JPH06116985A - Hydraulic control apparatus for construction machine - Google Patents
Hydraulic control apparatus for construction machineInfo
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- JPH06116985A JPH06116985A JP29783292A JP29783292A JPH06116985A JP H06116985 A JPH06116985 A JP H06116985A JP 29783292 A JP29783292 A JP 29783292A JP 29783292 A JP29783292 A JP 29783292A JP H06116985 A JPH06116985 A JP H06116985A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、建設車両であるパワ
ーショベルに用いるのに最適な油圧制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic control device most suitable for use in a power shovel which is a construction vehicle.
【従来の技術】この発明の特徴は、サーボ機構を備えた
制御弁の開度を、コントローラで電気的に制御しなが
ら、回路の圧力と流量とを制御できるようにしたもの
で、このような制御弁を用いた建設機械の油圧制御装置
は従来にはまったくなかった。2. Description of the Related Art The feature of the present invention is that the pressure and flow rate of a circuit can be controlled while electrically controlling the opening degree of a control valve having a servo mechanism. There has never been a hydraulic control device for a construction machine using a control valve.
【発明が解決しようとする課題】この発明は、一対の回
路系統を備え、しかも各回路系統に別々の可変ポンプを
接続し、それら両可変ポンプを合流制御して、アクチュ
エータの作動を最適に保つことを目的にしている。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a pair of circuit systems are provided, separate variable pumps are connected to each circuit system, and both variable pumps are merged and controlled to keep the actuator operation optimal. Is intended for that.
【０００２】[0002]
【課題を解決するための手段】この発明は、複数のアク
チュエータをパラレルに接続した２つの回路系統と、そ
れぞれの回路系統に個別に接続されるとともにレギュレ
ータの出力で傾転角を制御して吐出量を可変にした一対
の可変ポンプと、上記各アクチュエータと可変ポンプと
の間に接続するとともにパイロット操作弁等の操作手段
で切換えられるスプール弁と、このスプール弁の上流側
にあって電気的に制御されるサーボ機構を備えた制御弁
と、この制御弁の切換えストロークを電気的に検出する
ストロークセンサーと、この制御弁の上流側の圧力を電
気的に検出する第１圧力センサーと、制御弁の下流側の
圧力を電気的に検出する第２圧力センサーと、これらス
トロークセンサー及び第１、２圧力センサーからの信号
に基づいて制御弁の開度を電気的に制御するためのバル
ブコントローラとを備えている。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, two circuit systems in which a plurality of actuators are connected in parallel are individually connected to the respective circuit systems, and the tilt angle is controlled by the output of the regulator to discharge. A pair of variable pumps with variable amounts, a spool valve connected between the actuators and the variable pump and switched by operating means such as a pilot operated valve, and electrically connected upstream of the spool valve. A control valve having a controlled servo mechanism, a stroke sensor for electrically detecting a switching stroke of the control valve, a first pressure sensor for electrically detecting a pressure on an upstream side of the control valve, and a control valve Pressure sensor for electrically detecting the pressure on the downstream side of the control valve, and a control valve based on signals from the stroke sensor and the first and second pressure sensors And a valve controller for electrically controlling the opening.
【０００３】さらに、上記バルブコントローラに入力さ
れた信号及びスプール弁の制御信号が入力するととも
に、あらかじめ入力された指令信号や、上記バルブコン
トローラからの信号に基づいて可変ポンプのレギュレー
タを電気的に制御したり、バルブコントローラに信号を
出力したりするメインコントローラと、一方の回路系統
と他方の回路系統とを連通させる第１合流通路と、この
合流通路を遮断したり連通させたりする合流弁と、一方
の回路系統の可変ポンプを、他方の回路系統の軽負荷ア
クチュエータ側に連通させる第２合流通路と、この第２
合流通路に設け、一方の回路系統の可変ポンプから、他
方の回路系統の上記軽負荷アクチュエータへの流通のみ
を許容するチェック弁と、このチェック弁の上流側に設
けたオリフィスと、他方の回路系統の上記軽負荷アクチ
ュエータに対する第２合流通路の合流点よりも上流側に
設け、メインコントローラからの信号に応じて自由流れ
位置と絞り位置とに切換え可能にした優先弁と、他方の
回路系統の可変ポンプを、一方の回路系統の特定のアク
チュエータに連通させるための第３合流通路と、を備え
ている。Further, the signal input to the valve controller and the control signal for the spool valve are input, and the regulator of the variable pump is electrically controlled based on the command signal input in advance and the signal from the valve controller. And a main controller that outputs a signal to the valve controller, a first merging passage that connects one circuit system and the other circuit system, and a merging valve that blocks or connects the merging passage, A second merging passage that connects the variable pump of one circuit system to the light load actuator side of the other circuit system;
A check valve that is provided in the confluence passage and allows only the flow from the variable pump of one circuit system to the light load actuator of the other circuit system, an orifice provided upstream of this check valve, and the other circuit system. The priority valve provided upstream of the confluence point of the second confluence passage for the above light load actuator and capable of switching between the free flow position and the throttle position in response to a signal from the main controller, and the other circuit system variable. And a third merging passage for communicating the pump with a specific actuator of one circuit system.
【０００４】[0004]
【作用】この発明は上記のように構成したので、一方の
回路系統の可変ポンプの吐出油が、第２合流通路を経由
して他方の回路系統の軽負荷アクチュエータに常時合流
されている。また、合流弁を開いて両可変ポンプを合流
させれば、それら両ポンプの最大合計吐出量の範囲で各
アクチュエータを作動させることができる。さらに、優
先弁を絞り位置に切換えれば、負荷の大きい他のアクチ
ュエータを優先的に作動させられる。Since the present invention is configured as described above, the discharge oil of the variable pump of one circuit system is constantly joined to the light load actuator of the other circuit system via the second joining passage. Further, by opening the merging valve and merging both variable pumps, it is possible to operate each actuator within the range of the maximum total discharge amount of both pumps. Further, if the priority valve is switched to the throttle position, another actuator having a large load can be preferentially operated.
【０００５】[0005]
【発明の効果】この発明の油圧制御装置によれば、合流
弁を開けば、両回路系統の可変ポンプの最大合計吐出量
の範囲内で、各アクチュエータを作動させられるので、
例えば、１つのポンプだけでは必要流量が不足している
ときには、両ポンプの合計流量を最大限に利用できる。
一方の可変ポンプを、他方の軽負荷アクチュエータに常
時連通させるようにしているので、この軽負荷アクチュ
エータが逸走気味になっても、その供給流量が不足して
キャビテーションを発生させるようなこともない。さら
にまた、優先弁を絞り位置に切換えれば、負荷の大きい
アクチュエータを優先的に作動させることができる。According to the hydraulic controller of the present invention, each actuator can be operated within the range of the maximum total discharge amount of the variable pumps of both circuit systems by opening the merging valve.
For example, when the required flow rate is insufficient with only one pump, the total flow rate of both pumps can be utilized to the maximum.
Since one variable pump is made to communicate with the other light load actuator at all times, even if this light load actuator becomes runaway, its supply flow rate will not be insufficient and cavitation will not occur. Furthermore, by switching the priority valve to the throttle position, it is possible to preferentially operate the actuator with a large load.
【０００６】[0006]
【実施例】図示の実施例は、右走行用モータMR、ブーム
シリンダBM及びバケットシリンダBKで一方の回路系統を
構成するとともに、この一方の回路系統に可変ポンプＰ
1を接続している。また、左走行モータML、アームシリ
ンダＡ及び旋回モータTNで他方の回路系統を構成すると
ともに、この他方の回路系統に可変ポンプＰ2 を接続し
ている。そして、これら両回路系統の各アクチュエータ
は、すべてパラレル通路１１を介してすべてパラレルに
接続されている。In the illustrated embodiment, one circuit system is constituted by a right traveling motor MR, a boom cylinder BM and a bucket cylinder BK, and a variable pump P is provided in this one circuit system.
1 is connected. The left traveling motor ML, the arm cylinder A, and the turning motor TN constitute the other circuit system, and the variable pump P 2 is connected to the other circuit system. All the actuators of these two circuit systems are all connected in parallel via the parallel passage 11.
【０００７】これらすべてのパラレル通路１１には、制
御弁CVとスプール弁SVとを接続している。しかも、これ
ら両回路系統であって、上記制御弁CVの上流側に第１合
流通路１２を接続するとともに、この第１合流通路１２
に合流弁Ｄを設けている。この合流弁Ｄは、図示のノー
マル位置にあるとき第１合流通路１２を遮断し、切換え
位置にあるとき第１合流通路１２を連通させる構成にし
ている。上記両可変ポンプＰ1 、Ｐ2 はレギュレータ１
３によってその傾転角すなわち吐出量が制御されるが、
このレギュレータ１３は、図２に示したポンプコントロ
ーラPCで電気的にコントロールされる。A control valve CV and a spool valve SV are connected to all the parallel passages 11. Moreover, in both of these circuit systems, the first merging passage 12 is connected to the upstream side of the control valve CV and the first merging passage 12 is connected.
Is provided with a merging valve D. The merging valve D is configured to shut off the first merging passage 12 when it is in the normal position shown in the figure, and to communicate the first merging passage 12 when it is in the switching position. The above two variable pumps P 1 and P 2 are regulators 1.
The tilt angle, that is, the discharge amount is controlled by 3.
The regulator 13 is electrically controlled by the pump controller PC shown in FIG.
【０００８】上記制御弁CVは、サーボ弁機構とするとと
もに、その一方の側にスプリング１４を作用させ、他方
の側に電磁制御部１５を備えている。この電磁制御部１
５は、図２に示すように、各制御弁CVのそれぞれに接続
したバルブコントローラVCからの出力信号に比例して、
制御弁CVをスプリング１４に抗して作動させ、その開度
を制御する。ただし、この制御弁CVは、図示のノーマル
位置にあるときその開度が最大になるようにしている。
さらに、制御弁CVにはストロークセンサー１６を接続す
るとともに、制御弁CVの上流側に、各制御弁CVに共通の
第１圧力センサー１７を接続し、その下流側には各制御
弁CVごとに個別の第２圧力センサー１８を接続してい
る。そして、これら各センサー１６〜１８は、図２に示
すように、バルブコントローラVCに接続している。The control valve CV has a servo valve mechanism and has a spring 14 on one side thereof and an electromagnetic control portion 15 on the other side thereof. This electromagnetic control unit 1
As shown in FIG. 2, 5 is proportional to the output signal from the valve controller VC connected to each control valve CV,
The control valve CV is operated against the spring 14 to control its opening. However, the control valve CV is designed to have the maximum opening when in the normal position shown in the figure.
Further, the stroke sensor 16 is connected to the control valve CV, the first pressure sensor 17 common to each control valve CV is connected to the upstream side of the control valve CV, and each control valve CV is connected to the downstream side thereof. A separate second pressure sensor 18 is connected. And each of these sensors 16-18 is connected to the valve controller VC, as shown in FIG.
【０００９】上記ストロークセンサー１６は、制御弁CV
のストロークを検出するが、そのストローク信号によっ
てバルブコントローラVCが制御弁CVの開度を演算する。
また、第１圧力センサー１７は、制御弁CVの上流側の圧
力を検出し、第２圧力センサー１８はその下流側の圧力
を検出するものである。このようにセンサー１６〜１８
からの信号を受けるバルブコントローラVCは、図２に示
すように各制御弁CVごとに個別に接続しているが、これ
らバルブコントローラVCあるいは前記ポンプコントロー
ラPCに指令を出すのが、メインコントローラMCである。
また、バルブコントローラVCは、上記したように制御弁
CVの開度を制御するとともに、それら各センサーからの
信号をメインコントローラMCにフィードバックする。ポ
ンプコントローラPCもメインコントローラMCの指令で動
作するとともに、レギュレータ１３の作動状況をメイン
コントローラMCにフィードバックする。The stroke sensor 16 is a control valve CV.
Is detected, the valve controller VC calculates the opening degree of the control valve CV based on the stroke signal.
The first pressure sensor 17 detects the pressure on the upstream side of the control valve CV, and the second pressure sensor 18 detects the pressure on the downstream side. In this way, the sensors 16-18
As shown in FIG. 2, the valve controller VC that receives a signal from the controller is individually connected to each control valve CV. The main controller MC issues a command to the valve controller VC or the pump controller PC. is there.
In addition, the valve controller VC is a control valve as described above.
It controls the opening of CV and feeds back the signals from these sensors to the main controller MC. The pump controller PC also operates according to a command from the main controller MC, and feeds back the operation status of the regulator 13 to the main controller MC.
【００１０】上記スプール弁SVは、その両側に設けたパ
イロット室１９、２０を、図２に示したパイロット操作
弁２１に接続し、このパイロット操作弁２１からの圧力
信号に応じて切換わるようにしている。そして、上記両
パイロット室１９、２０のそれぞれにはセンタリングス
プリング２２、２３を設け、通常は、図示の中立位置を
保つようにしている。このようにしたスプール弁SVの戻
り側通路には、メータアウト絞り２４を設けている。そ
して、上記パイロット室１９あるいは２０のうちのいず
れか高い方の圧力が図２に示したシャトル弁２５で選択
されるとともに、この選択された圧力は第３圧力センサ
ー２６で電気的に検出されてメインコントローラMCに入
力される。In the spool valve SV, pilot chambers 19 and 20 provided on both sides of the spool valve SV are connected to the pilot operating valve 21 shown in FIG. 2, and are switched in accordance with a pressure signal from the pilot operating valve 21. ing. Further, centering springs 22 and 23 are provided in the pilot chambers 19 and 20, respectively, so that the neutral position shown in the figure is normally maintained. A meter-out throttle 24 is provided in the return passage of the spool valve SV thus configured. The higher pressure of the pilot chamber 19 or 20 is selected by the shuttle valve 25 shown in FIG. 2, and the selected pressure is electrically detected by the third pressure sensor 26. Input to the main controller MC.
【００１１】さらに、これらスプール弁SVには、図示の
中立位置において開度を最大にするブリードオフ絞り２
７を設けている。このブリードオフ絞り２７は、分岐通
路２８を介してパラレル通路１１に連通させている。こ
のようにしたブリードオフ絞り２７は、スプール弁SVが
中立位置にあるとき、その開度を最大に維持して、分岐
通路２８を通過した流体をタンクＴに戻す。そして、ス
プール弁SVが中立位置から切換わるにしたがって、ブリ
ードオフ絞り２７の開度が小さくなるが、その切換え量
が微少の範囲では、パラレル通路１１がアクチュエータ
側とこのブリードオフ絞り２７との両方に連通する。Further, the spool valve SV has a bleed-off throttle 2 which maximizes the opening at the neutral position shown in the figure.
7 is provided. The bleed-off throttle 27 communicates with the parallel passage 11 via a branch passage 28. When the spool valve SV is in the neutral position, the bleed-off throttle 27 configured as described above maintains its opening to the maximum and returns the fluid that has passed through the branch passage 28 to the tank T. Then, as the spool valve SV is switched from the neutral position, the opening of the bleed-off throttle 27 becomes smaller. However, in the range where the switching amount is very small, the parallel passage 11 is provided on both the actuator side and the bleed-off throttle 27. Communicate with.
【００１２】ただし、上記微少切換え範囲とは、アクチ
ュエータの種類によって異なる。例えば、慣性力の大き
いパワーショベルの旋回モータTNの場合には、スプール
弁SVが８０％切換わったときでも、このブリードオフ絞
り２７が開くようにしている。反対に慣性力が小さいバ
ケットシリンダBKの場合には、スプール弁SVがわずかに
切換わった時点でも、このブリードオフ絞り２７を閉じ
るようにしている。なお、図１中の符号２９は走行モー
タMR、 MLとスプール弁SVとの間に設けたカウンターバラ
ンス弁、３０は旋回モータTNとスプール弁SVとの間に設
けたブレーキバルブ、図２中の符号３１はメインコント
ローラMCに接続したモード設定器で、アンチサチュレー
ション機能を発揮するときの流量配分を設定するための
ものである。However, the above-mentioned minute switching range differs depending on the type of actuator. For example, in the case of a swing motor TN of a power shovel having a large inertial force, the bleed-off throttle 27 is opened even when the spool valve SV is switched by 80%. On the contrary, in the case of the bucket cylinder BK having a small inertial force, the bleed-off throttle 27 is closed even when the spool valve SV is slightly switched. Reference numeral 29 in FIG. 1 is a counterbalance valve provided between the traveling motors MR and ML and the spool valve SV, 30 is a brake valve provided between the swing motor TN and the spool valve SV, and in FIG. Reference numeral 31 is a mode setting device connected to the main controller MC for setting the flow rate distribution when the antisaturation function is exerted.
【００１３】上記の一方の回路系統の可変ポンプＰ1
は、第２合流通路３２を介して、アームシリンダＡに接
続した制御弁CVの上流側に接続している。そして、この
第２合流通路３２には、可変ポンプＰ1 からアームシリ
ンダＡの制御弁CVへの流通のみを許容するチェック弁３
３を設けるとともに、このチェック弁３３の上流側にオ
リフィス３４を設けている。また、この第２合流通路３
２の合流点よりも上流側におけるパラレル通路１１に優
先制御弁PRを設けている。この優先制御弁PRは、メイン
コントローラMCで切換え制御されるとともに、図示のノ
ーマル状態で自由な流れ位置を保ち、それが切換えられ
たとき絞り位置を保つようにしている。なお、上記優先
制御弁PRの下流側には、第１圧力センサー１７を接続し
ている。Variable pump P 1 of the above one circuit system
Is connected to the upstream side of the control valve CV connected to the arm cylinder A via the second merging passage 32. Then, in the second merging passage 32, the check valve 3 which allows only the flow from the variable pump P 1 to the control valve CV of the arm cylinder A is provided.
3, and an orifice 34 is provided on the upstream side of the check valve 33. In addition, this second merging passage 3
A priority control valve PR is provided in the parallel passage 11 upstream of the confluence point of 2. The priority control valve PR is switch-controlled by the main controller MC, maintains a free flow position in the normal state shown, and maintains the throttle position when it is switched. A first pressure sensor 17 is connected downstream of the priority control valve PR.
【００１４】また、上記他方の回路系統の可変ポンプＰ
2 は、第３合流通路３５を介して、ブームシリンダBMに
接続した制御弁CVの上流側に接続している。そして、こ
の第３合流通路３５には、可変ポンプＰ2 からブームシ
リンダBMへの流通のみを許容するチェック弁３６を設け
るとともに、このチェック弁３６の上流側にオリフィス
３７を設けている。さらに、ブームシリンダBMに接続し
たパラレル通路１１であって、第３合流通路３５との合
流点よりも上流側に、チェック弁３８を設けている。こ
のチェック弁３８は、ブームシリンダBMへの流通のみを
許容する構成にしている。Further, the variable pump P of the other circuit system mentioned above.
2 is connected to the upstream side of the control valve CV connected to the boom cylinder BM via the third merging passage 35. A check valve 36 that allows only the flow from the variable pump P 2 to the boom cylinder BM is provided in the third merging passage 35, and an orifice 37 is provided on the upstream side of the check valve 36. Further, a check valve 38 is provided on the parallel passage 11 connected to the boom cylinder BM and on the upstream side of the confluence point with the third confluence passage 35. The check valve 38 is configured to allow only the flow to the boom cylinder BM.
【００１５】次に、この実施例の作用を説明するが、最
初に、個々の回路系統の個別制御について説明し、その
後に、両回路系統のポンプ吐出量を合流させる複合制御
について説明する。まず、パイロット操作弁２１のパイ
ロット圧がメインコントローラMCに入力されるが、この
パイロット圧の大きさは、スプール弁SVの切換え量すな
わち当該アクチュエータの要求流量に比例する。そし
て、メインコントローラMCは、それぞれの回路系統にお
ける各アクチュエータの要求流量の合計を演算し、その
合計流量に見合った流量指令をポンプコントローラPCに
出力し、可変ポンプＰ1 、Ｐ2がその指令流量を吐出す
るようにそれぞれのレギュレータ１３を制御する。Next, the operation of this embodiment will be described. First, individual control of individual circuit systems will be described, and then, composite control for combining pump discharge amounts of both circuit systems will be described. First, the pilot pressure of the pilot operation valve 21 is input to the main controller MC, and the magnitude of this pilot pressure is proportional to the switching amount of the spool valve SV, that is, the required flow rate of the actuator. Then, the main controller MC calculates the total of the required flow rate of each actuator in each circuit system, outputs a flow rate command corresponding to the total flow rate to the pump controller PC, and the variable pumps P 1 and P 2 issue the commanded flow rate. The respective regulators 13 are controlled so as to discharge.
【００１６】また、メインコントローラMCの指令信号で
バルブコントローラVCが動作して制御弁CVを制御する
が、その具体的な制御形態は次のとおりである。すなわ
ち、バルブコントローラVCは、ストロークセンサー１６
からの信号で制御弁CVの開度を演算するとともに、第
１、２圧力センサー１７、１８で、この制御弁CV前後の
差圧を検出する。そして、この差圧信号と演算した上記
開度値とをもとにして、制御弁CVを通過する流量を演算
するとともに、その通過流量とメインコントローラMCか
らの指令流量値との偏差を演算し、その偏差がゼロにな
るように制御弁CVをサーボ制御する。つまり、そのとき
の演算流量が、指令流量値よりも少なければ、制御弁CV
の開度を大きくし、逆の場合にはその開度を小さくす
る。Further, the valve controller VC operates by the command signal of the main controller MC to control the control valve CV. The specific control mode is as follows. That is, the valve controller VC includes the stroke sensor 16
The opening degree of the control valve CV is calculated by the signal from, and the first and second pressure sensors 17 and 18 detect the differential pressure before and after the control valve CV. Then, based on this differential pressure signal and the calculated opening value, the flow rate passing through the control valve CV is calculated, and the deviation between the passing flow rate and the command flow rate value from the main controller MC is calculated. , Servo-control the control valve CV so that the deviation becomes zero. In other words, if the calculated flow rate at that time is less than the command flow rate value, the control valve CV
The opening is increased, and in the opposite case, the opening is decreased.
【００１７】上記のようにして通常はメータイン流量制
御されるが、バルブコントローラVCは、第２圧力センサ
ー１８からの信号をもとにして、制御弁CVの下流側の圧
力を常に監視している。そして、この下流側の圧力が設
定圧以下になったときには、カウンター負荷が作用した
ものと判断して、それ以上圧力が下がらないように、制
御弁CVの開度を、メインコントローラMCからの指令値よ
りも大きくする。このように制御弁CVの開度を大きくす
れば、そのときの制御はメータアウト絞り２４によるメ
ータアウト流量制御ということになる。つまり、この場
合には、あらかじめ定めた基準圧をもとにして、メータ
イン流量制御とメータアウト流量制御とに自動的に切換
わることになる。Normally, the meter-in flow rate control is performed as described above, but the valve controller VC constantly monitors the pressure on the downstream side of the control valve CV based on the signal from the second pressure sensor 18. . Then, when the pressure on the downstream side becomes equal to or lower than the set pressure, it is determined that the counter load has acted, and the opening of the control valve CV is commanded from the main controller MC so that the pressure does not drop further. Greater than the value. If the opening of the control valve CV is increased in this way, the control at that time is the meter-out flow rate control by the meter-out throttle 24. That is, in this case, the meter-in flow rate control and the meter-out flow rate control are automatically switched based on the predetermined reference pressure.
【００１８】また、この場合に、制御弁CVの実際の開度
面積は、メインコントローラMCの流量制御指令値よりも
大きくなり、当然のこととしてそこを通過する流量も、
指令値より多くなるので、バルブコントローラVCは、そ
の開度面積による実際の通過流量をメインコントローラ
MCにフィードバックし、メインコントローラMCの指令値
の変更を促す。このときにアンチサチュレーション状態
にあれば、開度面積を大きくした制御弁CVへの供給流量
を優先させるために、メインコントローラMCが、他の制
御弁CVに対する指令値の変更をする。Further, in this case, the actual opening area of the control valve CV becomes larger than the flow control command value of the main controller MC, and as a matter of course, the flow rate passing therethrough is also
Since it is larger than the command value, the valve controller VC determines the actual flow rate depending on the opening area of the main controller.
It feeds back to MC and prompts to change the command value of the main controller MC. At this time, if in the anti-saturation state, the main controller MC changes the command value for the other control valve CV in order to prioritize the flow rate supplied to the control valve CV having a large opening area.
【００１９】さらに、ブリードオフ制御をするときに
は、当然のこととしてパイロット操作弁２１からの出力
信号が小さくなるが、この出力信号を第３圧力センサー
２６で検出して、それをメインコントローラMCに入力す
る。第３圧力センサー２６からの信号を受けたメインコ
ントローラMCは、目的のアクチュエータのバルブコント
ローラVCに信号を送り、その制御弁CVの開度を、可変ポ
ンプＰ1 、Ｐ2 の最低設定流量が流れるように制御す
る。この状態からパイロット操作弁２１を操作して目的
のアクチュエータのスプール弁SVをストロークさせる
と、ブリードオフ絞り２７の開度が小さくなるととも
に、当該スプール弁SVの入力ポート側の開度が大きくな
る。ただし、このスプール弁SVに供給される流量は、制
御弁CVで制御された最低設定流量に保たれる。Further, when the bleed-off control is performed, the output signal from the pilot operated valve 21 naturally becomes small, but this output signal is detected by the third pressure sensor 26 and is input to the main controller MC. To do. The main controller MC receiving the signal from the third pressure sensor 26 sends a signal to the valve controller VC of the target actuator, and the minimum set flow rate of the variable pumps P 1 and P 2 flows through the opening of the control valve CV. To control. When the pilot operated valve 21 is operated from this state to stroke the spool valve SV of the target actuator, the opening of the bleed-off throttle 27 becomes smaller and the opening of the spool valve SV at the input port side becomes larger. However, the flow rate supplied to the spool valve SV is maintained at the minimum set flow rate controlled by the control valve CV.
【００２０】このように供給流量を一定に保ちながらブ
リードオフ絞り２７の開度が小さくなれば、その上流側
の圧力が上昇する。そして、この上昇した上流側の圧力
が、アクチュエータ側の負荷圧よりも高くなれば、パラ
レル通路１１の圧油がアクチュエータ側に流れる始め
る。逆の言い方をすれば、アクチュエータの負荷圧が高
ければ高いほど、アクチュエータに供給される流量が少
なくなって、ブリードオフ流量が多くなる。したがっ
て、パワーショベルのバケット背面を地面に押しつけな
がらするいわゆる転圧作業時には、圧力制御をしながら
バケットの押しつけ力を制御できる。なお、パイロット
操作弁２１の出力信号が小さく、スプール弁SVが中立位
置にあるときには、ブリードオフ絞り２７の開度が最大
に保たれるので、当該アクチュエータのシステム圧が低
くなる。そのためにアクチュエータ側の負荷圧が高けれ
ば、その圧力を受けたロードチェック弁が閉状態を維持
し、アクチュエータへ流量が供給されない。As described above, when the opening of the bleed-off throttle 27 is reduced while keeping the supply flow rate constant, the pressure on the upstream side thereof is increased. When the increased upstream pressure becomes higher than the load pressure on the actuator side, the pressure oil in the parallel passage 11 starts to flow to the actuator side. In other words, the higher the load pressure on the actuator, the lower the flow rate supplied to the actuator and the higher the bleed-off flow rate. Therefore, during the so-called rolling operation in which the back surface of the bucket of the power shovel is pressed against the ground, the pressing force of the bucket can be controlled while controlling the pressure. When the output signal of the pilot operated valve 21 is small and the spool valve SV is in the neutral position, the opening degree of the bleed-off throttle 27 is kept at the maximum, so the system pressure of the actuator becomes low. Therefore, if the load pressure on the actuator side is high, the load check valve that receives the pressure remains closed and the flow rate is not supplied to the actuator.
【００２１】次に、両回路系統のポンプ吐出量を合流さ
せる複合制御について説明する。いま、一方の回路系統
の特定のアクチュエータ、例えばブームシリンダBMのみ
を使用し、しかも、そのブームシリンダBMの要求流量
が、可変ポンプＰ1 の最大吐出量を超えているとする。
このような状況では、まずメインコントローラMCに、ブ
ームシリンダBMの要求流量が、可変ポンプＰ1 の最大吐
出量を超えているという信号が入力する。この信号が入
力すると、メインコントローラMCは、可変ポンプＰ2 側
のポンプコントローラPCを動作させて、ブームシリンダ
BMが要求する不足流量分を吐出させるようにレギュレー
タ１３を動作させる。Next, a composite control for combining the pump discharge amounts of both circuit systems will be described. Now, it is assumed that only a specific actuator of one circuit system, for example, the boom cylinder BM is used, and the required flow rate of the boom cylinder BM exceeds the maximum discharge amount of the variable pump P 1 .
In such a situation, first, a signal that the required flow rate of the boom cylinder BM exceeds the maximum discharge amount of the variable pump P 1 is input to the main controller MC. When this signal is input, the main controller MC operates the pump controller PC on the variable pump P 2 side, and the boom cylinder
The regulator 13 is operated so as to discharge the insufficient flow rate required by the BM.
【００２２】これによって、可変ポンプＰ2 の吐出油
が、第３合流通路３５、オリフィス３７及びチェック弁
３６を経由して可変ポンプＰ1 側の回路系統に合流し、
ブームシリンダBMの不足流量を補う。なお、このときに
ブームシリンダBM以外のアクチュエータを同時操作すれ
ば、前記と同様にして、両可変ポンプＰ1 、Ｐ2 の最大
合計流量の範囲内で、流量制御すること当然である。し
かも、各アクチュエータの合計要求流量が、両ポンプの
合計最大流量を超えたときには、メインコントローラMC
が機能しながら、制御弁CVを制御してアンチサチュレー
ション機能を発揮させる。As a result, the oil discharged from the variable pump P 2 joins the circuit system on the variable pump P 1 side via the third joining passage 35, the orifice 37 and the check valve 36,
Make up for the insufficient flow rate of the boom cylinder BM. At this time, if the actuators other than the boom cylinder BM are simultaneously operated, the flow rate is naturally controlled within the range of the maximum total flow rate of the variable pumps P 1 and P 2 in the same manner as described above. Moreover, when the total required flow rate of each actuator exceeds the total maximum flow rate of both pumps, the main controller MC
While functioning, controls the control valve CV to exert the anti-saturation function.
【００２３】なお、上記のように第３合流通路３５に、
オリフィス３７を設けたのは、次の理由からである。例
えば、一方の可変ポンプＰ1 よりも他方の可変ポンプＰ
2 の吐出圧が高い場合に、このオリフィス３７がない
と、一方の可変ポンプＰ1 の吐出圧も、他方のポンプＰ
2 の吐出圧まで上昇していまい、それだけエネルギー損
失が大きくなる。そこで、このようなエネルギー損失を
少なくするためにオリフィス３７を設けたものである。
また、チェック弁３６を設けたのは、上記とは逆に一方
の可変ポンプＰ1 の吐出圧が、他方のポンプＰ2 の吐出
圧よりも高いときに、その流量が逆流しないようにする
ためである。In addition, as described above, in the third merging passage 35,
The reason why the orifice 37 is provided is as follows. For example, one variable pump P 1
If the discharge pressure of 2 is high and this orifice 37 is not provided, the discharge pressure of one variable pump P 1 will also be the other pump P 1.
As the discharge pressure rises to 2, the energy loss increases accordingly. Therefore, the orifice 37 is provided to reduce such energy loss.
Further, the check valve 36 is provided in order to prevent the flow rate from flowing backward when the discharge pressure of the one variable pump P 1 is higher than the discharge pressure of the other pump P 2 contrary to the above. Is.
【００２４】また、両回路系統のアクチュエータがそれ
ぞれ同時に操作されているときで、一方の回路系統では
流量が足り、他方の回路系統では流量が不足している場
合、例えば一方の回路系統のブームシリンダBMの上げ動
作と、他方の回路系統の旋回モータTNの起動とを同時に
している場合について説明する。この場合に、旋回モー
タTNの慣性が大きいために、その起動時には、大きな圧
力を必要とするが、それほど大流量を必要としない。そ
のために、旋回モータTNの起動時には、それに接続した
制御弁CVとスプール弁SVとを用いてブリードオフ制御を
しながら旋回モータTNの圧力を制御する。Further, when the actuators of both circuit systems are simultaneously operated and the flow rate of one circuit system is insufficient and the flow rate of the other circuit system is insufficient, for example, a boom cylinder of one circuit system is used. A case where the raising operation of the BM and the start of the swing motor TN of the other circuit system are simultaneously performed will be described. In this case, since the swing motor TN has a large inertia, it requires a large pressure at the time of starting, but does not require such a large flow rate. Therefore, when the swing motor TN is activated, the pressure of the swing motor TN is controlled while bleed-off control is performed using the control valve CV and the spool valve SV connected thereto.
【００２５】これに対してブームシリンダBMの上げ動作
のときには、旋回モータTNの起動時ほど大きな圧力を必
要としないが、大流量を必要とすることが多い。そこ
で、このような状況のときにはメインコントローラMCが
合流弁Ｄを開いて両可変ポンプＰ1 、Ｐ2 を合流させ
る。さらに、具体的には、ブームシリンダBMに接続した
パイロット操作弁２１からの要求流量が、可変ポンプＰ
1 の最大吐出量を超えると、メインコントローラMCが合
流弁Ｄにオープン指令を出すとともに、ブームシリンダ
BMの要求流量に対する不足流量分を他方の可変ポンプＰ
2 がまかなうように、その吐出量の増大を促す。これに
よって、両ポンプＰ1 、Ｐ2 の合計吐出量で、ブームシ
リンダBMと旋回モータTNとが制御されるとともに、ブー
ムシリンダBMの不足流量も補われる。On the other hand, during the raising operation of the boom cylinder BM, a large flow rate is often required, although it does not require as much pressure as when the swing motor TN is started. Therefore, in such a situation, the main controller MC opens the merging valve D to merge both variable pumps P 1 and P 2 . Further, specifically, the required flow rate from the pilot operation valve 21 connected to the boom cylinder BM is the variable pump P.
When the maximum discharge amount of 1 is exceeded, the main controller MC issues an open command to the merge valve D and the boom cylinder
Insufficient flow rate for the required flow rate of BM
Prompt increase of the discharge amount so that 2 can be covered. As a result, the boom cylinder BM and the swing motor TN are controlled by the total discharge amount of both pumps P 1 and P 2 , and the insufficient flow rate of the boom cylinder BM is also compensated.
【００２６】このとき、旋回モータTNを制御するパイロ
ット操作弁２１からの信号に基づく要求流量と、ブーム
シリンダBMを制御するパイロット操作弁２１からの信号
に基づく要求流量との合計が、両ポンプＰ1 、Ｐ2 の合
計最大流量を超えていたとしても、起動時に旋回モータ
TNに実際に流れ込む流量は、その要求流量以下になる。
そこで、旋回モータTNを制御するバルブコントローラVC
が、このときの旋回モータTNに実際に供給されている流
量を演算して、その実流量信号をメインコントローラMC
にフィードバックする。メインコントローラMCは、上記
実流量とブームシリンダBMの要求流量とを合算し、それ
が両ポンプＰ1 、Ｐ2 の合計最大吐出量以下なら、その
最大吐出量の範囲内で、両ポンプの吐出量を合流させ
て、ブームシリンダBMの不足流量を補うようにする。も
し、上記実流量とブームシリンダBMの要求流量との合計
が、両ポンプの合計最大流量を超えていれば、モード設
定器３２で定めた流量配分に基づいてアンチサチュレー
ション機能を発揮する。なお、第１圧力センサー１７で
検出した両可変ポンプＰ1 、Ｐ2 の吐出圧が等しけれ
ば、合流弁Ｄを開いて、それらを合流させれば、両可変
ポンプの合計吐出量を利用しながら各アクチュエータを
作動させることができる。At this time, the sum of the required flow rate based on the signal from the pilot operation valve 21 for controlling the swing motor TN and the required flow rate based on the signal from the pilot operation valve 21 for controlling the boom cylinder BM is the sum of both pumps P. Even if the total maximum flow rate of 1 and P 2 is exceeded, the rotation motor
The actual flow rate flowing into TN is less than the required flow rate.
Therefore, the valve controller VC that controls the swing motor TN
Calculates the flow rate actually supplied to the swing motor TN at this time and outputs the actual flow rate signal to the main controller MC.
Give feedback to. The main controller MC adds up the actual flow rate and the required flow rate of the boom cylinder BM, and if it is equal to or less than the total maximum discharge amount of both pumps P 1 and P 2 , the discharge amount of both pumps is within the range Combine the quantities to make up for the insufficient flow rate of the boom cylinder BM. If the total of the actual flow rate and the required flow rate of the boom cylinder BM exceeds the total maximum flow rate of both pumps, the antisaturation function is exerted based on the flow rate distribution determined by the mode setter 32. If the discharge pressures of the two variable pumps P 1 and P 2 detected by the first pressure sensor 17 are equal, the merging valve D is opened to merge them, and the total discharge amount of both variable pumps is used. Each actuator can be activated.
【００２７】また、上記一方の回路系統の可変ポンプＰ
1 は、第２合流通路３２を介してアームシリンダＡに常
時供給されているので、例えばアームシリンダＡが逸走
気味になっても、その供給不足が生じることがない。し
かも、この第２合流通路３２には、オリフィス３４を設
けているので、一方の回路系統の可変ポンプＰ1 側の圧
力が極端に低くなることもなくなる。つまり、アームシ
リンダＡがどのような状況になっても、一方の回路系統
の各アクチュエータを作動させることができる。さら
に、アームシリンダＡと旋回モータTNとを同時に操作し
ているときで、アームシリンダＡの負荷圧が高いときに
は、優先制御弁PRを図示の自由流れ位置に保つ。そし
て、アームシリンダＡの負荷圧が低くなったことを、第
２圧力センサー１８が検出すると、メインコントローラ
MCが動作して、優先制御弁PRを絞り流れ位置に切換え
る。これによって、旋回モータTNを優先的に駆動させる
ことができる。Further, the variable pump P of the above one circuit system
Since 1 is always supplied to the arm cylinder A through the second merging passage 32, even if the arm cylinder A becomes a runaway, the supply shortage does not occur. Moreover, since the orifice 34 is provided in the second merging passage 32, the pressure on the variable pump P 1 side of one circuit system does not become extremely low. That is, no matter what the condition of the arm cylinder A is, each actuator of one circuit system can be operated. Further, when the arm cylinder A and the swing motor TN are simultaneously operated and the load pressure of the arm cylinder A is high, the priority control valve PR is maintained at the illustrated free flow position. When the second pressure sensor 18 detects that the load pressure of the arm cylinder A has decreased, the main controller
The MC operates to switch the priority control valve PR to the throttle flow position. As a result, the swing motor TN can be driven preferentially.
【００２８】上記のようにした実施例の油圧回路によれ
ば、アクチュエータにカウンター負荷が作用したとき、
制御弁CVの開度を指令値よりも大きくして、メータアウ
ト流量制御に自動的に切換わるので、キャビテーション
などの発生を確実に防止できる。また、このメータアウ
ト流量制御時に、メインコントローラMCが機能して、そ
の圧力制御に必要な流量を確保するとともに、他のアク
チュエータへの流量配分を適正にするアンチサチュレー
ション制御もできる。According to the hydraulic circuit of the embodiment as described above, when the counter load acts on the actuator,
Since the opening of the control valve CV is made larger than the command value and the meter-out flow rate control is automatically switched, cavitation and the like can be reliably prevented. Further, during the meter-out flow rate control, the main controller MC functions to secure the flow rate required for the pressure control, and the anti-saturation control that appropriately distributes the flow rate to other actuators can be performed.
【００２９】さらに、メータイン流量制御時には、制御
弁CVによって正確な制御ができるとともに、その開度が
適切に維持されるので、制御弁CVの開度が大き過ぎて押
し込み圧が高くなったりしない。したがって、従来のよ
うに、無駄な押し込み圧のためにエネルギーロスが大き
くなるというような問題も発生しない。パイロット操作
弁２１の出力信号が小さく、スプール弁SVの切換え量が
小さいときには、ブリードオフ制御をしながら、圧力コ
ントロールが可能になる。したがって、パワーショベル
のバケット背面を地面に押しつけてするいわゆる転圧作
業も可能になる。また、両回路系統を合流させながら、
両ポンプの合計最大吐出流量の範囲で最も適切な流量制
御が可能であり、たとえ、要求流量が両ポンプの合計最
大吐出流量を超えたとしても、実際の状況にあった制御
が可能になる。Further, during the meter-in flow rate control, the control valve CV can perform accurate control and the opening thereof can be appropriately maintained, so that the opening of the control valve CV is not too large and the pushing pressure does not become high. Therefore, unlike the conventional case, the problem that the energy loss increases due to the unnecessary pushing pressure does not occur. When the output signal of the pilot operated valve 21 is small and the switching amount of the spool valve SV is small, pressure control is possible while performing bleed-off control. Therefore, a so-called rolling operation in which the back surface of the bucket of the power shovel is pressed against the ground is also possible. Also, while merging both circuit systems,
The most appropriate flow rate control is possible within the range of the total maximum discharge flow rate of both pumps, and even if the required flow rate exceeds the total maximum discharge flow rate of both pumps, control that is in the actual situation becomes possible.
【図１】実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment.
【図２】実施例の電気系統の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of an electric system of the embodiment.
Ｐ1 可変ポンプ Ｐ2 可変ポンプ CV 制御弁 SV スプール弁 １２ 第１合流通路 Ｄ 合流弁 １３ レギュレータ MC メインコントローラ VC バルブコントローラ １６ ストロークセンサ １７ 第１圧力センサー １８ 第２圧力センサー ２１ スプール弁の操作手段としてのパイロット操作
弁 ２７ ブリードオフ絞り PR 優先制御弁 ３２ 第２合流通路 ３３ チェック弁 ３４ オリフィス ３５ 第３合流通路As operating means P 1 variable pump P 2 variable pump CV control valve SV spool valve 12 first converging passage D merging valve 13 regulator MC main controller VC valve controller 16 stroke sensor 17 first pressure sensor 18 second pressure sensor 21 the spool valve Pilot operated valve 27 Bleed-off throttle PR Priority control valve 32 Second merging passage 33 Check valve 34 Orifice 35 Third merging passage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大関 雅彦 埼玉県浦和市辻８−７−24 カヤバ工業株 式会社浦和工場内 (72)発明者 高橋 米秋 埼玉県浦和市辻８−７−24 カヤバ工業株 式会社浦和工場内 (72)発明者 藤井 篤 埼玉県浦和市辻８−７−24 カヤバ工業株 式会社浦和工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiko Ozeki 8-7-24 Tsuji, Urawa-shi, Saitama Kayaba Industrial Co., Ltd. Urawa factory (72) Inventor Takahashi Yoneaki 8-7-24 Tsuji, Urawa-shi, Saitama Prefecture Kayaba Industrial Co., Ltd. Urawa Factory (72) Inventor Atsushi Fujii 8-7-24 Tsuji, Urawa-shi, Saitama Kayaba Industrial Co., Ltd. Urawa Factory
Claims (1)
した２つの回路系統と、 それぞれの回路系統に個別に接続されるとともにレギュ
レータの出力で傾転角を制御して吐出量を可変にした一
対の可変ポンプと、 上記各アクチュエータと可変ポンプとの間に接続すると
ともにパイロット操作弁等の操作手段で切換えられるス
プール弁と、 このスプール弁の上流側にあって電気的に制御されるサ
ーボ機構を備えた制御弁と、 この制御弁の切換えストロークを電気的に検出するスト
ロークセンサーと、 この制御弁の上流側の圧力を電気的に検出する第１圧力
センサーと、 制御弁の下流側の圧力を電気的に検出する第２圧力セン
サーと、 これらストロークセンサー及び第１、２圧力センサーか
らの信号に基づいて制御弁の開度を電気的に制御するた
めのバルブコントローラと、 このバルブコントローラに入力された信号及びスプール
弁の制御信号が入力するとともに、あらかじめ入力され
た指令信号や、上記バルブコントローラからの信号に基
づいて可変ポンプのレギュレータを電気的に制御した
り、バルブコントローラに信号を出力したりするメイン
コントローラと、 一方の回路系統と他方の回路系統とを連通させる第１合
流通路と、 この合流通路を遮断したり連通させたりする合流弁と、 一方の回路系統の可変ポンプを、他方の回路系統の軽負
荷アクチュエータ側に連通させる第２合流通路と、 この第２合流通路に設け、一方の回路系統の可変ポンプ
から、他方の回路系統の上記軽負荷アクチュエータへの
流通のみを許容するチェック弁と、 このチェック弁の上流側に設けたオリフィスと、 他方の回路系統の上記軽負荷アクチュエータに対する第
２合流通路の合流点よりも上流側に設け、メインコント
ローラからの信号に応じて自由流れ位置と絞り位置とに
切換え可能にした優先弁と、 他方の回路系統の可変ポンプを、一方の回路系統の特定
のアクチュエータに連通させるための第３合流通路と、
を備えた建設機械の油圧制御装置。1. A two circuit system in which a plurality of actuators are connected in parallel, and a pair of variable circuits that are individually connected to each circuit system and that control the tilt angle by the output of a regulator to make the discharge amount variable. A pump, a spool valve connected between each actuator and the variable pump and switched by operating means such as a pilot operated valve, and a servo mechanism upstream of the spool valve and electrically controlled A control valve, a stroke sensor that electrically detects the switching stroke of this control valve, a first pressure sensor that electrically detects the pressure on the upstream side of this control valve, and an electrical pressure sensor that detects the pressure on the downstream side of this control valve. The second pressure sensor that detects the pressure and the opening of the control valve is electrically controlled based on the signals from the stroke sensor and the first and second pressure sensors. And a signal input to the valve controller and a control signal for the spool valve are input, and the regulator of the variable pump is electrically operated based on the command signal input in advance and the signal from the valve controller. A main controller that controls and outputs a signal to a valve controller; a first merging passage that connects one circuit system and the other circuit system; and a merging valve that blocks or connects the merging passage. , A second merging passage that connects the variable pump of one circuit system to the light load actuator side of the other circuit system, and a second merging passage that is provided in this second merging passage so that the variable pump of one circuit system is connected to the other circuit system. A check valve that allows only the flow to the above light load actuator and an on-off valve installed upstream of this check valve. A priority valve which is provided upstream of the confluence point of the second confluence passage for the above-mentioned light load actuator of the other circuit system and the reflow, and which can switch between the free flow position and the throttle position according to the signal from the main controller. A third merging passage for communicating the variable pump of the other circuit system with a specific actuator of the one circuit system,
Hydraulic control device for construction machinery.
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|---|---|---|---|
| JP29783292A JP3281426B2 (en) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | Hydraulic control device for construction machinery |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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