로서 설정하는 한편, 상기 모터 지령값이 상기 모터 제어 지령 상한값을 상회하는 경우에는 당해 모터 제어 지령 상한값을 모터 제어 지령값으로서 설정하는 것임을 특징으로 하는 유압 구동 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 기재된 유압 구동 장치를 구동원으로서 주행시키는 것을 특징으로 하는 유압 구동 차량.