JP5897492B2 - Working machine - Google Patents
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Description
本発明は、ホイールローダ等の作業機に関するものである。 The present invention relates to a working machine such as a wheel loader.
従来、作業機として特許文献1に記載のホイールローダがある。
このホイールローダは、前輪を有する前部機体と、後輪を有する後部機体とを備え、前部機体に作業装置を設け、後部機体にエンジンとHST(静油圧式トランスミッション)とを搭載している。
作業装置は、上下揺動自在なリフトアームと、このリフトアームの先端側に揺動自在に設けられたバケットとを有する。リフトアーム及びバケットはそれぞれ油圧シリンダによって駆動され、該油圧シリンダはエンジンによって駆動される作業機用油圧ポンプによって駆動される。
Conventionally, there is a wheel loader described in
This wheel loader includes a front airframe having a front wheel and a rear airframe having a rear wheel. The front airframe is provided with a working device, and the rear airframe is equipped with an engine and an HST (hydrostatic transmission). .
The working device includes a lift arm that can swing up and down, and a bucket that is swingably provided on the tip side of the lift arm. The lift arm and the bucket are each driven by a hydraulic cylinder, and the hydraulic cylinder is driven by a working machine hydraulic pump driven by an engine.
HSTは、エンジンによって駆動される斜板形可変容量ポンプからなるHSTポンプと、このHSTポンプと一対の変速用油路により閉回路接続されたHSTモータとを有する。HSTポンプからの吐出油によってHSTモータが駆動され、このHSTモータから出力される回転動力によって後輪が駆動される。HSTポンプの斜板の角度を変更することにより、HSTポンプから吐出される作動油の吐出方向や吐出流量が変更され、これによって、ホイールローダ1を前進又は後進させると共に車速を無段階に変速させることができる。
The HST includes an HST pump including a swash plate type variable displacement pump driven by an engine, and an HST motor connected to the HST pump and a closed circuit by a pair of speed change oil passages. The HST motor is driven by the oil discharged from the HST pump, and the rear wheels are driven by the rotational power output from the HST motor. By changing the angle of the swash plate of the HST pump, the discharge direction and the discharge flow rate of the hydraulic oil discharged from the HST pump are changed. As a result, the
また、ホイールローダはアクセルペダルを備え、このアクセルペダルを踏み込み操作することによってエンジン回転数が制御されると共に該エンジン回転数の変化にともなってHSTポンプの斜板を制御する制御圧が変化する。このエンジン回転数と斜板の制御圧とによって車速が制御される。 Further, the wheel loader includes an accelerator pedal, and the engine speed is controlled by depressing the accelerator pedal, and the control pressure for controlling the swash plate of the HST pump changes according to the change in the engine speed. The vehicle speed is controlled by the engine speed and the control pressure of the swash plate.
ホイールローダを駆動する際において、負荷の軽い場合も、負荷の大きい場合も同じ回転数でエンジン回転数を制御すると、燃料を無駄に消費してしまう場合がある。
そこで、省燃費化を図るために、アクセルペダルの操作量とエンジン回転数との関係を設定した2つの制御特性線に基づいてエンジン回転数を制御する制御装置を設け、負荷が所定負荷より小さいと低いエンジン回転数に設定された制御特性線でエンジン回転数を制御し、負荷が所定負荷以上になると高いエンジン回転数に設定された制御特性線でエンジン回転数を制御することが考えられている。
When driving the wheel loader, if the engine speed is controlled at the same speed even when the load is light or heavy, fuel may be wasted.
Therefore, in order to save fuel, a control device is provided for controlling the engine speed based on two control characteristic lines in which the relationship between the accelerator pedal operation amount and the engine speed is set, and the load is smaller than a predetermined load. It is conceivable to control the engine speed with a control characteristic line set to a low engine speed, and to control the engine speed with a control characteristic line set to a high engine speed when the load exceeds a predetermined load. Yes.
しかしながら、負荷が所定負荷以上になる場合の制御特性線のエンジン回転数をあまり高くとると、負荷が所定負荷以上になる頻度が高い場合に、十分な燃費低減を図ることができない。
また、作業装置で作業する場合の作業効率(作業速度の低下)を考慮すると、負荷が所定負荷以上になる場合の制御特性線のエンジン回転数を、あまり下げることもできない。
However, if the engine speed of the control characteristic line when the load is greater than or equal to the predetermined load is too high, sufficient fuel consumption reduction cannot be achieved when the frequency at which the load becomes greater than or equal to the predetermined load is high.
Further, when considering the work efficiency (reduction of work speed) when working with the work device, the engine speed of the control characteristic line when the load exceeds a predetermined load cannot be lowered so much.
そこで、本発明は、前記問題点に鑑み、十分な燃費低減と効率のよい作業とを両立させることができる作業機を提供することを課題とする。 Then, in view of the said problem, this invention makes it a subject to provide the working machine which can make sufficient fuel consumption reduction and efficient work compatible.
前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
請求項1に係る発明では、車輪と、エンジンによって回転され且つ前記回転を前記車輪に伝達する伝動軸とを有する走行装置と、
作業を行うための作業装置と、
前記伝動軸の回転速度を検出する回転センサと、
アクセルペダルの操作量とエンジン回転数との関係を設定した第1〜3制御特性線に基づいてエンジン回転数を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
作業装置の作業時において、作業速度を優先した第1制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第1エンジン回転制御部と、
走行時において、前記回転センサの検出値に基づいて求められる実車速が、制御装置から出力されるエンジン回転数の指令値に対応する目標車速よりも低い場合に、当該作業機に走行負荷が作用したと判断し、前記走行負荷が所定負荷よりも小さいときに、省燃費を優先した第2制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第2エンジン回転制御部と、
走行時において、前記走行負荷が前記所定負荷以上のときに、第1制御特性線と第2制御特性線との間に位置する第3制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第3エンジン回転制御部とを有することを特徴とする。
The technical means taken by the present invention to solve the technical problems are characterized by the following points.
In the invention which concerns on
A working device for performing the work;
A rotation sensor for detecting a rotation speed of the transmission shaft;
A control device for controlling the engine speed based on first to third control characteristic lines in which the relationship between the accelerator pedal operation amount and the engine speed is set;
The controller is
A first engine speed control unit that controls the engine speed in accordance with a first control characteristic line that prioritizes work speed during work of the work device;
During traveling, when the actual vehicle speed obtained based on the detection value of the rotation sensor is lower than the target vehicle speed corresponding to the engine rotational speed command value output from the control device, a traveling load acts on the work implement. A second engine speed control unit that controls the engine speed according to a second control characteristic line that prioritizes fuel economy when the travel load is smaller than a predetermined load;
During travel, the when traveling load of more than the predetermined load, the third engine speed for controlling engine speed in accordance with a third control characteristic line located between the first control characteristic line and the second control characteristic line And a control unit.
請求項2に係る発明では、エンジンによって駆動される斜板形可変容量ポンプからなるHSTポンプと、このHSTポンプと一対の変速用油路により閉回路接続されていて該HSTポンプからの吐出油によって駆動されることにより走行装置を駆動するHSTモータと、HSTポンプの斜板を制御するサーボシリンダと、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの圧油を前記サーボシリンダに斜板の制御圧として供給する電磁比例弁からなる斜板制御弁と、車速を減速させるためのインチングペダルと、このインチングペダルの踏み込み量を検出して制御装置に入力するインチングポジションセンサとを備え、インチングペダルを踏み込み操作すると斜板の制御圧が下がるように、制御装置から出力される指令信号によって斜板制御弁が制御される作業機であって、
インチングペダルの操作時に第1エンジン回転制御部が第1制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うことを特徴とする。
In the invention according to claim 2, the HST pump is composed of a swash plate type variable displacement pump driven by the engine, and the HST pump is connected to the HST pump by a pair of speed change oil passages, and is discharged by the oil discharged from the HST pump. An HST motor that drives the traveling device by being driven, a servo cylinder that controls the swash plate of the HST pump, and pressure oil from a hydraulic pump driven by the engine is supplied to the servo cylinder as a control pressure of the swash plate. It has a swash plate control valve consisting of an electromagnetic proportional valve, an inching pedal for decelerating the vehicle speed, and an inching position sensor that detects the amount of depression of the inching pedal and inputs it to the control device. In order to reduce the control pressure of the plate, the swash plate control valve A working machine that is your,
The first engine speed control unit controls the engine speed according to the first control characteristic line when operating the inching pedal.
請求項3に係る発明では、第1制御特性線だけでエンジン回転数の制御を行うノーマルモードと、
第1〜3エンジン回転制御部によってエンジン回転数の制御を行うエコモードとに切り替え可能であることを特徴とする。
In the invention according to claim 3, a normal mode for controlling the engine speed only by the first control characteristic line;
The first to third engine rotation control units can be switched to an eco mode in which the engine speed is controlled.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項1に係る発明によれば、作業装置の作業時においては、作業速度を優先した第1制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うので、効率のよい作業を行うことができる。
また、走行時において、走行負荷が所定負荷よりも小さいときに、省燃費を優先した第2制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うので、燃費低減を図ることができる。
The present invention has the following effects.
According to the first aspect of the present invention, when the working device is working, the engine speed is controlled according to the first control characteristic line giving priority to the working speed, so that efficient work can be performed.
Further, during traveling, when the traveling load is smaller than the predetermined load, the engine speed is controlled according to the second control characteristic line giving priority to fuel saving, so that the fuel consumption can be reduced.
また、走行時において、走行負荷が前記所定負荷以上のときに、第1制御特性線と第2制御特性線との間に位置する第3制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うので、第2制御特性線に従ってエンジン回転数を制御している際に走行負荷が所定負荷以上となる頻度が高い場合でも、燃料消費を抑えることができる。
以上により、十分な燃費低減と効率のよい作業とを両立させることができる作業機を提供することができる。
Further, during traveling, when the traveling load is equal to or greater than the predetermined load, the engine speed is controlled according to the third control characteristic line located between the first control characteristic line and the second control characteristic line. Even when the engine load is controlled according to the two control characteristic lines, the fuel consumption can be suppressed even when the traveling load is frequently more than the predetermined load.
As described above, it is possible to provide a work machine that can achieve both sufficient fuel consumption reduction and efficient work.
請求項2に係る発明によれば、インチングペダルの踏み込み量をインチングポジションセンサで検出して制御装置に入力し、インチングペダルの踏み込み量に基づいてHSTポンプの斜板の制御圧が下がるように制御装置から斜板制御弁に指令信号を出力するようにしている。また、作業装置で作業を行う場合には、インチングペダルを使用することから、作業時を特定するのに、インチングポジションセンサによるペダルの踏み込み操作の検出を利用することができる。 According to the second aspect of the present invention, the amount of depression of the inching pedal is detected by the inching position sensor and input to the control device, and control is performed so that the control pressure of the swash plate of the HST pump is lowered based on the amount of depression of the inching pedal A command signal is output from the apparatus to the swash plate control valve. In addition, when working with the work device, since the inching pedal is used, the detection of the depression of the pedal by the inching position sensor can be used to specify the time of work.
したがって、インチングペダルの操作時に第1エンジン回転制御部が第1制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うようにすることにより、作業時を特定するための検出手段を別途必要とすることがなく、安価に構成することができる。
請求項3に係る発明によれば、走行速度及び作業速度を優先したノーマルモードと、燃料消費の低減を行えるエコモードとをオペレータが選択でき、至便である。
Therefore, when the inching pedal is operated, the first engine speed control unit controls the engine speed according to the first control characteristic line, so that a detection means for specifying the working time is not required separately. Can be configured at low cost.
According to the invention which concerns on Claim 3, an operator can select the normal mode which gave priority to travel speed and work speed, and the eco mode which can reduce fuel consumption, and is convenient.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1に作業機としてホイールローダ1を例示している。
このホイールローダ1はアーティキュレート式の作業機であり、走行機体1Aは前部機体2と後部機体3とから構成されている。前部機体2には左右一対の前輪(車輪)5が設けられ、後部機体3には左右一対の後輪(車輪)6が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 illustrates a
The
後部機体3の前端側には連結部材4が前後方向の軸心回りに所定範囲回転自在に設けられ、この連結部材4に前部機体2の後端側が上下方向の軸心回りに左右揺動自在に連結されている。
前記連結部材4と前部機体2とにわたって油圧シリンダからなるステアリングシリンダ7が設けられ、このステアリングシリンダ7を伸縮させることにより、後部機体3に対して前部機体2が左右に揺動してホイールローダ1が左右に旋回可能とされている。
A connecting member 4 is provided on the front end side of the rear body 3 so as to be rotatable within a predetermined range around an axial center in the front-rear direction, and the rear end side of the front body 2 swings left and right about the vertical axis in the connecting member 4. It is connected freely.
A steering cylinder 7 comprising a hydraulic cylinder is provided between the connecting member 4 and the front machine body 2, and the front machine body 2 swings left and right with respect to the rear machine body 3 by expanding and contracting the steering cylinder 7. The
また、前部機体2には作業装置8(フロント作業装置)が設けられている。この作業装置8は、左右一対のリフトアーム9とバケット10とを有する。左右のリフトアーム9は、その基端側が前部機体2に設けた支持フレーム11に左右方向の軸心回りに回転自在に支持されていて、上下揺動可能とされている。バケット10は、左右リフトアーム9の先端側に左右方向の軸心回りに揺動自在に枢支連結されている。左右リフトアーム9はリフトシリンダ12によって駆動され、バケット10はバケットシリンダ13によって駆動される。これらリフトシリンダ12及びバケットシリンダ13は油圧シリンダによって構成されている。
The front machine body 2 is provided with a work device 8 (front work device). The
また、バケット10は着脱自在に設けられていて、バケット10の代わりに、スイーパー、モアー、ブレーカ等のアタッチメントをリフトアーム9の先端側に取り付け可能とされている。
後部機体3には、運転席14と、運転席保護装置としての4柱式のキャノピ15と、前記ステアリングシリンダ7を操作するステアリングホイール16と、前記作業装置8を操作する作業装置用操作レバー17と、エンジン18(ディーゼルエンジン)とが設けられている。
The
The rear body 3 includes a driver's
図2はホイールローダ1の油圧回路及び電気制御系統の一部を示している。
この図2において、18はエンジン、19は走行装置用のHST(静油圧式トランスミッション)、20はエンジン18及びHST19を制御する制御装置、21はホイールローダ1を増減速させるアクセルペダル、22はホイールローダ1を減速,停止させるインチングペダル、23はメインポンプ、24はサブポンプ(チャージポンプ)である。
FIG. 2 shows a part of the hydraulic circuit and electric control system of the
In FIG. 2, 18 is an engine, 19 is an HST (hydrostatic transmission) for a traveling device, 20 is a control device for controlling the
HST19は、エンジン18によって駆動されるHSTポンプ26と、このHSTポンプ26と一対の変速用油路27,28により閉回路接続されたHSTモータ29とを有する。HSTポンプ26からの吐出油によってHSTモータ29が駆動され、このHSTモータ29から出力される回転動力によって、本実施形態では、前輪5及び後輪6が駆動される。
The
HSTポンプ26は斜板形可変容量ポンプからなる。このHSTポンプ26の斜板の角度を変更することにより、HSTポンプ26から吐出される作動油の吐出方向や吐出流量が変更される。これによって、ホイールローダ1を前進させる方向(HSTモータ29を正転させる方向)或いはホイールローダ1を後進させる方向(HSTモータ29を逆転させる方向)にHSTモータ29の出力軸の回転速度を無段階に変速(ホイールローダ1の車速を変速)することができるように構成されている。
The
HSTモータ29は斜板形可変容量モータからなり、制御装置20からの指令信号によってHSTモータ29の斜板の角度(斜板の傾転角)が制御可能とされ、このHSTモータ29の斜板の角度を大きくすることによりHSTブレーキ力を働かせることが可能とさ
れている。このHSTモータ29の出力軸30はギヤ伝動機構31を介して伝動軸32に伝達され、この伝動軸32の後端側から後輪デフ装置33を介して左右の後車軸34に動力が伝達され、該後車軸34から後輪6に動力が伝達されて該後輪6が駆動される。また、前記伝動軸32の前端側からドライブシャフト、前輪デフ装置、前車軸等を介して前輪5に動力が伝達されて該前輪5が駆動される。
The
前輪5及び後輪6、前輪5及び後輪6を支持する支持ケース、HSTモータ29から前輪5及び後輪6へ動力を伝達する動力伝達系統等で走行装置が構成されている。
前記伝動軸32の回転速度は回転センサ35によって検出可能とされている。この回転センサ35は制御装置20に接続されていて、該回転センサ35の検出値が制御装置20に入力される。制御装置20によって回転センサ35の検出値に基づいて車速が演算される。
The traveling device includes a front wheel 5 and a rear wheel 6, a support case that supports the front wheel 5 and the rear wheel 6, a power transmission system that transmits power from the
The rotational speed of the
そして、この回転センサ35の検出値に基づいて求められる実車速が、制御装置20から出力されるエンジン回転数の指令値から求められる目標車速よりも低い(すなわち車速が減速した)場合に、ホイールローダ1に走行負荷が作用したと判断する。また、目標車速と実車速との差によって、走行負荷の度合いが求められる。
走行負荷とは、登坂路走行時やコーナー進入時等において、ホイールローダ1にかかる負荷を意味する。
When the actual vehicle speed obtained based on the detection value of the
The traveling load means a load applied to the
前記HSTポンプ26の斜板はサーボシリンダ36によって角度変更操作される。このサーボシリンダ36は前進油路37及び後進油路38を介して前後進切替弁39に接続されている。この前後進切替弁39は、4ポート3位置電磁切替弁からなり、ソレノイド40が消磁されることによりスプリング41で中立位置39aに保持され、制御装置20からの励磁信号によって中立位置39aから前進位置39b又は後進位置39cに切替えられる。
The swash plate of the
前後進切替弁39が前進位置39bに切り替えられるとHSTモータ29を正転方向に回転させるようにHSTポンプ26の斜板が傾転可能とされ、前後進切替弁39が後進位置39cに切り替えられるとHSTモータ29を逆転方向に回転させるようにHSTポンプ26の斜板が傾転可能とされる。
この前後進切替弁39は制御圧供給路42を介して斜板制御弁43に接続されている。この斜板制御弁43は、サーボシリンダ36に供給される圧油の圧力(HSTポンプ26の斜板の制御圧)を制御するものである。この斜板制御弁43は電磁比例弁によって構成されており、制御装置20からの指令信号(指令電流値)によってサーボシリンダ36に供給される圧油の圧力が制御可能とされている。
When the forward /
The forward /
制御装置20には前後進切替スイッチ44が接続され、この前後進切替スイッチ44の操作によって前後進切替弁39が励磁されて前進位置39b又は後進位置39cに切替え操作される。
また、制御装置20にはニュートラルスイッチ45が接続され、このニュートラルスイッチ45の操作によって、前後進切替弁39が消磁されて前進位置39b又は後進位置39cから中立位置39aに切り替えられる。
The
Further, a
アクセルペダル21は踏み込み操作することにより車速を制御するものである。このアクセルペダル21の踏み込み量(踏み込み具合)はポテンショメータからなるアクセルポジションセンサ46によって検出される。このアクセルポジションセンサ46は制御装置20に接続されていて、アクセルポジションセンサ46の検出値(アクセルペダル21の踏み込み量)が制御装置20に入力される。
The
インチングペダル22は踏み込み操作可能とされ、所定量踏み込んだ後、さらに踏み込むことにより走行ブレーキ用のマスターシリンダ47が操作されるように構成されている。インチングペダル22を踏まない状態からマスターシリンダ47を作動させる手前までのインチングペダルの操作領域をインチング操作領域Aという。
マスターシリンダ47は後車軸34を制動するブレーキ機構48にブレーキ油路49を介して接続され、インチングペダル22でマスターシリンダ47を作動させることにより、ブレーキ機構48が作動して左右の後車軸34が制動される。
The inching
The
インチングペダル22の踏み込み量(踏み込み具合)はポテンショメータからなるインチングポジションセンサ51によって検出される。このインチングポジションセンサ51は制御装置20に接続されていて、インチングポジションセンサ51の検出値(インチングペダル22の踏み込み量)が制御装置20に入力される。
インチング操作領域Aでは、インチングペダル22を踏み込むにつれてHSTポンプ26の斜板の制御圧が低下するように制御装置20から斜板制御弁43のソレノイド52に指令信号が出力される。
The depression amount (depression condition) of the inching
In the inching operation area A, a command signal is output from the
メインポンプ23及びサブポンプ24はエンジン18の動力によって駆動される定容量形の油圧ポンプで構成されている。メインポンプ23は、ホイールローダ1に装備された油圧アクチュエータ(ステアリングシリンダ7、リフトシリンダ12、バケットシリンダ13等)やバケット10の代わりに装着されるアタッチメントの油圧アクチュエータに作動油を供給する。
The
サブポンプ24は、前記サーボシリンダ36に作動油を供給すべく、斜板制御弁43に作動油供給路53を介して接続されている。また、サブポンプ24は、油圧アクチュエータを制御するパイロット制御弁を操作するパイロットバルブや、HSTの低圧側の変速用油路27,28に圧油を補充するチャージ回路等に圧油を供給する。
制御装置20は、ノーマルモードと、アタッチメントモードと、エコモードとを備えている。エンジン18の始動時にはノーマルモードとされ、アタッチメントスイッチ54によってアタッチメントモードに切り替えられ、エコスイッチ55によってエコモードに切り替えられる。アタッチメントスイッチ54及びエコスイッチ55は制御装置20に接続されている。
The
The
ノーマルモードでは、図3(a)に示すように、エンジン18の回転数(目標エンジン回転数)はアクセルペダル21によって制御される。すなわち、アクセルペダル21を踏み込まないときにはエンジン18の回転数はアイドリング回転数であり、アクセルペダル21を踏み込むにつれてエンジン18の回転数が上昇するように制御装置20からエンジン18に指令信号が出力される。なお、アクセルペダル21を戻すときは、その逆である。
In the normal mode, the rotational speed of the engine 18 (target engine rotational speed) is controlled by the
また、ノーマルモードでは、エンジン18の回転数に基づいてHSTポンプ26の斜板の制御圧が制御される。すなわち、エンジン回転数とHSTポンプ26の斜板の制御圧との関係を示す特性線を有するマップが制御装置20に組み込まれており、このマップに基づいて、HSTポンプ26の斜板の制御圧がエンジン18の回転数に対応する制御圧となるように、制御装置20から斜板制御弁43のソレノイド52に指令信号が出力される(エンジン回転数が上がるとHSTポンプ26の斜板の制御圧が上がり、エンジン回転数が下がるとHSTポンプ26の斜板の制御圧が下がるように制御装置20によって斜板制御弁43が制御される)。
In the normal mode, the control pressure of the swash plate of the
このように、ノーマルモードでは、インチングペダル22を踏み込まない状態では、アクセルペダル21の踏み込みに基づくエンジン回転数(HSTポンプ26の回転)と、このエンジン回転数に基づくHSTポンプ26の斜板の制御圧とによって、HSTポンプ26の吐出流量が決まり、車速が決定する。
このノーマルモードにあっては、前後進切替弁39が中立のときには、HSTポンプ26の斜板角(斜板の傾転角)が最小となるようにサーボシリンダ36がバランスされ、HSTポンプ26から圧油が吐出しない。
As described above, in the normal mode, when the inching
In this normal mode, when the forward /
前後進切替弁39を中立位置39aから前進位置39b又は後進位置39cにすると、エンジン回転数がアイドル回転数ではHSTポンプ26の斜板の制御圧は最小であり(HSTポンプ26の斜板角が最小であり)、ホイールローダ1は停止したままである。
この状態からアクセルペダル21を踏み込むと、エンジン回転数が上がると共にHSTポンプ26の斜板の制御圧が大きくなって斜板角が大きくなり、前進又は後進する。また、アクセルペダル21を最大に踏み込んでエンジン回転数が最大回転数になるとHSTポンプ26の斜板の制御圧は最大となる。
When the forward /
When the
また、アクセルペダル21を踏み込み操作している状態で、インチングペダル22を踏
み込むと、HSTポンプ26の斜板の制御圧が下がるように制御装置20から斜板制御弁43のソレノイド52に指令信号が出力される。これにより、HSTポンプ26の斜板角が小さくなり、エンジン18の回転数がアクセルペダル21で決定される回転数のまま、ホイールローダ1が減速する。
Further, when the inching
一方、アタッチメントモードでは、図3(b)に示すように、アクセルペダル21を踏み込んでもエンジン18の回転数は変化せず、アクセルペダル21を踏み込むと、この踏み込み量に応じて制御装置20から斜板制御弁43のソレノイド52に指令信号が出力され、アクセルペダル21の踏み込み量に応じてHSTポンプ26の斜板の制御圧が変化する。すなわち、アタッチメントモードでは、エンジン18の回転数とは関係なく、アクセルペダル21の踏み込み量に基づいてHSTポンプ26の斜板が制御され、アクセルペダル21を踏み込まない場合には、HSTポンプ26の斜板の制御圧が最小となるように、制御装置20から斜板制御弁43のソレノイド52に指令信号が出力され、アクセルペダル21を踏み込むにつれて、HSTポンプ26の斜板の制御圧が大きくなるように(HSTポンプ26の斜板角が大きくなるように)、制御装置20から斜板制御弁43に指令信号が出力される。
On the other hand, in the attachment mode, as shown in FIG. 3B, even if the
このアタッチメントモードでのエンジン18の回転数の設定は、アクセル設定ダイヤル56(アクセル設定部材)によって行う。すなわち、このアクセル設定ダイヤル56は制御装置20に接続されており、該アクセル設定ダイヤル56で設定されるエンジン回転数になるように制御装置20からエンジン18に指令信号が出力される。また、アクセル設定ダイヤル56を回すことにより、エンジン18の回転数を、例えば、1700rpm〜2400rpmまで、段階的に或いは無段階に設定変更することができ、且つ設定した回転数にエンジン18の回転数を保持することができる。
The rotation speed of the
このアタッチメントモードでは、前後進切替弁39が中立位置39aのときには、ノーマルモードと同じく、HSTポンプ26の斜板角は最小であり、HSTポンプ26から圧油が吐出しない。
また、前後進切替弁39を中立位置39aから前進位置39b又は後進位置39cにし且つアクセル設定ダイヤル56でエンジン回転数がアイドリング回転数より大に設定されていても、アクセルペダル21を踏み込まない状態では、HSTポンプ26の斜板の制御圧は最小であり(HSTポンプ26の斜板角は最小のままであり)、前進又は後進しない。
In this attachment mode, when the forward /
Further, even when the forward /
この状態からアクセルペダル21を踏み込むとホイールローダ1が発進し、アクセルペダル21を踏み込むにつれてHSTポンプ26の斜板角が大きくなるように斜板の制御圧が制御されて増速する。このとき、エンジン18の回転数はアクセル設定ダイヤル56で決定される回転数のままである。
また、アクセルペダル21を踏み込み操作している状態で、インチングペダル22を踏み込むと、HSTポンプ26の斜板の制御圧が下がるように制御装置20から斜板制御弁43のソレノイド52に指令信号が出力されて、HSTポンプ26の斜板角が小さくなり、アクセル設定ダイヤル56で決定されるエンジン回転数のままで、ホイールローダ1が減速する。
When the
Further, when the inching
前記ノーマルモード及びアタッチメントモードにおいて、最終的なHSTポンプ26斜板の制御圧は(HSTポンプ26の斜板の制御圧を制御する斜板制御弁43に指示する電流値は)、Y×(Z/100)で決定される。
Yはアクセルペダル21によって決まるHSTポンプ26の斜板の制御圧である。Zはインチングペダル22の前記インチング操作領域Aでの踏込具合である。このZはインチング解放(インチングペダル22を踏み込まない状態)で100%、インチング操作領域Aでの最大の踏込で0%となる。
In the normal mode and the attachment mode, the final control pressure of the swash plate of the HST pump 26 (the current value instructed to the swash
Y is the control pressure of the swash plate of the
したがって、ノーマルモード及びアタッチメントモードにおいて、アクセルペダル21の踏み込み量に拘わらず、インチングペダル22をマスターシリンダ47を作動させる手前まで踏み込むと、HSTポンプ26の斜板の制御圧は最小(零)となり、ホイールローダ1が停止する。
以上のように、前記ノーマルモードでは、アクセルペダル21の踏み込み量に基づいてエンジン回転数が制御されると共に該エンジン回転数に基づいてHSTポンプ26の斜板が制御される。これによって、アクセルペダル21の踏み込み操作でエンジン回転数を制御しながら車速を制御するという通常のアクセルペダル21の操作で車速を制御することができる。
Therefore, in the normal mode and the attachment mode, regardless of the depression amount of the
As described above, in the normal mode, the engine speed is controlled based on the depression amount of the
また、アタッチメントモードでは、アクセルペダル21の踏み込み量に基づいて、エンジン回転数とは無関係に、HSTポンプ26の斜板が制御される。これによって、エンジン回転数を一定に保ちながら、アクセルペダル21の踏み込み操作で車速を制御することができる。したがって、駆動部を一定速度で回転させる必要のあるアタッチメントを使用する場合でも、アクセルペダル21の通常操作と同じ操作で車速を制御することができる。
In the attachment mode, the swash plate of the
エコモードでは、図4(a)に示すエンジン回転制御マップ57に基づいてエンジン18の回転数(目標エンジン回転数)が制御される。
このエンジン回転制御マップ57は、アクセルペダル21の踏み込み量とエンジン回転数との関係を設定しており、アクセルペダル21の踏み込み量を横軸にとりエンジン回転数を縦軸にとっている。
In the eco mode, the rotation speed of the engine 18 (target engine rotation speed) is controlled based on the engine
The engine
エンジン回転制御マップ57は、第1制御特性線58と、第2制御特性線59と、第3制御特性線60とを有し、制御装置20は、第1制御特性線58に従ってエンジン回転数の制御を行う第1エンジン回転制御部61と、第2制御特性線59に従ってエンジン回転数の制御を行う第2エンジン回転制御部62と第3制御特性線60に従ってエンジン回転数の制御を行う第3エンジン回転制御部63とを有する。
The engine
第1制御特性線58は、作業装置8の作業速度を優先した高い回転数でエンジン18の回転数を制御するように設定され、例えば、アクセルペダル21を最大に踏み込んだ状態でエンジン回転数が定格回転数となるように設定される。
第2制御特性線59は、省燃費を優先した低い回転数(第1制御特性線58より低い回転数)でエンジン18の回転数を制御するように設定されている。
The first control
The second control
第3制御特性線60は、第1制御特性線58と第2制御特性線59との間に位置しており、第1制御特性線58と第2制御特性線59との間の回転数でエンジン18の回転数を制御するように設定されている。
本実施形態では、第1制御特性線58での最大エンジン回転数(アクセルペダル21を最大に踏み込んだ状態での回転数)は2400rpmに設定され、第2制御特性線59での最大エンジン回転数は1800rpmに設定され、第3制御特性線60での最大エンジン回転数は2200rpmに設定されている。
The third control
In the present embodiment, the maximum engine speed at the first control characteristic line 58 (the speed when the
作業装置8で作業を行っているときには、制御装置20の第1エンジン回転制御部61が第1制御特性線58に従ってエンジン18の回転数を制御する。これによって、効率のよい作業を行うことができる。
作業装置8で作業を行うときには、インチングペダル22を操作してホイールローダ1の発進・停止を小刻みに繰り返す(ホイールローダ1を寸動で前進又は後進させる)、いわゆるインチング操作(インチング走行)を行う。また、作業装置8で作業を行うときには、作業装置8の動作を速くするために、アクセルペダル21でエンジン回転数を上げたままにし、発進、停止及び車速の増減速の操作はインチングペダル22で行う。したがって、作業装置8で作業を行うときには、インチングペダル22を使用することから、本実施形態では、作業装置8による作業時をインチングペダル22を操作したことで特定している。すなわち、インチングペダル22の操作時に、第1エンジン回転制御部が第1制御特性線58に従ってエンジン回転数の制御を行う。
When the
When working with the
作業装置8による作業時を特定するのに、リフトアーム9やバケット10の動作又は作業装置用操作レバー17の操作を検出するようにしてもよいが、そうすると、別途センサ等の検出手段が必要となる。これに対し、本実施形態のホイールローダ1には、HSTポンプ26の斜板の制御圧を制御するために、インチングペダル22の操作量をインチングポジションセンサ51によって検出して制御装置20に入力するようにしていることから
、作業装置8の作業時を特定するのに、インチングポジションセンサ51によるペダルの踏み込み操作の検出を利用することができる。これによって、作業装置8による作業時を特定するのに、別途、検出手段を設けなくてもよいという効果を奏する。
In order to specify when the
一方、走行時(作業を行わないで走行のみを行っているとき)においては、走行負荷が所定負荷よりも小さいときには、制御装置20の第2エンジン回転制御部62が第2制御特性線59に従ってエンジン18の回転数を制御し、走行負荷が前記所定負荷以上のときには、制御装置20の第3エンジン回転制御部63が第3制御特性線60に従ってエンジン18の回転数を制御する。
On the other hand, during traveling (when only traveling without performing work), when the traveling load is smaller than the predetermined load, the second engine
例えば、平坦路を走行しているときには第2制御特性線59に従ってエンジン18の回転数が制御され、登坂路を走行してホイールローダ1に所定負荷以上の走行負荷が作用するときには、第3制御特性線60に従ってエンジン18の回転数が制御される。これによって、十分な燃費低減を図ることができる。
すなわち、図4(b)に示すようなエンジン回転制御マップ64(第1制御特性線58及び第2制御特性線59のみを有し、第3制御特性線60のないマップ)に基づいてエンジン18の回転数を制御するようにした場合、走行時において、走行負荷が所定負荷以上になる頻度が高いと、高いエンジン回転数で制御され、十分な燃費低減を図ることができない。また、負荷が所定負荷以上になった場合のエンジン回転数を第1制御特性線58で制御する場合のエンジン回転数より低く設定すると、作業装置8で作業する際に、作業装置8の動作が遅くなる。したがって、作業装置8で作業する場合の作業効率(作業速度の低下)を考慮すると、負荷が所定負荷以上になった場合のエンジン回転数をあまり下げることもできない。
For example, when traveling on a flat road, the rotational speed of the
That is, the
そこで、図4(a)に示すように、第1制御特性線58及び第2制御特性線59の他に第3制御特性線60を設け、所定負荷よりも小さい走行負荷で走行しているときに走行負荷が所定負荷以上になった場合と、作業装置8で作業を行う場合とで、エンジン回転数を制御する制御特性線を変えることにより、十分な燃費低減と効率のよい作業とを両立させることができる。
Therefore, as shown in FIG. 4A, when the third control
なお、作業を行わないで走行のみを行っているときに、インチングペダルを踏むと、エンジン回転数は第1制御特性線58で制御される高い回転数に切り換わるが、走行のみを行っているときに減速する場合は、通常、アクセルペダルを放して減速を行うので、問題はない。
また、ノーマルモード及びアタッチメントモードでは、走行負荷の大小に拘わらず、第1制御特性線58に従ってエンジン18の回転数が制御される。これにより、スピードを重視した走行を行う場合と、省燃費を重視した走行を行う場合とを選択することができる。
Note that when the inching pedal is depressed while only traveling without performing work, the engine speed is switched to a higher speed controlled by the first control
Further, in the normal mode and the attachment mode, the rotational speed of the
8 作業装置
18 エンジン
20 制御装置
21 アクセルペダル
22 インチングペダル
24 サブポンプ(油圧ポンプ)
26 HSTポンプ
27 変速用油路
28 変速用油路
29 HSTモータ
36 サーボシリンダ
43 斜板制御弁
51 インチングポジションセンサ
58 第1制御特性線
59 第2制御特性線
60 第3制御特性線
61 第1エンジン回転制御部
62 第2エンジン回転制御部
63 第3エンジン回転制御部
8 Working
26
Claims (3)
作業を行うための作業装置と、
前記伝動軸の回転速度を検出する回転センサと、
アクセルペダルの操作量とエンジン回転数との関係を設定した第1〜3制御特性線に基づいてエンジン回転数を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
作業装置の作業時において、作業速度を優先した第1制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第1エンジン回転制御部と、
走行時において、前記回転センサの検出値に基づいて求められる実車速が、制御装置から出力されるエンジン回転数の指令値に対応する目標車速よりも低い場合に、当該作業機に走行負荷が作用したと判断し、前記走行負荷が所定負荷よりも小さいときに、省燃費を優先した第2制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第2エンジン回転制御部と、
走行時において、前記走行負荷が前記所定負荷以上のときに、第1制御特性線と第2制御特性線との間に位置する第3制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第3エンジン回転制御部とを有することを特徴とする作業機。 A traveling device having a wheel and a transmission shaft that is rotated by an engine and transmits the rotation to the wheel ;
A working device for performing the work;
A rotation sensor for detecting a rotation speed of the transmission shaft;
A control device for controlling the engine speed based on first to third control characteristic lines in which the relationship between the accelerator pedal operation amount and the engine speed is set;
The controller is
A first engine speed control unit that controls the engine speed in accordance with a first control characteristic line that prioritizes work speed during work of the work device;
During traveling, when the actual vehicle speed obtained based on the detection value of the rotation sensor is lower than the target vehicle speed corresponding to the engine rotational speed command value output from the control device, a traveling load acts on the work implement. A second engine speed control unit that controls the engine speed according to a second control characteristic line that prioritizes fuel economy when the travel load is smaller than a predetermined load;
During travel, the when traveling load of more than the predetermined load, the third engine speed for controlling engine speed in accordance with a third control characteristic line located between the first control characteristic line and the second control characteristic line A working machine comprising a control unit.
インチングペダルの操作時に第1エンジン回転制御部が第1制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の作業機。 An HST pump consisting of a swash plate type variable displacement pump driven by an engine, and a closed circuit connected to the HST pump by a pair of speed change oil passages, and driven by oil discharged from the HST pump, the traveling device is A swash plate control comprising an HST motor to be driven, a servo cylinder for controlling a swash plate of the HST pump, and an electromagnetic proportional valve for supplying pressure oil from a hydraulic pump driven by the engine to the servo cylinder as a control pressure of the swash plate. It includes a valve, an inching pedal for decelerating the vehicle speed, and an inching position sensor that detects the amount of depression of the inching pedal and inputs it to the control device so that the control pressure of the swash plate decreases when the inching pedal is depressed. A working machine in which a swash plate control valve is controlled by a command signal output from a control device.
The working machine according to claim 1, wherein the first engine speed control unit controls the engine speed according to the first control characteristic line when operating the inching pedal.
第1〜3エンジン回転制御部によってエンジン回転数の制御を行うエコモードとに切り替え可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の作業機。 A normal mode in which the engine speed is controlled only by the first control characteristic line;
The working machine according to claim 1, wherein the working machine can be switched to an eco mode in which the engine speed is controlled by the first to third engine rotation control units.
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