JP5485007B2 - 作業車両の油圧制御装置 - Google Patents
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Description
(2) 請求項2の発明は、請求項1に記載の作業車両の油圧制御装置において、流量制御弁は、バケット駆動用圧油制御弁の圧油の制御特性に応じてアーム駆動用アクチュエータに供給される圧油を制御することを特徴とする。
(3) 請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の作業車両の油圧制御装置において、油圧ポンプで供給される圧油の最高圧力を規定するメインリリーフ弁をさらに備え、流量制御弁は、バケット駆動用圧油制御弁がバケット駆動用アクチュエータへの圧油を遮断している間は、メインリリーフ弁から圧油がタンク側へ導かれないようにアーム駆動用アクチュエータに供給される圧油を制御することを特徴とする。
(4) 請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業車両の油圧制御装置において、流量制御弁は、操作状態検出手段によってバケット駆動用アクチュエータの操作とアームの下げ方向へのアーム駆動用アクチュエータの操作とが検出されたとき、および、バケット駆動用アクチュエータの操作と、アームの上げ方向へのアーム駆動用アクチュエータの操作とが検出されたときに、油圧ポンプから吐出される圧油のアーム駆動用アクチュエータへの流入量を制限することを特徴とする。
(5) 請求項5の発明は、請求項4に記載の作業車両の油圧制御装置において、流量制御弁は、アーム駆動用アクチュエータが下げ方向へ操作されたときと、上げ方向へ操作されたときとで、油圧ポンプから吐出されてアーム駆動用アクチュエータへ流入する圧油の流量特性を変更することを特徴とする。
(6) 請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の作業車両の油圧制御装置において、アームの任意の角度を設定する角度設定手段をさらに備え、流量制御弁は、操作状態検出手段によりバケット駆動用アクチュエータの操作とアームの上げ方向のアーム駆動用アクチュエータの操作とが検出されると、角度検出手段で検出したアームの角度が角度設定手段で設定された角度に達した後に油圧ポンプから供給される圧油のアーム駆動用アクチュエータへの流入量の制限を開始することを特徴とする。
(7) 請求項7の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業車両の油圧制御装置において、流量制御弁は、操作状態検出手段によりバケット駆動用アクチュエータの操作とアームを下げる方向のアーム駆動用アクチュエータの操作とが検出されたときのみ、油圧ポンプから供給される圧油のアーム駆動用アクチュエータへの流入量を制限することを特徴とする。
(1) 圧力センサ55で検出されるメインポンプ6の吐出圧力が所定の圧力を超えている。すなわち、メインポンプ6の負荷が高負荷である場合。
(2) アーム角度センサ56で検出されるアーム111の角度が所定の角度以下である。すなわち、アーム111の位置が低い場合。
(3) トルコン入力軸回転数センサ13、およびトルコン出力軸回転数センサ14で検出したトルコンの入力軸の回転数Niと出力軸の回転数Ntとに基づいてトルコン速度比eを算出し、算出したトルコン速度比eが所定値以下である。すなわち、ホイールローダ100の車速が低いがエンジン1の回転数が高く、走行負荷が大きい場合。
コントローラ10は、ホイールローダ100で掘削作業を行っていると判断した場合には、比例電磁弁44のソレノイドを消磁する。これにより、比例電磁弁44が比例電磁弁出力圧をゼロとするので、流量制御弁43の流路の開口面積が最大となる。したがって、掘削作業時には、アーム用コントロールバルブ41のPポートへ流れる圧油の流量が流量制御弁43で制限されず、不図示の操作レバーの操作に応じてアームシリンダ114が駆動される。
コントローラ10は、ホイールローダ100が非掘削状態であると判断した場合には、各パイロット圧力センサ51〜54で検出した各パイロット圧力に基づいて、アーム上げパイロット圧力センサ51またはアーム下げパイロット圧力センサ52の検出圧力が所定の圧力以上であり、かつ、バケットチルトパイロット圧力センサ53またはバケットダンプパイロット圧力センサ54の検出圧力が所定の圧力以上であるときに複合操作が行われたと判断する。コントローラ10は、複合操作が行われたか否かによって、流量制御弁43を(すなわち比例電磁弁44の比例電磁弁出力圧を)以下のように制御する。
コントローラ10は、上記により複合操作が行われていないと判断した場合には、比例電磁弁44のソレノイドを消磁する。これにより、比例電磁弁44が比例電磁弁出力圧をゼロとするので、流量制御弁43の流路の開口面積が最大となる。したがって、複合操作が行われていない場合には、アーム用コントロールバルブ41のPポートへ流れる圧油の流量が流量制御弁43で制限されず、不図示の操作レバーの操作に応じてアームシリンダ114が駆動される。
コントローラ10は、上記により複合操作が行われていると判断した場合には、バケット112を操作する不図示の操作レバーの操作量が多くなるほど、アーム用コントロールバルブ41のPポートへ流れる圧油の流量が少なくなるように流量制御弁43を制御する。すなわち、コントローラ10は、バケット112を操作する不図示の操作レバーの操作量が多くなるほどバケット112がアーム111に優先して駆動されるように、比例電磁弁44への出力信号を制御することで比例電磁弁44の比例電磁弁出力圧を制御する。
バケットダンプ時、バケットスプールストロークが増えるにつれて、P’ポートとT’ポートとを接続する流路の開口面積は、図5(a)のP’−T’線図で示すように減少する。また、PポートとAポートとを接続する流路の開口面積は、図5(a)のP−A線図で示すように、バケットスプールストロークがS1になるまではゼロであり、S1を超えると増え始め、S3に至ると最大となる。TポートとBポートとを接続する流路の開口面積は、図5(a)のT−B線図で示すように、バケットスプールストロークがS1になるまではゼロであり、S1を超えると増え始め、S3よりも小さいストロークで最大となる。なお、バケットスプールストロークは、図5(b)に示すように、バケットダンプパイロット圧力と略比例関係にある。
バケットチルト時、バケットスプールストロークが増えるにつれて、P’ポートとT’ポートとを接続する流路の開口面積は、図5(d)のP’−T’線図で示すように減少する。また、PポートとBポートとを接続する流路の開口面積は、図5(d)のP−B線図で示すように、バケットスプールストロークがS1になるまではゼロであり、S1を超えると増え始め、S3よりも少ないS2に至ると最大となる。TポートとAポートとを接続する流路の開口面積は、図5(d)のT−A線図で示すように、バケットスプールストロークがS1になるまではゼロであり、S1を超えると増え始め、S3で最大となる。なお、バケットスプールストロークは、図5(e)に示すように、バケットチルト時のパイロット圧力であるバケットチルトパイロット圧力と略比例関係にある。
図6は、本実施の形態における、比例電磁弁44への制御信号の出力処理の動作を示したフローチャートである。ホイールローダ100の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図6に示す処理を行うプログラムが起動され、コントローラ10で繰り返し実行される。ステップS1において、各センサの検出値や角度調整スイッチ57の設定角度を読み込んでステップS3へ進む。ステップS3において、ステップS1で読み込んだ検出値等に基づいて、上述したように掘削状態であるか否かを判断する。
(1) メインポンプ6からの圧油の流れに対してアーム用コントロールバルブ41とバケット用コントロールバルブ42とを並列に配設し、アーム用コントロールバルブ41の上流に流量制御弁43を配設した。そして、アームシリンダ114とバケットシリンダ115を同時に駆動する複合操作が行われたと判断されると、メインポンプ6からアーム用コントロールバルブ41へ流れる圧油を流量制御弁43で規制するように構成した。これにより、複合操作が可能なパラレル油圧回路であっても、複合操作時のバケット112の回動速度が低下することによる不具合の発生を防止できる。したがって、パラレル油圧回路化による複合操作時の操作性の向上と、パラレル油圧回路化による不具合の発生防止とを両立して、作業効率の高い油圧制御装置および作業車両を実現できる。
(1) 上述の説明では、バケット用コントロールバルブ42の流量制御特性に応じて、流量制御弁43がメインポンプ6からアーム用コントロールバルブ41へ流れる圧油を適宜制限するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、バケット用コントロールバルブ42の流量制御特性に関わらず、バケットスプールストロークが所定のスロークに達するまではアーム用コントロールバルブ41のPポートへ流れる圧油の流量を制限せず、バケットスプールストロークが所定のスロークに達した時点でアーム用コントロールバルブ41のPポートへ流れる圧油を遮断するように構成してもよい。また、この場合に、遮断開始から遮断完了までに所定時間(たとえば数秒)要するように構成することで、アーム111の回動が急激に停止することを防止できる。
(6) 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
13 トルコン入力軸回転数センサ 14 トルコン出力軸回転数センサ
41 アーム用コントロールバルブ 42 バケット用コントロールバルブ
43 流量制御弁 44 比例電磁弁
51 アーム上げパイロット圧力センサ 52 アーム下げパイロット圧力センサ
53 バケットチルトパイロット圧力センサ
54 バケットダンプパイロット圧力センサ
55 圧力センサ 56 アーム角度センサ
57 角度調整スイッチ 100 ホイールローダ
111 リフトアーム(アーム) 112 バケット
114 アームシリンダ 115 バケットシリンダ
Claims (7)
- 圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される圧油によって作業車両に取り付けられたアームを揺動駆動するアーム駆動用アクチュエータと、
前記油圧ポンプから供給される圧油によって前記アームの先端に取り付けられたバケットを揺動駆動するバケット駆動用アクチュエータと、
前記油圧ポンプから前記アーム駆動用アクチュエータに供給される圧油を制御して前記アーム駆動用アクチュエータの駆動を制御するアーム駆動用圧油制御弁と、
前記油圧ポンプから前記バケット駆動用アクチュエータに供給される圧油を制御して前記バケット駆動用アクチュエータの駆動を制御するバケット駆動用圧油制御弁と、
前記アームの角度を検出する角度検出手段と、
前記アーム駆動用圧油制御弁を制御するアーム操作手段と、
前記バケット駆動用圧油制御弁を制御するバケット操作手段と、
前記アーム駆動用アクチュエータおよび前記バケット駆動用アクチュエータの操作状態を検出する操作状態検出手段と、
前記操作状態検出手段で前記アーム駆動用アクチュエータと前記バケット駆動用アクチュエータとが複合的に操作されたことを検出すると、前記アーム駆動用アクチュエータに供給される圧油を制限する流量制御弁とを備え、
前記流量制御弁は、前記操作状態検出手段により前記バケット駆動用アクチュエータの操作と前記アームの上げ方向の前記アーム駆動用アクチュエータの操作とが検出されると、前記角度検出手段で検出した前記アームの角度が予め設定された角度に達した後に、前記油圧ポンプから供給される圧油の前記アーム駆動用アクチュエータへの流入量の制限を開始し、前記バケット駆動用圧油制御弁が前記バケット駆動用アクチュエータへ供給される圧油の流量が最大となるように制御されるときには、前記アーム駆動用アクチュエータに供給される圧油を遮断するように制御されることを特徴とする作業車両の油圧制御装置。 - 請求項1に記載の作業車両の油圧制御装置において、
前記流量制御弁は、前記バケット駆動用圧油制御弁の圧油の制御特性に応じて前記アーム駆動用アクチュエータに供給される圧油を制御することを特徴とする作業車両の油圧制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の作業車両の油圧制御装置において、
前記油圧ポンプで供給される圧油の最高圧力を規定するメインリリーフ弁をさらに備え、
前記流量制御弁は、前記バケット駆動用圧油制御弁が前記バケット駆動用アクチュエータへの圧油を遮断している間は、前記メインリリーフ弁から圧油がタンク側へ導かれないように前記アーム駆動用アクチュエータに供給される圧油を制御することを特徴とする作業車両の油圧制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業車両の油圧制御装置において、
前記流量制御弁は、前記操作状態検出手段によって前記バケット駆動用アクチュエータの操作と前記アームの下げ方向への前記アーム駆動用アクチュエータの操作とが検出されたとき、および、前記バケット駆動用アクチュエータの操作と、前記アームの上げ方向への前記アーム駆動用アクチュエータの操作とが検出されたときに、前記油圧ポンプから吐出される圧油の前記アーム駆動用アクチュエータへの流入量を制限することを特徴とする作業車両の油圧制御装置。 - 請求項4に記載の作業車両の油圧制御装置において、
前記流量制御弁は、前記アーム駆動用アクチュエータが下げ方向へ操作されたときと、上げ方向へ操作されたときとで、前記油圧ポンプから吐出されて前記アーム駆動用アクチュエータへ流入する圧油の流量特性を変更することを特徴とする作業車両の油圧制御装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の作業車両の油圧制御装置において、
前記アームの任意の角度を設定する角度設定手段をさらに備え、
前記流量制御弁は、前記操作状態検出手段により前記バケット駆動用アクチュエータの操作と前記アームの上げ方向の前記アーム駆動用アクチュエータの操作とが検出されると、前記角度検出手段で検出した前記アームの角度が前記角度設定手段で設定された角度に達した後に前記油圧ポンプから供給される圧油の前記アーム駆動用アクチュエータへの流入量の制限を開始することを特徴とする作業車両の油圧制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業車両の油圧制御装置において、
前記流量制御弁は、前記操作状態検出手段により前記バケット駆動用アクチュエータの操作と前記アームを下げる方向の前記アーム駆動用アクチュエータの操作とが検出されたときのみ、前記油圧ポンプから供給される圧油の前記アーム駆動用アクチュエータへの流入量を制限することを特徴とする作業車両の油圧制御装置。
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