JPH0352279Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、ホイールローダなどの土工車両の油
圧装置に関する。

＜従来技術＞ 従来のホイールローダ等の土工車両の油圧装置
を第５図に示す。

第５図において、１は固定容量ギヤポンプ、２
はステアリングシリンダ、３はステアリングコン
トロールバルブ、４はブームシリンダ、５はバケ
ツトシリンダ、６は荷役回路コントロールバル
ブ、７はキヤリオーバ配管である。

＜考案が解決しようとする課題＞ 一般に、ホイールローダ等の土工車両は、エン
ジン出力を主にけん引力と油圧に分割しており、
油圧エネルギーはパワーステアリング装置と荷役
装置とで消費している。

しかし、これに使用される油圧ポンプは、固定
容量ギヤポンプであるために、車両操作時に高圧
小流量が必要な場合であつても高圧大流量が発生
し、油圧エネルギーの多くを損失していた。

また、ホイールローダの場合は、エンジンの回
転数をオペレータが操作し車速をコントロールす
るために、ステアリング装置および荷役装置の生
能が満足されない場合が生じる。それは例えばエ
ンジン低速時にステアリング速度が低下するなど
の欠点である。

本考案は、上記に鑑み、無駄なエネルギーの消
費を防止し得るホイールローダ等の土工車両の油
圧装置の提供を目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 本考案による課題解決手段は、第１図ないし第
４図の如く、エンジン２８の出力軸２９を介して
駆動されステアリング装置８に圧油を供給する第
一可変容量ポンプ９と、該ステアリング装置９に
かかる負荷を検知するステアリング側検知装置１
０と、エンジン２８の出力軸２９を介して駆動さ
れ荷役装置１１に圧油を供給する第二可変容量ポ
ンプ１２と、該荷役装置１１にかかる負荷を検知
する荷役装置側検知装置１３と、前記エンジン２
８の回転数を検知する回転数検知器３０と、該回
転数検知器３０および両検知装置１０，１３から
の信号により前記両ポンプの圧油容量を制御する
制御装置１４とが設けられ、前記ステアリング装
置８は、ステアリングシリンダ１５と、該ステア
リングシリンダ１５内の圧油方向を切換操作する
第一コントロールバルブ１６と、ステアリング操
作速度に応じて第一コントロールバルブ１６の作
動を制御する第一パイロツトコントロールバルブ
１７とから成り、前記ステアリング側検知装置１
０は、前記第一可変容量ポンプ９の吐出圧力を検
知する第一検知器１９と、前記第一パイロツトコ
ントロールバルブ１７のパイロツト圧力を検知す
る第二検知器２０とから成り、前記荷役装置１１
は、荷役シリンダ２１，２２と、該荷役シリンダ
２１，２２内の圧油方向を切換操作する第二コン
トロールバルブ２３と、荷役操作速度に応じて第
二コントロールバルブ２３の作動を制御する第二
パイロツトコントロールバルブ２４とから成り、
前記荷役装置側検知装置１３は、前記第二可変容
量ポンプ１２の吐出圧力を検知する第三検出器２
６と、前記第二パイロツトコントロールバルブ２
４のパイロツト圧力を検知する第四検知器２７と
から成り、前記制御装置１４は、前記回転数検知
器３０および第一ないし第四検知器１９，２０，
２６，２７からの信号に基づき、前記エンジン２
８の回転数の変動による両ポンプ９，１２の流量
変動に起因するステアリング装置８および荷役装
置１１の性能変化をとらえ、これに応じて前記両
ポンプ９，１２の容量を演算して両ポンプ９，１
２の圧油容量を制御するよう構成されたものであ
る。

＜作用＞ 上記課題解決手段において、駆動中のエンジン
２８の回転数は制御装置１４が検知すると共に、
第二パイロツトコントロールバルブ２４のパイロ
ツト圧を第四検知器２７で、第二可変容量ポンプ
１２の吐出圧を第三検出器２６でそれぞれ検知
し、その信号を制御装置１４へ送る。また、第一
パイロツトコントロールバルブ１７のパイロツト
圧を第二検知器２０で、第一可変容量ポンプ９の
吐出圧を第一検知器１９でそれぞれ検出し、制御
装置１４へ出力する。

制御装置１４は、エンジン２８の回転数および
各検知器１９，２０，２６，２７の出力信号に基
づいて第一可変容量ポンプ９および第二可変容量
ポンプ１２の容量を演算し、両ポンプ９，１２の
圧油容量を制御する。

＜実施例＞ 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１，２図の如く、本実施例に係るパワーシヨ
ペル等の土工車両の油圧装置は、エンジン２８の
出力軸２９を介して駆動されステアリング装置８
に圧油を供給する第一可変容量ポンプ９と、該ス
テアリング装置８にかかる負荷を検知するステア
リング側検知装置１０と、エンジン２８の出力軸
２９を介して駆動され荷役装置１１に圧油を供給
する第二可変容量ポンプ１２と、該荷役装置１１
にかかる負荷を検知する荷役装置側検知装置１３
と、前記エンジン２８の回転数を検知する回転数
検知器３０と、該回転数検知器３０および両検知
装置１０，１３からの信号により前記両ポンプ
９，１２の駆動を制御する制御装置１４とが設け
られている。

前記ステアリング装置８は、ステアリングシリ
ンダ１５と、該ステアリングシリンダ１５内の圧
油方向を切換操作する第一コントロールバルブ１
６と、ステアリング操作速度に応じて第一コント
ロールバルブ１６の作動を制御する第一パイロツ
トコントロールバルブ１７とから成る。

前記ステアリング側検知装置１０は、前記第一
可変容量ポンプ９の吐出圧力を検知する第一検知
器１９と、前記第一パイロツトコントロールバル
ブ１７のパイロツト圧力を検知する第二検知器２
０とから成る。

前記荷役装置１１は、ブームシリンダ２１と、
バケツトシリンダ２２と、該各シリンダ２１，２
２内の圧油方向を切換操作する第二コントロール
バルブ２３と、荷役操作速度に応じて第二コント
ロールバルブ２３の作動を制御する第二パイロツ
トコントロールバルブ２４とから成る。

前記荷役装置側検知装置１３は、前記第二可変
容量ポンプ１２の吐出圧力を検知する第三検出器
２６と、前記第二パイロツトコントロールバルブ
２４のパイロツト圧力を検知する第四検知器２７
とから成る。

前記制御装置１４は、前記各検知器１９，２
０，２６，２７，３０からの信号を受信して前記
両ポンプ９，１２のトロールアクチユエータ１
８，２５を作動制御するマイクロコンピユータか
ら成り、内部にプログラムROM、データRAM、
CPUを有し、基準クロツク発振回路により駆動
される。

そして、制御装置１４は、第３図の如く、前記
回転数検知器３０からの信号によりエンジン２８
の回転数を入力する手段と、前記第二検知器２０
からの信号によりステアリングパイロツト圧（ス
テアリング操作速度）を入力する手段と、前記第
一検知器１９からの信号によりステアリングポン
プ（第一可変容量ポンプ）９の吐出圧を入力する
手段と、前記第四検知器２７からの信号により荷
役装置パイロツト圧（荷役操作速度）を入力する
手段と、前記第三検出器２６からの信号により荷
役装置ポンプ（第二可変容量ポンプ）１２の吐出
圧を入力する手段と、前記第二検知器２０からの
信号によりステアリングパイロツト圧の変化をと
らえステアリング操作の有無を判断する手段と、
前記第四検知器２７からの信号により荷役装置パ
イロツト圧の変化をとらえ荷役操作の有無を判断
する手段とを備えており、前記回転数検知器３０
および検出器１９，２０，２６，２７からの信号
に基づき、前記エンジン２８の回転数の変動によ
る両ポンプ９，１２の流量変動に起因するステア
リング装置８および荷役装置１１の性能変化をと
らえ、これに応じて前記両ポンプ９，１２の容量
を演算して両ポンプ９，１２の圧油容量を制御す
るよう構成されている。

上記構成において、駆動中のエンジン２８の回
転数は制御装置１４が検知すると共に、第二パイ
ロツトコントロールバルブ２４のパイロツト圧を
第四検知器２７で、第二可変容量ポンプ１２の吐
出圧を第三検出器２６でそれぞれ検知し、その信
号を制御装置１４へ送る。また第一パイロツトコ
ントロールバルブ１７のパイロツト圧を第二検知
器２０で、第一可変容量ポンプ９の吐出圧を第一
検知器１９でそれぞれ検出し、制御装置１４へ出
力する。

制御装置１４は、エンジン２８の回転数および
各検知器１９，２０，２６，２７の出力信号に基
づいて第一可変容量ポンプ９および第二可変容量
ポンプ１２の容量を演算し、各コントロールアク
チユエータ１８，２５へ制御信号を出力し、圧油
量を制御する。

制御装置１４の制御特性は、パイロツト圧力に
対してポンプ吐出流量を比例させるポジテイブ制
御（第４図ａ）、高圧時吸収エネルギーを一定と
するネガテイブ制御（第４図ｂ）、第４図ｃに示
すリリーフ時に吐出流量を零とするハイプレツシ
ヤカツトオフ制御（Ｈ，Ｐ，Ｃ，Ｏ制御）および
第２図に示すエンジン２８の回転数に対するポン
プ９，１２の吐出流量の関係にある。

第２図の流量100％のラインは車両性能特性上
必要な流量であり、破線は従来のように固定容量
ポンプを使用した際に、エンジンの回転数の増加
に伴つて発生する不必要な流量を示している。そ
こで、エンジン２８の回転数および各検知器１
９，２０，２６，２７の出力信号に基づいて可変
容量ポンプ９，１２の圧油容量を制御（ポジテイ
ブ制御、ネガテイブ制御、Ｈ，Ｐ，Ｃ，Ｏ制御）
してエンジンの回転数の増加に伴つて発生する不
必要な流量をなくしている。例えば、ポジテイブ
制御において、第４図ａの流量100％は、第２図
の流量100％と流量０〜100％を斜めに結んだ線と
なる。つまり、太線が第４図ａの流量100％に相
当する。第４図ｂ，ｃに示したネガテイブ制御、
Ｈ，Ｐ，Ｃ，Ｏ制御についても同様である。

ここで、上記制御特性を第３図のフローチヤー
トに基づいて詳述する。

上述のように、エンジン２８のスタート後、制
御装置１４は、エンジン２８の回転数、ステアリ
ング装置８のパイロツト圧力（ステアリング操作
速度）、ステアリングポンプ（第一可変容量ポン
プ）９の吐出圧力、荷役装置１１のパイロツト圧
力（荷役操作速度）および荷役装置ポンプ（第二
可変容量ポンプ）１２の吐出圧力をそれぞれ入力
する。

そして、Step1で、第二検知器２０の出力から
ステアリング操作の有無を判断する。すなわち、
第一パイロツトコントロールバルブ１７のパイロ
ツト圧は、ステアリング操作速度に応じて変化す
るから、この変化を第二検知器２０で検知するこ
とによりステアリング操作の有無が分かる。ステ
アリング操作があると、第４図ａのように、ステ
アリング装置８のパイロツト圧力に対してステア
リングポンプ９の吐出流量を比例させるポジテイ
ブ制御を行う。

その後、Step2で、第一検知器１９の信号から
ステアリング圧力、すなわちステアリングポンプ
９の吐出圧を見る。ステアリング圧力が高圧、す
なわち一定圧力以上になると、第４図ｂのよう
に、吸収エネルギーを一定とするため、ステアリ
ングポンプ９の吐出量をネガテイブ制御し、ステ
アリング圧力がリリーフ圧に達すると、第４図ｃ
のように、ステアリングポンプ９の吐出量を零と
するＨ，Ｐ，Ｃ，Ｏ制御を行う。なお、ステアリ
ング圧力がネガテイブ制御を行う圧力に達してい
ない場合には、そのままポジテイブ制御を継続す
る。

Step3では、第四検知器２７の出力から荷役装
操作の有無を判断する。すなわち、第二パイロツ
トコントロールバルブ２４のパイロツト圧は、荷
役操作速度に応じて変化するから、この変化を第
四検知器２７で検知することにより荷役操作の有
無が分かる。荷役操作があると、第４図ａのよう
に、荷役装置１１のパイロツト圧力に対して荷役
装置ポンプ１２の吐出流量を比例させるポジテイ
ブ制御を行う。

その後、Step4で、第三検出器２６の信号から
荷役装置圧力、すなわち荷役装置ポンプ１２の吐
出圧を見る。荷役装置圧力が高圧、すなわち一定
圧以上になると、第４図ｂのように、吸収エネル
ギーを一定とするため、荷役装置ポンプ１２の吐
出量をネガテイブ制御し、荷役装置圧力がリリー
フ圧に達すると、第４図ｃのように、荷役装置ポ
ンプ１２の吐出量を零とするＨ，Ｐ，Ｃ，Ｏ制御
を行う。なお、ステアリング圧力がネガテイブ制
御を行う圧力に達していない場合には、そのまま
ポジテイブ制御を継続する。

以上のように、エンジン２８の回転によるステ
アリング装置８や荷役装置１１の性能変化を検知
器１９，２０，２６，２７からの信号に基づき検
出し、これに応じて両ポンプ９，１２の圧油容量
を制御するので、エンジン２８の回転数の変動に
よる両ポンプ９，１２の流量変動もポジテイブ制
御、ネガテイブ制御、Ｈ，Ｐ，Ｃ，Ｏ制御を組み
合わせて制御補償できる。よつて、必要な圧油量
を必要な時に吐出するエネルギーシステムが提供
できる。

＜効果＞ 以上の説明から明らかな通り、本考案による
と、エンジンの回転によるステアリング装置や荷
役装置の性能変化をステアリング側検知装置ある
いは荷役装置側検知装置からの信号に基づき検出
し、これに応じて第一可変容量ポンプや第二可変
容量ポンプの圧油容量を制御するから、エンジン
の回転数の変動による両ポンプの流量変動も制御
補正できる。

したがつて、必要な油量が必要な時に吐出され
ることとなり、無駄なエネルギーの消費を防止し
得るホイールローダ等の土工用車両の油圧装置が
提供できるといつた優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の油圧装置の構成図、
第２図は同エンジン回転−流量特性グラフ、第３
図は制御装置の制御特性を示すフローチヤート、
第４図ａ，ｂ，ｃは夫々ポジテイブ制御、ネガテ
イブ制御、HPCO制御を表わすグラフ、第５図は
従来の土工車両における油圧装置の構成図であ
る。 ８……ステアリング装置、９……第一可変容量
ポンプ、１０……ステアリング側検知装置、１１
……荷役装置、１２……第二可変容量ポンプ、１
３……荷役装置側検知装置、１４……制御装置、
１５……ステアリングシリンダ、１６，２３……
コントロールバルブ、１７，２４……パイロツト
コントロールバルブ、１９，２０，２６，２７…
…検知器、２１，２２……荷役シリンダ、２８…
…エンジン、２９……出力軸、３０……回転数検
知器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジン２８の出力軸２９を介して駆動されス
   テアリング装置８に圧油を供給する第一可変容量
   ポンプ９と、 該ステアリング装置８にかかる負荷を検知する
   ステアリング側検知装置１０と、 エンジン２８の出力軸２９を介して駆動され荷
   役装置１１に圧油を供給する第二可変容量ポンプ
   １２と、 該荷役装置１１にかかる負荷を検知する荷役装
   置側検知装置１３と、 前記エンジン２８の回転数を検知する回転数検
   知器３０と、 該回転数検知器３０および両検知装置１０，１
   ３からの信号により前記両ポンプの圧油容量を制
   御する制御装置１４と が設けられ、 前記ステアリング装置８は、 ステアリングシリンダ１５と、該ステアリング
   シリンダ１５内の圧油方向を切換操作する第一コ
   ントロールバルブ１６と、ステアリング操作速度
   に応じて第一コントロールバルブ１６の作動を制
   御する第一パイロツトコントロールバルブ１７と
   から成り、 前記ステアリング側検知装置１０は、 前記第一可変容量ポンプ９の吐出圧力を検知す
   る第一検知器１９と、前記第一パイロツトコント
   ロールバルブ１７のパイロツト圧力を検知する第
   二検知器２０とから成り、 前記荷役装置１１は、 荷役シリンダ２１，２２と、該荷役シリンダ２
   １，２２内の圧油方向を切換操作する第二コント
   ロールバルブ２３と、荷役操作速度に応じて第二
   コントロールバルブ２３の作動を制御する第二パ
   イロツトコントロールバルブ２４とから成り、 前記荷役装置側検知装置１３は、 前記第二可変容量ポンプ１２の吐出圧力を検知
   する第三検知器２６と、前記第二パイロツトコン
   トロールバルブ２４のパイロツト圧力を検知する
   第四検知器２７とから成り、 前記制御装置１４は、 前記回転数検知器３０および第一ないし第四検
   知器１９，２０，２６，２７からの信号に基づ
   き、前記エンジン２８の回転数の変動による両ポ
   ンプ９，１２の流量変動に起因するステアリング
   装置８および荷役装置１１の性能変化をとらえ、
   これに応じて前記両ポンプ９，１２の容量を演算
   して両ポンプ９，１２の圧油容量を制御するよう
   構成された ことを特徴とする土工車両の油圧装置。