JP4216425B2

JP4216425B2 - Front loader

Info

Publication number: JP4216425B2
Application number: JP34076599A
Authority: JP
Inventors: 智弘小山; 渉中川
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2019-11-30
Also published as: JP2001152489A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントローダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフロントローダは、各作動部を作動させる油圧シリンダと油圧ポンプとを油圧回路を介して接続し、同油圧回路に設けた比例制御弁にコントローラを接続して、コントローラによって比例制御弁をＰＷＭ制御することによって各作動部を作動させるべく構成していた。
【０００３】
そして、コントローラは、エンジンの回転数とは無関係に、一定のデューティ比のパルスを比例制御弁に入力することにより、比例制御弁をＰＷＭ制御しており、エンジンの回転数に応じたデューティ比の制御は行っていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のフロントローダにあっては、エンジンの回転数とは無関係に、一定のデューティ比のパルスを比例制御弁に入力することにより、比例制御弁を駆動していたため、エンジンの回転数が低い場合には、油圧回路を流れる油の量が少なく、油圧シリンダが作動しないおそれがあった。
【０００５】
また、比例制御弁を最大に開いた状態にしなければ油圧シリンダが作動せず、従って、エンジンの回転数に応じてオペレータが操作レバーの操作量を適宜変更しなければ同様な操作を行えないおそれがあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、フロントローダの各作動部を作動させる油圧シリンダと油圧ポンプとを油圧回路を介して接続し、同油圧回路に設けた比例制御弁にコントローラを接続して、コントローラによって比例制御弁をＰＷＭ制御することによって各作動部を作動させるべく構成したフロントローダにおいて、前記コントローラは、エンジン回転数検出手段によって検出したエンジンの回転数と、比例制御弁を駆動するためのデューティ比とが、係数が負の一次関数の関係を有するように、前記デューティ比を補正すると共に、リフトアームが上昇している場合、又は、アタッチメントが上方へ向けて回動している場合にのみ、前記デューティ比を補正して、比例制御弁をＰＷＭ制御すべく構成することとした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るフロントローダは、リフトアームやアタッチメント等の各作動部を作動させる油圧シリンダと油圧ポンプとを油圧回路を介して接続し、同油圧回路に設けた比例制御弁にコントローラを接続して、コントローラによって比例制御弁をＰＷＭ制御することによって各作動部を作動させるべく構成したものである。
【００１０】
しかも、コントローラは、エンジンの回転数に基づいて、比例制御弁を駆動するためのデューティ比を補正して、比例制御弁をＰＷＭ制御すべく構成したものである。
【００１１】
そのため、エンジンの回転数によらず、常に一定の操作量で一定の作動をさせることができて、一定の操作感を保持することができるので、フロントローダの操作性を向上させることができるものである。
【００１２】
また、始動時やアイドリング時等のようにエンジンの回転数が低い場合でも、油圧シリンダを作動させることができ、作業性を向上させることができるものである。
【００１３】
しかも、エンジンの回転数が低い場合でも、比例制御弁を最大に開いた状態にしなくても油圧シリンダを作動させることができ、一定の操作感で比例制御弁を微妙に制御するいわゆるインチング操作を行うことができ、これによっても操作性・作業性を向上させることができるものである。
【００１４】
特に、エンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段を具備し、同エンジン検出手段によって検出したエンジンの回転数と、比例制御弁を駆動するためのデューティ比とが、係数が負の一次関数の関係を有するように、比例制御弁を駆動するためのデューティ比を補正することにより、簡単な構成でデューティ比を補正することができ、フロントローダの製造コストを低減させることができるものである。
【００１５】
また、リフトアームが上昇している場合、又は、アタッチメントが上方へ向けて回動している場合にのみ、上述した比例制御弁を駆動するためのデューティ比を補正すべく制御することにより、負荷が掛からないリフトアーム下降時又はアタッチメントの下方への回動時には、通常の制御を行うこととなり、油圧による無理な負荷がリフトアームやバケットに掛かることがなくなり、フロントローダの耐久性を向上させることができるものである。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る作業機としてのフロントローダ１を示す図であり、フロントローダ１は、本機としてのトラクタ２に着脱自在に装着している。
【００１８】
トラクタ２は、図１に示すように、機体フレーム３の前部に原動機部４を配設し、同原動機部４の直後方位置に運転操作部５を配設し、更には、機体フレーム３の前後下部に左右一対の前車輪６, ６と後車輪７, ７とをそれぞれ配設している。
【００１９】
また、トラクタ２は、機体フレーム３の中途部に左右一対のヒッチステー8,8 を取付け、各ヒッチステー8,8 に本機側ヒッチ9,9 を立設し、両本機側ヒッチ9,9 の上端部間に正面視で門型状の連結フレーム10を跨設している。
【００２０】
フロントローダ１は、図１に示すように、本機側ヒッチ9,9 に着脱自在に取付けた作業機側ヒッチ11,11 に、作動部としての左右一対の側面視略へ字状のリフトアーム12,12 の基端部を上下回動自在に枢着し、同リフトアーム12,12 の先端部にアタッチメントヒッチ13を上下回動自在に枢着し、同アタッチメントヒッチ13に作動部としてのアタッチメントであるバケット14を着脱自在に取付けている。図中、25はスタンド、83は連結ピンである。
【００２１】
また、フロントローダ１は、右側の作業機側ヒッチ11の下部と右側のリフトアーム12の中途下部との間に、リフトアーム12,12 を昇降させるための油圧シリンダ15を架設する一方、右側のリフトアーム12の中途上部に支持体16を上下回動自在に枢着し、同支持体16の後部と右側の作業機側ヒッチ11の上部との間に連結ロッド17を回動自在に取付けており、各枢着部18,19,20,21 を平行四辺形の頂点位置に配置して、作業機側ヒッチ11とリフトアーム12と支持体16と連結ロッド17とによってリフトアーム12を昇降させるための平行リンクを構成している。
【００２２】
そして、昇降用の油圧シリンダ15を伸張することによって、リフトアーム12,12 を上昇作動させ、一方、昇降用の油圧シリンダ15を短縮することによって、リフトアーム12,12 を下降作動させるようにしている。
【００２３】
さらに、フロントローダ１は、リフトアーム12の先端部に連結体22の基端部を上下回動自在に取付け、同連結体22の先端部と支持体16の上部との間に、アタッチメントを回動させてアタッチメントの姿勢を変更するための油圧シリンダ23を架設するとともに、連結体22の先端部とアタッチメントヒッチ13の上部との間に連結ロッド24を架設している。図中、76,78,79は枢着部、84は連結ピンである。
【００２４】
そして、姿勢変更用の油圧シリンダ23を伸張することによって、アタッチメントの先端部を下方へ向けて回動させる。この際に、アタッチメントとしてバケット14を装着している場合には、バケット14の先端部を下方へ向けて降り下げるダンプ作動を行うことになる。一方、姿勢変更用の油圧シリンダ23を短縮することによって、アタッチメントの先端部を上方へ向けて回動させる。この際に、アタッチメントとしてバケット14を装着している場合には、バケット14の先端部を上方へ向けて振り上げるスクイ作動を行うことになる。
【００２５】
また、フロントローダ１には、リフトアーム12の回動角度を検出するためのリフトアーム回動角度検出手段71と、アタッチメントの回動角度を検出するためのアタッチメント回動角度検出手段72とを設けている。
【００２６】
リフトアーム回動角度検出手段71は、支持体16と連結ロッド17との枢着部20にポテンシオメータ73を取付け、同ポテンシオメータ73の検出アーム74を連結ロッド17に立設した上下一対のピン75,75 でスライド自在に保持しており、ポテンシオメータ73をコントローラ36に接続して、ポテンシオメータ73の検出アーム74の回動角度によってリフトアーム12の回動角度を検出するようにしている。
【００２７】
アタッチメント回動角度検出手段72は、アタッチメントヒッチ13と連結ロッド24との枢着部78にポテンシオメータ80を取付け、同ポテンシオメータ80の検出アーム81を連結ロッド24に立設した上下一対のピン82,82 でスライド自在に保持しており、ポテンシオメータ80をコントローラ36に接続して、ポテンシオメータ80の検出アーム81の回動角度によってアタッチメントの回動角度を検出するようにしている。
【００２８】
図５は、リフトアーム12やアタッチメントの各作動部を作動させるために、各油圧シリンダ15,23 と油圧ポンプ26との間に介設した油圧回路27を示した図であり、同油圧回路27は、リフトアーム12を昇降させるための油圧シリンダ15と油圧ポンプ26との間にリフトアーム12の昇降動作を変更するための流路切換バルブ28を介設し、同流路切換バルブ28のスプール29の両端に一対の比例制御弁30,31 を連動連結する一方、アタッチメントの姿勢を変更させるための油圧シリンダ23と油圧ポンプ26との間にアタッチメントの姿勢を変更するための流路切換バルブ32を介設し、同流路切換バルブ32のスプール33の両端に一対の比例制御弁34,35 を連動連結し、各比例制御弁30,31,34,35 をコントローラ36に接続している。図中、54はバッテリー、55は比例制御弁30,31,34,35 の駆動電圧を検出するための駆動電圧検出手段、56はＰＷＭ出力用のインターフェイス、57はＣＰＵである。
【００２９】
そして、コントローラ36によって各比例制御弁30,31,34,35 をＰＷＭ制御することによって各作動部を作動させるべく構成している（図６参照。尚、図中、86は警告音を発生するための警告手段である）。
【００３０】
コントローラ36には、制御用のデータを内蔵したＥＥＰＲＯＭが接続されている。
【００３１】
また、コントローラ36には、操作部37を接続しており、同操作部37は運転操作部５の右側方位置に配設している。
【００３２】
すなわち、図２〜図４に示すように、運転操作部５の右側方位置に前後一対の支持体38,39 の基端部を上方へ向けて跳ね上げ自在に取付け、同支持体38,39 の先端部間に連結体40を架設するとともに、前側の支持体38に本体ケーシング41を取付け、同本体ケーシング41にジョイスティック型の操作レバー42を立設し、同操作レバー42の頂部にフロートボタン43、水平ボタン44、第三回路切換ボタン45、ワンタッチボタン46をそれぞれ配設する一方、本体ケーシング41にローダ電源スイッチ47、水平角度設定ダイヤル48、オートボタン49をそれぞれ配設している。
【００３３】
操作レバー42の基端部には、操作レバー42が揺動操作された方向及び揺動角度を検出するためのレバーセンサー50を取付け、同レバーセンサー50及び各種操作部材43,44,45,46,47,48,49をコントローラ36に接続している。
【００３４】
また、操作レバー42の基端部には、操作レバー42の揺動操作に応じてリフトアーム12とアタッチメントの作動を図示した表示パネル51を配設しており、これにより、オペレータがどの方向に操作レバー42を揺動操作すればよいか簡単に目視できるようにして、操作性を向上させている。
【００３５】
すなわち、操作レバー42を後方（図４中、矢印52で示す方向）に揺動操作すると、コントローラ36が、比例制御弁31をＰＷＭ制御し、比例制御弁31では、入力パルスのデューティ比に応じたパイロット圧力で流路切換バルブ28のスプール29を上昇流路53に切り換えるとともに、パイロット圧力に応じた油量で昇降用の油圧シリンダ15を伸張させることによって、リフトアーム12がパイロット圧力に応じた速度で上昇する。
【００３６】
その際に、コントローラ36は、操作レバー42の揺動角度に応じて比例制御弁31のスプールを作動させるコイルにパルスを入力するようにしており、操作レバー42の揺動角度が大きいほどパルスのデューティ比を大きくして、昇降用の油圧シリンダ15を高速で伸張させ、リフトアーム12を高速で上昇させるようにしている。
【００３７】
また、操作レバー42を前方（図４中、矢印58で示す方向）に揺動操作すると、コントローラ36が、比例制御弁30をＰＷＭ制御し、比例制御弁30では、入力パルスのデューティ比に応じたパイロット圧力で流路切換バルブ28のスプール29を下降流路59に切り換えるとともに、パイロット圧力に応じた油量で昇降用の油圧シリンダ15を短縮させることによって、リフトアーム12がパイロット圧力に応じた速度で下降する。
【００３８】
この際に、フロートボタン43を押圧操作した場合には、コントローラ36が流路切換バルブ28のスプール29をフロート流路60に切り換え、昇降用の油圧シリンダ15を油圧タンクに連通させて、リフトアーム12を自重により降下させた状態になる。
【００３９】
また、操作レバー42を左側方（図４中、矢印61で示す方向）に揺動操作すると、コントローラ36が、比例制御弁34をＰＷＭ制御し、比例制御弁34では、入力パルスのデューティ比に応じたパイロット圧力で流路切換バルブ32のスプール33をスクイ流路62に切り換えるとともに、パイロット圧力に応じた油量で姿勢変更用の油圧シリンダ23を短縮させることによって、バケット14の先端部がパイロット圧力に応じた速度で上方に向けて回動し、バケット14が後傾姿勢となってスクイ作動を行う。
【００４０】
また、操作レバー42を右側方（図４中、矢印63で示す方向）に揺動操作すると、コントローラ36が、比例制御弁35をＰＷＭ制御し、比例制御弁35では、入力パルスのデューティ比に応じたパイロット圧力で流路切換バルブ32のスプール33をダンプ流路64に切り換えるとともに、パイロット圧力に応じた油量で姿勢変更用の油圧シリンダ23を伸張させることによって、バケット14の先端部がパイロット圧力に応じた速度で下方に向けて回動し、バケット14が前傾姿勢となってダンプ作動を行う。
【００４１】
また、操作レバー42を直立状態にすると、コントローラ36が、比例制御弁30又は比例制御弁31をＰＷＭ制御し、流路切換バルブ28のスプール29を中立流路65に切り換え、昇降用の油圧シリンダ15と油圧タンクとの流路を遮断するとともに、比例制御弁34又は比例制御弁35をＰＷＭ制御し、流路切換バルブ32のスプール33を中立流路66に切り換え、姿勢変更用の油圧シリンダ23と油圧タンクとの流路を遮断して、リフトアーム12とバケット14の姿勢を保持する。
【００４２】
また、操作レバー42を斜め方向に揺動操作すると、リフトアーム12とアタッチメントとが複合的に作動する。すなわち、操作レバー42を左側後方（図４中、矢印67で示す方向）に揺動操作すると、リフトアーム12が上昇しながらアタッチメントがスクイ作動し、操作レバー42を右側後方（図４中、矢印68で示す方向）に揺動操作すると、アタッチメントがダンプ作動しながらリフトアーム12が上昇し、操作レバー42を左側前方（図４中、矢印69で示す方向）に揺動操作すると、リフトアーム12が下降しながらアタッチメントがスクイ作動し、操作レバー42を右側前方（図４中、矢印70で示す方向）に揺動操作すると、リフトアーム12が下降しながらアタッチメントがダンプ作動する。
【００４３】
本実施例では、コントローラ36は、エンジンの回転数に基づいて、比例制御弁30,31,34,35 を駆動するためのデューティ比を補正して、比例制御弁30,31,34,35 をＰＷＭ制御すべく構成している。
【００４４】
すなわち、図６に示すように、コントローラ36に、エンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段85を接続し、同エンジン検出手段85によって検出したエンジンの回転数と、比例制御弁を駆動するためのデューティ比とが、係数が負の一次関数の関係を有するように、比例制御弁30,31,34,35 を駆動するためのデューティ比を補正している。
【００４５】
図７は、エンジンの回転数とデューティ比との関係を示すグラフであり、エンジンの回転数が定格値（例えば2500rpm ）の回転数N0の時のデューティ比を定格デューティ比D0とし、アイドリング時のエンジンの回転数N1の時のデューティ比をアイドリング時デューティ比D1とすると、エンジン回転数検出手段85によって検出したエンジンの回転数N2に対するデューティ比D2を
D2＝D0＋（D1−D0）・（N0−N2）／（N0−N1）
に補正して、コントローラ36が比例制御弁30,31,34,35 を駆動するようにしている。
【００４６】
そして、エンジンの回転数が減少した場合には、デューティ比を増加させて、油圧シリンダ15,23 に流入又は流出する油量を増加させる一方、エンジンの回転数が増加した場合には、デューティ比を減少させて、油圧シリンダ15,23 に流入又は流出する油量を減少させて、エンジンの回転数が異なる場合でも、油圧シリンダ15,23 の作動量がほぼ一定となるようにしている。
【００４７】
そのため、エンジンの回転数によらず、常に一定の操作量で一定の作動をさせることができて、一定の操作感を保持することができるので、フロントローダの操作性を向上させることができる。
【００４８】
また、始動時やアイドリング時等のようにエンジンの回転数が低い場合でも、油圧シリンダ15,23 を作動させることができ、作業性を向上させることができる。
【００４９】
しかも、エンジンの回転数が低い場合でも、比例制御弁30,31,34,35 を最大に開いた状態にしなくても油圧シリンダ15,23 を作動させることができ、一定の操作感で比例制御弁30,31,34,35 を微妙に制御するいわゆるインチング操作を行うことができ、これによっても操作性・作業性を向上させることができる。
【００５０】
しかも、本実施例では、コントローラ36に、エンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段85を接続し、同エンジン検出手段85によって検出したエンジンの回転数と、比例制御弁を駆動するためのデューティ比とが、係数が負の一次関数の関係を有するように、比例制御弁30,31,34,35 を駆動するためのデューティ比を補正しているため、簡単な構成でデューティ比を補正することができ、フロントローダ１の製造コストを低減させることができる。
【００５１】
特に、リフトアームが上昇している場合、又は、アタッチメントが上方へ向けて回動している場合にのみ、上述した比例制御弁を駆動するためのデューティ比を補正すべく制御することにより、負荷が掛かるリフトアーム上昇時やアタッチメントの上方への回動時には、油圧により負荷をかけて、リフトアームの上昇やアタッチメントの回動を円滑に行わせることができ、一方、負荷が掛からないリフトアーム下降時又はアタッチメントの下方への回動時には、通常の制御を行うこととなり、油圧による無理な負荷がリフトアームやバケットに掛かることがなくなり、フロントローダの耐久性を向上させることができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５３】
（１）本発明では、フロントローダの各作動部を作動させる油圧シリンダと油圧ポンプとを油圧回路を介して接続し、同油圧回路に設けた比例制御弁にコントローラを接続して、コントローラによって比例制御弁をＰＷＭ制御することによって各作動部を作動させるべく構成したフロントローダにおいて、前記コントローラは、エンジン回転数検出手段によって検出したエンジンの回転数と、比例制御弁を駆動するためのデューティ比とが、係数が負の一次関数の関係を有するように、前記デューティ比を補正すると共に、リフトアームが上昇している場合、又は、アタッチメントが上方へ向けて回動している場合にのみ、前記デューティ比を補正して、比例制御弁をＰＷＭ制御すべく構成しているため、エンジンの回転数によらず、常に一定の操作量で一定の作動をさせることができて、一定の操作感を保持することができるので、フロントローダの操作性を向上させることができる。
【００５４】
また、始動時やアイドリング時等のようにエンジンの回転数が低い場合でも、油圧シリンダを作動させることができ、作業性を向上させることができる。
【００５５】
しかも、エンジンの回転数が低い場合でも、比例制御弁を最大に開いた状態にしなくても油圧シリンダを作動させることができ、常に一定の操作感で比例制御弁を微妙に制御するいわゆるインチング操作を行うことができ、これによっても操作性・作業性を向上させることができる。
【００５６】
また、本発明では、エンジンの回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段を具備し、同エンジン検出手段によって検出したエンジンの回転数と、比例制御弁を駆動するためのデューティ比とを、係数が負の一次関数の関係を有するように、比例制御弁を駆動するためのデューティ比を補正しているため、簡単な構成でデューティ比を補正することができ、フロントローダの製造コストを低減させることができる。
【００５７】
さらに、本発明では、リフトアームが上昇している場合、又は、アタッチメントが上方へ向けて回動している場合にのみ、上述した比例制御弁を駆動するためのデューティ比を補正すべく制御することにより、負荷が掛からないリフトアーム下降時又はアタッチメントの下方への回動時には、通常の制御を行うこととなり、油圧による無理な負荷がリフトアームやバケットに掛かることがなくなり、フロントローダの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフロントローダを示す側面図。
【図２】操作部を示す平面図。
【図３】同側面図。
【図４】表示板を示す平面図。
【図５】油圧回路を示す説明図。
【図６】フロントローダの制御部を示すブロック図。
【図７】エンジンの回転数とデューティ比との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１フロントローダ
２トラクタ
11 作業機側ヒッチ
12 リフトアーム
13 アタッチメントヒッチ
14 バケット
15 油圧シリンダ
16 支持体
17 連結ロッド
22 連結体
23 油圧シリンダ
24 連結ロッド
26 油圧ポンプ
27 油圧回路
28,32 流路切換バルブ
30,31,34,35 比例制御弁
36 コントローラ
42 操作レバー
71 リフトアーム回動角度検出手段
72 アタッチメント回動角度検出手段
85 エンジン回転数検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a front loader.
[0002]
[Prior art]
In a conventional front loader, a hydraulic cylinder that operates each operating unit and a hydraulic pump are connected via a hydraulic circuit, a controller is connected to a proportional control valve provided in the hydraulic circuit, and the proportional control valve is PWMed by the controller. It was comprised so that each operation part may be operated by controlling.
[0003]
The controller performs PWM control of the proportional control valve by inputting a pulse with a constant duty ratio to the proportional control valve regardless of the engine speed, and the duty ratio according to the engine speed is increased. There was no control.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional front loader, the proportional control valve is driven by inputting a pulse with a constant duty ratio to the proportional control valve regardless of the engine rotational speed. When is low, the amount of oil flowing through the hydraulic circuit is small, and the hydraulic cylinder may not operate.
[0005]
In addition, the hydraulic cylinder does not operate unless the proportional control valve is fully opened, and therefore the same operation cannot be performed unless the operator appropriately changes the operation amount of the operation lever according to the engine speed. was there.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention, a hydraulic cylinder that operates each operating portion of the front loader and a hydraulic pump are connected via a hydraulic circuit, a controller is connected to a proportional control valve provided in the hydraulic circuit, and proportional control is performed by the controller. In the front loader configured to operate each operating unit by performing PWM control of the valve, the controller has an engine speed detected by the engine speed detecting means and a duty ratio for driving the proportional control valve. The duty ratio is corrected so that the coefficient has a negative linear function, and only when the lift arm is lifted or the attachment is rotated upward, the duty is The proportional control valve is configured to be PWM controlled by correcting the ratio .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The front loader according to the present invention connects a hydraulic cylinder and a hydraulic pump for operating each operating unit such as a lift arm and an attachment via a hydraulic circuit, and connects a controller to a proportional control valve provided in the hydraulic circuit. The controller is configured to operate each operation unit by PWM control of the proportional control valve.
[0010]
In addition, the controller is configured to correct the duty ratio for driving the proportional control valve based on the engine speed and to perform PWM control of the proportional control valve.
[0011]
Therefore, regardless of the number of engine revolutions, a constant operation can always be performed with a constant operation amount, and a constant operational feeling can be maintained, so that the operability of the front loader can be improved. It is.
[0012]
In addition, even when the engine speed is low, such as during starting or idling, the hydraulic cylinder can be operated and workability can be improved.
[0013]
Moreover, even when the engine speed is low, the hydraulic cylinder can be operated without opening the proportional control valve to the maximum, and so-called inching operation that delicately controls the proportional control valve with a certain operational feeling is performed. It is possible to improve the operability and workability.
[0014]
In particular, an engine speed detecting means for detecting the engine speed is provided, and the engine speed detected by the engine detecting means and the duty ratio for driving the proportional control valve have a negative coefficient. By correcting the duty ratio for driving the proportional control valve so as to have a linear function relationship, the duty ratio can be corrected with a simple configuration, and the manufacturing cost of the front loader can be reduced. It is.
[0015]
Further, only when the lift arm is raised or when the attachment is rotated upward, the load is controlled by correcting the duty ratio for driving the proportional control valve described above. When the lift arm is lowered, or when the attachment is rotated downward, normal control is performed, and an excessive load due to hydraulic pressure is not applied to the lift arm or bucket, improving the durability of the front loader. It is something that can be done.
[0016]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a diagram showing a front loader 1 as a working machine according to the present invention, and the front loader 1 is detachably attached to a tractor 2 as the machine.
[0018]
As shown in FIG. 1, the tractor 2 has a prime mover unit 4 disposed at the front of the machine frame 3, a driving operation unit 5 disposed at a position immediately behind the prime mover unit 4, and further, the machine frame 3 A pair of left and right front wheels 6, 6 and rear wheels 7, 7 are disposed at the front and rear lower parts of the vehicle.
[0019]
The tractor 2 has a pair of left and right hitch stays 8, 8 attached to the middle part of the body frame 3. A gate-shaped connecting frame 10 is straddled between the upper end portions in front view.
[0020]
As shown in FIG. 1, the front loader 1 has a pair of left and right side-view lift arms as operating parts, which are attached to work machine side hitches 11 and 11 detachably attached to the machine side hitches 9 and 9. The base end of 12 and 12 is pivotably mounted vertically, and the attachment hitch 13 is pivotally pivoted to the tip of the lift arms 12 and 12 and attached to the attachment hitch 13 as an operating part. The bucket 14 is attached detachably. In the figure, 25 is a stand and 83 is a connecting pin.
[0021]
The front loader 1 has a hydraulic cylinder 15 for raising and lowering the lift arms 12 and 12 between the lower part of the right work implement side hitch 11 and the middle lower part of the right lift arm 12, while the right loader 1 A support 16 is pivotally attached to the middle upper part of the lift arm 12 so as to be rotatable up and down, and a connecting rod 17 is rotatably attached between the rear part of the support 16 and the upper part of the right work machine side hitch 11. The pivoting portions 18, 19, 20, and 21 are arranged at the apexes of the parallelogram, and the lift arm 12 is moved up and down by the work implement side hitch 11, the lift arm 12, the support 16 and the connecting rod 17. A parallel link is configured.
[0022]
The lift arms 12 and 12 are lifted by extending the lift hydraulic cylinder 15, while the lift arms 12 and 12 are lowered by shortening the lift hydraulic cylinder 15. Yes.
[0023]
Further, the front loader 1 attaches the base end portion of the coupling body 22 to the distal end portion of the lift arm 12 so as to be rotatable up and down, and rotates the attachment between the distal end portion of the coupling body 22 and the upper portion of the support body 16. A hydraulic cylinder 23 for changing the posture of the attachment by moving is installed, and a connecting rod 24 is installed between the tip of the connecting body 22 and the upper part of the attachment hitch 13. In the figure, reference numerals 76, 78, 79 denote pivot attachment parts, and 84 denotes a connecting pin.
[0024]
Then, by extending the posture changing hydraulic cylinder 23, the tip of the attachment is rotated downward. At this time, when the bucket 14 is attached as an attachment, a dumping operation is performed to lower the tip of the bucket 14 downward. On the other hand, by shortening the posture changing hydraulic cylinder 23, the tip of the attachment is rotated upward. At this time, when the bucket 14 is attached as an attachment, a squeeze operation is performed to swing the tip end of the bucket 14 upward.
[0025]
Further, the front loader 1 is provided with lift arm rotation angle detection means 71 for detecting the rotation angle of the lift arm 12 and attachment rotation angle detection means 72 for detecting the rotation angle of the attachment. ing.
[0026]
The lift arm rotation angle detecting means 71 is a pair of upper and lower pins in which a potentiometer 73 is attached to the pivoting portion 20 between the support 16 and the connecting rod 17, and a detection arm 74 of the potentiometer 73 is erected on the connecting rod 17. The potentiometer 73 is connected to the controller 36, and the rotation angle of the lift arm 12 is detected by the rotation angle of the detection arm 74 of the potentiometer 73.
[0027]
The attachment rotation angle detection means 72 has a pair of upper and lower pins 82 in which a potentiometer 80 is attached to a pivot 78 between the attachment hitch 13 and the connecting rod 24, and a detection arm 81 of the potentiometer 80 is erected on the connecting rod 24. , 82 are slidably held, and the potentiometer 80 is connected to the controller 36 so that the rotation angle of the attachment is detected by the rotation angle of the detection arm 81 of the potentiometer 80.
[0028]
FIG. 5 is a diagram showing a hydraulic circuit 27 interposed between the hydraulic cylinders 15 and 23 and the hydraulic pump 26 in order to operate the lift arm 12 and the operating parts of the attachment. Is provided with a flow path switching valve 28 for changing the lifting operation of the lift arm 12 between a hydraulic cylinder 15 for lifting the lift arm 12 and a hydraulic pump 26, and a spool of the flow path switching valve 28. A pair of proportional control valves 30 and 31 are coupled to both ends of 29, while a flow path switching valve 32 for changing the attachment posture between the hydraulic cylinder 23 and the hydraulic pump 26 for changing the attachment posture. A pair of proportional control valves 34, 35 are interlocked to both ends of the spool 33 of the flow path switching valve 32, and the proportional control valves 30, 31, 34, 35 are connected to the controller 36. In the figure, 54 is a battery, 55 is a drive voltage detecting means for detecting the drive voltage of the proportional control valves 30, 31, 34, 35, 56 is an interface for PWM output, and 57 is a CPU.
[0029]
Then, each proportional control valve 30, 31, 34, 35 is PWM-controlled by the controller 36 so as to operate each operating portion (see FIG. 6). In the figure, 86 generates a warning sound. Is a warning means).
[0030]
The controller 36 is connected to an EEPROM incorporating control data.
[0031]
An operation unit 37 is connected to the controller 36, and the operation unit 37 is disposed on the right side of the driving operation unit 5.
[0032]
That is, as shown in FIGS. 2 to 4, the base end portions of the pair of front and rear support bodies 38 and 39 are attached to the right side position of the driving operation unit 5 so as to be able to be flipped up upward. The main body casing 41 is attached to the front support 38, a joystick type operation lever 42 is erected on the main body casing 41, and a float button is placed on the top of the operation lever 42. 43, a horizontal button 44, a third circuit switching button 45, and a one-touch button 46 are provided, respectively, while a loader power switch 47, a horizontal angle setting dial 48, and an auto button 49 are provided on the main body casing 41, respectively.
[0033]
A lever sensor 50 is attached to the base end portion of the operation lever 42 to detect the direction and angle of swing of the operation lever 42, and the lever sensor 50 and various operation members 43, 44, 45, 46. , 47, 48, 49 are connected to the controller 36.
[0034]
In addition, a display panel 51 illustrating the operation of the lift arm 12 and the attachment according to the swinging operation of the operation lever 42 is disposed at the base end portion of the operation lever 42. The operability is improved by making it easy to visually check whether the operation lever 42 should be swung.
[0035]
That is, when the operation lever 42 is swung backward (in the direction indicated by the arrow 52 in FIG. 4), the controller 36 performs PWM control of the proportional control valve 31, and the proportional control valve 31 responds to the duty ratio of the input pulse. By switching the spool 29 of the flow path switching valve 28 to the ascending flow path 53 with the pilot pressure, the lift arm 12 responds to the pilot pressure by extending the lifting hydraulic cylinder 15 with the oil amount corresponding to the pilot pressure. Ascend at speed.
[0036]
At that time, the controller 36 inputs a pulse to the coil that operates the spool of the proportional control valve 31 according to the swing angle of the operation lever 42. The larger the swing angle of the operation lever 42, the more the pulse is generated. The duty ratio is increased, the lifting hydraulic cylinder 15 is extended at high speed, and the lift arm 12 is raised at high speed.
[0037]
When the operation lever 42 is swung forward (in the direction indicated by the arrow 58 in FIG. 4), the controller 36 performs PWM control of the proportional control valve 30, and the proportional control valve 30 responds to the duty ratio of the input pulse. By switching the spool 29 of the flow path switching valve 28 to the descending flow path 59 with the pilot pressure, and the hydraulic cylinder 15 for raising and lowering is shortened with the oil amount corresponding to the pilot pressure, the lift arm 12 responds to the pilot pressure. Decrease at speed.
[0038]
At this time, if the float button 43 is pressed, the controller 36 switches the spool 29 of the flow path switching valve 28 to the float flow path 60, and connects the lifting hydraulic cylinder 15 to the hydraulic tank to lift the lift arm. 12 is lowered by its own weight.
[0039]
When the operation lever 42 is swung to the left (in the direction indicated by the arrow 61 in FIG. 4), the controller 36 performs PWM control of the proportional control valve 34, and the proportional control valve 34 sets the duty ratio of the input pulse. By switching the spool 33 of the flow path switching valve 32 to the squeeze flow path 62 with the corresponding pilot pressure, and shortening the posture changing hydraulic cylinder 23 with the amount of oil corresponding to the pilot pressure, the tip of the bucket 14 becomes the pilot The bucket 14 rotates upward at a speed corresponding to the pressure, and the bucket 14 is tilted backward to perform a squeeze operation.
[0040]
When the operation lever 42 is swung to the right (in the direction indicated by the arrow 63 in FIG. 4), the controller 36 performs PWM control of the proportional control valve 35, and the proportional control valve 35 sets the duty ratio of the input pulse. The spool 33 of the flow path switching valve 32 is switched to the dump flow path 64 with the corresponding pilot pressure, and the posture change hydraulic cylinder 23 is extended with the oil amount corresponding to the pilot pressure, so that the tip of the bucket 14 is piloted. The bucket 14 rotates downward at a speed corresponding to the pressure, and the bucket 14 is tilted forward to perform the dumping operation.
[0041]
Further, when the operation lever 42 is brought into an upright state, the controller 36 performs PWM control of the proportional control valve 30 or the proportional control valve 31, switches the spool 29 of the flow path switching valve 28 to the neutral flow path 65, and raises and lowers the hydraulic cylinder. The flow path between the hydraulic tank 15 and the hydraulic tank 15 is shut off, and the proportional control valve 34 or the proportional control valve 35 is PWM-controlled, the spool 33 of the flow path switching valve 32 is switched to the neutral flow path 66, and the attitude changing hydraulic cylinder 23 And the postures of the lift arm 12 and the bucket 14 are maintained.
[0042]
Further, when the operation lever 42 is swung in an oblique direction, the lift arm 12 and the attachment are operated in combination. That is, when the operation lever 42 is swung to the left rear (in the direction indicated by the arrow 67 in FIG. 4), the attachment is squeezed while the lift arm 12 is raised, and the operation lever 42 is moved to the right rear (the arrow in FIG. 4). When the swinging operation is performed in the direction indicated by 68), the lift arm 12 is lifted while the attachment is dumped, and when the operating lever 42 is swung forward in the left direction (the direction indicated by the arrow 69 in FIG. 4), the lifting arm 12 is moved. When the attachment lever is squeezed and the operation lever 42 is swung rightward (in the direction indicated by the arrow 70 in FIG. 4), the attachment is dumped while the lift arm 12 is lowered.
[0043]
In this embodiment, the controller 36 corrects the duty ratio for driving the proportional control valves 30, 31, 34, 35 on the basis of the engine speed, and controls the proportional control valves 30, 31, 34, 35. It is configured to perform PWM control.
[0044]
That is, as shown in FIG. 6, an engine speed detecting means 85 for detecting the engine speed is connected to the controller 36, and the engine speed detected by the engine detecting means 85 and the proportional control valve are set. The duty ratio for driving the proportional control valves 30, 31, 34, and 35 is corrected so that the duty ratio for driving has a linear function having a negative coefficient .
[0045]
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the engine speed and the duty ratio. When the engine speed is the rated value (for example, 2500 rpm), the duty ratio is set to the rated duty ratio D0 and the idling ratio is set. If the duty ratio at the engine speed N1 is the idling duty ratio D1, the duty ratio D2 with respect to the engine speed N2 detected by the engine speed detection means 85 is
D2 = D0 + (D1-D0) ・ (N0-N2) / (N0-N1)
Thus, the controller 36 drives the proportional control valves 30, 31, 34, and 35.
[0046]
When the engine speed decreases, the duty ratio is increased to increase the amount of oil flowing into or out of the hydraulic cylinders 15 and 23, while when the engine speed increases, the duty ratio is increased. To reduce the amount of oil flowing into or out of the hydraulic cylinders 15 and 23 so that the operating amounts of the hydraulic cylinders 15 and 23 are substantially constant even when the engine speed is different.
[0047]
Therefore, a constant operation can be always performed with a constant operation amount regardless of the engine speed, and a constant operational feeling can be maintained, so that the operability of the front loader can be improved.
[0048]
In addition, even when the engine speed is low, such as when starting or idling, the hydraulic cylinders 15 and 23 can be operated, and workability can be improved.
[0049]
Moreover, even when the engine speed is low, the hydraulic cylinders 15 and 23 can be operated without the proportional control valves 30, 31, 34 and 35 being fully opened, and proportional control can be performed with a certain operational feeling. A so-called inching operation for finely controlling the valves 30, 31, 34, and 35 can be performed, and this also improves operability and workability.
[0050]
In addition, in the present embodiment, the engine speed detection means 85 for detecting the engine speed is connected to the controller 36, and the engine speed detected by the engine detection means 85 and the proportional control valve are driven. The duty ratio for driving the proportional control valves 30, 31, 34, 35 is corrected so that the coefficient has a linear function with a negative coefficient. Can be corrected, and the manufacturing cost of the front loader 1 can be reduced.
[0051]
In particular, the load is controlled by correcting the duty ratio for driving the proportional control valve described above only when the lift arm is raised or the attachment is rotated upward. When lifting the lift arm or when rotating the attachment upward, a load can be applied by hydraulic pressure to smoothly lift the lift arm or rotate the attachment, while lowering the lift arm without applying a load. At this time, or when the attachment is rotated downward, normal control is performed, and an excessive load due to hydraulic pressure is not applied to the lift arm or bucket, so that the durability of the front loader can be improved.
[0052]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0053]
(1) In the present invention, a hydraulic cylinder that operates each operating part of the front loader and a hydraulic pump are connected via a hydraulic circuit, a controller is connected to a proportional control valve provided in the hydraulic circuit, and the proportionality is controlled by the controller. In the front loader configured to operate each operation unit by performing PWM control of the control valve, the controller includes an engine speed detected by the engine speed detecting means, a duty ratio for driving the proportional control valve, and However, the duty ratio is corrected so that the coefficient has a negative linear function, and only when the lift arm is raised or when the attachment is rotated upward, by correcting the duty ratio, for the proportional control valve is configured to PWM control, regardless of the rotational speed of the engine, always one And be in the operation amount can be constant operation, it is possible to maintain a constant operational feeling, it is possible to improve the operability of the front loader.
[0054]
In addition, even when the engine speed is low, such as when starting or idling, the hydraulic cylinder can be operated and workability can be improved.
[0055]
In addition, even when the engine speed is low, the hydraulic cylinder can be operated without opening the proportional control valve to the maximum, so-called inching operation that always finely controls the proportional control valve with a constant feeling of operation. This also improves operability and workability.
[0056]
Further, in the present invention, the engine speed detecting means for detecting the engine speed is provided, the engine speed detected by the engine detecting means, and the duty ratio for driving the proportional control valve, Since the duty ratio for driving the proportional control valve is corrected so that the coefficient has a negative linear function relationship, the duty ratio can be corrected with a simple configuration, reducing the manufacturing cost of the front loader Can be made.
[0057]
Furthermore, in the present invention, control is performed to correct the duty ratio for driving the proportional control valve described above only when the lift arm is raised or when the attachment is rotated upward. As a result, normal control is performed when the lift arm is lowered when the load is not applied or when the attachment is rotated downward, so that excessive load due to hydraulic pressure is not applied to the lift arm or bucket, and the durability of the front loader is reduced. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a front loader according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an operation unit.
FIG. 3 is a side view of the same.
FIG. 4 is a plan view showing a display board.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a hydraulic circuit.
FIG. 6 is a block diagram showing a control unit of the front loader.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between engine speed and duty ratio.
[Explanation of symbols]
1 Front loader 2 Tractor
11 Work machine side hitch
12 Lift arm
13 Attachment hitch
14 bucket
15 Hydraulic cylinder
16 Support
17 Connecting rod
22 Connected body
23 Hydraulic cylinder
24 Connecting rod
26 Hydraulic pump
27 Hydraulic circuit
28,32 Channel switching valve
30,31,34,35 Proportional control valve
36 Controller
42 Control lever
71 Lift arm rotation angle detection means
72 Attachment rotation angle detection means
85 Engine speed detection means

Claims

A hydraulic cylinder that operates each operating part of the front loader and a hydraulic pump are connected via a hydraulic circuit, a controller is connected to the proportional control valve provided in the hydraulic circuit, and the proportional control valve is PWM controlled by the controller. In the front loader configured to operate each operating part by
The controller corrects the duty ratio so that the engine speed detected by the engine speed detecting means and the duty ratio for driving the proportional control valve have a negative linear function coefficient. With
The front is characterized in that the duty ratio is corrected and the proportional control valve is configured to perform PWM control only when the lift arm is raised or the attachment is rotated upward. loader.