KR101582706B1 - 작업 기계의 유압 구동 장치 - Google Patents

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쯔요시 나까무라
겐스께 사또오
야스오 오까노
고오지 이시까와
미쯔히꼬 가네하마
히로유끼 아즈마
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히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 강제 재생을 충분한 시간 연속하여 실시할 수 있는 작업 기계의 유압 구동 장치를 제공하는 것이다.
컨트롤러(50)는, 게이트 로크용 개폐 밸브(33)를 조작하는 게이트 로크 레버(32)가 로크 상태, 즉 유압 셔블(1)에 구비된 아암 실린더(12) 등의 모든 유압 액추에이터가 비조작 상태인 것을 게이트 로크 검지 스위치(40)로부터의 로크 검지 신호(Sl)의 입력에 의해 검지한다. 이 검지 상태에 있어서, 강제 재생 스위치(53)로부터 강제 재생 지령 신호(So)를 입력했을 때에, 제어 신호(Cp, Cf)를 승압용 비례 전자기 밸브(51), 레귤레이터(52)에 출력하고, 강제 재생 수단[아암 실린더 제어 밸브(27), 레귤레이터(52)]에 강제 재생을 실시시킨다.

Description

작업 기계의 유압 구동 장치 {HYDRAULIC DRIVING DEVICE FOR WORK MACHINE}
본 발명은, 유압 실린더 등의 작업 기계에 채용되는 것이며, 엔진(원동기)에 있어서의 불완전 연소로 발생한 배기 가스 중의 입자상 물질을 필터에 의해 포착하는 배기 가스 정화 장치를 구비하고, 필터에 퇴적한 입자상 물질을 연소시킴으로써 제거(소위 강제 재생)를 행하는 작업 기계의 유압 구동 장치에 관한 것이다.
종래, 작업 기계의 유압 구동 장치는, 배기 가스 정화 장치의 필터의 막힘을 검지할 수 있도록 되어 있다. 그리고 막힘의 검지 시에 작업 기계가 비조작 상태이면, 자동적으로 유압 펌프의 토출압을 상승시키는 것과, 유압 펌프의 토출 유량을 증가시키는 것을 병행하여 행하고, 이에 의해 엔진 출력을 상승시키도록 되어 있다. 엔진 출력이 상승하면 배기 가스의 온도가 오르고, 배기 가스의 온도가 입자상 물질의 연소에 필요한 온도까지 오르면, 필터를 막히게 하고 있는 입자상 물질이 연소되어 제거된다(특허 문헌 1 참조).
일본 특허 제3073380호 공보
전술한 종래의 유압 구동 장치는, 작업 기계의 비조작 상태에 있어서 자동적으로 강제 재생을 행하기 때문에, 비조작 상태의 연속 시간의 장단에 의해 강제 재생의 연속 시간이 좌우되어, 강제 재생을 충분한 시간 연속시켜 실시할 수 있다고는 할 수 없다. 불충분한 연속 시간의 강제 재생이 반복되면, 필터에 있어서 온도가 상승하기 쉬운 부분에 대해서는 강제 재생을 할 때마다 입자상 물질이 연소하여 소멸하지만, 온도가 상승하기 어려운 부분에 대해서는 입자상 물질이 충분히 연소하지 않고 남아, 입자상 물질의 퇴적이 계속해서 진행하게 된다. 이와 같이 입자상 물질이 필터에 부분적으로 치우쳐 퇴적하는 것에 의한 필터의 부분적인 막힘은, 필터의 전체적인 막힘보다도 검지되기 어렵다. 이로 인해, 필터의 부분적인 막힘은 방치되기 쉬워, 작업 기계의 가동 시에 있어서의 엔진 출력의 저하의 원인이 된다.
본 발명은 전술한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 강제 재생을 충분한 시간 연속하여 실시할 수 있는 작업 기계의 유압 구동 장치를 제공하는 것에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다음과 같이 구성되어 있다.
〔1〕본 발명은, 작업 기계를 구동하는 복수의 유압 액추에이터와, 상기 복수의 유압 액추에이터에 공급되는 압유를 유압 펌프에 의해 생성하는 유압원과, 상기 복수의 유압 액추에이터의 각각에 대해 개별로 설치되어 있어, 대응하는 유압 액추에이터와 상기 유압원 사이에 있어서의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브와, 상기 유압 펌프의 구동원인 엔진과, 상기 엔진에서 발생한 배기 가스 중의 입자상 물질을 필터에 의해 포착하는 배기 가스 정화 장치와, 상기 필터에 퇴적한 입자상 물질을 연소시키는 강제 재생 수단과, 상기 강제 재생 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고 있고, 상기 강제 재생 수단은, 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시킴으로써 엔진 출력을 상승시켜, 상기 입자상 물질의 연소에 필요한 열을 배기 가스에 갖게 하는 작업 기계의 유압 구동 장치에 있어서, 상기 제어 밸브의 밸브 위치는, 상기 유압원으로부터 상기 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 차단하여 압유를 작동유 탱크에 유도하는 초기 위치와, 대응하는 유압 액추에이터에 상기 유압원으로부터의 압유를 유도하는 작동 위치 사이에서 변화하도록 설정되어 있고, 상기 강제 재생 수단은, 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시키는 수단으로서 상기 제어 밸브 중 특정의 제어 밸브를 포함하고 있고, 조작에 의해 강제 재생의 실시를 지령하는 강제 재생 지령 수단과, 모든 상기 제어 밸브의 밸브 위치가 초기 위치의 상태인 비조작 상태를 검지하는 비조작 상태 검지 수단이 설치되어 있고, 상기 제어 수단은, 상기 비조작 상태 검지 수단에 의해 비조작 상태가 검지된 상태인 것을 강제 재생의 실시의 조건으로 하고, 상기 강제 재생 지령 수단에 의해 강제 재생의 실시가 지령되었을 때에 상기 특정의 제어 밸브를 작동시켜 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시키는 것을 특징으로 한다.
이 「〔1〕」에 기재된 본 발명에 있어서는, 강제 재생 지령 수단이 조작되었을 때, 비조작 상태가 비조작 상태 검지 수단에 의해 검지된 상태이면, 제어 수단이 강제 재생 수단에 특정의 제어 밸브를 작동시켜 강제 재생을 실시시킨다. 즉, 작업 기계의 오퍼레이터는, 모든 제어 밸브의 밸브 위치가 초기 위치인 상태, 즉 작업 기계가 동작하지 않는 상태로 한 후, 강제 재생 지령 수단을 조작함으로써 강제 재생 수단에 강제 재생을 개시시킬 수 있다. 이에 의해, 오퍼레이터는 작업 기계에 의한 작업 개시 전이나 작업 종료 후, 또한 정기적으로 시간을 만들어 강제 재생을 의도적으로 충분한 시간 연속하여 실시할 수 있다.
〔2〕본 발명은 「〔1〕」에 기재된 발명에 있어서, 상기 작업 기계의 작업 장치는 붐과, 이 붐에 회전 가능하게 연결된 아암을 구비하고 있고, 상기 복수의 유압 액추에이터는 아암 실린더를 포함하고 있고, 상기 특정의 제어 밸브는, 상기 아암 실린더와 상기 유압원 사이에서 압유의 흐름을 제어하는 아암 실린더 제어 밸브이고, 상기 아암 실린더가 아암의 선단을 붐에 근접시키는 측의 스트로크 엔드 상태로 된 것을 검지하는 스트로크 엔드 상태 검지 수단이 설치되어 있고, 상기 제어 수단은, 상기 아암 실린더가 상기 스트로크 엔드를 향해 동작하도록 상기 아암 실린더 제어 밸브를 제어하고, 상기 스트로크 엔드 상태 검지 수단에 의한 검지 결과에 기초하여, 상기 아암 실린더의 상기 스트로크 엔드 상태가 강제 재생하는 동안 유지되도록 상기 아암 실린더 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이 「〔2〕」에 기재한 발명에 있어서는, 강제 재생하는 동안, 아암 및 붐이 전체적으로 작업 기계의 본체측으로 접혀진 자세를 이룬다. 이에 의해, 강제 재생하는 동안에 있어서의 작업 기계의 수평 방향의 점유 스페이스를 작게 할 수 있다. 또한, 강제 재생 시의 아암의 동작으로서 아암의 선단이 붐에 근접하는 동작을 행하게 하므로, 아암의 선단이 붐으로부터 멀어지는 동작을 행하게 하는 경우와 비교하여, 작업 장치를 그 주위의 물체에 접촉시켜 버리는 사태를 발생하기 어렵게 할 수 있다.
아암 실린더의 스트로크 엔드 상태에 대해 유압 셔블을 예로 들어 설명하면, 유압 셔블의 종류에는 백호 셔블과 로딩 셔블이 있고, 백호 셔블에 있어서는 아암 실린더의 신장측의 스트로크 엔드가 아암의 선단을 붐에 가장 근접시키는 아암 실린더의 상태이고, 로딩 셔블에 있어서는 아암 실린더의 수축측의 스트로크 엔드가 아암의 선단을 붐에 가장 근접시키는 아암 실린더의 상태이다.
〔3〕본 발명은 「〔1〕」에 기재된 발명에 있어서, 상기 작업 기계의 작업 장치는, 붐과, 이 붐에 회전 가능하게 연결된 아암과, 이 아암에 회전 가능하게 연결된 버킷 또는 어태치먼트를 구비하고 있고, 상기 복수의 유압 액추에이터는 상기 아암에 연결된 상기 버킷 또는 상기 어태치먼트를 회전시키는 버킷 실린더를 포함하고 있고, 상기 특정의 제어 밸브는, 상기 버킷 실린더와 상기 유압원 사이에서 압유의 흐름을 제어하는 버킷 실린더 제어 밸브이고, 상기 버킷 실린더가 신장측 또는 수축측의 스트로크 엔드 상태로 된 것을 검지하는 스트로크 엔드 상태 검지 수단이 설치되어 있고, 상기 제어 수단은, 상기 버킷 실린더가 상기 스트로크 엔드를 향해 동작하도록 상기 버킷 실린더 제어 밸브를 제어하고, 상기 스트로크 엔드 상태 검지 수단에 의한 검지 결과에 기초하여, 상기 버킷 실린더의 상기 스트로크 엔드 상태가 강제 재생하는 동안 유지되도록 상기 버킷 실린더 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.
이 「〔3〕」에 기재된 본 발명에 있어서는, 강제 재생 시, 작업 장치 중 동작하는 부위는 버킷, 또는 어태치먼트이다. 이들 부위는, 붐이나 아암과 비교하여, 그 동작에 수반되는 작업 장치의 자세의 변화가 작아도 된다. 즉, 「〔3〕」에 기재된 본 발명은, 강제 재생에 수반하여 작업 장치가 동작하지만, 작업 장치 중 붐이나 아암의 동작에 필요로 하는 공간보다도 좁은 공간에서 강제 재생을 실시할 수 있다.
〔4〕본 발명은 「〔2〕」에 기재된 발명에 있어서, 상기 스트로크 엔드 상태 검지 수단은, 상기 아암 실린더의 상기 스트로크 엔드 상태를 상기 붐에 대한 상기 아암의 자세에 기초하여 검지하는 것을 특징으로 한다.
작업 기계에는, 붐과 아암을 회전 가능하게 결합하고 있는 결합부에, 붐에 대한 아암의 자세, 즉 각도를 검출하는 각도 센서가 설치되어 있는 것이 있다. 「〔4〕」에 기재된 본 발명은, 이것을 이용하여 아암 실린더의 스트로크 엔드 상태를 검지할 수 있다.
〔5〕본 발명 「〔3〕」에 기재된 발명에 있어서, 상기 스트로크 엔드 상태 검지 수단은, 상기 버킷 실린더의 상기 스트로크 엔드 상태를 상기 아암에 대한 상기 버킷 또는 상기 어태치먼트의 자세에 기초하여 검지하는 것을 특징으로 한다.
작업 기계에는, 아암과 버킷을 회전 가능하게 결합하고 있는 결합부, 또는 아암과 버킷 사이에 개재하는 링크 기구부에, 아암에 대한 버킷의 자세, 즉 아암에 대한 버킷의 각도 또는 링크 기구부에 대한 버킷의 각도를 검출하는 각도 센서가 설치되어 있는 것이 있다. 「〔5〕」에 기재된 본 발명은, 이것을 이용하여 버킷 실린더의 스트로크 엔드 상태를 검지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 바와 같이, 오퍼레이터는 작업 기계에 의한 작업 개시 전이나 작업 종료 후, 또한 정기적으로 시간을 만들어 강제 재생을 의도적으로 충분한 시간 연속하여 실시할 수 있다. 따라서 배기 가스 정화 장치의 필터의 부분적인 막힘이 방치되는 것에 기인하여 작업 기계의 가동 시에 엔진 출력이 저하되는 것의 방지에 공헌할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 작업 기계로서의 유압 셔블의 좌측면도이다.
도 2a은 도 1에서 도시한 유압 셔블에 구비되는 유압 구동 장치를 간략화하여 도시하는 유압 회로도이다.
도 2b는 도 2a에서 도시한 컨트롤러로 행해지는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3a은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유압 구동 장치를 간략화하여 도시하는 유압 회로도이다.
도 3b는 도 3a에서 도시한 컨트롤러로 행해지는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 제1, 제2 실시 형태에 대해 설명한다.
〔제1 실시 형태〕
제1 실시 형태에 대해 도 1, 도 2a, 도 2b를 사용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 작업 기계로서의 유압 셔블의 좌측면도이다. 도 2a은 도 1에서 도시한 유압 셔블에 구비되는 유압 구동 장치를 간략화하여 도시하는 유압 회로도이다. 도 2b는 도 2a에서 도시한 컨트롤러로 행해지는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 유압 셔블(1)은, 크롤러(3)를 구동하여 주행하는 주행체(2)와, 이 주행체(2)에 선회 가능하게 결합된 선회체(4)와, 이 선회체(4)의 전방부의 대략 중앙에 장비된 작업 장치(7)를 구비하고 있다.
선회체(4)의 좌측 전방부에는 운전실(5)이 설치되어 있다. 운전실(5)의 후방에는, 후술하는 유압 구동 장치(20)의 메인 펌프(22), 엔진(23) 등을 저장한 기계실(6)이 설치되어 있다. 기계실(6)의 상부로부터는, 엔진(23)의 배기 가스를 유압 셔블(1)의 외부로 유도하는 아웃렛 파이프(26)가 돌출되어 있다.
작업 장치(7)는 붐(8)을 구비하고 있다. 작업 장치(7)의 붐(8)은 그 일단부에 있어서, 선회체(4)에 대해 회전 가능하게 핀 결합하고 있다. 붐(8)의 타단부에는, 아암(9)이 그 일단부에 있어서 회전 가능하게 핀 결합하고 있다. 아암(9)의 타단부에는, 버킷(10)이 그 일단부에 있어서 회전 가능하게 핀 결합하고 있다. 붐(8)은 붐 실린더(11)에 의해 구동되도록 되어 있다. 이 붐 실린더(11)는 실린더 튜브(11a)의 보톰측의 단부에 있어서 선회체(4)에 대해 회전 가능하게 핀 결합하고 있는 동시에, 로드(11b)의 단부에 있어서 붐(8)의 중간부에 회전 가능하게 핀 결합하고 있다. 아암(9)은 아암 실린더(12)에 의해 구동되도록 되어 있다. 이 아암 실린더(12)는 실린더 튜브(12a)의 보톰측의 단부에 있어서 붐(8)에 대해 회전 가능하게 핀 결합하고 있는 동시에, 로드(12b)의 단부에 있어서 아암(9)의 일단부에 대해 회전 가능하게 핀 결합하고 있다. 버킷(10)은 버킷 실린더(13)의 신축 동작이 링크 기구부(13c)에 의해 전달되어 구동되도록 되어 있다. 이 버킷 실린더(13)는 실린더 튜브(13a)의 보톰측의 단부에 있어서 아암(9)에 대해 회전 가능하게 핀 결합하고 있는 동시에, 로드(13b)의 단부에 있어서 링크 기구부(13c)에 대해 회전 가능하게 핀 결합하고 있다.
도 2a에서 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(20)는, 유압 셔블(1)의 구동원인 복수의 유압 액추에이터로서, 주행체(2)의 구동원인 좌측 주행 모터(도시하지 않음) 및 우측 주행 모터(도시하지 않음), 선회체(4)의 구동원인 선회 모터(도시하지 않음), 붐 실린더(11), 아암 실린더(12), 버킷 실린더(13)를 구비하고 있다[또한, 도 2a은 아암용 실린더(12)만 도시하고, 그 외에는 생략하였음].
이들 복수의 유압 액추에이터에 부여되는 구동압의 유압원은, 메인 펌프(22)(가변 용량형 유압 펌프)이다. 이 메인 펌프(22)의 구동원은 엔진(23)(원동기 : 디젤 엔진)이다. 엔진(23)으로부터 배기 가스관(24)이 도출되어 있고, 이 배기 가스관(24)에는 배기 가스 정화 장치(25)가 설치되어 있다. 이 배기 가스 정화 장치(25)는, 엔진(23)에 있어서의 연료의 불완전 연소로 발생한 배기 가스 중의 입자상 물질을 필터에 의해 포착하는 것이다. 배기 가스 정화 장치(25)로부터는 전술한 아웃렛 파이프(26)가 돌출되어 있다.
메인 펌프(22)와 각 유압 액추에이터 사이에는, 그 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 방향 및 흐름을 제어하는 액추에이터 제어 밸브가 개재하고 있다. 도 2a에서는, 그들의 액추에이터 제어 밸브를 대표하여 메인 펌프(22)와 아암 실린더(12) 사이에 개재하는 아암 실린더 제어 밸브(27)만을 도시하였다. 이 아암 실린더 제어 밸브(27)는 유압 파일럿식이고 스프링 센터식의 3위치 밸브이다. 아암 실린더 제어 밸브(27)의 밸브 위치는, 초기 위치(27c)(중립 위치)와 제1 작동 위치(27d) 사이 및 초기 위치(27c)와 제2 작동 위치(27e) 사이에서 변화되도록 설정되어 있다. 초기 위치(27c)(중립 위치)는, 메인 펌프(22)로부터 아암 실린더(12)의 보톰측실(12a1) 및 로드측실(12a2)의 어느 쪽으로의 압유의 흐름도 차단하면서 작동유 탱크(21)로 유도하는 통로가 형성되는 밸브 위치이다. 제1 작동 위치(27d)는, 메인 펌프(22)의 토출유를 아암 실린더(12)의 보톰측실(12a1)로 유도하는 통로와, 로드측실(12a2) 내의 압유를 작동유 탱크(21)로 유도하는 통로가 형성되는, 아암 실린더(12)를 신장시키는 측의 밸브 위치이다. 제2 작동 위치(27e)는, 메인 펌프(22)의 토출유를 아암 실린더(12)의 로드측실(12a2)로 유도하는 통로와, 보톰측실(12a1) 내의 압유를 작동유 탱크(21)로 유도하는 통로가 형성되는, 아암 실린더(12)를 수축시키는 측의 밸브 위치이다. 붐 실린더 제어 밸브, 버킷 실린더 제어 밸브, 좌측 주행 모터 제어 밸브, 우측 주행 모터 제어 밸브 및 선회 모터 제어 밸브도, 아암 실린더 제어 밸브(27)와 마찬가지로 구성되어 있다.
아암 실린더 제어 밸브(27)에 부여되는 파일럿 압력은, 아암 조작 장치(29)에 의해 생성되도록 되어 있다. 이 아암 조작 장치(29)는 레버 조작식의 한 쌍의 파일럿 밸브를 갖고, 이들 파일럿 밸브에 의해 파일럿 펌프(28)의 토출압을 1차압으로 하여 파일럿 압력을 생성한다. 이 아암 조작 장치(29)와 동일한 조작 장치가, 붐 실린더 제어 밸브, 버킷 실린더 제어 밸브, 좌측 주행 모터 제어 밸브, 우측 주행 모터 제어 밸브, 선회 모터 제어 밸브에 대해서도 설치되어 있다.
파일럿 펌프(28)로부터 도출된 파일럿 관로(31), 즉 아암 조작 장치(29) 등의 모든 조작 장치에 분배되게 되는 파일럿 펌프(28)의 토출유를 유도하는 관로에는, 모든 조작 장치에 대한 1차압을 일괄하여 차단 가능한 게이트 로크용 개폐 밸브(33)가 설치되어 있다.
게이트 로크용 개폐 밸브(33)는 스프링 리턴식이고 레버 조작식의 밸브이고, 게이트 로크 레버(32)에 의해 조작되도록 되어 있다. 이 게이트 로크용 개폐 밸브(33)에 있어서 초기 위치는 개방 위치(33a)이고, 작동 위치는 폐쇄 위치(33b)이다. 폐쇄 위치(33b)는 파일럿 관로(31)를 폐쇄하여 아암 조작 장치(29) 등의 모든 조작 장치에 대한 1차압을 일괄하여 차단하는 밸브 위치이다. 게이트 로크 레버(32)는, 도시하지 않은 구조에 의해, 게이트 로크용 개폐 밸브(33)의 밸브 위치에 대응하는 로크 위치와, 게이트 로크용 개폐 밸브(33)의 개방 위치(33a)에 대응하는 해제 위치에 선택적으로 보유 지지 가능하게 되어 있다.
게이트 로크 레버(32)에는, 이 게이트 로크 레버(32)가 로크 위치에 있는 것, 즉 로크 상태인 것을 검지하여 로크 검지 신호(Sl)(전기 신호)를 출력하는 로크 검지 스위치(40)가 설치되어 있다.
붐과 선회체(4)를 회전 가능하게 결합하고 있는 핀 결합부에는, 선회체(4)에 대한 붐(8)의 각도를 붐 각도 검출 신호(Sbm)(전기 신호)로 변환하여 출력하는 붐 각도 센서(43)가 설치되어 있다. 아암(9)과 붐(8)을 회전 가능하게 결합하고 있는 핀 결합부에는, 붐(8)에 대한 아암(9)의 각도를 아암 각도 검출 신호(Sa)(전기 신호)로 변환하여 출력하는 아암 각도 센서(41)가 설치되어 있다. 아암(9)과 버킷(10)을 회전 가능하게 결합하고 있는 핀 결합부에는, 아암(9)에 대한 버킷(10)의 각도를 버킷 각도 검출 신호(Sbt)(전기 신호)로 변환하여 출력하는 버킷 각도 센서(42)가 설치되어 있다.
메인 관로(30)에 있어서, 아암 실린더 제어 밸브(27) 등의 모든 액추에이터 제어 밸브보다도 상류측에는, 메인 펌프(22)의 토출압을 토출압 검출 신호(Sp)(전기 신호)로 변환하여 출력하는 토출압 센서(44)가 설치되어 있다.
아암 실린더 제어 밸브(27)는 한 쌍의 유압 파일럿부(27a, 27b)를 갖고, 이들 유압 파일럿부(27a, 27b)는 모두 아암 조작 장치(29)에 접속되어 있다. 또한, 유압 파일럿부(27a)만이, 아암 조작 장치(29) 이외에 승압용 제어 밸브(51)에도 접속되어 있다. 유압 파일럿부(27a)는 파일럿 압력이 부여되면, 아암 실린더(12)가 아암(9)의 선단을 붐(8)에 근접시키는 측, 즉 아암 실린더(12)를 신장시키는 측의 밸브 위치인 제1 작동 위치측으로, 아암 실린더 제어 밸브(27)의 스풀을 동작시킨다. 승압용 제어 밸브(51)는, 파일럿 관로(31)에 있어서의 게이트 로크용 개폐 밸브(33)의 상류와, 유압 파일럿부(27a) 사이에 개재되어 있다. 이 승압용 제어 밸브(51)는 스프링 리턴식의 비례 전자기 밸브이고, 제어 신호(Cp)(전기 신호)가 부여되어 작동한다. 초기 위치(51a)는 유압 파일럿부(27a)를 작동유 탱크(21)에 연통시키는 통로를 형성하는 밸브 위치이다. 작동 위치(51b)는 유압 파일럿부(27a)를 파일럿 펌프(28)에 연통시키는 통로를 형성하는 밸브 위치이다. 유압 파일럿부(27a)에 부여되는 파일럿 압력은 승압용 제어 밸브(51)의 밸브 위치의 변화에 따라서 무단계로 변화되는 동시에, 그 밸브 위치가 작동 위치(51b)에 근접할수록 높아지도록 되어 있다.
메인 펌프(22)의 토출 유량은, 레귤레이터(52)에 의해 제어되도록 되어 있다. 이 레귤레이터(52)는 전기 조작식이고, 제어 신호(Cf)(전기 신호)가 부여되어 메인 펌프(22)의 토출 유량을 증가시키는 방향으로 동작한다.
엔진(23)은 메인 펌프(22)의 부하의 변동에 따른 엔진 출력이 얻어지도록 제어되도록 되어 있다. 따라서 메인 펌프(22)의 토출 유량이 증가하여, 메인 펌프(22)의 토출압이 상승하면, 엔진 출력은 상승한다. 엔진 출력의 상승에 의해 배기 가스의 온도는 상승하고, 이 온도가 입자상 물질의 연소에 필요한 값에 도달하면, 배기 가스 정화 장치(25)의 필터에 퇴적한 입자상 물질을 연소시켜 제거하는 강제 재생이 행해지게 된다. 이 강제 재생을 유압 구동 장치(20)는 실시할 수 있도록 되어 있다. 강제 재생 시, 메인 펌프(22)의 토출 유량을 증가시키는 수단은 레귤레이터(52)이고, 메인 펌프(22)의 토출압을 상승시키는 수단으로서는 모든 액추에이터 제어 밸브 중 특정의 액추에이터 제어 밸브, 예를 들어 아암 실린더 제어 밸브(27)가 이용되고 있다. 즉, 아암 실린더 제어 밸브(27)와 레귤레이터(52)는, 엔진 출력을 상승시켜 배기 가스 정화 장치(25)의 필터에 퇴적한 입자상 물질의 연소에 필요한 열을 배기 가스가 갖게 하는 강제 재생 수단을 구성하고 있다.
인체의 일부에 의한 조작에 수반하여 강제 재생의 실시를 지령하는 강제 재생 지령 수단으로서의 강제 재생 스위치(53)가 설치되어 있다. 이 강제 재생 스위치(53)는 스프링 리턴식의 누름 버튼 스위치이고, 그 온 상태에 있어서, 강제 재생의 실시의 지령으로서의 강제 재생 지령 신호(So)(전기 신호)를 출력한다.
로크 검지 스위치(40)로부터 출력되는 로크 검지 신호(Sl), 붐 각도 센서(43)로부터 출력되는 붐 각도 검출 신호(Sbm), 아암 각도 센서(41)로부터 출력되는 아암 각도 검출 신호(Sa), 버킷 각도 센서(42)로부터 출력되는 버킷 각도 검출 신호(Sbt), 토출압 센서(44)로부터 출력되는 토출압 검출 신호(Sp) 및 강제 재생 스위치(53)로부터 출력되는 강제 재생 지령 신호(So)는 컨트롤러(50)에 입력되도록 되어 있다.
컨트롤러(50)는 CPU, ROM, RAM 등을 구비하여 컴퓨터 프로그램에 따라서 동작하는 장치이다. 이 컨트롤러(50)는 로크 검지 스위치(40)로부터 로크 검지 신호(Sl)가 부여되었는지 여부를 판정하도록 설정되어 있다. 로크 검지 스위치(40)가 로크 검지 신호를 출력하는 상태는, 게이트 로크용 개폐 밸브(33)가 작동하고 있는 상태이다. 이 상태에서는 파일럿 관로(31)가 차단되어 있기 때문에, 아암 실린더 제어 밸브(27) 등의 모든 액추에이터 제어 밸브[좌측 주행 모터 제어 밸브, 우측 주행 모터 제어 밸브, 붐 실린더 제어 밸브, 아암 실린더 제어 밸브(27), 버킷 실린더 제어 밸브, 선회 모터 제어 밸브]의 유압 파일럿부의 어느 쪽에도 파일럿 압력이 공급되지 않아, 모든 액추에이터 제어 밸브의 밸브 위치가 모두 초기 위치(중립 위치)로 된다. 즉, 컨트롤러(50)는 로크 검지 스위치(40)로부터 로크 검지 신호(Sl)가 부여되었는지 여부를 판정함으로써, 모든 액추에이터 제어 밸브가 모두 초기 위치로 되는 비조작 상태를 검지하는 비조작 상태 검지 수단으로서 기능한다.
컨트롤러(50)는 제어 신호(Cp, Cf)를 출력하여 승압용 제어 밸브(51), 레귤레이터(52)를 제어하도록 설정되어 있다. 컨트롤러(50)와 승압용 제어 밸브(51)는, 레귤레이터(52)와 아암 실린더 제어 밸브(27)로 구성되는 강제 재생 수단을 제어하는 제어 수단을 구성하고 있다.
컨트롤러(50)는, 붐 각도 센서(43)로부터의 붐 각도 검출 신호(Sbm), 아암 각도 센서(41)로부터의 아암 각도 신호(Sa), 버킷 각도 센서(42)로부터의 버킷 각도 검출 신호(Sbt)에 기초하여, 작업 장치(7)의 자세가 적정 자세인지 여부를 판정하도록 설정되어 있다. 적정 자세는, 도 1에 도시한 바와 같이 버킷(10)이 아암(9)에 대해 접혀지고, 아암(9)이 붐(8)에 대해 접혀지고, 붐(8)이 하강하여, 아암(9)의 선단[링크(13c)]이 기준 지표면(G)에 접촉한 상태이다.
컨트롤러(50)는, 도 2b에서 나타내는 수순 S1 내지 S6에 따라 동작하도록 설정되어 있다. 컨트롤러(50)는 엔진(23)의 시동에 수반하여 기동한다. 기동 후, 컨트롤러(50)는 강제 재생 스위치(53)로부터의 강제 재생 지령 신호(So)를 입력하면(수순 S1에서 예), 로크 검지 스위치(40)로부터의 로크 검지 신호(Sl)의 입력이 계속되고 있는 상태인지 여부, 즉 게이트 로크 레버(32)가 로크 상태인지 여부를 판정한다(수순 S2). 이것과 병행하여, 붐 각도 센서(43)로부터의 붐 각도 검출 신호(Sbm), 아암 각도 센서(41)로부터의 아암 각도 신호(Sa), 버킷 각도 센서(42)로부터의 버킷 각도 검출 신호(Sbt)에 기초하여, 작업 장치(7)의 자세가 적정 자세인지 여부를 판정한다(수순 S2).
수순 S2에 있어서의 판정에 의해, 게이트 로크 레버(32)의 로크 상태와 적정 자세의 양쪽이 검지되었을 때(수순 S2에서 예), 컨트롤러(50)는 강제 재생을 강제 재생 수단[아암 실린더 제어 밸브(27), 레귤레이터(52)]에 개시시킨다(수순 S3). 즉, 미리 설정된 제어값에 상응하는 제어 신호(Cp, Cf)를 각각 승압용 제어 밸브(51), 레귤레이터(52)에 출력한다. 게이트 로크 레버(32)의 로크 상태와 적정 자세의 양쪽이 검지된 상태로 되지 않으면 강제 재생은 개시되지 않는다(수순 S2에서 아니오).
제어 신호(Cp)가 부여된 승압용 제어 밸브(51)는 파일럿 압력을 생성하고, 이 파일럿 압력이 아암 실린더 제어 밸브(27)의 유압 파일럿부(27a)에 부여된다. 이에 의해 아암 실린더 제어 밸브(27)의 밸브 위치가 초기 위치(27c)로부터 제1 작동 위치(27d)측으로 변화된다. 이 결과, 아암 실린더(12)가 신장하는 동시에 메인 펌프(22)의 토출압이 상승한다. 또한, 제어 신호(Cf)가 부여된 레귤레이터(52)는, 메인 펌프(22)의 토출 유량을 증가시킨다.
게이트 로크 레버(32)의 로크 상태에 있어서 엔진(23)은 에너지 절약이나 소음 저감을 목적으로 하여 아이들링 상태로 제어되어 있지만, 메인 펌프(22)의 토출 유량의 증가와 토출압의 상승에 수반하여, 엔진 출력을 상승시키도록 제어된다. 엔진 출력이 상승하면, 배기 가스의 온도가 상승하고, 배기 가스의 열에 의해 입자상 물질이 연소하는, 즉 강제 재생이 행해진다. 강제 재생 중, 컨트롤러(50)는, 토출압 센서(44)로부터의 토출압 검출 신호(Sp)에 기초하여 제어 신호(Cp)의 조정을 행하고, 메인 펌프(22)의 토출압을 강제 재생에 필요한 소정 압력 이상으로 유지한다.
또한, 컨트롤러(50)는, 승압용 제어 밸브(51)로의 제어 신호(Cp)의 출력을 개시한 시점으로부터, 아암 각도 센서(41)로부터의 아암 각도 검출 신호(Sa)에 기초하여, 아암 실린더(12)가 신장측의 스트로크 엔드 상태인지 여부를 판정한다. 즉, 컨트롤러(50)는, 아암(9)의 선단이 붐(8)에 근접하는 측, 즉 아암 실린더(12)의 신장측의 스트로크 엔드 상태를 검지하는 스트로크 엔드 상태 검지 수단으로서 기능한다. 그리고 그 판정 결과에 기초하여, 아암 실린더(12)의 스트로크 엔드 상태가 유지되도록 아암 실린더 제어 밸브(27)에 제어 신호(Cp)를 부여한다.
컨트롤러(50)는, 수순 S3에 있어서 제어 신호(Cp, Cf)의 출력을 개시한 시점으로부터의 경과 시간을 측정하고, 소정 시간이 경과하기까지의 동안에, 게이트 로크 레버(32)의 로크 상태의 검지가 계속하고 있는 한에 있어서, 제어 신호(Cp, Cf)의 출력을 연속시킨다. 제어 신호(Cp, Cf)의 연속 출력 시간이 소정 시간 경과했을 때(수순 S4에서 예), 그들 제어 신호(Cp, Cf)의 출력을 정지하고, 강제 재생을 종료한다(수순 S5). 또한, 소정 시간은, 배기 가스 정화 장치(25)의 필터로부터 입자상 물질을 제거하는 데 충분한 시간으로서 설정된 것이다.
한편, 소정 시간이 경과하기 전에, 게이트 로크 레버(32)의 로크 상태가 검지되지 않게 된 경우(수순 S4에서 아니오), 이 시점에서 컨트롤러(50)는 제어 신호(Cp, Cf)의 출력을 정지하고, 강제 재생을 중지한다(수순 S6).
제1 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(20)에 따르면 다음의 효과를 발휘한다.
유압 구동 장치(20)에 있어서는, 유압 셔블(1)의 오퍼레이터는 게이트 로크 레버(32)를 로크 상태로 함으로써 아암 실린더 제어 밸브(27) 등의 모든 액추에이터 제어 밸브의 밸브 위치가 초기 위치인 상태, 즉 유압 셔블(1)이 동작하지 않는 상태로 한 후, 강제 재생 스위치(53)를 조작함으로써 강제 재생 수단[아암 실린더 제어 밸브(27), 레귤레이터(52)]에 강제 재생을 개시시킬 수 있다. 이에 의해, 오퍼레이터는 유압 셔블(1)에 의한 작업 개시 전이나 작업 종료 후, 또한 정기적으로 시간을 만들어 강제 재생을 의도적으로 충분한 시간 연속하여 실시할 수 있다. 따라서 배기 가스 정화 장치(25)의 필터의 부분적인 막힘이 방치되는 것에 기인하여 유압 셔블(1)의 가동 시에 엔진 출력이 저하되는 것의 방지에 공헌할 수 있다.
유압 구동 장치(20)에 있어서는, 강제 재생하는 동안, 아암(9) 및 붐(8)이 전체적으로 유압 셔블(1)의 선회체(4)측으로 접혀진 자세를 이룬다. 이에 의해, 강제 재생하는 동안에 있어서의 유압 셔블(1)의 수평 방향의 점유 스페이스를 작게 할 수 있다. 또한, 강제 재생 시의 아암(9)의 동작으로서 아암(9)의 선단이 붐(8)에 접근하는 동작을 행하게 하므로, 아암(9)의 선단이 붐(8)로부터 멀어지는 동작을 행하게 하는 경우와 비교하여, 작업 장치(7)를 그 주위의 물체에 접촉시켜 버리는 사태를 발생하기 어렵게 할 수 있다.
유압 구동 장치(20)에 있어서는, 아암 실린더(12)의 스트로크 엔드 상태를, 붐(8)에 대한 아암(9)의 각도, 즉 붐(8)에 대한 아암(9)의 자세에 기초하여 검지한다. 유압 셔블(1)에는, 강제 재생과는 관계없이 아암 각도 센서(41)가 설치되어 있는 것이 있고, 유압 구동 장치(20)는 이것을 이용하여 아암 실린더의 스트로크 엔드 상태를 검지할 수 있다.
또한, 전술한 제1 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(20)는 백호 셔블에 채용되어 있지만, 본 발명은 백호 셔블에 채용되는 것으로 한정되지 않고, 로딩 셔블에 채용해도 된다. 단, 백호 셔블에 있어서는 아암 실린더의 신장측의 스트로크 엔드가 아암의 선단을 붐에 가장 근접시키는 아암 실린더의 상태이지만, 로딩 셔블에 있어서는 아암 실린더의 수축측의 스트로크 엔드가 아암의 선단을 붐에 가장 근접시키는 아암 실린더의 상태이다. 따라서 강제 재생 시의 아암의 동작을, 아암의 선단을 붐에 근접시키는 동작으로 설정하는 경우에는, 아암 실린더를 수축시키는 측으로 실린더 제어 밸브를 작동시킬 필요가 있다.
또한, 유압 구동 장치(20)에 있어서는, 특정의 액추에이터 제어 밸브로서 아암 실린더 제어 밸브(27)가 이용되고 있지만, 본 발명에 있어서의 특정의 제어 밸브는 버킷 실린더 제어 밸브라도 좋다. 이 구성에 따르면, 강제 재생 시, 작업 장치 중 동작하는 부위는 버킷 또는 어태치먼트이고, 이들 부위는 붐이나 아암과 비교하여 그 동작에 수반되는 작업 장치의 자세의 변화가 작아도 된다. 따라서 작업 장치 중 붐이나 아암의 동작에 필요로 하는 공간보다도 좁은 공간에서 강제 재생을 실시할 수 있다. 또한, 유압 셔블에는, 아암과 버킷을 회전 가능하게 결합하고 있는 핀 결합부에, 또는 아암과 버킷 사이에 개재하는 링크 기구부에, 강제 재생과는 관계없이 각도 센서가 설치되어 있는 것이 있고, 버킷 실린더 제어 밸브가 특정의 제어 밸브인 경우에는, 그 각도 센서를 이용하여 버킷 실린더의 스트로크 엔드 상태를 검지할 수 있다.
또한, 유압 구동 장치(20)에 대해서는, 적정 자세의 일례로서 도 1에 도시하는 바와 같이 버킷(10)이 아암(9)에 대해 접혀지고, 아암(9)이 붐(8)에 대해 접혀지고, 붐(8)이 하강하여, 아암(9)의 선단[링크(13c)]이 기준 지표면(G)에 접촉한 상태를 예로 들어 설명하였지만, 이 적정 자세는 그 상태가 아니라도 좋다. 붐에 대해 아암이 접혀진 상태만, 아암에 대해 버킷이 접혀진 상태만, 또는 아암과 버킷의 양쪽이 접혀진 상태만이라도 좋다. 즉, 붐, 아암 및 버킷 중 적어도 1개가 가동 한계 각도까지 구동한 상태라면, 적정 자세로서 채용 가능하다.
〔제2 실시 형태〕
본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도 3a, 도 3b를 사용하여 설명한다. 도 3a은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유압 구동 장치를 간략화하여 도시하는 유압 회로도이다. 도 3b는 도 3a에서 도시한 컨트롤러로 행해지는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 3a에서 도시한 것 중 도 2a에 도시한 것과 동등한 것에는 도 2a에 부여한 부호와 동일한 부호를 사용하였다.
제2 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(60)에 있어서는, 아암 실린더 제어 밸브(27) 등의 액추에이터 제어 밸브가 전기적으로 제어 가능한 구성으로 되어 있다. 아암 실린더 제어 밸브(27)를 예로 들어 설명하면, 아암 실린더 제어 밸브(27)의 유압 파일럿부(27a)에는 비례 전자기 밸브(62)가 부설되어 있다. 아암 실린더 제어 밸브(27)의 유압 파일럿부(27b)에는 비례 전자기 밸브(63)가 부설되어 있다. 비례 전자기 밸브(62)는 유압 파일럿부(27a)에 부여하는 파일럿 압력을, 파일럿 펌프(28)의 토출압을 1차압으로 하여 생성하도록 되어 있다. 비례 전자기 밸브(63)는 유압 파일럿부(27b)에 부여하는 파일럿 압력을, 파일럿 펌프(28)의 토출압을 1차압으로 하여 생성하도록 되어 있다. 비례 전자기 밸브(62)의 솔레노이드에 부여되는 제어 신호(Ce)도, 비례 전자기 밸브(63)의 솔레노이드에 부여되는 제어 신호(Cc)도, 컨트롤러(64)로부터 출력되는 것이다.
컨트롤러(64)는, CPU, ROM, RAM을 갖고, 컴퓨터 프로그램에 따라서 동작하는 장치이다. 이 컨트롤러(64)에는, 붐 각도 센서(43)로부터 출력되는 붐 각도 검출 신호(Sbm), 아암 각도 센서(41)로부터 출력되는 아암 각도 검출 신호(Sa), 버킷 각도 센서(42)로부터 출력되는 버킷 각도 검출 신호(Sbt), 토출압 센서(44)로부터 출력되는 토출압 검출 신호(Sp) 및 강제 재생 스위치(53)로부터 출력되는 강제 재생 지령 신호(So)는, 컨트롤러(64)에 입력되도록 되어 있다.
컨트롤러(64)에는, 아암 실린더(12)의 동작의 지령값에 상응하는 동작 지령 신호(Ea)(전기 신호)가, 아암 조작 장치(29)에 의해 입력되도록 되어 있다. 아암 조작 장치(29)는, 레버 조작식의 가변 저항기를 갖는 장치이고, 조작 레버의 조작 방향 및 조작량을 전기 신호인 상기 동작 지령 신호로 변환하여 출력한다. 컨트롤러(64)는 동작 지령 신호에 기초하여 비례 전자기 밸브(62, 63)의 제어값을 연산하고, 그들 제어값에 상응하는 제어 신호(Ce, Cc)를 출력하도록 설정되어 있다. 비례 전자기 밸브(62, 63)는 스프링 리턴식의 제어 밸브이다. 비례 전자기 밸브(62)에 있어서, 초기 위치(62a)는 유압 파일럿부(27a)를 작동유 탱크(21)에 연통시키는 통로를 형성하는 밸브 위치이고, 작동 위치(62b)는 유압 파일럿부(27a)를 파일럿 펌프(28)에 연통시키는 통로를 형성하는 밸브 위치이다. 유압 파일럿부(27a)에 부여되는 파일럿 압력은 비례 전자기 밸브(62)의 밸브 위치의 변화에 따라서 무단계로 변화되는 동시에, 그 밸브 위치가 작동 위치(62b)에 근접할수록 높아지도록 되어 있다. 비례 전자기 밸브(63)도 비례 전자기 밸브(62)와 마찬가지로 구성되어 있다.
아암 실린더 제어 밸브(27) 이외의 액추에이터 제어 밸브, 즉 붐 실린더 제어 밸브, 버킷 실린더 제어 밸브, 좌측 주행 모터 제어 밸브, 우측 주행 모터 제어 밸브 및 선회 모터 제어 밸브에 대해서도, 아암 실린더 제어 밸브(27)에 대한 비례 전자기 밸브(62, 63)와 동일한 비례 전자기 밸브가 부설되어 있다. 또한, 아암 실린더 제어 밸브(27)에 대한 아암 조작 장치(29)와 마찬가지로, 붐 실린더 제어 밸브, 버킷 실린더 제어 밸브, 좌측 주행 모터 제어 밸브, 우측 주행 모터 제어 밸브 및 선회 모터 제어 밸브의 각각에 대해서도 조작 장치가 설치되어 있고, 그들 조작 장치에 의해, 붐 실린더, 버킷 실린더, 좌측 주행 모터, 우측 주행 모터 및 선회 모터의 각각의 동작의 지령값에 상응하는 동작 지령 신호(전기 신호)가 컨트롤러(64)에 입력되도록 되어 있다. 컨트롤러(64)는, 아암 조작 장치(29) 이외의 각 조작 장치로부터의 동작 지령 신호에 대해서도, 아암 조작 장치로부터의 동작 지령 신호(Ea)에 대한 경우와 마찬가지로, 그 동작 지령 신호에 대응하는 액추에이터 제어 밸브에 부설된 비례 전자기 밸브의 제어값을 연산하고, 그들 제어값에 상응하는 제어 신호를 출력하도록 설정되어 있다.
컨트롤러(64)는, 아암 조작 장치(61) 등의 모든 조작 장치 중 어느 것으로부터도 동작 지령 신호가 출력되어 있지 않은 상태인지 여부를 판정하도록 설정되어 있다. 컨트롤러(64)는, 모든 조작 장치 중 어느 것으로부터도 동작 지령 신호가 출력되어 있지 않은 상태에서는, 모든 액추에이터 제어 밸브[좌측 주행 모터 제어 밸브, 우측 주행 모터 제어 밸브, 붐 실린더 제어 밸브, 아암 실린더 제어 밸브(27), 버킷 실린더 제어 밸브, 선회 모터 제어 밸브]에 부설되어 있는 비례 전자기 밸브 중 어느 것에 대해서도 제어 신호를 부여하지 않는다. 따라서 아암 실린더 제어 밸브(27) 등의 모든 액추에이터 제어 밸브의 유압 파일럿부 중 어느 것에도 파일럿 압력이 공급되지 않고, 이에 의해 모든 액추에이터 제어 밸브의 밸브 위치가 초기 위치(중립 위치)로 된다. 즉, 컨트롤러(64)는, 아암 조작 장치(61) 등의 모든 조작 장치 중 어느 것으로부터도 동작 지령 신호가 출력되어 있지 않은 상태인지 여부를 판정함으로써, 모든 액추에이터 제어 밸브가 모두 초기 위치로 되는 비조작 상태를 검지하는 비조작 상태 검지 수단으로서 기능한다.
컨트롤러(64)도, 제1 실시 형태에 있어서의 컨트롤러(50)와 마찬가지로, 붐 각도 센서(43)로부터의 붐 각도 검출 신호(Sbm), 아암 각도 센서(41)로부터의 아암 각도 신호(Sa), 버킷 각도 센서(42)로부터의 버킷 각도 검출 신호(Sbt)에 기초하여, 작업 장치(7)의 자세가 적정 자세인지 여부를 판정하도록 설정되어 있다.
제2 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 레귤레이터(52)와 아암 실린더 제어 밸브(27)가 강제 재생 수단을 구성하고 있지만, 이 강제 재생 수단의 제어 수단은 제1 실시 형태의 경우와 달리 컨트롤러(64)와 비례 전자기 밸브(62)로 구성되어 있다.
컨트롤러(64)는, 도 3b에서 나타내는 수순 S11 내지 S16에 따라서 동작하도록 설정되어 있다. 컨트롤러(64)는 엔진(23)의 시동에 수반하여 기동한다. 기동 후, 컨트롤러(64)는 강제 재생 스위치(53)로부터의 강제 재생 지령 신호(So)를 입력하면(수순 S11에서 예), 아암 조작 장치(61) 등의 모든 조작 장치 중 어느 것도 동작 지령 신호를 출력하고 있지 않은 상태인지 여부, 동작 지령이 없는 상태인지 여부를 판정한다(수순 S12). 이것과 병행하여, 붐 각도 센서(43)로부터의 붐 각도 검출 신호(Sbm), 아암 각도 센서(41)로부터의 아암 각도 신호(Sa), 버킷 각도 센서(42)로부터의 버킷 각도 검출 신호(Sbt)에 기초하여, 작업 장치(7)의 자세가 적정 자세인지 여부를 판정한다(수순 S12).
수순 S12에 있어서의 판정에 의해, 어느 조작 장치로부터도 동작 지령이 없는 상태와 적정 자세의 양쪽이 검지되었을 때(수순 S12에서 예), 컨트롤러(64)는 강제 재생을 강제 재생 수단[아암 실린더 제어 밸브(27), 레귤레이터(52)]에 개시시킨다(수순 S13). 즉, 미리 설정된 제어값에 상응하는 제어 신호(Ce, Cf)를 각각 비례 전자기 밸브(62), 레귤레이터(52)에 출력한다. 어느 조작 장치로부터도 동작 지령이 없는 상태와 적정 자세의 양쪽이 검지된 상태로 되지 않으면 강제 재생은 개시되지 않는다(수순 S2에서 아니오).
제어 신호(Ce)가 부여된 비례 전자기 밸브(62)는 파일럿 압력을 생성하고, 이 파일럿 압력이 아암 실린더 제어 밸브(27)의 유압 파일럿부(27a)에 부여된다. 이에 의해 아암 실린더 제어 밸브(27)의 밸브 위치가 초기 위치(27c)로부터 제1 작동 위치(27d)측으로 변화된다. 이 결과, 아암 실린더(12)가 신장하는 동시에 메인 펌프(22)의 토출압이 상승한다. 또한, 제어 신호(Cf)가 부여된 레귤레이터(52)는, 메인 펌프(22)의 토출 유량을 증가시킨다.
모든 액추에이터가 조작되지 않는 상태에 있어서 엔진(23)은 에너지 절약이나 소음 저감을 목적으로 하여 아이들링 상태로 제어되고 있지만, 메인 펌프(22)의 토출 유량의 증가와 토출압의 상승에 수반하여, 엔진 출력을 상승시키도록 제어된다. 엔진 출력이 상승하면, 배기 가스의 온도가 상승하고, 배기 가스의 열에 의해 입자상 물질이 연소하는, 즉 강제 재생이 행해진다. 강제 재생 중, 컨트롤러(64)는, 토출압 센서(44)로부터의 토출압 검출 신호(Sp)에 기초하여 제어 신호(Ce)의 조정을 행하고, 메인 펌프(22)의 토출압을 강제 재생에 필요한 소정 압력 이상으로 유지한다.
또한, 컨트롤러(64)는, 수순 S13에 있어서 비례 전자기 밸브(62)로의 제어 신호(Ce)의 출력을 개시한 시점으로부터, 아암 각도 센서(41)로부터의 아암 각도 검출 신호(Sa)에 기초하여, 아암 실린더(12)가 신장측의 스트로크 엔드 상태인지 여부를 판정한다. 즉, 컨트롤러(64)는, 아암(9)의 선단이 붐(8)에 근접하는 측, 즉 아암 실린더(12)의 신장측의 스트로크 엔드 상태를 검지하는 스트로크 엔드 상태 검지 수단으로서 기능한다. 그리고 그 판정 결과에 기초하여, 아암 실린더(12)의 스트로크 엔드 상태가 유지되도록 비례 전자기 밸브(62)에 제어 신호(Ce)를 부여한다.
컨트롤러(64)는 제어 신호(Ce, Cf)의 출력을 개시한 시점으로부터의 경과 시간을 측정하고, 소정 시간이 경과하기까지의 동안에, 어느 조작 장치로부터도 동작 지령이 없는 상태의 검지가 계속되고 있는 한에 있어서, 제어 신호(Ce, Cf)의 출력을 연속시킨다. 제어 신호(Ce, Cf)의 연속 출력 시간이 소정 시간 경과했을 때(수순 S14에서 예), 그들 제어 신호(Ce, Cf)의 출력을 정지하고, 강제 재생을 종료한다(수순 S15). 또한, 소정 시간은, 배기 가스 정화 장치(25)의 필터로부터 입자상 물질을 제거하는 데 충분한 시간으로서 설정된 것이다.
한편, 소정 시간이 경과하기 전에, 어느 조작 장치로부터도 동작 지령이 없는 상태가 검지되지 않게 된 경우(수순 S14에서 아니오), 이 시점에서 컨트롤러(64)는 제어 신호(Ce, Cf)의 출력을 정지하고, 강제 재생을 중지한다(수순 S16).
제2 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(60)에 따르면 다음 효과를 발휘한다.
유압 구동 장치(60)에 있어서는, 유압 셔블(1)의 오퍼레이터는 아암 조작 장치(29) 등의 모든 조작 장치의 조작을 멈춤으로써 아암 실린더 제어 밸브(27) 등의 모든 액추에이터 제어 밸브의 밸브 위치가 초기 위치인 상태, 즉 유압 셔블(1)이 동작하지 않는 상태로 한 후, 강제 재생 스위치(53)를 조작함으로써 강제 재생 수단[아암 실린더 제어 밸브(27), 레귤레이터(52)]에 강제 재생을 개시시킬 수 있다. 이에 의해, 오퍼레이터는 유압 셔블(1)에 의한 작업 개시 전이나 작업 종료 후, 또한 정기적으로 시간을 만들어 강제 재생을 의도적으로 충분한 시간 연속하여 실시할 수 있다. 따라서 배기 가스 정화 장치(25)의 필터의 부분적인 막힘이 방치되는 것에 기인하여 유압 셔블(1)의 가동 시에 엔진 출력이 저하되는 것의 방지에 공헌할 수 있다.
또한, 유압 구동 장치(60)에 있어서도 제1 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(20)의 경우와 마찬가지로, 강제 재생하는 동안, 아암(9) 및 붐(8)이 전체적으로 유압 셔블(1)의 선회체(4)측으로 접혀진 자세를 이룬다. 이에 의해, 강제 재생하는 동안에 있어서의 유압 셔블(1)의 수평 방향의 점유 스페이스를 작게 할 수 있다. 또한, 강제 재생 시의 아암(9)의 동작으로서 아암(9)의 선단이 붐(8)에 근접하는 동작을 행하게 하므로, 아암(9)의 선단이 붐(8)로부터 멀어지는 동작을 행하게 하는 경우와 비교하여, 작업 장치(7)를 그 주위의 물체에 접촉시켜 버리는 사태를 발생하기 어렵게 할 수 있다.
또한, 유압 구동 장치(60)에 있어서도 제1 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(20)의 경우와 마찬가지로, 아암 실린더(12)의 스트로크 엔드 상태를, 붐(8)에 대한 아암(9)의 각도, 즉 붐(8)에 대한 아암(9)의 자세에 기초하여 검지한다. 유압 셔블(1)에는, 강제 재생과는 관계없이 아암 각도 센서(41)가 설치되어 있는 것이 있고, 유압 구동 장치(20)는 이것을 이용하여 아암 실린더의 스트로크 엔드 상태를 검지할 수 있다.
또한, 전술한 제2 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(60)에 있어서는, 비조작 상태 검지 수단은 컨트롤러(64)에 모든 조작 장치로부터의 어느 것으로부터도 동작 지령 신호가 출력되어 있지 않은 상태인지 여부를 판정시키는 것에 의한 것이지만, 비조작 상태 검지 수단은 그것에 한정되지 않고, 제1 실시 형태에 있어서의 유압 구동 장치(20)와 동일한 비조작 상태 검지 수단, 즉 로크 검지 스위치(40)로부터 로크 검지 신호가 출력되어 있는지 여부에 기초하여 게이트 로크 레버(32)가 로크 상태인지 여부를 판정함으로써 비조작 상태를 검지하는 것이라도 좋다.
또한, 유압 구동 장치(60)도 제1 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(20)와 마찬가지로 백호 셔블에 채용되어 있지만, 본 발명은 백호 셔블에 채용되는 것으로 한정되지 않고, 로딩 셔블에 채용해도 된다.
또한, 유압 구동 장치(60)에 있어서도 제1 실시 형태에 관한 유압 구동 장치(20)와 마찬가지로 특정의 액추에이터 제어 밸브로서 아암 실린더 제어 밸브(27)가 이용되고 있지만, 본 발명에 있어서의 특정한 제어 밸브는 버킷 실린더 제어 밸브라도 좋다.
1 : 유압 셔블
2 : 주행체
3 : 크롤러
4 : 선회체
5 : 운전실
6 : 기계실
7 : 작업 장치
8 : 붐
9 : 아암
10 : 버킷
11 : 붐 실린더
11a : 실린더 튜브
11b : 로드
12 : 아암 실린더
12a : 실린더 튜브
12a1 : 보톰측실
12a2 : 로드측실
12b : 로드
13 : 버킷 실린더
13a : 실린더 튜브
13b : 로드
13c : 링크 기구부
20 : 유압 구동 장치
21 : 작동유 탱크
22 : 메인 펌프
23 : 엔진
24 : 배기 가스관
25 : 배기 가스 정화 장치
26 : 아웃렛 파이프
27 : 아암 실린더 제어 밸브
27a, 27b : 유압 파일럿부
27c : 초기 위치
27d : 제1 작동 위치
27e : 제2 작동 위치
28 : 파일럿 펌프
29 : 아암 조작 장치
30 : 메인 관로
31 : 파일럿 관로
32 : 게이트 로크 레버
33 : 게이트 로크용 개폐 밸브
40 : 로크 검지 스위치
41 : 아암 각도 센서
42 : 버킷 각도 센서
43 : 붐 각도 센서
44 : 토출압 센서
50 : 컨트롤러
51 : 승압용 제어 밸브
51a : 초기 위치
51b : 작동 위치
52 : 레귤레이터
53 : 강제 재생 스위치
60 : 유압 구동 장치
61 : 아암 조작 장치
62 : 비례 전자기 밸브
62a : 초기 위치
62b : 작동 위치
63 : 비례 전자기 밸브
64 : 컨트롤러

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 작업 기계를 구동하는 복수의 유압 액추에이터와, 상기 복수의 유압 액추에이터에 공급되는 압유를 유압 펌프에 의해 생성하는 유압원과, 상기 복수의 유압 액추에이터의 각각에 대해 개별로 설치되어 있어, 대응하는 유압 액추에이터와 상기 유압원 사이에 있어서의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브와, 상기 유압 펌프의 구동원인 엔진과, 상기 엔진에서 발생한 배기 가스 중의 입자상 물질을 필터에 의해 포착하는 배기 가스 정화 장치와, 상기 필터에 퇴적한 입자상 물질을 연소시키는 강제 재생 수단과, 상기 강제 재생 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고 있고,
    상기 강제 재생 수단은, 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시킴으로써 엔진 출력을 상승시켜, 상기 입자상 물질의 연소에 필요한 열을 배기 가스에 갖게 하는 작업 기계의 유압 구동 장치에 있어서,
    상기 제어 밸브의 밸브 위치는, 상기 유압원으로부터 상기 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 차단하여 압유를 작동유 탱크에 유도하는 초기 위치와, 대응하는 유압 액추에이터에 상기 유압원으로부터의 압유를 유도하는 작동 위치 사이에서 변화하도록 설정되어 있고,
    상기 강제 재생 수단은, 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시키는 수단으로서 상기 제어 밸브 중 특정의 제어 밸브를 포함하고 있고,
    조작에 의해 강제 재생의 실시를 지령하는 강제 재생 지령 수단과, 모든 상기 제어 밸브의 밸브 위치가 초기 위치의 상태인 비조작 상태를 검지하는 비조작 상태 검지 수단이 설치되어 있고,
    상기 제어 수단은, 상기 비조작 상태 검지 수단에 의해 비조작 상태가 검지된 상태인 것을 강제 재생의 실시 조건으로 하고, 상기 강제 재생 지령 수단에 의해 강제 재생의 실시가 지령되었을 때에 상기 특정의 제어 밸브를 작동시켜 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시키고,
    상기 작업 기계의 작업 장치는 붐과, 이 붐에 회전 가능하게 연결된 아암을 구비하고 있고,
    상기 복수의 유압 액추에이터는 아암 실린더를 포함하고 있고,
    상기 특정의 제어 밸브는, 상기 아암 실린더와 상기 유압원 사이에서 압유의 흐름을 제어하는 아암 실린더 제어 밸브이고,
    상기 아암 실린더가 아암의 선단을 붐에 근접시키는 측의 스트로크 엔드 상태로 된 것을 검지하는 스트로크 엔드 상태 검지 수단이 설치되어 있고,
    상기 제어 수단은, 상기 아암 실린더가 상기 스트로크 엔드를 향해 동작하도록 상기 아암 실린더 제어 밸브를 제어하고, 상기 스트로크 엔드 상태 검지 수단에 의한 검지 결과에 기초하여, 상기 아암 실린더의 상기 스트로크 엔드 상태가 강제 재생하는 동안 유지되도록 상기 아암 실린더 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계의 유압 구동 장치.
  3. 작업 기계를 구동하는 복수의 유압 액추에이터와, 상기 복수의 유압 액추에이터에 공급되는 압유를 유압 펌프에 의해 생성하는 유압원과, 상기 복수의 유압 액추에이터의 각각에 대해 개별로 설치되어 있어, 대응하는 유압 액추에이터와 상기 유압원 사이에 있어서의 압유의 흐름을 제어하는 제어 밸브와, 상기 유압 펌프의 구동원인 엔진과, 상기 엔진에서 발생한 배기 가스 중의 입자상 물질을 필터에 의해 포착하는 배기 가스 정화 장치와, 상기 필터에 퇴적한 입자상 물질을 연소시키는 강제 재생 수단과, 상기 강제 재생 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고 있고,
    상기 강제 재생 수단은, 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시킴으로써 엔진 출력을 상승시켜, 상기 입자상 물질의 연소에 필요한 열을 배기 가스에 갖게 하는 작업 기계의 유압 구동 장치에 있어서,
    상기 제어 밸브의 밸브 위치는, 상기 유압원으로부터 상기 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 차단하여 압유를 작동유 탱크에 유도하는 초기 위치와, 대응하는 유압 액추에이터에 상기 유압원으로부터의 압유를 유도하는 작동 위치 사이에서 변화하도록 설정되어 있고,
    상기 강제 재생 수단은, 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시키는 수단으로서 상기 제어 밸브 중 특정의 제어 밸브를 포함하고 있고,
    조작에 의해 강제 재생의 실시를 지령하는 강제 재생 지령 수단과, 모든 상기 제어 밸브의 밸브 위치가 초기 위치의 상태인 비조작 상태를 검지하는 비조작 상태 검지 수단이 설치되어 있고,
    상기 제어 수단은, 상기 비조작 상태 검지 수단에 의해 비조작 상태가 검지된 상태인 것을 강제 재생의 실시 조건으로 하고, 상기 강제 재생 지령 수단에 의해 강제 재생의 실시가 지령되었을 때에 상기 특정의 제어 밸브를 작동시켜 상기 유압 펌프의 토출압을 상승시키고,
    상기 작업 기계의 작업 장치는, 붐과, 이 붐에 회전 가능하게 연결된 아암과,
    이 아암에 회전 가능하게 연결된 버킷 또는 어태치먼트를 구비하고 있고,
    상기 복수의 유압 액추에이터는 상기 아암에 연결된 상기 버킷 또는 상기 어태치먼트를 회전시키는 버킷 실린더를 포함하고 있고,
    상기 특정의 제어 밸브는, 상기 버킷 실린더와 상기 유압원 사이에서 압유의 흐름을 제어하는 버킷 실린더 제어 밸브이고,
    상기 버킷 실린더가 신장측 또는 수축측의 스트로크 엔드 상태로 된 것을 검지하는 스트로크 엔드 상태 검지 수단이 설치되어 있고,
    상기 제어 수단은, 상기 버킷 실린더가 상기 스트로크 엔드를 향해 동작하도록 상기 버킷 실린더 제어 밸브를 제어하고, 상기 스트로크 엔드 상태 검지 수단에 의한 검지 결과에 기초하여, 상기 버킷 실린더의 상기 스트로크 엔드 상태가 강제 재생하는 동안 유지되도록 상기 버킷 실린더 제어 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계의 유압 구동 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 스트로크 엔드 상태 검지 수단은, 상기 아암 실린더의 상기 스트로크 엔드 상태를, 상기 붐에 대한 상기 아암의 자세에 기초하여 검지하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계의 유압 구동 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 스트로크 엔드 상태 검지 수단은, 상기 버킷 실린더의 상기 스트로크 엔드 상태를, 상기 아암에 대한 상기 버킷 또는 상기 어태치먼트의 자세에 기초하여 검지하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계의 유압 구동 장치.
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