(57)【要約】【課題】簡単な構造で車速を制限できる油圧走行車両の車速制限システムを提供する。【解決手段】走行用油圧モータ１３の負荷圧と可変容量式走行用油圧ポンプ１２の吐出圧の差圧がＬＳセット圧となるように可変容量式走行用油圧ポンプ１２の容量を制御するポンプ容量制御手段１２Ｃと、油圧走行車両の車速検出手段３１と、検出された車速が設定値を越える場合にはＬＳセット圧を変更し、可変容量式走行用油圧モータの容量を減少させるコントローラ３０とを備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用油圧モータと可変容量式走行用油圧ポンプを備えた油圧走行車両の車速制限システムにおいて、
走行用油圧モータの負荷圧と可変容量式走行用油圧ポンプの吐出圧の差圧が、ロードセンシングセット圧となるように可変容量式走行用油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量制御手段（１２Ｃ）と、
前記油圧走行車両の車速検出手段と、
この車速検出手段により検出された車速が設定値を越える場合には、前記ロードセンシングセット圧を変更して、前記可変容量式走行用油圧モータの容量を減少させるコントローラ（３０）と、
を備えることを特徴とする油圧走行車両の車速制限システム。
【請求項２】
前記コントローラ（３０）は前記ロードセンシングセット圧を設定するロードセンシングセット圧設定手段（３９）を備え、
このロードセンシングセット圧設定手段は、別の複数種類のロードセンシングセット圧設定手段から選択された設定手段に交換可能であることを特徴とする請求項１に記載の油圧走行車両の車速制限システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両、特に油圧走行車両の車速制限システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンにより駆動される走行用油圧ポンプの圧油により可変容量式の走行用油圧モータを駆動して走行する油圧走行車両は、最高車速が走行用油圧ポンプの容量によって制限されている。そして、最高車速は油圧走行車両が走行する国によって異なり、最高車速の異なる国へ油圧走行車両を輸出する場合には、容量の異なった走行用油圧ポンプを搭載した車両をそれぞれの国へ輸出することで対応している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、油圧走行車両に各国の最高車速に合わせて、何種類もの容量の異なる走行用油圧ポンプを準備すると、走行用油圧ポンプの種類が増える。また、車両を走行用油圧ポンプに合わせた配管等の関連部品の種類が増え、管理工数の増大を招く。さらに、出荷前に仕様の変更がある場合は、走行用油圧ポンプを組替えなければならず、余計な組み立て工数が発生する。
【０００４】
本発明は、かかる問題点に着目してなされたものであり、油圧走行車両において、簡単な構造で車速を制限することのできる油圧走行車両の車速制限システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、第１発明による油圧走行車両の車速制限システムは、走行用油圧モータと可変容量式走行用油圧ポンプを備えた油圧走行車両の車速制限システムにおいて、走行用油圧モータの負荷圧と可変容量式走行用油圧ポンプの吐出圧の差圧がロードセンシングセット圧（以下ＬＳセット圧という）となるように可変容量式走行用油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量制御手段と、前記油圧走行車両の車速検出手段と、この車速検出手段により検出された車速が設定値を越える場合には、ＬＳセット圧を変更して前記可変容量式走行用油圧モータの容量を減少させるコントローラとを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
第２発明は、前記第１発明において、前記コントローラが、前記ＬＳセット圧を設定するＬＳセット圧設定手段を備え、この設定手段は、別の複数種類のＬＳセット圧設定手段から選択された設定手段に交換可能に構成したものである。
【発明の効果】
【０００７】
前記第１発明によれば、車速が設定値を越える場合にＬＳセット圧を変更して、可変容量式走行用油圧モータの容量を減少させるので、簡単な構成で車速制限システムを実現できる。
【０００８】
また、第２発明によれば、ＬＳセット圧設定手段が交換可能なコントローラを備えているので、この設定手段を別の複数種類の中から選択されたＬＳセット圧設定手段に交換するだけで、制限車速を簡単に変更できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明による油圧走行車両の車速制限システムの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１には、本発明の一実施形態に係る油圧走行車両の車速制限システムのシステム構成図が示されている。
【００１１】
エンジン１１には走行ポンプ１２が接続され、走行ポンプ１２はエンジン１１により駆動され圧油を吐出する。走行ポンプ１２から吐出された圧油は、走行制御弁２１を介し、油圧用スイベルジョイント１５を介して走行モータ１３に送られる。走行モータ１３は、変速機１４の入力軸と接続されており、変速機１４を駆動する。
【００１２】
変速機１４には走行速度検出用ポンプ１７が設けられており、変速機１４の出力軸の回転に比例して回転するようになっている。走行速度検出用ポンプ１７から吐出された圧油は、油圧用スイベルジョイント１５を介して走行速度検出用モータ１８に送られる。走行ポンプ１２は可変容量油圧ポンプであり、ポンプ容量制御手段１２Ｃを有している。また、走行モータ１３は可変容量式油圧モータであり、モータ容量制御手段１３Ｃを有している。
【００１３】
なお、図示しない作業車両は、図示しない下部走行体と、図示しない上部旋回体を備えている。上部旋回体には図示しない作業機を備え、下部走行体と上部旋回体との連結部には油圧用スイベルジョイント１５を設けている。エンジン１１は図示しない上部旋回体に設けられ、変速機１４は図示しない下部走行体に設けられ、コントローラ３０は図示しない上部旋回体に設けられている。
【００１４】
変速機１４は変速制御手段である変速バルブ１６と油圧用スイベルジョイント１５を介して接続している。変速バルブ１６は、ミッション用ポンプ１９から圧油を油圧スイベルジョイント１５を介して変速機１４の１速クラッチ１４Ｆまたは２速クラッチ１４Ｓに送っている。変速バルブ１６は、構造が簡単でコストの低い、２位置切換弁であり、図示の１速位置１６Ａと２速位置１６Ｂとを、コントローラ３０からの変速信号により切換えている。
【００１５】
変速機１４は遊星歯車機構を有しており、変速バルブ１６からの圧力信号により、低速用の１速クラッチ１４Ｆまたは高速用の２速クラッチ１４Ｓに圧力を付加または開放して入り切りし、速度段を設定している。即ち、１速クラッチ１４Ｆおよび２速クラッチ１４Ｓは、圧油を加えてクラッチを入れ、圧油を開放してクラッチを切る方式である。
【００１６】
また、変速機１４は１速、２速の２速度段を有している。変速機１４を１速とする場合には、変速バルブ１６を１速位置１６Ａとし、１速クラッチ１４Ｆに変速バルブ１６からの圧油を加えて１速クラッチを入れ、且つ２速クラッチ１４Ｓの圧油を開放して２速クラッチ１４Ｓを切る。変速機１４を２速とする場合には、変速バルブ１６を２速位置１６Ｂとし、２速クラッチ１４Ｓに変速バルブ１６からの圧油を加えて２速クラッチを入れ、且つ１速クラッチ１４Ｆの圧油を開放して１速クラッチ１４Ｆを切る。
【００１７】
車速検出用モータ１８の出力軸には車速信号発生用の車速検出ギヤ３５が設けられ、車速検出用モータ１８により回転する。車速検出ギヤ３５の外周には、例えば、所定数の歯、スリット、または凹凸が形成されている。車速検出センサ３１は、車速検出ギヤ３５の外周に近接して設けられており、例えば所定数の歯が車速検出センサ３１の信号検出部を通り過ぎるときに発生するパルスを、電気信号として発生する。
【００１８】
車速検出手段である車速検出センサ３１はコントローラ３０と接続されており、コントローラ３０に電気信号として車速信号を送信する。コントローラ３０は、この車速信号を演算処理して車速を算出する。
【００１９】
走行制御弁２１は、図示の中立位置Ｎから前進位置Ｆまたは後進位置Ｒに切換わり、走行ポンプ１２から吐出される圧油の方向を制御して走行モータ１３に圧油を送っている。走行制御弁２１は前後進切換弁２２からのパイロット圧力である走行パイロット圧を走行制御弁２１の前進側受圧部２１Ｆまたは後進側受圧部２１Ｒに受けることにより、中立位置Ｎから前進位置Ｆまたは後進位置Ｒに切換わる。
【００２０】
前後進切換弁２２はコントローラ３０からの前進信号により図示の前進位置ＦＫに切換わり、後進信号により後進位置ＲＫに切換わる。
【００２１】
アクセルペダル２３Ａは、踏込まれることにより走行パイロット圧弁２３を作動させ、走行パイロット圧を発生させている。アクセルペダル２３Ａの踏込み量検出手段である走行パイロット圧は、アクセルペダル２３Ａの踏込み量に応じて変化し、アクセルペダル２３Ａの踏込み量が増加すると所定の比率で増加するようになっている。
【００２２】
走行ポンプ１２と走行制御弁２１の間の回路には、負荷圧検出手段である走行負荷圧センサ３３が設けられている。走行負荷圧センサ３３は、検出した走行負荷圧信号をコントローラ３０に送信している。
【００２３】
走行制御弁２１の前後進切換弁２２と走行制御弁２１の前進側受圧部２１Ｆの間の回路には、前進走行圧センサ３６が設けられている。前後進切換弁２２と走行制御弁２１の後進側受圧部２１Ｒの間の回路には、後進走行圧センサ３７が設けられている。前進走行圧センサ３６は、走行パイロット圧により内部のスイッチが入り前進走行信号を、後進走行圧センサ３７は走行パイロット圧により内部のスイッチが入り後進走行信号を、それぞれコントローラ３０に送信している。
【００２４】
走行制御弁２１は、油圧用スイベルジョイント１５を介して、前進側回路４６Ｆおよび後進側回路４６Ｒにより走行モータ１３と接続している。走行制御弁２１と油圧用スイベルジョイント１５との間にある前進側回路４６Ｆから分岐した回路４７Ｆと、後進側回路４６Ｒから分岐した回路４７Ｒとは、シャトル弁４２を介して接続されている。シャトル弁４２の出力回路ＬＳＭは、ポンプ容量制御手段１２Ｃと接続されている。シャトル弁４２からは、前進側回路４６Ｆおよび後進側回路４６Ｒのいずれか高い方の圧油が、走行モータ１３のモータ負荷圧ＬＳ１として出力され、出力回路ＬＳＭを通ってポンプ容量制御手段１２Ｃに入る。
【００２５】
走行ポンプ１２の吐出回路４１は走行制御弁２１に接続している。吐出回路４１から分岐したポンプ圧検出回路ＬＳＰは、ポンプ容量制御手段１２Ｃと接続されている。走行ポンプ１２の吐出回路４１のポンプ吐出圧ＬＳ２は、ポンプ容量制御手段１２Ｃに入る。
【００２６】
ポンプ容量制御手段１２Ｃは、コントローラ３０と接続されている。ポンプ容量制御手段１２Ｃは、走行用ポンプ１２のポンプ吐出圧ＬＳ２と走行モータ１３のモータ負荷圧ＬＳ１との差圧ΔＬＳ（＝ＬＳ２−ＬＳ１）が、コントローラ３０から送信されるポンプ容量信号に応じた所定のＬＳセット圧になるように、走行ポンプ１２の容量を制御している。ポンプ容量制御手段１２Ｃには、ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳが設けられ、コントローラ３０からの信号に応じて、ＬＳセット圧を設定できるようになっている。
【００２７】
ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳの両側には電磁コイル１２ＣＳと、スプリング１２ＣＰが設けられている。コントローラ３０からの信号に応じて、電磁コイル１２ＣＳはＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳの図示しないスプールに反力を与えている。ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳのスプールは、電磁コイル１２ＣＳによる反力と走行モータ１３のモータ負荷圧ＬＳ１とによる押し力との合計した力と、走行用ポンプ１２のポンプ吐出圧ＬＳ２による力とスプリング１２ＣＰによる力との合計した力がつりあう位置まで移動する。そのスプールの開口量に応じて、ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳは、ポンプ容量制御シリンダ１２ＣＣに走行ポンプ１２の吐出回路４１からの圧油を送っている。つまり、ポンプ容量制御手段１２Ｃは、走行用ポンプ１２のポンプ吐出圧ＬＳ２と走行モータ１３のモータ負荷圧ＬＳ１との差圧ΔＬＳ（＝ＬＳ２−ＬＳ１）を検出するロードセンシング手段となっている。この差圧ΔＬＳによってバランスするＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳのスプールのセット圧を、ＬＳセット圧としている。
【００２８】
走行モータ１３のモータ負荷圧ＬＳ１による力が大きくなれば、ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳは図示の位置１２Ａになり、ポンプ容量制御シリンダ１２ＣＣの圧油は油タンク２５にドレンされ、走行ポンプ１２の斜板１２ａを図示のｍａｘ方向に傾け、走行ポンプ１２の容量は増加する。一方、走行用ポンプ１２のポンプ吐出圧ＬＳ２による力が大きくなれば、ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳは位置１２Ｂになり、ポンプ容量制御シリンダ１２ＣＣに圧油が入り、走行ポンプ１２の斜板１２ａを図示のｍｉｎ方向に傾け、走行ポンプ１２の容量は減少する。
【００２９】
ここで、ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳの電磁コイル１２ＣＳによるスプールの反力を小さくすると、走行用ポンプ１２のポンプ吐出圧ＬＳ２による力とスプリング１２ＣＰによる力との合計した力の方が、電磁コイル１２ＣＳによる反力と走行モータ１３のモータ負荷圧ＬＳ１とによる押し力との合計した力より大きくなるので、ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳは位置１２Ｂになるように移動する。これにより、ポンプ容量制御シリンダ１２ＣＣに圧油が入り、走行ポンプ１２の斜板１２ａをｍｉｎ方向に傾け、走行ポンプ１２の容量を減少させることができる。従って、ポンプ容量制御手段１２Ｃのロードセンシング手段としてのセット圧であるＬＳセット圧を変更することにより、走行ポンプ１２の斜板１２ａをｍｉｎ方向に傾け、走行ポンプ１２の容量を減少させることができるようになっている。
【００３０】
前後進スイッチ３４はコントローラ３０に接続され、前進指令信号または後進指令信号をコントローラ３０に送信している。
【００３１】
コントローラ３０は、走行ポンプ１２と走行制御弁２１の間の回路の走行負荷圧センサ３３が検出した走行負荷圧信号を受けると、走行抵抗による負荷として、走行ポンプ１２の吐出している圧油の圧力が所定の値を超えていないかを算出している。
【００３２】
コントローラ３０は、車速検出センサ３１の検出した電気信号である車速信号を演算処理して車速を算出し、車速が所定の速度、例えば５０ｋｍ／ｈを超えた場合には、走行ポンプ１２の容量を減少させるポンプ容量減少信号を、ポンプ容量制御手段１２Ｃに送る。ポンプ容量制御手段１２ＣのＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳはポンプ容量減少信号を受けると、電磁コイル１２ＣＳによる電磁比例弁１２ＣＬＳのスプールの反力を小さくする。すると、前記のように走行用ポンプ１２のポンプ吐出圧ＬＳ２による力とスプリング１２ＣＰによる力との合計した力の方が、電磁コイル１２ＣＳによる反力と走行モータ１３のモータ負荷圧ＬＳ１とによる押し力との合計した力より大きくなるので、ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳは位置１２Ｂになるように移動し、走行ポンプ１２の容量を減少させる。
【００３３】
また、コントローラ３０は、ＬＳセット圧を設定できるＬＳセット圧設定手段であるＬＳセット圧設定アダプタ３９を備えている。ＬＳセット圧設定アダプタ３９は図示しないコネクタによりコントローラ３０に対して外部から交換できるように、脱着可能になっている。例えば、最高車速５０ｋｍ／ｈ用アダプタ、最高車速６０ｋｍ／ｈ用アダプタ、最高車速７０ｋｍ／ｈ用のアダプタ等に交換することにより、ＬＳセット圧を複数種類設定することで、最高車速を複数種類設定できる。例えば、最高車速５０ｋｍ／ｈ用アダプタであるＬＳセット圧設定アダプタ３９を取り付けた場合には、車速検出センサ３１の検出した電気信号である車速信号を演算処理して車速を算出し、この車速が５０ｋｍ／ｈを超えた場合に、前記のようにして走行ポンプ１２の容量を減少させる。
【００３４】
次に、本実施形態の車速制限システムの作動を説明する。
【００３５】
オペレータが、前後進スイッチ３４を前進側に切換えると前後進切換弁２２は前進位置ＦＫとなり、アクセルペダル２３Ａを踏込むと走行パイロット圧が走行制御弁２１の前進側受圧部２１Ｆに加わり、中立位置Ｎから前進位置Ｆに切換わる。前進走行圧センサ３６は、走行パイロット圧により内部のスイッチが入り、前進走行信号をコントローラ３０に送信する。
【００３６】
コントローラ３０は、前後進スイッチ３４の前進指令信号と、図示しない速度段レバーにより設定された速度段信号（例えば２速）とにより、先ず、変速バルブ１６を１速位置１６Ａに切換え、次いで１速クラッチ１４Ｆを入れ且つ２速クラッチ１４Ｓを切り、前進１速に変速機１４を変速する。
【００３７】
走行制御弁２１は、走行ポンプ１２から吐出される圧油を油圧用スイベルジョイント１５を介して、走行モータ１３の前進側ポート１３Ｆに送る。走行モータ１３は、前進方向に回転して変速機１４を駆動し、作業車両は前進走行する。
【００３８】
車速が増加して、車速検出センサ３１からの車速信号が最高車速として設定された例えば車速５０ｋｍ／ｈを超えると、コントローラ３０は、走行ポンプ１２の容量を減少させるポンプ容量減少信号をポンプ容量制御手段１２Ｃに送信する。
【００３９】
ポンプ容量制御手段１２ＣのＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳはポンプ容量減少信号を受けると、電磁コイル１２ＣＳによるスプールの反力を小さくする。すると、前記のように走行用ポンプ１２のポンプ吐出圧ＬＳ２による力とスプリング１２ＣＰによる力との合計した力の方が、電磁コイル１２ＣＳによる反力と走行モータ１３のモータ負荷圧ＬＳ１とによる押し力との合計した力より大きくなるので、ＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳは位置１２Ｂになる。ポンプ容量制御シリンダ１２ＣＣに圧油が入り、走行ポンプ１２の斜板１２ａをｍｉｎ方向に傾け、走行ポンプ１２の容量を減少させる。
【００４０】
そして、作業車両の速度が低下し、最高車速として設定された例えば車速５０ｋｍ／ｈ以下になると、コントローラ３０は、走行ポンプ１２の容量を増加させるように、ポンプ容量信号をポンプ容量制御手段１２Ｃに送信する。
【００４１】
このように、本実施形態では、ポンプ容量制御手段１２ＣのＬＳ電磁比例弁１２ＣＬＳにポンプ容量減少信号を送り、電磁コイル１２ＣＳによるスプールの反力を小さくするだけで車速を制限できる。従って、油圧走行車両のポンプ容量制御手段１２Ｃにロードセンシング手段を用いているものでは、既存のポンプ容量制御手段１２Ｃを用いればよく、新たな追加の部品も不要であり、コントローラ３０の制御ソフトの変更だけで良い。かかる簡単な構造で、作業車両である油圧走行車両は、制限車速である最高速度を超えることなく走行できる。
【００４２】
さらに、最高車速を変更する場合には、ＬＳセット圧設定手段であり最高車速設定手段でもあるＬＳセット圧設定アダプタ３９を交換するだけでよく、簡単に制限車速である最高車速を変更することができる。
【００４３】
また、油圧走行車両は上部旋回体を持たない車両でも良く、例えばホイールローダ、フォークリフト、あるいはその他の作業車両にも適用できる。上部旋回体を備えていない車輌に本発明の車速制限システムを適用する場合には、油圧用スイベルジョイント１５を省略すれば良い。
【００４４】
なお、変速機１４における低速用の１速クラッチ１４Ｆおよび高速用の２速クラッチ１４Ｓは、圧油を加えてクラッチを入れ、圧油を開放してクラッチを切る方式のクラッチで説明している。
【００４５】
これとは逆に、低速用の１速クラッチ１４Ｆおよび高速用の２速クラッチ１４Ｓにクラッチ接続用のスプリングを設け、圧油を開放してクラッチを入れ、圧油を加えてクラッチを切る方式としても良い。即ち、変速機１４を１速とする場合には、１速クラッチ１４Ｆに変速バルブ１６からの圧油を開放して１速クラッチを入れ、２速クラッチ１４Ｓの圧油を加えて２速クラッチ１４Ｓを切り、変速機１４を１速とする。変速機１４を２速とする場合には、２速クラッチ１４Ｓに変速バルブ１６からの圧油を開放して２速クラッチを入れ、１速クラッチ１４Ｆの圧油を加えて１速クラッチ１４Ｆを切り、変速機１４を２速とすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る油圧走行車両の車速制限システムのシステム構成図
【符号の説明】
【００４７】
１２    走行ポンプ（可変容量式走行用油圧ポンプ）
１２Ｃ  ポンプ容量制御手段
１３    走行モータ（走行用油圧モータ）
３０    コントローラ
３１    車速検出センサ（車速検出手段）
３９    ＬＳセット圧設定アダプタ（ロードセンシングセット圧設定手段）
【図１】
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