CN101589252B - 液压驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够进行柔性设定的液压驱动装置。该液压驱动装置利用从可变容量型的液压泵(10)排出的压力油驱动可变容量型的液压马达(20)，并将该液压马达(20)的驱动向外部输出，其中包括：扭矩上限值设定机构，其对液压马达(20)设定输出扭矩的上限值；控制机构，其在由扭矩上限值设定机构设定了输出扭矩的上限值时，根据该输出扭矩的上限值设定液压马达(20)的最大容量限制值，且根据输出扭矩的上限值设定液压泵(10)的最大容量限制值。

Description

液压驱动装置

技术领域

本发明涉及一种液压驱动装置，其利用从可变容量型的液压泵排出的压力油驱动可变容量型的液压马达，并将该液压马达的驱动向外部输出。

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，有在作为驱动源的发动机和驱动车轮之间设有称为HST(Hydro-Static Transmission)的液压驱动装置的车辆。液压驱动装置包括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，因此能够不进行复杂的杆操作而只通过油门踏板的操作来使车辆的速度无级变速，从而能够显著提高操作性。

在此，一般的液压马达具有如下特性：高速旋转时输出扭矩变小，而低速旋转时输出扭矩变大。对于这种液压马达中的转速和输出扭矩的关系而言，优选在通常路面上使用，由于在应用的车辆处于低速时的情况下向驱动车轮传递大的输出扭矩，所以启动时的加速性能优良等。

然而，对于轮式装载机等建筑机械而言，大多在柔软路面和雪地路面等低摩擦路面上使用。在这种使用状况下，启动时的大的输出扭矩反而助长了打滑的产生，有时难以获得稳定的行驶性能。

为此，对于现有的液压驱动装置而言，提供了一种通过电子控制液压马达的最大容量来设定输出扭矩的上限值，从而解决了上述问题的液压驱动装置。具体而言，以使用斜轴型的可变容量型液压马达并能够改变最大倾转角的方式来构成液压驱动装置。在该液压驱动装置中，只要设定较小的液压马达的最大倾转角，就能够设定较小的输出扭矩的上限值，即使在低摩擦路面上最大限度踩踏发动机的油门踏板的情况下，也能够抑制车辆的打滑。

另一方面，在上述的液压驱动装置中，只要改变液压马达的最小倾转角，就能够对液压马达的转速设定上限值，能够限制应用的车辆的速度上限值。根据应用了这种液压驱动装置的车辆，通过设定较大的最小倾转角能够使速度的上限值抑制到较低。其结果，即使在最大限度踩踏发动机的油门踏板的情况下，车辆也会以低速移动，能够起到在狭窄的场所容易地工作等效果(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2004-144254号公报

然而，对于液压马达的最大倾转角及最小倾转角而言，当然不能将它们颠倒设定，所以有时一方会限制另一方的设定。具体而言，在相对于液压马达设定较小的输出扭矩的上限值且设定较低的转速的上限值时，需要设定较小的最大倾转角，另一方面则必须设定较大的最小倾转角。例如在考虑低摩擦路面上的使用且相对于液压马达设定了较小的输出扭矩的上限值时，有时出现不能设定足够低的转速的上限值的状况。在这种设定状态下，不管油门踏板的操作量如何都能够防止打滑的产生，但车辆有可能会以大于期望速度的速度移动。

顺便提及，即使在这种设定状况下，只要操作者抑制油门踏板的操作量，就能够使车辆速度抑制到较低。然而，加减油门踏板的操作量的操作当然也不得不变得复杂。而且，在减少了油门踏板的操作量时，发动机的转速也降低。通常来说，向建筑机械的液压工作机供给压力油的工作机液压泵由发动机驱动，所以在发动机转速降低时压力油的排出量也减少。其结果，例如在防止车辆的打滑且使速度抑制到较低时，已经难以对液压工作机确保大的动作速度，给工作效率带来很大影响。

发明内容

本发明的目的在于，鉴于上述实际情况，提供一种能够大范围进行遵从操作者要求的柔性设定的液压驱动装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案1的液压驱动装置，其利用从可变容量型的液压泵排出的压力油驱动可变容量型的液压马达，并将该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，包括：扭矩上限值设定机构，其对所述液压马达设定输出扭矩的上限值；控制机构，其在由所述扭矩上限值设定机构设定了输出扭矩的上限值时，根据该输出扭矩的上限值设定所述液压马达的最大容量限制值，且根据所述输出扭矩的上限值设定所述液压泵的最大容量限制值。

另外，本发明的技术方案2的液压驱动装置，根据技术方案1所述的液压驱动装置，其特征在于，所述液压驱动装置还包括：马达容量设定单元，其根据从所述控制机构施加的容量指令信号改变倾转角，由此设定改变所述液压马达的容量；泵容量设定单元，其根据从所述控制机构施加的容量指令信号改变倾转角，由此设定改变所述液压泵的容量，所述控制机构向马达容量设定单元及泵容量设定单元施加使所述液压马达及所述液压泵的容量达到分别设定的最大容量限制值以下的容量指令信号。

另外，本发明的技术方案3的液压驱动装置，其利用从可变容量型的液压泵排出的压力油驱动可变容量型的液压马达，并将该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，包括：扭矩上限值设定机构，其对所述液压马达设定输出扭矩的上限值；转速上限值设定机构，其对所述液压马达设定转速的上限值；控制机构，其在由所述扭矩上限值设定机构设定了输出扭矩的上限值且由所述转速上限值设定机构设定了转速的上限值时，根据输出扭矩的上限值设定所述液压马达的最大容量限制值，且根据转速的上限值设定所述液压马达的最小容量限制值，进而，根据输出扭矩的上限值及转速的上限值设定所述液压泵的最大容量限制值。

另外，本发明的技术方案4所述的液压驱动装置，根据技术方案3所述的液压驱动装置，其特征在于，所述液压驱动装置还包括：马达容量设定单元，其根据从所述控制机构施加的容量指令信号改变倾转角，由此设定改变所述液压马达的容量；泵容量设定单元，其根据从所述控制机构施加的容量指令信号改变倾转角，由此设定改变所述液压泵的容量，所述控制机构向马达容量设定单元及泵容量设定单元施加使所述液压马达及所述液压泵的容量达到分别设定的最大容量限制值以下的容量指令信号。

另外，本发明的技术方案5所述的液压驱动装置，根据技术方案2或4所述的液压驱动装置，其特征在于，所述液压驱动装置还包括压力检测传感器，该压力检测传感器检测使压力油在所述液压泵与所述液压马达之间流通的液压供给管路的压力，所述控制机构对所述液压泵的最大容量限制值进行修正，以使根据该压力检测传感器的检测结果确定的液压马达的转速达到所述上限值以下的值。

另外，本发明的技术方案6所述的液压驱动装置，根据技术方案2或4所述的液压驱动装置，其特征在于，所述液压驱动装置还包括转速检测传感器，该转速检测传感器检测所述液压马达的转速，所述控制机构对所述液压泵的最大容量限制值进行修正，以使该转速检测传感器的检测结果达到所述上限值以下。

另外，本发明的技术方案7所述的液压驱动装置，根据技术方案3所述的液压驱动装置，其特征在于，所述液压驱动装置还包括上限值设定机构，该上限值设定机构通过单一操作同时设定相对于所述液压马达的输出扭矩的上限值和转速的上限值。

发明效果

根据本发明，包括根据液压马达所要求的输出扭矩的上限值设定液压马达的最大容量限制值且根据输出扭矩的上限值设定液压泵的最大容量限制值的控制机构。因而，即使在例如通过设定液压马达的最大容量限制值而限制了液压马达的转速上限值的情况下，也能够进行通过设定液压泵的最大容量限制值来设定液压马达所要求的转速上限值等遵从操作者要求的柔性设定。

附图说明

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；

图2是表示图1所示的液压驱动装置的控制系统的框图；

图3是例示图1所示的液压驱动装置中应用的设定表的曲线图；

图4是表示图2所示的控制器的存储器中存储的发动机转速-指令压力数据的一例的曲线图；

图5是表示图2所示的控制器的存储器中存储的泵容量-负载压力数据的一例的曲线图；

图6是表示图2所示的控制器的存储器中存储的马达容量-负载压力数据的一例的曲线图；

图7是表示图1所示的液压驱动装置的控制器中执行的主处理的一例的流程图；

图8是表示图7所示的马达容量限制设定处理的内容的流程图；

图9是表示图7所示的泵容量限制设定处理的内容的流程图；

图10是表示图7所示的泵容量指令值设定处理的内容的流程图；

图11是表示图7所示的马达容量指令值设定处理的内容的流程图；

图12是表示图1所示的液压驱动装置中安装了吹雪机的附属装置模式所要求的车辆的速度与牵引力的关系的曲线图；

图13是表示设有用于设定图12所示的附属装置模式的上限值设定机构的液压驱动装置的结构的回路图。

图中：1、2-液压供给管路；3-发动机；4-传递装置；5-供给泵；6-工作机液压泵；7-液压工作机；10-HST泵；11-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-容量限制设定部；32-泵指令压力设定部；33-马达容量指令值设定部；34-存储器；40-车速设定电位器；41-行驶模式切换开关；42-方向输入杆开关；43-发动机旋转传感器；44、45-压力检测传感器；46-转速检测传感器；140-附属装置模式开关。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的液压驱动装置的优选实施方式。图1表示本发明的实施方式的液压驱动装置。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车辆中，包括由作为闭回路的液压供给管路1、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。本实施方式中，应用了可通过改变斜板的倾转角而改变容量的可变容量型的HST泵10。

液压马达(以下称为“HST马达20”)由从HST泵10排出的压力油驱动。本实施方式中，应用了可通过改变斜轴的倾转角而改变容量的可变容量型的HST马达20。在HST马达20中，其输出轴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而能够使车辆行驶。HST马达20的旋转方向可根据来自HST泵10的压力油的供给方向切换，能够使车辆前进或后退。此外，在以下说明中为方便起见，以从液压供给管路1向HST马达20供给压力油时使车辆前进、从液压供给管路2向HST马达20供给压力油时使车辆后退的情况来进行说明。

该液压驱动装置设有泵容量设定单元11、马达容量设定单元21、供给泵5及工作机液压泵6。

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。对于该泵容量设定单元11而言，若从后述的控制器(控制机构)30向前进泵EPC阀12及后退泵EPC阀13施加容量指令信号，则泵容量控制工作缸14在从上述前进泵EPC阀12及后退泵EPC阀13供给的压力油的作用下动作，HST泵10的倾转角变化，从而根据容量指令信号来设定改变HST泵10的容量。

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。对于该马达容量设定单元21而言，若从后述的控制器30向马达EPC阀22施加容量指令信号，则从马达EPC阀22向马达用工作缸控制阀23供给先导压力，使得马达容量控制工作缸24动作，HST马达20的倾转角发生变化，从而根据容量指令信号来设定改变HST马达20的容量。

供给泵5由搭载在车辆上的发动机3驱动，并具有向上述的前进泵EPC阀12及后退泵EPC阀13供给用于使泵容量控制工作缸14动作的压力油，还向马达EPC阀22供给用于使马达用工作缸控制阀23动作的先导压力的功能。工作机液压泵6与供给泵5一样，由搭载在车辆上的发动机3驱动，具有供给用于驱动建筑机械的液压工作机7的压力油的功能。

另外，上述液压驱动装置中设有车速设定电位器(转速上限值设定机构)40、行驶模式切换开关(扭矩上限值设定机构)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。

车速设定电位器40是车辆的操作者用于设定速度上限值(＝HST马达20的转速上限值)的部件。本实施方式中，设定速度上限值的刻度盘式的电位器设置在能够从车辆的驾驶座操作的位置。由该车速设定电位器40设定的速度上限值作为设定信号施加给后述的控制器30。此外，作为设定车辆的速度上限值的机构，并不一定限定于电位器那样设定连续的值的机构，也可以应用切换开关那样设定阶段性值的机构。

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，准备有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”)。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也设在能够从驾驶座操作的位置。表示由行驶模式切换开关41选择的行驶模式的信息作为选择信号施加给后述的控制器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的操作而能够选择“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后述的控制器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用于在HST泵10和HST马达20之间的液压供给管路1、2中检测各自的液压。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输入到后述的控制器30。

另一方面，上述液压驱动装置具备控制器30。控制器30是基于来自车速设定电位器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的容量指令信号，且将生成的容量指令信号施加给各个EPC阀12、13、22的电子控制装置。如图2所示，本实施方式的控制器30包括容量限制设定部31。

在从车速设定电位器40及行驶模式切换开关41施加了输入信号时，容量限制设定部31基于上述输入信号及预先存储在存储器34中的设定表设定HST马达20的最大容量限制值及最小容量限制值，且设定HST泵10的最大容量限制值。

存储在存储器34中的设定表是考虑液压驱动装置中应用的HST马达20及HST泵10的特性而预先设定了各自的容量设定范围与应用的车辆的速度设定范围的关系的表。本实施方式中，如图3所示，应用的是将车辆的速度限制值和马达容量限制值及泵容量限制值的关系线图化了的设定表。在此，将能够设定的最高车速设为Vmax、将能够设定的最低车速设为Vmin。

对于图3的上方部所示的马达侧设定表而言，考虑应用的HST马达20的特性而确定的马达容量限制值和车辆的速度限制值的关系对上述三个行驶模式的每一个设定为单独的设定线图。

具体而言，对于“低牵引模式”设定有由“l1”→“l2”→“l3”表示的设定线图，同样，对于“中牵引模式”设定有由“m1”→“m2”→“m3”表示的设定线图，对于“高牵引模式”设定有由“h1”→“h2”→“h3”表示的设定线图。

由图也明确可知，在上述针对各行驶模式的设定线图中，对于“低牵引模式”的“l2”→“l3”、“中牵引模式”的“m2”→“m3”、“高牵引模式”的“h2”→“h3”而言，设定成随着车辆的速度限制值的增大，马达容量限制值逐渐减小。

与此相对，对于“低牵引模式”的“l1”→“l2”、“中牵引模式”的“m1”→“m2”、“高牵引模式”的“h1”→“h2”而言，设定成与车辆的速度限制值无关，马达容量限制值为恒定值。在“高牵引模式”的“h1”→“h2”中设定的马达容量限制值为HST马达20中可物理性设定的最大容量值qm max这一恒定值。“低牵引模式”的“l1”→“l2”及“中牵引模式”的“m1”→“m2”中设定的马达容量限制值是为了实现各自的行驶模式所要求的车辆的牵引力上限值而对HST马达20设定的马达容量的上限值。具体而言，“中牵引模式”的马达容量限制值设定成cM·qm max这一恒定值，“低牵引模式”的马达容量限制值设定成cL·qm max这一恒定值。其中，cM·qm max＞cL·qm max。此外，qm min是HST马达20中可物理性设定的最小容量值。当HST马达20的容量设定成该最小容量值qm min时，车辆的速度达到最高。

另一方面，对于图3的下方部所示的泵侧设定表而言，考虑应用的HST泵10的特性而确定的泵容量限制值和车辆的速度限制值的关系对三个行驶模式的每一个而设定为设定线图。

具体而言，对于“低牵引模式”设定有由“L1”→“L2”→“L3”表示的设定线图，同样，对于“中牵引模式”设定有由“M1”→“M2”→“M3”表示的设定线图，对于“高牵引模式”设定有由“H1”→“H2”→“H3”表示的设定线图。

由图也明确可知，在上述针对各行驶模式的设定线图中，对于“低牵引模式”的“L1”→“L2”、“中牵引模式”的“M1”→“M2”、“高牵引模式”的“H1”→“H2”而言，设定成随着车辆的速度限制值的增大，泵容量限制值逐渐增大。泵容量限制值的变化量相对于车辆的速度限制值的变化量为“高牵引模式”＞“中牵引模式”＞“低牵引模式”。

与此相对，对于“低牵引模式”的“L2”→“L3”、“中牵引模式”的“M2”→“M3”、“高牵引模式”的“H2”→“H3”而言，设定成与车辆的速度限制值无关，泵容量限制值为恒定值。在上述的“低牵引模式”的“L2”→“L3”、“中牵引模式”的“M2”→“M3”、“高牵引模式”的“H2”→“H3”中设定的泵容量限制值是在HST泵10中可物理性设定的最大容量值qp max这一恒定值。

在此，在图3的上方部所示的马达容量限制值中，在“低牵引模式”的“l2”→“l3”、“中牵引模式”的“m2”→“m3”、“高牵引模式”的“h2”→“h3”的范围内，均为马达容量限制值与车辆的速度限制值一一对应。因而，如果在上述范围内设定HST马达20的最小容量限制值，则唯一地确定车辆的速度上限值。

与此相对，在“低牵引模式”的“l1”→“l2”、“中牵引模式”的“m1”→“m2”、“高牵引模式”的“h1”→“h2”的范围内，在HST马达20的物理性制约、或者用于实现各个行驶模式所要求的车辆的牵引力上限值的制约下，均为与车辆的速度限制值无关，马达容量限制值为恒定值。因而，在上述范围内，无法通过设定HST马达20的最小容量限制值而对车辆的速度设定上限值。

同样，在图3的下方部所示的泵容量限制值中，在“低牵引模式”的“L1”→“L2”、“中牵引模式”的“M1”→“M2”、“高牵引模式”的“H1”→“H2”的范围内，均为泵容量限制值与车辆的速度限制值一一对应。因而，如果在上述范围内设定HST泵10的最大容量限制值，则唯一地确定车辆的速度上限值。

与此相对，在“低牵引模式”的“L2”→“L3”、“中牵引模式”的“M2”→“M3”、“高牵引模式”的“H2”→“H3”的范围内，在HST泵10的物理性制约下，均为与车辆的速度限制值无关，泵容量限制值为恒定值。因而，在上述范围内，无法通过设定HST泵10的最大容量限制值而对车辆的速度设定上限值。

也就是说，存在只通过马达容量限制值的设定无法设定车辆的速度上限值的范围，还存在只通过泵容量限制值的设定无法设定车辆的速度上限值的范围。因此，本实施方式中，以在各个行驶模式中可通过马达容量限制值设定的车辆的速度上限值与可通过泵容量限制值设定的车辆的速度上限值处于相互补充关系的方式构成上述设定表。

具体而言，以在马达侧设定表的“低牵引模式”中通过马达容量限制值的设定能够唯一确定的车辆速度上限值的最小值VLT与在泵侧设定表的“低牵引模式”中通过泵容量限制值的设定能够唯一确定的车辆速度上限值的最大值VLT一致的方式设定二者。同样，以在马达侧设定表的“中牵引模式”中通过马达容量限制值的设定能够唯一确定的车辆速度上限值的最小值VMT与在泵侧设定表的“中牵引模式”中通过泵容量限制值的设定能够唯一确定的车辆速度上限值的最大值VMT一致的方式设定。进而，以在马达侧设定表的“高牵引模式”中通过马达容量限制值的设定能够唯一确定的车辆速度上限值的最小值VHT与在泵侧设定表的“高牵引模式”中通过泵容量限制值的设定能够唯一确定的车辆速度上限值VHT一致的方式设定。

根据这样的设定表，即使关于只通过马达容量限制值的设定无法设定的车辆的速度上限值，通过进行泵容量限制值的设定也能够对其进行设定。相反，即使关于只通过泵容量限制值的设定无法设定的车辆的速度上限值，通过进行马达容量限制值的设定也能够对其进行设定。

另一方面，如图2所示，本实施方式的控制器30包括泵指令压力设定部32、马达容量指令值设定部33。

在从发动机旋转传感器43、方向输入杆开关42及压力检测传感器44、45施加了输入信号时，泵指令压力设定部32基于上述输入信号及预先存储在存储器34中的发动机转速-指令压力数据、泵容量-负载压力数据、容量限制设定部31所设定的HST泵10的最大容量限制值来设定HST泵10的容量。进而，泵指令压力设定部32设定与已经设定的HST泵10的容量对应的泵容量指令值，并将该泵容量指令值作为容量指令信号向前进泵EPC阀12及后退泵EPC阀13输出。

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的旋转方向呈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，液压供给管路1中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，液压供给管路2中设置的压力检测传感器45的检测结果为负载压力。

图4表示存储器34中存储的发动机转速-指令压力数据的一例。在此，pp max是高怠速下的指令压力，pp min是低怠速下的指令压力。具有发动机转速上升时指令压力增加的特性。另外，图5表示通过指令压力和利用了基于负载压力的液压倾转力矩力的反作用力确定容量的方式的可变容量型液压泵的指令压力-泵容量-负载压力特性的一例。即，在从发动机旋转传感器43输入了发动机转速时，泵指令压力设定部32基于发动机转速-指令压力数据来确定指令压力，输出用于从与由方向输入杆开关42选择的行进方向对应的EPC阀12、13输出指令压力的指令信号电流。由此，HST泵10根据从EPC阀12、13输出的指令压力和图5所示的特性而成为与此时的负载压力对应的泵容量。

进而，泵指令压力设定部32利用预先存储在存储器34中的图5的特性设定用于实现泵容量限制的指令压力上限值。例如，在最低限制车速下行驶时的负载压力为Pa时，想通过“高牵引模式”将泵容量限制到qpHT以下的情况下，可通过将指令压力控制到ppHT以下来实现。同样，想通过“中牵引模式”将泵容量限制到qpMT以下的情况下，可通过将指令压力控制到ppMT以下来实现。进而，想通过“低牵引模式”将泵容量限制到qpLT以下的情况下，可通过将指令压力控制到ppLT以下来实现。

另外，使用了容量指令类型的可变容量型液压泵时，根据从压力检测传感器44、45获取的负载压力的值和指令压力，泵指令压力设定部32利用存储在存储器34中的图5的特性设定泵容量，将与该设定的泵容量对应的泵容量指令值作为容量指令信号向与由方向输入杆开关42选择的行进方向对应的EPC阀12、13输出。

在从发动机旋转传感器43及压力检测传感器44、45施加了输入信号时，马达容量指令值设定部33基于上述输入信号及预先存储在存储器34中的发动机转速-指令压力数据、马达容量-负载压力数据、容量限制设定部31所设定的HST马达20的最大容量限制值及最小容量限制值来设定HST马达20的容量。进而，该马达容量指令值设定部33设定与已经设定的HST马达20的容量对应的马达容量指令值，将该马达容量指令值作为容量指令信号向马达EPC阀22输出。

图6表示存储器34中存储的马达容量-负载压力数据的一例，对每个指令压力设定马达容量和负载压力的关系。发动机转速-指令压力数据应用的是与先前所示的图4同样的。在从发动机旋转传感器43输入了发动机转速时，马达容量指令值设定部33基于发动机转速-指令压力数据来确定指令压力，进而根据该确定的指令压力和从压力检测传感器44、45输入的负载压力的值并基于马达容量-负载压力数据设定HST马达20的容量，将与该设定的马达容量对应的马达容量指令值作为容量指令信号向马达EPC阀22输出。

图7是表示上述的控制器30中执行的主处理的一例的流程图。在液压驱动装置处于运转状态时，控制器30经由容量限制设定部31执行马达容量限制设定处理(步骤S100)及泵容量限制设定处理(步骤S200)，然后，经由泵指令压力设定部32执行泵容量指令值设定处理，并且经由马达容量指令值设定部33执行马达容量指令值设定处理(步骤S300、步骤S400)。该图7所示的主处理是每个预先设定的规定的循环时间反复执行的处理。

在步骤S100的马达容量限制设定处理中，如图8所示，控制器30进行获取通过行驶模式切换开关41设定的行驶模式的处理(步骤S101)。接着，控制器30从存储器34的马达侧设定表中选择与该获取的行驶模式对应的马达侧设定表(步骤S102)，进行根据该选择的马达侧设定表设定HST马达20的最大容量限制值qm max limit的处理(步骤S103)。

具体而言，若通过行驶模式切换开关41获取行驶模式，则控制器30在存储器34中存储的图3的马达侧设定表中选择与行驶模式对应的设定线图，将可由该设定线图选择的马达容量限制值的最大值设定为HST马达20的最大容量限制值qm max limit。例如，在通过行驶模式切换开关41选择了“低牵引模式”时，控制器30选择由“l1”→“l2”→“l3”表示的设定线图，将可由该设定线图选择的马达容量限制值的最大值即cL·qm max设定为HST马达20的最大容量限制值qm max limit。另外，在通过行驶模式切换开关41选择了“中牵引模式”时，控制器30选择由“m1”→“m2”→“m3”表示的设定线图，将可由该设定线图选择的马达容量限制值的最大值即cM·qm max设定为HST马达20的最大容量限制值qm max limit。同样，在通过行驶模式切换开关41选择了“高牵引模式”时，控制器30选择由“h1”→“h2”→“h3”表示的设定线图，将可由该设定线图选择的马达容量限制值的最大值即qm max设定为HST马达20的最大容量限制值qm max limit。

接着，控制器30通过车速设定电位器40获取车辆的速度上限值(步骤S104)，根据步骤S102中选择的马达侧设定表进行设定与该获取的速度上限值对应的HST马达20的最小容量限制值qm min limit的处理(步骤S105)。

在此，在由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值超过各行驶模式中由HST马达20的最大容量限制值qm max limit规定的速度上限值时，控制器30将与该速度上限值对应的马达容量限制值直接设定为HST马达20的最小容量限制值qm min limit。

例如，在由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为V0(Vmax＞V0＞VLT)的情况下，无论选择了哪一个行驶模式时，都将与设定线图上的点l0对应的qV0唯一地设定为HST马达20的最小容量限制值qm minlimit。

与此相对，在由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为各行驶模式中由HST马达20的最大容量限制值qm max limit规定的速度上限值以下时，控制器30将各行驶模式的最大容量限制值设定为HST马达20的最小容量限制值qm min limit。例如，在选择了“低牵引模式”时由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为Vb(≤VLT)的情况下，对应的设定线图上的点lb位于“l1”→“l2”之间，所以HST马达20的最小容量限制值设定为qm min limit＝cL·qm max。同样，在选择了“中牵引模式”时由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为Va(≤VMT)的情况下，对应的设定线图上的点ma位于“m1”→“m2”之间，所以HST马达20的最小容量限制值设定为qm min limit＝cM·qm max。

另一方面，在步骤S200的泵容量限制设定处理中，如图9所示，控制器30进行获取通过行驶模式切换开关41设定的行驶模式的处理(步骤S201)，从存储器34的泵侧设定表中选择与该获取的行驶模式对应的泵侧设定表(步骤S202)。进而，进行通过车速设定电位器40获取车辆的速度上限值的处理(步骤S203)，进行根据步骤S202中选择的泵侧设定表设定与该获取的速度上限值对应的HST泵10的最大容量限制值qp max limit的处理(步骤S204)。

具体而言，若通过行驶模式切换开关41获取行驶模式，则控制器30在存储器34中存储的泵侧设定表中选择与行驶模式对应的设定线图。进而，若通过车速设定电位器40获取车辆的速度上限值，则控制器30将设定线图中与速度上限值对应的泵容量限制值设定为HST泵10的最大容量限制值qp max limit。

例如，在由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为上述的V0(Vmax＞V0＞VLT)的情况下，无论选择了哪一个行驶模式时，都是设定线图上的点L0成为HST泵10的最大容量值qp max，该值设定为HST泵10的最大容量限制值qp max limit。

在此，在将HST泵10的最大容量限制值qp max limit设定为最大容量值qp max的情况下，只通过HST泵10无法设定车辆的速度上限值。然而，在由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为V0(Vmax＞V0＞VLT)的情况下，在先前的马达容量限制设定处理中已经唯一地设定与车辆的速度上限值V0对应的HST马达20的最小容量限制值qm min limit，通过设定该HST马达20的最小容量限制值qm min limit能够对车辆的速度设定上限值V0。

另一方面，在由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为各行驶模式中由HST马达20的最大容量限制值qm max limit规定的速度限制值以下时，控制器30通过对HST泵10的容量加以限制来实现车辆的速度限制。

即，在选择了“低牵引模式”时由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为Vb(≤VLT)的情况下，控制器30选择由“L1”→“L2”表示的设定线图，进而将与该设定线图上的速度上限值Vb的点Lb对应的泵容量限制值qpb设定为HST泵10的最大容量限制值qp max limit。

同样，在选择了“中牵引模式”时由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为Va(≤VMT)的情况下，控制器30选择由“M1”→“M2”表示的设定线图，进而将该设定线图上与速度上限值Va的点Ma对应的泵容量限制值qpa设定为HST泵10的最大容量限制值qp max limit。进而，在选择了“高牵引模式”时由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值为Va(≤VHT)的情况下，控制器30选择由“H1”→“H2”表示的设定线图，进而将该设定线图上与速度上限值Va的点Ma`对应的泵容量限制值qpa`设定为HST泵10的最大容量限制值qp max limit。

也就是说，在马达容量限制设定处理中通过HST马达20的最小容量限制值qm min limit无法设定车辆的速度上限值时，控制器30通过在泵容量限制设定处理中设定HST泵10的最大容量限制值qp max limit，对车辆设定速度的上限值。因而，如果实施基于控制器30的马达容量限制设定处理及泵容量限制设定处理，则能够将相对于HST马达20的输出扭矩的上限值及应用的车辆的速度上限值分别设定成期望值。其结果，可由行驶模式切换开关41设定的行驶模式和可由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值不再有限制，例如能够进行将车辆的牵引力上限值及车辆的速度上限值双方设定成极小值等柔性的设定。

之后，在每个循环时间反复执行上述的马达容量限制设定处理(步骤S100)及泵容量限制设定处理(步骤S200)，与通过车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值及通过行驶模式切换开关41设定的行驶模式对应地设定HST马达20的最大容量限制值qm max limit和最小容量限制值qm min limit，并设定HST泵10的最大容量限制值qp max limit。

如上所述，设定了HST马达20的最大容量限制值qm max limit及最小容量限制值qm min limit且设定了HST泵10的最大容量限制值qp maxlimit的控制器30在步骤S300的泵容量指令值设定处理中，如图10所示，进行通过发动机旋转传感器43获取发动机3的转速并通过方向输入杆开关42获取车辆的行进方向的处理(步骤S301)。接着，控制器30基于获取的发动机3的转速信息和存储器34中存储的图4的发动机转速-指令压力数据将HST泵10的指令压力作为临时泵指令压力设定值ppt来进行运算(步骤S302)。

接着，控制器30进行该临时泵指令压力设定值ppt与实现由容量限制设定部31设定的HST泵10的最大容量限制值qp max limit的指令压力上限值pp max limit的比较(步骤S303)，并进行将其中的小值设定成泵指令压力设定值ppc的处理(步骤S304、步骤S305)。进而，根据车辆的行进方向进行需要控制的泵EPC阀12、13的选择(步骤S306)，向选择的泵EPC阀输出与输出泵指令压力设定值相称的电流(步骤S307)，然后使步骤返回。由此，HST泵10的容量由泵容量设定单元11控制而与发动机3的转速相对应。

进而，在步骤S400的马达容量指令值设定处理中，如图11所示，控制器30进行通过发动机旋转传感器43获取发动机3的转速的处理(步骤S401)。接着，控制器30基于获取的发动机3的转速信息与存储器34中存储的图4的发动机转速-指令压力数据及图6的马达容量-负载压力数据将HST马达20的容量作为临时马达容量设定值qmt来进行运算(步骤S402)。

接着，控制器30对该临时马达容量设定值qmt和由容量限制设定部31设定的HST马达20的最大容量限制值qm max limit进行比较(步骤S403)，并进行将其中的小值设定成马达容量设定值qmcl的处理(步骤S404、步骤S405)。进而，对该马达容量设定值qmcl和由容量限制设定部31设定的HST马达20的最小容量限制值qm min limit进行比较(步骤S406)，并进行将其中的大值设定成马达容量设定值qmc的处理(步骤S407、步骤S408)。

最后，实施向马达EPC阀22输出与对应于设定的马达容量设定值qmc的马达容量指令值相称的电流的处理(步骤S409)，然后使步骤返回。由此，HST马达20的倾转角根据马达容量指令值变化，HST马达20的容量与发动机3的转速相对应。

之后，在每个循环时间反复执行上述的泵容量指令值设定处理及马达容量指令值设定处理，通过根据发动机3的转速设定改变了容量的HST泵10及HST马达20使液压驱动装置运转。

在此，在泵指令压力设定部32中设定的泵容量指令值使HST泵10的容量在由容量限制设定部31设定的最大容量限制值以下，且在马达容量指令值设定部33中设定的马达容量指令值使HST马达20的容量在由容量限制设定部31设定的最大容量限制值和最小容量限制值的范围内。因而，根据基于从泵指令压力设定部32施加的泵容量指令值和从马达容量指令值设定部33施加的马达容量指令值运转的液压驱动装置，满足通过行驶模式的选择所要求的HST马达20的输出扭矩上限值和车辆的速度上限值双方。

如以上所说明，对于该液压驱动装置而言，在控制器30的容量限制设定部31中设定HST马达20的最大容量限制值qm max limit及最小容量限制值qm min limit，且设定HST泵10的最大容量限制值qp max limit，所以可由行驶模式切换开关41设定的行驶模式和可由车速设定电位器40设定的车辆的速度上限值不再有限制，能够进行遵从操作者意愿的柔性设定。例如，如果将车辆的牵引力上限值及车辆的速度上限值双方设定成小值，则液压驱动装置据此进行运转，即便在狭窄且为低摩擦路面的工作现场，也能够可靠地防止发生打滑，且能够防止车辆不经意地以较大速度行驶的情况，能够显著提高应用的车辆的操作性。

而且，上述操作无需对发动机3的油门踏板进行任何操作，即使在最大限度踩踏油门踏板的情况下也能够防止车辆打滑，且能够使车辆以低速移动。因而，从由发动机3驱动的工作机液压泵6排出的压力油的排出量不会减少，能够对液压工作机7确保大的动作速度，也没有给工作效率带来很大影响的担忧。

进而，HST马达20的最大容量限制值qm max limit及最小容量限制值qm min limit以及HST泵10的最大容量限制值qp max limit都由作为电子控制装置的控制器30设定。因而，作为HST马达20的最大容量限制值qm max limit及最小容量限制值qm min limit以及HST泵10的最大容量限制值qp max limit，能够设定任意值，能够始终根据HST马达20所要求的输出扭矩的上限值及转速的上限值来设定最佳值。

此外，为了更加准确地规定车辆的速度上限值(＝HST马达20的转速上限值)，除了上述实施方式的处理之外，还优选对HST泵10的最大容量限制值qp max limit进行修正。即，由于车辆上坡行驶时及下坡行驶时与在平坦的场所行驶时相比行驶负载显著增减，所以即使对HST泵10设定最大容量限制值，在坡度大的下坡行驶时车辆的速度也有可能超过上限值。

在这种情况下，只要对HST泵10的最大容量限制值qp max limit进行修正，就能够将车辆的速度控制为小于速度上限值。在对HST泵10的最大容量限制值qp max limit进行修正时，例如只要根据压力检测传感器44、45的检测结果来确定HST马达20的转速，以HST马达20的转速小于车辆的速度上限值的方式对HST泵10的最大容量限制值qp max limit进行修正即可。如果进行这种修正，则即使在如上所述的坡度大的下坡行驶时也能够准确地规定车辆的速度。

另外，在HST马达20的输出轴20a上设置转速检测传感器46(参照图1)，以根据该转速检测传感器46的检测结果换算的车辆的速度小于上限值的方式对HST泵10的最大容量限制值qp max limit进行修正也能够起到同样的作用效果。此外，也可以代替在输出轴20a上设置转速检测传感器46而在车辆上设置速度检测传感器。

此外，在上述实施方式中，在控制器30的容量限制设定部31中，首先设定HST马达20的最大容量限制值qm max limit(及最小容量限制值)，然后设定HST泵10的最大容量限制值qp max limit，不过，无需一定要先设定HST马达20的最大容量限制值qm max limit(及最小容量限制值qmmin limit)，也可以先设定HST泵10的最大容量限制值qp max limit，或者同时设定二者。

例如，在通过行驶模式切换开关41选择了“低牵引模式”、且通过车速设定电位器40将速度上限值设定成Vb的情况下，基于行驶模式＝“低牵引模式”和速度上限值＝Vb，根据图3的泵侧设定表(“L1”→“L2”→“L3”)将HST泵10的最大容量限制值qp max limit设定为qpb，然后，基于行驶模式＝“低牵引模式”和速度上限值＝Vb，根据图3的马达侧设定表(“l1”→“l2”→“l3”)将HST马达20的最大容量限制值qm max limit(及最小容量限制值qm min limit)设定成cL·qm max。

另外，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，可以用作通用的液压驱动装置。

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，例如也可以像车速设定电位器40那样直接对输出扭矩的上限值进行设定输入。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。

再有，在上述实施方式中，通过行驶模式切换开关41设定牵引力的上限值(＝HST马达20的输出扭矩上限值)，而通过车速设定电位器40设定车辆的速度上限值(＝HST马达20的转速上限值)。换言之，独立地设定牵引力上限值及速度上限值。然而，本发明并不限定于此。例如，对于作为工作机的附属装置安装了除雪用吹雪机时的车辆而言，如图12的附属装置模式所示，需要始终将用于防止雪道上打滑的牵引力上限值设定成较小(例如“低牵引模式”)，并配合吹雪机的动作将用于行驶的速度上限值设定成较小。也就是说，在安装有除雪用吹雪机时，必须始终同时设定车辆的牵引力和速度上限值。因而，如果另行准备设定该附属装置模式的专用的开关，则能够在设定了最佳牵引力及车速的状态下容易地实施安装了吹雪机的工作。

例如，在图13所示的液压驱动装置中，除了车速设定电位器40、行驶模式切换开关41、方向输入杆开关42之外，在可从驾驶座操作的位置配置有通过单一操作同时设定车辆的牵引力和速度上限值的附属装置模式开关(上限值设定机构)140。在该液压驱动装置中，在接通操作了附属装置模式开关140的情况下，消除由控制器30当前设定的车辆的牵引力和速度上限值，另一方面，同时设定安装了除雪用吹雪机时所要求的车辆的牵引力和速度上限值。因而，根据该液压驱动装置，不用独立操作车速设定电位器40及行驶模式切换开关41，就能够将车辆的牵引力和速度上限值设定成适合附属装置模式的值，能够使车辆的操作更加容易。

Claims (7)

1.一种液压驱动装置，其利用从可变容量型的液压泵排出的压力油驱动可变容量型的液压马达，并将该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，包括：

扭矩上限值设定机构，其对所述液压马达设定输出扭矩的上限值；

控制机构，其在由所述扭矩上限值设定机构设定了输出扭矩的上限值时，根据该输出扭矩的上限值设定所述液压马达的最大容量限制值，且根据所述输出扭矩的上限值设定所述液压泵的最大容量限制值。

2.根据权利要求1所述的液压驱动装置，其特征在于，

所述液压驱动装置还包括：

马达容量设定单元，其根据从所述控制机构施加的容量指令信号改变倾转角，由此设定改变所述液压马达的容量；

泵容量设定单元，其根据从所述控制机构施加的容量指令信号改变倾转角，由此设定改变所述液压泵的容量，

所述控制机构向马达容量设定单元及泵容量设定单元施加使所述液压马达及所述液压泵的容量达到分别设定的最大容量限制值以下的容量指令信号。

3.一种液压驱动装置，其利用从可变容量型的液压泵排出的压力油驱动可变容量型的液压马达，并将该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，包括：

扭矩上限值设定机构，其对所述液压马达设定输出扭矩的上限值；

转速上限值设定机构，其对所述液压马达设定转速的上限值；

控制机构，其在由所述扭矩上限值设定机构设定了输出扭矩的上限值且由所述转速上限值设定机构设定了转速的上限值时，根据输出扭矩的上限值设定所述液压马达的最大容量限制值，且根据转速的上限值设定所述液压马达的最小容量限制值，进而，根据输出扭矩的上限值及转速的上限值设定所述液压泵的最大容量限制值。

4.根据权利要求3所述的液压驱动装置，其特征在于，

所述液压驱动装置还包括：

马达容量设定单元，其根据从所述控制机构施加的容量指令信号改变倾转角，由此设定改变所述液压马达的容量；

泵容量设定单元，其根据从所述控制机构施加的容量指令信号改变倾转角，由此设定改变所述液压泵的容量，

所述控制机构向马达容量设定单元及泵容量设定单元施加使所述液压马达及所述液压泵的容量达到分别设定的最大容量限制值以下的容量指令信号。

5.根据权利要求3或4所述的液压驱动装置，其特征在于，

所述液压驱动装置还包括压力检测传感器，该压力检测传感器检测使压力油在所述液压泵与所述液压马达之间流通的液压供给管路的压力，

所述控制机构对所述液压泵的最大容量限制值进行修正，以使根据该压力检测传感器的检测结果确定的液压马达的转速达到所述上限值以下的值。

6.根据权利要求3或4所述的液压驱动装置，其特征在于，

所述液压驱动装置还包括转速检测传感器，该转速检测传感器检测所述液压马达的转速，

所述控制机构对所述液压泵的最大容量限制值进行修正，以使该转速检测传感器的检测结果达到所述上限值以下。

7.根据权利要求3所述的液压驱动装置，其特征在于，

所述液压驱动装置还包括另一个上限值设定机构，该另一个上限值设定机构通过单一的操作同时设定相对于所述液压马达的输出扭矩的上限值和转速的上限值。

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