(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、
各車輪を駆動するために、油圧ポンプとそれぞれ流体的に接続された複数の油圧式駆動モータと、
各油圧式駆動モータのモータ速度信号を発生するための、複数の油圧式駆動モータと対応する複数の速度センサと、
モータ速度信号を受信し、かつ比較するために、速度センサに電気接続されたマイクロコントローラと、モータ速度信号の比較に基づいた流量制限コマンド信号を受信するために、マイクロコントローラに電気接続されたノーマルオープンの複数の滑り防止バルブとを有する電子式流体制御バルブとを備え、
滑り防止バルブは、油圧式駆動モータの１つに流体的に接続され、前記油圧式駆動モータと油圧ポンプとの間に位置し、スプール孔、第１ポート及び第２ポートを有するハウジングを含み、スプール孔内で所定の移動範囲をスライド可能に設けられた細長い中空のバルブスプールを有し、
バルブスプールは、バルブスプールを貫通し、第１ポートと流体的に接続された複数の第１測定孔と、バルブスプールを貫通し、第２ポートと流体的に接続された複数の第２測定孔とを備え、複数の第１測定孔及び第２測定孔は、離れており、かつ、第１測定孔は第１ポートと、第２測定孔は第２ポートとそれぞれ少なくとも部分的に重なり、バルブスプールの全移動範囲にわたって、流体が測定孔を介して、第１ポートから第２ポートへ流れることができるようになっている、油圧駆動型の複数の車輪を有する車両の電子式駆動制御装置。
【請求項２】
バルブスプールを、スプール孔内で、長手方向に直線移動できるようにしてなる、請求項１に記載の電子式駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧モータにより個々に駆動される複数の車輪を有する車両に関する。より詳しく言うと、本発明は、上述したような車両用の安価な電子式駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オンロード及びオフロード用の自動車または可動式機械における２輪、３輪及び４輪用の油圧式駆動装置は公知である。複数車輪用の油圧式駆動装置には、２つの問題、すなわち、（１）車輪の滑り（速度超過）及び（２）車輪の引きずり（速度低下）がある。
【０００３】
車輪の滑り、すなわち速度超過は、油圧モータが、ある車輪を、他の車輪に対し、または駆動状態に対して、過度に高速で駆動させた時に発生する。このようになると、車輪はスピンし、駆動及び操縦性能は低下する。また、車輪がスピンすると、油圧ポンプの出力は全て消費され、モータの駆動力は低下し、車両は停止する。
【０００４】
車輪のひきずり、すなわち速度低下は、車輪が突然に停止したり、回転速度が遅くなった時に発生する。車輪の速度が突然低下すると、路面の破損、急停車、操縦不純、及びタイヤの望ましくない摩耗が発生する。
【０００５】
上述した問題に対応する従来の方法は、油圧式結合/分割（Ｃ／Ｄ）バルブを組み込んだ回路を設けることである。Ｃ／Ｄバルブは、比較的安価ではあるが、それを回路中に設けると、性能が制限される。
【０００６】
Ｃ／Ｄバルブは、供給源と作動ポートとの圧力差に基づいて動作する。機械が正の駆動力を必要としている時には、流体は油圧ポンプから低速で流れる。従って、Ｃ／Ｄバルブでの圧力降下は十分ではなく、バルブの作動スプールが適切に作動しない。さらに、オペレータが介入しないと、スリップしている車輪は、全ての力を消費し、機械は停止してしまう。
【０００７】
通常、オペレータは、所定の圧力降下を発生する流体の閾値に到達させるために、油圧ポンプからの流体が高速で流れるようにする。それにより、Ｃ／Ｄバルブは流体を強制的に分流して、流体を、種々の作動モータに供給するようになる。
【０００８】
建設現場、または人や機器の周辺で作業をする際、オペレータは、駆動制御機能を実行するために、油圧ポンプから、より多くの流体が供給されることを要求するが、それは望ましくないばかりか、危険でもある。
【０００９】
また、従来のＣ／Ｄバルブは、圧力降下差のために、油圧回路にかなりの熱を伝達する。この圧力降下は、流体の流れと比例しており、機械が、オフロード時でのターニング速度すなわち低速ではなく、高速移動モードである時に最大となる。機械が高速移動している時には、通常、駆動制御は要求されない。
【００１０】
このように、車両の駆動制御の必要性とは無関係に、熱は、Ｃ／Ｄバルブにより装置に絶えず加えられる。この熱は、流体伝達の障害となる。そのため、構成が簡単で安価な、性能が改善された電子式駆動制御装置が求められている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、４輪駆動車用の改善された電子式駆動制御装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、耐久性があり、安価に製造でき、信頼性をもって使用できる電子式制御装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の上述した目的及びその他の目的は、特許請求の範囲、詳細な説明並びに図面から明らかになると思う。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、油圧駆動型の複数の車輪を有する車両用の電子式駆動制御装置に関する。
この電子式駆動制御装置は、油圧ポンプと、各車輪を駆動するために、それぞれ油圧ポンプと流体的に接続された複数の油圧式駆動モータと、各油圧式駆動モータのモータ速度信号を発生するための対応する複数の速度センサと、電子式流体制御バルブとを備えている。
【００１５】
電子式流体制御バルブは、モータ速度信号を受信し、かつ比較するために、速度センサに電気的に接続されたマイクロコントローラと、モータ速度信号の比較に基づいた流量制限コマンド信号を受信するために、マイクロコントローラに電気的に接続されたノーマルオープンの複数の滑り防止バルブとを有している。各滑り防止バルブは、前記油圧式駆動モータと油圧ポンプとの間で、油圧式駆動モータに流体的に接続されている。
【００１６】
さらに、本発明は、モータの容量を変化させないで、モータ速度を制御する方法をも提供している。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した油圧伝達回路の回路図である。油圧伝達回路（１０）は、エンジンまたは原動機（図示しない）により、通常の要領で駆動される入力シャフト（１３）を有する可変容量形油圧ポンプ（１２）を備えている。複数の油圧式駆動モータ（１４）（１６）（１８）（２０）が、滑り防止バルブマニホールドアッセンブリ（２２）を介して、可変容量形油圧ポンプ（１２）に流体的に接続され、並列閉回路ループを形成している。
【００１８】
各油圧式駆動モータ（１４）（１６）（１８）（２０）は、それぞれ、車両の各駆動輪（３２）（３４）（３６）（３８）を駆動するように接続された出力シャフト（２４）（２６）（２８）（３０）を備えている。駆動輪（３２）（３４）（３６）（３８）の一部または全てを、操向操作できるようになっている。各油圧式駆動モータ（１４）（１６）（１８）（２０）には、それぞれモータ速度センサ（４０）（４２）（４４）（４６）が設けられている。
【００１９】
図１及び図３〜図６からわかるように、滑り防止マニホールドアッセンブリ（２２）は、電子式滑り防止駆動制御が必要なモータの数と対応する複数のスプール孔（５０）（５２）（５４）（５６）を内部に有する単一のマニホールドハウジング（４８）を備えている。
【００２０】
各スプール孔（５０）（５２）（５４）（５６）の中には、それぞれ、可動式のバルブスプール（５８）（６０）（６２）（６４）が設けられている。各バルブスプールとスプール孔の構造は、ハウジング（４８）内における位置を除いて、おおむね同一である。
【００２１】
図４は、１対のスプール孔（５０）（５２）及びバルブスプール（５８）（６０）のみを示している。次に、図４の右側にあるバルブスプール及びスプール孔に関して詳細に説明する。
【００２２】
第１ポート（６６）（図５）は、第１環状溝（６８）を介して、スプール孔（５０）と流体的に接続され、第２ポート（７０）は、第１環状溝（６８）からスプール孔（５０）の軸線方向に離れた第２環状溝（７２）を介して、スプール孔（５０）と流体的に接続されている。第２ポート（７０）は、可変容量形油圧ポンプ（１２）と流体的に接続されている。
【００２３】
第３ポート（７１）もまた、ゲージポートとして作用するように、第１環状溝（６８）と流体的に接続されている。これについては、図６を参照されたい。
【００２４】
再び図４を参照すると、バルブスプール（５８）は、細長い中空部材であり、その中空内部と連通する１つまたは複数の流体測定孔（７４）を備えている。流体測定孔（７４）は、スプールの移動可能な全範囲にわたって、第１環状溝（６８）及び第１ポート（６６）と常に流体的に接続するように配置されている。
【００２５】
また、バルブスプール（５８）には、その中空内部と連通する流体測定孔（７６）を備えている。流体測定孔（７６）は、常に、第２環状溝（７２）及び第２ポート（７０）と、少なくとも部分的に流体的に接続されている。
【００２６】
プラグ（８０）内に設けられたスプリング（７８）は、バルブスプール（５８）の一端に当接しており、通常は、バルブスプール（５８）を、流体測定孔（７６）を介して、最大量の流体が流れる開位置に位置させるようになっている。
【００２７】
バルブスプール（５８）の他端には、ソレノイド（８２）が係合している。ソレノイドに対するコマンド信号（電流）が、スプリング（７８）のバイアス力よりも大きくなると、それに比例して、ソレノイドは、図４の下側にバルブスプール（５８）を押し下げる。流体測定孔（７６）は、第２環状溝（７２）の下縁と重なり始め、バルブスプール（５８）を介して自由に流れる流体を測定または制限し始める。
【００２８】
コマンド信号または電流が増加するのに伴って、バルブスプール（５８）は移動し、関連するモータに対する流量は制限される。しかし、バルブは、スプールの移動可能な全範囲にわたって、少なくとも部分的に開いたままとなるように設計されている。これらのバルブは、図１の回路図において、符号（８４）（８６）（８８）（９０）で示す、２ポート、２位置、双方向、ノーマルオープンの流量比例制御バルブである。
【００２９】
流体測定孔（７４）（７６）の数、大きさ及び配置は、バルブ（８４）（８６）（８８）（９０）を介して、かなり低い圧力降下（例えば、３７．９l（１０ガロン）毎に、毎分６．９バール（１００ｐｓｉ））をもって、油圧式駆動モータ（１４）（１６）（１８）（２０）へ流体を全て流すことができる、非制限的な流路を形成するように選択されているのが好ましい。このようにして、流量制御バルブにより、熱を回路に極力伝達しないようになる。
【００３０】
図２からよくわかるように、各モータ速度センサ（４０）（４２）（４４）（４６）は、プログラム可能な滑り防止マイクロコントローラ（９２）に接続され、各モータ（１４）（１６）（１８）（２０）の速度信号を送出する。滑り防止マイクロコントローラ（９２）は、滑り防止バルブマニホールドアッセンブリ（２２）内の各流量制御バルブ（８４）（８６）（８８）（９０）に接続され、各ソレノイド（８２）のコマンド信号を送出する。
【００３１】
作動時には、滑り防止マイクロコントローラ（９２）は、全てのモータ速度センサ（４０）（４２）（４４）（４６）からの速度信号を比較し、プログラムによって予め定めた量に基づいて、他のモータの速度を超過しているモータを認識する。上述した予め定めた量は、例えば、毎分回転数（ｒｐｍ）の差異、または１０％や２０％のような相対値とすることができる。
【００３２】
滑り防止マイクロコントローラ（９２）は、全てのモータの速度が同じになるまで、速度が異なるモータへの流体の流れを比例して制限するために、モータ（１４）（１６）（１８）または（２０）と対応する流量制御バルブ（８４）（８６）（８８）または（９０）のソレノイド（８２）にコマンド信号を送出する。
【００３３】
速度が異なるモータの速度センサは、滑り防止マイクロコントローラ（９２）にフィードバック信号を送る。滑り防止マイクロコントローラ（９２）は、流量制御バルブにコマンド信号を送出し、全ての車輪速度が同じになるように、モータへの流路を調節する。
【００３４】
完全に無負荷である車輪は、急激にまたは完全には停止しないで、速度低下、すなわちひきずりとなり、他の全ての車輪とともに回転し続ける。モータ速度センサ（４０）（４２）（４４）（４６）は、モータ速度信号を滑り防止マイクロコントローラ（９２）に送り続け、それにより閉ループフィードバック回路が形成される。
【００３５】
無負荷の車輪が、通常の駆動状態となったり、他の車輪と同じ速度となったりすると、関連する流量制御バルブは、自動的に全開位置にリセットされる。
【００３６】
上述した説明は、４輪駆動車に関するものであるが、本発明は、油圧駆動型の２輪車または３輪車にも容易に適用できる。
【００３７】
図７は、本発明を２輪駆動車両に適用した場合の回路図である。滑り防止バルブの双方向特性により、回路内を流れる流体の方向にかかわらず、それを、閉ループ回路のモータのどちら側に設けても有効となる。
【００３８】
このように、本発明では、車両の前進及び後退に合わせて、一貫した電子駆動制御を達成できる。滑り防止バルブである流量制御バルブ（８４）（８６）（８８）（９０）及び滑り防止バルブマニホールドアッセンブリ（２２）は、従来のＣ／Ｄバルブと比べて、比較的安価に製造でき、配線条件が簡単で、かなり容易に設けることができる。
【００３９】
電子式駆動制御装置の他の主要な利点は、性能が向上することである。本発明の電子式速度フィードバックは、モータの種類や容量に関係なく、車両のあらゆる速度に対応しうるものである。すなわち、本発明から逸脱することなく、固定容量形のモータを、図１に示す可変容量形のモータ（１４）（１６）（１８）（２０）の代わりに、またはそれらと組み合わせて用いることができる。
【００４０】
滑り防止マイクロコントローラ（９２）のソフトウェアパラメータを、即座に変更したり、他の可能な機械や構造に容易に組み込むことができる。駆動制御装置に共通の部材を、異なる寸法のホイールベース、異なるモータ、異なる寸法のタイヤ等に用いることができる。
【００４１】
このようにして、本発明によると、少なくとも上述した目的を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の滑り防止バルブマニホールドアッセンブリを、４輪駆動車用の油圧伝達回路に適用した場合の概念図である。
【図２】本発明の電子式駆動制御装置の概念図である。
【図３】図１の滑り防止バルブマニホールドアッセンブリの斜視図である。
【図４】図３に示す滑り防止マニホールドアッセンブリの4-4線断面図であり、滑り防止スプールバルブの構造を示している。簡略化のために、バルブスプールを省略してある。
【図５】図３の滑り防止マニホールドアッセンブリの背面図である。
【図６】図３の滑り防止マニホールドアッセンブリの正面図である。
【図７】図１に示す滑り防止バルブマニホールドアッセンブリを２輪駆動車に適用した場合の概念図である。
【符号の説明】
１０      油圧伝達回路
１２      可変容量形油圧ポンプ
１３      入力シャフト
１４、１６、１８、２０  油圧式駆動モータ
２２      滑り防止バルブマニホールドアッセンブリ
２４、２６、２８、３０  出力シャフト
３２、３４、３６、３８  駆動輪
４０、４２、４４、４６  速度センサ
４８      マニホールドハウジング
５０、５２、５４、５６  スプール孔
５８、６０、６２、６４  バルブスプール
６６      第１ポート
６８      第１環状溝
７０      第２ポート
７１      第３ポート
７２      第２環状溝
７４、７６  流体測定孔
７８      スプリング
８０      プラグ
８２      ソレノイド
８４、８６、８８、９０  流量制御バルブ
【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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