JP2012086617A - Controller for small turning of articulated vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、後車体に対して前車体を屈折可能に連結したアーティキュレート車両における小旋回制御装置に関する。 The present invention relates to a small turning control device in an articulated vehicle in which a front vehicle body is refractably connected to a rear vehicle body.
図6は、後車体1に対してアーティキュレート軸2を介して前車体3が屈折可能に連結されたアーティキュレート車両を示し、後車体1は、運転席4および後車輪5などを備え、前車体3は、バケット6および前車輪7などを備えたホイールローダである。
FIG. 6 shows an articulated vehicle in which a front vehicle body 3 is refractably connected to a rear vehicle body 1 via an
図7は、このホイールローダの一般的なブレーキ回路を示し、後差動機11を介して左後車軸12および右後車軸13が設けられ、前差動機14を介して左前車軸15および右前車軸16が設けられ、左後車軸12および左前車軸15にそれぞれ設けられた左車輪ブレーキ17と、右後車軸13および右前車軸16にそれぞれ設けられた右車輪ブレーキ18とに対して、ブレーキ圧を供給する足踏み式のブレーキマスタシリンダ19が設けられている。
FIG. 7 shows a general brake circuit of this wheel loader. A left
そして、車両オペレータがブレーキペダル19pを踏むと、ブレーキマスタシリンダ19が作用して作動油を前後の左車輪ブレーキ17および前後の右車輪ブレーキ18に送り、これらの前後左右の車輪ブレーキ17,18のディスクに対しピストンを介して作動油の圧力を負荷し、ブレーキ力を作用させる。
When the vehicle operator depresses the
このようなブレーキ回路において、車体が最大に屈折する状態で機械的に決まる最も小さい旋回半径に対し、さらに小さい旋回半径が得られるように、旋回内側の前後車輪にブレーキ(例えば左回りの場合は左車輪ブレーキ17)を作用させることで、旋回外側車輪との間に回転速度差を設け、旋回外側車輪を内側車輪より速く回し、そして、このブレーキ(左車輪ブレーキ17)のブレーキ力を制御することにより、旋回半径を旋回半径指令手段で設定された指示値に制御するようにした小旋回型操向装置がある(例えば、特許文献1参照)。 In such a brake circuit, the front and rear wheels on the inner side of the turn are braked (for example, in the case of counterclockwise rotation) so that a smaller turning radius can be obtained with respect to the smallest turning radius that is mechanically determined in a state where the vehicle body is refracted to the maximum. By applying the left wheel brake 17), a rotational speed difference is established between the turning outer wheel and the turning outer wheel faster than the inner wheel, and the braking force of this brake (left wheel brake 17) is controlled. Thus, there is a small turning type steering device in which the turning radius is controlled to the indicated value set by the turning radius command means (for example, see Patent Document 1).
従来の小旋回型操向装置は、小旋回用の油圧源となる専用のポンプを用いた高価なブレーキ油圧回路を必要とし、また、後車体1に対して前車体3が最大に屈折したフルアーティキュレート状態において、指示された旋回半径になるように、旋回の内側車輪がブレーキ制御されるので、多くのハンドル旋回操作が必要となる。 The conventional small turning type steering device requires an expensive brake hydraulic circuit using a dedicated pump serving as a hydraulic power source for small turning, and the front vehicle body 3 is refracted to the maximum with respect to the rear vehicle body 1. In the articulated state, the inner wheel of the turn is brake controlled so as to have the instructed turning radius, so that many steering wheel turning operations are required.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、アーティキュレート車両の左右いずれか一方の車輪ブレーキを作動させることで小旋回をさせる小旋回制御装置において、既存のポンプを利用した安価な回路を用いて、フルアーティキュレート状態でなくても小旋回ブレーキモードを起動させることで多くのハンドル旋回操作を不要としたアーティキュレート車両における小旋回制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is an inexpensive circuit that uses an existing pump in a small turning control device that makes a small turn by actuating a left or right wheel brake of an articulated vehicle. An object of the present invention is to provide a small turning control device in an articulated vehicle that does not require many steering wheel turning operations by activating the small turning brake mode even when not in a fully articulated state.
請求項1に記載された発明は、後車体と前車体とをアーティキュレート軸を介し互いに屈折可能に連結したアーティキュレート車両において、後車体に対し屈折した前車体のアーティキュレート角および屈折方向を検出するアーティキュレート角センサと、左車輪制動用の左車輪ブレーキおよび右車輪制動用の右車輪ブレーキの両方にブレーキ圧を供給するブレーキマスタシリンダと、ブレーキマスタシリンダとは別にポンプより吐出された作動流体を左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの一方へ供給する小旋回圧供給回路と、小旋回圧供給回路と共通の上記ポンプを作動流体圧源とする他の回路と、小旋回圧供給回路への流量と他の回路への流量とで、いずれか一方への流量を優先させるプライオリティバルブと、リリーフ圧を無負荷状態に制御することでプライオリティバルブを他の回路への流量を優先させるシフト位置にパイロット制御するとともに電気信号によりリリーフ圧を増加させる方向に制御することでプライオリティバルブを小旋回圧供給回路への流量を増加させるシフト位置にパイロット制御しかつ小旋回圧供給回路の圧力をリリーフ圧に応じて制御する電磁比例リリーフ弁と、電磁比例リリーフ弁で制御された圧力をブレーキ圧として左車輪ブレーキに供給する左小旋回制御弁と、電磁比例リリーフ弁で制御された圧力をブレーキ圧として右車輪ブレーキに供給する右小旋回制御弁と、左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの一方のみに作動流体を供給する小旋回ブレーキモードを選択する小旋回スイッチと、小旋回スイッチがオンの状態で後車体に対し前車体を屈折させるハンドル旋回操作があると、電磁比例リリーフ弁のリリーフ圧を無負荷状態から設定圧までの範囲内でアーティキュレート角に応じて制御してプライオリティバルブをシフトさせることでポンプから小旋回圧供給回路へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧をアーティキュレート角センサで検出されたアーティキュレート角に応じて制御するとともに、アーティキュレート角センサで検出された旋回方向の内側に対応する左小旋回制御弁および右小旋回制御弁のいずれか一方を弁開状態に制御する小旋回ブレーキモードを起動させる機能を備えたコントローラとを具備したアーティキュレート車両における小旋回制御装置である。 According to the first aspect of the present invention, in an articulated vehicle in which a rear vehicle body and a front vehicle body are connected to each other through an articulate shaft so as to be able to be refracted, an articulate angle and a refraction direction of the front vehicle body refracted with respect to the rear vehicle body are detected. A brake master cylinder that supplies brake pressure to both the articulated angle sensor, the left wheel brake for braking the left wheel and the right wheel brake for braking the right wheel, and the working fluid discharged from the pump separately from the brake master cylinder Is supplied to one of the left wheel brake and the right wheel brake, another circuit using the above-mentioned pump in common with the small turning pressure supply circuit as a working fluid pressure source, and the flow rate to the small turning pressure supply circuit Priority valve that prioritizes the flow rate to one of the flow rate to the other circuit, and relief pressure in no load state By controlling the priority valve to a shift position that prioritizes the flow rate to other circuits, and controlling the priority valve in a direction to increase the relief pressure by an electric signal, the priority valve is controlled to reduce the flow rate to the small swivel pressure supply circuit. An electromagnetic proportional relief valve that pilot-controls the shift position to be increased and controls the pressure of the small turning pressure supply circuit according to the relief pressure, and a left that supplies the pressure controlled by the electromagnetic proportional relief valve to the left wheel brake as a brake pressure A small turning control valve, a right small turning control valve that supplies pressure controlled by an electromagnetic proportional relief valve to the right wheel brake as a brake pressure, and a small turning that supplies working fluid to only one of the left wheel brake and the right wheel brake A small-turn switch that selects the brake mode, and the front of the rear body with the small-turn switch on. If there is a handle turning operation that refracts the body, the relief pressure of the electromagnetic proportional relief valve is controlled according to the articulate angle within the range from no load to the set pressure, and the priority valve is shifted to make a small turn from the pump A small left turn corresponding to the inside of the turning direction detected by the articulate angle sensor while controlling the inner wheel brake pressure for small turning supplied to the pressure supply circuit according to the articulate angle detected by the articulate angle sensor. A small turning control device for an articulated vehicle including a controller having a function of starting a small turning brake mode for controlling either one of a control valve and a right small turning control valve in a valve open state.
請求項2に記載された発明は、請求項1記載のアーティキュレート車両における小旋回制御装置におけるコントローラが、後車体に対し前車体を直進方向に戻すハンドル戻し操作と、小旋回中にブレーキマスタシリンダから左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの全輪ブレーキに作動流体を供給する通常ブレーキ操作の少なくとも一方があると、小旋回ブレーキモードを解除するとともに、ブレーキマスタシリンダから供給された作動流体により左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードを作動させる機能を備えたものである。 According to a second aspect of the present invention, the controller in the small turning control device for the articulated vehicle according to the first aspect includes a handle returning operation for returning the front vehicle body to the straight direction with respect to the rear vehicle body, and a brake master cylinder during the small turning operation. If there is at least one of the normal brake operations that supplies working fluid to the left wheel brake and the right wheel brake from the left wheel brake to the left wheel brake, the small turning brake mode is canceled and the left wheel brake is applied by the working fluid supplied from the brake master cylinder. And a function of operating a normal brake mode in which all wheel brakes of the right wheel brake can be applied.
請求項3に記載された発明は、請求項1または2記載のアーティキュレート車両における小旋回制御装置において、アーティキュレート車両の車速を検出する車速センサと、アーティキュレート車両の横すべり角を算出するためのヨー角速度センサとを具備し、コントローラは、車速が車速しきい値を超えた場合と、横すべり角が横すべり角しきい値を超えた場合は、小旋回ブレーキモードを解除するとともに、ブレーキマスタシリンダから供給された作動流体により左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードを作動させる機能を備えたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the small turning control device for an articulated vehicle according to the first or second aspect, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed of the articulated vehicle and a side slip angle of the articulated vehicle are calculated. A yaw angular velocity sensor, and the controller cancels the small turning brake mode when the vehicle speed exceeds the vehicle speed threshold value and the side slip angle exceeds the side slip angle threshold value, and from the brake master cylinder. This is provided with a function of operating a normal brake mode in which all the wheel brakes of the left wheel brake and the right wheel brake can be used by the supplied working fluid.
請求項4に記載された発明は、請求項1乃至3のいずれか記載のアーティキュレート車両における小旋回制御装置において、他の回路を、前車体に搭載されたバケット作業機を作動させるバケット作業機回路としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a small turning control apparatus for an articulated vehicle according to any one of the first to third aspects, wherein the bucket working machine operates another bucket working machine mounted on the front vehicle body. It is a circuit.
請求項1記載の発明によれば、アーティキュレート車両の左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの一方のみに作動流体を供給する小旋回ブレーキモードを選択する小旋回スイッチがオンの状態で、後車体に対し前車体を屈折させるハンドル旋回操作があると、コントローラは、電磁比例リリーフ弁を介してプライオリティバルブをシフトさせることでポンプから小旋回圧供給回路への小旋回用内輪ブレーキ圧をアーティキュレート角センサで検出されたアーティキュレート角に応じて制御するとともに、アーティキュレート角センサで検出された旋回方向の内側に対応する左小旋回制御弁および右小旋回制御弁のいずれか一方を弁開状態に制御するので、フルアーティキュレート状態でなくても小旋回ブレーキモードを起動させることができ、車両オペレータの多くのハンドル旋回操作を不要とし、少ない旋回操作での車両小旋回が可能であり、労力を軽減できる。 According to the first aspect of the present invention, when the small turning switch for selecting the small turning brake mode for supplying the working fluid to only one of the left wheel brake and the right wheel brake of the articulate vehicle is on, When there is a steering wheel turning operation that refracts the front car body, the controller shifts the priority valve via the electromagnetic proportional relief valve, and the articulated angle sensor detects the inner ring brake pressure for small turning from the pump to the small turning pressure supply circuit. Control is performed according to the detected articulate angle, and one of the left small turning control valve and the right small turning control valve corresponding to the inside of the turning direction detected by the articulate angle sensor is controlled to be in the valve open state. Therefore, even if it is not in a fully articulated state, the small turning brake mode can be activated. And eliminates many of the handle turning operation of the vehicle operator, is capable of vehicle tail swing with a small swing operation, it reduces the effort.
その際、コントローラは、電磁比例リリーフ弁のリリーフ圧を無負荷状態から設定圧までの範囲内でアーティキュレート角に応じて制御してプライオリティバルブをシフトさせることで、ポンプから小旋回圧供給回路へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧をアーティキュレート角センサで検出されたアーティキュレート角に応じて制御するので、後車体に対する前車体の車体屈折角に応じて制御された小旋回用内輪ブレーキトルクにより、スムーズな旋回挙動が得られ、良好な乗り心地が得られる。 At that time, the controller controls the relief pressure of the electromagnetic proportional relief valve within the range from the no-load state to the set pressure according to the articulate angle and shifts the priority valve, so that the pump turns the small swing pressure supply circuit. Since the supplied inner wheel brake pressure for small turning is controlled according to the articulate angle detected by the articulate angle sensor, the small turning inner wheel brake torque is controlled according to the body refraction angle of the front vehicle body with respect to the rear vehicle body. Smooth turning behavior can be obtained, and good ride comfort can be obtained.
また、既存のポンプを有効利用した安価な回路を構成して、小旋回の必要なときに、電磁比例リリーフ弁によりプライオリティバルブをシフトさせることで必要な小旋回用内輪ブレーキ圧を得るようにしたので、専用ブレーキポンプを採用した場合と比較して、省エネルギかつ低コストを図れる。 In addition, an inexpensive circuit that makes effective use of existing pumps is configured, and when a small turn is required, the required pressure for the inner ring brake for small turning is obtained by shifting the priority valve using an electromagnetic proportional relief valve. Therefore, compared with the case where a dedicated brake pump is employed, energy saving and low cost can be achieved.
請求項2記載の発明によれば、後車体に対し前車体を直進方向に戻すハンドル戻し操作と、全輪ブレーキを利かせる通常ブレーキ操作の少なくとも一方があると、小旋回ブレーキモードを解除するとともに通常ブレーキモードを作動させるので、小旋回ブレーキモードより通常ブレーキモードを優先させて、ブレーキシステムに対する高い信頼性を確保できる。 According to the second aspect of the invention, when there is at least one of a handle returning operation for returning the front vehicle body to the straight direction with respect to the rear vehicle body and a normal brake operation for applying the all-wheel brake, the small turning brake mode is canceled. Since the normal brake mode is operated, the normal brake mode is prioritized over the small turning brake mode, and high reliability for the brake system can be secured.
請求項3記載の発明によれば、コントローラは、車速が車速しきい値を超えた場合と、横すべり角が横すべり角しきい値を超えた場合は、小旋回ブレーキモードを解除するとともに通常ブレーキモードを作動させるので、車体が不安定な走行状態での小旋回ブレーキ制御が自動的に無効化され、車体の安定性を確保できる。 According to the invention of claim 3, the controller cancels the small turning brake mode and the normal brake mode when the vehicle speed exceeds the vehicle speed threshold value and when the side slip angle exceeds the side slip angle threshold value. Therefore, the small turning brake control is automatically disabled when the vehicle body is unstable, and the stability of the vehicle body can be ensured.
請求項4記載の発明によれば、ブレーキマスタシリンダとは別にポンプより吐出された作動流体を左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの一方へ供給する小旋回圧供給回路への流量とバケット作業機回路への流量とで、いずれか一方への流量を優先させるプライオリティバルブを用いて、完全な流量切換えを行なわずに、ポンプから小旋回圧供給回路に流量を供給して小旋回動作をしている最中であっても、同時にバケット作業機回路へも流量を供給してバケット作業機を作動させることができ、小旋回をしながらのバケット作業が可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the flow rate to the small turning pressure supply circuit that supplies the working fluid discharged from the pump separately from the brake master cylinder to one of the left wheel brake and the right wheel brake, and the bucket work machine circuit The priority valve that prioritizes the flow rate to one of the flow rates is used to supply the flow rate from the pump to the small swirl pressure supply circuit without performing a complete flow rate switch. Even during the operation, the bucket work machine can be operated by supplying a flow rate to the bucket work machine circuit at the same time, and the bucket work can be performed while making a small turn.
以下、本発明を、図1乃至図5に示された一実施の形態に基いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on one embodiment shown in FIGS.
図1乃至図3はハードウェアを表わし、図3は、後車体21に対してアーティキュレート軸22を介して前車体23が屈折可能に連結されたアーティキュレート車両を示し、後車体21は、操向ハンドル22H、運転席24および後車輪25などを備え、前車体23は、バケット作業機26および前車輪27などを備えたホイールローダである。バケット作業機26は、作業機用シリンダとしてのリフトシリンダ26aによりバケット26bを昇降したり、作業機用シリンダとしてのチルトシリンダ26cによりバケット26bをチルト動作させるものである。Vは、アーティキュレート車両の車速、αは、後車体21に対し屈折した前車体23のアーティキュレート角(すなわち車体屈折角)、βは、アーティキュレート車両の横すべり角を示す。
1 to 3 show hardware, and FIG. 3 shows an articulated vehicle in which a front vehicle body 23 is refractably connected to a rear vehicle body 21 via an
図1は、このアーティキュレート車両における小旋回制御装置を示し、左右の後車輪25および前車輪27には、それらの回転数を検出する回転数センサ28がそれぞれ設けられている。後車体21には、後差動機31を介して左後車軸32および右後車軸33が設けられ、前車体23には、前差動機34を介して左前車軸35および右前車軸36が設けられている。
FIG. 1 shows a small turning control device in this articulated vehicle, and left and right
左後車軸32および左前車軸35には左車輪制動用の左車輪ブレーキ37,38がそれぞれ設けられ、また、右後車軸33および右前車軸36には右車輪制動用の右車輪ブレーキ39,40がそれぞれ設けられている。これらの左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40は、各車軸32,33,35,36に一体に取付けられたブレーキディスクDに対向して、車体側に取付けられたブレーキピストンPがそれぞれ進退可能に設けられている。
The left
左車輪ブレーキ37,38のブレーキピストンPのピストン室間は、左ブレーキ回路41により連通され、右車輪ブレーキ39,40のブレーキピストンPのピストン室間は、右ブレーキ回路42により連通されている。
The piston chambers of the brake pistons P of the
左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の全てにブレーキ圧を供給する足踏み式のブレーキマスタシリンダ51が設置されている。このブレーキマスタシリンダ51は、そのピストンロッド52の先端と対向設置されたブレーキペダル53の足踏み操作(通常ブレーキ操作)によりシリンダ内の作動流体としての作動油(ブレーキ油)を通路54A,54Bに吐出し、これらの通路54A,54B中に介在された電磁弁56A,56Bを経て左ブレーキ回路41および右ブレーキ回路42に作動油を供給する。作動油の漏洩などによる不足分は油タンク55より補充する。
A foot-operated brake master cylinder 51 that supplies brake pressure to all of the
ブレーキペダル53による足踏み操作があったことは、リミットスイッチなどのスイッチ53sにより検出する。このスイッチ53sは、小旋回中にブレーキペダル53を踏むと、それを検知して小旋回ブレーキモードを解除させるトリガとして機能する。
The stepping operation by the
通路54A,54B中に設けられた電磁弁56A,56Bは、これらのソレノイドa,bに接続された電源がオフ時のスプリングリターン位置では、図1に示されるように通路54A,54Bを開通する弁開状態となり、また、電源オンの切換位置では、図5に示されるように通路54A,54Bを閉じて左ブレーキ回路41と右ブレーキ回路42との間を遮断する弁閉状態となる。
The
ブレーキマスタシリンダ51とは別に、図示されない車載エンジンにより駆動されて油タンク55から作動油を吸上げ吐出するポンプ57が設置され、このポンプ57の吐出通路58にプライオリティバルブ59が設けられている。
In addition to the brake master cylinder 51, a
このプライオリティバルブ59は、ポンプ57より吐出された作動油を左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の一方へ供給する小旋回圧供給回路60への流量と、小旋回圧供給回路60と共通の上記ポンプ57を作動流体圧源すなわち作動油圧源とする他の回路としてのバケット作業機回路60aへの流量とで、いずれか一方への流量を優先させるものであり、完全に切換えるものではない。すなわち、小旋回圧供給回路60およびバケット作業機回路60aのいずれか一方の回路への流量および圧力を最大にした場合でも、他方の回路への流量および圧力を0にすることはなく、他方の回路へも流量および圧力が残るようにする。
The
バケット作業機回路60aは、前車体23に搭載されたバケット作業機26を昇降作動させるリフトシリンダ26aおよび上下方向にチルト動作させるチルトシリンダ26cなどを操作するインプリメントシステムの油圧回路である。
The bucket working
プライオリティバルブ59は、そのスプール59aが図1に示されるように右側へシフトした場合は、バケット作業機回路60aに大流量を優先的に供給するとともに、小旋回圧供給回路60に小流量を供給し、また、そのスプール59aが図5に示されるように左側へシフトした場合は、小旋回圧供給回路60に大流量を優先的に供給するとともに、バケット作業機回路60aに小流量を供給する。
When the
このプライオリティバルブ59は、スプール59aの左側部と右側部とが、オリフィス59r1,59r2を有するパイロットライン59pにより小旋回圧供給回路60にそれぞれ接続され、スプール59aは、その右側部に設けられたスプリング59sにより左側へ付勢されている。このスプリング59sの付勢圧力は、0.3MPa程度である。
In the
このスプール59aの右側部には、内蔵フィルタ59bを経て内蔵リリーフ弁59cが接続されているとともに、オリフィス59r3を介して外部のリリーフ弁回路60bが接続されている。このリリーフ弁回路60bには、このリリーフ弁回路60bの圧力を検出する圧力センサ61と、このリリーフ弁回路60bの圧力を調整可能なリリーフ圧に制御する電磁比例リリーフ弁62とが設けられている。
A built-in
この電磁比例リリーフ弁62は、リリーフ弁回路60bのリリーフ圧を入力電気信号に応じて無負荷状態(ほぼ0MPa)から運転席で操作可能なリリーフ弁設定ノブ70(図2)により任意に可変調整できる設定圧まで比例制御できるものであって、図1に示されるようにリリーフ圧を無負荷状態(ほぼ0MPa)に制御することで、プライオリティバルブ59のスプール59aをバケット作業機回路60aへの流量を優先させるシフト位置にパイロット制御するとともに、図5に示されるように電気信号によりそのリリーフ圧を調整された設定圧(例えば5MPa)に向かって増加させる方向に制御することで、プライオリティバルブ59のスプール59aを小旋回圧供給回路60への流量を増加させるシフト位置にパイロット制御し、かつ小旋回圧供給回路60の圧力をリリーフ圧に応じて制御し、リリーフ圧を例えば5MPaに設定したときは小旋回圧供給回路60の圧力を5.3MPa(5MPa+0.3MPa)まで上昇するように制御する。
This electromagnetic
小旋回圧供給回路60は、この小旋回圧供給回路60に供給された作動油の圧力を検出する圧力センサ61aを経て、左小旋回用通路60Aと右小旋回用通路60Bとに分岐され、左小旋回用通路60A中には、電磁比例リリーフ弁62で制御された圧力をブレーキ圧として左車輪ブレーキ37,38に供給する電磁式の左小旋回制御弁63が設けられ、右小旋回用通路60B中には、電磁比例リリーフ弁62で制御された圧力をブレーキ圧として右車輪ブレーキ39,40に供給する電磁式の右小旋回制御弁64が設けられている。
The small turning
左小旋回制御弁63および右小旋回制御弁64は、それらのソレノイドA,Bに接続された電源がオフ時の図1に示されるスプリングリターン状態では、左小旋回用通路60Aまたは右小旋回用通路60Bを閉止する弁閉状態となり、それらのソレノイドA,Bに接続された電源がオン時の弁切換え状態では、左小旋回用通路60Aまたは右小旋回用通路60Bを開通する弁開状態となる。
The left small turning control valve 63 and the right small turning control valve 64 are, in the spring return state shown in FIG. 1 when the power connected to the solenoids A and B is turned off, the left
図2に示されるように、前記スイッチ53sと、前記圧力センサ61,61aと、左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の一方のみに作動油を供給する小旋回ブレーキモードを車両オペレータが容易に選択操作できる場所に設置された小旋回スイッチ69と、前記電磁比例リリーフ弁62の設定圧を運転席で設定操作可能なリリーフ弁設定ノブ70と、アーティキュレート車両の車速Vを検出する車速センサ71と、後車体21に対し屈折した前車体23のアーティキュレート角(すなわち車体屈折角)αおよび屈折方向を検出するアーティキュレート角センサ72と、アーティキュレート車両の横すべり角β(車両の速度ベクトルと前車体23の向きとがなす角度)を算出するためのヨー角速度センサ73とが、コントローラ74の信号入力側に接続されている。
As shown in FIG. 2, the vehicle operator has a small turning brake mode in which hydraulic oil is supplied to only one of the
車速センサ71は、油圧ポンプ・油圧モータ系に接続された車軸駆動用減速機の出力軸部で回転速度を検出できる位置に設置され、アーティキュレート角センサ72は、アーティキュレート軸22の周囲に設置され、ヨー角速度センサ73は、車両に設置された垂直軸回りのジャイロセンサを用いる。
The
コントローラ74の出力側は、左小旋回制御弁63のソレノイドAおよび右小旋回制御弁64のソレノイドB、電磁弁56A,56Bのソレノイドa,b、電磁比例リリーフ弁62のソレノイドEに接続されている。
The output side of the
このコントローラ74は、小旋回スイッチ69がオンの状態で後車体21に対し前車体23を屈折させるハンドル旋回操作があると、図5に示されるように電磁弁56A,56Bを閉じて左ブレーキ回路41と右ブレーキ回路42との間を遮断するとともに、電磁比例リリーフ弁62のリリーフ圧を無負荷状態(0MPa)から設定圧(例えば5MPa)までの範囲内でアーティキュレート角αに応じて(すなわち比例して)制御し、プライオリティバルブ59のスプール59aをシフトさせることでポンプ57から小旋回圧供給回路60へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧をアーティキュレート角センサ72で検出されたアーティキュレート角αに応じて(すなわち比例して)制御するとともに、アーティキュレート角センサ72で検出された旋回方向の内側に対応する左小旋回制御弁63および右小旋回制御弁64のいずれか一方(図5の左小旋回状態では左小旋回制御弁63)を弁開状態に制御する小旋回ブレーキモードを起動させる機能を備えている。
This
さらに、コントローラ74は、小旋回スイッチ69のオンで選択した小旋回ブレーキモードにおいて、後車体21に対し前車体23を直進方向に戻すハンドル戻し操作と、小旋回中にブレーキマスタシリンダ51から左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の全輪ブレーキに作動油を供給する通常ブレーキ操作の少なくとも一方があると、小旋回ブレーキモードを解除するとともに、ブレーキマスタシリンダ51から供給された作動油により左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードを作動させる機能を備えている。
Further, in the small turning brake mode selected by turning on the
このとき、コントローラ74は、図1に示されるように電磁比例リリーフ弁62のリリーフ圧を無負荷状態(0MPa)に制御することで、プライオリティバルブ59のスプール59aを復帰させ、ポンプ57の吐出通路58からバケット作業機回路60aへの流量を優先させる。
At this time, the
さらに、コントローラ74は、アーティキュレート車両の車速Vが車速しきい値より低く、かつ横すべり角βが横すべり角しきい値より低い場合は、小旋回スイッチ69がオンのとき、小旋回ブレーキモードを起動させることができるが、車速Vが車速しきい値を超えた場合と、横すべり角βが横すべり角しきい値を超えた場合は、それぞれ、小旋回ブレーキモードを解除するとともに、ブレーキマスタシリンダ51から供給された作動油により左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードを作動させる機能を備え、このとき、左小旋回制御弁63および右小旋回制御弁64は共に弁閉状態に制御される。
Further, the
横すべり角βは、コントローラ74が、車速センサ71で検出された車速V、ヨー角速度センサ73で検出されたヨー角速度などを用いて、既知の演算手法により算出する。
The side slip angle β is calculated by the
次に、図1および図5の変化を参照しながらプライオリティバルブ59および電磁比例リリーフ弁62の働きを説明する。
Next, the functions of the
プライオリティバルブ59は、基本的には、スプール59aの右側のみに設置されたスプリング59sによる付勢圧力により、スプール59aが、図5に示されるように左側へシフトし、優先側の小旋回圧供給回路60にポンプ57からの作動油を供給する。
The
この状態で、スプール59aの左側面に作用する小旋回圧供給回路60の小旋回用内輪ブレーキ圧が、スプール59aの右側面に作用する電磁比例リリーフ弁62のリリーフ圧(例えば5MPa)とスプリング59sによる付勢圧力(例えば0.3MPa)との和(例えば5.3MPa)より高くなると、スプール59aは、図1に示されるように右側へシフトし、ポンプ57からの作動油がバケット作業機回路60aに優先的に供給されるので、小旋回圧供給回路60の小旋回用内輪ブレーキ圧は、上記5.3MPaまで上昇するものの、それ以上は上昇しない。
In this state, the small turning inner wheel brake pressure of the small turning
一方、スプール59aの左側面に作用する小旋回圧供給回路60の小旋回用内輪ブレーキ圧が、スプール59aの右側面に作用する電磁比例リリーフ弁62のリリーフ圧(例えば5MPa)とスプリング59sによる付勢圧力(例えば0.3MPa)との和(例えば5.3MPa)より低くなると、スプール59aは、図5に示されるように左側へシフトし、ポンプ57からの作動油が小旋回圧供給回路60に復帰する。
On the other hand, the small turning inner wheel brake pressure of the small turning
このような作用の繰り返しにより、小旋回圧供給回路60の小旋回用内輪ブレーキ圧は、5.3MPa程度のほぼ一定圧に保たれる。
By repeating such an operation, the small turning inner wheel brake pressure of the small turning
このようなプライオリティバルブ59を小旋回システムに用いた場合、図1に示されるように小旋回しないとき、あるいは小旋回後ハンドルを戻すときは、電磁比例リリーフ弁62に供給される電流値をゼロにして、リリーフ弁回路60bに圧力が発生しない無負荷状態(リリーフ圧:0MPa)とすることで、スプール59aは、図1に示されるように右側へシフトし、ポンプ57からの作動油はバケット作業機回路60aに優先的に供給され、バケット作業機26のリフト操作やチルト操作で利用される。
When such a
このとき、ポンプ57から吐出された作動油の全流量がバケット作業機回路60aに供給されるのではなく、プライオリティバルブ59のスプール59aを経て小旋回圧供給回路60に供給される流量もあり、スプリング59sの付勢圧力(例えば0.3MPa)よりやや大きい程度の残圧を小旋回圧供給回路60に発生させると、スプール59aの右側面に作用するパイロット圧(リリーフ圧:0MPa)とスプリング59sの付勢圧力(例えば0.3MPa)の和より、スプール59aの左側面に作用する上記残圧の方が大きいので、図1に示されたスプール59aのシフト状態が維持される。
At this time, the total flow rate of the hydraulic oil discharged from the
一方、図5に示されるように小旋回するときは、電磁比例リリーフ弁62にアーティキュレート角に応じた電流を印加し、運転席で操作可能なリリーフ弁設定ノブ70により設定された設定圧の範囲内で小旋回に必要なアーティキュレート角に応じたリリーフ圧をリリーフ弁回路60bに発生させる。
On the other hand, when making a small turn as shown in FIG. 5, a current corresponding to the articulate angle is applied to the electromagnetic
次に、図1乃至図3に示されたハードウェアの制御手順および作用を、図4および図5を参照しながら説明する。 Next, the control procedure and operation of the hardware shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIGS.
図4は、コントローラ74の演算手順の一例を示す。なお、図4中の丸数字は、ステップ番号を示す。
FIG. 4 shows an example of the calculation procedure of the
(ステップ1)
小旋回スイッチ69がオンかオフかを判断する。
(Step 1)
It is determined whether the
(ステップ2)
小旋回スイッチ69がオフの場合は、次の通常ブレーキモードが作動する。
(Step 2)
When the
すなわち、図1に示されるように、左小旋回制御弁63のソレノイドAおよび右小旋回制御弁64のソレノイドBの電源をオフに制御して、これらの左小旋回制御弁63および右小旋回制御弁64をスプリングリターン位置すなわち弁閉位置に制御し、電磁弁56A,56Bのソレノイドa,bの電源をオフに制御して、この電磁弁56A,56Bをスプリングリターン位置すなわち弁開位置に制御する。これらの制御により、車両オペレータの足踏み操作式のブレーキマスタシリンダ51から左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の全輪ブレーキにブレーキ作動油を同時に供給可能とする。
That is, as shown in FIG. 1, the power of the solenoid A of the small left turn control valve 63 and the solenoid B of the right small turn control valve 64 are controlled to be off, and the small left turn control valve 63 and the right small turn control valve 63 are controlled. The control valve 64 is controlled to the spring return position, that is, the valve closed position, the solenoids a, b of the
このとき、電磁比例リリーフ弁62のソレノイドEの電源をオフに制御して、リリーフ弁回路60bのリリーフ圧を0MPaに制御することで、プライオリティバルブ59のスプール59aを、図1に示されたポンプ57からバケット作業機回路60aへの流量を優先させる位置にシフトさせるとともに、小旋回圧供給回路60内をスプリング59sの付勢圧力(例えば0.3MPa)をやや超える程度の低圧の残圧に維持する。
At this time, the solenoid E of the electromagnetic
(ステップ3)
小旋回スイッチ69がオンのときは、車両オペレータがリリーフ弁設定ノブ70により、電磁比例リリーフ弁62の設定圧を任意(例えば5MPa)に設定することで、この設定圧の範囲内で小旋回に必要なアーティキュレート角αに比例したリリーフ圧を得るようにする。
(Step 3)
When the
(ステップ4)
車速センサ71により車速Vを検出し、アーティキュレート角センサ72によりアーティキュレート角αを検出するとともに、車速V、ヨー角速度などから横すべり角βを算出する。
(Step 4)
The vehicle speed V is detected by the
(ステップ5)
アーティキュレート角αから、旋回方向などの屈折状態を判断する。
(Step 5)
A refraction state such as a turning direction is determined from the articulate angle α.
(ステップ6)
スイッチ53sからの検知信号の有無により、ブレーキペダル53による足踏み操作すなわち通常ブレーキ操作があったか否か、言い換えると、ブレーキペダル53が非操作状態か否かが判断され、ブレーキペダル53による足踏み操作があった場合(NO)は、ステップ2に戻る。
(Step 6)
Based on the presence or absence of a detection signal from the
すなわち、コントローラ74は、小旋回中にブレーキペダル53を踏む通常ブレーキ操作があると、スイッチ53sをトリガーとして、小旋回ブレーキモードを解除するとともに、ステップ2のブレーキマスタシリンダ51から供給される作動油により左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードを作動させる機能を有する。
That is, when there is a normal brake operation in which the
(ステップ7)
ブレーキペダル53が非操作状態の場合(ステップ6YES)は、車両の操向ハンドル22Hが旋回操作されているか否かを、アーティキュレート角センサ72により判断し、旋回操作されていない場合は、操向ハンドル22Hを戻す場合も含めて、ステップ2に戻り、上記全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードとなる。
(Step 7)
When the
(ステップ8)
車両の操向ハンドル22Hが旋回操作された場合は、車速センサ71を用いて検出された車速Vが車速しきい値(例えば、10km/h)を超えたか否かを判断する。車速Vが車速しきい値を超えた場合は、高速スピードでの小旋回となり、好ましくないので、ハンドルを戻すときと同じ指令を行なう(ステップ2に戻る)。
(Step 8)
When the
これにより、車速Vが車速しきい値を超えた場合は、ブレーキマスタシリンダ51から全車輪ブレーキ37,38,39,40にブレーキ圧を供給することはできるが、左小旋回制御弁63および右小旋回制御弁64は共に弁閉状態に制御されるので、ポンプ57から左車輪ブレーキ37,38のみまたは右車輪ブレーキ39,40のみにブレーキ圧を供給することはできない。
As a result, when the vehicle speed V exceeds the vehicle speed threshold, brake pressure can be supplied from the brake master cylinder 51 to the all-
(ステップ9)
横すべり角βが横すべり角しきい値(例えば、30°)を超えたか否かを判断する。横すべり角βが横すべり角しきい値を超えた場合も、同様にステップ2に戻り、ブレーキマスタシリンダ51から全車輪ブレーキ37,38,39,40にブレーキ圧を供給することはできるが、左小旋回制御弁63および右小旋回制御弁64は共に弁閉状態に制御されるので、ポンプ57から左車輪ブレーキ37,38のみまたは右車輪ブレーキ39,40のみにブレーキ圧を供給することはできない。
(Step 9)
It is determined whether or not the side slip angle β exceeds a side slip angle threshold (for example, 30 °). When the side slip angle β exceeds the side slip angle threshold value, the process returns to step 2 in the same manner, and brake pressure can be supplied from the brake master cylinder 51 to all the
(ステップ10)
コントローラ74は、小旋回スイッチ69がオンに操作され、ブレーキペダル53が非操作状態にあり、車両の操向ハンドル22Hが旋回操作され、車速Vが車速しきい値より低く、かつ横すべり角βが横すべり角しきい値より低い場合は、アーティキュレート車両が、図3に示されるように左回りの姿勢にあるか否かを判断する。
(Step 10)
In the
(ステップ11)
左回りの場合は、次の左回りの小旋回ブレーキモードが作動する。
(Step 11)
In the case of counterclockwise rotation, the next counterclockwise small turning brake mode is activated.
すなわち、左小旋回制御弁63のソレノイドAの電源をオンに制御して、この左小旋回制御弁63を図5に示された切換位置すなわち弁開位置に制御し、一方、右小旋回制御弁64のソレノイドBの電源をオフのままにして、この右小旋回制御弁64をスプリングリターン位置すなわち弁閉位置に維持し、電磁弁56A,56Bのソレノイドa,bの電源をオンに制御して、この電磁弁56A,56Bを切換位置すなわち弁閉位置に制御する。これらの制御により、図5に示されるように左ブレーキ回路41と右ブレーキ回路42との間を遮断し、小旋回圧供給回路60から左車輪ブレーキ37,38への作動油の供給を可能とするとともに、右車輪ブレーキ39,40への作動油の供給を遮断する。
That is, the solenoid A of the left small turning control valve 63 is turned on to control the left small turning control valve 63 to the switching position shown in FIG. 5, that is, the valve open position, while the right small turning control valve is controlled. The solenoid B of the valve 64 is kept turned off, the small right turn control valve 64 is maintained at the spring return position, that is, the valve closed position, and the solenoids a and b of the
同時に、アーティキュレート角センサ72により検出されたアーティキュレート角αがしきい値(例えば25°)以下の場合は、プライオリティバルブ59を制御する電磁比例リリーフ弁62のソレノイドEの電源を制御して、アーティキュレート角αに比例する電気信号(電流値)によりリリーフ弁回路60bの圧力を比例制御し、プライオリティバルブ59のスプール59aを図5に示されたシフト位置すなわちポンプ57から小旋回圧供給回路60へ供給される流量を優先させるシフト位置に向けて比例制御する。
At the same time, when the articulate angle α detected by the
すなわち、アーティキュレート角αが小さい場合は、スプール59aのシフト量も小さく、ポンプ57からバケット作業機回路60aに供給される流量が優先されて、小旋回圧供給回路60へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧はアーティキュレート角αに比例して小さく制御される。
That is, when the articulate angle α is small, the shift amount of the
さらに、アーティキュレート角αがしきい値(例えば25°)以下では、このアーティキュレート角αが大きいほど、スプール59aのシフト量も大きくなり、ポンプ57からバケット作業機回路60aに供給される流量が制限されるとともに、小旋回圧供給回路60へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧がアーティキュレート角αに比例して上昇するように制御される。
Further, when the articulate angle α is equal to or smaller than a threshold value (for example, 25 °), the larger the articulate angle α, the larger the shift amount of the
これにより、リリーフ弁設定ノブ70により設定された設定圧の範囲内でアーティキュレート角αに比例した小旋回用内輪ブレーキ圧を、アーティキュレート車両の旋回内側に対応する左車輪ブレーキ37,38に供給し、左後車軸32および左前車軸35にアーティキュレート角αに比例した内輪ブレーキトルクを作用させることができる。
As a result, the small wheel inner wheel brake pressure proportional to the articulate angle α within the set pressure range set by the relief
一方、アーティキュレート角αがしきい値(例えば25°)を超えた場合は、電磁比例リリーフ弁62を、リリーフ弁設定ノブ70により設定された設定圧(例えば5MPa)が得られる励磁力に制御し、ポンプ57から小旋回圧供給回路60へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧を最大に制御する。
On the other hand, when the articulate angle α exceeds a threshold value (for example, 25 °), the electromagnetic
このとき、リリーフ弁設定ノブ70により設定された電磁比例リリーフ弁62の設定圧(例えば5MPa)にスプリング59sの付勢圧力(例えば0.3MPa)を加えた小旋回用内輪ブレーキ圧(5.3MPa)を、図5に示されるようにアーティキュレート車両の左旋回内側に対応する左車輪ブレーキ37,38に供給し、左後車軸32および左前車軸35に最大のブレーキトルクを作用させることができる。
At this time, the inner ring brake pressure (5.3 MPa) for small turning obtained by adding the biasing pressure (eg, 0.3 MPa) of the
(ステップ12)
右回りの場合は、次の右回りの小旋回ブレーキモードが作動する。
(Step 12)
In the case of clockwise rotation, the next clockwise small turning brake mode is activated.
すなわち、左小旋回制御弁63のソレノイドAの電源をオフに制御して、この左小旋回制御弁63をスプリングリターン位置すなわち弁閉位置に制御し、一方、右小旋回制御弁64のソレノイドBの電源をオンに制御して、この右小旋回制御弁64を切換位置すなわち弁開位置に制御し、電磁弁56A,56Bのソレノイドa,bの電源をオンに制御して、この電磁弁56A,56Bを切換位置すなわち弁閉位置に制御する。これらの制御により、左ブレーキ回路41と右ブレーキ回路42との間を遮断し、小旋回圧供給回路60から左車輪ブレーキ37,38への作動油の供給を遮断するとともに、小旋回圧供給回路60から右車輪ブレーキ39,40への作動油の供給を可能とする。
That is, the power supply of the solenoid A of the small left turn control valve 63 is controlled to be turned off, and the small left turn control valve 63 is controlled to the spring return position, that is, the valve closed position. The small right turn control valve 64 is controlled to the switching position, that is, the valve open position, and the solenoids a and b of the
同時に、アーティキュレート角センサ72により検出されたアーティキュレート角αがしきい値(例えば25°)以下の場合は、プライオリティバルブ59を制御する電磁比例リリーフ弁62のソレノイドEの電源を制御して、アーティキュレート角αに比例する電気信号(電流値)によりリリーフ弁回路60bの圧力を比例制御し、プライオリティバルブ59のスプール59aを図5に示されたシフト位置すなわちポンプ57から小旋回圧供給回路60へ供給される流量を優先させるシフト位置に向けて比例制御する。
At the same time, when the articulate angle α detected by the
すなわち、ステップ11の場合と同様に、アーティキュレート角αが小さい場合は、スプール59aのシフト量も小さく、ポンプ57からバケット作業機回路60aに供給される流量が優先されて、小旋回圧供給回路60へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧は小さく制御されるが、アーティキュレート角αが大きくなるほど、スプール59aのシフト量も大きくなり、小旋回圧供給回路60へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧がアーティキュレート角αに比例して上昇するように制御される。
That is, as in the case of
これにより、リリーフ弁設定ノブ70により設定された設定圧の範囲内でアーティキュレート角αに比例した小旋回用内輪ブレーキ圧を、アーティキュレート車両の旋回内側に対応する右車輪ブレーキ39,40に供給し、右後車軸33および右前車軸36にアーティキュレート角αに比例した内輪ブレーキトルクを作用させることができる。
As a result, the small wheel inner wheel brake pressure proportional to the articulate angle α within the set pressure range set by the relief
一方、アーティキュレート角αがしきい値(例えば25°)を超えた場合は、電磁比例リリーフ弁62を、一定のリリーフ圧(例えば5MPa)が得られる励磁力に制御し、ポンプ57から小旋回圧供給回路60へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧を最大に制御する。
On the other hand, when the articulate angle α exceeds a threshold value (for example, 25 °), the electromagnetic
このとき、リリーフ弁設定ノブ70により設定された電磁比例リリーフ弁62の設定圧(例えば5MPa)にスプリング59sの付勢圧力(例えば0.3MPa)を加えた小旋回用内輪ブレーキ圧(5.3MPa)を、アーティキュレート車両の右旋回内側に対応する右車輪ブレーキ39,40に供給し、右後車軸33および右前車軸36に最大のブレーキトルクを作用させることができる。
At this time, the inner ring brake pressure (5.3 MPa) for small turning obtained by adding the biasing pressure (eg, 0.3 MPa) of the
次に、図1乃至図5に示された実施の形態の作用効果を説明する。 Next, functions and effects of the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 will be described.
オペレータは、小旋回ブレーキモードを働かせたくない場合は、小旋回スイッチ69をオフのままにする。コントローラ74は、図1に示される通常ブレーキモードにより、電磁弁56A,56Bのソレノイドa,bをオフにして電磁弁56A,56Bを弁開状態に制御するとともに、左小旋回制御弁63および右小旋回制御弁64のソレノイドA,Bをオフにして左小旋回制御弁63および右小旋回制御弁64を弁閉状態に制御することで、ブレーキマスタシリンダ51から左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の全輪ブレーキにブレーキ作動油を同時に供給できるようにする。
If the operator does not wish to activate the small turning brake mode, the operator keeps the
オペレータは、小旋回ブレーキモードを働かせたいときは、小旋回スイッチ69をオンにする。この小旋回スイッチ69がオンの状態で、車両の操向ハンドル22Hを旋回操作すると、コントローラ74は、図5に示される小旋回ブレーキモードにより、電磁比例リリーフ弁62のソレノイドEを制御して、プライオリティバルブ59のスプール59aのシフト位置を制御し、このスプール59aのシフト位置によりポンプ57から小旋回圧供給回路60に供給される流量を制御し、ポンプ57から小旋回圧供給回路60への小旋回用内輪ブレーキ圧をアーティキュレート角センサ72で検出されたアーティキュレート角αに比例して制御するとともに、アーティキュレート角αによって旋回方向(左回りか右回りか)を判断し、アーティキュレート角センサ72で検出された旋回方向の内側に対応する左右の小旋回制御弁63,64のいずれか一方を弁開状態に制御する小旋回ブレーキモードを起動させる。
The operator turns on the
そして、左車輪ブレーキ37,38または右車輪ブレーキ39,40の一方を作動させることで、後車体21と前車体23とをアーティキュレート軸22を介し互いに屈折させるアーティキュレート角αで決まる旋回半径を、さらに小さくすることが可能となる。
Then, by operating one of the
このとき、旋回内輪側に位置する左車輪ブレーキ37,38または右車輪ブレーキ39,40のブレーキ圧すなわち旋回内輪側ブレーキ圧は、リリーフ弁設定ノブ70により設定される設定圧の範囲内でアーティキュレート角αに比例して任意に調整することが可能となり、アーティキュレート角αが小さいほど旋回内輪側ブレーキ圧はアーティキュレート角αに比例して小さくなるとともに、アーティキュレート角αが大きいほど旋回内輪側ブレーキ圧は設定圧の限度内でアーティキュレート角αに比例して大きくなり、そのブレーキ圧が大きいほど旋回半径を小さくしようとする力が働くので、旋回ハンドル操作量に応じたスムーズな旋回挙動となる。
At this time, the brake pressure of the
このような、小旋回ブレーキ動作をしている最中であっても、プライオリティバルブ59は、ポンプ57から小旋回圧供給回路60に流量を供給すると同時に、バケット作業機回路60aへも流量を分配供給して、バケット作業機26を作動させることが可能であるので、小旋回をしながらバケット26bにより土砂などを掬うなどのバケット作業を行なえる。
Even during the small turning brake operation, the
上記操向ハンドル22Hを直進方向に戻すと、コントローラ74は、通常ブレーキモードを作動させて、電磁比例リリーフ弁62のリリーフ圧を0MPaに制御することで、プライオリティバルブ59のスプール59aを図1に示された位置にパイロット操作するとともに、小旋回圧供給回路60内を所定残圧まで圧抜きする。
When the steering handle 22H is returned to the straight traveling direction, the
小旋回スイッチ69をオンにするとともに、操向ハンドル22Hを旋回操作しても、高速スピードでの小旋回は好ましくないので、車速センサ71を用いて検出した車速Vが、車速しきい値、例えば10km/hを超える場合は、上記操向ハンドル22Hを戻す場合と同様に通常ブレーキモードを作動させる。
Even if the
小旋回スイッチ69をオンにするとともに、操向ハンドル22Hを旋回操作しても、アイスバーン上での走行は、タイヤの横すべりが大きく好ましくないため、ヨー角速度センサ73などを用いて、横すべり角βを算出し、この横すべり角βが横すべり角しきい値、例えば30°を超える場合は、上記操向ハンドル22Hを戻す場合と同様に通常ブレーキモードを作動させる。
Even if the
以上のように、アーティキュレート車両の左右いずれか一方の車輪ブレーキ37,38または39,40を作動させることで小旋回をさせる小旋回制御装置において、プライオリティバルブ59により、ブレーキマスタシリンダ51とは別に設置されたポンプ57より吐出された作動油を左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の一方へ供給する小旋回圧供給回路60への流量と、バケット作業機回路60aへの流量とで、いずれか一方への流量を優先させるようにし、また、電磁比例リリーフ弁62により、リリーフ圧が無負荷状態のときプライオリティバルブ59をバケット作業機回路60aへの流量を優先させるようにパイロット制御するとともに電気信号によりそのリリーフ圧を調整された値に変化させることでプライオリティバルブ59を小旋回圧供給回路60への流量を優先させるようにパイロット制御し、かつ小旋回圧供給回路60の圧力をリリーフ圧に基づき制御するようにし、そして、左小旋回制御弁63により、電磁比例リリーフ弁62で制御された圧力をブレーキ圧として左車輪ブレーキ37,38に供給し、右小旋回制御弁64により、電磁比例リリーフ弁62で制御された圧力をブレーキ圧として右車輪ブレーキ39,40に供給するようにしたので、バケット作業機回路60aに用いられている既存のポンプ57を利用して安価な小旋回用内輪ブレーキ圧供給回路を構成できる。
As described above, in the small turning control device that makes a small turn by operating the left and
この小旋回用内輪ブレーキ圧供給回路を用いて、左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の一方のみに作動油を供給する小旋回ブレーキモードを選択する小旋回スイッチ69がオンの状態では、後車体21に対し前車体23を屈折させるハンドル旋回操作があると、コントローラ74によって、電磁比例リリーフ弁62を介してプライオリティバルブ59をシフトさせることでポンプ57から小旋回圧供給回路60へ供給される流量を優先させ、ポンプ57から小旋回圧供給回路60への小旋回用内輪ブレーキ圧をアーティキュレート角αに比例して制御するとともに、アーティキュレート角センサ72で検出された旋回方向の内側に対応する左小旋回制御弁63および右小旋回制御弁64のいずれか一方を弁開状態に制御するようにしたので、後車体21に対して前車体23を最大限に屈折したフルアーティキュレート状態でなくても小旋回ブレーキモードを起動させることができ、車両オペレータの多くのハンドル旋回操作を不要とし、少ない旋回操作での車両小旋回が可能であり、労力を軽減できる。
Using this small turning inner wheel brake pressure supply circuit, the
その際、コントローラ74は、電磁比例リリーフ弁62のリリーフ圧を無負荷状態から設定圧までの範囲内でアーティキュレート角αに比例して制御し、プライオリティバルブ59のスプール59aをシフトさせることで、ポンプ57から小旋回圧供給回路60へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧をアーティキュレート角センサ72で検出されたアーティキュレート角αに比例して制御し、旋回内輪側の左車輪ブレーキ37,38または右車輪ブレーキ39,40に供給するので、後車体21に対する前車体23の車体屈折角に応じて(すなわちアーティキュレート角αに比例して)制御された適切な小旋回用内輪ブレーキトルクにより、スムーズな旋回挙動が得られ、良好な乗り心地が得られる。
At that time, the
また、バケット作業機26を作動させるインプリメントシステムに用いられている既存のポンプ57を有効利用した安価な小旋回用内輪ブレーキ圧供給回路を構成して、小旋回の必要なときに、電磁比例リリーフ弁62により、ポンプ57からバケット作業機回路60aへの流量より小旋回圧供給回路60への流量を優先させる位置にプライオリティバルブ59のスプール59aをシフトさせて、左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の一方で必要な小旋回用内輪ブレーキ圧を得るようにしたので、専用ブレーキポンプを採用した場合と比較して、省エネルギかつ低コストを図れる。
In addition, a low-priced inner ring brake pressure supply circuit for small turning that effectively uses the existing
また、後車体21に対し前車体23を直進方向に戻すハンドル戻し操作と、通常ブレーキ操作の少なくとも一方があると、ステップ2の制御により、電磁比例リリーフ弁62を介してプライオリティバルブ59を復帰動作させることでポンプ57からバケット作業機回路60aへ供給される流量を優先させるとともに、電磁比例リリーフ弁62のリリーフ圧を無負荷状態(0MPa)に制御することで、小旋回圧供給回路60内の圧抜きを行ない、小旋回ブレーキモードを解除するとともに、ブレーキマスタシリンダ51から供給された作動油により左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードを作動させるので、小旋回ブレーキモードより通常ブレーキモードを優先させて、ブレーキシステムに対する高い信頼性を確保できる。
In addition, when there is at least one of a handle returning operation for returning the front vehicle body 23 to the straight direction with respect to the rear vehicle body 21 and a normal brake operation, the
コントローラ74は、車速センサ71により検出されたアーティキュレート車両の車速Vが車速しきい値より低く、かつヨー角速度センサ73からのデータにより算出されたアーティキュレート車両の横すべり角βが横すべり角しきい値より低い場合は、小旋回ブレーキモードに制御可能であるが、車速Vが車速しきい値を超えた場合と、横すべり角βが横すべり角しきい値を超えた場合は、小旋回ブレーキモードを解除するとともに、ブレーキマスタシリンダ51により全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードを作動させるので、車体が不安定な走行状態での小旋回ブレーキ制御が自動的に無効化され、車体の安定性を確保できる。
The
さらに、ブレーキマスタシリンダ51とは別にポンプ57より吐出された作動油を左車輪ブレーキ37,38および右車輪ブレーキ39,40の一方へ供給する小旋回圧供給回路60への流量と、バケット作業機回路60aへの流量とで、いずれか一方への流量を優先させるプライオリティバルブ59を用いて、完全な流量切換えを行なわずに、ポンプ57から小旋回圧供給回路60に流量を供給して小旋回動作をしている最中であっても、同時にポンプ57からバケット作業機回路60aへも流量を供給してバケット作業機26を作動させることができ、小旋回をしながらのバケット作業、例えば土砂などを掬う作業が可能となる。
Further, separately from the brake master cylinder 51, the flow rate to the small turning
本発明は、ホイールローダなどのアーティキュレート車両の製造産業に利用される。 The present invention is used in the manufacturing industry of articulated vehicles such as wheel loaders.
21 後車体
22 アーティキュレート軸
23 前車体
26 バケット作業機
37,38 左車輪ブレーキ
39,40 右車輪ブレーキ
51 ブレーキマスタシリンダ
57 ポンプ
59 プライオリティバルブ
60 小旋回圧供給回路
60a 他の回路としてのバケット作業機回路
62 電磁比例リリーフ弁
63 左小旋回制御弁
64 右小旋回制御弁
69 小旋回スイッチ
71 車速センサ
72 アーティキュレート角センサ
73 ヨー角速度センサ
74 コントローラ
21 Rear body
22 Articulate shaft
23 Front car body
26 Bucket work machine
37, 38 Left wheel brake
39, 40 Right wheel brake
51 Brake master cylinder
57 Pump
59 priority valve
60 Small turning pressure supply circuit
60a Bucket work machine circuit as other circuit
62 Proportional relief valve
63 Small left turn control valve
64 Right small turning control valve
69 Small swivel switch
71 Vehicle speed sensor
72 Articulate angle sensor
73 Yaw angular velocity sensor
74 Controller
Claims (4)
後車体に対し屈折した前車体のアーティキュレート角および屈折方向を検出するアーティキュレート角センサと、
左車輪制動用の左車輪ブレーキおよび右車輪制動用の右車輪ブレーキの両方にブレーキ圧を供給するブレーキマスタシリンダと、
ブレーキマスタシリンダとは別にポンプより吐出された作動流体を左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの一方へ供給する小旋回圧供給回路と、
小旋回圧供給回路と共通の上記ポンプを作動流体圧源とする他の回路と、
小旋回圧供給回路への流量と他の回路への流量とで、いずれか一方への流量を優先させるプライオリティバルブと、
リリーフ圧を無負荷状態に制御することでプライオリティバルブを他の回路への流量を優先させるシフト位置にパイロット制御するとともに電気信号によりリリーフ圧を増加させる方向に制御することでプライオリティバルブを小旋回圧供給回路への流量を増加させるシフト位置にパイロット制御しかつ小旋回圧供給回路の圧力をリリーフ圧に応じて制御する電磁比例リリーフ弁と、
電磁比例リリーフ弁で制御された圧力をブレーキ圧として左車輪ブレーキに供給する左小旋回制御弁と、
電磁比例リリーフ弁で制御された圧力をブレーキ圧として右車輪ブレーキに供給する右小旋回制御弁と、
左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの一方のみに作動流体を供給する小旋回ブレーキモードを選択する小旋回スイッチと、
小旋回スイッチがオンの状態で後車体に対し前車体を屈折させるハンドル旋回操作があると、電磁比例リリーフ弁のリリーフ圧を無負荷状態から設定圧までの範囲内でアーティキュレート角に応じて制御してプライオリティバルブをシフトさせることでポンプから小旋回圧供給回路へ供給される小旋回用内輪ブレーキ圧をアーティキュレート角センサで検出されたアーティキュレート角に応じて制御するとともに、アーティキュレート角センサで検出された旋回方向の内側に対応する左小旋回制御弁および右小旋回制御弁のいずれか一方を弁開状態に制御する小旋回ブレーキモードを起動させる機能を備えたコントローラと
を具備したことを特徴とするアーティキュレート車両における小旋回制御装置。 In an articulated vehicle in which a rear vehicle body and a front vehicle body are connected to each other through an articulate shaft so as to be able to be bent,
An articulated angle sensor that detects the articulated angle and the direction of refraction of the front vehicle body that is refracted relative to the rear vehicle body;
A brake master cylinder for supplying brake pressure to both the left wheel brake for braking the left wheel and the right wheel brake for braking the right wheel;
A small turning pressure supply circuit for supplying the working fluid discharged from the pump separately from the brake master cylinder to one of the left wheel brake and the right wheel brake;
Other circuits using the above-mentioned pump in common with the small swirl pressure supply circuit as a working fluid pressure source
A priority valve that prioritizes the flow rate to one of the flow rate to the small swirl pressure supply circuit and the flow rate to the other circuit;
By controlling the relief pressure to a no-load state, the priority valve is pilot controlled to a shift position that prioritizes the flow rate to other circuits, and the priority valve is controlled to increase the relief pressure by an electric signal, thereby reducing the priority valve to a small turning pressure. An electromagnetic proportional relief valve that pilot controls the shift position to increase the flow rate to the supply circuit and controls the pressure of the small turning pressure supply circuit according to the relief pressure;
A small left turn control valve that supplies the pressure controlled by the electromagnetic proportional relief valve to the left wheel brake as a brake pressure;
A small right turn control valve that supplies pressure controlled by the electromagnetic proportional relief valve to the right wheel brake as a brake pressure;
A small turning switch for selecting a small turning brake mode for supplying a working fluid to only one of the left wheel brake and the right wheel brake;
If there is a steering wheel turning operation that refracts the front car body relative to the rear car body with the small swivel switch on, the relief pressure of the electromagnetic proportional relief valve is controlled according to the articulate angle within the range from the no-load state to the set pressure. Then, by shifting the priority valve, the inner ring brake pressure for small turning supplied from the pump to the small turning pressure supply circuit is controlled according to the articulate angle detected by the articulate angle sensor, and the articulate angle sensor A controller having a function of activating a small turning brake mode for controlling one of the left small turning control valve and the right small turning control valve corresponding to the inside of the detected turning direction to a valve open state. A small turning control device for an articulated vehicle.
後車体に対し前車体を直進方向に戻すハンドル戻し操作と、小旋回中にブレーキマスタシリンダから左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの全輪ブレーキに作動流体を供給する通常ブレーキ操作の少なくとも一方があると、小旋回ブレーキモードを解除するとともに、ブレーキマスタシリンダから供給された作動流体により左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードを作動させる機能を備えた
ことを特徴とする請求項1記載のアーティキュレート車両における小旋回制御装置。 The controller
When there is at least one of a handle return operation for returning the front vehicle body to the rear vehicle body in a straight direction and a normal brake operation for supplying working fluid from the brake master cylinder to the left wheel brake and the right wheel brake during the small turn. In addition to canceling the small turning brake mode, it has a function to operate the normal brake mode that enables the left wheel brake and the right wheel brake to be used by the working fluid supplied from the brake master cylinder. The small turning control device for an articulated vehicle according to claim 1.
アーティキュレート車両の横すべり角を算出するためのヨー角速度センサとを具備し、
コントローラは、
車速が車速しきい値を超えた場合と、横すべり角が横すべり角しきい値を超えた場合は、小旋回ブレーキモードを解除するとともに、ブレーキマスタシリンダから供給された作動流体により左車輪ブレーキおよび右車輪ブレーキの全輪ブレーキを利かせることが可能となる通常ブレーキモードを作動させる機能を備えた
ことを特徴とする請求項1または2記載のアーティキュレート車両における小旋回制御装置。 A vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed of the articulated vehicle;
A yaw angular velocity sensor for calculating the side slip angle of the articulated vehicle,
The controller
When the vehicle speed exceeds the vehicle speed threshold and when the side slip angle exceeds the side slip angle threshold, the small turning brake mode is canceled and the left wheel brake and right side are driven by the working fluid supplied from the brake master cylinder. The small turning control device for an articulated vehicle according to claim 1 or 2, further comprising a function of operating a normal brake mode in which all wheel brakes of the wheel brake can be applied.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載のアーティキュレート車両における小旋回制御装置。 The other circuit is a bucket work machine circuit that operates a bucket work machine mounted on the front vehicle body. 4. The small turning control device for an articulated vehicle according to any one of claims 1 to 3.
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