JP6862327B2

JP6862327B2 - 作業機の油圧システム

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Publication number: JP6862327B2
Application number: JP2017193605A
Authority: JP
Inventors: 望皆川; 松本　剛; 松本　　剛; 祐史福田; 亮祐衣川; 冨田　淳; 淳冨田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2021-04-21
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Description

本発明は、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機の油圧システムに関する。

従来、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等の作業機の油圧システムとして、特許文献１が知られている。
特許文献１の油圧システムは、低速（１速）と高速（２速）とに切り換え可能なＨＳＴモータと、ＨＳＴモータを１速又は２速に切換可能な油圧切換弁と、油圧切換弁を切り換える方向切換弁とを備えている。また、油圧システムは、走行レバーの操作によって斜板の角度が変更可能で且つ斜板の角度に応じてＨＳＴモータへの作動油の供給量を変化させることができるＨＳＴポンプを備えている。

特開２０１３−３６２７６号公報

さて、油圧システムでは、方向切換弁を電磁比例弁に変更して、電磁比例弁から出力した作動油の圧力で油圧切換弁を切り換えるという試みがなされている。方向切換弁を電磁比例弁にした場合、電磁比例弁を作動させる電流と、電磁比例弁から出力される作動油の圧力が電磁比例弁毎に異なる可能性がある。また、ＨＳＴモータの斜板を電磁比例弁で操作する場合も、電磁比例弁と斜板の角度との関係が異なる可能性がある。

本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、作業機での操作性を向上させることが可能な作業機の油圧システムを提供することを目的とする。

前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下に示す通りである。
作業機の油圧システムは、斜板の角度が変更可能な油圧ポンプと、制御信号に基づいて前記油圧ポンプを操作可能な第１作動部と、前記制御信号と前記斜板の角度に関する角度情報を取得可能な第１取得部と、前記第１取得部が取得した前記制御信号と前記角度情報との関係を記憶する第１記憶部と、前記第１記憶部に記憶された前記関係に基づいて前記第１作動部を制御する第１制御部とを有する制御装置と、前記第１取得部及び前記第１記憶部が作動する設定モードと前記第１制御部が作動する制御モードとを切換可能な第１切換装置と、前記第１制御部に接続された操作部材と、前記第１作動部と前記油圧ポンプの受圧部とを接続する第１パイロット油路と、前記第１パイロット油路に作用した作動油の圧力であるパイロット圧を検出する第２測定装置と、を備え、前記第１取得部は、前記設定モードにおいて前記第１作動部へ出力された制御信号と、前記角度情報として前記第２測定装置が検出した前記パイロット圧を取得し、前記第１記憶部は、前記設定モードにおいて前記第１作動部へ出力された制御信号と前記第２測定装置が検出した前記パイロット圧との関係を記憶する。

作業機の油圧システムは、機体と、前記機体に設けられた走行装置と、前記油圧ポンプから吐出した作動油により作動して前記走行装置を駆動する走行モータを備えている。
前記第１制御部は、前記設定モードにおいて前記第１作動部に出力する制御信号として、出力電流を最小値から最大値まで変化させ、前記第１取得部は、前記出力電流が最小値から最大値まで変化したときのそれぞれの前記パイロット圧を取得し、前記第１記憶部は、前記出力電流が最小値から最大値まで変化させたときのそれぞれの電流値と前記パイロット圧とを記憶させる。

前記設定モードにおいて、前記第１取得部は、前記斜板の角度を減少させた場合の当該斜板の角度と前記制御信号との関係を取得し、前記制御モードにおいて、前記制御部は、前記斜板の角度を減少させる際は、前記関係に基づいて前記第１作動弁を制御する。
作業機の油圧システムは、作動油によって作動する油圧アクチュエータと、制御信号に基づいて前記油圧アクチュエータを操作可能な第２作動部と、前記制御信号と前記油圧アクチュエータの動作に関するアクチュエータ情報を取得可能な第２取得部と、前記第２取得部が取得した制御信号と前記アクチュエータ情報との関係を記憶する第２記憶部と、前記第２記憶部に記憶された前記関係に基づいて前記第２作動部を制御する第２制御部とを有する制御装置と、前記第２取得部及び前記第２記憶部が作動する設定モードと前記第２制御部が作動する制御モードとを切換可能な第２切換装置と、を備えている。

作業機の油圧システムは、前記油圧アクチュエータに作用する作動油の流量を制御する切換弁を備え、前記第２作動部は、前記切換弁の作動を制御する比例弁と、前記切換弁と前記比例弁とを接続する第２パイロット油路とを含み、前記第２取得部は、前記設定モードにおいて前記比例弁へ出力された制御信号と、前記アクチュエータ情報として、前記第２パイロット油路に作用した作動油の圧力とを取得する。

作業機の油圧システムは、前記切換弁と前記油圧アクチュエータとを接続する供排油路と、前記供排油路に流れる作動油の流量を検出する第４測定装置と、を備え、前記第２取得部は、前記設定モードにおいて前記第２作動部へ出力された制御信号と、前記アクチュエータ情報として前記第４測定装置が検出した作動油の流量とを取得する。
作業機の油圧システムは、前記油圧アクチュエータの速度を検出する第５測定装置を備え、前記第２取得部は、前記設定モードにおいて前記第２作動部へ出力された制御信号と、前記アクチュエータ情報として前記第５測定装置が検出した前記油圧アクチュエータの速度とを取得する。

作業機の油圧システムは、前記油圧アクチュエータを回動自在に支持するピンの角速度を検出する第６測定装置を備え、前記第２取得部は、前記設定モードにおいて前記第２作動部へ出力された制御信号と、前記アクチュエータ情報として前記第６測定装置が検出した前記ピンタの角速度とを取得する。

本発明によれば、作業機での操作性を向上させることができる。

第１実施形態における走行系の油圧システムを示す図である。出力電流を最小から最大まで変化させた場合の出力電流と斜板角との関係を示す図である。走行系の油圧システムの変形例を示す図である。第２実施形態における作業系の油圧システムを示す図である。第２パイロット油路、比例弁、受圧部との関係を示す図である。作業系の油圧システムの第１の変形例を示す図である。作業系の油圧システムの第２の変形例を示す図である。作業系の油圧システムの第３の変形例を示す図である。トラックローダの側面を示す図である。キャビンを上昇させた場合のトラックローダの側面を示す図である。

以下、本発明の実施形態における作業機の油圧システムについて、図面を参照しながら説明する。
[第１実施形態]
作業機の全体の構成について説明する。図７、８は、作業機１の一例としてトラックローダを示している。作業機はトラックローダに限定されず、例えば、トラクタ、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等であってもよい。尚、本実施形態において、作業機１の運転席に着座した運転者の前側（図７に示す矢印Ｆが指す方向）を前方、運転者の後側（図７に示す矢印Ｒが指す方向）を後方、運転者の左側（図７の紙面に向かって手前側）を左方、運転者の右側（図７の紙面に向かって奥側）を右方として説明する。

図７、８に示すように、作業機１は、機体２と、この機体２に装着した作業装置３と、機体２を支持する走行装置４とを備えている。機体２の上部であって当該機体２の前部には、キャビン５が搭載されている。キャビン５の後部は、機体２の支持ブラケット１１に支持されており、支持軸１２回りに揺動自在である。キャビン５の前部は、機体２の前部で支持可能である。キャビン５内には運転席１３が設けられている。

走行装置４は、クローラ式走行油圧装置により構成されている。走行装置４は、機体２の左側の下方及び機体２の右側の下方に設けられている。走行装置４は、後述する油圧駆動式の走行油圧装置４４の駆動力によって、走行可能である。
作業装置３は、ブーム２２Ｌと、ブーム２２Ｒと、ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの先端に装着したバケット２３（作業具）とを備える。ブーム２２Ｌは、機体２の左側に配置されている。ブーム２２Ｒは、機体２の右側に配置されている。ブーム２２Ｌとブーム２２Ｒとは、ブーム２２Ｌとブーム２２Ｒの間に設けられた連結体（図示せず）によって相互に連結されている。ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒは、それぞれ第１リフトリンク２４及び第２リフトリンク２５に支持されている。ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの基部側と機体２の後下部との間には、複動式油圧シリンダからなるブームシリンダ２６がブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒに対応して設けられている。ブームシリンダ２６を同時に伸縮させることによりブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒが同時に上下に揺動動作する。ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの先端側には、それぞれ装着ブラケット２７が、横軸回りに回動自在に枢支連結され、装着ブラケット２７にバケット２３の背面側が取り付けられている。

また、装着ブラケット２７とブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒの先端側中途部との間には、複動式油圧シリンダからなるバケットシリンダ２８が、ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒに対応して介装されている。バケットシリンダ２８の伸縮によってバケット２３が揺動動作（スクイ・ダンプ動作）する。
バケット２３は装着ブラケット２７に着脱自在である。装着ブラケット２７は、バケット２３を取り外せば、各種のアタッチメント（油圧アクチュエータを有する油圧駆動式の作業具）を取り付けることができ、掘削以外の各種の作業（又は他の掘削作業）を行えるように構成されている。

次に、作業機の油圧システムについて説明する。
図１は、作業機の走行系の油圧システムを示す図である。
図１に示すように、油圧システムは、第１油圧ポンプＰ１と第２油圧ポンプＰ２とを有している。第１油圧ポンプＰ１は、ブームシリンダ２６、バケットシリンダ２８又はブーム２２の先端側に取り付けられるアタッチメントの油圧アクチュエータを駆動するために使用される。第２油圧ポンプＰ２（パイロットポンプ、チャージポンプ）は、主として制御圧又は信号圧としての作動油の圧力を供給するために使用される。以降、説明の便宜上、制御圧又は信号圧としての作動油のことを「パイロット油」、パイロット油の圧力のことを「パイロット圧」という。

油圧システムは、走行油圧装置４４と、切換弁４５とを有している。走行油圧装置４４は、第１走行油圧ポンプ６６Ａと、第２走行油圧ポンプ６６Ｂと、第１走行モータ８０Ａと、第２走行モータ８０Ｂと、油圧切換弁９０を有している。なお、油圧切換弁９０と走行油圧装置４４とを別々に構成してもよい。油圧切換弁９０は、第１油圧切換弁９０Ａと、第２油圧切換弁９０Ｂとを有している。

第１走行油圧ポンプ６６Ａと、第１走行モータ８０Ａとは、作動油を循環可能な第１循環油路７１により接続されている。第２走行油圧ポンプ６６Ｂと、第２走行モータ８０Ｂとは、作動油を循環可能な第２循環油路７２により接続されている。第１油圧切換弁９０Ａと第１走行モータ８０Ａとは油路７３により接続され、第２油圧切換弁９０Ｂと第２走行モータ８０Ｂとは油路７４により接続されている。また、第１油圧切換弁９０Ａ、第２油圧切換弁９０Ｂ及び切換弁４５は、油路７５により接続されている。切換弁４５と第２油圧ポンプＰ２とは油路７６により接続されている。なお、第１走行油圧ポンプ６６Ａ及び第２走行油圧ポンプ６６Ｂと、第２油圧ポンプＰ２とは図示省略の油路により接続されており、第２油圧ポンプＰ２から吐出した作動油は、第１走行油圧ポンプ６６Ａ及び第２走行油圧ポンプ６６Ｂに供給可能である。

第１走行油圧ポンプ６６Ａは、原動機２９の動力によって駆動される斜板形可変容量アキシャルポンプである。第１走行油圧ポンプ６６Ａは、斜版の角度が変更可能であり、斜板の角度によって、作動油の吐出方向や吐出量が変わり、これによって第１走行モータ８０Ａの回転出力を変更する。
なお、第２走行油圧ポンプ６６Ｂは、第１走行油圧ポンプ６６Ａと同様の構成である。第２走行油圧ポンプ６６Ｂの斜版の角度を変更すると、作動油の吐出方向や吐出量が変わり、これによって第２走行モータ８０Ｂの回転出力を変更する。

第１走行モータ８０Ａは、カムモータ（ラジアルピストンモータ）で構成されている。この第１走行モータ８０Ａは、稼動時における容量（モータ容量）の大きさを変更できる容量可変型であって、モータ容量を変更することによって出力軸の回転やトルクを変更することができる。詳しくは、第１走行モータ８０Ａは、第１モータ８１と、第２モータ８２とを有している。第１モータ８１及び第２モータ８２の両方に作動油を供給することにより、モータ容量は大きくなり、第１走行モータ８０Ａは１速となる。また、第１モータ８１と第２モータ８２とのいずれかに作動油を供給することによって、モータ容量は小さくなり、第１走行モータ８０は２速となる。なお、第２走行モータ８０Ｂは、第１走行モータ８０Ａと同様の構成であり、１速又は２速に変更可能である。

第１油圧切換弁９０Ａは、パイロット油の圧力であるパイロット圧に応じて複数の切換位置に切換可能な油圧切換弁であって、第１走行モータ８０Ａを１速或いは２速に切り換える弁であり、第１位置９０ａ、第２位置９０ｂ、及び中立位置９０ｃの３つの位置に切り換え可能な三位置切換弁である。詳しくは、第１油圧切換弁９０Ａの受圧部９１に作用するパイロット油の圧力が、予め定められた所定圧力である設定圧に満たない場合、油圧切換弁９０は、バネによって第１位置９０ａに保持される。第１油圧切換弁９０Ａが第１位置９０ａである場合、第１モータ８１及び第２モータ８２の両方に作動油が供給され、第１走行モータ８０Ａは１速となる。第１油圧切換弁９０Ａの受圧部９１に作用するパイロット油の圧力が、設定圧以上である場合、第１油圧切換弁９０Ａは、中立位置９０ｃを経て第２位置９０ｂに切り換えられる。第１油圧切換弁９０Ａが第２位置９０ｂである場合、第１モータ８１だけに作動油が供給され、第１走行モータ８０Ａは２速となる。

なお、第２油圧切換弁９０Ｂは、第１油圧切換弁９０Ａと同様の構成である。第２油圧切換弁９０Ｂは、第２走行モータ８０Ｂを１速或いは２速に切り換える。
切換弁４５は、例えば、第１位置４５ａと第２位置４５ｂとに切り換え可能な二位置切換弁であって、第１油圧切換弁９０Ａ及び第２油圧切換弁９０Ｂを切り換える弁である。切換弁４５を第１位置４５ａに切り換えると、第１油圧切換弁９０Ａ及び第２油圧切換弁９０Ｂは、第１位置９０ａとなる。切換弁４５を第２位置４５ｂにすると、第１油圧切換弁９０Ａ及び第２油圧切換弁９０Ｂは、中立位置９０ｃを経て第２位置９０ｂに切り換わる。つまり、切換弁４５を切り換えることにより、第１走行モータ８０Ａ及び第２走行モータ８０Ｂを、１速又は２速に切り換えることができる。

さて、図１に示すように、油圧システムは、第１作動部５０と、制御装置６０とを備えている。第１作動部５０は、走行系の油圧ポンプ（第１走行油圧ポンプ６６Ａ、第２走行油圧ポンプ６６Ｂ）を操作（作動）させることが可能である。第１作動部５０は、レギュレータ５０Ａと、レギュレータ５０Ｂとを含んでいる。レギュレータ５０Ａ及びレギュレータ５０Ｂは、制御信号によって作動する装置である。第１走行油圧ポンプ６６Ａの斜板は、レギュレータ５０Ａの動作に基づいて変更する。第２走行油圧ポンプ６６Ａの斜板は、レギュレータ５０Ｂの動作に基づいて変更する。

制御装置６０は、レギュレータ５０Ａ及びレギュレータ５０Ｂを制御する装置であって、例えば、ＣＰＵ等から構成されている。制御装置６０は、少なくとも設定モード６０ａと、制御モード６０ｂとに切り換え可能である。設定モード６０ａは、制御に関する様々な設定を行うモードである。制御モード６０ｂは制御を行うモードである。設定モード６０ａと、制御モード６０ｂとの切換は、制御装置６０に接続された第１切換装置６１により行う。第１切換装置６１は、例えば、運転席１３の近傍に配置されたスイッチ等であって、運転者等が操作することが可能である。

設定モード６０ａでは、走行系の油圧ポンプ（第１走行油圧ポンプ６６Ａ、第２走行油圧ポンプ６６Ｂ）の斜板の角度に関係する角度情報と、制御装置６０が第１作動部５０（レギュレータ５０Ａ、レギュレータ５０Ｂ）に出力する制御信号との関係を設定する。
例えば、制御装置６０には、第１走行油圧ポンプ６６Ａ及び第２走行油圧ポンプ６６Ｂのそれぞれの斜板の角度（斜板角という）を検出する第１測定装置６７が接続されている。設定モード６０ａでは、角度情報として、第１測定装置６７が検出した第１走行油圧ポンプ６６Ａ及び第２走行油圧ポンプ６６Ｂのそれぞれの斜板角を取得する。また、設定モード６０ａでは、制御信号として、制御装置６０から第１作動部５０（レギュレータ５０Ａ、レギュレータ５０Ｂ）のそれぞれに出力した出力電流（電流）を取得する。

設定モード６０ａでは、第１走行油圧ポンプ６６Ａ及び第２走行油圧ポンプ６６Ｂの斜板角と電流との関係を記憶する。制御モード６０ｂでは、第１走行油圧ポンプ６６Ａ及び第２走行油圧ポンプ６６Ｂの斜板角と電流との関係との関係に基づいて、第１作動部５０（レギュレータ５０Ａ、レギュレータ５０Ｂ）を制御する。
以下、設定モード及び制御モードについて、制御装置６０の構成と共に説明する。

制御装置６０は、第１取得部６２と、第１記憶部６３と、第１制御部６４とを有している。第１取得部６２及び第１制御部６４は、制御装置６０に格納されたプログラム等から構成されている。
第１取得部６２は、設定モード６０ａである場合に作動可能である。第１切換装置６１によって設定モード６０ａに設定された場合、図２に示すように、制御装置６０は、レギュレータ５０Ａに出力する電流（出力電流）を最小値から最大値まで変化させる。第１取得部６２は、制御装置６０からレギュレータ５０Ａに出力した出力電流と、第１測定装置６７で検出された第１走行油圧ポンプ６６Ａの斜板角との関係である第１増加関係を取得する。また、第１記憶部６３は、第１取得部６２が取得したレギュレータ５０Ａへの出力電流と、第１走行油圧ポンプ６６Ａの斜板角と第１増加関係を記憶する。

また、制御装置６０は、レギュレータ５０Ａに出力する出力電流を最大値から最小値まで変化させ、第１取得部６２が出力電流と第１走行油圧ポンプ６６Ａの斜板角との関係である第１減少関係を取得し、第１記憶部６３が第１減少関係を記憶する。つまり、設定モード６０ａにおいて、第１取得部６２は、レギュレータ５０Ａの制御時における第１増加関係及び第１減少関係を取得し、第１記憶部６３は、第１増加関係及び第１減少関係を記憶する。

また、制御装置６０は、設定モード６０ａにおいて、レギュレータ５０Ｂに対してもレギュレータ５０Ａと同様に、出力電流を増減させ、第１取得部６２は、レギュレータ５０Ｂに出力した出力電流と第２走行油圧ポンプ６６Ｂの斜板角との関係である第２増加関係及び第２減少関係を記憶する。
以上のように、設定モード６０ａでは、制御装置６０の第１取得部６２及び第１記憶部６３によって、制御装置６０からレギュレータ５０Ａ、５０Ｂへ出力した出力電流と、走行系の油圧ポンプ（第１走行油圧ポンプ６６Ａ、第２走行油圧ポンプ６６Ｂ）の斜板角との関係（第１増加関係、第１減少関係、第２増加関係、第２減少関係）を把握することができる。

第１制御部６４は、制御モード６０ｂである場合に作動可能で、第１作動部５０の制御を行う。この実施形態では、第１制御部６４は、第１作動部５０であるレギュレータ５０Ａ、５０Ｂの制御を行う。第１作動部５０（レギュレータ５０Ａ、５０Ｂ）の操作は、制御装置６０に接続された操作部材６５によって行う。操作部材６５は、揺動自在なレバー、スライド自在なスライドスイッチ、押圧自在なプッシュスイッチ等である。

第１制御部６４は、操作部材６５が操作された場合、当該操作部材６５の操作量に基づいて、レギュレータ５０Ａ、５０Ｂに電流を出力する。操作部材６５の操作量と、第１制御部６４（制御装置６０）から出力する電流との関係は予め設定されている。例えば、操作部材６５の操作量が小さい場合は、第１制御部６４から出力する電流は小さく、操作部材６５の操作量が大きい場合は、第１制御部６４から出力する電流は大きい。

具体的には、第１制御部６４は、制御モード６０ｂにおいて、操作部材６５を中立位置から一方向に操作した場合、予め設定モード６０ａで設定された関係（第１増加関係、第１減少関係、第２増加関係、第２減少関係）のうち、第１増加関係を参照した後、当該第１増加関係で示された操作量に対する斜板角を目標の斜板角となるように、レギュレータ５０Ａへ出力する電流をフィードバックしながら、実際の斜板角を目標の斜板角に一致させる。また、第１制御部６４は、制御モード６０ｂにおいて、操作部材６５を一方向における最大位置から中立位置に操作した場合、第１減少関係を参照した後、当該第１減少関係で示された操作量に対する斜板角を目標の斜板角となるように、レギュレータ５０Ａへ出力する電流をフィードバックしながら、実際の斜板角を目標の斜板角に一致させる。

一方で、第１制御部６４は、制御モード６０ｂにおいて、操作部材６５を中立位置から他方向に操作した場合、第１増加関係、第１減少関係、第２増加関係、第２減少関係のうち、第２増加関係を参照した後、当該第２増加関係で示された操作量に対する斜板角を目標の斜板角となるように、レギュレータ５０Ｂへ出力する電流をフィードバックしながら、実際の斜板角を目標の斜板角に一致させる。また、第１制御部６４は、制御モード６０ｂにおいて、操作部材６５を他方向における最大位置から中立位置に操作した場合、第２減少関係を参照した後、当該第２減少関係で示された操作量に対する斜板角を目標の斜板角となるように、レギュレータ５０Ｂへ出力する電流をフィードバックしながら、実際の斜板角を目標の斜板角に一致させる。

例えば、作業機１の製造時、納入時、メンテナンス時等に、制御装置６０を設定モード６０ａにして、第１作動部５０へ出力する出力電流と、第１測定装置６７で検出した走行系の油圧ポンプにおける斜板角との関係を第１取得部６２で取得して、取得した関係を第２記憶部１２２に記憶しておく。そして、出力電流と斜板角との関係を取得した後は、制御モード６０ｂにおいて、関係に基づき、出力電流を第１作動部５０に出力すれば、走行における操作性を向上させることができる。特に、走行系のポンプを速度が増加する方向へ操作している場合は第１増加関係、第２増加関係を用い、走行系のポンプを速度が減少する方向へ操作している場合は第１減少関係、第２減少関係を用いているため、作業機１の走行速度を増加させる場合と走行速度を減少させる場合との操作性を向上させることができる。この場合、操作部材６５のヒステリシスの影響を低減することができる。

上述した実施形態では、第１作動部５０をレギュレータ５０Ａ、５０Ｂとし、制御装置６０は、レギュレータ５０Ａ、５０Ｂへ出力した出力電流と斜板角との関係に基づいて制御を行っていたが、これに代え、走行系の油圧ポンプ（第１走行油圧ポンプ６６Ａ、第２走行油圧ポンプ６６Ｂ）の受圧部６６ａ，６６ｂに作用するパイロット圧と斜板角との関係に基づいて制御してもよい。

具体的には、図３に示すように、第１作動部５０（レギュレータ５０Ａ、５０Ｂ）と、走行系の油圧ポンプ（第１走行油圧ポンプ６６Ａ、第２走行油圧ポンプ６６Ｂ）の受圧部６６ａ，６６ｂとは、第１パイロット油路７７により接続されている。また、制御装置６０には、第１パイロット油路７７に作用した作動油の圧力であるパイロット圧を検出する第２測定装置７８が接続されている。第１取得部６２は、設定モード６０ａである場合、レギュレータ５０Ａ及び５０Ｂに出力された出力電流と、角度情報として第２測定装置７８が検出したパイロット圧を取得する。第１記憶部６３は、出力電流とパイロット圧との関係を記憶する。第１制御部６４は、制御モード６０ｂにおいて、出力電流とパイロット圧との関係に基づいて制御を行う。つまり、図３に示す変形例では、上述した斜板角をパイロット圧に読み替えることで、制御装置６０は、予め出力電流とパイロット圧との関係を取得しておき、取得した出力電流とパイロット圧との関係に基づいて制御を行う。
[第２実施形態]
図４は、作業機の作業系の油圧システムを示す図である。作業系の油圧システムは、第１実施形態の作業機に適用可能である。

作業系の油圧システムは、第１油圧ポンプＰ１と、複数の切換弁２０とを備えている。複数の切換弁２０は、作業機１に設けられた様々な油圧アクチュエータを制御する弁である。油圧アクチュエータとは、作動油によって作動する装置で、油圧シリンダ、油圧モータ等である。この実施形態では、複数の切換弁２０は、ブーム切換弁２０Ａ、バケット切換弁２０Ｂ、予備切換弁２０Ｃである。

ブーム切換弁２０Ａは、ブーム２２Ｌ、２２Ｒを作動する油圧アクチュエータ（ブームシリンダ）２６を制御する弁である。ブーム切換弁２０Ａは、直動スプール形３位置切換弁である。
バケット切換弁２０Ｂは、バケット２３を制御する油圧シリンダ（バケットシリンダ）２８を制御する弁である。バケット切換弁２０Ｂは、パイロット方式の直動スプール形３位置切換弁である。

予備切換弁２０Ｃは、予備アタッチメントに装着された油圧アクチュエータ（油圧シリンダ、油圧モータ等）３０を制御する弁である。予備切換弁２０Ｃは、パイロット方式の直動スプール形３位置切換弁である。
第１油圧ポンプＰ１と複数の切換弁２０（ブーム切換弁２０Ａ、バケット切換弁２０Ｂ、予備切換弁２０Ｃ）とは、吐出油路５１により接続されている。複数の切換弁２０と、油圧アクチュエータ２６、２８、３０は、それぞれ供排油路により接続されている。供排油路は、供排油路１００ａ、１００ｂ、１００ｃを含んでいる。供排油路１００ａは、油圧アクチュエータ２６とブーム切換弁２０Ａとを接続する。供排油路１００ｂは、油圧アクチュエータ２８とバケット切換弁２０Ｂとを接続する。供排油路１００ｃは、油圧アクチュエータ３０と予備切換弁２０Ｃとを接続する。

図５に示すように、作業系の油圧システムは、切換弁２０を介して油圧アクチュエータ２６、２８、３０を操作可能な第２作動部１０２を備えている。第２作動部１０２は、切換弁２０を制御する比例弁１０３と、切換弁２０と比例弁１０３とを接続する第２パイロット油路１０４とを有している。
比例弁１０３は、ブーム切換弁２０Ａを制御する比例弁１０３Ａと、バケット切換弁２０Ｂを制御する比例弁１０３Ｂと、予備切換弁２０Ｃを制御する比例弁１０３Ｃとを含んでいる。比例弁１０３Ａ、比例弁１０３Ｂ及び比例弁１０３Ｃと、第２油圧ポンプＰ２とは、油路１０５により接続されている。

第２パイロット油路１０４は、ブーム切換弁２０Ａの受圧部３１ａ、３１ｂと比例弁１０３Ａとを接続する油路１０４Ａと、バケット切換弁２０Ｂの受圧部３２ａ、３２ｂと比例弁１０３Ｂとを接続する油路１０４Ｂと、予備切換弁２０Ｃの受圧部３３ａ、３３ｂと比例弁１０３Ｃとを接続する油路１０４Ｃとを有している。
したがって、比例弁１０３Ａ、比例弁１０３Ｂ及び比例弁１０３Ｃの開度を変更すれば、ブーム切換弁２０Ａの受圧部３１ａ、３１ｂ、バケット切換弁２０Ｂの受圧部３２ａ、３２ｂ、予備切換弁２０Ｃの受圧部３３ａ、３３ｂのいずれかに作用するパイロット圧を変更することができる。その結果、比例弁１０３Ａ、比例弁１０３Ｂ及び比例弁１０３Ｃによって、ブーム切換弁２０Ａ、バケット切換弁２０Ｂ及び予備切換弁２０Ｃのいずれかの切換を行うことができる。

図４に示すように、油圧システムは、制御装置１１０を備えている。制御装置１１０は、第２作動部１０２を制御する装置であって、例えば、ＣＰＵ等から構成されている。制御装置１１０は、少なくとも設定モード１１０ａと、制御モード１１０ｂとに切り換え可能である。設定モード１１０ａは、制御に関する様々な設定を行うモードである。制御モード１１０ｂは制御を行うモードである。設定モード１１０ａと、制御モード１１０ｂとの切換は、制御装置１１０に接続された第２切換装置１１１により行う。第２切換装置１１１は、例えば、運転席１３の近傍に配置されたスイッチ等であって、運転者等が操作することが可能である。

設定モード１１０ａでは、作業系の油圧アクチュエータ（油圧アクチュエータ２６、２８、３０）に関するアクチュエータ情報と、制御装置１１０が第２作動部１０２（比例弁１０３Ａ、比例弁１０３Ｂ、比例弁１０３Ｃ）に出力する制御信号との関係を設定する。
例えば、制御装置１１０には、第３測定装置１１４が接続されている。第３測定装置１１４は、第２パイロット油路１０４（油路１０４Ａ、油路１０４Ｂ、油路１０４Ｃ）に作用した作動油の圧力を取得する。即ち、第３測定装置１１４は、油路１０４Ａ、油路１０４Ｂ、油路１０４Ｃのそれぞれに作用するパイロット圧を検出する。したがって、第３測定装置１１４は、ブーム切換弁２０Ａの受圧部、バケット切換弁２０Ｂの受圧部、予備切換弁２０Ｃの受圧部のいずれかに作用するパイロット圧を検出することができる。

以上によれば、設定モード１１０ａでは、アクチュエータ情報として、第３測定装置１１４が検出したパイロット圧を取得する。また、設定モード１１０ａでは、制御信号として、制御装置１１０から第２作動部１０２（比例弁１０３Ａ、比例弁１０３Ｂ、比例弁１０３Ｃ）のそれぞれに出力した出力電流（電流）を取得する。
設定モード１１０ａでは、パイロット圧と、第２作動部１０２へ出力した電流との関係を記憶する。制御モード１１０ｂでは、第３測定装置１１４が検出したパイロット圧と、第２作動部１０２（比例弁１０３Ａ、比例弁１０３Ｂ、比例弁１０３Ｃ）への電流との関係に基づいて、比例弁１０３Ａ、比例弁１０３Ｂ、比例弁１０３Ｃを制御する。

以下、設定モード及び制御モードについて、制御装置１１０の構成と共に説明する。
なお、図５に示すように、切換弁２０は、一方側の受圧部３１ａ、３２ａ、３３ａと他方側の受圧部３１ｂ、３２ｂ、３３ｂを含んでいるが、説明の便宜上、一方側の受圧部３１ａ、３２ａ、３３ａに連通する比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの動作について説明し、他方側の受圧部３１ｂ、３２ｂ、３３ｂに連通する比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの動作については、一方側の受圧部３１ａ、３２ａ、３３ａに連通する比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃと同様であるため説明を省略する。

制御装置１１０は、第２取得部１２１と、第２記憶部１２２と、第２制御部１２３とを有している。第２取得部１２１及び第２制御部１２３は、制御装置１１０に格納されたプログラム等から構成されている。
第２取得部１２１は、設定モード１１０ａである場合に作動可能である。第２切換装置１１１によって設定モード１１０ａに設定された場合、制御装置１１０は、比例弁１０３Ａに出力する電流（出力電流）を最小値から最大値まで変化させる。第２取得部１２１は、制御装置１１０から比例弁１０３Ａに出力した出力電流と、第３測定装置１１４で検出された油路１０４Ａのパイロット圧との関係である第３増加関係を取得する。また、第２記憶部１２２は、第３増加関係を記憶する。

また、制御装置１１０は、比例弁１０３Ａに出力する出力電流を最大値から最小値まで変化させ、第２取得部１２１が、比例弁１０３Ａに出力した出力電流と、第３測定装置１１４で検出された油路１０４Ａのパイロット圧との関係である第３減少関係を取得し、第２記憶部１２２が第３減少関係を記憶する。つまり、設定モード１１０ａにおいて、第２取得部１２１は、比例弁１０３Ａの制御時における第３増加関係及び第３減少関係を取得し、第２記憶部１２２は、第３増加関係及び第３減少関係を記憶する。

また、制御装置１１０は、設定モード１１０ａにおいて、比例弁１０３Ｂ及び比例弁１０３Ｃに対しても上述した比例弁１０３Ａと同様に、出力電流を変化させ、出力電流を変化させた場合の油路１０４Ｂ、油路１０４Ｃのパイロット圧を取得して記憶する。
制御装置１１０における比例弁１０３Ｂ又は比例弁１０３Ｃに対する動作に対しては、上述した比例弁１０３Ａを「比例弁１０３Ｂ」又は「比例弁１０３Ｃ」に読み替え、油路１０４Ａを「油路１０４Ｂ」又は「油路１０４Ｃ」に読み替えればよい。

以上のように、設定モード１１０ａでは、制御装置１１０の第２取得部１２１及び第２記憶部１２２によって、制御装置１１０から第２作動部１０２（比例弁１０３Ａ、比例弁１０３Ｂ、比例弁１０３Ｃ）へ出力した出力電流と、作業系の油圧アクチュエータ（油圧アクチュエータ２６、２８、３０）を作動させるときのパイロット圧との関係（第３増加関係、第３減少関係、第４増加関係、第４減少関係）を把握することができる。

第２制御部１２３は、制御モード１１０ｂである場合に作動可能で、第２作動部１０２の制御を行う。比例弁（比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ）の操作は、制御装置１１０に接続された操作部材１２５によって行う。操作部材１２５は、揺動自在なレバー、スイッチ等である。
第２制御部１２３は、操作部材１２５が操作された場合、当該操作部材１２５の操作量に基づいて、比例弁１０３Ａ、比例弁１０３Ｂ、比例弁１０３Ｃに電流を出力する。操作部材１２５の操作量と、第２制御部１２３（制御装置１１０）から出力する電流との関係は予め設定されている。例えば、操作部材１２５の操作量が小さい場合は、第２制御部１２３から出力する電流は小さく、操作部材１２５の操作量が大きい場合は、第２制御部１２３から出力する電流は大きい。

以下、操作部材１２５の操作に伴う制御モード１１０ｂでの制御について説明する。
操作部材１２５は、比例弁１０３Ａ（ブーム２２Ｌ及びブーム２２Ｒ）を操作するブーム操作部材１２５ａと、比例弁１０３Ｂ（バケット２３）を操作するバケット操作部材１２５ｂと、比例弁１０３Ｃ（予備アタッチメント）を操作する予備操作部材１２５ｃとを含んでいる。

具体的には、第２制御部１２３は、制御モード１１０ｂにおいて、ブーム操作部材１２５ａ、バケット操作部材１２５ｂ、予備操作部材１２５ｃとのいずれかを中立位置から一方向に操作した場合、予め設定モード１１０ａで設定された関係（第３増加関係、第３減少関係、第４増加関係、第４減少関係）のうち、第３増加関係を参照した後、第２パイロット油路１０４における実際のパイロット圧が第３増加関係で示されたパイロット圧に一致するように、比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃのいずれかへ出力する電流をフィードバックしながら、パイロット圧を目標の作動油に一致させる。また、第２制御部１２３は、制御モード１１０ｂにおいて、ブーム操作部材１２５ａ、バケット操作部材１２５ｂ、予備操作部材１２５ｃとのいずれかを一方向における最大位置から中立位置に操作した場合、第３減少関係を参照した後、第２パイロット油路１０４における実際のパイロット圧が第３減少関係で示されたパイロット圧に一致するように、比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃのいずれかへ出力する電流をフィードバックしながら、パイロット圧を目標の作動油に一致させる。

一方で、第２制御部１２３は、制御モード１１０ｂにおいて、操作部材１２５を中立位置から他方向に操作した場合、第３増加関係、第３減少関係、第４増加関係、第４減少関係のうち、第４増加関係を参照した後、第２パイロット油路１０４における実際のパイロット圧が第４増加関係で示されたパイロット圧に一致するように、比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃのいずれかへ出力する電流をフィードバックしながら、パイロット圧を目標の作動油に一致させる。

また、第２制御部１２３は、制御モード１１０ｂにおいて、ブーム操作部材１２５ａ、バケット操作部材１２５ｂ、予備操作部材１２５ｃとのいずれかを他方向における最大位置から中立位置に操作した場合、第４減少関係を参照した後、第２パイロット油路１０４における実際のパイロット圧が第４減少関係で示されたパイロット圧に一致するように、比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃのいずれかへ出力する電流をフィードバックしながら、パイロット圧を目標の作動油に一致させる。

例えば、作業機１の製造時、納入時、メンテナンス時等に、制御装置１１０を設定モード１１０ａにして、第２作動部１０２へ出力する制御信号と、切換弁２０の受圧部に作用するパイロット圧との関係を第２取得部１２１で取得して、取得した関係を記憶部１３３に記憶しておく。そして、制御信号と作動油の流量との関係を取得した後は、制御モード１１０ｂにおいて、関係に基づき、制御信号を第２作動部１０２に出力すれば、作業における操作性を向上させることができる。特に、作業機１の作業装置３を一方向に作動させる場合と他方向に作動させる場合との操作性を向上させることができる。つまり、操作部材１２５のヒステリシスの影響を低減することができる。

上述した実施形態では、切換弁２０を操作する比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃに出力する電流（出力電流）と第２パイロット油路１０４に作用するパイロット圧（制御弁２０の受圧部に作用する圧力）との関係に基づいて、当該比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの制御を行っていたが、これに代え、切換弁２０を操作した場合の油圧アクチュエータに流れる作動油の流量と出力電流との関係に基づいて制御を行ってもよい。

図６Ａに示すように、制御装置１１０には、第４測定装置１１５が接続されている。第４測定装置１１５は、供排油路１００（供排油路１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）に流れる作動油の流量を検出する。例えば、第４測定装置１１５は、供排油路１００ａを流れる作動油の流量、供排油路１００ｂを流れる作動油の流量、供排油路１００ｃを流れる作動油の流量を検出する。したがって、第４測定装置１１５は、少なくともブーム切換弁２０Ａ、バケット切換弁２０Ｂ、予備切換弁２０Ｃのいずれかが操作された場合に、油圧アクチュエータに流れる作動油を検出することができる。

第２取得部１２１は、設定モード１１０ａである場合、比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃに出力された出力電流と、アクチュエータ情報として第４測定装置１１５が検出した作動油の流量を取得する。第２記憶部１２２は、出力電流と作動油の流用との関係を記憶する。第２制御部１２３は、制御モード１１０ｂにおいて、出力電流と作動油の流量との関係に基づいて制御を行う。つまり、図６Ａに示す変形例では、上述したパイロット圧を油圧アクチュエータへ向かう作動油の流量に読み替えればよい。
また、図６Ｂに示すように、制御装置１１０には、作業系の油圧アクチュエータ（油圧アクチュエータ２６、２８、３０）の速度（アクチュエータ速度）を検出する第５測定装置１３０を接続してもよい。

第２取得部１２１は、設定モード１１０ａである場合、比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃに出力された出力電流と、アクチュエータ情報として第５測定装置１３０が検出したアクチュエータ速度を取得する。第２記憶部１２２は、出力電流とアクチュエータ速度との関係を記憶する。第２制御部１２３は、制御モード１１０ｂにおいて、出力電流とアクチュエータ速度との関係に基づいて制御を行う。つまり、図６Ｂに示す変形例では、上述したパイロット圧をアクチュエータ速度に読み替えればよい。

また、油圧アクチュエータを回動自在に支持するピンの角速度と出力電流との関係に基づいて制御を行ってもよい。図６Ｃに示すように、制御装置６０には、作業系の油圧アクチュエータ（油圧アクチュエータ２６、２８）を支持するピン１４１、１４２の角速度を検出する第６測定装置１３１が接続されている。
第２取得部１２１は、設定モード１１０ａである場合、比例弁１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃに出力された出力電流と、アクチュエータ情報として第５測定装置１３０が検出した角速度を取得する。第２記憶部１２２は、出力電流と角速度との関係を記憶する。第２制御部１２３は、制御モード１１０ｂにおいて、出力電流と角速度との関係に基づいて制御を行う。つまり、図６Ｃに示す変形例では、上述したパイロット圧を角速度に読み替えればよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
上述した油圧切換弁（第１油圧切換弁９０Ａ、第２油圧切換弁９０Ｂ）は、中立位置９０ｃが存在していたが、これに代え、油圧切換弁は中立位置が存在しない弁、即ち、第１位置９０ａと第２位置９０ｂとに切換可能な弁であってもよい。

上述した実施形態では、走行モータとして、カムモータ（ラジアルピストンモータ）を例示したが、走行モータは上述したモータに限定されず、ラジアルピストンモータ以外のピストンモータであっても、その他のモータであってもよい。
上述した実施形態では、設定モード６０ａにおいて、第１作動弁５０の開度を最小から最大に変更した場合の角度情報と制御情報との関係を求めていたが、これに代えて、操作部材６５の操作量を最小から最大に変更した場合の角度情報と制御情報との関係であってもよい。

同様に、設定モード１１０ａにおいて、第２作動弁１０２の開度を最小から最大に変更した場合の角度情報と制御情報との関係を求めていたが、これに代えて、操作部材１２５の操作量を最小から最大に変更した場合のアクチュエータ情報と制御情報との関係であってもよい。
上述した実施形態では、制御モード６０ｂにおいて、設定モード６０ａで設定された角度情報と制御情報とに基づいて制御を行っていたが、これに代え、設定モード６０ａで設定された角度情報と制御情報との関係（第１増加関係、第１減少関係、第２増加関係、第２減少関係）を補正して制御を行ってもよい。例えば、第１作動弁５０の開度が所定値である場合の角度情報（斜板角、パイロット圧）が予め定められた値になるように、所定値と電流との関係（第１増加関係、第１減少関係、第２増加関係、第２減少関係）を補正する。このようにすれば、第１作動弁５０の個体差に関係なく、走行系の油圧ポンプの吐出量を一定にすることができる。

同様に、制御モード１１０ｂにおいて、設定モード１１０ａで設定されたアクチュエータ情報と制御情報との関係（第３増加関係、第３減少関係、第４増加関係、第４減少関係）を補正して制御を行ってもよい。例えば、第２作動弁１０２の開度が所定値である場合のアクチュエータ情報（パイロット圧、作動油の流量、アクチュエータ速度、角速度）が予め定められた値になるように、所定値と電流との関係（第３増加関係、第３減少関係、第４増加関係、第４減少関係）を補正する。このようにすれば、第２作動弁１０２の個体差に関係なく、作業系の油圧アクチュエータの動作を一定にすることができる。

１作業機
２０切換弁
５０第１作動部
６０制御装置
６０ａ設定モード
６０ｂ制御モード
６１第１切換装置
６２第１取得部
６３第１記憶部
６４第１制御部
７７第１パイロット油路
１００給排油路
１０２第２作動部
１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ比例弁
１０４第２パイロット油路
１１０制御装置
１１０ａ設定モード
１１０ｂ制御モード
１１１第２切換装置
１１４第３測定装置
１１５第４測定装置
１２１第２取得部
１２２第２記憶部
１２３第２制御部
１３０第５測定装置
１３１第６測定装置

Claims

斜板の角度が変更可能な油圧ポンプと、
制御信号に基づいて前記油圧ポンプを操作可能な第１作動部と、
前記制御信号と前記斜板の角度に関する角度情報を取得可能な第１取得部と、前記第１取得部が取得した前記制御信号と前記角度情報との関係を記憶する第１記憶部と、前記第１記憶部に記憶された前記関係に基づいて前記第１作動部を制御する第１制御部とを有する制御装置と、
前記第１取得部及び前記第１記憶部が作動する設定モードと前記第１制御部が作動する制御モードとを切換可能な第１切換装置と、
前記第１制御部に接続された操作部材と、
前記第１作動部と前記油圧ポンプの受圧部とを接続する第１パイロット油路と、
前記第１パイロット油路に作用した作動油の圧力であるパイロット圧を検出する第２測定装置と、
を備え、
前記第１取得部は、前記設定モードにおいて前記第１作動部へ出力された制御信号と、前記角度情報として前記第２測定装置が検出した前記パイロット圧を取得し、
前記第１記憶部は、前記設定モードにおいて前記第１作動部へ出力された制御信号と前記第２測定装置が検出した前記パイロット圧との関係を記憶する作業機の油圧システム。
機体と、
前記機体に設けられた走行装置と、
前記油圧ポンプから吐出した作動油により作動して前記走行装置を駆動する走行モータを備えている請求項１に記載の作業機の油圧システム。
前記第１制御部は、前記設定モードにおいて前記第１作動部に出力する制御信号として、出力電流を最小値から最大値まで変化させ、前記第１取得部は、前記出力電流が最小値から最大値まで変化したときのそれぞれの前記パイロット圧を取得し、前記第１記憶部は、前記出力電流が最小値から最大値まで変化させたときのそれぞれの電流値と前記パイロット圧とを記憶させる請求項１又は２に記載の作業機の油圧システム。