(57)【要約】一対の可変容量型油圧ポンプにはそれぞれコントロールバルブが設けられている。微速スイッチのオンによって微速走行が指令されると、電磁弁によって一方のコントロールバルブは中立位置に固定される。また、別の電磁弁によって走行用モータの傾転は最大傾転に固定される。これによって、モータ回転数の上限は大幅に低減される。その結果、アクセルペダルを微妙に操作することなく、アクセルペダルの最大操作により極低速走行が実現できる。
2002021023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機でそれぞれ駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの傾転量をそれぞれ調節するポンプ傾転調節装置と、
前記複数の油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モータと、
前記油圧モータの傾転量を調節するモータ傾転調節装置と、
前記油圧ポンプに対応してそれぞれ設けられ、走行指令に応じて前記油圧ポンプから前記油圧モータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の制御弁と、
微速走行を指令する微速指令装置と、
前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記油圧モータの傾転量が最大となるように前記モータ傾転調節装置を制御し、かつ、前記複数の油圧ポンプのうち少なくとも一つの油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを許容するとともに、残りの油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを禁止するように前記制御弁の駆動を制御する第１の微速制御装置とを備えるホイール式油圧走行車両の速度制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置において、
前記第１の微速制御装置は、前記微速指令装置によって微速走行が指令されないとき、前記油圧モータに供給される圧力に応じてモータ傾転が変化するように前記モータ傾転調節装置を制御するとともに、前記複数の油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを許容するように前記制御弁の駆動を制御する。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、
前記原動機の回転数を調節する回転数調節装置と、
前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、微速走行が指令されないときよりも前記原動機の回転数の上限が低くなるように前記回転数調節装置を制御する第２の微速制御手段とをさらに備える。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、
前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記油圧モータへの圧油の流れを許容された少なくとも１つの前記油圧ポンプの傾転を所定量低減させるように前記ポンプ傾転調節装置を制御する第３の微速制御装置とをさらに備える。
【請求項５】
請求項４に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置において、
前記第３の微速制御装置は、前記微速指令装置によって微速走行が指令されないとき、前記複数の油圧ポンプの傾転がその吐出圧に応じて増減するように前記ポンプ傾転制御装置を制御する。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、
前記油圧モータの出力軸と車輪との間の変速比を少なくとも２段階に変更する変速比変更装置をさらに備える。
【請求項７】
請求項６に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置において、
前記変速比変更装置は、前記微速指令装置による微速走行指令に応じて最も大きい変速比を設定する。
【請求項８】
原動機でそれぞれ駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、
前記複数の油圧ポンプの傾転量をそれぞれ調節するポンプ傾転調節装置と、
前記油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モータと、
前記油圧モータの傾転量を調節するモータ傾転調節装置と、
前記油圧ポンプに対応してそれぞれ設けられ、走行指令に応じて前記油圧ポンプから前記油圧モータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の制御弁と、
前記原動機の回転数を調節する回転数調節装置と、
前記油圧モータの出力軸と車輪との間の変速比を少なくとも２段階に変更する変速比変更装置と、
微速走行を指令する微速指令装置と、
前記制御弁の駆動を制御する第１の微速制御装置と、
前記回転数調節装置を制御する第２の微速制御装置と、
前記ポンプ傾転制御装置を制御する第３の微速制御装置とを備え、
前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、
前記第１の微速制御装置は、前記油圧モータの傾転量が最大となるように前記モータ傾転調節装置を制御し、かつ、前記複数の油圧ポンプのうち少なくとも一つの油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを許容するとともに、残りの油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを禁止するように前記制御弁の駆動を制御し、
前記第２の微速制御装置は、微速走行が指令されないときよりも前記原動機の回転数の上限が低くなるように前記回転数調節装置を制御し、
前記第３の微速制御装置は、前記油圧ポンプの傾転を所定量低減するよう前記ポンプ傾転制御装置を制御する。
【請求項９】
原動機で駆動される可変容量型油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの傾転量を調節するポンプ傾転調節装置と、
前記油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モータと、
前記油圧モータの傾転量を調節するモータ傾転調節装置と、
走行指令に応じて前記油圧ポンプから前記油圧モータへ供給される圧油の流れを制御する制御弁と、
微速走行を指令する微速指令装置と、
前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記油圧モータの傾転量が最大となるように前記モータ傾転量調節装置を制御する微速制御装置とを備えるホイール式油圧走行車両の速度制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置において、
前記微速制御装置は、前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記油圧ポンプの傾転量を所定の傾転量となるように前記ポンプ傾転調節装置をも制御する。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載のホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、
前記原動機の回転数を調節する回転数調節装置をさらに備え、
前記微速制御装置は、前記微速指令装置によって微速走行が指令されると、前記原動機の回転数を所定の回転数に制限するように前記回転数調節装置をも制御する。
【発明の詳細な説明】
本出願は、日本国特許出願２０００−２７３７３６号（２０００年９月８日出願）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。
技術分野
本発明は、ホイール式油圧ショベル等のホイール式油圧走行車両の速度制御装置に関する。
背景技術
一般に、ホイール式油圧ショベルの走行用回路は、原動機で駆動される可変容量型油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される可変容量型油圧モータと、油圧ポンプから油圧モータへ供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブとを備えている。油圧ポンプとコントロールバルブはそれぞれ一対設けられる。それぞれのコントロールバルブを同時に切り換えて各油圧ポンプからの圧油を合流し、油圧モータに供給する。
このようなホイール式油圧ショベルは、アクセルペダルの踏み込み量に応じてモータ回転数を増減させる。さらに、トランスミッションにより、油圧モータの出力軸と車輪との間の変速比を変更することができる。例えば、トランスミッションをロースピードレンジあるいはハイスピードレンジに設定し、変速比を２段階に設定可能とする。これにより、作業現場内での低速走行から公道での法定速度走行（高速）までの幅広い範囲で車両を走行させることができる。
上述したホイール式油圧ショベルに、クローラ式走行体を備えた油圧ショベル並みの極低速の走行速度（例えば２ｋｍ／ｈ）が要求されることがある。例えば、ホイール式油圧ショベルの作業用アタッチメントとして草刈り装置を装着しての草刈り作業等である。極低速の走行速度を、トランスミッションをロースピードレンジに切り換え、アクセルペダルの踏み込み量を調整して実現することは、オペレータにとって多大な負担となり、困難である。
発明の開示
本発明の目的は、極低速走行を容易に実現することができるホイール式油圧走行車両の速度制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、原動機でそれぞれ駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、前記油圧ポンプの傾転量をそれぞれ調節するポンプ傾転調節装置と、油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モータと、油圧モータの傾転量を調節するモータ傾転調節装置と、油圧ポンプに対応してそれぞれ設けられ、走行指令に応じて油圧ポンプから油圧モータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の制御弁と、微速走行を指令する微速指令装置と、微速指令装置によって微速走行が指令されると、油圧モータの傾転量が最大となるようにモータ傾転調節装置を制御し、かつ、複数の油圧ポンプのうち少なくとも一つの油圧ポンプから油圧モータへの圧油の流れを許容するとともに、残りの油圧ポンプから油圧モータへの圧油の流れを禁止するように制御弁の駆動を制御する第１の微速制御装置とを備える。
第１の微速制御装置は、微速指令装置によって微速走行が指令されないとき、油圧モータに供給される圧力に応じてモータ傾転が変化するようにモータ傾転調節装置を制御するとともに、複数の油圧ポンプから前記油圧モータへの圧油の流れを許容するように制御弁の駆動を制御するようにしてもよい。
原動機の回転数を調節する回転数調節装置と、微速指令装置によって微速走行が指令されると、微速走行が指令されないときよりも原動機の回転数の上限が低くなるように回転数調節装置を制御する第２の微速制御手段とをさらに備えてもよい。
微速指令装置によって微速走行が指令されると、油圧モータへの圧油の流れを許容された少なくとも１つの油圧ポンプの傾転を所定量低減させるようにポンプ傾転調節装置を制御する第３の微速制御装置とをさらに備えることが好ましい。
第３の微速制御装置は、微速指令装置によって微速走行が指令されないとき、油圧ポンプの傾転がその吐出圧に応じて増減するようにポンプ傾転制御装置を制御するようにしてもよい。
油圧モータの出力軸と車輪との間の変速比を少なくとも２段階に変更する変速比変更装置をさらに備えることが好ましい。変速比変更装置は、微速指令装置による微速走行指令に応じて最も大きい変速比を設定するようにしてもよい。
上記目的を達成するために、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置は、原動機で駆動される可変容量型油圧ポンプと、油圧ポンプの傾転量を調節するポンプ傾転調節装置と、油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される走行用可変容量型油圧モータと、油圧モータの傾転量を調節するモータ傾転調節装置と、走行指令に応じて油圧ポンプから前記油圧モータへ供給される圧油の流れを制御する制御弁と、微速走行を指令する微速指令装置と、微速指令装置によって微速走行が指令されると、油圧モータの傾転量が最大となるようにモータ傾転量調節装置を制御する微速制御装置とを備える。
微速制御装置は、微速指令装置によって微速走行が指令されると、油圧ポンプの傾転量を所定の傾転量となるようにポンプ傾転調節装置をも制御することが好ましい。さらに、原動機の回転数を調節する回転数調節装置を備え、微速制御装置は、微速指令装置によって微速走行が指令されると、原動機の回転数を所定の回転数に制限するように回転数調節装置をも制御するようにしてもよい。
上述したように、微速走行が指令されると、油圧モータの傾転量を最大にするとともに、油圧ポンプから油圧モータに供給される圧油の量を制限した。また、原動機の回転数の上限を低く設定した。これにより、油圧モータの回転数の上限が大幅に低減され、車両の極低速走行を容易に実現することができる。一方、微速走行が指令されないときは、油圧モータに供給される圧力に応じてモータ傾転を変化させるようにした。これにより、幅広い速度で車両を走行させることができる。
発明を実施するための最良の形態
図１〜図７を用いて、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置をホイール式油圧ショベルに適用した場合について説明する。ホイール式油圧ショベルは、走行体と、走行体上に旋回可能に連結された旋回体と、旋回体に取り付けられた作業用アタッチメントとを有する。
図１は、ホイール式油圧ショベルの走行用油圧回路図である。図１に示すように、ホイール式油圧ショベルの走行用油圧回路は、エンジン（原動機）２によりそれぞれ駆動される一対の可変容量型メインポンプ３Ａ，３Ｂと、それぞれのメインポンプ３Ａ、３Ｂに対応して設けられた一対のコントロールバルブ４Ａ，４Ｂと、カウンタバランスバルブ５を内蔵したブレーキバルブ６と、走行用可変容量型油圧モータ１とを有する。コントロールバルブ４Ａ、４Ｂは、パイロット回路からのパイロット圧により駆動される。また、ホイール式油圧ショベルの微速走行を指令する微速スイッチ４０が設けられている。微速スイッチ４０については後述する。
可変容量型油圧ポンプ３Ａからの吐出油は、コントロールバルブ４Ａによりその方向および流量が制御される。同様に、可変容量型油圧ポンプ３Ｂからの吐出油はコントロールバルブ４Ｂによりその方向および流量が制御される。コントロールバルブ４Ａ、４Ｂにより制御された圧油はブレーキバルブ６を経て、走行用可変容量型油圧モータ１に供給される。走行モータ１の回転はトランスミッション７によって変速される。変速された走行モータ１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１０に伝達され、ホイール式油圧ショベルが走行する。
トランスミッション７の変速比は不図示のレバー操作により設定される。レバーをロー位置にシフトすると、トランスミッション７はロースピードレンジに設定され、ホイール式油圧ショベルは低速高トルクで走行する。レバーをハイ位置にシフトすると、トランスミッション７はハイスピードレンジに設定され、ホイール式油圧ショベルは高速低トルクで走行する。トランスミッション７がロースピードレンジに設定されたときの変速比ＲＬは、トランスミッションがハイスピードレンジに設定されたときの変速比ＲＨよりも大きい。なお、図示は省略するが、メインポンプ３Ａ，３Ｂからの吐出油（図１の▲１▼）は、ブーム，アーム，バケット等からなる作業用アタッチメントの駆動用油圧回路や旋回体の旋回用油圧回路にも導かれる。
メインポンプ３Ａの傾転を調節するレギュレータ１１Ａの詳細を図２に示す。レギュレータ１１Ａには、トルク制限部１１ａが設けられている。トルク制限部１１ａは、ピストン１１ｃと、バネ１１ｄと、最大傾転制限部１１ｓとを備えている。ピストン１１ｃは、油圧ポンプ３Ａのポンプ斜板３Ｐに連結されている。バネ１１ｄは、ピストン１１ｃを最大傾転制限部１１ｓに付勢する。
トルク制限部１１ａには油圧ポンプ３Ａからの吐出圧力がフィードバックされ、馬力制御が行なわれる。図３に、可変容量型油圧ポンプ３Ａのポンプ圧力Ｐとポンプ傾転量ｑｐとの関係（Ｐ−ｑｐ線図）を示す。馬力制御は、図３に示すようなＰ−ｑｐ線図に基づいて行われる。ポンプ吐出圧力Ｐとポンプ押除け容積（傾転角、傾転量あるいは単に傾転ともいう）ｑｐ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、レギュレータ１１Ａによって可変容量型油圧ポンプ３Ａのポンプ押除け容積が制御される。
油圧ポンプ３Ａからのフィードバックポンプ圧力Ｐがレギュレータ１１Ａに導かれ、ポンプ圧力ＰがＰｃを越えると、バネ力に抗してピストン１１ｃが図２の右方向に駆動される。つまり、図３のＰ−ｑｐ線図に沿ってポンプ傾転量ｑｐが低減される。一方、フィードバックポンプ圧力ＰがＰｃ以下の領域では、ピストン１１ｃはバネ力により図２の左方向に付勢され、最大傾転制限部１１ｓで制限される。このとき、ポンプ傾転量ｑｐは最大傾転ｑｐｍａｘとなる。
レギュレータ１１Ａには最大傾転制限部１１ｂも設けられている。最大傾転制限部１１ｂは、バネ１１ｅとピストン１１ｆとを備えている。また、最大傾転制限部１１ｂは、電磁切換弁６１を介して油圧源３０に接続されている。電磁切換弁６１は、図１に示す微速スイッチ４０の操作に応じて切り換えられる。微速スイッチ４０がオンされると、電磁切換弁６１はＯ位置に切り換わり、油圧源３０からの圧油が最大傾転制限部１１ｂに作用する。これによって、ピストン１１ｆはバネ１１ｅ、さらにはバネ１１ｄに抗して図２の右方向へ駆動され、ピストン１１ｃの移動範囲の上限を所定値に制限する。つまり、最大傾転制限部１１ｂは、ポンプ３Ａの最大傾転を規定するものである。つまり、微速スイッチ４０がオンされている場合には、ポンプの最大傾転は図３のＰ−ｑｐ線図で示す最小の傾転ｑｐｍｉｎに制限される。
なお、ここで決定されるポンプの最大傾転ｑｐｍ、つまり最小傾転ｑｐｍｉｎは、設定される微速速度、エンジン回転数Ｎ、モータ傾転ｑｍに基づいて決定される。ポンプの最大傾転ｑｐｍは、微速スイッチ４０のオフ時の傾転状態から所定量低減することで設定される。ポンプの最大傾転ｑｐｍは、走行速度に関連するポンプ流量Ｑ、すなわち、ポンプ傾転ｑｐとエンジン回転数Ｎとの積と、このポンプ流量Ｑが供給されるときのモータ傾転ｑｍとの関係により決まるものである。
微速スイッチ４０がオフのときは、最大傾転制限部１１ｂはＣ位置に切り換えられてタンクに連通し、上述した馬力制御によってポンプ傾転ｑｐが制御される。また、微速スイッチ４０は運転中に操作されるものであり、運転室に設けられる。
なお、図示は省略するが、メインポンプ３Ｂのレギュレータ１１Ｂにもトルク制限部１１ａが設けられている。油圧ポンプ３Ｂは、上述した油圧ポンプ３Ａと同様に馬力制御される。しかし、レギュレータ１１Ｂには、油圧源３０と連通する最大傾転制限部１１ｂは設けられていない。
図１に示すように、パイロット回路は、パイロットポンプ２１と、パイロットバルブ２３と、スローリターンバルブ２４と、前後進切換バルブ２５とを有する。パイロットバルブ２３は、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。スローリターンバルブ２４は、パイロットバルブ２３に後続し、パイロットバルブ２３への戻り油を遅延する。前後進切換バルブ２５は、スローリターンバルブ２４に後続し車両の前進、後進、中立を選択する。前後進切換バルブ２５は、ステアリングの近傍に設けられる不図示の操作レバーの操作によって切り換えられる。
コントロールバルブ４ＡのパイロットポートＰ１，Ｐ２とコントロールバルブ４ＢのパイロットポートＰ３，Ｐ４の間にはそれぞれ電磁弁６２，６３が設けられている。電磁弁６２，６３は微速スイッチ４０の操作に応じて切り換えられる。微速スイッチ４０がオフの場合は、電磁弁６２，６３はそれぞれａ位置にあり、パイロットポートＰ１とＰ３およびパイロットポートＰ２とＰ４がそれぞれ連通する。これにより、パイロット回路からのパイロット圧がパイロットポートＰ１〜Ｐ４に作用する。これによって、コントロールバルブ４Ａ，４Ｂが切り換えられる。コントロールバルブ４Ａ、４Ｂの切換方向とストローク量はパイロット圧に応じて制御される。コントロールバルブ４Ａ、４Ｂのストローク量をアクセルペダル２２の踏込量で調節することで、車両の走行速度を制御することができる。
一方、微速スイッチ４０がオンされると、電磁弁６２，６３はそれぞれｂ位置に切り換えられ、パイロットポートＰ１とＰ３およびパイロットポートＰ２とＰ４がそれぞれ遮断される。パイロット回路からのパイロット圧はパイロットポートＰ１，Ｐ２にだけ作用する。これによって、コントロールバルブ４Ａのみがパイロット圧に応じて切り換えられ、コントロールバルブ４Ｂは中立位置に保持される。
走行モータ１は自己圧傾転制御機構を備えている。図４に、モータ駆動圧力Ｐｍとモータ傾転量ｑｍの関係を示す特性線図を示す。モータ駆動圧力Ｐｍ１のときに最小モータ傾転量ｑｍｍｉｎ、モータ駆動圧力Ｐｍ２の時に最大モータ傾転量ｑｍｍａｘである。モータ駆動圧力ＰｍがＰｍ１〜Ｐｍ２の間に、モータ傾転量ｑｍはｑｍｍｉｎとｑｍｍａｘの間で圧力に依存して増減する。走行モータ１の自己圧傾転制御用の圧力は、図１に示すようにシャトルバルブ１３から走行モータ１のコントロールピストン１４およびサーボピストン１５に作用する。
圧力が所定値Ｐｍ１以上になると、コントロールピストン１４が切り換えられてサーボピストン１５のボトム室に圧油が導かれる。これにより、モータ傾転量ｑｍは大きくなる。圧力が所定値Ｐｍ２以上になると、モータ傾転量ｑｍは最大モータ傾転量ｑｍｍａｘに設定される。そして、走行モータ１は低速・高トルクで駆動される。圧力が所定値Ｐｍ１以下では、コントロールピストン１４が図１に示す位置に切り換えられる。モータ傾転量ｑｍは最小モータ傾転量ｑｍｍｉｎに設定され、走行モータ１は高速・低トルクで駆動される。
コントロールピストン１４のパイロット室は、電磁弁６４を介して油圧源６０にも接続されている。電磁弁６４は、微速スイッチ４０の操作に応じて切り換えられる。微速スイッチ４０がオンされると、コントロールピストン１４のパイロット室に油圧源６０からの圧油が作用する。コントロールピストン１４は、シャトルバルブ１３により選択される圧油をサーボピストン１５のボトム室に導くように切り換えられる。これによって、モータ駆動圧力Ｐｍの大きさに拘わらずモータ傾転量ｑｍが最大ｑｍｍａｘとされる。一方、微速スイッチ４０がオフされると、油圧源６０からの圧油が断たれ、前述したようにモータ駆動圧力Ｐｍに応じてモータ傾転量ｑｍが変化する。
つぎに、以上説明した走行用油圧回路の動作について説明する。ただし、微速スイッチ４０に関連する動作は後述する。
図１は、微速スイッチ４０がオフで、前後進切換バルブ２５が中立（Ｎ位置）、走行パイロットバルブ２３が操作されていない状態を示している。したがって、コントロールバルブ４Ａ，４Ｂは中立位置にある。メインポンプ３Ａ、３Ｂからの圧油はタンクに戻り、車両は停止している。前後進切換バルブ２５を前進（Ｆ位置）または後進（Ｒ位置）に切り換え、アクセルペダル２２を踏込み操作すると、パイロットバルブ２３から、踏込み量に応じたパイロット２次圧力が発生する。
アクセルペダル２２の踏込み量に比例して発生するパイロット圧は、前後進切換バルブ２５を通って前進側パイロット圧油または後進側パイロット圧油として出力される。前後進切換バルブ２５が前進位置（Ｆ位置）にある時は、前進側パイロット圧としてコントロールバルブ４Ａ，４ＢのパイロットポートＰ１，Ｐ３に作用する。前後進切換バルブ２５が後進位置（Ｒ位置）にある時は、後進側パイロット圧としてコントロールバルブ４Ａ、４ＢのパイロットポートＰ２，Ｐ４に作用する。このように、コントロールバルブ４Ａ，４Ｂはパイロット圧に応じて切り換えられる。走行パイロット圧油は、圧力センサ４１で検出され、後述するパイロット圧力信号Ｐｔとして出力される。
走行中にアクセルペダル２２を離すと、走行パイロットバルブ２３がパイロットポンプ２１からの圧油を遮断する。走行パイロットバルブ２３の出口ポートがタンクと連通される。この結果、コントロールバルブ４Ａ，４ＢのパイロットポートＰ１〜Ｐ４に作用していた圧油が前後進切換バルブ２５，スローリターンバルブ２４，走行パイロットバルブ２３を介してタンクに戻る。このとき、スローリターンバルブ２４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４Ａ，４Ｂは徐々に中立位置に切り換わる。コントロールバルブ４Ａ，４Ｂが中立位置に切り換わると、メインポンプ３Ａ，３Ｂからの吐出油はタンクへ戻る。走行モータ１への駆動圧油の供給は遮断され、カウンタバランスバルブ５も図示の中立位置に切り換わる。
この場合、車両は車両の慣性力により走行を続ける。走行モータ１はモータ作用からポンプ作用に変わり、前進時にあっては図中Ｂポート側が吸入、Ａポート側が吐出となる。走行モータ１からの圧油は、カウンタバランスバルブ５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５と走行モータ１との間の圧力が上昇して走行モータ１にブレーキ圧として作用する。これにより走行モータ１はブレーキトルクを発生し車両を制動させる。ポンプ作用中に吸入油量が不足すると、走行モータ１にはメイクアップポート１６より油量が補充される。ブレーキ圧はリリーフバルブ１７，１８により、その最高圧力が規制される。
リリーフバルブ１７，１８の戻り油は走行モータ１の吸入側に導かれているので、リリーフバルブ１７，１８のリリーフ中はモータ内部で閉回路となり、作動油温が上昇し機器に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、カウンタバランスバルブ５の中立絞りから小流量の圧油を逃がしてコントロールバルブ４Ａ、４Ｂに導く。コントロールバルブ４Ａ、４Ｂは、それぞれの中立位置（Ｎ位置）でＡ，Ｂポートを連通し（Ａ−Ｂ連通）、再度、走行モータ１の吸入側に戻す循環回路を形成する。これにより、作動油温を冷却している。
下り坂でアクセルペダル２２を離している場合は、上述した減速時同様、油圧ブレーキが発生する。これにより、車両を制動させながら慣性走行で坂を下る。降坂時は、アクセルペダル２２を踏込み操作している場合でもカウンタバランスバルブ５が中立位置に切り換わる。そして、メインポンプ３Ａ，３Ｂからの走行モータ１への流入流量に応じたモータ回転速度（走行速度）になるよう油圧ブレーキ圧を発生させる。
つぎに、メインポンプ３Ａ、３Ｂを駆動するエンジン２の回転数制御について説明する。図５は、エンジン回転数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５０により各機器が制御される。
コントローラ５０には、微速スイッチ４０と、ポテンショメータ５４，５５と、パイロット圧力センサ４１とがそれぞれ接続される。ポテンショメータ５５は、運転室に設けられた燃料レバー５５ａの手動操作に応じた目標回転数ＦＬを指令する。ポテンショメータ５４については後述する。パイロット圧力センサ４１は、走行パイロット圧力Ｐｔを検出する。微速スイッチ４０，ポテンショメータ５４，５５およびパイロット圧力センサ４１からの信号はコントローラ５０に入力される。燃料レバー５５ａは、主に作業時のエンジン回転数を設定する際に操作され、手を離してもその位置で保持される。
エンジン２のガバナ５１は、リンク機構５２を介して回転数調節装置５３に接続される。回転数調節装置５３はパルスモータ等からなり、その回転によってエンジン２の回転数を制御する。すなわち、パルスモータ５３の正転でエンジン２の回転数が上昇し、逆転で低下する。このパルスモータ５３の回転は、コントローラ５０からの制御信号により制御される。ガバナ５１にはリンク機構５２を介してポテンショメータ５４が接続される。ポテンショメータ５４により、エンジン２の回転数に応じたガバナレバー角度を検出する。ガバナレバー角度に対応する回転数が、エンジン制御回転数Ｎθとしてコントローラ５０に入力される。
図６はコントローラ５０におけるエンジン回転数制御の詳細を説明する概念図である。関数発生器５０１は、アクセルペダル２２の踏み込み量に比例した走行目標エンジン回転数Ｎｔを出力する。すなわち、関数発生器５０１は、走行パイロット圧力センサ４１で検出されるパイロット圧Ｐｔとエンジン２の目標回転数を対応付けた関数（回転数特性）Ｌ１によって定まる走行目標回転数Ｎｔを出力する。関数発生器５０２は、燃料レバー５５ａの操作量に比例した目標エンジン回転数Ｎｄを出力する。すなわち、関数発生器５０２は、燃料レバー５５ａの操作量に依存する信号ＦＬとエンジン２の目標回転数を対応づけた関数（回転数特性）Ｌ２によって定まる作業レバー目標回転数Ｎｄを出力する。
これら目標回転数Ｎｔ、Ｎｄは回転数特性Ｌ１、Ｌ２によって定められたアイドル回転数Ｎｔｍｉｎ、Ｎｄｍｉｎと最大回転数Ｎｔｍａｘ、Ｎｄｍａｘの間で決定される。なお、回転数特性Ｌ１は回転数特性Ｌ２よりも目標回転数の立ち上がり、すなわち傾きが急峻となっている。回転数特性Ｌ１，Ｌ２は、アイドル回転数はＮｔｍｉｎ＞Ｎｄｍｉｎ、最大回転数はＮｔｍａｘ＞Ｎｄｍａｘの関係を満たすように設定されている。
関数発生器５０１から出力される目標回転数Ｎｔ、および関数発生器５０２から出力される目標回転数Ｎｄは、最大値選択回路５０３に入力される。最大値選択回路５０３では目標回転数Ｎｔと目標回転数Ｎｄとを比較する。最大値選択回路５０３は、２つの目標回転数のうち大きい方を選択する。
回転数設定器５０４には、少なくとも回転数特性Ｌ１の最大回転数Ｎｔｍａｘよりも低い値である微速回転数Ｎｋが設定されている。回転数設定器５０５には、少なくとも回転数特性Ｌ１の最大回転数Ｎｔｍａｘより大きい値である回転数Ｎｍａｘが設定されている。ここで、微速回転数Ｎｋとは、以下に述べる微速の条件をすべて満たしたときに車両を微速（例えば、２ｋｍ／ｈ）で走行させるような値である。ここでの微速の条件は、
（１）ポンプ傾転量が最小ｑｐｍｉｎである。
（２）コントロールバルブ４Ｂが中立である。
（３）モータ傾転量が最大ｑｍｍａｘである。
（４）トランスミッション７がロースピードレンジ（変速比ＲＬ）に設定されている。
なお、回転数特性Ｌ１においては、パイロット圧Ｐｋで微速回転数Ｎｋになる。
スイッチ４００は、微速スイッチ４０のオン／オフ操作によって切り換えられる。微速スイッチ４０がオンのときは、スイッチ４００がａ位置に切り換えられ、微速回転数Ｎｋが最小値選択回路５０６に入力される。一方、微速スイッチ４０がオフのときは、スイッチ４００はｂ位置にあり、回転数Ｎｍａｘが入力される。最小値選択回路５０６では、入力値ＮｋまたはＮｍａｘと、最大値選択回路５０３で選択された値ＮｔまたはＮｄとを比較し、その小さい方を選択する。最小値選択回路５０６から出力される値は、目標回転数Ｎｙとしてサーボ制御部５０７に入力される。サーボ制御部５０７では、目標回転数Ｎｙと、ポテンショメータ５４により検出されたガバナレバーの変位量に相当する制御回転数Ｎθとを比較する。サーボ制御部５０７は、目標回転数Ｎｙと制御回転数Ｎθとの比較結果に応じてパルスモータ５３を制御する。これにより、エンジン２の回転数が制御される。
図７は、サーボ制御部５０７におけるパルスモータ５３の制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。サーボ制御部５０７では、図７のフローチャートに示す手順にしたがって、目標回転数Ｎｙと制御回転数Ｎθとが一致するようパルスモータ５３を制御する。以下、図７のフローチャートを用いてパルスモータ５３の制御について説明する。
ステップＳ２１で、目標回転数指令値Ｎｙと制御回転数Ｎθとをそれぞれ読み込む。ステップＳ２２では、制御回転数Ｎθから目標回転数指令値Ｎｙを引く（Ｎθ−Ｎｙ）。その結果を回転数差Ａとして不図示のメモリに格納する。ステップＳ２３において、予め定めた基準回転数差Ｋを用いて、｜Ａ｜≧Ｋか否かを判定する。ステップＳ２３で、｜Ａ｜≧Ｋであると肯定判定されるとステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、回転数差Ａ＞０か否かを判定する。
ステップＳ２４で、Ａ＞０であると肯定判定されると、制御回転数Ｎθが目標回転数指令値Ｎｙよりも大きいということである。そこで、ステップＳ２５へ進み、エンジン回転数を下げるために、モータ逆転を指令する信号をパルスモータ５３に出力する。これによりパルスモータ５３が逆転しエンジン２の回転数が低下する。
一方、ステップＳ２４で、Ａ≦０と判定されると、制御回転数Ｎθが目標回転数指令値Ｎｙよりも小さいということである。そこで、ステップＳ２６へ進み、エンジン回転数を上げるために、モータ正転を指令する信号をパルスモータ５３に出力する。これにより、パルスモータ５３が正転し、エンジン２の回転数が上昇する。
ステップＳ２３が否定判定されると、ステップＳ２７に進んでモータ停止信号をパルスモータ５３に出力する。これによりエンジン２の回転数が一定値に保持される。ステップＳ２５〜Ｓ２７を実行すると始めに戻る。
以上、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置の構成を説明した。つぎに、以上説明した速度制御装置を搭載したホイール式油圧走行車両の変速操作について説明する。
（１）１速走行（極低速走行）
１速走行を行うためには、トランスミッション７の変速比を最も大きい変速比ＲＬに設定し、微速スイッチ４０をオンする。
微速スイッチ４０のオンにより、電源４２からの電圧が電磁切換弁６１および電磁弁６２〜６４の各ソレノイドに作用する。これによって、電磁切換弁６１はＯ位置に切り換えられる。さらに、電磁弁６２〜６４は、それぞれａ位置からｂ位置に切り換えられる。油圧ポンプ３Ａのレギュレータ１１Ａの最大傾転制限部１１ｂに、油圧源３０からの圧油が作用する。ポンプ傾転量ｑｐは最小傾転量ｑｐｍｉｎに固定される。また、サーボピストン１５のボトム室に油圧源６０からの圧油が作用し、モータ傾転量が最大傾転量ｑｍｍａｘに固定される。コントロールバルブ４Ａ，４ＢのパイロットポートＰ１とＰ３およびパイロットポートＰ２とＰ４を連結するパイロットラインがそれぞれ遮断される。
ここで、レバー操作により前後進切換バルブ２５を例えば前進側（Ｆ位置）に駆動するとともに、アクセルペダル２２を踏み込む。パイロットポンプ２１からコントロールバルブ４ＡのパイロットポートＰ１にパイロット圧が供給され、コントロールバルブ４Ａが位置Ｆに切り換えられる。メインポンプ３Ａから走行モータ１に圧油が供給される。このとき、アクセルペダル２２を最大に操作する。これによって、図６に示したコントローラ５０における処理により微速回転数Ｎｋが目標回転数として選択される。図７のフローチャートに示した処理によりエンジン回転数が微速回転数Ｎｋに制御される。
その結果、草刈りなどの作業を行うのに適した極低速度で車両は走行する。なお、アクセルペダル２２の踏力を弱めて走行パイロット圧Ｐｔを所定値Ｐｋ以下にすれば、目標回転数Ｎｔが微速回転数Ｎｋよりも低くなり、さらに低い速度で車両が走行する。
（２）２速走行
１速状態において、トランスミッション７の変速比をＲＨ（ＲＨ＜ＲＬ）に設定すると、２速状態となる。このとき、微速スイッチ４０はオンのままであり、変速比が小さくなった分だけ車両は高速で走行することができる。
（３）３速走行
３速走行においては、トランスミッション７の変速比をＲＬに設定するとともに、微速スイッチ４０をオフする。
微速スイッチ４０のオフにより、電磁切換弁６１はＣ位置に切り換えられる。さらに、電磁弁６２〜６４がそれぞれ位置ｂに切り換えられる。これによって、ポンプレギュレータ１１Ａの最大傾転制限部１１ｂに作用する圧油が断たれる。ポンプ傾転ｑｐはポンプ圧力Ｐに応じて図３に示すＰ−ｑｐ特性に沿って制御され、馬力制御が行われる。また、サーボピストン１５のボトム室に作用する圧油が断たれる。モータ傾転ｑｍはモータ駆動圧Ｐｍに応じて図４に示す特性に沿って制御される。また、コントロールバルブ４Ａ，４ＢのパイロットポートＰ１とＰ３およびパイロットポートＰ２とＰ４がそれぞれ連通する。
ここで、前後進切換バルブ２５を前進側（Ｆ位置）に駆動するとともに、アクセルペダル２２を踏み込む。ペダル踏力に応じて発生する走行パイロット圧Ｐｔに応じてコントロールバルブ４Ａ，４Ｂが切り換えられる。これによって、油圧ポンプ３Ａ，３Ｂからの圧油が油圧モータ１に供給される。このとき、燃料レバー５５ａを最小に操作しておけば、図６に示すコントローラ５０における処理で、アクセルペダル２２の踏み込み量に応じた回転数Ｎｔが目標回転数Ｎｙとして選択される。これによって、アクセルペダル２２の踏み込み量に応じてエンジン回転数が増減し、ペダル操作に応じた速度で車両は走行する。
（４）４速走行
３速状態において、トランスミッション７の変速比をＲＨに設定すると、４速状態となる。これによって、車両を最高速度で走行させることができる。
このように本発明の一実施の形態によると、トランスミッション７の変速比を最も大きい変速比ＲＬに設定するとともに、微速スイッチ４０をオンすることにより、ホイール式油圧走行車両を極低速走行させるようにした。
微速スイッチ４０のオンにより、コントロールバルブ４Ｂへのパイロット圧の供給を遮断し、メインポンプ３Ａのみからの圧油によって油圧モータ１を駆動する。ポンプ傾転量ｑｐを最小傾転量ｑｐｍｉｎに固定し、さらに、エンジン回転数が微速回転数Ｎｋとなるよう制限した。これによって、油圧モータ１に供給される圧油が大幅に低減される。また、モータ傾転量ｑｍを最大傾転量ｑｍｍａｘに固定したので、モータ回転数の上限が一層低い値とされる。その結果、アクセルペダル２２を最大に踏み込んだ状態で極低速走行を実現することができる。オペレータがアクセルペダル２２の踏み込み量を微妙に調整する必要がないので、操作が容易である。
なお、上記一実施の形態では、コントロールバルブ４Ｂを中立位置に切り換え、油圧ポンプ３Ａを最小傾転量ｑｐｍｉｎに、油圧モータ１を最大傾転ｑｍｍａｘにそれぞれ固定した。また、エンジン回転数を微速回転数Ｎｋに制限することで、極低速走行を実現するようにした。しかしながら、コントロールバルブ４Ｂを中立位置に切り換えるだけでもポンプ吐出油が従来に比べて大幅に低減される。そのため、コントロールバルブ４Ｂを中立位置に切り換えるとともに、油圧モータ１を最大傾転ｑｍｍａｘに固定すれば、油圧ポンプ３Ａを最小傾転量ｑｐｍｉｎに固定したり、エンジン回転数を微速回転数Ｎｋに制限したりすることは必ずしも必要でない。コントロールバルブ４Ｂを中立位置に切り換えるだけであれば、ポンプ自体の能力を低下させないので、ブーム、アーム、バケット駆動用の油圧シリンダ等、他のアクチュエータの駆動に悪影響を与えることはない。
本発明を、複数の油圧ポンプを用いずに、１ポンプ単独で油圧モータを駆動するホイール式油圧走行車両の速度制御装置に適用することもできる。この場合、油圧ポンプは１つであるのでコントロールバルブ４Ｂは必要ない。上述したようにモータ傾転を最大傾転に固定することで、極低速走行を実現する。さらに、ポンプ傾転または原動機回転数を調節することで容易に極低速走行を実現することができる。
また、上記一実施の形態では、手動操作によってトランスミッション７を切り換えるようにした。しかし、上述した２速走行を不要とし、微速スイッチ４０のオンによりトランスミッション７を自動的にロースピードレンジに切り換えるようにしてもよい。また以上では、アクセルペダル２２または燃料レバー５５ａの操作量に応じてエンジン目標回転数を設定する例を示したが、アップダウンスイッチで目標回転数を設定するものにも本発明を適用することができる。
さらに、上記一実施の形態では、走行用油圧回路に油圧ポンプ３Ａ，３Ｂとコントロールバルブ４Ａ，４Ｂをそれぞれ一対備えたが、３つ以上の油圧ポンプとコントロールバルブを備えてもよい。また、ホイール式油圧ショベル以外のホイール式油圧走行車両にも本発明を同様に適用できる。
以上説明したように、微速指令に応じて油圧モータ１の傾転量は最大に設定され、かつ、一方の制御弁３Ａは走行指令に応じて切り換えられ、他方の制御弁３Ｂが中立位置に保持される。その結果、油圧モータ１の回転数の上限が大幅に低減され、微速走行が容易になる。以下に、本発明によるホイール式油圧走行車両の速度制御装置による効果を説明する。
微速指令装置４０より微速走行が指令されると、油圧モータ１の傾転量を最大にし、かつ、少なくとも一つの油圧ポンプ３Ａから油圧モータ１への圧油の流れを許容するとともに、残りの油圧ポンプ３Ｂから油圧モータ１への圧油の流れを禁止するようにした。これによって、油圧モータ１の回転数の上限が大幅に低減される。その結果、アクセルペダル２２を微妙に操作することなく、アクセルペダル２２を最大に踏み込んだ状態で極低速走行を容易に実現することができる。
微速走行が指令されないとき、油圧モータ１に供給される圧力に応じてモータ傾転量を制御するとともに、全ての油圧ポンプから油圧モータへの圧油の流れを許容するようにした。これにより、アクセルペダル２２の踏み込み量に応じた幅広い速度で車両を走行させることができる。
微速走行の指令により原動機２の回転数や油圧ポンプ３Ａの傾転を制限するようにした。これにより、微速走行が一層容易に実現される。また、変速比変更装置７で最も大きい変速比を設定し、かつ微速走行を指令すれば、極低速走行が確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態に係るホイール式油圧ショベルの走行用油圧回路図。
図２は、図１の可変容量型油圧ポンプのレギュレータの詳細を示す図。
図３は、図１の可変容量型油圧ポンプのＰ−ｑｐ線図。
図４は、図１の可変容量型油圧モータのＰｍ−ｑｍ線図。
図５は、エンジン回転数を制御する制御回路を説明する図。
図６は、図５に示す制御回路の詳細を説明する図。
図７は、エンジン回転数の制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【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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【国際調査報告】
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