JP6845736B2 - 液圧駆動システム - Google Patents

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Description

本発明は、液圧ポンプから吐出される作動液を液圧アクチュエータに供給して駆動する液圧駆動システムに関する。
液圧ショベル等のように走行可能な作業機械は、ブーム、アーム、バケット、及び旋回体等を動かすべく液圧アクチュエータ(例えば、液圧シリンダ及び液圧モータ等)を備えている。液圧アクチュエータは、液圧駆動システムからの作動液によって駆動するようになっており、液圧駆動システムは、作動液の流れる方向及び流量を切換えて液圧アクチュエータの動作方向及び速度を制御す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として、例えば特許文献1の液圧システム(機器群G1及びコントローラを備える構成に相当)が知られている。
特許文献1の液圧システムは、流量制御弁(引用文献1においてアクチュエータ制御弁と表記)と、ブリードオフ弁(引用文献1においてアンロード弁と表記)と、コントローラと、を備えている。流量制御弁は、一対の電磁弁が設けられており、一対の電磁弁から夫々出力されるパイロット圧に応じて液圧アクチュエータに流れる作動液の流量を制御するようになっている。また、ブリードオフ弁にもまた、電磁弁が設けられており、電磁弁から出力されるパイロット圧に応じて作動液をブリードオフして液圧アクチュエータに流れる作動液の流量を制御するようになっている。3つの電磁弁は、コントローラに接続されており、コントローラは、操作レバーの操作方向及び操作量に応じた指令電流を電磁弁に与えて各弁の動きを制御するようになっている。
特開2014−227949号公報
特許文献1の液圧システムでは、前述の通り、コントローラからの指令に応じて操作レバーの操作に応じた指令電流を電磁弁に与えて各弁を動かすようになっている。しかし、与える指令電流に対して各弁が作動を開始するタイミング及び作動を完了するタイミングには、製造誤差等に起因してバラつきが生じている。即ち、弁毎に操作レバーの操作量に対して各々タイミングにバラつきが生じる。それを解消すべく、操作レバーの操作量に対して電磁弁に与える指令電流のキャリブレーションを行うことが望ましい。
キャリブレーションを行う方法としては、例えば電磁弁の出力側に圧力センサを取付けて指令電流に対する電磁弁の出力圧の特性を計測し、特性のバラつきを少なくするように指令電流を調整する。しかし、この方法では、電磁弁の出力圧と指令電流との関係を調整できるものの、指令電流に対する各弁の作動の開始タイミング及び完了のタイミングまでは調整することができない。なお、上記電磁弁には、流量制御弁及びブリードオフ弁に組み込まれたものも存在し、そのような場合、圧力センサを取付けること自体が困難となる。そこで、以下のような方法が考えられる。
即ち、流量制御弁及びブリードオフ弁の出力側に圧力センサを取付け、流量制御弁及びブリードオフ弁の出力圧と指令電流の関係を検出し、これに基づいて操作レバーの操作量に対して与えるべき指令電流のキャリブレーションを行うことが考えられる。しかし、液圧駆動システムでは、流量制御弁及びブリードオフ弁の出力側に圧力センサを取付ける必要性が低く、これらの圧力センサは、キャリブレーションを行う際にのみ取付けられることが想定される。他方、これらの圧力センサを取付けるには、別途配管を形成したり、設置及び撤収したりする必要があり、キャリブレーションに多大な工数を要することになる。
そこで本発明は、弁装置(即ち、流量制御弁装置及びブリードオフ弁装置)の出力側に圧力センサを設けることなく操作レバーの操作に対して弁装置が作動を開始するタイミング又は作動を完了するタイミングを調整することができる液圧システムを提供することを目的としている。
本発明の液圧駆動システムは、液圧ポンプから吐出される作動液によって駆動する液圧アクチュエータと前記液圧ポンプとの間に介在し、そこに流される作動指令電流に応じて前記液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとの間の開度を調整して前記液圧ポンプから吐出される作動液の流量を制御する流量制御弁装置と、前記液圧ポンプとタンクとの間に介在し、前記液圧ポンプと前記タンクとの間の開度を調整してブリードオフさせる作動液の流量を制御するブリードオフ弁装置と、前記液圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサと、前記液圧ポンプの吐出圧がリリーフ圧力以上になると、前記液圧ポンプから吐出される作動液を前記タンクにリリーフするリリーフ弁と、前記液圧アクチュエータを駆動させるべく操作可能な操作子と、操作子に対する操作量に応じた前記作動指令電流を前記流量制御弁装置に流して前記流量制御弁装置の動きを制御すると共に、前記ブリードオフ弁装置の動きを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ブリードオフ弁装置によって前記液圧ポンプと前記タンクとの間を遮断した状態で前記流量制御弁装置に流す前記作動指令電流を変動させて前記吐出圧センサで吐出圧を検出し、検出する吐出圧と前記リリーフ圧力とに基づいて前記流量制御弁装置における開口開始時の開口開始時電流及び閉口完了時の閉口完了時電流のうちの少なくとも一方を検出すると共に、検出される前記少なくとも一方の電流に基づいて前記操作子の操作量と前記少なくとも一方の電流との対応関係を調整するキャリブレーション処理を実行するものである。
本発明に従えば、キャリブレーション処理を行うことによって、操作レバーの操作量と開口開始時電流との対応関係、及び操作レバーの操作量と閉口完了時電流との対応関係のうちの少なくとも一方の対応関係を調整することができる。即ち、液圧駆動システムでは、流量制御弁装置の出力側に圧力センサを設けることなく、操作レバーの操作に対して流量制御弁装置が作動を開始するタイミング及び流量制御弁装置の作動が完了するタイミングのうち少なくとも一方のタイミングを調整することができる。
上記発明において、前記制御装置は、キャリブレーション処理において前記開口開始時電流を検出すべく前記流量制御弁装置に流す前記作動指令電流を変動させる際、前記流量制御弁装置によって前記液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとの間を遮断してから前記液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとの間を開くように前記作動指令電流を変動させてもよい。
上記構成に従えば、液圧ポンプと液圧アクチュエータとの間を流量制御弁装置によって開いた際に吐出圧が急峻に下降する。それ故、キャリブレーション処理において流量制御弁装置の開口を判断しやすく、検出される開口開始時電流のばらつきを抑えることができる。
上記発明において、前記制御装置は、前記液圧ポンプである可変容量型ポンプの容量を制御可能であって、前記キャリブレーション処理において前記液圧ポンプの吐出流量を所定流量以下にしてもよい。
上記構成に従えば、吐出流量を少なくすることができ、吐出流量が多い場合に比べて液圧ポンプと液圧アクチュエータとの間を開閉する際の吐出圧の変動を急峻にさせることができる。それ故、流量制御弁装置の開口及び閉口が開始したことを判断しやすく、検出される開口開始時電流及び閉口開始時電流のばらつきを抑えることができる。
上記発明において、前記制御装置は、キャリブレーションを実行する前に、前記流量制御弁装置を介して前記液圧アクチュエータである液圧シリンダに作動液を供給し、前記液圧シリンダのロッドを所定位置に移動させてもよい。
上記構成に従えば、液圧シリンダのロッドを所定位置に移動させてから調整を行うので、同じ位置にて対応関係の調整を行うことができる。ロッドには、その位置に応じて作用する負荷が異なる場合があり、その負荷が電流の検出に影響を与える場合がある。同じ姿勢にてキャリブレーションを行うことによって、そのような影響を抑制することができ、検出される電流のばらつきを抑えることができる。
上記発明において、前記制御装置は、前記流量制御弁装置の動きを制御して前記液圧シリンダのロッドを前記所定位置であるストロークエンドまで動かし、前記流量制御弁装置に流す前記作動指令電流を変動させる際には前記液圧シリンダのロッドが可動する方向に作動液が前記流量制御弁装置に流れるようにしてもよい。
上記構成に従えば、調整する際にロッドをストロークエンドまで移動させた後にその反対方向の可動方向に動かすので、キャリブレーション処理を実行している間にロッドがストロークエンドに達して作動液を液圧シリンダに流すことができなくなるという事態が発生することを抑制できる。即ち、ロッドがストロークエンドに達して開口開始時電流が検出できない事態が発生することを抑制することができる。従って、ロッドの位置を検出するセンサ等を設けることなく、操作レバーの操作に対して流量制御弁装置が作動を開始するタイミングを調整することができる。
上記発明において、前記キャリブレーション処理の実行を指示する指示装置を更に備え、前記制御装置は、前記指示装置による前記キャリブレーション処理の実行の指示に基づいて、前記キャリブレーション処理を実行してもよい。
上記構成に従えば、キャリブレーション処理を実行することを指示されてからキャリブレーション処理を実行するようになっている。それ故、運転中等において、キャリブレーション処理が不所望に行われることを防ぐことができる。
上記発明において、前記キャリブレーション処理では、前記開口開始時電流である第1開口開始時電流が検出され、前記操作子の操作量と前記第1開口開始時電流との対応関係が調整される第1の処理と、前記制御装置が前記ブリードオフ弁装置に流すブリードオフ指令電流を変動させながら前記吐出圧センサで吐出圧が検出され、検出される吐出圧と前記リリーフ圧力とに基づいて前記ブリードオフ弁装置が開口を開始する第2開口開始時電流が検出されると共に、検出される前記第2開口開始時電流に基づいて前記操作子の操作量と前記ブリードオフ弁装置の開口開始時電流との対応関係が調整される第2の処理とが前記制御装置によって実行されてもよい。
上記構成に従えば、キャリブレーション処理を行うことによって、ブリードオフ弁が開口を開始する際にブリードオフ弁装置に流されるブリードオフ指令電流である第2開口開始時電流を検出することができ、これに基づいて操作レバーの操作量とブリードオフ弁装置の開口開始点との対応関係を調整することができる。即ち、液圧駆動システムでは、ブリードオフ弁装置の出力側に圧力センサを設けることなく、操作レバーの操作に対してブリードオフ弁装置が作動を開始するタイミングを調整することができる。
上記発明において、前記キャリブレーション処理では、前記閉口完了時電流である第1閉口完了時電流が検出され、前記操作子の操作量と前記第1閉口完了時電流との対応関係が調整される第1の処理と、前記制御装置が前記ブリードオフ弁装置に流すブリードオフ指令電流を変動させながら前記吐出圧センサで吐出圧が検出され、検出される吐出圧と前記リリーフ圧力とに基づいて前記ブリードオフ弁装置における閉口完了時の第2閉口完了時電流が検出されると共に、検出される前記第2閉口完了時電流に基づいて前記操作子の操作量と前記第2閉口完了時電流との対応関係が調整される第2の処理とが前記制御装置によって実行されてもよい。
上記構成に従えば、キャリブレーション処理を行うことによって、ブリードオフ弁が閉口を完了する際にブリードオフ弁装置に流されるブリードオフ指令電流である第2閉口完了時電流を検出することができ、これに基づいて操作レバーの操作量とブリードオフ弁装置の閉口開始点との対応関係を調整することができる。即ち、液圧駆動システムでは、ブリードオフ弁装置の出力側に圧力センサを設けることなく、操作レバーの操作に対してブリードオフ弁装置の作動が完了するタイミングを調整することができる。
本発明の液圧駆動システムは、液圧アクチュエータに作動液を供給する液圧ポンプとタンクとの間に介在し、そこに流されるブリードオフ指令電流に応じて前記液圧ポンプと前記タンクとの間の開度を調整して前記液圧ポンプから吐出される作動液がブリードオフされる流量を制御するブリードオフ弁装置と、前記液圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサと、前記液圧ポンプの吐出圧がリリーフ圧力以上になると、前記液圧ポンプから吐出される作動液を前記タンクにリリーフするリリーフ弁と、前記液圧アクチュエータを駆動させるべく操作可能な操作子と、操作子に対する操作量に応じた前記ブリードオフ指令電流を前記ブリードオフ弁装置に流して前記ブリードオフ弁装置の動きを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ブリードオフ弁装置に流す前記ブリードオフ指令電流を変動させながら前記吐出圧センサで吐出圧を検出させ、検出される吐出圧と前記リリーフ圧力とに基づいて前記ブリードオフ弁装置における開口開始時の開口開始時電流及び閉口完了時の閉口完了時電流のうちの少なくとも一方の電流を検出すると共に、検出される前記少なくとも一方の電流に基づいて前記操作子の操作量と前記前記少なくとも一方の電流との対応関係を調整するキャリブレーション処理を実行するものである。
本発明に従えば、キャリブレーション処理を行うことによって操作レバーの操作量と開口開始時電流との対応関係、及び操作レバーの操作量と閉口完了時電流との対応関係のうちの少なくとも一方の対応関係を調整することができる。即ち、液圧駆動システムでは、ブリードオフ弁装置の出力側に圧力センサを設けることなく、操作レバーの操作に対してブリードオフ弁装置が作動を開始するタイミング及びブリードオフ弁装置の作動が完了するタイミングのうち少なくとも一方のタイミングを調整することができる。
本発明によれば、弁装置の出力側に圧力センサを設けることなく操作レバーの操作に対して弁装置が作動を開始するタイミング又は作動を完了するタイミングを調整することができる。
本件発明の第1及び第2実施形態の液圧駆動システムを備える液圧ショベルを示す側面図である。 第1実施形態の液圧駆動システムの液圧回路を示す回路図である。 図2に示す液圧駆動システムにおいて、キャリブレーション処理を行う際の手順を示すフローチャートである。 図2に示す液圧駆動システムによるキャリブレーション処理を行った際の(a)指令電流の経時変化及び(b)指令電流に対する吐出圧の変化を示すグラフである。 第2実施形態の液圧駆動システムの液圧回路を示す回路図である。
以下、本発明に係る第1及び第2実施形態の液圧駆動システム1,1A及びそれを備える液圧ショベル2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、液圧ショベル2に搭乗する運転者が見ている方向を基準として記載しているが、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>
作業機械は、走行可能に構成され、走行して移動した先において掘削及び吊り上げ等の種々の作業を行うことができるように構成されている。作業機械は、これらの種々の作業を行うべくアタッチメントを備えており、アタッチメントを動かすべく複数のアクチュエータを備えている。作業機械としては、例えば液圧クレーン、ホイルローダ、及び液圧ショベル2がある。以下では、液圧ショベル2を例に挙げて作業機械を説明する。
[液圧ショベル]
図1に示す液圧ショベル2は、走行移動可能に構成され、バケット15を動かして掘削や運搬等の作業を行う。即ち、液圧ショベル2は、走行装置11と、旋回体12と、ブーム13と、アーム14と、バケット15とを有している。走行装置11は、例えばクローラーであり、図示しない走行用モータによって走行可能に構成されている。走行装置11の上には、旋回体12が旋回可能に載せられており、旋回体12は、図示しない旋回モータによって旋回駆動可能に構成されている。また、旋回体12には、運転室12aが形成されている。運転室12aには、液圧ショベル2を操作すべく運転者が搭乗できるようになっており、後述する操作装置41〜43等が配置されている。また、旋回体12には、ブーム13が設けられている。
ブーム13は、その基端部分が上下方向に揺動可能に旋回体12に設けられ、旋回体12から上斜め前方に延在している。また、ブーム13の先端部分には、アーム14が前後方向に揺動可能に設けられ、アーム14はブーム13から下斜め前方に延在している。更に、アーム14の先端部分には、バケット15が前後方向に回動可能に設けられている。このように構成されているブーム13、アーム14、及びバケット15の各々には、それらを作動すべく液圧シリンダ16〜18が夫々設けられている。
更に詳細に説明すると、液圧ショベル2は、一対のブーム用シリンダ16と、アーム用シリンダ17と、バケット用シリンダ18とを備えている。一対のブーム用シリンダ16の各々(図1及び2では、一方のブーム用シリンダ16のみを示す)は、ブーム13を挟むようにブーム13の左右両側に夫々配置され、且つブーム13と旋回体12との間に架設されている。このように配置されるブーム用シリンダ16は、作動液の供給に応じて伸縮するようになっており、伸縮させることによってブーム13が上下方向に揺動する。また、ブーム13とアーム14との間には、アーム用シリンダ17が架設され、アーム14とバケット15との間には、バケット用シリンダ18が架設されている。アーム用シリンダ17及びバケット用シリンダ18もまた作動液の供給に応じて伸縮するようになっており、伸縮させることによってアーム14及びバケット15が前後方向に揺動する。
このように構成されている液圧シリンダ16〜18の各々には、図2に示すようにロッド側ポート16a〜18a及びヘッド側ポート16b〜18bを夫々有している。各シリンダ16〜18は、ロッド側ポート16a〜18aに作動液を供給し且つヘッド側ポート16b〜18bから作動液を排出させることによって収縮し、またヘッド側ポート16b〜18bに作動液を供給し且つロッド側ポート16a〜18aから作動液を排出させることによって伸長するようになっている。このように伸縮する各シリンダ16〜18に対して作動液を給排すべく液圧ショベル2は、液圧駆動システム1を備えている。
<液圧駆動システム>
液圧駆動システム1は、各シリンダ16〜18に作動液を供給してそれらを駆動するシステムである。液圧駆動システム1は、センターブリード型の液圧制御回路で構成されており、液圧ポンプ21を備えている。液圧ポンプ21は、図示しないエンジン等の駆動源に連結されており、駆動源によって回転駆動させられて作動液(例えば、水又は油などの液体)を吐出するようになっている。このような機能を有する液圧ポンプ21は、例えば可変容量型の斜板ポンプであって、吐出流量を変更可能に構成されている。即ち、液圧ポンプ21は、斜板21aを有しており、斜板21aの傾転角を変更することで傾転角に応じた流量の作動液を吐出する。また、斜板21aには、レギュレータ21bが設けられており、レギュレータ21bは、そこに入力される指令に応じて斜板21aの傾転角を変更する。このように構成される液圧ポンプ21は、主通路22に繋がっており、タンク23から吸引した作動液を主通路22に吐出するようになっている。また、主通路22には、3つの流量制御弁装置24〜26が介在している。
3つの流量制御弁装置24〜26は、各シリンダ16〜18に対応付けて設けられ、対応するシリンダ16〜18に流れる作動液の方向及び流量を制御するようになっている。即ち、液圧駆動システム1は、ブーム用流量制御弁装置24と、アーム用流量制御弁装置25と、バケット用流量制御弁装置26とを備えている。ブーム用流量制御弁装置24は、一対のブーム用シリンダ16に対応付けられ、アーム用流量制御弁装置25は、アーム用シリンダ17に対応付けられ、バケット用流量制御弁装置26は、バケット用シリンダ18に対応付けられている。これら3つの流量制御弁装置24〜26は、本実施形態では、ブーム用流量制御弁装置24、アーム用流量制御弁装置25、及びバケット用流量制御弁装置26の順番で主通路22に介在しているが、この順番でなくても良い。なお、3つの流量制御弁装置24〜26は、作動液を流す対象が異なっているものの、同様の機能を有している。それ故、以下では、ブーム用流量制御弁装置24の構成について主に説明し、その他の流量制御弁装置25,26の構成であってブーム用流量制御弁装置24の構成と同一のものについては同一の符号を付して、説明を省略する。
ブーム用流量制御弁装置24は、そこに入力される作動指令電流に基づいて液圧ポンプ21から吐出される作動液の流れる方向を切換え且つ一対のブーム用シリンダ16に流れる作動液の流量を制御するようになっている。即ち、ブーム用流量制御弁装置24は、流量制御弁31と、一対の電磁比例弁33R,33Lとを有している。流量制御弁31は、いわゆる6つのポートを有するスプール弁であり、スプール31aの位置に応じて各ポートの接続状態を切換えるようになっている。以下では、ブーム用流量制御弁31の構成について詳しく説明する。
流量制御弁31は、センターオープン型のスプール弁であり、スプール31aの位置に応じて主通路22を開閉するようになっている。即ち、流量制御弁31は、スプール31aが中立位置Mに位置する際には主通路22を開き、作動液が流量制御弁31の下流側に流れるようになっている。他方、スプール31aが中立位置Mから第1オフセット位置R又は第2オフセット位置Lへと移動すると、流量制御弁31は、スプール31aの位置(即ち、移動量)に応じて主通路22の開度を狭めるようになっている。即ち、流量制御弁31は、スプール31aの位置に応じた流量の作動液を流量制御弁31の下流側に流すようになっている。
また、主通路22は、流量制御弁31より上流側において分岐しており、その分岐した供給通路32が逆止弁34を介して流量制御弁31に接続されている。なお、逆止弁34は、供給通路32を主通路22から流量制御弁31に流れる作動液の流れを許容するが、その逆方向の流れを遮断するようになっている。供給通路32は、流量制御弁31の1つのポートに接続されており、その他のポートにはブーム用シリンダ16のロッド側ポート16a及びヘッド側ポート16b、並びにタンク23が接続されている。
このように構成されている流量制御弁31では、スプール31aが中立位置Mに位置する際には、主通路22が接続されている2つのポートを除く4つのポートが遮断される。これにより、ブーム用シリンダ16に対する作動液の給排が停止され、ブーム用シリンダ16の伸縮状態が維持される。他方、スプール31aが中立位置Mから第1オフセット位置Rに移動すると、ロッド側ポート16aとタンク23とが接続され、ヘッド側ポート16bと供給通路32とが接続される。これにより、ブーム用シリンダ16が伸長し、ブーム13が持ち上げられる。また、スプール31aが中立位置Mから第2オフセット位置Lの方へと移動すると、ヘッド側ポート16bとタンク23とが接続され、ロッド側ポート16aと供給通路32とが接続される。これにより、ブーム用シリンダ16が収縮し、ブーム13が下げられる。更に、流量制御弁31では、スプール31aの位置に応じて接続されるポート間の開度が調整されるようになっている。即ち、2つのポート16a,16bとタンク23との間、及び2つのポート16a,16bと供給通路32との間もまた、主通路22と同様にスプール31aの位置に応じた開度に制御され、スプール31aの位置に応じた流量の作動液がブーム用シリンダ16に対して給排されるようになっている。
このような機能を有する流量制御弁31では、スプール31aに一対のばね31b,31cが設けられており、一対のばね31b,31cは互いに抗する方向にスプール31aを付勢している。また、スプール31aは、2つのパイロット圧p1,p2を受けており、第1パイロット圧p1は、第1ばね31bの付勢力に抗するようにスプール31aに作用し、第2パイロット圧p2は、第2ばね31cの付勢力に抗するようにスプール31aに作用している。即ち、2つのパイロット圧p1,p2は、互いに抗するようにスプール31aに作用しており、スプール31aは、2つのパイロット圧p1,p2の差圧に応じた位置へと移動するようになっている。このような2つのパイロット圧p1,p2をスプール31aに与えるべく、流量制御弁31には一対の電磁比例弁33R,33Lが設けられている。
一対の電磁比例弁33R,33Lは、図示しないパイロットポンプとタンク23とに夫々繋がっており、各々に入力される作動指令電流に応じたパイロット圧p1,p2を夫々出力するようになっている。前述の通り、パイロット圧p1,p2は互いに抗するようにスプール31aに作用し、スプール31aは、前述の通り2つのパイロット圧p1,p2の差圧に応じた位置に移動するようになっている。このようにスプール31aは、作動指令電流に応じた位置に移動する。これにより、作動指令電流に応じた方向且つ流量の作動液をブーム用シリンダ16に供給し、作動指令電流に応じた速度することができる。
アーム用流量制御弁装置25及びバケット用流量制御弁装置26もまた、対象とする液圧アクチュエータが異なるもののブーム用流量制御弁装置と同様の機能を有している。即ち、アーム用流量制御弁装置25及びバケット用流量制御弁装置26は、流量制御弁31及び一対の電磁比例弁33R,33Lを有している。アーム用流量制御弁装置25では、流量制御弁31がアーム用シリンダの2つのポート17a,17bに対して作動液の給排を行い、またバケット用流量制御弁装置26では、流量制御弁31がバケット用シリンダの2つのポート18a,18bに対して作動液の給排を行うようになっている。このようにして、アーム用流量制御弁装置25及びバケット用流量制御弁装置26は、そこに入力される作動指令電流に基づいて液圧ポンプ21から吐出される作動液の流れる方向を切換え且つ対応するシリンダ17,18に流れる作動液の流量を制御するようになっている。このように構成されているブーム用流量制御弁装置24、アーム用流量制御弁装置25及びバケット用流量制御弁装置26は、前述の通り主通路22に3つ並んで介在している。また、主通路22には、これら3つの弁装置24〜26更に下流側にブリードオフ弁27が介在している。
ブリードオフ弁27は、いわゆる電磁比例弁であり、そこに流れるブリードオフ指令電流に応じて主通路22を開閉するようになっている。さらに詳細に説明すると、ブリードオフ弁27は、ノーマルオープン型の電磁比例弁であり、ブリード指令電流の増加に伴って主通路22を閉じるようになっている。また、主通路22は、ブリードオフ弁27の下流側でタンク23と繋がっており、ブリードオフ弁27によって主通路22を開くことによって作動液がタンク23に排出される、即ちブリードオフされるようになっている。
また、主通路22には、ブリードオフ弁27、及び3つの流量制御弁装置24〜26の他にリリーフ弁28、及び吐出圧センサ29が繋がっている。即ち、リリーフ弁28は、主通路22においてブーム用流量制御弁装置24より上流側、即ち液圧ポンプ21側に接続され、主通路22とタンク23とに繋いでいる。リリーフ弁28は、主通路22を流れる作動液の圧力(即ち、吐出圧)が予め定められたリリーフ圧pr以上になると開くようになっており、開くことで主通路22を流れる作動液をタンク23に排出している。これにより、主通路22を流れる作動液の圧力がリリーフ圧prを越えないようになっている。また、通路22においてブーム用流量制御弁装置24より上流側には、吐出圧センサ29が設けられている。吐出圧センサ29は、制御装置30と電気的に接続されており、液圧ポンプ21の吐出圧に応じた信号を制御装置30に出力するようになっている。制御装置30は、吐出圧センサ29からの信号に基づいて液圧ポンプ21の吐出圧を検出し、検出された吐出圧を記憶できるようになっている。
また、制御装置30には、複数の操作装置(本実施形態では、便宜上、3つの操作装置41〜43として説明しているが、X軸方向及びY軸方向の各々に操作可能な操作装置を利用することで、操作装置自体の数を省略可能である。)が電気的に接続されている。操作装置41〜43は、運転者が操作できるように運転室12a内に配置されている。また、操作装置41〜43は、3つのシリンダ16〜17に夫々対応付けられており、対応する液圧シリンダ16〜18の動作方向及び動作速度の指令を与えるためのものである。更に詳細に説明すると、操作装置41〜43は、例えば電気ジョイスティックであって、操作レバー41a〜43aを夫々有している。操作子である操作レバー41a〜43aは、所定方向一方及び他方に操作可能に構成されており、操作装置41〜43の各々は、操作レバー41a〜43aが操作されると、操作レバー41a〜43aが操作される方向及び操作レバー41a〜43aの操作量に応じた信号を制御装置30に出力するようになっている。また、制御装置30は、3つの流量制御弁装置24〜26の全ての電磁比例弁33R,33Lと電気的に繋がっており、操作装置41〜43から出力される信号に基づいてそれに対応する流量制御弁装置24〜26の電磁比例弁33R,33Lに作動指令電流を流す。作動指令電流を与えることによって、操作された操作レバー41a〜43aに対応する液圧シリンダ16〜18が操作方向に応じた方向であって操作量に応じた速度で作動するようになっている。
また、制御装置30は、レギュレータ21b及びブリードオフ弁27にも電気的に接続されており、操作装置41〜43から出力される信号に基づいて(より詳細には、操作レバー41a〜43aの操作量に応じて)レギュレータ21bに吐出流量指令信号が出力され、ブリードオフ弁27にブリードオフ指令信号が出力される。これにより、操作レバー41a〜43aの操作量に応じた流量の作動液が液圧ポンプから吐出され、また操作レバー41a〜43aの操作量に応じた流量の作動液がブリードオフされる。
このような機能を有する制御装置30は、操作レバー41a〜43aの操作量に対して出力すべき3つの指令電流(即ち、作動指令電流、吐出流量指令電流、及びブリードオフ指令電流)との関係が予め記憶されており、その関係に基づいて各指令電流が出力する。例えば、操作量と作動指令電流との関係は、本実施形態において正比例関係となっており、制御装置30は、操作量に比例する作動指令電流を各構成に出力するようになっている。
更に、制御装置30には、モード指示装置44が電気的に接続されている。モード指示装置44は、例えばスイッチ及び操作パネル等によって構成されており、操作レバー41a〜43aと同様に運転者が操作できるように運転室12aに配置されている。モード指示装置44は、運転モードとキャリブレーションモードとを選択可能に構成されている。運転モードでは、運転者が操作レバー41a〜43aを操作することによって液圧シリンダ16〜18を伸縮させ、バケット15を動かすことができる。他方、キャリブレーションモードでは、制御装置30がキャリブレーション処理を実行する、即ち操作レバー41a〜43aの操作に対して液圧シリンダ16〜18が作動を開始するタイミングをキャリブレーションする。即ち、制御装置30は、モード指示装置44によるキャリブレーションの指示よってキャリブレーション処理を実行するようになっている。以下では、制御装置30が実行するキャリブレーション処理について、図3のフローチャートを参照しながら説明する。
<キャリブレーション処理>
制御装置30は、前述の通りモード指示装置44によってキャリブレーションモードが選択されると、キャリブレーション処理を実行すべくステップS1に移行する。姿勢変更工程であるステップS1では、制御装置30が各種構成の動きを制御してブーム13、アーム14、及びバケット15によって構成される構造体19を図1に示すような初期姿勢にする。即ち、制御装置30は、3つの流量制御弁装置24〜26及びブリードオフ弁27の動きを制御してブーム用シリンダ16、アーム用シリンダ17、及びバケット用シリンダ18を伸長させる。更に詳細に説明すると、制御装置30は、3つの流量制御弁装置24〜26の各々に対して第1電磁比例弁33Rに対して作動指令電流を流し、ブーム用シリンダ16、アーム用シリンダ17、及びバケット用シリンダ18の各ロッド16c,17c,18cをストロークエンド(つまり、所定位置)に達するまで移動させる。これにより、構造体19が初期姿勢をとることになる。このような初期姿勢をとると、ステップS1からステップS2に移行する。
吐出流量調整工程であるステップS2では、液圧ポンプ21から吐出される吐出流量を所定流量以下に調整する。ここで、所定流量とは、リリーフ弁28の許容流量以下となる流量である。本実施形態では、液圧ポンプ21から吐出される吐出流量を、リリーフ弁28の許容流量以下となる、最小流量に調整する場合について説明する。即ち、制御装置30は、レギュレータ21bに吐出流量指令電流を出力し、液圧ポンプ21の吐出流量を最小流量に制限する。吐出流量を最小流量に調整すると、ステップS2からステップS3に移行する。
昇圧工程であるステップS3では、各液圧シリンダ16〜18に対する作動液の給排、及び液圧ポンプ21から吐出される作動液のブリードオフの両方を停止する。即ち、制御装置30は、3つの流量制御弁装置24〜26の全ての流量制御弁31において、スプール31aを中立位置Mに位置させて液圧シリンダ16〜18に対する作動液の給排を停止する。更に、制御装置30は、ブリードオフ弁27にブリードオフ指令電流を流して、ブリードオフ弁27によって主通路22を閉じさせる。このように各液圧シリンダ16〜18に対する作動液の給排及び作動液のブリードオフの両方を停止すると、吐出圧が上昇してやがてリリーフ圧prに達する。そうすると、リリーフ弁28が開いて主通路22を流れる作動液がタンク23に導かれ、吐出圧がリリーフ圧prで維持される。このように吐出圧がリリーフ圧prまで昇圧されると、ステップS3からステップS4に移行する。
対象装置選択工程であるステップS4では、キャリブレーションを行う対象の装置、即ち対象装置を3つの流量制御弁装置24〜26及びブリードオフ弁27から選択する。本実施形態では、対象装置としてまずブーム用流量制御弁装置24が選択される。対象装置が選択されると、ステップS4からステップS5に移行する。指令電流変動工程であるステップS5では、制御装置30が対象装置に流す指令電流を変動させる。即ち、制御装置30は、ブーム用流量制御弁装置24の第2電磁比例弁33Lに作動指令電流を出力する。なお、本実施形態では、ステップS1においてブーム用シリンダ16のロッド16cがストロークエンドまで移動されており、ブーム用シリンダ16が収縮するような方向にのみロッド16cが移動できるようになっている。即ち、ロッド16cは、ブーム用シリンダ16が収縮するような方向に必ず移動できるようになっている。それ故、制御装置30は、収縮する方向にロッド16cを可動させるべく第2電磁比例弁33Lに作動指令電流を流す。このように対象装置に指令電流を流すと、ステップS5からステップS6に移行する。
圧力下降判定工程であるステップS6では、吐出圧が下降していないか否かを判定する。即ち、制御装置30は、吐出圧センサ29からの信号に基づいて吐出圧を検出して記憶しており、ステップS3の昇圧工程にて昇圧された後に記憶されている吐出圧と今回検出された吐出圧とを比較する。そして、以下のような一例に基づいて吐出圧の降下を判定する。即ち、記憶された吐出圧に対して検出される吐出圧が所定割合の範囲内にある場合、制御装置30は吐出圧が降下していないと判断する。そうすると、ステップS6からステップS5に戻る。ステップS5に戻ると、制御装置30は第2電磁比例弁33Lに流す作動指令電流を大きくし、ステップS5からステップS6に移行して記憶されている吐出圧と検出された吐出圧と再び比較する。作動指令電流の増加及び吐出圧の比較は、吐出圧が降下していると制御装置30が判断するまで繰り返され、それまで制御装置30は、図4(a)のグラフに示すように第2電磁比例弁33Lに出力する作動指令電流を徐々に増加させる。なお、図4(a)の縦軸は作動指令電流を示し、横軸は時間を示す。作動指令電流を徐々に増加させることにより第2電磁比例弁33Lから出力されるパイロット圧p2もまた徐々に増加し、やがて供給通路32とロッド側ポート16aとが接続される(図4(a)の開口開始点)。接続されると主通路22を流れる作動液がブーム用シリンダ16に流れ、図4(b)に示すようにリリーフ圧prに維持されていた吐出圧が下降する。なお、図4(b)の縦軸は吐出圧を示し、横軸は作動指令電流を示す。吐出圧が降下すると、吐出圧センサ29からの信号に基づいて検出される吐出圧もまた下降し、吐出圧が下降していると制御装置30が判定する。そうすると、ステップS6からステップS7に移行する。
開口開始時電流記憶工程であるステップS7では、吐出圧が下降し始めた際に流された指令電流、即ち開口開始時電流I1(流量制御弁31によって供給通路32とロッド側ポート16aとの間が開口し始める開口開始点における作動指令電流である第1開口開始時電流)を記憶する。つまり、制御装置30は、吐出圧が下降していると判断した際に第2電磁比例弁33Lに流した作動指令電流を記憶し、それを開口開始時電流I1として記憶する。開口開始時電流I1を記憶すると、ステップS7からステップS8に移行する。
キャリブレーション工程であるステップS8では、ステップS7で記憶した開口開始時電流I1に基づいて、操作レバー41aの操作量と開口開始時電流I1との対応関係を調整する。即ち、制御装置30は、操作量と作動指令電流との間の比例関係を維持しつつ、その比例関係にオフセット値(後述する、差分電流に相当)を加えて操作レバー41aの操作量が予め定められる所定量になると第2電磁比例弁33Lから開口開始時電流I1が出力されるようにする。更に詳細に説明すると、制御装置30は、調整前において操作レバー41aに対して所定量の操作がなされた際に第2電磁比例弁33Lに流す作動指令電流と開口開始時電流I1とを比較し、開口開始時電流I1から前記作動指令電流を差し引いた差分電流を演算する。そして、制御装置30は、操作量と作動指令電流との間の比例関係において差分電流をオフセットし、操作レバー41aに対して所定量の操作が加えられると、供給通路32とロッド側ポート16aとの間が開口を開始してブーム用シリンダ16が作動を開始するようにする。このように差分電流をオフセットして作動指令電流のキャリブレーションが行われると、ステップS8からステップS9に移行する。
処理終了判定工程であるステップS9では、3つの流量制御弁装置24〜26及びブリードオフ弁27の全てに関して指令電流のキャリブレーションが終了したか否かを判定する。全てに関して指令電流のキャリブレーションが終了していない場合には、ステップS4に戻ってキャリブレーションが終了していない装置から対象装置を選択する。即ち、次にアーム用流量制御弁装置25が選択されてステップS5に移行すると、ブーム用流量制御弁装置24の場合と同様に、ステップS5からステップS8までの各工程の手順が実行される。これによって、ブーム用流量制御弁装置24に関しても操作レバー42aの操作量と作動指令電流との比例関係に差分電流がオフセットされ、作動指令電流がキャリブレーションされる。アーム用流量制御弁装置25に関しても作動指令電流のキャリブレーションが終了すると、再びステップS9からステップS4に戻り、次にバケット用流量制御弁装置26が選択されてステップS5に移行する。
バケット用流量制御弁装置26もまた、ブーム用流量制御弁装置24及びアーム用流量制御弁装置25と同様に、ステップS5からステップS8までの各工程の手順が実行される。これによって、バケット用流量制御弁装置26に関しても操作レバー43aの操作量と作動指令電流との比例関係に差分電流がオフセットされ、作動指令電流がキャリブレーションされるバケット用流量制御弁装置26に関しても作動指令電流のキャリブレーションが終了すると、再びステップS9からステップS4に戻り、最後にブリードオフ弁27が選択されてステップS5に移行する。
ブリードオフ弁27の場合ついても、基本的に3つの流量制御弁装置24〜26と略同じような手順でブリードオフ指令電流のキャリブレーションが行われるが、ブリードオフ弁27がノーマルオープン型の弁である点等の理由により手順が若干異なっている。即ち、ブリードオフ弁27の場合、ステップS5では、制御装置30は、対象装置であるブリードオフ弁27に流すブリードオフ指令電流、即ちブリードオフ指令電流を変動させる。より詳細に説明すると、ブリードオフ弁27はブリードオフ指令電流が流されて主通路22を閉じており、操作量とブリードオフ指令電流とは逆比例の関係を有している。それ故、制御装置30はステップS5においてブリードオフ指令電流を減少させて主通路22を開く方向にブリードオフ弁27を作動させる。このようにブリードオフ指令電流を減少させると、ステップS5からステップS6に移行する。
ステップS6では、3つの流量制御弁装置24〜26の場合と同様に記憶されている吐出圧と今回検出された吐出圧とを比較し、制御装置30は吐出圧が降下していないか判断する。下降していない場合には、ステップS5に戻って制御装置30がブリードオフ指令電流を更に減少させ、下降する場合には、ステップS7に移行して開口開始時電流I2(ブリードオフ弁27によって主通路22が開口し始める開口開始点におけるブリードオフ指令電流である第2開口開始時電流)を記憶する。ステップS8では、記憶された開口開始時電流I2に基づいて、操作レバー41a〜43aの操作量の各々に対して所定量で開口開始時電流I2が流れるように、ブリードオフ指令をキャリブレーションする。このようにしてブリードオフ弁27に関してもブリードオフ指令電流のキャリブレーションが終了すると、ステップS8からステップS9に移行し、ステップS9にて制御装置30が3つの流量制御弁装置24〜26及びブリードオフ弁27の全てに関して指令電流のキャリブレーションが終了したと判断し、キャリブレーション処理が終了してキャリブレーションモードから運転モードへと移行する。
このように構成されている液圧駆動システム1では、制御装置30がキャリブレーション処理を行うことによって、3つの流量制御弁装置24〜26及びブリードオフ弁27の各々の出力側に圧力センサが設けられていなくても、操作レバーの操作に対して、3つの流量制御弁装置24〜26及びブリードオフ弁27の各々が作動を開始するタイミングを調整することができる。これにより、操作レバー41a〜43aの操作に対して3つの流量制御弁装置24〜26及びブリードオフ弁27が作動を開始するタイミングを合わせることができる。これにより、操作レバーの操作に対する3つの流量制御弁装置24〜26及びブリードオフ弁27の作動開始タイミングのばらつきを抑えることができる。即ち、ブーム13、アーム14、及びバケット15を作動させる際、各操作レバー41a〜43aの遊び(操作の不感帯)のばらつきを抑えることができる。
また、液圧駆動システム1では、ステップS3にて流量制御弁31のスプール31aを中立位置Mに位置させて液圧ポンプ21と液圧シリンダ16〜18との間を遮断した後、ステップS5にて作動指令電流を徐々に増加させて液圧ポンプ21と液圧シリンダ16〜18との間を開くようにしている。これにより、ステップS3によってリリーフ圧prに維持された吐出圧が、ステップS5において液圧ポンプ21と液圧シリンダ16〜18との間を開いた際に急峻に降下する。それ故、流量制御弁装置24〜26によって液圧ポンプ21と液圧シリンダ16〜18との間が開口されたこと(即ち、流量制御弁装置24〜26の開口)を判断しやすく、検出される開口開始時電流I1のばらつきを抑えることができる。ブリードオフ弁27ついても同様である。
更に、液圧駆動システム1では、ステップS2においてキャリブレーションをする際における液圧ポンプ21の吐出流量を最小流量に制限している。これにより、ステップS3においてリリーフ弁28から排出すべきリリーフ流量を抑制でき、吐出圧が過度に昇圧されること及び作動液が過度に温度上昇することを抑制することができる。また、多くの作動液がリリーフ弁28から無駄に排出されてエネルギー損失が増加することも抑制することができる。また、吐出流量が少なくなることによって、吐出流量が多い場合に比べて、液圧ポンプ21と液圧シリンダ16〜18との間が開く際の吐出圧の下降を急峻にさせることができる。それ故、流量制御弁装置24〜26によって液圧ポンプ21と液圧シリンダ16〜18との間が開口されたことを判断しやすく、検出される開口開始時電流I1のばらつきを抑えることができる。ブリードオフ弁27についても同様である。
また、液圧ショベル2では、構造体19の姿勢に応じて各液圧シリンダ16〜18に作用する負荷が異なり、液圧ポンプ21と液圧シリンダ16〜18との間を開く際に検出される吐出圧が構造体19の姿勢毎に変化することになる。それ故、異なる姿勢でキャリブレーションする場合、姿勢に応じてロッド16c〜18cに作用する負荷が異なり、この負荷が開口開始時電流I1の検出に影響を与える場合がある。そこで、液圧駆動システム1では、ステップS1において構造体19に初期姿勢をとらせてから指令電流のキャリブレーションを行っている。即ち、同じ姿勢にてキャリブレーションを行っている。これにより、負荷の変化による影響を抑制することができ、検出される開口開始時電流I1のばらつきを抑えることができる。
また、ステップS1において構造体19にとらせる初期姿勢では、全ての液圧シリンダ16〜18に関してロッド16c〜18cをストロークエンドまで可動させており、そこからロッド16c〜18cを一方向のみ(即ち、可動方向のみ)移動可能な状態としている。それ故、キャリブレーション処理を実行している間にロッド16c〜18cがストロークエンドに達して作動液を液圧シリンダ16〜18に流すことができなくなるという事態が発生することを抑制できる。即ち、ロッド16c〜18cがストロークエンドに達して開口開始時電流I1が検出できない事態が発生することを抑制することができる。従って、ロッド16c〜18cの位置を検出するセンサ等を設けることなく、操作レバー41a〜43aの操作に対して流量制御弁装置が作動を開始するタイミングを調整することができる。
更に液圧駆動システム1では、モード指示装置44によってキャリブレーションモードが選択される、即ちキャリブレーション処理を実行することを指示されてからキャリブレーション処理を実行するようになっている。それ故、運転中等において、キャリブレーション処理が不所望に行われることを防ぐことができる。
<第2実施形態>
第2実施形態の液圧駆動システム1Aは、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説明を省略する。
第2実施形態の液圧駆動システム1Aは、図5に示すように液圧ポンプ21と、3つの流量制御弁装置24A〜26Aと、ブリードオフ弁装置27Aと、リリーフ弁28と、吐出圧センサ29と、制御装置30と、3つの操作装置41〜43と、モード指示装置44とを備えている。3つの流量制御弁装置24A〜26Aは、液圧ポンプ21に対して並列して接続されている。即ち、主通路22は、その下流側で3つの供給通路32a〜32cに分岐しており、供給通路32a〜32cの各々が逆止弁34を介して3つの流量制御弁装置24A〜26Aの各々に接続されている。
このように接続されている3つの流量制御弁装置24A〜26Aの各々は、電動式スプール弁31Aで構成されている。電動式スプール弁31Aは、スプール31aと電動アクチュエータ31dを有している。電動アクチュエータ31dは、例えば電動モータとボールねじとによって構成され、制御装置30から出力される駆動指令電流に応じて電動モータが一方向及び他方向に回転する。電動モータには、ボールねじを介してスプール31aが連結されており、電動モータが一方向に回転するとスプール31aが第1オフセット位置Rの方へと移動し、また他方向に回転するとスプール31aが第2オフセット位置Lの方に移動するようになっている。また、スプール31aは、主通路22の開閉機能を有していないが、供給通路32a〜32c及びタンク23の各々と液圧シリンダ16〜18との間の開度を調整する機能については、第1実施形態のスプール31aと同様である。従って、3つの流量制御弁装置24A〜26Aもまた、制御装置30から出力される駆動指令電流に応じた開度にて、液圧ポンプ21と液圧シリンダ16〜18との間を開くようになっている。
また、液圧駆動システム1Aは、集中ブリード型の液圧制御回路で構成されており、ブリードオフ弁装置27Aが主通路22に接続されている。ブリードオフ弁装置27Aは、ブリードオフ弁51と、電磁比例制御弁52とを有している。ブリードオフ弁51は、パイロット式であってノーマルクローズ形の弁であり、入力されるパイロット圧p3に応じた流量の作動液を主通路22からブリードオフするようになっている。電磁比例制御弁52は、いわゆる逆比例型の弁である。電磁比例制御弁52は、図示しないパイロットポンプに繋がっており、そこに入力されるブリードオフ指令電流に応じた圧力のパイロット圧p3をブリードオフ弁51に出力するようになっている。このように構成されているブリードオフ弁装置27Aは、第1実施形態のブリードオフ弁27と同様、にブリードオフ指令電流に応じた流量の作動液を主通路22からブリードオフする。
このように構成されている液圧駆動システム1Aでは、モード指示装置44によってキャリブレーションモードが選択されると、駆動指令電流及びブリードオフ指令電流のキャリブレーションを行うべく、制御装置30が第1実施形態の液圧駆動システム1と同様のキャリブレーション処理を実行する。液圧駆動システム1Aにおけるキャリブレーション処理については、第1実施形態の液圧駆動システム1のキャリブレーション処理を参照し、詳しい説明は省略する。
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と同様の作用効果を奏する。
<その他の実施形態>
本実施形態のキャリブレーション処理のステップS5では、液圧シリンダ16〜18を停止状態から伸長方向へ作動させるように流量制御弁装置24〜26に対して作動指令電流を流してキャリブレーションを行っているが、液圧シリンダ16〜18を停止状態から収縮方向へ作動させる場合においてもキャリブレーションを実施することができる。更に、液圧シリンダ16〜18を伸長方向へ作動している状態から停止させる場合や、液圧シリンダ16〜18を収縮方向へ作動している状態から停止させる場合においても、キャリブレーションを実施することができる。例えば、液圧シリンダ16〜18を収縮方向へ作動している状態から停止させる場合のキャリブレーションは、供給通路32とロッド側ポート16a〜18aとの間が開いている状態から閉じる方向に流量制御弁31を作動すべく、流量制御弁31に流す作動指令電流を減少させる。この時、吐出圧センサ29に基づいて検出される吐出圧が増加してリリーフ圧prに達することで、供給通路32とロッド側ポート16a〜18aとの間が閉じたこと(即ち、閉口完了点)を検出することができる。そして、閉じられた際の作動指令電流に基づいて閉口完了時電流を求めることができる。更に、求められた閉口完了時電流に基づいて操作レバー41aの操作量と閉口完了時電流との対応関係を調整することによって、流量制御弁装置24〜26、24A〜26Aの作動が完了するタイミングを調整することができる。なお、ブリードオフ弁27及びブリードオフ弁装置27Aについても同様に、閉口完了時電流を求めて前記対応関係を調整することができ、同様の作用効果を奏することができる。
また、第1及び第2実施形態の液圧駆動システム1,1Aでは、操作装置41〜43が電気ジョイスティックで構成されているが、必ずしもこれに限定されない。即ち、操作装置41〜43が油圧ポイロット式の操作装置であってもよい。この場合、操作弁から出力される出力圧を圧力センサ等によって検出することによって、操作レバー41a〜43aの操作方向及び操作量を検出することができる。また、第1及び第2実施形態の液圧駆動システム1,1Aでは、流量制御弁31及び電動式スプール弁31Aは指令信号に応じて駆動するように構成されているが、パイロット式の流量制御弁であってもよい。この場合、流量制御弁31及び電動式スプール弁31Aに関してキャリブレーションを行うことができないが、前述するキャリブレーション処理によってブリードオフ指令電流のキャリブレーションを行うことは可能である。
更に、第1及び第2実施形態の液圧駆動システム1,1Aでは、キャリブレーション処理を行う際に液圧ショベル2の構造体19に初期姿勢をとらせるようにしているが、必ずしも初期姿勢をとらせる必要はなく、またキャリブレーション毎に所定姿勢をとらせる必要もない。また、第1及び第2実施形態の液圧駆動システム1,1Aでは、液圧アクチュエータの一例として液圧シリンダ16〜18を示したが、走行装置11及び旋回体12に備わる液圧モータであってもよい。
また、第1及び第2実施形態の液圧駆動システム1,1Aでは、各弁装置の出力側に圧力センサが設けられていない場合について説明しているが、圧力センサが設けられていることを否定するものではない。即ち、圧力センサが設けられていても、上述するキャリブレーション処理を実行することによって、圧力センサの検出結果を用いることなく作動指令電流及びブリードオフ指令電流のキャリブレーションを行うことができればよい。
1,1A :液圧駆動システム
16 ブーム用シリンダ(液圧アクチュエータ及び液圧シリンダ)
17 アーム用シリンダ(液圧アクチュエータ及び液圧シリンダ)
18 バケット用シリンダ(液圧アクチュエータ及び液圧シリンダ)
19 構造体
21 液圧ポンプ
21a 斜板
21b :レギュレータ
24,24A ブーム用流量制御弁装置
25,25A アーム用流量制御弁装置
26,26A バケット用流量制御弁装置
27 :ブリードオフ弁(ブリードオフ弁装置)
27A :ブリードオフ弁装置
28 :リリーフ弁
29 :吐出圧センサ
30 :制御装置
41a〜43a 操作レバー(操作子)
44 :モード指示装置

Claims (9)

  1. 液圧ポンプから吐出される作動液によって駆動する液圧アクチュエータと前記液圧ポンプとの間に介在し、そこに流される作動指令電流に応じて前記液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとの間の開度を調整して前記液圧ポンプから吐出される作動液の流量を制御する流量制御弁装置と、
    前記液圧ポンプとタンクとの間に介在し、前記液圧ポンプと前記タンクとの間の開度を調整してブリードオフさせる作動液の流量を制御するブリードオフ弁装置と、
    前記液圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサと、
    前記液圧ポンプの吐出圧がリリーフ圧力以上になると、前記液圧ポンプから吐出される作動液を前記タンクにリリーフするリリーフ弁と、
    前記液圧アクチュエータを駆動させるべく操作可能な操作子と、
    前記操作子に対する操作量に応じた前記作動指令電流を前記流量制御弁装置に流して前記流量制御弁装置の動きを制御すると共に、前記ブリードオフ弁装置の動きを制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記ブリードオフ弁装置によって前記液圧ポンプと前記タンクとの間を遮断した状態で前記流量制御弁装置に流す前記作動指令電流を変動させて前記吐出圧センサで吐出圧を検出し、検出する吐出圧と前記リリーフ圧力とに基づいて前記流量制御弁装置における開口開始時の開口開始時電流及び閉口完了時の閉口完了時電流の少なくとも一方の電流を検出すると共に、検出される前記少なくとも一方の電流に基づいて前記操作子の操作量と前記少なくとも一方の電流との対応関係を調整するキャリブレーション処理を実行する、液圧駆動システム。
  2. 前記制御装置は、前記キャリブレーション処理において前記開口開始時電流を検出すべく前記流量制御弁装置に流す前記作動指令電流を変動させる際、前記流量制御弁装置によって前記液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとの間を遮断してから前記液圧ポンプと前記液圧アクチュエータとの間を開くように前記作動指令電流を変動させる、請求項1に記載の液圧駆動システム。
  3. 前記制御装置は、前記液圧ポンプである可変容量型ポンプの容量を制御可能であって、前記キャリブレーション処理において前記液圧ポンプの吐出流量を所定流量以下にする、請求項1又は2に記載の液圧駆動システム。
  4. 前記制御装置は、前記キャリブレーション処理を実行する前に、前記流量制御弁装置を介して前記液圧アクチュエータである液圧シリンダに作動液を供給し、前記液圧シリンダのロッドを所定位置に移動させる、請求項1乃至3の何れか1つに記載の液圧駆動システム。
  5. 前記制御装置は、前記流量制御弁装置の動きを制御して前記液圧シリンダのロッドを前記所定位置であるストロークエンドまで動かし、前記流量制御弁装置に流す前記作動指令電流を変動させる際には前記液圧シリンダのロッドが可動する方向に作動液が前記流量制御弁装置に流れるようにする、請求項4に記載の液圧駆動システム。
  6. 前記キャリブレーション処理の実行を指示する指示装置を更に備え、
    前記制御装置は、前記指示装置による前記キャリブレーション処理の実行の指示に基づいて、前記キャリブレーション処理を実行する、請求項1乃至4の何れか1つに記載の液圧駆動システム。
  7. 前記キャリブレーション処理では、前記開口開始時電流である第1開口開始時電流が検出され、前記操作子の操作量と前記第1開口開始時電流との対応関係が調整される第1の処理と、前記制御装置が前記ブリードオフ弁装置に流すブリードオフ指令電流を変動させながら前記吐出圧センサで吐出圧が検出され、検出される吐出圧と前記リリーフ圧力とに基づいて前記ブリードオフ弁装置が開口を開始する第2開口開始時電流が検出されると共に、検出される前記第2開口開始時電流に基づいて前記操作子の操作量と前記第2開口開始時電流との対応関係が調整される第2の処理とが前記制御装置によって実行される、請求項1乃至6の何れか1つに記載の液圧駆動システム。
  8. 前記キャリブレーション処理では、前記閉口完了時電流である第1閉口完了時電流が検出され、前記操作子の操作量と前記第1閉口完了時電流との対応関係が調整される第1の処理と、前記制御装置が前記ブリードオフ弁装置に流すブリードオフ指令電流を変動させながら前記吐出圧センサで吐出圧が検出され、検出される吐出圧と前記リリーフ圧力とに基づいて前記ブリードオフ弁装置における閉口完了時の第2閉口完了時電流が検出されると共に、検出される前記第2閉口完了時電流に基づいて前記操作子の操作量と前記第2閉口完了時電流との対応関係が調整される第2の処理とが前記制御装置によって実行される、請求項1乃至6の何れか1つに記載の液圧駆動システム。
  9. 液圧アクチュエータに作動液を供給する液圧ポンプとタンクとの間に介在し、そこに流されるブリードオフ指令電流に応じて前記液圧ポンプと前記タンクとの間の開度を調整して前記液圧ポンプから吐出される作動液がブリードオフされる流量を制御するブリードオフ弁装置と、
    前記液圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサと、
    前記液圧ポンプの吐出圧がリリーフ圧力以上になると、前記液圧ポンプから吐出される作動液を前記タンクにリリーフするリリーフ弁と、
    前記液圧アクチュエータを駆動させるべく操作可能な操作子と、
    前記操作子に対する操作量に応じた前記ブリードオフ指令電流を前記ブリードオフ弁装置に流して前記ブリードオフ弁装置の動きを制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記ブリードオフ弁装置に流す前記ブリードオフ指令電流を変動させながら前記吐出圧センサで吐出圧を検出させ、検出される吐出圧と前記リリーフ圧力とに基づいて前記ブリードオフ弁装置における開口開始時の開口開始時電流及び閉口完了時の閉口完了時電流のうちの少なくとも一方の電流を検出すると共に、検出される前記少なくとも一方の電流に基づいて前記操作子の操作量と前記少なくとも一方の電流との対応関係を調整するキャリブレーション処理を実行する、液圧駆動システム。
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