JP2003113805A - 油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＬＳシステムを備えた油圧駆動装置において、
複合動作から単独動作への移行時に不連続なアクチュエ
ータスピードの変化を発生せず、優れた操作性を実現で
きるようにする。 【解決手段】油圧ポンプ２の吐出圧とアクチュエータ３
ａ，３ｂ，３ｃの最高負荷圧との差圧を絶対圧として出
力する差圧減圧弁１１が設けられ、差圧減圧弁１１の出
力圧が目標補償差圧として圧力補償弁の受圧部７０ｃ，
…に導かれる。エンジン回転数検出回路１３はエンジン
回転数に応じた圧力を絶対圧として出力する差圧減圧弁
５１を有し、その出力圧はＬＳ制御弁１２ｂの受圧部１
２ｄに目標ＬＳ差圧として導かれると共に、差圧減圧弁
５１の出力ポートは差圧減圧弁１１の油圧源ポートにつ
ながれ、差圧減圧弁５１の出力圧が油圧源として差圧減
圧弁１１に導かれ、差圧減圧弁１１の出力圧の上限を差
圧減圧弁５１の出力圧に制限する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
建設機械に用いられるＬＳ制御方式の油圧駆動装置に係
わり、特に、油圧ポンプの吐出圧が複数のアクチュエー
タの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようロードセ
ンシング制御しかつ複数の流量制御弁の前後差圧を制御
する圧力補償弁のそれぞれの目標補償差圧を油圧ポンプ
の吐出圧と複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧
により設定すると共に、ロードセンシング制御の目標差
圧をエンジン回転数に依存する可変値として設定する油
圧駆動装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】油圧ポンプの吐出圧が複数のアクチュエ
ータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようロード
センシング制御する油圧駆動装置はロードセンシングシ
ステム（以下、適宜ＬＳシステムという）と呼ばれ、複
数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ圧力補償弁により
制御し、複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操
作時に負荷圧の大小に係わらず流量制御弁の開口面積に
応じた比率で圧油を供給できるようにしている。 【０００３】このようなＬＳシステムでは、油圧ポンプ
の吐出圧と複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧
（以下、ＬＳ差圧という）を圧力補償弁に導き、圧力補
償弁のそれぞれの目標補償差圧をＬＳ差圧により設定す
ることが一般的に行われており、これにより複数のアク
チュエータを同時に駆動する複合動作時に、油圧ポンプ
の吐出流量が複数の流量制御弁の要求する流量に満たな
いサチュレーション状態になったときでも、サチュレー
ションの程度に応じてＬＳ差圧が低下し、これに伴って
圧力補償弁の目標補償差圧も小さくなるため、油圧ポン
プの吐出流量をそれぞれのアクチュエータが要求する流
量の比に再分配することができる。 【０００４】このようなＬＳシステムにおいて、特開平
１０−８９３０４号公報には、油圧ポンプの吐出圧と複
数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧を絶対圧とし
て出力する差圧減圧弁を設け、この差圧減圧弁の出力圧
を複数の圧力補償弁に導き、それぞれの目標補償差圧を
設定するようにしたものが記載されている。 【０００５】また、特開平１０−１９６６０４号公報に
は、油圧ポンプを駆動するエンジンの回転数に依存する
圧力を絶対圧として出力する差圧減圧弁を設け、この差
圧減圧弁の出力圧をＬＳ制御レギュレータに導き、ロー
ドセンシング制御の目標差圧（以下、目標ＬＳ差圧とい
う）をエンジンの回転数に依存する可変値として設定し
た油圧駆動装置が記載されている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術には、複数のアクチュエータを同時に駆動する複合
動作からそれらの１つを駆動する単独動作に移行する場
合に、アクチュエータの不連続な加速を生じ、操作性の
低下が発生するという問題がある。 【０００７】つまり、複数のアクチュエータを同時に駆
動する複合動作で、油圧ポンプの吐出流量が不足するサ
チュレーション状態が生じた場合、サチュレーションの
程度に応じてＬＳ差圧が低下し、これに伴って圧力補償
弁の目標補償差圧も小さくなるため、各流量制御弁では
油圧ポンプの吐出流量をそれぞれのアクチュエータが要
求する流量の比に再分配することができる。これにより
各流量制御弁に対する操作レバーの入力比に応じて全体
のアクチュエータスピードが低下することになり、複合
動作時に、特定のアクチュエータが停止してしまうこと
なく、操作性を維持することが可能になる。 【０００８】しかし、その後、単独動作に移行した場
合、油圧ポンプの吐出流量は、そのアクチュエータの要
求流量に応じて減少するようロードセンシング制御され
る。この場合、油圧ポンプやＬＳ制御レギュレータの応
答遅れから、アクチュエータの要求流量の減少に油圧ポ
ンプの吐出流量の制御が追いつかず、油圧ポンプの吐出
圧が一時的に上昇する。その結果、ＬＳ差圧が過渡的に
上昇し、圧力補償弁の目標補償差圧が上昇する。その結
果、複合動作から単独動作への移行において、アクチュ
エータはサチュレーション分の速度低下から設定速度へ
の上昇にとどまらず、大きく加速することになる。この
現象により、複合動作から単独動作への移行時にアクチ
ュエータの不連続な加速が生じ、操作性が著しく低下し
てしまう。 【０００９】本発明の目的は、ＬＳシステムを備えた油
圧駆動装置において、複合動作から単独動作への移行時
に不連続なアクチュエータスピードの変化を発生せず、
優れた操作性を実現できるようにすることである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンと、このエンジンにより駆動さ
れる可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐
出された圧油により駆動される複数のアクチュエータ
と、前記油圧ポンプから複数のアクチュエータに供給さ
れる圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記複
数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧
力補償弁と、前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアク
チュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう
ロードセンシング制御するポンプ制御手段と、前記エン
ジンの回転数に依存する圧力を絶対圧として出力する第
１差圧減圧弁を含むエンジン回転数検出回路とを備え、
前記複数の圧力補償弁のそれぞれの目標補償差圧を前記
油圧ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高
負荷圧との差圧により設定すると共に、前記第１差圧減
圧弁の出力圧を前記ポンプ制御手段に導き、前記ロード
センシング制御の目標差圧を前記エンジンの回転数に依
存する可変値として設定した油圧駆動装置において、前
記油圧ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最
高負荷圧との差圧を絶対圧として出力する第２差圧減圧
弁を更に備え、この第２差圧減圧弁の出力圧を前記複数
の圧力補償弁に導きそれぞれの目標補償差圧を設定する
と共に、前記第２差圧減圧弁の油圧源ポートを前記第１
差圧減圧弁の出力ポートに接続し、その第１差圧減圧弁
の出力圧を油圧源として前記第２差圧減圧弁に導くもの
とする。 【００１１】このように第２差圧減圧弁を設け、第２差
圧減圧弁の出力圧を複数の圧力補償弁に導きそれぞれの
目標補償差圧を設定すると共に、第２差圧減圧弁の油圧
源ポートを第１差圧減圧弁の出力ポートに接続し、第１
差圧減圧弁の出力圧を油圧源として第２差圧減圧弁に導
くことにより、第２差圧減圧弁の出力圧の上限が第１差
圧減圧弁の出力圧に制限され、複合動作から単独動作へ
の移行時に圧力補償弁の目標補償差圧の上昇を抑えるこ
とができる。その結果、アクチュエータスピードの不連
続な上昇を防止することができ、優れた操作性を実現す
ることができる。 【００１２】また、第２差圧減圧弁の出力圧の上限は第
１差圧減圧弁の出力圧（目標ＬＳ差圧）に制限されるた
め、微操作を意図した作業でエンジン回転数を下げた場
合、それに応じて第１差圧減圧弁の出力圧が下がり、目
標ＬＳ差圧が低下すると共に、それに応じて第２差圧減
圧弁の出力圧の上限も低下するため、複数の圧力補償弁
の目標補償差圧の上限もそれに応じて低下し、エンジン
回転数が定格回転数にあるときと同様、アクチュエータ
スピードの不連続な変化は発生せず、優れた操作性を実
現することができる。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。 【００１４】図１は本発明の一実施の形態に係わる油圧
駆動装置を示す図である。 【００１５】図１において、本実施の形態に係わる油圧
駆動装置は、エンジン１と、このエンジン１により駆動
されるメインポンプとしての可変容量型の油圧ポンプ２
及び固定容量型のパイロットポンプ３０と、メインの油
圧ポンプ２から吐出された圧油により駆動される複数の
アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃと、油圧ポンプ２の供
給油路５に接続され、油圧ポンプ２からアクチュエータ
３ａ，３ｂ，３ｃに供給される圧油の流量と方向をそれ
ぞれ制御する複数の流量制御弁（メインスプール）４
ａ，４ｂ，４ｃ及び油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓと複数の
アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃの最高負荷圧との差圧
（ＬＳ差圧）を絶対圧として出力する差圧減圧弁１１を
含むコントロールバルブ４と、油圧ポンプ２の傾転（容
量）を制御するポンプ傾転制御機構１２と、エンジン回
転数に依存する圧力を絶対圧として出力する差圧減圧弁
５１を含むエンジン回転数検出回路１３とを備えてい
る。 【００１６】本実施の形態に係わる油圧駆動装置は例え
ば油圧ショベルに搭載されるものであり、アクチュエー
タ３ａ，３ｂ，３ｃは例えばそれぞれ油圧ショベルのブ
ームシリンダ、アームシリンダ、旋回モータである。油
圧ショベルは下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋
回体と、上部旋回体に上下方向に回動可能に装備された
ブーム、アーム、バケットからなるフロント作業機構を
有し、ブームシリンダ３ａ及びアームシリンダ３ｂはブ
ーム及びアームを上下方向に回動し、旋回モータ３ｃは
下部走行体に対し上部旋回体を旋回駆動する。 【００１７】複数の流量制御弁４ａ，４ｂ，４ｃは、そ
れぞれ、クローズドセンタ型の複数の流量制御弁６ａ，
６ｂ，６ｃと、これら複数の流量制御弁６ａ，６ｂ，６
ｃのメータイン絞り部６１，６２の前後差圧を同じ値に
制御する複数の圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃとで構成さ
れている。 【００１８】流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれ図
示しない操作レバーの操作により切り換え操作され、そ
の操作レバーの操作量に応じてメータイン絞り部６１又
は６２の開口面積が決まる。 【００１９】複数の圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃは、そ
れぞれ、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃのメータイン絞り
部６１，６２の上流に設置された前置きタイプ（ビフォ
アオリフィスタイプ）であり、圧力補償弁７ａは１対の
対向する受圧部７０ａ，７０ｂと開方向作動の受圧部７
０ｃとを有し、受圧部７０ａ，７０ｂに流量制御弁６ａ
の上流側及び下流側の圧力がそれぞれ導かれ、受圧部７
０ｃに差圧減圧弁１１の出力圧（通常は、ＬＳ差圧相当
の絶対圧）が導かれ、その出力圧を目標補償差圧として
流量制御弁６ａの前後差圧を制御する。圧力補償弁７
ｂ，７ｃも同様に構成されている。 【００２０】このように圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃの
受圧部７０ｃに差圧減圧弁１１の出力圧が導かれ、その
出力圧を目標差圧としてそれぞれの流量制御弁６ａ，６
ｂ，６ｃのメータイン絞り部６１，６２の前後差圧を制
御することにより、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃのメー
タイン絞り部６１又は６２の前後差圧はともに同じ値に
なるように制御され、流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃの要
求流量は差圧減圧弁１１の出力圧とそれぞれの開口面積
との積で表されるものとなる。ここで、差圧減圧弁１１
の出力圧は、通常は油圧ポンプ２の吐出圧と最高負荷圧
との差圧に等しい（後述）。その結果、負荷圧の大小に
係わらず、また油圧ポンプ２の吐出流量が要求流量に満
たないサチュレーション状態になっても、流量制御弁６
ａ，６ｂ，６ｃのメータイン絞り部６１又は６２の開口
面積に応じた比率で圧油を供給することができる。複数
の流量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃには、それぞれ、アクチ
ュエータ３ａ，３ｂ，３ｃの駆動時にそれらの負荷圧を
取り出す負荷ポート６０ａ，６０ｂ，６０ｃが設けら
れ、これら負荷ポート６０ａ，６０ｂ，６０ｃに取り出
された負荷圧のうちの最高の圧力が負荷ライン８ａ，８
ｂ，８ｃ、８ｄ及びシャトル弁９ａ，９ｂを介して信号
ライン１０に検出され、この圧力が上記最高負荷圧とし
てＬＳ制御弁１２ｂの受圧部１２ｅに導かれる。 【００２１】差圧減圧弁１１は、出力圧を増やす側に位
置する受圧部１１ａと出力圧を減らす側に位置する受圧
部１１ｂ，１１ｃを有し、受圧部１１ａに油圧ポンプ２
の吐出圧が導かれ、受圧部１１ｂ，１１ｃにそれぞれ信
号ライン１０に検出された最高負荷圧と自己の出力圧が
導かれ、これらの圧力のバランスで油圧ポンプ２の吐出
圧と最高負荷圧との差圧（ＬＳ差圧）を絶対圧として出
力する。この差圧減圧弁１１の出力圧は、上記のように
圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃの受圧部７０ｃ，…に導か
れる。 【００２２】ポンプ傾転制御機構１２は、油圧ポンプ２
の吐出圧が高くなると油圧ポンプ２の傾転を減らす馬力
制御傾転アクチュエータ１２ａと、油圧ポンプ２の吐出
圧が複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃの最高負荷
圧より目標差圧だけ高くなるようロードセンシング制御
するＬＳ制御弁１２ｂ及びＬＳ制御傾転アクチュエータ
１２ｃとを備えている。 【００２３】ＬＳ制御弁１２ｂは、アクチュエータ１２
ｃを増圧し油圧ポンプ２の傾転を減らす側に位置する受
圧部１２ｄと、アクチュエータ１２ｃを減圧し油圧ポン
プ２の傾転を増やす側に位置する受圧部１２ｅ，１２ｆ
とを有し、受圧部１２ｄには油圧ポンプ２の吐出圧が導
かれ、受圧部１２ｅにはアクチュエータ３ａ，３ｂ，３
ｃの最高負荷圧が導かれ、受圧部１２ｆにはエンジン回
転数検出回路１３の差圧減圧弁５１の出力圧がロードセ
ンシング制御の目標差圧（目標ＬＳ差圧）として導かれ
ている。 【００２４】エンジン回転数検出回路１３は、流量検出
弁５０と上記の差圧減圧弁５１とを有し、流量検出弁５
０は可変の絞り部５０ａを有しかつその絞り部５０ａが
パイロットポンプ３０の吐出ライン３１に配置されてい
る。吐出ライン３１は流量検出弁５０の上流側のライン
３１ａと下流側のライン３１ｂを有し、下流側のライン
３１ｂには、パイロット油圧源としての元圧を規定する
リリーフ弁３２が接続され、ライン３１ｂは、例えば流
量制御弁６ａ，６ｂ，６ｃを切換操作するためのパイロ
ット圧を生成するリモコン弁（図示せず）へと接続され
ている。 【００２５】流量検出弁５０は吐出ライン３１を流れる
圧油の流量を絞り部５０ａの前後差圧の変化として検出
し、その前後差圧をロードセンシング制御の目標ＬＳ差
圧として用いるためのものである。ここで、吐出ライン
３１を流れる圧油の流量はパイロットポンプ３０の吐出
流量であり、この吐出流量はエンジン１の回転数によっ
て変化するため、吐出ライン３１を流れる圧油の流量を
検出することはエンジン１の回転数を検出することであ
る。例えば、エンジン１の回転数が低下すれば当該流量
が減少し、絞り部５０ａの前後差圧は低下する。 【００２６】また、絞り部５０ａは開口面積が連続的に
変化する可変絞り部として構成されており、流量検出弁
５０は更に開方向作動の受圧部５０ｂと絞り方向作動の
受圧部５０ｃ及びバネ５０ｄを有し、受圧部５０ｂに可
変絞り部５０ａの上流側圧力（ライン３１ａの圧力）が
導かれ、受圧部５０ｃに可変絞り部５０ａの下流側圧力
（ライン３１ｂの圧力）が導かれ、可変絞り部５１ａ自
身の前後差圧に依存してその開口面積を変化させる構成
となっている。このように流量検出弁５０を構成し、可
変絞り部５０ａの前後差圧を目標ＬＳ差圧として用いる
ことにより、エンジン回転数に応じたサチュレーション
現象の改善が図れ、エンジン回転数を低く設定した場合
に良好な微操作性が得られる。なお、この点は特開平１
０−１９６６０４号公報に詳しい。 【００２７】差圧減圧弁５１は、エンジン回転数に依存
する圧力として可変絞り部５０ａの前後差圧を絶対圧と
して出力するエンジン回転数検出弁であり、出力圧を増
やす側に位置する受圧部５１ａと出力圧を減らす側に位
置する受圧部５１ｂ，５１ｃを有し、受圧部５１ａに可
変絞り部５０ａの上流側圧力が導かれ、受圧部５１ｂ，
５１ｃにそれぞれ可変絞り部５０ａの下流側圧力と自己
の出力圧が導かれ、これらの圧力のバランスでライン３
１ｂの圧力を基に可変絞り部５０ａの前後差圧を絶対圧
として出力する。この差圧減圧弁５１の出力ポートは信
号ライン５３を介してＬＳ制御弁１２ｂの受圧部１２ｆ
に接続され、差圧減圧弁５１の出力圧が目標ＬＳ差圧と
して受圧部１２ｆに導かれる。その結果、エンジン回転
数に応じたアクチュエータスピードの設定が可能とな
る。 【００２８】また、差圧減圧弁５１の出力ポートは信号
ライン５３，５４を介して差圧減圧弁１１の油圧源ポー
ト（一次圧ポート）につながれ、差圧減圧弁５１の出力
圧（目標ＬＳ差圧相当の絶対圧）が油圧源として差圧減
圧弁１１に導かれる。その結、果差圧減圧弁１１の出力
圧の上限は差圧減圧弁５１の出力圧（目標ＬＳ差圧相当
の絶対圧）に制限される。 【００２９】次に、本実施の形態の動作を比較例と対比
して説明する。 【００３０】図２は、比較例として図１に示した差圧減
圧弁１１の油圧源ポートをエンジン回転数検出回路１３
の差圧減圧弁５１ではなく、パイロットポンプ３０の吐
出ライン３１，３１ｂに接続したものである。この構成
は、特開平１０−１９６６０４号公報に記載の従来技術
に差圧減圧弁１１を付加し、圧力補償弁７ａ，７ｂ，７
ｃに油圧ポンプ２の吐出圧と複数のアクチュエータ３
ａ，３ｂ，３ｃの最高負荷圧との差圧を絶対圧として導
くようにした構成に相当する。 【００３１】図３は、図２に示した比較例の動作原理を
示す図である。図３の上段は複合動作から単独動作への
移行時のアクチュエータ要求流量とポンプ吐出流量の変
化を、中段は同移行時の圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃの
目標補償差圧の変化を、下段は同移行時のアクチュエー
タスピードの変化を示す。 【００３２】図２の比較例においては、アクチュエータ
３ａ，３ｂ，３ｃの２つ又は３つを同時に駆動する複合
動作からそれらの１つを駆動する単独動作に移行する場
合に、操作性の低下が発生する。 【００３３】複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃの
２つ又は３つを同時に駆動する複合動作において、駆動
している全てのアクチュエータに対する要求流量の総和
が油圧ポンプ２の吐出可能な最大流量を越えた場合、図
３の上段に示すように油圧ポンプ２の吐出流量が不足す
るサチュレーション状態が発生する。 【００３４】この場合、流量制御弁４ａ，４ｂ，４ｃに
おいては、それぞれのアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ
ヘの流量の再分配が行われる。つまり、油圧ポンプ２の
吐出圧をＰｓ、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃの最高
負荷圧をＰLmax、油圧ポンプ２の吐出圧と最高負荷圧と
の差圧（ＬＳ差圧）をΔＰLS、差圧減圧弁１１の出力圧
をＰLS、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃに係わる圧力
補償弁７ａ，７ｂ，７ｃの目標補償差圧をＰcとする
と、 Ｐc＝ＰLS ＰLS＝ΔＰLS＝Ｐｓ‐ＰLmax であるため、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃに係わる
圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃの目標補償差圧Ｐcは、Δ
ＰLS＝Ｐｓ‐ＰLmaxで与えられる。ＬＳ差圧ΔＰLSは差
圧減圧弁１１から絶対圧ＰLSとして供給される。サチュ
レーション状態では、ＬＳ差圧ΔＰLSは供給不足の比率
に応じて低下する。このため、その差圧により設定され
る圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃの目標補償差圧Ｐcも、
図３の中段に示すように、本来は目標ＬＳ差圧と同じに
なるべきものがそれよりも供給不足の比率分減少する。
その結果、各アクチュエータには、油圧ポンプ２の吐出
流量をそれぞれの要求流量比に分けた流量が供給され
る。これにより図３の下段に示すように、各流量制御弁
６ａ，６ｂ，６ｃに対する操作レバーの入力比に応じて
全体のアクチュエータスピードが低下することになる。
この機能により、複合動作時に、特定のアクチュエータ
が停止してしまうことなく、操作性を維持することが可
能になる。 【００３５】しかし、この複合動作から単独動作に移行
した場合に、操作性の低下が発生する。 【００３６】上記条件で、複合動作時には、油圧ポンプ
２は最大吐出流量になっている。その後、単独動作に移
行した場合、油圧ポンプ２の吐出流量は、図３の上段に
示すように、そのアクチュエータの要求流量に応じて減
少するようロードセンシング制御される。この場合、油
圧ポンプ２及びポンプ傾転制御機構１２の応答遅れか
ら、アクチュエータの要求流量の減少に油圧ポンプ２の
吐出流量の制御が追いつかず、ポンプ供給油路５の圧力
（油圧ポンプ２の吐出圧）Ｐｓが一時的に上昇する。そ
の結果、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓと最高負荷圧ＰLmax
の差圧であるＬＳ差圧が過渡的に上昇し、図３の中段に
示すように、圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃの目標補償差
圧Ｐc（＝ＰLS＝ΔＰLS＝Ｐｓ‐ＰLmax）が上昇する。
本来、圧力補償弁の目標補償差圧はそれぞれのアクチュ
エータで設定したスピード相当の流量が供給される値で
ある目標ＬＳ差圧相当の値以上である必要がない。しか
し、上記条件で、ＬＳ差圧ΔＰLSは油圧ポンプ２の吐出
圧Ｐｓの上昇により、必要以上に高い値を取ってしま
う。その結果、複合動作から単独動作への移行におい
て、図３の下段に示すように、アクチュエータはサチュ
レーション分の速度低下から設定速度への上昇にとどま
らず、大きく加速することになる。この現象により、複
合動作から単独動作への移行時にアクチュエータの不連
続な加速が生じ、操作性が著しく低下してしまう。 【００３７】上記問題を解決する方法として、圧力補償
弁に差圧減圧弁１１の出力圧により設定される目標補償
差圧の上限を制限するリミッタを設ける方法が考えられ
る。この場合、圧力補償弁の目標補償差圧の上限を油圧
ポンプ２のロードセンシング制御の目標差圧に設定する
ことで、アクチュエータはその設定速度以上にはならな
い。しかし、このように目標補償差圧の上限を設定した
場合、エンジン回転数検出回路１３を備えた従来例で
は、エンジン回転数感応式の可変ＬＳシステムが十分に
機能しなくなる。つまり、例えば、エンジン１の定格回
転数に合わせて目標補償差圧の上限を設定すると、エン
ジン回転数を下げた微操作を意図した作業において、目
標補償差圧の上限が相対的に高くなってしまい、アクチ
ュエータの加速を生じる。 【００３８】このような問題を解決するため、本実施の
形態では、上記のように差圧減圧弁１１の油圧源ポート
に差圧減圧弁５１の出力圧を導き、差圧減圧弁１１の出
力圧ＰLSの上限を目標ＬＳ差圧に制限するようにしたも
のである。 【００３９】図４は、図１に示した本実施の形態の動作
原理を示す図である。 【００４０】複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃの
２つ又は３つを同時に駆動する複合動作時のサチュレー
ション状態では、比較例の場合と同様、圧力補償弁７
ａ，７ｂ，７ｃの目標補償差圧Ｐcは目標ＬＳ差圧に対
し供給不足の比率に応じて低下し、それに応じて全体の
アクチュエータスピードが低下する。このため、複合動
作時に、特定のアクチュエータが停止してしまうことな
く、操作性を保持することが可能になる。 【００４１】複合動作から単独動作への移行時は、前述
したように、油圧ポンプ２及びポンプ傾転制御機構１２
の応答遅れから、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓと最高負荷
圧ＰLmaxの差圧であるＬＳ差圧が過渡的に上昇し、差圧
減圧弁１１はその差圧を絶対圧として出力しようとす
る。しかし、差圧減圧弁１１の油圧源ポートは差圧減圧
弁５１に接続され、その出力圧（目標ＬＳ差圧相当の絶
対圧）を油圧源とする構成であるため、出力圧ＰLSの上
限は差圧減圧弁５１の出力圧（目標ＬＳ差圧相当の絶対
圧）に制限され、差圧減圧弁１１の出力圧ＰLSは目標Ｌ
Ｓ差圧以下となる。その結果、複合動作から単独動作へ
の移行時、圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃの目標補償差圧
Ｐcは図４の中段に示すように目標ＬＳ差圧と同じ値に
制限され、比較例のような目標補償差圧の急激な上昇は
発生せず、図４の下段に示すようにアクチュエータスピ
ードの不連続な変化も発生しない。 【００４２】以上のように本実施の形態によれば、複合
動作から単独動作への切り替わりでの不連続なアクチュ
エータスピードの変化を排除することが可能となり、優
れた操作性を実現することができる。 【００４３】また、差圧減圧弁１１の出力圧の上限は差
圧減圧弁５１の出力圧（目標ＬＳ差圧相当の絶対圧）に
制限されるため、微操作を意図した作業でエンジン回転
数を下げた場合、それに応じて差圧減圧弁５１の出力圧
が下がり、その出力圧により設定される目標ＬＳ差圧が
低下すると共に、それに応じて差圧減圧弁１１の出力圧
の上限も低下する。このため圧力補償弁７ａ，７ｂ，７
ｃの目標補償差圧の上限もそれに応じて低下し、エンジ
ン回転数が定格回転数にあるときと同様、アクチュエー
タスピードの不連続な変化は発生せず、優れた操作性を
実現することができる。 【００４４】なお、上記実施の形態では、ポンプ傾転制
御機構１２のＬＳ制御弁１２ｂには油圧ポンプ２の吐出
圧と複数のアクチュエータの最高負荷圧を対抗する受圧
部１２ｄ，１２ｅに個別に導き、両者の差圧（ＬＳ差
圧）を作用させる構成としたが、このＬＳ制御弁１２ｂ
の増圧側作動端部に差圧減圧弁５１の出力圧を導き、Ｌ
Ｓ差圧を絶対圧として作用させてもよいことは勿論であ
る。 【００４５】 【発明の効果】本発明によれば、ＬＳシステムを備えた
油圧駆動装置において、エンジン回転数如何に関わら
ず、複合動作から単独動作への移行時に不連続なアクチ
ュエータスピードの変化を発生せず、優れた操作性を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態に係わる油圧駆動装置の
全体構成を示す図である。 【図２】従来技術に基づく構成を比較例として示す図１
と同様な図である。 【図３】比較例の動作原理を説明する図である。 【図４】図１に示した油圧駆動装置の動作原理を説明す
る図である。 【符号の説明】 １ エンジン ２ メインの油圧ポンプ ３ａ，３ｂ，３ｃ アクチュエータ ４ コントロールバルブ ４ａ，４ｂ，４ｃ 流量制御弁 ５ 供給油路 ６ａ，６ｂ，６ｃ 流量制御弁 ７ａ，７ｂ，７ｃ 圧力補償弁 ８ａ，８ｂ，８ｃ、８ｄ 負荷ライン ９ａ，９ｂ シャトル弁 １０ 信号ライン １１ 差圧減圧弁 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ 受圧部 １２ ポンプ傾転制御機構 １２ａ 馬力制御傾転アクチュエータ １２ｂ ＬＳ制御弁 １２ｃ ＬＳ制御傾転アクチュエータ １３ エンジン回転数検出回路 ３１ 吐出ライン ３２ リリーフ弁 ５０ 流量検出弁 ５０ａ 絞り部 ５１ 差圧減圧弁 ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ 受圧部 ５３，５４ 信号ライン ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ 負荷ポート ６１，６２ メータイン可変絞り部 ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ 受圧部

フロントページの続き (72)発明者 金井 隆史 滋賀県甲賀郡水口町笹ヶ丘１−２ 株式会 社日立建機ティエラ滋賀工場内 (72)発明者 川本 純也 滋賀県甲賀郡水口町笹ヶ丘１−２ 株式会 社日立建機ティエラ滋賀工場内 Ｆターム(参考） 2D003 AB05 AB06 BA01 BB01 CA08 DA02 DB02 3H089 AA22 AA27 AA60 BB14 BB15 CC01 CC08 CC11 DA03 DA06 DA13 DB05 DB14 DB24 DB54 FF08 FF10 GG02 JJ02

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】エンジンと、このエンジンにより駆動され
   る可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出
   された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、
   前記油圧ポンプから複数のアクチュエータに供給される
   圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記複数の
   流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補
   償弁と、前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュ
   エータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようロー
   ドセンシング制御するポンプ制御手段と、前記エンジン
   の回転数に依存する圧力を絶対圧として出力する第１差
   圧減圧弁を含むエンジン回転数検出回路とを備え、前記
   複数の圧力補償弁のそれぞれの目標補償差圧を前記油圧
   ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高負荷
   圧との差圧により設定すると共に、前記第１差圧減圧弁
   の出力圧を前記ポンプ制御手段に導き、前記ロードセン
   シング制御の目標差圧を前記エンジンの回転数に依存す
   る可変値として設定した油圧駆動装置において、 前記油圧ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの
   最高負荷圧との差圧を絶対圧として出力する第２差圧減
   圧弁を更に備え、この第２差圧減圧弁の出力圧を前記複
   数の圧力補償弁に導きそれぞれの目標補償差圧を設定す
   ると共に、前記第２差圧減圧弁の油圧源ポートを前記第
   １差圧減圧弁の出力ポートに接続し、その第１差圧減圧
   弁の出力圧を油圧源として前記第２差圧減圧弁に導くこ
   とを特徴とする油圧駆動装置。