(57)【要約】【課題】可変容量型の油圧モータを利用して補助制動機能を働かせる。【解決手段】ＨＳＴ車両において、補助制動スイッチ２５を操作した状態での走行中に、アクセルセンサ２４によって検出されるアクセル操作量の減少の度合いが設定値以上になった場合に、モータレギュレータ１１を作動させて油圧モータ６の容量を増加させることにより、モータ出口側の主管路５にブレーキ圧力を発生させ、このときポンプ容量の減少に基づいて発生する本来のブレーキ圧力と合わせて高いブレーキ力を発揮させ、通常走行時よりも大きな減速度で車両を減速させるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機によって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプによって駆動される走行駆動源としての可変容量型の油圧モータとが主管路により接続されて閉回路が構成され、加速操作時には上記油圧ポンプの容量を増加させてモータ入口側の主管路に加速圧力を発生させ、減速操作時には上記油圧ポンプの容量を減少させてモータ出口側の主管路にブレーキ圧力を発生させるように構成された油圧走行駆動装置において、上記油圧モータの容量を制御するレギュレータと、このレギュレータの作動を制御する制御手段とを具備し、上記制御手段は、補助制動作用を働かせることを目的とするオペレータの補助制動操作が行われたときに、上記レギュレータをモータ容量が増加する方向に作動させるように構成されたことを特徴とする油圧走行駆動装置。
【請求項２】
制御手段は、補助制動操作が行われたことを検出する補助制動操作検出手段と、この補助制動操作検出手段によって補助制動操作が検出されたときにレギュレータをモータ容量増加方向に作動させる作動指令信号を出力するコントローラとによって構成されたことを特徴とする請求項１記載の油圧走行駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の油圧走行駆動装置において、補助制動操作検出手段は、原動機の回転数を指令するアクセルの操作量を検出し、コントローラは、検出されたアクセル操作量の減少度合いが設定値以上になったときに補助制動操作が行われたとして作動指令信号を出力するように構成されたことを特徴とする油圧走行駆動装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の油圧走行駆動装置において、補助制動操作検出手段は、原動機の回転数を指令するアクセルの操作量を検出し、制御手段は、検出されたアクセル操作量が設定値以下になったときに補助制動操作が行われたとして作動指令信号を出力するように構成されたことを特徴とする油圧走行駆動装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の油圧走行駆動装置において、補助制動操作検出手段はブレーキ操作を検出し、制御手段は、ブレーキ操作が検出されたときに補助制動操作が行われたとして作動指令信号を出力するように構成されたことを特徴とする油圧走行駆動装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の油圧走行駆動装置において、補助制動選択手段を備え、制御手段は、この補助制動選択手段によって補助制動を行う旨の選択が行われたことを条件としてレギュレータをモータ容量が増加する方向に作動させるように構成されたことを特徴とする油圧走行駆動装置。
【請求項７】
制御手段は、補助制動操作が行われたときに、原動機の排気ブレーキを作用させるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の油圧走行駆動装置。
【請求項８】
制御手段は、レギュレータをモータ容量が増加する方向に作動させると同時にブレーキ警告灯を点灯させるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の油圧走行駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホイールローダ等の作業車両に用いられるＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（静油圧式無段変速機）付きの油圧走行駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＨＳＴ車両の油圧走行駆動装置として、可変容量型の油圧ポンプと、可変容量型の油圧モータを主管路で接続して閉回路を構成し、アクセルペダルを戻したときに油圧ポンプの容量を減少させてモータ出口側の主管路にブレーキ圧力を発生させ、このブレーキ圧力を油圧ポンプによりトルク変換して原動機に吸収させ、減速作用を得るように構成したものが一般的である（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２６５０１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のＨＳＴ車両によると、上記のようにポンプ容量の減少によって発生するブレーキ圧力を利用した減速作用しか働かず、一般の重車両に装備されているリターダ等による補助制動機能は働かない構成となっている。
【０００５】
このため、ＨＳＴ車両においても、長い坂路を下るときのブレーキパッドの摩耗やベーパーロックの発生を防止する上で、一般重車両と同様の補助制動機能を装備することが望まれていた。
【０００６】
しかし、一般重車両に搭載された補助制動装置をそのまま転用すると、付加設備及び改造の費用が高くなり、コストが高騰するという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、走行駆動源である可変容量型の油圧モータを利用して補助制動機能を働かせることができる油圧走行駆動装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、原動機によって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプによって駆動される走行駆動源としての可変容量型の油圧モータとが主管路により接続されて閉回路が構成され、加速操作時には上記油圧ポンプの容量を増加させてモータ入口側の主管路に加速圧力を発生させ、減速操作時には上記油圧ポンプの容量を減少させてモータ出口側の主管路にブレーキ圧力を発生させるように構成された油圧走行駆動装置において、上記油圧モータの容量を制御するレギュレータと、このレギュレータの作動を制御する制御手段とを具備し、上記制御手段は、補助制動作用を働かせることを目的とするオペレータの補助制動操作が行われたときに、上記レギュレータをモータ容量が増加する方向に作動させるように構成されたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、制御手段は、補助制動操作が行われたことを検出する補助制動操作検出手段と、この補助制動操作検出手段によって補助制動操作が検出されたときにレギュレータをモータ容量増加方向に作動させる作動指令信号を出力するコントローラとによって構成されたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、補助制動操作検出手段は、原動機の回転数を指令するアクセルの操作量を検出し、コントローラは、検出されたアクセル操作量の減少度合いが設定値以上になったときに補助制動操作が行われたとして作動指令信号を出力するように構成されたものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２または３の構成において、補助制動操作検出手段は、原動機の回転数を指令するアクセルの操作量を検出し、制御手段は、検出されたアクセル操作量が設定値以下になったときに補助制動操作が行われたとして作動指令信号を出力するように構成されたものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれかの構成において、補助制動操作検出手段はブレーキ操作を検出し、制御手段は、ブレーキ操作が検出されたときに補助制動操作が行われたとして作動指令信号を出力するように構成されたものである。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの構成において、補助制動選択手段を備え、制御手段は、この補助制動選択手段によって補助制動を行う旨の選択が行われたことを条件としてレギュレータをモータ容量が増加する方向に作動させるように構成されたものである。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの構成において、制御手段は、補助制動操作が行われたときに、原動機の排気ブレーキを作用させるように構成されたものである。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかの構成において、制御手段は、レギュレータをモータ容量が増加する方向に作動させると同時にブレーキ警告灯を点灯させるように構成されたものである。
【００１６】
上記構成によると、減速時にオペレータが補助制動操作を行うと、制御手段の作用によってモータ容量が増加し、油圧モータからの流出流量が増加するため、モータ出口側にブレーキ圧力が発生する。
【００１７】
これにより、減速操作に基づく油圧ポンプの容量減少によって働く本来のブレーキ作用と、上記モータ容量の増加によって働くブレーキ作用（補助制動作用）とによって通常時よりも大きなブレーキ圧力が働き、これがポンプでトルク変換されて原動機に伝えられることにより、大きな減速度で減速作用が働く。
【００１８】
すなわち、ＨＳＴ車両において一般重車両と同様の補助制動機能を得ることができる。
【００１９】
しかも、ＨＳＴ車両が元々持っている油圧モータの容量増加作用と原動機の動力吸収作用を利用して補助制動作用を働かせるため、付加設備費及び改造費が安くてすむ。
【００２０】
この場合、請求項３ではアクセル操作量の減少度合いが設定値以上のときに、請求項４ではアクセル操作量が設定値以下になったときに、請求項５ではブレーキ操作が行われたときにそれぞれ補助制動作用が働く。
【００２１】
また、請求項６の構成によると、補助制動選択手段によって補助制動を行う旨の選択が行われた状態（たとえばスイッチのオン操作）でのみ補助制動作用が働くため、たとえば平坦路では補助制動作用を働かせないでスムーズな走行状態を得る等、走行状況やオペレータの好み等に応じた選択が可能となる。
【００２２】
請求項７の構成によると、急で長い下り坂等の走行時に、一般重車両で用いられる排気ブレーキを併用してさらに大きな減速度を得ることができる。
【００２３】
請求項８の構成によると、補助制動作用が行われている間はブレーキ警告灯が点灯するため、とくに公道走行時に後続車に大減速状態であることを表示し、追突等の危険を回避することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００２５】
図１において、１は原動機で、この原動機１により減速機２を介して双方向型で可変容量型の主油圧ポンプ３が駆動される。
【００２６】
この主油圧ポンプ３の両側ポートは前進側及び後進側両主管路４，５を介して双方向型で可変容量型の油圧モータ６に接続され、これにより閉回路が構成されて、主油圧ポンプ３によって油圧モータ６が車両前進方向または後進方向に回転する。
【００２７】
この油圧モータ６の回転力は変速機７、アクスル８を介して駆動輪９，９に伝えられ、これにより車両が走行する。
【００２８】
主油圧ポンプ３はポンプレギュレータ１０によって、油圧モータ６はモータレギュレータ１１によってそれぞれ傾転が制御され、この両者の傾転の変化に応じて走行の加減速作用及び前後進切換作用が行われる。
【００２９】
すなわち、ポンプレギュレータ１０には、原動機１によって駆動される補助ポンプ１２からの油が、図示しない切換スイッチによって切換制御される電磁切換弁１３を介して送られる。
【００３０】
この電磁切換弁１３は、中立位置ａと前進位置ｂと後進位置ｃとを有し、中立位置ａではポンプレギュレータ６は図の左右いずれ側にも作動せず、主油圧ポンプ３が傾転０の状態となる。この状態では、両側主管路４，５のいずれにも圧油は供給されず、油圧モータ６も回転しないため、車両は停止状態となる。
【００３１】
この状態から電磁切換弁１３が前進位置ｂに切換わると、ポンプレギュレータ１０が図右側に作動し、主油圧ポンプ３の傾転が０から一方向に増加して主管路４に圧油が供給される。これにより、油圧モータ６が前進方向に回転し、車両が前進する。
【００３２】
これに対し、電磁切換弁１３が後進位置ｃに切換わると、ポンプレギュレータ１０が図左側に作動し、主油圧ポンプ３の傾転が反対方向に増加して主管路５に圧油が供給される。これにより、油圧モータ６が後進方向に回転し、車両が後進する。
【００３３】
１４は補助ポンプ１２の吐出流量に応じた圧力を発生させる絞りで、この絞り１４によって発生した圧力が減圧弁１５により減圧され、図２中に示すポンプ容量指令圧力として電磁切換弁１３経由でポンプレギュレータ１０に送られる。
【００３４】
１６は低圧リリーフ弁、１７，１７は回路圧力の最大値を規制するオーバーロードリリーフ弁である。
【００３５】
なお、主油圧ポンプ３と油圧モータ６は閉回路で接続されているが、それぞれドレン回路を通じて回路内の油が流出するため、補助ポンプ１２からの油がチェック弁１８，１８を介して両側主管路４，５に補充される。
【００３６】
一方、モータレギュレータ１１には、両側主管路４，５の圧力（回路圧力）がモータ容量を減少させる方向の圧力としてチェック弁１９，１９経由で導入されるとともに、補助油圧源２０から電磁比例減圧弁（以下、レギュレータ制御弁という）２１を介して図３中に示すモータ容量指令圧力がモータ容量を増加させる方向の圧力として導入される。
【００３７】
レギュレータ制御弁２１は、制御手段を構成するコントローラ２２からの指令信号に基づいて開度が変化し、これによって上記容量指令圧力が変化する。
【００３８】
また、アクセルペダル２３の操作量（アクセル操作量）を検出するアクセル操作量検出手段としてのアクセルセンサ２４が設けられるとともに、補助制動選択手段としての補助制動スイッチ２５が設けられ、これらからの信号がコントローラ２２に入力される。
【００３９】
２６はブレーキペダル、２７はこのブレーキペダル２６が操作されたときに点灯するブレーキ警告灯で、この装置においてはブレーキペダル２６の操作がないときでも、補助制動作用が行われている間、コントローラ２２からの信号によってブレーキ警告灯２７を点灯させるように構成されている。
【００４０】
次にこの装置の作用を説明する。
【００４１】
通常走行時
補助制動スイッチ２５が操作されないときは、ＨＳＴ車両の通常の走行動作が行われる。
【００４２】
すなわち、電磁切換弁１３をたとえば前進位置ｂに切換えた状態でアクセルペダル２３を踏み込むと、原動機１の回転数が増加し、この原動機１の回転数に応じたポンプ容量指令圧力（減圧弁１５の二次圧）が電磁切換弁１３経由でポンプレギュレータ１０に送られる。
【００４３】
これにより、ポンプレギュレータ１０が作動し、図２に示すように主油圧ポンプ３の容量が指令圧力の上昇に応じて増加するため、モータ入口側の主管路４に加速圧力が発生して車両が前進を開始する。
【００４４】
そして、車両速度の上昇とともに回路圧力が図３のＰａよりも小さくなると、同図に示すように油圧モータ６の容量が減少して車両がさらに加速する。
【００４５】
登坂時には、主管路４に登坂勾配に応じた負荷圧が発生し、回路圧力が図３のＰｂよりも大きくなるとモータ容量が増加して車両速度が低下する。
【００４６】
また、アクセルペダル２４を戻すと、原動機１の回転数低下、これに伴うポンプ容量指令圧力の低下によって主油圧ポンプ３の容量が減少し、モータ出口側の主管路５にブレーキ圧力が発生して車両速度が低下する。
【００４７】
なお、主管路５のブレーキ圧力は、通常はＰｂよりも低く、モータ容量は小さいままとなる。
【００４８】
補助制動作用時
補助制動スイッチ２５が操作された状態での走行中、アクセルペダル２３を急激に戻すと、補助制動作用が働く。
【００４９】
図４のフローチャートを併用して説明すると、補助制動スイッチ２５がオンの状態で（ステップＳ１でＹＥＳのとき）、アクセルセンサ２４によって検出されるアクセル操作量の減少の度合いが予め設定された値以上（ステップＳ２でＹＥＳ）の場合に、コントローラ２２からレギュレータ制御弁２１にモータ容量増加信号が送られ（ステップＳ３）、同制御弁２１からモータレギュレータ１１にモータ容量を増加させる圧力が供給される。
【００５０】
これにより、回路圧力に関係なく油圧モータ６の容量が増加する（たとえばモータ容量が最大となる）ため、同モータ６からの排出流量が増加して主管路５にブレーキ圧力が発生する。
【００５１】
このとき、主管路５には、前記のようにアクセルペダル２３が戻されることによって、ポンプ容量の減少に基づく本来のブレーキ圧力が発生するため、これらの和によって通常走行時よりも大きなブレーキ力が作用し、これが主油圧ポンプ３でトルク変換されて原動機１に伝えられるることにより、大きな減速度で車両が減速する。
【００５２】
なお、補助制動スイッチ２５がオフの場合、及びアクセル操作量の減少度合いが設定値未満の場合は、通常走行時の制御信号がコントローラ２２からレギュレータ制御弁２１に送られる（ステップＳ４）。
【００５３】
このように、ＨＳＴ車両において、一般重車両と同様の補助制動機能を得ることができ、長い坂路を下るときのブレーキパッドの摩耗やベーパーロックの発生を防止することができる。
【００５４】
また、このときコントローラ２２からの信号によってブレーキ警告灯２７が点灯し、後続車両に大制動状態であることを表示して追突を回避することができる。
【００５５】
他の実施形態
（１）上記実施形態では、アクセルペダル２３が急激に戻される操作を、補助制動作用を働かせることを目的とするオペレータの補助制動操作として補助制動作用を働かせるように構成したが、これに代えて、アクセルペダル２３の操作量が設定値以下（たとえばローアイドル位置相当以下）となったことを補助制動操作として補助制動作用を働かせるように構成してもよい。
【００５６】
あるいは、アクセルペダル２３の急激な戻し操作と、同操作量が設定値以下になったことのいずれの場合も補助制動作用を働かせるように構成してもよい。
【００５７】
また、図１中に示すように、ブレーキペダル２６が操作されたことを検出するブレーキセンサ２８を設け、このブレーキセンサ２８からコントローラ２２に送られる信号に基づき、ブレーキ操作時に補助制動作用を働かせるように構成してもよい。また、ブレーキペダル２６の操作でなく、ブレーキそのものの作動を検出して補助制動操作の有無を判断するように構成してもよい。
【００５８】
（２）補助制動作用が働いている間、自動的に、またはオペレータのスイッチ操作等による選択に応じて、図１中に二点鎖線で示すようにコントローラ２２から原動機１に排気ブレーキ信号を送り、一般重車両で用いられる排気ブレーキを働かせるように構成してもよい。
【００５９】
こうすれば、モータ容量の増加による補助制動作用に排気ブレーキが加わることでさらに大きな制動力が得られ、急で長い下り坂等の走行時に威力を発揮する。
【００６０】
（３）上記実施形態では、モータレギュレータ１１を制御するレギュレータ制御弁２１として電磁比例減圧弁を用いたが、モータレギュレータ１１に圧力を加える位置と加えない位置との間で切換わる電磁切換弁を用いてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、ＨＳＴ車両において、補助制動操作が行われたときにモータ容量を増加させることにより、一般重車両と同様の補助制動機能を得ることができる。
【００６２】
しかも、ＨＳＴ車両が元々持っている油圧モータの容量増加作用と原動機の動力吸収作用を利用して補助制動作用を働かせるため、付加設備費及び改造費が安くてすむ。
【００６３】
また、請求項６の発明によると、補助制動選択手段によって補助制動を行う旨の選択が行われた状態でのみ補助制動作用が働くため、たとえば平坦路では補助制動作用を働かせないでスムーズな走行状態を得る等、走行状況やオペレータの好み等に応じた選択が可能となる。
【００６４】
さらに、請求項７の発明によると、急で長い下り坂等の走行時に、一般重車両で用いられる排気ブレーキを併用してさらに大きな減速度を得ることができる。
【００６５】
請求項８の発明によると、補助制動作用が行われている間はブレーキ警告灯が点灯するため、とくに公道走行時に後続車に大減速状態であることを表示し、追突等の危険を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す回路構成図である。
【図２】実施形態における原動機の回転数とポンプ容量及びポンプ容量指令圧力の関係を示す図である。
【図３】実施形態におけるモータ容量と回路圧力及びモータ容量指令圧力の関係を示す図である。
【図４】実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  原動機
３  主油圧ポンプ
４，５  閉回路を構成する主管路
６  油圧モータ
７  変速機
８  アクスル
９，９  駆動輪
１０  ポンプ容量を制御するポンプレギュレータ
１１  モータ容量を制御するモータレギュレータ
１２  補助ポンプ
１３  電磁切換弁
１４  絞り
１５  減圧弁
２１  モータレギュレータを制御する電磁比例減圧弁
２２  制御手段を構成するコントローラ
２３  アクセルペダル
２４  アクセル操作量検出手段としてのアクセルセンサ
２５  補助制動選択手段としての補助制動スイッチ
２６  ブレーキペダル
２７  ブレーキ警告灯
２８  ブレーキペダルの操作を検出するブレーキセンサ
【図１】
2004332753.tif 000003
【図２】
2004332753.tif 000004
【図３】
2004332753.tif 000005
【図４】
2004332753.tif 000006