油圧駆動装置
【課題】本発明は、油圧ポンプで油圧モータを駆動する際の動力損失を抑制することができるとともに、ブレーキ時の騒音を抑制することが可能な油圧駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】油圧駆動装置１Ａは、原動機２と、原動機２により駆動される主油圧ポンプ４、および主油圧ポンプ４の吐出作動油で駆動される主油圧モータ５を備え、主油圧ポンプ４と主油圧モータ５のうち、少なくともいずれか一方が可変容量型である油圧閉回路と、主油圧ポンプ４に連動して駆動するように設けられた補機ポンプ６と、操作部７２を有し、当該操作部７２の操作量の増加に伴って、補機ポンプ６の駆動抵抗を増加させる制御手段７と、を備える。
【解決手段】油圧駆動装置１Ａは、原動機２と、原動機２により駆動される主油圧ポンプ４、および主油圧ポンプ４の吐出作動油で駆動される主油圧モータ５を備え、主油圧ポンプ４と主油圧モータ５のうち、少なくともいずれか一方が可変容量型である油圧閉回路と、主油圧ポンプ４に連動して駆動するように設けられた補機ポンプ６と、操作部７２を有し、当該操作部７２の操作量の増加に伴って、補機ポンプ６の駆動抵抗を増加させる制御手段７と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に用いられるＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）付きの油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業車両に用いられるＨＳＴ付きの油圧走行駆動装置は、一般に、可変容量型ポンプと、可変容量型モータを主回路で接続した閉回路から構成されている。そして、アクセルペダルを戻したときに可変容量型ポンプの容量を減少させてモータ出口側の主回路にブレーキ圧力を発生させ、このブレーキ圧力を可変容量型ポンプによりトルク変換して原動機に吸収させることにより、減速作用が得られるようになっている。
【０００３】
従来、上述のようなＨＳＴ付きの油圧駆動装置として、特許文献１に記載のものが知られている。
この油圧駆動装置は、一対の主管路を介して閉回路接続される可変容量型の油圧ポンプと油圧モータとの間に配置された閉回路用制御弁を備えている。この閉回路用制御弁は、互いに並列に設けられる逆止弁と、切換弁とを備えて構成される。上記逆止弁は、上記一対の主管路のそれぞれに設けられ、上記油圧ポンプ側から上記油圧モータ側への圧油の流れを許容し、上記油圧モータ側から上記油圧ポンプ側への圧油の流れを阻止するものである。また、上記切換弁は、上記油圧ポンプがポンプ作用、上記油圧モータがモータ作用をおこない上記一対の主管路のうちの上記油圧モータの出口側管路を含む主管路側を導通させる切換位置である駆動位置と、上記一対の主管路の圧がほぼ同圧のときに保持される位置である中立位置とを有している。更に、上記切換弁は、上記中立位置に、上記一対の主管路のうちの上記油圧モータの出口側管路を含む主管路側を導通させる通路と、この通路に形成される絞りとを有している。
【０００４】
この構成によると、切換弁が中立位置に保持されたとき、この中立位置に形成される絞りにより油圧モータの出口側管路にブレーキ圧が発生するものの、その絞りが形成される通路を介してこの出口側管路を含む主管路側が導通し、油圧モータの出口側管路の圧油が油圧ポンプに戻される。このため、油圧モータの出口側管路に、高圧のブレーキ圧が急激に発生しないように保たれる。
【０００５】
また、従来、ＨＳＴ付きの油圧駆動装置として、特許文献２に記載のものが知られている。
この油圧駆動装置においては、原動機によって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプによって駆動される走行駆動源としての可変容量型の油圧モータとが主管路により接続されて閉回路が構成されている。
そして、加速操作時には上記油圧ポンプの容量を増加させてモータ入口側の主管路に加速圧力を発生させ、減速操作時には上記油圧ポンプの容量を減少させてモータ出口側の主管路にブレーキ圧力を発生させるように構成されている。
更に、当該油圧駆動装置は、上記油圧モータの容量を制御するレギュレータと、このレギュレータの作動を制御する制御手段とを具備し、上記制御手段は、補助制動作用を働かせることを目的とするオペレータの補助制動操作が行われたときに、上記レギュレータをモータ容量が増加する方向に作動させるように構成されている。
【０００６】
この構成によると、減速時にオペレータが補助制動操作を行うと、制御手段の作用によってモータ容量が増加し、油圧モータからの流出流量が増加するため、モータ出口側にブレーキ圧力が発生する。これにより、減速操作に基づく油圧ポンプの容量減少によって働く本来のブレーキ作用と、上記モータ容量の増加によって働くブレーキ作用（補助制動作用）とによって通常時よりも大きなブレーキ圧力が働き、これがポンプでトルク変換されて原動機に伝えられることにより、大きな減速度で減速作用が働く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−８９７０８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３２７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された油圧駆動装置は、閉回路中に逆止弁や切換弁を設けることで、油圧ポンプで油圧モータを駆動する際に、閉回路において圧損に伴う動力損失が生じるため、燃費が悪化してしまう。また、アクセルをオフにし、それまでの加速で得たエネルギや慣性力で走行する（流し走行）時のように、ブレーキ力を与えずにモータを駆動させたい場合においても、閉回路において圧損に伴う動力損失が生じてしまうため、走行フィーリングや燃費が悪化してしまう。
【０００９】
また、特許文献２に記載された油圧駆動装置は、補助制動操作が行われることでモータ容量が増加し、ブレーキ力が増加するが、このブレーキ力がポンプを駆動するトルクとなり、ポンプに直結した原動機の回転数も増加するため騒音上問題となる。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、油圧ポンプで油圧モータを駆動する際の動力損失を抑制することができるとともに、ブレーキ時の原動機からの騒音を抑制することが可能な油圧駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る油圧駆動装置における第１の特徴は、原動機と、前記原動機により駆動される主油圧ポンプ、および前記主油圧ポンプの吐出作動油で駆動される主油圧モータを備え、前記主油圧ポンプと前記主油圧モータのうち、少なくともいずれか一方が可変容量型である油圧閉回路と、前記主油圧ポンプに連動して駆動するように設けられた補機ポンプと、操作部を有し、当該操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの駆動抵抗を増加させる制御手段と、を備えることである。
ここで、ポンプ又はモータの「駆動抵抗」とは、当該ポンプ又はモータを所定の回転数（回転速度）で駆動する際に必要なトルクに相当する。
【００１２】
この構成によると、操作部が操作されると、補機ポンプの駆動抵抗が増加するため、連動する主油圧ポンプの駆動抵抗を増加させることができる。これにより、油圧閉回路内にある主油圧モータの駆動抵抗を増加させることができる。結果として、当該主油圧モータに接続された駆動部により大きなブレーキ力を作用させることができる。
この場合、油圧閉回路内に、別途、逆止弁や切換弁を設ける必要はないため、主油圧ポンプで主油圧モータを駆動する際の動力損失を抑制することができる。
また、ブレーキ時において、補機ポンプ及び主油圧ポンプの回転抵抗が増加することで、原動機の回転数が過度に増加することを抑制できる。これにより、ブレーキ時の原動機からの騒音を抑制することが可能である。
【００１３】
また、本発明に係る油圧駆動装置における第２の特徴は、前記補機ポンプは、可変容量型ポンプであり、前記制御手段は、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの容量を増加させるように当該補機ポンプを制御する制御部を備えていることである。
ここで、可変容量型ポンプにおける「ポンプの容量」とは、ポンプの駆動軸を１回転させたときの吐出される作動油の流量を意味する。
【００１４】
この構成によると、補機ポンプの駆動抵抗を増加させる構成を、簡易な構成で実現できる。
【００１５】
また、本発明に係る油圧駆動装置における第３の特徴は、前記補機ポンプは、固定容量型ポンプであり、前記制御手段は、前記補機ポンプの吐出側の油路に設けられた可変絞りと、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記可変絞りの開口面積を減少させるように当該可変絞りを制御する制御部とを備えていることである。
【００１６】
この構成によると、補機ポンプとして固定容量型のポンプを用いることができるので、油圧駆動装置の製造コストを抑えることができる。また、可変絞りを用いた簡易な構成であり、補機ポンプの駆動抵抗を増加させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る油圧駆動装置における第４の特徴は、前記補機ポンプは、可変容量型ポンプであり、前記制御手段は、前記補機ポンプの吐出側の油路に設けられた可変絞りと、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの容量を増加させるように当該補機ポンプを制御するとともに、前記可変絞りの開口面積を減少させるように前記可変絞りを制御する制御部と、を備えていることである。
【００１８】
この構成によると、より大きな駆動抵抗を補機ポンプに発生させ、より大きなブレーキ力を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る油圧駆動装置における第５の特徴は、前記制御手段は、前記操作部の操作時における前記原動機の回転数が、予め設定された前記原動機の許容回転数よりも大きくなると、前記操作部の操作時における前記原動機の回転数と前記許容回転数との差に応じて、前記補機ポンプの駆動抵抗を変化させることである。
【００２０】
この構成によると、原動機の回転数が過度に増加した場合は、自動的に、補機ポンプの駆動抵抗が増加する。これにより、原動機の回転数が、予め設定した許容回転数を過度に越えて上昇することを防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、主油圧モータに接続された駆動部の作動にブレーキをかけることができる構成を、主油圧ポンプで主油圧モータを駆動する際の動力損失を抑制しつつ実現することができる。更に、ブレーキ時の原動機からの騒音が過度に大きくなることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧駆動装置を示す図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る油圧駆動装置を示す図。
【図３】可変絞りの開口面積、圧力損失、及び補助ブレーキ操作量の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
＜全体構成＞
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａは、エンジン２と、当該エンジン２の出力軸に連結され当該エンジン２の駆動力を分配するパワーデバイダ３と、当該パワーデバイダ３に連結された可変容量型油圧ポンプ４（主油圧ポンプ）と、当該可変容量型油圧ポンプ４と一対の主管路４５ａ,４５ｂを介して連結された可変容量型油圧モータ５（主油圧モータ）と、パワーデバイダ３に連結された可変容量型の補機ポンプ６と、当該補機ポンプ６の容量を制御するための制御装置７と、を備えている。
【００２５】
尚、パワーデバイダ３における、エンジン２に連結する第１連結軸、可変容量型油圧ポンプ４に連結する第２連結軸、及び補機ポンプ６に連結する第３連結軸が、互いに連動するように構成されている。つまり、エンジン２に連結する第１連結軸が回転すれば、他の第２連結軸、第３連結軸も回転するし、可変容量型油圧ポンプ４に連結する第２連結軸が回転すれば、他の第１連結軸、第３連結軸も回転するし、補機ポンプ６に連結する第３連結軸が回転すれば、他の第１連結軸、第２連結軸も回転する。
【００２６】
＜走行系の構成＞
油圧駆動装置１Ａにおいては、可変容量型油圧ポンプ４、主管路４５ａ、可変容量型油圧モータ５、及び主管路４５ｂで油圧閉回路を構成する。これにより、エンジン２の駆動力をパワーデバイダ３、可変容量型油圧ポンプ４、及び主回路４５ａ,４５ｂを介して、可変容量型油圧モータ５に伝達し、当該可変容量型油圧モータ５を駆動させることができる。
【００２７】
可変容量型油圧モータ５の出力は、動力伝達機構１１を介して、アクスルシャフトの端部に設けられた車輪１２（駆動部）に伝達される。即ち、可変容量型油圧モータ５は、作業車両の走行用モータとして機能する。尚、動力伝達機構１１は、例えば、可変容量型油圧モータ５の出力軸に連結された減速機、当該減速機に連結された差動ギア装置などを備えている。また、車輪１２が外力により回転された場合は、当該回転の駆動力が、動力伝達機構１１を介して、可変容量型油圧モータ５に伝達される。そして、当該可変容量型油圧モータ５が駆動されると、これに伴って可変容量型油圧ポンプ４が駆動されて、さらにエンジン２が駆動されることになる。
【００２８】
＜補機系の構成＞
補機ポンプ６は、４ポート３位置の切換弁８を介して、補機モータ９に接続されている。具体的には、補機ポンプ６の吐出側のポートが、管路６ａを介して切換弁８の第１ポートＰ１に接続される。尚、補機ポンプ６の吸入側のポートは、管路６ｂを介してタンク１０に接続されている。
また、切換弁８の第２ポートＰ２は、管路１０ａを介してタンク１０に接続され、第３ポートＰ３及び第４ポートＰ４がそれぞれ、管路９ａ,９ｂを介して補機モータ９に接続されている。
【００２９】
補機モータ９は、例えば、ホイールクレーンにおけるフックの巻上げ及び巻き下げ用のドラムの回転を行うためのモータとして使用される。尚、ホイールローダ等の作業車両において、当該補機モータ９を、他のアタッチメントを駆動するためのモータとして用いることもできる。
また、補機ポンプ６を、補機モータ９を駆動する油圧ポンプとして用いる場合に限らず、他の油圧作業用アタッチメントを駆動するためのポンプとして用いることも可能である。例えば、補機ポンプ６を、ブーム起伏用の油圧シリンダを駆動するために用いてもよい。
【００３０】
切換弁８は以下のように構成される。
（１）第１切換状態
切換弁８が、第１切換位置８ａを、管路６ａ,１０ａ,９ａ,９ｂに接続した状態（以下、第１切換状態という）のとき、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３とが連通するとともに、第２ポートＰ２と第４ポートＰ４とが連通する。
（２）第２切換状態（中立状態、図１で示す状態）
切換弁８が、第２切換位置８ｂを、管路６ａ,１０ａ,９ａ,９ｂに接続した状態（以下、第２切換状態という）のとき、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２とが連通するとともに、第３ポートＰ２及び第４ポートＰ４は、他のポートに連通しないように遮断される。
（３）第３切換状態
切換弁８が、第３切換位置８ｃを、管路６ａ,１０ａ,９ａ,９ｂに接続した状態（以下、第３切換状態という）のとき、第１ポートＰ１と第４ポートＰ４とが連通するとともに、第２ポートＰ２と第３ポートＰ３とが連通する。
【００３１】
切換弁８は、通常は、切換弁８の両側からのバネの付勢力により中立状態（第２切換状態）で保持されている。そして、補機モータ９を駆動させる場合には、切換弁８の入力部に指令信号を作用させることで、当該切換弁８が第１切換状態又は第３切換状態に切り換えられる。これにより、補機ポンプ６から吐出される作動油により、補機モータ９を正逆回転して駆動することができる。
尚、可変容量型油圧ポンプ４から吐出される作動油により可変容量型油圧モータ５が駆動されている状態（即ち、作業車両が走行している走行状態）においては、切換弁８は、中立状態で保持される。
【００３２】
＜制御装置７の構成＞
制御装置７は、コントローラ７１と、操作レバー７２とを備えている。
コントローラ７１は、ＣＰＵ、メモリなどを備えて構成されており、操作レバー７２の操作量データが入力され、当該操作量データに基づいて、補機ポンプ６の容量（１回転あたりの吐出容量）を制御する。
具体的には、コントローラ７１は、操作レバー７２の操作量が大きいほど、補機ポンプ６の容量が大きくなるように、当該補機ポンプ６を制御する。
尚、本実施形態においては、操作レバー７２は、揺動自在に設けられたレバーであり、操作レバー７２の所定位置（非操作位置）からの揺動角度が当該操作レバー７２の操作量に相当する。
【００３３】
＜油圧駆動装置１Ａの作動＞
エンジン２の駆動によらず走行する時（例えば、平坦な道を惰性により走行する流し走行時、坂を下る時など）は、動力伝達機構１１を介して車輪１２から伝達される外力により、可変容量型油圧モータ５が駆動されることになる。このとき可変容量型油圧モータ５から吐出される作動油により、可変容量型油圧ポンプ４が駆動されることになる。この時、パワーデバイダ３を介してエンジン２や補機ポンプ６が連れ回るため、エンジン２及び補機ポンプ６の駆動トルクが抵抗トルクとして可変容量型油圧モータ５に作用する。この抵抗トルクが、走行のブレーキ力となる。
【００３４】
補機ポンプ６は、作業車両において走行用モータ（可変容量型油圧モータ５）とは異なる油圧作業装置用のモータ（補機モータ９）を駆動するためのポンプであるため、通常の走行時には、作動させる必要が無い。そのため、補機ポンプ６は、通常の走行時には、エネルギ損失低減のため、容量をゼロ、もしくは最小になるように制御される。
そして、操作レバー７２が操作されることにより、当該操作レバー７２の操作量に応じて、補機ポンプ６の容量が増加するように制御される。
ここで、補機ポンプ６における損失動力Ｗは、当該補機ポンプ６の吐出流量をＱ、配管６ａ,１０ａや切換弁８での圧力損失をΔＰとすると、Ｗ＝Ｑ×ΔＰで表される。したがって、補機ポンプ６の容量が増加して、補機ポンプ６からの吐出流量が増加すると、損失動力が増加することになる。この損失動力が、可変容量型油圧ポンプ４に損失トルクとして作用する。つまり、補機ポンプ６の容量が増加すると、可変容量型油圧ポンプ４の駆動抵抗が増加することになる。そのため、結果として、操作レバー７２の操作により、可変容量型油圧モータ５に作用するブレーキ力（モータの回転を制動する力）が増加することになる。
【００３５】
また、操作レバー７２の操作により補機ポンプ６での損失動力を増加させることで、可変容量型油圧ポンプ４からパワーデバイダ３を介してエンジン２に作用するトルクが低減されることになる。これにより、エンジン２の連れ回りの回転数の増加を抑制することができる。
【００３６】
＜第１実施形態の効果＞
以上、説明したように、第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａは、エンジン２（原動機）と、当該エンジン２によりパワーデバイダ３を介して駆動される可変容量型油圧ポンプ４（主油圧ポンプ）と、可変容量型油圧ポンプ４の吐出作動油で駆動される可変容量型油圧モータ５を備えている。可変容量型油圧ポンプ４と可変容量型油圧モータ５とはいずれも可変容量型であり、当該可変容量型油圧ポンプ４と当該可変容量型油圧モータ５とを一対の主管路４５ａ,４５ｂで連結して油圧閉回路が構成されている。
また、エンジン２には、パワーデバイダ３を介して、補機ポンプ６が連結されている。当該補機ポンプ６は、当該パワーデバイダ３を介して可変容量型油圧ポンプ４に連動して駆動するように設けられている。
更に、油圧駆動装置１Ａは、操作レバー７２（操作部）と、当該操作レバー７２の操作量の増加に伴って、補機ポンプ６の駆動抵抗を増加させるコントローラ７１とを有する制御装置７（制御手段）を備えている。
【００３７】
この構成によると、操作レバー７２を操作することで、可変容量型油圧ポンプ４の駆動抵抗を増加させることができる。これにより、可変容量型油圧モータ５の駆動抵抗を増加させることができる。結果として、当該可変容量型油圧モータ５に動力伝達機構１１を介して連結された車輪１２の回転を制動することができる。したがって、作業車両がエンジン２の駆動によらず走行する時（流し走行時など）に、操作レバー７２を操作することで、より大きなブレーキ力を発生させることができる。
そして、この構成によれば、主回路４５ａ,４５ｂに逆止弁や切換弁を設ける必要はないため、可変容量型油圧ポンプ４で可変容量型油圧モータ５を駆動する際の動力損失を抑制することができる。
また、ブレーキ時において、パワーデバイダ３を介して可変容量型油圧ポンプ４に連結されたエンジン２の回転数が増加することを抑制できるため、騒音を抑制することが可能である。
また、操作レバー７２の操作量に基づいて、ブレーキ力を変化させることができるので、操作性が向上する。
【００３８】
また、補機ポンプ６は、可変容量型ポンプであり、コントローラ７１は、操作レバー７２の操作量の増加に伴って、補機ポンプ６の容量を増加させるように補機ポンプ６を制御する。
【００３９】
この構成によると、補機ポンプ６の駆動抵抗を増加させる構成を、簡易な構成で実現できる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂについて説明する。
油圧駆動装置１Ｂは、以下の点で、第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａと異なっている。
（１）油圧駆動装置１Ａにおける補機ポンプ６を固定容量型の油圧ポンプ（補機ポンプ１６）とした点
（２）管路６ａに可変絞り６１を設けた点
（３）コントローラ７１に代えて、可変絞り６１を制御するコントローラ７３を設けた点
その他の構成は、第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａと同様であるため、説明は省略する。
【００４１】
コントローラ７３は、操作レバー７２の操作量に応じて、可変絞り６１の開口面積を制御するように構成されている。
具体的には、コントローラ７３は、図３（ａ）に示すように、操作レバー７２の操作量が増加すると、可変絞り６１の開口面積が小さくなるように、当該可変絞り６１を制御する。
図３（ｂ）に示すように、可変絞り６１の開口面積が小さくなると、管路６ａを流れる作動油の圧損が増加するため、補機ポンプ１６の駆動抵抗が増加する。結果として、操作レバー７２の操作により、ブレーキ力を増加させることができる。
【００４２】
ここで、可変絞り６１の開口面積Ａと当該可変絞り６１を通過する作動油の圧損ΔＰとの関係は、可変絞り６１を通過する作動油の流量をＱとしたときに、以下の式（１）で表される。
ΔＰ＝{Ｑ／（Ｃ１×Ａ）}２ ・・・式（１）
尚、Ｃ１は、作動油の流量係数及び密度から求まる定数である。
【００４３】
本実施形態においては、操作レバー７２の操作量Ｌと可変絞り６１の開口面積Ａとの関係が以下の式（２）を満たすように、コントローラ７３が可変絞り６１を制御する（結果として、操作レバー７２の操作量Ｌと可変絞り６１の開口面積Ａとの関係は、図３（ａ）に示すようになる）。
Ａ２＝Ｃ２／Ｌ ・・・式（２）
尚、Ｃ２は、所定の係数である。
【００４４】
これにより、操作レバー７２の操作量Ｌと圧損ΔＰとの関係は、以下の式（３）に示すようになる。
ΔＰ＝{Ｑ２／（Ｃ１２×Ｃ２）}×Ｌ ・・・式（３）
即ち、操作量Ｌと圧損ΔＰとの関係は、図３（ｃ）に示すように、線形となり、操作レバー７２の操作量Ｌに比例したブレーキ力を得ることができる。
【００４５】
尚、操作レバー７２の操作量がゼロの場合（操作レバー７２が所定の非操作位置にあるとき）は、可変絞り６１の開口面積は最大であり、管路６ａを流れる作動油の圧損は最小となる。したがって、エンジン２からの駆動力により可変容量型油圧モータ５が駆動された通常の走行時や、補機ポンプ１６を用いた補機モータ９の駆動時には、操作レバー７２の操作量をゼロとすることで、動力損失を最小に抑えることができる。
【００４６】
また、可変容量型油圧ポンプ４、可変容量型油圧モータ５、及び主回路４５ａ,４５ｂを有する閉回路に、バルブや絞りを追加する構成ではないため、走行燃費の悪化を招くことはない。
【００４７】
（第２実施形態の効果）
以上説明したように、第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂにおいては、補機ポンプ１６は、固定容量型ポンプである。また、制御装置７’（制御手段）は、補機ポンプ１６の吐出側の管路６ａに設けられた可変絞り６１と、操作レバー７２の操作量の増加に伴って、可変絞り６１の開口面積を減少させるように当該可変絞り６１を制御するコントローラ７３（制御部）とを備えている、
【００４８】
この構成によると、補機ポンプ１６として固定容量型のポンプを用いることができるので、油圧駆動装置１Ｂの製造コストを抑えることができる。また、可変絞り６１を用いた簡易な構成であり、補機ポンプ６の駆動抵抗を増加させることができる。
【００４９】
特に、本実施形態においては、操作レバー７２の操作量の増加に対して、比例的にブレーキ力が増加するので、ブレーキ力の調整が容易である。
【００５０】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂは、以下のように変形して実施してもよい。
例えば、補機ポンプ１６を、可変容量型ポンプに変更してもよい。そして、コントローラ７３により、操作レバー７２の操作量の増加に伴って、当該補機ポンプ１６の容量を増加させるように当該補機ポンプ１６を制御させるように構成してもよい。即ち、コントローラ７３により、補機ポンプ１６の容量と可変絞り６１の開口面積との双方が同時に調整されるように構成してもよい。
【００５１】
この構成によると、より大きな駆動抵抗（損失トルク）を補機ポンプ１６に発生させ、より大きなブレーキ力を得ることができる。
【００５２】
（第１実施形態及び第２実施形態の変形例）
第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａ及び第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂは、以下に示すように、コントローラ７１及びコントローラ７３による制御方法を変更して実施することもできる。
【００５３】
即ち、第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａのコントローラ７１により、予め設定した許容回転数Ｎａよりも、エンジン２の回転数Ｎｅが大きくなったときは、当該エンジンの回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差に応じて、補機ポンプ６の容量を増加させるように制御させてもよい。
また、第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂのコントローラ７３により、予め設定した許容回転数Ｎａよりも、エンジン２の回転数Ｎｅが大きくなったときは、当該エンジンの回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差に応じて、可変絞り６１の開口面積を小さくするように制御させてもよい。
【００５４】
ここで、許容回転数Ｎａは、エンジン２の最高回転数より小さい値となるよう騒音やブレーキ力を考慮して任意に設定される。
尚、エンジン２の「最高回転数」とは、エンジン２が過回転する事で、破損する事を防止する為に設定される回転数を意味する。
【００５５】
具体的には、例えば、以下のように、エンジンの回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差に応じて、補機ポンプ６の容量または可変絞り６１の開口面積を制御することができる。
即ち、エンジンの回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差をΔＮとしたときに、以下の式（４）に基づいて、補機ポンプ６の容量の増加量または可変絞り６１の開口面積の減少量が決定される。
式（４）において、補機ポンプ６の容量の増加量または可変絞り６１の開口面積の減少量をΔＰとする。尚、Ｋｐは、所定の係数であり、式（４）においてΔＰが補機ポンプ６の容量の増加量を示す場合と、可変絞り６１の開口面積の減少量を示す場合とで異なる。
ΔＰ＝Ｋｐ×ΔＮ ・・・式（４）
【００５６】
また、以下の式（数１）に示すように、Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄを所定の係数（それぞれ、比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン）として、ＰＩＤ制御を行ってもよい。尚、以下の式（数１）において、ある時刻ｔにおけるΔＰ、ΔＮをそれぞれ、ΔＰ（ｔ）、ΔＮ（ｔ）とする。
【００５７】
【数１】
【００５８】
このように、コントローラ７１又はコントローラ７３は、操作レバー７２の操作時におけるエンジン２の回転数Ｎｅが、予め設定されたエンジン２の許容回転数Ｎａよりも大きくなると、操作レバー７２の操作時におけるエンジン２の回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差に応じて、補機ポンプ６の容量を増加し、又は、可変絞り６１の開口面積を減少することで、補機ポンプ６,１６の駆動抵抗を増加する。
【００５９】
これにより、エンジン２の回転数Ｎｅが、許容回転数Ｎａよりも大きくなったときに、自動的に、ブレーキ力を増加させ、エンジン２の回転数を低下させることができる。結果として、エンジン２の回転数Ｎｅが、許容回転数Ｎａを過度に越えて上昇することを防止できる。
【００６０】
尚、エンジン２の回転数Ｎｅが許容回転数Ｎａを上回っており、且つ、操作レバー７２の操作がなされている場合は、許容回転数Ｎａとエンジン２の回転数Ｎｅとの差に基づいて決定される補機ポンプ６の容量と、操作レバー７２の操作量により決定される補機ポンプ６の容量とを比較する。そして、いずれか大きい容量を選択して、当該容量となるように、補機ポンプ６を制御する。
同様に、油圧駆動装置１Ｂの変形例においては、エンジン２の回転数Ｎｅが許容回転数Ｎａを上回っており、且つ、操作レバー７２の操作がなされている場合は、許容回転数Ｎａとエンジン２の回転数Ｎｅとの差に基づいて決定される可変絞り６１の開口面積と、操作レバー７２の操作量により決定される可変絞り６１の開口面積とを比較する。そして、いずれか小さい開口面積を選択して、当該開口面積となるように、可変絞り６１を制御する。
【００６１】
これにより、操作レバー７２の操作が行われている場合でも、エンジン２の回転数Ｎｅが、許容回転数Ｎａを過度に越えて上昇することを確実に防止できる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。
【００６３】
（１）本実施形態においては、可変容量型油圧ポンプ４の駆動源としてエンジン２を用いた油圧駆動装置を示したが、これに限らず、エンジン２の代わりに電動機を用いてもよい。
【００６４】
（２）可変容量型油圧モータ５は、車輪１２を駆動するために用いられているが、この場合に限らず、当該可変容量型油圧モータ５を、例えば、作業車両に設けられた上部旋回体を旋回させるための油圧モータとして用いることもできる。
【００６５】
（３）操作レバー７２の操作量と可変絞り６１の開口面積Ａとの関係は、図３（ａ）で示した関係に限らず、適宜、変更して実施することができる。つまり、操作レバー７２の操作量に比例して可変絞り６１の圧損ΔＰ（即ち、ブレーキ力）を増加させる場合に限らず、操作レバー７２の操作量の増加に伴って、指数関数的に可変絞り６１の圧損ΔＰが増加するように、操作レバー７２の操作量と可変絞り６１の開口面積Ａとの関係を設定してもよい。
【００６６】
（４）本実施形態のようにエンジン２で駆動される補機ポンプを一つ設けた構成に限らない。即ち、エンジン２によりパワーデバイダ３を介して複数の補機ポンプが駆動される構成とし、操作レバーの操作量が増加すると、当該複数の補機ポンプの駆動抵抗（損失トルク）が大きくなるようにしてもよい。これにより、発生するブレーキ力をより大きくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、作業車両において、走行や旋回等を行うための駆動力を発生する油圧駆動装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ、１Ｂ 油圧駆動装置
２ エンジン
３ パワーデバイダ
４ 可変容量型油圧ポンプ（主油圧ポンプ）
５ 可変容量型油圧モータ（主油圧モータ）
６ 補機ポンプ
７、７’ 制御装置
７１、７３ コントローラ
７２ 操作レバー（操作部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に用いられるＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）付きの油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業車両に用いられるＨＳＴ付きの油圧走行駆動装置は、一般に、可変容量型ポンプと、可変容量型モータを主回路で接続した閉回路から構成されている。そして、アクセルペダルを戻したときに可変容量型ポンプの容量を減少させてモータ出口側の主回路にブレーキ圧力を発生させ、このブレーキ圧力を可変容量型ポンプによりトルク変換して原動機に吸収させることにより、減速作用が得られるようになっている。
【０００３】
従来、上述のようなＨＳＴ付きの油圧駆動装置として、特許文献１に記載のものが知られている。
この油圧駆動装置は、一対の主管路を介して閉回路接続される可変容量型の油圧ポンプと油圧モータとの間に配置された閉回路用制御弁を備えている。この閉回路用制御弁は、互いに並列に設けられる逆止弁と、切換弁とを備えて構成される。上記逆止弁は、上記一対の主管路のそれぞれに設けられ、上記油圧ポンプ側から上記油圧モータ側への圧油の流れを許容し、上記油圧モータ側から上記油圧ポンプ側への圧油の流れを阻止するものである。また、上記切換弁は、上記油圧ポンプがポンプ作用、上記油圧モータがモータ作用をおこない上記一対の主管路のうちの上記油圧モータの出口側管路を含む主管路側を導通させる切換位置である駆動位置と、上記一対の主管路の圧がほぼ同圧のときに保持される位置である中立位置とを有している。更に、上記切換弁は、上記中立位置に、上記一対の主管路のうちの上記油圧モータの出口側管路を含む主管路側を導通させる通路と、この通路に形成される絞りとを有している。
【０００４】
この構成によると、切換弁が中立位置に保持されたとき、この中立位置に形成される絞りにより油圧モータの出口側管路にブレーキ圧が発生するものの、その絞りが形成される通路を介してこの出口側管路を含む主管路側が導通し、油圧モータの出口側管路の圧油が油圧ポンプに戻される。このため、油圧モータの出口側管路に、高圧のブレーキ圧が急激に発生しないように保たれる。
【０００５】
また、従来、ＨＳＴ付きの油圧駆動装置として、特許文献２に記載のものが知られている。
この油圧駆動装置においては、原動機によって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプによって駆動される走行駆動源としての可変容量型の油圧モータとが主管路により接続されて閉回路が構成されている。
そして、加速操作時には上記油圧ポンプの容量を増加させてモータ入口側の主管路に加速圧力を発生させ、減速操作時には上記油圧ポンプの容量を減少させてモータ出口側の主管路にブレーキ圧力を発生させるように構成されている。
更に、当該油圧駆動装置は、上記油圧モータの容量を制御するレギュレータと、このレギュレータの作動を制御する制御手段とを具備し、上記制御手段は、補助制動作用を働かせることを目的とするオペレータの補助制動操作が行われたときに、上記レギュレータをモータ容量が増加する方向に作動させるように構成されている。
【０００６】
この構成によると、減速時にオペレータが補助制動操作を行うと、制御手段の作用によってモータ容量が増加し、油圧モータからの流出流量が増加するため、モータ出口側にブレーキ圧力が発生する。これにより、減速操作に基づく油圧ポンプの容量減少によって働く本来のブレーキ作用と、上記モータ容量の増加によって働くブレーキ作用（補助制動作用）とによって通常時よりも大きなブレーキ圧力が働き、これがポンプでトルク変換されて原動機に伝えられることにより、大きな減速度で減速作用が働く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−８９７０８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３２７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された油圧駆動装置は、閉回路中に逆止弁や切換弁を設けることで、油圧ポンプで油圧モータを駆動する際に、閉回路において圧損に伴う動力損失が生じるため、燃費が悪化してしまう。また、アクセルをオフにし、それまでの加速で得たエネルギや慣性力で走行する（流し走行）時のように、ブレーキ力を与えずにモータを駆動させたい場合においても、閉回路において圧損に伴う動力損失が生じてしまうため、走行フィーリングや燃費が悪化してしまう。
【０００９】
また、特許文献２に記載された油圧駆動装置は、補助制動操作が行われることでモータ容量が増加し、ブレーキ力が増加するが、このブレーキ力がポンプを駆動するトルクとなり、ポンプに直結した原動機の回転数も増加するため騒音上問題となる。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、油圧ポンプで油圧モータを駆動する際の動力損失を抑制することができるとともに、ブレーキ時の原動機からの騒音を抑制することが可能な油圧駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る油圧駆動装置における第１の特徴は、原動機と、前記原動機により駆動される主油圧ポンプ、および前記主油圧ポンプの吐出作動油で駆動される主油圧モータを備え、前記主油圧ポンプと前記主油圧モータのうち、少なくともいずれか一方が可変容量型である油圧閉回路と、前記主油圧ポンプに連動して駆動するように設けられた補機ポンプと、操作部を有し、当該操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの駆動抵抗を増加させる制御手段と、を備えることである。
ここで、ポンプ又はモータの「駆動抵抗」とは、当該ポンプ又はモータを所定の回転数（回転速度）で駆動する際に必要なトルクに相当する。
【００１２】
この構成によると、操作部が操作されると、補機ポンプの駆動抵抗が増加するため、連動する主油圧ポンプの駆動抵抗を増加させることができる。これにより、油圧閉回路内にある主油圧モータの駆動抵抗を増加させることができる。結果として、当該主油圧モータに接続された駆動部により大きなブレーキ力を作用させることができる。
この場合、油圧閉回路内に、別途、逆止弁や切換弁を設ける必要はないため、主油圧ポンプで主油圧モータを駆動する際の動力損失を抑制することができる。
また、ブレーキ時において、補機ポンプ及び主油圧ポンプの回転抵抗が増加することで、原動機の回転数が過度に増加することを抑制できる。これにより、ブレーキ時の原動機からの騒音を抑制することが可能である。
【００１３】
また、本発明に係る油圧駆動装置における第２の特徴は、前記補機ポンプは、可変容量型ポンプであり、前記制御手段は、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの容量を増加させるように当該補機ポンプを制御する制御部を備えていることである。
ここで、可変容量型ポンプにおける「ポンプの容量」とは、ポンプの駆動軸を１回転させたときの吐出される作動油の流量を意味する。
【００１４】
この構成によると、補機ポンプの駆動抵抗を増加させる構成を、簡易な構成で実現できる。
【００１５】
また、本発明に係る油圧駆動装置における第３の特徴は、前記補機ポンプは、固定容量型ポンプであり、前記制御手段は、前記補機ポンプの吐出側の油路に設けられた可変絞りと、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記可変絞りの開口面積を減少させるように当該可変絞りを制御する制御部とを備えていることである。
【００１６】
この構成によると、補機ポンプとして固定容量型のポンプを用いることができるので、油圧駆動装置の製造コストを抑えることができる。また、可変絞りを用いた簡易な構成であり、補機ポンプの駆動抵抗を増加させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る油圧駆動装置における第４の特徴は、前記補機ポンプは、可変容量型ポンプであり、前記制御手段は、前記補機ポンプの吐出側の油路に設けられた可変絞りと、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの容量を増加させるように当該補機ポンプを制御するとともに、前記可変絞りの開口面積を減少させるように前記可変絞りを制御する制御部と、を備えていることである。
【００１８】
この構成によると、より大きな駆動抵抗を補機ポンプに発生させ、より大きなブレーキ力を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る油圧駆動装置における第５の特徴は、前記制御手段は、前記操作部の操作時における前記原動機の回転数が、予め設定された前記原動機の許容回転数よりも大きくなると、前記操作部の操作時における前記原動機の回転数と前記許容回転数との差に応じて、前記補機ポンプの駆動抵抗を変化させることである。
【００２０】
この構成によると、原動機の回転数が過度に増加した場合は、自動的に、補機ポンプの駆動抵抗が増加する。これにより、原動機の回転数が、予め設定した許容回転数を過度に越えて上昇することを防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、主油圧モータに接続された駆動部の作動にブレーキをかけることができる構成を、主油圧ポンプで主油圧モータを駆動する際の動力損失を抑制しつつ実現することができる。更に、ブレーキ時の原動機からの騒音が過度に大きくなることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧駆動装置を示す図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る油圧駆動装置を示す図。
【図３】可変絞りの開口面積、圧力損失、及び補助ブレーキ操作量の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
＜全体構成＞
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａは、エンジン２と、当該エンジン２の出力軸に連結され当該エンジン２の駆動力を分配するパワーデバイダ３と、当該パワーデバイダ３に連結された可変容量型油圧ポンプ４（主油圧ポンプ）と、当該可変容量型油圧ポンプ４と一対の主管路４５ａ,４５ｂを介して連結された可変容量型油圧モータ５（主油圧モータ）と、パワーデバイダ３に連結された可変容量型の補機ポンプ６と、当該補機ポンプ６の容量を制御するための制御装置７と、を備えている。
【００２５】
尚、パワーデバイダ３における、エンジン２に連結する第１連結軸、可変容量型油圧ポンプ４に連結する第２連結軸、及び補機ポンプ６に連結する第３連結軸が、互いに連動するように構成されている。つまり、エンジン２に連結する第１連結軸が回転すれば、他の第２連結軸、第３連結軸も回転するし、可変容量型油圧ポンプ４に連結する第２連結軸が回転すれば、他の第１連結軸、第３連結軸も回転するし、補機ポンプ６に連結する第３連結軸が回転すれば、他の第１連結軸、第２連結軸も回転する。
【００２６】
＜走行系の構成＞
油圧駆動装置１Ａにおいては、可変容量型油圧ポンプ４、主管路４５ａ、可変容量型油圧モータ５、及び主管路４５ｂで油圧閉回路を構成する。これにより、エンジン２の駆動力をパワーデバイダ３、可変容量型油圧ポンプ４、及び主回路４５ａ,４５ｂを介して、可変容量型油圧モータ５に伝達し、当該可変容量型油圧モータ５を駆動させることができる。
【００２７】
可変容量型油圧モータ５の出力は、動力伝達機構１１を介して、アクスルシャフトの端部に設けられた車輪１２（駆動部）に伝達される。即ち、可変容量型油圧モータ５は、作業車両の走行用モータとして機能する。尚、動力伝達機構１１は、例えば、可変容量型油圧モータ５の出力軸に連結された減速機、当該減速機に連結された差動ギア装置などを備えている。また、車輪１２が外力により回転された場合は、当該回転の駆動力が、動力伝達機構１１を介して、可変容量型油圧モータ５に伝達される。そして、当該可変容量型油圧モータ５が駆動されると、これに伴って可変容量型油圧ポンプ４が駆動されて、さらにエンジン２が駆動されることになる。
【００２８】
＜補機系の構成＞
補機ポンプ６は、４ポート３位置の切換弁８を介して、補機モータ９に接続されている。具体的には、補機ポンプ６の吐出側のポートが、管路６ａを介して切換弁８の第１ポートＰ１に接続される。尚、補機ポンプ６の吸入側のポートは、管路６ｂを介してタンク１０に接続されている。
また、切換弁８の第２ポートＰ２は、管路１０ａを介してタンク１０に接続され、第３ポートＰ３及び第４ポートＰ４がそれぞれ、管路９ａ,９ｂを介して補機モータ９に接続されている。
【００２９】
補機モータ９は、例えば、ホイールクレーンにおけるフックの巻上げ及び巻き下げ用のドラムの回転を行うためのモータとして使用される。尚、ホイールローダ等の作業車両において、当該補機モータ９を、他のアタッチメントを駆動するためのモータとして用いることもできる。
また、補機ポンプ６を、補機モータ９を駆動する油圧ポンプとして用いる場合に限らず、他の油圧作業用アタッチメントを駆動するためのポンプとして用いることも可能である。例えば、補機ポンプ６を、ブーム起伏用の油圧シリンダを駆動するために用いてもよい。
【００３０】
切換弁８は以下のように構成される。
（１）第１切換状態
切換弁８が、第１切換位置８ａを、管路６ａ,１０ａ,９ａ,９ｂに接続した状態（以下、第１切換状態という）のとき、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３とが連通するとともに、第２ポートＰ２と第４ポートＰ４とが連通する。
（２）第２切換状態（中立状態、図１で示す状態）
切換弁８が、第２切換位置８ｂを、管路６ａ,１０ａ,９ａ,９ｂに接続した状態（以下、第２切換状態という）のとき、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２とが連通するとともに、第３ポートＰ２及び第４ポートＰ４は、他のポートに連通しないように遮断される。
（３）第３切換状態
切換弁８が、第３切換位置８ｃを、管路６ａ,１０ａ,９ａ,９ｂに接続した状態（以下、第３切換状態という）のとき、第１ポートＰ１と第４ポートＰ４とが連通するとともに、第２ポートＰ２と第３ポートＰ３とが連通する。
【００３１】
切換弁８は、通常は、切換弁８の両側からのバネの付勢力により中立状態（第２切換状態）で保持されている。そして、補機モータ９を駆動させる場合には、切換弁８の入力部に指令信号を作用させることで、当該切換弁８が第１切換状態又は第３切換状態に切り換えられる。これにより、補機ポンプ６から吐出される作動油により、補機モータ９を正逆回転して駆動することができる。
尚、可変容量型油圧ポンプ４から吐出される作動油により可変容量型油圧モータ５が駆動されている状態（即ち、作業車両が走行している走行状態）においては、切換弁８は、中立状態で保持される。
【００３２】
＜制御装置７の構成＞
制御装置７は、コントローラ７１と、操作レバー７２とを備えている。
コントローラ７１は、ＣＰＵ、メモリなどを備えて構成されており、操作レバー７２の操作量データが入力され、当該操作量データに基づいて、補機ポンプ６の容量（１回転あたりの吐出容量）を制御する。
具体的には、コントローラ７１は、操作レバー７２の操作量が大きいほど、補機ポンプ６の容量が大きくなるように、当該補機ポンプ６を制御する。
尚、本実施形態においては、操作レバー７２は、揺動自在に設けられたレバーであり、操作レバー７２の所定位置（非操作位置）からの揺動角度が当該操作レバー７２の操作量に相当する。
【００３３】
＜油圧駆動装置１Ａの作動＞
エンジン２の駆動によらず走行する時（例えば、平坦な道を惰性により走行する流し走行時、坂を下る時など）は、動力伝達機構１１を介して車輪１２から伝達される外力により、可変容量型油圧モータ５が駆動されることになる。このとき可変容量型油圧モータ５から吐出される作動油により、可変容量型油圧ポンプ４が駆動されることになる。この時、パワーデバイダ３を介してエンジン２や補機ポンプ６が連れ回るため、エンジン２及び補機ポンプ６の駆動トルクが抵抗トルクとして可変容量型油圧モータ５に作用する。この抵抗トルクが、走行のブレーキ力となる。
【００３４】
補機ポンプ６は、作業車両において走行用モータ（可変容量型油圧モータ５）とは異なる油圧作業装置用のモータ（補機モータ９）を駆動するためのポンプであるため、通常の走行時には、作動させる必要が無い。そのため、補機ポンプ６は、通常の走行時には、エネルギ損失低減のため、容量をゼロ、もしくは最小になるように制御される。
そして、操作レバー７２が操作されることにより、当該操作レバー７２の操作量に応じて、補機ポンプ６の容量が増加するように制御される。
ここで、補機ポンプ６における損失動力Ｗは、当該補機ポンプ６の吐出流量をＱ、配管６ａ,１０ａや切換弁８での圧力損失をΔＰとすると、Ｗ＝Ｑ×ΔＰで表される。したがって、補機ポンプ６の容量が増加して、補機ポンプ６からの吐出流量が増加すると、損失動力が増加することになる。この損失動力が、可変容量型油圧ポンプ４に損失トルクとして作用する。つまり、補機ポンプ６の容量が増加すると、可変容量型油圧ポンプ４の駆動抵抗が増加することになる。そのため、結果として、操作レバー７２の操作により、可変容量型油圧モータ５に作用するブレーキ力（モータの回転を制動する力）が増加することになる。
【００３５】
また、操作レバー７２の操作により補機ポンプ６での損失動力を増加させることで、可変容量型油圧ポンプ４からパワーデバイダ３を介してエンジン２に作用するトルクが低減されることになる。これにより、エンジン２の連れ回りの回転数の増加を抑制することができる。
【００３６】
＜第１実施形態の効果＞
以上、説明したように、第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａは、エンジン２（原動機）と、当該エンジン２によりパワーデバイダ３を介して駆動される可変容量型油圧ポンプ４（主油圧ポンプ）と、可変容量型油圧ポンプ４の吐出作動油で駆動される可変容量型油圧モータ５を備えている。可変容量型油圧ポンプ４と可変容量型油圧モータ５とはいずれも可変容量型であり、当該可変容量型油圧ポンプ４と当該可変容量型油圧モータ５とを一対の主管路４５ａ,４５ｂで連結して油圧閉回路が構成されている。
また、エンジン２には、パワーデバイダ３を介して、補機ポンプ６が連結されている。当該補機ポンプ６は、当該パワーデバイダ３を介して可変容量型油圧ポンプ４に連動して駆動するように設けられている。
更に、油圧駆動装置１Ａは、操作レバー７２（操作部）と、当該操作レバー７２の操作量の増加に伴って、補機ポンプ６の駆動抵抗を増加させるコントローラ７１とを有する制御装置７（制御手段）を備えている。
【００３７】
この構成によると、操作レバー７２を操作することで、可変容量型油圧ポンプ４の駆動抵抗を増加させることができる。これにより、可変容量型油圧モータ５の駆動抵抗を増加させることができる。結果として、当該可変容量型油圧モータ５に動力伝達機構１１を介して連結された車輪１２の回転を制動することができる。したがって、作業車両がエンジン２の駆動によらず走行する時（流し走行時など）に、操作レバー７２を操作することで、より大きなブレーキ力を発生させることができる。
そして、この構成によれば、主回路４５ａ,４５ｂに逆止弁や切換弁を設ける必要はないため、可変容量型油圧ポンプ４で可変容量型油圧モータ５を駆動する際の動力損失を抑制することができる。
また、ブレーキ時において、パワーデバイダ３を介して可変容量型油圧ポンプ４に連結されたエンジン２の回転数が増加することを抑制できるため、騒音を抑制することが可能である。
また、操作レバー７２の操作量に基づいて、ブレーキ力を変化させることができるので、操作性が向上する。
【００３８】
また、補機ポンプ６は、可変容量型ポンプであり、コントローラ７１は、操作レバー７２の操作量の増加に伴って、補機ポンプ６の容量を増加させるように補機ポンプ６を制御する。
【００３９】
この構成によると、補機ポンプ６の駆動抵抗を増加させる構成を、簡易な構成で実現できる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂについて説明する。
油圧駆動装置１Ｂは、以下の点で、第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａと異なっている。
（１）油圧駆動装置１Ａにおける補機ポンプ６を固定容量型の油圧ポンプ（補機ポンプ１６）とした点
（２）管路６ａに可変絞り６１を設けた点
（３）コントローラ７１に代えて、可変絞り６１を制御するコントローラ７３を設けた点
その他の構成は、第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａと同様であるため、説明は省略する。
【００４１】
コントローラ７３は、操作レバー７２の操作量に応じて、可変絞り６１の開口面積を制御するように構成されている。
具体的には、コントローラ７３は、図３（ａ）に示すように、操作レバー７２の操作量が増加すると、可変絞り６１の開口面積が小さくなるように、当該可変絞り６１を制御する。
図３（ｂ）に示すように、可変絞り６１の開口面積が小さくなると、管路６ａを流れる作動油の圧損が増加するため、補機ポンプ１６の駆動抵抗が増加する。結果として、操作レバー７２の操作により、ブレーキ力を増加させることができる。
【００４２】
ここで、可変絞り６１の開口面積Ａと当該可変絞り６１を通過する作動油の圧損ΔＰとの関係は、可変絞り６１を通過する作動油の流量をＱとしたときに、以下の式（１）で表される。
ΔＰ＝{Ｑ／（Ｃ１×Ａ）}２ ・・・式（１）
尚、Ｃ１は、作動油の流量係数及び密度から求まる定数である。
【００４３】
本実施形態においては、操作レバー７２の操作量Ｌと可変絞り６１の開口面積Ａとの関係が以下の式（２）を満たすように、コントローラ７３が可変絞り６１を制御する（結果として、操作レバー７２の操作量Ｌと可変絞り６１の開口面積Ａとの関係は、図３（ａ）に示すようになる）。
Ａ２＝Ｃ２／Ｌ ・・・式（２）
尚、Ｃ２は、所定の係数である。
【００４４】
これにより、操作レバー７２の操作量Ｌと圧損ΔＰとの関係は、以下の式（３）に示すようになる。
ΔＰ＝{Ｑ２／（Ｃ１２×Ｃ２）}×Ｌ ・・・式（３）
即ち、操作量Ｌと圧損ΔＰとの関係は、図３（ｃ）に示すように、線形となり、操作レバー７２の操作量Ｌに比例したブレーキ力を得ることができる。
【００４５】
尚、操作レバー７２の操作量がゼロの場合（操作レバー７２が所定の非操作位置にあるとき）は、可変絞り６１の開口面積は最大であり、管路６ａを流れる作動油の圧損は最小となる。したがって、エンジン２からの駆動力により可変容量型油圧モータ５が駆動された通常の走行時や、補機ポンプ１６を用いた補機モータ９の駆動時には、操作レバー７２の操作量をゼロとすることで、動力損失を最小に抑えることができる。
【００４６】
また、可変容量型油圧ポンプ４、可変容量型油圧モータ５、及び主回路４５ａ,４５ｂを有する閉回路に、バルブや絞りを追加する構成ではないため、走行燃費の悪化を招くことはない。
【００４７】
（第２実施形態の効果）
以上説明したように、第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂにおいては、補機ポンプ１６は、固定容量型ポンプである。また、制御装置７’（制御手段）は、補機ポンプ１６の吐出側の管路６ａに設けられた可変絞り６１と、操作レバー７２の操作量の増加に伴って、可変絞り６１の開口面積を減少させるように当該可変絞り６１を制御するコントローラ７３（制御部）とを備えている、
【００４８】
この構成によると、補機ポンプ１６として固定容量型のポンプを用いることができるので、油圧駆動装置１Ｂの製造コストを抑えることができる。また、可変絞り６１を用いた簡易な構成であり、補機ポンプ６の駆動抵抗を増加させることができる。
【００４９】
特に、本実施形態においては、操作レバー７２の操作量の増加に対して、比例的にブレーキ力が増加するので、ブレーキ力の調整が容易である。
【００５０】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂは、以下のように変形して実施してもよい。
例えば、補機ポンプ１６を、可変容量型ポンプに変更してもよい。そして、コントローラ７３により、操作レバー７２の操作量の増加に伴って、当該補機ポンプ１６の容量を増加させるように当該補機ポンプ１６を制御させるように構成してもよい。即ち、コントローラ７３により、補機ポンプ１６の容量と可変絞り６１の開口面積との双方が同時に調整されるように構成してもよい。
【００５１】
この構成によると、より大きな駆動抵抗（損失トルク）を補機ポンプ１６に発生させ、より大きなブレーキ力を得ることができる。
【００５２】
（第１実施形態及び第２実施形態の変形例）
第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａ及び第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂは、以下に示すように、コントローラ７１及びコントローラ７３による制御方法を変更して実施することもできる。
【００５３】
即ち、第１実施形態に係る油圧駆動装置１Ａのコントローラ７１により、予め設定した許容回転数Ｎａよりも、エンジン２の回転数Ｎｅが大きくなったときは、当該エンジンの回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差に応じて、補機ポンプ６の容量を増加させるように制御させてもよい。
また、第２実施形態に係る油圧駆動装置１Ｂのコントローラ７３により、予め設定した許容回転数Ｎａよりも、エンジン２の回転数Ｎｅが大きくなったときは、当該エンジンの回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差に応じて、可変絞り６１の開口面積を小さくするように制御させてもよい。
【００５４】
ここで、許容回転数Ｎａは、エンジン２の最高回転数より小さい値となるよう騒音やブレーキ力を考慮して任意に設定される。
尚、エンジン２の「最高回転数」とは、エンジン２が過回転する事で、破損する事を防止する為に設定される回転数を意味する。
【００５５】
具体的には、例えば、以下のように、エンジンの回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差に応じて、補機ポンプ６の容量または可変絞り６１の開口面積を制御することができる。
即ち、エンジンの回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差をΔＮとしたときに、以下の式（４）に基づいて、補機ポンプ６の容量の増加量または可変絞り６１の開口面積の減少量が決定される。
式（４）において、補機ポンプ６の容量の増加量または可変絞り６１の開口面積の減少量をΔＰとする。尚、Ｋｐは、所定の係数であり、式（４）においてΔＰが補機ポンプ６の容量の増加量を示す場合と、可変絞り６１の開口面積の減少量を示す場合とで異なる。
ΔＰ＝Ｋｐ×ΔＮ ・・・式（４）
【００５６】
また、以下の式（数１）に示すように、Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄを所定の係数（それぞれ、比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲイン）として、ＰＩＤ制御を行ってもよい。尚、以下の式（数１）において、ある時刻ｔにおけるΔＰ、ΔＮをそれぞれ、ΔＰ（ｔ）、ΔＮ（ｔ）とする。
【００５７】
【数１】
【００５８】
このように、コントローラ７１又はコントローラ７３は、操作レバー７２の操作時におけるエンジン２の回転数Ｎｅが、予め設定されたエンジン２の許容回転数Ｎａよりも大きくなると、操作レバー７２の操作時におけるエンジン２の回転数Ｎｅと許容回転数Ｎａとの差に応じて、補機ポンプ６の容量を増加し、又は、可変絞り６１の開口面積を減少することで、補機ポンプ６,１６の駆動抵抗を増加する。
【００５９】
これにより、エンジン２の回転数Ｎｅが、許容回転数Ｎａよりも大きくなったときに、自動的に、ブレーキ力を増加させ、エンジン２の回転数を低下させることができる。結果として、エンジン２の回転数Ｎｅが、許容回転数Ｎａを過度に越えて上昇することを防止できる。
【００６０】
尚、エンジン２の回転数Ｎｅが許容回転数Ｎａを上回っており、且つ、操作レバー７２の操作がなされている場合は、許容回転数Ｎａとエンジン２の回転数Ｎｅとの差に基づいて決定される補機ポンプ６の容量と、操作レバー７２の操作量により決定される補機ポンプ６の容量とを比較する。そして、いずれか大きい容量を選択して、当該容量となるように、補機ポンプ６を制御する。
同様に、油圧駆動装置１Ｂの変形例においては、エンジン２の回転数Ｎｅが許容回転数Ｎａを上回っており、且つ、操作レバー７２の操作がなされている場合は、許容回転数Ｎａとエンジン２の回転数Ｎｅとの差に基づいて決定される可変絞り６１の開口面積と、操作レバー７２の操作量により決定される可変絞り６１の開口面積とを比較する。そして、いずれか小さい開口面積を選択して、当該開口面積となるように、可変絞り６１を制御する。
【００６１】
これにより、操作レバー７２の操作が行われている場合でも、エンジン２の回転数Ｎｅが、許容回転数Ｎａを過度に越えて上昇することを確実に防止できる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。
【００６３】
（１）本実施形態においては、可変容量型油圧ポンプ４の駆動源としてエンジン２を用いた油圧駆動装置を示したが、これに限らず、エンジン２の代わりに電動機を用いてもよい。
【００６４】
（２）可変容量型油圧モータ５は、車輪１２を駆動するために用いられているが、この場合に限らず、当該可変容量型油圧モータ５を、例えば、作業車両に設けられた上部旋回体を旋回させるための油圧モータとして用いることもできる。
【００６５】
（３）操作レバー７２の操作量と可変絞り６１の開口面積Ａとの関係は、図３（ａ）で示した関係に限らず、適宜、変更して実施することができる。つまり、操作レバー７２の操作量に比例して可変絞り６１の圧損ΔＰ（即ち、ブレーキ力）を増加させる場合に限らず、操作レバー７２の操作量の増加に伴って、指数関数的に可変絞り６１の圧損ΔＰが増加するように、操作レバー７２の操作量と可変絞り６１の開口面積Ａとの関係を設定してもよい。
【００６６】
（４）本実施形態のようにエンジン２で駆動される補機ポンプを一つ設けた構成に限らない。即ち、エンジン２によりパワーデバイダ３を介して複数の補機ポンプが駆動される構成とし、操作レバーの操作量が増加すると、当該複数の補機ポンプの駆動抵抗（損失トルク）が大きくなるようにしてもよい。これにより、発生するブレーキ力をより大きくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、作業車両において、走行や旋回等を行うための駆動力を発生する油圧駆動装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ、１Ｂ 油圧駆動装置
２ エンジン
３ パワーデバイダ
４ 可変容量型油圧ポンプ（主油圧ポンプ）
５ 可変容量型油圧モータ（主油圧モータ）
６ 補機ポンプ
７、７’ 制御装置
７１、７３ コントローラ
７２ 操作レバー（操作部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、
前記原動機により駆動される主油圧ポンプ、および前記主油圧ポンプの吐出作動油で駆動される主油圧モータを備え、前記主油圧ポンプと前記主油圧モータのうち、少なくともいずれか一方が可変容量型である油圧閉回路と、
前記主油圧ポンプに連動して駆動するように設けられた補機ポンプと、
操作部を有し、当該操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの駆動抵抗を増加させる制御手段と、
を備える油圧駆動装置。
【請求項２】
前記補機ポンプは、可変容量型ポンプであり、
前記制御手段は、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの容量を増加させるように当該補機ポンプを制御する制御部を備えている
請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項３】
前記補機ポンプは、固定容量型ポンプであり、
前記制御手段は、前記補機ポンプの吐出側の油路に設けられた可変絞りと、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記可変絞りの開口面積を減少させるように当該可変絞りを制御する制御部とを備えている
請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項４】
前記補機ポンプは、可変容量型ポンプであり、
前記制御手段は、前記補機ポンプの吐出側の油路に設けられた可変絞りと、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの容量を増加させるように当該補機ポンプを制御するとともに、前記可変絞りの開口面積を減少させるように前記可変絞りを制御する制御部とを備えている
請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記操作部の操作時における前記原動機の回転数が、予め設定された前記原動機の許容回転数よりも大きくなると、前記操作部の操作時における前記原動機の回転数と前記許容回転数との差に応じて、前記補機ポンプの駆動抵抗を変化させる
請求項１〜４に記載の油圧駆動装置。
【請求項１】
原動機と、
前記原動機により駆動される主油圧ポンプ、および前記主油圧ポンプの吐出作動油で駆動される主油圧モータを備え、前記主油圧ポンプと前記主油圧モータのうち、少なくともいずれか一方が可変容量型である油圧閉回路と、
前記主油圧ポンプに連動して駆動するように設けられた補機ポンプと、
操作部を有し、当該操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの駆動抵抗を増加させる制御手段と、
を備える油圧駆動装置。
【請求項２】
前記補機ポンプは、可変容量型ポンプであり、
前記制御手段は、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの容量を増加させるように当該補機ポンプを制御する制御部を備えている
請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項３】
前記補機ポンプは、固定容量型ポンプであり、
前記制御手段は、前記補機ポンプの吐出側の油路に設けられた可変絞りと、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記可変絞りの開口面積を減少させるように当該可変絞りを制御する制御部とを備えている
請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項４】
前記補機ポンプは、可変容量型ポンプであり、
前記制御手段は、前記補機ポンプの吐出側の油路に設けられた可変絞りと、前記操作部の操作量の増加に伴って、前記補機ポンプの容量を増加させるように当該補機ポンプを制御するとともに、前記可変絞りの開口面積を減少させるように前記可変絞りを制御する制御部とを備えている
請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記操作部の操作時における前記原動機の回転数が、予め設定された前記原動機の許容回転数よりも大きくなると、前記操作部の操作時における前記原動機の回転数と前記許容回転数との差に応じて、前記補機ポンプの駆動抵抗を変化させる
請求項１〜４に記載の油圧駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２７０７６６（Ｐ２０１０−２７０７６６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２０４６６（Ｐ２００９−１２０４６６）
【出願日】平成２１年５月１９日（２００９．５．１９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（３０４０２０３６２）コベルコクレーン株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１９日（２００９．５．１９）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【出願人】（３０４０２０３６２）コベルコクレーン株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
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