JP4478538B2 - Capacity control method and capacity control device of hydraulic pump for work machine of work vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御方法及び容量制御装置に関する。   The present invention relates to a capacity control method and a capacity control apparatus for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle.

従来から、例えば特許文献1に開示されたように、ホイールローダにおいて作業状態を検知し、作業状態に応じて可変容量型の作業機用油圧ポンプの流量を変化させることによって燃費の改善を図る技術が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1, a technique for improving fuel efficiency by detecting a working state in a wheel loader and changing a flow rate of a variable displacement hydraulic pump for work implements according to the working state. It has been known.

図6に、ホイールローダ11の側面図を示す。図6においてホイールローダ11は、車体の前部に作業機20を備えている。作業機20は、リフトシリンダ23の伸縮によって上下動するリフトアーム21を備えている。リフトアーム21の前端部には、チルトシリンダ25の伸縮によってチルトアーム24を介して揺動するバケット22が取り付けられている。   FIG. 6 shows a side view of the wheel loader 11. In FIG. 6, the wheel loader 11 includes a work machine 20 at the front portion of the vehicle body. The work machine 20 includes a lift arm 21 that moves up and down by the expansion and contraction of the lift cylinder 23. At the front end of the lift arm 21, a bucket 22 is attached that swings through the tilt arm 24 by the expansion and contraction of the tilt cylinder 25.

特許文献1に開示された従来技術において、ホイールローダ11は、リフトシリンダ23又はチルトシリンダ25のボトム圧を検出し、これらのボトム圧に基づいて作業状態を検知している。そして、例えば非掘削作業から掘削作業に移ると、作業機用油圧ポンプの容量を即座に低減させている。これを、第1従来技術と呼ぶ。   In the prior art disclosed in Patent Document 1, the wheel loader 11 detects the bottom pressure of the lift cylinder 23 or the tilt cylinder 25 and detects the working state based on these bottom pressures. For example, when shifting from non-excavation work to excavation work, the capacity of the working machine hydraulic pump is immediately reduced. This is called the first prior art.

また、積込作業時にバケット22を上昇させる際においても、バケット22が所定高さになると、作業機用油圧ポンプの容量を低減させるという技術が知られている。リフトシリンダ23を同一速度で伸長させると、バケット22の高さが高くなるほど、バケット22の上昇速度が増大する。これを避けるため、バケット22が所定高さになったところで、作業機用油圧ポンプの容量を即座に低減させている。これを、第2従来技術と呼ぶ。第2従来技術には、第1従来技術と同様に、燃費を改善するという効果もある。   Moreover, when raising the bucket 22 at the time of loading work, the technique of reducing the capacity | capacitance of the hydraulic pump for working machines is known if the bucket 22 becomes predetermined height. When the lift cylinder 23 is extended at the same speed, the rising speed of the bucket 22 increases as the height of the bucket 22 increases. In order to avoid this, the capacity of the working machine hydraulic pump is immediately reduced when the bucket 22 reaches a predetermined height. This is called the second prior art. Similar to the first prior art, the second prior art also has an effect of improving fuel efficiency.

特開2003−184134号公報JP 2003-184134 A

しかしながら、作業機用油圧ポンプの容量を即座に低減させると、作業機の動作速度が急に低下してしまい、減速ショックが生じるとともに、オペレータが作業機の動作に違和感を感じてしまうという課題がある。   However, if the capacity of the work implement hydraulic pump is immediately reduced, the operation speed of the work implement is suddenly reduced, a deceleration shock occurs, and the operator feels uncomfortable with the operation of the work implement. is there.

このとき例えば、第1従来技術のような非掘削作業と掘削作業との切換時には、バケットが積荷を掘削しているために元々車体が激しく振動しており、減速ショックが生じたとしても、オペレータがそれを感じることが少ない。従って、オペレータは、作業機の動作にさほど違和感を感じない。
ところが、第2従来技術のようにバケット22の上昇中に上昇速度が急に低下すると、オペレータは減速ショックを感じるとともに、上昇動作が一瞬止まったような違和感を感じてしまう。その結果、例えばダンプへの積込作業をしている場合などでは、ダンプへの接近を躊躇してしまうことがある。
At this time, for example, when switching between the non-excavation work and the excavation work as in the first prior art, the vehicle body originally vibrates vigorously because the bucket excavates the load, and even if a deceleration shock occurs, the operator There is less to feel it. Therefore, the operator does not feel a sense of incongruity in the operation of the work machine.
However, as the second conventional technique suddenly lowers the rising speed while the bucket 22 is rising, the operator feels a decelerating shock and feels that the ascending operation has stopped for a moment. As a result, for example, when loading into a dump truck, he or she may hesitate to approach the dump truck.

本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、バケットの上昇時にも減速ショックが小さく、作業機の動作に対するオペレータの違和感が小さい作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御方法及び容量制御装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and a capacity control method for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle, in which a deceleration shock is small even when the bucket is raised, and an operator feels uncomfortable with respect to the operation of the work machine, and The object is to provide a capacity control device.

上記の目的を達成するために、第1発明は、
バケットを装着した作業機を有する作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御方法において、
バケットが積荷状態か否かを判定し、
積荷状態のバケットが上昇時に所定高さを超えると、作業機を駆動する作業機用油圧ポンプの容量を所定容量にまで徐々に低減させ、前記油圧ポンプの容量が前記所定容量まで低減された後は前記油圧ポンプの容量を前記所定容量に固定してバケットを上昇させている。
また、第2発明は、第1発明において、
積荷状態のバケットが上昇時に水平高さを超えると、前記油圧ポンプの容量を低減させている。
一方、第3発明は、
起伏自在なリフトアームの先端部にバケットを装着した作業機を有する作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御装置において、
作業機を駆動する作業機用油圧ポンプの容量を制御するポンプコントローラと、
ポンプコントローラの指示に基づいて作業機用油圧ポンプの容量を変更する容量変更装置と、
リフトアームの地面に対する角度を検出するリフト角検出器と、
バケットが積荷状態か否かを検出する積荷検出器とを備え、
前記ポンプコントローラは、リフト角検出器及び積荷検出器の出力に基づいて、
積荷状態のバケットが上昇時に所定高さを超えると、作業機用油圧ポンプの容量を所定容量にまで徐々に低減させ、前記油圧ポンプの容量が前記所定容量まで低減された後は前記油圧ポンプの容量を前記所定容量に固定してバケットを上昇させる制御を行っている。
また、第4発明は、第3発明において、
前記積荷検出器は、少なくともバケットの地面に対する角度を検出している。
さらに、第5発明は、第3発明または第4発明において、
前記ポンプコントローラは、積荷状態のバケットが上昇時に水平高さを超えると、前記油圧ポンプの容量を低減させている。
In order to achieve the above object, the first invention provides:
In a capacity control method of a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle having a work machine equipped with a bucket,
Determine whether the bucket is in a loaded state,
When the loaded bucket exceeds a predetermined height when it rises, the capacity of the hydraulic pump for the work machine that drives the work machine is gradually reduced to the predetermined capacity, and after the capacity of the hydraulic pump is reduced to the predetermined capacity Has fixed the capacity of the hydraulic pump to the predetermined capacity to raise the bucket .
Further, the second invention is the first invention,
When the loaded bucket exceeds the horizontal height when it rises, the capacity of the hydraulic pump is reduced.
On the other hand, the third invention
In a capacity control device for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle having a work machine with a bucket mounted on the tip of a liftable lift arm,
A pump controller that controls the capacity of the hydraulic pump for the work machine that drives the work machine;
A capacity changing device for changing the capacity of the hydraulic pump for the work machine based on an instruction from the pump controller;
A lift angle detector for detecting the angle of the lift arm with respect to the ground;
A load detector for detecting whether the bucket is in a loaded state,
The pump controller is based on the outputs of the lift angle detector and the load detector,
When bucket load state exceeds a predetermined height when raised, gradually reduced to a predetermined volume capacity of the hydraulic pump for a working machine, after the capacity of the hydraulic pump is reduced to the predetermined capacity of the hydraulic pump control is performed Ru raise the bucket to secure the capacity to the predetermined volume.
The fourth invention is the third invention, wherein
The load detector detects at least an angle of the bucket with respect to the ground.
Furthermore, the fifth invention is the third invention or the fourth invention,
The pump controller reduces the capacity of the hydraulic pump when the loaded bucket exceeds the horizontal height when it rises.

第1発明及びその装置発明である第発明により、バケットの上昇速度が滑らかに変化し、減速ショックが小さくなるとともに、作業機の動作に対してオペレータが違和感を感じることなく作業が可能である。また、バケットが所定高さよりも上方にあるときの作業機用油圧ポンプの容量を低減させることにより、燃費を低減できる。
また第発明により、バケットが積荷状態か否かという作業状態をより正確に判定できる。
According to the first invention and the third invention which is an apparatus invention thereof, the lifting speed of the bucket changes smoothly, the deceleration shock is reduced, and the operator can work without feeling uncomfortable with the operation of the work machine. . Further, fuel consumption can be reduced by reducing the capacity of the working machine hydraulic pump when the bucket is above a predetermined height.
Further, according to the fourth aspect of the invention, it is possible to more accurately determine the work state of whether or not the bucket is in a loaded state.

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、ホイールローダ11の側面図を示している。図1においてホイールローダ11は、互いにアーティキュレートする前部車体17と後部車体15とを備えている。後部車体15には、エンジンルーム18が設けられている。また前部車体17には、運転室12が搭載されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a side view of the wheel loader 11. In FIG. 1, the wheel loader 11 includes a front vehicle body 17 and a rear vehicle body 15 that articulate each other. The rear vehicle body 15 is provided with an engine room 18. A cab 12 is mounted on the front body 17.

前部車体17の前端部には、作業機20が取り付けられている。作業機20は、その基端部をアームピン28を介して揺動自在に前部車体17に取り付けられた、リフトアーム21を備えている。また前部車体17とリフトアーム21とは、左右一対のリフトシリンダ23,23により連結されている。リフトシリンダ23,23を伸縮することにより、リフトアーム21は、アームピン28を中心として上下に揺動する。   A work machine 20 is attached to the front end portion of the front body 17. The work machine 20 includes a lift arm 21 whose base end is attached to the front vehicle body 17 via an arm pin 28 so as to be swingable. The front vehicle body 17 and the lift arm 21 are connected by a pair of left and right lift cylinders 23 and 23. By expanding and contracting the lift cylinders 23, the lift arm 21 swings up and down around the arm pin 28.

リフトアーム21の先端部には、バケットピン27を介して、バケット22が揺動自在に取り付けられている。またリフトアーム21の中間部には、チルトアーム24の中間部が、揺動自在に取り付けられれている。   A bucket 22 is swingably attached to the tip of the lift arm 21 via a bucket pin 27. An intermediate portion of the tilt arm 24 is attached to the intermediate portion of the lift arm 21 so as to be swingable.

チルトアーム24の一端部と前部車体17とは、チルトシリンダ25により連結されている。またチルトアーム24の他端部とバケット22とは、チルトロッド26により連結されている。チルトシリンダ25を伸縮することにより、バケット22はバケットピン27を中心として上下に揺動する。   One end of the tilt arm 24 and the front vehicle body 17 are connected by a tilt cylinder 25. The other end of the tilt arm 24 and the bucket 22 are connected by a tilt rod 26. By expanding and contracting the tilt cylinder 25, the bucket 22 swings up and down around the bucket pin 27.

後部車体15のエンジンルーム18内部には、エンジン13が収納されている。エンジン13は、トルクコンバータ19を介して、可変容量型の作業機用油圧ポンプ(以下作業機用油圧ポンプ29と呼ぶ)を駆動する。作業機用油圧ポンプ29は、図示しない油圧配管を介して、リフトシリンダ23及びチルトシリンダ25に圧油を供給する。   An engine 13 is housed in the engine room 18 of the rear body 15. The engine 13 drives a variable displacement working machine hydraulic pump (hereinafter referred to as a working machine hydraulic pump 29) via the torque converter 19. The work machine hydraulic pump 29 supplies pressure oil to the lift cylinder 23 and the tilt cylinder 25 via a hydraulic pipe (not shown).

図2に、ホイールローダ11が積込作業を行なう場合のバケット22の動きを示す。積込作業を行なう際には、図2に示すように積荷40をバケット22に積載した状態で、上方に持ち上げる。このとき、バケット22の刃先22Aは積荷40がこぼれないように、地面41に対して上方を向いている。   FIG. 2 shows the movement of the bucket 22 when the wheel loader 11 performs the loading operation. When performing the loading operation, the load 40 is lifted upward while being loaded on the bucket 22 as shown in FIG. At this time, the cutting edge 22A of the bucket 22 faces upward with respect to the ground 41 so that the load 40 does not spill.

尚、以下の説明においては、バケット22の高さを、バケットピン27の中心の高さによって表すものとする。また、バケットピン27の中心とアームピン28の中心とを結んだ直線Lが水平と略一致するようなバケット22の高さを、バケット22の水平高さと呼ぶ。また、バケット22の角度とは、バケット22の刃先22Aが地面41に対してなす角度αを言うものとする。   In the following description, the height of the bucket 22 is represented by the height of the center of the bucket pin 27. The height of the bucket 22 such that the straight line L connecting the center of the bucket pin 27 and the center of the arm pin 28 substantially coincides with the horizontal is referred to as the horizontal height of the bucket 22. The angle of the bucket 22 refers to an angle α formed by the blade edge 22A of the bucket 22 with respect to the ground 41.

図3に、作業機用油圧ポンプ29の容量制御を行なう、容量制御装置30の系統図の一例を示す。容量制御装置30は、リフトシリンダ23及びチルトシリンダ25を操作するレバー等の作業機操作手段34と、作業機用油圧ポンプ29の容量を制御するポンプコントローラ31と、作業機用油圧ポンプ29の容量を変更する容量変更装置38と、リフトアーム21の地面41に対する角度を検出するリフト角検出器32と、バケット22の積載量を検出する積荷検出器33とを備えている。   FIG. 3 shows an example of a system diagram of a capacity control device 30 that controls the capacity of the working machine hydraulic pump 29. The capacity control device 30 includes work machine operating means 34 such as a lever for operating the lift cylinder 23 and the tilt cylinder 25, a pump controller 31 for controlling the capacity of the work machine hydraulic pump 29, and the capacity of the work machine hydraulic pump 29. A capacity changing device 38 for changing the lift arm 21, a lift angle detector 32 for detecting the angle of the lift arm 21 with respect to the ground 41, and a load detector 33 for detecting the load amount of the bucket 22.

作業機操作手段34及びポンプコントローラ31は、例えば運転室12の内部に設置されている。リフト角検出器32としては、例えばアームピン28の近傍に設けられて、その回転角を検出するポテンショメータ等が好適である。或いは、リフトシリンダ23にその長さを検出するストロークセンサを設け、リフトシリンダ23の長さからリフト角を演算してもよい。   The work machine operation means 34 and the pump controller 31 are installed inside the cab 12, for example. As the lift angle detector 32, for example, a potentiometer or the like that is provided in the vicinity of the arm pin 28 and detects its rotation angle is suitable. Alternatively, a stroke sensor that detects the length of the lift cylinder 23 may be provided, and the lift angle may be calculated from the length of the lift cylinder 23.

また、積荷検出器33としては、リフトシリンダ23のボトム圧を検出するボトム圧検出器が好適である。ポンプコントローラ31は、積荷検出器33の出力に基づいて、バケット22に所定積載量以上の荷を積んでいる状態(以下、積荷状態と呼ぶ)か、積んでいない状態(以下、空荷状態と呼ぶ)かを判定する   As the load detector 33, a bottom pressure detector that detects the bottom pressure of the lift cylinder 23 is suitable. Based on the output of the load detector 33, the pump controller 31 can load the bucket 22 with a load larger than a predetermined load (hereinafter referred to as a loaded state) or not (hereinafter referred to as an unloaded state). Call)

容量変更装置38は、伸縮によって作業機用油圧ポンプ29の斜板の角度を変更する斜板角シリンダ35と、斜板の角度を検出する斜板角検出器36と、ポンプコントローラ31の出力信号に基づいて斜板角シリンダ35を駆動するドライバ37とを備えている。容量変更装置38は、ポンプコントローラ31の指示に基づいて、作業機用油圧ポンプ29の斜板を動かし、作業機用油圧ポンプ29の容量を変更する。   The capacity changing device 38 includes a swash plate angle cylinder 35 that changes the angle of the swash plate of the working machine hydraulic pump 29 by expansion and contraction, a swash plate angle detector 36 that detects the angle of the swash plate, and an output signal of the pump controller 31. And a driver 37 for driving the swash plate angle cylinder 35. The capacity changing device 38 moves the swash plate of the working machine hydraulic pump 29 based on an instruction from the pump controller 31 to change the capacity of the working machine hydraulic pump 29.

図4に、バケット22の上昇時に作業機用油圧ポンプ29の容量を制御する手順の一例を、フローチャートで示す。まずポンプコントローラ31は、積荷検出器33の出力に基づき、バケット22が積荷状態か空荷状態かを判定する(ステップS11)。このときの作業機用油圧ポンプ29の容量を、制御前容量と呼ぶ。制御前容量は、例えば作業機用油圧ポンプ29の定格容量であってもよく、それよりも少ない容量でもよい。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of a procedure for controlling the capacity of the work machine hydraulic pump 29 when the bucket 22 is raised. First, the pump controller 31 determines whether the bucket 22 is in a loaded state or an empty state based on the output of the load detector 33 (step S11). The capacity of the working machine hydraulic pump 29 at this time is referred to as a pre-control capacity. The capacity before control may be, for example, the rated capacity of the working machine hydraulic pump 29, or may be a capacity smaller than that.

ステップS11で積荷状態の場合には、ポンプコントローラ31は、リフト角検出器32の出力の変化に基づき、バケット22が上昇中か否かを判定する(ステップS12)。尚、ステップS12で、バケット22が上昇中か否かを判定するのに、作業機操作手段34が操作されているか否かを検出して、判定してもよい。   In the case of a loaded state in step S11, the pump controller 31 determines whether or not the bucket 22 is rising based on the change in the output of the lift angle detector 32 (step S12). In step S12, it may be determined by detecting whether or not the work implement operating means 34 is operated to determine whether or not the bucket 22 is being raised.

ステップS12でバケット22が上昇中でなければ、ステップS11に戻る。ステップS12でバケット22が上昇中の場合には、ポンプコントローラ31は、リフト角検出器32の出力に基づき、バケット22が水平高さよりも上方にあるか否かを判定する(ステップS13)。ステップS13で水平より上方でなければ、ステップS11に戻る。   If the bucket 22 is not rising in step S12, the process returns to step S11. When the bucket 22 is rising in step S12, the pump controller 31 determines whether the bucket 22 is above the horizontal height based on the output of the lift angle detector 32 (step S13). If it is not above horizontal in step S13, it returns to step S11.

ステップS13でバケット22が水平高さよりも上方にある場合には、ポンプコントローラ31は、容量変更装置38に信号を出力し、斜板の角度を徐々に変更することによって、作業機用油圧ポンプ29の容量を徐々に低減させる(ステップS14)。   If the bucket 22 is above the horizontal height in step S13, the pump controller 31 outputs a signal to the capacity changing device 38, and gradually changes the angle of the swash plate to thereby change the hydraulic pump 29 for work implement. Is gradually reduced (step S14).

そしてポンプコントローラ31は、斜板角検出器36の出力に基づいて作業機用油圧ポンプ29の容量を検出し、これが所定の容量(以下、低減容量と呼ぶ)となったか否かを判定する(ステップS15)。低減容量とは、例えば制御前容量に対する比で定めるようにする。   The pump controller 31 detects the capacity of the working machine hydraulic pump 29 based on the output of the swash plate angle detector 36, and determines whether or not the capacity has become a predetermined capacity (hereinafter referred to as a reduced capacity) ( Step S15). The reduced capacity is determined by, for example, a ratio to the pre-control capacity.

ステップS15で、作業機用油圧ポンプ29の容量が低減容量となると、ポンプコントローラ31は、容量変更装置38に信号を出力し、斜板を作業機用油圧ポンプ29の容量が低減容量となる角度で固定する(ステップS16)。   In step S15, when the capacity of the working machine hydraulic pump 29 becomes the reduced capacity, the pump controller 31 outputs a signal to the capacity changing device 38, and the angle at which the capacity of the working machine hydraulic pump 29 becomes the reduced capacity. (Step S16).

そしてポンプコントローラ31は、リフト角検出器32の出力の変化に基づき、バケット22の上昇が停止したか否かを判定する(ステップS17)。ステップS17で停止と判定すれば、作業機用油圧ポンプ29の容量を元の制御前容量に戻し(ステップS18)、ステップS11に戻る。   And the pump controller 31 determines whether the raising of the bucket 22 stopped based on the change of the output of the lift angle detector 32 (step S17). If it is determined to be stopped in step S17, the capacity of the working machine hydraulic pump 29 is returned to the original capacity before control (step S18), and the process returns to step S11.

次に、ステップS14〜S16における、作業機用油圧ポンプ29の容量を徐々に低減させる手順について、詳しく説明する。
図5に、バケット22の上昇時における、エンジン13の消費トルクの変化を示す。横軸がバケット22の高さであり、縦軸が消費トルクである。また横軸において、「接地」はバケット22が接地している状態を、「水平」はバケット22が水平高さにある状態を、「トップ」はバケット22が最も高く上がった状態を、それぞれ示している。
Next, the procedure for gradually reducing the capacity of the working machine hydraulic pump 29 in steps S14 to S16 will be described in detail.
FIG. 5 shows a change in the consumption torque of the engine 13 when the bucket 22 is raised. The horizontal axis is the height of the bucket 22, and the vertical axis is the consumed torque. On the horizontal axis, “ground” indicates that the bucket 22 is grounded, “horizontal” indicates that the bucket 22 is at a horizontal height, and “top” indicates that the bucket 22 is raised highest. ing.

図5において、積荷40を積んだバケット22は、接地位置から流量一定で上昇する。このとき、作業機用油圧ポンプ29の容量が変わらない場合には、消費トルクは、実線Aに示すように2次曲線を描いて増加する。   In FIG. 5, the bucket 22 loaded with the load 40 rises at a constant flow rate from the ground contact position. At this time, when the capacity of the working machine hydraulic pump 29 does not change, the consumption torque increases in a quadratic curve as shown by the solid line A.

バケット22が水平高さに到達すると、ポンプコントローラ31はステップS14に示したように、作業機用油圧ポンプ29の容量を徐々に低減させる。このとき、作業機用油圧ポンプ29の容量を直線的に減少させることにより、消費トルクは実線Bに示すような曲線を描いてゆっくり減少する。従って、バケット22の上昇速度も徐々に減少する。   When the bucket 22 reaches the horizontal height, the pump controller 31 gradually reduces the capacity of the working machine hydraulic pump 29 as shown in step S14. At this time, by reducing the capacity of the working machine hydraulic pump 29 linearly, the consumed torque slowly decreases while drawing a curve as shown by a solid line B. Therefore, the rising speed of the bucket 22 also gradually decreases.

そしてステップS15〜S16に示したように、作業機用油圧ポンプ29の容量が低減容量に達すると、ポンプコントローラ31は作業機用油圧ポンプ29の容量を固定する(横軸における「容量固定」位置)。これにより、消費トルクは、実線Cに示すような2次曲線を描いて増加する。尚、図5における破線Dは、作業機用油圧ポンプ29の容量を低減しない場合の消費トルクを示している。   Then, as shown in steps S15 to S16, when the capacity of the working machine hydraulic pump 29 reaches the reduced capacity, the pump controller 31 fixes the capacity of the working machine hydraulic pump 29 (the “capacity fixing” position on the horizontal axis). ). As a result, the torque consumption increases while drawing a quadratic curve as shown by the solid line C. A broken line D in FIG. 5 indicates the consumption torque when the capacity of the working machine hydraulic pump 29 is not reduced.

これにより、作業機用油圧ポンプ29の容量を即座に切り換えるのに比べて、上昇速度が徐々に遅くなるので、減速ショックが小さくなるとともに、オペレータが作業機の動作に対して違和感を感じることが少ない。しかも、バケット22がトップ位置に達した場合の消費トルクT1は、作業機用油圧ポンプ29の容量を低減しない場合の消費トルクT2に比べると低くなり、燃費が低減される。   As a result, as compared with the case where the capacity of the work machine hydraulic pump 29 is switched immediately, the ascending speed is gradually reduced, so that the deceleration shock is reduced and the operator feels uncomfortable with the operation of the work machine. Few. Moreover, the consumption torque T1 when the bucket 22 reaches the top position is lower than the consumption torque T2 when the capacity of the working machine hydraulic pump 29 is not reduced, and fuel consumption is reduced.

尚、作業機用油圧ポンプ29の低減容量としては、例えば制御前容量の60〜80%程度とするのが好適である。これにより、バケット22がトップ位置近辺に達した際に、その上昇速度が、オペレータにとって速過ぎずも遅過ぎずもしないような速度となる。   The reduced capacity of the working machine hydraulic pump 29 is preferably about 60 to 80% of the pre-control capacity, for example. As a result, when the bucket 22 reaches the vicinity of the top position, the rising speed is such that it is neither too fast nor too slow for the operator.

また、例えば、バケット22を水平高さからトップ位置まで上昇させるのにn秒程度かかるとすると、容量低減を開始した水平高さから「容量固定」位置に至るまでの時間を、(1/10)・n秒〜(6/10)・n秒程度とするとよい。これにより、バケット22の上昇速度が急激に減速することがなく、違和感のない作業が可能である。   For example, if it takes about n seconds to raise the bucket 22 from the horizontal height to the top position, the time from the horizontal height at which the capacity reduction is started to the “capacity fixed” position is (1/10). ) · N seconds to (6/10) · n seconds. Thereby, the ascending speed of the bucket 22 does not decelerate rapidly, and work without a sense of incongruity is possible.

尚、ステップS13において、バケット22が水平高さとなったのを検知して、作業機用油圧ポンプ29の容量を変化させているが、これに限られるものではない。即ち、バケット22が水平高さに限らない所定高さになったことを検知し、これをきっかけとして作業機用油圧ポンプ29の容量制御を開始してもよい。また、ステップS11〜S13は、この順に限られるものではなく、順序が入れ替わってもよい。   In step S13, the capacity of the working machine hydraulic pump 29 is changed by detecting that the bucket 22 has reached the horizontal height. However, the present invention is not limited to this. That is, it may be detected that the bucket 22 has reached a predetermined height that is not limited to the horizontal height, and the capacity control of the working machine hydraulic pump 29 may be started as a trigger. Steps S11 to S13 are not limited to this order, and the order may be changed.

以上説明したように、上記実施形態によれば、バケット22が荷を積んで上昇する際に、作業機用油圧ポンプ29の容量を徐々に低減させている。これにより、バケット22の上昇速度が滑らかに変化し、減速ショックが小さくなるとともに、オペレータが作業機の動作に戸惑うことなく作業が可能である。また、バケット22が水平高さよりも上方にある場合の作業機用油圧ポンプ29の容量を低減させることにより、消費トルクが減って燃費が低減する。   As described above, according to the above-described embodiment, the capacity of the working machine hydraulic pump 29 is gradually reduced when the bucket 22 is loaded and lifted. Thereby, the raising speed of the bucket 22 changes smoothly, the deceleration shock is reduced, and the operator can work without being confused by the operation of the work implement. Further, by reducing the capacity of the working machine hydraulic pump 29 when the bucket 22 is above the horizontal height, the consumption torque is reduced and the fuel consumption is reduced.

尚、上記実施形態においては、リフトシリンダ23のボトム圧のみによって積荷状態か空荷状態かの判定を行なうように説明したが、リフトシリンダ23のボトム圧に加え、バケット22の角度αを加味して、積荷状態か空荷状態かの判定を行なうようにしてもよい。   In the above embodiment, the load state or the empty state is determined only by the bottom pressure of the lift cylinder 23. However, in addition to the bottom pressure of the lift cylinder 23, the angle α of the bucket 22 is considered. Thus, it may be determined whether the loaded state or the empty state.

バケット22の角度αを検出するにあたっては、例えばバケットピン27の近傍にポテンショメータ(図示せず)を設けるとよい。ポンプコントローラ31は、ポテンショメータの出力に基づいて、バケット22のリフトアーム21に対する回転角を検出することができる。また、ポンプコントローラ31は、前記リフト角検出器32の出力に基づいて、リフトアーム21の地面41に対する角度を検出することができる。   In detecting the angle α of the bucket 22, for example, a potentiometer (not shown) may be provided in the vicinity of the bucket pin 27. The pump controller 31 can detect the rotation angle of the bucket 22 relative to the lift arm 21 based on the output of the potentiometer. The pump controller 31 can detect the angle of the lift arm 21 with respect to the ground 41 based on the output of the lift angle detector 32.

これによりポンプコントローラ31は、バケット22のリフトアーム21に対する回転角と、リフトアーム21の地面41に対する角度とから、バケット22の角度αを検出することができる。或いは、ポテンショメータの代わりに、チルトシリンダ25にその長さを検出するストロークセンサを設け、チルトシリンダ25の長さからバケット22のリフトアーム21に対する回転角を演算してもよい。   Thus, the pump controller 31 can detect the angle α of the bucket 22 from the rotation angle of the bucket 22 with respect to the lift arm 21 and the angle of the lift arm 21 with respect to the ground 41. Alternatively, instead of the potentiometer, a stroke sensor that detects the length of the tilt cylinder 25 may be provided, and the rotation angle of the bucket 22 relative to the lift arm 21 may be calculated from the length of the tilt cylinder 25.

上述したように、積荷40を積んでいるような場合には、バケット22の刃先22Aは上方を向いている(図2参照)。従って図4のステップS11で、ボトム圧検出器の出力が所定値よりも大きく、かつ、バケット22の刃先22Aが地面41に対して水平よりも所定角度以上、上方を向いている場合にのみ、バケット22が積荷状態と判定する。   As described above, when the load 40 is loaded, the cutting edge 22A of the bucket 22 faces upward (see FIG. 2). Therefore, only when the output of the bottom pressure detector is larger than a predetermined value and the cutting edge 22A of the bucket 22 faces upward with respect to the ground 41 by a predetermined angle or more than the horizontal in step S11 of FIG. It is determined that the bucket 22 is in a loaded state.

即ち、積荷検出器33として、ボトム圧検出器、リフト角検出器32、及びポテンショメータを備えることにより、ポンプコントローラ31は、バケット22が積荷状態であるか否かを、より正確に判定することができる。以後の手順は、図4のフローチャートにおけるステップS12〜S18と同様である。   That is, by providing a bottom pressure detector, a lift angle detector 32, and a potentiometer as the load detector 33, the pump controller 31 can more accurately determine whether or not the bucket 22 is in a load state. it can. The subsequent procedure is the same as steps S12 to S18 in the flowchart of FIG.

尚、上記の説明はホイールローダ11を例にとって行なったが、車体がアーティキュレートしないようなスキッドステアローダ等、他のローダ系作業車両でも、同様に応用が可能である。即ち、油圧シリンダによってバケット22を上昇させる際に、油圧シリンダの伸長長さが長くなるほど、バケット22の上昇速度が大きくなるようなリンク構造を有する作業車両に対して有効である。   Although the above description has been given by taking the wheel loader 11 as an example, the present invention can be similarly applied to other loader system work vehicles such as a skid steer loader in which the vehicle body does not articulate. In other words, when the bucket 22 is lifted by the hydraulic cylinder, it is effective for a work vehicle having a link structure in which the lifting speed of the bucket 22 increases as the extension length of the hydraulic cylinder increases.

ホイールローダの側面図(第1実施形態)。The side view of a wheel loader (1st Embodiment). バケットの動きの説明図(第1実施形態)。Explanatory drawing of a motion of a bucket (1st Embodiment). 作業機制御装置の系統図(第1実施形態)。1 is a system diagram of a work machine control device (first embodiment). 作業機用油圧ポンプの制御手順を示すフローチャート(第1実施形態)。The flowchart which shows the control procedure of the hydraulic pump for working machines (1st Embodiment). バケット上昇時の消費トルクを示すグラフ。(第1実施形態)。The graph which shows the consumption torque at the time of a bucket raise. (First embodiment). ホイールローダの側面図(従来技術)。Side view of wheel loader (prior art).

符号の説明Explanation of symbols

11:ホイールローダ、12:運転室、13:エンジン、15:後部車体、17:前部車体、18:エンジンルーム、19:トルクコンバータ、20:作業機、21:リフトアーム、22:バケット、22A:刃先、23:リフトシリンダ、24:チルトアーム、25:チルトシリンダ、26:チルトロッド、27:バケットピン、28:アームピン、29:作業機用油圧ポンプ、30:作業機制御装置、31:ポンプコントローラ、32:リフト角検出器、33:積荷検出器、34:作業機操作手段、35:斜板角シリンダ、36:斜板角検出器、37:ドライバ、38:容量変更装置、39:バケット角検出器、40:積荷、41:地面。   11: Wheel loader, 12: Cab, 13: Engine, 15: Rear vehicle body, 17: Front vehicle body, 18: Engine room, 19: Torque converter, 20: Work machine, 21: Lift arm, 22: Bucket, 22A : Cutting edge, 23: Lift cylinder, 24: Tilt arm, 25: Tilt cylinder, 26: Tilt rod, 27: Bucket pin, 28: Arm pin, 29: Hydraulic pump for work machine, 30: Work machine control device, 31: Pump Controller: 32: Lift angle detector, 33: Load detector, 34: Working machine operating means, 35: Swash plate angle cylinder, 36: Swash plate angle detector, 37: Driver, 38: Capacity changing device, 39: Bucket Angle detector, 40: cargo, 41: ground.

Claims (5)

バケットを装着した作業機を有する作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御方法において、
バケットが積荷状態か否かを判定し、
積荷状態のバケットが上昇時に所定高さを超えると、作業機を駆動する作業機用油圧ポンプの容量を所定容量にまで徐々に低減させ、前記油圧ポンプの容量が前記所定容量まで低減された後は前記油圧ポンプの容量を前記所定容量に固定してバケットを上昇させることを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御方法。
In a capacity control method of a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle having a work machine equipped with a bucket,
Determine whether the bucket is in a loaded state,
When the loaded bucket exceeds a predetermined height when it rises, the capacity of the hydraulic pump for the work machine that drives the work machine is gradually reduced to the predetermined capacity, and after the capacity of the hydraulic pump is reduced to the predetermined capacity working capacity control method of a hydraulic pump for a working machine of a vehicle, characterized in Rukoto raise the bucket to secure the capacity to the predetermined capacity of said hydraulic pump.
請求項1に記載の作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御方法において、  In the capacity | capacitance control method of the hydraulic pump for working machines of the working vehicle of Claim 1,
積荷状態のバケットが上昇時に水平高さを超えると、前記油圧ポンプの容量を低減させることを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御方法。  A capacity control method for a hydraulic pump for a working machine of a work vehicle, wherein the capacity of the hydraulic pump is reduced when a loaded bucket exceeds a horizontal height when the bucket is raised.
起伏自在なリフトアームの先端部にバケットを装着した作業機を有する作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御装置において、
作業機を駆動する作業機用油圧ポンプの容量を制御するポンプコントローラと、
ポンプコントローラの指示に基づいて作業機用油圧ポンプの容量を変更する容量変更装置と、
リフトアームの地面に対する角度を検出するリフト角検出器と、
バケットが積荷状態か否かを検出する積荷検出器とを備え、
前記ポンプコントローラは、リフト角検出器及び積荷検出器の出力に基づいて、
積荷状態のバケットが上昇時に所定高さを超えると、作業機用油圧ポンプの容量を所定容量にまで徐々に低減させ、前記油圧ポンプの容量が前記所定容量まで低減された後は前記油圧ポンプの容量を前記所定容量に固定してバケットを上昇させる制御を行うことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御装置。
In a capacity control device for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle having a work machine with a bucket mounted on the tip of a liftable lift arm,
A pump controller that controls the capacity of the hydraulic pump for the work machine that drives the work machine;
A capacity changing device for changing the capacity of the hydraulic pump for the work machine based on an instruction from the pump controller;
A lift angle detector for detecting the angle of the lift arm with respect to the ground;
A load detector for detecting whether the bucket is in a loaded state,
The pump controller is based on the outputs of the lift angle detector and the load detector,
When bucket load state exceeds a predetermined height when raised, gradually reduced to a predetermined volume capacity of the hydraulic pump for a working machine, after the capacity of the hydraulic pump is reduced to the predetermined capacity of the hydraulic pump capacity control device for a hydraulic pump for a working machine for a working vehicle and performs control for Ru raise the bucket to secure the capacity to the predetermined volume.
請求項に記載の作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御装置において、
前記積荷検出器は、少なくともバケットの地面に対する角度を検出することを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御装置。
In the capacity control apparatus of the working machine hydraulic pump for a work vehicle according to claim 3 ,
The load detector detects at least an angle of the bucket with respect to the ground, and a capacity control device for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle.
請求項3または請求項4に記載の作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御装置において、In the capacity | capacitance control apparatus of the working machine hydraulic pump of the work vehicle of Claim 3 or Claim 4,
前記ポンプコントローラは、積荷状態のバケットが上昇時に水平高さを超えると、前記油圧ポンプの容量を低減させることを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御装置。  The capacity controller of a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle, wherein the pump controller reduces the capacity of the hydraulic pump when a loaded bucket exceeds a horizontal height when it rises.
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