JP2007315514A

JP2007315514A - 作業機械の制御装置

Info

Publication number: JP2007315514A
Application number: JP2006146574A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kubo; 隆久保; Kiminori Sano; 公則佐野; Hiroshi Ishiyama; 寛石山
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: JP4773883B2

Abstract

【課題】回生回路を含む装置全体の油圧回路が簡易で、且つフェールセーフの機能をも兼ね備えた作業機械の回生システムの制御装置を得ることができる。
【解決手段】ブームシリンダ９３を収縮させるときのコントロール弁１００の制御を、操作レバー１０２の操作によって発生されるパイロット圧Ｐｄｎと、該パイロット圧Ｐｄｎとは独立した押し圧力を出力可能な電磁弁の２次圧Ｐｅとで行う構成とし、且つ該コントロール弁１００により、ブームシリンダ９３の伸長・収縮の切り換えのほか、該ブームシリンダ９３の収縮の際の戻り油の回生量を制御可能に構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械等の作業機械の制御装置に関する。

図５に、図示せぬ油圧ショベル（作業機械）のブームシリンダ１０を駆動するための代表的な油圧回路の要部を示す。ブームシリンダ１０の伸長・収縮は、作業者の操作レバー１４の操作に基づき、コントロール弁１６を介して制御される。コントロール弁１６は、図の２点鎖線で示した部分に相当しており、この例では、２つのスプール１８、２０を備えている。

第１のスプール１８は２位置４ポートの切換弁で、パイロットポートＰｐ１にパイロット圧が掛かったときにスプリング２２に抗して図のＢ位置からＡ位置に切り換るようになっている。第２のスプール２０は、３位置４ポートの切換弁で、パイロットポートＰｐ３側にパイロット圧が掛かったときに図のＤ位置、パイロットポートＰｐ４にパイロット圧が掛かったときに図のＦ位置、どちらのパイロットポートＰｐ３、Ｐｐ４にもパイロット圧が掛からなかったときに、スプリング２４、２６によって図のＥ位置に位置決めされるようになっている。なお、パイロットポートＰｐ１〜Ｐｐ４に掛かるパイロット圧は、操作レバーに動きに連動するパイロットバルブ（図示略）により発生される。

ブームシリンダ１０を伸長させるとき、すなわち図示せぬブームを上昇させるときは、油路１１にパイロット圧が発生することから、第１のスプール１８がＡ位置、第２のスプール２０がＤ位置にそれぞれ切り換り、油圧ポンプ３０、３２からの圧油がブームシリンダ１０のボトム側１２に供給される。

ブームシリンダ１０を収縮させるとき、すなわちブームを降下させるときには、操作レバー１４の操作により油路１３にパイロット圧が発生することから、第１のスプール１８がスプリング２２の付勢力によりＢ位置に、第２のスプール２０がＦ位置にそれぞれ切り換り、第２のスプール２０を介してブームシリンダ１０のボトム側１２の戻り油がドレンされるようになっている。

なお、図の符号３６は、ポペット３６Ａ付きの保持弁を示している。

一方、特許文献１において、メータアウト側（ブームシリンダのボトム側）に回生回路が形成され、戻り油によってポンプモータを駆動することによってブームシリンダの回生エネルギを回収するように構成した建設機械が開示されている。図６にその概略を示す。

図６の例においても、ブームシリンダ１０の伸長・収縮は、図５の従来例と同様にコントロール弁３８の切り換えによって行われる。

回生回路Ａ１は、切り換え弁４０によってブームシリンダ１０の戻り油の経路４２が回生用の経路４２Ａ、と非回生用の経路４２Ｂとに切り換られるようになっており、掘削作業等を行う際には、該回生用の経路４２Ａが開かれ、戻り油の経路４２のエネルギがポンプモータ４４、発電機４６を介して回収される。一方、微操作作業等を行う際には該回生用の経路４２Ａは閉じられ、操作性が重視される。

このように回生に当たって戻り油の経路４２の流れをコントロールするというのは、回生回路Ａ１の負荷（回生負荷：換言するならば回生回路Ａ１の発電機４６によって回生し得る電力）及びブームシリンダ１０の収縮速度（ブームの下降速度）を含むブーム操作性が、戻り油の量あるいは圧力によって大きく影響を受けるからである。

特開２００３−３２９０１２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の建設機械を含め、従来の作業機械においては、コントロール弁３８のほかに回生回路Ａ１の戻り油の制御のために別途切り換え弁４０を必要とし、それだけ装置が複雑化し、またコストが高くなる傾向があるという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、回生回路を含む装置全体の油圧回路が簡易で、且つフェールセーフの機能をも兼ね備えた作業機械の回生システムの制御装置を提供することをその課題としている。

本発明は、ブーム等の駆動対象を操作する操作レバーと連動して動くコントロール弁の切り換えによって前記駆動対象の駆動シリンダを伸長・収縮させるとともに、該駆動シリンダの収縮の際に、その戻り油のエネルギの回生を可能に構成した作業機械の制御装置において、前記コントロール弁の制御を、前記操作レバーの操作によって発生されるパイロット圧と、該パイロット圧とは独立した押し圧力を出力可能な電磁弁の２次圧とで行う構成とし、且つ該コントロール弁により、前記ブームシリンダの伸長・収縮の切り換えのほか、該ブームシリンダの収縮の際の戻り油の回生量を制御可能に構成したことにより、上記課題を解決したものである。

本発明では、従来、基本的にブームの上げ下げ（駆動シリンダの伸縮の切り換え）の機能しかなかったコントロール弁に、戻り油の制御機能を兼用させるようにした。しかしながら、この場合に、単にコントロール弁に戻り油の制御を兼用させた場合には、当然に、回生の制御及びブームシリンダの収縮の制御の双方が、コントロール弁のその時のスプールの位置に応じて一義的に定まってしまい、両者のきめ細かな制御が困難となってしまう。この問題は、コントロール弁のスプールのストロークを長くとると共に、油圧発生範囲が広く且つ発生油圧の精度の高い高価な電磁弁を介して当該長いストローク中でのスプール位置を制御するようにすれば、ある程度は克服できる可能性はあるものの、コスト低減に寄与しないだけでなく、断線その他の不具合等によって電磁弁が故障したようなときには、ブームの基本的な上げ下げさえもできなくなってしまうという新たな問題が発生する恐れがある。

そこで、本発明では、コントロール弁を操作レバーの操作によって発生されるパイロット圧と、該パイロット圧とは独立した押し圧力を出力可能な電磁弁の２次圧とで行う構成を採用し、両油圧の組合せによってコントロール弁を制御するようにしている。

これにより、基本的に操作レバーの操作によってコントロール弁のスプールを制御し、従来と同様にブームの下降速度をきめ細かくコントロールすることができると共に、必要に応じて電磁弁を効果的に併用し、例えば戻り油の流量を多くしてエネルギの回收量を増大させる等の意図する特性の回生制御を行わせることができるようになる。

また、たとえ電磁弁が断線その他の何らかの原因によって故障したような場合であっても、操作レバーの操作により従来と同様にブームの上げ下げを制御することができ、フェールセーフの観点でも安全性が高い。

本発明には種々のバリエーションが考えられる。

例えば、前記電磁弁の最高出力圧は前記パイロット圧より高くなるように設定するとよい。これにより、パイロット圧によって駆動されるコントロール弁のスプールを必要ならばパイロット圧によるスプールの動きと逆の動きもさせることもできるようになり、電磁弁による制御の自由度を増大できる。また、後述するように、前記コントロール弁のスプールを、前記パイロット圧によって可能なストロークを超えた範囲にまで、更に拡大させることも容易となる。この場合にはスプールでの損失を一層抑制して回生効率を更に高めたエネルギの回収を行わせることができる。

更には、前記回生時の回生負荷に応じて、前記電磁弁を利用して前記コントロール弁の最大ストロークを可変とするように構成してもよい。これにより、例えばブームの下降速度が速すぎて（戻り油の量が多すぎて）回生モータや発電機の容量を超えるような回生が行われてしまうのを防止できる。これは、電磁弁が操作レバーの操作と独立した油圧を生成できることを積極的に利用したものであり、例えば、クレーンやリフティングマグネットのように、吊り下げ負荷が掛かるような作業機械において特に有効に機能する。

なお、本発明は、エネルギ回生率の大きいブームでの回生に適用した場合に、最も顕著な効果が得られるが、その適用対象が敢えてブームのみに限定される必要はなく、回生が可能な種々の駆動シリンダの回生装置に適用可能であり、相応の効果が得られる。

回生回路を含む装置全体の油圧回路が簡易で、且つフェールセーフの機能をも兼ね備えた作業機械の制御装置を得ることができる。

以下図面に基づいて、本発明に係る作業機械の制御装置の好適な実施形態の一例について詳細に説明する。

図４に本発明が適用された油圧ショベル（作業機械）８０の全体構成を示す。

油圧ショベル８０は、下部走行体８２、上部旋回体８４、及び作業部８６を備える。

作業部８６は、ブーム８８、アーム９０、バケット９２を備え、上部旋回体８４の運転室８５の横から片持ち状態でせり出している。作業部８６のブーム８８、アーム９０、バケット９２には、これら８８、９０、９２を駆動する油圧シリンダ（駆動シリンダ）として、それぞれブームシリンダ９３、アームシリンダ９４、バケットシリンダ９６が組み込まれている。

本実施形態では、このうち特に、ブーム８８に組み込まれたブームシリンダ９３を収縮させるときの戻り油の油路（メータアウト側の油路）に対して本発明を適用している。即ち、特に、ブームシリンダ９３を収縮させるときのコントロール弁１００の制御を、操作レバー１０２の操作によって発生されるパイロット圧Ｐｕｐ、Ｐｄｗと、該パイロット圧Ｐｕｐ、Ｐｄｗとは独立した押し圧力を出力可能な電磁比例弁１０４の２次圧Ｐｅとで行う構成としている。コントロール弁１００は、ブームシリンダ９３の伸長・収縮の切り換えのほか、該ブームシリンダ９３の収縮の際の戻り油の回生量を制御可能である。

以下、その油圧回路の具体的な構成について詳細に説明する。

図１を参照して、この実施形態では、前記ブーム８８を下げるとき、即ちブームシリンダ９３を収縮させるときにおける該ブームシリンダ９３からの戻り油の油路１０６を分岐部１０８において２本の油路１１０、１１２に分流している。分流した一方の油路１１０は回生モータ１１４及び発電機１１６を介してタンク１１８に導く回生回路ＲＥとされ、分流された他方の油路１１２はオリフィス１２０を介して流量調整された後タンク１１８に導かれている。

コントロール弁１００は、それぞれ３位置４ポートの切換弁の機能を有する第１、第２の２つのスプール１００Ａ、１００Ｂを有する。第１スプール１００Ａは、操作レバー１０２の操作によって図示せぬパイロットバルブによって従来と同様に発生するパイロット圧Ｐｕｐ、Ｐｄｎが油路１２２、１２４を介して上げポートＰｐ１、下げポートＰｐ２にそれぞれ印加されており、該パイロット圧Ｐｕｐ、Ｐｄｎのみによって駆動される構成とされている。これによって主に低速時（１速時）のブーム８８の昇降が実現される。

一方、第２スプール１００Ｂは、ブーム８８の上げ操作に関しては、パイロット圧Ｐｕｐが油路１２６を介して上げポートＰｐ３に印加される構成とされているが、ブーム８８の下げ操作に関しては、操作レバー１０２の操作によって発生されるパイロット圧Ｐｄｎと電磁比例弁１０４の吐出圧（２次圧）Ｐｅのうち、いずれか高圧の方の油圧Ｐｈが下げポートＰｐ４に印加される構成とされている。すなわち、パイロット圧Ｐｄｎが発生する油路１２８と電磁比例弁１０４の吐出油路１３０の合流位置にチェック弁１３２が配置され、該チェック弁１３２によってパイロット圧Ｐｄｎと電磁比例弁１０４の吐出圧Ｐｅとが比較されることにより、いずれか高圧側の方の油圧Ｐｈが下げポートＰｐ４に印加されるようになっている。

なお、第１、第２スプール１００Ａ、１００Ｂの３つの位置Ａ〜Ｃ、Ｄ〜Ｆは、代表的な状態を模式的に示したものであり、各位置にステップ状に切り換わるのではなく、完全ブロック状態の中立位置Ｂ、Ｅを中心として、伸長位置Ａ、Ｄ側及び収縮位置Ｃ、Ｆ側に向けて中間位置を含んで滑らかに切換可能である。従って、中立位置Ｂ、Ｅから収縮位置Ｃ、Ｆへの切り換わり状態を制御することにより、戻り油の流量可変制御が可能である。

流量調整のための指標は、この実施形態では操作レバー１０２の操作位置（パイロット圧Ｐｕｐ、Ｐｄｎ）のほか、ブームシリンダ９３のロッド側の油路１０５の油圧Ｐｔとボトム側の分流油路１１０の油圧Ｐｂを参照するようにすると共に、更に、回生回路ＲＥの図示せぬインバータ回路での負荷をも参照し、回生量の上限設定を行うようにしている。これについては後に詳述する。

なお、図１における符号１３４Ａ〜１３４Ｄは、ポートＰｐ１〜Ｐｐ４に油圧が印加されていないときに各スプール１００Ａ、１００Ｂを中立位置Ｂ、Ｅに維持するためのリターンスプリングを示している。また、符号１３６、１３８は、ブーム８８の上げ操作（ブームシリンダ９３の伸長操作）を行わせるための第１、第２油圧ポンプ、１４０、１４２は圧力センサ、１４４は電磁比例弁１０４の１次圧を提供する油圧源である。なお、第１油圧ポンプ１３６は、ブーム８８の下げ操作時のロッド側への圧油供給用の機能も兼ねている。

次に、この油圧ショベル８０の作用を、その回生制御に着目して詳細に説明する。

この図１の実施形態によれば、操作レバー１０２の上げ操作によってブームシリンダ９３が伸長されるとき（ブーム８８が上昇するとき）は、操作レバー１０２の動きに依存してパイロット圧Ｐｕｐが油路１２２、１２６を介して第１、第２スプール１００Ａ、１００ＢのポートＰｐ１及びＰｐ３に印加される。この結果、該第１、第２スプール１００Ａ、１００Ｂは、伸長位置Ａ、Ｄにそれぞれ位置決めされ、第１、第２油圧ポンプ１３６、１３８から吐出された圧油はそれぞれ油路１１２、１１０を経由して油路１０６に合流し、ブームシリンダ９３のボトム側に供給される。また、このときブームシリンダ９３のロッド側に存在していた圧油は、油路１０５、第１スプール１００ＡのＡ位置、及び油路１４０を経由してタンク１１８にドレンされるようになっている。これらの圧油の動きにより、ブームシリンダ９３が伸長する。なお、回生回路ＲＥに圧油が流れ込むことはないため、回生は行われない。

操作レバー１０２が操作されない中立状態にあるときは、各パイロット圧Ｐｕｐ、Ｐｄｎは全てタンク圧となり、第１、第２スプール１００Ａ、１００ＢのポートＰｐ１〜Ｐｐ４のいずれにもパイロット圧は導出されない。また、電磁比例弁１０４もこのときは特に油圧を発生しない。したがって、該第１、第２スプール１００Ａ、１００Ｂは、リターンスプリング１３４Ａ〜１３４Ｄの付勢力により中立位置Ｂ、Ｅに位置決めされる。このため、第１、第２スプール１００Ａ、１００Ｂは全てブロック状態となり、全ての圧油の移動が阻止される。したがって、ブームシリンダ９３はそのときのシリンダ位置を保持する。また、回生回路ＲＥもブロックされるため、回生は行われない。

操作レバー１０２の下げ操作によってブームシリンダ９３が収縮されるとき（ブーム８８が下げられるとき）は、回生をする場合としない場合とで作用が異なる。

回生をしないとき、即ち、例えば整地作業等の微妙な操作が要求されるときには、電磁比例弁１０４の吐出圧Ｐｅは零（あるいはパイロット圧Ｐｄｎ未満の待機圧）とされる。この場合、操作レバー１０２の下げ操作の動きに依存して発生されたパイロット圧Ｐｄｎが、第１スプール１００ＡのパイロットポートＰｐ２に印加されると共に、油路１２８及びチェック弁１３２を介して第２スプール１００ＢのポートＰｐ４に印加される。そのため、第１スプール１００Ａは収縮位置Ｃに、第２スプール１００Ｂは収縮位置Ｆにそれぞれ位置決めされる。この結果、第１、第２油圧ポンプ１３６、１３８から吐出された圧油が第１スプール１００Ａの収縮位置Ｃ、油路１０５を介してブームシリンダ９３のロッド側に供給されると共に、ブームシリンダ９３のボトム側に存在していた圧油が油路１０６側に排出され、ブームシリンダ９３が収縮する。なお、油路１０６から油路１１０側に分流された圧油は、第２スプール１００Ｂの収縮位置Ｆを介して回生モータ１１４を回転させ、発電機１１６を駆動するが、殆ど無負荷運転となり、電力は回生されない。一方、油路１０６から油路１１２側に分流された圧油は、第１スプール１００Ａの収縮位置Ｃを介してその流量がコントロールされ、油路１４０を経てタンク１１８に至る。

これに対し、掘削作業等で大きなエネルギの回生が期待できるときには、電磁比例弁１０４によってパイロット圧Ｐｄｎを上回る大きな吐出圧Ｐｅが発生される。これにより、チェック弁１３２の出力圧Ｐｈとして電磁比例弁１０４の吐出圧Ｐｅの方が選択され、該吐出圧Ｐｅが下げポートＰｐ４に印加される。この結果、第２スプール１００Ｂは、パイロット圧Ｐｄｎによるストロークで得られる収縮位置Ｆよりも更に大きなストロークで得られる（より大開口の）収縮位置Ｆｍ（図示は省略）にまで変位し、非常に大きな開口によって（極めて小さな損失で）ブームシリンダ９３のボトム側の圧油が回生モータ１１４側に供給される。回生モータ１１４が回転すると、該回生モータ１１４と連結されている発電機１１６が発電を開始し、図示せぬインバータ回路等を経てバッテリに回生電力が蓄積される。

図２に示されるように、電磁比例弁１０４の吐出圧Ｐｅの発生域は、パイロット圧Ｐｄｎの発生域よりも大きいため、第２スプール１００Ｂの収縮位置Ｆ〜Ｆｍの位置決めは、電磁比例弁１０４の吐出圧Ｐｅのコントロールにより任意に行うことができ、したがって回生制御を任意の特性で行うことができる。

収縮位置Ｆ〜Ｆｍの位置決めを具体的にどのような指標に基づいて行うかについては、特に限定されるものではないが、この実施形態においては、油路１０５に於けるブームシリンダ９３のロッド側の油圧Ｐｔ及びボトム側の分流油路１１０の油圧Ｐｂを圧力センサ１４０、１４２によってそれぞれ検出し、これを第２スプール１００Ｂの位置決め制御の指標としている。定性的には、油圧Ｐｂの絶対圧が大きいときほど、また、油圧ＰｔとＰｂとの差圧（Ｐｔ−Ｐｂ）が大きいときほど、第２スプール１００Ｂのストロークを大きくして、第２スプール１００Ｂでの損失の低減及び回生エネルギーの増大を図る。

但し、例えば保持圧が高く、分流油路１１０での油圧Ｐｂが非常に大きいとき等においては、該分流油路１１０内の圧油をそのまま回生回路ＲＥ側に導くと、発電機１１６の発電能力を超えてしまい、耐久性に問題が生じる恐れがある。そこで、このような過負荷の状態を、例えば回生回路ＲＥのインバータ回路の制御ボードにて検出し、電磁比例弁１０４での吐出圧Ｐｅを抑えることによって第２スプール１００Ｂのストロークを適度の範囲に抑え、該第２スプール１００Ｂにて相応の圧損を発生させて回生モータ１１４の発生トルクを制限するようにする。なお、この過負荷の検出は、例えば、前記圧力センサ１４０、１４２の出力値（Ｐｔ，Ｐｂ）等から間接的に求めるようにしてもよい。こうしたリミッタ制御を行うことにより、過負荷による発電機１１６の耐久性低下を回避しながら、該発電機１１６の発電限界に近い回生を効率的に行わせることができるようになる。

電磁比例弁１０４は、電気系統の指令に基づいて吐出圧Ｐｅを発生するものであるため、純油圧系の機器と比較して、断線その他の何らかの原因によるトラブルが発生し易い。しかしながら、本実施形態においては、たとえ電磁比例弁１０４に何らかのトラブルが発生したとしても、回生制御ができなくなるだけで、ブーム８８の昇降制御については、操作レバー１０２の操作により、従来と全く同様に行うことができる。このようなフェイルセーフ機能が、任意の吐出圧Ｐｅを発生し得る電磁比例弁１０４を利用した回生制御と両立できているというのが、本実施形態の大きな特徴の一つである。

図３に、本発明の他の実施形態を示す。先の実施形態においては、コントロール弁１００の第２スプール１００Ｂの下げポートＰｐ４に印加される油圧Ｐｈを、チェック弁１３２の機能によりパイロット圧Ｐｄｎ及び電磁比例弁１０４の吐出圧Ｐｅのうちいずれか高い方となるように構成していた。しかしながら、本実施形態においては、第２スプール１００Ｂの下げ方向の制御圧としてパイロット圧Ｐｄｎ及び電磁比例弁２０４の吐出圧Ｐｅ２の双方を直接第２スプール１００Ｂの２つのポートＰｐ４Ａ及びＰｐ４Ｂからそれぞれ印加するようにしている。

この実施形態によれば、先の実施形態におけるチェック弁１３２を省略できるようになるだけでなく、下げ方向の制御圧としてパイロット圧Ｐｄｎ及び電磁比例弁２０４の吐出圧Ｐｅ２の双方を活用することができるため、電磁比例弁２０４として先の実施形態における電磁比例弁に１０４よりも小さな電磁比例弁を用いても、トータルでパイロット圧Ｐｄｎのみで発生し得るスプール押圧力を超えた押圧力を得ることができる。そのため、電磁比例弁２０４の吐出圧Ｐｅ２は、必ずしも、パイロット圧Ｐｄｎより大きくなくてもよく、電磁比例弁２０４の低コスト化も図れる。回生制御を支配する第２スプール１００Ｂの位置決めは、操作レバー１０２の操作によって発生されるパイロット圧Ｐｄｎ及び電磁比例弁２０４によって発生される任意の吐出圧Ｐｅ２により非常にきめ細かく行うことができ、この実施形態においても、過負荷を防止するためのリミッター制御及び電磁比例弁２０４が故障したときの操作レバー１０２のみによるブームの昇降制御（フェールセーフ制御）の双方を先の実施形態と全く同様に実現することができる。

その他の構成は、基本的に先の実施形態と同様であるため、図中で主要な同一（または類似する）部位に同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。

なお、上記実施形態においては、非回生領域においては、操作レバー１０２の動きによって発生するパイロット圧をそのまま用いるようにし、電磁比例弁１０４、２０４は特に機能しない構成とされていたが、本発明においては、非回生領域においても電磁比例弁１０４、２０４を適宜に機能させることにより、操作状況に応じてよりきめ細かな戻り油の流量制御（ブーム８８の下げ操作制御）を行わせるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、コントロール弁が２つのスプールを有し、このうち一方の（第２）スプールの方にのみ電磁比例弁の吐出圧を印加するようにしていたが、本発明においては、コントロール弁が２つのスプールを有することは、必ずしも必須の要件ではなく、１個のみであっても、又３個以上のスプールに分離されているものであってもよい。３個以上のスプールに分離されている場合に、電磁比例弁が必ずしも全てのスプールの駆動に関係している必要がないのは、既に説明した実施形態と同様である。

ブームを有する作業部を備え、ブームシリンダの伸長・収縮によって前記ブームを駆動可能な作業機械の回生装置に特に有効に適用可能である。しかしながら、本発明は、その適用対象を敢えてブームシリンダの回生のみに限定する必要はなく、回生が可能な種々の駆動シリンダの回生装置に適用可能であり、相応の効果が得られる。

本発明に係る作業機械の制御装置の実施形態の一例の要部構成を示すスケルトン図パイロット圧と電磁比例弁の吐出圧との関係を示すグラフ本発明の他の実施形態の要部構成を示す図１相当のスケルトン図本発明が適用された油圧ショベル（作業機械）の全体構成を示す正面図従来の代表的なブーム駆動用の油圧回路の要部構成を示すスケルトン図従来の回生制御が可能な油圧回路の要部構成を示すスケルトン図

符号の説明

８０…油圧ショベル（作業機械）
８８…ブーム
９３…ブームシリンダ
１００…コントロール弁
１００Ａ…第１スプール
１０２Ｂ…第２スプール
１０２…操作レバー
１０４…電磁比例弁
１１４…油圧モータ
１１６…発電機
１１８…タンク
１２０…オリフィス
１３０…チェック弁
１３４Ａ〜１３４Ｄ…リターンスプリング
１３６…第１油圧ポンプ
１３８…第２油圧ポンプ
１４０、１４２…圧力センサ
Ｐｐ１〜Ｐｐ４…ポート
ＲＥ…回生回路

Claims

ブーム等の駆動対象を操作する操作レバーと連動して動くコントロール弁の切り換えによって前記駆動対象の駆動シリンダを伸長・収縮させるとともに、該駆動シリンダの収縮の際に、その戻り油のエネルギの回生を可能に構成した作業機械の制御装置において、
前記コントロール弁の制御を、前記操作レバーの操作によって発生されるパイロット圧と、該パイロット圧とは独立した押し圧力を出力可能な電磁弁の２次圧とで行う構成とし、且つ
該コントロール弁により、前記ブームシリンダの伸長・収縮の切り換えのほか、該ブームシリンダの収縮の際の戻り油の回生量を制御可能に構成した
ことを特徴とする作業機械の制御装置。
請求項１において、
前記電磁弁の最高出力圧が前記パイロット圧より高い
ことを特徴とする作業機械の制御装置。
請求項１または２において、
前記回生を行わせるときに、前記コントロール弁のスプールを、前記パイロット圧によって可能なストロークを超えた範囲にまで、前記電磁弁により更にストロークさせる
ことを特徴とする作業機械の制御装置。
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記回生時の回生負荷に応じて、前記電磁弁を利用して前記コントロール弁の最大ストロークを可変とした
ことを特徴とする作業機械の制御装置。
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記コントロール弁が、スプールを２以上有し、その内の一部のスプールにのみ前記電磁弁の２次圧が印加可能とされている
ことを特徴とする作業機械の制御装置。