(57)【要約】【課題】優先度に基づく流量制御を備えた液圧システムを提供する。【解決手段】液圧システムは、加圧源と、複数個の流体アクチュエータと、制御器とを有する。制御器は、複数個の流体アクチュエータのどれが第１のタイプ及び第２のタイプの流体アクチュエータであるかを示す入力を受け取り、複数個の流体アクチュエータに対する所望の流量を示す入力を受け取り、かつ、加圧源の現在の流量を決定するように構成される。制御器は、さらに、第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望の流量を要求するように構成され、全所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、第２のタイプの流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求するように構成され、かつ、第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、全ての複数個の流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求するように構成される。【選択図】図２
2006125637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給流体を貯留するように構成されたタンクと、
流体を加圧するように構成された加圧源と、
加圧された流体を受け入れるように構成された複数個の流体アクチュエータと、
制御器であって、
複数個の流体アクチュエータのどれが第１のタイプの流体アクチュエータであり、複数個の流体アクチュエータのどれが第２のタイプの流体アクチュエータであるかを示す入力を受け取り、
複数個の流体アクチュエータに対する所望の流量を示す入力を受け取り、
加圧源の現在の流量を決定し、
第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望の流量を要求し、又、複数個の流体アクチュエータに対する全所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、第２のタイプの流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求し、かつ、
第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、すべての複数個の流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求するように構成された制御器と、
を備えた液圧システム。
【請求項２】
液圧システムを操作する方法であって、
流体を加圧することと、
加圧された流体を複数個の流体アクチュエータに送り込むことと、
複数個の流体アクチュエータのどれが第１のタイプの流体アクチュエータであり、複数個の流体アクチュエータのどれが第２のタイプの流体アクチュエータであるかを示す入力を受け取ることと、
複数個の流体アクチュエータに対する所望の流量を示す入力を受け取ることと、
複数個の流体アクチュエータと流体連通している加圧源の現在の流量を決定することと、
第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望の流量を要求すること、及び、複数個の流体アクチュエータに対する全所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、第２のタイプの流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求することと、
第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、すべての複数個の流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求することと、
を含む方法。
【請求項３】
動力源と、
少なくとも１つの作業器具と、
少なくとも１つの牽引装置と、
少なくとも１つの作業器具及び少なくとも１つの牽引装置の少なくとも１つを作動させるように構成された液圧システムであって、
供給流体を貯留するように構成されたタンクと、
流体を加圧するように構成された加圧源と、
加圧された流体を受け入れるように構成された複数個の流体アクチュエータと、
制御器であって、
複数個の流体アクチュエータのどれが第１のタイプの流体アクチュエータであり、複数個の流体アクチュエータのどれが第２のタイプの流体アクチュエータであるかを示す入力を受け取り、
複数個の流体アクチュエータに対する所望の流量を示す入力を受け取り、
加圧源の現在の流量を決定し、
第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望の流量を要求し、又、複数個の流体アクチュエータに対する全所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、第２のタイプの流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求し、
第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、すべての複数個の流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求し、かつ、
現在の流量が予め定められた所望流量の範囲内にない場合は、加圧源の運転を調整するように構成された制御器と、
を含む液圧システムと、
を備えた作業機械。
【請求項４】
供給流体を貯留するように構成されたタンクと、
流体を加圧するように構成された加圧源と、
加圧された流体を受け入れるように構成された複数個の流体アクチュエータと、
制御器であって、
複数個の流体アクチュエータのどれが第１のタイプの流体アクチュエータであり、複数個の流体アクチュエータのどれが第２のタイプの流体アクチュエータであるかを示す入力を受け取り、
第２のタイプの流体アクチュエータの所望の優先度を示す入力を受け取り、
複数個の流体アクチュエータに対する所望の流量を示す入力を受け取り、
加圧源の現在の流量を決定し、かつ、
第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望の流量を要求し、又、複数個の流体アクチュエータに対する全所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、所望の優先度に従って比率削減された第２のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量を要求するように構成された制御器と、
を備えた液圧システム。
【請求項５】
液圧システムを操作する方法であって、
流体を加圧することと、
加圧された流体を複数個の流体アクチュエータに送り込むことと、
複数個の流体アクチュエータのどれが第１のタイプの流体アクチュエータであり、複数個の流体アクチュエータのどれが第２のタイプの流体アクチュエータであるかを示す入力を受け取ることと、
第２のタイプの流体アクチュエータの所望の優先度を示す入力を受け取ることと、
複数個の流体アクチュエータに対する所望の流量を示す入力を受け取ることと、
複数個の流体アクチュエータと流体連通している加圧源の現在の流量を決定することと、
第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望の流量を要求すること、及び、複数個の流体アクチュエータに対する全所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、所望の優先度に従って比率削減された第２のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量を要求することと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に液圧システムに関するものであり、さらに特定すれば、優先度に基づく流量制御を備えた液圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ブルドーザ、ローダ、掘削機、自動グレーダ、及び他のタイプの重機械のような作業機械は、多様な作業を遂行するために多数の油圧アクチュエータを使用している。これらのアクチュエータは、作業機械に設置されたポンプに流体接続されており、このポンプが、操作者の要求に応答して種々のアクチュエータの内部のチャンバに加圧流体を供給する。多数のアクチュエータを同時操作する間には、操作者が、ポンプの吐出容量よりも大きな流体流量を要求する場合があり得る。１つのアクチュエータに供給される流体流量が要求流量よりも小さければ、その特定のアクチュエータは予期したようには作動しなくなるかも知れず、結果的に作業機械の非効率な運転及び／又は所定外の動きを引き起こす可能性がある。
【０００３】
当該ポンプの容量よりも大きな流体流量に対する要求に対処するための１つの方法が（特許文献１）に説明されている。（特許文献１）は作業車両用のバルブ制御システムを記載している。このバルブ制御システムは１台のポンプに流体接続された複数個のアクチュエータを含んでいるが、バルブ制御システムの１個以上のアクチュエータを優先流量アクチュエータとして分類することができ、バルブ制御システムの残りのアクチュエータは調節流量アクチュエータとして分類することができる。作業機械の操作者が全アクチュエータに対して要求する全流量がポンプの全吐出容量を超える事態が生じると、バルブ制御システムは、調節流量アクチュエータに供給する流量を比例的に削減して、比率削減された全要求流量がポンプの全吐出容量の範囲内に維持されるようにする。この場合特に、調節流量アクチュエータに利用できる流量を決定するために、優先流量アクチュエータの要求流量がポンプの最大吐出容量から差し引かれる。調節流量アクチュエータに供給することができるこの計算流量が、調節流量アクチュエータの間で比例的に配分されるのである。
【０００４】
（特許文献１）のバルブ制御システムは、優先流量アクチュエータ及び調節流量アクチュエータから要求される合計流量がポンプの吐出容量を超える事態には対処することができるが、このバルブ制御システムは、優先流量アクチュエータだけからの要求流量がポンプの全吐出容量を超える状況には対処することができない。さらに、（特許文献１）のバルブ制御システムは、すべてのアクチュエータが優先流量アクチュエータである場合、あるいは、調節流量アクチュエータのどれかに残りの流量の大きな部分を割り当てるという重要度の格付けがなされる場合には対応することができない。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，４９８，９７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の液圧システムは上記の１つ以上の問題点を克服することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、１つの態様において液圧システムに関する。この液圧システムは、供給流体を貯留するように構成されたタンクと、流体を加圧するように構成された加圧源とを含んでいる。液圧システムは、又、加圧流体を受け入れるように構成された複数個の流体アクチュエータと制御器とを含む。この制御器は、複数個の流体アクチュエータのどれが第１のタイプの流体アクチュエータであり、複数個の流体アクチュエータのどれが第２のタイプの流体アクチュエータであるかを示す入力を受け取るように構成され、又、複数個の流体アクチュエータに対する所望流量を示す入力を受け取って、加圧源の現在の流量を決定するようにも構成される。制御器は、さらに、第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量を要求するように構成され、複数個の流体アクチュエータに対する全所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、第２のタイプの流体アクチュエータの比率削減された所望流量を要求するように構成される。制御器は、さらに付加的に、第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、すべての複数個の流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求するように構成される。
【０００８】
本発明は、もう１つの態様において液圧システムの操作方法に関する。この方法は、流体を加圧することと、加圧された流体を複数個の流体アクチュエータへ送り込むことを含む。この方法は、又、複数個の流体アクチュエータのどれが第１のタイプの流体アクチュエータであり、複数個の流体アクチュエータのどれが第２のタイプの流体アクチュエータであるかを示す入力を受け取ることを含む。この方法は、さらに、複数個の流体アクチュエータに対する所望流量を示す入力を受け取ることと、複数個の流体アクチュエータと流体連通している加圧源の現在の流量を決定することとを含む。この方法は、さらに付加的に、第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量を要求すること、及び、複数個の流体アクチュエータに対する全所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、第２のタイプの流体アクチュエータの比率削減された所望流量を要求することを含み、かつ、第１のタイプの流体アクチュエータに対する所望流量が加圧源の現在の流量を超える場合には、すべての複数個の流体アクチュエータに対する比率削減された所望流量を要求することを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は典型的な作業機械１０の図解である。作業機械１０は、採掘、建設、農作業、輸送、あるいは当分野において知られる他のあらゆる業種、のような業種に関係するなんらかのタイプの操作を遂行する固定式もしくは移動式の機械とすることができる。例えば、作業機械１０は、掘削機、ブルドーザ、ローダ、バックホウ、自動グレーダ、ダンプトラック、あるいは他のあらゆる土工機械のような土工機械であってよい。作業機械１０は、フレーム１２、少なくとも１つの作業器具１４、操作者インターフェース１６、動力源１８、及び少なくとも１つの牽引装置２０を含むことができる。
【００１０】
フレーム１２は、作業機械１０及び／又は作業器具１４の動きを支持するあらゆる構造ユニットを含むことができる。フレーム１２は、例えば、動力源１８を牽引装置２０に連結する定置式のベースフレーム、リンク機構の可動式のフレーム要素、あるいは当分野において知られる他のいかなるフレームであってもよい。
【００１１】
作業器具１４は、作業の遂行に用いられるいかなる装置をも含むことができる。例えば、作業器具１４は、バケット、ブレード、ショベル、破砕機、ダンプベッド、ハンマー、オーガ、あるいは他のあらゆる適切な作業遂行装置を含むことができる。作業器具１４は、回動、回転、滑動、揺動するように、あるいは当分野において知られる方式でフレーム１２に対して相対的に運動するように構成することができる。
【００１２】
操作者インターフェース１６は、作業機械の所望の動きを指示する入力を作業機械の操作者から受け取るように構成することができる。この入力は、代わりの方式として、操作者を支援する自動化システムあるいは操作者に代わって操作する自律自動システムからのコンピュータ発生指令であってもよいことが考えられる。特に、操作者インターフェース１６は、第１の操作者インターフェース装置２２と第２の操作者インターフェース装置２４とを含むことができる。第１の操作者インターフェース装置２２は運転席の片側に配置される多軸の操作レバーを含むことができる。第１の操作者インターフェース装置２２は、作業器具１４を位置決め及び／又は方向決めするように構成される比例型の制御器とすることができるが、その場合、作業器具１４の動きの速さは、第１の操作者インターフェース装置２２の作動軸の周りの作動位置に関係付けられる。第２の操作者インターフェース装置２４は、操作者の足操作用に構成されるスロットルペダルを含むことができる。第２の操作者インターフェース装置２４は、又、牽引装置２０の駆動回転を制御するように構成された比例型の制御器とすることもできる。この場合、牽引装置２０の回転速度は、第２の操作者インターフェース装置２４の作動位置に関係付けられる。追加的及び／又は異なる操作者インターフェース装置を操作者インターフェース１６に含めてもよいことが考えられるが、例えば、ハンドル、ノブ、プッシュプル器具、スイッチ、及び当分野で知られる他の操作者インターフェース装置がこれに該当する。
【００１３】
動力源１８は、例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、天然ガスエンジン、あるいは当分野において知られる他のあらゆるエンジンのようなエンジンとすることができる。動力源１８は、代わりの方式として、例えば、燃料電池、動力貯蔵装置、及び電気モータ、あるいは当分野において知られる別の動力源としてもよいことが考えられる。
【００１４】
牽引装置２０は、作業機械１０のそれぞれの側面に配置された履帯を含むことができる（片側のみが図示されている）。代わりの方式として、牽引装置２０は、車輪、ベルト、又は他の牽引装置を含んでもよい。牽引装置２０は操舵可能であってもなくてもよい。
【００１５】
図２に示されるように、作業機械１０は、作業器具１４を作動させ、及び／又は、作業機械１０を走行させるために共同して動作する複数個の流体機器を備えた液圧システム２６を含むことができる。特に、液圧システム２６は、供給流体を貯留するタンク２８と加圧源３０とを含むことができる。この加圧源３０は、流体を加圧して、加圧された流体を１つ以上の油圧シリンダ３２ａ−ｃ、１つ以上の液圧モータ３４、及び／又は当分野において知られる他のあらゆる付加的な流体アクチュエータに供給するように構成される。液圧システム２６は、又、液圧システム２６の流体機器と接続される制御システム３６を含むことができる。液圧システム２６は、追加的及び／又は異なる機器、例えば、アキュムレータ、制限オリフィス、チェック弁、圧力リリーフ弁、メークアップ弁、圧力均衡化流路、及び当分野において知られる他の機器等を含んでもよいことが考えられる。
【００１６】
タンク２８は、供給流体を貯留するように構成される容器としての性質を持ちうる。流体には、例えば、専用の油圧作動油、エンジン潤滑油、変速機潤滑油、あるいは当分野において知られる他のあらゆる流体が含まれ得る。作業機械１０の中の１つ以上の液圧システムが、流体をタンク２８から引き抜き、タンク２８に戻すことができる。液圧システム２６は、分割された多数の流体タンクに連結してもよいことが考えられる。
【００１７】
加圧源３０は、加圧流体の流れを生成するように構成すればよく、例えば、可変容量型ポンプ、固定容量型ポンプ、可変送出型ポンプ、あるいは当分野において知られる他のあらゆる流体加圧源のようなポンプを含むことができる。加圧源３０は、例えば、中間軸３８、ベルト（図示なし）、電気回路（図示なし）、あるいは他のあらゆる適切な方法によって、作業機械１０の動力源１８と駆動連結することができる。代わりの方式として、トルクコンバータ、ギヤボックス、あるいは他のあらゆる適切な方法によって、加圧源３０を動力源１８に間接的に連結してもよい。加圧された流体を液圧システム２６に供給するために、加圧流体の多数個の加圧源を相互接続してもよいことが考えられる。
【００１８】
加圧源３０からの利用可能な流量は、加圧源３０の内部の斜板の角度を検知するか、あるいは加圧源３０に送られる実際の指令を監視することによって決定することができる。加圧源３０からの利用可能な流量は、このような方法の代わりに、加圧源３０から吐出される実際の流量を測定するように構成された検知装置によって測定可能であることも考えられる。加圧源３０からの利用可能な流量は、さまざまな理由、例えば、要求されるポンプ動力が高いポンプ圧力において利用可能な入力動力（動力源）を超えないことを確実にするように排出量を低下させるため、あるいは、液圧システム２６内部の圧力を低下又は増大させるためという理由から、低下させる、あるいは増大させることができる。
【００１９】
油圧シリンダ３２ａ−ｃは、作業器具１４を、直接回動軸を介して、あるいは、リンク機構、但し各油圧シリンダ３２ａ−ｃがそのリンク機構の１つの要素を形成するリンク機構（図１参照）を介して、あるいは他のなんらかの妥当な方法によって、フレーム１２に連結することができる。各油圧シリンダ３２ａ−ｃは、筒体４０と、その筒体４０の中に配備されるピストン組立品（図示なし）とを含むことができる。筒体４０及びピストン組立品の片側をフレーム１２に回動可能に取り付け、筒体４０及びピストン組立品のもう一方の側を作業器具１４に回動可能に取り付けることができる。この取り付け方式の代わりに、筒体４０及び／又はピストン組立品を、フレーム１２又は作業器具１４のいずれかに固定的に連結するか、あるいは、フレーム１２の２つ以上の構成要素間に取り付けることもできることが考えられる。各油圧シリンダ３２ａ−ｃは、ピストン組立品によって分割された第１チャンバ（図示なし）と第２チャンバ（図示なし）とを含むことができる。ピストン組立品を筒体４０の内部で移動させて油圧シリンダ３２ａ−ｃの有効長さを変えるために、第１及び第２チャンバには、選択的に、加圧流体を供給し、加圧流体をそこから排除することができる。油圧シリンダ３２ａ−ｃの伸張及び短縮は、作業器具１４の動きを支援するように機能することができる。
【００２０】
ピストン組立品は、筒体４０と同一軸上に配置され、筒体４０の内部に配備されたピストン（図示なし）と、フレーム１２及び作業器具１４のいずれかと連結することができる（図１参照）ピストンロッド４２とを含むことができる。ピストンは２つの反対側の油圧面を含むことができるが、その一方が第１及び第２のチャンバのそれぞれと関連している。２つの面に作用する流体圧力に不均衡が生じると、ピストン組立品が筒体４０の内部で軸方向に移動することができる。例えば、第１の油圧面に作用する第１の油圧チャンバ内の流体圧力が、第２の反対側の油圧面に作用する第２の油圧チャンバ内の流体圧力よりも高ければ、ピストン組立品は押し出されて、油圧シリンダ３２ａ−ｃの有効長さを増大させることができる。同様に、第２の油圧面に作用する流体圧力が、第１の油圧面に作用する流体圧力よりも高ければ、ピストン組立品は筒体４０の中に引き込まれて、油圧シリンダ３２ａ−ｃの有効長さを短縮させることができる。筒体４０の内壁とピストンの外側の円筒表面との間に流体の流れが生じないようにするために、例えばＯリングのようなシール要素（図示なし）をピストンに装着することができる。
【００２１】
各油圧シリンダ３２ａ−ｃは、加圧源３０からの加圧流体を第１及び第２油圧チャンバのいずれかに計量供給するように機能する少なくとも１つの比例制御弁４４と、第１及び第２チャンバのもう一方の側から流体をタンク２８に排出させるように機能する少なくとも１つのドレーン弁（図示なし）とを含むことができる。特に、比例制御弁４４は、スプリングでバイアスさせた比例弁機構を含むことができるが、この比例弁機構は、ソレノイド作動され、流体が第１及び第２チャンバのいずれかに流入することができる第１位置と、流体の流れが第１及び第２チャンバから閉止される第２位置との間で動作するように構成される。第１及び第２位置間の弁機構の位置が、関連する第１及び第２チャンバに送り込まれる加圧流体の流量を決定することができる。この弁機構は、作業器具１４の所望の動きを作り出す要求流量に反応して第１及び第２位置の間で動作することができる。ドレーン弁は、スプリングでバイアスさせた弁機構を含むことができるが、この弁機構は、ソレノイド作動され、第１及び第２チャンバから流体が流出することができる第１位置と、第１及び第２チャンバからの流体の流出が閉止される第２位置との間で動作するように構成される。比例制御弁４４及びドレーン弁は、代わりの方式として、油圧作動、機械作動、空圧作動、あるいは他のあらゆる適切な方式で作動するものであってもよいことが考えられる。
【００２２】
モータ３４は、可変容量型のモータもしくは固定容量型のモータとすることができ、加圧源３０から加圧流体の流れを受け入れるように構成することができる。モータ３４を通過する加圧流体の流れは、牽引装置２０に連結された出力軸４６を回転させることができ、これによって、作業機械１０を走行させ及び／又は操舵することができる。モータ３４は、代わりの方式として、ギヤボックス、あるいは当分野において知られる他のあらゆる方法で、牽引装置２０に間接的に連結してもよいことが考えられる。さらに、モータ３４は、牽引装置２０以外の、作業機械１０に装備される別の種々の機構、例えば、回転作業器具、操舵機構、あるいは当分野において知られる他のあらゆる作業機械の機構に連結してもよいことが考えられる。モータ３４は、モータ３４に供給される加圧流体の流量を制御する比例制御弁４８を含むことができる。比例制御弁４８は、スプリングでバイアスさせた比例弁機構を含むことができるが、この比例弁機構は、ソレノイド作動され、流体がモータ３４を通過して流れることができる第１位置と、流体の流れがモータ３４から閉止される第２位置との間で動作するように構成される。第１及び第２位置間の弁機構の位置が、モータ３４を通過して供給される加圧流体の流量を決定することができる。この弁機構は、牽引装置２０の所望の回転運動を作り出す要求流量に反応して第１及び第２位置間で動作することができる。
【００２３】
制御システム３６は制御器５０を含むことができる。制御器５０は、液圧システム２６の操作を制御する手段を含む単一のマイクロプロセッサもしくは多重マイクロプロセッサにおいて具現化することができる。多くの市販のマイクロプロセッサを、制御器５０の機能を遂行するように構成することができる。制御器５０は、すでに、作業機械の多くの機能を制御し得る一般的な作業機械用マクロプロセッサにおいて具現化できていることが認識されるべきである。制御器５０は、メモリ、２次保存用デバイス、プロセッサ、及びアプリケーションを動作させるための他のあらゆる構成要素を含むことができる。他の種々の回路、例えば、電源回路、信号調整回路、ソレノイド駆動回路、及び他のタイプの回路を制御器５０に関連させることができる。
【００２４】
制御器５０は、操作者インターフェース１６から入力を受け取り、その入力に応答して、油圧シリンダ３２ａ−ｃ及びモータ３４への加圧流体の流量を制御するように構成することができる。特に、制御器５０は、それぞれ通信接続線５２、５４、及び５６によって油圧シリンダ３２ａ−ｃの比例制御弁４４と接続し、通信接続線５８によってモータ３４の比例制御弁４８と接続し、通信接続線６０によって第１の操作者インターフェース装置２２と接続し、通信接続線６２によって第２の操作者インターフェース装置２４と接続することができる。制御器５０は、第１操作者インターフェース装置２２が発生する比例信号を受け取って、所望の作業工具の動きを作り出すために、油圧シリンダ３２ａ−ｃの関連する第１あるいは第２の作動チャンバを選択的に充満させるように、１つ以上の比例制御弁４４を選択的に作動させることができる。制御器５０は、又、第２操作者インターフェース装置２４が発生する比例信号を受け取って、牽引装置２０の所望の回転運動を作り出すために、モータ３４の比例制御弁４８を選択的に作動させることができる。
【００２５】
制御器５０は、通信接続線６４によって加圧源３０と接続し、加圧流体に対する要求に応答して加圧源３０の運転を変えるように構成することができる。特に、制御器５０は、作業機械の操作者が希望するように作業機械を作動させるのに必要な加圧流体の所望の流量（全所望流量）であって、第１及び／又は第２の操作者インターフェース装置２２、２４によって指示される加圧流体の所望流量を決定するように構成することができる。制御器５０は、さらに、加圧源３０の現在の流量を決定し、加圧源３０の最大吐出容量を確定するように構成することができる。制御器５０は、全所望流量が現在の流量よりも大きく、かつ現在の流量が加圧源３０の最大吐出容量よりも小さければ、加圧源３０の現在の流量を増大するように構成することができる。
【００２６】
制御器５０は、又、加圧源３０の現在の流量及び／又は最大吐出容量が全所望流量よりも小さければ、油圧シリンダ３２ａ−ｃ及びモータ３４への加圧流体の所望流量を低減して要求するように構成することができる。特に、全所望流量が、加圧源３０の現在の流量及び／又は吐出容量を超える可能性がある事例はいくつもあり得る。このような状況においては、もし全要求流量が全所望流量から低減されなければ、１つ以上の油圧シリンダ３２ａ−ｃ及び／又はモータ３４は加圧流体の十分な流量を受け取れなくなり、作業機械１０の関連する動きが予測できないものになる可能性がある。この予測不可能性は、作業機械１０が反応しなくなる結果を招き、及び／又は、予期されない作業機械の動きを生じさせる可能性がある。制御器５０が、全所望流量が加圧源３０の現在の流量よりも大きいと決定すると、１つ以上の油圧シリンダ３２ａ−ｃ及び／又はモータ３４に対する要求流量を、関連する比例制御弁４４、４８を第２位置に動作させることによって、全所望流量から低下させることができる。作業機械１０の運転中は、加圧流体の相当量の流量が、常に、操作者インターフェース１６を介して受け取る入力に反応して各油圧シリンダ３２ａ−ｃ及びモータ３４に利用し得る状態にあり、それによって、作業機械及び作業器具の対応する予測可能な動きが提供される。
【００２７】
この要求流量を低減する方法は、作業機械の操作者が決定することができる。例えば、操作者は、１つ以上の油圧シリンダ３２ａ−ｃ及びモータ３４を高優先度アクチュエータに指定し、残りの油圧シリンダ３２ａ−ｃ及びモータ３４を低優先度アクチュエータに指定することができる。全所望流量が加圧源３０の現在の流量よりも大きいという上記の状況においては、高優先度アクチュエータ用として要求された流量は完全配分し、一方、低優先度アクチュエータ用として要求された流量は当初の所望流量から低減することができる。特に、制御器５０は、現在の流量を決定し、すべての高優先度及び低優先度アクチュエータからの全所望流量を決定することができる。もし全所望流量が現在の流量よりも小さければ、全所望流量を完全に要求して、アクチュエータに完全に供給することができる。しかし、全所望流量が加圧源３０の現在の流量を超えていれば、高優先度アクチュエータ用として要求された流量を最初に完全配分することができる。次いで、現在の流量の残りの流量を、低優先度アクチュエータに、高優先度及び低優先度の両アクチュエータに対する全要求流量が加圧源３０の現在の流量を超えないように、当初の所望流量よりも低い流量で配分することができる。
【００２８】
低優先度アクチュエータに対する要求流量を低減する方法も、作業機械の操作者が指定することができる。特に、作業機械の操作者は、残りの流量を低優先度アクチュエータの中でどのように配分するべきかを定める優先度の組み合わせを決めることができる。例えば、作業機械の操作者は、第１の低優先度アクチュエータが、第２の低優先度アクチュエータよりも大きな残りの流量部分を受け取ることが重要であることを決定することができ、従って、第１の低優先度アクチュエータにより高い優先値を付与することができる。すなわち、高優先度アクチュエータにその要求流量が配分されてしまった後の残りの現在流量は、操作者が指定した優先度の低位の組み合わせに従って、低優先度アクチュエータの中で配分することができる。機械の操作者以外の関係者、例えば、サービス技能者、作業機械の所有者、作業現場のオペレータ、製造者、あるいは他のあらゆる適切な関係者が優先度を指定してもよいことが考えられる。
【００２９】
高優先度アクチュエータに対する所望の流量だけでも、加圧源３０の現在の流量を超える事態があり得る。この状況においては、高優先度及び低優先度の両アクチュエータに対する要求流量を、全要求流量が加圧源３０からの利用可能な現在流量を超えないように低減することができる。すべてのアクチュエータすなわち高優先度及び低優先度アクチュエータに対する要求流量を当初の所望流量以下に低減しなければならない場合は、制御器５０は、高優先度アクチュエータだけに対して新しい優先度のランク付けを決定するか、あるいはその代わりに、各アクチュエータに対して、低等級のアクチュエータに対する操作者が指定した優先度の低位の組み合わせと、高優先度アクチュエータ又は低優先度アクチュエータのいずれかであるかの指定とに基づいて、新しい優先度のランク付けを決定することができる。例えば、制御器５０は、低優先度アクチュエータに対して操作者が指定したかあるいは新しく定められたどの優先値よりも高い、ただ１つの等しい優先値を高優先度アクチュエータのそれぞれに対して決定することができる。又その代わりに、制御器５０は、高優先度アクチュエータのそれぞれに対して新しい独自の優先値を決定することもできる。高優先度アクチュエータに対するこの新しい独自の優先値は、低優先度アクチュエータに対して操作者が指定したかあるいは新しく定められたどの優先値よりも高いものである。制御器５０は、続いて、すべてのアクチュエータの要求流量を、新しく決定された優先度に従って低減して、全要求流量が加圧源３０からの利用可能な現在流量を超えないように、かつ又、各アクチュエータが、操作者が指定した優先度及び高低優先度指定に従って、当初の所望流量の一部分を受け取るようにすることができる。
【００３０】
図３は、液圧システム２６の典型的な操作を示すフローチャート１００である。フローチャート１００を次の項目で詳細に説明したい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に関わる液圧システムは、流体連結された複数個の油圧アクチュエータを含むいかなる作業機械にも適用することができ、特に、作業機械の予期不可能かつ所期ならざる動きを抑えるように流量を分配することが望まれる場合に有用である。本発明に関わる液圧システムは、加圧流体源の現在の流量を、流体連結された複数個の油圧アクチュエータの間で、指定された優先度に従って配分するができ、それによって、ある程度の流量を、流体連結された複数個の油圧アクチュエータのそれぞれに常に確実に利用し得るようにすることができる。この方法によって、作業機械１０及び／又は作業器具１４の予期可能な操作を維持することができ、同時に、所望の優先度に従って操作者が指定した特定のアクチュエータの作動の確実性が高まるのである。液圧システム２６の操作を以下に説明する。
【００３２】
作業機械１０の運転中は、作業機械の操作者は、第１及び／又は第２の操作者インターフェース装置２２、２４を操作して、作業機械１０を所望の通りに作動させることができる。この操作の過程の間ずっと、第１及び／又は第２操作者インターフェース装置２２、２４は、所望の動きを効率的に実現する油圧シリンダ３２ａ−ｃ及び／又はモータ３４に供給する所望の流体流量を指示する信号を発生することができる。制御器５０は、この信号を受け取ると、全所望流量を集計し、加圧源３０の現在の流量を決定することができる（ステップ１１０）。
【００３３】
制御器５０は、全所望流量を加圧源３０の現在の流量と比較することができる（ステップ１２０）。全所望流量が加圧源３０の現在の流量よりも小さければ、比例制御弁４４、４８のバルブ機構を適切に位置決めすることによって、全所望流量を要求することができる（ステップ１３０）。しかし、加圧源３０の全所望流量が加圧源３０の現在の流量よりも大きければ、制御器５０は、加圧源３０の現在の流量が加圧源３０の予め定められた最大吐出容量よりも小さいかどうかを決定することができる（ステップ１４０）。もし加圧源３０の全所望流量が予め定められた最大吐出容量よりも小さければ、ポンプ３０の現在の流量を、予め定められた全所望流量の範囲内で増大させることができる（ステップ１５０）。
【００３４】
制御器５０は、加圧源３０の運転を変えると同時に、作業機械の操作者が高優先度アクチュエータに指定した１つ又は複数個の油圧シリンダ３２ａ−ｃ及びモータ３４だけに対する所望流量を集計して（ステップ１６０）、その合計値を現在の流量と比較することができる（ステップ１７０）。高優先度の所望流量の合計値が加圧源３０の現在の流量よりも小さければ、比例制御弁４４及び／又は４８のバルブ機構の適切な位置決めによって、高優先度の所望流量を要求することができる（ステップ１８０）。高優先度アクチュエータに対する所望の流量を充当した後、制御器５０は、例えば作業機械の操作者が指定した優先度に従って当初の流量から比率削減された低優先度アクチュエータに対する流量を要求して、残りの流量を適宜に割り当てることができる（ステップ１９０）。しかし、もし高優先度の所望流量の合計値だけでも加圧源３０の現在の流量より大きければ、制御器５０は、当初指定された高優先度及び低優先度アクチュエータのすべてに対する新しい優先度を決定して、全要求流量を当初の所望流量以下に低減し、全要求流量が加圧源３０の現在の流量を超えないようにすることができる（ステップ２００）。加圧源３０の現在の流量を高優先度及び低優先度アクチュエータの間で分配した後、制御は、操作者インターフェース装置２２、２４のさらに別の操作を予期して、ステップ１１０に戻ることができる。
【００３５】
当分野における専門家にとっては、本明細書で開示した液圧システムにはさまざまな修正や変更を加え得ることが明白であろう。開示された液圧システムの規定内容と実際とを考慮することによって、当分野における専門家には、他の具現化形態が明らかになるであろう。規定内容と事例とは例示としてのみ考慮されることが意図されており、真の範囲は特許請求の範囲に指定されているとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に関わる典型的な作業機械の側面からの図解表現である。
【図２】図１の作業機械用の本発明に関わる典型的な液圧システムの概略図である。
【図３】図２の液圧システムの本発明に関わる典型的操作方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１０  作業機械
１２  フレーム
１４  作業器具
１６  操作者インターフェース
１８  動力源
２０  牽引装置
２２  第１操作者インターフェース装置
２４  第２操作者インターフェース装置
２６  液圧システム
２８  タンク
３０  加圧源
３２ａ  油圧シリンダ
３２ｂ  油圧シリンダ
３２ｃ  油圧シリンダ
３４  モータ
３６  制御システム
３８  中間軸
４０  筒体
４２  ピストンロッド
４４  比例制御弁
４６  出力軸
４８  比例制御弁
５０  制御器
５２  通信接続線
５４  通信接続線
５６  通信接続線
５８  通信接続線
５９  通信接続線
６０  通信接続線
６２  通信接続線
６４  通信接続線
１００  フローチャート
１１０  ステップ：全所望流量の集計及び現在の流量の決定
１２０  ステップ：全所望流量＞現在の流量？
１３０  ステップ：全所望流量の要求
１４０  ステップ：現在の流量＜最大吐出容量？
１５０  ステップ：現在の流量の増大
１６０  ステップ：高優先度所望流量の集計
１７０  ステップ：高優先度所望流量＞現在の流量？
１８０  ステップ：高優先度所望流量の要求
１９０  ステップ：低優先度用の要求流量の低減
２００  ステップ：高低優先度に対する新しい優先度の決定及び全要求流量の低減
【図１】
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【図２】
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【図３】
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