JP2020128733A - 液圧ポンプ流量較正システム - Google Patents

液圧ポンプ流量較正システム Download PDF

Info

Publication number
JP2020128733A
JP2020128733A JP2019021573A JP2019021573A JP2020128733A JP 2020128733 A JP2020128733 A JP 2020128733A JP 2019021573 A JP2019021573 A JP 2019021573A JP 2019021573 A JP2019021573 A JP 2019021573A JP 2020128733 A JP2020128733 A JP 2020128733A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
hydraulic
hydraulic pump
pump
command signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019021573A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7499564B2 (ja
Inventor
英泰 村岡
Hideyasu Muraoka
英泰 村岡
敦之 木下
Atsushi Kinoshita
敦之 木下
知道 能勢
Tomomichi Nose
知道 能勢
嘉彦 畑
Yoshihiko Hata
嘉彦 畑
孝志 陵城
Takashi Okashiro
孝志 陵城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP2019021573A priority Critical patent/JP7499564B2/ja
Priority to GB2111981.3A priority patent/GB2595184B/en
Priority to PCT/JP2020/003827 priority patent/WO2020162377A1/ja
Priority to US17/428,017 priority patent/US20220106770A1/en
Priority to CN202080011386.XA priority patent/CN113348301B/zh
Publication of JP2020128733A publication Critical patent/JP2020128733A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7499564B2 publication Critical patent/JP7499564B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2282Systems using center bypass type changeover valves
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2285Pilot-operated systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/26Control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • F04B49/065Control using electricity and making use of computers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/042Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in"
    • F15B11/0423Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in" by controlling pump output or bypass, other than to maintain constant speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/002Calibrating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00Fluid parameters
    • F04B2205/09Flow through the pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/2053Type of pump
    • F15B2211/20546Type of pump variable capacity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/20576Systems with pumps with multiple pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/255Flow control functions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/265Control of multiple pressure sources
    • F15B2211/2656Control of multiple pressure sources by control of the pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/305Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/3059Assemblies of multiple valves having multiple valves for multiple output members
    • F15B2211/30595Assemblies of multiple valves having multiple valves for multiple output members with additional valves between the groups of valves for multiple output members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/31Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3105Neutral or centre positions
    • F15B2211/3116Neutral or centre positions the pump port being open in the centre position, e.g. so-called open centre
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/315Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit
    • F15B2211/31523Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source and an output member
    • F15B2211/31547Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source and an output member having multiple pressure sources and multiple output members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/32Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/327Directional control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/415Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41509Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and a directional control valve
    • F15B2211/41518Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and a directional control valve being connected to multiple pressure sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/45Control of bleed-off flow, e.g. control of bypass flow to the return line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/632Electronic controllers using input signals representing a flow rate
    • F15B2211/6326Electronic controllers using input signals representing a flow rate the flow rate being an output member flow rate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6346Electronic controllers using input signals representing a state of input means, e.g. joystick position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6652Control of the pressure source, e.g. control of the swash plate angle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6654Flow rate control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6656Closed loop control, i.e. control using feedback
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6658Control using different modes, e.g. four-quadrant-operation, working mode and transportation mode
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7058Rotary output members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7142Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being arranged in multiple groups
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/85Control during special operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/855Testing of fluid pressure systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

【課題】 実機に搭載した状態で液圧ポンプの吐出流量を較正することができる液圧ポンプ流量較正システムを提供する。【解決手段】 液圧ポンプ流量較正システムは、供給される作動液の流量に応じた速度にて作動する液圧アクチュエータに接続され、液圧アクチュエータに作動液を供給する可変容量型の液圧ポンプと、入力される流量指令信号に応じて液圧ポンプの吐出流量を変更するレギュレータと、液圧アクチュエータに供給される作動液の流量を検出する流量検出装置と、レギュレータに流量指令信号を出力してレギュレータを制御する制御装置と、流量指令信号に対する吐出流量の実測特性を算出し、予め設定された基準特性に対して実測特性に基づいた較正を行う較正装置とを備え、実測特性は、制御装置からレギュレータに所定の流量指令信号を出力する際に、液圧アクチュエータに供給される流量を流量検出装置で検出することにより算出される。【選択図】 図2

Description

本発明は、液圧ポンプが液圧アクチュエータに接続されている状態において、その液圧ポンプの吐出流量を較正する液圧ポンプ流量較正システムに関する。
ショベル等の建設機械は、そこに備わるバケット等のアタッチメントによって掘削等の各種作業を行うことができ、これらの作業を行うべくアクチュエータ及び供給システムを備えている。アクチュエータには、例えば液圧シリンダ及び液圧モータがある。液圧シリンダ及び液圧モータは、それらに作動液、例えば圧油を供給することによって供給される圧油の流れる方向に応じた方向及び流量に応じた速度にて作動する。また、アクチュエータには供給システムが接続されており、供給システムは、ポンプ及び方向制御弁を備えている。供給システムでは、アクチュエータを作動すべくポンプから圧油が吐出され、またポンプからアクチュエータに供給される圧油の流れる方向及び流量を方向制御弁によって制御する。これにより、アクチュエータを所望の方向で且つ速度で作動させることができる。
このような機能を有する供給システムでは、可変容量型のポンプが採用されており、状況に応じてポンプの吐出流量を変えることによって供給システムにおけるエネルギー効率の向上を図っている。このような要望を満たすために、可変容量型のポンプとして、例えば斜板式ポンプが採用されており、斜板式ポンプの斜板を傾転させるべくレギュレータが以下のように構成されている。即ち、レギュレータは、電磁比例制御弁から出力される信号圧に応じた角度に斜板を傾転させ、また電磁比例制御弁は、そこに入力される信号(即ち、電流)に応じた圧力の信号圧を出力する。即ち、レギュレータは、電磁比例制御弁に入力される信号に応じた流量(即ち、流量特性に応じた流量)の作動液をポンプから吐出させることができ、供給システムでは、ポンプの吐出流量を電気的に制御することができる。
このように構成されている供給システムでは、レギュレータの流量特性が個々の製品毎にばらつきを有している。それ故、製造工場等において出荷試験で流量特性を計測し、流量特性が公差の範囲内に収まるか否かを検査し、公差の範囲内に収まらない場合には、レギュレータの構成部品を交換するなどして公差の範囲内に収まるようにしている。このようにポンプの吐出流量を高い精度にて制御することを可能にし、供給システムにおける更なるエネルギー効率の向上を図っている。
前述の通り、製造工場等では出荷試験で流量特性を計測してから可変容量型のポンプが出荷されているが、その試験では予め定められた1つの圧力条件の下でのみ計測が行われている。他方、可変容量型のポンプが搭載される建設機械等の実機では、それが使用される環境における圧力条件が出荷試験における圧力条件と必ずしも一致しないことが多く、出荷試験にて計測された流量特性が実機に搭載した場合に再現されない。即ち、出荷試験時に計測した流量特性と実機搭載時における流量特性とに誤差が生じている。それ故、このような実機に搭載した際の誤差をなくすべく、実機に搭載した状態で液圧ポンプの吐出流量を較正し、吐出流量をより正確に制御することを可能にすることが望まれている。
そこで本発明は、実機に搭載した状態で液圧ポンプの吐出流量を較正することができる液圧ポンプ流量較正システムを提供することを目的としている。
本発明の液圧ポンプ流量較正システムは、供給される作動液の流量に応じた速度にて作動する液圧アクチュエータに接続され、前記液圧アクチュエータに作動液を供給する可変容量型の液圧ポンプと、入力される流量指令信号に応じて前記液圧ポンプの吐出流量を変更するレギュレータと、前記液圧アクチュエータに供給される作動液の流量を検出する流量検出装置と、前記レギュレータに流量指令信号を出力して前記レギュレータを制御する制御装置と、流量指令信号に対する前記吐出流量の実測特性を算出し、予め設定された基準特性に対して実測特性に基づいた較正を行う較正装置とを備え、実測特性は、前記制御装置から前記レギュレータに所定の流量指令信号を出力する際に、前記液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出することにより算出されるものである。
本発明に従えば、液圧ポンプが液圧アクチュエータに接続されている状態、例えば建設機械等の実機にて液圧ポンプの吐出流量の較正を行うことができる。これにより、液圧ポンプから液圧アクチュエータに作動液を供給した際の液圧アクチュエータの動作が機器毎にばらつくことを抑制することができる。
上記発明において、前記液圧アクチュエータは、液圧モータであり、前記流量検出装置は、前記液圧モータの出力軸の回転速度に応じた値を検出する回転センサを有し、前記回転センサの検出結果と前記液圧モータの吸入容量とに基づいて前記液圧モータに供給される流量を検出することが好ましい。
上記構成に従えば、回転センサによって検出流量を推定することによって、流量を直接検出する流量センサを備えずとも液圧ポンプの吐出流量の較正を行うことができる。
上記発明において、前記液圧モータは、構造体に対して旋回可能に設けられている旋回体を旋回させ、前記回転センサは、前記液圧モータの出力軸の回転速度に応じた値として前記旋回体の旋回速度を検出し、前記流量検出装置は、検出される旋回速度と前記液圧モータの吸入容量とに基づいて前記液圧モータに供給される流量を検出することが好ましい。
上記構成に従えば、旋回体の旋回速度を検出することによって、液圧ポンプの吐出流量の較正を行うことができる。
上記発明において、前記較正装置を有し、前記旋回体に設けられる制御ユニットを備え、前記回転センサは、ジャイロセンサであって、前記制御ユニットに内蔵されていることが好ましい。
上記構成に従えば、制御ユニットに内装されたジャイロセンサによって旋回体の旋回速度を演算することができるので、新たに回転センサを設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。
本発明の液圧ポンプ流量較正システムは、供給される作動液の流量に応じた速度にて作動する液圧アクチュエータに接続され、前記液圧アクチュエータに作動液を供給する可変容量型の第1液圧ポンプと、前記液圧アクチュエータに接続され、前記液圧アクチュエータに作動液を供給する第2液圧ポンプと、入力される第1流量指令信号に応じて前記第1液圧ポンプの吐出流量を変更する第1レギュレータと、前記第1液圧ポンプ及び前記第2液圧ポンプ並びに前記液圧アクチュエータに接続され、前記第1液圧ポンプ及び前記第2液圧ポンプのうち何れかを前記液圧アクチュエータと接続する切換弁と、前記液圧アクチュエータに供給される作動液の流量を検出する流量検出装置と、前記第1レギュレータに第1流量指令信号を出力して前記第1レギュレータを制御する制御装置と、第1流量指令信号に対する前記第1液圧ポンプの吐出流量の第1実測特性を算出し、予め設定された第1基準特性に対して当該第1実測特性に基づいた較正を行う較正装置と、を更に備え、前記第1実測特性は、前記制御装置から前記第1レギュレータに所定の第1流量指令信号を出力する際に、前記切換弁によって前記第1液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとを接続して前記液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出することにより算出されるものである。
上記構成に従えば、2つの液圧ポンプが液圧アクチュエータに接続されている状態、例えば建設機械等の実機にて第1液圧ポンプの吐出流量の較正を行うことができる。これにより、第1液圧ポンプから液圧アクチュエータに作動液を供給した際の液圧アクチュエータの動作が機器毎にばらつくことを抑制することができる。
上記発明において、前記液圧アクチュエータは、液圧モータであり、前記流量検出装置は、前記液圧モータの出力軸の回転速度に応じた値を検出する回転センサを有し、前記回転センサの検出結果と前記液圧モータの吸入容量とに基づいて前記液圧モータに供給される流量を検出することが好ましい。
上記構成に従えば、回転センサによって検出流量を推定することによって、流量を直接検出する流量センサを備えずとも液圧ポンプの吐出流量の較正を行うことができる。
上記発明において、前記液圧モータは、構造体に対して旋回可能に設けられている旋回体を旋回させ、前記回転センサは、前記液圧モータの出力軸の回転速度に応じた値として前記旋回体の旋回速度を検出し、前記流量検出装置は、検出される旋回速度と前記液圧モータの吸入容量とに基づいて前記液圧モータに供給される流量を検出することが好ましい。
上記構成に従えば、旋回体の旋回速度を検出することによって、液圧ポンプの吐出流量の較正を行うことができる。
上記発明において、前記較正装置を有し、前記旋回体に設けられる制御ユニットを備え、前記回転センサは、ジャイロセンサであって、前記制御ユニットに内蔵されていることが好ましい。
上記構成に従えば、制御ユニットに内装されたジャイロセンサによって旋回体の旋回速度を演算することができるので、新たに回転センサを設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。
上記発明において、入力される第2流量指令信号に応じて、可変容量型である前記第2液圧ポンプの吐出流量を変更する第2レギュレータを更に備え、前記制御装置は、前記第2レギュレータに第2流量指令信号を出力して前記第2レギュレータを制御し、前記較正装置は、第2流量指令信号に対する前記第2液圧ポンプの吐出流量の第2実測特性を算出し、予め定められた第2基準特性に対して当該第2実測特性に基づいた較正を行い、前記第2実測特性は、前記第2レギュレータに所定の第2流量指令信号を出力する際に、前記切換弁によって前記第2液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとを接続して前記液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出することにより算出されることが好ましい。
上記構成に従えば、2つの液圧ポンプが液圧アクチュエータに接続されている状態、例えば建設機械等の実機にて第1及び第2液圧ポンプの両方の吐出流量の較正を行うことができる。これにより、各液圧ポンプから液圧アクチュエータに作動液を供給した際の液圧アクチュエータの動作が機器毎にばらつくことを抑制することができる。
上記発明において、前記液圧アクチュエータである第1液圧アクチュエータと前記切換弁との間に形成される供給通路及び前記第1液圧ポンプと前記切換弁との間のポンプ通路とに夫々接続される補給部と、前記ポンプ通路に接続され且つ開閉可能に構成され、開くことで前記ポンプ通路を流れる作動液をタンクに排出する排出弁と、前記補給部を流れる作動液の流量を検出する流出流量検出装置とを更に備え、前記切換弁は、前記第1液圧アクチュエータと異なる第2液圧アクチュエータに更に接続され、前記第1液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第2液圧ポンプを前記第2液圧アクチュエータに接続し、前記第2液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第1液圧ポンプを前記第2液圧アクチュエータに接続し、前記補給部は、前記切換弁によって前記第2液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第2液圧ポンプから吐出される作動液を前記第2液圧アクチュエータに補給すべく前記供給通路側から前記ポンプ通路側への流れを許容すると共に、その逆方向の流れを阻止し、前記第1実測特性は、前記制御装置から前記第1レギュレータに所定の第1流量指令信号を出力する際に、前記切換弁によって前記第1液圧ポンプと前記第1液圧アクチュエータとを接続すると共に前記排出弁を閉じて前記第1液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出することにより算出され、前記第2実測特性は、前記第2レギュレータに所定の第2流量指令信号を出力する際に、前記切換弁によって前記第2液圧ポンプと前記第1液圧アクチュエータとを接続すると共に前記排出弁を開いて前記第1液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出し、前記流量検出装置で検出される流量と前記流出流量検出装置で検出される流出流量とに基づいて算出されることが好ましい。
上記構成に従えば、補給部を備えるシステムにおいて、第2液圧ポンプの吐出流量の較正を高い精度にて行うことができる。
上記発明において、前記補給部は、絞りを有し、前記流出流量検出装置は、前記第1液圧ポンプの吐出圧を検出する第1圧力センサと、前記第2液圧ポンプの吐出圧を検出する第2圧力センサとを有し、前記第1圧力センサ及び前記第2圧力センサの差圧に基づいて前記流出流量を演算することが好ましい。
上記構成に従えば、第2液圧ポンプから第1液圧アクチュエータに作動液を供給する際の流出流量を高い精度にて把握することができるので、より高い精度にて第2液圧ポンプの吐出流量の較正を行うことができる。
上記発明において、入力される第2流量指令信号に応じて、可変容量型である前記第2液圧ポンプの吐出流量を変更する第2レギュレータと、前記液圧アクチュエータである第1液圧アクチュエータと前記切換弁との間に形成される供給通路と前記第1液圧ポンプと前記切換弁との間に形成されるポンプ通路を繋ぎ、前記供給通路側から前記ポンプ通路側への流れを阻止するバイパス用逆止弁が介在するバイパス通路と、前記切換弁は、前記第1液圧アクチュエータと異なる第2液圧アクチュエータに更に接続され、前記第1液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第2液圧ポンプを前記第2液圧アクチュエータに接続し、前記第2液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第1液圧ポンプを前記第2液圧アクチュエータに接続し、前記制御装置は、前記第2レギュレータに第2流量指令信号を出力して前記第2レギュレータを制御し、前記較正装置は、第2流量指令信号に対する前記第2液圧ポンプの吐出流量の第2実測特性を算出し、予め定められた第2基準特性に対して当該第2実測特性に基づいた較正を行い、前記第2実測特性は、前記第2レギュレータに所定の第2流量指令信号を出力する際に、前記第1レギュレータに基準となる第1流量指令信号を出力すると共に前記切換弁によって前記第2液圧ポンプを前記第1液圧アクチュエータに接続し、前記第1液圧ポンプから吐出される作動液を前記バイパス通路を介して前記第1液圧アクチュエータに供給すると共に前記第2液圧ポンプから吐出される作動油を前記切換弁を介して前記第1液圧アクチュエータに供給して前記第1液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出し、前記流量検出装置で検出される検出流量と補正流量とに基づいて算出され、前記補正流量は、前記制御装置から前記第1レギュレータに基準となる第1流量指令信号を出力すると共に前記切換弁によって前記第1液圧ポンプを前記第1液圧アクチュエータに接続した際に前記流量検出装置で検出される流量であることが好ましい。
上記構成に従えば、2つの液圧ポンプが液圧アクチュエータに接続されている状態、例えば建設機械等の実機にて第1及び第2液圧ポンプの両方の吐出流量の較正を行うことができる。これにより、各液圧ポンプから液圧アクチュエータに作動液を供給した際の液圧アクチュエータの動作が機器毎にばらつくことを抑制することができる。
上記発明において、前記切換弁は、前記第1液圧ポンプ及び前記第2液圧ポンプの両方を前記液圧アクチュエータと接続可能であり、前記較正装置は、第2流量指令信号に対する前記第2液圧ポンプの吐出流量の第2実測特性を算出し、予め定められた第2基準特性に対して当該第2実測特性に基づいた較正を行い、前記第2実測特性は、前記第2レギュレータに所定の第2流量指令信号を出力する際に、前記第1レギュレータに基準となる第1流量指令信号を出力すると共に前記切換弁によって前記第1液圧ポンプ及び前記第2液圧ポンプの両方を前記液圧アクチュエータに接続して前記液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出し、前記流量検出装置で検出される検出流量と補正流量とに基づいて算出され、前記補正流量は、前記制御装置から前記第1レギュレータに基準となる第1流量指令信号を出力すると共に前記切換弁によって前記第1液圧ポンプを前記液圧アクチュエータに接続した際に前記液圧アクチュエータに流れる流量であることが好ましい。
上記構成に従えば、2つの液圧ポンプが液圧アクチュエータに接続されている状態、例えば建設機械等の実機にて第1及び第2液圧ポンプの両方の吐出流量の較正を行うことができる。これにより、各液圧ポンプから液圧アクチュエータに作動液を供給した際の液圧アクチュエータの動作が機器毎にばらつくことを抑制することができる。
上記発明において、前記較正装置は、前記流量検出装置で検出される流量を前記液圧アクチュエータの漏れ量に基づいて補正し、補正された流量に基づいて実測特性を算出することが好ましい。
上記構成に従えば、より高い精度にて各液圧ポンプの吐出流量の較正を行うことができる。
上記発明において、実測特性は、互いに異なる複数の流量指令信号を出力し、それらを出力した際に前記流量検出装置によって夫々検出される複数の流量に基づいて算出されることが好ましい。
上記構成に従えば、より高い精度にて各液圧ポンプの吐出流量の較正を行うことができる。
上記発明において、前記較正装置は、予め定められる条件を充足すると、実測特性を算出することが好ましい。
上記構成に従えば、条件を充足すると自動的に液圧ポンプの較正を行わせることができ、利便性が向上する。
本発明によれば、実機に搭載した状態で液圧ポンプの吐出流量を較正することができる。
本件発明に係る実施形態の液圧駆動システムが搭載されるショベルを示す斜視図である。 図1のショベルに搭載される第1実施形態の液圧駆動システムを示す液圧回路である。 図2の液圧駆動システムの液圧ポンプの流量特性を示すグラフである。 図2に示す液圧駆動システムで実行される流量較正処理の手順を示すフローチャートである。 第2乃至第4実施形態の液圧駆動システムを示す液圧回路である。 図5に示す液圧駆動システムで実行される流量較正処理の手順を示すフローチャートである。 第2実施形態の液圧駆動システムで実行される第2ポンプ較正処理の手順を示すフローチャートである。 第3実施形態の液圧駆動システムで実行される第2ポンプ較正処理の手順を示すフローチャートである。 第4実施形態の液圧駆動システムで実行される第2ポンプ較正処理の手順を示すフローチャートである。 第5実施形態の液圧駆動システムを示す液圧回路である。 図11の液圧駆動システムで実行される流量較正処理の手順を示すフローチャートである。 その他の実施形態の液圧駆動システムを示す液圧回路である。
以下、本発明の液圧ポンプ流量較正システムの一例である第1乃至第5実施形態の液圧駆動システム1,1A〜1Dについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する液圧駆動システム1,1A〜1Dは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
<第1実施形態>
建設機械等の作業機械は、作動液(例えば、油)を用いることによって様々な作業を行うことができる。このよう作業機械の一例としては、例えばクレーン、ホイルローダ、及びショベルがあり、以下では図1に示すショベル3に適用した場合について説明する。ショベル3は、先端部に取り付けられたアタッチメント、例えばバケット4によって掘削等の様々な作業を行うことができるようになっている。また、ショベル3は、掘削したものを運搬すべくクローラ等の走行装置5を有しており、走行装置5の上に旋回体6が載せられている。
旋回体6には、運転者が搭乗するための運転席6aが形成され、またブーム7が上下方向に揺動可能に設けられている。ブーム7の先端部には、アーム8が上下方向に揺動可能に設けられ、またアーム8の先端部にはバケット4が設けられている。即ち、旋回体6には、ブーム7及びアーム8を介してバケット4が設けられており、ブーム7及びアーム8を作動させることによってバケット4を昇降させることができる。更に、旋回体6は、構造体である走行装置5に対して旋回可能に構成されており、旋回させることによってバケット4を360度何れの位置にも移動させることができる。このように構成されるショベル3には、走行装置5、旋回体6、ブーム7、アーム8及びバケット4を動かすべく、例えば複数の液圧アクチュエータ11L,11R,12〜15が備わっている。
即ち、ショベル3は、左右一対の走行用液圧モータ11L,11R、旋回用液圧モータ12、ブームシリンダ13(図1参照)、アームシリンダ14(図1参照)、及びバケットシリンダ15(図1参照)を備えている。左右一対の走行用液圧モータ11L,11Rは、いわゆる液圧モータであり、そこに作動液が供給されることによって走行装置5に備わる左右一対のクローラ5R,5Lの各々を駆動してショベル3を前進、後退、及び方向転換させる。また、旋回体6には、それを旋回させるべく旋回用液圧モータ12が設けられている。旋回用液圧モータ12もまた、いわゆる液圧モータであり、そこに作動液が供給されることによって旋回体6を旋回させる。また、ブームシリンダ13、アームシリンダ14、及びバケットシリンダ15は、ブーム7、アーム8及びバケット4に夫々設けられ、それらに作動液が供給されることによって伸縮してブーム7、アーム8及びバケット4を夫々揺動させる。このように各種液圧アクチュエータ11L,11R,12〜15は、作動液が供給されることによって作動するようになっており、それらに作動液を供給すべくショベル3には液圧駆動システム1が備わっている。
[液圧駆動システム]
液圧駆動システム1は、図2に示すように、主に2つの液圧ポンプ21L,21Rと、2つのレギュレータ23L,23Rと、液圧供給装置24とを備えている。2つの液圧ポンプ21L,21Rの各々は、例えばタンデム型のダブルポンプであり、共有する入力軸25によって駆動可能に構成されている。なお、2つの液圧ポンプ21L,21Rは、必ずしもタンデム型のダブルポンプである必要はなく、パラレル型のダブルポンプであってもよく、また各々が別々に形成されるシングルポンプであってもよい。また、液圧駆動システム1に備わる液圧ポンプの数は、必ずしも2つに限定されず、3つ以上であってもよい。このように構成されている2つの液圧ポンプ21L,21Rは、入力軸25を介してエンジン又は電動機等の駆動源26に繋がっており、駆動源26が入力軸25を回転させることによって2つの液圧ポンプ21L,21Rから作動液が吐出される。
このように構成されている2つの液圧ポンプ21L,21Rは、共に可変容量型の斜板ポンプであり、斜板22L,22Rを夫々有している。即ち、2つの液圧ポンプ21L,21Rのうち一方のポンプ21Lである左側液圧ポンプ21Lは、斜板22Lの傾転角を変えることによってその吐出流量を変え、また他方の液圧ポンプ21Rである右側液圧ポンプ21Rは、斜板22Rの傾転角を変えることによってその吐出流量を変えることができる。また、液圧ポンプ21L,21Rの各々には、その斜板22L,22Rの傾転角を変えるべくレギュレータ23L,23Rが夫々設けられている。2つのレギュレータ23L,23Rは、そこに入力される流量指令信号に応じて傾転角を夫々調整し、各液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量を制御することができる。
更に詳細に説明すると、レギュレータ23L,23Rは、電磁比例制御弁(図示せず)を夫々有しており、電磁比例制御弁が入力される流量指令信号に応じた圧力の信号圧を出力する。そうすると、レギュレータ23L,23Rのサーボピストン(図示せず)が信号圧に応じた位置に移動する。各サーボピストンには、前述する斜板22L,22Rが連結されており、斜板22L,22Rは、サーボピストンの動きに応じて傾転する。それ故、斜板22L,22Rが流量指令信号に応じた傾転角に傾転する、即ち、流量指令信号に応じた流量の作動液が液圧ポンプ21L,21Rから吐出される。このようにして吐出されている作動液は各液圧アクチュエータ11L,11R,12〜15に供給され、またそれらに供給される作動液の流れる方向及び流量を制御すべく2つの液圧ポンプ21L,21Rには液圧供給装置24が接続されている。
液圧供給装置24は、複数の方向制御弁31L,31R,32を有している。複数の方向制御弁31L,31R,32は、前述する各液圧アクチュエータ11L,11R,12〜15に対応させて配置されており、対応する液圧アクチュエータ11L,11R,12〜15に対する作動液の流れ及び流量を制御することができる。更に詳細に説明すると、液圧供給装置24は、液圧アクチュエータ11L,11R,12に夫々対応する方向制御弁として、左側及び右側走行用方向制御弁31L,31R、旋回用方向制御弁32を有している。左側及び右側走行用方向制御弁31L,31Rは、左右一対の走行用液圧モータ11L,11Rの各々に対応させて配置され、各々に対する作動液の流れ及び流量を制御する。他方、旋回用方向制御弁32は、旋回用液圧モータ12に対応させて配置され、旋回用液圧モータ12に対する作動液の流れ及び流量を制御する。なお、液圧供給装置24は、方向制御弁31L,31R,32の他、ブームシリンダ13、アームシリンダ14、及びバケットシリンダ15等に対応する各種方向制御弁も夫々有している。例えば、ブームシリンダ13に対応する方向制御弁(図示せず)は、左側ポンプ通路33Lから分岐するパラレル通路48に接続されている。このように液圧供給装置24は、複数の方向制御弁を有しているが、以下では後述するポンプ流量較正処理に特に関連する前述する3つの方向制御弁31L,31R,32以外の方向制御弁については図示及び詳しい説明を省略する。
また、液圧供給装置24は、前述する複数の方向制御弁31L,31R,32の他に、後で詳述する走行直進弁30も有している。切換弁の一例である走行直進弁30には、3つの方向制御弁31L,31R,32のうち右側走行用方向制御弁31Rを除く2つの方向制御弁31L,32が接続されている。また、走行直進弁30は、左側ポンプ通路33L及び右側ポンプ通路33Rと接続されており、各々のポンプ通路33L,33Rを介して2つの液圧ポンプ21L,21Rと接続されている。即ち、2つの方向制御弁31L,32は、走行直進弁30を介して各液圧ポンプ21L,21Rに接続することができる。他方、右側走行用方向制御弁31Rは、走行直進弁30に並列するように右側液圧ポンプ21Rに接続されている。即ち、右側走行用方向制御弁31Rは、走行直進弁30を介することなく右側液圧ポンプ21Rに接続されており、以下のように構成されている。
右側走行用方向制御弁31Rは、右側ポンプ通路33Rに接続されていると共にタンク27及び右側走行用液圧モータ11Rに接続されており、それらの接続状態を切換えることができる。更に詳細に説明すると、右側走行用方向制御弁31Rは、いわゆるスプール弁であり、スプール31Raを有している。スプール31Raは、その両端部に異なる2つの電磁比例制御弁31Rb,31Rcから夫々出力されるパイロット圧を夫々受圧しており、受圧する2つのパイロット圧の差圧に応じて中立位置から所定方向一方及び他方に移動する。これにより、右側ポンプ通路33R及びタンク27と右側走行用液圧モータ11Rとの接続状態が切換わる。即ち、右側走行用方向制御弁31Rでは、スプール31Raが中立位置に位置する際に右側ポンプ通路33Rと右側走行用液圧モータ11Rとの間が遮断される。他方、スプール31Raが中立位置から所定方向一方及び他方に移動すると、右側ポンプ通路33Rが右側走行用液圧モータ11Rに接続され、右側走行用液圧モータ11Rに作動液が供給される。また、右側走行用方向制御弁31Rでは、スプール31Raの位置に応じて右側走行用液圧モータ11Rに供給される作動液の流れる方向が切換わり、切換えることによって右側走行用液圧モータ11Rの回転方向を切換えることができる。また、右側走行用方向制御弁31Rは、その開度をスプール31Raの位置に応じた開度に調整し、開度に応じた流量の作動液を右側走行用液圧モータ11Rに流すことによって右側走行用液圧モータ11Rの速度を制御する。
このように構成されている右側走行用方向制御弁31Rは、前述の通り右側ポンプ通路33Rを介して右側液圧ポンプ21Rに直接接続されている。他方、他の方向制御弁31L,31Rは、前述の通り走行直進弁30を介して2つの液圧ポンプ21L,21Rに接続されており、走行直進弁30は、ショベル3の作業状態に応じて方向制御弁31L,31Rに接続される液圧ポンプ21L,21Rを切換えることができる。このような機能を有する走行直進弁30は、以下のように構成されている。
走行直進弁30は、ショベル3を直進走行させつつアクチュエータ等の操作、例えばブーム操作及び旋回操作等を行う際に、左右一対の走行用液圧モータ11L,11Rに流れる作動液の流量に偏りが生じることを抑制するための弁である。このような機能を達成すべく、走行直進弁30は、2つの方向制御弁31L,32に夫々接続される液圧ポンプ21L,21Rを切換えることができる。このように構成されている走行直進弁30は、前述の通り右側走行用方向制御弁31Rに並列するように右側ポンプ通路33Rに接続され、また左側ポンプ通路33Lにも接続されている。また、走行直進弁30には、左側及び右側供給通路34L,34Rが接続されており、左側供給通路34Lを介して左側走行用方向制御弁31Lが接続され、右側供給通路34Rを介して旋回用方向制御弁32が接続されている。このように配置される走行直進弁30は、これら4つの通路33L,33R,34L,34Rの接続状態を切換え、2つの方向制御弁31L,32に夫々接続される液圧ポンプ21L,21Rを切換える。
更に詳細に説明すると、走行直進弁30は、いわゆるスプール弁であり、スプール30aを有している。スプール30aは、その軸線に沿って移動することができ、スプール30aが移動することによって走行直進弁30のファンクションが切換わる。即ち、スプール30aは、第1位置A1と第2位置A2との間で移動することができる。第1位置A1では、左側ポンプ通路33Lが左側供給通路34Lに接続され、また右側ポンプ通路33Rが右側供給通路34Rに接続されている(第1ファンクション)。他方、第2位置A2では、左側ポンプ通路33Lが右側供給通路34Rに接続され、また右側ポンプ通路33Rが左側供給通路34Lに接続されている(第2ファンクション)。また、走行直進弁30では、スプール30aが第1位置A1と第2位置A2との間に位置する状態において4つの通路33L,33R,34L,34Rの接続状態が以下のように変化する。
即ち、スプール30aは、第1位置A1から第2位置A2の方へと進みにつれて左側ポンプ通路33Lと右側供給通路34Rとの間の開度を増加させる。また、右側ポンプ通路33Rと左側供給通路34Lとの間の開度は、第1位置A1から第2位置A2の方へと進みにつれて増加する。また、走行直進弁30では、スプール30aが第1位置A1と第2位置A2との間に位置する状態において2つのポンプ通路33L,33Rが共に2つの液圧ポンプ21L,21Rに接続されている(合流ファンクション)。
このように走行直進弁30は、スプール30aの位置を変えることによって4つの通路33L,33R,34L,34Rの接続状態を切換えることができるようになっている。また、スプール30aには、その位置を変えるべくばね部材30bが設けられている。ばね部材30bは、スプール30aの一端部に設けられており、第1位置A1に位置させるべくスプール30aを付勢している。また、スプール30aの他端部には、ばね部材30bに抗するように切換指令圧が作用しており、切換指令圧を作用させるべく走行直進弁30には、切換用電磁比例制御弁35が接続されている。切換用電磁比例制御弁35は、そこに入力される切換指令信号に応じた圧力の切換指令圧を出力する。出力された切換指令圧は、前述の通りスプール30aの他端部に与えられ、スプール30aは切換指令圧に応じた押圧力によって押圧されている。
このようにスプール30aの各端部には、互いに抗するようにばね部材30bの付勢力及び切換指令圧に応じた押圧力が作用しており、スプール30aは、これらの力が均衡する位置に移動する。即ち、切換指令圧を調整することによってスプール30aを第1位置A1と第2位置A2との間で移動させ、2つポンプ通路33L,33Rの各々の接続先を供給通路34L,34Rの何れかに切換えることができる。このように接続先を切換え可能な左側供給通路34Lには、左側走行用方向制御弁31Lが接続されている。
左側走行用方向制御弁31Lは、左側供給通路34Lの他、左側走行用液圧モータ11L及びタンク27に接続されており、それらの接続状態を切換えることができる。更に詳細に説明すると、左側走行用方向制御弁31Lは、いわゆるスプール弁であり、スプール31Laを有している。スプール31Laは、その両端部に異なる2つの電磁比例制御弁31Lb,31Lcから夫々出力されるパイロット圧を夫々受圧しており、受圧する2つのパイロット圧の差圧に応じて中立位置から所定一方及び他方に移動する。これにより、左側供給通路34L及びタンク27と左側走行用液圧モータ11Lとの接続状態が切換わる。即ち、左側走行用方向制御弁31Lでは、スプール31Laが中立位置に位置する際に左側供給通路34Lと左側走行用液圧モータ11Lとの間が遮断される。他方、スプール31Laが中立位置から所定方向一方及び他方に移動すると、左側供給通路34Lが左側走行用液圧モータ11Lに接続され、左側供給通路34Lに導かれる作動液を左側走行用液圧モータ11Lに供給することができる。また、左側走行用方向制御弁31Lでは、スプール31Laの位置に応じて左側走行用液圧モータ11Lに供給される作動液の流れる方向が切換わり、切換えることによって左側走行用液圧モータ11Lの回転方向を切換えることができる。また、左側走行用方向制御弁31Lは、その開度をスプール31Laの位置に応じて調整し、開度に応じた流量の作動液を左側走行用液圧モータ11Lに流すことによって左側走行用液圧モータ11Lの速度を制御する。このように構成されている左側走行用方向制御弁31Lは、前述の通り左側供給通路34Lに接続されている。他方、右側供給通路34Rには、旋回用方向制御弁32が接続されている。
旋回用方向制御弁32は、右側供給通路34Rの他、旋回用液圧モータ12及びタンク27に接続されている。なお、右側供給通路34Rと旋回用方向制御弁32との間には、逆止弁36が設けられており、逆止弁36によって旋回用方向制御弁32から右側供給通路34Rへの作動液の流れが阻止されている。このように配置されている旋回用方向制御弁32は、右側供給通路34R及びタンク27と旋回用液圧モータ12との接続状態を切換えることができる。更に詳細に説明すると、旋回用方向制御弁32は、いわゆるスプール弁であり、スプール32aを有している。スプール32aは、その両端部に異なる2つの電磁比例制御弁32b,32cから夫々出力されるパイロット圧を夫々受圧しており、受圧する2つのパイロット圧の差圧に応じて中立位置から一方及び他方に移動する。これにより、右側供給通路34R及びタンク27と旋回用液圧モータ12との接続状態を切換えることができる。即ち、旋回用方向制御弁32では、スプール32aが中立位置に位置する際に右側供給通路34Rと旋回用液圧モータ12との間が遮断される。他方、スプール32aが中立位置から所定方向一方及び他方に移動すると、右側供給通路34が旋回用液圧モータ12に接続され、右側供給通路34に導かれる作動液を旋回用液圧モータ12に供給することができる。また、旋回用方向制御弁32では、スプール32aの位置に応じて旋回用液圧モータ12に供給される作動液の流れる方向が切換わり、切換えることによって旋回用液圧モータ12の回転方向を切換えることができる。また、旋回用方向制御弁32は、その開度をスプール32aの位置に応じて調整し、開度に応じた流量の作動液を旋回用液圧モータ12に流すことによって旋回用液圧モータ12の速度を制御する。
なお、旋回用方向制御弁32と旋回用液圧モータ12との間には、以下のような構成が接続されている。即ち、旋回用方向制御弁32は、2つの旋回用供給通路37L,37Rを介して旋回用液圧モータ12に接続されており、2つの旋回用供給通路37L,37Rには、リリーフ弁38L,38Rが夫々接続されている。2つのリリーフ弁38L,38Rは、接続されている旋回用供給通路37L,37Rを流れる作動液の液圧が所定のリリーフ圧を超えると、作動液をタンク27に排出する。また、2つの旋回用供給通路37L,37Rは、逆止弁39L,39Rを介してタンク27に接続されており、作動液が不足する際にタンク27から作動液を補うことができるようになっている。
また、液圧供給装置24は、左側供給通路34L及び右側ポンプ通路33Rから夫々分岐するバイパス通路40L,40Rを有している。これらの2つのバイパス通路40L,40Rには、走行用方向制御弁31L,31Rが夫々介在している。具体的に説明すると、一方のバイパス通路である左側バイパス通路40Lには、左側走行用方向制御弁31L介在しており、左側走行用方向制御弁31Lの動きに応じて左側バイパス通路40Lの開度が調整される。他方、右側バイパス通路40Rには、右側走行用方向制御弁31Rが介在しており、右側走行用方向制御弁31Rの動きに応じて右側バイパス通路40Rの開度が調整される。
更に、液圧供給装置24では、パラレル通路48及び右側供給通路34Rの各々における作動液の流量が不足した際、それらに作動液を補給すべく第1補給通路41及び第2補給通路42が形成されている。第1補給通路41は、左側バイパス通路40Lとパラレル通路48とに架け渡すように形成され、第2補給通路42は、右側バイパス通路40Rと右側供給通路34Rとに架け渡すように形成されている。また、第1補給通路41には、逆止弁43が介在している。逆止弁43は、左側バイパス通路40Lからパラレル通路48へ作動液を導き、その逆方向の作動液の流れを阻止する。即ち、逆止弁43は、パラレル通路48における作動液の流量が不足すると左側バイパス通路40Lからパラレル通路48へ作動液を導く。他方、第2補給通路42にも逆止弁44が介在している。バイパス用逆止弁の一例である逆止弁44は、右側バイパス通路40Rから右側供給通路34Rへ作動液を導き、その逆方向の作動液の流れを阻止する。即ち、逆止弁44は、右側供給通路34Rにおける作動液の流量が不足すると、右側バイパス通路40Rから右側供給通路34Rへ作動液を導く。また、2つのポンプ通路33L,33Rには、2つのアンロード弁45L,45Rが夫々対応させて接続されており、2つのポンプ通路33L,33Rは、対応するアンロード弁45L,45Rを介してタンク27に接続されている。
2つのアンロード弁45L,45Rは、例えばスプール弁であり、スプール45La,45Raを有している。2つのアンロード弁45L,45Rは、そのスプール45La,45Raをストロークさせることによって対応するポンプ通路33L,33Rとタンク27とを繋ぐタンク通路46L,46Rの開度を調整し、供給通路34L,34Rに流れる作動液の流量を制御することができる(即ち、ブリードオフ制御)。このようにアンロード弁45L,45Rでは、スプール45La,45Raをストロークさせる、即ち位置を変えることによってタンク通路46L,46Rの開度を調整することができるようになっており、その位置を変えるべくばね部材45Lb,45Rbを有している。
ばね部材45Lb,45Rbは、スプール45La,45Raの一端部に設けられており、タンク通路46L,46Rを閉じるべくスプール45La,45Raを付勢している。また、スプール45La,45Raの他端部には、ばね部材30bに抗するように左側及び右側アンロード指令圧が夫々作用しており、左側及び右側アンロード指令圧を出力させるべくアンロード弁45L,45Rには、電磁比例制御弁45Lc,45Rcが接続されている。電磁比例制御弁45Lc,45Rcは、そこに入力されるアンロード指令信号に応じた圧力のアンロード指令圧を出力する。出力されたアンロード指令圧は、前述の通りスプール45La,45Raの他端部に与えられ、スプール45La,45Raはアンロード指令圧に応じた押圧力によって押圧されている。
このようにスプール45La,45Raの各端部には、互いに抗するようにばね部材45Lb,45Rbの付勢力及びアンロード指令圧に応じた押圧力が作用しており、スプール45La,45Raは、これらの力が均衡する位置に移動する。それ故、アンロード指令圧を調整することによってタンク通路46L,46Rの開度を調整してタンク通路46L,46Rを閉じることができる。
このように構成されている液圧駆動システム1は、更に制御ユニット50を有しており、レギュレータ23L,23R、走行直進弁30、方向制御弁31L,31R,32、及びアンロード弁45L,45Rの動きが制御ユニット50によって制御されている。また、制御装置である制御ユニット50には、旋回用操作装置51、及び走行用操作装置52が電気的に接続されており、それらの操作装置51,52によって液圧供給装置24の動作に関する指令を与えることができる。これらの操作装置51,52は、旋回用液圧モータ12、及び一対の走行用液圧モータ11L,11Rを作動させるべくショベル3(より詳しくは、運転席6a)に備えられており、例えば電気ジョイスティック又はリモートコントロール弁等によって構成されている。
更に詳細に説明すると、旋回用操作装置51は、旋回用液圧モータ12を作動させるべくショベル3の運転席6aに設けられており、旋回用操作レバー51aを有している。また、旋回用操作レバー51aは、傾倒可能に構成されており、旋回用操作レバー51aが傾倒されると旋回用操作装置51は制御ユニット50に信号を出力する。他方、走行用操作装置52は、左右一対の走行用液圧モータ11L,11Rを作動させるべくショベル3の運転席6aに設けられている。このように配置されている走行用操作装置52は、左右一対のフットペダル52a,52bを有しており、各フットペダル52a,52bは、左側走行用液圧モータ11L及び右側走行用液圧モータ11Rに夫々対応させて設けられている。また、各フットペダル52a,52bは、足で踏みつける等して操作することができ、操作されると走行用操作装置52が制御ユニット50に信号を出力する。
制御ユニット50は、操作装置51,52から出力される信号に応じて各方向制御弁31L,31R,32の動きを制御するようになっており、方向制御弁31L,31R,32の動きを制御すべく以下のように構成されている。即ち、制御ユニット50は、方向制御弁31L,31R,32に設けられている各電磁比例制御弁31Lb,31Lc,31Rb,31Rc,32b,32cに夫々電気的に接続されており、操作装置51,52から出力される信号に応じて電磁比例制御弁31Lb,31Lc,31Rb,31Rc,32b,32cに指令信号を出力する。また、制御ユニット50は、走行直進弁30に設けられる切換用電磁比例制御弁35にも電気的に接続されており、走行用操作装置52からの出力信号等に応じて切換用電磁比例制御弁35に切換指令信号を出力する。更に、制御ユニット50は、アンロード弁45L,45Rに接続される電磁比例制御弁45Lc,45Rcにも電気的に接続されており、操作装置51,52からの出力信号に応じて電磁比例制御弁45Lc,45Rcにアンロード指令信号を出力する。
また、液圧駆動システム1は、以下のような構成を更に備えている。即ち、液圧駆動システム1は、ジャイロセンサ60を備えている。流量検出装置であるジャイロセンサ60は、例えば3軸ジャイロセンサであり、制御ユニット50に電気的に接続されている。ジャイロセンサ60は、予め定められたx軸、y軸、及びz軸まわりの角速度に応じた信号を制御ユニット50に出力し、制御ユニット50は、ジャイロセンサ60からの信号に基づいて各軸の角速度を算出する。このように構成されているジャイロセンサ60は、図1に示すような制御ユニット50の筐体50aに収められて旋回体6に設けられている、即ち制御ユニット50に内蔵されている。このように配置されているジャイロセンサ60は、旋回体6が旋回する際に旋回体6と共に旋回するようになっており、制御ユニット50は、ジャイロセンサ60から出力される信号に基づいて旋回体6の旋回速度を算出することができる。
また液圧駆動システム1は、2つの圧力センサ62L,62Rも備えている。2つの圧力センサ62L,62Rのうちの一方である左側圧力センサ62Lは、左側ポンプ通路33Lに接続され、左側液圧ポンプ21Lの吐出圧に応じた信号を制御ユニット50に出力する。また、他方の圧力センサ62Rである右側圧力センサ62Rは、右側ポンプ通路33Rに接続されており、右側液圧ポンプ21Rの吐出圧に応じた信号を制御ユニット50に出力する。そして、制御ユニット50は、2つの圧力センサ62L,62Rから出力される信号に基づいて2つの液圧ポンプ21L,21Rの吐出圧を検出する。その他、制御ユニット50は、種々の演算を行うと共に種々の情報を記憶している。
[液圧駆動システムの動作について]
このように構成されている液圧駆動システム1では、操作装置51,52に行われる操作に応じて制御ユニット50が液圧供給装置24の動きを制御し、液圧アクチュエータ11L,11R,12を作動させる。以下では、液圧アクチュエータ11L,11R,12を作動させる際の制御ユニット50の動作について説明する。即ち、制御ユニット50は、旋回用操作レバー51aが操作されて旋回用操作装置51から信号が出力されると、まず右側アンロード弁45Rを作動させて右側タンク通路46Rを閉じる。また、制御ユニット50は、旋回用操作装置51の信号に応じた旋回指令信号を電磁比例制御弁32b(又は電磁比例制御弁32c)に出力して旋回用方向制御弁32を作動させる。この際、走行直進弁30のスプール30aは第1位置A1に位置しており、旋回用方向制御弁32が右側ポンプ通路33R及び右側供給通路34Rを介して右側液圧ポンプ21Rと繋がっている。それ故、右側液圧ポンプ21Rからの作動液が旋回用液圧モータ12に供給され、この作動液によって旋回用液圧モータ12が回転する。また、旋回用方向制御弁32では、旋回用操作レバー51aの操作量に応じた位置にスプール32aが移動し、旋回用操作レバー51aの操作量に応じた開度にて旋回用方向制御弁32が開口する。これにより、その開度に応じた流量の作動液が旋回用液圧モータ12に供給され、旋回用操作レバー51aの操作量に応じた旋回速度にて旋回体6を旋回させることができる。
次に、一対のフットペダル52a,52bのうち一方だけ、例えば左側のフットペダル52aが操作されて走行用操作装置52から信号が出力されると、制御ユニット50は、まず左側アンロード弁45Lを作動させて左側タンク通路46Lを閉じる。また、制御ユニット50は、走行用操作装置52からの信号に応じた走行指令信号を電磁比例制御弁31Lb(又は電磁比例制御弁31Lc)に出力し、左側走行用方向制御弁31Lを作動させる。また、一対のフットペダル52a,52bのうち一方だけが操作される場合、走行直進弁30のスプール30aは第1位置A1に位置しており、左側走行用方向制御弁31Lが左側ポンプ通路33L及び左側供給通路34Lを介して左側液圧ポンプ21Lと繋がっている。それ故、左側液圧ポンプ21Lからの作動液が左側走行用方向制御弁31Lに供給され、この作動液によって左側走行用液圧モータ11Lが作動する。また、左側走行用方向制御弁31Lでは、左側のフットペダル52aの操作量に応じた位置にスプール31Laが移動し、左側のフットペダル52aの操作量に応じた開度にて左側走行用方向制御弁31Lが開口する。これにより、その開度に応じた流量の作動液が左側走行用液圧モータ11Lに供給され、左側のフットペダル52aの操作量に応じた回転速度にて左側走行用液圧モータ11Lを回転させることができる。即ち、左側のフットペダル52aの操作量に応じた速度にて左側クローラ5Lを動かすことができる。
また、右側のフットペダル52bだけを操作した場合、制御ユニット50は、まず右側アンロード弁45Rを作動させて右側タンク通路46Rを閉じる。また、制御ユニット50は、走行指令信号を電磁比例制御弁31Lb(又は電磁比例制御弁31Lc)に出力して左側走行用方向制御弁31Lを作動させる。これにより、右側のフットペダル52bの操作量に応じた速度にて右側走行用液圧モータ11Rが回転する、即ち右側のフットペダル52bの操作量に応じた速度にて右側クローラ5Rを動かすことができる。他方、例えばブーム又は旋回体等を動かしつつショベル3を直進走行させる場合、即ち、例えばブーム操作及び旋回操作を行いつつフットペダル52a,52bの両方が操作された場合、制御ユニット50は以下のように動作する。
即ち、制御ユニット50は、フットペダル52a,52bの両方が操作された状態において走行用操作装置52からの信号が出力されると、走行直進弁30に接続される切換用電磁比例制御弁35に切換指令信号を出力し、スプール30aを第2位置A2へと移動させる。これにより、走行直進弁30のファンクションが第2ファンクションに切換わる。即ち、左側ポンプ通路33Lが右側供給通路34Rに接続され、右側ポンプ通路33Rが左側供給通路34Lに接続される。これにより、左側及び右側走行用方向制御弁31L,31Rが共に右側液圧ポンプ21Rに接続され、旋回用方向制御弁32が左側液圧ポンプ21Lに接続される。また、左側及び右側走行用方向制御弁31L,31Rの各々は、各フットペダル52a,52bの操作量に応じた開度にて開口し、各液圧モータ11L,11Rには、各フットペダル52a,52bの操作量に応じた流量の作動液が導かれる。これにより、各フットペダル52a,52bの操作量に応じた速度にて各液圧モータ11L,11Rを回転させることができる、即ちフットペダル52a,52bの操作量に応じた速度にてショベル3を直進走行させることができる。
このように直進走行時において左右一対の走行用液圧モータ11L,11Rの両方を1つの液圧ポンプ21Rに接続することによって以下のような利点がある。即ち、左右一対の走行用液圧モータ11L,11Rが別々の液圧ポンプ21L,21Rに接続されている場合、走行用液圧モータ11L,11Rと共に旋回用液圧モータ12を作動させると、左側液圧ポンプ21Lの作動液が旋回用液圧モータ12にも導かれる。そうすると、左側走行用液圧モータ11Lに供給すべき作動油が不足して、所望の流量の作動液を走行用液圧モータ11Rに導くことができない。それ故、直進走行させるべく2つのフットペダル52a,52bの両方を操作した際に、走行用液圧モータ11L,11Rに供給される作動液の流量に偏りが生じて、液圧ショベルの直進性が低下する。これに対して1つの液圧ポンプ21Rに左右一対の走行用液圧モータ11L,11Rの両方が接続されている場合、旋回用液圧モータ12の作動の有無に関わらず右側液圧ポンプ21Rから走行用液圧モータ11L,11Rに作動液が略等分配されて供給される。それ故、走行用液圧モータ11L,11Rに供給される作動液の流量に偏りが生じることを抑制することができ、ショベル3の直進走行時における直進性を高めることができる。なお、旋回体6以外、ブーム7、アーム8、及びバケット4を同時操作する際も同様にョベル3の直進走行時における直進性を高めることができる。
このように液圧駆動システム1では、操作装置51,52に行われる操作に応じて制御ユニット50が液圧供給装置24の動きを制御し、液圧アクチュエータ11L,11R,12を作動させる。また、制御ユニット50は、操作装置51,52に対する操作量に応じた速度で各液圧アクチュエータ11L,11R,12を作動させる(例えば、旋回用操作レバー51aの操作量に応じた速度で旋回体6を作動させる)べく、以下のように動作する。即ち、制御ユニット50は、方向制御弁31L,31R,32の開度を制御すると共に、レギュレータ23L,23Rを介して液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量を制御する。更に詳細に説明すると、液圧ポンプ21L,21Rは、図3に示すような流量特性を有している。ここで流量特性は、吐出流量と傾転角(即ち、流量指令信号)との関係を示すものであり、図3では、横軸が流量指令信号(電流)、縦軸が吐出流量を示している。図3に示すように、液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量は、流量指令信号がImin以下において最小流量Qminとなり、Iminを超えると流量指令信号に比例するように増加する。そして流量指令信号がImax以上にて液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量が最大流量Qmaxとなる。
制御ユニット50は、このような流量特性(図3の実線)が予め設定されて記憶しており、記憶される流量特性、即ち基準特性に基づいてレギュレータ23L,23Rに出力する流量指令信号を演算して液圧ポンプ21L,21Rに操作量に応じた流量の作動液を吐出させる。他方、基準特性は、様々な要因により実際の流量特性と異なっていることがある。較正装置を有する制御ユニット50は、それらの間の差を埋めるべく、記憶される基準特性を較正する機能を有している。以下では、第1液圧アクチュエータの一例である旋回用液圧モータ12を使用して行われる液圧ポンプ流量較正処理について説明する。
[液圧ポンプ流量較正処理]
液圧ポンプ流量較正システムである液圧駆動システム1では、まず制御ユニット50が予め定められる較正条件を充足するか否かを判断する。較正条件とは、例えばショベル3の電源スイッチが操作されて制御ユニット50に電力が供給されたり、図示しない較正スイッチが操作されて制御ユニット50に較正指令が入力されたりすることである。また、較正条件は、操作装置51,52が操作されていない状態において予め定められた時間が経過することであってもよい。このような較正条件を充足すると、制御ユニット50は、図4に示すような流量較正処理を開始し、ステップS1に移行する。
第1供給状態切換工程であるステップS1では、第1液圧ポンプである右側液圧ポンプ21Rから吐出される作動液が旋回用液圧モータ12に供給されるような第1供給状態に液圧駆動システム1の状態が切換えられる。具体的に説明すると、制御ユニット50は、各弁30,31L,31R,32,45L,45Rに対して信号を出力し、それらの動作を以下のように制御する。即ち、制御ユニット50は、右側アンロード弁45Rによって右側タンク通路46Rを閉じて右側液圧ポンプ21Rから吐出される作動液がブリードオフされないようにする。他方、左側タンク通路46Lは、左側アンロード弁45Lによって全開放されており、左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液の全量がタンク27に戻される。同時に、制御ユニット50は、走行直進弁30のスプール30aの位置を第1位置A1に位置させ、右側液圧ポンプ21Rから吐出される作動液が走行直進弁30を介して右側供給通路34Rに導かれるようにする。
更に、制御ユニット50は、旋回用方向制御弁32を作動させる、即ち旋回用方向制御弁32のスプール32aをストロークさせて右側供給通路34Rに導かれた作動液が旋回用液圧モータ12に供給されるようにする。この際、旋回用方向制御弁32の開度が全開となるように、スプール32aをストロークさせる。他方、旋回用方向制御弁32以外の方向制御弁31L,31R(ブームシリンダ13、アームシリンダ14、及びバケットシリンダ15等に対応する各種方向制御弁を含む)については、それらのスプール31La,31Ra(前記各種方向弁のスプールを含む)を中立位置に位置させ、左側走行用液圧モータ11L(第2液圧アクチュエータ)及び右側走行用液圧モータ11R等の他の液圧アクチュエータに作動液が流れないようにする。このようにして旋回用方向制御弁32のスプール32aだけをストロークさせ、右側液圧ポンプ21Rの作動液の全てが旋回用液圧モータ12だけに供給されるようにする。このようにして、右側液圧ポンプ21Rの作動液の全てが旋回用液圧モータ12だけに供給される第1供給状態に液圧供給装置24の状態を切換えると、ステップS2に移行する。
指令電流設定工程であるステップS2では、予め記憶される流量特性に基づいて設定される所定の流量指令信号I1(例えば、第1流量指令信号)が右側液圧ポンプ21R(例えば、第1液圧ポンプ)に設けられる右側レギュレータ23R(例えば、第1レギュレータ)に出力される。ここで流量指令信号I1は、右側液圧ポンプ21Rの前述する基準特性、即ち第1基準特性(図3の実線参照)に基づいてImin≦I1≦Imaxとなるように事前に設定され、設定された流量指令信号I1が右側レギュレータ23Rに出力される。これにより、右側液圧ポンプ21Rの斜板22Rが流量指令信号I1に応じた傾転角に傾転し、流量指令信号I1に応じた流量の作動液が右側液圧ポンプ21Rから吐出される。そして、その作動液の全量が走行直進弁30及び旋回用方向制御弁32を介して旋回用液圧モータ12に供給されると、ステップS3に移行する。
旋回速度検出工程であるステップS3では、旋回体6の旋回速度が検出される。即ち、制御ユニット50は、ジャイロセンサ60から出力される信号に基づいて旋回体6の旋回速度を検出する。なお、本実施形態では、ジャイロセンサ60がそのz軸が旋回体6の旋回軸と略平行になるように旋回体6に搭載されており、z軸まわりの角速度を検出することによって、制御ユニット50は、旋回体6の旋回速度を算出している。但し、旋回体6の旋回速度は前述する算出方法に限定されず、ジャイロセンサ60から出力される信号に基づいて検出される2軸又は3軸の角速度に基づいて旋回速度を算出してもよい。このように旋回体6の旋回速度が検出されると、ステップS4に移行する。
旋回流量算出工程であるステップS4では、旋回時において旋回用液圧モータ12に供給された作動液の流量、即ち旋回流量が算出される。即ち、制御ユニット50は、旋回用液圧モータ12の押しのけ容積(吸入容量)及び旋回用液圧モータ12と旋回体6との間の減速比を予め記憶しており、この押しのけ容積とステップS3で算出した旋回速度とに基づいて旋回流量を算出する。具体的に説明すると、ステップS3で算出される旋回速度に押しのけ容積を乗算することによって旋回流量が算出される。旋回流量が算出されると、ステップS5に移行する。
第1較正点取得工程であるステップS5では、右側液圧ポンプ21Rの実際の吐出流量が算出され、その実際の吐出流量に基づいて右側液圧ポンプ21Rの較正点が取得される。即ち、制御ユニット50は、ステップS4で算出した旋回流量に基づいて右側液圧ポンプ21Rの吐出流量を算出するが、そのためにまず旋回用液圧モータ12における作動液の漏れ量、即ちモータリーク量を算出する。モータリーク量は、旋回用液圧モータ12に供給される作動液の吐出圧に応じて変化する量であり、制御ユニット50は、右側液圧ポンプ21Rの吐出圧と旋回用液圧モータ12のモータ効率特性とに基づいて算出する。ここで、右側液圧ポンプ21Rの吐出圧は、右側圧力センサ62Rからの信号に基づいて検出され、旋回用液圧モータ12のモータ効率特性(供給される流量の使用率に関し、圧力に応じて変化する特性)は、制御ユニット50に予め記憶されている。制御ユニット50は、モータリーク量を算出すると、算出されたモータリーク量を旋回流量に加算する。これにより、吐出流量(=旋回流量+モータリーク量)が算出される。
なお、モータリーク量は、必ずしも右側液圧ポンプ21Rの吐出圧に基づいて算出する必要はなく、旋回用液圧モータ12のモータ効率特性に基づいて一定値としてもよい。更に、吐出流量を算出する上で、必ずしもモータリーク量を参照する必要はなく、吐出流量=旋回流量としてもよい。これら2つの場合(即ち、圧力及びモータリーク量を夫々参照しない場合)は、より正確な吐出流量に基づいて流量特性を較正する必要がない場合において好適であり、より正確な吐出流量に基づいて第1基準特性を較正することが好ましい場合には、前述の通り、モータリーク量を吐出圧とモータ効率特性に基づいて算出することが好ましい。後述する左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を算出する際も同様である。
制御ユニット50は、吐出流量を算出すると、その吐出流量をステップS2にて設定した流量指令信号I1と対応付けて記憶する。例えば、図3に示すように第1基準特性(図3の実線)に比べて流量指令信号I1に対して吐出される吐出流量が大きい場合、較正点71が取得される。このように1つ目の較正点71が算出されると、ステップS6に移行する。
較正点数確認工程であるステップS6では、第1基準特性に対する較正を行うに際して2点以上の較正点を取得したか否かが判断される。なお、取得する較正点の数は、3点以上であってもよい。取得した較正点が1つであると判断されると、ステップS2に戻り、流量指令信号I1と異なる値の流量指令信号I2(第1流量指令信号)に対して右側液圧ポンプ21Rから吐出される吐出流量が算出される。即ち、制御ユニット50は、ステップS2において流量指令信号I1と異なる値の流量指令信号I2(Imin≦I2≦Imax)を右側レギュレータ23Rに出力する。制御ユニット50は、設定される流量指令信号I2を右側レギュレータ23Rに出力すると、次に旋回速度を検出し(ステップS3)、更にステップS3で検出され旋回速度に基づいて旋回流量を算出する(ステップS4)。更に、制御ユニット50は、ステップS4で検出される旋回流量に基づいて吐出流量を算出すると共に、算出された吐出流量と流量指令信号I2とを対応付けて記憶する。このようにして2つ目の較正点72が取得されると(図3参照)、ステップS7に移行する。
第1ポンプ流量較正工程であるステップS7では、ステップS5にて取得した2つの較正点71,72に基づいて第1基準特性が較正される。即ち、流量QがQmin≦Q≦Qmaxの範囲において、2つの較正点71,72を通る直線(図3の一点鎖線参照)が右側液圧ポンプ21Rの実際の流量特性である第1実測特性として算出される。更に詳細に説明すると、制御ユニット50は、2つの較正点71,72に基づいて第1実測特性のQmin≦Q≦Qmaxの範囲における傾き及び切片を演算し、第1実測特性を算出し、算出された第1実測特性が新たな第1基準特性として設定される。このように第1実測特性に基づいた第1基準特性の較正が行われると、ステップS8に移行する。
第2供給状態切換工程であるステップS8では、第2液圧ポンプである左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液が旋回用液圧モータ12に供給されるような第2供給状態に液圧駆動システム1の状態を切換える。具体的に説明すると、制御ユニット50は、各弁30,31L,31R,32,45L,45Rに対して信号を出力し、それらの動作を以下のように制御する。即ち、制御ユニット50は、左側アンロード弁45Lによって左側タンク通路46Lを閉じて左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液がブリードオフされないようにする。他方、右側タンク通路46Rは、右側アンロード弁45Rによって全開放されており、右側液圧ポンプ21Rから吐出される作動液の全量がタンク27に戻される。同時に、制御ユニット50は、走行直進弁30のスプール30aの位置を第2位置A2に位置させ、左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液が走行直進弁30を介して右側供給通路34Rに導かれるようにする。また、制御ユニット50は、左側液圧ポンプ21Lの作動液の全てが旋回用液圧モータ12だけに供給されるようにすべく、ステップS2と同様に旋回用方向制御弁32のスプール32aだけをストロークさせる。なお、旋回用方向制御弁32以外の方向制御弁31L,31R(ブームシリンダ13、アームシリンダ14、及びバケットシリンダ15等に対応する各種方向制御弁を含む)については、それらのスプール31La,31Ra(前記各種方向弁のスプールを含む)を中立位置に位置させ、左側走行用液圧モータ11L(第2液圧アクチュエータ)及び右側走行用液圧モータ11R等の他の液圧アクチュエータに作動液が流れないようにする。このようにして、左側液圧ポンプ21Lの作動液の全てが旋回用液圧モータ12だけに供給される第2供給状態に液圧供給装置24の状態が切換えられると、ステップS9に移行する。
指令電流設定工程であるステップS9では、予め記憶される流量特性に基づいて設定される所定の流量指令信号I3(例えば、第2流量指令信号)が左側液圧ポンプ21L(例えば、第2液圧ポンプ)に設けられる左側レギュレータ23L(例えば、第2レギュレータ)に出力される。ここで流量指令信号I3は、前述する流量指令信号I1と同様に、左側液圧ポンプ21Lの基準特性である第2基準特性(図3の実線参照)に基づいてImin≦I3≦Imaxとなるように事前に設定され、設定された流量指令信号I3が左側レギュレータ23Lに出力される。なお、本実施形態では、2つの液圧ポンプ21L,21Rに対して同一の基準特性が予め設定されているが、必ずしも同一である必要はなく異なる基準特性が予め設定されていてもよい。また、本実施形態では、流量指令信号I3が流量指令信号I1と異なる値に設定されているが、量指令信号I1と同じ値に設定されてもよい。流量指令信号I3が左側レギュレータ23Lに出力されることにより、左側液圧ポンプ21Lの斜板22Lが流量指令信号I3に応じた傾転角に傾転し、流量指令信号I3に応じた流量の作動液が左側液圧ポンプ21Lから吐出される。そして、その作動液の全量が走行直進弁30及び旋回用方向制御弁32を介して旋回用液圧モータ12に供給されると、ステップS10に移行する。
旋回速度検出工程であるステップS10では、ステップS3と同様に旋回体6の旋回速度が検出される。即ち、制御ユニット50がジャイロセンサ60から出力される信号に基づいて旋回体6の旋回速度を検出し、旋回体6の旋回速度が算出されるとステップS11に移行する。また、旋回流量算出工程であるステップS11では、ステップS4と同様に旋回時における旋回用液圧モータ12の旋回流量が算出される。即ち、制御ユニット50は、予め記憶されている旋回用液圧モータ12の押しのけ容積(吸入容量)及び旋回用液圧モータ12と旋回体6との間の減速比とステップS10で算出した旋回速度とに基づいて旋回流量を算出し、旋回流量が算出されるとステップS12に移行する。
第2較正点取得工程であるステップS12では、左側液圧ポンプ21Lの実際の吐出流量が算出されると共に、その実際の吐出流量に基づいて左側液圧ポンプ21Lの較正点が取得される。即ち、制御ユニット50は、ステップS11で算出した旋回流量に基づいて左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を算出するが、そのためにまず左側圧力センサ62Lからの信号に基づいて左側液圧ポンプ21Lの吐出圧を検出する。そして、制御ユニット50は、検出される左側液圧ポンプ21Lの吐出圧と旋回用液圧モータ12のモータ効率特性とに基づいて旋回用液圧モータ12のモータリーク量を算出する。最後に、制御ユニット50は、算出されたモータリーク量を旋回流量に加算して吐出流量を算出する。制御ユニット50は、吐出流量が算出されると、その吐出流量をステップS9にて設定した流量指令信号I3と対応付けて記憶する。例えば、図3に示すように第2基準特性(図3の実線)に比べて流量指令信号I3に対して吐出される吐出流量が小さい場合、較正点73が取得される。このようにして1つ目の較正点73が取得されると、ステップS13に移行する。
較正点数確認工程であるステップS13では、第2基準特性に対する較正を行うに際して2点以上の較正点を取得したか否かが判断される。なお、取得する較正点の数は、3点以上であってもよい。取得した較正点が1つであると判断されると、ステップS9に戻り、流量指令信号I3と異なる値の流量指令信号I4(第2流量指令信号)に対して左側液圧ポンプ21Lから吐出される吐出流量が算出される。即ち、制御ユニット50は、ステップS9において流量指令信号I3と異なる値の流量指令信号I4(Imin≦I4≦Imax)を左側レギュレータ23Lに出力する。なお、本実施形態では、流量指令信号I4が流量指令信号I2と異なる値に設定されているが、量指令信号I1と同じ値に設定されてもよい。制御ユニット50は、設定される流量指令信号I4を左側レギュレータ23Lに出力すると、次に旋回速度を検出し(ステップS10)、更にステップS10で検出され旋回速度に基づいて旋回流量を算出する(ステップS11)。更に、制御ユニット50は、ステップS11で検出される旋回流量に基づいて吐出流量を算出すると共に、算出された吐出流量と流量指令信号I4とを対応付けて記憶する。このようにして2つ目の較正点74が取得されると(図3参照)、ステップS13からステップS14に移行する。
第2ポンプ流量較正工程であるステップS14では、ステップS12にて取得した2つの較正点73,74に基づいて第2基準特性が較正される。即ち、流量QがQmin≦Q≦Qmaxの範囲において、2つの較正点73,74を通る直線(図3の二点鎖線参照)が左側液圧ポンプ21Lの実際の流量特性である第2実測特性として算出される。更に詳細に説明すると、制御ユニット50は、2つの較正点73,74に基づいて第2実測特性のQmin≦Q≦Qmaxの範囲における傾き及び切片を演算して第2実測特性を算出し、算出された第2実測特性が新たな第2基準特性として設定される。このように第2実測特性に基づいた第2基準特性の較正が行われると、流量較正処理が終了する。
このように液圧駆動システム1では、前述するような流量較正処理を実行し、ショベル3において搭載された状態で2つの液圧ポンプ21L,21Rの流量特性を較正することができる。それ故、液圧駆動システム1が搭載されるショベル3において、2つの液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量を高い精度にて制御することができる。また、液圧駆動システム1は、ジャイロセンサ60によって検出される旋回速度に基づいて2つの液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量を算出し、それに基づいて流量特性を較正することができる。即ち、液圧駆動システム1では、新たに流量センサを備えずとも2つの液圧ポンプ21L,21Rの流量特性の較正を行うことができ、部品点数が較正を行うべく増加することを抑制することができる。
<第2実施形態>
第2実施形態の液圧駆動システム1Aは、図5に示すように第1実施形態の液圧駆動システム1と構成が類似している。従って、第2実施形態の液圧駆動システム1Aの構成については、第1実施形態の液圧駆動システム1と異なる点について主に説明し、同じ構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
第2実施形態の液圧駆動システム1Aの液圧供給装置24Aは、第1実施形態の液圧駆動システム1の液圧供給装置24の構成に加えて補給部47を更に備えており、補給部47は、以下のような機能を有している。即ち、補給部47は、右側ポンプ通路33Rに流れる作動液の流量が不足すると右側供給通路34Rから右側ポンプ通路33Rに作動液を導いて補充する。更に詳細に説明すると、補給部47は、補給通路47aと、絞り47bと、逆止弁47cとを有している。補給通路47aは、右側供給通路34Rと右側ポンプ通路33Rとに架け渡すように形成されている。また、補給通路47aには、絞り47b及び逆止弁47cが介在しており、絞り47b及び逆止弁47cは、補給通路47aにおいて右側供給通路34R側からその順番で並んでいる。このように配置される逆止弁47cは、右側供給通路34Rから右側ポンプ通路33Rへの作動液の流れを許容し、その逆方向の流れを阻止する。
このように構成されている液圧駆動システム1Aは、第1実施形態の液圧駆動システム1と略同様に動作するが、以下の点で異なっている。即ち、例えばブーム操作及び旋回操作を行いつつフットペダル52a,52bの両方が操作された場合、2つの液圧モータ11L、11Rが共に右側液圧ポンプ21Rと接続される。即ち、右側液圧ポンプ21Rから2つの液圧モータ11L,11Rに作動液が供給される。それ故、フットペダル52a,52bの操作量が共に大きい場合、2つの液圧モータ11L,11Rの両方に作動液を供給するに際して右側液圧ポンプ21Rからの吐出流量だけでは不足する場合がある。液圧駆動システム1Aは、このような場合において補給部47を介して右側供給通路34Rから右側ポンプ通路33Rに作動液を補給し、不足する流量を補うことができる。
このような機能を有する液圧駆動システム1Aでは、第1実施形態の液圧駆動システム1と同様の流量較正処理で2つの液圧ポンプ21L,21Rの流量特性を較正することも可能である。しかし、補給部47を備えるが故に、ステップS9〜S11において左側液圧ポンプ21Lから旋回用液圧モータ12に作動液を供給する際、左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液の一部分が補給部47からタンク27に戻され、左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を正確に算出することができない。そこで、左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を正確に算出し、2つの液圧ポンプ21L,21Rの流量特性をより精度高く構成するべく液圧駆動システム1Aの制御ユニット50Aは、以下のような流量較正処理を実行する。即ち、制御ユニット50Aが予め定められる較正条件を充足するか否かを判断し、較正条件を充足すると図6に示すような流量較正処理を実行する。流量較正処理が実行されるとステップS1に移行し、その後、制御ユニット50Aは、第1実施形態の液圧駆動システム1と同様にステップS1〜S5を実行して第1液圧ポンプである右側液圧ポンプ21Rの流量を較正する。
即ち、流量較正処理が開始されると、まず液圧駆動システム1の状態を第1供給状態に切換え(ステップS1)、その後、流量指令信号I1を設定して右側レギュレータ23Rに出力する(ステップS2)。出力した後、旋回速度が検出され(ステップS3)、ステップS3で検出され旋回速度に基づいて旋回流量を算出する(ステップS4)。更に、制御ユニット50Aは、ステップS4で検出される旋回流量に基づいて吐出流量を算出すると共に、算出された吐出流量と流量指令信号I1とを対応付けて記憶する、即ち較正点71を取得する(図3参照)(ステップS5)。また、取得された較正点が1つ目であるので、ステップS6からステップS2に戻って流量指令信号I2が右側レギュレータ23Rに出力され、2つ目の較正点72が取得される(ステップS3〜S5)。そして、2つの較正点71,72が取得されたと判定されると(ステップS6)、2つの較正点71,72に基づいて第1実測特性が算出され、算出された第1実測特性が新たな第1基準特性として設定される(ステップS7)。このように第1実測特性に基づいた第1基準特性の較正が行われるとステップS20に移行する。ステップS20では、図7に示すような第2ポンプ較正処理が実行され、ステップS21に移行する。
最小傾転角切換工程であるステップS21では、右側液圧ポンプ21Rの斜板22Rが最小傾転角まで傾転させられる。即ち、制御ユニット50Aは、斜板22Rの傾転角が最小傾転角になるように第1基準特性に基づいて流量指令信号I5(≦Imin)を設定し、その流量指令信号I5を右側レギュレータ23Rに出力する。これにより、右側液圧ポンプ21Rの斜板22Rが最小傾転角まで傾転し、最小流量Qminの作動液が右側液圧ポンプ21Rから吐出される。そして、その作動液の全量が走行直進弁30及び旋回用方向制御弁32を介して旋回用液圧モータ12に供給されると、ステップS22に移行する。
旋回速度検出工程であるステップS22では、ステップS3等と同様に旋回体6の旋回速度が検出される。即ち、制御ユニット50Aはジャイロセンサ60から出力される信号に基づいて旋回体6の旋回速度を検出し、旋回体6の旋回速度が算出されるとステップS23に移行する。また、旋回流量算出工程であるステップS23では、ステップS4等と同様に旋回時における旋回用液圧モータ12の旋回流量が算出される。即ち、制御ユニット50Aは、予め記憶されている旋回用液圧モータ12の押しのけ容積及び旋回用液圧モータ12と旋回体6との間の減速比とステップS22で算出した旋回速度とに基づいて旋回流量を算出し、旋回流量が算出されるとステップS24に移行する。
第1ポンプ最小流量演算工程であるステップS24では、右側液圧ポンプ21Rの最小流量Qminが算出される。即ち、制御ユニット50Aは、ステップS5等と同様に、ステップS23で算出した旋回流量に基づいて右側液圧ポンプ21Rの最小流量Qminを算出するが、そのためにまず右側圧力センサ62Rからの信号に基づいて右側液圧ポンプ21Rの吐出圧を検出する。そして、制御ユニット50Aは、検出される左側液圧ポンプ21Lの吐出圧と旋回用液圧モータ12のモータ効率特性とに基づいて旋回用液圧モータ12のモータリーク量を算出する。最後に、制御ユニット50Aは、算出されたモータリーク量を旋回流量に加算して最小流量Qminを算出する。最小流量Qminが算出されると、ステップS25に移行する。
第2供給状態切換工程であるステップS25では、第2液圧ポンプである左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液が旋回用液圧モータ12に供給されるような第2供給状態に液圧駆動システム1の状態を切換える。即ち、制御ユニット50Aは、左側アンロード弁45Lによって左側タンク通路46Lを閉じ、同時に右側アンロード弁45Rによって右側タンク通路46Rを閉じる。同時に、制御ユニット50Aは、走行直進弁30のスプール30aの位置を第2位置A2に位置させる。このようにして液圧供給装置24の状態が第2供給状態に切換えられると、ステップS26に移行する。
指令電流設定工程であるステップS26では、ステップS8と同様に予め記憶される流量特性に基づいて設定される所定の流量指令信号I3が左側レギュレータ23Lに出力される。左側液圧ポンプ21Lの斜板22Lが流量指令信号I3に応じた傾転角に傾転し、流量指令信号I3に応じた流量の作動液が左側液圧ポンプ21Lから吐出される。そして、その作動液が走行直進弁30及び旋回用方向制御弁32を介して旋回用液圧モータ12に供給される。また、制御ユニット50Aは、右側レギュレータ23Rに流量指令信号I5を出力し、ステップS24にて算出される吐出流量、即ち最小流量Qminを右側液圧ポンプ21Rから吐出させる。このようにして右側液圧ポンプ21Rから吐出された作動液は、右側タンク通路46Rが閉じられているので、バイパス通路40R及び補給通路42を介して右側供給通路34Rに導かれ、そこで左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液と合流し、その作動液と共に旋回用液圧モータ12に供給される。このようにして合流した作動液が走行直進弁30及び旋回用方向制御弁32を介して旋回用液圧モータ12に供給されると、ステップS27に移行する。
旋回速度検出工程であるステップS27では、ステップS9と同様に旋回体6の旋回速度が検出される。即ち、制御ユニット50Aがジャイロセンサ60から出力される信号に基づいて旋回体6の旋回速度を検出し、旋回体6の旋回速度が検出されるとステップS28に移行する。また、旋回流量算出工程であるステップS28では、ステップS10と同様に旋回時における旋回用液圧モータ12の旋回流量が算出される。即ち、制御ユニット50Aは、予め記憶されている旋回用液圧モータ12の押しのけ容積及び旋回用液圧モータ12と旋回体6との間の減速比とステップS27で検出した旋回速度とに基づいて旋回流量を算出し、旋回流量が算出されるとステップS29に移行する。
第2較正点取得工程であるステップS29では、左側液圧ポンプ21Lの実際の吐出流量が算出されると共に、その実際の吐出流量に基づいて左側液圧ポンプ21Lの較正点が取得される。即ち、制御ユニット50Aは、ステップS28で算出した旋回流量に基づいて左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を算出するが、そのためにまず左側圧力センサ62Lからの信号に基づいて左側液圧ポンプ21Lの吐出圧を検出する。そして、制御ユニット50Aは、検出される左側液圧ポンプ21Lの吐出圧と旋回用液圧モータ12のモータ効率特性とに基づいて旋回用液圧モータ12のモータリーク量を算出する。そして、算出されたモータリーク量を旋回流量に加算して吐出流量を算出するが、このようにして算出された吐出流量は、2つの液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量の総和、即ち総流量である。そこで、左側液圧ポンプ21Lからの吐出流量を算出すべく、総流量から右側液圧ポンプ21Rの吐出流量が減算される。即ち、ステップS26では、右側液圧ポンプ21Rが予め定められた吐出流量、即ち最小流量Qminを吐出するように右側レギュレータ23Rに流量指令信号I5を出力しており、右側液圧ポンプ21Rの吐出流量がステップS24において既知である。それ故、制御ユニット50Aは、この既知の吐出流量である最小流量Qmin(補正流量)を総流量から減算することによって左側液圧ポンプ21Lの吐出流量(=旋回流量+モータリーク量−最小流量Qmin)を算出する。制御ユニット50Aは、左側液圧ポンプ21Lの吐出流量が算出されると、その吐出流量をステップS26にて設定した流量指令信号I3と対応付けて記憶する、即ち較正点73を取得する(図3参照)。このようにして1つ目の較正点73が取得されると、ステップS30に移行する。
較正点数確認工程であるステップS30では、第2基準特性に対する較正を行うに際して2点以上の較正点を取得したか否かが判断される。なお、取得する較正点の数は、3点以上であってもよい。取得した較正点が1つであると判断されると、ステップS26に戻って流量指令信号I4が左側レギュレータ23Lに出力され、次に旋回速度を検出し(ステップS27)、更にステップS27で検出され旋回速度に基づいて旋回流量を算出する(ステップS28)。更に、制御ユニット50Aは、ステップS28で検出される旋回流量に基づいて吐出流量を算出すると共に、算出された吐出流量と流量指令信号I4とを対応付けて記憶する(ステップS29)。このようにして2つ目の較正点74が取得されると(図3参照)、ステップS30からステップS31に移行する。
第2ポンプ流量較正工程であるステップS31では、第1実施形態のステップS14と同様に、ステップS29にて取得した2つの較正点73,74に基づいて第2基準特性が較正される。即ち、流量QがQmin≦Q≦Qmaxの範囲において、2つの較正点73,74を通る直線(図3の二点鎖線参照)が左側液圧ポンプ21Lの実際の流量特性である第2実測特性として算出される。更に詳細に説明すると、制御ユニット50Aは、2つの較正点73,74に基づいて第2実測特性のQmin≦Q≦Qmaxの範囲における傾き及び切片を演算して第2実測特性を算出し、算出された第2実測特性が新たな第2基準特性として設定される。このように第2実測特性に基づいた第2基準特性の較正が行われると第2ポンプ較正処理が終了し、また流量較正処理も終了する。
このように液圧駆動システム1Aでは、前述するような流量較正処理を実行することによって、補給部47を備えている場合において2つの液圧ポンプ21L,21Rの流量特性をより高い精度にて較正することができる。それ故、液圧駆動システム1Aが搭載されるショベル3において、2つの液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量を高い精度にて制御することができる。
その他、第2実施形態の液圧駆動システム1Aは、第1実施形態の液圧駆動システム1と同様の作用効果を奏する。
<第3実施形態>
第3実施形態の液圧駆動システム1Bは、図5に示すように第2実施形態の液圧駆動システム1Aと全く同じ構成を有している。他方、液圧駆動システム1Bの制御ユニット50Bが実行する流量較正処理における第2ポンプ較正処理が第2実施形態の液圧駆動システム1Aの制御ユニット50Aが実施するそれと異なっている。以下では、制御ユニット50Bが実行する第2ポンプ構成処理について詳しく説明する。即ち、制御ユニット50Bは、図6に示すように流量較正処理のステップS1〜S7を実行して右側液圧ポンプ21Rの流量特性、即ち第1基準特性の較正が終了すると、ステップS40に移行して図8に示すような第2ポンプ構成処理が実行され、ステップS41に移行する。
第2供給状態切換工程であるステップS41では、第2液圧ポンプである左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液が旋回用液圧モータ12に供給されるような第2供給状態に液圧駆動システム1の状態を切換える。即ち、制御ユニット50Bは、排出弁の一例である右側アンロード弁45Rによって右側タンク通路46Rを全開放すると共に、左側アンロード弁45Lによって左側タンク通路46Lを閉じる。また、制御ユニット50Bは、走行直進弁30のスプール30aの位置を第2位置A2に位置させると共に旋回用方向制御弁32を作動させ、右側液圧ポンプ21Rの作動液が旋回用液圧モータ12に供給されるようにする。このようにして液圧供給装置24の状態が第2供給状態に切換えられると、ステップS42に移行する。
指令電流設定工程であるステップS42では、ステップS26と同様に予め記憶される流量特性に基づいて設定される所定の流量指令信号I3が左側レギュレータ23Lに出力される。左側液圧ポンプ21Lの斜板22Lが流量指令信号I3に応じた傾転角に傾転し、流量指令信号I3に応じた流量の作動液が左側液圧ポンプ21Lから吐出される。そして、その作動液が走行直進弁30及び旋回用方向制御弁32を介して旋回用液圧モータ12に供給されると、ステップS43に移行する。旋回速度検出工程であるステップS43では、ステップS27と同様に旋回体6の旋回速度が検出される。即ち、制御ユニット50Bがジャイロセンサ60から出力される信号に基づいて旋回体6の旋回速度を検出し、旋回体6の旋回速度が検出されるとステップS44に移行する。また、旋回流量算出工程であるステップS44では、ステップS28と同様に旋回時における旋回用液圧モータ12の旋回流量が算出される。即ち、制御ユニット50Bは、予め記憶されている旋回用液圧モータ12の押しのけ容積及び旋回用液圧モータ12と旋回体6との間の減速比とステップS43で検出した旋回速度とに基づいて旋回流量を算出し、旋回流量が算出されるとステップS45に移行する。
第2較正点取得工程であるステップS45では、左側液圧ポンプ21Lの実際の吐出流量が算出されると共に、その実際の吐出流量に基づいて左側液圧ポンプ21Lの較正点が取得される。即ち、制御ユニット50Bは、ステップS45で算出した旋回流量に基づいて左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を算出するが、そのためにまず左側圧力センサ62Lからの信号に基づいて左側液圧ポンプ21Lの吐出圧を検出する。そして、制御ユニット50Bは、検出される左側液圧ポンプ21Lの吐出圧と旋回用液圧モータ12のモータ効率特性とに基づいて旋回用液圧モータ12のモータリーク量を算出する。そして、算出されたモータリーク量及び旋回流量に基づいて左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を算出するが、以下のようにして吐出流量が算出される。
即ち、液圧駆動システム1Bでは、補給部47が備わっており且つ右側タンク通路46Rが全開放されている。それ故、左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液の一部分が補給部47、右側ポンプ通路33R、及びタンク通路46Rを介してタンク27に流出しており、制御ユニット50Bは、モータリーク量に加えてタンク27に流出する流出流量Qaを算出する。具体的に説明すると、制御ユニット50Bは、右側圧力センサ62R(第1圧力センサ)からの信号に基づいて右側液圧ポンプ21Rの吐出圧を検出し、その吐出圧と左側圧力センサ62L(第2圧力センサ)で検出される吐出圧とに基づいて流出流量Qaを算出する。即ち、制御ユニット50Bは、以下の式(1)に基づいて流出流量Qaを算出する。
式1
Figure 2020128733
ここで、Cは流量係数、dは絞り47bの絞り径、P1は右側液圧ポンプ21Rの吐出圧、P2は左側液圧ポンプ21Lの吐出圧、ρは作動液の液密度であり、流量計数C、絞り径d、及び液密度ρは、制御ユニット50Bによって予め記憶されている。制御ユニット50Bは、2つの吐出圧P1,P2を検出すると、それらと式(1)とに基づいて流出流量Qaを算出する。即ち、制御ユニット50Bは、2つの圧力センサ62L,62Rと共に流出流量検出装置を構成しており、2つの圧力センサ62L,62Rから信号に基づいて検出される吐出圧P1,P2に基づいて流出流量を算出する。そして、制御ユニット50Bは、算出されたモータリーク量及び流出流量Qaを旋回流量に加算することによって左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を算出する。制御ユニット50Bは、左側液圧ポンプ21Lの吐出流量が算出されると、その吐出流量をステップS42にて設定した流量指令信号I3と対応付けて記憶する、即ち較正点73を取得する(図3参照)。このようにして1つ目の較正点73が取得されると、ステップS46に移行する。
較正点数確認工程であるステップS46では、第2基準特性に対する較正を行うに際して2点以上の較正点を取得したか否かが判断される。なお、取得する較正点の数は、3点以上であってもよい。取得した較正点が1つであると判断されると、ステップS42に戻って流量指令信号I4が左側レギュレータ23Lに出力され、次に旋回速度を検出し(ステップS43)、更にステップS43で検出され旋回速度に基づいて旋回流量を算出する(ステップS44)。更に、制御ユニット50Bは、ステップS44で検出される旋回流量に基づいて吐出流量を算出すると共に、算出された吐出流量と流量指令信号I4とを対応付けて記憶する(ステップS45)。このようにして2つ目の較正点74が取得されると(図3参照)、ステップS46からステップS47に移行する。
第2ポンプ流量較正工程であるステップS47では、第1実施形態のステップS14と同様に、ステップS45にて取得した2つの較正点73,74に基づいて第2基準特性が較正される。即ち、流量QがQmin≦Q≦Qmaxの範囲において、2つの較正点73,74を通る直線(図3の二点鎖線参照)が左側液圧ポンプ21Lの実際の流量特性である第2実測特性として算出される。更に詳細に説明すると、制御ユニット50Bは、2つの較正点73,74に基づいて第2実測特性のQmin≦Q≦Qmaxの範囲における傾き及び切片を演算して第2実測特性を算出し、算出された第2実測特性が新たな第2基準特性として設定される。このように第2実測特性に基づいた第2基準特性の較正が行われると第2ポンプ較正処理が終了し、また流量較正処理も終了する。
このように液圧駆動システム1Bでは、第2実施形態の液圧駆動システム1Aと異なる手順の流量較正処理を実行することによって、液圧駆動システム1Aと同じく2つの液圧ポンプ21L,21Rの流量特性をより高い精度にて較正することができる。それ故、液圧駆動システム1Bが搭載されるショベル3において、2つの液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量を高い精度にて制御することができる。
その他、第3実施形態の液圧駆動システム1Bは、第2実施形態の液圧駆動システム1Aと同様の作用効果を奏する。
<第4実施形態>
第4実施形態の液圧駆動システム1Cは、図5に示すように第2実施形態の液圧駆動システム1Aと全く同じ構成を有している。他方、液圧駆動システム1Cの制御ユニット50Cが実行する流量較正処理における第2ポンプ較正処理が第2及び第3実施形態の液圧駆動システム1A,1Bと全く異なっている。以下では、制御ユニット50Cが実施する第2ポンプ較正処理について説明する。即ち、制御ユニット50Cは、図6に示すように流量較正処理のステップS1〜S5を実行して右側液圧ポンプ21Rの流量特性の較正が終了すると、ステップS50に移行して図9に示すような第2ポンプ構成処理が実行され、ステップS51に移行する。ステップS51に移行する。
第3供給状態切換工程であるステップS51では、2つの液圧ポンプ21L,21Rから吐出される作動液が旋回用液圧モータ12に供給されるような第3供給状態に液圧駆動システム1Cの状態が切換えられる。具体的に説明すると、制御ユニット50Cは、各弁30,31L,31R,32,45L,45Rに対して信号を出力し、それらの動作を以下のように制御する。即ち、制御ユニット50Cは、左側アンロード弁45Lによって左側タンク通路46Lを閉じ、また右側アンロード弁45Rによって右側タンク通路46Rを閉じる。更に、制御ユニット50Cは、走行直進弁30のスプール30aを合流ファンクションへと移動させ、2つの液圧ポンプ21L,21Rから吐出される作動液を走行直進弁30にて合流させて右側供給通路34Rに導かれるようにする。
制御ユニット50Cは、旋回用方向制御弁32を作動させる、即ち旋回用方向制御弁32のスプール32aをストロークさせる。これにより、右側供給通路34Rに導かれた作動液が旋回用液圧モータ12に供給される。この際、旋回用方向制御弁32の開度が全開となるように、スプール32aをストロークさせる。他方、旋回用方向制御弁32以外の方向制御弁31L,31R(ブームシリンダ13、アームシリンダ14、及びバケットシリンダ15等に対応する各種方向制御弁を含む)については、それらのスプール31La,31Ra(前記各種方向弁のスプールを含む)を中立位置に位置させ、左側走行用液圧モータ11L(第2液圧アクチュエータ)及び右側走行用液圧モータ11R等の他の液圧アクチュエータに作動液が流れないようにする。このようにして旋回用方向制御弁32のスプール32aだけをストロークさせ、2つの液圧ポンプ21L、21Rの作動液の全てが旋回用液圧モータ12だけに供給されるようにする。このようにして、2つの液圧ポンプ21L、21Rの作動液の全てが旋回用液圧モータ12だけに供給される第3供給状態に液圧供給装置24の状態を切換えると、ステップS52に移行する。
指令電流設定工程であるステップS52では、ステップS26,S42と同様に予め記憶される流量特性に基づいて設定される所定の流量指令信号I3が左側レギュレータ23Lに出力される。左側液圧ポンプ21Lの斜板22Lが流量指令信号I3に応じた傾転角に傾転し、流量指令信号I3に応じた流量の作動液が左側液圧ポンプ21Lから吐出される。他方、右側レギュレータ23Rにも所定の流量指令信号、本実施形態では流量指令信号I5(≦Imin)が出力される。左側液圧ポンプ21Lの斜板22Lが最小傾転角まで傾転し、左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を最小流量Qminにする。このようにして2つの液圧ポンプ21L,21Rから吐出される作動液は、その全量が走行直進弁30及び旋回用方向制御弁32を介して旋回用液圧モータ12に供給される。このようにして作動液が供給されると、ステップS53に移行する。
旋回速度検出工程であるステップS53では、ステップS3等と同様に旋回体6の旋回速度が検出される。即ち、制御ユニット50Cはジャイロセンサ60から出力される信号に基づいて旋回体6の旋回速度を検出し、旋回体6の旋回速度が算出されるとステップS54に移行する。また、旋回流量算出工程であるステップS54では、ステップS4等と同様に旋回時における旋回用液圧モータ12の旋回流量が算出される。即ち、制御ユニット50Cは、予め記憶されている旋回用液圧モータ12の押しのけ容積及び旋回用液圧モータ12と旋回体6との間の減速比とステップS53で算出した旋回速度とに基づいて旋回流量を算出し、旋回流量が算出されるとステップS55に移行する。
第2較正点取得工程であるステップS55では、左側液圧ポンプ21Lの実際の吐出流量が算出されると共に、その実際の吐出流量に基づいて左側液圧ポンプ21Lの較正点が取得される。即ち、制御ユニット50Cは、ステップS54で算出した旋回流量に基づいて左側液圧ポンプ21Lの吐出流量を算出するが、そのためにまず圧力センサ62L、62Rからの信号に基づいて2つの液圧ポンプ21L、21Rの吐出圧の少なくとも一方を検出する。そして、制御ユニット50Aは、検出される吐出圧と旋回用液圧モータ12のモータ効率特性とに基づいて旋回用液圧モータ12のモータリーク量を算出する。そして、算出されたモータリーク量を旋回流量に加算して吐出流量を算出するが、このようにして算出された吐出流量は、2つの液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量の総和、即ち総流量である。そこで、左側液圧ポンプ21Lからの吐出流量を算出すべく、総流量から右側液圧ポンプ21Rの吐出流量が減算される。
即ち、ステップS55では、右側液圧ポンプ21Rが予め定められた吐出流量、即ち最小流量Qminを吐出するように右側レギュレータ23Rに流量指令信号I5が出力されている。右側液圧ポンプ21Rの流量特性、即ち第1基準特性は、ステップS7において較正されており、第1基準特性と流量指令信号I5とに基づいて右側液圧ポンプ21Rの吐出流量を算出することができる。それ故、制御ユニット50Cは、この算出される吐出流量である最小流量Qmin(補正流量)を総流量から減算することによって左側液圧ポンプ21Lの吐出流量(=旋回流量+モータリーク量−最小流量Qmin)を算出する。制御ユニット50Cは、左側液圧ポンプ21Lの吐出流量が算出されると、その吐出流量をステップS52にて設定した流量指令信号I3と対応付けて記憶する、即ち較正点73を取得する(図3参照)。このようにして1つ目の較正点74が取得されると、ステップS56に移行する。
較正点数確認工程であるステップS56では、第2実施形態のステップS30と同様に第2基準特性に対する較正を行うに際して2点以上の較正点を取得したか否かが判断される。なお、取得する較正点の数は、3点以上であってもよい。取得した較正点が1つであると判断されると、ステップS52に戻って流量指令信号I4が左側レギュレータ23Lに出力され、次に旋回速度を検出し(ステップS53)、更にステップS53で検出され旋回速度に基づいて旋回流量を算出する(ステップS54)。更に、制御ユニット50Cは、ステップS54で検出される旋回流量に基づいて吐出流量を算出すると共に、算出された吐出流量と流量指令信号I4とを対応付けて記憶する(ステップS55)。このようにして2つ目の較正点74が取得されると(図3参照)、ステップS56からステップS57に移行する。
第2ポンプ流量較正工程であるステップS57では、第2実施形態のステップS31と同様に、ステップS55にて取得した2つの較正点73,74に基づいて第2基準特性が較正される。即ち、制御ユニット50Cは、2つの較正点73,74に基づいて第2実測特性を算出し、算出された第2実測特性が新たな第2基準特性として設定される。このように第2実測特性に基づいた第2基準特性の較正が行われると第2ポンプ較正処理が終了し、また流量較正処理も終了する。
このように液圧駆動システム1Cでは、前述するような流量較正処理を実行することによって、補給部47を備えている場合において2つの液圧ポンプ21L,21Rの流量特性をより高い精度にて較正することができる。それ故、液圧駆動システム1Cが搭載されるショベル3において、2つの液圧ポンプ21L,21Rの吐出流量を高い精度にて制御することができる。
<第5実施形態>
ポンプ流量較正システムは、以下に示す第5実施形態の液圧駆動システム1Dであってもよい。即ち、第5実施形態の液圧駆動システム1Dは、図10に示すように液圧モータ12Dに作動液を供給してそれを駆動させるシステムであり、液圧ポンプ21Dと、レギュレータ23Dと、液圧供給装置24Dを備えている。液圧ポンプ21Dは、いわゆる可変容量型の斜板ポンプであり、斜板22Dを有している。液圧ポンプ21Dは、斜板22Dを傾転させることによって吐出流量を変えることができ、斜板22Dを傾転させるべく液圧ポンプ21Dにはレギュレータ23Dが設けられている。レギュレータ23Dは、そこに入力される流量指令信号に応じて斜板22Dの傾転角を調整し、液圧ポンプ21Dの吐出流量を制御する。このように構成されている液圧ポンプ21Dには、吐出した作動液を液圧モータ12Dに供給すべく液圧供給装置24Dが接続されている。
液圧供給装置24Dは、方向制御弁32Dを有しており、液圧モータ12Dに対する作動液の流れ及び流量を制御することができる。更に詳細に説明すると、方向制御弁32Dは、液圧ポンプ21Dの他、液圧モータ12及びタンク27に接続されており、液圧ポンプ21D及びタンク27と液圧モータ12Dとの接続状態を切換えることができる。即ち、方向制御弁32Dは、スプール32Daを有しており、スプール32Daの位置を変えることで前記接続状態を切換える。また、スプール32Daは、その両端部に異なる2つの電磁比例制御弁32Db,32Dcから夫々出力されるパイロット圧を夫々受圧しており、受圧する2つのパイロット圧の差圧に応じて中立位置から一方及び他方に移動する。これにより、液圧ポンプ21D及びタンク27と液圧モータ12Dとの接続状態を切換えることができ、接続状態を切換えて作動液の流れる方向を変えることによって液圧モータ12Dの回転方向を変えることができる。また、スプール32Daは、2つのパイロット圧の差圧に応じた位置に移動することによって、その位置に応じた開度へと方向制御弁32Dの開度が調整される。
なお、方向制御弁32Dと液圧モータ12Dとの間には、以下のような構成が接続されている。即ち、方向制御弁32Dは、2つの旋回用供給通路37DL,37DRを介して液圧モータ12にD接続されており、2つの旋回用供給通路37DL,37DRには、リリーフ弁38DL,38DRが夫々接続されている。2つのリリーフ弁38DL,38DRは、接続されている旋回用供給通路37DL,37DRを流れる作動液の液圧が所定のリリーフ圧を超えると、作動液をタンク27に排出する。また、2つの旋回用供給通路37DL,37DRは、逆止弁39DL,39DRを介してタンク27に接続されており、作動液が不足する際にタンク27から作動液を補うことができるようになっている。
このように構成されている液圧駆動システム1Dは、更に制御ユニット50Dを有しており、レギュレータ23D及び方向制御弁32Dの動きが制御ユニット50Dによって制御されている。また、制御ユニット50Dには、液圧供給装置24Dの動作に関する指令を与えるべく操作装置51Dが電気的に接続されている。操作装置51Dは、例えば電気ジョイスティック又はリモートコントロール弁等によって構成されている。即ち、操作装置51Dは、操作レバー51Daを有しており、操作レバー51Daが傾倒されると、その傾倒量に応じた信号を制御ユニット50Dに出力する。
制御ユニット50Dは、操作装置51Dから出力される信号に応じて方向制御弁32Dの動きを制御するようになっており、方向制御弁32Dの動きを制御すべく以下のように構成されている。即ち、制御ユニット50Dは、方向制御弁32Dに設けられている各電磁比例制御弁32Db,32Dcに夫々電気的に接続されており、操作装置51Dから出力される信号に応じて電磁比例制御弁32Db,32Dcに指令信号を出力する。そうすると、電磁比例制御弁32Db,32Dcは指令信号に応じたパイロット圧を出力し、スプール32Daが2つのパイロット圧の差圧に応じた位置へと移動する。これにより、方向制御弁32が操作レバー51Daの操作量に応じた開度にて開口し、操作レバー51Daの操作量に応じた流量の作動液が液圧モータ12Dに供給される。
また、液圧駆動システム1Dは、回転センサ60D及び圧力センサ62Dを備えている。回転センサ60Dは、液圧モータ12Dの出力軸12aに設けられており、制御ユニット50に電気的に接続されている。また、回転センサ60Dは、出力軸12aの回転数に応じた信号を制御ユニット50Dに出力し、制御ユニット50Dは、回転センサ60Dからの信号に基づいて液圧モータ12Dの回転数を検出する。また、圧力センサ62Dは、液圧ポンプ21Dに接続され、また制御ユニット50Dに電気的に接続されている。このように配置されている圧力センサ62Dは、液圧ポンプ21Dの吐出圧力に応じた信号を制御ユニット50に出力し、制御ユニット50Dは、圧力センサ62Dからの出力される信号に基づいて液圧ポンプ21Dの吐出圧を検出する。その他、制御ユニット50Dは、種々の演算を行うと共に種々の情報を記憶している。
このように構成されている液圧駆動システム1Dでは、操作装置51Dに行われる操作に応じて制御ユニット50Dが液圧供給装置24Dの動きを制御し、液圧アクチュエータ12Dを作動させる。即ち、制御ユニット50Dは、操作レバー51Daが操作されて操作装置51Dから信号が出力されると、その信号に応じた回転指令信号を電磁比例制御弁32Db(又は電磁比例制御弁32Dc)に出力して方向制御弁32Dを作動させる。これにより、液圧ポンプ21Dからの作動液が液圧モータ12Dに供給され、この作動液によって液圧モータ12Dが回転する。また、制御ユニット50Dは、方向制御弁32Dを操作レバー51Daの操作量に応じた開度にて開口させ、且つ操作レバー51Daの操作量に応じてレギュレータ23Dを介して液圧ポンプ21Dの吐出流量を制御する。これにより、操作レバー51Daの操作量に応じた回転数にて液圧モータ12Dを回転させることができる。
このような機能を有する制御ユニット50Dは、第1乃至第3実施形態の制御ユニット50,50A,50Bと同様に、液圧ポンプ21Dの基準特性を予め設定しており、設定される流量特性に対して較正を行う。以下では、制御ユニット50Dが実行する液圧ポンプ流量較正処理について説明する。即ち、制御ユニット50Dは、予め定められる較正条件を充足するか否かを判断し、較正条件を充足すると図10に示すような流量較正処理を実行する。流量較正処理が実行されるとステップS61に移行する。
供給状態切換工程であるステップS61では、液圧ポンプ21Dから吐出される作動液が液圧モータ12Dに供給されるような供給状態に液圧駆動システム1Dの状態が切換えられる。具体的に説明すると、制御ユニット50Dは、方向制御弁32Dの電磁比例制御弁32Db(又は電磁比例制御弁32Dc)に信号を出力して方向制御弁32Dのスプール32Daを作動させ、液圧ポンプ21D及びタンク27を液圧モータ12Dに接続させる。この際、液圧ポンプ21Dの作動液の全量が液圧モータ12Dに供給されるようにすべく、方向制御弁32Dの開度が全開となるようにスプール32Daをストロークさせる。このようにスプール32Daがストロークして液圧供給装置24Dの状態が供給状態に切換わると、ステップS62に移行する。
指令電流設定工程であるステップS62では、前述するステップS2と同様に、基準特性に基づいて設定される所定の流量指令信号I1がレギュレータ23Dに出力される。これにより、液圧ポンプ21Dの斜板22Dが流量指令信号I1に応じた傾転角に傾転し、流量指令信号I1に応じた流量の作動液が液圧ポンプ21Dから吐出される。そして、その作動液の全量が方向制御弁32Dを介して液圧モータ12Dに供給されると、ステップS63に移行する。回転数検出工程であるステップS63では、液圧モータ12Dの回転数が検出される。即ち、制御ユニット50は、回転センサ60Dから出力される信号に基づいて液圧モータ12Dの回転数を検出する。そして、液圧モータ12Dの回転数が検出されると、ステップS64に移行する。
供給流量算出工程であるステップS64では、液圧モータ12Dが回転している際に液圧モータ12Dに供給された作動液の流量、即ち供給流量が算出される。即ち、制御ユニット50は、液圧モータ12Dの押しのけ容積を予め記憶しており、この押しのけ容積とステップS63で検出した回転数とに基づいて供給流量を算出する。具体的に説明すると、ステップS63で算出される回転数に押しのけ容積を乗算することによって供給流量が算出される。供給流量が算出されると、ステップS65に移行する。
較正点取得工程であるステップS65では、液圧ポンプ21Dの実際の吐出流量が算出されると共に、その実際の吐出流量に基づいて液圧ポンプ21Dの較正点が取得される。即ち、制御ユニット50Dは、ステップS64で算出した供給流量に基づいて液圧ポンプ21Dの吐出流量を算出するが、そのためにまず圧力センサ62Dからの信号に基づいて液圧ポンプ21Dの吐出圧を検出する。そして、制御ユニット50Dは、検出された吐出圧に基づいて液圧モータ12Dのモータリーク量を算出し、更に算出されたモータリーク量を旋回流量に加算する。これにより、液圧モータ12Dの吐出流量(=旋回流量+モータリーク量)が算出される。制御ユニット50Dは、吐出流量を算出すると、その吐出流量をステップS62にて設定した流量指令信号I1と対応付けて記憶する。例えば、図3に示すように基準特性(図3の実線)に比べて流量指令信号I1に対して吐出される吐出流量が大きい場合、較正点71が取得される。このようにして1つ目の較正点71が取得されると、ステップS66に移行する。
較正点数確認工程であるステップS66では、基準特性に対する較正を行うに際して2点以上の較正点を取得したか否かが判断される。なお、取得する較正点の数は、3点以上であってもよい。取得した較正点が1つであると判断されると、ステップS62に戻って流量指令信号I2がレギュレータ23Dに出力され、次に旋回速度を検出し(ステップS63)、更にステップS63で検出され旋回速度に基づいて旋回流量を算出する(ステップS64)。更に、制御ユニット50Dは、ステップS64で検出される旋回流量に基づいて吐出流量を算出すると共に、算出された吐出流量と流量指令信号I2とを対応付けて記憶する(ステップS65)。このようにして2つ目の較正点74が取得されると(図3参照)、ステップS67に移行する。
ポンプ流量較正工程であるステップS67では、第1実施形態のステップS14と同様に、ステップS65にて取得した2つの較正点71,72に基づいて基準特性が較正される。即ち、流量QがQmin≦Q≦Qmaxの範囲において、2つの較正点71,72を通る直線(図3の二点鎖線参照)が液圧ポンプ21Dの実際の流量特性である実測特性として算出される。更に詳細に説明すると、制御ユニット50Dは、2つの較正点71,72に基づいて実測特性のQmin≦Q≦Qmaxの範囲における傾き及び切片を演算して実測特性を算出し、算出された第2実測特性が新たな第2基準特性として設定される。このように、実測特性に基づいた基準特性の較正が行われると、流量較正処理が終了する。
このように液圧駆動システム1Dでは、前述するような流量較正処理を実行することによって、液圧ポンプ21Dを液圧駆動システム1Dに備えた状態で、液圧ポンプ21Dの吐出流量を較正することができる。即ち、液圧駆動システム1Dにおいて液圧ポンプ21Dの吐出流量を高い精度にて制御することができる。また、液圧駆動システム1は、回転センサ60Dによって検出される液圧モータの回転数に基づいて液圧ポンプ21Dの吐出流量を算出し、それに基づいて流量特性を較正することができる。即ち、液圧駆動システム1では、新たに流量センサを備えずとも液圧ポンプ21Dの流量特性の構成を行うことができ、較正を行うべく部品点数が増加することを抑制することができる。
<その他の実施形態>
第1乃至第3実施形態の液圧駆動システム1,1A,1Bでは、主にショベル3に搭載されている場合について説明しているが、必ずしもショベル3に限定されず他の建設機械、例えばクレーン及びホイルローダ等であってもよい。また、必ずしも建設機械に限定されず、液圧駆動式のロボットに適用されてもよく、その際には作動液として生理食塩水等の水が使用されてもよい。
なお、クレーンの場合、旋回モータに代えてクレーンの巻上装置に備わる巻上モータを使用して液圧ポンプ流量較正処理が実行されてもよい。また、ホイルローダ等の場合には、旋回モータに代えて走行用モータ使用して液圧ポンプ流量較正処理が実行されてもよい。更に、液圧モータに代えてシリンダを使用して液圧ポンプ流量較正処理が実行されてもよい。即ち、シリンダのロッドのストローク量によって液圧アクチュエータへの供給流量が算出され、それに基づいて液圧ポンプ流量較正処理が実行されればよい。この際、ストロークセンサが流量検出装置として機能する。また、流量検出装置は、必ずしもジャイロセンサ60やストロークセンサである必要なく、各液圧アクチュエータに接続される通路に流量計等であってよい。更に、第1乃至第3実施形態の液圧駆動システム1,1A,1Bでは、ジャイロセンサ60として3軸のジャイロセンサが採用されているが、2軸のジャイロセンサを採用してもよい。
更に、第1乃至第4実施形態の液圧駆動システム1,1A〜1Cでは、走行用方向制御弁31L,31Rが電磁比例弁31Lb,31Lc,31Rb,31Lcから出力されるパイロット圧に基づいて作動するように構成されているが、必ずしもこのような構成である必要はない。即ち、走行用操作装置52が油圧式のリモートコントロール弁で構成され、走行用方向制御弁31L,31Rは、リモートコントロール弁から出力されるパイロット圧によって駆動するような油圧駆動式の方向制御弁であってもよい。この場合、リモートコントロール弁から出力されるパイロット圧の圧力センサなどによって検出することで、走行用操作装置52に対する操作の有無が検出される。
また、第1乃至第5実施形態の液圧駆動システム1,1A〜1Dでは、2つ以上の較正点に基づいて各基準特性の較正が行われているが、必ずしも2つ以上である必要はない。即ち、各液圧ポンプ21L,21R,21Dにおける最小流量Qmimからの変化点75は、製品毎のばらつきが最大流量Qmaxの変化点76それに比べて小さく、略定点とみなすことができる。それ故、この変化点75と算出される1つの較正点に基づいて実測特性を算出し、算出された実測特性に基づいて基準特性の構成を行うことができる。また、液圧ポンプ21L,21R,21Dの基準特性においてヒステリシスがある場合、流量増加時及び減少時において2つの較正点を夫々算出し、流量増加時及び減少時のそれぞれの場合に対して基準特性を較正するようにしてもよい。更に、基準特性に含まれる最小傾転角及び最大傾転角における流量、即ち液圧ポンプ21L,21R,21Dの最小流量Qmin及び最大流量Qmaxを前述する方法にて較正するようにしてもよい。
また、第1乃至第3実施形態の液圧駆動システム1,1A,1Bは、アンロード弁45L,45Rを備えているが、必ずしも備えている必要はなく、図12に示すような液圧駆動システム1Eであってもよい。即ち、液圧駆動システム1Eの左側バイパス通路40Lには、バイパスカット弁49Lが介在しており、左側バイパス通路40Lは、バイパスカット弁49Lを介してタンク27に接続されている。また、左側バイパス通路40Lには、バイパスカット弁49Lの上流側であって左側走行用方向制御弁31Lの下流側に図示しない方向制御弁(例えば、バケット用方向制御弁及び第1ブーム用方向制御弁等)が介在しており、方向制御弁31Lを含む各方向制御弁のスプールの位置に応じて左側バイパス通路40Lの開度が調整される。他方、右側バイパス通路40Rにも、バイパスカット弁49Rが介在しており、右側バイパス通路40Rは、バイパスカット弁49Rを介してタンク27に接続されている。また、右側バイパス通路40Rには、バイパスカット弁49Rの上流側であって右側走行用方向制御弁31Rの下流側に旋回用方向制御弁32や図示しない方向制御弁(例えば、アーム用方向制御弁、及び第2ブーム用方向制御弁等)が介在しており、方向制御弁32を含む各方向制御弁のスプールの位置に応じて右側バイパス通路40Rの開度が調整される。
このように構成されている液圧駆動システムでは、バイパスカット弁49L,49Rを排出弁として用いて液圧ポンプ流量較正処理が実行される。即ちステップS1において、バイパスカット弁49Lを開くことによって左側供給通路34Lが左側バイパス通路40Lを介してタンク27に繋がれ、左側液圧ポンプ21Lから吐出される作動液の全量がタンク27に戻される。他方、右側バイパス通路40Rは、バイパスカット弁49Rの開閉にかかわらず、旋回用方向制御弁32Eのスプール32aによって閉じられている。また、ステップS7では、バイパスカット弁49Lを閉じることによって左側供給通路34Lがタンク27に戻されないようにする。このようにバイパス通路40Lに介在するバイパスカット弁49Lを用いることによって、アンロード弁45L,45Rがなくても液圧ポンプ流量較正処理を実現することができる。なお、アンロード弁45L,45Rを備えている場合であっても、同様の方法によってアンロード弁45L,45Rを作動させることなく液圧ポンプ流量較正処理を実行することができる。
また、第2実施形態の液圧駆動システム1Aでは、補正流量として最小流量Qminが採用されているが、必ずしもそうである必要はなく、採用される流量は既知の流量であればよい。更に、流出流量は、必ずしも前述する式(1)を用いて算出する必要はなく、補給通路47aに流量センサを接続して直接検出するようにしてもよい。
1,1A〜1E 液圧駆動システム(液圧ポンプ流量構成システム)
11L 左側走行用液圧モータ
12 旋回用液圧モータ
13 ブームシリンダ
14 アームシリンダ
15 バケットシリンダ
21L 左側液圧ポンプ
21R 右側液圧ポンプ
23D,23L,23R レギュレータ
27 タンク
30 走行直進弁(切換弁)
32E 旋回用方向制御弁32(排出弁)
33R 右側ポンプ通路
34R 右側供給通路
40R 右側バイパス通路
44 逆止弁(バイパス用逆止弁)
45R 右側アンロード弁(排出弁)
47 補給部
47b 絞り
50,50A,50B,50C,50D 制御ユニット(制御装置、較正装置)
60 ジャイロセンサ
60D 回転センサ
62D 圧力センサ
62R 右側圧力センサ
62L 左側圧力センサ

Claims (16)

  1. 供給される作動液の流量に応じた速度にて作動する液圧アクチュエータに接続され、前記液圧アクチュエータに作動液を供給する可変容量型の液圧ポンプと、
    入力される流量指令信号に応じて前記液圧ポンプの吐出流量を変更するレギュレータと、
    前記液圧アクチュエータに供給される作動液の流量を検出する流量検出装置と、
    前記レギュレータに流量指令信号を出力して前記レギュレータを制御する制御装置と、
    流量指令信号に対する前記吐出流量の実測特性を算出し、予め設定された基準特性に対して実測特性に基づいた較正を行う較正装置とを備え、
    実測特性は、前記制御装置から前記レギュレータに所定の流量指令信号を出力する際に、前記液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出することにより算出される、液圧ポンプ流量較正システム。
  2. 前記液圧アクチュエータは、液圧モータであり、
    前記流量検出装置は、前記液圧モータの出力軸の回転速度に応じた値を検出する回転センサを有し、前記回転センサの検出結果と前記液圧モータの吸入容量とに基づいて前記液圧モータに供給される流量を検出する、請求項1に記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  3. 前記液圧モータは、構造体に対して旋回可能に設けられている旋回体を旋回させ、
    前記回転センサは、前記液圧モータの出力軸の回転速度に応じた値として前記旋回体の旋回速度を検出し、
    前記流量検出装置は、検出される旋回速度と前記液圧モータの吸入容量とに基づいて前記液圧モータに供給される流量を検出する、請求項2に記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  4. 前記較正装置を有し、前記旋回体に設けられる制御ユニットを備え、
    前記回転センサは、ジャイロセンサであって、前記制御ユニットに内蔵されている、請求項3に記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  5. 供給される作動液の流量に応じた速度にて作動する液圧アクチュエータに接続され、前記液圧アクチュエータに作動液を供給する可変容量型の第1液圧ポンプと、
    前記液圧アクチュエータに接続され、前記液圧アクチュエータに作動液を供給する第2液圧ポンプと、
    入力される第1流量指令信号に応じて前記第1液圧ポンプの吐出流量を変更する第1レギュレータと、
    前記第1液圧ポンプ及び前記第2液圧ポンプ並びに前記液圧アクチュエータに接続され、前記第1液圧ポンプ及び前記第2液圧ポンプのうち何れかを前記液圧アクチュエータと接続する切換弁と、
    前記液圧アクチュエータに供給される作動液の流量を検出する流量検出装置と、
    前記第1レギュレータに第1流量指令信号を出力して前記第1レギュレータを制御する制御装置と、
    第1流量指令信号に対する前記第1液圧ポンプの吐出流量の第1実測特性を算出し、予め設定された第1基準特性に対して当該第1実測特性に基づいた較正を行う較正装置と、を更に備え、
    前記第1実測特性は、前記制御装置から前記第1レギュレータに所定の第1流量指令信号を出力する際に、前記切換弁によって前記第1液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとを接続して前記液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出することにより算出される、液圧ポンプ流量較正システム。
  6. 前記液圧アクチュエータは、液圧モータであり、
    前記流量検出装置は、前記液圧モータの出力軸の回転速度に応じた値を検出する回転センサを有し、前記回転センサの検出結果と前記液圧モータの吸入容量とに基づいて前記液圧モータに供給される流量を検出する、請求項5に記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  7. 前記液圧モータは、構造体に対して旋回可能に設けられている旋回体を旋回させ、
    前記回転センサは、前記液圧モータの出力軸の回転速度に応じた値として前記旋回体の旋回速度を検出し、
    前記流量検出装置は、検出される旋回速度と前記液圧モータの吸入容量とに基づいて前記液圧モータに供給される流量を検出する、請求項6に記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  8. 前記較正装置を有し、前記旋回体に設けられる制御ユニットを備え、
    前記回転センサは、ジャイロセンサであって、前記制御ユニットに内蔵されている、請求項7に記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  9. 入力される第2流量指令信号に応じて、可変容量型である前記第2液圧ポンプの吐出流量を変更する第2レギュレータを更に備え、
    前記制御装置は、前記第2レギュレータに第2流量指令信号を出力して前記第2レギュレータを制御し、
    前記較正装置は、第2流量指令信号に対する前記第2液圧ポンプの吐出流量の第2実測特性を算出し、予め定められた第2基準特性に対して当該第2実測特性に基づいた較正を行い、
    前記第2実測特性は、前記第2レギュレータに所定の第2流量指令信号を出力する際に、前記切換弁によって前記第2液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとを接続して前記液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出することにより算出される、請求項5乃至8の何れか1つに記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  10. 前記液圧アクチュエータである第1液圧アクチュエータと前記切換弁との間に形成される供給通路及び前記第1液圧ポンプと前記切換弁との間のポンプ通路とに夫々接続される補給部と、
    前記ポンプ通路に接続され且つ開閉可能に構成され、開くことで前記ポンプ通路を流れる作動液をタンクに排出する排出弁と、
    前記補給部を流れる作動液の流量を検出する流出流量検出装置とを更に備え、
    前記切換弁は、前記第1液圧アクチュエータと異なる第2液圧アクチュエータに更に接続され、前記第1液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第2液圧ポンプを前記第2液圧アクチュエータに接続し、前記第2液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第1液圧ポンプを前記第2液圧アクチュエータに接続し、
    前記補給部は、前記切換弁によって前記第2液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第2液圧ポンプから吐出される作動液を前記第2液圧アクチュエータに補給すべく前記供給通路側から前記ポンプ通路側への流れを許容すると共に、その逆方向の流れを阻止し、
    前記第1実測特性は、前記制御装置から前記第1レギュレータに所定の第1流量指令信号を出力する際に、前記切換弁によって前記第1液圧ポンプと前記第1液圧アクチュエータとを接続すると共に前記排出弁を閉じて前記第1液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出することにより算出され、
    前記第2実測特性は、前記第2レギュレータに所定の第2流量指令信号を出力する際に、前記切換弁によって前記第2液圧ポンプと前記第1液圧アクチュエータとを接続すると共に前記排出弁を開いて前記第1液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出し、前記流量検出装置で検出される流量と前記流出流量検出装置で検出される流出流量とに基づいて算出される、請求項9に記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  11. 前記補給部は、絞りを有し、
    前記流出流量検出装置は、前記第1液圧ポンプの吐出圧を検出する第1圧力センサと、前記第2液圧ポンプの吐出圧を検出する第2圧力センサとを有し、前記第1圧力センサ及び前記第2圧力センサの差圧に基づいて前記流出流量を演算する、請求項10に記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  12. 入力される第2流量指令信号に応じて、可変容量型である前記第2液圧ポンプの吐出流量を変更する第2レギュレータと、
    前記液圧アクチュエータである第1液圧アクチュエータと前記切換弁との間に形成される供給通路と前記第1液圧ポンプと前記切換弁との間に形成されるポンプ通路を繋ぎ、前記供給通路側から前記ポンプ通路側への流れを阻止するバイパス用逆止弁が介在するバイパス通路と、
    前記切換弁は、前記第1液圧アクチュエータと異なる第2液圧アクチュエータに更に接続され、前記第1液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第2液圧ポンプを前記第2液圧アクチュエータに接続し、前記第2液圧ポンプが前記第1液圧アクチュエータに接続されている際に前記第1液圧ポンプを前記第2液圧アクチュエータに接続し、
    前記制御装置は、前記第2レギュレータに第2流量指令信号を出力して前記第2レギュレータを制御し、
    前記較正装置は、第2流量指令信号に対する前記第2液圧ポンプの吐出流量の第2実測特性を算出し、予め定められた第2基準特性に対して当該第2実測特性に基づいた較正を行い、
    前記第2実測特性は、前記第2レギュレータに所定の第2流量指令信号を出力する際に、前記第1レギュレータに基準となる第1流量指令信号を出力すると共に前記切換弁によって前記第2液圧ポンプを前記第1液圧アクチュエータに接続し、前記第1液圧ポンプから吐出される作動液を前記バイパス通路を介して前記第1液圧アクチュエータに供給すると共に前記第2液圧ポンプから吐出される作動油を前記切換弁を介して前記第1液圧アクチュエータに供給して前記第1液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出し、前記流量検出装置で検出される検出流量と補正流量とに基づいて算出され、
    前記補正流量は、前記制御装置から前記第1レギュレータに基準となる第1流量指令信号を出力すると共に前記切換弁によって前記第1液圧ポンプを前記第1液圧アクチュエータに接続した際に前記流量検出装置で検出される流量である、請求項5乃至8の何れか1つに記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  13. 前記切換弁は、前記第1液圧ポンプ及び前記第2液圧ポンプの両方を前記液圧アクチュエータと接続可能であり、
    前記較正装置は、第2流量指令信号に対する前記第2液圧ポンプの吐出流量の第2実測特性を算出し、予め定められた第2基準特性に対して当該第2実測特性に基づいた較正を行い、
    前記第2実測特性は、前記第2レギュレータに所定の第2流量指令信号を出力する際に、前記第1レギュレータに基準となる第1流量指令信号を出力すると共に前記切換弁によって前記第1液圧ポンプ及び前記第2液圧ポンプの両方を前記液圧アクチュエータに接続して前記液圧アクチュエータに供給される流量を前記流量検出装置で検出し、前記流量検出装置で検出される検出流量と補正流量とに基づいて算出され、
    前記補正流量は、前記制御装置から前記第1レギュレータに基準となる第1流量指令信号を出力すると共に前記切換弁によって前記第1液圧ポンプを前記液圧アクチュエータに接続した際に前記液圧アクチュエータに流れる流量である、請求項9に記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  14. 前記較正装置は、前記流量検出装置で検出される流量を前記液圧アクチュエータの漏れ量に基づいて補正し、補正された流量に基づいて実測特性を算出する、請求項1乃至13の何れか1つに記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  15. 実測特性は、互いに異なる複数の流量指令信号を出力し、それらを出力した際に前記流量検出装置によって夫々検出される複数の流量に基づいて算出される、請求項1乃至13の何れか1つに記載の液圧ポンプ流量較正システム。
  16. 前記較正装置は、予め定められる条件を充足すると、実測特性を算出する、請求項1乃至14の何れか1つに記載の液圧ポンプ流量較正システム。
JP2019021573A 2019-02-08 2019-02-08 液圧ポンプ流量較正システム Active JP7499564B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019021573A JP7499564B2 (ja) 2019-02-08 2019-02-08 液圧ポンプ流量較正システム
GB2111981.3A GB2595184B (en) 2019-02-08 2020-01-31 Hydraulic-pump flow-rate calibration system
PCT/JP2020/003827 WO2020162377A1 (ja) 2019-02-08 2020-01-31 液圧ポンプ流量較正システム
US17/428,017 US20220106770A1 (en) 2019-02-08 2020-01-31 Hydraulic-pump flow-rate calibration system
CN202080011386.XA CN113348301B (zh) 2019-02-08 2020-01-31 液压泵流量校正系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019021573A JP7499564B2 (ja) 2019-02-08 2019-02-08 液圧ポンプ流量較正システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020128733A true JP2020128733A (ja) 2020-08-27
JP7499564B2 JP7499564B2 (ja) 2024-06-14

Family

ID=71947341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019021573A Active JP7499564B2 (ja) 2019-02-08 2019-02-08 液圧ポンプ流量較正システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220106770A1 (ja)
JP (1) JP7499564B2 (ja)
CN (1) CN113348301B (ja)
GB (1) GB2595184B (ja)
WO (1) WO2020162377A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022011413A (ja) * 2020-06-30 2022-01-17 株式会社竹内製作所 作業用アタッチメントへの油量較正方法、較正用治具、較正プログラム
WO2023227253A1 (en) 2022-05-27 2023-11-30 Caterpillar Sarl Control calibration apparatus for variable-capacity pump and method thereof
JP7438082B2 (ja) 2020-11-06 2024-02-26 川崎重工業株式会社 液圧駆動システム
WO2024080112A1 (ja) * 2022-10-14 2024-04-18 株式会社小松製作所 作業機械および作業機械の制御方法
WO2024080113A1 (ja) * 2022-10-14 2024-04-18 株式会社小松製作所 作業機械および作業機械の制御方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022076550A (ja) * 2020-11-10 2022-05-20 キャタピラー エス エー アール エル 可変容量型油圧ポンプの較正システム
CN114809173A (zh) * 2022-03-23 2022-07-29 中联重科股份有限公司 正流量挖掘机及其控制方法及装置、控制器和存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0681772A (ja) * 1992-09-02 1994-03-22 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 油圧ショベル用ポンプの出力制御装置
JPH11311203A (ja) * 1998-04-24 1999-11-09 Yutani Heavy Ind Ltd 油圧回路の調整方法および同装置
WO2005100793A1 (ja) * 2004-03-26 2005-10-27 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. 傾転制御信号の補正方法、傾転制御装置、建設機械および傾転制御信号補正用プログラム
WO2006129422A1 (ja) * 2005-06-02 2006-12-07 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. 作業機械
WO2017085996A1 (ja) * 2015-11-20 2017-05-26 Kyb株式会社 カウンタバランス弁及びカウンタバランス弁を備えた流体圧制御装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5864849B2 (ja) * 2010-10-20 2016-02-17 株式会社堀場エステック 流体計測システム
JP2018128127A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 川崎重工業株式会社 液圧駆動システム
US11214940B2 (en) * 2018-03-28 2022-01-04 Hitachi Construction Machinery Tierra Co., Ltd. Hydraulic drive system for construction machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0681772A (ja) * 1992-09-02 1994-03-22 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 油圧ショベル用ポンプの出力制御装置
JPH11311203A (ja) * 1998-04-24 1999-11-09 Yutani Heavy Ind Ltd 油圧回路の調整方法および同装置
WO2005100793A1 (ja) * 2004-03-26 2005-10-27 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. 傾転制御信号の補正方法、傾転制御装置、建設機械および傾転制御信号補正用プログラム
WO2006129422A1 (ja) * 2005-06-02 2006-12-07 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. 作業機械
WO2017085996A1 (ja) * 2015-11-20 2017-05-26 Kyb株式会社 カウンタバランス弁及びカウンタバランス弁を備えた流体圧制御装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022011413A (ja) * 2020-06-30 2022-01-17 株式会社竹内製作所 作業用アタッチメントへの油量較正方法、較正用治具、較正プログラム
JP7227187B2 (ja) 2020-06-30 2023-02-21 株式会社竹内製作所 作業用アタッチメントへの油量較正方法、較正用治具、較正プログラム
JP7438082B2 (ja) 2020-11-06 2024-02-26 川崎重工業株式会社 液圧駆動システム
WO2023227253A1 (en) 2022-05-27 2023-11-30 Caterpillar Sarl Control calibration apparatus for variable-capacity pump and method thereof
WO2024080112A1 (ja) * 2022-10-14 2024-04-18 株式会社小松製作所 作業機械および作業機械の制御方法
WO2024080113A1 (ja) * 2022-10-14 2024-04-18 株式会社小松製作所 作業機械および作業機械の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113348301A (zh) 2021-09-03
GB202111981D0 (en) 2021-10-06
CN113348301B (zh) 2024-03-08
JP7499564B2 (ja) 2024-06-14
US20220106770A1 (en) 2022-04-07
GB2595184B (en) 2022-11-16
WO2020162377A1 (ja) 2020-08-13
GB2595184A (en) 2021-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020162377A1 (ja) 液圧ポンプ流量較正システム
KR101887276B1 (ko) 건설 기계의 유압 제어 장치
US9227478B2 (en) Vehicle with automatically leanable wheels
JP6018442B2 (ja) 傾転角制御装置
JP5623556B2 (ja) 液圧式の走行駆動装置及び該走行駆動装置の制御方法
KR101880588B1 (ko) 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법
EP3926177B1 (en) Construction machine
US11821163B2 (en) Shovel
WO2018194110A1 (ja) 油圧機械の制御装置
US9249555B2 (en) Hydraulic system having fixable multi-actuator relationship
JP7001574B2 (ja) 建設機械
JP7123735B2 (ja) 建設機械及び建設機械の制御システム
JP4807888B2 (ja) 油圧駆動機械の制御装置
WO2022102391A1 (ja) 建設機械
JP5639855B2 (ja) 油圧駆動装置および油圧駆動装置を備えた作業機械
JP2008224039A (ja) 油圧駆動機械の制御装置
US20220333352A1 (en) Work Machine
JP6585401B2 (ja) 作業機械の制御装置
US20240352710A1 (en) Work Machine
JP2023117113A (ja) 油圧駆動装置及びこれを備えた建設機械
JP2024044591A (ja) 作業機械の制御方法、作業機械用制御プログラム、作業機械用制御システム、作業機械
WO2019012700A1 (ja) 作業機械および作業機械の制御方法
JP2023172765A (ja) 作業機械
JP2024020791A (ja) 旋回制御装置及びこれを備えた旋回式作業機械
JP2024022353A (ja) 作業機械

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211105

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221018

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230519

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20230530

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20230623

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240604

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7499564

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150