JP3241062B2 - 作業機のポンプ流量制御装置 - Google Patents

作業機のポンプ流量制御装置

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JP3241062B2 JP14523291A JP14523291A JP3241062B2 JP 3241062 B2 JP3241062 B2 JP 3241062B2 JP 14523291 A JP14523291 A JP 14523291A JP 14523291 A JP14523291 A JP 14523291A JP 3241062 B2 JP3241062 B2 JP 3241062B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、作業機の油圧アクチュ
エータの操作レバーが中立位置にあるときの油圧ポンプ
の吐出流量を制御する作業機のポンプ流量制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば、油圧ショベル等の作業機は、主
管路に圧油を供給する可変容量油圧ポンプと、この可変
容量油圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角サーボ
機構と、主管路の末端に設置され可変容量油圧ポンプの
吐出油により駆動する油圧アクチュエータと、主管路に
おいて油圧アクチュエータの上流側に設置され可変容量
油圧ポンプから油圧アクチュエータに送る圧油の流量と
方向を制御する方向切換弁とを備えている他、方向切換
弁の中立位置からの変位量、つまり操作量を方向切換弁
のスプールに供給されるパイロット圧から検出する検出
手段と、この検出手段の出力値に基づいてポンプ傾転角
サーボ機構の作動量を制御することにより可変容量油圧
ポンプの吐出流量を制御する制御手段とを備えている。
方向切換弁のスプールにパイロット圧が供給され方向切
換弁が切換えられたとき、検出手段はパイロット圧に応
じた信号を出力し、制御手段は当該信号に基づいてポン
プ傾転角サーボ機構の作動量を制御する。これにより、
可変容量油圧ポンプからの吐出量は増加せしめられ、油
圧アクチュエータが作動する。また、方向切換弁の中立
時には、可変容量油圧ポンプからは必要最小限の流量が
吐出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のように方向切換
弁を中立状態に制御したとき、可変容量油圧ポンプから
の吐出流量は必要最小限に抑えられて動力のロスを防ぐ
ようになっている。しかし、当該吐出流量が小流量であ
るほど方向切換弁を作動したとき大流量になるまでの時
間が長くなり、即応性を必要とする作業には好ましくな
いという問題があった。また、即応性を良くするために
中立時の吐出流量を上げると、中立時の動力のロスが大
きくなるという問題が発生する。
【0004】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、頻繁に油圧アクチュエータを作動させる作業時に
は即応性を良くすることができ、暫く油圧アクチュエー
タの作動を止める作業休止時には動力のロスを少なくす
ることができる作業機のポンプ流量制御装置を提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、可変容量油圧ポンプと、この可変容量油
圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角サーボ機構
と、前記可変容量油圧ポンプにより駆動する油圧アクチ
ュエータと、この油圧アクチュエータの駆動を制御する
方向切換弁と、この方向切換弁の中立位置からの変位量
を検出する検出手段と、この検出手段の出力値に基づい
て前記ポンプ傾転角サーボ機構の作動量を制御する制御
手段とを備えた作業機のポンプ流量制御装置において、
前記制御手段に、前記検出手段の出力値に基づいて前記
方向切換弁の中立位置状態の継続時間を検出する中立位
置状態検出手段と、この中立位置状態検出手段で検出さ
れる中立位置状態の継続時間が作業継続状態に関連して
設定される所定時間以上か否かを判断する判断手段と、
この判断手段で、前記方向切換弁の中立位置状態の継続
時間が前記所定時間以上と判断されたとき、前記ポンプ
傾転角サーボ機構の作動量を前記可変容量油圧ポンプの
吐出流量の最小流量に相当する最小限の値である第1の
値に制御する指令を当該ポンプ傾転角サーボ機構に出力
し、前記方向切換弁の中立位置状態の継続時間が前記所
定時間未満と判断されたとき、前記ポンプ傾転角サーボ
機構の作動量を前記第1の値よりも大きい第2の値、す
なわち前記方向切換弁の操作に対する前記油圧アクチュ
エータの作動の即応性を考慮した第2の値に制御する指
令を当該ポンプ傾転角サーボ機構に出力する吐出量増加
指令手段とを設けたことを特徴とする。
【0006】
【作用】検出手段により方向切換弁が中立位置の状態に
あることが検出され、中立位置状態検出手段によりその
中立位置状態の継続時間が検出され、続いて判断手段に
より前記継続時間が作業継続状態に関連して設定される
所定時間以上か否かが判断される。ここで、方向切換弁
の中立位置状態が所定時間以上継続していると判断され
た場合には、作業を休止しているものとみなし、吐出量
増加指令手段は、ポンプ傾転角サーボ機構の作動量をポ
ンプ吐出流量の最小流量に相当する最小限の値である第
1の値に制御する指令をポンプ傾転角サーボ機構に出力
し、動力のロスを少なくするが、方向切換弁の中立位置
状態が所定時間未満継続していると判断された場合に
は、作業が頻繁に継続されているものとみなし、吐出量
増加指令手段は、ポンプ傾転角サーボ機構の作動量を前
記第1の値よりも大きい第2の値、すなわち方向切換弁
の操作に対する油圧アクチュエータの作動の即応性を考
慮した第2の値に制御する指令をポンプ傾転角サーボ機
構に出力する。これにより、油圧アクチュエータの即応
性を向上させることができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図1は本発明の実施例に係る作業機のポンプ流量
制御装置の系統図である。図で、1はエンジン等の駆動
源、2は駆動源1で駆動され主管路3に圧油を供給する
可変容量油圧ポンプ、4は可変容量油圧ポンプ2の傾転
角を制御するポンプ傾転角サーボ機構、5は主管路3内
の圧油の最高圧を規定するリリーフ弁、6は可変容量油
圧ポンプ2の圧油により駆動する油圧アクチュエータ、
7は可変容量油圧ポンプ2から油圧アクチュエータ6に
送る圧油の方向と流量を制御する方向切換弁、8は逆流
防止弁、9は方向切換弁7のスプールの左右に供給して
これを切換え作動するパイロット圧のうち高圧側を選択
するシャトル弁、10はシャトル弁9で選択されたパイ
ロット圧に基づいて方向切換弁7の中立位置からの変位
量を検出する検出手段、11は検出手段10の検出信号
を入力しポンプ傾転角サーボ機構4の作動量を制御する
制御手段である。
【0008】図2は図1に示す制御手段11の動作を示
すフローチャートである。作業機が作業を開始する場
合、この制御手段11は、まずマイクロコンピュータを
初期化した後(処理201)、方向切換弁7に作用する
外部操作圧力、つまり高圧側にあるパイロット圧を取込
んだ検出手段10が出力する操作量信号Pを取込み(処
理202)、さらにこの操作量信号Pに応じたポンプ吐
出流量Qを図3に示す関数関係から求める(処理20
3)。ここで、図3は操作量に対する可変容量油圧ポン
プの吐出流量の特性図であり、横軸に操作量信号Pがと
ってあり、縦軸にポンプ吐出流量Qがとってある。操作
量信号Pが値P1以下のとき吐出流量Qは最小限の値Q1
に抑えられ、操作量信号Pが値P1を越えて増加すると
ともにポンプ吐出流量Qは増加する。なお、値P1は方
向切換弁7のスプールが動き始める圧力、図の値P2
方向切換弁7が操作されていると判断し得る圧力であ
る。また図示の特性は図示しない記憶手段に記憶されて
いる。しかして、処理203でポンプ吐出流量Qが求ま
ると、操作量信号Pが値P2よりも小さいか否かを判断
することにより、方向切換弁7が操作されているか否か
を判断する(処理204)。ここで、操作量信号Pが値
2よりも大きければ、方向切換弁7が中立状態ではな
く変位(操作)状態にあるわけであるから、処理203
で求めたポンプ吐出流量Qに応じた駆動信号をポンプ傾
転角サーボ機構4に出力して(処理207)処理202
に戻る。一方、操作量信号Pが値P2よりも小さけれ
ば、方向切換弁7が中立状態にあることになるから、操
作量信号Pが値P2よりも小さい状態が所定時間tc以上
続いているか否かを判断する(処理205)。この判断
には、例えば処理202〜204の判断が所定回数連続
して繰返されたか否か、または当該繰返しが所定時間継
続しているか否かを判断する手段が用いられる。操作量
信号Pが値P2よりも小さい状態が所定時間tc以上続い
ているのであれば、そのまま処理207に移るが、操作
量信号Pが値P2よりも小さい状態の継続が所定時間tc
未満であれば、方向切換弁7がしばしば駆動されて作業
継続状態にあると判断し、方向切換弁7の中立時の最小
流量を値Q1から値Q2に増加(処理206)してから処
理207に移る。このときの処理207では、ポンプ吐
出流量Q2に応じた駆動信号をポンプ傾転角サーボ機構
4に出力して処理202に戻る。
【0009】本実施例においては、制御手段11に、検
出手段10の出力値に基づいて方向切換弁7の中立位置
状態の継続時間を検出する中立位置状態検出手段と、こ
の中立位置状態検出手段で検出される中立位置状態の継
続時間が所定時間t以上か否かを判断する判断手段
と、この判断手段で、方向切換弁7の中立位置状態の継
続が所定時間t以上と判断されたとき、ポンプ傾転角
サーボ機構4の作動量をポンプ2の吐出流量の最小流量
に相当する最小限の値である第1の値Pに制御する指
令を当該ポンプ傾転角サーボ機構4に出力し、方向切換
弁7の中立位置状態の継続が所定時間 未満と判断さ
れたとき、ポンプ傾転角サーボ機構4の作動量を第1の
値Pよりも大きい第2の値P、すなわち方向切換
弁7の操作に対する油圧アクチュエータ6の作動の即応
性を考慮した第2の値に制御する指令を当該ポンプ傾転
角サーボ機構4に出力する吐出量増加指令手段とを備え
たことにより、頻繁に油圧アクチュエータ6を作動させ
る場合には中立時のポンプ吐出流量を上げて作動操作に
係る即応性を良くすることができ、暫く油圧アクチュエ
ータ6の作動を止める場合には中立時のポンプ吐出流量
を下げて動力のロスを少なくすることができる。また、
これらのことから急激なポンプ吐出流量の増加を抑制
し、ひいてはポンプ2のハンチングを抑制する効果も生
じる。
【0010】
【発明の効果】以上、本発明によれば、制御手段に、方
向切換弁の中立位置状態の継続時間を検出する中立位置
状態検出手段と、中立位置状態の継続時間が作業継続状
態に関連して設定される所定時間以上か否かを判断する
判断手段と、方向切換弁の中立位置状態の継続時間が所
定時間以上と判断されたとき、ポンプ傾転角サーボ機構
の作動量を最小限の値である第1の値に制御する指令を
当該ポンプ傾転角サーボ機構に出力し、方向切換弁の中
立位置状態の継続時間が所定時間未満と判断されたと
き、第1の値よりも大きい第2の値、すなわち方向切換
弁の操作に対する油圧アクチュエータの作動の即応性を
考慮した第2の値に制御する指令を当該ポンプ傾転角サ
ーボ機構に出力する吐出量増加指令手段とを設けたこと
により、頻繁に油圧アクチュエータを作動させる場合に
は中立時のポンプ吐出流量を上げて作動操作に係る即応
性を良くすることができ、暫く油圧アクチュエータの作
動を止める場合には中立時のポンプ吐出流量を下げて動
力のロスを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る作業機のポンプ流量制御
装置の系統図である。
【図2】図1に示す制御手段の動作を示すフローチャー
トである。
【図3】操作量信号Pとポンプ吐出流量Qとの関数関係
を示す特性図である。
【符号の説明】 1 駆動源 2 可変容量油圧ポンプ 4 ポンプ傾転角サーボ機構 6 油圧アクチュエータ 7 方向切換弁 10 検出手段 11 制御手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可変容量油圧ポンプと、この可変容量油
    圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角サーボ機構
    と、前記可変容量油圧ポンプにより駆動する油圧アクチ
    ュエータと、この油圧アクチュエータの駆動を制御する
    方向切換弁と、この方向切換弁の中立位置からの変位量
    を検出する検出手段と、この検出手段の出力値に基づい
    て前記ポンプ傾転角サーボ機構の作動量を制御する制御
    手段とを備えた作業機のポンプ流量制御装置において、 前記制御手段に、 前記検出手段の出力値に基づいて前記方向切換弁の中立
    位置状態の継続時間を検出する中立位置状態検出手段
    と、 この中立位置状態検出手段で検出される中立位置状態の
    継続時間が作業継続状態に関連して設定される所定時間
    以上か否かを判断する判断手段と、 この判断手段で、前記方向切換弁の中立位置状態の継続
    時間が前記所定時間以上と判断されたとき、前記ポンプ
    傾転角サーボ機構の作動量を前記可変容量油圧ポンプの
    吐出流量の最小流量に相当する最小限の値である第1の
    値に制御する指令を当該ポンプ傾転角サーボ機構に出力
    し、前記方向切換弁の中立位置状態の継続時間が前記所
    定時間未満と判断されたとき、前記ポンプ傾転角サーボ
    機構の作動量を前記第1の値よりも大きい第2の値、す
    なわち前記方向切換弁の操作に対する前記油圧アクチュ
    エータの作動の即応性を考慮した第2の値に制御する指
    令を当該ポンプ傾転角サーボ機構に出力する吐出量増加
    指令手段とを設けたことを特徴とする作業機のポンプ流
    量制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004029460A1 (ja) * 2002-09-26 2004-04-08 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. 建設機械の制御装置、および入力トルク演算方法

Cited By (3)

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WO2004029460A1 (ja) * 2002-09-26 2004-04-08 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. 建設機械の制御装置、および入力トルク演算方法
CN100410536C (zh) * 2002-09-26 2008-08-13 日立建机株式会社 建筑机械的控制设备和计算输入力矩的方法
US7513110B2 (en) 2002-09-26 2009-04-07 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Control apparatus of construction machine and method for calculating input torque

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