JP7474626B2 - Excavator - Google Patents
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Description
本発明は、ショベルに関する。 The present invention relates to a shovel.
作業者による操作レバーの操作に応じて、油圧ポンプが吐出する作動油を油圧アクチュエータに供給して、油圧アクチュエータを動作させるショベルが知られている。また、ショベルには、油圧ポンプが吐出する作動油のうち、油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量を制御するブリード弁が設けられている。 There is known an excavator that supplies hydraulic oil discharged from a hydraulic pump to a hydraulic actuator in response to the operation of an operating lever by an operator, thereby operating the hydraulic actuator. In addition, the excavator is provided with a bleed valve that controls the flow rate of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump that flows to the hydraulic oil tank without passing through the hydraulic actuator.
例えば、特許文献１には、操作レバーの操作量（ストローク）に対してブリード弁の開口面積が一対一に対応するスプール開口特性を有する油圧ショベルの油圧回路が開示されている。
For example,
ところで、油圧アクチュエータを駆動する際には、ブリード弁の開口を微小開口として、油圧ポンプから油圧アクチュエータに作動油を供給する。このため、ショベルの操作性を向上するためには、ブリード弁の微小開口のコントロール性が求められている。また、油圧アクチュエータの減速時や油圧アクチュエータの停止時には、油圧ポンプから吐出される作動油を作動油タンクに導く必要があり、ブリード弁の最大開口を大きくすることが求められている。 When driving the hydraulic actuator, hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator through a small opening of the bleed valve. For this reason, controllability of the small opening of the bleed valve is required to improve the operability of the excavator. In addition, when the hydraulic actuator decelerates or stops, it is necessary to guide the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to the hydraulic oil tank, and therefore it is required to increase the maximum opening of the bleed valve.
そこで、上記課題に鑑み、操作性のよいショベルを提供することを目的とする。 Therefore, in consideration of the above issues, the objective is to provide a shovel that is easy to operate.
本発明の実施形態に係るショベルは、油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプが吐出する作動油を前記油圧アクチュエータに供給可能な油路と、前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御する制御弁と、前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する第１のブリード弁と、前記油路に設けられ、前記第１のブリード弁に対して並列に設けられる、第２のブリード弁と、を備え、前記第１のブリード弁は、微小な開口変化に特化する機能を有し、前記第２のブリード弁は、大きな開口変化に特化する機能を有する。
A shovel according to an embodiment of the present invention includes a hydraulic pump, a hydraulic actuator driven by hydraulic oil discharged by the hydraulic pump, an oil passage capable of supplying the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump to the hydraulic actuator, a control valve provided in the oil passage and controlling the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator, a first bleed valve provided in the oil passage and controlling the flow rate of the hydraulic oil flowing to a hydraulic oil tank without passing through the hydraulic actuator, and a second bleed valve provided in the oil passage and arranged in parallel to the first bleed valve , wherein the first bleed valve has a function of specializing in minute opening changes, and the second bleed valve has a function of specializing in large opening changes .
本発明の実施形態によれば、操作性のよいショベルを提供することができる。 According to an embodiment of the present invention, a shovel with good operability can be provided.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Below, a description of the embodiment of the invention will be given with reference to the drawings. In each drawing, the same components are given the same reference numerals, and duplicated explanations may be omitted.
最初に、図１を参照して、本発明の実施形態に係るショベルの全体構成について説明する。図１は本発明の実施形態に係るショベル（掘削機）の側面図である。 First, the overall configuration of a shovel according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a side view of a shovel (excavator) according to an embodiment of the present invention.
図１に示されるように、ショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端には、アーム５が取り付けられ、アーム５の先端には、エンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３には、運転室であるキャビン１０が設けられ、且つエンジン１１等の動力源が搭載される。
As shown in FIG. 1, an upper rotating
キャビン１０内には、コントローラ３０が設置されている。コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ３０の各種機能は、例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。
A
次に、図２を参照して、図１のショベルの駆動系の構成について説明する。図２は、図１のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。図２中、機械的動力系、高圧油圧ライン、パイロットライン、及び電気制御系をそれぞれ二重線、太実線、破線、及び一点鎖線で示している。 Next, the configuration of the drive system of the shovel in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the drive system of the shovel in FIG. 1. In FIG. 2, the mechanical power system, high-pressure hydraulic line, pilot line, and electrical control system are indicated by double lines, thick solid lines, dashed lines, and dashed dotted lines, respectively.
図２に示されるように、ショベルの駆動系は、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９、コントローラ３０、比例弁３１等を含む。
As shown in FIG. 2, the drive system of the excavator mainly includes an
エンジン１１は、ショベルの駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、例えば所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。また、エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５の入力軸に連結されている。
The
メインポンプ１４は、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
The
レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。
The
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６及び比例弁３１を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。
The
コントロールバルブ１７は、ショベルにおける油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６、及びブリード弁１７７を含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁１７１～１７６は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、左側走行用油圧モータ１Ａ、右側走行用油圧モータ１Ｂ、及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。ブリード弁１７７は、メインポンプ１４が吐出する作動油のうち、油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量（以下、「ブリード流量」とする。）を制御する。ブリード弁１７７は、コントロールバルブ１７の外部に設置されていてもよい。
The
操作装置２６は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する制御弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダル（図示せず。）の操作方向及び操作量に応じた圧力である。
The
吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
The
操作圧センサ２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を検出する。本実施形態では、操作圧センサ２９は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力（操作圧）の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
The
比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する電流指令に応じてパイロットポンプ１５からコントロールバルブ１７内のブリード弁１７７のパイロットポートに導入される二次圧を調整する電磁弁である。比例弁３１は、例えば、電流指令が大きいほど、ブリード弁１７７のパイロットポートに導入される二次圧が大きくなるように動作する。
The
次に、図３を参照して、ショベルに搭載される油圧回路の構成例について説明する。図３は、図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す概略図である。図３は、図２と同様に、機械的動力系、高圧油圧ライン、パイロットライン、及び電気制御系を、それぞれ二重線、太実線、破線、及び一点鎖線で示している。 Next, referring to FIG. 3, an example of the configuration of a hydraulic circuit mounted on a shovel will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a hydraulic circuit mounted on the shovel of FIG. 1. In FIG. 3, similar to FIG. 2, the mechanical power system, high-pressure hydraulic line, pilot line, and electrical control system are shown by double lines, thick solid lines, dashed lines, and dashed dotted lines, respectively.
図３の油圧回路は、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒから、管路４２Ｌ、４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させている。メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒは、図２のメインポンプ１４に対応する。
The hydraulic circuit in FIG. 3 circulates hydraulic oil from
管路４２Ｌは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌのそれぞれをメインポンプ１４Ｌと作動油タンクとの間で並列に接続する高圧油圧ラインである。管路４２Ｒは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒのそれぞれをメインポンプ１４Ｒと作動油タンクとの間で並列に接続する高圧油圧ラインである。
Pipe 42L is a high-pressure hydraulic line that connects each of
制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左側走行用油圧モータ１Ａへ供給し、且つ、左側走行用油圧モータ１Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右側走行用油圧モータ１Ｂへ供給し、且つ、右側走行用油圧モータ１Ｂが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出するためのスプール弁である。
The
制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油に関するブリード流量を制御するスプール弁である。ブリード弁１７７Ｌ１とブリード弁１７７Ｌ２とは、並列に配置されている。ブリード弁１７７Ｒ１、１７７Ｒ２は、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油に関するブリード流量を制御するスプール弁である。ブリード弁１７７Ｒ１とブリード弁１７７Ｒ２とは、並列に配置されている。ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２、１７７Ｒ１、１７７Ｒ２は図２のブリード弁１７７に対応する。
Bleed valves 177L1 and 177L2 are spool valves that control the bleed flow rate of the hydraulic oil discharged by
ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２、１７７Ｒ１、１７７Ｒ２は、例えば、最小開口面積（開度０％）の第１弁位置と最大開口面積（開度１００％）の第２弁位置とを有する。ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒは、第１弁位置と第２弁位置との間で無段階に移動可能である。ブリード弁１７７Ｌ１の最大開口面積は、ブリード弁１７７Ｌ２の最大開口面積よりも小さくなっている。換言すれば、ブリード弁１７７Ｌ１は、微小な開口変化の制御が可能な弁である。ブリード弁１７７Ｌ２の最大開口面積は、ブリード弁１７７Ｌ１の最大開口面積よりも大きくなっている。換言すれば、ブリード弁１７７Ｌ２は、大きな開口変化が可能な弁である。ブリード弁１７７Ｒ１の最大開口面積は、ブリード弁１７７Ｒ２の最大開口面積よりも小さくなっている。換言すれば、ブリード弁１７７Ｒ１は、微小な開口変化の制御が可能な弁である。微小な開口変化に特化する。ブリード弁１７７Ｒ２の最大開口面積は、ブリード弁１７７Ｒ１の最大開口面積よりも大きくなっている。換言すれば、ブリード弁１７７Ｒ２は、大きな開口変化が可能な弁である。 Bleed valves 177L1, 177L2, 177R1, and 177R2 have, for example, a first valve position with a minimum opening area (0% opening) and a second valve position with a maximum opening area (100% opening). Bleed valves 177L and 177R can be moved steplessly between the first valve position and the second valve position. The maximum opening area of bleed valve 177L1 is smaller than the maximum opening area of bleed valve 177L2. In other words, bleed valve 177L1 is a valve capable of controlling minute opening changes. The maximum opening area of bleed valve 177L2 is larger than the maximum opening area of bleed valve 177L1. In other words, bleed valve 177L2 is a valve capable of large opening changes. The maximum opening area of bleed valve 177R1 is smaller than the maximum opening area of bleed valve 177R2. In other words, bleed valve 177R1 is a valve capable of controlling minute changes in opening. It is specialized for minute changes in opening. The maximum opening area of bleed valve 177R2 is larger than the maximum opening area of bleed valve 177R1. In other words, bleed valve 177R2 is a valve capable of large changes in opening.
レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を制御する。レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、図２のレギュレータ１３に対応する。コントローラ３０は、例えば、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧の増大に応じてメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角をレギュレータ１３Ｌ、１３Ｒで調節して吐出量を減少させる。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないようにするためである。
The
アーム操作レバー２６Ａは、操作装置２６の一例であり、アーム５を操作するために用いられる。アーム操作レバー２６Ａは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒのパイロットポートに導入させる。具体的には、アーム操作レバー２６Ａは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、アーム操作レバー２６Ａは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに作動油を導入させる。
The
ブーム操作レバー２６Ｂは、操作装置２６の一例であり、ブーム４を操作するために用いられる。ブーム操作レバー２６Ｂは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒのパイロットポートに導入させる。具体的には、ブーム操作レバー２６Ｂは、ブーム上げ方向に操作された場合に、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、ブーム操作レバー２６Ｂは、ブーム下げ方向に操作された場合には、制御弁１７５Ｌの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに作動油を導入させる。
The
吐出圧センサ２８Ｌ、２８Ｒは、吐出圧センサ２８の一例であり、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
The
操作圧センサ２９Ａ、２９Ｂは、操作圧センサ２９の一例であり、アーム操作レバー２６Ａ、ブーム操作レバー２６Ｂに対する操作者の操作内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量（レバー操作角度）等である。
左右走行レバー（又はペダル）、バケット操作レバー、及び旋回操作レバー（何れも図示せず。）はそれぞれ、下部走行体１の走行、バケット６の開閉、及び、上部旋回体３の旋回を操作するための操作装置である。これらの操作装置は、アーム操作レバー２６Ａ、ブーム操作レバー２６Ｂと同様に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量（又はペダル操作量）に応じた制御圧を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する制御弁の左右何れかのパイロットポートに導入させる。これらの操作装置のそれぞれに対する操作者の操作内容は、操作圧センサ２９Ａ、２９Ｂと同様に、対応する操作圧センサによって圧力の形で検出され、検出値がコントローラ３０に対して出力される。
The left and right travel levers (or pedals), bucket operation lever, and swing operation lever (none shown) are operation devices for operating the travel of the
コントローラ３０は、操作圧センサ２９Ａ、２９Ｂ等の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３Ｌ、１３Ｒに対して制御指令を出力し、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を変化させる。また、必要に応じて比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２、３１Ｒ１、３１Ｒ２に対して電流指令を出力し、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２、１７７Ｒ１、１７７Ｒ２の開口面積を変化させる。
The
比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２、３１Ｒ１、３１Ｒ２は、コントローラ３０が出力する電流指令に応じてパイロットポンプ１５からブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２、１７７Ｒ１、１７７Ｒ２のパイロットポートに導入される二次圧を調整する。比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２、３１Ｒ１、３１Ｒ２は、図２の比例弁３１に対応する。
The proportional valves 31L1, 31L2, 31R1, and 31R2 adjust the secondary pressure introduced from the
比例弁３１Ｌ１は、ブリード弁１７７Ｌ１を第１弁位置と第２弁位置の間の任意の位置で停止できるように二次圧を調整可能である。比例弁３１Ｌ２は、ブリード弁１７７Ｌ２を第１弁位置と第２弁位置の間の任意の位置で停止できるように二次圧を調整可能である。比例弁３１Ｒ１は、ブリード弁１７７Ｒ１を第１弁位置と第２弁位置の間の任意の位置で停止できるように二次圧を調整可能である。比例弁３１Ｒ２は、ブリード弁１７７Ｒ２を第１弁位置と第２弁位置の間の任意の位置で停止できるように二次圧を調整可能である。 The proportional valve 31L1 is capable of adjusting the secondary pressure so that the bleed valve 177L1 can be stopped at any position between the first valve position and the second valve position. The proportional valve 31L2 is capable of adjusting the secondary pressure so that the bleed valve 177L2 can be stopped at any position between the first valve position and the second valve position. The proportional valve 31R1 is capable of adjusting the secondary pressure so that the bleed valve 177R1 can be stopped at any position between the first valve position and the second valve position. The proportional valve 31R2 is capable of adjusting the secondary pressure so that the bleed valve 177R2 can be stopped at any position between the first valve position and the second valve position.
次に、図３の油圧回路で採用されるネガティブコントロール制御（以下、「ネガコン制御」とする。）について説明する。 Next, we will explain the negative control (hereinafter referred to as "negative control") used in the hydraulic circuit shown in Figure 3.
管路４２Ｌには、最も下流にあるブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２と作動油タンクとの間にネガコン絞り１８Ｌが配置されている。管路４２Ｒには、最も下流にあるブリード弁１７７Ｒ１、１７７Ｒ２と作動油タンクとの間にネガコン絞り１８Ｒが配置されている。ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２を通過して作動油タンクに至る作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌで制限される。ブリード弁１７７Ｒ１、１７７Ｒ２を通過して作動油タンクに至る作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｒで制限される。そして、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒを制御するための制御圧（以下、「ネガコン圧」とする。）を発生させる。ネガコン圧センサ１９Ｌ、１９Ｒは、ネガコン圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
In the
本実施形態では、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、開口面積が変化する可変絞りである。ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、但し、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、固定絞りであってもよい。
In this embodiment, the
コントローラ３０は、ネガコン圧に応じてメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を制御する。以下では、ネガコン圧とメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量との関係を「ネガコン特性」という。ネガコン特性は、例えば、参照テーブルとしてＲＯＭ等に記憶されていてもよく、所定の計算式で表現されていてもよい。コントローラ３０は、例えば、所定のネガコン特性を表すテーブルを参照し、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を増大させる。
The
具体的には、図３で示されるように油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油は、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２、１７７Ｒ１、１７７Ｒ２を通ってネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに至る。そして、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２、１７７Ｒ１、１７７Ｒ２を通過する作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を所定の許容最小吐出量まで減少させ、吐出された作動油が管路４２Ｌ、４２Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。待機状態におけるこの所定の許容最小吐出量は、ブリード流量の一例であり、以下では、「スタンバイ流量」という。
Specifically, in the standby state in which none of the hydraulic actuators are operated as shown in FIG. 3, the hydraulic oil discharged from the
一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を通って操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そのため、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２、１７７Ｒ１、１７７Ｒ２を通ってネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに至るブリード流量は減少し、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒの上流で発生するネガコン圧は低下する。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を供給し、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。なお、以下では、油圧アクチュエータに流れ込む作動油の流量を「アクチュエータ流量」という。この場合、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油の流量は、アクチュエータ流量とブリード流量の合計に相当する。
On the other hand, when any of the hydraulic actuators is operated, the hydraulic oil discharged from the
上述のような構成により、図３の油圧回路は、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒから必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。また、待機状態においては、油圧エネルギの無駄な消費を抑制できる。ブリード流量をスタンバイ流量まで低減させることができるためである。
With the above-mentioned configuration, the hydraulic circuit of FIG. 3 can reliably supply sufficient hydraulic oil from the
ところで、ショベルの操作性を向上するため、ブリード弁１７７の微小開口のコントロール性が求められている。また、油圧アクチュエータ（ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、左側走行用油圧モータ１Ａ、右側走行用油圧モータ１Ｂ、旋回用油圧モータ２Ａ）の減速時には、メインポンプ１４から吐出される作動油を速やかに作動油タンクに導く必要があり、ブリード弁１７７の最大開口を大きくすることが求められている。
In order to improve the operability of the excavator, it is necessary to control the small opening of the
そこで、本実施形態では、メインポンプ１４Ｌから作動油タンクに接続する管路４２Ｌには、並列に配置されたブリード弁１７７Ｌ１とブリード弁１７７Ｌ２を有している。同様に、メインポンプ１４Ｒから作動油タンクに接続する管路４２Ｒは、並列に配置されたブリード弁１７７Ｒ１とブリード弁１７７Ｒ２を有している。ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｒ１は、小流量のブリード弁であって、開口面積の制御分解能が高くなっている。ブリード弁１７７Ｌ２、１７７Ｒ２は、大流量のブリード弁であって、大きな最大開口面積を有している。
In this embodiment, therefore, the
コントローラ３０は、ブリード弁開口面積決定部３０１と、電流値生成部３０２と、記憶部３０３と、を備えている。
The
ブリード弁開口面積決定部３０１は、油圧アクチュエータ（ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、左側走行用油圧モータ１Ａ、右側走行用油圧モータ１Ｂ、旋回用油圧モータ２Ａ）の操作量に基づいて、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２、１７７Ｒ１、１７７Ｒ２の開口面積を決定する。
The bleed valve opening
電流値生成部３０２は、比例弁３１（比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２、３１Ｒ１、３１Ｒ２）に出力する電流指令を生成する。比例弁３１は、コントローラ３０が出力する電流指令に応じてブリード弁１７７のパイロットポートに導入される二次圧を調整する。ブリード弁１７７は、パイロットポートに導入される二次圧に基づいて、スプールが移動し、開口面積を変化させる。
The current
記憶部３０３には、制御に用いるテーブル等が記憶されている。なお、記憶部３０３に記憶されるテーブルについて、図５を用いて後述する。
The
ここで、参考例に係るショベルと対比しつつ、本実施形態に係るショベルにおけるブリード弁開口面積制御について説明する。 Here, we will explain the bleed valve opening area control in the excavator according to this embodiment, comparing it with the excavator according to the reference example.
まず、参考例に係るショベルについて説明する。本実施形態に係るショベルは、管路４２Ｌ（４２Ｒ）に対して、それぞれ２つのブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２（１７７Ｒ１、１７７Ｒ２）が設けられているのに対し、参考例に係るショベルは、管路４２Ｌ（４２Ｒ）に対して、それぞれ１つのブリード弁を備える点で異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明は省略する。また、以下の説明において、作業者がブーム操作レバー２６Ｂを操作して、ショベルにブーム４の上げ動作をさせる場合を例に説明する。
First, the shovel according to the reference example will be described. The shovel according to this embodiment is provided with two bleed valves 177L1, 177L2 (177R1, 177R2) for each of the
作業者がブーム操作レバー２６Ｂをブーム上げ方向に操作すると、レバー操作量に応じた制御圧（以下、「ブーム上げパイロット圧」ともいう。）が制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒのパイロットポートに導入される。また、ブーム上げパイロット圧は、操作圧センサ２９Ｂで検出され、コントローラ３０に入力される。
When the operator operates the
図４（ａ）は、ブーム上げパイロット圧とブリード弁開口面積との関係を示すグラフである。参考例に係るコントローラ３０には、図４（ａ）に示すように、ブーム上げパイロット圧とブリード弁開口面積とを対応付けしたテーブルが格納されている。ここで、ブーム上げパイロット圧の制御範囲に対応して、ブリード弁開口面積の最大開口面積をＳ１とする。参考例に係るコントローラ３０は、操作圧センサ２９Ｂで検出したブーム上げパイロット圧と、テーブルと、に基づいて、ブリード弁開口面積を決定する。
Figure 4(a) is a graph showing the relationship between boom raising pilot pressure and bleed valve opening area. As shown in Figure 4(a), the
図４（ｂ）は、参考例のブリード弁におけるブリード弁２次圧とブリード弁開口面積との関係を示すグラフである。参考例に係るコントローラ３０には、図４（ｂ）に示すように、ブリード弁の特性情報として、ブリード弁の２次圧とブリード弁開口面積とを対応付けしたテーブルが格納されている。参考例に係るコントローラ３０は、決定したブリード弁開口面積と、テーブルと、に基づいて、ブリード弁２次圧を決定する。
Figure 4(b) is a graph showing the relationship between the bleed valve secondary pressure and the bleed valve opening area in the bleed valve of the reference example. As shown in Figure 4(b), the
例えば、図４に示すように、ブーム上げパイロット圧Ｐ１の場合、ブリード弁２次圧Ｃ１とする。ブーム上げパイロット圧Ｐ２の場合、ブリード弁２次圧Ｃ２とする。ブーム上げパイロット圧Ｐ３の場合、ブリード弁２次圧Ｃ３とする。 For example, as shown in FIG. 4, when the boom raising pilot pressure is P1, the bleed valve secondary pressure is C1. When the boom raising pilot pressure is P2, the bleed valve secondary pressure is C2. When the boom raising pilot pressure is P3, the bleed valve secondary pressure is C3.
また、参考例に係るコントローラ３０には、比例弁３１の特性情報として、電流指令値と比例弁３１の開口面積（「ブリード弁２次圧」に相当。）とを対応付けしたテーブル（図示せず）が格納されている。参考例に係るコントローラ３０は、決定したブリード弁２次圧と、テーブルと、に基づいて、比例弁３１への電流指令値を決定する。例えば、ブーム上げパイロット圧Ｐ１の場合、ブリード弁２次圧Ｃ１となるように比例弁３１の開口面積を決定し、決定した比例弁３１の開口面積とテーブルに基づいて、比例弁３１への電流指令値を決定する。ブーム上げパイロット圧Ｐ２，Ｐ３の場合についても同様に、比例弁３１への電流指令値を決定する。
The
以上の様に、コントローラ３０は、各種テーブルを参照して、ブーム上げパイロット圧から比例弁３１の電流指令値を決定する。コントローラ３０は、決定した電流指令値を比例弁３１に出力することで、ブリード弁１７７を制御する。
As described above, the
ここで、参考例に係るショベルは、図４（ｂ）に示すように、１つのブリード弁で最大開口面積Ｓ１から開口面積０までを制御可能に構成されている。このため、参考例に係るショベルのブリード弁は、ブリード弁２次圧の制御範囲に対して、開口面積０から最大開口面積Ｓ１までが対応するので、ブリード弁開口面積の制御の分解能を高くすることが困難である。
As shown in FIG. 4(b), the excavator according to the reference example is configured to be able to control the opening area from maximum opening area S1 to opening
次に、本実施例に係るショベルについて説明する。ここでは、管路４２Ｌのブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２の制御を例に説明する。管路４２Ｒのブリード弁１７７Ｒ１、１７７Ｒ２の制御は、同様であり重複する説明は省略する。
Next, the excavator according to this embodiment will be described. Here, the control of the bleed valves 177L1 and 177L2 of the
本実施例に係るショベルは、管路４２Ｌに対して、それぞれ２つのブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２が設けられている。また、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２は、比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２を介して、個別に開口面積が制御可能に構成されている。また、以下の説明において、作業者がブーム操作レバー２６Ｂを操作して、ショベルにブーム４の上げ動作をさせる場合を例に説明する。
The excavator according to this embodiment is provided with two bleed valves 177L1, 177L2 for each
作業者がブーム操作レバー２６Ｂをブーム上げ方向に操作すると、レバー操作量に応じた制御圧（ブーム上げパイロット圧）が制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒのパイロットポートに導入される。また、ブーム上げパイロット圧は、操作圧センサ２９Ｂで検出され、コントローラ３０に入力される。
When the operator operates the
図５（ａ）は、ブーム上げパイロット圧とブリード弁開口面積との関係を示すグラフである。本実施例に係るコントローラ３０には、図５（ａ）に示すように、ブーム上げパイロット圧とブリード弁開口面積とを対応付けしたテーブルが格納されている。なお、図５（ａ）に示すテーブルは、図４（ａ）に示すテーブルと同じものである。本実施例に係るコントローラ３０は、操作圧センサ２９Ｂで検出したブーム上げパイロット圧と、テーブルと、に基づいて、ブリード弁開口面積を決定する。
Figure 5(a) is a graph showing the relationship between boom raising pilot pressure and bleed valve opening area. As shown in Figure 5(a), the
図５（ｂ）は、本実施例の微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１におけるブリード弁２次圧とブリード弁開口面積との関係を示すグラフである。図５（ｃ）は、本実施例の大流量用のブリード弁１７７Ｌ２におけるブリード弁２次圧とブリード弁開口面積との関係を示すグラフである。本実施例に係るコントローラ３０には、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１の特性情報として、図５（ｂ）に示すブリード弁の２次圧とブリード弁開口面積とを対応付けしたテーブルが格納されている。また、本実施例に係るコントローラ３０には、大流量用のブリード弁１７７Ｌ２の特性情報として、図５（ｃ）に示すブリード弁の２次圧とブリード弁開口面積とを対応付けしたテーブルが格納されている。本実施例に係るコントローラ３０は、決定したブリード弁開口面積と、テーブルと、に基づいて、ブリード弁１７７Ｌ１及びブリード弁１７７Ｌ２のブリード弁２次圧を決定する。
Figure 5(b) is a graph showing the relationship between the bleed valve secondary pressure and the bleed valve opening area in the bleed valve 177L1 for small opening in this embodiment. Figure 5(c) is a graph showing the relationship between the bleed valve secondary pressure and the bleed valve opening area in the bleed valve 177L2 for large flow rate in this embodiment. The
例えば、図５に示すように、ブーム上げパイロット圧Ｐ１の場合、ブリード弁１７７Ｌ１のブリード弁２次圧Ａ１とし、ブリード弁１７７Ｌ２のブリード弁２次圧Ｂ０（弁全閉）とする。ブーム上げパイロット圧Ｐ２の場合、ブリード弁１７７Ｌ１のブリード弁２次圧Ａ２とし、ブリード弁１７７Ｌ２のブリード弁２次圧Ｂ０（弁全閉）とする。ブーム上げパイロット圧Ｐ３の場合、ブリード弁１７７Ｌ１のブリード弁２次圧Ａ３とし、ブリード弁１７７Ｌ２のブリード弁２次圧Ｂ０（弁全閉）とする。ブーム上げパイロット圧Ｐ４の場合、ブリード弁開口面積はＳ４（図５（ａ）参照）となる。ここでは、ブリード弁１７７Ｌ１の開口面積をＳ３とし、ブリード弁１７７Ｌ２の開口面積をＳ４－Ｓ３として、ブリード弁１７７Ｌ１及びブリード弁１７７Ｌ２の開口面積の合計がＳ３となるようにする。即ち、ブリード弁１７７Ｌ１のブリード弁２次圧Ａ４とし、ブリード弁１７７Ｌ２のブリード弁２次圧Ｂ４とする。 For example, as shown in Figure 5, for boom raising pilot pressure P1, the bleed valve secondary pressure of bleed valve 177L1 is A1, and the bleed valve secondary pressure of bleed valve 177L2 is B0 (valve fully closed). For boom raising pilot pressure P2, the bleed valve secondary pressure of bleed valve 177L1 is A2, and the bleed valve secondary pressure of bleed valve 177L2 is B0 (valve fully closed). For boom raising pilot pressure P3, the bleed valve secondary pressure of bleed valve 177L1 is A3, and the bleed valve secondary pressure of bleed valve 177L2 is B0 (valve fully closed). For boom raising pilot pressure P4, the bleed valve opening area is S4 (see Figure 5(a)). Here, the opening area of bleed valve 177L1 is S3, the opening area of bleed valve 177L2 is S4-S3, and the sum of the opening areas of bleed valve 177L1 and bleed valve 177L2 is S3. That is, the bleed valve secondary pressure of bleed valve 177L1 is A4, and the bleed valve secondary pressure of bleed valve 177L2 is B4.
ここで、開口面積Ｓ３は、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１のみを用いて開口面積を制御するか、微小流量用のブリード弁１７７Ｌ１及び大流量用のブリード弁１７７Ｌ２の両方を用いて開口面積を制御するか、の閾値である。開口面積Ｓ３は、ブリード弁１７７Ｌ１の最大開口面積としてもよく、ブリード弁１７７Ｌ１の最大開口面積よりも小さい値に設定してもよい。 Here, the opening area S3 is a threshold value for determining whether the opening area is controlled using only the bleed valve 177L1 for small openings, or whether the opening area is controlled using both the bleed valve 177L1 for small flow rates and the bleed valve 177L2 for large flow rates. The opening area S3 may be the maximum opening area of the bleed valve 177L1, or may be set to a value smaller than the maximum opening area of the bleed valve 177L1.
また、本実施例に係るコントローラ３０には、比例弁３１の特性情報として、電流指令値と比例弁３１の開口面積（「ブリード弁２次圧」に相当。）とを対応付けしたテーブル（図示せず）が格納されている。本実施例に係るコントローラ３０は、決定したブリード弁２次圧と、テーブルと、に基づいて、比例弁３１への電流指令値を決定する。例えば、ブーム上げパイロット圧Ｐ１の場合、ブリード弁１７７Ｌ１の２次圧がブリード弁２次圧Ａ１となるように比例弁３１Ｌ１の開口面積を決定し、決定した比例弁３１Ｌ１の開口面積とテーブルに基づいて、比例弁３１Ｌ１への電流指令値を決定する。ブリード弁１７７Ｌ２の２次圧がブリード弁２次圧Ｂ０となるように比例弁３１Ｌ２の開口面積を決定し、決定した比例弁３１Ｌ２の開口面積とテーブルに基づいて、比例弁３１Ｌ２への電流指令値を決定する。ブーム上げパイロット圧Ｐ２～Ｐ４の場合についても同様に、比例弁３１Ｌ１，３１Ｌ２への電流指令値を決定する。
In addition, the
さらに、本実施例に係るコントローラ３０には、ネガコン圧センサ１９Ｌが検出した圧力の値が入力される。コントローラ３０は、この検出されたネガコン圧センサ１９Ｌの値を用いて、決定されたブリード弁２次圧になるようにブリード弁１７７Ｌ１を制御する。
In addition, the pressure value detected by the negative
以上の様に、コントローラ３０は、各種テーブルを参照して、ブーム上げパイロット圧から比例弁３１の電流指令値を決定する。コントローラ３０は、決定した電流指令値を比例弁３１に出力することで、ブリード弁１７７を制御する。
As described above, the
ここで、本実施例に係るショベルは、図５（ｂ）に示すように、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１は、開口面積Ｓ３から開口面積０を制御可能に構成されている。このため、本実施例に係るショベルのブリード弁は、ブリード弁２次圧の制御範囲に対して、開口面積０から開口面積Ｓ３が対応するので、参考例と比較して、ブリード弁開口面積の制御の分解能を高くすることができる。
As shown in FIG. 5(b), the shovel according to this embodiment is configured such that the bleed valve 177L1 for small opening can be controlled from an opening area S3 to an
図６は、２つのブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２の開口面積の決定方法の一例を説明するフローチャートである。 Figure 6 is a flowchart that explains an example of a method for determining the opening area of the two bleed valves 177L1 and 177L2.
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、ブーム上げパイロット圧及び図５（ａ）に示すテーブルに基づいて、ブリード弁開口面積Ｓ（＝ブリード弁１７７Ｌ１の開口面積とブリード弁１７７Ｌ２の開口面積との和）を決定する。
In step S101, the
ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、決定したブリード弁開口面積Ｓが、開口面積Ｓ３以下であるか否かを判定する。決定したブリード弁開口面積Ｓが開口面積Ｓ３以下である場合（Ｓ１０２・Ｙｅｓ）、コントローラ３０の処理はステップＳ１０３に進む。決定したブリード弁開口面積Ｓが開口面積Ｓ３以下でない場合（Ｓ１０２・Ｎｏ）、コントローラ３０の処理はステップＳ１０５に進む。
In step S102, the
ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１の開口面積をステップＳ１０１で決定した開口面積Ｓとして、図５（ｂ）に示すテーブルに基づいて、ブリード弁１７７Ｌ１の２次圧を決定する。
In step S103, the
ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、大流量用のブリード弁１７７Ｌ２の開口面積を０として、図５（ｃ）に示すテーブルに基づいて、ブリード弁１７７Ｌ２の２次圧を決定する。そして、コントローラ３０の処理はステップＳ１０７に進む。
In step S104, the
ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１の開口面積を開口面積Ｓ３として、図５（ｂ）に示すテーブルに基づいて、ブリード弁１７７Ｌ１の２次圧を決定する。
In step S105, the
ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、大流量用のブリード弁１７７Ｌ２の開口面積をステップＳ１０１で決定した開口面積Ｓと微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１の開口面積Ｓ３との差（Ｓ－Ｓ３）として、図５（ｃ）に示すテーブルに基づいて、ブリード弁１７７Ｌ２の２次圧を決定する。これにより、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１の開口面積と大流量用のブリード弁１７７Ｌ２の開口面積との合計が、ステップＳ１０１で決定した開口面積Ｓとなる。そして、コントローラ３０の処理はステップＳ１０７に進む。
In step S106, the
ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｌ２のそれぞれの２次圧に基づいて、比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２に出力する電流指令値を決定する。
In step S107, the
ステップＳ１０８において、コントローラ３０は、比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２に電流指令値を出力する。
In step S108, the
このような構成により、例えば、操作レバー２６Ｂが中立状態においては、ブリード弁開口面積はＳ１（図５参照）と決定され、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１の開口面積Ｓ３、大流量用のブリード弁１７７Ｌ２の開口面積Ｓ１－Ｓ３となるように、それぞれのブリード弁２次圧が決定される。操作レバー２６Ｂを中立状態から倒すことにより、まずは、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１の開口面積はＳ３のまま、大流量用のブリード弁１７７Ｌ２の開口面積が小さくなっていく（Ｓ１０２・Ｎｏ、Ｓ１０５、Ｓ１０６参照）。
With this configuration, for example, when the
そして、さらに操作レバー２６Ｂを倒して、ステップＳ１０１で決定されたブリード弁開口面積がＳ３となると、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１の開口面積はＳ３のまま、大流量用のブリード弁１７７Ｌ２が閉じる。そして、さらに操作レバー２６Ｂを倒すことにより、大流量用のブリード弁１７７Ｌ２が閉じたまま、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１の開口面積が小さくなっていく（Ｓ１０２・Ｙｅｓ、Ｓ１０３、Ｓ１０４参照）。
When the
図７は、本実施例及び参考例に係るショベルにおけるレバー操作量と、油圧アクチュエータに供給される作動油の圧力との関係を示すグラフである。理想値７００におけるグラフを二点鎖線で示す。 Figure 7 is a graph showing the relationship between the lever operation amount and the pressure of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator in the excavators according to this embodiment and the reference example. The graph at the ideal value of 700 is shown by a two-dot chain line.
ここでは、ブリード弁２次圧の制御分解能による誤差によって、ブリード弁開口面積が理想値よりもずれているものとする。参考例に係るショベルにおいて、ブリード弁２次圧の誤差によってブリード弁開口面積が理想値よりも小さくなった場合を破線７１１で示す。また、参考例に係るショベルにおいて、ブリード弁２次圧の誤差によってブリード弁開口面積が理想値よりも大きくなった場合を破線７１２で示す。図４（ｂ）に示すように、ブリード弁２次圧の誤差に対して、ブリード弁開口面積が大きく変動する。このため、図７に示すように、レバー操作量に対する圧力のずれも大きくなる。
Here, it is assumed that the bleed valve opening area deviates from the ideal value due to an error caused by the control resolution of the bleed valve secondary pressure. In the excavator according to the reference example, the dashed
これに対し、本実施例に係るショベルでは、大流量用のブリード弁１７７Ｌ２を閉じて、微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１で開口面積を制御するので、ブリード弁開口面積の分解能を高くすることができる。本実施例に係るショベルにおいて、ブリード弁２次圧の誤差によってブリード弁開口面積が理想値よりも小さくなった場合を実線７０１で示す。また、本実施例に係るショベルにおいて、ブリード弁２次圧の誤差によってブリード弁開口面積が理想値よりも大きくなった場合を実線７０２で示す。図７に示すように、レバー操作量に対する圧力を理想値７００に近づけることができる。これにより、レバー操作量に対して油圧アクチュエータが好適に動作するので、ショベルの操作性が向上する。
In contrast, in the excavator according to this embodiment, the large flow bleed valve 177L2 is closed and the opening area is controlled by the small opening bleed valve 177L1, so the resolution of the bleed valve opening area can be increased. In the excavator according to this embodiment, the
本実施例に係るショベルは、微小開口用のブリード弁と大流量用のブリード弁とを備えるものとして説明したが、これに限られるものではない。大流量用のブリード弁に替えて、リリーフ弁を用いてもよい。 The excavator in this embodiment has been described as being equipped with a bleed valve for a small opening and a bleed valve for a large flow rate, but this is not limited to this. A relief valve may be used instead of the bleed valve for a large flow rate.
図８は、ショベルに搭載される油圧回路の他の構成例を示す概略図である。図９（ａ）は、他の構成例のブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｒ１におけるブリード弁２次圧とブリード弁開口面積との関係を示すグラフである。図９（ｂ）は、他の構成例のリリーフ弁１７７Ｌ３、１７７Ｒ３におけるリリーフ弁２次圧とブリード弁開口面積との関係を示すグラフである。 Figure 8 is a schematic diagram showing another example of the configuration of a hydraulic circuit mounted on an excavator. Figure 9(a) is a graph showing the relationship between the bleed valve secondary pressure and the bleed valve opening area for bleed valves 177L1 and 177R1 in another example of the configuration. Figure 9(b) is a graph showing the relationship between the relief valve secondary pressure and the bleed valve opening area for relief valves 177L3 and 177R3 in another example of the configuration.
図８に示すように、大流量用のブリード弁１７７Ｌ２、１７７Ｒ２に替えて、リリーフ弁１７７Ｌ３、１７７Ｒ３を備えている。その他の構成は、図３に示す構成例と同様であり、重複する説明は省略する。 As shown in FIG. 8, relief valves 177L3 and 177R3 are provided instead of the high flow bleed valves 177L2 and 177R2. The rest of the configuration is the same as the configuration example shown in FIG. 3, so repeated explanations will be omitted.
微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｒ１は、開口面積Ｓ５から開口面積０を制御可能に構成されている。このため、他の構成例に係るショベルのブリード弁は、ブリード弁２次圧の制御範囲に対して、開口面積０から開口面積Ｓ５が対応するので、参考例と比較して、ブリード弁開口面積の制御の分解能を高くすることができる。 The bleed valves 177L1 and 177R1 for small openings are configured to be able to control the opening area from S5 to 0. Therefore, the bleed valves of the excavator according to the other configuration examples have an opening area from 0 to S5 that corresponds to the control range of the bleed valve secondary pressure, so that the resolution of the control of the bleed valve opening area can be increased compared to the reference example.
なお、開口面積Ｓ５は、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｒ１のみを用いて開口面積を制御するか、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｒ１及びリリーフ弁１７７Ｌ３、１７７Ｒ３の両方を用いるか、の閾値である。開口面積Ｓ５は、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｒ１の最大開口面積としてもよく、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｒ１の最大開口面積よりも小さい値に設定してもよい。 The opening area S5 is a threshold value for determining whether to control the opening area using only the bleed valves 177L1 and 177R1, or to use both the bleed valves 177L1 and 177R1 and the relief valves 177L3 and 177R3. The opening area S5 may be the maximum opening area of the bleed valves 177L1 and 177R1, or may be set to a value smaller than the maximum opening area of the bleed valves 177L1 and 177R1.
リリーフ弁１７７Ｌ３、１７７Ｒ３は、比例弁３１Ｌ２、Ｒ２によって制御される２次圧が導入されることにより、開閉する弁である。図９（ｂ）に示すように、リリーフ弁１７７Ｌ３、１７７Ｒ３は、最大開口面積Ｓ１と開口面積０をとることができるようになっている。 The relief valves 177L3 and 177R3 are valves that open and close when a secondary pressure controlled by the proportional valves 31L2 and 31R2 is introduced. As shown in FIG. 9(b), the relief valves 177L3 and 177R3 are capable of taking a maximum opening area S1 and an opening area of 0.
また、他の構成例において微小開口用のブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｒ１は、図３に示す構成例よりも開口面積Ｓ５（Ｓ５＞Ｓ３）を大きくしてもよい。これにより、制御範囲を拡大することができる。 In other configuration examples, the bleed valves 177L1 and 177R1 for small openings may have a larger opening area S5 (S5>S3) than the configuration example shown in FIG. 3. This allows the control range to be expanded.
他の構成例によれば、ブリード弁１７７Ｌ１、１７７Ｒ１と並列に配置される弁を開口面積制御が可能なスプール弁（制御弁）に替えてリリーフ弁（開閉弁）を用いることができるので、コストを低減することができる。また、占有空間を削減することができる。 According to another configuration example, the valves arranged in parallel with the bleed valves 177L1 and 177R1 can be replaced with relief valves (on-off valves) that can control the opening area, thereby reducing costs. In addition, the space occupied can be reduced.
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。 The above describes the form for implementing the present invention, but the above content does not limit the content of the invention, and various modifications and improvements are possible within the scope of the present invention.
例えば、図３では、メインポンプ１４Ｌから油圧アクチュエータに向かう作動油の流れを制御する制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌのそれぞれは、メインポンプ１４Ｌと作動油タンクとの間で互いに並列に接続されている。しかしながら、制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌのそれぞれは、メインポンプ１４Ｌと作動油タンクとの間で直列に接続されていてもよい。この場合、各制御弁を構成するスプールが何れの弁位置に切り換えられていたとしても、管路４２Ｌは、スプールで遮断されることなく、下流側に配置された隣接する制御弁に作動油を供給できる。
For example, in FIG. 3, the
同様に、メインポンプ１４Ｒから油圧アクチュエータに向かう作動油の流れを制御する制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒのそれぞれは、メインポンプ１４Ｒと作動油タンクとの間で互いに並列に接続されている。しかしながら、制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒのそれぞれは、メインポンプ１４Ｒと作動油タンクとの間で直列に接続されていてもよい。この場合、各制御弁を構成するスプールが何れの弁位置に切り換えられていたとしても、管路４２Ｒは、スプールで遮断されることなく、下流側に配置された隣接する制御弁に作動油を供給できる。
Similarly, the
また、制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌのそれぞれがメインポンプ１４Ｌと作動油タンクとの間で直列に接続され、制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒのそれぞれがメインポンプ１４Ｒと作動油タンクとの間で直列に接続される場合、センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒ及びパラレル管路４２Ｌ、４２Ｒを有する構成であってもよい。
In addition, when the
また、上述の実施形態では、操作装置２６として油圧式操作装置が採用されているが、電気式操作装置が採用されてもよい。図１０は、電気式操作装置を含む操作システムの構成例を示す。具体的には、図１０の操作システムは、ブーム操作システムの一例であり、主に、パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７と、電気式操作レバーとしてのブーム操作レバー２６Ｂと、コントローラ３０と、ブーム上げ操作用の電磁弁６０と、ブーム下げ操作用の電磁弁６２とで構成されている。図１０の操作システムは、アーム操作システム、バケット操作システム等にも同様に適用され得る。
In the above embodiment, a hydraulic operating device is used as the operating
パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７は、図３に示すように、ブームシリンダ７に関する制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを含む。電磁弁６０は、パイロットポンプ１５と制御弁１７５Ｌの右側（上げ側）パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側（上げ側）パイロットポートのそれぞれとを繋ぐ油路の流路面積を調整できるように構成されている。電磁弁６２は、パイロットポンプ１５と制御弁１７５Ｒの右側（下げ側）パイロットポートとを繋ぐ油路の流路面積を調整できるように構成されている。
As shown in FIG. 3, the pilot pressure operated
手動操作が行われる場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作量及び操作方向に応じて変化する電気信号である。
When manual operation is performed, the
具体的には、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂがブーム上げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム上げ操作信号（電気信号）を電磁弁６０に対して出力する。電磁弁６０は、ブーム上げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調整し、制御弁１７５Ｌの右側（上げ側）パイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側（上げ側）パイロットポートとに作用するパイロット圧を制御する。同様に、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂがブーム下げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム下げ操作信号（電気信号）を電磁弁６２に対して出力する。電磁弁６２は、ブーム下げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調整し、制御弁１７５Ｒの右側（下げ側）パイロットポートに作用するパイロット圧を制御する。
Specifically, when the
自動制御を実行する場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号の代わりに、補正操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。補正操作信号は、コントローラ３０が生成する電気信号であってもよく、コントローラ３０以外の外部の制御装置等が生成する電気信号であってもよい。
When performing automatic control, the
１Ａ 左側走行用油圧モータ（油圧アクチュエータ）
１Ｂ 右側走行用油圧モータ（油圧アクチュエータ）
２Ａ 旋回用油圧モータ（油圧アクチュエータ）
７ ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
８ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
９ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
１４ メインポンプ
１５ パイロットポンプ
１７ コントロールバルブ
２６ 操作装置
２６Ａ アーム操作レバー
２６Ｂ ブーム操作レバー
２９ 操作圧センサ
２９Ａ、２９Ｂ 操作圧センサ
３０ コントローラ
３１ 比例弁
４２Ｌ、４２Ｒ 管路（油路）
１７１～１７６ 制御弁
１７７ ブリード弁
３０１ ブリード弁開口面積決定部
３０２ 電流値生成部
３０３ 記憶部
1A Hydraulic motor for left side travel (hydraulic actuator)
1B Right side travel hydraulic motor (hydraulic actuator)
2A Swing hydraulic motor (hydraulic actuator)
7 Boom cylinder (hydraulic actuator)
8 Arm cylinder (hydraulic actuator)
9 Bucket cylinder (hydraulic actuator)
14
171 to 176
Claims (6)
前記油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプが吐出する作動油を前記油圧アクチュエータに供給可能な油路と、
前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御する制御弁と、
前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する第１のブリード弁と、
前記油路に設けられ、前記第１のブリード弁に対して並列に設けられる、第２のブリード弁と、を備え、
前記第１のブリード弁は、微小な開口変化に特化する機能を有し、
前記第２のブリード弁は、大きな開口変化に特化する機能を有する、
ショベル。 A hydraulic pump;
a hydraulic actuator driven by hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump;
an oil passage capable of supplying hydraulic oil discharged by the hydraulic pump to the hydraulic actuator;
a control valve provided in the oil passage for controlling a flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator;
a first bleed valve provided in the oil passage and configured to control a flow rate of hydraulic oil flowing to a hydraulic oil tank without passing through the hydraulic actuator;
A second bleed valve is provided in the oil passage and is provided in parallel with the first bleed valve ,
The first bleed valve has a function specialized for a minute change in opening,
The second bleed valve has a function specialized for large opening changes.
Shovel.
請求項１に記載のショベル。 if the required opening is less than the maximum opening of the first bleed valve, only the first bleed valve is operated;
The shovel according to claim 1 .
請求項１または請求項２に記載のショベル。 activating the second bleed valve if the required opening is greater than the maximum opening of the first bleed valve;
The shovel according to claim 1 or 2 .
前記操作レバーが操作されていない場合、前記第１のブリード弁は開いている、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のショベル。 Further comprising an operating lever,
When the operating lever is not operated, the first bleed valve is open.
The shovel according to any one of claims 1 to 3 .
前記第１のブリード弁よりも先に前記第２のブリード弁が閉じる、
請求項４に記載のショベル。 When the operating lever is operated,
the second bleed valve closes before the first bleed valve closes;
The shovel according to claim 4 .
前記第２のブリード弁が閉じた後に、前記第１のブリード弁が閉じる、
請求項５に記載のショベル。 When the operating lever is operated,
the first bleed valve closes after the second bleed valve closes;
The shovel according to claim 5 .
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