JP2008155897A

JP2008155897A - Steering system for work vehicle

Info

Publication number: JP2008155897A
Application number: JP2006350432A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Nakamura; 和則中村; Tsuyoshi Nakamura; 剛志中村; Mitsuo Kihara; 光男木原; Hiroyuki Azuma; 宏行東; Atsushi Shimazu; 淳志島津
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; TCM Corp
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; TCM Corp
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: JP4993575B2

Abstract

【課題】ステアリングホイールの回転操作を小さな力で行うことができるとともに、運転状況に応じて、ステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度を変えることができ、かつ万一、電気系統に故障が生じても、作動車両のステアリング動作を確実に行うことができ、安全性の高い作業車両のステアリングシステムを提供する。
【解決手段】油圧ステアリングユニット５をステアリングバルブ４の操作系として構成し、車速センサ３１を設け、コントローラ３２、電磁弁３３、パイロット油路２９、プライオリティバルブ７の受圧部２４ｃからなる制御手段により、車速が増加するにしたがってプライオリティバルブ７の設定手段（バネ２５と受圧部２４ｃ）に設定される値を小さくするよう制御する。
【選択図】図２[PROBLEMS] To rotate a steering wheel with a small force, change a driving speed of a steering cylinder with respect to the rotating operation of the steering wheel according to a driving situation, and in the unlikely event that a failure occurs in an electric system. Even if it occurs, it is possible to reliably perform the steering operation of the operating vehicle, and provide a highly safe working vehicle steering system.
A hydraulic steering unit 5 is configured as an operation system of a steering valve 4, a vehicle speed sensor 31 is provided, and a control means including a controller 32, a solenoid valve 33, a pilot oil passage 29, and a pressure receiving portion 24c of a priority valve 7 is provided. As the vehicle speed increases, control is performed so that the value set in the setting means (spring 25 and pressure receiving portion 24c) of the priority valve 7 is reduced.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、ホイールローダ等の作業車両のステアリングシステムに関する。 The present invention relates to a steering system for a work vehicle such as a wheel loader.

ホイールローダ等の作業車両のステアリングシステムは、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動されるステアリングシリンダと、油圧ポンプからステアリングシリンダに供給される圧油の方向と流量を制御するステアリングバルブとを備え、ステアリングホイール（ハンドル）の回転方向と回転量に応じてステアリングバルブを切り換え、ステアリングシリンダを駆動制御している。この場合、ステアリングホイール（ハンドル）の回転方向と回転量に応じたステアリングバルブの切り換えは、オービットロール（商品名）と呼ばれる油圧ステアリングユニットを用いて行っている。ここで、その油圧ステアリングユニットは、ステアリングホイールの回転操作に連動して動作する油圧バルブと油圧モータを有し、その回転量と回転方向に応じた流量の油圧を発生する構成となっている。 A steering system for a work vehicle such as a wheel loader controls a hydraulic pump, a steering cylinder driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and a direction and flow rate of pressure oil supplied from the hydraulic pump to the steering cylinder. A steering valve is provided, and the steering valve is switched according to the rotation direction and amount of rotation of the steering wheel (handle) to control the driving of the steering cylinder. In this case, switching of the steering valve according to the rotation direction and the rotation amount of the steering wheel (handle) is performed using a hydraulic steering unit called an orbit roll (trade name). Here, the hydraulic steering unit includes a hydraulic valve and a hydraulic motor that operate in conjunction with the rotation operation of the steering wheel, and is configured to generate a hydraulic pressure with a flow rate corresponding to the rotation amount and the rotation direction.

このような作業車両のステアリングシステムにおいては、通常、油圧ステアリングユニットをメイン回路に配置し、ステアリングホイールによりステアリングバルブを操作し、ステアリングシリンダを駆動制御している。この場合、油圧ステアリングユニットの油圧バルブがステアリングバルブとして配置され、油圧バルブユニットで発生した油圧が直接ステアリングシリンダに導かれる。 In such a work vehicle steering system, a hydraulic steering unit is usually arranged in a main circuit, a steering valve is operated by a steering wheel, and a steering cylinder is driven and controlled. In this case, the hydraulic valve of the hydraulic steering unit is arranged as a steering valve, and the hydraulic pressure generated by the hydraulic valve unit is directly guided to the steering cylinder.

このような通常の作業車両のステアリングシステムに対し、油圧ステアリングユニットをステアリングバルブの操作系として用い、ステアリングホイールの回転操作を軽く（小さな力で）行えるようにしたものが知られている（例えば特許文献１）。この種のステアリングシステムでは、油圧源としてパイロットポンプを用い、油圧ステアリングユニットにより発生した油圧をステアリングバルブの油圧切換部（受圧部）に導き、ステアリングバルブを切り換えるようにしている。ステアリングバルブには、油圧ステアリングユニットから導かれた油圧をステアリングバルブ切り換え用の制御圧力に変換するための絞り通路が備えられている。 For such a normal work vehicle steering system, a hydraulic steering unit is used as a steering valve operating system, and the steering wheel can be rotated lightly (with a small force) (for example, patents). Reference 1). In this type of steering system, a pilot pump is used as a hydraulic pressure source, and the hydraulic pressure generated by the hydraulic steering unit is guided to the hydraulic pressure switching portion (pressure receiving portion) of the steering valve to switch the steering valve. The steering valve is provided with a throttle passage for converting the hydraulic pressure guided from the hydraulic steering unit into a control pressure for switching the steering valve.

一方、ステアリングバルブの操作系を、コントローラと電磁弁を含む電気・油圧的なステアリングユニットにより構成し、ステアリングバルブの切り換えを電気・油圧的に行うものも知られている（例えば特許文献２）。このものでは、ステアリングホイールの回転操作角（操舵角）をポテンショメータで検出し、この検出値をコントローラに入力する。コントローラは、その検出値に応じた指令信号（電気信号）を電磁弁に出力し、電磁弁はその指令信号に応じた制御圧力を出力する。この制御圧力はステアリングバルブの油圧切換部（受圧部）に導かれ、ステアリングバルブを切り換える。 On the other hand, it is also known that the steering valve operating system is constituted by an electric / hydraulic steering unit including a controller and an electromagnetic valve, and the steering valve is switched electrically and hydraulically (for example, Patent Document 2). In this device, the rotation operation angle (steering angle) of the steering wheel is detected by a potentiometer, and the detected value is input to the controller. The controller outputs a command signal (electric signal) corresponding to the detected value to the solenoid valve, and the solenoid valve outputs a control pressure corresponding to the command signal. This control pressure is guided to the hydraulic pressure switching portion (pressure receiving portion) of the steering valve, and switches the steering valve.

また、特許文献２記載のステアリングシステムにあっては、操舵角検出値に対する指令信号のゲイン（指令信号／操舵角）を、複数種類、コントローラに設定しておき、オペレータが切換スイッチを操作することにより、その内の１つのゲインを選択できるようにしている。これによりステアリングホイールの回転操作量に対するステアリングシリンダの駆動量（車輪ステアリング動作量）の変化割合を、走行時、実作業時のいずれにも適合するように調整可能となり、走行時、実作業時のそれぞれにおいて最適のステアリング操作性が得られる。また、走行速度を検出する速度センサを設け、走行速度に応じて連続的に指令信号を変化させる変形例も提案されている。 Further, in the steering system described in Patent Document 2, the command signal gain (command signal / steering angle) with respect to the detected steering angle value is set in plural types of controllers, and the operator operates the changeover switch. Thus, one of the gains can be selected. This makes it possible to adjust the rate of change of the drive amount of the steering cylinder (wheel steering operation amount) relative to the amount of steering wheel rotation operation so that it can be adapted to both during travel and during actual work. Optimum steering operability can be obtained in each case. There has also been proposed a modification in which a speed sensor for detecting the traveling speed is provided and the command signal is continuously changed according to the traveling speed.

実開平１−１５４９７４号公報Japanese Utility Model Publication No. 1-154974 特開平１０−４５０１４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-45014

ホイールローダのような作業車両においては、運転状況に応じて、ステアリング操作時のステアリングホイールの回転操作量に対するステアリングシリンダの駆動量（車輪ステアリング動作量）の変化割合を変えることで、ステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪ステアリング速度）を変えたい場合がある。 In a work vehicle such as a wheel loader, the rotation of the steering wheel is changed by changing the change rate of the driving amount of the steering cylinder (wheel steering operation amount) with respect to the rotation operation amount of the steering wheel during steering operation according to the driving situation. There is a case where it is desired to change the driving speed (wheel steering speed) of the steering cylinder for the operation.

例えば、走行中は、車速が早いときはステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪ステアリング速度）を遅くすると、安全性の面で有利である。一方、車速が遅いときはステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪ステアリング速度）を速くすると、応答良くステアリング操作を行うことができ、操作性が向上する。 For example, during driving, when the vehicle speed is high, it is advantageous in terms of safety to reduce the driving speed of the steering cylinder (wheel steering speed) with respect to the rotation operation of the steering wheel. On the other hand, when the vehicle speed is low, if the driving speed of the steering cylinder (wheel steering speed) with respect to the rotation operation of the steering wheel is increased, the steering operation can be performed with good response, and the operability is improved.

また、走行しながらフロント作業機を操作するときは、走行とフロント作業機の同時操作であるため、車輪のステアリング速度が遅いとステアリング操作に気を使い、オペレータを疲労させる原因となる。したがって、走行しながらフロント作業機を操作するときは、ステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪のステアリング速度）を速くすると、オペレータの疲労が少なくなり、作業効率が向上する。一方、単独走行では、ステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪のステアリング速度）を早くしない方が、安全性が向上する。 Further, when the front work machine is operated while traveling, since the traveling and the front work machine are operated simultaneously, if the wheel steering speed is low, the steering operation is taken care of and the operator is fatigued. Therefore, when operating the front work machine while traveling, if the driving speed of the steering cylinder (the steering speed of the wheels) with respect to the rotation operation of the steering wheel is increased, the operator's fatigue is reduced and the working efficiency is improved. On the other hand, in independent traveling, safety is improved if the driving speed of the steering cylinder (steering speed of the wheels) is not increased with respect to the rotation operation of the steering wheel.

特許文献１記載の作業車両のステアリングシステムにおいては、油圧ステアリングユニットをステアリングバルブの操作系として用いているため、ステアリングホイールの回転操作（以下、適宜「ステアリング操作」という）を小さな力で行うことができ、ステアリング操作性が向上する。しかし、ステアリング操作時のステアリングホイールの回転操作量に対するステアリングシリンダの駆動量（車輪ステアリング動作量）の変化割合は変えることができないため、運転状況に応じて、ステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪ステアリング速度）を変えることができない。 In the steering system for a work vehicle described in Patent Document 1, since the hydraulic steering unit is used as the steering valve operating system, the steering wheel rotation operation (hereinafter referred to as “steering operation” as appropriate) can be performed with a small force. This improves steering operability. However, since the rate of change of the drive amount of the steering cylinder (wheel steering operation amount) with respect to the rotation operation amount of the steering wheel during steering operation cannot be changed, the drive of the steering cylinder with respect to the rotation operation of the steering wheel depends on the driving situation. The speed (wheel steering speed) cannot be changed.

特許文献２記載の作業車両のステアリングシステムにおいては、切換スイッチを操作することにより操舵角検出値に対する指令信号の複数種類のゲインのうちの１つを選択することができるので、運転状況に応じてステアリングホイールの回転操作量に対するステアリングシリンダの駆動量（車輪ステアリング動作量）の変化割合を変えることができる。しかし、特許文献２では、ステアリングバルブの操作系を、コントローラと電磁弁とを用いた電気・油圧的なステアリングユニットにより構成しているため、万一、ステアリングユニットの電気系統に故障が生じた場合、ステアリングユニットが誤作動を起こし、作業車両のステアリグ動作が行えなくなることが懸念される。 In the steering system for a work vehicle described in Patent Document 2, one of a plurality of types of gains of a command signal for a detected steering angle value can be selected by operating a changeover switch. It is possible to change the change rate of the driving amount of the steering cylinder (wheel steering operation amount) with respect to the rotational operation amount of the steering wheel. However, in Patent Document 2, the operation system of the steering valve is constituted by an electro-hydraulic steering unit using a controller and an electromagnetic valve, so that in the unlikely event that a failure occurs in the electrical system of the steering unit There is a concern that the steering unit may malfunction and the steering operation of the work vehicle cannot be performed.

本発明の目的は、ステアリングホイールの回転操作を小さな力で行うことができるとともに、運転状況に応じて、ステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度を変えることができ、かつ万一、電気系統に故障が生じても、作動車両のステアリング動作を確実に行うことができ、安全性の高い作業車両のステアリングシステムを提供することである。 The object of the present invention is to enable the steering wheel to be rotated with a small force and to change the driving speed of the steering cylinder with respect to the rotating operation of the steering wheel according to the driving situation. It is an object of the present invention to provide a highly safe working vehicle steering system that can reliably perform the steering operation of an operating vehicle even if a failure occurs.

（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動されるステアリングシリンダと、前記油圧ポンプから前記ステアリングシリンダに供給される圧油の方向と流量を制御するステアリングバルブと、オペレータにより回転操作されるステアリングホイールとを備え、前記ステアリングホイールの回転方向と回転量に応じて前記ステアリングバルブを切り換え、前記ステアリングシリンダを駆動制御する作業車両のステアリングシステムにおいて、前記ステアリングホイールが連結され、このステアリングホイールの回転操作により動作し、パイロット油圧源の圧油に基づいて前記ステアリングホイールの回転量と回転方向に応じた制御圧力を発生する油圧ステアリングユニットと、前記油圧ステアリングユニットにより発生した制御圧力を前記ステアリングバルブの操作部に導いて前記ステアリングバルブを切り換えるパイロット油路と、前記油圧ポンプと前記ステアリングバルブとの間に配置され、前記ステアリングバルブの前後差圧の目標値を設定する設定手段を有し、前記ステアリングバルブの前後差圧を前記目標値に保持するよう制御することで、前記油圧ポンプから吐出される圧油を前記ステアリングシリンダに優先的に供給し、余剰流量を作業機を駆動する作業用アクチュエータに供給するプライオリティバルブと、信号生成手段と、前記信号生成手段からの信号を入力し、この信号に応じて前記プライオリティバルブの設定手段に設定される前記ステアリングバルブの前後差圧の目標値を変更する制御手段とを備えるものとする。 (1) In order to achieve the above object, the present invention relates to a hydraulic pump, a steering cylinder driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and pressure oil supplied from the hydraulic pump to the steering cylinder. A steering valve that controls a direction and a flow rate, and a steering wheel that is rotated by an operator. The steering valve is switched according to a rotation direction and a rotation amount of the steering wheel, and a work vehicle that drives and controls the steering cylinder is provided. In the steering system, the steering wheel is coupled, and is operated by a rotation operation of the steering wheel, and generates a control pressure corresponding to the rotation amount and the rotation direction of the steering wheel based on pressure oil of a pilot hydraulic power source. And before A pilot oil passage that switches the steering valve by guiding the control pressure generated by the hydraulic steering unit to the operation portion of the steering valve, and is arranged between the hydraulic pump and the steering valve. Setting means for setting a target value is provided so that pressure oil discharged from the hydraulic pump is preferentially supplied to the steering cylinder by controlling the differential pressure across the steering valve to be maintained at the target value. The priority valve for supplying the surplus flow rate to the working actuator for driving the work implement, the signal generating means, and the signal from the signal generating means are input, and the setting means for the priority valve is set according to this signal. Control means for changing a target value of the differential pressure across the steering valve; It shall be provided.

このように構成した本発明においては、ステアリングホイールの回転操作により動作し、パイロット油圧源の圧油に基づいてステアリングホイールの回転量と回転方向に応じた制御圧力を発生する油圧ステアリングユニットと、油圧ステアリングユニットにより発生した制御圧力をステアリングバルブの操作部に導いてステアリングバルブを切り換えるパイロット油路とを設け、前記油圧ステアリングユニットをステアリングバルブの操作系として構成したので、ステアリングホイールの回転操作を小さな力で行うことができる。 In the present invention configured as described above, a hydraulic steering unit that operates by rotating the steering wheel and generates a control pressure corresponding to the rotation amount and the rotation direction of the steering wheel based on the pressure oil of the pilot hydraulic power source, A pilot oil passage that switches the steering valve by guiding the control pressure generated by the steering unit to the steering valve operation part is provided, and the hydraulic steering unit is configured as a steering valve operation system, so that the rotation operation of the steering wheel can be performed with a small force. Can be done.

また、信号生成手段と、この信号生成手段からの信号を入力し、この信号に応じてプライオリティバルブの設定手段に設定されるステアリングバルブの前後差圧の目標値を変更する制御手段とを設けたので、信号生成手段からの信号に応じてステアリングバルブの前後差圧を変え、ステアリングバルブの通過流量を変えることができる。これによりステアリングバルブの開口面積が一定であっても、ステアリングホイールの回転操作量に対するステアリングシリンダの駆動量（車輪ステアリング動作量）の変化割合を変えることができ、運転状況に応じて、ステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度を変えることができる。 Also provided is a signal generation means and a control means for inputting a signal from the signal generation means and changing a target value of the differential pressure across the steering valve set in the priority valve setting means in accordance with the signal. Therefore, it is possible to change the flow rate through the steering valve by changing the differential pressure across the steering valve in accordance with the signal from the signal generating means. As a result, even if the opening area of the steering valve is constant, the rate of change of the driving amount of the steering cylinder (wheel steering operation amount) with respect to the rotational operation amount of the steering wheel can be changed. The driving speed of the steering cylinder with respect to the rotation operation can be changed.

更に、油圧ステアリングユニットではなく、プライオリティバルブによって、ステアリング操作時のステアリングホイールの回転操作量に対するステアリングシリンダの駆動量（車輪ステアリング動作量）の変化割合を変えるので、万一、制御手段の電気系統に故障が生じても、油圧ステアリングユニットには何ら影響を及ぼさず、油圧ステアリングユニットにより作動車両のステアリング動作を確実に行うことができ、高い安全性を確保することができる。 Furthermore, the change rate of the drive amount of the steering cylinder (wheel steering operation amount) with respect to the rotation operation amount of the steering wheel during steering operation is changed by the priority valve instead of the hydraulic steering unit. Even if a failure occurs, the hydraulic steering unit is not affected at all, and the steering operation of the operating vehicle can be reliably performed by the hydraulic steering unit, and high safety can be ensured.

（２）上記（１）において、前記信号生成手段は、例えば車速検出手段であり、この場合、前記制御手段は、前記車速検出手段の検出値を入力し、車速が増加するにしたがって前記プライオリティバルブの設定手段に設定される目標値が小さくなるよう前記目標値を変更する。 (2) In the above (1), the signal generating means is, for example, a vehicle speed detecting means. In this case, the control means inputs a detection value of the vehicle speed detecting means, and the priority valve is increased as the vehicle speed increases. The target value is changed so that the target value set in the setting means becomes smaller.

これにより走行中、車速が早いときはステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪ステアリング速度）が遅くなり、安全性が向上する。一方、車速が遅いときはステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪ステアリング速度）が速くなり、応答良くステアリング操作を行うことができ、操作性が向上する。 As a result, when the vehicle speed is high during traveling, the driving speed of the steering cylinder (wheel steering speed) with respect to the rotation operation of the steering wheel is slowed, and safety is improved. On the other hand, when the vehicle speed is low, the driving speed of the steering cylinder (wheel steering speed) with respect to the rotating operation of the steering wheel is increased, and the steering operation can be performed with good response, improving the operability.

（３）上記（１）において、前記信号生成手段は、前記フロント作業機が操作されたかどうかを検出するフロント操作検出手段であってもよく、この場合、前記制御手段は、前記フロント操作検出手段の検出値を入力し、前記フロント作業機が操作されたときは、前記フロント作業機が操作されないときよりも前記プライオリティバルブの設定手段に設定される目標値が大きくなるよう前記目標値を変更する。 (3) In the above (1), the signal generating means may be a front operation detecting means for detecting whether or not the front work machine has been operated. In this case, the control means is the front operation detecting means. When the front work machine is operated, the target value is changed so that the target value set in the priority valve setting means becomes larger than when the front work machine is not operated. .

これにより走行しながらフロント作業機を操作するときは、ステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪のステアリング速度）が速くなり、走行とフロント作業機の同時操作におけるオペレータの疲労が少なくなり、作業効率が向上する。一方、単独走行では、ステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度（車輪のステアリング速度）が速くならないので、安全性が向上する。 As a result, when operating the front work machine while traveling, the driving speed of the steering cylinder (steering speed of the wheel) with respect to the rotation operation of the steering wheel is increased, and the operator's fatigue in the simultaneous operation of the traveling and front work machine is reduced. , Work efficiency is improved. On the other hand, in independent traveling, the driving speed of the steering cylinder (steering speed of the wheels) with respect to the rotation operation of the steering wheel does not increase, so safety is improved.

（４）また、上記（１）において、前記信号生成手段は、メータリング選択操作手段であってもよく、この場合は、前記制御手段は、前記メータリング選択操作装置の操作信号を入力し、その操作信号の値に応じて前記プライオリティバルブの設定手段に設定される目標値を変更する。 (4) In the above (1), the signal generation means may be a metering selection operation means. In this case, the control means inputs an operation signal of the metering selection operation device, The target value set in the priority valve setting means is changed according to the value of the operation signal.

これによりメータリング選択操作装置をオペレータが操作することで、プライオリティバルブの設定手段に設定される目標値を変更することができ、運転状況に応じてステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度を変えることができる。 As a result, the operator operates the metering selection operation device, so that the target value set in the priority valve setting means can be changed, and the driving speed of the steering cylinder with respect to the rotation operation of the steering wheel can be changed according to the driving situation. Can be changed.

（５）また、上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、制御電流により作動し、この制御電流に応じた制御圧力を出力する電磁弁と、前記プライオリティバルブの設定手段に設けられ、前記制御圧力に応じて前記設定手段に設定される目標値を変更する受圧部と、前記信号生成手段からの信号を入力し、この信号に応じた値を演算し、前記設定手段に前記目標値としてその値が設定されるよう前記電磁弁に前記制御電流を出力するコントローラとを有する。 (5) In the above (1), preferably, the control means is provided in a solenoid valve that operates by a control current and outputs a control pressure corresponding to the control current, and a setting means for the priority valve, A pressure receiving unit that changes a target value set in the setting unit in accordance with the control pressure, and a signal from the signal generating unit are input, a value corresponding to the signal is calculated, and the target value is input to the setting unit. And a controller for outputting the control current to the solenoid valve so that the value is set.

これにより制御手段は、信号生成手段からの信号に応じてプライオリティバルブの設定手段に設定されるステアリングバルブの前後差圧の目標値を変更することができる。 Thereby, the control means can change the target value of the differential pressure across the steering valve set in the priority valve setting means in accordance with the signal from the signal generation means.

本発明によれば、ステアリングホイールの回転操作を小さな力で行うことができ、良好な操作性を得ることができる。 According to the present invention, the steering wheel can be rotated with a small force, and good operability can be obtained.

また、運転状況に応じてステアリングホイールの回転操作に対するステアリングシリンダの駆動速度を変えることができ、安全性、操作性、作業効率の向上等の効果を得ることができる。 Further, the driving speed of the steering cylinder with respect to the rotating operation of the steering wheel can be changed according to the driving situation, and effects such as improvement in safety, operability, and work efficiency can be obtained.

更に、万一、電気系統に故障が生じても、作動車両のステアリング動作を確実に行うことができ、高い安全性を確保することができる。 Furthermore, even if a failure occurs in the electric system, the steering operation of the operating vehicle can be performed reliably, and high safety can be ensured.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明が適用される作業車両の一例としてホイールローダの外観を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an appearance of a wheel loader as an example of a work vehicle to which the present invention is applied.

図１において、１００はホイールローダであり、ホイールローダ１００は、車体前部１０１と車体後部１０２とを有し、車体前部１０１と車体後部１０２は、一対のステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂ（図２参照）により車体後部１０２に対して車体前部１０１の向きが変わるように相対回動白在に連結されている。車体前部１０１にはフロント作業機１０４と前輪１０５が設けられ、車体後部１０２には運転室１０６と後輪１０７が設けられている。運転室１０６には、運転席１０８、ステアリングホイール１０９、操作レバー装置１１０や、アクセルペダル、インチングペダル（図示せず）等の操作手段が設けられている。フロント作業機１０４はバケット１１１とリフトアーム１１２からなり、バケット１１１はバケットシリンダ１１４の伸縮によりチルト・ダンプ動作し、リフトアーム１１２はアームシリンダ１１３の伸縮により上下に動作する。 In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a wheel loader. The wheel loader 100 includes a vehicle body front portion 101 and a vehicle body rear portion 102. The vehicle body front portion 101 and the vehicle body rear portion 102 are a pair of steering cylinders 103a and 103b (see FIG. 2). ) To the rear part 102 of the vehicle body so that the direction of the front part 101 of the vehicle body changes so as to change the direction of the relative rotation. A front work machine 104 and a front wheel 105 are provided in the vehicle body front part 101, and a driver's cab 106 and a rear wheel 107 are provided in the vehicle body rear part 102. The driver's cab 106 is provided with operating means such as a driver's seat 108, a steering wheel 109, an operating lever device 110, an accelerator pedal, an inching pedal (not shown), and the like. The front work machine 104 includes a bucket 111 and a lift arm 112. The bucket 111 is tilted and dumped by expansion and contraction of the bucket cylinder 114, and the lift arm 112 is moved up and down by expansion and contraction of the arm cylinder 113.

図２は、本発明の第１の実施の形態に係わる作業車両のステアリングシステムを示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a work vehicle steering system according to the first embodiment of the present invention.

図２において、本実施の形態に係わるステアリングシステムは、原動機（ディーゼルエンジン）１と、この原動機により駆動される可変容量制御装置（レギュレータ）２ａを備えた油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２から吐出される圧油により駆動される上記一対のステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂと、油圧ポンプ２からステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂに供給される圧油の方向と流量を制御するステアリングバルブ４と、ステアリングホイール１０９が連結され、ステアリングホイール１０９の回転操作により動作し、パイロット油圧源（ポンプ）１３の圧油に基づいてステアリングホイール１０９の回転量と回転方向に応じた制御圧力を発生する油圧ステアリングユニット５と、油圧ステアリングユニット５で発生した制御圧力をステアリングバルブ４の受圧部４ａ，４ｂに導くパイロット油路６ａ，６ｂと、油圧ポンプ２とステアリングバルブ４との間に配置され、ステアリングバルブ４のメータイン油路の前後差圧を目標値（後述）に保持するよう制御することで、油圧ポンプ２から吐出される圧油をステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂに優先的に供給し、油圧ポンプ２から吐出される圧油の余剰流量を作業用油圧回路１２１に供給するプライオリティバルブ７とを備えている。 In FIG. 2, the steering system according to the present embodiment includes a prime mover (diesel engine) 1, a hydraulic pump 2 provided with a variable displacement control device (regulator) 2 a driven by the prime mover, and a discharge from the hydraulic pump 2. The pair of steering cylinders 103a and 103b driven by the pressurized oil, the steering valve 4 for controlling the direction and flow rate of the pressure oil supplied from the hydraulic pump 2 to the steering cylinders 103a and 103b, and the steering wheel 109 are connected. A hydraulic steering unit 5 that operates by rotating the steering wheel 109 and generates a control pressure in accordance with the amount and direction of rotation of the steering wheel 109 based on the pressure oil of the pilot hydraulic source (pump) 13; Occurs in unit 5 The pilot oil passages 6a and 6b for guiding the control pressure to the pressure receiving portions 4a and 4b of the steering valve 4 and the hydraulic pump 2 and the steering valve 4 are arranged between the hydraulic pump 2 and the steering valve 4, and the differential pressure across the meter-in oil passage of the steering valve 4 is a target value. By controlling to hold (described later), the pressure oil discharged from the hydraulic pump 2 is preferentially supplied to the steering cylinders 103a and 103b, and the surplus flow rate of the pressure oil discharged from the hydraulic pump 2 is set to the working hydraulic pressure. And a priority valve 7 to be supplied to the circuit 121.

作業用油圧回路１２１は、例えば上記フロント作業機１０４のバケットシリンダ１１４及びアームシリンダ１１３に圧油を供給し、バケット１１１及びリフトアーム１１２を動作させるものであり、公知のコントロールバルブ装置を備えている。 The working hydraulic circuit 121 supplies pressure oil to, for example, the bucket cylinder 114 and the arm cylinder 113 of the front work machine 104 to operate the bucket 111 and the lift arm 112, and includes a known control valve device. .

油圧ステアリングユニット５は、メータリングバルブ１１とジロータ１２とを有し、オペレータがステアリングホイール１０９を回転操作すると、メータリングバルブ１１はその回転方向に応じて回動し、図示の中立位置から左右いずれかの動作位置Ａ又はＢに切り換わる。 The hydraulic steering unit 5 includes a metering valve 11 and a gerotor 12, and when an operator rotates the steering wheel 109, the metering valve 11 rotates according to the direction of rotation of the steering wheel 109. The operation position A or B is switched.

メータリングバルブ１１がＡ位置に切り換わると、パイロット油圧源１３からの圧油が油路１４、メータリングバルブ１１のＡ位置の内部通路、油路１５を経由してジロータ１２に供給され、ジロータ１２はその圧油の供給により回転動作する。ジロータ１２を経由した圧油は油路１６、メータリングバルブ１１のＡ位置の内部通路、油路１７ａを経由して、この油路１７ａに設けられた絞り１８ａを介してタンクに戻される。このとき油路１７ａには絞り１８ａにより圧油の流量に応じた圧力が発生し、この圧力が制御圧力としてパイロット油路６ａに取り出され、ステアリングバルブ４の受圧部４ａに導かれる。ステアリングバルブ４は、受圧部４ａに制御圧力が導かれると、図示の中立位置から図示左側のＣ位置に切り換えられる。 When the metering valve 11 is switched to the A position, the pressure oil from the pilot hydraulic source 13 is supplied to the gerotor 12 via the oil passage 14, the internal passage at the A position of the metering valve 11, and the oil passage 15. 12 rotates by the supply of the pressure oil. The pressure oil passing through the gerotor 12 is returned to the tank via the oil passage 16, the internal passage at the position A of the metering valve 11, and the oil passage 17 a, and through the throttle 18 a provided in the oil passage 17 a. At this time, a pressure corresponding to the flow rate of the pressure oil is generated in the oil passage 17a by the throttle 18a, and this pressure is taken out as a control pressure to the pilot oil passage 6a and guided to the pressure receiving portion 4a of the steering valve 4. The steering valve 4 is switched from the neutral position shown in the drawing to the C position on the left side in the drawing when the control pressure is introduced to the pressure receiving portion 4a.

一方、ジロータ１２の回転動作はメータリングバルブ１１にフィードバックされ、ジロータ１２がステアリングホイール１０９の回転操作量（メータリングバルブ１１の変位量）に応じた圧油の流量を計量して所定量回転すると、メータリングバルブ１１は中立位置に復帰し、油路１４から油路１５への圧油の供給を遮断する。これにより油路１７ａの圧油はタンク圧となり、パイロット油路６ａを介してステアリングバルブ４の受圧部４ａに導かれる制御圧力もタンク圧となる。これによりステアリングバルブ４は図示の中立位置に復帰する。 On the other hand, the rotation operation of the gerotor 12 is fed back to the metering valve 11, and when the gerotor 12 measures the rotation amount of the steering wheel 109 (the displacement amount of the metering valve 11) and measures a predetermined amount by rotating the pressure oil flow rate. The metering valve 11 returns to the neutral position and shuts off the supply of pressure oil from the oil passage 14 to the oil passage 15. As a result, the pressure oil in the oil passage 17a becomes the tank pressure, and the control pressure guided to the pressure receiving portion 4a of the steering valve 4 via the pilot oil passage 6a also becomes the tank pressure. As a result, the steering valve 4 returns to the neutral position shown in the figure.

メータリングバルブがＢ位置に切り換わった場合は、上記と逆の動作が行われる。すなわち、パイロット油圧源（ポンプ）１３からの圧油が油路１４、メータリングバルブ１１のＢ位置の内部通路、油路１６を経由してジロータ１２に供給され、ジロータ１２はその圧油の供給により回転動作する。ジロータ１２を経由した圧油は油路１５、メータリングバルブ１１のＢ位置の内部通路、油路１７ｂを経由して、この油路１７ｂに設けられた絞り１８ｂを介してタンクに戻される。このとき油路１７ｂには絞り１８ｂにより圧油の流量に応じた圧力が発生し、この圧力が制御圧力としてパイロット油路６ｂに取り出され、ステアリングバルブ４の受圧部４ｂに導かれる。ステアリングバルブ４は、受圧部４ｂに制御圧力が導かれると、図示の中立位置から図示右側のＤ位置に切り換えられる。 When the metering valve is switched to the B position, the reverse operation is performed. That is, the pressure oil from the pilot hydraulic source (pump) 13 is supplied to the gerotor 12 via the oil passage 14, the internal passage at the B position of the metering valve 11, and the oil passage 16, and the gerotor 12 supplies the pressure oil. Rotate by. The pressure oil passing through the gerotor 12 is returned to the tank via the oil passage 15, the internal passage at the B position of the metering valve 11, and the oil passage 17 b and through the throttle 18 b provided in the oil passage 17 b. At this time, a pressure corresponding to the flow rate of the pressure oil is generated in the oil passage 17b by the throttle 18b, and this pressure is taken out as a control pressure to the pilot oil passage 6b and guided to the pressure receiving portion 4b of the steering valve 4. When the control pressure is guided to the pressure receiving portion 4b, the steering valve 4 is switched from the neutral position shown to the D position on the right side of the figure.

ジロータ１２がステアリングホイール１０９の回転操作量（メータリングバルブ１１の変位量）に応じた圧油の流量を計量して所定量回転すると、メータリングバルブ１１は中立位置に復帰し、油路１４から油路１６への圧油の供給を遮断する。これにより油路１７ｂの圧油はタンク圧となり、パイロット油路６ａを介してステアリングバルブ４の受圧部４ａに導かれる制御圧力もタンク圧となる。これによりステアリングバルブ４は図示の中立位置に復帰する。 When the gerotor 12 measures the flow rate of the pressure oil corresponding to the rotation operation amount of the steering wheel 109 (the displacement amount of the metering valve 11) and rotates by a predetermined amount, the metering valve 11 returns to the neutral position, and from the oil passage 14 The supply of pressure oil to the oil passage 16 is shut off. As a result, the pressure oil in the oil passage 17b becomes the tank pressure, and the control pressure guided to the pressure receiving portion 4a of the steering valve 4 via the pilot oil passage 6a also becomes the tank pressure. As a result, the steering valve 4 returns to the neutral position shown in the figure.

プライオリティバルブ７は入口ポート７ａと第１及び第２の２つの出口ポート７ｂ，７ｃを有し、入口ポート７ａは油路２１を介して油圧ポンプ２に接続され、第１出口ポート７ｂは油路２２を介してステアリングバルブ４に接続され、第２出口ポート７ｃは油路２３を介して作業用油圧回路１２１に接続されている。また、プライオリティバルブ７は図示右側の切り換え位置Ｅと、図示左側の切り換え位置Ｆとの間を移動可能なスプール弁であり、プライオリティバルブ７のスプールが図示右側の位置Ｅにあるときは、入口ポート７ａと第１出口ポート７ｂ間の連通路を全開し、入口ポート７ａと第２出口ポート７ｃ間の連通路を全閉し、図示左側の位置Fにあるときは、入口ポート７ａと第１出口ポート７ｂ間の連通路を全閉し、入口ポート７ａと第２出口ポート７ｃ間の連通路を全開する。また、プライオリティバルブ７のスプールが図示右側の位置Ｅから図示左側の位置Ｆに移動するにしたがい（すなわち、図示右方向に移動するにしたがい）、入口ポート７ａと第１出口ポート７ｂ間の連通路の開口面積を徐々に絞り（小さくし）、入口ポート７ａと第２出口ポート７ｃ間の連通路の開口面積をを徐々に開け（大きくし）、プライオリティバルブ７のスプールが図示左側の位置Ｆから図示右側の位置Ｅに移動するにしたがい（すなわち、図示左方向に移動するにしたがい）、入口ポート７ａと第２出口ポート７ｃ間の連通路の開口面積を徐々に絞り（小さくし）、入口ポート７ａと第１出口ポート７ｂ間の連通路の開口面積をを徐々に開ける（大きくする）。 The priority valve 7 has an inlet port 7a and first and second outlet ports 7b and 7c. The inlet port 7a is connected to the hydraulic pump 2 via an oil passage 21, and the first outlet port 7b is an oil passage. The second outlet port 7 c is connected to the work hydraulic circuit 121 via the oil passage 23. The priority valve 7 is a spool valve that can move between a switching position E on the right side of the figure and a switching position F on the left side of the figure. When the spool of the priority valve 7 is in the position E on the right side of the figure, the inlet port 7a and the first outlet port 7b are fully opened, and the communication path between the inlet port 7a and the second outlet port 7c is fully closed. The communication path between the ports 7b is fully closed, and the communication path between the inlet port 7a and the second outlet port 7c is fully opened. Further, as the spool of the priority valve 7 moves from the position E on the right side of the drawing to the position F on the left side of the drawing (that is, as it moves in the right direction in the drawing), the communication path between the inlet port 7a and the first outlet port 7b. The opening area of the communication passage between the inlet port 7a and the second outlet port 7c is gradually opened (increased), and the spool of the priority valve 7 is moved from the position F on the left side of the figure. As it moves to the position E on the right side of the figure (that is, as it moves in the left direction in the figure), the opening area of the communication path between the inlet port 7a and the second outlet port 7c is gradually reduced (decreased). The opening area of the communication path between 7a and the first outlet port 7b is gradually opened (increased).

また、プライオリティバルブ７は、プライオリティバルブ７のスプールを図示右側の位置Ｅに向けて付勢する受圧部２４ａ及びバネ２５と、プライオリティバルブ７のスプールを図示左側の位置Ｆに向けて付勢する２つの受圧部２４ｂ，２４ｃとを有し、受圧部２４ａにはステアリングバルブ４の出側の圧力（ステアリングバルブ４とステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの間のアクチュエータ油路２６ａ，２６ｂの圧力、或いはステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの負荷圧力）がパイロット油路２７を経由して導かれ、受圧部２４ｂにはステアリングバルブ４の入側の圧力（プライオリティバルブ７とステアリングバルブ４の間の油路２２の圧力）がパイロット油路２８を経由して導かれ、受圧室２４ｃには制御圧力（後述）がパイロット油路２９を経由して導かれている。 Further, the priority valve 7 biases the pressure receiving portion 24a and the spring 25 for biasing the spool of the priority valve 7 toward the position E on the right side of the figure, and 2 for biasing the spool of the priority valve 7 toward the position F on the left side of the figure. The pressure receiving portion 24a includes pressure on the outlet side of the steering valve 4 (pressure of the actuator oil passages 26a and 26b between the steering valve 4 and the steering cylinders 103a and 103b, or the steering cylinder 103a). , 103b load pressure) is guided through the pilot oil passage 27, and the pressure on the inlet side of the steering valve 4 (pressure in the oil passage 22 between the priority valve 7 and the steering valve 4) is piloted to the pressure receiving portion 24b. Guided through the oil passage 28, the pressure receiving chamber 24c has a control pressure (described later). They are led through the pilots oil passage 29.

受圧部２４ａ，２４ｂは互いに反対方向にプライオリティバルブ７のスプールを付勢しているので、受圧部２４ａにステアリングバルブ４の出側の圧力が導かれ、受圧部２４ｂにステアリングバルブ４の入側の圧力が導かれていることは、プライオリティバルブ７のスプールを図示右方向に付勢するようステアリングバルブ４のメータイン油路の前後差圧（以下、適宜単に「ステアリングバルブ４の前後差圧」という）が作用していることを意味する。 Since the pressure receiving portions 24a and 24b urge the spool of the priority valve 7 in opposite directions, the pressure on the outlet side of the steering valve 4 is guided to the pressure receiving portion 24a, and the pressure on the inlet side of the steering valve 4 is guided to the pressure receiving portion 24b. The fact that the pressure is guided means that the differential pressure across the meter-in oil passage of the steering valve 4 is biased rightward in the drawing (hereinafter simply referred to as “the differential pressure across the steering valve 4”). Means that is working.

バネ２５と受圧部２４ｃはステアリングバルブ４の前後差圧の目標値を設定する設定手段を構成し、プライオリティバルブ７の受圧部２４ａ，２４ｂに作用するステアリングバルブ４の前後差圧が、バネ２５と受圧部２４ｃにより設定される目標値よりも大きくなると、プライオリティバルブ７のスプールを図示右方向に移動させ、入口ポート７ａと第１出口ポート７ｂ間の連通路の開口面積を徐々に絞ってステアリングバルブ４への供給流量を減らし、ステアリングバルブ４の前後差圧を減少させる。このとき、油圧ポンプ２からの余剰流量は作業用油圧回路１２１に供給される。プライオリティバルブ７の受圧部２４ａ，２４ｂに作用するステアリングバルブ４の前後差圧が、バネ２５と受圧部２４ｃにより設定される目標値よりも小さくなると、逆に、プライオリティバルブ７のスプールを図示左方向に移動し、入口ポート７ａと第１出口ポート７ｂ間の連通路の開口面積を徐々に開けてステアリングバルブ４への供給流量を増やし、ステアリングバルブ４の前後差圧を増大させる。これによりプライオリティバルブ７は、ステアリングバルブ４のメータイン油路の前後差圧をバネ２５と受圧部２４ｃとからなる設定手段により設定される目標値に保持するよう制御する。 The spring 25 and the pressure receiving portion 24 c constitute a setting means for setting a target value of the differential pressure across the steering valve 4. The differential pressure across the steering valve 4 acting on the pressure receiving portions 24 a and 24 b of the priority valve 7 is When the pressure exceeds the target value set by the pressure receiving portion 24c, the spool of the priority valve 7 is moved to the right in the figure, and the opening area of the communication path between the inlet port 7a and the first outlet port 7b is gradually reduced to reduce the steering valve. 4 is reduced, and the differential pressure across the steering valve 4 is reduced. At this time, the surplus flow rate from the hydraulic pump 2 is supplied to the working hydraulic circuit 121. When the differential pressure across the steering valve 4 acting on the pressure receiving portions 24a and 24b of the priority valve 7 becomes smaller than the target value set by the spring 25 and the pressure receiving portion 24c, the spool of the priority valve 7 is reversed to the left in the figure. And gradually opening the opening area of the communication path between the inlet port 7a and the first outlet port 7b to increase the supply flow rate to the steering valve 4 and increase the differential pressure across the steering valve 4. As a result, the priority valve 7 controls to maintain the differential pressure across the meter-in oil passage of the steering valve 4 at the target value set by the setting means including the spring 25 and the pressure receiving portion 24c.

ここで、バネ２５は上記目標値の基本値（一定値）を設定し、受圧部２４ｃは制御圧力によりその基本値を調整することで目標値を可変値として設定する。受圧部２４ｃに導かれる制御圧力は、バネ２５と受圧部２４ｃの付勢力の和が図示左方向に作用するよう、バネ２５の付勢力の圧力換算値よりも小さな値に設定されている。 Here, the spring 25 sets a basic value (a constant value) of the target value, and the pressure receiving unit 24c sets the target value as a variable value by adjusting the basic value by the control pressure. The control pressure guided to the pressure receiving portion 24c is set to a value smaller than the pressure conversion value of the urging force of the spring 25 so that the sum of the urging forces of the spring 25 and the pressure receiving portion 24c acts in the left direction in the figure.

そして、本実施の形態に係わるステアリングシステムは、更に、車速センサ３１と、コントローラ３２と、電磁弁３３とを備えている。車速センサ３１の検出信号がコントローラ３２に入力され、コントローラ３２はその入力値に応じて所定の演算処理を行い、電磁弁３３に制御電流を出力する。電磁弁３３はその制御電流により作動し、制御電流に応じた制御圧力を出力する。この制御圧力はパイロット油路２９を介してプライオリティバルブ７の受圧部２４ｃに導かれる。 The steering system according to the present embodiment further includes a vehicle speed sensor 31, a controller 32, and an electromagnetic valve 33. A detection signal from the vehicle speed sensor 31 is input to the controller 32, and the controller 32 performs a predetermined calculation process according to the input value and outputs a control current to the electromagnetic valve 33. The electromagnetic valve 33 is operated by the control current and outputs a control pressure corresponding to the control current. This control pressure is guided to the pressure receiving portion 24 c of the priority valve 7 through the pilot oil passage 29.

図３はコントローラ３２の処理内容を示す機能ブロック図である。コントローラ３２は、プライオリティバルブ設定圧力演算部３２ａと、電磁弁出力圧力演算部３２ｂと、制御電流演算部３２ｃとを有している。 FIG. 3 is a functional block diagram showing the processing contents of the controller 32. The controller 32 includes a priority valve set pressure calculation unit 32a, a solenoid valve output pressure calculation unit 32b, and a control current calculation unit 32c.

プライオリティバルブ設定圧力演算部３２ａは、車速に応じたプライオリティバルブ設定圧力を演算するものであり、車速センサ３１から車速信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの車速に対応する設定圧力を演算する。メモリのテーブルには、車速が高くなるにしたがって設定圧力が小さくなるよう、車速と設定圧力との関係が設定されている。ここで、演算部３２ａで演算されるプライオリティバルブ設定圧力とは、プライオリティバルブ７のバネ２５と受圧部２４ｃからなる設定手段により設定されるステアリングバルブ４の前後差圧の目標値を意味する。例えば、ステアリングバルブ４の前後差圧の目標値を２０Ｋｇ／ｃｍ^２に設定したい場合、演算部３２ａではプライオリティバルブ設定圧力としてその２０Ｋｇ／ｃｍ^２が演算される。 The priority valve set pressure calculation unit 32a calculates a priority valve set pressure according to the vehicle speed, inputs a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 31, and refers to this in a table stored in the memory. The set pressure corresponding to the vehicle speed is calculated. In the memory table, the relationship between the vehicle speed and the set pressure is set so that the set pressure decreases as the vehicle speed increases. Here, the priority valve set pressure calculated by the calculation unit 32a means a target value of the differential pressure across the steering valve 4 set by the setting means including the spring 25 of the priority valve 7 and the pressure receiving unit 24c. For example, when it is desired to set the target value of the differential pressure across the steering valve 4 to 20 Kg / cm ² , the calculation unit 32 a calculates 20 Kg / cm ² as the priority valve setting pressure.

電磁弁出力圧力演算部３２ｂは、プライオリティバルブ設定圧力演算部３２ａで演算した設定圧力を得るための電磁弁３３の出力圧力（制御圧力）を算出するものであり、その設定圧力をメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その設定圧力に対応する電磁弁３３の出力圧力を演算する。メモリのテーブルには、設定圧力が増大するにしたがって出力圧力が小さくなるよう、設定圧力と出力圧力との関係が設定されている。ここで、例えばバネ２５の図示左方の付勢力の圧力換算値（基本値）が３０Ｋｇ／ｃｍ^２であるとすると、演算部３２ａで演算されたプライオリティバルブ設定圧力が２０Ｋｇ／ｃｍ^２である場合は、電磁弁出力圧力演算部３２ｂでは１０Ｋｇ／ｃｍ^２の制御圧力が演算され、演算部３２ａで演算されたプライオリティバルブ設定圧力が１５Ｋｇ／ｃｍ^２である場合は、電磁弁出力圧力演算部３２ｂでは１５Ｋｇ／ｃｍ^２の制御圧力が演算される。 The solenoid valve output pressure calculator 32b calculates the output pressure (control pressure) of the solenoid valve 33 for obtaining the set pressure calculated by the priority valve set pressure calculator 32a, and stores the set pressure in a memory. The output pressure of the solenoid valve 33 corresponding to the set pressure is calculated. In the memory table, the relationship between the set pressure and the output pressure is set so that the output pressure decreases as the set pressure increases. Here, for example, the pressure converted value of the biasing force of the left in the figure of the spring 25 (base value) is assumed to be 30 Kg / cm ^2, when the calculated priority valve set pressure in the calculating portion 32a is 20 Kg / cm ² When the control pressure of 10 kg / cm ² is calculated by the solenoid valve output pressure calculator 32b and the priority valve set pressure calculated by the calculator 32a is 15 kg / cm ² , the solenoid valve output pressure calculator 32b A control pressure of 15 kg / cm ² is calculated.

制御電流演算部３２ｃは、電磁弁出力圧力演算部３２ｂで求めた電磁弁３３の出力圧力を得るための電磁弁３５の制御電流（駆動電流）を算出するものであり、電磁弁出力圧力演算部３２で求めた電磁弁３３の出力圧力をメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その出力圧力に対応する電磁弁３３の制御電流を演算する。メモリのテーブルには、出力圧力が増大するにしたがって制御電流が増大減少するよう、出力圧力と制御電流との関係が設定されている。この制御電流は図示しないアンプにより増幅され、電磁弁３３に出力される。 The control current calculator 32c calculates a control current (drive current) of the solenoid valve 35 for obtaining the output pressure of the solenoid valve 33 obtained by the solenoid valve output pressure calculator 32b. The solenoid valve output pressure calculator The output pressure of the electromagnetic valve 33 obtained in 32 is referred to a table stored in the memory, and the control current of the electromagnetic valve 33 corresponding to the output pressure is calculated. In the memory table, the relationship between the output pressure and the control current is set so that the control current increases and decreases as the output pressure increases. This control current is amplified by an amplifier (not shown) and output to the electromagnetic valve 33.

以上において、車速センサ３１は信号生成手段を構成し、コントローラ３２と、電磁弁３３と、パイロット油路２９と、プライオリティバルブ７の受圧部２４ｃは、前記信号生成手段からの信号を入力し、この信号に応じてプライオリティバルブ７の設定手段（バネ２５と受圧部２４ｃ）に設定されるステアリングバルブ４の前後差圧の目標値を変更する制御手段を構成する。 In the above, the vehicle speed sensor 31 constitutes a signal generating means, and the controller 32, the electromagnetic valve 33, the pilot oil passage 29, and the pressure receiving portion 24c of the priority valve 7 input signals from the signal generating means. Control means is configured to change the target value of the differential pressure across the steering valve 4 set in the setting means (spring 25 and pressure receiving portion 24c) of the priority valve 7 in accordance with the signal.

以上のように構成した本実施の形態においては、油圧ステアリングユニット５をステアリングバルブ４の操作系として構成したので、ステアリングホイール１０９の回転操作を小さな力で行うことができ、良好な操作性が得られる。 In the present embodiment configured as described above, the hydraulic steering unit 5 is configured as the operating system of the steering valve 4, so that the rotating operation of the steering wheel 109 can be performed with a small force, and good operability is obtained. It is done.

また、走行中、車速が速い時は、コントローラ３２のプライオリティバルブ設定圧力演算部３２ａにおいて、設定圧力として小さめの値が演算され、その値に応じた制御圧力がプライオリティバルブ７の受圧部２４ｃに導かれ、プライオリティバルブ７にステアリングバルブ４の前後差圧の目標値としてその値が設定される。プライオリティバルブ７はステアリングバルブ４の前後差圧をその目標値に保持されるよう制御する。これによりステアリングバルブ４の通過流量が減り、ステアリングホイール１０９の回転操作に対するステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの駆動速度（車輪ステアリング速度）が遅くなり、ステアリング操作時の安全性が向上する。 Further, when the vehicle speed is high during traveling, the priority valve set pressure calculation unit 32a of the controller 32 calculates a smaller value as the set pressure, and the control pressure corresponding to the set pressure is led to the pressure receiving unit 24c of the priority valve 7. Then, the value is set as the target value of the differential pressure across the steering valve 4 in the priority valve 7. The priority valve 7 controls the differential pressure across the steering valve 4 to be maintained at its target value. As a result, the passage flow rate of the steering valve 4 is reduced, the driving speed (wheel steering speed) of the steering cylinders 103a and 103b with respect to the rotational operation of the steering wheel 109 is slowed, and the safety during the steering operation is improved.

一方、走行中、車速が遅いときは、コントローラ３２のプライオリティバルブ設定圧力演算部３２ａにおいて、設定圧力として大きめの値が演算され、その値に応じた制御圧力がプライオリティバルブ７の受圧部２４ｃに導かれ、プライオリティバルブ７にステアリングバルブ４の前後差圧の目標値としてその値が設定される。プライオリティバルブ７はステアリングバルブ４の前後差圧をその目標値に保持されるよう制御する。これによりテアリングバルブ４の通過流量が増え、ステアリングホイール１０９の回転操作に対するステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの駆動速度（車輪ステアリング速度）が速くなり、応答良くステアリング操作を行うことができ、操作性が向上する。 On the other hand, when the vehicle speed is low during traveling, a higher value is calculated as the set pressure in the priority valve set pressure calculation unit 32a of the controller 32, and a control pressure corresponding to the set pressure is introduced to the pressure receiving unit 24c of the priority valve 7. Then, the value is set as the target value of the differential pressure across the steering valve 4 in the priority valve 7. The priority valve 7 controls the differential pressure across the steering valve 4 to be maintained at its target value. As a result, the passage flow rate of the tearing valve 4 is increased, the driving speed (wheel steering speed) of the steering cylinders 103a and 103b with respect to the rotational operation of the steering wheel 109 is increased, the steering operation can be performed with good response, and the operability is improved. .

以上のように運転状況に応じて、ステアリングホイール１０９の回転操作に対するステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの駆動速度を変えることができ、安全性と操作性を確保することができる。 As described above, the driving speed of the steering cylinders 103a and 103b with respect to the rotational operation of the steering wheel 109 can be changed according to the driving situation, and safety and operability can be ensured.

また、本実施の形態では、油圧ステアリングユニット５をステアリングバルブ４の操作系として用い、かつ油圧ステアリングユニット５の特性ではなく、プライオリティバルブ７の設定手段（バネ２５と受圧部２４ｃ）の値を変えることで、ステアリングホイール１０９の回転操作時のステアリングホイール１０９の回転操作量に対するステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの駆動量（車輪ステアリング動作量）の変化割合を変えるので、万一、制御手段の電気系統である、例えば、コントローラ３２や電磁弁３３に故障が生じても、ステアリングバルブ４の操作系（油圧ステアリングユニット５）によりホイールローダのステアリング動作を確実に行うことができ、高い安全性を確保することができる。 Further, in the present embodiment, the hydraulic steering unit 5 is used as the operation system of the steering valve 4, and the setting means (spring 25 and pressure receiving portion 24c) of the priority valve 7 is changed instead of the characteristics of the hydraulic steering unit 5. As a result, the rate of change of the drive amount (wheel steering operation amount) of the steering cylinders 103a and 103b with respect to the rotation operation amount of the steering wheel 109 during the rotation operation of the steering wheel 109 is changed. For example, even if a failure occurs in the controller 32 or the electromagnetic valve 33, the steering operation of the wheel loader can be reliably performed by the operation system (hydraulic steering unit 5) of the steering valve 4, and high safety can be ensured. it can.

以上のように本実施の形態によれば、ステアリングホイール１０９の回転操作を小さな力で行うことができ、良好な操作性を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the steering wheel 109 can be rotated with a small force, and good operability can be obtained.

また、車速（走行速度）に応じてステアリングホイール１０９の回転操作に対するステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの駆動速度を変えることができ、安全性と操作性を向上することができる。 Further, the driving speed of the steering cylinders 103a and 103b with respect to the rotational operation of the steering wheel 109 can be changed according to the vehicle speed (traveling speed), and safety and operability can be improved.

更に、万一、電気系統に故障が生じても、ホイールローダのステアリング動作を確実に行うことができ、高い安全性を確保することができる。 Furthermore, even if a failure occurs in the electrical system, the steering operation of the wheel loader can be reliably performed, and high safety can be ensured.

本発明の第２の実施の形態を図４〜図６を用いて説明する。図中、図２及び図３に示したものと同等の部材には同じ符号を付している。本実施の形態は、車速に変え、フロント操作信号に応じてプライオリティバルブの設定圧力（ステアリングバルブ４のメータイン油路の前後差圧の目標値）を変更するようにしたものである。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, members equivalent to those shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the setting pressure of the priority valve (target value of the differential pressure across the meter-in oil passage of the steering valve 4) is changed according to the front operation signal, instead of the vehicle speed.

図４において、本実施の形態に係わるステアリングシステムは、図２に示した車速センサ３１に代え、フロント操作検出装置１３１を備え、フロント操作検出装置１３１の検出信号がコントローラ１３２に入力され、コントローラ１３２は所定の演算処理を行い、電磁弁３３に制御電流を出力する。 4, the steering system according to the present embodiment includes a front operation detection device 131 instead of the vehicle speed sensor 31 shown in FIG. 2, and a detection signal from the front operation detection device 131 is input to the controller 132. Performs predetermined arithmetic processing and outputs a control current to the electromagnetic valve 33.

図５は、フロント操作検出装置の詳細の一例を示す図である。前述したように、ホイールローダの運転室１０６には操作レバー装置１１０が設けられている。この操作レバー装置１１０はユニバーサルに操作可能な操作レバー１１０ｃを有し、この操作レバー１１０ｃを十字の一方向（例えば前後方向）に操作したときは、フロント作業機１０４のバケット１１１用の操作レバー装置１１０ａとして機能し、操作レバー１１０ｃを十字の他方向（例えば左右方向）に操作したときは、フロント作業機１０４のリフトアーム１１２用の操作レバー装置１１０ｂとして機能する。また、操作レバー装置１１０ａ，１１０ｂは油圧パイロット式であり、それぞれ、操作レバー１１０ｃのそれぞれの操作方向における操作量と中立位置を境とした操作方向に応じた操作パイロット圧を生成する。この操作パイロット圧は、パイロット油路４３ａ又は４３ｂ及びパイロット油路４４ａ又は４４ｂを介して図示しないバケット用コントロールバルブ及びリフトアーム用コントロールバルブに導かれ、これらコントロールバルブを切り換え操作することで、バケットシリンダ１１４及びアームシリンダ１１３を駆動制御する。バケット用コントロールバルブ及びリフトアーム用コントロールバルブは作業用油圧回路１２１に備えられたコントロールバルブ装置の一部として構成されている。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of details of the front operation detection device. As described above, the operation lever device 110 is provided in the cab 106 of the wheel loader. The operation lever device 110 has an operation lever 110c that can be operated universally. When the operation lever 110c is operated in one direction of the cross (for example, the front-rear direction), the operation lever device for the bucket 111 of the front work machine 104 is operated. When the operation lever 110c is operated in the other direction (for example, left and right direction) of the cross, it functions as the operation lever device 110b for the lift arm 112 of the front work machine 104. Further, the operation lever devices 110a and 110b are hydraulic pilot type, and each generates an operation pilot pressure corresponding to an operation amount of each operation direction of the operation lever 110c and an operation direction with a neutral position as a boundary. This operation pilot pressure is guided to a bucket control valve and a lift arm control valve (not shown) via a pilot oil passage 43a or 43b and a pilot oil passage 44a or 44b, and by switching these control valves, a bucket cylinder 114 and the arm cylinder 113 are driven and controlled. The bucket control valve and the lift arm control valve are configured as a part of a control valve device provided in the working hydraulic circuit 121.

パイロット油路４３ａ，４３ｂにはシャトル弁４５が接続され、パイロット油路４４ａ，４４ｂにはシャトル弁４６が接続され、これらシャトル弁４５，４６の出力側には更にシャトル弁４７が接続され、パイロット油路４３ａ，４３ｂ及びパイロット油路４４ａ，４４ｂに生成された操作パイロット圧の最も高い圧力がシャトル弁４７により取り出される。このシャトル弁４７の出力側には圧力センサ４８が接続され、シャトル弁４７により取り出された圧力が圧力センサ４８により検出される。圧力センサ４８の検出信号はフロント操作信号としてコントローラ１３２に入力される。シャトル弁４５〜４７及び圧力センサ４８はフロント操作検出装置１３１を構成する。 A shuttle valve 45 is connected to the pilot oil passages 43a and 43b, a shuttle valve 46 is connected to the pilot oil passages 44a and 44b, and a shuttle valve 47 is further connected to the output side of these shuttle valves 45 and 46. The highest operating pilot pressure generated in the oil passages 43 a and 43 b and the pilot oil passages 44 a and 44 b is taken out by the shuttle valve 47. A pressure sensor 48 is connected to the output side of the shuttle valve 47, and the pressure taken out by the shuttle valve 47 is detected by the pressure sensor 48. The detection signal of the pressure sensor 48 is input to the controller 132 as a front operation signal. The shuttle valves 45 to 47 and the pressure sensor 48 constitute a front operation detection device 131.

図６はコントローラ１３２の処理内容を示す機能ブロック図である。コントローラ１３２は、プライオリティバルブ設定圧力演算部１３２ａと、電磁弁出力圧力演算部１３２ｂと、制御電流演算部１３２ｃとを有している。 FIG. 6 is a functional block diagram showing the processing contents of the controller 132. The controller 132 includes a priority valve set pressure calculator 132a, a solenoid valve output pressure calculator 132b, and a control current calculator 132c.

プライオリティバルブ設定圧力演算部１３２ａは、フロント操作に応じたプライオリティバルブ設定圧力を演算するものであり、フロント操作検出装置１３１からフロント操作信号（圧力センサ４８により検出した操作パイロット圧）を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときのフロント操作信号に対応する設定圧力を演算する。メモリのテーブルには、例えば、オペレータが操作レバー装置１１０の操作レバー１１０ｃを操作したとみなせる操作パイロット圧の値を閾値とし、圧力センサ４８により検出した操作パイロット圧がその閾値よりも小さいときは、設定圧力は小さめの第１の値となり、操作パイロット圧がその閾値以上になると、設定圧力は第１の値より大きな第２の値となるように、操作パイロット圧と設定圧力との関係が設定されている。ここで、演算部１３２ａで演算されるプライオリティバルブ設定圧力とは、前述したように、プライオリティバルブ７のバネ２５と受圧部２４ｃからなる設定手段により設定されるステアリングバルブ４の前後差圧の目標値を意味する。 The priority valve set pressure calculator 132a calculates a priority valve set pressure according to the front operation, and receives a front operation signal (operation pilot pressure detected by the pressure sensor 48) from the front operation detection device 131. Is referred to the table stored in the memory, and the set pressure corresponding to the front operation signal at that time is calculated. In the memory table, for example, when the value of the operation pilot pressure that can be considered that the operator has operated the operation lever 110c of the operation lever device 110 is set as a threshold value, and the operation pilot pressure detected by the pressure sensor 48 is smaller than the threshold value, The relationship between the operating pilot pressure and the set pressure is set so that the set pressure becomes a second value larger than the first value when the set pressure becomes a smaller first value and the operating pilot pressure exceeds the threshold value. Has been. Here, as described above, the priority valve set pressure calculated by the calculation unit 132a is the target value of the differential pressure across the steering valve 4 set by the setting means including the spring 25 of the priority valve 7 and the pressure receiving unit 24c. Means.

電磁弁出力圧力演算部１３２ｂ及び制御電流演算部１３２ｃの処理機能は図３に示した第１の実施の形態の電磁弁出力圧力演算部３２ｂ及び制御電流演算部３２ｃの処理機能と同じである。 The processing functions of the solenoid valve output pressure calculator 132b and the control current calculator 132c are the same as the processing functions of the solenoid valve output pressure calculator 32b and the control current calculator 32c of the first embodiment shown in FIG.

以上において、シャトル弁４５〜４７及び圧力センサ４８（フロント操作検出装置１３１）は信号生成手段を構成し、コントローラ１３２と、電磁弁３３と、パイロット油路２９と、プライオリティバルブ７の受圧部２４ｃは、前記信号生成手段からの信号を入力し、この信号に応じてプライオリティバルブ７の設定手段（バネ２５と受圧部２４ｃ）に設定されるステアリングバルブ４の前後差圧の目標値を変更する制御手段を構成する。 In the above, the shuttle valves 45 to 47 and the pressure sensor 48 (front operation detecting device 131) constitute a signal generating means, and the controller 132, the electromagnetic valve 33, the pilot oil passage 29, and the pressure receiving portion 24c of the priority valve 7 are The control means for inputting the signal from the signal generating means and changing the target value of the differential pressure across the steering valve 4 set in the setting means (spring 25 and pressure receiving portion 24c) of the priority valve 7 according to the signal. Configure.

以上のように構成した本実施の形態においては、フロント作業機１０１が操作されたときは、コントローラ１３２のプライオリティバルブ設定圧力演算部１３２ａにおいて、設定圧力として大きめの値が演算され、その値に応じた制御圧力がプライオリティバルブ７の受圧部２４ｃに導かれ、プライオリティバルブ７にステアリングバルブ４の前後差圧の目標値としてその値が設定される。プライオリティバルブ７はステアリングバルブ４の前後差圧をその目標値に保持されるよう制御する。これによりステアリングバルブ４の通過流量が増え、ステアリングホイール１０９の回転操作に対するステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの駆動速度（車輪のステアリング速度）が速くなり、走行とフロント作業機１０１の同時操作を行う作業でのステアリング操作時のオペレータの疲労が少なくなり、作業効率が向上する。 In the present embodiment configured as described above, when the front work machine 101 is operated, a larger value is calculated as the set pressure in the priority valve set pressure calculating unit 132a of the controller 132, and the value is set according to the value. The control pressure is guided to the pressure receiving portion 24 c of the priority valve 7, and the value is set as the target value of the differential pressure across the steering valve 4 in the priority valve 7. The priority valve 7 controls the differential pressure across the steering valve 4 to be maintained at its target value. As a result, the passage flow rate of the steering valve 4 increases, the driving speed of the steering cylinders 103a and 103b (the steering speed of the wheels) with respect to the rotational operation of the steering wheel 109 increases, and the operation in the simultaneous operation of the traveling and the front work machine 101 is performed. Operator fatigue during steering operation is reduced, and work efficiency is improved.

一方、単独走行では、コントローラ１３２のプライオリティバルブ設定圧力演算部１３２ａにおいて、設定圧力として小さめの値が演算され、その値に応じた制御圧力がプライオリティバルブ７の受圧部２４ｃに導かれ、プライオリティバルブ７にステアリングバルブ４の前後差圧の目標値としてその値が設定される。プライオリティバルブ７はステアリングバルブ４の前後差圧をその目標値に保持されるよう制御する。これによりステアリングバルブ４の通過流量が減り、ステアリングホイール１０９の回転操作に対するステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの駆動速度（車輪のステアリング速度）が速くならないので、単独走行でのステアリング操作時の安全性が向上する。 On the other hand, in the independent travel, a lower value is calculated as the set pressure in the priority valve set pressure calculation unit 132a of the controller 132, and the control pressure corresponding to the value is led to the pressure receiving unit 24c of the priority valve 7, and the priority valve 7 The value is set as the target value of the differential pressure across the steering valve 4. The priority valve 7 controls the differential pressure across the steering valve 4 to be maintained at its target value. As a result, the passage flow rate of the steering valve 4 is reduced, and the driving speed of the steering cylinders 103a and 103b (the steering speed of the wheels) with respect to the rotational operation of the steering wheel 109 is not increased. .

また、第１の実施の形態と同様、ステアリングホイール１０９の回転操作を小さな力で行うことができ、良好な操作性が得られるとともに、万一、コントローラ１３２、電磁弁３３等の電気系統に故障が生じても、ホイールローダのステアリング動作を確実に行うことができ、高い安全性を確保することができる。 Further, as in the first embodiment, the steering wheel 109 can be rotated with a small force, and good operability can be obtained. In the unlikely event, the electrical system such as the controller 132 or the electromagnetic valve 33 is broken. Even if this occurs, the steering operation of the wheel loader can be performed reliably, and high safety can be ensured.

なお、上記第２の実施の形態では、図６の補正係数演算部１３２ｃの演算に用いるテーブルにおいて、操作パイロット圧の閾値をオペレータが操作レバー装置１１０の操作レバー１１０ｃを操作したとみなせる操作パイロット圧の値に設定したが、フロント作業機の動きが比較的小さい、慎重を要する微操作作業であるとみなせる操作パイロット圧範囲と、フロント作業機の動きが比較的大きい通常操作作業であるとみなせる操作パイロット圧範囲の境界の値を閾値として設定してもよい。これにより走行とフロント作業機の同時操作で、フロント作業機の動きが比較的小さい、慎重を要する微操作作業を行うときは、操作パイロット圧が閾値以下であり、補正係数は小さめの第１の値（例えば０．５）となるため、ステアリングバルブ４のストロークは小さくなるよう制御され、微操作作業を的確かつ正確に行うことができ、フロント作業機１０１から荷がこぼれたり、車体の挙動が乱れるのを防止することができる。一方、フロント作業機１０１の動きが比較的大きい通常作業を行うときは、操作パイロット圧は閾値を超え、補正係数は大きめの第２の値（例えば１．０）となるため、ステアリングバルブ４のストロークは大きくなるよう制御され、走行とフロント作業機の同時操作でステアリングを切りやすくなり、オペレータの疲労が少なくなり、作業効率が向上する。 In the second embodiment, in the table used for the calculation of the correction coefficient calculation unit 132c in FIG. 6, the operation pilot pressure that allows the operator to regard the operation pilot pressure threshold as operating the operation lever 110c of the operation lever device 110 is used. The operation pilot pressure range in which the front work machine movement is relatively small and can be regarded as careful fine operation work, and the operation that can be considered as normal operation work in which the front work machine movement is relatively large. The boundary value of the pilot pressure range may be set as a threshold value. As a result, when the operation of the front work machine is comparatively small and the delicate operation work requiring caution is performed by simultaneous operation of the traveling and the front work machine, the operation pilot pressure is less than the threshold value and the first correction coefficient is smaller. Since the value (for example, 0.5) is set, the stroke of the steering valve 4 is controlled to be small, so that the fine operation work can be performed accurately and accurately, the load is spilled from the front work machine 101, and the behavior of the vehicle body is Disturbance can be prevented. On the other hand, when performing normal work in which the movement of the front work machine 101 is relatively large, the operating pilot pressure exceeds the threshold value and the correction coefficient becomes a larger second value (for example, 1.0). The stroke is controlled to be large, and it becomes easy to turn the steering by simultaneous operation of the traveling and the front work machine, operator fatigue is reduced, and work efficiency is improved.

本発明の第３の実施の形態を図７及び図８を用いて説明する。図中、図２及び図３に示したものと同等の部材には同じ符号を付している。本実施の形態は、車速に変え、オペレータの選択操作の入力値に応じてプライオリティバルブの設定圧力（ステアリングバルブ４のメータイン油路の前後差圧の目標値）を変更するようにしたものである。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, members equivalent to those shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the setting pressure of the priority valve (the target value of the differential pressure across the meter-in oil passage of the steering valve 4) is changed in accordance with the input value of the selection operation by the operator, instead of the vehicle speed. .

図７において、本実施の形態に係わるステアリングシステムは、図２に示した車速センサ３１に代え、メータリング操作装置２３１を備え、メータリング選択操作装置２３１の入力値に応じた操作信号がコントローラ２３２に入力され、コントローラ２３２は所定の演算処理を行い、電磁弁３３に制御電流を出力する。メータリング選択操作装置２３１は、例えばオペレータが操作するダイヤル２３１ａを備えており、このダイヤル２３１ａを回転させることにより、その回転量に比例した大きさの操作信号を出力する。 7, the steering system according to the present embodiment includes a metering operation device 231 instead of the vehicle speed sensor 31 shown in FIG. 2, and an operation signal corresponding to the input value of the metering selection operation device 231 is transmitted to the controller 232. The controller 232 performs a predetermined calculation process and outputs a control current to the electromagnetic valve 33. The metering selection operation device 231 includes, for example, a dial 231a operated by an operator, and outputs an operation signal having a magnitude proportional to the rotation amount by rotating the dial 231a.

図８はコントローラ２３２の処理内容を示す機能ブロック図である。コントローラ２３２は、プライオリティバルブ設定圧力演算部２３２ａと、電磁弁出力圧力演算部２３２ｂと、制御電流演算部２３２ｃとを有している。 FIG. 8 is a functional block diagram showing processing contents of the controller 232. The controller 232 includes a priority valve setting pressure calculation unit 232a, a solenoid valve output pressure calculation unit 232b, and a control current calculation unit 232c.

プライオリティバルブ設定圧力演算部２３２ａは、オペレータの選択操作に応じたプライオリティバルブ設定圧力を演算するものであり、メータリング選択操作装置２３１から操作信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの操作信号に対応する設定圧力を演算する。メモリのテーブルには、操作信号の値（操作量）が大きくなるにしたがって設定圧力が比例的に大きくなるよう、操作信号の値と設定圧力との関係が設定されている。ここで、演算部２３２ａで演算されるプライオリティバルブ設定圧力とは、上述したように、プライオリティバルブ７のバネ２５と受圧部２４ｃからなる設定手段に設定されるステアリングバルブ４の前後差圧の目標値を意味する。 The priority valve set pressure calculation unit 232a calculates a priority valve set pressure according to an operator's selection operation, and receives an operation signal from the metering selection operation device 231 and stores it in a table stored in a memory. The set pressure corresponding to the operation signal at that time is calculated. In the memory table, the relationship between the value of the operation signal and the set pressure is set so that the set pressure increases proportionally as the value of the operation signal (operation amount) increases. Here, as described above, the priority valve set pressure calculated by the calculation unit 232a is the target value of the differential pressure across the steering valve 4 set in the setting means including the spring 25 of the priority valve 7 and the pressure receiving unit 24c. Means.

電磁弁出力圧力演算部２３２ｂ及び制御電流演算部２３２ｃの処理機能は図３に示した第１の実施の形態の電磁弁出力圧力演算部３２ｂ及び制御電流演算部３２ｃの処理機能と同じである。 The processing functions of the solenoid valve output pressure calculator 232b and the control current calculator 232c are the same as the processing functions of the solenoid valve output pressure calculator 32b and the control current calculator 32c of the first embodiment shown in FIG.

以上において、メータリング選択操作装置２３１は信号生成手段を構成し、コントローラ２３２と、電磁弁３３と、パイロット油路２９と、プライオリティバルブ７の受圧部２４ｃは、前記信号生成手段からの信号を入力し、この信号に応じてプライオリティバルブ７の設定手段（バネ２５と受圧部２４ｃ）に設定されるステアリングバルブ４の前後差圧の目標値を変更する制御手段を構成する。 In the above, the metering selection operation device 231 constitutes a signal generating means, and the controller 232, the electromagnetic valve 33, the pilot oil passage 29, and the pressure receiving portion 24c of the priority valve 7 receive the signals from the signal generating means. In accordance with this signal, the control means is configured to change the target value of the differential pressure across the steering valve 4 set in the setting means (spring 25 and pressure receiving portion 24c) of the priority valve 7.

以上のように構成した本実施の形態においては、高速走行するときは、メタリング選択操作装置２３１を小さめに操作すると、コントローラ２３２のプライオリティバルブ設定圧力演算部１３２ａにおいて、設定圧力として小さめの値が演算され、その値に応じた制御圧力がプライオリティバルブ７の受圧部２４ｃに導かれ、プライオリティバルブ７にステアリングバルブ４の前後差圧の目標値としてその値が設定される。プライオリティバルブ７はステアリングバルブ４の前後差圧をその目標値に保持されるよう制御する。これによりステアリングバルブ４の通過流量が減り、ステアリングホイール１０９の回転操作に対するステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの駆動速度（車輪のステアリング速度）が遅くなり、高速走行でのステアリング操作時の安全性が向上する。 In the present embodiment configured as described above, when the metering selection operation device 231 is operated to be smaller when traveling at a high speed, the priority valve set pressure calculation unit 132a of the controller 232 calculates a smaller value as the set pressure. Then, the control pressure corresponding to the value is guided to the pressure receiving portion 24c of the priority valve 7, and the value is set in the priority valve 7 as the target value of the differential pressure across the steering valve 4. The priority valve 7 controls the differential pressure across the steering valve 4 to be maintained at its target value. As a result, the flow rate of the steering valve 4 is reduced, the driving speed of the steering cylinders 103a and 103b (the steering speed of the wheels) with respect to the rotational operation of the steering wheel 109 is slowed, and the safety during steering operation at high speeds is improved.

一方、走行しながらフロント作業機１０１を操作するときは、メタリング選択操作装置２３１を大きめに操作すると、コントローラ２３２のプライオリティバルブ設定圧力演算部１３２ａにおいて、設定圧力として大きめの値が演算され、その値に応じた制御圧力がプライオリティバルブ７の受圧部２４ｃに導かれ、プライオリティバルブ７にステアリングバルブ４の前後差圧の目標値としてその値が設定される。プライオリティバルブ７はステアリングバルブ４の前後差圧をその目標値に保持されるよう制御する。これによりステアリングバルブ４の通過流量が増え、ステアリングホイール１０９の回転操作に対するステアリングシリンダ１０３ａ，１０３ｂの駆動速度（車輪のステアリング速度）が速くなり、走行とフロント作業機１０１の同時操作を行う作業でのステアリング操作時のオペレータの疲労が少なくなり、作業効率が向上する。 On the other hand, when operating the front work machine 101 while traveling, if the metering selection operation device 231 is operated to a larger value, the priority valve setting pressure calculation unit 132a of the controller 232 calculates a larger value as the set pressure. The control pressure corresponding to the pressure is guided to the pressure receiving portion 24c of the priority valve 7, and the value is set as the target value of the differential pressure across the steering valve 4 in the priority valve 7. The priority valve 7 controls the differential pressure across the steering valve 4 to be maintained at its target value. As a result, the passage flow rate of the steering valve 4 increases, the driving speed of the steering cylinders 103a and 103b (the steering speed of the wheels) with respect to the rotational operation of the steering wheel 109 increases, and the operation in the simultaneous operation of the traveling and the front work machine 101 is performed. Operator fatigue during steering operation is reduced, and work efficiency is improved.

また、第１の実施の形態と同様、ステアリングホイール１０９の回転操作を小さな力で行うことができ、良好な操作性が得られるとともに、万一、コントローラ２３２、電磁弁３３等の電気系統に故障が生じても、ホイールローダのステアリング動作を確実に行うことができ、高い安全性を確保することができる。 In addition, as in the first embodiment, the steering wheel 109 can be rotated with a small force, and good operability can be obtained. In the unlikely event, the electrical system such as the controller 232, the electromagnetic valve 33, or the like fails. Even if this occurs, the steering operation of the wheel loader can be performed reliably, and high safety can be ensured.

本発明が適用される作業車両の一例としてホイールローダの外観を示す図である。It is a figure showing appearance of a wheel loader as an example of a work vehicle to which the present invention is applied. 本発明の第１の実施の形態に係わる作業車両のステアリングシステムを示す図である。It is a figure which shows the steering system of the working vehicle concerning the 1st Embodiment of this invention. コントローラの処理内容を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the processing content of a controller. 本発明の第２の実施の形態に係わる作業車両のステアリングシステムを示す図である。It is a figure which shows the steering system of the working vehicle concerning the 2nd Embodiment of this invention. フロント操作検出装置の詳細の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detail of a front operation detection apparatus. コントローラの処理内容を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the processing content of a controller. 本発明の第３の実施の形態に係わる作業車両のステアリングシステムを示す図である。It is a figure which shows the steering system of the working vehicle concerning the 3rd Embodiment of this invention. コントローラの処理内容を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the processing content of a controller.

Explanation of symbols

１エンジン
２油圧ポンプ
２ａ可変容量制御装置
４ステアリングバルブ
５ステアリングユニット
６ａ，６ｂパイロット油路
７プライオリティバルブ
７ａ入口ポート
７ｂ第１出口ポート
７ｃ第２出口ポート
１１メータリングバルブ
１２ジロータ
１７ａ，１７ｂ油路
１８ａ，１８ｂ絞り
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ受圧部
２５バネ
２６ａ，２６ｂアクチュエータ油路
２７，２８，２９パイロット油路
３１車速センサ（車速検出手段）（信号生成手段）
３２コントローラ
３２ａプライオリティバルブ設定圧力演算部
３２ｂ電磁弁出力圧力演算部
３２ｃ制御電流演算部
３３電磁弁
４５，４６，４７シャトル弁
４８圧力センサ
１００ホイールローダ
１０１車体全部
１０２車体後部
１０３ａ，１０３ｂステアリングシリンダ
１０４フロント作業機
１０６運転室
１０７後輪
１０８運転席
１０９ステアリングホイール
１１０操作レバー装置
１１１バケット
１１２リフトアーム
１１３バケットシリンダ
１１４アームシリンダ
１２１作業用油圧回路
１３１フロント操作検出装置（フロント操作検出手段）（信号生成手段）
１３２コントローラ
１３２ａプライオリティバルブ設定圧力演算部
１３２ｂ電磁弁出力圧力演算部
１３２ｃ制御電流演算部
２３１メータリング選択操作装置（メータリング選択操作手段）（信号生成手段）
２３１ａダイヤル
２３２コントローラ
２３２ａプライオリティバルブ設定圧力演算部
２３２ｂ電磁弁出力圧力演算部
２３２ｃ制御電流演算部
３３２コントローラ
３３２ａ最大値選択部
３３２ｂ電磁弁出力圧力演算部
３３２ｃ制御電流演算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Hydraulic pump 2a Variable displacement control device 4 Steering valve 5 Steering unit 6a, 6b Pilot oil passage 7 Priority valve 7a Inlet port 7b First outlet port 7c Second outlet port 11 Metering valve 12 Gerotors 17a, 17b Oil passage 18a , 18b Diaphragms 24a, 24b, 24c Pressure receiving portion 25 Spring 26a, 26b Actuator oil passage 27, 28, 29 Pilot oil passage 31 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means) (signal generation means)
32 Controller 32a Priority valve set pressure calculator 32b Solenoid valve output pressure calculator 32c Control current calculator 33 Solenoid valves 45, 46, 47 Shuttle valve 48 Pressure sensor 100 Wheel loader 101 Full body 102 Rear parts 103a, 103b Steering cylinder 104 Front Work machine 106 Driver's cab 107 Rear wheel 108 Driver's seat 109 Steering wheel 110 Operation lever device 111 Bucket 112 Lift arm 113 Bucket cylinder 114 Arm cylinder 121 Working hydraulic circuit 131 Front operation detection device (front operation detection means) (signal generation means)
132 Controller 132a Priority valve set pressure calculator 132b Solenoid valve output pressure calculator 132c Control current calculator 231 Metering selection operation device (metering selection operation means) (signal generation means)
231a Dial 232 Controller 232a Priority valve set pressure calculator 232b Solenoid valve output pressure calculator 232c Control current calculator 332 Controller 332a Maximum value selector 332b Solenoid valve output pressure calculator 332c Control current calculator

Claims

A hydraulic pump;
A steering cylinder driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump;
A steering valve for controlling the direction and flow rate of pressure oil supplied from the hydraulic pump to the steering cylinder;
A steering wheel that is rotated by an operator,
In a steering system for a work vehicle that switches the steering valve according to the rotation direction and the rotation amount of the steering wheel and drives and controls the steering cylinder,
A hydraulic steering unit that is connected to the steering wheel, operates by a rotation operation of the steering wheel, and generates a control pressure corresponding to a rotation amount and a rotation direction of the steering wheel based on pressure oil of a pilot hydraulic source;
A pilot oil passage for switching the steering valve by guiding the control pressure generated by the hydraulic steering unit to the operation portion of the steering valve;
It is disposed between the hydraulic pump and the steering valve, and has setting means for setting a target value of the differential pressure across the steering valve, and controls to maintain the differential pressure across the steering valve at the target value. A priority valve that preferentially supplies pressure oil discharged from the hydraulic pump to the steering cylinder, and supplies an excess flow rate to a working actuator that drives the work implement;
Signal generating means;
And a control means for inputting a signal from the signal generating means and changing a target value of the differential pressure across the steering valve set in the priority valve setting means in accordance with the signal. Vehicle steering system.

The work vehicle steering system according to claim 1,
The signal generation means is a vehicle speed detection means,
The control means receives the detection value of the vehicle speed detection means, and changes the target value so that the target value set in the priority valve setting means becomes smaller as the vehicle speed increases. Vehicle steering system.

The work vehicle steering system according to claim 1,
The signal generating means is a front operation detecting means for detecting whether or not the front work machine has been operated;
The control means inputs a detection value of the front operation detection means, and when the front work machine is operated, a target value set in the priority valve setting means than when the front work machine is not operated A steering system for a work vehicle, wherein the target value is changed so as to increase so as to increase.

The work vehicle steering system according to claim 1,
The signal generating means is a metering selection operation means,
The control means receives an operation signal from the metering selection operation device, and changes a target value set in the priority valve setting means in accordance with the value of the operation signal. system.

The work vehicle steering system according to claim 1,
The control means includes
A solenoid valve that operates with a control current and outputs a control pressure according to the control current;
A pressure receiving portion that is provided in the setting means of the priority valve and changes a target value set in the setting means according to the control pressure;
A controller that inputs a signal from the signal generation means, calculates a value corresponding to the signal, and outputs the control current to the solenoid valve so that the setting means sets the value as the target value; A steering system for a work vehicle.