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JP4136488B2 - Vehicle speed control apparatus and control method for hydraulic drive vehicle - Google Patents
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JP4136488B2 - Vehicle speed control apparatus and control method for hydraulic drive vehicle - Google Patents

Vehicle speed control apparatus and control method for hydraulic drive vehicle Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧駆動車の車速制御装置およびその制御方法に係り、特に、タイヤで走行する油圧駆動車で坂道を下るときの車速制御装置およびその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧駆動車では可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータあるいは固定容量形油圧モータとを閉回路で構成したものが一般的に用いられている。
特にタイヤ式の油圧駆動車では可変容量形油圧ポンプと可変容量形油圧モータとを用いて、操作性、作業性等を向上している。このようなタイヤ式の油圧駆動車では平地あるいは坂道等で暴走しないように、速度制御を行なうとともに、閉回路にチャージ圧を供給し減速走行時あるいは下り坂走行時における油圧モータのキャビテーションを防止している。
【0003】
タイヤ式の油圧駆動車で速度制御を行なう場合には、走行速度を車速センサで検出し所定の車速Vrmになるように油圧モータの容積を電気回路あるいは油圧回路で制御している。
例えばタイヤ式の油圧駆動車が所定の車速Vrmよりも早いときには油圧モータの容積を大きくするように制御し、また反対に所定の車速Vrmよりも遅いときには油圧モータの容積を小さくするように制御して所定の車速になるように制御している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の車速に制御する方法では、平地あるいは坂道を登るときには油圧モータの容積を制御することで所定の車速を得ることは比較的に容易であるが、下り坂走行時には所定の車速に制御することは、次に述べるように困難が伴なう。下り坂走行時では油圧駆動車の車体重量によるトルクが足回り(タイヤ)より油圧モータに作用するため、所定の車速Vrm近辺の制御では、図9に示すように車速のハンチングが生じ易くなっている。
【0005】
このハンチングを小さくするために油圧モータの容積の変化を少なくすると、坂道の角度が大きくなった場合に逆駆動トルクが大きくなりオーバラン状態が生じ易いため所定の車速に制御することが困難になる。
このように下り坂走行時では坂道の勾配により車速が異なるため、全ての勾配の領域でハンチングを生じないように制御することは困難であるという問題がある。
【0006】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、油圧駆動車の車速制御装置およびその制御方法に係り、特に、タイヤで走行する油圧駆動車で坂道を下るとき車速差に応じた油圧モータの容積を得ているため、坂道の勾配に係らず、精度良く、ハンチングの少ない、油圧駆動車の車速制御装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を達成するために、本発明に係る油圧駆動車の車速制御装置の発明では、油圧駆動車が坂道を下るときの車速制御装置であって、
前記油圧駆動車の車速を可変とする可変容量形油圧モータと、前記可変容量形油圧モータの容積を可変とするモータ用傾転角制御機構と、前記油圧駆動車の車速を検出する前後進車速センサと、車速に対して予め設定された複数の制限速度と、前記制限速度毎に設定した容量ゲインと、前記モータ用傾転角制御機構を制御し、可変容量形油圧モータを所定の容積に制御する制御手段と、を備え、
前記前後進車速センサからの車速信号が所定形状の波形信号でないときには、前記制御手段は、可変容量形油圧モータの容積が最大容量となるように前記モータ用傾転角制御機構を制御してなり、
前記前後進車速センサからの車速信号が所定形状の波形信号であるときには、前記制御手段、前記前後進車速センサからの検出車速から前記複数の各制限速度を減じた速度差が正の速度差となったものに対して、前記各正の速度差にそれぞれ対応した前記容量ゲインを積算して求めた値の総和に応じて前記モータ用傾転角制御機構を制御してなる構成としている。
【0008】
この場合において、前記各制限速度間毎に設定した容量ゲインの値が、前記複数の制限速度のうち制限速度の低いものから制限速度の高いものになるのに従って、順次大きな値となるように設定すると良い。
【0009】
また、前記複数の制限速度間における速度間隔が、制限速度の低いものから制限速度の高いものとなるのに従って、速度間隔を狭めて設定すると良い。
【0010】
また、前記前後進車速センサから受けた車速が最高制限速度を超えたときには、前記制御手段は、可変容量形油圧モータの容積が最大容量となるように前記モータ用傾転角制御機構を制御すると良い
【0011】
本発明に係る油圧駆動車の車速制御方法の発明では、油圧駆動車が坂道を下るときの車速制御方法であって、
前記油圧駆動車の検出した車速信号が所定形状の波形信号でないときには、前記油圧駆動車を駆動する可変容量形油圧モータの容積が最大容量となるように制御してなり、
前記油圧駆動車の検出した車速信号が所定形状の波形信号であるときには、前記検出した車速から予め設定した複数の各制限速度を減じた速度差が正の値となる速度差を求めるとともに、前記正の値となった速度差に前記制限速度毎に設定した容量ゲインを積算して求めた値の総和に応じて前記可変容量形油圧モータの容積を制御すると良い。
【0013】
上記構成によれば、油圧駆動車はオペレータの操作量に応じた走行速度で走行している。この走行速度は出力軸に配設されている前後進車速センサにより車速信号として検出され、所定形状の車速信号として制御手段に送信されている。またオペレータの操作量はポテンショメータで検出され、操作量に応じた速度指令信号が制御手段に送信されている。
制御手段は、ポテンショメータの操作量に応じて可変容量形モータのモータ傾転角制御機構を制御して操作量に応じた可変容量形モータの容積とし、その回転速度を得て油圧駆動車を走行させている。
また、制御手段は、予め設定された複数の制限速度と、前記制限速度毎に設定した容量ゲインとを記憶しており、前記前後進車速センサからの車速信号が所定形状の波形信号でないときには、前記制御手段は、可変容量形油圧モータの容積が最大容量となるように前記モータ用傾転角制御機構を制御する。
そして、前記前後進車速センサからの車速信号が所定形状の波形信号であるときには、前記制御手段、前記前後進車速センサからの検出車速から前記複数の各制限速度を減じた速度差が正の速度差となったものに対して、前記各正の速度差にそれぞれ対応した前記容量ゲインを積算して求めた値の総和に応じて前記モータ用傾転角制御機構を制御して、油圧駆動車を走行させている。
【0014】
制御手段は、前記各制限速度間毎に設定した容量ゲインの値が、前記複数の制限速度のうち制限速度の低いものから制限速度の高いものになるのに従って、順次大きな値となるように設定している。
油圧駆動車は坂道を下るとき、油圧駆動車はその自重により足回りから駆動トルクを受けて車速が早くなることがある。しかしながら、油圧駆動車が坂道を下るときに前記のように正の車速差の大きさに応じた制御信号がモータ傾転角制御機構に出力されてモータの容積を得ているため、制限速度に沿った車速で精度良く走行できるとともに、ハンチングが生じることがほとんどなくなる。
【0015】
この制限速度は、複数の車速の制限速度が設けられているため、それぞれの制限速度範囲を狭くでき、細かい制御信号Pで制御ができ、制限速度に沿った車速が容易に得られる。また複数の制限速度で制御しているため坂道の大小の勾配に係らずハンチングがなく、精度良く、油圧駆動車を走行することができる。
また、複数の車速の制限速度が行なわれるとともに制限速度内のゲインをそれぞれ変更しているため、勾配が大きくなってもそれに適したゲインが選定できるので迅速に制限速度に沿って車速を制御することができる。これにより油圧駆動車は勾配の大小に係らず全領域で迅速に制限速度に、かつハンチングを少なくして制御することが可能となっている。
制御手段は、車速センサからの車速信号が最高速度より非常に早い車速信号であるとき、あるいは所定形状の波形でないときに車速センサ系統に異常が生じたと判断して可変モータを最大容積にして安全性の向上を図っている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る油圧駆動車の車速制御装置およびその制御方法の実施形態について図面を参照して説明する。
先ず、実施例である油圧駆動車の車速制御装置およびその制御方法について図1から図8を用いて説明する。図1は油圧駆動車の車速制御装置1の回路図、図2は車速信号の正常の波形形状を説明する図、図3は車速制御装置1のブロック図、図4は車速の制限速度を説明する図、図5は油圧駆動車の車速制御方法のフローチャート図、図6は車速信号の異常の波形形状を説明する図、図7は車速信号、制御圧、可変モータの容積の関係を説明する図、図8は制御圧と可変モータの容積の関係を説明する図である。
【0017】
図1において、油圧駆動車の車速制御装置1はエンジン3により駆動される可変容積形ポンプ4(以下、可変ポンプ4という)が可変容積形モータ5(以下、可変モータ5という)に配管6,7で接続され、閉回路を構成している。
可変ポンプ4はポンプ用傾転角制御機構9に接続されており、可変ポンプ4の斜板がポンプ用傾転角制御機構9により正逆方向に傾転し、例えば圧油を前進用として配管6に、または後進用として配管7に吐出している。以下では配管6,7は前進用配管6と後進用配管7にするとともに、前進にf、後進にbを付与して区別する。
【0018】
ポンプ用傾転角制御機構9はポンプ用傾転角シリンダ10(以下、ポンプ用シリンダ10という)とポンプ用切換弁11とにより形成されており、ポンプ用切換弁11は前進用ソレノイド12fと後進用ソレノイド12b、および前進用ポート13fと後進用ポート13bが設けられている。
ポンプ用切換弁11はエンジン3により駆動されるチャージポンプ15に接続されており、チャージポンプ15からのチャージ圧を受け、シリンダ用配管16f、16bを経てポンプ用シリンダ10に供給して図示しない斜板を傾転している。これにより可変ポンプ4の斜板がポンプ用傾転角制御機構9により正逆方向に傾転して圧油を前進用配管6または後進用配管7に吐出している。
【0019】
ポンプ用切換弁11は制御部17に接続されており、制御部17からの前進指令あるいは後進指令を受けて切り替わる。
チャージポンプ15はチャージ用配管18fにより前進用配管6に、またチャージ用配管18bにより後進用配管7に接続してチャージ圧を供給し、キャビテーションの発生を防止している。チャージ用配管18f、18bには、安全弁付逆止め弁19f、19bがそれぞれ配設されている。
【0020】
可変モータ5はモータ用傾転角制御機構21に接続されており、可変モータ5の斜板がモータ用傾転角制御機構21により傾転し、可変モータ5の容積dm(cc/rev)を可変としている。
モータ用傾転角制御機構21はモータ用傾転角シリンダ24(以下、モータ用シリンダ24という)とモータ用サーボ弁25と電磁比例弁31により形成されている。モータ用傾転角制御機構21は、モータ用サーボ弁25が電磁比例弁31の制御圧Ppを受けて作動し、モータ用シリンダ24を縮小したときに斜板を最大傾転角Θmaxにして最大容積dmmaxに、また伸長したときに斜板を最小傾転角Θminにして最小容積dmminにしている。
【0021】
モータ用シリンダ24のボトム室24aはモータ用サーボ弁25に接続されており、またロッド室24bは前後進シャトル弁27を介して前進用配管6および後進用配管7に接続している。モータ用シリンダ24は、ボトム室24aおよびロッド室24bに圧油を受けたとき面積差により伸長して斜板を最小傾転角Θmin方向に揺動して容積dmを少なくする。
また、モータ用シリンダ24は、ボトム室24aがモータ用サーボ弁25を介してタンク28に接続しているときには、最縮小になり斜板を最大傾転角Θmaxに揺動し最大容積dmmaxにしている。
【0022】
モータ用シリンダ24は、シリンダロッド24cがばね30を介してモータ用サーボ弁25に連結している。シリンダロッド24cは移動に伴ってばね30を経てモータ用サーボ弁25の図示しないスプールを移動し、ボトム室24aの圧力とロッド室24bによるシリンダロッド24cに作用する力が均等になったときに停止し、モータ用サーボ弁25を経た圧油の供給を遮断している。
これによりモータ用シリンダ24はシリンダロッド24cがバランスした位置で保たれて斜板の傾転角を一定にして置き、可変モータ5を所定の回転速度に維持して回転を続けさせる。
【0023】
モータ用サーボ弁25は、一面側が前後進シャトル弁27を介して前進用配管6と後進用配管7、およびタンク28に接続されており、作動時には前進用配管6と後進用配管7との高い方の配管から圧油を受けている。
また他面側がモータ用シリンダ24のボトム室24aに接続されており、前後進シャトル弁27からの圧油をボトム室24aに供給してモータ用シリンダ24を伸長している。
モータ用サーボ弁25は、一端部にばね30およびパイロット圧としてロッド室24bに供給する圧油を、また他端部には電磁比例弁31、前後進シャトル弁27およびポンプ用切換弁11を介してチャージポンプ15に接続されパイロット圧として減圧されたチャージ圧油を受けている。
【0024】
モータ用サーボ弁25は電磁比例弁31の制御圧Ppにより作動し、高い制御圧Ppを受けたときにはM位置に切り替わり、前後進シャトル弁27を介して前進用配管6あるいは後進用配管7の圧油をボトム室24aに供給し、シリンダロッド24cを伸長している。シリンダロッド24cはその伸長に伴い、前記のごとくバランスした位置で停止しモータ用サーボ弁25からボトム室24aへの圧油の供給を遮断している。
前後進シャトル弁27は、一面側で前進用配管6、後進用配管7、シリンダ用配管16fからの前進用分岐配管33fおよびシリンダ用配管16bからの後進用分岐配管33bに接続している。また他面側ではモータ用シリンダ24のロッド室24bと、電磁比例弁31を介してモータ用サーボ弁25に接続している。
【0025】
前後進シャトル弁27は、その一端部が前進用分岐配管33fからの圧油を受けてNf位置に切り替わり、前進用ポート13fから電磁比例弁31を経てモータ用サーボ弁25に制御圧Ppを供給し、モータ用サーボ弁25を切り替えている。また前後進シャトル弁27は、前進用配管6の圧油をロッド室24bに供給するとともにモータ用サーボ弁25を介してボトム室24aに供給し、モータ用シリンダ24を面積差により伸長する。
同様に前後進シャトル弁27は他端部に後進用分岐配管33bからの圧油を受けてNr位置に切り替わり、後進用ポート13bから電磁比例弁31を経てモータ用サーボ弁25に制御圧Ppを供給し、モータ用サーボ弁25を切り替えている。
また、前後進シャトル弁27は、後進用配管7の圧油をロッド室24bに供給するとともにモータ用サーボ弁25を介してボトム室24aに供給し、モータ用シリンダ24を面積差により伸長する。
【0026】
電磁比例弁31は、一面側が前後進シャトル弁27に、他面側がモータ用サーボ弁25およびタンク28に接続している。電磁比例弁31は制御部17からの制御信号Pに応じて作動し、前後進シャトル弁27を経たチャージポンプ15のチャージ圧Pmaxを減圧し制御圧Ppとしてモータ用サーボ弁25に供給している。
電磁比例弁31は制御圧Ppをモータ用サーボ弁25に供給して切り替え、前進用配管6あるいは後進用配管7の圧油を前後進シャトル弁27からモータ用サーボ弁25を経てボトム室24aに供給し、モータ用シリンダ24を伸長している。これによりモータ用サーボ弁25は制御部17の制御信号Pに応じて電磁比例弁31から出された制御圧Ppにより作動し、可変モータ5の回転速度を制御している。
【0027】
制御部17は、ポテンショメータ34、車速センサ35、電磁比例弁31およびポンプ用切換弁11に接続されている。制御部17は、操作量に応じたポテンショメータ34の信号を受けて電磁比例弁31に制御信号Pを出力し、操作量に応じて可変モータ5の容積dmを制御している。
また、制御部17は車速センサ35から油圧駆動車の車速を受けて設定された車速の制限速度で油圧駆動車が走行するように制御信号Pを出力して制御している。例えば、詳細は後述するが、坂道を下るときに車速センサ35からの車速と設定している車速の制限速度とを比較して制御信号Pを求め、その制御信号Pを電磁比例弁31に出力して制御圧Ppをモータ用サーボ弁25に供給させ、可変モータ5の容積dmを制御部17の指令により制御している。
これにより制御部17は、油圧駆動車をハンチングが少なく、安定した制限速度で坂道を下るように制御している。この制御部17はコントローラにより形成されているが、CPUあるいはコンピュータで形成しても良い。
【0028】
ポテンショメータ34は図示しない運転席に配設された車速設定ダイアル等に付設されており、その操作量を検出して速度指令信号として制御部17に出力している。
車速センサ35は、可変モータ5等の出力軸5aに付設されており、油圧駆動車の走行速度を検出し車速信号Vとして制御部17に出力している。この車速信号Vは、図2に示すようなパルス形状の車速信号Vを所定信号として出力している。
【0029】
図3は上記構成における油圧駆動車の車速制御装置1のブロック図である。図3において、制御部17には油圧駆動車の走行に伴って出力軸5aに配設されている車速センサ35から所定形状の車速信号Vが送信されている。また制御部17にはポテンショメータ34から操作量に応じた速度指令信号が送信されている。
制御部17は、ポテンショメータ34の操作量に応じて電磁比例弁31に制御信号Pを出力し、可変モータ5のモータ傾転角制御機構21を制御して操作量に応じた回転速度とし、油圧駆動車を走行させている。
【0030】
油圧駆動車が坂道を下るときには、油圧駆動車の自重により足回りから駆動力を受けて走行速度が早くなることがある。制御部17は油圧駆動車の早くなった走行速度を車速センサ35から車速信号Vとして受け、この車速信号Vが最高速度より非常に早い車速信号Vを受けたとき、あるいは所定形状の波形でないときに車速センサ系統に異常が生じたと判断して可変モータ5を最大容積dmmaxとして安全性の向上を図って車速制御を行っている。
また油圧駆動車が坂道を下るとき、制御部17は設定された車速の制限速度信号Vcと車速信号Vとを比較して車速差を求め、その車速差の大きさに応じた制御信号Pを電磁比例弁31に出力し、油圧駆動車を制限速度で走行するようにしている。
このとき電磁比例弁31は、制御部17が出力した制御信号Pに応じてチャージポンプ15のチャージ圧Pmaxを減圧して制御圧Ppとしてモータ傾転角制御機構21に出力している。
【0031】
モータ傾転角制御機構21は制御部17が出力した制御信号Pに応じて可変モータ5の容積dmを可変とし、油圧駆動車が設定された制御速度で走行するようにしている。このとき制御部17は設定された制限速度と車速の車速差の大きさに応じた制御信号Pをモータ傾転角制御機構21に出力してハンチングが生じないように制御している。
制御部17は、例えば図4に示すように設定された車速の制限速度を3段階とし、狭い制限速度範囲で制御信号Pを制御して出力することにより、油圧駆動車が坂道を図4の実線Wに示すようにハンチングがなく、精度良く安定して坂道を下るようにしている。
【0032】
次に油圧駆動車の車速制御方法について説明する。
油圧駆動車が坂道を下がるときの制御方法について図5のフローチャートを用いて説明する。
ステップ1で油圧駆動車が坂道を下るときにオペレータは車速設定ダイアルを操作して所定速度で走行する。車速設定ダイアルに付設されたポテンショメータ34は操作量を検出し操作信号として制御部17に送信する。制御部17は、操作量に応じた信号を受けて電磁比例弁31に制御信号Pを出力し、操作量に応じた制御圧Ppをモータ用サーボ弁25に出力させる。モータ用サーボ弁25はモータ用シリンダ24を伸長し、例えば斜板を大きく傾転し可変モータ5の容積dmを小さくして油圧駆動車を所定速度で走行させて坂道を下っている。
【0033】
ステップ2で油圧駆動車の走行速度は車速センサ35で検出され、その車速信号Vが制御部17に送信される。
ステップ3で制御部17は、車速センサ35からの車速信号Vが最大車速信号である第3制限速度信号Vcmaxよりも非常に大きい(V≫Vcmax)か、否かを判定する。例えば、車速信号Vが最大車速信号である第3制限速度信号Vcmaxの1.2倍の車速を超えているか、否かを判定する。
ステップ3で非常に大きい場合(YES)には、車速センサ35およびハーネスショート等の車速センサ系統の故障と判断してステップ4に行く。
【0034】
ステップ4で制御部17は電磁比例弁31に第3制御信号Pを出力し、電磁比例弁31をタンク28に接続してモータ用サーボ弁25への制御圧Ppを最小制御圧Ppminにする。
モータ用サーボ弁25は、モータ用シリンダ24のボトム室24aをタンク28に接続して、モータ用シリンダ24を縮小して可変モータ5を最大容積dmmaxにして、油圧駆動車の走行速度を低減する。
ステップ3で非常に大きくない場合(NO)には正常の車速信号Vとしてステップ5に行く。
【0035】
ステップ5では車速信号Vが所定形状の波形信号か、否かを判定する。
ステップ5で車速信号Vが図2に示すような正常の波形信号でない場合(NO)、例えば図6に示すように車速信号Vが一定値の場合には車速センサ35およびハーネスショート等の車速センサ系統の故障と判断してステップ4に行く。
ステップ4では前記のように制御部5が第3制御信号Pをモータ傾転角制御機構21出力して可変モータ5を最大容積dmmaxにして、油圧駆動車の走行速度を低減する。
ステップ5で車速信号Vが正常の波形信号の場合(YES)にはステップ6に行く。
【0036】
ステップ6では、車速信号Vが第1制限速度信号Vcnを超えているか、否かを判断している。
ステップ6で車速信号Vが第1制限速度信号Vcnを超えていない場合(NO)にはステップ1に戻り、制御部17は電磁比例弁31に制御信号Pを出力し、操作量に応じた制御圧Ppをモータ用サーボ弁25に出力させ、操作量に応じて油圧駆動車を走行させる。
ステップ6で車速信号Vが第1制限速度信号Vcnを超えている場合(YES)にはステップ7に行く。
ステップ7では、車速信号Vが第2制限速度信号Vciを超えているか、否かを判断している。
【0037】
ステップ7で車速信号Vが第2制限速度信号Vciを超えていない場合(NO)にはステップ8に行く。
ステップ8で制御部17は、車速信号V、第1制限速度信号Vcnおよび第1ゲインKpsとから数式1を用いて第1制御信号Psを求めて電磁比例弁31に指令を出力する。電磁比例弁31は制御部17により作動して第1制御信号Psをモータ用サーボ弁25に出力しモータ用シリンダ24を伸縮し、所定の回転速度になるように可変モータ5の容積dmを制御する。
【0038】
第1制御信号Psは、次の数式1で求められる。
Ps=Pmax−Kps(V−Vcn) (数式1)
ここで、
Ps :第1制御信号
Pmax:最大制御圧(電磁比例弁の最大制御圧信号)
V :車速信号
Vcn:第1制限速度信号
Kps:第1ゲイン(実験値)
である。
【0039】
ステップ8では、例えば、図7に示すように、坂道を下る油圧駆動車の車速信号Vaが第1制限速度信号Vcnを超えて第2制限速度信号Vci以下の場合に、点線で示すように車速信号Vaより第1ゲインKpsを用いて引かれた車速信号Vと制御圧Ppとの関係線Lsより第1制御信号Psを求める。
次に、求めた第1制御信号Psより図8に示す制御圧Ppと容積dmとの関係を用いた線Qsでモータ用サーボ25を制御して、図7の点線で示すように油圧駆動車を所定走行速度で坂道を下るように可変モータ5の容積dmaを得る。
このとき、第1制限速度信号Vcnと第2制限速度信号Vciとの間隔を適宜に選択するとともに、第2制限速度信号Vci以上も制御することで制限速度範囲を狭くすることができて、油圧駆動車はハンチングが生ずることを防止できるとともに、精度良く、安定した制限速度で走行することができる。
【0040】
ステップ7で車速信号Vが第2制限速度信号Vciを超えている場合にはステップ9に行く。
ステップ9では、車速信号Vが第3制限速度信号Vcmaxを超えているか、否かを判断している。
ステップ9で車速信号Vが第3制限速度信号Vcmaxを超えていない場合(NO)にはステップ10に行く。
ステップ10で制御部17は、車速信号V、第1制限速度信号Vcn、第1ゲインKps、第2制限速度信号Vci、第2ゲインKprとから数式2を用いて第2制御信号Prを求めて電磁比例弁31に指令を出力する。電磁比例弁31は制御部17により作動して第2制御信号Prをモータ用サーボ弁25に出力しモータ用シリンダ24を伸縮し、所定の回転速度になるように可変モータ5の容積dmを制御する。
【0041】
第2制御信号Prは、次の数式2で求められる。
Pr=Pmax−Kps(V−Vcn)−Kpr(V−Vci) (数式2)
ここで、
Pr :第2制御信号
Pmax:最大制御圧(電磁比例弁の最大制御圧信号)
V :車速信号
Vcn:第1制限速度信号
Vci:第2制限速度信号
Kps:第1ゲイン(実験値)
Kpr:第1ゲイン(第1ゲインより大きい実験値)
である。
【0042】
ステップ10では、例えば、図7に示すように、坂道を下る油圧駆動車の車速信号Vbが第2制限速度信号Vciを超えて第3制限速度信号Vcmax以下の場合に、一点鎖線で示すように車速信号Vbより第1ゲインKpsと第2ゲインKprを用いて引かれた車速信号Vと制御圧Ppとの関係線Lrより第2制御信号Prを求める。
次に、求めた第2制御信号Prより制御圧Ppと容積dmとの関係線Qrを用いてモータ用サーボ25を制御して、図7の一点鎖線で示すように油圧駆動車を所定走行速度で坂道を下るように可変モータ5の容積dmbを得る。このとき急な勾配あるいは速い速度で走行するときに、第2制御信号Prが第2制限速度信号Vciと第3制限速度信号Vcmaxとの間の狭い範囲で制御されるとともに容積dmを大きく変化させて制御することにより、ハンチングが生ずることを防止し、かつ迅速に所定速度を得ている。
ステップ9で車速信号Vが第3制限速度信号Vcmaxを超えている場合にはステップ4に行く。ステップ4では前記のように可変モータ5を最大容積dmmaxにして、油圧駆動車の走行速度を低減する。
【0043】
なお、上記実施例において、可変ポンプ4と可変モータ5とは閉回路で接続したが、開回路で接続しても良い。上記の車速制御装置1はタイヤ式油圧駆動車を用いた車両に適用する例を示したが、無限軌道輪を用いた車両に適用しても良い。制御速度は3段階で制御したが更に多い段階で制御することができる。電磁比例弁31は、前後進シャトル弁27を介してチャージポンプ15のチャージ圧油を受けて制御圧Ppとしたが、直接チャージポンプ15からの圧油を受けて制御圧Ppとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧駆動車の車速制御装置の回路図である。
【図2】車速信号の正常の波形形状を説明する図である。
【図3】本発明に係る油圧駆動車の車速制御方法のブロック図である。
【図4】本発明に係る車速制限速度を説明する図である。
【図5】本発明に係る油圧駆動車の車速制御方法のフローチャート図である。
【図6】車速信号の異常の波形形状を説明する図である。
【図7】車速信号、制御圧、可変モータの容積の関係を説明する図である。
【図8】制御圧と可変モータの容積の関係を説明する図である。
【図9】従来例の車速を説明する図である。
【符号の説明】
1…油圧駆動車の車速制御装置、3…エンジン、4…可変容積形ポンプ、5…可変容積形モータ、9…ポンプ用傾転角制御機構、10…ポンプ用傾転角シリンダ、11…ポンプ用切換弁、15…チャージポンプ、17…制御部、21…モータ用傾転角制御機構、24…モータ用傾転角シリンダ、25…モータ用サーボ弁、27…前後進シャトル弁、27…タンク、31…電磁比例弁、34…ポテンショメータ、35…車速センサ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle speed control device for a hydraulic drive vehicle and a control method therefor, and more particularly, to a vehicle speed control device and a control method therefor when a hydraulic drive vehicle traveling with a tire travels down a slope.
[0002]
[Prior art]
In a hydraulic drive vehicle, a variable displacement hydraulic pump and a variable displacement hydraulic motor or a fixed displacement hydraulic motor configured in a closed circuit are generally used.
In particular, tire-type hydraulically driven vehicles use a variable displacement hydraulic pump and a variable displacement hydraulic motor to improve operability and workability. In such tire-type hydraulically driven vehicles, speed control is performed to prevent runaway on flat ground or slopes, etc., and charge pressure is supplied to the closed circuit to prevent cavitation of the hydraulic motor during deceleration traveling or downhill traveling. ing.
[0003]
When speed control is performed with a tire-type hydraulically driven vehicle, the travel speed is detected by a vehicle speed sensor, and the volume of the hydraulic motor is controlled by an electric circuit or a hydraulic circuit so that a predetermined vehicle speed Vrm is obtained.
For example, when a tire-type hydraulically driven vehicle is faster than a predetermined vehicle speed Vrm, control is performed to increase the volume of the hydraulic motor. Conversely, when the tire-type hydraulic drive vehicle is slower than a predetermined vehicle speed Vrm, control is performed to decrease the volume of the hydraulic motor. The vehicle is controlled so as to achieve a predetermined vehicle speed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of controlling to the above vehicle speed, it is relatively easy to obtain a predetermined vehicle speed by controlling the volume of the hydraulic motor when climbing on a flat ground or a slope, but it is controlled to a predetermined vehicle speed when traveling downhill. There are difficulties to do as described below. During downhill traveling, torque due to the weight of the hydraulically driven vehicle acts on the hydraulic motor from the undercarriage (tire), and therefore, in the vicinity of the predetermined vehicle speed Vrm, hunting of the vehicle speed is likely to occur as shown in FIG. Yes.
[0005]
If the change in the volume of the hydraulic motor is reduced in order to reduce this hunting, the reverse drive torque increases when the slope angle increases, and an overrun condition tends to occur, making it difficult to control to a predetermined vehicle speed.
Thus, since the vehicle speed varies depending on the slope of the slope during downhill travel, there is a problem that it is difficult to control so that hunting does not occur in all slope regions.
[0006]
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and relates to a vehicle speed control device and a control method thereof for a hydraulically driven vehicle, and in particular, a hydraulic pressure corresponding to a vehicle speed difference when going down a hill with a hydraulically driven vehicle traveling with a tire. An object of the present invention is to provide a vehicle speed control device for a hydraulically driven vehicle and a control method thereof with high accuracy and little hunting regardless of the slope of the slope because the motor volume is obtained.
[0007]
[Means, actions and effects for solving the problems]
  In order to achieve the above object, the invention of a vehicle speed control device for a hydraulically driven vehicle according to the present invention is a vehicle speed control device for when a hydraulically driven vehicle goes down a slope,
  A variable displacement hydraulic motor that varies the vehicle speed of the hydraulic drive vehicle, a motor tilt angle control mechanism that varies the volume of the variable displacement hydraulic motor, and a forward / reverse vehicle speed that detects the vehicle speed of the hydraulic drive vehicle The variable displacement hydraulic motor is controlled to a predetermined volume by controlling a sensor, a plurality of speed limits preset for the vehicle speed, a capacity gain set for each speed limit, and the motor tilt angle control mechanism. Control means for controlling,
  When the vehicle speed signal from the forward / reverse vehicle speed sensor is not a waveform signal of a predetermined shape, the control means controls the tilt angle control mechanism for the motor so that the volume of the variable displacement hydraulic motor becomes the maximum capacity. ,
  When the vehicle speed signal from the forward / reverse vehicle speed sensor is a waveform signal of a predetermined shape,Said control meansIsThe capacity gain corresponding to each positive speed difference is integrated with respect to a speed difference obtained by subtracting each of the plurality of speed limits from the detected vehicle speed from the forward / reverse vehicle speed sensor. Value obtainedSum ofThe motor tilt angle control mechanism is controlled accordingly.
[0008]
  In this case,The capacity gain value set for each speed limit is set so that the value gradually increases as the speed limit value increases from the low speed limit value to the high speed limit value.Good.
[0009]
  Also,The speed interval between the plurality of speed limits is set to be narrowed as the speed limit becomes lower to higher speed limit.And good.
[0010]
  When the vehicle speed received from the forward / reverse vehicle speed sensor exceeds a maximum speed limit, the control means controls the tilt angle control mechanism for the motor so that the volume of the variable displacement hydraulic motor becomes the maximum capacity. good.
[0011]
  The invention of the vehicle speed control method of the hydraulic drive vehicle according to the present invention is a vehicle speed control method when the hydraulic drive vehicle goes down a slope,
  When the vehicle speed signal detected by the hydraulically driven vehicle is not a waveform signal of a predetermined shape, control is performed so that the volume of the variable displacement hydraulic motor that drives the hydraulically driven vehicle becomes a maximum capacity,
  When the vehicle speed signal detected by the hydraulic drive vehicle is a waveform signal of a predetermined shape, the detectedFrom vehicle speedPresetThe speed difference obtained by subtracting each speed limit is positive.ValueWhile obtaining the speed difference,eachPositiveValueValue obtained by integrating the capacity gain set for each speed limit to the speed differenceSum ofThe volume of the variable displacement hydraulic motor may be controlled according to the above.
[0013]
  According to the above configuration, the hydraulically driven vehicle is traveling at a traveling speed corresponding to the operation amount of the operator. This traveling speed is detected as a vehicle speed signal by a forward / reverse vehicle speed sensor disposed on the output shaft, and is transmitted to the control means as a vehicle speed signal having a predetermined shape. The operation amount of the operator is detected by a potentiometer, and a speed command signal corresponding to the operation amount is transmitted to the control means.
  The control means controls the motor tilt angle control mechanism of the variable displacement motor according to the operation amount of the potentiometer to obtain the volume of the variable displacement motor according to the operation amount, and obtains the rotation speed to drive the hydraulically driven vehicle. I am letting.
  The control means stores a plurality of speed limits set in advance and a capacity gain set for each speed limit,When the vehicle speed signal from the forward / reverse vehicle speed sensor is not a waveform signal having a predetermined shape, the control means controls the motor tilt angle control mechanism so that the volume of the variable displacement hydraulic motor becomes the maximum capacity.
  When the vehicle speed signal from the forward / reverse vehicle speed sensor is a waveform signal of a predetermined shape,Said control meansIsThe capacity gain corresponding to each positive speed difference is integrated with respect to a speed difference obtained by subtracting each of the plurality of speed limits from the detected vehicle speed from the forward / reverse vehicle speed sensor. Value obtainedSum ofThe motor tilt angle control mechanism is controlled accordingly to drive the hydraulically driven vehicle.
[0014]
  controlmeansSaidThe value of the capacity gain set for each speed limit is set so as to increase sequentially from the plurality of speed limits to the speed limit with a lower speed limit.
  When a hydraulically driven vehicle goes down a slope, the hydraulically driven vehicle may receive a driving torque from the undercarriage due to its own weight, and the vehicle speed may increase. However, as mentioned above when a hydraulically driven vehicle goes down a hillPositiveSince a control signal corresponding to the magnitude of the vehicle speed difference is output to the motor tilt angle control mechanism to obtain the volume of the motor, the vehicle can travel accurately at a vehicle speed according to the speed limit, and hunting hardly occurs. .
[0015]
  Since this speed limit is provided with speed limits of a plurality of vehicle speeds, each speed limit range can be narrowed and controlled with a fine control signal P, and the vehicle speed along the speed limit can be easily obtained. In addition, since the vehicle is controlled at a plurality of speed limits, there is no hunting regardless of the slope of the slope, and the hydraulically driven vehicle can be driven with high accuracy.
  In addition, since speed limits are set for a plurality of vehicle speeds and the gains within the speed limits are changed, a suitable gain can be selected even when the gradient increases, so that the vehicle speed can be quickly controlled along the speed limits. be able to. As a result, it is possible to control the hydraulically driven vehicle quickly at the speed limit and with less hunting in all regions regardless of the magnitude of the gradient.
  controlmeansIf the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor is a vehicle speed signal that is much faster than the maximum speed, or if it is not a waveform of a predetermined shape, it is judged that an abnormality has occurred in the vehicle speed sensor system, and the variable motor is set to the maximum volume to ensure safety. We are trying to improve.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a vehicle speed control device and a control method for a hydraulically driven vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a vehicle speed control apparatus and control method for a hydraulically driven vehicle according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a circuit diagram of a vehicle speed control device 1 for a hydraulically driven vehicle, FIG. 2 is a diagram for explaining a normal waveform shape of a vehicle speed signal, FIG. 3 is a block diagram of the vehicle speed control device 1, and FIG. FIG. 5 is a flowchart of a vehicle speed control method for a hydraulically driven vehicle, FIG. 6 is a diagram for explaining an abnormal waveform shape of a vehicle speed signal, and FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the vehicle speed signal, control pressure, and variable motor volume. 8 and 8 are diagrams for explaining the relationship between the control pressure and the volume of the variable motor.
[0017]
In FIG. 1, a vehicle speed control device 1 for a hydraulically driven vehicle has a variable displacement pump 4 (hereinafter referred to as a variable pump 4) driven by an engine 3 connected to a variable displacement motor 5 (hereinafter referred to as a variable motor 5). 7 are connected to form a closed circuit.
The variable pump 4 is connected to a pump tilt angle control mechanism 9, and the swash plate of the variable pump 4 is tilted in the forward and reverse directions by the pump tilt angle control mechanism 9. 6 or to the pipe 7 for backward travel. In the following, the pipes 6 and 7 are distinguished from the forward pipe 6 and the reverse pipe 7 by adding f for forward and b for backward.
[0018]
The pump tilt angle control mechanism 9 is formed by a pump tilt angle cylinder 10 (hereinafter referred to as a pump cylinder 10) and a pump switching valve 11. The pump switching valve 11 includes a forward solenoid 12f and a reverse drive. Solenoid for solenoid 12b, forward port 13f and reverse port 13b are provided.
The pump switching valve 11 is connected to a charge pump 15 driven by the engine 3, receives the charge pressure from the charge pump 15, supplies it to the pump cylinder 10 via the cylinder pipes 16f and 16b, and is connected to a slant (not shown). The board is tilted. As a result, the swash plate of the variable pump 4 is tilted in the forward and reverse directions by the pump tilt angle control mechanism 9 to discharge the pressure oil to the forward pipe 6 or the reverse pipe 7.
[0019]
The pump switching valve 11 is connected to the control unit 17 and is switched in response to a forward command or a reverse command from the control unit 17.
The charge pump 15 is connected to the forward pipe 6 by the charge pipe 18f and connected to the reverse pipe 7 by the charge pipe 18b to supply the charge pressure to prevent cavitation. Check valves 19f and 19b with safety valves are provided in the charging pipes 18f and 18b, respectively.
[0020]
The variable motor 5 is connected to a motor tilt angle control mechanism 21, and the swash plate of the variable motor 5 is tilted by the motor tilt angle control mechanism 21, and the volume dm (cc / rev) of the variable motor 5 is increased. Variable.
The motor tilt angle control mechanism 21 includes a motor tilt angle cylinder 24 (hereinafter referred to as a motor cylinder 24), a motor servo valve 25, and an electromagnetic proportional valve 31. The motor tilt angle control mechanism 21 is operated by the motor servo valve 25 receiving the control pressure Pp of the electromagnetic proportional valve 31 and when the motor cylinder 24 is contracted, the swash plate is set to the maximum tilt angle Θmax to the maximum. The volume is set to dmmax, and when the swash plate is extended, the minimum tilt angle Θmin is set to the minimum volume dmmin.
[0021]
The bottom chamber 24 a of the motor cylinder 24 is connected to the motor servo valve 25, and the rod chamber 24 b is connected to the forward piping 6 and the backward piping 7 via the forward / reverse shuttle valve 27. When the cylinder 24 for motor 24 receives pressure oil in the bottom chamber 24a and the rod chamber 24b, the motor cylinder 24 expands due to the difference in area and swings the swash plate in the direction of the minimum tilt angle Θmin to reduce the volume dm.
Further, when the bottom chamber 24a is connected to the tank 28 via the motor servo valve 25, the motor cylinder 24 is reduced to the minimum and the swash plate is swung to the maximum tilt angle Θmax so as to have the maximum volume dmmax. Yes.
[0022]
In the motor cylinder 24, a cylinder rod 24 c is connected to a motor servo valve 25 via a spring 30. As the cylinder rod 24c moves, the spool (not shown) of the motor servo valve 25 moves through the spring 30 and stops when the pressure in the bottom chamber 24a and the force acting on the cylinder rod 24c by the rod chamber 24b become equal. Then, the supply of pressure oil through the motor servo valve 25 is cut off.
As a result, the motor cylinder 24 is kept at a position where the cylinder rod 24c is balanced, and the tilt angle of the swash plate is kept constant, and the rotation of the variable motor 5 is maintained at a predetermined rotation speed.
[0023]
  One side of the motor servo valve 25 is connected to the forward piping 6, the backward piping 7 and the tank 28 via the forward / reverse shuttle valve 27. When the motor servo valve 25 is operated, the forward piping 6 and the backward piping 7 are high. Receives pressurized oil from the other pipe.
  The other side is connected to the bottom chamber 24a of the motor cylinder 24, and the hydraulic cylinder 24 is extended by supplying pressure oil from the forward / reverse shuttle valve 27 to the bottom chamber 24a.
  The servo valve for motor 25 has a spring 30 and pilot pressure at one end.Rod chamber 24bThe other end receives the pressure oil that is connected to the charge pump 15 through the electromagnetic proportional valve 31, the forward / reverse shuttle valve 27, and the pump switching valve 11 and is reduced as a pilot pressure. Yes.
[0024]
The motor servo valve 25 is operated by the control pressure Pp of the electromagnetic proportional valve 31 and switches to the M position when receiving a high control pressure Pp, and the pressure of the forward pipe 6 or the reverse pipe 7 via the forward / reverse shuttle valve 27. Oil is supplied to the bottom chamber 24a, and the cylinder rod 24c is extended. As the cylinder rod 24c extends, the cylinder rod 24c stops at the balanced position as described above, and shuts off the supply of pressure oil from the motor servo valve 25 to the bottom chamber 24a.
The forward / reverse shuttle valve 27 is connected on one side to the forward pipe 6, the backward pipe 7, the forward branch pipe 33f from the cylinder pipe 16f, and the reverse branch pipe 33b from the cylinder pipe 16b. On the other side, it is connected to the motor servo valve 25 via the rod chamber 24 b of the motor cylinder 24 and the electromagnetic proportional valve 31.
[0025]
  The forward / reverse shuttle valve 27 receives pressure oil from the forward branch pipe 33f and switches to the Nf position, and supplies the control pressure Pp from the forward port 13f to the motor servo valve 25 via the electromagnetic proportional valve 31. The motor servo valve 25 is switched. The forward / reverse shuttle valve 27 supplies pressure oil from the forward piping 6 to the rod chamber 24b and also to the bottom chamber 24a via the motor servo valve 25, and extends the motor cylinder 24 due to the area difference.
  Similarly, the forward / reverse shuttle valve 27 receives pressure oil from the reverse branch pipe 33b at the other end and switches to the Nr position.13bThe control pressure Pp is supplied to the motor servo valve 25 from the electromagnetic proportional valve 31 to switch the motor servo valve 25.
  The forward / reverse shuttle valve 27 supplies the pressure oil from the reverse piping 7 to the rod chamber 24b and also supplies it to the bottom chamber 24a via the motor servo valve 25, thereby extending the motor cylinder 24 due to the area difference.
[0026]
The electromagnetic proportional valve 31 is connected on one side to the forward / reverse shuttle valve 27 and on the other side to the motor servo valve 25 and the tank 28. The electromagnetic proportional valve 31 operates in response to a control signal P from the control unit 17 to reduce the charge pressure Pmax of the charge pump 15 that has passed through the forward / reverse shuttle valve 27 and supply it to the motor servo valve 25 as the control pressure Pp. .
The electromagnetic proportional valve 31 supplies the control pressure Pp to the motor servo valve 25 for switching, and the pressure oil in the forward pipe 6 or the reverse pipe 7 is transferred from the forward / rearward shuttle valve 27 to the bottom chamber 24a via the motor servo valve 25. The motor cylinder 24 is extended. Accordingly, the motor servo valve 25 is operated by the control pressure Pp output from the electromagnetic proportional valve 31 in accordance with the control signal P of the control unit 17 to control the rotational speed of the variable motor 5.
[0027]
The control unit 17 is connected to the potentiometer 34, the vehicle speed sensor 35, the electromagnetic proportional valve 31, and the pump switching valve 11. The control unit 17 receives a signal from the potentiometer 34 corresponding to the operation amount, outputs a control signal P to the electromagnetic proportional valve 31, and controls the volume dm of the variable motor 5 according to the operation amount.
The control unit 17 outputs a control signal P so that the hydraulically driven vehicle travels at a vehicle speed limit speed set in response to the vehicle speed of the hydraulically driven vehicle from the vehicle speed sensor 35. For example, as will be described in detail later, when going down a slope, the vehicle speed from the vehicle speed sensor 35 is compared with the set speed limit of the vehicle speed to obtain the control signal P, and the control signal P is output to the electromagnetic proportional valve 31. Then, the control pressure Pp is supplied to the motor servo valve 25, and the volume dm of the variable motor 5 is controlled by a command from the control unit 17.
Thus, the control unit 17 controls the hydraulically driven vehicle so as to go down the hill at a stable speed limit with less hunting. The controller 17 is formed by a controller, but may be formed by a CPU or a computer.
[0028]
The potentiometer 34 is attached to a vehicle speed setting dial or the like disposed in a driver's seat (not shown), detects its operation amount, and outputs it to the control unit 17 as a speed command signal.
The vehicle speed sensor 35 is attached to the output shaft 5 a such as the variable motor 5, detects the traveling speed of the hydraulically driven vehicle, and outputs it to the control unit 17 as a vehicle speed signal V. As the vehicle speed signal V, a pulse-shaped vehicle speed signal V as shown in FIG. 2 is output as a predetermined signal.
[0029]
FIG. 3 is a block diagram of the vehicle speed control apparatus 1 for a hydraulically driven vehicle having the above-described configuration. In FIG. 3, a vehicle speed signal V having a predetermined shape is transmitted to the control unit 17 from a vehicle speed sensor 35 disposed on the output shaft 5a as the hydraulically driven vehicle travels. Further, a speed command signal corresponding to the operation amount is transmitted from the potentiometer 34 to the control unit 17.
The control unit 17 outputs a control signal P to the electromagnetic proportional valve 31 according to the operation amount of the potentiometer 34, controls the motor tilt angle control mechanism 21 of the variable motor 5 to obtain a rotation speed according to the operation amount, and hydraulic pressure Driving car is running.
[0030]
When the hydraulic drive vehicle goes down a hill, the traveling speed may be increased by receiving a driving force from the undercarriage due to the weight of the hydraulic drive vehicle. The control unit 17 receives the increased traveling speed of the hydraulically driven vehicle as the vehicle speed signal V from the vehicle speed sensor 35, and when the vehicle speed signal V receives the vehicle speed signal V that is much faster than the maximum speed, or when the waveform does not have a predetermined shape. Therefore, it is determined that an abnormality has occurred in the vehicle speed sensor system, and the variable motor 5 is set to the maximum volume dmmax to improve safety and perform vehicle speed control.
When the hydraulically driven vehicle goes down the slope, the control unit 17 compares the set vehicle speed limit speed signal Vc with the vehicle speed signal V to obtain a vehicle speed difference, and generates a control signal P corresponding to the magnitude of the vehicle speed difference. The output is output to the electromagnetic proportional valve 31 so that the hydraulically driven vehicle travels at a speed limit.
At this time, the electromagnetic proportional valve 31 reduces the charge pressure Pmax of the charge pump 15 in accordance with the control signal P output from the control unit 17 and outputs it to the motor tilt angle control mechanism 21 as the control pressure Pp.
[0031]
The motor tilt angle control mechanism 21 makes the volume dm of the variable motor 5 variable according to the control signal P output from the control unit 17 so that the hydraulically driven vehicle runs at a set control speed. At this time, the control unit 17 controls the motor tilt angle control mechanism 21 so as not to cause hunting by outputting a control signal P corresponding to the set speed difference between the speed limit and the vehicle speed to the motor tilt angle control mechanism 21.
For example, the control unit 17 sets the speed limit of the vehicle speed set as shown in FIG. 4 to three stages, and controls and outputs the control signal P in a narrow speed limit range so that the hydraulically driven vehicle moves along the slope in FIG. As shown by the solid line W, there is no hunting, and the hill is descended stably and accurately.
[0032]
Next, a vehicle speed control method for a hydraulically driven vehicle will be described.
A control method when the hydraulically driven vehicle moves down the slope will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the hydraulically driven vehicle goes down the slope in step 1, the operator operates the vehicle speed setting dial to travel at a predetermined speed. The potentiometer 34 attached to the vehicle speed setting dial detects the operation amount and transmits it to the control unit 17 as an operation signal. The control unit 17 receives a signal corresponding to the operation amount, outputs a control signal P to the electromagnetic proportional valve 31, and causes the motor servo valve 25 to output a control pressure Pp corresponding to the operation amount. The motor servo valve 25 extends the motor cylinder 24. For example, the swash plate is largely tilted to reduce the volume dm of the variable motor 5 so that the hydraulically driven vehicle travels at a predetermined speed and goes down the slope.
[0033]
In step 2, the traveling speed of the hydraulically driven vehicle is detected by the vehicle speed sensor 35, and the vehicle speed signal V is transmitted to the control unit 17.
In step 3, the control unit 17 determines whether or not the vehicle speed signal V from the vehicle speed sensor 35 is much larger than the third speed limit signal Vcmax that is the maximum vehicle speed signal (V >> Vcmax). For example, it is determined whether or not the vehicle speed signal V exceeds a vehicle speed that is 1.2 times the third speed limit signal Vcmax that is the maximum vehicle speed signal.
If it is very large in step 3 (YES), it is determined that a vehicle speed sensor system such as the vehicle speed sensor 35 or a harness short circuit has failed, and the process goes to step 4.
[0034]
In step 4, the control unit 17 outputs the third control signal P to the electromagnetic proportional valve 31, connects the electromagnetic proportional valve 31 to the tank 28, and sets the control pressure Pp to the motor servo valve 25 to the minimum control pressure Ppmin.
The motor servo valve 25 connects the bottom chamber 24a of the motor cylinder 24 to the tank 28 and reduces the motor cylinder 24 to make the variable motor 5 have a maximum capacity dmmax, thereby reducing the traveling speed of the hydraulically driven vehicle. .
When it is not very large at step 3 (NO), it goes to step 5 as a normal vehicle speed signal V.
[0035]
  In step 5, it is determined whether or not the vehicle speed signal V is a waveform signal having a predetermined shape.
  When the vehicle speed signal V is not a normal waveform signal as shown in FIG. 2 in step 5 (NO), for example, when the vehicle speed signal V is a constant value as shown in FIG. It is determined that the system has failed, and the process goes to Step 4.
  In step 4, the control unit 5 sends the third control signal P to the motor tilt angle control mechanism 21 as described above.InThe variable motor 5 is output to make the maximum capacity dmmax, and the traveling speed of the hydraulically driven vehicle is reduced.
  If the vehicle speed signal V is a normal waveform signal in step 5 (YES), go to step 6.
[0036]
In step 6, it is determined whether or not the vehicle speed signal V exceeds the first speed limit signal Vcn.
When the vehicle speed signal V does not exceed the first speed limit signal Vcn in step 6 (NO), the process returns to step 1 and the control unit 17 outputs the control signal P to the electromagnetic proportional valve 31 and performs control according to the operation amount. The pressure Pp is output to the motor servo valve 25 to drive the hydraulically driven vehicle according to the operation amount.
If the vehicle speed signal V exceeds the first speed limit signal Vcn in step 6 (YES), the process goes to step 7.
In step 7, it is determined whether or not the vehicle speed signal V exceeds the second speed limit signal Vci.
[0037]
If the vehicle speed signal V does not exceed the second speed limit signal Vci in Step 7 (NO), go to Step 8.
In step 8, the control unit 17 obtains the first control signal Ps from the vehicle speed signal V, the first speed limit signal Vcn, and the first gain Kps using Equation 1, and outputs a command to the electromagnetic proportional valve 31. The electromagnetic proportional valve 31 is operated by the control unit 17 to output the first control signal Ps to the motor servo valve 25 to expand and contract the motor cylinder 24 and control the volume dm of the variable motor 5 so as to reach a predetermined rotational speed. To do.
[0038]
The first control signal Ps is obtained by the following formula 1.
Ps = Pmax−Kps (V−Vcn) (Formula 1)
here,
Ps: first control signal
Pmax: Maximum control pressure (maximum control pressure signal of an electromagnetic proportional valve)
V: Vehicle speed signal
Vcn: first speed limit signal
Kps: 1st gain (experimental value)
It is.
[0039]
In step 8, for example, as shown in FIG. 7, when the vehicle speed signal Va of the hydraulically driven vehicle going down the hill exceeds the first speed limit signal Vcn and is equal to or lower than the second speed limit signal Vci, the vehicle speed is indicated as indicated by a dotted line. The first control signal Ps is obtained from the relationship line Ls between the vehicle speed signal V drawn from the signal Va using the first gain Kps and the control pressure Pp.
Next, the motor servo 25 is controlled by the line Qs using the relationship between the control pressure Pp and the volume dm shown in FIG. 8 from the obtained first control signal Ps, and as shown by the dotted line in FIG. The volume dma of the variable motor 5 is obtained so as to go down the slope at a predetermined traveling speed.
At this time, the interval between the first speed limit signal Vcn and the second speed limit signal Vci is appropriately selected, and the speed limit range can be narrowed by controlling more than the second speed limit signal Vci. The driving vehicle can prevent hunting from occurring and can travel at a stable speed limit with high accuracy.
[0040]
  If the vehicle speed signal V exceeds the second speed limit signal Vci in step 7, the process goes to step 9.
  In step 9, it is determined whether or not the vehicle speed signal V exceeds the third speed limit signal Vcmax.
  If the vehicle speed signal V does not exceed the third speed limit signal Vcmax in step 9 (NO) Go to step 10.
  In step 10, the control unit 17 obtains the second control signal Pr using Formula 2 from the vehicle speed signal V, the first speed limit signal Vcn, the first gain Kps, the second speed limit signal Vci, and the second gain Kpr. A command is output to the electromagnetic proportional valve 31. The electromagnetic proportional valve 31 is actuated by the control unit 17 to output a second control signal Pr to the motor servo valve 25 to expand and contract the motor cylinder 24 and control the volume dm of the variable motor 5 so as to reach a predetermined rotational speed. To do.
[0041]
The second control signal Pr is obtained by the following formula 2.
Pr = Pmax−Kps (V−Vcn) −Kpr (V−Vci) (Formula 2)
here,
Pr: second control signal
Pmax: Maximum control pressure (maximum control pressure signal of an electromagnetic proportional valve)
V: Vehicle speed signal
Vcn: first speed limit signal
Vci: second speed limit signal
Kps: 1st gain (experimental value)
Kpr: first gain (experimental value greater than first gain)
It is.
[0042]
In step 10, for example, as shown in FIG. 7, when the vehicle speed signal Vb of the hydraulically driven vehicle going down the hill exceeds the second speed limit signal Vci and is equal to or lower than the third speed limit signal Vcmax, A second control signal Pr is obtained from a relationship line Lr between the vehicle speed signal V and the control pressure Pp drawn from the vehicle speed signal Vb using the first gain Kps and the second gain Kpr.
Next, the motor servo 25 is controlled by using the relationship line Qr between the control pressure Pp and the volume dm from the obtained second control signal Pr, and the hydraulically driven vehicle is moved to a predetermined traveling speed as shown by a one-dot chain line in FIG. The volume dmb of the variable motor 5 is obtained so as to go down the slope. At this time, when the vehicle travels at a steep slope or at a high speed, the second control signal Pr is controlled within a narrow range between the second speed limit signal Vci and the third speed limit signal Vcmax, and the volume dm is greatly changed. Thus, hunting is prevented from occurring and a predetermined speed is quickly obtained.
If the vehicle speed signal V exceeds the third speed limit signal Vcmax in step 9, the process goes to step 4. In step 4, the variable motor 5 is set to the maximum volume dmmax as described above to reduce the traveling speed of the hydraulically driven vehicle.
[0043]
In the above embodiment, the variable pump 4 and the variable motor 5 are connected in a closed circuit, but may be connected in an open circuit. Although the vehicle speed control device 1 has been described as being applied to a vehicle using a tire-type hydraulic drive vehicle, it may be applied to a vehicle using an endless track. Although the control speed is controlled in three stages, it can be controlled in more stages. The electromagnetic proportional valve 31 receives the charge pressure oil from the charge pump 15 via the forward / reverse shuttle valve 27 and sets the control pressure Pp. However, the electromagnetic proportional valve 31 may directly receive the pressure oil from the charge pump 15 and set the control pressure Pp.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a vehicle speed control device for a hydraulically driven vehicle according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a normal waveform shape of a vehicle speed signal.
FIG. 3 is a block diagram of a vehicle speed control method for a hydraulically driven vehicle according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a vehicle speed limit speed according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of a vehicle speed control method for a hydraulically driven vehicle according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining an abnormal waveform shape of a vehicle speed signal.
FIG. 7 is a diagram for explaining a relationship among a vehicle speed signal, a control pressure, and a volume of a variable motor.
FIG. 8 is a diagram for explaining a relationship between a control pressure and a volume of a variable motor.
FIG. 9 is a diagram for explaining a vehicle speed of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle speed control apparatus of hydraulic drive vehicle, 3 ... Engine, 4 ... Variable displacement pump, 5 ... Variable displacement motor, 9 ... Pump tilt angle control mechanism, 10 ... Pump tilt angle cylinder, 11 ... Pump Switch valve, 15 ... charge pump, 17 ... control unit, 21 ... motor tilt angle control mechanism, 24 ... motor tilt angle cylinder, 25 ... motor servo valve, 27 ... forward / reverse shuttle valve, 27 ... tank 31 ... Proportional solenoid valve, 34 ... Potentiometer, 35 ... Vehicle speed sensor.

Claims (5)

油圧駆動車が坂道を下るときの車速制御装置であって、
前記油圧駆動車の車速を可変とする可変容量形油圧モータと、
前記可変容量形油圧モータの容積を可変とするモータ用傾転角制御機構と、
前記油圧駆動車の車速を検出する前後進車速センサと、
車速に対して予め設定された複数の制限速度と、
前記制限速度毎に設定した容量ゲインと、
前記モータ用傾転角制御機構を制御し、可変容量形油圧モータを所定の容積に制御する制御手段と、
を備え、
前記前後進車速センサからの車速信号が所定形状の波形信号でないときには、前記制御手段は、可変容量形油圧モータの容積が最大容量となるように前記モータ用傾転角制御機構を制御してなり、
前記前後進車速センサからの車速信号が所定形状の波形信号であるときには、前記制御手段、前記前後進車速センサからの検出車速から前記複数の各制限速度を減じた速度差が正の速度差となったものに対して、前記各正の速度差にそれぞれ対応した前記容量ゲインを積算して求めた値の総和に応じて前記モータ用傾転角制御機構を制御してなることを特徴とする油圧駆動車の車速制御装置。
A vehicle speed control device for a hydraulically driven vehicle going down a slope,
A variable displacement hydraulic motor that varies the vehicle speed of the hydraulically driven vehicle;
A motor tilt angle control mechanism for changing the volume of the variable displacement hydraulic motor;
A forward / reverse vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed of the hydraulically driven vehicle;
A plurality of speed limits preset for the vehicle speed;
Capacity gain set for each speed limit,
Control means for controlling the motor tilt angle control mechanism and controlling the variable displacement hydraulic motor to a predetermined volume;
With
When the vehicle speed signal from the forward / reverse vehicle speed sensor is not a waveform signal of a predetermined shape, the control means controls the tilt angle control mechanism for the motor so that the volume of the variable displacement hydraulic motor becomes the maximum capacity. ,
When the vehicle speed signal from the forward / reverse vehicle speed sensor is a waveform signal having a predetermined shape, the control means has a positive speed difference obtained by subtracting each of the plurality of speed limits from the detected vehicle speed from the forward / rearward vehicle speed sensor. The motor tilt angle control mechanism is controlled according to the sum of the values obtained by integrating the capacity gains corresponding to the positive speed differences. A vehicle speed control device for hydraulically driven vehicles.
前記各制限速度間毎に設定した容量ゲインの値が、前記複数の制限速度のうち制限速度の低いものから制限速度の高いものになるのに従って、順次大きな値となるように設定されてなることを特徴とする請求項1記載の油圧駆動車の車速制御装置。  The capacity gain value set for each of the speed limits is set so as to increase sequentially as the speed limit becomes lower to higher speed among the plurality of speed limits. The vehicle speed control device for a hydraulically driven vehicle according to claim 1. 前記複数の制限速度間における速度間隔が、制限速度の低いものから制限速度の高いものとなるのに従って、速度間隔を狭めて設定されてなることを特徴とする請求項1又は2記載の油圧駆動車の車速制御装置。  3. The hydraulic drive according to claim 1, wherein the speed interval between the plurality of speed limit speeds is set to be narrowed as the speed limit is low and the speed limit is high. Vehicle speed control device. 前記前後進車速センサから受けた車速が最高制限速度を超えたときには、前記制御手段は、可変容量形油圧モータの容積が最大容量となるように前記モータ用傾転角制御機構を制御してなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の油圧駆動車の車速制御装置。  When the vehicle speed received from the forward / reverse vehicle speed sensor exceeds the maximum speed limit, the control means controls the tilt angle control mechanism for the motor so that the volume of the variable displacement hydraulic motor becomes the maximum capacity. The vehicle speed control device for a hydraulically driven vehicle according to any one of claims 1 to 3. 油圧駆動車が坂道を下るときの車速制御方法であって、
前記油圧駆動車の検出した車速信号が所定形状の波形信号でないときには、前記油圧駆動車を駆動する可変容量形油圧モータの容積が最大容量となるように制御してなり、
前記油圧駆動車の検出した車速信号が所定形状の波形信号であるときには、前記検出した車速から予め設定した複数の各制限速度を減じた速度差が正の値となる速度差を求めるとともに、前記正の値となった速度差に前記制限速度毎に設定した容量ゲインを積算して求めた値の総和に応じて前記可変容量形油圧モータの容積を制御してなることを特徴とする油圧駆動車の車速制御方法。
A vehicle speed control method when a hydraulically driven vehicle goes down a slope,
When the vehicle speed signal detected by the hydraulically driven vehicle is not a waveform signal of a predetermined shape, control is performed so that the volume of the variable displacement hydraulic motor that drives the hydraulically driven vehicle becomes a maximum capacity,
When the vehicle speed signal detected by the hydraulic drive vehicle is a waveform signal of a predetermined shape, a speed difference obtained by subtracting a plurality of preset speed limits from the detected vehicle speed is a positive value, and hydraulic characterized by comprising controlling the volume of the variable displacement hydraulic motor in accordance with the sum of values obtained by integrating the capacity gain set for the respective speed limit speed difference became the positive value Vehicle speed control method for driving vehicle.
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