JP2000120604A - 油圧ポンプの流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧ポンプの流量制御装置において、エンジン
回転数の変動に依存しないポンプ吐出流量制御が行える
ようにする。 【解決手段】操作レバー装置６の切り換え操作による操
作信号に基づいてポジティブ流量制御指令パイロット圧
Ｐｃを生成する手段と、ポンプ制御アクチュエータ１１
により制御される油圧ポンプ１の吐出流量を検出し、そ
の流量に応じたフィードバックセンシングパイロット圧
Ｐｆを生成する手段とを備え、ポジティブ流量制御指令
パイロット圧Ｐｃとフィードバックセンシングパイロッ
ト圧Ｐｆとに基づいて、油圧ポンプ１の吐出流量がポジ
ティブ流量制御指令パイロット圧Ｐｃの要求流量に一致
するようにポンプ制御アクチュエータ１１を制御するポ
ンプコントロール弁１２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
油圧機械の油圧駆動装置に設けられる油圧ポンプの流量
制御装置に係わり、特に油圧アクチュエータを駆動する
ための操作レバー装置の操作信号に基づいて油圧ポンプ
の吐出流量を制御するポジティブ流量制御の油圧ポンプ
の流量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の油圧機械の油圧駆動装
置に設けられる油圧ポンプの流量制御装置として、操作
レバー装置の操作信号に基づいて指令信号を作り、この
指令信号により油圧ポンプの吐出流量を制御する、いわ
ゆるポジティブ流量制御を行うものが知られており、例
えば特開平９―２９１０３号公報に記載されている。こ
のような流量制御装置の一例を図１２に示す。この例は
特開平９―２９１０３号公報の図９に示すものに対応す
るものである。

【０００３】図１２において、油圧ポンプ１０１は原動
機１０２によって回転駆動される可変容量型の油圧ポン
プであり、油圧ポンプ１０１から吐出された圧油はアク
チュエータ１０５に供給され、アクチュエータ１０５が
駆動される。油圧ポンプ１０１とアクチュエータ１０５
の間には方向切換弁１０４が配置され、アクチュエータ
１０５に供給される圧油の流れ（方向と流量）は方向切
換弁１０４により制御される。方向切換弁１０４はパイ
ロット操作式であり、操作レバー装置１０６からパイロ
ットライン１０７ａ，１０７ｂを介して与えられるパイ
ロット圧により切り換え操作される。

【０００４】油圧ポンプ１０１は押しのけ容積可変機構
例えば斜板１０１ａを有し、この斜板１０１ａの傾転角
を調整することにより油圧ポンプ１０１の容量が変わ
り、油圧ポンプ１０１の吐出流量が変わる。このような
油圧ポンプ１０１の流量制御装置として、斜板１０１ａ
の傾転角を調整するポンプ制御アクチュエータ１１１
と、操作レバー装置１０６により生成されたパイロット
圧をポジティブ流量制御指令用パイロット圧Ｐｃとして
選択し、ポンプ制御アクチュエータ１１１に出力するシ
ャトル弁１１３とが設けられている。

【０００５】オペレータが操作レバー装置１０６を操作
し、パイロットライン１０７ａ又は１０７ｂにパイロッ
ト圧が生成されると、そのパイロット圧により方向切換
弁１０４が切り換え操作され、油圧ポンプ１０１からア
クチュエータ１０５に供給される圧油の流量と流れ方向
が制御される。同時に、パイロットライン１０７ａ又は
１０７ｂのパイロット圧がシャトル弁１１３を介してポ
ジティブ流量制御指令用パイロット圧Ｐｃとしてポンプ
制御アクチュエータ１１１に与えられ、ポンプ制御アク
チュエータ１１１のピストン１１１ｄはポジティブ流量
制御指令用パイロット圧Ｐｃのレベルに応じた位置に駆
動され、油圧ポンプ１０１の傾転角を調整する。これに
より、油圧ポンプ１０１の吐出流量は操作レバー装置１
０６の操作信号（パイロット圧）に応じて制御される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のポ
ジティブ流量制御の油圧ポンプの流量制御装置は操作レ
バー装置１０６の操作信号に応じて油圧ポンプ１０１の
吐出流量を制御することができる。しかし、従来の流量
制御装置はアクチュエータ１０５の負荷が変動すると原
動機１０２の回転数が変動し、その変動の影響で油圧ポ
ンプ１０１の吐出流量が変動する現象が生じるという問
題点があった。

【０００７】即ち、油圧ポンプの吐出流量は斜板の傾転
角（容量―押しのけ容積）と回転数で決まる。したがっ
て、操作レバー装置１０６の操作量に変動がなく操作信
号が一定でＰｃが一定であり、従って斜板の傾転角が一
定であっても、回転数が変われば油圧ポンプ１の吐出流
量も変わる。

【０００８】一方、油圧ポンプ１０１は原動機１０２に
よって回転駆動される。アクチュエータ１０５の負荷が
増加すると、油圧ポンプ１０１の吐出圧力が増加し、原
動機１０２の負荷も増大する。原動機１０２は通常ガバ
ナ装置と呼ばれるエンジン制御装置を備え、このエンジ
ン制御装置により回転数が設定回転数より低下すると燃
料噴射量を増やし、回転数が設定回転数に概ね維持され
るように制御される。したがって、原動機１０２の負荷
が増大し、原動機１０２の回転数が低下するとそのエン
ジン制御装置の機能により回転数も設定回転数に戻るよ
う制御される。

【０００９】しかし、エンジン制御装置の制御には応答
遅れがあり、このため一時的に原動機１０２の回転数が
設定回転数（定格回転数）を下回る状態が発生する。こ
のため、操作レバー装置１０６の操作量が一定であって
もエンジン制御装置の応答遅れでポンプ吐出流量が変動
する。

【００１０】本発明の目的は、エンジン回転数の変動に
依存しないポジティブ流量制御によるポンプ吐出流量制
御が行える油圧ポンプの流量制御装置を提供することで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、原動機と、この原動機によって駆
動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプか
ら供給される圧油によって駆動されるアクチュエータ
と、前記油圧ポンプから前記アクチュエータに供給され
る圧油の流れを制御する方向切換弁と、前記方向切換弁
を切り換え操作する操作レバー手段とを備えた油圧駆動
装置に設けられ、前記操作レバー手段の切り換え操作に
よる操作信号に基づいてポジティブ流量制御指令信号を
生成する第１信号生成手段と、前記ポジティブ流量制御
指令信号によって前記油圧ポンプの容量を変更し、前記
油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御アクチュエ
ータとを備えた油圧ポンプの流量制御装置において、前
記ポンプ制御アクチュエータにより制御される油圧ポン
プの吐出流量を検出し、その流量に応じたフィードバッ
クセンシング信号を生成する第２信号生成手段と、前記
第１信号生成手段により生成されたポジティブ流量制御
指令信号と前記第２信号生成手段により生成されたフィ
ードバックセンシング信号とに基づいて、前記油圧ポン
プの吐出流量が前記ポジティブ流量制御指令信号の要求
流量に一致するように前記ポンプ制御アクチュエータを
制御するフィードバック制御手段とを備えるものとす
る。

【００１２】以上のように、第２信号生成手段とフィー
ドバック制御手段を設け、第１信号生成手段により生成
されたポジティブ流量制御指令信号と第２信号生成手段
により生成されたフィードバックセンシング信号に基づ
いて油圧ポンプの吐出流量が前記ポジティブ流量制御指
令信号の要求流量に一致するように前記ポンプ制御アク
チュエータを制御することにより、原動機の回転数が変
動しても油圧ポンプの吐出流量がポジティブ流量制御指
令信号の要求流量に一致するよう油圧ポンプの容量が制
御されることとなり、エンジン回転数の変動に依存しな
いポジティブ流量制御によるポンプ吐出流量制御が行え
る。

【００１３】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記第１信号生成手段により生成されるポジティブ流量
制御指令信号と前記第２信号生成手段により生成される
フィードバックセンシング信号は共に油圧信号であり、
前記フィードバック制御手段は、前記ポジティブ流量制
御指令油圧信号と前記フィードバックセンシング油圧信
号とのバランスで作動し、前記フィードバックセンシン
グ油圧信号が前記ポジティブ流量制御指令油圧信号より
も小さいときは前記油圧ポンプの容量を増やし、前記フ
ィードバックセンシング油圧信号が前記ポジティブ流量
制御指令油圧信号よりも大きいときは前記油圧ポンプの
容量を減らすように前記ポンプ制御アクチュエータを制
御するポンプコントロール弁を有するものとする。

【００１４】これによりフィードバック制御手段を油圧
的に構成し、上記（１）で述べた制御を油圧的に行うこ
とができる。また、フィードバック制御手段を油圧的に
構成できるので、油圧ポンプの流量制御装置を簡素化す
ることができる。

【００１５】（３）上記（２）において、好ましくは、
前記第２信号生成手段は、前記油圧ポンプの吐出路に設
けられ、この吐出路に前後差圧を発生させる抵抗発生手
段と、この前後差圧に応じて動作し、前記フィードバッ
クセンシング油圧信号を生成する減圧弁とを有するもの
とする。

【００１６】これにより第２信号生成手段は、フィード
バックセンシング信号として油圧信号を生成することが
できる。

【００１７】（４）上記（２）において、好ましくは、
前記第２信号生成手段は、前記油圧ポンプの吐出路に設
けられ、前記油圧ポンプの吐出流量を計測する流量計
と、この流量計からの信号を入力し所定の演算を行うコ
ントローラと、このコントローラからの信号により駆動
され前記フィードバックセンシング油圧信号を生成する
電磁比例弁とを有するものとする。

【００１８】これによっても第２信号生成手段は、フィ
ードバックセンシング信号として油圧信号を生成するこ
とができる。

【００１９】（５）上記（２）において、好ましくは、
手動操作により作動し、前記ポンプコントロール弁を前
記ポンプ制御アクチュエータに接続する第１位置と、前
記第１信号生成手段を前記ポンプ制御アクチュエータに
接続する第２位置との間で切り換えられる選択弁を更に
備えるものとする。

【００２０】これにより選択弁が第１位置にあるとき
は、上記（１）で述べたようにポンプ制御アクチュエー
タはポンプコントロール弁により制御され、エンジン回
転数の変動に依存しないポジティブ流量制御によるポン
プ吐出流量制御が行える。選択弁が第２位置に切り換え
られると、ポンプ制御アクチュエータには第１信号生成
手段で生成されたポジティブ流量指令油圧信号が与えら
れ、油圧ポンプは従来例のポジティブ流量制御でポンプ
吐出流量が制御される。このポジティブ流量制御では原
動機の回転数を下げて運転すると油圧ポンプの吐出流量
も減少し、エンジン回転数に応じたポンプ吐出流量制御
が行える。

【００２１】このように選択弁を設けることにより、オ
ペレータの操作により、エンジン回転数に応じたポジテ
ィブ流量制御と、エンジン回転数の変動に依存しないポ
ジティブ流量制御との切り換えが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００２３】まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図
４により説明する。

【００２４】図１において、油圧ポンプ１は原動機２に
よって回転駆動される可変容量型の油圧ポンプであり、
油圧ポンプ１は押しのけ容積可変機構例えば斜板１ａを
有し、この斜板１ａの傾転角を調整することにより油圧
ポンプ１の容量が変わり、油圧ポンプ１の吐出流量が変
わる。油圧ポンプ１から吐出された圧油はアクチュエー
タ５に供給され、アクチュエータ５が駆動される。アク
チュエータ５に供給される圧油の流れ（方向と流量）は
油圧ポンプ１とアクチュエータ５の間に配置された方向
切換弁４により制御される。方向切換弁４はパイロット
操作式であり、操作レバー装置６からパイロットライン
７ａ，７ｂを介して与えられるパイロット圧により切り
換え操作される。

【００２５】操作レバー装置６は操作レバー６ａと、こ
の操作レバー６ａにより操作されるパイロット弁（一種
の減圧弁）６ｂとを有し、パイロット弁６ｂは油圧ポン
プ１と共に原動機２によって回転駆動されるパイロット
ポンプ８からの圧油を元圧として操作レバー６ａの操作
量に応じて上記パイロット圧を生成し、操作レバー装置
６の操作方向に応じてそのパイロット圧をパイロットラ
イン７ａ又は７ｂに出力する。

【００２６】以上のような油圧駆動装置に本実施形態の
油圧ポンプ１の流量制御装置１０が設けられている。

【００２７】この流量制御装置１０は、斜板１ａの傾転
角を調整するポンプ制御アクチュエータ１１と、このポ
ンプ制御アクチュエータ１１にパイロットポンプ８から
供給される圧油を制御するポンプコントロール弁１２
と、パイロットライン７ａ，７ｂの間に設けられ、操作
レバー装置６により生成されたパイロット圧を検出する
シャトル弁１３と、このシャトル弁１３により検出され
たパイロット圧をポジティブ流量制御指令パイロット圧
Ｐｃとしてポンプコントロール弁１２に導く信号ライン
１４と、油圧ポンプ１の吐出ライン１ｂに設けられ、油
圧ポンプ１から方向切換弁４への圧油の流れのみを許す
チェック弁１５と、チェック弁１５の上流側圧力及び下
流側圧力を取り出すパイロットライン１６ａ，１６ｂ
と、これらパイロットライン１６ａ，１６ｂにより取り
出されたチェック弁１５の上流側圧力及び下流側圧力が
制御圧として導かれ、パイロットポンプ８からの圧油を
元圧として油圧ポンプ１の吐出流量に応じた圧力を発生
させる減圧弁１７と、この減圧弁１７で発生した圧力を
フィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆとしてポン
プコントロール弁１２に導く信号ライン１８とを備えて
いる。

【００２８】ポンプ制御アクチュエータ１１はシリンダ
１１ａをロッド室１１ｂとボトム室１１ｃに区分するピ
ストン１１ｄと、ロッド室１１ｂに配置された制御バネ
１１ｅとを有し、制御バネ１１ｅはピストン１１ｄを斜
板１ａの傾転角（容量）を小さくする方向（油圧ポンプ
１の吐出流量を減らす方向）に付勢する。ボトム室１１
ｃはパイロットライン１９を介してポンプコントロール
弁１２に接続され、このポンプコントロール弁１２を介
してパイロットポンプ８からの圧油が供給されると図示
左方にピストン１１ｄを移動し、斜板１ａの傾転角（容
量）を大きくする（油圧ポンプ１の吐出流量を増大させ
る）。

【００２９】ポンプコントロール弁１２はパイロットポ
ンプ８に接続されたパイロットライン２０に接続される
ポンプポートと、パイロットライン１９に接続されるア
クチュエータポートと、タンク２１に接続されるタンク
ポートを有する３ポート２位置切換弁であり、ポジティ
ブ流量制御指令パイロット圧Ｐｃがフィードバックセン
シングパイロット圧Ｐｆより高いときは図示右側の位置
に切換えられ、この位置ではパイロットライン１９をパ
イロットライン２０に接続し、ポンプ制御アクチュエー
タ１１のボトム室１１ｃにパイロットポンプ８からの圧
油を供給して、油圧ポンプ１の斜板１ａの傾転角を大き
くし、フィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆがポ
ジティブ流量制御指令パイロット圧Ｐｃよりも高くなる
と図示左側の位置に切換えられ、この位置ではパイロッ
トライン１９をタンク２１に接続し、ポンプ制御アクチ
ュエータ１１のボトム室１１ｃを減圧して油圧ポンプ１
の斜板１ａの傾転角を小さくし、フィードバックセンシ
ングパイロット圧Ｐｆがポジティブ流量制御指令パイロ
ット圧Ｐｃに等しくなるとボトム室１１ｃの圧力を保持
し、ピストン１１ｄ及び油圧ポンプ１の斜板１ａをその
圧力のレベルに応じた位置に保持し、そのときの油圧ポ
ンプ１の流量を保つように制御する。

【００３０】減圧弁１７はパイロットライン１６ａによ
り取り出されたチェック弁１５の上流側圧力とパイロッ
トライン１６ｂにより取り出されたチェック弁１５の下
流側圧力とが対向して導かれ、これら圧力を制御圧とし
て作動し、チェック弁１５の上流側圧力と下流側圧力と
の差圧、即ちチェック弁１５前後差圧ΔＰを上記フィー
ドバックセンシングパイロット圧Ｐｆに変換する減圧弁
である。減圧弁１７の変換特性を図２に示す。減圧弁１
７は、図２に示すように、チェック弁１５の前後差圧Δ
Ｐが不感帯を超えて大きくなると、ΔＰに比例してフィ
ードバックセンシングパイロット圧Ｐｆを大きくする。
また減圧弁１７は、原動機２が定格回転数にあるときに
発生したフィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆが
そのときのポジティブ流量制御指令パイロット圧Ｐｃに
一致するように設定されている。

【００３１】以上のように構成した本実施形態の動作を
説明する。

【００３２】オペレータが操作レバー装置６の操作レバ
ー６ａを操作すると、パイロットライン７ａ又は７ｂに
パイロット圧が生成され、このパイロット圧により方向
切換弁４が切り換え操作され、油圧ポンプ１からアクチ
ュエータ５に供給される圧油の流量と流れ方向が制御さ
れる。これと同時に、パイロットライン７ａ又は７ｂの
パイロット圧がシャトル弁１３を介してポジティブ流量
制御指令パイロット圧Ｐｃとしてポンプコントロール弁
１２に与えられる。

【００３３】また、油圧ポンプ１と方向切換弁４との間
に配置されたチェック弁１５の前後差圧に応じて減圧弁
１７は、フィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆを
生成し、このフィードバックセンシングパイロット圧Ｐ
ｆはパイロットライン１８を介してポンプコントロール
弁１２に与えられる。

【００３４】ポンプコントロール弁１２は、ポジティブ
流量制御指令パイロット圧Ｐｃとフィードバックセンシ
ングパイロット圧Ｐｆとが対向して導かれ、パイロット
圧Ｐｃ，Ｐｆの大小によって切り換え操作され、前述し
たように、油圧ポンプ１の傾転角を調整し、油圧ポンプ
１の吐出流量を増減する。

【００３５】原動機２の設定回転数が定格回転数であ
り、原動機２がその定格回転数にあるとき、前述した減
圧弁１７で発生したフィードバックセンシングパイロッ
ト圧Ｐｆはそのときのポジティブ流量制御指令パイロッ
ト圧Ｐｃに一致している。このため、ポンプコントロー
ル弁１２はそのときの油圧ポンプ１の斜板１ａの傾転角
を保持し、油圧ポンプ１からはポジティブ流量制御指令
パイロット圧Ｐｃに応じた一定の流量が吐出している。

【００３６】このように制御されるときの操作レバー装
置６の操作レバー６ａの操作量Ｓと油圧ポンプ１の斜板
１ａの傾転角θとの関係を図３（ａ）に実線５０で示
し、操作量Ｓと油圧ポンプ１の吐出流量Ｑとの関係を図
３（ｂ）に実線６０で示す。斜板１ａの傾転角θは操作
量Ｓが大きくなるに従って大きくなり、これに応じて油
圧ポンプ１の吐出流量Ｑも増大する。

【００３７】また、このように傾転角θ及び吐出流量Ｑ
が制御されるときのポジティブ流量制御指令パイロット
圧Ｐｃとフィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆの
関係を図４に実線７０と破線７１で示す。ポジティブ流
量制御指令パイロット圧Ｐｃは操作量Ｓが大きくなるに
従って大きくなり、減圧弁１７で生成されるフィードバ
ックセンシングパイロット圧Ｐｆも操作量Ｓが大きくな
るに従って大きくなり、かつフィードバックセンシング
パイロット圧Ｐｆはポジティブ流量制御指令パイロット
圧Ｐｃに一致している。

【００３８】以上のように原動機２が定格回転数で回転
している状態から回転数が低下した場合を考える。原動
機２の回転数が低下すると、従来の流量制御装置にあっ
ては、操作レバー装置６の操作レバー６ａの操作量が一
定であっても、図３（ｂ）の一点鎖線６１で示すように
油圧ポンプ１の吐出流量Ｑも低下する。

【００３９】本実施形態による流量制御装置において
は、このような油圧ポンプ１の吐出流量Ｑの変化は次の
ように防止される。

【００４０】原動機２の回転数が低下し、油圧ポンプ１
の吐出流量が減ると、チェック弁１５の前後差圧が小さ
くなり、減圧弁１７で生成されるフィードバックセンシ
ングパイロット圧Ｐｆも低下する。図４にこのときのフ
ィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆの変化を一点
鎖線７１で示す。このようにフィードバックセンシング
パイロット圧Ｐｆが低下するとポンプコントロール弁１
２は図示右側の位置に切換えられ、パイロットライン１
９をパイロットライン２０に接続し、前述したように油
圧ポンプ１の斜板１ａの傾転角を大きくするよう制御す
る。図３（ａ）にこのときの傾転角θの変化を一点鎖線
５１で示す。このため油圧ポンプ１の吐出流量は増大
し、吐出流量が定格回転数時の流量まで戻ると、フィー
ドバックセンシングパイロット圧Ｐｆも元の圧力に戻
り、ポンプコントロール弁１２の位置は再びバランス
し、油圧ポンプ１の斜板１ａをそのときの傾転に保持す
る。即ち、原動機２の回転数が定格回転数から低下して
も油圧ポンプ１の吐出流量は低下しないように制御さ
れ、原動機２の回転数に依存しないポジティブ流量制御
によるポンプ吐出流量制御が行える。

【００４１】以上のように構成した本実施形態の流量制
御装置によれば次の効果が得られる。

【００４２】原動機２が定格の一定回転数で回転してい
る状態からアクチュエータ５の負荷が増大すると、油圧
ポンプ１の吐出圧力が増加し、原動機２の負荷も増大
し、原動機２の回転数が低下する。原動機２は通常ガバ
ナ装置と呼ばれるエンジン制御装置を備え、このエンジ
ン制御装置により回転数が設定回転数より低下すると燃
料噴射量を増やし、回転数が設定回転数に概ね維持され
るように制御される。しかし、エンジン制御装置の制御
には応答遅れがあり、このため一時的に原動機２の回転
数が設定回転数（定格回転数）を下回る状態が発生す
る。このため、従来の流量制御装置にあっては、操作レ
バー装置６の操作レバー６ａの操作量が一定であって
も、エンジン制御装置の応答遅れで図３（ｂ）の一点鎖
線６１で示すように油圧ポンプ１の吐出流量Ｑが低下す
る。

【００４３】本実施形態による流量制御装置において
は、油圧ポンプ１の吐出流量が減少すると、それがチェ
ック弁１５で検出され、前述した減圧弁１７及びポンプ
コントロール弁１２の作動により油圧ポンプ１の吐出流
量が直ちに元の流量に復帰する。従って、アクチュエー
タ５の負荷が変動しても油圧ポンプ１の吐出流量の変動
は抑えられ、アクチュエータ５の速度も変化せず、操作
性が向上する。

【００４４】また、燃費節約のためエンジン回転数を下
げても指令に対し定格回転数時と同じ油圧ポンプ１の吐
出流量が得られ、作業量が確保される。

【００４５】本発明の第２の実施形態を図５により説明
する。図中、図１に示すものと同等の部材には同じ符号
を付し、説明を省略する。本実施形態は複数のアクチュ
エータを備えた油圧駆動装置に本発明を適用したもので
ある。

【００４６】図５において、本実施形態に係わる油圧駆
動装置は、第１の実施形態の構成に加えて、方向切換弁
４０、アクチュエータ５０、操作レバー装置６０を更に
備え、油圧ポンプ１から吐出された圧油はバイパスライ
ン４１、方向切換弁４０を介してアクチュエータ５０に
も供給され、アクチュエータ５０を駆動する構成となっ
ている。また、操作レバー装置６０も操作レバー装置６
と同様には操作レバー６０ａと、この操作レバー６０ａ
により操作されるパイロット弁（一種の減圧弁）６０ｂ
とを有し、パイロット弁６０ｂはパイロットポンプ８か
らの圧油を元圧として操作レバー６０ａの操作量に応じ
てパイロット圧を生成し、操作レバー６０ａの操作方向
に応じてそのパイロット圧をパイロットライン７０ａ又
は７０ｂに出力する。方向切換弁４０はこのパイロット
圧により切り換え操作される。

【００４７】本実施形態の油圧ポンプの流量制御装置は
以上の油圧駆動装置に設けられるものであり、第１の実
施形態の構成に加えてパイロットライン７０ａ，７０ｂ
の間に設けられ、操作レバー装置６０により生成された
パイロット圧を検出するシャトル弁１３ａと、シャトル
弁１３，１３ａのそれぞれの出力側に設けられ、シャト
ル弁１３，１３ａで検出したパイロット圧の高圧側を検
出するシャトル弁１３ｂとを備え、シャトル弁１３ｂで
検出されたパイロット圧がポジティブ流量制御指令パイ
ロット圧Ｐｃとして信号ライン１４に出力され、ポンプ
コントロール弁１２の一端に導かれる。

【００４８】オペレータが操作レバー装置６，６０の操
作レバー６ａ，６０ａを操作すると、操作レバー装置６
により生成されたパイロット圧と操作レバー装置６０に
より生成されたパイロット圧の高圧側がシャトル弁１３
ｂにより検出され、ポジティブ流量制御指令パイロット
圧Ｐｃとしてポンプコントロール弁１２に与えられる。
それ点以外の動作は第１の実施形態の動作と同じであ
る。

【００４９】従って、本実施形態によれば、２つのアク
チュエータ５，５０を備える油圧駆動装置において、ア
クチュエータ５，５０を同時に駆動する複合操作に際し
ても、シャトル弁１３ｂで生成したポジティブ流量制御
指令パイロット圧Ｐｃに対して第１の実施形態と同様に
原動機２の回転数に依存しないポジティブ流量制御によ
るポンプ吐出流量制御が行え、複合操作性が向上する効
果が得られる。

【００５０】本発明の第３の実施形態を図６〜図８によ
り説明する。図中、図１、図５に示すものと同等の部材
には同じ符号を付し、説明を省略する。本実施形態は、
電気油圧的な処理によりポジティブ流量制御指令パイロ
ット圧Ｐｃを生成するものである。

【００５１】図６において、操作レバー装置６，６０に
は操作レバー６ａ，６０ａの操作量を検出する変位セン
サ６ｃ，６０ｃが設けられ、変位センサ６ｃ，６０ｃの
検出信号は信号ライン６１，６２を介してコントローラ
２２に入力される。コントローラ２２はその検出信号に
基づいて比例電磁弁２３に電流を出力する。比例電磁弁
２３はコントローラ２２から出力された電流値に応じた
圧力を生成し、この生成された圧力がポジティブ流量制
御指令パイロット圧Ｐｃとして信号ライン１４を介して
ポンプコントロール弁１２に与えられる。

【００５２】コントローラ２２の処理機能を図７に示
す。

【００５３】コントローラ２２は演算部２２ａ，２２ｂ
と、演算部２２ｃと演算部２２ｄとを備えている。操作
レバー装置６の操作レバー６ａの操作量がレバー入力値
Ｘ１として演算部２２ａに入力される。演算部２２ａに
はレバー入力値Ｘ１と要求流量Ｑ１との関係が予めテー
ブルとしてメモリされており、このテーブルを用いてレ
バー入力値Ｘ１に対応するアクチュエータ５に対する要
求流量Ｑ１が求められる。同様に、操作レバー装置６０
の操作レバー６０ａの操作量がレバー入力値Ｘ２として
演算部２２ｂに入力される。演算部２２ｂにはレバー入
力値Ｘ２と要求流量Ｑ２との関係が予めテーブルとして
メモリされており、このテーブルを用いてレバー入力値
Ｘ２に対応するアクチュエータ５ｂに対する要求流量Ｑ
２が求められる。

【００５４】求められた要求流量Ｑ１，Ｑ２は、演算部
２２ｃにおいて加算され、全要求流量Ｑが演算される。
この要求流量Ｑは演算部２２ｄに入力され、予めテーブ
ルとしてメモリされている要求流量Ｑと出力電流Ａの関
係に基づいて、比例電磁弁２３への出力電流Ａが演算さ
れる。この出力電流Ａは、比例電磁弁２３に出力され、
この出力電流Ａによって比例電磁弁２３が切り換え動作
される。

【００５５】本実施形態における操作レバー装置６，６
０の操作量の合計Ｓtotalと比例電磁弁２３で生成され
るポジティブ流量制御指令パイロット圧Ｐｃとの関係を
図８に示す。図中、ＳFullは操作レバー装置６又は６０
を単独で操作した場合の最大操作量であり、Ｓ2Fullは
操作レバー装置６と操作レバー装置６０の両方を同時に
操作した場合の最大操作量である。コントローラ２２の
上述した処理により、比例電磁弁２３で生成されるポジ
ティブ流量制御指令パイロット圧Ｐｃは操作レバー装置
６，６０の操作量の合計が大きくなるに従って大きくな
る。また、減圧弁１７は原動機２が定格回転数にあると
きに発生したフィードバックセンシングパイロット圧Ｐ
ｆがそのときのポジティブ流量制御指令パイロット圧Ｐ
ｃに一致するよう設定されている。

【００５６】以上のように構成した本実施形態において
は、アクチュエータ５，５０を同時に駆動する複合操作
時、操作レバー装置６と操作レバー装置６０の操作量
（要求流量）の合計によるポジティブ流量制御指令パイ
ロット圧Ｐｃが生成され、ポンプコントロール弁１２は
このポジティブ流量制御指令パイロット圧Ｐｃにより作
動して操作量の合計に応じた流量を吐出するよう油圧ポ
ンプ１の吐出流量を制御する。

【００５７】また、原動機２の回転数が定格回転数から
低下した場合の動作は第１の実施形態と同じであり、フ
ィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆが低下すると
ポンプコントロール弁１２は油圧ポンプ１の吐出流量を
増やすように動作し、原動機２の回転数に依存しない油
圧ポンプ１のポジティブ流量制御が行える。

【００５８】従って、本実施形態によれば、操作レバー
装置６と操作レバー装置６０の操作量の合計で油圧ポン
プ１のポジティブ流量制御が行えると共に、第１の実施
形態と同様に原動機２の回転数に依存しないポジティブ
流量制御が行え、一層良好な複合操作が行える。

【００５９】本発明の第４の実施形態を図９〜図１０に
より説明する。この実施形態は、電気油圧的な処理によ
りフィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆを生成す
るものである。

【００６０】図９において、油圧ポンプ１と方向切換弁
４との間の吐出ライン１ｂ上には流量計２４が配置さ
れ、流量計２４の検出信号は信号ライン７０を介してコ
ントローラ２５に入力される。コントローラ２５はその
検出信号に基づいて所定の演算処理を行い、比例電磁弁
２６に電流を出力する。比例電磁弁２６はコントローラ
２５から出力された電流値に応じた圧力を生成し、この
圧力がフィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆとし
て信号ライン１８を介してポンプコントロール弁１２に
与えられる。

【００６１】コントローラ２５の処理機能を図１０に示
す。コントローラ２５は演算部２５ａを有し、この演算
部２５ａに流量計２４の測定流量Ｑが入力される。演算
部２５ａには測定流量Ｑと出力電流Ｂとの関係が予めテ
ーブルとしてメモリされており、このテーブルを用いて
測定流量Ｑに対応する比例電磁弁２６への出力電流Ｂが
求められる。

【００６２】以上のように構成した本実施形態の動作
は、フィードバックセンシングパイロット圧Ｐｆが流量
計２４、コントローラ２５、比例電磁弁２６により生成
される点を除いて第３の実施形態と同じであり、本実施
形態によっても第１及び第２の実施形態と同様な効果が
得られる。

【００６３】本発明の第５の実施形態を図１１により説
明する。図中、図１に示すものと同等の部材には同じ符
号を付し、説明を省略する。本実施形態はポンプコント
ロール弁１２を使うポジティブ流量制御と使わないポジ
ティブ流量制御を切り換えられるようにしたものであ
る。

【００６４】図１１において、本実施形態の油圧ポンプ
の流量制御装置は、第１の実施形態のものに加え、ポン
プコントロール弁１２とポンプ制御アクチュエータ１１
との間のパイロットライン１９ａ，１９ｂ上に配置され
た電磁切換弁２７と、この電磁切換弁２７を手動操作す
るためのスイッチ２９と、このスイッチ２９からの信号
を入力し電磁切換弁２７に切換信号を出力するコントロ
ーラ２８とを備えている。

【００６５】電磁切換弁２７は、ポンプコントロール弁
１２をポンプ制御アクチュエータ１１に接続する第１位
置Ａと信号ライン１４をポンプ制御アクチュエータ１１
に接続する第２位置Ｂの間で切り換え可能であり、スイ
ッチ２９がＯＮのとき、コントローラ２８からの信号で
第１位置Ａに切り換えられポンプ制御アクチュエータ１
１はポンプコントロール弁１２により制御され、スイッ
チ２９がＯＦＦのときは信号ライン１４からのポジティ
ブ流量制御指令パイロット圧Ｐｃがポンプ制御アクチュ
エータ１１に導入され、油圧ポンプ１は従来通りポジテ
ィブ流量制御される。従来のポジティブ流量制御では、
原動機２の回転数を下げて運転すると油圧ポンプ１の吐
出流量も減少し、エンジン回転数に応じたポンプ吐出流
量制御を行うことができる。

【００６６】従って本実施形態によれば、油圧ショベル
を操作するオペレータがエンジン回転数の変動に依存せ
ず、アクチュエータの速度を制御したい場合にスイッチ
２９をＯＮにすれば、第１の実施形態と同様にエンジン
回転数の変動に依存しないポジティブ流量制御によるポ
ンプ吐出流量制御が行え、エンジン回転数を下げてファ
インコントロールを行いたい場合には、スイッチ２９を
ＯＦＦにすれば、従来と同様のエンジン回転数に応じた
ポジティブ流量制御によるポンプ吐出流量制御が行え、
エンジン回転数に応じたアクチュエータの操作感が得ら
れる。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、操作レバー装置の操作
信号に基づいて油圧ポンプの吐出流量をポジティブ流量
制御する油圧ポンプの流量制御装置において、エンジン
回転数の変動に依存しないポンプ吐出流量制御を行うこ
とができる。

【００６８】また、選択弁を設けることで、オペレータ
の操作により、エンジン回転数の変動に応じたポンプ吐
出流量制御と、エンジン回転数の変動に依存しないポン
プ吐出流量制御とに切り換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による油圧ポンプの流
量制御装置の構成を示す図である。

【図２】チェック弁の前後差圧ΔＰ―減圧弁で作られる
圧力信号Ｐｆの特性図である。

【図３】（ａ）は操作レバー装置の操作量Ｓ―傾転角θ
の特性図であり、（ｂ）は操作レバー装置の操作量Ｓ―
ポンプ吐出流量Ｑの特性図である。

【図４】操作レバー装置の操作量Ｓ―圧力Ｐの特性を示
す図である。

【図５】本発明の第２の実施形態による油圧ポンプの流
量制御装置の構成を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施形態による油圧ポンプの流
量制御装置の構成を示す図である。

【図７】図６に示すコントローラの機能を示す図であ
る。

【図８】図８は操作レバー装置６，６０の操作量Ｓtota
l―圧力Ｐの特性を示すものであり、図４と同様の特性
図である。

【図９】本発明の第４の実施形態による油圧ポンプの流
量制御装置の構成を示す図である。

【図１０】図９に示すコントローラの機能を示す図であ
る。

【図１１】本発明の第５の実施形態による油圧ポンプの
流量制御装置の構成を示す図である。

【図１２】従来の油圧ポンプの流量制御装置の構成を示
す図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ２ 原動機 ４，４０ 方向切換弁 ５，５０ アクチュエータ ６，６０ 操作レバー装置 ８ パイロットポンプ １１ ポンプ制御アクチュエータ １２ ポンプコントロール弁 １３，１３ａ，１３ｂ シャトル弁 １５ チェック弁 １７ 減圧弁 ２２，２５，２８ コントローラ ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２５ａ 演算部 ２３，２６ 比例電磁弁 ２７ 電磁切換弁 ２４ 流量計 ２９ スイッチ Ｐｃ ポジティブ流量制御指令パイロット圧 Ｐｆ フィードバックセンシングパイロット圧

フロントページの続き (72)発明者 落合 正巳 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB05 AB06 BA01 BB02 CA03 DA03 DA04 DB02 DC02 3H089 AA27 BB15 CC01 DA03 DB33 DB47 DB49 EE14 EE17 EE22 FF06 FF12 GG02 JJ02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原動機と、この原動機によって駆動される
   可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給さ
   れる圧油によって駆動されるアクチュエータと、前記油
   圧ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流
   れを制御する方向切換弁と、この方向切換弁を切り換え
   操作する操作レバー手段とを備えた油圧駆動装置に設け
   られ、 前記操作レバー手段の切り換え操作による操作信号に基
   づいてポジティブ流量制御指令信号を生成する第１信号
   生成手段と、前記ポジティブ流量制御指令信号によって
   前記油圧ポンプの容量を変更し、前記油圧ポンプの吐出
   流量を制御するポンプ制御アクチュエータとを備えた油
   圧ポンプの流量制御装置において、 前記ポンプ制御アクチュエータにより制御される油圧ポ
   ンプの吐出流量を検出し、その流量に応じたフィードバ
   ックセンシング信号を生成する第２信号生成手段と、 前記第１信号生成手段により生成されたポジティブ流量
   制御指令信号と前記第２信号生成手段により生成された
   フィードバックセンシング信号とに基づいて、前記油圧
   ポンプの吐出流量が前記ポジティブ流量制御指令信号の
   要求流量に一致するように前記ポンプ制御アクチュエー
   タを制御するフィードバック制御手段とを備えることを
   特徴とする油圧ポンプの流量制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の油圧ポンプの流量制御装置
   において、前記第１信号生成手段により生成されるポジ
   ティブ流量制御指令信号と前記第２信号生成手段により
   生成されるフィードバックセンシング信号は共に油圧信
   号であり、 前記フィードバック制御手段は、前記ポジティブ流量制
   御指令油圧信号と前記フィードバックセンシング油圧信
   号とのバランスで作動し、前記フィードバックセンシン
   グ油圧信号が前記ポジティブ流量制御指令油圧信号より
   も小さいときは前記油圧ポンプの容量を増やし、前記フ
   ィードバックセンシング油圧信号が前記ポジティブ流量
   制御指令油圧信号よりも大きいときは前記油圧ポンプの
   容量を減らすように前記ポンプ制御アクチュエータを制
   御するポンプコントロール弁を有することを特徴とする
   油圧ポンプの流量制御装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の油圧ポンプの流量制御装置
   において、前記第２信号生成手段は、前記油圧ポンプの
   吐出路に設けられ、この吐出路に前後差圧を発生させる
   抵抗発生手段と、この前後差圧に応じて動作し、前記フ
   ィードバックセンシング油圧信号を生成する減圧弁とを
   有することを特徴とする油圧ポンプの流量制御装置。
4. 【請求項４】請求項２記載の油圧ポンプの流量制御装置
   において、前記第２信号生成手段は、前記油圧ポンプの
   吐出路に設けられ、前記油圧ポンプの吐出流量を計測す
   る流量計と、この流量計からの信号を入力し所定の演算
   を行うコントローラと、このコントローラからの信号に
   より駆動され前記フィードバックセンシング油圧信号を
   生成する電磁比例弁とを有することを特徴とする油圧ポ
   ンプの流量制御装置。
5. 【請求項５】請求項２記載の油圧ポンプの流量制御装置
   において、手動操作により作動し、前記ポンプコントロ
   ール弁を前記ポンプ制御アクチュエータに接続する第１
   位置と、前記第１信号生成手段を前記ポンプ制御アクチ
   ュエータに接続する第２位置との間で切り換えられる選
   択弁を更に備えることを特徴とする油圧ポンプの流量制
   御装置。