(57)【要約】【課題】トルク不足による発進トラブルを防止する。【解決手段】走行用のコントロールバルブ９を操作するリモコン弁１０のパイロット圧を圧力センサ１５で検出してコントローラ１４に入力し、走行停止が判別されたときに、その直前の走行モードが何であっても、強制的にモータ容量を大トルク・低速の１速モードに設定し、次の発進は必ずこの１速モードで行われるように構成した。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動源とする走行体と、上記モータの作動を指令する操作手段と、走行モードをトルクの異なる複数種類のうちで切換えるモード切換手段と、このモード切換手段に対してモード切換信号を送る制御手段と、オペレータの意思に基づいてこの制御手段に走行モードを指示するモード指示手段と、上記走行体の走行停止を検出する走行停止検出手段とを具備し、上記制御手段は、上記走行停止検出手段からの信号に基づいて走行停止を判別したときに、上記モード指示手段による指示に関係なく走行モードを、最もトルクの大きい１速モードに設定するように構成されたことを特徴とする建設機械の走行装置。
【請求項２】
制御手段は、走行停止検出手段からの信号に基づいて走行停止を判別した時点から予め設定した猶予時間を経過したときに走行モードを１速モードに設定するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の走行装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の建設機械の走行装置において、負荷圧力を検出する負荷圧力検出手段が設けられ、制御手段は、走行停止検出手段からの信号に基づいて走行中であることを判別した状態で、上記負荷圧力検出手段によって検出される負荷圧力が予め設定された値以上となったときに、モード指示手段による指示に関係なく走行モードを１速モードに設定するように構成されたことを特徴とする建設機械の走行装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の建設機械の走行装置において、モード指示手段として、手動操作されかつ操作状態に保持される自己保持型のスイッチが用いられ、制御手段は、このスイッチが操作されたときに１速モード以外の走行モードに切換えるように構成されたことを特徴とする建設機械の走行装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の建設機械の走行装置において、走行駆動源として可変容量型の油圧モータが用いられ、走行モード切換手段は、この油圧モータの容量を大小切換えることによって走行モードを相対的にトルクが大きい１速モードとトルクが小さい２速モードとの間で切換えるように構成されたことを特徴とする建設機械の走行装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の建設機械の走行装置において、走行停止検出手段として、操作手段の操作の有無を検出する操作状態検出手段が設けられ、制御手段は、この操作状態検出手段によって操作手段が操作されていないことが検出されたときに走行停止を判別するように構成されたことを特徴とする建設機械の走行装置。
【請求項７】
請求項６記載の建設機械の走行装置において、油圧モータと、同モータの油圧源である油圧ポンプとの間に、操作手段からの指令信号により切換わり作動して同モータの作動を制御するコントロールバルブが設けられ、操作状態検出手段として、上記操作手段からの指令信号を検出する指令信号検出手段が設けられたことを特徴とする建設機械の走行装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベルのようなクローラ式走行体を備えた建設機械の走行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の走行装置は、一般に油圧モータを駆動源とし、同モータの容量を大小切換えることにより、走行モードを大トルク・低速の１速モードと、小トルク・高速の２速モードとの間で切換え得るように構成され、通常、発進時や登板時のような走行負荷の大きいときには１速モード、平坦地のような走行負荷が小さくてかつ高速走行を求められる走行時に２速モードとされる。
【０００３】
従来、この走行モードの切換えに関する公知技術として、
▲１▼　モード切換スイッチによって１速／２速のモード切換えを行うスイッチ切換方式（特許文献１参照）、
▲２▼　モード切換弁によって走行モードを切換え、かつ、負荷圧力が設定値以上となったときに、その直前のモードが何であれ強制的に１速モードに設定する強制切換方式（特許文献２参照）
が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−５９６７８号公報（第１−４頁、図２）
【特許文献２】
特開平９−１６４８５３号公報（第１−３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記▲１▼のスイッチ切換方式のようにオペレータの意思によって手動でモードを切換える方式によると、走行負荷が高い状況で、スイッチを２速モードにセットしたまま（１速モードへの切換えを忘れて）発進操作をし、その結果、トルク不足で発進不能になったりスムーズに発進できなかったりする発進トラブルが発生し易かった。
【０００６】
一方、▲２▼の強制切換方式によると、負荷圧力が高いと必ず１速モードに切換わるため、上記切換方式の場合のようなトルク不足による発進トラブルは生じないが、負荷圧力が設定値付近で変動することによってモードが１速と２速の間で頻繁に切換わるハンチングが起こり易く、発進トラブルが発生し易いという点で変わりはなかった。
【０００７】
そこで本発明は、このような発進トラブルを防止することができる建設機械の走行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、モータを駆動源とする走行体と、上記モータの作動を指令する操作手段と、走行モードをトルクの異なる複数種類のうちで切換えるモード切換手段と、このモード切換手段に対してモード切換信号を送る制御手段と、オペレータの意思に基づいてこの制御手段に走行モードを指示するモード指示手段と、上記走行体の走行停止を検出する走行停止検出手段とを具備し、上記制御手段は、上記走行停止検出手段からの信号に基づいて走行停止を判別したときに、上記モード指示手段による指示に関係なく走行モードを、最もトルクの大きい１速モードに設定す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、走行停止検出手段からの信号に基づいて走行停止を判別した時点から予め設定した猶予時間を経過したときに走行モードを１速モードに設定するように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、負荷圧力を検出する負荷圧力検出手段が設けられ、制御手段は、走行停止検出手段からの信号に基づいて走行中であることを判別した状態で、上記負荷圧力検出手段によって検出される負荷圧力が予め設定された値以上となったときに、モード指示手段による指示に関係なく走行モードを１速モードに設定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１乃至３のいずれかの構成において、モード指示手段として、手動操作されかつ操作状態に保持される自己保持型のスイッチが用いられ、制御手段は、このスイッチが操作されたときに１速モード以外の走行モードに切換え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１乃至４のいずれかの構成において、走行駆動源として可変容量型の油圧モータが用いられ、走行モード切換手段は、この油圧モータの容量を大小切換えることによって走行モードを相対的にトルクが大きい１速モードとトルクが小さい２速モードとの間で切換え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、走行停止検出手段として、操作手段の操作の有無を検出する操作状態検出手段が設けられ、制御手段は、この操作状態検出手段によって操作手段が操作されていないことが検出されたときに走行停止を判別す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６の構成において、油圧モータと、同モータの油圧源である油圧ポンプとの間に、操作手段からの指令信号により切換わり作動して同モータの作動を制御するコントロールバルブが設けられ、操作状態検出手段として、上記操作手段からの指令信号を検出する指令信号検出手段が設けられたものである。
【００１５】
上記構成によると、走行体が停止したときに、その直前のモードが何であっても強制的に１速モードに設定され、次の発進は必ずこの１速モードで行われる。
【００１６】
このため、走行負荷が高い状況下で、たとえば請求項４のように切換スイッチによるモード切換方式をとる場合に１速モードへの切換え忘れがあっても、発進不能になったりスムーズに発進できなかったりするおそれがない。また、負荷圧力に基づいてモード切換えを行う方式のように、発進時に設定値付近での負荷圧力の変動によってモード切換えが頻繁に行われるハンチングが発生するおそれもない。
【００１７】
すなわち、発進トラブルを確実に防止し、常に確実かつスムーズな発進作用を確保することができる。
【００１８】
この場合、請求項２の構成によると、走行停止が判別された時点から一定の猶予時間を置いて１速モードに切換わるため、２速モードでの走行停止後、この猶予時間内に発進操作されたときにはモード切換作用は行われない。
【００１９】
このため、２速走行中に一旦停止し、その後すぐに再発進する場合等に無駄な切換動作が行われることを回避できる。
【００２０】
また、請求項３の構成によると、走行中に、負荷圧力が予め設定された値以上となったときにも、走行モードを自動的に１速に切換えるため、悪路等の走行負荷の大きい状況でスムーズに走行することができる。
【００２１】
ただし、この作用は１速モード以外のモードでのみ働くため、発進時に負荷圧力が設定値付近で変動してもハンチングが発生するおそれがない。
【００２２】
一方、モード指示手段として自己保持型スイッチを用いる請求項４の構成によると、一度のスイッチ操作で１速モード以外のモードを維持できるため、たとえばペダル操作によって１速モードから他のモードに切換える構成をとった場合のように他のモードを維持するためにペダルを操作し続ける必要がなく、とくに長時間走行時の操作負担が小さくてすむ。
【００２３】
請求項５の構成によると、モータ容量の切換えによって走行モードを切換えるため、減速機の減速比を切換える場合と比較してモード切換のための構成が簡単かつ小形、そして安価ですむ。
【００２４】
請求項６，７の構成によると、走行停止検出手段として、既存の操作手段の操作の有無を検出する操作状態検出手段を用いるため、検出が容易かつ確実で、しかも走行体の速度を検出する速度計を設ける場合のような大幅な改造が不要でコストが安くてすむ。
【００２５】
この場合、請求項７の構成によると、とくに油圧ショベルにおける操作方式として最も一般的に採用されているリモコン弁方式、または遠隔操縦可能な電気ジョイスティック方式に容易に対応することができる。
【００２６】
【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。
【００２７】
図５に本発明の適用対象例である油圧ショベルを示す。
【００２８】
同図において、１はクローラ式の下部走行体で、この下部走行体１上に上部旋回体２が縦軸Ｘまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に、ブーム３、アーム４、バケット５を備えた作業アタッチメント６が装着される。
【００２９】
この油圧ショベルの下部走行体１は、可変容量型の走行用油圧モータ（ここでは図示しない）によって駆動され、同モータの容量が大小二通りに切換えられることによって走行モードが大トルク・低速の１速モードと、小トルク・高速の２速モードとの間で切換えられる。
【００３０】
このモード切換え機能を持った走行装置の構成を図１に示す。
【００３１】
図１において、７は可変容量型の走行用油圧モータ、８はこの油圧モータ７の油圧源としての油圧ポンプで、この油圧ポンプ８と油圧モータ７との間に油圧パイロット式のコントロールバルブ９が設けられている。
【００３２】
このコントロールバルブ９は、操作手段としてのリモコン弁１０によって切換制御され、このコントロールバルブ９の切換わり作動によって油圧モータ７の回転方向（走行方向）と速度が制御される。
【００３３】
１１はリモコン弁１０の油圧源、Ｔはタンクである。
【００３４】
１２は油圧モータ７の容量を大小二通りに切換える容量切換シリンダ、１３は同シリンダ１２の作動を制御する切換制御部で、これらによってモード切換手段が構成されている。
【００３５】
切換制御部１３は、制御手段としてのコントローラ１４からのモード（容量）切換信号に応じて容量切換シリンダ１２に対する作動油の給排を制御し、これにより同シリンダ１２が伸縮作動して油圧モータ７の容量を大小二通りの間で切換える。
【００３６】
すなわち、シリンダ縮小時にモータ容量大となって大トルク・低速の１速モードに、シリンダ伸長時にモータ容量小となって小トルク・高速の２速モードにそれぞれ設定される。
【００３７】
一方、走行停止検出手段（操作状態検出手段）として、リモコン弁１０からのパイロット圧を検出する圧力センサ１５が設けられ、パイロット圧の有無がシャトル弁１６経由でこの圧力センサ１５で検出されてコントローラ１４に入力される。
【００３８】
コントローラ１４は、圧力センサ１５からのパイロット圧信号に基づいて走行操作されたか否か（走行停止状態か走行中か）を判別する走行操作有無判別手段１７と、切換制御部１３にモード指令信号を送る指令信号出力手段１８とから成っている。
【００３９】
この指令信号出力手段１８には、走行操作有無判別手段１７からの判別信号とともに、オペレータにより手動操作されて２速モードを指示するモード指示手段としてのモード切換スイッチ１９からのモード指示信号が入力される。
【００４０】
このモード切換スイッチ１９は、２速指示位置に操作されると、解除操作されるまでその位置に自動的に保持される公知の押しボタン式の自己保持型スイッチとして構成されている。
【００４１】
コントローラ１４の指令信号出力手段１８は、このモード切換スイッチ１９からのモード切換信号と、走行操作有無判別手段１７からの判別信号とに基づき、切換制御部１３に次の信号を送る。
【００４２】
（ｉ）走行操作されていないとき（走行停止時）には、モード切換スイッチ１９によるモード指示に関係なく１速モード指令信号を送る。
【００４３】
（ｉｉ）走行操作されているとき（走行中）には、モード切換スイッチ１９からのモード切換信号に応じて１速または２速モードの指令信号を送る。
【００４４】
この点のコントローラ１４の作用を含めたこの走行装置の作用を図２を併用して詳しく説明する。
【００４５】
制御開始後、まず、ステップＳ１で走行操作の有無が判別され、ＹＥＳ（走行操作有り）のときは走行中であるとしてステップＳ２に移り、指令信号出力手段１８に内蔵されたタイマがリセットされる。
【００４６】
次いで、ステップＳ３で、この時点におけるモード切換スイッチ１９からのモード指示が１速か２速かが判断され、１速モードの場合は１速モードの指令信号が、２速モードの場合は２速モードの指令信号がそれぞれ指令信号出力部１８から切換制御部１３に出力される。
【００４７】
これにより、モード切換スイッチ１９による指示に従ったモードで走行する。
【００４８】
一方、ステップＳ１で走行操作無し、すなわち走行停止と判別されると、ステップＳ６でタイマカウントが開始され、予め設定された猶予時間Ｔ１の経過後（ステップＳ７でＹＥＳのとき）に、ステップＳ８でモード指示が１速か２速かが判別され、１速の場合はそのままステップＳ１に戻り、２速の場合は１速に切換える信号が出力される（ステップＳ９）。
【００４９】
これにより、走行停止時には、そのときのモード切換スイッチ１９による指示が２速であっても強制的に１速モードに設定され、次にリモコン弁１０による走行操作が行われると、必ず、大トルクの１速モードで発進する。
【００５０】
このため、走行負荷が高い状況下での発進時に、モード切換スイッチ１９の１速モードへの切換え忘れがあっても、発進不能になったりスムーズに発進できなかったりするおそれがない。また、負荷圧力に基づいてモード切換えが自動的に行われる方式のように、発進時に、設定値付近での負荷圧力の変動によってモードが１速と２速の間で頻繁に切換わってハンチングが発生するおそれもない。
【００５１】
すなわち、発進トラブルを確実に防止し、常に確実かつスムーズな発進作用を確保することができる。
【００５２】
また、上記のように走行停止が判別された時点から一定の猶予時間Ｔ１を置いて１速モードに切換わるため、２速モードで走行中に振動によりオペレータの意思に反してリモコン弁１０が中立復帰した場合や、オペレータの意思によって一旦停止し、その後すぐに再発進する操作が行われた場合に１速モードへの切換作用は働かない。このため、無駄な切換動作が行われることを回避できる。
【００５３】
第２実施形態（図３，４参照）
第１実施形態との相違点のみを説明する。
【００５４】
第２実施形態においては、ポンプ８の吐出圧力（負荷圧力）を圧力センサ２０で検出し、走行中に、負荷圧力が予め設定された値以上（高負荷）になったときにも走行モードを自動的に１速に切換える構成がとられている。
【００５５】
すなわち、コントローラ１４に、圧力センサ２０からの信号に基づいて高負荷か否かを判別する高負荷判別手段２１が設けられ、同判別手段２１によって高負荷であることが検出され、かつ、走行操作有無判別手段１７によって走行中であることが判別されたときに、指令信号出力手段１８から１速モードへの切換指令信号が出力される。
【００５６】
この点の作用を図４によって簡単に説明する。図４において、図２と同じステップには同じステップ番号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００５７】
ステップＳ１で走行操作有りが判別され、ステップＳ２でタイマがリセットされた後、ステップＳａで、検出される負荷圧力Ｐｐが設定値Ｐ１以上になったか否かが判別される。
【００５８】
ここでＮＯ（設定値以下）の場合は、負荷圧力によるモードの自動切換えが不要のため、通常通り、ステップＳ３（モード指示判別）に移る。
【００５９】
一方、ＹＥＳ（設定値以上）の場合は、高負荷につき１速モードへの切換えが必要としてステップＳ８に移り、そのときのモードが１速ならばそのままステップＳ１に戻り、２速であれば１速への切換指令信号が出力される。
【００６０】
この構成により、悪路等の走行負荷の大きい状況になると走行モードが自動的に１速に切換えられるため、スムーズに走行することができる。
【００６１】
他の実施形態
（１）上記実施形態では、リモコン弁１０によって油圧パイロット式のコントロールバルブ９を制御する機械を例にとったが、電気ジョイスティックの操作によって電磁パイロット式のコントロールバルブを制御する機械にも適用することができる。
【００６２】
この場合、走行停止検出手段（操作状態検出手段）として、電気ジョイスティックからの電気信号（たとえば電圧）を検出する構成をとればよい。
【００６３】
（２）上記実施形態では、リモコン弁１０からのパイロット圧に基づいて走行操作の有無（走行停止）を検出する構成をとったが、リモコン弁１０または上記電気ジョイスティックの操作による動きをリミットスイッチや近接センサ等で検出してもよいし、速度センサで走行停止を直接検出してもよい。
【００６４】
（３）上記実施形態では、モータ７の容量を大小切換えて走行モードを１速モードと２速モードの間で切換える構成をとったが、これに代えて走行減速機の減速比を切換える構成をとってもよい。
【００６５】
（４）上記実施形態では走行モードを１速モードと２速モードの二種類のうちで切換える構成をとったが、１速、２速、３速またはそれ以上のモードで切換える構成をとってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、走行体が停止したときに、その直前のモードが何であっても強制的に１速モードに設定され、次の発進は必ずこの１速モードで行われるように構成したから、走行負荷が高い状況下で、たとえば切換スイッチによるモード切換方式をとる場合（請求項４）において１速モードへの切換え忘れがあっても、発進不能になったりスムーズに発進できなかったりするおそれがない。また、負荷圧力に基づいてモード切換えを行う方式のように、発進時に設定値付近での負荷圧力の変動によってモード切換えが頻繁に行われるハンチングが発生するおそれもない。
【００６７】
すなわち、発進トラブルを確実に防止し、常に確実かつスムーズな発進作用を確保することができる。
【００６８】
また、請求項２の発明によると、走行停止が判別された時点から一定の猶予時間を置いて１速モードに切換わり、猶予時間内はモード切換作用が行われない構成としたから、２速走行中に一旦停止し、その後すぐに再発進する場合等に無駄な切換動作が行われることを回避できる。
【００６９】
請求項３の発明によると、走行中に、負荷圧力が予め設定された値以上となったときにも、走行モードを自動的に１速に切換えるため、悪路等の走行負荷の大きい状況でスムーズに走行することができる。
【００７０】
一方、請求項４の発明によると、モード指示手段として自己保持型スイッチを用いるため、一度のスイッチ操作で１速モード以外のモードを維持することができる。このため、たとえばペダル操作によって１速モードから他のモードに切換える構成をとった場合のように他のモードを維持するためにペダルを操作し続ける必要がなく、とくに長時間走行時の操作負担が小さくてすむ。
【００７１】
請求項５の発明によると、モータ容量の切換えによって走行モードを切換えるため、走行減速機の減速比を切換える場合と比較してモード切換のための構成が簡単かつ小形、そして安価ですむ。
【００７２】
請求項６，７の発明によると、走行停止検出手段として、既存の操作手段の操作の有無を検出する操作状態検出手段を用いるため、検出が容易かつ確実で、しかも走行体の速度を検出する速度計を設ける場合のような大幅な改造が不要でコストが安くてすむ。
【００７３】
この場合、請求項７の発明によると、とくに油圧ショベルにおける操作方式として最も一般的に採用されているリモコン弁方式、または遠隔操縦可能な電気ジョイスティック方式に容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる走行装置の油圧回路と制御系の構成を示す図である。
【図２】同装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる走行装置の油圧回路と制御系の構成を示す図である。
【図４】同装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の適用例である油圧ショベルの全体構成を示す概略側面図である。
【符号の説明】
７　走行用油圧モータ
８　油圧ポンプ
９　コントロールバルブ
１０　操作手段としてのリモコン弁
１５　走行停止検出手段であって操作状態検出手段（指令信号検出手段）としての圧力センサ
１２　モード切換手段を構成する容量切換シリンダ
１３　同切換制御部
１４　制御手段としてのコントローラ
１７　コントローラの走行操作有無判別手段
１８　同指令信号出力手段
１９　モード指示手段としてのモード切換スイッチ
２０　負荷圧力検出手段としての圧力センサ
２１　コントローラの高負荷判別手段
【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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