JP2015143545A - 油圧制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項2に記載の油圧制御装置は、エンジンにより駆動される作業機用の油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出される圧油により駆動されるアクチュエータと、油圧ポンプからアクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、油圧ポンプから吐出される圧油をタンクへ逃がすアンロード手段と、エンジンのエンジン回転速度を検出する回転速度検出手段と、油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が所定速度よりも低いか否かを判定する速度判定手段と、吐出圧検出手段により検出された吐出圧が所定圧力よりも高いか否かを判定する圧力判定手段と、速度判定手段により、エンジン回転速度が所定速度よりも低いと判定され、かつ、圧力判定手段により、吐出圧が所定圧力よりも高いと判定されたとき、アンロード条件が成立していると判定する条件判定手段と、条件判定手段によりアンロード条件が成立していると判定されたとき、アンロード手段により油圧ポンプから吐出された圧油をタンクへ逃がす制御手段とを備える。
請求項3に記載の油圧制御装置は、請求項1または2に記載の油圧制御装置において、アンロード手段は、油圧ポンプを介してエンジンに作用する負荷を上昇させる再生用負荷掛け手段であり、再生用負荷掛け手段は、方向制御弁とはパラレル油路によりパラレルに接続される切換弁と、絞りとを有し、切換弁は、パラレル油路を介して油圧ポンプから供給される圧油の流れを遮断する第1位置と、パラレル油路を介して油圧ポンプから供給される圧油を絞りを介してタンクに排出する第2位置とを有し、制御手段は、条件判定手段によりアンロード条件が成立していないと判定されたときには切換弁を第1位置に切り換え、条件判定手段によりアンロード条件が成立していると判定されたときには切換弁を第2位置に切り換える。
請求項4に記載の油圧制御装置は、請求項1または2に記載の油圧制御装置において、アンロード手段は、油圧ポンプの吐出圧を制御する可変リリーフ弁であり、制御手段は、条件判定手段によりアンロード条件が成立していないと判定されたときには可変リリーフ弁の設定圧力を第1の値に設定し、条件判定手段によりアンロード条件が成立していると判定されたときには可変リリーフ弁の設定圧力を第1の値よりも低い第2の値に設定する。
−第1の実施の形態−
図1は、第1の実施の形態に係る油圧制御装置を備えた作業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダは、アーム111、バケット112、および、前輪113等を有する前部車体110と、運転室121、機械室122、および、後輪123等を有する後部車体120とで構成される。
負荷掛け用切換弁102が通常位置(N)に切り換わると、パラレル油路14を介して作業用ポンプ131から供給される圧油の流れが遮断され、センタバイパスライン13を介して作業用ポンプ131から供給される圧油はタンク139にそのまま排出される。
コントローラ150は、差圧判定部151と、条件判定部152と、弁制御部153と、噴射制御部154と、エアコン制御部155と、目標速度設定部156と、速度判定部157とを機能的に備えている。
オペレータは、アクセルペダル127およびステアリングホイール(不図示)を操作して、ホイールローダを前進走行させ、土砂を運搬するトラックにホイールローダを近づける。オペレータは、アーム操作レバーを上げ側に操作して、アーム111を積み込み高さまで上昇させた後、バケット操作レバーをダンプ側に操作して、バケット112を前傾方向に回動させ、すなわちダンプさせ、土砂をトラックへ放土する。
(1)実エンジン回転速度Naがローアイドル回転速度NLよりも低いと判定されたとき、アンロード条件が成立していると判定し、負荷掛け用切換弁102を位置(L)に切り換えることで、作業用ポンプ131から吐出された圧油を絞り104を介してタンク139へ逃がすようにした。これにより、作業用ポンプ131の油圧負荷が軽減され、エンジン190の負荷が軽減されるため、エンジンストールの発生を防止することができる。
(2)フィルタ161の再生に用いる負荷掛け用切換弁102を利用して、作業用ポンプ131をアンロードすることができるため、アンロード手段を別に設ける必要がない。すなわち、部品点数を増加させることなく、エンジンストールの防止を実現できる。
(3)エンジンストールが発生する直前の状態を、実エンジン回転速度Naの検出により判断することができる。エンジンストールが発生し得る状況を的確に判断して、油圧ポンプをアンロードさせることで、無駄にアンロードさせることがなく、精度よくエンジンストールの発生を防止することができる。
図6および図7を参照して、第2の実施の形態に係る油圧制御装置を説明する。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。第2の実施の形態に係るホイールローダは、第1の実施の形態に係るホイールローダと同様の構成を有している(図2参照)。
(4)エンジンストールが発生する可能性の高い状態であることを、実エンジン回転速度Naと、作業用油圧回路HC1の圧力Pp(作業用ポンプ131の吐出圧)とにより判断することができる。これにより、第1の実施の形態に比べて、より精度よくエンジンストールの発生を防止することができる。
(変形例1)
上述した実施の形態では、作業用ポンプ131を介してエンジン190に作用する負荷を上昇させる再生用の負荷掛け手段、すなわち、方向制御弁11,12とはパラレル油路14によりパラレルに接続される負荷掛け用切換弁102と、負荷掛け用切換弁102とタンク139との間に設けられた絞り104とをアンロード手段として用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
(5)回路保護用のメインリリーフ弁336を利用して、作業用ポンプ131をアンロードすることができるため、アンロード手段を別に設ける必要がない。すなわち、部品点数を増加させることなく、エンジンストールの防止を実現できる。
アンロード手段は、上述した実施の形態や変形例1に限定されない。たとえば、アンロード条件が成立したときに、作業用ポンプ131から吐出した圧油をタンク139に導くように切り換えられる切換弁をアンロード手段として設けるようにしてもよい。
第2の実施の形態では、実エンジン回転速度Naが閾値N1以下であり、かつ、作業用ポンプ131の吐出圧Ppが閾値Pp1以上であると判定されたときに、アンロードモードを設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
さらに、この場合、実エンジン回転速度に代えて、目標エンジン回転速度Ntを用いてアンロード条件が成立しているか否かを判定するようにしてもよい。すなわち、目標エンジン回転速度Ntが閾値N3以下であり、かつ、作業用ポンプ131の吐出圧Ppが閾値Pp1以上であると判定されたときに、アンロードモードを設定するようにしてもよい。さらにまた、目標エンジン回転速度Ntに代えて、アクセルペダル127の操作量Sを用いてアンロード条件の成立を判定してもよい。
上述した実施の形態では、2種類のアクチュエータ(アームシリンダ、バケットシリンダ)を備えた作業車両を例について説明したが、本発明はこれに限定されない。少なくとも1種類の作業機用のアクチュエータを備える作業車両に本発明を適用することができる。
上述した実施の形態では、荷役作業におけるエンジンストールの発生を防止する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明によれば、たとえば、エンジン190により、エアコンユニット169やチャージ圧制御装置等の補機が駆動され、エンジン190に負荷が作用した状態で、掘削作業中に、アクセルペダル127を踏みなおしたときなどに発生し得るエンジンストールを防止することもできる。
上述した実施の形態では、HST走行回路HC2を備えたHST駆動形式のホイールローダを例に説明したが、本発明はこれに限定されない。トルクコンバータ(トルコン)を介してエンジン出力をトランスミッションに伝達させる、いわゆるトルコン駆動形式の作業車両の油圧制御装置に本発明を適用することもできる。
上述した実施の形態では、ホイールローダに本発明を適用した例について説明したが、これに限定されることなく、油圧ショベルやフォークリフト、クレーン等の種々の作業車両の油圧制御装置に本発明を適用することができる。
Claims (4)
- エンジンにより駆動される作業機用の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動されるアクチュエータと、
前記油圧ポンプから前記アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、
前記油圧ポンプから吐出される圧油をタンクへ逃がすアンロード手段と、
前記エンジンの実エンジン回転速度を検出する実回転速度検出手段と、
前記実回転速度検出手段により検出された実エンジン回転速度がローアイドル回転速度よりも低いか否かを判定する速度判定手段と、
前記速度判定手段により、前記実エンジン回転速度が前記ローアイドル回転速度よりも低いと判定されたとき、アンロード条件が成立していると判定する条件判定手段と、
前記条件判定手段によりアンロード条件が成立していると判定されたとき、前記アンロード手段により前記油圧ポンプから吐出された圧油を前記タンクへ逃がす制御手段とを備える油圧制御装置。 - エンジンにより駆動される作業機用の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動されるアクチュエータと、
前記油圧ポンプから前記アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、
前記油圧ポンプから吐出される圧油をタンクへ逃がすアンロード手段と、
前記エンジンのエンジン回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段と、
前記回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が所定速度よりも低いか否かを判定する速度判定手段と、
前記吐出圧検出手段により検出された吐出圧が所定圧力よりも高いか否かを判定する圧力判定手段と、
前記速度判定手段により、前記エンジン回転速度が前記所定速度よりも低いと判定され、かつ、前記圧力判定手段により、前記吐出圧が前記所定圧力よりも高いと判定されたとき、アンロード条件が成立していると判定する条件判定手段と、
前記条件判定手段によりアンロード条件が成立していると判定されたとき、前記アンロード手段により前記油圧ポンプから吐出された圧油を前記タンクへ逃がす制御手段とを備える油圧制御装置。 - 請求項1または2に記載の油圧制御装置において、
前記アンロード手段は、前記油圧ポンプを介して前記エンジンに作用する負荷を上昇させる再生用負荷掛け手段であり、
前記再生用負荷掛け手段は、前記方向制御弁とはパラレル油路によりパラレルに接続される切換弁と、絞りとを有し、
前記切換弁は、前記パラレル油路を介して前記油圧ポンプから供給される圧油の流れを遮断する第1位置と、前記パラレル油路を介して前記油圧ポンプから供給される圧油を前記絞りを介して前記タンクに排出する第2位置とを有し、
前記制御手段は、前記条件判定手段によりアンロード条件が成立していないと判定されたときには前記切換弁を前記第1位置に切り換え、前記条件判定手段によりアンロード条件が成立していると判定されたときには前記切換弁を前記第2位置に切り換える油圧制御装置。 - 請求項1または2に記載の油圧制御装置において、
前記アンロード手段は、前記油圧ポンプの吐出圧を制御する可変リリーフ弁であり、
前記制御手段は、前記条件判定手段によりアンロード条件が成立していないと判定されたときには前記可変リリーフ弁の設定圧力を第1の値に設定し、前記条件判定手段によりアンロード条件が成立していると判定されたときには前記可変リリーフ弁の設定圧力を前記第1の値よりも低い第2の値に設定する油圧制御装置。
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