JP2021008896A - 油圧制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
アクチュエータ28は、第1グループG1と、第2グループG2と、に分けられる。第1グループG1は、アクチュエータ28のうち、単独操作時に、第1ポンプ21から油が供給され得るアクチュエータ28のグループ(アクチュエータ群)である。第1グループG1は、第1走行モータ31を含み、アームシリンダ45を含まない。第2グループG2は、アクチュエータ28のうち、単独操作時に、第2ポンプ22から油が供給され得るアクチュエータ28のグループである。第2グループG2は、第2走行モータ32、およびアームシリンダ45を含む。
図2に示す油圧制御装置20は、以下のように作動するように構成される。油圧制御装置20の作動には、単独操作時の作動と、複合操作時の作動と、がある。
単独操作時には、図3に示す油圧制御装置20は、次のように作動する。走行直進弁70が、中立位置71(図2参照)になる。すると、第1ポンプ21の吐出油が第1グループG1に供給可能となり、第1ポンプ21の吐出油が第2グループG2に供給できない状態となる。第1グループG1のアクチュエータ28を作動させる操作が操作部17で行われた場合は、第1ポンプ21の吐出油が、操作部17の操作に応じて、第1グループG1のアクチュエータ28に供給される。
図3に示すアームシリンダ45が作動するとき、再生回路60による再生動作(アーム再生動作)が行われる場合と、再生回路60による再生動作が行われない(再生解除動作が行われる)場合と、がある。
コントローラ90は、アーム15b(図1参照)の単独操作が行われている場合、再生回路60に再生動作を行わせるか、再生解除動作を行わせるかを(再生有無を)、アームシリンダ45の負荷に基づいて決定する。例えば、コントローラ90は、アーム15bの単独操作が行われている場合、第2ポンプ22の吐出圧に基づいて、再生有無を決定する。例えば、ポンプ圧力センサ85に検出された第2ポンプ22の吐出圧が、コントローラ90に設定された閾値(吐出圧閾値)以下の場合(アームシリンダ45の負荷が小さい場合)、再生動作が行われる。第2ポンプ22の吐出圧が、吐出圧閾値よりも大きい場合(アームシリンダ45の負荷が大きい場合)、再生動作が行われない。この処理の具体例について、図5のフローチャートに沿って説明する。以下、各ステップについては図5を参照して説明する。なお、各ステップの順は適宜変更されてもよい。
複合操作時には、図4に示す油圧制御装置20は、次のように作動する。走行直進弁70が、走行直進位置73(図2参照)になる。すると、第1ポンプ21の吐出油が、アームシリンダ45に供給可能となる。このとき、アームシリンダ45を作動させる操作(作業操作部17aの操作)に応じて、第1ポンプ21の吐出油が、アームシリンダ45に供給される。
複合操作時に、図1に示す作業機械1は、次の状態になる場合がある。例えば、下部走行体11が走行しながら、作業アタッチメント15が作業を行う場合がある。具体的には例えば、下部走行体11が走行しながら、作業アタッチメント15で(バケット15cで)地面を均す作業(走行均し)が行われる場合がある。
例えば、登り坂の傾斜が大きい場合や、登り坂の地面が滑りやすい場合などに、クローラ11aが地面に対して空転し、作業機械1が走行できない、または走行困難となる場合がある。このような場合に、作業アタッチメント15で作業機械1を引き上げることで、作業機械1を移動させる場合がある。具体的には例えば、バケット15cが地面に引っ掛けられ、アーム15bが引き側に作動させられ、走行モータ30が前進側に作動させられる(この状態を「引上状態」とする)。この引上状態により、作業機械1を移動させる(引き上げる)ことが図られる。なお、引上状態のときに、さらにブーム15aが作動させられる場合もある。一方で、作業機械1を引上状態にしても、作業機械1が移動できない、または移動困難となる場合がある。
例えば引上状態などのように、図4に示す走行モータ30にかかる負荷に比べ、アームシリンダ45に大きい負荷がかかる場合がある。このときに、連通流路73cが開きすぎると、アームシリンダ45に供給すべき油が、連通流路73cを通り、走行モータ30に供給される。すると、アームシリンダ45の作動圧(作動させるのに必要な油圧)を確保できず、アームシリンダ45が作動できない、または作動しにくい。また、走行モータ30の流量が増え、走行モータ30の回転速度が上がる。すると、クローラ11a(図1参照)が空転するおそれがあり、また、空転状態から脱することが難しくなる。そのため、作業機械1が移動困難となり、立ち往生する場合がある。
コントローラ90は、複合操作が行われている場合、作動状態センサ87に検出されたアーム15b作動状態が許容範囲に含まれるか否かに基づいて、再生回路60に再生動作を行わせるか再生解除動作を行わせるかを決定する。この処理の具体例について、図5に示すフローチャートに沿って説明する。
アーム15b作動状態に関する許容範囲は、次のように設定される。作業操作部17aの操作に応じた(または略応じた(以下同様))速度や推力でアーム15bが作動しているときのアーム15b作動状態は、許容範囲に含まれる。作業操作部17aの操作に応じた速度や推力でアーム15bが作動していないときのアーム15b作動状態は、許容範囲に含まれない。例えば、作業操作部17aの操作が行われているが、アーム15bが停止しているときのアーム15b作動状態は、許容範囲に含まれない。アーム15b作動状態は、アーム15bの速度でもよく、アーム15bの推力でもよい。許容範囲は、作業操作部17aの操作量(アーム15bの操作量、作業操作量)に応じて変えられる。さらに詳しくは、コントローラ90には、作業操作部17aの操作量と、許容範囲と、の関係が設定される。この関係は、作業操作部17aの操作量が小さいほど、許容範囲が広くなるように、設定される。
アーム15b作動状態が、アーム15bの速度である場合の詳細は、次の通りである。コントローラ90は、速度センサ87aに検出されたアーム15bの速度が、速度閾値以上であるか(許容範囲に含まれるか)否かを判定する。速度閾値(マップ閾値)は、コントローラ90に設定される。コントローラ90には、図6に示すように、作業操作部17aの操作量(図6ではATT操作量)と、速度閾値(図6ではATT速度閾値)との関係(マップ)が設定される。このマップでは、作業操作部17aの操作量が小さいほど、速度閾値が小さい。
図4に示す作業操作部17aの操作量が同じでも、第1ポンプ21の吐出量が少ないほど、アーム15bの速度が小さくなる。そこで、コントローラ90は、第1ポンプ21の吐出油の流量(ポンプ流量、吐出量)に応じて、速度閾値を変化させる(図6参照)。具体的には、コントローラ90は、第1ポンプ21の吐出量が少ないほど、アーム15bの速度閾値を低く設定する。ここで、第1ポンプ21の吐出量(単位時間当たりの吐出量)は、エンジンEの回転数(単位時間当たりの回転数)と、第1ポンプ21の容量と、の積により算出される。そこで、コントローラ90は、エンジン回転数センサ81に検出されたエンジンEの回転数が低いほど、速度閾値を低く設定してもよい。コントローラ90は、第1ポンプ21の容量が少ないほど、速度閾値を低く設定してもよい。図6において破線で示すグラフは、例えば、アーム15bに負荷が掛かっていない場合に得られるアーム15bの速度(ノミナル速度)である。図6において実線で示すグラフは、アーム15bの操作量に応じた、アーム15bの速度閾値である。
アーム15b作動状態が、図4に示すアームシリンダ45の推力である場合の詳細は、次の通りである。コントローラ90は、推力センサ87bに検出されたアームシリンダ45の推力が、推力閾値以下であるか(許容範囲に含まれるか)否かを判定する。推力閾値は、コントローラ90に設定される。コントローラ90には、作業操作部17aの操作量と、アームシリンダ45の推力閾値との関係(マップ)が設定される。なお、図6に記載の「ATT速度」を「アームシリンダ45の推力」に読み替え、ノミナル速度をノミナル推力に読み替えてもよい。
図4に示す油圧制御装置20による効果は、次の通りである。
油圧制御装置20は、図1に示す作業機械1に設けられる。作業機械1は、走行可能な下部走行体11(走行体)と、作業を行うアーム15b(作業アタッチメント15)と、を備える。図3に示す油圧制御装置20は、第1ポンプ21と、第2ポンプ22と、第1走行モータ31と、第2走行モータ32と、アームシリンダ45(作業アクチュエータ40)と、を備える。油圧制御装置20は、走行直進弁70(切換弁)と、再生弁63と、再生解除弁65と、作動状態センサ87と、コントローラ90と、を備える。第1ポンプ21は、油を吐出する。第2ポンプ22は、第1ポンプ21とは別に設けられ、油を吐出する。第1走行モータ31は、油が供給されることで駆動し、下部走行体11(図1参照)を作動させる。第2走行モータ32は、油が供給されることで駆動し、第1走行モータ31とは別に設けられ、下部走行体11(図1参照)を作動させる。アームシリンダ45は、油が供給されることで駆動し、アーム15bを作動させる。走行直進弁70は、第1ポンプ21および第2ポンプ22が吐出した油の流路を切り換えるためのものである。再生弁63は、アームシリンダ45から吐出された油を、アームシリンダ45に供給される油に合流させるためのものである。再生解除弁65は、アームシリンダ45から吐出された油をタンクTに戻すためのものである。作動状態センサ87は、アーム15bの作動状態を検出する。
[構成2]速度センサ87a(作動状態センサ87)は、アーム15b(図1参照)の速度を検出する。コントローラ90には、作業操作の操作量と、アーム15bの速度に関する速度閾値と、の関係が設定される(図6参照)。コントローラ90は、速度センサ87aに検出されたアーム15bの速度が速度閾値以下である場合は、再生解除動作を行わせる(図5に示すステップS33)。コントローラ90は、速度センサ87aに検出されたアーム15bの速度が速度閾値よりも大きい場合は、再生動作を行わせる(図5に示すステップS32)。
[構成3]コントローラ90は、第1ポンプ21が吐出する油の流量に応じて、速度閾値を変化させる(図6参照)。
[構成4]推力センサ87b(作動状態センサ87)は、アームシリンダ45の推力を検出する。コントローラ90には、作業操作の操作量と、アームシリンダ45の推力に関する推力閾値と、の関係が設定される。コントローラ90は、作動状態センサ87に検出されたアームシリンダ45の推力が、推力閾値以上である場合は再生解除動作を行わせる。コントローラ90は、作動状態センサ87に検出されたアームシリンダ45の推力が、推力閾値未満である場合は再生動作を行わせる。
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、図2、図3、および図4に示す回路の接続は変更されてもよい。例えば、図5に示すフローチャートのステップの順序が変更されてもよく、ステップの一部が行われなくてもよい。例えば、閾値や範囲などは、一定でもよく、手動操作により変えられてもよく、何らかの条件に応じて自動的に変えられてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。
11 下部走行体(走行体)
15 作業アタッチメント
20 油圧制御装置
21 第1ポンプ
22 第2ポンプ
31 第1走行モータ
32 第2走行モータ
40 作業アクチュエータ
63 再生弁
65 再生解除弁
70 走行直進弁(切換弁)
87 作動状態センサ
90 コントローラ
Claims (4)
- 走行可能な走行体と、作業を行う作業アタッチメントと、を備える作業機械の油圧制御装置であって、
油を吐出する第1ポンプと、
前記第1ポンプとは別に設けられ、油を吐出する第2ポンプと、
油が供給されることで駆動し、前記走行体を作動させる第1走行モータと、
油が供給されることで駆動し、前記第1走行モータとは別に設けられ、前記走行体を作動させる第2走行モータと、
油が供給されることで駆動し、前記作業アタッチメントを作動させる作業アクチュエータと、
前記第1ポンプおよび前記第2ポンプが吐出した油の流路を切り換えるための切換弁と、
前記作業アクチュエータから吐出された油を、前記作業アクチュエータに供給される油に合流させるための再生弁と、
前記作業アクチュエータから吐出された油をタンクに戻すための再生解除弁と、
前記作業アタッチメントの作動状態を検出する作動状態センサと、
コントローラと、
を備え、
前記作業アクチュエータを作動させる操作を作業操作とし、
前記第1走行モータおよび前記第2走行モータの少なくともいずれかを作動させる操作を走行操作とし、
前記作業操作および前記走行操作のうちいずれか一方のみが行われる操作を単独操作とし、
前記作業操作と前記走行操作とが同時に行われる操作を複合操作とし、
前記単独操作が行われている場合、前記切換弁は、前記第1ポンプから前記第1走行モータに油が供給可能となり、かつ、前記第2ポンプから前記第2走行モータおよび前記作業アクチュエータに油が供給可能となるように切り換わり、
前記単独操作が行われている場合、前記コントローラは、前記再生弁を開き前記再生解除弁を遮断する再生動作を行わせるか、前記再生弁を遮断し前記再生解除弁を開く再生解除動作を行わせるかを、前記第2ポンプの吐出圧に基づいて決定し、
前記複合操作が行われている場合、前記切換弁は、前記第1ポンプから前記作業アクチュエータに油が供給可能となり、前記第2ポンプから前記第1走行モータおよび前記第2走行モータに油が供給可能となり、前記第1ポンプと前記第2ポンプとを連通可能となるように切り換わり、
前記コントローラには、前記作業操作の操作量と、前記作業アタッチメントの作動状態に関する許容範囲と、の関係が設定され、
前記複合操作が行われている場合、前記コントローラは、前記作動状態センサに検出された前記作業アクチュエータの作動状態が前記許容範囲に含まれるか否かに基づいて、前記再生動作を行わせるか前記再生解除動作を行わせるかを決定する、
油圧制御装置。 - 請求項1に記載の油圧制御装置であって、
前記作動状態センサは、前記作業アタッチメントの速度を検出し、
前記コントローラには、前記作業操作の操作量と、前記作業アタッチメントの速度に関する速度閾値と、の関係が設定され、
前記コントローラは、前記作動状態センサに検出された前記作業アタッチメントの速度が前記速度閾値以下である場合は前記再生解除動作を行わせ、前記作動状態センサに検出された前記作業アタッチメントの速度が前記速度閾値よりも大きい場合は前記再生動作を行わせる、
油圧制御装置。 - 請求項2に記載の油圧制御装置であって、
前記コントローラは、前記第1ポンプが吐出する油の流量に応じて、前記速度閾値を変化させる、
油圧制御装置。 - 請求項1に記載の油圧制御装置であって、
前記作動状態センサは、前記作業アクチュエータの推力を検出し、
前記コントローラには、前記作業操作の操作量と、前記作業アクチュエータの推力に関する推力閾値と、の関係が設定され、
前記コントローラは、前記作動状態センサに検出された前記作業アクチュエータの推力が前記推力閾値以上である場合は前記再生解除動作を行わせ、前記作動状態センサに検出された前記作業アクチュエータの推力が前記推力閾値未満である場合は前記再生動作を行わせる、
油圧制御装置。
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