JP7280212B2

JP7280212B2 - wheel loader

Info

Publication number: JP7280212B2
Application number: JP2020035481A
Authority: JP
Inventors: 庸子塚田; 昌則一野瀬; 進也井村; 芳明堤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2040-03-03
Also published as: JP2021139121A

Description

本発明は、ホイールローダに関する。 The present invention relates to wheel loaders.

ホイールローダ等の建設機械には、複数の油圧シリンダを複合操作するための油圧回路が備えられている。一例として、例えば特許文献１に記載された油圧ショベルの油圧回路では、パラレル回路上のアーム方向切換弁への供給油路に流れ制限手段を設けることで、油圧ポンプからアームシリンダに供給される圧油の流れを制限する。これによって、ブーム負荷圧とアーム負荷圧との差が大きい場合であっても、充分な流量がブームシリンダに供給されるので、走行とブームとアームとの複合操作を行う際にブームとアームの良好な操作性を確保できる。 A construction machine such as a wheel loader is equipped with a hydraulic circuit for compound operation of a plurality of hydraulic cylinders. As an example, in a hydraulic circuit of a hydraulic excavator disclosed in Patent Document 1, for example, the pressure supplied from the hydraulic pump to the arm cylinder is reduced by providing a flow restricting means in the supply oil passage to the arm direction switching valve on the parallel circuit. Restrict oil flow. As a result, even when the difference between the boom load pressure and the arm load pressure is large, a sufficient flow rate is supplied to the boom cylinder. Good operability can be secured.

より具体的には、ブーム方向切換弁とアーム方向切換弁とを含むパラレル回路において、走行とブームとアームとの複合操作を行うに際し、アーム方向切換弁への供給油路に設けた可変絞り（すなわち、流れ制限手段）を利用して、負荷の小さいアームシリンダに供給される圧油の流れを制限する。このため、ブーム負荷圧とアーム負荷圧との差が大きくても、充分な流量をブームシリンダに供給することができるので、ブームとアームの良好な操作性を確保することが可能になる。 More specifically, in a parallel circuit including a boom direction switching valve and an arm direction switching valve, a variable throttle ( That is, the flow restricting means) is used to restrict the flow of pressure oil supplied to the arm cylinder with a small load. Therefore, even if the difference between the boom load pressure and the arm load pressure is large, a sufficient flow rate can be supplied to the boom cylinder, so that good operability of the boom and arm can be ensured.

特開平１１－３３６１３５号公報JP-A-11-336135

しかしながら、上述した油圧回路では、油圧ポンプで昇圧した油圧エネルギが流れ制限手段によって消費されるため、エネルギのロスとなり、燃費の悪化を招く問題があった。 However, in the hydraulic circuit described above, since the hydraulic energy pressurized by the hydraulic pump is consumed by the flow restricting means, there is a problem of energy loss and deterioration of fuel consumption.

そこで、本発明は、複数の油圧シリンダを複合操作する場合に、負荷圧の差が大きくても、エネルギのロスを抑えつつ、これらの油圧シリンダの操作性を確保できるホイールローダを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wheel loader capable of securing operability of a plurality of hydraulic cylinders while suppressing energy loss even when a difference in load pressure is large when a plurality of hydraulic cylinders are operated in a compounded manner. aim.

本発明に係るホイールローダは、車体に取り付けられるとともに昇降可能なリフトアームと、前記リフトアームに着脱可能に装着されるアタッチメントと、油圧ポンプから供給される圧油により駆動されるとともに、前記リフトアームを介して前記アタッチメントを昇降させるリフトシリンダと、前記油圧ポンプから供給される圧油により駆動されるとともに、ベルクランクを介して前記アタッチメントを傾動させるバケットシリンダと、前記リフトシリンダへの圧油の流れを制御するリフトコントロールバルブと、前記バケットシリンダへの圧油の流れを制御するバケットコントロールバルブと、前記リフトコントロールバルブと前記リフトシリンダとの間の油路から分岐してタンクと連通する油路に設けられるリフト下げバルブと、前記バケットコントロールバルブと前記バケットシリンダとの間の油路から分岐してタンクと連通する油路に設けられるダンプバルブと、前記リフトコントロールバルブ、前記バケットコントロールバルブ、前記リフト下げバルブ、及び前記ダンプバルブを制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記リフトシリンダを縮退するときに、前記リフトコントロールバルブを遮断して前記リフト下げバルブを開口し、前記バケットシリンダを縮退するときに、前記バケットコントロールバルブを遮断して前記ダンプバルブを開口するように制御することを特徴としている。 A wheel loader according to the present invention includes a lift arm that is attached to a vehicle body and can be raised and lowered, an attachment that is detachably attached to the lift arm, and is driven by pressure oil supplied from a hydraulic pump, and the lift arm a bucket cylinder driven by pressure oil supplied from the hydraulic pump and tilting the attachment via a bell crank; and a flow of pressure oil to the lift cylinder. a bucket control valve that controls the flow of pressure oil to the bucket cylinder; and an oil passage that branches from an oil passage between the lift control valve and the lift cylinder and communicates with the tank. a lift lowering valve provided; a dump valve provided in an oil passage that branches from an oil passage between the bucket control valve and the bucket cylinder and communicates with the tank; the lift control valve, the bucket control valve, and the lift a controller for controlling a lowering valve and the dump valve, wherein the controller shuts off the lift control valve, opens the lift lowering valve, and retracts the bucket cylinder when retracting the lift cylinder. It is characterized in that the bucket control valve is shut off and the dump valve is opened when the dump valve is closed.

本発明に係るホイールローダでは、コントローラは、リフトシリンダを縮退するときにリフトコントロールバルブを遮断してリフト下げバルブを開口し、バケットシリンダを縮退するときにバケットコントロールバルブを遮断してダンプバルブを開口するので、リフトシリンダとバケットシリンダとの複合操作を行う際に、両者の負荷圧の差が大きくても、負荷圧の小さい方のシリンダを油圧ポンプと遮断して自重でシリンダを縮退することができる。従って、エネルギのロスを抑えつつ、これらのシリンダの操作性を確保することができる。 In the wheel loader according to the present invention, the controller shuts off the lift control valve and opens the lift lowering valve when retracting the lift cylinder, and shuts off the bucket control valve and opens the dump valve when retracting the bucket cylinder. Therefore, when performing a combined operation of the lift cylinder and the bucket cylinder, even if the load pressure difference between the two is large, the cylinder with the smaller load pressure can be disconnected from the hydraulic pump and retracted by its own weight. can. Therefore, it is possible to ensure the operability of these cylinders while suppressing energy loss.

本発明によれば、複数の油圧シリンダを複合操作する場合に、負荷圧の差が大きくても、エネルギのロスを抑えつつ、これらの油圧シリンダの操作性を確保することができる。 According to the present invention, when a plurality of hydraulic cylinders are operated in a combined manner, it is possible to ensure operability of these hydraulic cylinders while suppressing energy loss even if there is a large difference in load pressure.

第１実施形態に係るホイールローダを示す側面図である。It is a side view showing a wheel loader concerning a 1st embodiment. 第１の実施形態に係るホイールローダの油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram of the wheel loader according to the first embodiment. 第１の実施形態に係るホイールローダのブロック構成図である。1 is a block configuration diagram of a wheel loader according to a first embodiment; FIG. 第１実施形態に係るホイールローダのアタッチメントをフォークにした場合の側面図である。It is a side view at the time of using a fork as the attachment of the wheel loader which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るホイールローダのリフト上げ時の制御を示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flow chart showing control when lifting the wheel loader according to the first embodiment. 第１の実施形態に係るホイールローダのリフト下げ時の制御を示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flow chart diagram showing control when lifting the wheel loader according to the first embodiment. 第２の実施形態に係るホイールローダのリフト下げ時の制御を示すフローチャート図である。FIG. 10 is a flow chart diagram showing control when lifting the wheel loader according to the second embodiment. 第３の実施形態に係るホイールローダの油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram of a wheel loader according to a third embodiment.

以下、図面を参照して本発明に係るホイールローダの実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、その重複説明は省略する。また、以下の説明では、上下、左右、前後の方向及び位置は、ホイールローダの通常の使用状態、すなわち車輪が地面に接地する状態を基準とする。 An embodiment of a wheel loader according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. Also, in the following description, the vertical, horizontal, front and rear directions and positions are based on the normal use state of the wheel loader, that is, the state where the wheels are in contact with the ground.

[第１実施形態]
図１は第１実施形態に係るホイールローダを示す側面図であり、図２は第１の実施形態に係るホイールローダの油圧回路図であり、図３は第１の実施形態に係るホイールローダのブロック構成図である。本実施形態のホイールローダ１は、リフトアーム２、バケット３、車輪４、フロントボディ１１、リアボディ１２等を備えている。フロントボディ１１及びリアボディ１２は、ホイールローダ１の車体を構成する。リアボディ１２は、運転室５及びエンジン室６等を有する。また、運転室５には、電気リフト操作レバー１６と、電気バケット操作レバー（図示せず）とが設けられており、オペレータはこれらのレバーを操作することでホイールローダ１の荷役装置を動作させる。 [First embodiment]
FIG. 1 is a side view showing the wheel loader according to the first embodiment, FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of the wheel loader according to the first embodiment, and FIG. 3 is the wheel loader according to the first embodiment. It is a block diagram. A wheel loader 1 of this embodiment includes a lift arm 2, a bucket 3, wheels 4, a front body 11, a rear body 12, and the like. The front body 11 and the rear body 12 constitute the vehicle body of the wheel loader 1 . The rear body 12 has a driver's cab 5, an engine room 6, and the like. An electric lift operating lever 16 and an electric bucket operating lever (not shown) are provided in the cab 5, and the operator operates the cargo handling device of the wheel loader 1 by operating these levers. .

より具体的には、ホイールローダ１は、フロントボディ１１の前部に取り付けられるとともに昇降可能な左右一対のリフトアーム２と、リフトアーム２に着脱可能に装着されるバケット（アタッチメント）３と、油圧ポンプ２１から供給される圧油により駆動されるとともに、リフトアーム２を介してバケット３を昇降させる一対のリフトシリンダ７と、油圧ポンプ２１から供給される圧油により駆動されるとともに、ベルクランク９を介してバケット３を傾動させるバケットシリンダ８と、を備えている。 More specifically, the wheel loader 1 includes a pair of left and right lift arms 2 that are attached to the front part of a front body 11 and that can be raised and lowered, a bucket (attachment) 3 that is detachably attached to the lift arms 2, and a hydraulic A pair of lift cylinders 7 that are driven by pressure oil supplied from a pump 21 and move the bucket 3 up and down via a lift arm 2, and a bell crank 9 that is driven by pressure oil supplied from a hydraulic pump 21. and a bucket cylinder 8 that tilts the bucket 3 via

バケット３は、ベルクランク９及びバケットリンク１０を介してバケットシリンダ８の伸縮により回動し、これによってバケット３の向きが上下する。なお、アタッチメントとしては、バケット３のほか、例えばフォーク（図４参照）等が挙げられる。 The bucket 3 is rotated by expansion and contraction of the bucket cylinder 8 through the bell crank 9 and the bucket link 10, and the orientation of the bucket 3 is thereby moved up and down. In addition to the bucket 3, the attachment includes, for example, a fork (see FIG. 4).

リフトシリンダ７は、油圧ポンプ２１から供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータであり、伸縮動作でリフトアーム２を上下方向に駆動する。具体的には、油圧ポンプ２１によって圧油がリフトシリンダ７のボトム室に供給されると、リフトシリンダ７のロッド７ａが伸長し、これによってリフトアーム２は上昇する（すなわち、リフト上げ）。一方、圧油がリフトシリンダ７のロッド室に供給されると、ロッド７ａが縮退し、これによってリフトアーム２は下降する（すなわち、リフト下げ）。そして、このようなリフト上げ及びリフト下げによって、リフトアーム２の先端に装着されたバケット３は昇降することができる。 The lift cylinder 7 is a hydraulic actuator driven by pressurized oil supplied from the hydraulic pump 21, and vertically drives the lift arm 2 by extending and retracting. Specifically, when pressure oil is supplied to the bottom chamber of the lift cylinder 7 by the hydraulic pump 21, the rod 7a of the lift cylinder 7 extends, thereby raising the lift arm 2 (that is, lifting). On the other hand, when pressurized oil is supplied to the rod chamber of the lift cylinder 7, the rod 7a retracts, thereby lowering the lift arm 2 (that is, lowering the lift). By such lifting and lowering, the bucket 3 attached to the tip of the lift arm 2 can be moved up and down.

バケットシリンダ８は、油圧ポンプ２１から供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータであり、伸縮動作でバケット３を上下方向に傾動させる。具体的には、油圧ポンプ２１によって圧油がバケットシリンダ８のボトム室に供給されると、バケットシリンダ８のロッド８ａが伸長し、これによってバケット３は上方向に回動する。一方、圧油がバケットシリンダ８のロッド室に供給されると、ロッド８ａが縮退し、これによってバケット３は下方向に回動する。 The bucket cylinder 8 is a hydraulic actuator driven by pressure oil supplied from the hydraulic pump 21, and tilts the bucket 3 in the vertical direction by extending and contracting. Specifically, when pressure oil is supplied to the bottom chamber of the bucket cylinder 8 by the hydraulic pump 21, the rod 8a of the bucket cylinder 8 extends, thereby rotating the bucket 3 upward. On the other hand, when pressurized oil is supplied to the rod chamber of the bucket cylinder 8, the rod 8a retracts, thereby rotating the bucket 3 downward.

リフトアーム２とフロントボディ１１との間には、リフト角センサ（リフト角検出装置）１３が設けられている。リフト角センサ１３は、リフトアーム２とフロントボディ１１との相対角度を検出し、検出した結果をコントローラ２７（後述する）に出力する。また、リフトアーム２とベルクランク９との間には、ベルクランク角センサ（ベルクランク角検出装置）１４が設けられている。ベルクランク角センサ１４は、リフトアーム２とベルクランク９の相対角度を検出し、検出した結果をコントローラ２７に出力する。 A lift angle sensor (lift angle detection device) 13 is provided between the lift arm 2 and the front body 11 . The lift angle sensor 13 detects the relative angle between the lift arm 2 and the front body 11, and outputs the detected result to the controller 27 (described later). A bell crank angle sensor (bell crank angle detector) 14 is provided between the lift arm 2 and the bell crank 9 . The bell crank angle sensor 14 detects the relative angle between the lift arm 2 and the bell crank 9 and outputs the detected result to the controller 27 .

本実施形態では、リフトアーム２、ベルクランク９、バケットリンク１０、リフトシリンダ７、及びバケットシリンダ８は総称してリンク機構と呼ばれる。このリンク機構は、バケット底面が地面に接地した状態から、バケットシリンダ８を動作させずにリフトシリンダ７のみを動作させた場合に、リフトアーム２が上昇し、リフトアーム２の上昇につれて少なくとも一定区間においてバケット３の爪先が上向きになる。このようなリンク機構はＺリンク機構と呼ばれ、ホイールローダのアタッチメントとしてバケットを装着する場合に多く使われている。 In this embodiment, the lift arm 2, bell crank 9, bucket link 10, lift cylinder 7, and bucket cylinder 8 are collectively called a link mechanism. In this link mechanism, when only the lift cylinder 7 is operated without operating the bucket cylinder 8 from a state in which the bottom surface of the bucket is in contact with the ground, the lift arm 2 is raised, and as the lift arm 2 is raised, at least a certain section , the toe of the bucket 3 faces upward. Such a link mechanism is called a Z-link mechanism, and is often used when attaching a bucket as an attachment to a wheel loader.

図４は図１のホイールローダのアタッチメントをフォーク１５にした場合の図である。図４に示すように、フォーク１５の爪先がフロントボディ１１に対してなす角度（ホイールローダ１が水平面上にある場合には水平面に対してなす角度）を、フォーク爪先角度αとする。フォーク爪先角度αは、特許請求の範囲に記載の「アタッチメントの車体に対する角度」に相当するものであり、上述のリフト角センサ１３及びベルクランク角センサ１４の検出結果から演算される。 FIG. 4 is a view of the wheel loader shown in FIG. 1 in which a fork 15 is used as the attachment. As shown in FIG. 4, the angle formed by the toe of the fork 15 with respect to the front body 11 (the angle formed with the horizontal plane when the wheel loader 1 is on the horizontal plane) is defined as a fork toe angle α. The fork toe angle α corresponds to "the angle of the attachment with respect to the vehicle body" described in the claims, and is calculated from the detection results of the lift angle sensor 13 and the bell crank angle sensor 14 described above.

リフトアーム２にフォーク１５を装着した場合、リフトアーム２の上昇時（言い換えれば、リフト上げ時）又はリフトアーム２の下降時（言い換えれば、リフト下げ時）にフォーク１５が略水平を保つ必要がある。すなわち、フォーク爪先角度αが微小で、略一定であることが必要となる。そして、Ｚリンク機構を用いてフォーク１５を略水平に昇降するためには、リフトシリンダ７とバケットシリンダ８を同時に動作させなくてはならない。 When the fork 15 is attached to the lift arm 2, the fork 15 needs to be kept substantially horizontal when the lift arm 2 is raised (in other words, when the lift is raised) or when the lift arm 2 is lowered (in other words, when the lift is lowered). be. That is, it is necessary that the fork toe angle α is minute and substantially constant. In order to raise and lower the fork 15 approximately horizontally using the Z link mechanism, the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 must be operated simultaneously.

リフト上げ時には、リフトシリンダ７を伸長させながらバケットシリンダ８を縮退させ、リフト下げ時には、リフトシリンダ７を縮退させながらバケットシリンダ８を伸長させることになる。リフトシリンダ７及びバケットシリンダ８は、どちらも伸長するときに重力に逆らって動作することになるので、負荷が大きい。一方、リフトシリンダ７及びバケットシリンダ８がともに縮退するときには、重力方向に動作することになるので、負荷が小さい。 When the lift is raised, the bucket cylinder 8 is retracted while the lift cylinder 7 is extended, and when the lift is lowered, the bucket cylinder 8 is extended while the lift cylinder 7 is retracted. Both the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 are heavily loaded because they will work against gravity when they extend. On the other hand, when both the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 retract, they operate in the direction of gravity, so the load is small.

このため、リフトシリンダ７及びバケットシリンダ８の片方が伸長してもう片方を縮退する動作は、両者の負荷の差が大きい。また、リフトシリンダ７とバケットシリンダ８がパラレル回路となっている場合には、負荷の小さいシリンダが優先的に動作し、操作性が悪く、フォーク１５を略水平に昇降することは難しい。操作性を保つために、負荷の小さいシリンダ側の油路にバルブを設けて圧油の流れを絞る従来の方法も考えられるが、流れを絞ると、一度油圧ポンプ２１で昇圧した圧油エネルギを絞りで消費することになるので、エネルギのロスが大きくなる。 Therefore, when one of the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 is extended and the other is retracted, the load difference between the two is large. Further, when the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 form a parallel circuit, the cylinder with a smaller load operates preferentially, resulting in poor operability and difficulty in moving the forks 15 substantially horizontally. In order to maintain operability, a conventional method of restricting the flow of pressurized oil by providing a valve in the oil passage on the side of the cylinder where the load is small is conceivable. Since the energy is consumed in the diaphragm, the loss of energy becomes large.

このような問題を解決するために、本実施形態のホイールローダ１は、図２に示す油圧回路を備えている。具体的には、従来のホイールローダの油圧回路では、リフトシリンダ７の動作は図２に示すリフトコントロールバルブ２３のみで、バケットシリンダ８の動作は図２に示すバケットコントロールバルブ２４のみで制御されていた。これに対し、本実施形態では、リフトコントロールバルブ２３及びバケットコントロールバルブ２４に加えて、リフト下げバルブ２５及びダンプバルブ２６を更に備えている。 In order to solve such problems, the wheel loader 1 of this embodiment has a hydraulic circuit shown in FIG. Specifically, in the hydraulic circuit of the conventional wheel loader, the operation of the lift cylinder 7 is controlled only by the lift control valve 23 shown in FIG. 2, and the operation of the bucket cylinder 8 is controlled only by the bucket control valve 24 shown in FIG. rice field. In contrast, in this embodiment, in addition to the lift control valve 23 and the bucket control valve 24, a lift lowering valve 25 and a dump valve 26 are further provided.

図２に示すように、油圧ポンプ２１は、エンジン（図示せず）によって駆動され、リフトコントロールバルブ２３を介してリフトシリンダ７へ、バケットコントロールバルブ２４を介してバケットシリンダ８へ、それぞれ圧油を供給する。リフトコントロールバルブ２３及びバケットコントロールバルブ２４は、それぞれパイロット圧によって動作する比例弁である。リフトコントロールバルブ２３は、油圧ポンプ２１とリフトシリンダ７とをつなぐ管路に設けられ、バケットコントロールバルブ２４は、油圧ポンプ２１とバケットシリンダ８とをつなぐ管路に設けられている。リフトシリンダ７とバケットシリンダ８とは油圧ポンプ２１に対し互いにパラレルに接続されている。 As shown in FIG. 2, the hydraulic pump 21 is driven by an engine (not shown) to supply pressurized oil to the lift cylinder 7 via the lift control valve 23 and to the bucket cylinder 8 via the bucket control valve 24, respectively. supply. The lift control valve 23 and the bucket control valve 24 are proportional valves each operated by pilot pressure. The lift control valve 23 is provided in a pipeline connecting the hydraulic pump 21 and the lift cylinder 7 , and the bucket control valve 24 is provided in a pipeline connecting the hydraulic pump 21 and the bucket cylinder 8 . The lift cylinder 7 and bucket cylinder 8 are connected in parallel to the hydraulic pump 21 .

リフトコントロールバルブ２３は（Ｒ）、（Ｎ）、（Ｌ）、（Ｆ）の４位置をもち、リフトシリンダ７への圧油の流れを制御している。（Ｒ）位置ではリフトシリンダ７のボトム側に油圧ポンプ２１の圧油を導くことでロッド７ａが伸長し、（Ｎ）位置ではボトム側及びロッド側を油圧ポンプ２１及びタンク２２と遮断することでロッド７ａが停止し、（Ｌ）位置ではロッド側に圧油を導くことでロッド７ａが縮退する。（Ｆ）位置では、ボトム側及びロッド側をタンク２２と連通させるので、自重でロッド７ａが縮退する。 A lift control valve 23 has four positions (R), (N), (L), and (F) and controls the flow of pressure oil to the lift cylinder 7 . At the (R) position, pressure oil from the hydraulic pump 21 is introduced to the bottom side of the lift cylinder 7 to extend the rod 7a. The rod 7a stops, and at the (L) position, the rod 7a is retracted by introducing pressure oil to the rod side. At position (F), since the bottom side and the rod side are communicated with the tank 22, the rod 7a retracts under its own weight.

一方、バケットコントロールバルブ２４は（Ｔ）、（Ｎ）、（Ｄ）の３位置をもち、バケットシリンダ８への圧油の流れを制御している。（Ｔ）位置ではバケットシリンダ８のボトム側に油圧ポンプ２１の圧油を導くことでロッド８ａが伸長し、（Ｎ）位置ではボトム側及びロッド側を油圧ポンプ２１及びタンク２２と遮断することでロッド８ａが停止し、（Ｄ）位置ではロッド側に圧油を導くことでロッド８ａが縮退する。 On the other hand, the bucket control valve 24 has three positions (T), (N), and (D) and controls the flow of pressure oil to the bucket cylinder 8 . At the (T) position, the pressure oil of the hydraulic pump 21 is introduced to the bottom side of the bucket cylinder 8 to extend the rod 8a. The rod 8a stops, and at the (D) position, the rod 8a is retracted by introducing pressure oil to the rod side.

リフト下げバルブ２５は、リフトシリンダ７とリフトコントロールバルブ２３との間の油路から分岐してタンク２２と連通するタンク２２への戻り油路２５ａに設けられている。リフト下げバルブ２５は、例えば４ポート２位置の電磁比例弁であり、（Ｎ）、（Ｆ）の２位置をもつ。（Ｎ）位置ではリフトシリンダ７のボトム側及びロッド側をタンク２２と遮断し、（Ｆ）位置ではボトム側及びロッド側をタンク２２と連通させる。従って、リフト下げバルブ２５は、動作していないときには（Ｎ）位置である。 The lift lowering valve 25 is provided in a return oil passage 25 a to the tank 22 that branches from the oil passage between the lift cylinder 7 and the lift control valve 23 and communicates with the tank 22 . The lift lowering valve 25 is, for example, a 4-port 2-position electromagnetic proportional valve, and has two positions (N) and (F). At the (N) position, the bottom side and the rod side of the lift cylinder 7 are disconnected from the tank 22, and at the (F) position, the bottom side and the rod side are communicated with the tank 22. Therefore, the lift down valve 25 is in the (N) position when not in operation.

そして、リフトコントロールバルブ２３が（Ｎ）位置のときに、リフト下げバルブ２５を動作させる（Ｆ）位置にすると、リフトシリンダ７のボトム側及びロッド側はタンク２２と連通し、自重によりリフトシリンダ７は縮退する。 When the lift control valve 23 is at the (N) position and the lift lowering valve 25 is set to the (F) position to operate, the bottom side and the rod side of the lift cylinder 7 are communicated with the tank 22, and the lift cylinder 7 is moved by its own weight. degenerates.

ダンプバルブ２６は、バケットシリンダ８とバケットコントロールバルブ２４との間の油路から分岐してタンク２２と連通するタンク２２への戻り油路２６ａに設けられている。ダンプバルブ２６は、例えば４ポート２位置の電磁比例弁であり、（Ｎ）、（Ｆ）の２位置をもつ。（Ｎ）位置ではバケットシリンダ８のボトム側及びロッド側をタンク２２と遮断し、（Ｆ）位置ではボトム側及びロッド側をタンク２２と連通させる。従って、ダンプバルブ２６は、動作していないときには（Ｎ）位置である。 The dump valve 26 is provided in a return oil passage 26 a to the tank 22 that branches from the oil passage between the bucket cylinder 8 and the bucket control valve 24 and communicates with the tank 22 . The dump valve 26 is, for example, a 4-port 2-position electromagnetic proportional valve, and has two positions (N) and (F). At the (N) position, the bottom side and the rod side of the bucket cylinder 8 are disconnected from the tank 22 , and at the (F) position, the bottom side and the rod side are communicated with the tank 22 . Therefore, dump valve 26 is in the (N) position when not in operation.

そして、バケットコントロールバルブ２４が（Ｎ）位置のときに、ダンプバルブ２６を動作させる（Ｆ）位置にすると、バケットシリンダ８のボトム側及びロッド側はタンク２２と連通し、自重によりバケットシリンダ８は縮退する。 When the bucket control valve 24 is at the (N) position and the dump valve 26 is set to the (F) position to operate, the bottom side and the rod side of the bucket cylinder 8 are communicated with the tank 22, and the bucket cylinder 8 is moved by its own weight. degenerate.

図３に示すように、本実施形態のホイールローダ１は、ホイールローダ１の各制御を行うコントローラ２７を更に備えている。コントローラ２７は、例えば演算を実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、演算のためのプログラムを記録した二次記憶装置としてのＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、演算経過の保存や一時的な制御変数を保存する一時記憶装置としてのＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）とを組み合わせてなるマイクロコンピュータにより構成されており、記憶されたプログラムの実行によって各判定、各演算、各指令などの制御処理を行う。なお、図３において点線は電気信号、破線はパイロット圧を示す。コントローラ２７には、リフト角センサ１３、ベルクランク角センサ１４のそれぞれにより検出された角度の他、電気リフト操作レバー１６により操作された操作量が電気信号として入力されるように各配線が接続されている。また、コントローラ２７からは、リフト下げバルブ２５に対し開口指令に対応した信号が出力され、ダンプバルブ２６に対して開口指令に対応した信号が出力される他、パイロットバルブ２８に対してリフトアーム２の操作量に対応した信号、バケット３の操作量に対応した信号が出力されるように各配線が接続されている。 As shown in FIG. 3 , the wheel loader 1 of this embodiment further includes a controller 27 that performs various controls of the wheel loader 1 . The controller 27 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that executes calculations, a ROM (Read Only Memory) as a secondary storage device in which programs for calculations are recorded, and storage of calculation progress and temporary control variables. It is composed of a microcomputer combined with a RAM (Random Access Memory) as a temporary storage device, and performs control processing such as judgments, calculations, and commands by executing stored programs. In FIG. 3, the dotted line indicates the electric signal and the dashed line indicates the pilot pressure. Each wiring is connected to the controller 27 so that the angle detected by each of the lift angle sensor 13 and the bell crank angle sensor 14 as well as the operation amount operated by the electric lift control lever 16 are input as electrical signals. ing. Further, the controller 27 outputs a signal corresponding to the opening command to the lift lowering valve 25 , outputs a signal corresponding to the opening command to the dump valve 26 , and outputs a signal corresponding to the opening command to the pilot valve 28 . Each wiring is connected so that a signal corresponding to the operation amount of the bucket 3 and a signal corresponding to the operation amount of the bucket 3 are output.

本実施形態では、コントローラ２７は、リフトコントロールバルブ２３、バケットコントロールバルブ２４、リフト下げバルブ２５及びダンプバルブ２６をそれぞれ制御する。例えば、コントローラ２７は、リフトコントロールバルブ２３、バケットコントロールバルブ２４、リフト下げバルブ２５及びダンプバルブ２６を遮断したり、開口したりする制御を行う。また、コントローラ２７は、リフトコントロールバルブ２３、バケットコントロールバルブ２４、リフト下げバルブ２５及びダンプバルブ２６の開口面積をそれぞれ制御する。 In this embodiment, the controller 27 controls the lift control valve 23, the bucket control valve 24, the lift lowering valve 25 and the dump valve 26, respectively. For example, the controller 27 controls the lift control valve 23, the bucket control valve 24, the lift lowering valve 25 and the dump valve 26 to close or open. The controller 27 also controls the opening areas of the lift control valve 23, the bucket control valve 24, the lift lowering valve 25, and the dump valve 26, respectively.

図３に示すように、コントローラ２７は、フォーク爪先角度演算部２７ａと、バルブ指令演算部２７ｂとを有する。フォーク爪先角度演算部２７ａは、リフト角センサ１３及びベルクランク角センサ１４から出力された検出結果に基づいて、フォーク爪先角度αを演算し、演算した結果をバルブ指令演算部２７ｂに出力する。なお、このフォーク爪先角度αは、アタッチメントがフォーク１５のときにフォーク１５の爪先がフロントボディ１１に対する角度であり、アタッチメントがバケット３のときにバケット３の爪先がフロントボディ１１に対する角度である。 As shown in FIG. 3, the controller 27 has a fork toe angle calculator 27a and a valve command calculator 27b. The fork toe angle calculator 27a calculates the fork toe angle α based on the detection results output from the lift angle sensor 13 and the bell crank angle sensor 14, and outputs the calculated result to the valve command calculator 27b. The fork toe angle α is the angle of the toe of the fork 15 with respect to the front body 11 when the attachment is the fork 15, and the angle of the toe of the bucket 3 with respect to the front body 11 when the attachment is the bucket 3.

バルブ指令演算部２７ｂは、フォーク爪先角度演算部２７ａから出力されたフォーク爪先角度αと、電気リフト操作レバー１６から出力された操作信号とに基づいて、リフト下げバルブ２５、ダンプバルブ２６及びパイロットバルブ２８への指令信号を演算し、これらのバルブにそれぞれ指令する。パイロットバルブ２８は、パイロットポンプ２９からの圧油の圧力を制御し、リフトコントロールバルブ２３及びバケットコントロールバルブ２４を動作させるパイロット圧を生成するためのバルブである。 The valve command calculation unit 27b operates the lift lowering valve 25, the dump valve 26, and the pilot valve based on the fork toe angle α output from the fork toe angle calculation unit 27a and the operation signal output from the electric lift operation lever 16. 28 to command each of these valves. The pilot valve 28 is a valve for controlling the pressure of pressure oil from the pilot pump 29 and generating pilot pressure for operating the lift control valve 23 and the bucket control valve 24 .

以下、図５及び図６を参照してホイールローダ１のリフト上げ及びリフト下げに関する制御処理を説明する。ホイールローダ１のリフト上げ及びリフト下げは、ホイールローダ１の荷役装置の操作に関するものであり、エネルギのロスを抑えつつ、フォーク１５（図４参照）を略水平姿勢に保って昇降する操作を本発明ではパラレル操作と呼ぶ。このパラレル操作は、コントローラ２７によって自動で行われており、例えば運転室５に設けられた開始ボタン（図示せず）が押されると開始される。なお、パラレル操作中、オペレータは電気リフト操作レバー１６のみを操作し、それによりリフトシリンダ７が動作し、その動作にあわせてバケットシリンダ８が自動で動作する。 Hereinafter, control processing for lifting and lowering the wheel loader 1 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. The lifting and lowering of the wheel loader 1 relate to the operation of the cargo handling device of the wheel loader 1, and the operation of lifting and lowering while keeping the fork 15 (see FIG. 4) in a substantially horizontal posture while suppressing energy loss is the main operation. In the invention, this is called parallel operation. This parallel operation is automatically performed by the controller 27, and is started when, for example, a start button (not shown) provided in the driver's cab 5 is pressed. During the parallel operation, the operator operates only the electric lift operation lever 16, thereby operating the lift cylinder 7, and the bucket cylinder 8 automatically operates according to the operation.

まず、図５を参照してパラレル操作のうち、リフト上げ時の制御処理を説明する。 First, of the parallel operations, control processing during lift raising will be described with reference to FIG.

図５に示すように、リフト上げのパラレル操作が開始されると、コントローラ２７は、その時点におけるフォーク爪先角度α、すなわち現在のフォーク爪先角度αをフォーク爪先角度目標値α_０に設定する（ステップＳ１参照）。そして、この後のステップでは、コントローラ２７は、フォーク爪先角度目標値α_０を保持しながらリフト上げを実行できるように各部分を制御する。現在のフォーク爪先角度αは、上述したようにフォーク爪先角度演算部２７ａによって演算される。フォーク爪先角度目標値α_０は、特許請求の範囲に記載の「目標角度」と相当するものであって、例えば予め設定されたものであり、コントローラ２７に記憶される。 As shown in FIG. 5, when the parallel lift operation is started, the controller 27 sets the fork toe angle α at that time, ie, the current fork toe angle α, to the fork toe angle target value α ₀ (step S1). In subsequent steps, the controller 27 controls each part so that the lift can be performed while maintaining the fork toe angle target value _α0 . The current fork toe angle α is calculated by the fork toe angle calculator 27a as described above. The fork toe angle target value _α0 corresponds to the “target angle” described in the claims, and is set in advance, for example, and stored in the controller 27 .

ステップＳ１に続くステップＳ２では、バルブ指令演算部２７ｂは、電気リフト操作レバー１６の操作量に応じて、リフトコントロールバルブ２３が（Ｒ）位置となるように、パイロットバルブ２８への指令信号を演算し、演算した指令信号をパイロットバルブ２８に出力する。これによって、リフトシリンダ７は伸長する。 In step S2 following step S1, the valve command calculation unit 27b calculates a command signal to the pilot valve 28 according to the amount of operation of the electric lift control lever 16 so that the lift control valve 23 is at the (R) position. and outputs the calculated command signal to the pilot valve 28 . This causes the lift cylinder 7 to extend.

なお、このとき、バルブ指令演算部２７ｂは、リフトコントロールバルブ２３の（Ｒ）位置の開口面積が予め決められた所定の値よりも大きくならないように、指令信号の上限値を更に設ける。これは、後述するダンプバルブ２６によるバケットシリンダ８の縮退は、バケットシリンダ８の自重によって行われるため応答性に限界があり、バケットシリンダ８の縮退が追従できる範囲にリフトシリンダ７の伸長を制限するためである。 At this time, the valve command calculation unit 27b further sets the upper limit value of the command signal so that the opening area of the lift control valve 23 at the (R) position does not exceed a predetermined value. This is because the retraction of the bucket cylinder 8 by the dump valve 26, which will be described later, is performed by the weight of the bucket cylinder 8, so there is a limit to the responsiveness, and the extension of the lift cylinder 7 is limited to the range in which the retraction of the bucket cylinder 8 can follow. Because.

ステップＳ２に続くステップＳ３では、コントローラ２７は、現在のフォーク爪先角度αがフォーク爪先角度目標値α_０より大きいか否かを判定する。現在のフォーク爪先角度αがフォーク爪先角度目標値α_０より大きいと判定された場合、制御処理はステップＳ４に進む。 In step S3 following step S2, the controller 27 determines whether or not the current fork toe angle α is greater than the fork toe angle target value _α0 . If it is determined that the current fork toe angle α is greater than the fork toe angle target value _α0 , the control process proceeds to step S4.

ステップＳ４では、バルブ指令演算部２７ｂは、バケットコントロールバルブ２４が（Ｎ）位置となるようにパイロットバルブ２８への指令信号を演算し、演算した指令信号をパイロットバルブ２８に出力することにより、バケットコントロールバルブ２４を遮断する。これによって、バケットシリンダ８は油圧ポンプ２１と遮断されるので、油圧ポンプ２１からの圧油はリフトシリンダ７を伸長させることのみに用いられる。 In step S4, the valve command calculation unit 27b calculates a command signal to the pilot valve 28 so that the bucket control valve 24 is at the (N) position, and outputs the calculated command signal to the pilot valve 28, thereby Shut off the control valve 24 . As a result, the bucket cylinder 8 is disconnected from the hydraulic pump 21, so the pressure oil from the hydraulic pump 21 is used only to extend the lift cylinder 7.

ステップＳ４に続くステップＳ５では、バルブ指令演算部２７ｂは、ダンプバルブ２６が（Ｆ）位置となるように指令信号を演算して該ダンプバルブ２６に出力することにより、ダンプバルブ２６を開口する。なお、このとき、バルブ指令演算部２７ｂは、現在のフォーク爪先角度αとフォーク爪先角度目標値α_０との差分に比例した指令信号を出力しても良い。 In step S5 following step S4, the valve command calculation unit 27b calculates a command signal so that the dump valve 26 is at the (F) position and outputs the command signal to the dump valve 26, thereby opening the dump valve 26. At this time, the valve command calculator 27b may output a command signal proportional to the difference between the current fork toe angle α and the fork toe angle target value _α0 .

そして、ダンプバルブ２６が（Ｆ）位置となると、バケットシリンダ８のボトム側及びロッド側がタンク２２と連通するので、バケットシリンダ８は、自重で縮退する。従って、フォーク１５が下向き方向に回動し、フォーク爪先角度αが小さくなる。 When the dump valve 26 is at the (F) position, the bottom side and the rod side of the bucket cylinder 8 communicate with the tank 22, so the bucket cylinder 8 retracts under its own weight. Therefore, the fork 15 rotates downward, and the fork toe angle α becomes smaller.

ステップＳ２では油圧ポンプ２１でリフトシリンダ７を伸長させ、ステップＳ４及びＳ５ではバケットシリンダ８を油圧ポンプ２１と遮断した状態で縮退させるので、リフトシリンダ７とバケットシリンダ８は遮断された状態で、それぞれ動作する。これによって、リフトシリンダ７とバケットシリンダ８との負荷の差が大きい場合であっても、負荷の小さい方のシリンダが優先的に駆動されることはなく、それぞれの操作性は保たれる。 In step S2, the lift cylinder 7 is extended by the hydraulic pump 21, and in steps S4 and S5, the bucket cylinder 8 is retracted with the hydraulic pump 21 disconnected. Operate. As a result, even when the load difference between the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 is large, the cylinder with the smaller load is not preferentially driven, and the operability of each is maintained.

一方、ステップＳ３において現在のフォーク爪先角度αがフォーク爪先角度目標値α_０以下であると判定された場合、制御処理はステップＳ６に進む。ステップＳ６では、バケットコントロールバルブ２４が（Ｔ）位置となるようにパイロットバルブ２８への指令信号を演算し、演算した指令信号をパイロットバルブ２８に出力することにより、バケットコントロールバルブ２４を開口する。なお、このとき、現在のフォーク爪先角度αとフォーク爪先角度目標値α_０との差分に比例した指令信号を出力しても良い。 On the other hand, if it is determined in step S3 that the current fork toe angle α is equal to or less than the fork toe angle target value _α0 , the control process proceeds to step S6. In step S6, a command signal to the pilot valve 28 is calculated so that the bucket control valve 24 is at the (T) position, and the calculated command signal is output to the pilot valve 28, thereby opening the bucket control valve 24. At this time, a command signal proportional to the difference between the current fork toe angle α and the fork toe angle target value _α0 may be output.

そして、バケットコントロールバルブ２４が（Ｔ）位置となると、バケットシリンダ８のボトム側に油圧ポンプ２１の圧油を導くことでロッド８ａが伸長し、フォーク１５が上向き方向に回動する。従って、フォーク爪先角度αが大きくなる。 When the bucket control valve 24 is at the (T) position, the pressure oil of the hydraulic pump 21 is guided to the bottom side of the bucket cylinder 8, thereby extending the rod 8a and rotating the fork 15 upward. Therefore, the fork toe angle α is increased.

ステップＳ２ではリフトシリンダ７を伸長させる方向に、ステップＳ６ではバケットシリンダ８を伸長させる方向にそれぞれリフトコントロールバルブ２３とバケットコントロールバルブ２４を動作させることになる。これは、どちらも負荷の大きい方向への動作であるので、リフトシリンダ７とバケットシリンダ８との負荷の差は小さく、リフトシリンダ７及びバケットシリンダ８の操作性はそれぞれ保たれる。 The lift control valve 23 and the bucket control valve 24 are operated in the direction of extending the lift cylinder 7 in step S2, and in the direction of extending the bucket cylinder 8 in step S6. Since both of these operations are in the direction of the large load, the load difference between the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 is small, and the operability of the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 is maintained.

そして、ステップＳ５又はステップＳ６に続くステップＳ７では、コントローラ２７は、電気リフト操作レバー１６の操作が終了したか否かを判定する。電気リフト操作レバー１６の操作が終了していないと判定された場合、制御処理は上述のステップＳ２に戻る。一方、電気リフト操作レバー１６の操作が終了したと判定された場合、一連の制御処理は終了する。 Then, in step S7 following step S5 or step S6, the controller 27 determines whether or not the operation of the electric lift operation lever 16 has ended. If it is determined that the operation of the electric lift operation lever 16 has not ended, the control process returns to step S2 described above. On the other hand, when it is determined that the operation of the electric lift operation lever 16 has ended, the series of control processing ends.

以上のホイールローダ１のリフト上げ制御処理によれば、コントローラ２７は、バケットコントロールバルブ２４を開口することによりフォーク１５を上向きにし、ダンプバルブ２６を開口することによりフォーク１５を下向きにするため、フォーク１５の略水平を保ちながら、リフトアーム２を上昇させることが可能となる。しかも、バケットシリンダ８を縮退させるにあたり自重を利用して行い、油圧ポンプ２１の圧油を用いないため、その分油圧ポンプ２１で昇圧する油圧エネルギが少なくなる。更に、従来のようにシリンダの操作性を確保するために油圧エネルギを可変絞りで消費することもないので、エネルギのロスを抑えることができる。 According to the lift-up control process of the wheel loader 1 described above, the controller 27 causes the forks 15 to face upward by opening the bucket control valve 24 and to face the forks 15 downward by opening the dump valve 26. It becomes possible to raise the lift arm 2 while maintaining the substantially horizontal position of 15 . In addition, since the weight of the bucket cylinder 8 is used to retract the bucket cylinder 8 and the pressurized oil of the hydraulic pump 21 is not used, the hydraulic energy for pressurizing the hydraulic pump 21 is reduced accordingly. Furthermore, since hydraulic energy is not consumed in the variable throttle to ensure cylinder operability as in the conventional art, energy loss can be suppressed.

次に、図６を参照してパラレル操作のうち、リフト下げ時の制御処理を説明する。 Next, control processing during lift lowering among parallel operations will be described with reference to FIG. 6 .

図６に示すように、リフト下げのパラレル操作が開始されると、コントローラ２７は、現在のフォーク爪先角度αをフォーク爪先角度目標値α_０に設定する（ステップＳ１１参照）。そして、この後のステップでは、コントローラ２７は、フォーク爪先角度目標値α_０を保持しながらリフト下げを実行できるように各部を制御する。 As shown in FIG. 6, when the parallel lift lowering operation is started, the controller 27 sets the current fork toe angle α to the fork toe angle target value _α0 (see step S11). Then, in subsequent steps, the controller 27 controls each part so that the lift can be lowered while maintaining the fork toe angle target value _α0 .

ステップＳ１１に続くステップＳ１２では、バルブ指令演算部２７ｂは、リフトコントロールバルブ２３が（Ｎ）位置となるようにパイロットバルブ２８への指令信号を演算し、演算した指令信号をパイロットバルブ２８に出力することにより、リフトコントロールバルブ２３を遮断する。これによって、リフトシリンダ７は油圧ポンプ２１と遮断され、油圧ポンプ２１からの圧油はバケットシリンダ８を動作させるためのみに用いられる。 In step S12 following step S11, the valve command calculation unit 27b calculates a command signal to the pilot valve 28 so that the lift control valve 23 is at the (N) position, and outputs the calculated command signal to the pilot valve 28. Thereby, the lift control valve 23 is shut off. As a result, the lift cylinder 7 is disconnected from the hydraulic pump 21 and the pressure oil from the hydraulic pump 21 is used only to operate the bucket cylinder 8 .

ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、バルブ指令演算部２７ｂは、電気リフト操作レバー１６の操作量に応じて、リフト下げバルブ２５が（Ｆ）位置となるように指令信号を演算し、リフト下げバルブ２５に出力することにより、リフト下げバルブ２５を開口する。これによって、リフトシリンダ７のボトム側及びロッド側がタンク２２と連通し、自重でリフトシリンダ７が縮退する。縮退の速度はリフト下げバルブ２５の開口面積によって変わるので、リフト下げバルブ２５への指令信号の大きさによって制御することができる。 In step S13 following step S12, the valve command calculation unit 27b calculates a command signal so that the lift lowering valve 25 is at the (F) position according to the operation amount of the electric lift operating lever 16, and the lift lowering valve 25 , the lift lowering valve 25 is opened. As a result, the bottom side and the rod side of the lift cylinder 7 are communicated with the tank 22, and the lift cylinder 7 retracts due to its own weight. Since the retraction speed varies depending on the opening area of the lift lowering valve 25, it can be controlled by the magnitude of the command signal to the lift lowering valve 25. FIG.

このとき、リフト下げバルブ２５の（Ｆ）位置の開口面積が予め決められた所定の値よりも大きくならないようにする。これは、後述するバケットコントロールバルブ２４によるバケットシリンダ８の縮退は、バケットコントロールバルブ２４の応答性に限界があり、バケットシリンダ８の縮退が追従できる範囲にリフトシリンダ７の伸長を制限するためである。 At this time, the opening area of the lift lowering valve 25 at the position (F) should not exceed a predetermined value. This is because the retraction of the bucket cylinder 8 by the bucket control valve 24, which will be described later, has a limit in the responsiveness of the bucket control valve 24, and the extension of the lift cylinder 7 is limited to the range in which the retraction of the bucket cylinder 8 can follow. .

ステップＳ１３に続くステップＳ１４では、コントローラ２７は、現在のフォーク爪先角度αがフォーク爪先角度目標値α_０より大きいか否かを判定する。現在のフォーク爪先角度αがフォーク爪先角度目標値α_０より大きいと判定された場合、制御処理はステップＳ１５に進む。 In step S14 following step S13, the controller 27 determines whether or not the current fork toe angle α is greater than the fork toe angle target value _α0 . If it is determined that the current fork toe angle α is greater than the fork toe angle target value _α0 , the control process proceeds to step S15.

ステップＳ１５では、バルブ指令演算部２７ｂは、バケットコントロールバルブ２４を開口する。具体的には、バルブ指令演算部２７ｂは、バケットコントロールバルブ２４が（Ｄ）位置となるようにパイロットバルブ２８への指令信号を演算し、演算した指令信号をパイロットバルブ２８に出力する。これによって、バケットシリンダ８は圧油で縮退し、フォーク１５が下向き方向に回動し、フォーク爪先角度αが小さくなる。 At step S15, the valve command calculator 27b opens the bucket control valve 24 . Specifically, the valve command calculation unit 27b calculates a command signal to the pilot valve 28 so that the bucket control valve 24 is at the (D) position, and outputs the calculated command signal to the pilot valve 28. As a result, the bucket cylinder 8 is retracted by the pressure oil, the fork 15 is rotated downward, and the fork toe angle α is reduced.

なお、ステップＳ１５において、バルブ指令演算部２７ｂは、現在のフォーク爪先角度αとフォーク爪先角度目標値α_０との差分に比例した指令信号を出力しても良い。 In step S15, the valve command calculator 27b may output a command signal proportional to the difference between the current fork toe angle α and the fork toe angle target value _α0 .

一方、ステップＳ１４において現在のフォーク爪先角度αがフォーク爪先角度目標値α_０以下であると判定された場合、制御処理はステップＳ１６に進む。 On the other hand, if it is determined in step S14 that the current fork toe angle α is equal to or less than the fork toe angle target value _α0 , the control process proceeds to step S16.

ステップＳ１６では、バルブ指令演算部２７ｂは、バケットコントロールバルブ２４を開口する。具体的には、バルブ指令演算部２７ｂは、バケットコントロールバルブ２４が（Ｔ）位置となるようにパイロットバルブ２８への指令信号を演算し、演算した指令信号をパイロットバルブ２８に出力する。これによって、バケットシリンダ８が伸長し、フォーク１５が上向き方向に回動するので、フォーク爪先角度αが大きくなる。 At step S16, the valve command calculator 27b opens the bucket control valve 24. As shown in FIG. Specifically, the valve command calculation unit 27b calculates a command signal to the pilot valve 28 so that the bucket control valve 24 is at the (T) position, and outputs the calculated command signal to the pilot valve 28. As a result, the bucket cylinder 8 extends and the fork 15 rotates upward, increasing the fork toe angle α.

なお、ステップＳ１６において、バルブ指令演算部２７ｂは、現在のフォーク爪先角度αとフォーク爪先角度目標値α０との差分に比例した指令信号を出力しても良い。 In step S16, the valve command calculator 27b may output a command signal proportional to the difference between the current fork toe angle α and the fork toe angle target value α0.

ステップＳ１５又はステップＳ１６に続くステップＳ１７では、コントローラ２７は、電気リフト操作レバー１６の操作が終了したか否かを判定する。電気リフト操作レバー１６の操作が終了していないと判定された場合、制御処理は上述のステップＳ１３に戻る。一方、電気リフト操作レバー１６の操作が終了したと判定された場合、一連の制御処理は終了する。 In step S17 following step S15 or step S16, the controller 27 determines whether or not the operation of the electric lift operation lever 16 has ended. If it is determined that the operation of the electric lift operation lever 16 has not ended, the control process returns to step S13 described above. On the other hand, when it is determined that the operation of the electric lift operation lever 16 has ended, the series of control processing ends.

以上のホイールローダ１のリフト下げ制御処理によれば、コントローラ２７は、バケットコントロールバルブ２４を開口することでフォーク１５を上向きにしたり下向きにしたりする（すなわち、フォーク１５を上下方向に傾動させる）ので、フォーク１５の略水平を保ちながら、リフトアーム２を下降させることが可能となる。しかも、リフトシリンダ７を縮退させるにあたり自重を利用して行い、油圧ポンプ２１の圧油を用いないため、その分油圧ポンプ２１で昇圧する油圧エネルギが少なくなる。更に、従来のようにシリンダの操作性を確保するために油圧エネルギを可変絞りで消費することもないので、エネルギのロスを抑えることができる。 According to the lift lowering control process of the wheel loader 1 described above, the controller 27 causes the fork 15 to face upward or downward by opening the bucket control valve 24 (that is, tilts the fork 15 in the vertical direction). , the lift arm 2 can be lowered while keeping the fork 15 substantially horizontal. Moreover, the retraction of the lift cylinder 7 is performed using its own weight, and the pressurized oil of the hydraulic pump 21 is not used. Furthermore, since hydraulic energy is not consumed in the variable throttle to ensure cylinder operability as in the conventional art, energy loss can be suppressed.

なお、図５及び図６に示すパラレル操作（リフト上げ及びリフト下げ）は、上述したようにコントローラ２７により自動的に実行されるものであり、手動で独立に操作する場合にはリフト下げバルブ２５及びダンプバルブ２６は使用しない。これは、リフト下げバルブ２５及びダンプバルブ２６は、リフトシリンダ７又はバケットシリンダ８を自重で縮退させるため、応答性に限界があるからである。 The parallel operations (lift up and lift down) shown in FIGS. 5 and 6 are automatically executed by the controller 27 as described above, and when independently operated manually, the lift down valve 25 and dump valve 26 are not used. This is because the lift lowering valve 25 and the dump valve 26 cause the lift cylinder 7 or the bucket cylinder 8 to retract under their own weight, and therefore have limited responsiveness.

本実施形態に係るホイールローダ１では、コントローラ２７は、リフトシリンダ７を縮退するときにリフトコントロールバルブ２３を遮断してリフト下げバルブ２５を開口し、バケットシリンダ８を縮退するときにバケットコントロールバルブ２４を遮断してダンプバルブ２６を開口する。その結果、リフトシリンダ７とバケットシリンダ８との複合操作を行う際に、両者の負荷圧の差が大きくても、負荷圧の小さい方のシリンダを油圧ポンプ２１と遮断して自重でシリンダを縮退させることができるので、エネルギのロスを抑えつつ両方のシリンダの操作性を確保できる。 In the wheel loader 1 according to this embodiment, the controller 27 closes the lift control valve 23 and opens the lift lowering valve 25 when the lift cylinder 7 is retracted, and the bucket control valve 24 when the bucket cylinder 8 is retracted. is shut off to open the dump valve 26 . As a result, even when the load pressure difference between the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 is large, the cylinder with the smaller load pressure is disconnected from the hydraulic pump 21 and the cylinder is retracted by its own weight. Therefore, the operability of both cylinders can be ensured while suppressing energy loss.

また、使用用途に合わせてリフトアーム２に着脱可能に取り付けるアタッチメントをバケット３にしたり、フォーク１５にしたりする場合がある。しかし、従来では、バケット３を取り付ける場合にはリフトシリンダ７の上昇と共にバケット３の先端が上向きになるＺリンク機構、フォーク１５を取り付ける場合にはリフトシリンダ７が上昇してもフォーク１５が水平を保つパラレルリンク機構、とリンク機構ごとを付け替える必要がある。本実施形態のホイールローダ１によれば、Ｚリンク機構のリフトシリンダ７とバケットシリンダ８を同時に操作できるので、Ｚリンク機構にフォーク１５を取り付けることが可能となる。これによって、一つのリンク機構でバケット３にもフォーク１５にも対応できるため、コスト低減も期待できる。 In some cases, the attachment detachably attached to the lift arm 2 is the bucket 3 or the fork 15 depending on the intended use. However, conventionally, when the bucket 3 is attached, the tip of the bucket 3 is directed upward as the lift cylinder 7 is raised, and when the fork 15 is attached, the fork 15 remains horizontal even if the lift cylinder 7 is raised. It is necessary to replace the parallel link mechanism to keep and each link mechanism. According to the wheel loader 1 of this embodiment, the lift cylinder 7 and the bucket cylinder 8 of the Z link mechanism can be operated simultaneously, so the fork 15 can be attached to the Z link mechanism. As a result, one link mechanism can be used for both the bucket 3 and the fork 15, so cost reduction can be expected.

[第２実施形態]
以下、図７を参照してホイールローダの第２実施形態を説明する。本実施形態のホイールローダ１は、リフト下げ時にバケットシリンダ８を縮退させる制御処理において、上述の第１実施形態と相違する。すなわち、第１実施形態のリフト下げの制御処理では、バケットシリンダ８を縮退させるのにバケットコントロールバルブ２４を（Ｄ）位置にしたが（ステップＳ１５参照）、本実施形態では、ダンプバルブ２６を（Ｆ）位置にすることでバケットシリンダ８を縮退させる。なお、本実施形態に係るホイールローダ１の他の構造及び制御処理等は第１実施形態と同様である。以下では、上述の第１実施形態との相違点のみを説明する。 [Second embodiment]
A second embodiment of the wheel loader will be described below with reference to FIG. The wheel loader 1 of this embodiment differs from the above-described first embodiment in control processing for retracting the bucket cylinder 8 when the lift is lowered. That is, in the lift lowering control process of the first embodiment, the bucket control valve 24 is set to the (D) position to retract the bucket cylinder 8 (see step S15), but in this embodiment, the dump valve 26 is set to ( F) retracts the bucket cylinder 8 by setting it to the position. Other structures, control processing, and the like of the wheel loader 1 according to this embodiment are the same as those of the first embodiment. Only differences from the first embodiment described above will be described below.

図７に示すように、ステップＳ１４において現在のフォーク爪先角度αがフォーク爪先角度目標値α_０より大きいと判定された場合、制御処理はステップＳ１５’に進む。ステップＳ１５’では、バルブ指令演算部２７ｂは、ダンプバルブ２６が（Ｆ）位置となるように指令信号を演算して該ダンプバルブ２６に出力することにより、ダンプバルブ２６を開口する。なお、このとき、バルブ指令演算部２７ｂは、現在のフォーク爪先角度αとフォーク爪先角度目標値α_０との差分に比例した指令信号を出力しても良い。 As shown in FIG. 7, when it is determined in step S14 that the current fork toe angle α is greater than the fork toe angle target value _α0 , the control process proceeds to step S15′. In step S15′, the valve command calculation unit 27b calculates a command signal so that the dump valve 26 is at the (F) position and outputs the command signal to the dump valve 26, thereby opening the dump valve 26. FIG. At this time, the valve command calculator 27b may output a command signal proportional to the difference between the current fork toe angle α and the fork toe angle target value _α0 .

そして、ダンプバルブ２６が（Ｆ）位置となると、バケットシリンダ８のボトム側及びロッド側がタンク２２と連通するので、バケットシリンダ８は、自重で縮退する。従って、フォーク１５が下向き方向に回動し、フォーク爪先角度αが小さくなる。 When the dump valve 26 is at the (F) position, the bottom side and rod side of the bucket cylinder 8 communicate with the tank 22, so the bucket cylinder 8 retracts under its own weight. Therefore, the fork 15 rotates downward, and the fork toe angle α becomes smaller.

本実施形態に係るホイールローダによれば、第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、ステップＳ１５’においてバケットシリンダ８の縮退を油圧ポンプ２１からの圧油を用いずに実行するため、その分油圧ポンプ２１で昇圧する油圧エネルギが必要なくなり、燃費の改善を更に図ることができる。 According to the wheel loader according to the present embodiment, in addition to obtaining the same effects as in the first embodiment, since the retraction of the bucket cylinder 8 is executed without using the pressure oil from the hydraulic pump 21 in step S15', This eliminates the need for hydraulic energy for boosting the pressure with the hydraulic pump 21, thereby further improving fuel economy.

[第３実施形態]
以下、図８を参照してホイールローダの第３実施形態を説明する。本実施形態のホイールローダ１は、リフト下げバルブ３０及びダンプバルブ３１がそれぞれ２つのバルブによって構成される点において、上述の第１実施形態と相違する。すなわち、第１実施形態では、リフト下げバルブ２５及びダンプバルブ２６はそれぞれ４ポート２位置の電磁比例弁であったが、本実施形態では、リフト下げバルブ３０及びダンプバルブ３１は、それぞれ２ポート２位置の電磁比例弁とチェック弁とで構成されている。なお、本実施形態に係るホイールローダ１の他の構造及び制御処理等は第１実施形態と同様である。以下では、上述の第１実施形態との相違点のみを説明する。 [Third embodiment]
A third embodiment of the wheel loader will be described below with reference to FIG. The wheel loader 1 of this embodiment differs from the above-described first embodiment in that each of the lift lowering valve 30 and the dump valve 31 is composed of two valves. That is, in the first embodiment, each of the lift lowering valve 25 and the dump valve 26 is a 4-port 2-position electromagnetic proportional valve. It consists of a position solenoid proportional valve and a check valve. Other structures, control processing, and the like of the wheel loader 1 according to this embodiment are the same as those of the first embodiment. Only differences from the first embodiment described above will be described below.

図８に示すように、リフト下げバルブ３０は、リフト下げボトム側バルブ３０ａとリフト下げロッド側バルブ３０ｂとで構成されている。リフト下げボトム側バルブ３０ａは２ポート２位置の電磁比例弁であり、リフト下げロッド側バルブ３０ｂはチェック弁である。 As shown in FIG. 8, the lift lowering valve 30 is composed of a lift lowering bottom side valve 30a and a lift lowering rod side valve 30b. The lift lowering bottom side valve 30a is a 2-port 2-position electromagnetic proportional valve, and the lift lowering rod side valve 30b is a check valve.

リフト下げボトム側バルブ３０ａは、（Ｎ）、（Ｆ）の２位置をもつ。（Ｎ）位置ではリフトシリンダ７のボトム側をタンク２２と遮断し、（Ｆ）位置ではボトム側がタンク２２と連通する。従って、動作していないときは（Ｎ）位置である。そして、リフトコントロールバルブ２３が（Ｎ）位置のときに、リフト下げボトム側バルブ３０ａを動作させる（Ｆ）位置にすると（すなわち、リフトコントロールバルブ２３を遮断してリフト下げバルブ３０を開口すると）、リフトシリンダ７のボトム側がタンク２２と連通し、自重によりリフトシリンダ７は縮退する。このとき、リフトシリンダ７のロッド側には、リフト下げロッド側バルブ３０ｂを介してタンク２２から圧油が供給される。 The lift lowering bottom side valve 30a has two positions (N) and (F). The bottom side of the lift cylinder 7 is disconnected from the tank 22 at the (N) position, and the bottom side communicates with the tank 22 at the (F) position. Therefore, it is in the (N) position when it is not operating. Then, when the lift control valve 23 is at the (N) position, when the lift lowering bottom side valve 30a is set to the (F) position to operate (that is, when the lift control valve 23 is shut off and the lift lowering valve 30 is opened), The bottom side of the lift cylinder 7 communicates with the tank 22, and the lift cylinder 7 retracts due to its own weight. At this time, pressure oil is supplied from the tank 22 to the rod side of the lift cylinder 7 via the lift lowering rod side valve 30b.

ダンプバルブ３１は、ダンプボトム側バルブ３１ａとダンプロッド側バルブ３１ｂとで構成されている。ダンプボトム側バルブ３１ａは２ポート２位置の電磁比例弁であり、ダンプロッド側バルブ３１ｂはチェック弁である。ダンプボトム側バルブ３１ａは、（Ｎ）、（Ｆ）の２位置をもつ。（Ｎ）位置ではバケットシリンダ８のボトム側をタンク２２と遮断し、（Ｆ）位置ではボトム側がタンク２２と連通する。従って、動作していないときは（Ｎ）位置である。 The dump valve 31 is composed of a dump bottom side valve 31a and a dump rod side valve 31b. The dump bottom side valve 31a is a 2-port 2-position electromagnetic proportional valve, and the dump rod side valve 31b is a check valve. The dump bottom side valve 31a has two positions (N) and (F). The bottom side of the bucket cylinder 8 is disconnected from the tank 22 at the (N) position, and the bottom side communicates with the tank 22 at the (F) position. Therefore, it is in the (N) position when it is not operating.

バケットコントロールバルブ２４が（Ｎ）位置のときに、ダンプボトム側バルブ３１ａを動作させる（Ｆ）位置にすると（すなわち、バケットコントロールバルブ２４を遮断してダンプバルブ３１を開口すると）、バケットシリンダ８のボトム側がタンク２２と連通し、自重によりバケットシリンダ８は縮退する。このとき、バケットシリンダ８のロッド側には、ダンプロッド側バルブ３１ｂを介してタンク２２から圧油が供給される。 When the bucket control valve 24 is at the (N) position, when the dump bottom side valve 31a is set to the (F) position to operate (that is, when the bucket control valve 24 is shut off and the dump valve 31 is opened), the bucket cylinder 8 is The bottom side communicates with the tank 22, and the bucket cylinder 8 retracts due to its own weight. At this time, pressure oil is supplied from the tank 22 to the rod side of the bucket cylinder 8 via the dump rod side valve 31b.

本実施形態に係るホイールローダによれば、第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、リフト下げバルブ３０及びダンプバルブ３１に用いられる電磁比例弁が２ポートであるため、省スペース化及びコスト低減を図ることができる。 According to the wheel loader according to the present embodiment, in addition to obtaining the same effects as the first embodiment, since the electromagnetic proportional valve used for the lift lowering valve 30 and the dump valve 31 is 2 ports, space saving and Cost reduction can be achieved.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、上述の第１実施形態においてリフト下げバルブ２５及びダンプバルブ２６はそれぞれ４ポート２位置の電磁比例弁、第３実施形態においてリフト下げバルブ３０及びダンプバルブ３１はそれぞれ２ポート２位置の電磁比例弁とチェック弁とで構成されることを説明したが、リフト下げバルブ及びダンプバルブのうち一方が４ポート２位置の電磁比例弁、他方が２ポート２位置の電磁比例弁とチェック弁とで構成されても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the invention described in the claims. Changes can be made. For example, in the above-described first embodiment, the lift lowering valve 25 and dump valve 26 are each 4-port 2-position electromagnetic proportional valves, and in the third embodiment, the lift lowering valve 30 and dump valve 31 are each 2-port 2-position electromagnetic proportional valves. Although it has been explained that it is composed of a valve and a check valve, one of the lift lowering valve and the dump valve is a 4-port 2-position electromagnetic proportional valve, and the other is composed of a 2-port 2-position electromagnetic proportional valve and a check valve. May be.

１ホイールローダ
２リフトアーム
３バケット
７リフトシリンダ
７ａロッド
８バケットシリンダ
８ａロッド
９ベルクランク
１０バケットリンク
１１フロントボディ（車体）
１２リアボディ（車体）
１３リフト角センサ
１４ベルクランク角センサ
１５フォーク
１６電気リフト操作レバー
２１油圧ポンプ
２２タンク
２３リフトコントロールバルブ
２４バケットコントロールバルブ
２５，３０リフト下げバルブ
２６，３１ダンプバルブ
２７コントローラ
２７ａフォーク爪先角度演算部
２７ｂバルブ指令演算部
２８パイロットバルブ
２９パイロットポンプ
３０ａリフト下げボトム側バルブ
３０ｂリフト下げロッド側バルブ
３１ａダンプボトム側バルブ
３１ｂダンプロッド側バルブ

1 wheel loader 2 lift arm 3 bucket 7 lift cylinder 7a rod 8 bucket cylinder 8a rod 9 bell crank 10 bucket link 11 front body (vehicle body)
12 Rear body (body)
13 lift angle sensor 14 bell crank angle sensor 15 fork 16 electric lift operation lever 21 hydraulic pump 22 tank 23 lift control valve 24 bucket control valves 25, 30 lift lowering valves 26, 31 dump valve 27 controller 27a fork toe angle calculator 27b valve Command calculation unit 28 Pilot valve 29 Pilot pump 30a Lift lowering bottom side valve 30b Lift lowering rod side valve 31a Dump bottom side valve 31b Dump rod side valve

Claims

a lift arm attached to the vehicle body and capable of moving up and down;
an attachment detachably attached to the lift arm;
a lift cylinder that is driven by pressure oil supplied from a hydraulic pump and raises and lowers the attachment via the lift arm;
a bucket cylinder driven by pressure oil supplied from the hydraulic pump and tilting the attachment via a bell crank;
a lift control valve that controls the flow of pressurized oil to the lift cylinder;
a bucket control valve that controls the flow of pressure oil to the bucket cylinder;
a lift lowering valve provided in an oil passage that branches from an oil passage between the lift control valve and the lift cylinder and communicates with a tank;
a dump valve provided in an oil passage branching from an oil passage between the bucket control valve and the bucket cylinder and communicating with a tank;
a controller that controls the lift control valve, the bucket control valve, the lift lowering valve, and the dump valve;
with
The controller is
when retracting the lift cylinder, shutting off the lift control valve and opening the lift lowering valve;
A wheel loader according to claim 1, wherein the bucket control valve is shut off and the dump valve is opened when the bucket cylinder is retracted.

The controller is
When the lift arm is raised and the angle of the attachment is equal to or less than a target angle, the bucket control valve is controlled to open and the attachment is rotated upward so that the angle of the attachment is greater than the target angle. sometimes controlling the dump valve to open to rotate the attachment downward;
During the descent of the lift arm, when the angle of the attachment is equal to or less than a target angle, the bucket control valve is controlled to open and the attachment is rotated upward so that the angle of the attachment is greater than the target angle. 2. The wheel loader according to claim 1, wherein said dump valve is occasionally controlled to open to rotate said attachment downward.

a lift angle detection device for detecting a relative angle between the lift arm and the vehicle body;
a bell crank angle detection device that detects the relative angle between the lift arm and the bell crank;
further comprising
3. The wheel loader according to claim 1, wherein the controller calculates the angle of the attachment with respect to the vehicle body based on detection results of the lift angle detection device and the bell crank angle detection device.

The wheel loader according to any one of claims 1 to 3, wherein each of said lift lowering valve and said dump valve is composed of a plurality of valves.