KR102460499B1

KR102460499B1 - 쇼벨

Info

Publication number: KR102460499B1
Application number: KR1020197023088A
Authority: KR
Inventors: 유지 미사키
Original assignee: 스미토모 겐키 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2022-10-27
Also published as: KR20190123725A; EP3594507A1; US20190390434A1; US10895059B2; JPWO2018164263A1; CN110392789A; JP6852145B2; CN110392789B; WO2018164263A1; EP3594507A4

Abstract

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 탑재되는 메인펌프(14)와, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유에 의하여 구동되는 유압액추에이터와, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유 중, 유압액추에이터를 경유하지 않고 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량을 제어하는 블리드밸브(177)와, 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터에 공급되는 작동유의 압력에 있어서의 맥동의 크기에 따라 블리드밸브(177)의 개구면적을 제어하는 컨트롤러(30)를 구비한다.

Description

쇼벨

본 개시는, 유압펌프가 토출하는 작동유로 구동되는 유압액추에이터를 구비한 쇼벨에 관한 것이다.

종래, 메인펌프를 공유하는 복수의 유압액추에이터의 각각에 대응하는 방향전환밸브의 블리드오프를 하나의 컷밸브로 제어할 수 있도록 한 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

이 쇼벨은, 작업어태치먼트의 작업반경의 축소에 따라 블리드오프를 증대시킴으로써, 작업어태치먼트의 작업반경이 작을 때의 상부선회체의 선회가속력을 억제하도록 하고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평10-18359호

그러나, 상술한 쇼벨은, 선회조작성을 안정화시키기 위하여 컷밸브로 블리드오프를 제어할 뿐이며, 유압회로 내에 있어서의 작동유의 압력의 맥동을 억제하기 위하여 컷밸브를 이용하지는 않는다. 그 때문에, 유압회로 내에 있어서의 작동유의 압력의 맥동을 억제할 수 없다.

상술을 감안하여, 유압회로 내에 있어서의 작동유의 압력의 맥동을 억제 가능한 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 탑재되는 유압펌프와, 상기 유압펌프가 토출하는 작동유에 의하여 구동되는 유압액추에이터와, 상기 유압펌프가 토출하는 작동유 중, 상기 유압액추에이터를 경유하지 않고 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량을 제어하는 블리드밸브와, 상기 유압펌프로부터 상기 유압액추에이터에 공급되는 작동유의 압력에 있어서의 맥동의 크기에 따라 상기 블리드밸브의 개구면적을 제어하는 제어장치를 구비한다.

상술한 수단에 의하여, 유압회로 내에 있어서의 작동유의 압력의 맥동을 억제 가능한 쇼벨을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 4는 블리드유량 증감처리의 일례의 플로차트이다.
도 5는 붐상승조작 중에 블리드유량 증감처리를 실행하고 있을 때의 펌프토출압과 비례밸브특성의 시간적 추이를 나타낸다.
도 6은 블리드유량 증감처리의 다른 일례의 플로차트이다.
도 7은 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(굴삭기)의 측면도이다. 쇼벨의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 선회 가능하게 탑재되어 있다. 상부선회체(3)에는 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착되어 있다.

붐(4), 암(5), 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례로서의 굴삭어태치먼트를 구성하고, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 붐(4)에는 붐각도센서(S1)가 장착되고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되며, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)가 장착되어 있다.

붐각도센서(S1)는 붐(4)의 회동(回動)각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 붐각도센서(S1)는 가속도센서이며, 상부선회체(3)에 대한 붐(4)의 회동각도(이하, "붐각도 α"라고 함)를 검출할 수 있다. 붐각도 α는, 예를 들면 붐(4)을 가장 하강시켰을 때에 0도가 되고, 붐(4)을 상승시킴에 따라 커진다.

암각도센서(S2)는 암(5)의 회동각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 암각도센서(S2)는 가속도센서이며, 붐(4)에 대한 암(5)의 회동각도(이하, "암각도 β"라고 함)를 검출할 수 있다. 암각도 β는, 예를 들면 암(5)을 가장 폐쇄했을 때에 0도가 되고, 암(5)을 개방함에 따라 커진다.

버킷각도센서(S3)는 버킷(6)의 회동각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 버킷각도센서(S3)는 가속도센서이며, 암(5)에 대한 버킷(6)의 회동각도(이하, "버킷각도 γ"라고 함)를 검출할 수 있다. 버킷각도 γ는, 예를 들면 버킷(6)을 가장 폐쇄했을 때에 0도가 되고, 버킷(6)을 개방함에 따라 커진다.

붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)는 각각, 가변저항기를 이용한 퍼텐쇼미터, 대응하는 유압실린더의 스트로크양을 검출하는 스트로크센서, 연결핀 둘레의 회동각도를 검출하는 로터리인코더, 자이로센서, 가속도센서와 자이로센서의 조합 등이어도 된다.

붐실린더(7)에는 붐로드압센서(S7R) 및 붐보텀압센서(S7B)가 장착되어 있다. 암실린더(8)에는 암로드압센서(S8R) 및 암보텀압센서(S8B)가 장착되어 있다. 버킷실린더(9)에는 버킷로드압센서(S9R) 및 버킷보텀압센서(S9B)가 장착되어 있다.

붐로드압센서(S7R)는 붐실린더(7)의 로드측 오일챔버의 압력(이하, "붐로드압"이라고 함)을 검출하고, 붐보텀압센서(S7B)는 붐실린더(7)의 보텀측 오일챔버의 압력(이하, "붐보텀압"이라고 함)을 검출한다. 암로드압센서(S8R)는 암실린더(8)의 로드측 오일챔버의 압력(이하, "암로드압"이라고 함)을 검출하고, 암보텀압센서(S8B)는 암실린더(8)의 보텀측 오일챔버의 압력(이하, "암보텀압"이라고 함)을 검출한다. 버킷로드압센서(S9R)는 버킷실린더(9)의 로드측 오일챔버의 압력(이하, "버킷로드압"이라고 함)을 검출하고, 버킷보텀압센서(S9B)는 버킷실린더(9)의 보텀측 오일챔버의 압력(이하, "버킷보텀압"이라고 함)을 검출한다.

상부선회체(3)에는 운전실인 캐빈(10)이 마련되고 또한 엔진(11) 등의 동력원이 탑재되어 있다. 또, 상부선회체(3)에는 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 및 카메라(S6)가 장착되어 있다.

기체경사센서(S4)는 수평면에 대한 상부선회체(3)의 경사를 검출한다. 본 실시형태에서는, 기체경사센서(S4)는 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축 둘레의 경사각을 검출하는 가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면 서로 직교하여 쇼벨의 선회축 상의 일점인 쇼벨중심점을 통과한다.

선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 자이로센서이다. 리졸버, 로터리인코더 등이어도 된다.

카메라(S6)는 쇼벨의 주변의 화상을 취득한다. 본 실시형태에서는, 카메라(S6)는 상부선회체(3)에 장착되는 전방카메라를 포함한다. 전방카메라는, 쇼벨의 전방을 촬상하는 스테레오카메라이며, 캐빈(10)의 지붕, 즉 캐빈(10)의 외부에 장착되어 있다. 캐빈(10)의 천장, 즉 캐빈(10)의 내부에 장착되어 있어도 된다. 전방카메라는, 굴삭어태치먼트를 촬상 가능하다. 전방카메라는, 단안카메라여도 된다.

캐빈(10) 내에는 컨트롤러(30)가 설치되어 있다. 컨트롤러(30)는, 쇼벨의 구동제어를 행하는 메인제어부로서 기능한다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, CPU, RAM, ROM 등을 포함하는 컴퓨터로 구성되어 있다. 컨트롤러(30)의 각종 기능은, 예를 들면 ROM에 저장된 프로그램을 CPU가 실행함으로써 실현된다.

도 2는, 도 1의 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이며, 기계적 동력전달라인, 작동유라인, 파일럿라인, 및 전기제어라인을 각각 이중선, 굵은 실선, 파선, 및 점선으로 나타내고 있다.

쇼벨의 구동계는, 주로 엔진(11), 레귤레이터(13), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브(17), 조작장치(26), 토출압센서(28), 조작압센서(29), 컨트롤러(30), 비례밸브(31) 등을 포함한다.

엔진(11)은, 쇼벨의 구동원이다. 본 실시형태에서는, 엔진(11)은, 예를 들면 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 또, 엔진(11)의 출력축은, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 입력축에 연결되어 있다.

메인펌프(14)는, 작동유라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브(17)에 공급한다. 본 실시형태에서는, 메인펌프(14)는, 사판식(斜板式) 가변용량형 유압펌프이다.

레귤레이터(13)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다. 본 실시형태에서는, 레귤레이터(13)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라 메인펌프(14)의 사판경전각(斜板傾轉角)을 조절함으로써 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다.

파일럿펌프(15)는, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26) 및 비례밸브(31)를 포함하는 각종 유압제어기기에 작동유를 공급한다. 본 실시형태에서는, 파일럿펌프(15)는, 고정용량형 유압펌프이다.

컨트롤밸브(17)는, 쇼벨에 있어서의 유압시스템을 제어하는 유압제어장치이다. 컨트롤밸브(17)는, 제어밸브(171~176), 및 블리드밸브(177)를 포함한다. 컨트롤밸브(17)는, 제어밸브(171~176)를 통하여, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 하나 또는 복수의 유압액추에이터에 선택적으로 공급할 수 있다. 제어밸브(171~176)는, 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터에 흐르는 작동유의 유량, 및 유압액추에이터로부터 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량을 제어한다. 유압액추에이터는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 좌측 주행용 유압모터(1A), 우측 주행용 유압모터(1B), 및 선회용 유압모터(2A)를 포함한다. 블리드밸브(177)는, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유 중, 유압액추에이터를 경유하지 않고 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량(이하, "블리드유량"이라고 함)을 제어한다. 블리드밸브(177)는, 컨트롤밸브(17)의 외부에 설치되어 있어도 된다.

조작장치(26)는, 조작자가 유압액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 본 실시형태에서는, 조작장치(26)는, 파일럿라인을 통하여, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 유압액추에이터의 각각에 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급한다. 파일럿포트의 각각에 공급되는 작동유의 압력(파일럿압)은, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 레버 또는 페달(도시하지 않음)의 조작방향 및 조작량에 따른 압력이다.

토출압센서(28)는, 메인펌프(14)의 토출압을 검출한다. 본 실시형태에서는, 토출압센서(28)는, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

조작압센서(29)는, 조작장치(26)를 이용한 조작자의 조작내용을 검출한다. 본 실시형태에서는, 조작압센서(29)는, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 레버 또는 페달의 조작방향 및 조작량을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작장치(26)의 조작내용은, 조작압센서 이외의 다른 센서를 이용하여 검출되어도 된다.

비례밸브(31)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령에 따라 동작한다. 본 실시형태에서는, 비례밸브(31)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 파일럿펌프(15)로부터 컨트롤밸브(17) 내의 블리드밸브(177)의 파일럿포트에 도입되는 2차압을 조정하는 전자(電磁)밸브이다. 비례밸브(31)는, 예를 들면 전류지령이 클수록, 블리드밸브(177)의 파일럿포트에 도입되는 2차압이 커지도록 동작한다.

다음으로 도 3을 참조하여, 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 구성예에 대하여 설명한다. 도 3은, 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 구성예를 나타내는 개략도이다. 도 3은, 도 2와 동일하게, 기계적 동력전달라인, 작동유라인, 파일럿라인, 및 전기제어라인을, 각각 이중선, 굵은 실선, 파선, 및 점선으로 나타내고 있다.

도 3의 유압회로는, 엔진(11)에 의하여 구동되는 메인펌프(14L, 14R)로부터, 관로(42L, 42R)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시키고 있다. 메인펌프(14L, 14R)는, 도 2의 메인펌프(14)에 대응한다.

관로(42L)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)의 각각을 메인펌프(14L)와 작동유탱크의 사이에서 병렬로 접속하는 작동유라인이다. 관로(42R)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)의 각각을 메인펌프(14R)와 작동유탱크의 사이에서 병렬로 접속하는 작동유라인이다.

제어밸브(171)는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 좌측 주행용 유압모터(1A)에 공급하고, 또한 좌측 주행용 유압모터(1A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환시키는 스풀밸브이다.

제어밸브(172)는, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 우측 주행용 유압모터(1B)에 공급하고, 또한 우측 주행용 유압모터(1B)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환시키는 스풀밸브이다.

제어밸브(173)는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 선회용 유압모터(2A)에 공급하고, 또한 선회용 유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환시키는 스풀밸브이다.

제어밸브(174)는, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)에 공급하고, 또한 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위한 스풀밸브이다.

제어밸브(175L, 175R)는, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)에 공급하고, 또한 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환시키는 스풀밸브이다.

제어밸브(176L, 176R)는, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)에 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환시키는 스풀밸브이다.

블리드밸브(177L)는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유에 관한 블리드유량을 제어하는 스풀밸브이다. 블리드밸브(177R)는, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유에 관한 블리드유량을 제어하는 스풀밸브이다. 블리드밸브(177L, 177R)는 도 2의 블리드밸브(177)에 대응한다.

블리드밸브(177L, 177R)는, 예를 들면 최소개구면적(개방도 0%)의 제1 밸브위치와 최대개구면적(개방도 100%)의 제2 밸브위치를 갖는다. 블리드밸브(177L, 177R)는, 제1 밸브위치와 제2 밸브위치의 사이에서 무단계로 이동 가능하다.

레귤레이터(13L, 13R)는, 메인펌프(14L, 14R)의 사판경전각을 조절함으로써, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 제어한다. 레귤레이터(13L, 13R)는, 도 2의 레귤레이터(13)에 대응한다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 메인펌프(14L, 14R)의 토출압의 증대에 따라 메인펌프(14L, 14R)의 사판경전각을 레귤레이터(13L, 13R)로 조절하여 토출량을 감소시킨다. 토출압과 토출량과의 곱으로 나타나는 메인펌프(14)의 흡수마력이 엔진(11)의 출력마력을 초과하지 않도록 하기 위함이다.

암조작레버(26A)는, 조작장치(26)의 일례이며, 암(5)을 조작하기 위하여 이용된다. 암조작레버(26A)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트에 도입시킨다. 구체적으로는, 암조작레버(26A)는, 암폐쇄방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 암조작레버(26A)는, 암개방방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.

붐조작레버(26B)는, 조작장치(26)의 일례이며, 붐(4)을 조작하기 위하여 이용된다. 붐조작레버(26B)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(175L, 175R)의 파일럿포트에 도입시킨다. 구체적으로는, 붐조작레버(26B)는, 붐상승방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 붐조작레버(26B)는, 붐하강방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(175L)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.

토출압센서(28L, 28R)는, 토출압센서(28)의 일례이며, 메인펌프(14L, 14R)의 토출압을 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

조작압센서(29A, 29B)는, 조작압센서(29)의 일례이며, 암조작레버(26A), 붐조작레버(26B)에 대한 조작자의 조작내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작내용은, 예를 들면 레버조작방향, 레버조작량(레버조작각도) 등이다.

좌우주행레버(또는 페달), 버킷조작레버, 및 선회조작레버(모두 도시하지 않음)는 각각, 하부주행체(1)의 주행, 버킷(6)의 개폐, 및 상부선회체(3)의 선회를 조작하기 위한 조작장치이다. 이들 조작장치는, 암조작레버(26A), 붐조작레버(26B)와 동일하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량(또는 페달조작량)에 따른 제어압을 유압액추에이터의 각각에 대응하는 제어밸브의 좌우 중 어느 하나의 파일럿포트에 도입시킨다. 이들 조작장치의 각각에 대한 조작자의 조작내용은, 조작압센서(29A, 29B)와 동일하게, 대응하는 조작압센서에 의하여 압력의 형태로 검출되고, 검출값이 컨트롤러(30)에 대하여 출력된다.

컨트롤러(30)는, 조작압센서(29A, 29B) 등의 출력을 수신하고, 필요에 따라 레귤레이터(13L, 13R)에 대하여 제어지령을 출력하여, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 변화시킨다. 또, 필요에 따라 비례밸브(31L1, 31L2, 31R1, 31R2)에 대하여 전류지령을 출력하고, 블리드밸브(177L, 177R), 및 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)의 개구면적을 변화시킨다.

비례밸브(31L1, 31R1)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 파일럿펌프(15)로부터 블리드밸브(177L, 177R)의 파일럿포트에 도입되는 2차압을 조정한다. 비례밸브(31L2, 31R2)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 파일럿펌프(15)로부터 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)에 도입되는 2차압을 조정한다. 비례밸브(31L1, 31L2, 31R1, 31R2)는, 도 2의 비례밸브(31)에 대응한다.

비례밸브(31L1)는, 블리드밸브(177L)를 제1 밸브위치와 제2 밸브위치의 사이의 임의의 위치에서 정지할 수 있도록 2차압을 조정 가능하다. 비례밸브(31R1)는, 블리드밸브(177R)를 제1 밸브위치와 제2 밸브위치의 사이의 임의의 위치에서 정지할 수 있도록 2차압을 조정 가능하다.

비례밸브(31L2)는, 네거티브컨트롤스로틀(18L)의 개구면적을 조정할 수 있도록 2차압을 조정 가능하다. 비례밸브(31R2)는, 네거티브컨트롤스로틀(18R)의 개구면적을 조정할 수 있도록 2차압을 조정 가능하다.

다음으로, 도 3의 유압회로에서 채용되는 네거티브컨트롤제어에 대하여 설명한다.

관로(42L, 42R)에는, 가장 하류에 있는 블리드밸브(177L, 177R)의 각각과 작동유탱크의 사이에 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)이 배치되어 있다. 블리드밸브(177L, 177R)를 통과하여 작동유탱크에 도달하는 작동유의 흐름은, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)로 제한된다. 그리고, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)은, 레귤레이터(13L, 13R)를 제어하기 위한 제어압(이하, "네거티브컨트롤압"이라고 함)을 발생시킨다. 네거티브컨트롤압센서(19L, 19R)는, 네거티브컨트롤압을 검출하기 위한 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

본 실시형태에서는, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)은, 비례밸브(31L2, 31R2)의 2차압에 따라 개구면적이 변화하는 가변스로틀이다. 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)은, 예를 들면 비례밸브(31L2, 31R2)의 2차압이 증대함에 따라 개구면적이 작아진다. 단, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)은, 고정스로틀이어도 된다.

컨트롤러(30)는, 네거티브컨트롤압에 따라 메인펌프(14L, 14R)의 사판경전각을 조절함으로써, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 제어한다. 이하에서는, 네거티브컨트롤압과 메인펌프(14L, 14R)의 토출량과의 관계를 "네거티브컨트롤특성"이라고 칭한다. 네거티브컨트롤특성은, 예를 들면 참조테이블로서 ROM 등에 기억되어 있어도 되고, 소정의 계산식으로 표현되어 있어도 된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 소정의 네거티브컨트롤특성을 나타내는 테이블을 참조하여, 네거티브컨트롤압이 클수록 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 감소시키고, 네거티브컨트롤압이 작을수록 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 증대시킨다.

구체적으로는, 도 3에서 나타나는 바와 같이 유압액추에이터가 모두 조작되고 있지 않은 대기상태인 경우, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유는, 블리드밸브(177L, 177R)를 통과하여 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)에 도달한다. 그리고, 블리드밸브(177L, 177R)를 통과하는 작동유의 흐름은, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)의 상류에서 발생하는 네거티브컨트롤압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 소정의 허용최소토출량까지 감소시키고, 토출된 작동유가 관로(42L, 42R)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다. 대기상태에 있어서의 이 소정의 허용최소토출량은, 블리드유량의 일례이며, 이하에서는, "스탠바이유량"이라고 칭한다.

한편, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작된 경우, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 통과하여 조작대상의 유압액추에이터에 흘러 들어간다. 그 때문에, 블리드밸브(177L, 177R)를 통과하여 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)에 도달하는 블리드유량은 감소하고, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)의 상류에서 발생하는 네거티브컨트롤압은 저하된다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 증대시키고, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 공급하여, 조작대상의 유압액추에이터의 구동을 확실한 것으로 한다. 다만, 이하에서는, 유압액추에이터에 흘러 들어가는 작동유의 유량을 "액추에이터유량"이라고 칭한다. 이 경우, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유의 유량은, 액추에이터유량과 블리드유량의 합계에 상당한다.

상술과 같은 구성에 의하여, 도 3의 유압회로는, 유압액추에이터를 작동시키는 경우에는, 메인펌프(14L, 14R)로부터 필요 충분한 작동유를 작동대상의 유압액추에이터에 확실히 공급할 수 있다. 또, 대기상태에 있어서는, 유압에너지의 불필요한 소비를 억제할 수 있다. 블리드유량을 스탠바이유량까지 저감시킬 수 있기 때문이다.

그러나, 도 3의 유압회로는, 대기상태에 있어서도 또한, 스탠바이유량만큼의 작동유를 항상 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)에 공급한다. 또, 유압액추에이터를 작동시키고 있는 경우에 있어서는, 항상 어느 정도의 양의 작동유를 블리드유량으로서 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)에 공급하고 있다. 네거티브컨트롤압을 생성하기 위함이다. 또, 유압액추에이터의 움직임에 따라 토출량을 신속히 변화시킬 수 있도록 하기 위함이다.

블리드유량이 작을수록, 유압에너지의 불필요한 소비의 억제에 의한 효과는 커지지만, 유압액추에이터에 흐르는 작동유의 유량이 변동되기 쉬워진다. 이 경우, 유압계의 진동계에 있어서 압력변동이 발생했을 때에, 압력변동에 대하여 유량변동이 크면, 진동이 커져버린다. 이것은, 2차 진동계의 감쇠항이 -∂Q/∂P로 나타나는 것에 의한다. 다만, P는 메인펌프(14)의 토출압(유압액추에이터의 부하압)을 나타내고, Q는 유압액추에이터에 유입되는 작동유의 유량을 나타낸다. 그 때문에, 부하의 증대에 따라 압력변동이 커진 경우에는, 유압액추에이터에 유입되는 작동유의 유량변동을 작게 하기 위하여, 블리드유량을 많게 하는 쪽이 바람직하다. 따라서, 일률적으로 블리드유량을 작게 하는 것은 적절하지 않다.

따라서, 컨트롤러(30)의 블리드밸브제어부(300)는, 압력맥동의 크기에 따라 블리드유량을 변화시킴으로써, 유압에너지의 불필요한 소비의 억제와 압력맥동의 억제의 양립을 도모하고 있다.

블리드밸브제어부(300)는, 예를 들면 메인펌프(14)가 토출하는 작동유의 압력에 있어서의 맥동의 크기에 따라 블리드밸브(177)의 개구면적을 제어한다. 붐로드압, 붐보텀압, 암로드압, 암보텀압 등, 동작 중의 유압액추에이터에 있어서의 작동유의 압력맥동의 크기에 따라 블리드밸브(177)의 개구면적을 제어해도 된다. 블리드밸브제어부(300)는, 예를 들면 맥동이 클수록, 블리드밸브(177)의 개구면적을 크게 한다. 블리드유량(대기상태에서의 스탠바이유량을 포함함)을 증대시키고 맥동의 감쇠성을 높임으로써 맥동을 억제하기 위함이다. 한편, 블리드밸브제어부(300)는, 맥동이 작을수록, 블리드밸브(177)의 개구면적을 작게 한다. 블리드유량(대기상태에서의 스탠바이유량을 포함함)을 감소시켜 불필요하게 버려지는 작동유의 양을 억제하기 위함이다.

블리드밸브제어부(300)는, 정보취득장치가 취득하는 맥동에 관한 정보에 근거하여 맥동의 크기를 산출해도 된다. 맥동에 관한 정보는, 붐각도 α, 암각도 β, 버킷각도 γ, 붐로드압, 붐보텀압, 암로드압, 암보텀압, 버킷로드압, 버킷보텀압, 카메라(S6)의 촬상화상, 메인펌프(14)의 토출압, 조작장치(26)의 조작압 등 중 적어도 하나를 포함한다. 정보취득장치는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 카메라(S6), 붐로드압센서(S7R), 붐보텀압센서(S7B), 암로드압센서(S8R), 암보텀압센서(S8B), 버킷로드압센서(S9R), 버킷보텀압센서(S9B), 토출압센서(28), 조작압센서(29) 등 중 적어도 하나를 포함한다. 블리드밸브제어부(300)는, 맥동의 크기를 복수 단계로 판정해도 된다. 이 경우, 블리드밸브제어부(300)는, 예를 들면 토출압센서(28)의 출력에 근거하여 맥동의 크기를 "대", "중", "소"의 3단계로 판정한다. 구체적으로는, 소정 시간에 있어서의 펌프토출압의 변동폭이 제1 임곗값 이상인 경우에 "대"로 판정하고, 그 변동폭이 제1 임곗값 미만이며 또한 제2 임곗값 이상인 경우에 "중"으로 판정하고, 그 변동폭이 제2 임곗값 미만인 경우에 "소"로 판정한다.

그리고, 블리드밸브제어부(300)는, 예를 들면 맥동의 크기에 대응하는 제어지령을 비례밸브(31)에 대하여 출력함으로써, 블리드밸브(177)의 개구면적을 증감시킨다. 블리드밸브제어부(300)는, 예를 들면 맥동이 클수록, 비례밸브(31)에 대한 전류지령을 저감시키고 비례밸브(31)의 2차압을 저감시킴으로써, 블리드밸브(177)의 개구면적을 증대시킨다. 맥동을 억제하기 위함이다. 반대로, 맥동이 작을수록, 비례밸브(31)에 대한 전류지령을 증대시키고 비례밸브(31)의 2차압을 증대시킴으로써, 블리드밸브(177)의 개구면적을 저감시킨다. 불필요하게 버려지는 작동유의 양을 억제하기 위함이다.

또, 블리드밸브제어부(300)는, 블리드밸브(177)의 개구면적의 증감에 맞추어 네거티브컨트롤특성을 변화시킨다. 본 실시형태에서는, 블리드밸브제어부(300)는, 블리드밸브(177)의 개구면적의 증감에 맞추어 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)의 개구면적을 증감시킴으로써 네거티브컨트롤특성을 변화시킨다. 블리드유량을 증감시킨 경우이더라도, 레버조작량과 액추에이터유량과의 관계가 변화하지 않도록 하기 위함이다.

블리드밸브제어부(300)는, 예를 들면 맥동이 클수록, 네거티브컨트롤특성을 고맥동 시 네거티브컨트롤설정측으로 시프트시키고, 맥동이 작을수록, 네거티브컨트롤특성을 저맥동 시 네거티브컨트롤설정측으로 시프트시킨다.

고맥동 시 네거티브컨트롤설정은, 저맥동 시 네거티브컨트롤설정에 비하여, 스탠바이유량이 많고, 또한 네거티브컨트롤압의 상승에 대한 토출량의 감소율이 완만하다. 즉, 네거티브컨트롤압이 동일하면, 고맥동 시 네거티브컨트롤설정에 있어서의 메인펌프(14)의 토출량은, 저맥동 시 네거티브컨트롤설정에 있어서의 토출량보다 많다. 또, 동일한 토출량을 실현하는 경우, 고맥동 시 네거티브컨트롤설정에 있어서의 네거티브컨트롤압은, 저맥동 시 네거티브컨트롤설정에 있어서의 네거티브컨트롤압보다 높다. 단, 액추에이터유량은, 레버조작량을 포함하는 다른 조건이 동일하면, 네거티브컨트롤특성의 차이에 관계없이 동일하다. 예를 들면, 붐상승조작량을 포함하는 다른 조건이 동일하면, 블리드유량의 차이, 및 네거티브컨트롤특성의 차이에 관계없이, 붐실린더(7)의 보텀측 오일챔버에 유입되는 작동유의 유량은 동일하다.

이와 같이, 블리드밸브제어부(300)는, 맥동의 크기를 산출하고, 맥동의 크기에 대응하는 제어지령을 비례밸브(31)에 대하여 출력한다. 비례밸브(31)는, 블리드밸브(177)를 작동시켜 블리드유량을 증감시킨다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 맥동이 큰 경우에는 블리드유량을 증대시킴으로써 맥동을 억제할 수 있다. 또, 맥동이 작은 경우에는 블리드유량을 감소시킴으로써 불필요하게 버려지는 작동유의 양을 억제할 수 있다.

또, 도 3에서는, 메인펌프(14L)로부터 유압액추에이터로 향하는 작동유의 흐름을 제어하는 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)의 각각은, 메인펌프(14L)와 작동유탱크의 사이에서 서로 병렬로 접속되어 있다. 그러나, 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)의 각각은, 메인펌프(14L)와 작동유탱크의 사이에서 직렬로 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 각 제어밸브를 구성하는 스풀이 어느 밸브위치로 전환되어 있었다고 해도, 관로(42L)는 스풀로 차단되지 않고, 하류측에 배치된 인접하는 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.

마찬가지로, 메인펌프(14R)로부터 유압액추에이터로 향하는 작동유의 흐름을 제어하는 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)의 각각은, 메인펌프(14R)와 작동유탱크의 사이에서 서로 병렬로 접속되어 있다. 그러나, 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)의 각각은, 메인펌프(14R)와 작동유탱크의 사이에서 직렬로 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 각 제어밸브를 구성하는 스풀이 어느 밸브위치로 전환되어 있었다고 해도, 관로(42R)는 스풀로 차단되지 않고, 하류측에 배치된 인접하는 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여, 블리드밸브제어부(300)가 블리드유량을 증감시키는 처리(이하, "블리드유량 증감처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 도 4는, 블리드유량 증감처리의 일례의 플로차트를 나타낸다. 블리드밸브제어부(300)는, 쇼벨의 가동 중에 소정의 제어주기로 반복하여 이 처리를 실행한다. 도 5는, 붐상승조작 중에 블리드유량 증감처리를 실행하고 있을 때의 펌프토출압과 비례밸브특성의 시간적 추이를 나타낸다. 비례밸브특성은, 붐조작레버(26B)의 조작압과 비례밸브(31)의 목표 2차압과의 관계를 의미한다. 비례밸브특성은, 예를 들면 네거티브컨트롤특성과 동일하게, 참조테이블로서 ROM 등에 기억되어 있어도 되고, 소정의 계산식으로 표현되어 있어도 된다. 도 4 및 도 5의 예에서는, 비례밸브특성은, 고맥동 시 비례밸브설정 및 저맥동 시 비례밸브설정의 2개로부터 선택된다. 고맥동 시 비례밸브설정에서의 비례밸브(31)의 목표 2차압은, 붐조작레버(26B)의 조작압이 동일한 경우, 저맥동 시 비례밸브설정에서의 비례밸브(31)의 목표 2차압보다 낮다. 즉, 고맥동 시 비례밸브설정에서의 블리드밸브(177)의 개구면적은, 붐조작레버(26B)의 조작압이 동일한 경우, 저맥동 시 비례밸브설정에서의 블리드밸브(177)의 개구면적보다 크다. 또, 고맥동 시 비례밸브설정에서의 네거티브컨트롤스로틀의 개구면적은, 붐조작레버(26B)의 조작압이 동일한 경우, 저맥동 시 비례밸브설정에서의 네거티브컨트롤스로틀의 개구면적보다 크다.

먼저, 블리드밸브제어부(300)는, 유압회로를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동이 큰지 여부를 판정한다(스텝 ST1). 도 4의 예에서는, 블리드밸브제어부(300)는, 토출압센서(28L)의 출력에 근거하여, 소정 시간에 있어서의 메인펌프(14L)의 토출압의 변동폭이 소정의 임곗값보다 큰지 여부를 판정한다. 그리고, 그 변동폭이 소정의 임곗값보다 크다고 판정한 경우에, 관로(42L)를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동이 크다고 판정한다. 관로(42R)를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동에 대해서도 동일하다. 이하의 설명은, 관로(42L)를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동에 관한 것이지만, 관로(42R)를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동에도 동일하게 적용된다.

압력맥동이 크다고 판정한 경우(스텝 ST1의 YES), 블리드밸브제어부(300)는, 비례밸브(31L1, 31L2)의 비례밸브특성으로서 고맥동 시 비례밸브설정을 선택하고, 또한 네거티브컨트롤특성으로서 고맥동 시 네거티브컨트롤설정을 선택한다(스텝 ST2). 도 5의 예에서는, 블리드밸브제어부(300)는, 시각 t1 및 시각 t3의 각각에 있어서 압력맥동이 크다고 판정하고, 비례밸브(31L1, 31L2)의 비례밸브특성으로서 고맥동 시 비례밸브설정을 선택하며, 또한 네거티브컨트롤특성으로서 고맥동 시 네거티브컨트롤설정을 선택한다.

한편, 압력맥동이 크지 않다고 판정한 경우(스텝 ST1의 NO), 블리드밸브제어부(300)는, 비례밸브(31L1, 31L2)의 비례밸브특성으로서 저맥동 시 비례밸브설정을 선택하고, 또한 네거티브컨트롤특성으로서 저맥동 시 네거티브컨트롤설정을 선택한다(스텝 ST3). 도 5의 예에서는, 블리드밸브제어부(300)는, 시각 t2에 있어서 압력맥동이 크지 않다고 판정하고, 비례밸브(31L1, 31L2)의 비례밸브특성으로서 저맥동 시 비례밸브설정을 선택하며, 또한 네거티브컨트롤특성으로서 저맥동 시 네거티브컨트롤설정을 선택한다.

그 후, 블리드밸브제어부(300)는, 선택한 비례밸브설정에 근거하여 비례밸브(31L1, 31L2)의 목표 2차압을 결정한다(스텝 ST4). 도 4의 예에서는, 블리드밸브제어부(300)는, 비례밸브설정에 관한 테이블을 참조하여, 조작압센서(29B)가 출력하는 조작압에 따른 목표 2차압을 결정한다. 즉, 목표 2차압은, 그때의 맥동의 크기, 조작내용 등과 같은 쇼벨상태에 따라 다르다. 또, 블리드밸브(177L) 및 네거티브컨트롤스로틀(18L)의 각각의 개구면적은, 그 2차압에 따라 일률적으로 정해진다.

그 후, 블리드밸브제어부(300)는, 목표 2차압에 대응하는 전류지령을 비례밸브(31L1, 31L2)에 대하여 출력한다(스텝 ST5). 비례밸브(31L1, 31L2)는, 예를 들면 고맥동 시 비례밸브설정에 관한 테이블을 참조하여 결정된 목표 2차압에 대응하는 전류지령을 받은 경우에는, 블리드밸브(177L) 및 네거티브컨트롤스로틀(18L)의 각각의 파일럿포트에 작용하는 2차압을 그 목표 2차압까지 저감시킨다. 그 때문에, 블리드밸브(177L) 및 네거티브컨트롤스로틀(18L)의 각각의 개구면적이 증대하고, 블리드유량이 증대하며, 네거티브컨트롤압의 응답성이 높아지고, 압력맥동의 감쇠성이 높아진다. 그 결과, 붐상승조작 시에 있어서의 붐보텀압의 맥동을 감쇠시킬 수 있다. 도 5의 예는, 시각 t1로부터 시각 t2의 기간, 및 시각 t3 이후의 기간에서 고맥동 시 비례밸브설정이 선택되어, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유, 즉 붐실린더(7)의 보텀측 오일챔버에 유입되는 작동유의 압력맥동이 감쇠하고 있는 모습을 나타내고 있다. 이때, 블리드밸브제어부(300)는, 고맥동 시 네거티브컨트롤설정의 테이블을 참조하여, 현재의 네거티브컨트롤압에 대응하는 메인펌프(14L)의 목표 토출량을 결정하고, 그 목표 토출량에 대응하는 제어지령을 레귤레이터(13L)에 대하여 출력한다. 메인펌프(14L)는, 그 목표 토출량을 실현하도록 레귤레이터(13L)에 의하여 제어된다.

혹은, 비례밸브(31L1, 31L2)는, 예를 들면 저맥동 시 비례밸브설정에 관한 테이블을 참조하여 결정된 목표 2차압에 대응하는 전류지령을 받은 경우에는, 블리드밸브(177L) 및 네거티브컨트롤스로틀(18L)의 각각의 파일럿포트에 작용하는 2차압을 그 목표 2차압까지 증대시킨다. 그 때문에, 블리드밸브(177L) 및 네거티브컨트롤스로틀(18L)의 각각의 개구면적이 감소하고, 블리드유량이 감소한다. 그 결과, 붐상승조작 시에 있어서의 유압에너지의 불필요한 소비를 억제할 수 있다. 도 5의 예는, 시각 t1 이전의 기간, 및 시각 t2로부터 시각 t3의 기간에서 저맥동 시 비례밸브설정이 선택되어 있는 모습을 나타내고 있다. 이때, 블리드밸브제어부(300)는, 저맥동 시 네거티브컨트롤설정의 테이블을 참조하여, 현재의 네거티브컨트롤압에 대응하는 메인펌프(14L)의 목표 토출량을 결정하고, 그 목표 토출량에 대응하는 제어지령을 레귤레이터(13L)에 대하여 출력한다. 메인펌프(14L)는, 그 목표 토출량을 실현하도록 레귤레이터(13L)에 의하여 제어된다.

이 구성에 의하여, 블리드밸브제어부(300)는, 조작압이 동일하더라도, 압력맥동이 클 때의 비례밸브(31)의 목표 2차압과, 압력맥동이 작을 때의 비례밸브(31)의 목표 2차압을 다르게 할 수 있다. 즉, 압력맥동이 클 때의 블리드유량과, 압력맥동이 작을 때의 블리드유량을 다르게 할 수 있다. 그 때문에, 압력맥동이 클 때에는 블리드유량을 증대시켜 압력맥동을 감쇠시킬 수 있고, 압력맥동이 작을 때에는 블리드유량을 저감시켜 유압에너지의 불필요한 소비를 억제할 수 있다.

도 4 및 도 5에 나타내는 예에서는, 블리드밸브제어부(300)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출압을 검출하는 토출압센서(28L, 28R)의 검출값에 근거하여 압력맥동이 큰지 여부를 판정한다. 그러나, 블리드밸브제어부(300)는, 붐로드압센서(S7R), 붐보텀압센서(S7B), 암로드압센서(S8R), 암보텀압센서(S8B), 버킷로드압센서(S9R), 버킷보텀압센서(S9B) 등의, 유압회로 내의 작동유의 압력을 검출하는 압력센서의 검출값에 근거하여 압력맥동이 큰지 여부를 판정해도 된다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 블리드유량 증감처리의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 6은, 블리드유량 증감처리의 다른 일례의 플로차트를 나타낸다. 블리드밸브제어부(300)는, 쇼벨의 가동 중에 소정의 제어주기로 반복하여 이 처리를 실행한다.

먼저, 블리드밸브제어부(300)는, 유압회로를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동의 크기를 맥동정도로서 산출한다(스텝 ST11). 도 6의 예에서는, 블리드밸브제어부(300)는, 토출압센서(28L)의 출력에 근거하여, 소정 시간에 있어서의 메인펌프(14L)의 토출압의 변동폭을, 관로(42L)를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동의 크기를 나타내는 맥동정도로서 산출한다. 관로(42R)를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동에 대해서도 동일하다. 이하의 설명은, 관로(42L)를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동에 관한 것이지만, 관로(42R)를 흐르는 작동유에 있어서의 압력맥동에도 동일하게 적용된다.

그 후, 블리드밸브제어부(300)는, 맥동정도와 조작압에 따라 비례밸브(31L1, 31L2)의 목표 2차압을 결정한다(스텝 ST12). 도 6의 예에서는, 블리드밸브제어부(300)는, 산출한 맥동정도와, 조작압센서(29B)가 출력하는 조작압에 따른 목표 2차압을 결정한다.

그 후, 블리드밸브제어부(300)는, 목표 2차압에 대응하는 전류지령을 비례밸브(31L1, 31L2)에 대하여 출력한다(스텝 ST13). 비례밸브(31L1, 31L2)는, 블리드밸브(177L) 및 네거티브컨트롤스로틀(18L)의 각각의 파일럿포트에 작용하는 2차압을 그 목표 2차압으로 조정한다. 그 때문에, 블리드밸브(177L) 및 네거티브컨트롤스로틀(18L)의 각각의 개구면적을 증대시킨 경우에는, 네거티브컨트롤압의 응답성을 높이고, 또한 압력맥동의 감쇠성을 높일 수 있다. 그 결과, 붐상승조작 시에 있어서의 붐보텀압의 맥동을 감쇠시킬 수 있다. 반대로, 블리드밸브(177L) 및 네거티브컨트롤스로틀(18L)의 각각의 개구면적을 저감시킨 경우에는, 유압에너지의 불필요한 소비를 억제할 수 있다.

이 구성에 의하여, 블리드밸브제어부(300)는, 압력맥동의 크기에 따라 비례밸브(31L1, 31L2)의 목표 2차압을 무단계(심리스)로 결정할 수 있다. 그 때문에, 압력맥동이 클수록 블리드유량을 증대시켜 압력맥동을 감쇠시킬 수 있고, 압력맥동이 작을수록 블리드유량을 저감시켜 유압에너지의 불필요한 소비를 억제할 수 있다.

상술과 같이, 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 블리드유량을 제어하는 블리드밸브(177)와, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유의 압력에 있어서의 맥동의 크기에 따라 블리드밸브(177)의 개구면적을 제어하는 컨트롤러(30)를 구비한다. 그 때문에, 맥동이 큰 경우에는 블리드밸브(177)의 개구면적을 증대시켜 블리드유량을 증대시킴으로써 압력맥동의 감쇠성을 높일 수 있다. 그 결과, 유압회로를 흐르는 작동유의 압력의 맥동을 억제할 수 있다. 또, 맥동이 작은 경우에는 블리드밸브(177)의 개구면적을 저감시켜 블리드유량을 저감시킴으로써 유압에너지의 불필요한 소비를 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시형태에 제한되지 않는다. 상술한 실시형태는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않게, 다양한 변형, 치환 등이 적용될 수 있다. 또, 별개로 설명된 특징은, 기술적인 모순이 발생하지 않는 한, 조합이 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)은, 비례밸브(31L2, 31R2)의 2차압에 따라 개구면적이 변화하는 가변스로틀이다. 그리고, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)은, 예를 들면 비례밸브(31L2, 31R2)의 2차압이 증대함에 따라 개구면적이 작아지도록 구성되어 있다. 단, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)은, 도 7에 나타내는 바와 같은 고정스로틀이어도 된다. 이 경우, 비례밸브(31L2, 31R2)는 생략되어도 된다.

도 7의 예에서는, 블리드밸브(177L, 177R)의 개구면적이 증대하여 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)에 도달하는 블리드유량이 증대하면, 고정스로틀인 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)에 의하여 생성되는 네거티브컨트롤압은 증대한다. 그 때문에, 블리드밸브제어부(300)는, 블리드밸브(177)의 개구면적의 증감에 따라, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)의 개구면적을 증감시키는 대신에, 레귤레이터(13L, 13R)의 움직임을 조정함으로써, 즉 메인펌프(14L, 14R)의 사판경전각을 조절함으로써, 네거티브컨트롤특성을 변화시킨다. 블리드유량을 증감시킨 경우이더라도, 레버조작량과 액추에이터유량과의 관계가 변화하지 않도록 하기 위함이다.

이 구성에 의하여, 도 7에 나타내는 유압회로를 탑재하는 쇼벨은, 도 3에 나타내는 유압회로를 탑재하는 쇼벨에 의하여 실현되는 효과와 동일한 효과를 실현할 수 있다.

또, 상술한 실시형태에서는, 메인펌프(14L)로부터 유압액추에이터로 향하는 작동유의 흐름을 제어하는 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)의 각각은, 관로(42L)를 통하여, 메인펌프(14L)와 작동유탱크의 사이에서 서로 병렬로 접속되어 있다. 그러나, 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)의 각각은, 메인펌프(14L)와 작동유탱크의 사이에서 직렬로 접속되어 있어도 된다. 예를 들면, 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)는, 제1 센터바이패스관로를 통하여 직렬로 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 제1 센터바이패스관로를 흐르는 작동유는, 각 제어밸브를 구성하는 스풀이 어느 밸브위치로 전환되어 있었다고 해도, 스풀로 차단되지 않는다. 그 때문에, 각 제어밸브를 구성하는 스풀이 어느 밸브위치로 전환되어 있었다고 해도, 제1 센터바이패스관로를 흐르는 작동유는, 하류측에 배치된 인접하는 제어밸브에 도달할 수 있다.

마찬가지로, 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)의 각각은, 메인펌프(14R)와 작동유탱크의 사이에서 직렬로 접속되어 있어도 된다. 예를 들면, 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)는, 제2 센터바이패스관로를 통하여 직렬로 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 제2 센터바이패스관로를 흐르는 작동유는, 각 제어밸브를 구성하는 스풀이 어느 밸브위치로 전환되어 있었다고 해도, 스풀로 차단되지 않는다. 그 때문에, 각 제어밸브를 구성하는 스풀이 어느 밸브위치로 전환되어 있었다고 해도, 제2 센터바이패스관로를 흐르는 작동유는, 하류측에 배치된 인접하는 제어밸브에 도달할 수 있다.

이 구성에 의하여, 상기한 유압회로를 탑재하는 쇼벨은, 도 3 및 도 7의 각각에 나타내는 유압회로를 탑재하는 쇼벨에 의하여 실현되는 효과와 동일한 효과를 실현할 수 있다.

본 출원은, 2017년 3월 10일에 출원한 일본 특허출원 2017-046770호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체 내용을 본 출원에 참조에 의하여 원용한다.

1…하부주행체
1A…좌측 주행용 유압모터
1B…우측 주행용 유압모터
2…선회기구
2A…선회용 유압모터
3…상부선회체
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
11…엔진
13, 13L, 13R…레귤레이터
14, 14L, 14R…메인펌프
15…파일럿펌프
17…컨트롤밸브
18L, 18R…네거티브컨트롤스로틀
19L, 19R…네거티브컨트롤압센서
26…조작장치
26A…암조작레버
26B…붐조작레버
28, 28L, 28R…토출압센서
29, 29A, 29B…조작압센서
30…컨트롤러
31, 31L1, 31L2, 31R1, 31R2…비례밸브
42L, 42R…관로
171~174, 175L, 175R, 176L, 176R…제어밸브
177, 177L, 177R…블리드밸브
300…블리드밸브제어부
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
S5…선회각속도센서
S6…카메라
S7B…붐보텀압센서
S7R…붐로드압센서
S8B…암보텀압센서
S8R…암로드압센서
S9B…버킷보텀압센서
S9R…버킷로드압센서

Claims

하부주행체와,
상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
상기 상부선회체에 탑재되는 유압펌프와,
상기 유압펌프가 토출하는 작동유에 의하여 구동되는 유압액추에이터와,
상기 유압펌프가 토출하는 작동유 중, 상기 유압액추에이터를 경유하지 않고 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량을 제어하는 블리드밸브와,
상기 유압펌프로부터 상기 유압액추에이터에 공급되는 작동유의 압력에 있어서의 맥동에 관한 정보를 취득하는 정보취득장치와,
상기 정보취득장치가 취득한 정보에 근거하여 산출되는 맥동의 크기에 따라 상기 블리드밸브의 개구면적을 제어하는 제어장치를 구비하는, 쇼벨.
청구항 1에 있어서,
상기 제어장치는, 맥동이 작을수록, 상기 블리드밸브의 개구면적을 작게 하는, 쇼벨.
하부주행체와,
상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
상기 상부선회체에 탑재되는 유압펌프와,
상기 유압펌프가 토출하는 작동유에 의하여 구동되는 유압액추에이터와,
상기 유압펌프가 토출하는 작동유 중, 상기 유압액추에이터를 경유하지 않고 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량을 제어하는 스로틀과,
상기 유압펌프로부터 상기 유압액추에이터에 공급되는 작동유의 압력에 있어서의 맥동에 관한 정보를 취득하는 정보취득장치와,
상기 정보취득장치가 취득한 정보에 근거하여 산출되는 맥동의 크기에 따라 상기 스로틀의 개구면적을 제어하는 제어장치를 구비하는, 쇼벨.
청구항 3에 있어서,
상기 제어장치는, 맥동이 작을수록, 상기 스로틀의 개구면적을 작게 하는, 쇼벨.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 유압펌프로부터 상기 유압액추에이터로 향하는 작동유의 흐름을 제어하는 제어밸브의 각각은, 상기 유압펌프와 상기 작동유탱크의 사이에서 서로 병렬로 접속되어 있는, 쇼벨.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 유압펌프가 토출하는 작동유의 압력을 검출하는 압력센서를 구비하고,
상기 제어장치는, 상기 압력센서의 검출값에 근거하여 작동유의 압력에 있어서의 맥동의 크기를 검출하는, 쇼벨.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 유압액추에이터에 있어서의 작동유의 압력을 검출하는 압력센서를 구비하고,
상기 제어장치는, 상기 압력센서의 검출값에 근거하여 작동유의 압력에 있어서의 맥동의 크기를 검출하는, 쇼벨.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 맥동의 크기를 복수의 단계로 판정하는, 쇼벨.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 개구면적의 증감에 대응하여, 레귤레이터를 제어하는 제어압과 메인펌프의 토출량과의 관계를 변화시키는, 쇼벨.
청구항 1에 있어서,
상기 블리드밸브의 하류측에 고정스로틀이 배치되는, 쇼벨.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 유압액추에이터에 대한 작동유를 제어하는 제어밸브를 갖고,
상기 제어밸브를 구성하는 스풀의 위치의 변화에 의하여 메인펌프와 상기 작동유탱크가 상기 스풀로 차단되지 않는, 쇼벨.
청구항 1에 있어서,
상기 맥동은, 작동유의 압력의 변동폭인, 쇼벨.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 개구면적을 변화시켜도 레버조작량과 상기 유압액추에이터에 흐르는 작동유의 유량과의 관계가 변화하지 않는, 쇼벨.
하부주행체와,
상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
상기 상부선회체에 탑재되는 유압펌프와,
상기 유압펌프가 토출하는 작동유에 의하여 구동되는 유압액추에이터와,
상기 유압펌프가 토출하는 작동유 중, 상기 유압액추에이터를 경유하지 않고 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량을 제어하는 스로틀과,
상기 유압펌프로부터 상기 유압액추에이터에 공급되는 작동유의 압력에 있어서의 맥동의 크기에 따라 상기 스로틀의 개구면적을 제어하는 제어장치를 구비하고,
상기 개구면적의 증감에 대응하여, 레귤레이터를 제어하는 제어압과 메인펌프의 토출량과의 관계를 변화시키는, 쇼벨.