(57)【要約】【課題】ＨＳＴを具備する油圧式走行駆動装置において、閉回路内の急激な昇温や運転者の違和感を伴うことなく変速機の低速段切換時におけるショックを有効に低減する。【解決手段】原動機１２により駆動される可変容量型油圧ポンプ１８と、変速機２８を介して走行用車輪３０に連結される油圧モータ２６とを含む閉回路が構成され、原動機１２の回転数の上昇に伴って容量操作手段４０が前記可変容量型油圧ポンプ１８のポンプ容量を増大させる。さらに、変速機２８が高速段から低速段に切換えられる際には、その低速段切換時以外の運転時よりも前記ポンプ容量を一時的に大きくしてモータ回転数の増大によるモータ吐出流量の吸収を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機により駆動される可変容量型油圧ポンプと、変速機を介して車両の走行用車輪に連結される油圧モータとを含む閉回路が構成されるとともに、前記原動機の回転数の上昇に伴って前記可変容量型油圧ポンプの容量を増大させる容量操作手段を備え、さらに、この容量操作手段は、前記変速機が高速段から低速段に切換えられる際にその低速段切換時以外の運転時よりも前記可変容量型油圧ポンプの容量を一時的に大きくする容量増加手段を含むことを特徴とする油圧式走行駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の油圧式走行駆動装置において、前記容量増加手段は、前記変速機が高速段から低速段へ切換えられる時点またはそれよりも前の時点から前記可変容量型油圧ポンプの容量の増加を開始し、前記低速段への切換終了時または当該切換終了から一定時間が経過した後に前記可変容量型油圧ポンプの容量の増加を停止することを特徴とする油圧式走行駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の油圧式走行駆動装置において、前記容量増加手段は、前記変速機が高速段から低速段に切換えられる際、前記可変容量型油圧ポンプの容量を増加させた後に徐々に減少させることを特徴とする油圧式走行駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の油圧式走行駆動装置において、前記容量操作手段は、油圧の供給を受けて当該油圧が高いほど前記可変容量型油圧ポンプの容量を大きくするレギュレータと、このレギュレータに油圧を供給するための油圧供給源と、この油圧供給源と前記レギュレータとの間に介在し、前記油圧供給源から供給される油圧を入力される指令信号に応じた圧力まで減圧して前記レギュレータに導く減圧弁と、前記原動機の回転数の上昇に伴って前記減圧弁の二次圧を高くするように当該減圧弁に指令信号を入力する圧力制御手段とを含み、かつ、この圧力制御手段は、前記変速機が高速段から低速段に切換えられる際にその低速段切換時以外の通常運転時よりも前記減圧弁の二次圧を一時的に大きくする圧力増加手段を含むことを特徴とする油圧式走行駆動装置。
【請求項５】
請求項４記載の油圧式走行駆動装置において、前記圧力制御手段は、前記原動機の回転数に対する前記指令信号の特性として複数種の特性を記憶しており、これらの特性のうち車両の運転状態に対応した特性を選択して当該特性に基づき指令信号を決定することを特徴とする油圧式走行駆動装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の油圧式走行駆動装置において、前記容量操作手段は、前記減圧弁に接続される油圧供給源とは別の油圧供給源として、前記原動機の出力軸に連結されて当該原動機の回転数の上昇に伴い吐出圧が増大する容量操作用油圧ポンプと、前記容量操作用油圧ポンプから供給される油圧と前記減圧弁の二次側から供給される油圧のうち高位のものを前記レギュレータに導く高圧選択部とを含み、かつ、前記減圧弁の二次圧が常に前記容量操作用油圧ポンプから供給される油圧よりも高くなるように当該二次圧の特性が設定されていることを特徴とする油圧式走行駆動装置。
【請求項７】
請求項１または２記載の油圧式走行駆動装置において、前記容量操作手段は、前記原動機の出力軸に連結され、当該原動機の回転数の上昇に伴って吐出圧が増大する容量操作用油圧ポンプと、この容量操作用油圧ポンプからの油圧の供給を受けて前記可変容量型油圧ポンプの容量を操作し、かつ、当該油圧が高いほど前記容量を大きくするレギュレータとを含み、さらに、前記容量増加手段として、前記容量操作用油圧ポンプよりも高い油圧を供給するための高圧供給源と、前記レギュレータに対して前記容量操作用油圧ポンプから油圧が供給される状態と前記高圧供給源から油圧が供給される状態とに切換える油圧供給切換手段と、前記変速機の高速段から低速段への切換時には前記レギュレータに対して前記高圧供給源から油圧が供給される状態に切換え、当該低速段への切換時以外の運転時には前記レギュレータに対して前記容量操作用油圧ポンプから油圧が供給される状態に切換えるように前記油圧供給切換手段を作動させる切換制御手段とを含むことを特徴とする油圧式走行駆動装置。
【請求項８】
請求項７記載の油圧式走行駆動装置において、前記油圧供給切換手段は、前記高圧供給源から前記レギュレータへの油圧の供給を許容する許容状態と当該供給を遮断する遮断状態とに切換えられる切換弁と、この切換弁から出力される油圧と前記容量操作用油圧ポンプから供給される油圧のうち高位のものを前記レギュレータに導く高圧選択部とを含み、前記切換制御手段は、前記変速機の高速段から低速段への切換時には前記切換弁を前記許容状態に切換え、当該低速段への切換時以外の運転時には前記切換弁を前記遮断状態に切換えるものであることを特徴とする油圧式走行駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業車両等の走行駆動を油圧で行う油圧式走行駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ホイールローダーや自走式ショベル等の作業車両を油圧で走行させる手段として、ＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；静油圧式無段階変速機）を具備する走行駆動装置の開発が進められている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、原動機により駆動される可変容量型油圧ポンプと、変速機を介して走行車輪に連結される油圧モータとで閉回路が構成されるとともに、前記原動機の回転数の上昇に伴って吐出圧が上昇する容量操作用の油圧ポンプと、この容量操作用油圧ポンプから出力される油圧を受けて当該油圧が高いほど前記可変容量型油圧ポンプの容量を増大させるレギュレータとを備えた走行駆動装置が開示されている。
【０００４】
この装置によれば、原動機の回転数の変化に応じて可変容量型油圧ポンプの容量が操作されることにより、静油圧による無段階変速が実現される。さらに、油圧モータと走行車輪との間に介在する変速機の変速比を切換える（例えば高速段と低速段との間で二段切換を行う）ことにより、車速−出力馬力の特性の範囲を大幅に拡大することが可能になる。
【０００５】
また、下記特許文献２では、引用文献１と同様に可変容量型油圧ポンプと走行用の油圧モータとが閉回路を構成する走行駆動装置において、前記油圧ポンプの吐出管路と吸込み管路とをバイパスするバイパス通路にリリーフ設定圧が操作可能なリリーフ弁が設けられ、かつ、前記油圧モータと走行車輪との間に介在する変速機が高速段から低速段に切換えられる際に前記リリーフ弁の設定圧を一旦下げてから徐々に増加させるコントローラを備えたものが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２６５０１３号公報（第２頁，図１）
【特許文献２】
特開平５−２４８５１１号公報（第１〜２頁，図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載される装置において、その変速機が高速段から低速段に切換えられる（すなわち油圧モータの回転数と走行車輪の回転数との比が下げられる）と、走行車輪の回転数は車両の慣性のために直ちには降下しないので、その分油圧モータの回転数が一時的に急増する。これにより、当該油圧モータの吐出側圧力が急激に高まってブレーキ圧を生じさせ、運転者に違和感を与えてしまう。さらに、その昇圧度合いが高い場合には油圧機器の寿命低下や破損を招くおそれがある。
【０００８】
このような低速段切換時での不都合を解消する手段として、特許文献２には、当該低速段切換時に一旦リリーフ弁の設定圧を下げてリリーフ流量を増やすことにより余剰の圧油を積極的に逃がし、その後、当該リリーフ弁の設定圧を徐々に復帰させる方法が開示されているが、当該リリーフ流量の増加によって油圧モータの吐出側圧力の上昇を吸収するには限界があり、また、その吸収のために比較的長い時間にわたってリリーフ弁の設定圧を下げた状態を保持しておかなければならない。このため、低速段切換時には回路圧力が低下した状態、すなわち減速度が小さくなって車速がほとんど低下しない状態が、しばらく継続することになる。
【０００９】
一方、運転者は一般に減速度の増大を目的として前記低速切換操作（シフトダウン操作）を行っているのであるから、当該シフトダウン操作にもかかわらず前記のように減速度が低下して車速がほとんど減少しない状態が継続することは、前記運転者の意思に反することになり、著しい違和感を生じさせるおそれがある。
【００１０】
さらに、この方法では、油圧モータの回転数の上昇により発生した余剰のエネルギーがリリーフ作動によってほとんど熱エネルギーに変換されてしまうため、油圧モータと可変容量型油圧ポンプとで構成される閉回路内の温度が急激に上昇して回路機器の寿命を低下させるおそれもある。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、原動機により駆動される可変容量型油圧ポンプと、変速機を介して車両の走行用車輪に連結される油圧モータとを含む閉回路が構成されるとともに、前記原動機の回転数の上昇に伴って前記可変容量型油圧ポンプの容量を増大させる容量操作手段を備え、さらに、この容量操作手段は、前記変速機が高速段から低速段に切換えられる際にその低速段切換時以外の運転時よりも前記可変容量型油圧ポンプの容量を一時的に大きくする容量増加手段を含むものである。
【００１３】
この構成によれば、低速段切換時に可変容量型油圧ポンプのポンプ容量ひいてはポンプ吸収流量が一時的に増加されるので、低速段切換に伴うモータ回転数の急増によるモータ吐出流量の増大が前記可変容量型油圧ポンプの回転を通じてエンジンブレーキという形態で吸収されることになる。すなわち、前記モータ回転数の急増によるエネルギー増加分を原動機の駆動トルクを利用して有効に吸収することができる。
【００１４】
このとき、減速度は一時的に低下して車速がほとんど減速しない状態が発生し得るが、従来のようにリリーフ作動で流量を吸収するものと異なり、当該流量吸収に要する時間は高速段から低速段への変速過渡期とほぼ同等の時間で十分であって僅かであり、運転者に違和感を与えるおそれはほとんどない。また、エンジンブレーキを利用しているので閉回路内での温度上昇も生じにくく、油圧機器等を傷めるおそれもない。
【００１５】
前記ポンプ容量の増加時期は、概ね低速段切換時期に対応していればよいが、前記変速機が高速段から低速段へ切換えられる時点またはそれよりも前の時点から前記可変容量型油圧ポンプの容量の増加を開始し、前記低速段への切換終了時または当該切換終了から一定時間が経過した後に前記可変容量型油圧ポンプの容量の増加を停止することが、より好ましい。
【００１６】
このような期間設定により、低速段切換移行期間中は必ずポンプ容量が増加されているので、低速段切換時におけるモータ吐出流量の吸収効果をより確実なものにすることができる。
【００１７】
前記ポンプ容量の増加を終了させるには、例えば当該容量を急減させるようにしてもよいが、当該容量を徐々に減少させるようにすれば、通常運転への移行をより円滑にすることができる。
【００１８】
本発明において、前記容量操作手段としては、例えば、油圧の供給を受けて当該油圧が高いほど前記可変容量型油圧ポンプの容量を大きくするレギュレータと、このレギュレータに油圧を供給するための油圧供給源と、この油圧供給源と前記レギュレータとの間に介在し、前記油圧供給源から供給される油圧を入力される指令信号に応じた圧力まで減圧して前記レギュレータに導く減圧弁と、前記原動機の回転数の上昇に伴って前記減圧弁の二次圧を高くするように当該減圧弁に指令信号を入力する圧力制御手段とを含み、かつ、この圧力制御手段は、前記変速機が高速段から低速段に切換えられる際にその低速段切換時以外の通常運転時よりも前記減圧弁の二次圧を一時的に大きくする圧力増加手段を含むものが好適である。
【００１９】
この構成によれば、原動機の回転数と減圧弁二次圧との特性すなわち当該原動機回転数とポンプ容量との特性を自由に設定することが可能であり、このような特性の設定によって走行燃費の向上や走行性能のフル活用等を図ることができる。しかも、当該二次圧を一時的に昇圧させるだけの簡単な制御動作で、低速段切換時におけるポンプ容量の一時的な増加を適正な形態で行うことができる。
【００２０】
さらに、前記圧力制御手段が、前記原動機の回転数に対する前記指令信号の特性として複数種の特性を記憶しており、これらの特性のうち車両の運転状態に対応した特性を選択して当該特性に基づき指令信号を決定するように構成すれば、当該特性の選択によって実際の運転状態によりマッチしたポンプ容量制御を行うことが可能になる。
【００２１】
また、前記容量操作手段は、前記減圧弁に接続される油圧供給源とは別の油圧供給源として、前記原動機の出力軸に連結されて当該原動機の回転数の上昇に伴い吐出圧が増大する容量操作用油圧ポンプと、前記容量操作用油圧ポンプから供給される油圧と前記減圧弁の二次側から供給される油圧のうち高位のものを前記レギュレータに導く高圧選択部とを含み、かつ、前記減圧弁の二次圧が常に前記容量操作用油圧ポンプから供給される油圧よりも高くなるように当該二次圧の特性が設定されているものが、より好ましい。
【００２２】
この構成によれば、減圧弁が正常な状態では、当該減圧弁の二次側から供給される油圧が容量操作用油圧ポンプから高圧選択部に供給される油圧を上回るため、常に前者の油圧が選択されてレギュレータに導かれる。すなわち、前記減圧弁による容量制御が実行される。これに対し、前記減圧弁に作動不良が生じてその二次圧が異常に低下した場合には、容量操作用油圧ポンプから供給される油圧が選択されてレギュレータに導かれるため、前記減圧弁の故障等にかかわらず正常な走行駆動が持続される。
【００２３】
また本発明において、前記容量操作手段は、前記原動機の出力軸に連結され、当該原動機の回転数の上昇に伴って吐出圧が増大する容量操作用油圧ポンプと、この容量操作用油圧ポンプからの油圧の供給を受けて前記可変容量型油圧ポンプの容量を操作し、かつ、当該油圧が高いほど前記容量を大きくするレギュレータとを含み、さらに、前記容量増加手段として、前記容量操作用油圧ポンプよりも高い油圧を供給するための高圧供給源と、前記レギュレータに対して前記容量操作用油圧ポンプから油圧が供給される状態と前記高圧供給源から油圧が供給される状態とに切換える油圧供給切換手段と、前記変速機の高速段から低速段への切換時には前記レギュレータに対して前記高圧供給源から油圧が供給される状態に切換え、当該低速段への切換時以外の運転時には前記レギュレータに対して前記容量操作用油圧ポンプから油圧が供給される状態に切換えるように前記油圧供給切換手段を作動させる切換制御手段とを含むものであってもよい。
【００２４】
この構成によれば、低速段切換時以外の通常運転時には、容量操作用油圧ポンプから供給される油圧がレギュレータに導かれ、可変容量型油圧ポンプのポンプ容量が操作される。これに対し、低速段切換時には高圧供給源から出力される油圧、すなわち前記容量操作用油圧ポンプから供給される油圧よりも高い油圧がレギュレータに導かれることにより、可変容量型油圧ポンプのポンプ容量が一時的に増加される。
【００２５】
具体的には、前記油圧供給切換手段として、前記高圧供給源から前記レギュレータへの油圧の供給を許容する許容状態と当該供給を遮断する遮断状態とに切換えられる切換弁と、この切換弁から出力される油圧と前記容量操作用油圧ポンプから供給される油圧のうち高位のものを前記レギュレータに導く高圧選択部とを含み、前記切換制御手段は、前記変速機の高速段から低速段への切換時には前記切換弁を前記許容状態に切換え、当該低速段への切換時以外の運転時には前記切換弁を前記遮断状態に切換えるものが好適である。
【００２６】
この構成によれば、低速段切換時以外の通常運転時には、高圧供給源からの油圧供給が切換弁で遮断されているので、容量操作用油圧ポンプから供給される油圧が高位選択されてレギュレータに導かれ、可変容量型油圧ポンプのポンプ容量が操作される。これに対し、低速段切換時には高圧供給源から高圧選択部への油圧供給が許容され、かつ、この油圧が高位選択されてレギュレータに導かれることとなり、かつ、当該油圧は前記容量操作用油圧ポンプから供給される油圧よりも高いため、可変容量型油圧ポンプのポンプ容量が一時的に増加されることとなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１〜図４を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係る油圧式走行駆動装置を具備した車両の概略構成を示したものである。この車両は、アクセルペダル１０に連動して回転数が上昇する原動機１２を備え、この原動機１２の動力は動力分配機１４を介して作業用油圧ポンプ１６に供給されるとともに可変容量型油圧ポンプ１８及び容量操作用油圧ポンプ２０に供給される。従って、前記原動機１２の回転数の増大に伴って各油圧ポンプ１６，１８，２０の吐出流量が増大するようになっている。
【００２９】
前記可変容量型油圧ポンプ１８は、油圧モータ２６とともに閉回路（ＨＳＴ回路）を構成する。この実施の形態では、可変容量型油圧ポンプ１８及び油圧モータ２６は双方向の作動が可能となっており、可変容量型油圧ポンプ１８の一方のポートが管路２２を介して油圧モータ２６の一方のポートに接続され、当該油圧モータ２６の他方のポートが管路２４を介して可変容量型油圧ポンプ１８の他方のポートに接続されている。そして、可変容量型油圧ポンプ１８から管路２２側に作動油が吐出されたときには油圧モータ２６が車両前進方向に回転し、逆に同ポンプ１８から管路２４側に作動油が吐出されたときには油圧モータ２６が車両後退方向に回転するようになっている。
【００３０】
前記油圧モータ２６の出力軸は、変速機２８を介して走行車輪３０に連結されている。変速機２８は、外部から入力される変速指令信号に応じて変速比が複数段（この実施の形態では高速段と低速段の２段）に切換えられるようになっている。
【００３１】
なお、前記管路２２，２４はそれぞれチェック弁付きオーバーロードリリーフ弁３２を介して低圧リリーフ弁３４の一次側に接続され、当該低圧リリーフ弁３４の二次側がタンクに接続されている。また、管路２２または管路２４の圧力が所定の許容圧力にまで達したときには当該管路側のオーバーロードリリーフ弁３２が開き、当該オーバーロードリリーフ弁３２と他方のオーバーロードリリーフ弁におけるチェック弁とを介して管路２２，２４同士が開通されることにより、回路の最大圧力が規制されるようになっている。
【００３２】
前記可変容量型油圧ポンプ１８のポンプ容量は、容量操作手段４０によって操作される。この容量操作手段４０は、この実施の形態では、レギュレータ３８と、３位置の電磁切換弁３６と、高圧供給源４２と、電磁比例減圧弁４４と、シャトル弁（高圧選択弁）４６と、コントローラ５０と、前記容量操作用油圧ポンプ２０とを含んでいる。
【００３３】
前記レギュレータ３８は、外部からの油圧の供給を受け、その供給向きに応じて当該油圧が高いほど可変容量型油圧ポンプ１８のポンプ容量を増大させるものである。具体的に、図１の右側ポートから油圧が供給されたときには当該油圧に応じた分だけ可変容量型油圧ポンプ１８のポンプ容量を前進側に増大させ、同図左側ポートから油圧が供給されたときには当該油圧に応じた分だけ可変容量型油圧ポンプ１８のポンプ容量を後退側に増大させるように構成されている。
【００３４】
前記高圧供給源４２は、所定の油圧を出力するものであればよく、当該供給源専用の油圧ポンプを設置してもよいし、例えば作業用油圧ポンプ１６を高圧供給源４２として兼用することも可能である。この高圧供給源４２から出力される一定の油圧は、前記電磁比例減圧弁４４、シャトル弁４６、及び前記電磁切換弁３６を介して前記レギュレータ３８に入力される。前記シャトル弁４６には、絞り４７及び減圧弁４８を介して前記容量操作用油圧ポンプ２０の吐出側が接続されている。
【００３５】
電磁比例減圧弁４４は、前記コントローラ５０から入力される指令信号に比例した二次圧を出力するものであり、当該二次圧と、前記容量操作用油圧ポンプ２０から前記絞り４７及び減圧弁４８を通じて出力される油圧とのうち高位のものがシャトル弁４６で選択されて前記電磁切換弁３６に導かれるようになっている。
【００３６】
電磁切換弁３６は、前記コントローラ５０から入力される指令信号により、前記シャトル弁４６とレギュレータ３８との間をブロックする中立位置（図１では中央位置）と、前記シャトル弁４６から出力される油圧をレギュレータ３８の前進側ポート（同図では右側のポート）に導く前進位置（同図では右位置）と、前記シャトル弁４６から出力される油圧をレギュレータ３８の後退側ポート（同図では左側のポート）に導く後退位置（同図では右位置）とに切換えられる。すなわち、この電磁切換弁３６の位置切換によって、走行駆動の向き（前進と後退）が切換えられるようになっている。
【００３７】
コントローラ５０は、原動機回転数センサ５４、車速センサ５６、シフトレバー装置５８等に接続され、これらから入力される電気信号に基づいて次のような制御動作を行う。
【００３８】
Ａ）シフトレバー装置５８から入力される指令信号に基づき、前記電磁切換弁３６に指令信号を出力してその位置切換を行う。具体的に、シフトレバー装置５８のレバー位置が中立位置のときは、電磁切換弁３６の切換位置を中立位置とし、同様に、前記レバー位置が前進位置または後退位置にあるときは、電磁切換弁３６の切換位置もそれぞれ前進位置、後退位置にする。
【００３９】
Ｂ）変速機２８に指令信号を出力してその変速切換を行う。
【００４０】
Ｃ）原動機回転数センサ５４により検出される回転数に対応する指令圧力を演算し、この指令圧力に見合う指令信号を電磁比例減圧弁４４に出力してその二次圧を前記指令圧力に調節する（圧力制御手段）。この実施の形態では、コントローラ５０は図２（ａ）の曲線ｂに示すように原動機の回転数の増大に伴って指令圧力が増大する特性を記憶しており、この特性に基づいて前記原動機回転数から指令圧力を演算する。
【００４１】
さらに、この装置の特徴として、コントローラ５０は、変速機２８を高速段から低速段に切換える際には、そのときの原動機１４の回転数にかかわらず、実際の指令圧力として図２（ａ）の曲線ｂに示される指令圧力（通常運転時の圧力）の最大値以上の圧力を設定し、電磁比例減圧弁４４の二次圧を一時的に増加させる圧力増加手段としての機能も備えている（図３の最下段参照）。
【００４２】
なお、前記電磁切換弁３６の切換は、シフトレバー装置５８から出力される信号を直接当該電磁切換弁３６に導くことにより行ってもよい。また、コントローラ５０で演算される指令圧力は、原動機回転数センサ５４により検出される回転数に対応する圧力に限らず、例えばアクセルペダルの操作量に対応する指令圧力であってもよい。
【００４３】
前記容量操作用油圧ポンプ２０は、既述のとおり、前記原動機１４の回転数の増大に伴って吐出圧が上昇するものであるが、当該油圧ポンプ２０から前記絞り４７及び減圧弁４８を通じてシャトル弁４６に入力される圧力の特性は前記図２（ａ）の曲線ａとなっており、全回転数領域において前記電磁比例減圧弁４４の指令圧力以下となっている。
【００４４】
なお、この容量操作用油圧ポンプ２０の吐出油の一部は、前記各チェック弁付きオーバーロードリリーフ弁３２の当該チェック弁を通じて管路２２，２４に分配され、回路全体での作動油の補給及び冷却に供される。
【００４５】
次に、この装置の作用を説明する。
【００４６】
アクセルペダル１０が踏み込まれると、その踏み込みに応じて原動機１２の回転数が上昇し、これに伴って可変容量型油圧ポンプ１８及び容量操作用ポンプ２０の回転数が上昇する。
【００４７】
ここで、シフトレバー装置５８のレバー位置が中立位置であるときは、電磁切換弁３６も中立位置にあり、レギュレータ３８とシャトル弁４６との間を遮断する。従って、レギュレータ３８に油圧は供給されず、可変容量型油圧ポンプ１８のポンプ容量はゼロであり、当該油圧ポンプ１８が駆動されても吐出圧は発生しない。
【００４８】
これに対し、前記レバー位置が例えば前進位置に切換えられると、電磁切換弁３６が前進位置（図１では右位置）に切換えられ、シャトル弁４６から出力される油圧がレギュレータ３８の前進ポート（図１では右側ポート）に入力される。これを受けたレギュレータ３８は可変容量型油圧ポンプ１８の容量を前進方向に増大させる。この容量操作により、可変容量型油圧ポンプ１８から管路２２を通じて油圧モータ２６に作動油が吐出され、当該油圧モータ２６の出力軸及び当該出力軸に変速機２８を介して連結される走行車両３０が前進方向に回転する。
【００４９】
ここで、前記電磁比例減圧弁４４に異常がない場合、その二次圧（図２（ａ）の曲線ｂ）は常に容量操作用油圧ポンプ２０からシャトル弁４６に入力される油圧（同図曲線ａ）以上の圧力に保たれるので、シャトル弁４６では常に電磁比例減圧弁４４から出力される油圧が高位選択され、レギュレータ３８に導かれる。従って、可変容量型油圧ポンプ１８の容量は、後述の低速段切換時を除いて前記曲線ｂで示される特性に基づき制御されることになる。
【００５０】
この曲線ｂで示される特性は、前記容量操作用油圧ポンプ２０の吐出圧特性（曲線ａ）に比べて特に中回転領域での指令圧力が高く、よってそのポンプ容量特性（図２（ａ）の曲線Ｂ）及び出力馬力特性（同図（ｂ）の曲線Ｂ）も前記容量操作用油圧ポンプ２０のポンプ容量特性（図２（ａ）の曲線Ａ）及び出力馬力特性（図２（ｂ）の曲線Ａ）に比べて特に中回転領域で優れている。また、容量操作用油圧ポンプ２０の前記各特性は油温の上昇に伴って例えば図２（ａ）の曲線ｃ，Ｃ及び同図（ｂ）の曲線Ｃまで低下するおそれがあるのに対し、電磁比例減圧弁４４による場合の前記各特性は常に図２（ａ）の曲線ｂ，Ｂ及び前記曲線Ｂを維持することができ、常時走行性能をフルに発揮することが可能になる。
【００５１】
また、図２（ｃ）に示す車速Ｖと駆動力Ｆとの特性についてみても、常時容量操作用油圧ポンプ２０を用いてレギュレータ３８を操作する場合には、原動機回転数の低下に伴って前記特性が同図曲線αで示される特性から曲線βで示される特性まで低下するのに対し、前記電磁比例減圧弁４４を用いれば当該特性の低下を例えば同図曲線γの程度で抑えるといったことが可能であり、これによって走行燃費のさらなる向上を図ることが可能である。
【００５２】
さらに、前記電磁比例減圧弁４４の指令圧力特性として、前記図２（ａ）の曲線ｂに示される特性に加えて同図曲線ｂ′に示される特性（曲線ｂに示される特性よりも低圧の特性であって曲線ａで示される容量操作用油圧ポンプ２０の吐出圧特性よりも高圧の特性）をコントローラ５０に記憶させておき、例えば▲１▼アクセルへダル１０の踏み込み操作量が少なくてローアイドル状態であると判別できる場合や、▲２▼ブレーキ操作が検出された場合には、運転者の減速の意思を推測して曲線ｂ′の特性を選択し、適度なブレーキ力を確保する一方、それ以外の場合は前記曲線ｂの特性を選択して走行燃費の向上を図るようにすれば、実際の運転状態により見合ったポンプ容量制御を実現することが可能になる。
【００５３】
しかも、図示の装置では、前記電磁比例減圧弁４４がそのソレノイド等の故障によって正常な二次圧を出力できなくなった場合、シャトル弁４６で可変容量型油圧ポンプ２０側の油圧が高位選択されてレギュレータ３８に導かれるため、当該電磁比例減圧弁４４の故障時にも支障なく走行を持続できる効果が得られる。
【００５４】
次に、変速機２８が高速段から低速段に切換えられる低速段切換時の作用を図３のタイムチャート及び図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００５５】
コントローラ５０は、例えば図３に示すように車速Ｖが徐々に減少する減速時において、車両の運転状態が特定の条件を満たしたときに変速機２８を高速段から低速段に切換える。この低速段切換条件については適宜設定可能である。
【００５６】
当該条件として、図４に示す例では、シフトレバー装置５８でシフトダウン操作され（ステップＳ１でＹＥＳ）、かつ、車速センサ５６が予め設定された許容速度以下の車速Ｖを検出したとき（ステップＳ２でＹＥＳ）、もしくは、シフトレバー装置５８がオートマチック走行ポジションにあり（ステップＳ３でＹＥＳ）、かつ、車速センサ５６により検出される車速Ｖが原動機回転数（またはアクセルペダル１０の踏み込み操作量）の関係から求められる許容車速以下であるときに（ステップＳ４でＹＥＳ）、図３の下から３段目及び２段目に示されるように変速機２８にシフトダウン指令信号を出力して低速段切換を開始する（ステップＳ５）。
【００５７】
このような低速段切換が行われても、変速の切換応答の間は、車両の慣性があるため、図３に示すように車速Ｖ及び走行車輪３０の回転数は急には低下しない。従って、油圧モータ２６の回転数Ｎｍが急激に上昇する場合がある。ここで、何らの対策も施さなければ、モータ回転数Ｎｍの上昇に伴って管路２４の圧力Ｐが急激に上昇し、急ブレーキの発生や油圧機器の損傷等を招くおそれがある。
【００５８】
その対策として、図示の装置では、コントローラ５０が、前記低速段切換の開始時（図３の点Ａ）とほぼ同時に電磁比例減圧弁４４の指令圧力を前記図２（ａ）の曲線ｂに示される圧力よりも上昇させ（図３の最下段）、低速段切換の完了時（同図点Ｂ）から僅かに遅れて前記指令圧力を本来の圧力（前記曲線ｂで示される圧力）に戻す。すなわち、電磁比例減圧弁４４の指令圧力を所定時間だけアップする（図４のステップＳ６）。
【００５９】
これにより、可変容量型油圧ポンプ１８のポンプ容量Ｄｐひいてはポンプ吸収流量Ｑｐが一時的に増大し、前記モータ回転数Ｎｍの急増に伴うモータ吐出流量Ｑｍの増大が前記可変容量型油圧ポンプ１８の回転を通じてエンジンブレーキという形態で吸収されることになる。具体的に、可変容量型油圧ポンプ１８による原動機１２の駆動トルクＴｐは、概ね、
Ｔｐ＝Ｄｐ×Ｐ／２π
で表されるため、前記ポンプ容量Ｄｐを一時的に増大させることにより、前記モータ回転数Ｎｍの急増によるエネルギー増加分を原動機１２の駆動トルクＴｐを利用して有効に吸収することができる。
【００６０】
このとき、減速度は一時的に低下して車速Ｖがほとんど減速しない状態が生ずるが、従来のようにリリーフ作動で流量を吸収するものと異なり、当該流量吸収に要する時間は高速段から低速段への変速過渡期とほぼ同等の時間で十分であって一般には１００ｍｓｅｃ程度と僅かであり、運転者に違和感を与えるおそれはほとんどない。また、閉回路内での温度上昇も生じにくく、油圧機器等を傷めるおそれもない。
【００６１】
なお、前記変速過渡期においては、低速段切換完了前に回路圧力Ｐ及び減速度ａが復帰し始め（図３の点Ｄ）、同時点から原動機回転数Ｎｅ及びポンプ吸収流量Ｑｐも増加し始めることになる。
【００６２】
また、前記変速過渡期の終了前あたりから図３に示すように電磁比例減圧弁４４の指令圧力及びポンプ容量Ｑｐを徐々に減少させていくようにすれば、当該ポンプ容量Ｑｐを一時的な増加状態から通常状態へと滑らかに移行していくことが可能になる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施の形態を図５及び図６を参照しながら説明する。
【００６４】
この実施の形態では、前記図１に示した電磁比例減圧弁４４に代え、図５に示すように、高圧油圧源４２と高位選択弁であるシャトル弁４６との間に電磁切換弁４５が介在している。
【００６５】
この電磁切換弁４５は、コントローラ５０からソレノイドの励磁信号（指令信号）が入力されない場合には高圧油圧源４２からシャトル弁４６への油圧供給を遮断する位置（図５では下位置）に切換えられ、前記励磁信号が入力された場合には前記高圧油圧源４２からシャトル弁４６への油圧供給を許容する位置（図５では上位置）に切換えられるように構成されている。また、前記高圧油圧源４２の出力する油圧は容量操作用ポンプ２０から絞り４７及び減圧弁４８を通じてシャトル弁４６に供給される作動油の最高圧よりも高い圧力に設定されている。
【００６６】
一方、コントローラ５０は、変速機２８を高速段から低速段へ切換える低速段切換時以外の運転時には、前記電磁切換弁４５に励磁信号を入力せず（すなわち電磁切換弁４５を遮断位置に切換え）、逆に前記低速段切換時には、図６の最下段に示すように、低速段への切換開始時点Ａとほぼ同時に電磁切換弁４５に励磁信号を入力して同弁４５を許容位置に切換え、その後、切換終了時点Ｂを所定の微小時間だけ過ぎた時点Ｄで前記励磁信号の入力を停止して電磁切換弁４５を遮断位置に切換えるように構成されている。
【００６７】
この実施の形態にかかる装置では、前記低速段切換時以外の運転時には、前記電磁切換弁４５が遮断位置にあって高圧供給源４２からシャトル弁４６への油圧供給を遮断するため、当該シャトル弁４６では前記容量操作用油圧ポンプ２０から絞り４７及び減圧弁４８を通じて供給される油圧が高位選択される。従って、電磁切換弁３６が前進位置（図４の左位置）または後退位置（同図右位置）に切換えられると、レギュレータ３８には専ら容量操作用油圧ポンプ２０から吐出される作動油が供給されることとなり、可変容量型油圧ポンプ１８のポンプ容量Ｄｐ（図６）は、原動機回転数Ｎｅの変化に伴い前記図２（ａ）の曲線ａで示される特性で操作される。
【００６８】
これに対し、変速機２８が高速段から低速段に切換えられる低速段切換時には、電磁切換弁４５が許容位置に切換えられて高圧供給源４２からシャトル弁４６に油圧が供給される状態となり、かつ、その供給油圧は容量操作用油圧ポンプ２０から絞り４７及び減圧弁４８を通じてシャトル弁４６に供給される油圧よりも高いため、当該高圧供給源４２の出力する油圧が高位選択されてレギュレータ３８に導かれる。これにより、可変容量型油圧ポンプ１８のポンプ容量Ｄｐ及びポンプ吸収流量Ｑｐが一時的に増大するため（図６）、前記図１〜図４に示した装置と同様、低速段切換時のモータ回転数Ｎｍの増大に伴うモータ吐出流量Ｑｍの増大を前記可変容量型油圧ポンプ１８で有効に吸収することができる。
【００６９】
この場合も、ポンプ容量Ｄｐの増大は低速段切換過渡期に対応した僅かな期間でよいため、当該期間で一時的に減速度ａが低下しても（車速Ｖが低下しなくても）運転者に違和感を与えることはほとんどない。
【００７０】
なお、図５に示す装置では、高圧供給源４２からレギュレータに油圧が供給される状態と、容量操作用油圧ポンプ２０から油圧が供給される状態とに切換える油圧供給切換手段として、電磁切換弁４５及びシャトル弁４６を利用しているが、例えばこれらを省略して、外部からの指令信号により前記両状態の切換を行う２位置の電磁切換弁を設置するようにしてもよい。
【００７１】
その他、本発明は例えば次のような実施の形態をとることも可能である。
【００７２】
１）図２（ａ）に示す例では、原動機回転数と電磁比例減圧弁４４の指令圧力との特性として曲線ｂ，ｂ′で示される２種類の特性を具備するものを示したが、当該特性の数や具体的内容は適宜設定可能である。例えば、前記曲線ｂ，ｂ′のいずれかに代え、またはこれらに加えて、登坂時用の特性や急加速用の特性を加えるようにしてもよい。
【００７３】
２）変速機２６における変速段の数も特に問わない。変速段を３段以上具備する場合、全ての低速段切換時（例えば高速段から中速段への移行時も含む。）について本発明にかかるポンプ容量増大制御を適用してもよいし、特にモータ回転数の増大が深刻となる低速段切換についてのみ前記ポンプ容量増大制御を適用してもよい。
【００７４】
３）前記図１では、電磁比例減圧弁４４から出力される油圧と容量操作用油圧ポンプ２０から出力される油圧とがシャトル弁４６で高位選択されてレギュレータ３８に導かれる装置が示されているが、同装置において容量操作用油圧ポンプ２０の省略は可能である。高位選択を行う場合でも、必ずしも図示のようなシャトル弁（高位選択弁）４６を用いるものに限らず、実質上高位選択がなされる構成であればよい。例えば、第３の実施の形態として図７に示すように、電磁比例減圧弁４２からの出力と容量操作用油圧ポンプ２０からの出力との合流点６０と当該電磁比例減圧弁４２との間にチェック弁６２を介在させただけの構成でも、容量操作用油圧ポンプ２０側の減圧弁４８の流量が小さくて前記合流点６０で実質上高位選択がなされる構成であれば、特にシャトル弁４６を要しない。
【００７５】
４）図３及び図６に示すタイムチャートでは、低速段切換開始と同時にポンプ容量Ｄｐを増加させ、低速段切換終了時点から僅かな時間が経過した時点でポンプ容量Ｄｐの増加を停止させるようにしているが、低速段切換開始時点及び終了時点と、ポンプ容量Ｄｐの増加開始時点及び終了時点との間にはそれぞれ僅かなずれ（例えば１００ｍｓｅｃ程度のずれ）があってもよい。要は、低速段切換の際に確実にポンプ容量Ｄｐが増量され、かつ、その増量時期が当該増量による減速度の低下によって運転者に違和感を与えない程度に短時間に抑えられていればよく、変速機２８の各段のクラッチの締結応答性や変速比を加味して前記ポンプ容量増加のタイミング設定をすればよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、可変容量型油圧ポンプと油圧モータとで閉回路が構成される油圧式走行駆動装置において、前記油圧モータと走行用車輪との間に介在する変速機が高速段から低速段に切換えられる際に前記可変容量型油圧ポンプの容量を一時的に大きくすることによってモータ回転数の増加に伴うモータ吐出流量の急増を吸収するようにしたものであるので、閉回路内の急激な昇温や運転者の違和感を伴うことなく変速機の低速段切換時におけるショックを有効に低減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる油圧式走行駆動装置を示す油圧回路図である。
【図２】（ａ）は図１に示す装置における原動機回転数と電磁比例減圧弁の指令圧力及びポンプ容量との関係を示すグラフ、（ｂ）は同装置における原動機の回転数と原動機出力、原動機トルク、及び出力馬力との関係を示すグラフ、（ｃ）は車速と駆動力との関係を示すグラフである。
【図３】図１に示す装置の低速段切換時における作用を示すタイムチャートである。
【図４】前記低速段切換時でのコントローラの制御動作例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる油圧式走行駆動装置を示す油圧回路図である。
【図６】図５に示す装置の低速段切換時における作用を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第３の実施の形態にかかる油圧式走行駆動装置を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１０  アクセルペダル
１２  原動機
１８  可変容量型油圧ポンプ
２０  容量操作用油圧ポンプ
２２，２４  管路
２６  油圧モータ
２８  変速機
３０  走行用車輪
３８  レギュレータ
４０  容量操作手段
４２  高圧油圧源
４４  電磁比例減圧弁
４５  電磁切換弁
４６  シャトル弁（高圧選択部）
５０  コントローラ（圧力制御手段及び圧力増加手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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