JPH05106245A - Working car with hst hydraulic travel gear - Google Patents

Working car with hst hydraulic travel gear

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JPH05106245A
JPH05106245A JP29636591A JP29636591A JPH05106245A JP H05106245 A JPH05106245 A JP H05106245A JP 29636591 A JP29636591 A JP 29636591A JP 29636591 A JP29636591 A JP 29636591A JP H05106245 A JPH05106245 A JP H05106245A
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JP
Japan
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hydraulic
working machine
front working
motor
force
Prior art date
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Application number
JP29636591A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Kobayashi
透 小林
Mitsuo Sonoda
光夫 園田
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To set the matching point of an engine and an HST travelling hydraulic circuit arbitrarily, and to lower tractive force and increase lifting force until a front working machine starts its operation at the time of the relief of a hydraulic circuit for the front working machine. CONSTITUTION:A self-advancing type working car, on which an HST travelling hydraulic system is loaded, has a variable displacement hydraulic pump 12 and a variable displacement hydraulic motor 14 for travelling connected to the pump 12 in a closed circuit manner by a pair of main lines 13a, 13b, and travelling force is obtained by the output torque of the hydraulic motors. When the detected driving pressure of a hydraulic cylinder 18 for a front working machine reaches at least a fixed value or more, the discharge of the variable displacement hydraulic motor 14 is reduced until the detected working speed of the front working machine reaches a fixed value. Accordingly, travelling torque is lowered when large front driving force is required, large lifting force is acquired only by the lowering section of travelling torque, and the front working machine positively starts its operation even in any soil and sand.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ホイ−ルロ−ダ等のよ
うに原動機の出力トルクを掘削などのフロント力と走行
力とにバランスよく配分する必要のあるHST油圧走行
装置を備えた作業車両に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a work provided with an HST hydraulic traveling device, such as a wheel loader, which needs to distribute the output torque of a prime mover to a front force and a traveling force for excavation in a well-balanced manner. Regarding the vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は自走式作業車両を代表するホイ−
ルロ−ダの一例の全体概略図である。このホイ−ルロ−
ダ1の走行駆動力はいわゆるHST油圧走行装置により
得られる。また、ホイ−ルロ−ダ1は掘削,積込作業等
を行なうためのフロント作業機2を備え、このフロント
作業機2はリフトアーム用油圧シリンダおよびバケット
用油圧シリンダで駆動され、これらの油圧シリンダは、
HST油圧走行装置の油圧ポンプと同一のエンジンで駆
動される油圧ポンプからの圧油で駆動される。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a wheel representing a self-propelled work vehicle.
It is the whole schematic diagram of an example of a ruler. This wheel lo
The traveling driving force of da 1 is obtained by a so-called HST hydraulic traveling device. The wheel loader 1 is provided with a front working machine 2 for performing excavation, loading work, etc. The front working machine 2 is driven by a hydraulic cylinder for a lift arm and a hydraulic cylinder for a bucket. Is
It is driven by pressure oil from a hydraulic pump driven by the same engine as the hydraulic pump of the HST hydraulic traveling system.

【0003】この種のHST走行油圧回路を備えたホイ
ルローダは、たとえば、実開平3−13362号公報に
記載されている。この回路では、油圧モータに2速モー
タを採用し、掘削作業とドーザ作業を選択するスイッチ
により掘削作業時には油圧モータを2速に固定し、ドー
ザ作業時には、主管路圧力が所定値になるまでは2速と
し、所定値以上になると1速に切換えて牽引力を増大さ
せる。
A wheel loader equipped with this type of HST traveling hydraulic circuit is described in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 13362/1993. In this circuit, a 2-speed motor is used as the hydraulic motor, and the hydraulic motor is fixed to the 2-speed during excavation work by a switch that selects excavation work and dozer work. During dozer work, until the main pipeline pressure reaches a predetermined value. The second speed is set, and when the predetermined value or more is reached, the first speed is selected and the traction force is increased.

【0004】ところで、ホイ−ルロ−ダの作業は一般的
に走行と掘削等のいわゆる複合動作で行なわれる。従っ
て、エンジンの出力馬力を走行とフロントに対し如何に
馬力配分するかが性能上重要な問題である。次にこの点
について詳述する。図5は、エンジントルクカ−ブET
(ETH)とHST走行油圧回路がリリーフ時の吸収ト
ルクカ−ブTTを示したものである。フロント作業機用
油圧ポンプのリリーフ時にエンジンのトルクカ−ブは、
図5に示すように実線ETからフロント作業機用油圧ポ
ンプの吸収トルクTb分だけ低い破線ETHのカ−ブに
下方平行移動する。そして、この破線で示すトルクカ−
ブETHとHST走行油圧ポンプの吸収トルクカ−ブT
Tとの交点BがいわゆるエンジンとHST走行油圧回路
のマッチング点となり、トルクTb’が走行駆動トルク
となる。この時、エンジン回転数はNbまで低下する。
このように、エンジンとフロント作業機用油圧ポンプお
よびHST油圧走行回路の仕様を設定すると上述のマッ
チング点Bは結果的に一点のみ決まる。
By the way, the work of the wheel loader is generally performed by so-called combined operation such as traveling and excavation. Therefore, how to distribute the output horsepower of the engine to the running and the front is an important issue in terms of performance. Next, this point will be described in detail. FIG. 5 shows the engine torque curve ET.
(ETH) and the HST traveling hydraulic circuit show the absorption torque curve TT at the time of relief. At the time of relief of the hydraulic pump for the front working machine, the torque curve of the engine is
As shown in FIG. 5, a downward parallel movement is made from the solid line ET to the curve of the broken line ETH, which is lower by the absorption torque Tb of the hydraulic pump for the front working machine. Then, the torque curve shown by the broken line
Absorption torque curve of the ETH and HST traveling hydraulic pumps T
The intersection B with T becomes the matching point between the so-called engine and the HST traveling hydraulic circuit, and the torque Tb 'becomes the traveling drive torque. At this time, the engine speed drops to Nb.
As described above, when the specifications of the engine, the hydraulic pump for the front working machine, and the HST hydraulic traveling circuit are set, only one matching point B is determined.

【0005】図6は掘削時の土砂が剪断破壊されるメカ
ニズムを示すもので、土砂に作用する垂直応力Pbおよ
び剪断応力τは、走行駆動力による応力σfとリフト力
σrによって決定され、上記Pb,τは図7のようにモ
ールの応力円Rの円上に決る。そして、モールの応力円
の応力状態が土砂の破壊条件を満足するとき、土砂の剪
断破壊が起こる。つまり、図7に示す符号Lτは土砂の
破壊線図であり、 Lτ=C+Pbtanφ ただし、Cは土砂の粘着力、φは内部摩擦角で示される
が、土砂の破壊線図Lτがモールの応力円と接する点Q
が、土砂が剪断破壊し掘削できる点である。
FIG. 6 shows the mechanism of shear failure of the earth and sand during excavation. The vertical stress Pb and the shear stress τ acting on the earth and sand are determined by the stress σf and the lift force σr due to the running driving force, and the above Pb. , Τ are determined on the circle of the Mohr's stress circle R as shown in FIG. Then, when the stress state of the stress circle of the molding satisfies the failure condition of the earth and sand, shear failure of the earth and sand occurs. In other words, the symbol Lτ shown in FIG. 7 is a fracture diagram of earth and sand, and Lτ = C + Pbtanφ where C is the adhesive force of the earth and sand and φ is indicated by the internal friction angle. Point Q that touches
However, the point is that the earth and sand can be sheared and excavated.

【0006】次に図8および図9を参照してリフト力と
牽引力(走行力または走行駆動力)について説明する。
図8はフロント作業機油圧回路がリリーフする時のリフ
ト力と牽引力との関係を示すグラフ、図9はバケット先
端におけるリフト力と牽引力との力線図である。ここ
で、図9(a)からわかるように、リフト力を生ずるリ
フトアーム用油圧シリンダの推力の一部は牽引力の反力
で打消されるので、フロント作業機油圧回路の圧力を一
定とすれば牽引力が大きくなるほどリフト力が減少す
る。したがって、牽引力が大きすぎる場合(図9
(b))、リフト力が相対的に小さくなるためタイヤに
負荷をかけにくくなり、タイヤはスリップしやすくな
る。一方、リフト力が相対的に大きすぎると牽引力が不
足し、図9(c)のように力線図の方向が上向きとな
る。すなわち、いわゆる突込み性が悪く、バケットに荷
が入り込まないうちにリフトアームが持ち上がってしま
う。いずれの場合にも、作業効率が悪くなる。
Next, the lift force and the traction force (traveling force or traveling driving force) will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the lift force and the traction force when the front working machine hydraulic circuit relieves, and FIG. 9 is a force line diagram of the lift force and the traction force at the bucket tip. Here, as can be seen from FIG. 9A, a part of the thrust force of the lift arm hydraulic cylinder that generates the lift force is canceled by the reaction force of the traction force, so that if the pressure of the front working machine hydraulic circuit is kept constant. As the traction force increases, the lift force decreases. Therefore, if the traction force is too large (Fig. 9
(B)) Since the lift force is relatively small, it is difficult to apply a load to the tire and the tire easily slips. On the other hand, when the lift force is relatively large, the traction force is insufficient, and the direction of the force line diagram is upward as shown in FIG. 9 (c). That is, the so-called thrusting property is poor, and the lift arm is lifted before a load enters the bucket. In either case, the work efficiency becomes poor.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した土砂の粒子間
の粘着力Cや内部摩擦角φ等の特性は土砂の種類によっ
て千差万別であり、土砂の特性に合わせて所望の掘削力
を得るためには走行駆動力とリフト力とのマッチングを
その都度調整しなくてはならないが、上記公報に記載の
作業車両では掘削時のマッチング点は1点しかなく、土
砂の状態に応じてオペレータが頻繁にアクセルペダルや
バケット操作レバーを微妙に操作する必要がある。より
具体的には、作業内容に応じてアクセルペダルの踏み込
み量を調節してエンジン出力(エンジン回転数)を制御
し、これにより牽引力を増減するとともに、同時に作業
レバーを制御して最適なマッチング点を選択している。
そのため、このような同時作業は高い熟練度を要し、ベ
テランのオペレータでも容易ではなく、長時間作業を行
うと疲労を招いて作業効率が低下するという問題があ
る。
The characteristics such as the adhesive force C between the particles of the earth and sand and the internal friction angle φ are various according to the kind of earth and sand, and the desired excavating force can be adjusted according to the characteristics of the earth and sand. In order to obtain it, the matching between the traveling drive force and the lift force has to be adjusted each time, but the working vehicle described in the above publication has only one matching point during excavation, and the operator depending on the state of the earth and sand. However, it is often necessary to delicately operate the accelerator pedal and bucket operation lever. More specifically, the engine output (engine speed) is controlled by adjusting the amount of depression of the accelerator pedal according to the work content, thereby increasing or decreasing the traction force, and at the same time controlling the work lever to obtain the optimum matching point. Is selected.
Therefore, such simultaneous work requires a high degree of skill and is not easy for even a seasoned operator, and when working for a long time, fatigue is caused and work efficiency decreases.

【0008】なお、上記公報の回路によれば、掘削選択
時には牽引力が低めに制限されるから、ドーザ作業時の
1速に比べて大きなリフト力を発揮できる。しかしなが
ら、このような従来方式の1速はあくまでドーザ作業に
マッチした設定であり掘削には不向きであり、掘削時の
エンジンとHST走行油圧回路のマッチング点はやはり
1点である。つまり、この従来回路では土砂の種類や走
行路面に応じて任意のマッチング点を設定することはで
きない。
According to the circuit disclosed in the above publication, the traction force is limited to a low level when the excavation is selected, so that a large lift force can be exerted as compared with the first speed during the dozer work. However, the first speed of such a conventional system is set to match the dozer work and is not suitable for excavation, and the number of matching points between the engine and the HST traveling hydraulic circuit during excavation is also one. That is, with this conventional circuit, it is not possible to set an arbitrary matching point according to the type of soil and the road surface on which the vehicle travels.

【0009】本発明の目的は、エンジンとHST走行油
圧回路のマッチング点を任意に設定できるようにし、フ
ロント作業機用油圧回路のリリーフ時にフロント作業機
が動作を開始するまで牽引力を下げてリフト力を大きく
するようにしたHST油圧走行装置を備えた作業車両を
提供することにある。
An object of the present invention is to make it possible to arbitrarily set the matching point between the engine and the HST traveling hydraulic circuit, and reduce the traction force by lowering the traction force until the front working machine starts operating during relief of the front working machine hydraulic circuit. It is an object of the present invention to provide a work vehicle provided with an HST hydraulic traveling device having a large size.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1,図
2に対応付けて説明すると、本発明は、原動機11に駆
動される可変容量油圧ポンプ12と、可変容量油圧ポン
プ12と一対の主管路13a,13bで閉回路接続され
る走行用可変容量油圧モータ14と、この可変容量油圧
モータ14の吐出容量を調節するモータ吐出容量調節手
段16と、原動機11に駆動されるフロント作業機用油
圧ポンプ17と、フロント作業機用油圧ポンプ17から
吐出される圧油によりフロント作業機2を駆動するフロ
ント作業機用油圧シリンダ18とを有するHST油圧走
行装置を備えた作業車両に適用される。そして、フロン
ト作業機用油圧シリンダ18の駆動圧力を検出する圧力
検出手段32と、フロント作業機2の動作速度を検出す
る動作速度検出手段35,44と、少なくとも、検出さ
れたフロント作業機用油圧シリンダ18の駆動圧力が所
定値以上の時に、検出された動作速度が所定値になるま
で吐出容量調節手段16を制御して可変容量油圧モータ
14の吐出容量を低減するモータ吐出容量制御手段30
とを具備することにより、上述の目的が達成される。
The present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 showing an embodiment. In the present invention, a variable displacement hydraulic pump 12 driven by a prime mover 11, and a variable displacement hydraulic pump 12 are paired. Variable displacement hydraulic motor 14 for traveling, which is connected in a closed circuit by the main pipelines 13a and 13b, a motor discharge capacity adjusting means 16 for adjusting the discharge capacity of the variable capacity hydraulic motor 14, and a front working machine driven by the prime mover 11. The present invention is applied to a work vehicle including an HST hydraulic traveling device including a hydraulic pump 17 for a vehicle and a hydraulic cylinder 18 for a front working machine that drives the front working machine 2 with pressure oil discharged from the hydraulic pump 17 for a front working machine. .. Then, the pressure detecting means 32 for detecting the driving pressure of the front working machine hydraulic cylinder 18, the operating speed detecting means 35, 44 for detecting the operating speed of the front working machine 2, and at least the detected front working machine hydraulic pressure. When the driving pressure of the cylinder 18 is equal to or higher than a predetermined value, the motor displacement control means 30 for controlling the displacement control means 16 to reduce the displacement of the variable displacement hydraulic motor 14 until the detected operation speed reaches a predetermined value.
By including the above, the above-mentioned object is achieved.

【0011】[0011]

【作用】フロント作業機用油圧シリンダ18の駆動圧力
が所定値以上の時(たとえばリリーフ圧のとき)、フロ
ント作業機の動作速度が目標値に達するまで油圧モータ
14の吐出容量が低減され、走行トルクが小さくなる。
その結果、牽引力の低下分だけ大きなリフト力が得られ
るとともに、いかなる土砂であってもフロント作業機は
確実に動作を開始する。
When the driving pressure of the front working machine hydraulic cylinder 18 is equal to or higher than a predetermined value (for example, when the pressure is a relief pressure), the displacement of the hydraulic motor 14 is reduced until the operating speed of the front working machine reaches a target value, and the vehicle travels. The torque becomes smaller.
As a result, a large lift force corresponding to the decrease in the traction force is obtained, and the front working machine reliably starts operating regardless of the soil.

【0012】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
Incidentally, in the section of means and action for solving the above problems for explaining the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments are used for making the present invention easy to understand. It is not limited to.

【0013】[0013]

【実施例】図1および図2により本発明の一実施例を説
明する。エンジン11により駆動される可変容量形油圧
ポンプ12には、前進側主管路13aおよび後進側主管
路13bを介して可変容量形油圧モータ14が閉回路接
続され、油圧ポンプ12からの吐出油により油圧モータ
14が駆動される。この油圧モータ14の回転は不図示
の走行駆動機構を介して車軸を駆動させて車両を走行さ
せる。ここで、エンジン11の回転数は不図示の走行ペ
ダルの操作によって調節される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The variable displacement hydraulic pump 12 driven by the engine 11 is connected to a variable displacement hydraulic motor 14 in a closed circuit via a forward main passage 13a and a reverse main pipeline 13b, and hydraulic oil is discharged from the hydraulic pump 12 by a hydraulic pressure. The motor 14 is driven. The rotation of the hydraulic motor 14 drives the axle via a traveling drive mechanism (not shown) to drive the vehicle. Here, the rotation speed of the engine 11 is adjusted by operating a traveling pedal (not shown).

【0014】15は、制御装置30から送られる吐出容
量信号qpおよび前後進信号frにより可変容量油圧ポ
ンプ12の吐出容量および吐出方向を制御するポンプレ
ギュレータである。なお、車両の前後進は不図示のスイ
ッチにより選択されて制御装置30に入力される。16
は、制御装置30から送られる吐出容量信号qmにより
可変容量油圧モータ14の吐出容量を制御するモータレ
ギュレータである。ポンプレギュレータ15やモータレ
ギュレータ16はとくにその形態を問わず、従来から知
られている方式、機構が採用可能であり、ここではその
詳細説明を省略する。なお、いわゆるオ−トモティブ制
御を採用する場合、ポンプレギュレ−タ15はエンジン
回転数とHST回路差圧によってポンプ吐出容量を制御
する。
Reference numeral 15 is a pump regulator for controlling the discharge capacity and the discharge direction of the variable displacement hydraulic pump 12 based on the discharge capacity signal qp and the forward / reverse signal fr sent from the control device 30. The forward / backward movement of the vehicle is selected by a switch (not shown) and input to the control device 30. 16
Is a motor regulator that controls the discharge capacity of the variable displacement hydraulic motor 14 based on the discharge capacity signal qm sent from the control device 30. The pump regulator 15 and the motor regulator 16 are not particularly limited in their forms, and conventionally known methods and mechanisms can be adopted, and detailed description thereof will be omitted here. When so-called automatic control is adopted, the pump regulator 15 controls the pump discharge capacity by the engine speed and the HST circuit differential pressure.

【0015】17はフロント作業機用の油圧ポンプであ
り、可変容量油圧ポンプ11と同じエンジン11で駆動
される。18はリフトアーム用油圧シリンダ、19はバ
ケット用油圧シリンダであり、並列に接続されたコント
ロールバルブ20,21の切換えによりそれぞれ駆動制
御される。すなわち、油圧ポンプ17の吐出油はコント
ロ−ルバルブ20を介してバケット用油圧シリンダ19
を駆動する一方、コントロールバルブ21を介してリフ
トアーム用油圧シリンダ19を駆動する。コントロ−ル
バルブ20,21は運転席の操作レバーにより切換え操
作される。
Reference numeral 17 denotes a hydraulic pump for a front working machine, which is driven by the same engine 11 as the variable displacement hydraulic pump 11. Reference numeral 18 is a lift arm hydraulic cylinder, and 19 is a bucket hydraulic cylinder, which are driven and controlled by switching control valves 20 and 21 connected in parallel. That is, the oil discharged from the hydraulic pump 17 is supplied to the bucket hydraulic cylinder 19 via the control valve 20.
On the other hand, the lift arm hydraulic cylinder 19 is driven via the control valve 21. The control valves 20 and 21 are switched by an operating lever on the driver's seat.

【0016】制御装置30は、マイクロコンピュ−タや
図1に示す制御回路などから構成され、その入力側に
は、フロント作業機用油圧ポンプ17の吐出圧力Pfを
検出する圧力センサ31と、リフトアーム用油圧シリン
ダ18の入力側の圧力Psを検出する圧力センサ32
と、主管路13a,13bの圧力Ph1,Ph2をそれ
ぞれ検出する圧力センサ33,34と、リフトアームの
回動量に応じた信号を出力する回動角度センサ35とが
ぞれぞれ接続されている。また、制御装置30の出力側
には、ポンプレギュレータ15とモータレギュレータ1
6が接続されている。
The control device 30 is composed of a microcomputer and the control circuit shown in FIG. 1, and the like. The input side thereof has a pressure sensor 31 for detecting the discharge pressure Pf of the front working machine hydraulic pump 17 and a lift. Pressure sensor 32 for detecting the pressure Ps on the input side of the arm hydraulic cylinder 18
, Pressure sensors 33 and 34 for detecting the pressures Ph1 and Ph2 of the main pipelines 13a and 13b, respectively, and a rotation angle sensor 35 for outputting a signal according to the rotation amount of the lift arm, respectively. .. Further, the pump regulator 15 and the motor regulator 1 are provided on the output side of the control device 30.
6 is connected.

【0017】図1の制御回路は、モータレギュレータ1
6を制御するための回路であり、HST走行油圧回路の
主管路13a,13bの圧力差の絶対値(|Ph1−P
h2|)を算出する減算器41と、この圧力差によって
モータ吐出容量qmを決定する関数発生器42と、フロ
ント作業機用油圧ポンプ17の負荷圧力Pfによってモ
ータ吐出容量qmを決定する関数発生器43とを備え
る。関数発生器42は、上記主管路13a,13bの管
路圧力Ph1とPh2との差Phが第1の所定値までは
油圧モータ吐出容量qmを最小値に固定し、第1の所定
値を越えると吐出容量qmを大きくし、また、第2の所
定値を越えると吐出容量qmを最大値に固定するような
信号を発生する。一方、関数発生器43は、作業機用油
圧ポンプの負荷圧力Pfが大きいほど油圧モータ吐出容
量qmを漸減する信号を発生する。たとえば、フロント
作業機用油圧ポンプのリリーフ圧力時には油圧モータの
吐出容量はその最大値の60%〜75%に制限される。
The control circuit shown in FIG.
6 for controlling the HST traveling hydraulic circuit, the absolute value of the pressure difference between the main pipelines 13a and 13b (| Ph1-P
h2 |) subtractor 41, a function generator 42 that determines the motor discharge capacity qm based on this pressure difference, and a function generator that determines the motor discharge capacity qm based on the load pressure Pf of the front working machine hydraulic pump 17. And 43. The function generator 42 fixes the hydraulic motor discharge capacity qm to the minimum value until the difference Ph between the pipeline pressures Ph1 and Ph2 of the main pipelines 13a and 13b reaches a first predetermined value, and exceeds the first predetermined value. And increase the discharge volume qm, and when the second predetermined value is exceeded, a signal for fixing the discharge volume qm to the maximum value is generated. On the other hand, the function generator 43 generates a signal that gradually decreases the hydraulic motor discharge capacity qm as the load pressure Pf of the working machine hydraulic pump increases. For example, the discharge capacity of the hydraulic motor is limited to 60% to 75% of its maximum value at the relief pressure of the hydraulic pump for the front working machine.

【0018】また、図1の制御回路は、回動角度センサ
35の検出信号を時間微分してリフトアームの実角速度
ωrを算出する微分回路44と、実角速度ωrと予め定
められている目標角速度ωa(≒0)との偏差をとる偏
差器45と、偏差に積分ゲインを乗じて補正吐出容量q
maを算出するゲイン設定器46とを備える。さらに、
リフトアームシリンダ圧力Psが所定値(Ps≒リリー
フ圧力)以上の時にハイレベル信号を出力する関数発生
器47と、そのハイレベルにより閉じるスイッチ48
と、関数発生器43の出力信号とスイッチ48の出力信
号とを加算する加算器52とを備える。49は、関数発
生器42の出力に1次遅れを与える1次遅れ要素、50
は、主管路13a,13bの圧力差によって関数発生器
42で決定されたモータ吐出容量qmと、フロント作業
機用油圧ポンプ17の負荷圧力Pfによって関数発生器
43で決定されたモータ吐出容量qmあるいはこのモー
タ吐出容量qmと補正吐出容量qmaの加算値とのう
ち、最小値を選択する最小値選択回路である。
Further, the control circuit of FIG. 1 differentiates the detection signal of the rotation angle sensor 35 with respect to time to calculate the actual angular velocity ωr of the lift arm, and the actual angular velocity ωr and a predetermined target angular velocity. A deviation device 45 that takes a deviation from ωa (≈0), and a correction ejection volume q by multiplying the deviation by an integral gain.
and a gain setter 46 that calculates ma. further,
A function generator 47 that outputs a high level signal when the lift arm cylinder pressure Ps is equal to or higher than a predetermined value (Ps≈relief pressure), and a switch 48 that closes due to the high level.
And an adder 52 for adding the output signal of the function generator 43 and the output signal of the switch 48. 49 is a first-order lag element that gives a first-order lag to the output of the function generator 42, and 50
Is the motor discharge capacity qm determined by the function generator 42 by the pressure difference between the main pipelines 13a and 13b and the motor discharge capacity qm determined by the function generator 43 by the load pressure Pf of the front working machine hydraulic pump 17 or It is a minimum value selection circuit that selects the minimum value of the added value of the motor discharge capacity qm and the corrected discharge capacity qma.

【0019】このように構成された作業車両の動作を説
明する。リフトアームシリンダ圧力Psが所定値未満の
場合にはスイッチ48が開いているから、主管路13
a,13bの圧力差によって関数発生器42で決定され
たモータ吐出容量qmと、フロント作業機用油圧ポンプ
17の負荷圧力Pfによって関数発生器43で決定され
たモータ吐出容量qmとのうち、最小値選択回路50で
選択された小さいほうの吐出容量qmがモータレギュレ
ータ16に入力され、油圧モータ14の吐出容量は選択
された吐出容量で運転される。
The operation of the work vehicle thus configured will be described. When the lift arm cylinder pressure Ps is less than the predetermined value, the switch 48 is open, so the main pipe line 13
Of the motor discharge capacity qm determined by the function generator 42 by the pressure difference between a and 13b and the motor discharge capacity qm determined by the function generator 43 by the load pressure Pf of the front working machine hydraulic pump 17, the minimum The smaller discharge capacity qm selected by the value selection circuit 50 is input to the motor regulator 16, and the discharge capacity of the hydraulic motor 14 is operated at the selected discharge capacity.

【0020】リフトアームシリンダ圧力Psが所定値以
上の場合にはスイッチ48が閉じているから、フロント
作業機用油圧ポンプ17の負荷圧力Pfによって関数発
生器43で決定されたモータ吐出容量qmに補正吐出容
量qmaが加算された値qm+qmaと、主管路13
a,13bの圧力差によって関数発生器42で決定され
たモータ吐出容量qmとのうち、最小値選択回路50で
選択された小さいほうの吐出容量qmがモータレギュレ
ータ16に入力され、油圧モータ14は選択された吐出
容量で運転される。
When the lift arm cylinder pressure Ps is equal to or higher than a predetermined value, the switch 48 is closed, so that the motor discharge capacity qm determined by the function generator 43 is corrected by the load pressure Pf of the front working machine hydraulic pump 17. The value qm + qma obtained by adding the discharge volume qma and the main pipe line 13
Of the motor discharge capacity qm determined by the function generator 42 according to the pressure difference between a and 13b, the smaller discharge capacity qm selected by the minimum value selection circuit 50 is input to the motor regulator 16, and the hydraulic motor 14 becomes Operates with the selected discharge capacity.

【0021】上述したようにフロント作業機用油圧ポン
プ17がリリーフ状態では、そのポンプ圧力Pfで決定
される油圧モータ吐出容量qmは最大値の60〜75%
程度であり、最小値選択回路50は関数発生器43で決
定された吐出容量をモータレギュレータ16に出力す
る。したがって、フロント作業機用油圧ポンプ17のリ
リーフ時には走行駆動力が小さくされて大きなリフト力
が得られる。
As described above, when the front working machine hydraulic pump 17 is in the relief state, the hydraulic motor discharge capacity qm determined by the pump pressure Pf is 60 to 75% of the maximum value.
The minimum value selection circuit 50 outputs the discharge capacity determined by the function generator 43 to the motor regulator 16. Therefore, when the hydraulic pump 17 for the front working machine is in relief, the traveling drive force is reduced and a large lift force is obtained.

【0022】しかしながら、このように走行駆動力を下
げてもリフトアームが動作しないこともある。この場
合、リフトアームが回動しない時には実回動角速度ωr
がゼロであり、偏差器45からは負の値が出力される。
この負の値は積分された後、スイッチ48から加算器5
2に入力されて関数発生器43の出力qmと加算され
る。したがって、モータレギュレータ16に加えられる
吐出容量qmはさらに小さい値になり、より一層走行駆
動力が小さくなってリフト力が大きくなる。このような
関数発生器43で決定されたqmをさらに小さくする制
御は、リフトアームの角速度が目標値ωaに達するまで
行なわれる。その結果、どの様な土砂にもかかわらず、
確実にリフトアームを回動させることが可能となる。
However, the lift arm may not operate even if the traveling driving force is reduced in this way. In this case, when the lift arm does not rotate, the actual rotation angular velocity ωr
Is zero, and the deviation device 45 outputs a negative value.
After this negative value is integrated, it is switched from the switch 48 to the adder 5
2 and is added to the output qm of the function generator 43. Therefore, the discharge capacity qm applied to the motor regulator 16 becomes a smaller value, the traveling driving force becomes further smaller, and the lift force becomes larger. The control for further reducing qm determined by the function generator 43 is performed until the angular velocity of the lift arm reaches the target value ωa. As a result, no matter what kind of sediment,
It is possible to reliably rotate the lift arm.

【0023】図3は図1の変形実施例である。図1と同
様な箇所には同一の符号を付して相違点を主に説明す
る。この実施例は基本的にはフロント作業機用油圧ポン
プ17の負荷圧力Pfによる吐出容量低減制御を省略
し、リフトアームシリンダ圧力Psが所定値に達するま
では関数発生器42で決定される吐出容量qmをモータ
レギュレータ16に入力させ、リフトアームシリンダ圧
力Psが所定値以上になると、関数発生器42で決定さ
れる吐出容量qmに対して、実角速度ωrと予め定めら
れている目標角速度ωaとの偏差の積分値を加算し、そ
の吐出容量qm+qmaをモータレギュレータ16に入
力するものである。このような制御方式を採用しても、
先の実施例と同様に、リフトアームが動作を開始するま
でモータ吐出容量qmは漸減されて走行駆動力が低減さ
れる。
FIG. 3 shows a modification of FIG. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the differences are mainly described. In this embodiment, basically, the discharge capacity reduction control by the load pressure Pf of the front working machine hydraulic pump 17 is omitted, and the discharge capacity determined by the function generator 42 until the lift arm cylinder pressure Ps reaches a predetermined value. When qm is input to the motor regulator 16 and the lift arm cylinder pressure Ps becomes equal to or higher than a predetermined value, the actual angular velocity ωr and the predetermined target angular velocity ωa with respect to the discharge volume qm determined by the function generator 42. The integrated value of the deviation is added and the discharge capacity qm + qma is input to the motor regulator 16. Even if such a control method is adopted,
Similar to the previous embodiment, the motor discharge capacity qm is gradually reduced to reduce the traveling driving force until the lift arm starts to operate.

【0024】なお、モード切換スイッチを設けて、走行
駆動力とリフト力とのマッチング点を任意に設定するモ
ードを選択できるようにしてもよい。また、モード切換
えスイッチに加えて選択スイッチも設け、上記モードが
選択されているときに選択スイッチを操作してそのモー
ドをキャンセルし、モード切換えスイッチが操作されて
いないときに選択スイッチを操作して上記モードを選択
するようにしてもよい。この選択スイッチはリフトアー
ム操作用レバーのノブに設置するのが好ましい。さらに
また、ホイ−ルロ−ダ以外の各種自走式作業車両にも本
発明を適用できる。
A mode changeover switch may be provided so that a mode for arbitrarily setting the matching point between the traveling driving force and the lifting force can be selected. In addition to the mode changeover switch, a selection switch is also provided. When the above mode is selected, the selection switch is operated to cancel the mode, and when the mode changeover switch is not operated, the selection switch is operated. You may make it select the said mode. This selection switch is preferably installed on the knob of the lift arm operating lever. Further, the present invention can be applied to various types of self-propelled work vehicles other than wheel loaders.

【0025】以上の実施例の構成において、モータレギ
ュレータ16が可変容量油圧モータの吐出容量調節手段
を、エンジン20が原動機を、リフトアームシリンダ圧
力センサ32が圧力検出手段を、回動角度センサ35と
微分回路44が速度検出手段を、制御装置30が吐出容
量制御手段をそれぞれ構成する。
In the structure of the above embodiment, the motor regulator 16 serves as a discharge capacity adjusting means of the variable displacement hydraulic motor, the engine 20 serves as a prime mover, the lift arm cylinder pressure sensor 32 serves as pressure detecting means, and the rotation angle sensor 35 serves as a turning angle sensor 35. The differentiating circuit 44 constitutes speed detecting means, and the control device 30 constitutes discharge volume controlling means.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、フロント作業機用油圧シリンダの圧力が所定値以
上になると、フロント作業機が目標速度で動作し始める
までHST走行油圧回路の油圧モータの吐出容量が小さ
くされるから、走行牽引力が低減されてリフト力が大き
くなる。したがって、特別な操作をすることなく、いか
なる土砂にもかかわらず確実にフロント作業機を動作さ
せることができ、操作性が向上して疲労の少ない作業機
を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, when the pressure of the hydraulic cylinder for the front working machine exceeds a predetermined value, the front working machine starts operating at the target speed. Since the discharge capacity of the hydraulic motor is reduced, the traveling traction force is reduced and the lift force is increased. Therefore, the front working machine can be surely operated regardless of the soil without any special operation, and the working machine having improved operability and less fatigue can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図2の制御装置の詳細ブロック図FIG. 1 is a detailed block diagram of a control device shown in FIG.

【図2】本発明の一実施例を示す全体構成図FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】図1の別実施例を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of FIG.

【図4】ホイ−ルロ−ダの全体概略側面図FIG. 4 is an overall schematic side view of the wheel loader.

【図5】エンジントルクカ−ブとポンプ吸収トルクカ−
ブとのマッチングを示す線図
FIG. 5: Engine torque curve and pump absorption torque curve
Diagram showing matching with

【図6】土砂の破壊メカニズムを説明する図FIG. 6 is a diagram for explaining the mechanism of earth and sand destruction.

【図7】土砂破壊線図とモールの応力円を示す図[Fig.7] Sediment failure diagram and stress circle of Mohr

【図8】牽引力とリフト力の関係を示すグラフFIG. 8 is a graph showing the relationship between traction force and lift force.

【図9】牽引力とリフト力を示す力線図FIG. 9 is a force diagram showing traction force and lift force.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ホイルローダ 2 フロント作業機 11 エンジン 12 可変容量油圧ポンプ 13a,13b 主管路 14 可変容量油圧モータ 15 ポンプレギュレータ 16 モータレギュレータ 17 作業機用油圧ポンプ 18 リフトアーム用油圧シリンダ 19 バケット用油圧シリンダ 20,21 コントロールバルブ 30 制御装置 31 作業機用油圧ポンプの負荷圧力センサ 32 リフトアーム用油圧シリンダの圧力センサ 33,34 主管路圧力センサ 35 回動角度センサ 1 Wheel Loader 2 Front Working Machine 11 Engine 12 Variable Capacity Hydraulic Pump 13a, 13b Main Line 14 Variable Capacity Hydraulic Motor 15 Pump Regulator 16 Motor Regulator 17 Working Machine Hydraulic Pump 18 Lift Arm Hydraulic Cylinder 19 Bucket Hydraulic Cylinder 20, 21 Control Valve 30 Control device 31 Load pressure sensor of working machine hydraulic pump 32 Pressure sensor of lift arm hydraulic cylinder 33, 34 Main line pressure sensor 35 Rotation angle sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原動機に駆動される可変容量油圧ポンプ
と、 可変容量油圧ポンプと一対の主管路で閉回路接続される
走行用可変容量油圧モータと、 この可変容量油圧モータの吐出容量を調節するモータ吐
出容量調節手段と、 前記原動機に駆動されるフロント作業機用油圧ポンプ
と、 前記フロント作業機用油圧ポンプから吐出される圧油に
より前記フロント作業機を駆動するフロント作業機用油
圧シリンダとを有するHST油圧走行装置を備えた作業
車両において、 前記フロント作業機用油圧シリンダの駆動圧力を検出す
る圧力検出手段と、 前記フロント作業機の動作速度を検出する動作速度検出
手段と、 少なくとも、検出された前記フロント作業機用油圧シリ
ンダの駆動圧力が所定値以上の時に、検出される動作速
度が所定値になるまで前記モータ吐出容量調節手段を制
御して前記可変容量油圧モータの吐出容量を低減するモ
ータ吐出容量制御手段とを具備することを特徴とするH
ST油圧走行装置を備えた作業車両。
1. A variable displacement hydraulic pump driven by a prime mover, a traveling variable displacement hydraulic motor connected to the variable displacement hydraulic pump in a closed circuit by a pair of main pipes, and a discharge displacement of the variable displacement hydraulic motor is adjusted. A motor discharge capacity adjusting means, a front working machine hydraulic pump driven by the prime mover, and a front working machine hydraulic cylinder driving the front working machine by pressure oil discharged from the front working machine hydraulic pump. In a work vehicle equipped with the HST hydraulic traveling device, a pressure detection unit that detects a driving pressure of the front work machine hydraulic cylinder, and an operation speed detection unit that detects an operation speed of the front work machine are detected. When the driving pressure of the hydraulic cylinder for the front working machine is equal to or higher than a predetermined value, the detected operation speed reaches the predetermined value. H which controls the serial motor discharge volume adjustment means characterized by comprising a motor discharge capacity control means for reducing the discharge capacity of the variable capacity hydraulic motor
A work vehicle equipped with an ST hydraulic traveling device.
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