CN105848989B - 液压驱动系统 - Google Patents

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Abstract

液压驱动系统(1)是具有入口节流补偿器(37)和旁路节流补偿器(42)的液压驱动系统,还具有多个传感器(64~68)、控制器(62)和出口压切换阀(61)。控制器(62)基于来自传感器(64~68)的输出来判断所检测的轮式装载机(2)的状态是否满足预先确定的转向限制条件。并且,当控制器(62)判断成满足转向限制条件时,向出口压切换阀(61)输出指令信号。出口压切换阀(61)基于指令信号使向转向液压缸(18L、18R)流动的工作油的流量相较于与转向装置(35)的手柄操作量相应的流量而减少。

Description

液压驱动系统
技术领域
本发明涉及转向执行机构及作业机执行机构与液压泵并联地连接、且相对于作业机执行机构而优先地驱动转向执行机构的液压驱动系统。
背景技术
轮式装载机等作业车辆具有铲斗等作业机,通过使铲斗液压缸和/或斗杆液压缸等作业机执行机构伸缩而能够移动作业机。作业车辆构成为能够行驶,通过驱动转向液压缸(转向执行机构)来切换行进方向。这些执行机构通过工作油而驱动,在作业车辆中,为了驱动这些执行机构而具有液压驱动装置。作为液压驱动装置,例如具有专利文献1所记载的液压控制装置。
在专利文献1的液压控制装置中,转向执行机构及作业机执行机构与液压泵分别并联地连接,按每个执行机构设置对向各执行机构流动的流量进行控制的转向用控制阀和作业机用控制阀。另外,在将液压泵和转向用控制阀相连的入口节流通路上,夹设有入口节流补偿器,在将液压泵和作业机用控制阀相连的旁路节流通路上,夹设有旁路节流补偿器。入口节流补偿器对转向用控制阀的上游侧与下游侧之间的差压进行补偿,来确保工作油向转向用控制阀的供给流量。另外,旁路节流补偿器通过将转向用控制阀的下游侧的压力用作先导压,来一边确保转向装置所需的工作油流量,一边也向作业机用控制阀供给工作油。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-119358号公报
发明内容
在作业车辆中,要求转向性能的响应性高,通过上述的结构使来自液压泵的工作油优先向转向执行机构流动来提高响应性。但是,当相对于转向手柄的响应性高时,转向控制阀会灵敏地动作,因此在进行高速行驶的情况下,难以进行直线前进行驶的微调整,存在直线前进行驶性变差的倾向。当像这样将实际作业时的转向手柄的响应性直接适用于高速行驶时的转向手柄的响应性时,存在直线前进行驶性变差的倾向。相反地在工作油的油温低的状态下,工作油的粘度会增加,因此转向手柄的响应性降低。在这样的状态下,即使在高速行驶时也降低相对于转向手柄的响应性,这一情况是不希望的。
因此本发明的目的在于提供一种能够根据车辆的状态来改变转向执行机构相对于转向装置的操作量的响应性的液压驱动系统。
本发明的液压驱动系统具有:液压泵,其将用于切换车辆的行进方向的转向执行机构和用于使作业机动作的作业机执行机构并联地连接;转向装置,其用于操作上述转向执行机构;转向用控制阀,其具有根据上述转向装置的操作而移动的滑阀,通过使上述滑阀移动来调整上述滑阀的开度,从而使与上述转向装置的操作量相应流量的工作油从上述液压泵向上述转向执行机构流动;执行机构用控制阀,其对从上述液压泵向上述作业机执行机构流动的工作油的流量进行控制;入口节流补偿器,其夹设在将上述液压泵和上述转向用控制阀相连的入口节流通路上并调整上述入口节流通路的开度,当对上述转向装置进行操作而上述转向用控制阀的滑阀的开度增大时,增大上述入口节流通路的开度;旁路节流补偿器,其夹设在将上述液压泵和上述执行机构用控制阀相连的旁路节流通路上并调整上述旁路节流通路的开度,根据向上述转向执行机构流动的工作油的压力上升来减小上述旁路节流通路的开度;车辆状态检测装置,其用于检测上述车辆的状态;控制装置,其基于来自上述车辆状态检测装置的输出来判断所检测的上述车辆的状态是否满足预先确定的转向限制条件,当判断成满足上述转向限制条件时输出流量限制指令;和流量调整机构,其在输入来自上述控制装置的上述流量限制指令后,使向上述转向执行机构流动的工作油的流量相较于与上述转向装置的操作量相应的流量而减少。
根据本发明,当控制装置判断成车辆的状态满足转向限制条件时,能够减少向转向执行机构流动的工作油相对于转向装置的操作量的流量。由此,能够根据车辆的状态来使转向执行机构相对于转向装置的操作量的响应性降低。
在上述发明中,也可以是,上述流量调整机构通过使在上述转向用控制阀中流动的流量减少来使向上述转向执行机构流动的工作油的流量减少。
根据上述结构,能够基本上不对转向装置的操作感觉造成影响地使向转向执行机构流动的工作油的流量减少。
在上述发明中,也可以是,上述入口节流补偿器根据输入到其中的上述转向用控制阀的入口压与出口压之间的差压来调节上述入口节流通路的开度,当对上述转向装置进行操作而上述出口压上升时,增大上述入口节流通路的开度,上述流量调整机构包含压力调整阀,该压力调整阀在输入上述流量限制指令时,减小输入到上述入口节流补偿器中的上述出口压。
根据上述结构,能够通过压力调整阀来使向上述转向执行机构流动的工作油的流量相较于与上述转向装置的操作量相应的流量而减少。
在上述发明中,也可以是,上述旁路节流补偿器根据输入到其中的上述转向用控制阀的出口压与上述旁路节流补偿器的入口压之间的差压来调节上述旁路节流通路的开度,并在作为向上述转向执行机构流动的工作油的压力的上述出口压降低时增大上述旁路节流通路的开度,上述流量调整机构包含压力调整阀,该压力调整阀在输入上述流量限制指令时,减小输入到上述旁路节流补偿器中的上述出口压。
根据上述结构,能够通过压力调整阀来使向上述转向执行机构流动的工作油的流量相较于与上述转向装置的操作量相应的流量而减少。
在上述发明中,也可以是,上述转向装置将与其操作量相应流量的先导油向上述转向用控制阀输出,上述转向用控制阀使上述滑阀向与来自上述转向装置的先导油的流量相应的位置移动来调整上述滑阀的开度,上述流量调整机构包含流量控制阀,该流量控制阀在输入上述流量限制指令时调整上述先导油的流量。
根据上述结构,能够通过流量控制阀来使向上述转向执行机构流动的工作油的流量相较于与上述转向装置的操作量相应的流量而减少。
在上述发明中,也可以是,上述控制装置基于上述车辆状态检测装置的检测结果来判断是否满足预先确定的流量切换条件,并输出与上述流量切换条件相应的流量切换指令,上述流量调整机构根据输入的上述流量切换指令来改变向上述转向执行机构流动的工作油的流量的减少量。
根据上述结构,能够根据车辆的状态来改变向转向执行机构流动的工作油相对于转向装置的操作量的流量。由此,能够根据车辆的状态来改变转向执行机构相对于转向装置的操作量的响应性。
在上述发明中,也可以是,上述车辆状态检测装置检测车辆的速度,上述流量切换条件包含与上述车辆的速度相关的条件。
根据上述结构,能够根据车辆的速度来改变转向执行机构相对于转向装置的操作量的响应性。例如,通过随着速度增高而减小向转向执行机构流动的工作油相对于转向装置的操作量的流量,而能够降低转向执行机构相对于转向装置的操作量的响应性。由此,能够提高高速行驶时的直线前进稳定性。
在上述发明中,也可以是,上述车辆状态检测装置检测上述工作油的温度,上述流量切换条件包含与上述工作油的温度相关的条件。
根据上述结构,随着工作油的温度增高,工作油的粘性会降低,转向执行机构相对于转向装置的操作量的响应性会发生变动,但是通过根据工作油的温度来减小向转向执行机构流动的工作油相对于转向装置的操作量的流量,而能够抑制因工作油的温度而引起的转向执行机构的响应性的变动。
在上述发明中,也可以是,上述车辆状态检测装置检测上述转向装置的操作速度,上述流量切换条件包含与上述转向装置的操作速度相关的条件。
根据上述结构,能够根据转向装置的操作速度来改变转向执行机构相对于转向装置的操作量的响应性。例如,在要快速地切换车辆的行进方向时,通过提高转向执行机构的响应性而能够快速地切换行进方向。
发明效果
根据本发明,能够根据车辆的状态来改变转向执行机构相对于转向装置的操作量的响应性。
本发明的上述目的、其他目的、特征及优点在参照附图的基础之上从以下的优选的实施方式的详细说明得以明确。
附图说明
图1是表示具有本发明的第1至第3实施方式的液压驱动系统的轮式装载机的俯视图。
图2是表示本发明的第1实施方式的液压驱动系统的液压回路的回路图。
图3是表示图2的液压驱动系统的电气结构的图。
图4是表示图2的液压驱动系统所执行的高速转向控制的顺序的流程图。
图5是表示本发明的第2实施方式的液压驱动系统的液压回路的回路图。
图6是将本发明的第3实施方式的液压驱动系统的液压回路的转向装置附近放大示出的回路图。
图7是表示图6的液压驱动系统的电气结构的图。
图8是表示本发明的第4实施方式的液压驱动系统的电气结构的图。
图9是表示图8的液压驱动系统所执行的高速转向控制的顺序的流程图。
图10是表示本发明的第5实施方式的液压驱动系统的电气结构的图。
图11是表示图10的液压驱动系统所执行的高速转向控制的顺序的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的第1至第3实施方式的液压驱动系统1、1A、1B及具有该液压驱动系统的轮式装载机2。此外,在以下的说明中所使用的方向的概念是从驾驶轮式装载机2的驾驶员观察到的方向。这些方向的概念是为了便于说明而使用的,并不是将发明的结构的朝向等限定于该方向。另外,以下所说明的液压驱动系统1、1A、1B及轮式装载机2只是本发明的一个实施方式。因此,本发明并不限定于实施方式,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行追加、删除、变更。
[轮式装载机]
在建筑工地等中,为了进行各种各样的作业,各种各样的作业车辆供于实际使用,作为这些作业车辆之一而公知有轮式装载机2。轮式装载机2在前端部具有作为作业机的铲斗11,能够使用该铲斗11来铲起砂土及岩石等并运输。此外,作为作业机的一个例子列举了铲斗11,但作业机并不限定于铲斗,也可以是货叉及除雪配件等配件。
这样构成的轮式装载机2在其车辆主体12上具有发动机E(参照图2)及四个车轮13,通过发动机E使车轮13旋转驱动而行驶。该车辆主体12被分成配置在后侧的后底架14和配置在前侧的前底架15,这两个底架14、15以中心销16为轴中心能够向左右方向转动地被连结。另外,在两个底架14、15之间,架设有后述的两个转向液压缸18L、18R(参照图2)。作为转向执行机构的两个转向液压缸18L、18R隔着中心销16而分别配置在左右,通过向两个转向液压缸18L、18R供给工作油来使一方收缩、使另一方伸长,而能够相对于后底架14使前底架15旋转从而改变轮式装载机2的行进方向。
在后底架14的后侧部分上,搭载有发动机E,在其前侧设有驾驶席20。另一方面,在前底架15上以在左右方向上隔开间隔、且能够在上下方向上转动的方式设有用于升降铲斗11的两根动臂21。另外,在两根动臂21上分别设有动臂用液压缸22,通过向动臂用液压缸22供给工作油来使动臂21升降。另外,在前底架15上设有用于使铲斗11在上下方向上倾转(tilt)的倾转用液压缸23,通过向倾转用液压缸23供给工作油来使铲斗11倾转。
这样构成的轮式装载机2通过向转向液压缸18L、18R、动臂用液压缸22及倾转用液压缸23供给工作油,而能够改变车辆主体12的行进方向、使铲斗11升降或倾转。并且,为了向液压缸18L、18R、22、23供给工作油而驱动它们,在轮式装载机2的车辆主体12上具有液压驱动系统1。
[液压驱动系统]
如图2所示,液压驱动系统1具有液压泵30、转向驱动回路31和作业机驱动回路32。液压泵30是所谓可变容量型的液压泵,与发动机E连结。液压泵30通过发动机E被驱动而旋转,且通过旋转来排出高压的工作油。在液压泵30上并联地连接有转向驱动回路31及作业机驱动回路32,来自液压泵30的工作油并行地向转向驱动回路31及作业机驱动回路32流动。
<转向控制回路>
转向驱动回路31具有与液压泵30相连的入口节流通路33,在入口节流通路33中,流动有从液压泵30排出的工作油。在入口节流通路33上设有转向用控制阀34,从液压泵30排出的工作油被导入到转向用控制阀34。
转向用控制阀34与转向液压缸18L、18R连接,被导入到入口节流通路33的工作油经由转向用控制阀34向转向液压缸18L、18R流动。该转向用控制阀34具有主滑阀34a,主滑阀34a通过移动而改变位置来切换向转向液压缸18L、18R流动的工作油的方向。另外,在转向用控制阀34中,根据主滑阀34a的位置来调整主滑阀34a的开度,使与该开度相应流量的工作油向转向液压缸18L、18R流动。
在这样构成的转向用控制阀34中,主滑阀34a与转向装置35相连。转向装置35具有能够进行转动操作的转向手柄(未图示,以下称为“手柄”),根据手柄的转动方向来输出第1先导油及第2先导油。主滑阀34a在抵抗所输出的第1先导油及第2先导油的先导压p1、p2双方的方向上受压,通过受到第1先导压p1而从中立位置M1向第1偏移位置S11移动,通过受到第2先导压p2而从中立位置M1向第2偏移位置S12移动。
当主滑阀34a向第1偏移位置S11移动时,入口节流通路33与右侧的转向液压缸18R的基端侧室18a、及左侧的转向液压缸18L的前端侧室18b相连,油箱36与右侧的转向液压缸18R的前端侧室18c、及左侧的转向液压缸18L的基端侧室18d相连。由此,右侧的转向液压缸18R伸长且左侧的转向液压缸18L收缩,使前底架15相对于后底架14朝向左侧而切换行进方向。
另一方面,当主滑阀34a向第2偏移位置S12移动时,入口节流通路33与右侧的转向液压缸18R的前端侧室18c、及左侧的转向液压缸18L的基端侧室18d相连,油箱36与右侧的转向液压缸18R的基端侧室18a、及左侧的转向液压缸18L的前端侧室18b相连。由此,左侧的转向液压缸18L伸长且右侧的转向液压缸18R收缩,相对于后底架14使前底架15朝向右侧而切换行进方向。
另外,转向装置35输出与手柄的转动速度相应流量的第1先导油及第2先导油,第1先导压p1及第2先导压p2与第1先导油及第2先导油的流量相应地增大。由于第1先导压p1及第2先导压p2增大,所以主滑阀34a的开度增大,并经由转向用控制阀34使分别向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量增大。由此,以与手柄的转动速度相应的速度来使转向液压缸18L、18R伸缩而切换行进方向。另外,为了调整向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量,转向驱动回路31具有入口节流补偿器(meter-in compensator)37。
入口节流补偿器37在入口节流通路33中与转向用控制阀34相比夹设在上游侧,输入转向用控制阀34的入口压p3和转向用控制阀34的出口压p4。转向用控制阀34的出口压p4是根据主滑阀34a的开度而输出的液压,随着主滑阀34a的开度增大而增大。也就是说,转向用控制阀34的出口压p4与向转向执行机构流动的工作油的压力上升相应地增高。入口节流补偿器37在抵抗这样的两个压力p3、p4双方的方向上受压。该入口节流补偿器37是流量控制阀,根据与两个压力p3、p4的差压相应的开度来控制从液压泵30向转向用控制阀34流动的工作油的流量。
另外,在转向驱动回路31上还设有三个溢流阀38~40。第1及第2溢流阀38、39在将转向用控制阀34和转向液压缸18L、18R的各室18a~18d相连的通路的液压成为规定压以上时,将在上述通路中流动的工作油向油箱36排出。作为第3溢流阀的主溢流阀40在转向用控制阀34的出口压p4成为预先确定的设定压以上时,将从转向用控制阀34向入口节流补偿器37流动的先导油向油箱36排出。这三个溢流阀38~40限制向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量,并将工作油的压力保持为设定压,以避免被导入到转向液压缸18L、18R的工作油的压力成为规定压以上。
<作业机驱动回路>
作业机驱动回路32具有旁路节流通路41,旁路节流通路41的上游侧在入口节流通路33中与入口节流补偿器37的上游侧连接。由此,从液压泵30排出的工作油同时被导入到入口节流通路33和旁路节流通路41。另外,在旁路节流通路41上,在其中途从上游侧依次夹设有倾转用控制阀43、动臂用控制阀44及节流阀45,节流阀45的下游侧与油箱36连接。
作为执行机构用控制阀的倾转用控制阀43与倾转用液压缸23连接,将旁路节流通路41中的工作油的流向切换至倾转用液压缸23,来驱动倾转用液压缸23。具体地说明,倾转用控制阀43具有倾转用滑阀43a,通过对设在驾驶席20内的倾转杆24进行操作而使倾转用滑阀43a从中立位置M2移动来改变其位置。并且,倾转用控制阀43通过改变倾转用滑阀43a的位置,来切换工作油流动的方向。
进一步详细地说明,当对倾转杆24进行操作而使倾转用滑阀43a从中立位置M2向第1偏移位置S21移动时,工作油被导入到倾转用液压缸23的前端侧室23a,倾转用液压缸23收缩,从而使铲斗11向下倾转。相反地,当对倾转杆24进行操作而使倾转用滑阀43a从中立位置M2向第2偏移位置S22移动时,工作油被导入到倾转用液压缸23的基端侧室23b,倾转用液压缸23伸长,从而使铲斗11向上倾转。另外,当使倾转用滑阀43a返回到中立位置M2时,旁路节流通路41与倾转用液压缸23之间被截断。
这样构成的倾转用控制阀43是中立全开型的方向切换阀,在倾转用滑阀43a位于中立位置M2时倾转用控制阀43打开(即旁路节流通路41打开),其开度成为最大。并且,通过使倾转用滑阀43a从中立位置M2向第1及第2偏移位置S21、S22移动,倾转用控制阀43的开度(即旁路节流通路41的开度)与倾转用滑阀43a的移动量相应地减小。因此,向旁路节流通路41的倾转用控制阀43的下游侧流动的工作油的量随着倾转杆24的操作量增大而减少,并通过使倾转杆24向原来的位置返回而增加。在这样开闭的旁路节流通路41上,与倾转用控制阀43相比在下游侧夹设有动臂用控制阀44。
作为执行机构用控制阀的动臂用控制阀44与动臂用液压缸22连接,将旁路节流通路41的工作油的流向切换至动臂用液压缸22,来驱动动臂用液压缸22。具体地说明,动臂用控制阀44具有动臂用滑阀44a,通过对设在驾驶席20内的升降杆25进行操作而使动臂用滑阀44a从中立位置M3移动来改变其位置。并且,动臂用滑阀44a通过改变动臂用滑阀44a的位置来切换工作油流动的方向。
进一步详细地说明,当对升降杆25进行操作来使动臂用滑阀44a从中立位置向第1偏移位置S31移动时,工作油被导入到动臂用液压缸22的前端侧室22a,动臂用液压缸22收缩,从而使铲斗11下降。相反地,当对升降杆25进行操作来使动臂用滑阀44a从中立位置向第2偏移位置S32移动时,工作油被导入到动臂用液压缸22的基端侧室22b,动臂用液压缸22伸长,从而使铲斗11上升。
另外,在动臂用控制阀44中,通过进一步对升降杆25进行操作,而能够使动臂用滑阀44a从第1偏移位置S31移动到第3偏移位置S33。在该第3偏移位置S33上,动臂用液压缸22的前端侧室22a及基端侧室22b与油箱36相连,动臂用液压缸22的保持力消失,铲斗11因自重而下降。
这样构成的动臂用控制阀44是中立全开型的方向切换阀,在动臂用滑阀44a位于中立位置M3时旁路节流通路41打开,其开度成为最大。并且,当动臂用滑阀44a从中立位置M3向第1及第2偏移位置S31、S32移动时,旁路节流通路41的开度与动臂用滑阀44a的移动量相应地减小。因此,向旁路节流通路41的动臂用控制阀44的下游侧流动的工作油的量随着升降杆25的操作量增大而减少,并通过使升降杆25向原来的位置返回而增加。在这样开闭的旁路节流通路41上,与动臂用控制阀44相比在下游侧夹设有节流阀45。
节流阀45在旁路节流通路41中,位于动臂用控制阀44与油箱36之间,从倾转用控制阀43及动臂用控制阀44通过的工作油经由节流阀45被排出到油箱36。因此,在节流阀45的上游侧,产生与从倾转用控制阀43及动臂用控制阀44通过并被导入到节流阀45的工作油的流量相应的压力。在节流阀45与动臂用控制阀44之间,连接有负控制(negativecontrol)通路46,在节流阀45的上游侧产生的压力经由该负控制通路46而作为倾转指令信号被导入到液压泵30的伺服机构47。
液压泵30如上所述是可变容量型的液压泵,具有斜盘30a。液压泵30通过使斜盘30a倾斜来改变容量,伺服机构47根据倾转指令信号来控制液压泵30的斜盘30a的倾转角。具体地说明,伺服机构47在倾转指令信号的压力增高时,减小斜盘30a的倾转角,从而减小液压泵30的容量。由此,液压泵30的排出量减少。另一方面,伺服机构47在倾转指令信号的压力降低时,增大斜盘30a的倾转角,从而增大液压泵30的容量。由此,液压泵30的排出量增加。
像这样在作业机驱动回路32中,根据向节流阀45流动的流量来控制液压泵30的排出量,即通过负控制来控制液压泵30的排出量。另外,在作业机驱动回路32中,为了调整从液压泵30排出并向转向驱动回路31流动的工作油的流量,即为了控制从液压泵30向旁路节流通路41释放的工作油的流量,而具有旁路节流补偿器42。
旁路节流补偿器42在旁路节流通路41中设在倾转用控制阀43的上游侧。旁路节流补偿器42将旁路节流补偿器42的入口压p5和转向用控制阀34的出口压p4作为先导压输入,在抵抗出口压p4和输入压p5双方的方向上受压。旁路节流补偿器42是具有滑阀42a的流量控制阀,使滑阀42a移动到和出口压p4与输入压p5之间的差压相应的位置。另外,根据与滑阀42a的位置相应的开度来控制释放到旁路节流补偿器42的下游侧的工作油的流量。
在转向驱动回路31与作业机驱动回路32之间,形成有第1旁通通路48,通过该旁通通路48而将转向用控制阀34的出口压p4导入到旁路节流补偿器42。在该第1旁通通路48上夹设有电磁切换阀49,电磁切换阀49与第2旁通通路50相连。电磁切换阀49经由第2旁通通路50而与旁路节流通路41的比旁路节流补偿器42靠上游侧的位置连接。电磁切换阀49与操作按钮51电连接,当对该操作按钮51进行操作时,将输入到旁路节流补偿器42的先导压从转向用控制阀34的出口压p4切换为旁路节流补偿器42的入口压p5。因此,当对操作按钮51进行操作时,输入到旁路节流补偿器42的两个先导压的差压为零,旁路节流补偿器42的滑阀42a被弹簧42b向关闭旁路节流通路41的方向弹压,从而强制关闭旁路节流通路41。
在这样构成的作业机驱动回路32中,具有多个溢流阀52~55。第一个溢流阀52在旁路节流通路41中与节流阀45并联地设置,当节流阀45的上游侧成为规定压以上时,将在其中流动的工作油经由溢流阀52向油箱36排出。另外,溢流阀53~55也分别连接于倾转用控制阀43与倾转用液压缸23的前端侧室23a之间、倾转用控制阀43与倾转用液压缸23的基端侧室23b之间、及动臂用控制阀44与动臂用液压缸22的前端侧室22a之间的通路,这三个溢流阀53~55在上述各通路的液压在各个通路中成为确定的压力以上时,将工作油向油箱36排出。
而且,在作业机驱动回路32中,具有主溢流阀56。主溢流阀56与旁路节流补偿器42并联地设置,在液压泵30的排出压成为预先确定的规定压以上时将来自液压泵30的工作油向油箱36排出。通过该主溢流阀56,能够将从液压泵30向作业机驱动回路32流动的工作油的压力保持为小于规定压。
[关于液压驱动系统的动作]
在这样构成的液压驱动系统1中,通过发动机E旋转驱动液压泵30来从液压泵30排出工作油,工作油并行地向转向驱动回路31及作业机驱动回路32流动。在没有对转向装置35的手柄进行操作的状况下,通过转向用控制阀34而使入口节流通路33与转向液压缸18L、18R之间被关闭,转向用控制阀34的出口压p4减小。由此,入口节流补偿器37以关闭入口节流通路33的方式动作,从而限制向转向用控制阀34流动的工作油。
另一方面,在作业机驱动回路32中,在没有对操作按钮51进行操作的情况下,转向用控制阀34的出口压p4减小,由此旁路节流补偿器42的滑阀42a向打开旁路节流通路41的方向移动,而使工作油向旁路节流通路41的滑阀42a的下游侧流动。在这样的状况下,当对倾转杆24或升降杆25进行操作时,与被操作的杆相对应的控制阀43、44的滑阀43a、44a从中立位置M2、M3移动,将工作油导入到相应的液压缸23、22。由此,与被操作的杆相应地使铲斗11升降或倾转。另外,滑阀43a、44a从中立位置M2、M3移动,由此旁路节流通路41的开度减小而向节流阀45流动的流量减少。由此,倾转指令信号的压力减小,伺服机构47基于该倾转指令信号增大液压泵30的斜盘30a的倾转角从而使液压泵30的排出量增加。相反地,当不对倾转杆24或升降杆25进行操作而滑阀43a、44a返回到中立位置M2、M3时,向节流阀45流动的流量增加。由此,倾转指令信号的压力增大,伺服机构47基于该倾转指令信号减小液压泵30的斜盘30a的倾转角从而使液压泵30的排出量减少。
另外,当对转向装置35的手柄进行操作时,转向用控制阀34的主滑阀34a与手柄的操作量相应地从中立位置M1移动。由此,转向用控制阀34的出口压p4增大,入口节流补偿器37向打开入口节流通路33的方向动作。由此,来自液压泵30的工作油经由转向用控制阀34被导入到转向液压缸18L、18R,转向液压缸18L、18R因动作油而伸缩,而将轮式装载机2的行进方向切替为与上述手柄的转动方向相应的方向。
另一方面,在作业机驱动回路32中,在没有对操作按钮51进行操作的情况下,转向用控制阀34的出口压p4增大,由此旁路节流补偿器42的滑阀42a向关闭旁路节流通路41的方向移动,从而限制向旁路节流通路41的旁路节流补偿器42的下游侧流动的工作油的流量。通过进行限制,而能够抑制从入口节流通路33向旁路节流通路41释放的工作油的流量,即能够使工作油优先向转向驱动回路31流动。由此,能够相对于铲斗11而优先使转向液压缸18L、18R动作。
另外,通过限制向旁路节流补偿器42的下游侧流动的工作油的流量,而使向节流阀45的上游侧流动的流量减少,从而使在节流阀45的上游侧产生的压力下降。也就是说,倾转指令信号的压力减小,液压泵30的排出量增加。由此,转向用控制阀34通过使比所需的流量稍多的流量的工作油从泵排出,而稳定地将工作油供给到转向液压缸18L、18R。
然后,入口节流补偿器37的出口压p3随着入口节流补偿器37的开度的增加而持续上升,但转向用控制阀34的出口压p4在其成为设定压以上时,会使主溢流阀40打开,以出口压p4成为设定压以下的方式进行维持。因此,当入口节流补偿器37的出口压p3上升时,入口节流补偿器37不久就向关闭入口节流通路33的方向移动,而限制向转向液压缸18L、18R流动的流量。因此,向转向液压缸18L、18R流动的工作油的最高压被限制为与上述设定压相对应的规定压。另外,由于向入口节流通路33的流量减少,向旁路节流通路41的流量增加,所以旁路节流通路的回路压上升(旁路节流补偿器42的入口压p5上升),而使旁路节流补偿器42的滑阀42a向打开的方向移动,因此释放到旁路节流通路41的工作油的流量增加。由此,从液压泵30向入口节流补偿器37流动的流量被限制为小于规定流量。
而且,在液压驱动系统1中,当对操作按钮51进行操作时,电磁切换阀49动作,而将作用于旁路节流补偿器42的先导压从转向用控制阀34的出口压p4切换为旁路节流补偿器42的入口压p5。由此,旁路节流补偿器42将旁路节流通路41强制关闭。通过将其关闭,来通过伺服机构47使液压泵30的排出量增加,入口节流通路33及旁路节流通路41的液压上升。并且,当旁路节流通路41的液压成为规定压以上时,主溢流阀56打开而将旁路节流通路41的工作油向油箱36排出。通过像这样强制地关闭旁路节流通路41来从主溢流阀56排出工作油,而能够对发动机E施加载荷。此外,当在对操作按钮51进行操作的过程中对转向装置35的手柄进行操作时,与没有对操作按钮51进行操作的情况同样地,入口节流补偿器37动作而打开入口节流通路33,使工作油优先向转向驱动回路31流动。
在这样构成的液压驱动系统1中,当对转向装置35的手柄进行操作时,工作油优先向转向驱动回路31流动,转向液压缸18L、18R与有无铲斗11的动作无关地根据手柄的操作而动作。也就是说,转向液压缸18L、18R相对于手柄的操作的响应性高。存在因该高响应性高而在高速行驶中导致直进性降低的情况。因此,在液压驱动系统1中,为了提高高速行驶中的直线前进性,而具有流量调整单元60。
<流量调整单元>
流量调整单元60判断轮式装载机2的状态是否满足转向限制条件,并进一步在判断成满足转向限制条件时,使向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量相较于与转向装置35的手柄操作量相应的流量而减少。由此,转向液压缸18L、18R使相对于手柄的操作的响应性降低,而使高速行驶中的直线前进性提高。
具体地说明,流量调整单元60具有出口压切换阀61和控制器62。作为流量调整机构的出口压切换阀61与将旁通通路48和入口节流补偿器37相连的先导通路63连接。在先导通路63中,经由旁通通路48而导入有转向用控制阀34的出口压p4,被导入到先导通路63的出口压p4作为先导压而被输入到入口节流补偿器37。另外,先导通路63经由出口压切换阀61而与油箱36连接。
出口压切换阀61是所谓电磁切换阀,根据输入到其中的指令信号(流量限制指令)来将先导通路63与油箱36之间连接或截断。另外,在出口压切换阀61与油箱36之间夹设有节流阀69,从先导通路63经由出口压切换阀61向油箱36流动的先导油的流量被节流阀69限制。出口压切换阀61与控制器62电连接,而从控制器62输入指令信号。
作为控制装置的控制器62判断轮式装载机2的状态是否满足转向限制条件。在转向限制条件中包含轮式装载机2为运转姿势、轮式装载机2为行驶状态、及轮式装载机2为高速状态。此外,在转向限制条件中不需要包含所有的上述三个条件,只要至少包含轮式装载机2为高速状态的条件即可。另外,如图3所示,在控制器62上,为了判断是否满足转向限制条件,而电连接有作为车辆状态检测装置的三个传感器64、65、66,具体地说,连接有高速状态判断用传感器64、姿势判断用传感器65及行驶判断用传感器66。
高速状态判断用传感器64是用于判断轮式装载机2是否在高速行驶的传感器。高速状态判断用传感器64是例如车速传感器,将用于检测轮式装载机2的车速的信号向控制器62输出。控制器62基于来自车速传感器的输出来检测轮式装载机2的速度、即车速,并根据检测出的车速来判断轮式装载机2是否为高速状态。此外,高速状态判断用传感器64也可以是变速级检测传感器、或加速踏板操作量传感器,控制器62也可以基于来自这些传感器的输出来检测变速级或加速踏板操作量,并基于这些检测结果来判断是否为高速状态。
另外,姿势判断用传感器65是用于判断轮式装载机2是否为运转姿势的传感器。姿势判断用传感器65是例如动臂21的角度传感器,将用于检测动臂21的转动角度的信号向控制器62输出。控制器62基于来自该角度传感器的输出信号来检测动臂21的转动,并基于检测出的转动角来判断轮式装载机2是否为运转姿势。此外,姿势判断用传感器65也可以是检测铲斗11的位置的角度传感器,或者检测动臂用液压缸22或倾转用液压缸23的保持压的压力传感器,控制器62也可以基于来自这些传感器的输出来检测动臂21的转动角或保持压,并基于这些检测结果来判断轮式装载机2是否为运转姿势。
行驶判断用传感器66是用于判断轮式装载机2是否为行驶状态的传感器。行驶判断用传感器66包含例如用于分别检测发动机E的转速及变矩器的输出转速的转速传感器。变矩器是用于将发动机E的输出转矩向车轮13传递的动力传递机构。两个传感器将用于检测发动机E的转速及变矩器的输出转速、即变矩器的输入侧和输出侧的转速的信号向控制器62输出。控制器62基于来自传感器的输出信号对变矩器的输入侧和输出侧的转速的速度比进行运算,并基于该速度比来判断轮式装载机2是否为行驶状态。
此外,对于行驶判断用传感器66,也可以代替上述两个转速传感器而包含轮式装载机2上设置的检测驻车制动的解除压或制动压的压力传感器、和前进后退检测传感器,控制器62也可以基于来自这些传感器的检测结果来判断轮式装载机2是否为行驶状态。另外,行驶判断用传感器66也可以是车速传感器,控制器62也可以基于来自传感器的输出信号来判断轮式装载机2是否为行驶状态。另外,在控制器62上,除了上述传感器64~66以外还电连接有油温传感器67及手柄用的角位移传感器68。作为车辆状态检测装置的油温传感器67是用于检测从液压泵30排出的工作油的油温的传感器。油温传感器67例如与油箱36连接,将用于检测上述工作油的油温的信号向控制器62输出。控制器62基于来自油温传感器67的输出信号来检测工作油的油温。作为车辆状态检测装置的手柄用的角位移传感器68设在转向装置35的手柄上,是用于检测手柄的角位移量的传感器。角位移传感器68将用于检测手柄的角位移量的信号向控制器62输出。控制器62基于来自角位移传感器68的输出信号来检测手柄的旋转速度。
这样构成的控制器62基于来自各传感器64~66的信号来判断轮式装载机2的状态是否满足转向限制条件。另外,控制器62基于检测出的油温及手柄旋转速度、和基于高速状态判断用传感器64的输出信号而检测出的轮式装载机2的车速,来判断是否满足后述的转向限制禁止条件。并且,控制器62根据是否满足转向限制条件及转向限制禁止条件来向出口压切换阀61输出指令信号。
<高速转向控制>
以下,一边参照图4一边说明流量调整单元60所执行的高速转向控制。高速转向控制在轮式装载机2的电源接通时开始,并在开始后转移到步骤S101。在步骤S101~S103中,是判断轮式装载机2的状态是否满足转向限制条件的判断处理。此外,判断是否满足条件的顺序并不限定于以下说明的顺序,无论是怎样的顺序均可。
在作为运转姿势判断工序的步骤S101中,控制器62判断轮式装载机2是否为运转姿势。具体地说明,控制器62基于来自姿势判断用传感器65的输出信号来检测动臂21的转动角,并判断该转动角是否在预先确定的阈值的范围内。在转动角为阈值范围外的情况下,控制器62判断成轮式装载机2为正在进行挖掘或装载等的作业姿势,并再次重新判断轮式装载机2是否为运转姿势。在转动角为阈值的范围内的情况下,控制器62判断成轮式装载机2为能够高速运转的运转姿势,转移到步骤S102。
在作为行驶状态判断工序的步骤S102中,是判断轮式装载机2是否为行驶状态的工序,也就是说是控制器62判断轮式装载机2是否正在行驶的工序。具体地说明,控制器62基于来自行驶判断用传感器66的输出信号对变矩器的输入侧和输出侧的转速的速度比进行运算,并判断该速度比是否为预先确定的阈值以上(例如0.4以上)。在速度比为阈值以下的情况下,控制器62判断成轮式装载机2正在进行作业、或轮式装载机2没有行驶,返回到步骤S101。在速度比为阈值以上的情况下,控制器62判断成轮式装载机2正在行驶,转移到步骤S103。
在高速状态判断步骤S103中,是判断轮式装载机2是否在高速行驶的工序。具体地说明,控制器62基于来自高速状态判断用传感器64的输出信号来检测轮式装载机2的车速,并判断该车速是否为预先确定的阈值以上(例如20km/h以上)。在车速为阈值以下的情况下,控制器62判断成轮式装载机2没有高速行驶,返回到步骤S101。在车速为阈值以上的情况下,判断成轮式装载机2正在高速行驶。像这样,在步骤S101到步骤S103中,当满足转向限制条件中所包含的所有条件(即为运转姿势、处于行驶状态以及处于高速状态)时,开始限制处理而转移到步骤S104。
在作为转向限制禁止条件判断工序的步骤S104中,控制器62判断轮式装载机2是否满足转向限制禁止条件。在转向限制禁止条件中包含工作油的油温T为T1(例如20℃)以下、以及手柄旋转速度N为N1(例如60rpm)以上。此外,在转向限制禁止条件中,并不一定需要包含两个条件,只要至少包含一个条件即可。具体地说明判断的顺序,控制器62基于来自油温传感器67及角位移传感器68的输出信号来检测油温T及手柄旋转速度N,并基于这些检测结果来判断是否满足转向限制禁止条件所包含的条件中的至少一个以上条件。当控制器62判断成满足时,不进行转向限制而返回到步骤S101。另一方面,当控制器62判断成不满足时,转移到步骤S105。
在作为出口压切换工序的步骤S105中,控制器62向出口压切换阀61输出指令信号。由此,先导通路63经由出口压切换阀61而与油箱36连接,在先导通路63中流动的先导油的一部分经由节流阀69被排放到油箱36中。由此,转向用控制阀34的出口压p4降低,其与转向用控制阀34的入口压p3之间的差压增大,因此入口节流补偿器37使工作油向转向用控制阀34的供给流量减少。由此,向主滑阀34a流动的流量减少,能够使向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量相较于与转向装置35的手柄操作量相应的流量而减少。由此,转向液压缸18L、18R能够使相对于手柄的操作的响应性降低,从而使高速行驶中的直线前进性提高。当像这样限制入口节流通路33的流量后,接着转移到步骤S106。
在作为限制解除判断工序的步骤S106中,控制器62再次判断轮式装载机2的状态是否满足转向限制条件。当控制器62判断成满足转向限制条件时,返回到步骤S104,当判断成不满足时,转移到步骤S107。在作为限制解除工序的步骤S107中,控制器62停止通向出口压切换阀61的指令信号,而使先导通路63与油箱36之间截断。由此,使与转向装置35的手柄操作量相应的流量向转向液压缸18L、18R流动。当将先导通路63与油箱36之间截断后,返回到步骤S101。
在这样构成的液压驱动系统1中,当轮式装载机2成为高速行驶状态而满足转向限制条件时,能够使转向液压缸18L、18R相对于转向装置35的手柄操作的响应性降低。由此,能够提高高速行驶中的轮式装载机2的直线前进性。
另外,由于针对相对于手柄操作的响应性,根据油温T及手柄旋转速度N来禁止转向限制,所以能够防止因此而引起上述响应性过度降低而使操作性过度降低。具体地说,在油温T低的情况下,由于先导油的粘度高,所以响应性差,因此通过禁止转向限制来防止上述响应性过度降低而使操作性过度降低。即,随着工作油的温度增高,工作油的粘性降低,转向液压缸18L、18R相对于转向装置35的手柄操作的响应性发生变动,但通过根据工作油的温度而相对于转向装置35的手柄操作来减小向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量,而能够抑制因工作油的温度而引起的转向液压缸18L、18R的响应性的变动。另外,在要快速地切换车辆的行进方向的情况下(即在手柄旋转速度N大的情况下),通过禁止转向限制而能够如驾驶员所期望的那样快速地切换行进方向。
[第2实施方式]
第2实施方式的液压驱动系统1A与第1实施方式的液压驱动系统1的结构类似。以下关于第2实施方式的液压驱动系统1A的结构,主要说明与第1实施方式的液压驱动系统1不同的方面,存在对于相同的结构标注相同的附图标记并省略其说明的情况。此外,对于以下说明的第3至第5实施方式的液压驱动系统1B、1C、1D也是同样的。
如图5所示,第2实施方式的液压驱动系统1A具有流量调整单元60A,流量调整单元60A具有出口压切换阀61A和控制器62。出口压切换阀61A是所谓电磁切换阀,将旁通通路48和油箱36连接。出口压切换阀61A根据来自控制器62的指令信号(流量限制指令)将先导通路63与油箱36之间连接或截断。
这样构成的出口压切换阀61A在没有对操作按钮51进行操作的状态下经由旁通通路48而与先导通路63相连。出口压切换阀61A根据指令信号将先导通路63与油箱36之间连接。通过将其连接,而将旁通通路48中流动的先导油经由出口压切换阀61A向油箱36排出。由此,能够使输入到旁路节流补偿器42的先导压p4降低,从而能够使旁路节流补偿器42难以关闭。另外,通过使p4降低而能够使入口节流补偿器37难以打开。通过像这样使入口节流补偿器37难以打开、且使旁路节流补偿器42难以关闭,来使向转向用控制阀34流动的流量减少,从而使向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量减少。由此,能够基本上不对转向装置35的手柄操作感觉造成影响地使向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量减少。
另外,液压驱动系统1A与第1实施方式的液压驱动系统1同样地动作,且起到同样的作用效果。
[第3实施方式]
第3实施方式的液压驱动系统1B的转向装置35与第1及第2实施方式的液压驱动系统同样地构成,具有动力转向单元70。动力转向单元70具有方向控制阀71和计量机构72。方向控制阀71具有滑阀71a,在滑阀71a上连结有手柄74。手柄74构成为能够进行转动操作,当对手柄74进行转动操作时,滑阀71a移动。方向控制阀71经由供给通路75而与入口节流通路33的比入口节流补偿器37靠上游侧的位置相连,另外经由油箱通路76而与油箱36相连。而且,方向控制阀71经由第1先导通路77和第2先导通路78而与转向用控制阀34的主滑阀34a相连,另外也与计量机构72相连。
计量机构72是所谓的泵,具有两个给排口72a、72b。计量机构72经由轴79而与手柄74连结,根据手柄74的转动操作而从一方的吸排口72a(或另一方的吸排口72b)吸引液压油并从另一方的吸排口72b(或一方的吸排口72a)排出先导油。两个吸排口72a、72b分别经由吸排通路72c、72d而与方向控制阀71相连。
与多条通路相连的方向控制阀71根据手柄的转动操作来移动滑阀71a,并根据滑阀71a的位置来切换先导油的流向。具体地说明,当对手柄74进行转动操作时,滑阀71a根据手柄74的旋转方向而从中立位置M4分别向第1偏移位置S41及第2偏移位置S42移动。当滑阀71a移动到第1偏移位置S41时,供给通路75与一方的吸排通路72c相连,另一方的吸排通路72d与第1先导通路77相连。由此,与手柄74的操作量相应流量的第1先导油被导入到第1先导通路77。另外,第2先导通路78通过滑阀71a移动到第1偏移位置S41而与油箱通路76相连。
第1先导通路77和第2先导通路78通过连通路81而相互连通,通过使第2先导通路78与油箱相连,而使在第1先导通路77中流动的第1先导油从连通路81通过并向第2先导通路78流动。在连通路81上夹设有节流阀82,通过使第1先导油从节流阀82通过而在第1先导通路77中产生与在第1先导通路77中流动的流量相应的第1先导压p1。该第1先导压p1作用于主滑阀34a,由此能够使主滑阀34a移动到与手柄74的操作量相应的位置、即第1偏移位置S11。
另外,当滑阀71a移动到第2偏移位置S42时,供给通路75与另一方的吸排通路72d相连,一方的吸排通路72c与第2先导通路78相连。由此,与手柄74的操作量相应流量的第2先导油被导入到第2先导通路78。另外,通过使滑阀71a移动到第2偏移位置S42,而使第1先导通路77与油箱通路76相连,第2先导油从第2先导通路78通过连通路81并向第1先导通路77流动。此时,通过使第2先导油从节流阀82通过,而在第2先导通路78中产生与在第2先导通路78中流动的流量相应的第2先导压p2。该第2先导压p2作用于主滑阀34a,由此能够使主滑阀34a移动到与手柄74的操作量相应的位置、即第2偏移位置S12。在这样构成的转向装置35上设有流量调整单元60B。
流量调整单元60B通过调整分别向第1及第2先导通路77、78流动的第1及第2先导油的流量,来控制主滑阀34a的位置并使向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量相较于与转向装置35的手柄操作量相应的流量而减少。具体地说明流量调整单元60B的结构,流量调整单元60B具有两个开闭切换阀61L、61R、和控制器62B。一方的开闭切换阀61L与第1先导通路77连接,另一方的开闭切换阀61R与第2先导通路78连接。两个开闭切换阀61L、61R是所谓的电磁切换阀,根据输入到其中的指令信号(流量限制指令)来将先导通路77、78和油箱36连接或截断。另外,在两个开闭切换阀61L、61R与油箱36之间,分别夹设有节流阀83、84,将在各先导通路77、78中流动的先导油的流量的一部分经由节流阀83、84向油箱36排出。这样构成的两个开闭切换阀61L、61R与控制器62B电连接,从控制器62B输入指令信号。
如图7所示,控制器62B与第1实施方式的控制器62同样地与传感器64~68电连接,基于来自这些传感器的输出信号来判断轮式装载机2是否满足转向限制条件及转向限制禁止条件。像这样控制器62B向开闭切换阀61L、61R输出指令信号。通过像这样使先导油的流量减少,而能够使向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量相较于与转向装置35的手柄操作量相应的流量而减少,从而能够使转向液压缸18L、18R相对于手柄74的操作量的响应性降低。由此,能够提高高速行驶中的直线前进性。
关于其他,第3实施方式的液压驱动系统1B起到与第1实施方式的液压驱动系统1同样的作用效果。
[第4实施方式]
如图8所示,第4实施方式的液压驱动系统1C具有流量调整装置60C,流量调整装置60C具有流量控制机构61C及控制器62C。流量控制机构61C与先导通路63和油箱36连接。流量控制机构61C根据输入到其中的指令信号来将先导通路63与油箱36之间连接,另外根据输入到其中的流量切换信号来切换从先导通路63向油箱36排出的先导油的流量。
进一步详细地说明,流量控制机构61C具有:电磁切换阀91、方向切换阀92、第1节流阀93和第2节流阀94。电磁切换阀91与先导通路63和方向切换阀92连接,根据输入到其中的指令信号来将先导通路63与方向切换阀92之间连接或截断。方向切换阀92与电磁切换阀91、第1节流阀93和第2节流阀94连接,根据输入到其中的流量切换信号来将电磁切换阀91的连接点与第1节流阀93及第2节流阀94中的某一方连接。第1节流阀93及第2节流阀94与油箱36连接。第1节流阀93及第2节流阀94具有不同的流路截面,第1节流阀93的流路截面设定成比第2节流阀94的流路截面小。另外,电磁切换阀91及方向切换阀92与控制器62C电连接。
控制器62C与高速状态判断用传感器64、姿势判断用传感器65及行驶判断用传感器66电连接,另外,也与油温传感器67及角位移传感器68电连接。控制器62C基于来自各传感器64~66的信号来判断是否满足转向限制条件,另外基于来自各传感器67、68的信号来判断是否满足转向限制禁止条件。并且,控制器62C根据是否满足转向限制条件及转向限制禁止条件来向电磁切换阀91输出指令信号。
另外,控制器62C基于来自高速状态判断用传感器64的输出信号来判断是否满足流量切换条件。流量切换条件是轮式装载机2的车速V为V1(例如30km/h)以上的条件。此外,流量切换条件可以是油温T为T2(>T1)以上、及手柄旋转速度N1为N2(<N1)以下的条件,也可以是只要满足这三个条件(即与车速、油温及手柄旋转速度相关的条件)中的至少一个即可的条件。控制器62C在判断成满足流量切换条件时,向方向切换阀92输出流量切换信号。
<高速转向控制>
在这样构成的液压驱动系统1C中,当轮式装载机2的电源接通时,开始图9所示的高速转向控制而转移到步骤S101。与第1实施方式的液压驱动系统1同样地,在步骤S101~S103中判断是否满足转向限制条件,在判断成充足时转移到步骤S104。在步骤S104中,判断是否满足转向限制禁止条件,并在满足的情况下返回到步骤S101。另一方面,在判断成不满足时,转移到步骤S205。在作为流量切换条件判断工序的步骤S205中,为了根据是否满足流量切换条件来切换向油箱36流动的先导油的流量,控制器62C判断是否满足流量切换条件。当判断成不满足流量切换条件时,转移到步骤S206,当判断成满足流量切换条件时,转移到步骤S207。
在作为第1流量切换工序的步骤S206中,控制器62C向电磁切换阀91输出指令信号,将先导通路63与方向切换阀92之间连接。由此,在先导通路63中流动的先导油的一部分经由方向切换阀92及第1节流阀93被排放到油箱36中。由此,转向液压缸18L、18R能够使相对于手柄的操作的响应性降低,从而使高速行驶中的直线前进性提高。当像这样限制入口节流通路33的流量后,接着转移到步骤S106。此外,关于步骤S106及步骤S107,由于其与第1实施方式的液压驱动系统1所执行的高速转向控制的步骤S106及S107相同,所以省略说明。在以下的说明中也是同样的。
在作为第2流量切换工序的步骤S207中,控制器62C向电磁切换阀91输出指令信号,将先导通路63与方向切换阀92之间连接。而且,控制器62C向方向切换阀92输出流量切换信号,将电磁切换阀91与第2节流阀94连接。由此,在先导通路63中流动的先导油的一部分经由方向切换阀92及第2节流阀94被排放到油箱36中。第2节流阀94由于与第1节流阀93相比流路面积更大,所以将比第1节流阀93多的先导油从先导通路63向油箱36排出,与第1流量切换工序时相比转向用控制阀34的出口压p4进一步降低。由此,转向用控制阀34的入口压与出口压p4之间的差压p3进一步增大,而能够使向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量相较于与转向装置35的手柄操作量相应的流量而进一步减少。由此,转向液压缸18L、18R能够使相对于手柄的操作的响应性进一步降低,从而使高速行驶中的直线前进性进一步提高。当像这样切换入口节流通路33的流量后,接着转移到步骤S106。
这样构成的液压驱动系统1C根据是否满足流量切换条件来调整相对于手柄操作的响应性,因此即使是高速也能够防止在速度较慢时上述响应性过度降低而导致操作性过度降低。另外,通过随着油温T降低而抑制相对于转向装置的操作量的被导入到转向液压缸18L、18R的工作油的流量的减少量,而能够防止响应性过度降低。而且,通过随着手柄旋转速度N增大而抑制相对于转向装置的操作量的被导入到转向液压缸18L、18R的工作油的流量的减少量,而能够满足驾驶员要快速地切换车辆的行进方向的期望而快速地切换行进方向。
关于其他,液压驱动系统1C起到与第1实施方式的液压驱动系统1相同的作用效果。
[第5实施方式]
如图10所示,第5实施方式的液压驱动系统1D具有流量调整装置60D,流量调整装置60D具有流量控制机构61D及控制器62D。流量控制机构61D与先导通路63和油箱36连接。流量控制机构61D根据输入到其中的流量切换信号来切换从先导通路63向油箱36排出的先导油的流量。
进一步详细地说明,流量控制机构61D具有:先导泵95、电磁比例阀96和流量控制阀97。先导泵95排出液压油,所排出的液压油被导入到电磁比例阀96。电磁比例阀96与先导泵95和流量控制阀97连接。在电磁比例阀96中,输入有流量切换信号(流量限制信号),以与流量切换信号相应的开度将先导泵95与流量控制阀97之间打开。由此,在流量控制阀97中导入有与流量切换信号相应的压力的流量切换用先导压。流量控制阀97与先导通路63和油箱36连接,滑阀97a根据从电磁比例阀96导入的流量切换用先导压而移动。流量控制阀97通过使滑阀97a移动而以与流量切换用先导压相应的开度将先导通路63与油箱36之间打开。即,流量控制阀97将与流量切换信号相应流量的先导油从先导通路63向油箱36排出。在这样构成的流量控制机构61D的电磁比例阀96上,电连接有控制器62D。
控制器62D与高速状态判断用传感器64、姿势判断用传感器65及行驶判断用传感器66电连接,另外,也与油温传感器67及角位移传感器68电连接。控制器62D基于来自各传感器64~66的信号来判断是否满足转向限制条件,控制器62D基于来自各传感器67、68的信号来判断是否满足转向限制禁止条件。并且,控制器62D根据是否满足转向限制条件及转向限制禁止条件,来向电磁比例阀96输出流量切换信号(流量限制信号)。
另外,控制器62D基于来自高速状态判断用传感器64的输出信号来判断是否满足第1流量切换条件及第2流量切换条件。第1流量切换条件是油温T为T2(>T1)以下、手柄旋转速度N为N2(<N1)以上、车速V为V2(>V1)以下(例如T2=40℃、N2=45rpm、V2=25km/h)的条件,第2流量切换条件是油温T为T3(>T2>T1)以下、手柄旋转速度N为N3(<N2<N1)以上、车速V为V3(>V2>V1)以下(例如T3=60℃、N3=30rpm、V3=30km/h)的条件。此外,第1流量切换条件及第2流量切换条件也可以是满足这三个条件(即分别与车速、油温及手柄旋转速度相关的条件)中的某一个的条件。
控制器62D根据是否满足条件、或所满足的条件来改变输出的流量切换信号的值(例如电流值)。通过来自控制器62D的流量切换信号的值的变化而使电磁比例阀96的开度变化。由此,流量控制阀97根据所满足的条件来调整先导通路63与油箱36之间的开度,将与上述满足的条件相应流量的先导油从先导通路63向油箱36排出。此外,在本实施方式中,相对于满足第2流量切换条件的情况,在满足第1流量切换条件的情况下先导通路63与油箱36之间的开度增大,另外在不满足第1及第2流量切换条件的情况下,相对于满足第2流量切换条件的情况,先导通路63与油箱36之间的开度减小。
<高速转向控制>
在这样构成的液压驱动系统1D中,当轮式装载机2的电源接通时,开始图11所示的高速转向控制而转移到步骤S101。与第1实施方式的液压驱动系统1同样地,在步骤S101~S103中判断是否满足转向限制条件,当判断成满足时转移到步骤S104。在步骤S104中,判断是否满足转向限制禁止条件,在满足的情况下返回到步骤S101。另一方面,在判断成不满足的情况下,转移到步骤S305。
在作为第1流量切换条件判断工序的步骤S305中,控制器62D判断是否满足第1流量切换条件。当判断成满足第1流量切换条件时,转移到步骤S306,当判断成不满足流量切换条件时,转移到步骤S307。
在作为第1开度调整工序的步骤S306中,控制器62D向电磁比例阀96输出流量切换信号并使流量切换用先导压输出,使流量控制阀97动作。由此,以与第1流量切换条件(即流量切换用先导压)相应的开度将先导通路63与油箱36之间连接,在先导通路63中流动的先导油的一部分经由流量控制阀97被排放到油箱36中。由此,转向液压缸18L、18R能够使相对于手柄的操作的响应性降低,从而使高速行驶中的直线前进性提高。当像这样限制入口节流通路33的流量后,接着转移到步骤S106。
在作为第2流量切换条件判断工序的步骤S307中,控制器62D判断是否满足第2流量切换条件。当判断成满足第2流量切换条件时,转移到步骤S308,当判断成不满足流量切换条件时,转移到步骤S309。
在作为第2流量切换工序的步骤S308中,控制器62D向电磁比例阀96输出流量切换信号并使流量切换用先导压输出,使流量控制阀97动作。由此,以与第2流量切换条件(即流量切换用先导压)相应的开度将先导通路63与油箱36之间连接,在先导通路63中流动的先导油的一部分经由流量控制阀97被排放到油箱36中。通过像这样使用与第1流量切换条件不同的第2流量切换条件,而能够根据油温、发动机转速及行驶速度来更详细地调整转向液压缸18L、18R相对于手柄的响应性。当像这样切换入口节流通路33的流量后,接着转移到步骤S106。
在作为第3流量切换工序的步骤S309中,控制器62D向电磁比例阀96输出流量切换信号并使流量切换用先导压输出,使流量控制阀97动作。由此,以与该流量切换用先导压的压力相应的开度将先导通路63与油箱36之间连接,在先导通路63中流动的先导油的一部分经由流量控制阀97被排放到油箱36中。因此,通过像这样使用与第1及第2流量切换条件不同的第3流量切换条件,来根据油温、发动机转速及行驶速度更详细地调整转向液压缸18L、18R相对于手柄的响应性。当像这样切换入口节流通路33的流量后,接着转移到步骤S106。
在像这样构成的液压驱动系统1D中,以根据所满足的各流量切换条件来调整先导通路63与油箱36之间的开度的方式构成流量控制阀97。因此,能够根据所满足的流量切换条件来调整经由流量控制阀97从先导通路63向油箱36排出的先导油的量。由此,能够根据所满足的条件多级地调整向转向液压缸18L、18R流动的工作油的流量,从而能够防止响应性过度降低。
关于其他,液压驱动系统1D起到与第1实施方式的液压驱动系统1相同的作用效果。
[其他实施方式]
在第1至第5实施方式的液压驱动系统1、1A~1D中,当控制器62、62B、62C、62D判断成满足转向限制条件且为高速行驶时,控制器62、62B、62C、62D执行限制处理,但并不一定限定于判断成是高速行驶的情况。也可以是例如,在转向限制条件中包含与油温T相关的条件且控制器62、62B、62C、62D判断成油温T为阈值以上的情况下、在转向限制条件中包含与手柄旋转速度N相关的条件且控制器62、62B、62C、62D判断成手柄旋转速度N为阈值以下的情况下,控制器62执行限制处理。即,只要当控制器62、62B、62C、62D判断成满足预先确定的内容的转向限制条件时,执行限制处理即可。另外,在高速转向控制中,转向限制禁止条件判断工序并不一定需要,也可以没有。
另外,在第1实施方式的液压驱动系统1中,控制器62根据是否满足转向限制条件来通过出口压切换阀61而将先导通路63和油箱36连接。但是也可以是,无论是否满足转向限制条件,当驾驶员对未图示的操作部进行操作时,控制器62均向出口压切换阀61输出指令信号而将先导通路63和油箱36连接。由此,驾驶员能够任意地改变转向执行机构的响应性。另外还可以是,无论是否满足转向限制条件,当驾驶员对未图示的操作部进行操作时,控制器62均不进行高速转向处理。第2、第4及第5实施方式的液压驱动系统1A、1C、1D也是同样的,也可以是无论是否满足转向限制条件,当驾驶员对未图示的操作部进行操作时,控制器62、62C、62D均输出指令信号。另外,在第3实施方式的液压驱动系统1B中,控制器62B根据基于驾驶员对操作部的操作来控制开闭切换阀61L、61R,由此无论是否满足转向限制条件,驾驶员均能够任意地改变转向执行机构的响应性,或控制器62、62B均不进行高速转向处理。
另外,作为流量调整机构,使用了出口压切换阀61、61A,但并不一定限定于这样的控制阀。例如,也可以构成为对入口节流补偿器37的滑阀及旁路节流补偿器42的滑阀42a进行弹压的弹簧37a、42b的弹压力根据流量限制指令而发生变化。在该情况下,只要根据流量限制指令使活塞动作并通过该活塞来改变弹簧37a、42b的压缩量或伸长量,就能够实现。
在第4及第5实施方式的液压驱动系统1C、1D中,流量调整装置60C、60D与先导通路63连接,但连接点并不限定于此。流量调整装置60C、60D也可以与旁通通路48、第1先导通路77及第2先导通路78连接。
在第5实施方式的液压驱动系统1D中,从先导通路63向油箱36排出的先导油的排出流量能够以三级进行调整,但并不限定于三级,也可以是能够根据条件以四级以上进行调整。另外,也可以相对于车速、油温及手柄旋转速度来分别设定切换条件(阈值),并判断车速、油温及手柄旋转速度各自的参数是否满足某一个切换条件。在该情况下,改变根据各个参数所满足的条件而输出的流量切换信号的值来进行先导通路63与油箱36之间的开度的调整。例如,在对于各参数设定第1流量切换条件及第2流量切换条件的情况下,是否满足各参数的组合包含各个参数不满足两个流量切换条件的情况在内有27种,根据各组合进行先导通路63与油箱36之间的开度的调整。通过进行这样的矩阵控制,能够根据油温、发动机转速及行驶速度来更详细地调整转向液压缸18L、18R相对于手柄的响应性。
另外,在本实施方式中,说明了在轮式装载机2上搭载有液压驱动系统1、1A、1B的情况,但并不限定于轮式装载机2,可以为液压挖掘机或推土机等,也可以为具有转向执行机构和作业机执行机构的车辆(例如工程车辆)。
对本领域技术人员来说,可以从上述说明明确本发明的大量改进和其他实施方式。因此,上述说明应仅作为例示而进行解释,是以将执行本发明的最佳方式示教给本领域技术人员为目的来提供的。能够不脱离本发明的精神地实质上具体改变其结构及/或功能。
附图标记说明
1、1A、1B 液压驱动系统
2 轮式装载机
11 铲斗
18L、18R 转向液压缸
22 动臂用液压缸
23 倾转用液压缸
30 液压泵
33 入口节流通路
34 转向用控制阀
34a 转向侧滑阀
37 入口节流补偿器
41 旁路节流通路
42 旁路节流补偿器
43 倾转用控制阀
44 动臂用控制阀
61、61A 出口压切换阀
61L、61R 开闭切换阀
61C、61D 流量控制机构
62、62B、62C、62D 控制器
64 高速状态判断用传感器
65 姿势判断用传感器
66 行驶判断用传感器
67 油温传感器
68 角位移传感器

Claims (5)

1.一种液压驱动系统,其特征在于,具有:
液压泵,其将用于切换车辆的行进方向的转向执行机构和用于使作业机动作的作业机执行机构并联地连接;
转向装置,其用于操作所述转向执行机构;
转向用控制阀,其具有根据所述转向装置的操作而移动的滑阀,通过使所述滑阀移动来调整所述滑阀的开度,从而使与所述转向装置的操作量相应流量的工作油从所述液压泵向所述转向执行机构流动;
执行机构用控制阀,其对从所述液压泵向所述作业机执行机构流动的工作油的流量进行控制;
入口节流补偿器,其夹设在将所述液压泵和所述转向用控制阀相连的入口节流通路上并调整所述入口节流通路的开度,当对所述转向装置进行操作而所述转向用控制阀的滑阀的开度增大时,增大所述入口节流通路的开度;
旁路节流补偿器,其夹设在将所述液压泵和所述执行机构用控制阀相连的旁路节流通路上并调整所述旁路节流通路的开度,根据向所述转向执行机构流动的工作油的压力上升来减小所述旁路节流通路的开度;
车辆状态检测装置,其用于检测所述车辆的状态;
控制装置,其基于来自所述车辆状态检测装置的输出来判断所检测的所述车辆的状态是否满足预先确定的转向限制条件,当判断成满足所述转向限制条件时输出流量限制指令;和
流量调整机构,其在输入来自所述控制装置的所述流量限制指令后,使向所述转向执行机构流动的工作油的流量相较于与所述转向装置的操作量相应的流量而减少,
所述转向装置将与其操作量相应流量的先导油向所述转向用控制阀输出,
所述转向用控制阀使所述滑阀向与来自所述转向装置的先导油的流量相应的位置移动来调整所述滑阀的开度,
所述流量调整机构包含流量控制阀,该流量控制阀在输入所述流量限制指令后调整所述先导油的流量。
2.如权利要求1所述的液压驱动系统,其特征在于,
所述控制装置基于所述车辆状态检测装置的检测结果来判断是否满足预先确定的流量切换条件,并输出与所述流量切换条件相应的流量切换指令,
所述流量调整机构根据输入的所述流量切换指令来改变向所述转向执行机构流动的工作油的流量的减少量。
3.如权利要求2所述的液压驱动系统,其特征在于,
所述车辆状态检测装置检测车辆的速度,
所述流量切换条件包含与所述车辆的速度相关的条件。
4.如权利要求2或3所述的液压驱动系统,其特征在于,
所述车辆状态检测装置检测所述工作油的温度,
所述流量切换条件包含与所述工作油的温度相关的条件。
5.如权利要求2或3所述的液压驱动系统,其特征在于,
所述车辆状态检测装置检测所述转向装置的操作速度,
所述流量切换条件包含与所述转向装置的操作速度相关的条件。
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