液压驱动装置及液压驱动车辆的制作方法

专利名称：液压驱动装置及液压驱动车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液压驱动装置及液压驱动车辆，具备由发动机驱动的 可变容量型的液压泵和由从所述液压泵排出的压力油驱动的可变容量型 的液压马达，将所述液压马达的驱动向外部输出，特别是涉及适合于轮式 装载机及推土机等作为建筑机械使用的车辆的行驶系统的液压驱动装置 及液压驱动车辆。
背景技术：
在轮式装载机及推土机等作为建筑机械使用的车辆中，在作为驱动源
的发动机和驱动车轮之间设有称为HST (Hydro-StaticTransmission)的液
压驱动装置。液压驱动装置在作为闭回路的主液压回路中配备由发动机驱 动的可变容量型的液压泵和由从该液压泵排出的压力油驱动的可变容量 型的液压马达而构成，通过将液压马达的驱动传递给驱动车轮而使车辆行 驶。
根据应用了该液压驱动装置的车辆，通过适当调节液压泵的容量及液 压马达的容量，能够任意改变相互的转速比率，因此不进行复杂的杆操作 只通过油门踏板的操作就能够将车辆的速度无级变速，从而能够显著提高 操作性。
通常，在这种液压驱动装置中，通过减少驱动时的主液压回路的压力 来减少压力损失、提高液压效率。例如，对于根据来自供给泵的先导压力 控制液压泵的倾转角的液压驱动装置而言，提供一种在供给先导压力的油 路中设有截止阀的结构。在该液压驱动装置中，当主液压回路的压力达到 截止阀中设定的截止压力以上时，降低先导压力，减少液压泵的倾转角， 由此降低液压泵对主液压回路的压力油排出量(例如，参照专利文献l)。
另外，对于应用了 HST的液压驱动装置而言，提供一种在供给先导 压力的油路中设有微动阀的结构。在该液压驱动装置中，当操作者操作了微动踏板时，降低先导压力，减少液压泵的倾转角，由此限制液压泵对主 液压回路的压力油排出量。
专利文献l:日本特开2004-232469号公报(图1)
根据上述专利文献1所记载的结构，操作者通过进行操作面板的开关 操作，能够选择设定至少2级截止压力，从而能够提高液压效率。
然而，对于只考虑了压力的专利文献l所记载的结构来说，例如将上 述的截止压力暂时设定成最适合以额定附近的发动机转速旋转的值时，有 可能导致在发动机的燃料消耗率上并不优选的情况。目卩，若将截止压力设 定成最适合以额定附近的发动机转速旋转的值，则在减缓油门踏板的踩踏 而降低发动机转速或踩踏微动踏板来降低液压泵的压力油排出量时，即便 是在对于发动机输出来说还有余量的状况下，主液压回路的压力也会成为 由考虑了额定发动机转速下的工作的截止压力所决定的压力，会以燃料消 耗率差的发动机输出进行运转。
为了避免这种情况，以使主液压回路成为期望压力，操作者必须根据 状况随时切换截止压力，从而导致液压驱动装置的操作复杂化。

发明内容
本发明的目的在于，鉴于上述实际情况，提供一种不会导致操作的复 杂化且能够以液压效率良好的状态容易地执行遵从操作者意愿的操作的 液压驱动装置及液压驱动车辆。
为了实现上述目的，本发明第一技术方案的液压驱动装置，具备由发 动机驱动的可变容量型的液压泵和由从所述液压泵排出的压力油驱动的 可变容量型的液压马达，将所述液压马达的驱动向外部输出，所述液压驱 动装置的特征在于，具备泵控制机构，该泵控制机构具有泵基准指令值 设定部，其根据所述发动机的转速设定对所述液压泵的泵基准指令值；泵
修正指令值运算部，其在进行了微动操作的情况下对与其操作量对应的微 动率进行确定，按照该确定的微动率修正所述泵基准指令值，由此设定泵
指令值；泵控制指令值设定部，其基于由所述泵修正指令值运算部设定的 泵指令值，设定用于控制所述液压泵的容量的泵控制指令值。
另外，本发明第二技术方案的液压驱动装置，根据第一技术方案所述的液压驱动装置，其特征在于，所述泵控制指令值设定部根据在所述液压 泵及所述液压马达之间流通的压力油的压力设定泵控制指令上限值，当所 述泵指令值在该泵控制指令上限值以下时，将该泵指令值设定为泵控制指 令值，而当所述泵指令值超过所述泵控制指令上限值时，将该泵控制指令 上限值设定为泵控制指令值。
另外，本发明第三技术方案的液压驱动装置，根据第一技术方案所述 的液压驱动装置，其特征在于，所述液压驱动装置还具备扭矩上限值设定 机构，该扭矩上限值设定机构设定所述液压马达所要求的输出扭矩的上限 值，所述泵控制机构根据由所述扭矩上限值设定机构设定的输出扭矩的上 限值设定所述泵控制指令上限值，按照该设定的泵控制指令上限值设定所 述泵控制指令值。
另外，本发明第四技术方案的液压驱动装置，具备由发动机驱动的可 变容量型的液压泵和由从所述液压泵排出的压力油驱动的可变容量型的 液压马达，将所述液压马达的驱动向外部输出，所述液压驱动装置的特征 在于，具备马达控制机构，该马达控制机构具有马达基准指令值设定部， 其根据所述发动机的转速设定对所述液压马达的马达基准指令值；马达修 正指令值运算部，其在进行了微动操作的情况下对与其操作量对应的微动 率进行确定，按照该确定的微动率修正所述马达基准指令值，由此设定马 达指令值；马达控制指令值设定部，其基于由所述马达修正指令值运算部 设定的马达指令值，设定用于控制所述液压马达的容量的马达控制指令 值。
另外，本发明第五技术方案的液压驱动装置，根据第四技术方案所述 的液压驱动装置，其特征在于，所述马达控制指令值设定部根据在所述液 压泵及所述液压马达之间流通的压力油的压力设定马达控制指令上限值， 当所述马达指令值在该马达控制指令上限值以下时，将该马达指令值设定 为马达控制指令值，而当所述马达指令值超过所述马达控制指令上限值 时，将该马达控制指令上限值设定为马达控制指令值。
另外，本发明第六技术方案的液压驱动装置，具备由发动机驱动的可 变容量型的液压泵和由从所述液压泵排出的压力油驱动的可变容量型的 液压马达，将所述液压马达的驱动向外部输出，所述液压驱动装置的特征在于，具备控制机构，该控制机构具有泵基准指令值设定部，其根据所 述发动机的转速设定对所述液压泵的泵基准指令值；马达基准指令值设定 部，其根据所述发动机的转速设定对所述液压马达的马达基准指令值；泵 修正指令值运算部，其在进行了微动操作的情况下对与其操作量对应的微 动率进行确定，按照该确定的微动率修正所述泵基准指令值，由此设定泵 指令值；马达修正指令值运算部，其在进行了微动操作的情况下对与其操 作量对应的微动率进行确定，按照该确定的微动率修正所述马达基准指令 值，由此设定马达指令值；泵控制指令值设定部，其基于由所述泵修正指 令值运算部设定的泵指令值，设定用于控制所述液压泵的容量的泵控制指 令值；马达控制指令值设定部，其基于由所述马达修正指令值运算部设定 的马达指令值，设定用于控制所述液压马达的容量的马达控制指令值。
另外，本发明第七技术方案的液压驱动车辆，其特征在于，以第一至 第六技术方案中任一项所述的液压驱动装置为驱动源来行驶。
根据本发明，按照与进行了微动操作时的操作量对应的微动率对根据 发动机的转速设定的容量基准指令值进行修正，基于该修正后的容量指令 值控制液压泵及液压马达的容量。因而，只要进行微动操作就能够在发动 机转速的整个区域内减少压力、提高液压效率。而且，微动操作是以往使 车辆微动或点动时通常执行的动作，并不是操作者必须根据期望压力的状 况随时进行切换的专用的切换方法。因而，不会导致液压驱动装置的操作 复杂化且能够以液压效率良好的状态容易地实施遵从操作者意愿的操作。


图1是表示本发明的实施方式的液压驱动装置的结构的回路图2是表示图1所示的液压驱动装置的控制系统的框图3是对图1所示的液压驱动装置中应用的微动踏板的踏板行程和微
动率的关系进行例示的曲线图4是对图l所示的液压驱动装置中应用的发动机转速一指令压力数
据的一例进行表示的曲线图5是对图1所示的液压驱动装置中应用的液压泵的负载压力与泵控
制压力的关系进行例示的图表；图6是对图1所示的液压驱动装置中应用的液压泵的泵容量与负载压
力的关系进行例示的曲线图7是对图1所示的液压驱动装置中应用的液压马达的负载压力与马 达控制压力的关系进行例示的曲线图8是对图1所示的液压驱动装置中应用的液压马达的马达容量与负 载压力的关系进行例示的曲线图9是表示图2所示的控制器的泵控制部执行的处理的内容的流程
图10是表示图2所示的控制器的马达控制部执行的处理的内容的流 程图。
图中
1、 2 —液压供给管路；3 —发动机；4一传递装置；5 —供给泵；6 —工 作机液压泵；7—液压工作机；IO—HST泵；ll一泵容量设定单元；12 — 前进泵EPC阀；13 —后退泵EPC阀；14—泵容量控制工作缸；20—HST 马达；21—马达容量设定单元；22 —马达EPC阀；23 —马达用工作缸控制 阀；24—马达容量控制工作缸；30 —控制器；31—泵控制部；31a—泵基 准指令值设定部；31b—泵修正指令值运算部；31c—泵控制指令值设定部； 32—马达控制部；32a—马达基准指令值设定部；32b —马达修正指令值运 算部；32c—马达控制指令值设定部；33 —存储器；40 —微动电位器；40a 一微动踏板；41一行驶模式切换开关；42 —方向输入杆开关；42a—方向 输入杆；43 —发动机旋转传感器；44、 45 —压力检测传感器；100 —主液
压回路。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的液压驱动装置及液压驱动车辆的优选实施 方式进行详细说明。
图1是表示本发明的实施方式的液压驱动装置的图。在此例示的液压
驱动装置称为所谓的HST，搭载在轮式装载机及推土机等作为建筑机械使 用的液压驱动车辆中，具备由作为闭回路的主液压回路100的液压供给管 路l、 2连接的液压泵10及液压马达20。液压泵(以下称为"HST泵10")由车辆的发动机3驱动，例如应用
可通过改变斜板倾转角来改变容量的可变容量型的结构。
液压马达(以下称为"HST马达20")由从HST泵IO排出的压力油 驱动，例如应用可通过改变斜轴倾转角来改变容量的可变容量型的结构。 HST马达20的输出轴20a通过传递装置4与未图示的车辆的驱动车轮连 接，通过旋转驱动驱动车轮，能够使车辆行驶。该HST马达20能够根据 来自HST泵10的压力油的供给方向切换旋转方向，从而能够使车辆前进 或后退。此外，在以下的说明中，方便起见，以从液压供给管路1向HST 马达20供给压力油时为车辆前进、从液压供给管路2向HST马达20供 给压力油时为车辆后退来进行说明。
该液压驱动装置中设有泵容量设定单元11、马达容量设定单元21及 供给泵5。
泵容量设定单元11设置在HST泵10上，包括前进用泵电磁比例控 制阀(以下称为"前进泵EPC阀12")、后退用泵电磁比例控制阀(以下 称为"后退泵EPC阀13")及泵容量控制工作缸14而构成。对于该泵容 量设定单元11而言，若从后述的控制器30向前进泵EPC阀12及后退泵 EPC阀13施加指令信号，则泵容量控制工作缸14根据该指令信号而动作， HST泵10的斜板倾转角变化，由此设定改变其容量。
更加详细地说明如下首先，泵容量控制工作缸14在无负载状态下 活塞14a保持在中立位置。在该状态下，HST泵10的斜板倾转角也为零， 即使在发动机3旋转的情况下，压力油向主液压回路IOO排出的排出量也 为零。
若从该状态开始，例如从控制器30向前进泵EPC阀12施加增大HST 泵10的容量的意思的指令信号，则根据该指令信号，从前进泵EPC阔12 向泵容量控制工作缸14施加泵控制压力，活塞14a在图1中向左侧移动。 若泵容量控制工作缸14的活塞14a在图1中向左侧移动，则HST泵10 的斜板与之连动地朝向对液压供给管路1排出压力油的方向倾转。由于随 着从前进泵EPC阀12供给的泵控制压力增大，活塞14a的移动量也变大， 所以HST泵IO的斜板的倾转角的变化量也变大。也就是说，若从控制器 30向前进泵EPC阀12施加指令信号，则从前进泵EPC阀12向泵容量控制工作缸14施加与该指令信号对应的泵控制压力，通过泵容量控制工作
缸14的动作，HST泵10的斜板以能够对液压供给管路1排出期望量的压 力油的方式倾转。其结果，只要使发动机3旋转，就能够从HST泵10向 液压供给管路1排出压力油，使HST马达20向前进方向旋转。
若从上述状态开始，从控制器30向前进泵EPC阀12施加减小HST 泵10的容量的意思的指令信号，则根据该指令信号，从前进泵EPC阀12 向泵容量控制工作缸14供给的泵控制压力减小，所以活塞14a朝向中立 位置移动。其结果，HST泵10的斜板倾转角减小，从HST泵10向液压 供给管路1排出压力油的排出量减少。
另一方面，若从控制器30向后退泵EPC阀13施加增大HST泵10的 容量的意思的指令信号，则根据该指令信号，从后退泵EPC阀13向泵容 量控制工作缸14施加泵控制压力，活塞14a在图1中向右侧移动。若泵 容量控制工作缸14的活塞14a在图1中向右侧移动，则HST泵10的斜板 与之连动地朝向对液压供给管路2排出压力油的方向倾转。由于随着从后 退泵EPC阀13供给的泵控制压力增大，活塞14a的移动量也变大，所以 HST泵10的斜板倾转角的变化量也变大。也就是说，若从控制器30向后 退泵EPC阀13施加指令信号，则从后退泵EPC阀13向泵容量控制工作 缸14施加与该指令信号对应的泵控制压力，通过泵容量控制工作缸14的 动作，HST泵10的斜板以能够对液压供给管路2排出期望量的压力油的 方式倾转。其结果，只要使发动机3旋转，就能够从HST泵10向液压供 给管路2排出压力油，使HST马达20向后退方向旋转。
若从上述状态开始，从控制器30向后退泵EPC阀13施加减小HST 泵IO的容量的意思的指令信号，则根据该指令信号，从后退泵EPC阀13 向泵容量控制工作缸14供给的泵控制压力减小，活塞14a朝向中立位置 移动。其结果，HST泵10的斜板倾转角减小，从HST泵10向液压供给 管路2排出压力油的排出量减少。
马达容量设定单元21设置在HST马达20上，包括马达电磁比例控 制阀(以下称为"马达EPC阀22")、马达用工作缸控制阀23及马达容量 控制工作缸24而构成。对于该马达容量设定单元21而言，若从控制器30 向马达EPC阀22施加指令信号，则从马达EPC阀22向马达用工作缸控制阀23供给马达控制压力，使得马达容量控制工作缸24动作。若马达容 量控制工作缸24动作，则HST马达20的斜轴倾转角与之连动地发生变 化，根据指令信号设定改变HST马达20的容量。具体而言，以随着从马 达EPC阀22供给的马达控制压力增加、HST马达20的斜轴倾转角减小 的方式^T成马达容量设定单元21。
供给泵5由车辆的发动机3驱动，具有经由上述的前进泵E.PC阀12 及后退泵EPC阔13向泵容量控制工作缸14供给泵控制压力、还经由马达 EPC阀22向马达用工作缸控制阀23供给马达控制压力的功能。
此外，图1中的符号6表示由车辆的发动机3驱动的工作机液压泵。 该工作机液压泵6供给用于驱动建筑机械的液压工作机7的压力油。
另外，上述液压驱动装置中设有微动电位器40、行驶模式切换开关 41、方向输入杆开关42、发动机旋转传感器43及两个压力检测传感器44、 45。
微动电位器40在微动踏板40a被操作时输出其检测信号。微动踏板 40a与以往的建筑机械中通常使用的微动踏板一样，是作为操作者使车辆 微动或点动时进行操作的构件而设置的，与以往的建筑机械一样配置在能 够从车辆的驾驶座踩踏操作的位置。在本实施方式中，在该微动踏板40a 上设有能够连续地输出与踏板行程对应的检测信号的微动电位器40。来自 该微动电位器40的检测信号施加给控制器30。
行驶模式切换开关.41是车辆的操作者用于选择行驶模式的开关。所 谓的行驶模式是将车辆的使用状况规定为牵引力的上限值(=HST马达 20的输出扭矩上限值)。在本实施方式中，准备了车辆的牵引力上限值互 不相同的"高牵引模式"、"中牵引模式"、"低牵引模式"这三个行驶模式 (车辆的牵引力上限值为"高牵引模式"〉"中牵引模式"〉"低牵引模 式")，通过行驶模式切换开关41能够择一地选择这些行驶模式。该行驶 模式切换开关41设在能够从驾驶座选择操作的位置。表示由该行驶模式 切换开关41选择的行驶模式的信息作为选择信号施加给控制器30。
方向输入杆开关42是用于输入车辆的行进方向的选择开关。在本实 施方式中，应用了通过设在能够从驾驶座选择操作的位置的方向输入杆 42a的操作能够选择"前进"、"空档"、"后退"这三个行进方向的方向输入杆开关42。表示由该方向输入杆开关42选择的行进方向的信息作为选 择信息施加给控制器30。
发动机旋转传感器43用于检测发动机3的转速。压力检测传感器44、 45用于独立地检测在HST泵10和HST马达20之间的液压供给管路1、2 中流通的压力油的压力。表示由发动机旋转传感器43检测出的发动机3 的转速的信息及表示由压力检测传感器44、 45检测出的液压供给管路1、 2的压力的信息分别作为检测信号施加给控制器30。
另一方面，上述液压驱动装置具备控制器30。控制器30是基于来自 微动电位器40、行驶模式切换开关41、方向输入杆开关42、发动机旋转 传感器43及压力检测传感器44、 45的输入信号，生成对前进泵EPC阀 12、后退泵EPC阀13及马达EPC阀22的指令信号，且将生成的指令信 号施加给各个EPC阀12、 13、 22的电子控制装置。本实施方式的控制器 30如图2所示包括泵控制部31、马达控制部32。
泵控制部31在从微动电位器40、发动机旋转传感器43、方向输入杆 开关42、行驶模式切换开关41、压力检测传感器44、 45被施加了输入信 号时，基于这些输入信号及预先存储在存储器33中的数据设定用于控制 HST泵10的容量的泵控制指令值，将该设定的泵控制指令值作为指令信 号向前进泵EPC阀12及后退泵EPC阀13输出。作为泵控制部31设定泵 控制指令值时参照的数据，包括微动率数据(参照图3)、发动机转速一指 令压力数据(参照图4)、泵.特性数据(参照图5及图6)。如图2所示， 本实施方式的泵控制部31具有泵基准指令值设定部31a、泵修正指令值运 算部31b、泵控制指令值设定部31c。
泵基准指令值设定部31a基于来自发动机旋转传感器43的输入信号 和预先设定的发动机转速一指令压力数据设定对HST泵10的泵基准指令 值。图4是表示本实施方式中应用的发动机转速一指令压力数据的一例的 图。如图4中实线所表示，在本实施方式中，以随着发动机转速的增加、 指令压力的增加率逐渐增大的方式相对于发动机转速设定指令压力。
泵修正指令值运算部31b基于来自微动电位器40的输入信号和预先 设定的微动率数据修正泵基准指令值，将其作为泵指令值来输出。图3是 表示本实施方式中应用的微动率数据的一例的图。在图3所 的微动率数据中，根据微动踏板40a的踏板行程(微动操作量)设定微动率(=增益)。 具体而言，在微动踏板40a的踏板行程变为0 25%之前，将微动率设定 为1.0，以后，设定成随着踏板行程增加、微动率减少。
泵控制指令值设定部31c基于来自方向输入杆开关42及压力检测传 感器44、 45的输入信号和预先设定的泵控制压力一负载压力数据设定泵 控制指令上限值。进而，泵控制指令值设定部31c将从泵修正指令值运算 部31b输出的泵指令值和该泵控制指令上限值中的小值设定为泵控制指令 值。
在此，所谓负载压力是指从HST泵10到HST马达20的液压供给管 路1、 2中、相对于HST马达20的旋转方向为顺方向的液压供给管路的 压力。例如，在HST马达20向前进方向旋转的状况下，在液压供给管路 1上设置的压力检测传感器44的检测结果为负载压力，在HST马达20向 后退方向旋转的状况下，在液压供给管路2上设置的压力检测传感器45 的检测结果为负载压力。
图5是表示本实施方式中应用的泵控制压力一负载压力数据的图。该 泵控制压力一负载压力数据基于图6所示的负载压力一泵容量数据而设 定，针对多个负载压力上限阈值的每一个均预先设定有与负载压力对应的 泵控制指令上限值。负载压力上限阈值在由上述的行驶模式切换开关41 选择了行驶模式时被唯一地设定，并设定成"高牵引模式"二负载压力上 限阈值1〉"中牵引模式"=负载压力上限阈值2> "低牵引模式"=负 载压力上限阈值3。此外，根据图6也明确可知，在本实施方式中应用 的HST泵IO设有在负载压力增大时通过减少容量来降低驱动扭矩、用于 防止发动机3失速的情况的功能(所谓的抗失速功能)。
马达控制部32在从微动电位器40、发动机旋转传感器43、压力检测 传感器44、 45被施加了输入信号时，基于这些输入信号及预先存储在存 储器33中的数据设定用于控制HST马达20的容量的马达控制指令值， 将该设定的马达控制指令值作为指令信号向马达EPC阀22输出。作为马 达控制部32设定马达控制指令值时参照的数据，包括微动率数据(参照 图3)、发动机转速一指令压力数据(参照图4)、马达特性数据(参照图7 及图8)。如图2所示，本实施方式的马达控制部32具有马达基准指令值设定部32a、马达修正指令值运算部32b、马达控制指令值设定部32c。
马达基准指令值设定部32a基于来自发动机旋转传感器43的输入信 号和预先施加的发动机转速一指令压力数据设定对HST马达20的马达基 准指令值。发动机转速一指令压力数据是先前图4中所表示的。
马达修正指令值运算部32b基于来自微动电位器40的输入信号和图3 所示的微动率数据修正马达基准指令值，将其作为马达指令值来输出。
马达控制指令值设定部32c基于来自方向输入杆开关42及压力检测 传感器44、 45的输入信号和预先设定的马达控制压力一负载压力数据设 定马达控制指令上限值。进而，马达控制指令值设定部32c将从马达修正 指令值运算部32b输出的马达指令值和该马达控制指令上限值中的小值设 定为马达控制指令值。
图7是表示本实施方式中应用的马达控制压力一负载压力数据的图。 该马达控制压力一负载压力数据基于图8所示的负载压力一马达容量数据 而设定，针对多个负载压力上限阈值的每一个均预先设定有与负载压力对 应的马达控制指令上限值。负载压力上限阈值与先前同样，设定成"高牵 引模式"二负载压力上限阈值1〉"中牵引模式"二负载压力上限阈值 2〉"低牵引模式"二负载压力上限阈值3。
图9是表示上述控制器30的泵控制部31执行的泵控制压力设定处理 的内容的流程图，图10是表示上述控制器30的马达控制部32执行的马 达控制压力设定处理的内容的流程图。以下，参照这些图对上述液压驱动 装置的动作进行详述。
在图9所示的泵控制压力设定处理中，泵控制部31首先进行通过发 动机旋转传感器43取得发动机3的转速并通过方向输入杆开关42取得车 辆的行进方向的处理(步骤S101)。取得了发动机3的转速信息的泵控制 部31基于存储器33中存储的发动机转速一指令压力数据设定与发动机3 的转速对应的对HST泵IO的泵基准指令值(步骤S102)。
接着，泵控制部31通过微动电位器40取得微动踏板40a的踏板行程 (步骤S103)，基于该踏板行程和存储器33中存储的微动率数据读出其微 动率(步骤S104)。读出了微动率的泵控制部31将该微动率与泵基准指令 值之积设定成泵指令值(步骤S105)。其结果，当操作者以使车辆微动、点动或停止等为目的而操作了微动
踏板40a的情况下，如图4所示，与没有微动操作时由发动机转速决定的 实线的泵基准指令值相比，设定如虚线及单点划线所示那样降低(減率) 的泵指令值。
设定了泵指令值的泵控制部31接着通过方向输入杆开关42及压力检 测传感器44、 45取得主液压回路100的负载压力，并通过行驶模式切换 开关41取得当前的行驶模式(步骤S106)。进而，根据由行驶模式确定的 负载压力上限阈值和负载压力，基于泵控制压力一负载压力数据设定泵控 制指令上限值(步骤S107)。.
设定了泵控制指令上限值和步骤S105中设定的泵指令值的泵控制部 31，进行它们的比较(步骤S108)，并进行将其中的小值设定为泵控制指 令值的处理(步骤S109、步骤SllO)。
进而，根据通过方向输入杆开关42取得的车辆的行进方向，选择需 要控制的泵EPC阀12、 13 (步骤Slll)，向选择的泵EPC阀输出与泵控 制指令值匹配的电流(步骤S112)。
由此，HST泵10的斜板倾转角根据由泵控制指令值表示的泵控制压 力变化，以与变化的斜板倾转角对应的容量为基准驱动HST泵10。
在此，在该液压驱动装置中，以HST泵IO的斜板倾转角随着从上述 的前进泵EPC阀12或后退泵EPC阀13向泵容量控制工作缸14供给的泵 控制压力变化的方式构成了泵容量设定单元ll。因而，在设定了根据微动 操作而降低的泵控制压力的情况下，与没有微动操作的情况相比，HST泵 IO的斜板倾转角也变小。也就是说，在进行了微动操作时，根据其踏板行 程，泵指令值降低，所以基于该泵指令值设定的泵控制指令值也就是泵控 制压力也减小。因而，即使在发动机以相同转速运转的状况下也进行了微 动操作时，由于泵容量控制工作缸14中的活塞14a从中立位置开始的移 动量变小，所以HST泵IO的斜板倾转角也变小，其容量也设定得很小， 结果，向主液压回路IOO的压力油的排出量也减少。由此，能够抑制主液 压回路100的负载压力，提高液压驱动装置的液压效率。
而且，上述液压效率的提高与发动机3的转速无关，只要进行微动操 作就能够实现。因而，不会受到发动机转速的限制，能够在其整个转速区域内抑制主液压回路100的负载压力。
进而，建筑机械中的微动操作是以往使车辆微动或点动时通常执行的 动作，并不是操作者必须根据期望的负载压力的状况随时进行切换的专用
的切换方法。而且，对于进行微动操作的微动踏板40a而言，与以往的建
筑机械同样，将其配置在能够从车辆的驾驶座踩踏操作的位置。上述结果， 只要进行与以往的建筑机械完全相同的操作，操作者无需任何特别注意就 能够实现上述的作用效果，完全没有液压驱动装置的操作复杂化的顾虑。 以后，每个规定的循环时间反复执行上述的泵控制压力设定处理，根
据对应发动机3的转速及微动操作的有无、主液压回路100的负载压力设 定了容量的HST泵IO使液压驱动装置运转。
另一方面，在图IO所示的马达控制压力设定处理中，马达控制部32 首先进行通过发动机旋转传感器43取得发动机3的转速的处理(步骤 S201)，基于取得的发动机3的转速信息和存储器33中存储的发动机转速 一指令压力数据设定与发动机3的转速对应的对HST马达20的马达基准 指令值(步骤S202)。
接着，马达控制部32通过微动电位器40取得微动踏板40a的踏板行 程(步骤S203)，基于该踏板行程和存储器33中存储的微动率数据读出其 微动率(步骤S204)。进而，将步骤S202中设定的马达基准指令值和步 骤S204中读出的微动率之积设定成马达指令值(步骤S205)。
其结果，当操作者以使车辆微动、点动或停止等为目的而操作了微动 踏板40a的情况下，如图4所示，与没有微动操作时由发动机转速决定的 实线的马达基准指令值相比，设定如虚线及单点划线所示那样降低的马达 指令值。
设定了马达指令值的马达控制部32接着通过方向输入杆开关42及压 力检测传感器44、 45取得液压供给管路1、 2的负载压力，并通过行驶模 式切换开关41取得当前的行驶模式(步骤S206)。进而，根据由行驶模式 确定的负载压力上限阈值和负载压力，基于马达控制压力一负载压力数据 设定马达控制指令上限值(步骤S207)。进而，进行该马达控制指令上限 值和步骤S205中设定的马达指令值的比较(步骤S208)，将其中的小值 设定成马达控制指令值(步骤S209、步骤S210)。然后，向马达EPC阀22输出与马达控制指令值匹配的电流(步骤S211)，使步骤返回。由此， HST马达20的斜轴倾转角根据由马达控制指令值表示的马达控制压力变 化，以与变化的斜轴倾转角对应的容量为基准驱动HST马达20。
在此，如上所述，对于HST马达20而言，以随着从马达EPC阀22 向马达用工作缸控制阀23供给的马达控制压力增加、HST马达20的斜轴 倾转角减小的方式构成了马达容量设定单元21。因而，在设定了根据微动 操作而降低的马达控制压力的情况下，与没有微动操作的情况相比，HST 马达20的容量设定得较大。在设定了较大的HST马达20的容量的情况 下，向降低包括液压供给管路1、 2在内的主液压回路100的负载压力的 方向作用。因而，能够抑制主液压回路100的负载压力，提高液压驱动装 置的液压效率。
而且，上述液压效率的提高与发动机3的转速无关，只要进行微动操 作就能够实现。因而，不会受到发动机转速的限制，能够在其整个转速区 域内抑制主液压回路100的负载压力。
进而，建筑机械中的微动操作是以往使车辆微动或点动时通常执行的 动作，并不是操作者必须根据期望负载压力的状况随时进行切换的专用的 切换方法。而且，对于进行微动操作的微动踏板40a而言，与以往的建筑 机械同样，将其配置在能够从车辆的驾驶座踩踏操作的位置。上述结果， 只要进行与以往的建筑机械完全相同的操作，操作者无需任何特别注意就 能够实现上述的作用效果，完全没有液压驱动装置的操作复杂化.的顾虑。
以后，每个规定的循环时间反复执行上述的马达控制压力设定处理， 根据发动机3的转速及微动操作的有无、对应主液压回路100的负载压力 设定改变了容量的HST马达20使液压驱动装置运转。
如以上所说明，在上述液压驱动装置中，在由控制器30的泵控制部 31执行的泵控制压力设定处理中，设定考虑了微动操作及主液压回路100 的负载压力的泵控制压力，能够降低包括液压供给管路1、 2在内的主液 压回路100的负载压力。另外，在由控制器30的马达控制部32执行的马 达控制压力设定处理中，设定考虑了微动操作及主液压回路100的负载压 力的马达控制压力，能够降低包括液压供给管路1、 2在内的主液压回路 IOO的负载压力。因而，根据上述液压驱动装置，能够降低压力损失、提高液压效率。
而且，只要进行微动操作，就会随之降低负载压力，所以在发动机3 的整个转速区域内起到上述作用效果。
进而，无需设置截止阀等硬件，所以不仅能够降低制造成本，通过调 节微动率还能够容易且任意地改变泵控制压力和马达控制压力，能够柔性 地进行液压驱动装置的控制。
另外，通过行驶模式切换开关41选择行驶模式，由此改变负载压力 上限阈值，根据该负载压力上限阈值改变泵控制压力的上限值，因此能够 根据车辆所要求的牵引力的上限值改变包括液压供给管路1、 2在内的主 液压回路100的负载压力上限值，有助于提高液压效率。
此外，在上述实施方式中，根据微动率对HST泵10的泵控制指令值 及HST马达20的马达控制指令值双方进行修正，不过，也可以只对至少 一方来实施。
另外，在上述实施方式中，例示了用于使车辆行驶的液压驱动装置， 不过，并不一定限于使车辆行驶的装置，可以用作通用的驱动装置。
此外，在上述实施方式中，通过行驶模式的选择来设定输入HST马 达20的输出扭矩上限值，不过，并不一定仅限于此，也可以直接设定输 入输出扭矩的上限值。此时，作为输出扭矩并不一定限于3级的设定输入， 既可以是3以上的数，也可以连续地设定输入任意值。
权利要求
1.一种液压驱动装置，具备由发动机驱动的可变容量型的液压泵和由从所述液压泵排出的压力油驱动的可变容量型的液压马达，将所述液压马达的驱动向外部输出，所述液压驱动装置的特征在于，具备泵控制机构，该泵控制机构具有泵基准指令值设定部，其根据所述发动机的转速设定对所述液压泵的泵基准指令值；泵修正指令值运算部，其在进行了微动操作的情况下对与其操作量对应的微动率进行确定，按照该确定的微动率修正所述泵基准指令值，由此设定泵指令值；泵控制指令值设定部，其基于由所述泵修正指令值运算部设定的泵指令值，设定用于控制所述液压泵的容量的泵控制指令值。
2. 根据权利要求l所述的液压驱动装置，其特征在于， 所述泵控制指令值设定部根据在所述液压泵及所述液压马达之间流通的压力油的压力设定泵控制指令上限值，当所述泵指令值在该泵控制指 令上限值以下时，将该泵指令值设定为泵控制指令值，而当所述泵指令值 超过所述泵控制指令上限值时，将该泵控制指令上限值设定为泵控制指令 值。
3. 根据权利要求l所述的液压驱动装置，其特征在于， 所述液压驱动装置还具备扭矩上限值设定机构，该扭矩上限值设定机构设定所述液压马达所要求的输出扭矩的上限值，所述泵控制机构根据由所述扭矩上限值设定机构设定的输出扭矩的 上限值设定所述泵控制指令上限值，按照该设定的泵控制指令上限值设定 所述泵控制指令值。
4. 一种液压驱动装置，具备由发动机驱动的可变容量型的液压泵和 由从所述液压泵排出的压力油驱动的可变容量型的液压马达，将所述液压 马达的驱动向外部输出，所述液压驱动装置的特征在于，具备马达控制机构，该马达控制机构具有马达基准指令值设定部，其根据所述发动机的转速设定对所述液压马达的马达基准指令值；马达修正指令值运算部，其在进行了微动操作的情况下对与其操作量 对应的微动率进行确定，按照该确定的微动率修正所述马达基准指令值，由此设定马达指令值；马达控制指令值设定部，其基于由所述马达修正指令值运算部设定的 马达指令值，设定用于控制所述液压马达的容量的马达控制指令值。
5. 根据权利要求4所述的液压驱动装置，其特征在于，所述马达控制指令值设定部根据在所述液压泵及所述液压马达之间 流通的压力油的压力设定马达控制指令上限值，当所述马达指令值在该马 达控制指令上限值以下时，将该马达指令值设定为马达控制指令值，而当 所述马达指令值超过所述马达控制指令上限值时，将该马达控制指令上限 值设定为马达控制指令值。
6. —种液压驱动装置，具备由发动机驱动的可变容量型的液压泵和 由从所述液压泵排出的压力油驱动的可变容量型的液压马达，将所述液压 马达的驱动向外部输出，所述液压驱动装置的特征在于，具备控制机构，该控制机构具有泵基准指令值设定部，其根据所述发动机的转速设定对所述液压泵的 泵基准指令值；马达基准指令值设定部，其根据所述发动机的转速设定对所述液压马 达的马达基准指令值；泵修正指令值运算部，其在进行了微动操作的情况下对与其操作量对 应的微动率进行确定，按照该确定的微动率修正所述泵基准指令值，由此 设定泵指令值；马达修正指令值运算部，其在进行了微动操作的情况下对与其操作量 对应的微动率进行确定，按照该确定的微动率修正所述马达基准指令值， 由此设定马达指令值；泵控制指令值设定部，其基于由所述泵修正指令值运算部设定的泵指 令值，设定用于控制所述液压泵的容量的泵控制指令值；马达控制指令值设定部，其基于由所述马达修正指令值运算部设定的 马达指令值，设定用于控制所述液压马达的容量的马达控制指令值。
7. —种液压驱动车辆，其特征在于，以权利要求1 6中任一项所述 的液压驱动装置为驱动源来行驶。
全文摘要
一种液压驱动装置及液压驱动车辆，具备泵控制部(31)，该泵控制部(31)具有根据发动机(3)的转速设定对HST泵(10)的泵基准指令值的泵基准指令值设定部(31a)；在进行了微动操作的情况下对与其操作量对应的微动率进行确定，按照确定的微动率修正泵基准指令值，由此设定泵指令值的泵修正指令值运算部(31b)；基于由泵修正指令值运算部(31b)设定的泵指令值，设定用于控制HST泵(10)的容量的泵控制指令值的泵控制指令值设定部(31c)。本发明不会招致操作的复杂化，能够以液压效率良好的状态容易地执行遵从操作者意愿的操作。
文档编号F16H61/433GK101589251SQ20088000259
公开日2009年11月25日 申请日期2008年1月9日 优先权日2007年1月24日
发明者大司成俊 申请人:株式会社小松制作所