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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025006534
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】ショベル
(51)【国際特許分類】
   F15B 20/00 20060101AFI20250109BHJP
   E02F 9/20 20060101ALI20250109BHJP
【FI】
F15B20/00 D
E02F9/20 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023107386
(22)【出願日】2023-06-29
(71)【出願人】
【識別番号】502246528
【氏名又は名称】住友建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】三崎 陽二
【テーマコード(参考)】
2D003
3H082
【Fターム(参考)】
2D003AA01
2D003BA01
2D003BA07
2D003CA02
2D003DA02
2D003DA04
2D003DB02
2D003DB05
2D003FA02
3H082AA20
3H082AA30
3H082BB17
3H082BB26
3H082CC02
3H082DA06
3H082DA18
3H082DA22
3H082DA36
3H082DA46
3H082DB26
3H082DB34
3H082DE05
3H082EE02
(57)【要約】      (修正有)
【課題】操作性を向上するショベルを提供する。
【解決手段】油圧ポンプ14と、油圧アクチュエータ7と、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給する作動油を制御する方向制御弁175と、前記方向制御弁のパイロット圧を制御する電磁比例弁と、操作レバー29と、前記操作レバーの操作量が入力され、前記電磁比例弁への指令値を生成するコントローラ30と、を備え、前記コントローラは、前記操作レバーの操作がないときに、前記油圧アクチュエータが動かないように前記電磁比例弁への指令値を生成する。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
油圧ポンプと、
油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給する作動油を制御する方向制御弁と、
前記方向制御弁のパイロット圧を制御する電磁比例弁と、
操作レバーと、
前記操作レバーの操作量が入力され、前記電磁比例弁への指令値を生成するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記操作レバーの操作がないときに、前記油圧アクチュエータが動かないように前記電磁比例弁への指令値を生成する、
ショベル。
【請求項2】
前記方向制御弁は、
前記油圧ポンプから作動油が供給されるブリッジ通路と、
前記油圧アクチュエータのロッド側油室と接続される第1のシリンダポートと、
前記油圧アクチュエータのボトム側油室と接続される第2のシリンダポートと、
タンクと接続されるタンクポートと、
スプールと、を有し、
前記コントローラは、
前記ブリッジ通路と前記第2のシリンダポートとの間における前記スプールのラップ量を増加させ、前記ブリッジ通路と前記第1のシリンダポートとの間における前記スプールのラップ量を減少させるように、前記電磁比例弁への指令値を生成する、
請求項1に記載のショベル。
【請求項3】
ネガコン絞りの上流かつ前記方向制御弁の下流に中立カット弁を更に備え、
前記コントローラは、
前記中立カット弁を閉じ、かつ、前記操作レバーの操作がないときに、前記油圧アクチュエータが動かないように前記電磁比例弁への指令値を生成する、
請求項2に記載のショベル。
【請求項4】
前記コントローラは、
前記油圧ポンプのポンプ圧が閾値以上でかつ一定時間経過し、かつ、前記操作レバーの操作がないときに、前記油圧アクチュエータが動かないように前記電磁比例弁への指令値を生成する、
請求項2に記載のショベル。
【請求項5】
前記方向制御弁は、
前記油圧ポンプから作動油が供給されるブリッジ通路と、
前記油圧アクチュエータのロッド側油室と接続される第1のシリンダポートと、
前記油圧アクチュエータのボトム側油室と接続される第2のシリンダポートと、
タンクと接続されるタンクポートと、
スプールと、を有し、
前記コントローラは、
前記第2のシリンダポートと前記タンクポートの間における前記スプールのラップ量を増加させるように、前記電磁比例弁への指令値を生成する、
請求項1に記載のショベル。
【請求項6】
前記コントローラは、
前記ボトム側油室の圧力が閾値以上でかつ一定時間経過し、かつ、前記操作レバーの操作がないときに、前記油圧アクチュエータが動かないように前記電磁比例弁への指令値を生成する、
請求項5に記載のショベル。
【請求項7】
前記油圧アクチュエータは、バケットを開閉するバケットシリンダである、
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ショベルに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、ネガコン圧センサにより検出されるネガコン圧に応じて、レギュレータを制御することにより、メインポンプの吐出量を調節するショベルが開示されている。また、特許文献1には、ネガコン絞りの上流に設置される中立カット弁を有するショベルの油圧システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2017-172638号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、作動油のリークによって、アタッチメントが操作せずに動いてしまうおそれがある。
【0005】
そこで、上記課題に鑑み、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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係るショベルは、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給する作動油を制御する方向制御弁と、前記方向制御弁のパイロット圧を制御する電磁比例弁と、操作レバーと、前記操作レバーの操作量が入力され、前記電磁比例弁への指令値を生成するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記操作レバーの操作がないときに、前記油圧アクチュエータが動かないように前記電磁比例弁への指令値を生成する。
【発明の効果】
【0007】
上述の実施形態によれば、操作性を向上するショベルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】ショベルの側面図である。
図2】ショベル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】バケットシリンダ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。
図4】制御弁の概略構成図である。
図5】バケット操作における制御弁の開口面積の一例を示すグラフである。
図6】ショベルの第1の制御例を示すフローチャートである。
図7】ショベルの第2の制御例を示すフローチャートである。
図8】ショベルの第3の制御例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
最初に、図1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の側面図である。
【0010】
本実施形態では、ショベル100の下部走行体1はクローラを含む。クローラは、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、クローラは左クローラ及び右クローラを含む。左クローラは左走行油圧モータ2MLによって駆動され、右クローラは右走行油圧モータ2MR(後述する図2参照)によって駆動される。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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(後述する図2参照)及びコントローラ30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。
【0014】
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(不図示)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(不図示)がショベル100に取り付けられていてもよい。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
次に、図2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2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2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。
【0018】
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。
【0019】
図2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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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、コントローラ30によって制御される比例弁31を介してコントロールバルブユニット17内の対応する制御弁171~176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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
図2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。
【0043】
また、左操作レバー26LにはスイッチNS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。スイッチNSは、右操作レバー26Rに設けられていてもよく、キャビン10内の他の位置に設けられていてもよい。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
図2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。
【0047】
走行レバー26Dは、クローラ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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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(ネガコン絞り)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。
【0052】
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。
【0053】
具体的には、図2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。
【0054】
上述のような構成により、図2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2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。
【0055】
即ち、コントローラ30は、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)を超えないように算出された第1の吐出量と、制御圧センサ19で検出された制御圧に基づいて算出された第2の吐出量と、のうち、小さい方の吐出量となるようにレギュレータ13を制御する。
【0056】
中立カット弁50は、センターバイパス管路40の流路面積を調整可能な弁である。図2に示す例において、中立カット弁50は、右センターバイパス管路40Rにおいて、右絞り18Rの上流に配置され、右センターバイパス管路40Rに配置される複数の制御弁172,174,175R,176Rよりも下流に配置される。なお、右制御圧センサ19Rは、右絞り18Rの上流かつ中立カット弁50の下流で圧力を検出する。中立カット弁50の動作は、コントローラ30によって制御される。例えば、中立カット弁50は、コントローラ30によって動作が制御される電磁弁であってもよい。また、中立カット弁50は、コントローラ30によって制御される比例弁(図示せず)を介してパイロットポンプ15が吐出する作動油が中立カット弁50のパイロットポートに供給されることにより動作が制御される電磁弁であってもよい。
【0057】
なお、中立カット弁50は、左右のセンターバイパス管路40のうち、いずれか一方に設けられる構成であってもよく、それぞれに設けられる構成であってもよい。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
次に、図3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3は、バケットシリンダ9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。なお、図3では、バケットシリンダ9の動作を例に説明したが、これに限られるものではなく、ブームシリンダ7の動作、アームシリンダ8の動作、旋回油圧モータ2Aの動作、左走行油圧モータ2MLの動作、右走行油圧モータ2MRの動作についても同様であり、重複する説明は省略する。
【0061】
図3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31CL及び比例弁31CRを含む。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
図3に示すように、右操作レバー26Rは、バケット6を操作するためにも用いられる。具体的には、右操作レバー26R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174のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー26Rは、バケット閉じ方向(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174の左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー26Rは、バケット開き方向(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174の右側パイロットポートに作用させる。
【0065】
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。
【0066】
比例弁31CL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31CLを介して制御弁174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31CR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31CRを介して制御弁174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31CLは、制御弁174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31CRは、制御弁174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。
【0067】
また、比例弁31CLと制御弁174の一方のポート(制御弁174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32CLが設けられている。また、比例弁31CRと制御弁174の他方のポート(制御弁174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32CRが設けられている。各パイロット圧センサ32CL,32CRで検出された値は、コントローラ30に送信される。
【0068】
この構成により、コントローラ30は、操作者によるバケット閉じ操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CLを介し、制御弁174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、操作者によるバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CLを介し、制御弁174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、操作者によるバケット閉じ操作に応じ、或いは、操作者によるバケット閉じ操作とは無関係に、バケット6を閉じることができる。
【0069】
また、コントローラ30は、操作者によるバケット開き操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CRを介し、制御弁174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、操作者によるバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CRを介し、制御弁174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、操作者によるバケット開き操作に応じ、或いは、操作者によるバケット開き操作とは無関係に、バケット6を開くことができる。
【0070】
また、この構成により、コントローラ30は、操作者によるバケット閉じ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31CLを制御し、制御弁174の閉じ側のパイロットポート(図3において左側)に作用するパイロット圧を減圧し、バケット6の閉じ動作を強制的に停止させることができる。操作者によるバケット開き操作が行われているときにバケット6の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
【0071】
或いは、コントローラ30は、操作者によるバケット閉じ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31CRを制御し、制御弁174の閉じ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁174の開き側のパイロットポート(図3において右側)に作用するパイロット圧を増大させ、制御弁174を強制的に中立位置に戻すことで、バケット6の閉じ動作を強制的に停止させてもよい。操作者によるバケット開き操作が行われている場合にバケット6の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
【0072】
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。
【0073】
次に、図4を参照し、バケットシリンダ9に作動油を供給する制御弁174について説明する。図4は、制御弁174の概略構成図である。
【0074】
制御弁174は、制御弁本体と、スプールVmと、を有する。制御弁本体には、入口ポートと、出口ポートと、パラレルポートと、シリンダポートCprtA,CprtBと、タンクポートTprtと、が形成されている。
【0075】
ここで、センターバイパス通路RC(図2の右センターバイパス管路40Rに相当する。)は、図4の紙面に対して垂直方向に形成されている。センターバイパス通路RCにおいて、例えば紙面の手前側が入口ポートに相当し、紙面の奥側が出口ポートに相当する。
【0076】
また、パラレル通路RP(図2の右パラレル管路42Rに相当する。)は、図4の紙面に対して垂直方向に形成される。パラレル通路RPとブリッジ通路Rbとの間には、チェック弁Vchが設けられている。
【0077】
入口ポートは、制御弁174よりも上流側の右センターバイパス管路40Rと接続される。入口ポートは、メインポンプ14からの作動油が供給される。
【0078】
出口ポートは、制御弁174よりも下流側の右センターバイパス管路40Rと接続される。入口ポートから出口ポートへのセンターバイパス通路RCの開口面積は、スプールVmによって制御される。
【0079】
シリンダポートCprtA(第1のシリンダポート)は、バケットシリンダ9のロッド側油室と接続される。シリンダポートCprtB(第2のシリンダポート)は、バケットシリンダ9のボトム側油室と接続される。
【0080】
タンクポートTprtは、作動油タンクと接続される。
【0081】
また、シリンダポートCprtAとタンクポートTprtとの間には、リリーフ弁52Aが設けられている。リリーフ弁52Aは、シリンダポートCprtAの作動油の圧力が所定の圧力以上となると開く弁である。また、シリンダポートCprtBとタンクポートTprtとの間には、リリーフ弁52Bが設けられている。リリーフ弁52Bは、シリンダポートCprtBの作動油の圧力が所定の圧力以上となると開く弁である。
【0082】
また、制御弁本体には、スプールVmの一端側及び他端側にそれぞれパイロットポートを有する。パイロットポートにパイロット圧が供給されることにより、スプールVmの位置が中立位置から変位する。このように、スプールVmは、図4の左右方向に移動可能に構成されている。また、制御弁本体とスプールVmとの間には、環状隙間が形成されている。また、スプールVmには、複数のブリード開口Sboが形成されている。油圧回路は、ブリード開口Sboの開口面積を変化させることによって、ブリードオフ制御を行う。
【0083】
左側のパラレル通路RPとシリンダポートCprtAとの間において、スプールVmがラップ量OLPC1でオーバーラップすることにより流路を閉塞している。シリンダポートCprtAと左側のタンクポートTprtとの間において、スプールVmがラップ量OLCT2でオーバーラップすることにより流路を閉塞している。右側のパラレル通路RPとシリンダポートCprtBとの間において、スプールVmがラップ量OLPC2でオーバーラップすることにより流路を閉塞している。シリンダポートCprtBと右側のタンクポートTprtとの間において、スプールVmがラップ量OLCT1でオーバーラップすることにより流路を閉塞している。
【0084】
コントローラ30は、比例弁31CLを制御して、制御弁174の左側のパイロットポートにパイロット圧を供給する。これにより、スプールVmは、中立位置から右側に変位する。これにより、右側のブリッジ通路RbとシリンダポートCprtBとが連通し、シリンダポートCprtAと左側のタンクポートTprtとが連通する。よって、パラレル通路RPから供給された作動油は、チェック弁Vchを開き、右側のブリッジ通路Rb、シリンダポートCprtBを介して、バケットシリンダ9のボトム側油室に供給される。また、バケットシリンダ9のロッド側油室から流出した作動油は、シリンダポートCprtAを介して、左側のタンクポートTprtへと排出される。また、スプールVmが中立位置から右側に変位することで、入口ポートから出口ポートへのセンターバイパス通路RC(右センターバイパス管路40R)の開口面積が減少する。
【0085】
コントローラ30は、比例弁31CRを制御して、制御弁174の右側のパイロットポートにパイロット圧を供給する。これにより、スプールVmは、中立位置から左側に変位する。これにより、左側のブリッジ通路RbとシリンダポートCprtAとが連通し、シリンダポートCprtBと右側のタンクポートTprtとが連通する。よって、パラレル通路RPから供給された作動油は、チェック弁Vchを開き、左側のブリッジ通路Rb、シリンダポートCprtAを介して、バケットシリンダ9のロッド側油室に供給される。また、バケットシリンダ9のボトム側油室から流出した作動油は、シリンダポートCprtBを介して、右側のタンクポートTprtへと排出される。また、スプールVmが中立位置から左側に変位することで、入口ポートから出口ポートへのセンターバイパス通路RC(右センターバイパス管路40R)の開口面積が減少する。
【0086】
図5は、バケット操作における制御弁174の開口面積の一例を示すグラフである。横軸は、スプールVmのストローク量を示す。また、横軸の(+)方向は、バケット閉じ操作方向におけるスプールVmのストローク量を示す。また、横軸の(-)方向は、バケット開き操作方向におけるスプールVmのストローク量を示す。ストローク量が0の状態は、スプールVmが中立位置に配置された状態を示す。バケット閉じ操作方向におけるスプールVmのストローク量が大きくなるほど、スプールVmは右側(+方向)に移動する。バケット開き操作方向におけるスプールVmのストローク量が大きくなるほど、スプールVmは左側(-方向)に移動する。
【0087】
(+)の側のグラフは、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの開口面積を示す。中立位置から所定のストローク量(ストローク量ST1)までにおいて、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの開口は閉じている。そして、所定のストローク量(ストローク量ST1)に達すると、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの開口が開く。更に(+)方向にストローク量が増加すると、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの開口面積も増加する。
【0088】
なお、シリンダポートCprtAからタンクポートTprtへの開口面積も同様に変化する。即ち、中立位置から所定のストローク量までにおいて、シリンダポートCprtAからタンクポートTprtへの開口は閉じている。そして、所定のストローク量に達すると、シリンダポートCprtAからタンクポートTprtへの開口が開く。更に(+)方向にストローク量が増加すると、シリンダポートCprtAからタンクポートTprtへの開口面積も増加する。なお、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの開口が開くタイミング(ストローク量)と、シリンダポートCprtAからタンクポートTprtへの開口が開くタイミング(ストローク量)とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0089】
(-)の側のグラフは、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtAへの開口面積を示す。中立位置から所定のストローク量(ストローク量ST2)までにおいて、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtAへの開口は閉じている。そして、所定のストローク量(ストローク量ST2)に達すると、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtAへの開口が開く。更に(-)方向にストローク量が増加すると、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtAへの開口面積も増加する。
【0090】
なお、シリンダポートCprtBからタンクポートTprtへの開口面積も同様に変化する。即ち、中立位置から所定のストローク量までにおいて、シリンダポートCprtBからタンクポートTprtへの開口は閉じている。そして、所定のストローク量に達すると、シリンダポートCprtBからタンクポートTprtへの開口が開く。更に(-)方向にストローク量が増加すると、シリンダポートCprtBからタンクポートTprtへの開口面積も増加する。なお、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtAへの開口が開くタイミング(ストローク量)と、シリンダポートCprtBからタンクポートTprtへの開口が開くタイミング(ストローク量)とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0091】
中立位置からバケット閉じ操作方向に操作して、スプールVmがストローク量ST1に達すると、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの開口が開く。スプールVmが中立位置にいる状態において、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtBと間におけるスプールVmのラップ量OLPC2は、ラップ量L11と対応する。
【0092】
また、中立位置からバケット開き操作方向に操作して、スプールVmがストローク量ST2に達すると、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtAへの開口が開く。スプールVmが中立位置にいる状態において、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtAと間におけるスプールVmのラップ量OLPC1は、ラップ量L12と対応する。
【0093】
ところで、スプールVmが制御弁本体内で左右方向に移動可能とするために、制御弁本体とスプールVmとの間には、環状隙間が形成されている。このため、例えばスプールVmが中立位置に配置された状態であっても、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtAへ作動油のリークが発生する。また、シリンダポートCprtAからタンクポートTprtへ作動油のリークが発生する。同様に、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへ作動油のリークが発生する。また、シリンダポートCprtBからタンクポートTprtへ作動油のリークが発生する。
【0094】
例えば、スプールVmが中立位置であって、パラレル通路RPの作動油の圧力が高圧となる状態がある。例えば、制御弁174のスプールVmが中立位置であって、右センターバイパス管路40Rの他の制御弁172,175R,176R及び中立カット弁50のうち少なくとも1つの弁がセンターバイパス管路40の流路面積を減少させた場合、右制御圧センサ19Rで検出される制御圧(ネガコン圧)が減少する。また、制御圧が減少することにより、コントローラ30は、右レギュレータ13Rへ流量増加指令を出す。右レギュレータ13Rは、この流量増加指令に応じて右メインポンプ14Rの斜板傾転角を調節することによって、右メインポンプ14Rの吐出量が増加する。これにより、制御弁174のスプールVmが中立位置であって、パラレル通路RPの作動油の圧力が高圧となる。
【0095】
パラレル通路RPの作動油の圧力が高圧となる状態(換言すれば、メインポンプ14の吐出圧(ポンプ圧)が上昇する状態)において、環状隙間から作動油がリークすることで、シリンダポートCprtA及びシリンダポートCprtBの作動油の圧力も増加する。よって、バケットシリンダ9のボトム側油室とバケットシリンダ9のロッド側油室の圧力も増加する。ここで、ボトム側油室とロッド側油室とにおける受圧面積の差によって、バケットシリンダ9のロッドが伸びる方向(バケット6が閉じる方向)に移動する。そして、シリンダポートCprtAの作動油が高圧となり、リリーフ弁52Aが開く。
【0096】
このように、パラレル通路RPの作動油の圧力が高圧となる状態において、バケット6が閉じる動作がなされるおそれがある。
【0097】
<第1の制御例>
次に、ショベル100の制御の一例について、図6を用いて説明する。図6は、ショベル100の第1の制御例を示すフローチャートである。
【0098】
ここでは、DPFフィルタを再生する場合を例に説明する。ショベル100のエンジン11は例えばディーゼルエンジンであって、ショベル100には、ディーゼルエンジンの排気ガスから粒子状物質を取り除くフィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter)が設けられている。ショベル100は、所定のタイミングでフィルタに高温の排気ガスを供給することにより、フィルタに吸着された粒子状物質を燃焼させることによりフィルタを再生する再生処理を行う。
【0099】
ステップS701において、コントローラ30は、フィルタ再生を開始するか否かを判定する。フィルタ再生を開始しない場合(S701・NO)、ステップS701を繰り返して待機する。フィルタ再生を開始する場合(S701・YES)、コントローラ30の処理はステップS702に進む。
【0100】
ステップS702において、コントローラ30は、中立カット弁50を閉じる。これにより、右制御圧センサ19Rで検出される制御圧(ネガコン圧)が減少する。また、制御圧が減少することにより、コントローラ30は、レギュレータ13へ流量増加指令を出す。また、エンジン11の負荷が増加するため、エンジン11の出力が上がる。これにより、エンジン11から高温の排気ガスをフィルタに供給することにより、フィルタ再生を開始する。また、パラレル通路RPの作動油の圧力が高圧の状態となる。
【0101】
ステップS703において、コントローラ30は、操作レバー(操作装置26)が操作されているか否かを判定する。ここでの操作レバーの操作は、バケット6の開閉操作(右操作レバー26Rの左右方向の操作)で判定してもよく、全ての操作レバーの操作が行われているか否かで判定してもよい。操作レバーが操作されている場合(S703・YES)、コントローラ30の処理はステップS704に進む。操作レバーが操作されていない場合(S703・NO)、コントローラ30の処理はステップS705に進む。
【0102】
ステップS704において、コントローラ30は、操作センサ29で検出した操作量に基づいて比例弁31を制御する。そして、コントローラ30の処理はステップS706に進む。
【0103】
一方、ステップS705において、コントローラ30は、バケットシリンダ9のロッドを縮める側に制御弁174のスプールVmを移動させるように比例弁31を制御する。そして、コントローラ30の処理はステップS706に進む。
【0104】
具体的には、コントローラ30は、スプールVmをストローク量STaの位置に移動させる。換言すれば、コントローラ30は、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtBとの間におけるスプールVmのラップ量OLPC2を増加させ、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtAとの間におけるスプールVmのラップ量OLPC1を減少させるように、比例弁31への指令値を生成する。これにより、図5に示すように、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtBと間におけるスプールVmのラップ量OLPC2は、ラップ量L21となり、増加する。即ち、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの作動油のリークが減少する。また、図5に示すように、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtAと間におけるスプールVmのラップ量OLPC1は、ラップ量L22となり、減少する。即ち、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの作動油のリークが増加する。
【0105】
これにより、シリンダポートCprtBにおける作動油の圧力を低下させることにより、受圧面積差で発生するシリンダポートCprtAにおける作動油の圧力がリリーフ以上になることを防止する。即ち、バケット6が閉じる動作がなされることを防止する。
【0106】
ステップS706において、コントローラ30は、フィルタ再生を終了するか否かを判定する。フィルタ再生を継続する場合(S706・NO)、ステップS703に戻る。フィルタ再生を終了する場合(S706・YES)、コントローラ30の処理はステップS707に進む。
【0107】
ステップS708において、コントローラ30は、中立カット弁50を開く。
【0108】
これによれば、ショベル100は、フィルタ再生時において、操作装置26を操作せずにバケット6が閉じることを防止することができる。よって、所望の姿勢でバケット6の開閉を維持させることができる。換言すれば、オペレータがバケット6の開閉を維持させるための操作を行うことなく、バケット6の姿勢を維持させることができ、ショベル100の操作性を向上させる。
【0109】
<第2の制御例>
次に、ショベル100の制御の一例について、図7を用いて説明する。図7は、ショベル100の第2の制御例を示すフローチャートである。
【0110】
ここでは、ブーム上げ操作を継続して行うことによりブームシリンダ7のボトム側油室の作動油の圧力が上昇し、リリーフ弁(図示せず)が開く状態(ブーム上げリリーフ)や、アーム開き操作を継続して行うことによりアームシリンダ8のロッド側油室の作動油の圧力が上昇し、リリーフ弁(図示せず)が開く状態(アーム開きリリーフ)において、パラレル通路RPの作動油の圧力が高圧の状態となる場合について説明する。
【0111】
ステップS801において、ポンプ圧が閾値以上でかつ一定時間経過したか否かを判定する。ポンプ圧が閾値以上でなく、及び/又は、一定時間経過していない場合(S801・NO)、ステップS801を繰り返して待機する。ポンプ圧が閾値以上でかつ一定時間経過した場合(S801・YES)、コントローラ30の処理はステップS802に進む。
【0112】
ステップS802において、コントローラ30は、操作レバー(操作装置26)が操作されているか否かを判定する。ここでの操作レバーの操作は、バケット6の開閉操作(右操作レバー26Rの左右方向の操作)が行われているか否かで判定する。操作レバーが操作されている場合(S802・YES)、コントローラ30の処理はステップS803に進む。操作レバーが操作されていない場合(S802・NO)、コントローラ30の処理はステップS804に進む。
【0113】
ステップS803において、コントローラ30は、操作センサ29で検出した操作量に基づいて比例弁31を制御する。
【0114】
一方、ステップS804において、コントローラ30は、バケットシリンダ9のロッドを縮める側に制御弁174のスプールVmを移動させるように比例弁31を制御する。
【0115】
具体的には、コントローラ30は、スプールVmをストローク量STaの位置に移動させる。換言すれば、コントローラ30は、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtBとの間におけるスプールVmのラップ量OLPC2を増加させ、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtAとの間におけるスプールVmのラップ量OLPC1を減少させるように、比例弁31への指令値を生成する。これにより、図5に示すように、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtBと間におけるスプールVmのラップ量OLPC2は、ラップ量L21となり、増加する。即ち、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの作動油のリークが減少する。また、図5に示すように、ブリッジ通路RbとシリンダポートCprtAと間におけるスプールVmのラップ量OLPC1は、ラップ量L22となり、減少する。即ち、ブリッジ通路RbからシリンダポートCprtBへの作動油のリークが増加する。
【0116】
これにより、シリンダポートCprtBにおける作動油の圧力を低下させることにより、受圧面積差で発生するシリンダポートCprtAにおける作動油の圧力がリリーフ以上になることを防止する。即ち、バケット6が閉じる動作がなされることを防止する。
【0117】
これによれば、ショベル100は、ブーム上げリリーフやアーム開きリリーフ等のパラレル通路RPの作動油の圧力が高圧の状態となる場合において、操作装置26を操作せずにバケット6が閉じることを防止することができる。よって、所望の姿勢でバケット6の開閉を維持させることができる。換言すれば、オペレータがバケット6の開閉を維持させるための操作を行うことなく、バケット6の姿勢を維持させることができ、ショベル100の操作性を向上させる。
【0118】
<第3の制御例>
次に、ショベル100の制御の一例について、図8を用いて説明する。図8は、ショベル100の第3の制御例を示すフローチャートである。
【0119】
ここでは、液体や液体を含む土砂等の重量の大きな積載物をバケット6に積載した状態を例に説明する。この場合、積載物の重量によって環状隙間を作動油がリークすることにより、操作レバーを操作せずにバケット6が開くおそれがある。
【0120】
ステップS901において、バケットボトム圧センサS9Bで検出するバケットシリンダボトム圧が閾値以上でかつ一定時間経過したか否かを判定する。バケットシリンダボトム圧が閾値以上でなく、及び/又は、一定時間経過していない場合(S901・NO)、ステップS901を繰り返して待機する。バケットシリンダボトム圧が閾値以上でかつ一定時間経過した場合(S901・YES)、コントローラ30の処理はステップS902に進む。
【0121】
ステップS902において、コントローラ30は、操作レバー(操作装置26)が操作されているか否かを判定する。ここでの操作レバーの操作は、バケット6の開閉操作(右操作レバー26Rの左右方向の操作)で判定してもよく、全ての操作レバーの操作が行われているか否かで判定してもよい。操作レバーが操作されている場合(S802・YES)、コントローラ30の処理はステップS903に進む。操作レバーが操作されていない場合(S802・NO)、コントローラ30の処理はステップS904に進む。
【0122】
ステップS903において、コントローラ30は、操作センサ29で検出した操作量に基づいて比例弁31を制御する。
【0123】
一方、ステップS904において、コントローラ30は、バケットシリンダ9のロッドを伸ばす側に制御弁174のスプールVmを移動させるように比例弁31を制御する。
【0124】
具体的には、コントローラ30は、シリンダポートCprtBとタンクポートTprtと間におけるスプールVmのラップ量OLCT1を増加させるように、比例弁31への指令値を生成する。これにより、シリンダポートCprtBとタンクポートTprtと間におけるスプールVmのラップ量OLCT1は、増加する。即ち、シリンダポートCprtBからタンクポートTprtへの作動油のリークが減少する。
【0125】
これによれば、ショベル100は、積載物の重量によってバケット6が開くことを防止することができる。よって、所望の姿勢でバケット6の開閉を維持させることができる。換言すれば、オペレータがバケット6の開閉を維持させるための操作を行うことなく、バケット6の姿勢を維持させることができ、ショベル100の操作性を向上させる。
【0126】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【0127】
1 下部走行体
2 旋回機構
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
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ(油圧アクチュエータ)
13 レギュレータ
14 メインポンプ(油圧ポンプ)
15 パイロットポンプ
17 コントロールバルブユニット
18 絞り(ネガコン絞り)
19 制御圧センサ
174 制御弁(方向制御弁)
26 操作装置
26R 右操作レバー
26L 左操作レバー
30 コントローラ
31 比例弁(電磁比例弁)
50 中立カット弁
100 ショベル
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8