JP2013532260A - 器具フローと操舵フローを共有する油圧システム - Google Patents

Abstract

機械（１０）用の油圧システム（３４）が開示される。本油圧システムは、可変容量を有し、かつ、負荷感知制御される第１ポンプ（４０）と、第１ポンプと関連付けられる第１油圧回路（３６）とを含むことができる。本油圧システムはまた、可変容量を有し、かつ、電気油圧式に制御される第２ポンプ（５８）と、第２ポンプと関連付けられる第２油圧回路（３８）とを含むことができる。本油圧システムはさらに、第１油圧回路と第２油圧回路との間で流体フローを選択的に共有するように構成された流れ共有用弁（８３）装置を有することができる。

Description

本開示は概して油圧システムに関し、より詳細には器具フローと操舵フローを共有する油圧システムに関する。

機械、例えばホイールローダ、モータグレーダ、掘削機およびドーザーは、採鉱、道路保守および整地（ｓｕｒｆａｃｅ ｃｏｎｔｏｕｒｉｎｇ）など物質移動用途で一般に使用される。これら用途に関連する作業を効果的に達成するために、機械には通常、油圧式に作動される関節結合および／または走行装置などの操舵構成要素、およびショベル、バケットおよびブレードなどの油圧式に作動される器具が取り付けられる。原動機、例えばディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、またはガス燃料作動式エンジンが、専用の操舵ポンプおよび器具ポンプを駆動し、それらポンプが油圧動力を操舵構成要素および器具に提供する。

操舵ポンプは原動機によって駆動することができ、操舵事象中、操舵アクチュエータからの流体要求に応答して流体を加圧する。流体要求が存在しない場合、あるいは流体要求が比較的低い場合、操舵ポンプは流体を加圧する余剰能力を有し得る。

油圧式に作動される器具は一般に、操作者インターフェース装置の操作位置に基づいて速度制御される。例えばジョイスティック、ペダルまたは他のいずれの適切な操作者インターフェース装置などの操作者インターフェース装置は、関連する油圧アクチュエータの所望の速度を示す信号を生成するために移動可能である。操作者がインターフェース装置を移動させると、操作者は油圧アクチュエータが連動した速度で器具を移動させることを予想する。しかし複数のアクチュエータが同時に操作されると、単一の器具ポンプからの油圧流体フローは、全てのアクチュエータをそれらの所望の速度で移動させるのに不十分な場合がある。単一の器具ポンプが小型であり、単一のアクチュエータの所望速度が、単一の器具ポンプの流れ能力を超える流体流量を要求する状況も存在する。

操舵ポンプが余剰能力を有しかつ器具ポンプが加圧流体の命令された／要求された流れを供給するのに不十分な能力を有するとき、操舵回路と器具回路との間で加圧流体を共有することが望ましい場合がある。操舵回路と器具回路間の流れ共有を提供するシステムの一例は、１９８３年１２月２７日にＨｕｆｆｍａｎに付与された（特許文献１）（’２９０号特許）に記載されている。（特許文献１）は、操舵回路内の流体圧力に基づいて操舵ポンプから器具制御弁へ余剰流体を回すための圧力補償器を含む油圧制御システムを記載する。操舵回路と器具回路との間の流体フローを選択的に許容するまたは抑制するためのソレノイド作動制御弁が、圧力補償器と器具制御弁との間に設置される。

特定の状況では潜在的に有用であるが、（特許文献１）の油圧制御システムは問題を孕んでいる恐れがある。具体的には、開示されるシステムは可変容量型ポンプ（負荷感知式または電気油圧ポンプ）の制御を提供せず、器具回路内の加圧流体フローの要求に関係なく、操舵ポンプからの余剰流体フローを器具回路に提供する。これらの理由のため、（特許文献１）の油圧制御システムは効率的でない可能性がありかつ用途が限定される恐れがある。

開示される油圧システムは、上記の問題の１つ以上および／または先行技術の他の問題を克服することに向けられる。

米国特許第４，４２２，２９０号明細書

一態様において、本開示は油圧システムに関する。本油圧システムは、可変容量を有し、かつ、負荷感知制御される第１ポンプと、第１ポンプと関連付けられる第１油圧回路とを含むことができる。本油圧システムはまた、可変容量を有し、かつ、電気油圧式に制御される第２ポンプと、第２ポンプと関連付けられる第２油圧回路とを含むことができる。本油圧システムはさらに、第１油圧回路と第２油圧回路との間で流体フローを選択的に共有するように構成された流れ共有用弁装置を有することができる。

別の態様において、本開示は、操舵回路と器具回路との間で流体を共有する方法に関する。本方法は、操舵回路内の圧力に基づいて操舵回路内の流体を加圧するステップと、器具回路内の流体に関する操作者要求に基づいて器具回路内の流体を加圧するステップとを含むことができる。本方法はまた、器具回路内の流体を加圧する最大能力に到達したことを決定するステップと、決定に基づいて、操舵回路からの加圧流体を器具回路と選択的に共有するステップとを含むことができる。

例示的に開示される機械の概略図である。 図１の機械とともに使用できる例示的に開示された油圧システムの概略回路図であり、システムは第１運転モード中である。 第２運転モード中の図２の油圧システムの概略回路図である。 第３運転モード中の図２の油圧システムの概略回路図である。

図１は例示的に開示された機械１０を示す。機械１０は、採鉱、建設、農業または当技術分野で知られる他のいずれかの産業などの産業に関連付けられる特定の種類の作業を実行する可動機械であることができる。例えば機械１０は、ホイールローダ、掘削機、バックホウ、モータグレーダまたは他のいずれかの適切な作業実行機械などの物質移動機械であることができる。機械１０はフレーム１２、フレーム１２に支持される動力源１４、操舵構成要素１６および器具１８を含むことができる。操舵構成要素１６および器具１８は原動機１４によって駆動され、それぞれ、機械１０を操舵し、フレーム１２に対して移動することができる。

フレーム１２は機械１０の移動を補助するいかなる構造部材または部材組立体も含むことができる。例えばフレーム１２は、動力源１４を１つ以上の走行装置２０および／または器具１８に接続する固定ベースフレームの形態をとることができる。あるいはフレーム１２は連結システムの可動フレーム部材の形態をとることができる。

原動機１４はエンジン、例えばディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、天然ガスエンジンなどのガス燃料動力エンジン、または当業者に明らかな他のいずれかのエンジンであることができる。また原動機１４は、燃料電池、動力貯蔵装置または他のいずれかの動力源などの別の動力源の形態をとることができる。動力源１４はフレーム１２によって支持することが可能であり、操舵構成要素１６および器具１８の操作を駆動するために使用される機械的および／または電気的動力出力を生成するように構成することが可能である。

操舵構成要素１６は、一実施形態において、中央に配置された関節結合を含むことができる。機械１０の操舵に影響を及ぼすために、機械１０の片側に配置された油圧アクチュエータ２２が伸長し、その一方で、機械１０の反対側に配置された同様の油圧アクチュエータ２２（図示せず）が同時に縮退する。両側の油圧アクチュエータ２２の組み合わされた伸長および縮退によって、機械１０の前端部が、操舵構成要素１６の周りで機械１０の後端部に対して枢動される。操舵構成要素１６が、代替的にあるいは追加的に、ラックアンドピニオン機構、個々の走行装置２０に関連付けられた独立歯車装置またはモータ、あるいは当業者に公知の他の操舵構成要素を所望なら含んでもよいことが企図される。

器具１８は特定の作業を実行するのに使用される特殊装置の形態をとることができる。例えば器具１８は、バケット、ブレード、ショベル、リッパ、ダンプベッド、推進装置または当技術分野で公知の他のいずれかの作業実行装置の形態をとることができる。器具１８は、連結システム２４を介してフレーム１２に接続可能であり、１つ以上の油圧アクチュエータ２６、２８によってフレーム１２に対して移動可能である。油圧アクチュエータ２６、２８それぞれによって持ち上げられ、傾けられるように示されているが、所望なら器具１８は、代替的にまたは追加的に、他の任意の方法でフレーム１２に対して枢動、回転、摺動、搖動または移動するように構成することができる。

機械１０の操舵および器具制御は、操作者ステーション３０を通して提供することができる。操作者ステーション３０はフレーム１２によって支持可能であり、操作者席の近くに配置された１つ以上の操作者インターフェース装置３２、例えばステアリングホイール、単軸または多軸ジョイスティック、スイッチ、ノブ、または他の公知の装置を含むことができる。操作者インターフェース装置３２は、油圧アクチュエータ２２、２６および２８の所望の位置、力、速度および／または加速度を示す制御信号を生成するように構成された比例型制御器であることができる。

図２に示されるように、油圧アクチュエータ２２、２６および２８は、より大きい油圧システム３４の構成要素であることができる。油圧システム３４は操舵回路３６および器具回路３８を含むことができる。操舵回路３６は、油圧アクチュエータ２２に加圧流体を供給して操舵構成要素１６を移動させ、したがって機械１０を操舵するように機能することができる。器具回路３８は、油圧アクチュエータ２６および２８に加圧流体を供給し、器具１８をフレーム１２に対して移動させるように機能することができる。

操舵回路３６は、低圧容器４２から流体を引き、流体を加圧し、そして操舵制御弁４４を経由して油圧アクチュエータ２２へ加圧流体を向けるように構成された操舵ポンプ４０を含むことができる。操舵ポンプ４０は、タンク流路４６を介して低圧容器４２に接続可能であり、また供給流路４８を介して操舵制御弁４４に接続可能である。操舵制御弁４４は、第１および第２流路５０、５２を経由して油圧シリンダ２２に接続可能であり、また排出流路５３を経由して低圧容器４２に接続可能である。

操舵ポンプ４０は可変容量を有することができ、かつ、負荷感知制御することができる。すなわち操舵ポンプ４０は、ストローク調整機構５４、例えば斜板式弁または逃し弁を含むことができ、その位置は操舵回路３６の感知された負荷に基づいて選択的に調整され、そうして操舵ポンプ４０の出力（すなわち操舵ポンプ４０によって流体が加圧される量）を変化させる。一実施形態において、負荷感知流路５６は圧力信号を操舵制御弁４４の下流の位置からストローク調整機構５４へ向けることができる。ストローク調整機構５４に向けられる信号の値に基づいて（すなわち負荷感知流路５６内の信号流体の圧力に基づいて）、ストローク調整機構５４の位置は、操舵ポンプ４０の出力を増大または減少するように変化することができる。本開示の目的のため、負荷感知制御されるポンプは、ポンプからの流体を受ける回路の負荷、ポンプの変位機構に向けられる負荷を示すパイロット信号に基づいて変位量を変えるように油圧機械式に制御されるポンプとみなすことができる。

操舵制御弁４４は、流路４８、５３に液体供給し、およびそれらを排液するように第１および第２流路５０、５２を選択的に接続して、機械１０を操舵することができる。例えば機械１０を右に回転させるために、操舵制御弁４４は流路４８に液体供給するために第１流路５０を接続し、同時に流路５３を排液するために第２流路５２を接続する。この操作により（図２で見た場合）最も左側の油圧アクチュエータ２２を伸長させ、最も右側の油圧アクチュエータ２２を縮退させて、そうして機械１０の前端部を操舵構成要素１６の周りで（上から見た場合）時計回りに枢動することができる。機械１０を左に回転させるために、操舵制御弁４４は流路５３を排液するために第１流路５０を接続し、同時に流路４８に液体供給するために第２流路５２を接続する。この操作により最も右側の油圧アクチュエータ２２を伸長させ、最も左側の油圧アクチュエータ２２を縮退させて、そうして機械１０の前端部を操舵構成要素１６の周りで反時計回りに枢動することができる。

器具回路３８は、低圧容器４２から流体を引き、流体を加圧し、そしてチルト制御弁６０およびリフト制御弁６２それぞれを経由して油圧アクチュエータ２６、２８に加圧流体を向けるように構成された器具ポンプ５８を含むことができる。器具ポンプ５８はタンク流路６４を経由して低圧容器４２に、供給流路６６を経由してチルトおよびリフト制御弁６０、６２に接続することができる。チルト制御弁６０はヘッド端部流路６８およびロッド端部流路７０を経由して油圧アクチュエータ２６に接続することができ、その一方、リフト制御弁６２はヘッド端部流路７２およびロッド端部流路７４を経由して油圧アクチュエータ２８に接続することができる。チルトおよびリフト制御弁６０、６２は排出流路７６を経由して低圧容器４２に接続することができる。

器具ポンプ５８は可変容量を有することができ、電子油圧式（Ｅ／Ｈ）に制御することができる。すなわち、器具ポンプ５８は、ストローク調整機構７８、例えば斜板式弁または逃し弁を含むことができ、その位置は制御器８２によって生成された電子制御信号８０に基づいて選択的に調整され、そうして器具ポンプ５８の出力（すなわち流量）を変化させる。一実施形態において、電子制御信号８０は操作者入力装置３２から受信した指令に関連付ける（例えば比例する）ことができ、油圧アクチュエータ２６、２８の要求された位置、力、速度、および／または加速度に対応することができる。ストローク調整機構７８に向けられた電子制御信号８０の値に基づいて、ストローク調整機構７８の位置は、器具回路３８内の直接圧力とは無関係に、器具ポンプ５８の出力を増大または減少するように変化することができる。本開示の目的のために、Ｅ／Ｈポンプは、ポンプの変位機構に向けられる電子信号に基づいて変位量を変えるように電子油圧式に制御されるポンプとみなすことができる。

チルトおよびリフト制御弁６０、６２は、それぞれ流路６６に液体供給しかつ流路７６を排液するようにヘッド端部流路６８、７２およびロッド端部流路７０、７４を選択的に接続し、器具１８を移動させることができる。例えば器具１８の中身を捨てて持ち上げるために、チルトおよびリフト制御弁６０、６２は、流路６６に液体供給するようにヘッド端部流路６８、７２を接続し、同時に流路７６を排液するようにロッド端部流路７０、７４を接続することができる。この操作により、油圧アクチュエータ２６、２８の両方は伸長される。器具１８をラック状に戻しかつ下げるために、チルトおよびリフト制御弁６０、６２は、流路７６を排液するようにヘッド端部流路６８、７２を接続し、同時に流路６６に液体供給するようにロッド端部流路７０、７４を接続する。この操作により、油圧アクチュエータ２６、２８の両方は縮退する。油圧アクチュエータ２６および２８は同時に伸長しかつ縮退するように記載されているが、所望なら油圧アクチュエータ２６、２８の伸長および縮退は、異なる時間におよび／または互いに反対に実行できることに留意されたい。

制御器８２は操作者インターフェース装置３２、器具ポンプ５８および操舵および／または器具回路３６、３８の他の構成要素と連通して、操作者インターフェース装置３２および器具ポンプ５８からの入力に応答して油圧システム３４の運転を調節することができる。制御器８２は、操作者インターフェース装置３２および器具ポンプ５８から受信した信号に応答して油圧システム３４の運転を制御するための手段を含む単一または複数のマイクロプロセッサ、現場でプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等の形態をとることができる。多数の商業的に入手可能なマイクロプロセッサを制御器８２の機能を実行するために構成することができる。制御器８２は他の非油圧式関連動力システム機能を制御するものから分離したマイクロプロセッサの形態を簡単にとることができること、あるいは、制御器８２は全体動力システムマイクロプロセッサと一体化できかつ多数の動力システム機能および運転モードを制御できることを認識するべきである。全体動力システムマイクロプロセッサと分離した場合、制御器８２はデータリンクまたは他の方法を介して全体動力システムマイクロプロセッサと通信可能である。動力供給回路、信号調整回路、アクチュエータ駆動回路（すなわちソレノイド、モータ、またはピエゾアクチュエータを動かす回路）、および通信回路を含むさまざまな他の公知の回路を制御器８２に関連付けることができる。

操舵および器具回路３６、３８は、制御器８２によって調節される流れ共有用弁装置８３を経由して流体的に相互接続することができる。具体的には、特定の状況において、器具ポンプ５８の出力が、操作者の器具移動要求を満足するには不十分である可能性がある。この状況において、操舵回路３６からの超過加圧流体を器具回路３８と共有するように流れ共有用弁装置８３を制御することができる。この理由のため、流れ共有用弁装置８３は、操舵回路３６の操舵ポンプ４０を器具回路３８の供給流路６６および／またはチルトおよびリフト制御弁６０、６２に選択的に接続する補助供給流路８４を含むことができる。

流れ共有用弁装置８３はまた、操舵回路３６から器具回路３８への流体フローを調節するために補助供給流路８４と関連付けられる制御弁８６を含むことができる。制御弁８６は、制御器８２と連通しかつパイロット作動要素９０と流体接続されるソレノイド作動要素８８を含むことができる。ソレノイド作動要素８８は、パイロット作動要素９０の端部が加圧パイロット流体に曝される第１の位置（図３に示される）と、パイロット作動要素９０の端部に作用する加圧流体が取り除かれる第２の位置（図２に示される）との間の位置に移動するように制御器８２によって選択的に通電される比例式要素であることができる。パイロット作動要素９０は、第１または流れ通過位置（図３に示される）と第２または流れ抑制位置（図２に示される）との間をばね付勢に対抗してソレノイド作動要素８８を通過するパイロット流体によって移動させることができる。パイロット作動要素９０が第１の位置にあるとき、操舵回路３６からの加圧流体は補助供給流路８４を介して器具回路３８に流れることができる。パイロット作動要素９０が第２の位置にあるとき、補助供給流路８４を通る流体フローをパイロット作動要素９０によって抑制することができる。ソレノイド作動要素８８を通過しパイロット作動要素９０へ向かうパイロット流体は、機械１０のいずれかのポンプによって、例えば器具ポンプ５８によって、操舵ポンプ４０によっておよび／または別のポンプによって提供することができる。

第１の位置と第２の位置との間のパイロット作動要素９０の移動は、負荷感知流路９２内の信号生成に影響を有することができる。具体的には、パイロット作動要素９０が第１の位置にあるとき、負荷感知流路９２内の流体圧力は器具回路３８の負荷に対応する値を有することができる（すなわち負荷感知流路９２内の流体圧力は、供給流路６６および／またはチルトおよびリフト制御弁６０、６２内の圧力と実質的に等しくあることができる）。パイロット作動要素９０が第２の位置にあるとき、負荷感知流路９２内の流体圧力は低圧容器４２内の圧力と一致する値を有することができる（すなわち第２の位置にあるとき、パイロット作動要素９０は負荷感知流路９２を低圧容器４２に接続することができる）。

レゾルバ９４は、負荷感知流路５６および９２からの圧力信号の高い方が操舵ポンプ４０の変位量を制御することを選択的に許容することができる。具体的にはレゾルバ９４は、負荷感知流路５６からの信号がストローク調整機構５４と流体連通する第１の位置（図２に示される）と、負荷感知流路９２からの信号がストローク調整機構５４と流体連通する第２の位置（図４に示される）との間で流体圧力に応答して移動できる２方向シャトル弁の形態をとることができる。レゾルバ９４のシャトル弁は、負荷感知流路５６の圧力が負荷感知流路９２の圧力よりも大きい場合、第１の位置に移動することができ、その反対もある。レゾルバ９４は負荷感知流路９６を経由してストローク調整機構５４に流体接続することができる。

圧力補償器９８を補助供給流路８４内に、制御弁８６の上流の場所に配置することができる。圧力補償器９８は、補助供給流路８４内の流体が圧力補償器９８を通って流れ弁８６を制御することが可能な第１の位置（図２に示される）と、圧力補償器９８を通る流体フローが圧力補償器９８によって抑制される第２の位置（図示されず）との間で移動できるばね付勢弁要素を含むことができる。圧力補償器９８の一端の制限された流路１００は、負荷感知流路９２からのパイロット流体がばね付勢と結合して第１の位置の方へ圧力補償器９８を動かすことを許容することができる。圧力補償器９８の反対側端部のパイロット流路１０２は、圧力補償器９８と制御弁８６との間の場所からのパイロット圧力信号が圧力補償器９８をばね付勢に対抗して第２の位置の方へ押し進めることを許容することができる。この構成において、圧力補償器９８は、パイロット作動要素９０を横切る所望の圧力低下を維持するように機能することができ、所望の圧力低下は、操舵回路３６から器具回路３８へ流体の所望の流量を提供するパイロット作動要素９０の公知の位置と結び付けられる。この態様において、器具回路３８の応答性および制御は、流れを共有している間でも維持することができる。

油圧システム３４の運転を通して、流れ優先度を操舵回路３６に与えることができる。このため、優先弁（ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｖａｌｖｅ）１０４が操舵ポンプ４０と補助供給流路８４との間に配置されてもよく、操舵ポンプ４０からの超過流体だけ（すなわち操舵制御弁４４によって必要とされない、要求されないかつ消費されない流体）を補助供給流路８４に流すように運転可能であってもよい。優先弁１０４は、操舵ポンプ４０からのすべての流れが操舵制御弁４４に流れる第１の位置（図２に示される）と、操舵ポンプ４０からのすべての流れが補助供給流路８４を通過してチルトおよびリフト制御弁６０、６２まで流れる第２の位置（図４に示される）との間で移動するようにパイロット作動およびばね付勢することができる。図２および４は優先弁１０４を２つの別個の位置に示すが、当業者は、優先弁１０４は無限に可変であり、かつ、第１と第２の位置の間のどの位置（図３に示される）にも移動させて、それにより操舵ポンプ４０からの流れを操舵制御弁４４と補助供給流路８４との間で比例的に分割できることを認識することに留意されたい。

第１のパイロット流路１０６は、流体を負荷感知流路５６から優先弁１０４の第１端部へ向け、ばね付勢と結合させて優先弁１０４を第１の位置の方へ押し進めるように流体接続することができる。１つの例示的実施形態において、制限されたオリフィス１０８を中に配置することができ、また、圧力リリーフ弁１０９を所望なら第１パイロット流路１０６に連結して、操舵回路３６内の不安定性および圧力スパイクの低減を補助することができる。第２のパイロット流路１１０は、加圧流体を優先弁１０４の下流の位置から優先弁１０４の第２端部へ向け、優先弁１０４をばね付勢に対抗して第２の位置の方へ押し進めるように流体接続することができる。所望ならフィルター１１２を第２パイロット流路１１０内に配置することができる。任意選択による第３のパイロット流路１１４は、加圧流体を優先弁１０４の下流の位置からフィルター１１６および制限オリフィス１１８を通って優先弁１０４の第１端部まで向けるように流体接続することができる。この構成により、第３のパイロット流路１１４は、優先弁１０４の応答および／または安定性に影響を及ぼすように機能することができる。

図３および４は油圧システム３４の異なる運転モードを示す。図３および４は、開示されるシステムおよびその運転をより良く説明するために、以下の節でさらに詳細に検討される。

開示される油圧システムは、負荷感知制御される操舵ポンプおよびＥ／Ｈ制御される器具ポンプまたはその逆のポンプを有するあらゆる機械に適用可能である。開示される油圧システムは、器具ポンプが閾値または最大変位位置に達したあと、操舵ポンプからの加圧流体を器具回路に分け与えることを提供することができる。ここで油圧システム３４の運転を記載する。

図１および２に示されるように、油圧アクチュエータ２２は機械１０の操舵に影響を及ぼすように流体圧力によって可動であることができる。機械１０の運転中、動力源１４は機械的および／または電気的出力を生成することができ、出力により操舵ポンプ４０が駆動され、操舵制御弁４４に向けられる流体を加圧する。操舵制御弁４４は、加圧流体が流路５０、５２の一方を通って流れることを選択的に許容することができ、同時に流路５０、５２の他方から流体を排出し、個々の油圧アクチュエータ２２を伸長または縮退させる両油圧アクチュエータ２２内の力の不均衡状態を生成する。機械１０の片側の油圧アクチュエータ２２の伸長と機械１０の反対側の油圧アクチュエータ２２の縮退の組み合わせにより、操舵構成要素１６周りでのモーメントが生成され、機械１０の前端部を機械１０の後端部に対して枢動させることができる。

機械１０を操舵する間、操舵ポンプ４０からの加圧流体に対する要求が変わる場合がある。例えば操作者は操作者インターフェース装置３２を介して機械１０の回転半径を増大または減少する要望を示す場合がある。この入力に応答して、操舵制御弁４４は、より多いまたは少ない流体が油圧アクチュエータ２２に流れるように移動することができる。より多いまたは少ない流体が油圧アクチュエータ２２に流れるように操舵制御弁４４が移動すると、操舵回路３６内の圧力は変化することができ、負荷感知流路５６からの信号が、この圧力変化の兆候を操舵ポンプ４０のストローク調整機構５４に提供することができ、それによりストローク調整機構５４に操舵ポンプ４０の出力を調整させ、流体フローの変化する要求を受け入れさせる。負荷感知流路５６からの圧力信号が流体要求の低減を示す場合、ストローク調整機構５４に操舵ポンプ４０のストローク動作を停止（ｄｅ−ｓｔｒｏｋｅ）させることができ、加圧流体を器具回路３８と共有する操舵ポンプ４０の容量を増大することができる。負荷感知流路５６からの圧力信号はまた、優先弁１０４に向けることができ、それは以下でさらに詳細に記載される。

同様に図１および２に示されるように、油圧アクチュエータ２６、２８は、器具１８の移動に影響を及ぼすように流体圧力によって可動であることができる。機械１０を運転する間、チルトおよびリフト制御弁６０、６２に向けられる流体を加圧するために、動力源１４の機械的および／または電気的出力は器具ポンプ５８を駆動するように向けることができる。チルトおよびリフト制御弁６０、６２は、加圧流体がヘッド端部およびロッド端部流路６８、７２および７０、７４の一方を通って流れることを選択的に許容することができ、同時にヘッド端部およびロッド端部流路６８、７２および７０、７４の他方から流体を排出して油圧アクチュエータを伸長および縮退させる油圧アクチュエータ２６、２８内の力の不均衡状態を生成する。油圧アクチュエータ２６、２８の伸長により器具１８は上昇し中身を捨てることができる一方、油圧アクチュエータ２６、２８の縮退により器具１８は下降しラック状態に戻ることができる。

器具ポンプ５８の移動の間、器具ポンプ５８からの加圧流体の要求が変わる場合がある。例えば操作者が、操作者インターフェース装置３２を介して、上昇する速度または低下する速度で、器具１８を上げる、下げる、その中身を捨てるおよび／またはラック状態にする要望を示す場合がある。この入力に応答して、制御器８２は、ストローク調整機構７８を介して器具ポンプ５８に電子式に指示を出し、その出力を調整すると同時に適切なチルトおよびリフト制御弁６０、６２に器具ポンプ５８からの出力をヘッドおよびロッド端部流路６８〜７４に比例式に接続させることができる。器具ポンプ５８はその出力を増大させられると、最後には最大変位位置に到達する場合がある。考慮されない場合、器具ポンプ５８から更なる出力を要求する操作者インターフェース装置３２のさらなる操作は、器具１８の移動にほとんどまたは一切影響を及ぼさない場合がある。このため、ストローク調整機構７８が最大変位位置に到達したあと、操舵回路３６と器具回路３８の間での流れの共有を開始することができる。

図２は第１の機械運転モードを示すことができる。この運転モードにおいて、器具１８に、器具ポンプ５８の能力内の量（すなわち器具ポンプ５８の最大流れ出力未満の流れ出力を必要とする量）で移動するように要求することができる。この運転モードの間、優先弁１０４が第１の位置にあることができ、操舵ポンプ４０からの全ての流体は操舵回路３６だけに向けることができる。流れの共有はこの運転モードの間発生しない。

図３は第２の機械運転モードを示すことができる。この運転モードにおいて、器具１８に、器具ポンプ５８の能力を超える量で移動するように要求することができる。この要求に応答して、または代わりに、要求を受け取ったあと最大変位位置に移動するストローク調整機構７８に応答して、制御弁８６のソレノイド作動要素８８を通電して流れ通過位置に移動させることができる。ソレノイド作動要素８８が流れ通過位置に移動すると、パイロット流体が、パイロット作動要素９０を所望の距離、流れ通過位置の方へ移動するように向けられ、そうして補助供給流路８４内の流体を所望の量でパイロット作動要素９０を通して流すことができる。この時点で、操舵ポンプ４０が余剰能力を有する場合（すなわち操舵ポンプ４０が、操舵制御弁４４によって要求されるまたは消費されるよりも多い量の流体を加圧できる場合）、供給流路４８および第２パイロット流路１１０内の圧力が、優先弁１０４をある距離、第２位置の方へ押し進め、操舵ポンプ４０によって加圧された流体のいくらかを補助供給流路８４に流すのに十分である可能性がある。優先弁１０４が第２位置の方へ移動する距離は、操舵ポンプ４０の余剰能力の量に依存することができる。例えば操舵制御弁４４が操舵ポンプ４０からより少ない流体を要求または消費すると、第２パイロット流路１１０内の流体圧力が第１パイロット流路１０６内の流体圧力に対して増大できるため、優先弁１０４をさらに第２位置の方へ移動させることができる。

パイロット作動要素９０が流れ通過位置の方へ移動すると、負荷感知流路９２内の信号が生成され、レゾルバ９４へ向けることができる。負荷感知流路５６および９２からの信号のどちらがより大きい値（すなわちより大きい圧力）を有しているかに応じて、ストローク調整機構５４は、操舵回路３６または器具回路３８の要求に基づいて操舵ポンプ４０のストロークを調整することができる。したがって操舵および器具回路３６、３８の全ての要求を満たされるように、高い方の流体要求が操舵ポンプ４０の運転を駆動することができる。

図４は第３の機械運転モードを示す。この運転モードにおいて、機械１０の操舵は発生せず、器具ポンプ５８の能力を超える量で移動するように器具１８に要求することができる。この要求に応答してまたは、代わりに、要求を受け取ったあと最大変位位置に移動するストローク調整機構７８に応答して、制御弁８６のソレノイド作動要素８８を通電して流れ通過位置に移動させることができる。ソレノイド作動要素８８が流れ通過位置に移動すると、パイロット流体が、パイロット作動要素９０を所望の距離、流れ通過位置の方へ移動するように向けられ、そうして補助供給流路８４内の所望量の流体をパイロット作動要素９０を通して流すことができる。この時点で操舵は生じないため、負荷感知流路５６内の信号は小さいかまたは存在しない可能性があり、操舵ポンプ４０は余剰能力を有することができ、その全部を器具回路３８と共有することができる。従って供給流路４８および第２パイロット流路１１０内の圧力は、負荷感知流路５６の圧力信号および優先弁１０４のばね付勢を克服し、優先弁１０４を第２位置までの全距離にわたり押し進め、操舵ポンプ４０からの全ての加圧流体を補助供給流路８４に流すのに十分なものであることができる。

パイロット作動要素９０が流れ通過位置の方へ移動すると、負荷感知流路９２内の信号が生成され、レゾルバ９４へ向けることができる。第３運転モードの間は操舵が生じないため、負荷感知流路５６からの信号の値は、非常に低いかあるいは存在しない可能性がある。従って負荷感知流路９２からの信号はより大きい値（すなわちより大きい圧力）を有することができ、ストローク調整機構５４は、器具回路３８のみの要求に基づいて操舵ポンプ４０のストロークを調整することができる。

制御弁８６と組み合わせた圧力補償器９８によって、負荷感知制御式操舵ポンプ４０からの流れを、Ｅ／Ｈ制御式器具ポンプ５８を有する器具回路３８と共有するのを促進することができる。具体的には、上記の通り、Ｅ／Ｈ制御式器具ポンプは、操作者入力に基づいて電子的に制御される出力を有するポンプである。Ｅ／Ｈ制御式器具ポンプ５８の能力を超える要求を予測可能な態様で応答的に満たすために、共有流体は、操作者入力に比例する所望の流量で提供されなければならない。圧力補償器９８は、公知の流れ通過位置に開かれたパイロット作動要素９０にわたる所望の圧力低下を維持するのを助けることができ、所望の圧力低下は共有流体の所望流量を提供する公知の流れ通過位置と組み合わされる。このため、負荷感知制御式操舵ポンプ４０からの加圧流体フローを器具回路３８と共有することができる一方で、なお予測可能な器具反応を提供する。さらに、操作者入力に応答しておよび器具回路３８の最大能力に達したあと回路間で流体を共有するだけで、油圧システム３４の効率は高い可能性がある。

本開示の範囲から逸脱することなく、開示された油圧システムのさまざまな修正形態および変形形態を作製してもよいことは当業者に明らかである。本発明の他の実施形態は、本明細書に開示された油圧システムの仕様および実践を考慮することにより当業者に明らかになる。明細書および例は例証としてのみ考慮され、本開示の真の範囲は以下の請求項およびその等価物によって示されることが意図される。

Claims (10)

1. 可変容量を有し、かつ、負荷感知制御される第１ポンプ（４０）と、
   第１ポンプと関連付けられる第１油圧回路（３６）と
   可変容量を有し、かつ、電気油圧式に制御される第２ポンプ（５８）と、
   第２ポンプと関連付けられる第２油圧回路（３８）と
   第１油圧回路と第２油圧回路との間で流体フローを選択的に共有するように構成された流れ共有用弁装置（８３）と
   を備えた油圧システム（３４）。
2. 第１油圧回路が操舵回路であり、
   第２油圧回路が器具回路である、請求項１に記載の油圧システム。
3. 流れ共有用弁装置が、第２ポンプの変位がしきい位置にあるときのみ、第１油圧回路と第２油圧回路との間で流体フローを共有するように作動可能である、請求項１に記載の油圧システム。
4. しきい位置が最大変位位置である、請求項３に記載の油圧システム。
5. 流れ共有用弁装置が、第１油圧回路の圧力に基づいて、第１ポンプから第１油圧回路への流れ優先度を提供するように構成された優先弁（１０４）を含む、請求項１に記載の油圧システム。
6. 流れ共有用弁装置が、より高い圧力を有する第１油圧回路および第２油圧回路の一方から第１ポンプへ負荷信号を向けるように構成されたレゾルバ（９４）をさらに含む、請求項５に記載の油圧システム。
7. 流れ共有用弁装置が、第１油圧回路から第２油圧回路への流体フローを選択的に許容および抑制するように作動可能な流れ制御弁（８６）をさらに含む、請求項５に記載の油圧システム。
8. 流れ制御弁が、
   第１油圧回路から第２油圧回路への流体フローが抑制されかつレゾルバが低圧容器と流体連通する第１の位置と、第１油圧回路から第２油圧回路への流体フローが許容されかつレゾルバが第２油圧回路の圧力と流体連結する第２の位置との間で移動するようにパイロット作動される第１弁要素（９０）と、
   第１弁要素を移動させるためにパイロット流を選択的に向けるようにソレノイド作動される第２弁要素（８８）と
   含む、請求項７に記載の油圧システム。
9. 操舵回路（３６）と器具回路（３８）との間で流体を共有する方法であって、
   操舵回路内の圧力に基づいて操舵回路内の流体を加圧するステップと、
   器具回路内の流体に関する操作者要求に基づいて器具回路内の流体を加圧するステップと
   器具回路内の流体を加圧する最大能力に到達したことを決定するステップと、
   決定に基づいて、操舵回路からの加圧流体を器具回路と選択的に共有するステップと
   を含む、方法。
10. 操舵回路からの余剰加圧流体だけが器具回路と共有される、請求項９に記載の方法。

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