JP2022053487A - 作業機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】旋回駐車ブレーキを適切に制御すること。【解決手段】作業機械は、下部走行体と、上部旋回体と、旋回駐車ブレーキ30と、旋回駐車ブレーキソレノイド32aと、旋回解放スイッチ38と、スイッチング素子17と、第2接点38Tと、メインコントローラ10とを備える。スイッチング素子17は、遮断制御部11bからの指令に基づいて第1回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。第2接点38Tは、旋回解放スイッチ38の操作に基づいて、第2回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。【選択図】図2
Description
本開示は、作業機械に関する。
油圧ショベルなどの作業機械には、上部旋回体の旋回機構を駆動するための電動機または電動機の駆動制御システムなどに異常が発生した場合、旋回駐車ブレーキを作動させて上部旋回体を停止保持する機能が設けられている。この時、上部旋回体が下部走行体に対して角度を有する状態で停止保持されると、車両の移動が難しくなることがある。そこで、旋回駐車ブレーキを解除するための旋回解放スイッチが設けられている。
旋回駐車ブレーキを含む回路に異常が発生した場合、旋回駐車ブレーキに対する制御が適切にできない場合がある。
本発明の態様に従えば、下部走行体と、前記下部走行体に対して旋回可能に配置された上部旋回体と、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回を停止させる旋回制動装置と、前記旋回制動装置の作動及び解放を制御するアクチュエータと、前記旋回制動装置を解放する第1切替部材と、前記アクチュエータの下流側端子とグランドとの間に設けられた第1回路の導通状態と非導通状態とを切り替える第2切替部材と、前記アクチュエータの下流側端子とグランドとの間に設けられた第2回路の導通状態と非導通状態とを切り替える第4切替部材と、コントローラと、を備え、前記第2切替部材は、前記コントローラからの指令に基づいて第1回路の導通状態と非導通状態とを切り替え、前記第4切替部材は、前記第1切替部材の操作に基づいて、前記第2回路の導通状態と非導通状態とを切り替える作業機械が提供される。
本発明の態様に従えば、旋回駐車ブレーキを適切に制御可能な作業機械を提供することができる。
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
(第一実施形態)
[作業機械]
図1は、第一実施形態に係る作業機械1の概略構成図である。図2は、第一実施形態に係る作業機械1の旋回駐車ブレーキ30を含む回路の概略図である。図3は、第一実施形態に係る作業機械1の概略ブロック図である。本実施形態においては、作業機械1は、油圧ショベルとする。作業機械1は、図示しない下部走行体と、上部旋回体2と、図示しない作業機と、作業機を駆動する図示しない油圧シリンダとを備える。
[作業機械]
図1は、第一実施形態に係る作業機械1の概略構成図である。図2は、第一実施形態に係る作業機械1の旋回駐車ブレーキ30を含む回路の概略図である。図3は、第一実施形態に係る作業機械1の概略ブロック図である。本実施形態においては、作業機械1は、油圧ショベルとする。作業機械1は、図示しない下部走行体と、上部旋回体2と、図示しない作業機と、作業機を駆動する図示しない油圧シリンダとを備える。
上部旋回体2は、作業機を支持する。作業機は、図示しないブーム、アーム、バケットを含む。上部旋回体2には、図示しない運転席が設けられている。上部旋回体2は、下部走行体に対して旋回可能に取り付けられている。
作業機械1には、エンジン5と、発電電動機6と、キャパシタ7と、旋回モータ(電動機)3と、インバータ9と、メインコントローラ10と、油圧ポンプ8とを含んで構成されている。
エンジン5の出力軸には、発電作用と電動作用とを行うための発電電動機6が連結される。発電電動機6は、発電作用によって電力を発生し、旋回モータ3及びキャパシタ7へ電力を供給する。旋回モータ3は、下部走行体に対して上部旋回体2を旋回させるための駆動力を発生させる。キャパシタ7は、発電電動機6または旋回モータ3へ供給するための電力を蓄電する。インバータ9は、発電電動機6と旋回モータ3とキャパシタ7とに供給される電力を制御する。メインコントローラ10は、旋回モータ3及びインバータ9を制御する。
油圧ポンプ8は、エンジン5と発電電動機6とによって駆動される。油圧ポンプ8は、発電電動機6の駆動軸に連結される。油圧ポンプ8の吐出圧油は、バルブ40を介して、作業機用油圧シリンダ41,42,43、走行用油圧モータ44,45に供給される。例えば作業機用油圧シリンダ41,42,43はそれぞれ、図示しないブーム、アーム、バケットを作動させる油圧シリンダである。走行用油圧モータ44,45はそれぞれ、図示しない下部走行体の右側履帯と左側履帯とを回転作動させる油圧モータである。走行用油圧モータ44,45は、図示しないオペレータ操作装置の操作に応じて回転作動する。
作業機操作レバー46a,46b,46cが操作されると、作業機用油圧シリンダ41,42,43にそれぞれ圧油が供給され、図示しないブーム、アーム、バケットがそれぞれ作動される。
作業機操作レバー46a,46b,46cにはそれぞれ、操作量に応じて変化するパイロット圧を検出するパイロット圧センサ50a,50b,50cが設けられている。パイロット圧センサ50a,50b,50cはそれぞれ、作業機操作レバー46a,46b,46cの操作量(角度)に応じて変化する圧力を検出する圧力センサであって、検出した圧力に応じた値の電気信号を出力する。なお、ポテンショメータなど、操作量を検出し得るセンサであれば圧力センサ以外の他のセンサを用いて同様の電気信号を出力させてもよい。パイロット圧センサ50a,50b,50cの区別を要しない場合、パイロット圧センサ50として説明する。パイロット圧センサ50で検出されたパイロット圧を示す信号(以下、「作業機操作信号」という。)は、メインコントローラ10に入力される。
旋回操作レバー4は、旋回モータ3を回転駆動させる操作レバーである。旋回操作レバー4が操作されると、旋回モータ3が回転駆動されて、上部旋回体2が下部走行体に対して旋回作動される。なお、旋回モータ3の回転速度は、スイングマシナリ9aにより減速される。
旋回操作レバー4には、操作量に応じて変化するパイロット圧を検出するパイロット圧センサ51が設けられている。より詳しくは、旋回操作レバー4には、左パイロット圧センサ51a及び右パイロット圧センサ51cが設けられている。左パイロット圧センサ51aは、左旋回量を示す左パイロット圧を検出する。右パイロット圧センサ51cは、右旋回量を示す右パイロット圧を検出する。左パイロット圧センサ51a及び右パイロット圧センサ51cの区別を要しない場合、パイロット圧センサ51として説明する。パイロット圧センサ51は、旋回操作レバー4の操作量(角度)に応じて変化する圧力を検出する圧力センサであって、検出した圧力に応じた値の電気信号を出力するものである。なお、ポテンショメータなど、操作量を検出し得るセンサであれば圧力センサ以外の他のセンサを用いて同様の電気信号を出力させてもよい。パイロット圧センサ51で検出されたパイロット圧を示す信号(以下、「旋回操作信号」という。)は、メインコントローラ10に入力される。
なお、パイロット圧センサ50及びパイロット圧センサ51は、対応する操作レバーの操作量を検出できる場所であれば任意の箇所に設けることができる。例えば、対応する操作レバーに付設してもよく、対応する操作弁の下流側の配管に設けてもよい。
旋回操作レバー4に付設されたパイロット圧センサ51で検出された旋回操作信号は、信号線81を介してメインコントローラ10の旋回制御部11に取り込まれる。
本実施形態では、説明の便宜のため、作業機操作レバー46a,46b,46c及び旋回操作レバー4に、それぞれ図示しないブーム、アーム、バケット及び上部旋回体2が個別に対応づけられているものとして説明したが、これらブーム、アーム、バケット及び上部旋回体21のうちいずれか2つの組み合わせを、1本の操作レバーで共用して上下左右の操作で作動させるとともに他の2つの組み合わせを他の1本の操作レバーで共用して上下左右の操作で作動させる実施も当然可能である。例えば、運転席の左右それぞれに操作レバーを設け、左操作レバーに、アームと上部旋回体2を対応づけるとともに、右操作レバーに、バケットとブームを対応づける実施が可能である。この場合、上部旋回体2は、左操作レバーを上側に傾斜させると右旋回側に作動し、左操作レバーを下側に傾斜させると左旋回側に作動するとともに、図示しないアームは、左操作レバーを左側に傾斜させるとダンプ側に作動し、左操作レバーを右側に傾斜させると掘削側に作動する。
後述するメインコントローラ10は、旋回操作レバー4の操作量に応じた駆動信号を生成する。メインコントローラ10は、生成した駆動信号を旋回モータ3に出力して、上部旋回体2を回転駆動させる。
[旋回駐車ブレーキ]
旋回駐車ブレーキ(旋回制動装置)30は、上部旋回体2を制動させる。旋回駐車ブレーキ30は、下部走行体に対する上部旋回体2の回転を停止させる。より詳しくは、旋回操作レバー4を中立位置に位置させると、旋回モータ3のサーボ系で旋回モータ3の位置が保持されるとともに、旋回駐車ブレーキ30が作動して、上部旋回体2は停止保持される。旋回駐車ブレーキ30は、旋回モータ3または旋回モータ3を制御するCPUに故障等の異常が生じた場合、旋回駐車ブレーキ30を作動させて上部旋回体2を停止保持させる。
旋回駐車ブレーキ(旋回制動装置)30は、上部旋回体2を制動させる。旋回駐車ブレーキ30は、下部走行体に対する上部旋回体2の回転を停止させる。より詳しくは、旋回操作レバー4を中立位置に位置させると、旋回モータ3のサーボ系で旋回モータ3の位置が保持されるとともに、旋回駐車ブレーキ30が作動して、上部旋回体2は停止保持される。旋回駐車ブレーキ30は、旋回モータ3または旋回モータ3を制御するCPUに故障等の異常が生じた場合、旋回駐車ブレーキ30を作動させて上部旋回体2を停止保持させる。
旋回モータ3の駆動軸3aに、旋回駐車ブレーキ30のブレーキ用油圧シリンダ31のロッド31aが当接すると、旋回モータ3の駆動軸3aがロックされて、上部旋回体2が停止保持される。この状態を、ブレーキ作動状態という。なお、旋回モータ3の駆動軸3aにディスク板を設け、このディスク板をブレーキパッドで挟むことにより旋回モータ3の駆動軸3aをロックするディスクブレーキ方式を採用してもよい。
旋回モータ3の駆動軸3aからブレーキ用油圧シリンダ31のロッド31aが離れると、旋回モータ3の駆動軸3aがロック状態から解放されて、上部旋回体2が旋回自在となる。この状態を、ブレーキ解放状態という。
より詳しくは、油圧ポンプ8の吐出油路8aに設けられた減圧弁8b、油路8c、ブレーキ用制御弁32を介して、ブレーキ用油圧シリンダ31の油室31bに、圧油が供給されることで、旋回モータ3の駆動軸3aからブレーキ用油圧シリンダ31のロッド31aが離れ、旋回駐車ブレーキ30が解放状態となる。
旋回駐車ブレーキソレノイド32aは、旋回駐車ブレーキ30の作動及び解放を制御する。ブレーキ用制御弁32は、付設された旋回駐車ブレーキソレノイド(アクチュエータ)32aにオンの電気信号(以下、「ブレーキ解放指令信号」という。)が加えられることにより、旋回駐車ブレーキソレノイド32aが駆動して弁位置が解放状態となり、旋回駐車ブレーキ30を解放状態にさせる。旋回駐車ブレーキソレノイド32aは、電磁ソレノイドである。旋回駐車ブレーキソレノイド32aは、励磁すると旋回駐車ブレーキ30を解放し、消磁すると旋回駐車ブレーキ30を作動させる。
旋回駐車ブレーキソレノイド32aに加えられるオンの電気信号、つまりブレーキ解放指令信号は、メインコントローラ10の出力端子35から出力される。
メインコントローラ10の出力端子35は、電気信号線34を介してブレーキ用制御弁32の旋回駐車ブレーキソレノイド32aに電気的に接続されている。メインコントローラ10の出力端子35にブレーキ解放指令信号が出力されると、電気信号線34を介してブレーキ用制御弁32の旋回駐車ブレーキソレノイド32aにオンの電気信号が加えられ、旋回駐車ブレーキ30を解放状態にさせる。
電気信号線34の途中には、電気信号線34を電気的に接続させるかまたは電気的な接続を遮断させるためのスイッチ(第3切替部材)36が設けられている。スイッチ36は、旋回ロックスイッチである。旋回ロックスイッチ36は、旋回駐車ブレーキ30を作動状態または解放状態にするために手動によって操作されるスイッチである。旋回ロックスイッチ36がオン位置36aに位置されると、電気信号線34を介してブレーキ用制御弁32の旋回駐車ブレーキソレノイド32aが駆動されて、旋回駐車ブレーキ30が解放状態となる。旋回ロックスイッチ36は、上部旋回体2を停止保持させたいときに手動にてオフ位置36bに位置される。旋回ロックスイッチ36がオフ位置36bに位置にされると、電気信号線34が当該スイッチ位置で電気的に遮断され、旋回駐車ブレーキ30が作動状態となる。旋回ロックスイッチ36は、旋回駐車ブレーキソレノイド32aと電源であるバッテリ33とを接続する回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。
図1に示すように、バッテリ33は、ブレーキ用制御弁32の旋回駐車ブレーキソレノイド32aにオンの電気信号を給電するために設けられている。バッテリ33のプラス端子33aは、電気信号線39を介して電気信号線34に電気的に接続されている。
旋回モータ3または旋回モータ3を制御するCPUに故障等の異常が生じて旋回駐車ブレーキ30が作動すると、作業機械1の移動が困難な状態で上部旋回体2が停止保持される場合がある。例えば、ブームやアーム等が下部走行体の走行方向に対して角度を有している状態で上部旋回体2が停止保持される。このため、旋回駐車ブレーキ30を解放するためのスイッチ(第1切替部材)38が設けられている。スイッチ38は、旋回駐車ブレーキ30を含む回路に異常が発生したときに、旋回駐車ブレーキ30を解放する。スイッチ38は、旋回解放スイッチである。
旋回解放スイッチ38は、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの上流側端子と電源との間に設けられる第1接点38Sを有する。本実施形態では、旋回解放スイッチ38は、第1接点38Sと第2接点(第4切替部材)38Tを含む。旋回解放スイッチ38には、第1接点38Sと並列に、第2接点38Tが設けられている。
第1接点38Sは、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの上流側端子と電源とを接続する回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。より詳しくは、第1接点38Sは、電気信号線39の途中に配置され、電気信号線39を電気的に接続させるか、または電気的な接続を遮断させるように構成される。第1接点38Sは、旋回ロックスイッチ36より電源側の回路に配置され、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの上流側端子と電源との間に設けられる回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。
第2接点38Tは、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド38TGとを接続する第2回路C2の導通状態と非導通状態とを切り替える。より詳しくは、第2接点38Tは、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド38TGとの間に設けられる第2回路C2上に配置され、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド38TGとの間に設けられる第2回路C2の導通状態と非導通状態とを切り替える。第2接点38Tは、旋回解放スイッチ38の操作に基づいて、第2回路C2の導通状態と非導通状態とを切り替える。本実施形態では、第2接点38Tは、旋回解放スイッチ38と連動して切り替えられる。
第1接点38Sと第2接点38Tとは、連動して切り替えられる。第1接点38Sは、第2接点38Tと同期してオン、オフが切り替えられる。より詳しくは、旋回解放スイッチ38は、第1接点38Sが導通状態となるように切り替えられた場合、第2接点38Tを導通状態となるように切り替える。旋回解放スイッチ38は、第1接点38Sが導通状態である場合、第2接点38Tを導通状態にする。旋回解放スイッチ38は、第1接点38Sが非導通状態である場合、第2接点38Tを非導通状態にする。
通常、旋回解放スイッチ38の第1接点38S及び第2接点38Tはそれぞれ、非導通状態となるオフ位置38Sa及びオフ位置38Taに位置されている。上部旋回体2を旋回自在にさせたい場合、旋回解放スイッチ38の第1接点38S及び第2接点38Tがそれぞれ導通状態となるオン位置38Sb及びオン位置38Tbとなるように旋回解放スイッチ38を手動操作する。これにより旋回駐車ブレーキソレノイド32aの上流側端子と電源との間に設けられる回路が導通状態となり、かつ旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド38TGとの間に設けられる第2回路C2が導通状態となる。旋回駐車ブレーキソレノイド32aに電圧が印加され、旋回駐車ブレーキ30が解放状態となる。
[メインコントローラ]
メインコントローラ10は、駆動制御部11aとしての機能と、遮断制御部11bとしての機能とを実装する。言い換えると、駆動制御部11aと遮断制御部11bとは、メインコントローラ10内に設けられている。メインコントローラ10には、出力端子35を介して電気信号線34が電気的に接続されている。メインコントローラ10は、旋回モータ3に駆動制御信号を出力して旋回モータ3を制御するとともに、旋回駐車ブレーキ30を解除するためのブレーキ解放指令信号を生成してブレーキ用制御弁32の旋回駐車ブレーキソレノイド32aへ出力する。
メインコントローラ10は、駆動制御部11aとしての機能と、遮断制御部11bとしての機能とを実装する。言い換えると、駆動制御部11aと遮断制御部11bとは、メインコントローラ10内に設けられている。メインコントローラ10には、出力端子35を介して電気信号線34が電気的に接続されている。メインコントローラ10は、旋回モータ3に駆動制御信号を出力して旋回モータ3を制御するとともに、旋回駐車ブレーキ30を解除するためのブレーキ解放指令信号を生成してブレーキ用制御弁32の旋回駐車ブレーキソレノイド32aへ出力する。
メインコントローラ10は、後述する旋回制御部11と、旋回制御部11の異常を監視する異常監視部12と、スイッチング素子14と、スイッチング素子16と、スイッチング素子(第2切替部材)17とを有する。
旋回制御部11は、スイッチング素子16及びスイッチング素子17のオンとオフとを切り替える。旋回制御部11は、旋回駐車ブレーキソレノイド32aに対して旋回駐車ブレーキ30の作動及び解放の指令を出力する駆動制御部11aとしての機能を実装する。旋回制御部11は、旋回操作信号と作業機操作信号に基づきブレーキ解放指令信号を生成する。旋回制御部11で旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー4が中立位置から操作された」ことを示す内容であるか、または作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー46a,46b,46cの少なくともいずれかが中立位置から操作された」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部11は、ブレーキ解放指令信号を生成して、スイッチング素子16に出力する。旋回制御部11で旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー4が中立位置にある」ことを示す内容であって、かつ作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー46a,46b,46cの全てが中立位置にある」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部11は、ブレーキ解放指令信号を生成しない。
旋回制御部11は、旋回操作信号のみに基づきブレーキ解放指令信号を生成してもよい。旋回制御部11で旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー4が中立位置から操作された」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部11は、ブレーキ解放指令信号を生成して、スイッチング素子16に出力する。旋回制御部11で旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー4が中立位置に位置している」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部11は、ブレーキ解放指令信号を生成しない。
旋回制御部11は、作業機操作信号のみに基づきブレーキ解放指令信号を生成してもよい。旋回制御部11で作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー46a,46b,46cの少なくともいずれかが中立位置から操作された」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部11は、ブレーキ解放指令信号を生成して、スイッチング素子16に出力する。これは、旋回モータ3のサーボが働いているので、作業機操作レバー46a,46b,46cの操作のみで判断して、ブレーキ解放にしても問題は生じないからである。作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー46a,46b,46cの全てが中立位置にある」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部11は、ブレーキ解放指令信号を生成しない。
旋回制御部11は、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド17Gとの間に設けられる第1回路C1を遮断する指令を出力する遮断制御部11bとしての機能を実装する。旋回制御部11は、例えば、旋回ロックスイッチ36の上流側での天絡を検出すると、旋回駐車ブレーキ作動指令信号を生成する。旋回制御部11で「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出したと判断された場合には、旋回制御部11は、旋回駐車ブレーキ作動指令信号を生成して、スイッチング素子17に出力する。旋回制御部11で「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出したと判断されない場合には、旋回制御部11は、旋回駐車ブレーキ作動指令信号を生成しない。
異常監視部12は、スイッチング素子14のオンとオフとを切り替える。より詳しくは、異常監視部12は、旋回制御部11の異常を検出した場合、旋回駐車ブレーキ30を作動状態にするために、スイッチング素子14に、スイッチング信号としてオフの電気信号を出力する。異常監視部12は、旋回制御部11の異常を検出しない場合、スイッチング素子14に、スイッチング信号としてオンの電気信号を出力する。
スイッチング素子14は、メインコントローラ10の電源側から電力を供給する回路上に配置されている。スイッチング素子14は、異常監視部12の指令に基づいて、回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子14は、例えば、FET(Field Effect Transistor)またはトランジスタなどである。スイッチング素子14が導通状態になると、旋回駐車ブレーキソレノイド32aに電圧が印加される。スイッチング素子14が非導通状態になると、旋回駐車ブレーキソレノイド32aに電圧が印加されない。
スイッチング素子16は、旋回制御部11の指令に基づいて、回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子16は、例えば、FETまたはトランジスタなどである。スイッチング素子16が非導通状態になると、旋回ロックスイッチ36の上流側端子への電源の供給が遮断される。これにより、ブレーキ用制御弁32の旋回駐車ブレーキソレノイド32aに電圧が印加されず、旋回駐車ブレーキ30が作動状態になる。スイッチング素子16が導通状態になると、旋回ロックスイッチ36の上流側へ電源が供給される。これにより、ブレーキ用制御弁32の旋回駐車ブレーキソレノイド32aに電圧が印加され、旋回駐車ブレーキ30が解放状態になる。
より詳しくは、スイッチング素子16に、スイッチング信号としてオンの電気信号、つまりブレーキ解放指令信号が旋回制御部11から入力された場合、スイッチング素子16からオンの電気信号、つまりブレーキ解放指令信号が出力される。スイッチング素子16は、出力端子35を介して電気信号線34に電気的に接続されている。これにより、メインコントローラ10でブレーキ解放指令信号が生成された場合、ブレーキ解放指令信号が旋回駐車ブレーキ30の旋回駐車ブレーキソレノイド32aに出力され、旋回駐車ブレーキ30が解放状態となる。
スイッチング素子17は、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの上流側端子で天絡が発生した場合に旋回駐車ブレーキ30を作動状態にするために設けられている。スイッチング素子17は、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とメインコントローラ10内のグランド17Gとの間に設けられる第1回路C1上に配置されている。スイッチング素子17は、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド17Gとの間に設けられる第1回路C1の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子17は、遮断制御部11bとしての旋回制御部11からの指令に基づいて、導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子17は、旋回制御部11の指令に基づいて、第1回路C1を遮断する。スイッチング素子17は、例えば、FETまたはトランジスタなどである。スイッチング素子17は、通常、導通状態であり、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側(グランド17G側)の第1回路C1が遮断されない。スイッチング素子17は、例えば、旋回ロックスイッチ36の上流側(電源側)で天絡が発生した場合、非導通状態になり、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側の第1回路C1が遮断される。これにより、ブレーキ用制御弁32の旋回駐車ブレーキソレノイド32aが駆動して、旋回駐車ブレーキ30が作動状態になる。スイッチング素子17は、旋回制御部11からスイッチング信号としてオフの電気信号、つまり旋回駐車ブレーキ作動指令信号が入力された場合、非導通状態となる。メインコントローラ10で旋回駐車ブレーキ作動指令信号が生成された場合、旋回駐車ブレーキ作動指令信号がスイッチング素子17に出力され、スイッチング素子17は非導通状態となる。
[コンピュータシステム]
図4は、第一実施形態に係るコンピュータシステム1000を示すブロック図である。上述のコントローラ60は、コンピュータシステム1000を含む。コンピュータシステム1000は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサ1001と、ROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリ及びRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含むメインメモリ1002と、ストレージ1003と、入出力回路を含むインターフェース1004とを有する。上述のメインコントローラ10の機能は、プログラムとしてストレージ1003に記憶されている。プロセッサ1001は、プログラムをストレージ1003から読み出してメインメモリ1002に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム1000に配信されてもよい。
図4は、第一実施形態に係るコンピュータシステム1000を示すブロック図である。上述のコントローラ60は、コンピュータシステム1000を含む。コンピュータシステム1000は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサ1001と、ROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリ及びRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含むメインメモリ1002と、ストレージ1003と、入出力回路を含むインターフェース1004とを有する。上述のメインコントローラ10の機能は、プログラムとしてストレージ1003に記憶されている。プロセッサ1001は、プログラムをストレージ1003から読み出してメインメモリ1002に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム1000に配信されてもよい。
[旋回駐車ブレーキの制御処理]
つぎに、図5、図6に示すフローチャートを参照して、実施形態の処理の手順について説明する。図5は、第一実施形態に係る作業機械1のメインコントローラ10で行われる処理内容を示したフローチャートである。図6は、第一実施形態に係る作業機械1のメインコントローラ10で行われる処理内容を示したフローチャートである。
つぎに、図5、図6に示すフローチャートを参照して、実施形態の処理の手順について説明する。図5は、第一実施形態に係る作業機械1のメインコントローラ10で行われる処理内容を示したフローチャートである。図6は、第一実施形態に係る作業機械1のメインコントローラ10で行われる処理内容を示したフローチャートである。
図5を用いて、ブレーキ解放指令信号の生成について説明する。旋回制御部11は、旋回操作レバー4と、作業機操作レバー46a,46b,46cとは全て中立であるか否かを判断する(ステップS101)。より詳しくは、旋回制御部11は、旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー4が中立位置にある」ことを示す内容であって、かつ作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー46a,46b,46cの全てが中立位置にある」ことを示す内容であるか否かを判断する。
旋回制御部11は、旋回操作レバー4と、作業機操作レバー46a,46b,46cとは全て中立であると判断した場合(ステップS101でYes)、ステップS102へ進む。より詳しくは、旋回制御部11が旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー4が中立位置にある」ことを示す内容であって、かつ作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー46a,46b,46cの全てが中立位置にある」ことを示す内容であると判断した場合には、ステップS102へ進む。
旋回制御部11は、旋回操作レバー4と、作業機操作レバー46,46b,46cの少なくともいずれかが中立ではないと判断した場合(ステップS101でNo)、ステップS104へ進む。より詳しくは、旋回制御部11が旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー4が中立位置から操作された」ことを示す内容であるか、または作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー46a,46b,46cの少なくともいずれかが中立位置から操作された」ことを示す内容であると判断した場合には、ステップS104へ進む。
旋回制御部11は、旋回操作レバー4、作業機操作レバー46a,46b,46cの全てが中立位置に位置されてから所定時間(例えば5秒)以上経過しているか否かを判断する(ステップS102)。
旋回制御部11が旋回操作レバー4、作業機操作レバー46a,46b,46cの全てが中立位置に位置されてから所定時間(例えば5秒)以上経過していると判断した場合には(ステップS102でYes)、ステップS103へ進む。
旋回制御部11が旋回操作レバー4、作業機操作レバー46a,46b,46cの全てが中立位置に位置されてから所定時間(例えば5秒)以上経過していないと判断した場合(ステップS102でNo)、ステップS104へ進む。
旋回制御部11は、旋回駐車ブレーキ30を作動状態にすべきと判断し、ブレーキ解放指令信号は生成しない(ステップS103)。この結果、旋回駐車ブレーキ30は、作動状態を維持し、上部旋回体2が旋回不可で維持される。
旋回制御部11は、旋回駐車ブレーキ30を解放状態にすべきと判断し、ブレーキ解放指令信号が生成される(ステップS104)。この結果、旋回駐車ブレーキ30は、解放状態となり、上部旋回体2が旋回自在となる。
図6を用いて、旋回駐車ブレーキ作動指令信号の生成について説明する。旋回制御部11は、旋回ロックスイッチ36の上流側での天絡等の故障を検出したか否かを判断する(ステップS111)。より詳しくは、旋回制御部11は、「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出したか否かを判断する。
旋回ロックスイッチ36の上流側での故障を検出したと判断した場合(ステップS111でYes)、ステップS112へ進む。より詳しくは、旋回制御部11は、「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出した場合、ステップS112へ進む。
旋回制御部11は、旋回ロックスイッチ36の上流側での故障を検出していないと判断した場合(ステップS111でNo)、処理を終了する。より詳しくは、旋回制御部11は、「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出しない場合、処理を終了する。
旋回制御部11は、ステップS111において、旋回ロックスイッチ36の上流側での故障を検出したと判断した場合、旋回駐車ブレーキ30を作動状態にすべきと判断し、旋回駐車ブレーキ作動指令信号を生成する(ステップS112)。この結果、旋回駐車ブレーキ30は、作動状態になり、上部旋回体2が旋回不可となる。
以上のように本実施形態では、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド17Gとの間に設けられた第1回路C1上に、スイッチング素子17が配置されている。本実施形態では、スイッチング素子17は、遮断制御部11bとしての旋回制御部11からの指令に基づいて、導通状態と非導通状態とを切り替える。本実施形態によれば、旋回駐車ブレーキ30を含む回路に異常が生じた場合に、旋回駐車ブレーキ30を作動状態にできる。
本実施形態では、旋回解放スイッチ38に、第1接点38Sと第2接点38Tとが設けられている。第1接点38Sは、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの上流側端子と電源とを接続する回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。第2接点38Tは、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド38TGとを接続する第2回路C2の導通状態と非導通状態とを切り替える。第1接点38Sと第2接点38Tとは、連動して切り替えられる。言い換えると、旋回解放スイッチ38は、第1接点38Sが導通状態となるように切り替えられた場合、第2接点38Tを導通状態となるように切り替える。旋回解放スイッチ38は、第1接点38Sが非導通状態となるように切り替えられた場合、第2接点38Tを非導通状態となるように切り替える。本実施形態によれば、旋回駐車ブレーキ30を含む回路に異常が生じた場合に、旋回駐車ブレーキ30を解放状態にすることができる。
本実施形態では、パイロット圧センサ51で検出された旋回操作信号は、メインコントローラ10に入力される。
図7、図8を用いて、従来の作業機械1の旋回駐車ブレーキ制御装置について説明する。図7は、従来の作業機械1の旋回駐車ブレーキ30を含む回路の概略図である。図8は、従来の作業機械1の概略ブロック図である。旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子がスイッチング素子などを介さずにグランドと接続されている。これにより、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの上流側で異常が発生した場合、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側の回路が遮断されず、旋回駐車ブレーキ30が解放状態のままとなり、上部旋回体2が旋回自在の状態のままとなる場合がある。
(第二実施形態)
図9を用いて、本実施形態に係る作業機械1について説明する。図9は、第二実施形態に係る作業機械1の概略ブロック図である。作業機械1は、基本的な構成は第一実施形態の作業機械1と同様である。以下の説明においては、作業機械1と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態の作業機械1は、第4切替部材がリレー38Xである点が第一実施形態と異なる。
図9を用いて、本実施形態に係る作業機械1について説明する。図9は、第二実施形態に係る作業機械1の概略ブロック図である。作業機械1は、基本的な構成は第一実施形態の作業機械1と同様である。以下の説明においては、作業機械1と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態の作業機械1は、第4切替部材がリレー38Xである点が第一実施形態と異なる。
リレー38Xは、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子と旋回解放スイッチ38との間に設けられている。リレー38Xは、回路381Xを介して旋回解放スイッチ38に接続されている。
リレー38Xは、旋回解放スイッチ38の操作に基づいて、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド38XGとの間に設けられた第2回路C2の導通状態と非導通状態とを切り替える。本実施形態では、リレー38Xは、旋回解放スイッチ38の操作に基づいて、第2回路C2の導通状態と非導通状態とを切り替える。本実施形態では、リレー38Xは、旋回解放スイッチ38の第1接点38Sが導通状態となるように切り替えられた場合、第2回路C2を導通状態に切り替える。より詳しくは、旋回解放スイッチ38の第1接点38Sが導通状態となるように切り替えられた場合、リレー38Xのコイル38XCに電圧が印加される。コイル38XCに電圧が印加されると、リレー38Xの接点38XSが導通状態となり、第2回路C2を介して旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド38XGとが導通状態となる。
通常、旋回解放スイッチ38の第1接点38S及びリレー38Xの接点38XSはそれぞれ、非導通状態となるオフ位置38Sa及びオフ位置38XSaに位置されている。上部旋回体2を旋回自在にさせたい場合、旋回解放スイッチ38の第1接点38Sが導通状態となるオン位置38Sbとなるように旋回解放スイッチ38を手動操作する。これにより旋回駐車ブレーキソレノイド32aの上流側端子と電源との間に設けられる回路が導通状態となり、旋回駐車ブレーキソレノイド32aに電圧が印加される。また、コイル38XCに電圧が印加され、リレー38Xの接点38XSはオン位置38Xbとなり、旋回駐車ブレーキソレノイド32aの下流側端子とグランド38XGとの間に設けられる第2回路C2が導通状態となる。これにより、旋回駐車ブレーキソレノイド32aが作動し、旋回駐車ブレーキ30が解放状態となる。
以上のように本実施形態は、第4切替部材としてリレー38Xを用いることで、第2回路C2の導通状態と非導通状態とを切り替える。本実施形態によれば、第一実施形態と同様に、旋回駐車ブレーキ30を含む回路に異常が生じた場合に、旋回駐車ブレーキ30を解放状態にすることができる。
なお、実施形態では、ハイブリッドの作業機械1を想定して説明したがこれに限定されず、電動作業機械及び油圧作業機械にも適用することができる。実施形態では、旋回モータ3を電動機と想定して説明したがこれに限定されず、旋回モータ3は油圧によって駆動する油圧モータであってもよい。
第一実施形態の図5では、ステップS102の判断処理を設け、旋回駐車ブレーキ30を作動状態にする条件を、旋回操作レバー4、作業機操作レバー46a,46b,46cの全てが中立位置に位置されてから所定時間(例えば5秒)以上経過していることにしているが、ステップS102の判断処理を省略して、旋回駐車ブレーキ30を作動状態にしてもよい。
第二実施形態では、第4切替部材がリレー38Xである場合について説明したが、これに限定されない。第4切替部材は、例えば、能動素子またはディスクリート部品などを用いてもよい。
1…作業機械、2…上部旋回体、3…旋回モータ(電動機)、3a…駆動軸、4…旋回操作レバー、5…エンジン、6…発電電動機、7…キャパシタ、8…油圧ポンプ、9…インバータ、10…メインコントローラ、11…旋回制御部、11a…駆動制御部、11b…遮断制御部、12…異常監視部、14…スイッチング素子、16…スイッチング素子、17…スイッチング素子(第2切替部材)、30…旋回駐車ブレーキ(旋回制動装置)、31…ブレーキ用油圧シリンダ、31a…ロッド、31b…油室、32…ブレーキ用制御弁、32a…旋回駐車ブレーキソレノイド(アクチュエータ)、33…バッテリ、33a…プラス端子、34…電気信号線、35…出力端子、36…旋回ロックスイッチ(第3切替部材)、36a…オン位置、36b…オフ位置、38…旋回解放スイッチ(第1切替部材)、38S…第1接点、38T…第2接点(第4切替部材)、38Sb,38Tb…オン位置、38Sa,38Ta…オフ位置、39…電気信号線、40…バルブ、41,42,43…作業機用油圧シリンダ、44,45…走行用油圧モータ、46a,46b,46c…作業機操作レバー、50…パイロット圧センサ、50a,50b,50c…パイロット圧センサ、51…パイロット圧センサ、51a…左パイロット圧センサ、51c…右パイロット圧センサ、C1…第1回路、C2…第2回路。
Claims (9)
- 下部走行体と、
前記下部走行体に対して旋回可能に配置された上部旋回体と、
前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回を停止させる旋回制動装置と、
前記旋回制動装置の作動及び解放を制御するアクチュエータと、
前記旋回制動装置を解放する第1切替部材と、
前記アクチュエータの下流側端子とグランドとの間に設けられた第1回路の導通状態と非導通状態とを切り替える第2切替部材と、
前記アクチュエータの下流側端子とグランドとの間に設けられた第2回路の導通状態と非導通状態とを切り替える第4切替部材と、
コントローラと、
を備え、
前記第2切替部材は、前記コントローラからの指令に基づいて第1回路の導通状態と非導通状態とを切り替え、
前記第4切替部材は、前記第1切替部材の操作に基づいて、前記第2回路の導通状態と非導通状態とを切り替える、
作業機械。 - 前記第4切替部材は、前記第1切替部材が導通状態となるように切り替えられた場合、前記第2回路を導通状態に切り替える、
請求項1に記載の作業機械。 - 前記第4切替部材は、前記第1切替部材と連動して切り替えられる、
請求項1に記載の作業機械。 - 前記第1切替部材は、前記アクチュエータの上流側の端子と電源との間に設けられる第1接点を有し、
前記第4切替部材は、第2接点である、
請求項3に記載の作業機械。 - 前記第2接点は、前記第1接点が導通状態に切り替えられた場合、前記第2回路を導通状態に切り替える、
請求項4に記載の作業機械。 - 前記旋回制動装置を作動する第3切替部材をさらに備える、
請求項1から5のいずれか一項に記載の作業機械。 - 前記アクチュエータは、電磁ソレノイドであり、励磁すると前記旋回制動装置を解放し、消磁すると前記旋回制動装置を作動させる、
請求項1から6のいずれか一項に記載の作業機械。 - 前記コントローラは、前記アクチュエータを制御する駆動制御部と、前記第2切替部材を制御する遮断制御部とを有する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の作業機械。 - 前記下部走行体に対して前記上部旋回体を旋回させるための駆動力を発生させる電動機をさらに備える、
請求項1から8のいずれか一項に記載の作業機械。
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2021
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