JP7006350B2 - 旋回式油圧作業機械 - Google Patents
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Description
Qs=qms×Nms/1000[cc/min] …(2)
前記実旋回流量比Rqsは、旋回ブーム上げ操作が開始されてから次第に増加する。すなわち、大きな慣性モーメントを有する上部旋回体2が停止している状態からその旋回を開始するには大きな旋回トルクを要するため、旋回が開始されてからしばらくは旋回モータユニット14の旋回モータ本体26を流れる作動油の流量すなわち旋回流量Qsは小さいが、上部旋回体2の旋回が進行するに従って当該旋回流量Qsは増大する。しかも、その変化はブームシリンダ7に供給される作動油の流量に比べて大きいため、総じて前記実旋回流量比Rqsは旋回ブーム上げ操作の開始時から時間経過とともに増大する。
本発明に係る実旋回分配率対応値は、前記実旋回流量比Rqsに限定されない。当該実旋回分配率対応値は、油圧供給装置(前記実施の形態では第1及び第2油圧ポンプ11,12)から吐出される作動油のエネルギーのうち実際に旋回モータに分配されるエネルギーの比率である旋回エネルギー分配比率に対応して増加または減少する値であればよい。
Ws=ΔP×qms×Nms/60[kW] …(4)
ここで、前記モータ差圧ΔPは前記旋回モータ本体26の両側に圧力センサを配置することにより検出することが可能であり、前記旋回モータ容量qmsは例えばモータ指示電流値より算定することが可能である。モータ回転数Nmsではなく上部旋回体2の回転数Nswを検出するセンサが用いられる場合、当該回転数Nswをモータ減速比で除した値が前記モータ回転数Nmsとして算定されることが可能である。
ブーム上げ作動圧に基づいて実旋回分配率対応値の境界値を設定するための境界値マップは、図6に示されるものに限定されない。当該境界値マップは、例えば、ブーム上げ作動圧の増加に伴って前記境界値が連続的に減少する(実旋回分配率対応値が例えばブーム上げ流量比の場合は前記境界値が連続的に増加する)特性に基づくものでもよい。また、当該境界値の設定は予め用意されたマップを用いるものに限定されない。当該設定は、例えば予め用意された前記ブーム上げ作動圧と前記境界値との関係式に基づく演算によって行われてもよい。
本発明に係る旋回モータは、その旋回モータ容量が複数の値の中から択一的に切換えられるものではなく、連続的に変化することが可能なものであってもよい。この場合、モータ容量操作部は、前記実旋回分配率対応値が前記境界値に達するまでの旋回優先許容期間において、前記ブーム上げ作動圧の増加に伴って前記旋回モータ容量を予め設定された制限容量を下回らない範囲内で減少させるような操作をしてもよい。また、前記実旋回分配率対応値が前記境界値に達した後、前記ブーム上げ作動圧の増加に伴って前記旋回モータ容量を前記制限容量からさらに減少させるような操作をしてもよい。
本発明に係る油圧供給装置の少なくとも一つの油圧ポンプは、分配ポンプのみを含むものでもよい。つまり、当該分配ポンプから吐出される作動油のみによって旋回モータ及びブームアクチュエータの双方が駆動されてもよい。
本発明に係る旋回制御装置及びブーム制御装置は、それぞれ、旋回指令操作及びブーム指令操作を受けることにより油圧供給装置から旋回モータ及びブームアクチュエータへの作動油の供給を制御するものであればよく、前記実施の形態のようにパイロット弁16b,20bを含む油圧パイロット式の旋回操作装置16及びブーム操作装置20を含むものに限定されない。本発明に係る旋回制御装置は、例えば、前記旋回操作装置16に代え、オペレータによる旋回指令操作を受けて電気信号である旋回指令信号を生成する電気レバー装置と、前記旋回指令信号に基づいて旋回パイロット圧を演算してこれに対応した旋回操作信号を演算し出力するコントローラと、当該旋回操作信号の入力を受けてパイロット油圧源から前記旋回コントロールバルブ18に入力される旋回パイロット圧を変化させる電磁式の圧力制御弁と、を含むものでもよい。同様に、本発明に係るブーム制御装置は、前記ブーム操作装置20に代え、オペレータによるブーム指令操作を受けて電気信号であるブーム指令信号を生成する電気レバー装置と、前記ブーム指令信号に基づいてブームパイロット圧を演算してこれに対応したブーム操作信号を演算し出力するコントローラと、当該ブーム操作信号の入力を受けてパイロット油圧源から前記ブームコントロールバルブ22に入力されるブーム上げパイロット圧またはブーム下げパイロット圧を変化させる電磁式の圧力制御弁と、を含むものでもよい。
2 上部旋回体
3 掘削アタッチメント(作業装置)
4 ブーム
7 ブームシリンダ(ブームアクチュエータ)
11 第1油圧ポンプ
12 第2油圧ポンプ
14 旋回モータユニット
16 旋回操作装置(旋回制御装置を構成)
18 旋回コントロールバルブ(旋回制御装置を構成)
20 ブーム操作装置(ブーム制御装置を構成)
22 ブームコントロールバルブ(ブーム制御装置を構成)
24 合流切換弁(ブーム制御装置を構成)
26 旋回モータ本体
50 容量切換部
60 油圧供給制御部
70 コントローラ
72 実旋回流量比演算部
73 ブーム上げ作動圧特定部
74 境界値設定部
76 モータ容量指令部(モータ容量操作部)
Claims (8)
- 旋回式油圧作業機械であって、
下部走行体と、
前記下部走行体の上に旋回可能となるように搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載される作業装置であって起伏可能となるように前記上部旋回体に連結されるブームを含むものと、
作動油の供給を受けて作動する可変容量型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旋回させる旋回モータと、
作動油の供給を受けて前記ブームを起伏させるように作動するブームアクチュエータと、
前記可変容量型油圧モータ及び前記ブームアクチュエータに供給されるための作動油を吐出する少なくとも一つの油圧ポンプを含み、かつ、当該少なくとも一つの油圧ポンプは前記旋回モータ及び前記ブームアクチュエータに作動油を分配するように当該旋回モータ及び当該ブームアクチュエータの双方に接続されることが可能な分配ポンプを含む油圧供給装置と、
前記上部旋回体を旋回させるための旋回指令操作を受けて前記油圧供給装置から前記旋回モータに作動油が供給される方向及び流量を制御する旋回制御装置と、
前記ブームを起立方向に作動させるためのブーム上げ指令操作を受けて前記油圧供給装置から前記ブームアクチュエータに作動油が供給される流量を制御するブーム制御装置と、
前記ブームを起立方向に駆動する際に前記油圧供給装置から前記ブームアクチュエータに供給される作動油の圧力に相当するブーム上げ作動圧を検出するブーム上げ作動圧検出部と、
前記旋回制御装置に前記旋回指令操作が与えられると同時に前記ブーム制御装置に前記ブーム上げ指令操作が与えられる旋回ブーム上げ操作時に、前記ブーム上げ作動圧検出部により検出される前記ブーム上げ作動圧に基づいて前記旋回ブーム上げ操作時に前記旋回モータの容量である旋回モータ容量を制御する容量制御装置と、を備え、
前記容量制御装置は、前記旋回ブーム上げ操作時において前記油圧供給装置から吐出される作動油のエネルギーのうち実際に前記旋回モータに分配されるエネルギーの比率である旋回エネルギー分配率に対応して増減する値である実旋回分配率対応値を検出する分配率対応値検出部と、前記実旋回分配率対応値についての境界値を設定する境界値設定部であって前記ブーム上げ作動圧が大きいほど前記旋回エネルギー分配率を制限するように当該ブーム上げ作動圧に応じて前記境界値を変更する境界値設定部と、前記旋回ブーム上げ操作時において前記旋回モータが始動してから前記実旋回分配率対応値が前記境界値に達するまでの旋回優先許容期間は前記旋回モータ容量を予め設定された制限容量よりも高い容量にし、前記実旋回分配率対応値が前記境界値に達した後は前記旋回モータ容量を前記制限容量以下の容量に制限するモータ容量操作部と、を有する、旋回式油圧作業機械。 - 請求項1記載の旋回式油圧作業機械であって、前記実旋回分配率対応値は、前記旋回エネルギー分配率に対応して増加する値であり、前記境界値設定部は前記ブーム上げ作動圧が大きいほど小さい値に前記境界値を設定する、旋回式油圧作業機械。
- 請求項2記載の旋回式油圧作業機械であって、前記分配率対応値検出部は前記実旋回分配率対応値として前記油圧供給装置から吐出される作動油の流量のうち実際に前記旋回モータに供給される作動油の流量の割合である実旋回流量比を検出するものであり、前記境界値設定部は前記実旋回流量比の境界値を設定する、旋回式油圧作業機械。
- 請求項3記載の旋回式油圧作業機械であって、前記分配率対応値検出部は、前記油圧供給装置の前記少なくとも一つの油圧ポンプの容量であるポンプ容量及び前記油圧供給装置の前記少なくとも一つの油圧ポンプの回転速度に基づいて当該油圧供給装置から吐出される作動油の流量であるポンプ流量を算定し、前記旋回モータの回転速度及び前記旋回モータ容量に基づいて前記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算定し、当該ポンプ流量に対する当該旋回流量の比を前記実旋回流量比として演算する、旋回式油圧作業機械。
- 請求項1~4のいずれかに記載の旋回式油圧作業機械であって、前記旋回モータは、前記旋回モータ容量が前記制限容量よりも大きい第1容量と前記制限容量に対応する第2容量との間で択一的に切換可能なものであり、前記容量制御装置の前記モータ容量操作部は、前記旋回優先許容期間では前記旋回モータ容量を前記第1容量にし、前記旋回優先許容期間経過後は前記旋回モータ容量を前記第2容量に切換える、旋回式油圧作業機械。
- 請求項1~5のいずれかに記載の旋回式油圧作業機械であって、前記油圧供給装置における前記少なくとも一つの油圧ポンプは、前記分配ポンプであって前記旋回モータに接続可能な第1油圧ポンプと、前記ブームアクチュエータに接続可能な第2油圧ポンプと、を含み、前記ブーム制御装置は、前記第1油圧ポンプと前記ブームアクチュエータとの間に介在する合流切換弁を含み、当該合流切換弁は、前記ブーム制御装置に前記ブーム上げ操作が与えられたときにのみ開弁して前記第1油圧ポンプから吐出される作動油が前記第2油圧ポンプから吐出される作動油と合流して前記ブームアクチュエータに供給されることを許容する、旋回式油圧作業機械。
- 請求項1~6のいずれかに記載の旋回式油圧作業機械であって、前記ブーム上げ作動圧検出部は、前記油圧供給装置から吐出される作動油の圧力であるポンプ圧を検出するポンプ圧検出器と、前記旋回モータが始動してから前記ポンプ圧の変動が許容範囲内に収束したことを判断するために予め設定された収束判定条件を満たした後に前記ポンプ圧検出器により検出される前記ポンプ圧に基づいて前記ブーム上げ作動圧を特定するブーム上げ作動圧特定部と、を有する、旋回式油圧作業機械。
- 請求項1~7のいずれかに記載の旋回式油圧作業機械であって、前記モータ容量操作部は、前記ブーム上げ作動圧が予め設定された上限作動圧を超える場合には前記実旋回分配率対応値にかかわらず前記旋回モータ容量を前記制限容量以下の容量に制限する、旋回式油圧作業機械。
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