(57)【要約】      （修正有）【課題】油圧ポンプおよび油圧モータを有する油圧閉回路を有する油圧走行駆動装置において、急逆操作を行った場合に、高圧のブレーキ圧の発生を抑制し、かつ、安価で信頼性の高い装置を提供する。【解決手段】前後進切換操作レバーが、後進から前進に切換えられると、コントローラは、前後進切換操作レバーの入力方向と速度・進行方向検出器が検出した車両の進行方向が逆であるか否かを判断する。判断結果が肯定された場合、急逆操作が行われたと判断して、油圧式ポンプ傾転方向切換弁に対し、中立位置に保持する指令を出し、入力信号に対応した位置への切換の指令を遅延して出す。【選択図】図３
2012052581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動され、前進側および後進側の両方向に圧油を吐出する両方向傾転機構を備えた可変容量型油圧ポンプと、
前進用および後進用の一対のメイン回路により前記可変容量型油圧ポンプに接続され、前記可変容量型油圧ポンプおよび前記一対のメイン回路と共に油圧閉回路を構成する可変容量型油圧モータと、
前記可変容量型油圧ポンプの両方向傾転機構に連結され、前記両方向傾転機構を前進側および後進側に傾転駆動するポンプ用傾転シリンダと、
前進および後進の入力信号を出力する操作手段と、
前記ポンプ用傾転シリンダに接続され、前進、中立、後進の各位置に切換えられる油圧式ポンプ傾転方向切換手段と、
前記操作手段から出力される前進および後進の入力信号に基づいて、急逆操作であるか否かを判断し、急逆操作であると判断された場合は、油圧ポンプ傾転方向切換手段に対し、中立位置に保持する指令を行い、入力信号に対応した位置への切換の指令を遅延して行う制御手段とを備えることを特徴とする自走式作業車両に用いる油圧走行駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧走行駆動装置において、前記ポンプ用傾転シリンダは、サーボピストンと、前記サーボピストンの両側に配置され、圧油の給油により前記サーボピストンに制御圧を作用させる一対の制御室と、前記各制御室内に設けられ、サーボピストンを常時付勢する付勢手段とを備え、前記油圧ポンプ傾転方向切換弁に対し中立位置に保持する指令が行われている間は、サーボピストンが中立に保持されるように一対の制御室に対して同圧が作用するようにしたことを特徴とする自走式作業車両に用いる油圧走行駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の油圧走行駆動装置において、さらに、前進または後進の進行方向を検出する進行方向検出手段と、自走式作業車両の速度を検出する速度検出手段を備え、前記制御手段は、前記進行方向検出手段で検出された前進または後進の進行方向が、前記操作手段から出力される前進または後進の入力信号と逆であり、かつ、速度検出手段により検出された速度が基準の速度以上である場合に、急逆操作であると判断することを特徴とする自走式作業車両に用いる油圧走行駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の油圧走行駆動装置において、前記制御手段は、前記油圧ポンプ傾転方向切換手段に対して中立位置に保持する指令を行った後、速度検出手段により検出された速度が所定の速度以下である場合に、前記油圧式ポンプ傾転方向切換手段に対して、前記中立位置から、前記操作手段から出力される入力信号に対応する位置への切換の指令をすることを特徴とする自走式作業車両に用いる油圧式走行駆動装置。
【請求項５】
請求項１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、さらに、前記制御手段が急逆操作であると判断し、前記油圧式ポンプ傾転方向切換手段が中立位置に保持されている状態で、前記可変容量型油圧モータの容量を増大させる油圧モータ容量制御手段を備えることを特徴とする自走式作業車両に用いる油圧式走行駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の油圧走行駆動装置において、前記油圧モータ容量制御手段による前記可変容量型油圧モータの容量の増大は、モータ容量変化速度をパラメータとした制御により行うことを特徴とする自走式作業車両に用いる油圧式走行駆動装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の油圧走行駆動装置において、前記油圧モータ容量制御手段による前記可変容量型油圧モータの容量の増大は、ランプ関数を用いた制御により行うことを特徴とする自走式作業車両に用いる油圧式走行駆動装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の油圧走行駆動装置において、前記油圧モータ容量制御手段による前記可変容量型油圧モータの容量の増大は、容量増大速度を曲線的に変化させる関数を用いた制御により行うことを特徴とする自走式作業車両に用いる油圧式走行駆動装置。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１項に記載の油圧走行駆動装置において、前記制御手段が急逆操作であると判断した場合における前記油圧モータ容量制御手段による前記可変容量型油圧モータの容量の増大の上限値を、前記制御手段が急逆操作であると判断されない場合の前記可変容量型油圧モータの容量の増大の上限値よりも低くする手段を有することを特徴とする自走式作業車両に用いる油圧式走行駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自走式作業車両に用いる油圧走行駆動装置に関し、より詳細には、両方向傾転機構を備えた可変容量型油圧ポンプと可変容量型油圧モータとが油圧閉回路を構成するように接続された油圧走行駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンで駆動される両方向傾転機構を有する可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプにより駆動されホイール（タイヤ）を回転駆動する可変容量型の油圧モータとを、閉回路を構成する油圧回路により接続した、例えば、ホイールローダ等の自走式作業車両に用いる油圧走行駆動装置が知られている。
このような、油圧走行駆動装置を搭載したホイールローダにおいては、土砂、砂利などを掘削後、一度、後進し、再び前進してダンプに積込みを行う、いわゆる、Ｖ字掘削作業を行う。Ｖ字掘削作業では、車両後進中に、前後進切換操作レバーを、後進位置から前進位置に切換える、いわゆる、急逆操作を行う。
【０００３】
閉回路車両では、急逆操作を含む車両減速時には、油圧モータが慣性力で回転させられることで圧油を吐出するポンプ動作を行い、油圧ポンプは、油圧モータから吐出された圧油により回転駆動されるモータ動作を行う。この時に、油圧ポンプと油圧モータとを接続するメイン回路に発生し、ポンプ動作を行う油圧モータにブレーキ力を生じさせるブレーキ圧力は、モータ動作を行う油圧ポンプの吸収流量の変化速度に依存するため、急逆操作によって、ポンプ容量が急激に減少した場合、油圧モータの吐出側に高圧のブレーキ圧力が立ち、車両は急減速する。
油圧ポンプの本来の作用とは異なるモータ動作における高圧のブレーキ圧力は、可変容量型の油圧ポンプを損傷する等機器の信頼性を低下させ、車両の急減速は、操作性ひいては作業性を悪化する。
【０００４】
この対応として、ポンプ容量制御手段とポンプ傾転方向切換手段を、一対の制御圧室にそれぞれ対応する一対の電磁式比例弁により構成し、急逆動作時の制御圧室に作用する制御圧の変化を、任意の関数で制御することにより、ポンプ容量変化速度を緩やかに制御するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２０３９４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術においては、ポンプ容量制御手段と、ポンプ傾転方向切換手段を、一対の制御圧室にそれぞれ対応する一対の電磁式比例弁で構成しているため、比較的高価な電磁式比例弁を２個使用することによりコストアップとなる。また、電磁式比例弁はコンタミに弱いため、信頼性が低下するという問題がある。
また、電磁比例弁を用いずに、メカ的に任意の状況でポンプの容量変化速度を変化させるためには、例えば切換弁と絞りを追加する等機器構成が複雑になるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の自走式作業車両に用いる油圧走行駆動装置は、エンジンにより駆動され、前進側および後進側の両方向に圧油を吐出する両方向傾転機構を備えた可変容量型油圧ポンプと、前進用および後進用の一対のメイン回路により可変容量型油圧ポンプに接続され、可変容量型油圧ポンプおよび一対のメイン回路と共に油圧閉回路を構成する可変容量型油圧モータと、可変容量型油圧ポンプの両方向傾転機構に連結され、両方向傾転機構を前進側および後進側に傾転駆動するポンプ用傾転シリンダと、前進および後進の入力信号を出力する操作手段と、ポンプ用傾転シリンダに接続され、前進、中立、後進の各位置に切換えられる油圧式ポンプ傾転方向切換手段と、操作手段から出力される前進および後進の入力信号に基づいて、急逆操作であるか否かを判断し、急逆操作であると判断された場合は、油圧ポンプ傾転方向切換手段に対し、中立位置に保持する指令を行い、入力信号に対応した位置への切換の指令を遅延して行う制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、制御手段により急逆操作であるか否か判断し、急逆操作であると判断されると、油圧ポンプ傾転方向切換手段を中立位置に所定時間だけ保持し、その後、入力信号に対応した位置へ切換るようにした。したがって、高圧のブレーキ圧の発生が抑制される。
また、部品の増大を伴わず、作業も容易となるので、コストを低減し、また、作業の信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る油圧走行駆動装置の回路図。
【図２】図１に図示された油圧走行駆動装置における各部の動作のタイミングを説明するための図。
【図３】この発明の油圧走行駆動装置の実施形態１としての処理フロー図。
【図４】この発明の実施形態２に係り、油圧走行駆動装置における各部の動作のタイミングを説明するための図。
【図５】図４に図示された、油圧走行駆動装置における各部の動作のタイミングを行う処理フロー図。
【図６】この発明の実施形態３に係り、油圧走行駆動装置における各部の動作のタイミングを説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
--実施形態１--
以下、本発明に係る油圧走行駆動装置を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る油圧走行駆動装置の回路図である。
図１に図示されるように、ホイールローダ、スキッドステアローダ等の自走式作業車両に搭載される油圧走行駆動装置１は、エンジンＥにより駆動される両方向傾転機構を有する可変容量型油圧ポンプ１１を有する。可変容量型油圧ポンプ１１は、前進用メイン回路５１ａおよび後進用メイン回路５１ｂからなる一対のメイン回路の両方に圧油を吐出する両方向傾転機構を有する。
【００１１】
前進用メイン回路５１ａおよび後進用メイン回路５１ｂからなる一対のメイン回路には、可変容量型油圧ポンプ１１によって駆動される可変容量型油圧モータ１２が配置されている。可変容量型油圧ポンプ１１、可変容量型油圧モータ１２、前進用メイン回路５１ａおよび後進用メイン回路５１ｂは油圧閉回路を構成している。
【００１２】
可変容量型ポンプ１１の両方向傾転機構には、ポンプ用傾転シリンダ２０のサーボピストン２１が連結されている。サーボピストン２１の両側には、後進側制御室２２ａと前進側制御室２２ｂが配置されており、各制御室２２ａ、２２ｂには、それぞれ、サーボピストン２１を中央側に付勢するばね（付勢部材）２３ａ、２３ｂが設けられている。後述する油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０に対して中立位置に保持する指令が行われている間は、ばね２３ａ、２３ｂがバランスし、サーボピストン２１が中立位置に保持されるように、一対の制御室に対してタンク圧（同圧）が作用するように構成している。サーボピストン２１が中央位置から図１における右方向（後進側制御室２２ａ側）に移動すると、可変容量型ポンプ１１は圧油を前進用メイン回路５１ａに吐出し、サーボピストン２１が中央位置から図１における左方向（前進側制御室２２ｂ側）に移動すると、可変容量型ポンプ１１は圧油を後進用メイン回路５１ｂに吐出する。各メイン回路５１ａ、５１ｂに吐出される圧油の容量は、サーボピストン２１の中央からの移動量に比例して増大する。
【００１３】
ポンプ用傾転シリンダ２０の各制御室２２ａ、２２ｂには、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を介して圧油が導入される。油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０は、電磁弁であり、コントローラ７１からの信号により、後進位置ａ、中立位置ｎ、前進位置ｂに切換えられる。制御圧発生部２５は、図示はしないが、チャージポンプ、減圧弁等を含み、エンジン回転数に応じた所定圧の圧油を油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０に給油する。
【００１４】
可変容量型モータ１２には、モータ容量制御部７２が接続されている。モータ容量制御部７２は、コントローラ７１の指令により、可変容量型モータ１２のモータ容量を変化させる。可変容量型モータ１２の回転により、ホイールローダのホイールＷが回転し、ホイールローダが前進または後進する。７３は、ホイールローダの走行速度Ｖおよび前進（Ｆ）および後進（Ｒ）の進行方向を検出する速度・進行方向検出器であり、検出した速度および進行方向をコントローラ７１に送る。
【００１５】
ホイールローダの前進、中立、後進は、前後進切換操作レバー７５の操作により切換えられる。前後進切換操作レバー７５は、レバー切換操作時の前進（Ｆ）、中立（Ｎ）、後進（Ｒ）の各入力信号をコントローラ７１に送る。
【００１６】
図２は、図１に図示されたホイールローダの各部の動作とタイミングを説明するための図であり、（Ａ）はメイン回路５１ａ、５１ｂの回路圧、（Ｂ）は前後進切換操作レバー７５の入力方向、（Ｃ）は油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０の切換位置、（Ｄ）はポンプ実傾転角、（Ｅ）は車速、（Ｆ）は可変容量型油圧モータ１２の容量について、それぞれ、経時変化を示す。各図において、本実施形態の場合を実線により示し、比較として、従来の場合、すなわち、急逆操作時に、油圧ポンプ傾転方向切換弁３０の中立位置の保持を行わない場合を点線で示している。
【００１７】
図１の状態から、前後進切換操作レバー７５を後進（Ｒ）に切換えると、コントローラ７１から信号ｗ２が油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０のソレノイドに送られる。これにより、ソレノイドが励磁され、油圧式ポンプ傾転方向切換弁が図１における左方向に移動して後進位置ａに切換わる。図示しないアクセルペダルを踏み込むと、制御圧発生部２５から圧油がポンプ用傾転シリンダ２０の後進側制御室２２ａに導入される。サーボピストン２１に作用する後進側制御室２２ａの制御圧が、ばね２３ａとばね２３ｂの付勢力の合計を上回ると、前進側制御室２２ｂ内の圧油を排油しながら、サーボピストン２１が図１における左方向に移動する。
そして、可変容量型ポンプ１１から後進用メイン回路５１ｂに圧油が吐出される。この後進用メイン回路５１ｂに吐出された圧油により、可変容量型モータ１２が後進方向に回転し、ホイールＷが駆動されて、ホイールローダが後進方向に走行する。
【００１８】
前後進切換操作レバー７５を前進（Ｆ）に切換えると、コントローラ７１から切換信号ｗ１が油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０のソレノイドに送られる。これにより、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が図１における右方向に移動して前進位置ｂに切換わる。図示しないアクセルペダルを踏み込むと、制御圧発生部２５から圧油がポンプ用傾転シリンダ２０の前進側制御室２２ｂに導入される。前進側制御室２２ｂの制御圧によって、サーボピストン２１が図１における右方向に移動する。これにより、可変容量型ポンプ１１から前進用メイン回路５１ａに圧油が吐出され、可変容量型モータ１２が前進方向に回転し、ホイールＷが駆動されて、ホイールローダが前進方向に走行する。
【００１９】
上記において、前進の場合でも、後進の場合でも、制御室２２ａまたは２２ｂに導入された圧油による制御圧が増大するに比例してポンプ容量は増大し、サーボピストン２１がストロークエンドに達したところで、ポンプ容量は最大となり、走行速度は最大Ｖ0となる。
走行速度および進行方向は、速度・進行方向検出器７３により検出され、コントローラ７１に送られる。
【００２０】
図３は、本実施形態の油圧走行駆動装置の動作を示す処理フロー図である。この処理フローはコントローラ７１の傾転制御プログラムによって実行される。以下、図２および図３を参照して、本発明の油圧走行駆動装置の実施形態１を説明する。
ステップＳ１においては、前後進切換操作レバー７５の切換操作の有無を判断する。切換操作が無い場合は、所定時間毎に、切換操作の有無を監視する。
本実施形態では、図２（Ｅ）に示すように、ホイールローダが最大速度Ｖ０で後進している状態とする。この状態では、コントローラ７１から信号ｗ２が油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０に送られ、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が後進位置ａとなっている。この状態で、図２（Ｂ）に示されるように、時間ｔ0で前後進切換操作レバー７５を、後進（Ｒ）から中立（Ｎ）で停止すること無く前進（Ｆ）まで急逆操作を行うと、前後進切換操作レバー７５からの入力信号によって、コントローラ７１において、切換操作有と判断される。
【００２１】
ステップＳ１で切換操作の有無が肯定されると、ステップＳ２において、前後進切換操作レバー７５からコントローラ７１に入力される前進（Ｆ）、後進（Ｒ）の入力信号と、速度・進行方向検出器７３からコントローラ７１に入力されるホイールローダの進行方向を示す信号とが逆であるか否か判断される。ここで、逆であるとは、一方が前進であれば他方は後進であり、一方が後進であれば他方は前進である場合である。ステップＳ２において、肯定されればステップＳ３に進み、否定されればステップＳ５に進む。
【００２２】
ホイールローダが最大速度Ｖ０で後進している場合、前後進切換操作レバー７５が前進（Ｆ）に切換わった直後は、ホイールローダは、慣性力により後進方向に進行しているので、ステップＳ２において肯定される。ステップＳ２において肯定されると、ステップＳ３において、コントローラ７１は油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０に、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を中立位置ｎに保持する指令を出す。これにより、コントローラ７１から油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０に送られている信号ｗ１がオフとなり、図２（Ｃ）に示されるように、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が中立位置ｎに切換わる。
【００２３】
ステップＳ３の処理を行った後、ステップＳ４において、ホイールローダの速度ＶがＶ1以下であるか否か判断される。ステップＳ４で肯定されれば、ステップＳ５に進み、否定されれば、ステップＳ３に戻る。ここでは、ステップＳ２において、前後進切換操作レバー７５の前進（Ｆ）および後進（Ｒ）の入力信号が示す進行方向と、ホイールローダの進行方向とが逆であると判断されているので、急逆操作が行われた場合の処理が行われる。つまり、図２（Ｂ）に示されるように、前後進切換操作レバー７５が前進に切換わっている状態であるにも拘わらず、ホイールローダの速度ＶがＶ1以下となるｔ１までは油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０は中立位置ｎに保持される（図２（Ｃ）参照）。
【００２４】
そして、ホイールローダの速度ＶがＶ1以下となったときに、ステップＳ５において、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を、前後進切換操作レバー７５により切換えられた前進（Ｆ）方向と一致する前進位置ｂに切換える。この場合には、コントローラ７１から信号ｗ１が油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０に送られ、ソレノイドが励磁されて、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が図１における右方向に移動して、前進位置ｂに切換えられる（図２（Ｃ）参照）。ステップＳ５の後は、制御圧発生部の出力圧に対応して、可変容量型油圧ポンプ１１の傾転角が変動する。
ステップＳ２で否定された場合には、急逆操作処理を行う必要がなく、ステップＳ５に進み、直ちに、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を、前後進切換操作レバー７５により切換えられた前進（Ｆ）方向と一致する前進位置ｂに切換える。
【００２５】
急逆操作が行われた時間ｔ0以降のメイン回路の圧力について図２（Ａ）を参照して説明する。
時間ｔ0において油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が中立位置ｎに切換えられるため、制御圧発生部２５からの圧油は、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０により遮断されている。この状態では、サーボピストン２１は、前進側制御室２２ｂ側のばね２３ｂと後進側制御室２２ａのばね２３ａとの付勢力に対応する推力を受け、前進側制御室２２ａ内の圧油を排油しながら、図１における右方向に緩やかな速度で移動する。前後進切換操作レバー７５が前進（Ｆ）に切換えられた直後では、可変容量型油圧モータ１２は、慣性力により後進側への回転を継続しており、前進用メイン回路５１ａにモータ回転数に対応する圧油を排出するポンプ動作を行っている。また、可変容量型油圧ポンプ１１、可変容量型油圧モータ１２、前進用メイン回路５１ａおよび後進用メイン回路５１ｂが油圧閉回路を構成しているので、可変容量型油圧モータ１２が油圧ポンプとして動作すると、前進用メイン回路５１ａへの圧油の供給を継続するため、可変容量型油圧ポンプ１１が可変容量型油圧モータ１２により駆動される油圧モータとして動作する。しかし、サーボピストン２１が中立位置にむけて緩やかに移動し、可変容量型油圧ポンプ１１のポンプ容量の低下速度が緩やかであるため、ポンプの吸収流量変化率に依存して発生する前進用メイン回路５１ａに立つブレーキ圧は図２（Ａ）の実線で示すように低く、ホイールローダは時間ｔ0からｔ１までの間、緩やかに減速を行う。
【００２６】
図２（Ｅ）に示されるように、ホイールローダの速度ＶがＶ1以下となった時間ｔ１では、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０は前進位置ｂに切換えられ（図２（Ｃ）参照）、制御圧発生部２５から圧油が前進用制御室２２ｂに導入される。そして、前進用制御室２２ｂに導入された圧油の制御圧とばね２３ａ、２３ｂの付勢力との合計の圧力により、サーボピストン２１を図１における右方向に移動して、急逆動作を開始する。
急逆動作時に慣性力により回転を継続する可変容量型油圧モータ１２は油圧ポンプとして動作する。
【００２７】
可変容量型油圧ポンプ１１が油圧モータとして動作し、エンジンＥを回転させるため、前進用メイン回路５１ａには、油圧モータとして動作する油圧ポンプの吸収流量変化、すなわち油圧ポンプの傾転速度に対応した大きなブレーキ圧が生じる。この点が、油圧開回路の場合と異なる点であり、油圧ポンプの本来の作用とは異なるモータ動作においては、可変容量型油圧ポンプ１１に大きな負荷がかかりやすく、損傷や信頼性への対応が必要とされる。しかし、本実施形態におけるホイールローダの場合、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が速度Ｖ1になるまで中立位置ｎに保持されていることにより、急逆動作時の車速が十分、減速されており、ブレーキ圧を発生させる油圧モータの吐出流量が小さいため、ブレーキ圧を低減することができる。
【００２８】
図２（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）には、比較として、従来の油圧走行駆動装置の場合が点線で示されている。従来の油圧走行駆動装置では、前後進切換操作レバー７５を前進（Ｆ）に切換えた場合、図２（Ｃ）に示されるように、同時に、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が前進位置ｂに切換わる。つまり、油圧走行駆動装置が最大速度Ｖ０に近い状態で急逆動作が開始される。従って、このとき、前進用メイン回路５１ａに生じるブレーキ圧Ｐ0（図２（Ａ）参照）は、例えば、５０ＭＰａ程度の大きな値となる。これに対して、本実施形態の場合には、ホイールローダが速度Ｖ1以下となる時間ｔ１後に急逆動作を始めるため、前進用メイン回路５1ａに生じる最大のブレーキ圧Ｐ１は、Ｐ０よりかなり低く、例えば、４５ＭＰａ程度またはそれ以下に抑えることが可能となる。
【００２９】
上記実施形態１によれば、コントローラ７１により急逆操作であるか否か判断し、急逆操作であると判断されると、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を、中立位置ｎに保持する指令を出す。この状態は、ホイールローダの速度が所定の速度Ｖ21以下となるまで維持される。油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が中立位置ｎに保持されている状態では、制御圧発生部２５からの圧油は油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０で遮断され、サーボピストン３０は、ばね２３ｂの付勢力のみで中立位置に向けて移動される。このため、サーボピストン３０の移動は、ポンプ用傾転シリンダ２０の制御室２２ｂに導入される前進用制御圧とともにばね２３ｂの付勢力により前進位置に向けて移動される場合に比し、緩やかとなる。
従って、サーボピストン３０により駆動される可変容量型油圧ポンプ１１の両方向傾転機構の傾転動作が緩やかとなり、高圧のブレーキ圧の発生が抑制される。このように、急逆操作が行われたことが検出されると、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を所定時間は中立位置ｎに保持し、その後、前進位置ｂに切換える方法であるので、コストを抑え、また、作業の信頼性を確保することができる、という効果を奏する。
【００３０】
なお、上記実施形態では、後進から前進に急逆操作する場合で説明したが、前進および後進のいずれの場合も含む処理方法して記載された図３の処理フロー図に示すように、本発明の油圧走行駆動装置は、前進から後進に急逆操作をする場合にも、同様な処理を行うことが可能である。
また、後進（Ｒ）から前進（Ｆ）へ直ぐに操作する場合に限らず、後進（Ｒ）から中立（Ｎ）に切換後、十分な減速前（車速≧Ｖ1）に中立（Ｎ）から前進（Ｆ）に切換えた場合にも適用可である。
実施形態１において、図２（Ｆ）に示されたモータ容量は、可変容量型油圧モータ１２のモータ容量であり、本実施形態では、一定のままとしている。
しかし、本発明のホイールローダは、急逆操作に対応して、油圧モータの容量を変化させて、ブレーキ圧をさらに低減することができる。以下、そのような、実施形態について説明する。
【００３１】
--実施形態２--
図４および図５は、本発明の油圧走行駆動装置の実施形態２を示し、図４は、油圧走行駆動装置における各部の動作のタイミングを説明するための図であり、図５は、図４に図示された、油圧走行駆動装置における各部の動作のタイミングを行う処理フロー図である。
図５に図示された油圧走行駆動装置の処理フロー図が、図３と相違する点は、図３におけるステップＳ３とステップＳ４との間にステップＳ１１に示す処理が追加された点だけであり、それ以外は同一である。従って、ステップＳ１１に関連する内容を説明することとする。
【００３２】
ホイールローダを後進中、時間ｔ０で前後進切換操作レバー７５を後進（Ｒ）から一挙に前進（Ｆ）に切換える急逆操作を行うと、コントローラ７１がこの急逆操作を検出する。コントローラ７１は、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０に中立位置ｎへの切換の指令をすることにより、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が中立位置ｎに保持される。ここまでが、ステップＳ１からステップＳ３までの処理である。ステップＳ１１において、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が中立位置ｎに保持された状態で、コントローラ７１は、モータ容量制御部７２に、可変容量型油圧モータ１２のモータ容量を増大させる指令を出す。
【００３３】
モータ容量の増大は、例えば、図４（Ｆ）に示されるようにランプ関数を用いて制御する。これにより、モータ容量は、時間の経過と共に直線的に増大する。油圧走行駆動装置１のポンプ傾転が中立位置で減速中にモータ容量が増大すると、モータ容量の変化速度に応じて油圧閉回路に作用するブレーキ圧は上昇する。
上述した如く、油圧閉回路においては、急逆操作直後は、可変容量型油圧モータ１２が油圧ポンプの動作を行い、可変容量型油圧ポンプ１１が油圧モータとしての動作を行う。このため、走行していたホイールローダの運動エネルギが、ポンプ作用をする可変容量型油圧モータ１２で消費されることにより減速する。ポンプ作用を行っている可変容量型油圧モータ１２の容量が増大すると、この可変容量型モータ１２からメイン回路に吐出される圧油の吐出流量が増大するので、メイン回路の圧力が増大する。可変容量型油圧ポンプ１１を駆動する圧力（ブレーキ圧）が上昇するため、ホイールローダの運動エネルギの消費が早くなる。このようにして、ホイールローダの減速時間が短縮され、制動力が増加する。ここで、ホイールローダの制動力の大きさは、ブレーキ圧とモータ容量の積に比例する。
【００３４】
つまり、実施形態１に示すように、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を中立位置ｎに保持するのみでモータ容量の増大を行わない場合に比し、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を中立位置ｎに保持しながら可変容量油圧モータ１２のモータ容量を増大させる場合の方が、ホイールローダの制動力が増大し、ホイールローダが早い時間で減速する。この際、ブレーキ圧が可変容量型油圧ポンプ１１を含む油圧機器の信頼性に影響を与えない範囲で上昇するように、モータ容量の変化速度はランプ関数を用いて制御する。
【００３５】
図４（Ｆ）に示されるように、可変容量型油圧モータ１２のモータ容量は、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が中立位置ｎに切換えられた時間ｔ０における容量ｑ０から時間経過と共に直線的に上昇する。そして、時間ｔ１’に容量ｑ０より大きい容量ｑ１となり、以降は一定となる。ホイールローダの減速の割合は実施形態１の場合より大きいので、ホイールローダが最高速度Ｖ０から速度Ｖ1となる時間間隔は、実施形態１の場合よりも短い。つまり、時間ｔ１’は、実施形態１において示した時間ｔ１より、時間ｔ０からの時間間隔が短い。
【００３６】
そして、時間ｔ１’で所定の速度Ｖ1以下となった以降は、モータ容量は、ｑ１に維持され増加しないので、モータ容量の増大によるブレーキ圧の増大も生じない。
また、時間ｔ１’後に急逆動作を開始するため、ポンプの容量変化速度は増大し、これに対応した車両減速度を発生させるだけの制動力に対応したブレーキ圧が生じる。ここで、ポンプ動作をしている可変容量型油圧モータの制動力は、ブレーキ圧とモータ容量の積に比例するため、急逆動作開始時点でモータ容量がｑ０からｑ１に増大していることで、ブレーキ圧をｑ０/ｑ１程度に低減できる。
このため、前進用メイン回路５１ａは最大の圧力Ｐ１’は、実施形態１における前進用メイン回路５１ａの圧力Ｐ１より低い圧力、例えば４０ＭＰａ程度かそれ以下となる。
図４（Ａ）および４（Ｃ）において、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を前後進切換操作レバー７５の切換と同時に前進位置ａに切換える従来の場合を点線で示す。
このように、実施形態２においても実施形態１と同様な効果を奏することができる。しかも、実施形態２では、油圧走行駆動装置１による逆方向への走行開始時間を早めることができる、という効果を得ることができる。
【００３７】
なお、実施形態２におけるステップ１１のモータ容量の増大において、上限値を、急逆操作ではない、通常走行の場合より低い値に設定することが望ましい。急逆操作時には、ホイールローダが完全に停止しない状態で逆方向への走行動作が開始されるため、通常走行よりも、この分、大きな油圧ブレーキが掛かる。そこで、モータ容量の上限値を、通常走行の場合より低く設定する。これにより、モータ容量が過大となって制動に伴う急減速等の走行性の異常を防止することができる。
【００３８】
モータ容量の変化速度の傾きは、ランプ関数により、ホイールローダの運転条件に対応するように調整する。例えば、急逆操作が行われた際の速度が大きい場合には、ランプ関数の傾きを大きくして油圧ブレーキを強くする。逆に、急逆操作が行われた際の速度が小さい場合には、ランプ関数の傾きを小さくして油圧ブレーキを弱くする。このように、急逆動作開始時の速度に応じてランプ関数の傾きを変えることにより、急逆走行時に良好な油圧ブレーキが得られ、また、操作性を向上することができる。
【００３９】
--実施形態３--
図６（Ａ）および６（Ｆ）は、本発明の油圧駆動装置の実施形態３を説明する図であり、図６（Ａ）は、メイン回路の回路圧、図６（Ｆ）は可変容量型油圧モータの容量について、それぞれ、経時変化を示す。
実施形態２においては、図４（Ａ）に図示されるように、前進側メイン回路５１ａの圧力は、時間ｔ０とｔ１’の間の時間ｔａおよび時間ｔ１’後に１度、最大の圧力Ｐ１’となり、その間が、それよりも落ち込んだＶ字曲線となっている。これは、時間ｔ０からモータ容量を所定変化速度で増大したために生じる現象であり、以下、説明する。
【００４０】
モータ容量の増大に伴いモータ吐出流量が所定変化速度で増大し、モータ容量変化に伴うブレーキ圧力ＰＢｑ（前進側メイン回路５１ａの圧力）も所定変化速度（ｄＰＢｑ／ｄｔ）で増大する。その結果、車速Ｖはブレーキ圧力に依存して所定変化速度で減少する。車速Ｖの減少に伴ってモータ回転数が減少すると、モータ吐出流量は所定の変化速度で減少するので、車速低減に伴うブレーキ圧ＰＢｖは所定変化速度（ｄＰＢｖ／ｄｔ）で減少する。したがって、図４（Ａ）の前進側メイン回路５１ａの圧力変化曲線と図４（Ｅ）の車速変化曲線は、モータ容量変化に伴うブレーキ圧の所定変化速度（ｄＰＢｑ／ｄｔ）と車速低減に伴うブレーキ圧の所定変化速度（ｄＰＢｖ／ｄｔ）に依存した曲線となる。
【００４１】
実施形態２においては、時間ｔ１’でポンプ１１が圧油を前進側メイン回路５１ａに吐出する前の時間ｔａにおいて、前進側メイン回路５１ａの圧力が最大値Ｐ１’に達し、その後、低下する傾向を示している。
【００４２】
実施形態３は、図６（Ａ）に図示されるように、時間ｔａとｔ１’間におけるメイン回路の圧力をほぼ平坦形状として、油圧駆動装置の減速率の向上を図ったものである。すなわち、時間ｔａからモータ容量変化速度を大きくし、これに伴うブレーキ圧の所定変化速度（ｄＰＢｑ／ｄｔ）を増大させる。その結果、車速低減変化速度が低減し、車速変化に伴うブレーキ圧の変化速度（ｄＰＢｖ／ｄｔ）が小さくなる。実施形態３は、図６（Ａ）に示すように、時間ｔａから時間ｔ１’までの前進側メイン回路５１ａに発生するブレーキ圧をほぼ一定とした。したがって、実施形態２に比べて時間ｔａ〜時間ｔ１’における車速減速率の低下を改善することができる。
【００４３】
前進側メイン回路５１ａの圧力を図６（Ａ）に図示されるように、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が中立位置ｎに切換えられた時間ｔａから時間ｔ１’の間で、ほぼ一定な最大圧力Ｐ１’とするため、モータ容量を図６（Ｆ）に図示されるように、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０が中立位置ｎに切換えられた時間ｔ０から時間ｔａまでの間と、時間ｔａから時間ｔ１’までの間のモータ容量の変化速度を変化させる。すなわち、モータ容量の制御に用いるランプ関数の傾斜が、時間ｔ０から時間ｔａまでの間よりも、時間ｔａから時間ｔ１’までの間の方が大きくなるようにする。
【００４４】
上述した如く、可変容量型油圧ポンプ１２の容量の増大は、ブレーキ圧を上昇するので、時間ｔａから時間ｔ１’までの間のモータ容量の変化速度を増大することにより、図６（Ａ）に示す如く、時間ｔａから時間ｔ１’までの間の前進用メイン回路５１ａの圧力をほぼ一定の圧力Ｐ１’とすることができる。
実施形態３においても、実施形態１および２と同様な効果を奏することができる。加えて、実施形態３では、ホイールローダの減速性能を担保しつつ、メイン回路に発生する最大圧力を抑制することができるという効果を奏する。
【００４５】
実施形態２および３において、モータ容量の変化の制御に用いる関数をランプ関数とした場合で説明した。しかし、モータ容量の変化の制御に用いる関数としてはランプ関数に限られるものではなく、例えば、指数関数のような曲線の関数としてもよい。また、実施形態３のように時間ｔａでモータ容量の変化速度を変える場合、変化点は、ｔａの一度だけでなく、複数回、変化させるようにしてもよい。その場合、各変化箇所で用いるモータ容量の変化速度を制御する関数は、ランプ関数や曲線等、ホイールローダの車体や運転状態に応じて、任意に適用することができる。
【００４６】
上記各実施形態においては、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を、中立位置ｎから前後進切換操作レバー７５から入力された入力方向に切換えるタイミングは、ホイールローダが所定の速度Ｖ1以下であることが検出された場合とした。しかし、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を、中立位置ｎから前後進切換操作レバー７５の入力方向に切換えるタイミングは他の方法によるようにしてもよい。例えば、ホイールローダの速度に対応して、予めホイールローダが所定の速度に低減する時間を設定しておき、この時間の経過後に、油圧式ポンプ傾転方向切換弁３０を中立位置から前後進切換操作レバー７５の入力方向に切換えるようにしてもよい。
【００４７】
また、上記各実施形態においては、急逆操作の判断は、前後進切換操作レバー７５の入力方向と、速度・進行方向検出器７３が検出した進行方向に基づいて行うものであった。しかし、他の方法により急逆操作の判断を行うようにしてもよい。例えば、後進→中立→前進または前進→中立→後進の操作が所定の時間内に行われた場合に急逆操作が行われたと判断するようにしてもよい。または、急逆操作専用のスイッチを設け、そのスイッチのオン操作と共に前後進切換操作レバー７５の操作があった場合に、急逆操作が行われたと判断するようにしてもよい。
【００４８】
その他、本発明の油圧走行駆動装置は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して構成することが可能であり、要は、自走式作業車両に用いる油圧走行駆動装置であって、エンジンにより駆動され、前進側および後進側の両方向に圧油を吐出する両方向傾転機構を備えた可変容量型油圧ポンプと、前進用および後進用の一対のメイン回路により可変容量型油圧ポンプに接続され、可変容量型油圧ポンプおよび一対のメイン回路と共に油圧閉回路を構成する可変容量型油圧モータと、可変容量型油圧ポンプの両方向傾転機構に連結され、両方向傾転機構を前進側および後進側に傾転駆動するポンプ用傾転シリンダと、前進および後進の入力信号を出力する操作手段と、ポンプ用傾転シリンダに接続され、前進、中立、後進の各位置に切換えられる油圧式ポンプ傾転方向切換手段と、操作手段から出力される前進および後進の入力信号に基づいて、急逆操作であるか否かを判断し、急逆操作であると判断された場合は、油圧ポンプ傾転方向切換手段に対し、中立位置に保持する指令を行い、入力信号に対応した位置への切換の指令を遅延して行う制御手段とを備えるようにしたものであればよい。
【符号の説明】
【００４９】
１    油圧走行駆動装置
１１    可変容量型油圧ポンプ
１２    可変容量型油圧モータ
２０    ポンプ用傾転シリンダ
２１    サーボピストン
２２ａ、２２ｂ  制御室
２３ａ、２３ｂ  ばね
７１    コントローラ
７２    モータ容量制御部
７３    速度・進行方向検出器
７５    前後進切換操作レバー
【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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