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JP3853208B2 - Control method and control device of hydraulic pump for work machine of work vehicle - Google Patents

Control method and control device of hydraulic pump for work machine of work vehicle Download PDF

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JP3853208B2
JP3853208B2 JP2001386950A JP2001386950A JP3853208B2 JP 3853208 B2 JP3853208 B2 JP 3853208B2 JP 2001386950 A JP2001386950 A JP 2001386950A JP 2001386950 A JP2001386950 A JP 2001386950A JP 3853208 B2 JP3853208 B2 JP 3853208B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業車両、特には土木作業車両の作業機用油圧ポンプの容量制御方法および制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば土木作業車両であるホイールローダの作業機を駆動する油圧装置において、掘削作業時等では油圧力は必要とするが、吐出量は少量でよい場合がある。このような場合、固定容量型油圧ポンプを使用すると多量の圧力油がタンクに還流されることとなり、多大のパワーロスを発生する。このパワーロスを低減するために、油圧ポンプを可変容量型にして掘削作業時にはポンプ吐出量を低減する方法が提案されている。その一例としてU.S.Patent Number 6,073,442号に開示されたものがある。これによれば、1、変速機は前進第1速度段位置にあること、2、作業機が掘削位置にあること、3、車両走行速度 は設定速度以下であること、のうち少なくとも1つの条件を満足した時に作業車両は掘削作業中であると判断し、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するように制御する方法としている。上記のうち、作業機の掘削位置は図9に示すように規定している。図9は掘削位置における作業機70の側面図である。図9において、車体71にはリフトアーム72の基端部がアームピン73により揺動自在に取付けられ、車体71とリフトアーム72とはリフトシリンダ74により連結されている。リフトシリンダ74を伸縮するとリフトアーム72はアームピン73を中心として揺動する。リフトアーム72の先端部にはバケット75がバケットピン76により揺動自在に取付けられ、車体71とバケット75とは、チルトシリンダ77およびリンク装置78を介して連結されている。チルトシリンダ77を伸縮するとバケット75はバケットピン76を中心として揺動する。作業機70の掘削位置はアームピン73とバケットピン76とを結ぶ線Y−Yの基準位置を定め、リフトアーム72がそれ以下に位置する場合を掘削位置にあると定めている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法においては、以下のような問題点がある。
第1に、変速機が前進第1速にある場合、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するようにしている。しかしながら、この場合必ずしも掘削作業をしているとは限らず、作業機を操作しながら前進第1速で所定の場所に接近している場合もある。このようなときに作業機の速度が遅くなり、作業効率が低下する場合がある。また、土質によっては前進2速で作業する場合もあり、そのときにはポンプ容量は低減されないのでパワーロスが発生する。
第2に、作業機が掘削位置にある場合、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するようにしているが、リフトアームが前記基準位置より高い位置で掘削する場合も有る。そのような時にはポンプ容量は低減されず、パワーロスの低減ができない。
第3に、車両走行速度が設定速度以下である場合、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するようにしているが、掘削作業をせずに作業機を操作しながら目的地に向かって設定速度以下で移動する場合も有る。このような場合にもポンプ容量は低減され、作業機の速度が遅くなって作業効率が低下する場合がある。第4に、変速機が前進第1速で、作業機が掘削位置で、かつ車両走行速度が設定速度以下である場合、ポンプ容量を最大容量以下の所定容量に低減するようにしている。通常掘削時、対象物の直前までは、バケットが接地して走行抵抗が大きくなるのを防ぐためバケットを地上から少し浮かせておき、対象物に突っ込む直前に素早くバケットを接地させる。その場合、作業機の応答速度が遅くなり、操作が遅れるとともに、作業者は違和感を覚えるという問題がある。
【0004】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、作業車両が掘削作業状態にあることを確実に検出した後ポンプ容量を低減させ、パワーロスを低減するとともに、作業効率を低下させたり、あるいは作業者に違和感を与えることのない、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法と制御装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第1発明は、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法において、前記作業車両は、作業機を作動するリフトシリンダおよびチルトシリンダと、前記リフトシリンダおよびチルトシリンダに所定の圧油を供給する油圧ポンプとを備え、車両の走行駆動力、およびリフトシリンダのボトム側の油圧力が所定の値を越えたときに掘削作業中であると判断し、前記油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる制御を行う方法としている。
【0006】
第1発明によると、車両の走行駆動力、およびリフトシリンダのボトム側油圧力が所定の値を越えた時に作業車両は掘削作業中であると判断し、油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる制御方法としている。駆動力も、リフトシリンダのボトム側油圧力も、掘削作業中と非掘削作業中とでは明らかに異なるため、確実に掘削作業中であることを判断でき、有効なパワーロス低減を行える。また、非掘削作業中に油圧ポンプ容量が低減されることがないため、作業効率を低下させ、あるいは作業者に違和感を与える恐れもない。
【0007】
第2発明は、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法において、前記作業車両は、作業機を作動するリフトシリンダおよびチルトシリンダと、前記リフトシリンダおよびチルトシリンダに所定の圧油を供給する油圧ポンプとを備え、車両の走行駆動力、およびリフトシリンダのボトム側の油圧力が所定の値を越え、かつ所定時間を経過したときに掘削作業中であると判断し、前記油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる制御を行う方法としている。
【0008】
第2発明によると、車両の走行駆動力、およびリフトシリンダのボトム側油圧力が所定の値を越え、かつ所定時間を経過した時に作業車両は掘削作業中であると判断し、油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる制御方法としている。駆動力も、リフトシリンダのボトム側油圧力も、掘削作業中と非掘削作業中とでは明らかに異なり、またそれらの値が所定時間以上経過したかを確認しているため、確実に掘削作業中であることを判断でき、有効なパワーロス低減を行える。また、非掘削作業中に油圧ポンプ容量が低減されることがないため、作業効率を低下させ、あるいは作業者に違和感を与える恐れもない。
【0009】
第3発明は、第1または第2発明において、前記作業車両は、前後進操作手段を備え、前記前後進操作手段が、前進から中立または後進操作位置に変化したときに掘削作業終了であると判断し、前記油圧ポンプの容量を所定容量に低減させる制御を停止する方法としている。
【0010】
第3発明によれば、作業者が前後進操作手段を前進から中立または後進位置にしたときに掘削作業終了と判断し、ポンプ容量低減制御を停止する制御方法としている。そのため、掘削作業終了の判断が確実になり、掘削作業終了後は作業機の操作速度が速くなり、作業性が低下する恐れはない。
【0011】
第4発明は、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、前記作業車両は、作業機を作動するリフトシリンダおよびチルトシリンダと、前記リフトシリンダおよびチルトシリンダに所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプとを備え、前記制御装置は、車両の走行駆動力を検出する駆動力検出手段と、前記リフトシリンダのボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器と、前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御する容量制御装置と、前記駆動力検出手段及びボトム圧検出器からの検出値を入力して演算し、双方の値が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置に、前記可変容量型油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力するコントローラとを有する構成としている。
【0012】
第4発明によると、車両の走行駆動力、リフトシリンダのボトム側油圧力の双方が所定の値を越え、かつ所定時間を経過した時に、油圧ポンプの容量を所定容量に低減させることができる。すなわち、作業車両が確実に掘削作業中であることを検出し、ポンプ容量を所定容量に低減できるため、有効なパワーロス低減ができ、効率的に作業できる作業車両が得られる。
【0013】
第5発明は、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、前記作業車両は、作業機を作動するリフトシリンダおよびチルトシリンダと、前記リフトシリンダおよびチルトシリンダに所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプとを備え、前記制御装置は、車両の走行駆動力を検出する駆動力検出手段と、前記リフトシリンダのボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器と、前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御する容量制御装置と、前記駆動力検出手段及びボトム圧検出器からの検出値を入力して演算し、双方の前記検出値が所定の値を越え、かつ所定時間を経過した時に、前記容量制御装置に、前記可変容量型油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力するコントローラとを有する構成としている。
【0014】
第5発明によると、車両の走行駆動力及びリフトシリンダのボトム側油圧力の双方が所定の値を越え、かつ所定時間を経過した時に、油圧ポンプの容量を所定容量に低減させることができる。すなわち、作業車両が確実に掘削作業中であることを検出し、ポンプ容量を所定容量に低減できるため、有効なパワーロス低減ができ、効率的に作業できる作業車両が得られる。
【0015】
第6発明は、第4または第5発明において、前記作業車両は、前後進操作手段と、前記前後進操作手段の操作位置を検出する操作位置検出手段と、前記操作位置検出手段からの検出信号を入力し、操作位置が前進から中立または後進位置に変化したときに、前記容量制御装置に出力する可変容量型油圧ポンプの容量制御信号の発信を停止するコントローラとを有する構成としている。
【0016】
第6発明によれば、前後進操作手段の操作位置が中立または後進位置にあるときに、容量制御装置に出力する、可変容量型油圧ポンプの容量を低減させる容量制御信号の発信を停止することができる。そのため、掘削作業終了時点を確実に検出でき、非掘削作業時にはポンプ容量が低減することはない。したがって作業効率が低下する恐れはない。
【0017】
第7発明は、第4または第5または第6発明において、前記作業車両はアーティキュレート式構造であり、前記制御装置は、車両の操向屈折角度を検出する操向屈折角検出器と、前記操向屈折角検出器の検出値を入力し、操向屈折角度が所定の角度を越えた時に、前記容量制御装置に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラとを有する構成としている。
【0018】
第7発明によると、アーティキュレート角度が所定の角度を越えると油圧ポンプの容量制御を停止する。これにより、エンジンの出力のうち油圧ポンプが消費する分が多くなるので、車両の走行駆動力が低減され、車両各部に無理な力が加わらず、耐久性を低下させる恐れはない。
【0019】
第8発明は、第4または第5または第6発明において、前記作業車両は、アーティキュレート式構造で、操向のための左右一対のステアリングシリンダを備え、前記制御装置は、前記左右のステアリングシリンダの油圧力を、それぞれ検出するステアリング油圧検出器と、前記ステアリング油圧検出器の検出値を入力し、左右の油圧力の差が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラとを有する構成としている。
【0020】
第8発明によると、左右のステアリングシリンダの油圧力の差が所定の値を越えると、ポンプの容量制御を停止するこれにより、エンジンの出力のうち油圧ポンプが消費する分が多くなるので、車両の走行駆動力が低減され、車両各部に無理な力が加わらず、耐久性を低下させる恐れはない。
【0021】
第9発明は、第4〜第8発明において、前記制御装置は、前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御可能な手動式容量制御手段を有する構成としている。
【0022】
第9発明によれば、ポンプ容量制御可能な手動式容量制御手段を設けたため、例えば土質により作業者がポンプ容量を任意に設定したい場合、所望の容量に設定でき、作業効率を向上することができる。
【0023】
第10発明は、第4〜第9発明において、前記制御装置は、前記可変容量型油圧ポンプの容量制御を実施するか否かを選択可能な容量制御選択手段を有する構成としている。
【0024】
第10発明によれば、容量制御選択手段を設けたため、運転者は状況に応じて掘削作業中に油圧ポンプの容量制御を行うか否かを選択できる。したがって、効率的な作業を行うことができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る 作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法と制御装置
の実施形態について、図面を参照して詳述する。
【0026】
図1は作業車両の一例であるホイールローダ1の側面図であり、図2は平面図である。図1、図2において、運転室2、エンジンルーム3および後輪4,4を有する後部車体5の前部には、前輪6,6を有する前部フレーム7がセンタピン8により左右に揺動自在に取付けられ、アーティキュレート構造を構成している。図2において、後部車体5と前部フレーム7とは左右一対のステアリングシリンダ9,9により連結され、左右のステアリングシリンダ9,9を伸縮することにより後部車体5と前部フレーム7とはセンタピン8を中心とし、2点鎖線に示すように左右に揺動し、操向するようになっている。図の角度θを操向屈折角度と称する。
【0027】
図1、図2において、前部フレーム7には作業機10が取付けられている。すなわち、前部フレーム7に基端部を揺動自在に取付けられたリフトアーム11の先端部には、バケット12が揺動自在に取付けられている。前部フレーム7とリフトアーム11とは一対のリフトシリンダ13,13により連結され、リフトシリンダ13,13を伸縮することによりリフトアーム11は揺動する。リフトアーム11にはチルトアーム14のほぼ中央部が揺動自在に支持され、その一端部と前部フレーム7とはチルトシリンダ15により連結されている。チルトアーム14の他端部とバケット12とはチルトロッド16により連結され、チルトシリンダ15を伸縮するとバケット12は揺動する。
【0028】
図1において、後部車体5には動力装置20が搭載されている。動力装置20は、エンジン21、トルクコンバータ22、前後進切り換え、複数段の変速段切り換えが可能な変速機23、分配機24および後輪4および前輪6を駆動する減速機25,25等から構成されている。また、エンジン21はリフトシリンダ13、チルトシリンダ15に圧油を供給する可変容量型油圧ポンプ26を駆動する。
【0029】
運転室2内には、前後進操作手段30と、変速機23の速度段選択手段31と、可変容量型油圧ポンプ26の容量を手動で制御可能な手動式容量制御手段32と、自動的にポンプの容量制御を行わせるか否かを選択可能な容量制御選択手段33とを備えている。上記それぞれの手段は、レバー式でも、スイッチ式でも、ダイヤル式でも良く、またその他の形式でも良い。
【0030】
次にホイールローダ1の掘削、積込作業について説明する。運転者は前後進操作手段30を操作して車両を前進させ、速度段選択手段31により対象物に合わせて変速機23の速度段を選択する。バケット12は掘削位置に位置させる。次にバケット12の刃先を対象物に突っ込み、チルトシリンダを操作してバケット12をチルトバックさせ、バケット12内に対象物をすくいこむ。次にリフトシリンダ13を伸張させてリフトアーム11を上昇させ、バケット12を上げながら前後進操作手段30を操作して車両を後進させる。次に前進、操向してダンプトラックに接近し、所定の位置でバケット12をダンプして対象物をダンプトラックの荷台に積み込む。
【0031】
図3はバケット12で掘削している状態を示す側面図である。車両を矢印Aの方向に前進させ、バケット12の刃先を対象物Zに突っ込み、チルトバックするとバケット12には矢印B、Cの方向に力が加わる。そのため、リフトシリンダ13およびチルトシリンダ15のボトム側には高い油圧力が発生する。また、作業姿勢によってはバケット12には矢印Dの方向の力が加わり、この場合にはチルトシリンダ15のヘッド側に高い油圧力が発生する。この間、前後輪4,6には大きな走行駆動力が発生する。これらの油圧力および走行駆動力は掘削作業時と非掘削作業時とでは明らかに異なる。したがって、走行駆動力、リフトシリンダボトム圧、チルトシリンダ圧のそれぞれの基準値を定め、上記3つのうち少なくとも1つが基準値を越えたことを確認することにより、掘削作業中であるか否かを確実に判断することができる。
【0032】
図4は制御装置40の一例の第1実施形態を示す系統図である。図4において、可変容量型油圧ポンプ26には容量制御装置41が接続されている。可変容量型油圧ポンプ26の吐出回路42上にはチルトシリンダ15に接続するチルト操作弁43と、リフトシリンダ13に接続するリフト操作弁44とが介装されている。リフトシリンダ13のボトム側にはボトム圧検出器45が設けられ、チルトシリンダ15のボトム側、ヘッド側には油圧検出器46,46がそれぞれ設けられている。ボトム圧検出器45、油圧検出器46は例えば圧力スイッチである。容量制御装置41、ボトム圧検出器45、油圧検出器46,46は、それぞれコントローラ50に接続している。駆動力検出手段51はトルクコンバータ入力軸回転数検出器52と、トルクコンバータ出力軸回転数検出器53と、速度段選択手段31により選択された変速機23の速度段を検出する速度段検出器54とを備えている。トルクコンバータ入力軸回転数検出器52と、トルクコンバータ出力軸回転数検出器53と、速度段検出器54と、前後進操作手段30の操作位置を検出する操作位置検出手段55とはコントローラ50に接続している。コントローラ50はトルクコンバータ入、出力軸回転数と、変速機23の速度段とを入力し、トルクコンバータの性能曲線および減速機25の減速比を用いて演算し、車両の走行駆動力を算出する。また、コントローラ50は、前後進操作手段30の操作位置を検出する操作位置検出手段55と接続し、変速機23が前進、中立、後進のいずれの状態にあるかを検出する。
【0033】
次に制御方法について図5のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ101で運転者は、前後進操作手段30を操作して変速機23に前進を指示する。
ステップ102で運転者は、速度段選択手段31を操作して変速機の速度段を選択する。
ステップ103で掘削作業を開始する。
ステップ104でコントローラ50は駆動力検出手段51、ボトム圧検出器45、油圧検出器46から検出結果を入力して演算し、走行駆動力、リフトシリンダボトム圧(例えば250kg/cm2)、チルトシリンダ圧のうち少なくとも1つが所定の値を越え、かつ所定時間(例えば0.5sec)経過したか否かを判定する。ステップ104でNOの場合にはステップ103の前に戻る。
ステップ104でYESの場合にはステップ105で掘削作業中と判断し、ステップ106に進む。
ステップ106でコントローラ50は、可変容量型油圧ポンプ26の最大容量より低減した所定の容量(例えば走行駆動力や油圧力の大きさに対応して最大容量の0.5〜0.9倍の容量)を設定する。
ステップ107でコントローラ50は、容量制御装置41に制御信号を出力し、可変容量型油圧ポンプ26の容量を前記所定容量に低減する。
掘削作業が終了した時点で運転者は、ステップ108で前後進操作手段30を操作して変速機23を中立または後進に切り換える。
ステップ109でコントローラ50は、操作位置検出手段55からの検出信号を入力し、変速機23が中立または後進位置にあるか否かを判定する。
ステップ109でNOの場合にはステップ107の前に戻る。
ステップ109でYESの場合にはステップ110で掘削作業終了と判断し、ステップ111に進む。
ステップ111でコントローラ50はポンプ容量制御を中止し、可変容量型油圧ポンプ26の容量を制御前に戻す。
【0034】
なお、ステップ104でコントローラ50は駆動力検出手段51、ボトム圧検出器45、油圧検出器46から検出結果を入力して演算し、走行駆動力、リフトシリンダボトム圧、チルトシリンダ圧のうち少なくとも1つが所定の値を越え、かつ所定時間経過したか否かを判定しているが、所定時間経過したか否かの判定を省略してもよい。
【0035】
本発明に係る作業車両の可変容量型油圧ポンプの制御方法と制御装置は、上記のような方法および構成にしたため、以下のような効果が得られる。
車両の走行駆動力、リフトシリンダのボトム側油圧力、チルトシリンダの油圧力のうち少なくとも1つが所定の値を越えた時に、または油圧力のうち少なくとも1つが所定の値を越え、かつ所定時間経過した時に作業車両は掘削作業中であると判断し、ポンプの容量を最大容量より少ない所定容量に低減させるようにしている。走行駆動力も、リフトシリンダのボトム側油圧力も、チルトシリンダの油圧力も、掘削作業中と非掘削作業中とでは明らかに異なるため、確実に掘削作業中であることを判断できる。したがって、有効なパワーロス低減を行えるとともに、非掘削作業中にもかかわらずにポンプ容量を低減させ、作業効率を低下させる恐れもない。
掘削作業終了後、作業者が前後進操作手段を中立または後進位置にしたときにポンプの容量制御を停止するようにしたため、掘削作業終了時点が明確に判断できる。掘削作業終了後は作業機の操作速度が速くなり、作業性が低下する恐れはない。
【0036】
本実施形態では作業車両はアーティキュレート式のホイールローダとして説明したが、他の形式の作業車両であっても差し支えない。
【0037】
図6は第2実施形態の制御装置40aの系統図である。第1実施形態のものと同一部材には同一符号を付して説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。図6において、コントローラ50は、可変容量型油圧ポンプ26の容量を運転者が手動で任意に設定できる手動式容量制御手段32、およびポンプ容量制御を自動的に行わせるか否かを運転者が選択できる容量制御選択手段33と接続している。手動式容量制御手段32、容量制御選択手段33は例えばスイッチ式またはダイヤル式である。またコントローラ50は、操向屈折角検出器56、および左右のステアリングシリンダ9,9の油圧をそれぞれ検出するステアリング油圧検出器57,57と接続している。
【0038】
次に制御方法について説明する。運転者は手動式容量制御手段32により所望の油圧ポンプ容量を設定するとコントローラ50はその信号を入力し、第1実施形態で述べた容量制御に優先して容量制御装置41に制御信号を出力し、可変容量型油圧ポンプ26を設定された容量に制御する。
【0039】
運転者が容量制御選択手段33を操作して容量制御しない(例えばスイッチOFF)と選択した場合には、コントローラ50はその信号を入力し、第1実施形態で述べた容量制御信号の発信を停止する。運転者が容量制御選択手段33を操作して容量制御する(例えばスイッチON)と選択した場合には、コントローラ50は第1実施形態で述べた容量制御信号を発信する。
【0040】
コントローラ50は操向屈折角検出器56、およびステアリング油圧検出器57,57から検出結果を入力し、いずれかが所定の値を越えた場合、第1実施形態で述べた容量制御信号の発信を停止する。
【0041】
上記の制御の結果、下記のような効果が得られる。ポンプ容量制御可能な手動式容量制御手段を設けたため、土質等により作業者が任意にポンプ容量を設定できる。例えば対象物が軽量物であればポンプ容量の低減量を少なくし、重量物であれば低減量を多くする。これにより作業効率を向上することができる。容量制御選択手段を設けたため、運転者は作業状況に応じ、掘削作業中に油圧ポンプの容量低減制御を行うか否かを選択できる。したがって、効率的な作業を行うことができる。図7はホイールローダ1を、操向屈折角度θの状態で、バケット12の歯先を対象物Zに対してほぼ平行に当接させた状態を示す平面図である。このような姿勢でポンプ容量低減制御を行うと、エンジン出力の多くが車両駆動側に加わり、駆動力が大きくなる。その結果、後部車体5は矢印方向に大きな力で進もうとし、車両の各部に無理な力が作用し、車両寿命を縮める恐れがある。この傾向はθが大きいほど大きくなる。図8は対象物Zに対して、操向屈折角がほぼ0のホイールローダ1が、斜めに当接した状態を示す平面図である。この場合、ホイールローダ1を矢印E方向に駆動するとバケット12に横方向の力Fが作用し、及びホイールローダ1にはモーメントMが作用する。この状態でポンプ容量低減制御を行うと駆動力が大きくなって車両各部に無理な力が作用し、車両寿命を縮める恐れがある。本図の場合、左右のステアリングシリンダ9,9の油圧力に差が生じ、その差が大きいほどFは大きくなる。上述の制御方法によれば、コントローラ50は操向屈折角度θ、または左右のステアリングシリンダ9,9の、油圧の差が所定の値を越えた場合には容量制御信号の発信を停止する。これによりエンジンの出力のうち油圧ポンプが消費する分が多くなるので、走行駆動力は減少して車両各部に加わる無理な力は低減し、車両寿命を短くする恐れは低減する。
【0042】
なお、本発明の制御機能および制御手段は、任意に組み合わせの変更、あるいは廃止が可能である。図4で示した制御装置40の第1実施形態、また図6で示した制御装置40aの第2実施形態において、ボトム圧検出器45、油圧検出器46,46、駆動力検出手段51がそれぞれ設けられているが、いずれか1つを設けてもよいし,それぞれを組み合わせて設けても良い。また、図6において、コントローラ50は、操向屈折角検出器56、および左右のステアリングシリンダ9,9の油圧をそれぞれ検出するステアリング油圧検出器57,57と接続しているが、操向屈折角検出器56、またはステアリング油圧検出器57,57のどちらか一方とだけ接続していても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御装置を有する、作業車両の一例の、ホイールローダの側面図である。
【図2】同、平面図である。
【図3】本発明のホイールローダの、作業機の側面図である。
【図4】本発明の第1実施形態の、制御装置の系統図である。
【図5】本発明の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の第2実施形態の、制御装置の系統図である。
【図7】ホイールローダの、アーティキュレート角度θのときの作業姿勢を示す平面図である。
【図8】ホイールローダが地山を斜め方向から掘削するときの状態を示す平面図である。
【図9】従来の作業車両の作業機の、掘削位置を示す側面図である。
【符号の説明】
1…ホイールローダ、2…運転室、4…後輪、5…後部車体、6…前輪、7…前部フレーム、8…センタピン、9…ステアリングシリンダ、10…作業機、11…リフトアーム、12…バケット、13…リフトシリンダ、15…チルトシリンダ、20…動力装置、21…エンジン、22…トルクコンバータ、23…変速機、26…可変容量型油圧ポンプ、30…前後進操作手段、31…速度段選択手段、32…手動式容量制御手段、33…容量制御選択手段、40…制御装置、41…容量制御装置、43…チルト操作弁、44…リフト操作弁、45…ボトム圧検出器、46…油圧検出器、50…コントローラ、51…駆動力検出手段、52…トルクコンバータ入力軸回転検出器、53…トルクコンバータ出力軸回転検出器、54…速度段検出器、55…操作位置検出手段、56…操向屈折角検出器、57…ステアリング油圧検出器。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a capacity control method and a control apparatus for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle, particularly a civil work vehicle.
[0002]
[Prior art]
For example, in a hydraulic apparatus that drives a work machine of a wheel loader that is a civil engineering work vehicle, an oil pressure is required at the time of excavation work or the like, but the discharge amount may be small. In such a case, when a fixed displacement hydraulic pump is used, a large amount of pressure oil is returned to the tank, which causes a great power loss. In order to reduce this power loss, a method has been proposed in which the hydraulic pump is made to be a variable displacement type and the pump discharge amount is reduced during excavation work. As an example, U.S. Pat. S. There is one disclosed in Patent Number 6,073,442. According to this, at least one of the following conditions is satisfied: 1. The transmission is in the forward first speed stage position, 2. The working machine is in the excavation position, 3. The vehicle traveling speed is less than or equal to the set speed. When the condition is satisfied, it is determined that the work vehicle is in excavation work, and the pump capacity is controlled to be reduced to a predetermined capacity equal to or less than the maximum capacity. Among the above, the excavation position of the work machine is defined as shown in FIG. FIG. 9 is a side view of the work machine 70 in the excavation position. In FIG. 9, a base end portion of a lift arm 72 is swingably attached to a vehicle body 71 by an arm pin 73, and the vehicle body 71 and the lift arm 72 are connected by a lift cylinder 74. When the lift cylinder 74 is expanded and contracted, the lift arm 72 swings around the arm pin 73. A bucket 75 is swingably attached to the tip of the lift arm 72 by a bucket pin 76, and the vehicle body 71 and the bucket 75 are connected via a tilt cylinder 77 and a link device 78. When the tilt cylinder 77 is expanded and contracted, the bucket 75 swings around the bucket pin 76. The excavation position of the work machine 70 is defined as the reference position of the line YY connecting the arm pin 73 and the bucket pin 76, and the case where the lift arm 72 is positioned below it is defined as the excavation position.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above method has the following problems.
First, when the transmission is in the first forward speed, the pump capacity is reduced to a predetermined capacity equal to or less than the maximum capacity. However, in this case, the excavation work is not necessarily performed, and there is a case where the vehicle is approaching a predetermined place at the first forward speed while operating the work machine. In such a case, the speed of the work machine may be reduced, and work efficiency may be reduced. Further, depending on the soil quality, there are cases where the work is performed at the second forward speed, and at that time, the pump capacity is not reduced, so that power loss occurs.
Secondly, when the work machine is at the excavation position, the pump capacity is reduced to a predetermined capacity equal to or less than the maximum capacity, but the lift arm may excavate at a position higher than the reference position. In such a case, the pump capacity is not reduced and the power loss cannot be reduced.
Third, when the vehicle traveling speed is less than or equal to the set speed, the pump capacity is reduced to a predetermined capacity that is equal to or less than the maximum capacity. In some cases, it may move below the set speed. Even in such a case, the pump capacity is reduced, and the speed of the work implement may be reduced, resulting in a decrease in work efficiency. Fourth, when the transmission is at the first forward speed, the working machine is at the excavation position, and the vehicle traveling speed is equal to or lower than the set speed, the pump capacity is reduced to a predetermined capacity equal to or less than the maximum capacity. During normal excavation, until just before the object, the bucket is slightly lifted from the ground in order to prevent the bucket from being grounded and running resistance is increased, and the bucket is immediately grounded immediately before being pushed into the object. In that case, there is a problem that the response speed of the work machine is slowed down, the operation is delayed, and the worker feels uncomfortable.
[0004]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems. After reliably detecting that the work vehicle is in an excavation work state, the pump capacity is reduced, the power loss is reduced, and the work efficiency is lowered. It is an object of the present invention to provide a control method and a control device for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle that does not give the operator a sense of incongruity.
[0005]
[Means, actions and effects for solving the problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle, wherein the work vehicle includes a lift cylinder and a tilt cylinder that operate the work machine, and the lift cylinder and the tilt cylinder. And a hydraulic pump that supplies a predetermined pressure oil to the vehicle. The When the hydraulic pressure on the bottom side of the ft cylinder exceeds a predetermined value, it is determined that excavation work is in progress, and control is performed to reduce the capacity of the hydraulic pump to a predetermined capacity equal to or less than the maximum capacity.
[0006]
According to the first invention, the driving force of the vehicle and The When the bottom side hydraulic pressure of the left cylinder exceeds a predetermined value, it is determined that the work vehicle is under excavation work, and the control method is to reduce the capacity of the hydraulic pump to a predetermined capacity equal to or less than the maximum capacity. Since the driving force and the bottom side hydraulic pressure of the lift cylinder are clearly different between the excavation work and the non-excavation work, it can be determined that the excavation work is being performed, and effective power loss can be reduced. In addition, since the hydraulic pump capacity is not reduced during non-excavation work, there is no possibility of reducing work efficiency or feeling uncomfortable for the operator.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the method for controlling a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle, the work vehicle has a lift cylinder and a tilt cylinder that operate the work machine, and a hydraulic pressure that supplies predetermined pressure oil to the lift cylinder and the tilt cylinder. A pump, and driving driving force of the vehicle, and The A method for performing control to determine that excavation work is in progress when the oil pressure on the bottom side of the cylinder exceeds a predetermined value and a predetermined time has elapsed, and to reduce the capacity of the hydraulic pump to a predetermined capacity equal to or less than the maximum capacity It is said.
[0008]
According to the second invention, the driving force of the vehicle and The When the bottom side hydraulic pressure of the left cylinder exceeds a predetermined value and a predetermined time elapses, it is determined that the work vehicle is excavating and the hydraulic pump capacity is reduced to a predetermined capacity equal to or less than the maximum capacity. . The driving force and the bottom side hydraulic pressure of the lift cylinder are clearly different between excavation work and non-excavation work, and it is confirmed whether or not those values have passed over a predetermined time, so that the excavation work is surely It can be determined that there is an effective power loss reduction. In addition, since the hydraulic pump capacity is not reduced during non-excavation work, there is no possibility of reducing work efficiency or feeling uncomfortable for the operator.
[0009]
According to a third invention, in the first or second invention, the work vehicle includes a forward / reverse operation means, and the excavation work ends when the forward / backward operation means changes from forward to neutral or reverse operation position. This is a method of determining and stopping the control for reducing the capacity of the hydraulic pump to a predetermined capacity.
[0010]
According to the third aspect of the invention, when the operator changes the forward / backward operation means from the forward position to the neutral or reverse position, it is determined that the excavation work is finished, and the pump capacity reduction control is stopped. Therefore, the end of the excavation work is surely determined, and after the excavation work is completed, the operating speed of the work machine is increased, and the workability is not deteriorated.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for the hydraulic pump for a work machine of the work vehicle, the work vehicle has a lift cylinder and a tilt cylinder that operate the work machine, and a variable that supplies predetermined pressure oil to the lift cylinder and the tilt cylinder. A displacement type hydraulic pump, wherein the control device detects a driving force detecting means for detecting a driving force of the vehicle, a bottom pressure detector for detecting a bottom side oil pressure of the lift cylinder, and the variable displacement type hydraulic pump. A capacity control device for controlling the capacity of the motor, and input the detection values from the driving force detection means and the bottom pressure detector, and calculate, Both When the value exceeds a predetermined value, the displacement control device has a controller that outputs a displacement control signal for reducing the displacement of the variable displacement hydraulic pump to a predetermined displacement equal to or less than a maximum displacement.
[0012]
According to the fourth aspect of the present invention, the driving force of the vehicle, the hydraulic pressure on the bottom side of the lift cylinder both When the pressure exceeds a predetermined value and a predetermined time elapses, the capacity of the hydraulic pump can be reduced to a predetermined capacity. That is, it is possible to detect that the work vehicle is reliably excavating and reduce the pump capacity to a predetermined capacity, so that it is possible to effectively reduce power loss and obtain a work vehicle that can work efficiently.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the control device for the hydraulic pump for a work machine of the work vehicle, the work vehicle has a lift cylinder and a tilt cylinder that operate the work machine, and a variable that supplies predetermined pressure oil to the lift cylinder and the tilt cylinder. A displacement type hydraulic pump, wherein the control device detects a driving force detecting means for detecting a driving force of the vehicle, a bottom pressure detector for detecting a bottom side oil pressure of the lift cylinder, and the variable displacement type hydraulic pump. A capacity control device for controlling the capacity of the motor, and input the detection values from the driving force detection means and the bottom pressure detector, and calculate, Both A controller that outputs a displacement control signal for reducing the displacement of the variable displacement hydraulic pump to a predetermined displacement equal to or less than a maximum displacement to the displacement control device when the detected value exceeds a predetermined value and a predetermined time has elapsed; It has composition which has.
[0014]
According to the fifth aspect of the invention, the driving force of the vehicle and the bottom hydraulic pressure of the lift cylinder Both sides When the pressure exceeds a predetermined value and a predetermined time elapses, the capacity of the hydraulic pump can be reduced to a predetermined capacity. That is, it is possible to detect that the work vehicle is reliably excavating and reduce the pump capacity to a predetermined capacity, so that it is possible to effectively reduce power loss and obtain a work vehicle that can work efficiently.
[0015]
A sixth invention is the fourth or fifth invention, wherein the work vehicle includes a forward / reverse operation means, an operation position detection means for detecting an operation position of the forward / reverse operation means, and a detection signal from the operation position detection means And a controller that stops transmission of the displacement control signal of the variable displacement hydraulic pump that is output to the displacement control device when the operation position changes from forward to neutral or reverse.
[0016]
According to the sixth invention, when the operation position of the forward / reverse operation means is in the neutral or reverse position, the transmission of the capacity control signal for reducing the capacity of the variable displacement hydraulic pump that is output to the capacity control device is stopped. Can do. Therefore, the end point of excavation work can be reliably detected, and the pump capacity is not reduced during non-excavation work. Therefore, there is no fear that work efficiency will be reduced.
[0017]
A seventh invention is the fourth, fifth or sixth invention, wherein the work vehicle has an articulated structure, and the control device includes a steering refraction angle detector for detecting a steering refraction angle of the vehicle, And a controller that inputs a detection value of the steering refraction angle detector and stops transmission of a capacity control signal to be output to the capacity control device when the steering refraction angle exceeds a predetermined angle.
[0018]
According to the seventh invention, when the articulate angle exceeds a predetermined angle, the displacement control of the hydraulic pump is stopped. As a result, the hydraulic pump consumes more of the engine output, The travel driving force of the vehicle is reduced, no excessive force is applied to each part of the vehicle, and there is no possibility of reducing durability.
[0019]
An eighth invention is the fourth, fifth or sixth invention, wherein the work vehicle has an articulated structure and includes a pair of left and right steering cylinders for steering, and the control device includes the left and right steering cylinders. The steering hydraulic pressure detector for detecting the hydraulic pressure of the oil and the detected value of the steering hydraulic pressure detector are input, and when the difference between the right and left hydraulic pressure exceeds a predetermined value, the capacity control is output to the capacity control device And a controller that stops signal transmission.
[0020]
According to the eighth aspect of the invention, when the difference between the hydraulic pressures of the left and right steering cylinders exceeds a predetermined value, the displacement control of the pump is stopped. As a result, the hydraulic pump consumes more of the engine output, The travel driving force of the vehicle is reduced, no excessive force is applied to each part of the vehicle, and there is no possibility of reducing durability.
[0021]
According to a ninth invention, in the fourth to eighth inventions, the control device includes a manual displacement control means capable of controlling a displacement of the variable displacement hydraulic pump.
[0022]
According to the ninth aspect, since the manual capacity control means capable of controlling the pump capacity is provided, for example, when the operator wants to arbitrarily set the pump capacity depending on the soil, it can be set to a desired capacity and work efficiency can be improved. it can.
[0023]
According to a tenth aspect of the present invention, in the fourth to ninth aspects of the present invention, the control device includes a displacement control selection means that can select whether or not to perform displacement control of the variable displacement hydraulic pump.
[0024]
According to the tenth aspect, since the capacity control selection means is provided, the driver can select whether or not to control the capacity of the hydraulic pump during excavation work according to the situation. Therefore, efficient work can be performed.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A control method and a control device for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle according to the present invention
The embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a side view of a wheel loader 1 which is an example of a work vehicle, and FIG. 2 is a plan view. 1 and 2, a front frame 7 having front wheels 6 and 6 is swingable to the left and right by a center pin 8 at a front portion of a rear vehicle body 5 having a cab 2, an engine room 3 and rear wheels 4 and 4. To form an articulated structure. In FIG. 2, the rear vehicle body 5 and the front frame 7 are connected by a pair of left and right steering cylinders 9, 9, and the rear vehicle body 5 and the front frame 7 are center pins 8 by expanding and contracting the left and right steering cylinders 9, 9. As shown by the two-dot chain line, it is swung left and right and steered. The angle θ in the figure is called a steering refraction angle.
[0027]
1 and 2, a work machine 10 is attached to the front frame 7. That is, the bucket 12 is swingably attached to the distal end portion of the lift arm 11 whose base end portion is swingably attached to the front frame 7. The front frame 7 and the lift arm 11 are connected by a pair of lift cylinders 13 and 13, and the lift arm 11 swings by expanding and contracting the lift cylinders 13 and 13. A substantially central portion of the tilt arm 14 is swingably supported by the lift arm 11, and one end thereof and the front frame 7 are connected by a tilt cylinder 15. The other end of the tilt arm 14 and the bucket 12 are connected by a tilt rod 16, and when the tilt cylinder 15 is expanded and contracted, the bucket 12 swings.
[0028]
In FIG. 1, a power unit 20 is mounted on the rear vehicle body 5. The power unit 20 includes an engine 21, a torque converter 22, a forward / reverse switching, a transmission 23 capable of switching a plurality of shift stages, a distributor 24, speed reducers 25 and 25 for driving the rear wheels 4 and the front wheels 6, and the like. Has been. The engine 21 drives a variable displacement hydraulic pump 26 that supplies pressure oil to the lift cylinder 13 and the tilt cylinder 15.
[0029]
In the cab 2, the forward / reverse operation means 30, the speed stage selection means 31 of the transmission 23, the manual displacement control means 32 that can manually control the displacement of the variable displacement hydraulic pump 26, and automatically Capacity control selection means 33 capable of selecting whether or not to perform capacity control of the pump is provided. Each of the above means may be a lever type, a switch type, a dial type, or any other type.
[0030]
Next, excavation and loading work of the wheel loader 1 will be described. The driver operates the forward / reverse operation means 30 to advance the vehicle, and the speed stage selection means 31 selects the speed stage of the transmission 23 according to the object. The bucket 12 is positioned at the excavation position. Next, the blade edge of the bucket 12 is pushed into the object, the tilt cylinder is operated, the bucket 12 is tilted back, and the object is scooped into the bucket 12. Next, the lift cylinder 13 is extended to raise the lift arm 11, and the vehicle is moved backward by operating the forward / reverse operation means 30 while raising the bucket 12. Next, the vehicle advances and steers to approach the dump truck, dumps the bucket 12 at a predetermined position, and loads the object onto the dump truck bed.
[0031]
FIG. 3 is a side view showing a state where the bucket 12 is excavating. When the vehicle is advanced in the direction of the arrow A, the blade edge of the bucket 12 is pushed into the object Z and tilted back, force is applied to the bucket 12 in the directions of arrows B and C. Therefore, a high hydraulic pressure is generated on the bottom side of the lift cylinder 13 and the tilt cylinder 15. Further, depending on the working posture, a force in the direction of arrow D is applied to the bucket 12, and in this case, a high hydraulic pressure is generated on the head side of the tilt cylinder 15. During this time, a large driving force is generated on the front and rear wheels 4 and 6. These oil pressure and driving force are clearly different between excavation work and non-digging work. Therefore, it is determined whether or not excavation work is in progress by determining respective reference values for the driving force, lift cylinder bottom pressure, and tilt cylinder pressure, and confirming that at least one of the above three values exceeds the reference value. Judgment can be made with certainty.
[0032]
FIG. 4 is a system diagram showing a first embodiment of an example of the control device 40. In FIG. 4, a displacement control device 41 is connected to the variable displacement hydraulic pump 26. A tilt operation valve 43 connected to the tilt cylinder 15 and a lift operation valve 44 connected to the lift cylinder 13 are interposed on the discharge circuit 42 of the variable displacement hydraulic pump 26. A bottom pressure detector 45 is provided on the bottom side of the lift cylinder 13, and hydraulic pressure detectors 46 and 46 are provided on the bottom side and the head side of the tilt cylinder 15, respectively. The bottom pressure detector 45 and the hydraulic pressure detector 46 are pressure switches, for example. The capacity control device 41, the bottom pressure detector 45, and the oil pressure detectors 46 and 46 are connected to the controller 50, respectively. The driving force detection means 51 includes a torque converter input shaft rotational speed detector 52, a torque converter output shaft rotational speed detector 53, and a speed stage detector that detects the speed stage of the transmission 23 selected by the speed stage selection means 31. 54. The torque converter input shaft rotational speed detector 52, the torque converter output shaft rotational speed detector 53, the speed stage detector 54, and the operation position detecting means 55 for detecting the operation position of the forward / reverse operation means 30 are provided to the controller 50. Connected. The controller 50 inputs the torque converter input, the output shaft speed, and the speed stage of the transmission 23, calculates using the performance curve of the torque converter and the reduction ratio of the speed reducer 25, and calculates the driving force of the vehicle. . Further, the controller 50 is connected to an operation position detection means 55 for detecting the operation position of the forward / reverse operation means 30 and detects whether the transmission 23 is in a forward, neutral or reverse state.
[0033]
Next, a control method will be described based on the flowchart of FIG.
In step 101, the driver operates the forward / reverse operation means 30 to instruct the transmission 23 to move forward.
In step 102, the driver operates the speed stage selection means 31 to select the speed stage of the transmission.
In step 103, excavation work is started.
In step 104, the controller 50 inputs and calculates the detection results from the driving force detection means 51, the bottom pressure detector 45, and the hydraulic pressure detector 46 to calculate the travel driving force and the lift cylinder bottom pressure (for example, 250 kg / cm). 2 ), It is determined whether at least one of the tilt cylinder pressures exceeds a predetermined value and a predetermined time (for example, 0.5 sec) has elapsed. If NO at step 104, the process returns to before step 103.
If YES in step 104, it is determined in step 105 that excavation work is in progress, and the process proceeds to step 106.
In step 106, the controller 50 determines a predetermined capacity that is smaller than the maximum capacity of the variable displacement hydraulic pump 26 (for example, a capacity that is 0.5 to 0.9 times the maximum capacity corresponding to the magnitude of the driving force or hydraulic pressure). ) Is set.
In step 107, the controller 50 outputs a control signal to the displacement control device 41, and reduces the displacement of the variable displacement hydraulic pump 26 to the predetermined displacement.
When the excavation work is completed, the driver operates the forward / reverse operation means 30 in step 108 to switch the transmission 23 to neutral or reverse.
In step 109, the controller 50 inputs a detection signal from the operation position detecting means 55, and determines whether or not the transmission 23 is in the neutral or reverse position.
If NO at step 109, the process returns to before step 107.
If YES in step 109, it is determined in step 110 that the excavation work has ended, and the process proceeds to step 111.
In step 111, the controller 50 stops the pump displacement control and returns the displacement of the variable displacement hydraulic pump 26 to that before the control.
[0034]
In step 104, the controller 50 inputs and calculates detection results from the driving force detecting means 51, the bottom pressure detector 45, and the hydraulic pressure detector 46, and at least one of the traveling driving force, the lift cylinder bottom pressure, and the tilt cylinder pressure is calculated. However, the determination of whether or not a predetermined time has elapsed may be omitted.
[0035]
Since the control method and the control device for the variable displacement hydraulic pump for a work vehicle according to the present invention have the above-described method and configuration, the following effects can be obtained.
When at least one of the vehicle driving force, the lift side hydraulic pressure of the lift cylinder, and the hydraulic pressure of the tilt cylinder exceeds a predetermined value, or at least one of the hydraulic pressures exceeds a predetermined value, and a predetermined time has elapsed. At this time, it is determined that the work vehicle is under excavation work, and the capacity of the pump is reduced to a predetermined capacity less than the maximum capacity. Since the traveling driving force, the lift side hydraulic pressure of the lift cylinder, and the hydraulic pressure of the tilt cylinder are clearly different between the excavation operation and the non-excavation operation, it can be reliably determined that the excavation operation is being performed. Therefore, the power loss can be effectively reduced, and the pump capacity can be reduced despite the non-excavation work, and the work efficiency is not lowered.
After the excavation work is completed, the displacement control of the pump is stopped when the operator sets the forward / reverse operation means to the neutral or reverse position, so the end point of the excavation work can be clearly determined. After the excavation work is completed, the operating speed of the work machine is increased, and there is no fear that workability is reduced.
[0036]
In the present embodiment, the work vehicle has been described as an articulated wheel loader, but other types of work vehicles may be used.
[0037]
FIG. 6 is a system diagram of the control device 40a of the second embodiment. The same members as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions will be described. In FIG. 6, the controller 50 includes a manual displacement control means 32 that allows the driver to manually set the displacement of the variable displacement hydraulic pump 26, and whether or not the driver automatically performs the pump displacement control. It is connected to a capacity control selection means 33 that can be selected. The manual capacity control means 32 and the capacity control selection means 33 are, for example, a switch type or a dial type. The controller 50 is connected to a steering refraction angle detector 56 and steering hydraulic pressure detectors 57 and 57 that detect hydraulic pressures of the left and right steering cylinders 9 and 9, respectively.
[0038]
Next, a control method will be described. When the driver sets a desired hydraulic pump displacement by the manual displacement control means 32, the controller 50 inputs the signal and outputs a control signal to the displacement control device 41 in preference to the displacement control described in the first embodiment. Then, the variable displacement hydraulic pump 26 is controlled to a set capacity.
[0039]
When the driver operates the capacity control selection means 33 and selects not to perform capacity control (for example, switch OFF), the controller 50 inputs the signal and stops the transmission of the capacity control signal described in the first embodiment. To do. When the driver selects the capacity control by selecting the capacity control selection means 33 (for example, switch ON), the controller 50 transmits the capacity control signal described in the first embodiment.
[0040]
The controller 50 inputs detection results from the steering refraction angle detector 56 and the steering hydraulic pressure detectors 57 and 57, and when any of the detection values exceeds a predetermined value, the capacity control signal described in the first embodiment is transmitted. Stop.
[0041]
As a result of the above control, the following effects are obtained. Since the manual capacity control means capable of controlling the pump capacity is provided, the operator can arbitrarily set the pump capacity depending on the soil. For example, if the object is a light object, the reduction amount of the pump capacity is reduced, and if the object is a heavy object, the reduction amount is increased. Thereby, working efficiency can be improved. Since the capacity control selection means is provided, the driver can select whether or not to perform capacity reduction control of the hydraulic pump during excavation work according to the work situation. Therefore, efficient work can be performed. FIG. 7 is a plan view showing a state in which the wheel loader 1 is brought into contact with the object Z substantially in parallel with the object Z in the state of the steering refraction angle θ. When the pump displacement reduction control is performed in such a posture, much of the engine output is applied to the vehicle driving side, and the driving force increases. As a result, the rear vehicle body 5 tends to advance with a large force in the direction of the arrow, and an excessive force acts on each part of the vehicle, which may shorten the vehicle life. This tendency increases as θ increases. FIG. 8 is a plan view showing a state in which the wheel loader 1 having a steering refraction angle of approximately 0 is in contact with the object Z obliquely. In this case, when the wheel loader 1 is driven in the direction of arrow E, a lateral force F acts on the bucket 12 and a moment M acts on the wheel loader 1. If the pump capacity reduction control is performed in this state, the driving force increases and an excessive force acts on each part of the vehicle, which may shorten the vehicle life. In the case of this figure, a difference arises in the oil pressure of the left and right steering cylinders 9, 9, and F becomes larger as the difference is larger. According to the above control method, the controller 50 stops the transmission of the capacity control signal when the steering refraction angle θ or the difference in hydraulic pressure between the left and right steering cylinders 9 and 9 exceeds a predetermined value. This Because the hydraulic pump consumes more of the engine output, The driving force is reduced, the unreasonable force applied to each part of the vehicle is reduced, and the possibility of shortening the vehicle life is reduced.
[0042]
The control function and control means of the present invention can be arbitrarily changed or abolished. In the first embodiment of the control device 40 shown in FIG. 4 and the second embodiment of the control device 40a shown in FIG. 6, the bottom pressure detector 45, the hydraulic pressure detectors 46 and 46, and the driving force detection means 51 are respectively provided. However, any one of them may be provided or a combination of them may be provided. In FIG. 6, the controller 50 is connected to the steering refraction angle detector 56 and the steering hydraulic pressure detectors 57 and 57 for detecting the hydraulic pressures of the left and right steering cylinders 9 and 9, respectively. Only one of the detector 56 and the steering oil pressure detectors 57 and 57 may be connected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a wheel loader as an example of a work vehicle having a control device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the same.
FIG. 3 is a side view of a working machine of the wheel loader of the present invention.
FIG. 4 is a system diagram of a control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a control method of the present invention.
FIG. 6 is a system diagram of a control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a working posture of the wheel loader at an articulate angle θ.
FIG. 8 is a plan view showing a state when the wheel loader excavates natural ground from an oblique direction.
FIG. 9 is a side view showing an excavation position of a work machine of a conventional work vehicle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wheel loader, 2 ... Driver's cab, 4 ... Rear wheel, 5 ... Rear vehicle body, 6 ... Front wheel, 7 ... Front frame, 8 ... Center pin, 9 ... Steering cylinder, 10 ... Working machine, 11 ... Lift arm, 12 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Bucket, 13 ... Lift cylinder, 15 ... Tilt cylinder, 20 ... Power unit, 21 ... Engine, 22 ... Torque converter, 23 ... Transmission, 26 ... Variable displacement hydraulic pump, 30 ... Forward / reverse operation means, 31 ... Speed Stage selection means 32 ... Manual capacity control means 33 ... Capacity control selection means 40 ... Control device 41 ... Capacity control device 43 ... Tilt operation valve 44 ... Lift operation valve 45 ... Bottom pressure detector 46 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Hydraulic pressure detector, 50 ... Controller, 51 ... Driving force detection means, 52 ... Torque converter input shaft rotation detector, 53 ... Torque converter output shaft rotation detector, 54 ... Speed stage detection , 55 ... operating position detecting means, 56 ... steering angle of refraction detector, 57 ... steering hydraulic detector.

Claims (10)

作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法において、
前記作業車両は、作業機(10)を作動するリフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)と、前記リフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)に所定の圧油を供給する油圧ポンプとを備え、
車両の走行駆動力、およびリフトシリンダ(13)のボトム側の油圧力が、所定の値を越えたときに掘削作業中であると判断し、
前記油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる制御を行う
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法。
In a control method of a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle,
The work vehicle includes a lift cylinder (13) and a tilt cylinder (15) that operate a work machine (10), and a hydraulic pump that supplies predetermined pressure oil to the lift cylinder (13) and the tilt cylinder (15). Prepared,
It determines that the driving force of the vehicle, Oyo oil pressure of the bottom side of the beauty Li Futoshirinda (13) are under excavation operation when exceeding a predetermined value,
A control method for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle, wherein control is performed to reduce the capacity of the hydraulic pump to a predetermined capacity equal to or less than a maximum capacity.
作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法において、
前記作業車両は、作業機(10)を作動するリフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)と、前記リフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)に所定の圧油を供給する油圧ポンプとを備え、
車両の走行駆動力、およびリフトシリンダ(13)のボトム側の油圧力が所定の値を越え、
かつ所定時間を経過したときに掘削作業中であると判断し、
前記油圧ポンプの容量を最大容量以下の所定容量に低減させる制御を行う
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法。
In a control method of a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle,
The work vehicle includes a lift cylinder (13) and a tilt cylinder (15) that operate a work machine (10), and a hydraulic pump that supplies predetermined pressure oil to the lift cylinder (13) and the tilt cylinder (15). Prepared,
Driving force of the vehicle, Oyo oil pressure of the bottom side of the beauty Li Futoshirinda (13) exceeds a predetermined value,
And when a predetermined time has passed, it is judged that excavation work is in progress,
A control method for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle, wherein control is performed to reduce the capacity of the hydraulic pump to a predetermined capacity equal to or less than a maximum capacity.
請求項1または2記載の、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法において、
前記作業車両は、前後進操作手段(30)を備え、
前記前後進操作手段(30)が、前進から中立または後進操作位置に変化したときに掘削作業終了であると判断し、
前記油圧ポンプの容量を所定容量に低減させる制御を停止する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御方法。
In the control method of the hydraulic pump for working machines of a work vehicle according to claim 1 or 2,
The work vehicle includes a forward / reverse operation means (30),
When the forward / reverse operation means (30) changes from forward to neutral or reverse operation position, it is determined that the excavation work is finished,
A control method for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle, wherein control for reducing the capacity of the hydraulic pump to a predetermined capacity is stopped.
作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、作業機(10)を作動するリフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)と、前記リフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)に所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプ(26)とを備え、
前記制御装置(40)は、車両の走行駆動力を検出する駆動力検出手段(51)と、
前記リフトシリンダ(13)のボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器(45)と、
前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を制御する容量制御装置(41)と、
前記駆動力検出手段(51)及びボトム圧検出器(45)からの検出値を入力して演算し、双方の値が所定の値を越えた時に、
前記容量制御装置(41)に、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力するコントローラ(50)とを有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制御装置。
In a control device for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle,
The work vehicle includes a lift cylinder (13) and a tilt cylinder (15) that operate a work machine (10), and a variable displacement hydraulic pressure that supplies predetermined pressure oil to the lift cylinder (13) and the tilt cylinder (15). A pump (26),
The control device (40) includes a driving force detection means (51) for detecting the driving force of the vehicle,
A bottom pressure detector (45) for detecting the bottom oil pressure of the lift cylinder (13);
A displacement control device (41) for controlling the displacement of the variable displacement hydraulic pump (26);
When the detection values from the driving force detection means (51) and the bottom pressure detector (45) are inputted and calculated, and both values exceed a predetermined value,
The capacity control device (41) has a controller (50) for outputting a capacity control signal for reducing the capacity of the variable capacity hydraulic pump (26) to a predetermined capacity equal to or less than a maximum capacity. Hydraulic pump control device for work machines.
作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、作業機(10)を作動するリフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)と、前記リフトシリンダ(13)およびチルトシリンダ(15)に所定の圧油を供給する可変容量型油圧ポンプ(26)とを備え、
前記制御装置(40)は、
車両の走行駆動力を検出する駆動力検出手段(51)と、
前記リフトシリンダ(13)のボトム側油圧力を検出するボトム圧検出器(45)と、
前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を制御する容量制御装置(41)と、
前記駆動力検出手段(51)及びボトム圧検出器(45)からの検出値を入力して演算し、双方の検出値が所定の値を越え、
かつ所定時間を経過した時に、
前記容量制御装置(41)に、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を最大容量以下の所定容量に低減させる容量制御信号を出力するコントローラ(50)とを有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制御装置。
In a control device for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle,
The work vehicle includes a lift cylinder (13) and a tilt cylinder (15) that operate a work machine (10), and a variable displacement hydraulic pressure that supplies predetermined pressure oil to the lift cylinder (13) and the tilt cylinder (15). A pump (26),
The control device (40)
Driving force detection means (51) for detecting the driving force of the vehicle;
A bottom pressure detector (45) for detecting the bottom oil pressure of the lift cylinder (13);
A displacement control device (41) for controlling the displacement of the variable displacement hydraulic pump (26);
The detection values from the driving force detection means (51) and the bottom pressure detector (45) are inputted and calculated, both detection values exceed a predetermined value,
And when the predetermined time has passed,
The capacity control device (41) has a controller (50) for outputting a capacity control signal for reducing the capacity of the variable capacity hydraulic pump (26) to a predetermined capacity equal to or less than a maximum capacity. Hydraulic pump control device for work machines.
請求項4または5記載の、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、
前後進操作手段(30)と、
前記前後進操作手段(30)の操作位置を検出する操作位置検出手段(55)と、
前記操作位置検出手段(55)からの検出信号を入力し、操作位置が前進から中立または後進位置に変化したときに、前記容量制御装置(41)に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラ(50)とを有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
In the control apparatus of the working machine hydraulic pump for a work vehicle according to claim 4 or 5,
The work vehicle is
Forward / reverse operation means (30),
An operation position detecting means (55) for detecting an operation position of the forward / reverse operation means (30);
A controller that inputs a detection signal from the operation position detection means (55) and stops transmission of a capacity control signal to be output to the capacity control device (41) when the operation position changes from forward to neutral or reverse position (50) and a hydraulic pump control device for a work machine of a work vehicle.
請求項4または5または6記載の、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両はアーティキュレート式構造であり、
前記制御装置(40)は、車両の操向屈折角度を検出する操向屈折角検出器(56)と、
前記操向屈折角検出器(56)の検出値を入力し、操向屈折角度が所定の角度を越えた時に、前記容量制御装置(41)に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラ(50)とを有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
In the control apparatus of the hydraulic pump for working machines of a work vehicle of Claim 4 or 5 or 6,
The work vehicle has an articulated structure,
The control device (40) includes a steering refraction angle detector (56) for detecting a steering refraction angle of the vehicle,
A controller that inputs a detection value of the steering refraction angle detector (56) and stops transmission of a capacity control signal to be output to the capacity control device (41) when the steering refraction angle exceeds a predetermined angle ( And 50) a hydraulic pump control device for a work machine of a work vehicle.
請求項4または5または6記載の、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記作業車両は、アーティキュレート式構造で、操向のための左右一対のステアリングシリンダ(9,9)を備え、
前記制御装置(40)は、前記左右のステアリングシリンダ(9,9)の油圧力を、それぞれ検出するステアリング油圧検出器(57,57)と、
前記ステアリング油圧検出器(57,57)の検出値を入力し、左右の油圧力の差が所定の値を越えた時に、前記容量制御装置(41)に出力する容量制御信号の発信を停止するコントローラ(50)とを有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
In the control apparatus of the hydraulic pump for working machines of a work vehicle of Claim 4 or 5 or 6,
The work vehicle has an articulated structure and includes a pair of left and right steering cylinders (9, 9) for steering,
The control device (40) includes a steering hydraulic pressure detector (57, 57) for detecting the hydraulic pressure of the left and right steering cylinders (9, 9), respectively.
The detection value of the steering oil pressure detector (57, 57) is input, and when the difference between the left and right hydraulic pressure exceeds a predetermined value, transmission of the capacity control signal to be output to the capacity control device (41) is stopped. A control device for a hydraulic pump for a work machine of a work vehicle, comprising a controller (50).
請求項4〜8記載の、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記制御装置(40)は、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量を制御可能な手動式容量制御手段(32)を有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
In the control apparatus of the working machine hydraulic pump for work vehicles according to claim 4-8,
The control device (40) includes a manual displacement control means (32) capable of controlling the displacement of the variable displacement hydraulic pump (26), and the control device for the working machine hydraulic pump of the work vehicle.
請求項4〜9記載の、作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置において、
前記制御装置(40)は、前記可変容量型油圧ポンプ(26)の容量制御を実施するか否かを選択可能な容量制御選択手段(33)を有する
ことを特徴とする作業車両の作業機用油圧ポンプの制御装置。
In the control apparatus of the working machine hydraulic pump for work vehicles according to claim 4-9,
The control device (40) has a displacement control selection means (33) capable of selecting whether or not to perform displacement control of the variable displacement hydraulic pump (26). Hydraulic pump control device.
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