DE112015000577T5

DE112015000577T5 - Steuersystem einer Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112015000577T5
Application number: DE112015000577.3T
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi Yoshida; Ikuo Inagaki
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2016-11-03
Also published as: KR101828195B1; JP6307292B2; WO2015115429A1; US20170009430A1; US10072396B2; CN105899816B; CN105899816A; JP2015143533A; KR20160089470A

Abstract

Ein Steuersystem einer Arbeitsmaschine hat: eine Teilströmungsfluiddruckpumpe, die so aufgebaut ist, dass sie ein Arbeitsfluid von einer ersten Abgabeöffnung und einer zweiten Abgabeöffnung abgibt; ein Kommunikationsschaltventil, das so aufgebaut ist, dass es durch ein Schaltventil geschaltet wird, wenn entweder ein erstes Betätigungsventil oder ein zweites Betätigungsventil so geschaltet wird, dass ermöglicht wird, dass ein erster neutraler Kanal und ein zweiter neutraler Kanal miteinander in Kommunikation stehen; ein Neutralunterbrechungsventil, das so aufgebaut ist, dass es durch das Schaltventil so geschaltet wird, dass eine Kommunikation zwischen einem Tank und entweder dem ersten neutralen Kanal oder dem zweiten neutralen Kanal blockiert wird für das erste Betätigungsventil oder das zweite Betätigungsventil, das nicht geschaltet ist; und eine Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie die Fluiddruckpumpe so einstellt, dass ihre Abgabeströmungsrate reduziert wird, wenn das Schaltsignal von entweder dem ersten Betätigungsventil oder dem zweiten Betätigungsventil eingegeben wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem einer Arbeitsmaschine.
HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
Bislang ist eine Arbeitsmaschine wie beispielsweise ein hydraulischer Bagger bekannt, der mit einer Vielzahl an Schaltsystemen versehen ist, wobei zu jedem von ihnen Arbeitsöl von einer entsprechenden einer Vielzahl an hydraulischen Pumpen geliefert wird. JP10-088627 A offenbart eine Baggerdreharbeitsmaschine, bei der eine erste Pumpe, eine zweite Pumpe und eine dritte Pumpe Arbeitsöl zu jeweiligen Schaltsystemen liefern.
Des Weiteren gibt es in einigen Arbeitsmaschinen wie beispielsweise hydraulischen Baggern einen Fall, bei denen eine Teilströmungspumpe anstelle von zwei Hydraulikpumpen angewendet wird. Die Teilströmungspumpe hat einen einzelnen Zylinderblock, der mit zwei separaten Abgabeöffnungen versehen ist, um zu ermöglichen, dass Arbeitsöl zu zwei Systemen gleichzeitig abgegeben wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch sind in einem Fall, bei dem die Teilströmungspumpe angewendet wird, die Abgabeströmungsraten des Arbeitsöls durch die beiden Schaltsysteme die gleichen. Daher kehrt in dem Fall, bei dem die Teilströmungspumpe bei der in JP10-088627 A beschriebenen Arbeitsmaschine angewendet wird, und ein Aktuator betätigt wird, indem lediglich ein Betätigungsventil von einem der Schaltsysteme geschaltet wird, Arbeitsöl, das zu dem anderen Schaltsystem geliefert wird, direkt zu einem Tank zurück.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Energieeffizienz in dem Fall zu verbessern, bei dem eine Teilströmungspumpe in einer Arbeitsmaschine angewendet wird, die mit einer Vielzahl an Schaltsystemen versehen ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuersystem einer Arbeitsmaschine geschaffen worden, das so aufgebaut ist, dass es eine Arbeitsmaschine steuert, die einen ersten Aktuator und einen zweiten Aktuator hat, wobei das Steuersystem der Arbeitsmaschine Folgendes aufweist: eine Teilströmungsfluiddruckpumpe, die so aufgebaut ist, dass sie ein Arbeitsfluid von einer ersten Abgabeöffnung und einer zweiten Abgabeöffnung abgibt; ein erstes Schaltsystem, zu dem das von der ersten Abgabeöffnung abgegebene Arbeitsfluid geliefert wird, wobei das erste Schaltsystem ein erstes Betätigungsventil und einen ersten neutralen Kanal hat, wobei das erste Betätigungsventil so aufgebaut ist, dass es den ersten Aktuator steuert, wobei der erste neutrale Kanal ermöglicht, dass die erste Abgabeöffnung mit einem Tank in einem Zustand in Kommunikation steht, bei dem das erste Betätigungsventil an einer normalen Position angeordnet ist; ein zweites Schaltsystem, zu dem das von der zweiten Abgabeöffnung abgegebene Arbeitsfluid geliefert wird, wobei das zweite Schaltsystem ein zweites Betätigungsventil und einen zweiten neutralen Kanal hat, wobei das zweite Betätigungsventil so aufgebaut ist, dass es den zweiten Aktuator steuert, wobei der zweite neutrale Kanal ermöglicht, dass die zweite Abgabeöffnung mit einem Tank in einem Zustand in Kommunikation steht, bei dem das zweite Betätigungsventil bei einer normalen Position angeordnet ist; ein Kommunikationsschaltventil, das so aufgebaut ist, dass es durch ein Schaltsignal geschaltet wird, wenn entweder das erste Betätigungsventil oder das zweite Betätigungsventil geschaltet wird, um so zu ermöglichen, dass der erste neutrale Kanal und der zweite neutrale Kanal miteinander in Kommunikation stehen; ein Neutralunterbrechungsventil, das in zumindest entweder dem ersten Schaltsystem oder dem zweiten Schaltsystem vorgesehen ist, wobei das Neutralunterbrechungsventil so aufgebaut ist, dass es durch das Schaltsignal geschaltet wird, um so eine Kommunikation zwischen dem Tank und entweder dem ersten neutralen Kanal oder dem zweiten neutralen Kanal zu blockieren für das andere Betätigungsventil, d. h. dem ersten Betätigungsventil oder dem zweiten Betätigungsventil, das nicht geschaltet ist; und eine Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie die Fluiddruckpumpe so einstellt, dass eine Abgabeströmungsrate der Fluiddruckpumpe in dem Fall reduziert wird, bei dem das Schaltsignal von entweder dem ersten Betätigungsventil oder dem zweiten Betätigungsventil eingegeben wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Aufbaudarstellung einer Arbeitsmaschine, bei der jedes der Steuersysteme für eine Arbeitsmaschine gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet sind.
2 zeigt eine Schaltdarstellung des Steuersystems einer Arbeitsmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils einer in 2 gezeigten Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung.
4 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Variantenbeispiels der Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung.
5 zeigt eine Schaltdarstellung des Steuersystems einer Arbeitsmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein Steuersystem einer Arbeitsmaschine (das nachstehend einfach als „Steuersystem” bezeichnet ist) 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
Zunächst ist ein hydraulischer Bagger 1, der als eine Arbeitsmaschine dient, bei der das Steuersystem 100 angewendet ist, unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Nachstehend ist der Fall beschrieben, bei dem die Arbeitsmaschine der hydraulische Bagger 1 ist. Jedoch kann das Steuersystem 100 auch bei anderen Arbeitsmaschinen wie beispielsweise einem Radlader angewendet werden. Des Weiteren können, obwohl Arbeitsöl als ein Arbeitsfluid hier angewendet wird, andere Fluide wie beispielsweise Arbeitswasser als das Arbeitsfluid angewendet werden.
Der hydraulische Bagger 1 hat eine Fahreinheit 2 der Kettenart (Raupenart), eine Dreheinheit 3, die auf der Fahreinheit 2 drehbar vorgesehen ist, und eine Baggereinheit 5, die an einem mittleren Abschnitt eines Vorderteils der Dreheinheit 3 vorgesehen ist.
Die Fahreinheit 2 bewirkt, dass der hydraulische Bagger 1 fährt durch Antreiben eines Paares aus einer linken und rechten Kette 2a mittels eines (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Fahrmotors. Die Dreheinheit 3 wird durch einen (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Drehmotor angetrieben und dreht sich in einer nach links oder nach rechts weisenden Richtung relativ zu der Fahreinheit 2.
Die Baggereinheit 5 hat einen Ausleger 6, einen Arm 7 und eine Schaufel 8. Der Ausleger 6 ist um eine horizontale Welle herum drehbar gestützt, die sich in einer nach rechts und nach links weisenden Richtung der Dreheinheit 3 erstreckt. Der Arm 7 ist an einem Führungsende des Auslegers 6 drehbar gestützt. Die Schaufel 8 ist an einem Führungsende des Arms 7 drehbar gestützt und ist so aufgebaut, dass sie Erde und Sand oder dergleichen ausgräbt. Die Baggereinheit 5 hat außerdem einen Auslegerzylinder 6a, einen Armzylinder 7a und einen Schaufelzylinder 8a. Der Auslegerzylinder 6a bewirkt, dass der Ausleger 6 sich nach oben und nach unten dreht. Der Armzylinder 7a bewirkt, dass der Arm 7 sich nach oben und nach unten dreht. Der Schaufelzylinder 8a bewirkt, dass die Schaufel 8 sich dreht.
Nachstehend ist ein Aufbau des Steuersystems 100 unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
Das Steuersystem 100 hat eine hydraulische Pumpe 10, ein erstes Schaltsystem 20, ein zweites Schaltsystem 30, ein Kommunikationsschaltventil 40 und einen Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50. Die hydraulische Pumpe 10 dient als eine Fluiddruckpumpe, die ein Arbeitsöl abgibt. Das von einer ersten Abgabeöffnung 12 abgegebene Arbeitsöl wird zu dem ersten Schaltungssystem 20 geliefert. Das von einer zweiten Abgabeöffnung 13 abgegebene Arbeitsöl wird zu dem zweiten Schaltungssystem 30 geliefert. Das Kommunikationsschaltventil 40 wird durch einen Pilotdruck geschaltet, wenn irgendeines aus der Gruppe von Betätigungsventilen 21 bis 23 in dem ersten Schaltungssystem 20 und den Betätigungsventilen 31 bis 34 in dem zweiten Schaltungssystem 30 so geschaltet wird, dass ein erster neutraler Kanal 25 des ersten Schaltungssystems 20 und ein zweiter neutraler Kanal 35 des zweiten Schaltungssystems 30 miteinander in Kommunikation stehen. Der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 dient als eine Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie die hydraulische Pumpe 10 so einstellt, dass eine Abgabeströmungsrate der hydraulischen Pumpe 10 in einem Fall reduziert wird, bei dem ein Pilotdruck von irgendeinem aus der Gruppe der Betätigungsventile 21 bis 23 und der Betätigungsventile 31 bis 34 eingegeben wird.
Hierbei entspricht der Pilotdruck zum Schalten der Betätigungsventile 21 bis 23 oder der Betätigungsventile 31 bis 34 einem Schaltsignal.
Das Steuersystem 100 steuert die Betriebsvorgänge einer Vielzahl an Aktuatoren des hydraulischen Baggers 1. Das Steuersystem 100 hat zusätzlich zu der hydraulischen Pumpe 10 eine (in den Zeichnungen nicht gezeigte) weitere Pumpe, die Arbeitsöl zu einem (in den Zeichnungen nicht gezeigten) dritten Schaltungssystem liefert, das mit anderen Aktuatoren, wie beispielsweise einem Drehmotor versehen ist.
Die hydraulische Pumpe 10 wird durch einen (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Verbrennungsmotor angetrieben. Die hydraulische Pumpe 10 ist eine Teilströmungspumpe, die einen (in den Zeichnungen nicht gezeigten) einzelnen Zylinderblock hat, der mit zwei separaten Abgabeöffnungen versehen ist, die die erste Abgabeöffnung 12 und die zweite Abgabeöffnung 13 umfassen, und kann somit Arbeitsöl zu zwei Systemen gleichzeitig abgeben.
Die hydraulische Pumpe 10 gibt Arbeitsöl von der ersten Abgabeöffnung 12 und der zweiten Abgabeöffnung 13 auf einer anteilmäßigen Basis (pro rata) ab.
Die hydraulische Pumpe 10 ist eine Pumpe mit variabler Verdrängung, die eine (in den Zeichnungen nicht gezeigte) Taumelscheibe hat, deren Neigungswinkel durch einen Regulator 11 eingestellt wird, der durch einen Pilotdruck gesteuert wird.
Ihre Abgabeströmungsrate wird durch den Neigungswinkel der Taumelscheibe eingestellt. In der hydraulischen Pumpe 10 wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe in einer derartigen Weise eingestellt, dass, je höher ein Pilotdruck ist, desto stärker die Abgabeströmungsrate ansteigt. Der Druck des durch den Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 eingestellten Arbeitsöls wird als der Pilotdruck verwendet. Der einzelne Regulator 11 stellt die Abgabeströmungsraten des Arbeitsöls, das von der ersten Abgabeöffnung 12 und der zweiten Abgabeöffnung 13 der hydraulischen Pumpe 10 abgegeben wird, ein.
Das von der hydraulischen Pumpe 10 abgegebene Arbeitsöl wird zu dem ersten Schaltungssystem 20 und dem zweiten Schaltungssystem 30 jeweils über einen ersten Abgabekanal 15, der mit der ersten Abgabeöffnung 12 verbunden ist, und einen zweiten Abgabekanal 16, der mit der zweiten Abgabeöffnung 13 verbunden ist, geliefert.
Ein Hauptentlastungsventil 18 ist stromabwärtig des ersten Abgabekanals 15 und des zweiten Abgabekanals 16 vorgesehen. Wenn ein Druck einen vorbestimmten Hauptentlastungsdruck überschreitet, öffnet das Hauptentlastungsventil 18, um den Druck des Arbeitsöls bei dem Hauptentlastungsdruck oder niedriger zu halten. Rückschlagventile 15a und 16a sind jeweils an dem ersten Abgabekanal 15 und dem zweiten Abgabekanal 16 vorgesehen. Jedes der Rückschlagventile 15a und 16a ermöglicht, dass lediglich das Arbeitsöl zu dem Hauptentlastungsventil 18 strömt. Der vorbestimmte Hauptentlastungsdruck ist so eingestellt, dass er bis zu einem Ausmaß höher ist, damit der minimale Arbeitsdruck (der nachstehend beschrieben ist) von jedem der Betätigungsventile 21 bis 23 und 31 bis 34 in ausreichender Weise sichergestellt werden kann.
Das erste Schaltungssystem 20 hat die Betätigungsventile 21, 22 und 23 in dieser Reihenfolge von seiner stromaufwärtigen Seite. Das Betätigungsventil 21 steuert den Fahrmotor für die linke Kette 2a. Das Betätigungsventil 22 steuert den Auslegerzylinder 6a. Das Betätigungsventil 23 steuert den Schaufelzylinder 8a. Diese Betätigungsventile 21 bis 23 entsprechen einem ersten Betätigungsventil. Der Fahrmotor, der Auslegerzylinder 6a und der Schaufelzylinder 8a entsprechen einem ersten Aktuator. Das erste Schaltungssystem 20 hat den ersten neutralen Kanal 25 und einen parallelen Kanal 26. Der erste neutrale Kanal 25 ermöglicht, dass der erste Abgabekanal 15 mit einem Tank 19 in einem Zustand in Kommunikation steht, bei dem sämtliche Betätigungsventile 21 bis 23 in normalen Positionen sind. Der parallele Kanal 26 ist parallel zu dem ersten neutralen Kanal 25 angeordnet.
Jedes der Betätigungsventile 21 bis 23 steuert einen Betrieb des entsprechenden Aktuators durch Steuern der Strömungsrate des Arbeitsöls, das von der hydraulischen Pumpe 10 zu dem entsprechenden Aktuator geleitet wird. Jedes der Betätigungsventile 21 bis 23 wird durch einen Pilotdruck betätigt, der dann geliefert wird, wenn ein Anwender des hydraulischen Baggers 1 manuell einen Betätigungshebel betätigt.
Normalerweise ist das Betätigungsventil 21 an einer normalen Position aufgrund von Vorspannkräften eines Paares an Zentrierungsfedern angeordnet. Das Betätigungsventil 21 wird zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition durch einen Pilotdruck geschaltet, der von jedem der Pilotkanäle 21a und 21b geliefert wird. Normalerweise ist das Betätigungsventil 22 an einer normalen Position aufgrund von Vorspannkräften eines Paares an Zentrierungsfedern angeordnet. Das Betätigungsventil 22 wird zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition durch einen Pilotdruck geschaltet, der von jedem der Pilotkanäle 22a und 22b geliefert wird. Normalerweise ist das Betätigungsventil 23 an einer normalen Position aufgrund von Vorspannkräften eines Paares an Zentrierungsfedern angeordnet. Das Betätigungsventil 23 wird zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition durch einen Pilotdruck geschaltet, der von jedem der Pilotkanäle 23a und 23b geliefert wird.
Ein Neutralunterbrechungsventil 27 ist an dem ersten neutralen Kanal 25 stromabwärtig des Betätigungsventils 23 vorgesehen. Das Neutralunterbrechungsventil 27 dient als ein erstes Neutralunterbrechungsventil und wird durch einen Pilotdruck, der an den Betätigungsventilen 31 bis 34 in dem zweiten Schaltungssystem 30 wirkt, so geschaltet, dass der erste neutrale Kanal 25 blockiert wird. Das Neutralunterbrechungsventil 27 blockiert die Kommunikation zwischen dem ersten neutralen Kanal 25 und dem Tank 19, wenn die Betätigungsventile 31 bis 34 in dem zweiten Schaltungssystem 30 geschaltet werden.
Das Neutralunterbrechungsventil 27 hat eine Kommunikationsposition 27a zum Ermöglichen einer Kommunikation des ersten neutralen Kanals 25 und eine Blockierposition 27b zum Blockieren des ersten neutralen Kanals 25. Normalerweise ist das erste Neutralunterbrechungsventil 27 an der Kommunikationsposition 27a aufgrund einer Vorspannkraft einer Rückstellfeder angeordnet. Das Neutralunterbrechungsventil 27 wird zu der Blockierposition 27b durch einen Pilotdruck geschaltet, der zu einer Pilotkammer 27c geliefert wird.
Ein Öffnungs-/Schließventil 28 ist stromaufwärtig der Pilotkammer 27c vorgesehen. Das Öffnungs-/Schließventil 28 öffnet, wenn ein Pilotdruck in einem zweiten Pilotkanal 75 (der nachstehend beschrieben ist) höher ist als ein Pilotdruck in einem ersten Pilotkanal 65 um eine vorbestimmte Druckdifferenz, die zuvor festgelegt worden ist, oder höher ist. Diese vorbestimmte Druckdifferenz, die zuvor festgelegt worden ist, ist eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75 in dem Fall, bei dem lediglich die Betätigungsventile 31 bis 34 geschaltet worden sind.
Das zweite Schaltsystem 30 hat die Betätigungsventile 31, 32, 33 und 34 in dieser Reihenfolge von seiner stromaufwärtigen Seite. Das Betätigungsventil 31 steuert einen Fahrmotor für die rechte Kette 2a. Die Betätigungsventile 32 und 33 steuern einen Hilfsaktuator. Das Betätigungsventil 34 steuert den Armzylinder 7a. Diese Betätigungsventile 31 bis 34 entsprechen einem zweiten Betätigungsventil. Der Fahrmotor, der Hilfsaktuator und der Armzylinder 7a entsprechen einem zweiten Aktuator. Das zweite Schaltsystem 30 hat den zweiten neutralen Kanal 35 und einen parallelen Kanal 36. Der zweite neutrale Kanal 35 ermöglicht, dass der zweite Abgabekanal 16 mit dem Tank 19 in einen Zustand in Kommunikation steht, bei dem sämtliche Betätigungsventile 31 bis 34 an normalen Positionen sind. Der parallele Kanal 36 ist parallel zu dem zweiten neutralen Kanal 35 angeordnet.
Jedes der Betätigungsventile 31 bis 34 steuert die Betriebsvorgänge eines entsprechenden Aktuators durch Steuern der Strömungsrate des Arbeitsfluides, das von der hydraulischen Pumpe 10 zu dem entsprechenden Aktuator geleitet wird. Jedes der Betätigungsventile 31 bis 34 wird durch einen Pilotdruck betätigt, der dann geliefert wird, wenn der Anwender des hydraulischen Baggers 1 manuell den Betätigungshebel betätigt.
Normalerweise ist das Betätigungsventil 31 an einer normalen Position aufgrund von Vorspannkräften eines Paares an Zentrierfedern angeordnet. Das Betätigungsventil 31 wird zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition durch einen Pilotdruck geschaltet, der jeweils von Pilotkanälen 31a, 31b geliefert wird. Normalerweise ist das Betätigungsventil 32 an einer normalen Position aufgrund von Vorspannkräften eines Paares an Rückstellfedern angeordnet. Das Betätigungsventil 32 wird zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition durch einen Pilotdruck geschaltet, der von Pilotkanälen 32a, 32b geliefert wird. Normalerweise ist das Betätigungsventil 33 an einer normalen Position aufgrund von Vorspannkräften eines Paares an Rückstellfedern angeordnet. Das Betätigungsventil 33 wird zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition durch einen Pilotdruck geschaltet, der jeweils von Pilotkanälen 33a, 33b geliefert wird. Normalerweise ist das Betätigungsventil 34 an einer normalen Position aufgrund von Vorspannkräften eines Paares an Rückstellfedern angeordnet. Das Betätigungsventil 34 wird zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition durch einen Pilotdruck geschaltet, der jeweils von Pilotkanälen 34a, 34b geliefert wird.
Ein Neutralunterbrechungsventil 37 ist stromabwärtig des Betätigungsventils 34 in dem zweiten neutralen Kanal 35 vorgesehen. Das Neutralunterbrechungsventil 37 dient als ein zweites Neutralunterbrechungsventil und wird durch einen Pilotdruck, der an den Betätigungsventilen 21 bis 23 in dem ersten Schaltsystem 20 wirkt, so geschaltet, dass der zweite neutrale Kanal 35 blockiert ist. Das Neutralunterbrechungsventil 37 blockiert eine Kommunikation zwischen dem zweiten neutralen Kanal 35 und dem Tank 19, wenn die Betätigungsventile 21 bis 23 in dem ersten Schaltsystem 20 geschaltet werden.
Das Neutralunterbrechungsventil 37 hat eine Kommunikationsposition 37a zum Ermöglichen einer Kommunikation des zweiten neutralen Kanals 35 und eine Blockierposition 37b zum Blockieren des zweiten neutralen Kanals 35. Normalerweise ist das Neutralunterbrechungsventil 37 an der Kommunikationsposition 37a aufgrund einer Vorspannkraft einer Rückstellfeder angeordnet. Das Neutralunterbrechungsventil 37 wird zu der Blockierposition 37b durch einen Pilotdruck geschaltet, der zu einer Pilotkammer 37c geliefert wird.
Ein Öffnungs-/Schließventil 38 ist stromaufwärtig der Pilotkammer 37c vorgesehen. Das Öffnungs-/Schließventil 38 öffnet, wenn ein Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 (dieser ist nachstehend beschrieben) höher als ein Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 um eine vorbestimmte Druckdifferenz, die zuvor festgelegt wird, oder höher ist. Diese vorbestimmte Druckdifferenz, die zuvor festgelegt wird, ist eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75 in einem Fall, bei dem lediglich die Betätigungsventile 21 bis 23 geschaltet werden. In dieser Hinsicht besteht beispielsweise in einem Fall, bei dem lediglich die Betätigungsventile 21 bis 23 in dem ersten Schaltsystem 20 unabhängig geschaltet werden können und die Betätigungsventile 31 bis 34 in dem zweiten Schaltsystem 20 lediglich zu dem gleichen Zeitpunkt wie die Betätigungsventile 21 bis 23 geschaltet werden können, kein Bedarf dahingehend, dass das Neutralunterbrechungsventil 27 vorgesehen ist, d. h. es ist ausreichend, lediglich das Neutralunterbrechungsventil 37 vorzusehen. Als solches ist es ausreichend, das Neutralunterbrechungsventil 27 oder 37 in zumindest entweder dem ersten Schaltsystem 20 oder dem zweiten Schaltsystem 30 vorzusehen.
Das Kommunikationsschaltventil 40 hat eine normale Position 40a, eine erste Kommunikationsposition 40b und eine zweite Kommunikationsposition 40c. Bei der normalen Position 40a blockiert das Kommunikationsschaltventil 40 eine Kommunikation zwischen dem ersten neutralen Kanal 25 und dem zweiten neutralen Kanal 35. An der ersten Kommunikationsposition 40b ermöglicht das Kommunikationsschaltventil 40, dass das Arbeitsöl lediglich von dem ersten neutralen Kanal 25 zu dem zweiten neutralen Kanal 35 strömt. An der zweiten Kommunikationsposition 40c ermöglicht das Kommunikationsschaltventil 40, dass das Arbeitsöl lediglich von dem zweiten neutralen Kanal 35 zu dem ersten neutralen Kanal 25 strömt. Normalerweise ist das Kommunikationsschaltventil 40 an der normalen Position 40a aufgrund von Vorspannkräften eines Paares an Zentrierfedern angeordnet. Das Kommunikationsschaltventil 40 wird zu der ersten Kommunikationsposition 40b durch einen Pilotdruck geschaltet, der zu einer ersten Pilotkammer 40d geliefert wird, und es wird zu der zweiten Kommunikationsposition 40c durch einen Pilotdruck geschaltet, der an einer zweiten Pilotkammer 40e wirkt.
Ein Öffnungs-/Schließventil 42 ist stromaufwärtig der ersten Pilotkammer 40d vorgesehen. Das Öffnungs-/Schließventil 42 öffnet, wenn ein Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 höher als ein Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 um eine vorbestimmte Druckdifferenz, die zuvor festgelegt worden ist, oder höher ist. Das Öffnungs-/Schließventil 42 öffnet oder schließt zur gleichen Zeit wie das Öffnungs-/Schließventil 28 zum Schalten eines Pilotdrucks, der an der Pilotkammer 27c des Neutralunterbrechungsventils 27 wirkt.
In ähnlicher Weise ist ein Öffnungs-/Schließventil 41 stromaufwärtig der zweiten Pilotkammer 40e vorgesehen. Das Öffnungs-/Schließventil 41 öffnet, wenn ein Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 (nachstehend beschrieben) höher als ein Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 um eine vorbestimmte Druckdifferenz, die zuvor festgelegt worden ist, oder höher ist. Das Öffnungs-/Schließventil 41 öffnet oder schließt zur gleichen Zeit wie das Öffnungs-/Schließventil 38 zum Schalten eines Pilotdrucks, der an der Pilotkammer 37c des Neutralabschaltventils 37 wirkt.
Der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 hat eine erste Hochdruckwahlschaltung 60, eine zweite Hochdruckwahlschaltung 70, ein Wechselventil 80, ein Schaltventil 81 und ein Druckdifferenzreduktionsventil 82. Die erste Hochdruckwahlschaltung 60 wählt den höchsten von Pilotdrücken zum Schalten der Betätigungsventile 21 bis 23, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdrucks zu ermöglichen. Die zweite Hochdruckwahlschaltung 70 wählt den höchsten von Pilotdrücken zum Schalten der Betätigungsventile 31 bis 34, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdrucks zu ermöglichen. Das Wechselventil 80, das als ein Hochdruckwahlventil dient, wählt den höheren von Pilotdrücken, die von der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 und der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 geleitet werden, um zu bewirken, dass der gewählte Pilotdruck an dem Regulator 11 wirkt. Das Schaltventil 81 wird durch einen Pilotdruck, der von der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 geleitet wird, und einen Pilotdruck, der von der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 geleitet wird, geschaltet. Das Druckdifferenzreduktionsventil 82 reduziert den Pilotdruck, der an dem Regulator 11 wirkt, wenn eine Druckdifferenz zwischen den Pilotdrücken, die von der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 und der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 geleitet werden, zunimmt.
Die erste Hochdruckwahlschaltung 60 hat Wechselventile 61, 62 und 63. Das Wechselventil 61 wählt einen höheren der Pilotdrücke in den Pilotkanälen 21a, 21b, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdrucks zu ermöglichen. Das Wechselventil 62 wählt einen höheren der Pilotdrücke in den Pilotkanälen 22a, 22b, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdrucks zu ermöglichen. Das Wechselventil 63 wählt einen höheren von Pilotdrücken in den Pilotkanälen 23a, 23b, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdrucks zu ermöglichen. Die Pilotdrücke, die von den Wechselventilen 61 bis 63 geleitet werden, treten in den ersten Pilotkanal 65 über Rückschlagventile 61a bis 63a, die eine Rückströmung des Arbeitsöls verhindern. Die erste Hochdruckwahlschaltung 60 wählt den höchsten der Pilotdrücke in den Pilotkanälen 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, um den gewählten Pilotdruck zu der zweiten Pilotkammer 40e des Kommunikationsschaltventils 40 und der Pilotkammer 37c des Neutralunterbrechungsventils 37 zu führen.
Die zweite Hochdruckwahlschaltung 70 hat Wechselventile 71, 72, 73 und 74. Das Wechselventil 71 wählt einen höheren der Pilotdrücke in den Pilotkanälen 31a, 31b, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdrucks zu ermöglichen. Das Wechselventil 72 wählt einen höheren der Pilotdrücke in den Pilotkanälen 32a, 32b, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdrucks zu ermöglichen. Das Wechselventil 73 wählt einen höheren der Pilotdrücke in den Pilotkanälen 33a, 33b, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdruckes zu ermöglichen. Das Wechselventil 74 wählt einen höheren der Pilotdrücke in den Pilotkanälen 34a, 34b, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdruckes zu ermöglichen. Die Pilotdrücke, die von den Wechselventilen 71 bis 74 geleitet werden, treten in den zweiten Pilotkanal 75 über Rückschlagventile 71a bis 74a, die eine Rückströmung des Arbeitsöls verhindern. Die zweite Hochdruckwahlschaltung 70 wählt den höchsten der Pilotdrücke in den Pilotkanälen 31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b, 34a, 34b, um den gewählten Pilotdruck zu der ersten Pilotkammer 40d des Kommunikationsschaltventils 40 und der Pilotkammer 27c des Neutralunterbrechungsventils 27 zu führen.
Wie dies in 3 gezeigt ist, wählt das Wechselventil 80 ein Arbeitsöl von dem Arbeitsöl in dem ersten Pilotkanal 65 und dem Arbeitsöl in dem zweiten Pilotkanal 75, das einen höheren Druck als das andere hat, um das gewählte Arbeitsöl zu einem Pilotkanal 11a des Regulators 11 über einen Pilotkanal 80a zu führen.
Das Schaltventil 81 blockiert einen höheren Pilotdruck aus dem Pilotdruck, der von dem ersten Pilotkanal 65 geleitet wird, und dem Pilotdruck der von dem zweiten Pilotdruck 75 geleitet wird, und bewirkt, dass der niedrigere von ihnen an dem Druckdifferenzreduktionsventil 82 wirkt.
Das Schaltventil 81 hat eine normale Position 81a, eine erste Schaltposition 81b und eine zweite Schaltposition 81c. An der normalen Position 81a blockiert das Schaltventil 81 das Arbeitsöl von dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75, und ermöglicht eine Kommunikation von lediglich dem Arbeitsöl von dem Pilotkanal 80a. An der ersten Schaltposition 81b ermöglicht das Schaltventil 81 eine Kommunikation des Arbeitsöls von dem zweiten Pilotkanal 75 und des Arbeitsöls von dem Pilotkanal 80a. An der zweiten Schaltposition 81c ermöglicht das Schaltventil 81 eine Kommunikation des Arbeitsöls von dem ersten Pilotkanal 65 und des Arbeitsöls von dem Pilotkanal 80a. Das Schaltventil 81 hat einen (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Schieber. Eine Vorspannkraft einer Zentrierfeder 81d und ein Pilotdruck in einem Pilotkanal 81f wirken an einer Seite des Schiebers. Eine Vorspannkraft einer Zentrierfeder 81e und ein Pilotdruck in einem Pilotkanal 81g wirken an der anderen Seite des Schiebers. Der Druck des Arbeitsöls in dem ersten Pilotkanal 65 wird zu dem Pilotkanal 81f geleitet, und der Druck des Arbeitsöls in dem zweiten Pilotkanal 75 wird zu dem Pilotkanal 81g geleitet.
In dem Fall, bei dem kein Pilotdruck zu dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75 geliefert wird, wird das Schaltventil 81 zu der normalen Position 81a durch die Vorspannkräfte der Zentrierfedern 81d und 81e geschaltet.
In dem Fall, bei dem der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 höher als der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 ist, wird das Schaltventil 81 zu der ersten Schaltposition 81b durch den Pilotdruck in dem Pilotkanal 81f geschaltet. In dieser Weise tritt der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65, der höher als der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 ist, durch das Wechselventil 80 und wird von dem Pilotkanal 80a zu dem Pilotkanal 11a geleitet. Außerdem wird der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75, der niedriger als der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 ist, zu dem Druckdifferenzreduktionsventil 82 über einen Pilotkanal 82c geleitet.
Andererseits wird in einem Fall, bei dem der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 höher als der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 ist, das Schaltventil 81 zu der zweiten Schaltposition 81c durch den Pilotdruck in dem Pilotkanal 81g geschaltet. In dieser Weise tritt der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75, der höher als der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 ist, durch das Wechselventil 80 und wird von dem Pilotkanal 80a zu dem Pilotkanal 11a geleitet. Außerdem wird der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65, der niedriger als der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 ist, zu dem Druckdifferenzreduktionsventil 82 über den Pilotkanal 82c geleitet.
Das Druckdifferenzreduktionsventil 82 hat eine Kommunikationsposition 82a und eine Druckreduzierposition 82b. An der Kommunikationsposition 82a ermöglicht das Druckdifferenzreduktionsventil 82, dass der Pilotkanal 80a und der Pilotkanal 11a miteinander kommunizieren. An der Druckreduzierposition 82b reduziert das Druckdifferenzreduktionsventil 82 den Pilotdruck in dem Pilotkanal 11a, indem ein Teil des Arbeitsöls in dem Pilotdruck 11a zu dem Tank 19 zurückkehrt. Normalerweise ist das Druckdifferenzreduktionsventil 82 an der Kommunikationsposition 82a aufgrund einer Vorspannkraft einer Rückstellfeder angeordnet. Das Druckdifferenzreduktionsventil 82 wird zu der Kommunikationsposition 82a durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder und einen Pilotdruck in dem Pilotkanal 82c geschaltet und zu der Druckreduzierposition 82b durch einen Pilotdruck in einem Pilotkanal 82d geschaltet, der von dem Pilotkanal 11a geleitet wird. Daher lässt das Druckdifferenzreduktionsventil 82 mehr Arbeitsöl zu dem Tank 19 zurückkehren, wenn der Pilotdruck in dem Pilotkanal 82d zunimmt im Vergleich zu dem Pilotdruck in dem Pilotkanal 82c.
In dem Fall, bei dem das Druckdifferenzreduktionsventil 82 an der Kommunikationsposition 82a angeordnet ist, wird der höhere der Pilotdrücke in dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75 zu dem Pilotkanal 11a geleitet. Andererseits wird der niedrigere der Pilotdrücke in dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75 zu dem Pilotkanal 82c geleitet. Daher reduziert das Druckdifferenzreduktionsventil 82 den Pilotdruck, der an dem Regulator 11 wirkt, wenn die Druckdifferenz zwischen den Pilotdrücken, die von dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75 geleitet werden, zunimmt.
Nachstehend ist der Betrieb des Steuersystems 100 beschrieben.
Zunächst ist ein Fall beschrieben, bei dem überhaupt keiner der Aktuatoren in dem hydraulischen Bagger 1 betätigt ist und sämtliche Betätigungsventile 21 bis 23 in dem ersten Schaltsystem 20 und sämtliche Betätigungsventile 31 bis 34 in dem zweiten Schaltsystem 30 jeweils an den normalen Positionen angeordnet sind.
Von der hydraulischen Pumpe 10 abgegebenes Arbeitsöl wird zu dem ersten Abgabekanal 15 und dem zweiten Abgabekanal 16 auf einer anteilmäßigen Basis (pro rata) geliefert und jeweils zu dem ersten neutralen Kanal 25 und dem zweiten neutralen Kanal 35 geleitet.
Da zu diesem Zeitpunkt sämtliche Betätigungsventile 21 bis 23 und sämtliche Betätigungsventile 31 bis 34 an den normalen Positionen angeordnet sind, sind sämtliche Pilotdrücke, die zu der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 und der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 in dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 einzugeben sind, null. Da es keine Druckdifferenz zwischen dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75 gibt, schließen beide Öffnungs-/Schließventile 41 und 42, und das Kommunikationsschaltventil 40 ist an der normalen Position 40a angeordnet. Des Weiteren schließen beide Öffnungs-/Schließventile 28 und 38, und die Neutralunterbrechungsventile 27 und 37 sind jeweils an der Kommunikationsposition 27a bzw. 37a angeordnet. Daher kehrt das Arbeitsöl, das zu dem ersten neutralen Kanal 25 und dem zweiten neutralen Kanal 35 geleitet wird, zu dem Tank 19 zurück.
Da des Weiteren beide Pilotdrücke in dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75 ebenfalls null betragen, wird kein Pilotdruck zu dem Pilotkanal 11a geliefert. Daher beträgt in dem Fall, bei dem überhaupt keines der Betätigungsventile 21 bis 23 und 31 bis 34 betätigt wird, ein Pilotdruck, der an dem Regulator 11 von dem Pilotkanal 11a wirkt, null, und die Abgabeströmungsrate der hydraulischen Pumpe 10 wird somit auf die minimale Abgabeströmungsrate eingestellt.
Nachstehend ist ein Fall beschrieben, bei dem sowohl die Betätigungsventile 21 bis 23 als auch die Betätigungsventile 31 bis 35 geschaltet werden, wobei ein Beispiel hergenommen wird, bei dem der Betätigungshebel vollständig niedergedrückt so betätigt ist, dass bewirkt wird, dass sowohl der Ausleger 6 als auch der Arm 7 bei dem hydraulischen Bagger 1 sich drehen.
In dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 wird das Betätigungsventil 22 zum Betätigen des Auslegers 6 zu der ersten Schaltposition oder der zweiten Schaltposition geschaltet, und das Betätigungsventil 34 zum Betätigen des Arms 7 wird zu der ersten Schaltposition oder der zweiten Schaltposition geschaltet. Der Pilotdruck wird von dem Pilotkanal 22a oder dem Pilotkanal 22b zu der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 eingegeben. In der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 wird der Pilotdruck in dem Pilotkanal 22a oder dem Pilotkanal 22b zu dem ersten Pilotkanal 65 geleitet. Andererseits wird der Pilotdruck von dem Pilotkanal 34a oder dem Pilotkanal 34b zu der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 eingegeben. In der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 wird der Pilotdruck in dem Pilotkanal 34a oder dem Pilotkanal 34b zu dem zweiten Pilotkanal 75 geleitet.
Die Größe (Höhe) des Pilotdrucks in dem ersten Pilotkanal 65 unterscheidet sich von derjenigen des Pilotdrucks in dem zweiten Pilotkanal 75 aufgrund des Rohrwiderstandes und dergleichen. Nachstehend ist ein Fall beschrieben, bei dem der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 höher ist als der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75.
Da eine Druckdifferenz zwischen dem Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 und dem Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 dem Rohrwiderstand und dergleichen zuzuweisen ist, überschreitet die Druckdifferenz nicht eine vorbestimmte Druckdifferenz, die zuvor festgelegt worden ist. Daher schließen beide Öffnungs-/Schließventile 41 und 42, und das Kommunikationsschaltventil 40 wird an der normalen Position 40a angeordnet. Des Weiteren schließen beide Öffnungs-/Schließventile 28 und 38, und die Neutralunterbrechungsventile 27 und 37 werden jeweils an der Kommunikationsposition 27a bzw. 37a angeordnet. Demgemäß kehrt Restarbeitsöl, das nicht zu dem Auslegerzylinder 6a oder dem Armzylinder 7a von dem Öl, das zu dem ersten neutralen Kanal 25 und dem zweiten neutralen Kanal 35 geleitet wird, geleitet worden ist, zu dem Tank 19 zurück.
Des Weiteren wählt, da der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 höher als Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 ist, das Wechselventil 80 den Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65, um zu ermöglichen, dass der gewählte Pilotdruck mit dem Pilotkanal 80a in Kommunikation gelangt. Der Pilotdruck, der von dem ersten Pilotkanal 65 zu dem Pilotkanal 81f geleitet wird, überwindet den Pilotdruck, der von dem zweiten Pilotkanal 75 zu dem Pilotkanal 81g geleitet wird. Das Schaltventil 81 wird somit zu der ersten Schaltposition 81b geschaltet.
Folglich wird der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65, der durch das Wechselventil 80 gewählt worden ist, zu dem Regulator 11 der Hydraulikpumpe 10 über den Pilotkanal 80a und den Pilotkanal 11a geleitet.
Des Weiteren wird in dem Druckdifferenzreduktionsventil 82 der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 zu dem Pilotkanal 82d geleitet, und der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 wird zu dem Pilotkanal 82c geleitet. Hierbei überwinden, da eine Druckdifferenz zwischen dem Pilotkanal 82c und dem Pilotkanal 82d gering ist, die Vorspannkraft der Rückstellfeder und der Pilotdruck in dem Pilotkanal 82c den Pilotdruck in dem Pilotkanal 82d. Folglich wird das Druckdifferenzreduktionsventil 82 zu der Kommunikationsposition 82a geschaltet, und der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 wird somit von dem Pilotkanal 11a zu dem Regulator 11 geleitet. Daher wird in dem Fall, bei dem sowohl das Betätigungsventil 22 als auch das Betätigungsventil 34 betätigt sind, die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10 auf die maximale Abgabeströmungsrate eingestellt.
Nachstehend ist ein Fall beschrieben, bei dem lediglich eine Gruppe der Betätigungsventile 21 bis 23 und der Betätigungsventile 31 bis 34 geschaltet werden, wobei als ein Beispiel ein Fall erläutert ist, bei dem eine Betätigung so ausgeführt wird, dass bewirkt wird, dass lediglich der Ausleger 6 des hydraulischen Baggers sich dreht, und ein Fall beschrieben ist, bei dem eine Betätigung so ausgeführt wird, dass bewirkt wird, dass sich lediglich sein Arm 7 dreht.
Wenn der Anwender den Betätigungshebel so betätigt, dass bewirkt wird, dass der Ausleger 6 sich dreht, wird der Pilotdruck von dem Pilotkanal 22a oder dem Pilotkanal 22b geliefert, und das Betätigungsventil 22 wird somit zu der ersten oder zweiten Schaltposition geschaltet. Folglich wird ein Teil des Arbeitsöls, das von der ersten Abgabeöffnung 12 der hydraulischen Pumpe 10 zu dem ersten Schaltsystem 20 geleitet wird, von dem Betätigungsventil 22 zu dem Auslegerzylinder 6a geleitet.
Da zu diesem Zeitpunkt das Betätigungsventil 22 zu der ersten oder zweiten Schaltposition geschaltet ist, tritt der Pilotdruck in dem Pilotkanal 22a oder 22b durch das Wechselventil 62 und das Rückschlagventil 62a und wird zu dem ersten Pilotkanal 65 in dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 geleitet. Da andererseits sämtliche Betätigungsventile 31 bis 34 an den normalen Positionen angeordnet sind, sind sämtliche Pilotdrücke, die zu der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 eingegeben werden, null. Daher beträgt der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 null.
Da der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 höher als der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 um eine vorbestimmte Druckdifferenz, die zuvor festgelegt worden ist, oder höher ist, öffnen die Öffnungs-/Schließventile 38 und 41. Folglich wird das Kommunikationsschaltventil 40 zu der zweiten Kommunikationsposition 40c geschaltet, und das Neutralunterbrechungsventil 37 wird zu der Blockierposition 37b geschaltet.
Da zu diesem Zeitpunkt das Neutralunterbrechungsventil 37 zu der Blockierposition 37b geschaltet ist, kehrt das Arbeitsöl in dem zweiten neutralen Kanal 35 nicht zu dem Tank 19 zurück. Daher verbindet sich das Arbeitsöl, das von der Hydraulikpumpe 10 zu dem zweiten neutralen Kanal 35 über den zweiten Abgabekanal 16 geliefert wird, in dem ersten neutralen Kanal 25 über das Kommunikationsschaltventil 40.
Des Weiteren wählt, da der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 hoch ist und der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 null beträgt, das Wechselventil 80 den Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65, um zu ermöglichen, dass der gewählte Pilotdruck mit dem Pilotkanal 80a in Kommunikation gelangt. Der Pilotdruck, der von dem ersten Pilotkanal 65 zu dem Pilotkanal 81 geleitet wird, überwindet den Pilotdruck, der von dem zweiten Pilotkanal 75 zu dem Pilotkanal 81g geleitet wird. Das Schaltventil 81 wird somit zu der ersten Schaltposition 81b geschaltet.
Folglich wird der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65, der durch das Wechselventil 80 gewählt wird, zu dem Regulator 11 der Hydraulikpumpe 10 über den Pilotkanal 80a und den Pilotkanal 11a geleitet.
Des Weiteren wird in dem Druckdifferenzreduktionsventil 82 der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 zu dem Pilotkanal 82b geleitet, und der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 wird zu dem Pilotkanal 82c geleitet. Hierbei wird, da die Druckdifferenz zwischen dem Pilotkanal 82c und dem Pilotkanal 82d hoch ist, das Druckdifferenzreduktionsventil 82 zu der Druckreduzierposition 82b geschaltet. Dadurch wird das Arbeitsöl erhöht, das von dem Pilotkanal 11a zu dem Tank 19 zurückkehrt. Daher wird in dem Fall, bei dem lediglich das Betätigungsventil 22 betätigt wird, der an dem Regulator 11 wirkende Pilotdruck reduziert, und die Hydraulikpumpe 10 wird so eingestellt, dass ihre Abgabeströmungsrate reduziert wird.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, tritt das Arbeitsöl von dem zweiten neutralen Kanal 35, entlang dem die Betätigungsventile 31 bis 34 nicht betätigt sind, zu dem ersten neutralen Kanal 25, entlang dem das Betätigungsventil 22 betätigt ist. Außerdem reduziert der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10. Daher ist es, indem das Arbeitsöl verwendet wird, das herkömmlich zu dem Tank 19 zurückkehrte, möglich, die Strömungsrate des Arbeitsöls, die für die Betätigungen der Aktuatoren erforderlich sind, sogar dann sicherzustellen, wenn die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10 reduziert ist. Als ein Ergebnis kann die Energieeffizienz verbessert werden.
Wenn andererseits der Anwender den Betätigungshebel so betätigt, dass bewirkt wird, dass der Arm 7 sich dreht, wird der Pilotdruck von dem Pilotkanal 34a oder dem Pilotkanal 34b geliefert, und das Betätigungsventil 34 wird somit zu der ersten oder zweiten Schaltposition geschaltet. Folglich wird ein Teil des Arbeitsöls, das von der zweiten Abgabeöffnung 13 der Hydraulikpumpe 10 zu dem zweiten Schaltsystem 30 geleitet wird, von dem Betätigungsventil 34 zu dem Armzylinder 7a geleitet.
Zu diesem Zeitpunkt wird, da das Betätigungsventil 34 zu der ersten oder zweiten Schaltposition geschaltet ist, der Pilotdruck in dem Pilotkanal 34a oder 34b zu dem zweiten Pilotkanal 75 durch das Wechselventil 74 und das Rückschlagventil 74a in dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 geleitet. Da andererseits sämtliche Betätigungsventile 21 bis 23 an den normalen Positionen angeordnet sind, betragen sämtliche Pilotdrücke, die zu der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 eingegeben werden, null. Daher beträgt der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 null.
Da der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 höher als der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 um eine vorbestimmte Druckdifferenz, die zuvor festgelegt worden ist, oder höher ist, öffnen die Öffnungs-/Schließventile 28 und 42. Folglich wird das Kommunikationsschaltventil 40 zu der ersten Kommunikationsposition 40b geschaltet, und das neutrale Unterbrechungsventil 27 wird zu der Blockierposition 27b geschaltet.
Da zu diesem Zeitpunkt das Neutralunterbrechungsventil 27 zu der Blockierposition 27b geschaltet wird, kehrt das Arbeitsöl in dem ersten neutralen Kanal 25 nicht zu den Tank 19 zurück. Daher tritt das Arbeitsöl, das von der Hydraulikpumpe 10 zu dem ersten neutralen Kanal 25 über den ersten Abgabekanal 15 geliefert wird, in den zweiten neutralen Kanal 35 über das Kommunikationsschaltventil 40.
Des Weiteren wählt, da der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 hoch ist und der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 null beträgt, das Wechselventil 80 den Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75, um zu ermöglichen, dass der zweite Pilotdruck mit dem Pilotkanal 80a in Kommunikation gelangt. Der Pilotdruck, der von dem zweiten Pilotkanal 75 zu dem Pilotkanal 81g geleitet wird, überwindet den Pilotdruck, der von dem ersten Pilotkanal 65 zu dem Pilotkanal 81f geleitet wird. Das Schaltventil 81 wird somit zu der zweiten Schaltposition 81c geschaltet.
Folglich wird der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75, der durch das Wechselventil 80 gewählt wird, zu dem Regulator 11 der Hydraulikpumpe 10 über den Pilotkanal 80a und den Pilotkanal 11a geleitet.
Des Weiteren wird in dem Druckdifferenzreduktionsventil 82 der Pilotdruck in dem zweiten Pilotkanal 75 zu dem Pilotkanal 82d geleitet, und der Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65 wird zu dem Pilotkanal 82c geleitet. Hierbei wird, da die Druckdifferenz zwischen dem Pilotkanal 82c und dem Pilotkanal 82d hoch ist, das Druckdifferenzreduktionsventil 82 zu der Druckreduzierposition 82b geschaltet. Dadurch wird das Arbeitsöl erhöht (vermehrt), das von dem Pilotkanal 11a zu dem Tank 19 zurückkehrt. Daher wird in dem Fall, bei dem lediglich das Betätigungsventil 34 betätigt wird, der an dem Regulator 11 wirkende Pilotdruck reduziert, und die Hydraulikpumpe 10 wird so eingestellt, dass ihre Abgabeströmungsrate reduziert wird.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, tritt das Arbeitsöl von dem ersten neutralen Kanal 25, entlang dem die Betätigungsventile 21 bis 23 nicht betätigt sind, in den zweiten neutralen Kanal, entlang dem das Betätigungsventil 34 betätigt ist. Außerdem reduziert der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10. Daher ist es, indem das Arbeitsöl verwendet wird, das herkömmlich zu dem Tank 19 zurückkehrte, möglich, die Strömungsrate des Arbeitsöls, die für die Betätigungen der Aktuatoren erforderlich ist, sogar dann sicherzustellen, wenn die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10 reduziert ist. Als ein Ergebnis kann die Energieeffizienz verbessert werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel können die folgenden vorteilhaften Effekte erzielt werden.
In dem Fall, bei dem ein Aktuator durch Betätigen einer Gruppe der Betätigungsventile 21 bis 23 in dem ersten Schaltsystem 20 und der Betätigungsventile 31 bis 34 in dem zweiten Schaltsystem 30 betätigt wird, ermöglicht das Kommunikationsschaltventil 40, dass der erste neutrale Kanal 25 und der zweite neutrale Kanal 35 miteinander in Kommunikation gelangen aufgrund des Pilotdrucks zum Schalten der Betätigungsventile 21 bis 23 oder 31 bis 34, und das Neutralunterbrechungsventil 27 oder 37 blockiert den ersten neutralen Kanal 25 oder den zweiten neutralen Kanal 35, entlang dem die Betätigungsventile 21 bis 23 oder 31 bis 34 nicht betätigt sind.
Folglich tritt das Arbeitsöl von entweder dem ersten Schaltsystem 20 oder dem zweiten Schaltsystem 30, bei dem die Betätigungsventile 21 bis 23 oder 31 bis 34 nicht betätigt sind, in das andere Schaltsystem, d. h. das erste Schaltsystem 20 oder das zweite Schaltsystem 30, bei dem die Betätigungsventile 21 bis 23 oder 31 bis 34 betätigt sind. Des Weiteren reduziert zu diesem Zeitpunkt der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10. Daher ist es, indem das Arbeitsöl verwendet wird, das herkömmlich zu dem Tank 19 zurückkehrte, möglich, die Strömungsrate des Arbeitsöls, die für die Betätigungen der Aktuatoren erforderlich ist, sogar dann sicherzustellen, wenn die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10 reduziert ist. Als ein Ergebnis kann die Energieeffizienz verbessert werden.
Nachstehend ist ein Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 150 gemäß einem Variationsbeispiel der Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung unter Bezugnahme hauptsächlich auf 4 beschrieben. Der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 150 unterscheidet sich von dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 dahingehend, dass ein erstes Schaltventil 181 und ein zweites Schaltventil 182 anstelle des einzelnen Schaltventils 81 vorgesehen sind.
Der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 150 hat eine erste Hochdruckwahlschaltung 60, eine zweite Hochdruckwahlschaltung 70, ein Wechselventil 80, ein erstes Schaltventil 181, ein zweites Schaltventil 182 und ein Druckdifferenzreduktionsventil 82. Die erste Hochdruckwahlschaltung 60 wählt den höchsten der Pilotdrücke zum Schalten der Betätigungsventile 21 bis 23, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdruckes zu ermöglichen. Die zweite Hochdruckwahlschaltung 70 wählt den höchsten der Pilotdrücke zum Schalten der Betätigungsventile 31 bis 34, um die Kommunikation des gewählten Pilotdruckes zu ermöglichen. Das Wechselventil 80, das als ein Hochdruckwahlventil dient, wählt den höheren Pilotdruck der Pilotdrücke, die von der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 und der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 geleitet werden, um zu bewirken, dass der gewählte Pilotdruck an einem Regulator 11 wirkt. Das erste Schaltventil 181, das als ein Schaltventil dient, wird durch den Druck des Arbeitsöls, das durch das Wechselventil 80 gewählt wird, und den Pilotdruck geschaltet, der von der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 geleitet wird. Das zweite Schaltventil 182, das als ein Schaltventil dient, wird durch den Druck des Arbeitsöls, das durch das Wechselventil 80 gewählt wird, und den Pilotdruck geschaltet, der von der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 geleitet wird. Das Druckdifferenzreduktionsventil 82 reduziert den Pilotdruck, der an dem Regulator 11 wirkt, wenn eine Druckdifferenz zwischen den Pilotdrücken, die von der ersten Hochdruckwahlschaltung 60 und der zweiten Hochdruckwahlschaltung 70 geleitet werden, zunimmt.
Das erste Schaltventil 181 hat eine Blockierposition 181a zum Blockieren des Arbeitsöls von einem ersten Pilotkanal 65 und eine Kommunikationsposition 181b zum Ermöglichen einer Kommunikation des Arbeitsöls von dem ersten Pilotkanal 65. Das erste Schaltventil 181 hat einen (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Schieber. Ein Pilotdruck in einem Pilotkanal 80a wirkt an einer Seite des Schiebers. Eine Vorspannkraft einer Rückstellfeder 181c und ein Pilotdruck in einem Pilotkanal 181d wirken an der anderen Seite des Schiebers. Der Druck des Arbeitsöls in dem ersten Pilotkanal 65 wird zu dem Pilotkanal 181d geleitet.
In ähnlicher Weise hat das zweite Schaltventil 182 eine Blockierposition 182a zum Blockieren des Arbeitsöls von einem zweiten Pilotkanal 75 und eine Kommunikationsposition 182b zum Ermöglichen einer Kommunikation des Arbeitsöls von dem zweiten Pilotkanal 75. Das zweite Schaltventil 182 hat einen (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Schieber. Ein Pilotdruck in dem Pilotkanal 80a wirkt an einer Seite des Schiebers. Eine Vorspannkraft einer Rückstellfeder 182c und ein Pilotdruck in einem Pilotkanal 182d wirken an der anderen Seite des Schiebers. Der Druck des Arbeitsöls in dem zweiten Pilotkanal 75 wird zu dem Pilotkanal 182d geleitet.
Das erste Schaltventil 181 oder das zweite Schaltventil 182 wird zu der Kommunikationsposition 181b oder 182b durch den Druck des Arbeitsöls, das durch das Wechselventil 80 gewählt wird, geschaltet, und Arbeitsöl, das durch dieses hindurchgetreten ist, wird zu den Pilotkanal 82c als ein Pilotdruck geleitet.
In dem Fall, bei dem der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 150 in dieser Weise angewendet wird, wird der höhere Pilotdruck eines Pilotdrucks in dem ersten Pilotkanal 65 und eines Pilotdrucks in dem zweiten Pilotkanal 75 zu dem Pilotkanal 82d geleitet, und der niedrigere dieser Pilotdrücke wird zu dem Pilotkanal 82c in dem Druckdifferenzreduktionsventil 82 und auch zu dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 geleitet. Daher kann in dem Fall, bei dem der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 150 verwendet wird, die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10 eingestellt werden, wie dies bei dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 der Fall ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein Steuersystem einer Arbeitsmaschine (nachstehend ist dieses einfach als „Steuersystem” bezeichnet) 200 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Nachstehend sind für das zweite Ausführungsbeispiel hauptsächlich die Punkte beschrieben, die sich gegenüber dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden. Die Bauteile, die die gleichen Funktionen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel haben, tragen die gleichen Bezugszeichen, und deren Erläuterung unterbleibt.
Das Steuersystem 200 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass ein Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 250 als eine Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung, die durch eine Steuereinrichtung 255 gesteuert wird, anstelle des Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 50 oder 150 vorgesehen ist. In dem Steuersystem 200 entsprechen elektrische Signale, die durch eine Betätigung zum Schalten der Betätigungsventile 21 bis 23 oder der Betätigungsventile 31 bis 34 ausgegeben werden, einem Schaltsignal. Diese elektrischen Signale sind beispielsweise ein Signal von einem Drucksensor (in den Zeichnungen nicht gezeigt), der einen Pilotdruck erfasst, der an dem Betätigungsventilen 21 bis 23 oder 31 bis 34 wirkt, ein Signal von einem Versatzsensor oder Verschiebesensor (der in den Zeichnungen nicht gezeigt ist), der eine Betätigung eines Betätigungshebels durch einen Anwender erfasst.
Der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 250 hat eine Pilotpumpe 251, ein erstes Druckreduktionsventil 260, ein zweites Druckreduktionsventil 270, ein drittes Druckreduktionsventil 280 und einen Ablauf 252. Die Pilotpumpe 251 erzeugt einen Pilotdruck. Das erste Druckreduktionsventil 260 wird gesteuert, wenn ein elektrisches Signal lediglich von den Betätigungsventilen 21 bis 23 eingegeben wird. Das zweite Druckreduktionsventil 270 wird gesteuert, wenn ein elektrisches Signal lediglich von den Betätigungsventilen 31 bis 34 eingegeben wird. Das dritte Druckreduktionsventil 280 wird gesteuert, wenn ein elektrisches Signal von einer Gruppe der Betätigungsventile 21 bis 23 und der Betätigungsventile 31 bis 34 eingegeben wird. Der Ablauf 252 gibt das Arbeitsöl in dem Fall ab, bei dem ein Pilotdruck in dem ersten Pilotkanal 65, ein Pilotdruck in einem zweiten Pilotkanal 75 oder ein Pilotdruck, der an einem Regulator 11 wirkt, zu reduzieren ist.
Das erste Druckreduktionsventil 260 hat eine Kommunikationsposition 261 zum Leiten des Pilotdrucks von der Pilotpumpe 251 zu dem ersten Pilotkanal 65 und eine Druckreduzierposition 262 zum Reduzieren des Pilotdrucks in dem ersten Pilotkanal 65 durch Abgeben eines Teils des Arbeitsöls in dem ersten Pilotkanal 65 zu dem Ablauf 252. Normalerweise ist das erste Druckreduktionsventil 260 an der Druckreduzierposition 262 aufgrund einer Vorspannkraft einer Rückstellfeder und des Pilotdrucks von dem ersten Pilotkanal 65 angeordnet. Wenn ein elektrisches Signal lediglich von den Betätigungsventilen 21 bis 23 eingegeben wird, wird das erste Druckreduktionsventil 260 zu der Kommunikationsposition 261 durch die Steuereinrichtung 255 geschaltet, um den Pilotdruck von der Pilotpumpe 251 zu einer zweiten Pilotkammer 40e eines Kommunikationsschaltventils 40 und zu einer Pilotkammer 37c eines Neutralunterbrechungsventils 37 zu leiten.
Das zweite Druckreduktionsventil 270 hat eine Kommunikationsposition 271 zum Leiten des Pilotdrucks von der Pilotdruckpumpe 251 zu dem zweiten Pilotkanal 75 und eine Druckreduzierposition 272 zum Reduzieren des Pilotdrucks in dem zweiten Pilotkanal 75 durch Abgeben eines Teils des Arbeitsöls in dem zweiten Pilotkanal 75 zu dem Ablauf 252. Normalerweise ist das zweite Druckreduktionsventil 270 an der Druckreduzierposition 272 aufgrund einer Vorspannkraft einer Rückstellfeder und des Pilotdrucks von dem zweiten Pilotkanal 75 angeordnet. Wenn ein elektrisches Signal lediglich von den Betätigungsventilen 31 bis 34 eingegeben wird, wird das zweite Druckreduktionsventil 270 zu der Kommunikationsposition 271 durch die Steuereinrichtung 255 geschaltet, um den Pilotdruck von der Pilotpumpe 251 zu einer ersten Pilotkammer 40d des Kommunikationsschaltventils 40 und zu einer Pilotkammer 27c eines Neutralunterbrechungsventils 27 zu leiten.
Das dritte Druckreduktionsventil 280 hat eine Kommunikationsposition 281 zum Leiten des Pilotdrucks von der Pilotpumpe 251 zu einem Pilotkanal 11a und eine Druckreduzierposition 282 zum Reduzieren des Pilotdrucks in dem Pilotkanal 11a durch Abgeben eines Teils des Arbeitsöls in dem Pilotkanal 11a zu dem Ablauf 252. Normalerweise ist das dritte Druckreduktionsventil 280 an der Druckreduzierposition 282 aufgrund einer Vorspannkraft einer Rückstellfeder und eines Pilotdrucks von dem Pilotkanal 11a angeordnet. Wenn ein elektrisches Signal von den Betätigungsventilen 21 bis 23 oder den Betätigungsventilen 31 bis 34 eingegeben wird, wird das dritte Druckreduktionsventil 280 zu der Druckreduzierposition 282 durch die Steuereinrichtung 255 geschaltet, um den Druck zu reduzieren, der von der Pilotpumpe 251 zu dem Regulator 11 geleitet wird.
In dem Steuersystem 200 steuert die Steuereinrichtung 255 das erste Druckreduktionsventil 260, das zweite Druckreduktionsventil 270 und das dritte Druckreduktionsventil 280, wodurch es möglich ist, in separater Weise die Pilotdrücke in dem ersten Pilotkanal 65, dem zweiten Pilotkanal 75 und dem Pilotkanal 11a einzustellen. Daher besteht kein Bedarf an einem Vorsehen von Öffnungs-/Schließventilen 28, 31, 41 und 42, die in dem Steuersystem 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, in dem Steuersystem 200.
Nachstehend ist der Betrieb des Steuersystems 200 beschrieben.
Zunächst ist ein Fall beschrieben, bei dem keiner von sämtlichen Aktuatoren bei dem hydraulischen Bagger 1 betätigt ist und sämtliche Betätigungsventile 21 bis 23 in dem ersten Schaltsystem 20 und sämtliche Betätigungsventile 31 bis 34 in dem zweiten Schaltsystem 30 an den normalen Positionen angeordnet sind.
Von der Hydraulikpumpe 10 abgegebenes Arbeitsöl wird zu einem ersten Abgabekanal 15 und einem zweiten Abgabekanal 16 auf einer anteilmäßigen Basis (pro rata) geliefert und zu einem ersten neutralen Kanal 25 und einem zweiten neutralen Kanal 35 geleitet.
Da zu diesem Zeitpunkt sämtliche Betätigungsventile 21 bis 23 und sämtliche Betätigungsventile 31 bis 34 an den normalen Positionen angeordnet sind, steuert in dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 250 die Steuereinrichtung 255 jeweils das erste Druckreduktionsventil 260 und das zweite Druckreduktionsventil 270 zu der Druckreduzierposition 262 und der Druckreduzierposition 272 so, dass die Pilotdrücke in dem ersten Pilotkanal 65 und dem zweiten Pilotkanal 75 zu dem Ablauf 252 abgegeben werden. Des Weiteren steuert die Steuereinrichtung 255 auch das dritte Druckreduktionsventil 280 zu der Druckreduzierposition 282 so, dass der Pilotdruck von dem Pilotkanal 11a zu dem Ablauf 252 abgegeben wird.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Kommunikationsschaltventil 40 an der normalen Position 40a angeordnet. Daher stehen der erste neutrale Kanal 25 und der zweite neutrale Kanal 35 nicht miteinander in Kommunikation. Außerdem sind die Neutralunterbrechungsventile 27 und 37 jeweils an den Kommunikationspositionen 27a und 37a angeordnet. Daher kehrt das Arbeitsöl, das zu dem ersten neutralen Kanal 25 und dem zweiten neutralen Kanal 35 geleitet wird, zu dem Tank 19 zurück. In dem Fall, bei dem keines der Betätigungsventile 21 bis 23 und 31 bis 34 betätigt ist, wird eine Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10 auf die minimale Abgabeströmungsrate eingestellt, da der Pilotdruck, der an dem Regulator 11 von dem Pilotkanal 11a wirkt, null beträgt.
Nachstehend ist ein Fall, bei dem sowohl die Betätigungsventile 21 bis 23 als auch die Betätigungsventile 31 bis 34 geschaltet werden, unter Verwendung eines Beispiels beschrieben, bei dem sowohl ein Ausleger 6 als auch ein Arm 7 des hydraulischen Baggers 1 so betätigt werden, dass sie drehen.
In dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 250 werden ein elektrisches Signal zum Schalten des Betätigungsventils 22, das den Ausleger 6 betätigt, und ein elektrisches Signal zum Schalten des Betätigungsventils 34, das den Arm 7 betätigt, zu der Steuereinrichtung 255 eingegeben. Da es sich nicht um einen Zustand handelt, bei dem ein elektrisches Signal von lediglich den Betätigungsventilen 21 bis 23 eingegeben wird, steuert die Steuereinrichtung 255 das erste Druckreduktionsventil 260 zu der Druckreduzierposition 262. In ähnlicher Weise steuert, da es sich nicht um einen Zustand handelt, bei dem ein elektrisches Signal von lediglich den Betätigungsventilen 31 bis 34 eingegeben wird, die Steuereinrichtung 255 das zweite Druckreduktionsventil 270 zu der Druckreduzierposition 272. Des Weiteren steuert die Steuereinrichtung 255 das dritte Druckreduktionsventil 280 zu der Kommunikationsposition 281, um so den Pilotdruck von dem Pilotkanal 11a zu dem Regulator 11 zu liefern.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Kommunikationsschaltventil 40 an der normalen Position 40a angeordnet. Daher stehen der erste neutrale Kanal 25 und der zweite neutrale Kanal 35 nicht miteinander in Kommunikation. Außerdem sind die Neutralunterbrechungsventile 27 und 37 jeweils an den Kommunikationspositionen 27a und 37a angeordnet. Daher kehrt das Arbeitsöl, das zu dem ersten neutralen Kanal 25 und dem zweiten neutralen Kanal 35 geleitet wird, zu dem Tank 19 zurück. In dem Fall, bei dem die Betätigungsventile 22 und 34 betätigt werden, wird die Hydraulikpumpe 10 auf die maximale Abgabeströmungsrate eingestellt, da der Pilotdruck, der an dem Regulator 11 von dem Pilotkanal 11a wirkt, zu einem Maximum wird.
Obwohl der Fall, bei dem der Pilotdruck, der an dem Regulator 11 wirkt, so gesteuert wird, dass er zu dem Maximum wird, hierbei beschrieben ist, ist dies nicht auf diesen Fall beschränkt. Die Steuereinrichtung 255 gibt ein elektrisches Signal, das der Größe einer Last von jedem des Aktuators entspricht, zu dem dritten Druckreduktionsventil 280 aus, um den Pilotdruck zu steuern, der von der Pilotpumpe 251 zu dem Regulator 11 geleitet wird.
Nachstehend ist ein Fall, bei dem lediglich eine Gruppe der Betätigungsventile 21 bis 23 und der Betätigungsventile 31 bis 34 geschaltet ist, beschrieben unter Verwendung beispielsweise eines Falls, bei dem lediglich der Ausleger 6 des hydraulischen Baggers 1 so betätigt wird, dass er dreht, und eines Falls, bei dem lediglich sein Arm 7 so betätigt wird, dass er dreht.
In einem Fall, bei dem lediglich der Ausleger 6 so betätigt wird, dass er dreht, wird lediglich ein elektrisches Signal zum Schalten des Betätigungsventils 22, das den Ausleger 6 betätigt, zu der Steuereinrichtung 255 in dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 250 eingegeben. Da es sich um einen Zustand handelt, bei dem das elektrische Signal lediglich von den Betätigungsventilen 21 bis 23 eingegeben wird, schaltet die Steuereinrichtung 255 das erste Druckreduktionsventil 260 zu der Kommunikationsposition 261. Da es sich um einen Zustand handelt, bei dem ein elektrisches Signal lediglich von den Betätigungsventilen 21 bis 23 eingegeben wird, schaltet die Steuereinrichtung 255 das erste Druckreduktionsventil 260 zu der Kommunikationsposition 261. Da es sich andererseits nicht um den Zustand handelt, bei dem ein elektrisches Signal von lediglich den Betätigungsventilen 31 bis 34 eingegeben wird, steuert die Steuereinrichtung 255 das zweite Druckreduktionsventil 270 zu der Druckreduzierposition 272.
In dieser Weise tritt der Pilotdruck von der Pilotpumpe 251 durch das erste Druckreduktionsventil 260 und wird zu dem ersten Pilotkanal 65 geleitet. Daher wird das Kommunikationsschaltventil 40 zu der zweiten Kommunikationsposition 40c geschaltet, und das Neutralunterbrechungsventil 37 wird zu der Blockierposition 37b geschaltet.
Da das Neutralunterbrechungsventil 37 zu der Blockierposition 37b geschaltet ist, kehrt das Arbeitsöl in dem zweiten neutralen Kanal 35 nicht zu dem Tank 19 zurück. Daher tritt das Arbeitsöl, das von der Hydraulikpumpe 10 zu dem zweiten neutralen Kanal 35 über den zweiten Abgabekanal 16 geliefert wird, in den ersten neutralen Kanal 25 über das Kommunikationsschaltventil 40.
Des Weiteren schaltet die Steuereinrichtung 255 außerdem das dritte Druckreduktionsventil 280 zu der Druckreduzierposition 282 gemäß einem Betätigungsbetrag des Betätigungsventils 22. Demgemäß wird ein Teil des Pilotdrucks in dem Regulator 11 zu dem Ablauf 252 geleitet, um den an dem Regulator 11 wirkenden Pilotdruck zu reduzieren. Daher wird in dem Fall, bei dem lediglich das Betätigungsventil 22 betätigt ist, die Hydraulikpumpe 10 so eingestellt, dass ihre Abgabeströmungsrate reduziert wird.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, tritt das Arbeitsöl von dem zweiten neutralen Kanal 35, entlang dem die Betätigungsventile 31 bis 34 nicht betätigt sind, in den ersten neutralen Kanal 25, entlang dem das Betätigungsventil 22 betätigt ist. Außerdem reduziert der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 250 die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10. Daher ist es durch Anwenden des Arbeitsöls, das herkömmlich zu dem Tank 19 zurückkehrte, möglich, die Strömungsrate des Arbeitsöls, die für die Betätigungen der Aktuatoren erforderlich ist, sogar dann sicherzustellen, wenn die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10 reduziert ist. Als ein Ergebnis kann die Energieeffizienz verbessert werden.
Andererseits wird in dem Fall, bei dem lediglich der Arm 7 so betätigt wird, dass er dreht, lediglich ein elektrisches Signal zum Schalten des Betätigungsventils 34, das den Arm 7 betätigt, zu der Steuereinrichtung 255 in dem Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 250 eingegeben. Da es sich nicht um einen Zustand handelt, bei dem ein elektrisches Signal lediglich von den Betätigungsventilen 21 bis 23 eingegeben wird, steuert die Steuereinrichtung 255 das erste Druckreduktionsventil 260 zu der Druckreduzierposition 262. Da es andererseits ein Zustand ist, bei dem ein elektrisches Signal lediglich von den Betätigungsventilen 31 bis 34 eingegeben wird, schaltet die Steuereinrichtung 255 das zweite Druckreduktionsventil 270 zu der Kommunikationsposition 271.
In dieser Weise tritt der Pilotdruck von der Pilotpumpe 251 durch das zweite Druckreduktionsventil 270 und wird zu dem zweiten Pilotkanal 75 geleitet. Daher wird das Kommunikationsschaltventil 40 zu der ersten Kommunikationsposition 40b geschaltet, und das Neutralunterbrechungsventil 27 wird zu der Blockierposition 27b geschaltet.
Da das Neutralunterbrechungsventil 27 zu der Blockierposition 27b geschaltet ist, kehrt das Arbeitsöl in dem ersten neutralen Kanal 25 nicht zu dem Tank 19 zurück. Daher tritt das Arbeitsöl, das von der Hydraulikpumpe 10 zu dem ersten neutralen Kanal 25 über den ersten Abgabekanal 15 geliefert wird, in den zweiten neutralen Kanal 35 über das Kommunikationsschaltventil 40.
Des Weiteren steuert die Steuereinrichtung 255 auch das dritte Druckreduktionsventil 280 zu der Druckreduzierposition 282 gemäß einem Betätigungsbetrag des Betätigungsventils 34. Demgemäß wird ein Teil des Pilotdrucks in dem Regulator 11 zu dem Ablauf 252 geleitet, um den an dem Regulator 11 wirkenden Pilotdruck zu reduzieren. Daher wird in dem Fall, bei dem lediglich das Betätigungsventil 34 betätigt ist, die Hydraulikpumpe 10 so eingestellt, dass ihre Abgabeströmungsrate reduziert ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, tritt das Arbeitsöl von dem ersten neutralen Kanal 25, entlang dem die Betätigungsventile 21 bis 23 nicht betätigt sind, in den zweiten neutralen Kanal 35, entlang dem das Betätigungsventil 34 betätigt ist. Außerdem reduziert der Abgabeströmungsrateneinstellmechanismus 250 die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10. Daher ist es durch die Anwendung des Arbeitsöls, das herkömmlich zu dem Tank 19 zurückkehrte, möglich, die Strömungsrate des Arbeitsöls, die für die Betätigungen der Aktuatoren erforderlich ist, sogar dann sicherzustellen, wenn die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10 reduziert ist. Als ein Ergebnis kann die Energieeffizienz verbessert werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel können ähnliche Effekte erzielt werden, wie sie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden. Des Weiteren kann bei dem Steuersystem 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, da die Steuerung durch die Steuereinrichtung 255 ausgeleitet wird, eine ähnliche Steuerung mit einem einfachen Aufbau im Vergleich zu dem Steuersystem 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.
In dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel steuert die Steuereinrichtung 255 das dritte Druckreduktionsventil 280 zum Einstellen des an dem Regulator 11 wirkenden Pilotdrucks und der Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10. Alternativ kann eine Vorrichtung, die die Drehzahl eines Verbrennungsmotors zum Antreiben der Hydraulikpumpe 10 einstellt, als eine Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung so angewendet werden, dass sie dazu in der Lage ist, die Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe 10 gemäß der Drehzahl des Verbrennungsmotors einzustellen.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind vorstehend beschrieben, jedoch sind die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele lediglich Beispiele der Anwendung der vorliegenden Erfindung, und der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die spezifischen Konfigurationen der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht eine Priorität auf der Basis der am japanischen Patentamt am 31. Januar 2014 angemeldeten japanischen Patentanmeldung JP 2014-016495 , auf deren gesamten Inhalt in dieser Beschreibung Bezug genommen wird.

Claims

Steuersystem einer Arbeitsmaschine, das so aufgebaut ist, dass es eine Arbeitsmaschine steuert, die einen ersten Aktuator und einen zweiten Aktuator hat, wobei das Steuersystem der Arbeitsmaschine Folgendes aufweist: eine Teilströmungsfluiddruckpumpe, die so aufgebaut ist, dass sie ein Arbeitsfluid von einer ersten Abgabeöffnung und einer zweiten Abgabeöffnung abgibt; ein erstes Schaltsystem, zu dem das von der ersten Abgabeöffnung abgegebene Arbeitsfluid geliefert wird, wobei das erste Schaltsystem ein erstes Betätigungsventil und einen ersten neutralen Kanal hat, wobei das erste Betätigungsventil so aufgebaut ist, dass es den ersten Aktuator steuert, wobei der erste neutrale Kanal ermöglicht, dass die erste Abgabeöffnung mit einem Tank in einem Zustand in Kommunikation steht, bei dem das erste Betätigungsventil an einer normalen Position angeordnet ist; ein zweites Schaltsystem, zu dem das von der zweiten Abgabeöffnung abgegebene Arbeitsfluid geliefert wird, wobei das zweite Schaltsystem ein zweites Betätigungsventil und einen zweiten neutralen Kanal hat, wobei das zweite Betätigungsventil so aufgebaut ist, dass es den zweiten Aktuator steuert, wobei der zweite neutrale Kanal ermöglicht, dass die zweite Abgabeöffnung mit einem Tank in einem Zustand in Kommunikation steht, bei dem das zweite Betätigungsventil bei einer normalen Position angeordnet ist; ein Kommunikationsschaltventil, das so aufgebaut ist, dass es durch ein Schaltsignal geschaltet wird, wenn entweder das erste Betätigungsventil oder das zweite Betätigungsventil geschaltet wird, um so zu ermöglichen, dass der erste neutrale Kanal und der zweite neutrale Kanal miteinander in Kommunikation stehen; ein Neutralunterbrechungsventil, das in zumindest entweder dem ersten Schaltsystem oder dem zweiten Schaltsystem vorgesehen ist, wobei das Neutralunterbrechungsventil so aufgebaut ist, dass es durch das Schaltsignal geschaltet wird, um so eine Kommunikation zwischen dem Tank und entweder dem ersten neutralen Kanal oder dem zweiten neutralen Kanal zu blockieren für das andere Betätigungsventil, d. h. dem ersten Betätigungsventil oder dem zweiten Betätigungsventil, das nicht geschaltet ist; und eine Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie die Fluiddruckpumpe so einstellt, dass eine Abgabeströmungsrate der Fluiddruckpumpe in dem Fall reduziert wird, bei dem das Schaltsignal von entweder dem ersten Betätigungsventil oder dem zweiten Betätigungsventil eingegeben wird.
Steuersystem einer Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Fluiddruckpumpe eine Taumelscheibe hat, deren Neigungswinkel durch einen einzelnen Regulator eingestellt wird, der durch einen Pilotdruck gesteuert wird, und der Neigungswinkel der Taumelscheibe in derartiger Weise eingestellt wird, dass je höher der an dem Regulator wirkende Pilotdruck ist, desto mehr die Abgabeströmungsrate zunimmt.
Steuersystem einer Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 2, wobei das Schaltsignal ein Pilotdruck zum Schalten des ersten Betätigungsventil oder des zweiten Betätigungsventils ist, wobei das Neutralunterbrechungsventil ein erstes Neutralunterbrechungsventil, das in dem ersten Schaltsystem vorgesehen ist, und ein zweites Neutralunterbrechungsventil umfasst, das in dem zweiten Schaltsystem vorgesehen ist, und wobei die Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung Folgendes aufweist: eine erste Hochdruckwahlschaltung, die so aufgebaut ist, dass sie den höchsten der Pilotdrücke zum Schalten des ersten Betätigungsventils wählt, um den gewählten Pilotdruck zu dem Kommunikationsschaltventil und dem zweiten Neutralunterbrechungsventil zu leiten, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdrucks zu ermöglichen, um so zu ermöglichen, dass der erste neutrale Kanal und der zweite neutrale Kanal miteinander in Kommunikation stehen, und die Kommunikation zwischen dem zweiten neutralen Kanal und dem Tank blockiert ist; eine zweite Hochdruckwahlschaltung, die so aufgebaut ist, dass der höchste von Pilotdrücken zum Schalten des zweiten Betätigungsventils gewählt wird, um den gewählten Pilotdruck zu dem Kommunikationsschaltventil und dem ersten Neutralunterbrechungsventil zu leiten, um eine Kommunikation des gewählten Pilotdrucks zu ermöglichen, um so zu ermöglichen, dass der erste neutrale Kanal und der zweite neutrale Kanal miteinander in Kommunikation stehen, und eine Kommunikation zwischen dem ersten neutralen Kanal und dem Tank blockiert ist; ein Hochdruckwahlventil, das so aufgebaut ist, dass es den höheren der Pilotdrücke wählt, die von der ersten Hochdruckwahlschaltung und der zweiten Hochdruckwahlschaltung geleitet werden, um zu bewirken, dass der gewählte Pilotdruck an dem Regulator wirkt; und ein Druckdifferenzreduktionsventil, das so aufgebaut ist, dass es den an dem Regulator wirkenden Pilotdruck reduziert, wenn eine Druckdifferenz zwischen den Pilotdrücken zunimmt, die von der ersten Hochdruckwahlschaltung und der zweiten Hochdruckwahlschaltung geleitet werden.
Steuersystem einer Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 3, wobei die Abgabeströmungsrateneinstellvorrichtung des Weiteren ein Schaltventil aufweist, das durch den Pilotdruck, der von der ersten Hochdruckwahlschaltung geleitet wird, und den Pilotdruck, der von der zweiten Hochdruckwahlschaltung geleitet wird, so geschaltet wird, dass ein höherer der Pilotdrücke, die von der ersten Hochdruckwahlschaltung und der zweiten Hochdruckwahlschaltung geleitet werden, blockiert wird, und der niedrigere der Pilotdrücke dazu gebracht wird, dass er an dem Druckdifferenzreduktionsventil wirkt, und wobei das Druckdifferenzreduktionsventil den Pilotdruck reduziert, der an dem Regulator wirkt, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem an dem Regulator wirkenden Pilotdruck und dem durch das Schaltventil wirkenden Pilotdruck zunimmt.
Steuersystem einer Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 2, wobei das Schaltsignal ein elektrisches Signal ist, das über eine Schaltbetätigung für das erste Betätigungsventil oder das zweite Betätigungsventil ausgegeben wird, wobei das Neutralunterbrechungsventil ein erstes Neutralunterbrechungsventil, das in dem ersten Schaltsystem vorgesehen ist, und ein zweites Neutralunterbrechungsventil umfasst, das in dem zweiten Schaltsystem vorgesehen ist, und wobei die Abgabeströmungsfahrteneinstellvorrichtung Folgendes aufweist: eine Pilotpumpe, die so aufgebaut ist, dass sie einen Pilotdruck erzeugt; ein erstes Druckreduktionsventil, das so aufgebaut ist, dass es, wenn das elektrische Signal lediglich von dem ersten Betätigungsventil eingegeben wird, den Pilotdruck von der Pilotpumpe zu dem Kommunikationsschaltventil und dem zweiten Neutralunterbrechungsventil so leitet, dass ermöglicht wird, dass der erste neutrale Kanal und der zweite neutrale Kanal miteinander in Kommunikation stehen, und eine Kommunikation zwischen dem zweiten neutralen Kanal und dem Tank blockiert ist; ein zweites Druckreduktionsventil, das so aufgebaut ist, dass es, wenn das elektrische Signal von lediglich dem zweiten Betätigungsventil eingegeben wird, den Pilotdruck von der Pilotpumpe zu dem Kommunikationsschaltventil und dem ersten Neutralunterbrechungsventil leitet, um so zu ermöglichen, dass der erste neutrale Kanal und der zweite neutrale Kanal miteinander in Kommunikation stehen, und eine Kommunikation zwischen dem ersten neutralen Kanal und dem Tank blockiert ist; und ein drittes Druckreduktionsventil, das so aufgebaut ist, dass es, wenn das elektrische Signal von dem ersten Betätigungsventil oder dem zweiten Betätigungsventil eingegeben wird, den Pilotdruck reduziert, der von der Pilotpumpe zu dem Regulator geleitet wird.