CN104944324A - 工业车辆 - Google Patents

Abstract

提供了一种工业车辆。液压机构安装在叉车上。液压机构具有控制阀和压力补偿回路，用于对液压机构内的压力进行补偿。压力补偿回路具有减压阀和卸荷阀，用于将压力补偿回路内的压力释放至排出油道。当被指示执行货物装卸操作时，将卸荷阀切换至打开状态，从而致动减压阀，以使得避免回路内的压力迅速增加。进一步，将卸荷阀切换至打开状态，从而将液压机构内的压力释放至排出油道，以使得限制由倾斜缸和提升缸进行的货物装卸操作。

Description

工业车辆

技术领域

本发明涉及配备有液压致动装置的工业车辆。

背景技术

作为这种类型的工业车辆，已知的是叉车。叉车包括：发动机；由发动机驱动的液压泵；以及由从液压泵排出的液压油进行致动的液压致动装置。叉车具有用于使叉部向上或向下移动的液压缸和用于使桅杆倾斜的液压缸。当液压泵被发动机驱动时，发动机扭矩可能随着液压泵的负载的增加而变得不足，这可能引起发动机熄火。为了解决这个问题，日本公开专利公报第2012-62137号提出了一种用于防止发动机熄火的发生的配置。

然而，利用日本公开专利公报第2012-62137号的配置，虽然可以防止发动机熄火的发生，但是有必要的是增加用于对液压回路进行卸荷以限制液压致动装置的操作的结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业车辆，其能够在防止发动机熄火发生的同时于必要时执行卸荷。

为了解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种工业车辆，其包括：发动机；液压泵，其由所述发动机驱动；液压致动装置，其由液压压力致动；连接油道，其连接所述液压泵和所述液压致动装置；供给油道，要提供至所述液压致动装置的液压油穿过所述供给油道；排出油道，要排出至油箱的液压油穿过所述排出油道；卸荷阀，其连接所述供给油道和所述排出油道；减压阀，其连接至所述供给油道并且由穿过所述供给油道的所述液压油的压力进行致动；定时器回路单元，其连接至所述供给油道并且当已经经过一定时间段时打开所述供给油道；以及控制单元，其将所述卸荷阀的状态控制在打开状态与关闭状态之间。当在所述液压致动装置的操作被允许的状态下向所述发动机施加负载时，所述控制单元将所述卸荷阀的状态切换至打开状态，以及当所述液压致动装置的操作受到限制时，所述控制单元将所述卸荷阀的状态切换至打开状态。

附图说明

图1为示出叉车的整体配置的示意图；

图2为说明具有卸荷阀的压力补偿回路的液压回路图；

图3为说明压力补偿回路的液压回路图；

图4为说明压力补偿回路的液压回路图；

图5为示出当货物装卸操作启动时压力和发动机速度改变的时序图；

图6为示出当货物装卸操作受到限制时压力改变的时序图；以及

图7为说明另一示例中的压力补偿回路的液压回路图。

具体实施方式

下面将根据图1至图6来描述其中本发明的工业车辆被实施为叉车的一种实施方式。

如图1所示，叉车10包括车体和安装在车体上的货物装卸装置11。货物装卸装置11包括多级桅杆14。多级桅杆14由一对左右桅杆(外桅杆12和内桅杆13)构造而成。液压倾斜缸15作为液压致动装置联接至外桅杆12。液压提升缸16作为液压致动装置联接至内桅杆13。当向倾斜缸15提供液压油或从倾斜缸15排出液压油时，桅杆14沿车体的纵向方向倾斜。当向提升缸16提供液压油或从提升缸16排出液压油时，内桅杆13沿车体的竖直方向移动。叉部18作为货物装卸工具经由提升支架17附接至内桅杆13。当对提升缸16进行致动并且使内桅杆13沿外桅杆12向上或向下移动时，叉部18与提升支架17一起向上或向下移动。

在叉车10的车体上，安装有发动机19、由发动机19驱动的液压泵20以及液压机构21。发动机19是用于叉车10的行进操作和货物装卸操作的驱动源。从液压泵20喷射的液压油被提供至液压机构21。液压机构21控制向缸15和缸16提供液压油以及从缸15和缸16排出液压油。油道23连接至液压泵20以将从油箱22泵出的液压油提供至液压机构21。油道23连接至液压泵20的排出口。要排出至油箱22的液压油穿过的排出油道24连接至液压机构21。

在叉车10的车体上，安装有发动机控制装置26以及作为控制单元的车辆控制装置25。发动机控制装置26电连接至车辆控制装置25。倾斜传感器28(其检测倾斜操作构件27的操作状态)和提升传感器30(其检测提升操作构件29的操作状态)电连接至车辆控制装置25。倾斜操作构件27是用于给出对倾斜缸15进行操作的指令的构件，而提升操作构件29是用于给出对提升缸16进行操作的指令的构件。进一步，油门传感器32(其检测油门开度)和操作员检测传感器33(其检测是否存在操作员)电连接至车辆控制装置25。当操作员给出使叉车10加速的指令时，对油门操作构件31进行操作。倾斜操作构件27、提升操作构件29和油门操作构件31被置于叉车10的操作室中。操作员检测传感器33被置于操作员的座位处。车辆控制装置25基于操作员检测传感器33的检测结果来检测操作员是否存在于正确的操作位置处。当操作员未存在于正确的操作位置处时，车辆控制装置25限制叉车10的货物装卸操作和行进操作。

进一步，车辆控制装置25通过向发动机控制装置26输出发动机19的速度指令来控制发动机速度。发动机控制装置26基于输入至发动机控制装置26的速度指令来控制发动机19。发动机控制装置26将由速度传感器34检测的发动机19的实际速度输出至车辆控制装置25。因为液压泵20由发动机19驱动，所以当操作员踩油门操作构件31并且对倾斜操作构件27和提升操作构件29进行操作时，倾斜缸15和提升缸16被致动。

液压机构21具有用于控制液压油的供给和排出的控制回路36和用于对液压机构21内的压力进行补偿的压力补偿回路37。控制回路36具有控制阀39和41。控制阀39经由油道38连接至倾斜缸15的储油室。控制阀41经由油道40连接至提升缸16的储油室。控制阀39和41分别连接至油道23和排出油道24。油道23、38和40构成连接液压泵20、倾斜缸15和提升缸16的连接油道。

倾斜操作构件27机械耦合至控制阀39。因此，当倾斜操作构件27被操作时，控制阀39的状态在打开状态与关闭状态之间进行切换。提升操作构件29机械耦合至控制阀41。因此，当提升操作构件29被操作时，控制阀41的状态在打开状态与关闭状态之间进行切换。

液压油从液压泵20排出，并且通过油道23流入控制阀39和控制阀41。液压油分别通过油道38和40被提供至缸15和缸16的储油室。例如，当倾斜操作构件27被操作时，液压油从液压泵20排出，并且通过与控制阀39相连接的油道38被提供至倾斜缸15的储油室。液压油从缸15和16的储油室排出，并且通过排出油道24排至油箱22。

接着，将参照图2至图4来描述压力补偿回路37。

如图2所示，压力补偿回路37具有第二供给油道46以及连接至倾斜缸15和提升缸16的第一供给油道45。第一供给油道45将缸15和16的感测压力引入压力补偿回路37。通过这种方式，第一供给油道45成为下述供给油道：正在向液压致动装置提供的液压油穿过该供给油道。进一步，第一供给油道45连接至排出油道24。

第二供给油道46在包括油道23的连接油道上的分支点P1处分支。因为第二供给油道46连接至油道23，所以第二供给油道46成为下述供给油道：正在向液压致动装置提供的液压油穿过该供给油道。进一步，第二供给油道46连接至位于第一供给油道45的中间的连接点P2。

在第一供给油道45上，将与缸15和16相连接的一侧定义为上游侧，以及将与排出油道24相连接的一侧定义为下游侧。止回阀47、减压阀48、过滤器49和卸荷阀50以从上游侧朝向下游侧的顺序连接至第一供给油道45。在减压阀48处设置预定操作压力。卸荷阀50是电磁阀，并且在打开状态与关闭状态之间进行切换。卸荷阀50的螺线管的ON/OFF状态由车辆控制装置25来控制。

图2示出了当卸荷阀50被置于关闭状态时的压力补偿回路37。在这种状态下，排出油道24不与第一供给油道45相连接。图3示出了当卸荷阀50被置于打开状态时的压力补偿回路37。在这种状态下，排出油道24连接至第一供给油道45。通过这种方式，卸荷阀50是用于将作为供给油道的第一供给油道45连接至排出油道24的阀门。

在第一供给油道45上设置有分支油道51。分支油道51从第一供给油道45分支并且连接至第一供给油道45。分支油道51连接至减压阀48与止回阀47之间的连接点P3以及减压阀48与过滤器49之间的连接点P4。分支油道51可以使液压油从减压阀48转向离开。开关阀52连接至分支油道51。开关阀52通过弹簧弹力进行操作。开关阀52通过使开关阀52的状态在打开状态与关闭状态之间进行切换来打开或关闭分支油道51。

在开关阀52与第二供给油道46的连接点P5之间连接有油道53。止回阀54连接至油道53。止回阀54允许液压油从第二供给油道46朝向开关阀52流动。进一步，从油道53分支以使液压油从止回阀54转向离开的油道55连接至油道53。孔56连接至油道55。如图2所示，当卸荷阀50被置于关闭状态时，通过经由第一供给油道45、第二供给油道46和油道53(止回阀54)接收对抗弹簧弹力的压力而使开关阀52被置于关闭状态。换言之，当卸荷阀50被置于关闭状态时，第二供给油道46的压力通过止回阀54被施加于开关阀52。另一方面，如图3和图4所示，当卸荷阀50被置于打开状态时，上述通过第一供给油道45、第二供给油道46和油道53(止回阀54)施加的压力降低，并且开关阀52被置于打开状态。如图4所示，当开关阀52被置于打开状态时，上述施加于开关阀52的压力经由油道55的孔56、通过第二供给油道46释放至第一供给油道45。进一步，在第二供给油道46上的分支点P1与连接点P5之间连接有降压阀57和孔58。

下面，将参照图2至图6来描述上述液压机构21的操作。

如图2所示，在压力补偿回路37中，当施加负载时，因为卸荷阀50被置于关闭状态，所以油道23的压力未被释放至排出油道24。因此，从液压泵20排出的液压油通过控制阀39和控制阀41流入倾斜缸15和提升缸16。即，图2示出了压力补偿回路37在正常的货物装卸操作期间的状态。在这种情况下，通过经由第一供给油道45、第二供给油道46和油道53(止回阀54)接收压力而使开关阀52被置于关闭状态。

叉车10有时会在以下状态下执行货物装卸操作：施加负载的同时液压机构21内的压力降低，例如当油门操作构件31未被操作并且发动机19的速度被限制至怠速状态的速度。在这样的情况下，当激活液压致动装置时，液压泵20的负载迅速增加，这可能会导致发动机19的扭矩不足并且可能引起发动机熄火。因此，车辆控制装置25控制发动机19以避免发动机在发生负载的迅速波动的状态下熄火。

货物装卸操作包括倾斜缸15的操作和提升缸16的操作。这样的货物装卸操作成为向发动机19施加负载的负载操作。进一步，当基于操作员检测传感器33的检测结果检测到操作员存在于正确的操作位置处时，车辆控制装置25允许货物装卸操作。这种状态是指允许倾斜缸15的操作和提升缸16的操作的状态。

如图3所示，当被指示执行向发动机19施加负载的负载操作时，车辆控制装置25将卸荷阀50的状态切换至打开状态。通过这种方式，压力补偿回路37内的压力被释放至排出油道24。此时，液压油从液压泵20排出并且流过油道23。同时，油道23的压力随着压力补偿回路37的压力降低而降低。进一步，通过控制阀39和41向倾斜缸15或提升缸16的液压油供给增加了第一供给油道45的压力。进一步，无论货物装卸操作如何，对压力进行补偿以使得油道23的压力略高于第一供给油道45的压力。

在压力补偿回路37中，当第一供给油道45的压力达到减压阀48的操作压力时，打开减压阀48。通过这种方式，第一供给油道45的压力通过卸荷阀50释放至排出油道24，以使得第一供给油道45的压力不会增加到高于减压阀48的操作压力。进一步，油道23的压力还保持在比第一供给油道45的压力略高的压力处。此时，对抗弹簧弹力的压力被施加于开关阀52。因此，开关阀52保持关闭状态。

另一方面，当车辆控制装置25将卸荷阀50的状态切换至打开状态时，车辆控制装置25将卸荷阀50的打开状态保持预定时间段(例如数百ms)。当自从控制卸荷阀50被控制成置于打开状态开始已经经过预定时间段时，车辆控制装置25将卸荷阀50的状态切换至关闭状态。如图2所示，结果是，压力补偿回路37被置于下述状态：第一供给油道45的压力未被释放至排出油道24。因此，压力补偿回路37无法将压力释放到回路之外。相应地，回路内的压力增加超过减压阀48的操作压力。进一步，第一供给油道45的压力和第二供给油道46的压力也增加。结果是，对倾斜缸15和提升缸16进行致动所需的压力通过油道23被提供至控制阀39和控制阀41，这允许倾斜缸15和提升缸16根据倾斜操作构件27和提升操作构件29的操作进行致动。

图5示出了由上述控制引起的压力和发动机速度的改变。图5中的实线指示压力，以及图5中的点划线指示发动机速度。

当被指示执行货物装卸操作时，驱动液压泵20并且液压机构21的压力增加，同时发动机速度从速度X开始(怠速状态的速度)降低。因此，如图3所示，当如上所述卸荷阀50被置于打开状态(图5中“ON”)时，压力增加至等同于减压阀48的操作压力的压力Y(图5中时间T1)。然后，压力保持在压力Y处。因此，立刻停止增加液压泵20的负载，以使得避免发动机熄火。进一步，在时间T2处，发动机19可以恢复以增加发动机速度。然后，如图2所示，在时间T3处，当卸荷阀50的状态被切换至关闭状态(图5中“OFF”)时，压力增加超过减压阀48的操作压力。然后，压力达到用于对倾斜缸15和提升缸16进行致动所需的压力Z。

如图5所示，当已经经过预定时间段(其为到时间T3的时间段)时，车辆控制装置25将卸荷阀50的状态切换至关闭状态。作为减压阀48的操作压力的压力Y优选地为可以避免发动机熄火的最大压力，并且可以通过仿真等来进行计算。当压力Y被设置得太高时，如从图5所示的发动机速度的改变清楚看到的，发动机熄火更可能发生。另一方面，当预定时间段被设置得太长或者压力Y被设置得太低时，如从图5清楚看到的，对于压力达到压力Z所需的时间段可能较长。即，如果对于压力达到压力Z所需的时间段变得较长，则存在如下可能：即使被指示执行货物装卸操作，倾斜缸15和提升缸16也可能会在较长时间段内不响应。如图5所示，为了防止发动机熄火的发生，车辆控制装置25打开或关闭压力补偿回路37的卸荷阀50，以分两个阶段来增加回路内的压力。

接着，将参照图2至图4来描述用于限制货物装卸操作的控制过程。

在当如图2所示施加负载时检测到操作员没有位于正确的操作位置处的情况下，车辆控制装置25将卸荷阀50的状态切换至如图3所示的打开状态。通过这种方式，因为减压阀48被致动，所以第一供给油道45的压力通过卸荷阀50释放至排出油道24。因此，第一供给油道45的压力降低。

在卸荷阀50的状态被切换至打开状态的时间点，油道53的压力也被释放至排出油道24。在此，因为附接至开关阀52的油道53的压力被释放，所以开关阀52的状态通过弹簧弹力而从关闭状态切换至打开状态。对于切换状态所需的时间段由孔56的半径确定。如图4所示，当开关阀52的状态被切换至打开状态时，第一供给油道45的压力通过开关阀52被释放至排出油道24。同时，油道23的压力略高于第一供给油道45的压力。因此，当第一供给油道45的压力被释放至排出油道24时，油道23的压力降低了。结果是，施加于倾斜缸15和提升缸16的压力降低了。相应地，当操作员没有位于正确的操作位置处时，即使操作员给出用于货物装卸操作的指令，倾斜缸15和提升缸16的操作也会受到限制，并且倾斜缸15和提升缸16不被致动。在此，用于当已经经过一定时间段时打开第一供给油道45的定时器回路单元由开关阀52、止回阀54和孔56构造而成。

图6示出了由用于限制货物装卸操作的控制引起的压力变化。如图6所示，当在时间T4处检测到操作员没有位于正确的操作位置时，车辆控制装置25将卸荷阀50的状态切换至打开状态。通过这种方式，施加于缸15和缸16的压力通过经由压力补偿回路37释放至排出油道24而从压力Z逐渐降低。当压力达到压力Y并且开关阀52的状态被切换至打开状态时,施加于缸15和16的压力进一步降低并且在时间T5处变成零。通过这种方式，即使由于一些原因给出用于货物装卸操作的指令，货物装卸操作也会受到限制并且因而不被执行。

因此，根据本实施方式可以获得以下效果。

(1)当被指示执行向发动机19施加负载的货物装卸操作时，因为卸荷阀50的状态被切换至打开状态，所以可以抑制压力的迅速增加，以使得可以防止发动机熄火的发生。进一步，因为卸荷阀50的状态被切换至打开状态，所以液压回路内的压力降低，以使得可以限制缸15和16的操作。因此，可以在防止发动机熄火发生的同时在必要时执行卸荷。

(2)当检测到操作员没有位于正确的操作位置处时，车辆控制装置25将卸荷阀50的状态切换至打开状态以降低液压回路内的压力，以使得可以防止由于一些原因而发生错误操作。

(3)通过使用以机械方式打开或关闭油道的开关阀52，可以简化液压回路的结构，以使得可以防止成本的增加。

(4)车辆控制装置25可以用分段方式增加施加于缸15和16的压力，以使得可以通过将卸荷阀50的状态切换至打开状态来防止发动机熄火的发生，并且然后通过将卸荷阀50的状态切换至关闭状态来对缸15和16进行致动。

上述实施方式可以进行如下修改。

虽然在本实施方式中通过向发动机19施加负载的货物装卸操作的指令来将卸荷阀50的状态切换至打开状态，但是还存在以下情况：在除了给出货物装卸操作的指令的情况以外的情况下向发动机19施加负载，在该情况下发动机转速可能会降低。因此，当检测到发动机速度降低时，可以判断负载被施加到发动机19。在这种情况下，卸荷阀50的状态可以基于检测到发动机速度降低而被切换至打开状态。

如图7所示，定时器回路单元可以由电磁阀59构成。当货物装卸操作受到限制时，在自从卸荷阀50的状态被切换至打开状态开始已经经过预定时间段之后，车辆控制装置25可以将电磁阀59的状态切换至打开状态，并且将第一供给油道45的压力释放至排出油道24。

叉车10可以进一步具有用于使附加装置作为液压致动装置来操作的液压缸。

叉车10可以进一步包括用于使动力转向机构作为液压致动装置来操作的液压缸。

还可以使用电磁阀作为控制阀39和41，并且通过车辆控制装置25来控制电磁阀的打开和关闭。

工业车辆可以是具有液压致动装置的除了叉车10以外的车辆，例如铲式装载机。

Claims (4)

1.一种工业车辆，其特征在于：

发动机；

液压泵，其由所述发动机驱动；

液压致动装置，其由液压油致动；

连接油道，其连接所述液压泵和所述液压致动装置；

供给油道，要提供至所述液压致动装置的液压油穿过所述供给油道；

排出油道，要排出至油箱的液压油穿过所述排出油道；

卸荷阀，其连接所述供给油道和所述排出油道；

减压阀，其连接至所述供给油道并且由穿过所述供给油道的液压油的压力进行致动；

定时器回路单元，其连接至所述供给油道并且当已经经过一定时间段时打开所述供给油道；以及

控制单元，其将所述卸荷阀的状态控制在打开状态与关闭状态之间，

其中，当在所述液压致动装置的操作被允许的状态下向所述发动机施加负载时，所述控制单元将所述卸荷阀的状态切换至打开状态，以及当所述液压致动装置的操作受到限制时，所述控制单元将所述卸荷阀的状态切换至打开状态。

2.根据权利要求1所述的工业车辆，其特征在于，所述供给油道包括与所述液压致动装置相连接的第一供给油道和从所述连接油道分支的第二供给油道，

所述减压阀连接至所述第一供给油道，以及

所述定时器回路单元包括：

开关阀，其连接至分支油道并且打开或关闭所述分支油道，所述分支油道从所述第一供给油道分支；

止回阀，其连接至所述第二供给油道，并且当所述卸荷阀被置于关闭状态时，所述止回阀将所述第二供给油道的压力施加于所述开关阀；以及

孔，其连接至所述第二供给油道，并且当所述卸荷阀被置于打开状态时，所述孔将施加于所述开关阀的压力通过所述第二供给油道释放至所述第一供给油道。

3.根据权利要求1或2所述的工业车辆，其特征在于，在当向所述发动机施加负载时所述卸荷阀的状态被切换至打开状态的情况下，在自从所述卸荷阀的状态被切换至所述打开状态开始已经经过预定时间段之后，所述控制单元将所述卸荷阀的状态切换至关闭状态。

4.根据权利要求1或2所述的工业车辆，其特征在于，当被指示执行负载操作时，所述控制单元通过将所述卸荷阀的状态切换至打开状态来将要提供至所述液压致动装置的液压油的压力增加至第一压力，并且在已经经过预定时间之后，所述控制单元通过将所述卸荷阀的状态切换至关闭状态来将要提供至所述液压致动装置的液压油的压力增加至第二压力，其中所述第一压力等同于所述减压阀的操作压力，所述第二压力是对所述液压致动装置进行致动所需的压力。