JP7740643B2 - Excavator - Google Patents
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Description
本開示は、ショベルに関する。 This disclosure relates to a shovel.
特許文献1には、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載される運転室と、前記上部旋回体に取り付けられるブームを含むアタッチメントと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記ブームシリンダに流入可能な作動油を制御する制御装置と、前記アタッチメントに関する情報を取得する情報取得装置と、を有し、前記制御装置は、ブーム上げ操作が行われる前に、前記アタッチメントに関する情報に応じて前記ブームシリンダに流入可能な作動油の圧力を増大させる、ショベルが開示されている。 Patent Document 1 discloses an excavator having a lower traveling body, an upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body, a driver's cab mounted on the upper rotating body, an attachment including a boom attached to the upper rotating body, a boom cylinder that drives the boom, a control device that controls hydraulic oil that can flow into the boom cylinder, and an information acquisition device that acquires information about the attachment, and the control device increases the pressure of the hydraulic oil that can flow into the boom cylinder in accordance with the information about the attachment before a boom-raising operation is performed.
ところで、上部旋回体の旋回動作とブーム上げ動作等のアタッチメント動作とを同時に操作する複合操作時において、上部旋回体の旋回動作のみを操作する旋回単独動作の場合と比較して、操作レバーの操作量に対する上部旋回体の旋回動作の旋回速度が大きくなる。このため、上部旋回体の旋回動作の操作性が低下するおそれがある。 However, during combined operations in which the upper rotating body's rotation operation and attachment operations such as boom raising are performed simultaneously, the rotation speed of the upper rotating body's rotation operation relative to the amount of operation of the operating lever increases compared to when only the upper rotating body's rotation operation is performed. This could result in a decrease in the operability of the upper rotating body's rotation operation.
そこで、本発明は、操作性を向上するショベルを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a shovel that improves operability.
本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に対して旋回可能な上部旋回体と、前記上部旋回体を旋回させる旋回油圧モータと、作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記旋回油圧モータとへの作動油の供給を制御する方向制御弁と、前記方向制御弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記油圧ポンプのポンプ圧が所定の圧力以上のとき、前記方向制御弁のパイロット圧に関する制限をする。 An excavator according to an embodiment of the present invention comprises a lower traveling body, an upper rotating body that can rotate relative to the lower traveling body, a swing hydraulic motor that rotates the upper rotating body, a hydraulic pump that supplies hydraulic oil, a directional control valve that controls the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump to the swing hydraulic motor, and a control unit that controls the directional control valve, and the control unit limits the pilot pressure of the directional control valve when the pump pressure of the hydraulic pump is equal to or higher than a predetermined pressure.
本発明によれば、操作性を向上するショベルを提供することができる。 The present invention provides a shovel with improved operability.
最初に、図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル100について説明する。図1はショベル100の側面図であり、図2はショベル100の上面図である。 First, with reference to Figures 1 and 2, a shovel 100 as an excavator according to an embodiment of the present invention will be described. Figure 1 is a side view of the shovel 100, and Figure 2 is a top view of the shovel 100.
本実施形態では、ショベル100の下部走行体1はクローラ1Cを含む。クローラ1Cは、下部走行体1に搭載されている走行アクチュエータとしての走行油圧モータ2Mによって駆動される。具体的には、クローラ1Cは左クローラ1CL及び右クローラ1CRを含む。左クローラ1CLは左走行油圧モータ2MLによって駆動され、右クローラ1CRは右走行油圧モータ2MRによって駆動される。 In this embodiment, the undercarriage 1 of the excavator 100 includes a crawler 1C. The crawler 1C is driven by a traveling hydraulic motor 2M, which serves as a traveling actuator, mounted on the undercarriage 1. Specifically, the crawler 1C includes a left crawler 1CL and a right crawler 1CR. The left crawler 1CL is driven by a left traveling hydraulic motor 2ML, and the right crawler 1CR is driven by a right traveling hydraulic motor 2MR.
下部走行体1には旋回機構2を介して上部旋回体3が旋回可能に搭載されている。旋回機構2は、上部旋回体3に搭載されている旋回アクチュエータとしての旋回油圧モータ2Aによって駆動される。但し、旋回アクチュエータは、電動アクチュエータとしての旋回電動発電機であってもよい。 An upper rotating body 3 is rotatably mounted on the lower traveling body 1 via a rotating mechanism 2. The rotating mechanism 2 is driven by a rotating hydraulic motor 2A, which serves as a rotating actuator, mounted on the upper rotating body 3. However, the rotating actuator may also be a rotating motor-generator, which serves as an electric actuator.
上部旋回体3にはブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット6が取り付けられている。ブーム4、アーム5及びバケット6は、アタッチメントの一例であるアタッチメントATを構成する。ブーム4はブームシリンダ7で駆動され、アーム5はアームシリンダ8で駆動され、バケット6はバケットシリンダ9で駆動される。ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9は、アタッチメントアクチュエータを構成している。図1及び図2に示す例では、バケット6は、掘削バケットであるが、スケルトンバケット又は(除礫バケット)であってもよい。また、バケット6は、バケットチルト機構を備えていてもよい。 A boom 4 is attached to the upper rotating body 3. An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 is attached to the tip of the arm 5 as an end attachment. The boom 4, arm 5, and bucket 6 constitute an attachment AT, which is an example of an attachment. The boom 4 is driven by a boom cylinder 7, the arm 5 is driven by an arm cylinder 8, and the bucket 6 is driven by a bucket cylinder 9. The boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9 constitute an attachment actuator. In the example shown in Figures 1 and 2, the bucket 6 is an excavation bucket, but it may also be a skeleton bucket or a gravel removal bucket. The bucket 6 may also be equipped with a bucket tilt mechanism.
上部旋回体3には、運転室としてのキャビン10が設けられ、且つ、エンジン11等の動力源が搭載されている。キャビン10の内部には、操作装置26、コントローラ30、及び操作方式切換装置SD等が設けられている。また、上部旋回体3には、空間認識装置70等が取り付けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体3における、アタッチメントATが取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。 The upper rotating body 3 is provided with a cabin 10 serving as a driver's cab, and is equipped with a power source such as an engine 11. Inside the cabin 10, an operating device 26, a controller 30, an operation method switching device SD, etc. are provided. The upper rotating body 3 is also equipped with a spatial recognition device 70, etc. For convenience, in this document, the side of the upper rotating body 3 where the attachment AT is attached will be referred to as the front, and the side where the counterweight is attached will be referred to as the rear.
空間認識装置70は、ショベル100の周囲の三次元空間に存在する物体を認識するように構成されている。また、空間認識装置70は、空間認識装置70又はショベル100から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。空間認識装置70は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、撮像装置、LIDAR、距離画像センサ、赤外線センサ等、又はそれらの任意の組み合わせを含む。撮像装置は、例えば、単眼カメラ又はステレオカメラ等である。本実施形態では、空間認識装置70は、キャビン10の上面前端に取り付けられた前方センサ70F、上部旋回体3の上面後端に取り付けられた後方センサ70B、上部旋回体3の上面左端に取り付けられた左方センサ70L、及び、上部旋回体3の上面右端に取り付けられた右方センサ70Rを含む。上部旋回体3の上方の空間に存在する物体を認識する上方センサがショベル100に取り付けられていてもよい。 The spatial recognition device 70 is configured to recognize objects present in the three-dimensional space around the shovel 100. The spatial recognition device 70 may also be configured to calculate the distance from the spatial recognition device 70 or the shovel 100 to the recognized object. The spatial recognition device 70 includes, for example, an ultrasonic sensor, millimeter-wave radar, an imaging device, LIDAR, a distance image sensor, an infrared sensor, etc., or any combination thereof. The imaging device is, for example, a monocular camera or a stereo camera. In this embodiment, the spatial recognition device 70 includes a forward sensor 70F attached to the front end of the upper surface of the cabin 10, a rear sensor 70B attached to the rear end of the upper surface of the upper rotating body 3, a left sensor 70L attached to the left end of the upper surface of the upper rotating body 3, and a right sensor 70R attached to the right end of the upper surface of the upper rotating body 3. An upward sensor that recognizes objects present in the space above the upper rotating body 3 may also be attached to the shovel 100.
操作装置26は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置26は、例えば、操作レバー及び操作ペダルを含む。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも1つを含む。 The operating device 26 is a device used by an operator to operate the actuator. The operating device 26 includes, for example, an operating lever and an operating pedal. The actuator includes at least one of a hydraulic actuator and an electric actuator.
操作方式切換装置SDは、操作レバーの操作方式を切り換えることができるように構成される。例えば、操作方式切換装置SDは、キャビン10内の右側コンソールに設けられた押しボタンスイッチを含み、押しボタンスイッチが押される度に、第1操作方式と第2操作方式との間で操作レバーの操作方式を切り換えることができるように構成される。例えば、第1操作方式は、左操作レバー26L(図3参照。)が前方に倒されたときにアーム5が開かれ、左操作レバー26Lが後方に倒されたときにアーム5が閉じられ、左操作レバー26Lが左方に倒されたときに左旋回が実行され、且つ、左操作レバー26Lが右方に倒されたときに右旋回が実行されるように構成されている。また、第1操作方式は、右操作レバー26R(図3参照。)が前方に倒されたときにブーム4が下げられ、右操作レバー26Rが後方に倒されたときにブーム4が上げられ、右操作レバー26Rが左方に倒されたときにバケット6が閉じられ、且つ、右操作レバー26Rが右方に倒されたときにバケット6が開かれるように構成されている。一方で、第2操作方式は、左操作レバー26L(図3参照。)が前方に倒されたときに右旋回が実行され、左操作レバー26Lが後方に倒されたときに左旋回が実行され、左操作レバー26Lが左方に倒されたときにアーム5が開かれ、且つ、左操作レバー26Lが右方に倒されたときにアーム5が閉じられるように構成されている。 The operation mode switching device SD is configured to switch the operation mode of the control lever. For example, the operation mode switching device SD includes a push button switch provided on the right console inside the cabin 10, and is configured to switch the operation mode of the control lever between a first operation mode and a second operation mode each time the push button switch is pressed. For example, the first operation mode is configured so that when the left control lever 26L (see Figure 3) is tilted forward, the arm 5 is opened, when the left control lever 26L is tilted rearward, the arm 5 is closed, when the left control lever 26L is tilted left, a left turn is performed, and when the left control lever 26L is tilted right, a right turn is performed. The first operation method is configured so that when the right operating lever 26R (see FIG. 3) is tilted forward, the boom 4 is lowered, when the right operating lever 26R is tilted rearward, the boom 4 is raised, when the right operating lever 26R is tilted left, the bucket 6 is closed, and when the right operating lever 26R is tilted right, the bucket 6 is opened. On the other hand, the second operation method is configured so that when the left operating lever 26L (see FIG. 3) is tilted forward, a right turn is performed, when the left operating lever 26L is tilted rearward, a left turn is performed, when the left operating lever 26L is tilted left, the arm 5 is opened, and when the left operating lever 26L is tilted right, the arm 5 is closed.
ショベル100の操作者は、例えば、掘削バケットを用いて掘削作業を行う場合に第1操作方式を選択し、スケルトンバケット(除礫バケット)を用いて除礫作業を行う場合に第2操作方式を選択してもよい。 The operator of the excavator 100 may, for example, select the first operating method when performing excavation work using an excavation bucket, and may select the second operating method when performing gravel removal work using a skeleton bucket (gravel removal bucket).
コントローラ30は、ショベル100を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ30は、CPU、揮発性記憶装置、及び不揮発性記憶装置等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ30は、各機能に対応するプログラムを不揮発性記憶装置から読み出して揮発性記憶装置にロードし、対応する処理をCPUに実行させる。各機能は、例えば、操作者によるショベル100の手動操作をガイド(案内)するマシンガイダンス機能、及び、操作者によるショベル100の手動操作を支援したり或いはショベル100を自動的或いは自律的に動作させたりするマシンコントロール機能を含む。コントローラ30は、ショベル100の周囲の監視範囲内に存在する物体とショベル100との接触を回避するためにショベル100を自動的或いは自律的に動作させたり或いは停止させたりする接触回避機能を含んでいてもよい。ショベル100の周囲の物体の監視は、監視範囲内だけでなく監視範囲外に対しても実行される。 The controller 30 is a control device for controlling the shovel 100. In this embodiment, the controller 30 is configured as a computer equipped with a CPU, a volatile storage device, a non-volatile storage device, etc. The controller 30 reads programs corresponding to each function from the non-volatile storage device, loads them into the volatile storage device, and causes the CPU to execute the corresponding processing. Each function includes, for example, a machine guidance function that guides the operator in manually operating the shovel 100, and a machine control function that assists the operator in manually operating the shovel 100 or operates the shovel 100 automatically or autonomously. The controller 30 may also include a contact avoidance function that automatically or autonomously operates or stops the shovel 100 to avoid contact between the shovel 100 and objects present within a monitoring range around the shovel 100. Monitoring of objects around the shovel 100 is performed not only within the monitoring range but also outside the monitoring range.
次に、図3を参照し、ショベル100に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図3は、ショベル100に搭載される油圧システムの構成例を示す図である。図3は、機械的動力伝達系、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系を、それぞれ、二重線、実線、破線及び点線で示している。 Next, referring to Figure 3, an example configuration of a hydraulic system mounted on the excavator 100 will be described. Figure 3 is a diagram showing an example configuration of a hydraulic system mounted on the excavator 100. In Figure 3, the mechanical power transmission system, hydraulic oil lines, pilot lines, and electrical control system are indicated by double lines, solid lines, dashed lines, and dotted lines, respectively.
ショベル100の油圧システムは、主に、エンジン11、レギュレータ13、メインポンプ14、パイロットポンプ15、コントロールバルブユニット17、操作装置26、吐出圧センサ28、操作センサ29、及びコントローラ30等を含む。 The hydraulic system of the excavator 100 mainly includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, a pilot pump 15, a control valve unit 17, an operating device 26, a discharge pressure sensor 28, an operating sensor 29, and a controller 30.
図3において、油圧システムは、エンジン11によって駆動されるメインポンプ14から、センターバイパス管路40又はパラレル管路42を経て作動油タンクまで作動油を循環させることができるように構成されている。 In Figure 3, the hydraulic system is configured to circulate hydraulic oil from the main pump 14 driven by the engine 11 to the hydraulic oil tank via the center bypass line 40 or parallel line 42.
エンジン11は、ショベル100の駆動源である。本実施形態では、エンジン11は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン11の出力軸は、メインポンプ14及びパイロットポンプ15のそれぞれの入力軸に連結されている。 The engine 11 is the driving source of the excavator 100. In this embodiment, the engine 11 is, for example, a diesel engine that operates to maintain a predetermined rotation speed. The output shaft of the engine 11 is connected to the input shafts of the main pump 14 and the pilot pump 15.
メインポンプ14は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット17に供給できるように構成されている。本実施形態では、メインポンプ14は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。 The main pump 14 is configured to supply hydraulic oil to the control valve unit 17 via a hydraulic oil line. In this embodiment, the main pump 14 is a swash plate-type variable displacement hydraulic pump.
レギュレータ13は、メインポンプ14の吐出量を制御できるように構成されている。本実施形態では、レギュレータ13は、コントローラ30からの制御指令に応じてメインポンプ14の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ14の吐出量を制御する。 The regulator 13 is configured to control the discharge rate of the main pump 14. In this embodiment, the regulator 13 controls the discharge rate of the main pump 14 by adjusting the swash plate tilt angle of the main pump 14 in response to a control command from the controller 30.
パイロットポンプ15は、パイロット圧生成装置の一例であり、パイロットラインを介して油圧制御機器に作動油を供給できるように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ15は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロット圧生成装置は、メインポンプ14によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ14は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット17に供給する機能に加え、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給する機能を備えていてもよい。この場合、パイロットポンプ15は、省略されてもよい。 The pilot pump 15 is an example of a pilot pressure generating device and is configured to supply hydraulic oil to hydraulic control devices via a pilot line. In this embodiment, the pilot pump 15 is a fixed displacement hydraulic pump. However, the pilot pressure generating device may also be realized by the main pump 14. That is, the main pump 14 may have the function of supplying hydraulic oil to the control valve unit 17 via a hydraulic oil line, as well as the function of supplying hydraulic oil to various hydraulic control devices via a pilot line. In this case, the pilot pump 15 may be omitted.
コントロールバルブユニット17は、ショベル100における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブユニット17は、制御弁171~176を含む。制御弁175は制御弁175L及び制御弁175Rを含み、制御弁176は制御弁176L及び制御弁176Rを含む。コントロールバルブユニット17は、制御弁171~176を通じ、メインポンプ14が吐出する作動油を1又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できるように構成されている。制御弁171~176は、例えば、メインポンプ14から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、左走行油圧モータ2ML、右走行油圧モータ2MR及び旋回油圧モータ2Aを含む。 The control valve unit 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system in the excavator 100. In this embodiment, the control valve unit 17 includes control valves 171-176. Control valve 175 includes control valve 175L and control valve 175R, and control valve 176 includes control valve 176L and control valve 176R. The control valve unit 17 is configured to selectively supply hydraulic oil discharged by the main pump 14 to one or more hydraulic actuators via the control valves 171-176. The control valves 171-176 control, for example, the flow rate of hydraulic oil flowing from the main pump 14 to the hydraulic actuators and the flow rate of hydraulic oil flowing from the hydraulic actuators to the hydraulic oil tank. The hydraulic actuators include a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, a left traveling hydraulic motor 2ML, a right traveling hydraulic motor 2MR, and a swing hydraulic motor 2A.
操作装置26は、操作者がアクチュエータを操作できるように構成されている。本実施形態では、操作装置26は、操作者が油圧アクチュエータを操作できるように構成された油圧アクチュエータ操作装置を含む。具体的には、油圧アクチュエータ操作装置は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、コントロールバルブユニット17内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力(パイロット圧)は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26の操作方向及び操作量に応じた圧力である。 The operating device 26 is configured to allow an operator to operate the actuator. In this embodiment, the operating device 26 includes a hydraulic actuator operating device configured to allow an operator to operate the hydraulic actuator. Specifically, the hydraulic actuator operating device is configured to supply hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve unit 17 via a pilot line. The pressure of the hydraulic oil supplied to each pilot port (pilot pressure) is a pressure that corresponds to the direction and amount of operation of the operating device 26 corresponding to each hydraulic actuator.
吐出圧センサ28は、メインポンプ14の吐出圧を検出できるように構成されている。本実施形態では、吐出圧センサ28は、検出した値をコントローラ30に対して出力する。 The discharge pressure sensor 28 is configured to detect the discharge pressure of the main pump 14. In this embodiment, the discharge pressure sensor 28 outputs the detected value to the controller 30.
操作センサ29は、操作者による操作装置26の操作の内容を検出できるように構成されている。本実施形態では、操作センサ29は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26の操作方向及び操作量を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。 The operation sensor 29 is configured to detect the operation of the operation device 26 by the operator. In this embodiment, the operation sensor 29 detects the operation direction and operation amount of the operation device 26 corresponding to each actuator, and outputs the detected values to the controller 30.
メインポンプ14は、左メインポンプ14L及び右メインポンプ14Rを含む。そして、左メインポンプ14Lは、左センターバイパス管路40L又は左パラレル管路42Lを経て作動油タンクまで作動油を循環させ、右メインポンプ14Rは、右センターバイパス管路40R又は右パラレル管路42Rを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。 The main pump 14 includes a left main pump 14L and a right main pump 14R. The left main pump 14L circulates hydraulic oil to the hydraulic oil tank via the left center bypass line 40L or the left parallel line 42L, and the right main pump 14R circulates hydraulic oil to the hydraulic oil tank via the right center bypass line 40R or the right parallel line 42R.
左センターバイパス管路40Lは、コントロールバルブユニット17内に配置された制御弁171、173、175L及び176Lを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路40Rは、コントロールバルブユニット17内に配置された制御弁172、174、175R及び176Rを通る作動油ラインである。 The left center bypass line 40L is a hydraulic oil line that passes through control valves 171, 173, 175L, and 176L located within the control valve unit 17. The right center bypass line 40R is a hydraulic oil line that passes through control valves 172, 174, 175R, and 176R located within the control valve unit 17.
制御弁171は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油を左走行油圧モータ2MLへ供給し、且つ、左走行油圧モータ2MLが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 171 is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply hydraulic oil discharged from the left main pump 14L to the left traveling hydraulic motor 2ML and to discharge hydraulic oil discharged from the left traveling hydraulic motor 2ML to the hydraulic oil tank.
制御弁172は、右メインポンプ14Rが吐出する作動油を右走行油圧モータ2MRへ供給し、且つ、右走行油圧モータ2MRが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 172 is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply hydraulic oil discharged from the right main pump 14R to the right traveling hydraulic motor 2MR and to discharge hydraulic oil discharged from the right traveling hydraulic motor 2MR to the hydraulic oil tank.
制御弁173は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油を旋回油圧モータ2Aへ供給し、且つ、旋回油圧モータ2Aが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 173 is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the swing hydraulic motor 2A and to discharge the hydraulic oil discharged by the swing hydraulic motor 2A to the hydraulic oil tank.
制御弁174は、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をバケットシリンダ9へ供給し、且つ、バケットシリンダ9内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 174 is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply hydraulic oil discharged from the right main pump 14R to the bucket cylinder 9 and to discharge the hydraulic oil in the bucket cylinder 9 to the hydraulic oil tank.
制御弁175Lは、左メインポンプ14Lが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。制御弁175Rは、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給し、且つ、ブームシリンダ7内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 Control valve 175L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the boom cylinder 7. Control valve 175R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the boom cylinder 7 and to discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank.
制御弁176Lは、左メインポンプ14Lが吐出する作動油をアームシリンダ8へ供給し、且つ、アームシリンダ8内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 176L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply hydraulic oil discharged from the left main pump 14L to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank.
制御弁176Rは、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をアームシリンダ8へ供給し、且つ、アームシリンダ8内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 176R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply hydraulic oil discharged from the right main pump 14R to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank.
左パラレル管路42Lは、左センターバイパス管路40Lに並行する作動油ラインである。左パラレル管路42Lは、制御弁171、173、及び175Lの何れかによって左センターバイパス管路40Lを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。右パラレル管路42Rは、右センターバイパス管路40Rに並行する作動油ラインである。右パラレル管路42Rは、制御弁172、174、及び175Rの何れかによって右センターバイパス管路40Rを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。 The left parallel conduit 42L is a hydraulic oil line that runs parallel to the left center bypass conduit 40L. The left parallel conduit 42L can supply hydraulic oil to a downstream control valve when the flow of hydraulic oil through the left center bypass conduit 40L is restricted or blocked by any of the control valves 171, 173, and 175L. The right parallel conduit 42R is a hydraulic oil line that runs parallel to the right center bypass conduit 40R. The right parallel conduit 42R can supply hydraulic oil to a downstream control valve when the flow of hydraulic oil through the right center bypass conduit 40R is restricted or blocked by any of the control valves 172, 174, and 175R.
レギュレータ13は、左レギュレータ13L及び右レギュレータ13Rを含む。左レギュレータ13Lは、左メインポンプ14Lの吐出圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御する。具体的には、左レギュレータ13Lは、例えば、左メインポンプ14Lの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。右レギュレータ13Rについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ14の吸収パワー(吸収馬力)がエンジン11の出力パワー(出力馬力)を超えないようにするためである。 The regulator 13 includes a left regulator 13L and a right regulator 13R. The left regulator 13L controls the discharge volume of the left main pump 14L by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L in response to the discharge pressure of the left main pump 14L. Specifically, the left regulator 13L adjusts the swash plate tilt angle of the left main pump 14L in response to an increase in the discharge pressure of the left main pump 14L, thereby reducing the discharge volume. The same is true for the right regulator 13R. This is to ensure that the absorption power (absorption horsepower) of the main pump 14, which is expressed as the product of the discharge pressure and the discharge volume, does not exceed the output power (output horsepower) of the engine 11.
操作装置26は、左操作レバー26L、右操作レバー26R及び走行レバー26Dを含む。走行レバー26Dは、左走行レバー26DL及び右走行レバー26DRを含む。 The operating device 26 includes a left operating lever 26L, a right operating lever 26R, and a travel lever 26D. The travel lever 26D includes a left travel lever 26DL and a right travel lever 26DR.
左操作レバー26Lは、旋回操作とアーム5の操作に用いられる。左操作レバー26Lは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁176のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁173のパイロットポートに導入させる。 The left operating lever 26L is used for swing operations and operating the arm 5. When the left operating lever 26L is operated in the forward/backward direction, it uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to introduce control pressure corresponding to the amount of lever operation into the pilot port of the control valve 176. When the left operating lever 26L is operated in the left/right direction, it uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to introduce control pressure corresponding to the amount of lever operation into the pilot port of the control valve 173.
具体的には、左操作レバー26Lは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁176Lの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー26Lは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁176Lの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの右側パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー26Lは、左旋回方向に操作された場合に、制御弁173の左側パイロットポートに作動油を導入させ、右旋回方向に操作された場合に、制御弁173の右側パイロットポートに作動油を導入させる。 Specifically, when the left operating lever 26L is operated in the arm closing direction, it introduces hydraulic oil into the right pilot port of the control valve 176L and into the left pilot port of the control valve 176R. Furthermore, when the left operating lever 26L is operated in the arm opening direction, it introduces hydraulic oil into the left pilot port of the control valve 176L and into the right pilot port of the control valve 176R. Furthermore, when the left operating lever 26L is operated in the left turning direction, it introduces hydraulic oil into the left pilot port of the control valve 173, and when operated in the right turning direction, it introduces hydraulic oil into the right pilot port of the control valve 173.
図3に示す例では、左操作レバー26Lは、前後方向に操作されたときにアーム操作レバーとして機能し、左右方向に操作されたときに旋回操作レバーとして機能する。 In the example shown in Figure 3, the left operating lever 26L functions as an arm operating lever when operated in the forward/backward direction, and functions as a rotation operating lever when operated in the left/right direction.
右操作レバー26Rは、ブーム4の操作とバケット6の操作に用いられる。右操作レバー26Rは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁175のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁174のパイロットポートに導入させる。 The right operating lever 26R is used to operate the boom 4 and the bucket 6. When the right operating lever 26R is operated in the forward/backward direction, it uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to introduce control pressure corresponding to the amount of lever operation into the pilot port of the control valve 175. When it is operated in the left/right direction, it uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to introduce control pressure corresponding to the amount of lever operation into the pilot port of the control valve 174.
具体的には、右操作レバー26Rは、ブーム下げ方向に操作された場合に、制御弁175Rの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー26Rは、ブーム上げ方向に操作された場合には、制御弁175Lの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁175Rの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー26Rは、バケット閉じ方向に操作された場合に、制御弁174の右側パイロットポートに作動油を導入させ、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁174の左側パイロットポートに作動油を導入させる。 Specifically, when the right operating lever 26R is operated in the boom-lowering direction, it introduces hydraulic oil into the left pilot port of the control valve 175R. When the right operating lever 26R is operated in the boom-raising direction, it introduces hydraulic oil into the right pilot port of the control valve 175L and into the left pilot port of the control valve 175R. When the right operating lever 26R is operated in the bucket-closing direction, it introduces hydraulic oil into the right pilot port of the control valve 174, and when operated in the bucket-opening direction, it introduces hydraulic oil into the left pilot port of the control valve 174.
図3に示す例では、右操作レバー26Rは、前後方向に操作されたときにブーム操作レバーとして機能し、左右方向に操作されたときにバケット操作レバーとして機能する。 In the example shown in Figure 3, the right operating lever 26R functions as a boom operating lever when operated in the forward/backward direction, and functions as a bucket operating lever when operated in the left/right direction.
走行レバー26Dは、クローラ1Cの操作に用いられる。具体的には、左走行レバー26DLは、左クローラ1CLの操作に用いられる。左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。左走行レバー26DLは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁171のパイロットポートに導入させる。右走行レバー26DRは、右クローラ1CRの操作に用いられる。右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー26DRは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁172のパイロットポートに導入させる。 The travel lever 26D is used to operate the crawler 1C. Specifically, the left travel lever 26DL is used to operate the left crawler 1CL. It may be configured to operate in conjunction with the left travel pedal. When the left travel lever 26DL is operated in the forward/backward direction, it uses hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to introduce control pressure corresponding to the amount of lever operation into the pilot port of the control valve 171. The right travel lever 26DR is used to operate the right crawler 1CR. It may be configured to operate in conjunction with the right travel pedal. When the right travel lever 26DR is operated in the forward/backward direction, it uses hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to introduce control pressure corresponding to the amount of lever operation into the pilot port of the control valve 172.
吐出圧センサ28は、吐出圧センサ28L及び吐出圧センサ28Rを含む。吐出圧センサ28Lは、左メインポンプ14Lの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。吐出圧センサ28Rについても同様である。 The discharge pressure sensor 28 includes a discharge pressure sensor 28L and a discharge pressure sensor 28R. The discharge pressure sensor 28L detects the discharge pressure of the left main pump 14L and outputs the detected value to the controller 30. The same applies to the discharge pressure sensor 28R.
操作センサ29は、操作センサ29LA、29LB、29RA、29RB、29DL、29DRを含む。操作センサ29LAは、操作者による左操作レバー26Lに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作の内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量(レバー操作角度)等である。 Operation sensor 29 includes operation sensors 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, and 29DR. Operation sensor 29LA detects the operation of left operating lever 26L by the operator in the forward/backward direction, and outputs the detected value to controller 30. Examples of the operation include the lever operation direction and lever operation amount (lever operation angle).
同様に、操作センサ29LBは、操作者による左操作レバー26Lに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作センサ29RAは、操作者による右操作レバー26Rに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作センサ29RBは、操作者による右操作レバー26Rに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作センサ29DLは、操作者による左走行レバー26DLに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作センサ29DRは、操作者による右走行レバー26DRに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。 Similarly, operation sensor 29LB detects the operation of the left control lever 26L in the left-right direction by the operator and outputs the detected value to controller 30. Operation sensor 29RA detects the operation of the right control lever 26R in the forward-backward direction by the operator and outputs the detected value to controller 30. Operation sensor 29RB detects the operation of the right control lever 26R in the left-right direction by the operator and outputs the detected value to controller 30. Operation sensor 29DL detects the operation of the left travel lever 26DL in the forward-backward direction by the operator and outputs the detected value to controller 30. Operation sensor 29DR detects the operation of the right travel lever 26DR in the forward-backward direction by the operator and outputs the detected value to controller 30.
コントローラ30は、操作センサ29の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ13に対して制御指令を出力し、メインポンプ14の吐出量を変化させる。また、コントローラ30は、絞り18の上流に設けられた制御圧センサ19の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ13に対して制御指令を出力し、メインポンプ14の吐出量を変化させる。絞り18は左絞り18L及び右絞り18Rを含み、制御圧センサ19は左制御圧センサ19L及び右制御圧センサ19Rを含む。 The controller 30 receives the output of the operation sensor 29 and outputs a control command to the regulator 13 as necessary to change the discharge rate of the main pump 14. The controller 30 also receives the output of the control pressure sensor 19 located upstream of the orifice 18 and outputs a control command to the regulator 13 as necessary to change the discharge rate of the main pump 14. The orifice 18 includes a left orifice 18L and a right orifice 18R, and the control pressure sensor 19 includes a left control pressure sensor 19L and a right control pressure sensor 19R.
左センターバイパス管路40Lには、最も下流にある制御弁176Lと作動油タンクとの間に左絞り18Lが配置されている。そのため、左メインポンプ14Lが吐出した作動油の流れは、左絞り18Lで制限される。そして、左絞り18Lは、左レギュレータ13Lを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ19Lは、この制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ30に対して出力する。コントローラ30は、この制御圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御する。コントローラ30は、この制御圧が大きいほど左メインポンプ14Lの吐出量を減少させ、この制御圧が小さいほど左メインポンプ14Lの吐出量を増大させる。右メインポンプ14Rの吐出量も同様に制御される。 A left throttle 18L is located in the left center bypass line 40L between the hydraulic oil tank and the control valve 176L, which is located most downstream. Therefore, the flow of hydraulic oil discharged from the left main pump 14L is restricted by the left throttle 18L. The left throttle 18L then generates a control pressure to control the left regulator 13L. The left control pressure sensor 19L detects this control pressure and outputs the detected value to the controller 30. The controller 30 controls the discharge rate of the left main pump 14L by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to this control pressure. The controller 30 reduces the discharge rate of the left main pump 14L as this control pressure increases, and increases the discharge rate of the left main pump 14L as this control pressure decreases. The discharge rate of the right main pump 14R is controlled in a similar manner.
具体的には、図3で示されるようにショベル100における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、左センターバイパス管路40Lを通って左絞り18Lに至る。そして、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14Lの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路40Lを通過する際の圧力損失(ポンピングロス)を抑制する。一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lに至る量を減少或いは消失させ、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14Lの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。なお、コントローラ30は、右メインポンプ14Rの吐出量も同様に制御する。 Specifically, as shown in FIG. 3 , when the excavator 100 is in a standby state in which none of the hydraulic actuators are operated, hydraulic oil discharged from the left main pump 14L passes through the left center bypass line 40L and reaches the left throttle 18L. The flow of hydraulic oil discharged from the left main pump 14L increases the control pressure generated upstream of the left throttle 18L. As a result, the controller 30 reduces the discharge rate of the left main pump 14L to the minimum allowable discharge rate, suppressing pressure loss (pumping loss) when the discharged hydraulic oil passes through the left center bypass line 40L. Meanwhile, when one of the hydraulic actuators is operated, hydraulic oil discharged from the left main pump 14L flows into the hydraulic actuator to be operated via the control valve corresponding to the hydraulic actuator. The flow of hydraulic oil discharged from the left main pump 14L reduces or eliminates the amount of hydraulic oil reaching the left throttle 18L, thereby lowering the control pressure generated upstream of the left throttle 18L. As a result, the controller 30 increases the discharge rate of the left main pump 14L, circulating sufficient hydraulic oil to the hydraulic actuator to be operated and ensuring reliable drive of the hydraulic actuator to be operated. The controller 30 also controls the discharge rate of the right main pump 14R in a similar manner.
上述のような構成により、図3の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ14における無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ14が吐出する作動油がセンターバイパス管路40で発生させるポンピングロスを含む。また、図3の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ14から必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。 With the above-described configuration, the hydraulic system of FIG. 3 can reduce unnecessary energy consumption in the main pump 14 when in standby mode. This unnecessary energy consumption includes pumping loss caused by the hydraulic oil discharged by the main pump 14 in the center bypass line 40. Furthermore, when operating a hydraulic actuator, the hydraulic system of FIG. 3 can reliably supply sufficient hydraulic oil from the main pump 14 to the hydraulic actuator being operated.
また、ブームシリンダ7にはブームロッド圧センサS7R及びブームボトム圧センサS7Bが取り付けられている。アームシリンダ8にはアームロッド圧センサS8R及びアームボトム圧センサS8Bが取り付けられている。バケットシリンダ9にはバケットロッド圧センサS9R及びバケットボトム圧センサS9Bが取り付けられている。ブームロッド圧センサS7R、ブームボトム圧センサS7B、アームロッド圧センサS8R、アームボトム圧センサS8B、バケットロッド圧センサS9R及びバケットボトム圧センサS9Bは、集合的に「シリンダ圧センサ」とも称される。また、旋回油圧モータ2Aには左旋回圧センサS10L及び右旋回圧センサS10Rが取り付けられている。 Furthermore, a boom rod pressure sensor S7R and a boom bottom pressure sensor S7B are attached to the boom cylinder 7. An arm rod pressure sensor S8R and an arm bottom pressure sensor S8B are attached to the arm cylinder 8. A bucket rod pressure sensor S9R and a bucket bottom pressure sensor S9B are attached to the bucket cylinder 9. The boom rod pressure sensor S7R, boom bottom pressure sensor S7B, arm rod pressure sensor S8R, arm bottom pressure sensor S8B, bucket rod pressure sensor S9R, and bucket bottom pressure sensor S9B are collectively referred to as "cylinder pressure sensors." Furthermore, a left swing pressure sensor S10L and a right swing pressure sensor S10R are attached to the swing hydraulic motor 2A.
ブームロッド圧センサS7Rはブームシリンダ7のロッド側油室の圧力(以下、「ブームロッド圧」とする。)を検出し、ブームボトム圧センサS7Bはブームシリンダ7のボトム側油室の圧力(以下、「ブームボトム圧」とする。)を検出する。アームロッド圧センサS8Rはアームシリンダ8のロッド側油室の圧力(以下、「アームロッド圧」とする。)を検出し、アームボトム圧センサS8Bはアームシリンダ8のボトム側油室の圧力(以下、「アームボトム圧」とする。)を検出する。バケットロッド圧センサS9Rはバケットシリンダ9のロッド側油室の圧力(以下、「バケットロッド圧」とする。)を検出し、バケットボトム圧センサS9Bはバケットシリンダ9のボトム側油室の圧力(以下、「バケットボトム圧」とする。)を検出する。左旋回圧センサS10Lは、旋回油圧モータ2Aの左側ポートにおける作動油の圧力を検出する。右旋回圧センサS10Rは、旋回油圧モータ2Aの右側ポートにおける作動油の圧力を検出する。各センサで検出された値は、コントローラ30に送信される。 The boom rod pressure sensor S7R detects the pressure in the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as "boom rod pressure"), and the boom bottom pressure sensor S7B detects the pressure in the bottom-side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as "boom bottom pressure"). The arm rod pressure sensor S8R detects the pressure in the rod-side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as "arm rod pressure"), and the arm bottom pressure sensor S8B detects the pressure in the bottom-side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as "arm bottom pressure"). The bucket rod pressure sensor S9R detects the pressure in the rod-side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as "bucket rod pressure"), and the bucket bottom pressure sensor S9B detects the pressure in the bottom-side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as "bucket bottom pressure"). The left swing pressure sensor S10L detects the pressure of hydraulic oil in the left port of the swing hydraulic motor 2A. The right swing pressure sensor S10R detects the pressure of hydraulic oil in the right port of the swing hydraulic motor 2A. The values detected by each sensor are sent to the controller 30.
次に、図4を参照し、コントローラ30がマシンコントロール機能によってアクチュエータを動作させるための構成について説明する。図4は、旋回油圧モータ2Aの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。 Next, referring to Figure 4, we will explain the configuration in which the controller 30 operates the actuator using the machine control function. Figure 4 is a diagram of the hydraulic system portion related to the operation of the swing hydraulic motor 2A.
図4に示すように、油圧システムは、比例弁31を含む。比例弁31は、比例弁31DL、31DRを含む。 As shown in FIG. 4, the hydraulic system includes a proportional valve 31. The proportional valve 31 includes proportional valves 31DL and 31DR.
比例弁31は、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁31は、パイロットポンプ15とコントロールバルブユニット17内の対応する制御弁のパイロットポートとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁31は、コントローラ30が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ30は、操作者による操作装置26の操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31を介し、コントロールバルブユニット17内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。そして、コントローラ30は、比例弁31が生成するパイロット圧を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。 The proportional valve 31 functions as a control valve for machine control. The proportional valve 31 is disposed in a pipe connecting the pilot pump 15 and the pilot port of the corresponding control valve in the control valve unit 17, and is configured to be able to change the flow path area of that pipe. In this embodiment, the proportional valve 31 operates in response to a control command output by the controller 30. Therefore, the controller 30 can supply hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve unit 17 via the proportional valve 31, regardless of the operator's operation of the operating device 26. The controller 30 can then apply the pilot pressure generated by the proportional valve 31 to the pilot port of the corresponding control valve.
この構成により、コントローラ30は、特定の操作装置26に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置26に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。また、コントローラ30は、特定の操作装置26に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置26に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。 With this configuration, the controller 30 can operate the hydraulic actuator corresponding to a specific operating device 26 even when no operation is being performed on that specific operating device 26. Furthermore, the controller 30 can forcibly stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to that specific operating device 26 even when an operation is being performed on that specific operating device 26.
例えば、図4に示すように、左操作レバー26Lは、旋回機構2を操作するためにも用いられる。具体的には、左操作レバー26Lは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁173のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左操作レバー26Lは、左旋回方向(左方向)に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁173の左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー26Lは、右旋回方向(右方向)に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁173の右側パイロットポートに作用させる。 For example, as shown in FIG. 4, the left operating lever 26L is also used to operate the swing mechanism 2. Specifically, the left operating lever 26L uses hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to apply pilot pressure corresponding to left/right operation to the pilot port of the control valve 173. More specifically, when the left operating lever 26L is operated in the left swing direction (leftward), it applies pilot pressure corresponding to the amount of operation to the left pilot port of the control valve 173. Furthermore, when the left operating lever 26L is operated in the right swing direction (rightward), it applies pilot pressure corresponding to the amount of operation to the right pilot port of the control valve 173.
左操作レバー26LにはスイッチNS(NSL)が設けられている。本実施形態では、スイッチNSは、左操作レバー26Lの先端に設けられた押しボタンスイッチである。操作者は、スイッチNSを押しながら左操作レバー26Lを操作できる。また、右操作レバー26RにスイッチNS(NSR)が設けられていてもよく、キャビン10内の他の位置にスイッチNSが設けられていてもよい。 The left operating lever 26L is provided with a switch NS (NSL). In this embodiment, the switch NS is a push button switch provided at the tip of the left operating lever 26L. The operator can operate the left operating lever 26L while pressing the switch NS. Alternatively, the right operating lever 26R may be provided with a switch NS (NSR), or the switch NS may be provided at another position within the cabin 10.
操作センサ29LBは、操作者による左操作レバー26Lに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。 The operation sensor 29LB detects the left/right operation of the left operating lever 26L by the operator and outputs the detected value to the controller 30.
比例弁31DLは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31DLを介して制御弁173の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31DRは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31DRを介して制御弁173の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31DLは、制御弁173を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。同様に、比例弁31DRは、制御弁173を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。 Proportional valve 31DL operates in response to a control command (current command) output by controller 30. It adjusts the pilot pressure of hydraulic oil introduced from pilot pump 15 via proportional valve 31DL to the left pilot port of control valve 173. Proportional valve 31DR operates in response to a control command (current command) output by controller 30. It adjusts the pilot pressure of hydraulic oil introduced from pilot pump 15 via proportional valve 31DR to the right pilot port of control valve 173. Proportional valve 31DL can adjust the pilot pressure so that control valve 173 can be stopped at any valve position. Similarly, proportional valve 31DR can adjust the pilot pressure so that control valve 173 can be stopped at any valve position.
また、比例弁31DLと制御弁173の一方のポート(制御弁173の左側ポート)とを接続するパイロットラインには、パイロット圧を検出するパイロット圧センサ32DLが設けられている。また、比例弁31DRと制御弁173の他方のポート(制御弁173の右側ポート)とを接続するパイロットラインには、パイロット圧を検出するパイロット圧センサ32DRが設けられている。各パイロット圧センサ32DL、32DRで検出された値は、コントローラ30に送信される。 A pilot pressure sensor 32DL that detects pilot pressure is provided in the pilot line connecting the proportional valve 31DL and one port of the control valve 173 (the left port of the control valve 173). A pilot pressure sensor 32DR that detects pilot pressure is provided in the pilot line connecting the proportional valve 31DR and the other port of the control valve 173 (the right port of the control valve 173). The values detected by each pilot pressure sensor 32DL, 32DR are sent to the controller 30.
この構成により、コントローラ30は、操作者による左旋回操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DLを介し、制御弁173の左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、操作者による左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DLを介し、制御弁173の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、操作者による左旋回操作に応じ、或いは、操作者による左旋回操作とは無関係に、旋回機構2を左旋回させることができる。 With this configuration, the controller 30 can supply hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DL in response to a left rotation operation by the operator. Furthermore, the controller 30 can supply hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DL, regardless of a left rotation operation by the operator. In other words, the controller 30 can rotate the rotation mechanism 2 left in response to a left rotation operation by the operator, or regardless of a left rotation operation by the operator.
また、コントローラ30は、操作者による右旋回操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DRを介し、制御弁173の右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、操作者による右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DRを介し、制御弁173の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、操作者による右旋回操作に応じ、或いは、操作者による右旋回操作とは無関係に、旋回機構2を右旋回させることができる。 In addition, in response to a right turn operation by the operator, the controller 30 can supply hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DR. In addition, regardless of a right turn operation by the operator, the controller 30 can supply hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DR. In other words, the controller 30 can rotate the swing mechanism 2 to the right in response to a right turn operation by the operator, or regardless of a right turn operation by the operator.
また、この構成により、コントローラ30は、操作者による左旋回操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁173の左側パイロットポートに作用するパイロット圧を減圧し、左旋回動作を強制的に停止させることができる。操作者による右旋回操作が行われているときに右旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。 Furthermore, with this configuration, even if the operator is performing a left turn operation, the controller 30 can, as necessary, reduce the pilot pressure acting on the left pilot port of the control valve 173 to forcibly stop the left turn operation. The same applies to forcibly stopping a right turn operation when the operator is performing a right turn operation.
或いは、コントローラ30は、操作者による左旋回操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁31DRを制御し、制御弁173の左側パイロットポートの反対側にある、制御弁173の右側パイロットポートに作用するパイロット圧を増大させ、制御弁173を強制的に中立位置に戻すことで、左旋回動作を強制的に停止させてもよい。操作者による左旋回操作が行われている場合に左旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。 Alternatively, even if the operator is performing a left turn operation, the controller 30 may, as necessary, control the proportional valve 31DR to increase the pilot pressure acting on the right pilot port of the control valve 173, which is located opposite the left pilot port of the control valve 173, and forcibly return the control valve 173 to the neutral position, thereby forcibly stopping the left turn operation. The same applies to the case where the left turn operation is being forcibly stopped when the operator is performing a left turn operation.
なお、図4では、旋回油圧モータ2Aの操作に関する油圧システム部分について説明したが、ブームシリンダ7の操作に関する油圧システム部分、アームシリンダ8の操作に関する油圧システム部分、バケットシリンダ9の操作に関する油圧システム部分、左走行油圧モータ2MLの操作に関する油圧システム部分、右走行油圧モータ2MRの操作に関する油圧システム部分についても同様に構成されてもよい。 Note that while Figure 4 describes the hydraulic system portion related to the operation of the swing hydraulic motor 2A, the hydraulic system portion related to the operation of the boom cylinder 7, the hydraulic system portion related to the operation of the arm cylinder 8, the hydraulic system portion related to the operation of the bucket cylinder 9, the hydraulic system portion related to the operation of the left traveling hydraulic motor 2ML, and the hydraulic system portion related to the operation of the right traveling hydraulic motor 2MR may also be configured in a similar manner.
また、操作装置26の形態として電気式操作レバーに関する説明を記載したが、電気式操作レバーではなく油圧式操作レバーが採用されてもよい。この場合、油圧式操作レバーのレバー操作量は、圧力センサによって圧力の形で検出されてコントローラ30へ入力されてもよい。また、油圧式操作レバーとしての操作装置26と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁が配置されてもよい。電磁弁は、コントローラ30からの電気信号に応じて動作するように構成される。この構成により、油圧式操作レバーとしての操作装置26を用いた手動操作が行われると、操作装置26は、レバー操作量に応じてパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。また、各制御弁は電磁スプール弁で構成されていてもよい。この場合、電磁スプール弁は、電気式操作レバーのレバー操作量に対応するコントローラ30からの電気信号に応じて動作する。 Although the description has been given of an electric control lever as the form of the operating device 26, a hydraulic control lever may be used instead. In this case, the lever operation amount of the hydraulic control lever may be detected in the form of pressure by a pressure sensor and input to the controller 30. Furthermore, a solenoid valve may be disposed between the operating device 26 as a hydraulic control lever and the pilot port of each control valve. The solenoid valve is configured to operate in response to an electrical signal from the controller 30. With this configuration, when manual operation is performed using the operating device 26 as a hydraulic control lever, the operating device 26 can move each control valve by increasing or decreasing the pilot pressure in response to the lever operation amount. Furthermore, each control valve may be configured as an electromagnetic spool valve. In this case, the electromagnetic spool valve operates in response to an electrical signal from the controller 30 that corresponds to the lever operation amount of the electric control lever.
ここで、前述したように、コントローラ30は、操作センサ29の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ13に対して制御指令を出力し、メインポンプ14の吐出量を変化させる。また、コントローラ30は、絞り18の上流に設けられた制御圧センサ19の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ13に対して制御指令を出力し、メインポンプ14の吐出量を変化させる。 As described above, the controller 30 receives the output of the operation sensor 29 and outputs a control command to the regulator 13 as necessary to change the discharge rate of the main pump 14. The controller 30 also receives the output of the control pressure sensor 19 located upstream of the throttle 18 and outputs a control command to the regulator 13 as necessary to change the discharge rate of the main pump 14.
例えば、上部旋回体3の前後方向に対して斜めに地面を掘削する場合、上部旋回体3の旋回操作と、アタッチメントAT(ブーム4、アーム5、バケット6)の掘削操作とを同時に操作する複合操作が行われる。 For example, when excavating the ground at an angle relative to the fore-and-aft direction of the upper rotating body 3, a combined operation is performed in which the upper rotating body 3 is rotated and the attachment AT (boom 4, arm 5, bucket 6) is excavated at the same time.
上部旋回体3の旋回動作とブーム上げ動作等のアタッチメント動作とを同時に操作する複合操作時において、上部旋回体3の旋回動作のみを操作する旋回単独動作の場合と比較して、メインポンプ14の吐出量が増加し、メインポンプ14の吐出圧(ポンプ圧)が上昇する。また、旋回操作と掘削操作を伴う複合操作において、旋回油圧モータ2Aの負荷は、アタッチメントATを動作させるブームシリンダ7の負荷よりも小さい。このため、メインポンプ14から旋回油圧モータ2Aへ流れる流量が増加する。この結果、複合操作時において、旋回単独動作の場合と比較して、操作装置26の操作量(左操作レバー26L左右方向の操作量)に対する上部旋回体3の旋回動作の旋回速度が大きくなるおそれがある。 During combined operations in which the upper rotating body 3 is rotated and an attachment operation such as a boom-raising operation is performed simultaneously, the discharge volume of the main pump 14 increases, and the discharge pressure (pump pressure) of the main pump 14 rises, compared to swing-only operations in which only the upper rotating body 3 is rotated. Furthermore, during combined operations involving swing and excavation operations, the load on the swing hydraulic motor 2A is smaller than the load on the boom cylinder 7, which operates the attachment AT. Therefore, the flow rate from the main pump 14 to the swing hydraulic motor 2A increases. As a result, during combined operations, the swing speed of the upper rotating body 3 relative to the amount of operation of the operating device 26 (the amount of operation of the left operating lever 26L in the left-right direction) may be greater than in swing-only operations.
次に、制御弁173を制御する比例弁31(31DL、31DR)の制御について、図5を用いて更に説明する。図5は、コントローラ30による比例弁31(31DL、31DR)の制御を説明するフローチャートである。 Next, the control of the proportional valves 31 (31DL, 31DR) that control the control valve 173 will be further explained using Figure 5. Figure 5 is a flowchart explaining the control of the proportional valves 31 (31DL, 31DR) by the controller 30.
ステップS101において、コントローラ30は、旋回操作が入力されているか否かを判定する。ここでは、コントローラ30は、操作センサ29RBで検出した操作者による左操作レバー26Lに対する左右方向への操作に基づいて、旋回操作が入力されているか否かを判定する。旋回操作が入力されていない場合(S101・NO)、コントローラ30はステップS101の処理を繰り返す。旋回操作が入力されている場合(S101・YES)、コントローラ30の処理はステップS102に進む。 In step S101, the controller 30 determines whether a turning operation has been input. Here, the controller 30 determines whether a turning operation has been input based on the left/right operation of the left operating lever 26L by the operator detected by the operation sensor 29RB. If a turning operation has not been input (S101, NO), the controller 30 repeats the processing of step S101. If a turning operation has been input (S101, YES), the processing of the controller 30 proceeds to step S102.
ステップS102において、コントローラ30は、メインポンプ14のポンプ圧を取得する。ここでは、コントローラ30は、吐出圧センサ28(28L、28R)でメインポンプ14(14L、14R)のポンプ圧を検出する。 In step S102, the controller 30 acquires the pump pressure of the main pump 14. Here, the controller 30 detects the pump pressure of the main pump 14 (14L, 14R) using the discharge pressure sensors 28 (28L, 28R).
ステップS103において、コントローラ30は、ステップS102で取得したメインポンプ14のポンプ圧に基づいて、制御弁173のパイロット圧の増加制限を決定する。 In step S103, the controller 30 determines the increase limit of the pilot pressure of the control valve 173 based on the pump pressure of the main pump 14 obtained in step S102.
ステップS102で決定する制御弁173のパイロット圧の増加制限について、図6を用いて説明する。図6は、メインポンプ14のポンプ圧に対する制御弁173のパイロット圧の増加制限を説明するグラフである。 The increase limit of the pilot pressure of the control valve 173 determined in step S102 will be explained using Figure 6. Figure 6 is a graph explaining the increase limit of the pilot pressure of the control valve 173 relative to the pump pressure of the main pump 14.
図6(a)は、メインポンプ14のポンプ圧に対する制御弁173のパイロット圧の増加制限の一例を説明するグラフである。横軸はメインポンプ14のポンプ圧(MPa)を示す。縦軸は旋回油圧モータ2Aを制御する制御弁173におけるパイロット圧の増加制限(以下、「旋回Pi圧増加制限」とも称する。)(MPa/ms)を示す。図6(a)の例では、旋回油圧モータ2Aを制御する制御弁173におけるパイロット圧の増加速度を最大値で制限する。 Figure 6(a) is a graph illustrating an example of the increase limit of the pilot pressure of the control valve 173 relative to the pump pressure of the main pump 14. The horizontal axis represents the pump pressure (MPa) of the main pump 14. The vertical axis represents the increase limit of the pilot pressure (hereinafter also referred to as the "swing Pi pressure increase limit") (MPa/ms) in the control valve 173 that controls the swing hydraulic motor 2A. In the example of Figure 6(a), the increase rate of the pilot pressure in the control valve 173 that controls the swing hydraulic motor 2A is limited to a maximum value.
図6(a)の例において、メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P1以下において、旋回Pi圧増加制限は所定の第1制限値B1に設定される。また、メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P1以上(第2圧力値P2以下)において、メインポンプ14のポンプ圧が増加するに伴って旋回Pi圧増加制限が減少するように設定される。また、メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P1よりも大きい第2圧力値P2以上において、旋回Pi圧増加制限は第1制限値B1よりも小さい第2制限値B2に設定される。例えば、ステップS102で取得したメインポンプ14のポンプ圧が圧力値P3である場合、旋回Pi圧増加制限は制限値B3と決定する。 In the example of FIG. 6(a), when the pump pressure of the main pump 14 is equal to or less than the first pressure value P1, the swing Pi pressure increase limit is set to a predetermined first limit value B1. Furthermore, when the pump pressure of the main pump 14 is equal to or greater than the first pressure value P1 (equal to or less than the second pressure value P2), the swing Pi pressure increase limit is set to decrease as the pump pressure of the main pump 14 increases. Furthermore, when the pump pressure of the main pump 14 is equal to or greater than the second pressure value P2, which is greater than the first pressure value P1, the swing Pi pressure increase limit is set to a second limit value B2, which is smaller than the first limit value B1. For example, if the pump pressure of the main pump 14 acquired in step S102 is pressure value P3, the swing Pi pressure increase limit is determined to be limit value B3.
なお、制御弁173のパイロット圧の増加制限は、図6(a)に示す制御弁173のパイロット圧の増加速度を制限することに限られない。 Note that limiting the increase in pilot pressure of the control valve 173 is not limited to limiting the rate of increase in pilot pressure of the control valve 173 as shown in Figure 6(a).
図6(b)は、メインポンプ14のポンプ圧に対する制御弁173のパイロット圧の増加制限の他の一例を説明するグラフである。横軸はメインポンプ14のポンプ圧(MPa)を示す。縦軸は旋回油圧モータ2Aを制御する制御弁173におけるパイロット圧の増加制限(以下、「増加制限割合」とも称する。)を示す。図6(b)の例では、旋回油圧モータ2Aを制御する制御弁173におけるパイロット圧の増加速度を割合で制限する。 Figure 6(b) is a graph illustrating another example of the increase limit of the pilot pressure of the control valve 173 relative to the pump pressure of the main pump 14. The horizontal axis represents the pump pressure (MPa) of the main pump 14. The vertical axis represents the increase limit (hereinafter also referred to as the "increase limit rate") of the pilot pressure in the control valve 173 that controls the swing hydraulic motor 2A. In the example of Figure 6(b), the increase rate of the pilot pressure in the control valve 173 that controls the swing hydraulic motor 2A is limited by a rate.
図6(b)の例において、メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P4以下において、増加制限割合は所定の第1制限割合値C4に設定される。ここで、第1制限割合値C4は、1としてもよい。また、メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P4以上(第2圧力値P5以下)において、メインポンプ14のポンプ圧が増加するに伴って増加制限割合が減少するように設定される。また、メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P4よりも大きい第2圧力値P5以上において、増加制限割合は第1制限割合値C4よりも小さい第2制限割合値C5に設定される。例えば、ステップS102で取得したメインポンプ14のポンプ圧が圧力値P6である場合、増加制限割合は制限割合値C6と決定する。ステップS102で取得したメインポンプ14のポンプ圧が圧力値P7である場合、増加制限割合は制限割合値C7と決定する。 6(b), when the pump pressure of the main pump 14 is equal to or less than the first pressure value P4, the increase restriction rate is set to a predetermined first restriction rate value C4. Here, the first restriction rate value C4 may be set to 1. Furthermore, when the pump pressure of the main pump 14 is equal to or greater than the first pressure value P4 (equal to or less than the second pressure value P5), the increase restriction rate is set to decrease as the pump pressure of the main pump 14 increases. Furthermore, when the pump pressure of the main pump 14 is equal to or greater than the second pressure value P5, which is greater than the first pressure value P4, the increase restriction rate is set to a second restriction rate value C5, which is smaller than the first restriction rate value C4. For example, when the pump pressure of the main pump 14 acquired in step S102 is pressure value P6, the increase restriction rate is determined to be restriction rate value C6. When the pump pressure of the main pump 14 acquired in step S102 is pressure value P7, the increase restriction rate is determined to be restriction rate value C7.
ステップS104において、コントローラ30は、操作者による左操作レバー26Lの操作に基づく制御弁173のパイロット圧の増加値を確認する。具体的には、コントローラ30は、操作センサ29RBで検出した操作量に基づいて比例弁31(31DL、31DR)を制御した場合における制御弁173のパイロット圧の単位時間当たりの増加値(増加速度)を算出する。 In step S104, the controller 30 checks the increase in pilot pressure of the control valve 173 based on the operator's operation of the left operating lever 26L. Specifically, the controller 30 calculates the increase in pilot pressure per unit time (increase rate) of the control valve 173 when controlling the proportional valve 31 (31DL, 31DR) based on the operation amount detected by the operation sensor 29RB.
ステップS105において、コントローラ30は、ステップS104で算出した制御弁173のパイロット圧の増加値(増加速度)が、ステップS103で決定した増加制限以上か否かを判定する。 In step S105, the controller 30 determines whether the increase value (increase rate) of the pilot pressure of the control valve 173 calculated in step S104 is equal to or greater than the increase limit determined in step S103.
ここで、図6(a)の例に示す増加制限において、パイロット圧の増加値(増加速度)が増加制限以上である場合(S105・YES)、コントローラ30の処理はステップS106に進む。一方、パイロット圧の増加値(増加速度)が増加制限以上でない場合(S105・NO)、コントローラ30の処理はステップS107に進む。 Here, in the increase limit shown in the example of Figure 6(a), if the increase value (increase rate) of the pilot pressure is equal to or greater than the increase limit (S105, YES), the processing of the controller 30 proceeds to step S106. On the other hand, if the increase value (increase rate) of the pilot pressure is not equal to or greater than the increase limit (S105, NO), the processing of the controller 30 proceeds to step S107.
また、図6(b)の例に示す増加制限においては、コントローラ30の処理はステップS106に進む。 Furthermore, in the case of the increase restriction shown in the example of Figure 6(b), the processing of the controller 30 proceeds to step S106.
ステップS106において、コントローラ30は、増加制限に従って、補正パイロット圧の増加値(増加速度)を決定する。 In step S106, the controller 30 determines the increase value (increase rate) of the corrected pilot pressure in accordance with the increase limit.
ここで、図6(a)の例において、メインポンプ14のポンプ圧P1において、補正パイロット圧の増加値(増加速度)を旋回Pi圧増加制限B1と決定する。 Here, in the example of Figure 6(a), at pump pressure P1 of the main pump 14, the increase value (increase rate) of the corrected pilot pressure is determined as the swing Pi pressure increase limit B1.
ここで、図6(b)の例において、メインポンプ14のポンプ圧P2において、補正パイロット圧の増加値(増加速度)は、ステップS104で算出したパイロット圧の増加値(増加速度)に係数C2を積算した値と決定する。また、メインポンプ14のポンプ圧P3において、補正パイロット圧の増加値(増加速度)は、ステップS104で算出したパイロット圧の増加値(増加速度)に係数C3を積算した値と決定する。 Here, in the example of Figure 6(b), for pump pressure P2 of the main pump 14, the increase value (increase rate) of the corrected pilot pressure is determined as the increase value (increase rate) of the pilot pressure calculated in step S104 multiplied by coefficient C2. Also, for pump pressure P3 of the main pump 14, the increase value (increase rate) of the corrected pilot pressure is determined as the increase value (increase rate) of the pilot pressure calculated in step S104 multiplied by coefficient C3.
ステップS107において、コントローラ30は、比例弁31(31DL、31DR)への出力値を計算する。ここで、パイロット圧の増加値(増加速度)が増加制限以上である場合(S105・YES)、ステップS106で決定した補正パイロット圧の増加値(増加速度)に基づいて比例弁31の出力値を計算する。一方、パイロット圧の増加値(増加速度)が増加制限以上でない場合(S104・5O)、ステップS104で算出したパイロット圧の増加値に基づいて比例弁31の出力値を計算する。 In step S107, the controller 30 calculates the output value to the proportional valve 31 (31DL, 31DR). Here, if the increase value (increase rate) of the pilot pressure is equal to or greater than the increase limit (S105, YES), the controller 30 calculates the output value of the proportional valve 31 based on the increase value (increase rate) of the corrected pilot pressure determined in step S106. On the other hand, if the increase value (increase rate) of the pilot pressure is not equal to or greater than the increase limit (S104, 5O), the controller 30 calculates the output value of the proportional valve 31 based on the increase value of the pilot pressure calculated in step S104.
ステップS108において、コントローラ30は、ステップS107で計算した出力値を比例弁31に出力する。そして、コントローラ30の処理は、ステップS101に戻る。 In step S108, the controller 30 outputs the output value calculated in step S107 to the proportional valve 31. The processing of the controller 30 then returns to step S101.
ここで、旋回単独動作時において、メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P1(P4)以下となるものとする。メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P1(P4)未満の場合、コントローラ30は、操作センサ29RBで検出した左操作レバー26Lに対する左右方向への操作に基づいて、比例弁31を介して制御弁173を制御する。即ち、制御弁173の制御に関して制限を行わない。なお、図6(a)において、第1制限値B1は、制御弁173のパイロット圧の増加値(増加速度)に対して、十分に大きな値であり、制御弁173の制御に関して制限を行わないことを示す。また、図6(b)において、第1制限割合値C4は例えば1であり、パイロット圧の増加値(増加速度)に積算してもパイロット圧の増加値(増加速度)と等しく、制御弁173の制御に関して制限を行わないことを示す。 Here, during swing-only operation, the pump pressure of the main pump 14 is assumed to be equal to or less than the first pressure value P1 (P4). When the pump pressure of the main pump 14 is less than the first pressure value P1 (P4), the controller 30 controls the control valve 173 via the proportional valve 31 based on the left/right operation of the left operating lever 26L detected by the operation sensor 29RB. In other words, no restrictions are imposed on the control of the control valve 173. Note that in FIG. 6(a), the first limit value B1 is a value sufficiently large relative to the increase value (increase rate) of the pilot pressure of the control valve 173, indicating that no restrictions are imposed on the control of the control valve 173. Also, in FIG. 6(b), the first limit percentage value C4 is, for example, 1, which, when multiplied by the increase value (increase rate) of the pilot pressure, is equal to the increase value (increase rate) of the pilot pressure, indicating that no restrictions are imposed on the control of the control valve 173.
また、複合操作時において、メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P1(P4)以上となるものとする。メインポンプ14のポンプ圧が第1圧力値P1(P4)以上の場合、コントローラ30は、制御弁173の制御に関して制限をする。具体的には、コントローラ30は、制御弁173のパイロット圧の増加値(増加速度)を制限する。よって、メインポンプ14のポンプ圧が上昇した場合であっても、制御弁173のスプールの移動速度が制限されゆっくりと動くことにより、上部旋回体3の旋回速度が抑制され、操作者の操作性を向上させることができる。 Furthermore, during combined operation, the pump pressure of the main pump 14 is assumed to be equal to or greater than the first pressure value P1 (P4). When the pump pressure of the main pump 14 is equal to or greater than the first pressure value P1 (P4), the controller 30 places restrictions on the control of the control valve 173. Specifically, the controller 30 limits the increase value (increase rate) of the pilot pressure of the control valve 173. Therefore, even if the pump pressure of the main pump 14 increases, the movement speed of the spool of the control valve 173 is limited and moves slowly, thereby suppressing the rotation speed of the upper rotating body 3 and improving operability for the operator.
なお、ステップS102において、コントローラ30は、メインポンプ14のポンプ圧を取得するとともに、旋回油圧モータ2Aの旋回負荷圧を検出してもよい。旋回油圧モータ2Aの旋回負荷圧は、左旋回圧センサS10Lで検出する旋回油圧モータ2Aの左側ポートにおける作動油の圧力と、右旋回圧センサS10Rで検出する旋回油圧モータ2Aの右側ポートにおける作動油の圧力と、の差圧に基づいて算出してもよい。また、コントローラ30は、ポンプ圧とともに旋回負荷圧を用いて、旋回単独動作時であるか、複合操作時であるか、を判定してもよい。また、コントローラ30は、操作センサ29で検出した操作装置26の操作に基づいて、旋回単独動作時であるか、複合操作時であるか、を判定してもよい。 In step S102, the controller 30 may acquire the pump pressure of the main pump 14 and detect the swing load pressure of the swing hydraulic motor 2A. The swing load pressure of the swing hydraulic motor 2A may be calculated based on the differential pressure between the hydraulic oil pressure at the left port of the swing hydraulic motor 2A detected by the left swing pressure sensor S10L and the hydraulic oil pressure at the right port of the swing hydraulic motor 2A detected by the right swing pressure sensor S10R. The controller 30 may also use the swing load pressure together with the pump pressure to determine whether swing operation is alone or combined operation is occurring. The controller 30 may also determine whether swing operation is alone or combined operation is occurring based on the operation of the operating device 26 detected by the operation sensor 29.
図7は、制御弁173のパイロット圧の変化の一例を説明するグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は制御弁173のパイロット圧を示す。また、実線で示すパイロット圧700は、操作センサ29RBで検出した左操作レバー26Lに対する左右方向への操作に基づいて比例弁31を制御した場合における制御弁173のパイロット圧の変化を示す。破線で示すパイロット圧701は、図6(a)で示す旋回Pi圧増加制限B1で制限した場合における制御弁173のパイロット圧の変化を示す。一点鎖線で示すパイロット圧702は、図6(b)で示す増加制限割合C2で制限した場合における制御弁173のパイロット圧の変化を示す。点線で示すパイロット圧702は、図6(b)で示す増加制限割合C3で制限した場合における制御弁173のパイロット圧の変化を示す。 Figure 7 is a graph illustrating an example of changes in the pilot pressure of the control valve 173. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the pilot pressure of the control valve 173. Furthermore, the pilot pressure 700, shown by a solid line, represents changes in the pilot pressure of the control valve 173 when the proportional valve 31 is controlled based on the left/right operation of the left operating lever 26L detected by the operation sensor 29RB. The pilot pressure 701, shown by a dashed line, represents changes in the pilot pressure of the control valve 173 when limited by the swing Pi pressure increase limit B1 shown in Figure 6(a). The pilot pressure 702, shown by a dashed line, represents changes in the pilot pressure of the control valve 173 when limited by the increase limit rate C2 shown in Figure 6(b). The pilot pressure 702, shown by a dotted line, represents changes in the pilot pressure of the control valve 173 when limited by the increase limit rate C3 shown in Figure 6(b).
複合操作時において、図7のパイロット圧701~703に示すように、制御弁173のパイロット圧の増加速度を制限する。これにより、制御弁173のスプールの移動速度が制限されゆっくりと動くことにより、上部旋回体3の旋回速度が抑制され、操作者の操作性を向上させることができる。 During combined operation, the rate at which the pilot pressure of the control valve 173 increases is limited, as shown by pilot pressures 701-703 in Figure 7. This limits the movement speed of the spool of the control valve 173, causing it to move slowly, thereby suppressing the rotation speed of the upper rotating body 3 and improving operability for the operator.
また、図7のパイロット圧701に示すように、旋回Pi圧増加制限(図6(a)参照)でパイロット圧の増加速度の最大値を制限する。これにより、メインポンプ14のポンプ圧が上昇する複合操作時においても、操作者の操作性を向上させることができる。 Furthermore, as shown by pilot pressure 701 in Figure 7, the maximum rate of increase in pilot pressure is limited by the swing Pi pressure increase limit (see Figure 6(a)). This improves operability for the operator even during combined operations in which the pump pressure of the main pump 14 increases.
また、図7のパイロット圧702、703に示すように、増加制限割合(図6(b)参照)で制限することにより、左操作レバー26Lに対する左右方向への操作状態に応じて、制御弁173のパイロット圧の増加速度を変化させることができる。これにより、操作者の操作性を向上させることができる。 Furthermore, as shown by pilot pressures 702 and 703 in Figure 7, by limiting the increase limit rate (see Figure 6(b)), the rate at which the pilot pressure of the control valve 173 increases can be changed depending on the left/right operation state of the left operating lever 26L. This improves operability for the operator.
100 ショベル
1 下部走行体
2A 旋回油圧モータ(油圧アクチュエータ)
2M 走行油圧モータ(油圧アクチュエータ)
2ML 左走行油圧モータ(油圧アクチュエータ)
2MR 右走行油圧モータ(油圧アクチュエータ)
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ(油圧アクチュエータ)
8 アームシリンダ(油圧アクチュエータ)
9 バケットシリンダ(油圧アクチュエータ)
14 メインポンプ(油圧ポンプ)
17 コントロールバルブユニット
171~176 制御弁(方向制御弁)
19 制御圧センサ
26 操作装置(電気レバー)
28 吐出圧センサ
29 操作センサ
30 コントローラ(制御部)
31 比例弁
32 パイロット圧センサ
100 Excavator 1 Lower traveling body 2A Swing hydraulic motor (hydraulic actuator)
2M Travel hydraulic motor (hydraulic actuator)
2ML Left travel hydraulic motor (hydraulic actuator)
2MR Right Travel Hydraulic Motor (Hydraulic Actuator)
3 Upper rotating body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder (hydraulic actuator)
8. Arm cylinder (hydraulic actuator)
9. Bucket cylinder (hydraulic actuator)
14 Main pump (hydraulic pump)
17 Control valve units 171 to 176 Control valves (directional control valves)
19 Control pressure sensor 26 Operation device (electric lever)
28 Discharge pressure sensor 29 Operation sensor 30 Controller (control unit)
31 Proportional valve 32 Pilot pressure sensor
Claims (6)
前記下部走行体に対して旋回可能な上部旋回体と、
前記上部旋回体を旋回させる旋回油圧モータと、
作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記旋回油圧モータとへの作動油の供給を制御する方向制御弁と、
前記方向制御弁を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記油圧ポンプのポンプ圧が所定の圧力以上のとき、前記方向制御弁のパイロット圧に関する制限をする、
ショベル。 a lower running body;
an upper rotating body that can rotate relative to the lower traveling body;
a hydraulic swing motor for swinging the upper swing body;
a hydraulic pump for supplying hydraulic oil;
a directional control valve for controlling the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump to the swing hydraulic motor;
a control unit that controls the directional control valve,
The control unit
When the pump pressure of the hydraulic pump is equal to or higher than a predetermined pressure, a restriction is imposed on the pilot pressure of the directional control valve.
Shovel.
前記制御部は、前記電気レバーの操作量が入力される、
請求項1に記載のショベル。 an electric lever operated by an operator;
The control unit receives an operation amount of the electric lever.
The shovel according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載のショベル。 The restriction on the pilot pressure restricts the rate at which the pilot pressure increases.
The shovel according to claim 1 or 2.
請求項1または請求項2に記載のショベル。 The restriction on the pilot pressure increases as the pump pressure increases.
The shovel according to claim 1 or 2.
請求項1または請求項2に記載のショベル。 The restriction on the pilot pressure is executed during a combined operation including a rotation operation for rotating the upper rotating body.
The shovel according to claim 1 or 2.
請求項1または請求項2に記載のショベル。 The restriction on the pilot pressure restricts the pilot pressure by a percentage.
The shovel according to claim 1 or 2.
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