(57)【要約】本発明は、油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１からの圧油により駆動する可変容量式の走行用油圧モータ５と、油圧モータ５の駆動圧に応じて油圧モータ５の容量を変更するモータ容量制御手段１７，１８と、車両の前進走行および後進走行を指令する操作部材２２と、操作部材２２の操作に応じて駆動し、油圧ポンプ１１から油圧モータ５への圧油の流れを制御する制御手段１２と、車両進行方向とは逆側への操作部材２２の逆操作を検出する逆操作検出手段４１Ａ，４１Ｂと、逆操作検出手段４１Ａ，４１Ｂにより操作部材２２の逆操作が検出されると、油圧モータ５のキャビテーションの発生を防止するように動作するキャビテーション防止手段２５Ａ，２５Ｂとを備える。
2004061337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量式の走行用油圧モータと、
前記油圧モータの駆動圧に応じて前記油圧モータの容量を変更するモータ容量制御手段と、
車両の前進走行および後進走行を指令する操作部材と、
前記操作部材の操作に応じて駆動し、前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを制御する制御手段と、
車両進行方向とは逆側への前記操作部材の逆操作を検出する逆操作検出手段と、
前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると、前記油圧モータのキャビテーションの発生を防止するように動作するキャビテーション防止手段とを備えることを特徴とする油圧駆動車両。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧駆動車両において、
前記キャビテーション防止手段は、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると前記油圧モータの容量の増加を阻止する容量制御回路である。
【請求項３】
請求項１に記載の油圧駆動車両において、
前記キャビテーション防止手段は、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると、前記操作部材による操作信号を遮断する操作信号制御回路である。
【請求項４】
請求項１に記載の油圧駆動車両において、
前記キャビテーション防止手段は、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると前記油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを遮断する遮断制御回路である。
【請求項５】
請求項１に記載の油圧駆動車両において、
前記キャビテーション防止手段は、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されると前記油圧モータの容量制御する駆動圧を低減するモータ容量制御駆動圧低減回路である。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の油圧駆動車両において、
前記油圧モータの回転数と相関関係を有する物理量を検出する回転数検出手段を備え、
前記キャビテーション防止手段は、前記回転数検出手段により検出される物理量が基準値を越え、かつ、前記逆操作検出手段により前記操作部材の逆操作が検出されるとキャビテーションの発生を防止するように動作する。
【請求項７】
請求項６に記載の油圧駆動車両において、
前記物理量は車速であり、変速比が大きいほど前記基準値を小さく設定する。
【請求項８】
請求項６に記載の油圧駆動車両において、
車両に作用する慣性力を検出する慣性力検出手段を有し、
検出された慣性力が大きいほど前記基準値を小さく設定する。
【請求項９】
請求項８に記載の油圧駆動車両において、
前記慣性力検出手段は、路面の勾配を検出し、勾配が急なほど前記基準値を小さく設定する。
【請求項１０】
請求項８に記載の油圧駆動車両において、
前記慣性力検出手段は、車重を検出し、車重が重いほど前記基準値を小さく設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、可変容量式走行モータを有するホイール式油圧ショベルなどの油圧駆動車両に関する。
【背景技術】  従来から、可変容量式走行モータを有するホイール式油圧ショベルにおいては、走行モータの駆動圧に応じてモータレギュレータを駆動し、モータ容量を制御している。これにより駆動圧が高圧になるにつれモータ容量が大きくなってモータは低速高トルクで駆動し、駆動圧が低圧になるにつれモータ容量が小さくなって高速低トルクで駆動する。
具体的には、モータ容量は、モータ駆動圧が低い所定の範囲で一定容量（例えば最小容量）に固定することで、平地あるいは降板走行時にモータ駆動圧の変動による走行速度変化を抑え、前記所定の範囲を超えるとモータ駆動圧の増加に伴ってモータ容量を大きくすることで加速時あるいは登板走行時にモータの回転トルクを増大させるように設定されている。
ホイール式油圧ショベルのアクセルペダルは、例えばその前側（つま先側）および後側（かかと側）の踏み込み操作により前後方向に回動可能である。そして、このアクセルペダルの前側または後側の踏み込み操作により制御弁を中立位置から前進位置または後進位置に切り換え、油圧ポンプから走行モータへ圧油を供給し、モータ駆動圧を発生させる。走行中にアクセルペダルを離すと制御弁は中立位置に切り換わり油圧ポンプから走行モータへの圧油の供給が断たれる。これにより車両は慣性力で走行し、走行モータはモータ作用からポンプ作用に変わる。このときモータ駆動圧が減少し、モータ容量が大きい状態で運転されているときにはモータ容量は小さくなり、最小容量状態で運転されているときにはモータ容量はその状態を保持する。その結果、走行モータの回転に必要な吸入油量が減少し、キャビテーションの発生が抑制される。
しかしながら、走行中にアクセルペダルを逆操作すると、すなわち前進走行中にアクセルペダルの後側の踏み込み操作すると、制御弁は後進位置に切り換わるため車両は慣性力で走行した状態でモータ駆動圧が増加する。その結果、モータ容量が大きくなり、走行モータの回転に必要な吸入油量が増加し、キャビテーションが発生するおそれがある。
【発明の開示】
本発明の目的は、アクセルペダルの逆操作によるキャビテーションの発生を防止することができる油圧駆動車両を提供することにある。
本発明による油圧駆動車両は、油圧ポンプと、油圧ポンプからの圧油により駆動する可変容量式の走行用油圧モータと、油圧モータの駆動圧に応じて油圧モータの容量を変更するモータ容量制御手段と、車両の前進走行および後進走行を指令する操作部材と、操作部材の操作に応じて駆動し、油圧ポンプから油圧モータへの圧油の流れを制御する制御手段と、車両進行方向とは逆側への操作部材の逆操作を検出する逆操作検出手段と、逆操作検出手段により操作部材の逆操作が検出されると、油圧モータのキャビテーションの発生を防止するように動作するキャビテーション防止手段とを備える。
これにより走行中にアクセルペダルが逆操作された場合にキャビテーションの発生を防止することができる。
キャビテーション防止手段は、油圧モータの容量増加を抑えるように構成すればよい。操作部材による操作信号を遮断するように構成してもよい。油圧ポンプから油圧モータへの圧油の流れを遮断するように構成してもよい。油圧モータの駆動圧を低減させてもよい。
油圧モータの回転数が基準値を越え、かつ、操作部材の逆操作が検出されたときキャビテーションの発生を防止することが好ましい。車速に応じてキャビテーションの発生を防止するようにしてもよい。
この場合、車両に作用する慣性力が大きいほどモータ回転数の基準値を小さく設定すればよい。慣性力を検出する場合、路面の勾配や車重を検出すればよい。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明が適用されるホイール式油圧ショベルの外観を示す図。
図２は、第１の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行油圧回路図。
図３は、図２の電磁切換弁を制御する制御回路のブロック図。
図４は、図３に示したコントローラ内での処理の一例を示すフローチャート。
図５は、第２の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行油圧回路図。
図６は、第３の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行油圧回路図。
図７は、図６の前後進切換弁を制御する制御回路のブロック図。
図８は、図７に示したコントローラ内での処理の一例を示すフローチャート。
図９は、第４の実施の形態に係わる油圧駆動車両の走行油圧回路図。
図１０は、図９の電磁切換弁を制御する制御回路のブロック図。
図１１は、図１０に示したコントローラ内での処理の一例を示すフローチャート。
図１２は、電磁切換弁の切換に係わる基準回転数の設定例を示す図。
図１３は、電磁切換弁の切換に係わる基準回転数の別の設定例を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】−第１の実施の形態−
以下、図１〜図４を参照して本発明をホイール式油圧ショベルに適用した第１の実施の形態を説明する。
図１に示すようにホイール式油圧ショベルは、走行体１と、走行体１の上部に旋回可能に搭載された旋回体２とを有する。旋回体２には運転室３とブーム４ａ、アーム４ｂ、バケット４ｃからなる作業用フロントアタッチメント４が設けられている。ブーム４ａはブームシリンダ４ｄの駆動により起伏し、アーム４ｂはアームシリンダ４ｅの駆動により起伏し、バケット４ｃはバケットシリンダ４ｆの駆動によりクラウドまたはダンプする。走行体１には油圧駆動による走行用可変容量形油圧モータ５が設けられている。
図２は、ホイール式油圧ショベルの走行油圧回路図である。図２に示すように、エンジン１０により駆動される可変容量形メインポンプ１１からの吐出油は、コントロールバルブ１２によりその方向および流量が制御され、カウンタバランスバルブ１３を内蔵したブレーキバルブ１４を経て可変容量形走行モータ５に供給される。走行モータ５の回転は例えば変速比をロー／ハイの２段階に変速可能なトランスミッション７によって変速される。そして、変速後の回転はプロペラシャフト８，アクスル９を介してタイヤ６に伝達され、ホイール式油圧ショベルが走行する。
メインポンプ１１の傾転量はポンプレギュレータ１１Ａにより調整される。ポンプレギュレータ１１Ａはトルク制限部を備え、このトルク制限部にポンプ吐出圧力がフィードバックされ、馬力制御が行なわれる。馬力制御とは、ポンプ吐出圧力とポンプ押除け容積とで決定される負荷がエンジン出力を上回らないように、ポンプ押除け容積を制御するものである。また、レギュレータ１１Ａには最大傾転制限部が設けられ、この最大傾転制限部によりメインポンプ１１の最大流量が決定される。
コントロールバルブ１２はパイロット回路からの走行パイロット圧によってその切換方向とストローク量が制御され、このストローク量を調節することにより車両の走行速度を制御することができる。パイロット回路は、パイロットポンプ２１と、アクセルペダル２２の踏込みに応じてパイロット２次圧力を発生する一対の走行パイロットバルブ２３Ａ，２３Ｂと、このパイロットバルブ２３Ａ，２３Ｂに後続し、パイロットバルブ２３Ａ，２３Ｂへの戻り油を遅延する一対のスローリターンバルブ２４Ａ，２４Ｂと、走行パイロット圧の発生を許容または禁止する一対の電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂとを有する。
アクセルペダル２２はその前側の踏み込み操作（前踏み）および後側の踏み込み操作（後踏み）によりそれぞれ前方向および後方向へ回動可能である。アクセルペダル２２の前踏み操作によりパイロットバルブ２３Ａが駆動され、後踏み操作によりパイロットバルブ２３Ｂが駆動される。パイロットバルブ２３Ａ，２３Ｂの駆動によりアクセルペダル２２の操作量に応じたパイロット圧が発生する。このパイロット圧はアクセルペダル２２の操作信号Ｐｆ，Ｐｒとして圧力センサ４１Ａ，４１Ｂで検出される。
エンジン１０のガバナは図示しないパルスモータに接続され、パルスモータの回転によってガバナが駆動される。パルスモータの回転はアクセルペダル２２の操作量に応じて制御される。これによりアクセルペダル２２の操作量の増加に伴いエンジン回転数は増加し、操作量の減少に伴いエンジン回転数は減少する。アクセルペダル２２の操作をやめるとエンジン回転数はアイドル回転数となる。なお、アクセルペダル２２の操作量に拘わらずエンジン回転数一定としてもよい。
走行モータ５は自己圧傾転制御機構を備えており、駆動圧が高圧になるにつれ容量を大きくし低速・高トルクで駆動し、駆動圧が低圧になるにつれ容量を小さくし高速・低トルクで駆動する。なお、モータ駆動圧が比較的低い所定範囲においては、モータ駆動圧が変動してもモータ容量を変化させずに最小容量を保持するようにし、モータ駆動圧が前記所定範囲を超えて大きくなると、駆動圧の増加に伴ってモータ容量を大きくするようにしている。これにより、モータ駆動圧が比較的低い平地走行時、降板走行時において、モータ駆動圧の変動による走行速度変化を抑え、モータ駆動圧が大きい加速時、登板走行時に高トルクが得られる。駆動圧はブレーキバルブ１４内のシャトル弁１６から走行モータ５のコントロールピストン１７，サーボピストン１８に作用する。
電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂが図示のように位置ａに切り換えられた状態で例えばアクセルペダル２２を前踏み操作すると、コントロールバルブ１２の一方のパイロットポートにメインポンプ２１からのパイロット圧が作用し、そのパイロット圧に応じてコントロールバルブ１２はＦ位置に切り換えられる。この切換によりメインポンプ１０からの吐出油がコントロールバルブ１２，センタージョイント１５，ブレーキバルブ１４を経由して走行モータ５に導かれるとともに、カウンタバランスバルブ１３にパイロット圧として作用し、カウンタバランスバルブ１３が中立位置から切り換わる。その結果、走行モータ５が駆動され、ホイール式油圧ショベルが前進走行する。
このときアクセルペダル２２の操作をやめると、パイロットバルブ２３Ａがパイロットポンプ２１からの圧油を遮断し、その出口ポートがタンクと連通される。その結果、コントロールバルブ１２のパイロットポートに作用していた圧油がスローリターンバルブ２４Ａ，パイロットバルブ２３Ａを介してタンクに戻る。このとき、スローリターンバルブ２４Ａの絞りにより戻り油が絞られるから、コントロールバルブ１２は徐々に中立位置に切り換わる。コントロールバルブ１２が中立位置に切り換わるとメインポンプ１１からの吐出油はタンクへ戻り、走行モータ５への駆動圧油の供給が遮断され、カウンタバランスバルブ１３も図示の中立位置に切り換わる。
この場合、車体は慣性力により走行を続け、走行モータ５はモータ作用からポンプ作用に変わり、図中Ｂポート側が吸入、Ａポート側が吐出となる。走行モータ５からの圧油は、カウンタバランスバルブ１３の中立位置の絞り（中立絞り）により絞られるため、カウンタバランスバルブ１３と走行モータ５との間の圧力が上昇して走行モータ５にブレーキ圧として作用する。これにより走行モータ５はブレーキトルクを発生し車体を制動させる。また、このとき走行モータ５の駆動圧（Ｂポート側圧力）が減少するため、モータ５が最小容量状態以外にあるときは、モータ容量が低下し、最小容量状態にあるときは、その状態を保持する。これにより走行モータ５の回転に必要な吸入油量も減少する。ポンプ作用中に吸入油量が不足すると、走行モータ５にはメイクアップポート１９より油量が補充される。ブレーキ圧はリリーフバルブ２０Ａ，２０Ｂにより、その最高圧力が規制される。リリーフバルブ２０Ａ，２０Ｂの戻り油は走行モータ５の吸入側に導かれる。
これに対し、アクセルペダル２２の前踏み操作による車両走行中にアクセルペダル２２を後踏み操作（逆操作）すると、上述したのと同様、車体の慣性力により走行モータ５が駆動され、走行モータ５はモータ作用からポンプ作用となる。このときアクセルペダル２２の逆操作によりコントロールバルブ１２がＲ位置に切り換わると、メインポンプ１１によりＡポート側に発生する駆動圧によってカウンタバランスバルブ１３も図中右側位置に切り換わり、ポンプ作用をなす走行モータ５の吐出圧油とメインポンプ１１から吐出する圧油とによってＡポート側管路の圧力が一気に上昇する。これによりアクセルペダル２２を逆操作したときのＡポート側の管路圧力（モータ駆動圧）は増加し、シャトル弁１６によりその高圧油がピストン１７，１８に導かれてモータ容量が大きくなり、走行モータ５の回転に必要な吸入油量も増加する。その結果、走行モータ５への補充油量が不足し、キャビテーションが発生するおそれがある。これを防止するため、本実施の形態では以下のように電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂを制御する。
図３は、電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂを制御する制御回路のブロック図である。ＣＰＵなどで構成されるコントローラ４０には、圧力スイッチ４１Ａ，４１Ｂと、走行モータ５の回転数を検出する回転数センサ４２とが接続されている。これらからの入力信号に基づいてコントローラ４０内では所定の処理を実行し、電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂに制御信号を出力する。また、電磁切換弁２５には中立スイッチ４３が接続されている。中立スイッチ４３をオンするとコントローラ４０からの制御信号に優先して電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂをそれぞれｂ位置に切り換える。
図４は、コントローラ４０内での処理の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１で回転数センサ４２で検出した走行モータ５の回転数Ｎが予め定めた基準回転数Ｎ１以下か否かを判定する。これはキャビテーションの発生を判断するためのものである。すなわち、走行モータ５の回転数が大きいほど車両の慣性力が増加するため、アクセルペダル２２を逆操作したときの走行モータ５への必要吸入油量が大きくなり、キャビテーションが発生しやすくなる。そこで、ステップＳ１ではキャビテーションの発生が問題となるような走行モータ５の回転数を予め基準回転数Ｎ１（例えば１０００ｒ．ｐ．ｍ．）として設定し、この回転数Ｎ１と実回転数Ｎを比較する。
ステップＳ１でモータ回転数Ｎが基準回転数Ｎ１より大きいと判定されるとステップＳ２に進み、フラグの値を判定する。フラグは初期状態では０にセットされ、モータ回転数Ｎが基準回転数Ｎ１を超えると１にセットされる。ステップＳ２でフラグ０と判定されるとステップＳ３に進み、フラグ１と判定されるとリターンする。ステップＳ３では圧力スイッチ４１Ａからの信号によりアクセルペダル２２が前踏み操作されたか否かを判定する。ステップＳ３が肯定されるとステップＳ４に進み、電磁切換弁２５Ｂのソレノイドに制御信号を出力し、電磁切換弁２５Ｂを位置ｂに切り換える。次いで、ステップＳ５でフラグを１にセットし、リターンする。
一方、ステップＳ３が否定されるとステップＳ６に進み、圧力スイッチ４１Ｂからの信号によりアクセルペダル２２が後踏み操作されたか否かを判定する。ステップＳ６が肯定されるとステップＳ７に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ７では、電磁切換弁２５Ａのソレノイドに制御信号を出力して電磁切換弁２５Ａを位置ｂに切り換え、ステップＳ５に進む。
ステップＳ１でモータ回転数Ｎが基準回転数Ｎ１以下と判定されるとステップＳ８に進む。ステップＳ８では電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂのソレノイドに制御信号を出力して電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂをそれぞれ位置ａに切り換える。次いで、ステップＳ９でフラグを０にセットし、リターンする。
以上のように構成した第１の実施の形態の特徴的な動作を説明する。
中立スイッチ４３がオンされると、電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂが位置ｂに切り換えられ、コントロールバルブ１２へのパイロット圧がカットされる。したがって、アクセルペダル２２を操作してもメインポンプ１１からの圧油が走行モータ５へは導かれず、車両の前後進は不可能である。
中立スイッチ４３がオフされると、コントローラ４０からの制御信号に応じて電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂが切り換えられる。車両停止状態ではモータ回転数Ｎ＝０であるため、電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂは位置ａに切り換えられ、フラグは０にセットされる（ステップＳ８，ステップＳ９）。この状態でトランスミッション７をローまたはハイに切り換え、アクセルペダル２２を前踏み操作するとコントロールバルブ１２がＦ位置に切り換わり、メインポンプ１１からの圧油がＢポート側管路に導かれる。これにより走行モータ５が駆動され、車両が前進走行を開始する。
走行モータ５の回転数が基準回転数Ｎ１を超えると電磁切換弁２５Ｂは位置ｂに切り換えられ、フラグが１にセットされる（ステップＳ４，ステップＳ５）。これによりコントロールバルブ１２のパイロットポートは電磁切換弁２５Ｂを介してタンクに連通される。ここで、アクセルペダル２２を逆操作（後踏み操作）するとパイロットポンプ２１からの圧油は電磁切換弁２５Ｂにより遮断されるためコントロールバルブ１２へのパイロット圧の供給は阻止され、コントロールバルブ１２はＮ位置に切り換わる。そのため、アクセルペダル２２の操作をやめた状態のようにカウンタバランスバルブ１３によりＡポート側管路にブレーキ圧が発生し、車両は慣性力で前進するが油圧ブレーキ力が作用してモータ回転数が減速する。その結果、通常の減速動作のようにモータ駆動圧が低下し、シャトル弁１６からピストン１７，１８に導かれる駆動圧は小さくなり、モータ容量の増加は阻止される。これによりモータ必要吸入油量の増加が抑えられ、キャビテーションの発生を防止することができる。この状態はモータ回転数Ｎが基準回転数Ｎ１以下になるまで続行される。
モータ回転数が基準回転数Ｎ１以下になると電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂはそれぞれ位置ａに切り換えられる（ステップＳ８）。これによりコントロールバルブ１２にパイロット圧が作用し、コントロールバルブ１２はＲ位置に切り換わり、メインポンプ１１からの圧油がＡポート側管路に導かれる。その結果、ピストン１７，１８に導かれる駆動圧が大きくなり、モータ容量が増加する。この場合、アクセルペダル２２の逆操作によりモータ容量が増加するが、モータ回転数Ｎが低いため、走行モータ５の必要吸入油量はさほど大きくならず、吸入油量の不足はメイクアップポート１９からの補充で十分に解消できる。
このようにモータ回転数が基準回転数Ｎ１以下の場合に、アクセルペダル２２の逆操作によるモータ容量の増加を許容すれば、走行モータ５の停止直後に走行モータ５を高トルクで逆回転することができる。その結果、走行モータ５の停止後にアクセルペダル２２を後踏み操作する場合に比べ、車両進行方向の切換を効率よく行うことができる。
なお、アクセルペダル２２の後踏み操作による車両走行時にアクセルペダル２２を逆操作（前踏み操作）した場合もモータ容量は同様に変化する。
このように第１の実施の形態では、走行パイロット回路に電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂを設け、走行モータ５の回転数が基準回転数Ｎ１より大きいとき、アクセルペダル２２の逆操作による走行パイロット圧の発生を阻止するようにした。これによりコントロールバルブ１２が中立位置に切り換えられてモータ容量の増加が阻止され、キャビテーションの発生が防止される。また、走行モータ５の回転数が基準回転数Ｎ１以下になると、アクセルペダル２２の逆操作による走行パイロット圧の発生を許容するようにしたので、低速状態では前後進の切換を効率よく行うことができる。電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂを走行パイロット回路に設けるので、低圧用の電磁切換弁とすることができ、安価な油圧回路とすることができる。アクセルペダル２２の逆操作時にコントロールバルブ１２が中立位置に切り換えられるので、メインポンプ１１からの吐出油が走行モータ５の駆動回路に導かれず、ポンプ１１に余計な負荷をかけることがない。走行の中立状態を指令する中立スイッチ４３を設け、中立状態が指令されているときコントローラ４０の制御により電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂが切り換わらないようにしたので、安定した走行の中立状態を維持できる。
−第２の実施の形態−
図５を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。
図５は第２の実施の形態に係わるホイール式油圧ショベルの走行油圧回路図である。なお、図２と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
第１の実施の形態では走行パイロット回路に一対の電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂを設けたが、第２の実施の形態ではさらにコントロールバルブ１２とブレーキバルブ１４の間に一対の電磁切換弁２６Ａ，２６Ｂを設ける。そして後述するように電磁切換弁２６Ａ，２６Ｂを切り換えることで、第１の実施の形態と異なり走行パイロット圧の発生自体を許容した状態で、メインポンプ１１からブレーキバルブ１４への圧油の流れを許容または阻止する。
電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂはコントローラ４０には接続されず中立スイッチ４３のみに接続され、中立スイッチ４３の操作に応じて切り換えられる。すなわち電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂは中立スイッチ４３のオン操作によりそれぞれ位置ｂに切り換えられ、オフ操作によりそれぞれ位置ａに切り換えられる。
電磁切換弁２６Ａ，２６Ｂはコントローラ内４０での処理によって第１の実施の形態と同様に切り換えられる。すなわちアクセルペダル２２の前踏み操作によりモータ回転数Ｎが基準回転数Ｎ１を超えると電磁切換弁２６Ｂが位置ｂに切り換えられ、アクセルペダル２２の後踏み操作によりモータ回転数Ｎが基準回転数Ｎ１を超えると電磁切換弁２６Ａが位置ｂに切り換えられる。アクセルペダル２２の逆操作時にモータ回転数Ｎが基準回転数Ｎ１以下になると電磁切換弁２６Ａ，２６Ｂはそれぞれ位置ａに切り換えられる。
第２の実施の形態において、アクセルペダル２２の前踏み操作によりモータ回転数が基準回転数Ｎ１を超えた状態でアクセルペダル２２を後踏み操作により逆操作すると、コントロールバルブ１２にパイロット圧が作用し、コントロールバルブ１２は位置Ｆから位置Ｒに切り換わる。このとき電磁切換弁２６Ｂは位置ｂに切り換えられるため、メインポンプ１１からの圧油はブレーキバルブ１４へは供給されず、カウンタバランスバルブ１３は中立位置を保ち、上述と同様、通常の減速動作と同様に作用して、モータ駆動圧が低下する。その結果、モータ容量の増加が抑えられ、キャビテーションの発生を防止することができる。
アクセルペダル２２の逆操作時にモータ回転数Ｎが基準回転数Ｎ１以下になると電磁切換弁２６Ａ，２６Ｂが位置ａに切り換えられため、メインポンプ１１からの圧油がブレーキバルブ１４へ導かれる。その結果、モータ駆動圧が増加し、モータ容量が大きくなる。このときモータ回転数Ｎは低速のため、キャビテーションの発生は問題とならず、前後進の切換を効率よく行える。
このように第２の実施の形態では、コントロールバルブ１２とブレーキバルブ１４の間に電磁切換弁２６Ａ，２６Ｂを設け、走行モータ５の回転数が基準回転数Ｎ１より大きいときはアクセルペダル２２の逆操作によるブレーキバルブ１４への圧油の供給を阻止し、許容基準回転数Ｎ１以下では圧油の供給を許容するようにした。これによりキャビテーションの発生を効果的に防止することができる。
−第３の実施の形態−
図６〜図８を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。
図６は第３の実施の形態に係わるホイール式油圧ショベルの走行油圧回路図である。なお、図２と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
第３の実施の形態が１の実施の形態と異なるのは走行パイロット回路の構成である。すなわち、第１の実施の形態では一対のパイロットバルブ２３Ａ，２３Ｂとスローリターン弁２４Ａ，２４Ｂを設け、アクセルペダル２２の前踏みおよび後踏み操作によりパイロットバルブ２３Ａ，２３Ｂをそれぞれ駆動するようにしたが、第３の実施の形態では単一のパイロットバルブ２３とスローリターン弁２４を設け、アクセルペダル２２の操作によりパイロットバルブ２３を駆動する。
スローリターン弁２４には前後進切換弁２７が後続して設けられている。前後進切換弁２７はソレノイド２７Ｆの励磁により位置Ｆに切り換えられ、ソレノイド２７Ｒの励磁により位置Ｒに切り換えられ、ソレノイド２７Ｆ，２７Ｒの消磁により位置Ｎに切り換えられる。アクセルペダル２２が踏み込まれた状態で前後進切換弁２７が位置ＦまたはＲに切り換えられるとコントロールバルブ１２のパイロットポートにパイロット圧が作用し、コントロールバルブ１２はＦまたはＲ位置に切り換わる。前後進切換弁２７が位置Ｎに切り換えられるとコントロールバルブ１２にパイロット圧が作用することなく、コントロールバルブ１２はＮ位置に切り換わる。
図７は前後進切換弁２７を制御する制御回路のブロック図である。なお、図３と同一の箇所には同一の符号を付す。コントローラ５０には回転数センサ４２と、前後進切換スイッチ５１とが接続されている。前後進切換スイッチ５１は運転室３に設けられ、Ｆ、Ｎ、Ｒのいずれかに操作されて車両の前進、後進、中立の指令を出力する。前後進切換スイッチのＦ接点はリレー５２を介して前後進切換弁２７のソレノイド２７Ｆに接続され、Ｒ接点はリレー５３を介してソレノイド２７Ｒに接続されている。コントローラ５０は以下のような処理を実行し、リレー５２，５３のコイルに制御信号を出力する。
図８は、コントローラ５０内での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では相違点を主に説明する。ステップＳ２でフラグ０と判定されるとステップＳ１４に進み、前後進切換スイッチ５１の位置がＦか否かを判定する。ステップＳ１４が肯定されるとステップＳ１５に進み、リレー５３のコイルを通電する。これによりリレー５３が接点ｂ側に切り換えられ、ソレノイド２７Ｒが励磁されることを阻止する。ステップＳ１４が否定されるとステップＳ１７に進み、前後進切換スイッチ５１の位置がＲか否かを判定する。ステップＳ１７が肯定されるとステップＳ１８に進み、リレー５２のコイルを通電する。これによりリレー５２が接点ｂ側に切り換えられ、ソレノイド２７Ｆが励磁されることを阻止する。スイッチ５１の位置がＮのとき、ステップＳ１７が否定されてリターンする。
ステップＳ１でモータ回転数が基準回転数Ｎ１以下と判定されるとステップＳ１９に進む。ステップＳ１９ではリレー５２，５３のコイルへの通電を停止する。これによりリレー５２，５３が接点ａ側に切り換えられる。
このように構成した第３の実施の形態において、例えば車両停止状態で前後進切換スイッチ５１をＦに操作し、アクセルペダル２２を踏み込み操作すると、リレー５２，５３が位置ａに切り換えられ、ソレノイド２７Ｆが励磁される（ステップＳ１９）。これにより前後進切換弁２７は位置Ｆに切り換えられ、コントロールバルブ１２にパイロット圧が作用し、コントロールバルブ１２はＦ位置に切り換わる。この切換によりメインポンプ１１からの圧油が走行モータ５に導かれ、車両が前進走行を開始する。
走行モータ５の回転数が基準回転数Ｎ１を超えるとリレー５３は位置ｂに切り換えられ、ソレノイド２７Ｒへの通電が阻止される（ステップＳ１５）。この状態で前後進切換スイッチ５１をＲに操作、すなわちスイッチ５１を逆操作してもソレノイド２７Ｒは励磁されず、前後進切換弁２７は位置Ｎに切り換えられる。これにより走行パイロット圧の発生が阻止され、コントロールバルブ１２は中立位置に切り換わり、カウンタバランスバルブ１３も中立位置になって通常のブレーキ作用によりモータ駆動圧が低下してモータ容量の増加は阻止される。
上述したように前後進切換スイッチ５１をＲに操作したとき、走行モータ５の回転数が基準回転数Ｎ１以下になるとリレー５３は位置ａに切り換えられ、ソレノイド２７Ｒが励磁される（ステップＳ１９）。これにより前後進切換弁２７が位置Ｒに切り換えられ、コントロールバルブ１２がＲ位置に切り換わる。したがってモータ駆動圧が増加し、モータ容量が大きくなるが、モータ回転数Ｎが低いためキャビテーションは発生しない。
このように第３の実施の形態では、走行パイロット回路にスイッチ操作によって切換可能な前後進切換弁２７を設け、走行モータ５の回転数が基準回転数Ｎ１より大きいときは、スイッチ５１の逆操作による前後進切換弁２７の切換を禁止して走行パイロット圧の発生を阻止するようにした。これによりモータ容量が大きくなることが阻止され、キャビテーションの発生を防止することができる。
−第４の実施の形態−
図９〜図１１を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。
図９は第４の実施の形態に係わるホイール式油圧ショベルの走行油圧回路図である。なお、図２と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。
第１の実施の形態では走行パイロット管路に一対の電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂを設けたが、第４の実施の形態ではさらにシャトル弁１６からコントロールピストン１７，サーボピストン１８への駆動圧供給管路に電磁切換弁２８を設ける。図９に示すように電磁切換弁２８が位置ａに切り換えられるとピストン１７，１８には駆動圧が導かれ、モータ容量は駆動圧に応じた値になる。電磁切換弁２８が位置ｂに切り換えられるとシャトル弁１６からピストン１７，１８への駆動圧の供給は阻止され、モータ容量は最小となる。なお、電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂはコントローラ６０には接続されず、第２の実施の形態と同様、中立スイッチ４３の操作により切り換えられる。
図１０は、電磁切換弁２８を制御する制御回路のブロック図である。なお、図３と同一の箇所には同一の符号を付す。コントローラ６０には回転数センサ４２と、圧力スイッチ４１Ａ，４１Ｂとが接続されている。コントローラ６０はこれらからの入力信号に応じて以下のような処理を実行し、電磁切換弁２８のソレノイドに制御信号を出力する。
図１１は、コントローラ６０内での処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。ステップＳ１が否定されるとステップＳ２１に進み、Ｆフラグの値を判定する。Ｆフラグはアクセルペダル２２の前踏み操作によりモータ回転数が基準回転数Ｎ１を超えると１にセットされる（ステップＳ２４）。ステップＳ２１でＦフラグ０と判定されるとステップＳ２２に進み、Ｒフラグの値を判定する。Ｒフラグはアクセルペダル２２の後踏み操作によりモータ回転数が基準回転数Ｎ１を超えると１にセットされる（ステップＳ２６）。ステップＳ２２でＲフラグ０と判定されるとステップＳ２３に進む。
ステップＳ２３では、圧力スイッチ４１Ａからの信号によりアクセルペダル２２が前踏み操作されたか否かを判定する。ステップＳ２３が肯定されるとステップＳ２４に進み、Ｆフラグを１にセットし、リターンする。ステップＳ２３が否定されるとステップＳ２５に進み、圧力スイッチ４１Ｂからの信号によりアクセルペダル２２が後踏み操作されたか否かを判定する。ステップＳ２５が肯定されるとステップＳ２６に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ２６ではＲフラグを１にセットし、リターンする。
ステップＳ２１でＦフラグ＝１と判定されるとステップＳ２７に進み、圧力スイッチ４１Ｂからの信号によりアクセルペダル２２が後踏み操作されたか否かを判定する。ステップＳ２７が肯定されるとステップＳ２９に進み、電磁切換弁２８のソレノイドに制御信号を出力して電磁切換弁２８を位置ｂに切り換える。ステップＳ２７が否定されるとステップＳ３０に進み、電磁切換弁２８のソレノイドに制御信号を出力して電磁切換弁２８を位置ａに切り換える。
一方、ステップＳ２２でＲフラグ＝１と判定されるとステップＳ２８に進み、圧力スイッチ４１Ａからの信号によりアクセルペダル２２が前踏み操作されたか否かを判定する。ステップＳ２８が肯定されるとステップＳ２９に進み、否定されるとステップＳ３０に進む。
ステップＳ１でモータ回転数Ｎが基準回転数Ｎ１以下と判定されるとステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では電磁切換弁２８のソレノイドに制御信号を出力して電磁切換弁２８を位置ａに切り換える。次いで、ステップＳ３２でＦフラグを０にセットし、ステップＳ３３でＲフラグを０にセットする。
このように構成した第４の実施の形態において、例えばアクセルペダル２２を前踏み操作すると、コントロールバルブ１２はＦ位置に切り換えられ、メインポンプ１１からの圧油によって走行モータ５が回転する。このとき前述した処理（ステップＳ３１）により電磁切換弁２８が位置ａに切り換えられ、ピストン１７，１８に駆動圧が導かれ、モータ容量は駆動圧に応じた値となる。
ここでモータ回転数が基準回転数Ｎ１を超えるとＦフラグが１にセットされるが（ステップＳ２４）、アクセルペダル２２が逆操作されない限り電磁切換弁２８は位置ａに切り換えられたままである（ステップＳ３０）。この状態でアクセルペダル２２を逆操作すると電磁切換弁２８は位置ｂに切り換えられる（ステップＳ２９）。これによりピストン１７，１８への駆動圧の供給が断たれ、モータ容量は最小となり、キャビテーションの発生が防止される。
アクセルペダル２２の逆操作時にモータ回転数が基準回転数Ｎ１以下になると電磁切換弁２８は位置ａに切り換えられる（ステップＳ３１）。これによりピストン１７，１８に駆動圧が供給され、モータ容量が増加する。
このように第４の実施の形態では、シャトル弁１６からピストン１７、１８への駆動圧供給管路に電磁切換弁２８を設け、走行モータ５の回転数が基準回転数Ｎ１より大きいときにアクセルペダル２２を逆操作した場合は、ピストン１７，１８への駆動圧の供給を禁止し、モータ容量が増加しないようにした。これにより、キャビテーションの発生を防止することができる。
なお、以上では、走行モータ５の回転数に応じてモータ容量の増加を許容、禁止するようにしたが、車両の慣性力はモータ回転数だけでなく路面の勾配や車重とも相関関係を有する。したがって、キャビテーションの発生を精度よく防止するためにはこれらを考慮して基準回転数Ｎ１を設定することが好ましい。
路面の勾配を考慮する場合には、例えば車両に傾斜センサを搭載して路面の勾配を検出し、図１２に示すように傾斜角が大きいほど、すなわち慣性力が大きいほど基準回転数Ｎ１を小さく設定すればよい。
車重を考慮する場合には、例えば予め定めた図１３（ａ）に示すような関係を用いて降坂走行時の傾斜角に応じた走行モータ５の目標回転数ＮＡを演算する。そして、図１３（ｂ）に示すような関係により目標回転数ＮＡと実回転数Ｎとの差が大きいほど車重が重いと判断し、車重が重いほど基準回転数Ｎ１を小さく設定すればよい。
走行モータ５の回転数を検出するのではなく、モータ回転数と相関関係を有する物理量を検出してもよい。例えばトランスミッション７の出力軸の回転数を検出し、この検出値が基準回転数Ｎ１を超えるか否かにより電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ，２８やリレー５２，５３を切り換えるようにしてもよい。この場合、ギヤの変速比に応じて出力軸の基準回転数Ｎ１を設定すればよい。すなわちギヤがロー（変速比大）のときはギヤがハイ（変速比小）のときより基準回転数を低く設定すればよい。
アクセルペダル２２の前踏み、後踏み操作あるいはアクセルペダル２２と前後進切換スイッチ５１の操作により前進走行、後進走行を指令するようにしたが、他の操作部材（例えばレバー）によりと指令してもよい。
圧力スイッチ４１Ａ，４１Ｂまたは前後進切換スイッチ５１によりアクセルペダル２２の逆操作を検出するようにしたが、アクセルペダル２２の逆操作はリミットスイッチなどにより検出することもできる。
上記実施の形態では、モータ回転数が基準回転数Ｎ１を超えると電磁切換弁２５Ａ，２５Ｂなどをオンオフ的に切り換えるようにしたが、モータ回転数に応じて徐々に切り換えるようにしてもよい。
走行モータ５の自己圧傾転制御機構としてモータ駆動圧が比較的低い所定の範囲でモータ容量を最小容量で保持するようにしたが、所定の範囲を設けず、モータ駆動圧に応じてモータ容量を変更するようにしてもよい。
【産業上の利用の可能性】
以上では、ホイール式油圧ショベルを例に挙げて説明したが、ホイールローダ、トラッククレーン等の建設機械、その他の油圧駆動車両にも本発明を適用することができる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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