JP7201878B2 - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents
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Description
~構成~
図1は,本発明の第1の実施形態における建設機械の油圧駆動装置を示す図である。
T1i=(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)/2
となる大きさにバネ120fによって設定されている。
T2i=(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)/2
となる大きさにバネ220fによって設定されている。
T1i+T2i=原動機1の全出力トルクTEng
-パイロットポンプ400の消費トルクT4
となる大きさに設定されている。
本実施形態において,上述した油圧駆動装置が搭載される建設機械は油圧ショベルである。
(a)全ての操作レバーが中立の場合
操作レバー装置522,523の全ての操作レバーが中立であるので,全ての流量制御弁118a,118b,218c,218dはそれぞれ両端に設けられたバネによって中立位置に保持される。
Pls1=P1-Plmax1=P1>Pgr
となる。
アンロード弁213は,第2圧油供給路205の圧力P2がPlmax2+Pgr+バネ力を超えないように制御するが,前述したように最高負荷圧Plmax2はタンク圧なので,タンク圧=0であると仮定すれば,第2圧油供給路205の圧力P2を目標LS差圧Pgrより少しだけ高い圧力に保つ。
Pls2=P2-Plmax2=P2>Pgr
となる。
第2アクチュエータ219c,219dの操作レバー装置523の操作レバーは中立であるので,前述したように第2メインポンプ200の吐出流量は最小に保たれる。
第1アクチュエータ119a,119bの操作レバー装置522の操作レバーは中立であるので,前述したように第1メインポンプ100の吐出流量は最小に保たれる。
第1アクチュエータ119a,119bの操作レバー装置522の操作レバーと第2アクチュエータ219c,219dの操作レバー装置523の操作レバーが同時に操作され,操作圧a1,b1と操作圧c1,d1が生成されたとき,流量制御弁118a,118bは図1の右側に切り換わり,流量制御弁218c,218dは図1の左側に切り換わる。
(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.7
AT2=
(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.3
第1アクチュエータ119a,119bの推定要求動力の和<第2アクチュエータ219c,219dの推定要求動力の和であった場合,例えば,第1アクチュエータ119a,119bの推定要求動力の和:第2アクチュエータ219c,219dの推定要求動力の和が40:60であった場合,第1推定要求動力比は0.4(40%),第2推定要求動力比は0.6(60%)と計算され,これらの比からコントローラ70は,図7に示す指令値テーブル79eに従って,第1トルク制御弁35aに対する第1指令値として0を算出し,図8に示す指令値テーブル79fに従って,第2トルク制御弁35bに対する第2指令値として第2推定要求動力比の0.6(60%)に対応する値を算出する。
(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.4
AT2=
(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.6
このとき,第1メインポンプ100の消費トルクT1が,設定された第1許容トルクAT1に満たない場合には,第1メインポンプ100はロードセンシング制御によって動作し,消費トルクT1が設定された第1許容トルクAT1を超えようとする場合には,トルク制御ピストン120aによって第1メインポンプ100の吐出流量は強制的に下げられ,第1メインポンプ100は馬力制御によって動作する。
以上のように構成した本実施形態においては,以下の効果が得られる。
~構成~
図14は,本発明の第2の実施形態における建設機械の油圧駆動装置を示す図である。
T1i=(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4)/2
となる大きさにバネ120fによって設定されている。
T2i=(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4)/2
となる大きさにバネ220fによって設定されている。
T1i+T2i=原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4
となる大きさに設定される。
AT1+AT2=T1i+T2i-第3メインポンプ300の推定消費トルクT3
となるように制御される。
AT1+AT2=原動機1の全出力トルクTEng
-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min
-パイロットポンプ400の消費トルクT4
-第3メインポンプ300の推定消費トルクT3
となるように制御される。
(a)全ての操作レバーが中立の場合
操作レバー装置522,523,532,533の全ての操作レバーが中立であるので,全ての流量制御弁118a,118b,218c,218d,218e,318e,318fはそれぞれ両端に設けられたバネによって中立位置に保持される。
Pls3=P3-Plmax3=P3>Pgr
となる。
第3アクチュエータ219c,319fの操作レバー装置523(50c),533の操作レバーは中立であるので,前述したように第3メインポンプ300の吐出流量は最小に保たれる。
第3アクチュエータ219c,319fの操作レバー装置523(50c).533の操作レバーは中立であるので,前述したように第3メインポンプ300の吐出流量は最小に保たれる。
第1アクチュエータ119a,119bの操作レバー及び第2アクチュエータ219d,319eの操作レバーが中立であるので,前述したように,第1及び第2メインポンプ100,200の吐出流量は最小に保たれる。
AT1+AT2=原動機1の全出力トルクTEng
-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min
-パイロットポンプ400の消費トルクT4
となるように,第1許容トルクAT1と第2許容トルクAT2が等しく減じられる。
第3アクチュエータ219c,319fの操作レバー装置523(50c),533の操作レバーは中立であるので,前述したように第3メインポンプ300の吐出流量は最小に保たれる。
(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.7
AT2=
(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.3
第1アクチュエータ119a,119bの推定要求動力の和<第2アクチュエータ219d,319eの推定要求動力の和であった場合,例えば,第1アクチュエータ119a,119bの推定要求動力の和:第2アクチュエータ219d,319eの推定要求動力の和が40:60であった場合,第1推定要求動力比は0.4(40%),第2推定要求動力比は0.6(60%)と計算され,これらの比からコントローラ70Aは,図7に示す指令値テーブル79eに従って,第1トルク制御弁35aに対する第1指令値として0を算出し,図8に示す指令値テーブル79fに従って,第2トルク制御弁35bに対する第2指令値として第2推定要求動力比の0.6(60%)に対応する値を算出する。
(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.4
AT2=
(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.6
このとき,第1メインポンプ100の消費トルクT1が,設定された第1許容トルクAT1に満たない場合には,第1メインポンプ100はロードセンシング制御によって動作し,消費トルクT1が設定された第1許容トルクAT1を超えようとする場合には,トルク制御ピストン120aによって第1メインポンプ100の吐出流量は強制的に下げられ,第1メインポンプ100は馬力制御によって動作する。
第1アクチュエータ119a,119bの操作レバー装置522の操作レバーと,第2アクチュエータ219d,319eの操作レバー装置523(50d),532の操作レバーと,第3アクチュエータ219c,319fの操作レバー装置523(50c),533の操作レバーとが同時に操作され,操作圧a1,b1と操作圧e1,d1が生成され,例えば操作圧c1と操作圧f1が生成されたとき,流量制御弁118a,118bは図14の右側に切り換わり,流量制御弁218d,318eは図14の左側に切り換わり。流量制御弁218c,318fは図14の左側に切り換わる。
AT1+AT2=原動機1の全出力トルクTEng
-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min
-パイロットポンプ400の消費トルクT4
-第3メインポンプ300の推定消費トルクT3
となるように,第1許容トルクAT1と第2許容トルクAT2が等しく減じられる。
(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4-第3メインポンプ300の推定消費トルクT3)×0.7
AT2=
(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4-第3メインポンプ300の推定消費トルクT3)×0.3
第1アクチュエータ119a,119bの推定要求動力の和<第2アクチュエータ219d,319eの推定要求動力の和であった場合,例えば,第1アクチュエータ119a,119bの推定要求動力の和:第2アクチュエータ219d,319eの推定要求動力の和が40:60であった場合,第1推定要求動力比は0.4(40%),第2推定要求動力比は0.6(60%)と計算され,これらの比からコントローラ70Aは,図7に示す指令値テーブル79eに従って,第1トルク制御弁35aに対する第1指令値として0を算出し,図8に示す指令値テーブル79fに従って,第2トルク制御弁35bに対する第2指令値として第2推定要求動力比の0.,6(60%)に対応する値を算出する。
(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4-第3メインポンプ300の推定消費トルクT3)×0.4
AT2=
(原動機1の全出力トルクTEng-第3メインポンプ300の最小消費トルクT3min-パイロットポンプ400の消費トルクT4-第3メインポンプ300の推定消費トルクT3)×0.6
このとき,第1メインポンプ100の消費トルクT1が,設定された第1許容トルクAT1に満たない場合には,第1メインポンプ100はロードセンシング制御によって動作し,消費トルクT1が設定された第1許容トルクAT1を超えようとする場合には,トルク制御ピストン120aによって第1メインポンプ100の吐出流量は強制的に下げられ,第1メインポンプ100は馬力制御によって動作する。
以上のように構成した本実施形態においては,第1及び第2レギュレータ120,220は,トルク推定器330から第3メインポンプ300の消費トルクを油圧的に推定したトルク推定圧を入力し,そのトルク推定圧に基づいて,所定の許容トルクである第1及び第2メインポンプ100,200に配分された所定の許容トルク(T1i+T2i)を第3メインポンプ300の推定消費トルクの分だけ減少させる。これにより第3メインポンプ300の消費トルクが第1及び第2レギュレータ120,220に正確に反映され,第1及び第2メインポンプに所定の許容トルクを精度よく配分することができる。
~構成~
図17は,本発明の第3の実施形態における建設機械の油圧駆動装置を示す図である。
T1i=(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)/2
となる大きさに設定されている。同様に,第2レギュレータ220のバネ220fは,増トルク制御ピストン220cと減トルク制御ピストン220dに導かれる第1及び第2トルク制御弁35a,35bの出力圧が0のときの第2初期許容トルクT2iを設定するものであり,その第2初期許容トルクT2iは,
T2i=(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)/2
となる大きさに設定されている。
(a)全ての操作レバーが中立の場合
操作レバー装置522,523の全ての操作レバーが中立であるので,全ての流量制御弁118Ba,118Bb,218Bc,218Bdはそれぞれ両端に設けられたバネによって中立位置に保持される。
第2アクチュエータ219c,219dの操作レバー装置523の操作レバーは中立であるので,前述したように第2メインポンプ200の吐出流量は最小に保たれる。
第1アクチュエータ119a,119bの操作レバー装置522の操作レバーは中立であるので,前述したように第1メインポンプ100の吐出流量は最小に保たれる。
第1アクチュエータ119a,119bの操作レバー装置522の操作レバーと第2アクチュエータ219c,219dの操作レバー装置523の操作レバーが同時に操作され,操作圧a1,b1と操作圧c1,d1が生成されたとき,流量制御弁118Ba,118Bbは図17の右側に切り換わり,流量制御弁218Bc,218Bdは図17の左側に切り換わる。
(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.7
AT2=
(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.3
第1アクチュエータ119a,119bの推定要求動力の和<第2アクチュエータ219c,219dの推定要求動力の和であった場合,例えば,第1アクチュエータ119a,119bの推定要求動力の和:第2アクチュエータ219c,219dの推定要求動力の和が40:60であった場合,第1推定要求動力比は0.4(40%),第2推定要求動力比は0.6(60%)と計算され,これらの比からコントローラ70Bは,図7に示す指令値テーブル79eに従って,第1トルク制御弁35aに対する第1指令値として0を算出し,図8に示す指令値テーブル79fに従って,第2トルク制御弁35bに対する第2指令値として第2推定要求動力比の0.,6(60%)に対応する値を算出する。
(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.4
AT2=
(原動機1の全出力トルクTEng-パイロットポンプ400の消費トルクT4)×0.6
このとき,第1メインポンプ100の消費トルクT1が,設定された第1許容トルクAT1に満たない場合には,第1メインポンプ100はポジティブコントロールによって動作し,消費トルクT1が設定された第1許容トルクAT1を超えようとする場合には,トルク制御ピストン120aによって第1メインポンプ100の吐出流量は強制的に下げられ,第1メインポンプ100は馬力制御によって動作する。
本実施形態によれば,第1及び第2レギュレータ120,220にポジティブコントロールを採用したものにおいて,第1の実施形態と同様の効果が得られる。
100 第1メインポンプ(第1ポンプ)
200 第2メインポンプ(第2ポンプ)
300 第3メインポンプ(第3ポンプ)
400 パイロットポンプ
120 第1レギュレータ
220 第2レギュレータ
320 第3レギュレータ
120a,220a,320a トルク制御ピストン
120b,220b 減トルク制御ピストン
120c (第1)増トルク制御ピストン
220c (第2)増トルク制御ピストン
120d (第1)減トルク制御ピストン
220d (第2)減トルク制御ピストン
120e,220e 流量制御ピストン
120f,220f,320f バネ
120g,220g,320g LS弁
120h,220h 流量制御弁
330 トルク推定器
110 第1制御弁ブロック
210 第2制御弁ブロック
310 第3制御弁ブロック
118a,118b 第1流量制御弁
218c,218d 第2流量制御弁
318e,218d 第2流量制御弁(第2の実施形態)
218c,318f 第3流量制御弁(第2の実施形態)
119a,119b 第1アクチュエータ
219c,219d 第2アクチュエータ
319e,219d 第2アクチュエータ(第2の実施形態)
219c,319f 第3アクチュエータ(第2の実施形態)
522,523,532,533 操作レバー装置
35a 第1トルク制御弁
35b 第2トルク制御弁
70,70A,70B コントローラ
50a,50b,50c,50d,50e,50f リモコン弁
6a1,6a2,6b1,6b2,6c1,6c2,6d1,6d2,6e1,6e2 圧力センサ(操作量センサ)
61 第1圧力センサ
62 第2圧力センサ
63 第3圧力センサ
Claims (5)
- 原動機によって駆動される第1ポンプ及び第2ポンプと,
前記第1ポンプから吐出される圧油によって駆動される複数の第1アクチュエータと,
前記第2ポンプから吐出される圧油によって駆動される複数の第2アクチュエータと,
前記複数の第1アクチュエータに供給される圧油を制御する複数の第1流量制御弁と,
前記複数の第2アクチュエータに供給される圧油を制御する複数の第2流量制御弁と,
前記複数の第1流量制御弁及び前記複数の第2流量制御弁を操作し,前記複数の第1アクチュエータ及び前記複数の第2アクチュエータを駆動する複数の操作レバー装置と,
前記第1ポンプの吐出流量を調整する第1レギュレータと,
前記第2ポンプの吐出流量を調整する第2レギュレータとを備え,
前記第1レギュレータは,前記第1ポンプの消費トルクが第1許容トルクを超えないように前記第1ポンプの吐出流量を制御すると共に,前記第1ポンプ及び前記第2ポンプの消費トルクの合計が所定の許容トルクを超えないよう前記第1ポンプの吐出流量を制御し,
前記第2レギュレータは,前記第2ポンプの消費トルクが第2許容トルクを超えないように前記第2ポンプの吐出流量を制御すると共に,前記第1ポンプ及び前記第2ポンプの消費トルクの合計が前記所定の許容トルクを超えないよう前記第2ポンプの吐出流量を制御する建設機械の油圧駆動装置において,
前記複数の操作レバー装置の操作量を検出する複数の操作量センサと,
前記第1ポンプの吐出圧力を検出する第1圧力センサと,
前記第2ポンプの吐出圧力を検出する第2圧力センサと,
前記複数の操作量センサの検出値と前記第1圧力センサ及び前記第2圧力センサの検出値に基づいて,前記複数の第1アクチュエータの推定要求動力の和と前記複数の第2アクチュエータの推定要求動力の和の比を算出し,前記比に基づいて前記第1ポンプの前記第1許容トルクと前記第2ポンプの前記第2許容トルクの配分を調整するための第1指令値及び第2指令値を出力するコントローラと,
出力された前記第1指令値及び前記第2指令値に基づいて第1出力圧及び第2出力圧を生成する第1トルク制御弁及び第2トルク制御弁とを更に備え,
前記第1レギュレータ及び前記第2レギュレータは,前記第1出力圧及び前記第2出力圧に基づいて,前記所定の許容トルクを前記比に応じて配分した値となるよう前記第1許容トルク及び前記第2許容トルクを調整することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 - 請求項1記載の建設機械の油圧駆動装置において,
前記原動機によって駆動される第3ポンプと,
前記第3ポンプから吐出される圧油によって駆動される複数の第3アクチュエータと,
前記複数の第3アクチュエータに供給される圧油を制御する複数の第3流量制御弁と,
前記第3ポンプの吐出圧が前記複数の第3アクチュエータの最高負荷圧より高くなるよう前記第3ポンプの吐出流量を調整する第3レギュレータと,
前記第3ポンプの消費トルクを推定して前記第3ポンプの吐出圧を補正したトルク推定圧を生成し,前記第1レギュレータ及び前記第2レギュレータに出力するトルク推定器と,
前記トルク推定器によって生成された前記トルク推定圧を検出する第3圧力センサとを更に備え,
前記第1レギュレータ及び前記第2レギュレータは,前記トルク推定圧に基づいて前記所定の許容トルクを前記第3ポンプの消費トルクの分だけ減少させ,
前記コントローラは,
前記第3圧力センサの検出値に基づいて前記第3ポンプの推定消費トルクを算出し,前記第3ポンプの推定消費トルクが増加するにしたがって前記第1レギュレータ及び前記第2レギュレータに設定される前記第1許容トルク及び前記第2許容トルクが減少するよう前記第1指令値及び前記第2指令値を補正することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 - 請求項1に記載の建設機械の油圧駆動装置において,
前記第1レギュレータは,前記第1ポンプに配分される第1初期許容トルクを前記所定の許容トルクの半分の値となるよう設定し,
前記第2レギュレータは,前記第2ポンプに配分される第2初期許容トルクを前記所定の許容トルクの残りの半分の値となるよう設定し,
前記第1レギュレータは,前記第1トルク制御弁の前記第1出力圧に基づいて,前記第1初期許容トルクを基準にして前記第1許容トルクを増加させ,前記第2トルク制御弁の前記第2出力圧に基づいて,前記第1初期許容トルクを基準にして前記第1許容トルクを減少させ,
前記第2レギュレータは,前記第1トルク制御弁の前記第1出力圧に基づいて,前記第2初期許容トルクを基準にして前記第2許容トルクを減少させ,前記第2トルク制御弁の前記第2出力圧に基づいて,前記第2初期許容トルクを基準にして前記第2許容トルクを増加させることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 - 請求項1に記載の建設機械の油圧駆動装置において,
前記第1レギュレータは,前記第1ポンプに配分される第1初期許容トルクを前記所定の許容トルクの半分の値となるよう設定する第1バネを有し,
前記第2レギュレータは,前記第2ポンプに配分される第2初期許容トルクを前記所定の許容トルクの残りの半分の値となるよう設定する第2バネを有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 - 請求項1又は4に記載の建設機械の油圧駆動装置において,
前記第1レギュレータは,前記第1トルク制御弁の前記第1出力圧に基づいて,前記第1許容トルクを増加させる第1増トルク制御ピストンと,前記第2トルク制御弁の前記第2出力圧に基づいて,前記第1許容トルクを減少させる第1減トルク制御ピストンとを有し,
前記第2レギュレータは,前記第1トルク制御弁の前記第1出力圧に基づいて,前記第2許容トルクを減少させる第2減トルク制御ピストンと,前記第2トルク制御弁の前記第2出力圧に基づいて,前記第2許容トルクを増加させる第2増トルク制御ピストンとを有することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
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