JP4186479B2 - 油圧走行車両の制動力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレスコピックアーム、テレスコピックブーム、ロングアタッチメント等の作業アタッチメントを備えた油圧走行車両に関し、より詳しくはその制動力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧走行車両の減速時において減速ショックを緩和する制御を行うものが知られている。特開平９−２５６５１号公報の図６を引用してその制動力制御装置の構成を説明する。
【０００３】
同図に示す制動力制御装置は、通常走行時には所定の走行駆動力が得られ、減速時には減速によるショックを緩和して車両を滑らかに制動させることができるようになっている。
【０００４】
走行を行う場合、前後進切換弁７０を前進（Ｆ位置）または後進（Ｒ位置）に切り換えペダル７１を踏み込むと、その踏み込み量に応じたパイロット圧が油圧ポンプ７２から導出され、このパイロット圧が制御弁７３のパイロットポート７３ａまたは７３ｂに与えられ、制御弁７３はパイロット圧に応じたストローク量で切り換わる。
【０００５】
油圧ポンプ７４からの吐出油はその制御弁７３によって方向、流量が制御され、管路７５（または７６）、カウンタバランス弁７７を経由して油圧モータ７８に導かれ、この油圧モータ７８の駆動力はトランスミッション７９を介して走行駆動軸８０に伝達され、それにより、油圧走行車両が走行する。
【０００６】
オーバーロードリリーフ弁８１，８２のベントポートはシャトル弁８３を介して切換弁８４に接続されており、この切換弁８４のパイロットポートは、シャトル弁８５と接続されている。従って、管路７５および７６のうち圧力の高い管路が選択されパイロット圧として切換弁８４に導かれる。
【０００７】
上記構成を有する油圧制御回路では、加速時や定常走行時には管路７５（または７６）の圧が高くなるため切換弁８４がロ位置に切り換わる。そうすると第２オーバーロードリリーフ弁８６の設定圧が第１オーバーロードリリーフ弁８１（または８２）のばね圧に加算され、その結果、オーバーロードリリーフ弁８１（または８２）の設定圧が高圧となる。それにより、所定の走行駆動力が得られる。
【０００８】
次に、走行中にペダル７１を離すと、油圧ポンプ７２からのパイロット圧が遮断されるため制御弁７３が中立位置に戻る。その結果、管路７５，７６が低圧となるから切換弁８４がイ位置に戻り、第１オーバーロードリリーフ弁８１または８２の設定圧は低圧となる。このとき、カウンタバランス弁７７も中立位置に切り換わり油圧モータ７８からの吐出油はその絞り７７ａまたは７７ｂ等によって絞られる。
【０００９】
絞り７７ａまたは７７ｂを流れない余剰流量は、低圧に設定された第１オーバーロードリリーフ弁８１およびチェック弁８７、またはオーバーロードリリーフ弁８２およびチェック弁８８を通じてタンクに流れ、油圧ブレーキ力は低くなる。したがって減速ショックが緩和される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところでホイールクレーンでは、上部旋回体に伸縮、且つ起伏するテレスコピックブームを搭載しているため、そのテレスコピックブームの動作状態が制動時に大きな影響を与える。すなわち、テレスコピックブームを伸長させた状態で大きなブレーキ力が働くと重心位置が車両前側に移動していることによってピッチングが起こりやすくなり、吊り荷作業中では吊荷が前後に振れてしまう。
【００１１】
このように、テレスコピックブームの動作状態は制動時に大きく影響を受けるものの、テレスコピックブームの動作状態に応じてブレーキ力を制御する油圧制御回路は実現されていない。
【００１２】
本発明は以上のような従来の油圧走行車両における課題を考慮してなされたものであり、作業アタッチメントの動作状態に応じてブレーキ力を制御することのできる油圧走行車両の制動力制御装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る油圧走行車両の制動力制御装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油によって駆動し車両を走行させる油圧モータと、操作手段によって操作され上記油圧ポンプから上記油圧モータに導入される圧油を制御する制御弁と、上記油圧モータの出口側管路にブレーキ圧を付与する油圧ブレーキ弁と、を有する油圧走行車両において、この油圧走行車両に搭載され、固定筒内に可動筒を伸縮自在に内蔵したテレスコープ式の伸縮装置及び吊り作業用の吊り具を備え、上記伸縮装置の伸縮動作及び起伏動作が行なわれる作業アタッチメントと、上記伸縮装置の伸長長さを検出する長さ計と、上記伸縮装置の起伏角度を検出する角度計と、上記吊り具に作用する吊荷重を検出する吊荷重検出器と、上記油圧ブレーキ弁に通じる上記出口側管路の最大圧力に相当するブレーキ力を設定するブレーキ力設定手段と、を有し、このブレーキ力設定手段は、上記長さ計から検出される伸長長さ、上記角度計から検出される起伏角度および上記吊荷重検出器から検出される吊荷重に基づき、上記作業アタッチメントに作用するモーメントの値を求め、そのモーメントの値が大きいほど小さなブレーキ力を設定することを要旨とする。
【００１４】
本発明に従えば、作業アタッチメントが伸長側または起立側或いはそれらの両方に操作されると、その動作状態として伸縮装置の伸張長さ、起伏角度及び吊荷重が検出され、ブレーキ力設定手段に与えられる。ブレーキ力設定手段は、検出された伸張長さ、起伏角度 及び吊荷重から、上記作業アタッチメントに作用するモーメントの値を求め、そのモーメントの値が大きいほど、油圧モータの出口側管路の最大圧力に相当する油圧ブレーキ力を小さく設定し、油圧走行車両が減速されたときの減速ショックを緩和する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１６】
図１〜図４はコントローラを用いて制動力を制御する装置を示し、図５は信号出力手段としてのスイッチを用いて制動力の切り換えを行なう装置を示している。
【００１７】
まず、図１に示される参考形態を説明する。図１において、１は油圧走行車両としての自走式ホイールクレーンを示したものであり、このホイールクレーン１に搭載される制動力制御装置をその下に示している。
【００１８】
このホイールクレーン１は、車輪２を備えた下部走行体３の上部に上部旋回体４を旋回自在に搭載しており、この上部旋回体４に作業アタッチメントとしてのテレスコピックブーム（伸縮装置）５が備えられている。
【００１９】
このテレスコピックブーム５は、固定ブーム（固定筒）５ａ内に可動ブーム（可動筒）５ｂ，５ｃを多段に格納しており、先端ブーム５ｃからワイヤロープ６ａを介して吊りフック６が吊り下げられている。なお、図では吊りフック（吊り具）６を下部走行体３のフロント部分に固定した状態を示している。
【００２０】
また、固定ブーム５ａにはポテンショメータ等からなりブーム５ａの起伏角度を検出するブーム角度計７と、ブームの伸長長さを検出するブーム長さ計８が備えられており、これらブーム角度計７およびブーム長さ計８から出力される角度信号および長さ信号は後述するコントローラ９に与えられるようになっている。
【００２１】
なお、上記ブーム角度計７およびブーム長さ計８は動作状態検出手段として機能する。
【００２２】
次に制動力制御装置について説明する。
【００２３】
制動力制御装置において、１０は図示しないエンジンによって駆動する油圧ポンプであり、この油圧ポンプから吐出される圧油はコントロールバルブ１１によってその方向および流量が制御され、ブレーキ弁としてのカウンタバランス弁１２を介して油圧モータ１３に供給されるようになっている。
【００２４】
油圧モータ１３の駆動力はトランスミッション１４を介して走行駆動軸から車輪２に伝達され、それにより、ホイールクレーン１が走行する。
【００２５】
上記コントロールバルブ１１のパイロットポート１１ａおよび１１ｂにパイロット圧を供給するパイロット回路は、パイロットポンプ１６と、操作手段としてのペダル１７ａを備えたパイロット弁１７と、スローリターン弁１８と、前後進切換弁１９とをこの順に接続したものから構成されている。
【００２６】
前後進切換弁１９が中立（Ｎ位置）でペダル１７ａが踏み込まれていないとき、コントロールバルブ１１は中立（Ｎ位置）にあり、ホイールクレーン１は停止している。
【００２７】
次に、前後進切換弁１９を前進（Ｆ位置）または後進（Ｒ位置）に切り換え、ペダル１７ａを踏み込むと、その踏み込み量に応じたパイロット圧がパイロットポンプ１６から導出され、パイロットポート１１ａまたは１１ｂに作用し、コントロールバルブ１１はそのパイロット圧に応じたストローク量で切り換わる。
【００２８】
コントロールバルブ１１がＦ位置またはＲ位置に切り換わると、油圧ポンプ１０からの圧油が管路２０または２１、カウンタバランス弁１２を経由して油圧モータ１３に導入され、油圧モータ１３が駆動することによって車輪２が回転する。このとき、ホイールクレーンの走行速度はペダル１７ａの踏み込み量によって決まる。
【００２９】
上記油圧モータ１３とカウンタバランス弁１２との間には第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３およびチェック弁２４，２５が配設されている。
【００３０】
第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３のベントポート２２ａ，２３ａは、シャトル弁２６を介して油圧パイロット式の切換弁２７に接続されている。
【００３１】
従って、切換弁２７がａ位置にあるときはシャトル弁２６がタンク２８に通じることになり、ｂ位置に切り換わると第２オーバーロードリリーフ弁２９を介してタンク３０に通じることになる。
【００３２】
一方、コントロールバルブ１１とカウンタバランス弁１２との間の管路に設けられた別のシャトル弁３１は、管路２０，２１のうち圧力の高い管路側を選択し、選択された管路の圧油は上記切換弁２７のパイロットポート２７ａに導かれる。すなわち、ホイールクレーンが走行する場合において加速時や定速走行時には、切換弁２７をｂ位置に切り換えるようになっている。
【００３３】
このとき、第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３の設定圧力は、自己のばね圧と第２オーバーロードリリーフ弁２９の設定圧力とを加算した高設定圧力に設定される。それにより、通常走行時には、油圧モータ１３に必要十分な圧油が供給され所望の走行駆動力が得られる。
【００３４】
また、油圧源３３の吐出圧は、電磁弁３４および管路３５を介してシャトル弁３６に導かれるようになっている。
【００３５】
電磁弁３４は油圧源３３と管路３５とを連通させるｃ位置と、両者を遮断するｄ位置とを有し、コントローラ９によって制御されるようになっている。
【００３６】
詳しくは、コントローラ９には上述したようにブーム角度計７とブーム長さ計８が接続されており、検出されたブーム角度が予め決められたブーム角度を超えるとき、或いはブーム長さが予め決められたブーム長さを超えるとき、すなわち、ブームが起されるか伸長されることによってテレスコピックブーム５が不安定な姿勢にあるときは、コントローラ９から電磁弁３４のソレノイド３４ａに対して切換信号Ｓ１が与えられ、ｃ位置からｄ位置に切り換わるようになっている。
【００３７】
それにより、油圧源３３から管路３５を通じてシャトル弁３６に油圧信号Ｓ２が与えられる。シャトル弁３６は、管路３５と管路３７の圧力のうち高い方の圧力を選択して切換弁２７のパイロットポート２７ａに導くようになっているため、管路３７が低圧のとき上記油圧信号Ｓ２によって切換弁２７がｂ位置に切り換わる。
【００３８】
なお、上記コントローラ９、電磁弁３４および切換弁２７はブレーキ力設定手段として機能する。
【００３９】
次に、上記構成を有する制動力制御装置の動作について説明する。
【００４０】
ａ）テレスコピックブームが格納されているとき
可動ブーム５ｂ，５ｃが固定ブーム５ａ内に格納され、テレスコピックブーム５の姿勢が安定しているときはコントローラ９から切換信号Ｓ１が出力されない。従って電磁弁３４はｃ位置にあり、圧源３３から管路３５に対して油圧信号Ｓ２が与えられている。一方、ホイールクレーン１走行中は、管路２０が高圧となっているため、シャトル弁３１を介して管路３７が高圧になる。このとき、管路３７の圧の方が管路３５のそれよりも十分高いため、管路３７の油圧信号Ｓ３によって切換弁２７はロ位置に切り換わることになる。
【００４１】
次に、走行中にペダル１７ａを離すと、パイロットポート１１ａ，１１ｂに作用していたパイロット圧が前後進切換弁１９、スローリターン弁１８、パイロット弁１７を通じてタンク３２に戻り、コントロールバルブ１１は徐々に中立位置に切り換わる。
【００４２】
コントロールバルブ１１は中立位置に戻ると、それとカウンタバランス弁１２との間の管路２０，２１が低圧となり管路３７の圧が低下するが、管路３５の圧が立っているため、今度は管路３５の圧によって切換弁２７はｂ位置に保持される。従って、第１オーバーロードリリーフ弁２２または２３の設定圧力は依然として高圧のままである。
【００４３】
一方、管路２０，２１が低圧となることによってカウンタバランス弁１２は図示されている絞り１２ａ（または１２ｂ）位置に切り換わるため、油圧モータ１３からの吐出油はその絞り１２ａ（または１２ｂ）とコントロールバルブ１１の絞り１１ｃによって絞られる。すなわち、油圧ブレーキが働く。このとき、吐出油の流量が多いと、第１オーバーロードリリーフ弁２２とチェック弁２５、または第１オーバーロードリリーフ弁２３とチェック弁２４が開くが、第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３の設定圧が高いため、応答性が速い状態で油圧ブレーキが働く。それにより、ホイールクレーン１は直ちに減速する。
【００４４】
ｂ）テレスコピックブームが伸長または起立されたとき
テレスコピックブーム５が起されるか、または可動ブーム５ｂ，５ｃが伸長されると、角度計７または長さ計８から長さ信号または角度信号が出力され、その信号に基づいてコントローラ９は、切換信号Ｓ１を電磁切換弁３４のソレノイド３４ａに与え、電磁切換弁３４はｃ位置からｄ位置に切り換えられる。それにより、圧源３３からの油圧信号Ｓ２は遮断される。
【００４５】
この状態で、走行中にペダル１７ａを離すと、コントロールバルブ１１は徐々に中立位置に切り換わる。
【００４６】
コントロールバルブ１１は中立位置に戻ると、管路２０，２１は低圧となり、切換弁２７はｂ位置からａ位置に切り換わる。このａ位置はタンク２８に連通しているため、第１オーバーロードリリーフ弁２２または２３の設定圧力は低圧となる。
【００４７】
一方、カウンタバランス弁１２は図示されている絞り１２ａ（または１２ｂ）位置に切り換わるため、油圧モータ１３からの吐出油はその絞り１２ａ（または１２ｂ）とコントロールバルブ１１の絞り１１ｃによって絞られる。すなわち、油圧ブレーキが働く。このとき、吐出油の流量が多いと、第１オーバーロードリリーフ弁２２とチェック弁２５、または第１オーバーロードリリーフ弁２３とチェック弁２４が開くが、第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３の設定圧が低いため、油圧モータ１４の出口側管路に働く油圧ブレーキ力は緩慢になる。それにより、テレスコピックブーム５が不安定姿勢に操作されていてもホイールクレーン１はピッチングを起すことなく安定して停止することができる。
【００４８】
図２は、本発明の第１の実施形態を示したものであり、この実施形態では上記参考形態からさらに吊荷重検出器が付加されている。
【００４９】
なお、以下に説明する各形態において、図１と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略し、相違する部分の構成について説明する。
【００５０】
本実施形態では、固定ブーム５ａにその起伏角度を検出するポテンショメータ等からなるブーム角度計７と、テレスコピックブーム５の伸長長さを検出するブーム長さ計８と、テレスコピックブーム５を起伏させる起伏シリンダ（図示しない）に備えられ吊荷重を検出する吊荷重検出器３９とが備えられている。
【００５１】
なお、上記ブーム角度計７、ブーム長さ計８および吊荷重検出器３９は動作状態検出手段として機能する。
【００５２】
これらブーム角度計７、ブーム長さ計８および吊荷重検出器３９から出力される角度信号、長さ信号および荷重信号がコントローラ９に与えられるようになっている。
【００５３】
コントローラ９は、各信号に基づいてテレスコピックブーム５のモーメント値を計算する。
【００５４】
コントローラ９の内部メモリには図３に示すモーメント値・ブレーキ力特性が記憶されており、モーメント値が求められると、この特性に従ってモーメント値に相当するブレーキ力を求め、求められたブレーキ力をブレーキ信号Ｓ４として電磁弁３４のソレノイド３４ａに与える。
【００５５】
このようにモーメント値を求め、そのモーメント値の大きさに応じてブレーキ力を調整するように構成すれば、図１に示した構成による制御に比べ、テレスコピックブーム５の姿勢に基づいたより精度の高い制動制御を行なうことができる。
【００５６】
なお、図２においてコントローラ９、電磁弁３４および切換弁２７はブレーキ力設定手段として機能する。
【００５７】
図４は本発明の第２実施形態を示したものであり、上記の第１実施形態においてシャトル弁３６をなくし、切換弁２７とタンク２８との間に電磁比例リリーフ弁３８を付加したものである。
【００５８】
本実施形態では、切換弁２７とタンク２８との間に設けた電磁比例リリーフ弁３８をブレーキ力設定手段としてのコントローラ９で制御するように構成している。
【００５９】
テレスコピックブーム５が起されるか、または伸長されるかによって角度計７または長さ計８から信号が出力されると、コントローラ９は切換信号Ｓ５を電磁比例リリーフ弁３８のソレノイド３８ａに与え、電磁比例リリーフ弁３８の設定圧を低く設定する。
【００６０】
この構成では走行中にペダル１７ａを離すと、まずコントロールバルブ１１が徐々に中立位置に切り換わる。
【００６１】
コントロールバルブ１１は中立位置に戻ると、管路２０，２１は低圧となり、切換弁２７はｂ位置からａ位置に切り換わる。それにより、第１オーバーロードリリーフ弁２２または２３の設定圧力は低圧となる。
【００６２】
一方、カウンタバランス弁１２は絞り１２ａ（または１２ｂ）位置に切り換わるため、油圧モータ１３からの吐出油はその絞り１２ａ（または１２ｂ）とコントロールバルブ１１の絞り１１ｃによって絞られる。すなわち、油圧ブレーキが働く。
【００６３】
それにより、第１オーバーロードリリーフ弁２２とチェック弁２５、または第１オーバーロードリリーフ弁２３とチェック弁２４が開くが、第１オーバーロードリリーフ弁２２または２３が低圧に設定されているため、油圧モータ１４の出口側管路に働く油圧ブレーキ力は小さくなる。従って、図４に示した油圧制御回路においても、テレスコピックブーム５が不安定な姿勢に操作されていても、ホイールクレーン１はピッチングを起すことなく安定して停止することができるようになる。
【００６４】
なお、図４においてコントローラ９、切換弁２７および電磁比例リリーフ弁３８はブレーキ力設定手段として機能する。
【００６５】
図５は別の参考形態を示したものであり、テレスコピックブーム５の姿勢を信号出力手段としてのリミットスイッチで検知するようにしたものである。
【００６６】
本実施形態ではテレスコピックブーム５の角度が予め決められた設定角度を超えたときに信号を出力する角度検出リミットスイッチ４０と、可動ブーム５ｂ，５ｃの伸長長さが予め決められた設定長さを超えたときに信号を出力する長さ検出リミットスイッチ４１とが備えられている。
【００６７】
これらのリミットスイッチ４０，４１は並列に接続されており、並列回路の一方はバッテリ４２に接続され、他方は電磁切換弁３４のソレノイド３４ａに接続されている。
【００６８】
この構成において、テレスコピックブーム５が伸長操作も起立操作もされない安定姿勢にあるときは各リミットスイッチ４０，４１はともにオフであり、ソレノイド３４ａには信号が流れず電磁切換弁３４はｃ位置にある。一方、テレスコピックブーム５が起されるかまたは伸長されるかによっていずれか一方のリミットスイッチ４０または４１が閉じると、信号Ｓ６が流れて電磁切換弁３４がｃ位置からｄ位置に切り換わる。
【００６９】
なお、上記電磁切換弁３４および切換弁２７はブレーキ力設定手段として機能する。
【００７０】
また、電磁弁３４がｄ位置に切り換わった後の動作は図１で説明した動作と同様である。
【００７１】
このようにリミットスイッチ４０，４１から出力される信号Ｓ６で電磁切換弁３４を切り換えるように構成すると、図１に示したコントローラ９を必要としないため、構成が簡単になり低コストで本発明の制動力制御装置を実現することができる。
【００７２】
なお、上記実施形態ではホイールクレーンを例に取り説明したが、これに限らず、テレスコピックアームやテレスコクラムを備えた油圧走行車両にも本発明を適用することができ、また、作業アタッチメントが垂直方向にのみ伸縮する地盤改良機にも本発明を適用することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、油圧走行車両において、油圧走行車両に搭載され伸縮または起伏動作の少なくともいずれか一方の動作が行なわれる作業アタッチメントと、作業アタッチメントの動作状態を検出する長さ計、角度計および吊 荷重検出器と、これらの検出手段によって検出される伸縮装置の伸張長さ、起伏角度及び吊り具に作用する吊荷重に応じて油圧ブレーキ弁に通じる出口側管路の最大圧力を設定するブレーキ力設定手段とを有し、このブレーキ力設定手段は、上記の伸張長さ、起伏角度及び吊り具に基づいて、上記作業アタッチメントに作用するモーメントの値を求め、そのモーメントの値が大きいほどブレーキ力を小さくすることにより、油圧走行車両が減速されたときの減速ショックを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明とは別の参考形態に係る制動力制御装置を示す説明図である。
【図２】 本発明の第１実施形態に係る制動力制御装置を示す説明図である。
【図３】 図２に示すコントローラが記憶するブレーキ力−モーメント値特性を示す線図である。
【図４】 本発明の第２実施形態に係る制動力制御装置を示す説明図である。
【図５】 本発明とは別の参考形態に係る制動力制御装置を示す説明図である。
【図６】 従来の制動力制御装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ホイールクレーン
３ 下部走行体
４ 上部旋回体
５ テレスコピックブーム
５ａ 固定ブーム
５ｂ，５ｃ 可動ブーム
６ 吊りフック
７ ブーム角度計
８ ブーム長さ計
９ コントローラ
１０ 油圧ポンプ
１１ コントロールバルブ
１２ カウンタバランス弁
１３ 油圧モータ
１４ トランスミッション
１７ａ ペダル
１９ 前後進切換弁
２２，２３ 第１オーバーロードリリーフ弁
２７ 切換弁
２９ 第２オーバーロードリリーフ弁
３４ 電磁切換弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレスコピックアーム、テレスコピックブーム、ロングアタッチメント等の作業アタッチメントを備えた油圧走行車両に関し、より詳しくはその制動力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧走行車両の減速時において減速ショックを緩和する制御を行うものが知られている。特開平９−２５６５１号公報の図６を引用してその制動力制御装置の構成を説明する。
【０００３】
同図に示す制動力制御装置は、通常走行時には所定の走行駆動力が得られ、減速時には減速によるショックを緩和して車両を滑らかに制動させることができるようになっている。
【０００４】
走行を行う場合、前後進切換弁７０を前進（Ｆ位置）または後進（Ｒ位置）に切り換えペダル７１を踏み込むと、その踏み込み量に応じたパイロット圧が油圧ポンプ７２から導出され、このパイロット圧が制御弁７３のパイロットポート７３ａまたは７３ｂに与えられ、制御弁７３はパイロット圧に応じたストローク量で切り換わる。
【０００５】
油圧ポンプ７４からの吐出油はその制御弁７３によって方向、流量が制御され、管路７５（または７６）、カウンタバランス弁７７を経由して油圧モータ７８に導かれ、この油圧モータ７８の駆動力はトランスミッション７９を介して走行駆動軸８０に伝達され、それにより、油圧走行車両が走行する。
【０００６】
オーバーロードリリーフ弁８１，８２のベントポートはシャトル弁８３を介して切換弁８４に接続されており、この切換弁８４のパイロットポートは、シャトル弁８５と接続されている。従って、管路７５および７６のうち圧力の高い管路が選択されパイロット圧として切換弁８４に導かれる。
【０００７】
上記構成を有する油圧制御回路では、加速時や定常走行時には管路７５（または７６）の圧が高くなるため切換弁８４がロ位置に切り換わる。そうすると第２オーバーロードリリーフ弁８６の設定圧が第１オーバーロードリリーフ弁８１（または８２）のばね圧に加算され、その結果、オーバーロードリリーフ弁８１（または８２）の設定圧が高圧となる。それにより、所定の走行駆動力が得られる。
【０００８】
次に、走行中にペダル７１を離すと、油圧ポンプ７２からのパイロット圧が遮断されるため制御弁７３が中立位置に戻る。その結果、管路７５，７６が低圧となるから切換弁８４がイ位置に戻り、第１オーバーロードリリーフ弁８１または８２の設定圧は低圧となる。このとき、カウンタバランス弁７７も中立位置に切り換わり油圧モータ７８からの吐出油はその絞り７７ａまたは７７ｂ等によって絞られる。
【０００９】
絞り７７ａまたは７７ｂを流れない余剰流量は、低圧に設定された第１オーバーロードリリーフ弁８１およびチェック弁８７、またはオーバーロードリリーフ弁８２およびチェック弁８８を通じてタンクに流れ、油圧ブレーキ力は低くなる。したがって減速ショックが緩和される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところでホイールクレーンでは、上部旋回体に伸縮、且つ起伏するテレスコピックブームを搭載しているため、そのテレスコピックブームの動作状態が制動時に大きな影響を与える。すなわち、テレスコピックブームを伸長させた状態で大きなブレーキ力が働くと重心位置が車両前側に移動していることによってピッチングが起こりやすくなり、吊り荷作業中では吊荷が前後に振れてしまう。
【００１１】
このように、テレスコピックブームの動作状態は制動時に大きく影響を受けるものの、テレスコピックブームの動作状態に応じてブレーキ力を制御する油圧制御回路は実現されていない。
【００１２】
本発明は以上のような従来の油圧走行車両における課題を考慮してなされたものであり、作業アタッチメントの動作状態に応じてブレーキ力を制御することのできる油圧走行車両の制動力制御装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る油圧走行車両の制動力制御装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油によって駆動し車両を走行させる油圧モータと、操作手段によって操作され上記油圧ポンプから上記油圧モータに導入される圧油を制御する制御弁と、上記油圧モータの出口側管路にブレーキ圧を付与する油圧ブレーキ弁と、を有する油圧走行車両において、この油圧走行車両に搭載され、固定筒内に可動筒を伸縮自在に内蔵したテレスコープ式の伸縮装置及び吊り作業用の吊り具を備え、上記伸縮装置の伸縮動作及び起伏動作が行なわれる作業アタッチメントと、上記伸縮装置の伸長長さを検出する長さ計と、上記伸縮装置の起伏角度を検出する角度計と、上記吊り具に作用する吊荷重を検出する吊荷重検出器と、上記油圧ブレーキ弁に通じる上記出口側管路の最大圧力に相当するブレーキ力を設定するブレーキ力設定手段と、を有し、このブレーキ力設定手段は、上記長さ計から検出される伸長長さ、上記角度計から検出される起伏角度および上記吊荷重検出器から検出される吊荷重に基づき、上記作業アタッチメントに作用するモーメントの値を求め、そのモーメントの値が大きいほど小さなブレーキ力を設定することを要旨とする。
【００１４】
本発明に従えば、作業アタッチメントが伸長側または起立側或いはそれらの両方に操作されると、その動作状態として伸縮装置の伸張長さ、起伏角度及び吊荷重が検出され、ブレーキ力設定手段に与えられる。ブレーキ力設定手段は、検出された伸張長さ、起伏角度 及び吊荷重から、上記作業アタッチメントに作用するモーメントの値を求め、そのモーメントの値が大きいほど、油圧モータの出口側管路の最大圧力に相当する油圧ブレーキ力を小さく設定し、油圧走行車両が減速されたときの減速ショックを緩和する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１６】
図１〜図４はコントローラを用いて制動力を制御する装置を示し、図５は信号出力手段としてのスイッチを用いて制動力の切り換えを行なう装置を示している。
【００１７】
まず、図１に示される参考形態を説明する。図１において、１は油圧走行車両としての自走式ホイールクレーンを示したものであり、このホイールクレーン１に搭載される制動力制御装置をその下に示している。
【００１８】
このホイールクレーン１は、車輪２を備えた下部走行体３の上部に上部旋回体４を旋回自在に搭載しており、この上部旋回体４に作業アタッチメントとしてのテレスコピックブーム（伸縮装置）５が備えられている。
【００１９】
このテレスコピックブーム５は、固定ブーム（固定筒）５ａ内に可動ブーム（可動筒）５ｂ，５ｃを多段に格納しており、先端ブーム５ｃからワイヤロープ６ａを介して吊りフック６が吊り下げられている。なお、図では吊りフック（吊り具）６を下部走行体３のフロント部分に固定した状態を示している。
【００２０】
また、固定ブーム５ａにはポテンショメータ等からなりブーム５ａの起伏角度を検出するブーム角度計７と、ブームの伸長長さを検出するブーム長さ計８が備えられており、これらブーム角度計７およびブーム長さ計８から出力される角度信号および長さ信号は後述するコントローラ９に与えられるようになっている。
【００２１】
なお、上記ブーム角度計７およびブーム長さ計８は動作状態検出手段として機能する。
【００２２】
次に制動力制御装置について説明する。
【００２３】
制動力制御装置において、１０は図示しないエンジンによって駆動する油圧ポンプであり、この油圧ポンプから吐出される圧油はコントロールバルブ１１によってその方向および流量が制御され、ブレーキ弁としてのカウンタバランス弁１２を介して油圧モータ１３に供給されるようになっている。
【００２４】
油圧モータ１３の駆動力はトランスミッション１４を介して走行駆動軸から車輪２に伝達され、それにより、ホイールクレーン１が走行する。
【００２５】
上記コントロールバルブ１１のパイロットポート１１ａおよび１１ｂにパイロット圧を供給するパイロット回路は、パイロットポンプ１６と、操作手段としてのペダル１７ａを備えたパイロット弁１７と、スローリターン弁１８と、前後進切換弁１９とをこの順に接続したものから構成されている。
【００２６】
前後進切換弁１９が中立（Ｎ位置）でペダル１７ａが踏み込まれていないとき、コントロールバルブ１１は中立（Ｎ位置）にあり、ホイールクレーン１は停止している。
【００２７】
次に、前後進切換弁１９を前進（Ｆ位置）または後進（Ｒ位置）に切り換え、ペダル１７ａを踏み込むと、その踏み込み量に応じたパイロット圧がパイロットポンプ１６から導出され、パイロットポート１１ａまたは１１ｂに作用し、コントロールバルブ１１はそのパイロット圧に応じたストローク量で切り換わる。
【００２８】
コントロールバルブ１１がＦ位置またはＲ位置に切り換わると、油圧ポンプ１０からの圧油が管路２０または２１、カウンタバランス弁１２を経由して油圧モータ１３に導入され、油圧モータ１３が駆動することによって車輪２が回転する。このとき、ホイールクレーンの走行速度はペダル１７ａの踏み込み量によって決まる。
【００２９】
上記油圧モータ１３とカウンタバランス弁１２との間には第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３およびチェック弁２４，２５が配設されている。
【００３０】
第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３のベントポート２２ａ，２３ａは、シャトル弁２６を介して油圧パイロット式の切換弁２７に接続されている。
【００３１】
従って、切換弁２７がａ位置にあるときはシャトル弁２６がタンク２８に通じることになり、ｂ位置に切り換わると第２オーバーロードリリーフ弁２９を介してタンク３０に通じることになる。
【００３２】
一方、コントロールバルブ１１とカウンタバランス弁１２との間の管路に設けられた別のシャトル弁３１は、管路２０，２１のうち圧力の高い管路側を選択し、選択された管路の圧油は上記切換弁２７のパイロットポート２７ａに導かれる。すなわち、ホイールクレーンが走行する場合において加速時や定速走行時には、切換弁２７をｂ位置に切り換えるようになっている。
【００３３】
このとき、第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３の設定圧力は、自己のばね圧と第２オーバーロードリリーフ弁２９の設定圧力とを加算した高設定圧力に設定される。それにより、通常走行時には、油圧モータ１３に必要十分な圧油が供給され所望の走行駆動力が得られる。
【００３４】
また、油圧源３３の吐出圧は、電磁弁３４および管路３５を介してシャトル弁３６に導かれるようになっている。
【００３５】
電磁弁３４は油圧源３３と管路３５とを連通させるｃ位置と、両者を遮断するｄ位置とを有し、コントローラ９によって制御されるようになっている。
【００３６】
詳しくは、コントローラ９には上述したようにブーム角度計７とブーム長さ計８が接続されており、検出されたブーム角度が予め決められたブーム角度を超えるとき、或いはブーム長さが予め決められたブーム長さを超えるとき、すなわち、ブームが起されるか伸長されることによってテレスコピックブーム５が不安定な姿勢にあるときは、コントローラ９から電磁弁３４のソレノイド３４ａに対して切換信号Ｓ１が与えられ、ｃ位置からｄ位置に切り換わるようになっている。
【００３７】
それにより、油圧源３３から管路３５を通じてシャトル弁３６に油圧信号Ｓ２が与えられる。シャトル弁３６は、管路３５と管路３７の圧力のうち高い方の圧力を選択して切換弁２７のパイロットポート２７ａに導くようになっているため、管路３７が低圧のとき上記油圧信号Ｓ２によって切換弁２７がｂ位置に切り換わる。
【００３８】
なお、上記コントローラ９、電磁弁３４および切換弁２７はブレーキ力設定手段として機能する。
【００３９】
次に、上記構成を有する制動力制御装置の動作について説明する。
【００４０】
ａ）テレスコピックブームが格納されているとき
可動ブーム５ｂ，５ｃが固定ブーム５ａ内に格納され、テレスコピックブーム５の姿勢が安定しているときはコントローラ９から切換信号Ｓ１が出力されない。従って電磁弁３４はｃ位置にあり、圧源３３から管路３５に対して油圧信号Ｓ２が与えられている。一方、ホイールクレーン１走行中は、管路２０が高圧となっているため、シャトル弁３１を介して管路３７が高圧になる。このとき、管路３７の圧の方が管路３５のそれよりも十分高いため、管路３７の油圧信号Ｓ３によって切換弁２７はロ位置に切り換わることになる。
【００４１】
次に、走行中にペダル１７ａを離すと、パイロットポート１１ａ，１１ｂに作用していたパイロット圧が前後進切換弁１９、スローリターン弁１８、パイロット弁１７を通じてタンク３２に戻り、コントロールバルブ１１は徐々に中立位置に切り換わる。
【００４２】
コントロールバルブ１１は中立位置に戻ると、それとカウンタバランス弁１２との間の管路２０，２１が低圧となり管路３７の圧が低下するが、管路３５の圧が立っているため、今度は管路３５の圧によって切換弁２７はｂ位置に保持される。従って、第１オーバーロードリリーフ弁２２または２３の設定圧力は依然として高圧のままである。
【００４３】
一方、管路２０，２１が低圧となることによってカウンタバランス弁１２は図示されている絞り１２ａ（または１２ｂ）位置に切り換わるため、油圧モータ１３からの吐出油はその絞り１２ａ（または１２ｂ）とコントロールバルブ１１の絞り１１ｃによって絞られる。すなわち、油圧ブレーキが働く。このとき、吐出油の流量が多いと、第１オーバーロードリリーフ弁２２とチェック弁２５、または第１オーバーロードリリーフ弁２３とチェック弁２４が開くが、第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３の設定圧が高いため、応答性が速い状態で油圧ブレーキが働く。それにより、ホイールクレーン１は直ちに減速する。
【００４４】
ｂ）テレスコピックブームが伸長または起立されたとき
テレスコピックブーム５が起されるか、または可動ブーム５ｂ，５ｃが伸長されると、角度計７または長さ計８から長さ信号または角度信号が出力され、その信号に基づいてコントローラ９は、切換信号Ｓ１を電磁切換弁３４のソレノイド３４ａに与え、電磁切換弁３４はｃ位置からｄ位置に切り換えられる。それにより、圧源３３からの油圧信号Ｓ２は遮断される。
【００４５】
この状態で、走行中にペダル１７ａを離すと、コントロールバルブ１１は徐々に中立位置に切り換わる。
【００４６】
コントロールバルブ１１は中立位置に戻ると、管路２０，２１は低圧となり、切換弁２７はｂ位置からａ位置に切り換わる。このａ位置はタンク２８に連通しているため、第１オーバーロードリリーフ弁２２または２３の設定圧力は低圧となる。
【００４７】
一方、カウンタバランス弁１２は図示されている絞り１２ａ（または１２ｂ）位置に切り換わるため、油圧モータ１３からの吐出油はその絞り１２ａ（または１２ｂ）とコントロールバルブ１１の絞り１１ｃによって絞られる。すなわち、油圧ブレーキが働く。このとき、吐出油の流量が多いと、第１オーバーロードリリーフ弁２２とチェック弁２５、または第１オーバーロードリリーフ弁２３とチェック弁２４が開くが、第１オーバーロードリリーフ弁２２，２３の設定圧が低いため、油圧モータ１４の出口側管路に働く油圧ブレーキ力は緩慢になる。それにより、テレスコピックブーム５が不安定姿勢に操作されていてもホイールクレーン１はピッチングを起すことなく安定して停止することができる。
【００４８】
図２は、本発明の第１の実施形態を示したものであり、この実施形態では上記参考形態からさらに吊荷重検出器が付加されている。
【００４９】
なお、以下に説明する各形態において、図１と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略し、相違する部分の構成について説明する。
【００５０】
本実施形態では、固定ブーム５ａにその起伏角度を検出するポテンショメータ等からなるブーム角度計７と、テレスコピックブーム５の伸長長さを検出するブーム長さ計８と、テレスコピックブーム５を起伏させる起伏シリンダ（図示しない）に備えられ吊荷重を検出する吊荷重検出器３９とが備えられている。
【００５１】
なお、上記ブーム角度計７、ブーム長さ計８および吊荷重検出器３９は動作状態検出手段として機能する。
【００５２】
これらブーム角度計７、ブーム長さ計８および吊荷重検出器３９から出力される角度信号、長さ信号および荷重信号がコントローラ９に与えられるようになっている。
【００５３】
コントローラ９は、各信号に基づいてテレスコピックブーム５のモーメント値を計算する。
【００５４】
コントローラ９の内部メモリには図３に示すモーメント値・ブレーキ力特性が記憶されており、モーメント値が求められると、この特性に従ってモーメント値に相当するブレーキ力を求め、求められたブレーキ力をブレーキ信号Ｓ４として電磁弁３４のソレノイド３４ａに与える。
【００５５】
このようにモーメント値を求め、そのモーメント値の大きさに応じてブレーキ力を調整するように構成すれば、図１に示した構成による制御に比べ、テレスコピックブーム５の姿勢に基づいたより精度の高い制動制御を行なうことができる。
【００５６】
なお、図２においてコントローラ９、電磁弁３４および切換弁２７はブレーキ力設定手段として機能する。
【００５７】
図４は本発明の第２実施形態を示したものであり、上記の第１実施形態においてシャトル弁３６をなくし、切換弁２７とタンク２８との間に電磁比例リリーフ弁３８を付加したものである。
【００５８】
本実施形態では、切換弁２７とタンク２８との間に設けた電磁比例リリーフ弁３８をブレーキ力設定手段としてのコントローラ９で制御するように構成している。
【００５９】
テレスコピックブーム５が起されるか、または伸長されるかによって角度計７または長さ計８から信号が出力されると、コントローラ９は切換信号Ｓ５を電磁比例リリーフ弁３８のソレノイド３８ａに与え、電磁比例リリーフ弁３８の設定圧を低く設定する。
【００６０】
この構成では走行中にペダル１７ａを離すと、まずコントロールバルブ１１が徐々に中立位置に切り換わる。
【００６１】
コントロールバルブ１１は中立位置に戻ると、管路２０，２１は低圧となり、切換弁２７はｂ位置からａ位置に切り換わる。それにより、第１オーバーロードリリーフ弁２２または２３の設定圧力は低圧となる。
【００６２】
一方、カウンタバランス弁１２は絞り１２ａ（または１２ｂ）位置に切り換わるため、油圧モータ１３からの吐出油はその絞り１２ａ（または１２ｂ）とコントロールバルブ１１の絞り１１ｃによって絞られる。すなわち、油圧ブレーキが働く。
【００６３】
それにより、第１オーバーロードリリーフ弁２２とチェック弁２５、または第１オーバーロードリリーフ弁２３とチェック弁２４が開くが、第１オーバーロードリリーフ弁２２または２３が低圧に設定されているため、油圧モータ１４の出口側管路に働く油圧ブレーキ力は小さくなる。従って、図４に示した油圧制御回路においても、テレスコピックブーム５が不安定な姿勢に操作されていても、ホイールクレーン１はピッチングを起すことなく安定して停止することができるようになる。
【００６４】
なお、図４においてコントローラ９、切換弁２７および電磁比例リリーフ弁３８はブレーキ力設定手段として機能する。
【００６５】
図５は別の参考形態を示したものであり、テレスコピックブーム５の姿勢を信号出力手段としてのリミットスイッチで検知するようにしたものである。
【００６６】
本実施形態ではテレスコピックブーム５の角度が予め決められた設定角度を超えたときに信号を出力する角度検出リミットスイッチ４０と、可動ブーム５ｂ，５ｃの伸長長さが予め決められた設定長さを超えたときに信号を出力する長さ検出リミットスイッチ４１とが備えられている。
【００６７】
これらのリミットスイッチ４０，４１は並列に接続されており、並列回路の一方はバッテリ４２に接続され、他方は電磁切換弁３４のソレノイド３４ａに接続されている。
【００６８】
この構成において、テレスコピックブーム５が伸長操作も起立操作もされない安定姿勢にあるときは各リミットスイッチ４０，４１はともにオフであり、ソレノイド３４ａには信号が流れず電磁切換弁３４はｃ位置にある。一方、テレスコピックブーム５が起されるかまたは伸長されるかによっていずれか一方のリミットスイッチ４０または４１が閉じると、信号Ｓ６が流れて電磁切換弁３４がｃ位置からｄ位置に切り換わる。
【００６９】
なお、上記電磁切換弁３４および切換弁２７はブレーキ力設定手段として機能する。
【００７０】
また、電磁弁３４がｄ位置に切り換わった後の動作は図１で説明した動作と同様である。
【００７１】
このようにリミットスイッチ４０，４１から出力される信号Ｓ６で電磁切換弁３４を切り換えるように構成すると、図１に示したコントローラ９を必要としないため、構成が簡単になり低コストで本発明の制動力制御装置を実現することができる。
【００７２】
なお、上記実施形態ではホイールクレーンを例に取り説明したが、これに限らず、テレスコピックアームやテレスコクラムを備えた油圧走行車両にも本発明を適用することができ、また、作業アタッチメントが垂直方向にのみ伸縮する地盤改良機にも本発明を適用することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、油圧走行車両において、油圧走行車両に搭載され伸縮または起伏動作の少なくともいずれか一方の動作が行なわれる作業アタッチメントと、作業アタッチメントの動作状態を検出する長さ計、角度計および吊 荷重検出器と、これらの検出手段によって検出される伸縮装置の伸張長さ、起伏角度及び吊り具に作用する吊荷重に応じて油圧ブレーキ弁に通じる出口側管路の最大圧力を設定するブレーキ力設定手段とを有し、このブレーキ力設定手段は、上記の伸張長さ、起伏角度及び吊り具に基づいて、上記作業アタッチメントに作用するモーメントの値を求め、そのモーメントの値が大きいほどブレーキ力を小さくすることにより、油圧走行車両が減速されたときの減速ショックを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明とは別の参考形態に係る制動力制御装置を示す説明図である。
【図２】 本発明の第１実施形態に係る制動力制御装置を示す説明図である。
【図３】 図２に示すコントローラが記憶するブレーキ力−モーメント値特性を示す線図である。
【図４】 本発明の第２実施形態に係る制動力制御装置を示す説明図である。
【図５】 本発明とは別の参考形態に係る制動力制御装置を示す説明図である。
【図６】 従来の制動力制御装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ホイールクレーン
３ 下部走行体
４ 上部旋回体
５ テレスコピックブーム
５ａ 固定ブーム
５ｂ，５ｃ 可動ブーム
６ 吊りフック
７ ブーム角度計
８ ブーム長さ計
９ コントローラ
１０ 油圧ポンプ
１１ コントロールバルブ
１２ カウンタバランス弁
１３ 油圧モータ
１４ トランスミッション
１７ａ ペダル
１９ 前後進切換弁
２２，２３ 第１オーバーロードリリーフ弁
２７ 切換弁
２９ 第２オーバーロードリリーフ弁
３４ 電磁切換弁
Claims (1)
- 油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油によって駆動し車両を走行させる油圧モータと、操作手段によって操作され上記油圧ポンプから上記油圧モータに導入される圧油を制御する制御弁と、上記油圧モータの出口側管路にブレーキ圧を付与する油圧ブレーキ弁と、を有する油圧走行車両において、
この油圧走行車両に搭載され、固定筒内に可動筒を伸縮自在に内蔵したテレスコープ式の伸縮装置及び吊り作業用の吊り具を備え、上記伸縮装置の伸縮動作及び起伏動作が行なわれる作業アタッチメントと、
上記伸縮装置の伸長長さを検出する長さ計と、
上記伸縮装置の起伏角度を検出する角度計と、
上記吊り具に作用する吊荷重を検出する吊荷重検出器と、
上記油圧ブレーキ弁に通じる上記出口側管路の最大圧力に相当するブレーキ力を設定するブレーキ力設定手段と、を有し、
このブレーキ力設定手段は、上記長さ計から検出される伸長長さ、上記角度計から検出される起伏角度および上記吊荷重検出器から検出される吊荷重に基づき、上記作業アタッチメントに作用するモーメントの値を求め、そのモーメントの値が大きいほど小さなブレーキ力を設定することを特徴とする油圧走行車両の制動力制御装置。
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|---|---|---|---|---|
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| CN107044466B (zh) * | 2016-12-30 | 2019-04-09 | 天水锻压机床(集团)有限公司 | 吊臂折弯机专用高效节能电液比例系统 |
-
2002
- 2002-03-05 JP JP2002059362A patent/JP4186479B2/ja not_active Expired - Fee Related
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