JPH0740764Y2 - 油圧駆動車両の可変容量油圧モータ制御装置 - Google Patents

油圧駆動車両の可変容量油圧モータ制御装置

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JPH0740764Y2
JPH0740764Y2 JP1989119729U JP11972989U JPH0740764Y2 JP H0740764 Y2 JPH0740764 Y2 JP H0740764Y2 JP 1989119729 U JP1989119729 U JP 1989119729U JP 11972989 U JP11972989 U JP 11972989U JP H0740764 Y2 JPH0740764 Y2 JP H0740764Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案はショベルローダ等の揚荷装置を備えた産業車
両において、作業条件に応じて車両の最高速度を規制す
る必要のある無段可変式油圧駆動車両に用いて特に有効
である。
(従来の技術) 可変容量油圧ポンプ及びモータを用いた無段変速式油圧
駆動車両の従来の油圧回路を第7図に示す。
図においてエンジン5の出力の一部は作業機油圧ポンプ
4を駆動し、作業機油圧回路51を介して作業機油圧シリ
ンダ52に作用し、エンジン5の出力の残部はコントロー
ルポンプ3及び油圧ポンプ1を駆動し、油圧ポンプ1で
発生した圧油は、主回路24及び25を通って可変容量油圧
モータ2を回転させて車両の駆動力となる。
6は油圧ポンプ1の容量を制御するポンプ制御弁、7は
同じくポンプ容量制御シリンダ、8,8はメインリリーフ
弁、9はチャージリリーフ弁、10はフィルタである。
またポンプ制御弁6からモータ制御油路11を通った油圧
は、モータ制御弁14の一端に導かれ、主回路24及び25か
らパイロット配管16によって導かれた高圧側の圧油をモ
ータ容量制御シリンダ31へ導くように作用する。
つまりポンプ制御弁6及びモータ制御弁14によってポン
プ容量制御シリンダ7及びモータ容量制御シリンダ31を
制御し、油圧ポンプ1及び油圧モータ2の容量を任意に
変えることにより車両の速度を変えるようになってい
る。
上記第7図で説明した従来の油圧駆動車の走行性能曲線
のグラフを第8図に示す。
図に示すように従来可変容量油圧モータを用いた無段変
速式油圧駆動車両では走行駆動力と走行車速が連続的に
無段階に変化して、最大駆動力(車速0)から最高速ま
で変速操作なく自動的に変速することが可能である。
従って運転者はアクセルペダルのみで車速及び駆動力を
制御できるので、機械式変速機を備えた車両に比べ走行
操作が容易である。
(考案が解決しようとする課題) 上記従来の油圧駆動車では走行操作が容易であるという
利点があるが、一方ショベルローダのような揚荷装置を
持つ産業車両においては、揚荷装置の作業機ポンプ4も
油圧駆動用ポンプ1と同様にエンジン5によって駆動さ
れ、揚荷装置の最大上昇速度はエンジン回転数に比例す
るため、アクセルペダルの踏角によって車速と同様の揚
荷装置の上昇速度もコントロールされるものである。
従って狭い作業場で揚荷装置を上昇させながら走行する
ような場合、揚荷装置を最大上昇速度で上昇させ、走行
速度は低く抑えた方が作業効果は良くなるが、従来の技
術では揚荷装置を最大上昇速度で上昇させる時、同時に
最高車速まで車速が上昇するという大きい問題があっ
た。
この問題点を第9図を用いて説明する。
PST1′……PST4′はエンジン5の回転数に依存するパイ
ロット配管15のパイロット圧力であり、モータ容量(横
軸)と主回路24,25の主回路圧力PH′(縦軸)との関係
は図のようにパイロット圧力PST1′……PST4′により変
化する。
例えば揚荷装置を最大速度で上昇させるためフルスロッ
トルで加速走行を行う場合では、パイロット圧力が
PST1′まで上昇した後、走行負荷が減少するに従い、主
回路圧力PH′が減少するとともに図のPST1′の特性ライ
ン上を移動して、モータ容量が最小になるまで車速が増
加するが、この時車速は最大車速まで達してしまうこと
となるので移動距離が短い作業現場では不都合が生じ
る。
このような車速と揚荷上昇速度とのマッチングの問題を
補うため、従来はモータ容量を最大容量に固定して最高
車速を低く抑えるか、または機械式変速機をモータに接
続するかして多段変速式の変速方式を採用している。
しかし前者では第10図に示すようにモータ容量が固定と
なるため車速が低く限定され、後者では第11図に示すよ
うにハイレンジで最大駆動力が得られないため、作業条
件に細かく対応できないという問題点があった。
(課題を解決するための手段及び作用) 上記問題点を解消するためにこの考案の考案者は先に実
願昭63−144985号(実開平2−65757号公報)にて新技
術の提案を行なったが、今回のこの考案は別の手段を提
供するものである。
すなわちポンプ制御弁及びモータ制御弁によりポンプ容
量制御シリンダ及びモータ容量制御シリンダを制御し、
油圧ポンプ及び油圧モータの容量を任意に変更しうるよ
うにした油圧駆動車両の可変容量油圧モータ制御装置に
おいて、コントロールポンプからのエンジンの回転数に
依存した圧油をモータ制御弁に導く第1パイロット配管
及び第2パイロット配管に対し該第2パイロット配管の
油圧を第3パイロット配管により圧力制御弁の一端に導
き、かつ主回路の高圧側からの圧油を第4パイロット配
管により上記圧力制御弁の他端に導くようにした圧力制
御弁を第1及び第2パイロット配管に対し直列に設け、
コントロールポンプからの圧油とモータ制御弁への圧油
との減圧量を主回路圧とばね力により調整可能としたこ
とにより、車両の最高速度を連続的にコントロールする
ことを可能にしたものである。
(実施例) つぎにこの考案の実施例を図面を用いて説明する。
第1図はこの考案に基づく可変容量油圧ポンプ及びモー
タを用いた無段変速式油圧駆動車両の油圧回路であっ
て、第7図に示した従来の油圧回路と同様な装置には同
じ符号を付して説明は省略する。
この第1図に示した油圧回路の主な特徴は第7図に示し
た従来の油圧回路に対し、モータの最小容量を任意の容
量を規制するところの車速カットオフ装置222を追加し
た構造となっていることである。
図中11,15は第1及び第2パイロット配管で、ポンプ制
御弁6及びモータ制御弁14によりポンプ容量制御シリン
ダ31を制御し、油圧ポンプ1及び油圧モータ2の容量を
任意に変更しうるようになっている。
いまコントロールポンプ3からの圧油をモータ制御弁14
に導く第1パイロット配管11及び第2パイロット配管15
に対し、第2パイロット配管15から油圧を第3パイロッ
ト配管217を介して圧力制御弁219の一端に導き、また主
回路24または25の高圧側からの圧油をモータ制御弁14に
導く第4パイロット配管218を圧力制御弁219の他の一端
に導いている。
なお圧力制御弁219は第1パイロット配管11及び第2パ
イロット配管15に対し直列に設けてあり、第2パイロッ
ト配管15の圧力を第4パイロット配管218の主回路圧力
とばね220の力により第1パイロット配管11の圧力に対
し減圧できるようにし、油圧モータ2の最小容量値を連
続的に可変することができる。
すなわちこの圧力制御弁219は、パイロット配管217の圧
力とパイロット配管218の圧力との差圧力と、ばね220と
でバランスさせることにより、パイロット配管11の圧力
を減少し、モータ制御弁14へのパイロット圧力15を発生
させるものであり、減圧タイプの圧力制御弁ということ
ができる。
そしてばね220はレバー221によって任意にばね力を調整
できるようになっている。
次に第1図に示した油圧回路の作用について説明する。
主回路24または25の高圧側圧力PH(以下主回路圧力と称
する)は、パイロット配管218にも導かれているので、
パイロット配管217内のコントロール圧力をPST、ばね22
0のばね力をF、圧力制御弁219のパイロット配管218側
の受圧面積をB、同じくパイロット配管217の受圧面積
をAとすれば、 PST・A≦PM・B+F ……(1) の時は圧力制御弁219は219aポジションに、 PST・A>PM・B+F ……(2) の時は219bポジションに切替ることによってパイロット
配管217の圧力を制御している。
この圧力制御弁219特性を第2図に示す。
図において直線X1,X2,X3……は圧力制御弁219が219a
ポジションから219bポジションに切替る特性を示し、ば
ね220をレバー221で操作した時に連続的に変化する。
そして第3図のグラフは第1図の油圧回路における主回
路圧力PH、モータ容量、及びパイロット圧力PSTの関係
すなわち可変容量油圧モータ2の制御特性を示すグラフ
で、第7図に示した従来の油圧回路に対する第9図のグ
ラフに対応するものでるが、第3図のグラフからわかる
ようにモータの容量はY1,Y2,Y3……のマッチラインが
最小容量となる。
このようにモータ最小容量を任意に制御することができ
るので、第4図に示すようにZ1⇔Z7間で連続的に最高車
速をコントロールすることが可能になるものである。
なお圧力制御弁219はモータ制御回路に直列に設けてあ
るので、圧力制御弁219が219bポジションにある時(減
圧時)の上流回路の圧力低下を少なくすることができる
と共に、固定オリフィスが不要となるため、モータ制御
圧力の変化に対するモータ容量の変化の応答性が改善で
きる。
第5図はこの考案の別の実施例であって、第1図の車速
カットオフ装置222が置き換えられ222′になった部分の
みを示し、第1図の圧力制御弁219が電磁圧力制御弁21
9′に、レバー221がコントロール装置221′に置き変わ
ったものであり、コントロール装置221′の指令電流に
応じて上記第3図と同じ特性が得られるものである。
第6図はこの考案の更に別の実施例であって、第1図の
車速カットオフ装置222が置き変えられて222″になった
部分のみを示し、第1図のレバー221の代わりに電磁切
替弁226″と切替スイッチ221″を用いたもので、切替ス
イッチ221″の切替によって上記第3図の1ポジション
のみの切替を行なうようにしたものである。
(考案の考案) この考案は以上詳述したようにしてなるので、無段変速
油圧駆動車の特徴である走行性能を保持しながら、最高
車速のみを任意に調整することが可能なので、作業条件
に最適の車速が得られ、揚荷装置などの作業機の速度と
走行速度とのマッチングが大幅に改善されるという大き
い効果を奏するものである。
従ってこの考案によれば、主回路圧力とコントロールポ
ンプからのパイロット油圧に応じて可変容量油圧モータ
の最小容量を規制し、車両の最高速度を連続的にコント
ロールすることができると共に、モータ制御圧力の変化
に対するモータ容量の変化の応答性が改善できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の一実施例の油圧駆動車両の油圧回
路、第2図は第1図における圧力制御弁の特徴を示すグ
ラフ、第3図は第1図の油圧回路における可変容量油圧
モータの制御特性を示すグラフ、第4図は第1図の油圧
回路を用いた油圧駆動車両の最高車速の規制を示すグラ
フ、第5図及び第6図はいずれも車速カットオフ装置の
別の実施例、第7図,第8図及び第9図はそれぞれ従来
の油圧駆動車両の油圧回路図,車両の走行性能を示すグ
ラフ、及び可変容量油圧モータの制御特性を示すグラ
フ、第10図は従来の油圧駆動車両において油圧モータを
最大容量に固定して車速を規制する場合の走行性能曲線
図、第11図は同じく従来の油圧駆動車両に機械的変速機
を組合わせた場合の走行性能曲線図である。 1…油圧ポンプ 2…可変容量油圧モータ 3…コントロールポンプ 6…ポンプ制御弁 7…ポンプ容量制御シリンダ 14…モータ制御弁 15…パイロット配管 24…主回路 25…主回路 31…モータ容量制御シリンダ 217…パイロット配管 218…パイロット配管 219…圧力制御弁 219′…電磁圧力制御弁 220…ばね 221…レバー 221′…コントロール装置 221″…切換スイッチ 226″…電磁切換弁

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポンプ制御弁(6)及びモータ制御弁(1
    4)によりポンプ容量制御シリンダ(7)及びモータ容
    量制御シリンダ(31)を制御し、油圧ポンプ(1)及び
    油圧モータ(2)の容量を任意に変更しうるようにした
    油圧駆動車両の可変容量油圧モータ制御装置において、
    コントロールポンプ(3)からのエンジン(5)の回転
    数に依存した圧油をモータ制御弁(14)に導く第1パイ
    ロット配管(11)及び第2パイロット配管(15)に対し
    第2パイロット配管(15)の油圧を第3パイロット配管
    (217)により圧力制御弁(219)の一端に導き、かつ主
    回路(24または25)の高圧側からの圧油を第4パイロッ
    ト配管(218)により上記圧力制御弁(219)の他端に導
    くようにした圧力制御弁(219)を第1パイロット配管
    (11)及び第2パイロット配管(15)に対し直列に設
    け、第2パイロット配管(15)の圧力を第4パイロット
    配管(218)の主回路圧力とばね(220)の力により第1
    パイロット配管(11)の圧力に対し減圧できるように
    し、上記ばね力を調節することにより上記油圧モータ
    (2)の最小容量値を連続的に可変とするようにしたこ
    とを特徴とする、可変容量油圧モータ制御装置。
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