JP2013124735A - Hydraulic drive device of wheel type working vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、走行モータを駆動するための圧油を吐出する走行ポンプと、作業装置を駆動するための圧油を吐出する作業ポンプとを備え、これら走行ポンプと作業ポンプとを同じ原動機で駆動するホイール式作業機械の油圧駆動装置に関する。 The present invention includes a travel pump that discharges pressure oil for driving a travel motor and a work pump that discharges pressure oil for driving a work device, and the travel pump and the work pump are driven by the same prime mover. The present invention relates to a hydraulic drive device for a wheel type work machine.
従来、ホイール式作業車両の油圧駆動装置は、原動機と、この原動機の出力を伝達されて駆動される可変容量型油圧ポンプから成る走行ポンプと、可変容量型油圧モータから成り走行ポンプと閉回路接続された走行モータと、走行ポンプを駆動するための原動機と同じ原動機の出力を伝達されて駆動される作業ポンプと、この作業ポンプの吐出油により駆動される油圧アクチュエータであって走行モータとの複合操作が可能な作業アクチュエータとを備える。この油圧駆動装置では、走行ポンプと作業ポンプとが同じ原動機の出力を伝達されて駆動されるものであるため、ホイール式作業車両に作業装置の動作と走行とを並行して行わせる場合に、原動機の出力の範囲内で作業装置を駆動する駆動力(作業駆動力)と、ホイール式作業車両を走行させる駆動力(走行駆動力)との関係を設定するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulic drive device for a wheel-type work vehicle includes a prime mover, a travel pump including a variable displacement hydraulic pump driven by transmission of the output of the prime mover, and a variable displacement hydraulic motor. A traveling motor, a working pump that is driven by the output of the same prime mover as the prime mover for driving the traveling pump, and a hydraulic actuator that is driven by the discharge oil of the working pump and is a composite of the traveling motor And a work actuator that can be operated. In this hydraulic drive device, since the traveling pump and the work pump are driven by transmitting the output of the same prime mover, when the wheeled work vehicle performs the operation of the working device and the traveling in parallel, The relationship between the driving force for driving the work device (work driving force) within the range of the output of the prime mover and the driving force for driving the wheeled work vehicle (traveling drive force) is set.
この種のホイール式作業車両の油圧駆動装置は、走行ポンプの吐出圧をカットオフ弁により制御する走行ポンプ圧制御手段と、走行モータの容量を切換弁により制御するモータ容量制御手段とを備える。 A hydraulic drive device for this type of wheel-type work vehicle includes travel pump pressure control means for controlling the discharge pressure of the travel pump with a cut-off valve, and motor capacity control means for controlling the capacity of the travel motor with a switching valve.
カットオフ弁は、走行ポンプの吐出圧(走行ポンプ圧)と作業ポンプの吐出圧(作業ポンプ圧)とをパイロット圧として作動する弁であり、走行ポンプ圧と作業ポンプ圧との合計圧力が所定のポンプ基準圧を超えた場合に、走行ポンプの容量が小さくなるように走行ポンプのサーボピストンに作用する圧力を制御して、走行ポンプの吐出圧を低下させるようになっている。これにより、作業駆動力が大きいほど走行駆動力が抑えられる。 The cut-off valve is a valve that operates using the travel pump discharge pressure (travel pump pressure) and the work pump discharge pressure (work pump pressure) as pilot pressure, and the total pressure of the travel pump pressure and the work pump pressure is predetermined. When the pump reference pressure is exceeded, the pressure acting on the servo piston of the traveling pump is controlled so as to reduce the capacity of the traveling pump, thereby reducing the discharge pressure of the traveling pump. Thereby, traveling driving force is suppressed, so that work driving force is large.
切換弁は、走行ポンプ圧をパイロット圧として作動する弁であり、走行ポンプ圧が所定のモータ基準圧未満である場合に、走行モータの容量が所定の小容量となるよう走行モータのサーボピストンに作用する圧力を制御し、走行ポンプ圧がモータ基準圧以上である場合に、走行モータの容量が小容量よりも高く設定された所定の大容量になるよう走行モータのサーボピストンに作用する圧力を制御するものである。 The switching valve is a valve that operates using the traveling pump pressure as a pilot pressure. When the traveling pump pressure is lower than a predetermined motor reference pressure, the switching valve is connected to the servo piston of the traveling motor so that the traveling motor has a predetermined small capacity. The pressure that acts on the servo piston of the travel motor is controlled so that the travel motor has a predetermined large capacity set higher than the small capacity when the travel pump pressure is equal to or higher than the motor reference pressure. It is something to control.
ここで説明したホイール式作業車両の油圧駆動装置は、例えば特許文献1に開示されている。
The hydraulic drive device for a wheeled work vehicle described here is disclosed in, for example,
前述の従来の油圧駆動装置において、ポンプ基準圧はカットオフ弁の始動圧力(作動に要する最低パイロット圧)である。そして、ポンプ基準圧に占める走行ポンプ圧は、作業ポンプ圧を変数とする1次関数であり、作業ポンプ圧が高くなるほど低くなる。つまり、作業ポンプ圧が高くなるほどカットオフ弁の作動に要する走行ポンプ圧(ポンプ基準圧に占める走行ポンプ圧)が低くなる。これに対し、モータ基準圧は切換弁の始動圧力であって、作業ポンプ圧の変動に影響されない一定値である。このため、次の「(A)」〜「(C)」の課題が生じるおそれがある。 In the above-described conventional hydraulic drive device, the pump reference pressure is the starting pressure (minimum pilot pressure required for operation) of the cutoff valve. The traveling pump pressure occupying the pump reference pressure is a linear function with the working pump pressure as a variable, and decreases as the working pump pressure increases. In other words, the higher the working pump pressure, the lower the travel pump pressure (travel pump pressure occupying the pump reference pressure) required for operating the cut-off valve. On the other hand, the motor reference pressure is the starting pressure of the switching valve, and is a constant value that is not affected by fluctuations in the working pump pressure. For this reason, there exists a possibility that the subject of following "(A)"-"(C)" may arise.
(A) 図6において、特性線200はポンプ基準圧Ppの特性を示すものであって、ポンプ基準圧Ppに占める作業ポンプ圧Pfと走行ポンプ圧Ptとの関係を示している。具体的には、作業ポンプ圧Pfが最低値(=0)のとき、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptは最高値Ptmax1に設定される。作業ポンプ圧Pfが最高値Pfmaxのとき、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptは最低値Ptmin1(>0)に設定される。作業ポンプ圧Pfが「0<Pf<Pfmax」の範囲内で変動するとき、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptは、作業ポンプ圧Pfが高いほど低く設定される。
(A) In FIG. 6, a
そして、モータ基準圧Pm1は、特性線200で規定されたポンプ基準圧Ppに対して、走行ポンプ圧Ptの最低値Ptmin1よりも高く最高値Ptmax1よりも低い圧力に設定されている。この場合、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptは、作業ポンプ圧Pfの変動範囲全体(0≦Pf≦Pfmax)のうちの「0≦Pf≦Pf1」の範囲において、モータ基準圧Pm1以上の圧に設定される。このようにポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptがモータ基準圧Pm1以上の圧に設定された状態において、切換弁には常にモータ基準圧Pm1よりも高いパイロット圧が作用し、これにより、走行モータの容量は常に所定の大容量に維持される。
The motor reference pressure Pm1 is set to be higher than the minimum value Ptmin1 of the traveling pump pressure Pt and lower than the maximum value Ptmax1 with respect to the pump reference pressure Pp defined by the
この結果、図7に示すように、作業ポンプ圧Pfの「0≦Pf≦Pf1」の範囲においては、作業ポンプ圧Pfが高くなるほど(作業駆動力が大きくなるほど)走行駆動力F(牽引力)を抑えることと、必要な走行駆動力Fを確保することとを両立できる。 As a result, as shown in FIG. 7, in the range of “0 ≦ Pf ≦ Pf1” of the work pump pressure Pf, the travel drive force F (traction force) increases as the work pump pressure Pf increases (the work drive force increases). It is possible to achieve both suppression and securing the necessary travel driving force F.
一方、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptは、作業ポンプ圧Pfの変動範囲全体(0≦Pf≦Pfmax)のうちの「Pf1<Pf」の範囲において、モータ基準圧Pm1よりも低い圧力に設定される。このようにポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptがモータ基準圧Pm1よりも低い圧力に設定された状態においては、カットオフ弁により走行ポンプ圧Ptがモータ基準圧Pm1よりも低く維持されるため、切換弁の作動に要する最低パイロット圧(モータ基準圧Pm1)が発生せず、これによって走行モータの容量は無用に小容量に維持される。 On the other hand, the traveling pump pressure Pt occupying the pump reference pressure Pp is lower than the motor reference pressure Pm1 in the range of “Pf1 <Pf” in the entire fluctuation range (0 ≦ Pf ≦ Pfmax) of the working pump pressure Pf. Is set. In this way, when the traveling pump pressure Pt occupying the pump reference pressure Pp is set to a pressure lower than the motor reference pressure Pm1, the traveling pump pressure Pt is maintained lower than the motor reference pressure Pm1 by the cut-off valve. Therefore, the minimum pilot pressure (motor reference pressure Pm1) required for the operation of the switching valve is not generated, so that the capacity of the traveling motor is unnecessarily maintained at a small capacity.
この結果、図7に示すように、作業ポンプ圧Pfの「0≦Pf≦Pf1」の範囲において確保できる走行駆動力Fと「Pf1<Pf」の範囲において確保できる走行駆動力Fとの間に落差Gが生じ、必要な走行駆動力Fを確保することができないおそれがある。 As a result, as shown in FIG. 7, between the driving force F that can be secured in the range of “0 ≦ Pf ≦ Pf1” of the working pump pressure Pf and the driving force F that can be secured in the range of “Pf1 <Pf”. There is a possibility that a drop G occurs and the required driving force F cannot be secured.
(B) 「(A)」で述べた課題を解決するために、図8において、モータ基準圧Pm2(<Pm1)は、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptの最低値Ptmin1よりも低い圧力に設定されている。この場合、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptは、作業ポンプ圧Pfの変動範囲全体(0≦Pf≦Pfmax)において、モータ基準圧Pm2よりも高い。したがって、走行ポンプ圧PtがPtmin以上の状態において、切換弁にはモータ基準圧Pm2よりも高いパイロット圧が作用し、走行モータの容量は大容量に維持される。 (B) In order to solve the problem described in “(A)”, in FIG. 8, the motor reference pressure Pm2 (<Pm1) is a pressure lower than the minimum value Ptmin1 of the traveling pump pressure Pt occupying the pump reference pressure Pp. Is set to In this case, the traveling pump pressure Pt occupying the pump reference pressure Pp is higher than the motor reference pressure Pm2 in the entire fluctuation range (0 ≦ Pf ≦ Pfmax) of the working pump pressure Pf. Therefore, when the traveling pump pressure Pt is equal to or higher than Ptmin, a pilot pressure higher than the motor reference pressure Pm2 acts on the switching valve, and the displacement of the traveling motor is maintained at a large capacity.
この結果、図9に示すように、作業ポンプ圧Pfの変動範囲全体(0≦Pf≦Pfmax)において、作業ポンプ圧Pfが高くなるほど、すなわち作業駆動力が大きくなるほど走行駆動力Fを抑えることと、必要な走行駆動力Fを確保することとを両立できる。 As a result, as shown in FIG. 9, in the entire fluctuation range (0 ≦ Pf ≦ Pfmax) of the work pump pressure Pf, the travel drive force F is suppressed as the work pump pressure Pf increases, that is, the work drive force increases. It is possible to achieve both necessary driving force F.
しかし、図8において、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptとモータ基準圧Pm2との差(Pt−Pm2)は、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptが最高値Ptmax1のときに大きくなり過ぎ、これによって走行モータの容量が無用に大容量に制御されることになる。このため、登坂時にホイール式作業車両に最高速度で走行させることができないおそれがある。 However, in FIG. 8, the difference (Pt−Pm2) between the traveling pump pressure Pt occupying the pump reference pressure Pp and the motor reference pressure Pm2 increases when the traveling pump pressure Pt occupying the pump reference pressure Pp is the maximum value Ptmax1. Thus, the capacity of the traveling motor is unnecessarily controlled to a large capacity. For this reason, there is a possibility that the wheeled work vehicle cannot be driven at the maximum speed when climbing uphill.
(C) 「(B)」で述べた課題を解決するために、図10において、モータ基準圧Pm3は、図8に示すモータ基準圧Pm2ものよりも高く、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptの最高値Ptmax1に近い圧力に設定されている。つまり、モータ基準圧Pm3は、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptが最高値Ptmax1のときに、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptとの差が大きくなり過ぎないように、図8に示すモータ基準圧Pm2よりも高い圧力に設定されている。また、図10におけるポンプ基準圧Ppの特性線500は、「(A)」で述べた課題を解決するために、作業ポンプ圧Pfの変動範囲全体(0≦Pf≦Pfmax)において走行ポンプ圧Ptがモータ基準圧Pm3よりも低い圧力とならないように、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptの最低値Ptmin1がモータ基準圧Pm3よりも高い圧力に設定されたものとなっている。
(C) In order to solve the problem described in “(B)”, in FIG. 10, the motor reference pressure Pm3 is higher than the motor reference pressure Pm2 shown in FIG. 8, and the running pump pressure occupies the pump reference pressure Pp. The pressure is set close to the maximum value Ptmax1 of Pt. That is, the motor reference pressure Pm3 is shown in FIG. 8 so that the difference from the traveling pump pressure Pt occupied in the pump reference pressure Pp does not become too large when the traveling pump pressure Pt occupied in the pump reference pressure Pp is the maximum value Ptmax1. It is set to a pressure higher than the motor reference pressure Pm2. Further, in order to solve the problem described in “(A)”, the
この結果、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptが最高値Ptmax1のときに、走行モータの容量が無用に大容量に制御されることを回避でき、したがって、登坂時にホイール式作業車両を最高速度で走行させることができる。 As a result, when the traveling pump pressure Pt occupying the pump reference pressure Pp is the maximum value Ptmax1, it is possible to prevent the traveling motor capacity from being unnecessarily controlled to a large capacity, and accordingly, the wheel type work vehicle can be moved to the maximum speed when climbing up. It can be run with.
しかし、特性線500は、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptの最高値Ptmax1と最低値Ptmin1との差が小さ過ぎる。つまり、図11に示すように、特性線500により得られる走行駆動力Fは、作業ポンプ圧Pfの「0<Pf≦Pfmax」の範囲において図9に示す走行駆動力よりも大きくなり、このため、走行駆動力が作業駆動力に対して大き過ぎてしまうおそれがある。
However, in the
例えばホイール式作業車両がホイールローダである場合、作業装置の動作と走行を並行させるホイールローダの動作には、前進することで土砂等の盛り土にバケットを貫入しながら、そのバケットを持ち上げて土砂を掬い上げる、という掘削動作がある。この掘削動作中に作業駆動力に対して走行駆動力Fが大き過ぎると、ホイールがスリップしてしまってホイールローダの作業効率が低下する。 For example, when the wheel-type work vehicle is a wheel loader, the wheel loader operation in which the operation of the work device and the traveling are performed in parallel is to move forward while penetrating the bucket into the embankment such as earth and sand and lifting the bucket to remove the earth and sand. There is an excavation operation of scooping up. If the traveling drive force F is too large with respect to the work drive force during the excavation operation, the wheel slips and the work efficiency of the wheel loader decreases.
本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、適切な走行駆動力と走行速度を得ることができるホイール式作業車両の油圧駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a hydraulic drive device for a wheel type work vehicle capable of obtaining an appropriate travel drive force and travel speed.
前述の目的を達成するために本発明に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置は次のように構成されている。 In order to achieve the above object, a hydraulic drive device for a wheeled work vehicle according to the present invention is configured as follows.
本発明に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置は、原動機と、この原動機の出力を伝達されて駆動される可変容量型油圧ポンプから成る走行ポンプと、可変容量型油圧モータから成り、走行ポンプと閉回路接続された可変容量型油圧モータから成る走行モータと、前記原動機の出力を伝達されて駆動される作業ポンプと、この作業ポンプの吐出油により駆動される油圧アクチュエータであって前記走行モータとの複合操作が可能な作業アクチュエータと、前記走行ポンプの吐出圧を制御する走行ポンプ圧制御手段と、前記走行モータの容量を制御するモータ容量制御手段と、を備えるホイール式作業車両の油圧駆動装置であって、前記走行ポンプ圧制御手段は、前記走行ポンプの吐出圧と前記作業ポンプの吐出圧との合計圧力が所定のポンプ基準圧以上である場合に、前記作業ポンプの吐出圧が高いほど前記走行ポンプの容量を小さく制御することによって前記走行ポンプの吐出圧を低下させるものであり、前記モータ容量制御手段は、前記合計圧力が所定のモータ基準圧未満である場合に前記走行モータの容量を所定の小容量に制御し、前記合計圧力が前記モータ基準圧以上である場合に前記走行モータの容量を前記小容量よりも大きな所定の大容量に制御するものであり、前記モータ基準圧に占める前記走行ポンプの吐出圧の最高値は前記ポンプ基準圧に占める前記走行ポンプの吐出圧の最高値と最低値との間の値に設定され、前記モータ基準圧に占める前記走行ポンプの吐出圧の最低値は前記ポンプ基準圧に占める前記走行ポンプの最低値よりも低い値に設定されたことを特徴とする。 A hydraulic drive device for a wheeled work vehicle according to the present invention comprises a prime mover, a travel pump comprising a variable displacement hydraulic pump driven by being transmitted with the output of the prime mover, and a variable displacement hydraulic motor. A travel motor composed of a variable displacement hydraulic motor connected in a closed circuit, a work pump driven by transmission of the output of the prime mover, and a hydraulic actuator driven by oil discharged from the work pump, the travel motor A hydraulic drive device for a wheel-type work vehicle, comprising: a work actuator capable of performing a combined operation; a travel pump pressure control unit that controls a discharge pressure of the travel pump; and a motor capacity control unit that controls a capacity of the travel motor. The traveling pump pressure control means is configured so that a total pressure of the discharge pressure of the traveling pump and the discharge pressure of the work pump is a predetermined pump. When the pressure is equal to or higher than the reference pressure, the discharge pressure of the traveling pump is decreased by controlling the displacement of the traveling pump so that the discharge pressure of the working pump is high. When the pressure is less than a predetermined motor reference pressure, the capacity of the traveling motor is controlled to a predetermined small capacity, and when the total pressure is equal to or higher than the motor reference pressure, the capacity of the traveling motor is less than the small capacity. The maximum value of the travel pump discharge pressure occupying the motor reference pressure is between the maximum value and the minimum value of the travel pump discharge pressure occupying the pump reference pressure. The minimum value of the travel pump discharge pressure occupying the motor reference pressure is set to a value lower than the minimum value of the travel pump occupying the pump reference pressure. And butterflies.
このように構成された本発明に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置において、ポンプ基準圧に占める走行ポンプ圧(走行ポンプの吐出圧)は、作業ポンプ圧(作業ポンプの吐出圧)を変数とする1次関数であり、作業ポンプ圧が高くなるほど低くなる。モータ基準圧に占める走行ポンプ圧も、作業ポンプ圧(作業ポンプの吐出圧)を変数とする1次関数であり、作業ポンプ圧が高くなるほど低くなる。したがって、作業ポンプ圧が最低値のときにポンプ基準圧に占める走行ポンプ圧、およびモータ基準圧に占める走行ポンプ圧は何れも最高値となり、作業ポンプ圧が最高値のときにポンプ基準圧に占める走行ポンプ圧、およびモータ基準圧に占める走行ポンプ圧は何れも最低値となる。そして、モータ基準圧に占める走行ポンプ圧の最高値は、ポンプ基準圧に占める走行ポンプ圧の最高値と最低値との間の値に設定されていて、モータ基準圧に占める走行ポンプ圧の最低値はポンプ基準圧に占める走行ポンプ圧の最低値よりも低い値に設定されている。 In the hydraulic drive device for a wheeled work vehicle according to the present invention configured as described above, the travel pump pressure (travel pump discharge pressure) occupying the pump reference pressure is a variable of the work pump pressure (work pump discharge pressure). Is a linear function that decreases as the working pump pressure increases. The traveling pump pressure occupying the motor reference pressure is also a linear function with the work pump pressure (work pump discharge pressure) as a variable, and decreases as the work pump pressure increases. Therefore, the traveling pump pressure occupying the pump reference pressure when the working pump pressure is the lowest value and the traveling pump pressure occupying the motor reference pressure are both the highest values, and occupy the pump reference pressure when the working pump pressure is the highest value. Both the travel pump pressure and the travel pump pressure occupying the motor reference pressure are minimum values. The maximum value of the traveling pump pressure occupying the motor reference pressure is set to a value between the maximum value and the minimum value of the traveling pump pressure occupying the pump reference pressure. The value is set to a value lower than the minimum value of the traveling pump pressure occupying the pump reference pressure.
このようにポンプ基準圧に対してモータ基準圧が設定されていることにより、モータ基準圧は作業ポンプの吐出圧の変動範囲全体においてポンプ基準圧よりも低い圧力となる。これにより、前述の「(A)」での課題、すなわち走行モータの容量が無用に小容量に制御されて必要な走行駆動力を確保することができなくなるという課題を解決でき、作業ポンプの吐出圧の変動範囲全体において、作業ポンプの吐出圧が高くなるほど(作業駆動力が大きくなるほど)走行駆動力を抑えることと、必要な走行駆動力を確保することとを両立できる。 Since the motor reference pressure is set with respect to the pump reference pressure in this way, the motor reference pressure is lower than the pump reference pressure in the entire fluctuation range of the discharge pressure of the work pump. As a result, the above-mentioned problem “(A)”, that is, the problem that the travel motor capacity is unnecessarily controlled to a small capacity and the required travel drive force cannot be secured can be solved, and the discharge of the work pump can be solved. In the entire pressure fluctuation range, it is possible to achieve both the suppression of the travel driving force as the discharge pressure of the work pump increases (as the work drive force increases) and the necessary travel drive force.
また、本発明に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置において、モータ基準圧に占める走行ポンプ圧の最高値は、前述のようにポンプ基準圧に占める走行ポンプ圧の最高値と最低値との間の値に設定されている。これにより、本発明に係るホイール式作業車両に油圧駆動装置は、前述の「(B)」での課題、すなわち、走行モータの容量が無用に大容量に制御されるという課題を解決でき、登坂時にホイール式作業車両に最高速度で走行させることができる。 In the hydraulic drive system for a wheeled work vehicle according to the present invention, the maximum value of the traveling pump pressure in the motor reference pressure is between the maximum value and the minimum value of the traveling pump pressure in the pump reference pressure as described above. Is set to the value of As a result, the hydraulic drive device for the wheeled work vehicle according to the present invention can solve the above-described problem in “(B)”, that is, the problem that the capacity of the travel motor is unnecessarily controlled to a large capacity. Sometimes a wheeled work vehicle can run at maximum speed.
また、本発明に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置において、モータ基準圧に占める走行ポンプの吐出圧は、前述のように作業ポンプの吐出圧が高くなるほど低くなる。これにより、本発明に係るホイール式作業車両に油圧駆動装置は、「(C)」で説明した場合のように、走行駆動力が作業駆動力に対して大き過ぎてしまう事態が生じるほどポンプ基準圧の最低値を高く設定する必要がない。 Further, in the hydraulic drive device for a wheel type work vehicle according to the present invention, the discharge pressure of the traveling pump occupying the motor reference pressure becomes lower as the discharge pressure of the work pump becomes higher as described above. As a result, the hydraulic drive device for the wheeled work vehicle according to the present invention is such that the driving reference force is so large that the travel drive force is too large relative to the work drive force as described in “(C)”. There is no need to set a high minimum pressure.
これらのことから、「〔1〕」に記載のホイール式作業車両に係る油圧駆動装置は、適切な走行駆動力と走行速度を得ることができる。 For these reasons, the hydraulic drive device according to the wheeled work vehicle described in “[1]” can obtain an appropriate travel drive force and travel speed.
本発明に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置は、前述のホイール式作業車両の油圧駆動装置において、前記走行ポンプは、この走行ポンプの容量を可変にするポンプ用可変機構部と、このポンプ用可変機構部を駆動するポンプ用サーボピストンとを備え、前記走行ポンプ圧制御手段は、前記ポンプ用サーボピストンに作用する圧力を制御するカットオフ弁を備え、このカットオフ弁は、前記合計圧力が前記ポンプ基準圧以上である場合に、前記作業ポンプの吐出圧が高いほど前記走行ポンプの容量が減少するよう前記ポンプ用サーボピストンに作用する圧力を制御するものであり、前記走行モータは、この走行モータの容量を可変にするモータ用可変機構部と、このモータ用可変機構部を駆動するモータ用サーボピストンとを備え、前記モータ容量制御手段は、前記モータ用サーボピストンに作用する圧力を制御する切換弁を備え、この切換弁は、前記合計圧力が前記モータ基準圧未満である場合に前記走行モータの容量が前記小容量になるよう前記モータ用サーボピストンに作用する圧力を制御するものであるとともに、前記合計圧力が前記モータ基準圧以上である場合に前記走行モータの容量が前記大容量になるよう前記モータ用サーボピストンに作用する圧力を制御するものであることが好ましい。 The hydraulic drive device for a wheeled work vehicle according to the present invention is the above-described hydraulic drive device for a wheeled work vehicle, wherein the travel pump includes a variable mechanism for a pump that makes the displacement of the travel pump variable, and the pump A pump servo piston for driving the variable mechanism, and the traveling pump pressure control means includes a cut-off valve for controlling a pressure acting on the pump servo piston. When the pressure is higher than the pump reference pressure, the pressure acting on the pump servo piston is controlled so that the capacity of the traveling pump decreases as the discharge pressure of the working pump increases. A variable mechanism portion for the motor that makes the capacity of the travel motor variable, and a servo piston for the motor that drives the variable mechanism portion for the motor, The motor capacity control means includes a switching valve that controls a pressure acting on the servo piston for the motor, and the switching valve has a capacity of the traveling motor that is small when the total pressure is less than the motor reference pressure. The pressure acting on the motor servo piston is controlled so as to have a capacity, and the motor servo is controlled so that the capacity of the traveling motor becomes the large capacity when the total pressure is equal to or higher than the motor reference pressure. It is preferable to control the pressure acting on the piston.
本発明に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置は、前述のように、適切な走行駆動力と走行速度を得ることができる。 As described above, the hydraulic drive device for a wheeled work vehicle according to the present invention can obtain an appropriate travel drive force and travel speed.
本発明の第1,第2実施形態に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置について説明する。 A hydraulic drive device for a wheeled work vehicle according to first and second embodiments of the present invention will be described.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置について図1〜図4を用いて説明する。
[First Embodiment]
A hydraulic drive device for a wheeled work vehicle according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の第1実施形態に係る油圧駆動装置は、図1に示すホイールローダ1に搭載されている。このホイールローダ1は、運転室3、左右1対の前輪4と、左右1対の後輪5とが設けられた本体2と、この本体2の前部に装備された作業装置6とを備える。
The hydraulic drive device according to the first embodiment of the present invention is mounted on a
作業装置6は、本体2に対し上下方向に回動可能に結合したリフトアーム7と、このリフトアーム7に対し上下方向に回動可能に結合したバケット8とを備える。作業装置6を駆動する作業アクチュエータ(油圧アクチュエータ)は、リフトアームシリンダ7aとバケットシリンダ8aである。
The working device 6 includes a
リフトアームシリンダ7aの一端は本体2に回動可能に結合している。リフトアームシリンダ7aの他端はリフトアーム7に回動可能に結合している。リフトアーム7は、リフトアームシリンダ7aの伸長により本体2に対して上方向に回動し、リフトアームシリンダ7aの収縮により本体2に対して下方向に回動する。バケットシリンダ8aの一端はリフトアーム7に回動可能に結合している。バケットシリンダ8aの他端はリンク機構8bを介してバケット8に結合している。バケットシリンダ8aの伸長によりバケット8はリフトアーム7に対して上方向に回動し、バケットシリンダ8aの収縮によりリフトアーム7に対して下方向に回動する。
One end of the
図2に示すように、第1実施形態に係る油圧駆動装置は、原動機であるディーゼルエンジン10と、このディーゼルエンジン10の出力を伝達されて駆動される可変容量型油圧ポンプから成る走行ポンプ11と、この走行ポンプ11と1対の走行用駆動管路12,13により閉回路接続された可変容量型油圧モータから成る走行モータ80とを備える。
As shown in FIG. 2, the hydraulic drive apparatus according to the first embodiment includes a
走行ポンプ11は、作動油の吸入口または吐出口となる1対の入出口11a,11bと、押し退け容積を可変にする両傾転型のポンプ用可変機構部14と、このポンプ用可変機構部14を駆動するポンプ用レギュレータ20とを備える。走行ポンプ11が入出口11bから作動油を吸入して入出口11aから吐出した場合にホイールローダ1は前進する。逆に、走行ポンプ11が入出口11aから作動油を吸入して入出口11bから吐出した場合にホイールローダ1は後進する。
The traveling
ポンプ用レギュレータ20は、ポンプ制御圧を受ける1対の受圧部22,23を有するポンプ用サーボピストン21と、ポンプ制御圧を導入する1対のポンプ制御圧室24,25と、ポンプ用サーボピストン21を走行ポンプ11の容量(押し退け容積)が減少する方向に付勢する1対のリターンスプリング26,27とを備える。ポンプ用サーボピストン21の1対の受圧部22,23の受圧面積および1対のリターンスプリング26,27の設定荷重は、1対の受圧部22,23に作用する圧力が同圧のときにポンプ用サーボピストン21が容量を最小とする位置、すなわち、走行ポンプ11の容量をゼロとする位置に保持されるよう設定されている。
The
走行モータ80は、相反する2方向に回転可能な可逆油圧モータであり、ホイールローダ1の後輪5に動力伝達機構(図示省略)を介して接続されている。
The
第1実施形態に係る油圧駆動装置は、ディーゼルエンジン10により駆動される定容量型油圧ポンプから成るパイロットポンプ31と、このパイロットポンプ31に管路32を介して接続された油圧回路であるポンプ制御圧発生部33と、このポンプ制御圧発生部33とポンプ用レギュレータ20の間に介在して設けられた走行用方向制御弁34とを備える。
The hydraulic drive apparatus according to the first embodiment is a
ポンプ制御圧発生部33は、運転室3内に設けられたアクセルペダル(図示省略)の踏込み量に比例したポンプ制御圧を、パイロットポンプ31の吐出圧を1次圧として発生させるものである。
The pump
走行用方向制御弁34は、スプリングセンタ式の3位置弁であり、弁位置を中立位置35、第1作動位置36および第2作動位置37に切換可能なものである。中立位置35は、ポンプ用レギュレータ20のポンプ制御圧室24(ポンプ用サーボピストン21の受圧部22側)とポンプ制御圧室25(ポンプ用サーボピストン21の受圧部23側)の両方を作動油タンク38に連通させる弁位置、すなわち、走行ポンプ11の容量(押し退け容積)を最小容量(=0)にする弁位置である。第1作動位置36は、ポンプ制御圧発生部33からのポンプ制御圧を一方のポンプ制御圧室24に導き、他方のポンプ制御圧室25を作動油タンク38に連通させる弁位置、すなわち、ポンプ用レギュレータ20のポンプ用サーボピストン21をF方向に駆動し、走行ポンプ11にホイールローダ1を前進させるための圧油を吐出させる弁位置である。第2作動位置37は、ポンプ制御圧発生部33からのポンプ制御圧を他方のポンプ制御圧室25に導き、一方のポンプ制御圧室24を作動油タンク38に連通させる弁位置、すなわち、ポンプ用レギュレータ20のポンプ用サーボピストン21をB方向に駆動し、走行ポンプ11にホイールローダ1を後進させる方向の圧油を吐出させる弁位置である。走行用方向制御弁34の弁位置は、運転室3内に設けられた前後進切換レバー(図示省略)の操作に基づき制御されるようになっている。
The traveling
第1実施形態に係る油圧駆動装置は、走行ポンプ11と走行モータ80の間を循環する作動油を補充するチャージ回路40を備える。このチャージ回路40は、パイロットポンプ31と、このパイロットポンプ31の吐出圧の上限を規定するリリーフ弁41と、パイロットポンプ31の吐出油を走行用駆動管路12に導くチェック弁42と、パイロットポンプ31の吐出油を走行用駆動管路13に導くチェック弁43とを備える。
The hydraulic drive device according to the first embodiment includes a
第1実施形態に係る油圧駆動装置は、走行ポンプ11を駆動する原動機と同じ原動機であるディーゼルエンジン10の出力を伝達されて駆動される定容量型油圧ポンプから成る作業ポンプ50と、この作業ポンプ50の吐出油により駆動されるリフトアームシリンダ7a(作業アクチュエータ)およびバケットシリンダ8a(作業アクチュエータ)と、作業ポンプ50から延びた作業装置用駆動管路52に接続された作業装置用油圧制御回路51とを備える。作業装置用油圧制御回路51は、リフトアームシリンダ7aと作業ポンプ50との間に介在して設けられたリフトアーム用制御方向制御弁(図示省略)と、作業ポンプ50とバケットシリンダ8aの間に介在して設けられたバケット用方向制御弁(図示省略)を含むものである。リフトアーム用方向制御弁は、運転室3内に設けられたリフトアーム用操作装置(図示省略)の操作に応じて作動し、作業ポンプ50からリフトアームシリンダ7aに供給される圧油の流れの方向、すなわちリフトアーム7の動作方向を制御するものである。バケット用方向制御弁は、運転室3内に設けられたバケット用操作装置(図示省略)の操作に応じて作動し、作業ポンプ50からバケットシリンダ8aに供給される圧油の流れの方向、すなわちバケット8の動作方向を制御するものである。リフトアーム用操作装置およびバケット用操作装置の少なくとも一方と、アクセルペダルとが同時期に操作されると、リフトアームシリンダ7aおよびバケットシリンダ8aの少なくとも一方と、走行モータ80とが並行して動作する、いわゆる複合操作が行われることになる。
The hydraulic drive device according to the first embodiment includes a
第1実施形態に係る油圧駆動装置は、走行ポンプ圧Pt(走行ポンプ11の吐出圧)を制御する走行ポンプ圧制御手段60を備える。この走行ポンプ制御手段60は、走行ポンプ圧Ptと作業ポンプ圧Pf(作業ポンプ50の吐出圧)との合計圧力(Pt+Pf)が所定のポンプ基準圧Pp以上である場合に、作業ポンプ圧Pfが高いほど走行ポンプ11の容積(押し退け容積)を小さく制御することによって、走行ポンプ圧Ptを低下させるものである。
The hydraulic drive device according to the first embodiment includes travel pump pressure control means 60 that controls travel pump pressure Pt (discharge pressure of the travel pump 11). The traveling pump control means 60 is configured such that when the total pressure (Pt + Pf) of the traveling pump pressure Pt and the working pump pressure Pf (the discharge pressure of the working pump 50) is equal to or higher than a predetermined pump reference pressure Pp, the working pump pressure Pf is The higher the value is, the smaller the
具体的には、走行ポンプ圧制御手段60は、ポンプ用サーボピストン60に作用する圧力を制御するカットオフ弁61を備える。このカットオフ弁61は油圧パイロット式の2位置弁であり、弁体62の初期位置64(図2の左側の弁位置)および始動圧力(作動に要する最低パイロット圧)を規定するリターンスプリング63と、弁体62に作用させるパイロット圧を導入する第1,第2パイロットポート66,67とを備える。弁体62は、第1パイロットポート66から導入されたパイロット圧が作用する第1受圧部68と、第2パイロットポート67から導入されたパイロット圧が作用する第2受圧部69とを備える。
Specifically, the traveling pump pressure control means 60 includes a
走行ポンプ圧制御手段60はさらに、走行用駆動管路12内の圧力と走行用駆動管路13内のうちの高圧側の圧力を選択する高圧選択型シャトル弁77と、この高圧選択型シャトル弁77により選択された圧力を、カットオフ弁61の第1パイロットポート66に導く第1パイロット管路74とを備える。高圧選択型シャトル弁77により選択される高圧側の圧力は、走行ポンプ圧Ptに等しい。また、走行ポンプ圧制御手段60は、作業装置用駆動管路52から分岐してカットオフ弁61の第2パイロットポート67に作業ポンプ圧Pfを導く第2パイロット管路75を備える。カットオフ弁61の第1,第2受圧部68,69は何れも、リターンスプリング63による弁体62の押圧方向に抗する方向のパイロット圧が作用するよう設けられている。つまり、カットオフ弁61は、走行ポンプ圧Ptと作業ポンプ圧Pfとの合計圧力(Pt+Pf)をパイロット圧として、その合計圧力(Pt+Pf)が所定のポンプ基準圧Pp以上、すなわちリターンスプリング63により規制された始動圧力(作動に要する最低パイロット圧)以上である場合に作動するようになっている。
The traveling pump pressure control means 60 further includes a high pressure selection
また、カットオフ弁61は、第1入出ポート72と第2入出ポート73を有し、弁体62が初期位置64にあるときに第1入出ポート72と第2入出ポート73の間は遮断され、弁体62が初期位置64から作動位置65の方向に変位するほど、第1入出ポート72と第2入出ポート73と間に形成される流路の断面が大きくなるものである。第1入出ポート72はポンプ用レギュレータ20の一方のポンプ制御圧室24と連通し、第2入出ポート73はポンプ用レギュレータ20の他方のポンプ制御圧室25に連通している。
The cut-off
カットオフ弁61が作動した場合、カットオフ弁61の弁体62が初期位置64(閉位置)から作動位置65(開位置)の方向に変位するほど、ポンプ用サーボピストン21において受圧部22に作用する圧力と受圧部23に作用する圧力との差が小さくなり、これに伴ってポンプ用サーボピストン21がリターンスプリング26またはリターンスプリング27により走行ポンプ11の容量(押し退け容積)を小さくする方向に押し動かされることになる。つまり、カットオフ弁61は、走行ポンプ圧Ptと作業ポンプ圧Pfとの合計圧力(Pt+Pf)が所定のポンプ基準圧Pp以上、すなわちリターンスプリング63により規制された始動圧力以上である場合に、作業ポンプ圧Pfが高いほど、走行ポンプ11の容量(押し退け容積)が減少するようポンプ用サーボピストン21に作用する圧力を制御するようになっている。
When the
なお、カットオフ弁61が作動していない場合(弁位置が初期位置64(閉位置)の場合)には、ポンプ用レギュレータ20においてポンプ用サーボピストン21の1対の受圧部22,23に作用する圧力は、走行用方向制御弁34によって制御されるとこになる。
When the
走行モータ80は、1対の入出口80a,80bと、押し退け容積を可変にするモータ用可変機構部81と、このモータ用可変機構部81を駆動するモータ用レギュレータ90とを備える。モータ用レギュレータ90は、一端に小径受圧部92を有し、他端に小径受圧部92よりも受圧面積の大きな大径受圧部93を有するモータ用サーボピストン91と、小径受圧部92および大径受圧部93のそれぞれに作用させるモータ制御圧を導入する小径制御圧室94および大径制御圧室95とを備える。
The
第1実施形態に係る油圧駆動装置は、走行モータ80の容量を制御するモータ容量制御手段100を備える。このモータ容量制御手段100は、走行ポンプ圧Pt(走行ポンプ11の吐出圧)と作業ポンプ圧Pf(作業ポンプ50の吐出圧)との合計圧力(Pt+Pf)が所定のモータ基準圧Pm未満である場合に、走行モータ80の容量を所定の小容量(例えば最小容量)に制御し、合計圧力(Pt+Pf)が所定のモータ基準圧Pm以上である場合に走行モータ80の容量を所定の小容量よりも大きな所定の大容量(例えば最大容量)に制御するものである。
The hydraulic drive apparatus according to the first embodiment includes motor capacity control means 100 that controls the capacity of the
具体的には、モータ容量制御手段100は、第1パイロット管路74から分岐して走行ポンプ圧Ptをモータ用レギュレータ90の小径制御圧室94に導くモータ制御圧管路101と、モータ用サーボピストン91に作用する圧力を制御する切換弁110とを備える。
Specifically, the motor capacity control means 100 includes a motor
切換弁110は油圧パイロット式の2位置弁であり、弁体111の初期位置112(図2の下側の弁位置)および始動圧力(作動に要する最低パイロット圧)を規定するリターンスプリング114と、弁体111に作用させるパイロット圧を導入する第1,第2パイロットポート115,116とを備える。弁体111は、第1パイロットポート115から導入されたパイロット圧が作用する第1受圧部117と、第2パイロットポート116から導入されたパイロット圧が作用する第2受圧部118とを備える。第1パイロットポート115は、モータ制御圧管路101内の圧力、すなわち走行ポンプ圧Ptをパイロット圧として導入するポートであり、第2パイロットポート116は、第2パイロット管路75内の圧力、すなわち作業ポンプ圧Pfをパイロット圧として導入するポートである。切換弁110の第1,第2受圧部117,118は何れも、リターンスプリング114による弁体111の押圧方向に抗する方向のパイロット圧が作用するよう設けられている。つまり、切換弁110は、走行ポンプ圧Ptと作業ポンプ圧Pfとの合計圧力(Pt+Pf)をパイロット圧として、その合計圧力(Pt+Pf)が所定のモータ基準圧Pm以上、すなわちリターンスプリング114により規制された始動圧力(作動に要する最低パイロット圧)以上である場合に作動するようになっている。
The switching
切換弁110の初期位置112(図2の下側の弁位置)は、大径制御圧室95を作動油タンク38に連通させる弁位置である。したがって、切換弁110が作動していない場合(弁位置が初期位置112に維持されている場合)、モータ用サーボピストン91は、小径受圧部92に作用する走行ポンプ圧Ptによって下方向に限界まで変位することになる。この結果、走行モータ80の容量(押し退け容積)は最小容量に制御される。
The initial position 112 (the lower valve position in FIG. 2) of the switching
一方、切換弁110の作動位置113(図2の上側の弁位置)は、大径制御圧室95にモータ制御圧管路101内の圧力、すなわち走行ポンプ圧Ptを導く弁位置である。したがって、切換弁110が作動した場合(弁位置が作動位置113に変位した場合)、モータ用サーボピストン91の小径受圧部92と大径受圧部93の両方に走行ポンプ圧Ptが作用し、大径受圧部93の受圧面積が小径受圧部92の受圧面積よりも大きいことから、大径受圧部93に対する走行ポンプ圧Ptの押圧によってモータ用サーボピストン91は走行モータ80の容量(押し退け容積)を増大させる方向(矢印I方向)に変位することになる。この結果、走行モータ80の容量は最小容量よりも大きな所定の大容量(第1実施形態においては最大容量)に設定されている。
On the other hand, the operation position 113 (the valve position on the upper side in FIG. 2) of the switching
つまり、切換弁110は、走行ポンプ圧Ptと作業ポンプ圧Pfとの合計圧力(Pt+Pf)が所定のモータ基準圧Pm未満、すなわちリターンスプリング114により規制された始動圧力未満である場合に、走行モータ80の容量が最小容量になるようモータ用サーボピストン91に作用する圧力を制御するものであるとともに、合計圧力(Pt+Pf)が所定のモータ基準圧Pm以上である場合に、走行モータ80の容量が最大容量になるようモータ用サーボピストン91に作用する圧力を制御するものである。
That is, the switching
図3において、ポンプ基準圧Ppの特性線200で示すように、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptは作業ポンプ圧Pfを変数とする1次関数であり、作業ポンプ圧Pfが高くなるほど低くなる。また、モータ基準圧Pmの特性線300で示すように、モータ基準圧Pmに占める走行ポンプ圧Ptも作業ポンプ圧Pfを変数とする1次関数であり、作業ポンプ圧Pfが高くなるほど低くなる。したがって、作業ポンプ圧Pfが最低値Pfmin(=0)のときにポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptおよびモータ基準圧Pmに占める走行ポンプ圧Ptは何れも最高値(Ptmax1,Ptmax2)となり、作業ポンプ圧Pfが最高値のときにポンプ基準圧Ppに示す走行ポンプ圧Ptおよびモータ基準圧Pmに占める走行ポンプ圧Ptは何れも最低値(Ptmin1,Ptmin2)となる。そして、モータ基準圧Pmに占める走行ポンプ圧Ptの最高値Ptmax2はポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptの最高値Ptmax1と最低値Ptmin1の間の値に設定されていて、モータ基準圧Pmに占める走行ポンプ圧Ptの最低値Ptmin2はポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptの最低値Ptmin1よりも低い値に設定されている。
In FIG. 3, as indicated by the
このようにポンプ基準圧Ppに対してモータ基準圧Pmが設定されていることによって、モータ基準圧Pmに占める走行ポンプ圧Ptは、作業ポンプ圧Pfの変動範囲全体(0≦Pf≦Pfmax)において、ポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptよりも低い圧力となる。これにより、第1実施形態に係るホイール式作業車両において、走行駆動力Fは、図6に示したポンプ基準圧Ppの特性線200とモータ基準圧Pm1との組合せの場合のように、図7に示した落差Gが生じるものではなく、図4に示すように作業ポンプ圧Pfの変動範囲全体(0≦Pf≦Pfmax)において、作業ポンプ圧Pfの上昇に伴い、すなわち作業駆動力の増大に伴い、一定の変化率で低下するものとなる。この結果、第1実施形態に係る油圧駆動装置は、作業ポンプ圧Pfの変動範囲全体(0≦Pf≦Pfmax)において、作業ポンプ圧Pfが高くなるほど(作業駆動力が大きくなるほど)走行駆動力Fを抑えることと、必要な走行駆動力Fを確保することとを両立できる。
Since the motor reference pressure Pm is set with respect to the pump reference pressure Pp as described above, the traveling pump pressure Pt occupying the motor reference pressure Pm is within the entire fluctuation range (0 ≦ Pf ≦ Pfmax) of the working pump pressure Pf. The traveling pump pressure Pt occupies the pump reference pressure Pp. Thereby, in the wheel type work vehicle according to the first embodiment, the traveling driving force F is the same as in the case of the combination of the
また、第1実施形態に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置は、モータ基準圧Pmに占める走行ポンプ圧Ptの最高値Ptmax2がポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptの最高値Ptmax1と最低値Ptmin1の間の値に設定されていることにより、図8に示したポンプ基準圧Ppの特性線200とモータ基準圧Pm2との組合せの場合と異なり、走行モータ80の容量が無用に最大容量に制御される事態に陥ることを回避でき、したがって、登坂時にホイール式作業車両に最高速度で走行させることができる。
Further, in the hydraulic drive device for the wheel type work vehicle according to the first embodiment, the maximum value Ptmax1 and the minimum value of the traveling pump pressure Pt that the maximum value Ptmax2 of the traveling pump pressure Pt occupies in the motor reference pressure Pm occupies the pump reference pressure Pp. Unlike the combination of the
また、第1実施形態に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置において、モータ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptは作業ポンプ圧Pfが高くなるほど低くなるため、図10に示したポンプ基準圧Ppの特性線500のようにポンプ基準圧Ppに占める走行ポンプ圧Ptの最低値Ptminを、走行駆動力が作業駆動力に対して大き過ぎてしまう事態が生じるほど高く設定する必要がない。これにより、第1実施形態に係る油圧駆動装置は、ホイールローダの掘削動作時に後輪5のスリップを防止できる。
Further, in the hydraulic drive system for the wheel type work vehicle according to the first embodiment, the travel pump pressure Pt occupying the motor reference pressure Pp decreases as the work pump pressure Pf increases. Therefore, the pump reference pressure Pp shown in FIG. It is not necessary to set the minimum value Ptmin of the traveling pump pressure Pt occupying the pump reference pressure Pp as shown by the
これらのことから、第1実施形態に係るホイール式作業車両に係る油圧駆動装置は、適切な走行駆動力と走行速度を得ることができる。 From these things, the hydraulic drive device which concerns on the wheel type work vehicle which concerns on 1st Embodiment can obtain suitable traveling drive force and traveling speed.
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態に係るホイール式作業車両の油圧駆動装置について図5を用いて説明する。図5に示すもののうち、図2に示したものと同等のものには、図2に付した符号と同じ符号を付してある。
[Second Embodiment]
A hydraulic drive system for a wheeled work vehicle according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Among the components shown in FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.
図5に示すように、第2実施形態に係る油圧駆動装置においては、第1実施形態に係る油圧駆動装置とは異なり、電気的に制御可能なカットオフ弁310(電磁弁)と、電気的に制御可能な切換弁320(電磁弁)と、走行ポンプ圧Ptを検出信号St(電気信号)に変換して出力する走行ポンプ圧センサ321と、作業ポンプ圧Pfを検出信号Sf(電気信号)に変換して出力する作業ポンプ圧センサ322と、CPU、ROMおよびRAMを有し、走行ポンプ圧センサ321からの検出信号Stおよび作業ポンプ圧センサ322からの検出信号Sfに基づきカットオフ弁310および切換弁320の電子制御を行うコントローラ400(マイクロコンピュータ)とを備える。
As shown in FIG. 5, in the hydraulic drive device according to the second embodiment, unlike the hydraulic drive device according to the first embodiment, an electrically controllable cutoff valve 310 (electromagnetic valve), A control valve 320 (solenoid valve) that can be controlled, a travel
コントローラ400は、ROMに格納された制御プログラムおよびデータにより設定された手段であるポンプ制御処理手段401とモータ制御処理手段402とを備える。
The
ポンプ制御処理手段401は前述のポンプ基準圧Ppの特性線200と、走行ポンプ圧センサ321からの検出信号Stおよび作業ポンプ圧センサ322からの検出信号Sfとの関係を予め記憶していて、走行ポンプ圧Ptと作業ポンプ圧Pfとの合計圧力(Pt+Pf)がポンプ基準圧Pp以上、すなわちリターンスプリング63により規制された始動圧力以上である場合に、作業ポンプ圧Pfが高いほど、走行ポンプ11の容量(押し退け容積)を減少させるための制御信号Cpをカットオフ弁310のソレノイド310aに与えるものである。また、ポンプ制御処理手段401は、合計圧力(Pt+Pf)がポンプ基準圧Pp未満である場合には、リターンスプリング63にカットオフ弁310の弁位置を初期位置64に保持させるようになっている。
The pump
モータ制御処理手段402は前述のモータ基準圧Pmの特性線300と、走行ポンプ圧センサ321からの検出信号Stおよび作業ポンプ圧センサ322からの検出信号Sfとの関係を予め記憶していて、走行ポンプ圧Ptと作業ポンプ圧Pfとの合計圧力(Pt+Pf)がモータ基準圧Pm以上、すなわちリターンスプリング114により規制された始動圧力以上である場合に切換弁320のソレノイド320aに制御信号Cmを与えて、切換弁320の弁位置を作動位置113に切り換えるものである。また、モータ制御処理手段402は、合計圧力(Pt+Pf)がモータ基準圧Pm未満である場合には、リターンスプリング114に切換弁320の弁位置を初期位置113に保持させるようになっている。
The motor
つまり、第2実施形態に係る油圧駆動装置において、本発明のポンプ圧制御手段はカットオフ弁310と、走行ポンプ圧センサ321と、コントローラ400のポンプ制御処理手段401とを備えて構成されていて、本発明のモータ容量制御手段は、切換弁320と、作業ポンプ圧センサ322と、コントローラ400のモータ制御処理手段402とを備えて構成されている。
That is, in the hydraulic drive device according to the second embodiment, the pump pressure control means of the present invention is configured to include the
このように構成された第2実施形態に係る油圧駆動装置も、第1実施形態に係る油圧駆動装置と同じく、適切な走行駆動力と走行速度を得ることができる。 The hydraulic drive device according to the second embodiment configured as described above can also obtain an appropriate travel drive force and travel speed, similarly to the hydraulic drive device according to the first embodiment.
1 ホイールローダ(ホイール式作業車両)
6 作業装置
7 リフトアーム
7a リフトアームシリンダ(作業アクチュエータ)
8 バケット
8a バケットシリンダ(作業アクチュエータ)
10 ディーゼルエンジン(原動機)
11 走行ポンプ
12,13 走行用駆動管路
14 ポンプ用可変機構部
21 ポンプ用サーボピストン
50 作業ポンプ
60 走行ポンプ圧制御手段
61 カットオフ弁
80 走行モータ
81 モータ用可変機構部
91 モータ用サーボピストン
100 モータ容量制御手段
110 切換弁
310 カットオフ弁
320 切換弁
321 走行ポンプ圧センサ
322 作業ポンプ圧センサ
400 コントローラ
401 ポンプ制御処理手段
402 モータ制御処理手段
1 Wheel loader (wheel-type work vehicle)
6 Working
8
10 Diesel engine (motor)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記走行ポンプ圧制御手段は、前記走行ポンプの吐出圧と前記作業ポンプの吐出圧との合計圧力が所定のポンプ基準圧以上である場合に、前記作業ポンプの吐出圧が高いほど前記走行ポンプの容量を小さく制御することによって前記走行ポンプの吐出圧を低下させるものであり、
前記モータ容量制御手段は、前記合計圧力が所定のモータ基準圧未満である場合に前記走行モータの容量を所定の小容量に制御し、前記合計圧力が前記モータ基準圧以上である場合に前記走行モータの容量を前記小容量よりも大きな所定の大容量に制御するものであり、
前記モータ基準圧に占める前記走行ポンプの吐出圧の最高値は前記ポンプ基準圧に占める前記走行ポンプの吐出圧の最高値と最低値との間の値に設定され、前記モータ基準圧に占める前記走行ポンプの吐出圧の最低値は前記ポンプ基準圧に占める前記走行ポンプの最低値よりも低い値に設定された
ことを特徴とするホイール式作業車両の油圧駆動装置。 A traveling motor comprising a prime mover, a traveling pump comprising a variable displacement hydraulic pump driven by transmission of the output of the prime mover, and a variable displacement hydraulic motor comprising a variable displacement hydraulic motor and connected in a closed circuit with the traveling pump. A work pump that is driven by being transmitted with the output of the prime mover, a hydraulic actuator that is driven by the discharge oil of the work pump and that can be combined with the travel motor, and A hydraulic drive device for a wheeled work vehicle comprising: a traveling pump pressure control unit that controls a discharge pressure; and a motor capacity control unit that controls a capacity of the traveling motor,
When the total pressure of the travel pump discharge pressure and the work pump discharge pressure is equal to or higher than a predetermined pump reference pressure, the travel pump pressure control means increases the work pump discharge pressure as the discharge pressure of the travel pump increases. The discharge pressure of the traveling pump is reduced by controlling the capacity to be small,
The motor capacity control means controls the capacity of the travel motor to a predetermined small capacity when the total pressure is less than a predetermined motor reference pressure, and the travel when the total pressure is equal to or greater than the motor reference pressure. The motor capacity is controlled to a predetermined large capacity larger than the small capacity,
The maximum value of the travel pump discharge pressure occupying the motor reference pressure is set to a value between the maximum value and the minimum value of the travel pump discharge pressure occupying the pump reference pressure. The hydraulic drive device for a wheeled work vehicle, wherein the minimum value of the discharge pressure of the traveling pump is set to a value lower than the minimum value of the traveling pump that occupies the pump reference pressure.
前記走行ポンプは、この走行ポンプの容量を可変にするポンプ用可変機構部と、このポンプ用可変機構部を駆動するポンプ用サーボピストンとを備え、
前記走行ポンプ圧制御手段は、前記ポンプ用サーボピストンに作用する圧力を制御するカットオフ弁を備え、このカットオフ弁は、前記合計圧力が前記ポンプ基準圧以上である場合に、前記作業ポンプの吐出圧が高いほど前記走行ポンプの容量が減少するよう前記ポンプ用サーボピストンに作用する圧力を制御するものであり、
前記走行モータは、この走行モータの容量を可変にするモータ用可変機構部と、このモータ用可変機構部を駆動するモータ用サーボピストンとを備え、
前記モータ容量制御手段は、前記モータ用サーボピストンに作用する圧力を制御する切換弁を備え、この切換弁は、前記合計圧力が前記モータ基準圧未満である場合に前記走行モータの容量が前記小容量になるよう前記モータ用サーボピストンに作用する圧力を制御するものであるとともに、前記合計圧力が前記モータ基準圧以上である場合に前記走行モータの容量が前記大容量になるよう前記モータ用サーボピストンに作用する圧力を制御するものである
ことを特徴とする作業機械の油圧駆動装置。 In the hydraulic drive device of the wheel type work vehicle according to claim 1,
The traveling pump includes a pump variable mechanism that makes the capacity of the traveling pump variable, and a pump servo piston that drives the pump variable mechanism.
The traveling pump pressure control means includes a cut-off valve that controls a pressure acting on the pump servo piston, and the cut-off valve is configured so that when the total pressure is equal to or higher than the pump reference pressure, The pressure acting on the pump servo piston is controlled so that the capacity of the traveling pump decreases as the discharge pressure increases.
The travel motor includes a motor variable mechanism that makes the capacity of the travel motor variable, and a motor servo piston that drives the motor variable mechanism.
The motor capacity control means includes a switching valve that controls a pressure acting on the servo piston for the motor, and the switching valve has a capacity of the traveling motor that is small when the total pressure is less than the motor reference pressure. The pressure acting on the motor servo piston is controlled so as to have a capacity, and the motor servo is controlled so that the capacity of the traveling motor becomes the large capacity when the total pressure is equal to or higher than the motor reference pressure. A hydraulic drive device for a work machine, which controls pressure acting on a piston.
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