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公開番号2024052373
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022159051
出願日2022-09-30
発明の名称作業機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人武和国際特許事務所
主分類E02F 9/22 20060101AFI20240404BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】原動機の出力制限下において、複数の油圧アクチュエータの動作速度のバランスを維持することができる作業機械を提供する。
【解決手段】作業機械は、予め定められた原動機の出力制限値と、吐出圧センサによって検出された油圧ポンプの吐出圧とに基づいて、油圧ポンプが吐出可能な圧油のポンプ流量制限値を演算し、操作量検出センサによって検出された操作量に基づいて、複数の油圧アクチュエータそれぞれの要求速度を演算し、演算した複数の要求速度を満たすために、油圧ポンプが吐出すべき圧油の流量の推定値であるポンプ流量推定値を演算し、ポンプ流量制限値及びポンプ流量推定値の比に基づいて、複数の要求速度それぞれを補正して複数の目標速度を演算し、複数の油圧アクチュエータそれぞれが目標速度で動作するように、原動機、油圧ポンプ、及び複数の流量制御弁の少なくとも1つを制御する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
駆動力を発生させる原動機と、
前記原動機の駆動力によって圧油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサと、
前記油圧ポンプから供給される圧油によって動作する複数の油圧アクチュエータと、
複数の前記油圧アクチュエータそれぞれに対する圧油の給排量を制御する複数の流量制御弁と、
複数の前記油圧アクチュエータをそれぞれ操作する操作装置と、
前記操作装置による操作量を検出する操作量検出センサと、
前記原動機、前記油圧ポンプ、及び複数の前記流量制御弁の少なくとも１つを制御するコントローラとを備える作業機械において、
前記コントローラは、
予め定められた前記原動機の出力制限値と、前記吐出圧センサによって検出された前記油圧ポンプの吐出圧とに基づいて、前記油圧ポンプが吐出可能な圧油のポンプ流量制限値を演算し、
前記操作量検出センサによって検出された前記操作量に基づいて、複数の前記油圧アクチュエータそれぞれの要求速度を演算し、
演算した複数の前記要求速度を満たすために、前記油圧ポンプが吐出すべき圧油の流量の推定値であるポンプ流量推定値を演算し、
前記ポンプ流量制限値及び前記ポンプ流量推定値の比に基づいて、複数の前記要求速度それぞれを補正して複数の目標速度を演算し、
複数の前記油圧アクチュエータそれぞれが前記目標速度で動作するように、前記原動機、前記油圧ポンプ、及び複数の前記流量制御弁の少なくとも１つを制御することを特徴とする作業機械。
続きを表示（約 440 文字）【請求項２】
請求項１に記載の作業機械において、
複数の前記油圧アクチュエータそれぞれに対して給排される圧油の実測圧を検出する複数の圧力センサを備え、
前記コントローラは、
複数の前記油圧アクチュエータそれぞれに給排される圧油の目標圧を、前記目標速度に基づいて演算し、
複数の前記流量制御弁それぞれの開口量を、前記目標圧及び前記実測圧に差に基づいて制御することを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械において、
前記流量制御弁は、
前記油圧アクチュエータへの圧油の供給方向を制御する方向制御弁と、
前記油圧ポンプから前記方向制御弁に至る流路上に配置されて、前記方向制御弁を通じて前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御するメータイン制御弁とを含み、
前記コントローラは、前記方向制御弁及び前記メータイン制御弁の少なくとも一方を制御することを特徴とする作業機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の油圧アクチュエータを備える作業機械に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルなどの作業機械は、作業装置を構成するブーム、アームなどの各リンクが回転または直進ジョイントにより連結され、油圧アクチュエータ（例えば、油圧モータ、油圧シリンダ）により回転または並進運動する。油圧アクチュエータは、原動機（例えば、エンジン、電動モータ）により回転駆動される油圧ポンプから供給される作動油によって動作する。
【０００３】
作業装置の速度、加速度、力を制御するためには、各ジョイントに加わる回転トルクまたは推力を制御する必要がある。一方、原動機の出力エネルギー及びトルクには上限があるため、油圧アクチュエータの駆動エネルギーが過大になる場合は、可変容量の油圧ポンプの吐出容量を減じるなどして、原動機の出力エネルギーの上限を上回らないように制御する必要がある。
【０００４】
このような課題を解決するために、例えば特許文献１には、エネルギー制限値を現在のポンプ吐出圧で除して流量制限値を算出することで、原動機の出力エネルギーを超えない範囲でポンプの吐出容量を制御する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５９８５１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数の油圧アクチュエータを複合動作させる場合において、特許文献１の方法でエネルギー制限を行うと、各油圧アクチュエータの動作速度のバランスが崩れる可能性がある。その結果、作業機械の動作がユーザの意図しないものになるという課題を生じる。
【０００７】
本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、原動機の出力制限下において、複数の油圧アクチュエータの動作速度のバランスを維持することが可能な作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、駆動力を発生させる原動機と、前記原動機の駆動力によって圧油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサと、前記油圧ポンプから供給される圧油によって動作する複数の油圧アクチュエータと、複数の前記油圧アクチュエータそれぞれに対する圧油の給排量を制御する複数の流量制御弁と、複数の前記油圧アクチュエータをそれぞれ操作する操作装置と、前記操作装置による操作量を検出する操作量検出センサと、前記原動機、前記油圧ポンプ、及び複数の前記流量制御弁の少なくとも１つを制御するコントローラとを備える作業機械において、前記コントローラは、予め定められた前記原動機の出力制限値と、前記吐出圧センサによって検出された前記油圧ポンプの吐出圧とに基づいて、前記油圧ポンプが吐出可能な圧油のポンプ流量制限値を演算し、前記操作量検出センサによって検出された前記操作量に基づいて、複数の前記油圧アクチュエータそれぞれの要求速度を演算し、演算した複数の前記要求速度を満たすために、前記油圧ポンプが吐出すべき圧油の流量の推定値であるポンプ流量推定値を演算し、前記ポンプ流量制限値及び前記ポンプ流量推定値の比に基づいて、複数の前記要求速度それぞれを補正して複数の目標速度を演算し、複数の前記油圧アクチュエータそれぞれが前記目標速度で動作するように、前記原動機、前記油圧ポンプ、及び複数の前記流量制御弁の少なくとも１つを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、原動機の出力制限下において、複数の油圧アクチュエータの動作速度のバランスを維持することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
油圧ショベルの側面図である。
油圧ショベルの駆動回路を示す図である。
油圧ショベル１のハードウェア構成図である。
コントローラの機能ブロック図である。
要求速度演算部の詳細図である。
回転数制御部の詳細図である。
出力制限部の詳細図である。
油圧シリンダに適用される目標圧演算部の詳細図である。
油圧モータに適用される目標圧演算部の詳細図である。
メータイン制御を行うバルブ制御部の詳細図である。
メータアウト制御を行うバルブ制御部の詳細図である。
ポンプ制御部の詳細図である。
油圧ショベルに搭載された油圧回路の概略図である。
複合動作させる油圧アクチュエータの他の組み合わせを示す駆動路図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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