WO2014080619A1 - 液圧駆動システム、及びそれを備える建設機械 - Google Patents

液圧駆動システム、及びそれを備える建設機械 Download PDF

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WO2014080619A1
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hydraulic
drive circuit
actuator
pressure
fan
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PCT/JP2013/006800
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真一郎 田中
裕康 小寺
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株式会社Kcm
日立建機株式会社
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    • F15B2211/781Control of multiple output members one or more output members having priority

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic fluid drive system that supplies hydraulic fluid to drive an actuator and a cooling fan, and a construction machine including the same.
  • Construction machines and the like are equipped with a cooling fan, and the cooling fan rotates to send wind to the radiator to cool the radiator.
  • a driving source of the cooling fan for example, a hydraulic motor is employed, and the hydraulic motor is configured to receive the pressure oil supplied from the hydraulic driving device and drive the cooling fan to rotate.
  • a hydraulic drive device for example, a hydraulic drive cooling fan device of Patent Document 1 is known.
  • the hydraulically driven cooling fan device of Patent Document 1 includes a pilot pump and a steering pump, and the pilot pump discharges pressure oil for pilot pressure to the pilot circuit.
  • the steering pump is a variable displacement pump, and the discharge flow rate changes according to the water temperature of the radiator.
  • the steering pump supplies pressure oil to the steering through a steering circuit.
  • the steering circuit branches in the middle and joins the pilot circuit, and forms a joining circuit together with the pilot circuit.
  • the junction circuit is connected to a hydraulic motor, and the hydraulic motor is configured to rotationally drive the cooling fan by receiving the hydraulic pressure supplied from the junction circuit.
  • the hydraulically driven cooling fan device configured in this way suppresses the discharge flow rate of the steering pump when the water temperature of the radiator is low, and moves the cooling fan at a low speed to increase the water temperature of the radiator.
  • the discharge flow rate of the steering pump is increased and the cooling fan is moved at a high speed to lower the water temperature of the radiator.
  • the pilot pump and the steering pump are driven by a diesel engine.
  • exhaust gas is generated by burning a mixed gas of fuel and air, and the exhaust gas is discharged to the atmosphere through a muffler.
  • the exhaust gas contains particulate matter such as soot (hereinafter also simply referred to as “PM”).
  • PM particulate matter
  • DPF diesel particulate filter
  • the DPF is clogged if it continues to collect PM. Therefore, it is necessary to regenerate the DPF by raising the temperature of the exhaust gas to burn and remove PM.
  • As the DPF regeneration for example, it is conceivable to increase the load torque of the engine in an idling state where an actuator such as a steering is not operated, that is, increase the exhaust gas temperature by applying a load to the engine.
  • the hydraulically driven cooling fan device of Patent Document 1 aims to adjust the radiator water temperature by two pumps, and is set so that the flow rate flowing through the merging circuit increases when the engine rotates at a high speed to cool the cooling fan. The capacity is increased and the water temperature of the radiator is prevented from rising.
  • the flow rate that flows through the merging circuit is set to be small so that the maximum number of rotations of the cooling fan is suppressed to prevent overcooling of the radiator. That is, when the engine speed is low as in the idling state, the cooling capacity of the cooling fan is set low.
  • the engine overheats when the water temperature of the radiator becomes higher than the allowable value, so it is necessary to interrupt the DPF regeneration. Therefore, if the cooling capacity of the cooling fan is set low, the temperature of the radiator rises and PM cannot be sufficiently removed.
  • an object of the present invention is to provide a hydraulic drive system that can further increase the cooling capacity of the cooling fan by the cooling fan drive device when a predetermined condition is satisfied.
  • the hydraulic drive system of the present invention includes a first hydraulic pump that discharges hydraulic fluid, an actuator drive circuit that drives the actuator by flowing the hydraulic fluid of the first hydraulic pump to the actuator, and supplied hydraulic fluid A hydraulic motor that rotates the cooling fan at a rotation speed corresponding to the flow rate of the second hydraulic pump, a second hydraulic pump that discharges the hydraulic fluid in conjunction with the first hydraulic pump, and the hydraulic fluid of the second hydraulic pump A fan drive circuit that flows through the hydraulic motor to drive the hydraulic motor and switches between connection and disconnection between the actuator drive circuit and the fan drive circuit, and the actuator drive circuit and the fan drive circuit are connected.
  • a merging circuit for merging the pressure fluid of the actuator driving circuit to the fan driving circuit when the merging operation is performed, and the actuator driving circuit and the fan when a predetermined merging condition is satisfied.
  • a control device for controlling the coupling circuit to connect between the emission drive circuit, but with a.
  • the control device connects the actuator driving circuit and the fan driving circuit to the merging circuit, and the pressure fluid of the actuator driving circuit merges with the pressure fluid of the fan driving circuit. .
  • the pressure fluid from the second hydraulic pump not only the pressure fluid from the second hydraulic pump but also the pressure fluid from the actuator drive circuit can be supplied to the fan drive circuit, and cooling is performed at a rotational speed higher than the maximum rotational speed that can be driven by the second hydraulic pump.
  • the fan can be driven. That is, the cooling function of the cooling fan can be increased by one step when a predetermined merge condition is satisfied.
  • the merging circuit includes an open / close switching valve and a pressure-compensated flow rate restricting means, and the control device outputs a connection command based on whether the predetermined merging condition is satisfied, and
  • the switching valve switches connection and disconnection between the actuator drive circuit and the fan drive circuit based on the connection command from the control device, and the pressure compensation type flow restricting means is a hydraulic fluid for the actuator drive circuit. May be ensured at a predetermined flow rate, and the flow rate of the pressure fluid that merges from the actuator drive circuit to the fan drive circuit may be limited.
  • the on / off switching valve may be an electromagnetic on / off valve that switches connection and disconnection between the actuator drive circuit and the fan drive circuit in accordance with the connection command.
  • the junction circuit can be configured with a small number of parts.
  • an electromagnetic control valve that outputs a pilot pressure in response to the connection command
  • the open / close switching valve includes the actuator drive circuit and the fan drive circuit based on the pilot pressure output from the electromagnetic control valve. It may be a logic valve or a spool valve that switches between connection and disconnection.
  • the valve disposed between the actuator drive circuit and the fan drive circuit through which a large flow rate and high pressure fluid flows is a spool valve or a logic valve. Cost can be reduced.
  • the pressure source of the pilot pressure may be a pressurized fluid flowing through the actuator drive circuit.
  • the actuator drive circuit can ensure the reduction of the pilot pressure, so that the increase in the number of parts can be suppressed.
  • the pressure source of the pilot pressure may be a pressure liquid discharged from a pilot pump, and the discharge pressure of the pilot pump may be lower than the discharge pressure of the first hydraulic pressure pump.
  • the electromagnetic control valve can be a low pressure type, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • a temperature detector for detecting a temperature of a cooling target cooled by the cooling fan is provided, and the control device satisfies the merging condition when a temperature detected by the temperature detector exceeds a first predetermined temperature. Then, you may come to judge.
  • the control device determines that the merging condition is not satisfied and drives the actuator.
  • the circuit and the fan drive circuit may be interrupted.
  • an engine that drives the first hydraulic pump and the second hydraulic pump, a filter that captures particulate matter contained in exhaust gas from the engine, and a regeneration command that regenerates the filter.
  • the cooling target is a cooling medium that cools at least one of the engine and the pressurized fluid, and the actuator driving circuit is configured to pressurize when the pressurized fluid flowing there reaches a predetermined pressure.
  • a relief valve for discharging the liquid to the tank, and the actuator drive circuit shuts off between the first hydraulic pump and the actuator, and the pressure liquid from the first hydraulic pump is discharged from the relief valve to the tank
  • the control device is configured so that the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed, and When the reproduction command from the force device is input, it may be configured and to switch the actuator driving circuit to the load condition.
  • the exhaust gas from the engine becomes high temperature, and the particulate matter trapped in the filter is burned to regenerate the filter. be able to.
  • the temperature of the cooling medium rises.
  • the construction machine of the present invention includes any of the hydraulic drive systems described above.
  • the cooling capacity of the cooling fan by the cooling fan drive device can be further increased by one stage.
  • the hydraulic drive system 1 is mounted on a construction machine, for example, a wheel loader.
  • the wheel loader includes a pair of steering actuators 16L and 16R, a bucket actuator 17, a pair of hoist actuators 18 and 18, and a cooling fan motor 19, and these actuators.
  • the hydraulic drive system 1 configured in this manner basically includes an actuator pump 11, an actuator drive circuit 13, a fan pump 61, a fan drive circuit 14, and a merging circuit 15. And.
  • the actuator pump 11 that is the first hydraulic pump is a variable displacement pump, for example, a swash plate pump, and can change the discharge amount by changing the tilt angle of the swash plate 11a by a servo mechanism 56 described later. It has become.
  • the actuator pump 11 is connected to the output shaft of the engine E through a gear mechanism, and the engine E is driven to rotate the output shaft so that the hydraulic oil in the tank 12 is sucked, compressed, and discharged. It is supposed to be.
  • a main passage 21 of the actuator drive circuit 13 is connected to the discharge port of the actuator pump 11.
  • the actuator drive circuit 13 causes the hydraulic oil from the actuator pump 11 to flow through the actuators 16 to 18 corresponding to the operations. It comes to drive.
  • the actuator drive circuit 13 preferentially drives the steering actuator 16 by flowing hydraulic oil to the steering actuator 16 with priority.
  • the actuator drive circuit 13 returns the hydraulic oil from the actuator pump 11 to the tank 12 when the steering device 31, the bucket lever 32, and the hoist lever 33 are not operated. Thereby, the pump 11 for actuators can be made into an unload state.
  • the structure of the actuator drive circuit 13 is demonstrated in detail.
  • the actuator drive circuit 13 includes a main passage 21, a meter-in compensator 34, a steering direction control valve 35, an electromagnetic switching valve 25, a bleed-off compensator 36, a bucket direction control valve 37, and a hoist direction control valve. 38 and a cargo handling device side relief valve 39.
  • the main passage 21 is branched downstream into a steering side main passage 41 and a cargo handling device side main passage 42, and a meter-in compensator 34 is interposed in the steering side main passage 41.
  • the meter-in compensator 34 is a pilot-type on / off valve having two pilot passages 34a and 34b, and the first pilot passage 34a is connected to a communication passage 43 described later.
  • the second pilot passage 34 b is connected to a portion 41 a downstream of the meter-in compensator 34 (hereinafter, simply referred to as “downstream portion”) 41 a of the steering side main passage 41.
  • the first pilot passage 34a and the second pilot passage 34b are arranged so that the pilot pressures p1 and p2 oppose each other.
  • the meter-in compensator 34 has a spring member 34c, and the spring member 34c is arranged so that its biasing force resists the second pilot pressure p2.
  • the meter-in compensator 34 configured in this way is configured to switch between opening and closing according to the balance between the biasing force of the spring member 34c and the force of the two pilot pressures p1 and p2, and according to the balance of the forces.
  • the portion on the upstream side of the meter-in compensator 34 of the steering side main passage 41 and the downstream portion 41a are connected or blocked. Further, a steering direction control valve 35 is connected to the downstream portion 41 a of the steering side main passage 41.
  • the steering direction control valve 35 is connected to a pair of steering actuators 16L and 16R.
  • the pair of steering actuators 16L and 16R is a so-called cylinder mechanism, and is arranged one on each of the left and right sides so as to span the rear chassis and the front chassis.
  • the steering direction control valve 35 is configured to control the flow direction and flow rate of hydraulic fluid that flows to the pair of steering actuators 16L and 16R.
  • the steering direction control valve 35 has a spool 35a, and the spool 35a is moved by turning the steering to the left and right to change the flow direction and flow rate of the hydraulic oil. . That is, when the steering is turned to the left, the spool 35a moves to the first offset position, and hydraulic oil flows through the pair of steering actuators 16L and 16R so that the wheel loader turns to the left. On the other hand, when the steering is turned to the right, the spool 35a moves to the second offset position, and the hydraulic oil flows through the pair of steering actuators 16L and 16R so that the wheel loader turns to the right.
  • the steering directional control valve 35 thus configured is further connected to a communication path 43, and the communication path 43 is connected to the first pilot path 34 a of the meter-in compensator 34.
  • the communication path 43 is electrically connected in the spool 35a and the tank line 51 connected to the tank 12 when the spool 35a is positioned at the neutral position, and the first connection is established between the communication path 43 and the tank line 51.
  • the pilot pressure p1 is made equal to the tank pressure.
  • the second pilot passage 34 b is connected to the downstream portion 41 a of the steering side main passage 41, and the second pilot pressure p 2 is the discharge pressure from the actuator pump 11. As a result, the steering-side main passage 41 is closed by the meter-in compensator 34.
  • the meter-in compensator 34 opens and closes the steering side main passage 41 according to the pilot pressures p1 and p2 of the first and second pilot passages 34a and 34b.
  • the electromagnetic switching valve 25 is connected to the communication passage 43 that guides the pilot pressure p1 to the first pilot passage 34a.
  • the electromagnetic switching valve 25 is connected to the first bypass passage 53 and the second bypass passage 54 in addition to the communication passage 43, and the connection destination of the first bypass passage 53 is connected to the communication passage in response to a command flowing through the electromagnetic switching valve 25. 43 and the second bypass passage 54 are switched to one of them.
  • the first bypass passage 53 is connected to the bleed-off compensator 36.
  • the bleed-off compensator 36 is a pilot-type flow control valve having two pilot passages 36a and 36b.
  • the bleed-off compensator 36 is interposed in the cargo handling device side main passage 42, and has a flow rate passing through the bleed-off compensator 36 according to the differential pressure between the third and fourth pilot pressures p3 and p4 flowing in the pilot passages 36a and 36b, respectively. It comes to control.
  • the third pilot passage 36a is connected to the communication passage 43 via the first bypass passage 53, and pressure oil having the same pressure as the first pilot pressure p1 is guided.
  • the fourth pilot passage 36b is connected to a portion 42a upstream of the bleed-off compensator 36 of the cargo handling device side main passage 42 (hereinafter also simply referred to as “upstream portion”) 42a. Further, a bucket direction control valve 37 is connected to a portion (hereinafter also simply referred to as “downstream portion”) 42 b of the cargo handling device side main passage 42 downstream from the bleed-off compensator 36.
  • the bucket direction control valve 37 is connected to the bucket actuator 17, and the hydraulic fluid that flows to the bucket actuator 17 according to the pilot pressures p5 and p6 output in response to the operation of the bucket lever 32 in the front-rear direction.
  • the direction of flow is switched.
  • the bucket actuator 17 is a so-called cylinder mechanism, and expands and contracts in accordance with the flow direction of the hydraulic oil corresponding thereto. And the bucket actuator 17 raises or lowers the bucket by expanding and contracting.
  • the bucket direction control valve 37 allows the hydraulic oil from the actuator pump 11 to flow to the bucket actuator 17 when the bucket lever 32 is operated.
  • the bucket direction control valve 37 returns the spool 37a to the neutral position and connects the cargo handling device side main passage 42 and the hoist passage 44 to the actuator pump 11.
  • the hydraulic oil is allowed to flow through the hoist passage 44.
  • a hoist direction control valve 38 is connected to the hoist passage 44, and hydraulic fluid flowing through the hoist passage 44 is guided to the hoist direction control valve 38.
  • the hoist direction control valve 38 is connected to a pair of hoist actuators 18, 18, and is used for a pair of hoists according to pilot pressures p 7, p 8 output in response to the operation of the hoist lever 33 in the front-rear direction.
  • the flow direction of the hydraulic oil flowing through the actuators 18 and 18 is switched.
  • the pair of hoist actuators 18 and 18 is a so-called cylinder mechanism, and expands and contracts according to the flow direction of the hydraulic oil with respect to the cylinder mechanism.
  • a pair of hoist actuators 18 and 18 extend and contract, so that the bucket moves in the vertical direction.
  • the hoist direction control valve 38 causes the hydraulic oil from the actuator pump 11 to flow to the pair of hoist actuators 18 and 18 when the hoist lever 33 is operated.
  • the hoist direction control valve 38 returns the spool 38a to the neutral position to connect the hoist passage 44 and the tank passage 45 to the hydraulic oil from the actuator pump 11.
  • the tank 12 is connected to the tank passage 45, and the hydraulic oil flowing through the tank passage 45 is discharged to the tank 12.
  • a throttle 55 is interposed in the tank passage 45, and an upstream side portion of the throttle 55 in the tank passage 45 is connected to a servo mechanism 56 via a servo passage 57.
  • the throttle 55 generates pressure at the upstream portion of the throttle 55 with respect to the hydraulic oil that returns to the tank 12 via the tank passage 45, and this pressure is input to the servo mechanism 56 via the servo passage 57.
  • the servo mechanism 56 changes the tilt angle of the swash plate 11a of the actuator pump 11 based on the input pressure input thereto, and changes the discharge amount of the actuator pump 11.
  • the servo mechanism 56 reduces the tilt angle of the swash plate 11a when the input pressure increases, thereby reducing the discharge amount of the actuator pump 11, and increases the tilt angle of the swash plate 11a when the input pressure decreases.
  • the discharge amount of the actuator pump 11 is increased. Accordingly, a flow rate corresponding to the operation amount of the bucket lever 32 and the hoist lever 33 is guided from the actuator pump 11 to the cargo handling device side main passage 42.
  • a cargo handling device side relief valve 39 is connected to the upstream portion 42a of the cargo handling device side main passage 42, and when the pressure of the hydraulic oil flowing through the cargo handling device side main passage 42 becomes a predetermined pressure or more, the cargo handling device side relief is provided.
  • the valve 39 is opened, and the hydraulic oil in the cargo handling device side main passage 42 is discharged to the tank 12 through the tank passage 45.
  • a second bypass passage 54 is connected to the upstream portion 42a of the cargo handling device side main passage 42, and the second bypass passage 54 is connected to the electromagnetic switching valve 25 as described above.
  • the fan drive circuit 14 is connected to the second bypass passage 54 via the junction circuit 15, and the fan pump 61 is connected to the fan drive circuit 14.
  • the fan pump 61 that is the second hydraulic pump is a so-called fixed capacity pump, and its discharge port is connected to the fan drive circuit 14.
  • the fan pump 61 is connected in series or in parallel to the output shaft of the engine E via a gear mechanism in the same manner as the actuator pump 11.
  • two pumps 11 and 61 are arranged on both sides of the engine E for convenience of explanation, but may be connected in parallel or in series to one side of the engine E.
  • the fan pump 61 connected in this manner moves in conjunction with the actuator pump 11, and sucks and compresses hydraulic oil in the tank 12 as the output shaft of the engine E rotates. It discharges to the fan drive circuit 14.
  • the fan drive circuit 14 drives the cooling fan motor 19 by causing the hydraulic oil from the fan pump 61 to flow through the cooling fan motor 19.
  • a cooling fan 20 is attached to the output shaft 19 a of the cooling fan motor 19, which is a hydraulic motor, and the cooling fan 20 rotates in conjunction with the rotation of the cooling fan motor 19.
  • the cooling fan 20 is disposed so as to face the object to be cooled, and rotates to send air to these objects to be cooled to cool the object to be cooled.
  • the objects to be cooled are the radiator 26, the oil cooler 27, and the intercooler 28.
  • the coolant that circulates in the engine E is guided to the radiator 26, and the hydraulic fluid that flows through the actuator drive circuit 13 and the fan drive circuit 14 is guided to the oil cooler 27.
  • the intercooler 28 cools the compressed air sent from the supercharger 29 to the engine E.
  • the number of objects to be cooled is three, but not all three need to be objects to be cooled. If at least one of the radiator 26, the oil cooler 27, and the intercooler 28 described above is to be cooled, Good. Further, a configuration other than the radiator 26, the oil cooler 27, and the intercooler 28 may be included in the object to be cooled. For example, an oil cooler for mission oil that cools the mission oil flowing in the transmission (not shown) is included. May be. Below, the structure of the fan drive circuit 14 is demonstrated in detail.
  • the fan drive circuit 14 has a fan side relief valve 62 and a fan passage 63, and the fan passage 63 is connected to a discharge port of the fan pump 61.
  • the fan passage 63 is also connected to the suction port of the cooling fan motor 19, and the hydraulic oil of the fan pump 61 is supplied to the cooling fan motor 19 through the fan passage 63.
  • a fan side relief valve 62 is connected to the fan passage 63, and the fan side relief valve 62 is configured such that when the pressure of the hydraulic oil flowing through the fan passage 63 becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the fan passage A part of the hydraulic oil flowing through the fan passage 63 is connected to the tank 12 and the tank 12 to be discharged to the tank 12.
  • the fan drive circuit 14 having such a configuration can join the hydraulic oil flowing through the actuator drive circuit 13 via the junction circuit 15.
  • the merging circuit 15 is connected to the fan passage 63, and the working oil flowing through the second bypass passage 54, that is, the working oil from the actuator pump 11 is passed to the fan passage 63 via the merging circuit 15. It can be supplied.
  • the structure of the junction circuit 15 is demonstrated in detail, also referring FIG.
  • the merging circuit 15 has a merging passage 70 that connects the second bypass passage 54 and the fan passage 63.
  • the merging passage 70 includes a variable throttle 71, a check valve 72, and an electromagnetic opening / closing valve 73. Intervene.
  • the variable throttle 71 which is a pressure-compensated flow rate restricting means, has a pressure difference between the upstream and downstream pressure oil (that is, the second bypass passage 54 (actuator drive circuit 13) and the fan passage 63 (fan drive circuit 14)). Even if the pressure difference of the pressure oil fluctuates, the fluctuation of the flow rate of the pressure oil flowing from the second bypass passage 54 to the fan passage 63 is suppressed.
  • variable throttle 71 restricts the flow rate of pressure oil from the second bypass passage 54 to the fan passage 63 to a predetermined amount, and secures the flow rate of pressure oil necessary for the actuator drive circuit 13. Yes.
  • the variable throttle 71 may be a fixed throttle, a sequence valve, or a pressure reducing valve, which restricts the flow rate of the pressure oil from the second bypass passage 54 to the fan passage 63 to a predetermined amount and drives the actuator. Any configuration that can secure the flow rate of the pressure oil necessary for the circuit 13 may be used.
  • a check valve 72 is interposed downstream of the variable throttle 71 in the merge passage 70.
  • the check valve 72 allows the flow of hydraulic oil from the actuator drive circuit 13 to the fan drive circuit 14 via the merging passage 70 and blocks the flow of hydraulic oil from the fan drive circuit 14 to the actuator drive circuit 13. Is arranged.
  • an electromagnetic on-off valve 73 is interposed in the merging passage 70 upstream from the variable throttle 71.
  • the electromagnetic on-off valve 73 which is an on-off switching valve, is a so-called normally closed type electromagnetic on-off valve that opens and closes the junction passage 70 in response to a connection command (current) flowing therethrough, and is used for the second bypass passage 54 and the fan.
  • the passage 63 is connected or blocked. Therefore, in the state where the connection command is not given, the electromagnetic on-off valve 73 closes the merging passage 70 and shuts off the second bypass passage 54 and the fan passage 63 and is discharged from the actuator pump 11.
  • the cooling fan motor 19 can be rotationally driven only by the hydraulic oil discharged from the fan pump 61, and the actuator pump 11 can be brought into an unloaded state while the cooling fan 20 is rotated.
  • the electromagnetic on-off valve 73 opens the merging passage 70, connects the second bypass passage 54 and the fan passage 63, and is discharged from the actuator pump 11.
  • the hydraulic oil is guided to the fan drive circuit 14.
  • the working oil supplied from the actuator pump 11 and the working oil from the fan pump 61 can be merged in the fan passage 63 to increase the working oil supplied to the cooling fan motor 19.
  • the cooling function of the cooling fan 20 can be increased by one stage by increasing the maximum number of rotations of the cooling fan 20 as compared with the case where the cooling fan motor 19 is rotationally driven only by the hydraulic oil from the pump 61.
  • the hydraulic drive system 1 includes sensors (temperature detectors) 75 to 77 for measuring the temperatures of the radiator 26, the oil cooler 27, and the intercooler 28 to be cooled. More specifically, the radiator water temperature sensor 75 detects the temperature of engine cooling water circulating in the engine E. The oil cooler oil temperature sensor 76 detects the temperature of the hydraulic oil flowing in the actuator drive circuit 13 and the fan drive circuit 14 respectively. The intercooler sensor 77 is configured to detect the temperature of the compressed air in the intercooler 28. Further, the output shaft of the engine E is provided with a rotation speed sensor 78, and the rotation speed sensor 78 detects the rotation speed of the output shaft of the engine E, that is, the engine rotation speed. The sensors 75 to 78 configured in this way are electrically connected to the control device 74 and output the detection result to the control device 74.
  • the control device 74 controls the operation of each component of the hydraulic drive system 1 based on the detection results of the sensors 75 to 78.
  • the control device 74 is electrically connected to the operation button 24 and the electromagnetic switching valve 25, and gives a command to the electromagnetic switching valve 25 according to the detection result of the rotation speed sensor 78 and the operation state of the operation button 24.
  • the electromagnetic switching valve 25 is operated.
  • the control device 74 is electrically connected to the electromagnetic on-off valve 73, and is operated by giving a connection command to the electromagnetic on-off valve 73.
  • the actuator drive circuit 13 of the hydraulic drive system 1 discharges hydraulic oil from the actuator pump 11 to the main passage 21, and the meter-in compensator 34 via the steering side main passage 41 and the cargo handling device side main passage 42. And bleed-off compensator 36 respectively.
  • the tank line 51 and the communication path 43 are electrically connected in the spool 35a, and the second pilot path 34b is the steering side main path 41. To the downstream portion 41a. As a result, the steering-side main passage 41 is closed by the meter-in compensator 34.
  • the bleed-off compensator 36 pressure oil having the same pressure as the first pilot pressure p1 is guided to the third pilot passage 36a, and the third pilot pressure p3 becomes equal to the tank pressure.
  • the fourth pilot passage 36 b is connected to the upstream portion 42 a of the cargo handling device side main passage 42, and becomes equal to the discharge pressure of the actuator pump 11. Therefore, the bleed-off compensator 36 operates in a direction to open between the cargo handling device side main passage 42 and the hoist passage 44, and the hydraulic oil guided from the actuator pump 11 to the cargo handling device side main passage 42 further flows into the hoist passage 44. And the tank passage 45 is returned to the tank 12, and the actuator pump 11 is in an unloaded state.
  • the hydraulic oil is guided to the throttle 55 so that the pressure is increased in the upstream portion of the throttle 55. Therefore, the servo mechanism 56 operates to reduce the tilt angle of the swash plate 11a, and the discharge amount of the actuator pump 11 is suppressed.
  • the communication path 43 is disconnected from the tank line 51 connected in the spool 35a, that is, the communication path 43 and the tank 12 are disconnected. Further, since the connection between the communication passage 43 and the downstream portion 41a remains maintained, the first and second pilot pressures p1 and p2 become substantially the same pressure, and the meter-in compensator 34 opens the steering-side main passage 41. Operate in the direction. On the other hand, in the bleed-off compensator 36, pressure oil having the same pressure as the first pilot pressure p1 is guided to the third pilot passage 36a, so that the third pilot pressure p3 rises, and the bleed-off compensator 36 The upstream portion 42a and the downstream portion 42b are blocked from each other.
  • the hydraulic oil from the actuator pump 11 flows preferentially to the steering actuators 16L and 16R.
  • the hydraulic fluid guided to the steering side main passage 41 is caused to flow in the flow direction according to the steering operation by the steering direction control valve 35 to operate the pair of steering actuators 16L and 16R.
  • the traveling direction of the wheel loader can be changed by refracting the front chassis left and right with respect to the rear chassis.
  • the servo mechanism 56 operates so as to increase the tilt angle of the swash plate 11a, and increases the discharge flow rate of the actuator pump 11. Further, in the actuator drive circuit 13, when the discharge flow rate becomes higher than the flow rate required to move the steering side actuators 16L, 16R due to an increase in the discharge flow rate of the actuator pump 11, excess hydraulic oil is mainly used on the cargo handling device side. It flows to the passage 42.
  • DPF regeneration operation Further, in the hydraulic drive system 1, particulate matter such as soot collected in a diesel particulate filter (hereinafter simply referred to as “DPF”) 80 in the muffler 79 of the engine E (hereinafter also simply referred to as “PM”). Therefore, the load torque of the engine E can be increased.
  • DPF regeneration operation for removing PM from the DPF 80 will be described with reference to FIG. Note that the fan drive circuit 14 operates simultaneously with the start of the engine E and rotates the cooling fan 20 to cool the radiator 26, the oil cooler 27, and the intercooler 28 regardless of the presence or absence of DPF regeneration.
  • the DPF regeneration operation is started when the operation button 24 is operated and the DPF regeneration operation is requested while the engine E is driven. It should be noted that the DPF regeneration operation may be started when the control device 74 automatically requests the DPF regeneration operation due to clogging of the filter even when the operation button 24 is not operated. When the DPF regeneration operation is requested, the DPF regeneration process starts and the process proceeds to step S1.
  • step S1 which is a regeneration condition determination step, the control device 74 determines whether or not the regeneration condition is satisfied based on various detection results including the detection result from the rotation speed sensor 78.
  • the regeneration condition is a condition that the engine speed is 800 rpm or more and 1000 rpm or less (idling state).
  • the regeneration conditions may include conditions such as the temperature of engine cooling water, the temperature of hydraulic oil, and the temperature of compressed air in the intercooler 28. If it is determined that such a reproduction condition is not satisfied by the control device 74, it is determined in step S1 whether or not the reproduction condition is satisfied repeatedly. On the other hand, if the control device 74 determines that the reproduction condition is satisfied, the process proceeds to step S2.
  • step S2 which is a DPF regeneration step
  • DPF regeneration a command is given from the control device 74 to the electromagnetic switching valve 25, and the connection destination of the first bypass passage 53 is switched from the communication passage 43 to the second bypass passage 54.
  • the third and fourth pilot pressures p3 and p4 become substantially the same pressure, and the bleed-off compensator 36 is connected to the cargo handling device side main passage 42. It operates to block between the upstream portion 42a and the downstream portion 42b.
  • the servo mechanism 56 increases the tilt angle of the swash plate 11a to increase the discharge capacity of the actuator pump 11 to the maximum capacity.
  • the steering side main passage 41 is also closed by stopping the operation of the steering device 31. Then, the hydraulic oil from the actuator pump 11 cannot escape to the tank 12, the discharge pressure of the actuator pump 11 increases, and the load torque of the engine E increases. As a result, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine E rises, and PM accumulated in the DPF 80 in the exhaust pipe of the engine E can be removed.
  • the hydraulic pressure of the cargo handling device side main passage 42 increases to a predetermined pressure or higher, the cargo handling device side relief valve 39 is opened and the hydraulic oil in the cargo handling device side main passage 42 is discharged to the tank 12. Thereby, the pressure and discharge pressure of the cargo handling device side main passage 42 are maintained at a predetermined pressure, and the load torque of the engine E can be controlled at the maximum value.
  • DPF regeneration is thus started, the process proceeds to step S3 while continuing DPF regeneration.
  • step S3 which is a temperature check process
  • the control device 74 acquires the engine coolant temperature, hydraulic oil temperature, compressed air temperature, and transmission oil temperature based on the detection results of the sensors 75-77. When these temperatures are acquired, the process proceeds to step S4.
  • step S4 which is a merge condition determination step, the control device 74 determines whether or not a predetermined merge condition is satisfied.
  • two different threshold values (first threshold value> second threshold value) are individually set for each of the engine coolant temperature, the transmission oil temperature, the hydraulic oil temperature, and the compressed air temperature. ing.
  • the merge condition includes that at least one of the aforementioned four temperatures exceeds the first threshold value associated therewith.
  • the first threshold is a temperature that leads to a malfunction of the device when the temperature rises to that temperature, and is an arbitrarily set temperature. If the controller 74 determines that the merging condition is not satisfied, the process proceeds to step S5.
  • step S5 which is a blocking condition determination step
  • the control device 74 determines whether or not a predetermined blocking condition is satisfied.
  • the shut-off condition includes that all of the above-described four temperatures that have exceeded the first threshold value are equal to or less than the second threshold value associated with each temperature. Note that the second threshold is an arbitrarily set temperature. If the control device 74 determines that the blocking condition is satisfied, the process proceeds to step S6.
  • step S6 which is a shut-off process, the control device 74 closes the merging passage 70 by the electromagnetic on-off valve 73 or maintains a closed state (that is, a closed state), and returns to step S3.
  • step S3 each temperature is acquired again based on the detection results of the sensors 75 to 77, and the process proceeds to step S4. If the control device 74 determines in step S4 that the merging condition is satisfied, the process proceeds to step S7.
  • step S7 which is a merging process
  • the control device 74 gives a connection command to the electromagnetic on-off valve 73 to open the merging passage 70.
  • the hydraulic oil of the actuator drive circuit 13 is guided to the fan passage 63 through the merge passage 70 and merges with the hydraulic oil from the fan pump 61.
  • the flow rate of the hydraulic oil supplied to the cooling fan motor 19 can be increased, and the cooling fan 20 cooling function can be increased by one stage by increasing the maximum rotational speed of the cooling fan 20.
  • the variable throttle 71 regulates the flow of hydraulic oil passing through the merging passage 70, and a necessary flow rate is ensured on the actuator driving circuit 13 side.
  • the cooling function can be increased by one stage by increasing the maximum number of revolutions of the cooling fan 20 while demonstrating the function of the actuator drive circuit 13 (DPF regeneration by loading the engine E).
  • DPF regeneration by loading the engine E.
  • step S7 When the maximum rotational speed of the cooling fan 20 is increased in step S7, the process returns to step S3, and various temperatures are acquired again based on the detection results of the sensors 75 to 77.
  • step S4 the control device 74 determines whether the merging condition is satisfied. .
  • step S4 When the maximum number of rotations of the cooling fan 20 is increased, various temperatures are decreased, and when it is determined in step S4 that the merging condition is not satisfied and in step S5 it is determined that the blocking condition is not satisfied, the process returns to step S3. At this time, the control device 74 continues to maintain the open / closed state of the merge passage 70.
  • the control device 74 continues to give a connection command to the electromagnetic on-off valve 73 and maintains the state where the junction passage 70 is open (that is, the open state).
  • the control device 74 continues to maintain the state where the junction passage 70 is closed without giving a connection command to the electromagnetic switching valve 73.
  • step S4 determines whether or not the merging condition is satisfied. If it is determined in step S4 that the control device 74 does not satisfy the merge condition, and further in step S5, the control device 74 determines that the cutoff condition is satisfied, the process proceeds to step S6. In step S6, the control device 74 stops the connection command to the electromagnetic on-off valve 73 and closes the junction passage 70. As a result, the supply of hydraulic fluid from the actuator drive circuit 13 to the fan drive circuit 14 is stopped, and the maximum rotational speed of the cooling fan 20 is reduced.
  • the merging circuit 15 can be configured with fewer configurations than in the embodiments described later.
  • the hydraulic drive system 1A of the second embodiment is similar in configuration to the hydraulic drive system 1 of the first embodiment.
  • the configuration of the hydraulic drive system 1A of the second embodiment will be described mainly with respect to differences from the hydraulic drive system 1 of the first embodiment, and the same components will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be given. May be omitted.
  • the hydraulic drive system 1A includes an actuator drive circuit 13, a fan drive circuit 14, and a merging circuit 15A.
  • a stop valve 72, a logic valve 73A, and an electromagnetic control valve 81 are provided.
  • a logic valve 73 ⁇ / b> A that is an open / close switching valve is interposed upstream of the variable throttle 71 in the merge passage 70.
  • the pilot pressure p9 acts on the valve body 73a of the logic valve 73A, and the urging force of the upstream pressure p10, the downstream pressure p11, and the spring 73b of the logic valve 73A acts against the pilot pressure p9.
  • the valve body 73a opens and closes the merging passage 70 according to the balance of these forces.
  • an electromagnetic control valve 81 is connected to the merge passage 70 upstream from the logic valve 73A, and the downstream side of the electromagnetic control valve 81 is connected to the logic valve 73A.
  • the electromagnetic control valve 81 is electrically connected to the control device 74 and uses hydraulic oil flowing through the merge passage 70 as a pressure source. Electromagnetic control valve 81 is adapted to provide a logic valve 73A hydraulic oil that flows through the converging passage 70 and output as a pilot pressure p9. As a pressure source for the electromagnetic control valve 81, a pilot pump 82 described later in the third embodiment can be used.
  • the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the hydraulic valve system 73 is configured with the electromagnetic on-off valve 73. Further, since the electromagnetic control valve 81 can be adapted to low pressure, the manufacturing cost can be reduced.
  • the hydraulic drive system 1A executes actuator drive and DPF regeneration by the same processing as the hydraulic drive system 1 of the first embodiment except that the logic valve 73A is operated when the hydraulic oil is merged, and the same as that. Has the effect of.
  • the hydraulic drive system 1B of the third embodiment includes an actuator drive circuit 13, a fan drive circuit 14, and a merging circuit 15B.
  • the merging circuit 15B includes a check valve 72, It has a spool valve 73B, a pilot pump 82, and an electromagnetic control valve 81B.
  • the spool valve 73B is interposed upstream of the check valve 72 in the merging circuit 15B.
  • the spool valve 73B has a spool 73c.
  • the spool 73c moves to a position corresponding to the pilot pressure p12 acting on the spool 73c, and the opening degree of the merging passage 70 is set to an opening degree corresponding to the position of the spool 73c.
  • the spool valve 73B can adjust not only the function of the open / close switching valve but also the flow rate to be merged. Thereby, similarly to the hydraulic drive systems 1 and 1A of the first and second embodiments, the maximum rotational speed of the cooling fan 20 can be increased while the function of the actuator drive circuit 13 is exhibited.
  • the pilot pump 82 is a fixed flow pump with a small flow rate and discharges pilot oil to the electromagnetic control valve 81B.
  • the electromagnetic control valve 81B is electrically connected to the control device 74 and uses the pilot pump 82 as a pressure source.
  • the electromagnetic control valve 81B regulates the pilot oil to a pressure corresponding to the connection command output from the control device 74, outputs the pilot oil as a pilot pressure p12, and applies it to the spool valve 73B.
  • the pressure source of the electromagnetic control valve 81B can be hydraulic fluid that flows through the above-described merging passage 70 in the second embodiment.
  • the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the hydraulic on-off valve 73 is configured. Further, since the pressure fluid discharged from the pilot pump 82 is used as a pilot pressure source, the electromagnetic control valve 81B can also employ a low pressure compatible one, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • the hydraulic drive system 1B executes actuator drive and DPF regeneration by the same processing as the hydraulic drive system 1 of the first embodiment except that the spool valve 73B is operated when the hydraulic oil is merged, and the same as that. Has the effect of.
  • the hydraulic drive systems 1, 1 ⁇ / b> A, 1 ⁇ / b> B of the first to third embodiments are configured to increase the maximum rotational speed of the cooling fan 20 during DPF regeneration, but the maximum rotational speed of the cooling fan 20 other than during DPF regeneration.
  • the structure which raises may be sufficient. For example, in the idling state, if any one of four temperatures (engine coolant temperature, hydraulic oil temperature, compressed air temperature, and transmission oil temperature) exceeds a corresponding first threshold value, the cooling fan The maximum number of rotations of 20 may be increased.
  • the actuator pump 11 of the actuator drive circuit 13 is composed of a variable displacement pump, it may be a fixed displacement pump.
  • the presence or absence of merging is determined based on the engine coolant temperature, the hydraulic oil temperature, the compressed air temperature, and the transmission oil temperature.
  • the presence or absence of merging may be determined only in accordance with DPF regeneration. That is, at the time of DPF regeneration, the control device 74 may be configured so that the hydraulic oil of the actuator drive circuit 13 is merged with the hydraulic oil of the fan drive circuit 14.
  • the first threshold value and the second threshold value described above are merely examples, and can be arbitrarily set according to the use of the user.
  • the hydraulic drive systems 1, 1 ⁇ / b> A, 1 ⁇ / b> B of the first to third embodiments the case where pressure oil is used as the working fluid has been described, but the liquid used as the working fluid may be water or the like.
  • the hydraulic drive systems 1, 1A, 1B mounted on the wheel loader have been described.
  • the mounted construction machine is not limited to the wheel loader, and may be a bulldozer, an excavator car, or the like. Any construction machine can be used.

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Abstract

 油圧駆動システム(1)では、アクチュエータ用ポンプ(11)からの作動油がアクチュエータ駆動回路(13)を介してアクチュエータ(16~18)に供給される。また、油圧駆動システム(1)では、ファン用ポンプ(61)からの作動油がファン駆動回路(14)を介して冷却ファン用モータ(19)に供給され、冷却ファン用モータ(19)は、供給される作動油の流量に応じた回転数で冷却ファン(20)を回転させる。合流回路(15)は、アクチュエータ駆動回路(13)とファン駆動回路(14)とを接続してアクチュエータ駆動回路(13)の作動油をファン駆動回路(14)の作動油に合流させ、制御装置(74)は、合流条件を充足すると、合流回路(15)を制御してアクチュエータ駆動回路(13)とファン駆動回路(14)との間を接続する。

Description

液圧駆動システム、及びそれを備える建設機械
 本発明は、圧液を供給してアクチュエータ及び冷却ファンを駆動する圧液駆動システム、及びそれを備える建設機械に関する。
 建設機械等は、冷却ファンを備えており、冷却ファンは、回転することでラジエータに風を送ってラジエータを冷却するようになっている。冷却ファンの駆動源としては、例えば油圧モータが採用されており、油圧モータは、油圧駆動装置から供給される圧油を受けて冷却ファンを回転駆動するように構成されている。このような油圧駆動装置として、例えば特許文献1の油圧駆動冷却ファン装置が知られている。
 特許文献1の油圧駆動冷却ファン装置は、パイロットポンプとステアリングポンプとを備えており、パイロットポンプは、パイロット回路にパイロット圧用の圧油を吐出するようになっている。ステアリングポンプは、可変容量型のポンプであり、ラジエータの水温に応じて吐出流量が変わるようになっている。ステアリングポンプは、ステアリング回路を介してステアリングに圧油を供給するようになっており、ステアリング回路は、途中で分岐してパイロット回路に合流し、パイロット回路と共に合流回路を形成している。合流回路は、油圧モータに接続され、油圧モータは、合流回路からの油圧供給を受けることで冷却ファンを回転駆動するようになっている。
 このように構成されている油圧駆動冷却ファン装置は、ラジエータの水温が低いとステアリングポンプの吐出流量を抑えて冷却ファンを低速回転で動かし、ラジエータの水温を上昇させる。他方、ラジエータの水温が高くなると、ステアリングポンプの吐出流量を増加させて冷却ファンを高速回転で動かし、ラジエータの水温を低下させる。
特開2000-161233号公報
 特許文献1の油圧駆動冷却ファン装置では、パイロットポンプ及びステアリングポンプをディーゼルエンジンによって駆動している。ディーゼルエンジンでは、燃料と空気との混合気体を燃焼することで排気ガスが生成され、この排気ガスをマフラーを介して大気に排出する。排気ガスには、すす等の粒子状物質(以下、単に「PM」ともいう)が含まれており、このPMを回収するために、マフラー内にはディーゼル微粒子補足フィルター(以下、単に「DPF」ともいう)が設けられている。
 DPFはPMを回収し続けていると目詰まりする。それ故、排気ガスの温度を高めてPMを燃焼させて除去してDPFを再生する必要がある。DPF再生としては、例えば、ステアリング等のアクチュエータが操作されていないアイドリング状態にエンジンの負荷トルクを大きくする、即ちエンジンに負荷をかけて排気ガスの温度を高めることが考えられる。
 特許文献1の油圧駆動冷却ファン装置では、2つのポンプによってラジエータ水温を調整することを目的としており、エンジンが高速回転する際に合流回路に流れる流量が多くなるように設定して冷却ファンの冷却能力を高め、ラジエータの水温上昇を防いでいる。他方、エンジンの低速回転時には合流回路に流れる流量が少なくなるように設定して冷却ファンの最大回転数を抑え、ラジエータの過冷却を防いでいる。つまり、アイドリング状態のようにエンジンの回転数が低い場合、冷却ファンの冷却能力が低く設定されている。DPF再生では、ラジエータの水温が許容値より高くなるとエンジンがオーバーヒートするため、DPF再生を中断する必要がある。それ故、冷却ファンの冷却能力が低く設定されているとラジエータの温度上昇が進んでPMの十分な除去を行うことができなくなる。
 そこで本発明は、所定の条件を充足したときに冷却ファン駆動装置による冷却ファンの冷却能力を更に一段階上げることができる液圧駆動システムを提供することを目的としている。
 本発明の液圧駆動システムは、圧液を吐出する第1液圧ポンプと、前記第1液圧ポンプの圧液をアクチュエータに流して前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動回路と、供給される圧液の流量に応じた回転数で冷却ファンを回転する液圧モータと、前記第1液圧ポンプに連動して圧液を吐出する第2液圧ポンプと、前記第2液圧ポンプの圧液を前記液圧モータに流して前記液圧モータを駆動するファン駆動回路と、前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間の接続及び遮断を切換え、前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路とが接続されているときに前記アクチュエータ駆動回路の圧液を前記ファン駆動回路に合流させる合流回路と、所定の合流条件を充足すると前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間を接続するように前記合流回路を制御する制御装置と、を備えるものである。
 本発明に従えば、所定の合流条件を充足すると、制御装置が合流回路にアクチュエータ駆動回路とファン駆動回路との間を接続し、アクチュエータ駆動回路の圧液がファン駆動回路の圧液と合流する。これにより、ファン駆動回路に第2液圧ポンプからの圧液だけでなくアクチュエータ駆動回路の圧液も供給することができ、第2液圧ポンプによって駆動可能な最大回転数以上の回転数で冷却ファンを駆動することができる。つまり、所定の合流条件を充足したときに冷却ファンの冷却機能を一段階上げることができる。
 上記発明において、前記合流回路は、開閉切換弁と、圧力補償型流量制限手段とを有し、前記制御装置は、前記所定の合流条件の充足の有無に基づいて接続指令を出力し、前記開閉切換弁は、前記制御装置からの前記接続指令に基づいて前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間の接続及び遮断を切換え、前記圧力補償型流量制限手段は、前記アクチュエータ駆動回路の圧液を所定の流量で確保するとともに、前記アクチュエータ駆動回路から前記ファン駆動回路に合流する圧液の流量を制限してもよい。
 上記構成に従えば、アクチュエータ駆動回路からファン駆動回路に圧液を合流させたときにアクチュエータ駆動回路の液圧が下降することを防ぐことができる。これにより、アクチュエータ駆動回路の機能を発揮させつつ冷却ファンの最大回転数を上げることができる。
 上記発明において、前記開閉切換弁は、前記接続指令に応じて前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間の接続及び遮断を切換える電磁開閉弁であってもよい。
 上記構成に従えば、少ない部品点数で合流回路を構成することができる。
 上記発明において、前記接続指令に応じてパイロット圧を出力する電磁制御弁を備え、前記開閉切換弁は、前記電磁制御弁から出力されるパイロット圧に基づいて前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間の接続及び遮断を切換えるロジック弁又はスプール弁であってもよい。
 上記構成に従えば、大流量且つ高圧の圧液が流れるアクチュエータ駆動回路とファン駆動回路との間に配置される弁がスプール弁又はロジック弁であるので、電磁開閉弁で構成する場合よりも製造コストを削減することができる。
 上記発明において、前記パイロット圧の圧源は、前記アクチュエータ駆動回路を流れる圧液であってもよい。
 上記構成に従えば、アクチュエータ駆動回路によりパイロット圧の圧減を確保することができるので、部品点数の増加を抑えることができる。
 また、前記パイロット圧の圧源は、パイロットポンプから吐出される圧液であり、前記パイロットポンプの吐出圧は、前記第1液圧ポンプの吐出圧より低圧であってもよい。
 上記構成に従えば、前記パイロットポンプから吐出される圧液をパイロット圧源としているので、電磁制御弁も低圧対応のものを採用することができるので製造コストを削減することができる。
 上記発明において、前記冷却ファンが冷却する冷却対象の温度を検出する温度検出器を備え、前記制御装置は、前記温度検出器が検出する温度が第1の所定温度を超えると前記合流条件を充足すると判定するようになっていてもよい。
 上記構成に従えば、冷却対象の冷却が不足し、冷却対象物の動作性能が低下することを防ぐことができる。
 上記発明において、前記制御装置は、前記温度検出器が検出する温度が前記第1の所定温度から第2の所定温度以下に下がると、前記合流条件を充足していないと判定して前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間を遮断するようになっていてもよい。
 上記構成に従えば、冷却対象が過冷却されて、冷却対象の動作性能が低下することを防ぐことができる。
 上記発明において、前記第1液圧ポンプと前記第2液圧ポンプとを駆動するエンジンと、前記エンジンからの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルターと、前記フィルターを再生させる再生指令を入力する入力装置と、を備え、前記冷却対象は、前記エンジンおよび前記圧液の少なくともいずれか一方を冷却する冷却媒体であり、前記アクチュエータ駆動回路は、そこに流れる圧液が所定圧力になると圧液をタンクに排出するリリーフ弁を有し、前記第1液圧ポンプと前記アクチュエータとの間を前記アクチュエータ駆動回路が遮断して前記第1液圧ポンプからの圧液をリリーフ弁からタンクに排出する負荷状態に切り換えることができるように構成され、前記制御装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数以下で、且つ前記入力装置から再生指令が入力されると、且つ前記アクチュエータ駆動回路を負荷状態に切り換えるように構成されていてもよい。
 上記構成に従えば、入力装置から再生指令が入力されてアクチュエータ駆動回路が負荷状態に切り換わるとエンジンからの排ガスが高温となり、フィルターに捕捉されている粒子状物質を燃焼させてフィルターを再生することができる。この際、アクチュエータ駆動回路を負荷状態にすることでエンジンに負荷がかかるので冷却媒体の温度が上昇する。合流回路により第1液圧ポンプからの圧液を合流させて冷却ファンの最大回転数を一段階上げることで、冷却機能を向上させて冷却媒体の温度上昇を抑えることができる。これにより、好適なフィルター再生を実現することができる。
 本発明の建設機械は、上述する何れかの液圧駆動システムを備えているものである。
 本発明に従えば、上述するような機能を達成する建設機械を実現することができる。
 本発明によれば、所定の条件を充足したときに冷却ファン駆動装置による冷却ファンの冷却能力を更に一段階上げることができる。
 本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本発明の第1実施形態に係る油圧駆動システムの油圧回路を示す回路図である。 図1の油圧駆動システムに備わる合流回路を拡大して示す回路図である。 DPF再生動作の手順を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る油圧駆動システムの合流回路を拡大して示す回路図である。 本発明の第3実施形態に係る油圧駆動システムの合流回路を拡大して示す回路図である。
 以下、本発明に係る実施形態の油圧駆動システム1、1A,1Bについて図面を参照して説明する。なお、各実施形態における方向の概念は、後述するホイールローダの運転者から見た方向であるが、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する油圧駆動システム1、1A,1Bは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
 [第1実施形態]
 [油圧駆動システム]
 本発明の第1実施形態に係る油圧駆動システム1は、建設機械、例えばホイールローダに搭載されている。ホイールローダは、図1に示すように一対のステアリング用アクチュエータ16L、16Rと、バケット用アクチュエータ17と、一対のホイスト用アクチュエータ18,18と、冷却ファン用モータ19とを備えており、これらのアクチュエータ16~18を油圧駆動システム1によって駆動させることで車体を屈折させ、バケット及びホイストを作動させ、更に後述する冷却ファン20を駆動することができるようになっている。このように構成されている油圧駆動システム1は、図1に示すように、基本的にアクチュエータ用ポンプ11と、アクチュエータ駆動回路13と、ファン用ポンプ61と、ファン駆動回路14と、合流回路15とを備えている。
 [アクチュエータ用ポンプ]
 第1液圧ポンプであるアクチュエータ用ポンプ11は、可変容量形のポンプ、例えば斜板ポンプであり、後述するサーボ機構56によって斜板11aの傾転角を変えて吐出量を変えることができるようになっている。このアクチュエータ用ポンプ11には、エンジンEの出力軸がギア機構を介して連結されており、エンジンEを駆動して出力軸を回転させることでタンク12内の作動油を吸込んで圧縮して吐出するようになっている。アクチュエータ用ポンプ11の吐出ポートには、アクチュエータ駆動回路13の主通路21が接続されている。
 [アクチュエータ駆動回路]
 アクチュエータ駆動回路13は、ステアリング装置31、バケット用レバー32、及びホイスト用レバー33が夫々操作されると、その操作に対応するアクチュエータ16~18にアクチュエータ用ポンプ11からの作動油を流してそれらを駆動するようになっている。なお、ステアリング装置31が操作されると、アクチュエータ駆動回路13は、ステアリング用アクチュエータ16に優先的に作動油を流してステアリング用アクチュエータ16を優先的に駆動するようになっている。また、アクチュエータ駆動回路13は、ステアリング装置31、バケット用レバー32、及びホイスト用レバー33の操作されていない状態では、アクチュエータ用ポンプ11からの作動油をタンク12に戻すようになっている。これにより、アクチュエータ用ポンプ11をアンロード状態にすることができる。以下では、アクチュエータ駆動回路13の構成についてさらに詳細に説明する。
 アクチュエータ駆動回路13は、主通路21と、メータインコンペンセータ34と、ステアリング用方向制御弁35と、電磁切換弁25と、ブリードオフコンペンセータ36と、バケット用方向制御弁37と、ホイスト用方向制御弁38と、荷役装置側リリーフ弁39とを有している。主通路21は、下流側でステアリング側主通路41及び荷役装置側主通路42に分岐しており、ステアリング側主通路41には、メータインコンペンセータ34が介在している。
 メータインコンペンセータ34は、2つのパイロット通路34a,34bを有するパイロット式の開閉弁であり、第1パイロット通路34aは、後述する連通路43に接続されている。また、第2パイロット通路34bは、ステアリング側主通路41のメータインコンペンセータ34より下流側の部分(以下、単に「下流側部分」という)41aに繋がっている。第1パイロット通路34a及び第2パイロット通路34bは、各々のパイロット圧p1、p2が互いに抗するように配置されている。
 また、メータインコンペンセータ34は、ばね部材34cを有しており、ばね部材34cは、その付勢力が第2パイロット圧p2に抗するように配置されている。このように構成されているメータインコンペンセータ34は、ばね部材34cの付勢力及び2つのパイロット圧p1,p2の力の釣り合いに応じて開閉を切換えるようになっており、前記力の釣り合いに応じてステアリング側主通路41のメータインコンペンセータ34より上流側の部分と下流側部分41aとの間が接続されたり遮断されたりする。また、ステアリング側主通路41の下流側部分41aには、ステアリング用方向制御弁35が接続されている。
 ステアリング用方向制御弁35は、一対のステアリング用アクチュエータ16L,16Rに接続されている。一対のステアリング用アクチュエータ16L,16Rは、いわゆるシリンダ機構であり、リアシャーシとフロントシャーシとに架け渡すように左右両側に1つずつ配置されている。ステアリング用方向制御弁35は、一対のステアリング用アクチュエータ16L,16Rに流す作動油の流れ方向及び流量を制御するようになっている。
 更に具体的に説明すると、ステアリング用方向制御弁35は、スプール35aを有しており、ステアリングを左右に回すことでスプール35aが移動して作動油の流れ方向及び流量を変えるようになっている。即ち、ステアリングを左側に回すと、スプール35aが第1オフセット位置に移動し、ホイールローダが左側に方向転換するように一対のステアリング用アクチュエータ16L,16Rに作動油が流れる。他方、ステアリングを右側に回すと、スプール35aが第2オフセット位置に移動し、ホイールローダが右側に方向転換するように一対のステアリング用アクチュエータ16L,16Rに作動油が流れる。また、スプール35aが中立位置に戻ると、ステアリング側主通路41の下流側部分41aがタンク12と導通し、ステアリング側主通路41と一対のステアリング用アクチュエータ16L,16Rとの間が遮断される。これにより、一対のステアリング用アクチュエータ16L,16Rが伸縮状態を維持される。
 このように構成されているステアリング用方向制御弁35には、連通路43が更に接続されており、連通路43には、メータインコンペンセータ34の第1パイロット通路34aが接続されている。連通路43は、スプール35aが中立位置に位置する際にタンク12に繋がるタンクライン51とスプール35a内で導通するようになっており、連通路43とタンクライン51とが導通することで第1パイロット圧p1がタンク圧と等しくなるようになっている。他方、第2パイロット通路34bは、ステアリング側主通路41の下流側部分41aに接続されており、第2パイロット圧p2がアクチュエータ用ポンプ11からの吐出圧力となっている。これにより、メータインコンペンセータ34によってステアリング側主通路41が閉じられる。
 他方、スプール35aが第1又は第2オフセット位置に移動すると、連通路43はスプール35a内でタンクライン51から遮断されて、連通路43と下流側部分41aとが接続される。そうすると、第1及び第2パイロット圧p1、p2が略同一圧になり、ばね部材34cに付勢されているメータインコンペンセータ34がステアリング側主通路41を開く。このようにメータインコンペンセータ34は、第1及び第2パイロット通路34a,34bのパイロット圧p1,p2に応じてステアリング側主通路41を開閉するようになっている。また、この第1パイロット通路34aにパイロット圧p1を導く連通路43には、電磁切換弁25が接続されている。
 電磁切換弁25は、連通路43の他に第1バイパス通路53及び第2バイパス通路54に接続されており、電磁切換弁25に流れる指令に応じて第1バイパス通路53の接続先を連通路43及び第2バイパス通路54のいずれか一方に切り替えるようになっている。また、第1バイパス通路53は、ブリードオフコンペンセータ36に接続されている。
 ブリードオフコンペンセータ36は、2つのパイロット通路36a,36bを有するパイロット式の流量制御弁である。ブリードオフコンペンセータ36は、荷役装置側主通路42に介在しており、パイロット通路36a,36bに夫々流れる第3及び第4パイロット圧p3,p4の差圧に応じてブリードオフコンペンセータ36を通る流量を制御するようになっている。第3パイロット通路36aは、第1バイパス通路53を介して連通路43に繋がっており、第1パイロット圧p1と同じ圧力の圧油が導かれるようになっている。他方、第4パイロット通路36bは、荷役装置側主通路42のブリードオフコンペンセータ36より上流側部分(以下、単に「上流側部分」ともいう)42aに接続されている。また、荷役装置側主通路42のブリードオフコンペンセータ36より下流側部分(以下、単に「下流側部分」ともいう)42bには、バケット用方向制御弁37が接続されている。
 バケット用方向制御弁37は、バケット用アクチュエータ17に接続されており、バケット用レバー32の前後方向への操作に応じて出力されるパイロット圧p5,p6に応じてバケット用アクチュエータ17に流れる作動油の流れ方向を切換えるようになっている。バケット用アクチュエータ17は、いわゆるシリンダ機構であり、それに対する作動油の流れ方向に応じて伸縮するようになっている。そして、バケット用アクチュエータ17は、伸縮することでバケットを起こしたり、倒したりするようになっている。
 さらに詳細に説明すると、バケット用方向制御弁37は、バケット用レバー32が操作されると、アクチュエータ用ポンプ11からの作動油をバケット用アクチュエータ17に流すようになっている。他方、バケット用方向制御弁37は、バケット用レバー32が中立位置に戻されると、スプール37aを中立位置に戻して荷役装置側主通路42とホイスト通路44とを接続し、アクチュエータ用ポンプ11からの作動油をホイスト通路44に流すようになっている。ホイスト通路44には、ホイスト用方向制御弁38が接続されており、ホイスト通路44に流れる作動油は、ホイスト用方向制御弁38に導かれる。
 ホイスト用方向制御弁38は、一対のホイスト用アクチュエータ18,18に接続されており、ホイスト用レバー33の前後方向への操作に応じて出力されるパイロット圧p7,p8に応じて一対のホイスト用アクチュエータ18,18に流す作動油の流れ方向を切換えるようになっている。一対のホイスト用アクチュエータ18,18は、いわゆるシリンダ機構であり、それに対する作動油の流れ方向に応じて伸縮するようになっている。そして、一対のホイスト用アクチュエータ18,18が伸縮することで、バケットが上下方向に移動するようになっている。
 さらに詳細に説明すると、ホイスト用方向制御弁38は、ホイスト用レバー33が操作されると、アクチュエータ用ポンプ11からの作動油を一対のホイスト用アクチュエータ18,18に流すようになっている。他方、ホイスト用方向制御弁38は、ホイスト用レバー33が中立位置に戻されると、スプール38aを中立位置に戻してホイスト通路44とタンク通路45とを接続し、アクチュエータ用ポンプ11からの作動油をタンク通路45に流すようになっている。タンク通路45には、タンク12が接続されており、タンク通路45に流れる作動油は、タンク12に排出される。
 また、タンク通路45には、絞り55が介在しており、タンク通路45の絞り55の上流側部分がサーボ通路57を介してサーボ機構56に接続されている。絞り55は、タンク通路45を介してタンク12に戻る作動油に対して絞り55の上流側部分で圧力を発生させるようになっており、この圧力がサーボ通路57を介してサーボ機構56に入力されている。サーボ機構56は、そこに入力される入力圧に基づいてアクチュエータ用ポンプ11の斜板11aの傾転角を変え、アクチュエータ用ポンプ11の吐出量を変えるようになっている。即ち、サーボ機構56は、入力圧が高くなると斜板11aの傾転角を小さくしてアクチュエータ用ポンプ11の吐出量を低減させ、入力圧が低くなると斜板11aの傾転角を大きくしてアクチュエータ用ポンプ11の吐出量を増加させるようになっている。これにより、バケット用レバー32及びホイスト用レバー33の操作量に応じた流量がアクチュエータ用ポンプ11から荷役装置側主通路42に導かれる。
 また、荷役装置側主通路42の上流側部分42aには、荷役装置側リリーフ弁39が接続されており、荷役装置側主通路42を流れる作動油の圧力が所定圧力以上になると荷役装置側リリーフ弁39が開いて荷役装置側主通路42の作動油をタンク通路45を介してタンク12へと排出するようになっている。更に、荷役装置側主通路42の上流側部分42aには、第2バイパス通路54が接続されており、第2バイパス通路54は、前述するように電磁切換弁25に接続されている。また、第2バイパス通路54には、合流回路15を介してファン駆動回路14が接続され、ファン駆動回路14には、ファン用ポンプ61が接続されている。
 [ファン用ポンプ]
 第2液圧ポンプであるファン用ポンプ61は、いわゆる固定容量型のポンプであり、その吐出ポートがファン駆動回路14に接続されている。ファン用ポンプ61は、アクチュエータ用ポンプ11と同様にエンジンEの出力軸にギア機構を介して直列又は並列して接続されている。なお、図1では、説明の便宜上エンジンEの両側に2つのポンプ11,61がそれぞれ配置されているが、エンジンEの片側に並列又は直列にして接続されてもよい。このように接続されているファン用ポンプ61は、アクチュエータ用ポンプ11と連動して動くようになっており、エンジンEの出力軸の回転に伴ってタンク12内の作動油を吸込んで圧縮してファン駆動回路14に吐出するようになっている。
 [ファン駆動回路]
 ファン駆動回路14は、ファン用ポンプ61からの作動油を冷却ファン用モータ19に流して冷却ファン用モータ19を回転駆動するようになっている。液圧モータである冷却ファン用モータ19の出力軸19aには、冷却ファン20が取り付けられており、冷却ファン20は、冷却ファン用モータ19の回転に連動して回転するようになっている。この冷却ファン20は、冷却対象に対向するように配置されており、回転することでこれらの冷却対象に風を送って冷却対象を冷却するようになっている。
 本実施形態において、冷却対象は、ラジエータ26、オイルクーラー27、及びインタークーラー28である。ラジエータ26には、エンジンE内を循環する冷却液が導かれ、オイルクーラー27には、アクチュエータ駆動回路13及びファン駆動回路14を流れる作動油が導かれるようになっている。また、インタークーラー28は、過給機29からエンジンEへと送られる圧縮空気を冷却するようになっている。なお、本実施形態では、冷却対象が3つであるが、必ずしも3つ全てが冷却対象である必要はなく前述するラジエータ26、オイルクーラー27、及びインタークーラー28のうち少なくとも1つが冷却対象であればよい。また、ラジエータ26、オイルクーラー27、及びインタークーラー28以外の構成を冷却対象に含めてもよく、例えば、トランスミッション(図示せず)内を流れるミッションオイルを冷却するミッションオイル用のオイルクーラーが含まれていてもよい。以下では、ファン駆動回路14の構成について、さらに詳細に説明する。
 ファン駆動回路14は、ファン側リリーフ弁62及びファン用通路63を有しており、ファン用通路63は、ファン用ポンプ61の吐出ポートに接続されている。また、ファン用通路63は、冷却ファン用モータ19の吸入ポートにも接続されており、ファン用通路63を介してファン用ポンプ61の作動油が冷却ファン用モータ19に供給されるようになっている。更に、ファン用通路63には、ファン側リリーフ弁62が接続されており、ファン側リリーフ弁62は、ファン用通路63を流れる作動油の圧力が予め定められた圧力以上になると、ファン用通路63とタンク12とを繋いでファン用通路63を流れる作動油の一部分をタンク12に排出させるようになっている。
 このような構成を有するファン駆動回路14は、合流回路15を介してアクチュエータ駆動回路13を流れる作動油を合流させることができるようになっている。具体的には、ファン用通路63に合流回路15が接続されており、第2バイパス通路54を流れる作動油、即ちアクチュエータ用ポンプ11からの作動油を合流回路15を介してファン用通路63に供給できるようになっている。以下では、合流回路15の構成について図2も参照しながら詳細に説明する。
 [合流回路]
 合流回路15は、第2バイパス通路54とファン用通路63とを繋ぐ合流通路70を有しており、合流通路70には、可変絞り71と、逆止弁72と、電磁開閉弁73とが介在している。圧力補償型流量制限手段である可変絞り71は、可変絞り71の上下流の圧油の圧力差(つまり第2バイパス通路54(アクチュエータ駆動回路13)とファン用通路63(ファン駆動回路14)の圧油の圧力差)が変動しても、第2バイパス通路54からファン用通路63に流れる圧油の流量の変動を抑えるように構成されている。そのため、可変絞り71は、第2バイパス通路54からファン用通路63への圧油の流量を所定の量に制限するとともに、アクチュエータ駆動回路13に必要な圧油の流量を確保するようになっている。なお、この可変絞り71は、固定絞り、シーケンス弁、又は減圧弁であってもよく、第2バイパス通路54からファン用通路63への圧油の流量を所定の量に制限するとともに、アクチュエータ駆動回路13に必要な圧油の流量を確保できる構成であればよい。
 また、合流通路70には、可変絞り71より下流側に逆止弁72が介在している。逆止弁72は、合流通路70を介してアクチュエータ駆動回路13からファン駆動回路14への作動油の流れを許容し、ファン駆動回路14からアクチュエータ駆動回路13への作動油の流れを阻止するように配置されている。更に、合流通路70には、可変絞り71より上流側に電磁開閉弁73が介在している。
 開閉切換弁である電磁開閉弁73は、いわゆるノーマルクローズ型の電磁式開閉弁であり、そこに流される接続指令(電流)に応じて合流通路70を開閉し、第2バイパス通路54とファン用通路63との間を接続したり遮断したりするようになっている。それ故、接続指令が与えられていない状態では、電磁開閉弁73が合流通路70を閉じて第2バイパス通路54とファン用通路63との間を遮断してアクチュエータ用ポンプ11から吐出される作動油がファン駆動回路14に導かれることを制限する。これにより、ファン用ポンプ61から吐出される作動油だけで冷却ファン用モータ19を回転駆動させることができ、冷却ファン20を回転させつつアクチュエータ用ポンプ11をアンロード状態にすることができる。
 他方、電磁開閉弁73に接続指令が与えられると、電磁開閉弁73が合流通路70を開いて第2バイパス通路54とファン用通路63との間を接続し、アクチュエータ用ポンプ11から吐出される作動油をファン駆動回路14に導く。これにより、アクチュエータ用ポンプ11からの作動油とファン用ポンプ61からの作動油とをファン用通路63で合流させて冷却ファン用モータ19に供給される作動油を増加させることができ、ファン用ポンプ61からの作動油だけで冷却ファン用モータ19を回転駆動する場合よりも冷却ファン20の最大回転数を上げて冷却ファン20の冷却機能を一段階上げることができる。
 [センサー類]
 また、油圧駆動システム1は、図1に示すように冷却対象であるラジエータ26、オイルクーラー27、及びインタークーラー28の温度を測定するためセンサ(温度検出器)75~77を備えている。具体的に説明すると、ラジエータ用水温センサ75は、エンジンEを循環するエンジン冷却水の温度を検出するようになっている。また、オイルクーラー用油温センサ76は、アクチュエータ駆動回路13内及びファン駆動回路14内を夫々流れる作動油の温度を検出するようになっている。また、インタークーラー用センサ77は、インタークーラー28内の圧縮空気の温度を検出するように構成されている。更に、エンジンEの出力軸には、回転数センサ78が設けられており、回転数センサ78は、エンジンEの出力軸の回転数、即ちエンジン回転数を検出するようになっている。このように構成されているセンサ75~78は、制御装置74に電気的に接続されており、その検出結果を制御装置74に出力するようになっている。
 [ファン制御装置]
 制御装置74は、センサ75~78の検出結果に基づいて油圧駆動システム1の各構成の動作を制御するようになっている。また、制御装置74は、操作ボタン24、及び電磁切換弁25に電気的に接続されており、回転数センサ78の検出結果及び操作ボタン24の操作状態に応じて電磁切換弁25に指令を与えて電磁切換弁25を動作させるようになっている。また、制御装置74は、電磁開閉弁73に電気的に接続されており、電磁開閉弁73に接続指令を与えて作動させるようになっている。
 [アクチュエータの駆動動作]
 このような構成を有する油圧駆動システム1では、ステアリング及びレバー32,33である操作手段が夫々操作されると、アクチュエータ駆動回路13によって各操作手段に対応するアクチュエータ16~18に作動油が供給され、対応するアクチュエータ16~18が駆動されるようになっている。以下では、アクチュエータの駆動動作について詳しく説明する。
 油圧駆動システム1のアクチュエータ駆動回路13は、エンジンEが駆動するとアクチュエータ用ポンプ11から作動油が主通路21に吐出され、ステアリング側主通路41及び荷役装置側主通路42を介してメータインコンペンセータ34及びブリードオフコンペンセータ36に夫々流れる。全ての操作手段(即ち、ステアリング及びレバー32,33)が操作されていない状態では、タンクライン51と連通路43とがスプール35a内で導通し、且つ第2パイロット通路34bがステアリング側主通路41の下流側部分41aに接続される。これにより、メータインコンペンセータ34によってステアリング側主通路41が閉じられる。
 また、ブリードオフコンペンセータ36では、第3パイロット通路36aに第1パイロット圧p1と同じ圧力の圧油が導かれ、第3パイロット圧p3がタンク圧と等しくなる。他方、第4パイロット通路36bは、荷役装置側主通路42の上流側部分42aと接続され、アクチュエータ用ポンプ11の吐出圧と等しくなる。それ故、ブリードオフコンペンセータ36が荷役装置側主通路42とホイスト通路44との間を開く方向に作動し、アクチュエータ用ポンプ11から荷役装置側主通路42に導かれた作動油が更にホイスト通路44及びタンク通路45を通ってタンク12に戻され、アクチュエータ用ポンプ11がアンロード状態となっている。なお、アンロード状態では、作動油が絞り55まで導かれることで絞り55の上流側部分で圧力が高くなる。それ故、サーボ機構56が斜板11aの傾転角を小さくするように動作し、アクチュエータ用ポンプ11の吐出量が抑えられる。
 このアンロード状態からバケット用レバー32又はホイスト用レバー33が操作されると、対応する方向制御弁37,38により作動油の流れ方向が切換えられ、対応するアクチュエータ17,18が作動する。これにより、バケット又はホイストが動く。
 また、ステアリングが操作されてステアリング装置31が作動すると、スプール35a内で接続されていたタンクライン51から連通路43が遮断される、即ち、連通路43とタンク12との間が遮断される。また、連通路43と下流側部分41aとの接続は維持されたままであるので、第1及び第2パイロット圧p1、p2が略同一圧になり、メータインコンペンセータ34がステアリング側主通路41を開く方向に作動する。他方、ブリードオフコンペンセータ36では、第3パイロット通路36aに第1パイロット圧p1と同じ圧力の圧油が導かれるので第3パイロット圧p3が上昇し、ブリードオフコンペンセータ36によって荷役装置側主通路42の上流側部分42aと下流側部分42bとの間が遮断される。それ故アクチュエータ用ポンプ11からの作動油がステアリング用アクチュエータ16L、16Rに優先的に流れるようになる。ステアリング側主通路41に導かれた作動油は、ステアリング用方向制御弁35によりステアリングの操作に応じた流れ方向に流されて一対のステアリングアクチュエータ16L,16Rを作動する。これにより、リアシャーシに対してフロントシャーシを左右に屈折させてホイールローダの進行方向を変えることができる。
 なお、ステアリングが操作されている場合、荷役装置側主通路42の上流側部分42aと下流側部分42bとの間が遮断されることにより、絞り55の上流側部分の油圧が低下する。これに伴って、サーボ機構56は、斜板11aの傾転角を大きくするように動作し、アクチュエータ用ポンプ11の吐出流量を増加させるようになっている。また、アクチュエータ駆動回路13では、アクチュエータ用ポンプ11の吐出流量の増加等により、この吐出流量がステアリング側アクチュエータ16L,16Rを動かすために必要な流量以上になると、余剰の作動油が荷役装置側主通路42へ流れるようになっている。
 [DPF再生動作]
 更に、油圧駆動システム1では、エンジンEのマフラー79内にあるディーゼル微粒子補足フィルター(以下、単に「DPF」ともいう)80内に溜まるすす等の粒子状物質(以下、単に「PM」ともいう)を除去すべくエンジンEの負荷トルクを大きくすることができる。以下では、DPF80からPMを除去するDPF再生動作について、図3も参照しながら説明する。なお、ファン駆動回路14は、エンジンEの始動と同時に作動しており、DPF再生の有無に関わらず冷却ファン20を回転させラジエータ26、オイルクーラー27及びインタークーラー28を冷却している。
 DPF再生動作は、エンジンEが駆動している状態で操作ボタン24が操作されてDPF再生動作が要求されると開始される。なお、DPF再生動作は、操作ボタン24が操作されなくても、フィルターの目詰まりが生じることにより制御装置74が自動的にDPF再生動作を要求することによって開始されてもよい。DPF再生動作が要求されると、DPF再生処理が始まってステップS1に移行する。
 再生条件判定工程であるステップS1では、回転数センサ78からの検出結果を含む様々な検出結果に基づいて再生条件を充足しているか否かを制御装置74が判定する。本実施形態では、再生条件は、エンジン回転数が800rpm以上1000rpm以下(アイドリング状態)であるという条件である。なお、再生条件には、エンジン冷却水の温度、作動油の温度及びインタークーラー28内の圧縮空気温度等の条件が含まれてもよい。このような再生条件を制御装置74が充足していないと判断するとステップS1で繰り返し再生条件の充足の有無を判定する。他方、制御装置74が再生条件を充足していると判定すると、ステップS2に移行する。
 DPF再生工程であるステップS2では、DPF再生が実行される。DPF再生では、制御装置74から電磁切換弁25に指令が与えられ、第1バイパス通路53の接続先が連通路43から第2バイパス通路54に切り替えられる。このように第1バイパス通路53の接続先が第2バイパス通路54に切り替えられると、第3及び第4パイロット圧p3,p4が略同圧となり、ブリードオフコンペンセータ36が荷役装置側主通路42の上流側部分42aと下流側部分42bとの間を遮断するように動作する。そうすると、絞り55の上流側部分に作動油が導かれなくなり、絞り55の上流側部分の油圧が低下する。これに伴ってサーボ機構56は、斜板11aの傾転角を大きくしてアクチュエータ用ポンプ11の吐出容量を最大容量まで増加させる。
 また、ステアリング装置31の動作も止めることでステアリング側主通路41も閉じられる。そうすると、アクチュエータ用ポンプ11からの作動油がタンク12に逃げることができなくなってアクチュエータ用ポンプ11の吐出圧力が上昇し、エンジンEの負荷トルクが大きくなる。その結果、エンジンEから排出される排気ガスの温度が上昇し、エンジンEの排気管内にあるDPF80に溜まるPMを除去することができる。なお、荷役装置側主通路42の油圧が上昇して所定圧力以上になると、荷役装置側リリーフ弁39が開いて荷役装置側主通路42の作動油がタンク12へと排出される。これにより、荷役装置側主通路42の圧力及び吐出圧力が所定圧力に保たれ、エンジンEの負荷トルクを最大値で制御することができる。このようにしてDPF再生が開始されると、DPF再生を継続しつつステップS3に移行する。
 なおエンジンEの回転数が再生条件を充足しなくなるとDPF再生が解除されて、アクチュエータ用ポンプ11がアンロード状態になる。このようにDPF再生が解除されると、ステップS1に戻り、制御装置74が再び再生条件の充足の有無を判定する。
 温度チェック工程であるステップS3では、制御装置74がセンサ75~77の検出結果に基づいてエンジン冷却水の温度、作動油の温度、圧縮空気の温度、及びトランスミッション油の温度を取得する。これらの温度を取得すると、ステップS4に移行する。合流条件判定工程であるステップS4では、制御装置74が所定の合流条件の充足の有無を判定する。制御装置74では、エンジン冷却水の温度、トランスミッション油の温度、作動油の温度、及び圧縮空気の温度の各々に対して個別に異なる2つの閾値(第1閾値>第2閾値)が夫々設定されている。合流条件には、前述の4つの温度のうちの少なくとも1つがそれに対応付けられている第1閾値を超えていることが含まれている。なお、第1閾値は、その温度まで上昇すると機器の不具合につながる温度であり、任意に設定される温度である。制御装置74が合流条件を充足しないと判定すると、ステップS5に移行する。
 遮断条件判定工程であるステップS5では、制御装置74が所定の遮断条件の充足の有無を判定する。遮断条件には、前述の4つの温度のうち第1閾値を超えていた温度の全てが各々に対応付けられている第2閾値以下なっていることが含まれている。なお、第2閾値は、任意に設定される温度である。制御装置74が遮断条件を充足していると判定すると、ステップS6に移行する。遮断工程であるステップS6では、制御装置74が電磁開閉弁73によって合流通路70を閉じる、又は閉じられている状態(即ち、閉状態)を維持し、ステップS3に戻る。次にステップS3で再度、センサ75~77の検出結果に基づいて各温度を取得し、ステップS4に移行する。そして、ステップS4で制御装置74が合流条件を充足すると判定すると、ステップS7に移行する。
 合流工程であるステップS7では、制御装置74が電磁開閉弁73に接続指令を与えて合流通路70を開く。これにより、アクチュエータ駆動回路13の作動油が合流通路70を通ってファン用通路63に導かれ、ファン用ポンプ61からの作動油と合流する。このように合流させることで冷却ファン用モータ19に供給する作動油の流量を増加させ、冷却ファン20の最大回転数を上げて冷却ファンの冷却機能を一段階上げることができる。この際、合流回路15では、合流通路70を通る作動油の流れを可変絞り71が規制し、アクチュエータ駆動回路13側に必要な流量は確保する。それ故、アクチュエータ駆動回路13の機能(エンジンEの負荷掛けによるDPF再生)を発揮させつつ冷却ファン20の最大回転数を上げて冷却機能を一段階上げることができる。これにより、ラジエータ26、オイルクーラー27及びインタークーラー28の冷却能力が向上して、これらの機器の不具合を防ぐことができる。
 また、従来におけるDPF再生時では、エンジンEに負荷を掛けるためにアクチュエータ用ポンプ11から作動油を吐出させて荷役装置側リリーフ弁39からタンク12に排出させており、荷役装置側リリーフ弁39から排出させることで無駄な熱エネルギーが生じていた。しかし、本発明におけるDPF再生時では、アクチュエータ用ポンプ11から吐出する作動油をファン駆動回路14の作動油に合流させることで、熱エネルギーとして無駄に排出されるエネルギーの一部分を冷却ファン20の駆動エネルギーとして有効に活用することができる。これにより、損失エネルギーの低減を図ることができる。つまり、エネルギーの一部分を冷却ファン20の駆動エネルギーとして有効に活用することでDPF再生及び冷却に必要なエネルギーを低減することができる。
 ステップS7において冷却ファン20の最大回転数を上げると、ステップS3に戻って再びセンサ75~77の検出結果に基づいて各種温度を取得し、ステップS4で制御装置74が合流条件の充足を判定する。冷却ファン20の最大回転数が上がることによって各種温度が下がり、ステップS4で合流条件を充足しないと判定され、且つステップS5で遮断条件を充足しないと判定されると、ステップS3に戻る。この際、制御装置74は、合流通路70の開閉状態を維持し続ける。即ち、合流通路70が開いている状態では、制御装置74が電磁開閉弁73に接続指令を与え続けて合流通路70が開いている状態(即ち、開状態)を維持する。他方、合流通路70が閉じている状態では、制御装置74が電磁開閉弁73に接続指令を与えずに合流通路70が閉じている状態を維持し続ける。
 ステップS3に戻ると、再びセンサ75~77の検出結果に基づいて各種温度を取得し、ステップS4で制御装置74が合流条件の充足の有無を判定する。ステップS4で制御装置74が合流条件を充足しないと判定し、更にステップS5で制御装置74が遮断条件を充足すると判定すると、ステップS6に移行する。ステップS6では、制御装置74が電磁開閉弁73への接続指令を止め、合流通路70を閉状態にする。これにより、アクチュエータ駆動回路13からファン駆動回路14への作動油の供給が止まり、冷却ファン20の最大回転数が下がる。これにより、ラジエータ26、オイルクーラー27及びインタークーラー28が過冷却されて、これらの動作性能が低下することを防ぐことができる。また、このように2つの異なる閾値(即ち、ヒステリシス)を設定することで、合流通路70の開閉状態がすぐに切り替わることを防ぐことができる。
 このように構成されている油圧駆動システム1では、DPF再生時におけるラジエータ26、及びオイルクーラー27の冷媒の温度、並びにインタークーラー28内の圧縮空気の温度の上昇を抑えることができ、好適なDPF再生を実現することができる。また、油圧駆動システム1では、後述する実施形態よりも少ない構成にて合流回路15を構成することができる。
 [第2実施形態]
 第2実施形態の油圧駆動システム1Aは、第1実施形態の油圧駆動システム1と構成が類似している。以下では、第2実施形態の油圧駆動システム1Aの構成については、第1実施形態の油圧駆動システム1と異なる点について主に説明し、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。なお、以下で説明する第3実施形態の油圧駆動システム1Bについても同様である。
 第2実施形態の油圧駆動システム1Aは、図4に示すように、アクチュエータ駆動回路13と、ファン駆動回路14と、合流回路15Aとを備えており、合流回路15Aは、可変絞り71と、逆止弁72と、ロジック弁73Aと、電磁制御弁81とを有している。開閉切換弁であるロジック弁73Aは、合流通路70において可変絞り71より上流側に介在している。ロジック弁73Aの弁体73aにはパイロット圧p9が作用し、また、このパイロット圧p9に抗するようにロジック弁73Aの上流圧p10と下流圧p11とばね73bの付勢力が作用している。弁体73aは、これらの力の釣り合いに応じて合流通路70を開閉するようになっている。また、合流通路70には、ロジック弁73Aより上流側に電磁制御弁81が接続されており、電磁制御弁81の下流側は、ロジック弁73Aに接続されている。
 電磁制御弁81は、制御装置74に電気的に接続されており、合流通路70を流れる作動油を圧力源としている。電磁制御弁81は、合流通路70を流れる作動油パイロット圧p9として出力してロジック弁73Aに与えるようになっている。なお、電磁制御弁81の圧力源として、第3実施形態で後述するパイロットポンプ82を用いることも可能である。
 このように構成されている油圧駆動システム1Aは、ロジック弁73Aを用いているので、電磁開閉弁73で構成する場合よりも製造コストを削減することができる。また、電磁制御弁81を低圧対応のものとすることができるので製造コストを削減することができる。
 その他、油圧駆動システム1Aは、作動油を合流させる際にロジック弁73Aを作動させる点を除いて第1実施形態の油圧駆動システム1と同様の処理でアクチュエータ駆動及びDPF再生を実行し、それと同様の作用効果を奏する。
 [第3実施形態]
 第3実施形態の油圧駆動システム1Bは、図5に示すように、アクチュエータ駆動回路13と、ファン駆動回路14と、合流回路15Bとを備えており、合流回路15Bは、逆止弁72と、スプール弁73Bと、パイロットポンプ82と、電磁制御弁81Bとを有している。スプール弁73Bは、合流回路15Bにおいて逆止弁72より上流側に介在している。スプール弁73Bは、スプール73cを有しており、スプール73cに作用するパイロット圧p12に応じた位置へとスプール73cが移動し、スプール73cの位置に応じた開度に合流通路70の開度を調整するようになっている。それ故、スプール弁73Bは、開閉切換弁の機能だけでなく、合流させる流量の調整も可能となる。これにより、第1及び第2実施形態の油圧駆動システム1,1Aと同様に、アクチュエータ駆動回路13の機能を発揮させつつ冷却ファン20の最大回転数を上げることができる。
 また、パイロットポンプ82は、小流量の固定容量ポンプであり、電磁制御弁81Bにパイロット油を吐出するようになっている。電磁制御弁81Bは、制御装置74に電気的に接続されており、パイロットポンプ82を圧力源としている。電磁制御弁81Bは、パイロット油を制御装置74から出力される接続指令に応じた圧力に調圧し、パイロット圧p12として出力してスプール弁73Bに与えるようになっている。なお、電磁制御弁81Bの圧力源は、第2実施形態で前述の合流通路70を流れる作動油とすることも可能である。
 このように構成されている油圧駆動システム1Bは、スプール弁73Bを用いているので、電磁開閉弁73で構成する場合よりも製造コストを削減することができる。また、パイロットポンプ82から吐出される圧液をパイロット圧源としているので、電磁制御弁81Bも低圧対応のものを採用することができるので製造コストを削減することができる。
 その他、油圧駆動システム1Bは、作動油を合流させる際にスプール弁73Bを作動させる点を除いて第1実施形態の油圧駆動システム1と同様の処理でアクチュエータ駆動及びDPF再生を実行し、それと同様の作用効果を奏する。
 [その他の実施形態について]
 第1乃至第3実施形態の油圧駆動システム1,1A,1Bは、DPF再生時において冷却ファン20の最大回転数を上げるような構成であるが、DPF再生時以外に冷却ファン20の最大回転数を上げるような構成であってもよい。例えば、単にアイドリング状態において、4つの温度(エンジン冷却水の温度、作動油の温度、圧縮空気の温度、及びトランスミッション油の温度)のうちいずれか1つが対応する第1閾値を超えると、冷却ファン20の最大回転数を上げるようにしてもよい。
 また、アクチュエータ駆動回路13のアクチュエータ用ポンプ11が可変容量型のポンプで構成されているが、固定容量型のポンプであってもよい。
 また、第1乃至第3実施形態の油圧駆動システム1,1A,1Bでは、エンジン冷却水の温度、作動油の温度、圧縮空気の温度、及びトランスミッション油の温度に基づいて合流の有無が判定されているが、DPF再生だけに応じて合流の有無が判定されてもよい。即ち、DPF再生時には、アクチュエータ駆動回路13の作動油をファン駆動回路14の作動油に合流させるように制御装置74を構成してもよい。また、前述する第1閾値及び第2閾値は、例示に過ぎず、使用者の用途に応じて任意に設定することができる。
 また、第1乃至第3実施形態の油圧駆動システム1,1A,1Bでは、アクチュエータ駆動回路13に合流回路15,15A,15Bを適用した場合について説明しているが、アクチュエータ駆動回路13は、ステアリング及びアクチュエータを駆動可能な構成で且つDPF再生が可能な回路であればよく、上述するような構成に限定されない。
 更に、第1乃至第3実施形態の油圧駆動システム1,1A,1Bでは、作動液として圧油を用いる場合について説明しているが、作動液として使用する液体は水等であってもよい。第1乃至第3実施形態では、ホイールローダに搭載されている油圧駆動システム1,1A,1Bについて説明したが、搭載される建設機械はホイールローダに限定されず、ブルドーザやショベルカー等であってもよく建設機械であればよい。
 上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
 1,1A,1B 油圧駆動システム
 11 アクチュエータ用ポンプ
 13 アクチュエータ駆動回路
 14 ファン駆動回路
 15,15A,15B 合流回路
 16L ステアリング用アクチュエータ
 16R ステアリング用アクチュエータ
 17 バケット用アクチュエータ
 18 ホイスト用アクチュエータ
 19 冷却ファン用モータ
 20 冷却ファン
 24 操作ボタン
 26 ラジエータ
 27 オイルクーラー
 28 インタークーラー
 29 過給機
 61 ファン用ポンプ
 70 合流通路
 71 可変絞り
 72 逆止弁
 73 電磁開閉弁
 73A ロジック弁
 73B スプール弁
 74 制御装置
 75 ラジエータ用水温センサ
 76 オイルクーラー用油温センサ
 77 インタークーラー用センサ
 78 回転数センサ
 81,81B 電磁制御弁
 82 パイロットポンプ

Claims (10)

  1.  圧液を吐出する第1液圧ポンプと、
     前記第1液圧ポンプの圧液をアクチュエータに流して前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動回路と、
     供給される圧液の流量に応じた回転数で冷却ファンを回転する液圧モータと、
     前記第1液圧ポンプに連動して圧液を吐出する第2液圧ポンプと、
     前記第2液圧ポンプの圧液を前記液圧モータに流して前記液圧モータを駆動するファン駆動回路と、
     前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間の接続及び遮断を切換え、前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路とが接続されているときに前記アクチュエータ駆動回路の圧液を前記ファン駆動回路に合流させる合流回路と、
     所定の合流条件を充足すると前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間を接続するように前記合流回路を制御する制御装置と、を備える液圧駆動システム。
  2.  前記合流回路は、開閉切換弁と、圧力補償型流量制限手段とを有し、
     前記制御装置は、前記所定の合流条件の充足の有無に基づいて接続指令を出力し、
     前記開閉切換弁は、前記制御装置からの前記接続指令に基づいて前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間の接続及び遮断を切換え、
     前記圧力補償型流量制限手段は、前記アクチュエータ駆動回路の圧液を所定の流量で確保するとともに、前記アクチュエータ駆動回路から前記ファン駆動回路に合流する圧液の流量を制限する、請求項1に記載の液圧駆動システム。
  3.  前記開閉切換弁は、前記接続指令に応じて前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間の接続及び遮断を切換える電磁開閉弁である、請求項2に記載の液圧駆動システム。
  4.  前記接続指令に応じてパイロット圧を出力する電磁制御弁を備え、
     前記開閉切換弁は、前記電磁制御弁から出力されるパイロット圧に基づいて前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間の接続及び遮断を切換えるロジック弁又はスプール弁である、請求項2に記載の液圧駆動システム。
  5.  前記パイロット圧の圧源は、前記アクチュエータ駆動回路を流れる圧液である、請求項4に記載の液圧駆動システム。
  6.  前記パイロット圧の圧源は、パイロットポンプから吐出される圧液であり、
     前記パイロットポンプの吐出圧は、前記第1液圧ポンプの吐出圧より低圧である、請求項4に記載の液圧駆動システム。
  7.  前記冷却ファンが冷却する冷却対象の温度を検出する温度検出器を備え、
     前記制御装置は、前記温度検出器が検出する温度が第1の所定温度を超えると前記合流条件を充足すると判定するようになっている、請求項1乃至6のいずれか1つに記載の液圧駆動システム。
  8.  前記制御装置は、前記温度検出器が検出する温度が前記第1の所定温度から第2の所定温度以下に下がると、前記合流条件を充足していないと判定して前記アクチュエータ駆動回路と前記ファン駆動回路との間を遮断するようになっている、請求項7に記載の液圧駆動システム。
  9.  前記第1液圧ポンプと前記第2液圧ポンプとを駆動するエンジンと、
     前記エンジンからの排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルターと、
     前記フィルターを再生させる再生指令を入力する入力装置と、を備え、
     前記冷却対象は、前記エンジンおよび前記圧液の少なくともいずれか一方を冷却する冷却媒体であり、
     前記アクチュエータ駆動回路は、そこに流れる圧液が所定圧力になると圧液をタンクに排出するリリーフ弁を有し、前記第1液圧ポンプと前記アクチュエータとの間を前記アクチュエータ駆動回路が遮断して前記第1液圧ポンプからの圧液をリリーフ弁からタンクに排出する負荷状態に切り換えることができるように構成され、
     前記制御装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数以下で、且つ前記入力装置から再生指令が入力されると、前記アクチュエータ駆動回路を負荷状態に切り換えるように構成されている、請求項1乃至8のいずれか1つに記載の液圧駆動システム。
  10.  請求項1乃至9のいずれか1つに記載の液圧駆動システムを備える、建設機械。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107000784A (zh) * 2014-11-24 2017-08-01 派克汉尼芬公司 用于轮式装载机中的转向功能和作业功能的系统架构

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3026811B1 (fr) * 2014-10-03 2016-12-09 Poclain Hydraulics Ind Procede d'assistance hydraulique de l'entrainement d'un vehicule a basse vitesse
WO2016133226A1 (ko) * 2015-02-16 2016-08-25 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 Dpf 재생 토크 제어 시스템
US9803661B2 (en) * 2015-11-06 2017-10-31 Caterpillar Inc. Valve having right-angle proportional and directional pilot actuators
JP6646007B2 (ja) * 2017-03-31 2020-02-14 日立建機株式会社 建設機械の油圧制御装置
US11156237B2 (en) 2017-11-08 2021-10-26 Applied Industrial Technologies, Inc. Hydraulic braking emergency utilization for steering, braking, charging accumulator(s), and/or work functions to reduce or prevent engine from overspeed, assist acceleration and/or unlimited towing
US11149759B2 (en) * 2018-07-25 2021-10-19 Clark Equipment Company Hydraulic bypass circuit
JP7123821B2 (ja) * 2019-01-31 2022-08-23 日立建機株式会社 作業機械
US10822025B1 (en) 2019-09-18 2020-11-03 Caterpillar Sarl Hydraulic valve module for steering and work functions in a work vehicle
JP7472880B2 (ja) * 2021-09-03 2024-04-23 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
CN115559948B (zh) * 2022-11-03 2023-04-18 北京振冲工程机械有限公司 一种振冲器的液压系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1061608A (ja) * 1996-08-26 1998-03-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧駆動装置
JP2000087904A (ja) * 1998-09-14 2000-03-28 Komatsu Ltd 圧油供給装置
JP2007046761A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 流体圧回路および流体圧回路の制御方法
JP2007192344A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業機械の油圧制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4107454B2 (ja) 1998-11-19 2008-06-25 株式会社小松製作所 油圧駆動冷却ファン装置
US7155907B2 (en) * 2004-03-23 2007-01-02 Yvon Clarence Desjardins Electro-hydraulic fan drive cooling and steering system for vehicle
JP4588089B2 (ja) * 2006-08-24 2010-11-24 株式会社小松製作所 ファン駆動システム
JP5027705B2 (ja) * 2008-03-25 2012-09-19 株式会社小松製作所 作動油供給装置および建設機械
JP5271758B2 (ja) * 2009-03-11 2013-08-21 日立建機株式会社 作業機械の油圧駆動装置
KR20120117975A (ko) * 2010-01-28 2012-10-25 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 유압 작업 기계의 배기 가스 정화 시스템
DE102010047194A1 (de) * 2010-09-30 2012-04-05 Robert Bosch Gmbh Hydrostatischer Antrieb
US20120227379A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Koestler Benjamin P Filter Cleaning With An Engine Idle Bump
US9239085B2 (en) * 2012-08-03 2016-01-19 Caterpillar Inc. Reduced parasitic hydraulic fan system with reversing capability

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1061608A (ja) * 1996-08-26 1998-03-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧駆動装置
JP2000087904A (ja) * 1998-09-14 2000-03-28 Komatsu Ltd 圧油供給装置
JP2007046761A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 流体圧回路および流体圧回路の制御方法
JP2007192344A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業機械の油圧制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107000784A (zh) * 2014-11-24 2017-08-01 派克汉尼芬公司 用于轮式装载机中的转向功能和作业功能的系统架构
CN107000784B (zh) * 2014-11-24 2019-05-31 派克汉尼芬公司 用于轮式装载机中的转向功能和作业功能的系统架构

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