JPS642802B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は油圧機械たとえば油圧シヨベルの油
圧ポンプを制御する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第１図は従来の油圧シヨベルの油圧ポンプを制
御する方法を実施するための装置を示す図であ
る。図において、１は原動機、２，３はミツシヨ
ン４を介して原動機１に駆動される可変容量形の
第１、第２の油圧ポンプ、５は油圧ポンプ２の斜
板、６は斜板５の傾転角を制御するレギユレー
タ、７〜９は油圧ポンプ２に接続された方向切換
弁で、方向切換弁７〜９はそれぞれアクチユエー
タ（図示せず）に接続されている。１０〜１２は
方向切換弁７〜９を操作するための操作レバー、
１３〜１５は操作レバー１０〜１２と方向切換弁
７〜９とを連結するロツド、１６〜１８はロツド
１３〜１５に取り付けられたカム、１９は固定ブ
ラケツト、２０，２１は固定ブラケツト１９に回
動可能に取り付けられたリンク、２２は両端がリ
ンク２０，２１に回転可能に取り付けられたロー
ラ、２３は一端がリンク２０に固定されたスプリ
ングである。なお、油圧ポンプ３についても油圧
ポンプ２と同様の構成となつている。

この制御装置においては、操作レバー１０〜１
２を全て中立状態にしているときには、ローラ２
２がスプリング２３によつてカム１６〜１８の凹
部に押し付けられているから、リンク２０，２１
の回動角が最小であり、このときには斜板５の傾
転角がレギユレータ６によつて最小とされ、油圧
ポンプ２の吐出量は最小である。この状態で、た
とえば操作レバー１２を作動状態にすると、カム
１８が移動するから、ローラ２２がカム１８によ
つて押し上げられ、リンク２０，２１がスプリン
グ２３に抗して回動し、リンク２０，２１の回動
角が大きくなり、このときには斜板５の傾転角が
レギユレータ６によつて大きくされ、油圧ポンプ
２の吐出量は操作レバー１２の操作量に応じた値
となる。すなわち、油圧ポンプ２の吐出量は操作
レバー１０〜１２の操作量の最大のものつまり最
大操作量に応じた値となる。また、油圧ポンプ２
の吐出圧力が所定値以上に上昇すると、斜板５の
傾転角がレギユレータ６によつて吐出圧力に応じ
て減少されるから、油圧ポンプ２の吐出量が吐出
圧力に応じて減少する。

すなわち、従来の油圧ポンプ制御方法において
は、油圧ポンプ２の最大吐出量を操作レバー１０
〜１２の操作量の最大のものと対応した値とする
とともに、油圧ポンプ２の吐出圧力が所定値以上
になつたときには、油圧ポンプ２の吐出量を吐出
圧力に応じて減少する。そして、油圧ポンプ３に
ついても同様の制御がなされる。このように、油
圧ポンプ２，３の最大吐出量を操作レバーの操作
量の最大のものと対応した値とすれば、作業中断
時には油圧ポンプ２，３の吐出量が最小になり、
油圧ポンプ２，３の入力すなわち原動機１の出力
が最小になるから、燃料消費量を節約することが
できる。また、油圧ポンプ２，３の吐出圧力が所
定値以上になつたときに、油圧ポンプ２，３の吐
出量を吐出圧力に応じて減少するから、油圧ポン
プ２，３の入力すなわち原動機１の出力を所定値
以下に制限することができるので、原動機１のエ
ンストを防止することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような油圧機械の油圧ポンプ制御
方法においては、たとえば油圧ポンプ２の吐出圧
力が高くなると、油圧ポンプ２，３の入力の合計
が原動機１の出力を越えなくとも、油圧ポンプ２
の吐出量が減少するので、原動機１の出力を有効
に利用することができない。また、油圧ポンプ２
に接続されたアクチユエータおよび油圧ポンプ３
に接続されたアクチユエータを作動して整地作
業、法面作業等のバケツト軌跡を制御するような
作業を行なうときに、一方の油圧ポンプたとえば
油圧ポンプ２に接続されたアクチユエータの負荷
が大きくなると、油圧ポンプ２の吐出圧力が上昇
して、油圧ポンプ２の吐出量が減少し、油圧ポン
プ２に接続されたアクチユエータの速度は油圧ポ
ンプ２の吐出量に比例するので、油圧ポンプ２に
接続されたアクチユエータの速度が小さくなるか
ら、方向切換弁の操作量を変えなければ、油圧ポ
ンプ２に接続されたアクチユエータの負荷が大き
くなる前の油圧ポンプ２に接続されたアクチユエ
ータの速度と油圧ポンプ３に接続されたアクチユ
エータの速度との比が、油圧ポンプ２に接続され
たアクチユエータの負荷が大きくなつた後の油圧
ポンプ２に接続されたアクチユエータの速度と油
圧ポンプ２に接続されたアクチユエータの速度と
の比と相違するため、バケツトの軌跡が運転者の
意図している軌跡からはずれてしまう。たとえ
ば、バケツトの軌跡を直線とするために、油圧ポ
ンプ２に接続されたアクチユエータの速度をv₁と
し、油圧ポンプ３に接続されたアクチユエータの
速度をv₂としているときに、油圧ポンプ２の吐出
量が1/2になると、油圧ポンプ２に接続されたア
クチユエータの速度がv₁／２となり、油圧ポンプ
３に接続されたアクチユエータの速度はv₂のまま
であるから、油圧ポンプ２に接続されたアクチユ
エータの速度と油圧ポンプ３に接続されたアクチ
ユエータの速度との比が変化するので、バケツト
の軌跡が直線からはずれてしまう。このため、バ
ケツトの軌跡が運転者の意図する軌跡となるよう
にするには、方向切換弁の操作量を変える必要が
あるので、バケツトの軌跡制御が困難であり、ま
たバケツトの軌跡制御を確実に行なうことができ
ない。

この発明は上述の課題を解決するためになされ
たもので、原動機の出力を有効に利用することが
でき、また作業具の軌跡制御を容易にかつ確実に
行なうことができる油圧機械の油圧ポンプ制御方
法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、この発明において
は、１台の原動機で可変容量形の第１、第２の油
圧ポンプを駆動し、上記第１、第２の油圧ポンプ
にそれぞれ複数の方向切換弁を介してアクチユエ
ータを接続した油圧機械の上記第１、第２の油圧
ポンプを制御する装置において、上記第１の油圧
ポンプに接続された上記方向切換弁を操作するた
めの操作レバーの最大操作量すなわち第１の最大
操作量および上記第２の油圧ポンプに接続された
上記方向切換弁を操作するための操作レバーの最
大操作量すなわち第２の最大操作量を検出すると
ともに、上記原動機のスロツトルレバーの出力信
号と回転数検出機の出力信号との回転数偏差を検
出し、その回転数偏差が小さいときには最大値の
所定値で、上記回転数偏差が大きくなるに従つて
小さくなる吐出量信号を求めて、上記第１の最大
操作量に応じた信号と上記吐出量信号との積であ
る第１の吐出量制御信号で上記第１油圧ポンプの
吐出量を制御し、上記第２の最大操作量に応じた
信号と上記吐出量信号との積である第２の吐出量
制御信号で上記第２の油圧ポンプの吐出量を制御
する。

この油圧機械の油圧ポンプ制御方法において
は、第１の油圧ポンプの吐出圧力または第２の油
圧ポンプの吐出圧力が高くなつたとしても、第
１、第２の油圧ポンプの入力の合計が原動機の出
力より小さい限り、回転数偏差があまり増加せ
ず、吐出量信号が小さくならないので、第１、第
２の吐出量制御信号が小さくならないから、第
１、第２の油圧ポンプの吐出量が減少することは
なく、また第１、第２の油圧ポンプの入力の合計
が原動機の出力を越えたときには、原動機の回転
数が減少し、回転数偏差が増加するため、吐出量
信号が小さくなるので、第１、第２の吐出量制御
信号が同じ割合で小さくなるから、第１、第２の
油圧ポンプの吐出量は同じ割合で減少する。

〔実施例〕 第２図はこの発明に係る油圧シヨベルの油圧ポ
ンプ制御方法を実施するための装置を示す図、第
３図は第２図に示した装置の一部詳細図である。
図において、２４はリンク２０，２１の回動角を
検出するための回動角検出器で、カム１６〜１
８、リンク２０，２１、ローラ２２、回動角検出
器２４等で操作レバー１０〜１２の操作量のうち
最大のものすなわち第１の最大操作量を検出する
装置を構成する。２５は回動角検出器２４の出力
信号を処理して、第１の最大操作量に応じた第１
の最大操作量信号を出力する関数発生器、２６は
原動機１の燃料噴射ポンプ、２７は原動機１のス
ロツトルレバー、３３は燃料噴射ポンプ本体、３
４は燃料噴射ポンプ本体３３のラツク、３５はラ
ツク３４を引つ張るスプリング、３６はベルクラ
ンク３７を介してラツク３４を移動するアクチユ
エータ、３８はラツク位置検出器、３９は原動機
１の回転数を検出する回転数検出器、２８は燃料
噴射ポンプ制御装置、２９は燃料噴射ポンプ制御
装置２８の加算器で、加算器２９はスロツトルレ
バー２７の出力信号と回転数検出器３９の出力信
号との差すなわち回転数偏差信号Δωeを求める。
３０は燃料噴射ポンプ制御装置２８の加算器、３
１は増幅器、３２は微分補償回路で、微分補償回
路３２はラツク位置検出器３８の出力信号を微分
し、加算器３０は回転数偏差信号Δωeと微分補
償回路３２の出力信号との差を求め、増幅器３１
は加算器３０の出力信号を増幅し、増幅器３１の
出力信号でアクチユエータ３６を制御することに
より、燃料噴射ポンプ本体３３の燃料噴射量を制
御し、原動機１の回転数を制御する。４０は関数
発生器で、関数発生器４０は回転数偏差信号
Δωeを入力して、回転数偏差信号Δωeが小さい
ときには最大値の１で、回転数偏差信号Δωeが
所定値以上になると、回転数偏差信号Δωeが大
きくなるに従つて小さくなる吐出量信号Ｋを出力
する。４１は吐出量信号Ｋと第１の最大操作量信
号との積である第１の吐出量制御信号を求め、第
１の吐出量制御信号でレギユレータ６を制御して
油圧ポンプ２の吐出量を制御する乗算器である。
なお、油圧ポンプ３についても油圧ポンプ２と同
様の構成となつている。

第４図はこの発明に係る油圧シヨベルの油圧ポ
ンプ制御方法を実施するための他の装置を示す図
である。図において、４２〜４４は操作レバー１
０〜１２によつて操作される油圧パイロツト弁
で、油圧パイロツト弁４２〜４４は方向切換弁７
〜９のパイロツトポートに接続されている。４５
〜４９はシヤトル弁で、シヤトル弁４５〜４９は
油圧パイロツト弁４２〜４４の出力圧力のうち最
大のものを選択する。５０はシヤトル弁４９の出
力圧力を検出する圧力検出器で、シヤトル弁４５
〜４９、圧力検出器５０で第１の最大操作量を検
出する装置を構成している。なお、油圧ポンプ３
についても油圧ポンプ２と同様の構成となつてい
る。

すなわち、この発明に係る制御方法において
は、油圧ポンプ２に接続された方向切換弁の操作
レバーの操作量のうち最大のものすなわち第１の
最大操作量および油圧ポンプ３に接続された方向
切換弁の操作レバーの操作量のうち最大のものす
なわち第２の最大操作量を検出し、また原動機１
の回転数偏差を検出し、その回転数偏差から回転
数偏差が小さいときには１で、回転数偏差が所定
値以上になると、回転数偏差が大きくなるに従つ
て小さくなる吐出量信号Ｋを求めて、吐出量信号
Ｋと第１の最大操作量に応じた第１の最大操作量
信号との積である第１の吐出量制御信号で油圧ポ
ンプ２の吐出量を制御し、吐出量信号Ｋと第２の
最大操作量に応じた第２の最大操作量信号との積
である第２の吐出量制御信号で油圧ポンプ３の吐
出量を制御する。

このようにすれば、アクチユエータに作用する
負荷が小さく、油圧ポンプ２，３の吐出圧力が低
いときには、原動機１の回転数はスロツトルレバ
ー２７の操作量に応じた値となるので、回転数偏
差が小さいから、吐出量信号Ｋは１であり、吐出
量制御信号は第１、第２の最大操作量信号に応じ
た値となるから、油圧ポンプ２，３の吐出量は第
１、第２の最大操作量に応じた値となる。また、
たとえば油圧ポンプ２に接続されたアクチユエー
タの負荷が大きくなり、油圧ポンプ２の吐出圧力
が高くなつたとしても、油圧ポンプ３の吐出圧力
が低いために、油圧ポンプ２，３の入力の合計が
原動機１の出力より小さければ、原動機１の回転
数が低下することはなく、回転数偏差は小さいか
ら、吐出量信号Ｋは１であり、第１、第２の吐出
量制御信号は第１、第２の最大操作量信号に応じ
た値となるから、油圧ポンプ２，３の吐出量は第
１、第２の最大操作量に応じた値となる。そし
て、アクチユエータに作用する負荷が大きくな
り、油圧ポンプ２，３の入力の合計が原動機１の
出力より大きくなると、スロツトルレバー２７の
操作量を変えなくとも、原動機１の回転数が低下
するから、回転数偏差が大きくなり、吐出量信号
Ｋが１よりも小さくなるので、第１、第２の吐出
量制御信号が第１、第２の最大操作量信号よりも
小さくなるから、油圧ポンプ２，３の吐出量は第
１、第２の最大操作量に応じた値より小さくな
る。この場合、油圧ポンプ２，３の吐出量はとも
に吐出量信号Ｋに応じて同じ割合で減少するか
ら、油圧ポンプ２，３の入力の合計が原動機１の
出力より大きくなる前の油圧ポンプ２に接続され
たアクチユエータの速度と油圧ポンプ３に接続さ
れたアクチユエータの速度との比と、油圧ポンプ
２，３の入力の合計が原動機１の出力より大きく
なつた後の油圧ポンプ２に接続されたアクチユエ
ータの速度と油圧ポンプ３に接続されたアクチユ
エータの速度との比とが同一であるため、方向切
換弁の操作量を変えなくとも、バケツトの軌跡が
運転者の意図している軌跡からはずれてしまうこ
とはない。たとえば、バケツトの軌跡を直線とす
るために、油圧ポンプ２に接続されたアクチユエ
ータの速度をv₁とし、油圧ポンプ３に接続された
アクチユエータの速度をv₂としているときに、吐
出量信号Ｋが1/2になると、油圧ポンプ２，３の
吐出量は1/2となり、油圧ポンプ２に接続された
アクチユエータの速度がv₁／２となり、油圧ポン
プ３に接続されたアクチユエータの速度がv₂／２
となるから、油圧ポンプ２に接続されたアクチユ
エータの速度と油圧ポンプ３に接続されたアクチ
ユエータの速度との比が変化しないので、方向切
換弁の操作量を変えなくとも、バケツトの軌跡が
直線からはずれてしまうことはない。このため、
バケツトの軌跡制御を容易にかつ確実に行なうこ
とができる。

なお、上述実施例においては、油圧シヨベルの
油圧ポンプ制御方法について説明したが、他の油
圧機械の油圧ポンプ制御方法にこの発明を適用で
きることは当然である。また、上述実施例におい
ては、第１、第２の最大操作量に応じた信号を関
数発生器２５で処理したが、関数発生器２５での
処理を省略することもできる。さらに、上述実施
例においては、カム１６〜１８、リンク２０，２
１、ローラ２２、回動角検出器２４等で第１の最
大操作量を検出する装置を構成したが、第１の最
大操作量を検出する装置の構成はこれに限定され
ない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係る油圧機械
の油圧ポンプの制御方法においては、第１の油圧
ポンプの吐出圧力、第２の油圧ポンプの吐出圧力
のいずれか一方が高くなつたとしても、第１、第
２の油圧ポンプの入力の合計が原動機の出力より
小さい限り、第１、第２の油圧ポンプの吐出量を
減少することはないから、原動機の出力を有効に
利用することができる。また、第１、第２の油圧
ポンプの入力の合計が原動機の出力を越えたとき
には、第１の油圧ポンプの吐出量と第２の油圧ポ
ンプの吐出量とは同じ割合で減少するから、第１
の油圧ポンプに接続されたアクチユエータの速度
と第２の油圧ポンプに接続されたアクチユエータ
の速度とが同じ割合で減少するため、方向切換弁
の操作量を変えなくとも、作業具の軌跡が運転者
の意図している軌跡からはずれてしまうことはな
いので、作業具の軌跡制御を容易にかつ確実に行
なうことができる。このように、この発明の効果
は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の油圧シヨベルの油圧ポンプを制
御する方法を実施するための装置を示す図、第２
図はこの発明に係る油圧シヨベルの油圧ポンプ制
御方法を実施するための装置を示す図、第３図は
第２図に示した装置の一部詳細図、第４図はこの
発明に係る油圧シヨベルの油圧ポンプ制御方法を
実施するための他の装置を示す図である。 １……原動機、２，３……油圧ポンプ、６……
レギユレータ、７〜９……方向切換弁、１０〜１
２……操作レバー、１３〜１５……ロツド、１６
〜１８……カム、１９……固定ブラケツト、２
０，２１……リンク、２２……ローラ、２３……
スプリング、２４……回動角検出器、２６……燃
料噴射ポンプ、２７……スロツトルレバー、２
９，３０……加算器、３８……ラツク位置検出
器、３９……回転数検出器、４０……関数発生
器、４１……乗算器、４２〜４４……油圧パイロ
ツト弁、４５〜４９……シヤトル弁、５０……圧
力検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １台の原動機で可変容量形の第１、第２の油
   圧ポンプを駆動し、上記第１、第２の油圧ポンプ
   にそれぞれ複数の方向切換弁を介してアクチユエ
   ータを接続した油圧機械の上記第１、第２の油圧
   ポンプを制御する装置において、上記第１の油圧
   ポンプに接続された上記方向切換弁を操作するた
   めの操作レバーの最大操作量すなわち第１の最大
   操作量および上記第２の油圧ポンプに接続された
   上記方向切換弁を操作するための操作レバーの最
   大操作量すなわち第２の最大操作量を検出すると
   ともに、上記原動機のスロツトルレバーの出力信
   号と回転数検出機の出力信号との回転数偏差を検
   出し、その回転数偏差が小さいときには最大値の
   所定値で、上記回転数偏差が大きくなるに従つて
   小さくなる吐出量信号を求めて、上記第１の最大
   操作量に応じた信号と上記吐出量信号との積であ
   る第１の吐出量制御信号で上記第１油圧ポンプの
   吐出量を制御し、上記第２の最大操作量に応じた
   信号と上記吐出量信号との積である第２の吐出量
   制御信号で上記第２の油圧ポンプの吐出量を制御
   することを特徴とする油圧機械の油圧ポンプ制御
   方法。