JP2004225867A - 作業機械の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】応答遅れを発生することなく、また、圧力損失を発生することもなく正確にリリーフ損失を削減し、動力を節約することができる作業機械の油圧制御装置を提供する。
【解決手段】作動油を供給する可変容量ポンプ２と、この可変容量ポンプ２から吐出された作動油を制御するコントロール弁３と、このコントロール弁３からの作動油によって作動するアクチュエータ１と、可変容量ポンプ２の吐出量を制御するコントローラ１７と、回路圧を一定に保つリリーフ弁１４とを備えてなる作業機械の油圧制御装置において、リリーフ弁１４の上流側圧力を検出する圧力センサ１５を有し、コントローラ１７は、圧力センサ１５によって検出された圧力検出値とリリーフ弁１４の流量特性とに基づいてリリーフ流量を推定し、このリリーフ流量推定値がゼロに近づくように可変容量ポンプ２のポンプ流量を制御することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベルやクレーンなどの油圧で制御される作業機械に関し、より詳しくは油圧ポンプの動力消費を節減することのできる油圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
作業機械の油圧回路において、油圧シリンダ等のアクチュエータに大きな負荷が作用した場合、油圧回路内の圧力が上昇する。このような場合にその回路内の油圧機器を保護することができるようにリリーフ弁が設けられており、回路圧がリリーフ圧を越えると、そのリリーフ弁を通じて作動油がタンクに放出される。それにより、圧力が過大とならず、油圧機器の破損が防止されている。
【０００３】
ところが、このような油圧回路では、ポンプから供給される作動油の多くがアクチュエータに供給されずにそのリリーフ弁より直接タンクに放出されるため、ポンプ動力の多くがリリーフ弁の損失として消費され、エネルギー効率が低下するという問題がある。
【０００４】
そこで、このようなリリーフ弁作動時に、油圧ポンプの吐出流量を減少させるカットオフ制御が行われている。
【０００５】
このカットオフ制御の具体例としては、リリーフ弁の下流側に絞りを設け、その絞りの上流側圧力が増大した場合にポンプ流量を減少させることで、リリーフ流量およびリリーフ損失を減少させる（例えば、特許文献１参照）ものや、リリーフ弁の温度を検出し、温度が上昇した場合にポンプ流量を減少させることで、リリーフ流量およびリリーフ損失を減少させるものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２４６２０４号公報（第（５）頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−０３８５３６号公報（第（７）−（８）頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、リリーフ弁の下流に絞りを設けているため、この絞りにより圧力損失が発生し、システムのエネルギー効率の改善が十分でない。しかも、急なレバー操作を行った場合、リリーフ流量が急速に増大する一方でポンプ流量が急速に減少するため圧力の急変動が発生し、これに伴いハンチングが発生するという問題もある。
【０００８】
一方、特許文献２に記載のものは、リリーフ流量が発生してリリーフ弁の温度が上昇するまでにタイムラグが発生するため、リリーフ流量発生時点からポンプ流量がカットオフされるまでにタイムラグが発生し、十分なリリーフ損失低減効果が得られない。また、リリーフ流量が０となった時点以降も余熱を検出するためにポンプ流量がカットオフされ、必要とされる駆動力が直ちに得られないという問題もある。
【０００９】
本発明は以上のような従来のカットオフ制御における課題を考慮してなされたものであり、応答遅れや圧力損失を発生することなくリリーフ損失を適切に削減し、油圧ポンプの動力を効果的に節減することができる作業機械の油圧制御装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、作動油を供給する可変容量ポンプと、この可変容量ポンプから吐出された作動油を制御するコントロール弁と、このコントロール弁からの作動油によって作動するアクチュエータと、可変容量ポンプの吐出量を制御する吐出流量制御手段と、回路圧を一定に保つリリーフ弁とを備えてなる作業機械の油圧制御装置において、リリーフ弁の上流側圧力を検出する圧力検出手段を有し、吐出流量制御手段は、圧力検出手段によって検出された圧力検出値とリリーフ弁の流量特性とに基づいてリリーフ流量を推定し、このリリーフ流量推定値がゼロに近づくように可変容量ポンプのポンプ流量を制御するように構成されている作業機械の油圧制御装置である。
【００１１】
本発明に従えば、変化するリリーフ弁の上流側圧力が圧力検出手段によって検出され、吐出流量制御手段はその圧力検出値とリリーフ弁の流量特性とに基づいてリリーフ流量を推定し、リリーフ流量が大きいときはカットオフ流量を大きくし、リリーフ流量が少なくなるとカットオフ流量を減少させるように制御を行う。また、従来のカットオフ制御のようにリリーフ弁下流側に絞りを設けていないため、余分な圧力損失が発生することがなくエネルギー効率がより高められる。
【００１２】
また、本発明では圧力を検出する方式であるため、従来方式の温度検出のように検出遅れや余熱による誤作動等が発生せず、リリーフ流量発生時点からポンプ流量のカットオフが働くまでにタイムラグが発生しない。したがって、十分なリリーフ損失低減効果が得られない、或いはリリーフ流量が０となった時点以降もポンプ流量がカットオフされ必要とされる駆動力が直ちに得られないといった従来の緒問題を解消することができる。
【００１３】
また、本発明において、上記吐出流量制御手段は、可変容量ポンプのポンプ流量が急変しないように単位時間当たりのポンプ流量変化量を一定以下に制限することが好ましい。具体的には、ポンプ流量指令値の時間変化量を制限するか、あるいはポンプ流量指令値に一次遅れ、移動平均、レートリミッタ等の過渡応答を与えることになる。それにより、急なレバー操作を行っても、リリーフ流量は急速に増大するもののポンプ流量については急速に減少することが抑制されるため、ハンチングを防止することができる。
【００１４】
本発明において、タンクに通じる戻り管路に圧力センサを設け、吐出流量制御手段はその圧力センサによって検出された背圧に基づいて圧力検出値を補正し、補正された圧力検出値とリリーフ弁の流量特性とに基づいてリリーフ流量を推定することが好ましい。それにより、リターン流量が増加し戻り管路内の圧力が上昇した場合であっても、その影響を考慮してリリーフ流量の推定が行われるため、リリーフ流量推定の精度を向上させることができ、効果的にリリーフ圧損を低減してエネルギー効率を高めることができるようになる。
【００１５】
本発明において、上記吐出流量制御手段は、リリーフ弁作動時の圧力波形より計測されたリリーフ設定圧実測値を用いてリリーフ弁流量特性を校正することが好ましい。それにより、リリーフ弁の製造上のバラツキ等によって特性が異なっていても、実際のリリーフ設定圧を用いてリリーフ弁流量特性を校正しているため、バラツキの影響を排除し精度よくリリーフ流量を推定することが可能になる。
【００１６】
本発明において、上記吐出流量制御手段を、リリーフ流量推定値にゲインを乗じたカットオフ流量を、実際の可変容量ポンプのポンプ流量から減じることにより目標ポンプ流量を決定するように構成し、そのゲインを変更するゲイン変更手段をさらに備えれば、用途に合わせてゲイン変更手段としての例えばスイッチやパネル等を操作することによりゲインを変更することができるようになり、効率の高い運転と力強い運転のいずれかを選択することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る油圧制御装置の油圧回路を示したものである。
【００１９】
同図において、１はアクチュエータの一例としての油圧モータであり、２はそのアクチュエータ１に作動油を供給する可変容量形の油圧ポンプである。
【００２０】
３はアクチュエータ１に供給する作動油の流量および方向を制御するためのコントロール弁であり、操作レバー４を操作すると、リモコン弁５から導出されるパイロット圧Ｐ１（またはＰ２）がパイロットライン６ａ（または６ｂ）を通じてコントロール弁３のいずれか一方のパイロットポートに作用し、コントロール弁３が中立位置ａからｂ位置、またはｃ位置に切り換わるようになっている。
【００２１】
コントロール弁３がｂ位置に切り換わると、油圧ポンプ２からの圧油が給排路７の一方の給排路７ａを通じて油圧モータ１に供給され、戻り油は他方の給排路７ｂを通じてタンク８に戻る。
【００２２】
また、コントロール弁３がｃ位置に切り換わると、圧油が給排路７ｂを通じて油圧モータ１に供給され、戻り油は給排路７ａを通じてタンク８に戻る。
【００２３】
また、９ａ，９ｂはポートリリーフ弁であり、１０ａ，１０ｂはメークアップ用チェック弁である。このメークアップ用チェック弁１０は、アクチュエータ消費流量に対してポンプ流量が不足している場合に配管内がキャビテーションを起こすことを防止するためのものであり、全体としてブレーキ弁として機能する。
【００２４】
１１はこのメークアップを行うためにリターンライン（戻り管路）１２の背圧を確保するためのチェック弁である。１３はオイルクーラである。
【００２５】
また、１４は回路圧を一定に保つためのメインリリーフ弁であり、１５はそのメインリリーフ弁１４の上流側圧力としてのポンプ圧Ｐｐを測定するための圧力センサ（圧力検出手段）である。
【００２６】
なお、上記圧力センサ１５は油圧ショベルにおいてはエンスト防止用として通常、装備されているものであるため、その場合、新たに付加する必要はない。
【００２７】
１６ａおよび１６ｂは、上記パイロットライン６ａおよび６ｂのパイロット圧を検出する圧力センサであり、この圧力センサ１６ａ，１６ｂから信号出力されるパイロット圧ＰＩａ，ＰＩｂは、コントローラ１７に与えられる。
【００２８】
コントローラ１７は、上記圧力センサ１６から信号出力されるパイロット圧ＰＩと、上記圧力センサ１５から信号出力されるポンプ圧Ｐｐを受け、図示しないレギュレータを介して可変容量ポンプ２の吐出量Ｑｐを制御する。
【００２９】
次にコントローラ１７の制御動作について説明する。
【００３０】
コントローラ１７は、ポンプ圧計測値Ｐｐより、次式を用いてリリーフ流量Ｑｒｇを推定する。
【００３１】
Ｐｐ＞Ｐｒ０： Ｑｒｇ＝ｆ （Ｐｐ） （１）
Ｐｐ≦Ｐｒ０： Ｑｒｇ＝０ （２）
ここで、Ｐｒ０はリリーフ圧であり、関数ｆはリリーフ弁の流量特性であり、次式により与えられる。
【００３２】
Ｑｒ＝ｆ （Ｐｒ） （３）
ここで、Ｑｒはリリーフ流量であり、Ｐｒはリリーフ上流圧である。このリリーフ弁１４の流量特性の一例を図２に示す。
【００３３】
リリーフ上流圧Ｐｒとリリーフ流量Ｑｒの間には同図に示すように相関関係があり、リリーフ上流圧Ｐｒが増加すると、リリーフ流量Ｑｒも右上がりに増加する。
【００３４】
したがって、同図に示す相関式Ａに、圧力センサ１５によって計測されたポンプ圧計測値Ｐｐを代入すれば、リリーフ流量Ｑｒｇを推定することができる。なお、上記流量特性は、油圧回路に使用するリリーフ弁について予め計測しておくものとする。
【００３５】
次に目標ポンプ流量Ｑｐは、上記のリリーフ流量推定値Ｑｒｇを用いて次式により与えられる。
【００３６】
Ｑｐ＝Ｑｐｃ−Ｑｃｕｔ＝Ｑｐｃ−Ｇ×Ｑｒｇ （４）
ここで、Ｑｐｃは本制御を行わない、すなわちカットオフを行わない場合のポンプ流量であり、パイロット圧ＰＩに応じて図３のように与えられる。
【００３７】
本実施形態による制御では、上記式（４）に示すように、リリーフ流量推定値ＱｒｇにゲインＧを乗じたカットオフ流量Ｑｃｕｔを、実際のポンプ流量Ｑｐｃより減じることにより目標ポンプ流量Ｑｐを決定する。
【００３８】
詳しくは、アクチュエータ加速時には、目標ポンプ流量Ｑｐに対してアクチュエータの慣性等による応答遅れがあることにより、アクチュエータ消費流量Ｑａは目標ポンプ流量Ｑｐよりも小さくなり、余剰流量Ｑｅｘ＝Ｑｐ−Ｑａが発生する。ハーフレバー領域では、この余剰流量はブリードオフ（図示しない）を介してタンクに放出されるが、フルレバー加速を行う場合は、ブリードオフが閉じきるため、この余剰流量Ｑｅｘはリリーフ弁１４よりタンク１８（図１参照）に放出される。
【００３９】
ここで、本実施形態による制御を行わない場合の余剰流量Ｑｅｘ１は次式により与えられる。
【００４０】
Ｑｅｘ１＝Ｑｐｃ−Ｑａ （５）
これに対し、本実施形態では余剰流量Ｑｅｘ２は次式により与えられる。
【００４１】
Ｑｅｘ２＝Ｑｐｃ−Ｑｃｕｔ−Ｑａ （６）
このように、本実施形態では、リリーフ弁１４を通じてタンク１８に放出される余剰流量は、制御なしの場合と比較してＱｅｘ１−Ｑｅｘ２＝Ｑｃｕｔ分だけ減少することになる。このように余剰流量が減少すれば、リリーフ１４弁における圧力損失が減少し、油圧回路のエネルギー効率を高めることもできるようになる。
【００４２】
さらに、本実施形態による制御では、式（４）に示したように、カットオフ流量Ｑｃｕｔは、リリーフ流量推定値Ｑｒｇに比例ゲインＧを乗じることによって求めているため、カットオフ流量Ｑｃｕｔはリリーフ流量に応じて増減することになる。この作用により、リリーフ流量が大きい場合にはカットオフ流量が大きくなり、エネルギー効率の改善量を高くとることができる。一方、リリーフ流量が小さい場合には、カットオフ流量も小さくなるため、ポンプ流量を一律に抑制していた従来制御のように、必要以上にポンプ流量が減少してアクチュエータの応答性が低下するという問題を解消することができる。
【００４３】
また、式（４）では、カットオフ流量Ｑｃｕｔはリリーフ流量に対してゲインＧを乗じる方法すなわち比例動作を用いているが、従来公知の制御手法である積分動作あるいは微分動作を加えても良い。この方法によれば、定常偏差を減少、あるいは応答性を改善することができる。
【００４４】
図４は本発明に係る油圧制御装置の第二の実施形態を示したものである。
【００４５】
なお、以下の図において図１と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
上記図１で説明した制御は、メインリリーフ弁１４が動作する場合に適しているが、リリーフ弁の設定によってはメインリリーフ弁１４ではなくポートリリーフ弁９が動作する場合がある。
【００４７】
例えば、作業機械が油圧ショベルである場合、フロントアタッチメントを伸ばした状態で上部旋回体を旋回させようとすると慣性モーメントが大きいために給排路７の圧力が高くなり、圧油の多くがポートリリーフ弁９からリリーフされる。
【００４８】
この場合、図４に示すように、ポートリリーフ弁９の上流側に圧力センサ２０（リリーフ弁９ａの上流側には圧力センサ２０ａ，リリーフ弁９ｂの上流側には圧力センサ２０ｂ）を設置し、その圧力センサ２０で検出したポートリリーフ弁上流圧力ＰａまたはＰｂを用いて上記の方法によりポートリリーフ弁流量を推定し、ポンプ流量をカットオフさせればよい。
【００４９】
この構成によれば、ポートリリーフ弁９が作動する場合においても、上記と同様にポートリリーフ弁９における圧力損失を減少させ、油圧回路のエネルギー効率を高めることができる。
【００５０】
また、圧力センサ２０の計測値ＰａまたはＰｂを用いる代わりに、圧力センサ１５によってメイン回路のポンプ圧Ｐｐを計測するとともに、ポンプ流量およびコントロール弁開度より、コントロール弁３での圧力損失ΔＰｍｉを計測し、次式（７）により、ポートリリーフ弁上流圧力Ｐａ，Ｐｂを推定することもできる。この方法によれば圧力センサ２０ａ，２０ｂを設けない簡易な構成で、上記と同様に圧力損失を減少させ、油圧回路のエネルギー効率を高めることができる。
【００５１】
Ｐａ＝Ｐｐ−Δｐｍｉ （７）
次に本実施形態の制御動作について図５を参照しながら説明する。
【００５２】
同図（ａ）の特性Ｌ１に示すようにレバー４を中立位置より急にフルレバー操作した場合、ポンプ流量Ｑｐに対して、アクチュエータの慣性等による応答遅れにより、アクチュエータ消費流量ＱａはＱｐよりも小さくなるため、ポンプ側配管内に作動油が充填され同図（ｂ）の特性Ｌ２に示すようにポンプ圧は上昇し、リリーフ圧Ｐｒを越えるためにリリーフ弁１４が作動する。
【００５３】
この場合、ゲインＧを大きく取っていると、式（４）に示したようにカットオフ流量Ｑｃｕｔが大きくなるため、同図（ｃ）の特性Ｌ３に示すように、ポンプ流量が急速に減少する。これに対してポンプ流量の時間変化量を制限することで、ポンプ流量をＬ３のように急速減少することを解消することができる。そして、時間とともにアクチュエータが増速しアクチュエータ流量が増加することでリリーフ流量は減少するため、カットオフ流量は時間とともに小さくなり、特性Ｌ４に示すようにポンプ流量は穏やかに増加する。なお、特性Ｌ５は比較のために示した従来のポンプ流量特性である。
【００５４】
図６は、本実施形態によるリリーフ流量減少効果を説明するためのグラフであり、図７は比較のために示した、制御なしの場合のグラフである。
【００５５】
図７に示す制御なしの場合では、同図（ａ）の特性Ｌ１に示すようにレバーを中立位置より急にフルレバー操作した場合、上記のようにポンプ圧が上昇し、リリーフ圧Ｐｒを超えることにより（同図（ｂ）参照）リリーフ弁が作動し、ポンプ流量が供給されているにも拘わらず（図７（ｃ）の特性Ｌ６参照）、その多くの部分がリリーフ弁１４を通じてタンク１８に放出されるため（同図（ｄ）の斜線部分Ｓ参照）、リリーフ弁１４の圧力損失が大きく、エネルギー効率が低下していた。
【００５６】
これに対して本実施形態によるカットオフ制御を行うのであるが、式（４）のゲインＧを大きくとると、リリーフ流量が発生したときにポンプ流量が急速に減少し、ポンプ圧が低下してリリーフ圧以下となる。するとカットオフ流量が０となるため、ポンプ流量が急速に増加する。すると再びポンプ圧はリリーフ圧を越えるためリリーフ流量が発生し、ポンプ流量はカットオフされて急速に減少する。このように、ポンプ流量、リリーフ流量が短い時間で急速な変動を繰り返すとハンチング状態となる虞れがある。
【００５７】
そこで、本実施形態では、上記したようにリリーフ流量が発生した場合、ポンプ流量が穏やかに増加するように制御しているため（図６（ｃ）の特性Ｌ７参照）、図７のポンプ制御なしの場合と比較して、リリーフ流量が効果的に減少し（図６（ｄ）の斜線部分Ｓ′参照）、リリーフ損失を低下させてエネルギー効率を向上させることができる。
【００５８】
したがって、ポンプ流量の変化量が抑制されるため、ポンプ流量やリリーフ流量が急変化せず、ハンチングする問題を解消することができる。
【００５９】
また、図６（ｄ）に示すＳと図７（ｄ）に示すＳ′とを比較すると明らかなように、リリーフ流量を大幅に減少させることができる。
【００６０】
図８は本発明に係る油圧制御装置の第三の実施形態を示したものである。
【００６１】
同図において、リターン配管１２には背圧チェック弁１１およびオイルクーラー１３が設けられているが、アクチュエータとして油圧モータ１以外に油圧シリンダ（図示しない）が備えられている場合、そのシリンダを縮み方向で使用した場合にはシリンダのヘッド側とロッド側の面積差によりリターン側流量が増加するため、背圧チェック弁１１およびオイルクーラー１３の圧損が増加し、リターン配管１２内の圧力が上昇する場合がある。
【００６２】
掘削作業で説明すると、例えばフロントアタッチメントのアームを放出方向に操作し、それによってアームシリンダが縮み方向に動作するような場合である。
【００６３】
このような場合、リターン配管１２の圧力を圧力センサ２１によって計測し、その計測値をコントローラ１７に与える。コントローラ１７は、次式のように背圧の影響を考慮してリリーフ流量Ｑｒｇを推定する。
【００６４】
Ｑｒｇ＝ｆ （Ｐｐ−Ｐｒｔ） （８）
ただし、Ｐｒｔは、圧力センサ２１によって計測されたリターン配管１２内の圧力である。
【００６５】
この構成では、リターン流量が増加してリターン配管１２内の圧力が上昇した場合においても、その影響を考慮してリリーフ流量Ｑｒｇを推定しているため、リリーフ流量推定の精度を向上させることができ、効果的にリリーフ圧損を低減しエネルギー効率を向上させることができるようになる。
【００６６】
次に、図９はリリーフ弁の性能を考慮してより正確なカットオフ制御を行う場合を示したものである。
【００６７】
リリーフ弁１４には製造上のバラツキ等により特性が個々に異なっている。そこで本実施形態では、まずリリーフ弁１４上流における圧力センサ１５による圧力測定波形Ｌ８，Ｌ９より、圧力勾配が急変化する、時間ｔ２における圧力（Ｐｒ１，Ｐｒ２）を求め、上記リリーフ流量Ｑｒｇの推定に用いるリリーフ弁流量特性（式（１）、（２））のリリーフ圧Ｐｒ０を、その求めた圧力（Ｐｒ１，Ｐｒ２）により校正する。
【００６８】
このようにリリーフ圧をリリーフ弁個々の特性に応じて校正すると、リリーフ弁の製造上のバラツキ等によって特性が異なる場合でも、実際のリリーフ圧測定値を用いて上記のリリーフ弁流量特性を校正しているため、バラツキの影響を排除し精度よくリリーフ流量Ｑｒｇを推定することが可能となり、効果的にリリーフ圧損を低減しエネルギー効率を向上させることができる。
【００６９】
また、上述したようにカットオフ流量Ｑｃｕｔはリリーフ流量推定値Ｑｒｇに対してゲインＧを乗じることにより求めているが、ゲインＧを大きくするほどリリーフ損失を低減する効果が大きくなる。一方、ゲインＧを小さくすると、リリーフ損失低減効果は低下するが、ポンプ流量が大きくなることから力強い運転が可能となる。従って、用途に合わせてスイッチやパネル操作等によりゲインＧを可変としてやることで、効率の高い運転と力強い運転を選択することが可能となる。
【００７０】
例えば、油圧ショベルを走行しながらアーム引きを行う作業のように力強さが必要とされる場合には、スイッチを操作してゲインＧを小さくすればよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１の本発明によれば、作業機械の油圧制御装置において、リリーフ弁の上流側圧力を検出する圧力検出手段によって検出された圧力検出値とリリーフ弁の流量特性とに基づいてリリーフ流量を推定し、このリリーフ流量推定値がゼロに近づくように可変容量ポンプのポンプ流量を制御するように構成したため、リリーフ流量に応じてポンプ流量を適切に制御することができる。また、リリーフ弁下流側に絞りを設ける必要がないために余分な圧力損失が発生せずエネルギー効率を高めることができる。それにより、ポンプ動力を節減することができる。
【００７２】
また、本発明では圧力を検出する方式にしているため、従来方式の温度検出のように検出遅れや余熱による誤作動等が発生せず、リリーフ流量発生時点からポンプ流量のカットオフが働くまでにタイムラグが発生しない。したがって、十分なリリーフ損失低減効果が得られない或いはリリーフ流量が０となった時点以降もポンプ流量がカットオフされ十分な駆動力が得られないという問題を解消することができる。
【００７３】
請求項２の本発明によれば、吐出流量制御手段を、可変容量ポンプのポンプ流量が急変しないように単位時間当たりのポンプ流量変化量を一定以下に制限したため、急なレバー操作を行っても、リリーフ流量は急速に増大するもののポンプ流量については急速に減少することが防止され、それにより、ハンチングを抑制することができる。
【００７４】
請求項３の本発明によれば、タンクに通じる戻り管路に圧力センサを設けるとともに、その圧力センサによって検出された背圧に基づいて圧力検出値を補正し、補正された圧力検出値とリリーフ弁の流量特性とに基づいてリリーフ流量を推定するようにしたため、リターン流量が増加しリターン側配管内圧力が上昇した場合であっても、リリーフ流量推定の精度を向上させることが可能となり、効果的にリリーフ圧損を低減しエネルギー効率を向上させることができる。
【００７５】
請求項４の本発明によれば、計測されたリリーフ設定圧実測値を用いてリリーフ弁流量特性を校正するようにしたため、リリーフ弁の製造上のバラツキ等により特性が異なる場合でも、バラツキの影響を排除し精度よくリリーフ流量を推定することができる。
【００７６】
請求項５の本発明によれば、リリーフ流量推定値にゲインを乗じたカットオフ流量を、実際の可変容量ポンプのポンプ流量から減じることにより目標ポンプ流量を決定するように構成し、ゲインを変更するゲイン変更手段をさらに備えたため、用途に合わせてゲイン変更手段としてのスイッチやパネル等の操作によりゲインを変更することができるため、効率の高い運転と力強い運転のいずれかを選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧制御装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示すコントローラによるリリーフ流量推定を説明するグラフである。
【図３】パイロット圧とポンプ流量の関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係るポンプ制御装置の第二実施形態を示す油圧回路図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の制御動作を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は本発明によるリリーフ流量減少効果を説明するためのグラフである。
【図７】比較例として制御なしの場合を示す図６対応図である。
【図８】本発明に係るポンプ制御装置の第三実施形態を示す油圧回路図である。
【図９】本発明のリリーフ圧の校正を説明するグラフである。
【符号の説明】
１ 油圧モータ
２ 可変容量ポンプ
３ コントロール弁
４ 操作レバー
５ リモコン弁
６ パイロットライン
７ 給排路
８ タンク
９ ポートリリーフ弁
１０ メークアップ用チェック弁
１１ 背圧チェック弁
１２ リターンライン
１３ オイルクーラ
１４ メインリリーフ弁
１５ 圧力センサ
１６ 圧力センサ
１７ コントローラ

Claims (5)

1. 作動油を供給する可変容量ポンプと、この可変容量ポンプから吐出された作動油を制御するコントロール弁と、このコントロール弁からの作動油によって作動するアクチュエータと、上記可変容量ポンプの吐出量を制御する吐出流量制御手段と、回路圧を一定に保つリリーフ弁とを備えてなる作業機械の油圧制御装置において、
   上記リリーフ弁の上流側圧力を検出する圧力検出手段を有し、
   上記吐出流量制御手段は、上記圧力検出手段によって検出された圧力検出値と上記リリーフ弁の流量特性とに基づいてリリーフ流量を推定し、このリリーフ流量推定値がゼロに近づくように上記可変容量ポンプのポンプ流量を制御するように構成されていることを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
2. 上記吐出流量制御手段は、上記可変容量ポンプのポンプ流量が急変しないように単位時間当たりのポンプ流量変化量を一定以下に制限するように構成されている請求項１記載の作業機械の油圧制御装置。
3. タンクに通じる戻り管路に圧力センサを設け、上記吐出流量制御手段はその圧力センサによって検出された背圧に基づいて上記圧力検出値を補正し、補正された圧力検出値と上記リリーフ弁の流量特性とに基づいてリリーフ流量を推定するように構成されている請求項１または２記載の作業機械の油圧制御装置。
4. 上記吐出流量制御手段は、リリーフ弁作動時の圧力波形より実測されたリリーフ設定圧実測値を用いて上記リリーフ弁流量特性を校正するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業機械の油圧制御装置。
5. 上記吐出流量制御手段は、リリーフ流量推定値にゲインを乗じたカットオフ流量を、実際の可変容量ポンプのポンプ流量から減じることにより目標ポンプ流量を決定するように構成され、上記ゲインを変更するゲイン変更手段がさらに備えられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械の油圧制御装置。

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