JP2005256895A - 作業用油圧シリンダの駆動制御装置および油圧ショベル - Google Patents

作業用油圧シリンダの駆動制御装置および油圧ショベル Download PDF

Info

Publication number
JP2005256895A
JP2005256895A JP2004067330A JP2004067330A JP2005256895A JP 2005256895 A JP2005256895 A JP 2005256895A JP 2004067330 A JP2004067330 A JP 2004067330A JP 2004067330 A JP2004067330 A JP 2004067330A JP 2005256895 A JP2005256895 A JP 2005256895A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydraulic
pressure
hydraulic cylinder
valve
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004067330A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Owada
義宜 大和田
Original Assignee
Hitachi Constr Mach Co Ltd
日立建機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Constr Mach Co Ltd, 日立建機株式会社 filed Critical Hitachi Constr Mach Co Ltd
Priority to JP2004067330A priority Critical patent/JP2005256895A/ja
Publication of JP2005256895A publication Critical patent/JP2005256895A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

【課題】 低負荷でのブーム下げ作業時にアーム操作を支障なく行えるようにする。
【解決手段】 油圧ポンプ21,22と、油圧ポンプ21,22からの圧油により駆動するブームシリンダ11およびアームシリンダ12と、シリンダ11,12の駆動指令を発生する操作手段27,28と、操作手段27,28の駆動指令に応じて油圧ポンプ21,22からシリンダ11,12への圧油の流れを制御する制御弁23〜26と、油圧ポンプ21,22からブームシリンダ11のロッド室11aに至る流路の面積を調整する弁手段30と、操作手段27,28の操作を検出する操作検出手段41,42と、油圧シリンダ11のボトム室11bの圧力を検出する圧力検出手段47と、操作検出手段41,42により所定値以上の操作が検出され、かつ、圧力検出手段47により所定値以下の圧力が検出されると高負荷条件成立と判定する判定手段40と、判定手段40により高負荷条件成立と判定されると、高負荷条件不成立と判定されたときよりも流路面積を増加するように弁手段30を制御する制御手段40とを備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、ブームシリンダ等の駆動力を制御する作業用油圧シリンダの駆動制御装置および油圧ショベルに関する。
この種の装置として、従来、切換スイッチの操作に応じてリリーフ弁の設定リリーフ圧を変更し、ブームシリンダの油室に作用する油圧力を制御するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。これによれば高掘削力が必要な高負荷作業時にリリーフ弁のリリーフ圧を高めてブームシリンダのロッド側油室の圧力を大きくし、高掘削力が必要でない低負荷作業時にリリーフ圧を低くしてロッド側油室の圧力を小さくする。
特開2000−45317号公報
しかしながら、上述したように低負荷作業時にリリーフ弁のリリーフ圧を低くすると、例えば共通の油圧ポンプからの圧油によってブームとアームを複合操作する場合、回路内の圧油がリリーフ弁からリリーフしやすいためにアームの動作に支障を来すことがある。
本発明による作業用油圧シリンダの駆動制御装置は、油圧ポンプと、油圧ポンプからの圧油により駆動する作業用油圧シリンダと、油圧シリンダの駆動指令を発生する操作手段と、操作手段の駆動指令に応じて油圧ポンプから油圧シリンダへの圧油の流れを制御する制御弁と、油圧ポンプから油圧シリンダのロッド室に至る流路の面積を調整する弁手段と、操作手段の操作を検出する操作検出手段と、油圧シリンダのボトム室の圧力を検出する圧力検出手段と、操作検出手段により所定値以上の操作が検出され、かつ、圧力検出手段により所定値以下の圧力が検出されると高負荷条件成立と判定する判定手段と、判定手段により高負荷条件成立と判定されると、高負荷条件不成立と判定されたときよりも流路面積を増加するように弁手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
油圧ポンプからの圧油が制御弁の上流側で分岐して他の油圧アクチュエータにも導かれるように油圧回路を形成し、弁手段を油圧回路の分岐点よりも少なくとも下流側に設けることが好ましい。
判定手段により高負荷条件成立と判定されると、高負荷条件不成立と判定されたときよりも油圧シリンダへの圧油量が増加するように制御手段により制御弁を制御することもできる。
少なくとも選択手段により高負荷作業が選択されると高負荷条件成立と判定するようにしてもよい。
油圧ポンプを可変容量形油圧ポンプとして構成し、油圧ポンプからの圧油がロッド室のみに供給された状態で高負荷条件不成立と判定されるとポンプ容量を最小に制御し、これ以外の条件ではポンプ吐出圧に応じてポンプ容量を制御するポンプ容量制御手段をさらに備えることもできる。
油圧シリンダの縮退により油圧シリンダのボトム室から排出された圧油をロッド室に導く再生手段をさらに備えることもできる。
油圧シリンダをブームシリンダとして構成するとともに、油圧ポンプ(第1の油圧ポンプ)と制御弁(第1の制御弁)に対して並列に、それぞれ第2の油圧ポンプと第2の制御弁とを設け、第2の制御弁が、操作手段によりブームシリンダの伸張動作が指令されると第2の油圧ポンプからの圧油をボトム室に導くように切り換わり、ブームシリンダの縮退動作が指令されると再生手段として機能するように切り換わるものでもよい。
以上の作業用油圧シリンダの駆動制御装置は油圧ショベルに備えることが好ましい。
本発明によれば、油圧シリンダの駆動指令を発生する操作手段の所定値以上の操作が検出され、かつ、油圧シリンダのボトム室の所定値以下の圧力が検出されると高負荷条件成立と判定し、高負荷条件不成立と判定されたときよりも油圧ポンプからロッド室に至る流路の面積を増加するようにした。これによりリリーフ弁のリリーフ圧を小さく設定することなく低負荷作業時にロッド室への圧油の供給が制限されるので、油圧ポンプからの圧油による複合操作を良好に行うことができる。
−第1の実施の形態−
以下、図1,2を参照して本発明による駆動制御装置を油圧ショベルの作業用油圧シリンダ(ブームシリンダ)に適用した場合の第1の実施の形態について説明する。
図1は、本発明が適用される油圧ショベルの側面図である。油圧ショベルは走行体1と、走行体1上に旋回可能に設けられた旋回体2と、旋回体2に取り付けられたブーム3A,アーム3B,バケット3Cからなる作業装置3とを有する。ブーム3Aはブームシリンダ11により旋回体2の前部に回動可能に支持され、アーム3Bはアームシリンダ12によりブーム先端部に回動可能に支持され、バケット3Cはシリンダ13によりアーム先端部に回動可能に支持されている。
図2は、第1の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図である。この油圧回路は、エンジンEにより駆動される一対の可変容量油圧ポンプ21,22と、油圧ポンプ21,22からの圧油により駆動するブームシリンダ11と、油圧ポンプ21,22からの圧油により駆動するアームシリンダ12と、油圧ポンプ21,22からブームシリンダ11への圧油の流れをそれぞれ制御する一対の制御弁23,24と、油圧ポンプ21,22からアームシリンダ12への圧油の流れをそれぞれ制御する一対の制御弁25,26と、制御弁23,24を操作するブーム駆動用操作レバー27と、制御弁25,26を操作するアーム駆動用操作レバー28と、ブームシリンダ11の負荷モード(高負荷モード/低負荷モード)を選択する切換スイッチ29と、油圧ポンプ21からブームシリンダ11へ供給される圧油量を調整する調整装置30(メータイン回路)とを有する。
制御弁23〜26はそれぞれ油圧パイロット式切換弁である。制御弁23,24のパイロットポートには、それぞれ操作レバー27の操作によるパイロット弁27aからのパイロット圧(操作圧力)が同時に作用し、操作レバー27の操作に応じて制御弁23,24は位置イ側(ブーム上げ側)または位置ロ側(ブーム下げ側)に切り換わる。制御弁25,26のパイロットポートには、それぞれ操作レバー28の操作によるパイロット弁28aからのパイロット圧が同時に作用し、操作レバー28の操作に応じて制御弁25,26は位置イ側(アーム上げ側)または位置ロ側(アーム下げ側)に切り換わる。なお、図2は操作レバー27のみをブーム下げ側に操作(ブーム下げ単独操作)した状態を示し、制御弁23,24はブーム下げ側に切り換わっている。
制御弁23,24がブーム上げ側に切り換わると、油圧ポンプ21,22からの圧油はそれぞれ制御弁23,24を通過後に合流してブームシリンダ11のボトム室11bに供給され、ロッド室11aの圧油は制御弁23,24を通過してタンクに排出される。一方、制御弁23,24がブーム下げ側に切り換わると、油圧ポンプ21からの圧油は後述する切換弁31,制御弁23を通過してブームシリンダ11のロッド室11aに供給されるのに対し、油圧ポンプ22からの圧油はロッド室11aに供給されず、タンクに戻される。また、ブームシリンダ11のボトム室11bの圧油の一部は制御弁24内のチェック弁24aと絞り24bを介しブームシリンダ11のロッド室11aに導かれ、残りは制御弁24内の絞り24cを介してタンクに排出される。
制御弁25,26がアーム上げ(DUMP)側の位置イに切り換わると、油圧ポンプ21,22からの圧油はそれぞれイ側に切り換わっている制御弁25,26を通過後に合流してアームシリンダ12のロッド室12aに供給され、ボトム室12bの圧油は制御弁25,26を通過してタンクに排出される。制御弁25,26がアーム下げ(CROWD)側の位置ロに切り換わると、油圧ポンプ21,22からの圧油はそれぞれ制御弁25,26を通過後に合流してアームシリンダ12のボトム室12bに供給され、ロッド室12aの圧油は制御弁25,26を通過してタンクに排出される。
調整装置30は、ブーム下げ操作時に油圧ポンプ21からの圧油を制御弁23に導くブーム下げ用回路に設けられた切換弁31と、油圧源32と、油圧源32から切換弁31に作用するパイロット圧を調整する電磁切換弁33とを有する。切換弁31は流路面積を変更可能な可変絞り弁であり、切換弁31が位置ロに切り換わると流路面積が増加し、位置イに切り換わると流路面積が減少する。電磁切換弁33はコントローラ40からの制御信号により切り換えられ、電磁切換弁33が位置ロに切り換わると油圧源32からのパイロット圧が切換弁31に作用して切換弁31を位置ロ(流路面積大)に切り換え、位置イに切り換わるとパイロット圧の作用が停止する。
コントローラ40には、切換スイッチ29と、制御弁23,24に作用するブーム上げ側およびブーム下げ側の操作圧力を検出する圧力センサ41,42と、制御弁25,26に作用するアーム上げ側およびアーム下げ側の操作圧力を検出する圧力センサ43,44と、油圧ポンプ21,22の吐出圧を検出する圧力センサ45,46と、ブームシリンダ11のボトム室11bの圧力を検出する圧力センサ47が接続されている。ボトム室11bの圧力はバケット先端の地面への押し付け力が大きいほど小さくなる。
コントローラ40は、切換スイッチ29と圧力センサ41〜47からの信号に応じて電磁切換弁33に制御信号を出力し、電磁切換弁33を切り換えるとともに、ポンプレギュレータ21a,22aに制御信号を出力し、油圧ポンプ21,22の傾転量を制御する。
すなわち、切換スイッチ29がオン操作され、かつ、圧力センサ42により所定値p1以上のブーム下げ操作圧力が検出され、かつ、圧力センサ47により所定値p2以下のボトム室11bの圧力が検出されると、コントローラ40は高負荷条件成立と判定して電磁切換弁33に制御信号を出力し、電磁切換弁33を位置ロに切り換える。一方、これ以外の条件では高負荷条件不成立と判定して電磁切換弁33への制御信号の出力を停止し、電磁切換弁33を位置イに切り換える。ここで、所定値p1,p2はブーム下げの高負荷作業(例えばバケット先端を地面に押し付けて車体を持ち上げるジャッキアップ作業等)の有無を判定する閾値である。
また、圧力センサ41〜44からの信号によりブーム下げ単独操作が検出されると、コントローラ40はレギュレータ22aに制御信号を出力してポンプ22を最小傾転に制御し、圧力センサ41〜44からの信号によりブーム下げ単独操作が検出され、かつ、圧力センサ47により所定値p2未満のボトム室11bの圧力が検出されると、レギュレータ21aに制御信号を出力し、ポンプ21を最小傾転に制御する。これ以外の条件では圧力センサ45,46により検出されたポンプ吐出圧力に応じて油圧ポンプ21,22のポンプ傾転量をそれぞれ制御する。すなわちポンプ吐出圧とポンプ傾転量で決定される負荷がエンジン出力を上回らないように、コントローラ40での馬力制御によりポンプ傾転量を制御する。なお、ポンプ吐出圧をレギュレータ21a,22aに直接導くことで馬力制御を行うように構成してもよい。
次に、第1の実施の形態に係わる駆動制御装置の特徴的な動作を説明する。
(1)低負荷モード
バケット3Cの地面への押し付け力がそれほど必要でない低負荷作業時には、切換スイッチ29をオフする(低負荷モード)。この状態では電磁切換弁33は常に位置イに切り換えられる。したがって、切換弁31は位置イに切り換わり、切換弁31の流路面積が減少する。ここで、操作レバー27をブーム下げ側に単独操作すると、その操作量に応じたパイロット圧が制御弁23,24に作用し、制御弁23,24はそれぞれ図2に示すように位置イに切り換わる。これにより油圧ポンプ21からの圧油が切換弁31、制御弁23を介してブームシリンダ11のロッド室11aに作用し、ブームシリンダ11が縮退し、ブーム3Aが下方に回動する。
低負荷モード時には油圧ポンプ21からの吐出油が切換弁31で絞られる。このため、少ない流量でポンプ吐出圧がリリーフ弁14の設定圧に達しやすい。これによりブームシリンダ11に作用する圧力が低めに制限され、車体を浮き上げることなく低負荷の掘削作業を行うことができる。
このときブームシリンダ11のロッド室11aとボトム室11bは制御弁24を介して連通し、ボトム室11bから排出された圧油の一部は制御弁24の絞り24cを介してタンクに排出され、残りは制御弁24の絞り24bを介してロッド室11aに導かれる。これによりボトム室11bから排出された圧油が再生され、その分、油圧ポンプ21からの吐出油量を低減できる。例えば、ブーム3Aを自重で落下させる作業時には、この再生油だけでブームシリンダ11を駆動することができ、効果的である。
この場合、ブーム下げ単独操作時に油圧ポンプ22からの圧油はタンクへ流れ込むためブームシリンダ11に導かれないので、ポンプ22の吐出油量は最小限であればよく、油圧ポンプ22は最小傾転に制御される。また、低負荷作業時にはブームシリンダ11の駆動圧を大きくする必要がないため、ポンプの吐出油量はそれほど必要とされず、油圧ポンプ21も最小傾転に制御される。これにより油圧ポンプ21,22の駆動のためのエネルギ消費を抑えることができる。なお、低負荷モード時にブームシリンダ11に作用する負荷が増加して、ブームシリンダ11のボトム圧力が所定値p2以下になると、馬力制御により油圧ポンプ21の傾転量が制御され、負荷に応じてポンプ吐出量が増加する。
一方、低負荷モード時に操作レバー27を下げ操作した状態で、さらに操作レバー28を複合操作(例えば下げ(CROUD)操作)すると、その操作量に応じたパイロット圧が制御弁25,26に作用し、制御弁25,26がそれぞれ位置ロ側に切り換わる。これにより油圧ポンプ21,22からの圧油がそれぞれ制御弁25,26を介してアームシリンダ12のボトム室12bに作用し、アームシリンダ12が伸長し、アーム3Bが下方に回動する。
複合操作時には、馬力制御により油圧ポンプ21,22の傾転量が制御され、ポンプ傾転量が増加する。このとき制御弁23の上流側の流路面積は切換弁31により絞られているため、油圧ポンプ21から流路101を介して流れる圧油は制御弁25に導かれやすい。また、リリーフ弁14の設定圧を下げないので、リリーフ弁14から低圧油がリリーフすることを防止できる。その結果、油圧ポンプ21からアームシリンダ12へより多くの圧油が導かれ、アームシリンダ12への圧油量が不足することなく、良好な複合操作が可能である。
(2)高負荷モード
バケット3Cの地面への押し付け力が高い高負荷作業、例えばジャッキアップ作業を行う場合、まず切換スイッチ29をオンして高負荷モードを選択する。この状態で操作レバー27をブーム下げ側に単独操作すると、その操作量に応じたパイロット圧が制御弁23,24に作用し、制御弁23,24はそれぞれ位置イ側に切り換わる。これにより油圧ポンプ21からの圧油が切換弁31、制御弁23を介してブームシリンダ11のロッド室11aに作用し、ブームシリンダ11が縮退し、ブーム3Aが下方に回動する。
ジャッキアップ作業時にはブームシリンダ11を伸張する方向に地面からの大きな反力が作用するため、ボトム室11bの圧力が低下(ロッド室11aの圧力は上昇)し、圧力は所定値p2以下となる。また、高負荷作業時の操作レバー27の操作量は大きいため、操作圧力は所定値p1以上となる。これにより高負荷条件が成立して電磁切換弁33は位置ロに切り換えられ、この切換により切換弁31が位置ロに切り換わり、切換弁31の流路面積が増加する。その結果、油圧ポンプ21からロッド室11aへ導かれる圧油量が増加し、ジャッキアップ作業が容易となる。
この場合、油圧ポンプ21の傾転量は馬力制御によりポンプ吐出圧に応じて制御される。これによりジャッキアップ作業に適応してシリンダ駆動圧を高めることができる。なお、ブーム下げ単独操作時に油圧ポンプ22からの圧油はシリンダ駆動圧として作用しないため、油圧ポンプ22は最小傾転に制御される。
高負荷モード時に操作レバー27を下げ操作した状態で、さらに操作レバー28を複合操作(例えば下げ(CROWD)操作)すると、その操作量に応じたパイロット圧が制御弁25,26に作用し、制御弁25,26がそれぞれ位置ロ側に切り換わる。これにより油圧ポンプ21,22からの圧油がそれぞれ制御弁25,26を介してアームシリンダ12のボトム室12bに作用し、アームシリンダ12が伸張し、アーム3Bが下方に回動する。この場合、油圧ポンプ21から流路101および制御弁25を介してアームシリンダ12に作用する圧油量は低負荷モード時よりも減少するが、油圧ポンプ22からの圧油はアームシリンダ12のみに供給され、かつ、油圧ポンプ21,22の傾転量は馬力制御により制御されるため、アームシリンダ12への圧油量が不足することはなく、良好な複合操作が可能である。
以上の第1の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)油圧ポンプ21とブーム駆動用制御弁23の間に流路面積を変更可能な切換弁31を設けてブーム下げ用のメータイン回路を形成し、切換スイッチ29により高負荷モードが選択され、かつ操作圧力が所定値p1以上で、かつブームシリンダ11のボトム室11bの圧力が所定値p2以下のとき、すなわち高負荷条件成立時に切換弁31の流路面積を増加し、高負荷条件不成立時に流路面積を減少するようにした。これにより低負荷作業時にブームシリンダ11のロッド室11aへの圧油の供給が制限され、リリーフ弁14のリリーフ圧を小さく設定することなくバケット先端の押し付け力が小さい低負荷作業を良好に行うことができる。したがって、ブーム3Aとアーム3Bの複合操作時に、油圧ポンプ21からアームシリンダ12への圧油量が不足することなく良好な複合操作が可能である。また、高負荷作業時にはブームシリンダ11のロッド室11aへの圧油供給量が増加するため、ジャッキアップ作業等の高負荷作業を容易に行うことができる。
(2)一対の油圧ポンプ21,22と、各油圧ポンプ21,22からブームシリンダ11への圧油の流れを制御するための一対の制御弁23,24を設けた。そして、ブーム上げ作業時には油圧ポンプ21,22からの圧油を合流してブームシリンダ11のボトム室11bに導き、ブーム下げ作業時には一方の油圧ポンプ21からの圧油を制御弁23を介してロッド室11aに導くとともに、他方の油圧ポンプ22からの圧油はロッド室11aに導かず、ブームシリンダ11のボトム室11bから排出した圧油を制御弁24を介してロッド室11aに戻すようにした。すなわちボトム室11bの圧油をロッド室11aに導く再生回路を形成したので、ポンプ吐出量を低減することができ、燃費が改善される。
(3)低負荷でのブーム下げ単独操作時にポンプ傾転を最小傾転に制御したので、ポンプ21,22の駆動のためのエネルギ消費を抑えることができる。
(4)選択スイッチ29により作業モードを選択し、高負荷モードが選択されたときのみ切換弁31の流路面積の増加を許容するようにしたので、流路面積の変更にオペレータの意思が反映され、扱いやすい。
(5)選択スイッチ29の操作だけでなく、操作圧力が所定値p1以上で、かつ、ボトム室11bの圧力が所定値p2以下のとき、切換弁31の流路面積を増加するようにしたので、選択スイッチ29が誤操作された場合に誤って流路面積が増加することを防止できる。
−第2の実施の形態−
図3を参照して本発明による駆動制御装置の第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態が第1の実施の形態と異なるのは調整装置30の構成である。以下では、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
図3は、第2の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図である。なお、図2と同一の箇所には同一の符号を付す。第2の実施の形態に係わる調整装置30には、切換弁31の代わりに切換弁34が設けられ、かつ切換弁34と並列に絞り35が設けられている。切換弁34が位置ロに切り換わると、油圧ポンプ21と制御弁23がそれぞれ切換弁34,絞り35を介して連通し、ブーム下げ用回路の流路面積が増加する。切換弁34が位置イに切り換わると、油圧ポンプ21と制御弁23は絞り35のみを介して連通し、流路面積が減少する。
切換弁34は第1の実施の形態の切換弁31と同様、コントローラ40からの制御信号による電磁切換弁33の切換に応じて切り換わる。すなわち、切換スイッチ29がオン操作され、かつ、圧力センサ42により所定値p1以上のブーム下げ操作圧力が検出され、かつ、圧力センサ47により所定値p2以下のボトム室11bの圧力が検出されると(高負荷条件成立時)、電磁切換弁33が位置ロに切り換えられ、切換弁34は位置ロに切り換わる。これによりブーム下げ用回路の流路面積が増加し、油圧ポンプ21からの圧油が絞り35と切換弁34を介してそれぞれ制御弁23に導かれる。その結果、ロッド室11aに作用する圧油量が増加し、ジャッキアップ作業が容易となる。
一方、上述した以外の条件(高負荷条件不成立時)では、電磁電磁弁33は位置イに切り換えられ、切換弁34は位置イに切り換わる。これによりブーム下げ用回路の流路面積が減少し、油圧ポンプ21からの圧油は絞り35を介して制御弁23に導かれる。その結果、ロッド室11aに作用する圧油量が減少し、低負荷作業を良好に行うことができる。この場合、リリーフ弁14の設定圧を下げる必要がないので、ブーム3Aとアーム3Bの複合操作も良好に行うことができる。
−第3の実施の形態−
図4を参照して本発明による駆動制御装置の第3の実施の形態について説明する。
第3の実施の形態が第2の実施の形態と異なるのは調整装置30の構成である。以下では、第2の実施の形態との相違点を主に説明する。
図4は、第3の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図である。なお、図3と同一の箇所には同一の符号を付す。第3の実施の形態に係わる調整装置30には、切換弁34の代わりに電磁弁36が設けられ、油圧源32と電磁切換弁33は省略されている。
電磁弁36は第2の実施の形態の電磁切換弁33と同様、コントローラ40からの制御信号により切り換えられる。すなわち、高負荷条件成立時には、電磁弁36が位置ロに切り換わる。これにより油圧ポンプ21からの圧油が絞り35と切換弁34を介してそれぞれ制御弁23に導かれ、ロッド室11aに作用する圧油量が増加する。一方、高負荷条件不成立時には、電磁弁36は位置イに切り換えられる。これにより油圧ポンプ21からの圧油は絞り35を介して制御弁23に導かれ、ロッド室11aに作用する圧油量が減少する。
−第4の実施の形態−
図5を参照して本発明による駆動制御装置の第4の実施の形態について説明する。
第4の実施の形態が第1の実施の形態と異なるのは制御装置30の構成である。以下では、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
図5は、第4の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図である。なお、図2と同一の箇所には同一の符号を付す。図5に示すように、油圧ポンプ21と制御弁23の間の管路102には油圧切換弁51が介装されている。油圧切換弁51のパイロットポートには操作レバー27の巻上操作により発生するパイロット弁27aからのパイロット圧、または電磁切換弁33の切換による油圧源32からのパイロット圧がシャトル弁50を介して導かれる。油圧切換弁51にパイロット圧が作用すると油圧切換弁51は位置ロに切り換わり、管路102の流路面積が増加する。パイロット圧の作用が停止すると油圧切換弁51は位置イに切り換わり、管路102の流路面積が減少する。
電磁切換33弁は、第1の実施の形態と同様、切換スイッチ29がオン操作され、かつ、圧力センサ42により所定値p1以上のブーム下げ操作圧力が検出され、かつ、圧力センサ47により所定値p2以下のボトム室11bの圧力が検出されると(高負荷条件成立時)、コントローラ40からの制御信号により位置ロに切り換えられる。この切換により油圧源32からのパイロット圧が電磁切換弁33およびシャトル弁50を介して油圧切換弁51に作用し、油圧切換弁51が位置ロに切り換わる。これにより管路102の流路面積が増加するため、ロッド室11aに作用する圧油量が増加し、ジャッキアップ作業が容易となる。
一方、上述した以外の条件(高負荷条件不成立時)には電磁切換弁33は位置イに切り換えられ、油圧切換弁51は位置イに切り換わる。これにより管路102の流路面積が減少するため、ロッド室11aに作用する圧油量が減少し、低負荷作業を良好に行うことができる。
ブーム上げ操作時にはパイロット弁27aからのパイロット圧がシャトル弁50を介して油圧切換弁51に作用し、油圧切換弁51が位置ロに切り換わる。これによりブーム上げ操作時に管路102の流路面積が増加し、油圧ポンプ21からの圧油を油圧切換弁51で制限することなく制御弁23を介してボトム室11bに導くことができ、ブーム上げ動作を良好に行うことができる。なお、圧力センサ41によりブーム上げ操作が検出されたときにコントローラ40が電磁切換弁33を位置ロに切り換えるようにしてもよい。これによりパイロット弁27aからのパイロット圧を油圧切換弁51に導く必要がなく、シャトル弁50が不要となる。
−第5の実施の形態−
図6を参照して本発明による制動制御装置の第5の実施の形態について説明する。
図6は、第5の実施の形態に係る駆動制御装置の構成を示す油圧回路図である。なお、図5と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第4の実施の形態との相違点を主に説明する。
管路102には油圧切換弁51の代わりに油圧切換弁52が設けられている。油圧切換弁52に電磁切換弁33からのパイロット圧が作用すると油圧切換弁52は位置ロに切り換わり、管路102の流路面積が減少する。一方、パイロット圧の作用が停止すると油圧切換弁52は位置イに切り換わり、管路102の流路面積が増加する。
電磁切換弁33は、切換スイッチ29がオン操作され、かつ、圧力センサ42により所定値p1以上のブーム下げ操作圧力が検出され、かつ、圧力センサ47により所定値p2以下のボトム室11bの圧力が検出されると(高負荷条件成立時)、図示のように位置イ(中立位置)に切り換えられる。これにより油圧切換弁52は位置ロに切り換わり、管路102の流路面積が増加する。その結果、ロッド室11aに作用する圧油量が増加し、ジャッキアップ作業が容易となる。
一方、ブーム上げ操作時等、上述した以外の条件(高負荷条件不成立時)ではコントローラ40から電磁切換弁33に制御信号が出力され、電磁切換弁33は位置ロに切り換えられる。これにより油圧切換弁52にパイロット圧が作用して油圧切換弁52は位置ロに切り換わり、管路102の流路面積が減少する。その結果、ロッド室11aに作用する圧油量が減少し、低負荷作業を良好に行うことができる。
−第6の実施の形態−
図7を参照して本発明による制動制御装置の第6の実施の形態について説明する。
図7は、第6の実施の形態に係る駆動制御装置の構成を示す油圧回路図である。なお、図6と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第5の実施の形態との相違点を主に説明する。
図7に示すように油圧ポンプ21と制御弁23の間の管路には制御弁53が介装されている。制御弁53は管路103から管路104への圧油量を調整する可変絞り弁として機能する。すなわち油圧ポンプ21からの圧油が管路105および油圧切換弁54を介して制御弁53の油室に作用すると、制御弁53内のピストン53aが絞りを減少する方向に押動され、管路103から管路104への圧油量が減少する。一方、油圧ポンプ21から制御弁53の油室への圧油の作用が停止すると、ピストン53aが絞りを増加する方向に押動され、管路103から管路104への圧油量が増加する。
油圧切換弁54は電磁切換弁33からのパイロット圧により切り換わる。油圧切換弁54にパイロット圧が作用すると油圧切換弁54は位置ロに切り換わり、管路105からの圧油が制御弁53に作用する。油圧切換弁54へのパイロット圧の作用が停止すると油圧切換弁54は位置イに切り換わり、管路105から制御弁54への圧油の作用が停止する。
電磁切換弁33は、切換スイッチ29がオン操作され、かつ、圧力センサ42により所定値p1以上のブーム下げ操作圧力が検出され、かつ、圧力センサ47により所定値p2以下のボトム室11bの圧力が検出されると(高負荷条件成立時)、図示のように位置イ(中立位置)に切り換えられる。これにより油圧切換弁54は位置イに切り換わり、制御弁53の絞り面積が増加する。その結果、ロッド室11aに作用する圧油量が増加し、ジャッキアップ作業が容易となる。
一方、ブーム上げ操作時等、上述した以外の条件(高負荷条件不成立時)ではコントローラ40から電磁切換弁33に制御信号が出力され、電磁切換弁33は位置ロに切り換えられる。これにより油圧切換弁54にパイロット圧が作用して油圧切換弁54は位置ロに切り換わり、制御弁53の絞り面積が減少する。その結果、ロッド室11aに作用する圧油量が減少し、低負荷作業を良好に行うことができる。
−第7の実施の形態−
図8,9を参照して本発明による駆動制御装置の第7の実施の形態について説明する。
上記第1〜第6の実施の形態では、調整装置30(メータイン回路)によりブーム下げ用回路の流路面積を調整するようにしたが、第7の実施の形態では、ブーム下げ操作時の制御弁23の切換量を調整する。以下では、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
図8は、第7の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図である。なお、図2と同一の箇所には同一の符号を付す。制御弁23のブーム下げ側のパイロットポートは、電磁比例弁37を介して油圧源38に接続されている。これにより制御弁23には電磁比例弁37の切換に応じたパイロット圧が作用し、このパイロット圧に応じて制御弁23が切り換わる。
電磁比例弁37はコントローラ40からの制御信号により以下のように切り換わる。すなわち、高負荷条件不成立時には、図9の実線に示すように圧力センサ42により検出された操作圧力の増加に伴い電磁比例弁37の二次圧力が増加する。一方、操作圧力が所定値p1以上で、かつボトム室11bの圧力が所定値p2以下の高負荷条件成立時には、図9の点線に示すように電磁比例弁37の二次圧力が実線のものより大きくなる。これにより高負荷条件成立時に制御弁23の位置イ側への切換量が増加し、ロッド室11aに作用する圧油量が増加してジャッキアップ作業が容易となる。反対に、高負荷条件不成立時には制御弁23の位置イ側への切換量が減少し、ロッド室11aに作用する圧油量が減少して低負荷作業を良好に行うことができる。
上記実施の形態では、コントローラ40からの制御信号により電磁切換弁33,電磁弁36を切り換えるようにしたが、切換時のショック低減のためにこれらを徐々に切り換えるようにしてもよい。上記実施の形態では、一対の油圧ポンプ21,22と一対の制御弁23,24をブームシリンダ11の油圧回路に設けたが、油圧ポンプ22(第2の油圧ポンプ)と制御弁24(第2の制御弁)を省略してもよい。すなわち少なくとも油圧ポンプ21(第1の油圧ポンプ)とブームシリンダ11と制御弁23(第1の制御弁)とを設け、高負荷条件の成否に応じたコントローラ40(制御手段)からの制御信号により調整装置30を制御、あるいは切換弁23の切換量を制御するのであれば、他の構成はいかなるものでもよい。例えば選択手段としての切換スイッチ29を省略してもよい。
操作レバー27以外の操作手段によりブームシリンダ11の駆動指令を発生するようにしてもよい。弁手段としての調整装置30の構成は図2〜7のものに限らない。切換スイッチ29と圧力センサ41,42,47の検出値に応じてコントローラ40がブームシリンダ11の高負荷条件を判定するようにしたが、判定手段としてのコントローラ40の構成はこれに限らない。圧力センサ41,42以外の操作検出手段により操作レバー27の操作を検出してもく、圧力センサ47以外の圧力検出手段によりボトム室11bの圧力を検出してもよい。油圧ポンプ21からの圧油がロッド室11aのみに供給された状態で高負荷条件成立と判定されるとコントローラ40がレギュレータ21aに制御信号を出力してポンプ容量を最小に制御し、これ以外の条件ではポンプ吐出圧に応じてポンプ容量を制御するようにしたが、ポンプ容量制御手段の構成はこれに限らない。制御弁24以外の再生手段を用いてもよい。
上記実施の形態に係わる駆動制御装置はブームシリンダ11に適用したが、他の作業用油圧シリンダにも同様に適用することができる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の駆動制御装置に限定されない。
本発明が適用される油圧ショベルの側面図。 本発明の第1の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図。 本発明の第2の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図。 本発明の第3の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図。 本発明の第4の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図。 本発明の第5の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図。 本発明の第6の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図。 本発明の第7の実施の形態に係わる駆動制御装置の構成を示す油圧回路図。 図8の電磁比例弁の弁特性を示す図。
符号の説明
11 ブームシリンダ
12 アームシリンダ
14 リリーフ弁
21,22 油圧ポンプ
21a,22a レギュレータ
23〜26 制御弁
27,28 操作レバー
29 切換スイッチ
31 切換弁
33 電磁切換弁
34 切換弁
36 電磁弁
37 電磁比例弁
40 コントローラ
41〜47 圧力センサ
51,52 油圧切換弁
53 制御弁
54 油圧切換弁

Claims (8)

  1. 油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプからの圧油により駆動する作業用油圧シリンダと、
    前記油圧シリンダの駆動指令を発生する操作手段と、
    前記操作手段の駆動指令に応じて前記油圧ポンプから前記油圧シリンダへの圧油の流れを制御する制御弁と、
    前記油圧ポンプから前記油圧シリンダのロッド室に至る流路の面積を調整する弁手段と、
    前記操作手段の操作を検出する操作検出手段と、
    前記油圧シリンダのボトム室の圧力を検出する圧力検出手段と、
    前記操作検出手段により所定値以上の操作が検出され、かつ、前記圧力検出手段により所定値以下の圧力が検出されると高負荷条件成立と判定する判定手段と、
    前記判定手段により高負荷条件成立と判定されると、高負荷条件不成立と判定されたときよりも前記流路面積を増加するように前記弁手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする作業用油圧シリンダの駆動制御装置。
  2. 請求項1に記載の作業用油圧シリンダの駆動制御装置において、
    前記油圧ポンプからの圧油が前記制御弁の上流側で分岐して他の油圧アクチュエータにも導かれるように油圧回路を形成し、
    前記弁手段は、この油圧回路の分岐点よりも少なくとも下流側に設けられることを特徴とする作業用油圧シリンダの駆動制御装置。
  3. 油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプからの圧油により駆動する作業用油圧シリンダと、
    前記油圧シリンダの駆動指令を発生する操作手段と、
    前記操作手段の駆動指令に応じて前記油圧ポンプから前記油圧シリンダへの圧油の流れを制御する制御弁と、
    前記操作手段の操作を検出する操作検出手段と、
    前記油圧シリンダのボトム室の圧力を検出する圧力検出手段と、
    前記操作検出手段により所定値以上の操作が検出され、かつ、前記圧力検出手段により所定値以下の圧力が検出されると高負荷条件成立と判定する判定手段と、
    前記判定手段により高負荷条件成立と判定されると、高負荷条件不成立と判定されたときよりも前記油圧シリンダへの圧油量が増加するように前記制御弁を制御する制御手段とを備えることを特徴とする作業用油圧シリンダの駆動制御装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業用油圧シリンダの駆動制御装置において、
    高負荷作業または低負荷作業を選択する選択手段を有し、
    前記判定手段は、少なくとも前記選択手段により高負荷作業が選択されると高負荷条件成立と判定することを特徴とする作業用油圧シリンダの駆動制御装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の作業用油圧シリンダの駆動制御装置において、
    前記油圧ポンプは、可変容量形油圧ポンプであり、
    前記油圧ポンプからの圧油が前記ロッド室のみに供給された状態で高負荷条件不成立と判定されるとポンプ容量を最小に制御し、これ以外の条件ではポンプ吐出圧に応じてポンプ容量を制御するポンプ容量制御手段をさらに備えることを特徴とする作業用油圧シリンダの駆動制御装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の作業用油圧シリンダの駆動制御装置において、
    前記油圧シリンダの縮退により前記油圧シリンダのボトム室から排出された圧油を前記ロッド室に導く再生手段をさらに備えることを特徴とする作業用油圧シリンダの駆動制御装置。
  7. 請求項6に記載の作業用油圧シリンダの駆動制御装置において、
    前記油圧シリンダはブームシリンダであり、前記油圧ポンプ(第1の油圧ポンプ)と前記制御弁(第1の制御弁)に対して並列に、それぞれ第2の油圧ポンプと第2の制御弁とを設け、
    前記第2の制御弁は、前記操作手段により前記ブームシリンダの伸張動作が指令されると前記第2の油圧ポンプからの圧油を前記ボトム室に導くように切り換わり、前記ブームシリンダの縮退動作が指令されると前記再生手段として機能するように切り換わることを特徴とする作業用油圧シリンダの駆動制御装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項記載の作業用油圧シリンダの駆動制御装置を備えたことを特徴とする油圧ショベル。
JP2004067330A 2004-03-10 2004-03-10 作業用油圧シリンダの駆動制御装置および油圧ショベル Pending JP2005256895A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004067330A JP2005256895A (ja) 2004-03-10 2004-03-10 作業用油圧シリンダの駆動制御装置および油圧ショベル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004067330A JP2005256895A (ja) 2004-03-10 2004-03-10 作業用油圧シリンダの駆動制御装置および油圧ショベル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005256895A true JP2005256895A (ja) 2005-09-22

Family

ID=35082832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004067330A Pending JP2005256895A (ja) 2004-03-10 2004-03-10 作業用油圧シリンダの駆動制御装置および油圧ショベル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005256895A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008108013A1 (ja) 2007-03-06 2008-09-12 Caterpillar Japan Ltd. 建設機械における油圧制御回路
CN102733443A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 住友建机株式会社 施工机械
WO2014103273A1 (ja) * 2012-12-26 2014-07-03 コベルコ建機株式会社 油圧制御装置及びこれを備えた建設機械
EP3284869A4 (en) * 2015-04-13 2019-01-09 Volvo Construction Equipment AB HYDRAULIC DEVICE FOR A CONSTRUCTION MACHINE AND CONTROL PROCESS THEREFOR
JP2019019900A (ja) * 2017-07-18 2019-02-07 キャタピラー エス エー アール エル 作業機械の制御装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008108013A1 (ja) 2007-03-06 2008-09-12 Caterpillar Japan Ltd. 建設機械における油圧制御回路
US8539762B2 (en) 2007-03-06 2013-09-24 Caterpillar Japan Ltd. Hydraulic control circuit for construction machine
CN102733443A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 住友建机株式会社 施工机械
WO2014103273A1 (ja) * 2012-12-26 2014-07-03 コベルコ建機株式会社 油圧制御装置及びこれを備えた建設機械
JP2014126126A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 油圧制御装置及びこれを備えた建設機械
CN104870831A (zh) * 2012-12-26 2015-08-26 神钢建机株式会社 液压控制装置及具有该液压控制装置的工程机械
US10047494B2 (en) 2012-12-26 2018-08-14 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic control device and construction machine with same
EP3284869A4 (en) * 2015-04-13 2019-01-09 Volvo Construction Equipment AB HYDRAULIC DEVICE FOR A CONSTRUCTION MACHINE AND CONTROL PROCESS THEREFOR
JP2019019900A (ja) * 2017-07-18 2019-02-07 キャタピラー エス エー アール エル 作業機械の制御装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5388787B2 (ja) 作業機械の油圧システム
KR101932304B1 (ko) 작업 기계의 유압 구동 장치
JP5492229B2 (ja) 油圧作業機
KR100824662B1 (ko) 작업기계의 유압구동장치
EP0795690B1 (en) Hydraulic driving device
KR970001723B1 (ko) 건설기계의 유압제어장치
JP5013452B2 (ja) 建設機械における油圧制御回路
JP3816893B2 (ja) 油圧駆動装置
EP2354331B1 (en) Hydraulic drive device for hydraulic excavator
JP6003229B2 (ja) 建設機械のブーム駆動装置
KR101959652B1 (ko) 건설 기계
JP2010230039A (ja) 流体圧回路
JP4855124B2 (ja) ブルドーザ、作業機械及びブレードの自由落下方法
JP2005256895A (ja) 作業用油圧シリンダの駆動制御装置および油圧ショベル
CN112105785A (zh) 工程机械的液压驱动装置
JP4702894B2 (ja) 油圧ショベルにおける油圧制御システム
JP2013147886A (ja) 建設機械
JP2008002505A (ja) 建設機械の省エネ装置
WO2019180798A1 (ja) 建設機械
JP6450487B1 (ja) 油圧ショベル駆動システム
JP2018145984A (ja) 建設機械の油圧駆動装置
JP6782852B2 (ja) 建設機械
JP2007032786A (ja) 流体圧制御装置及び流体圧制御方法
JPH11140914A (ja) 旋回式建設機械の油圧ポンプ制御装置
JP2007032787A (ja) 流体圧制御装置及び流体圧制御方法