JP3497646B2 - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents
建設機械の油圧駆動装置Info
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Description
建設機械に備えられる油圧駆動装置に係わり、特に、複
数のアクチュエータの複合駆動に適した建設機械の油圧
駆動装置に関する。
た建設機械の油圧駆動装置の従来技術として特開平4−
194405号公報、特開平5−171660号公報等
に記載のものがある。特開平4−194405号公報に
記載の発明をベースにした従来技術を図7により説明す
る。
ジン等(図示せず)の原動機によって駆動される油圧ポ
ンプ1,2と、この油圧ポンプ1,2が吐出する圧油に
よって駆動されるブーム、アーム、バケット等の作業機
械や旋回、走行装置用のアクチュエータ3a,3b,3
c及び4a,4b,4cと、油圧ポンプ1,2からアク
チュエータ3a,3b,3c及び4a,4b,4cに圧
油を供給するための方向流量制御弁5a,5b,5c及
び6a,6b,6cと、アクチュエータ3a,3b,3
c及び4a,4b,4cへの圧油供給を負荷補償するた
めの圧力制御弁7a,7b,7c及び8a,8b,8c
と、油圧ポンプ1,2の吐出回路9,10を連通する合
流弁11とを備えている。
油は、吐出回路9から方向流量制御弁5a,5b,5c
に導かれており、方向流量制御弁5a,5b,5cに対
応した操作弁(図示せず)を操作することにより、方向
流量制御弁が開口し、圧油は圧力制御弁7a,7b,7
cを経て、各アクチュエータ3a,3b,3cを作動さ
せる。ここで、圧力制御弁7a,7b,7cの一方に
は、方向流量制御弁5a,5b,5cと圧力制御弁7
a,7b,7c間の圧力を開方向に付加し、他方には、
チェック弁13a,13b,13cにより検出され、最
高負荷圧検出回路12に導かれたアクチュエータ3a,
3b,3cの最高負荷圧PLmax1を閉方向に付与されて
いる。したがって、方向流量制御弁5a,5b,5cと
圧力制御弁7a,7b,7c間のそれぞれの圧力は最高
負荷圧力PLmax1と同じになるよう制御されることにな
る。
は、前記最高負荷圧力PLmax1と油圧ポンプ1の吐出圧
力が導かれており、最高負荷圧力PLmax1より所定値Δ
PLS1だけ高めのポンプ吐出圧Ps1とする様に、ポンプ
容量は制御される。この結果、ポンプ吐出圧Ps1と最高
負荷圧力PLmax1の差圧、つまり方向流量制御弁5a,
5b,5cの絞り開口部の前後差圧は、常に一定に制御
され、方向流量制御弁5a,5b,5cの開口面積に応
じた流量が負荷圧に依らず、アクチュエータ3a,3
b,3cに供給されることになる。
された方向流量制御弁6a,6b,6cの作動により、
油圧ポンプ2の吐出圧油はこれら方向流量制御弁と圧力
制御弁8a,8b,8cを経て各アクチュエータ4a,
4b,4cを作動させる。この時の圧力制御弁8a,8
b,8cの動作や油圧ポンプ2の容量制御は、油圧ポン
プ1について述べたのと同様である。
開示されている様に、アクチュエータ3a,3b,3c
及び4a,4b,4cの操作レバー(図示せず)のO
N、OFF検出手段、あるいは油圧ポンプ1,2の吐出
圧力検出手段による検出結果に基づいてON状態とする
構成としている。合流弁11がONすると、油圧ポンプ
1の吐出回路9と油圧ポンプ2の吐出回路10を連結す
るとともに、最高負荷圧検出回路12と最高負荷圧検出
回路15を連結することにより、油圧ポンプ1,2の合
計出力で、アクチュエータを駆動する。
に出力してエネルギーを無駄に消費したり、あるいは油
圧ポンプ1,2の合計出力を十分に活用することができ
ずアクチュエータの動きが遅くなるといった不具合の発
生を防止している。
来技術においては、合流弁は設けず、弁装置に第1の油
圧ポンプに接続される流量制御弁と第2の油圧ポンプに
接続される流量制御弁を設け、2つの油圧ポンプの圧油
を2つの流量制御弁の下流側で合流してアクチュエータ
に供給しており、この従来技術においても同様の作用が
得られる。
は、合流弁11がOFF状態においては、油圧ポンプ1
の吐出回路9に接続されたアクチュエータ3a,3b,
3cと油圧ポンプ2の吐出回路10に接続されたアクチ
ュエータ4a,4b,4cは、それぞれ油圧ポンプ1の
吐出圧Ps1と最高負荷圧力PLmax1の差圧ΔPLS1(=P
s1−PLmax1)、及び油圧ポンプ2の吐出圧Ps2と最高
負荷圧力PLmax2と差圧ΔPLS2(=Ps2−PLmax2)に
見合った供給流量で作動している。この時、ΔPLS1≒
ΔPLS2に制御されている。この構成で、全アクチュエ
ータ3a,3b,3c,4a,4b,4cを作動させる
複合操作を想定して、各操作レバー量に対応した各方向
流量制御弁5a,5b,5c,6a,6b,6cの開口
面積を設定したとする。この場合、アクチュエータ3
b,4b,4cの複合操作時にアクチュエータ3bの動
作に対してアクチュエータ4bの動作を速くしたい作業
では、アクチュエータ4bに対応する操作レバーを通常
より大きく操作しなければならない。このように作業状
況によっては複合操作し難いという問題があった。
来技術においても同様の問題がある。
ュエータ相互間の流量特性を変化させ、複合操作性に優
れた建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
るため、本発明は、少なくとも2つの第1及び第2の油
圧ポンプと、これらの油圧ポンプから供給される圧油に
よって駆動する第1、第2、第3のアクチュエータを含
む複数のアクチュエータと、前記第1、第2、第3のア
クチュエータの作動をそれぞれ制御する第1、第2、第
3の弁装置を含む複数の弁装置と、前記第1及び第2の
油圧ポンプのポンプ容量を制御する手段とを備え、前記
第1の弁装置は第1及び第2の流量制御弁と第1及び第
2の圧力制御弁とを含み、前記第2の弁装置は第3及び
第4の流量制御弁と第3及び第4の圧力制御弁とを含
み、前記第3の弁装置は第5の流量制御弁と第5の圧力
制御弁とを含み、前記第1の油圧ポンプは前記第1の流
量制御弁及び第1の圧力制御弁を介して前記第1のアク
チュエータに接続されるとともに、前記第3の流量制御
弁及び第3の圧力制御弁を介して前記第2のアクチュエ
ータに、前記第1のアクチュエータとは並列に接続さ
れ、前記第2の油圧ポンプは前記第2の流量制御弁及び
第2の圧力制御弁を介して前記第1のアクチュエータに
接続されるとともに、前記第4及び第5の流量制御弁及
び第4及び第5の圧力制御弁を介して前記第2及び第3
のアクチュエータに、前記第1のアクチュエータとは並
列に接続され、前記第1の弁装置は前記第1及び第2の
油圧ポンプからの圧油を前記第1及び第2の流量制御弁
及び第1及び第2の圧力制御弁の下流側で合流して前記
第1のアクチュエータに供給し、前記第2の弁装置は前
記第1及び第2の油圧ポンプからの圧油を前記第3及び
第4の流量制御弁及び第3及び第4の圧力制御弁の下流
側で合流して前記第2のアクチュエータに供給し、かつ
前記第1及び第3の圧力制御弁は前記第1及び第3の流
量制御弁の下流圧が前記第1及び第2のアクチュエータ
の負荷圧の高い方の圧力と同じになるように制御すると
ともに、前記第2、第4、第5の圧力制御弁は前記第
2、第4、第5の流量制御弁の下流圧が前記第1、第
2、第3のアクチュエータの負荷圧の最も高い圧力と同
じになるように制御し、前記第1の油圧ポンプの容量制
御手段は前記第1及び第2のアクチュエータの負荷圧の
うちの高い方の圧力よりも前記第1の油圧ポンプ吐出圧
が目標差圧だけ高くなるよう制御し、前記第2の油圧ポ
ンプの容量制御手段は前記第1、第2、第3のアクチュ
エータの負荷圧のうちの最も高い圧力よりも前記第2の
油圧ポンプ吐出圧が目標差圧だけ高くなるよう制御する
建設機械の油圧駆動装置において、前記複数のアクチュ
エータの操作状態を検出する検出手段と、前記第1及び
2の油圧ポンプ制御用の前記目標差圧として第1及び第
2の目標差圧をそれぞれ設定する目標差圧設定手段を設
け、前記目標差圧設定手段は、前記検出手段で検出され
た前記複数のアクチュエータの操作状態に応じて、前記
第1の目標差圧と前記第2の目標差圧を異なる値に設定
変更できるによう構成されているものとする。
第1、第2、第3のアクチュエータの複合駆動を意図し
て第1、第2、第3の弁装置を作動させると、第1及び
第3の圧力制御弁は第1及び第3の流量制御弁の下流圧
が第1及び第2のアクチュエータの負荷圧の高い方の圧
力と同じになるように制御し、これにより第1及び第3
の流量制御弁の前後差圧は同じとなり、第1の油圧ポン
プの吐出流量は第1及び第3の流量制御弁を介して第1
及び第2のアクチュエータに分流して供給される。ま
た、第2、第4、第5の圧力制御弁は第2、第4、第5
の流量制御弁の下流圧が第1、第2、第3のアクチュエ
ータの負荷圧の最も高い圧力と同じになるように制御
し、これにより第2、第4、第5の流量制御弁の前後差
圧は同じとなり、第2の油圧ポンプの吐出流量は第2、
第4、第5の流量制御弁を介して第1、第2、第3のア
クチュエータに分流して供給される。その結果、第1、
第2、第3のアクチュエータには第1、第2、第3の弁
装置の操作量に応じた流量が供給され、第1、第2、第
3のアクチュエータの複合駆動を確実に実施する。
ュエータの操作状態が操作検出手段により検出され、目
標差圧設定手段はその操作状態の検出結果に基づいて第
1及び第2の油圧ポンプの制御用の第1及び第2の目標
差圧を設定し、第1のポンプ容量制御手段は第1の油圧
ポンプの吐出圧が第1及び第2のアクチュエータの負荷
圧の高い方の圧力より第1の目標差圧だけ高くなるよう
にポンプ容量を制御し、第2のポンプ容量制御手段は第
2の油圧ポンプの吐出圧が第1、第2、第3のアクチュ
エータの負荷圧の最も高い圧力より第2の目標差圧だけ
高くなるようにポンプ容量を制御する。このように第1
及び第2の油圧ポンプの容量を制御することにより、第
1及び第3の流量制御弁の前後差圧は第1の目標差圧に
相当する差圧となり、第2、第4、第5の流量制御弁の
前後差圧は第2の目標差圧に相当する差圧となり、第1
の目標差圧と第2の目標差圧に応じて第1の油圧ポンプ
から第1及び第2のアクチュエータへの供給流量かつ/
又は第2の油圧ポンプから第1、第2、第3のアクチュ
エータへの供給流量を通常とは異なる流量にすることが
できる。例えば、第2の目標差圧を通常の目標差圧に等
しく設定し、第1の目標差圧を通常の目標差圧より大き
く設定すれば、第1の油圧ポンプから第1及び第2のア
クチュエータへの供給流量は通常よりも多くなる。これ
により作業状況に応じてアクチュエータ相互間の流量特
性が変わり、複合操作性が向上し、作業効率が向上す
る。
前記第3のアクチュエータは前記第1及び第2のアクチ
ュエータより負荷圧の高いアクチュエータであり、前記
目標差圧設定手段は、前記検出手段により前記第1、第
2、第3のアクチュエータの複合操作が検出されると、
前記第1の目標差圧を前記第2の目標差圧よりも所定値
だけ高く設定する。
アクチュエータより負荷圧の高いアクチュエータである
とき、第2の油圧ポンプの吐出圧は第2のポンプ容量制
御手段により第3のアクチュエータの負荷圧より第2の
目標差圧だけ高くなるよう制御され、高くなるのに対し
て、第1の油圧ポンプの吐出圧は第1のポンプ容量制御
手段により第1及び第2のアクチュエータの負荷圧の高
い方の圧力より第1の目標差圧だけ高くなるよう制御さ
れるので、第1及び第2のアクチュエータの高い方の負
荷圧よりも若干高い程度の比較的低い吐出圧で足りる。
このため、第1及び第2の油圧ポンプが馬力制限制御さ
れるとき、吐出圧の高い第2の油圧ポンプは吐出量が減
少し、第1、第2、第3のアクチュエータに分流して供
給される圧油の流量が減少するが、吐出圧の低い第1の
油圧ポンプは吐出量に馬力的な余裕があるので、目標差
圧設定手段により第1の目標差圧を第2の目標差圧より
も所定値だけ高く設定することにより第1の油圧ポンプ
の吐出量が増加し、この増加した吐出量が第1及び第2
のアクチュエータに分流して供給される。このため、第
1及び第2のアクチュエータに供給される流量は、第1
及び第2の目標差圧を共に通常の目標差圧に等しく設定
した場合に比べて増加し、複合操作性が向上する。ま
た、第1及び第2の油圧ポンプの吐出量を有効に第1、
第2、第3のアクチュエータに供給でき、原動機出力を
有効に活用できる。
くは、前記目標差圧設定手段は、前記検出手段により前
記第1、第2、第3のアクチュエータの複合操作であり
かつ前記第3のアクチュエータの負荷圧が前記第1及び
第2のアクチュエータの負荷圧よりも高いことが検出さ
れると、前記第1の目標差圧を前記第2の目標差圧より
も所定値だけ高く設定する。
差圧の設定条件にアクチュエータの負荷圧を加えること
により、第1、第2、第3のアクチュエータの負荷圧の
大小関係が変わる場合でも、作業状況に応じてアクチュ
エータ相互間の流量特性が変わり、複合操作性が向上
し、作業効率が向上する。
て、好ましくは、前記検出手段は前記第1、第2、第3
の弁装置を操作するための第1、第2、第3操作手段の
操作量を検出する手段を含み、前記目標差圧設定手段は
前記第1及び第2の操作手段の操作量に応じて前記所定
値を増大させる。
量に応じて所定値を増大させることにより、第2の目標
差圧を通常の目標差圧に等しく設定し、第1の目標差圧
を通常の目標差圧より大きく設定した場合の第1の油圧
ポンプから第1及び第2のアクチュエータへの供給流量
の増加量は第1及び第2の操作手段の操作量に応じて増
加し、より良好な複合操作性が得られる。
より説明する。
4により説明する。
は、図示しない原動機によって駆動する複数の油圧ポン
プである第1の油圧ポンプ25a、第2の油圧ポンプ2
5bと、これら油圧ポンプから供給される圧油によって
駆動される複数のアクチュエータ、例えば比較的負荷圧
の低い第1及び第2のアクチュエータ22,23と比較
的負荷圧の高い第3のアクチュエータ24と、第1及び
第2の油圧ポンプ25a,25bと第1のアクチュエー
タ22との間に設けられる第1の弁装置50と、第1及
び第2の油圧ポンプ25a,25bと第2のアクチュエ
ータ23との間に設けられる第2の弁装置51と、第2
の油圧ポンプ25bと第3のアクチュエータ24との間
に設けられる第3の弁装置52と、第2及び第3の弁装
置51,52を操作して第2及び第3のアクチュエータ
23,24を作動させるための操作レバー装置71と、
第1の弁装置50を操作して第1のアクチュエータ22
を作動させるための操作レバー装置72と、この操作レ
バー装置71,72の操作のON、OFF状態や操作量
を検出する操作状態検出器73と、この操作状態検出器
73の検出結果を基に第1及び第2の油圧ポンプ25,
25bを制御するための第1及び第2の目標差圧を設定
する目標差圧設定器81と、第1及び第2の油圧ポンプ
25,25bのポンプ吐出圧を検出するポンプ吐出圧検
出器79a,79bと、第1及び第2のアクチュエータ
22,23の最高負荷圧を検出する第1の最高負荷圧検
出器78aと、第1、第2、第3のアクチュエータ2
2,23,24の最高負荷圧を検出する第2の最高負荷
圧検出器78bと、目標差圧設定器81で設定された第
1及び第2の目標差圧とポンプ吐出圧検出器79a,7
9b及び第1及び第2の最高負荷圧検出器78a,78
bの検出結果とに基づいて、第1及び第2の油圧ポンプ
25,25bの容量を制御するための制御信号を生成す
る第1及び第2のポンプ容量制御器75a,75bと、
その制御信号が送られ第1及び第2の油圧ポンプ25,
25bの容量を制御する第1及び第2のレギュレータ7
6a,76bとを備えている。
ド54,55を介して連結した第1及び第2の流量制御
弁30a,30b及び第1の方向制御弁30と、第1の
流量制御弁30aの下流圧を制御する第1の圧力制御弁
33a、第2の流量制御弁30bの下流圧を制御する第
2の圧力制御弁33bとを内包している。この第1の圧
力制御弁33aと第2の圧力制御弁33bの下流には、
第1及び第2の油圧ポンプ25,25bの圧油の合流点
61を設け、この合流点61に第1の方向制御弁30が
接続され、この第1の方向制御弁30は第1のアクチュ
エータ22に接続してある。
6,57を介して連結した第3及び第4の流量制御弁3
1a,31b及び第2の方向制御弁31と、第3の流量
制御弁31aの下流圧を制御する第3の圧力制御弁34
a、第4の流量制御弁31bの下流圧を制御する第4の
圧力制御弁34bとを内包している。この第3の圧力制
御弁34aと第4の圧力制御弁34bの下流には、第1
及び第2の油圧ポンプ25,25bの圧油の合流点62
を設け、この合流点62に第2の方向制御弁31が接続
され、この第2の方向制御弁31は第2のアクチュエー
タ23に接続している。
を介して連結した第5の流量制御弁32b及び第3の方
向制御弁32と、第5の流量制御弁32bの下流圧を制
御する第5の圧力制御弁35bとを内包している。この
第5の圧力制御弁35bの下流は第3の方向制御弁32
に接続され、この第3の方向制御弁32は第3のアクチ
ュエータ24に接続されている。
御弁30aを介して第1のアクチュエータ22に接続さ
れるとともに、第3の流量制御弁31aを介して第2の
アクチュエータ23に、第1のアクチュエータ22とは
並列に接続してある。第2の油圧ポンプ25bは、第2
の流量制御弁30bを介して第1のアクチュエータ22
に接続されるとともに、第4の流量制御弁31bを介し
て第2のアクチュエータ23に、第5の流量制御弁32
bを介して第3のアクチュエータ24に、それぞれ第1
のアクチュエータ22とは並列に接続してある。
第1の流量制御弁30aと第1の圧力制御弁33a間の
管路部分に接続され、当該部分の圧力が開方向に付与さ
れ、他方の駆動部は、チェック弁37a,38aにより
検出された第1のアクチュエータ22の負荷圧と第2の
アクチュエータ23の負荷圧のうちの高い方の負荷圧
(以下、最高負荷圧という)を第1の圧力信号として導
く第1の圧力信号伝達ライン83に接続され、当該第1
の圧力信号が閉方向に付与される。
第2の流量制御弁30bと第2の圧力制御弁33b間の
管路部分に接続され、当該部分の圧力が開方向に付与さ
れ、他方の駆動部は、チェック弁37b,38b,39
bにより検出された第1のアクチュエータ22の負荷圧
と第2のアクチュエータ23の負荷圧と第3のアクチュ
エータ24の負荷圧のうちの最も高い負荷圧(以下、最
高負荷圧という)を第2の圧力信号として導く第2の圧
力信号伝達ライン84に接続され、当該第2の圧力信号
が閉方向に付与される。
第3の流量制御弁31aと第3の圧力制御弁34a間の
管路部分に接続され、当該部分の圧力が開方向に付与さ
れ、他方の駆動部は第1の圧力信号伝達ライン83に接
続され、第1の圧力信号(第1及び第2のアクチュエー
タ22,23の最高負荷圧)が閉方向に付与される。
第4の流量制御弁31bと第4の圧力制御弁34b間の
管路部分に接続され、当該部分の圧力が開方向に付与さ
れ、他方の駆動部は第2の圧力信号伝達ライン84に接
続され、第2の圧力信号(第1、第2、第3のアクチュ
エータ22,23,24の最高負荷圧)が閉方向に付与
される。
第5の流量制御弁32bと第5の圧力制御弁35b間の
管路部分に接続され、当該部分の圧力が開方向に付与さ
れ、他方の駆動部は第2の圧力信号伝達ライン84に接
続され、第2の圧力信号(第1、第2、第3のアクチュ
エータ22,23,24の最高負荷圧)が閉方向に付与
される。
aを介して第1の圧力信号伝達ライン83に接続され、
第1及び第2のアクチュエータ22,23の最高負荷圧
を検出し、第2の最高負荷圧検出器78bは管路36b
を介して第2の圧力信号伝達ライン84に接続され、第
1、第2、第3のアクチュエータ22,23,24の最
高負荷圧を検出する。
にはポンプ吐出圧と第1の圧力信号との差圧が所定値を
越えないように制御するアンロード弁26aが接続して
あり、第2の油圧ポンプ25bの吐出管路にはポンプ吐
出圧と第1の圧力信号との差圧が所定値を越えないよう
に制御するアンロード弁26bが接続してある。
い第1及び第2のアクチュエータ22,23の少なくと
も一つを作動させかつこれと同時に比較的負荷圧の高い
第3のアクチュエータ24を作動させるときに、第1の
油圧ポンプ25aの第1の目標差圧を第2の油圧ポンプ
25bの第2の目標差圧よりも大きな値に設定するもの
である。図2にその処理手順の一例を示す。
ュエータ22,23,24の作動状態をチェックし(ス
ッテプ100,110,120)、第1及び第2のアク
チュエータ22,23の少なくともどちらかを作動させ
かつ第3のアクチュエータ24を作動させた操作状態で
ない場合は、第1の目標差圧ΔPLS1及び第2の目標差
圧ΔPLS2を共に等しく、ΔPLS1=ΔPLS、ΔPLS2=
ΔPLSに設定する(スッテプ150)。第1及び第2の
アクチュエータ22,23の少なくともどちらかを作動
させかつ第3のアクチュエータ24を作動させた操作状
態である場合は、第3のアクチュエータ24の操作レバ
ー装置71の操作量と第1のアクチュエータ22の操作
レバー装置71かつ/又は第2のアクチュエータ23の
操作レバー装置72の操作量の比εを算出する(スッテ
プ130)。目標差圧設定器81内には、予めεに対す
る目標差圧ΔPLSの増加量αの関係が記憶されており、
その時の比εから増加量αが決定される(スッテプ14
0)。この結果をもって、第1の油圧ポンプ25aの第
1の目標差圧ΔPLS1、第2の油圧ポンプ25bの第2
の目標差圧ΔPLS2が、 ΔPLS1=ΔPLS+α ΔPLS2=ΔPLS と決定され、レギュレータ75a,75bに出力される
(スッテプ160)。
る動作は以下の通りである。
エータ22,23,24を同時に駆動させる場合につい
て説明する。
23,24の複合駆動を意図して、操作レバー装置7
1,72を操作すると、ロッド54,55、ロッド5
6,57、ロッド58が操作され、ロッド54,55の
操作によって第1及び第2の流量制御弁30a,30
b、第1の方向制御弁30が切り換えられ、ロッド5
6,57の操作によって、第3及び第4の流量制御弁3
1a,31b、第2の方向制御弁31が切り換えられ、
ロッド58の操作によって第5の流量制御弁32b、第
3の方向制御弁32が切り換えられる。これに伴い、第
1及び第2のアクチュエータ22,23の高い方の負荷
圧PLmax1が第1の圧力信号伝達ライン83を介して第
1及び第3の圧力制御弁33a,34aの閉方向の駆動
部に導かれ、第1、第2、第3のアクチュエータ22,
23,24の負荷圧の最も高い圧力、つまり第3のアク
チュエータ24の負荷圧PLmax2が第2の圧力信号伝達
ライン84を介して第2、第4、第5の圧力制御弁33
b,34b,35bの閉方向の駆動部に導かれる。これ
により、第1〜第5の圧力制御弁33a,33b,34
a,34b,35bが駆動し、第1及び第3の圧力制御
弁33a,34aの上流圧、すなわち第1及び第3の流
量制御弁30a,31aの下流圧は第1及び第2のアク
チュエータ22,23の負荷圧の高い方の負荷圧PLmax
1となり、この第1及び第3の流量制御弁30a,31
aの上流圧は第1の油圧ポンプ25aの吐出圧となり、
また、第2、第4、第5の圧力制御弁33b,34b,
35bの上流圧、すなわち第2、第4、第5の流量制御
弁30b,31b,32bの下流圧は第3のアクチュエ
ータ24の負荷圧PLmax2に等しくなり、この第2、第
4、第5の流量制御弁30b,31b,32bの上流圧
は第2の油圧ポンプ25bの吐出圧となる。これにより
第1及び第3の流量制御弁30a,31aの前後差圧は
同じとなり、第1の油圧ポンプ25aの吐出流量は第1
及び第3の流量制御弁30a,31aに分流され第1及
び第2のアクチュエータ22,23のそれぞれに供給さ
れ、第2、第4、第5の流量制御弁30b,31b,3
2bの前後差圧も同じとなり、第2の油圧ポンプ25b
の吐出流量は第2、第4、第5の流量制御弁30b,3
1b,32bに分流されて第1、第2、第3のアクチュ
エータ22,23,24供給される。その結果、第1、
第2、第3のアクチュエータ22,23,24には操作
レバー装置71,72の操作量に応じた流量が供給さ
れ、第1、第2、第3のアクチュエータ22,23,2
4の複合駆動を確実に実施する。
ータ22,23の高い方の負荷圧PLmax1は第1の最高
負荷圧検出器78aにより検出され、第3のアクチュエ
ータ24の負荷圧PLmax2は第2の最高負荷圧検出器7
8bにより検出される。
態は操作状態検出器73で検出され、目標差圧設定器8
1では、上述したように、第1の油圧ポンプ25aの第
1の目標差圧ΔPLS1、第2の油圧ポンプ25bの第2
の目標差圧ΔPLS2として、ΔPLS1=ΔPLS+α、ΔP
LS2=ΔPLSを設定する。これにより、第1の油圧ポン
プ25aの吐出圧Ps1は、上記第1の最高負荷圧検出器
78aで検出される最高負荷圧力PLmax1よりΔPLS+
αだけ高くなるように、ポンプ容量が制御され、第2の
油圧ポンプ25bの吐出圧Ps2は、第2の最高負荷圧検
出器78bで検出される最高負荷圧力PLmax2よりΔPL
Sだけ高くなるように、ポンプ容量が制御される。この
結果、第1及び第3の流量制御弁30a,31aの前後
差圧は、略ΔPLS+αとなり、第2、第4、第5の流量
制御弁30b,31b,32bの前後差圧は、略ΔPLS
に制御される。したがって、ΔPLSを通常の目標差圧と
すると、第1及び第3の流量制御弁30a,31aは、
第1及び第2の目標差圧ΔPLS1,ΔPLS2を共に通常の
目標差圧ΔPLSに等しく設定した場合に比べて、目標差
圧の増加量αに相当する分だけ多くの流量を通過させる
こととなり、第1及び第2のアクチュエータ22,23
に供給される流量は増加する。
ロッド54,55のストロークと第1のアクチュエータ
22への供給流量の関係を示したものである。第1の油
圧ポンプ25a、第2の油圧ポンプ25bを、共に同じ
目標差圧ΔPLSで制御した場合の第1の流量制御弁30
aの特性を「イ」とし、第2の流量制御弁30bの特性
を「ロ」とすると、第1のアクチュエータ22の供給流
量特性は「イ」と「ロ」の和となり、「ハ」のような特
性となる。ここで、第1の油圧ポンプ25aの目標差圧
のみΔPLS+αにすると、αに相当する流量分だけ、第
1の流量制御弁30aから第1のアクチュエータ22に
供給される流量は増加し、第1のアクチュエータ22の
供給流量特性はαに相当する流量分と「ロ」との和とな
り、「ニ」のような特性が得られる。すなわち、第1の
アクチュエータ22に供給される合計流量は増加する。
第2の弁装置51の第3及び第4の流量制御弁31a,
31bについても同様である。
エータ22,23,24の複合操作に応じてアクチュエ
ータ相互間の流量特性が変わり、これにより操作性が向
上し、作業効率が向上する。
25bが馬力制御される場合で、2つの第1及び第2の
アクチュエータ22,23を複合駆動している状態から
更に第3のアクチュエータ24を駆動し、3つの第1、
第2、第3のアクチュエータ22,23,24の複合駆
動に移行する場合について説明する。
アクチュエータ22,23の作動を意図して、操作レバ
ー装置71,72を操作すると、ロッド54,55及び
ロッド56,57が操作される。ロッド54,55の操
作によって第1及び第2の流量制御弁30a,30b、
第1の方向制御弁30が切り換えられ、ロッド56,5
7の操作によって、第3及び第4の流量制御弁31a,
31b、第2の方向制御弁31が切り換えられる。これ
に伴い、第1及び第2のアクチュエータ22,23の高
い方の負荷圧が第1、第2の圧力信号伝達ライン83,
84に導かれる。この時、その操作状態は操作状態検出
器73で検出され、目標差圧設定器81では、上述した
ように、第1の油圧ポンプ25aの第1の目標差圧ΔP
LS1、第2の油圧ポンプ25bの第2の目標差圧ΔPLS1
として同じ値ΔPLSを設定する。これにより第1の油圧
ポンプ25aも第2の油圧ポンプ25bも、第1及び第
2のアクチュエータ22,23の高い方の負荷圧PLmax
1よりΔPLSだけポンプ吐出圧が高くなるようにポンプ
容量が制御される。この結果、第1〜第4の流量制御弁
30a,30b,31a,31bの前後差圧は、共に略
ΔPLSとなり、この差圧と各流量制御弁の開口面積で決
定される流量が、第1及び第2のアクチュエータ22,
23に供給される。
ュエータ24も駆動させることを意図して、操作レバー
装置71を操作する。これによりロッド58が操作さ
れ、第5の流量制御弁32b、第3の方向制御弁32が
切り換えられる。これに伴い、比較的負荷圧の低い第1
及び第2のアクチュエータ22,23の高い方の負荷圧
が第1の圧力信号伝達ライン83を介して第1及び第3
の圧力制御弁33a,34aの閉方向の駆動部に導かれ
ると共に、当該負荷圧PLmax1が第1の最高負荷圧検出
器78aにより検出される。また、第1、第2、第3の
アクチュエータ22,23,24の最高負荷圧、つまり
第3のアクチュエータ24の負荷圧が第2の圧力信号伝
達ライン84を介して第2、第4、第5の圧力制御弁3
3b,34b,35bの閉方向の駆動部に導かれるとと
もに、当該負荷圧PLmax2が第2の最高負荷圧検出器7
8bにより検出される。
の操作状態は操作状態検出器73で検出され、目標差圧
設定器81では、上述したように、第1の油圧ポンプ2
5aの第1の目標差圧ΔPLS1、第2の油圧ポンプ25
bの第2の目標差圧ΔPLS1として、ΔPLS1=ΔPLS+
α、ΔPLS2=ΔPLSを設定する。これにより、第1の
油圧ポンプ25aの吐出圧Ps1は、上記第1の最高負荷
圧検出器78aで検出される最高負荷圧力PLmax1より
ΔPLS+αだけ高くなるように、ポンプ容量が制御さ
れ、第2の油圧ポンプ25bの吐出圧Ps2は、第2の最
高負荷圧検出器78bで検出される最高負荷圧力PLmax
2よりΔPLSだけ高くなるように、ポンプ容量が制御さ
れる。この結果、第1及び第3の流量制御弁30a,3
1aの上下流前後差圧は、略ΔPLS+αとなり、第2、
第4、第5の流量制御弁30b,31b,32bの上下
流前後差圧は、略ΔPLSに制御される。したがって、第
1及び第3の流量制御弁30a,31aは、上記の第1
及び第2のアクチュエータ22,23のみを作動させた
時と操作レバー装置の同じ操作量で比較して、目標差圧
の増加量αに相当する分だけ多くの流量を通過させるこ
ととなる。
て、図4(a)は第1の油圧ポンプ25aのポンプ吐出
圧Ps1とポンプ吐出流量の関係を示し、図4(b)は第
2の油圧ポンプ25bのポンプ吐出圧Ps2とポンプ吐出
流量との関係を示す。
2,23のみを作動させている時、第1の油圧ポンプ2
5a、第2の油圧ポンプ25bともに、第1及び第2の
アクチュエータ22,23の高い方の負荷圧に対してポ
ンプ吐出圧Ps1、Ps2がΔPLSだけ高めになるように、
ポンプ容量が制御されるため、ポンプ吐出圧Ps1、Ps2
は、ほぼ同じ値Pso1となっており、第1及び第2の油
圧ポンプ25,25bは、図4のa点、b点でそれぞれ
作動し、第1〜第4の流量制御弁30a,30b,31
a,31bの開度に見合う流量が第1及び第2のアクチ
ュエータ22,23に供給される。すなわち、第1の油
圧ポンプ25aの吐出流量Aは第1及び第3の流量制御
弁30a,31aで分配されて第1及び第2のアクチュ
エータ22,23に供給され、第2の油圧ポンプ25b
の吐出流量Bは、第2及び第4の流量制御弁30b,3
1bで分配されて第1及び第2のアクチュエータ22,
23に供給される。
い第3のアクチュエータ24を作動させると、第2の油
圧ポンプ25bの吐出圧Ps2は、第3のアクチュエータ
24の負荷圧(最高負荷圧)PLmax2よりもΔPLSだけ
高い圧力Pso3に制御され、動作点はポンプ馬力制限近
傍のc点に移行する。この時、第2の油圧ポンプ25b
の吐出流量はBからCに減少し、この減少した流量が第
2、第4、第5の流量制御弁30b,31b,32bに
より分配され、第1、第2、第3のアクチュエータ2
2,23,24に供給される。この結果、第2の油圧ポ
ンプ25bから第1及び第2のアクチュエータ22,2
3に供給される流量は減少する。しかし、第1の油圧ポ
ンプ25aは、第1及び第2のアクチュエータ22,2
3の高い方の負荷圧PLmax1+ΔPLS+αにポンプ吐出
圧Ps1がなるように制御されるため、ポンプ吐出圧Ps1
は、前述のポンプ吐出圧Pso1より若干高めのPso2に移
行する。このポンプ吐出圧Pso1では第1の油圧ポンプ
25aは馬力的にも余裕があり、ポンプ吐出流量は最
大、ポンプ馬力制限近傍d1点のDmaxまで増加可能であ
り、第1の油圧ポンプ25aの動作点はd2点に移行す
る。したがって、第1の油圧ポンプの吐出流量はAから
Dに増加するとともに、この増加した吐出流量が第1及
び第3の流量制御弁30a,31aにより分配され、第
1及び第2のアクチュエータ22,23に供給される。
この結果、第1の油圧ポンプ25aから第1及び第2の
アクチュエータ22,23に供給される流量は増加し、
第1及び第2のアクチュエータ22,23の動作速度の
急変を防止し、操作性が向上する。また、第1及び第2
の油圧ポンプ25a,25bの吐出量を有効に第1、第
2、第3のアクチュエータ22,23,24に供給で
き、原動機出力を有効に活用できる。
状況に応じてアクチュエータ相互間の流量特性を変化さ
せ、複合操作性を向上させ、作業効率を高めることがで
きる。また、第1及び第2の油圧ポンプ25a,25b
の吐出流量を有効にアクチュエータに供給でき、原動機
出力を有効に活用できる。
より説明する。図中、前掲図面に示す部材及び部分と同
等のものには同じ符号を付している。
圧設定器81Aは、操作状態検出器73の検出結果に加
えて、第1及び第2の最高負荷圧検出器78a,78b
の検出結果を基に第1及び第2の油圧ポンプ25a,2
5bを制御するための第1及び第2の目標差圧を設定す
るものである。図6にその処理手順の一例を示す。
ュエータ22,23,24の作動状態と、これら第1、
第2、第3のアクチュエータ22,23,24の負荷圧
の大小関係をチェックし(スッテプ100,110,1
20,170)、第1及び第2のアクチュエータ22,
23の少なくともどちらかを作動させかつ第3のアクチ
ュエータ24を作動させた操作状態でない場合、又は第
1及び第2のアクチュエータ22,23の負荷圧が第3
のアクチュエータ24の負荷圧より低くない場合は、第
1の目標差圧ΔPLS1及び第2の目標差圧ΔPLS2を共に
等しく、ΔPLS1=ΔPLS、ΔPLS2=ΔPLSに設定する
(スッテプ150)。第1及び第2のアクチュエータ2
2,23の少なくともどちらかを作動させかつ第3のア
クチュエータ24を作動させた操作状態である場合で、
かつ第1及び第2のアクチュエータ22,23の負荷圧
が第3のアクチュエータ24の負荷圧より低い場合は、
第3のアクチュエータ24の操作レバー装置71の操作
量と第1のアクチュエータ22の操作レバー装置71か
つ/又は第2のアクチュエータ23の操作レバー装置7
2の操作量の比εを算出する(スッテプ130)。目標
差圧設定器81内には、予めεに対する目標差圧ΔPLS
の増加量αが記憶されており、その時の比εから増加量
αが決定される(スッテプ140)。この結果をもっ
て、第1の油圧ポンプ25aの第1の目標差圧ΔPLS
1、第2の油圧ポンプ25bの第2の目標差圧ΔPLS2
が、 ΔPLS1=ΔPLS+α ΔPLS2=ΔPLS と決定され、レギュレータ75a,75bに出力される
(スッテプ160)。
荷圧を目標差圧の設定条件に加えたので、第1、第2、
第3のアクチュエータ22,23,24の負荷圧の大小
関係が変わるような油圧駆動装置であっても、作業状況
に応じてアクチュエータ相互間の流量特性を変化させ、
第1の実施形態と同様な効果が得られる。
チュエータ相互間の流量特性を変化させ、複合操作性を
向上させ、作業効率を高めることができる。
チュエータに供給でき、原動機出力を有効に活用でき
る。
装置を示す油圧回路図である。
トである。
動装置を示す油圧回路図である。
トである。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】少なくとも2つの第1及び第2の油圧ポン
プと、これらの油圧ポンプから供給される圧油によって
駆動する第1、第2、第3のアクチュエータを含む複数
のアクチュエータと、前記第1、第2、第3のアクチュ
エータの作動をそれぞれ制御する第1、第2、第3の弁
装置を含む複数の弁装置と、前記第1及び第2の油圧ポ
ンプのポンプ容量を制御する手段とを備え、前記第1の
弁装置は第1及び第2の流量制御弁と第1及び第2の圧
力制御弁とを含み、前記第2の弁装置は第3及び第4の
流量制御弁と第3及び第4の圧力制御弁とを含み、前記
第3の弁装置は第5の流量制御弁と第5の圧力制御弁と
を含み、前記第1の油圧ポンプは前記第1の流量制御弁
及び第1の圧力制御弁を介して前記第1のアクチュエー
タに接続されるとともに、前記第3の流量制御弁及び第
3の圧力制御弁を介して前記第2のアクチュエータに、
前記第1のアクチュエータとは並列に接続され、前記第
2の油圧ポンプは前記第2の流量制御弁及び第2の圧力
制御弁を介して前記第1のアクチュエータに接続される
とともに、前記第4及び第5の流量制御弁及び第4及び
第5の圧力制御弁を介して前記第2及び第3のアクチュ
エータに、前記第1のアクチュエータとは並列に接続さ
れ、前記第1の弁装置は前記第1及び第2の油圧ポンプ
からの圧油を前記第1及び第2の流量制御弁及び第1及
び第2の圧力制御弁の下流側で合流して前記第1のアク
チュエータに供給し、前記第2の弁装置は前記第1及び
第2の油圧ポンプからの圧油を前記第3及び第4の流量
制御弁及び第3及び第4の圧力制御弁の下流側で合流し
て前記第2のアクチュエータに供給し、かつ前記第1及
び第3の圧力制御弁は前記第1及び第3の流量制御弁の
下流圧が前記第1及び第2のアクチュエータの負荷圧の
高い方の圧力と同じになるように制御するとともに、前
記第2、第4、第5の圧力制御弁は前記第2、第4、第
5の流量制御弁の下流圧が前記第1、第2、第3のアク
チュエータの負荷圧の最も高い圧力と同じになるように
制御し、前記第1の油圧ポンプの容量制御手段は前記第
1及び第2のアクチュエータの負荷圧のうちの高い方の
圧力よりも前記第1の油圧ポンプ吐出圧が目標差圧だけ
高くなるよう制御し、前記第2の油圧ポンプの容量制御
手段は前記第1、第2、第3のアクチュエータの負荷圧
のうちの最も高い圧力よりも前記第2の油圧ポンプ吐出
圧が目標差圧だけ高くなるよう制御する建設機械の油圧
駆動装置において、 前記複数のアクチュエータの操作状態を検出する検出手
段と、前記第1及び2の油圧ポンプ制御用の前記目標差圧とし
て第1及び第2の目標差圧をそれぞれ設定する目標差圧
設定手段を設け、 前記目標差圧設定手段は、前記検出手段で検出された前
記複数のアクチュエータの操作状態に応じて、前記第1
の目標差圧と前記第2の目標差圧を異なる値に設定変更
できるによう構成されている ことを特徴とする建設機械
の油圧駆動装置。 - 【請求項2】請求項1記載の建設機械の油圧駆動装置に
おいて、前記第3のアクチュエータは前記第1及び第2
のアクチュエータより負荷圧の高いアクチュエータであ
り、前記目標差圧設定手段は、前記検出手段により前記
第1、第2、第3のアクチュエータの複合操作が検出さ
れると、前記第1の目標差圧を前記第2の目標差圧より
も所定値だけ高く設定することを特徴とする建設機械の
油圧駆動装置。 - 【請求項3】請求項1記載の建設機械の油圧駆動装置に
おいて、前記目標差圧設定手段は、前記検出手段により
前記第1、第2、第3のアクチュエータの複合操作であ
りかつ前記第3のアクチュエータの負荷圧が前記第1及
び第2のアクチュエータの負荷圧よりも高いことが検出
されると、前記第1の目標差圧を前記第2の目標差圧よ
りも所定値だけ高く設定することを特徴とする建設機械
の油圧駆動装置。 - 【請求項4】請求項2又は3記載の建設機械の油圧駆動
装置において、前記検出手段は前記第1、第2、第3の
弁装置を操作するための第1、第2、第3操作手段の操
作量を検出する手段を含み、前記目標差圧設定手段は前
記第1及び第2の操作手段の操作量に応じて前記所定値
を増大させることを特徴とする建設機械の油圧駆動装
置。
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