JP3796376B2 - Control device for work vehicle - Google Patents
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- E02F9/2207—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホイールローダ等の作業車両に用いられる作業車両用制御装置に係り、アキュムレータを利用して、車両走行時の振動を抑制する構成にした作業車両用制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホイールローダ等の作業車両では、バケットに物を積み込んだ状態で走行することも多い。
ところが、バケットに物を積み込んだ状態では、その全体の質量が大きくなるため、車両走行時の振動が、車両全体に対して大きく影響することとなる。
かかる問題を解決するものとして、例えば、特開平5−209422号公報に記載された作業車両用制御装置がある。この従来例の作業車両用制御装置について、図6に基づいて説明する。
【0003】
この従来例の作業車両用制御装置では、詳しくは後述するが、車両が走行状態にあるとき、ブームシリンダ1をアキュムレータ3に連通するようにしている。したがって、車両走行時の振動をアキュムレータ3で吸収することができ、その振動が、ブームシリンダ1に連係する車両全体に伝達されるのを防ぐことができる。
ただし、バケットに積み込みを行なう作業状態にあるときに、ブームシリンダ1がアキュムレータ3に連通していると、ブームシリンダ1に発生する力までもがアキュムレータ3に吸収されてしまう。そこで、作業状態にあるときは、ブームシリンダ1をアキュムレータ3から遮断して、積載性能が低下するのを防止している。
【0004】
以下、詳細に説明すれば、ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aとボトム側圧力室1bとを、具体的に図示しないコントロール弁Cに接続している。そして、このコントロール弁Cを切換えることで、ブームシリンダ1を伸縮させる構成となっている。
上記ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aを、開閉弁2を介してタンクに接続し、また、ボトム側圧力室1bを、同じ開閉弁2を介してアキュムレータ3に接続している。
この開閉弁2は、図6に示すように、スプリング4によって保たれる開位置で、ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室1bをアキュムレータ3に連通する。そして、パイロット室2aに後述するパイロット圧が導かれると、スプリング4に抗して閉位置に切換わって、両室1a、1bをタンク及びアキュムレータ3からそれぞれ遮断する。
【0005】
上記開閉弁2のパイロット室2aの圧力を、パイロット弁5によって制御している。
パイロット弁5が、図6に示すように、スプリング6によって保たれるノーマル位置にあれば、上記開閉弁2のパイロット室2aには、パイロット供給源7からパイロット圧が導かれる。したがって、開閉弁2を、スプリング4に抗して閉位置に切換えることができる。
それに対して、電磁ソレノイド8を励磁状態にすると、パイロット弁5が切換わって、上記開閉弁2のパイロット室2aをタンクに連通する。したがって、開閉弁2を、スプリング4によって開位置に保つことができる。
【0006】
ここで、コントローラ9は、車速センサ10で検出される車速に基づいて、上記パイロット弁5の電磁ソレノイド8を、励磁状態にしたり、非励磁状態にしたりする。
すなわち、バケットに積み込みを行なっている作業状態では、一般的に、車両はゆっくりと走行すると考えられる。
そこで、車両が設定車速以下で走行しているとき、コントローラ9は、電磁ソレノイド8を非励磁状態にするようにしている。
電磁ソレノイド8が非励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁5がノーマル位置にあり、開閉弁2のパイロット室2aにパイロット圧が導かれる。そして、パイロット室2aにパイロット圧が導かれると、開閉弁2はスプリング4に抗して閉位置に切換わって、ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aをタンクから遮断し、かつ、ボトム側圧力室1bをアキュムレータ3から遮断することになる。したがって、ブームシリンダ1で発生する力がアキュムレータ3に吸収されることがなく、積載性能が低下するのを防止することができる。
【0007】
一方、バケットに物を積み込んで車両が走行する走行状態では、ある程度の車速が発生していると考えられる。
そこで、車両が設定車速を超えて走行しているとき、コントローラ9は、電磁ソレノイド8を励磁状態にするようにしている。
電磁ソレノイド8が励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁5が切換わって、開閉弁2のパイロット室2aをタンクに連通する。そして、パイロット室2aがタンクに連通すると、開閉弁2はスプリング4によって開位置に切換わって、ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室1bをアキュムレータ3に連通することになる。したがって、車両走行時の振動をアキュムレータ3で吸収することができ、その振動が、ブームシリンダ1に連係する車両全体に伝達されるのを防ぐことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例の作業車両用制御装置では、ブームシリンダ1とアキュムレータ3とを遮断する作業状態から、ブームシリンダ1をアキュムレータ3に連通する走行状態に移るときに、ブームシリンダ1側の負荷圧とアキュムレータ3側の圧力との差によって、ブームシリンダ1の動きに影響を与えてしまうことがある。
すなわち、ブームシリンダ1をアキュムレータ3から遮断している作業状態では、アキュムレータ3の圧力は、その作業状態前の走行状態におけるブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧に保たれている。
【0009】
一方、ブームシリンダ1をアキュムレータ3から遮断している作業状態では、その作業状況に応じて、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧が大きく変化する。
そのため、作業状況によっては、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧が、アキュムレータ3の圧力に比べて著しく高くなってしまうこともある。この場合に、作業状態から走行状態に移ろうとして、開閉弁2を開位置に切換えると、その圧力差のために、ボトム側圧力室1b側からアキュムレータ3側へと作動油が流れ込んでしまい、ブームシリンダ1が落ち込んでショックが発生することがある。
【0010】
また、上記従来例の作業車両用制御装置では、開閉弁2を切換えるためのパイロット圧を確保するのに、パイロット供給源7を別に設けている。そのため、コストがかかるとともに、装置全体が大型化してしまう。
この発明の目的は、ブームシリンダとアキュムレータとを遮断している作業状態から、ブームシリンダをアキュムレータに連通する走行状態に移るときに、ブームシリンダの動きに与える影響を小さくすることができ、しかも、作業・走行状態を選択する開閉弁を切換えるためのパイロット圧を、パイロット供給源を別に設けなくても確保することのできる作業車両用制御装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明は、シリンダと、ポンプと、このポンプの吐出油を制御して、シリンダを作動させるコントロール弁を有するコントロール回路と、シリンダに接続したアキュムレータと、開位置でシリンダをアキュムレータに連通し、閉位置でシリンダをアキュムレータから遮断する開閉弁と、開閉弁を切り換える切換手段とを備えた作業車両用制御装置を前提にする。
第1の発明は、上記装置を前提にしつつ、コントロール回路側の圧力をアキュムレータに導く分岐通路と、この分岐通路に設けるとともに、コントロール回路側の圧力を設定圧力まで減圧する減圧弁と、この減圧弁の下流側と上記アキュムレータとの接続間に配置し、アキュムレータ側からの作動油の逆流を防止するチェック弁とを設ける一方、上記切換手段は、アキュムレータの圧力を利用して、開閉弁を切換える構成にしたことを特徴とする。
【0012】
第2の発明は、第1の発明において、開閉弁は、シリンダの圧力室のうち負荷圧が発生する圧力室をアキュムレータに連通し、かつ、他方の圧力室をタンクに連通する開位置と、シリンダの圧力室のうち負荷圧が発生する圧力室をアキュムレータから遮断し、かつ、他方の圧力室をタンクから遮断する閉位置とを有する一方、開閉弁の一方のパイロット室にアキュムレータの圧力を導き、また、スプリングを設けた他方のパイロット室に、切換手段によってアキュムレータの圧力を導いたりタンクに連通させたりする構成とし、他方のパイロット室にアキュムレータの圧力を導いたときは、スプリングによって開閉弁が閉位置を保ち、他方のパイロット室をタンクに連通したとき、開閉弁が開位置に切換わる構成にしたことを特徴とする。
【0013】
第3の発明は、第1、2の発明において、分岐通路には、コントロール回路側の圧力のうち、シリンダ用のコントロール弁を切換えたときに変化する圧力を導く構成にしたことを特徴とする。
第4の発明は、上記第2、3の発明において、開閉弁の他方のパイロット室とタンクとを連通する通路に、絞りと流量制御弁とを設け、上記流量制御弁は、絞り前後の差圧を一定に保って、開閉弁の他方のパイロット室からタンクに排出される流量を一定に保つ構成にしたことを特徴とする。
【0014】
第5の発明は、上記第4の発明において、分岐通路にチャージ切換弁を設けるとともに、このチャージ切換弁は、開閉弁が閉位置にあるときに開いて、コントロール回路と減圧弁とを連通し、開閉弁が開位置にあるときに閉じて、コントロール回路と減圧弁との連通を遮断する構成にしたことを特徴とする。
第6の発明は、第1〜5の発明において、切換手段は、車速に応じて開閉弁を切換える構成にしたことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1に、この発明の作業車両用制御装置の第1実施例を示す。以下では、上記従来例の作業車両用制御装置との相違点を中心に説明するとともに、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aとボトム側圧力室1bとを、ブームシリンダ1用のコントロール弁C1に接続している。そして、このコントロール弁C1を切換えることで、ポンプPの吐出油を制御し、ロッド側圧力室1aに導いたり、ボトム側圧力室1bに導いたりして、ブームシリンダ1を伸縮させるようにしている。
また、このコントロール弁C1の上流側には、バケット15用のコントロール弁C2をタンデム接続している。
【0016】
上記ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aを、開閉弁2を介してタンクに接続し、また、ボトム側圧力室1bを、同じ開閉弁2を介してアキュムレータ3に接続している。
この開閉弁2の一方のパイロット室2aには、アキュムレータ3の圧力を導いている。また、スプリング4を設けた他方のパイロット室2bには、パイロット弁5を介して、アキュムレータ3の圧力を導いたり、タンクに連通させたりしている。
【0017】
上記パイロット弁5が、図1に示すように、スプリング6によって保たれるノーマル位置にあれば、上記開閉弁2の他方のパイロット室2bにはアキュムレータ3の圧力が導かれる。この状態では、両パイロット室2a、2bに同じアキュムレータ3の圧力が導かれるので、このアキュムレータ3の圧力の大きさに関係なく、開閉弁2はスプリング4によって閉位置を保つ。そして、この閉位置では、ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aをタンクから遮断し、かつ、ボトム側圧力室1bをアキュムレータ3から遮断する。
【0018】
それに対して、電磁ソレノイド8を励磁状態にすると、パイロット弁5が切換わって、上記開閉弁2の他方のパイロット室2bがタンクに連通する。この状態では、一方のパイロット室2aに導かれるアキュムレータ3の圧力作用によって、開閉弁2はスプリング4に抗して開位置に切換わる。そして、この開位置では、ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室1bをアキュムレータ3に連通する。
なお、開閉弁2が開位置にあるとき、この開閉弁2の一方のパイロット室2aには、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧が導かれている。一方、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧変動範囲は、経験的におおよそ予想される。したがって、スプリング4の弾性力としては、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bが、予想される最低負荷圧となったときでも、開閉弁2が開位置を保つように設定しておけばよい。
【0019】
このようにした作業車両用制御装置でも、コントローラ9は、車速センサ10で検出される車速に基づいて、上記パイロット弁5の電磁ソレノイド8を、励磁状態にしたり、非励磁状態にしたりする。
すなわち、車両が設定車速以下で走行しているとき、作業状態とみなして、コントローラ9は、電磁ソレノイド8を非励磁状態にする。
電磁ソレノイド8が非励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁5がノーマル位置にあり、開閉弁2の他方のパイロット室2bにアキュムレータ3の圧力が導かれる。そして、他方のパイロット室2bにアキュムレータ3の圧力が導かれると、開閉弁2はスプリング4によって閉位置にあり、ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aをタンクから遮断し、かつ、ボトム側圧力室1bをアキュムレータ3から遮断することになる。したがって、ブームシリンダ1で発生する力がアキュムレータ3に吸収されることがなく、積載性能が低下するのを防止することができる。
【0020】
一方、車両が設定車速を超えて走行しているとき、走行状態とみなして、コントローラ9は、電磁ソレノイド8を励磁状態にする。
電磁ソレノイド8が励磁状態にあれば、既に述べたように、パイロット弁5が切換わって、開閉弁2の他方のパイロット室2bをタンクに連通する。そして、他方のパイロット室2bがタンクに連通すると、開閉弁2はスプリング4に抗して開位置に切換わり、ブームシリンダ1のロッド側圧力室1aをタンクに連通し、かつ、ボトム側圧力室1bをアキュムレータ3に連通することになる。したがって、車両走行時の振動をアキュムレータ3で吸収することができ、その振動が、ブームシリンダ1に連係する車両全体に伝達されるのを防ぐことができる。
なお、上記パイロット弁5、電磁ソレノイド8、コントローラ9、および車速センサ10でこの発明の切換手段を構成している。
【0021】
ここで、図1に示すように、上記コントロール弁C1、C2の上流側を、分岐通路14を介して上記アキュムレータ3側に接続している。
そして、この分岐通路14には、減圧弁11を設けている。この減圧弁11の一方のパイロット室11aには、減圧弁11の下流側の圧力を導いている。また、スプリング12を設けた他方のパイロット室11bを、タンクに連通させている。このようにした減圧弁11は、分岐通路14に導かれるポンプPの吐出圧が所定圧より高くなったときに、その圧力を減圧して、下流側の圧力をスプリング12によって定められる設定圧力P0に保つことになる。
さらに、この減圧弁11の下流側には、アキュムレータ3側からの作動油の逆流を防止するチェック弁13を配置している。
【0022】
次に、この第1実施例の作業車両用制御装置の作用を説明する。
ブームシリンダ1をアキュムレータ3に連通する走行状態では、アキュムレータ3の圧力は、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧と同じになっている。
したがって、この走行状態から、ブームシリンダ1をアキュムレータ3から遮断する作業状態に移ると、アキュムレータ3の圧力は、上記走行状態におけるブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧に保たれることとなる。
【0023】
この作業状態で、コントロール弁C1、あるいは、コントロール弁C2を切換えると、分岐通路14に導かれるポンプPの吐出圧が上昇する。そして、ポンプPの吐出圧が所定圧を超えれば、減圧弁11が機能して、その下流側の圧力を設定圧力P0に保つことになる。
ここで、このときのアキュムレータ3の圧力が、減圧弁11下流側の設定圧力P0よりも高ければ、アキュムレータ3はそのままの圧力を維持するが、このときのアキュムレータ3の圧力が、減圧弁11下流側の設定圧力P0よりも低ければ、チェック弁13を開いて、この設定圧力P0がアキュムレータ3に畜圧されることになる。
【0024】
つまり、作業状態において、アキュムレータ3の圧力を、最低でも減圧弁11下流の設定圧力P0に維持することができる。そして、アキュムレータ3の最低圧力を補償できれば、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧が変化したとしても、相対的にみて、その負荷圧が、アキュムレータ3の圧力に比べて著しく高くなるようなこともない。
したがって、作業状態から走行状態に移ろうとして、開閉弁2を開位置に切換えたとき、ボトム側圧力室1b側からアキュムレータ3側へと作動油が大量に流れ込むことがなく、ブームシリンダ1が落ち込むのを防止して、ショックが発生するのを防ぐことができる。
【0025】
なお、減圧弁11の設定圧力P0は、機種等に応じて経験的に決めておけばよい。すなわち、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧変動範囲は、経験的におおおよそ予想されるので、減圧弁11の設定圧力P0を、その負荷圧変動範囲の中間値程度に決めておけばよい。このように減圧弁11の設定圧力P0を負荷圧変動範囲の中間値程度に決めておけば、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧と、アキュムレータ3の圧力とに大きな差が生じるのを避けることができる。
また、上記第1実施例では、アキュムレータ3の圧力をパイロット圧として利用するので、パイロット供給源7を別に設ける必要がなくなり、コストダウンを図るとともに、装置全体を小型化することができる。
【0026】
図2に示す第2実施例では、上記第1実施例とは異なり、減圧弁11を設けた分岐通路14を、ブームシリンダ1用のコントロール弁C1の上流側に接続している。
以下では、この第2実施例の作業車両用制御装置の作用を、上記第1実施例との相違点とともに説明する。
車両が長時間走行するようなときには、コントロール弁C1、C2の内部リーク等によって、ブームシリンダ1やバケット15の圧力が徐々に低くなり、これらブームシリンダ1やバケット15が下がってくることがある。
したがって、ブームシリンダ1をアキュムレータ3に連通する走行状態においても、ブームシリンダ1やバケット15が下がらないように、コントロール弁C1、C2を切換えて、ブームシリンダ1やバケット15を操作することがある。
【0027】
かかる状況において、上記第1実施例では、バケット15用のコントロール弁C2のみを切換えたときでも、分岐通路14の圧力が上昇して、減圧弁11の下流側の圧力が設定圧力P0に保たれることになる。そのため、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの圧力が設定圧力P0より低いときには、チェック弁13を開いて、この設定圧力P0がボトム側圧力室1bの導かれ、ブームシリンダ1を上昇させてしまうことになる。
つまり、第1実施例では、走行中にバケット15用のコントロール弁C2を切換えたときに、ブームシリンダ1までもが作動してしまうといった不都合が生じることになる。
【0028】
一方、この第2実施例では、バケット15用のコントロール弁C2の下流側に分岐通路14を接続したので、このコントロール弁C2を切換えただけでは、分岐通路14の圧力は上昇しない。したがって、減圧弁11は機能せず、アキュムレータ3の圧力は、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧と同じになったままである。
つまり、第2実施例では、走行中にバケット15用のコントロール弁C2を切換えたときに、ブームシリンダ1までもが作動してしまうといった不都合は生じない。
【0029】
図3に示す第3実施例は、コントロール弁C1、C2からなるコントロール回路を、上記第1、2実施例のようにタンデム回路ではなく、パラレル回路にしたものである。つまり、コントロール弁C1の供給ポート16と、コントロール弁C2の供給ポート17とを、パラレルフィーダ18で接続している。
そして、この第3実施例では、減圧弁11を設けた分岐通路14を、コントロール弁C1の下流側に接続している。したがって、この分岐通路14には、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧が導かれることになる。
【0030】
このようにした第3実施例でも、ブームシリンダ1をアキュムレータ3から遮断する作業状態で、コントロール弁C1を切換えてブームシリンダ1を作動させたとき、分岐通路14に導かれるボトム側圧力室1bの負荷圧が所定圧を超えれば、減圧弁11が機能して、その下流側の圧力が設定圧力P0に保たれる。
つまり、この作業状態において、アキュムレータ3の圧力を、最低でも減圧弁11下流の設定圧力P0に維持することができる。そして、アキュムレータ3の最低圧力を補償できれば、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧が変化したとしても、相対的にみて、その負荷圧が、アキュムレータ3の圧力に比べて著しく高くなるようなこともない。
【0031】
したがって、作業状態から走行状態に移ろうとして、開閉弁2を開位置に切換えたとき、ボトム側圧力室1b側からアキュムレータ3側へと作動油が大量に流れ込むことがなく、ブームシリンダ1が落ち込むのを防止して、ショックが発生するのを防ぐことができる。
また、上記第2実施例と同じく、ブームシリンダ1をアキュムレータ3に連通する走行状態において、バケット15用のコントロール弁C2を切換えただけでは、分岐通路14の圧力は上昇しない。したがって、走行中にバケット15用のコントロール弁C2を切換えたときに、ブームシリンダ1までもが作動してしまうといった不都合は生じない。
【0032】
図4に示した第4実施例は、前記第1実施例におけるパイロット弁5と開閉弁2の他方のパイロット室2bとを接続する通路に絞り19を設け、この絞り19とパイロット弁5との間に流量制御弁20を設けたものである。ただし、その他の構成については、第1実施例と全く同じである。
上記流量制御弁20の一方のパイロット室20aには、絞り19とパイロット室2bとの間の圧力を導くようにしている。また、スプリング21を設けた他方のパイロット室20bには、絞り19とこの流量制御弁20との間の圧力を導くようにしている。
このようにした流量制御弁20は、絞り19前後の差圧を、スプリング21のバネ力相当分に保って、パイロット室2b側からパイロット弁5側に流れる流量を一定に保つ機能を発揮する。
【0033】
ここで、上記絞り19前後の差圧は、スプリング21のバネ力に比例するが、この第4実施例では、上記スプリング21のバネ力を弱く設定して、絞り19前後の差圧を小さくしている。このように絞り19前後の差圧を小さくすると、この絞り19を通過する流量が少なくなる。
したがって、開閉弁2が図面上のポジションから図面下側のポジションに切り換わるときに、他方のパイロット室2bから排出される流量が規制されて、ダンピング効果が発揮される。
このようにダンピング効果を発揮させることによって、以下に説明する不都合を解決することができる。
【0034】
例えば、前記第1実施例では、開閉弁2を閉じた作業状態において、アキュムレータ3の最低圧力を、減圧弁11下流の設定圧力P0に維持することによって、このアキュムレータ3の圧力と、ブームシリンダ1のボトム側圧力室1bの負荷圧との差を小さくしている。そして、この圧力差がゼロであれば、開閉弁2を切り換えたときのショックを完全に防止できる。
ただし、この圧力差というのは、なかなかゼロにならないというのが現状である。そして、圧力差がある場合には、開閉弁2を閉位置から開位置に切り換えたときに、僅かであるが、その圧力差に応じてブームシリンダ1が動きショックが生じることがある。
【0035】
そこで、この第4実施例では、上記のように絞り19と流量制御弁20とでダンピング効果を発揮させることによって、開閉弁2の切換え速度を遅くしている。このように開閉弁2の切換え速度を遅くすれば、たとえブームシリンダ1のボトム側室1bの負荷圧とアキュムレータ3の圧力とに圧力差があったとしても、シリンダが急に動かない。したがって、開閉弁2を切換え時に発生する僅かなショックさえも防止することができる。
【0036】
一方、ダンピング効果を得るために、開閉弁2の他方のパイロット室2b側に、オリフィス絞りのみを設けることが考えられる。
しかし、この場合、所望のダンピング効果を得るために、オリフィス絞りの開口径をかなり小さくしなければならず、ゴミ詰まりが生じやすいという問題がある。
また、オリフィス絞りのかわりに、チョーク絞りを設ければ、開口径をある程度大きくできるが、チョーク絞りの場合には、油温変化に応じてダンピング効果に差が生じるという問題がある。
そのため、実際には、オリフィス絞りやチョーク絞りだけで、所望のダンピング効果を得ることができない。
【0037】
これに対してこの第4実施例によれば、流量制御弁20で絞り19前後の差圧を小さく保って、ダンピング効果を発揮させているので、絞り19の開口径をそれほど小さくしなくてもすむ。したがって、ゴミ詰まりや、油温変化による影響を受けずに、最適なダンピング効果を得ることができる。
なお、この第4実施例では、絞り19と流量制御弁20とを第1実施例の回路に設けているが、前記第2、3実施例の回路に用いてもよいこと当然である。
【0038】
図5に示した第5実施例は、上記第4実施例の分岐通路14に、チャージ切換弁22を設けたものである。
このチャージ切換弁22のパイロット室22aには、パイロット弁5のポート24を接続している。
また、チャージ切換弁22のパイロット室22aと反対側には、スプリング23を設けている。そして、このスプリング23のバネ力によって、ノーマル位置を保ち、ポンプPと減圧弁11とを連通させている。
【0039】
上記のようにしたチャージ切換弁22は、作業状態のとき、すなわち、パイロット弁5を図示する左側位置に保ち、このパイロット切換弁5のポート24をタンクに連通させているときに、パイロット室22aがタンクに連通する。そのため、スプリング23のバネ力によって、チャージ切換弁22が図示する開位置を保つ。そのため、この作業状態では、前記実施例と同様に、アキュムレータ3の圧力を、最低でも減圧弁11の設定圧力P0に維持することができる。
【0040】
一方、走行状態のとき、すなわち、パイロット切換弁5を図面右側に切り換えて、このパイロット切換弁5のポート24から、パイロット圧をチャージ切換弁22のパイロット室22aに供給すると、チャージ切換弁22が閉位置に切換わる。そのため、ポンプPと減圧弁11との連通が遮断される。
このようにポンプPと減圧弁11との連通が遮断されれば、走行中、すなわち開閉弁2を介して減圧弁11とブームシリンダ1とが連通していても、バケット15用のコントロール弁C2を切換えたときに、ブームシリンダ1までもが作動してしまうといった不都合は生じない。
つまり、この第5実施例では、分岐通路14を、バケット用コントロール弁C2の下流側に接続したり、ブームシリンダ1用のコントロール弁C1の下流側に接続したりしなくても、前記第2、3実施例と同様の効果を得ることができる。
【0041】
【発明の効果】
第1の発明によれば、シリンダをアキュムレータから遮断する作業状態において、アキュムレータの圧力を、最低でも減圧弁下流の設定圧力に維持することができる。そして、アキュムレータの最低圧力を補償できれば、シリンダ側の負荷圧が変化したとしても、相対的にみて、その負荷圧が、アキュムレータの圧力に比べて著しく高くなるようなこともない。
【0042】
そのため、シリンダをアキュムレータから遮断する作業状態から、シリンダとアキュムレータとを連通する走行状態に移るときに、開閉弁を開位置に切換えたとしても、シリンダ側からアキュムレータ側へ、瞬時に作動油が大量に流れ込むことがない。したがって、シリンダが急激に動くのを防止して、ショックが発生するのを防ぐことができる。
また、切換手段は、アキュムレータの圧力を利用して、開閉弁を切換える構成にしたので、パイロット供給源を別に設ける必要がなくなり、コストダウンを図るとともに、装置全体を小型化することができる。
【0043】
第2の発明によれば、アキュムレータの圧力を、開閉弁を切換えるためのパイロット圧として利用できるとともに、この一つの開閉弁で、シリンダの両圧力室を、アキュムレータ及びタンクのそれぞれに連通したり、遮断したりすることができる。
第3の発明によれば、シリンダとアキュムレータとを連通する走行状態において、シリンダ用のコントロール弁以外のコントロール弁を切換えても、分岐通路の圧力は上昇しない。
したがって、走行中にシリンダ用のコントロール弁以外のコントロール弁を切換えたときに、シリンダまでもが作動してしまうといった不都合は生じない。
【0044】
第4の発明によれば、開閉弁の他方のパイロット室とタンクとを連通する流路に、絞りを設けて、この絞り前後の差圧を流量制御弁によって一定に保つ構成にしている。そのため、絞り前後の差圧を小さくして、他方のパイロット室から排出される流量を少なくすれば、ダンピング効果を得ることができる。
そして、このダンピング効果によって、開閉弁の切換え速度を遅くすれば、この開閉弁が切換わるときに生じるショックを防止できる。
また、流量制御弁によって、流量を制御しているので、オリフィス絞りのみを設けた場合に生じるゴミ詰まりの問題や、チョーク絞りのみを用いた場合に生じる油温変化によるダンピング効果の変化という問題もない。
【0045】
第5の発明によれば、走行状態のときに、チャージ切換弁によってコントロール回路と減圧弁との連通を遮断する構成にしている。
したがって、走行状態、すなわち減圧弁とシリンダとが連通している状態において、コントロール回路側に圧力変動等が生じたとしても、その圧力変動によっt、シリンダの作動に悪影響を与えたりしない。
第6の発明によれば、車速に応じて切換手段を切換える構成にしたので、走行状態と作業状態との切換えを、自動的に切換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図2】第2実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図3】第3実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図4】第4実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図5】第5実施例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【図6】従来例の作業車両用制御装置を示す回路図である。
【符号の説明】
P ポンプ
C1 コントロール弁
C2 コントロール弁
1 ブームシリンダ
1a ロッド側圧力室
1b ボトム側圧力室
2 開閉弁
2a 一方のパイロット室
2b 他方のパイロット室
3 アキュムレータ
4 スプリング
5 この発明の切換手段を構成するパイロット弁
8 この発明の切換手段を構成する電磁ソレノイド
9 この発明の切換手段を構成するコントローラ
10 この発明の切換手段を構成する車速センサ
11 減圧弁
13 チェック弁
14 分岐通路
22 チャージ切換弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a work vehicle control device used for a work vehicle such as a wheel loader, and more particularly to a work vehicle control device configured to suppress vibration during vehicle travel using an accumulator.
[0002]
[Prior art]
A work vehicle such as a wheel loader often travels with an object loaded in a bucket.
However, in a state in which an object is loaded in the bucket, the entire mass of the bucket increases, so that vibration during vehicle travel greatly affects the entire vehicle.
As a solution to this problem, for example, there is a work vehicle control device described in JP-A-5-209422. This conventional work vehicle control device will be described with reference to FIG.
[0003]
In this conventional work vehicle control device, as will be described in detail later, the
However, if the
[0004]
Hereinafter, in detail, the rod-
The rod-
As shown in FIG. 6, the on-off valve 2 communicates the rod-
[0005]
The pressure in the pilot chamber 2 a of the on-off valve 2 is controlled by the pilot valve 5.
If the pilot valve 5 is in the normal position maintained by the spring 6 as shown in FIG. 6, the pilot pressure is guided from the
On the other hand, when the
[0006]
Here, the controller 9 sets the
That is, it is generally considered that the vehicle travels slowly in the working state where the bucket is loaded.
Therefore, when the vehicle is traveling at a speed lower than the set vehicle speed, the controller 9 causes the
If the
[0007]
On the other hand, it is considered that a certain vehicle speed is generated in a traveling state where an object is loaded in the bucket and the vehicle travels.
Therefore, when the vehicle is traveling exceeding the set vehicle speed, the controller 9 is configured to bring the
If the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the work vehicle control device of the above-described conventional example, when the
That is, in the working state in which the
[0009]
On the other hand, in the work state in which the
Therefore, depending on the work situation, the load pressure of the bottom pressure chamber 1b of the
[0010]
In the conventional work vehicle control apparatus, a
The object of the present invention is to reduce the influence on the movement of the boom cylinder when the boom cylinder and the accumulator are switched from the working state to the traveling state where the boom cylinder communicates with the accumulator. It is an object of the present invention to provide a work vehicle control device capable of securing a pilot pressure for switching an on-off valve for selecting a work / running state without providing a pilot supply source separately.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a cylinder, a pump, a control circuit having a control valve for controlling the oil discharged from the pump to operate the cylinder, an accumulator connected to the cylinder, and the cylinder in communication with the accumulator at the open position. It is premised on a control device for a work vehicle including an on-off valve that shuts off the cylinder from the accumulator at a position, and a switching means that switches the on-off valve.
The first invention presupposes the above apparatus, a branch passage for guiding the pressure on the control circuit side to the accumulator, a pressure reducing valve for reducing the pressure on the control circuit side to a set pressure while being provided in the branch passage, A check valve is provided between the downstream side of the valve and the connection between the accumulator and prevents the backflow of hydraulic oil from the accumulator side, while the switching means switches the on-off valve using the pressure of the accumulator. It is characterized by having a configuration.
[0012]
In a second aspect based on the first aspect, the on-off valve communicates with the accumulator a pressure chamber that generates load pressure among the pressure chambers of the cylinder, and an open position that communicates the other pressure chamber with the tank; Among the pressure chambers of the cylinder, the pressure chamber where the load pressure is generated is shut off from the accumulator and the other pressure chamber is shut off from the tank, while the accumulator pressure is guided to one pilot chamber of the on-off valve. In addition, the accumulator pressure is guided to the other pilot chamber provided with the spring by the switching means or communicated with the tank. When the accumulator pressure is guided to the other pilot chamber, the on-off valve is moved by the spring. The open / close valve is switched to the open position when the closed position is maintained and the other pilot chamber communicates with the tank.
[0013]
The third invention is characterized in that, in the first and second inventions, the branch passage is configured to introduce a pressure that changes when the control valve for the cylinder is switched among the pressures on the control circuit side. .
According to a fourth invention, in the second and third inventions, a throttle and a flow control valve are provided in a passage communicating the other pilot chamber of the on-off valve and the tank, and the flow control valve has a difference between before and after the throttle. The pressure is kept constant, and the flow rate discharged from the other pilot chamber of the on-off valve to the tank is kept constant.
[0014]
The fifth invention is the above 4th In this invention, the charge switching valve is provided in the branch passage, and the charge switching valve opens when the on-off valve is in the closed position, communicates with the control circuit and the pressure reducing valve, and the on-off valve is in the open position. And is configured to block communication between the control circuit and the pressure reducing valve.
According to a sixth invention, in the first to fifth inventions, the switching means is configured to switch the on-off valve in accordance with the vehicle speed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the work vehicle control apparatus of the present invention. In the following description, the difference from the conventional work vehicle control device will be mainly described, and the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
The rod-
This control valve C 1 Upstream of the control valve C for the bucket 15 2 Are connected in tandem.
[0016]
The rod-
The pressure of the accumulator 3 is guided to one pilot chamber 2 a of the on-off valve 2. Further, the pressure of the accumulator 3 is guided to the other pilot chamber 2 b provided with the
[0017]
If the pilot valve 5 is in the normal position maintained by the spring 6 as shown in FIG. 1, the pressure of the accumulator 3 is guided to the other pilot chamber 2 b of the on-off valve 2. In this state, the pressure of the same accumulator 3 is guided to both pilot chambers 2 a and 2 b, so that the on-off valve 2 is kept closed by the
[0018]
On the other hand, when the
When the on-off valve 2 is in the open position, the load pressure of the bottom pressure chamber 1b of the
[0019]
Also in the work vehicle control apparatus thus configured, the controller 9 brings the
That is, when the vehicle is traveling below the set vehicle speed, the controller 9 regards it as a working state and puts the
If the
[0020]
On the other hand, when the vehicle is traveling exceeding the set vehicle speed, the controller 9 regards it as a traveling state and puts the
If the
The pilot valve 5, the
[0021]
Here, as shown in FIG. 1 , C 2 Is connected to the accumulator 3 side via the branch passage 14.
The branch passage 14 is provided with a pressure reducing valve 11. The pressure on the downstream side of the pressure reducing valve 11 is introduced into one pilot chamber 11 a of the pressure reducing valve 11. Further, the other pilot chamber 11b provided with the
Further, a check valve 13 for preventing the backflow of hydraulic oil from the accumulator 3 side is disposed downstream of the pressure reducing valve 11.
[0022]
Next, the operation of the work vehicle control device of the first embodiment will be described.
In the traveling state in which the
Therefore, when the traveling state is shifted to the working state in which the
[0023]
In this working state, the control valve C 1 Or control valve C 2 Is switched, the discharge pressure of the pump P guided to the branch passage 14 increases. If the discharge pressure of the pump P exceeds a predetermined pressure, the pressure reducing valve 11 functions and the downstream pressure is set to the set pressure P. 0 Will keep it.
Here, the pressure of the accumulator 3 at this time is the set pressure P downstream of the pressure reducing valve 11. 0 Is higher, the accumulator 3 maintains the pressure as it is, but the pressure of the accumulator 3 at this time is the set pressure P downstream of the pressure reducing valve 11. 0 If lower than this, the check valve 13 is opened and the set pressure P 0 Is pressured by the accumulator 3.
[0024]
That is, in the working state, the pressure of the accumulator 3 is at least set pressure P downstream of the pressure reducing valve 11. 0 Can be maintained. And if the minimum pressure of the accumulator 3 can be compensated, even if the load pressure of the bottom side pressure chamber 1b of the
Therefore, when the on-off valve 2 is switched to the open position in order to shift from the working state to the traveling state, the
[0025]
The set pressure P of the pressure reducing valve 11 0 Can be determined empirically according to the model. That is, since the load pressure fluctuation range of the bottom pressure chamber 1b of the
In the first embodiment, since the pressure of the accumulator 3 is used as a pilot pressure, it is not necessary to provide the
[0026]
In the second embodiment shown in FIG. 2, unlike the first embodiment, the branch passage 14 provided with the pressure reducing valve 11 is connected to the control valve C for the
Hereinafter, the operation of the work vehicle control apparatus of the second embodiment will be described together with the differences from the first embodiment.
When the vehicle travels for a long time, the control valve C 1 , C 2 The internal pressure of the
Therefore, even in a traveling state in which the
[0027]
In such a situation, in the first embodiment, the control valve C for the bucket 15 is used. 2 Even when only the pressure is switched, the pressure in the branch passage 14 rises and the pressure on the downstream side of the pressure reducing valve 11 becomes the set pressure P. 0 Will be kept. Therefore, the pressure in the bottom pressure chamber 1b of the
That is, in the first embodiment, the control valve C for the bucket 15 during traveling. 2 As a result, there is a disadvantage that even the
[0028]
On the other hand, in the second embodiment, the control valve C for the bucket 15 is used. 2 Since the branch passage 14 is connected to the downstream side of the control valve C, 2 Only by switching, the pressure in the branch passage 14 does not rise. Therefore, the pressure reducing valve 11 does not function, and the pressure of the accumulator 3 remains the same as the load pressure of the bottom side pressure chamber 1b of the
That is, in the second embodiment, the control valve C for the bucket 15 during traveling is used. 2 Therefore, there is no inconvenience that even the
[0029]
The third embodiment shown in FIG. 1 , C 2 As shown in the first and second embodiments, the control circuit is a parallel circuit instead of a tandem circuit. That is, control valve C 1 Supply port 16 and control valve C 2 The
In this third embodiment, the branch passage 14 provided with the pressure reducing valve 11 is connected to the control valve C. 1 It is connected to the downstream side. Therefore, the load pressure of the bottom side pressure chamber 1 b of the
[0030]
Even in the third embodiment thus configured, the control valve C can be used in the working state in which the
In other words, in this working state, the pressure of the accumulator 3 is at least set pressure P downstream of the pressure reducing valve 11. 0 Can be maintained. And if the minimum pressure of the accumulator 3 can be compensated, even if the load pressure of the bottom side pressure chamber 1b of the
[0031]
Therefore, when the on-off valve 2 is switched to the open position in order to shift from the working state to the traveling state, the
Similarly to the second embodiment, the control valve C for the bucket 15 is used in the traveling state in which the
[0032]
In the fourth embodiment shown in FIG. 4, a throttle 19 is provided in a passage connecting the pilot valve 5 and the other pilot chamber 2 b of the on-off valve 2 in the first embodiment. A
A pressure between the throttle 19 and the pilot chamber 2b is guided to one pilot chamber 20a of the
The flow
[0033]
Here, the differential pressure before and after the throttle 19 is proportional to the spring force of the spring 21, but in this fourth embodiment, the spring force of the spring 21 is set weak to reduce the differential pressure before and after the throttle 19. ing. When the differential pressure across the throttle 19 is reduced in this way, the flow rate passing through the throttle 19 is reduced.
Therefore, when the on-off valve 2 is switched from the position on the drawing to the position on the lower side of the drawing, the flow rate discharged from the other pilot chamber 2b is restricted and the damping effect is exhibited.
By exhibiting the damping effect in this way, the inconvenience described below can be solved.
[0034]
For example, in the first embodiment, when the on-off valve 2 is closed, the minimum pressure of the accumulator 3 is set to the set pressure P downstream of the pressure reducing valve 11. 0 Thus, the difference between the pressure of the accumulator 3 and the load pressure of the bottom pressure chamber 1b of the
However, at present, this pressure difference does not easily become zero. If there is a pressure difference, when the on-off valve 2 is switched from the closed position to the open position, the
[0035]
Therefore, in the fourth embodiment, the switching speed of the on-off valve 2 is slowed by exerting the damping effect between the throttle 19 and the
[0036]
On the other hand, in order to obtain a damping effect, it is conceivable to provide only the orifice throttle on the other pilot chamber 2b side of the on-off valve 2.
However, in this case, in order to obtain a desired damping effect, there is a problem that the opening diameter of the orifice restrictor must be made considerably small and dust clogging is likely to occur.
Further, if a choke throttle is provided instead of the orifice throttle, the opening diameter can be increased to some extent. However, in the case of the choke throttle, there is a problem in that a difference in damping effect occurs depending on the oil temperature change.
Therefore, in practice, a desired damping effect cannot be obtained only with an orifice diaphragm or a choke diaphragm.
[0037]
On the other hand, according to the fourth embodiment, the
In the fourth embodiment, the throttle 19 and the
[0038]
In the fifth embodiment shown in FIG. 5, a
A port 24 of the pilot valve 5 is connected to the pilot chamber 22 a of the
A
[0039]
The
[0040]
On the other hand, when the pilot switch valve 5 is switched to the right side of the drawing and the pilot pressure is supplied from the port 24 of the pilot switch valve 5 to the pilot chamber 22a of the
If the communication between the pump P and the pressure reducing valve 11 is cut off in this way, the control valve C for the bucket 15 can be used during traveling, that is, even if the pressure reducing valve 11 and the
That is, in this fifth embodiment, the branch passage 14 is connected to the bucket control valve C. 2 Control valve C for the
[0041]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the pressure of the accumulator can be maintained at the set pressure downstream of the pressure reducing valve at least in the working state in which the cylinder is shut off from the accumulator. If the minimum pressure of the accumulator can be compensated, even if the load pressure on the cylinder side changes, the load pressure does not become significantly higher than the accumulator pressure.
[0042]
Therefore, even when the on-off valve is switched to the open position when moving from the working state in which the cylinder is disconnected from the accumulator to the traveling state in which the cylinder and the accumulator are communicated, a large amount of hydraulic oil is instantaneously transferred from the cylinder side to the accumulator side. Will not flow into. Accordingly, it is possible to prevent the cylinder from moving suddenly and prevent a shock from occurring.
In addition, since the switching means is configured to switch the on-off valve using the pressure of the accumulator, it is not necessary to provide a separate pilot supply source, the cost can be reduced, and the entire apparatus can be downsized.
[0043]
According to the second invention, the pressure of the accumulator can be used as a pilot pressure for switching the on-off valve, and with this one on-off valve, both the pressure chambers of the cylinder are communicated with each of the accumulator and the tank, Or can be blocked.
According to the third aspect of the present invention, even when the control valve other than the cylinder control valve is switched in the traveling state where the cylinder and the accumulator are in communication, the pressure in the branch passage does not increase.
Therefore, when a control valve other than the cylinder control valve is switched during traveling, there is no inconvenience that even the cylinder operates.
[0044]
According to the fourth aspect of the present invention, the throttle is provided in the flow path that connects the other pilot chamber of the on-off valve and the tank, and the differential pressure before and after the throttling is kept constant by the flow control valve. Therefore, a damping effect can be obtained by reducing the differential pressure before and after the throttle and reducing the flow rate discharged from the other pilot chamber.
If the switching speed of the on-off valve is slowed by this damping effect, a shock that occurs when the on-off valve is switched can be prevented.
In addition, since the flow rate is controlled by the flow rate control valve, there is a problem of dust clogging that occurs when only the orifice throttle is provided, and a problem that the damping effect changes due to oil temperature change that occurs when only the choke throttle is used. Absent.
[0045]
According to the fifth aspect of the present invention, the communication between the control circuit and the pressure reducing valve is blocked by the charge switching valve in the running state.
Therefore, even if a pressure fluctuation or the like occurs on the control circuit side in the traveling state, that is, in a state where the pressure reducing valve and the cylinder communicate with each other, the pressure fluctuation does not adversely affect the operation of the cylinder.
According to the sixth invention, since the switching means is switched according to the vehicle speed, switching between the running state and the working state can be automatically switched.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a work vehicle control apparatus according to a first embodiment;
FIG. 2 is a circuit diagram showing a work vehicle control apparatus according to a second embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a work vehicle control apparatus according to a third embodiment;
FIG. 4 is a circuit diagram showing a work vehicle control apparatus according to a fourth embodiment;
FIG. 5 is a circuit diagram showing a work vehicle control apparatus according to a fifth embodiment;
FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional work vehicle control device.
[Explanation of symbols]
P pump
C 1 Control valve
C 2 Control valve
1 Boom cylinder
1a Rod side pressure chamber
1b Bottom side pressure chamber
2 On-off valve
2a One pilot room
2b The other pilot room
3 Accumulator
4 Spring
5 Pilot valve constituting the switching means of the present invention
8 Electromagnetic solenoid constituting the switching means of the present invention
9 Controller constituting the switching means of the present invention
10. Vehicle speed sensor constituting switching means of the present invention
11 Pressure reducing valve
13 Check valve
14 Branch passage
22 Charge switching valve
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