JP6621431B2 - Hydraulic drive device for hydraulic excavator - Google Patents
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Description
本発明はアタッチメント制御装置を備えた油圧ショベルの油圧駆動装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic drive device for a hydraulic excavator provided with an attachment control device.
一般的に、油圧ショベル等の建設機械では、バケット等の他に各種の作業用アタッチメントを装着して種々の作業を行うことができるようになっている。アタッチメントを装着した場合、各アタッチメントのアクチュエータに対し各々が必要とする流量及び/又は圧力の設定が必要である。この設定は、通常、油圧ショベル側で対応している。 In general, construction machines such as hydraulic excavators can perform various operations by attaching various work attachments in addition to buckets and the like. When the attachment is mounted, it is necessary to set the flow rate and / or pressure required for the actuator of each attachment. This setting usually corresponds to the excavator side.
そこで、アタッチメント使用する場合とアタッチメントを使用しない場合でモードを切り替えるアタッチメント制御装置をそなえた油圧ショベルが例えば特開2011−163031号公報(特許文献1)に開示されている。 In view of this, a hydraulic excavator provided with an attachment control device that switches modes between using the attachment and not using the attachment is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-163031 (Patent Document 1).
この技術は、アタッチメント用流量制御弁を含む複数の流量制御弁を備えた油圧回路を有する油圧ショベルのアタッチメント制御装置において、非アタッチメントモードとアタッチメントモードとのいずれかを選択し、アタッチメントモードを選択したときは油圧回路の状態をアタッチメント用アクチュエータの使用に適した状態に切り換えるモード切換手段と、モード切換手段によってアタッチメントモードが選択されていない状態でアタッチメント用操作手段を操作したときに、アタッチメント用アクチュエータの動作を制限する動作制限手段と、を備えたことを特徴とするものである。 In this technique, in an attachment control device for a hydraulic excavator having a hydraulic circuit having a plurality of flow control valves including a flow control valve for attachment, either the non-attachment mode or the attachment mode is selected, and the attachment mode is selected. The mode switching means for switching the state of the hydraulic circuit to a state suitable for the use of the attachment actuator, and when the attachment operation means is operated when the attachment mode is not selected by the mode switching means, the attachment actuator And an operation restricting means for restricting the operation.
この公知技術では、オペレータが掘削モードからアタッチメントモードに切り換えることを忘れ、アタッチメントを操作してしまった場合のアタッチメント及びその他の油圧機器の故障や寿命低下を防止するために、アタッチメント操作量と作業モードを検出器として、掘削モードでアタッチメント操作量を検出した場合にポンプ流量を制限するようにしている。 In this known technology, in order to prevent the failure of the attachment and other hydraulic equipment and the reduction in the service life when the operator forgets to switch from the excavation mode to the attachment mode and operates the attachment, As a detector, the pump flow rate is limited when the attachment operation amount is detected in the excavation mode.
特許文献1では、オペレータが掘削モードからアタッチメントモードに切り換えることを忘れ、アタッチメントを操作してしまった場合にポンプ流量を制限することができる。しかし、ポンプ流量を制限したとき、アクチュエータ圧力制限値が高いままポンプ流量を制限しただけではアクチュエータの保護が十分でないことがある。 In Patent Document 1, when the operator forgets to switch from the excavation mode to the attachment mode and operates the attachment, the pump flow rate can be limited. However, when the pump flow rate is limited, the actuator may not be sufficiently protected only by limiting the pump flow rate while the actuator pressure limit value is high.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、アクチュエータ圧力制限値が高いままポンプ流量を制限したときにおいても、アクチュエータを保護し、アクチュエータが破損しないようにすることにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to protect the actuator and prevent the actuator from being damaged even when the pump flow rate is limited while the actuator pressure limit value is high.
前記課題を解決するため、本発明の一態様は、エンジンと、前記エンジンにより駆動される少なくとも1つの油圧ポンプと、アタッチメント用アクチュエータを含む複数のアクチュエータと、アタッチメント用操作パイロット圧により前記油圧ポンプの吐出油を前記アタッチメント用アクチュエータに供給するアタッチメント用の方向制御弁と、を備えた油圧ショベルの油圧駆動装置において、前記アタッチメント用の方向制御弁にパイロット圧を供給して前記アタッチメント用アクチュエータを操作する操作装置と、前記アタッチメント用の方向制御弁から前記アタッチメント用アクチュエータに圧油が供給される高圧側の管路に設けられた電磁可変リリーフ弁と、前記電磁可変リリーフ弁の設定圧力を変更する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記アタッチメント用アクチュエータが駆動される際の圧力に比べて前記電磁可変リリーフ弁の設定圧力を高圧に設定する掘削モードが選択されているか否かを判定する第1判定部と、前記操作装置により前記アタッチメント用アクチュエータが駆動されたか否かを判定する第2判定部と、を備え、前記第1判定部で掘削モードが選択され、かつ、前記第2判定部で前記アタッチメント用アクチュエータが前記操作装置により駆動されたことを判定した場合には、予め設定された最小圧力になるように前記電磁可変リリーフ弁の設定圧力を設定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an aspect of the present invention provides an engine, at least one hydraulic pump driven by the engine, a plurality of actuators including an attachment actuator, and an operation pilot pressure for attachment. In a hydraulic drive device for a hydraulic excavator provided with an attachment direction control valve for supplying discharged oil to the attachment actuator, a pilot pressure is supplied to the attachment direction control valve to operate the attachment actuator An operation device, an electromagnetic variable relief valve provided in a high-pressure line through which pressure oil is supplied from the attachment direction control valve to the attachment actuator, and a control for changing a set pressure of the electromagnetic variable relief valve A device comprising: The control device includes: a first determination unit that determines whether or not an excavation mode in which a set pressure of the electromagnetic variable relief valve is set to a high pressure compared to a pressure when the attachment actuator is driven; A second determination unit that determines whether or not the attachment actuator is driven by an operating device, the excavation mode is selected by the first determination unit, and the attachment actuator is selected by the second determination unit. When it is determined that the actuator has been driven, the set pressure of the electromagnetic variable relief valve is set so as to be a preset minimum pressure.
本発明の一態様によれば、アクチュエータ圧力制限値が高いままポンプ流量を制限したときにおいても、アクチュエータを保護し、アクチュエータが破損しないようにすることができる。なお、前記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。 According to one aspect of the present invention, even when the pump flow rate is limited while the actuator pressure limit value is high, the actuator can be protected and the actuator can be prevented from being damaged. Note that problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified in the following description of embodiments.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す図である。図1において、油圧ショベル150は、走行体100、旋回体101及びフロント作業機102から基本的に構成されている。 FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a hydraulic excavator 150 basically includes a traveling body 100, a turning body 101, and a front work machine 102.
走行体100は左右の走行モータ103と、左右のクローラ104を備えている。走行体100は、走行モータ103を駆動することによりクローラ104が回転し、走行する。旋回体101は旋回モータ105により走行体100上で旋回する。 The traveling body 100 includes left and right traveling motors 103 and left and right crawlers 104. The traveling body 100 travels by driving the traveling motor 103 to rotate the crawler 104. The turning body 101 is turned on the traveling body 100 by a turning motor 105.
フロント作業機102は、ブーム106、アーム107及びアタッチメント108を備えた多関節構造で構成され、旋回体101の前側で所定の作業が可能なように取り付けられている。ブーム106は、旋回体101に俯仰動可能に、例えばピン結合により取り付けられている。アーム107は、ブーム106の先端に例えばピン結合により回動可能に取り付けられている。 The front work machine 102 has a multi-joint structure including a boom 106, an arm 107, and an attachment 108, and is attached so that a predetermined work can be performed on the front side of the revolving structure 101. The boom 106 is attached to the swivel body 101 so as to be able to move up and down, for example, by pin coupling. The arm 107 is rotatably attached to the tip of the boom 106 by, for example, pin coupling.
アタッチメント108は、アーム107の先端に、例えばピン結合により取り付けられている。ブーム106、アーム107及びアタッチメント108は、それぞれ、ブームシリンダ109、アームシリンダ110、バケットシリンダ111により垂直面内で回転駆動される。アタッチメント108は、通常、アーム先端に装着されるバケットに代えて装着されることから、バケットシリンダ111によって駆動される。 The attachment 108 is attached to the tip of the arm 107 by, for example, pin coupling. The boom 106, the arm 107, and the attachment 108 are rotationally driven in a vertical plane by a boom cylinder 109, an arm cylinder 110, and a bucket cylinder 111, respectively. Since the attachment 108 is normally attached instead of the bucket attached to the tip of the arm, it is driven by the bucket cylinder 111.
アタッチメント108は、本実施形態ではブレーカである。ブレーカは、大きな岩石やコンクリート塊等の塊状物を破砕するためのもので、先端が尖った鋼棒等からなる打撃ロッドと打撃ロッドを駆動するためのブレーカシリンダを備えている。このブレーカシリンダが、アタッチメントを操作するアタッチメント操作シリンダに対応し、図2では第1のアクチュエータ9aとして示されている。 The attachment 108 is a breaker in this embodiment. The breaker is for crushing massive objects such as large rocks and concrete lumps, and includes a striking rod made of a steel rod with a sharp tip and a breaker cylinder for driving the striking rod. This breaker cylinder corresponds to an attachment operation cylinder for operating the attachment, and is shown as a first actuator 9a in FIG.
アタッチメント108としては、ブレーカの他に、クラムシェル、法面バケット、台形バケット、スケルトンバケット、リッパバケット、バケットクラッシャ、生コンバケット、リッパ、油圧カッタ、グラップル、リフティングマグネット等が知られている。 As the attachment 108, a clam shell, a slope bucket, a trapezoid bucket, a skeleton bucket, a ripper bucket, a bucket crusher, a raw con bucket, a ripper, a hydraulic cutter, a grapple, a lifting magnet and the like are known in addition to a breaker.
旋回体101の前側には運転室112が設置され、後部にはエンジン1及び油圧ポンプ2が配置された原動源室113が設置されている。走行体100、旋回体101、ブーム106、アーム107及びアタッチメント108は運転室112内の複数の操作レバーのうち前記各部を動作に対応した操作レバーをオペレータが操作することによってそれぞれ駆動され、所望の作業が可能となる。 A driver's cab 112 is installed on the front side of the revolving structure 101, and a driving source chamber 113 in which the engine 1 and the hydraulic pump 2 are arranged is installed on the rear. The traveling body 100, the revolving body 101, the boom 106, the arm 107, and the attachment 108 are each driven by an operator operating an operation lever corresponding to the operation of each of the plurality of operation levers in the cab 112. Work becomes possible.
図2は、図1に示した油圧ショベル150の油圧駆動装置としての油圧回路システムの一例を概略的に示す油圧回路図である。 FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram schematically showing an example of a hydraulic circuit system as a hydraulic drive device of the excavator 150 shown in FIG.
本実施形態に係る油圧回路システムは、エンジン1、油圧ポンプ2、パイロットポンプ3、メインリリーフ弁4、作動油タンク5、コントロールバルブ7、第1及び第2のアクチュエータ9a,9b、ブーム106、アーム107、バケットのいずれかを操作するための操作レバー11、アタッチメント108を操作するためのペダル23、第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14b並びにコントローラ20から基本的に構成されている。 The hydraulic circuit system according to the present embodiment includes an engine 1, a hydraulic pump 2, a pilot pump 3, a main relief valve 4, a hydraulic oil tank 5, a control valve 7, first and second actuators 9a and 9b, a boom 106, and an arm. 107, the operation lever 11 for operating one of the buckets, the pedal 23 for operating the attachment 108, the first and second electromagnetic variable relief valves 14a and 14b, and the controller 20 are basically configured.
油圧ポンプ2及びパイロットポンプ3はエンジン1により駆動される。油圧ポンプ2とパイロットポンプ3の吸い込み口2a,3aは作動油タンク5に連通している。なお、図2では油圧ポンプ2及びパイロットポンプ3はそれぞれ単数であるが、複数であってもよい。油圧ポンプ2の吐出口はメイン油路6を介してコントロールバルブ7に接続されている。 The hydraulic pump 2 and the pilot pump 3 are driven by the engine 1. The suction ports 2 a and 3 a of the hydraulic pump 2 and the pilot pump 3 communicate with the hydraulic oil tank 5. In FIG. 2, each of the hydraulic pump 2 and the pilot pump 3 is single, but may be plural. The discharge port of the hydraulic pump 2 is connected to the control valve 7 via the main oil passage 6.
コントロールバルブ7はセンタバイパス方式の方向制御弁であり、第1及び第2の少なくとも複数の方向切り替えのためのスプール7a,7bを備えている。第1及び第2のスプール7a,7bは中立位置でメイン油路6と連通し、油圧ポンプ2の吐出圧を作動油タンク5へ連通させる。 The control valve 7 is a center bypass type direction control valve and includes first and second spools 7a and 7b for switching at least a plurality of directions. The first and second spools 7 a and 7 b communicate with the main oil passage 6 at the neutral position, and communicate the discharge pressure of the hydraulic pump 2 to the hydraulic oil tank 5.
このようにコントロールバルブ7は複数の切り替えスプールで構成されている。その一例として図示する第1のスプール7aは、パイロットポンプ3の供給油をもとにペダル23によって制御されるパイロット圧が第1又は第2のパイロットポート7aa,7abに付与されてスプールが変位し、その変位量に応じて油圧ポンプ2から第1のアクチュエータ9aに供給される作動油量が制御される。ペダル23の操作により出力されるパイロット圧は第1及び第2のパイロット管路25a,25bにそれぞれ設置された第1及び第2の圧力検出センサ24a,24bによって検出される。検出されたパイロット圧は、それぞれコントローラ20に入力される。コントローラ20では、第1及び第2の圧力検出センサ24a,24bで検出されたパイロット圧からアタッチメント操作量を検出し、当該アタッチメント操作量から第1のアクチュエータ9aが操作されているか否かを判定する。 Thus, the control valve 7 is composed of a plurality of switching spools. In the first spool 7a shown as an example, the pilot pressure controlled by the pedal 23 based on the supply oil of the pilot pump 3 is applied to the first or second pilot port 7aa, 7ab, and the spool is displaced. The amount of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 2 to the first actuator 9a is controlled according to the displacement amount. The pilot pressure output by operating the pedal 23 is detected by first and second pressure detection sensors 24a and 24b installed in the first and second pilot pipes 25a and 25b, respectively. Each detected pilot pressure is input to the controller 20. The controller 20 detects the attachment operation amount from the pilot pressure detected by the first and second pressure detection sensors 24a and 24b, and determines whether or not the first actuator 9a is operated from the attachment operation amount. .
第1のスプール7aのメイン油路6は当該第1のスプール7aの切り替え位置に応じて第1のアクチュエータ9aのボトム室9aaあるいはロッド室9abに圧油を供給する。この供給状態に応じて第1のアクチュエータ9aが伸縮し、アタッチメント108を駆動する。この第1のスプール7aから第1のアクチュエータ9aのボトム室9aa及びロッド室9abへ圧油を供給する第1及び第2の圧油供給油路8a,8bの下流側の第1及び第2の戻り油路8c,8dには、第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bが接続されている。第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bは、第1のアクチュエータ9aのボトム室9aa及びロッド室9abとそれぞれ連通し、第1のアクチュエータ9aに過大な外力が加わったときに圧油を作動油タンク5側に排出し、第1のアクチュエータ9aを保護する機能を有する。 The main oil passage 6 of the first spool 7a supplies pressure oil to the bottom chamber 9aa or the rod chamber 9ab of the first actuator 9a according to the switching position of the first spool 7a. The first actuator 9a expands and contracts according to this supply state, and drives the attachment 108. First and second downstream of the first and second pressure oil supply oil passages 8a and 8b for supplying pressure oil from the first spool 7a to the bottom chamber 9aa and the rod chamber 9ab of the first actuator 9a. First and second electromagnetic variable relief valves 14a and 14b are connected to the return oil passages 8c and 8d. The first and second electromagnetic variable relief valves 14a and 14b communicate with the bottom chamber 9aa and the rod chamber 9ab of the first actuator 9a, respectively, and apply pressure oil when an excessive external force is applied to the first actuator 9a. It has a function of discharging to the hydraulic oil tank 5 side and protecting the first actuator 9a.
第1の電磁可変リリーフ弁14aは、第1のアクチュエータ9aのボトム室9aaのポートに対して第1の圧油供給油路8aの下流側に設けられている。また、第2の電磁可変リリーフ弁14bは、第1のアクチュエータ9aのロッド室9abのポートに対して第2の圧油供給油路8bの下流側に設けられている。第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bのリリーフ設定圧はコントローラ20によって電気的に設定される。前述したように第1のスプール7aのパイロットポートに与えられるパイロット圧はコントローラ20に入力され、コントローラ20は第1のスプール7aへのパイロット圧の状態を把握している。 The first electromagnetic variable relief valve 14a is provided on the downstream side of the first pressure oil supply oil passage 8a with respect to the port of the bottom chamber 9aa of the first actuator 9a. The second electromagnetic variable relief valve 14b is provided on the downstream side of the second pressure oil supply oil passage 8b with respect to the port of the rod chamber 9ab of the first actuator 9a. The relief setting pressures of the first and second electromagnetic variable relief valves 14 a and 14 b are electrically set by the controller 20. As described above, the pilot pressure applied to the pilot port of the first spool 7a is input to the controller 20, and the controller 20 knows the state of the pilot pressure applied to the first spool 7a.
コントローラ20は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を備えたマイクロコンピュータシステムからなる。CPUは、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムはROMに格納され、実行すべき命令(ある数値又は数値の並び)を前記プログラムの置かれたROMから取り出し、RAMに展開して前記プログラムを実行する。なお、コントローラ20は油圧ショベル150全体及び各部の電気的な制御を司る。また、コントローラ20にはマンマシンインタフェースとして操作機能及び表示機能を有するモニタ21が接続されている。モニタ21には、例えばアタッチメント選択表示部及びメッセージ表示部が設定され、アタッチメントの選択をモニタ21から行い、さらにアタッチメントの設定状態をモニタ21に表示する。 The controller 20 includes a microcomputer system including a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), and a random access memory (RAM). The CPU includes a control unit and a calculation unit. The control unit controls the interpretation of instructions and the flow of program control, and the calculation unit executes calculations. The program is stored in the ROM, and an instruction to be executed (a certain numerical value or a sequence of numerical values) is taken out from the ROM in which the program is placed, expanded in the RAM, and the program is executed. The controller 20 controls the entire excavator 150 and each part. The controller 20 is connected with a monitor 21 having an operation function and a display function as a man-machine interface. For example, an attachment selection display unit and a message display unit are set on the monitor 21, an attachment is selected from the monitor 21, and an attachment setting state is displayed on the monitor 21.
第2のアクチュエータ9bは、例えば図1に示したブームシリンダ109、アームシリンダ110及びバケットシリンダ111の1つを例示的に示したものである。実機では、これらのシリンダに対応する数のアクチュエータとスプールが備えられ、それぞれ個別に操作レバー11によって操作される。第2のスプール7bも第1のスプール7aと同一構造である。 The second actuator 9b exemplifies one of the boom cylinder 109, the arm cylinder 110, and the bucket cylinder 111 shown in FIG. 1, for example. In the actual machine, the number of actuators and spools corresponding to these cylinders are provided, and each is individually operated by the operation lever 11. The second spool 7b has the same structure as the first spool 7a.
また、第2のアクチュエータ9bのボトム室9baとロッド室9bbのポートに接続された第3及び第4の圧油供給油路8e,8fの下流側には第1及び第2のリリーフ弁15a,15bが接続され、第2のアクチュエータ9bに過大な外力が加わったときに圧油を作動油タンク5側に排出し、第2のアクチュエータ9bを保護する機能を有する。第1及び第2のリリーフ弁15a,15bのリリーフ設定圧は固定であり、あらかじめ第2のアクチュエータ9bを保護可能な圧力に設定されている。実機では、第2のアクチュエータ9bは交換可能なものではなく固定なので、当該第2のアクチュエータ9bの強度と付加圧を考慮した固定のリリーフ圧に設定されている。 Further, on the downstream side of the third and fourth pressure oil supply oil passages 8e, 8f connected to the ports of the bottom chamber 9ba and the rod chamber 9bb of the second actuator 9b, the first and second relief valves 15a, 15b is connected, and when an excessive external force is applied to the second actuator 9b, the pressure oil is discharged to the hydraulic oil tank 5 side and has a function of protecting the second actuator 9b. The relief setting pressures of the first and second relief valves 15a and 15b are fixed and set in advance to protect the second actuator 9b. In the actual machine, the second actuator 9b is not replaceable and is fixed, so the fixed relief pressure is set in consideration of the strength and additional pressure of the second actuator 9b.
なお、メインリリーフ弁4のリリーフ圧も固定であり、油圧回路全体を保護可能な圧力に設定されている。 The relief pressure of the main relief valve 4 is also fixed and set to a pressure that can protect the entire hydraulic circuit.
図3は、コントローラ20の処理内容を示すブロック図である。同図において、コントローラ20には、バケットを使用して掘削する掘削モード時の最大圧力と、前述した各種アタッチメント使用時の最大圧力がそれぞれ設定されている。本実施形態では、第1〜第3のアタッチメントを使用する前提で、これら第1〜第3のアタッチメントに対する最大圧力が設定圧力として設定されている。具体的には、図3に示すように掘削モード時設定圧力30、第1のアタッチメントの設定圧力(ATT1設定圧力)31a、第2のアタッチメントの設定圧力(ATT2設定圧力)31b、第3のアタッチメントの設定圧力(ATT3設定圧力)31cである。また、メインリリーフ弁4のリリーフ圧よりも大きいが、いずれのアタッチメントを使用したとしてもアタッチメント及び油圧ショベル150の油圧駆動系に障害を及ぼすことのない圧力が最小設定圧力32として設定されている。これらの設定圧力31a,31b,31cは、例えばCPUを含むマイクロコンピュータに搭載された不揮発RAMに記憶されている。 FIG. 3 is a block diagram showing the processing contents of the controller 20. In the figure, the controller 20 is set with a maximum pressure in the excavation mode in which excavation is performed using a bucket and a maximum pressure in using the various attachments described above. In the present embodiment, on the premise of using the first to third attachments, the maximum pressure for these first to third attachments is set as the set pressure. Specifically, as shown in FIG. 3, the set pressure 30 in the excavation mode, the set pressure for the first attachment (ATT1 set pressure) 31a, the set pressure for the second attachment (ATT2 set pressure) 31b, and the third attachment Set pressure (ATT3 set pressure) 31c. Further, although the pressure is higher than the relief pressure of the main relief valve 4, a pressure that does not interfere with the attachment and the hydraulic drive system of the excavator 150 is set as the minimum set pressure 32 regardless of which attachment is used. These set pressures 31a, 31b, and 31c are stored in a nonvolatile RAM mounted on a microcomputer including a CPU, for example.
最小設定圧力値については、油圧回路の最小圧力設定値とすることもできるが、油圧回路の最小圧力設定値はメインリリーフ弁4の設定圧で規定することができるので、本実施形態では、すべてのアタッチメントモード時設定圧力の最小圧力として設定し、必要最小限の圧力制限としている。 The minimum set pressure value can be the minimum pressure set value of the hydraulic circuit, but since the minimum pressure set value of the hydraulic circuit can be defined by the set pressure of the main relief valve 4, in this embodiment, all It is set as the minimum pressure of the set pressure at the time of the attachment mode, and the required minimum pressure limit.
コントローラ20には、掘削モード時設定圧力30、第1のアタッチメントの設定圧力(ATT1設定圧力)31a、第2のアタッチメントの設定圧力(ATT2設定圧力)31b、第3のアタッチメントの設定圧力(ATT3設定圧力)31cのいずれかを選択する第1のスイッチ機能33a、第1のスイッチ機能33aから最小設定圧力32のいずれかを選択する第2のスイッチ機能33bがソフト的に設定されている。そして、第1及び第2のスイッチ機能33a,33bで選択された設定圧力が第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bの第1及び第2のリリーフ圧設定端子14a1,14b1にそれぞれ入力され、入力された信号出力に比例した弁出力(弁開度)として第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bのリリーフ圧が設定される。 The controller 20 includes a set pressure 30 in the excavation mode, a first attachment set pressure (ATT1 set pressure) 31a, a second attachment set pressure (ATT2 set pressure) 31b, and a third attachment set pressure (ATT3 set). The first switch function 33a for selecting any one of (pressure) 31c and the second switch function 33b for selecting any one of the minimum set pressures 32 from the first switch function 33a are set in software. The set pressure selected by the first and second switch functions 33a and 33b is input to the first and second relief pressure setting terminals 14a1 and 14b1 of the first and second electromagnetic variable relief valves 14a and 14b, respectively. Then, the relief pressures of the first and second electromagnetic variable relief valves 14a and 14b are set as a valve output (valve opening) proportional to the input signal output.
本実施形態では、図3に示すようにコントローラ20にモニタ21が接続され、掘削モードあるいはアタッチメントの選択結果がモニタ21に表示される。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a monitor 21 is connected to the controller 20, and the selection result of the excavation mode or attachment is displayed on the monitor 21.
なお、図3では、アイコンで示しているが、文字による選択画面から選択し、選択した設定圧力部分を反転表示、あるいは色付け表示して選択状態を明示するように設定することもできる。あるいは、選択機能を図示したような回転式のアナログスイッチと、選択結果をモニタ表示するように構成することもできる In FIG. 3, although it is indicated by an icon, it is also possible to select from a selection screen by characters and set the selected set pressure portion to be displayed in reverse video or colored to clearly indicate the selection state. Alternatively, a rotary analog switch whose selection function is illustrated and a selection result can be displayed on a monitor.
図4は、コントローラ20のCPUによって実行されるアタッチメント設定圧力の変更制御手順を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing the attachment control pressure change control procedure executed by the CPU of the controller 20.
この制御手順では、制御が開始されると、まず油圧ショベル150の作動情報、ここでは、どの作業を行うのかという情報、すなわちバケットを使用して掘削を行うか、ブレーカ等のアタッチメント108を使用して、当該アタッチメントに設定された機能を実行するかという情報を取得する(ステップS1)。そして、この取得した情報から、掘削モードが選択されているかどうかを判断する(ステップS2)。 In this control procedure, when control is started, first, operation information of the excavator 150, here, information on which work is performed, that is, whether excavation is performed using a bucket, or an attachment 108 such as a breaker is used. Thus, information on whether or not to execute the function set in the attachment is acquired (step S1). And it is judged from this acquired information whether excavation mode is selected (step S2).
この判断で掘削モードが選択されていなければ(ステップS2:N)、アーム107の先端に取り付けられたアタッチメント108が掘削モードに対応した高圧で使用されることはないので、アタッチメント設定圧力を変更することなく(ステップS4)このメインフローに戻り、これまでの制御を実行する。 If the excavation mode is not selected in this determination (step S2: N), the attachment 108 attached to the tip of the arm 107 is not used at a high pressure corresponding to the excavation mode, so the attachment set pressure is changed. Without (step S4), it returns to this main flow and performs the control so far.
ステップS2で掘削モードを選択していると判断された場合(ステップS2:Y)、アタッチメント操作がオンになっているかどうかを判断する(ステップS3)。アタッチメント操作がオンになっているかどうかは操作バルブを操作するペダル23が踏まれているかどうかで判断し、ペダル23が踏まれているかどうかは第1のスプール7aを操作する第1及び第2のパイロット管路25a,25bの圧力状態の変化から検出することができる。この第1及び第2のパイロット管路25a,25bの圧力は、前述したように第1及び第2の圧力検出センサ24a,24bによって検出されるので、コントローラ20は検出された第1及び第2のパイロット管路25a,25bの圧力からアタッチメント操作がオンになっていると判断すると(ステップS3:Y)、コントローラ20はアタッチメント設定圧力を第2のスイッチ機能33bにより図3においてA側を選択し、最小設定圧力位置に変更する(ステップS5)。 If it is determined in step S2 that the excavation mode is selected (step S2: Y), it is determined whether the attachment operation is on (step S3). Whether or not the attachment operation is turned on is determined by whether or not the pedal 23 for operating the operation valve is depressed, and whether or not the pedal 23 is depressed is determined by the first and second operations for operating the first spool 7a. It can be detected from a change in the pressure state of the pilot lines 25a and 25b. Since the pressures in the first and second pilot pipes 25a and 25b are detected by the first and second pressure detection sensors 24a and 24b as described above, the controller 20 detects the detected first and second pressures. If the controller 20 determines that the attachment operation is turned on from the pressure of the pilot pipes 25a and 25b (step S3: Y), the controller 20 selects the attachment setting pressure to the A side in FIG. 3 by the second switch function 33b. Then, the pressure is changed to the minimum set pressure position (step S5).
他方、第1及び第2のパイロット管路25a,25bの圧力からアタッチメント操作がオンになっていない判断すると(ステップS3:N)、第2のスイッチ機能33bにより図3においてB側を選択し、アタッチメント設定圧力を最小設定圧力32に変更することなく、第1のスイッチ機能33aで選択されている圧力を保持する。 On the other hand, if it is determined from the pressures of the first and second pilot pipelines 25a and 25b that the attachment operation is not turned on (step S3: N), the second switch function 33b selects the B side in FIG. Without changing the attachment set pressure to the minimum set pressure 32, the pressure selected by the first switch function 33a is held.
このように掘削モード、第1のアタッチメントの設定圧力31a、第2のアタッチメントの設定圧力31b、第3のアタッチメントの設定圧力31cなどの作業モードを選択した際、それぞれの作業モードに即した圧力設定に切り替わる設定に対して、掘削モードが設定され(ステップS2:Y)、アタッチメント操作オン(ステップS3:Y)の場合は電磁可変リリーフ弁の設定圧を最小設定圧力側に切り換える。 Thus, when the work modes such as the excavation mode, the first attachment set pressure 31a, the second attachment set pressure 31b, and the third attachment set pressure 31c are selected, the pressure setting according to each work mode is selected. When the excavation mode is set (step S2: Y) and the attachment operation is on (step S3: Y), the set pressure of the electromagnetic variable relief valve is switched to the minimum set pressure side.
これにより、オペレータが通常の掘削モードからアタッチメント作業モードに切り換えることを忘れ、アタッチメント操作を行ってしまった場合でも、アタッチメントの種類を問わず、当該アタッチメント及びその駆動回路が破損し、あるいは故障することはない。すなわち、掘削を行う掘削モードでアタッチメントを操作した場合、コントローラ20が第1及び第2の圧力検出センサ24a,24bの検出出力に基づいてアタッチメント操作量を検出すると、第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bの設定圧を掘削モード時に選択された圧力に比べて低くする。具体的には予め設定した各種アタッチメントのそれぞれに設定された圧力のうち最小となる最小設定圧に変更する。同時に、モニタ21のメッセージ部に、例えば「掘削モードでアタッチメント操作が行われました。」などの操作異常を表示し、オペレータに操作を適正なモードに戻すように促す。あるいは操作が間違っていることを知らせる。その結果、アタッチメント及びその他の油圧機器の破損、故障、あるいは寿命低下を防止することができる。 As a result, even if the operator forgets to switch from the normal excavation mode to the attachment work mode and performs the attachment operation, the attachment and its drive circuit are damaged or broken regardless of the type of attachment. There is no. In other words, when the attachment is operated in the excavation mode in which excavation is performed, if the controller 20 detects the attachment operation amount based on the detection outputs of the first and second pressure detection sensors 24a and 24b, the first and second electromagnetic variable The set pressure of the relief valves 14a and 14b is made lower than the pressure selected in the excavation mode. Specifically, the pressure is changed to the minimum set pressure that is the minimum of the pressures set for each of the various attachments set in advance. At the same time, an operation abnormality such as “Attachment operation was performed in the excavation mode” is displayed on the message portion of the monitor 21 to prompt the operator to return the operation to an appropriate mode. Or inform you that the operation is wrong. As a result, it is possible to prevent the attachment and other hydraulic devices from being damaged, broken down, or shortened.
例えば、破砕機や把持装置等アタッチメントの種類によっては、上述した最小設定圧ででは作業に必要とされる圧力が不足するおそれもあるので、上述の最小設定圧に変更した後にモニタ21上に設定圧力を選択可能な画面を表示させる構成としている。 For example, depending on the type of attachment such as a crusher or a gripping device, the pressure required for work may be insufficient with the above-mentioned minimum set pressure, and therefore, set on the monitor 21 after changing to the above-mentioned minimum set pressure. A screen capable of selecting a pressure is displayed.
以上のように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 本実施形態では、エンジン1と、エンジン1により駆動される少なくとも1つの油圧ポンプ2と、アタッチメント用アクチュエータを含む複数のアクチュエータ9a,9bと、アタッチメント用操作パイロット圧により油圧ポンプ2の吐出油をアタッチメント用アクチュエータ9aに供給するアタッチメント用の第1のスプール(方向制御弁)7aと、を備えた油圧ショベル150の油圧駆動装置において、アタッチメント用の第1のスプール7aにパイロット圧を供給してアタッチメント用アクチュエータ9aを操作するペダル(操作装置)23と、アタッチメント用の第1のスプール7aからアタッチメント用アクチュエータ9aに圧油が供給される高圧側の管路に設けられた第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bと、第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bの設定圧力を変更するコントローラ(制御装置)20と、を有し、コントローラ20は、アタッチメント用アクチュエータ9aが駆動される際の圧力に比べて第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bの設定圧力を高圧に設定する掘削モードが選択されているか否かを判定する第1判定部(ステップS2)と、ペダル23によりアタッチメント用アクチュエータ9aが駆動されたか否かを判定する第2判定部(ステップS3)と、を備え、第1判定部(ステップS2)で掘削モードが選択され、かつ、第2判定部(ステップS3)でアタッチメント用アクチュエータ9aがペダル23により駆動されたことを判定した場合には、予め設定された最小圧力になるように第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bの設定圧力を設定する構成となっている。 (1) In this embodiment, the engine 1, at least one hydraulic pump 2 driven by the engine 1, a plurality of actuators 9a and 9b including an actuator for attachment, and the discharge of the hydraulic pump 2 by the operation pilot pressure for attachment In the hydraulic drive device of the hydraulic excavator 150 having an attachment first spool (direction control valve) 7a for supplying oil to the attachment actuator 9a, a pilot pressure is supplied to the attachment first spool 7a. A pedal (operating device) 23 for operating the attachment actuator 9a, and first and second pipes provided on the high-pressure side pipe through which pressure oil is supplied from the first spool 7a for attachment to the attachment actuator 9a. Electromagnetic relief valve 14a, 14b And a controller (control device) 20 that changes the set pressure of the first and second electromagnetic variable relief valves 14a, 14b. The controller 20 is compared with the pressure when the attachment actuator 9a is driven. A first determination unit (step S2) for determining whether or not the excavation mode for setting the set pressure of the first and second electromagnetic variable relief valves 14a and 14b to a high pressure is selected, and the actuator 23a for attachment by the pedal 23. A second determination unit (step S3) for determining whether or not the vehicle is driven, the excavation mode is selected by the first determination unit (step S2), and the attachment is selected by the second determination unit (step S3) When it is determined that the actuator 9a is driven by the pedal 23, the first and second pressures are set so that the preset minimum pressure is obtained. The set pressure of the electromagnetic variable relief valves 14a and 14b is set.
このように構成したので、オペレータが掘削モードからアタッチメント作業モードに切り換えることを忘れ、アタッチメントを操作してしまった場合でも、アタッチメントの種類を問わず、当該アタッチメント及びその駆動回路であるアタッチメント用アクチュエータ9aへの圧油供給回路及び戻り回路が破損し、あるいは故障することのないようにすることができる。すなわち、掘削を行う掘削モードでアタッチメント108を操作した場合、コントローラ20がアタッチメント操作量を検出し、各種アタッチメントのそれぞれに対して保護可能な最小設定圧に変更することができる。 With this configuration, even if the operator forgets to switch from the excavation mode to the attachment work mode and operates the attachment, regardless of the type of attachment, the attachment actuator 9a is the attachment and its drive circuit. It is possible to prevent the pressure oil supply circuit and the return circuit from being damaged or damaged. That is, when the attachment 108 is operated in the excavation mode in which excavation is performed, the controller 20 can detect the amount of operation of the attachment and change it to the minimum set pressure that can protect each of the various attachments.
(2) また、本実施形態では、最小圧力は、各種アタッチメントのそれぞれに予め設定された圧力のうちの最小となる圧力としたので、アタッチメント用アクチュエータ9aに最小設定圧力32より大きな圧力が加わることはなく、アタッチメントの種類を問わず、複数のアクチュエータ9a,9b、第1及び第2の圧油供給油路8a,8b及び第1及び第2の戻り油路8c,8dの破損及び故障をなくすことができる。 (2) In the present embodiment, the minimum pressure is a pressure that is the minimum of the pressures set in advance for each of the various attachments. Therefore, a pressure greater than the minimum set pressure 32 is applied to the attachment actuator 9a. No matter what kind of attachment, the damage and failure of the plurality of actuators 9a, 9b, the first and second pressure oil supply oil passages 8a, 8b, and the first and second return oil passages 8c, 8d are eliminated. be able to.
(3) また、本実施形態では、コントローラ20は、第1判定部で掘削モードが選択されていることを判定(ステップS2:Y)し、かつ、第2判定部でアタッチメント用アクチュエータ9aがペダル23により非駆動状態であることを判定(ステップS3:N)した場合には、第1及び第2の電磁可変リリーフ弁14a,14bの設定圧を、最小圧力に比べて高く設定された設定圧力に設定する(ステップS4)ので、自動的に掘削モードで作業することができる。なお、本実施形態では、第1判定部はステップS2の判定処理に、第2判定部はステップS3の判定処理に、それぞれ対応する。 (3) In the present embodiment, the controller 20 determines that the excavation mode is selected by the first determination unit (step S2: Y), and the attachment actuator 9a is pedaled by the second determination unit. 23, when the non-driving state is determined (step S3: N), the set pressure of the first and second electromagnetic variable relief valves 14a and 14b is set higher than the minimum pressure. (Step S4), it is possible to automatically work in the excavation mode. In the present embodiment, the first determination unit corresponds to the determination process in step S2, and the second determination unit corresponds to the determination process in step S3.
(4) また、本実施形態では、掘削モードが設定されている状態(ステップS2:Y)で、アタッチメント用アクチュエータ9aが駆動されていることを検知(ステップS3:Y)したとき、その旨、表示するモニタ(表示装置)21を備えたので、オペレータが通常の掘削モードからアタッチメント作業モードに切り換えることを忘れ、アタッチメント操作を行ってしまった場合でも、モニタ21に、操作間違いをメッセージ表示し、オペレータに操作を適正なモードに戻すように促し、あるいは操作が間違っていることを知らせることができる。その結果、アタッチメント及びその他の油圧機器の破損、故障、あるいは寿命低下を防止することが可能となる。 (4) Moreover, in this embodiment, when it is detected (step S3: Y) that the actuator 9a for attachment is driven in the state where the excavation mode is set (step S2: Y), that fact Since the monitor (display device) 21 for displaying is provided, even if the operator forgets to switch from the normal excavation mode to the attachment work mode and performs the attachment operation, an error message is displayed on the monitor 21. The operator can be prompted to return the operation to the proper mode, or can be informed that the operation is incorrect. As a result, it is possible to prevent the attachment and other hydraulic equipment from being damaged, failed, or shortened.
(5) さらに、本実施形態では、操作装置は、アタッチメント用アクチュエータ9aに接続された油圧回路に設置されたコントロールバルブ7の第1のスプール7aと、コントロールバルブ7の第1のスプール7aの第1及び第2のパイロットポート7aa,7abに接続された第1及び第2のパイロット管路25a、25bと、第1及び第2のパイロット管路25a,25bに設置され、パイロット圧を制御するペダル23と、を含む構成となっている。このように構成したので、ペダル23の操作により例えばアタッチメント108であるブレーカを簡単に操作することができる。 (5) Further, in the present embodiment, the operating device includes the first spool 7a of the control valve 7 installed in the hydraulic circuit connected to the attachment actuator 9a, and the first spool 7a of the control valve 7. The first and second pilot pipes 25a and 25b connected to the first and second pilot ports 7aa and 7ab and the pedals installed in the first and second pilot pipes 25a and 25b for controlling the pilot pressure 23. Since it comprised in this way, the breaker which is the attachment 108 can be easily operated by operation of the pedal 23, for example.
なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, and all technical matters included in the technical idea described in the claims are included. The subject of the present invention. The above embodiment shows a preferable example, but those skilled in the art can realize various alternatives, modifications, variations, and improvements from the contents disclosed in this specification, These are included in the technical scope described in the appended claims.
1 エンジン
2 油圧ポンプ
7 コントロールバルブ(方向制御弁)
7a 第1のスプール
7aa 第1のパイロットポート
7ab 第2のパイロットポート
8a 第1の圧油供給油路(高圧側の管路)
8b 第2の圧油供給油路(高圧側の管路)
9a 第1のアクチュエータ(アタッチメント用アクチュエータ)
9b 第2のアクチュエータ
11 操作レバー
14a 第1の電磁可変リリーフ弁
14b 第2の電磁可変リリーフ弁
20 コントローラ(制御装置)
21 モニタ(表示装置)
23 ペダル(操作装置)
25a 第1のパイロット管路
25b 第2のパイロット管路
108 アタッチメント
150 油圧ショベル
1 Engine 2 Hydraulic pump 7 Control valve (direction control valve)
7a 1st spool 7aa 1st pilot port 7ab 2nd pilot port 8a 1st pressure oil supply oil passage (high pressure side pipe line)
8b Second pressure oil supply oil path (high-pressure side pipe line)
9a 1st actuator (actuator for attachment)
9b Second actuator 11 Operation lever 14a First electromagnetic variable relief valve 14b Second electromagnetic variable relief valve 20 Controller (control device)
21 Monitor (display device)
23 Pedal (operating device)
25a First pilot line 25b Second pilot line 108 Attachment 150 Hydraulic excavator
Claims (5)
前記エンジンにより駆動される少なくとも1つの油圧ポンプと、
アタッチメント用アクチュエータを含む複数のアクチュエータと、
アタッチメント用操作パイロット圧により前記油圧ポンプの吐出油を前記アタッチメント用アクチュエータに供給するアタッチメント用の方向制御弁と、を備えた油圧ショベルの油圧駆動装置において、
前記アタッチメント用の方向制御弁にパイロット圧を供給して前記アタッチメント用アクチュエータを操作する操作装置と、
前記アタッチメント用の方向制御弁から前記アタッチメント用アクチュエータに圧油が供給される高圧側の管路に設けられた電磁可変リリーフ弁と、
前記電磁可変リリーフ弁の設定圧力を変更する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記アタッチメント用アクチュエータが駆動される際の圧力に比べて前記電磁可変リリーフ弁の設定圧力を高圧に設定する掘削モードが選択されているか否かを判定する第1判定部と、
前記操作装置により前記アタッチメント用アクチュエータが駆動されたか否かを判定する第2判定部と、を備え、
前記第1判定部で掘削モードが選択され、かつ、前記第2判定部で前記アタッチメント用アクチュエータが前記操作装置により駆動されたことを判定した場合には、予め設定された最小圧力になるように前記電磁可変リリーフ弁の設定圧力を設定する
ことを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。 Engine,
At least one hydraulic pump driven by the engine;
A plurality of actuators including an actuator for attachment;
A hydraulic drive device for a hydraulic excavator, comprising: a directional control valve for attachment that supplies the hydraulic pump discharge oil to the attachment actuator by an operation pilot pressure for attachment;
An operating device for operating the attachment actuator by supplying a pilot pressure to the directional control valve for the attachment;
An electromagnetic variable relief valve provided in a high-pressure line through which pressure oil is supplied from the directional control valve for attachment to the actuator for attachment;
A control device for changing a set pressure of the electromagnetic variable relief valve,
The controller is
A first determination unit that determines whether or not an excavation mode in which a set pressure of the electromagnetic variable relief valve is set to a high pressure is selected as compared to a pressure when the attachment actuator is driven;
A second determination unit that determines whether or not the attachment actuator is driven by the operating device;
When the excavation mode is selected by the first determination unit, and when it is determined by the second determination unit that the actuator for attachment is driven by the operation device, the minimum pressure is set in advance. A hydraulic drive device for a hydraulic excavator, wherein a set pressure of the electromagnetic variable relief valve is set.
前記最小圧力は、各種アタッチメントのそれぞれに予め設定された圧力のうちの最小となる圧力である
ことを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。 In the hydraulic drive device of the hydraulic excavator according to claim 1,
The hydraulic drive device for a hydraulic excavator, wherein the minimum pressure is a minimum pressure among pressures preset for each of the various attachments.
前記制御装置は、
前記第1判定部で掘削モードが選択されていることを判定し、かつ、前記第2判定部で前記アタッチメント用アクチュエータが前記操作装置により非駆動状態であることを判定した場合には、前記電磁可変リリーフ弁の設定圧を、前記最小圧力に比べて高く設定された設定圧力に設定する
ことを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。 In the hydraulic drive device of the hydraulic excavator according to claim 1,
The controller is
When the first determination unit determines that the excavation mode is selected, and the second determination unit determines that the attachment actuator is not driven by the operating device, the electromagnetic A hydraulic drive device for a hydraulic excavator, wherein the set pressure of the variable relief valve is set to a set pressure set higher than the minimum pressure.
前記掘削モードが設定されている状態で、前記アタッチメント用アクチュエータが駆動されていることを検知したとき、その旨、表示する表示装置を備えた
ことを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。 In the hydraulic drive device of the hydraulic excavator according to claim 1,
A hydraulic drive device for a hydraulic excavator, comprising: a display device for displaying when the attachment actuator is driven in a state where the excavation mode is set.
前記操作装置は、
前記アタッチメント用アクチュエータに接続された油圧回路に設置された方向制御弁と、
前記方向制御弁の第1及び第2のパイロットポートに接続された第1及び第2のパイロット管路と、
前記第1及び第2のパイロット管路に設置され、パイロット圧を制御する操作バルブと、
を含むことを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。 The hydraulic drive device for a hydraulic excavator according to claim 2,
The operating device is:
A directional control valve installed in a hydraulic circuit connected to the actuator for attachment;
First and second pilot lines connected to the first and second pilot ports of the directional control valve;
An operation valve that is installed in the first and second pilot lines and controls pilot pressure;
A hydraulic drive device for a hydraulic excavator, comprising:
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