WO2020100613A1 - 作業機械 - Google Patents

作業機械 Download PDF

Info

Publication number
WO2020100613A1
WO2020100613A1 PCT/JP2019/042802 JP2019042802W WO2020100613A1 WO 2020100613 A1 WO2020100613 A1 WO 2020100613A1 JP 2019042802 W JP2019042802 W JP 2019042802W WO 2020100613 A1 WO2020100613 A1 WO 2020100613A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
hydraulic
set pressure
control valve
work machine
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/042802
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
中島 明
勇 尾田
Original Assignee
株式会社小松製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社小松製作所 filed Critical 株式会社小松製作所
Priority to CN201980056738.0A priority Critical patent/CN112739874B/zh
Priority to US17/275,945 priority patent/US11384512B2/en
Publication of WO2020100613A1 publication Critical patent/WO2020100613A1/ja

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/7609Scraper blade mounted forwardly of the tractor on a pair of pivoting arms which are linked to the sides of the tractor, e.g. bulldozers
    • E02F3/7613Scraper blade mounted forwardly of the tractor on a pair of pivoting arms which are linked to the sides of the tractor, e.g. bulldozers with the scraper blade adjustable relative to the pivoting arms about a vertical axis, e.g. angle dozers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/7609Scraper blade mounted forwardly of the tractor on a pair of pivoting arms which are linked to the sides of the tractor, e.g. bulldozers
    • E02F3/7618Scraper blade mounted forwardly of the tractor on a pair of pivoting arms which are linked to the sides of the tractor, e.g. bulldozers with the scraper blade adjustable relative to the pivoting arms about a horizontal axis
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/80Component parts
    • E02F3/84Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
    • E02F3/844Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/226Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2296Systems with a variable displacement pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/042Controlling the temperature of the fluid
    • F15B21/0423Cooling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/7609Scraper blade mounted forwardly of the tractor on a pair of pivoting arms which are linked to the sides of the tractor, e.g. bulldozers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2004Control mechanisms, e.g. control levers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2285Pilot-operated systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/161Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load
    • F15B11/165Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load for adjusting the pump output or bypass in response to demand
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/161Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load
    • F15B11/166Controlling a pilot pressure in response to the load, i.e. supply to at least one user is regulated by adjusting either the system pilot pressure or one or more of the individual pilot command pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/20507Type of prime mover
    • F15B2211/20523Internal combustion engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/2053Type of pump
    • F15B2211/20546Type of pump variable capacity
    • F15B2211/20553Type of pump variable capacity with pilot circuit, e.g. for controlling a swash plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/505Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50554Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure downstream of the pressure control means, e.g. pressure reducing valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/575Pilot pressure control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/62Cooling or heating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6343Electronic controllers using input signals representing a temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6346Electronic controllers using input signals representing a state of input means, e.g. joystick position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6652Control of the pressure source, e.g. control of the swash plate angle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7058Rotary output members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7135Combinations of output members of different types, e.g. single-acting cylinders with rotary motors

Definitions

  • the present invention relates to a work machine.
  • Work machines such as bulldozers are equipped with hydraulic pumps, hydraulic actuators, and work machines.
  • the hydraulic actuator drives the working machine by being driven by the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump.
  • Some work machines include a load sensing valve.
  • the load sensing valve controls the discharge capacity of the hydraulic pump so that the pressure difference between the discharge pressure of the hydraulic pump and the load pressure of the hydraulic actuator is maintained at a predetermined set pressure.
  • some work machines include a hydraulic motor and a fan.
  • the hydraulic motor drives the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to rotate the fan. Therefore, the hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump is distributed to the hydraulic actuator for the working machine and the hydraulic motor for the fan.
  • the set pressure of the load sensing valve is set to a value suitable for driving the working machine that places a large load on the hydraulic actuator. Therefore, when the working machine is not operated and only the hydraulic motor for the fan is driven, the hydraulic pump discharges hydraulic oil at an excessive discharge pressure. Therefore, the energy loss in the hydraulic pump is large.
  • the purpose of the present invention is to reduce the energy loss in the hydraulic pump in the work machine.
  • the work machine includes a variable displacement hydraulic pump, a hydraulic actuator, a work machine, a fan, a control valve, a regulator, a load sensing valve, a set pressure control device, and a controller.
  • the hydraulic actuator includes a work machine actuator and a hydraulic motor, and is driven by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump.
  • the work implement is connected to the work implement actuator.
  • the fan is connected to the hydraulic motor.
  • the control valve controls the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic actuator.
  • the regulator controls the discharge capacity of the hydraulic pump.
  • the load sensing valve holds the differential pressure at the set pressure by controlling the regulator according to the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump and the load pressure of the hydraulic actuator.
  • the set pressure control device controls the set pressure.
  • the controller controls the set pressure control device so as to reduce the set pressure when a predetermined determination condition including that the work machine is not operated is satisfied as compared with when the work machine is operated.
  • FIG. 1 is a side view of the work machine 1.
  • the work machine 1 is a bulldozer.
  • the work machine 1 includes a vehicle body 2, a traveling device 3, and a work machine 4.
  • the vehicle body 2 includes a driver's cab 11 and an engine compartment 12.
  • the engine compartment 12 is arranged in front of the cab 11.
  • the traveling device 3 is attached to the lower portion of the vehicle body 2.
  • the traveling device 3 includes a pair of left and right crawler belts 13. In FIG. 1, only the left crawler belt 13 is shown.
  • the work machine 1 travels as the crawler belt 13 rotates.
  • the work machine 4 is attached to the vehicle body 2.
  • the work machine 4 includes a lift frame 14 and a blade 15.
  • the lift frame 14 is attached to the vehicle body 2 so as to be vertically movable.
  • the lift frame 14 supports the blade 15.
  • the blade 15 is arranged in front of the vehicle body 2.
  • the work machine 1 includes work machine actuators 16-18.
  • the work machine actuator 16-18 includes a lift cylinder 16, a tilt cylinder 17, and an angle cylinder 18.
  • the lift cylinder 16, the tilt cylinder 17, and the angle cylinder 18 are connected to the work machine 4.
  • the lift cylinder 16 is connected to the vehicle body 2 and the lift frame 14. As the lift cylinder 16 expands and contracts, the blade 15 moves up and down (hereinafter, referred to as "lift operation”).
  • the tilt cylinder 17 is connected to the lift frame 14 and the blade 15. When the tilt cylinder 17 expands and contracts, the left and right end portions of the blade 15 move up and down to tilt the blade 15 (hereinafter, referred to as “tilt operation”).
  • the angle cylinder 18 is connected to the lift frame 14 and the blade 15. As the angle cylinder 18 expands and contracts, the left and right ends of the blade 15 move back and forth to tilt the blade 15 (hereinafter referred to as "angle operation").
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the work machine 1. As shown in FIG. 2, the work machine 1 includes an engine 21, a hydraulic pump 22, a power transmission device 23, a control valve 24, and a controller 25.
  • the engine 21 is an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • the output of the engine 21 is controlled by adjusting the amount of fuel injected from the fuel injection device 26.
  • the fuel injection amount is adjusted by controlling the fuel injection device 26 by the controller 25.
  • the hydraulic pump 22 is driven by the engine 21 and discharges hydraulic oil.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 22 is supplied to the work implement actuators 16-18 via the control valve 24.
  • the work machine actuators 16-18 are driven by the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 22.
  • the hydraulic pump 22 is a variable displacement hydraulic pump.
  • the hydraulic pump 22 includes a swash plate 27, and the displacement of the hydraulic pump 22 is controlled by controlling the tilt angle of the swash plate 27.
  • the discharge capacity of the hydraulic pump 22 means the discharge amount of hydraulic oil per one rotation of the hydraulic pump 22. The discharge capacity is determined by the angle of the swash plate 27.
  • a pump controller 28 is connected to the hydraulic pump 22.
  • the tilt angle of the swash plate 27 of the hydraulic pump 22 is controlled by the pump control device 28.
  • the pump control device 28 will be described in detail later.
  • the power transmission device 23 transmits the driving force of the engine 21 to the traveling device 3.
  • the power transmission device 23 may be, for example, an HST (Hydro Static Transmission).
  • the power transmission device 23 may be, for example, a torque converter or a transmission having a plurality of transmission gears.
  • the work machine 1 includes a cooling device 31, a hydraulic motor 32, a fan 33, and a temperature sensor 34.
  • the cooling device 31 is, for example, a radiator, and cools the cooling water of the engine 21.
  • the hydraulic motor 32 is driven by the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 22.
  • the fan 33 is connected to the hydraulic motor 32.
  • the fan 33 is rotationally driven by the hydraulic motor 32 to generate an airflow for cooling the cooling water in the cooling device 31.
  • the temperature sensor 34 detects the temperature of the cooling water. A detection signal indicating the temperature of the cooling water detected by the temperature sensor 34 is output to the controller 25.
  • the control valve 24 is controlled by a command signal from the controller 25.
  • the control valve 24 is connected to the hydraulic actuator 10 and the hydraulic pump 22 via a hydraulic circuit.
  • the hydraulic actuator 10 includes the work implement actuators 16-18 and the hydraulic motor 32 described above.
  • the hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump 22 is distributed to the working machine actuators 16-18 and the hydraulic motor 32 via the control valve 24.
  • the control valve 24 changes the opening degree of the control valve 24 according to a command signal from the controller 25. Thereby, the control valve 24 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 22 to the working machine actuators 16-18 and the hydraulic motor 32.
  • the control valve 24 may be controlled by being supplied with pilot hydraulic pressure.
  • the control valve 24 includes a fan control valve 41, a first control valve 42, a second control valve 43, and a third control valve 44.
  • the fan control valve 41 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 22 to the hydraulic motor 32.
  • the first control valve 42 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 22 to the lift cylinder 16.
  • the second control valve 43 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 22 to the tilt cylinder 17.
  • the third control valve 44 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 22 to the angle cylinder 18.
  • the work machine 1 includes a work machine operation member 45 and a traveling operation member 46.
  • the work implement operating member 45 and the traveling operating member 46 are arranged in the cab 11.
  • the work implement operating member 45 is, for example, a work implement lever, and is a member for operating the work implement 4.
  • the work implement operating member 45 can be operated to an operating position for a lift operation, a tilt operation, and an angle operation of the blade 15.
  • the work machine operating member 45 receives an operation by the operator for driving the work machine 4, and outputs an operation signal according to the operation.
  • the traveling operation member 46 is, for example, a traveling lever and is a member for operating the traveling device 3.
  • the traveling operation member 46 can be operated in the forward drive position, the reverse drive position, and the neutral position.
  • the traveling operation member 46 receives an operation by the operator for traveling the work machine 1 and outputs an operation signal according to the operation.
  • the operation signal of the work machine operation member 45 and the operation signal of the traveling operation member 46 are output to the controller 25.
  • the controller 25 is programmed to control the work machine 1 based on the acquired data.
  • the controller 25 includes a processor 51 and a memory 52.
  • the processor 51 is, for example, a CPU, and executes processing for controlling the work machine 1.
  • the memory 52 includes, for example, a volatile memory and a non-volatile memory.
  • the memory 52 stores computer instructions executable by the processor 51 and for controlling the work machine 1.
  • the controller 25 acquires an operation signal from the work machine operation member 45 and the traveling operation member 46.
  • the controller 25 causes the work machine 1 to travel by controlling the traveling device 3, the engine 21, and the power transmission device 23 in accordance with an operation signal from the traveling operation member 46. Further, the controller 25 controls the control valve 24 in accordance with an operation signal from the work machine operation member 45 to operate the work machine 4 and the fan 33.
  • the work implement operating member 45 and the traveling operating member 46 are not limited to levers, and may be other members such as pedals and switches.
  • the work implement operating member 45 and the traveling operating member 46 may output pilot hydraulic pressure according to an operation, not limited to an electrical operation signal. In that case, the controller 25 may detect the pilot hydraulic pressure from the work implement operating member 45 and the traveling operating member 46 by the hydraulic pressure sensor, and acquire the operation signal indicating the pilot hydraulic pressure.
  • the pump control device 28 controls the angle of the swash plate 27 so that the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump 22 and the load pressure of the hydraulic actuator 10 becomes constant.
  • the load pressure of the hydraulic actuator 10 may be the maximum load pressure of the working machine actuator 16-18 and the hydraulic motor 32.
  • the load pressure of the hydraulic actuator 10 may be another pressure determined based on the load pressures of the work machine actuator 16-18 and the hydraulic motor 32.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the pump control device 28.
  • the pump control device 28 includes a regulator 53, a load sensing valve 54 (hereinafter, referred to as “LS valve 54”), and a set pressure control device 55.
  • LS valve 54 load sensing valve 54
  • the regulator 53 is a servo piston and controls the discharge capacity of the hydraulic pump 22.
  • the regulator 53 has a piston 56 and a cylinder 57.
  • the piston 56 is connected to the swash plate 27.
  • a first chamber 53a and a second chamber 53b are provided with the piston 56 interposed therebetween.
  • the piston 56 is biased by the spring 58 from the first chamber 53a side toward the second chamber 53b side. Therefore, in the regulator 53, the position of the piston 56 in the cylinder 57 is adjusted by the balance between the combined force of the spring force of the spring 58 and the hydraulic force in the first chamber 53a and the force of the hydraulic pressure in the second chamber 53b. Is determined.
  • the angle of the swash plate 27 increases and the discharge capacity of the hydraulic pump 22 increases.
  • the angle of the swash plate 27 becomes smaller and the discharge capacity of the hydraulic pump 22 becomes smaller.
  • the LS valve 54 maintains the differential pressure at a predetermined set pressure by controlling the regulator 53 according to the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump 22 and the load pressure of the hydraulic actuator 10.
  • the LS valve 54 controls the angle of the swash plate 27 so that the differential pressure becomes constant at the set pressure.
  • the LS valve 54 has a first pilot port P1, a second pilot port P2, and a third pilot port P3.
  • the first pilot port P1 is connected to the discharge side of the hydraulic pump 22 via the first pilot circuit 61.
  • the discharge pressure of the hydraulic pump 22 is applied to the first pilot port P1 as the pilot pressure via the first pilot circuit 61.
  • the second pilot port P2 is connected to the load side of the control valve 24 via the second pilot circuit 62.
  • the load pressure of the hydraulic actuator 10 is applied to the second pilot port P2 as the pilot pressure via the second pilot circuit 62.
  • the third pilot port P3 is connected to the set pressure control device 55.
  • LS valve 54 is switched between state S1 and state S2.
  • state S1 the LS valve 54 connects the second chamber 53b of the cylinder 57 to the drain circuit 63.
  • the LS valve 54 connects the second chamber 53b to the first pilot circuit 61.
  • hydraulic oil is supplied to the second chamber 53b, and the hydraulic pressure in the second chamber 53b rises.
  • the LS valve 54 is provided with a spring 59 that biases the LS valve 54 toward the state S1.
  • the set pressure of the LS valve 54 is determined by the biasing force of the spring 59 and the pilot pressure applied to the third pilot port P3.
  • the LS valve 54 is in the state S1. In this state, the hydraulic pressure in the second chamber 53b of the regulator 53 decreases and the piston 56 moves leftward in FIG. As a result, the angle of the swash plate 27 increases and the discharge capacity of the hydraulic pump 22 increases.
  • the LS valve 54 switches to state S2. In this state, the LS valve 54 supplies the hydraulic oil to the second chamber 53b of the regulator 53 via the first pilot circuit 61. As a result, the hydraulic pressure in the second chamber 53b rises, and the piston 56 in the regulator 53 moves to the right in FIG. As a result, the angle of the swash plate 27 becomes smaller and the discharge capacity of the hydraulic pump 22 becomes smaller.
  • the set pressure control device 55 controls the set pressure of the LS valve 54 described above. Specifically, the set pressure control device 55 switches the set pressure between a predetermined first pressure and second predetermined pressure. The second pressure is less than the first pressure.
  • the set pressure control device 55 is an electromagnetic control valve controlled by a command signal from the controller 25.
  • the set pressure control device 55 is switched between an off state and an on state according to a command signal from the controller 25. In the off state, the set pressure control device 55 connects the third pilot port P3 of the LS valve 54 to the drain circuit 64. At this time, the pilot pressure from the set pressure controller 55 is not supplied to the third pilot port P3, and the set pressure of the LS valve 54 is set to the first pressure determined by the spring 59.
  • the set pressure control device 55 connects the third pilot port P3 of the LS valve 54 to the pilot circuit 65 in the ON state.
  • the pilot circuit 65 is connected to the hydraulic pump 22 or another hydraulic pump (not shown).
  • a predetermined pilot pressure is supplied from the set pressure control device 55 to the third pilot port P3.
  • the set pressure of the LS valve 54 decreases from the first pressure to the second pressure.
  • the controller 25 controls the set pressure control device 55 to reduce the set pressure when the predetermined determination condition is satisfied, as compared with when the predetermined determination condition is not satisfied.
  • the predetermined determination condition is that the work implement 4 is not operated and that the traveling device 3 is in the reverse drive state.
  • the controller 25 determines whether or not the work implement 4 is operated based on the operation amount of the work implement operation member 45. The controller 25 determines that the work implement 4 is not operated when the operation amount of the work implement operation member 45 is zero. The controller 25 may determine that the work implement 4 is not operated even when the operation amount of the work implement operation member 45 is substantially zero. The controller 25 determines that the traveling device 3 is in the reverse traveling state when the traveling operation member 46 is located at the reverse traveling position.
  • the controller 25 turns off the set pressure control device 55. Therefore, the controller 25 sets the set pressure to the first pressure when the traveling operation member 46 is at the forward movement position or the neutral position regardless of whether or not the work implement 4 is operated.
  • the controller 25 sets the set pressure control device 55 to the on state to set the set pressure to the second pressure smaller than the first pressure. Set.
  • the pump control device 28 controls the discharge capacity of the hydraulic pump 22 so that the differential pressure is maintained at the second pressure.
  • the controller 25 determines the target rotation speed of the fan 33 according to the temperature of the cooling water, and controls the fan control valve 41 according to the target rotation speed. As shown in FIG. 5, the controller 25 has target rotation speed data D1 and control valve command data D2.
  • the target rotation speed data D1 defines the relationship between the temperature of the cooling water and the target rotation speed of the fan 33.
  • the controller 25 refers to the target rotation speed data D1 and determines the target rotation speed from the temperature of the cooling water.
  • the target rotation speed data D1 is not limited to the temperature of the cooling water, and may define the relationship between the temperature of the hydraulic oil and / or the intake temperature of the engine 21 and the target rotation speed of the fan 33.
  • the controller 25 may determine the target rotation speed from the temperature of the hydraulic oil and / or the intake air temperature of the engine 21 with reference to the target rotation speed data D1.
  • the control valve command data D2 defines the relationship between the command current to the fan control valve 41 and the target rotation speed of the fan 33.
  • the command current to the fan control valve 41 indicates the opening degree of the control valve 24. The smaller the command current, the larger the opening of the control valve 24.
  • the control valve command data D2 includes first command value data D21 and second command value data D22.
  • the second command value data D22 defines a command current smaller than that of the first command value data D21 for the same target rotation speed. That is, the second command value data D22 defines a larger opening than the first command value data D21 for the same target rotation speed.
  • the controller 25 determines the opening degree of the control valve 24 by referring to the first command value data D21 when the set pressure control device 55 is in the off state.
  • the controller 25 determines the opening degree of the control valve 24 with reference to the second command value data D22 when the set pressure control device 55 is in the ON state. Therefore, the controller 25 controls the fan control valve 41 to increase the opening degree of the fan control valve 41 when the set pressure control device 55 is in the on state than when it is in the off state.
  • the set pressure is reduced to the second pressure when the work machine 4 is not operated, compared to when the work machine 4 is operated. Therefore, when the work implement 4 is not operated, the discharge capacity of the hydraulic pump 22 is controlled so that the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump 22 and the load pressure of the hydraulic actuator 10 becomes small. Thereby, the energy loss in the hydraulic pump 22 can be suppressed to be small. Further, even in the state where the set pressure is set to the second pressure, the differential pressure for properly operating the hydraulic motor 32 is secured. Thereby, the cooling capacity of the fan 33 can be sufficiently ensured. Furthermore, when the work implement 4 is operated, the set pressure is not reduced to the second pressure but is maintained at the first pressure. As a result, it is possible to suppress a decrease in the operability of the work machine 4.
  • the set pressure is reduced when the work implement 4 is not operated and the traveling device 3 is in the reverse drive state.
  • the work machine 4 is rarely operated when the traveling device 3 is in the reverse drive state. Therefore, when the traveling device 3 is in the reverse drive state, the set pressure is reduced, so that the operability of the work implement 4 can be prevented from being lowered.
  • the controller 25 increases the opening degree of the fan control valve 41 when the set pressure control device 55 is in the on state than when the set pressure control device 55 is in the off state. Therefore, by reducing the set pressure, it is possible to suppress a decrease in the rotation speed of the fan 33 even if the differential pressure is reduced.
  • the work machine 1 is not limited to a bulldozer, and may be another work machine such as a hydraulic excavator, a wheel loader, or a grader.
  • the traveling device 3 is not limited to the crawler belt, and may include other members such as tires.
  • the working machine 4 is not limited to the blade, and may include other members such as a bucket.
  • the hydraulic actuator is not limited to the lift cylinder, tilt cylinder, and angle cylinder described above, and may be another actuator.
  • the configuration of the pump control device is not limited to that of the above-described embodiment and may be changed.
  • the configuration of the hydraulic circuit of the pump control device may be changed.
  • the set pressure control device may be capable of continuously changing the set pressure.
  • the judgment condition is not limited to that of the above-mentioned embodiment, and may be changed.
  • the conditions regarding the traveling operation member may be changed or omitted.
  • another condition may be added to the determination condition.

Abstract

ロードセンシング弁は、油圧ポンプの吐出圧と油圧アクチュエータの負荷圧との差圧に応じてレギュレータを制御することで、差圧をセット圧に保持する。セット圧制御装置は、セット圧を制御する。コントローラは、作業機が操作されていないことを含む所定の判定条件が満たされているときには、作業機が操作されているときよりもセット圧を低減するようにセット圧制御装置を制御する。

Description

作業機械
 本発明は、作業機械に関する。
 ブルドーザなどの作業機械は、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、作業機とを備えている。油圧アクチュエータは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動されることで、作業機を動作させる。また、作業機械には、ロードセンシング弁を備えるものがある。ロードセンシング弁は、油圧ポンプの吐出圧と油圧アクチュエータの負荷圧との差圧が所定のセット圧に保持されるように、油圧ポンプの吐出容量を制御する。
特開平4-285304号公報
 一方、作業機械には、油圧モータとファンとを備えるものがある。油圧モータは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動されることで、ファンを回転させる。従って、油圧ポンプから吐出された作動油は、作業機用の油圧アクチュエータと、ファン用の油圧モータとに分配される。
 上記のような作業機械では、ロードセンシング弁のセット圧は、油圧アクチュエータに大きな負荷がかかる作業機の駆動時に適した値に設定されている。従って、作業機が操作されておらず、ファン用の油圧モータのみが駆動されるときには、油圧ポンプは過大な吐出圧で作動油を吐出していることになる。そのため、油圧ポンプでのエネルギーの損失が大きい。
 本発明の目的は、作業機械において油圧ポンプにおけるエネルギーの損失を小さく抑えることにある。
 一態様に係る作業機械は、可変容量型の油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、作業機と、ファンと、制御弁と、レギュレータと、ロードセンシング弁と、セット圧制御装置と、コントローラとを備える。油圧アクチュエータは、作業機アクチュエータと油圧モータとを含み、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。作業機は、作業機アクチュエータに接続されている。ファンは、油圧モータに接続されている。制御弁は、油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する。レギュレータは、油圧ポンプの吐出容量を制御する。ロードセンシング弁は、油圧ポンプの吐出圧と油圧アクチュエータの負荷圧との差圧に応じてレギュレータを制御することで、差圧をセット圧に保持する。セット圧制御装置は、セット圧を制御する。コントローラは、作業機が操作されていないことを含む所定の判定条件が満たされているときには、作業機が操作されているときよりもセット圧を低減するようにセット圧制御装置を制御する。
 本発明によれば、作業機械において油圧ポンプにおけるエネルギーの損失を小さく抑えることができる。
作業機械の側面図である。 作業機械の構成を示すブロック図である。 ポンプ制御装置の構成を示す模式図である。 セット圧制御装置の制御の判定条件を示す図である。 ファンの制御方法を示す図である。
 以下、図面を参照して実施形態にかかる作業機械1について説明する。図1は、作業機械1の側面図である。本実施形態において作業機械1は、ブルドーザである。作業機械1は、車体2と、走行装置3と、作業機4とを含む。車体2は、運転室11とエンジン室12とを含む。エンジン室12は、運転室11の前方に配置されている。走行装置3は、車体2の下部に取り付けられている。走行装置3は、左右一対の履帯13を含む。なお、図1では、左側の履帯13のみが図示されている。履帯13が回転することによって、作業機械1が走行する。
 作業機4は、車体2に取り付けられている。作業機4は、リフトフレーム14とブレード15とを有する。リフトフレーム14は、上下に動作可能に車体2に取り付けられている。リフトフレーム14は、ブレード15を支持している。ブレード15は、車体2の前方に配置されている。作業機械1は、作業機アクチュエータ16-18を備えている。作業機アクチュエータ16-18は、リフトシリンダ16と、チルトシリンダ17と、アングルシリンダ18とを含む。リフトシリンダ16と、チルトシリンダ17と、アングルシリンダ18とは、作業機4に接続されている。
 詳細には、リフトシリンダ16は、車体2とリフトフレーム14とに連結されている。リフトシリンダ16が伸縮することによって、ブレード15が上下に動作(以下、「リフト動作」と呼ぶ)する。チルトシリンダ17は、リフトフレーム14とブレード15とに連結されている。チルトシリンダ17が伸縮することによって、ブレード15の左右の端部が上下に動作してブレード15が傾動(以下、「チルト動作」と呼ぶ)する。アングルシリンダ18は、リフトフレーム14とブレード15とに連結されている。アングルシリンダ18が伸縮することによって、ブレード15の左右の端部が前後に動作してブレード15が傾動する(以下、「アングル動作」と呼ぶ)。
 図2は、作業機械1の構成を示すブロック図である。図2に示すように、作業機械1は、エンジン21と、油圧ポンプ22と、動力伝達装置23と、制御弁24と、コントローラ25とを備えている。
 エンジン21は、例えばディーゼルエンジンなどの内燃機関である。燃料噴射装置26からの燃料の噴射量が調整されることにより、エンジン21の出力が制御される。燃料噴射量の調整は、燃料噴射装置26がコントローラ25によって制御されることで行われる。油圧ポンプ22は、エンジン21によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ22から吐出された作動油は、制御弁24を介して作業機アクチュエータ16-18に供給される。作業機アクチュエータ16-18は、油圧ポンプ22から吐出された作動油によって駆動される。
 油圧ポンプ22は、可変容量型の油圧ポンプである。油圧ポンプ22は斜板27を含み、斜板27の傾転角が制御されることにより、油圧ポンプ22の吐出容量が制御される。油圧ポンプ22の吐出容量とは、油圧ポンプ22の1回転あたりの作動油の吐出量を意味している。吐出容量は、斜板27の角度によって定められる。油圧ポンプ22には、ポンプ制御装置28が接続されている。油圧ポンプ22の斜板27の傾転角はポンプ制御装置28によって制御される。ポンプ制御装置28については、後に詳細に説明する。
 動力伝達装置23は、エンジン21の駆動力を走行装置3に伝達する。動力伝達装置23は、例えば、HST(Hydro Static Transmission)であってもよい。或いは、動力伝達装置23は、例えば、トルクコンバーター、或いは複数の変速ギアを有するトランスミッションであってもよい。
 作業機械1は、冷却装置31と、油圧モータ32と、ファン33と、温度センサ34とを備えている。冷却装置31は、例えばラジエータであり、エンジン21の冷却水を冷却する。油圧モータ32は、油圧ポンプ22から吐出された作動油によって駆動される。ファン33は、油圧モータ32に接続されている。ファン33は、油圧モータ32によって回転駆動されることで、冷却装置31において冷却水を冷却するための空気流を生成する。温度センサ34は、冷却水の温度を検出する。温度センサ34が検出した冷却水の温度を示す検出信号は、コントローラ25に出力される。
 制御弁24は、コントローラ25からの指令信号によって制御される。制御弁24は、油圧回路を介して、油圧アクチュエータ10と油圧ポンプ22とに接続されている。油圧アクチュエータ10は、上述した作業機アクチュエータ16-18及び油圧モータ32を含む。油圧ポンプ22から吐出された作動油は、制御弁24を介して、作業機アクチュエータ16-18及び油圧モータ32に分配される。制御弁24は、コントローラ25からの指令信号に応じて、制御弁24の開度を変更する。それにより、制御弁24は、油圧ポンプ22から、作業機アクチュエータ16-18及び油圧モータ32に供給される作動油の流量を制御する。なお、制御弁24は、パイロット油圧を供給されることで、制御されてもよい。
 詳細には、制御弁24は、ファン制御弁41と、第1制御弁42と、第2制御弁43と、第3制御弁44とを含む。ファン制御弁41は、油圧ポンプ22から、油圧モータ32に供給される作動油の流量を制御する。第1制御弁42は、油圧ポンプ22から、リフトシリンダ16に供給される作動油の流量を制御する。第2制御弁43は、油圧ポンプ22から、チルトシリンダ17に供給される作動油の流量を制御する。第3制御弁44は、油圧ポンプ22から、アングルシリンダ18に供給される作動油の流量を制御する。
 作業機械1は、作業機操作部材45と走行操作部材46とを備える。作業機操作部材45と走行操作部材46とは、運転室11に配置されている。作業機操作部材45は、例えば作業機レバーであり、作業機4を操作するための部材である。作業機操作部材45は、ブレード15のリフト動作、チルト動作、及びアングル動作のための操作位置に操作可能である。作業機操作部材45は、作業機4を駆動するためのオペレータによる操作を受け付け、操作に応じた操作信号を出力する。
 走行操作部材46は、例えば走行レバーであり、走行装置3を操作するための部材である。走行操作部材46は、前進位置と後進位置と中立位置とに操作可能である。走行操作部材46は、作業機械1を走行させるためのオペレータによる操作を受け付け、操作に応じた操作信号を出力する。作業機操作部材45の操作信号と走行操作部材46の操作信号とは、コントローラ25に出力される。
 コントローラ25は、取得したデータに基づいて作業機械1を制御するようにプログラムされている。コントローラ25は、プロセッサ51とメモリ52とを含む。プロセッサ51は、例えばCPUであり、作業機械1を制御するための処理を実行する。メモリ52は、例えば揮発性メモリと不揮発性メモリとを含む。メモリ52は、プロセッサ51によって実行可能であり作業機械1を制御するためのコンピュータ指令を記録している。
 コントローラ25は、作業機操作部材45と走行操作部材46とから操作信号を取得する。コントローラ25は、走行操作部材46からの操作信号に応じて、走行装置3とエンジン21と動力伝達装置23とを制御することで、作業機械1を走行させる。また、コントローラ25は、作業機操作部材45からの操作信号に応じて制御弁24を制御することで、作業機4及びファン33を動作させる。なお、作業機操作部材45と走行操作部材46とは、レバーに限らず、ペダル、スイッチ等の他の部材であってもよい。作業機操作部材45と走行操作部材46とは、電気的な操作信号に限らず、操作に応じたパイロット油圧を出力してもよい。その場合、コントローラ25は、油圧センサによって作業機操作部材45と走行操作部材46とからのパイロット油圧を検出し、パイロット油圧を示す操作信号を取得してもよい。
 次に、ポンプ制御装置28の構成について説明する。ポンプ制御装置28は、油圧ポンプ22の吐出圧と、油圧アクチュエータ10の負荷圧との差圧が一定になるように斜板27の角度を制御する。なお、油圧アクチュエータ10の負荷圧は、作業機アクチュエータ16-18及び油圧モータ32の負荷圧のうちの最大のものであってもよい。或いは、油圧アクチュエータ10の負荷圧は、作業機アクチュエータ16-18及び油圧モータ32の負荷圧に基づいて決定される他の圧力であってもよい。
 図3は、ポンプ制御装置28の構成を示す模式図である。図3に示すように、ポンプ制御装置28は、レギュレータ53と、ロードセンシング弁54(以下、「LS弁54」と呼ぶ」と、セット圧制御装置55とを有する。
 レギュレータ53は、サーボピストンであり、油圧ポンプ22の吐出容量を制御する。レギュレータ53は、ピストン56とシリンダ57を有している。ピストン56は斜板27に連結されている。シリンダ57内には、ピストン56を間に挟んで第1室53aと第2室53bとが設けられている。ピストン56は、バネ58により第1室53a側から第2室53b側へ向けて付勢されている。このため、レギュレータ53では、バネ58のバネ力と第1室53a内の油圧による力との合力と、第2室53b内の油圧による力とのバランスにより、ピストン56のシリンダ57内での位置が決定される。ピストン56が第2室53b側(図2での左方向)に移動すると、斜板27の角度が大きくなり油圧ポンプ22の吐出容量が大きくなる。逆にピストン56が第1室53a側に移動すると、斜板27の角度が小さくなり油圧ポンプ22の吐出容量が小さくなる。
 LS弁54は、油圧ポンプ22の吐出圧と油圧アクチュエータ10の負荷圧との差圧に応じてレギュレータ53を制御することで、差圧を所定のセット圧に保持する。LS弁54は、差圧がセット圧で一定になるように斜板27の角度を制御する。LS弁54は、第1パイロットポートP1と、第2パイロットポートP2と、第3パイロットポートP3とを有する。第1パイロットポートP1は、第1パイロット回路61を介して、油圧ポンプ22の吐出側に接続されている。第1パイロット回路61を介して油圧ポンプ22の吐出圧がパイロット圧として第1パイロットポートP1に印加される。第2パイロットポートP2は、第2パイロット回路62を介して、制御弁24の負荷側に接続されている。第2パイロット回路62を介して油圧アクチュエータ10の負荷圧がパイロット圧として第2パイロットポートP2に印加される。第3パイロットポートP3は、セット圧制御装置55に接続されている。
 LS弁54は、状態S1と状態S2との間で切り換えられる。LS弁54は、状態S1では、シリンダ57の第2室53bをドレン回路63に接続する。それにより、第2室53bから作動油が排出されて、第2室53bの油圧が低下する。LS弁54は、状態S2では、第2室53bを第1パイロット回路61に接続する。それにより、作動油が第2室53bに供給されて、第2室53bの油圧が上昇する。
 LS弁54には、LS弁54を状態S1側に付勢するバネ59が設けられている。LS弁54のセット圧は、バネ59による付勢力と、第3パイロットポートP3に与えられるパイロット圧とによって定められる。差圧がLS弁54のセット圧より低いときには、LS弁54は状態S1となる。この状態では、レギュレータ53の第2室53bの油圧が低下して、ピストン56が図3における左方向に移動する。これにより、斜板27の角度が大きくなり、油圧ポンプ22の吐出容量が大きくなる。
 また、差圧がセット圧より高くなると、LS弁54が状態S2に切り替わる。この状態では、LS弁54は、第1パイロット回路61を介して作動油をレギュレータ53の第2室53bに供給する。それにより、第2室53bの油圧が上昇して、レギュレータ53内のピストン56が図2における右方向に移動する。これにより、斜板27の角度が小さくなり、油圧ポンプ22の吐出容量が小さくなる。
 セット圧制御装置55は、上述したLS弁54のセット圧を制御する。詳細には、セット圧制御装置55は、セット圧を、所定の第1圧力と第2圧力とに切り換える。第2圧力は、第1圧力より小さい。セット圧制御装置55は、コントローラ25からの指令信号によって制御される電磁制御弁である。
 セット圧制御装置55は、コントローラ25からの指令信号に応じて、オフ状態とオン状態とに切り換えられる。セット圧制御装置55は、オフ状態では、LS弁54の第3パイロットポートP3をドレン回路64に連通させる。このとき、第3パイロットポートP3にはセット圧制御装置55からのパイロット圧は供給されず、LS弁54のセット圧はバネ59によって定められる第1圧力に設定される。
 また、セット圧制御装置55は、オン状態では、LS弁54の第3パイロットポートP3をパイロット回路65に連通させる。パイロット回路65は、油圧ポンプ22、或いは図示しない他の油圧ポンプに接続されている。セット圧制御装置55がオン状態では、第3パイロットポートP3には、セット圧制御装置55から所定のパイロット圧が供給される。これにより、LS弁54のセット圧は、第1圧力から第2圧力に低下する。
 次に、コントローラ25によるセット圧の制御について説明する。コントローラ25は、所定の判定条件が満たされているときには、判定条件が満たされていないときよりも、セット圧を低減するようにセット圧制御装置55を制御する。所定の判定条件は、作業機4が操作されていないこと、且つ、走行装置3が後進状態であることである。
 コントローラ25は、作業機操作部材45の操作量に基づいて、作業機4が操作されているか否かを判定する。コントローラ25は、作業機操作部材45の操作量がゼロであるときに、作業機4が操作されていないと判定する。なお、コントローラ25は、作業機操作部材45の操作量が略ゼロであるときにも、作業機4が操作されていないと判定してもよい。コントローラ25は、走行操作部材46が後進位置に位置しているときに、走行装置3が後進状態であると判定する。
 図4において、「F」は前進位置、「N」は中立位置、「R」は後進位置を示している。「OFF」は、所定の判定条件が満たされていないこと、すなわちセット圧制御装置55をオフ状態とすることを示している。「ON」は、所定の判定条件が満たされていること、すなわちセット圧制御装置55をオン状態とすることを示している。図4に示すように、作業機4が操作されているときには、走行操作部材46が、前進位置、中立位置、後進位置のいずれであっても、コントローラ25は、セット圧制御装置55をオフ状態とする。従って、コントローラ25は、作業機4が操作されているときには、セット圧制御装置55をオフ状態として、セット圧を第1圧力に設定する。それにより、ポンプ制御装置28は、差圧が第1圧力に保持されるように、油圧ポンプ22の吐出容量を制御する。
 また、作業機4が操作されていなくても、走行操作部材46が、前進位置又は中立位置であるときには、コントローラ25は、セット圧制御装置55をオフ状態とする。従って、コントローラ25は、作業機4の操作の有無に関らず、走行操作部材46が、前進位置又は中立位置であるときには、セット圧を第1圧力に設定する。
 作業機4が操作されておらず、且つ、走行操作部材46が後進位置であるときには、コントローラ25は、セット圧制御装置55をオン状態として、セット圧を第1圧力よりも小さい第2圧力に設定する。それにより、ポンプ制御装置28は、差圧が第2圧力に保持されるように、油圧ポンプ22の吐出容量を制御する。
 次に、コントローラ25によるファン制御弁41の制御について説明する。コントローラ25は、冷却水の温度に応じて、ファン33の目標回転速度を決定し、目標回転速度に応じてファン制御弁41を制御する。図5に示すように、コントローラ25は、目標回転速度データD1と、制御弁指令データD2とを有している。目標回転速度データD1は、冷却水の温度とファン33の目標回転速度との関係を規定している。コントローラ25は、目標回転速度データD1を参照して、冷却水の温度から、目標回転速度を決定する。なお、目標回転速度データD1は、冷却水の温度に限らず、作動油の温度、及び/又は、エンジン21の吸気温度とファン33の目標回転速度との関係を規定してもよい。コントローラ25は、目標回転速度データD1を参照して、作動油の温度、及び/又は、エンジン21の吸気温度から、目標回転速度を決定してもよい。
 制御弁指令データD2は、ファン制御弁41への指令電流とファン33の目標回転速度との関係を規定している。ファン制御弁41への指令電流は、制御弁24の開度を示す。指令電流が小さいほど、制御弁24の開度は大きくなる。制御弁指令データD2は、第1指令値データD21と第2指令値データD22とを含む。第2指令値データD22は、同じ目標回転速度に対して第1指令値データD21よりも小さな指令電流を規定している。すなわち、第2指令値データD22は、同じ目標回転速度に対して、第1指令値データD21よりも大きな開度を規定している。
 コントローラ25は、セット圧制御装置55がオフ状態であるときには、第1指令値データD21を参照して、制御弁24の開度を決定する。コントローラ25は、セット圧制御装置55がオン状態であるときには、第2指令値データD22を参照して、制御弁24の開度を決定する。従って、コントローラ25は、セット圧制御装置55がオン状態であるときには、オフ状態であるときよりも、ファン制御弁41の開度を増大させるようにファン制御弁41を制御する。
 以上説明した本実施形態に係る作業機械1では、作業機4が操作されていないときには、作業機4が操作されているときよりも、セット圧が第2圧力に低減される。従って、作業機4が操作されていないときには、油圧ポンプ22の吐出圧と油圧アクチュエータ10の負荷圧との差圧が小さくなるように、油圧ポンプ22の吐出容量が制御される。それにより、油圧ポンプ22におけるエネルギーの損失を小さく抑えることができる。また、セット圧が第2圧力に設定されている状態でも、油圧モータ32を適切に動作させるための差圧が確保される。それにより、ファン33による冷却能力を十分に確保することができる。さらに、作業機4が操作されているときには、セット圧は第2圧力に低減されず、第1圧力に維持される。それにより、作業機4の操作性の低下を抑えることができる。
 作業機4が操作されておらず、且つ、走行装置3が後進状態であるときに、セット圧が低減される。作業機械1においては、走行装置3が後進状態であるときには、作業機4が操作されることが少ない。そのため、走行装置3が後進状態であるときに、セット圧が低減されることで、作業機4の操作性の低下を抑えることができる。
 コントローラ25は、セット圧制御装置55がオン状態であるときには、セット圧制御装置55がオフ状態であるときよりもファン制御弁41の開度を増大させる。従って、セット圧が低減されることで、差圧が低減されても、ファン33の回転速度の低下を抑えることができる。
 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。作業機械1は、ブルドーザに限らず、油圧ショベル、ホイールローダ、或いはグレーダなどの他の作業機械であってもよい。走行装置3は、履帯に限らず、タイヤ等の他の部材を含んでもよい。作業機4は、ブレードに限らず、バケットなどの他の部材を含んでもよい。
 油圧アクチュエータは、上述したリフトシリンダ、チルトシリンダ、アングルシリンダに限らず、他のアクチュエータであってもよい。ポンプ制御装置の構成は、上述した実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、ポンプ制御装置の油圧回路の構成が変更されてもよい。セット圧制御装置は、セット圧を連続的に変更可能であってもよい。
 判定条件は、上述した実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、走行操作部材に関する条件が変更、或いは省略されてもよい。或いは、判定条件に他の条件が追加されてもよい。
 本発明によれば、作業機械において油圧ポンプにおけるエネルギーの損失を小さく抑えることができる。
3     走行装置
4     作業機
10    油圧アクチュエータ
16-18 作業機アクチュエータ
22    油圧ポンプ
24    制御弁
25    コントローラ
32    油圧モータ
33    ファン
41    ファン制御弁
45    作業機操作部材
46    走行操作部材
53    レギュレータ
54    ロードセンシング弁
55    セット圧制御装置
D21   第1指令値データ
D22   第2指令値データ

Claims (7)

  1.  可変容量型の油圧ポンプと、
     作業機アクチュエータと油圧モータとを含み、前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、
     前記作業機アクチュエータに接続された作業機と、
     前記油圧モータに接続されたファンと、
     前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する制御弁と、
     前記油圧ポンプの吐出容量を制御するレギュレータと、
     前記油圧ポンプの吐出圧と前記油圧アクチュエータの負荷圧との差圧に応じて前記レギュレータを制御することで、前記差圧をセット圧に保持するロードセンシング弁と、
     前記セット圧を制御するセット圧制御装置と、
     前記作業機が操作されていないことを含む所定の判定条件が満たされているときには、前記作業機が操作されているときよりも前記セット圧を低減するように前記セット圧制御装置を制御するコントローラと、
    を備える作業機械。
  2.  前記コントローラは、
      前記作業機が操作されているときには、前記セット圧を所定の第1圧力に設定するよう前記セット圧制御装置を制御し、
      前記所定の判定条件が満たされているときには、前記セット圧を前記第1圧力よりも小さい第2圧力に設定するよう前記セット圧制御装置を制御する、
    請求項1に記載の作業機械。
  3.  前記作業機械を走行させる走行装置をさらに備え、
     前記所定の判定条件は、前記走行装置が後進状態であることをさらに含む、
    請求項1又は2に記載の作業機械。
  4.  前進位置と後進位置と中立位置とに操作可能であり、前記走行装置を操作するための走行操作部材をさらに備え、
     前記コントローラは、前記走行操作部材が後進位置に位置しているときに、前記走行装置が後進状態であると判定する、
    請求項3に記載の作業機械。
  5.  前記作業機を操作するための作業機操作部材をさらに備え、
     前記コントローラは、前記作業機操作部材の操作量に基づいて、前記作業機が操作されているか否かを判定する、
    請求項1から4のいずれかに記載の作業機械。
  6.  前記制御弁は、前記油圧ポンプから前記油圧モータに供給される作動油の流量を制御するファン制御弁を含み、
     前記コントローラは、所定の判定条件が満たされているときには、前記作業機が操作されているときよりも前記ファン制御弁の開度を増大させるように前記ファン制御弁を制御する、
    請求項1から5のいずれかに記載の作業機械。
  7.  前記コントローラは、
      前記ファン制御弁の開度を示す指令値と前記ファンの目標回転速度との関係を規定する第1指令値データと、同じ目標回転速度に対して前記第1指令値データよりも大きな前記開度を示す指令値との関係を規定する第2指令値データと、を有し、
      前記作業機が操作されているときには、前記第1指令値データを参照して、前記ファン制御弁の開度を決定し、
      前記所定の判定条件が満たされているときには、前記第2指令値データを参照して、前記ファン制御弁の開度を決定する、
    請求項6に記載の作業機械。
PCT/JP2019/042802 2018-11-15 2019-10-31 作業機械 WO2020100613A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980056738.0A CN112739874B (zh) 2018-11-15 2019-10-31 作业机械
US17/275,945 US11384512B2 (en) 2018-11-15 2019-10-31 Work machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-215047 2018-11-15
JP2018215047A JP7257132B2 (ja) 2018-11-15 2018-11-15 作業機械

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020100613A1 true WO2020100613A1 (ja) 2020-05-22

Family

ID=70730623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/042802 WO2020100613A1 (ja) 2018-11-15 2019-10-31 作業機械

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11384512B2 (ja)
JP (1) JP7257132B2 (ja)
CN (1) CN112739874B (ja)
WO (1) WO2020100613A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022113799A1 (de) * 2022-06-01 2023-12-07 Liebherr-Hydraulikbagger Gmbh Hydrauliksystem und Arbeitsgerät mit einem solchen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04285304A (ja) * 1991-03-15 1992-10-09 Komatsu Ltd ロ−ドセンシングシステムにおける操作性向上油圧回路
JP2003314501A (ja) * 2003-03-31 2003-11-06 Komatsu Ltd 油圧駆動機械の制御装置
JP2005344766A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Komatsu Ltd 作業車両の油圧回路

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408622B1 (en) * 1998-12-28 2002-06-25 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic drive device
JP4804137B2 (ja) * 2005-12-09 2011-11-02 株式会社小松製作所 作業車両のエンジン負荷制御装置
DE112007001952T5 (de) * 2006-08-24 2009-10-22 Komatsu Ltd. Gebläseantriebssystem
JP5383591B2 (ja) 2010-05-24 2014-01-08 日立建機株式会社 建設機械の油圧駆動装置
US9127697B1 (en) * 2012-08-02 2015-09-08 Sauer-Danfoss Inc. Dynamically stable pressure control system
JP5450907B1 (ja) * 2013-09-19 2014-03-26 株式会社小松製作所 作業車両
US20160138624A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Caterpillar Inc. Hydraulic Power System with Aeration Sensing for a Mobile Machine
JP6473702B2 (ja) * 2016-02-01 2019-02-20 株式会社Kcm 作業機械

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04285304A (ja) * 1991-03-15 1992-10-09 Komatsu Ltd ロ−ドセンシングシステムにおける操作性向上油圧回路
JP2003314501A (ja) * 2003-03-31 2003-11-06 Komatsu Ltd 油圧駆動機械の制御装置
JP2005344766A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Komatsu Ltd 作業車両の油圧回路

Also Published As

Publication number Publication date
CN112739874B (zh) 2022-06-28
CN112739874A (zh) 2021-04-30
US20220034068A1 (en) 2022-02-03
JP7257132B2 (ja) 2023-04-13
US11384512B2 (en) 2022-07-12
JP2020085016A (ja) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4741606B2 (ja) 油圧作業機のポンプ制御装置、ポンプ制御方法、および建設機械
JP4990334B2 (ja) 作業車両
EP1666705B1 (en) Fan rpm control method
KR101599088B1 (ko) 유압 작업 기계의 엔진 러그 다운 억제 장치
JP5092060B1 (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
JP5373310B2 (ja) 作業機械
JP7085996B2 (ja) 作業機械および作業機械の制御方法
JP2022015783A (ja) 作業機械、および作業機械を制御するための方法
KR101819652B1 (ko) 건설 기계
JP2008151211A (ja) 建設機械のエンジン始動システム
JP5129062B2 (ja) エンジン制御装置
WO2020100613A1 (ja) 作業機械
KR101945540B1 (ko) 지게차의 유압 시스템
US7607245B2 (en) Construction machine
JP5554851B2 (ja) エンジン制御装置
JP5856230B2 (ja) 作業機械
WO2020100615A1 (ja) 作業車両、及び作業車両の制御方法
JP5872274B2 (ja) 作業車両
JP5755865B2 (ja) 油圧駆動装置および油圧駆動装置を備えた作業機械
KR20140110859A (ko) 유압 작업 기계
WO2015019489A1 (ja) 作業車両
JP6014011B2 (ja) エンジン制御装置
KR20080018670A (ko) 유압구동 차량용 주행가속 촉진장치 및 방법
JPH0626374A (ja) 可変速用可変容量油圧ポンプを備えたエンジン車両におけるエンジン回転数制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19884491

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19884491

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1