JP2011021694A - Revolution hydraulic control device for working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業機械の旋回動作時における油圧ポンプの出力制御装置に関する。 The present invention relates to an output control device for a hydraulic pump during a turning operation of a work machine.
油圧ショベルに代表される作業機械では、油圧モータを用いて上部旋回体を下部走行体に対して旋回可能に構成されている。一方、作業機械はその慣性質量が大きいため、油圧モータの起動時,加速時に油圧回路内の作動油圧が極めて高圧となり、作動油のリリーフロスが発生する。従来、このようなリリーフロスを低減するための種々の技術が提案されている。 In a work machine represented by a hydraulic excavator, an upper swing body is configured to be swingable with respect to a lower traveling body using a hydraulic motor. On the other hand, since the inertial mass of the work machine is large, the hydraulic pressure in the hydraulic circuit becomes extremely high when the hydraulic motor is started up and accelerated, causing a hydraulic oil relief loss. Conventionally, various techniques for reducing such relief loss have been proposed.
例えば、特許文献1には、旋回モータの作動時に油圧ポンプの吐出流量を減少させてリリーフロスを低減させる技術が開示されている。この技術では、旋回レバーに連動するパイロット弁からのパイロット圧を検出するとともに、流量制御弁及び旋回モータ間の回路上の作動油圧を検出し、これらの値に基づいて油圧ポンプの斜板角を制御している。このような構成により、リリーフロスを低減できるとともに、発熱や高温による旋回モータの劣化を防止できるとされている。
For example,
しかしながら、特許文献1の記載された技術では、旋回速度に応じて要求される必要流量Qnに対し旋回モータの加速に必要なリリーフ流量qを加算した量の作動油が油圧ポンプから吐出されるように、油圧ポンプの斜板が制御されるため、旋回モータが加速しなくなるまでの間はリリーフ流量qに相当する作動油が常にロスとなる。つまり、この技術では、油圧ポンプからの吐出流量が最大流量となるまでの間は、リリーフロスをリリーフ流量qよりも小さくすることができない。
However, in the technique described in
また、特許文献1に記載されたような従来の技術では、制御用のセンサや制御弁の数が多く、作業機械の標準的なシステムを大幅に改造する必要が生じ、コストが高騰するという課題がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、旋回加速時のリリーフロスを削減することができるようにした、作業機械の旋回油圧制御装置を提供することを目的とする。
Further, in the conventional technology as described in
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a swing hydraulic control device for a work machine that can reduce relief loss during swing acceleration with a simple configuration. To do.
上記目的を達成するため、請求項1記載の本発明の作業機械の旋回油圧制御装置は、作業機械に搭載されたエンジンと、該エンジンによって駆動される油圧ポンプと、該作業機械の旋回動作に係る旋回操作量を検出する旋回操作量検出手段と、該旋回操作量検出手段で検出された該旋回操作量の単位時間当たりの増加量を制限した制限旋回操作量を出力する立ち上がり制限手段と、該立ち上がり制限手段から出力される該制限旋回操作量に応じた大きさに該油圧ポンプの出力を制御するポンプ出力制御手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a swing hydraulic control device for a work machine according to a first aspect of the present invention provides an engine mounted on the work machine, a hydraulic pump driven by the engine, and a swing operation of the work machine. A turning operation amount detection means for detecting the turning operation amount, and a rise restriction means for outputting a restricted turning operation amount in which an increase amount per unit time of the turning operation amount detected by the turning operation amount detection means is limited; And pump output control means for controlling the output of the hydraulic pump to a magnitude corresponding to the limited turning operation amount output from the rise restriction means.
また、請求項2記載の本発明の作業機械の旋回油圧制御装置は、請求項1記載の構成に加え、該立ち上がり制限手段が、該旋回操作量の上限値を設定するリミッタと、該旋回操作量を入力された該リミッタから出力される値を積算したものを該制限旋回操作量として出力する積分器と、該制限旋回操作量を該旋回操作量から減算して該リミッタへ入力する減算器と、を有するとともに、該旋回操作量の非検出時に、該積分器で積算された該制限旋回操作量をリセットするリセット手段をさらに備えたことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a swing hydraulic control device for a work machine according to the present invention, in addition to the configuration according to the first aspect, wherein the rising limit means sets a limiter for setting an upper limit value of the swing operation amount, and the swing operation. An integrator that outputs a sum of values output from the limiter to which the amount is input as the limited turning operation amount, and a subtractor that subtracts the limiting turning operation amount from the turning operation amount and inputs the amount to the limiter And a reset means for resetting the limited turning operation amount accumulated by the integrator when the turning operation amount is not detected.
また、請求項3記載の本発明の作業機械の旋回油圧制御装置は、請求項1又は2記載の構成に加え、該作業機械の旋回以外の動作に係る他操作の有無を検出する他操作検出手段をさらに備え、該ポンプ出力制御手段が、該他操作検出手段における該他操作の検出時に、該油圧ポンプの出力を標準出力に制御するとともに、該他操作検出手段における該他操作の非検出時に、該油圧ポンプの出力を該標準出力の代わりに、該制限旋回操作量に応じた大きさに制御することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a swing hydraulic control device for a work machine according to the present invention. And the pump output control means controls the output of the hydraulic pump to a standard output when detecting the other operation in the other operation detecting means, and non-detection of the other operation in the other operation detecting means. Sometimes, the output of the hydraulic pump is controlled to a magnitude corresponding to the limited turning operation amount instead of the standard output.
また、請求項4記載の本発明の作業機械の旋回油圧制御装置は、請求項1〜3の何れか1項に記載の構成に加え、該ポンプ出力制御手段が、該油圧ポンプの出力の大きさを規定するパワーシフト圧伝達回路と、該パワーシフト圧伝達回路上に介装された電磁比例弁とを有するとともに、該制限旋回操作量に応じて該電磁比例弁の開度を制御することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a swing hydraulic control device for a work machine according to the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects. A power shift pressure transmission circuit that regulates the length and an electromagnetic proportional valve interposed on the power shift pressure transmission circuit, and the opening degree of the electromagnetic proportional valve is controlled in accordance with the limited turning operation amount It is characterized by.
本発明の作業機械の旋回油圧制御装置(請求項1)によれば、旋回操作量の時間増加率を制限することにより、急激な旋回操作時であっても緩やかに旋回操作を行ったときと同等のポンプ出力制御が可能となり、旋回加速時のリリーフロスを削減することができる。
さらに、本発明では旋回操作量検出手段や立ち上がり制限手段,ポンプ出力制御手段といった各構成が簡素であり、センサ類をほとんど用いることなく旋回加速時のリリーフロスを低減させることができる。
According to the turning hydraulic pressure control device for a working machine of the present invention (Claim 1), by limiting the time increase rate of the turning operation amount, the turning operation is performed slowly even during a sudden turning operation. Equivalent pump output control is possible, and relief loss during turning acceleration can be reduced.
Furthermore, in the present invention, each configuration such as the turning operation amount detection means, the rise restriction means, and the pump output control means is simple, and the relief loss during turning acceleration can be reduced with almost no sensors.
また、本発明の作業機械の旋回油圧制御装置(請求項2)によれば、旋回操作の停止時に制限旋回操作量をリセットすることにより、旋回動作がそのまま継続されるようなことがなく、良好な操作性を獲得することができる。
また、本発明の作業機械の旋回油圧制御装置(請求項3)によれば、旋回操作と他の操作(例えば、ブーム操作や走行操作)の検出時にはポンプ出力が標準出力となるため、遅滞なく他の操作を実施することができる。
Further, according to the turning hydraulic control device for a working machine of the present invention (Claim 2), the turning operation is not continued as it is by resetting the limited turning operation amount when the turning operation is stopped. Operability can be acquired.
Further, according to the swing hydraulic control device for a working machine of the present invention (Claim 3), the pump output becomes the standard output when detecting the swing operation and other operations (for example, the boom operation and the travel operation), so that there is no delay. Other operations can be performed.
また、本発明の作業機械の旋回油圧制御装置(請求項4)によれば、パワーシフト圧伝達回路上の電磁比例弁の開度を制御することで、正確かつ容易に油圧ポンプの出力を制御することができる。 Further, according to the swing hydraulic control device for a working machine of the present invention (Claim 4), the output of the hydraulic pump is accurately and easily controlled by controlling the opening of the electromagnetic proportional valve on the power shift pressure transmission circuit. can do.
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
[1.回路構成]
本発明は、図1に示す油圧ショベルの油圧回路に適用されている。ここでは、油圧ショベルの上部旋回体を下部走行体に対して水平方向に旋回駆動する旋回モータ6と、ブームを伸縮駆動する油圧シリンダ17に係る回路が模式的に示されており、その他のアクチュエータに係る回路に関しては記載を省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1. Circuit configuration]
The present invention is applied to the hydraulic circuit of the hydraulic excavator shown in FIG. Here, a circuit relating to a swing motor 6 that swings the upper swing body of the hydraulic excavator in a horizontal direction with respect to the lower traveling body and a
本油圧回路は、旋回モータ6へ作動油を供給する第一油圧回路L1,油圧シリンダ17へ作動油を供給する第二油圧回路L2,旋回モータ6の操作パイロット回路L3,ネガコン圧伝達回路L4及びパワーシフト圧伝達回路L5を備えて構成されている。
第一油圧回路L1上には第一油圧ポンプ2aが配設され、第二油圧回路L2上には第二油圧ポンプ2bが配設されている。これらの油圧ポンプ2a,2bはともにエンジン1によって駆動されている。以下、これらの油圧ポンプ2a,2bを総称して、単に油圧ポンプ2とも呼ぶ。
This hydraulic circuit includes a first hydraulic circuit L1 for supplying hydraulic oil to the swing motor 6, a second hydraulic circuit L2 for supplying hydraulic oil to the
A first
油圧ポンプ2にはレギュレータ3が併設されている。レギュレータ3は各油圧ポンプ2a,2bの最大出力及び吐出流量を個別に制御するものである。以下、第一油圧ポンプ2aに併設されたものを第一レギュレータ3aと呼び、第二油圧ポンプ2bに併設されたものを第二レギュレータ3bと呼ぶ。
第一油圧回路L1において、第一油圧ポンプ2aと旋回モータ6との間には旋回制御バルブ4aが介装されている。同様に、第二油圧回路L2においては、第二油圧ポンプ2bと油圧シリンダ17との間にブーム制御バルブ4bが介装されている。
The hydraulic pump 2 is provided with a regulator 3. The regulator 3 individually controls the maximum output and discharge flow rate of each
In the first hydraulic circuit L1, a
これらの旋回制御バルブ4a及びブーム制御バルブ4bは、流量制御スプール(ステム)位置を複数の位置に切り替えて作動油の流量及び流通方向を可変制御する流量制御弁として構成されて、メインコントロールバルブ4に内蔵されている。なお、旋回制御バルブ4aの流量制御スプールを駆動するための回路が操作パイロット回路L3である。
また、第一油圧回路L1及び第二油圧回路L2のそれぞれのセンタバイパス上には、リリーフバルブ5,5が介装されている。これらのリリーフバルブ5,5は、各センタバイパスの作動油圧をいわゆるネガコン圧として取り出すために設けられたものである。前述のネガコン圧伝達回路L4は各リリーフバルブ5,5の上流側(油圧ポンプ2側)のセンタバイパスから分岐して形成され、各レギュレータ3a,3bへと接続されている。
The
旋回制御バルブ4aよりも下流側(旋回モータ6側)では、旋回モータ6に対して並列に三本の作動油流路が形成されている。それらの流路のうちの二本には、リリーフバルブ7a,7bが一つずつ介装されている。一方のリリーフバルブ7aは、図1中において旋回モータ6の右側から流入する作動油の上限圧を規定するものであり、他方のリリーフバルブ7bは、旋回モータ6の左側から流入する作動油の上限値を規定している。
Three hydraulic fluid passages are formed in parallel to the turning motor 6 on the downstream side (the turning motor 6 side) of the
また、残りの流路上にはメイクアップバルブ8(真空防止弁)が介装されている。メイクアップバルブ8は、旋回モータ6の減速時やブレーキ時におけるバキュームの発生を防止するためのバルブであり、旋回モータ6の作動油排出側の回路圧が低下したときにタンク16側から作動油を補充するように機能する。
操作パイロット回路L3は、旋回制御バルブ4aの流量制御スプールの両端とリモコンバルブ9とを接続するパイロット回路である。リモコンバルブ9では、図示しない旋回レバーに入力された操作量に応じた大きさの旋回パイロット圧(いわゆるリモコン圧)が生じ、その旋回パイロット圧が旋回レバーの操作方向に応じて流量制御スプールの何れか一方の端部へと導入される。
Further, a makeup valve 8 (vacuum prevention valve) is interposed on the remaining flow path. The make-up
The operation pilot circuit L3 is a pilot circuit that connects both ends of the flow control spool of the turning
また、リモコンバルブ9には旋回パイロット圧を検出するためのシャトルバルブ10及び旋回レバー圧力センサ11(旋回操作量検出手段)が内蔵されている。シャトルバルブ10は、流量制御スプールの両端部へ導入される旋回パイロット圧のうちの高圧の一方を選択する高圧選択弁である。
旋回レバー圧力センサ11は、シャトルバルブ10で選択された旋回パイロット圧PH(旋回操作量)の大きさを検出している。これにより、旋回レバーの操作方向に関わらず、その操作量に対応する大きさの旋回パイロット圧PHが旋回レバー圧力センサ11で検出される。ここで検出された旋回パイロット圧PHは、コントローラ13へ入力されている。
Further, the
The turning
第一レギュレータ3a及び第二レギュレータ3bには、前述のネガコン圧伝達回路L4及びパワーシフト圧伝達L5が接続されている。これらのレギュレータ3は、ネガコン圧伝達回路L4から導入されるネガコン圧が高圧であるほど油圧ポンプ2の吐出流量を絞る制御を実施する。これにより、フルレバー操作時におけるポンプ出力(油圧と流量との積)が一定に保たれることになる。一方、ポンプ出力の大きさは、パワーシフト圧伝達回路L5から入力されるパワーシフト圧の大きさに応じて設定されている。
The negative regulator pressure transmission circuit L4 and the power shift pressure transmission L5 are connected to the
例えば、パワーシフト圧が最低圧であるときには、油圧ポンプ2からの吐出流量Qと吐出圧Pとの関係が、図2に示すように、初期定馬力線Sで示されるものとなる。この場合、吐出流量Q及び吐出圧Pが状態S1と状態S2との間で初期定馬力線Sに沿って変動することになる。また、パワーシフト圧が上昇すると、図2中に白矢印で示すように、定馬力線が右上へ移動し、ポンプ出力が増大する設定となる。そして、パワーシフト圧が最高圧であるときに、吐出流量Qと吐出圧Pとの関係が最終定馬力線Eで示されるものとなる。この場合、吐出流量Q及び吐出圧Pが状態E1と状態E2との間で最終定馬力線Eに沿って変動する。 For example, when the power shift pressure is the lowest pressure, the relationship between the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 2 and the discharge pressure P is indicated by an initial constant horsepower line S as shown in FIG. In this case, the discharge flow rate Q and the discharge pressure P vary along the initial constant horsepower line S between the state S 1 and the state S 2 . When the power shift pressure increases, the constant horsepower line moves to the upper right as shown by the white arrow in FIG. 2, and the pump output is increased. When the power shift pressure is the highest pressure, the relationship between the discharge flow rate Q and the discharge pressure P is indicated by the final constant horsepower line E. In this case, the discharge flow rate Q and the discharge pressure P vary along the final constant horsepower line E between the state E 1 and the state E 2 .
本実施形態では、パワーシフト圧の大きさを制御するパワーシフト電磁比例弁12(電磁比例弁)がパワーシフト圧伝達回路L5上に介装されている。なお、一般にパワーシフト圧の大きさは、エンジン1の回転数や図示しないアクセルダイヤルスイッチの操作状態等に応じて設定される。本実施形態では、旋回レバーのみが操作された場合以外は、このような従来の一般的なパワーシフト圧の設定がなされている。
In this embodiment, a power shift electromagnetic proportional valve 12 (electromagnetic proportional valve) that controls the magnitude of the power shift pressure is interposed on the power shift pressure transmission circuit L5. In general, the magnitude of the power shift pressure is set according to the number of revolutions of the
パワーシフト電磁比例弁12は、コントローラ13によってその開度を制御される比例弁である。図1に示すように、パワーシフト圧伝達回路L5におけるパワーシフト電磁比例弁12の上流側には、パイロットポンプ15及びタンク16が接続されている。コントローラ13からパワーシフト電磁比例弁12へ駆動信号が入力されると、その駆動信号の大きさに応じて開度が制御され、その開度に応じた大きさのパワーシフト圧がレギュレータ3側へと伝達されるようになっている。
The power shift electromagnetic
これらの電磁比例弁12及びパワーシフト圧伝達回路L5は、コントローラ13での演算結果に応じて油圧ポンプ2の出力を制御するポンプ出力制御手段として機能する。
コントローラ13は、マイクロコンピュータで構成された電子制御装置であり、例えば周知のマイクロプロセッサやROM,RAM等を集積したLSIデバイスとして提供されている。図1に示すように、コントローラ13には、旋回レバー圧力センサ11及び他レバー圧力スイッチ14(他操作検出手段)が接続されている。
The electromagnetic
The
他レバー圧力スイッチ14とは、旋回モータ6以外のアクチュエータへの操作入力の有無を検出するものであり、例えば、油圧シリンダ17を含む油圧アクチュエータ類への操作入力が検出されたときに、オン信号をコントローラ13へ入力する。
本コントローラ13は、旋回レバー圧力センサ11及び他レバー圧力スイッチ14からの入力情報に基づき、パワーシフト電磁比例弁12の開度制御を実施する。パワーシフト電磁比例弁12の開度は、旋回モータ6のみの駆動時と、少なくとも旋回モータ6以外のアクチュエータの駆動時とでは、異なる態様で制御される。したがって、旋回モータ6のみの駆動時と、旋回モータ6以外のアクチュエータの駆動時とでは、パワーシフト圧の大きさの変動が異なり、油圧ポンプ2の出力の制御態様も相違する。
The other
The
[2.制御構成]
コントローラ13には、図3に模式的に示された制御を遂行するためのソフトウェアがプログラミングされている。すなわち、コントローラ13は、フィルタ20,中立検出器24,標準馬力設定器25,信号切換器26及び信号変換器27を備えて構成されている。
[2. Control configuration]
The
中立検出器24(リセット手段)は、旋回レバー圧力センサ11から入力された旋回パイロット圧PHが所定中立値PH0以下であるときにオン信号Rを出力するものである。ここでいう所定中立値PH0とは、中立操作時における旋回レバーの遊びに対応した微少な大きさに設定されている。したがって、中立検出器24は、旋回レバーの中立操作を検出してオン信号Rを出力するように機能する。オン信号Rは、フィルタ20の積分器23へと入力されている。
Neutral detector 24 (reset means), and outputs an ON signal R when pivoting
フィルタ20(立ち上がり制限手段)は、旋回レバー圧力センサ11から入力される旋回パイロット圧PHの立ち上がり(単位時間当たりの増加量)を制限するものである。図3に示すように、フィルタ20は、減算器21,リミッタ22及び積分器23を備えて構成されている。
減算器21は、入力された旋回パイロット圧PHと、後述する積分器23から出力されるフィルタ出力F(制限旋回操作量)との偏差P1を算出してリミッタ22へと入力するものである。ここでいうフィルタ出力Fとは、前回の制御周期で算出された値である。また、リミッタ22は、偏差P1の上限値を制限するように機能している。
Filter 20 (rising limiting means) is to limit the rise of the revolving pilot pressure P H supplied from the turning lever pressure sensor 11 (the amount of increase per unit time). As shown in FIG. 3, the
例えば、図3中に示すように、偏差P1が所定値P1A以上である場合には、リミッタ出力P2が所定値P1Aに制限されるようになっている。なお、偏差P1が所定値P1A未満である場合には、その偏差P1がそのままリミッタ出力P2となる。
積分器23は、リミッタ出力P2を積分(積算)するものである。積分器23の演算結果としてのフィルタ出力Fは、信号切換器26へ入力されると同時に、減算器21へフィードバックされている。フィルタ出力Fは、旋回モータ6の駆動時におけるパワーシフト圧の大きさに対応するパラメータである。
For example, as shown in FIG. 3, when the deviation P 1 is greater than or equal to a predetermined value P 1A , the limiter output P 2 is limited to the predetermined value P 1A . If the deviation P 1 is less than the predetermined value P 1A , the deviation P 1 becomes the limiter output P 2 as it is.
The
減算器21から積分器23までに至る一連の演算周期を単位時間と考えると、この単位時間当たりのフィルタ出力Fの増加量の最大値は、所定値P1Aに制限されている。つまりフィルタ20は、単位時間あたりの旋回パイロット圧PHの増加量を所定値以内に制限するように機能している。
また、積分器23は、中立検出器24からのオン信号Rが入力されたときに、それまでの積分結果をリセットし、積分を終了する。これにより、旋回レバーが中立操作されると、積算値がクリアされてフィルタ出力FがF=0となる。
Considering a series of calculation cycles from the
Further, when the ON signal R from the
標準馬力設定器25は、旋回モータ6以外のアクチュエータの駆動時における標準的なポンプ出力F0を設定するものである。標準馬力設定器25に設定されたポンプ出力F0は、フィルタ出力Fと平行に、信号切換器26へ入力されている。なお、本実施形態ではこの標準的なポンプ出力F0がエンジン1の回転数や図示しないアクセルダイヤルスイッチの操作状態等に応じて設定されるようになっている。
The standard
信号切換器26は、他レバー圧力スイッチ14からの入力信号に応じて、上記のフィルタ出力F及び出力F0の何れか一方を選択するものである。すなわち、他レバー圧力スイッチ14からオン信号が入力されていない場合(旋回モータ6のみの駆動時)にはフィルタ出力Fが選択され、オン信号が入力されている場合(旋回モータ6以外のアクチュエータが作動しているとき)には出力F0が選択される。ここで選択された一方が、信号変換器27へ入力されている。
The
信号変換器27は、信号切換器26で選択された出力をパワーシフト電磁比例弁12の駆動信号に変換するものである。ここでは、例えばフィルタ出力Fが入力されている状態では、パワーシフト電磁比例弁12の開度がゆっくり開放される制御がなされるため、パワーシフト圧の立ち上がり(上昇)速度が緩慢となる。また、出力F0が入力されている状態では、パワーシフト圧が標準馬力に対応する大きさとなるように、パワーシフト電磁比例弁12の開度が即座に変更される。
The
[3.作用]
図4を用いて本制御装置が適用された油圧ショベルの動作を説明する。
[3−1.旋回の単独操作時]
旋回レバーが操作されると、その操作量に応じた旋回パイロット圧PHが旋回レバー圧力センサ11で検出され、コントローラ13に入力される。コントローラ13では、減算器21で旋回パイロット圧PHと前回の制御周期におけるフィルタ出力Fとの偏差P1が算出されるとともに、リミッタ22でその偏差P1の上限値が所定値P1Aに制限される。そしてリミッタ22の出力が積分器23で積算され、今回の制御周期におけるフィルタ出力Fが求められる。
[3. Action]
The operation of the hydraulic excavator to which the present control device is applied will be described with reference to FIG.
[3-1. During single operation of turning]
When pivoting lever is operated, turning the pilot pressure P H corresponding to the operation amount is detected by the pivot
例えば、図4(a)に示すように、時刻t0に旋回レバーがフルレバー操作されたとする。旋回パイロット圧PHは時刻t0から急激に上昇し、最大操作量に対応する最大圧力PHMAXとなる。これに対し、コントローラ13では、旋回パイロット圧PHの立ち上がりが制限されるため、フィルタ出力Fは図4(e)に示すように緩やかな傾斜で増加する。なお、リミッタ22における偏差P1の上限値P1Aが小さいほど、フィルタ出力Fの増加勾配も小さく緩やかとなる。
For example, as shown in FIG. 4 (a), pivoting lever at time t 0 is assumed to be full-lever operation. Turning pilot pressure P H is abruptly increased from the time t 0, the maximum pressure P HMAX corresponding to the maximum operation amount. In contrast, in the
このようなフィルタ出力Fが信号変換器27へ入力されてパワーシフト電磁比例弁12の駆動信号に変換され、パワーシフト圧が緩やかに上昇するように制御される。パワーシフト圧伝達回路L5を介してレギュレータ3aに伝達されるパワーシフト圧は、その上昇速度が制限されてゆっくりと高圧になる。これにより、第一レギュレータ3aで設定される第一油圧ポンプ2aの定馬力線は、図2の初期定馬力線S側から最終定馬力線E側へと時間をかけて移動する。
Such a filter output F is input to the
このとき、第一油圧ポンプ2aの吐出圧Pは、図4(c)に示すように時刻t0から大きく立ち上がり、旋回モータ6の回転数も、図4(b)に示すように時刻t0から徐々に増加する。また、旋回モータ6へ流入する作動油の流量はその回転数に対応するため、図4(d)中に細実線で示すように点A及び点Cを結ぶ直線に沿って増加する。
一方、本制御装置の制御によれば、第一油圧ポンプ2aの出力が制限されるため、図4(d)中に太実線で示すように、旋回開始時の立ち上がりの吐出流量Qが大幅に減少し、点Aから点Dを経由して点Cに至る折れ線に沿って吐出流量Qが制御される。第一油圧ポンプ2aから吐出された作動油のうち点A,C,Dに囲まれた三角形の領域に対応する量の作動油は、リリーフバルブ7から排出される。
At this time, the discharge pressure P of the first
On the other hand, according to the control of the present control device, the output of the first
なお、仮に上記のような第一油圧ポンプ2aの出力制限を行わなかった場合には、図4(d)中に破線で示すように、吐出流量が点Aから点Bを経由して点Cに至る折れ線に沿って変動する。この場合、点A,B,Cに囲まれた三角形の領域に対応する量の作動油がリリーフバルブ5から排出されることなる。したがって、旋回加速時のリリーフ量は、本制御装置の出力制限によって大幅に削減されることがわかる。
If the output restriction of the first
また、実際に旋回モータ6へ流入する作動油の流量と第一油圧ポンプ2aの吐出流量Qとが時刻t1に一致すると、リリーフバルブ5からの作動油のリリーフが停止し、吐出圧Pが徐々に低下する。例えば、時刻t1における第一油圧ポンプ2aの出力状態が図2中における状態E2であったとすると、吐出圧Pが低下するに連れて吐出流量Qが最終定馬力線Eに沿って移動し、時刻t-2に状態E1に達する。このとき、第一油圧ポンプ2aの出力馬力は第一レギュレータ3aの働きによって保持される。
Further, when the flow rate of the working oil flowing actually into the swing motor 6 and the discharge flow rate Q of the first
その後、時刻t3に旋回操作が終了し、旋回レバーの中立操作が中立検出器24で検出されると、積分器23での積分結果がリセットされ、フィルタ出力FがF=0にリセットされる。また、第一油圧ポンプ2aの吐出流量Qは減少し、旋回モータ6の回転数も低下する。その後の旋回モータ6の回転は惰性回転となる。
[3−2.連動操作時]
旋回操作に加えて他のアクチュエータを連動操作した場合(例えば、油圧シリンダ17の伸縮操作をした場合など)には、他レバー圧力スイッチ14からのオン信号がコントローラ13へ入力される。これを受けて信号切換器26では、標準馬力設定器25で設定された標準的なポンプ出力F0が選択され、信号変換器27において出力F0に基づくパワーシフト電磁比例弁12の制御がなされる。
Thereafter, when the turning operation is completed at time t 3 and the neutral operation of the turning lever is detected by the
[3-2. During linked operation]
When other actuators are operated in conjunction with the turning operation (for example, when the
[4.効果]
このように、本旋回油圧制御装置によれば、旋回レバー圧力センサ11及び他レバー圧力スイッチ14を用いるという簡素なシステムで、旋回操作量の時間増加率を制限することにより、新たなセンサ類をほとんど追加することなく旋回モータ6の加速時におけるリリーフロスを削減することができる。なお、油圧式の旋回レバーを備えた油圧ショベルに対して本制御装置を適用する場合には、旋回レバー圧力センサ11の追加とコントローラ13におけるソフトウェアの書き換えのみで対応可能であり、製造コストを削減することができる。
[4. effect]
As described above, according to the swing hydraulic pressure control apparatus, a new system is used by limiting the time increase rate of the swing operation amount with a simple system using the swing
また、本旋回油圧制御装置では、油圧ポンプ2の吐出流量Qを直接制御するのではなく、油圧ポンプ2の出力馬力を制御しているため、油圧ポンプ2の吐出圧Pが低下するに連れてその吐出流量Qが旋回モータ6に要求される必要流量に近づくことになる。これにより、例えば図4(d)に示すように、旋回加速の過程である時刻t2にリリーフロスをゼロにすることができ、より良好なエネルギ効率を獲得することが可能となる。 In the swing hydraulic control apparatus, the discharge flow rate Q of the hydraulic pump 2 is not directly controlled, but the output horsepower of the hydraulic pump 2 is controlled. Therefore, as the discharge pressure P of the hydraulic pump 2 decreases. The discharge flow rate Q approaches the required flow rate required for the turning motor 6. Thus, for example, as shown in FIG. 4 (d), the relief loss can be zero at time t 2 is the process of turning acceleration, it is possible to obtain a better energy efficiency.
また、パワーシフト圧伝達回路L5上に介装されているパワーシフト電磁比例弁12の開度を制御する構成となっているため、従来の一般的な油圧ショベルの油圧回路への適用が容易であり、かつ正確に油圧ポンプ2の出力馬力を制御することができる。
なお、旋回レバーが中立位置に操作されるとフィルタ出力FがF=0にリセットされるため、旋回動作がそのまま継続されるようなことがなく、良好な操作性を獲得することができる。
In addition, since it is configured to control the opening degree of the power shift electromagnetic
When the turning lever is operated to the neutral position, the filter output F is reset to F = 0, so that the turning operation is not continued as it is and good operability can be obtained.
また、旋回以外の操作(例えば、ブーム操作や走行操作)がなされた場合には、標準馬力設定器25に設定された標準的なポンプ出力F0が得られるようにパワーシフト電磁比例弁12が制御されるため、油圧ポンプ2の出力馬力を標準出力とすることができ、遅滞なく他の操作を実施することができる。
Further, when an operation other than turning (for example, boom operation or traveling operation) is performed, the power shift electromagnetic
[5.その他]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば上述の実施形態では、フィルタ20において、旋回レバー圧力センサ11から入力された旋回パイロット圧PHと前回の制御周期で算出されたフィルタ出力Fとの偏差P1をリミッタ22に入力することで旋回パイロット圧PHの立ち上がりを制限する演算が実施されているが、このような構成に代えて、旋回レバー圧力センサ11から入力された旋回パイロット圧PHの単位時間当たりの増加量を直接的に制限する演算を実施する構成としてもよい。
[5. Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the embodiment described above, the
また、上述の実施形態では、旋回レバー圧力センサ11で検出された旋回パイロット圧PHがコントローラ13へ入力されているが、電気式の操作レバーを備えた油圧ショベルに本発明の旋回油圧制御装置を適用する場合には、レバー操作量に対応する電気信号をそのままコントローラ13へ入力する構成に代えることが考えられる。
このような構成においても、旋回操作量の立ち上がりをフィルタ20で制限して油圧ポンプ2の出力を制限することにより、上述の実施形態と同等の効果を獲得することができる。
Further, in the above-described embodiment, the detected pivot pilot pressure P H in the turning
Even in such a configuration, an effect equivalent to that of the above-described embodiment can be obtained by limiting the rise of the turning operation amount by the
本発明は、油圧ショベルや油圧式クレーン等、旋回モータを装備する作業機械の製造産業全般に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the entire manufacturing industry of work machines equipped with a swing motor such as a hydraulic excavator and a hydraulic crane.
1 エンジン
2 油圧ポンプ
3 レギュレータ
4 メインコントロールバルブ
4a 旋回制御バルブ
4b ブーム制御バルブ
5 リリーフバルブ
6 旋回モータ
7 リリーフバルブ
8 メイクアップバルブ
9 リモコンバルブ
10 シャトルバルブ
11 旋回レバー圧力センサ(旋回操作量検出手段)
12 パワーシフト電磁比例弁(ポンプ出力制御手段,電磁比例弁)
13 コントローラ
14 他レバー圧力スイッチ(他操作検出手段)
15 パイロットポンプ
16 タンク
17 油圧シリンダ
20 フィルタ(立ち上がり制限手段)
21 減算器
22 リミッタ
23 積分器
24 中立検出器(リセット手段)
25 標準馬力設定器
26 信号切換器
27 信号変換器
L1 第一油圧回路
L2 第二油圧回路
L3 操作パイロット回路
L4 ネガコン圧伝達回路
L5 パワーシフト圧伝達回路(ポンプ出力制御手段)
DESCRIPTION OF
12 Power shift solenoid proportional valve (pump output control means, solenoid proportional valve)
13
15
21
25 Standard
Claims (4)
該エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
該作業機械の旋回動作に係る旋回操作量を検出する旋回操作量検出手段と、
該旋回操作量検出手段で検出された該旋回操作量の単位時間当たりの増加量を制限した制限旋回操作量を出力する立ち上がり制限手段と、
該立ち上がり制限手段から出力される該制限旋回操作量に応じた大きさに該油圧ポンプの出力を制御するポンプ出力制御手段と、
を備えたことを特徴とする、作業機械の旋回油圧制御装置。 An engine mounted on a work machine;
A hydraulic pump driven by the engine;
A turning operation amount detection means for detecting a turning operation amount related to the turning operation of the work machine;
Rising limit means for outputting a restricted turning operation amount that restricts an increase amount per unit time of the turning operation amount detected by the turning operation amount detection means;
Pump output control means for controlling the output of the hydraulic pump to a magnitude corresponding to the limited turning operation amount output from the rising restriction means;
A swing hydraulic control device for a working machine, comprising:
該旋回操作量の上限値を設定するリミッタと、
該旋回操作量を入力された該リミッタから出力される値を積算したものを該制限旋回操作量として出力する積分器と、
該制限旋回操作量を該旋回操作量から減算して該リミッタへ入力する減算器と、を有するとともに、
該旋回操作量の非検出時に、該積分器で積算された該制限旋回操作量をリセットするリセット手段をさらに備えた
ことを特徴とする、請求項1記載の作業機械の旋回油圧制御装置。 The rise limiting means is
A limiter for setting the upper limit value of the turning operation amount;
An integrator that outputs, as the limited turning operation amount, a sum of values output from the limiter to which the turning operation amount is input;
A subtractor that subtracts the limited turning operation amount from the turning operation amount and inputs the subtraction operation amount to the limiter;
2. The swing hydraulic pressure control device for a work machine according to claim 1, further comprising reset means for resetting the limited swing operation amount accumulated by the integrator when the swing operation amount is not detected.
該ポンプ出力制御手段が、
該他操作検出手段における該他操作の検出時に、該油圧ポンプの出力を標準出力に制御するとともに、
該他操作検出手段における該他操作の非検出時に、該油圧ポンプの出力を該標準出力以下の範囲で、該制限旋回操作量に応じた大きさに制御する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の作業機械の旋回油圧制御装置。 Further comprising other operation detecting means for detecting the presence or absence of other operations related to operations other than turning of the work machine,
The pump output control means
At the time of detection of the other operation in the other operation detection means, the output of the hydraulic pump is controlled to a standard output,
The output of the hydraulic pump is controlled to a magnitude corresponding to the limited turning operation amount within a range equal to or less than the standard output when the other operation is not detected by the other operation detecting means. Or the turning hydraulic pressure control apparatus of the working machine of 2.
該油圧ポンプの出力の大きさを規定するパワーシフト圧伝達回路と、
該パワーシフト圧伝達回路上に介装された電磁比例弁とを有するとともに、
該制限旋回操作量に応じて該電磁比例弁の開度を制御する
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の作業機械の旋回油圧制御装置。 The pump output control means
A power shift pressure transmission circuit that regulates the magnitude of the output of the hydraulic pump;
An electromagnetic proportional valve interposed on the power shift pressure transmission circuit,
The swing hydraulic pressure control device for a work machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the opening degree of the electromagnetic proportional valve is controlled in accordance with the limited swing operation amount.
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