JP5461234B2 - 建設機械の制御装置 - Google Patents
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Description
この発明の目的は、ブームシリンダの下降速度を制御しながら十分な再生流量を確保できる建設機械の制御装置を提供することである。
第3の発明によれば、ブームシリンダの下降速度が設定速度以上になったとき、ブームシリンダの戻り油を再生させるようにしたので、油圧モータを効率よく回転させることができる。
第5の発明によれば、回生流量制御弁と再生流量制御弁とを個別に設けたので、それら個々の制御が簡単になる。
上記第1切換弁V1は、4ポート2位置の切換弁で、その一方にパイロット室を設けるとともに、このパイロット室と対向する側にスプリングのばね力を作用させ、通常はこのばね力の作用で図示のノーマル位置を保持する。
また、上記パイロット室にパイロット圧が作用して第1切換弁V1が図面右側である切換位置に切り換わると、上記合流通路が閉ざされるので、第1メインポンプMP1の吐出油のみが第1回路系統に供給される。
上記のように第2切換弁V2がノーマル位置にあれば、アシストポンプAPの吐出油は上記合流通路およびチェック弁を介して第2メインポンプMP2の吐出油と合流して、第2回路系統に導かれる。
第2切換弁V2が図面左側位置である第2切換位置に切り換わると、上記回生流路のみが開くので、第2メインポンプMP2の吐出油全量が上記油圧モータMに供給される。
そして、上記電磁弁1,2a,2bのソレノイドはコントローラCに接続されているが、このコントローラCはオペレータが入力する信号に応じて、上記電磁弁1,2a,2bのソレノイドを励磁したり非励磁にしたりする。
なお、図中符号3はエンジンEに設けたジェネレータで、エンジンEの余力を利用して発電機能を発揮するものである。
上記中立流路9であって、左走行モータ用の操作弁8の下流にはパイロット圧を生成するためのパイロット圧制御用の絞り11を設けている。この絞り11はそこを流れる流量が多ければ、その上流側に高いパイロット圧を生成し、その流量が少なければ低いパイロット圧を生成するものである。
ただし、操作弁4〜8の操作量によっては、ポンプ吐出量の一部がアクチュエータに導かれ、一部が中立流路9からタンクTに導かれることになるので、絞り11は、中立流路9に流れる流量に応じたパイロット圧を生成する。言い換えると、絞り11は、操作弁4〜8の操作量に応じたパイロット圧を生成することになる。
上記レギュレータ14は、パイロット流路12のパイロット圧と逆比例して第1メインポンプMP1の傾転角を制御し、その1回転当たりの押し除け量を制御する。したがって、操作弁4〜8をフルストロークして中立流路9の流れがなくなり、パイロット圧がゼロになれば、第1メインポンプMP1の傾転角が最大になり、その1回転当たりの押し除け量が最大になる。
なお、この電磁切換弁13は、すべての操作弁4〜8を中立位置に保っているときに、第1メインポンプMP1の吐出量を通常の中立時よりも少なくする。例えばロスを少なくしたい暖機運転時などに切り換えるものである。
上記中立流路19であって、操作弁18の下流側にはパイロット圧制御用の絞り21を設けているが、この絞り21は、第1回路系統の絞り11と全く同様に機能するものである。
上記のようにした回生流量制御弁26は、上記スプリング26bのばね力で図示のノーマル位置を保つが、パイロット室26aにパイロット圧が作用すると、図面右側である切換位置に切り換わる。
なお、図中符号27は、上記回生流路26dと油圧モータMを連通させる通路で、その通路過程には、回生流路26dから油圧モータMへの流通のみを許容するチェック弁28を設けている。
なお、図中符号33は再生通路31に設けたチェック弁で、ピストン側室25から他方の通路29への流通のみを許容するものである。
したがって、回生流量制御弁26および再生流量制御弁32のパイロット室26a,32aに作用するパイロット圧は、コントローラCによって制御できる。
ただし、回生流量制御弁26のスプリング26bに対して、再生流量制御弁32のスプリング32bのばね力の方を大きくし、同じパイロット圧でも再生流量制御弁32の開くタイミングが遅くなる設定にしている。
上記アシストポンプAPも可変容量型であって、そのレギュレータ41で傾転角が制御されるとともに、レギュレータ41はコントローラCに接続されている。
このときにアシストポンプAPからも作動油を吐出させれば、その吐出油は、上記第1,2メインポンプMP1,MP2の吐出油と合流して第1,2回路系統に供給される。
また、油圧モータMの回転力でアシストポンプAPを回すこともできるが、油圧モータMを駆動源にする場合については後で説明する。
さらに、第2切換弁V2を図面左側の第2切換位置に切りかえると、第2メインポンプMP2の吐出油が油圧モータMに供給される。したがって、第2回路系統に接続したアクチュエータを作動させていないときに、オペレータが第2切換弁V2を第2切換位置に切り換えれば、油圧モータMを回転して電動モータ兼発電機35に発電機能を発揮させることができる。このようにして電動モータ兼発電機35で発電された電力はインバータ36を介してバッテリー37に充電される。
また、コントローラCはバッテリー37の蓄電量を検出し、その蓄電量に応じて油圧モータMの回転数を制御する機能を備えている。
ただし、上記したように回生流量制御弁26のスプリング26bの方が、再生流量制御弁32のスプリング32bのばね力よりも小さいので、回生流量制御弁26が先に切換位置に切り換わる。そして、このときの回生流量制御弁26の切り換え量は上記パイロット圧に比例したものになる。
なお、このときコントローラCは、ブームシリンダBCが目的の下降速度を維持するために、油圧モータMやアシストポンプAPの傾転角を制御して、それらモータMおよびアシストポンプAPの負荷を制御する。
このように再生流路32cが開けば、ブームシリンダBCのピストン側室25からの戻り油の一部が再生通路31および他方の通路29を経由してブームシリンダBCのロッド側室30に供給される。
そして、再生流量制御弁32が開くタイミングとその開度は、比例電磁弁34の開度とスプリング32bのばね力などによって決まるが、それはブームシリンダBCに求められる特性などによってあらかじめ設定される。
したがって、アシストポンプAPの傾転角を変えて、上記押しのけ容積Q2を制御すれば、油圧モータMの出力で、アシストポンプAPに所定の吐出圧を維持させることができる。言い換えると、ブームシリンダBCからの油圧を増圧してアシストポンプAPから吐出させることができる。
すなわち、上記合成弁44は、2位置6ポート弁とし、その一方に第1実施例と同じ比例電磁弁34を介してパイロット油圧源PPに接続したパイロット室44aを設け、このパイロット室44aに対向する側にスプリング44bを設けている。また、この合成弁44には、主流路44c,回生流路44dおよび再生流路44eを設けるとともに、当該合成弁44が図示のノーマル位置にあるときには、主流路44cのみを全開状態に維持するようにしている。
以上の点以外は、第1,2実施形態と全く同じなので、その詳細な説明は省略する。
MP2 第2メインポンプ
M 油圧モータ
4〜8 操作弁
15〜18 操作弁
BC ブームシリンダ
24 一方の通路
25 ピストン側室
26 回生流量制御弁
26a パイロット室
26b スプリング
30 ロッド側室
32 再生流量制御弁
32a パイロット室
32b スプリング
Claims (5)
- メインポンプと、このメインポンプに接続した複数の操作弁を備えた回路系統と、これら複数の操作弁のうち特定の操作弁に接続したブームシリンダと、この特定の操作弁とブームシリンダのピストン側室とを連通する一方の通路と、上記特定の操作弁とブームシリンダのロッド側室とを連通する他方の通路と、ブームシリンダのピストン側室からの戻り油の作用で回転する油圧モータと、この油圧モータの回転力で発電する発電機と、この発電機の発電電力を蓄電するバッテリーとを備えた建設機械の制御装置であって、
上記ブームシリンダのピストン側室に連通する一方の通路において、上記一方の通路を開放して油圧モータとの連通を遮断するノーマル位置および一方の通路を絞り制御しつつ油圧モータへの連通を開放して、下降時における上記ブームシリンダのピストン側室の戻り油を回生流量として上記油圧モータに導く切換位置に切換可能にするとともに、
ブームシリンダのピストン側室とロッド側室とを連通させる再生通路過程において、上記他方の通路を閉状態に保つノーマル位置および上記他方の通路を開状態にして必要に応じて戻り油を再生流量として上記他方の通路に合流させて上記ブームシリンダのロッド側室に導く切換位置を備えたバルブ機構を備えた建設機械の制御装置。 - 上記バルブ機構は、上記特定の操作弁を操作してブームシリンダを下降させる下降制御時において、上記操作弁の操作量に応じて油圧モータへの供給流量を制御する制御機能を備えた請求項1記載の建設機械の制御装置。
- 上記バルブ機構は、上記特定の操作弁を操作してブームシリンダを下降させる下降制御時において、上記ブームシリンダの下降速度指令が設定速度以上になったときブームシリンダの戻り油を再生流量として当該ブームシリンダのロッド側室に供給する構成にした請求項1または2記載の建設機械の制御装置。
- 上記バルブ機構はパイロット室とこのパイロット室と対向する側にスプリングのばね力を作用させるとともに、上記パイロット室には比例電磁弁を介してパイロット圧源を接続する一方、上記比例電磁弁の開度をコントローラで制御する構成にした請求項1〜3のいずれか1に記載の建設機械の制御装置。
- 上記バルブ機構は、上記一方の通路を開放して油圧モータとの連通を遮断するノーマル位置および一方の通路を絞り制御しつつ油圧モータへの連通を開放する切換位置に切換可能にした回生流量制御弁と、ブームシリンダのピストン側室とロッド側室とを連通させる再生通路過程に設けるとともにノーマル位置で閉状態を保ち、切換位置で開状態を保つ再生流量制御弁とからなる請求項1〜4のいずれか1に記載の建設機械の制御装置。
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