CN102893037A - 工程车辆的液压控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工程车辆的液压控制装置。工程车辆的液压控制装置包括：供给压力油的液压泵、利用从液压泵供给的压力油驱动安装于工程车辆上的斗杆摆动的斗杆驱动用执行机构、利用从液压泵供给的压力油驱动安装于斗杆的前端的铲斗摆动的铲斗驱动用执行机构、通过控制从液压泵向斗杆驱动用执行机构供给的压力油而控制斗杆驱动用执行机构的驱动的斗杆驱动用压力油控制阀、通过控制从液压泵向铲斗驱动用执行机构供给的压力油而控制铲斗驱动用执行机构的驱动的铲斗驱动用压力油控制阀、控制斗杆驱动用压力油控制阀的斗杆操作部、控制铲斗驱动用压力油控制阀的铲斗操作部、检测斗杆驱动用执行机构和铲斗驱动用执行机构的操作状态的操作状态检测部以及在由操作状态检测部件检测到斗杆驱动用执行机构和铲斗驱动用执行机构复合操作时限制向斗杆驱动用执行机构供给的压力油的流量控制阀。

Description

工程车辆的液压控制装置

技术领域

本发明涉及用于驱动安装于工程车辆上的斗杆、铲斗的液压控制技术。

背景技术

公知具有能摆动的斗杆、能在斗杆的前端摆动的铲斗的轮式装载机等工程车辆。以往，在这样的工程车辆中，作为用于驱动斗杆、铲斗的液压回路，采用了使铲斗的摆动操作优先的串联(tandem)液压回路(参照专利文献1)。但是，由于铲斗进行摆动操作时斗杆无法被驱动，因此，斗杆的动作变得不顺畅。因此，公知采用并联(parallel)液压回路作为用于驱动斗杆、铲斗摆动的液压回路，以便铲斗进行摆动操作时也能进行斗杆的摆动操作的工程车辆(参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-136803号公报

专利文献2：日本特开2005-127416号公报

发明内容

发明要解决的课题

在采用并联液压回路作为用于驱动斗杆、铲斗摆动的液压回路的上述工程车辆中，考虑例如放出铲斗内的砂土之后，一边进行斗杆的下降动作一边使铲斗的角度位置复位到水平位置的情况。此时，由于斗杆因自重产生下降趋势，因此，在驱动斗杆的液压缸中，为了朝下降方向驱动斗杆而供给压力油一方的液压油室的压力下降。因此，压力油被优先供给到该液压油室中，无法向驱动铲斗的液压缸供给压力油，所以可能会发生铲斗难以复位到规定位置的不良情况。

用于解决课题的手段

根据本发明的第1技术方案，该工程车辆的液压控制装置包括：液压泵：其用于供给压力油；斗杆驱动用执行机构，其利用从液压泵供给的压力油驱动安装于工程车辆上的斗杆摆动；铲斗驱动用执行机构，其利用从液压泵供给的压力油驱动安装于斗杆的前端的铲斗摆动；斗杆驱动用压力油控制阀，其控制从液压泵向斗杆驱动用执行机构供给的压力油而控制斗杆驱动用执行机构的驱动；铲斗驱动用压力油控制阀，其控制从液压泵向铲斗驱动用执行机构供给的压力油而控制铲斗驱动用执行机构的驱动；斗杆操作部，其控制斗杆驱动用压力油控制阀；铲斗操作部，其控制铲斗驱动用压力油控制阀；操作状态检测部，其检测斗杆驱动用执行机构和铲斗驱动用执行机构的操作状态；流量控制阀，其在由操作状态检测部检测到斗杆驱动用执行机构和铲斗驱动用执行机构被复合操作时限制向斗杆驱动用执行机构供给的压力油。

根据本发明的第2技术方案，在第1技术方案的工程车辆的液压控制装置的基础上，优选流量控制阀根据铲斗驱动用压力油控制阀的压力油的控制特性，控制向斗杆驱动用执行机构供给的压力油。

根据本发明的第3技术方案，在第1或第2技术方案的工程车辆的液压控制装置的基础上，优选还包括规定由液压泵供给的压力油的最高压力的主安全阀，在铲斗驱动用压力油控制阀切断流向铲斗驱动用执行机构的压力油期间，流量控制阀以不从主安全阀向油箱侧引导压力油的方式，控制向斗杆驱动用执行机构供给的压力油。

根据本发明的第4技术方案，在第1～3中任一技术方案的工程车辆的液压控制装置的基础上，优选流量控制阀在铲斗驱动用压力油控制阀被控制成向铲斗驱动用执行机构供给的压力油的流量最大时，切断向斗杆驱动用执行机构供给的压力油。

根据本发明的第5技术方案，在第1～4中任一技术方案的工程车辆的液压控制装置的基础上，优选在由操作状态检测部检测到铲斗驱动用执行机构的操作和斗杆驱动用执行机构的使斗杆下降的方向的操作时，以及检测到铲斗驱动用执行机构的操作和斗杆驱动用执行机构的使斗杆上升的方向的操作时，流量控制阀限制从液压泵排出的压力油向斗杆驱动用执行机构流入的流入量。

根据本发明的第6技术方案，在第5技术方案的工程车辆的液压控制装置的基础上，优选流量控制阀在斗杆驱动用执行机构被朝下降方向操作时和朝上升方向操作时改变从液压泵排出并向斗杆驱动用执行机构流入的压力油的流量特性。

根据本发明的第7技术方案，在第1～6中任一技术方案的工程车辆的液压控制装置的基础上，优选进一步包括检测斗杆的角度的角度检测部以及设定斗杆的任意的角度的角度设定部，流量控制阀在由操作状态检测部检测到铲斗驱动用执行机构的操作和斗杆驱动用执行机构的使斗杆上升的方向的操作时，在由角度检测部检测出的斗杆的角度达到由角度设定部设定的角度之后，开始限制从液压泵供给的压力油向斗杆驱动用执行机构流入的流入量。

根据本发明的第8技术方案，在第1～4中任一技术方案的工程车辆的液压控制装置的基础上，优选流量控制阀仅在由操作状态检测部检测到铲斗驱动用执行机构的操作和斗杆驱动用执行机构的使斗杆下降的方向的操作时，进行限制从液压泵供给压力油向斗杆驱动用执行机构流入的流入量的作业。

发明效果

根据本发明，能够防止斗杆和铲斗复合操作时，铲斗的转动速度相对于斗杆的转动速度变低。

附图说明

图1是作为具有本发明的液压控制装置的工程车辆的一个例子的轮式装载机的侧视图。

图2是表示驱动斗杆和铲斗的液压回路的图。

图3是表示比例电磁阀输出压和流量控制阀的流路的开口面积之间的关系的图。

图4是表示铲斗用控制阀的先导压和比例电磁阀的比例电磁阀输出压之间的关系的图。

图5的(a)～图5的(f)是表示铲斗用控制阀的流路的开口面积、高压侧先导压力、流量控制阀的流路的开口面积与铲斗阀芯行程之间的关系的图。

图6是表示向比例电磁阀输出控制信号的处理的动作的流程图。

具体实施方式

参照图1～6说明本发明的工程车辆的液压控制装置的一个实施方式。图1是作为具有本实施方式的液压控制装置的工程车辆的一个例子的轮式装载机的侧视图。轮式装载机100由前部车体110和后部车体120构成，前部车体110包括斗杆111、铲斗112和轮胎113等，后部车体120包括驾驶室121、发动机室122和轮胎123等。起重斗杆(以下简称斗杆)111在斗杆缸114的驱动下朝上下方向转动(俯仰动)，铲斗112在铲斗缸115的驱动下朝上下方向转动(倾卸或装载(クラウド))。前部车体110与后部车体120通过中心销101以彼此能够自由转动的方式连结，并且前部车体110通过转向缸(未图示)的伸缩相对于后部车体120向左右弯曲。

图2是表示驱动斗杆111和铲斗112的液压回路的图。该液压回路上设有用于排出向斗杆缸114和铲斗缸115供给的压力油的主泵6、控制从主泵6供给的压力油的方向和流量而控制斗杆缸114和铲斗缸115的伸缩动作的斗杆用控制阀41和铲斗用控制阀42、设于从铲斗用控制阀42的上游侧的管路分支出来并与斗杆用控制阀41并联连接的并联液路中的流量控制阀43、控制流量控制阀43的比例电磁阀44、规定从主泵6排出的压力油的最大压力的主安全阀45、先导泵46。

铲斗用控制阀42和斗杆用控制阀41分别通过操作未图示的斗杆用液压先导式操作杆和铲斗用液压先导式操作杆而***作，这些液压先导式操作杆具有根据操作杆的操作量对从先导泵46排出的压力油进行减压的先导阀，由该先导阀生成的先导压作用于铲斗用控制阀42和斗杆用控制阀41而控制铲斗用控制阀42和斗杆用控制阀41的切换量。

另外，在该液压回路的各个先导管路上设有检测向上升侧操作斗杆用控制阀41的先导压的斗杆上升先导压力传感器51、检测向下降侧操作斗杆用控制阀41的先导压的斗杆下降先导压力传感器52、检测铲斗用控制阀42的朝向收斗(tilt)侧(上升侧)的先导压的铲斗收斗先导压力传感器53、检测铲斗用控制阀42的朝向倾卸(dump)侧(下降侧)的先导压的铲斗倾卸先导压力传感器54、检测主泵6的排出压力的压力传感器55。这些各传感器与控制器10相连接。

主泵6和先导泵46是由未图示的发动机驱动的液压泵。

斗杆用控制阀41是根据先导压(斗杆上升先导压力和斗杆下降先导压力)改变阀芯的切换位置，从而改变向斗杆缸114供给的压力油的方向和流量的阀。斗杆用控制阀41具有P端口、P’端口、T端口、T’端口、A端口和B端口。

另外，铲斗用控制阀42是根据先导压(铲斗收斗先导压力和铲斗倾卸先导压力)改变阀芯的切换位置，从而改变向铲斗缸115供给的压力油的方向和流量的阀。该铲斗用控制阀42具有P端口、P’端口、T端口、T’端口、A端口和B端口。

斗杆用控制阀41的P端口通过单向阀与位于并联液路上的流量控制阀43相连接，P’端口与铲斗用控制阀42的T’端口相连接，T端口与工作油油箱7相连接。斗杆用控制阀41的T’端口与工作油油箱7相连接，A端口与斗杆缸114的底侧液压油室114a相连接，B端口与斗杆缸114的杆侧液压油室114b相连接。

铲斗用控制阀42的P端口通过单向阀与主泵6相连接，P’端口与主泵6相连接，T’端口与斗杆用控制阀41的P’端口相连接，T端口与工作油油箱7相连接，A端口与铲斗缸115的底侧液压油室115a相连接，B端口与铲斗缸115的杆侧液压油室115b相连接。

斗杆上升先导压力和斗杆下降先导压力均不作用于斗杆用控制阀41时，斗杆用控制阀41的阀芯位于中立位置，P’端口和T’端口相连接，P端口及A端口同T端口及B端口切断。

铲斗收斗先导压力和铲斗倾卸先导压力均不作用于铲斗用控制阀42时，铲斗用控制阀42的阀芯位于中立位置，P’端口和T’端口相连接，P端口及A端口同T端口及B端口切断。

斗杆用控制阀41的阀芯根据斗杆上升先导压的大小逐渐减小连接P’端口和T’端口的流路的开口面积(斗杆阀芯开口面积)，逐渐增加连接P端口和A端口的流路的开口面积以及连接T端口和B端口的流路的开口面积。即，斗杆上升先导压力成为高压时，阀芯以使得斗杆缸114的杆侧液压油室114b与工作油油箱7相连接的方式移动，以便于来自主泵6的压力油被供给到斗杆缸114的底侧液压油室114a。结果，斗杆缸114的缸杆伸长，斗杆111朝上方转动。

反之，斗杆下降先导压力成为高压时，斗杆用控制阀41的阀芯根据斗杆下降先导压力的大小逐渐减小连接P’端口和T’端口的流路的开口面积，逐渐增加连接P端口和B端口的流路的开口面积以及连接T端口的A端口的流路的开口面积。即，斗杆下降先导压力成为高压时，阀芯以使斗杆缸114的底侧液压油室114a与工作油油箱7相连接的方式移动，以便于来自主泵6的压力油被供给到斗杆缸114的杆侧液压油室114b。结果，斗杆缸114的缸杆退缩，斗杆111朝下方转动。

另外，图示的斗杆用控制阀41具有在斗杆下降先导压力进一步升高时，切断P端口，连通P’端口和T’端口，连通A端口和B端口并且使A端口和B端口都与T端口相连接的浮动(float)位置。

铲斗用控制阀42的阀芯在铲斗收斗先导压力升高时从中立位置移动。根据铲斗收斗先导压力的大小，逐渐减小连接P’端口和T’端口的流路的开口面积，逐渐增加连接P端口和A端口的流路的开口面积以及连接T端口和B端口的流路的开口面积。即，铲斗收斗先导压力成为高压时，阀芯以使铲斗缸115的杆侧液压油室115b与工作油油箱7相连接的方式移动，以便于来自主泵6的压力油被供给到铲斗缸115的底侧液压油室115a。结果，铲斗缸115的缸杆伸长，铲斗112朝上方转动。另外，铲斗112朝上方转动也称之为铲斗收斗。

反之，铲斗倾卸先导压力成为高压时，铲斗用控制阀42的阀芯根据铲斗倾卸先导压力的大小逐渐减小连接P’端口和T’端口的流路的开口面积，逐渐增加连接P端口和B端口的流路的开口面积以及连接T端口和A端口的流路的开口面积。即，铲斗倾卸先导压力成为高压时，阀芯以使铲斗缸115的底侧液压油室115a与工作油油箱7相连接的方式移动，以便于来自主泵6的压力油被供给到铲斗缸115的杆侧液压油室115b。结果，铲斗缸115的缸杆退缩，铲斗112朝下方转动(倾卸)。

流量控制阀43设于连接主泵6和斗杆用控制阀41的装有单向阀的P端口而成的并联液路的途中。流量控制阀43根据通过比例电磁阀44而供给的先导压力油的压力(比例电磁阀输出压)，控制流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油的流量。即，流量控制阀43的控制方式如下：随着供给到流量控制阀43的先导压力油的压力变大而缩窄并联液路，将供给到斗杆用控制阀41的P端口的压力油的流量限制得较小，随着先导压力油的压力变小而开大并联液路，不对供给到斗杆用控制阀41的P端口的压力油进行限制。

图3是表示比例电磁阀输出压和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系的图。在比例电磁阀输出压为规定的压力Pa1以下时，流量控制阀43的流路的开口面积最大，比例电磁阀输出压高于规定的压力Pa1时，随着比例电磁阀输出压增加，流量控制阀43的流路的开口面积逐渐减小。比例电磁阀输出压达到规定的压力Pamax时，流量控制阀43的流路的开口面积为零，切断并联液路。另外，比例电磁阀输出压由从控制器10向比例电磁阀44输出的控制信号(电磁线圈励磁输出)而定。

比例电磁阀44基于来自控制器10的输出，按后述方式控制从先导泵46向流量控制阀43供给的先导压力油的压力。

控制器10是除了对轮式装载机100的各部进行控制之外，还向比例电磁阀44输出控制信号的控制装置，包括具有CPU、ROM、RAM以及其他周边电路的运算处理装置。控制器10除了上述各传感器51～55之外，还连接有检测转矩转换器的输入轴的转速Ni的转矩转换器输入轴转速传感器13、检测转矩转换器的输出轴的转速Nt的转矩转换器输出轴转速传感器14、检测斗杆111相对于前部车体110的角度的斗杆角度传感器56以及后述的角度调整开关57。另外，控制器10计算由转矩转换器输入轴转速传感器13和转矩转换器输出轴转速传感器14检测出的转矩转换器的输入轴的转速Ni与输出轴的转速Nt之比，即转矩转换器速度比e(＝Nt/Ni)。

角度调整开关57是用于供操作者设定作为流量控制阀43的流量控制的开始条件的斗杆111的角度的开关，设于驾驶室121内。

在该液压回路中，斗杆用控制阀41和铲斗用控制阀42相对于来自主泵6的压力油的流动并列配设，构成所谓的并联液压回路。流量控制阀43相对于来自主泵6的压力油的流动配设在斗杆用控制阀41的上游。另外，流量控制阀43相对于来自主泵6的压力油的流动与铲斗用控制阀42及铲斗缸115并列配设。

在流量控制阀43不限制来自主泵6的压力油时，该液压回路能够作为并联液压回路，同时向斗杆缸114和铲斗缸115供给压力油。因此，在使用该液压回路的轮式装载机100中，斗杆111和铲斗112能够同时摆动。

在此，考虑例如放出铲斗112内的砂土之后，一边进行斗杆111的下降动作一边使铲斗112的角度位置复位到相对于地面水平的水平位置这样进行复合操作的情况。在放出铲斗112内的砂土时，斗杆111成为朝上方转动的状态，铲斗112成为朝下方转动的状态。在要从该状态一边进行斗杆111的下降动作一边使铲斗112朝上方转动而使其角度位置复位到与地面水平的水平位置时，斗杆用控制阀41受到斗杆下降先导压的作用，斗杆用控制阀41的P端口和B端口相连接，T端口和A端口相连接。另外，铲斗用控制阀42受到铲斗收斗先导压作用，其P端口和A端口相连接，T端口和B端口相连接。

但是，由于斗杆111因自重产生下降趋势，因此斗杆缸114的杆侧液压油室114b的压力下降。因此，在像以往的并联液压回路那样未配设流量控制阀43的情况下，来自主泵6的压力油会被优先供给到斗杆缸114的杆侧液压油室114b，压力油难以向铲斗缸115的底侧液压油室115a供给，因此，可能会发生铲斗112难以朝上方转动的不良情况。也就是说，在铲斗112变成水平姿势之前，斗杆111就下降到底了。

另外，在进行砂土等物料的推起作业时，有时要进行一边进行斗杆111的上升动作一边使铲斗112收斗的复合操作。在该情况下，为了使斗杆缸114的底室114a和铲斗缸115的底室115a都处于高压，来自主泵6的压力油要流向斗杆缸114和铲斗缸115双方，因此铲斗112的转动速度无法提高，可能会发生无法将物料向远处放出的不良情况。

因此，在本实施方式的液压回路中，在进行复合操作以使斗杆111和铲斗112同时摆动时，用流量控制阀43限制从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油，使压力油优先流向铲斗用控制阀42，从而抑制上述不良情况。以下，详细说明流量控制阀43对压力油的流量控制。

在本实施方式的液压回路中，根据规定的条件判断轮式装载机100的挖掘作业、非挖掘作业，当判断为非挖掘作业时，在进一步根据其他条件判断要进行操作斗杆111和铲斗112双方的复合操作时，用流量控制阀43限制从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油。

控制器10在例如全部满足下列各条件时，判断为轮式装载机100在进行挖掘作业(即挖掘状态)，在下列条件一个都不满足的情况下，判断为轮式装载机100为非挖掘状态。

(1)由压力传感器55检测出的主泵6的排出压力超过规定的压力。即，主泵6的负荷为高负荷的情况。

(2)由斗杆角度传感器56检测出的斗杆111的角度为规定的角度以下。即，斗杆111位置低的情况。

(3)基于由转矩转换器输入轴转速传感器13和转矩转换器输出轴转速传感器14检测出的转矩转换器的输入轴的转速Ni与输出轴的转速Nt计算转矩转换器速度比e，算出的转矩转换器速度比e为规定值以下。即，轮式装载机100的车速低，但发动机1的转速高，行驶负荷大的情况。

(A)判断为轮式装载机100在进行挖掘作业的情况

控制器10在判断为轮式装载机100在进行挖掘作业的情况下，对比例电磁阀44的电磁线圈进行消磁。由此，比例电磁阀44使比例电磁阀输出压为零，因此流量控制阀43的流路的开口面积最大。因此，在挖掘作业时，流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油的流量不受流量控制阀43限制，根据未图示的操作杆的操作驱动斗杆缸114。

(B)判断为轮式装载机100为非挖掘状态的情况

控制器10在判断为轮式装载机100为非挖掘状态的情况下，基于由各先导压力传感器51～54检测出的各先导压力，在斗杆上升先导压力传感器51或斗杆下降先导压力传感器52的检测压力为规定的压力以上，且铲斗收斗先导压力传感器53或铲斗倾卸先导压力传感器54的检测压力为规定的压力以上时，判断为进行复合操作。控制器10根据是否进行了复合操作，对流量控制阀43(即比例电磁阀44的比例电磁阀输出压)进行以下控制。

(B-1)判断为未进行复合操作的情况

控制器10在根据上述条件判断为未进行复合操作的情况下，对比例电磁阀44的电磁线圈进行消磁。由此，比例电磁阀44使比例电磁阀输出压为零，流量控制阀43的流路的开口面积最大。因此，在未进行复合操作的情况下，流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油的流量不受流量控制阀43限制，斗杆缸114根据未图示的操作杆的操作被驱动。

(B-2)判断为在进行复合操作的情况

控制器10在根据上述条件判断为在进行复合操作的情况下，以使得操作铲斗112的未图示的操作杆的操作量越大，流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油的流量越小的方式控制流量控制阀43。即，控制器10以使得操作铲斗112的未图示的操作杆的操作量越大，越是使铲斗112优先于斗杆111得到驱动的方式，通过控制输向比例电磁阀44的输出信号而控制比例电磁阀44的比例电磁阀输出压。

图4是表示铲斗用控制阀42的先导压(铲斗收斗先导压力和铲斗倾卸先导压力)和比例电磁阀44的比例电磁阀输出压之间的关系的图。控制器10根据由铲斗收斗先导压力传感器53和铲斗倾卸先导压力传感器54检测出的先导压力中较高的一方的压力(高压侧先导压力)，以使得比例电磁阀44的比例电磁阀输出压呈图4的L1～L3之一的对应关系的方式，控制输向比例电磁阀44的输出信号。如后所述，该L1～L3的对应关系基于铲斗用控制阀42的阀芯的移动量和铲斗用控制阀42的流路的开口面积之间的关系而定。

图5的(a)是表示铲斗112朝下方转动时的(铲斗倾卸时的)铲斗阀芯行程和铲斗用控制阀42的流路的开口面积之间的关系的图。图5的(b)是表示铲斗倾卸时的铲斗阀芯行程和高压侧先导压力(铲斗倾卸先导压力)之间的关系的图。图5的(c)是表示铲斗倾卸时的铲斗阀芯行程和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系的图。图5的(d)是表示铲斗112朝上方转动时的(铲斗收斗时的)铲斗阀芯行程和铲斗用控制阀42的流路的开口面积之间的关系的图。图5的(e)是表示铲斗收斗时的铲斗阀芯行程和高压侧先导压力(铲斗收斗先导压力)之间的关系的图。图5的(f)是表示铲斗收斗时的铲斗阀芯行程和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系的图。

(B-2-1)铲斗倾卸时

铲斗倾卸时，随着铲斗阀芯行程增加，连接P’端口和T’端口的流路的开口面积如图5的(a)的P’-T’线图所示那样减小。另外，连接P端口和A端口的流路的开口面积如图5的(a)的P-A线图所示那样，在铲斗阀芯行程到达S1之前为零，超过S1时开始增加，到达S3时达到最大。连接T端口和B端口的流路的开口面积如图5的(a)的T-B线图所示那样，在铲斗阀芯行程到达S1之前为零，超过S1时开始增加，在小于S3的行程处达到最大。另外，铲斗阀芯行程如图5的(b)所示那样，与铲斗倾卸先导压力大致成比例关系。

控制器10以使得如图5的(c)所示那样，在铲斗阀芯行程达到S1之前，流量控制阀43的流路的开口面积最大的方式，控制输向比例电磁阀44的输出信号。即，控制器10以使得在连接P端口和A端口的流路及连接T端口和B端口的流路开始打开之前，不限制流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油的流量的方式，控制输向比例电磁阀44的输出信号。这样，由于铲斗缸115未被驱动时，向斗杆缸114供给的压力油不受流量控制阀43限制，因此防止了斗杆缸114的驱动受到不必要的限制。

控制器10以使得铲斗阀芯行程超过S1时，随着铲斗阀芯行程增加，流量控制阀43的流路的开口面积逐渐减小的方式，控制输向比例电磁阀44的输出信号。另外，控制器10在使斗杆111朝上方转动时(起重斗杆上升时)和朝下方转动时(起重斗杆下降时)如下这样改变铲斗阀芯行程和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系。

即，控制器10使流量控制阀43的流路的开口面积相对于铲斗阀芯行程增加量的减少量在起重斗杆下降时比在起重斗杆上升时大。具体而言，控制器10以使得在起重斗杆下降时，铲斗倾卸先导压力和比例电磁阀44的比例电磁阀输出压呈图4的L3所示的对应关系，在起重斗杆上升时，铲斗倾卸先导压力和比例电磁阀44的比例电磁阀输出压呈图4的L1所示的对应关系的方式，控制输向比例电磁阀44的输出信号。结果，与起重斗杆上升时相比，在起重斗杆下降时，即使铲斗阀芯行程小，流量控制阀43的流路也会受到很大限制，在例如图5的(c)的S4处，流量控制阀43切断流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油。

另外，当起重斗杆上升时，在铲斗阀芯行程到达连接P端口和A端口的流路的开口面积达到最大的行程S3时，流量控制阀43切断流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油。换言之，，以使得当起重斗杆上升时，流量控制阀43在铲斗阀芯行程到达行程S3时切断流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油。

之所以在起重斗杆上升时和在起重斗杆下降时这样改变铲斗阀芯行程和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系，其理由如下。在起重斗杆下降时，如上所述，会发生受到斗杆111的自重的影响而难以向铲斗缸115供给压力油，铲斗112难以转动的不良情况，为了防止这种不良情况，需要用流量控制阀43积极地限制向斗杆缸114供给的压力油。与此相对，在起重斗杆上升时，不存在受到斗杆111的自重的影响而难以向铲斗缸115供给压力油的情况，但为了像所谓的串联液压回路的情况那样优先使铲斗112转动，需要用流量控制阀43限制向斗杆缸114供给的压力油。因此，如图4所示，对于比例电磁阀输出压相对于高压侧先导压力的变化而言，L3要比L1陡。

另外，在起重斗杆上升时，仅在斗杆111位于比角度调节开关57***作者操作而设定的角度位置高的位置时，进行上述的流量控制阀43的流量控制。

(B-2-2)铲斗收斗时

铲斗收斗时，随着铲斗阀芯行程增加，连接P’端口和T’端口的流路的开口面积如图5的(d)的P’-T’线图所示那样减小。另外，连接P端口和B端口的流路的开口面积如图5的(d)的P-B线图所示那样，在铲斗阀芯行程到达S1之前为零，超过S1时开始增加，在到达小于S3的S2时达到最大。连接T端口和A端口的流路的开口面积如图5的(d)的T-A线图所示那样，在铲斗阀芯行程到达S1之前为零，超过S1时开始增加，在S3处达到最大。另外，铲斗阀芯行程如图5的(e)所示那样，与作为铲斗收斗时的先导压力的铲斗收斗先导压力大致成比例关系。

控制器10以使得如图5的(f)所示那样，在铲斗阀芯行程达到S 1之前，流量控制阀43的流路的开口面积最大的方式，控制输向比例电磁阀44的输出信号。即，控制器10以使得在连接P端口和B端口的流路及连接T端口和A端口的流路开始打开之前，不限制流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油的流量的方式，控制输向比例电磁阀44的输出信号。这样，与铲斗倾卸时一样，在铲斗缸115未被驱动时，向斗杆缸114供给的压力油不受流量控制阀43限制，从而防止了斗杆缸114的驱动受到不必要的限制。

控制器10以使得铲斗阀芯行程超过S1时，随着铲斗阀芯行程增加，流量控制阀43的流路的开口面积逐渐减小的方式，控制输向比例电磁阀44的输出信号。另外，控制器10在起重斗杆上升时和在起重斗杆下降时如下这样改变铲斗阀芯行程和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系。

即，控制器10使流量控制阀43的流路的开口面积相对于铲斗阀芯行程增加量的减少量在起重斗杆下降时斗杆在起重斗杆上升时大。具体而言，控制器10以使得在起重斗杆下降时，铲斗收斗先导压力和比例电磁阀44的比例电磁阀输出压呈图4的L3所示的对应关系，在起重斗杆上升时，铲斗收斗先导压力和比例电磁阀44的比例电磁阀输出压呈图4的L2所示的对应关系的方式，控制输向比例电磁阀44的输出信号。结果，与起重斗杆上升时相比，在起重斗杆下降时，即使铲斗阀芯行程小，流量控制阀43的流路也会受到很大限制，在例如图5的(f)的S4处，流量控制阀43切断流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油。

另外，在起重斗杆上升时，在铲斗阀芯行程到达连接P端口和B端口的流路的开口面积达到最大的行程S2时，流量控制阀43切断流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油。换言之，预先确定了图4的L2所示的对应关系，以使得当起重斗杆上升时，流量控制阀43在铲斗阀芯行程到达行程S2时切断流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油。

这样，基于与对铲斗倾卸时说明的理由相同的理由，在铲斗收斗时，也是在起重斗杆上升时和在起重斗杆下降时改变铲斗阀芯行程和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系。另外，与铲斗倾卸时一样，在铲斗收斗时，也是仅在起重斗杆上升时、斗杆111处于比由角度调节开关57设定的角度位置高的位置的情况下，进行上述的流量控制阀43的流量控制。

流程图

图6是表示本实施方式中的向比例电磁阀44输出控制信号的处理的动作的流程图。轮式装载机100的未图示的点火开关接通时，进行图6所示处理的程序启动，并由控制器10反复执行。在步骤S1，读取各传感器的检测值、角度调整开关57的设定角度后进入步骤S3。在步骤S3，基于在步骤S1读取的检测值等，如上述那样判断是否为挖掘状态。

当步骤S3判断为否定时，即判断为非挖掘状态时，进入步骤S5，基于在步骤S 1读取的各传感器51～54的检测值，判断是否在进行复合操作。当步骤S5判断为肯定时，进入步骤S7，基于在步骤S1读取的各传感器51、52的检测值，判断是否为起重斗杆上升时。当步骤S7判断为肯定时，进入步骤S9，基于在步骤S1读取的角度调节开关57的设定角度和斗杆角度传感器56的检测角度，判断斗杆111的角度是否为设定角度以上。当步骤S9判断为肯定时，进入步骤S11，基于在步骤S1读取的各传感器53、54的检测值，判断是在使铲斗112倾卸，还是在使铲斗112收斗。

当在步骤S11判断为在使铲斗112倾卸时，进入步骤S13，以使得高压侧先导压力和比例电磁阀44的比例电磁阀输出压呈图4的L1所示对应关系的方式向比例电磁阀44输出控制信号，然后返回。

当在步骤S11判断为在使铲斗112收斗时，进入步骤S15，以使得高压侧先导压力和比例电磁阀44的比例电磁阀输出压呈图4的L2所示对应关系的方式向比例电磁阀44输出控制信号，然后返回。

当步骤S7判断为否定时，进入步骤S17，以使得高压侧先导压力和比例电磁阀44的比例电磁阀输出压呈图4的L3所示对应关系的方式向比例电磁阀44输出控制信号，然后返回。

当步骤S3判断为肯定、步骤S5判断为否定或者步骤S9判断为否定时，进入步骤S19，以对比例电磁阀44的电磁线圈进行消磁的方式输出控制信号，然后返回。

在具有上述的液压控制装置的工程车辆中，发挥如下作用效果。

(1)相对于来自主泵6的压力油的流动并列配设斗杆用控制阀41和铲斗用控制阀42，在斗杆用控制阀41的上游配设了流量控制阀43。并且，当判断为进行同时驱动斗杆缸114和铲斗缸115的复合操作时，用流量控制阀43限制从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油。由此，即使是能进行复合操作的并联液压回路，也能防止发生复合操作时铲斗112的转动速度降低导致的不良情况。因此，既提高了并联液压回路化的复合操作时的操作性，又防止了并联液压回路化导致的不良情况，能够实现作业效率高的液压控制装置和工程车辆。

(2)如图5的(a)～5(f)所示，流量控制阀43根据铲斗阀芯行程和铲斗用控制阀42的流路的开口面积之间的关系，即，根据铲斗用控制阀42的流量控制特性，限制从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油。由此，能够使压力油供给受到限制的斗杆缸114动作顺畅，即，使斗杆111的动作顺畅，从而能够防止斗杆111的操作性恶化。

(3)在铲斗阀芯行程超过S1之后，流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油的流量才逐渐开始受到限制。由此，在铲斗缸115未被驱动时，向斗杆缸114供给的压力油不受流量控制阀43限制，因此，能够防止主泵6的排出压力意外成为高压而在安全阀45处释放。

(4)当铲斗倾卸时，在连接P端口和A端口的流路的开口面积达到最大时，流量控制阀43切断流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油；当铲斗收斗时，在连接P端口和B端口的流路的开口面积达到最大时，流量控制阀43切断流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油。由此，能够可靠地提高铲斗112的开度速度，防止铲斗112的开度速度下降导致的不良情况。

(5)在起重斗杆上升时和起重斗杆下降时，都用流量控制阀43限制从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油。由此，能够防止起重斗杆上升时无法将物料向远处放出的不良情况、起重斗杆下降时铲斗112的复位恶化的不良情况。

(6)在起重斗杆上升时和在起重斗杆下降时改变铲斗阀芯行程和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系。由此，根据作业状态，适宜地进行斗杆缸114的驱动制限，因此，能够抑制作业时操作者有不协调感。

(7)当起重斗杆上升时，仅在斗杆111处于比角度调节开关57***作者操作而设定的角度位置高的位置的情况下，进行上述的流量控制阀43的流量控制。由此，即使装载要挖掘的砂土等的高度位置、放土的倾卸高度位置因作业现场不同而不同，操作者也能够适宜地改变上述流量控制阀43的流量控制的开始时机，因此便利性高。

变形例

(1)在上述说明中，流量控制阀43根据铲斗用控制阀42的流量控制特性适宜地限制从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油，但本发明并不限定于此。例如也可以构造成，与铲斗用控制阀42的流量控制特性无关，在铲斗阀芯行程达到规定的行程之前，不限制流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油的流量，在铲斗阀芯行程达到规定的行程的时刻，切断流向斗杆用控制阀41的P端口的压力油。另外，在该情况下，通过构造成从切断开始到切断完成需要规定时间(例如几秒钟)，能够防止斗杆111的转动突然停止。

(2)在上述说明中，在铲斗阀芯行程到达规定的行程(S2或S3)时，流量控制阀43不切断从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油，但本发明并不限定于此。例如也可以构造成，即使铲斗阀芯行程到达规定的行程(S2或S3)，流量控制阀43也不完全切断从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油，而容许某种程度的压力油流过。

(3)在上述说明中，在起重斗杆上升时和在起重斗杆下降时改变铲斗阀芯行程和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系，但是，在起重斗杆上升时和在起重斗杆下降时改变铲斗阀芯行程和流量控制阀43的流路的开口面积之间的关系并非是必须的。

(4)在上述说明中，在起重斗杆上升时和起重斗杆下降时都用流量控制阀43限制从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油，但本发明并不限定于此。例如即使构造成至少仅在起重斗杆上升时和起重斗杆下降时任一过程中，用流量控制阀43限制从主泵6流向斗杆用控制阀41的压力油，在该过程中也能发挥与上述作用效果相同的作用效果。

(5)上述说明中的判断轮式装载机100是否在进行挖掘作业的判断基准只是一个例子，并不限定于上述条件。例如可以只要满足上述条件中的至少任一条件即判断为轮式装载机100在进行挖掘作业，也可以根据其他条件判断轮式装载机100是否在进行挖掘作业。

(6)上述各实施方式和变形例可以分别组合。

另外，本发明丝毫不限定于上述实施方式的内容，其包括以具有如下部件为特征的各种结构的工程车辆的液压控制装置：即，包括：供给压力油的液压泵、利用从液压泵供给的压力油驱动安装于工程车辆上的斗杆摆动的斗杆驱动用执行机构、利用从液压泵供给的压力油驱动安装于斗杆的前端的铲斗摆动的铲斗驱动用执行机构、通过控制从液压泵向斗杆驱动用执行机构供给的压力油而控制斗杆驱动用执行机构的驱动的斗杆驱动用压力油控制阀、通过控制从液压泵向铲斗驱动用执行机构供给的压力油而控制铲斗驱动用执行机构的驱动的铲斗驱动用压力油控制阀、控制斗杆驱动用压力油控制阀的斗杆操作部件、控制铲斗驱动用压力油控制阀的铲斗操作部件、检测斗杆驱动用执行机构和铲斗驱动用执行机构的操作状态的操作状态检测部件以及在由操作状态检测部件检测到斗杆驱动用执行机构和铲斗驱动用执行机构复合操作时限制向斗杆驱动用执行机构供给的压力油的流量控制阀。

在上述内容中说明了各种实施方式和变形例，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技術思想范围内能想到的其他方式也包含在本发明的范围内。

在此，援引下述作为优先权基础的申请文件所公开的内容。

日本特许出愿2010年第107255号(2010年5月7日申请)

Claims (8)

1.一种工程车辆的液压控制装置，其包括：

液压泵，其用于供给压力油，

斗杆驱动用执行机构，其利用从所述液压泵供给的压力油驱动安装于工程车辆上的斗杆摆动，

铲斗驱动用执行机构，其利用从所述液压泵供给的压力油驱动安装于所述斗杆的前端的铲斗摆动，

斗杆驱动用压力油控制阀，其控制从所述液压泵向所述斗杆驱动用执行机构供给的压力油而控制所述斗杆驱动用执行机构的驱动，

铲斗驱动用压力油控制阀，其控制从所述液压泵向所述铲斗驱动用执行机构供给的压力油而控制所述铲斗驱动用执行机构的驱动，

斗杆操作部，其控制所述斗杆驱动用压力油控制阀，

铲斗操作部，其控制所述铲斗驱动用压力油控制阀，

操作状态检测部，其检测所述斗杆驱动用执行机构和所述铲斗驱动用执行机构的操作状态，

流量控制阀，其在由所述操作状态检测部检测到所述斗杆驱动用执行机构和所述铲斗驱动用执行机构被复合操作时，限制向所述斗杆驱动用执行机构供给的压力油。

2.根据权利要求1所述的工程车辆的液压控制装置，

所述流量控制阀根据所述铲斗驱动用压力油控制阀的压力油的控制特性，控制向所述斗杆驱动用执行机构供给的压力油。

3.根据权利要求1或2所述的工程车辆的液压控制装置，

该液压控制装置还包括规定由所述液压泵供给的压力油的最高压力的主安全阀，

在所述铲斗驱动用压力油控制阀切断流向所述铲斗驱动用执行机构的压力油期间，所述流量控制阀以不从所述主安全阀向油箱侧引导压力油的方式，控制向所述斗杆驱动用执行机构供给的压力油。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的工程车辆的液压控制装置，

所述流量控制阀在所述铲斗驱动用压力油控制阀被控制成向所述铲斗驱动用执行机构供给的压力油的流量达到最大时，切断向所述斗杆驱动用执行机构供给的压力油。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的工程车辆的液压控制装置，

在由所述操作状态检测部检测到所述铲斗驱动用执行机构的操作和所述斗杆驱动用执行机构的使所述斗杆下降的方向的操作时，以及检测到所述铲斗驱动用执行机构的操作和所述斗杆驱动用执行机构的使所述斗杆上升的方向的操作时，所述流量控制阀限制从所述液压泵排出的压力油向所述斗杆驱动用执行机构流入的流入量。

6.根据权利要求5所述的工程车辆的液压控制装置，

所述流量控制阀在所述斗杆驱动用执行机构被朝下降方向操作时和朝上升方向操作时改变从所述液压泵排出并向所述斗杆驱动用执行机构流入的压力油的流量特性。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的工程车辆的液压控制装置，

该液压控制装置还包括检测所述斗杆的角度的角度检测部以及设定所述斗杆的任意的角度的角度设定部，

当由所述操作状态检测部检测到所述铲斗驱动用执行机构的操作以及所述斗杆驱动用执行机构的使所述斗杆上升的方向的操作时，所述流量控制阀在由所述角度检测部检测出的所述斗杆的角度达到由所述角度设定部设定的角度之后，开始限制从所述液压泵供给的压力油向所述斗杆驱动用执行机构流入的流入量。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的工程车辆的液压控制装置，

所述流量控制阀仅在由所述操作状态检测部检测到所述铲斗驱动用执行机构的操作以及所述斗杆驱动用执行机构的使所述斗杆下降的方向的操作时，限制从所述液压泵供给的压力油向所述斗杆驱动用执行机构流入的流入量。

Images