JP6845736B2 - 液圧駆動システム - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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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