WO2021193157A1 - 作業機械 - Google Patents

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WO2021193157A1
WO2021193157A1 PCT/JP2021/010147 JP2021010147W WO2021193157A1 WO 2021193157 A1 WO2021193157 A1 WO 2021193157A1 JP 2021010147 W JP2021010147 W JP 2021010147W WO 2021193157 A1 WO2021193157 A1 WO 2021193157A1
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valve body
oil
pilot
oil passage
valve
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賢人 熊谷
井村 進也
釣賀 靖貴
孝昭 千葉
裕昭 天野
真司 西川
昭広 楢▲崎▼
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日立建機株式会社
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    • 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
    • F15B2211/635Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements
    • F15B2211/6355Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements having valve 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
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6654Flow rate control

Definitions

  • the present invention relates to a work machine such as a hydraulic excavator.
  • the actuator In work machines such as hydraulic excavators, the actuator is generally driven by the pressure oil supplied from the hydraulic pump being sent to the hydraulic actuator via a valve to perform work. At this time, the flow rate of the hydraulic oil sent to the actuator is controlled by the valve opening amount according to the operation instruction amount by the operating device, and it can be said that the valve flow rate control performance determines the control accuracy of the actuator. Therefore, the valve is required to have high flow controllability and high robustness to stably exhibit its performance.
  • the technique shown in Patent Document 1 has been proposed as one of the techniques for solving such a problem.
  • the controller of the flow control valve includes a control device including a spool position control mechanism, a speed conversion mechanism, and a dynamic offset mechanism.
  • the control device is configured to perform the test process and to supplement the viscosity of the hydraulic oil, which changes with temperature, based on the data acquired during the test process. According to such a configuration, by changing the valve control characteristics according to the hydraulic oil temperature, it is possible to reduce the change in the flow rate control performance of the valve with respect to the change in the oil temperature.
  • Patent Document 2 The technique shown in Patent Document 2 has been proposed as one of the techniques for solving such a problem.
  • a temperature sensor is provided in the valve housing, and the temperature of the valve housing can be detected by this configuration.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to maintain the control accuracy of the actuator regardless of the temperature fluctuation of the hydraulic oil passing through the flow rate control device that controls the supply flow rate to the actuator. Is to provide a work machine capable of.
  • the present invention relates to a vehicle body, a working device attached to the vehicle body, an actuator for driving the vehicle body or the working device, a hydraulic pump, and a discharge line of the hydraulic pump in parallel.
  • a flow control device that is connected and regulates the flow of pressure oil supplied from the hydraulic pump to the actuator, an operation lever for instructing the operation of the actuator, a pilot pump, and supply from the pilot pump. It is provided with an electromagnetic proportional pressure reducing valve that depressurizes the hydraulic oil and outputs it as an operating pressure of the flow control device, and a controller that outputs a command electric signal to the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to an operation instruction amount from the operating lever.
  • the flow control device includes a valve body arranged in a main oil passage connecting the discharge line and one of the actuators, and a valve body that moves according to an operating pressure from the electromagnetic proportional pressure reducing valve. It has a sampling oil passage branched from the main oil passage and a temperature sensor installed in the sampling oil passage, and the controller corrects the command electric signal in response to a signal from the temperature sensor.
  • the temperature of the hydraulic oil passing through the flow rate control device that controls the supply flow rate to the actuator is measured, and the command electric signal to the flow rate control device is corrected according to the measured value.
  • the supply flow rate to the actuator can be brought closer to the target flow rate. This makes it possible to maintain the control accuracy of the actuator regardless of the temperature fluctuation of the hydraulic oil passing through the flow rate control device.
  • FIG. 1 is a side view of the hydraulic excavator according to the present embodiment.
  • the hydraulic excavator 300 is rotatably arranged on the traveling body 201 and the traveling body 201, and is rotatably attached to the revolving body 202 and the revolving body 202 constituting the vehicle body.
  • a work device 203 for excavating earth and sand and the like is provided.
  • the swivel body 202 is driven by the swivel motor 211.
  • the work device 203 has a boom 204 rotatably attached to the swivel body 202 in the vertical direction, an arm 205 rotatably attached to the tip of the boom 204 in the vertical direction, and a vertical rotation to the tip of the arm 205.
  • the boom 204 is driven by the boom cylinder 204a
  • the arm 205 is driven by the arm cylinder 205a
  • the bucket 206 is driven by the bucket cylinder 206a.
  • a driver's cab 207 is provided at the front position on the swivel body 202, and a counterweight 209 for ensuring weight balance is provided at the rear position.
  • a machine room 208 in which an engine, a hydraulic pump, and the like are housed is provided between the driver's cab 207 and the counter weight 209, and a control valve 210 is installed in the machine room 208.
  • the hydraulic excavator 300 according to the present embodiment is equipped with the hydraulic drive device described in each of the following examples.
  • FIGS. 2A and 2B are circuit diagrams of the hydraulic drive device according to the first embodiment of the present invention.
  • the hydraulic drive device 400 in the first embodiment has three main hydraulic pumps driven by an engine (not shown), for example, a first hydraulic pump 1 and a second hydraulic pump 2 each composed of a variable displacement hydraulic pump. And a third hydraulic pump 3. Further, it includes a pilot pump 4 driven by an engine (not shown), and also includes first to third hydraulic pumps 1 to 3, and a hydraulic oil tank 5 for supplying oil to the pilot pump 4.
  • the tilt angle of the first hydraulic pump 1 is controlled by the regulator attached to the first hydraulic pump 1.
  • the regulator of the first hydraulic pump 1 includes a flow control command pressure port 1a, a first hydraulic pump self-pressure port 1b, and a second hydraulic pump self-pressure port 1c.
  • the tilt angle of the second hydraulic pump 2 is controlled by a regulator attached to the second hydraulic pump 2.
  • the regulator of the second hydraulic pump 2 includes a flow control command pressure port 2a, a second hydraulic pump self-pressure port 2b, and a first hydraulic pump self-pressure port 2c.
  • the tilt angle of the third hydraulic pump 3 is controlled by a regulator attached to the third hydraulic pump 3.
  • the regulator of the third hydraulic pump 3 includes a flow control command pressure port 3a and a third hydraulic pump self-pressure port 3b.
  • the discharge line 40 of the first hydraulic pump 1 is connected to the hydraulic oil tank 5 via the center bypass line 41.
  • the center bypass line 41 is supplied to the right traveling direction control valve 6 and the bucket cylinder 206a that control the driving of the right traveling motor (not shown) among the pair of traveling motors that drive the traveling body 201 in order from the upstream side.
  • a directional control valve 9 for the first boom to be controlled is arranged.
  • Each supply port of the bucket directional control valve 7, the second arm directional control valve 8, and the first boom directional control valve 9 is a center that connects the right traveling directional control valve 6 and the bucket directional control valve 7. It is connected to a part of the bypass line 41 in parallel via oil passages 42, 43, oil passages 44, 45, and oil passages 46, 47, respectively.
  • the oil passages 42 and 43, the oil passages 44 and 45, and the oil passages 46 and 47 each form a main oil passage connecting the discharge line 40 of the first hydraulic pump 2 and each actuator.
  • the discharge line 50 of the second hydraulic pump 2 is connected to the hydraulic oil tank 5 via the center bypass line 51, and is also connected to the discharge line 40 of the first hydraulic pump 1 via the merging valve 17.
  • the center bypass line 51 has a second boom directional control valve 10 that controls the flow of pressure oil supplied to the boom cylinder 204a and a second control valve 10 that controls the flow of pressure oil supplied to the arm cylinder 205a in this order from the upstream side.
  • Directional control for the first attachment that controls the flow of pressure oil supplied to the first special attachment (not shown) that drives the first special attachment such as a small splitting machine provided in place of the one-arm directional control valve 11, for example, the bucket 206.
  • a valve 12 and a left traveling direction control valve 13 for controlling the driving of a left traveling motor (not shown) among a pair of traveling motors for driving the traveling body 201 are arranged.
  • the supply ports of the second boom directional control valve 10, the first arm directional control valve 11, the first attachment directional control valve 12, and the left traveling directional control valve 13 are the discharge lines 50 of the second hydraulic pump 2.
  • the oil passages 52, 53, the oil passages 54, 55, the oil passages 56, 57, and the oil passage 58 each form a main oil passage connecting the discharge line 50 of the second hydraulic pump 2 and each actuator. ..
  • the discharge line 60 of the third hydraulic pump 3 is connected to the hydraulic oil tank 5 via the center bypass line 61.
  • the center bypass line 61 in order from the upstream side, the flow of pressure oil supplied to the swivel direction control valve 14 and the boom cylinder 204a that control the flow of the pressure oil supplied to the swivel motor 211 that drives the swivel body 202.
  • a third boom directional control valve 15 and a second attachment directional control valve 16 are arranged.
  • the directional control valve 16 for the second attachment is provided when a second special attachment equipped with a second actuator is attached in addition to the first special attachment, or when the first special actuator is replaced with the first actuator and the second actuator.
  • the supply ports of the turning directional control valve 14, the third boom directional control valve 15, and the second attachment directional control valve 16 are connected to the discharge line 60 of the third hydraulic pump 3, respectively, with oil passages 62 and 63 and oil. It is connected in parallel via roads 64 and 65 and oil passages 66 and 67. Oil passages 62, 63, oil passages 64, 65, and oil passages 66, 67 each constitute a main oil passage that connects the discharge line 60 of the third hydraulic pump 3 and each actuator.
  • the boom cylinder 204a, arm cylinder 205a, and bucket cylinder 206a are provided with stroke sensors 94, 95, and 96, respectively, for detecting the stroke amount for the purpose of acquiring the operating state of the hydraulic excavator 300.
  • the means for acquiring the operating state of the hydraulic excavator 300 is various, such as an inclination sensor, a rotation angle sensor, and an IMU, and is not limited to the stroke sensor described above.
  • Oil passages 42 and 43 connected to the bucket directional control valve 7, oil passages 44 and 45 connected to the second arm directional control valve 8, and oil passages 46 connected to the first boom directional control valve 9. , 47 are provided with auxiliary flow rate control devices 21, 22, 23, respectively, which limit the flow rate of the pressure oil supplied from the first hydraulic pump 1 to each direction control valve during the combined operation.
  • Oil passages 52 and 53 connected to the supply port of the second boom directional control valve 10, oil passages 54 and 55 connected to the supply port of the first arm directional control valve 11, and the directional control valve for the first attachment.
  • oil passages 56 and 57 connected to the supply ports of 12, auxiliary flow rate control devices 24, 25 and 26 for limiting the flow rate of the pressure oil supplied from the second hydraulic pump 2 to each direction control valve during the combined operation are provided. Each is provided.
  • Oil passages 62 and 63 connected to the supply port of the turning directional control valve 14, oil passages 64 and 65 connected to the supply port of the third boom directional control valve 15, and the directional control valve 16 for the second attachment.
  • Auxiliary flow control devices 27, 28, and 29 that limit the flow rate of the pressure oil supplied from the third hydraulic pump 3 to each direction control valve during the combined operation are provided in the oil passages 66 and 67 connected to the supply port, respectively. Be done.
  • the discharge port of the pilot pump 4 is connected to the hydraulic oil tank 5 via the pilot relief valve 18 for generating the primary pilot pressure, and is also connected to the solenoid valve unit 83 via the oil passage 71.
  • the solenoid valve unit 83 includes electromagnetic proportional pressure reducing valves 83a, 83b, 83c, 83d, 83e.
  • One input port of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83a to 83e is connected to the oil passage 71, and the other input port is connected to the hydraulic oil tank 5.
  • the output port of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 83a is connected to the flow control command pressure port 2a of the regulator of the second hydraulic pump 2, and the output ports of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83b and 83c are connected to the pilot port of the second boom directional control valve 10.
  • the output ports of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83d and 83e are connected to the pilot port of the directional control valve 11 for the first arm.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83a to 83e reduce the pilot primary pressure in response to the command electric signal from the controller 82, and output the pilot primary pressure as the pilot command pressure.
  • Electromagnetic proportional pressure reducing valve for control valve 12 electromagnetic proportional pressure reducing valve for left traveling direction control valve 13, electromagnetic proportional pressure reducing valve for turning direction control valve 14, electromagnetic proportional pressure reducing valve for third boom direction control valve 15.
  • the valve and the electromagnetic proportional pressure reducing valve for the directional control valve 16 for the second attachment are not shown.
  • the auxiliary flow rate control device 24 is provided on the seat-shaped main valve 31 forming the auxiliary variable throttle and the valve body 31a of the main valve 31, and the control variable throttle 31b that changes the opening area according to the amount of movement of the valve body 31a. And the pilot variable aperture 32.
  • the housing in which the main valve 31 is built has a first pressure chamber 31c formed at the connection portion between the main valve 31 and the oil passage 52 and a second pressure chamber 31d formed at the connection portion between the main valve 31 and the oil passage 53. And a third pressure chamber 31e formed so as to communicate with each other via the first pressure chamber 31c and the control variable throttle 31b.
  • the third pressure chamber 31e and the pilot variable throttle 32 are connected by an oil passage 68a, the pilot variable throttle 32 and the second pressure chamber 31d are connected by an oil passage 68b, and the oil passages 68a and 68b form a pilot line 68. ..
  • the pilot line 68 is provided with a temperature sensor 97 that detects the temperature (oil temperature) of the hydraulic oil flowing through the pilot line 68.
  • the first pressure chamber 31c forms a part of the main oil passage 52
  • the second pressure chamber 31d forms a part of the main oil passage 53.
  • the pilot line 68 constitutes an oil passage (hereinafter referred to as a sampling oil passage) for extracting a part of the hydraulic oil passing through the valve body 31a.
  • the sampling oil passage 68 in this embodiment is branched from the oil passage portion (oil passage 53) connecting the valve body 31a and the directional control valve 11 for the first arm of the main oil passages 52 and 53. 2
  • the oil passage portion (oil passage 52) connecting the discharge line 50 of the hydraulic pump 2 and the valve body 31a may be branched.
  • the pilot port 32a of the pilot variable throttle 32 is connected to the output port of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 35.
  • the supply port of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 35 is connected to the discharge port of the pilot pump 4, and the tank port is connected to the hydraulic oil tank 5.
  • a pressure sensor 91 is provided in the discharge line 50 of the second hydraulic pump 2, and a pressure sensor 92 is provided in the oil passage 53 connecting the second boom directional control valve 10 and the auxiliary flow rate control device 24.
  • auxiliary flow rate control devices 21 to 29 and the peripheral equipment, piping, and wiring all have the same configuration.
  • the hydraulic drive system 400 includes an operation lever 81a capable of switching and operating the first boom directional control valve 9, the second boom directional control valve 10, and the third boom directional control valve 15, and the first arm directional control valve. It is provided with an operating lever 81b capable of switching and operating the 11 and the directional control valve 8 for the second arm.
  • the right traveling operation lever for switching the right traveling directional control valve 6, the bucket operating lever for switching the bucket directional control valve 7, and the first attachment directional control valve 12 are switched.
  • the operation lever for the second attachment to be switched is not shown.
  • the hydraulic drive device 400 includes a controller 82, and the output values of the operating levers 81a and 81b, the output values of the pressure sensors 91 to 93, the output values of the stroke sensors 94 to 96, and the output values of the temperature sensors 97 and 98 are the controller 82. Is entered in. Further, the controller 82 outputs a command electric signal to each solenoid proportional pressure reducing valve provided in the solenoid valve unit 83 and the solenoid proportional pressure reducing valves 35 and 36 (and the solenoid proportional pressure reducing valve (not shown)).
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the controller 82.
  • the controller 82 includes an input unit 82a, a vehicle body posture calculation unit 82b, a required flow rate calculation unit 82c, a map selection unit 82d, a target flow rate calculation unit 82e, a command electric signal calculation unit 82f, and an output unit. It has 82 g.
  • the input unit 82a acquires the input amount of the operation lever and the output value of each sensor.
  • the vehicle body posture calculation unit 82b calculates the postures of the vehicle body 202 and the work device 203 based on the sensor output value.
  • the required flow rate calculation unit 82c calculates the required flow rate of the actuator based on the input amount of the operating lever.
  • the map selection unit 82d selects an opening-command electric signal map to be used for calculating the command electric signal based on the temperature sensor output value (oil temperature).
  • FIG. 4 is a diagram showing an opening-command electric signal map of the auxiliary flow control device 24, and shows the correlation between the opening area of the main valve 31 and the command electric signal of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 35.
  • the temperatures T1, T2, and T3 have a relationship of T1 ⁇ T2 ⁇ T3, and even when the opening area of the main valve 31 is adjusted to be the same, the command electric signal is increased as the oil temperature decreases. There is a need.
  • the target flow rate calculation unit 82e calculates the target flow rate of the actuator based on the postures of the vehicle body 202 and the work device 203 and the required flow rate of the actuator.
  • the command electric signal calculation unit 82f outputs a command electric signal based on the target flow rate from the target flow rate calculation unit 82e, the opening-command electric signal map from the map selection unit 82d, and the pressure sensor output value from the input unit 82a. Calculate.
  • the output unit 82g generates a command electric signal based on the result from the command electric signal calculation unit 82f, and outputs the command electric signal to each electromagnetic proportional pressure reducing valve.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the arithmetic processing of the controller 82 in the first embodiment.
  • the arithmetic processing shown in FIG. 5 is executed for all the directional control valves, but only the portion related to the second boom directional control valve 10 will be described below.
  • the controller 82 first determines whether or not there is an input of the operation lever 81a (step S101). If it is determined in step S101 that there is no input of the operation lever 81a (YES), the flow is terminated.
  • step S101 When it is determined in step S101 that the operating lever 81a is input (NO), the solenoid proportional pressure reducing valves 83b and 83c of the solenoid valve unit 83 generate the pilot command pressure Pi_ms (PiBm2U, PiBm2D) according to the operating lever input amount. (Step S102), the direction control valve 10 is opened according to the pilot command pressure Pi_ms (step S103).
  • the target flow rate calculation unit 82e of the controller 82 calculates the target flow rate of the actuator (step S104), and the map selection unit 82d of the controller 82 selects the opening-command electric signal map according to the oil temperature.
  • the command electric signal calculation unit 82f of the controller 82 calculates the target opening area of the main valve 31 based on the target flow rate and the pressure sensor output value (step S106), and the target opening area and the opening-command electricity.
  • the target command electric signal is calculated based on the signal map (step S107), and the command electric signal is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 35 by the output unit 82 g of the controller 82 (step S108).
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve 35 generates a pilot command pressure Pi_fcv in response to the command electric signal output from the controller 82 (step S109), and the pilot is variable according to the command pressure Pi_fcv from the electromagnetic proportional pressure reducing valve 35.
  • the pilot spool 112 of the throttle 32 is displaced (step S110), the main valve 31 of the auxiliary flow control device 24 is opened according to the opening amount of the pilot variable throttle 32 (step S111), and the supply flow rate to the actuator is controlled by the auxiliary flow rate. It is controlled by the device 24 (step S112), and the flow is terminated.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the auxiliary flow rate control device 24 in the first embodiment.
  • the other auxiliary flow rate control device has the same configuration.
  • the valve body 31a of the seat-shaped main valve 31 is slidably installed in the main housing 110.
  • the first pressure chamber 31c located on the upstream side of the valve body 31a and the second pressure chamber 31d located on the downstream side communicate with each other via an auxiliary variable throttle formed between the main housing 110 and the valve body 31a. ..
  • the opening characteristic of the auxiliary variable diaphragm is determined by the shape of the notch 102 formed in the valve body 31a.
  • the valve body 31a is seated in the opening communicating the first pressure chamber 31c and the second pressure chamber 31d by the spring 101 installed in the third pressure chamber 31e.
  • the first pressure chamber 31c and the third pressure chamber 31e communicate with each other through an oil passage 103 formed inside the valve body 31a.
  • a control variable throttle 31b is formed between the outlet on the third pressure chamber 31e side of the oil passage 103 and the main housing 110.
  • the pilot variable diaphragm 32 is attached to face the end of the main housing 110 on which the valve body 31a is installed.
  • the pilot variable throttle 32 is composed of a pilot housing 111, a pilot spool 112, a spring 107, and a plug 106.
  • the spring 107 is installed on one end side of the pilot spool 112 and presses the pilot spool 112 toward the other end side.
  • a rod 109 that holds the position of the pilot spool 112 by contacting with the pilot housing 111 is provided.
  • An oil chamber 104 and an oil chamber 105 are formed between the pilot spool 112 and the pilot housing 111.
  • the oil chamber 104 and the oil chamber 105 communicate with each other by a throttle formed between the pilot spool 112 and the pilot housing 111.
  • the opening characteristic of the throttle portion is determined by the shape of the notch 108 formed in the pilot spool 112.
  • the oil chamber 104 and the third pressure chamber 31e communicate with each other through the oil passage 68a, and the oil chamber 105 and the second pressure chamber 31d communicate with each other through the oil passage 68b.
  • the pilot housing 111 is provided with a temperature sensor 97 that detects the temperature of the hydraulic oil flowing through the oil passage 68a.
  • the arrangement of the temperature sensor 97 is not limited to that shown in FIG. 6, and may be arranged in the oil passage 68b as shown in FIG. 7, arranged in the oil chamber 105 as shown in FIG. 8, or as shown in FIG. It may be arranged in the oil chamber 104. Further, the temperature sensor 97 is not limited to the one that is directly exposed to the hydraulic oil as shown in FIGS. 6 to 9, and the plug 151 made of a material having high thermal conductivity as shown in FIG. 10 or 11.
  • the sampling oil passage 68 in this embodiment is composed of pilot lines 68 (oil passages 68a and 68b), it is provided in the pilot housing 111.
  • the controller 82 calculates the target flow rate of the actuators 204a and 205a based on the lever operation amount input from the operation levers 81a and 81b and the vehicle body operating state acquired from the stroke sensors 94 to 96, and at the same time, the temperature sensors 97 and 98. Select the opening-command electrical signal map of the auxiliary flow control devices 24, 25 according to the hydraulic oil temperature obtained from.
  • the controller 82 uses the following equations based on the target flow rates of the actuators 204a and 205a and the front-rear differential pressures of the main valves 31 and 33 acquired by the pressure sensors 91 to 93, and the main valves 31 and 33. Calculate each target opening area of.
  • the command electric signal corresponding to the target opening area Aref is calculated and output to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 35 and 36.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valves 35 and 36 generate a pilot command pressure Pi_fcv in response to a command electric command from the controller 82 and act on the pilot ports 32a and 34a of the pilot variable throttles 32 and 34.
  • the pilot variable diaphragms 32 and 34 change the opening area aPS by displacing the pilot spool 112 according to the pilot command pressure Pi_fcv.
  • the opening area aPS of the pilot variable diaphragms 32 and 34 changes, the opening area aFB of the control variable diaphragms 31b and 33b also changes accordingly.
  • the relationship between the opening area aFB of the control variable diaphragms 31b and 33b and the opening area aPS of the pilot variable diaphragms 32 and 34 is as follows.
  • the opening area aFB of the control variable diaphragms 31b and 33b changes according to the displacement of the main valves 31 and 33
  • the opening area aPS of the pilot variable diaphragms 32 and 34 changes, the valve bodies 31a and 33a are displaced and the control variable diaphragm 31a and 33a are displaced.
  • the ratio of the opening area aFB of 31b and 33b to the opening area aPS of the pilot variable diaphragms 32 and 34 is kept constant.
  • the opening area aMP of the main valves 31 and 33 also changes according to the displacement of the valve bodies 31a and 33a, the opening area aMP of the main valves 31 and 33 changes according to the pilot command pressure Pi_fcv.
  • auxiliary flow rate control devices 24 and 25 have been described above, but the operations of the other auxiliary flow rate control devices are also the same.
  • the vehicle body 202, the working device 203 attached to the vehicle body 202, the actuators 204a, 205a, 206a, 211 for driving the vehicle body 202 or the working device 203, the hydraulic pumps 1 to 3, and the hydraulic pumps 1 to 3 are used.
  • Flow control device 21 which is connected in parallel to the discharge lines 40, 50, 60 of the hydraulic pumps 1 to 3 and adjusts the flow of the pressure oil supplied from the hydraulic pumps 1 to 3 to the actuators 204a, 205a, 206a, 211.
  • operating levers 81a and 81b for instructing the operation of the actuators 204a, 205a, 206a and 211, the pilot pump 4, and the pressure oil supplied from the pilot pump 4 are depressurized to reduce the pressure of the flow control devices 24 and 25.
  • the flow control device 24 is a valve body that moves according to the operating pressure from the electromagnetic proportional pressure reducing valve 35 arranged in the main oil passages 52 and 53 that connect the discharge line 50 and one of the actuators 204a and 205a. It has a 31a, a sampling oil passage 68 branched from the main oil passages 52 and 53, and a temperature sensor 97 installed in the sampling oil passage 68, and the controller 82 receives the command electricity in response to a signal from the temperature sensor 97. Correct the signal.
  • the auxiliary flow control device 24 as the flow control device is arranged in the main oil passages 52 and 53 connecting the discharge line 50 of the hydraulic pump 2 and the actuator 205a, and is provided from the electromagnetic proportional pressure reducing valve 35.
  • An oil chamber 31e formed between the pilot housing 111, a pilot line 68 that connects the downstream side of the seat valve body 31a and the oil chamber 31e, and a pilot line 68 that determines the amount of movement of the seat valve body 31a according to the passing flow rate.
  • a pilot variable throttle 32 that is arranged in the pilot line 68 and changes the opening area according to the operating pressure from the electromagnetic proportional pressure reducing valve 35, and the seat valve body 31a has the hydraulic pressure of the main oil passages 52 and 53.
  • a control variable throttle 31b is formed by connecting the oil passage portion 52 connecting the pump 2 and the seat valve body 31a and the oil chamber 31e and changing the opening area according to the amount of movement of the seat valve body 31a, and the sampling oil passage.
  • 68 is composed of a pilot line 68.
  • the temperature of the hydraulic oil passing through the flow rate control devices 21 to 29 for controlling the supply flow rate to the actuators 204a, 205a, 206a, 211 is measured, and the measured value thereof.
  • the supply flow rate to the actuators 204a, 205a, 206a, 211 can be brought closer to the target flow rate. This makes it possible to maintain the control accuracy of the actuators 204a, 205a, 206a, 211 regardless of the temperature fluctuation of the hydraulic oil passing through the flow rate control devices 21 to 29.
  • the flow rate of the hydraulic oil flowing through the pilot line 68 is smaller than that of the oil passage through which the hydraulic oil supplied to the actuator 204a flows, the load applied to the temperature sensor 97 by the flow is small, and the risk of failure of the temperature sensor 97 is reduced. Can be done. Further, by installing the temperature sensor 97 in the pilot housing 111 which is formed separately from the main housing 110, it is possible to easily replace the temperature sensor 97 when the temperature sensor 97 fails.
  • the second embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.
  • all the auxiliary flow rate control devices 1 to 29 are provided with temperature sensors, but the temperature of the hydraulic oil passing through each auxiliary flow rate control device connected to the same discharge line is about the same. Therefore, the temperature of the hydraulic oil passing through one auxiliary flow rate control device can be approximated by the temperature of the hydraulic oil passing through the other auxiliary flow rate control device. Therefore, in the second embodiment, any one of the auxiliary flow rate control devices 21 to 23 connected to the discharge line 40 of the first hydraulic pump 1 and the auxiliary flow rate connected to the discharge line 50 of the second hydraulic pump 2.
  • a temperature sensor is provided in any one of the control devices 24 to 26 and any one of the auxiliary flow rate control devices 27 to 29 connected to the discharge line 60 of the third hydraulic pump 3, and the other auxiliary flow rate control devices are provided. Does not have a temperature sensor.
  • the controller 82 uses the output value of the temperature sensor of another auxiliary flow rate control device connected to the same discharge line as the auxiliary flow rate control device to be controlled. Perform arithmetic processing.
  • 12A and 12B are circuit diagrams of the hydraulic drive device according to the third embodiment of the present invention.
  • Oil passages 42 and 43 connected to the bucket directional control valve 7, oil passages 44 and 45 connected to the second arm directional control valve 8, and oil passages 46 connected to the first boom directional control valve 9. , 47 are provided with check valves 421, 413 and 414 to prevent backflow from the actuator side to the pump side, respectively.
  • the oil passages 56 and 57 connected to the 12 supply ports are provided with check valves 415, 416 and 417 to prevent backflow from the actuator side to the pump side, respectively.
  • the oil passages 66 and 67 connected to the supply port are provided with check valves 418, 419 and 420 to prevent backflow from the actuator side to the pump side, respectively.
  • the check valve 416 has a seat-shaped check valve body 421.
  • the housing for accommodating the check valve body 421 is a first oil chamber 447 formed at a connection portion between the check valve body 421 and the oil passage 54, and a first oil chamber 447 formed at a connection portion between the check valve body 421 and the oil passage 55. It has two oil chambers 443 and a third oil chamber 442 formed so as to communicate with the second oil chamber 443 via a communication oil passage 441 formed in the check valve body 421.
  • the check valve body 421 is seated in the opening communicating the first oil chamber 447 and the second oil chamber 443 by the spring 422 installed in the third oil chamber 442.
  • the third oil chamber 442 communicates with the second oil chamber 443 via a communication oil passage 423.
  • the communication oil passage 423 is provided with a temperature sensor 424 that measures the temperature (oil temperature) of the hydraulic oil.
  • a pressure sensor 429 is provided in the main oil passage 427 that connects the directional control valve 11 for the second arm and the bottom side of the arm cylinder 205a, and connects the directional control valve 11 for the second arm and the rod side of the arm cylinder 205a.
  • a pressure sensor 430 is provided in the main oil passage 428.
  • each actuator has the same configuration.
  • each direction control valve has the same configuration.
  • check valves 412 to 420 have the same configuration.
  • FIG. 13 is a flow chart showing the arithmetic processing of the controller 82 in the third embodiment.
  • the arithmetic processing shown in FIG. 13 is executed for all the directional control valves, but only the part related to the directional control valve 11 for the first arm will be described below.
  • the controller 82 determines whether or not there is an input for the operation lever 81b (step S201). If it is determined in step S201 that there is no input for the operation lever 81b (YES), the controller 82 ends the flow.
  • step S201 If it is determined in step S201 that the operation lever 81b has an input (NO), the target flow rate calculation unit 432e of the controller 82 calculates the target flow rate of the actuator 205a (step S202), and the map selection unit 82d of the controller 82 determines. Select the opening-command electrical signal map according to the oil temperature (step S203), and the command electrical signal calculation unit 82f of the controller 82 determines the target opening area of the direction control valve 11 based on the target flow rate and the pressure sensor output value. (Step S204), the target command electrical signal is calculated based on the target opening area and the aperture-command electrical signal map (step S205), and the solenoid valve unit 83 is electromagnetically proportionally depressurized by the output unit 82g of the controller 82. A command electric signal is output to the valves 83d and 83e (step S206).
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83d and 83e generate the pilot command pressure Pi_ms (PiAm1U, PiAm1D) in response to the command electric signal output from the controller 82 (step S207), and the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83d and 83e are used.
  • the direction control valve 11 is opened according to the pilot command pressure Pi_ms (step S208), the supply flow rate to the actuator 205a is controlled by the direction control valve 11 (step S209), and the flow is terminated.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the first arm directional control valve 11 and the check valve 416 in the third embodiment.
  • the other directional control valves and check valves have the same configuration.
  • the directional control valve 11 for the first arm has a spool valve body 406.
  • the spool valve body 406 moves according to the operating pressure from the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83d and 83e, and communicates or shuts off the main oil passage 55 and the main oil passage 427 (428).
  • the seat-shaped check valve body 421 is slidably installed in the main housing 444.
  • the first oil chamber 447 and the second oil chamber 443 communicate with each other through the check valve body opening formed in the main housing 444.
  • the check valve body 421 is seated in the check valve body opening by a spring 422 installed in the third oil chamber 442.
  • the second oil chamber 443 and the third oil chamber 442 communicate with each other through a communication oil passage 441 provided inside the check valve body 421.
  • the check valve body 421 is enclosed in the main housing 444, and a cap 445 forming a third oil chamber 442 with the check valve body 421 is attached.
  • the third oil chamber 442 communicates with the second oil chamber 443 via a communication oil passage 423 including an oil passage 423a provided in the cap 445 and an oil passage 423b provided in the main housing 444.
  • the cap 445 is provided with a temperature sensor 424 that measures the oil temperature of the hydraulic oil flowing through the oil passage 423a.
  • the controller 82 calculates the target flow rate of the actuator 205a based on the operation amount of the actuator 205a input from the operation lever 81b and the vehicle body operating state acquired from the stroke sensors 94 to 96, and at the same time, the operation acquired from the temperature sensor 424.
  • the opening-command electrical signal map of the directional control valve 11 is selected based on the oil temperature.
  • the controller 82 uses the following equation to open the target opening of the directional control valve 11 based on the target flow rate of the actuator 205a and the front-rear differential pressure of the directional control valve 11 acquired by the pressure sensors 91, 490, 430. Calculate the area.
  • the command electric signal corresponding to the target opening area Aref is calculated and output to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83d and 83e.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83d and 83e generate a pilot command pressure Pi_ms (PiAm1U, PiAm1D) in response to a command electric command from the controller 82, and act on the pilot port of the direction control valve 11.
  • the directional control valve 11 is displaced and opened with respect to the pilot command pressure Pi_ms.
  • the flow control device including the direction control valve 11 and the check valve 416 has main oil passages 54, 55, 427, which connect the discharge line 50 of the hydraulic pump 2 and the actuator 205a.
  • a spool valve body 406 as a valve body that moves according to the operating pressure from the electromagnetic proportional pressure reducing valves 83d and 83e arranged at 428, and a hydraulic pump 2 and a spool valve among the main oil passages 54, 55, 427, 428.
  • the check valve body 421 arranged in the oil passage portions 54 and 55 connecting the body 406, the main housing 444 accommodating the spool valve body 406 and the check valve body 421, and the check valve body 421 are enclosed in the main housing 444.
  • the 423 is composed of a communication oil passage 423.
  • the temperature of the hydraulic oil passing through the directional control valves 7 to 12, 14 to 16 for controlling the supply flow rate to the actuators 204a, 205a, 206a, 211 is measured.
  • the supply flow rate to the actuators 204a, 205a, 206a, 211 can be brought closer to the target flow rate.
  • the flow rate of the hydraulic oil flowing through the communication oil passage 423 is smaller than that of the oil passage through which the hydraulic oil supplied to the actuator 205a flows, the load given to the temperature sensor 98 by the flow is small, and the risk of failure of the temperature sensor 98 is reduced. be able to. Further, by installing the temperature sensor 98 on the cap 445 which is formed separately from the main housing 444, it is possible to easily replace the temperature sensor 98 when the temperature sensor 98 fails.
  • the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations. It is also possible to add a part of the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment, delete a part of the configuration of one embodiment, or replace it with a part of another embodiment. It is possible.
  • Bucket direction control Valve (flow control device), 8 ... 2nd arm directional control valve (flow control device), 9 ... 1st boom directional control valve (flow control device), 10 ... 2nd boom directional control valve (flow control device) ), 11 ... Direction control valve for the first arm (flow control device), 12 ... Direction control valve for the first attachment (flow control device), 13 ... Direction control valve for left travel (flow control device), 14 ... For turning Direction control valve (flow control device), 15 ... Direction control valve for 3rd boom (flow control device), 16 ... Direction control valve for 2nd attachment (flow control device), 17 ... Merge valve, 18 ... Pilot relief valve, 21-29 ... Auxiliary flow control device (flow control device), 31 ... Main valve, 31a ...
  • Valve body 31b ... Control variable throttle, 31c ... First pressure chamber, 31d ... Second pressure chamber, 31e ... Third pressure chamber (oil chamber), 32 ... Pilot variable throttle, 32a ... Pilot port, 33 ... Main valve, 33a ... Seat valve body (valve body), 33b ... Control variable throttle, 33c ... First pressure chamber, 33d ... 2nd pressure chamber, 33e ... 3rd pressure chamber (oil chamber), 34 ... Pilot variable throttle, 34a ... Pilot port, 35, 36 ... Electromagnetic proportional pressure reducing valve, 40 ... Discharge line, 41 ... Center bypass line, 42 ⁇ 47 ... oil passage (main oil passage), 50 ... discharge line, 51 ... center bypass line, 52-58 ...
  • Electromagnetic valve unit 83a to 83e ... Electromagnetic proportional pressure reducing valve, 91 to 93 ... Pressure sensor, 94 to 96 ... Stroke sensor, 97 ... Temperature sensor , 101 ... spring, 102 ... notch, 103 ... oil passage, 104, 105 ... oil chamber, 106 ... plug, 107 ... spring, 108 ... notch, 109 ... rod, 110 ... main housing, 111 ... pilot housing, 112 ... pilot Spool, 151 ... plug, 201 ... traveling body, 202 ... swivel body (body), 203 ... working device, 204 ... boom, 204a ... boom cylinder (actuator), 205 ...

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Abstract

アクチュエータへの供給流量を制御する流量制御装置を通過する作動油の温度変動に関わらず、アクチュエータの制御精度を維持することが可能な作業機械を提供する。そのため、流量制御装置は、油圧ポンプの吐出ラインとアクチュエータとを接続するメイン油路に配置された、電磁比例減圧弁からの操作圧に応じて移動する弁体と、前記メイン油路から分岐したサンプリング油路と、前記サンプリング油路に設置された温度センサとを有し、コントローラは、前記温度センサからの信号に応じて前記電磁比例減圧弁への指令電気信号を補正する。

Description

作業機械
 本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関する。
 油圧ショベル等の作業機械は、一般的に油圧ポンプから供給される圧油がバルブを介して油圧アクチュエータへ送られることで、アクチュエータが駆動し、仕事を行う。この時、アクチュエータに送られる作動油の流量は、操作装置による操作指示量に応じたバルブ開口量によって制御されており、バルブの流量制御性能がアクチュエータの制御精度を決定づけているといえる。ゆえに、バルブには高い流量制御性とその性能を安定して発揮する高いロバスト性が求められる。
 しかし、様々な環境で稼働する作業機械では、車体の周囲温度や作動油の温度が稼働地域や稼働状態によって大きく異なるもしくは変化することが少なくない。作動油は温度によって粘性などの特性が変化するため、それを制御するバルブの性能も変化してしまう。そのため、油温の変化に対してバルブ性能のロバスト性の確保する技術が必要とされる。
 そこで、このような課題を解決する技術の一つとして特許文献1に示す技術が提案されている。特許文献1に記載のパイロット作動型電気油圧バルブ向けの位置制御装置によると、流量制御バルブのコントローラは、スプールの位置制御機構、速度変換機構、および、動的オフセット機構を含む、制御装置を備え、制御装置が試験処理を実行するように、かつ、温度に応じて変化する作動油の粘度を、試験処理中に獲得したデータに基づいて補完するように構成されている。このような構成によると、作動油温に応じてバルブ制御特性を変更することで、油温の変化に対するバルブの流量制御性能の変化を小さくすることができる。
 しかしながら、作業機械では、一般的に作動油タンクに設置された温度センサで油温を取得しているため、温度センサの出力値と制御対象のバルブ周辺の温度または絞り部を通過する作動油の温度との間に乖離が生じてしまい、結果、コントローラでバルブ制御特性を補正しきれず、バルブの流量制御性能を維持できない恐れがある。
 このような課題を解決する技術の一つとして特許文献2に示す技術が提案されている。特許文献2に記載の建設機械では、温度センサがバルブハウジングに設けられており、この構成により、バルブハウジングの温度を検出することができる。
特表2014-534381号公報 特開2014-126176号公報
 特許文献2の作業機械では、温度センサと作動油が直接接して温度を計測していないため、温度センサの設置位置とバルブの絞り部との間の距離、またはハウジングから大気への放熱量によっては、計測温度と作動油温度とに大きな乖離が生じる可能性がある。また、ハウジング温度と温度差がある作動油が急に流れてきた場合に、その温度変化に即座に追従できず、正確な油温を測定できない可能性がある。そのため、制御対象のバルブ周辺の温度または絞り部を通過する作動油の温度に適したバルブ制御特性の補正が行えず、結果としてバルブの流量制御性能が低下し、アクチュエータ制御精度の低下を招く恐れがある。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アクチュエータへの供給流量を制御する流量制御装置を通過する作動油の温度変動に関わらず、アクチュエータの制御精度を維持することが可能な作業機械を提供することにある。
 上記目的を達成するために、本発明は、車体と、前記車体に取り付けられた作業装置と、前記車体または前記作業装置を駆動するアクチュエータと、油圧ポンプと、前記油圧ポンプの吐出ラインにパラレルに接続されており、前記油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流れを調整する流量制御装置と、前記アクチュエータの動作を指示するための操作レバーと、パイロットポンプと、前記パイロットポンプから供給される圧油を減圧し、前記流量制御装置の操作圧として出力する電磁比例減圧弁と、前記操作レバーからの動作指示量に応じて前記電磁比例減圧弁へ指令電気信号を出力するコントローラとを備えた作業機械において、前記流量制御装置は、前記吐出ラインと前記アクチュエータの1つとを接続するメイン油路に配置された、前記電磁比例減圧弁からの操作圧に応じて移動する弁体と、前記メイン油路から分岐したサンプリング油路と、前記サンプリング油路に設置された温度センサとを有し、前記コントローラは、前記温度センサからの信号に応じて前記指令電気信号を補正するものとする。
 以上のように構成した本発明によれば、アクチュエータへの供給流量を制御する流量制御装置を通過する作動油の温度を計測し、その計測値に応じて流量制御装置に対する指令電気信号を補正することにより、アクチュエータへの供給流量をより目標流量に近づけることができる。これにより、流量制御装置を通過する作動油の温度変動に関わらず、アクチュエータの制御精度を維持することが可能となる。
 本発明に係る作業機械によれば、アクチュエータへの供給流量を制御する流量制御装置を通過する作動油の温度変動に関わらず、アクチュエータの制御精度を維持することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。 本発明の第1の実施例における油圧駆動装置の回路図(1/2)である。 本発明の第1の実施例における油圧駆動装置の回路図(2/2)である。 本発明の第1の実施例におけるコントローラの機能ブロック図である。 本発明の第1の実施例における補助流量制御弁の開口-指令電気信号マップを示す図である。 本発明の第1の実施例におけるコントローラの演算処理を示すフロー図である。 本発明の第1の実施例における補助流量制御装置の断面図である。 本発明の第1の実施例における温度センサの設置方法の変形例1である。 本発明の第1の実施例における温度センサの設置方法の変形例2である。 本発明の第1の実施例における温度センサの設置方法の変形例3である。 本発明の第1の実施例における温度センサの変形例1である。 本発明の第1の実施例における温度センサの変形例2である。 本発明の第2の実施例における油圧駆動装置の回路図(1/2)である。 本発明の第2の実施例における油圧駆動装置の回路図(1/2)である。 本発明の第2の実施例におけるコントローラの演算処理を示すフロー図である。 本発明の第2の実施例における方向制御弁およびチェック弁の断面図である。
 以下、本発明の実施の形態に係る作業機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
 図1は、本実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。
 図1に示すように、油圧ショベル300は、走行体201と、走行体201上に旋回可能に配置され、車体を構成する旋回体202と、旋回体202に上下方向に回動可能に取り付けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置203とを備えている。旋回体202は、旋回モータ211によって駆動される。
 作業装置203は、旋回体202に上下方向に回動可能に取り付けられるブーム204と、ブーム204の先端に上下方向に回動可能に取り付けられるアーム205と、アーム205の先端に上下方向に回動可能に取り付けられるバケット206とを含んでいる。ブーム204はブームシリンダ204aによって駆動され、アーム205はアームシリンダ205aによって駆動され、バケット206はバケットシリンダ206aによって駆動される。
 旋回体202上の前側位置には運転室207を設けてあり、後側位置には重量バランスを確保するカウンタウエイト209を設けてある。運転室207とカウンタウエイト209の間にはエンジンおよび油圧ポンプ等が収容される機械室208を設けてあり、機械室208にはコントロールバルブ210が設置されている。
 本実施の形態に係る油圧ショベル300には、以下の各実施例で説明する油圧駆動装置が搭載される。
 図2Aおよび図2Bは、本発明の第1の実施例における油圧駆動装置の回路図である。
 (1)構成
 第1の実施例における油圧駆動装置400は、図示しないエンジンによって駆動される3つの主油圧ポンプ、例えばそれぞれ可変容量形油圧ポンプからなる第1油圧ポンプ1、第2油圧ポンプ2、および第3油圧ポンプ3を備えている。また、図示しないエンジンによって駆動されるパイロットポンプ4を備えると共に、第1~第3油圧ポンプ1~3、およびパイロットポンプ4に油を供給する作動油タンク5を備えている。
 第1油圧ポンプ1の傾転角は、第1油圧ポンプ1に付設したレギュレータによって制御される。第1油圧ポンプ1のレギュレータは、流量制御指令圧ポート1a、第1油圧ポンプ自己圧ポート1b、および第2油圧ポンプ自己圧ポート1cを含んでいる。第2油圧ポンプ2の傾転角は、第2油圧ポンプ2に付設したレギュレータによって制御される。第2油圧ポンプ2のレギュレータは、流量制御指令圧ポート2a、第2油圧ポンプ自己圧ポート2b、および第1油圧ポンプ自己圧ポート2cを含んでいる。第3油圧ポンプ3の傾転角は、第3油圧ポンプ3に付設したレギュレータによって制御される。第3油圧ポンプ3のレギュレータは、流量制御指令圧ポート3aおよび第3油圧ポンプ自己圧ポート3bを含んでいる。
 第1油圧ポンプ1の吐出ライン40は、センターバイパスライン41を介して作動油タンク5へ接続される。センターバイパスライン41には、上流側から順に、走行体201を駆動する一対の走行モータのうちの図示しない右走行モータの駆動を制御する右走行用方向制御弁6、バケットシリンダ206aへ供給される圧油の流れを制御するバケット用方向制御弁7、アームシリンダ205aに供給される圧油の流れを制御する第2アーム用方向制御弁8、およびブームシリンダ204aに供給される圧油の流れを制御する第1ブーム用方向制御弁9が配置される。バケット用方向制御弁7、第2アーム用方向制御弁8、および第1ブーム用方向制御弁9の各供給ポートは、右走行用方向制御弁6とバケット用方向制御弁7とを接続するセンターバイパスライン41の一部に、それぞれ油路42,43、油路44,45、および油路46,47を介してパラレルに接続される。油路42,43、油路44,45、および油路46,47は、それぞれ、第1油圧ポンプ2の吐出ライン40と各アクチュエータとを接続するメイン油路を構成している。
 第2油圧ポンプ2の吐出ライン50は、センターバイパスライン51を介して作動油タンク5へ接続されると共に、合流弁17を介して第1油圧ポンプ1の吐出ライン40へ接続される。センターバイパスライン51には、上流側から順に、ブームシリンダ204aに供給される圧油の流れを制御する第2ブーム用方向制御弁10、アームシリンダ205aに供給される圧油の流れを制御する第1アーム用方向制御弁11、例えばバケット206に代えて設けられる小割機等の第1特殊アタッチメントを駆動する図示しない第1アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第1アタッチメント用方向制御弁12、および走行体201を駆動する一対の走行モータのうちの図示しない左走行モータの駆動を制御する左走行用方向制御弁13が配置される。第2ブーム用方向制御弁10、第1アーム用方向制御弁11、第1アタッチメント用方向制御弁12、および左走行用方向制御弁13の各供給ポートは、第2油圧ポンプ2の吐出ライン50に、それぞれ油路52,53、油路54,55、油路56,57、および油路58を介してパラレルに接続される。油路52,53、油路54,55、油路56,57、および油路58は、それぞれ、第2油圧ポンプ2の吐出ライン50と各アクチュエータとを接続するメイン油路を構成している。
 第3油圧ポンプ3の吐出ライン60は、センターバイパスライン61を介して作動油タンク5へ接続される。センターバイパスライン61には、上流側から順に、旋回体202を駆動する旋回モータ211に供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁14、ブームシリンダ204aに供給される圧油の流れを制御する第3ブーム用方向制御弁15、および第2アタッチメント用方向制御弁16が配置される。第2アタッチメント用方向制御弁16は、第1特殊アタッチメントに加えて第2アクチュエータを備えた第2特殊アタッチメントが装着された際、または、第1特殊アクチュエータに代えて第1アクチュエータと第2アクチュエータの2つのアクチュエータを備えた第2特殊アタッチメントが装着された際に、第2アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するために使用される。旋回用方向制御弁14、第3ブーム用方向制御弁15、および第2アタッチメント用方向制御弁16の各供給ポートは、第3油圧ポンプ3の吐出ライン60に、それぞれ油路62,63、油路64,65、および油路66,67を介してパラレルに接続される。油路62,63、油路64,65、および油路66,67、それぞれ、第3油圧ポンプ3の吐出ライン60と各アクチュエータとを接続するメイン油路を構成している。
 ブームシリンダ204a、アームシリンダ205a、およびバケットシリンダ206aには、油圧ショベル300の動作状態を取得することを目的として、ストローク量を検出するストロークセンサ94,95,96がそれぞれ設けられる。なお、油圧ショベル300の動作状態を取得する手段は傾斜センサ、回転角センサ、IMUなど多様であり、上述したストロークセンサに限られない。
 バケット用方向制御弁7へ接続される油路42,43、第2アーム用方向制御弁8へ接続される油路44,45、および第1ブーム用方向制御弁9へ接続される油路46,47には、複合操作時に第1油圧ポンプ1から各方向制御弁に供給される圧油の流量を制限する補助流量制御装置21,22,23がそれぞれ設けられる。
 第2ブーム用方向制御弁10の供給ポートへ接続される油路52,53、第1アーム用方向制御弁11の供給ポートへ接続される油路54,55、および第1アタッチメント用方向制御弁12の供給ポートへ接続される油路56,57には、複合操作時に第2油圧ポンプ2から各方向制御弁に供給される圧油の流量を制限する補助流量制御装置24,25,26がそれぞれ設けられる。
 旋回用方向制御弁14の供給ポートへ接続される油路62,63、第3ブーム用方向制御弁15の供給ポートへ接続される油路64,65、および第2アタッチメント用方向制御弁16の供給ポートへ接続される油路66,67には、複合操作時に第3油圧ポンプ3から各方向制御弁に供給される圧油の流量を制限する補助流量制御装置27,28,29がそれぞれ設けられる。
 パイロットポンプ4の吐出ポートは、パイロット1次圧生成用のパイロットリリーフ弁18を介して作動油タンク5へ接続されると共に、油路71を介して電磁弁ユニット83へ接続される。電磁弁ユニット83は、電磁比例減圧弁83a,83b,83c,83d,83eを内蔵している。電磁比例減圧弁83a~83eの一方の入力ポートは油路71へ接続され、他方の入力ポートは作動油タンク5へ接続される。電磁比例減圧弁83aの出力ポートは第2油圧ポンプ2のレギュレータの流量制御指令圧ポート2aへ接続され、電磁比例減圧弁83b,83cの出力ポートは第2ブーム用方向制御弁10のパイロットポートへ接続され、電磁比例減圧弁83d,83eの出力ポートは第1アーム用方向制御弁11のパイロットポートへ接続される。電磁比例減圧弁83a~83eは、それぞれ、コントローラ82からの指令電気信号に応じてパイロット1次圧を減圧し、パイロット指令圧として出力する。
 なお、説明を簡略化するため、第1油圧ポンプ1および第3油圧ポンプ3のレギュレータの流量制御指令圧ポート1a,3a用の電磁比例減圧弁、右走行用方向制御弁6用の電磁比例減圧弁、バケット用方向制御弁7用の電磁比例減圧弁、第2アーム用方向制御弁8用の電磁比例減圧弁、第1ブーム用方向制御弁9用の電磁比例減圧弁、第1アタッチメント用方向制御弁12用の電磁比例減圧弁、左走行用方向制御弁13用の電磁比例減圧弁、旋回用方向制御弁14用の電磁比例減圧弁、第3ブーム用方向制御弁15用の電磁比例減圧弁、および第2アタッチメント用方向制御弁16用の電磁比例減圧弁については、図示を省略してある。
 補助流量制御装置24は、補助可変絞りを形成するシート形の主弁31と、主弁31の弁体31aに設けられ、弁体31aの移動量に応じて開口面積を変化させる制御可変絞り31bと、パイロット可変絞り32とで構成される。主弁31が内蔵されるハウジングは、主弁31と油路52の接続部に形成された第1圧力室31cと、主弁31と油路53の接続部に形成された第2圧力室31dと、第1圧力室31cと制御可変絞り31bを介して連通するように形成された第3圧力室31eとを有する。第3圧力室31eとパイロット可変絞り32とは油路68aで接続され、パイロット可変絞り32と第2圧力室31dとは油路68bで接続され、油路68a,68bはパイロットライン68を形成する。パイロットライン68には、パイロットライン68を流れる作動油の温度(油温)を検出する温度センサ97が設けられる。第1圧力室31cはメイン油路52の一部を構成し、第2圧力室31dはメイン油路53の一部を構成している。パイロットライン68は、弁体31aを通過する作動油の一部を抽出するための油路(以下、サンプリング油路)を構成している。本実施例におけるサンプリング油路68は、メイン油路52,53のうち弁体31aと第1アーム用方向制御弁11とを接続する油路部分(油路53)から分岐させているが、第2油圧ポンプ2の吐出ライン50と弁体31aとを接続する油路部分(油路52)から分岐させてもよい。
 パイロット可変絞り32のパイロットポート32aは、電磁比例減圧弁35の出力ポートと接続される。電磁比例減圧弁35の供給ポートはパイロットポンプ4の吐出ポートと接続され、タンクポートは作動油タンク5と接続される。
 第2油圧ポンプ2の吐出ライン50には圧力センサ91が設けられ、第2ブーム用方向制御弁10と補助流量制御装置24とを接続する油路53には圧力センサ92が設けられる。
 なお、説明を簡便にするため一部図示を省略しているが、補助流量制御装置21~29および周辺の機器、配管、配線は全て同じ構成である。
 油圧駆動装置400は、第1ブーム用方向制御弁9、第2ブーム用方向制御弁10、および第3ブーム用方向制御弁15を切り換え操作可能な操作レバー81aと、第1アーム用方向制御弁11および第2アーム用方向制御弁8を切り換え操作可能な操作レバー81bとを備えている。なお、説明を簡略化するため、右走行用方向制御弁6を切り換え操作する右走行用操作レバー、バケット用方向制御弁7切り換え操作するバケット用操作レバー、第1アタッチメント用方向制御弁12を切り換え操作する第1アタッチメント用操作レバー、左走行用方向制御弁13を切り換え操作する左走行用操作レバー、旋回用方向制御弁14を切り換え操作する旋回用操作レバー、第2アタッチメント用方向制御弁16を切り換え操作する第2アタッチメント用操作レバーについては、図示を省略してある。
 油圧駆動装置400は、コントローラ82を備え、操作レバー81a,81bの出力値、圧力センサ91~93の出力値、ストロークセンサ94~96の出力値、および温度センサ97,98の出力値はコントローラ82へ入力される。また、コントローラ82は、電磁弁ユニット83に備えられる各電磁比例減圧弁と、電磁比例減圧弁35,36(および図示されない電磁比例減圧弁)へ指令電気信号を出力する。
 図3は、コントローラ82の機能ブロック図である。図3において、コントローラ82は、入力部82aと、車体姿勢演算部82bと、要求流量演算部82cと、マップ選択部82dと、目標流量演算部82eと、指令電気信号演算部82fと、出力部82gとを有する。
 入力部82aは、操作レバー入力量および各センサの出力値を取得する。車体姿勢演算部82bは、センサ出力値を基に車体202および作業装置203の姿勢を演算する。要求流量演算部82cは、操作レバー入力量を基にアクチュエータの要求流量を演算する。マップ選択部82dは、温度センサ出力値(油温)を基に、指令電気信号の算出に用いる開口-指令電気信号マップを選択する。
 図4は、補助流量制御装置24の開口-指令電気信号マップを示す図であり、主弁31の開口面積と電磁比例減圧弁35の指令電気信号との相関を示す。図4において、温度T1,T2,T3はT1<T2<T3の関係にあり、主弁31の開口面積を同一に調整する場合であっても、油温が低下するに従って指令電気信号を大きくする必要がある。
 図3に戻り、目標流量演算部82eは、車体202および作業装置203の姿勢とアクチュエータの要求流量とを基にアクチュエータの目標流量を演算する。指令電気信号演算部82fは、目標流量演算部82eからの目標流量と、マップ選択部82dからの開口-指令電気信号マップと、入力部82aからの圧力センサ出力値とを基に指令電気信号を演算する。出力部82gは、指令電気信号演算部82fからの結果を基に指令電気信号を生成し、各電磁比例減圧弁へ出力する。
 図5は、第1の実施例におけるコントローラ82の演算処理を示すフロー図である。図5に示す演算処理は、全ての方向制御弁に関して実行されるが、以下では第2ブーム用方向制御弁10に関わる部分のみを説明する。
 コントローラ82は、まず、操作レバー81aの入力が無いか否かを判定する(ステップS101)。ステップS101で操作レバー81aの入力が無い(YES)と判定した場合は、当該フローを終了する。
 ステップS101で操作レバー81aの入力が有る(NO)と判定した場合は、電磁弁ユニット83の電磁比例減圧弁83b,83cで操作レバー入力量に応じたパイロット指令圧Pi_ms(PiBm2U,PiBm2D)を生成し(ステップS102)、パイロット指令圧Pi_msに応じて方向制御弁10を開口させる(ステップS103)。
 ステップS103に続き、コントローラ82の目標流量演算部82eにてアクチュエータの目標流量を算出し(ステップS104)、コントローラ82のマップ選択部82dにて油温に応じた開口-指令電気信号マップを選択し(ステップS105)、コントローラ82の指令電気信号演算部82fにて目標流量と圧力センサ出力値とを基に主弁31の目標開口面積を算出し(ステップS106)、目標開口面積と開口-指令電気信号マップとを基に目標指令電気信号を算出し(ステップS107)、コントローラ82の出力部82gにて電磁比例減圧弁35へ指令電気信号を出力する(ステップS108)。
 ステップS108に続き、コントローラ82から出力された指令電気信号を受けて電磁比例減圧弁35はパイロット指令圧Pi_fcvを生成し(ステップS109)、電磁比例減圧弁35からの指令圧Pi_fcvに応じてパイロット可変絞り32のパイロットスプール112を変位させ(ステップS110)、パイロット可変絞り32の開口量に応じて補助流量制御装置24の主弁31を開口させ(ステップS111)、アクチュエータへの供給流量を補助流量制御装置24で制御し(ステップS112)、当該フローを終了する。
 図6は、第1の実施例における補助流量制御装置24の断面図である。なお、他の補助流量制御装置もこれと同様の構成である。
 シート形の主弁31の弁体31aは、メインハウジング110に摺動自在に設置される。弁体31aの上流側に位置する第1圧力室31cと下流側に位置する第2圧力室31dとは、メインハウジング110と弁体31aとの間に形成される補助可変絞りを介して連通する。この補助可変絞りの開口特性は、弁体31aに形成されたノッチ102の形状により定まる。弁体31aは、第3圧力室31eに設置されたばね101によって、第1圧力室31cと第2圧力室31dとを連通する開口部に着座する。第1圧力室31cと第3圧力室31eは、弁体31a内部に形成された油路103を介して連通する。油路103の第3圧力室31e側出口とメインハウジング110との間には、制御可変絞り31bが形成される。
 弁体31aが設置されるメインハウジング110の端部と面合わせに、パイロット可変絞り32が取り付けられる。パイロット可変絞り32は、パイロットハウジング111、パイロットスプール112、ばね107、およびプラグ106によって構成される。ばね107は、パイロットスプール112の一端側に設置され、パイロットスプール112を他端側へ押し付ける。パイロットスプール112の他端側には、パイロットハウジング111と接触することでパイロットスプール112の位置を保持するロッド109が設けられる。
 パイロットスプール112とパイロットハウジング111の間には、油室104と油室105が形成されている。油室104と油室105とは、パイロットスプール112とパイロットハウジング111の間に形成される絞りによって連通する。この絞り部の開口特性は、パイロットスプール112に形成されるノッチ108の形状により定まる。油室104と第3圧力室31eとは油路68aを介して連通し、油室105と第2圧力室31dとは油路68bを介して連通する。
 なお、ノッチ102、制御可変絞り31b、およびノッチ108には、設計者が所望する開口特性を得るために、図示した形状以外にも様々な形状およびそれらの組合せが用いられる。
 パイロットハウジング111には、油路68aを流れる作動油の温度を検出する温度センサ97が設けられる。なお、温度センサ97の配置は図6に示すものに限られず、図7に示すように油路68bに配置したり、図8に示すように油室105に配置したり、図9に示すように油室104に配置しても良い。また、温度センサ97は、図6~図9に示すように作動油に直接曝す形態のものに限られず、図10または図11に示すように、熱伝導率の高い素材で作られたプラグ151を油路68aを流れる作動油に曝し、プラグ151の温度を非接触式の温度センサ97(図10に示す)または埋め込み式の温度センサ97(図11に示す)で検出しても良い。本実施例におけるサンプリング油路68は、パイロットライン68(油路68a,68b)で構成されるため、パイロットハウジング111に設けられている。
 (2)動作
 このように構成した第1の実施例における油圧駆動装置400にあっては、以下に述べるような操作および制御が可能である。なお、ここでは説明を簡単に説明するために、第2油圧ポンプ2に対してパラレルに配置される第2ブーム用方向制御弁10と第1アーム用方向制御弁11で分流が必要となった場合の動作を説明する。
 コントローラ82は、操作レバー81a,81bから入力されるレバー操作量と各ストロークセンサ94~96から取得された車体動作状態を基にアクチュエータ204a,205aの目標流量を演算し、同時に温度センサ97,98から取得された作動油温に応じて補助流量制御装置24,25の開口―指令電気信号マップを選択する。
 続いて、コントローラ82は、アクチュエータ204a,205aの各目標流量と圧力センサ91~93で取得した主弁31,33の各前後差圧とを基に、以下の式を用いて主弁31,33の各目標開口面積を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 次に、開口―指令電気信号マップを参照し、目標開口面積Arefに対応する指令電気信号を算出し、電磁比例減圧弁35,36へ出力する。電磁比例減圧弁35,36は、コントローラ82からの指令電気指令に応じてパイロット指令圧Pi_fcvを生成し、パイロット可変絞り32,34のパイロットポート32a,34aへ作用させる。
 パイロット可変絞り32,34は、パイロット指令圧Pi_fcvに応じてパイロットスプール112を変位させることにより、開口面積aPSを変化させる。パイロット可変絞り32,34の開口面積aPSが変化すると、それに応じて制御可変絞り31b,33bの開口面積aFBも変化する。このとき、制御可変絞り31b,33bの開口面積aFBとパイロット可変絞り32,34の開口面積aPSの関係は下記の通りとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 制御可変絞り31b,33bの開口面積aFBは主弁31,33の変位に応じて変化するため、パイロット可変絞り32,34の開口面積aPSが変化すると弁体31a,33aが変位し、制御可変絞り31b,33bの開口面積aFBとパイロット可変絞り32,34の開口面積aPSの比率が一定に保たれる。このとき、主弁31,33の開口面積aMPも弁体31a,33aの変位に応じて変化するため、主弁31,33の開口面積aMPはパイロット指令圧Pi_fcv応じて変化する。
 以上、補助流量制御装置24,25の動作を説明したが、他の補助流量制御装置の動作も同様である。
 (3)効果
 本実施例では、車体202と、車体202に取り付けられた作業装置203と、車体202または作業装置203を駆動するアクチュエータ204a,205a,206a,211と、油圧ポンプ1~3と、油圧ポンプ1~3の吐出ライン40,50,60にパラレルに接続されており、油圧ポンプ1~3からアクチュエータ204a,205a,206a,211に供給される圧油の流れを調整する流量制御装置21~29と、アクチュエータ204a,205a,206a,211の動作を指示するための操作レバー81a,81bと、パイロットポンプ4と、パイロットポンプ4から供給される圧油を減圧し、流量制御装置24,25の操作圧として出力する電磁比例減圧弁35,36と、操作レバー81a,81bからの動作指示量に応じて電磁比例減圧弁35,36へ指令電気信号を出力するコントローラ82とを備えた作業機械300において、流量制御装置24は、吐出ライン50とアクチュエータ204a,205aの1つとを接続するメイン油路52,53に配置された、電磁比例減圧弁35からの操作圧に応じて移動する弁体31aと、メイン油路52,53から分岐したサンプリング油路68と、サンプリング油路68に設置された温度センサ97とを有し、コントローラ82は、温度センサ97からの信号に応じて前記指令電気信号を補正する。
 また、本実施例では、流量制御装置としての補助流量制御装置24は、油圧ポンプ2の吐出ライン50とアクチュエータ205aとを接続するメイン油路52,53に配置され、電磁比例減圧弁35からの操作圧に応じて移動する弁体としてのシート弁体31aと、シート弁体31aを収容するメインハウジング110と、シート弁体31aをメインハウジング110に封入するパイロットハウジング111と、シート弁体31aとパイロットハウジング111との間に形成される油室31eと、シート弁体31aの下流側と油室31eとを接続し、通過流量に応じてシート弁体31aの移動量を決定するパイロットライン68と、パイロットライン68に配置され、電磁比例減圧弁35からの操作圧に応じて開口面積を変化させるパイロット可変絞り32とを有し、シート弁体31aには、メイン油路52,53のうち油圧ポンプ2とシート弁体31aとを接続する油路部分52と油室31eとを接続し、シート弁体31aの移動量に応じて開口面積を変化させる制御可変絞り31bが形成され、サンプリング油路68は、パイロットライン68で構成される。
 以上のように構成した第1の実施例によれば、アクチュエータ204a,205a,206a,211への供給流量を制御する流量制御装置21~29を通過する作動油の温度を計測し、その計測値に応じて流量制御装置21~29に対する指令電気信号を補正することにより、アクチュエータ204a,205a,206a,211への供給流量をより目標流量に近づけることができる。これにより、流量制御装置21~29を通過する作動油の温度変動に関わらず、アクチュエータ204a,205a,206a,211の制御精度を維持することが可能となる。
 また、アクチュエータ204aに供給する作動油が流れる油路に比べてパイロットライン68を流れる作動油の流量は少ないため、流れが温度センサ97へ与える負荷が少なく、温度センサ97の故障リスクを低減することができる。さらに、メインハウジング110とは別体で構成されるパイロットハウジング111に温度センサ97を設置することで、温度センサ97が故障した場合に容易に温度センサ97を交換することが可能となる。
 本発明の第2の実施例について、第1の実施例との相違点を中心に説明する。
 (1)構成
 本発明の第1実施例の応用における油圧駆動装置の構成は、第1の実施例における油圧駆動装置400(図2Aおよび図2Bに示す)とほぼ同様であるが、以下の点で異なる。
 第1の実施例では、全ての補助流量制御装置1~29に温度センサを設けているが、同一の吐出ラインに接続された各補助流量制御装置を通過する作動油の温度は同程度であるため、一の補助流量制御装置を通過する作動油の温度は他の補助流量制御装置を通過する作動油の温度で近似することができる。そこで、第2の実施例では、第1油圧ポンプ1の吐出ライン40に接続された補助流量制御装置21~23のいずれか1つ、第2油圧ポンプ2の吐出ライン50に接続された補助流量制御装置24~26のいずれか1つ、および第3油圧ポンプ3の吐出ライン60に接続された補助流量制御装置27~29のいずれか1つに温度センサを設け、その他の補助流量制御装置には温度センサを設けない。
 (2)動作
 本発明の第1実施例の応用における油圧駆動装置の動作は、第1の実施例における油圧駆動装置400(図2Aおよび図2Bに示す)とほぼ同様であるが、以下の点で異なる。
 コントローラ82は、温度センサを設けていない補助流量制御装置を制御する際は、制御対象の補助流量制御装置と同一の吐出ラインに接続された他の補助流量制御装置の温度センサの出力値を用いて演算処理を行う。
 (3)効果
 以上のように構成した第2の実施例においても、第1の実施例1と同様の効果が得られる。また、補助流量制御装置1~29に設ける温度センサの数を少なくすることができるため、油圧駆動装置400の製造コストを削減することができる。
 図12Aおよび図12Bは、本発明の第3の実施例における油圧駆動装置の回路図である。
 (1)構成
 第3の実施例における油圧駆動装置の構成は、第1の実施例における油圧駆動装置400(図2Aおよび図2Bに示す)とほぼ同様であるが、以下の点で異なる。
 バケット用方向制御弁7へ接続される油路42,43、第2アーム用方向制御弁8へ接続される油路44,45、および第1ブーム用方向制御弁9へ接続される油路46,47には、アクチュエータ側からポンプ側への逆流を防止するチェック弁412,413,414がそれぞれ設けられる。
 第2ブーム用方向制御弁10の供給ポートへ接続される油路52,53、第1アーム用方向制御弁11の供給ポートへ接続される油路54,55、および第1アタッチメント用方向制御弁12の供給ポートへ接続される油路56,57には、アクチュエータ側からポンプ側への逆流を防止するチェック弁415,416,417がそれぞれ設けられる。
 旋回用方向制御弁14の供給ポートへ接続される油路62,63、第3ブーム用方向制御弁15の供給ポートへ接続される油路64,65、および第2アタッチメント用方向制御弁16の供給ポートへ接続される油路66,67には、アクチュエータ側からポンプ側への逆流を防止するチェック弁418,419,420がそれぞれ設けられる。
 チェック弁416は、シート形のチェック弁体421を有する。チェック弁体421を収容するハウジングは、チェック弁体421と油路54との接続部に形成された第1油室447と、チェック弁体421と油路55との接続部に形成された第2油室443と、チェック弁体421に形成された連通油路441を介して第2油室443と連通するように形成された第3油室442とを有する。チェック弁体421は、第3油室442に設置されたばね422によって、第1油室447と第2油室443とを連通する開口部に着座する。第3油室442は、連通油路423を介して第2油室443と連通している。連通油路423には、作動油の温度(油温)を計測する温度センサ424が設けられる。
 第2アーム用方向制御弁11とアームシリンダ205aのボトム側とを接続するメイン油路427には圧力センサ429が設けられ、第2アーム用方向制御弁11とアームシリンダ205aのロッド側とを接続するメイン油路428には圧力センサ430が設けられる。
 なお、説明を簡便にするため一部図示を省略しているが、各アクチュエータ、各方向制御弁、チェック弁412~420、および周辺の機器、配管、配線は全て同じ構成である。
 図13は、第3の実施例におけるコントローラ82の演算処理を示すフロー図である。なお、図13に示す演算処理は、全ての方向制御弁に関して実行されるが、以下では第1アーム用方向制御弁11に関わる部分のみを説明する。
 コントローラ82は、まず、操作レバー81bの入力が無いか否かを判断する(ステップS201)ステップS201で操作レバー81bの入力が無い(YES)と判定した場合は、当該フローを終了する。
 ステップS201で操作レバー81bの入力が有る(NO)と判定した場合は、コントローラ82の目標流量演算部432eにてアクチュエータ205aの目標流量を算出し(ステップS202)、コントローラ82のマップ選択部82dにて油温に応じた開口-指令電気信号マップを選択し(ステップS203)、コントローラ82の指令電気信号演算部82fにて目標流量と圧力センサ出力値とを基に方向制御弁11の目標開口面積を算出し(ステップS204)、目標開口面積と開口-指令電気信号マップとを基に目標指令電気信号を算出し(ステップS205)、コントローラ82の出力部82gにて電磁弁ユニット83の電磁比例減圧弁83d,83eへ指令電気信号を出力する(ステップS206)。
 ステップS206に続き、コントローラ82から出力された指令電気信号を受けて電磁比例減圧弁83d,83eはパイロット指令圧Pi_ms(PiAm1U,PiAm1D)を生成し(ステップS207)、電磁比例減圧弁83d,83eからのパイロット指令圧Pi_msに応じて方向制御弁11を開口させ(ステップS208)、アクチュエータ205aへの供給流量を方向制御弁11で制御し(ステップS209)、当該フローを終了する。
 図14は、第3の実施例における第1アーム用方向制御弁11およびチェック弁416の断面図である。なお、他の方向制御弁およびチェック弁もこれと同様の構成である。
 第1アーム用方向制御弁11は、スプール弁体406を有する。スプール弁体406は、電磁比例減圧弁83d,83eからの操作圧に応じて移動し、メイン油路55とメイン油路427(428)とを連通または遮断する。
 シート形のチェック弁体421は、メインハウジング444に摺動自在に設置される。第1油室447と第2油室443は、メインハウジング444に形成されるチェック弁体開口部を介して連通する。チェック弁体421は、第3油室442に設置されたばね422によってチェック弁体開口部に着座する。第2油室443と第3油室442は、チェック弁体421内部に設けられた連通油路441を介して連通する。
 メインハウジング444には、チェック弁体421をメインハウジング444に封入すると共に、チェック弁体421との間に第3油室442を形成するキャップ445が取り付けられる。第3油室442は、キャップ445に設けられた油路423aとメインハウジング444に設けられた油路423bからなる連通油路423を介して第2油室443と連通する。キャップ445には、油路423aを流れる作動油の油温を計測する温度センサ424が設けられる。
 (2)動作
 本発明の第2実施例における油圧駆動装置の動作は、第1の実施例における油圧駆動装置400(図2Aおよび図2Bに示す)とほぼ同様であるが、以下の点で異なる。
 コントローラ82は、操作レバー81bから入力されるアクチュエータ205aの操作量とストロークセンサ94~96から取得された車体動作状態を基にアクチュエータ205aの目標流量を演算し、同時に温度センサ424から取得された作動油温度を基に方向制御弁11の開口-指令電気信号マップを選択する。
 続いて、コントローラ82は、アクチュエータ205aの目標流量と、圧力センサ91,490,430で取得した方向制御弁11の前後差圧とを基に、以下の式を用いて方向制御弁11の目標開口面積を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 次に、開口―指令電気信号マップを参照し、目標開口面積Arefに対応する指令電気信号を算出し、電磁比例減圧弁83d,83eへ出力する。電磁比例減圧弁83d,83eは、コントローラ82からの指令電気指令に応じてパイロット指令圧Pi_ms(PiAm1U,PiAm1D)を生成し、方向制御弁11のパイロットポートへ作用させる。方向制御弁11はパイロット指令圧Pi_ms対して変位し、開口する。
 (3)効果
 本実施例では、方向制御弁11とチェック弁416とで構成される流量制御装置は、油圧ポンプ2の吐出ライン50とアクチュエータ205aとを接続するメイン油路54,55,427,428に配置された、電磁比例減圧弁83d,83eからの操作圧に応じて移動する弁体としてのスプール弁体406と、メイン油路54,55,427,428のうち油圧ポンプ2とスプール弁体406とを接続する油路部分54,55に配置されたチェック弁体421と、スプール弁体406およびチェック弁体421を収容するメインハウジング444と、チェック弁体421をメインハウジング444に封入するキャップ445と、チェック弁体421とキャップ445との間に形成される油室442と、チェック弁体421の下流側と油室442とを連通する連通油路423とを有し、サンプリング油路423は、連通油路423で構成される。
 以上のように構成した第3の実施例によれば、アクチュエータ204a,205a,206a,211への供給流量を制御する方向制御弁7~12,14~16を通過する作動油の温度を計測し、その計測値に応じて方向制御弁7~12,14~16に対する指令電気信号を補正することにより、アクチュエータ204a,205a,206a,211への供給流量をより目標流量に近づけることができる。これにより、方向制御弁7~12,14~16を通過する作動油の温度変動に関わらず、アクチュエータ204a,205a,206a,211の制御精度を維持することが可能となる。
 また、アクチュエータ205aに供給する作動油が流れる油路に比べて連通油路423を流れる作動油の流量は少ないため、流れが温度センサ98へ与える負荷が少なく、温度センサ98の故障リスクを低減することができる。さらに、メインハウジング444とは別体で構成されるキャップ445に温度センサ98を設置することで、温度センサ98が故障した場合に容易に温度センサ98を交換することが可能となる。
 以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
 1…第1油圧ポンプ、1a…流量制御指令圧ポート(レギュレータ)、1b…第1油圧ポンプ自己圧ポート(レギュレータ)、1c…第2油圧ポンプ自己圧ポート(レギュレータ)、2…第2油圧ポンプ、2a…流量制御指令圧ポート(レギュレータ)、2b…第2油圧ポンプ自己圧ポート(レギュレータ)、2c…第1油圧ポンプ自己圧ポート(レギュレータ)、3…第3油圧ポンプ、3a…流量制御指令圧ポート(レギュレータ)、3b…第3油圧ポンプ自己圧ポート(レギュレータ)、4…パイロットポンプ、5…作動油タンク、6…右走行用方向制御弁(流量制御装置)、7…バケット用方向制御弁(流量制御装置)、8…第2アーム用方向制御弁(流量制御装置)、9…第1ブーム用方向制御弁(流量制御装置)、10…第2ブーム用方向制御弁(流量制御装置)、11…第1アーム用方向制御弁(流量制御装置)、12…第1アタッチメント用方向制御弁(流量制御装置)、13…左走行用方向制御弁(流量制御装置)、14…旋回用方向制御弁(流量制御装置)、15…第3ブーム用方向制御弁(流量制御装置)、16…第2アタッチメント用方向制御弁(流量制御装置)、17…合流弁、18…パイロットリリーフ弁、21~29…補助流量制御装置(流量制御装置)、31…主弁、31a…シート弁体(弁体)、31b…制御可変絞り、31c…第1圧力室、31d…第2圧力室、31e…第3圧力室(油室)、32…パイロット可変絞り、32a…パイロットポート、33…主弁、33a…シート弁体(弁体)、33b…制御可変絞り、33c…第1圧力室、33d…第2圧力室、33e…第3圧力室(油室)、34…パイロット可変絞り、34a…パイロットポート、35,36…電磁比例減圧弁、40…吐出ライン、41…センターバイパスライン、42~47…油路(メイン油路)、50…吐出ライン、51…センターバイパスライン、52~58…油路(メイン油路)、60…吐出ライン、61…センターバイパスライン、62~67…油路(メイン油路)、68…パイロットライン(サンプリング油路)、68a,68b…油路、69…パイロットライン(サンプリング油路)、69a,69b…油路、71~74…油路、81a,81b…操作レバー、82…コントローラ、82a…入力部、82b…車体姿勢演算部、82c…要求流量演算部、82d…マップ選択部、82e…目標流量演算部、82f…指令電気信号演算部、82g…出力部、83…電磁弁ユニット、83a~83e…電磁比例減圧弁、91~93…圧力センサ、94~96…ストロークセンサ、97…温度センサ、101…ばね、102…ノッチ、103…油路、104,105…油室、106…プラグ、107…ばね、108…ノッチ、109…ロッド、110…メインハウジング、111…パイロットハウジング、112…パイロットスプール、151…プラグ、201…走行体、202…旋回体(車体)、203…作業装置、204…ブーム、204a…ブームシリンダ(アクチュエータ)、205…アーム、205a…アームシリンダ(アクチュエータ)、206…バケット、206a…バケットシリンダ(アクチュエータ)、207…運転室、208…機械室、209…カウンタウエイト、210…コントロールバルブ、211…旋回モータ(アクチュエータ)、300…油圧ショベル(作業機械)、400…油圧駆動装置、406…スプール弁体(弁体)、412~420…チェック弁(流量制御装置)、421…チェック弁体、422…ばね、423…連通油路(サンプリング油路)、423a,423b…油路、424…温度センサ、427,428…油路(メイン油路)、429,430…圧力センサ、441…連通油路、442…第3油室、443…第2油室、444…メインハウジング、445…キャップ、447…第1油室。

Claims (3)

  1.  車体と、
     前記車体に取り付けられた作業装置と、
     前記車体または前記作業装置を駆動するアクチュエータと、
     油圧ポンプと、
     前記油圧ポンプの吐出ラインにパラレルに接続されており、前記油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流れを調整する流量制御装置と、
     前記アクチュエータの動作を指示するための操作レバーと、
     パイロットポンプと、
     前記パイロットポンプから供給される圧油を減圧し、前記流量制御装置の操作圧として出力する電磁比例減圧弁と、
     前記操作レバーからの動作指示量に応じて前記電磁比例減圧弁へ指令電気信号を出力するコントローラとを備えた作業機械において、
     前記流量制御装置は、
     前記吐出ラインと前記アクチュエータの1つとを接続するメイン油路に配置された、前記電磁比例減圧弁からの操作圧に応じて移動する弁体と、
     前記メイン油路から分岐したサンプリング油路と、
     前記サンプリング油路に設置された温度センサとを有し、
     前記コントローラは、前記温度センサからの信号に応じて前記指令電気信号を補正する
     ことを特徴とする作業機械。
  2.  請求項1に記載の作業機械において、
     前記弁体は、シート弁体であり、
     前記流量制御装置は、
     前記シート弁体を収容するメインハウジングと、
     前記シート弁体を前記メインハウジングに封入するパイロットハウジングと、
     前記シート弁体と前記パイロットハウジングとの間に形成される油室と、
     前記シート弁体の下流側と前記油室とを接続し、通過流量に応じて前記シート弁体の移動量を決定するパイロットラインと、
     前記パイロットラインに配置され、前記電磁比例減圧弁からの操作圧に応じて開口面積を変化させるパイロット可変絞りとを更に有し、
     前記シート弁体には、前記メイン油路のうち前記油圧ポンプと前記シート弁体とを接続する油路部分と前記油室とを接続し、前記シート弁体の移動量に応じて開口面積を変化させる制御可変絞りが形成され、
     前記サンプリング油路は、前記パイロットラインで構成される
     ことを特徴とする作業機械。
  3.  請求項1に記載の作業機械において、
     前記弁体は、スプール弁体であり、
     前記流量制御装置は、
     前記メイン油路のうち前記油圧ポンプと前記スプール弁体とを接続する油路部分に配置されたチェック弁体と、
     前記スプール弁体および前記チェック弁体を収容するメインハウジングと、
     前記チェック弁体を前記メインハウジングに封入するキャップと、
     前記チェック弁体と前記キャップとの間に形成される油室と、
     前記チェック弁体の下流側と前記油室とを連通する連通油路とを更に有し、
     前記サンプリング油路は、前記連通油路で構成される
     ことを特徴とする作業機械。
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