JP2872558B2 - 建設機械の油圧制御装置 - Google Patents
建設機械の油圧制御装置Info
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- JP2872558B2 JP2872558B2 JP33147093A JP33147093A JP2872558B2 JP 2872558 B2 JP2872558 B2 JP 2872558B2 JP 33147093 A JP33147093 A JP 33147093A JP 33147093 A JP33147093 A JP 33147093A JP 2872558 B2 JP2872558 B2 JP 2872558B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブームとアームを用いて
同時操作により水平均し動作を行い得るフロントアタッ
チメント部を備えた油圧ショベル等の建設機械の油圧制
御装置に係わり、特に、ロードセンシング差圧に基づき
可変圧力補償弁の補償圧を制御し流量制御弁の前後差圧
を制御する建設機械の油圧制御装置に関する。
同時操作により水平均し動作を行い得るフロントアタッ
チメント部を備えた油圧ショベル等の建設機械の油圧制
御装置に係わり、特に、ロードセンシング差圧に基づき
可変圧力補償弁の補償圧を制御し流量制御弁の前後差圧
を制御する建設機械の油圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】建設機械に用いられるロードセンシング
方式の油圧制御装置として特開昭60−11706号公
報に記載のものがある。この油圧制御装置は、原動機
と、この原動機によって駆動される主油圧ポンプと、こ
の主油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複
数のアクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータ
に供給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の流量
制御弁と、複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ補償
する複数の可変圧力補償弁と、主油圧ポンプの吐出圧力
と複数のアクチュエータの最大負荷圧力との差圧が所定
の値となるよう主油圧ポンプの押しのけ容積を制御する
ポンプ制御装置と、主油圧ポンプの吐出圧力と前記複数
のアクチュエータの最大負荷圧力との差圧がロードセン
シング差圧として導かれ、そのロードセンシング差圧に
基づき複数の可変圧力補償弁の補償圧を制御する圧力補
償弁制御手段とを備えている。
方式の油圧制御装置として特開昭60−11706号公
報に記載のものがある。この油圧制御装置は、原動機
と、この原動機によって駆動される主油圧ポンプと、こ
の主油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複
数のアクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータ
に供給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の流量
制御弁と、複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ補償
する複数の可変圧力補償弁と、主油圧ポンプの吐出圧力
と複数のアクチュエータの最大負荷圧力との差圧が所定
の値となるよう主油圧ポンプの押しのけ容積を制御する
ポンプ制御装置と、主油圧ポンプの吐出圧力と前記複数
のアクチュエータの最大負荷圧力との差圧がロードセン
シング差圧として導かれ、そのロードセンシング差圧に
基づき複数の可変圧力補償弁の補償圧を制御する圧力補
償弁制御手段とを備えている。
【0003】また、このような圧力補償弁の制御を電気
・油圧的に行なうものとして特開平2−118203号
公報に記載のものがある。この従来技術は、主油圧ポン
プの吐出圧力と複数のアクチュエータの最大負荷圧力と
の差圧をロードセンシング差圧として検出する差圧検出
器を更に備え、圧力補償弁制御手段は、そのロードセン
シング差圧に基づき複数の可変圧力補償弁の制御量を個
別に演算しこれら制御量に基づいて可変圧力補償弁の補
償圧を制御する構成となっている。
・油圧的に行なうものとして特開平2−118203号
公報に記載のものがある。この従来技術は、主油圧ポン
プの吐出圧力と複数のアクチュエータの最大負荷圧力と
の差圧をロードセンシング差圧として検出する差圧検出
器を更に備え、圧力補償弁制御手段は、そのロードセン
シング差圧に基づき複数の可変圧力補償弁の制御量を個
別に演算しこれら制御量に基づいて可変圧力補償弁の補
償圧を制御する構成となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。特開昭60−117
06号公報に記載の従来技術においては、各流量制御弁
の前後差圧は可変圧力補償弁によりロードセンシング差
圧と等しくなるように制御され、複数のアクチュエータ
を同時に駆動する複合動作では流量制御弁の開口面積比
に応じた流量がアクチュエータに供給され、開口面積比
通りの複合動作が行われる。特開平2−118203号
公報に記載の従来技術においては、各流量制御弁の前後
差圧は可変圧力補償弁によりロードセンシング差圧と所
定の関係になるように制御され、開口面積比と所定の関
係の流量がアクチュエータに供給され、複合動作が行わ
れる。
来技術には次のような問題がある。特開昭60−117
06号公報に記載の従来技術においては、各流量制御弁
の前後差圧は可変圧力補償弁によりロードセンシング差
圧と等しくなるように制御され、複数のアクチュエータ
を同時に駆動する複合動作では流量制御弁の開口面積比
に応じた流量がアクチュエータに供給され、開口面積比
通りの複合動作が行われる。特開平2−118203号
公報に記載の従来技術においては、各流量制御弁の前後
差圧は可変圧力補償弁によりロードセンシング差圧と所
定の関係になるように制御され、開口面積比と所定の関
係の流量がアクチュエータに供給され、複合動作が行わ
れる。
【0005】ところで、油圧ショベル等の建設機械に用
いられる油圧制御装置のポンプ制御装置では、主油圧ポ
ンプの吐出圧力と複数のアクチュエータの最大負荷圧力
との差圧が所定の値となるよう主油圧ポンプの押しのけ
容積を制御するロードセンシング制御を行なうと共に、
原動機にかかる最大負荷トルクが制限値を越えないよう
主油圧ポンプの押しのけ容積を制御するいわるP−Q制
御(入力トルク制限制御)を行うことが一般的である
(例えば、特開平2−118203号公報の第29図参
照)。このようにP−Q制御を行なう場合、複合動作時
に最大負荷圧力が変化すると油圧ポンプの吐出流量が変
化し、ロードセンシング差圧が変化する。
いられる油圧制御装置のポンプ制御装置では、主油圧ポ
ンプの吐出圧力と複数のアクチュエータの最大負荷圧力
との差圧が所定の値となるよう主油圧ポンプの押しのけ
容積を制御するロードセンシング制御を行なうと共に、
原動機にかかる最大負荷トルクが制限値を越えないよう
主油圧ポンプの押しのけ容積を制御するいわるP−Q制
御(入力トルク制限制御)を行うことが一般的である
(例えば、特開平2−118203号公報の第29図参
照)。このようにP−Q制御を行なう場合、複合動作時
に最大負荷圧力が変化すると油圧ポンプの吐出流量が変
化し、ロードセンシング差圧が変化する。
【0006】油圧ショベルの代表的作業の1つとして水
平均し作業がある。この水平均し作業は、アームを引き
ながらブーム上げの同時操作をし、バケットの先端を真
っ直ぐに手前に引きながら水平に均す。次に、アームが
鉛直姿勢になるとブーム上げを止め、次にブームを下げ
る方向に操作し均し作業を連続的に行なう。このように
水平均し作業では、ブーム上げ及びアーム引きの状態か
らブーム下げ及びアーム引きの状態に連続的に変化する
が、ブーム上げ及びアーム引きの状態ではブーム上げの
負荷圧力が最大圧力となり、ブーム下げ及びアーム引き
の状態ではアーム引きの負荷圧力が最大負荷圧力となる
ため、ブーム上げ及びアーム引きの状態からブーム下げ
及びアーム引きの状態に変化するとき最大負荷圧力は低
下し、これに伴って上記のP−Q制御の作用でポンプ吐
出流量が増加し、ロードセンシング差圧が増大する。こ
のため、アーム引きの流量制御弁の開口面積を一定にし
ている、即ちアーム引きのレバー操作量を一定にしてい
るにも係わらず、アーム用アクチュエータに供給される
流量が増加し、アーム引きの速度が速くなる。このよう
に水平均し作業の途中でアームの動作速度が変化する
と、均し面を水平にすることが難しくなり、オペレータ
に与える疲労が増大したり、均し面がきれいに仕上がら
ないという問題がある。
平均し作業がある。この水平均し作業は、アームを引き
ながらブーム上げの同時操作をし、バケットの先端を真
っ直ぐに手前に引きながら水平に均す。次に、アームが
鉛直姿勢になるとブーム上げを止め、次にブームを下げ
る方向に操作し均し作業を連続的に行なう。このように
水平均し作業では、ブーム上げ及びアーム引きの状態か
らブーム下げ及びアーム引きの状態に連続的に変化する
が、ブーム上げ及びアーム引きの状態ではブーム上げの
負荷圧力が最大圧力となり、ブーム下げ及びアーム引き
の状態ではアーム引きの負荷圧力が最大負荷圧力となる
ため、ブーム上げ及びアーム引きの状態からブーム下げ
及びアーム引きの状態に変化するとき最大負荷圧力は低
下し、これに伴って上記のP−Q制御の作用でポンプ吐
出流量が増加し、ロードセンシング差圧が増大する。こ
のため、アーム引きの流量制御弁の開口面積を一定にし
ている、即ちアーム引きのレバー操作量を一定にしてい
るにも係わらず、アーム用アクチュエータに供給される
流量が増加し、アーム引きの速度が速くなる。このよう
に水平均し作業の途中でアームの動作速度が変化する
と、均し面を水平にすることが難しくなり、オペレータ
に与える疲労が増大したり、均し面がきれいに仕上がら
ないという問題がある。
【0007】本発明の目的は、水平均し作業時にブーム
上げからブーム下げに動作状態を変化させたときにアー
ムの速度を変化させずに水平均し作業をやり易くし、均
し面もきれいに仕上げられる建設機械の油圧制御装置を
提供することである。
上げからブーム下げに動作状態を変化させたときにアー
ムの速度を変化させずに水平均し作業をやり易くし、均
し面もきれいに仕上げられる建設機械の油圧制御装置を
提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために次の構成を採用する。すなわち、原動機と、
この原動機によって駆動される主油圧ポンプと、この主
油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複数の
アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに供
給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の流量制御
弁と、前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ補償
する複数の可変圧力補償弁と、前記主油圧ポンプの吐出
圧力と前記複数のアクチュエータの最大負荷圧力との差
圧が所定の値となるよう主油圧ポンプの押しのけ容積を
制御しかつ前記原動機にかかる最大負荷トルクが制限値
を越えないよう前記主油圧ポンプの押しのけ容積を制御
するポンプ制御手段と、前記主油圧ポンプの吐出圧力と
前記複数のアクチュエータの最大負荷圧力との差圧をロ
ードセンシング差圧として検出する差圧検出手段と、前
記ロードセンシング差圧に基づき前記複数の可変圧力補
償弁の補償圧を制御する圧力補償弁制御手段とを備え、
前記複数のアクチュエータが水平均し動作を行い得るブ
ーム及びアーム用のアクチュエータを含む建設機械の油
圧制御装置において、前記ブーム用及びアーム用のそれ
ぞれのアクチュエータの操作を検出するブーム操作検出
手段及びアーム操作検出手段を更に備え、前記圧力補償
弁制御手段は、前記差圧検出手段で検出されたロードセ
ンシング差圧に基づいて前記複数の可変圧力補償弁の制
御量を演算する演算手段と、この演算手段で求めた制御
量に基づいて前記アーム以外の可変圧力補償弁の補償圧
を制御する第1補償圧制御手段と、前記ブーム操作検出
手段及びアーム操作検出手段からの信号に基づいて前記
ブーム及びアームの動作がブーム上げ及びアーム引きの
同時操作であるかどうか判定すると共に、ブーム上げ及
びアーム引きの同時操作からブーム下げ及びアーム引き
の同時操作に連続的に移行したかどうかを判定する動作
判定手段と、前記動作判定手段の判定に基づき連続的に
移行する直前の前記演算手段で求めた制御量を記憶する
保持手段と、前記動作判定手段によりブーム上げ及びア
ーム引きの同時操作でないと判定されたとき及び連続的
に移行していないと判定されたときは前記演算手段で求
めた制御量に基づいて前記アーム用の可変圧力補償弁の
補償圧を制御し、連続的に移行したと判定されたときは
前記保持手段で記憶した制御量に基づいて前記アーム用
の可変圧力補償弁の補償圧を制御する第2補償圧制御手
段とを有する構成とする。
するために次の構成を採用する。すなわち、原動機と、
この原動機によって駆動される主油圧ポンプと、この主
油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される複数の
アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに供
給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の流量制御
弁と、前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ補償
する複数の可変圧力補償弁と、前記主油圧ポンプの吐出
圧力と前記複数のアクチュエータの最大負荷圧力との差
圧が所定の値となるよう主油圧ポンプの押しのけ容積を
制御しかつ前記原動機にかかる最大負荷トルクが制限値
を越えないよう前記主油圧ポンプの押しのけ容積を制御
するポンプ制御手段と、前記主油圧ポンプの吐出圧力と
前記複数のアクチュエータの最大負荷圧力との差圧をロ
ードセンシング差圧として検出する差圧検出手段と、前
記ロードセンシング差圧に基づき前記複数の可変圧力補
償弁の補償圧を制御する圧力補償弁制御手段とを備え、
前記複数のアクチュエータが水平均し動作を行い得るブ
ーム及びアーム用のアクチュエータを含む建設機械の油
圧制御装置において、前記ブーム用及びアーム用のそれ
ぞれのアクチュエータの操作を検出するブーム操作検出
手段及びアーム操作検出手段を更に備え、前記圧力補償
弁制御手段は、前記差圧検出手段で検出されたロードセ
ンシング差圧に基づいて前記複数の可変圧力補償弁の制
御量を演算する演算手段と、この演算手段で求めた制御
量に基づいて前記アーム以外の可変圧力補償弁の補償圧
を制御する第1補償圧制御手段と、前記ブーム操作検出
手段及びアーム操作検出手段からの信号に基づいて前記
ブーム及びアームの動作がブーム上げ及びアーム引きの
同時操作であるかどうか判定すると共に、ブーム上げ及
びアーム引きの同時操作からブーム下げ及びアーム引き
の同時操作に連続的に移行したかどうかを判定する動作
判定手段と、前記動作判定手段の判定に基づき連続的に
移行する直前の前記演算手段で求めた制御量を記憶する
保持手段と、前記動作判定手段によりブーム上げ及びア
ーム引きの同時操作でないと判定されたとき及び連続的
に移行していないと判定されたときは前記演算手段で求
めた制御量に基づいて前記アーム用の可変圧力補償弁の
補償圧を制御し、連続的に移行したと判定されたときは
前記保持手段で記憶した制御量に基づいて前記アーム用
の可変圧力補償弁の補償圧を制御する第2補償圧制御手
段とを有する構成とする。
【0009】上記油圧制御装置において、好ましくは、
前記保持手段は、前記動作判定手段により連続的に移行
したと判断されるまでの間、前記演算手段で求めた最新
の制御量を順次更新して記憶する手段である。
前記保持手段は、前記動作判定手段により連続的に移行
したと判断されるまでの間、前記演算手段で求めた最新
の制御量を順次更新して記憶する手段である。
【0010】また、好ましくは、前記第2補償圧制御手
段は、前記動作判定手段により連続的に移行したと判断
されたときに前記保持手段で記憶した制御量を読み出す
手段と、前記制御量を読み出した後その制御量を時間的
に変化させる手段とを有している。
段は、前記動作判定手段により連続的に移行したと判断
されたときに前記保持手段で記憶した制御量を読み出す
手段と、前記制御量を読み出した後その制御量を時間的
に変化させる手段とを有している。
【0011】
【作用】以上のように構成した本発明において、ブーム
上げとアーム引きが同時操作されると、演算手段ではロ
ードセンシング差圧に基づいて制御量が演算され、第1
及び第2の補償圧制御手段はこの制御量に基づきブーム
用の可変圧力補償弁の補償圧及びアーム用の可変圧力補
償弁の補償圧をそれぞれ制御する。その後、ブーム上げ
とアーム引きの同時操作からブーム下げとアーム引きの
同時操作に連続的に移行すると、動作判定手段でそのこ
とが判定され、第2の補償圧制御手段は保持手段で記憶
した連続的に移行する直前の制御量に基づいてアーム用
の可変圧力補償弁の補償圧を制御する。これにより、連
続的に移行する直前と直後でアーム用の可変圧力補償弁
の補償圧は変化しないため、アーム用流量制御弁の操作
レバーの操作量を一定にし、流量制御弁のメータインの
可変絞りの開口面積を一定にすれば、アームシリンダに
供給される圧油の流量も一定となり、アームの動作速度
はブーム上げからブーム下げに移行しても変化しない。
上げとアーム引きが同時操作されると、演算手段ではロ
ードセンシング差圧に基づいて制御量が演算され、第1
及び第2の補償圧制御手段はこの制御量に基づきブーム
用の可変圧力補償弁の補償圧及びアーム用の可変圧力補
償弁の補償圧をそれぞれ制御する。その後、ブーム上げ
とアーム引きの同時操作からブーム下げとアーム引きの
同時操作に連続的に移行すると、動作判定手段でそのこ
とが判定され、第2の補償圧制御手段は保持手段で記憶
した連続的に移行する直前の制御量に基づいてアーム用
の可変圧力補償弁の補償圧を制御する。これにより、連
続的に移行する直前と直後でアーム用の可変圧力補償弁
の補償圧は変化しないため、アーム用流量制御弁の操作
レバーの操作量を一定にし、流量制御弁のメータインの
可変絞りの開口面積を一定にすれば、アームシリンダに
供給される圧油の流量も一定となり、アームの動作速度
はブーム上げからブーム下げに移行しても変化しない。
【0012】また、アーム単独操作での実掘削のように
ブーム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げとア
ーム引きの同時操作に連続的に移行する場合以外のアー
ム操作では、動作は印低手段でブーム上げ及びアーム引
きの同時操作でないと判定され、第2補償圧制御手段は
演算手段で演算した制御量に基づいてアーム用の可変圧
力補償弁の補償圧を制御し、通常通りに補償圧がロード
センシング差圧と所定の関係になるように制御される。
ブーム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げとア
ーム引きの同時操作に連続的に移行する場合以外のアー
ム操作では、動作は印低手段でブーム上げ及びアーム引
きの同時操作でないと判定され、第2補償圧制御手段は
演算手段で演算した制御量に基づいてアーム用の可変圧
力補償弁の補償圧を制御し、通常通りに補償圧がロード
センシング差圧と所定の関係になるように制御される。
【0013】また、保持手段で記憶した制御量を読み出
した後その制御量を時間的に変化させる手段を設けるこ
とにより、時間の経過と共にアーム速度が徐々に速くな
り、作業速度を速くすることができる。
した後その制御量を時間的に変化させる手段を設けるこ
とにより、時間の経過と共にアーム速度が徐々に速くな
り、作業速度を速くすることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。まず、本発明の第1の実施例を図1〜図10に基づ
いて説明する。図1において、本実施例の油圧制御装置
は、原動機即ちエンジン1と、このエンジン1によって
駆動される可変容量型の主油圧ポンプ2と、主油圧ポン
プ2からの圧油により駆動される複数のアクチュエー
タ、例えば油圧ショベルのアームシリンダ3、ブームシ
リンダ4及び走行モータ5と、これらアームシリンダ
3、ブームシリンダ4及び走行モータ5にそれぞれ供給
される圧油の流量を制御する流量制御弁6,8,10
と、これら流量制御弁6,8,10の上流側にそれぞれ
設置され各流量制御弁の前後差圧を補償する可変圧力補
償弁7,9,11とを備えている。
る。まず、本発明の第1の実施例を図1〜図10に基づ
いて説明する。図1において、本実施例の油圧制御装置
は、原動機即ちエンジン1と、このエンジン1によって
駆動される可変容量型の主油圧ポンプ2と、主油圧ポン
プ2からの圧油により駆動される複数のアクチュエー
タ、例えば油圧ショベルのアームシリンダ3、ブームシ
リンダ4及び走行モータ5と、これらアームシリンダ
3、ブームシリンダ4及び走行モータ5にそれぞれ供給
される圧油の流量を制御する流量制御弁6,8,10
と、これら流量制御弁6,8,10の上流側にそれぞれ
設置され各流量制御弁の前後差圧を補償する可変圧力補
償弁7,9,11とを備えている。
【0015】油圧制御装置が搭載される油圧ショベル
は、下部走行体50と、上部旋回体51と、ブーム5
2、アーム53及びバケット54からなるフロントアタ
ッチメント部とを備え、アームシリンダ3によりアーム
53が駆動され、ブームシリンダ4によりブーム52が
駆動され、走行モータ5により下部走行体50の左右の
履体の一方が駆動され、図示しないバケットシリンダ及
び走行モータによりバケット54及びもう一方の履体が
駆動される。
は、下部走行体50と、上部旋回体51と、ブーム5
2、アーム53及びバケット54からなるフロントアタ
ッチメント部とを備え、アームシリンダ3によりアーム
53が駆動され、ブームシリンダ4によりブーム52が
駆動され、走行モータ5により下部走行体50の左右の
履体の一方が駆動され、図示しないバケットシリンダ及
び走行モータによりバケット54及びもう一方の履体が
駆動される。
【0016】また、本実施例の油圧制御装置はエンジン
1によって駆動されるパイロットポンプ21を備え、パ
イロットポンプ21から吐出した圧油によりパイロット
リリーフ弁23の作用で一定のパイロット圧力Ps1が
生成される。
1によって駆動されるパイロットポンプ21を備え、パ
イロットポンプ21から吐出した圧油によりパイロット
リリーフ弁23の作用で一定のパイロット圧力Ps1が
生成される。
【0017】圧力補償弁7は流量制御弁6の入口圧力P
z1が導かれる受圧部7a、流量制御弁6の出口圧力P
L1が導かれる受圧部7b、パイロットポンプ21から
の一定のパイロット圧力Ps1が導かれる受圧部7c及
び電磁比例弁32が発生する制御圧力Fa1が導かれる
受圧部7dを有し、受圧部7a,7bに導かれる圧力の
差が閉弁方向に作用し、受圧部7c,7dに導かれるパ
イロット圧力Ps1と制御圧力Fa1との差が開弁方向
に作用し、両者のバランスにより流量制御弁6の前後差
圧がパイロット圧力Ps1と制御圧力Fa1との差で決
定される目標差圧、すなわち補償圧に一致するよう制御
される。圧力補償弁9,11も同様に受圧部9a〜9d
及び11a〜11dを有し、受圧部9c,11cには電
磁比例弁33,34が発生する制御圧力Fa2,Fa3
が導かれる。
z1が導かれる受圧部7a、流量制御弁6の出口圧力P
L1が導かれる受圧部7b、パイロットポンプ21から
の一定のパイロット圧力Ps1が導かれる受圧部7c及
び電磁比例弁32が発生する制御圧力Fa1が導かれる
受圧部7dを有し、受圧部7a,7bに導かれる圧力の
差が閉弁方向に作用し、受圧部7c,7dに導かれるパ
イロット圧力Ps1と制御圧力Fa1との差が開弁方向
に作用し、両者のバランスにより流量制御弁6の前後差
圧がパイロット圧力Ps1と制御圧力Fa1との差で決
定される目標差圧、すなわち補償圧に一致するよう制御
される。圧力補償弁9,11も同様に受圧部9a〜9d
及び11a〜11dを有し、受圧部9c,11cには電
磁比例弁33,34が発生する制御圧力Fa2,Fa3
が導かれる。
【0018】流量制御弁6,8,10にはそれぞれアク
チュエータ3,4,5の負荷圧力を検出するための負荷
ライン3A,4A,5Aが接続され、負荷ライン3A,
4A,5Aは更にシャトル弁12,13を介して負荷ラ
イン14に接続され、アクチュエータ3,4,5の最大
負荷圧力Pamaxが負荷ライン14に導かれる。負荷
ライン14には差圧センサー27(後述)が設置されて
いる。
チュエータ3,4,5の負荷圧力を検出するための負荷
ライン3A,4A,5Aが接続され、負荷ライン3A,
4A,5Aは更にシャトル弁12,13を介して負荷ラ
イン14に接続され、アクチュエータ3,4,5の最大
負荷圧力Pamaxが負荷ライン14に導かれる。負荷
ライン14には差圧センサー27(後述)が設置されて
いる。
【0019】油圧ポンプ2は斜板ポンプであり、レギュ
レータ75によってその斜板位置、すなわち傾転角(ポ
ンプ押しのけ容積)が制御される。レギュレータ75
は、油圧ポンプ2の斜板を駆動するサーボシリンダ20
と、サーボシリンダー20の位置を制御する2つの高速
電磁弁24,26とを有し、電磁弁24はサーボシリン
ダ20の小径室20aと大径室20bとの間に接続さ
れ、電磁弁26はサーボシリンダ20の大径室20bと
タンク25との間に接続され、小径室20aにはパイロ
ット圧力Ps1が導かれている。電磁弁24がON、電
磁弁26がOFFの時は小径室20aと大径室20bと
の面積差でサーボシリンダ20を図示左方に駆動し、油
圧ポンプ2の斜板傾転角を増大させる。電磁弁24がO
FF、電磁弁26がONの時は大径室20bの圧油をタ
ンク25に開放してサーボシリンダ20を図示右方に駆
動し、油圧ポンプ2の斜板傾転角を減少させる。このよ
うに電磁弁24,26のON・OFFで油圧ポンプ2の
押しのけ容積が制御され、吐出流量が制御される。
レータ75によってその斜板位置、すなわち傾転角(ポ
ンプ押しのけ容積)が制御される。レギュレータ75
は、油圧ポンプ2の斜板を駆動するサーボシリンダ20
と、サーボシリンダー20の位置を制御する2つの高速
電磁弁24,26とを有し、電磁弁24はサーボシリン
ダ20の小径室20aと大径室20bとの間に接続さ
れ、電磁弁26はサーボシリンダ20の大径室20bと
タンク25との間に接続され、小径室20aにはパイロ
ット圧力Ps1が導かれている。電磁弁24がON、電
磁弁26がOFFの時は小径室20aと大径室20bと
の面積差でサーボシリンダ20を図示左方に駆動し、油
圧ポンプ2の斜板傾転角を増大させる。電磁弁24がO
FF、電磁弁26がONの時は大径室20bの圧油をタ
ンク25に開放してサーボシリンダ20を図示右方に駆
動し、油圧ポンプ2の斜板傾転角を減少させる。このよ
うに電磁弁24,26のON・OFFで油圧ポンプ2の
押しのけ容積が制御され、吐出流量が制御される。
【0020】油圧ポンプ2の吐出管路には負荷ライン1
4に導かれた最大負荷圧力が導かれたアンロード弁22
が設けられ、ポンプ吐出圧力が最大負荷圧力に対して所
定値以上高くならないようにしている。
4に導かれた最大負荷圧力が導かれたアンロード弁22
が設けられ、ポンプ吐出圧力が最大負荷圧力に対して所
定値以上高くならないようにしている。
【0021】本実施例の油圧制御装置は、また、可変圧
力補償弁7,9,11及びレギュレータ75を制御する
ため、主油圧ポンプ2の斜板傾転角(押しのけ容積)θ
eを検出する傾転角センサー80、主油圧ポンプ2の吐
出圧力Psを検出する圧力センサー81、油圧ポンプ2
の吐出圧力とアクチュエータ3,4,5の最大負荷圧力
との差、即ちロードセンシング差圧ΔPLSを検出する差
圧センサー82、アームシリンダ3の操作を検出するア
ーム用操作検出器83、ブームシリンダ4の操作を検出
するブーム用操作検出器84と、これらセンサー群から
の信号を入力するコントローラ30とを備え、コントロ
ーラ30から高速電磁弁24,26及び電磁比例弁3
2,33,34に駆動信号が出力される。
力補償弁7,9,11及びレギュレータ75を制御する
ため、主油圧ポンプ2の斜板傾転角(押しのけ容積)θ
eを検出する傾転角センサー80、主油圧ポンプ2の吐
出圧力Psを検出する圧力センサー81、油圧ポンプ2
の吐出圧力とアクチュエータ3,4,5の最大負荷圧力
との差、即ちロードセンシング差圧ΔPLSを検出する差
圧センサー82、アームシリンダ3の操作を検出するア
ーム用操作検出器83、ブームシリンダ4の操作を検出
するブーム用操作検出器84と、これらセンサー群から
の信号を入力するコントローラ30とを備え、コントロ
ーラ30から高速電磁弁24,26及び電磁比例弁3
2,33,34に駆動信号が出力される。
【0022】コントローラ30で行われる処理内容を図
2に制御ブロック図で示す。図2において、ブロック9
0はP−Q制御を行なう入力トルク制限制御部であり、
圧力センサー81で検出された主油圧ポンプ2の吐出圧
力Psの信号を入力し、図3に示す入力トルク制限関数
f(P) から、油圧ポンプ1の吐出流量Qpをエンジン2
の出力馬力の範囲内とする馬力制限制御のための第1の
目標傾転角θT を演算する。ブロック91はロードセン
シング制御部であり、差圧センサー82で検出された差
圧ΔPLSの信号を入力し、その差圧を一定に保持する
ロードセンシング制御のための第2の目標傾転角θΔp
を演算する。
2に制御ブロック図で示す。図2において、ブロック9
0はP−Q制御を行なう入力トルク制限制御部であり、
圧力センサー81で検出された主油圧ポンプ2の吐出圧
力Psの信号を入力し、図3に示す入力トルク制限関数
f(P) から、油圧ポンプ1の吐出流量Qpをエンジン2
の出力馬力の範囲内とする馬力制限制御のための第1の
目標傾転角θT を演算する。ブロック91はロードセン
シング制御部であり、差圧センサー82で検出された差
圧ΔPLSの信号を入力し、その差圧を一定に保持する
ロードセンシング制御のための第2の目標傾転角θΔp
を演算する。
【0023】第2の目標傾転角θΔp の求め方の一例を
図4に示す。これは目標差圧ΔPoと実際の差圧ΔPL
Sとの偏差による積分制御方式で演算される例であり、
図4はそれをブロック図で示したものである。即ち図4
において、ブロック91Aは差圧ΔPLSからΔθΔp
=K(ΔPo −ΔPLS) を演算し、1サイクルタイム
当りの第2の目標傾転角θΔp の増分ΔQΔp 求め、ブ
ロック91BではこのΔθΔp と前回のサイクルで出力
された最終の目標傾転角θr-1 とを加算して第2の目標
傾転角θΔp を得る。なお、第2の目標傾転角θΔp は
比例制御方式あるいは比例・積分制御方式により求めて
もよい。
図4に示す。これは目標差圧ΔPoと実際の差圧ΔPL
Sとの偏差による積分制御方式で演算される例であり、
図4はそれをブロック図で示したものである。即ち図4
において、ブロック91Aは差圧ΔPLSからΔθΔp
=K(ΔPo −ΔPLS) を演算し、1サイクルタイム
当りの第2の目標傾転角θΔp の増分ΔQΔp 求め、ブ
ロック91BではこのΔθΔp と前回のサイクルで出力
された最終の目標傾転角θr-1 とを加算して第2の目標
傾転角θΔp を得る。なお、第2の目標傾転角θΔp は
比例制御方式あるいは比例・積分制御方式により求めて
もよい。
【0024】図2に戻り、ブロック92では第1及び第
2の目標傾転角θT ,θΔの小さい方の値を最終の目標
傾転角θr として選択する。ブロック93では目標傾転
角θr と傾転角センサー80で検出された主油圧ポンプ
2の傾転角θeの信号を入力し、主油圧ポンプ2の斜板
傾転角を目標傾転角θr に一致させるためのON・OF
F制御信号を演算する。この制御信号は電磁弁24,2
6に出力され、主油圧ポンプ2の斜板傾転角が目標傾転
角θr に一致するよう制御される。
2の目標傾転角θT ,θΔの小さい方の値を最終の目標
傾転角θr として選択する。ブロック93では目標傾転
角θr と傾転角センサー80で検出された主油圧ポンプ
2の傾転角θeの信号を入力し、主油圧ポンプ2の斜板
傾転角を目標傾転角θr に一致させるためのON・OF
F制御信号を演算する。この制御信号は電磁弁24,2
6に出力され、主油圧ポンプ2の斜板傾転角が目標傾転
角θr に一致するよう制御される。
【0025】以上により、第2の目標傾転角θΔp が第
1の目標傾転角θT より小さいときには、主油圧ポンプ
2の傾転角は第2の目標傾転角θΔp となるよう制御さ
れ、主油圧ポンプ2の吐出圧力と最大負荷圧力との差圧
ΔPLSが一定に保持され、ロードセンシング制御がな
される。第2の目標傾転角θΔp が第1の目標傾転角θ
T より大きいときには、主油圧ポンプ2の傾転角は第1
の目標傾転角θT となるよう制御され、主油圧ポンプ2
の吐出流量と吐出圧力との積をエンジン1の出力馬力の
範囲内とするP−Q制御が行われる。
1の目標傾転角θT より小さいときには、主油圧ポンプ
2の傾転角は第2の目標傾転角θΔp となるよう制御さ
れ、主油圧ポンプ2の吐出圧力と最大負荷圧力との差圧
ΔPLSが一定に保持され、ロードセンシング制御がな
される。第2の目標傾転角θΔp が第1の目標傾転角θ
T より大きいときには、主油圧ポンプ2の傾転角は第1
の目標傾転角θT となるよう制御され、主油圧ポンプ2
の吐出流量と吐出圧力との積をエンジン1の出力馬力の
範囲内とするP−Q制御が行われる。
【0026】ブロック94は可変圧力補償弁7,9,1
1の制御部であり、差圧センサー82で検出された差圧
ΔPLSの信号と、アーム操作検出器83及びブーム操
作検出器84からの信号を入力し、可変圧力補償弁7,
9,11の補償圧(目標差圧)を制御するための制御量
を演算し、対応する制御信号(駆動信号)を電磁比例弁
32,33,34に出力する。
1の制御部であり、差圧センサー82で検出された差圧
ΔPLSの信号と、アーム操作検出器83及びブーム操
作検出器84からの信号を入力し、可変圧力補償弁7,
9,11の補償圧(目標差圧)を制御するための制御量
を演算し、対応する制御信号(駆動信号)を電磁比例弁
32,33,34に出力する。
【0027】図5〜図7にブロック94の制御機能をフ
ローチャートで示す。まず、図5において、ステップ1
00で差圧センサー82で検出された差圧ΔPLSの信
号と、アーム操作検出器83及びブーム操作検出器84
からの信号を入力し、ステップ101でアーム用以外の
可変圧力補償弁9,11の補償圧を制御し、ステップ1
02でアーム用の可変圧力補償弁7の補償圧を制御す
る。
ローチャートで示す。まず、図5において、ステップ1
00で差圧センサー82で検出された差圧ΔPLSの信
号と、アーム操作検出器83及びブーム操作検出器84
からの信号を入力し、ステップ101でアーム用以外の
可変圧力補償弁9,11の補償圧を制御し、ステップ1
02でアーム用の可変圧力補償弁7の補償圧を制御す
る。
【0028】図6にステップ101の詳細を示す。図6
において、まずステップ110では、差圧センサー82
で検出された差圧ΔPLSに基づきアーム用以外の圧力
補償弁9,11の補償圧をロードセンシング差圧ΔPL
Sに等しくする制御圧力Fa2,Fa2(=Fa1)を
演算し、ステップ111でその制御圧力を発生する電磁
比例弁33,34の駆動信号を演算し、ステップ112
でその駆動信号を電磁比例弁33,34に出力する。こ
れにより電磁比例弁33,34からは、ブーム用と走行
用の可変圧力補償弁9,11の補償圧がロードセンシン
グ差圧ΔPLSに等しくなるような制御圧力Fa2,F
a3が出力され、流量制御弁8,10の前後差圧がロー
ドセンシング差圧ΔPLSに等しくなるように制御され
る。
において、まずステップ110では、差圧センサー82
で検出された差圧ΔPLSに基づきアーム用以外の圧力
補償弁9,11の補償圧をロードセンシング差圧ΔPL
Sに等しくする制御圧力Fa2,Fa2(=Fa1)を
演算し、ステップ111でその制御圧力を発生する電磁
比例弁33,34の駆動信号を演算し、ステップ112
でその駆動信号を電磁比例弁33,34に出力する。こ
れにより電磁比例弁33,34からは、ブーム用と走行
用の可変圧力補償弁9,11の補償圧がロードセンシン
グ差圧ΔPLSに等しくなるような制御圧力Fa2,F
a3が出力され、流量制御弁8,10の前後差圧がロー
ドセンシング差圧ΔPLSに等しくなるように制御され
る。
【0029】図7にステップ102の詳細を示す。図7
において、まずステップ120でアーム操作検出器83
及びブーム操作検出器84からの信号に基づきブーム上
げとアーム引きが同時に操作されているかどうかを判定
する。同時に操作されていないと判定された場合はステ
ップ121に進み、水平均し作業が実行中であることを
示すA=1のフラグが立っているかどうかを判定する。
ここでは、最初にA=0と設定しておくことにより、水
平均し作業は実行中でないと判定され、ステップ122
に進む。ステップ122では、差圧センサー82で検出
された差圧ΔPLSに基づきアーム用の圧力補償弁7の
補償圧をロードセンシング差圧ΔPLSに等しくする制
御圧力Fa1を演算し、ステップ123でその制御圧力
Fa1を発生する電磁比例弁32の駆動信号を演算し、
ステップ124でその駆動信号を電磁比例弁32に出力
する。これにより電磁比例弁32からは、アーム用の可
変圧力補償弁7の補償圧がロードセンシング差圧ΔPL
Sに等しくなるような制御圧力Fa1が出力され、流量
制御弁6の前後差圧がロードセンシング差圧ΔPLSに
等しくなるように制御される。すなわち、ステップ10
1のブーム用及び走行用の圧力補償弁9,11と共に通
常の分流制御が行われる。
において、まずステップ120でアーム操作検出器83
及びブーム操作検出器84からの信号に基づきブーム上
げとアーム引きが同時に操作されているかどうかを判定
する。同時に操作されていないと判定された場合はステ
ップ121に進み、水平均し作業が実行中であることを
示すA=1のフラグが立っているかどうかを判定する。
ここでは、最初にA=0と設定しておくことにより、水
平均し作業は実行中でないと判定され、ステップ122
に進む。ステップ122では、差圧センサー82で検出
された差圧ΔPLSに基づきアーム用の圧力補償弁7の
補償圧をロードセンシング差圧ΔPLSに等しくする制
御圧力Fa1を演算し、ステップ123でその制御圧力
Fa1を発生する電磁比例弁32の駆動信号を演算し、
ステップ124でその駆動信号を電磁比例弁32に出力
する。これにより電磁比例弁32からは、アーム用の可
変圧力補償弁7の補償圧がロードセンシング差圧ΔPL
Sに等しくなるような制御圧力Fa1が出力され、流量
制御弁6の前後差圧がロードセンシング差圧ΔPLSに
等しくなるように制御される。すなわち、ステップ10
1のブーム用及び走行用の圧力補償弁9,11と共に通
常の分流制御が行われる。
【0030】一方、ステップ120でブーム上げとアー
ム引きが同時に操作されていると判定された場合は、ス
テップ115に進み、水平均し作業が実行中であるとい
うA=1のフラグを立て、ステップ122〜124に進
み、上記と同様の通常の分流制御を行なう。また、この
ように通常の分流制御を行なう場合は、ステップ126
において、ステップ123で演算された電磁比例弁32
の駆動信号の最新の値Mをアーム用可変圧力補償弁7の
制御量として常にメモリ126Aに記憶させておく。な
お、アーム用可変圧力補償弁7の制御量として、ステッ
プ122で演算された制御圧力の値Fa1をメモリ12
6Aに記憶させてもよい。
ム引きが同時に操作されていると判定された場合は、ス
テップ115に進み、水平均し作業が実行中であるとい
うA=1のフラグを立て、ステップ122〜124に進
み、上記と同様の通常の分流制御を行なう。また、この
ように通常の分流制御を行なう場合は、ステップ126
において、ステップ123で演算された電磁比例弁32
の駆動信号の最新の値Mをアーム用可変圧力補償弁7の
制御量として常にメモリ126Aに記憶させておく。な
お、アーム用可変圧力補償弁7の制御量として、ステッ
プ122で演算された制御圧力の値Fa1をメモリ12
6Aに記憶させてもよい。
【0031】一方、一旦ステップ120でブーム上げと
アーム引きが同時に操作されていると判定された後、ブ
ーム上げとアーム引きの同時操作以外の操作を行なった
場合は、ステップ120で否定されてステップ121に
進み、今度はA=1のフラグが立っているので、ステッ
プ127に進む。ステップ127ではブーム下げとアー
ム引きが入ったかどうかを判定し、ブーム上げとアーム
引きの同時操作からブーム下げとアーム引きの同時操作
に連続的に移行した場合は、ブーム下げとアーム引きが
入っていると判定され、ステップ128に進む。ステッ
プ128ではメモリ126Aにアーム用可変圧力補償弁
7の制御量として記憶された駆動信号の値Mを読み出し
てステップ124に進み、この駆動信号を電磁比例弁3
2に出力する。これにより電磁比例弁32からは、ブー
ム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げとアーム
引きの同時操作に連続的に移行する直前の制御圧力と同
じ制御圧力Fa1が出力され、流量制御弁6の前後差圧
はブーム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げと
アーム引きの同時操作に連続的に移行する直前の制御圧
力に基づいて、そのときのロードセンシング差圧ΔPL
Sに等しくなるように制御される。すなわち、アーム用
の可変圧力補償弁7の補償圧はブーム上げとアーム引き
の同時操作終了時の補償圧と同じに保たれるため、アー
ム用流量制御弁6の操作レバーの操作量を一定にし、流
量制御弁6のメータインの可変絞りの開口面積を一定に
すれば、アームシリンダ3に供給される圧油の流量は変
化しない。
アーム引きが同時に操作されていると判定された後、ブ
ーム上げとアーム引きの同時操作以外の操作を行なった
場合は、ステップ120で否定されてステップ121に
進み、今度はA=1のフラグが立っているので、ステッ
プ127に進む。ステップ127ではブーム下げとアー
ム引きが入ったかどうかを判定し、ブーム上げとアーム
引きの同時操作からブーム下げとアーム引きの同時操作
に連続的に移行した場合は、ブーム下げとアーム引きが
入っていると判定され、ステップ128に進む。ステッ
プ128ではメモリ126Aにアーム用可変圧力補償弁
7の制御量として記憶された駆動信号の値Mを読み出し
てステップ124に進み、この駆動信号を電磁比例弁3
2に出力する。これにより電磁比例弁32からは、ブー
ム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げとアーム
引きの同時操作に連続的に移行する直前の制御圧力と同
じ制御圧力Fa1が出力され、流量制御弁6の前後差圧
はブーム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げと
アーム引きの同時操作に連続的に移行する直前の制御圧
力に基づいて、そのときのロードセンシング差圧ΔPL
Sに等しくなるように制御される。すなわち、アーム用
の可変圧力補償弁7の補償圧はブーム上げとアーム引き
の同時操作終了時の補償圧と同じに保たれるため、アー
ム用流量制御弁6の操作レバーの操作量を一定にし、流
量制御弁6のメータインの可変絞りの開口面積を一定に
すれば、アームシリンダ3に供給される圧油の流量は変
化しない。
【0032】ステップ127でブーム下げとアーム引き
が入っていないと判定された場合は水平均し作業が中止
されたか終了したと判断し、ステップ129で水平均し
作業が実行中でないことを示すフラグA=0を立て、ス
テップ122〜124に進み通常の分流制御を行なう。
が入っていないと判定された場合は水平均し作業が中止
されたか終了したと判断し、ステップ129で水平均し
作業が実行中でないことを示すフラグA=0を立て、ス
テップ122〜124に進み通常の分流制御を行なう。
【0033】以上において、ステップ100の機能とス
テップ101の機能のうちステップ110及び111の
機能及びステップ102の機能のうちステップ122,
123の機能は、差圧センサー82で検出されたロード
センシング差圧に基づき複数の可変圧力補償弁7,9,
11の制御量を演算する演算手段を構成し、ステップ1
01の機能のうちステップ112の機能と電磁比例弁3
3,34はその演算手段で求めた制御量に基づいてアー
ム以外の可変圧力補償弁9,11の補償圧を制御する第
1の補償圧制御手段を構成し、ステップ102の機能の
うちステップ120,121,125,127,129
の機能はアーム操作検出器83及びブーム操作検出器8
4からの信号に基づきブーム52及びアーム53の動作
がブーム上げ及びアーム引きの同時操作であるかどうか
判定すると共に、ブーム上げ及びアーム引きの同時操作
からブーム下げ及びアーム引きの同時操作に連続的に移
行したかどうかを判定する動作判断手段を構成し、ステ
ップ126の機能とメモリ126Aがその動作判定手段
の判定に基づき連続的に移行する直前の上記演算手段で
求めた制御量を記憶する保持手段を構成し、ステップ1
24,128の機能は上記動作判定手段によりブーム上
げ及びアーム引きの同時操作でないと判定されたとき及
び連続的に移行していないと判定されたときは上記演算
手段で求めた制御量に基づいてアーム用の可変圧力補償
弁7の補償圧を制御し、連続的に移行したと判定された
ときは上記保持手段で記憶した制御量に基づいてアーム
用の可変圧力補償弁7の補償圧を制御する第2補償圧制
御手段を構成する。
テップ101の機能のうちステップ110及び111の
機能及びステップ102の機能のうちステップ122,
123の機能は、差圧センサー82で検出されたロード
センシング差圧に基づき複数の可変圧力補償弁7,9,
11の制御量を演算する演算手段を構成し、ステップ1
01の機能のうちステップ112の機能と電磁比例弁3
3,34はその演算手段で求めた制御量に基づいてアー
ム以外の可変圧力補償弁9,11の補償圧を制御する第
1の補償圧制御手段を構成し、ステップ102の機能の
うちステップ120,121,125,127,129
の機能はアーム操作検出器83及びブーム操作検出器8
4からの信号に基づきブーム52及びアーム53の動作
がブーム上げ及びアーム引きの同時操作であるかどうか
判定すると共に、ブーム上げ及びアーム引きの同時操作
からブーム下げ及びアーム引きの同時操作に連続的に移
行したかどうかを判定する動作判断手段を構成し、ステ
ップ126の機能とメモリ126Aがその動作判定手段
の判定に基づき連続的に移行する直前の上記演算手段で
求めた制御量を記憶する保持手段を構成し、ステップ1
24,128の機能は上記動作判定手段によりブーム上
げ及びアーム引きの同時操作でないと判定されたとき及
び連続的に移行していないと判定されたときは上記演算
手段で求めた制御量に基づいてアーム用の可変圧力補償
弁7の補償圧を制御し、連続的に移行したと判定された
ときは上記保持手段で記憶した制御量に基づいてアーム
用の可変圧力補償弁7の補償圧を制御する第2補償圧制
御手段を構成する。
【0034】次に、本実施例の作用効果を図8及び図9
を参照して説明する。水平均し作業は油圧ショベルで行
われる代表的作業の1つであり、図8(I)に示すよう
にアーム53を引きながらブーム52を上るアーム下げ
とブーム上げの同時操作をし、バケット54の先端を真
っ直ぐに手前に引きながら水平に均す。次に、図8(I
I)及び(III)に示すようにアーム53が鉛直姿勢
になるとブーム上げを止め、ブーム52を下げる方向に
操作し均し作業を連続的に行なう。このように水平均し
作業では、姿勢(I)のブーム上げ及びアーム引きの同
時操作から姿勢(II)及び(III)のブーム下げ及
びアーム引きの同時操作へと連続的に行なう作業である
が、従来技術では各可変圧力補償弁の補償圧は常にロー
ドセンシング差圧ΔPLSと等しくなるかそれと一定の
関係にあるよう制御されるため、姿勢(I)から姿勢
(II)及び(III)に移行する際、アーム用流量制
御弁6の操作レバーの操作量を一定にしているにも係わ
らずアームシリンダ3に供給される圧油の流量が変化し
アーム53の動作速度が変化するという現象が起こる。
このように水平均し作業の途中でアームの動作速度が変
化すると、均し面を水平にすることが難しくなり、オペ
レータに与える疲労が増大したり、均し面がきれいに仕
上がらないという問題を生じる。
を参照して説明する。水平均し作業は油圧ショベルで行
われる代表的作業の1つであり、図8(I)に示すよう
にアーム53を引きながらブーム52を上るアーム下げ
とブーム上げの同時操作をし、バケット54の先端を真
っ直ぐに手前に引きながら水平に均す。次に、図8(I
I)及び(III)に示すようにアーム53が鉛直姿勢
になるとブーム上げを止め、ブーム52を下げる方向に
操作し均し作業を連続的に行なう。このように水平均し
作業では、姿勢(I)のブーム上げ及びアーム引きの同
時操作から姿勢(II)及び(III)のブーム下げ及
びアーム引きの同時操作へと連続的に行なう作業である
が、従来技術では各可変圧力補償弁の補償圧は常にロー
ドセンシング差圧ΔPLSと等しくなるかそれと一定の
関係にあるよう制御されるため、姿勢(I)から姿勢
(II)及び(III)に移行する際、アーム用流量制
御弁6の操作レバーの操作量を一定にしているにも係わ
らずアームシリンダ3に供給される圧油の流量が変化し
アーム53の動作速度が変化するという現象が起こる。
このように水平均し作業の途中でアームの動作速度が変
化すると、均し面を水平にすることが難しくなり、オペ
レータに与える疲労が増大したり、均し面がきれいに仕
上がらないという問題を生じる。
【0035】水平均し作業でアームシリンダ3に供給さ
れる圧油の流量が変化する理由は次のようである。
れる圧油の流量が変化する理由は次のようである。
【0036】ブーム上げとアーム引きが同時操作される
姿勢(I)の状態において、ブーム上げはブーム52、
アーム53等のフロント全体を上げる動作であるため、
ブームシリンダ4の負荷圧力は高くなる。図9にこの圧
力をPBUで示す。アーム引き側は、実掘削を行なうわ
けではなく土砂を均すだけの動作であるため、アームシ
リンダ3の負荷圧力は軽い。図9にこの圧力をPAで示
す。したがってこの場合、ブーム上げの負荷圧力PBU
が最大負荷圧力となり、油圧ポンプの吐出流量制御部に
本実施例のようにロードセンシング制御部と入力トルク
制限制御(P−Q制御)部とを持つものでは、ポンプ吐
出圧力Psはロードセンシング制御部によりPBU+Δ
PLSとなるように制御され、ポンプ吐出流量Qは入力
トルク制限制御により負荷圧力PBU+ΔPLSに対応
するQBUに制限される。この結果、ブーム上げとアー
ム下げの操作レバーの要求流量に対しアームシリンダ3
とブームシリンダ4に実際に供給できるポンプ吐出流量
は少なくなり、ロードセンシング差圧は目標差圧よりも
小さいΔPLS1となり、各可変圧力補償弁の補償圧は
このΔPLS1に等しくなるように制御される。このた
め、アームシリンダ3及びブームシリンダ4にはこの小
さなロードセンシング差圧ΔPLS1に基づいて流量制
御弁6,8のメータイン可変絞りの開口面積比に応じて
分流供給される。
姿勢(I)の状態において、ブーム上げはブーム52、
アーム53等のフロント全体を上げる動作であるため、
ブームシリンダ4の負荷圧力は高くなる。図9にこの圧
力をPBUで示す。アーム引き側は、実掘削を行なうわ
けではなく土砂を均すだけの動作であるため、アームシ
リンダ3の負荷圧力は軽い。図9にこの圧力をPAで示
す。したがってこの場合、ブーム上げの負荷圧力PBU
が最大負荷圧力となり、油圧ポンプの吐出流量制御部に
本実施例のようにロードセンシング制御部と入力トルク
制限制御(P−Q制御)部とを持つものでは、ポンプ吐
出圧力Psはロードセンシング制御部によりPBU+Δ
PLSとなるように制御され、ポンプ吐出流量Qは入力
トルク制限制御により負荷圧力PBU+ΔPLSに対応
するQBUに制限される。この結果、ブーム上げとアー
ム下げの操作レバーの要求流量に対しアームシリンダ3
とブームシリンダ4に実際に供給できるポンプ吐出流量
は少なくなり、ロードセンシング差圧は目標差圧よりも
小さいΔPLS1となり、各可変圧力補償弁の補償圧は
このΔPLS1に等しくなるように制御される。このた
め、アームシリンダ3及びブームシリンダ4にはこの小
さなロードセンシング差圧ΔPLS1に基づいて流量制
御弁6,8のメータイン可変絞りの開口面積比に応じて
分流供給される。
【0037】ブーム下げとアーム引きが同時操作される
姿勢(II)及び(III)の状態では、ブーム52が
自重で下がるのをブーム用流量制御弁8のメータアウト
可変絞りで制御するので、ブームシリンダ4への圧油の
供給はその落下に対して圧油を補給するのみとなる。し
たがって、このときのブームシリンダ4の負荷圧力は図
9にPBDで示すように低くなり、最大負荷圧力はアー
ムシリンダ3の負荷圧力PAによって決まる。このた
め、アーム引きの負荷圧力PAが最大負荷圧力となり、
ポンプ吐出圧力Psはロードセンシング制御部によりP
A+ΔPLSとなるように制御され、ポンプ吐出流量Q
は入力トルク制限制御により負荷圧力PA+ΔPLSに
対応するQBD、すなわちQmax(>QBU)になる
ように制御される。この結果、要求流量に対するポンプ
吐出流量の不足分は減少し、ロードセンシング差圧はΔ
PLS1からΔPLS2に増大する。このため、アーム
引きのレバー操作量を一定にしアーム用の流量制御弁6
の開口面積を一定にしているにも係わらず、アームシリ
ンダ3に供給される圧油の流量は増加し、アーム引きの
速度が速くなる。
姿勢(II)及び(III)の状態では、ブーム52が
自重で下がるのをブーム用流量制御弁8のメータアウト
可変絞りで制御するので、ブームシリンダ4への圧油の
供給はその落下に対して圧油を補給するのみとなる。し
たがって、このときのブームシリンダ4の負荷圧力は図
9にPBDで示すように低くなり、最大負荷圧力はアー
ムシリンダ3の負荷圧力PAによって決まる。このた
め、アーム引きの負荷圧力PAが最大負荷圧力となり、
ポンプ吐出圧力Psはロードセンシング制御部によりP
A+ΔPLSとなるように制御され、ポンプ吐出流量Q
は入力トルク制限制御により負荷圧力PA+ΔPLSに
対応するQBD、すなわちQmax(>QBU)になる
ように制御される。この結果、要求流量に対するポンプ
吐出流量の不足分は減少し、ロードセンシング差圧はΔ
PLS1からΔPLS2に増大する。このため、アーム
引きのレバー操作量を一定にしアーム用の流量制御弁6
の開口面積を一定にしているにも係わらず、アームシリ
ンダ3に供給される圧油の流量は増加し、アーム引きの
速度が速くなる。
【0038】以上の従来技術に対し、本実施例では圧力
補償弁制御部94に前述した動作判断手段及びアーム補
償圧修正手段を設けたので、水平均し作業に際して上記
のような問題を生じない。
補償弁制御部94に前述した動作判断手段及びアーム補
償圧修正手段を設けたので、水平均し作業に際して上記
のような問題を生じない。
【0039】すなわち、ブーム上げとアーム引きが同時
操作される図8の姿勢(I)では、ステップ122でア
ーム用の圧力補償弁7の補償圧をロードセンシング差圧
ΔPLSに等しくする制御圧力Fa1が演算され、アー
ム用の可変圧力補償弁7は通常の分流制御が行われる。
操作される図8の姿勢(I)では、ステップ122でア
ーム用の圧力補償弁7の補償圧をロードセンシング差圧
ΔPLSに等しくする制御圧力Fa1が演算され、アー
ム用の可変圧力補償弁7は通常の分流制御が行われる。
【0040】一方、ブーム上げとアーム引きの同時操作
からブーム下げとアーム引きの同時操作に連続的に移行
する図8の姿勢(II)では、ステップ127で肯定さ
れ、ステップ128でメモリ126Aに記憶された駆動
信号、すなわちブーム上げとアーム引きの同時操作から
ブーム下げとアーム引きの同時操作に連続的に移行する
直前の駆動信号が読み出され、アーム用の可変圧力補償
弁7はその補償圧が連続的に移行する直前のロードセン
シング差圧ΔPLSに等しくなるように制御される。こ
れにより、アーム用の可変圧力補償弁7の補償圧は変化
しないため、アーム用流量制御弁6の操作レバーの操作
量を一定にし、流量制御弁6のメータインの可変絞りの
開口面積を一定にすれば、アームシリンダ3に供給され
る圧油の流量も一定となる。すなわち、アーム53の動
作速度はブーム上げからブーム下げに移行しても変化し
ないこととなる。
からブーム下げとアーム引きの同時操作に連続的に移行
する図8の姿勢(II)では、ステップ127で肯定さ
れ、ステップ128でメモリ126Aに記憶された駆動
信号、すなわちブーム上げとアーム引きの同時操作から
ブーム下げとアーム引きの同時操作に連続的に移行する
直前の駆動信号が読み出され、アーム用の可変圧力補償
弁7はその補償圧が連続的に移行する直前のロードセン
シング差圧ΔPLSに等しくなるように制御される。こ
れにより、アーム用の可変圧力補償弁7の補償圧は変化
しないため、アーム用流量制御弁6の操作レバーの操作
量を一定にし、流量制御弁6のメータインの可変絞りの
開口面積を一定にすれば、アームシリンダ3に供給され
る圧油の流量も一定となる。すなわち、アーム53の動
作速度はブーム上げからブーム下げに移行しても変化し
ないこととなる。
【0041】また、アーム引きが停止した場合はステッ
プ127で否定され、ステップ122でアーム用の圧力
補償弁7の補償圧をロードセンシング差圧ΔPLSに等
しくする通常の制御に戻ると共に、ブーム上げとアーム
引きの同時操作からブーム下げとアーム引きの同時操作
に連続的に移行する場合以外のアーム操作でもステップ
122でアーム用の可変圧力補償弁7に対して通常の制
御がなされる。
プ127で否定され、ステップ122でアーム用の圧力
補償弁7の補償圧をロードセンシング差圧ΔPLSに等
しくする通常の制御に戻ると共に、ブーム上げとアーム
引きの同時操作からブーム下げとアーム引きの同時操作
に連続的に移行する場合以外のアーム操作でもステップ
122でアーム用の可変圧力補償弁7に対して通常の制
御がなされる。
【0042】以上のように本実施例によれば、水平均し
作業時にブーム上げからブーム下げに動作状態を変化さ
せたときにアームの速度が変化せず、水平均し作業がや
り易くなり、また均し面もきれいに仕上げることができ
る。
作業時にブーム上げからブーム下げに動作状態を変化さ
せたときにアームの速度が変化せず、水平均し作業がや
り易くなり、また均し面もきれいに仕上げることができ
る。
【0043】また、アーム単独操作での実掘削のように
ブーム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げとア
ーム引きの同時操作に連続的に移行する場合以外のアー
ム操作ではアーム補償圧を保持する制御の影響を受けな
いので、通常通りに補償圧がロードセンシング差圧に等
しくなるように制御することができる。
ブーム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げとア
ーム引きの同時操作に連続的に移行する場合以外のアー
ム操作ではアーム補償圧を保持する制御の影響を受けな
いので、通常通りに補償圧がロードセンシング差圧に等
しくなるように制御することができる。
【0044】本発明の第2の実施例を図11及び図12
により説明する。本実施例はブーム上げとアーム引きの
同時操作からブーム下げとアーム引きの同時操作に連続
的に移行するときのアーム用可変圧力補償弁の補償圧の
制御を補償圧一定ではなく、補償圧が徐々に変化するよ
うにしたものである。
により説明する。本実施例はブーム上げとアーム引きの
同時操作からブーム下げとアーム引きの同時操作に連続
的に移行するときのアーム用可変圧力補償弁の補償圧の
制御を補償圧一定ではなく、補償圧が徐々に変化するよ
うにしたものである。
【0045】すなわち、図11において、本実施例のア
ーム用可変圧力補償弁の補償圧制御では、ステップ12
7でブーム下げとアーム引きが入ったと判定されると、
ステップ128でメモリ126Aに記憶された駆動信号
の値Mを読み出して、ステップ124でこの駆動信号を
電磁比例弁32に出力すると共に、ステップ140にお
いてM=M+0.1を計算し、そのMを新たな駆動信号
の値(制御量)としてメモリ126Aに保持する。次の
制御サイクルでは、ステップ128では駆動信号の値と
してその新たなMが読み出され、この駆動信号を電磁比
例弁32に出力する。これにより、アーム用可変圧力補
償弁7の補償圧は時間と共に徐々に増加し、これに対応
してアームシリンダ3に供給される圧油の流量も徐々に
増加する。この様子を図12に示す。図12において、
特性Aは第1の実施例のものであり、アームシリンダ3
に供給される圧油の流量は時間tが経過しても一定であ
る。これに対し、本実施例では、特性線Bに示すように
時間tの経過と共にアームシリンダ3に供給される圧油
の流量は徐々に増加する。なお、特性線Cのように移行
直後は一定でその後徐々に流量を増加させてもよい。特
性線Dは従来技術のものであり、流量は急激に増加す
る。
ーム用可変圧力補償弁の補償圧制御では、ステップ12
7でブーム下げとアーム引きが入ったと判定されると、
ステップ128でメモリ126Aに記憶された駆動信号
の値Mを読み出して、ステップ124でこの駆動信号を
電磁比例弁32に出力すると共に、ステップ140にお
いてM=M+0.1を計算し、そのMを新たな駆動信号
の値(制御量)としてメモリ126Aに保持する。次の
制御サイクルでは、ステップ128では駆動信号の値と
してその新たなMが読み出され、この駆動信号を電磁比
例弁32に出力する。これにより、アーム用可変圧力補
償弁7の補償圧は時間と共に徐々に増加し、これに対応
してアームシリンダ3に供給される圧油の流量も徐々に
増加する。この様子を図12に示す。図12において、
特性Aは第1の実施例のものであり、アームシリンダ3
に供給される圧油の流量は時間tが経過しても一定であ
る。これに対し、本実施例では、特性線Bに示すように
時間tの経過と共にアームシリンダ3に供給される圧油
の流量は徐々に増加する。なお、特性線Cのように移行
直後は一定でその後徐々に流量を増加させてもよい。特
性線Dは従来技術のものであり、流量は急激に増加す
る。
【0046】以上において、ステップ128の機能は上
記動作判定手段により連続的に移行したと判断されたと
きに保持手段で記憶した制御量を読み出す手段を構成
し、ステップ140の機能は前記制御量を読み出した後
その制御量を時間的に変化させる手段を構成する。
記動作判定手段により連続的に移行したと判断されたと
きに保持手段で記憶した制御量を読み出す手段を構成
し、ステップ140の機能は前記制御量を読み出した後
その制御量を時間的に変化させる手段を構成する。
【0047】この第2の実施例によれば、水平均し作業
時にブーム上げからブーム下げに動作状態を変化させた
直後はアームの速度が変化せず、水平均し作業がやり易
くなり、また均し面もきれいに仕上げられると共に、時
間の経過と共にアーム速度は徐々に速くなるので、作業
速度が速くなるという効果が得られる。
時にブーム上げからブーム下げに動作状態を変化させた
直後はアームの速度が変化せず、水平均し作業がやり易
くなり、また均し面もきれいに仕上げられると共に、時
間の経過と共にアーム速度は徐々に速くなるので、作業
速度が速くなるという効果が得られる。
【0048】
【発明の効果】本発明によれば、水平均し作業時にブー
ム上げからブーム下げに動作状態を変化させたときにア
ームの速度が変化せず、水平均し作業がやり易くなり、
また均し面もきれいに仕上げることができる。
ム上げからブーム下げに動作状態を変化させたときにア
ームの速度が変化せず、水平均し作業がやり易くなり、
また均し面もきれいに仕上げることができる。
【0049】また、アーム単独操作での実掘削のように
ブーム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げとア
ーム引きの同時操作に連続的に移行する場合以外のアー
ム操作ではアーム補償圧を保持する制御の影響を受けな
いので、通常通りに補償圧がロードセンシング差圧に等
しくなるように制御することができる。
ブーム上げとアーム引きの同時操作からブーム下げとア
ーム引きの同時操作に連続的に移行する場合以外のアー
ム操作ではアーム補償圧を保持する制御の影響を受けな
いので、通常通りに補償圧がロードセンシング差圧に等
しくなるように制御することができる。
【0050】更に、保持手段から読み出した制御量を時
間的に変化させるので、時間の経過と共にアーム速度が
徐々に速くなり、作業速度を速くすることができる。
間的に変化させるので、時間の経過と共にアーム速度が
徐々に速くなり、作業速度を速くすることができる。
【図1】本発明の第1の実施例による建設機械の油圧制
御装置を示す概略図である。
御装置を示す概略図である。
【図2】コントローラの制御機能を示す機能ブロック図
である。
である。
【図3】入力トルク制限制御部におけるポンプ吐出圧力
と目標傾転角との関係を示す図である。
と目標傾転角との関係を示す図である。
【図4】ロードセンシング制御部における処理内容を示
す機能ブロック図である。
す機能ブロック図である。
【図5】可変圧力補償弁制御部における処理内容を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図6】アーム用以外の圧力補償弁の補償差圧制御の処
理内容を示すフローチャートである。
理内容を示すフローチャートである。
【図7】アーム用の圧力補償弁の補償差圧制御の処理内
容を示すフローチャートである。
容を示すフローチャートである。
【図8】水平均し作業における油圧ショベルの動作姿勢
を示す図である。
を示す図である。
【図9】水平均し作業でブーム上げとアーム引きの同時
操作を行なうときのポンプ吐出圧力とポンプ吐出流量と
の関係を示す図である。
操作を行なうときのポンプ吐出圧力とポンプ吐出流量と
の関係を示す図である。
【図10】水平均し作業でブーム下げとアーム引きの同
時操作を行なうときのポンプ吐出圧力とポンプ吐出流量
との関係を示す図である。
時操作を行なうときのポンプ吐出圧力とポンプ吐出流量
との関係を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施例によるアーム用の圧力
補償弁の補償差圧制御の処理内容を示すフローチャート
である。
補償弁の補償差圧制御の処理内容を示すフローチャート
である。
【図12】水平均し作業における時間の経過とアームシ
リンダに供給される圧油の流量との関係を示す図であ
る。
リンダに供給される圧油の流量との関係を示す図であ
る。
1 原動機 2 主油圧ポンプ 3 アームシリンダ(アクチュエータ) 4 ブームシリンダ(アクチュエータ) 5 走行モータ(アクチュエータ) 6,8,10 流量制御弁 7,9,11 可変圧力補償弁 30 コントローラ 32,33,34電磁比例弁 53 アーム 54 ブーム 75 レギュレータ 81 圧力センサー 82 差圧センサー 83 アーム操作検出器 84 ブーム操作検出器 90 入力トルク制限制御部 91 ロードセンシング制御部 94 可変圧力補償弁制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−118203(JP,A) 特開 平7−76861(JP,A) 特開 平7−76862(JP,A) 特開 平2−190537(JP,A) 特開 平7−189296(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02F 3/43 E02F 9/20 E02F 9/22
Claims (3)
- 【請求項1】 原動機と、この原動機によって駆動され
る主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧
油により駆動される複数のアクチュエータと、前記複数
の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量をそれぞ
れ制御する複数の流量制御弁と、前記複数の流量制御弁
の前後差圧をそれぞれ補償する複数の可変圧力補償弁
と、前記主油圧ポンプの吐出圧力と前記複数のアクチュ
エータの最大負荷圧力との差圧が所定の値となるよう主
油圧ポンプの押しのけ容積を制御しかつ前記原動機にか
かる最大負荷トルクが制限値を越えないよう前記主油圧
ポンプの押しのけ容積を制御するポンプ制御手段と、前
記主油圧ポンプの吐出圧力と前記複数のアクチュエータ
の最大負荷圧力との差圧をロードセンシング差圧として
検出する差圧検出手段と、前記ロードセンシング差圧に
基づき前記複数の可変圧力補償弁の補償圧を制御する圧
力補償弁制御手段とを備え、前記複数のアクチュエータ
が水平均し動作を行い得るブーム及びアーム用のアクチ
ュエータを含む建設機械の油圧制御装置において、 前記ブーム用及びアーム用のそれぞれのアクチュエータ
の操作を検出するブーム操作検出手段及びアーム操作検
出手段を更に備え、 前記圧力補償弁制御手段は、前記差圧検出手段で検出さ
れたロードセンシング差圧に基づいて前記複数の可変圧
力補償弁の制御量を演算する演算手段と、この演算手段
で求めた制御量に基づいて前記アーム以外の可変圧力補
償弁の補償圧を制御する第1補償圧制御手段と、前記ブ
ーム操作検出手段及びアーム操作検出手段からの信号に
基づいて前記ブーム及びアームの動作がブーム上げ及び
アーム引きの同時操作であるかどうか判定すると共に、
ブーム上げ及びアーム引きの同時操作からブーム下げ及
びアーム引きの同時操作に連続的に移行したかどうかを
判定する動作判定手段と、前記動作判定手段の判定に基
づき連続的に移行する直前の前記演算手段で求めた制御
量を記憶する保持手段と、前記動作判定手段によりブー
ム上げ及びアーム引きの同時操作でないと判定されたと
き及び連続的に移行していないと判定されたときは前記
演算手段で求めた制御量に基づいて前記アーム用の可変
圧力補償弁の補償圧を制御し、連続的に移行したと判定
されたときは前記保持手段で記憶した制御量に基づいて
前記アーム用の可変圧力補償弁の補償圧を制御する第2
補償圧制御手段とを有することを特徴とする建設機械の
油圧制御装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の建設機械の油圧制御装置
において、前記保持手段は、前記動作判定手段により連
続的に移行したと判断されるまでの間、前記演算手段で
求めた最新の制御量を順次更新して記憶する手段である
ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の建設機械の油圧制御装置
において、前記第2補償圧制御手段は、前記動作判定手
段により連続的に移行したと判断されたときに前記保持
手段で記憶した制御量を読み出す手段と、前記制御量を
読み出した後その制御量を時間的に変化させる手段とを
有することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33147093A JP2872558B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 建設機械の油圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33147093A JP2872558B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 建設機械の油圧制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07189285A JPH07189285A (ja) | 1995-07-28 |
JP2872558B2 true JP2872558B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=18244009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33147093A Expired - Lifetime JP2872558B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 建設機械の油圧制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2872558B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101537727B1 (ko) * | 2008-10-15 | 2015-07-20 | 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 | 굴삭기의 작업장치용 유압회로 |
JP6684240B2 (ja) * | 2017-03-06 | 2020-04-22 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
CN115289084B (zh) * | 2022-10-09 | 2023-02-10 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 一种全电控***主阀自动标定及衰减补偿装置及其*** |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33147093A patent/JP2872558B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07189285A (ja) | 1995-07-28 |
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