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JP2007064145A - ダンプトラックの油圧駆動装置 - Google Patents

ダンプトラックの油圧駆動装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ボディ操作に際してエンジン回転数の上げ過ぎを抑えることができるダンプトラックの油圧駆動装置の提供。
【解決手段】エンジン７の回転数に応じた発電量を出力する発電機８と、この発電機８の発電量に応じて駆動されるポンプ電動機１１と、このポンプ電動機１１によって駆動される油圧ポンプ１２ａ，１２ｂと、荷台を形成するボディ５を上下方向に回動させるボディ上げシリンダ６と、このボディ上げシリンダ６の操作量を検出する操作量検出装置１４とを備え、エンジン回転数の制御を行なうとともに、操作量検出装置１４で検出された操作量に相当するポンプ電動機１１の電力を求めるポンプ電動機電力演算手段１９ａと、発電機８の発電量が、求められたポンプ電動機１１の電力よりも大きくなったかどうか判別する判別手段１９ｂとを含む制御装置１９を備えた構成にしてある。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉱山等で活用されるダンプトラックに装備され、ボディ上げシリンダを作動させる圧油を吐出する油圧ポンプを駆動するポンプ電動機を備えたダンプトラックの油圧駆動装置に関する。
油圧ポンプを駆動するポンプ電動機を備えた従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、本発明の対象としているダンプトラックとは異なり油圧ショベルに装備されるものであるが、エンジンと、このエンジンの回転数に応じた発電量を出力する発電機と、この発電機の発電量がインバータを介して供給されるポンプ電動機と、このポンプ電動機によって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動する油圧アクチュエータと、油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブとを備えた構成になっている。
この従来技術は、エンジンと発電機とを一体化させた組み合わせと、ポンプ電動機と油圧ポンプとを一体化させた組み合わせをそれぞれ離隔させて設けてあるので、エンジンと油圧ポンプとが直結されず、これによって油圧ポンプの設置場所の自由度を大きくすることができる利点がある。
特開２００１−１１８８８公報
上述した従来技術を、本発明が対象としているダンプトラックに適用させようとする場合、ポンプ電動機によって駆動する油圧ポンプから吐出させる圧油を、荷台を形成するボディを上下方向に回動させるボディ上げシリンダに供給して、このボディ上げシリンダを作動させる構成とすることが考えられる。
この構成の場合、ボディ上げ操作に際してボディ上げシリンダを作動させるには、ポンプ電動機を駆動させる発電量を確保するために、エンジン回転数を上昇させて発電機を駆動させることになるが、エンジン回転数を上げ過ぎると、作業現場の周囲環境に対してエンジン騒音を生じさせてしまうことになる。また、無駄なエネルギを消費してしまうことになる。
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、ボディ操作に際してエンジン回転数の上げ過ぎを抑えることができるダンプトラックの油圧駆動装置を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明は、車体フレームと、この車体フレームに対して上下方向に回動可能に設けられ、荷台を形成するボディとを有するダンプトラックに装備され、エンジンと、このエンジンの回転数に応じた発電量を出力する発電機と、この発電機の発電量に応じて駆動されるポンプ電動機と、このポンプ電動機によって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動し、上記ボディを上下方向に回動させるボディ上げシリンダとを備えたダンプトラックの油圧駆動装置において、上記ボディ上げシリンダの操作量を検出する操作量検出装置と、上記エンジンの回転数の制御
を行なうとともに、上記操作量検出装置で検出された操作量に相応する上記ポンプ電動機の電力を求めるポンプ電動機電力演算手段と、上記発電機の発電量が、上記ポンプ電動機電力演算手段で求められた上記電動機の電力よりも大きくなったかどうか判別する判別手段とを含む制御装置とを備えたことを特徴としている。
このように構成した本発明は、ボディ上げ操作に際して、ボディ上げシリンダの操作量、すなわちボディ上げ操作量が操作量検出装置で検出され、その検出信号が制御装置に出力され、この制御装置のポンプ電動機電力演算手段で、上記操作量に相当するポンプ電動機の電力が求められる。また、上述のボディ上げ操作量に相応するエンジン回転数となるように、制御装置からエンジンを駆動する信号が出力される。これによって、エンジン回転数が、例えばアイドル回転数に保持されている状態から上昇を始め、これに伴ってエンジンによって駆動する発電機の発電量が制御装置に出力される。
ここで、制御装置の判別手段で、発電機の発電量が、ポンプ電動機電力演算手段で求められたポンプ電動機の電力よりも大きくなったかどうか判別される。この判別手段で、大きくなっていないと判別されたときには、エンジン回転数を上昇させる制御が続行され、発電機の発電量が大きくなり、これに伴って電動機に与えられる現実の電力が次第に大きくなって油圧ポンプから吐出される圧油の流量が増加する。この油圧ポンプから吐出される圧油によってボディ上げシリンダが伸長し、ボディ上げ操作が実施される。
制御装置の判別手段で、発電機の発電量が、ポンプ電動機電力演算手段で求められたポンプ電動機の電力よりも大きくなったと判別されたとき、制御装置からエンジン回転数を下降させる制御信号が出力される。これにより、ボディ上げ操作量に応じたボディ上げ操作を実施できるとともに、エンジン回転数の上げ過ぎが抑えられる。
また、本発明は、上記発明において、上記エンジンと上記発電機との組み合わせと、上記ポンプ原動機と上記油圧ポンプとの組み合わせを互いに離隔させて配置したことを特徴としている。
さらにまた、本発明は、上記発明において、上記制御装置は、上記判別手段で上記発電機の発電量が、上記ポンプ電動機電力演算手段で求められた上記電動機の電力よりも大きくなったと判別されたとき、上記エンジンの回転数を下降制御する処理を行なうものから成ることを特徴としている。
本発明は、ボディ上げ操作に際してエンジン回転数の上げ過ぎを抑えることができ、これによって周囲環境に対するエンジン騒音を小さくすることができるとともに、省エネを実現でき、信頼性の高いダンプトラックとすることができる。
以下，本発明に係るダンプトラックの油圧駆動装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明に係る油圧駆動装置の一実施形態が備えられるダンプトラックの一例を示す側面図、図２は図１のＡ矢視図である。
本発明の油圧駆動装置の一実施形態が装備されるダンプトラックは、図１に示すように、本体を形成する車体フレーム１と、この車体フレーム１の前側位置に配置される運転室２と、前輪３及び後輪４と、荷台を形成し、車体フレーム１の後方部分に設定される回動支点を中心に上下方向に回動可能なボディ５と、このボディ５を上下方向に回動させる左右一対のボディ上げシリンダ６とを備えている。また、図２に示すように、エンジン７及びこのエンジン７によって駆動される発電機８を備えている。
図３は本実施形態の油圧駆動装置の概略構成を示す油圧回路図、図４は本実施形態に備えられる制御装置に記憶されるボディ上げ操作量とポンプ吐出量との関係を示す図である。
この図３に示すように、上述したボディ上げシリンダ６、エンジン７、及び発電機８の他に、走行時に活用されるアクセルペダル９、走行電動機１０、発電機８の発電量に応じた電力が与えられて駆動するポンプ電動機１１、このポンプ電動機１１によって駆動される油圧ポンプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備えている。
エンジン７と発電機８とは一体化されて配置され、ポンプ電動機１１と油圧ポンプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃとは一体化されて配置されている。すなわち、エンジン７と発電機８との組み合わせと、ポンプ原動機１１と油圧ポンプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃとの組み合わせを互いに離隔させて配置してある。
また、油圧ポンプ１２ａ，１２ｂからボディ上げシリンダ６へ供給される圧油の流れを制御するボディ上げ制御弁１３、及びこのボディ上げ制御弁１３を切り換え制御する操作レバー１３ａを備えている。
また、油圧ポンプ１２ｃから吐出される圧油によって作動し、前輪３の向きを変更させる一対の操向シリンダ１５と、これらの操向シリンダ１５を操作する操向制御弁１６とを備えている。さらに、油圧ポンプ１２ｃから吐出される圧油によって駆動し、前輪３を制動する前ブレーキ１８ａと、後輪４を制動する後ブレーキ１８ｂと、これらの前ブレーキ１８ａ、後ブレーキ１８ｂの作動を制御するブレーキペダル１７とを備えている。
そして特に本実施形態は、ボディ上げシリンダ６の操作量を検出する操作量検出装置１４を備えている。また、エンジン７の回転数を制御する制御装置１９が、操作量検出装置１４で検出された操作量に相当するポンプ電動機１１の電力を求めるポンプ電動機電力演算手段１９ａと、この制御装置１９に入力される発電機８の発電量が、ポンプ電動機電力演算手段１９ａで求められたポンプ電動機１１の電力よりも大きくなったかどうか判別する判別手段１９ｂとを備えている。
制御装置１９には、例えば図４に示すように、ボディ上げ操作量とポンプ吐出量との関係を示す関数関係が記憶されている。この関数関係は、ボディ上げ操作量の増加に応じてほぼ直線的にポンプ吐出量が増加する関係となっている。上述したポンプ電動機電力演算手段１９ａでは、図４に示されるボディ上げ操作量とポンプ吐出量との関数関係と、これとは別に予め記憶されるポンプ吐出量とポンプ電動機１１の電力との関数関係とから、ボディ上げ操作量に該当するポンプ吐出量を確保し得るポンプ電動機１１の電力が求められる。
上述のように構成した本実施形態の動作について、制御装置１９における処理を中心として以下に説明する。図５は本実施形態に備えられる制御装置における処理手順の要部を示すフローチャートである。
例えば、同図５の手順Ｓ１に示すように、現在のエンジン回転数は制御装置１９の制御によって、最低回転数であるアイドル回転数に保持されているものとする。この状態から手順Ｓ２に示すように、操作量検出装置１４によるボディ上げ操作量の検出信号が制御装置１９に入力されたかどうか判別される。この判別がノーであれば、エンジン回転数はアイドル回転数に保持され続ける。また、ボディ上げ操作を実施するために、操作レバー１３ａが操作されると、手順Ｓ２の判別がイエスとなって手順Ｓ３に移るとともに、ボディ上げ制御弁１３が切り換えられ、油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの圧油がボディ上げ制御弁１３を介してボディ上げシリンダ６に供給され始める。
手順Ｓ３では、制御装置１９のポンプ電動機電力演算手段１９ａで、操作量検出装置１４の検出信号に応じて図４に示される関数関係に基づいて油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出量が求められ、次に、予め記憶されるポンプ吐出量とポンプ電動機１１の電力との関数関係から、求められた油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出量を確保し得るポンプ電動機１１の電力が求められる。
また、制御装置１９は、求めたポンプ電動機１１の電力に相応する発電機８の発電量となるように、エンジン回転数をアイドル回転数から上昇させる制御信号を出力し始める。
次に図５の手順Ｓ４に移り、制御装置１９の判別手段１９ｂで、制御装置１９に入力される発電機８の発電量が、上述したポンプ電動機電力演算手段１９ａで求められたポンプ電動機１１の電力よりも大きくなったかどうか判別される。この判別がノーであれば手順Ｓ５に移る。
手順Ｓ５では、エンジン回転数を上昇させる制御が続行される。このエンジン回転数の上昇により、発電機８の発電量が増加し、制御装置１９を介して供給されるポンプ電動機１１の現実の電力が増加し、このポンプ電動機１１によって駆動される油圧ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出量が増加し、これらの油圧ポンプ１２ａ，１２ｂからボディ上げ制御弁１３を介してボディ上げシリンダ６に供給される圧油によって、ボディ上げシリンダ６が伸長するように作動する。これにより図１に示すボディ５が車体フレーム１の後方部分に設定される回動支点を中心に上方向に向かって回動し、例えばボディ５に積み込まれた土砂等のボディ５からの排出作業が実施される。
上述した手順Ｓ４でイエスと判別されると手順Ｓ６に移り、制御装置１９は、エンジン回転数を速やかに下降させる制御を実行する。
このとき例えば、図３に示す操作レバー１３ａを中立に戻すと、ボディ上げ制御弁１３が中立復帰し、ボディ上げシリンダ６が伸長した状態で停止し、ボディ６は上方向に回動したまま停止する。このときのエンジン回転数はアイドル回転数となる。また、この状態では、油圧ポンプ１２ａ，１２ｂから吐出される圧油は、ボディ上げ制御弁１３の中立位置を介して図示しないタンクに戻される。
本実施形態によれば、ボディ上げ操作に際し、制御装置１９の判別手段１９ｂで、エンジン７によって駆動される発電機８の発電量が、ポンプ電動機電力演算手段１９ａで求められたポンプ電動機１１の電力よりも大きくなったと判別されたときに、すなわち、操作レバー１３ａの操作量に応じたボディ５の上げ操作を実現させたときに、制御装置１９によってエンジン回転数を下降させる処理が行なわれるので、このようなボディ上げ操作に際して、エンジン回転数の上げ過ぎを抑えることができる。これによって、周囲環境に対するエンジン騒音を小さくすることができるとともに、省エネを実現でき、信頼性の高いダンプトラックとすることができる。
また、本実施形態は、エンジン７と発電機８との組み合わせと、ポンプ原動機１１と油圧ポンプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃとの組み合わせを互いに離隔させて配置してあることから、エンジン７と油圧ポンプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃとが直結されず、これによって車体フレーム１内における油圧ポンプ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの設置場所の自由度を大きくすることができる。
本発明に係る油圧駆動装置の一実施形態が備えられるダンプトラックの一例を示す側面図である。 図１のＡ矢視図である。 本実施形態の概略構成を示す油圧回路図である。 本実施形態に備えられる制御装置に記憶されるボディ上げ操作量とポンプ吐出量との関係を示す図である。 本実施形態に備えられる制御装置における処理手順の要部を示すフローチャートである。
符号の説明
５ ボディ
６ ボディ上げシリンダ
７ エンジン
８ 発電機
１１ ポンプ電動機
１２ａ 油圧ポンプ
１２ｂ 油圧ポンプ
１３ ボディ上げ制御弁
１３ａ 操作レバー
１４ 操作量検出装置
１９ 制御装置
１９ａ ポンプ電動機電力演算手段
１９ｂ 判別手段

Claims (3)

  1. 車体フレームと、この車体フレームに対して上下方向に回動可能に設けられ、荷台を形成するボディとを有するダンプトラックに装備され、
    エンジンと、このエンジンの回転数に応じた発電量を出力する発電機と、この発電機の発電量に応じて駆動されるポンプ電動機と、このポンプ電動機によって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって作動し、上記ボディを上下方向に回動させるボディ上げシリンダとを備えたダンプトラックの油圧駆動装置において、
    上記ボディ上げシリンダの操作量を検出する操作量検出装置と、
    上記エンジンの回転数の制御を行なうとともに、上記操作量検出装置で検出された操作量に相応する上記ポンプ電動機の電力を求めるポンプ電動機電力演算手段と、上記発電機の発電量が、上記ポンプ電動機電力演算手段で求められた上記電動機の電力よりも大きくなったかどうか判別する判別手段とを含む制御装置とを備えたことを特徴とするダンプトラックの油圧駆動装置。
  2. 上記請求項１記載の発明において、
    上記エンジンと上記発電機との組み合わせと、上記ポンプ原動機と上記油圧ポンプとの組み合わせを互いに離隔させて配置したことを特徴とするダンプトラックの油圧駆動装置。
  3. 上記請求項１または２記載の発明において、
    上記制御装置は、上記判別手段で上記発電機の発電量が、上記ポンプ電動機電力演算手段で求められた上記電動機の電力よりも大きくなったと判別されたとき、上記エンジンの回転数を下降制御する処理を行なうものから成ることを特徴とするダンプトラックの油圧駆動装置。
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