CN112638709B - 自卸卡车的货箱升降装置 - Google Patents
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Abstract
在因挖掘物的偏斜而导致上升中的货箱(9)发生左右方向的倾斜的情况下,将倾斜检测为横滚角(θR),判断其绝对值(|θR|)是否为偏斜判断值(θ2)以上(S4)。在为偏斜判断值(θ2)以上(S4为是),且横滚角(θR)为正(货箱(9)右侧高)的情况下(S8为是),使向左侧液压提升缸(11)的供给油量(VL)增加,使向右侧液压提升缸(12)的供给油量(VR)减少(S9)。另外,在横滚角(θR)为负(货箱(9)左侧高)的情况下(S8为否),使左侧的供给油量(VL)减少,使右侧的供给油量(VR)增加(S10)。
Description
技术领域
本发明涉及自卸卡车的货箱升降装置。
背景技术
作为这种自卸卡车,能够举出例如图1、2所示那样的在矿山等使用的超大型自卸卡车。基于这些图来说明自卸卡车的基本构造。
自卸卡车1的车身架2上配设有货箱9。货箱9经由左右一对铰链10以及左右一对液压提升缸11、12与车身架2连结,根据各液压提升缸11、12的活塞杆11a、12a的伸长或缩回而使货箱9以铰链10为中心升降。
在矿山等运转时的自卸卡车1在例如碎石和土砂等(以下称为挖掘物)的采掘场内,使货箱9如图1所示地作为落座于车身架2的落座位置而停车,由液压挖掘机等向货箱9内装载挖掘物。当装载完成后,自卸卡车1行驶至规定的卸土场,通过液压提升缸11、12的驱动而使货箱9向图2的卸货位置上升。由此挖掘物从货箱内滑落而向地面排出,然后自卸卡车1将货箱9切换至落座位置并返回采掘场。如以上那样,反复进行在采掘场内的挖掘物的装载以及在卸土场内的挖掘物的卸货。
为了提高由自卸卡车1实现的挖掘物的搬运效率,重要的是在货箱内装载挖掘物直到预先规定的额定载重重量,作为为此的技术而提出了专利文献1所述的方案。
在该专利文献1的技术中,基于设在自卸卡车的前后悬架装置上的前压力传感器以及后压力传感器的检测值、和由倾斜传感器检测到的自卸卡车的前后倾斜角来求出对自卸卡车的各悬架装置作用的载荷的垂直方向成分来作为载重时的总载荷,基于载重时的总加重-空载时的前期载荷来求出现在的货箱的载重重量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-227269号公报
发明内容
然而,为了使货箱9顺畅地升降,考虑到对左右的液压提升缸11、12均等地供给工作油,将大致相同的驱动力向货箱9传递。但是,该对策的前提是左右的液压提升缸11、12从货箱9受到均等的载荷,在以下所述的状况下会产生问题。
例如挖掘物不会由液压挖掘机等始终被均等装载至货箱9内,在发生挖掘物向左右方向的偏斜而导致货箱9向左右方向倾斜的情况下,左右的液压提升缸11从货箱9受到的载荷变得不均等。另外,在卸土场是左右方向的斜面的情况下,也同样地产生载荷的不均等。在这种状况下,即使向左右的液压提升缸11均等地供给工作油而由大致相同的驱动力使货箱9上升,从货箱9受到的载荷也是不均等,由此在左右的液压提升缸11的伸长速度中产生差异。
这种伸长速度的差异导致如下问题:使货箱9左右倾斜,在将货箱9与车身架2连结的铰链10上产生过大的应力,因挖掘物的卸货动作的反复进行而成为破损的要因。专利文献1中虽然检测车身的前后方向的倾斜角度,但其只是为了计算载荷的垂直方向上的成分,完全没有考虑货箱自身向左右方向的倾斜。
本发明是为了解决这种问题点而做出的,其目的为,提供一种自卸卡车的货箱升降装置,其即使在货箱内的挖掘物存在向左右方向的偏斜的情况,或在左右方向的斜面上停车的情况下,也能够在货箱的上升中使左右的液压提升缸大致均等地伸长,减轻将货箱与车身架连结的铰链的负担而将破损防止于未然。
为了实现上述目的,本发明的自卸卡车的货箱升降装置在该自卸卡车中,在车身架上以铰链为中心能够使货箱升降地连结所述货箱,根据升降操作装置的操作而由控制阀切换从液压源排出的工作油的流路,并向在车宽方向上配置于所述货箱的左右端部的一对液压提升缸分别供给,根据所述液压提升缸的伸长或缩回而使货箱升降,该自卸卡车的货箱升降装置的特征在于,具有:供给油量调整部,其能够单个调整工作油向所述一对液压提升缸各自的供给油量;货箱倾斜检测部,其检测所述货箱的车宽方向上的倾斜;供给油量计算部,其基于由所述货箱倾斜检测部检测到的所述货箱的倾斜来分别计算工作油向各所述液压提升缸的供给油量;和供给油量控制部,其基于由所述供给油量计算部计算出的工作油向各所述液压提升缸的供给油量来驱动控制所述供给油量调整部。
发明效果
根据本发明的自卸卡车的货箱升降装置,即使在货箱内的挖掘物存在向左右方向的偏斜的情况,或在左右方向的斜面上停车的情况下,也能够在货箱的上升中使左右的液压提升缸大致均等地伸长,减轻将货箱与车身架连结的铰链的负担而将破损防止于未然。
附图说明
图1是表示将实施方式的货箱升降装置所适用的自卸卡车的货箱设为落座位置的状态的侧视图。
图2是表示将同一自卸卡车的货箱设为卸货位置的状态的侧视图。
图3是表示实施方式的货箱升降装置的液压回路图。
图4是表示在货箱上产生的横滚角θR的发生状况的自卸卡车的后视图。
图5是表示第1实施方式的控制器执行的货箱倾斜抑制系列工序的流程图。
图6是表示基于货箱倾斜抑制系列工序实现的横滚角、上升角以及供给油量的控制状况的时序图。
图7是表示基于货箱倾斜抑制系列工序实现的控制状况的其他例的时序图。
图8是表示第2实施方式的控制器执行的货箱倾斜抑制系列工序的流程图。
图9是表示用于从货箱的载荷平衡计算对左右的液压提升缸的供给油量比的控制图的图。
图10是表示第3实施方式的控制器执行的货箱倾斜抑制系列工序的流程图。
图11是表示基于货箱倾斜抑制系列工序实现的悬架液压缸压力以及供给油量的控制状况的时序图。
图12是表示货箱升降装置的液压回路的其他例的图。
具体实施方式
以下,说明将本发明具体化的自卸卡车的货箱升降装置的一个实施方式。
图1是表示将实施方式的货箱升降装置所适用的自卸卡车的货箱设为落座位置的状态的侧视图,图2是表示将同一自卸卡车的货箱设为卸货位置的状态的侧视图。自卸卡车使用于在矿山等采掘的挖掘物(碎石和土砂等)的搬运,在以下说明中,以搭乘于自卸卡车的操作员为主体来表现前后、左右、上下方向。
在自卸卡车1的车身架2上,经由前悬架装置3支承有左右的前轮4(车轮),并且经由后悬架装置5支承有左右的后轮6(车轮)。通过这些四个悬架装置3、5而使前后左右的四个车轮46分别独立悬架,通过构成前侧的悬架装置3的左右一对悬架液压缸7fl、7fr以及构成后侧的悬架装置5的左右一对悬架液压缸7rl、7rr,分别起到缓冲作用以及减振作用。在车身架2上配设有供挖掘物装载的货箱9,货箱9经由左右一对铰链10以及配置在货箱9的左右端部的一对液压提升缸11、12而与车身架2连结。根据各液压提升缸11、12的活塞杆11a、12a的伸长或缩回,以铰链10为中心而使货箱9在图1所示的落座位置和图2所示的卸货位置之间升降。
在车身架2上的前部,作为行驶用动力源而搭载有作为原动机的发动机13,并且设有驾驶室8,在驾驶室8内设有包括后述的用于对货箱9进行升降操作的升降操作装置31(图3所示)的各种操作设备。
在矿山等中对挖掘物进行挖掘的采掘场中,在落座于落座位置的自卸卡车1的货箱9上由液压挖掘机等装载挖掘物。装载完成后,自卸卡车1行驶至卸土场,在将货箱9切换至卸货位置并将挖掘物排出后,返回采掘场装载碎石等,重复以上的动作。
图3表示本实施方式的货箱升降装置的液压回路图。
货箱升降装置15的一对液压泵16、17(液压源、供给油量调整部)与上述的发动机13(液压源)的输出轴13a分别连接,由发动机13驱动而分别排出工作油油箱18内的工作油。各液压泵16、17作为可变容量型而构成,根据由未图示的调节器进行的倾转角的控制而能够任意调整工作油的排出量。由从这些液压泵16、17供给的工作油分别驱动上述的左右的液压提升缸11、12,各液压提升缸11、12的液压回路为相同构成并彼此独立设置。
液压泵16的排出侧经由泵管路19与控制阀20连接,控制阀20经由油箱管路21与工作油油箱18连接。另外,控制阀20经由一对液压缸管路22、23与液压提升缸11连接,一方的液压缸管路22与缸底侧的油室11b连通,另一方的液压缸管路23与活塞杆侧的油室11c连通。
液压泵17的排出侧经由泵管路24与控制阀25连接,控制阀25经由油箱管路26与工作油油箱18连接。另外,控制阀25经由一对液压缸管路27、28与液压提升缸12连接,一方的液压缸管路27与缸底侧的油室12b连通,另一方的液压缸管路28与活塞杆侧的油室12c连通。
控制阀20、25例如作为液压先导式方向控制阀而构成,根据先导压向一对先导受压部20a、20b、25a、25b的输入而在中立位置、上升位置、下降位置的三个位置之间切换。控制阀20、25的中立位置中,来自液压泵16、17的工作油被截断,来自液压提升缸11、12的油室11b、11c、12b、12c的工作油的流入以及流出被限制,由此该时点的液压提升缸11、12的工作状态、进而货箱9的升降位置被保持。
若控制阀20、25切换至上升位置,则来自液压泵16、17的工作油经由一方的液压缸管路22、27向液压提升缸11、12的缸底侧的油室11b、12b供给,通过活塞杆11a、12a的伸长而使货箱9上升,并且活塞杆侧的油室11c、12c的工作油经由另一方的液压缸管路23、28以及油箱管路21、26返回工作油油箱18。另外,若控制阀20、25切换至下降位置,则来自液压泵16、17的工作油经由另一方的液压缸管路23、28向液压提升缸11、12的活塞杆侧的油室11c、12c供给,通过活塞杆11a、12a的缩回而使货箱9下降,并且缸底侧的油室11b、12b的工作油经由一方的液压缸管路22、27以及油箱管路21、26返回工作油油箱18。
并且本实施方式中,各液压提升缸11、12的液压回路独立,因此通过分别控制液压泵16、17的倾转角,能够单个调整向各液压提升缸11、12各自供给的工作油的量(后述的供给油量VL、VR)。
如图3所示,控制货箱升降装置15的控制器30由CPU30a(中央运算处理装置)、记忆部30b(ROM、RAM、非易失性RAM等)以及未图示的输入输出部等构成。在控制器30的输入侧,连接有用于对货箱9进行升降操作的升降操作装置31、检测货箱9的上升角θL的货箱上升角检测传感器32、及货箱倾斜检测部33。货箱倾斜检测部33起到检测如下指标的作用,该指标涉及因货箱9内装载的挖掘物的偏斜而导致货箱9的左右方向的倾斜,但在以下所述的各实施方式中使用了不同传感器,由此按每个实施方式详细说明。
另外,在控制器30的输出侧连接有上述的各液压泵16、17的调节器、以及各控制阀20、25的先导受压部20a、20b、25a、25b。
升降操作装置31的操作杆31a由操作员在保持位置、抬升位置、下沉位置的三个位置之间切换。若操作杆31a被操作,则控制器30控制各液压泵16、17的调节器使工作油排出,并且将与操作杆31a的位置相应的指令信号向各控制阀20、25的先导受压部20a、20b、25a、25b输出而使其切换。具体地,在保持位置中,控制阀20、25切换至中立位置,在抬升位置中,控制阀20、25切换至上升位置,在下沉位置中,切换至下降位置,由此根据操作杆31a的操作而由液压提升缸11、12的驱动来进行货箱9的升降。
并且,如“本发明所要解决的课题”所述地存在如下问题:若在货箱9的上升时在货箱9内的挖掘物中存在向左右方向的偏斜,则以从货箱9受到的载荷的不均等为起因而在左右的液压提升缸11、12的伸长速度中产生差异,在将货箱9与车身架2连结的铰链10上产生过大的应力。
因此,本发明基于由货箱倾斜检测部33检测的涉及货箱9的倾斜的指标,来控制向左右的液压提升缸11、12供给的工作油的量,以下作为第1~3实施方式来详细说明。
第1实施方式
本实施方式中,作为与货箱9的倾斜相关的指标而采用了横滚角θR,如从后方观察自卸卡车1的图4所示,横滚角θR是货箱9相对于车身架2形成的左右方向的倾斜角度。为了检测横滚角θR,作为货箱倾斜检测部33而在货箱9的下表面前部设有行程传感器41。
行程传感器41可以使用例如光学式距离仪,但在担心粉尘向光学传感器附着的矿山中,作为信赖性高的构造也可以使用行程传感器,其构成为,由内置的弹簧牵引线材,使用能够获得与线材的拉出量对应的电气信号的电位器(未图示),将线材顶端固定在从落座状态升降的货箱9侧液压提升缸连接点附近,将牵引线材的电位器固定在车身架2侧液压提升缸连接点附近,将货箱9的落座状态作为前期状态而能够检测货箱9与车身架2之间的距离。由左右一对行程传感器41l、41r检测到的距离分别涉及液压提升缸11、12的行程,由此在以下说明中称为检测液压缸行程的行程传感器41l、41r。并且,基于由左右的行程传感器41l、41r检测到的液压缸行程的差,由控制器30计算货箱9的横滚角θR(横滚角计算部)。
当升降操作装置31的操作杆31a被操作至抬升位置时,控制器30以规定的控制间隔执行图5所示的货箱倾斜抑制系列工序。此外,用于执行该系列工序的程序等预先记忆至记忆部30b,这一点对于其他实施方式也是同样的。
若在步骤1中进行了向抬升位置的操作,则首先在步骤2中,控制各液压泵16、17的倾转角而使工作油排出,并且将各控制阀20、25切换至上升位置来开始货箱9的上升。此时,从各液压泵16、17向液压提升缸11、12供给相同油量的工作油,但在以下所述的在货箱9内的挖掘物中产生偏斜的状况下,将工作油向左右的液压提升缸11、12的供给油量(=来自液压泵16、17的排出量)控制为不同的值。因此在以下说明中,为了区分,将向左侧液压提升缸11供给的油量设为VL,将向右侧液压提升缸12供给的油量设为VR。
另外,即使为同一横滚角θR,根据货箱9向左右哪一侧倾斜而导致向左右液压提升缸11、12的供给油量VL、VR的控制内容不同。因此如图4所示,为了区分,对货箱9右侧高的姿势时的横滚角θR标注正(+)号,对左侧高的姿势时的横滚角θR标注负(-)号。
在步骤3中,读取由货箱上升角检测传感器32检测到的上升角θL,并且基于由各行程传感器41l、41r检测到的液压缸行程来计算货箱9的横滚角θR。接着在步骤4中,判断横滚角θR的绝对值|θR|是否为预先设定的偏斜判断值θ2(上限阈值)以上。偏斜判断值θ2是基于会对铰链10的动作造成影响的横滚角θR的下限值而设定的阈值,当判断为否(否定)时,认为挖掘物的偏斜少且几乎不会对铰链10的动作造成影响,向步骤5转移。
在步骤5中,判断由货箱上升角检测传感器32检测到的上升角θL是否不足作为相当于货箱9的卸货上限位置的值而向作为各液压提升缸11、12的物理的伸长限界的行程终点加上安全边界而预先设定的卸货上限位置判断值θ1,在判断为是(肯定)时,认为货箱9尚未到达卸货上限位置,返回步骤2。这样地,当挖掘物的偏斜少且货箱9没有到达卸货上限位置时,重复步骤2~5的处理继续进行货箱9的上升。
并且,当因货箱9到达卸货上限位置而导致步骤5的判断为否之后,在步骤6中将供给油量VL、VR设为0来停止液压泵16、17的流量控制,在步骤7中使各液压提升缸11、12停止而结束系列工序。
另外,若在货箱9到达卸货上限位置之前步骤4的判断成为是,则向步骤8转移而判断横滚角θR是否超过0(是否为正值)。在步骤8中判断为是时向步骤9转移,使向左侧液压提升缸11的供给油量VL增加规定量,使向右侧液压提升缸12的供给油量VR减少规定量(供给油量计算部),基于这些供给油量VL、VR来驱动控制各液压泵16、17(供给油量控制部)。然后向步骤11转移来判断θR的绝对值|θR|是否不足偏斜判断值θ2,在判断为否时重复步骤11的处理,当成为是之后返回步骤2。
另外,当在步骤8判断为否时,向步骤10转移而使向左侧液压提升缸11的供给油量VL减少规定量,使向右侧液压提升缸12的供给油量VR增加规定量(供给油量计算部),并且驱动控制各液压泵16、17(供给油量控制部),然后向步骤11转移。
这样地根据横滚角θR来适当调整向左右的液压提升缸11、12的供给油量VL、VR,若在此期间货箱9到达至卸货上限位置而步骤5的判断成为否,则经过步骤6、7的处理而结束系列工序。
图6是表示基于以上的货箱倾斜抑制系列工序实现的横滚角θR、上升角θL以及供给油量VL、VR的控制状况的时序图。
当货箱9的上升开始的前期,向左右的液压提升缸11、12的供给油量VL、VR被控制为相等的值M,但以挖掘物的偏斜为起因而导致横滚角θR逐渐向正侧增加,能够推测出成为货箱9右侧高的姿势。若横滚角θR增加至偏斜判断值θ2,则左侧的供给油量VL增加至H,右侧的供给油量VR减少至L,由此横滚角θR转为减少,货箱9的姿势从右侧高经由水平向左侧高变化。当横滚角θR减少至偏斜判断值-θ2时,供给油量VL减少至L,供给油量VR增加至H,由此横滚角θR转为增加。
通过这样的供给油量VL、VR的增减,在货箱9的上升中,使横滚角θR在由θ2和-θ2规定的控制区域内变动,同时使左右的液压提升缸11、12大致均等地伸长。并且,若在此期间伴随货箱9的上升而上升角θL继续增加,其值到达卸货上限位置判断值θ1时,货箱9到达卸货上限位置而结束一系列的控制。
如上所述,根据本实施方式的自卸卡车1的货箱升降装置15,当在货箱9的上升中产生了会对铰链10产生影响的程度的货箱9的横滚角θR的情况下(图5的步骤4为是),对向左右液压提升缸11、12的供给油量VL、VR进行增减,以使横滚角θR减少(步骤8~10)。因此,即使在货箱9内的挖掘物中存在向左右方向的偏斜的情况下,也能够将上升中的货箱9的横滚角θR保持在图6所示的控制区域内,能够减轻铰链10的负担而将破损防止于未然。
此外本实施方式中,将偏斜判断值θ2设为固定值,但也可以为,例如伴随货箱9的上升角θL的增加而使偏斜判断值θ2逐渐减少。在该情况下,如图7所示,由θ2和-θ2规定的控制区域逐渐缩小而使横滚角θR的变动幅度变窄,由此能够进一步降低对铰链10产生的应力。
第2实施方式
接着,说明将本发明具体化的第2实施方式。本实施方式中,作为与货箱9的倾斜相关的指标而采用了左右液压提升缸11、12的缸底侧油室11b、12b的压力(以下称为液压提升缸压力),为了检测液压提升缸压力,作为货箱倾斜检测部33而使左右一对液压提升缸压力检测传感器51l、51r(图1~3所示)分别设在各液压提升缸11、12上或设在与缸底侧油室11b、12b连通的液压缸管路22、27上。此外,为了区分,针对该液压提升缸压力,将左侧设为PL,将右侧设为PR。
若升降操作装置31的操作杆31a被操作至抬升位置,则控制器30以规定的控制间隔执行图8所示的货箱倾斜抑制系列工序。
当在步骤21中进行了向抬升位置的操作时,在步骤22中开始货箱9的上升,在步骤23中读取由左右的液压提升缸压力检测传感器51l、51r检测到的液压提升缸压力PL、PR。然后在步骤24中基于液压提升缸压力PL、PR来计算货箱9的左右方向的载荷平衡PL/PR,在步骤25中基于预先设定的图9所示的控制图,根据载荷平衡PL/PR来计算向左右的液压提升缸11、12的供给油量之比VL/VR。
图9中如由实线所示地设定,使得载荷平衡PL/PR和供给油量比VL/VR成为比例关系。因此,以PL/PR:VL/VR=1:1为边界而设定为,当载荷平衡PL/PR向正侧增加(货箱9右侧高)时供给油量比VL/VR也向正侧增加(左侧增加,右侧减少),当载荷平衡PL/PR向负侧增加(货箱9左侧高)时供给油量比VL/VR也向负侧增加(左侧减少,右侧增加)。
接着在步骤26中,判断供给油量比VL/VR是否为1以上,在判断为是时向步骤27转移。在步骤27中使向左侧液压提升缸11的供给油量VL固定,在此基础上,作为能够达到供给油量比VL/VR的值而计算向右侧液压提升缸12的供给油量VR(供给油量计算部),基于这些供给油量VL、VR来驱动控制各液压泵16、17(供给油量控制部)。另外,在步骤26判断为否时,在步骤28中使右侧的供给油量VR固定,在此基础上,作为能够达到供给油量比VL/VR的值而计算左侧的供给油量VL(供给油量计算部),并且驱动控制各液压泵16、17(供给油量控制部)。
然后向步骤29转移,在读取了预先设定的偏斜判断值f1(PL/PR)、f2(PL/PR)后,向步骤30转移。图9中如由虚线所示地,各偏斜判断值f1(PL/PR)、f2(PL/PR)是对不具有会对铰链10产生影响的担忧的容许区域E进行规定的阈值,即使载荷平衡PL/PR脱离图9中的实线,但只要处于容许区域E内,则视为不担心对铰链10产生影响。
在步骤30中再次读取液压提升缸压力PL、PR,在步骤31中判断载荷平衡PL/PR是否位于容许区域E内。当判断为是时,在步骤32中判断上升角θL是否不足卸货上限位置判断值θ1,当为是时返回步骤30。在该情况下,因此不担心对铰链10产生影响,所以无需进一步实施供给油量VL、VR的修正,继续进行货箱9的上升。并且,若步骤32的判断成为否,则在步骤33中将供给油量VL、VR设为0,在步骤34中使各液压提升缸11、12停止而结束系列工序。
另外,当载荷平衡PL/PR脱离容许区域E而在步骤31中判断为否时,返回步骤24。在该情况下由于视为供给油量比VL/VR不恰当,所以再次根据现在的载荷平衡PL/PR来计算供给油量比VL/VR,重新设定供给油量VL、VR。通过重复这种步骤24~29,使步骤31的判断成为是,而且当在步骤32中判断为否时向步骤33转移。
以上那样地,在本实施方式中,代替第1实施方式的横滚角θR,作为与货箱9的倾斜相关的指标而使用左右的液压提升缸压力PL、PR,根据从液压提升缸压力PL、PR求出的载荷平衡PL/PR而使向左右的液压提升缸11、12的供给油量比VL/VR增减,进而使供给油量VL、VR增减(步骤26~28)。因此,虽没有重复说明,但能够减轻铰链10的负担而将破损防止于未然。
而且,当在货箱9的上升中供给油量比VL/VR脱离容许区域E的情况下,再次根据现在的载荷平衡PL/PR重新计算供给油量VL、VR。因此,即使在这种情况下,也能够确保恰当的供给油量VL、VR,作为结果,能够更可靠地防止铰链10的破损。
第3实施方式
接着,说明将本发明具体化的第3实施方式。在本实施方式中,作为与挖掘物的偏斜相关的指标而采用了前后左右的悬架液压缸7fl、7fr,7rl、7rr的缸底侧的油室的压力(以下称为悬架液压缸压力),为了检测悬架液压缸压力,作为货箱倾斜检测部33而在前侧的悬架液压缸7fl、7fr设有左右一对悬架液压缸压力检测传感器61fl、61fr(图1~3所示),在后侧的悬架液压缸7rl、7rr设有左右一对悬架液压缸压力检测传感器61rl、61rr(图1~3所示)。此外,为了区分,针对该悬架液压缸压力,将左侧设为PFL、PRL,将右侧设为PFR、PRR。
若升降操作装置31的操作杆31a被操作至抬升位置,则控制器30以规定的控制间隔执行图10所示的货箱倾斜抑制系列工序。
当在步骤41中进行了向抬升位置的操作时,在步骤42中开始货箱9的上升,在步骤43中,读取前侧的悬架液压缸7fl、7fr的悬架液压缸压力PFL、PFR以及后侧的悬架液压缸7rl、7rr的悬架液压缸压力PRL、PRR。然后在步骤44中计算载荷平衡PL/PR。具体地,将左侧的前后的悬架液压缸压力PFL、PRL相加来求出左侧的悬架液压缸压力PL,将右侧的前后的悬架液压缸压力PFR、PRR相加来求出右侧的悬架液压缸压力PR,然后将它们的比设为载荷平衡PL/PR。
然后,与第2实施方式的步骤25~28同样地,在步骤45中根据载荷平衡PL/PR计算左右的供给油量比VL/VR,在步骤46中判断供给油量比VL/VR是否为1以上。并且,当步骤46的判断为是时,在步骤47中使左侧的供给油量VL固定,在此基础上,作为满足供给油量比VL/VR的条件的值而计算右侧的供给油量VR(供给油量计算部),基于这些供给油量VL、VR来驱动控制各液压泵16、17(供给油量控制部)。另外,在步骤46的判断为否时,在步骤48中使右侧的供给油量VR固定,在此基础上,作为满足供给油量比VL/VR的条件的值来计算左侧的供给油量VL,(供给油量计算部),并且驱动控制各液压泵16、17(供给油量控制部)。
接着在步骤49中,判断后侧的悬架液压缸压力PRL、PRR是否均不足预先设定的卸货开始判断值P1(卸货开始判断部)。卸货开始判断值P1是判断从货箱9开始排出挖掘物的阈值。当通过货箱9的上升而开始排出挖掘物时,后侧的悬架液压缸压力PRL、PRR急剧减少而低于卸货开始判断值P1。因此当在步骤49中判断为是的时点,视为开始挖掘物的卸货,在该情况下向步骤50转移。在步骤50中,从供给油量VL、VR减去预先设定的修正值。
图11是表示左侧的悬架液压缸压力PRL先变化并成为不足卸货开始判断值P1的情况下的悬架液压缸压力PF、PR以及供给油量VL、VR的控制状况的时序图。如该图所示,在悬架液压缸压力PRL成为不足卸货开始判断值P1的时点,通过步骤50的处理而使供给油量VL、VL被减少修正至L。
然后,当在步骤51中上升角θL成为卸货上限位置判断值θ1以上时,在步骤52中停止液压泵16、17的流量控制,在步骤53使各液压提升缸11、12停止而结束系列工序。
如以上那样,在本实施方式中,作为与货箱9的倾斜相关的指标而使用了前后左右的悬架液压缸7fl、7fr,7rl、7rr的悬架液压缸压力PFL、PFR,PRL、PRR,根据从悬架液压缸压力PFL、PFR,PRL、PRR求出的载荷平衡PL/PR而使向左右的液压提升缸11、12的供给油量比VL/VR增减,进而使供给油量VL、VR增减(步骤46~48)。因此,虽没有重复说明,但能够减轻铰链10的负担而将破损防止于未然。
而且,基于后侧的悬架液压缸压力PRL、PRR与卸货开始判断值P1的比较来判断从货箱9开始排出挖掘物(步骤49),对向左右的液压提升缸11、12的供给油量VL、VL进行减算(步骤50)。在从上升中的货箱9排出挖掘物以前,货箱9的重心与铰链10相比位于前侧,相对于此,在开始排出挖掘物的紧后,重心急剧地向铰链10的后侧移动。通过该重心移动而引起所谓的反冲(kickback)现象,对液压提升缸11、12作用的载荷反转而对车身施加过大的负荷。
根据本实施方式,在挖掘物的卸货开始的时点对供给油量VL、VR进行减少修正,由此抑制了随后的货箱9的上升速度。因此,也抑制了挖掘物的卸货速度而使货箱9的重心移动更平稳,能够减轻当挖掘物的卸货时对车身作用的负荷,因此能够获得提高自卸卡车1的持久性的其他效果。
此外,在图10的流程图中的步骤48与步骤49之间,可以施加关于容许区域E的图8的步骤29~31的处理,虽不重复说明,但在该情况下能够获得第2实施方式所述的作用效果。
以上说明了实施方式,但本发明的方式并不限定于该实施方式。例如在上述实施方式中,设想了在货箱9内的挖掘物中发生向左右方向的偏斜的情况,但也可以作为例如设想了自卸卡车1停在左右方向的斜面上的情况的对策而具体化。虽然两者的原因不同,但均以在货箱9上产生的倾斜为起因而导致左右的液压提升缸11、12受到的载荷不均等,由此在左右的液压提升缸11、12的伸长速度中产生差异而导致对铰链10的负担增加,这一点是共通的。
因此,在停车于斜面的情况下,由倾斜角传感器等来检测以水平为基准的车身架2的向左右方向的倾斜角(=货箱9的向左右方向的倾斜角,相当于本发明的货箱的倾斜),基于该倾斜角使向左右的液压提升缸11、12的供给油量VL、VR增减即可。由此与上述各实施方式同样地,使左右的液压提升缸11、12大致均等地伸长,能够减轻铰链10的负担。
另外,上述实施方式中,独立设置左右的液压提升缸11、12的液压回路,但并不限于此。例如如图12所示,也可以为,将从由发动机13驱动的单一的液压泵16(液压源)排出的工作油向同样单一的控制阀20供给,根据升降操作装置31的操作来切换控制阀20。并且,也可以为,使来自该控制阀20的工作油分支而向一对电磁比例流量控制阀71、72(供给油量调整部)供给,根据供给油量比VL/VR来控制这些流量控制阀71、72的开度,由此使向左右液压提升缸11、12的供给油量VL、VR增减。在该情况下也能够获得与上述各实施方式同样的作用效果。
附图标记说明
1 自卸卡车
2 车身架
3 前悬架装置(悬架装置)
5 后悬架装置(悬架装置)
4 前轮(车轮)
6 后轮(车轮)
7fl、7fr、7rl、7rr 悬架液压缸
9 货箱
10 铰链
11、12 液压提升缸
13 发动机(液压源)
15 货箱升降装置
16、17 液压泵(液压源,供给油量调整部)
20、25 控制阀
30 控制器(供给油量计算部、供给油量控制部、横滚角计算部)
31 升降操作装置
33 货箱倾斜检测部
41l、41r 行程传感器(货箱倾斜检测部)
51l、51r 液压提升缸压力检测传感器(货箱倾斜检测部)
61fl、61fr、61rl、61rr 悬架液压缸压力检测传感器(货箱倾斜检测部)
71、72 电磁比例流量控制阀(供给油量调整部)。
Claims (14)
1.一种自卸卡车的货箱升降装置,在该自卸卡车中,在车身架上以铰链为中心能够使货箱升降地连结所述货箱,根据升降操作装置的操作而由控制阀切换从液压源排出的工作油的流路,并向在车宽方向上配置于所述货箱的左右端部的一对液压提升缸分别供给,根据所述液压提升缸的伸长或缩回以铰链为中心而使货箱升降,该自卸卡车的货箱升降装置的特征在于,具有:
供给油量调整部,其能够单个调整工作油向所述一对液压提升缸各自的供给油量;
货箱上升角检测传感器,其检测所述货箱的上升角;
货箱倾斜检测部,其检测所述货箱的车宽方向上的倾斜;和
控制器,其根据所述升降操作装置的操作而控制所述供给油量调整部,
所述控制器当所述升降操作装置被操作至使所述货箱上升的抬升位置时,基于由所述货箱上升角检测传感器检测到的所述货箱的上升角以及由所述货箱倾斜检测部检测到的所述货箱的倾斜来计算表示所述货箱相对于所述车身架的倾斜的横滚角,
并基于所述货箱的横滚角,分别计算如使所述货箱的上升中的所述横滚角保持在规定的控制区域内那样的工作油向各所述液压提升缸的供给油量,
并基于计算出的工作油向各所述液压提升缸的各所述供给油量来驱动控制所述供给油量调整部,以使所述货箱上升至规定的上限位置的方式控制各所述液压提升缸。
2.根据权利要求1所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述货箱倾斜检测部具有分别检测所述一对液压提升缸的液压缸行程的一对行程传感器,并具有横滚角计算部,该横滚角计算部基于由所述一对行程传感器检测到的液压缸行程之差来计算所述横滚角。
3.根据权利要求1所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述货箱倾斜检测部具有分别检测所述一对液压提升缸的缸底压的一对液压提升缸压力检测传感器,并具有横滚角计算部,该横滚角计算部基于由所述一对液压提升缸压力检测传感器检测到的压力之差来计算所述横滚角。
4.根据权利要求1所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述货箱倾斜检测部具有四个悬架液压缸压力检测传感器,其分别检测构成使所述自卸卡车的前后左右的四个车轮分别独立悬架的四个悬架装置的各悬架液压缸的缸底压,并具有横滚角计算部,该横滚角计算部基于由所述四个悬架液压缸压力检测传感器检测到的压力之差来计算所述横滚角。
5.根据权利要求2所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述供给油量控制部分别控制各所述供给油量,以使其小于偏斜判断值,该偏斜判断值是用于对在所述横滚角计算部中算出的所述横滚角进行控制的上限阈值。
6.根据权利要求5所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述偏斜判断值伴随所述货箱的上升而逐渐减少。
7.根据权利要求3所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述供给油量计算部从各所述缸底压计算所述货箱的车宽方向的载荷平衡,基于所述载荷平衡来计算工作油向所述一对液压提升缸的供给油量之比,并根据所述供给油量之比而分别计算各所述供给油量。
8.根据权利要求1所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述供给油量调整部是一对可变容量型的液压泵,其作为所述液压源而分别与所述一对液压提升缸对应设置,能够单个调整工作油的排出量。
9.根据权利要求1所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述供给油量调整部是一对流量控制阀,其分别与所述一对液压提升缸对应设置,能够单个调整从所述液压源供给的工作油的流量。
10.根据权利要求3所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述供给油量控制部分别控制各所述供给油量,以使其小于偏斜判断值,该偏斜判断值是用于对在所述横滚角计算部中算出的所述横滚角进行控制的上限阈值。
11.根据权利要求4所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述供给油量控制部分别控制各所述供给油量,以使其小于偏斜判断值,该偏斜判断值是用于对在所述横滚角计算部中算出的所述横滚角进行控制的上限阈值。
12.根据权利要求10所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述偏斜判断值伴随所述货箱的上升而逐渐减少。
13.根据权利要求11所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述偏斜判断值伴随所述货箱的上升而逐渐减少。
14.根据权利要求4所述的自卸卡车的货箱升降装置,其特征在于,
所述供给油量计算部从各所述缸底压计算所述货箱的车宽方向的载荷平衡,基于所述载荷平衡来计算工作油向所述一对液压提升缸的供给油量之比,并根据所述供给油量之比而分别计算各所述供给油量。
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