JPH02178428A - Hydraulically driven control device for construction machine - Google Patents
Hydraulically driven control device for construction machineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は建設機械に備えられたアクチュエータを圧油に
より駆動する建設機械の油圧駆動制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hydraulic drive control device for a construction machine that uses pressure oil to drive an actuator provided in the construction machine.
建設機械、例えば油圧ショベルにおいては、１つ又は複
数の油圧ポンプが搭載され、当該油圧ポンプから吐出さ
れる圧油により、ブームシリンダ。Construction machines, such as hydraulic excavators, are equipped with one or more hydraulic pumps, and the boom cylinder is powered by pressure oil discharged from the hydraulic pumps.
アームシリンダ、パケットシリンダ、旋回モータ。Arm cylinder, packet cylinder, swing motor.
左右の走行子−タ等のアクチュエータが駆動される。こ
れら各アクチュエータと油圧ポンプとの間にはそれぞれ
方向切換弁が設けられており、オペレータが油圧ショベ
ルの運転席に備えられている各アクチュエータの操作レ
バーを任意に操作することにより前記方向切換弁がこれ
に応じて作動し、油圧ポンプからアクチュエータへの圧
油の流れが制御され、ひいてはアクチュエータの動作が
制御され、これにより油圧ショベルの所期の作業が達成
される。Actuators such as left and right travellers are driven. A directional control valve is provided between each of these actuators and the hydraulic pump, and the directional control valve is activated by the operator arbitrarily operating the operating lever of each actuator provided in the driver's seat of the hydraulic excavator. Acting accordingly, the flow of pressure oil from the hydraulic pump to the actuator is controlled, which in turn controls the operation of the actuator, thereby achieving the intended work of the hydraulic excavator.
このようなアクチュエータの駆動制御には種六の手段が
提案されているが、それらの１つに、例えば特開昭６０
−１１７０６号公報に示されているロードセンシングシ
ステムがある。このロードセンシングシステムは、アク
チュエータの駆動制御中、前記方向切換弁の油圧ポンプ
側の油圧とアクチュエータ側の油圧（弁荷圧）との差圧
（方向切換弁のメータリングオリフィスにより生じる差
圧）が常に、ある定められた所定値になるように油圧ポ
ンプ（可変容量油圧ポンプ）を制御する手段である。さ
らに詳細に述べると、今、可変容量油圧ポンプがその斜
板等の傾転角により定まる一定流量を吐出し、これによ
りアクチュエータが駆動されている状態において、当該
アクチュエータを増速すべく前記操作レバーが操作され
ると、これに応じて方向切換弁の開口面積が増加する。Six types of means have been proposed for drive control of such actuators, and one of them includes, for example,
There is a load sensing system disclosed in Japanese Patent No.-11706. This load sensing system detects a differential pressure between the hydraulic pressure on the hydraulic pump side of the directional control valve and the hydraulic pressure on the actuator side (valve loading pressure) (differential pressure generated by the metering orifice of the directional control valve) during drive control of the actuator. This is means for controlling a hydraulic pump (variable displacement hydraulic pump) so that it always maintains a certain predetermined value. More specifically, in a state where the variable displacement hydraulic pump discharges a constant flow rate determined by the tilt angle of its swash plate, etc., and the actuator is being driven by this, the operating lever is pressed to increase the speed of the actuator. When is operated, the opening area of the directional control valve increases accordingly.
そうすると必然的に前記差圧は減少して前記所定値との
間に偏差を生じる。この偏差に応じて可変容量油圧ポン
プに、その傾転角を大きくして圧油の吐出流量を増加さ
せる指令が出力される。これにより方向切換弁を通過す
る油量は増大してアクチュエータは増速され、かつ、同
時に前記差圧も増大して前記所定値に戻る。このように
して、常に前記差圧を所定値に保持するように可変容量
油圧ポンプを制御することにより、アクチュエータを操
作レバーの操作に応じて駆動制御することができる。Then, the differential pressure inevitably decreases and a deviation from the predetermined value occurs. In accordance with this deviation, a command is output to the variable displacement hydraulic pump to increase its tilt angle to increase the discharge flow rate of pressure oil. As a result, the amount of oil passing through the directional control valve increases and the speed of the actuator is increased, and at the same time, the differential pressure also increases and returns to the predetermined value. In this way, by controlling the variable displacement hydraulic pump so as to always maintain the differential pressure at a predetermined value, the actuator can be driven and controlled in accordance with the operation of the operating lever.
上記ロードセンシングシステムは、アクチュエータの速
度を制御する手段として極めて優れた手段である。とこ
ろで、上記のようにアクチュエータの駆動に使用される
油は、良く知られているように、温度によりその粘度が
大きく変化する。そして、このような油の粘度を考慮し
た場合、前記方向切換弁を通過する油量が同一であって
も、粘度の大小により前記差圧は異なる値となる。一方
、建設機械は屋外で使用されるのが通常であり、その使
用地域も温暖地から寒冷地まで広汎に亘り、かつ、同じ
場所であっても朝夕と日中とでは異なる温度環境下で使
用される。したがって、建設機械で使用される油の粘度
は、使用環境によって大きく変化することになる。The load sensing system described above is an extremely excellent means for controlling the speed of an actuator. By the way, as is well known, the viscosity of the oil used to drive the actuator as described above changes greatly depending on the temperature. When such oil viscosity is taken into account, even if the amount of oil passing through the directional control valve is the same, the differential pressure will have different values depending on the viscosity. On the other hand, construction machinery is usually used outdoors, and is used in a wide range of regions from warm to cold regions, and even in the same location, it is used in different temperature environments in the morning and evening and during the day. be done. Therefore, the viscosity of oil used in construction machinery varies greatly depending on the usage environment.
これに対して、上記従来のロードセンシングシステムに
おいては、前記差圧を常に所定値になるよう制御する手
段であるので、例えば油の粘土が大きい場合には、差圧
が所定値になっていても実際には所要の流量が得られず
、逆に油の粘度が小さい場合には所要流量以上の＞ｔｌ
がアクチュエータに供給され、結局、アクチュエータの
所期の駆動が困難になるという問題点があった。In contrast, in the conventional load sensing system described above, the differential pressure is always controlled to a predetermined value. However, in reality, the required flow rate cannot be obtained, and conversely, if the viscosity of the oil is low, the required flow rate is >tl
is supplied to the actuator, resulting in a problem that it becomes difficult to drive the actuator as desired.
さらに、可変容量油圧ポンプの吐出圧を導出する個所か
ら方向切換弁直前までの管路、又は方向切換弁内の流路
において、何等かの原因で圧力損失が大きくなると、た
とえ可変容量油圧ポンプの吐出容量に余裕があっても、
上記ロードセンシングシステムではアクチュエータに対
する所期の流量を得ることができなくなるという問題も
あった。Furthermore, if pressure loss becomes large for some reason in the pipeline from the point where the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump is derived to just before the directional control valve, or in the flow path within the directional control valve, even if the variable displacement hydraulic pump Even if there is sufficient discharge capacity,
The above-mentioned load sensing system also has a problem in that it becomes impossible to obtain the desired flow rate to the actuator.
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
油の粘度や管路１員失等の種々の条件に変化が生じても
、アクチュエータへの圧油の供給を適正に制御すること
ができる建設機械の油圧駆動制御装置を提供するにある
。The purpose of the present invention is to solve the problems in the above-mentioned prior art,
An object of the present invention is to provide a hydraulic drive control device for construction machinery that can properly control the supply of pressure oil to an actuator even if various conditions such as the viscosity of oil or the loss of a pipe member change.
上記の目的を達成するため、本発明の第１の発明は、可
変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの圧油に
より駆動される複数のアクチュエータと、これら各アク
チュエータを制御する方向切換弁と、前記各アクチュエ
ータの負荷圧力のうちの最高圧力を選択する最高圧力選
択手段と、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧力を検出す
る吐出圧力検出手段と、前記最高圧力と前記吐出圧力と
の差圧が規定圧力になるように前記可変容量油圧ポンプ
の容量を制御する制御手段とを備えた建設機械の油圧駆
動制御装置において、前記各アクチュエータの所要圧油
の合計流量を得るための前記可変容量油圧ポンプの吐出
容量を求める手段と、求められた吐出容量に基づいて前
記可変容量油圧ポンプの容量を制御する他の制御手段と
、前記制御手段および前記他の制御手段の一方を選択す
る選択手段とを設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a variable displacement hydraulic pump, a plurality of actuators driven by pressure oil of the variable displacement hydraulic pump, and a directional control valve for controlling each of these actuators. , maximum pressure selection means for selecting the highest pressure among the load pressures of each of the actuators, discharge pressure detection means for detecting the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump, and a differential pressure between the maximum pressure and the discharge pressure. and a control means for controlling the capacity of the variable displacement hydraulic pump to achieve a specified pressure, the variable displacement hydraulic pump for obtaining a total flow rate of pressure oil required for each of the actuators. means for determining the discharge capacity of the variable displacement hydraulic pump, another control means for controlling the displacement of the variable displacement hydraulic pump based on the determined discharge capacity, and selection means for selecting one of the control means and the other control means. It is characterized by having been established.
又、本発明の第２の発明は、上記第１の発明の建設機械
の油圧駆動制御装置において、前記選択手段で前記他の
制御手段が選択されたとき、所定のアクチュエータに対
してのみ前記他の制御手段による制御を適用し、その他
のアクチュエータに対しては前記制御手段による制御を
適用するアクチュエータ選別手段を設けたことを特徴と
する。Further, in a second aspect of the present invention, in the hydraulic drive control device for construction machinery according to the first aspect, when the other control means is selected by the selection means, the other control means is controlled only for a predetermined actuator. The present invention is characterized in that an actuator selection means is provided to apply control by the control means to other actuators, and to apply control by the control means to other actuators.
さらに、本発明の第３の発明は、上記第１の発明の建設
機械の油圧駆動制御装置において、前記選択手段で前記
他の制御手段が選択されたとき、操作されたアクチュエ
ータの操作量が所定値より小さいときには、当該アクチ
ュエータに対して前記制御手段による制御を適用する操
作量弁別手段を設けたことを特徴とする。Furthermore, in the hydraulic drive control device for construction machinery according to the first invention, when the other control means is selected by the selection means, the operation amount of the operated actuator is set to a predetermined amount. The invention is characterized in that a manipulated variable discriminating means is provided for applying control by the control means to the actuator when the value is smaller than the value.
第１の発明では、一方の制御手段（ロードセンシングシ
ステムによる制御手段）に加えて、アクチュエータの所
要合計流量から、この所要合計流星を得るための可変容
量油圧ポンプの吐出容量を求め、この求められた吐出容
量になるように可変容量油圧ポンプを制御する他の制御
手段（流量制御手段）を設け、アクチュエータの駆動制
御に際し、選択手段でどちらか一方の制御手段を選択す
る。In the first invention, in addition to one control means (control means using a load sensing system), the discharge capacity of the variable displacement hydraulic pump to obtain the required total meteor is determined from the required total flow rate of the actuator. Another control means (flow rate control means) is provided to control the variable displacement hydraulic pump so as to achieve a discharge capacity of the variable displacement hydraulic pump, and a selection means selects one of the control means when controlling the drive of the actuator.
又、第２の発明においては、上記第１の発明で、選択手
段による上記流量制御手段が選択されたときには、アク
チュエータの種別を判断し、所定のアクチュエータであ
れば流量制御手段による制御を適用し、所定のアクチュ
エータでない場合、ロードセンシングシステムによる制
御手段の制御を適用する。Further, in a second invention, in the first invention, when the flow rate control means is selected by the selection means, the type of actuator is determined, and if the actuator is a predetermined actuator, control by the flow rate control means is applied. , if the actuator is not a predetermined actuator, control of the control means by the load sensing system is applied.
さらに、第３の発明においては、上記第１の発明で、選
択手段により上記流量制御手段が選択されたときには、
アクチュエータの操作量を所定値と比較し、操作量が所
定値以上のアクチュエータに対しては上記流量制御手段
による制御を適用し、操作量が所定値より大きいときに
は、上記ロードセンシングシステムによる制御手段の制
御を適用する。Furthermore, in a third invention, when the flow rate control means is selected by the selection means in the first invention,
The operation amount of the actuator is compared with a predetermined value, and control by the flow control means is applied to the actuator whose operation amount is greater than the predetermined value, and when the operation amount is larger than the predetermined value, the control means by the load sensing system is applied. Apply controls.
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.
第１図は本発明の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動
制御装置の系統図である。図で、ｌａ。FIG. 1 is a system diagram of a hydraulic drive control device for a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. In the figure, la.
■ｂは油圧ショベルに搭載された２台の可変容量油圧ポ
ンプ（以下単に油圧ポンプという）、１ｃはパイロット
圧油等を供給する固定容量油圧ポンプである。２ａ、２
ｂは油圧ポンプｌａ、ｌｂのおしのけ容積可変機構（以
下、斜板で代表する）、３ａ、３ｂは斜板２ａ、２ｂを
操作するポンプ容量操作機構である。ポンプ容量操作機
構３ａ、３ｂはそれぞれ斜板２ａ、２ｂに連結されたシ
リンダ３ａｌ、３ｂ＋およびシリンダ３ａｌ、３ｂ＋を
駆動制御する制御弁３ａｚ、３ｂｚで構成されている。2b is two variable capacity hydraulic pumps (hereinafter simply referred to as hydraulic pumps) mounted on the hydraulic excavator, and 1c is a fixed capacity hydraulic pump that supplies pilot pressure oil and the like. 2a, 2
3a and 3b are pump capacity operating mechanisms for operating the swash plates 2a and 2b, respectively. The pump capacity operating mechanisms 3a, 3b are comprised of cylinders 3al, 3b+ connected to the swash plates 2a, 2b, respectively, and control valves 3az, 3bz for driving and controlling the cylinders 3al, 3b+.
５ａ＋ 、５ａｚ、５ａｔ、５ｂ＋ 、５ｂｚ、５ｂ３
は油圧ポンプｌａ、２ａの吐出圧油により駆動されるア
クチュエータである。これらは、油圧ショベルのブーム
シリンダ、アームシリンダ、パケットシリンダ、旋回モ
ータ、左右の走行モータ等に相当する。” ａ＋ ＋
６ ａ ｚ ＋ ６ ａ ３はそれぞれアクチュエ
ータ５ ” ＋ ＋ ５３２１ ５ ａ ３の駆動を
制御する方向切換弁、６ｋｌ＋、６１）ｚ ６ｂ３は
それぞれアクチュエータ５ｂ＋ 、５ｂｚ 、５ｂｓの
駆動を制御する方向切換弁である。７ａ＋、７ａｔ
７ａ＊、７ｂ＋ 、７ｂｘ、７ｂ＊はそれぞれ方向切換
弁６ａ、、６ａｔ、６ａｘ、６ｂ＋６ｂｚ、６ｂ＋の油
圧ポンプｌａ、ｌｂ側に設けられた絞り弁である。これ
ら絞り弁７ａ＋〜７ｂ３の機能については後述する。Ｆ
３ａ、〜８ｂｔは各アクチュエータ５ａ、〜５ｂ、を操
作する操作レバー（図示されていない）により駆動され
る油圧パイロット弁であり、それぞれの操作レバーの操
作方向および操作量に応じたパイロット圧を、対応する
方向切換弁５ａ＋〜５ｂ、のパイロットポートに供給し
、それら方向切換弁を駆動する。９は油圧ポンプｌａ、
ＩｂＯ主回路および定容量油圧ポンプＩＣのパイロット
回路の最高圧力を規定するリリーフ弁である。5a+, 5az, 5at, 5b+, 5bz, 5b3
are actuators driven by the pressure oil discharged from the hydraulic pumps la and 2a. These correspond to the boom cylinder, arm cylinder, packet cylinder, swing motor, left and right travel motors, etc. of a hydraulic excavator. ” a+ +
6 a z + 6 a 3 are directional switching valves that control the drive of actuators 5 '' + 5321 5 a 3, respectively, and 6 kl +, 61) z 6 b3 are directional valves that control the drive of actuators 5 b + , 5 bz , and 5 bs, respectively. Yes. 7a+, 7at
7a*, 7b+, 7bx, and 7b* are throttle valves provided on the hydraulic pump la and lb sides of the directional control valves 6a, 6at, 6ax, 6b+6bz, and 6b+, respectively. The functions of these throttle valves 7a+ to 7b3 will be described later. F
Hydraulic pilot valves 3a and 8bt are driven by control levers (not shown) that operate the actuators 5a and 5b, and control pilot pressure according to the direction and amount of operation of each control lever. It is supplied to the pilot ports of the corresponding directional switching valves 5a+ to 5b, and drives these directional switching valves. 9 is a hydraulic pump la;
This is a relief valve that defines the maximum pressure of the IbO main circuit and the pilot circuit of the constant displacement hydraulic pump IC.
１１ａ＋ はアクチュエータ５ａｌ、５ａｔの負荷圧力
のうちの高い方の圧力を選択するシャトル弁、１ｌａｚ
はシャトル弁１１ａｌで選択された圧力とアクチュエー
タ５ａｚの負荷圧力のうち高い方の圧力を選択するシャ
トル弁、１１ｂ１はアクチュエータ５ｂｌ、５ｂ２の負
荷圧力のうちの高い方の圧力を選択するシャトル弁、ｌ
１ｂｚはシャトル弁１１ｂ＋ で選択された圧力とアク
チュエータ５ｂｚの負荷圧力のうち高い方の圧力を選択
するシャトル弁、１ｌａｂはシャトル弁１１ａ２１１ｂ
２で選択された圧力のうち高い方の圧力を選択するシャ
トル弁である。結局、シャトル弁１１ａｂで選択される
圧力は、各アクチュエータ５ａ〜５ｂ３の負荷圧力のう
ちの最大圧力であり、この最大圧力は各絞り弁７ａ、〜
７ｂｉの一方のパイロットポートに供給される。なお、
各絞り弁７ａ、〜７ｂ’＋の他方のパイロットポートに
はそれぞれ対応するアクチュエータの負荷圧力が、それ
ぞれ供給されている。１２はポンプ吐出圧力が負荷圧力
の最大圧力士所定の圧力を越えないように制御する圧力
制御弁（アンロード弁）である。11a+ is a shuttle valve that selects the higher pressure of the load pressures of actuators 5al and 5at; 1laz;
is a shuttle valve that selects the higher pressure between the pressure selected by the shuttle valve 11al and the load pressure of the actuator 5az, 11b1 is a shuttle valve that selects the higher pressure of the load pressure of the actuators 5bl and 5b2, l
1bz is a shuttle valve that selects the higher pressure between the pressure selected by shuttle valve 11b+ and the load pressure of actuator 5bz, and 1lab is shuttle valve 11a211b.
This is a shuttle valve that selects the higher pressure among the pressures selected in step 2. In the end, the pressure selected by the shuttle valve 11ab is the maximum pressure among the load pressures of the actuators 5a to 5b3, and this maximum pressure is the pressure selected by the shuttle valve 11ab.
7bi is supplied to one pilot port. In addition,
The load pressure of the corresponding actuator is supplied to the other pilot port of each throttle valve 7a, to 7b'+. Reference numeral 12 denotes a pressure control valve (unload valve) that controls the pump discharge pressure so as not to exceed a predetermined maximum pressure of the load pressure.
１３ａ、１３ｂはそれぞれ油圧ポンプ１ａ、１ｂの容量
（斜板２ａ、２ｂの傾転量）を検出するポンプ容量検出
器、１４は各油圧ポンプ１ａ、１ｂの回転数を検出する
回転数検出器である。１５ａ１〜１５ｂ３は各操作レバ
ーの操作量、即ち各油圧パイロット弁８ａＩ〜８ｂ＋の
出力パイコツ１−圧を検出する操作指令検出器である。13a and 13b are pump capacity detectors that detect the capacities of the hydraulic pumps 1a and 1b (tilting amounts of the swash plates 2a and 2b), respectively; 14 is a rotation speed detector that detects the rotation speed of each of the hydraulic pumps 1a and 1b; be. Reference numerals 15a1 to 15b3 are operation command detectors that detect the amount of operation of each operating lever, that is, the output pressure of each hydraulic pilot valve 8aI to 8b+.
１６ａ。16a.
１６ｂはそれぞれ油圧ポンプｌａ、ｌｂの吐出圧力を検
出する吐出圧力検出器、１７はシャトル弁１１ａｂで選
択された圧力（各負荷圧力のうちの最高圧力）を検出す
る負荷圧力検出器である。１８は後述する制御モードを
選択する選択指令器である。16b is a discharge pressure detector that detects the discharge pressure of the hydraulic pumps la and lb, respectively, and 17 is a load pressure detector that detects the pressure (the highest pressure of each load pressure) selected by the shuttle valve 11ab. Reference numeral 18 denotes a selection command device for selecting a control mode, which will be described later.
２０は制御部を示し、ポンプ容量検出器１３ａ、１３ｂ
、回転数検出器１４．操作指令検出器１５ａ〜１５ｂｓ
、吐出圧力検出器１６ａ、１６ｂ、負荷圧力検出器１７
１選択指令器１８の各検出値および指令信号を入力し、
これらに基づいて所要の演算、制御を行ない、ポンプ容
量操作機構３８，３ｂの制御弁３ａｔ、３ｂｚに所要の
指令信号を出力する。20 indicates a control unit, which includes pump capacity detectors 13a and 13b.
, rotation speed detector 14. Operation command detector 15a to 15bs
, discharge pressure detectors 16a, 16b, load pressure detector 17
Input each detection value and command signal of the 1 selection command device 18,
Based on these, necessary calculations and controls are performed, and necessary command signals are output to the control valves 3at, 3bz of the pump capacity operating mechanisms 38, 3b.
次に、本実施例の動作を第２図に示すフローチャートを
参照しながら説明する。今、オペレータがアクチュエー
タ５ａ、〜５ｂｉのうちの１つ又は複数の任意のものを
駆動すべく、対応する操作レバーを操作すると、その操
作方向および操作量に応じて対応する油圧パイロット弁
８ａ＋〜８ｂｔからパイロット圧が出力され、対応する
方向切換弁６ａ＋〜６ｂ３を操作レバーの操作方向およ
び操作量に応じて開く。これにより、油圧ポンプ１ａ、
ｌｂの圧油が絞り弁７ａ＋〜７ｂ、および方向切換弁６
ａ１〜６ｂｉを経て対応するアクチュエータ５ａ、〜５
ｂ３に供給される。これらの供給流量は方向切換弁５ａ
、〜６ｂ、のオリフィス開口面積に比例し、この流量に
比例した速度で当該アクチュエータが駆動される。複合
操作により複数のアクチュエータが同時に駆動される場
合、絞り弁７ａ、〜７ｂｓのそれぞれの一方のパイロッ
トポートには駆動されているアクチュエータの負荷圧力
のうち最高圧力が供給され、他方のパイロットポートに
は油圧ポンプｌａ、Ｌｂの圧力が供給されているので、
駆動されているアクチュエータの合計要求流量が油圧ポ
ンプＩａ、ｌｂの最大容量を超えたとき、各絞り弁７ａ
、〜７ｂ、は通常の状態からさらに絞られた状態となり
、これにより、各アクチュエータへの圧油の配分は、そ
の配分の絶対量は減少するものの、所要流量に応じて按
分され、絞り弁７ａ、〜７ｂ３が設けられていない場合
に生じる、低負荷アクチュエータへの圧油供給の片寄り
の現象が阻止される。なお、油圧ポンプｌａ、Ｉｂの吐
出圧力と最高負荷圧力とを検出し、これらの差の圧力に
基づいて絞り弁７ａ、〜７ｂｉを電気的に制御すること
も可能である。Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. Now, when the operator operates a corresponding control lever to drive one or more of the actuators 5a, ~5bi, the corresponding hydraulic pilot valve 8a+~8b A pilot pressure is outputted from the control valve 6b, and the corresponding directional switching valves 6a+ to 6b3 are opened according to the operating direction and operating amount of the operating lever. As a result, the hydraulic pump 1a,
lb of pressure oil flows through the throttle valves 7a+ to 7b and the directional control valve 6.
Corresponding actuators 5a, ~5 via a1~6bi
b3. These supply flow rates are controlled by the directional control valve 5a.
, ~6b, and the actuator is driven at a speed proportional to the flow rate. When multiple actuators are driven simultaneously by a combined operation, the highest pressure among the load pressures of the actuators being driven is supplied to one pilot port of each of the throttle valves 7a and 7bs, and the highest pressure is supplied to the other pilot port. Since the pressure of hydraulic pumps la and Lb is supplied,
When the total required flow rate of the actuators being driven exceeds the maximum capacity of the hydraulic pumps Ia, lb, each throttle valve 7a
, ~7b, are further throttled from the normal state, and as a result, the distribution of pressure oil to each actuator is proportionally distributed according to the required flow rate, although the absolute amount of distribution decreases, and the throttle valve 7a , ~7b3 is not provided, the phenomenon of uneven pressure oil supply to the low-load actuator is prevented. Note that it is also possible to detect the discharge pressure and the maximum load pressure of the hydraulic pumps la and Ib, and to electrically control the throttle valves 7a and 7bi based on the pressure difference between them.
一方、制御部２０は、通常は駆動された方向切換弁に流
れる圧油により生した油圧ポンプ側とアクチュエータ側
の差圧（この差圧をΔＰＬｆｆで表す）に応じて所要の
制御を実行する。以下、制御部２０の動作を第２回のフ
ローチャートにより説明する。On the other hand, the control unit 20 normally executes necessary control according to the differential pressure between the hydraulic pump side and the actuator side (this differential pressure is expressed as ΔPLff) generated by the pressure oil flowing into the driven directional switching valve. The operation of the control unit 20 will be explained below using a second flowchart.
制御部２０は、まず、操作指令検出器１５ａ＋〜１５
ｂ３’、負荷圧力検出器１７．吐出圧力検出器１６ａ、
１６ｂ、ポンプ容量検出器１３ａ、１３ｂ３回転数検出
器１４の検出値および選択指令器１８の指令信号を入力
する（第２図に示す手順Ｓ１）。The control unit 20 first operates the operation command detectors 15a+ to 15
b3', load pressure detector 17. discharge pressure detector 16a,
16b, pump capacity detectors 13a and 13b3, the detection value of the rotation speed detector 14 and the command signal of the selection command device 18 are input (step S1 shown in FIG. 2).
次いで、選択指令器１８の信号が通常のロードセンシン
グシステムによる制御モードではない第２の制御モード
（流量制御モード）を選択する信号であるか否かを判断
する（手順Ｓ２）。選択指令器１日が操作されておらず
、流量制御モードが選択されていない場合（通常のロー
ドセンシングシステムを実行する場合）、処理は手順Ｓ
３に移る。Next, it is determined whether the signal from the selection command device 18 is a signal for selecting a second control mode (flow rate control mode) which is not the normal load sensing system control mode (step S2). If the selection controller has not been operated for 1 day and the flow rate control mode has not been selected (when executing the normal load sensing system), the process proceeds to step S.
Move on to 3.
即ち、手順Ｓ３では、前記の差圧ΔＰＬＳがある定めら
れた規定値（ロードセンシングシステムにおける規定値
であり、これをΔｐｔｓｏで表す）より大きいか否かを
判断する。差圧Δｐｔｓが規定値Δｐｔｓ。を超えてい
る場合には、ポンプ容量操作機構３ａ、３ｂの制御弁３
ａｚ、３ｂｚに対してポンプ吐出容量を減少させる指令
を出力する（手順Ｓ４）。一方、手順Ｓ３で差圧ΔＰＬ
Ｓが規定値Δｐｔｓ。以下であると判断されたとき、即
ち、油圧ポンプｌａ、ｌｂの吐出容量が不足していると
判断されたときには、−旦、ポンプ吐出容量が所定値（
アクチュエータの要求に見合った値又は油圧ポンプｌａ
、ｌｂの最大吐出流量のいずれか）に達しているか否か
を判断する（手順Ｓ、）。この判断は、ポンプ容量検出
器１３ａ、１３ｂの検出信号に基づき、斜板２ａ、２ｂ
の傾転量が最大又は制限された値に達したか否かをみる
ことにより、あるいは操作指令検出器１５ａ１〜１５ｂ
３から得られた要求流量と、回転数検出器１４およびポ
ンプ容量検出器１３ａ、１３ｂから得られた吐出ｉｔｔ
とを比較することによりなされる。手順Ｓ５で、吐出流
量が所定値に達していると判断された場合には、これ以
上の吐出流量は望めないので、制御弁３ａｚ、３ｂｚに
対して油圧ポンプ１ａ、Ｉｂの容量をそれまでの容量の
ままに固定する指令が出力される（手順Ｓ６）。又、ポ
ンプ吐出流量が所定値に達していない場合には、制御弁
３ａｚ、３ｂｚに対してポンプ吐出容量を増加させる指
令が出力される（手順Ｓｔ）。手順Ｓ、。That is, in step S3, it is determined whether the differential pressure ΔPLS is larger than a certain prescribed value (this is a prescribed value in the load sensing system, and is expressed as Δptso). The differential pressure Δpts is the specified value Δpts. If it exceeds the control valve 3 of the pump capacity operation mechanism 3a, 3b.
A command to reduce the pump discharge capacity is output to az and 3bz (step S4). On the other hand, in step S3, the differential pressure ΔPL
S is the specified value Δpts. When it is determined that the discharge capacity of the hydraulic pumps la, lb is insufficient, -1, the pump discharge capacity is set to a predetermined value (
A value commensurate with the requirements of the actuator or hydraulic pump la
, lb) has been reached (step S). This judgment is based on the detection signals of the pump capacity detectors 13a, 13b, and the swash plates 2a, 2b.
By checking whether the amount of tilting of
3 and the discharge itt obtained from the rotation speed detector 14 and pump capacity detectors 13a and 13b.
This is done by comparing the If it is determined in step S5 that the discharge flow rate has reached the predetermined value, no higher discharge flow rate can be expected, so the capacities of the hydraulic pumps 1a and Ib are reduced to the previous capacity for the control valves 3az and 3bz. A command to fix the capacity as it is is output (step S6). Further, if the pump discharge flow rate has not reached the predetermined value, a command to increase the pump discharge capacity is output to the control valves 3az and 3bz (procedure St). Procedure S.
Ｓ７の処理におけるポンプ吐出容量の減少量および増加
量は、いずれも予め定められた単位量とされる。以上、
手順Ｓ、〜Ｓ７の繰返しによりロードセンシングシステ
ムモードによるアクチュエータの駆動制御が実行される
。The amount of decrease and amount of increase in pump discharge capacity in the process of S7 are both predetermined unit amounts. that's all,
By repeating steps S to S7, drive control of the actuator in the load sensing system mode is executed.
一方、油圧ショベルのオペレータ等が選択指令器１日を
操作すると、制御部２０は、上記手順Ｓ〜Ｓ７の繰返し
中において、手順Ｓ２で選択指令器１日が操作されたこ
と、即ち流量制御モードが選択されたことを判断する。On the other hand, when the hydraulic excavator operator or the like operates the selection command 1 day, the control unit 20 determines that the selection command 1 day has been operated in step S2 during the repetition of the steps S to S7, that is, the flow rate control mode. is selected.
この場合、処理は手順Ｓ８に移る。即ち、手順Ｓ８では
、操作指令検出器１５ａ１〜１５ｂ３の入力信号をみて
おり、予め定められた所定のアクチュエータが操作され
ているか否か判断する（手順Ｓ、ｌ）。操作されている
アクチュエータが流量制御を併用しないアクチュエータ
であれば、処理は手順Ｓ、に移行し、選択指令器１８が
操作されていても、以後ロードセンシングシステムによ
る制御が実施される。In this case, the process moves to step S8. That is, in step S8, input signals from the operation command detectors 15a1 to 15b3 are checked, and it is determined whether a predetermined actuator is being operated (steps S, 1). If the actuator being operated is an actuator that does not use flow rate control, the process moves to step S, and even if the selection command device 18 is operated, control by the load sensing system is thereafter performed.
手順Ｓ。において、操作されているアクチュエータが流
量制御可のアクチュエータであると判断されると、次に
当該アクチュエータの操作指令信号の大きさがある定め
られた所定値以上であるか否かが判断されろ（手順Ｓ、
）。所定値より小さいとき、即ち、そのアクチュエータ
の要求流量が小さいときには、処理は手順Ｓ３に移行し
、選択指令器１８が操作されていても、以後ロードセン
シングシステムによる制御が実施される。なお、要求流
景小の時、流量制御モードにしない理由は、通常の可変
容量油圧ポンプではポンプ自体の冷却および潤滑のため
に所定の最小流量を確保する必要があるので、ポンプの
吐出量制御では最小流量以下の小流量を制御できないか
らである。したがって、冷却・潤滑に対して特別の配慮
をしである油圧ポンプの場合には流ｆｆ１Ｏから制御可
能であり、全範囲で流量制御モードとすることができる
。Procedure S. When it is determined that the actuator being operated is an actuator that can control the flow rate, it is then determined whether the magnitude of the operation command signal for the actuator is greater than or equal to a certain predetermined value ( Procedure S,
). When it is smaller than the predetermined value, that is, when the required flow rate of the actuator is small, the process moves to step S3, and even if the selection command device 18 is operated, control by the load sensing system is thereafter performed. The reason why the flow rate control mode is not set when the required flow rate is small is that with a normal variable displacement hydraulic pump, it is necessary to secure a predetermined minimum flow rate for cooling and lubrication of the pump itself, so the pump discharge rate control is not possible. This is because it is not possible to control a small flow rate below the minimum flow rate. Therefore, in the case of a hydraulic pump that takes special consideration to cooling and lubrication, it is possible to control from the flow ff1O, and the flow rate control mode can be set over the entire range.
これに対して、アクチュエータの操作指令信号が所定値
以上であると判断された場合には、アクチュエータへの
合計所要流量を得るための油圧ポンプの吐出容量が求め
られる（手１＋ｆ−ｆ［Ｓ ＋ ｏ ）。この吐出容量
は油圧ポンプｌａ、ｌｂの回転数を仮定し、又は回転数
検出器１４の検出値に基づいて演算によって求めること
ができ、又、演算によらなくとも前記合計所要流量に対
するある定められた特性の関数発生器等を使用しても求
めることができる。On the other hand, if it is determined that the actuator operation command signal is greater than or equal to the predetermined value, the discharge capacity of the hydraulic pump to obtain the total required flow rate to the actuator is determined (hand 1 + f - f [S + o). This discharge capacity can be calculated by assuming the rotational speed of the hydraulic pumps la, lb or based on the detected value of the rotational speed detector 14, or even if it is not calculated by calculation, it can be determined by a certain predetermined value for the total required flow rate. It can also be obtained using a function generator with the same characteristics.
このようにして求められた吐出容量について、この吐出
容量が、油圧ポンプｌａ、ｌｂに定められた所定容量、
即ち、最大吐出容量又はある定められた制限値以上であ
るか否かが判断される（手順Ｓ、１）。当該吐出容量が
所定容量以上である場合、処理は手順Ｓ、に移行し、吐
出容量はそれまでと同じ値に固定されたままとされる。Regarding the discharge capacity obtained in this way, this discharge capacity is the predetermined capacity determined for the hydraulic pumps la and lb,
That is, it is determined whether the discharge capacity is greater than or equal to the maximum discharge capacity or a certain predetermined limit value (Step S, 1). If the discharge capacity is equal to or greater than the predetermined capacity, the process moves to step S, and the discharge capacity remains fixed at the same value as before.
一方、当該吐出容量が所定容量未満である場合、即ち、
油圧ポンプｌａ、ｌｂの吐出容量に余裕がある場合、制
御部２０はポンプ容量操作機構３ａ、３ｂの制御弁３ａ
２，３ｂｚを制御し、油圧ポンプ１ａ１ｂの吐出容量を
手順Ｓ１゜の処理で求めた吐出容量に一致せしめる（手
順Ｓ１□）。これにより、当該アクチュエータは流量制
御モードにより制御され、差圧ΔＰ１１、の如何にかか
わらず所要の流量を得ることができる。選択指令器１８
が操作されている間、手順Ｓｔ 、Ｓ２．Ｓ８〜Ｓ１□
の処理が繰返されて流量制御が行なわれ、選択指令器１
日の礫作が解除されると、手順８１〜Ｓ７のロードセン
シングシステムによる制御に戻る。On the other hand, if the discharge volume is less than the predetermined volume, that is,
When there is sufficient discharge capacity of the hydraulic pumps la and lb, the control unit 20 controls the control valves 3a of the pump capacity operating mechanisms 3a and 3b.
2 and 3bz to make the discharge capacity of the hydraulic pump 1a1b match the discharge capacity determined in step S1° (step S1□). Thereby, the actuator is controlled by the flow rate control mode, and a desired flow rate can be obtained regardless of the differential pressure ΔP11. Selection command device 18
are being operated, steps St, S2. S8～S1□
The process is repeated to control the flow rate, and the selection command unit 1
When daily gravel harvesting is canceled, control returns to steps 81 to S7 by the load sensing system.
このように、本実施例では、ロードセンシングシステム
゛による制御と併せて流量制御も行なうことができるよ
うにしたので、油の粘度や管路…失等の種々の条件の如
何にかかわらず、アクチュエータへ適正な流量を供給す
ることができる。又、仮に方向切換弁として比較的小容
量のものが使用されている場合であって、その制御アク
チュエータに大きな流量が要求されたときでも、流量制
御を選択することにより強制的に充分な流量を供給する
ことができる。換言すれば、方向制御弁として、より小
容量の方向切換弁を使用することができる。In this way, in this embodiment, flow control can be performed in addition to control by the load sensing system, so the actuator can be controlled regardless of various conditions such as oil viscosity or piping loss. It is possible to supply an appropriate flow rate to. Furthermore, even if a relatively small capacity directional valve is used and a large flow rate is required from the control actuator, selecting flow control will force a sufficient flow rate. can be supplied. In other words, a smaller capacity directional switching valve can be used as the directional control valve.
さらに、定められたアクチュエータに対してのみ流量制
御を適用するようにしたので、流量制御をしても効果の
小さなアクチュエータに対してはロードセンシングのみ
で済み、制御構成を簡単にできる。Furthermore, since the flow rate control is applied only to predetermined actuators, only load sensing is required for actuators for which the effect of flow rate control is small, and the control configuration can be simplified.
さらに又、定められたアクチュエータであっても、操作
指令信号が所定値未満の場合にはロードセンシングシス
テムによる制御を行なうようにしたので、ポンプ最小吐
出流量未満の要求流量の場合にも前記アンロード弁の機
能により、切換弁開口面積に応じた流量特性とすること
ができる。Furthermore, even if the actuator is a specified actuator, if the operation command signal is less than a predetermined value, the load sensing system will control the actuator, so the unloading will be performed even if the required flow rate is less than the minimum pump discharge flow rate. Depending on the function of the valve, the flow rate characteristics can be set according to the opening area of the switching valve.
なお、上記実施例の説明では、油圧ショベルを例示して
説明したが、他の建設機械に適用できるのは明らかであ
る。又、負荷圧力とポンプ吐出圧力との差圧を求める手
段として、差圧センサを使用することも高精度を得るた
めに好適である。又、上記実施例の説明では、流量制御
モードを選択した場合、アクチュエータの種類により適
用の有無を判断する処理を行なう例について説明したが
、流量制御を実行するアクチュエータの操作レバーの握
り部に選択指令器を設け、握り部を握ると同時にこれが
作動するようにしておけば、必ずしも当該処理は要しな
い。さらに、上記実施例の説明では、アクチュエータの
操作指令信号の大きさにより適用の有無を判断する処理
を行なう例につい以上述べたように、本発明の第１の発
明では、ロードセンシングシステムによる制御手段とと
もに流量制御モードによる制御も実施できるようにした
ので、種々の条件の如何にかかわらず、又、小容量の方
向切換弁が使用されていても、アクチュエータへ適正な
流量を供給することができる。Although the above embodiment has been described using a hydraulic excavator as an example, it is obvious that the present invention can be applied to other construction machines. Further, it is also suitable to use a differential pressure sensor as a means for determining the differential pressure between the load pressure and the pump discharge pressure in order to obtain high accuracy. In addition, in the above embodiment, when the flow rate control mode is selected, the process is performed to determine whether or not it is applicable based on the type of actuator. This process is not necessarily required if a command device is provided and activated at the same time as the grip is grasped. Furthermore, in the description of the above embodiment, the example in which the process of determining whether or not to apply the actuator is performed based on the magnitude of the operation command signal is described above. At the same time, control using the flow rate control mode can be performed, so that an appropriate flow rate can be supplied to the actuator regardless of various conditions or even if a small capacity directional control valve is used.
又、第２の発明では、流量制御を行なう場合でも制御対
象アクチュエータを選別するようにしたので、上記第１
の発明の効果に対して、制御構成を簡単にできる。Further, in the second invention, even when performing flow rate control, the actuator to be controlled is selected, so that the above-mentioned first invention
As a result of the invention described above, the control configuration can be simplified.
さらに、第３の発明では、流量制御を行なう場合でもア
クチュエータの操作量が所定値以上のとき流量制御を行
なうようにしたので、上記第１の発明の効果に加え、ポ
ンプ最小吐出流量が規定されている場合にも流量０から
のスムーズな流量制御が可能となる。Furthermore, in the third invention, even when flow rate control is performed, the flow rate control is performed when the operation amount of the actuator is equal to or greater than a predetermined value, so in addition to the effect of the first invention, the pump minimum discharge flow rate is regulated. Even when the flow rate is 0, smooth flow control is possible from a flow rate of 0.
第１図は本発明の実施例に係る油圧ショベルの油圧駆動
装置の系統図、第２図は第１図に示す装置の動作を説明
するフローチャートである。
１ ａ 、 １ ｂ−−−油圧ポンプ、３ ａ 、
３ ｂ−−−−−−−ボンフ容ｆｆ１ｔ作ＰｆＮＲ１
５ａ １〜５ ｂ ３−−−−−−−アクチュエータ、
６ ａ ＋ 〜６ ｂ ３−−−−一方向切換弁、１３
ａ。
１３ｂ・−−−−−−ポンプ容量検出器、ｌ ４−−−
−−一回転数検出器、１５ ａ ＋ 〜１５ ｂ ３−
−−−−−一回転数検出器、１６ ａ 、 ｌ ６
ｂ−−−−−吐出圧力検出器、１７−−−−−負荷圧力
検出器、２０−−−−−−一制御部、２２−−・−選択
指令手段。FIG. 1 is a system diagram of a hydraulic drive device for a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the device shown in FIG. 1. 1a, 1b---hydraulic pump, 3a,
3 b---------PfNR1 made by Bonfuyoff1t
5a 1 to 5 b 3-------Actuator,
6 a + ~6 b 3---One-way switching valve, 13
a. 13b・------Pump capacity detector, l 4------
--One rotation speed detector, 15 a + ~ 15 b 3-
-----One rotation speed detector, 16 a, l 6
b------Discharge pressure detector, 17----Load pressure detector, 20-----Control section, 22----Selection command means.
Claims (3)
の圧油により駆動される複数のアクチュエータと、これ
ら各アクチュエータを制御する方向切換弁と、前記各ア
クチュエータの負荷圧力のうちの最高圧力を選択する最
高圧力選択手段と、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧力
を検出する吐出圧力検出手段と、前記最高圧力と前記吐
出圧力との差圧が規定圧力になるように前記可変容量油
圧ポンプの容量を制御する制御手段とを備えた建設機械
の油圧駆動制御装置において、前記各アクチュエータの
所要圧油の合計流量を得るための前記可変容量油圧ポン
プの吐出容量を求める手段と、求められた吐出容量に基
づいて前記可変容量油圧ポンプの容量を制御する他の制
御手段と、前記制御手段および前記他の制御手段の一方
を選択する選択手段とを設けたことを特徴とする建設機
械の油圧駆動制御装置。(1) Select a variable displacement hydraulic pump, a plurality of actuators driven by the pressure oil of this variable displacement hydraulic pump, a directional control valve that controls each of these actuators, and the highest pressure among the load pressures of each of the actuators. a maximum pressure selection means for detecting the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump; a discharge pressure detection means for detecting the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump; A hydraulic drive control device for construction machinery, comprising: a means for determining a discharge capacity of the variable displacement hydraulic pump to obtain a total flow rate of pressure oil required for each actuator; A hydraulic drive control device for construction machinery, comprising: another control means for controlling the capacity of the variable displacement hydraulic pump based on the control means; and a selection means for selecting one of the control means and the other control means. .
において、前記選択手段で前記他の制御手段が選択され
たとき、所定のアクチュエータに対してのみ前記他の制
御手段による制御を適用し、その他のアクチュエータに
対しては前記制御手段による制御を適用するアクチュエ
ータ選別手段を設けたことを特徴とする建設機械の油圧
駆動制御装置。(2) In the hydraulic drive control device for construction machinery according to claim (1), when the other control means is selected by the selection means, the control by the other control means is applied only to a predetermined actuator. A hydraulic drive control device for construction machinery, characterized in that actuator selection means is provided for applying control by the control means to other actuators.
において、前記選択手段で前記他の制御手段が選択され
たとき、操作されたアクチュエータの操作量が所定値よ
り小さいときには、当該アクチュエータに対して前記制
御手段による制御を適用する操作量弁別手段を設けたこ
とを特徴とする建設機械の油圧駆動制御装置。(3) In the hydraulic drive control device for construction machinery according to claim (1), when the other control means is selected by the selection means and the operation amount of the operated actuator is smaller than a predetermined value, the actuator is A hydraulic drive control device for a construction machine, characterized in that a control amount discriminating means for applying control by the control means to the hydraulic drive control device for construction machinery is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33362088A JPH02178428A (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Hydraulically driven control device for construction machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33362088A JPH02178428A (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Hydraulically driven control device for construction machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02178428A true JPH02178428A (en) | 1990-07-11 |
Family
ID=18268090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33362088A Pending JPH02178428A (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Hydraulically driven control device for construction machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02178428A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992004505A1 (en) * | 1990-09-11 | 1992-03-19 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic control system in construction machine |
| WO1992013144A1 (en) * | 1991-01-28 | 1992-08-06 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic control system in hydraulic construction machine |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP33362088A patent/JPH02178428A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1992004505A1 (en) * | 1990-09-11 | 1992-03-19 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic control system in construction machine |
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