JP6565614B2 - Swivel hydraulic work machine - Google Patents
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本発明は、油圧ショベル等の旋回式油圧作業機械に関する。 The present invention relates to a swing type hydraulic working machine such as a hydraulic excavator.
旋回式油圧作業機械は、一般に、下部走行体と、当該下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、上部旋回体に装着される作業装置と、前記上部旋回体を旋回させる油圧モータである旋回モータと、当該旋回モータに供給されるべき作動油を吐出する油圧ポンプと、当該油圧ポンプと前記旋回モータとの間に介在する旋回制御弁と、を備える。旋回制御弁は、オペレータによる旋回用操作レバーの操作に応じて開閉作動し、前記油圧ポンプから吐出される作動油のうち前記旋回モータに供給される作動油の流量を変化させる。 A swivel hydraulic working machine generally includes a lower traveling body, an upper revolving body that is turnably mounted on the lower traveling body, a working device that is mounted on the upper revolving body, and a hydraulic motor that revolves the upper revolving body. A swing motor, a hydraulic pump that discharges hydraulic fluid to be supplied to the swing motor, and a swing control valve that is interposed between the hydraulic pump and the swing motor. The turning control valve opens and closes according to the operation of the turning operation lever by the operator, and changes the flow rate of the hydraulic oil supplied to the turning motor among the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump.
前記油圧ポンプが吐出する作動油は、前記旋回モータだけでなくそれ以外の他の油圧アクチュエータ(例えばブームシリンダ)にも用いられる場合が多い。この場合、当該他の油圧アクチュエータは前記旋回制御弁とは別の専用のコントロールバルブを介して前記油圧ポンプに接続される。すなわち、前記油圧ポンプは前記旋回モータへの作動油の供給と前記他の油圧アクチュエータへの作動油の供給とに兼用される。 The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is often used not only for the swing motor but also for other hydraulic actuators (for example, boom cylinders). In this case, the other hydraulic actuator is connected to the hydraulic pump via a dedicated control valve different from the turning control valve. That is, the hydraulic pump is used both for supplying hydraulic oil to the swing motor and for supplying hydraulic oil to the other hydraulic actuators.
このようなタイプの作業機械では、旋回操作と前記他の油圧アクチュエータを動かすための操作とが同時に行われる時すなわち複合操作時において、前記油圧ポンプから前記旋回モータ及び前記他の油圧アクチュエータに供給される作動油の流量の分配が重要となる。例えば特許文献1は、共通の油圧ポンプに旋回制御弁とブーム上げ動作の増速のためのブーム上げ増速用のコントロールバルブとが並列に接続される建設機械において、前記旋回制御弁を通じて旋回モータに供給される作動油の流量と前記ブーム上げ増速用コントロールバルブを通じてブームシリンダに供給される作動油の流量の配分を制御する流量分配制御部を備えたものを開示する。この流量配分制御部は、ブーム上げと旋回の複合操作が検出された場合において、その複合操作開始時にはブーム上げの速度の立ち上げを優先すべく前記ブームシリンダに供給される作動油の流量を多く設定する一方、ブームが所定高さまで上がると旋回側の流量を優先する制御を行う。
In this type of work machine, when the turning operation and the operation for moving the other hydraulic actuator are performed at the same time, that is, in the combined operation, the hydraulic pump supplies the turning motor and the other hydraulic actuator. It is important to distribute the flow rate of hydraulic oil. For example,
前記上部旋回体が水平ではなく傾斜した状態でその旋回駆動が行われる場合、当該上部旋回体の旋回方向によっては当該上部旋回体をこれに作用する重力に逆らって駆動しなければならず、当該駆動に要する作動油の圧力は水平状態での駆動に要する圧力よりも高くなる。この場合において、作動油の流量の多くが他の油圧アクチュエータに分配されると、旋回駆動力が不足し、最悪の場合には旋回の起動ができなくなるおそれがある。このような場合、旋回の起動を行うためには一旦ブーム用の操作レバーをそれまでのブーム上げ位置から中立位置に戻して旋回のための流量を確保する操作が必要であり、当該操作は作業効率を著しく低下させる。 When the turning drive is performed in a state where the upper swing body is inclined rather than horizontal, depending on the turning direction of the upper swing body, the upper swing body must be driven against gravity acting on the upper swing body, The pressure of the hydraulic oil required for driving becomes higher than the pressure required for driving in the horizontal state. In this case, if much of the flow rate of the hydraulic oil is distributed to other hydraulic actuators, the turning driving force is insufficient, and in the worst case, there is a possibility that the turning cannot be started. In such a case, in order to start turning, it is necessary to return the boom control lever from the previous boom raised position to the neutral position to secure the flow rate for turning. Reduces efficiency significantly.
本発明は、上部旋回体を旋回させる旋回モータ及びそれ以外の特定の油圧アクチュエータが共通の油圧ポンプに接続される旋回式油圧作業機械であって、前記上部旋回体の傾斜にかかわらずその旋回駆動を確実に可能とするように前記旋回モータ及び前記他の油圧アクチュエータへの作動油の適正な分配を行うことが可能なものを提供することを目的とする。 The present invention relates to a revolving hydraulic working machine in which a revolving motor for revolving an upper revolving body and a specific hydraulic actuator other than the revolving motor are connected to a common hydraulic pump, and the revolving drive regardless of the inclination of the upper revolving body It is an object of the present invention to provide an apparatus capable of appropriately distributing hydraulic oil to the swing motor and the other hydraulic actuators so as to be able to reliably perform the operation.
提供される旋回式油圧作業機械は、下部走行体と、旋回体基準方向を有し、前記下部走行体上に搭載されるとともに、上から見た前記下部走行体に対する前記旋回体基準方向の角度が変化するように旋回可能な上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載される作業装置と、作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプにより吐出される作動油の供給を受けて作動する油圧モータからなり、当該作動油の供給に応じて前記上部旋回体を双方向に旋回させることが可能な旋回モータと、前記油圧ポンプと前記旋回モータとの間に介在し、当該油圧ポンプから当該旋回モータに供給される作動油の流量である旋回流量を変化させるように開閉作動する旋回制御弁と、前記旋回モータとは別の特定の油圧アクチュエータであって前記油圧ポンプにより吐出される作動油の供給を受けて作動する特定アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記特定アクチュエータとの間に介在し、当該油圧ポンプから当該特定アクチュエータに供給される作動油の流量であるアクチュエータ流量を変化させるように開閉作動するアクチュエータ制御弁と、前記特定アクチュエータの作動を指令するためのアクチュエータ操作が与えられるアクチュエータ操作器と、前記上部旋回体の旋回方向を検出する旋回方向検出部と、前記旋回体基準方向からみた前記上部旋回体の傾斜方向及び傾斜角を検出する傾斜検出部と、前記アクチュエータ操作器に与えられる操作と前記旋回方向検出部が検出する旋回方向と前記傾斜検出部が検出する傾斜角とに基づいて前記アクチュエータ流量を制御するように前記アクチュエータ制御弁を作動させる制御系と、を備える。当該制御系は、前記アクチュエータ操作器に与えられる前記アクチュエータ操作に応じて前記アクチュエータ制御弁の開度を変化させる基本制御部と、前記傾斜検出部が検出する前記傾斜方向に基づき前記旋回方向検出部により検出される旋回方向が前記上部旋回体に作用する重力に逆らう登坂方向であるか否かを判定し、登坂方向であると判定した場合に前記上部旋回体の傾斜角が大きいほど前記アクチュエータ流量を制限するように前記アクチュエータ制御弁の開度を減少させるアクチュエータ流量制限部と、を有する。 The provided swing hydraulic working machine has a lower traveling body and a swing body reference direction, and is mounted on the lower traveling body, and an angle of the swing body reference direction with respect to the lower traveling body as viewed from above. The upper swivel body that can swivel so as to change, the working device mounted on the upper swivel body, the hydraulic pump that discharges hydraulic oil, and the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump is supplied to operate. A hydraulic motor, which is interposed between the hydraulic pump and the swing motor, and capable of bidirectionally rotating the upper swing body in response to the supply of the hydraulic oil. A swing control valve that opens and closes so as to change a swing flow rate that is a flow rate of hydraulic oil supplied to the swing motor, and a specific hydraulic actuator that is different from the swing motor, and is provided by the hydraulic pump The specific flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the specific actuator is changed between the specific pump that operates upon receiving the supplied hydraulic oil, and the hydraulic pump and the specific actuator. An actuator control valve that opens and closes to operate, an actuator operation device that is provided with an actuator operation for commanding the operation of the specific actuator, a turning direction detection unit that detects a turning direction of the upper turning body, and the turning body a tilt detection unit that detects an inclination direction and inclination angle of the upper swing body as viewed from the reference direction, wherein the actuator operating device operation given to and turning direction of the turning direction detecting section detects inclination Hasuken out portion is detected The actuator to control the flow rate of the actuator based on an inclination angle of the actuator. And a control system for operating the control valve, the. The control system includes a basic control unit that changes an opening degree of the actuator control valve according to the actuator operation given to the actuator operation unit, and the turning direction detection unit based on the inclination direction detected by the inclination detection unit. It is determined whether or not the turning direction detected by the above is an uphill direction against the gravity acting on the upper turning body, and when it is determined that the turning direction is the uphill direction, the greater the inclination angle of the upper turning body, the greater the actuator flow rate. An actuator flow rate restriction unit that reduces the opening of the actuator control valve so as to restrict the flow rate.
この旋回式油圧作業機械では、上部旋回体の傾斜状態を考慮した作動油流量の分配、つまり、旋回流量とアクチュエータ流量との比率の決定、が行われるので、当該上部旋回体の旋回方向が登坂方向すなわち当該上部旋回体に作用する重力に抗して当該上部旋回体を動かさなければならない方向である場合であっても、その登坂方向への旋回に必要な旋回流量を確保することが可能である。具体的に、当該旋回式油圧作業機械の制御系は、前記上部旋回体の旋回方向が前記登坂方向である場合にその傾斜角が大きいほど前記アクチュエータ流量を制限することにより、当該登坂方向への上部旋回体の旋回に必要な旋回流量すなわち旋回モータに供給されるべき作動油の流量を確保することができる。一方、前記上部旋回体の旋回方向が前記登坂方向でない場合には前記アクチュエータ流量の制限が行われず、また、登坂方向であっても傾斜角が小さい場合には前記アクチュエータ流量の制限も小さいので、特定アクチュエータの作動速度が無駄に抑制されることが回避される。 In this swing type hydraulic working machine, the distribution of hydraulic oil flow considering the inclination state of the upper swing body, that is, the ratio between the swing flow rate and the actuator flow rate is determined. Even if the direction, that is, the direction in which the upper turning body must be moved against the gravity acting on the upper turning body, it is possible to ensure the turning flow rate necessary for turning in the uphill direction. is there. Specifically, when the turning direction of the upper swing body is the uphill direction, the control system of the swing type hydraulic working machine restricts the actuator flow rate as the inclination angle increases, so that It is possible to secure a turning flow rate required for turning the upper turning body, that is, a flow rate of hydraulic oil to be supplied to the turning motor. On the other hand, when the turning direction of the upper swing body is not the uphill direction, the actuator flow rate is not limited, and even in the uphill direction, when the inclination angle is small, the actuator flow rate limit is also small, It is avoided that the operating speed of the specific actuator is suppressed unnecessarily.
前記アクチュエータ制御弁が、パイロット圧の供給を受けて作動するパイロット切換弁である場合、前記基本制御部は、指令信号の入力を受けて前記アクチュエータ制御弁に入力されるパイロット圧を変化させるパイロット圧操作弁と、前記アクチュエータ操作器に与えられる操作に基いて基本指令信号を演算する基本指令信号演算部と、を含み、前記アクチュエータ流量制限部は、前記旋回方向が前記登坂方向でない場合には前記基本指令信号演算部により演算された基本指令信号をそのまま最終指令信号として前記パイロット圧操作弁に入力し、前記旋回方向が前記登坂方向である場合には前記傾斜角に応じて前記基本指令信号を減少させた信号を最終指令信号として前記パイロット圧操作弁に入力するものが、好適である。 When the actuator control valve is a pilot switching valve that operates upon receiving a supply of pilot pressure, the basic control unit receives a command signal and changes a pilot pressure that is input to the actuator control valve. An operation valve, and a basic command signal calculation unit that calculates a basic command signal based on an operation given to the actuator operation unit, and the actuator flow rate limiting unit is configured to perform the operation when the turning direction is not the uphill direction. The basic command signal calculated by the basic command signal calculation unit is directly input to the pilot pressure control valve as a final command signal, and when the turning direction is the uphill direction, the basic command signal is set according to the inclination angle. It is preferable to input the reduced signal as a final command signal to the pilot pressure control valve.
この場合、前記アクチュエータ流量制限部は、例えば、予め設定された制限指令信号であって前記傾斜角が一定以上の場合に当該傾斜角が大きいほど小さくなるような特性をもつ制限指令信号を演算する制限指令信号演算部と、前記旋回方向が前記登坂方向である場合に前記基本指令信号と前記制限指令信号とのうち低位のものを前記最終指令信号として選択して前記パイロット圧操作弁に入力する最終指令信号決定部と、を含むものが、好適である。当該アクチュエータ流量制限部は、前記基本指令信号と前記制限指令信号との間での低位選択という簡単な演算動作で好適なアクチュエータ流量の制限の制御を実現することができる。 In this case, for example, the actuator flow rate restriction unit calculates a restriction command signal that is a preset restriction command signal and has a characteristic that the larger the inclination angle, the smaller the inclination angle becomes. When the turning direction is the uphill direction, a restriction command signal calculation unit, and a lower one of the basic command signal and the restriction command signal is selected as the final command signal and input to the pilot pressure control valve It is preferable to include a final command signal determination unit. The actuator flow rate restricting unit can realize a preferable control of the actuator flow rate restriction by a simple arithmetic operation of low order selection between the basic command signal and the restriction command signal.
前記旋回式油圧作業機械が前記旋回モータの作動を指令するための操作である旋回操作が与えられる旋回操作器をさらに備える場合、前記アクチュエータ流量制限部は、前記旋回操作が小さいほど前記アクチュエータ流量の制限を緩和することが、好ましい。この旋回操作に基づくアクチュエータ流量の制限の緩和は、当該旋回操作が小さい場合すなわち大きな旋回駆動力の要請がない場合に当該旋回操作が大きい場合に比べてアクチュエータ流量を増やすことにより、前記特定アクチュエータの作動速度が無駄に抑えられるのを防ぐことを可能にする。 In the case where the swing hydraulic working machine further includes a swing operation device to which a swing operation, which is an operation for commanding the operation of the swing motor, is provided, the actuator flow rate limiting unit decreases the actuator flow rate as the swing operation is smaller. It is preferable to relax the restrictions. The restriction on the actuator flow rate based on the turning operation is reduced by increasing the actuator flow rate when the turning operation is small, that is, when there is no request for a large turning driving force, compared to when the turning operation is large. It is possible to prevent the operating speed from being unnecessarily suppressed.
例えば、前記アクチュエータ流量制限部が前記制限指令信号演算部及び前記最終指令信号決定部を含む場合、当該制限指令信号演算部は、前記制限指令信号に加え、前記旋回操作に基づき当該旋回操作が小さいほど大きくなる特性をもつ制限緩和指令信号を演算し、前記制限指令信号よりも前記制限緩和指令信号が大きい場合には当該制限指令信号を当該制限緩和指令信号に変更するものが、好適である。当該アクチュエータ流量制限部は、演算した本来の制限指令信号と、これとは別に演算した制限緩和指令信号との間での高位選択という簡単な演算動作によって好適なアクチュエータ流量の制限の緩和を行うことができる。 For example, when the actuator flow rate restriction unit includes the restriction command signal calculation unit and the final command signal determination unit, the restriction command signal calculation unit has a small turning operation based on the turning operation in addition to the restriction command signal. It is preferable to calculate a restriction relaxation command signal having such a large characteristic that, when the restriction relaxation command signal is larger than the restriction command signal, change the restriction command signal to the restriction relaxation command signal. The actuator flow rate restriction unit relaxes a suitable actuator flow rate restriction by a simple calculation operation of high-level selection between the calculated original restriction command signal and a restriction relaxation command signal calculated separately. Can do.
以上のように、本発明によれば、上部旋回体を旋回させる旋回モータ及びそれ以外の特定の油圧アクチュエータが共通の油圧ポンプに接続される旋回式油圧作業機械であって、前記上部旋回体の傾斜にかかわらず当該上部旋回体の旋回駆動を確実に可能にするような前記旋回モータ及び前記特定の油圧アクチュエータへの作動油の適正な分配を行うことが可能なものが、提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided a revolving hydraulic working machine in which a revolving motor for revolving the upper revolving structure and a specific hydraulic actuator other than the revolving motor are connected to a common hydraulic pump, There is provided a device capable of appropriately distributing hydraulic oil to the swing motor and the specific hydraulic actuator so as to reliably enable the swing drive of the upper swing body regardless of the inclination.
本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、前記実施の形態に係る油圧ショベルを示す。なお、本発明は、ここに示される油圧ショベルに限らず、上部旋回体を備えかつ油圧を主たる動力として作動する作業機械に広く適用され得るものである。 FIG. 1 shows a hydraulic excavator according to the embodiment. The present invention is not limited to the hydraulic excavator shown here, and can be widely applied to work machines that include an upper swing body and operate using hydraulic pressure as a main power.
前記油圧ショベルは、地盤G上を走行可能な下部走行体10と、前記下部走行体10に搭載される上部旋回体12と、上部旋回体12に搭載される作業装置14と、を備える。前記上部旋回体12には、旋回体基準方向として旋回体前後方向が設定され、その旋回体前後方向の前側部分に運転室であるキャブ16が設けられるとともに前記作業装置14が搭載され、後側部分にエンジンルーム18が設けられている。
The hydraulic excavator includes a
前記作業装置14は、ブーム20、アーム22、バケット24、及びこれらの駆動のためにそれぞれ設けられた複数の伸縮可能な油圧シリンダ、すなわちブームシリンダ26、アームシリンダ27及びバケットシリンダ28を含む。このうち前記ブーム20の起伏駆動のための油圧アクチュエータであるブームシリンダ26が、本発明にいう「特定アクチュエータ」に相当する。
The working
前記ブーム20は、上部旋回体12の前端に起伏可能すなわち水平軸回りに回動可能に支持される基端部と、その反対側の先端部と、を有する。前記アーム22は、前記ブーム20の先端部に水平軸回りに回動可能に取付けられる基端部と、その反対側の先端部と、を有し、当該先端部に前記バケット24が回動可能に取付けられる。前記各シリンダ26〜28は作動油の供給を受けて伸縮方向に作動し、当該シリンダ26に対応する駆動対象を回動させる。例えば前記ブームシリンダ26は、その伸長及び収縮により前記ブーム20を上げ方向及び下げ方向にそれぞれ動かすように当該ブーム20と上部旋回体12との間に介在する。
The
図2は、前記油圧ショベルに搭載される油圧回路のうち前記上部旋回体12の旋回駆動及び前記ブーム20の起伏駆動に関与する部分を示す。図2に示されるように、当該油圧回路は、前記のように「特定アクチュエータ」に相当する前記ブームシリンダ26の他、エンジン30の出力軸に連結される複数の油圧ポンプである第1メインポンプ31、第2メインポンプ32及びパイロットポンプ34と、前記上部旋回体12の旋回駆動のための油圧モータである旋回モータ36と、ブーム1速制御弁38と、ブーム2速制御弁40と、旋回制御弁42と、ブームリモコン弁50と、旋回リモコン弁52と、を含む。
FIG. 2 shows a portion of the hydraulic circuit mounted on the hydraulic excavator that is involved in the turning drive of the
前記各ポンプ31,32,34は、いずれも前記エンジン30によって駆動され、これによりタンク内の油を吐出する。前記第1及び第2メインポンプ31,32は、駆動対象となる油圧アクチュエータを直接動かすための作動油を吐出する。前記パイロットポンプ34は、前記各制御弁38,40,42にこれらを開閉作動させるためのパイロット圧を供給するためのパイロット油を吐出する。
Each of the
前記旋回モータ36は、前記作動油の供給を受けて回転する出力軸を有し、当該出力軸は前記上部旋回体12を左右双方向に旋回させるように当該上部旋回体12に連結されている。具体的に、当該旋回モータ36は、一対のポート36a,36bを有し、そのうちの一方のポートへの作動油の供給を受けることにより当該一方のポートに対応する方向に前記出力軸が回転するとともに他方のポートから前記作動油を排出する。
The turning
前記各制御弁38,40,42は油圧パイロット切換弁からなり、前記パイロットポンプ34からのパイロット圧の供給を受けることによりそのパイロット圧の大きさに応じたストロークで開弁方向に作動し、これにより、当該パイロット圧に対応した流量で対応する油圧アクチュエータに作動油が供給されることを許容する。従って、当該パイロット圧を変えることによって前記流量の制御が可能である。
Each of the
前記ブーム1速制御弁38は、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油を前記ブームシリンダ26の伸縮駆動のための主たる作動油として当該ブームシリンダ26に導く弁であって、前記第1メインポンプ31と前記ブームシリンダ26との間に介在する。具体的に、前記ブーム1速制御弁38は、前記第1メインポンプ31とタンクとを直通することが可能なセンターバイパスライン33の途中に設けられている。
The boom first
前記ブーム1速制御弁38は、3位置のパイロット切換弁であり、一対のパイロットポート39A,39Bを有する。ブーム1速制御弁38は、パイロットポート39A,39Bに供給されるパイロット圧が0または微小である場合は中立位置38nに保たれ、前記第1メインポンプ31と前記ブームシリンダ26との間を遮断して前記センターバイパスライン33を開通することにより前記第1メインポンプ31からの作動油をそのままタンクに逃がす。ブーム1速制御弁38は、前記パイロットポート39Aに一定以上のパイロット圧が供給されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置38nからブーム上げ位置38aにシフトし、このブーム上げ位置38aでは前記第1メインポンプ31からの作動油が前記ストロークに対応した流量で前記ブームシリンダ26のへッド側室27Hに供給されるのを許容するように前記第1メインポンプ31につながるポンプライン35と前記へッド側室27Hにつながるヘッド側室ライン37Hとを接続するとともに当該ブームシリンダ26のロッド側室27Rから排出される作動油をタンクに逃がすように当該ロッド側室27Rにつながるロッド側室ライン37Rをタンクに接続し、これにより、前記ブームシリンダ26を前記ストロークに対応する速度で伸長方向すなわちブーム上げ方向に作動させる。逆に、ブーム1速制御弁38は、前記パイロットポート39Bに一定以上のパイロット圧が供給されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置38nからブーム下げ位置38bにシフトし、このブーム下げ位置38bでは前記第1メインポンプ31からの作動油が前記ストロークに対応した流量で前記ブームシリンダ26のロッド側室27Rに供給されるのを許容するように前記ポンプライン35と前記ロッド側室ライン37Rとを接続するとともに当該ブームシリンダ26のへッド側室27Hから排出される作動油をタンクに逃がすように前記へッド側室ライン37Hをタンクに接続し、これにより、前記ブームシリンダ26を前記ストロークに対応する速度で収縮方向すなわちブーム下げ方向に作動させる。
The boom first
前記ブーム2速制御弁40及び前記旋回制御弁42は前記第2メインポンプ32と前記ブームシリンダ26及び前記旋回モータ36との間にそれぞれ介在する。換言すれば、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油は、前記ブーム2速制御弁40及び前記旋回制御弁42をそれぞれ通じて前記ブームシリンダ26のへッド側室27Hと前記旋回モータ36とに分配され、その分配比率は前記各制御弁40,42の開度に応じて変化する。図2に示される回路では、前記第2メインポンプ32とタンクとの間に両者を直通することが可能なセンターバイパスライン44が設けられ、このセンターバイパスライン44に沿って前記ブーム2速制御弁40及び前記旋回制御弁42が配置されている。
The boom second
前記ブーム2速制御弁40は、前記ブーム1速制御弁38を通じて前記ブームシリンダ26に供給される作動油に加え、ブーム20の上げ方向の駆動に関してその増速のための作動油を前記第2メインポンプ32から前記ブームシリンダ26のへッド側室27Hに導くとともに当該作動油の流量(アクチュエータ流量)を制御するアクチュエータ制御弁である。
In addition to the hydraulic oil supplied to the
前記ブーム2速制御弁40は、2位置のパイロット切換弁であり、単一のパイロットポート41を有する。ブーム2速制御弁40は、パイロットポート41に供給されるパイロット圧が0または微小である場合は中立位置40nに保たれ、前記第2メインポンプ32と前記ブームシリンダ26との間を遮断するとともに前記センターバイパスライン44を開通する。ブーム2速制御弁40は、前記パイロットポート41に一定以上のパイロット圧が供給されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置40nからブーム上げ増速位置40aにシフトし、このブーム上げ増速位置40aでは前記第2メインポンプ32からの作動油が前記ストロークに対応した流量で前記ブームシリンダ26のへッド側室27Hに供給されるのを許容するように、前記センターバイパスライン44から分岐して前記へッド側室ライン37Hに合流する作動油合流ライン46を開通するとともに前記センターバイパスライン44を前記ストロークに対応して絞り、これにより前記ブームシリンダ26の上げ方向の駆動を前記ストロークに対応する度合いで増速する。
The boom second
前記旋回制御弁42は、前記旋回モータ36を駆動するための作動油を前記第2メインポンプ32から前記旋回モータ36の第1及び第2ポート36a,36bに択一的に導くとともに、当該旋回モータ36に供給される作動油の流量である旋回流量を制御する弁である。
The turning
前記旋回制御弁42は、3位置のパイロット切換弁であり、一対のパイロットポート43A,43Bを有する。旋回制御弁42は、両パイロットポート43A,43Bに供給されるパイロット圧がいずれも0または微小である場合は中立位置42nに保たれ、前記第2メインポンプ32と前記旋回モータ36との間を遮断するとともに前記センターバイパスライン44を開通する。前記旋回制御弁42は、前記パイロットポート43Aに一定以上のパイロット圧が供給されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置42nから左旋回位置42aにシフトし、この左旋回位置42aでは前記第2メインポンプ32からの作動油が前記ストロークに対応した流量で前記旋回モータ36の第1ポート36aに供給されるのを許容するように、前記センターバイパスライン44から分岐する旋回用供給ライン48と前記第1ポート36aにつながる第1ポートライン45Aとを接続するとともに前記センターバイパスライン44を前記ストロークに対応して絞り、これにより前記旋回モータ36を前記ストロークに対応する速度で左旋回方向に作動させる。逆に、前記旋回制御弁42は、前記パイロットポート43Bに一定以上のパイロット圧が供給されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置42nから右旋回位置42bにシフトし、この右旋回位置42bでは前記第2メインポンプ32からの作動油が前記ストロークに対応した流量で前記旋回モータ36の第2ポート36bに供給されるのを許容するように、前記旋回用供給ライン48と前記第2ポート36bにつながる第2ポートライン45Bとを接続するとともに前記センターバイパスライン44を前記ストロークに対応して絞り、これにより前記旋回モータ36を前記ストロークに対応する速度で右旋回方向に作動させる。
The turning
前記ブームリモコン弁50は、特定アクチュエータである前記ブームシリンダ26の作動を指令するための操作(アクチュエータ操作)が与えられるアクチュエータ操作器であって、当該操作に対応したパイロット圧を前記ブーム1速制御弁38のパイロットポート39A,39Bに択一的に供給するように前記パイロットポンプ34と前記ブーム1速制御弁38との間に介在する。
The boom
具体的に、前記ブームリモコン弁50は、前記操作を受けて回動することが可能な操作部材であるブーム操作レバー50aと、当該ブーム操作レバー50aの動きとリンクして開弁作動する弁本体50bと、を有する。弁本体50bは、前記パイロットポンプ34に接続される入口ポートと、一対の出口ポートと、を有し、当該一対の出口ポートはブームパイロットライン54A,54Bをそれぞれ介して前記ブーム1速制御弁38のパイロットポート39A,39Bにそれぞれ接続されている。弁本体50bは、前記ブーム操作レバー50aが操作されずに中立位置にあるときは前記パイロットポンプ34と前記パイロットポート39A,39Bとの間を遮断する閉弁状態を保ち、前記ブーム操作レバー50aが前記中立位置から回動操作されると前記パイロットポート39A,39Bのうち前記回動操作の方向に対応するパイロットポートに対して当該回動操作の量に対応した大きさのパイロット圧を供給するように、当該回動操作に応じて開弁作動する。従って、前記ブーム2速制御弁40は前記ブーム操作レバー52aに与えられる操作の方向に対応した方向に当該操作の量に対応したストロークで開弁作動する。
Specifically, the boom
前記旋回リモコン弁52は、前記旋回モータ36の作動を指令するための操作である旋回操作が与えられる旋回操作器であって、当該操作に対応したパイロット圧を前記旋回制御弁42のパイロットポート43A,43Bに択一的に供給するように当該旋回制御弁42と前記パイロットポンプ34との間に介在する。
The turning
具体的に、前記旋回リモコン弁52は、前記操作を受けて回動することが可能な操作部材である旋回操作レバー52aと、当該旋回操作レバー52aの動きとリンクして作動する弁本体52bと、を有する。弁本体52bは、前記パイロットポンプ34に接続される入口ポートと、一対の出口ポートと、を有し、当該一対の出口ポートは旋回パイロットライン56A,56Bをそれぞれ介して前記旋回制御弁42のパイロットポート43A,43Bにそれぞれ接続されている。弁本体52bは、前記旋回操作レバー52aが操作されずに中立位置にあるときは前記パイロットポンプ34と前記パイロットポート43A,43Bとの間を遮断する閉弁状態を保ち、前記旋回操作レバー52aが前記中立位置から回動操作されると前記パイロットポート43A,43Bのうち前記回動操作の方向に対応するパイロットポートに対して当該回動操作の量に対応した大きさのパイロット圧を供給するように、当該回動操作に応じて開弁作動する。従って、前記旋回操作弁42は前記旋回操作レバー52aに与えられる操作の方向に対応した方向に当該操作の量に対応したストロークで開弁作動する。
Specifically, the turning
前記のように「アクチュエータ制御弁」に相当する前記ブーム2速制御弁40のパイロットポート41は、前記ブームリモコン弁50とは独立した専用のブーム2速パイロットライン58を介して前記パイロットポンプ34に接続されており、当該ブーム2速パイロットライン58には後に詳述するパイロット圧操作弁68が設けられている。
As described above, the
この実施の形態に係る油圧ショベルは、さらに、図2に示される複数のセンサを備える。当該複数のセンサは、ブーム上げパイロット圧センサ60と、一対の旋回パイロット圧センサ62A,62Bと、傾斜センサ64と、を含む。
The hydraulic excavator according to this embodiment further includes a plurality of sensors shown in FIG. The plurality of sensors includes a boom raising
前記ブーム上げパイロット圧センサ60は、前記ブームリモコン弁50から前記ブーム1速制御弁38のパイロットポート38Aに供給されるパイロット圧であるブーム上げパイロット圧Pbを検出して電気信号すなわちブームパイロット圧検出信号に変換する圧力センサである。
The boom raising
前記旋回パイロット圧センサ62A,62Bは、前記旋回リモコン弁52から前記旋回制御弁42のパイロットポート43A,43Bに供給されるパイロット圧である旋回パイロット圧Psa,Psbを検出して電気信号すなわち旋回パイロット圧検出信号に変換する圧力センサである。これらの旋回パイロット圧センサ62A,62Bは、前記上部旋回体12の旋回方向を検出する旋回方向検出部にも相当する。
The turning
前記傾斜センサ64は、前記上部旋回体12に取付けられ、旋回体基準方向である前記旋回体前後方向からみた前記上部旋回体12の傾斜方向及び傾斜角度を検出する傾斜検出部を構成する。具体的に、当該傾斜センサ68は、図3及び図4に示すように前記上部旋回体12をその旋回体前後方向の前側からみたときの左右方向についての傾斜角θを検出してこれを電気信号である傾斜検出信号に変換する。当該傾斜角θには、傾斜方向に応じて正負の符号が与えられる。具体的に、図3に示すように上部旋回体12が左に傾いている場合には正の符号が、図4に示されるように右に傾いている場合には負の符号が、それぞれ与えられる。当該傾斜センサ64には、周知のものが適用可能であり、一般には傾斜に伴って変化する物理量(錘に対して特定方向に作用する重力の大きさ、静電容量、被検物の歪み等)を測定するものが用いられる。
The
この油圧ショベルは、さらに、本発明にいう「アクチュエータ流量」に相当する流量であって前記ブーム2速制御弁42から前記ブームシリンダ26のへッド側室27Hに供給される作動油の流量を制御する制御系を備える。この制御系は、「アクチュエータ操作器」に相当する前記ブームリモコン弁50に与えられる操作と、「旋回操作器」に相当する前記旋回リモコン弁52に与えられる操作と、前記上部旋回体12の旋回方向と、前記傾斜センサ64が検出する(傾斜方向も含めた)傾斜角と、に基づいて前記アクチュエータ流量を制御する。
This hydraulic excavator further controls the flow rate of hydraulic oil that corresponds to the “actuator flow rate” according to the present invention and that is supplied from the boom second
この実施の形態に係る制御系は、前記パイロット圧操作弁68と、図2及び図5に示されるコントローラ70と、を含む。
The control system according to this embodiment includes the pilot
前記パイロット圧操作弁68は、指令信号の入力を受けて前記ブーム2速制御弁40のパイロットポート41に入力されるパイロット圧を変化させる。具体的に、この実施の形態に係るパイロット圧操作弁68は、ソレノイド69を有する電磁比例減圧弁からなり、当該ソレノイド69に供給される励磁電流である指令電流に比例した開度で開弁し、これにより前記パイロットポンプ34から前記ブーム2速制御弁40のパイロットポート41に供給されるパイロット圧すなわちブーム増速用パイロット圧を変化させる。
The pilot
前記コントローラ70は、図5に示すような基本指令電流演算部72、制限指令電流演算部74及び最終指令電流決定部76を有する。
The
前記基本指令電流演算部72は、前記パイロット圧操作弁68とともに、アクチュエータ操作器である前記ブームリモコン弁50のブーム操作レバー50aに与えられる操作に応じて前記ブーム2速制御弁40の開度を変化させる基本制御部を構成する。具体的に、当該基本指令電流演算部72は、前記ブーム上げパイロット圧センサ60により検出されるブーム上げパイロット圧Pbに基いて、前記パイロット圧操作弁68の開度を決める前記指令電流の基礎となる基本指令電流Iboを演算する。この実施の形態では、前記ブーム上げパイロット圧Pbと前記基本指令電流Iboとの関係について図7に示すような特性が決められており、前記基本指令電流演算部72は当該特性を記憶し、これに基いて前記ブーム上げパイロット圧Pbに対応する基本指令電流Iboを決定する。
The basic command
前記制限指令電流演算部74及び前記最終指令電流決定部76は、アクチュエータ流量制限部を構成する。このアクチュエータ流量制限部は、前記傾斜センサ64が検出する前記上部旋回体12の傾斜方向に基づき、前記旋回パイロット圧センサ62A,62Bにより検出される前記上部旋回体12の旋回方向が当該上部旋回体12に作用する重力に逆らう登坂方向であるかあるいは当該重力に従う降坂方向であるかを判定し、登坂方向であると判定した場合に前記上部旋回体12の傾斜角が大きいほどアクチュエータ流量すなわち前記ブーム2速制御弁40を通じて前記ブームシリンダ26のへッド側室27Hに供給される作動油の流量を制限するように、当該ブーム2速制御弁40の開度を減少させる。
The restriction command
具体的に、前記制限指令電流演算部74は、前記傾斜角θに応じて予め設定された制限指令電流Irを記憶し、当該傾斜角θに対応する制限指令電流Irを演算してこれを出力する。この実施の形態に係る制限指令電流演算部74は、前記傾斜角θが一定以上の場合に当該傾斜角θが大きいほど前記制限指令電流Irが小さくなるような特性を記憶しており、この特性に基いて前記傾斜角θに対応する前記制限指令電流Irを決定する。
Specifically, the limit command
図8は、その特性の例を示す。この特性では、傾斜角θが一定未満の範囲には基本指令電流Iboの最大値と同等の制限指令電流Irが与えられ、当該傾斜角θ(正確には傾斜角θの絶対値)が増大するにつれて制限指令電流Irが減少し、傾斜角θ(の絶対値)が許容範囲を超えると制限指令電流Irは最小値に抑えられる。 FIG. 8 shows an example of the characteristics. In this characteristic, a limit command current Ir equivalent to the maximum value of the basic command current Ibo is given in a range where the tilt angle θ is less than a certain value, and the tilt angle θ (more precisely, the absolute value of the tilt angle θ) increases. As the limit command current Ir decreases and the inclination angle θ (absolute value thereof) exceeds the allowable range, the limit command current Ir is suppressed to the minimum value.
前記最終指令電流決定部76は、前記上部旋回体12の旋回方向が前記登坂方向でない場合には前記基本指令電流演算部72により演算された基本指令電流Iboをそのまま最終指令電流Ibとして前記パイロット圧操作弁68に入力する。一方、前記最終指令電流決定部76は、前記旋回方向が前記登坂方向である場合には、前記基本指令電流演算部72により演算された基本指令電流Iboと、前記制限指令電流演算部74により演算された制限指令電流Irつまり前記傾斜角θに応じて指令電流を基本指令電流Iboよりも減少させるための信号と、を対比し、そのうち低位のものを最終指令電流Ibとして選択して前記パイロット圧操作弁68に入力する。
When the turning direction of the
さらに、この実施の形態に係るアクチュエータ流量制限部は、前記旋回リモコン弁52に与えられる旋回操作が小さいほど前記アクチュエータ流量の制限を緩和する機能を有する。具体的に、前記制限指令電流演算部74は、本来の前記制限指令電流Irに加え、前記制限の緩和を行うための制限緩和指令電流Irrを演算する機能と、前記制限指令電流Irよりも前記制限緩和指令電流Irrが大きい場合には当該制限指令電流Irを当該制限緩和指令電流Irrに変更する機能と、を有する。前記制限緩和指令電流Irrは、前記旋回操作の大きさに対応する旋回パイロット圧Ps(旋回パイロット圧センサ62A,62Bにより検出されるパイロット圧Psa,Psbのうちの高位のもの)に基づき当該旋回操作が小さいほど大きくなる特性を有する。つまり、この実施の形態に係る制限指令電流演算部74は、本来の制限指令電流Irとして演算した値と別の制限緩和指令電流Irrとして演算した値との高位選択に基づき、制限の緩和も考慮に入れた最終的な制限指令電流Irの決定を行う。
Furthermore, the actuator flow rate restriction unit according to this embodiment has a function of relaxing the restriction on the actuator flow rate as the turning operation given to the turning
図9は、前記旋回パイロット圧Psに対する前記制限緩和指令電流Irrの特性の例を示す。この特性によれば、旋回パイロット圧Psが一定未満の範囲では制限緩和指令電流Irrに最大の値が与えられ、当該範囲から逸脱するにつれて制限緩和指令電流Irrが減少する。旋回パイロット圧Psが許容範囲を超えると制限緩和指令電流Irrは最小値に抑えられる。制限指令電流演算部74は、このような特性を記憶し、当該特性に基いて前記旋回パイロット圧Psに対応する制限緩和指令電流Irrを特定する。
FIG. 9 shows an example of the characteristic of the restriction relaxation command current Irr with respect to the turning pilot pressure Ps. According to this characteristic, the maximum value of the restriction relaxation command current Irr is given in the range where the turning pilot pressure Ps is less than a certain value, and the restriction relaxation command current Irr decreases as the value deviates from the range. When the turning pilot pressure Ps exceeds the allowable range, the restriction relaxation command current Irr is suppressed to the minimum value. The limit command
次に、前記コントローラ70が実際に行う演算制御動作を、図6のフローチャートを参照しながら説明する。
Next, the arithmetic control operation actually performed by the
コントローラ70は、前記各センサ60,62A,62B,64等から入力される各種信号を取込む(ステップS1)。当該コントローラ70の基本指令電流演算部72は、前記各種信号のうちのブーム上げパイロット圧Pbに関する検出信号に対応する基本指令電流Iboを演算する(ステップS2)。この基本指令電流Iboは、図7に示されるようにブーム上げパイロット圧Pbの増大に伴って大きくなる電流であり、よってブーム上げ操作とブーム2速制御弁40の開度とをリンクさせるための指令電流である。
The
次に、コントローラ70の最終指令電流決定部76は、前記旋回パイロット圧センサ62A,62Bが検出する旋回パイロット圧Psa,Psbに基づき判断される上部旋回体12の旋回方向が登坂方向であるか否かを判定する(ステップS3)。例えば、図3に示すように上部旋回体12をその旋回体前後方向の前側からみたときに当該上部旋回体12が左に傾いている場合(つまり傾斜角θが正の場合)、旋回方向がキャブ16内のオペレータからみて左方向である場合には当該旋回方向が登坂方向であると判定され、右方向である場合には降坂方向と判定される。逆に、図4に示すように当該上部旋回体12が右に傾いている場合(つまり傾斜角θが負の場合)、旋回方向が前記オペレータからみて左方向である場合には当該旋回方向が降坂方向であると判定され、右方向である場合には登坂方向と判定される。また、「登坂方向でない場合」には、前記旋回方向が前記降坂方向である場合の他、上部旋回体12が水平である場合や、上部旋回体12が旋回していない場合(つまり旋回とブーム上げとの複合操作が行われていない場合)も含まれる。
Next, the final command
前記最終指令電流決定部76は、前記旋回方向が前記登坂方向ではないと判定した場合(ステップS3でNO)、つまり上部旋回体12をこれに作用する重力に逆らって旋回させる状態でない場合、前記基本指令電流Iboをそのまま最終指令電流Ibに設定する(ステップS4)。
When the final command
一方、前記旋回方向が前記登坂方向であると判定された場合(ステップS3でYES)、制限指令電流演算部74による制限指令電流Irの演算が行われる(ステップS5〜S8)。具体的に、制限指令電流演算部74は、図8に示される特性に基いて傾斜角θに対応する制限指令電流Irを演算する(ステップS5)とともに、図9に示される特性に基いて旋回パイロット圧Ps(両旋回パイロット圧Psのうちの高位のパイロット圧)に対応する制限緩和指令電流Irrを演算する(ステップS6)。前記制限指令電流演算部74は、前記制限指令電流Irが前記制限緩和指令電流Irr以上である場合には(ステップS7でNO)、当該制限指令電流Irをそのまま維持するが、前記制限緩和指令電流Irrが前記制限指令電流Irを上回る場合には(ステップS7でYES)、当該制限指令電流Irを当該制限緩和指令電流Irrに変更する(ステップS8)。
On the other hand, when it is determined that the turning direction is the uphill direction (YES in step S3), the limit command current Ir is calculated by the limit command current calculation unit 74 (steps S5 to S8). Specifically, the limit command
前記最終指令電流決定部76は、前記のようにして決定された制限指令電流Irと前記基本指令電流Iboとを対比する(ステップS9)。最終指令電流決定部76は、前記基本指令電流Iboが前記制限指令電流Ir以下である場合には(ステップS9でYES)当該基本指令電流Iboを最終指令電流Ibに設定するが(ステップS10)、前記基本指令電流Iboよりも前記制限指令電流Irが小さい場合には(ステップS9でNO)当該制限指令電流Irを最終指令電流Ibに設定する(ステップS11)。
The final command current determining
前記最終指令電流決定部76は、前記のように決定した最終指令電流Ibをパイロット圧操作弁68に入力する(ステップS12)。パイロット圧操作弁68は、これにより、当該最終指令電流Ibに比例した開度で開弁し、当該開度に対応したパイロット圧がブーム2速制御弁40のパイロットポート41に供給されることを許容する。こうして、第2メインポンプ32から吐出される作動油のうち前記ブーム2速制御弁40を通じて前記ブームシリンダ26に供給される作動油の流量(アクチュエータ流量)が制御される。
The final command
以上説明した油圧ショベルでは、共通の第2メインポンプ32から前記ブーム2速制御弁40及び旋回制御弁42をそれぞれ通してブームシリンダ26のへッド側室27H及び旋回モータ36に供給される作動油の流量について、傾斜センサ64により検出される上部旋回体12の傾斜状態を考慮した分配、つまり、旋回流量とアクチュエータ流量との比率の決定、が行われるので、前記旋回方向が登坂方向すなわち前記上部旋回体12に作用する重力に抗して当該上部旋回体を動かさなければならない方向である場合にも、その登坂方向への旋回に必要な旋回流量を確保することが可能である。
In the hydraulic excavator described above, hydraulic oil supplied from the common second
具体的に、前記制御系は、前記パイロット圧操作弁68及び前記コントローラ70を含む制御系は、前記旋回方向が前記登坂方向である場合に当該上部旋回体12の傾斜角が大きいほど(この実施の形態では傾斜センサ64から出力される傾斜角θの検出信号の絶対値が大きいほど)前記アクチュエータ流量すなわちブーム2速制御弁40を通じて前記へッド側室27Hに供給される流量を制限することにより、当該登坂方向への上部旋回体12の旋回に必要な旋回流量すなわち旋回制御弁42を通じて旋回モータ36に供給されるべき作動油の流量を確保することができる。一方、前記制御系は、前記旋回方向が前記登坂方向でない場合には前記アクチュエータ流量を制限せず、また、当該旋回方向が登坂方向であっても前記上部旋回体12の傾斜角が小さい場合には前記アクチュエータ流量の制限も小さく抑えるので、前記ブームシリンダ26によるブーム上げ速度を無駄に抑制することなく必要な旋回流量を確保することができる。
Specifically, the control system includes the pilot
特に、この実施の形態に係る前記コントローラ70は、例えば図7及び図8に示すような特性をそれぞれ記憶する基本指令電流演算部72及び制限指令電流演算部74を併有し、両者により演算される基本指令電流Ibo及び制限指令電流Irからの低位選択により最終指令電流Ibを決定するので、複雑な演算動作を行装置ことなく好適なアクチュエータ流量の制限のための制御を実行することができる。
In particular, the
さらに、この実施の形態に係るコントローラ70は、旋回リモコン弁52に与えられる旋回操作が小さいほど前記アクチュエータ流量の制限を緩和する機能を有するため、当該旋回操作が小さい場合すなわち大きな旋回駆動力の要請がない場合に当該旋回操作が大きい場合に比べてアクチュエータ流量を増やすことにより、ブーム上げの増速が無駄に抑えられるのを防ぐことができる。
Further, the
具体的に、この実施の形態に係る制限指令電流演算部74は、本来の制限指令電流Irの演算に加え、前記旋回操作が小さいほど大きくなる特性をもつ制限緩和指令電流Irrの演算と、前記制限指令電流Irと前記制限緩和指令電流Irrとの高位選択に基づく最終的な制限指令電流Irの決定と、を行う機能を有するから、複雑な演算動作を行うことなく好適なアクチュエータ流量の制限の緩和を行うことが可能である。
Specifically, the limit command
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されない。本発明は、例えば次のような態様を含むことが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above. The present invention can include, for example, the following aspects.
1)特定アクチュエータ及びアクチュエータ制御弁について
本発明に係る特定アクチュエータ及びアクチュエータ制御弁はそれぞれ前記ブームシリンダ26及びブーム2速制御弁40に限定されない。本発明に係る特定アクチュエータは、作業装置に含まれる他の油圧アクチュエータ、例えばアームシリンダやバケットシリンダであってもよい。また、本発明は油圧ショベルに限定されず、よって、前記特定アクチュエータは掘削以外の作業を目的とする作業装置(例えば破砕機や昇降装置)に含まれるものであってもよい。換言すれば、本発明は、共通の油圧ポンプに旋回モータとそれ以外の特定の油圧アクチュエータとが接続されていて当該油圧アクチュエータに供給される作動油の流量であるアクチュエータ流量が当該旋回モータに供給される旋回流量に影響を与えるものについて広く適用されることが可能である。
1) Specific Actuator and Actuator Control Valve The specific actuator and actuator control valve according to the present invention are not limited to the
2)上部旋回体の傾斜状態の検出について
上部旋回体の旋回体基準方向は前後方向に限定されない。当該旋回体基準方向は、上から見て上部旋回体の旋回に伴い水平方向に変化する方向であればよく、例えば前記上部旋回体12の左右方向であってもよい。また、上部旋回体の傾斜状態を検出するための傾斜センサが下部走行体に取付けられてもよい。この場合、傾斜検出部は、当該傾斜センサに加え、当該傾斜センサが検出する下部走行体の傾斜状態と上部旋回体の旋回角度に基いて当該上部旋回体の旋回体基準方向から見た傾斜状態を演算する傾斜状態演算部を含むのが、よい。
2) Detection of tilt state of upper swing body The swing body reference direction of the upper swing body is not limited to the front-rear direction. The revolving unit reference direction may be a direction that changes in the horizontal direction when the upper revolving unit is viewed from above, and may be, for example, the left-right direction of the upper revolving
3)アクチュエータ操作器及び旋回操作器について
アクチュエータ操作器及び旋回操作器はそれぞれ前記ブームリモコン弁50及び前記旋回リモコン弁52に限定されない。当該操作器は、操作部材に与えられる操作に対応した電気信号を生成するもの(例えば電気レバー装置)であってもよい。この場合、前記ブーム上げパイロット圧センサ60や前記旋回パイロット圧センサ62といった圧力センサは不要となる。一方、アクチュエータ制御弁や旋回制御弁が前記実施の形態と同様にパイロット切換弁により構成される場合でも、そのパイロットラインの途中に電磁比例減圧弁が設けられて当該電磁比例減圧弁が操作されることにより、前記アクチュエータ制御弁や前記旋回制御弁による流量の制御が可能である。
3) About the actuator operation device and the turning operation device The actuator operation device and the turning operation device are not limited to the boom
4)アクチュエータ流量の制限について
アクチュエータ流量を制限するための回路は図2に示されるものに限定されない。例えば、アクチュエータ操作器を構成するリモコン弁であってアクチュエータ操作に対応したパイロット圧を出力するものがパイロットラインを介してアクチュエータ制御弁のパイロットポートに接続され、当該パイロットラインの途中にパイロット圧操作弁、例えば電磁比例減圧弁、が介在してもよい。この場合、前記リモコン弁が基本指令信号に相当するパイロット圧を生成して前記アクチュエータ制御弁に入力する基本制御部を構成するので、基本指令信号演算部は不要であり、前記電磁比例減圧弁等のパイロット操作弁に入力される指令信号としては、当該基本指令信号であるパイロット圧を減少させる度合いを特定する制限指令信号が演算されればよい。
4) Restriction of actuator flow rate The circuit for limiting the actuator flow rate is not limited to that shown in FIG. For example, a remote control valve constituting an actuator operating device that outputs a pilot pressure corresponding to actuator operation is connected to a pilot port of an actuator control valve via a pilot line, and the pilot pressure operating valve is located in the middle of the pilot line. For example, an electromagnetic proportional pressure reducing valve may be interposed. In this case, since the remote control valve constitutes a basic control unit that generates a pilot pressure corresponding to a basic command signal and inputs the pilot pressure to the actuator control valve, a basic command signal calculation unit is unnecessary, the electromagnetic proportional pressure reducing valve, etc. As the command signal input to the pilot operation valve, a limit command signal that specifies the degree to which the pilot pressure, which is the basic command signal, is reduced may be calculated.
また、傾斜角に対する制限指令の特性は、自由に設定されることが可能である。例えば、旋回駆動に要するトルクは上部旋回体の作業姿勢によっても変化するため、当該作業姿勢も考慮した制限指令が算定されてもよい。 Further, the characteristics of the restriction command for the tilt angle can be set freely. For example, since the torque required for the turning drive varies depending on the working posture of the upper turning body, a restriction command may be calculated in consideration of the working posture.
5)アクチュエータ流量の制限の緩和について
前記アクチュエータ流量の制限の緩和のための具体的手段は、前記制限緩和指令電流Irrのような制限緩和指令信号の演算を含むものに限定されない。当該緩和は、例えば、基本指令信号を上限として制限指令信号を旋回操作に応じて増加させるための当該制限指令信号の補正を行うことによっても、実行されることが可能である。また、アクチュエータ流量の制限の緩和は仕様により省略されてもよい。
5) Regarding relaxation of restriction on actuator flow rate Specific means for relaxing restriction on the actuator flow rate are not limited to those including calculation of a restriction relaxation command signal such as the restriction relaxation command current Irr. The relaxation can also be executed, for example, by correcting the restriction command signal to increase the restriction command signal according to the turning operation with the basic command signal as an upper limit. Further, relaxation of the restriction on the actuator flow rate may be omitted depending on the specification.
G 地盤
10 下部走行体
12 上部旋回体
14 作業装置
20 ブーム
26 ブームシリンダ(特定アクチュエータ)
27H へッド側室
27R ロッド側室
32 第2メインポンプ(油圧ポンプ)
36 旋回モータ
40 ブーム2速制御弁(アクチュエータ制御弁)
42 旋回制御弁
50 ブームリモコン弁(アクチュエータ操作器)
52 旋回リモコン弁(旋回操作器)
62A,62B 旋回パイロット圧センサ(旋回方向検出部)
64 傾斜センサ(傾斜検出部)
68 パイロット圧操作弁
70 コントローラ
72 基本指令電流演算部
74 制限指令電流演算部
76 最終指令電流決定部
27H
36
42
52 Swing remote control valve (swivel actuator)
62A, 62B Turning pilot pressure sensor (turning direction detector)
64 Tilt sensor (Tilt detector)
68 Pilot
Claims (5)
下部走行体と、
旋回体基準方向を有し、前記下部走行体上に搭載されるとともに、上から見た前記下部走行体に対する前記旋回体基準方向の角度が変化するように旋回可能な上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載される作業装置と、
作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより吐出される作動油の供給を受けて作動する油圧モータからなり、当該作動油の供給に応じて前記上部旋回体を双方向に旋回させることが可能な旋回モータと、
前記油圧ポンプと前記旋回モータとの間に介在し、当該油圧ポンプから当該旋回モータに供給される作動油の流量である旋回流量を変化させるように開閉作動する旋回制御弁と、
前記旋回モータとは別の特定の油圧アクチュエータであって前記油圧ポンプにより吐出される作動油の供給を受けて作動する特定アクチュエータと、
前記油圧ポンプと前記特定アクチュエータとの間に介在し、当該油圧ポンプから当該特定アクチュエータに供給される作動油の流量であるアクチュエータ流量を変化させるように開閉作動するアクチュエータ制御弁と、
前記特定アクチュエータの作動を指令するためのアクチュエータ操作が与えられるアクチュエータ操作器と、
前記上部旋回体の旋回方向を検出する旋回方向検出部と、
前記旋回体基準方向からみた前記上部旋回体の傾斜方向及び傾斜角を検出する傾斜検出部と、
前記アクチュエータ操作器に与えられる操作と前記旋回方向検出部が検出する旋回方向と前記傾斜検出部が検出する傾斜角とに基づいて前記アクチュエータ流量を制御するように前記アクチュエータ制御弁を作動させる制御系と、を備え、
前記制御系は、前記アクチュエータ操作器に与えられる前記アクチュエータ操作に応じて前記アクチュエータ制御弁の開度を変化させる基本制御部と、前記傾斜検出部が検出する前記傾斜方向に基づき前記旋回方向検出部により検出される旋回方向が前記上部旋回体に作用する重力に逆らう登坂方向であるか否かを判定し、登坂方向であると判定した場合に前記上部旋回体の傾斜角が大きいほど前記アクチュエータ流量を制限するように前記アクチュエータ制御弁の開度を減少させるアクチュエータ流量制限部と、を有する、旋回式油圧作業機械。 A swivel hydraulic working machine,
A lower traveling body,
An upper revolving body having a revolving body reference direction, mounted on the lower traveling body, and capable of turning so that an angle of the revolving body reference direction with respect to the lower traveling body viewed from above is changed;
A working device mounted on the upper swing body;
A hydraulic pump that discharges hydraulic oil;
A hydraulic motor that operates by receiving the supply of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and that is capable of bidirectionally rotating the upper swing body according to the supply of the hydraulic oil;
A swing control valve that is interposed between the hydraulic pump and the swing motor and opens and closes so as to change a swing flow rate that is a flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the swing motor;
A specific hydraulic actuator different from the swing motor, the specific actuator operating by receiving supply of hydraulic oil discharged by the hydraulic pump;
An actuator control valve that is interposed between the hydraulic pump and the specific actuator and opens and closes so as to change an actuator flow rate that is a flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the specific actuator;
An actuator operating device provided with an actuator operation for commanding the operation of the specific actuator;
A turning direction detector for detecting a turning direction of the upper turning body;
An inclination detection unit that detects an inclination direction and an inclination angle of the upper revolving body as seen from the revolving body reference direction;
Actuating the actuator control valve to control the actuator flow rate based on the inclination angle which the inclined Hasuken out section and the turning direction of the turning direction detecting unit and an operation applied to said actuator operating device is detected by detecting A control system,
The control system includes a basic control unit that changes an opening degree of the actuator control valve in accordance with the actuator operation given to the actuator operation unit, and the turning direction detection unit based on the inclination direction detected by the inclination detection unit. It is determined whether or not the turning direction detected by the above is an uphill direction against the gravity acting on the upper turning body, and when it is determined that the turning direction is the uphill direction, the greater the inclination angle of the upper turning body, the greater the actuator flow rate. And an actuator flow rate restricting unit for reducing the opening of the actuator control valve so as to restrict the actuator.
部と、を含む、旋回式油圧作業機械。 The swing hydraulic work machine according to claim 2, wherein the actuator flow rate restriction unit is a restriction command signal set in advance and becomes smaller as the inclination angle is larger when the inclination angle is a certain value or more. A limit command signal calculation unit that calculates a limit command signal having characteristics, and when the turning direction is the uphill direction, a lower one of the basic command signal and the limit command signal is selected as the final command signal. And a final command signal determination unit for inputting to the pilot pressure control valve.
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