JP7530340B2 - 作業機の油圧システム - Google Patents
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Description
例えば特許文献1に開示された作業機は、油圧アクチュエータの作動を制御する制御弁を切り換えるためのパイロット油を吐出する第1油圧ポンプと、油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する第2油圧ポンプと、油圧アクチュエータの作動時の最高負荷圧が作用可能な第1油路と、第2油圧ポンプからの作動油の吐出圧が作用可能な第2油路と、第1油圧ポンプからパイロット油が吐出される第3油路と、第2油圧ポンプを制御する油圧制御部とを備えている。
本発明は、馬力制御の精度を向上させることができる作業機の油圧システムを提供することを目的とする。
本発明の一態様の作業機の油圧システムは、原動機と、油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータの作動を制御する制御弁と、前記原動機の動力により駆動して、前記制御弁を切り換えるためのパイロット油を吐出する第1油圧ポンプと、前記原動機の動力により駆動して、前記油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する可変容量の第2油圧ポンプと、前記油圧アクチュエータの作動時の最高負荷圧が作用可能な第1油路と、前記第2油圧ポンプからの前記作動油の吐出圧が作用可能な第2油路と、前記第2油圧ポンプを制御して、前記第2油圧ポンプの前記吐出圧と前記最高負荷圧との圧力差であるLS差圧を設定する油圧制御部と、前記第1油圧ポンプが前記パイロット油を吐出する第3油路と、前記第3油路から分岐する第4油路と、前記油圧制御部に含まれ且つ前記第4油路を流れて前記油圧制御部に作用する前記パイロット油の圧力であるパイロット圧を変更する電磁弁と、前記電磁弁の作動を制御して前記パイロット圧を調整することにより、前記LS差圧を変更する制御装置とを備え、前記第1油圧ポンプは、前記原動機の回転数に応じて吐出流量が変動する定容量の油圧ポンプから成り、前記油圧制御部は、前記第2油圧ポンプに備わる斜板の角度を可変する斜板可変部と、前記第1油路に接続され、前記斜板可変部に前記作動油を供給して前記斜板可変部を作動させる流量補償弁と、前記第4油路に接続され、前記流量補償弁の開度を変更する開度変更部と、をさらに含み、前記制御装置は、前記電磁弁の作動を制御して、前記開度変更部の開度を変更することにより、前記LS差圧を変更する。
また、本発明の一態様では、前記作業機の油圧システムは、前記LS差圧の変更を指令する指令部材を備え、前記制御装置は、前記指令部材により前記LS差圧の変更の指令が発せられたときに前記LS差圧を大きくなるように変更する。
また、本発明の一態様では、前記アクセル部材は、第1アクセル部材と第2アクセル部材と、を含み、前記制御装置は、前記第1アクセル部材の操作量と前記第2アクセル部材の操作量のうち、小さい方の操作量に基づいて前記LS差圧を変更する。
また、本発明の一態様では、前記作業機の油圧システムは、作業機に設けられた流路を流れる前記作動油、冷却水、又は前記原動機のオイルのうち、少なくとも一方の流体の温
度を測定する第2測定装置を備え、前記制御装置は、前記第2測定装置により測定された前記流体の温度に基づいて前記LS差圧を変更する。
また、本発明の一態様では、前記制御装置は、前記オートアイドル制御を実行していないときに、前記原動機の回転数に応じて前記LS差圧を変更する。
さらに、本発明の一態様では、前記作業機の油圧システムは、前記原動機の回転数を設定可能なアクセル部材を備え、前記制御装置は、前記オートアイドル制御を実行しているときに、前記アクセル部材により設定された前記回転数に応じた所定の圧力を前記LS差圧として設定する。
[作業機の全体構成]
図24は、本発明の実施形態の作業機1の側面図である。作業機1は、機体2と、キャビン3と、作業装置4と、走行装置5とを備えている。本実施形態では、作業機1の一例としてコンパクトトラックローダを示しているが、本発明に係る作業機はコンパクトトラックローダに限定されず、例えば、トラクタ、スキッドステアローダ、バックホー等であってもよい。
図25は、作業機1の機体2の内部構造を示す側面図である。図25に示すように、キャビン3は、連結軸6などにより機体2と連結されていて、連結軸6を中心に上方へ回動可能である。
ブーム10は、キャビン3の右側及び左側に上下へ揺動自在に設けられている。作業具11は、例えばバケットから成る。当該バケット11は、ブーム10の先端部(前端部)に上下へ揺動自在に設けられている。リフトリンク12及び制御リンク13は、ブーム10の基部(後部)を支持している。
リフトリンク12、制御リンク13、及びブームシリンダ14は、左右の各ブーム10に対応するように、機体2の左側と右側にそれぞれ設けられている。
リフトリンク12は、各ブーム10の基部の後部に、縦向きに設けられている。このリフトリンク12の上部は、各ブーム10の基部の後部寄りに枢支軸16(第1枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク12の下部は、機体2の後部寄りに枢支軸17(第2枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第2枢支軸17は、第1枢支軸16の下方に設けられている。
左側のブーム10の前部には、油圧取出部(図示省略)が設けられている。油圧取出部は、予備アタッチメントに装備された油圧アクチュエータ(図示省略)と、ブーム10に設けられた油圧パイプ等の配管(図示省略)とを接続する。油圧取出部と予備アタッチメントの油圧アクチュエータとは、別の油圧パイプで接続される。油圧取出部に供給された作動油は、当該別の油圧パイプを通過して、油圧アクチュエータに供給される。
走行装置5は機体2の外側に設けられている。左側及び右側の各走行装置5は、本実施形態ではクローラ型(セミクローラ型を含む)の走行装置から成る。なお、当該走行装置5に代えて、前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置を採用してもよい。
ブームシリンダ14が伸縮することにより、ブーム10が上下へ揺動する。バケットシリンダ15が伸縮することにより、バケット11が上下へ揺動する。
図1Aは、第1実施形態の作業機1の作業系の油圧システム30Aを示す図である。
図1Aに示すように、油圧システム30Aは、第1油圧ポンプP1と第2油圧ポンプP2とを備えている。第1油圧ポンプP1は、エンジン32の動力によって駆動する油圧ポンプである。第1油圧ポンプP1は、作動油タンク22に貯留された作動油を吐出可能で
ある。第1油圧ポンプP1は、エンジン32の回転数に応じて吐出流量が変動する定容量型のギヤポンプによって構成されている。
第2油圧ポンプP2は、作業機1で作業を行うための油圧アクチュエータ(ブームシリンダ14、バケットシリンダ15、予備アタッチメントに設けられた油圧アクチュエータ、走行装置5に設けられた油圧アクチュエータなど)を作動させる作動油を吐出する。第1油圧ポンプP1は、作業機1に備わる油圧機器(油圧弁及び油圧アクチュエータなど)の作動を制御する制御弁(図1の制御弁56など)を切り換えるためのパイロット油を吐出する。
操作部材58を後側に傾動させると、上昇用操作弁59Bが操作されて、当該上昇用操作弁59Bからパイロット圧が出力される。このパイロット圧がブーム制御弁56Aの受圧部に作用することで、ブーム10が上昇する。
操作部材58を左側に傾動させると、バケットスクイ用の操作弁59Dが操作され、バケット制御弁56Bの受圧部にパイロット油が作用する。その結果、バケット制御弁56Bがバケットシリンダ15を縮小させる方向に作動し、操作部材58の傾動量に比例した速度で、バケット11がスクイ動作する。
制御装置25は、CPU、MPU、又はメモリ等の半導体と、電気電子回路等から構成されている。制御装置25は、操作スイッチ24の操作量に応じた指令(電気信号)を第1電磁弁60A及び第2電磁弁60Bに出力する。第1電磁弁60A及び第2電磁弁60Bは、制御装置25から出力された指令に応じて、即ちスイッチ24の操作量に応じて、開作動する。その結果、第1電磁弁60A及び第2電磁弁60Bに接続された予備制御弁
56Cにパイロット油が供給され、予備アタッチメントの予備アクチュエータが予備制御弁56Cから供給された作動油によって作動する。
第1油路70(「PLS油路」とも言う。)は、各制御弁56A、56B、56Cと流量補償弁72とに接続されている。第1油路70は、各制御弁56A、56B、56Cの作動時に、各制御弁56A、56B、56Cにかかる作動油の圧力である負荷圧を検出するための油路である。第1油路70は、各制御弁56A、56B、56Cの負荷圧のうち、最高負荷圧であるPLS信号圧を流量補償弁72に伝達する。即ち、第1油路70には、油圧アクチュエータ14、15などの作動時の最高負荷圧が作用可能である。
斜板可変部73は、例えば油圧シリンダから成る。斜板可変部73は、ピストン73A、ピストン73Aを収容する収容部73B、及びピストン73Aに連結したロッド(移動部)73Cを有している。ロッド73Cの一端部は、ピストン73Aに接続され、ロッド73Cの他端部は、第2油圧ポンプP2の斜板に接続されている。斜板可変部73のボトム側の収容部73B内に流量補償弁72から作動油が供給されることで、ピストン73Aが移動して、ロッド73Cが伸縮し、第2油圧ポンプP2の斜板の角度が変更可能になる。即ち、斜板可変部73は、第2油圧ポンプP2の斜板の角度を可変する。なお、収容部73B内に供給された作動油は、例えば収容部73のトップ側(ピストン73Aに対してロッド73C側)に接続された油路(図示省略)からタンク22に排出される。
油圧システム30Aは馬力制御回路を備えている。当該馬力制御回路には、油圧制御部75が含まれている。油圧制御部75は、第1油圧ポンプP1から吐出されるパイロット油によっても作動し、LS差圧を一定にするように第2油圧ポンプP2を制御する。
ら分岐してタンク22に到る油路(符号省略)には、リリーフ弁(符号省略)が設けられている。
第1油圧ポンプP1から第3油路40へ吐出されたパイロット油は、フィルタ49、第4油路41、及び電磁弁81を通って開度変更部76に流れて行く。電磁弁81は、開度が変更されることで、第4油路41を通って開度変更部76に到るパイロット油の流量を変化させ、開度変更部76にかかるパイロット圧を調整する。詳しくは、電磁弁81の開度が小さくなるに連れて、開度変更76に流れるパイロット油の流量が減少し、開度変更部76に作用するパイロット圧が大きくなる。フィルタ49によっても、油路40、41から開度変更部76に作用するパイロット圧が大きくなる。
開度変更部76の非作動時は、流量補償弁(制御弁)72に内蔵されたスプール(図示省略)がスプリング72Aにより所定方向に付勢されることで、LS差圧が一定になるように、流量補償弁72の開度は設定されている。開度変更部76が作動して、ロッド76Cが伸縮することで、流量補償弁72のスプールがスプリング72Aの弾性力に抗して移動し、流量補償弁72の開度が変更される。これにより、流量補償弁72から斜板制御部73へ供給される作動油の流量と圧力が変更され、当該変更に応じて、斜板制御部73のピストン73Aが移動して、ロッド73Cが伸縮し、第2油圧ポンプP2の斜板の角度が変更される。
制御装置25には、エンジン32の回転数を測定する第1測定装置82が接続されている。以下、エンジン32の回転数を、単に「エンジン回転数」と言い、第1測定装置82の測定値を実回転数と言う。制御装置25は、第1測定装置82により測定されたエンジン回転数(実回転数)に応じて、電磁弁81に制御信号(電流信号)を出力して、電磁弁81の開度を制御する。この電磁弁81の開度に応じて、開度変更部76に作用するパイ
ロット圧(第2圧力PA)が変更されて、開度変更部76により流量補償弁72の開度が変更される。そして、流量補償弁72の開度の変更に応じて、流量補償弁72から斜板可変部73に作用する作動油の圧力が変更され、斜板可変部73により第2油圧ポンプP2の斜板の角度が変更され、第2油圧ポンプP2が吐出する作動油の流量が変更される。これにより、第1油路70に作用するPLS信号圧と第2油路71に作用するPPS信号圧との差圧(圧力差)であるLS差圧が変更される。変更後のLS差圧は、流量補償弁72などにより一定に保たれる。
図2Aの制御マップの第1制御線L1又は図2Bの制御マップの左から1列目と2列目は、エンジン回転数がアイドリング時の回転数(1200rpm)から最大回転数(2600rpm)まで変化した場合の、LS差圧の変化を示している。なお、アイドリングとは、作業機1においてエンジン回転数を低く抑制した状態のことである。図2Aの第1制御線L1及び図2Bでは、エンジン回転数が増加するに連れて、LS差圧も増加している。
このため、第2油圧ポンプP2の出力調整の自由度が高くなり、作業機1の作業系の馬力制御の精度を一層向上させることができる。
アクセル部材84は、第1アクセル部材84aと第2アクセル部材84bとを含んでいる。アクセル部材84a、84bは、運転席8の近傍に設けられていて、制御装置25に接続されている。第1アクセル部材84aは、回転自在な摘み部を有するダイヤル式の操作部材である。運転者(オペレータ)が第1アクセル部材84aの摘み部を把持した状態で回すことによって、目標エンジン回転数が設定可能である。第2アクセル部材84bは、揺動自在な踏み込み部を有するペダル式の操作部材である。運転者が第2アクセル部材84bの踏み込み部を踏み込むことによっても、目標エンジン回転数が設定可能である。
第2制御線L2=第1制御線L1×e2[定数 ×最大負荷率(負荷率-定数,0)]・・・(1)
式(1)中の「負荷率」はエンジン32の負荷率であり、「最大負荷率」はエンジン32の最大負荷率である。エンジン32の負荷率とは、作業機1に搭載された機器(作業装置4又は走行装置5)が作動していない場合(無負荷状態)のエンジン32の出力に対する、当該機器が作動している場合(作動負荷状態)のエンジン32の出力の割合(比率)のことである。エンジン32の出力とは、エンジン32のトルクにエンジン32の回転数を乗算した仕事量のことである(単位:kW又はPS(馬力))。エンジン32のトルクは、トルクセンサ(図示省略)により検出される。式(1)中の「負荷率-定数」がマイナス値の場合、「最大負荷率 (負荷率 - 定数)」の値はゼロとする。
るときに、制御装置25は、エンジン32が無負荷状態にあると判断する。そして、制御装置25は、このときのエンジン32の出力を算出して、当該算出値を無負荷状態のエンジン32の出力として記録する。この無負荷状態のエンジン32の出力の算出と記録とを、制御装置25が所定の周期で実行してもよい。他の例として、予め無負荷状態のエンジン32の出力を設定して、記憶部26に記憶させておいてもよい。
第2制御線L2=第1制御線L1×e2 -(α × ΔE )・・・(2)
式(2)中の「ΔE」は、目標エンジン回転数と実回転数との回転数差である(回転数差ΔE=目標エンジン回転数EP2-実回転数EP1)。「α」は、作業機1が、走行を優先する走行優先モードと、作業機1の作業を優先する作業優先モードのうち、いずれのモードにあるかによって変わる係数である。走行優先モードのときの係数αより、作業優先モードのときの係数αの方が小さい値である。運転席の周囲に設けられたスイッチ等を操作することで、走行優先モードと作業優先モードとを切り換えることができる。また、走行優先モードと作業優先モードとの間に、作業より走行を若干優先する若干走行優先モード、走行より作業を若干優先する若干作業優先モードを設けて、これら4つのモード毎に係数αを変えてもよい。
第2制御線L2=第1制御線L1×e2 -(α × ΔE2 )・・・(3)
第2制御線L2=第1制御線L1×e2 -{α × 最大負荷率(ΔE-定数,0))・・・(4)
上述した例では、エンジン32の実回転数が目標エンジン回転数より低下した場合に、制御装置25が第1制御線L1をLS差圧が下がる方向にシフトさせることで第2制御線L2を算出しているが、これに代えて、第2制御線L2を予め設定して記憶部26に記憶させておいてもよい。
が小さくなる方向に、第1制御線L1をシフトさせた第2制御線L2を算出する。そして、制御装置25は、第2制御線L2とエンジン32の実回転数とに基づいてLS差圧を設定し、当該LS差圧に応じた制御信号を電磁弁81に出力する。
また、他の例として、予めシフト量毎に対応する第2制御線L2を設定して、記憶部26に記憶させておいてもよい。
ずれか1つの判定を実行する。
図3は、第2実施形態の作業機1の油圧システム30Bを示す図である。第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図3に示す第2実施形態の油圧システム30Bでは、LS差圧の変更を指令する指令部材88が制御装置25に接続されている。指令部材88は、運転席8の近傍に設けられた操作スイッチである。指令部材88がオン操作されると、指令部材88と連動する電気回路から、LS差圧の変更を指令する電気信号が発せられて、当該電気信号(以下、単に「変更指令」という。)が制御装置25に入力される。指令部材88がオン操作されていないとき、即ちオフ操作状態にあるときは、LS差圧の変更指令が発せられず、当該変更指令が制御装置25に入力されることもない。
図4A及び図4Bに示すように、指令部材88から制御装置25に対してLS差圧の変更指令が入力されていない(変更指令無しの)場合、エンジン回転数とLS差圧とポンプ吐出量の関係(図4Aに破線で示す制御線L1、図4Bの左から1~3列目)は、図2A及び図2Bに示したエンジン回転数とLS差圧とポンプ吐出量の関係と同じである。指令部材88から制御装置25に対してLS差圧の変更指令が入力された(変更指令有りの)場合は、変更指令が無い場合(図4Aに1点鎖線で示す制御線L1、図4Bの左から1列目と4列目と5列目)より、エンジン回転数に対応するLS差圧及びポンプ吐出量が高くなっている。
上記によれば、例えば、作業機1の運転者が作業装置4のアタッチメントの動作、即ち、油圧アクチュエータ(ブームシリンダ14、バケットシリンダ15、予備アタッチメントの油圧アクチュエータ)の動作を通常よりも素早くしたい場合に、指令部材88をオン操作することで、LS差圧が高くなって、第2油圧ポンプP2からの作動油の吐出量が増加する。この結果、作業機1がハイスピードモードになって、作業装置4の油圧アクチュエータを素早く動作させることが可能となる。
第3実施形態では、アクセル部材84を指令部材として兼用する。即ち、アクセル部材84に含まれる第1アクセル部材84a及び第2アクセル部材84bのうちの少なくともいずれか1つを操作することにより、エンジン32の回転数が設定可能で且つLS差圧の変更指令を発することが可能である。第3実施形態の作業機1の油圧システムの構成は、図1に示した第1実施形態の油圧システム30Aの構成と同様であるため、説明を省略する。
アクセル部材84a、84bが両方とも操作された場合、制御装置25は、第1アクセル部材84aの操作に応じて入力された電気信号に基づいて第1目標エンジン回転数を設定し、第2アクセル部材84bの操作に応じて入力された電気信号に基づいて第2目標エンジン回転数を設定する。そして、制御装置25は、第1目標エンジン回転数と第2目標エンジン回転数のうち、大きい方の回転数を目標エンジン回転数として採用する。また、制御装置25は、採用した目標エンジン回転数とエンジン32の実回転数とに基づいて、エンジン32の回転数を目標エンジン回転数に合わせるように、エンジン32の駆動を制御する。さらに、制御装置25は、第1目標エンジン回転数と第2目標エンジン回転数のうち、目標エンジン回転数として採用しなかった回転数、即ち小さい方の回転数に基づいてLS差圧(LS差圧の変更値)を設定する。
第1アクセル部材84aと第2アクセル部材84bのうち、一方のアクセル部材の操作量が少なめの(0%より若干多い)所定量(10%)以下であり、且つ他方アクセル部材の操作量が最大(100%)又は多めの(100%より若干少ない)所定量(90%)以
上である場合、図5及び図6に示す制御マップでは、LS差圧は最小値の1.50MPaである。このLS差圧の最小値(1.50MPa)は、第1実施形態(図2A、図2B)及び第2実施形態(図4A、図4B)に示したように、エンジン回転数が最大値(2600rpm)である場合(第2実施形態では、変更指令無しで且つエンジン回転数が最大値の場合)のLS差圧(1.50MPa)と同値である。即ち、一方のアクセル部材が操作されていなくても、他方アクセル部材の操作量が最大又は多めの所定量以上であれば、LS差圧は最小値に設定される。
制御装置25は、第1アクセル部材84aと第2アクセル部材84bのうち、操作量が小さい方(操作量0%も含む。)のアクセル部材の操作量と、図5又は図6の制御マップとに基づいてLS差圧を設定し、当該LS差圧に応じた制御信号を電磁弁81に出力する。これにより、電磁弁81の開度が当該制御信号に基づいて変更されて、当該制御信号に対応するLS差圧が実現される。
図7Aは、油圧制御部の第1変形例を示す図である。図7Aに示す油圧制御部75Aは、流量補償弁72、斜板可変部73、開度変更部76(第1開度変更部)に加えて、絞り部101、電磁弁102、及び開度変更部103(第2開度変更部)を含んでいる。第3油路40から分岐する第4油路には、第1分岐油路41、第2分岐油路41B、及び第3分岐油路41Cが含まれている。第3油路40と第1分岐油路41との第1接続点(分岐点)43には、第3伝達油路41Cも接続されている。接続点43より下流(第1油圧ポンプP1と反対側)にある第2接続点(分岐点)44には、第2伝達油路41Bが接続されている。開度変更部76の収容部76Bのボトム側には、第1分岐油路41の先端(第1接続部43と反対側の端)が接続されている。収容部76Bのロッド76C側には、第2伝達油路41Bの先端(第2接続部44と反対側の端)が接続されている。
開度変更部103は油圧シリンダから成る。開度変更部103は、ピストン103A、ピストン103Aを収容する収容部103B、及びピストン103Aの移動に伴って移動するロッド103Cを有している。収容部103Bのボトム側(ロッド76Cと反対側)には、第3分岐油路41Cの先端(第1接続部43と反対側の端)が接続されている。ロッド103Cは、流量補償弁72に接続されている。ピストン103Aは、電磁弁102から第3分岐油路41Cに排出されるパイロット油の圧力によって移動可能である。
Aはロッド103Cを収縮させる方向(流量補償弁72から離れる方向)に移動する。
図7Bは、油圧制御部の第2変形例を示す図である。図7Bに示す油圧制御部75Bでは、第3分岐油路41Cの中途部分に電磁切換弁106と絞り部110とが設けられている。電磁切換弁106は絞り部110より、第1接続点43側に設けられている。電磁切換弁106は、例えば、第1位置106aと第2位置106bとに切換可能な二位置切換弁で構成されている。
御装置25が電磁切換弁106に制御信号を入力して、電磁切換弁106を第1位置106aに切り換えるようにしてもよい。
図7Cは、油圧制御部の第3変形例を示す図である。図7Cに示す油圧制御部75Cでは、第1分岐油路41に電磁弁81が設けられている。第3油路40の第2接続点(分岐点)44には、第2分岐油路41Bが接続されている。流量補償弁72から斜板制御部73に作動油を供給するための第5油路85には、電磁弁74が設けている。制御装置25は、電磁弁81又は電磁弁74に対して制御信号(電流信号)を入力して、電磁弁81、74の開度を変更することにより、流量補償弁72から斜板制御部73に供給する作動油の流量と圧力とを変更して、第2油圧ポンプP2の斜板の角度を変更する。第2油圧ポンプP2の斜板の角度が変更されることで、第2油圧ポンプP2からの作動油の吐出量が変更され、PPS信号圧とPLS信号圧との差圧であるLS差圧も変更される。即ち、制御装置25は電磁弁81、74の開度を変更することによって、LS差圧を変更する。
第3油路40から分岐する第4油路には、第1分岐油路41、第2分岐油路41B、及びバイパス油路41Dが含まれている。電磁弁181Bはバイパス油路41Dに接続されている。バイパス油路41Dの第1端部は、第3油路40における絞り部101と第1油圧ポンプP1との間に接続されている。バイパス油路41Dの第2端部は、第3油路40の第2接続部44に接続されている。電磁弁181Bは、バイパス油路41Dを流れるパイロット油の流量を増減させる。
制御装置25は、エンジン32の回転数などに応じて、上述した電磁弁181A、181Bの開度を制御することにより、LS差圧を変更することが可能である。
o)にもパイロット差圧(PA-Po)が生じ、当該パイロット差圧(PA-Po)が上述したパイロット差圧(Pi-Po)と同様に変化する。これにより、開度変更部76のピストン76Aが移動して、ロッド76Cが伸縮し、流量補償弁72の開度が設定されたり変更されたりする。そして、流量補償弁72の開度に応じて斜板可変部73が作動し、第2油圧ポンプP2の斜板の角度が変更されて、第2油圧ポンプP2の出力及びLS差圧が変更される。
このように、電磁弁182の内部油路182cに絞り部184を設けても、制御装置25が電磁弁182を第1位置182a又は第2位置182bに切り換えることで、絞り部101、184が油路40、41D、182cを流れるパイロット油の流量を絞り、開度変更部76に作用するパイロット差圧が変化し、当該パイロット差圧の変化に応じて、開度変更部76が作動し、流量補償弁72の開度が設定されたり変更されたりする。そして、流量補償弁72の開度に応じて斜板可変部73が作動し、第2油圧ポンプP2の斜板の角度が変更されて、第2油圧ポンプP2の出力及びLS差圧が変更される。
図9Cは、油圧制御部の第8変形例を示す図である。図9Cに示す油圧制御部75Hでは、図9A及び図9Bに示した電磁弁182に代えて、3つの位置に切換可能な電磁比例弁から成る電磁弁185が設けられている。
電磁弁186は、制御装置25により電気的に第1位置186a、第2位置186b、及び第3位置186cに切り換えられる。第2位置186cと第3位置186cの内部油路186e、186fには、絞り部184b、184cがそれぞれ設けられている。絞り部184b、184cは、対応する内部油路186e、186fを流れるパイロット油の流量を減少させる。絞り部184cの開口面積は、絞り部184bの開口面積より大きくなっている。
図7A、図7B、図8B、及び図9A~図9Dに示した変形例では、エンジン32の実回転数に応じて、第1油圧ポンプP1からのパイロット油の吐出流量が変わるため、絞り部101の上流側に作用するパイロット圧と下流側に作用するパイロット圧との差圧も変わります。このため、エンジン32の回転数に応じたLS差圧の制御パラメータの設定をしなくても、油圧的(機械的)にLS差圧を設定することができる。また、エンジン32の負荷が大きくなったときには、油圧的に自動で設定されるLS差圧を、電磁弁181B、182、185、186により低下させることができる。つまり、エンジン32の負荷が大きくなったときに、電磁弁181B、182、185、186を開放して、第1油圧ポンプP1から吐出されたパイロット油の一部を分流して、絞り部101を流れるパイロット油の流量を減らすことで、第1油圧ポンプP1によるパイロット油の吐出量に対して、開度変更部76に作用するパイロット差圧を減らすことができる。
[第4実施形態]
図10Aは、第4実施形態の作業機1の作業系の油圧システム30Cの要部を示す図である。油圧システム30Cでは、制御装置25に、操作部材58、アクセル部材84、及び制御弁56Dが接続されている。操作部材58は、ブーム10、バケット11、又は予備アタッチメントを操作するレバーなどである。操作部材58の操作量は、例えばポテンショメータ等により検出されて、制御装置25に入力される。
図11は、第5実施形態の作業機1の走行系の油圧システム30Dを示す図である。第5実施形態は、上述した第1実施形態~第4実施形態のいずれにも適用可能である。即ち、前述した作業系の油圧システム30A~30C及び油圧制御部75、75A~75Iの
いずれに対しても、走行系の油圧システム30Dを組み合わせることが可能である。(後述する他の走行系の油圧システム30E~30Gについても同様である。)第5実施形態の説明において、上述した実施形態と同様の構成については説明を省略する。
第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rは、エンジン32の動力によって駆動される油圧ポンプである。具体的には、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rは、エンジン32の動力によって駆動される斜板形可変容量アキシャルポンプである。第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rは、パイロット圧が作用する受圧部53aと受圧部53bとを有している、受圧部53a、53bに作用するパイロット圧によって走行ポンプ53L、53Rの斜板の角度が変更される。当該斜板の角度が変更されることによって、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rの出力(作動油の吐出量)と作動油の吐出方向を変えることができる。
第1走行モータ36Lは、機体2の左側に設けられた走行装置5の駆動軸に動力を伝達する油圧モータである。第1走行モータ36Lは、第1走行ポンプ53Lから吐出した作動油により回転が可能であり、作動油の流量によって、回転速度(回転数)を変更することができる。第1走行モータ36Lには、斜板切換シリンダ37Lが接続され、当該斜板切換シリンダ37Lを一方側或いは他方側に伸縮させることによっても第1走行モータ36Lの回転速度(回転数)を変更することができる。即ち、斜板切換シリンダ37Lを収縮した場合には、第1走行モータ36Lの回転数は低速域(第1速度)に設定され、斜板切換シリンダ37Lを伸長した場合には、第1走行モータ36Lの回転数は高速域(第2速度)に設定される。つまり、第1走行モータ36Lの回転数は、低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに変更が可能である。
第1切換弁71Lは、第1走行モータ36Lの斜板切換シリンダ37Lに油路を介して接続されていて、第1位置71La及び第2位置71Lbに切り換え可能な二位置切換弁である。第1切換弁71Lは、第1位置71Laに切り変わっている場合、斜板切換シリンダ37Lを収縮する。また、第1切換弁71Laは、第2位置71L2bに切り変わっている場合、斜板切換シリンダ37Lを伸長する。
ンダ37Rを収縮する。また、第2位置71Rbに切り変わっている場合、斜板切換シリンダ37Rを伸長する。
操作装置54は、第1走行ポンプ53Lと第2走行ポンプ53Rを操作する装置であって、走行ポンプ53L、53Rの斜板の角度(斜板角度)を変更可能である。操作装置54は、操作レバー等から成る走行操作部材(第1操作部材;以下、単に「操作部材」という。)159と、複数の操作弁55とを含んでいる。
走行油路45は、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45d、及び第5走行油路45eを有している。第1走行油路45aは、走行ポンプ53Lの受圧部53aに接続された油路である。第2走行油路45bは、走行ポンプ53Lの受圧部53bに接続された油路である。第3走行油路45cは、走行ポンプ53Rの受圧部53aに接続された油路である。第4走行油路45dは、走行ポンプ53Rの受圧部53bに接続された油路である。第5走行油路45eは、操作弁55、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、及び第4走行油路45dを接続する油路である。
すなわち、操作部材159を左斜め前方に揺動操作すると、当該操作部材159の揺動角度に対応した速度で作業機1が前進しながら左旋回する。また、操作部材159を右斜め前方に揺動操作すると、該操作部材159の揺動角度に対応した速度で作業機1が前進しながら右旋回する。また、操作部材159を左斜め後方に揺動操作すると、該操作部材159の揺動角度に対応した速度で作業機1が後進しながら左旋回する。また、操作部材159を右斜め後方に揺動操作すると、該操作部材159の揺動角度に対応した速度で作業機1が後進しながら右旋回する。
速度調整機構200は圧力変更部201を有している。圧力変更部201は、例えば第3油路40に設けられた電磁比例弁(電磁弁、操作弁)から成る。制御装置25は、圧力変更部201に制御信号を入力して、圧力変更部201の開度を変更することにより、第3油路40から操作弁55に作用する一次圧(第3油路40から操作弁55に流れるパイロット油のパイロット圧のことであって、走行一次圧とも言う。)を変更する。
図12Aは、アクセル部材84の操作量と操作弁55の一次圧である走行一次圧(又は操作弁55の二次圧である走行二次圧)との関係をグラフで示す図である。この図12Aに示す関係を表す制御マップのデータが、記憶部26に予め記憶されている。制御装置25は、この図12Aに示す制御マップに基づいて、圧力変更部201の開度を変更することで、操作弁55に作用する走行一次圧を変更する。
更部201に制御信号を入力する。第1モード(通常モード)では、アクセル部材84を操作することで、原動機32の回転数が設定可能である。即ち、第1モードにおいて制御装置25が、アクセル部材84の操作状態に基づいて、エンジン32の回転数を設定し、原動機32の実回転数が設定した回転数と一致するように、エンジン32の駆動を制御する。
部材86により設定された調整範囲に応じて、図12Aの制御線L11を縦軸方向にシフトさせる。詳しくは、第2モードにおいて、速度調整部材86により車速が最も遅くなる第1段階が設定された場合には、制御装置25が、図12Aの制御線L11のデータを補正して、制御線L11を下方にシフトさせた制御線L11aのデータを算出する。また、速度調整部材86により車速が最も速くなる第N段階(Nは2以上の整数)が設定された場合には、制御装置25が、制御線L11のデータを補正して、制御線L11を上方にシフトさせた制御線L11bのデータを算出する。
また、第2モードにおいて、図12Bに示す制御線L11c1~L11c10のように、制御装置25がアクセル部材84の操作量に応じて、操作弁55の一次圧を変更してもよい。
5の一次圧を変更する。
また、例えば第1アクセル部材84aと第2アクセル部材84bのうち、第1アクセル部材84aの操作量が所定量(80%など)未満のときは、制御装置25が、制御線L10、L11、L11c1~L11c10のいずれかと第1アクセル部材84aの操作量とに基づいて、操作弁55の一次圧を設定してもよい。そして、第1アクセル部材84aの操作量が所定量以上のときに、制御装置25が、制御線L10、L11、L11c1~L11c10のいずれかと第2アクセル部材84bの操作量とに基づいて、操作弁55の一次圧を設定するようにしてもよい。
図13は、第6実施形態の作業機1の走行系の油圧システム30Eの要部を示す図である。油圧システム30Eの操作装置54は、作業機1の走行を操作する操作部材(走行操作部材)159と操作弁55a、55b、55c、55dとを有している。操作部材159は、ジョイスティックから成り、操作部159aと、操作部159aに連動する電気回路159bとを有している。以降、便宜上、ジョイスティックから構成された操作部材159を、ジョイスティック159という。
ジョイスティック159の操作部159aは、左右方向(機体幅方向)又は前後方向に揺動操作可能である。電気回路159bは、操作部159aの操作量及び操作方向に応じた操作信号(電気信号)を制御装置25に入力する。制御装置25は、電気回路159bから入力された操作信号に基づいて、ジョイスティック159(操作部159a)の操作量及び操作方向を検出する。
油路45aの一端は第3油路40に接続され、第1走行油路45aの他端は走行ポンプ53Lの受圧部53aに接続されている。操作弁55bは、第2走行油路45bの中途部分に接続されている。第2走行油路45bの一端は第3油路40に接続され、第2走行油路45bの他端は走行ポンプ53Lの受圧部53bに接続されている。
図14Aは、ジョイスティック159の操作量と走行二次圧との関係をグラフで示す図である。この図14Aに示す関係を表す制御マップは、制御装置25の記憶部26に予め記憶されている。
例えば、第2モードにおいて、変速部材61(図11)など(又は速度調整部材86)が操作されることにより、図14Aの制御線L21に対応する速度の調整段階が選択される。そして、第1アクセル部材84aが一定量(80%)以上操作された場合において、第2アクセル部材84bの操作量が10%未満であるときに、制御装置25が、制御線L21とジョイスティック159の操作量とに基づいて、操作弁55a~55dの二次圧を設定する。また、第2アクセル部材84bの操作量が10%~90%未満であるときには
、制御装置25が、制御線L22とジョイスティック159の操作量とに基づいて、操作弁55a~55dの二次圧を設定する。さらに、第2アクセル部材84bの操作量が90%以上であるときには、制御装置25が、制御線L23とジョイスティック159の操作量とに基づいて、操作弁55a~55dの二次圧を設定する。
上記によれば、第2モード(クリープモード)では、ジョイスティック(走行操作部材)159の操作量が多くなるに連れて、操作弁55a~55dから出力する二次圧が大きくなるため、走行ポンプ53L、53Rの受圧部53a、53bに作用するパイロット圧を変更して、作業機1の車速を速くすることが可能となる。即ち、制御装置25は、ジョイスティック159の操作量に応じて第2モードで調整する走行モータ36L、36Rの回転数及び走行装置5の走行速度を、走行操作部材の同一の操作量に応じて前記第1モードで調整する走行モータ36L、36Rの回転数及び走行装置5の走行速度より遅くする。また、制御装置25は、ジョイスティック159の操作量に応じて走行ポンプ53L、53Rを制御して、作業機1の走行系の馬力制御と車速制御の精度を向上させることが可能となる。
上記実施形態では、第2モードにおいて、制御装置25がアクセル部材84の操作量に応じて制御線L21~L23のいずれかを採用したが、これ以外に、例えば制御装置25が速度調整部材86により設定された車速の調整段階に応じて、制御線L21~L23のいずれかを採用してもよい。
に、制御装置25が制御線L21を採用する。また、車速が最も速い第N段階(Nは3以上の自然数)が設定されたときに、制御装置25が制御線L23を採用する。さらに、第1段階と第N段階の中間にある第N-M段階(Mは1以上で且つN未満の自然数、好ましくはM=N/2)が設定されたときに、制御装置25が制御線L22を採用する。
例えば変速部材61などにより、制御線L21b、L21cに対応する速度の調整段階が選択され、且つ第1アクセル部材84aが一定量(80%)以上操作される。この場合において、第2アクセル部材84bの操作量が10%未満であるときに、制御装置25は制御線L21b、L21cを採用する。また、第2アクセル部材84bの操作量が10%~90%未満であるときに、制御装置25は制御線L22b、L22cを採用する。さらに、第2アクセル部材84bが90%以上であるときに、制御装置25は制御線L23b、L23cを採用する。なお、他の例として、第2アクセル部材84bが90%以上であるときに、制御装置25が採用する候補として、制御線L23b、L23cだけでなく、制御線L20を含めてもよい。電磁弁181B、182、185、186により低下させることができる。
他の例として、制御装置25は、以下の(5)~(7)のような演算式に基づいて、操作弁55a~55dの二次圧、走行ポンプ53L、53Rからの作動油の吐出量、又は走行モータ36L、36Rの回転数を設定してもよい。式(5)~(7)は、操作スイッチ202により第2モードに切り換えられていて、第1アクセル部材84aの操作量が閾値以上(例えば80%以上)であり、且つ第2アクセル部材84bの操作量が10%以上であり、且つ速度調整部材86により車速の調整段階として第1段階が設定された場合の演算式である。
操作弁55a~55dの二次圧=(図14Aの制御線L21でジョイスティック159の操作量に対応する操作弁55a~55dの二次圧)×[1+定数×(第2アクセル部材84bの操作量(%)-10%)]・・・(5)
制御装置25は、上記式(5)に基づいて操作弁55a~55dの二次圧を算出した場合、当該算出値と、図14Aの制御線L21に基づいて設定したジョイスティック159の操作量に対応する操作弁55a~55dの二次圧(設定値)とを比較する。そして、上記操作弁55a~55dの二次圧の算出値が設定値より大きければ、制御装置25は、当該算出値(操作弁55a~55dの二次圧)を実現するように、操作弁55a~55dの開度を制御する。対して、上記操作弁55a~55dの二次圧の算出値が設定値以下であ
れば、制御装置25は、当該設定値(操作弁55a~55dの二次圧)を実現するように、操作弁55a~55dの開度を制御する。
走行ポンプ53L、53Rからの作動油の吐出量=(図14Bの制御線L21でジョイスティック159の操作量に対応する走行ポンプ53L、53Rの吐出量)×[1+定数×(第2アクセル部材84bの操作量(%)-10%)]・・・(6)
制御装置25は、上記式(6)に基づいて走行ポンプ53L、53Rからの作動油の吐出量を算出した場合、当該算出値と、図14Bの制御線L21に基づいて設定したジョイスティック159の操作量に対応する走行ポンプ53L、53Rの吐出量(設定値)とを比較する。そして、上記走行ポンプ53L、53Rの吐出量の算出値が設定値より大きければ、制御装置25は、当該算出値(走行ポンプ53L、53Rの吐出量)を実現するように、操作弁55a~55dの開度を制御する。対して、上記走行ポンプ53L、53Rの吐出量の算出値が設定値以下であれば、制御装置25は、当該設定値(走行ポンプ53L、53Rの吐出量)を実現するように、操作弁55a~55dの開度を制御する。
なお、走行ポンプ53L、53Rの吐出量に対応する操作弁55a~55dの開度、又は当該開度を実現するために、制御装置25が操作弁55a~55dに入力する制御信号を示す制御データは、記憶部26に予め記憶されている。
走行モータ36L、36Rの回転数=(図14Cの制御線L21でジョイスティック159の操作量に対応する走行モータ36L、36Rの回転数)×[1+定数×(第2アクセル部材84bの操作量(%)-10%)]・・・(7)
制御装置25は、上記式(7)に基づいて走行モータ36L、36Rの回転数を算出した場合、当該算出値と、図14Cの制御線L21に基づいて設定したジョイスティック159の操作量に対応する走行モータ36L、36Rの回転数(設定値)とを比較する。そして、上記走行モータ36L、36Rの回転数の算出値が設定値より大きければ、制御装置25は、当該算出値(走行モータ36L、36Rの回転数)を実現するように、操作弁55a~55dの開度を制御する。対して、上記走行モータ36L、36Rの回転数の算出値が設定値以下であれば、制御装置25は、当該設定値(走行モータ36L、36Rの回転数)を実現するように、操作弁55a~55dの開度を制御する。
操作スイッチ202により第1モードに切り換えられた場合は、制御装置25が、上記式(5)~(7)において制御線L20、L20b、L20cを適用する。
他の例として、作業機1において、作業具11(図24)が取り換え可能である場合は、制御装置25が作業機1に取り付けられた作業具11の種類をセンサ等の検出装置によって検出し、当該作業具11の種類に応じて上述した式(5)~(7)のうちの少なくともいずれか1つの式の定数(補正係数)を変更してもよい。また、ジョイスティック159に代えて、操作状態に応じて電気信号を出力する他の電気的な操作部材を用いてもよいし、又は操作状態に応じて油圧信号を出力する他の操作部材を用いてもよい。
また、例えば第1アクセル部材84aの操作量が所定量(80%など)未満のときに、制御装置25が、第1アクセル部材84aの操作量に応じて、制御線L20~L23、L
20b~L23b、L20c~L23cのいずれかを採用し、当該制御線と、ジョイスティック159の操作量とに基づいて、操作弁55a~55dの二次圧、走行ポンプ53L、53Rの吐出量、又は走行モータ36L、36Rの回転数を設定してもよい。
また、制御装置25は、上述のように設定した操作弁55a~55dの二次圧、走行ポンプ53L、53Rの吐出量、又は走行モータ36L、36Rの回転数に基づいて、操作弁55a~55dの全部、いずれか1つ、又はいずれか2つ以上に制御信号を入力して、当該操作弁の開度を制御してもよい。
また、図15の圧力変更部201Aと図12Aの制御マップとを併用して、図11の操作弁55A~55Dの二次圧(走行ポンプ53L、53Rの受圧部53a、53bに作用するパイロット圧)を変更してもよい。
図16Aは、第7実施形態のエンジン回転数とLS差圧の関係を表で示す図である。なお、第7実施形態の油圧システムとしては、前述した図1、図3、及び図10Aの作業系の油圧システム30A~30Cのいずれか、又は図11及び図13の走行系の油圧システム30D、30Eのいずれかが適用可能である。また、図15に示した速度調整機構200も適用可能である。
他の例として、制御装置25は、オートアイドル制御を実行しているときに、アクセル部材84によって設定されているエンジン32の回転数(目標エンジン回転数)に対応するLS差圧を設定してもよい。これにより、エンジン32の実回転数に応じた所定の圧力以上の圧力を、LS差圧として設定することができる。
図16Bに示す例では、制御装置25は、オートアイドル制御を実行していないとき(通常時)には、図16Bの第1列目と第2列目に示すように、エンジン回転数(実回転数)に応じて、走行一次圧・二次圧を設定する。
また、図13などに示したように、操作弁55を電磁比例弁55a~55dにより構成し、制御装置25が、例えば電磁比例弁55a~55dに入力する制御信号(印加電流値)を変えることにより、電磁比例弁55a~55dの二次圧を変更してもよい。或いは、図15に示したように、走行油路45a~45dに設けた圧力変更部201Aを可変リリーフ弁から構成し、制御装置25が、可変リリーフ弁201Aに入力する制御信号を変えることにより、電磁比例弁55a~55dの二次圧を変更してもよい。
ョイスティック159が操作されると(操作量>0%)、以降(図17の横軸の時点t1の右側)は制御装置25が、図17に点線で示すジョイスティック159の操作量に応じて、図17の2点鎖線で示すように電磁比例弁201に入力する電流を設定する。即ち、オートアイドル制御の実行中にジョイスティック159が操作された場合に、制御装置25から電磁比例弁201に入力される電流値(図17の2点鎖線)は、オートアイドル制御を実行していない通常時にジョイスティック159が操作された場合に、制御装置25から電磁比例弁201に入力される電流値(図17の破線)よりも、急峻に大きくなる。
また、上記実施形態では、走行用の操作部材159の操作量に応じて、電磁比例弁201により操作弁55の一次圧を変更する例を説明したが、これに限定するものではない。例えば、作業用の操作部材58(図1など)の操作量に応じて、制御弁56の一次圧(流入するパイロット油のパイロット圧)又は二次圧(流出するパイロット油のパイロット圧)を変更する電磁比例弁を設けてもよい。またこの場合、例えば図17に示した制御マップを適用して、制御弁56の一次圧又は二次圧を設定したり変更したりしてもよい。
[第8実施形態]
図18は、第8実施形態の作業機1の走行系の油圧システム30Fの全体図である。図18に示す油圧システム30Fは、図11に示した速度調整機構200の圧力変更部201に代えて、作動弁167が設けられている。これ以外の油圧システム30Fの構成は、
図11に示した油圧システム30Eと同一である。作動弁167は電磁比例弁(電磁弁)から成り、第3油路40に設けられている。作動弁167は、作業機1のエンジンストールを防止するための弁(アンチストール弁とも言う。)であって、操作弁55(55A~55D)に作用するパイロット油のパイロット圧(操作弁55の一次圧、即ち走行一次圧)を変更する。
例えば、作業機1が走行優先モードにあるときに、制御装置25は、ドロップ回転数に関係なく制御線L80Aを採用し、且つ予め記憶された異なる複数の係数候補値のうち、最も大きい係数候補値を、第1実施形態で示した式(2)~(4)の係数αとして採用する。また、作業機1が作業優先モードにあるときに、制御装置25は、ドロップ回転数に関係なく制御線L80Bを採用し、且つ最も小さい係数候補値を係数αとして採用する。
図20Aは、第9実施形態の作業機1の走行系の油圧システム30Gの要部を示す図で
ある。油圧システム30Gでは、走行用の操作装置54A及び調整機構200として、操作弁155L、155Rと油圧レギュレータ156L、156Rとが含まれている。また、油圧システム30Gには、図20Aに示す構成に加えて、前述した制御装置25と走行モータ36L、36Rなどのような、作業機1の走行系の構成が備わっている(図20Aでは図示省略)。
また、制御装置25が操作弁155L及び操作弁155Rに制御信号を出力して、操作弁155Lを第1位置155aに切り換え、且つ操作弁155Rを第2位置155bに切り換える。これにより、第1走行ポンプ53Lの斜板が正転の方向に揺動して、第1走行ポンプ53Lが正転可能となり、且つ第2操作ポンプ53Rの斜板が逆転の方向に揺動して、第2走行ポンプ53Rが逆転可能となる。
力を変更する。走行ポンプ53L、53Rから吐出された作動油は、前述した走行モータ36L、36Rにそれぞれ供給される。上述した操作弁(電磁弁)155L、155Rを用いても、操作弁155L、155Rに対して入出されるパイロット油のパイロット圧(即ち、走行一次圧と走行二次圧)を図12A、図12B、及び図14に示したように変更して、走行ポンプ53L、53Rの斜板の角度を変更し、走行モータ36L、36Rの回転方向と回転数とを変更することができる。
オートアイドル制御時の目標エンジン回転数=(設定回転数-基準回転数)×係数+基準回転数・・・(8)
具体的には、例えば、基準回転数が1000rpmであり、設定回転数が1500rpmであり、係数が0.5である場合、式(8)に基づけば、オートアイドル制御時の目標エンジン回転数は1250rpm(=(1500-1000)×0.5+1000)となる。また、例えば、基準回転数が1000rpmであり、設定回転数が2000rpmであり、係数が0.5である場合、式(8)に基づけば、オートアイドル制御時の目標エンジン回転数は1500rpm(=(2000-1000)×0.5+1000)となる。
また、式(8)以外の計算式或いは方法で、オートアイドル制御時の目標エンジン回転数を設定してもよい。
制御装置25は、アクセル部材84により設定された目標エンジン回転数と、第1測定装置82により測定されたエンジン32の実回転数とに基づいて、エンジン32の駆動制御、LS差圧の変更、各種制御マップの制御線の変更、又は走行一次圧若しくは二次圧の変更などを実行する。
作業機1において、前述したオートアイドル制御とアンチストール制御とを連動させてもよい。この場合を第10実施形態として、以下で説明する。
図21は、第10実施形態のエンジン回転数と第1補正係数の関係をグラフで示す図である。第10実施形態の作業機1の油圧システムの構成は、例えば図13又は図20に示した油圧システム30E、30Gの構成と同一である。図21に示す制御マップは、図19に示した制御マップに代えて、制御装置25で用いられる。図21に示す関係を表す制御マップのデータは、制御装置25の記憶部26に予め記憶されている。
各矢印の先端と根元の近傍に示す括弧内の2つの数値(%)は、ジョイスティック159の操作方向、操作量、及び指令値を表している。
ジョイスティック159の指令値とは、操作弁(電磁比例弁)55a~55d、155L、155Rによって走行ポンプ53L、53Rを制御するための指令値である。より詳しくは、括弧内の左側の数値(%)が、第1走行ポンプ53Lの制御用の指令値であり、括弧内の右側の数値(%)が、第2走行ポンプ53Rの制御用の指令値である。また、プラス(+)の指令値(正の数値)は、走行ポンプ53L、53Rの正転を示し、マイナス(-)の指令値(負の数値)は、走行ポンプ53L、53Rの逆転を示している。
図23は、指令値と操作電流値の関係を示す図である。図23に示す関係を表す制御マップは、制御装置25の記憶部26に予め記憶されている。制御装置25は、ジョイスティック159から入力される電気信号に基づいて指令値を検出した後、当該指令値と図23に示す制御マップとに基づいて、操作弁(電磁比例弁)55a~55d、155L、155Rにそれぞれ入力する操作電流値を設定する。
また、アンチストール制御が実行されている場合、制御装置25は、上述したように操作電流値を設定すると共に、図21に示した制御マップとエンジン32の実回転数とに基づいて第1補正係数を設定する。そして、制御装置25は、第1補正係数で操作電流値を補正して、アンチストール電流値を求める。この際、例えば制御装置25は、操作電流値に第1補正係数(0.4~1)を乗算して得た電流値を、アンチストール電流値とする。このように求めたアンチストール電流値は、操作電流値以下になる。
上述したように制御装置25から操作弁55a~55d、155L、155Rに入力さ
れる操作電流値或いはアンチストール電流値が高くなるに連れて、走行二次圧が高くなって、走行ポンプ53L、53Rからの作動油の吐出量が多くなる。
走行ポンプ53L、53Rの吐出量=(図14Bの制御線L20でジョイスティック159の操作量に対応する走行ポンプ53L、53Rの吐出量×[1+定数×(目標エンジン回転数/実回転数)]・・・(10)
走行モータ36L、36Rの回転数=(図14Cの制御線L20でジョイスティック159の操作量に対応する走行モータ36L、36Rの回転数×[1+定数×(目標エンジン回転数/実回転数)]・・・(11)
制御装置25は、上記の式(9)~(11)に基づいて、走行二次圧、走行ポンプ53L、53Rの吐出量、又は走行モータ36L、36Rの回転数を設定すると、これらを実現するように、操作弁55a~55d、155L、155Rの開度を制御する。
14 :ブームシリンダ(油圧アクチュエータ)
15 :バケットシリンダ(油圧アクチュエータ)
25 :制御装置
30A~30G :作業機の油圧システム
32 :原動機
40 :第3油路
41 :第4油路、第1分岐油路
41B : 第2分岐油路
41C : 第3分岐油路
41D : バイパス油路
56、56A、56B、56C、56D :制御弁
70 :第1油路
71 :第2油路
72 :流量補償弁
73 :斜板可変部
75、75A~75I :油圧制御部
76 :開度変更部
81 :電磁弁
82 :第1測定装置
83 :第2測定装置
84 :アクセル部材(指令部材)
84a :第1アクセル部材(指令部材)
84b :第2アクセル部材(指令部材)
88 :指令部材
102 :電磁弁
103 :開度変更部
181A、181B :電磁弁
182、185、186 :電磁弁
201、201A 圧力変更部(電磁弁)
55a~55d、155L、155R 操作弁(電磁弁)
P1 :第1油圧ポンプ
P2 :第2油圧ポンプ
Claims (17)
- 原動機と、
油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータの作動を制御する制御弁と、
前記原動機の動力により駆動して、前記制御弁を切り換えるためのパイロット油を吐出する第1油圧ポンプと、
前記原動機の動力により駆動して、前記油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する可変容量の第2油圧ポンプと、
前記油圧アクチュエータの作動時の最高負荷圧が作用可能な第1油路と、
前記第2油圧ポンプからの前記作動油の吐出圧が作用可能な第2油路と、
前記第2油圧ポンプを制御して、前記第2油圧ポンプの前記吐出圧と前記最高負荷圧との圧力差であるLS差圧を設定する油圧制御部と、
前記第1油圧ポンプが前記パイロット油を吐出する第3油路と、
前記第3油路から分岐する第4油路と、
前記油圧制御部に含まれ且つ前記第4油路を流れて前記油圧制御部に作用する前記パイロット油の圧力であるパイロット圧を変更する電磁弁と、
前記電磁弁の作動を制御して前記パイロット圧を調整することにより、前記LS差圧を変更する制御装置と、を備え、
前記第1油圧ポンプは、前記原動機の回転数に応じて吐出流量が変動する定容量の油圧ポンプから成り、
前記油圧制御部は、
前記第2油圧ポンプに備わる斜板の角度を可変する斜板可変部と、
前記第1油路に接続され、前記斜板可変部に前記作動油を供給して前記斜板可変部を作動させる流量補償弁と、
前記第4油路に接続され、前記流量補償弁の開度を変更する開度変更部と、
をさらに含み、
前記制御装置は、前記電磁弁の作動を制御して、前記開度変更部の開度を変更することにより、前記LS差圧を変更する作業機の油圧システム。 - 原動機と、
油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータの作動を制御する制御弁と、
前記原動機の動力により駆動して、前記制御弁を切り換えるためのパイロット油を吐出する第1油圧ポンプと、
前記原動機の動力により駆動して、前記油圧アクチュエータを作動させるための作動油を吐出する可変容量の第2油圧ポンプと、
前記油圧アクチュエータの作動時の最高負荷圧が作用可能な第1油路と、
前記第2油圧ポンプからの前記作動油の吐出圧が作用可能な第2油路と、
前記第2油圧ポンプを制御して、前記第2油圧ポンプの前記吐出圧と前記最高負荷圧との圧力差であるLS差圧を設定する油圧制御部と、
前記第1油圧ポンプが前記パイロット油を吐出する第3油路と、
前記第3油路から分岐する第4油路と、
前記油圧制御部に含まれ且つ前記第4油路を経由して前記油圧制御部に作用する前記パイロット油と、前記油圧制御部からの排出油との圧力差であるパイロット差圧を変更する電磁弁と、
前記電磁弁の作動を制御して、前記パイロット差圧を調整することにより、前記LS差圧を変更する制御装置と、を備え、
前記第1油圧ポンプは、前記原動機の回転数に応じて吐出流量が変動する定容量の油圧ポンプから成り、
前記油圧制御部は、
前記第2油圧ポンプに備わる斜板の角度を可変する斜板可変部と、
前記第1油路に接続され、前記斜板可変部に前記作動油を供給して前記斜板可変部を作動させる流量補償弁と、
前記第4油路に接続され、前記流量補償弁の開度を変更する開度変更部と、
をさらに含み、
前記制御装置は、前記電磁弁の作動を制御して、前記開度変更部の開度を変更することにより、前記LS差圧を変更する作業機の油圧システム。 - 前記第4油路は、
前記油圧制御部に前記パイロット油を供給する第1分岐油路と、
前記油圧制御部から排出された前記パイロット油を前記第3油路に戻す第2分岐油路と、
前記第3油路に接続されたバイパス油路と、を含み、
前記電磁弁は、前記バイパス油路に接続され、前記第1分岐油路を流れて前記油圧制御部に作用する前記パイロット油と、前記第2分岐油路を流れて前記第3油路に戻る前記パイロット油との圧力差である前記パイロット差圧を変更する請求項2に記載の作業機の油圧システム。 - 前記第4油路は、第1分岐油路と第3分岐油路とを含み、
前記開度変更部は、前記第1分岐油路に接続された第1開度変更部と、前記第3分岐油路に接続された第2開度変更部と、を含み、
前記電磁弁は、1つ以上設けられて、前記第1開度変更部と前記第2開度変更部のうちの少なくともいずれか一方に接続され、
前記制御装置は、前記電磁弁の作動を制御して、前記第1開度変更部と前記第2開度変更部のうちの少なくともいずれか一方の開度を変更することにより、前記LS差圧を変更する請求項1~3のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。 - 前記原動機の実際の回転数である実回転数を測定する第1測定装置を備え、
前記制御装置は、前記第1測定装置により測定された前記実回転数に基づいて前記LS差圧を変更する請求項1~4のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。 - 前記原動機の実際の回転数である実回転数を測定する第1測定装置を備え、
前記制御装置は、前記第1測定装置により測定された前記実回転数と所定の目標回転数との差に基づいて前記LS差圧を変更する請求項1~4のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。 - 前記原動機の実際の回転数である実回転数を測定する第1測定装置を備え、
前記制御装置は、前記第1測定装置により測定された前記実回転数が所定の目標回転数より低下したときに前記LS差圧を減少させる請求項1~4のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。 - 前記原動機は、噴射された燃料を燃焼させることで駆動する内燃機関から成り、
前記制御装置は、前記内燃機関に対する燃料の噴射量又は前記内燃機関の負荷率に基づいて前記LS差圧を変更する請求項1~4のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。 - 前記LS差圧の変更を指令する指令部材を備え、
前記制御装置は、前記指令部材により前記LS差圧の変更の指令が発せられたときに、前記LS差圧を大きくなるように変更する請求項1~4のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。 - 前記原動機の回転数を設定可能なアクセル部材を備え、
前記アクセル部材は、前記指令部材として兼用され、
前記制御装置は、前記アクセル部材の操作状態に基づいて、前記原動機の回転数の設定値を判断し、前記LS差圧を変更する請求項9に記載の作業機の油圧システム。 - 前記アクセル部材は、第1アクセル部材と第2アクセル部材と、を含み、
前記制御装置は、前記第1アクセル部材の操作量と前記第2アクセル部材の操作量のうち、小さい方の操作量に基づいて前記LS差圧を変更する請求項10に記載の作業機の油圧システム。 - 前記制御装置は、前記第1アクセル部材の操作量と前記第2アクセル部材の操作量のうち、大きい方の操作量に基づいて、前記原動機の回転数の設定値を判断し、当該設定値に応じて前記原動機の駆動を制御する請求項11に記載の作業機の油圧システム。
- 作業機に設けられた流路を流れる前記作動油、冷却水、又は前記原動機のオイルのうち、少なくとも一方の流体の温度を測定する第2測定装置を備え、
前記制御装置は、前記第2測定装置により測定された前記流体の温度に基づいて前記LS差圧を変更する請求項1~4のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。 - 前記制御装置は、
前記原動機の駆動を制御して、前記原動機の回転数を低く抑制するオートアイドル制御を実行可能であり、
前記オートアイドル制御を実行しているときに、前記原動機の回転数が変化しても、前記原動機の回転数に応じた所定の圧力以上の大きな所定の圧力を前記LS差圧として設定する請求項1~13のいずれか1項に作業機の油圧システム。 - 前記制御装置は、前記オートアイドル制御を実行していないときに、前記原動機の回転数に応じて前記LS差圧を変更する請求項14に記載の作業機の油圧システム。
- 前記制御装置は、前記オートアイドル制御を実行しているときに、前記原動機の最高回転数に応じた所定の圧力を前記LS差圧として設定する請求項14又は15に記載の作業機の油圧システム。
- 前記原動機の回転数を設定可能なアクセル部材を備え、
前記制御装置は、前記オートアイドル制御を実行しているときに、前記アクセル部材により設定された前記回転数に応じた所定の圧力を前記LS差圧として設定する請求項14又は15に記載の作業機の油圧システム。
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