(57)【要約】【課題】  左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成されたアスファルトフィニッシャ等の作業機械において、直進走行の加減速中に、左右の走行装置や走行駆動装置の応答性の差異等で機体が曲ってしまうことを防止する。【解決手段】  速度設定レバー１０および左右の走行速度検出センサ８Ｌ、８Ｒからの入力信号に基づいて各走行用油圧ポンプの流量制御を行うコントローラ７に、左右のクローラの速度差を演算し、該速度差をなくすべく各走行用油圧ポンプの流量を増減補正する直進制御手段１３を設けた。【選択図】  図２
2006306199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成すると共に、走行速度を設定する走行速度設定手段と、左右の走行装置の走行速度をそれぞれ検出する走行速度検出手段と、これら走行速度設定手段および走行速度検出手段からの入力信号に基づいて各走行駆動装置の油圧ポンプの流量制御を行う走行駆動制御装置とを設けてなる作業機械において、該走行駆動制御装置に、作業機械を直進走行させるための直進制御手段を設けるにあたり、該直進制御手段は、左右の走行装置の速度差を演算し、該速度差をなくすべく各走行駆動装置の油圧ポンプの流量を増減補正する制御を行うことを特徴とする作業機械における走行駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１において、直進制御手段は、左右の走行装置の平均速度を演算し、該平均速度を目標速度にするべく演算された基準ポンプ流量に、左右の走行装置の速度差をなくすべく演算された補正ポンプ流量を増減せしめたものが、各走行駆動装置の油圧ポンプのポンプ流量となるように制御することを特徴とする作業機械における走行駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１または２において、各走行駆動装置の油圧ポンプと油圧モータとは閉回路で接続されると共に、各走行駆動装置の閉回路同士を接続する合流用油路と、該合流用油路を開閉する弁手段とを設ける一方、直進制御手段は、直進走行の発進時および停止時に、弁手段により合流用油路を開いて各走行駆動装置の閉回路同士を合流させることを特徴とする作業機械における走行駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アスファルトフィニッシャ等の左右の走行装置を備えた作業機械における走行駆動制御装置の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アスファルトフィニッシャ等の作業機械のなかには、左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成したものがある。このものには、通常、左右の走行装置の速度制御を行うためのコントローラが設けられるが、該コントローラは、例えば、走行速度を設定するべくオペレータが操作する走行速度設定手段（例えば、速度設定レバー）、走行の発進／停止を行う発進／停止用操作具（例えば、発進スイッチ）、操向操作を行うための操向操作具（例えば、ステアリングレバー）、左右の走行装置の走行速度を検出する走行速度検出手段（例えば、油圧モータの回転数を検出するモータ回転数検出センサ）等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて各走行駆動装置の油圧ポンプの流量を可変せしめることで、左右の走行装置の速度制御を行うように構成されている。
ところで、作業機械を直進させる場合には、操向操作具を中立位置に位置せしめた状態で走行することになるが、アスファルトフィニッシャのような作業機械では、良好な施工状態とするために高精度の直進制御が要求される。しかるに、従来から実施されている直進制御では、左右各々の走行装置が、設定された設定速度となるように別々にフィードバック制御される構成となっているため、機体が一定速度で走行している場合には直進を保つことができるが、加減速中には機体が曲ってしまう惧れがある。
つまり、左右の走行装置は、該走行装置あるいは走行駆動装置を構成する部品の個体差や組付け誤差、あるいは走行装置にかかる負荷の違い等により応答性に差異があり、このため、例えば機体を発進させてから設定速度に達するまでの加速時において左右の走行装置に速度差が発生することがあり、この様な場合には機体が曲ってしまうことになる。
そこで、直進制御時における加減速中の単位時間あたりの変速量を設定量以下に規制することで、左右の走行速度の速度差をなるべく小さくするようにした技術が提唱されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１１６６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるに、前記特許文献１のものでは、単位時間あたりの変速量が設定量以下に規制されているため、加減速の応答速度が遅くなり、作業性に劣るという問題がある。さらにこのものでは、前記直進制御時における変速量の規制を行うにあたり、油圧ポンプのトラニオン軸の操作角度を検出する変速位置検出センサを用いている。このため、変速位置検出センサを備えた油圧ポンプが必要となるが、この様な油圧ポンプは特殊でコストが高くつき、既存のシステムに簡単に組込むことができないという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、左右の走行装置を、油圧ポンプと油圧モータとを接続してなる各別の走行駆動装置により独立して駆動せしめるように構成すると共に、走行速度を設定する走行速度設定手段と、左右の走行装置の走行速度をそれぞれ検出する走行速度検出手段と、これら走行速度設定手段および走行速度検出手段からの入力信号に基づいて各走行駆動装置の油圧ポンプの流量制御を行う走行駆動制御装置とを設けてなる作業機械において、該走行駆動制御装置に、作業機械を直進走行させるための直進制御手段を設けるにあたり、該直進制御手段は、左右の走行装置の速度差を演算し、該速度差をなくすべく各走行駆動装置の油圧ポンプの流量を増減補正する制御を行うことを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、直進走行時における加減速中に、応答性の差異等によって左右の走行装置に速度差が生じても、該速度差をなくすべく各走行駆動装置の油圧ポンプの流量が増減補正されることになって、速度差を早急になくすことができ、而して、精度の高い直進性を確保することができる。しかもこのものは、特殊な検出手段等を必要とせず、既存の走行駆動装置にも簡単に組込むことができるから、利便性がある。
請求項２の発明は、請求項１において、直進制御手段は、左右の走行装置の平均速度を演算し、該平均速度を目標速度にするべく演算された基準ポンプ流量に、左右の走行装置の速度差をなくすべく演算された補正ポンプ流量を増減せしめたものが、各走行駆動装置の油圧ポンプのポンプ流量となるように制御することを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、左右の走行装置の平均速度が基準となって各油圧ポンプのポンプ流量が増減補正されるから、高速側あるいは低速側の走行装置の走行速度を基準とする場合と比べて、左右の走行装置の速度差をより速やかになくすことができる。
請求項３の発明は、請求項１または２において、各走行駆動装置の油圧ポンプと油圧モータとは閉回路で接続されると共に、各走行駆動装置の閉回路同士を接続する合流用油路と、該合流用油路を開閉する弁手段とを設ける一方、直進制御手段は、直進走行の発進時および停止時に、弁手段により合流用油路を開いて各走行駆動装置の閉回路同士を合流させることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、各走行駆動装置の油圧ポンプの吐出開始、停止のタイミングがずれても、各油圧モータへの圧油供給の開始、停止は同時になされることになって、直進走行の発進時、停止時における機体の曲がりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
次に、本発明の第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、アスファルトフィニッシャの走行駆動系システムを示すブロック図であるが、該図１において、１Ｌ、１Ｒはアスファルトフィニッシャの左右の走行装置を構成する左右のクローラであって、該左右のクローラ１Ｌ、１Ｒは、左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒにより独立して駆動するように構成されている。
【０００６】
前記左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒは、同様のものであるため左側の走行駆動装置２Ｌについて説明すると、該走行駆動装置２Ｌは、エンジンの動力で駆動する可変容量型の走行用油圧ポンプ３Ｌ、該走行用油圧ポンプ３Ｌからの圧油供給により回転する走行用油圧モータ４Ｌ、これら走行用油圧ポンプ３Ｌと走行用油圧モータ４Ｌとを接続する閉回路５Ｌ等から構成されていると共に、走行用油圧モータ４Ｌの出力軸は、減速機６Ｌを介してクローラ１Ｌに連動連結されている。尚、３Ｒ、４Ｒ、５Ｒ、６Ｒは、右側の走行駆動装置２Ｒを構成する走行用油圧ポンプ、走行用油圧モータ、閉回路、減速機である。
【０００７】
一方、７はマイクロコンピュータ等を用いて構成されるコントローラであって、本発明の走行駆動制御装置を構成するものであるが、該コントローラ７は、左右の減速機６Ｌ、６Ｒ（或いは左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒ）の回転数を検出する左右の走行速度検出センサ８Ｌ、８Ｒ、走行の発進／停止を行うための発進スイッチ９、走行速度を設定するための速度設定レバー１０、操向操作を行うためのステアリングレバー１１等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、前記左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの吐出流量を可変せしめるべく作動する左右の電磁比例弁１２Ｌ、１２Ｒに対して制御指令を出力するように構成されている。そして、該コントローラ７からの制御指令に基づいて左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの吐出流量が可変することで左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの走行速度制御がなされる構成となっているが、該コントローラ７には、ステアリングレバー１１が中立位置に位置しているときに機体を直進走行させるための直進制御手段１３が組込まれている。
【０００８】
ここで、前記左右の走行速度検出センサ８Ｌ、８Ｒは、本実施の形態では左右の減速機６Ｌ、６Ｒ（或いは左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒ）の回転数を検出するセンサであるが、これに限定されることなく、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの走行速度を検出できる検出手段であれば良い。尚、該走行速度検出センサ８Ｌ、８Ｒによって検出された速度を、以下、実速度ＶＬ、ＶＲと称する。
発進スイッチ９は、該発進スイッチ９を「発進」側、「停止」側に切換えることで機体を発進／停止させることができるように設定されている。
速度設定レバー１０は、オペレータが走行速度を設定するためのレバーであって、該速度設定レバー１０により設定された走行速度を、以下、設定速度Ｖｓと称する。
ステアリングレバー１１は、該ステアリングレバー１１を中立位置に位置せしめることで機体を直進走行させ、またステアリングレバー１１を左右に傾倒させることで機体を左右に旋回させることができるように設定されている。
【０００９】
次いで、前記コントローラ７に組込まれた直進制御手段１３が行う直進制御について、図２に示す制御ブロック図に基づいて説明すると、該図２において、１４は平均速度演算部であって、該平均速度演算部１４は、左右の走行速度検出センサ８Ｌ、８Ｒにより検出された実速度ＶＬ、ＶＲを入力し、該入力信号に基づいて、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの実速度ＶＬ、ＶＲの平均速度Ｖａを演算する。
【００１０】
１５は左右速度差演算部であって、該左右速度差演算部１５は、左右の走行速度検出センサ８Ｌ、８Ｒにより検出された実速度ＶＬ、ＶＲを入力し、該入力信号に基づいて、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの実速度ＶＬ、ＶＲの速度差Ｖｄを演算する。
【００１１】
１６は速度制御部であって、該速度制御部１６は、速度設定レバー１０により設定された設定速度Ｖｓ、発進スイッチ９からの発進／停止信号、前記平均速度演算部１４により演算された平均速度Ｖａを入力し、これに入力信号に基づいて、平均速度Ｖａを目標速度にするための左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの吐出流量を演算し、該演算されたポンプ流量を左右共通の基準ポンプ流量Ｆｂとして、左側用および右側用加算器１８Ｌ、１８Ｒに出力する。
ここで、前記目標速度は、発進スイッチ９が「発進」側に切換られている状態では、速度設定レバー１０により設定された設定速度Ｖｓである。一方、発進スイッチ９が「停止」側に切換えられた場合には、目標速度は、「０（ゼロ）」となる。
【００１２】
１７は速度差制御部であって、該速度差制御部１７は、発進スイッチ９からの発進／停止信号、前記左右速度差演算部１５により演算された左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの速度差Ｖｄを入力し、該速度差Ｖｄを「０（ゼロ）」にするための左右各々の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの補正ポンプ流量ＦｃＬ、ＦｃＲを演算する。つまり、左側クローラ１Ｌの実速度ＶＬが右側クローラ１Ｒの実速度ＶＲよりも遅い場合には、左側走行用油圧ポンプ３Ｌのポンプ流量を増加させるべく「＋（プラス）」の左側補正ポンプ流量ＦｃＬが演算される一方、右側走行用油圧ポンプ３Ｒのポンプ流量を減少させるべく「−（マイナス）」の右側補正ポンプ流量ＦｃＲが演算される。また、左側クローラ１Ｌの実速度ＶＬが右側クローラ１Ｒの実速度ＶＲよりも速い場合には、左側走行用油圧ポンプ３Ｌのポンプ流量を減少させるべく「−（マイナス）」の左側補正ポンプ流量ＦｃＬが演算される一方、右側走行用油圧ポンプ３Ｒのポンプ流量を増加させるべく「＋（プラス）」の右側補正ポンプ流量ＦｃＲが演算される。さらに、左側クローラ１Ｌの実速度ＶＬと右側クローラ１Ｒの実速度ＶＲとが等しい場合、つまり速度差Ｖｄが「０（ゼロ）」の場合には、左右の補正ポンプ流量ＦｃＬ、ＦｃＲは「０（ゼロ）」となる。そして、演算された左側補正ポンプ流量ＦｃＬは左側用加算器１８Ｌに出力され、右側補正ポンプ流量ＦｃＲは右側用加算器１８Ｒに出力される。
【００１３】
左側用加算器１８Ｌは、速度制御部１６から入力される基準ポンプ流量Ｆｂと、速度差制御部１７から入力される左側補正ポンプ流量ＦｃＬとを加算し、そして、左側走行用油圧ポンプ３Ｌの吐出流量を上記加算された流量とするための左側ポンプ流量信号を、左側電磁比例弁１２Ｌに対して出力する。一方、右側用加算器１８Ｒは、速度制御部１６から入力される基準ポンプ流量Ｆｂと、速度差制御部１７から入力される右側補正ポンプ流量ＦｃＲとを加算し、そして、右側走行用油圧ポンプ３Ｒの吐出流量を上記加算した流量にするための右側ポンプ流量信号を、右側電磁比例弁１２Ｒに対して出力する。而して、左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの吐出流量は、左右の速度差Ｖｄに基づいて演算された左右の補正ポンプ流量ＦｃＬ、ＦｃＲでそれぞれ増減補正された流量となるように制御される。
【００１４】
次に、前記直進制御手段１３による直進制御状態について、図３（Ａ）に示す時間遷移グラフに基づいて説明する。発進スイッチ９から発進信号が入力すると、直進制御手段１３から左右の電磁比例弁１２Ｌ、１２Ｒに左右のポンプ流量信号が出力され、これにより左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒが駆動して左右のクローラ１Ｌ、１Ｒが走行開始するが、この場合、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒが速度設定レバー１０によって設定された設定速度Ｖｓに達するまでの加速中に、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒに速度差が発生すると、該速度差をなくすべく左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの流量が増減補正される、つまり高速側の走行用油圧ポンプ３Ｌまたは３Ｒの流量を減らし、低速側の走行用油圧ポンプ３Ｒまたは３Ｌの流量を増やすように補正される。これにより左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの速度差は早急に解消されて、精度の高い直進走行が行われるようになっている。
尚、比較例として、図３（Ｂ）に、左右各々のクローラを別々にフィードバック制御した場合の走行速度の時間遷移を示した。
また、前記図３は、発進の際の加速時における直進制御状態を示すものであるが、停止の際の減速時、あるいは走行中の加減速時においても同様に、直進制御手段１３が実行する直進制御によって左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの速度差を早急に解消できるようになっている。
【００１５】
叙述の如く構成された本形態において、コントローラ７には、ステアリングレバー１１が中立位置に位置しているときに機体を直進走行させるための直進制御手段１３が組込まれているが、該直進制御手段１３は、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの平均速度Ｖａを演算する平均速度演算部１４と、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの速度差Ｖｄを演算する左右速度差演算部１５と、平均速度Ｖｓを目標速度（速度設定レバー１０により設定された設定速度Ｖｓまたは「０（ゼロ）」）にするための左右共通の基準ポンプ流量Ｆｂを演算する速度制御部１６と、速度差Ｖｄをなくすための左右各々の補正ポンプ流量ＦｃＬ、ＦｃＲを演算する速度差制御部１７と、基準ポンプ流量Ｆｂに左右の補正ポンプ流量ＦｃＬ、ＦｃＲをそれぞれ加算する左右の加算器１８Ｌ、１８Ｒとを備えており、そして該左右の加算器１８Ｌ、１８Ｒから左右の電磁比例弁１２Ｌ、１２Ｒに対し、左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの吐出流量を、上記基準ポンプ流量Ｆｂに左右の補正ポンプ流量ＦｃＬ、ＦｃＲを加算した流量にするための左右のポンプ流量信号がそれぞれ出力されることになる。而して左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの流量は、左右の速度差Ｖｄをなくすべく演算された左右の補正ポンプ流量ＦｃＬ、ＦｃＲでそれぞれ増減補正された流量となるように制御されることになる。
【００１６】
この結果、直進走行を開始するときや停止するときの加減速時、あるいは直進走行中に、応答性の差異等によって左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの走行速度に速度差が生じても、該速度差をなくすべく左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの流量が増減補正されることになって、速度差を早急になくすことができ、而して、精度の高い直進性を確保することができる。
【００１７】
しかもこのものでは、直進制御時における左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの流量を求めるにあたり、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの平均速度Ｖａを演算し、該平均速度Ｖａを目標速度（速度設定レバー１０により設定された設定速度Ｖｓまたは「０（ゼロ）」）にするべく演算された基準ポンプ流量Ｆｂに、左右の速度差をなくすべく演算された補正ポンプ流量ＦｃＬ、ＦｃＲを増減せしめる構成となっている、つまり、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの平均速度Ｖａを基準として左右両方の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの流量を増減補正する構成となっているから、高速側あるいは低速側のクローラ１Ｌまたは１Ｒの走行速度を基準とする場合と比べると、左右のクローラ１Ｌ、１Ｒの速度差をより速やかになくすことができる。
【００１８】
さらに、前記直進制御手段１３による直進制御は、走行速度制御を行うために従来から用いられている走行速度検出センサ８Ｌ、８Ｒ以外の他のセンサを必要とせず、コントローラ７のソフトを変更するだけで実施できるから、既存のシステムに簡単に組込むことができて、利便性がある。
【００１９】
尚、本発明は前記第一の実施の形態に限定されないことは勿論であって、図４に示す第二の実施の形態では、左右の走行駆動装置２Ｌ、２Ｒの閉回路５Ｌ、５Ｒのポンプ吐出側同士およびポンプ吸込側同士を接続する合流用油路１９、１９が設けられていると共に、コントローラ７からの指令に基づいて上記合流用油路１９、１９を開閉する合流用弁２０、２０が設けられている。そして、コントローラ７に組込まれた直進制御手段１３は、ステアリングレバー１１が中立位置に位置している状態で、発進スイッチ９が「停止」のとき、および発進スイッチ９が「停止」から「発進」に切換られてから所定時間のあいだ（例えば２〜５秒）、前記合流用弁２０、２０に対して合流用油路１９、１９を開くように制御指令を出力する。これにより、直進走行の発進時あるいは停止時に、左右の走行用油圧ポンプ３Ｌ、３Ｒの吐出開始、停止のタイミングがずれたとしても、左右の走行用油圧モータ４Ｌ、４Ｒへの圧油供給の開始、停止は同時になされることになって、直進走行の発進時、停止時における機体の曲がりを防止することができる。
尚、図４において、第一の実施の形態と同様のものは、同一の符号を附すと共に、その説明は省略する。また、第二の実施の形態においても、直進制御手段１３によって、前述した第一の実施の形態と同様の直進制御が行われることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第一の実施の形態における走行駆動系システムを示すブロック図である。
【図２】直進制御の制御ブロック図である。
【図３】直進制御状態を示す時間遷移グラフであって、（Ａ）は第一の実施の形態、（Ｂ）は比較例を示す。
【図４】第二の実施の形態における走行駆動系システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２１】
１Ｌ、１Ｒ    クローラ
２Ｌ、２Ｒ    走行駆動装置
３Ｌ、３Ｒ    走行用油圧ポンプ
４Ｌ、４Ｒ    走行用油圧モータ
５Ｌ、５Ｒ    閉回路
７            コントローラ
８Ｌ、８Ｒ    走行速度検出センサ
１０          速度設定レバー
１１          ステアリングレバー
１３          直進制御手段
１９          合流用油路
２０          合流用弁
【図１】
2006306199.tif 000003
【図２】
2006306199.tif 000004
【図３】
2006306199.tif 000005
【図４】
2006306199.tif 000006