JP2013139852A - Hydraulic control device and construction machine equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプからの作動油により駆動されるアクチュエータとを備え、前記作動油を温度上昇を抑制するための技術に関するものである。 The present invention relates to a technique that includes a hydraulic pump and an actuator that is driven by hydraulic oil from the hydraulic pump, and that suppresses temperature rise of the hydraulic oil.
従来から、作動流体の温度上昇を防止する作動流体冷却制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a working fluid cooling control system that prevents a temperature rise of a working fluid is known (for example, see Patent Document 1).
特許文献１に記載の作動流体冷却制御システムは、可変容量式の油圧ポンプと、この油圧ポンプで駆動される複数の油圧アクチュエータと、作動流体を冷却するための熱交換器と、作動流体の温度が上昇する運転パターンを検出する第１検出手段と、ポンプ流量増加手段とを備えている。この作動油流体冷却制御システムでは、複数のアクチュエータが無操作状態になると油圧ポンプの容量を最小容量に減少させるとともに、第１検出手段により検出された運転パターンに基づいて油圧ポンプの最小容量を増加させ熱交換器を通過する作動流体の平均流量を増加させる。
The working fluid cooling control system described in
しかし、特許文献１に記載の作動流体冷却制御システムでは、油圧アクチュエータが無操作の状態において作動流体を冷却するが、油圧アクチュエータの操作時に作動流体の温度上昇を有効に抑制することができない。
However, in the working fluid cooling control system described in
ここで、特許文献２には、油圧アクチュエータの駆動時において作動油の温度上昇を抑制することができる油圧バルブの制御装置が開示されている。
Here,
特許文献２に記載の制御装置は、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御するコントロールバルブと、コントロールバルブを切換操作する操作手段の操作状態を検出する圧力センサと、油圧ポンプを駆動する原動機の冷却水の温度を検出する水温センサと、油圧ポンプの吐出油路と作動油タンクとを連通するバイパス油路を通過する作動油の流量を制御するバイパス流量制御バルブと、圧力センサ及び水温センサからの検出信号に基づいてバイパス流量制御バルブを制御するコントローラとを備えている。前記コントローラは、圧力センサにより操作状態が検出され、かつ、水温センサからの検出温度が所定の温度以上に上昇したときに、バイパス流量制御バルブを開口する。これにより、油圧ポンプから吐出された作動油の一部が作動油タンクに流出し、油圧ポンプの負荷が低減される。
The control device described in
特許文献２に記載の油圧バルブの制御装置では、油圧ポンプの負荷が低減されることにより作動油の温度上昇を抑制することができる。
In the control apparatus for the hydraulic valve described in
しかし、特許文献２に記載の油圧バルブの制御装置は、原動機のオーバーヒートを防止すること（段落［０００３］）を目的とするものであり、作動油のオーバーヒートを有効に抑制できるものではない。
However, the hydraulic valve control device described in
具体的に、作業アタッチメント（ブーム、アーム、及びバケット等）を用いた通常作業時においては、作動油の温度が上限値に達するよりも原動機の冷却水の温度が上限値に達する方が速い。 Specifically, during normal work using work attachments (boom, arm, bucket, etc.), the temperature of the coolant of the prime mover reaches the upper limit value faster than the temperature of the hydraulic oil reaches the upper limit value.
これに対し、走行モータの駆動による建設機械の走行時においては、原動機の冷却水の温度が上限値に達するよりも作動油の温度が上限値に達する方が速い。この理由は、主に次の２点にあると考えられる。第１に、走行モータは、通常、他の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ、アームシリンダ及びバケットシリンダ等）と比較して油圧ポンプから遠い位置に配設されるため、油圧ポンプから走行モータまでの間に生じる作動油の圧損が油圧ポンプから他の油圧アクチュエータまでの間に生じる作動油の圧損よりも大きいこと。第２に、近年の省エネ対策の結果、走行モータに比べてそれ以外の油圧アクチュエータの省エネ化が進んだこと。 On the other hand, when the construction machine travels by driving the travel motor, the temperature of the hydraulic oil reaches the upper limit value faster than the temperature of the cooling water of the prime mover reaches the upper limit value. The reason is considered to be mainly in the following two points. First, since the travel motor is usually disposed at a position farther from the hydraulic pump than other hydraulic actuators (boom cylinder, arm cylinder, bucket cylinder, etc.), the travel motor is between the hydraulic pump and the travel motor. The hydraulic oil pressure loss that occurs is greater than the hydraulic oil pressure loss that occurs between the hydraulic pump and other hydraulic actuators. Secondly, as a result of recent energy saving measures, energy savings of other hydraulic actuators have progressed compared to traveling motors.
したがって、特許文献２に記載の油圧バルブの制御装置においても、走行モータの駆動時には、原動機よりも先に作動油がオーバーヒートするのを有効に抑制することができない。そして、作動油のオーバーヒートは、油圧系統に用いられるシール部品等の劣化や、作動油の粘性低下による潤滑機能の低下に伴う油圧アクチュエータの焼け付き等を引き起こす要因となる。
Therefore, even in the hydraulic valve control device described in
本発明の目的は、走行モータの駆動時であっても、作動油のオーバーヒートを抑制することができる油圧制御装置及びこれを備えた建設機械を提供することにある。 The objective of this invention is providing the hydraulic control apparatus which can suppress the overheating of hydraulic oil, and a construction machine provided with the same even when the driving | running | working motor is driven.
上記課題を解決するために、本発明は、油圧制御装置であって、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから作動油が供給されることにより駆動されるとともに走行モータを含む複数の油圧アクチュエータと、前記走行モータに対する駆動指令を出力するための操作を受ける走行操作部材と、前記走行操作部材の操作状態を検出する操作状態検出部材と、前記エンジンの冷却水の温度を検出する水温検出部材と、前記油圧ポンプから吐出される作動油の仕事量を低減することにより前記作動油を温度上昇を抑制する温度上昇抑制機構と、前記複数の油圧アクチュエータのうちの少なくとも１つが駆動され、かつ、前記水温検出部材により検出された冷却水の温度が予め設定された第１基準温度以上である場合に、前記作動油の温度上昇を抑制するように前記温度上昇抑制機構を制御する制御部材とを備え、前記制御部材は、前記操作状態検出部材により前記走行操作部材の操作が検出された場合に前記第１基準温度を前記第１基準温度よりも低い第２基準温度に変更する、油圧制御装置を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a hydraulic control device, and includes a hydraulic pump driven by an engine, and a plurality of driving motors that are driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump and include a traveling motor. A hydraulic actuator, a travel operation member that receives an operation for outputting a drive command to the travel motor, an operation state detection member that detects an operation state of the travel operation member, and a water temperature that detects a temperature of cooling water of the engine At least one of a detection member, a temperature increase suppression mechanism that suppresses the temperature increase of the hydraulic oil by reducing a work amount of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and the plurality of hydraulic actuators are driven; And when the temperature of the cooling water detected by the water temperature detecting member is equal to or higher than a preset first reference temperature, the hydraulic oil A control member that controls the temperature rise suppression mechanism so as to suppress a temperature rise, and the control member sets the first reference temperature when an operation of the travel operation member is detected by the operation state detection member. Provided is a hydraulic control device for changing to a second reference temperature lower than the first reference temperature.
本発明では、走行モータの駆動時に、作動油の温度上昇の抑制を開始する契機となる冷却水の温度が、走行モータ以外の油圧アクチュエータの駆動時の第１基準温度よりも低い第２基準温度に変更される。これにより、走行モータ以外の油圧アクチュエータのみが駆動されている場合と比較して、早い段階（冷却水の温度が低い段階）で作動油の温度上昇の抑制を開始することができる。そのため、エンジンの冷却水の温度が上限値に達するよりも作動油の温度が上限値に達する方が速くなる走行モータの駆動時においても、作動油のオーバーヒートを抑制することができる。 In the present invention, when the travel motor is driven, the second reference temperature at which the coolant temperature that triggers the suppression of the increase in the temperature of the hydraulic oil is lower than the first reference temperature when the hydraulic actuator other than the travel motor is driven. Changed to Thereby, compared with the case where only the hydraulic actuators other than the traveling motor are driven, it is possible to start suppressing the temperature rise of the hydraulic oil at an early stage (a stage where the temperature of the cooling water is low). Therefore, overheating of the hydraulic fluid can be suppressed even during driving of the travel motor, in which the temperature of the hydraulic fluid reaches the upper limit faster than the temperature of the engine coolant reaches the upper limit.
さらに、本発明によれば、次の理由により、オイルクーラを小型化することができる。具体的に、走行モータを有する建設機械においては、走行モータの駆動による作動油の温度上昇を想定して、冷却能力の高い大型のオイルクーラを設けることが要求される。しかし、本発明のように、早い段階で作動油の温度上昇の抑制を開始することにより、オイルクーラに要求される冷却能力を下げることができる。これにより、オイルクーラを小型化することができる。 Furthermore, according to this invention, an oil cooler can be reduced in size for the following reason. Specifically, in a construction machine having a traveling motor, it is required to provide a large oil cooler with a high cooling capacity, assuming that the temperature of hydraulic oil rises due to driving of the traveling motor. However, the cooling capacity required for the oil cooler can be lowered by starting suppression of the temperature rise of the hydraulic oil at an early stage as in the present invention. Thereby, an oil cooler can be reduced in size.
また、本発明では、作動油の温度を検出する部材を別途設けることなく、水温検出部材を用いて作動油の温度上昇の抑制を行なうことができる。そのため、コストの増加を回避することができる。 Moreover, in this invention, the temperature rise of hydraulic fluid can be suppressed using a water temperature detection member, without providing the member which detects the temperature of hydraulic fluid separately. Therefore, an increase in cost can be avoided.
したがって、本発明によれば、走行モータの駆動時であっても、作動油のオーバーヒートを抑制することができる。 Therefore, according to the present invention, overheating of the hydraulic oil can be suppressed even when the travel motor is driven.
前記油圧制御装置において、前記制御部材は、前記走行操作部材の操作状態が予め設定された期間中継続した場合に、前記第１基準温度を前記第２基準温度に変更することが好ましい。 In the hydraulic control apparatus, it is preferable that the control member changes the first reference temperature to the second reference temperature when an operation state of the travel operation member continues for a preset period.
この態様では、所定の期間継続しない走行操作部材の操作時に基準温度が変更されるのを回避することができる。これにより、エンジンの冷却水の温度が第１基準温度と第２基準温度との間の温度である状況において、走行操作部材が非操作状態から操作状態に一瞬切り換わりその後非操作状態となった場合に、作動油の仕事量が増減することによる違和感をオペレータに与えるのを抑制することができる。 In this aspect, it is possible to avoid changing the reference temperature when operating the traveling operation member that does not continue for a predetermined period. Thereby, in the situation where the temperature of the cooling water of the engine is a temperature between the first reference temperature and the second reference temperature, the traveling operation member is switched from the non-operation state to the operation state for a moment and then becomes the non-operation state. In this case, it is possible to suppress the operator from feeling uncomfortable due to the increase or decrease in the work amount of the hydraulic oil.
前記油圧制御装置において、前記制御部材は、前記第１基準温度から第２基準温度に変更した後、前記走行操作部材の非操作状態が予め設定された期間中継続した後に、前記第２基準温度を前記第１基準温度に戻すことが好ましい。 In the hydraulic control apparatus, after the control member changes from the first reference temperature to the second reference temperature, the non-operation state of the travel operation member continues for a preset period, and then the second reference temperature. Is preferably returned to the first reference temperature.
この態様では、走行操作部材が非操作状態になった後、所定の期間中、作動油の温度上昇の抑制が継続される。これにより、温度上昇の抑制のための期間を長く設定することができるので、作動油の温度上昇を確実に抑制することができる。また、前記態様では、走行操作部材の非操作状態が所定の期間継続しない場合に基準温度が変更されるのを回避することができる。これにより、エンジンの冷却水の温度が第１基準温度と第２基準温度との間の温度である状況において、走行操作部材が操作状態から非操作状態に一瞬切り換わりその後操作状態となった場合に、作動油の仕事量が増減することによる違和感をオペレータに与えるのを抑制することができる。 In this aspect, after the travel operation member is in a non-operating state, the increase in the temperature of the hydraulic oil is continuously suppressed for a predetermined period. Thereby, since the period for suppression of a temperature rise can be set long, the temperature rise of hydraulic fluid can be suppressed reliably. Moreover, in the said aspect, it can avoid that a reference temperature is changed when the non-operation state of a traveling operation member does not continue for a predetermined period. Thereby, when the temperature of the engine cooling water is a temperature between the first reference temperature and the second reference temperature, the traveling operation member is switched from the operation state to the non-operation state for a moment and then becomes the operation state. In addition, it is possible to suppress the operator from feeling uncomfortable due to the increase or decrease in the work amount of the hydraulic oil.
前記油圧制御装置において、前記第２基準温度は、走行モータが駆動された状態において、作動油の温度上昇の抑制を開始すべき温度として予め設定された温度まで作動油の温度が上昇する時期よりも早く前記冷却水が到達する温度に設定されていることが好ましい。 In the hydraulic control apparatus, the second reference temperature is determined from a time when the temperature of the hydraulic oil rises to a temperature set in advance as a temperature at which the suppression of the temperature rise of the hydraulic oil is to be started in a state where the traveling motor is driven. It is preferable that the temperature is set to reach the cooling water as soon as possible.
この態様によれば、走行モータの駆動時において、冷却水の温度が第２基準温度に到達する時間が、作動油の温度が作動油の温度上昇の抑制を開始すべき温度に到達する時間よりも確実に先行する。これにより、走行モータの駆動時における作動油のオーバーヒートを確実に防止することができる。 According to this aspect, when the traveling motor is driven, the time for the coolant temperature to reach the second reference temperature is greater than the time for the hydraulic oil temperature to reach the temperature at which the suppression of the temperature rise of the hydraulic oil should be started. Surely precedes. Thereby, it is possible to reliably prevent overheating of the hydraulic oil when the travel motor is driven.
前記油圧制御装置において、前記油圧ポンプは、可変容量式の油圧ポンプであり、前記温度上昇抑制機構は、前記油圧ポンプの容量を調整可能な容量調整部材を備えているとともに、前記容量調整部材により前記油圧ポンプの容量を低減することにより作動油の仕事量を低減することにより作動油の仕事量を低減することが好ましい。 In the hydraulic control device, the hydraulic pump is a variable displacement hydraulic pump, and the temperature rise suppression mechanism includes a capacity adjusting member capable of adjusting a capacity of the hydraulic pump, and the capacity adjusting member It is preferable to reduce the work amount of the hydraulic oil by reducing the work amount of the hydraulic oil by reducing the capacity of the hydraulic pump.
この態様によれば、油圧ポンプの容量を低減することにより、複数の油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を減らすことができる。これにより、油圧ポンプの負荷が低減され、作動油の温度上昇を抑制することができる。 According to this aspect, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the plurality of hydraulic actuators can be reduced by reducing the capacity of the hydraulic pump. Thereby, the load of a hydraulic pump is reduced and the temperature rise of hydraulic fluid can be suppressed.
前記油圧制御装置において、前記温度上昇抑制機構は、前記油圧ポンプから前記走行モータへ作動油を供給するための供給油路から分岐してタンクに接続されるバイパス油路を流れる作動油の流量を調整可能な流量調整部材を備えているとともに、前記流量調整部材により前記油圧ポンプから前記タンクに導かれる作動油の流量を増大させることにより作動油の仕事量を低減することが好ましい。 In the hydraulic control device, the temperature rise suppression mechanism is configured to control a flow rate of the hydraulic fluid that flows from a supply oil passage for supplying hydraulic oil from the hydraulic pump to the traveling motor and flows through a bypass oil passage connected to a tank. It is preferable that an adjustable flow rate adjusting member is provided, and the work amount of the hydraulic oil is reduced by increasing the flow rate of the hydraulic oil guided from the hydraulic pump to the tank by the flow rate adjusting member.
この態様によれば、油圧ポンプからタンクに導かれる作動油の流量を増大させることにより、複数の油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を減らすことができる。これにより、油圧ポンプの負荷が低減され、作動油の温度上昇を抑制することができる。 According to this aspect, it is possible to reduce the flow rate of the hydraulic oil supplied to the plurality of hydraulic actuators by increasing the flow rate of the hydraulic oil guided from the hydraulic pump to the tank. Thereby, the load of a hydraulic pump is reduced and the temperature rise of hydraulic fluid can be suppressed.
また、本発明は、エンジンと、前記油圧制御装置とを備えている、建設機械を提供する。 The present invention also provides a construction machine comprising an engine and the hydraulic control device.
本発明によれば、走行モータの駆動時であっても、作動油のオーバーヒートを抑制することができる。 According to the present invention, overheating of hydraulic oil can be suppressed even when the travel motor is driven.
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, Comprising: The thing of the character which limits the technical scope of this invention is not.
図１を参照して、本発明の実施形態に係る建設機械１は、下部走行体２と、下部走行体２上に対して地面と垂直な軸回りに回転可能に設けられた上部旋回体３と、油圧制御装置４（図２参照）と、エンジン１４（図２参照）とを備えている。
Referring to FIG. 1, a
下部走行体２は、クローラ式の走行体である。具体的に、下部走行体２は、左右一対のクローラ２ａ（図１では１つ示す）と、これらクローラ２ａに駆動力を与える走行モータ２ｂ（図２参照）とを備えている。
The
上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に設けられた旋回フレーム５と、この旋回フレーム５に対して起伏可能に取り付けられた作業アタッチメント６とを備えている。
The
作業アタッチメント６は、旋回フレーム５に起伏可能に取り付けられた基端部を有するブーム７と、ブーム７の先端部に対して揺動可能に取り付けられた基端部を有するアーム８と、アーム８の先端部に対して揺動可能に取り付けられた基端部を有するバケット９とを備えている。また、作業アタッチメント６は、旋回フレーム５に対してブーム７を起伏させるブームシリンダ１０と、ブーム７に対してアーム８を揺動させるアームシリンダ１１と、アーム８に対してバケット９を揺動させるバケットシリンダ１２とを備えている。以下、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２を非走行アクチュエータ１０〜１２と総称することがある。また、走行モータ２ｂと非走行アクチュエータ１０〜１２とを複数の油圧アクチュエータ２ｂ、１０〜１２と総称することがある。
The work attachment 6 includes a boom 7 having a base end portion attached to the revolving
図２を参照して、油圧制御装置４は、エンジン１４の冷却水の温度を検出する水温センサ（水温検出部材）１４ａと、エンジン１４により駆動される油圧ポンプ１５及びパイロットポンプ１６と、油圧ポンプ１５から作動油が供給されることにより駆動される前記走行モータ２ｂ及び非走行アクチュエータ１０〜１２と、走行モータ２ｂに対する作動油の給排を調整するための走行コントロールバルブ１７と、走行コントロールバルブ１７に対する駆動指令を出力するための操作を受ける走行操作レバー（走行操作部材）１８と、走行操作レバー１８の操作状態を検出する操作圧センサ（走行状態検出部材）１８ａと、非走行アクチュエータ１０〜１２に対する作動油の給排を調整するための非走行コントロールバルブ１９と、非走行コントロールバルブ１９に対する駆動指令を出力するための操作を受ける非走行操作レバー２０と、非走行操作レバーの操作状態を検出する操作圧センサ２０ａと、油圧ポンプ１５からタンクＴへ導かれる作動油の流量を調整するためのバイパス弁（流量調整部材）２１と、バイパス弁２１を操作するための電磁比例弁２２と、油圧ポンプ１５及びバイパス弁２１を制御するコントローラ（制御部材）２３と、オイルクーラ２４とを備えている。
Referring to FIG. 2, the
油圧ポンプ１５は、可変容量式のポンプである。具体的に、油圧ポンプ１５は、ポンプ容量を調整するためのレギュレータ（容量調整部材）１５ａを備えている。
The
パイロットポンプ１６は、各コントロールバルブ１７、１９及びバイパス弁２１を駆動するためのパイロット圧を発生させる。
The
走行コントロールバルブ１７は、中立位置Ａと、前進位置Ｂと、後退位置Ｃとの間で切換可能である。具体的に、走行コントロールバルブ１７は、パイロット圧が供給されていない状態で、中立位置Ａに付勢されている。また、走行コントロールバルブ１７は、図２に示す右側のパイロットポートにパイロット圧が供給されると、前進位置Ｂに切り換えられる。これにより、走行モータ２ｂは、前進方向に回転する。一方、走行コントロールバルブ１７は、図２に示す左側のパイロットポートにパイロット圧が供給されると、後退位置Ｃに切り換えられる。これにより、走行モータ２ｂは、後退方向に回転する。
The
走行操作レバー１８は、パイロットポンプ１６に接続され、走行コントロールバルブ１７の各パイロットポートにパイロット圧を供給する。具体的に、走行操作レバー１８は、図２における右側に操作されることにより、図２に示す右側のパイロットポートにパイロット圧を供給する。一方、走行操作レバー１８は、図２における左側に操作されることにより、図２に示す左側のパイロットポートにパイロット圧を供給する。
The traveling
操作圧センサ１８ａは、走行コントロールバルブ１７の各パイロットポートに供給されるパイロット圧を検出する。
The
非走行コントロールバルブ１９は、図２では、１つのみを図示しているが、各非走行アクチュエータ１０〜１２のそれぞれに１つずつ設けられている。また、非走行コントロールバルブ１９は、中立位置Ｄと、伸張位置Ｅと、縮小位置Ｆとの間で切換可能である。具体的に、非走行コントロールバルブ１９は、パイロット圧が供給されていない状態で、中立位置Ｄに付勢されている。また、非走行コントロールバルブ１９は、図２に示す右側のパイロットポートにパイロット圧が供給されると、伸張位置Ｅに切り換えられる。これにより、非走行アクチュエータ１０〜１２は、伸張する。一方、非走行コントロールバルブ１９は、図２に示す左側のパイロットポートにパイロット圧が供給されると、縮小位置Ｆに切り換えられる。これにより、非走行アクチュエータ１０〜１２は、縮小する。
Although only one
非走行操作レバー２０は、パイロットポンプ１６に接続され、非走行コントロールバルブ１９の各パイロットポートにパイロット圧を供給するためのものである。具体的に、非走行操作レバー２０は、図２における右側に操作されることにより、図２に示す右側のパイロットポートにパイロット圧を供給する。一方、非走行操作レバー２０は、図２における左側に操作されることにより、図２に示す左側のパイロットポートにパイロット圧を供給する。
The
操作圧センサ２０ａは、非走行コントロールバルブ１９の各パイロットポートに供給されるパイロット圧を検出する。
The
バイパス弁２１は、油圧ポンプ１５と各コントロールバルブ１７、１９との間の供給油路Ｒ１から分岐してタンクＴに接続される第１バイパス油路Ｒ２を流れる作動油の流量を調整可能である。具体的に、バイパス弁２１は、開放位置と遮断位置との間で切換可能である。バイパス弁２１は、パイロット圧が供給されていない状態において、開放位置に付勢されている。この状態において、油圧ポンプ１５から吐出された作動油は、タンクＴに流れる。一方、バイパス弁２１は、供給されるパイロット圧の大きさに応じて遮断位置に向けて操作される。これにより、第１バイパス油路Ｒ２を流れる作動油の流量は、絞られる。さらに、バイパス弁２１が遮断位置に切り換えられると、第１バイパス油路Ｒ２内の作動油の流量は、０となる。
The
オイルクーラ２４は、第１バイパス油路Ｒ２に設けられている。具体的に、オイルクーラ２４は、バイパス弁２１からタンクＴに流れる作動油を冷却する。また、本実施形態において、オイルクーラ２４は、非走行アクチュエータ１０〜１２から導出されるとともにタンクＴに導かれる作動油を冷却するためにも兼用されている。
The
電磁比例弁２２は、バイパス弁２１のパイロットポートにパイロット圧を供給するためのものである。具体的に、電磁比例弁２２は、パイロットポンプ１６と各操作レバー１８、２０との間のパイロット供給油路Ｒ３から分岐して前記バイパス弁２１のパイロットポートに接続された第２バイパス油路Ｒ４に設けられている。電磁比例弁２２は、そのソレノイドに指令が入力されていない状態で、バイパス弁２１のパイロットポートとタンクとを接続する。一方、電磁比例弁２２は、そのソレノイドに指令が入力されることに応じて、バイパス弁２１のパイロットポートとパイロット供給油路Ｒ３とを接続する。
The electromagnetic
コントローラ２３は、操作圧センサ１８ａからの信号Ｓ１、水温センサ１４ａからの信号Ｓ２、及び操作圧センサ２０ａからの信号Ｓ３に基づいて、信号Ｓ４を電磁比例弁２２に出力するとともに信号Ｓ５をレギュレータ１５ａに出力する。具体的に、コントローラ２３は、信号Ｓ１、Ｓ３に基づいて予め設定されたポンプ容量となるようにレギュレータ１５ａに対して信号Ｓ５を出力する。
Based on the signal S1 from the
また、コントローラ２３は、複数の油圧アクチュエータ２ｂ、１０〜１２のうちの少なくとも１つが駆動され、かつ、冷却水の温度が後述する第１基準温度ｔｅｗ（図４参照）以上である場合に、作動油の温度上昇を抑制するようにレギュレータ１５ａ及びバイパス弁２１を制御する。具体的に、コントローラ２３は、レギュレータ１５ａにより油圧ポンプ１５の容量を低減することにより作動油の仕事量を低減する。さらに、コントローラ２３は、バイパス弁２１により油圧ポンプ１５からタンクＴに導かれる作動油の流量を増大させることにより作動油の仕事量を低減する。
The
図４を参照して、非走行アクチュエータ１０〜１２のみが駆動されている場合（走行モータ２ｂが駆動されていない場合）、作動油及び冷却水の温度は、図４のように推移する。図４において、Ｐｗは、冷却水を示し、Ｐｏは、作動油を示す。また、第１基準温度ｔｅｗは、エンジン１４のオーバーヒートを回避するために、冷却水の温度上昇の抑制を開始すべき温度である。時間ｔｉｗは、第１基準温度ｔｅｗに至るまでの時間である。一方、温度ｔｅｏは、作動油のオーバーヒートを回避するために作動油の温度上昇の抑制を開始すべき温度（以下、抑制開始温度と称する。）である。また、時間ｔｉｏは、温度ｔｅｏに至るまでの時間である。図４に示すように、非走行アクチュエータ１０〜１２のみが駆動される場合、時間ｔｉｗは、時間ｔｉｏよりも速く到来する。したがって、コントローラ２３により、冷却水の温度が第１基準温度ｔｅｗ以上である場合に、作動油の温度上昇を抑制するための制御を開始することにより、冷却水及び作動油の双方の温度を許容できる温度以下に調整することができる。
Referring to FIG. 4, when only
図５を参照して、走行モータ２ｂが駆動されている場合、作動油及び冷却水の温度は、図５のように推移する。具体的に、走行モータ２ｂが継続して駆動されている場合、冷却水の温度が第１基準温度ｔｅｗとなる時間ｔｉｗよりも、作動油の温度が温度ｔｅｏとなる時間ｔｉｏの方が速く到来する。そこで、コントローラ２３は、図５の矢印Ｙに示すように、走行モータ２ｂの駆動時には、抑制開始温度を第１基準温度ｔｅｗから第１基準温度ｔｅｗよりも低い第２基準温度ｔｅｗ２に変更する。つまり、コントローラ２３は、冷却水の温度が第１基準温度ｔｅｗよりも低い第２基準温度ｔｅｗ２以上である場合に、作動油の温度上昇の抑制を開始する。これにより、走行モータ２ｂの駆動時においても、作動油及びエンジンのオーバーヒートを抑制することができる。具体的に、図５の二点鎖線で示すように、冷却水及び作動油の温度上昇を抑制することができる。なお、本実施形態に係る第２基準温度ｔｅｗ２は、作動油の温度が温度ｔｅｏとなる時間ｔｉｏよりも早い段階で冷却水が到達する温度に設定されている。したがって、作動油のオーバーヒートは、確実に防止される。
Referring to FIG. 5, when traveling
なお、コントローラ２３は、非走行アクチュエータ１０〜１２のみが駆動され、かつ、冷却水の温度が第１温度未満である場合、電磁比例弁２２を全閉にするとともに各操作レバー１８、２０の操作量に応じてレギュレータ１５ａを制御する。同様に、コントローラ２３は、走行モータ２ｂが駆動され、かつ、冷却水の温度が第２温度未満である場合、電磁比例弁２２を全閉にするとともに各操作レバー１８、２０の操作量に応じてレギュレータ１５ａを制御する。
When only the
以下、図３を参照して、コントローラ２３により実行される処理について説明する。
Hereinafter, the processing executed by the
まず、複数の油圧アクチュエータ２ｂ、１０〜１２に対する操作指令（信号Ｓ１及び／又は信号Ｓ３）があるか否かを待機する（ステップＴ１）。ここで、アクチュエータに対する操作指令があると判定されると（ステップＴ１でＹＥＳ）、走行操作レバー１８が操作されているか否か（信号Ｓ１の有無）が判定される（ステップＴ２）。
First, it waits whether there is an operation command (signal S1 and / or signal S3) for the plurality of
ここで、走行操作レバー１８の操作ありと判定されると（ステップＴ２でＹＥＳ）、その操作時間が規定時間以上であるか否かが判定される（ステップＴ３）。走行操作レバー１８の操作時間が規定時間以上であると判定されると（ステップＴ３でＹＥＳ）、抑制開始温度を初期設定値である第１基準温度ｔｅｗから第２基準温度ｔｅｗ２に変更して（ステップＴ４）、ステップＴ７に移行する。一方、走行操作レバー１８の操作時間が規定時間以上ではないと判定されると（ステップＴ３でＮＯ）、そのままステップＴ７に移行する。
If it is determined that the
前記ステップＴ３で走行操作レバー１８の操作時間が規定時間以上でない場合に、抑制開始温度を第２基準温度ｔｅｗ２に下げないのは、走行操作レバー１８を短時間操作した場合に、オペレータに違和感を与えることを抑制するためである。具体的に、前記ステップＴ３及びＴ４を採用することにより、冷却水の温度が第１基準温度ｔｅｗと第２基準温度ｔｅｗ２との間の温度である状況において、走行操作レバー１８が非操作状態から操作状態に一瞬切り換わりその後非操作状態となった場合に、作動油の仕事量が増減することによる違和感をオペレータに与えることを抑制することができる。
If the operation time of the
一方、ステップＴ２において走行操作レバー１８の操作なしと判定されると、その非操作時間が規定時間以上であるか否かが判定される（ステップＴ５）。走行操作レバー１８の非操作時間が規定時間以上であると判定されると（ステップＴ５でＹＥＳ）、抑制開始温度を前記第１基準温度ｔｅｗに設定する（ステップＴ６）。つまり、ステップＴ６では、前記ステップＴ４を既に実行している場合には、抑制開始温度を第２基準温度ｔｅｗ２から第１基準温度ｔｅｗに戻し、ステップＴ４を未実行の場合には、抑制開始温度を第１基準温度ｔｅｗに維持する。一方、走行操作レバー１８の非操作時間が規定時間以上ではないと判定されると（ステップＴ５でＮＯ）、そのままステップＴ７に移行する。つまり、この場合には、既にステップＴ４を実行している場合には抑制開始温度を第２基準温度ｔｅｗ２に維持する一方、ステップＴ４を未実行の場合には抑制開始温度を第１基準温度ｔｅｗに維持する。
On the other hand, if it is determined in step T2 that the
前記ステップＴ５で走行操作レバー１８の非操作時間が規定時間以上でない場合に、抑制開始温度を第１基準温度ｔｅｗに設定しないのは、走行操作レバー１８の非操作状態が短時間の場合であっても、作動油の温度上昇の抑制を継続するためである。また、走行操作レバー１８の非操作状態が短時間である場合に、オペレータに違和感を与えることを抑制することも、ステップＴ５及びＴ６を採用する理由の一つである。具体的に、ステップＴ５及びＴ６を採用することにより、冷却水の温度が第１基準温度ｔｅｗと第２基準温度ｔｅｗ２との間の温度である状況において、走行操作レバー１８が操作状態から非操作状態に一瞬切り換わりその後操作状態となった場合に、作動油の仕事量が増減することによる違和感をオペレータに与えることを抑制することができる。
If the non-operation time of the
ステップＴ７では、水温センサ１４ａにより検出された冷却水の温度が抑制開始温度（第１基準温度ｔｅｗ又は第２基準温度ｔｅｗ２）以上であるか否かを判定する（ステップＴ７）。ここで、冷却水の温度が抑制開始温度以上であると判定されると（ステップＴ７でＹＥＳ）、検出された冷却水の温度に応じて作動油の仕事量を低下させるように、レギュレータ１５ａ及びバイパス弁２１を制御して（ステップＴ８）、リターンする。
In step T7, it is determined whether or not the temperature of the cooling water detected by the
一方、冷却水の温度が抑制開始温度以上ではないと判定されると（ステップＴ７でＮＯ）、作動油の仕事量を通常の状態にリセットする（ステップＴ９）。すなわち、ステップＴ９では、バイパス弁２１を全閉にするとともに、信号Ｓ１及びＳ３に応じたポンプ容量となるようにレギュレータ１５ａを制御する。そして、処理は、ステップＴ１にリターンする。
On the other hand, when it is determined that the temperature of the cooling water is not equal to or higher than the suppression start temperature (NO in step T7), the work amount of the hydraulic oil is reset to a normal state (step T9). That is, in step T9, the
以上説明したように、前記実施形態では、走行モータ２ｂの駆動時に、作動油の温度上昇の抑制を開始する契機となる冷却水の温度が、走行モータ２ｂ以外の非走行アクチュエータ１０〜１２の駆動時の第１基準温度ｔｅｗよりも低い第２基準温度ｔｅｗ２に変更される。これにより、走行モータ２ｂ以外の非走行アクチュエータ１０〜１２のみが駆動されている場合と比較して、早い段階（冷却水の温度が低い段階）で作動油の温度上昇の抑制を開始することができる。そのため、エンジン１４の冷却水の温度が上限値に達するよりも作動油の温度が上限値に達する方が早くなる走行モータ２ｂの駆動時においても、作動油のオーバーヒートを抑制することができる。
As described above, in the above-described embodiment, when the
さらに、前記実施形態によれば、次の理由により、オイルクーラ２４を小型化することができる。具体的に、走行モータ２ｂを有する油圧ショベル１においては、走行モータ２ｂの駆動による作動油の温度上昇を想定して、冷却能力の高い大型のオイルクーラを設けることが要求される。しかし、前記実施形態のように、早い段階で作動油の温度上昇の抑制を開始することにより、オイルクーラ２４に要求される冷却能力を下げることができる。これにより、オイルクーラ２４を小型化することができる。
Furthermore, according to the said embodiment, the
また、前記実施形態では、作動油の温度を検出する部材を別途設けることなく、水温センサ１４ａを用いて作動油の温度上昇の抑制を確実に行なうことができる。そのため、コストの増加を回避することができる。
Moreover, in the said embodiment, suppression of the temperature rise of hydraulic fluid can be reliably performed using the
したがって、前記実施形態によれば、走行モータ２ｂの駆動時であっても、作動油のオーバーヒートを抑制することができる。
Therefore, according to the embodiment, overheating of the hydraulic oil can be suppressed even when the traveling
前記実施形態では、所定の期間継続しない走行操作レバー１８の操作時に第１基準温度ｔｅｗから第２基準温度ｔｅｗ２に変更されるのを回避することができる。これにより、エンジン１４の冷却水の温度が第１基準温度ｔｅｗと第２基準温度ｔｅｗ２との間の温度である状況において、走行操作レバー１８が非操作状態から操作状態に一瞬切り換わりその後非操作状態となった場合に、作動油の仕事量が増減することによる違和感をオペレータに与えることを抑制することができる。
In the embodiment, it is possible to avoid the change from the first reference temperature tew to the second reference temperature tew2 when the
前記実施形態では、走行操作レバー１８が非操作状態になった後、所定の期間中、作動油の温度上昇の抑制が継続される。これにより、温度上昇の抑制のための期間を長く設定することができるので、作動油の温度上昇を確実に抑制することができる。また、前記実施形態では、走行操作レバー１８の非操作状態が所定の期間継続しない場合に第１基準温度ｔｅｗから第２基準温度ｔｅｗ２に変更されるのを回避することができる。これにより、エンジン１４の冷却水の温度が第１基準温度ｔｅｗと第２基準温度ｔｅｗ２との間の温度である状況において、走行操作レバー１８が操作状態から非操作状態に一瞬切り換わりその後操作状態となった場合に、作動油の仕事量が増減することによる違和感をオペレータに与えるのを抑制することができる。
In the embodiment, after the
前記実施形態では、第２基準温度ｔｅｗ２は、走行モータ２ｂの駆動状態において、作動油の温度上昇の抑制を開始すべき温度ｔｅｏまで作動油の温度が上昇する時期よりも早く冷却水が到達する温度に設定されている。これにより、走行モータ２ｂの駆動時において、冷却水の温度が第２基準温度ｔｅｗ２に到達する時間が、作動油の温度が温度ｔｅｏに到達する時間よりも確実に先行する。したがって、走行モータ２ｂの駆動時における作動油のオーバーヒートを確実に防止することができる。
In the above embodiment, the second reference temperature tew2 reaches the cooling water earlier than the time when the temperature of the hydraulic oil rises to the temperature teo where the suppression of the hydraulic oil temperature rise should be started in the driving state of the traveling
前記実施形態では、油圧ポンプ１５の容量を低減することにより、複数の油圧アクチュエータ２ｂ、１０〜１２に供給する作動油の流量を減らすことができる。これにより、油圧ポンプ１５の負荷が低減され、作動油の温度上昇を抑制することができる。
In the embodiment, by reducing the capacity of the
前記実施形態では、バイパス弁２１により油圧ポンプ１５からタンクＴに導かれる作動油の流量を増大させることにより、複数の油圧アクチュエータ２ｂ、１０〜１２に供給する作動油の流量を減らすことができる。これにより、油圧ポンプ１５の負荷が低減され、作動油の温度上昇を低減することができる。
In the embodiment, by increasing the flow rate of the hydraulic fluid guided from the
なお、前記実施形態では、作動油の温度上昇を低減するために、油圧ポンプ１５のポンプ容量の調整、及び、バイパス弁２１の開度の調整の双方を行なっているが、これらのうち少なくとも一方を実行すればよい。
In the above embodiment, both the adjustment of the pump capacity of the
Ｒ１ 供給油路
Ｒ２ バイパス油路
Ｔ タンク
ｔｅｗ 第１基準温度
ｔｅｗ２ 第２基準温度
１ 建設機械
２ｂ 走行モータ
４ 油圧制御装置
１０ ブームシリンダ（油圧アクチュエータの一例）
１１ アームシリンダ（油圧アクチュエータの一例）
１２ バケットシリンダ（油圧アクチュエータの一例）
１４ エンジン
１４ａ 水温センサ（水温検出部材）
１５ 油圧ポンプ
１５ａ レギュレータ（容量調整部材）
１８ 走行操作レバー（走行操作部材）
１８ａ 操作圧センサ（走行状態検出部材）
２１ バイパス弁（流量調整部材）
２３ コントローラ（制御部材）
R1 Supply oil path R2 Bypass oil path T Tank tew First reference temperature tew2
11 Arm cylinder (example of hydraulic actuator)
12 Bucket cylinder (example of hydraulic actuator)
14
15 Hydraulic pump 15a Regulator (capacity adjusting member)
18 Traveling operation lever (traveling operation member)
18a Operation pressure sensor (traveling state detection member)
21 Bypass valve (flow rate adjusting member)
23 Controller (Control member)
Claims (7)
エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから作動油が供給されることにより駆動されるとともに走行モータを含む複数の油圧アクチュエータと、
前記走行モータに対する駆動指令を出力するための操作を受ける走行操作部材と、
前記走行操作部材の操作状態を検出する操作状態検出部材と、
前記エンジンの冷却水の温度を検出する水温検出部材と、
前記油圧ポンプから吐出される作動油の仕事量を低減することにより前記作動油を温度上昇を抑制する温度上昇抑制機構と、
前記複数の油圧アクチュエータのうちの少なくとも１つが駆動され、かつ、前記水温検出部材により検出された冷却水の温度が予め設定された第１基準温度以上である場合に、前記作動油の温度上昇を抑制するように前記温度上昇抑制機構を制御する制御部材とを備え、
前記制御部材は、前記操作状態検出部材により前記走行操作部材の操作が検出された場合に前記第１基準温度を前記第１基準温度よりも低い第２基準温度に変更する、油圧制御装置。 A hydraulic control device,
A hydraulic pump driven by an engine;
A plurality of hydraulic actuators driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump and including a travel motor;
A travel operation member that receives an operation for outputting a drive command to the travel motor;
An operation state detection member for detecting an operation state of the travel operation member;
A water temperature detecting member for detecting the temperature of the cooling water of the engine;
A temperature rise suppression mechanism that suppresses a temperature rise of the hydraulic oil by reducing a work amount of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump;
When at least one of the plurality of hydraulic actuators is driven and the temperature of the cooling water detected by the water temperature detection member is equal to or higher than a preset first reference temperature, the temperature of the hydraulic oil is increased. A control member for controlling the temperature rise suppression mechanism to suppress,
The control member is a hydraulic control device that changes the first reference temperature to a second reference temperature that is lower than the first reference temperature when an operation of the travel operation member is detected by the operation state detection member.
前記温度上昇抑制機構は、前記油圧ポンプの容量を調整可能な容量調整部材を備えているとともに、前記容量調整部材により前記油圧ポンプの容量を低減することにより作動油の仕事量を低減する、請求項１〜４の何れか１項に記載の油圧制御装置。 The hydraulic pump is a variable displacement hydraulic pump,
The temperature rise suppression mechanism includes a capacity adjustment member capable of adjusting a capacity of the hydraulic pump, and reduces a work volume of the hydraulic oil by reducing a capacity of the hydraulic pump by the capacity adjustment member. Item 5. The hydraulic control device according to any one of Items 1 to 4.
請求項１〜６の何れか１項に記載の油圧制御装置とを備えている、建設機械。 Engine,
A construction machine comprising the hydraulic control device according to claim 1.
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|---|---|---|---|---|
| CN113757368A (en) * | 2021-09-30 | 2021-12-07 | 潍柴动力股份有限公司 | Engineering vehicle gearbox gear determining method and engineering vehicle |
| JP7463161B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-04-08 | 住友建機株式会社 | Excavator |
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- 2012-01-05 JP JP2012000490A patent/JP2013139852A/en active Pending
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