(57)【要約】建設機械（１１）は、個別の車輪ブレーキ（３６、３７、３８、３９）、差動ロック機構を備えた１対の駆動車軸（１７、２１）、ブレーキ（３６、３７、３８、３９）と差動ロック機構と車輪速度センサ（８４、８５、８６、８７）とに制御関係で連結された電子制御モジュール（９０）、および電子制御モジュール（９０）と入力関係で連結された関節式センサ（８８）を備える。機械の操作者は車輪制動または差動ロックアップ、あるいはそれらの両方によって牽引制御を選択することが可能である。両方が選択された場合、揺動角が所定の角度数未満ならば、制御モジュール（９０）はディファレンシャルをロックアップし、かつ揺動角が所定の角度数よりも大きいならば、制御モジュール（９０）はディファレンシャル（３３、３４）をロック解除して、揺動角に応じて任意のオーバスピード車輪を個別に制動する。
2004525017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節式ヒッチ（１５）によって中心の垂直関節軸（１６）に旋回可能に連結されかつ前後部車軸（１７、２１）それぞれによって支持された前後部シャシセグメント（１３、１４）付きのシャシ（１２）を有する建設機械（１１）用の牽引制御装置であって、前後部シャシセグメントのそれぞれが、横方向に離間した１対の車輪（１８、１９、２２、２３）に駆動連結されたディファレンシャル（３３、３４）と、前記シャシ（１２）に支持されたキャビン（２７）と、前記ディファレンシャル（３３、３４）と駆動関係で連結されたパワーユニット（２８）とを有し、前記牽引制御装置が、
前記車輪（１８、１９、２２、２３）のそれぞれと作動関連した流体圧力制御された常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）と、
前記常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）のそれぞれと圧力流体供給関係で連結された、流体供給部と閉調整位置とを有する電気制御された比例サービス弁（４１、４２、４６、４７）と、
前記ディファレンシャル（３３、３４）のそれぞれと作動関連した流体圧力動作された差動ロック機構と、
前記差動ロック機構と圧力流体供給関係で連結された、流体供給部と閉調整位置とを有する電気制御ロック弁（７１）と、
前記弁（４１、４２、４６、４７）に連結された圧力流体源（６２、６３、６４、６５、６６）と、
前記サービス弁およびロック弁（４１、４２、４６、４７、７１）のそれぞれと制御関係でそれぞれ連結された出力部を有する１次電子制御モジュール（９０）と、
前記車輪（１８、１９、２２、２３）のそれぞれと作動関連しておりかつ前記電子制御モジュール（９０）と速度信号入力関係で連結された車輪速度センサ（８４、８５、８６、８７）と、
前記関節式ヒッチ（１５）と作動関連しておりかつ前記電子制御モジュール（９０）と揺動角信号供給関係で連結された揺動角センサ（８８）と、
前記電子制御モジュール（９０）と制御関係で連結された牽引制御スイッチ（１３８）と、
前記電子制御モジュール（９０）と制御関係で連結された差動ロックスイッチ（１３９）と、を備え、
前記電子制御モジュール（９０）が、前記スイッチ（１３８、１３９）の作動時に、および感知された揺動角が１０〜１５°の少なくとも所定の角度であるときに動作して、感知された車輪速度を比較しかつオーバスピード車輪（１８、１９、２２、２３）の常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）を適用して、感知された揺動角に応じた速度にオーバスピード車輪を減速し、かつ前記感知された揺動角が前記所定の角度未満の場合に、前記電子制御モジュール（９０）が前記ディファレンシャル（３３、３４）をロックするように動作する、牽引制御装置。
【請求項２】
前記所定の角度が１０°である、請求項１に記載の牽引制御装置。
【請求項３】
前記所定の角度が１５°である、請求項１に記載の牽引制御装置。
【請求項４】
前記スイッチ（１３８、１３９）が前記キャビン内に位置付けられる、請求項１に記載の牽引制御装置。
【請求項５】
前記ディファレンシャル（３３、３４）が流体圧力制御されたポジティブロックディファレンシャルであり、かつ前記差動ロック弁（７１）が電気制御された比例弁であり、前記電子制御モジュール（９０）が前記差動ロック弁（７１）を制御して、前記機械の感知された車輪速度に応じて前記ロックアップ機構に差動ロックアップ力を印加する、請求項１に記載の牽引制御装置。
【請求項６】
前記電子制御モジュール（９０）の入力部に連結された前記キャビン（２７）内に手動で可動な常用ブレーキ制御部（１３７）を含み、前記常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）が前記常用ブレーキ制御部（１３７）の移動量に応じた流体圧力によって印加される、請求項１に記載の牽引制御装置。
【請求項７】
データリンク（１４１）によって前記１次電子制御モジュール（９０）と相互連結されたバックアップ電子制御モジュール（１００）を含み、前記常用ブレーキ制御部（１３７）が前記バックアップ電子制御モジュール（１００）と信号供給関係で連結され、かつ前記バックアップ電子制御モジュール（１００）が、前記サービス弁（４１、４２、４６、４７）と制御関係で連結される通常非アクティブな出力部を有し、前記バックアップ制御モジュール（１００）が前記１次制御モジュール（９０）の出力部の不具合を感知すると前記バックアップ制御モジュール（１００）の前記出力部が自動的に作動される、請求項６に記載の牽引制御装置。
【請求項８】
前記１次およびバックアップ電子制御モジュール（９０、１００）と電力供給関係でそれぞれ連結される１対の並列連結のリレー（１０８、１０９）と電力供給関係で連結される第１および第２の電源（１０６、１０７）を有する、請求項６に記載の牽引制御装置。
【請求項９】
前記差動ロック機構のそれぞれが流体圧力制御の摩擦クラッチを含み、前記ロック弁（７１）が比例弁である、請求項１に記載の牽引制御装置。
【請求項１０】
関節式ヒッチ（１５）によって垂直軸（１６）に旋回可能に相互連結された第１および第２のシャシセグメント（１３、１４）付きのシャシ（１２）を有する建設機械（１０）用の牽引制御装置であって、前記シャシセグメント（１３、１４）のそれぞれが、駆動車軸（１７、２１）の反対側端部に回転可能に支持された横方向に離間した１対の車輪（１８、１９、２２、２３）を駆動するディファレンシャル（３３、３４）と、前記シャシ（１２）上のキャビン（２７）と、前記ディファレンシャル（３３、３４）と駆動関係で連結された出力シャフト（３１）を有するトランスミッション（２９）と駆動関係で連結されたパワーユニット（２８）とを有する前記車軸（１７、２１）によって支持され、前記牽引制御装置が、
前記車輪（１８、１９、２２、２３）のそれぞれと作動関連した流体圧力動作された常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）と、
前記常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）のそれぞれと圧力流体供給関係で連結された、流体供給部と閉調整位置とを有する電気制御された比例サービス弁（４１、４２、４６、４７）と、
前記ディファレンシャル（３３、３４）のそれぞれと作動関連した流体圧力動作された差動ロック機構と、
前記差動ロック機構と圧力流体供給関係で連結された、流体供給部と閉調整位置とを有する電気制御ロック弁（７１）と、
前記出力シャフト（３１）と作動関連したばねにより適用されかつ流体圧力により解除される駐車ブレーキ（３５）と、
前記駐車ブレーキ（３５）と圧力流体供給関係で連結された１対の電気制御駐車弁（７６、７７）と、
前記弁（４１、４２、４６、４７、７１、７６）に連結された圧力流体源（６２、６３、６４、６５、６６）と、
前記サービス弁（４１、４２、４６、４７）と前記ロック弁（７１）と前記駐車弁（７６）の１つと制御関係で個別に連結された出力部を有する１次電子制御モジュール（９０）と、
前記車輪（１８、１９、２２、２３）のそれぞれと作動関連し、かつ前記１次電子制御モジュール（９０）と速度信号入力関係で連結された車輪速度センサ（８４、８５、８６、８７）と、
前記関節式ヒッチ（１５）と作動関連し、かつ前記１次電子制御モジュール（９０）と揺動角信号供給関係で連結された揺動角センサ（８８）と、
前記１次電子制御モジュール（９０）と制御関係で連結された前記キャビン（２７）内の手動で可動な常用ブレーキ制御部（１３７）と、
前記キャビン（２７）内に装着されかつ前記１次電子制御モジュール（９０）と制御関係で連結された牽引制御スイッチ（１３８）と差動ロックスイッチ（１３９）と駐車ブレーキスイッチ（１３６）であって、
前記差動ロックスイッチ（１３９）と前記牽引制御スイッチ（１３６）とが、仕事場の作業に前記建設機械が使用されるときに通常作動され、この状態において、前記建設機械が１０°未満の関節を成すとき、前記１次電子制御モジュール（９０）は前記ロック機構が前記ディファレンシャル（３３、３４）をロックするようにさせ、かつ揺動角が少なくとも１０°であるとき、前記１次電子制御モジュール（９０）は前記差動ロック機構（３３、３４）が前記ディファレンシャルをロック解除するようにし、および感知された揺動角に適切に対応して、感知されたオーバスピード車輪に関連した常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）を適用する、牽引制御スイッチ（１３８）と差動ロックスイッチ（１３９）と駐車ブレーキスイッチ（１３６）と、
データリンク（１４１）によって前記１次電子制御モジュール（９０）に連結されたバックアップ電子制御モジュールと、を備え、
前記バックアップ制御モジュール（１００）が、前記常用ブレーキ制御部（１３７）と前記駐車ブレーキスイッチ（１３６）とに信号受信関係でそれぞれ連結された入力部を有し、
前記バックアップ制御モジュール（１００）が、前記サービス弁（４６、４７）と前記駐車弁（７７）の１つとに連結された通常非アクティブな出力部を有し、前記バックアップ制御モジュール（１００）が１次制御モジュール（９０）の出力不具合を感知すると、前記通常非アクティブな出力が作動される牽引制御装置。
【請求項１１】
前記制御モジュール（９０、１００）と前記弁（４１、４２、４６、４７、７１、７６、７７）とが前記キャビン（２７）の外側の前記シャシ（１２）上に装着される、請求項９に記載の牽引制御装置。
【請求項１２】
第１および第２のリレー（１０８、１０９）に連結された第１および第２の電力源（１０６、１０７）を含み、前記第１および第２のリレー（１０８、１０９）が、前記１次およびバックアップ制御モジュール（９０、１００）と電力供給関係でそれぞれ連結される、請求項９に記載の牽引制御装置。
【請求項１３】
前記リレー（１０８、１０９）と制御関係で連結された前記キャビン（２７）内に電力スイッチ（１１３）を含み、前記電力源（１０６、１０７）が前記キャビン（２７）の外側の前記シャシ（１２）に支持される、請求項１１に記載の牽引制御装置。
【請求項１４】
前記１次およびバックアップ制御モジュール（９０、１００）と信号供給関係で連結された少なくとも３つの位置センサを有する、前記キャビン（２７）内の手動で可動な常用ブレーキ制御部（１３７）を含む、請求項９に記載の牽引制御装置。
【請求項１５】
前記圧力流体源（６２、６３、６４、６５、６６）と圧力流体受容関係で、かつ前記車軸（２１）の一方の前記ブレーキ（３８、３９）用の前記サービス弁（４６、４７）と圧力流体供給関係で連結された電気作動式比例安全弁（５８）と、前記圧力流体源（６２、６３、６４、６５、６６）と圧力流体受容関係で、かつ前記車軸（１７）の他方の前記ブレーキ（３６、３７）用の前記サービス弁（４１、４２）と圧力流体供給関係で連結された電気作動式比例安全弁（５６）とを含み、前記安全弁（４６、４７）が前記１次制御モジュール（９０）と制御関係で連結され、前記安全弁が前記バックアップ制御モジュール（１００）と制御関係で連結される、請求項１３に記載する牽引制御装置。
【請求項１６】
関節式ヒッチ（１５）によって垂直軸（１６）に相互連結された第１および第２のセグメント（１３、１４）付きのシャシ（１２）を有する型式の建設機械（１１）の牽引を制御する方法であって、前記シャシセグメント（１３、１４）のそれぞれが、横方向に離間した１対の車輪（１８、１９、２２、２３）と、前記シャシ（１２）上のキャビン（２７）と、前記車輪（１８、１９、２２、２３）と駆動関係で連結されたパワーユニット（２８）とを有する駆動車軸（１７、２１）によって支持され、前記方法が、
それぞれの車軸（１７、２１）内で流体圧力作動式ロック機構をディファレンシャル（３３、３４）に装備する工程であって、前記ディファレンシャル（３３、３４）のそれぞれが、関連車軸（１７、２１）の前記車輪（１８、１９、２２、２３）と駆動関係で、かつ前記パワーユニット（２８）と被駆動関係で連結される、工程と、
それぞれの車輪（１８、１９、２２、２３）のために流体圧力動作の常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）を装備する工程と、
圧力流体源（６２、６３、６４、６５、６６）を装備する工程と、
電子制御モジュール（９０）を装備する工程と、
前記制御モジュール（９０）と信号供給関係で連結された個別の車輪速度センサ（８４、８５、８６、８７）を装備する工程と、
前記制御モジュール（９０）と信号供給関係で連結された揺動角センサ（８８）を装備する工程と、
前記常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）と圧力流体供給関係で、かつ前記圧力流体源（６２、６３、６４、６５、６６）と圧力流体受容関係でそれぞれ連結された電気制御比例サービス弁（４１、４２、４６、４７）を装備する工程と、
前記ディファレンシャルの前記ロック機構のそれぞれのために電気制御ロック弁（７１）を装備する工程であって、前記ロック弁（７１）が、前記圧力流体源（６２、６３、６４、６５、６６）と圧力流体受容関係で、かつ前記ロック機構と圧力流体供給関係で連結される、工程と、
前記弁（４１、４２、４６、４７、７１）を前記制御モジュール（９０）と制御関係で連結する工程と、
前記制御モジュール（９０）用の電力源（１０６、１０７）を装備する工程と、
牽引制御スイッチ（１３８）と差動ロックスイッチ（１３９）と手動で可動な常用ブレーキ制御部（１３７）とを前記キャビン（２７）内に装備して、前記スイッチ（１３８、１３９）と制御部（１３７）とを前記制御モジュール（９０）に個別に連結する工程と、
前記牽引制御スイッチ（１３８）と前記差動ロックスイッチ（１３９）との作動に応答して、揺動角が１０〜１５°の所定の角度数未満である限り前記建設機械（１１）の操作中に前記ディファレンシャル（３３、３４）を自動的にロックし、かつ前記揺動角が前記所定の角度数よりも大きいときに前記ディファレンシャル（３３、３４）をロック解除すると共に、任意のオーバスピード車輪（１８、１９、２２、２３）の前記常用ブレーキ（３６、３７、３８、３９）を適用して感知された揺動角に応じた速度に前記オーバスピード車輪を減速するように前記制御モジュール（９０）をプログラミングする工程と、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、車輪スリップ制御および差動ロック機構によって車輪牽引が制御される建設機械に関する。
【０００２】
（背景技術）
建設機械の牽引制御はその生産性を向上する。車両の車輪牽引は、オーバスピード状態にある駆動車輪を制動することにより、あるいはロックディファレンシャルのスリップをロックまたは制御することにより制御されることが従来提案されてきたが、制動の不具合に対する安全装置と自動的に協働する建設機械のために、常用ブレーキの制御、牽引制御、かつ差動ロックに対する必要性がある。牽引、制動制御および差動ロックの一体化は、遠隔制御および自動機械操作に使用するため適切でなければならない。
【０００３】
Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｗｈｅｅｌ−Ｓｌｉｐ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ  Ｍａｃｈｉｎｅについて、Ｊ．Ｈｏｓｓｅｉｎｉらに１９９９年３月１６日に再交付された再発行米国特許第３６，１５２号は、車輪速度信号および関節信号（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）を受信し、受信された信号に応答して制動制御信号を自動的に生成し、かつ電気油圧式ブレーキ弁に電圧を加えて制動力を車軸のオーバスピード車輪に印加する制御装置の使用を開示している。いくつかの動作状態では、車輪ブレーキを用いて過度の車輪速度を制御することよりも、むしろそれぞれの駆動車軸のディファレンシャルをロックすることによって牽引を制御することが好ましい。Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍについて、Ｈ．Ｗｅｉｓｓに１９９４年４月１２日に交付された米国特許第５，３０１，７６９号は、流体圧力作動式クラッチ型差動ロックをそれぞれが有する２つの駆動車軸付きの車両を開示している。個別の車輪速度センサおよびかじ取り角センサは信号を制御装置に供給し、次に、この制御装置は受信された信号に応答してディファレンシャルのロックの度合いを制御する。
【０００４】
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｌｏｃｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ  ｔｏ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ／ｏｒ  Ｂｒａｋｉｎｇ  Ａｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｕｎｌｏｃｋ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌについて、Ｌ．Ｌ．Ｎｉｇｈｓｗｏｎｇｅｒに１９８６年２月１８日に交付された米国特許第４，５７０，５０９号は、揺動角が１０°に達すると関節式車両のディファレンシャルをロック解除する差動ロック用の制御システムを開示している。本明細書に前述した特許は様々な牽引制御装置を示しているが、構成要素の不具合または誤動作の場合に継続的な安全操作を保証するために、制動の不具合に対する安全装置によって、かつ冗長またはバックアップによって感知された状態に応答して、自動操作と完全に一体化された制動および牽引制御を提供する必要性が依然として存在する。
【０００５】
本発明は、上述の１つ以上の問題を克服することを目的としている。
【０００６】
（発明の開示）
建設機械のそれぞれの車輪は、電気制御比例サービス弁を通して供給される圧力流体によって作動される圧力流体作動式常用ブレーキを備える。圧力流体は、圧力流体源と圧力流体受容関係で連結された電気制御比例安全弁を通して、それぞれの差動駆動車軸の２つの車輪の常用ブレーキ用のサービス弁に供給されることが好ましい。サービス弁および安全弁は、操作者のキャビン内の手動操作の信号生成制御部まで延在する信号線を含む電子制御モジュールによって制御される。それぞれの車軸用のサービス弁および安全弁のすべては、常用ブレーキを操作するためにそれらの通常の閉位置から開口位置にシフトされなければならない。この弁構成によって、制動システムの構成要素のある誤動作または不具合の際に、常用ブレーキの意図しない適用が回避される。
【０００７】
車輪速度センサおよびかじ取り角センサは電子制御モジュールと信号供給関係で連結され、かつ牽引は、電子制御モジュールが電気を適切な安全弁に供給してそれを開口することによって、およびオーバスピード車輪のブレーキ用のサービス弁に適切な量の電流を供給してオーバスピード車輪を滑らない速度にすることによって、自動制御される。ディファレンシャルのそれぞれは、ポジティブロック型機構であり得るかあるいはスリップ型差動ロックであり得る流体圧力制御のロック機構を備える。ロック機構への圧力流体の供給を制御するために、電子制御モジュールによって制御される電気制御比例ロック弁が使用される。牽引制御スイッチおよび差動ロックスイッチは操作者のキャビン内に設けられ、これらのスイッチは、信号線によって電子制御モジュールに連結される。牽引制御装置スイッチおよび差動ロックスイッチの両方が作動されると、揺動角が所定量未満、例えば１０〜１５°である場合にディファレンシャルはロックされ、この場合、車輪制動による牽引制御装置は作動しない。機械が、真っ直ぐな前進位置のいずれかの側面に対し所定の角度よりも大きく関節を成す場合、差動ロック機構は電子制御モジュールによって自動的に非作動にされ、かつ電子制御モジュールは、オーバスピード車輪を制動することによってそれを自動制御する。ロックディファレンシャルがポジティブロック型である場合、電子制御モジュールは、機械の感知された走行速度に対応する調整ロックアップ力を印加するようにプログラミングすることができ、したがって、機械が適度な速度で移動しているとき、ロックアップ機構への不必要に高い力の印加が回避される。
【０００８】
牽引制御用の電子制御システム、差動ロック機構および制動システムは、１次電子制御モジュール、好ましくは安全目的のためにバックアップ電子制御モジュールを含み、これらのモジュールの両方はキャビン外側の機械に位置決めされることが好ましい。機械の安全な操作を保証するために、２つの電力源および２つの圧力流体源を備えていてもよい。本発明を用いることによって、キャビンからの建設機械のワイヤ制御操作が可能になる。本発明は、ブレーキ操作装置がキャビンから建設機械のシャシ上に移動される、ワイヤシステムによるブレーキである。建設機械の遠隔および／または自動操作を容易にすることに加えて、キャビン内の騒音レベルが低減され、かつ機械の製造中のキャビンの取付けが大幅に単純化される。
【０００９】
本発明の実施形態について添付図面で説明する。
【００１０】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、垂直軸１６を有する中央の関節式ヒッチ１５によって相互連結される前部セグメント１３と後部セグメント１４とから構成されるシャシ１２を有するホイールローダ１１を示しており、ホイールローダ１１は、図示していないパワーステアリング装置によって垂直軸１６を中心として操舵される。前部セグメント１３は、横方向に離間した１対の車輪１８、１９を有する駆動車軸１７によって支持され、かつ後部セグメントは、横方向に離間した１対の車輪２２、２３を有する駆動車軸２１によって支持される。前部セグメント１３はその前方端部においてバケット２６を有するブームを支持し、かつ後部セグメント１４は操作者のキャビン２７を支持する。後部セグメント１４はまた、車軸１７、２１のディファレンシャル３３、３４を介して車輪１８、１９、２２、２３と駆動関係で連結される出力シャフト３１を有するトランスミッション２９を駆動する内燃機関またはパワーユニット２８を支持する。ばねにより適用されまた圧力流体により解除される駐車ブレーキ３５は、出力シャフト３１と作動関連する。
【００１１】
図２を参照すると、車輪１８、１９、２２、２３は駆動車軸１７、２１のディファレンシャル３３、３４を介して駆動され、油圧により適用されかつばねにより解除される常用ブレーキ３６、３７、３８、３９は、車輪１８、１９、２２、２３とそれぞれ作動関連して、それらの回転を制御する。１対の電気制御比例サービス弁４１、４２は、流体導管４３、４４によって常用ブレーキ３６、３７と流体供給関係でそれぞれ連結され、かつ１対の電気制御比例サービス弁４６、４７は、流体導管４８、４９によって常用ブレーキ３８、３９と圧力流体供給関係で連結される。サービス弁４１、４２、４６、４７は、流体供給部と閉調整位置とを有する制御要素５１、５２、５３、５４をそれぞれ有する。サービス弁４１、４２への圧力流体供給は、電気制御比例安全弁５６と、サービス弁４１、４２と並列に連結された分岐管を有する流体供給導管５７とを介して行われる。同様に、電気制御比例安全弁５８は流体供給導管５９によってサービス弁４６、４７に連結される。安全弁５６、５８は流体流制御要素６０、６１を有し、そのそれぞれは流体供給部と閉調整位置とを有する。すべての供給および安全弁４１、４２、４６、４７、５６、５８の流量制御要素５１、５２、５３、５４、６０、６１は、通常、それらの閉調整位置にあり、それらの弁に供給される電流量に応じて比例開口される。
【００１２】
ホイールローダ１１は、リザーバ６３から流体を引き込み、かつ二重チェック弁６６および流体導管６７、６８によって加圧流体を２つのアキュムレータ６４、６５に供給するエンジン被駆動ポンプ６２を含む圧力流体源を含む。アキュムレータ６４は、流体導管６９によって安全弁５６と圧力流体供給関係で連結され、かつアキュムレータ６５は、流体導管７０によって安全弁５８と圧力流体供給関係で連結される。
【００１３】
ディファレンシャル３３、３４のそれぞれは、流体圧力により解除されかつばねにより適用されるロックアップ機構を有する。ディファレンシャル３３、３４のロックアップ機構は、流体導管７２および分岐導管７３、７４によって電気制御比例ロック弁７１と圧力流体受容関係で連結され、ロック弁７１は、流体導管７５によって流体導管７０と圧力流体受容関係で連結される。差動ロックアップ機構はポジティブロック型であり得るか、あるいはスリップ量が、ロックアップ機構に供給される流体圧力に依存するスリップ型差動ロックであり得る。ロック弁７１は比例弁なので、差動ロックアップ機構に供給される流体圧力を変更できる。
【００１４】
同様に、ばねにより適用されかつ流体圧力により解除される駐車ブレーキ３５のために、ホイールローダ１１に流体制御部が、設けられる。駐車ブレーキ３５は、電気制御駐車弁７６、７７とシャトル弁７８とを介してアキュムレータ６４、６５と圧力流体受容関係で連結される。駐車弁７６、７７は、流体導管７９、８０によって流体導管６９、７０と圧力流体受容関係でそれぞれ連結される。シャトル弁７８の１対の入口ポートは、１対の流体導管８１、８２によって駐車弁７６、７７と圧力流体受容関係で連結され、かつ流体導管８３はシャトル弁７８の出口ポートを駐車ブレーキ３５に連結する。
【００１５】
個別の車輪速度センサ８４、８５、８６、８７は、車輪１８、１９、２２、２３とそれぞれ作動関連し、かつかじ取り角または揺動角センサ８８は関節式ヒッチ１５と作動関連する。これらのセンサは、本明細書に後に記述する牽引制御および差動ロックシステムの重要な構成要素である。
【００１６】
駐車弁７６、サービス弁４１、４２、４６、４７、安全弁５６、６８、および１次電子制御モジュール９０とバックアップ電子制御モジュール１００とを含む差動ロック弁７１を操作するために、電気制御部が設けられる。車輪速度センサ８４、８５、８６、８７およびかじ取り角センサ８８は、１次電子制御部９０の入力部と信号供給関係で連結される。サービス弁４１、４２、４６、４７、安全弁５６、５８、駐車弁７６および差動ロック弁７１は、電線９１、９２、９３、９４、９６、９７、９８それぞれによって電子制御モジュール９０の出力部に個別に連結される。後車軸２１の常用ブレーキ３８、３９と関連したサービス弁４６、４７と安全弁５８、および駐車弁７７は、電線１０１、１０２、１０３、１０４それぞれによってバックアップ電子制御モジュール１００の出力部に個別に連結される。図１に示したように、制御モジュール９０と１００は、キャビン２７の外側の位置においてホイールローダシャシ１２の後部セグメント１４に装着される。サービス弁４１、４２、４６、４７、安全弁５６、５８、差動ロック弁７１および駐車弁７６、７７は、操作者のキャビン２７の下のコンソール１０５に位置決めされる。圧力流体供給システムはキャビン２７の外側のシャシ１２によっても支承される。
【００１７】
１次およびバックアップ電子制御モジュール９０、１００は、２つの電源、すなわちエンジン駆動ジェネレータ１０６およびバッテリ１０７に連結される。ジェネレータ１０６およびバッテリ１０７は、１対のリレー１０８、１０９と電力供給関係で共同連結され、次に、前記リレーは、１対の電線１１１、１１２によって制御モジュール９０、１００と電力供給関係でそれぞれ連結される。リレー１０８、１０９は、キャビン２７内に位置決めされかつ１対の電線１１４、１１６によってリレー１０８、１０９に連結される手動操作の点火型電力スイッチ１１３によって作動される。図示したように、電力源１０６、１０７およびリレー１０８、１０９は操作者のキャビン２７の外側に位置決めされる。
【００１８】
ディファレンシャル３３、３４にポジティブロック機構が装備される場合、制御モジュール９０は、感知される車速に応じて比例ロック弁７１に電流を印加するようにプログラミングすることができ、このようにして、ポジティブロックアップ機構に噛み合うために必要な力のみを自動的に印加する。車速が大きくなるにつれて、差動ロックアップ機構に噛み合うために必要な力も大きくなる。電子制御モジュール９０は、感知される車輪の滑りに応じて比例ロック弁７１に電流を供給するようにプログラミングすることができ、これによって、対応する流体圧力が差動ロック機構の摩擦クラッチに供給される。常用ブレーキを用いる牽引制御が作動不能になった場合、このモードの牽引制御がバックアップ型牽引制御として機能できる。
【００１９】
電力スイッチ１１３に加えて、操作者のキャビン２７内に位置決めされた手動操作の種々の制御部および警報装置は、ブザー１３１、１対の警報灯１３２、１３３、駐車ブレーキスイッチ１３６、手動で可動な常用ブレーキ制御部１３７、電子牽引制御スイッチ１３８および差動ロックスイッチ１３９を含み、これらは、１次外装ハーネス１６１とバックアップ外装ハーネス１６２とによって、１次およびバックアップ電子制御モジュール９０、１００の入力部への信号線によって連結される。電力スイッチ１１３以外の操作者のすべての制御部は、１次電子制御モジュール９０への信号線によって連結されるが、ブザー１３１、信号灯１３３、１３４、駐車ブレーキスイッチ１３６および常用ブレーキ制御部１３７のみは、バックアップ電子制御モジュール１００への信号線によって連結されることに留意されたい。常用ブレーキ制御部１３７は、図示していない３つのペダル位置センサを有するフット操作制御部である。３つのセンサはブレーキ制御部１３７の位置を同時に感知し、３つの位置感知信号は１次電子制御モジュール９０に送信され、かつこれらの３つの信号はバックアップ電子制御モジュール１００に送信される。制御モジュール９０、１００のそれぞれに三重の冗長信号を送信するように実際に使用される３つのラインは、図２の単一ラインによって示されている。センサの１つが不具合になった場合、制御モジュール９０、１００の内のアクティブなモジュールが、ブレーキ制御部１３７の変位を２つの信号に基づき判断する。２つの正しい信号は、誤った第３の信号を無効にする。２つの位置センサのみを使用した場合、アクティブな制御モジュールは、どの信号が正しかったかを確かめないであろう。制御モジュール９０、１００の内のアクティブなモジュールは、それが制御するサービス弁および安全弁に、ブレーキ制御部１３７の感知された位置に比例して電流を供給し、かつそれらのサービス弁および安全弁は圧力流体を常用ブレーキに供給し、この常用ブレーキに関連して、ブレーキ制御部１３７の位置に比例して制動を行う。
【００２０】
１次およびバックアップ電子制御モジュール９０、１００は、コントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）データリンク１４１と診断信号線１４２とによって相互連結され、この診断信号線によりデータが共有され、かつ１次制御モジュール９０の出力不具合を感知するとバックアップ制御モジュール１００の出力部が作動される。
【００２１】
牽引制御部および差動ロックは１次電子制御モジュール９０を介してのみ作動される。牽引制御スイッチ１３８が作動されると、１次制御モジュール９０は、車軸の車輪の感知された速度を比較して、かじ取り角センサ８８によって感知される機械のかじ取り角を適切に調整して、オーバスピードの任意の車輪に適切な制動力を印加する。好ましいモードの牽引制御は、個別の車輪ブレーキ３６、３７、３８、３９とディファレンシャル３３、３４の差動ロック機構とを組み合わせて使用することである。牽引制御スイッチ１３８および差動ロックスイッチ１３９の両方が作動されると、感知された揺動角が所定量未満、例えば１０〜１５°である場合に、１次制御モジュール９０はディファレンシャル１３３、１３４をロック状態に維持し、また車輪制動による牽引制御は非アクティブのままである。異なる種類の作業の実施および地形または表面状態の変化のため、制御モジュール９０の動作プログラムを調整して１０〜１５°の選択角度を利用できる。揺動角が所定量を超えると、差動ロック機構は自動的に係合解除されかつ牽引制御が自動的に作動され、かつ感知された揺動角を適切に調整しつつ、制御モジュール９０がオーバスピード車輪にブレーキを掛けることによって、車輪オーバスピードが制御される。
【００２２】
（産業上の利用可能性）
本発明の牽引制御システムは、大型ホイールローダのような建設機械に特に有用である。本発明は、機械および油圧の部品および連結装置を少なくしつつワイヤシステムによる制御を提供する。機械および油圧の部品および連結装置を操作者のキャビンから取り除くことによって、外部環境からキャビンを実質的にシールすることが可能になり、これによって、操作者が蒙る騒音レベルが大幅に低減される。このことは、より健康かつより快適な環境を操作者のために提供し、より高い生産性をもたらす。キャビン２７とシャシ１２との間の機械的連結装置およびホースを取り除くことにより、建設機械の製造中のキャビンの取付けが大幅に単純化される。ワイヤによる機械の操作は、遠隔制御によって操作し得るワイヤ車による完全な駆動の重要な部分である。ワイヤ車による駆動は、建設、採鉱および埋立作業における完全なまたは部分的な自動操作を可能にする。
【００２３】
常用ブレーキ３６、３７、３８、３９への圧力流体の流れを制御するための電気制御比例サービス弁４１、４２、４６、４７の使用は、個別の車輪のブレーキ圧力の個別の調整を許容する。圧力流体源と前部車軸ブレーキ３６、３７用のサービス弁４１、４２との間の電気制御比例安全弁５６の使用、および圧力流体源と後部車軸ブレーキ３８、３９用のサービス弁４６、４７との間の同一型式の安全弁５８の使用は、構成要素の不具合または誤動作の場合に、常用ブレーキ３６、３７、３８、３９の意図しない適用を防止する。ホイールローダのような建設機械は、濡れた滑りやすい足場で操作することが多い。車輪制動牽引制御と組み合わせて差動ロック機構を用いることによって、所定量未満の揺動かじ取り角、例えば１５°で機械を操作するときのブレーキの摩擦摩耗が回避される。かじ取り角に応じて、これらの２つの種類の牽引制御の一方または他方を自動操作することによって、操作者は、機械によって実行される作業に自由に集中できる。
【００２４】
１次電子制御モジュール９０の出力不具合は、相互連結データリンク１４１および／または信号線を介してバックアップ電子制御モジュール１００によって感知され、かつバックアップ電子制御モジュール１００の電線１０１、１０２、１０３の出力部は自動的に作動され、駐車ブレーキ３２、および後車軸２１の常用ブレーキ３８、３９のために車両操作車制御を提供する。
【００２５】
本発明の他の形態、目的および利点は、図面、開示、および添付された特許請求の範囲の研究から獲得できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が有利に利用されるホイールローダの側面図である。
【図２】図１に示したホイールローダに利用される好ましい実施形態の牽引制御および制動システムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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