JP6259631B2 - Capacity control device of hydraulic pump of work machine - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、クレーン装置等の作業機械の油圧ポンプの容量制御装置に関するものである。 The present invention relates to a capacity control device for a hydraulic pump of a work machine such as a crane device.
従来、この種の作業機械としてのクレーン装置では、駆動源としてのエンジンと、エンジンによって駆動される可変容量型の第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプと、を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a crane apparatus as a working machine of this type includes an engine as a drive source, and a variable displacement type first hydraulic pump and a second hydraulic pump driven by the engine ( For example, see Patent Document 1).
前記クレーン装置では、第1油圧ポンプから吐出された作動油によってウインチの巻き上げ動作及び繰り出し動作を行うためのウインチモータが駆動される。また、前記クレーン装置では、第2油圧ポンプから吐出された作動油によってブームの伸縮動作を行うための伸縮シリンダ及び起伏動作を行うための起伏シリンダが駆動される。 In the crane apparatus, a winch motor for performing a winch hoisting operation and a feeding operation is driven by the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump. Further, in the crane device, the expansion and contraction cylinder for performing the expansion and contraction operation of the boom and the undulation cylinder for performing the undulation operation are driven by the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump.
前記クレーン装置では、第1油圧ポンプの吐出側に第2油圧ポンプの吐出側が逆止弁を介して接続されており、ブームの伸縮動作及び起伏動作を行うことなくウインチを駆動する操作を行った場合に、第2油圧ポンプから吐出された作動油が逆止弁を介して第1油圧ポンプの吐出側に流入させ、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプから吐出された作動油によってウインチモータを駆動させることで、ウインチの巻き上げ動作及び繰り出し動作の高速化を図っている。 In the crane apparatus, the discharge side of the second hydraulic pump is connected to the discharge side of the first hydraulic pump via a check valve, and the operation of driving the winch without performing the expansion / contraction operation and the undulation operation of the boom was performed. In this case, the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump flows into the discharge side of the first hydraulic pump via the check valve, and the winch motor is driven by the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump and the second hydraulic pump. By driving, the winch winding operation and the feeding operation are speeded up.
前記クレーン装置では、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプを駆動させる際に、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの吐出容量を大きくしてエンジンを低回転(アイドル運転等)で運転することで、ウインチモータの駆動速度の低下を防止するとともに、低騒音化を図っている。また、前記クレーン装置では、エンジンの低回転の運転によるウインチモータの駆動速度の低下を防止するために、エンジンと第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプとの間に設けられた減速機のギヤ比を高くすることが考えられる。 In the crane apparatus, when the first hydraulic pump and the second hydraulic pump are driven, the discharge capacity of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump is increased and the engine is operated at a low speed (idle operation or the like). In addition, the drive speed of the winch motor is prevented from being lowered and the noise is reduced. Further, in the crane apparatus, a gear ratio of a reduction gear provided between the engine and the first hydraulic pump and the second hydraulic pump in order to prevent a decrease in the driving speed of the winch motor due to low-speed operation of the engine. It is possible to increase the value.
前記クレーン装置では、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの吐出容量を大きくすると、エンジンの出力に対して作用する第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの負荷が大きくなる。前記クレーン装置では、エンジンの回転数が低い状態で第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの負荷が大きくなると、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの負荷によってエンジンが不用意に停止する所謂エンストが生じやすくなる。 In the crane apparatus, when the discharge capacities of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump are increased, the loads on the first hydraulic pump and the second hydraulic pump acting on the engine output increase. In the crane apparatus, when the load of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump increases with the engine speed being low, a so-called engine stall is generated in which the engine is inadvertently stopped by the load of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump. It tends to occur.
このため、前記クレーン装置では、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプのそれぞれの吐出圧力及びエンジンの回転数に基づいてエンジンの出力に対して作用する第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの負荷を算出し、算出した負荷に基づいて第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの吐出容量を調整することによって、エンストの発生を防止している。 For this reason, in the said crane apparatus, the load of the 1st hydraulic pump and the 2nd hydraulic pump which acts with respect to the output of an engine based on each discharge pressure and engine speed of a 1st hydraulic pump and a 2nd hydraulic pump The occurrence of engine stall is prevented by adjusting the discharge capacities of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump based on the calculated load.
前記クレーン装置では、算出した負荷が所定の負荷よりも大きい場合に、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプのそれぞれの吐出容量を同時に小さくすることによって、エンジンの出力に対して作用する第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの負荷を小さくしている。 In the crane apparatus, when the calculated load is larger than a predetermined load, the first hydraulic pressure acting on the output of the engine is reduced by simultaneously reducing the discharge capacities of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump. The load on the pump and the second hydraulic pump is reduced.
前記クレーン装置において、ブームの伸縮動作及び起伏動作を行うことなくウインチを駆動する操作を行った場合には、第2油圧ポンプから吐出された作動油が逆止弁を介して第1油圧ポンプの吐出側に流入する前に第2油圧ポンプの吐出圧力が上昇するため、算出される負荷が大きくなる(図6のウインチ操作量a〜)。前記クレーン装置では、算出された負荷が大きくなると、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの吐出容量を小さくする方向に調整される。このため、前記クレーン装置では、使用者がウインチによる作業を高速で行う意図で操作を行っているにもかかわらず、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプから吐出される作動油の吐出量が減少し、実際のウインチの動作速度が一時的に減速した状態となる(図6のウインチ操作量b〜c)。前記クレーン装置では、使用者の意図と異なるウインチの動作速度の変化の発生が、使用者の操作感の悪化を招くおそれがある。 In the crane apparatus, when the operation of driving the winch is performed without performing the boom expansion / contraction operation and the raising / lowering operation, the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump passes through the check valve to the first hydraulic pump. Since the discharge pressure of the second hydraulic pump rises before flowing into the discharge side, the calculated load increases (winch operation amount a˜ in FIG. 6). In the crane apparatus, when the calculated load increases, the discharge capacity of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump is adjusted to be reduced. For this reason, in the crane apparatus, the discharge amount of the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump and the second hydraulic pump is reduced even though the user is operating with the intention of performing the work with the winch at high speed. Then, the actual winch operating speed is temporarily reduced (winch operation amounts b to c in FIG. 6). In the crane apparatus, occurrence of a change in the operating speed of the winch, which is different from the user's intention, may cause deterioration of the user's operational feeling.
本発明の目的とするところは、使用者が作業装置を駆動させる操作を行う際に、作業装置の駆動速度の変動を最小限として、操作感を向上させることのできる作業機械の油圧ポンプの容量制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a capacity of a hydraulic pump of a work machine that can improve the feeling of operation while minimizing fluctuations in the drive speed of the work device when a user performs an operation to drive the work device. It is to provide a control device.
本発明は、前記目的を達成するために、駆動源としてのエンジンと、エンジンの動力によって駆動する可変容量型の第1油圧ポンプと、エンジンの動力によって駆動する可変容量型の第2油圧ポンプと、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの少なくとも第1油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動可能であり、作業装置における第1動作を行う第1アクチュエータと、第2油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動可能であり、作業装置において第1動作と異なる第2動作を行う第2アクチュエータと、作業装置の操作に関する操作入力に応じて第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの吐出側の作動油の流路の切り換え及び作動油の流路の開度を調整するためのコントロールバルブと、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの吐出側とコントロールバルブとの間の作動油の流路に設けられ、第1油圧ポンプの吐出側と第2油圧ポンプの吐出側とを連通する連通路と、連通路の第1油圧ポンプ側から第2油圧ポンプ側への作動油の流通を規制し、第2油圧ポンプ側から第1油圧ポンプ側への作動油の流通を許容する逆止弁と、所定の操作入力の有無を検出する操作入力検出手段と、エンジンに作用する負荷を算出するエンジン負荷算出手段と、エンジン負荷算出手段の算出結果に基づいて第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプのそれぞれの吐出容量を調整するポンプ容量調整手段と、を備え、ポンプ容量調整手段は、作業装置における第2動作に関する操作入力がなく第1動作に関する操作入力が入力されたことを操作入力検出手段によって検出すると、第1油圧ポンプの吐出容量を保持し、第2油圧ポンプの吐出容量を、第1油圧ポンプから吐出される作動油の圧力及びエンジンの回転数から算出された仮想負荷率に基づいて調整する。 To achieve the above object, the present invention provides an engine as a drive source, a variable displacement first hydraulic pump driven by engine power, and a variable displacement second hydraulic pump driven by engine power; The first hydraulic pump and the second hydraulic pump can be driven by hydraulic oil discharged from at least the first hydraulic pump, and the first actuator performs the first operation in the work device , and the operation discharged from the second hydraulic pump. A second actuator that can be driven by oil and performs a second operation different from the first operation in the work device; and hydraulic oil on the discharge side of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump according to an operation input related to the operation of the work device A control valve for switching the flow path and adjusting the opening of the hydraulic oil flow path, and the discharge side of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump A communication passage that is provided in a flow path of hydraulic oil between the control valve and the first hydraulic pump and a discharge side of the second hydraulic pump, and a second hydraulic pressure from the first hydraulic pump side of the communication passage. A check valve that restricts the flow of hydraulic oil to the pump side and permits the flow of hydraulic oil from the second hydraulic pump side to the first hydraulic pump side, and an operation input detection means that detects the presence or absence of a predetermined operation input Engine load calculating means for calculating the load acting on the engine, and pump capacity adjusting means for adjusting the discharge capacities of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump based on the calculation result of the engine load calculating means, includes pump displacement adjusting means, when the operation input regarding the first operation without operation input for the second operation in the working device is detected by the operation input detection section that has been input, the discharge capacity of the first hydraulic pump Holds, the discharge capacity of the second hydraulic pump is adjusted based on the virtual load factor calculated from the rotational speed of the pressure and the engine of the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump.
これにより、第1油圧ポンプから吐出された作動油のみによってアクチュエータを駆動させている状態から第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプから吐出された作動油によってアクチュエータを駆動させる状態に切り替える場合に、第1油圧ポンプの吐出容量の低下が防止されることから、アクチュエータの駆動速度の一時的な減速が防止される。
Thus, when switching from a state where the actuator is driven only by the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump to a state where the actuator is driven by the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump and the second hydraulic pump, Since a decrease in the discharge capacity of the
本発明によれば、第1油圧ポンプから吐出された作動油に第2油圧ポンプから吐出された作動油を合流させて作業装置の駆動速度を上昇させる際に、第1油圧ポンプの吐出容量の一時的な低下に伴う作業装置の駆動速度の減速を防止できるので、使用者の操作感を向上させることが可能となる。 According to the present invention, when the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump is merged with the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump to increase the drive speed of the work device, the discharge capacity of the first hydraulic pump is increased. Since it is possible to prevent the drive speed of the work device from being reduced due to the temporary decrease, it is possible to improve the operational feeling of the user.
図1乃至図4は、本発明の第1実施形態を示すものである。 1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
本発明の作業機械としての移動式クレーン1は、図1に示すように、走行する車両10と、作業部としてのクレーン装置20と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a
車両10は、車輪11を有し、エンジンEを動力源として走行する。また、車両10の前側および後側の左右両側には、クレーン作業時に車両10の転倒を防止するとともに、車両10を安定的に支持するためのアウトリガ12が設けられている。アウトリガ12は、幅方向外側に移動可能であるとともに、油圧式のジャッキシリンダ(図示せず)によって下方に伸長可能である。アウトリガ12は、下端を接地させることにより車両10を地面に対して安定的に支持する。
The
クレーン装置20は、車両10の前後方向略中央部に水平面上を旋回可能に設けられた旋回台21と、旋回台21に対して起伏可能に設けられるとともに、伸縮可能に設けられたブーム22と、ブーム22の先端側から垂下されるワイヤロープ23と、ワイヤロープ23の巻き込みまたは繰り出しを行うためのウインチ24と、旋回台21の前側に設けられ、車両10の走行およびクレーン装置20による作業に関する操作を行うためのキャビン25と、を備えている。
The
旋回台21は、ボールベアリング式またはローラベアリング式の旋回サークルを介して車両10に対して旋回自在に設けられ、油圧式の旋回モータ(図示せず)によって旋回する。
The
ブーム22は、複数のブーム部材22a,22b,22cおよび最先端側のブーム部材22dからなり、各ブーム部材22a,22b,22cの内部に先端側に隣り合うブーム部材22b,22c,22dが収納可能なテレスコープ式に構成されている。最基端側のブーム部材22aは、基端部が旋回台21のブラケット21cに揺動自在に連結されている。ブーム部材22aとブラケット21cとの間には、油圧式の起伏シリンダ22eが連結されており、起伏シリンダ22eの伸縮動作によってブーム22を起伏させる。また、最基端側のブーム部材22aの内部には、図示しない油圧式の伸縮シリンダ(図示せず)が設けられ、伸縮シリンダの伸縮によってブーム22を伸縮させる。
The boom 22 includes a plurality of
ワイヤロープ23は、基端側がウインチ24に巻き掛けられ、先端側がブーム22の先端部から垂下される。ワイヤロープ23の先端側には、吊荷を係止するためのフックブロック23aが設けられている。
The
ウインチ24は、旋回台21に設けられ、ワイヤロープ23を巻き掛けるためのドラム24aを有している。ドラム24aは、油圧式のウインチモータ24b(図2)によって正逆回転可能に構成されている。
The
キャビン25は、旋回台21上のブラケット21cの側方に設けられ、旋回台21と共に旋回する。
The
各ジャッキシリンダ、旋回モータ、起伏シリンダ22e、伸縮シリンダおよびウインチモータ24b等のアクチュエータは、作動油によって作動する。各アクチュエータを作動させる作動油は、図2に示すように、油圧供給装置30によって供給される。
Actuators such as each jack cylinder, swing motor, hoisting
油圧供給装置30は、図2に示すように、ウインチモータ24bに作動油を供給するための第1油圧ポンプ31と、主として起伏シリンダ22e及び伸縮シリンダに作動油を供給するための第2油圧ポンプ32と、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32から吐出された作動油の流れを制御するためのコントロールバルブ33と、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32のそれぞれの吐出側とウインチモータ24bとを接続する作動油回路34と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32は、図2に示すように、エンジンEから取り出された動力によって駆動する。第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32は、例えば、斜坂式のアキシャルプランジャ油圧ポンプである。第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32は、斜坂の角度が可変であり、斜坂の角度を変えることによって吐出容量を変えることが可能である。つまり、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32は、入力される所定の回転数に対して作動油の吐出量が可変である。第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32は、後述するコントローラからの信号によって斜坂の角度が操作される。
The first
コントロールバルブ33は、キャビン25内の操作レバー等の操作入力部25aによって操作される。コントロールバルブ33は、第1油圧ポンプ31の吐出側の作動油の流路を、ウインチモータ24bのウインチ24がワイヤロープ23を巻き込み方向に回転させる側の流路と、繰り出し方向に回転させる側の流路と、を切り換える。また、コントロールバルブ33は、第2油圧ポンプ32の吐出側と作動油タンク35とを連通する作動油の流路の開放と閉鎖とを切り換える。
The
ここで、コントロールバルブ33は、中立位置において、第1油圧ポンプ31の吐出側の流路を閉鎖し、第2油圧ポンプ32の吐出側と作動油タンク35とを連通する流路を開放している。コントロールバルブ33は、中立位置からの操作量が大きくなるにしたがって、第1油圧ポンプ31の吐出側とウインチモータ24bとの間の流路の開度を大きくする。また、コントロールバルブ33は、中立位置からの操作量が大きくなるにしたがって、第2油圧ポンプ32の吐出側と作動油タンク35とを連通する作動油の流路の開度を小さくし、最終的に閉鎖する。
Here, the
作動油回路34は、第1油圧ポンプ31とコントロールバルブ33との間の作動油の流路と、第2油圧ポンプ32とコントロールバルブ33との間の作動油の流路と、を連通する連通路34aを有している。連通路34aには、第1油圧ポンプ31側から第2油圧ポンプ32側への作動油の流通を規制し、第2油圧ポンプ32側から第1油圧ポンプ31側への作動油の流通を許容するための逆止弁34bが設けられている。
The
また、作動油回路34は、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の吐出側と連通路34aとの間の作動油の流路において、第1油圧ポンプ31から吐出された作動油を第2油圧ポンプ32の吐出側の作動油の流路に流通させるためのバイパス流路34cを有している。バイパス流路34cには、第1油圧ポンプ31の吐出側の圧力が所定以上の圧力になると、第1油圧ポンプ31の吐出側をバイパス流路34cを介して第2油圧ポンプ32側に連通するためのバイパス弁34dが設けられている。
Further, the
尚、作動油回路34は、図示しないが、起伏シリンダ22e及び伸縮シリンダの少なくとも一方を駆動させている状態で、第2油圧ポンプ32から吐出された作動油が第1油圧ポンプ31の吐出側に流入させず、起伏シリンダ22e及び伸縮シリンダの両方を駆動させることなく、ウインチモータ24bを駆動させている状態で、第2油圧ポンプ32から吐出された作動油が第1油圧ポンプ31の吐出側に流入可能となる回路構成を有している。
Although not shown in the drawings, the
また、移動式クレーン1は、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の各吐出容量を制御するためのコントローラ40を備えている。
The
コントローラ40は、CPU、ROM、RAM等から構成されている。コントローラ40は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、CPUが、入力信号に基づいてROMに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をRAMに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。
The
コントローラ40の入力側には、図2の一点鎖線で示すように、操作入力部25aと、第1油圧ポンプ31から吐出される作動油の圧力を検出するためのエンジン負荷算出手段を構成する第1圧力センサ41と、第2油圧ポンプ32から吐出される作動油の圧力を検出するためのエンジン負荷算出手段を構成する第2圧力センサ42と、エンジンEの回転数を検出するためのエンジン負荷算出手段を構成する回転数センサ43と、が接続されている。
On the input side of the
コントローラ40の出力側には、図2の一点鎖線で示すように、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32が接続されている。
A first
以上のように構成された作業機械としての移動式クレーン1において、エンジンEが駆動している状態では、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32がエンジンEによって駆動される。この状態でウインチ24のワイヤロープ23の巻き込みまたは繰り出しの動作を行う場合に、使用者は、ウインチ24の操作に関する入力を操作入力部25aに行ってコントロールバルブ33を操作する。コントロールバルブ33が中立位置の場合には、第1油圧ポンプ31の吐出側の作動油の流路が閉鎖されているため、バイパス弁34dはバイパス流路34cを開放する。これにより、第1油圧ポンプ31から吐出された作動油は、バイパス流路34cを介して第2油圧ポンプ32の吐出側の流路に流入し、コントロールバルブ33を介して作動油タンク35に戻る。また、コントロールバルブ33が中立位置から操作された場合には、第1油圧ポンプ31の吐出側の作動油の流路が開放される。このため、第1油圧ポンプ31から吐出された作動油は、コントロールバルブ33を介してウインチモータ24b側に流通してウインチモータ24bを駆動させ、ウインチモータ24bを駆動させた作動油がコントロールバルブ33を介して作動油タンク35に戻る。
In the
ブーム22の起伏動作及び伸縮動作の一方または両方を行う場合に、使用者は、ブーム22の起伏動作及び伸縮動作に関する入力を操作入力部25aに行う。これにより、第2油圧ポンプ32から吐出された作動油は、起伏シリンダ22e及び伸縮シリンダの一方または両方を駆動させ、作動油タンク35に戻る。ここで、ブーム22の動作に関する入力とウインチ24の動作に関する入力が操作入力部25aに対して行われない場合には、第2油圧ポンプ32から吐出された作動油は、コントロールバルブ33を介して作動油タンク35に戻る。
When performing one or both of the hoisting operation and the telescopic operation of the boom 22, the user performs input related to the hoisting operation and the telescopic operation of the boom 22 to the
また、操作入力部25aに対して、ブーム22の動作に関する入力が行われず、ウインチ24の動作に関する入力のみが行われる場合には、ウインチモータ24bは、第1油圧ポンプ31から吐出された作動油及び第2油圧ポンプ32から吐出された作動油によって駆動される。これにより、ウインチモータ24bの駆動速度は、第1油圧ポンプ31から吐出された作動油のみで駆動する場合よりも高速となる。
In addition, when the input regarding the operation of the boom 22 is not performed and only the input regarding the operation of the
具体的には、コントロールバルブ33が操作されると、操作量が大きくなるにしたがって、第1油圧ポンプ31の吐出側とウインチモータ24bとの間の流路の開度が大きくなる。また、コントロールバルブ33が操作されると、操作量が大きくなるにしたがって、第2油圧ポンプ32の吐出側と作動油タンク35とを連通する作動油の流路の開度が小さくなる。これにより、第2油圧ポンプ32の吐出側の作動油の圧力が大きくなる。このとき、第1油圧ポンプ31の吐出側の作動油の圧力と第2油圧ポンプ32の吐出側の作動油の圧力との差によって連通路34aに設けられた逆止弁34bが開放される。逆止弁34bは、第1油圧ポンプ31の吐出側の作動油の圧力よりも第2油圧ポンプ32の吐出側の作動油の圧力が大きくなることによって解放される。逆止弁34bが開放されると、第2油圧ポンプ32から吐出された作動油が第1油圧ポンプ31の吐出側の作動油の流路に流入する。
Specifically, when the
また、移動式クレーン1では、エンジンEの回転数が低い状態で、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの吐出容量を大きくすると、エンジンEの出力に対して作用する第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の負荷が大きくなり、エンジンEが不用意に停止する所謂エンストが生じるおそれがある。コントローラ40は、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の負荷によるエンストの発生を防止するために、エンジンEの回転数に応じたエンジンEの出力に対する第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の負荷率を算出し、算出した負荷率に基づいて第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の吐出容量を調整する容量調整制御を行う。
In the
また、コントローラ40は、容量調整制御を行う際に、操作入力部25aに対する操作入力の内容に応じて、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32のそれぞれの吐出容量の調整を連動させるか、または、第1油圧ポンプ31の吐出容量を保持して第2油圧ポンプ32の吐出容量のみを調整するか、を切り換える容量調整方法切換処理を行う。このときのコントローラ40の動作を図3のフローチャートを用いて説明する。
Further, when performing the capacity adjustment control, the
(ステップS1)
ステップS1においてCPUは、エンジンEが駆動中であるか否かを判定する。エンジンEが駆動中であると判定した場合にはステップS2に処理を移し、エンジンEが駆動中でないと判定した場合には容量調整方法切換処理を終了する。
(Step S1)
In step S1, the CPU determines whether or not the engine E is being driven. If it is determined that the engine E is being driven, the process proceeds to step S2, and if it is determined that the engine E is not being driven, the capacity adjustment method switching process is terminated.
(ステップS2)
ステップS1においてエンジンEが駆動中であると判定した場合に、ステップS2においてCPUは、操作入力部25aにブーム22の動作に関する操作が入力されているか否かを判定する。操作入力部25aにブーム22の動作に関する操作が入力されていると判定した場合にはステップS3に処理を移し、操作入力部25aにブーム22の動作に関する操作が入力されていないと判定した場合にはステップS4に処理を移す。
(Step S2)
When it is determined in step S1 that the engine E is being driven, in step S2, the CPU determines whether or not an operation related to the operation of the boom 22 is input to the
(ステップS3)
ステップS2において操作入力部25aにブーム22の動作に関する操作が入力されていると判定した場合に、ステップS3においてCPUは、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32のそれぞれに対して容量調整制御を行い、容量調整方法切換処理を終了する。
(Step S3)
When it is determined in step S2 that an operation related to the operation of the boom 22 is input to the
具体的に説明すると、まず、CPUは、第1圧力センサ41、第2圧力センサ42及び回転数センサ43の検出結果に基づいて、エンジンEの回転数に応じたエンジンEの出力に対する負荷率を算出する。次に、CPUは、算出した負荷率に応じて第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32のそれぞれの吐出容量を調整する。例えば、算出した負荷率が所定の第1負荷率よりも大きい場合には、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32のそれぞれの吐出容量を小さくする。算出した負荷率が所定の第2負荷率よりも小さい場合には、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32のそれぞれの吐出容量を大きくする。
Specifically, first, the CPU calculates a load factor with respect to the output of the engine E according to the rotational speed of the engine E based on the detection results of the first pressure sensor 41, the
(ステップS4)
ステップS2において操作入力部25aにブーム22の動作に関する操作が入力されていないと判定した場合に、ステップS4においてCPUは、操作入力部25aにウインチ24の動作に関する操作が入力されているか否かを判定する。操作入力部25aにウインチ24の動作に関する操作が入力されていると判定した場合にはステップS5に処理を移し、操作入力部25aにウインチ24の動作に関する操作が入力されていないと判定した場合には容量調整方法切換処理を終了する。
(Step S4)
If it is determined in step S2 that an operation related to the operation of the boom 22 is not input to the
(ステップS5)
ステップS4において操作入力部25aにウインチ24の動作に関する操作が入力されていると判定した場合に、ステップS5においてCPUは、第1油圧ポンプ31に対して容量調整制御を行うことなく吐出容量を保持し、ステップS6に処理を移す。
(Step S5)
If it is determined in step S4 that an operation related to the operation of the
(ステップS6)
ステップS6においてCPUは、第2油圧ポンプ32に対してのみ容量調整制御を行い、容量調整方法切換処理を終了する。
(Step S6)
In step S6, the CPU performs capacity adjustment control only on the second
具体的に説明すると、まず、CPUは、第1圧力センサ41及び回転数センサ43の検出結果に基づいて、エンジンEの回転数に応じたエンジンEの出力に対する第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の仮想負荷率を算出する。次に、CPUは、算出した負荷率に応じて第2油圧ポンプ32のみの吐出容量を調整する。
Specifically, first, the CPU first and second
詳細に説明すると、操作入力部25aにブーム22の動作が入力されることなくウインチ24の動作が入力された場合に、第2油圧ポンプ32の吐出圧力は、最終的に第1油圧ポンプ31の吐出圧力と略同一となる。このため、CPUは、ウインチ24の動作が入力された後に上昇する第1油圧ポンプ31の吐出圧力を、第2油圧ポンプ32の吐出圧力と想定して、エンジンEの出力に対する第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の仮想負荷率を算出する。ここで、算出された仮想負荷率が所定の第3負荷率よりも大きくなる場合には、第2油圧ポンプ32の吐出容量のみを小さくするように調整する。
More specifically, when the operation of the
このとき、第1油圧ポンプ32の作動油の吐出量は、図4に示すように、吐出容量が保持されることによって変化しない。また、第2油圧ポンプ32の作動油の吐出量は、図4に示すように、仮想負荷率が第3負荷率よりも大きい場合に第2油圧ポンプ32の吐出容量が小さくなるように調整されるため、第1油圧ポンプ31の作動油の吐出量と比較して小さくなる。これにより、ウインチモータ24bへの作動油の流入量は、図4のように、第2油圧ポンプ32から吐出された作動油が第1油圧ポンプ31の吐出側に流入する際に一時的な減少を生じることなく、操作入力部25aの操作量に応じて増加する。
At this time, the amount of hydraulic oil discharged from the first
このように、本実施形態の作業機械によれば、操作入力部25aにブーム22の動作が入力されることなくウインチ24の動作が入力された場合に、第1油圧ポンプ31の吐出容量を保持し、第2油圧ポンプ32の吐出容量のみを算出された仮想負荷率に基づいて調整する。
これにより、第1油圧ポンプ31から吐出された作動油に第2油圧ポンプ32から吐出された作動油を合流させてウインチ24の駆動速度を上昇させる際に、第1油圧ポンプ31の吐出容量の一時的な低下に伴うウインチ24の駆動速度の減速を防止できるので、使用者の操作感を向上させることが可能となる。
また、操作入力部25aにブーム22の動作が入力されることなくウインチ24の動作が入力された場合には、第2油圧ポンプ32から吐出された作動油を第1油圧ポンプ31から吐出された作動油に合流させる前に、第2油圧ポンプ32の吐出容量が調整される。これにより、作動油回路34では、作動油の循環量を低減することができるので、省エネルギー効果が向上するという利点もある。
Thus, according to the working machine of this embodiment, when the operation of the
Thus, when the hydraulic oil discharged from the second
When the operation of the
図5は本発明の第2実施形態を示すものである。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。 FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the component similar to the said embodiment.
この移動式クレーン1は、図5に示すように、前記実施形態の第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32に加えて、旋回モータに作動油を供給するための第3油圧ポンプ36を備えている。
As shown in FIG. 5, the
第3油圧ポンプ36は、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32と同様に、エンジンEから取り出された動力によって駆動する。第3油圧ポンプ36は、例えば、斜坂式のアキシャルプランジャ油圧ポンプである。第3油圧ポンプ36は、固定容量式の油圧ポンプである。
The third
また、コントローラ40の入力側には、第3油圧ポンプ36から吐出される作動油の圧力を検出するためのエンジン負荷算出手段を構成する第3圧力センサ44と、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を設定するための最大容量設定ツマミ45と、が接続されている。
Further, on the input side of the
最大容量設定ツマミ45は、使用者が手の指で回転操作可能なロータリースイッチからなり、キャビン25内の操作入力部25aの近傍に設けられている。最大容量設定ツマミ45は、容量調整制御によって調整される第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量(例えば、15〜82cm3/rev)を設定可能である。これにより、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の吐出容量は、容量調整制御において最大容量設定ツマミ45によって設定された最大の吐出容量を超えない範囲で調整される。
The maximum
以上のように構成された作業機械としての移動式クレーン1において、コントローラ40は、第1油圧ポンプ31、第2油圧ポンプ32及び第3油圧ポンプ36の負荷によるエンストの発生を防止するために、エンジンEの回転数に応じたエンジンEの出力に対する第1油圧ポンプ31、第2油圧ポンプ32及び第3油圧ポンプ36の負荷率を算出し、算出した負荷率に基づいて第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の吐出容量を調整する容量調整制御を行う。
In the
本実施形態では、CPUは、第1圧力センサ41、第2圧力センサ42、第3圧力センサ44及び回転数センサ43の検出結果に基づいて、エンジンEの回転数に応じたエンジンEの出力に対する負荷率を算出する。
In the present embodiment, the CPU responds to the output of the engine E according to the rotation speed of the engine E based on the detection results of the first pressure sensor 41, the
エンジンEの出力に対して作用する負荷は、ブーム22の姿勢や吊荷の重さにかかわらず、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の吐出容量が大きくなるにしたがって大きくなる。また、エンジンEの出力に対して作用する負荷は、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の吐出容量が小さくなるにしたがって小さくなる。
The load acting on the output of the engine E increases as the discharge capacities of the first
このため、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を最大容量設定ツマミ45によって大きくなる側に設定した場合には、ブーム22の動作速度及びウインチ24の動作速度は速くなるが、エンジンEの出力に対して作用する負荷が大きくなり、エンジンEの燃料の消費量が増加する。また、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を最大容量設定ツマミ45によって小さくなる側に設定した場合には、ブーム22の動作速度及びウインチ24の動作速度は遅くなるが、エンジンEの出力に対して作用する負荷が小さくなり、エンジンEの燃料の消費量が低下する。
For this reason, when the maximum discharge capacities of the first
ここで、クレーン装置20が、第1所定位置から、第1所定位置と上下方向の高さが同一であり、旋回台21の旋回中心からの距離が同一の第2所定位置まで、荷物を繰り返し移動させるクレーン作業について考える。
Here, the
このクレーン作業では、第1所定位置から荷物を持ち上げる動作及び第2所定位置に荷物を下ろす上下方向の動作にウインチモータ24bを駆動させ、第1所定位置から第2所定位置までの水平方向の移動に旋回モータを駆動させる。
In this crane work, the
このクレーン作業では、作業全体の中でのウインチ24の駆動の割合が小さく、旋回台21の旋回の割合が大きい。
In this crane work, the drive ratio of the
このクレーン作業において、最大容量設定ツマミ45によって第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を小さくする側(例えば、15cm3/rev)に設定する。この場合には、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量が小さいため、エンジンEの出力に作用する負荷が小さくなり、エンジンEの燃料の消費量が低下する。また、このクレーン作業では、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量が小さくウインチ24の駆動速度は遅くなるが、作業全体の中でのウインチ24の駆動の割合が小さいため、作業全体の作業効率の著しい低下を防止することができる。
In this crane work, the maximum discharge setting of the first
このように、本実施形態の作業機械によれば、前記実施形態と同様に、第1油圧ポンプ31から吐出された作動油に第2油圧ポンプ32から吐出された作動油を合流させてウインチ24の駆動速度を上昇させる際に、第1油圧ポンプ31の吐出容量の一時的な低下に伴うウインチ24の駆動速度の減速を防止できるので、使用者の操作感を向上させることが可能となる。
As described above, according to the working machine of the present embodiment, the hydraulic oil discharged from the second
また、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を設定可能である。
これにより、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を小さくすることによって、エンジンEの出力に常に作用する第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の負荷を低減することができるので、エンジンEの燃料の消費量を低減することが可能となる。
In addition, the maximum discharge capacity of the first
Thus, by reducing the maximum discharge capacity of the first
また、エンジンEの動力によって駆動する固定容量型の第3油圧ポンプ36と、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の少なくとも第1油圧ポンプ31から吐出された作動油によって駆動可能なウインチモータ24bと、第3油圧ポンプ36から吐出された作動油によって駆動する旋回モータと、を備えている。
これにより、作業全体の中でのウインチ24の駆動の割合が小さく、旋回台21の旋回の割合が大きいこのクレーン作業において、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を小さくすることによって、作業効率の著しい低下を防止して、エンジンEの燃料の消費量を低減することが可能となる。
A fixed displacement type third
As a result, the maximum discharge capacity of the first
尚、前記実施形態では、作業機械として移動式クレーン1を示したがこれに限られるものではない。本発明は、複数の可変容量型の油圧ポンプによって駆動する作業部を備えた作業機械であれば、例えば、掘削機等に適用可能である。
In the above embodiment, the
また、前記実施形態では、第1油圧ポンプ31の作動油の吐出側に第2油圧ポンプ32から吐出された作動油を合流させてウインチモータ24bを駆動させるようにしたものを示したが、これに限られるものではない。本発明は、第1油圧ポンプ31の作動油の吐出側に複数の油圧ポンプから吐出された作動油を合流させるものも含まれる。
In the above embodiment, the
また、前記実施形態では、最大容量設定ツマミ45によって第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を共に設定するようにしてものを示したが、これに限られるものではない。本発明は、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量をそれぞれ個別に設定するものも含まれる。
In the above embodiment, the maximum discharge capacity of the first
また、前記実施形態では、ロータリースイッチからなる最大容量設定ツマミ45によって第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を設定するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。本発明は、第1油圧ポンプ31及び第2油圧ポンプ32の最大の吐出容量を設定が可能であれば、所定の方向に往復動自在なスイッチも含まれる。
In the above embodiment, the maximum discharge capacity of the first
また、前記実施形態では、エンジンEの出力に対して作用する負荷を、第1油圧ポンプ31の吐出圧、第2油圧ポンプ32の吐出圧及びエンジンEの回転数に基づいて(第1実施形態)、または、第1油圧ポンプ31の吐出圧、第2油圧ポンプ32の吐出圧、第3油圧ポンプ36の吐出圧及びエンジンEの回転数に基づいて(第2実施形態)、算出するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。本発明は、例えば、クレーン装置20が他にエンジン駆動の油圧ポンプを備えている場合には、その油圧ポンプの吐出圧を負荷を算出する要素として加えた場合も含まれる。エンジンEの出力に対して作用する負荷の算出は、エンジンEに対して作用する全ての負荷を算出対象とすることによって、より正確な負荷を取得することが可能となる。
In the above embodiment, the load acting on the output of the engine E is based on the discharge pressure of the first
1…移動式クレーン、20…クレーン装置、21…旋回台、22…ブーム、24…ウインチ、24b…ウインチモータ、25a…操作入力部、30…油圧供給装置、31…第1油圧ポンプ、32…第2油圧ポンプ、33…コントロールバルブ、34…作動油回路、34a…合流回路、34b…逆止弁、36…第3油圧ポンプ、40…コントローラ、41…第1圧力センサ、42…第2圧力センサ、43…回転数センサ、44…第3圧力センサ、45…最大容量設定ツマミ、E…エンジン。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
エンジンの動力によって駆動する可変容量型の第1油圧ポンプと、
エンジンの動力によって駆動する可変容量型の第2油圧ポンプと、
第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの少なくとも第1油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動可能であり、作業装置における第1動作を行う第1アクチュエータと、
第2油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動可能であり、作業装置において第1動作と異なる第2動作を行う第2アクチュエータと、
作業装置の操作に関する操作入力に応じて第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの吐出側の作動油の流路の切り換え及び作動油の流路の開度を調整するためのコントロールバルブと、
第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの吐出側とコントロールバルブとの間の作動油の流路に設けられ、第1油圧ポンプの吐出側と第2油圧ポンプの吐出側とを連通する連通路と、
連通路の第1油圧ポンプ側から第2油圧ポンプ側への作動油の流通を規制し、第2油圧ポンプ側から第1油圧ポンプ側への作動油の流通を許容する逆止弁と、
所定の操作入力の有無を検出する操作入力検出手段と、
エンジンに作用する負荷を算出するエンジン負荷算出手段と、
エンジン負荷算出手段の算出結果に基づいて第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプのそれぞれの吐出容量を調整するポンプ容量調整手段と、を備え、
ポンプ容量調整手段は、作業装置における第2動作に関する操作入力がなく第1動作に関する操作入力が入力されたことを操作入力検出手段によって検出すると、第1油圧ポンプの吐出容量を保持し、第2油圧ポンプの吐出容量を、第1油圧ポンプから吐出される作動油の圧力及びエンジンの回転数から算出された仮想負荷率に基づいて調整する
ことを特徴とする作業機械の油圧ポンプ容量制御装置。 An engine as a drive source,
A variable displacement first hydraulic pump driven by engine power;
A variable displacement type second hydraulic pump driven by engine power;
A first actuator that can be driven by hydraulic oil discharged from at least the first hydraulic pump of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump, and that performs a first operation in the work device ;
A second actuator capable of being driven by hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump and performing a second operation different from the first operation in the work device;
A control valve for switching the flow of hydraulic fluid on the discharge side of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump and adjusting the opening of the hydraulic fluid according to an operation input related to the operation of the working device;
A communication path provided in a flow path of hydraulic oil between the discharge side of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump and the control valve, and communicating the discharge side of the first hydraulic pump and the discharge side of the second hydraulic pump; ,
A check valve that restricts the flow of hydraulic fluid from the first hydraulic pump side to the second hydraulic pump side of the communication passage and allows the hydraulic fluid to flow from the second hydraulic pump side to the first hydraulic pump side;
Operation input detection means for detecting the presence or absence of a predetermined operation input;
Engine load calculating means for calculating a load acting on the engine;
Pump capacity adjusting means for adjusting the discharge capacity of each of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump based on the calculation result of the engine load calculating means,
The pump capacity adjusting means holds the discharge capacity of the first hydraulic pump when the operation input detecting means detects that the operation input related to the first action is input without the operation input related to the second action in the work device, and the second capacity A hydraulic pump capacity control device for a working machine, wherein the discharge capacity of the hydraulic pump is adjusted based on a virtual load factor calculated from the pressure of hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump and the engine speed .
ことを特徴とする請求項1に記載の作業機械の油圧ポンプ容量制御装置。 The hydraulic pump capacity control device for a work machine according to claim 1, further comprising a maximum pump capacity setting unit that sets a maximum discharge capacity of at least one of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump.
第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの少なくとも第1油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動可能なアクチュエータとしてのクレーン装置のウインチを駆動させるウインチモータと、
第3油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動するアクチュエータとしてのクレーン装置のブームを旋回させる旋回モータと、を備えた
ことを特徴とする請求項2に記載の作業機械の油圧ポンプ容量制御装置。 A fixed displacement third hydraulic pump driven by engine power;
A winch motor that drives a winch of a crane apparatus as an actuator that can be driven by hydraulic fluid discharged from at least the first hydraulic pump of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump;
The hydraulic pump capacity control device for a work machine according to claim 2, further comprising: a turning motor for turning a boom of a crane device as an actuator driven by hydraulic oil discharged from a third hydraulic pump.
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