WO2019064715A1 - 油圧システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a hydraulic system for driving a swing body of a construction machine.
- a conventional hydraulic system for driving a swing structure of a construction machine includes, for example, a swing motor for swinging the swing structure, and a hydraulic pump for supplying hydraulic fluid to the swing motor, as shown in FIG. 5 of Patent Document 1. And. Further, in the techniques disclosed in FIGS. 5 and 6 of Patent Document 1, the displacement of the swing motor is increased as the bottom pressure of the boom cylinder is increased.
- the decrease in capacity of the swing motor accompanying the decrease in bottom pressure of the boom cylinder may deteriorate the acceleration performance of the swing motor.
- the increase in displacement of the swing motor with the increase in bottom pressure of the boom cylinder may be accompanied by an increase in the flow rate of hydraulic fluid supplied to the swing motor.
- An object of the present invention is to provide a hydraulic system capable of both improving acceleration performance of a swing motor and suppressing increase in the flow rate of hydraulic fluid supplied to the swing motor.
- a hydraulic system provided in a construction machine including a swing body, wherein a hydraulic pump for discharging hydraulic fluid and supply of hydraulic fluid from the hydraulic pump cause the swing body to swing. And a controller configured to control a displacement of the swing motor, and a swing speed sensor configured to detect a swing speed of the swing structure.
- a low speed range in which the swing speed is equal to or less than a predetermined speed and a high speed range in which the swing speed is higher than the low speed range are set as the speed range which is a range for the turning speed.
- the controller is configured to set the swing motor capacity when the swing speed detected by the swing speed sensor is in the low speed range to be larger than the swing motor capacity when the swing speed is in the high speed range. Perform low speed range large capacity control to control capacity.
- FIG. 1 It is a circuit diagram showing a hydraulic system concerning an embodiment of the invention. It is a flowchart which shows arithmetic-control operation
- FIG. 1 shows a hydraulic system 20 according to the embodiment.
- the hydraulic system 20 is provided to the construction machine 1.
- the construction machine 1 is a machine that performs construction work, and is, for example, a shovel.
- the construction machine 1 includes a lower traveling body (not shown), a swing body (upper swing body) 11 which is an inertia body, a boom 13, and a hydraulic system 20.
- the revolving unit 11 is disposed on the lower traveling unit so as to be pivotable with respect to the lower traveling unit.
- the undercarriage is a part traveling on the ground.
- the boom 13 is supported by the rotating body 11 so as to be able to move up and down around the horizontal axis, that is, to move up and down.
- an arm (not shown) is rotatably attached to the tip of the boom 13.
- a bucket (not shown) is rotatably attached to the tip of the arm.
- the hydraulic system 20 swings the swing body 11 by hydraulic pressure and controls the swing.
- the hydraulic system 20 includes a main pump 21, a boom cylinder pump 23, a boom control unit 30, a swing motor control unit 40, a plurality of sensors, and a controller 70.
- the main pump 21 corresponds to a hydraulic pump according to the present invention, and is driven to discharge hydraulic oil.
- the boom cylinder pump 23 is a hydraulic pump provided separately from the main pump 21 and driven to discharge hydraulic fluid.
- the boom control unit 30 vertically moves the boom 13 and controls the vertical movement.
- the boom control unit 30 includes a boom cylinder 31, a boom control valve 33, a boom operation unit 35, and a merging valve 37.
- the boom cylinder 31 is an actuator for moving the boom 13 and is constituted by an extendable hydraulic cylinder.
- the boom cylinder 31 vertically moves the boom 13 with respect to the revolving unit 11 by the expansion and contraction thereof.
- the boom cylinder 31 expands and contracts by receiving the supply of hydraulic oil from the boom cylinder pump 23.
- the boom cylinder 31 can also receive the supply of hydraulic fluid from both the pump 21 and the boom cylinder pump 23 as described later.
- the boom cylinder 31 includes a head chamber 31a and a rod chamber 31b.
- the boom cylinder 31 is extended by the supply of hydraulic fluid to the head side chamber 31 a to raise the boom 13 and discharge the hydraulic fluid from the rod side chamber 31 b.
- the boom cylinder 31 is contracted by the supply of hydraulic oil to the rod side chamber 31b to lower the boom 13 and discharge the hydraulic oil from the head side chamber 31a.
- the boom control valve 33 is a valve for controlling the flow direction and flow rate of the hydraulic oil supplied from the boom cylinder pump 23 to the boom cylinder 31.
- the boom control valve 33 is provided between the boom cylinder pump 23 and the boom cylinder 31 in a hydraulic circuit.
- the boom control valve 33 has a plurality of switching positions. The switching position of the boom control valve 33 is switched by a boom command (for example, pilot hydraulic pressure) input to the boom control valve 33.
- the plurality of switching positions include a first operating position 33a, a second operating position 33b, and a neutral position 33c.
- the first operation position 33a is a boom raising position
- the boom control valve 33 supplies the hydraulic oil from the boom cylinder pump 23 to the head chamber 31a and the rod chamber 31b to the tank T at the boom raising position. Form an oil passage that allows the return of hydraulic oil.
- the boom 13 is thereby raised or raised.
- the second operation position 33b is a boom lowering position, and in the boom lowering position, the boom control valve 33 permits supply of hydraulic oil from the boom cylinder pump 23 to the rod chamber 31b and from the head chamber 31a An oil passage is formed to allow return of hydraulic oil to the tank T. Thus, the boom 13 is lowered.
- the boom control valve 33 blocks the supply of hydraulic oil from the boom cylinder pump 23 to the boom cylinder 31 at the neutral position 33 c.
- the boom operation unit 35 receives a boom operation by the operator of the construction machine 1.
- the boom operation is an operation for operating the boom cylinder 31 to move the boom 13 up and down.
- the boom operating unit 35 in this embodiment is a boom remote control valve having a boom operating lever 35a, which is a boom operating member, and a valve body 35b.
- the valve main body 35b of the boom operation unit 35 inputs the command (for example, pilot hydraulic pressure) according to the boom operation given to the boom operation lever 35a to the boom control valve 33 to switch the boom control valve 33 Change the position.
- the merging valve 37 is a valve that is switched between a state of permitting the supply of hydraulic fluid from the main pump 21 to the boom cylinder 31 and a state of blocking the supply of hydraulic oil.
- the merging valve 37 is provided between the main pump 21 and the head chamber 31 a of the boom cylinder 31. Specifically, the merging valve 37 is provided in the middle of the merging oil passage 38, and the merging oil passage 38 extends from the main pump 21 to an oil passage connecting the boom control valve 33 and the head chamber 31a.
- the merging valve 37 has a plurality of switching positions, and the plurality of switching positions include a communication position 37a and a blocking position 37b.
- the boom cylinder merging valve 37 opens the merging oil passage 38 so as to allow the supply of hydraulic fluid from the main pump 21 to the head chamber 31a at the communication position 37a.
- the merging valve 37 blocks the merging oil passage 38 so as to block the supply of hydraulic fluid from the main pump 21 to the head chamber 31a at the blocking position 37b.
- the switching position of the merging valve 37 is switched according to the merging command input to the merging valve 37.
- the merging command is, for example, a pilot hydraulic pressure, and in this embodiment, it is a boom raising command (boom raising pilot pressure) for raising the boom 13 in the boom driving command.
- the swing control unit 40 swings the upper swing body 11 and controls the swing.
- the turning control unit 40 includes a turning motor 41, a regulator 42, a turning control valve 43, and a turning operation unit 45.
- the swing motor 41 is a variable displacement hydraulic motor.
- the swing motor 41 turns the swing body 11 with respect to the lower traveling body (not shown).
- the swing motor 41 swings the swing body 11 via a reduction gear (not shown).
- the swing motor 41 operates to swing the swing body 11 in response to the supply of hydraulic fluid from the main pump 21.
- the capacity of the swing motor 41 is referred to as “swing motor capacity Cm”.
- the swing motor 41 has a first port 41a and a second port 41b. When the hydraulic fluid is supplied to the first port 41a, the swing motor 41 rotates right to cause the swing body 11 to rotate to the right and discharge the hydraulic fluid from the second port 41b. Conversely, when hydraulic fluid is supplied to the second port 41b, the pivoting motor 41 rotates leftward to pivot the rotating body 11 to the left and discharges hydraulic fluid from the first port 41a.
- the regulator 42 is connected to the swing motor 41 so as to control the swing motor capacity Cm.
- the regulator 42 operates to make the swing motor capacity Cm the capacity corresponding to the capacity command signal by receiving the input of the capacity command signal from the controller 70.
- the swing control valve 43 is a valve that controls the flow direction and flow rate of the hydraulic oil supplied from the main pump 21 to the swing motor 41.
- the swing control valve 43 is provided between the main pump 21 and the swing motor 41.
- the swing control valve 43 has a plurality of switching positions.
- the switching position of the turning control valve 43 is switched by a turning command (for example, pilot oil pressure) input to the turning control valve 43.
- the plurality of switching positions include a first operation position 43a which is a right turn position, a second operation position 43b which is a left turn position, and a neutral position 43c.
- the swing control valve 43 forms an oil passage which allows hydraulic fluid to be supplied from the main pump 21 to the swing motor 41 in each of the first operating position 43a and the second operating position 43b.
- the swing control valve 43 allows hydraulic oil to be supplied from the main pump 21 to the first port 41a of the swing motor 41 and from the second port 41b.
- An oil passage is formed to allow hydraulic oil to return to the tank T.
- the swing motor 41 is rotated to the right to cause the swing body 11 to swing rightward as viewed from the operator.
- the swing control valve 43 allows hydraulic oil to be supplied from the main pump 21 to the second port 41b, and hydraulic oil is supplied from the first port 41a as a tank.
- the swing control valve 43 blocks an oil passage from the main pump 21 to the swing motor 41 at the neutral position 43 c to block the supply of hydraulic fluid to the swing motor 41.
- the turning operation unit 45 receives a turning operation by the operator of the construction machine 1.
- the turning operation is an operation for operating the turning motor 41 to turn the turning body 11.
- the turning operation unit 45 is a turning remote control valve having a turning operation lever 45a, which is an operation member, and a valve main body 45b.
- the valve body 45b of the turning operation unit 45 inputs the command (for example, pilot hydraulic pressure) according to the turning operation given to the turning operation lever 45a to the turning control valve 43 to switch the turning control valve 43 Change the position.
- the plurality of sensors include a swing speed sensor 61, a pump pressure sensor 62, a boom operation sensor 63, and a swing operation sensor 64.
- the turning speed sensor 61 detects a rotational speed (e.g., an angular velocity) of the swing body 11 with respect to the lower traveling body (not shown), and generates a turning speed detection signal which is an electrical signal corresponding thereto.
- a rotational speed e.g., an angular velocity
- the rotational speed of the swing body 11 with respect to the lower traveling body is referred to as “swing speed Vs”.
- the turning speed sensor 61 may directly or indirectly detect the turning speed Vs.
- the swing speed sensor 61 shown in FIG. 1 directly detects the rotation speed Vm of the swing motor 41, and specifies the swing speed Vs of the swing body 11 based on this.
- the pump pressure sensor 62 detects the discharge pressure of the main pump 21, that is, the pump pressure P1 which is the pressure of the hydraulic fluid discharged by the main pump 21, and generates a pump pressure detection signal which is an electrical signal corresponding thereto. Do.
- the boom operation sensor 63 detects the boom operation given to the boom operation lever 35 a to operate the boom 13. Therefore, the boom operation sensor 63 detects the presence or absence of the boom operation given to the boom operation unit 35.
- the boom operation sensor 63 according to this embodiment detects a boom raising operation for raising the boom 13 in the boom operation. Specifically, the boom operation sensor 63 according to this embodiment detects a boom raising pilot pressure which is a pilot hydraulic pressure input from the boom operation unit 35 to the boom control valve 33, and an electric signal corresponding thereto is detected. A certain boom operation detection signal is generated.
- the boom operation sensor 63 may be a potentiometer or the like for detecting the lever angle of the boom operation lever 35a.
- the turning operation sensor 64 detects the turning operation given to the turning operation lever 45 a to turn the turning body 11. Therefore, the turning operation sensor 64 detects the presence or absence of the turning operation given to the turning operation unit 45.
- a swing operation sensor 64 according to this embodiment detects a swing pilot pressure which is a pilot hydraulic pressure inputted to the swing control valve 43 from the swing operation unit 45, and a swing operation detection signal which is an electric signal corresponding thereto.
- the turning operation sensor 64 may be a potentiometer or the like that detects the lever angle of the turning operation lever 45a.
- the controller 70 performs input / output of signals, operations such as determination and calculation, and storage of information.
- the controller 70 controls the swing motor capacity Cm by inputting a capacity command signal to the regulator 42.
- the controller 70 receives detection signals generated in each of the plurality of sensors.
- the controller 70 may input a merging command for changing the switching position to the boom merging valve 37 instead of the boom raising pilot pressure.
- the controller 70 calculates the flow rate of the hydraulic oil necessary for the operation of the boom cylinder 31 and the swing motor 41, and controls the discharge flow rate of the main pump 21 and the boom cylinder pump 23 based on this.
- the operation of the hydraulic system 20 in relation to the pivoting of the pivoting body 11 is as follows.
- the turning operation unit 45 inputs, to the turning control valve 43, a turning pilot pressure which is a turning command corresponding to a turning operation given by the operator to the turning operation lever 45a.
- the turning control valve 43 switches to the first operating position 43a or the second operating position 43b in response to the input turning command.
- the hydraulic fluid discharged by the main pump 21 flows into the turning motor 41 through the turning control valve 43, and the turning motor 41 rotates to turn the turning body 11 with respect to the lower traveling body.
- the operation of the hydraulic system 20 regarding the vertical movement of the boom 13 is as follows.
- the boom operation unit 35 inputs, to the boom control valve 33, a boom pilot pressure which is a pilot hydraulic pressure which is a boom command according to a boom operation given from the operator to the boom operation lever 35a.
- the boom control valve 33 switches to the first operating position 33a or the second operating position 33b in response to the inputted boom command.
- the hydraulic fluid discharged by the boom cylinder pump 23 flows into the boom cylinder 31 through the boom control valve 33, and the boom cylinder 31 expands and contracts to move the boom 13 up and down with respect to the revolving structure 11.
- the boom 13 basically rises at the same time as the turning body 11 turns.
- the main pump 21 simultaneously supplies operating oil to the boom cylinder 31 and the turning motor 41 in parallel. That is, the hydraulic oil is supplied through the parallel circuit. Therefore, in simultaneous operation, it is important to appropriately distribute the flow rate of the hydraulic fluid discharged by the main pump 21 to the boom cylinder 31 and the swing motor 41.
- FIG. 2 shows an arithmetic control operation performed by the controller 70 for controlling the swing motor displacement Cm.
- the controller 70 for controlling the swing motor displacement Cm.
- the controller 70 performs low speed range large capacity control as shown in FIG.
- the swing motor capacity Cm when the detected swing speed Vs is in the low speed range V1 is made larger than the swing motor capacity Cm when the swing speed Vs is in the high speed range V2. It is control of swing motor capacity Cm.
- the low speed range V1 is a speed range preset for the turning speed Vs in the controller 70, and is a range in which the turning speed Vs is equal to or less than a preset capacity subtraction minimum speed Vmin.
- the high speed area V2 is also a speed area preset for the turning speed Vs in the controller 70, and is an area higher than the capacity subtraction minimum speed Vmin.
- the low speed range large capacity control is performed when the swing motor 41 and the boom cylinder 31 operate simultaneously, that is, when the simultaneous operation is performed.
- the low speed range large capacity control may be performed other than simultaneous operation.
- the controller 70 also performs high pressure small capacity control as shown in FIGS. 3 and 4.
- the high pressure small displacement control is control to reduce the swing motor displacement Cm as the pump pressure P1 is higher.
- the high pressure small volume control is performed when the turning speed Vs is in the low speed region V1.
- the high pressure small capacity control may be performed when the swing speed Vs is in any one of the low speed area V1 and the second high speed area V2b in the high speed area V2.
- the high speed area V2 has the second high speed area V2b and a first high speed area V2a on the higher speed side.
- step S11 a turning operation for turning the turning body 11 and a boom raising operation for raising the boom 13 are simultaneously given to the operation levers 45a and 35a, respectively. It is determined whether or not (in other words, simultaneous operation is performed) (step S11). Specifically, the controller 70 detects that the turning operation sensor 45 is giving the turning operation to the turning operation unit 45, and the boom raising operation is given to the boom operation unit 35. It is determined whether the boom operation sensor 63 has detected that the vehicle is on.
- the controller 70 determines the swing motor capacity Cm to be a prescribed capacity C2 (so-called normal capacity) as shown in FIG.
- the prescribed capacity C2 is, for example, constant regardless of the turning speed Vs.
- the swing motor capacity Cm is set to the prescribed capacity C2.
- the controller 70 determines whether the swing speed Vs is in the low speed range V1. Specifically, the controller 70 determines whether or not the turning speed Vs detected by the turning speed sensor 61 is equal to or less than a preset capacity subtraction minimum speed Vmin (step S21). When the swing speed Vs is in the low speed range V1 (YES in step S21), the controller 70 sets the swing motor capacity Cm to a predetermined capacity C3 (step S22). The capacitance C3 is larger than the predetermined capacitance C2.
- the controller 70 subtracts the swing motor capacity Cm from the capacity C3 by a smaller value, that is, the capacity C3. The value is set (step S23).
- the controller 70 corrects the swing motor displacement Cm calculated in the step S22 or the step S23 based on the pump pressure P1 detected by the pump pressure sensor 62 (step S31). Specifically, the controller 70 performs correction so as to reduce the swing motor displacement Cm as the pump pressure P1 is higher (high pressure small displacement control). In other words, the controller 70 subtracts the swing motor displacement Cm from the value set in the step S22 or S23 to a larger extent as the pump pressure P1 is higher, and the pump pressure P1 is less than or equal to a predetermined value. Do not make corrections.
- the controller 70 may store in advance, for example, a relational expression for calculating the swing motor capacity Cm from the swing speed Vs, in order to control the swing motor capacity Cm based on the swing speed Vs.
- control maps M1 to M3 as shown in FIGS. 3 to 5 may be stored in advance.
- the control maps M1 to M3 define the relationship between the swing speed Vs and the swing motor capacity Cm.
- a plurality of regions are set for the turning velocity Vs, and the plurality of velocity regions include the low velocity region V1 and the high velocity region V2.
- the low speed range V1 is the lowest speed range among the plurality of speed ranges.
- the low speed range V1 may include a state in which the turning speed Vs is zero (a state in which the rotating body 11 is stopped).
- the controller 70 sets the swing motor capacity Cm to the capacity C3.
- the capacity C3 may be the maximum capacity (motor maximum capacity) among capacities that the swing motor 41 can take, or may be a capacity smaller than the motor maximum capacity. For example, it may be a substantially maximum capacity.
- the capacity C3 is larger than the prescribed capacity C2.
- the swing motor capacity Cm when the swing speed Vs is in the low speed range V1 is set to a constant capacity C3 in the example shown in FIG. 3, but the swing motor capacity Cm at this time may not necessarily be constant. .
- the capacity-subtracting minimum velocity Vmin shown in FIG. 3 is the minimum velocity in the high speed region V2, in other words, the maximum velocity in the low speed region V1.
- the high speed range V2 is a range in which the swing speed Vs is higher than the low speed range V1, and is a capacity subtraction area in which the swing motor capacity Cm is subtracted.
- the controller 70 sets the swing motor capacity Cm when the swing speed Vs is in the high speed range V2, smaller than the swing motor capacity Cm (capacity C3) when the swing speed Vs is in the low speed range V1.
- the high speed area V2 includes the first high speed area V2a and the second high speed area V2b.
- the first high speed area V2a is the highest speed area among the plurality of speed areas.
- the first high speed range V2a may include the highest turning speed Vmax among the turning speeds Vs that can be assumed.
- the controller 70 sets the swing motor capacity Cm to the capacity C1 when the swing speed Vs is in the first high speed range V2a.
- the capacity C1 is smaller than the specified capacity C2.
- the capacity C1 may alternatively be equal to the specified capacity C2.
- the capacity C1 may be, for example, the smallest capacity among the capacities that the swing motor 41 can take.
- the swing motor capacity Cm when the swing speed Vs is in the first high speed range V2a may not necessarily be constant.
- the second high speed area V2b is a speed area (medium speed area) between the low speed area V1 and the first high speed area V2a.
- the controller 70 sets the swing motor capacity Cm in a range smaller than the capacity C3 and larger than the capacity C1.
- the controller 70 continuously (proportionally) decreases the swing motor capacity Cm as the swing speed Vs increases.
- the swing motor displacement Cm in the second high speed range V2b may be set to a value that decreases stepwise over one or more steps as the swing speed Vs increases.
- the swing motor displacement Cm may be switched to only two stages (for example, the capacitance C1 and the capacitance C3).
- the high speed area V2 may not necessarily be divided into the first high speed area V2a and the second high speed area V2b.
- the contents of the control maps M1 to M3, specifically, the shape of a graph showing the relationship between the swing speed Vs and the swing motor capacity Cm can be set variously.
- the shape of the graph showing the relationship between the swing speed Vs and the swing motor capacity Cm in the second high speed region V2b is linear in the example shown in FIGS. It may be a step shape or a combination of these.
- the controller 70 changes the swing motor displacement Cm based on the pump pressure P1 in the low speed range V1, but changes the swing motor displacement Cm based on the pump pressure P1 in the high speed range V2.
- the control maps M2 and M3 shown in FIGS. 4 and 5 have a characteristic that the swing motor displacement Cm changes in accordance with the pump pressure P1 in the low speed region V1 and the second high speed region V2b.
- the swing motor capacity Cm is set to a smaller capacity as the pump pressure P1 is higher.
- the swing motor displacement Cm is a displacement C3a.
- the swing motor displacement Cm is set to a smaller displacement as the pump pressure P1 becomes larger (see the displacement C3b, the displacement C3c, and the displacement C3d).
- the swing motor displacement Cm when the swing speed Vs is in the low speed range V1 may be set to a value that decreases stepwise as the pump pressure P1 increases, or continuously (steplessly) It may be set to a small value (the same applies to the second high speed range V2b).
- the swing motor displacement Cm when the swing speed Vs is in the second high speed range V2b is set to be smaller as the pump pressure P1 is higher.
- it is set so that the slope of the graph showing the relationship between the swing speed Vs and the swing motor capacity Cm becomes smoother (that is, the absolute value of the slope becomes smaller) as the pump pressure P1 becomes higher.
- Ru Alternatively, as in a control map M3 shown in FIG. 5, a characteristic may be set such that the upper limit of the swing motor displacement Cm in the second high speed region V2b decreases as the pump pressure P1 increases.
- the upper limit of the swing motor capacity Cm in the second high speed range V2b may be equal to the swing motor capacity Cm in the low speed range V1 (see the capacities C3a to C3d in FIG. 5) or in the low speed range V1 It may be smaller than the swing motor capacity Cm.
- the reason for performing the high pressure small capacity control is as follows.
- the change of the pump pressure P1 may change the balance of the behavior of the boom cylinder 31 and the swing motor 41. For example, when the load applied to the boom 13 increases, the holding pressure which is the pressure of the head chamber 31a of the boom cylinder 31 increases, and the pump pressure P1 substantially equal to the holding pressure also increases. In addition, when the load applied to the boom 13 increases, the speed of extension of the boom cylinder 31 tends to be low. On the other hand, when the pump pressure P1 becomes high, the pressure corresponding to the turning drive pressure, which is the pressure of the hydraulic oil supplied to the turning motor 41, becomes high, the torque of the turning motor 41 becomes large, and the turning body 11 tends to accelerate. .
- the change in the pump pressure P1 tends to be accompanied by an increase in the speed of one of the boom cylinder 31 and the swing motor 41 and a decrease in the other speed (with a change in the balance of behavior).
- the time taken for the operation at the time of simultaneous operation where the turning operation and the boom raising operation are simultaneously given may be extended.
- the torque of the swing motor 41 is the pressure of the hydraulic oil supplied to the swing motor 41 and is proportional to the product of the pressure and the flow rate substantially equal to the pump pressure P1, the pump pressure P1 is high. In this case, the torque necessary for accelerating the rotating body 11 can be secured even if the swing motor capacity Cm is lowered. Therefore, the flow rate of the hydraulic oil supplied from the main pump 21 to the swing motor 41 can be suppressed by executing the high pressure small displacement control, that is, the control to reduce the swing motor displacement Cm as the pump pressure P1 is higher. On the other hand, the flow rate of the hydraulic oil supplied from the main pump 21 to the boom cylinder 31 can be increased to increase the operating (stretching) speed of the boom cylinder 31.
- the swing structure It is possible to maintain the balance of behavior between the turning operation 11 and the raising operation of the boom 13. This makes it possible to shorten the time required for the simultaneous operation in which the turning operation and the boom raising operation are simultaneously provided.
- FIG. 6 and 7 show the behavior of the boom cylinder 31 and the swing motor 41 etc. at the time of the simultaneous operation. 6 and 7 show the comparison between the present embodiment and "Example 1". “Example 1” is an example of keeping the swing motor capacity Cm at a constant capacity C2 (see FIG. 3) regardless of the swing speed Vs at the time of simultaneous operation.
- FIG. 6 shows the distribution behavior of the boom flow rate, which is the flow rate of hydraulic fluid supplied from the main pump 21 to the boom cylinder 31, and the swirl flow rate, which is the flow rate of hydraulic fluid supplied from the main pump 21 to the swing motor 41 It is a graph which shows (time change).
- FIG. 6 shows the distribution behavior of the boom flow rate, which is the flow rate of hydraulic fluid supplied from the main pump 21 to the boom cylinder 31, and the swirl flow rate, which is the flow rate of hydraulic fluid supplied from the main pump 21 to the swing motor 41 It is a graph which shows (time change).
- FIG. 7 is a graph showing behavior (time change) of the swing angle of the swing body 11 and the length (stroke amount) of the boom cylinder 31.
- the swing angle of the swing body 11 at time t0 and the length of the boom cylinder 31 are each set to 0.
- 6 shows the relative magnitudes of the boom flow rate and the turning flow rate in the embodiment and the example 1
- FIG. 7 shows the turning angle and the boom cylinder 31 in the embodiment and the example 1. It shows the relative size of the length.
- the swing flow rate in the present embodiment is larger than the swing flow rate in Example 1 (see times t0 to t1). Therefore, the torque of the swing motor 41 is larger in the present embodiment than in the first embodiment.
- the turning angle can reach the predetermined (desired) angle At more quickly in the present embodiment than in Example 1, thereby shortening the time required for turning.
- the boom flow rate in the present embodiment is smaller than the boom flow rate in Example 1 at the initial stage of acceleration of the swing body 11. Therefore, as shown in FIG. 7, the boom cylinder 31 is shorter in the present embodiment than in Example 1 at the initial stage of acceleration of the swing body 11.
- the controller 70 executes control to reduce the swing motor capacity Cm as the swing speed Vs increases (see FIG. 3), thereby reducing the swing flow rate. Then, the turning flow rate in the present embodiment is smaller than the turning flow rate in Example 1 (see times t1 to t2). On the other hand, the boom flow rate in the present embodiment is larger than the boom flow rate in Example 1. Therefore, the extension speed of the boom 13 is higher in the present embodiment than in the first example.
- the swing body 11 reaches the predetermined angle At earlier than in the first example. Therefore, according to the present embodiment, the turning operation can be finished at an earlier timing (early time) than in Example 1, and the supply of hydraulic fluid from the main pump 21 to the turning motor 41 can be finished at an earlier timing ( See time t2 to t3). Therefore, it is possible to supply the flow rate supplied to the swing motor 41 to the boom cylinder 31 at an earlier timing among the flow rates of the hydraulic fluid discharged by the main pump 21.
- This enables the boom cylinder 31 to reach the predetermined (desired) length earlier than in Example 1 in the present embodiment, and the time taken for the operation at the time of the simultaneous operation can be shortened. For example, when the work using the simultaneous operation is performed a plurality of times (repeatedly), the time required for the plural times of work is further reduced by shortening the time (cycle time) required for one work using the simultaneous operation. It can be shortened.
- the swing body 11 rotates with inertia, and in the example shown in FIG. 6, the boom raising operation is continued after the turning operation is finished.
- the timing and the timing of the end of the boom raising operation vary depending on the content and the situation of the work. Therefore, the two timings may be the same, for example, substantially the same.
- the controller 70 sets the low speed area V1 and the high speed area V2 as the speed area for the turning speed as shown in FIG. 3 and the controller 70 performs the low speed area large capacity control, that is, the turning The control of the swing motor capacity Cm is performed such that the swing motor capacity Cm when the speed Vs is in the low speed range V1 is larger than the swing motor capacity Cm when the swing speed Vs is in the high speed range V2.
- the low-speed large-capacity control includes the acceleration characteristics of the swing motor 41 shown in FIG. 1, for example, the acceleration characteristics when accelerating the rotation of the swing motor 41 from the state where the swing motor 41 is stopped (at the time of swing start). Make it possible to improve.
- the controller 70 makes the swing motor capacity Cm when the swing speed Vs is in the high speed range V2 smaller than the swing motor capacity Cm when the swing speed Vs is in the low speed range V1.
- the turning flow rate that is, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the turning motor 41 shown in FIG.
- the hydraulic system 20 is a hydraulic actuator different from the swing motor 41, and is a supply target hydraulic actuator operated in parallel with the swing motor 41 by receiving the supply of hydraulic oil from the main pump 21. Since the boom cylinder 31 is further provided, the flow rate of the hydraulic oil supplied from the pump 21 to the boom cylinder 31 when the hydraulic oil discharged by the main pump 21 is supplied to both the swing motor 41 and the boom cylinder 31 is insufficient. There is a possibility that the operation of the boom cylinder 31 may be delayed, but the controller 70 according to the embodiment performs low speed range large capacity control when the swing motor 41 and the boom cylinder 31 operate simultaneously. Thus, it is possible to suppress the decrease in the operating speed of the boom cylinder 31. Specifically, when the swing speed Vs is in the high speed range V2, the boom flow rate, that is, the flow rate of hydraulic oil supplied from the main pump 21 shown in FIG. 1 to the boom cylinder 31 is increased to make the boom cylinder 31 operate faster. can do.
- the boom cylinder 31 has a larger amount of operation (work amount, movement amount, etc.) when the construction machine 1 works, as compared with the actuators (for example, arm actuator and bucket actuator) other than the boom cylinder 31. Therefore, the fact that the hydraulic cylinder to be supplied that receives the supply of hydraulic fluid from the main pump 21 together with the swing motor 41 is the boom cylinder 31 makes the improvement of the workability of the construction machine 1 by the control of the controller 70 more remarkable. Do.
- the boom cylinder 31 has a larger amount of operation than the arm cylinder that rotates the arm with respect to the boom 13 and has a larger amount of operation than the bucket cylinder that rotates the bucket with respect to the arm. Therefore, when the hydraulic actuator to be supplied is the boom cylinder 31, the improvement of the workability of the construction machine 1 is more remarkable than when the hydraulic actuator to be supplied is the arm cylinder or the bucket cylinder.
- the hydraulic system 20 further includes a pump pressure sensor 62 that detects a pump pressure P1, which is a discharge pressure of the main pump 21, and the controller 70, as shown in FIG.
- a pump pressure sensor 62 that detects a pump pressure P1 which is a discharge pressure of the main pump 21, and the controller 70, as shown in FIG.
- the swirl flow rate, ie, the flow rate of the hydraulic oil supplied from the main pump 21 to the swing motor 41 is reduced, and the boom flow rate, ie, the flow rate of the hydraulic oil supplied from the main pump 21 to the boom cylinder 31 is increased.
- the operation of the boom cylinder 31 can be speeded up while securing the acceleration of the swing motor 41.
- the present invention is not limited to the above embodiment, and may be variously modified from the embodiment.
- the boom cylinder pump 23 and the merging valve 37 are not necessarily required.
- hydraulic oil may be supplied to the boom cylinder 31 only from the main pump 21.
- the number of hydraulic pumps according to the present invention is not limited.
- the correction of the swing motor displacement Cm based on the pump pressure P1 as shown in FIG. 4 may be omitted.
- the "supply target actuator" that receives the supply of hydraulic fluid from the common hydraulic pump together with the swing motor is not limited to the boom cylinder 31, and may be, for example, an arm cylinder or a bucket cylinder. Alternatively, a hydraulic actuator other than the hydraulic cylinder, for example, a hydraulic motor may be used.
- the hydraulic system includes a hydraulic pump that discharges hydraulic fluid, a swing motor including a variable displacement hydraulic motor that operates to swing the swing body by receiving the supply of hydraulic fluid from the hydraulic pump, and the swing And a controller configured to control a displacement of the rotation motor.
- a low speed area where the turning speed is lower than a predetermined level and a high speed area where the turning speed is higher than the low speed area are set as speed areas which are areas for the turning speed.
- the controller controls the swing motor capacity so that the swing motor capacity is larger when the swing speed detected by the swing speed sensor is in the low speed range than when the swing speed is in the high speed range. Perform large area capacity control.
- the low speed range large capacity control is supplied to the swing motor by relatively reducing the swing motor capacity in the high speed region while improving the swing acceleration property by relatively increasing the swing motor capacity in the low speed region. It is possible to suppress an increase in the flow rate of hydraulic oil.
- the hydraulic system may further include a hydraulic actuator to be supplied which is a hydraulic actuator different from the swing motor and operates in parallel with the swing motor by receiving the supply of hydraulic fluid from the hydraulic pump.
- the controller performs the low speed range large capacity control when the swing motor and the supply target hydraulic actuator operate at the same time. This makes it possible to suppress a drop in the operating speed of the supply target hydraulic actuator when the swing motor and the supply target hydraulic actuator operate simultaneously.
- the hydraulic actuator to be supplied is, for example, a boom cylinder that vertically moves a boom capable of moving up and down with respect to the swing body in the construction machine. This makes the improvement of the workability by the low speed range large capacity control more remarkable.
- the hydraulic system further includes a pump pressure sensor that detects a pump pressure that is a discharge pressure of the hydraulic pump, and the controller controls the swing motor displacement so as to decrease the swing motor displacement as the pump pressure increases. It is more preferable to do.
- a pump pressure sensor that detects a pump pressure that is a discharge pressure of the hydraulic pump
- the controller controls the swing motor displacement so as to decrease the swing motor displacement as the pump pressure increases. It is more preferable to do.
- Such high-pressure small-capacity control makes it possible to accelerate the actuation of the hydraulic actuator to be supplied while securing the acceleration of the swing motor.
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Abstract
旋回モータ(41)の加速性の向上と旋回モータ(41)に供給される作動油の流量の増大の抑制とが可能な油圧システムが提供される。油圧システムは、旋回体(11)の旋回速度Vsを検出する旋回速度センサ(61)と、旋回モータ(41)の容量である旋回モータ容量Cmを制御するコントローラ(70)と、を備える。コントローラ(70)は、旋回速度Vsが低速域V1にあるときの旋回モータ容量Cmを旋回速度Vsが高速域V2にあるときの旋回モータ容量Cmよりも大きくするように旋回モータ容量Cmを制御する。
Description
本発明は、建設機械の旋回体を駆動するための油圧システムに関する。
建設機械の旋回体を駆動するための従来の油圧システムは、例えば特許文献1の図5に示されるように、旋回体を旋回させる旋回モータと、当該旋回モータに作動油を供給する油圧ポンプと、を備える。また、特許文献1の図5及び図6に開示される技術では、ブームシリンダのボトム圧が高くなるほど前記旋回モータの容量が増加される。
しかし、前記ブームシリンダのボトム圧の低下に伴う前記旋回モータの容量の減少は、旋回モータの加速性を悪くするおそれがある。逆に、前記ブームシリンダのボトム圧の上昇に伴う前記旋回モータの容量の増加は旋回モータに供給される作動油の流量の増大を伴うおそれがある。
本発明は、旋回モータの加速性の向上と、当該旋回モータに供給される作動油の流量の増大の抑制と、の双方が可能な油圧システムを提供することを目的とする。
提供されるのは、旋回体を備える建設機械に設けられる油圧システムであって、作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて前記旋回体を旋回させるように作動する可変容量型の油圧モータからなる旋回モータと、前記旋回体の旋回速度を検出する旋回速度センサと、前記旋回モータの容量を制御するコントローラと、を備える。前記コントローラには、前記旋回速度についての領域である速度領域として、前記旋回速度が一定以下である低速域と、前記低速域よりも旋回速度が高い高速域と、が設定される。前記コントローラは、前記旋回速度センサにより検出される前記旋回速度が前記低速域にあるときの旋回モータ容量を当該旋回速度が前記高速域にあるときの旋回モータ容量よりも大きくするように当該旋回モータ容量を制御する低速域大容量制御を行う。
図1~図7を参照して、本発明の好ましい実施の形態を説明する。図1は当該実施の形態に係る油圧システム20を示す。
前記油圧システム20は、建設機械1に設けられる。当該建設機械1は、建設作業などを行う機械であり、例えばショベルである。当該建設機械1は、図示されない下部走行体と、慣性体である旋回体(上部旋回体)11と、ブーム13と、油圧システム20と、を備える。
前記旋回体11は、前記下部走行体に対して旋回可能となるように当該下部走行体の上に配置される。下部走行体は、地面上を走行する部分である。
前記ブーム13は、水平軸回りに上下動する、つまり起伏動作をする、ことが可能となるように前記旋回体11に支持される。ブーム13の先端には例えば図示されないアームが回転可能に取り付けられる。当該アームの先端には例えば図示されないバケットが回転可能に取り付けられる。
前記油圧システム20は、前記旋回体11を油圧により旋回させるとともに、その旋回を制御する。当該油圧システム20は、メインポンプ21と、ブームシリンダ用ポンプ23と、ブーム制御部30と、旋回モータ制御部40と、複数のセンサと、コントローラ70と、を備える。
前記メインポンプ21は、本発明に係る油圧ポンプに相当し、作動油を吐出するように駆動される。前記ブームシリンダ用ポンプ23は、前記メインポンプ21とは別に設けられて作動油を吐出するように駆動される油圧ポンプである。
前記ブーム制御部30は、前記ブーム13を上下動させかつその上下動を制御する。当該ブーム制御部30は、ブームシリンダ31と、ブーム制御弁33と、ブーム操作部35と、合流弁37と、を備える。
前記ブームシリンダ31は、前記ブーム13を動かすためのアクチュエータであり、伸縮可能な油圧シリンダにより構成される。当該ブームシリンダ31は、その伸縮によって前記ブーム13を前記旋回体11に対して上下動させる。前記ブームシリンダ31は、前記ブームシリンダ用ポンプ23からの作動油の供給を受けることにより伸縮する。前記ブームシリンダ31は、後述するように、前記ポンプ21および前記ブームシリンダ用ポンプ23の双方から作動油の供給を受けることも可能である。前記ブームシリンダ31は、ヘッド室31aと、ロッド室31bと、を備える。前記ブームシリンダ31は、前記へッド側室31aに作動油が供給されることにより伸長して前記ブーム13を上昇させるとともに前記ロッド側室31bから作動油を排出する。前記ブームシリンダ31は、逆に、前記ロッド側室31bに作動油が供給されることにより収縮して前記ブーム13を降下させるとともに前記へッド側室31aから作動油を排出する。
前記ブーム制御弁33は、前記ブームシリンダ用ポンプ23から前記ブームシリンダ31に供給される作動油の流れ方向および流量を制御するための弁である。前記ブーム制御弁33は、油圧回路において前記ブームシリンダ用ポンプ23と前記ブームシリンダ31との間に設けられる。前記ブーム制御弁33は、複数の切換位置を有する。前記ブーム制御弁33の切換位置は、当該ブーム制御弁33に入力されるブーム指令(例えばパイロット油圧)によって切り換えられる。前記複数の切換位置は、第1作動位置33aと、第2作動位置33bと、中立位置33cと、を含む。
前記第1作動位置33aはブーム上げ位置であり、このブーム上げ位置において前記ブーム制御弁33は前記ブームシリンダ用ポンプ23から前記ヘッド室31aへの作動油の供給と前記ロッド室31bからタンクTへの作動油の戻りを許容する油路を形成する。これにより前記ブーム13は上昇するすなわち起こされる。前記第2作動位置33bはブーム下げ位置であり、このブーム下げ位置において前記ブーム制御弁33は前記ブームシリンダ用ポンプ23から前記ロッド室31bへの作動油の供給を許容しかつ前記ヘッド室31aからタンクTへの作動油の戻りを許容する油路を形成する。これにより前記ブーム13が降下する。前記中立位置33cにおいて前記ブーム制御弁33は前記ブームシリンダ用ポンプ23から前記ブームシリンダ31への作動油の供給をブロックする。
ブーム操作部35は、建設機械1の操作者によるブーム操作を受ける。前記ブーム操作は、前記ブームシリンダ31を作動させて前記ブーム13を上下動させるための操作である。前記ブーム操作部35は、この実施の形態では、ブーム操作部材であるブーム操作レバー35aと弁本体35bとを有するブームリモコン弁である。前記ブーム操作部35の弁本体35bは、前記ブーム操作レバー35aに与えられる前記ブーム操作に応じた指令(例えばパイロット油圧)を前記ブーム制御弁33に入力することにより当該ブーム制御弁33の前記切換位置を変える。
前記合流弁37は、前記メインポンプ21から前記ブームシリンダ31への作動油の供給を許容する状態と阻止する状態とに切り換えられる弁である。前記合流弁37は、前記メインポンプ21と前記ブームシリンダ31の前記ヘッド室31aとの間に設けられる。詳しくは、前記合流弁37は、合流油路38の途中に設けられ、当該合流油路38は前記メインポンプ21から前記ブーム制御弁33と前記ヘッド室31aとをつなぐ油路に至る。前記合流弁37は、複数の切換位置を有し、当該複数の切換位置は連通位置37aと遮断位置37bとを含む。前記ブームシリンダ合流弁37は、前記連通位置37aにおいて前記メインポンプ21から前記ヘッド室31aへの作動油の供給を許容するように前記合流油路38を開通する。前記合流弁37は、前記遮断位置37bにおいて前記メインポンプ21から前記ヘッド室31aへの作動油の供給を阻止するように前記合流油路38を遮断する。前記合流弁37の切換位置は、当該合流弁37に入力される合流指令に応じて切り換わる。当該合流指令は、例えばパイロット油圧であり、この実施の形態では前記ブーム駆動指令のうち前記ブーム13を上げるためのブーム上げ指令(ブーム上げパイロット圧)である。
前記旋回制御部40は、前記上部旋回体11を旋回させかつその旋回を制御する。当該旋回制御部40は、旋回モータ41と、レギュレータ42と、旋回制御弁43と、旋回操作部45と、を備える。
旋回モータ41は、可変容量型の油圧モータである。旋回モータ41は、下部走行体(図示なし)に対して旋回体11を旋回させる。旋回モータ41は、減速機(図示なし)を介して、旋回体11を旋回させる。旋回モータ41は、前記メインポンプ21からの作動油の供給を受けて前記旋回体11を旋回させるように作動する。以下の記載では、旋回モータ41の容量を、「旋回モータ容量Cm」とする。旋回モータ41は、第1ポート41aと、第2ポート41bと、を有する。旋回モータ41は、前記第1ポート41aに作動油が供給されると、右回転して前記旋回体11を右旋回させるとともに前記第2ポート41bから作動油を排出する。旋回モータ41は、逆に前記第2ポート41bに作動油が供給されると、左回転して前記旋回体11を左旋回させるとともに第1ポート41aから作動油を排出する。
前記レギュレータ42は、前記旋回モータ容量Cmを制御するように前記旋回モータ41に接続される。前記レギュレータ42は、前記コントローラ70から容量指令信号の入力を受けることにより前記旋回モータ容量Cmを当該容量指令信号に対応した容量にするように作動する。
前記旋回制御弁43は、前記メインポンプ21から前記旋回モータ41に供給される作動油の流れ方向および流量を制御する弁である。前記旋回制御弁43は、前記メインポンプ21と前記旋回モータ41との間に設けられる。前記旋回制御弁43は複数の切換位置を有する。旋回制御弁43の切換位置は、当該旋回制御弁43に入力される旋回指令(例えばパイロット油圧)によって切り換えられる。前記複数の切換位置は、右旋回位置である第1作動位置43aと、左旋回位置である第2作動位置43bと、中立位置43cと、を含む。
前記旋回制御弁43は、前記第1作動位置43aおよび前記第2作動位置43bのそれぞれにおいて、前記メインポンプ21から前記旋回モータ41に作動油が供給されるのを許容する油路を形成する。具体的に、前記旋回制御弁43は、前記第1作動位置43aでは、前記メインポンプ21から前記旋回モータ41の第1ポート41aに作動油が供給されるのを許容しかつ第2ポート41bから作動油がタンクTに戻るのを許容する油路を形成する。これにより、前記旋回モータ41は右に回転して旋回体11をオペレータから見て右方向に旋回させる。逆に、前記旋回制御弁43は、前記第2作動位置43bでは、前記メインポンプ21から前記第2ポート41bに作動油が供給されるのを許容しかつ前記第1ポート41aから作動油がタンクTに戻るのを許容する油路を形成する。これにより、前記旋回モータ41が左回転して旋回体11をオペレータから見て左方向に旋回させる。前記旋回制御弁43は、前記中立位置43cでは前記メインポンプ21から前記旋回モータ41に至る油路をブロックして当該旋回モータ41への作動油の供給を阻止する。
前記旋回操作部45は、建設機械1の操作者による旋回操作を受ける。前記旋回操作は、前記旋回モータ41を作動させて前記旋回体11を旋回させるための操作である。前記旋回操作部45は、この実施の形態では、操作部材である旋回操作レバー45aと弁本体45bとを有する旋回リモコン弁である。前記旋回操作部45の弁本体45bは、前記旋回操作レバー45aに与えられる前記旋回操作に応じた指令(例えばパイロット油圧)を前記旋回制御弁43に入力することにより当該旋回制御弁43の前記切換位置を変える。
前記複数のセンサは、旋回速度センサ61と、ポンプ圧センサ62と、ブーム操作センサ63と、旋回操作センサ64と、を含む。
前記旋回速度センサ61は、図示されない前記下部走行体に対する前記旋回体11の回転速度(例えば角速度)を検出し、これに対応する電気信号である旋回速度検出信号を生成する。以下の記載では、前記下部走行体に対する前記旋回体11の回転速度を「旋回速度Vs」とする。前記旋回速度センサ61は、前記旋回速度Vsを直接的に検出してもよく、間接的に検出してもよい。図1に示す旋回速度センサ61は、直接的には前記旋回モータ41の回転速度Vmを検出し、これに基づいて前記旋回体11の旋回速度Vsを特定する。
前記ポンプ圧センサ62は、メインポンプ21の吐出圧力、すなわち当該メインポンプ21が吐出する作動油の圧力であるポンプ圧P1、を検出し、これに対応する電気信号であるポンプ圧検出信号を生成する。
前記ブーム操作センサ63は、前記ブーム13を作動させるために前記ブーム操作レバー35aに与えられる前記ブーム操作を検出する。従って、当該ブーム操作センサ63は、前記ブーム操作部35に与えられる前記ブーム操作の有無を検出する。この実施の形態に係るブーム操作センサ63は、前記ブーム操作のうち前記ブーム13を上げるためのブーム上げ操作を検出する。具体的に、この実施の形態に係るブーム操作センサ63は、前記ブーム操作部35から前記ブーム制御弁33に入力されるパイロット油圧であるブーム上げパイロット圧を検出し、これに対応する電気信号であるブーム操作検出信号を生成する。ブーム操作センサ63は、あるいは、前記ブーム操作レバー35aのレバー角度を検出するポテンショメータ等であってもよい。
前記旋回操作センサ64は、前記旋回体11を旋回させるために前記旋回操作レバー45aに与えられる前記旋回操作を検出する。従って、前記旋回操作センサ64は、旋回操作部45に与えられる前記旋回操作の有無を検出する。この実施の形態に係る旋回操作センサ64は、前記旋回操作部45から前記旋回制御弁43に入力されるパイロット油圧である旋回パイロット圧を検出し、これに対応する電気信号である旋回操作検出信号を生成する。前記旋回操作センサ64は、あるいは、前記旋回操作レバー45aのレバー角度を検出するポテンショメータ等であってもよい。
前記コントローラ70は、信号の入出力、判定および算出などの演算、および、情報の記憶などを行う。前記コントローラ70は、前記レギュレータ42に容量指令信号を入力することにより前記旋回モータ容量Cmを制御する。コントローラ70には、前記複数のセンサのそれぞれにおいて生成された検出信号が入力される。コントローラ70は、前記ブーム上げパイロット圧に代えて前記ブーム合流弁37に切換位置を変えるための合流指令を入力してもよい。コントローラ70は、ブームシリンダ31および旋回モータ41の作動に必要な作動油の流量を演算し、これに基づいて前記メインポンプ21およびブームシリンダ用ポンプ23の吐出流量を制御する。
前記旋回体11の旋回に関する前記油圧システム20の動作は、次の通りである。前記旋回操作部45は、その旋回操作レバー45aに対して操作者から与えられる旋回操作に対応した旋回指令である旋回パイロット圧を旋回制御弁43に入力する。旋回制御弁43は、入力された旋回指令に応じて、第1作動位置43aまたは第2作動位置43bに切り換わる。これにより、前記メインポンプ21が吐出した作動油が前記旋回制御弁43を通じて前記旋回モータ41に流入し、当該旋回モータ41が回転して下部走行体に対して旋回体11を旋回させる。
前記ブーム13の上下動に関する前記油圧システム20の動作は次の通りである。前記ブーム操作部35は、そのブーム操作レバー35aに対して操作者から与えられるブーム操作に応じたブーム指令であるパイロット油圧であるブームパイロット圧をブーム制御弁33に入力する。ブーム制御弁33は、入力された前記ブーム指令に応じて、第1作動位置33aまたは第2作動位置33bに切り換わる。これにより、ブームシリンダ用ポンプ23が吐出した作動油は前記ブーム制御弁33を通じてブームシリンダ31に流入し、当該ブームシリンダ31が伸縮して旋回体11に対してブーム13を上下動させる。
ブーム13を下げるときには前記合流弁37にパイロット圧が入力されず、よって当該合流弁37は遮断位置37bに保たれる。これに対し、ブーム13を上げるときにはブーム上げパイロット圧が合流弁37に入力されて当該合流弁37が連通位置37aに切り換えられ、ブームシリンダ用ポンプ23およびメインポンプ21の双方からブームシリンダ31への作動油の供給を許容する。よって、メインポンプ21からブームシリンダ31に作動油が供給されない場合に比べ、ブームシリンダ31に供給される作動油の流量が増え、ブームシリンダ31の作動(伸張)速度が上げられる。
前記旋回操作及び前記ブーム上げ操作が前記旋回操作レバー45a及び前記ブーム操作レバー35aのそれぞれに同時に与えられる同時操作時には、基本的に旋回体11が旋回すると同時にブーム13が上がる。このとき、メインポンプ21は、ブームシリンダ31と旋回モータ41とに作動油を同時に並列的に供給する。つまり、パラレル回路を通じての作動油の供給が行われる。従って、同時操作時では、メインポンプ21が吐出する作動油の流量をブームシリンダ31と旋回モータ41とに適切に配分することが重要になる。
図2は、旋回モータ容量Cmの制御について前記コントローラ70が行う演算制御動作を示す。以下、上記の油圧システム20の各構成要素については図1を参照しながら、前記演算制御動作の各ステップについては図2を参照しながら、説明する。
前記コントローラ70は、図3に示されるような低速域大容量制御を行う。この低速域大容量制御は、検出される旋回速度Vsが低速域V1にあるときの旋回モータ容量Cmを、当該旋回速度Vsが高速域V2にあるときの旋回モータ容量Cmよりも大きくするような旋回モータ容量Cmの制御である。前記低速域V1は、前記旋回速度Vsについて前記コントローラ70に予め設定された速度領域であって、当該旋回速度Vsが予め設定された容量減算最小速度Vmin以下である領域である。前記高速域V2も、前記旋回速度Vsについて前記コントローラ70に予め設定された速度領域であって、前記容量減算最小速度Vminよりも高速の領域である。
前記低速域大容量制御は、旋回モータ41とブームシリンダ31とが同時に作動するとき、つまり前記同時操作時、に行われる。しかし、低速域大容量制御は、同時操作時以外に行われてもよい。
前記コントローラ70は、図3および図4に示すような高圧時小容量制御も行う。高圧時小容量制御は、ポンプ圧P1が高いほど旋回モータ容量Cmを小さくする制御である。高圧時小容量制御は、旋回速度Vsが低速域V1にあるときに行われる。高圧時小容量制御は、旋回速度Vsが、低速域V1および前記高速域V2の中の第2高速域V2bのいずれかにあるときに行われてもよい。前記高速域V2は、前記第2高速域V2bと、それよりも高速側の第1高速域V2aと、を有する。
図2に示すように、前記コントローラ70は、まず、前記旋回体11を旋回させるための旋回操作と、前記ブーム13を上げるためのブーム上げ操作と、がそれぞれ操作レバー45a,35aに同時に与えられているか(つまり同時操作が行われているか)否かを判定する(ステップS11)。具体的には、前記コントローラ70は、旋回操作部45に前記旋回操作が与えられていることを前記旋回操作センサ64が検出し、かつ、前記ブーム操作部35に前記ブーム上げ操作が与えられていることをブーム操作センサ63が検出しているか否かを判定する。
同時操作が行われていない場合(ステップS11でNO)、コントローラ70は、旋回モータ容量Cmを図3に示すような規定の容量C2(いわば通常の容量)に決定する。当該規定の容量C2は、例えば、旋回速度Vsとは関係なく一定である。例えば、旋回体11の旋回(旋回モータ41の回転)に対してブレーキがかけられる場合は、旋回モータ容量Cmは前記規定の容量C2に設定される。
同時操作が行われている場合(ステップS11でYES)、コントローラ70は、旋回速度Vsが低速域V1にあるか否かを判定する。具体的に、当該コントローラ70は、前記旋回速度センサ61で検出された前記旋回速度Vsが、予め設定された容量減算最小速度Vmin以下であるか否かを判定する(ステップS21)。旋回速度Vsが低速域V1にある場合(ステップS21でYES)、コントローラ70は旋回モータ容量Cmを所定の容量C3に設定する(ステップS22)。この容量C3は前記既定の容量C2よりも大きい。前記旋回速度Vsが前記低速域V1にない場合、つまり高速域V2にある場合(ステップS21でNO)、コントローラ70は前記旋回モータ容量Cmを前記容量C3よりも小さい値、つまり、容量C3から減算した値、に設定する(ステップS23)。
前記コントローラ70は、前記ステップS22または前記ステップS23において演算した旋回モータ容量Cmを前記ポンプ圧センサ62により検出されたポンプ圧P1に基づいて補正する(ステップS31)。具体的に、コントローラ70は、前記ポンプ圧P1が高いほど前記旋回モータ容量Cmを小さくするような補正をする(高圧時小容量制御)。換言すれば、前記コントローラ70は、前記ポンプ圧P1が高いほど大きな度合いで前記旋回モータ容量Cmを前記ステップS22またはS23で設定された値から減算し、前記ポンプ圧P1が一定以下の場合には補正をしない。
前記コントローラ70は、前記旋回速度Vsに基づく前記旋回モータ容量Cmの制御のために、例えば、前記旋回速度Vsから旋回モータ容量Cmを算出するための関係式などを予め記憶してもよい。あるいは、図3~図5に示すような制御マップM1~M3を予め記憶してもよい。当該制御マップM1~M3は、旋回速度Vsと旋回モータ容量Cmとの関係を規定する。当該マップM1~M3では、旋回速度Vsについて複数の領域(速度領域)が設定され、当該複数の速度領域は、前記低速域V1と前記高速域V2とを含む。
前記低速域V1は、前記複数の速度領域の中で最も低速の領域である。当該低速域V1は、旋回速度Vsがゼロの状態(旋回体11が停止している状態)を含んでもよい。旋回速度Vsが低速域V1のときコントローラ70は旋回モータ容量Cmを前記容量C3に設定する。この容量C3は、旋回モータ41が取り得る容量の中で最大の容量(モータ最大容量)でもよく、あるいはモータ最大容量よりも小さい容量であってもよい。例えば、略最大容量でもよい。当該容量C3は、前記規定の容量C2よりも大きい。旋回速度Vsが前記低速域V1にあるときの前記旋回モータ容量Cmは、図3に示す例では一定の容量C3に設定されるが、このときの旋回モータ容量Cmは必ずしも一定でなくてもよい。図3に示される前記容量減算最小速度Vminは、高速域V2での最小速度であり、換言すれば、低速域V1での最大速度である。
前記高速域V2は、前記低速域V1よりも旋回速度Vsの高い領域であり、前記旋回モータ容量Cmの減算が行われる容量減算領域である。前記コントローラ70は、旋回速度Vsが高速域V2にあるときの旋回モータ容量Cmを、旋回速度Vsが低速域V1にあるときの旋回モータ容量Cm(容量C3)よりも小さく設定する。
前記高速域V2は、前記第1高速域V2aと前記第2高速域V2bとを有する。前記第1高速域V2aは、前記複数の速度領域の中で最も高速の領域である。第1高速域V2aは、想定され得る旋回速度Vsのうち最も高い旋回速度Vmaxを含んでもよい。コントローラ70は、前記旋回速度Vsが前記第1高速域V2aにあるとき前記旋回モータ容量Cmを容量C1に設定する。当該容量C1は、前記規定の容量C2よりも小さい。当該容量C1は、あるいは、当該規定の容量C2と等しくてもよい。容量C1は、例えば、旋回モータ41が取り得る容量の中で最小の容量でもよい。前記旋回速度Vsが前記第1高速域V2aにあるときの旋回モータ容量Cmは必ずしも一定でなくてもよい。
前記第2高速域V2bは、前記低速域V1と前記第1高速域V2aとの間の速度領域(中速域)である。コントローラ70は、前記旋回速度Vsが前記第2高速域V2bにあるとき前記旋回モータ容量Cmを前記容量C3未満でかつ前記容量C1以上の範囲内で設定する。図3に示す例では、コントローラ70は、前記旋回速度Vsが前記第2高速域V2bにあるときに前記旋回モータ容量Cmを当該旋回速度Vsが大きくなるにしたがって連続的に(徐々に)小さくする。第2高速域V2bにおける前記旋回モータ容量Cmは前記旋回速度Vsが大きくなるにしたがって1または複数の段階にわたって段階的に小さくなる値に設定されてもよい。例えば、低速域V1と高速域V2とで、旋回モータ容量Cmが2段階(例えば容量C1、容量C3)にのみ切り替えられてもよい。また、前記高速域V2は、必ずしも前記第1高速域V2aと前記第2高速域V2bとに分けられなくてもよい。
前記制御マップM1~M3の内容、具体的には前記旋回速度Vsと前記旋回モータ容量Cmとの関係を示すグラフの形状は、様々に設定可能である。例えば、第2高速域V2bでの旋回速度Vsと旋回モータ容量Cmとの関係を示すグラフの形状は、図3~図5に示す例では直線状であるが、折れ線状でもよく、曲線状でもよく、階段状でもよく、これらを組み合わせた形状でもよい。
上述のように、前記コントローラ70は、前記低速域V1において、前記ポンプ圧P1に基づく前記旋回モータ容量Cmの変更を行うが、高速域V2においてポンプ圧P1に基づく旋回モータ容量Cmの変更がなされてもよい。図4および図5に示す制御マップM2,M3は、低速域V1および第2高速域V2bにおいて旋回モータ容量Cmがポンプ圧P1に応じて変化する特性を有する。
図4に示す制御マップM2によれば、旋回速度Vsが低速域V1にあるとき、前記旋回モータ容量Cmは前記ポンプ圧P1が高いほど小さい容量に設定される。例えば、ポンプ圧P1が所定の圧力以下であるときの旋回モータ容量Cmは容量C3aである。前記低速域V1において前記ポンプ圧P1が所定の圧力を超える場合、旋回モータ容量Cmはポンプ圧P1が大きくなるにしたがって小さい容量に設定される(容量C3b、容量C3c、および容量C3dを参照)。旋回速度Vsが低速域V1にあるときの旋回モータ容量Cmは、ポンプ圧P1が大きくなるにしたがって段階的に小さくなる値に設定されてもよいし、あるいは、連続的(無段階的に)に小さくなる値に設定されてもよい(第2高速域V2bのときも同様)。
前記旋回速度Vsが前記第2高速域V2bにあるときの旋回モータ容量Cmは、ポンプ圧P1が高いほど小さくなるように設定される。図4に示される例では、ポンプ圧P1が高いほど旋回速度Vsと旋回モータ容量Cmとの関係を示すグラフの傾斜がなだらかになるように(つまり傾きの絶対値が小さくなるように)設定される。あるいは、図5に示す制御マップM3のように、ポンプ圧P1が高いほど第2高速域V2bにおける旋回モータ容量Cmの上限が小さくなるような特性が設定されてもよい。例えば、第2高速域V2bでの旋回モータ容量Cmの上限は、低速域V1での旋回モータ容量Cm(図5の容量C3a~容量C3dを参照)と等しくてもよく、あるいは低速域V1での旋回モータ容量Cmよりも小さくてもよい。
前記高圧時小容量制御を行う理由は、次の通りである。ポンプ圧P1の変化はブームシリンダ31と旋回モータ41の挙動のバランスを変化させる可能性がある。例えば、ブーム13に掛かる負荷が大きくなると、ブームシリンダ31のヘッド室31aの圧力である保持圧が高くなり、当該保持圧と実質上等しいポンプ圧P1も高くなる。また、ブーム13に掛かる負荷が大きくなると、ブームシリンダ31の伸張の速度が低くなりやすい。一方、ポンプ圧P1が高くなると、旋回モータ41に供給される作動油の圧力であって旋回駆動圧に相当する圧力が高くなり、旋回モータ41のトルクが大きくなり、旋回体11が加速しやすい。このように、ポンプ圧P1が高くなると、ブーム上げの速度は低下しやすく、旋回体11は加速しやすくなる。このように、ポンプ圧P1の変化は、ブームシリンダ31と旋回モータ41とのうちの一方の速度の上昇と他方の速度の低下を伴う(挙動のバランスの変化を伴う)傾向がある。その結果、前記旋回操作と前記ブーム上げ操作とが同時に与えられる同時操作時の作業にかかる時間が長くなる可能性が生じる。
ここで、前記旋回モータ41のトルクは、当該旋回モータ41に供給される作動油の圧力であって前記ポンプ圧P1と略同等の圧力と流量との積に比例するため、ポンプ圧P1が高い場合には旋回モータ容量Cmを下げても旋回体11の加速に必要なトルクを確保できる。従って、前記高圧時小容量制御、すなわちポンプ圧P1が高いほど旋回モータ容量Cmを小さくする制御、を実行することにより、メインポンプ21から旋回モータ41に供給される作動油の流量を抑えることができる一方、メインポンプ21からブームシリンダ31に供給される作動油の流量を増やしてブームシリンダ31の作動(伸張)速度を上げることができる。例えば、ポンプ圧P1が変わっても旋回モータ41のトルクが一定になるように(またはトルクが所定範囲内に収まるように)当該ポンプ圧P1に応じて旋回モータ容量Cmを変えることにより、旋回体11の旋回動作とブーム13の上げ動作との挙動バランスを保つことができる。このことは、前記旋回操作と前記ブーム上げ操作とが同時に与えられる前記同時操作時での作業にかかる時間の短縮を可能にする。
図6および図7は、前記同時操作時のブームシリンダ31および旋回モータ41などの挙動を示す。図6および図7は、本実施形態と「例1」との対比を示している。「例1」は、同時操作時に旋回速度Vsとは関係なく旋回モータ容量Cmを一定の容量C2(図3参照)に保つ例である。図6は、メインポンプ21からブームシリンダ31に供給される作動油の流量であるブーム流量と、メインポンプ21から旋回モータ41に供給される作動油の流量である旋回流量と、の配分の挙動(時間変化)を示すグラフである。図7は、旋回体11の旋回角度、および、ブームシリンダ31の長さ(ストローク量)の挙動(時間変化)を示すグラフである。図7では、時刻t0のときの旋回体11の旋回角度及びブームシリンダ31の長さがそれぞれ0とされる。図6は、前記実施形態及び前記例1での前記ブーム流量及び前記旋回流量の相対的な大きさを示し、図7は、前記実施形態及び前記例1での前記旋回角度及びブームシリンダ31の長さの相対的な大きさを示している。
図6に示すように、旋回モータ41の加速の初期(旋回体11の旋回の初期)では、例1における旋回流量よりも本実施形態における旋回流量が多い(時刻t0~t1を参照)。よって、例1よりも本実施形態の方が、旋回モータ41のトルクが大きい。その結果、図7に示すように、例1よりも本実施形態の方が、旋回角度が所定の(所望の)角度Atに早く到達することができ、これにより、旋回に要する時間を短縮できる。ここで、図6に示すように、旋回体11の加速の初期では、例1におけるブーム流量よりも本実施形態におけるブーム流量が少ない。そのため、図7に示すように、旋回体11の加速の初期では、例1よりも本実施形態の方が、ブームシリンダ31が短い。
図6に示すように、コントローラ70は旋回速度Vsの上昇に伴って旋回モータ容量Cmを小さくする制御を実行し(図3参照)、これにより旋回流量を減らす。そして、例1における旋回流量よりも本実施形態における旋回流量が少ない(時刻t1~t2を参照)。一方、例1におけるブーム流量よりも本実施形態におけるブーム流量の方が多い。よって、例1よりも本実施形態の方が、ブーム13の伸張速度が高い。
図7に示すように、例1よりも本実施形態の方が、旋回体11が所定の角度Atに早く到達する。よって、例1よりも本実施形態の方が、旋回操作を早いタイミング(早い時刻)で終えることができ、メインポンプ21から旋回モータ41への作動油の供給を早いタイミングで終えることができる(時刻t2~t3を参照)。よって、メインポンプ21が吐出する作動油の流量のうち、旋回モータ41に供給していた流量をより早いタイミングでブームシリンダ31に供給できる。このことは、本実施形態において例1よりもブームシリンダ31を所定の(所望の)長さに早く到達させることを可能にし、前記同時操作時での作業にかかる時間を短くできる。例えば、前記同時操作を用いた作業が複数回(繰り返し)行われる場合、同時操作を用いた1回の作業にかかる時間(サイクルタイム)を短縮することにより、複数回の作業にかかる時間をさらに短縮することができる。
図7に示す例では、時刻t2で旋回操作が終了した後に旋回体11が惰性で回転し、図6に示す例では、旋回操作終了後にブーム上げ操作が継続されるが、旋回操作の終了のタイミング及びブーム上げ操作の終了のタイミングは作業の内容や状況によって様々である。従って、前記両タイミングは同じタイミングでもよく、例えばほぼ同じタイミングなどでもよい。
以上説明した実施の形態では、コントローラ70に図3に示すような、旋回速度についての速度領域である低速域V1及び高速域V2が設定され、コントローラ70は、低速域大容量制御、すなわち、旋回速度Vsが低速域V1にあるときの旋回モータ容量Cmを旋回速度Vsが高速域V2にあるときの旋回モータ容量Cmよりも大きくするような旋回モータ容量Cmの制御、を行う。この低速度大容量制御は、図1に示す旋回モータ41の加速性、例えば、当該旋回モータ41が停止した状態から当該旋回モータ41の回転を加速させる時(旋回起動時)の加速性、を向上させることを可能にする。
また、前記コントローラ70は、図3に示すように、旋回速度Vsが高速域V2にあるときの旋回モータ容量Cmを旋回速度Vsが低速域V1にあるときの旋回モータ容量Cmよりも小さくすることにより、旋回流量、すなわち図1に示す旋回モータ41に供給される作動油の流量、の増大を抑制できる。
前記実施の形態に係る油圧システム20は、旋回モータ41とは別の油圧アクチュエータであって当該旋回モータ41とパラレルにメインポンプ21からの作動油の供給を受けて作動する供給対象油圧アクチュエータであるブームシリンダ31をさらに備えるので、前記メインポンプ21により吐出される作動油が旋回モータ41およびブームシリンダ31の双方に供給されるときにポンプ21からブームシリンダ31に供給される作動油の流量が不足してブームシリンダ31の作動が遅くなる可能性があるが、当該実施の形態に係るコントローラ70は、前記旋回モータ41と前記ブームシリンダ31とが同時に作動するときに低速域大容量制御を行うことで、前記ブームシリンダ31の作動速度の低下を抑えることができる。具体的には、旋回速度Vsが高速域V2にあるときに前記ブーム流量すなわち図1に示すメインポンプ21からブームシリンダ31に供給される作動油の流量を増やして前記ブームシリンダ31の作動を速くすることができる。
通常、前記ブームシリンダ31は、当該ブームシリンダ31以外のアクチュエータ(例えばアームアクチュエータやバケットアクチュエータ)に比べ、建設機械1が作業を行うときの作動の量(仕事量、移動量など)が多い。よって、旋回モータ41とともにメインポンプ21からの作動油の供給を受ける前記供給対象油圧アクチュエータが前記ブームシリンダ31であることは、前記コントローラ70の制御による建設機械1の作業性の向上をより顕著にする。
例えば、ブームシリンダ31は、ブーム13に対してアームを回転させるアームシリンダよりも作動量が多く、また、アームに対してバケットを回転させるバケットシリンダよりも作動量が多い。よって、前記供給対象油圧アクチュエータが前記ブームシリンダ31である場合、当該供給対象油圧アクチュエータがアームシリンダまたはバケットシリンダである場合に比べて建設機械1の作業性の向上がより著しい。
前記実施の形態に係る油圧システム20は、前記メインポンプ21の吐出圧力であるポンプ圧P1を検出するポンプ圧センサ62をさらに備え、前記コントローラ70は、図4に示すように、前記ポンプ圧P1が高いほど旋回モータ容量Cmを小さくする制御をすることにより、旋回モータ41の加速性を確保しつつブームシリンダ31の作動を速くすることができる。具体的に、前記旋回モータ41のトルクはポンプ圧P1と図3に示される旋回モータ容量Cmとの積に比例するため、ポンプ圧P1の上昇に伴って旋回モータ容量Cmを小さくしても旋回モータ41の加速性を確保しやすい。従って、ポンプ圧P1が高いほど旋回流量すなわちメインポンプ21から旋回モータ41に供給される作動油の流量を減らし、ブーム流量すなわちメインポンプ21からブームシリンダ31に供給される作動油の流量を増やすことにより、旋回モータ41の加速性を確保しつつ、ブームシリンダ31の作動を速くできる。
本発明は、前記実施の形態に限定されず、当該実施の形態から様々に変形されてもよい。
例えば、図1に示す回路の接続、建設機械1に含まれる構成要素の数、図2に示すフローチャートのステップの順序、図3~図5に示す制御マップM1~M3(グラフ)の形状、のうちの一部または全部が変更されてもよい。
前記ブームシリンダ用ポンプ23および前記合流弁37は必ずしも要しない。例えばメインポンプ21のみからブームシリンダ31に作動油が供給されてもよい。また、本発明に係る油圧ポンプの個数は限定されない。
図4に示すようなポンプ圧P1に基づく旋回モータ容量Cmの補正は省略されてもよい。
旋回モータとともに共通の油圧ポンプから作動油の供給を受ける「供給対象アクチュエータ」は、前記ブームシリンダ31に限られず、例えばアームシリンダやバケットシリンダであってもよい。あるいは、油圧シリンダ以外の油圧アクチュエータ、例えば油圧モータでもよい。
以上のように、本発明によれば、旋回体を備える建設機械に設けられる油圧システムであって、旋回モータの加速性の向上と、当該旋回モータに供給される作動油の流量の増大の抑制と、の双方が可能な油圧システムが提供される。当該油圧システムは、作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて前記旋回体を旋回させるように作動する可変容量型の油圧モータからなる旋回モータと、前記旋回体の旋回速度を検出する旋回速度センサと、前記旋回モータの容量を制御するコントローラと、を備える。前記コントローラには、前記旋回速度についての領域である速度領域として、旋回速度が一定以下である低速域と、前記低速域よりも旋回速度が高い高速域と、が設定される。前記コントローラは、前記旋回速度センサにより検出される旋回速度が前記低速域にあるときは当該旋回速度が前記高速域にあるときよりも旋回モータ容量を大きくするように当該旋回モータ容量を制御する低速域大容量制御を行う。この低速域大容量制御は、低速域では旋回モータ容量を相対的に大きくすることにより旋回加速性を向上させながら、高速域では旋回モータ容量を相対的に小さくすることにより前記旋回モータに供給される作動油の流量の増大を抑制することができる。
前記油圧システムは、前記旋回モータとは別の油圧アクチュエータであって当該旋回モータとパラレルに前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて作動する供給対象油圧アクチュエータをさらに備えてもよい。この場合、前記コントローラは、前記旋回モータと前記供給対象油圧アクチュエータとが同時に作動するときに前記低速域大容量制御を行うことが、好ましい。このことは、前記旋回モータと前記供給対象油圧アクチュエータとが同時に作動するときの前記供給対象油圧アクチュエータの作動速度の低下を抑えることを可能にする。
前記供給対象油圧アクチュエータは、例えば、前記建設機械において前記旋回体に対して上下動することが可能なブームを上下動させるブームシリンダであることが、好ましい。このことは、前記低速域大容量制御による作業性の向上をより著しいものにする。
前記油圧システムは、前記油圧ポンプの吐出圧力であるポンプ圧を検出するポンプ圧センサをさらに備え、前記コントローラは、前記ポンプ圧が高いほど前記旋回モータ容量を小さくするように当該旋回モータ容量を制御することが、より好ましい。このような高圧小容量制御は、旋回モータの加速性を確保しつつ供給対象油圧アクチュエータの作動を速くすることを可能にする。
Claims (4)
- 旋回体を備える建設機械の油圧システムであって、
作動油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて前記旋回体を旋回させるように作動する可変容量型の旋回モータと、
前記旋回体の旋回速度を検出する旋回速度センサと、
前記旋回モータの容量である旋回モータ容量を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラには、旋回速度についての領域である速度領域として、旋回速度が一定以下の低速域と、前記低速域よりも旋回速度が高い高速域と、が設定され、
前記コントローラは、前記旋回速度センサにより検出される前記旋回速度が前記低速域にあるときの前記旋回モータ容量を前記旋回速度が前記高速域にあるときの前記旋回モータ容量よりも大きくするように当該旋回モータ容量を制御する低速域大容量制御を行う、油圧システム。 - 請求項1に記載の油圧システムであって、前記旋回モータとは別の油圧アクチュエータであって当該旋回モータとパラレルに前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて作動する供給対象油圧アクチュエータをさらに備え、前記コントローラは、前記旋回モータと前記供給対象油圧アクチュエータとが同時に作動するときに前記低速域大容量制御を行う、油圧システム。
- 請求項2に記載の油圧システムであって、前記供給対象油圧アクチュエータは、前記建設機械において前記旋回体に対して上下動することが可能なブームを上下動させるブームシリンダである、油圧システム。
- 請求項2または3に記載の油圧システムであって、前記油圧ポンプの吐出圧力であるポンプ圧を検出するポンプ圧センサを備え、前記コントローラは、前記ポンプ圧が高いほど前記旋回モータ容量を小さくするように当該旋回モータ容量を制御する、油圧システム。
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