JP2657548B2 - 油圧駆動装置及びその制御方法 - Google Patents

油圧駆動装置及びその制御方法

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JP2657548B2
JP2657548B2 JP1167400A JP16740089A JP2657548B2 JP 2657548 B2 JP2657548 B2 JP 2657548B2 JP 1167400 A JP1167400 A JP 1167400A JP 16740089 A JP16740089 A JP 16740089A JP 2657548 B2 JP2657548 B2 JP 2657548B2
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    • F15B2211/505Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50536Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using unloading valves controlling the supply pressure by diverting fluid to the return line

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧ショベル等の油圧機械に備えられる油圧
駆動装置に係わり、特に、油圧ポンプの吐出圧力とアク
チュエータの負荷圧力の差圧が設定値に保持されるよう
油圧ポンプの吐出量を制御し、ロードセンシング制御を
行う油圧駆動装置及びその制御方法に関する。
〔従来の技術〕 従来のロードセンシング制御油圧駆動装置は、U.S.Pa
tent4,617,854に記載のように、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る圧油によって駆動
される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、油圧ポ
ンプからアクチュエータに供給される圧油の流れを制御
する方向制御弁と、油圧ポンプから吐出される圧油の流
量を制御する吐出量制御手段とを備え、吐出量制御手段
は、油圧ポンプの押しのけ容積可変手段、例えば斜板を
駆動する駆動シリンダ装置と、駆動シリンダ装置の駆動
を制御する制御弁とを備えている。制御弁は対向する駆
動部を有し、これら駆動部にはそれぞれ油圧ポンプの吐
出圧力とアクチュエータの負荷圧力が導かれている。ま
た、負荷圧力が導かれる駆動部には差圧設定用のばねが
配置されている。
油圧ポンプを駆動している状態で方向制御弁を操作す
ると、油圧ポンプの圧油が方向制御弁を介してアクチュ
エータに供給され、これによりアクチュエータは駆動す
る。そして、この間、制御弁は油圧ポンプの吐出圧力と
アクチュエータの負荷圧力の差圧に応答して動作し、駆
動シリンダ装置の駆動を制御することにより当該差圧が
ばねの力に相当する設定値に保持されるよう油圧ポンプ
の吐出量が制御される。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述のように構成される油圧駆動装置にあっては、油
圧ポンプの吐出圧力とアクチュエータの負荷圧力との差
圧は、ばねの力に応じた一義的な値となり、これに伴っ
て方向制御弁の操作レバーストロークとアクチュエータ
の作動速度の関係は、例えばメータリング領域を広くと
るために小さな傾きの特性にすると最大速度が低くなっ
てしまい、最大速度を考慮して大きな傾きの特性にする
とメータリング性能が悪くなるため、両者を考慮すると
作業能力を重視し、結局比較的大きな傾きの特性に設定
され、メータリング領域が小さい関係となる。従って、
従来の油圧駆動装置では、アクチュエータをわずかに作
動させて、このアクチュエータによって駆動する図示し
ない作動体の微操作を行うことを意図して、方向制御弁
の操作レバーを微少に操作しても、傾きの大きな特性に
依存するアクチュエータ速度に制約される。即ち、特性
の傾きが大きいことに伴って操作レバーストロークに対
するアクチュエータ速度の変化の割合が大きく、アクチ
ュエータの微速度作動を得ることが困難であり、このた
めに作動体の望ましい微操作を実現させ難い。また、こ
の微操作の実施に際して、上述のようにメータリング領
域が小さいことから操作者に多大の疲労感を与え易い。
なお、上述の微操作の一例としては、油圧ショベルの
掘削作業時における場合を挙げることができ、例えば、
作動体として設けられるブーム、アーム、バケット等
を、地中に埋設した配管等に接触することなく作動さ
せ、その配管付近の土砂を慎重に掘削する微操作などが
ある。
本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、アクチュエータの微速度作
動を容易に実現させることのできる油圧駆動装置及びそ
の制御方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するために、本発明は、押しのけ容積
可変手段を有す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る圧油によって駆動される少なくと
も1つの油圧アクチュエータと、油圧ポンプからアクチ
ュエータに供給される圧油の流れを制御する方向切換弁
と、前記油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制御す
る吐出量制御手段とを備え、前記吐出量制御手段は、前
記押しのけ容積可変手段を駆動する駆動手段と、油圧ポ
ンプの吐出圧力と前記アクチュエータの負荷圧力の差圧
に応答して前記駆動手段の駆動を制御し、当該差圧を設
定値に保持するロードセンシング制御手段とを備えた油
圧駆動装置において、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記
アクチュエータの負荷圧力の差圧の変更を作業内容に応
じて指示する指示信号を出力する指示手段と、前記指示
手段の指示信号に基づいて前記差圧の設定値を変更する
差圧設定値変更手段とを備え、前記差圧設定値変更手段
は、前記作業内容に応じた油圧ポンプの吐出量が得られ
るよう前記差圧の設定値を変更し得る差圧指令値を記憶
する記憶手段と前記指示手段の指示信号に応じて前記差
圧指令値を読み出す第1演算手段とを有するコントロー
ラを含む構成とする。
前記ロードセンシング制御手段が、差圧設定用のばね
を有しかつ前記差圧に応答して動作する制御弁を含む油
圧駆動装置においては、好ましくは、前記コントローラ
の記憶手段は前記差圧指令値として少なくとも1つの差
圧補正値を記憶しており、前記第1演算手段は、前記指
示手段の指示信号に応じて前記記憶した差圧補正値を読
み出しこれに対応する制御信号を出力する手段であり、
前記差圧設値変更定手段は、前記第1演算手段から出力
される制御信号に応じた制御力を前記制御弁の対向する
駆動部の一方に付与する制御力付与手段を更に含む。
この場合、前記制御力付与手段は、前記ばねの力と同
じ方向に前記制御力を付与してもよいし、前記ばねの力
に対向する方向に前記制御力を付与するようにしてもよ
い。
また、前記ロードセンシング制御手段が、前記油圧ポ
ンプの吐出圧力と前記アクチュエータの負荷圧力の差圧
を検出する検出手段と、この検出手段で検出された差圧
が設定値と異なる場合に制御信号を出力する第2演算手
段を有する前記コントローラと、前記制御信号により駆
動される弁手段を含む油圧駆動装置においては、好まし
くは、前記コントローラの記憶手段は前記差圧指令値と
して複数の差圧目標値を記憶しており、前記第1演算手
段は、前記指示手段の指示信号に基づいて前記記憶した
複数の差圧目標値の1つを選択し、これを前記差圧の設
定値として読み出す手段とする。
また、上記目的を達成するため、本発明は、押しのけ
容積可変手段を有す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る圧油によって駆動される少な
くとも1つの油圧アクチュエータと、油圧ポンプからア
クチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向切
換弁と、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチュエー
タの負荷圧力の差圧を設定値に保つよう前記油圧ポンプ
から吐出される圧油の流量を制御する吐出量制御手段と
を備える油圧駆動装置の制御方法において、前記油圧ポ
ンプの吐出圧力と前記アクチュエータの負荷圧力の差圧
の変更を作業内容に応じて指示すること;前記差圧の変
更の指示により前記吐出量制御手段の差圧の設定値を変
更すること;前記吐出量制御手段を変更後の差圧の設定
値で動作させ、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチ
ュエータの負荷圧力の差圧がその変更後の設定値に保た
れるよう前記油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制
御することを特徴とするものである。
〔作用〕
このように構成した本発明においては、通常作業と微
操作を要する作業の一方から他方に作業を変更すると
き、例えばオペレータが指示手段を操作すると、指示手
段は差圧の設定値の変更を指示する指示信号を出力し、
差圧設定値変更手段の第1演算手段はその指示信号に応
じて記憶手段に記憶した差圧指令値を読み出し差圧の設
定値を変更する。これにより、吐出量制御手段は変更後
の差圧の設定値で動作し、油圧ポンプの吐出圧力とアク
チュエータの負荷圧力の差圧がその変更後の設定値に保
たれるよう油圧ポンプから吐出される圧油の流量が制御
される。このため、差圧の設定値を大きくしたときは、
通常作業に適した比較的大きな流量が油圧ポンプからア
クチュエータに供給され、アクチュエータ速度を大きく
することができ、差圧の設定値を小さくしたときは、微
操作を要する作業に適した比較的小さな流量が油圧ポン
プからアクチュエータに供給され、アクチュエータの微
速度作動が可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の好適実施例を図面に基づいて説明す
る。
第1図は本発明の第1の実施例の基本構成を示す回路
図であり、この実施例の油圧駆動装置は、押しのけ容積
可変手段を構成する斜板1aを有する可変容量型の油圧ポ
ンプ1と、この油圧ポンプ1から吐出される圧油によっ
て駆動される油圧アクチュエータ2と、油圧ポンプ1か
らアクチュエータ2に供給される圧油の流れを制御する
方向制御弁3と、油圧ポンプ1から供給される圧油の流
量を制御する吐出量制御装置4とを備え、吐出量制御装
置4は、油圧ポンプ1の斜板1aを駆動し、押しのけ容積
を制御する駆動シリンダ装置、即ちレギュレータ5と、
油圧ポンプ1の吐出圧力とアクチュエータ2の負荷圧力
との差圧が設定値に保たれるようレギュレータ5の駆動
を制御し、油圧ポンプ1の吐出量を制御するロードセン
シング制御装置6とを備えている。
レギュレータ5は、油圧ポンプ1の斜板1aに連携さ
れ、対向する端部に大径の受圧部7a、小径の受圧部7bを
有するピストン部材7と、ピストン部材7の大径の受圧
部7aが挿入される第1のシリンダ8と、ピストン部材7
の小径の受圧部7bが挿入される第2のシリンダ9とを有
し、第2のシリンダ9は管路10を介して油圧ポンプ1の
吐出管路11に連絡されている。
ロードセンシング制御装置6は、油圧ポンプ1の吐出
圧力とアクチュエータ2の負荷圧力との差圧を設定する
ばね12と、アクチュエータ2の負荷圧力が管路13を介し
て導かれる駆動部14と、油圧ポンプ1の吐出圧力が管路
15,16を介して導かれる駆動部17とを有する制御弁18か
らなっている。ばね12の力は、これにより設定される上
記差圧が微操作を要する作業に適した、通常よりも小さ
い差圧となるような値にされている。レギュレータ5の
第1のシリンダ8は管路19により制御弁18に接続され、
制御弁18が図示左側の位置にあるときは管路20を介して
タンク21に連絡され、第1のシリンダ8内の圧力はタン
ク圧となり、図示右側の位置にあるときには管路15,10
を介して吐出管路11に連絡され、第1のシリンダ8内の
圧力は油圧ポンプ1の吐出圧力となり、中間の位置にあ
るときにはその位置に応じた割合でタンク21と吐出管路
11の両方に連絡され、第1のシリンダ8内の圧力はタン
ク圧とポンプ吐出圧力の間の制御弁18の位置に応じた圧
力となる。
そして、この第1の実施例は上記の構成に加えて、外
部より操作され、油圧ポンプ1の吐出圧力とアクチュエ
ータ2の負荷圧力の差圧の変更を指示する指示装置22
と、指示装置22の指示に基づいて差圧の設定値を変更す
る差圧設定値変更装置23とを備えており、この差圧設定
値変更装置23は、制御信号を演算し出力するコントロー
ラ24と、この制御信号に応じた制御力を発生し、この制
御力を制御弁18のばね12が位置する側の端部に付与する
制御力付与装置25とからなっている。
指示装置22はコントローラ24に接続されており、かつ
オペレータにより操作されることにより指示信号を出力
する構成になっている。本実施例では、後述するよう
に、通常作業に適した差圧を指示する場合に指示装置22
を操作し、微操作を要する作業に適した、通常よりも小
さい差圧を指示する場合には操作しないものである。
コントローラ24は、第2図に示すように、指示装置22
からの指示信号が入力される入力装置26と、差圧指令値
として通常作業に適した差圧目標値を得るための差圧補
正値を記憶する記憶装置27と、入力装置26から出力され
る信号に基づき記憶装置27に記憶されている差圧補正値
に応じた制御力を演算する処理を行なう演算装置28と、
この演算装置28で演算された制御力を制御信号として出
力する出力装置29とを含んでいる。
制御力付与装置25は、コントローラ24の出力装置29か
らの制御信号を入力するソレノイド部30と、ソレノイド
部30により駆動されるプランジャ31とを有し、ソレノイ
ド部30で制御信号により演算部28で演算された制御力を
発生し、この制御力がプランジャ31により制御弁18に伝
えられる。
油圧ポンプ1の吐出管路11には、また、方向切換弁3
が中立位置にあるときに油圧ポンプ1の最小吐出圧力を
設定するためのばね33を有するアンロード弁32が設けら
れている。また、アンロード弁32のばね33のある側の端
部には、方向切換弁3が操作されたときに油圧ポンプ1
の吐出圧力とアクチュエータ2の負荷圧力との差圧を確
保するために、管路34を介して負荷圧力が導かれ、かつ
ばね33の設定値は制御弁18のばね12の設定値よりも少し
大きくしてある。
次に、以上のように構成した本実施例の油圧駆動装置
の動作を説明する。
油圧ポンプ1は、斜板1aが最小傾転位置にあるときに
は図示しないエンジンの駆動により最少吐出量を確保す
る構成になっており、方向切換弁3が中立位置にあると
きには、その最小吐出量により油圧ポンプ1の吐出圧力
はアンロード弁32の規定する最小吐出圧力になってい
る。この最小吐出圧力はレギュレータ5の第2のシリン
ダ9に導かれる。また、その最小吐出圧力は制御弁18の
駆動部17に導かれ、制御弁18がばね12の力、又は制御力
付与装置25が駆動されている場合にばね12の力と制御力
付与装置25の制御力の合力に打ち勝って図示右側の位置
に駆動される。これによりレギュレータ5の第1のシリ
ンダ8にも管路15を介して最小吐出圧力が導かれ、受圧
部7a,7bの面積差によりピストン7は図示右方に駆動さ
れ、油圧ポンプ1の斜板1aの最小傾転位置が保持され
る。
このような状態から方向制御弁3が切換えられると、
油圧ポンプ1の圧油が方向制御弁3を介してアクチュエ
ータ2に導かれ、このアクチュエータ2が駆動され、こ
のアクチュエータ2によって駆動される図示しない作動
体が作動する。また、これと同時に、アクチュエータ2
には負荷圧力が発生し、その負荷圧力が制御弁18の駆動
部14に導かれ、制御弁18が図示左方に駆動される。これ
により、第1のシリンダ8はタンク21に連通し、レギュ
レータ5のピストン7は図示左方に駆動され、油圧ポン
プ1の吐出量が増加する。この吐出量の増加は、油圧ポ
ンプ1の吐出圧力と負荷圧力との差圧による力がばね12
の力、又は制御力付与装置25が駆動されている場合にば
ね12の力と制御力付与装置25の制御力の合力とがバラン
スするまで継続され、結果的に油圧ポンプ1の吐出圧力
とアクチュエータ2の負荷圧力との差圧がばね12の力に
より定まる設定値、又は制御力付与装置25が駆動されて
いる場合にばね12の力と制御力付与装置25の制御力の両
者により定まる設定値に保たれるよう、油圧ポンプ1の
吐出量が制御される。
そして、上述の動作における油圧ポンプ1の吐出圧力
と負荷圧力との差圧は、第1図に示す指示装置22による
差圧の変更指示に応じて異なる値となる。以下、このこ
とを、コントローラ24の演算部28で行われる制御手順を
示す第3図のフローチャートを参照して説明する。
指示装置22が操作されて通常作業が意図される場合に
は、指示信号がコントローラ24に入力される。コントロ
ーラ24の演算装置28では、第3図の手順S1で、指示装置
22からコントローラ24の入力装置26を介して演算装置28
に指示信号が入力されているかどうかが判断され、今の
場合は指示信号が入力されているので条件が満足され、
手順S2に移る。手順S2では、上記指示信号に応じて記憶
装置27に記憶されている差圧補正値が演算装置28に読出
され、この演算装置28が当該差圧補正値に応じた制御力
が演算される。次いで手順S3に移り、演算装置28から制
御力付与装置25に制御信号が出力される。
第1図に示す制御力付与装置25はこの制御信号に応じ
て作動し、プランジャ31が演算装置28で演算された制御
力で制御弁18のばね12のある側の端部を押圧する。これ
により、油圧ポンプ1の吐出圧力とアクチュエータ2の
負荷圧力との差圧がばね12の力と制御力付与装置25によ
って与えられる制御力との合力により定まる設定値とな
るよう油圧ポンプ1の吐出量が制御され、従って、この
油圧ポンプ1から比較的大きな流量が吐出され、アクチ
ュエータ2に供給される。これにより、アクチュエータ
2は第4図の特性線aで示すように、方向切換弁3の操
作レバーストロークに応じた比較的大きなアクチュエー
タ速度で駆動され、アクチュエータ2によって駆動され
る図示しない作動体によって所望の通常作業を実施する
ことができる。
一方、微操作を要する特別な作業を意図して指示装置
22が操作されない場合には、指示信号はコントローラ24
の演算装置28に入力されないことから、第3図の手順S1
の判断は満足されず、従って、演算装置28では制御力を
求める演算が行われず、ばね12の力に見合った差圧にな
るよう油圧ポンプ1の吐出量が制御され、従って、油圧
ポンプ1からは比較的小さい流量が吐出され、アクチュ
エータ2に供給される。これにより、アクチュエータ2
には第4図の特性線bで示すように方向切換弁3の操作
レバーストロークに応じて比較的小さなアクチュエータ
速度で駆動され、即ち、操作レバーストロークに対する
アクチュエータ速度の変化の割合が比較的小さく、アク
チュエータ2によって駆動される図示しない作動体によ
って所望の微操作を要する特別な作業を実施することが
できる。
以上のように、この第1の実施例にあっては、指示装
置22の操作によって油圧ポンプ1の吐出圧力とアクチュ
エータ2の負荷圧力との差圧が大きくなって、従来と同
様な通常作業を実施することができると共に、指示装置
22が操作されないときには差圧が小さくなって、通常作
業時の操作レバーストロークと同じストロークの状態で
アクチュエータ2に供給される流量が当該通常時に比べ
て少なく、それゆえ、アクチュエータ2の微速度作業が
容易となり、微操作が容易に可能となる。
また、指示装置22が操作されない場合は、指示装置22
が操作された場合に比べて、第4図の特性線a,bから明
らかなように、同じアクチュエータ速度を得るまでの操
作レバーストロークS2が、ストロークS1に比べて大き
く、即ちメータリング領域が大きく、これによりオペレ
ータの操作に伴う疲労感を軽減させることができる。
なお、上記実施例では、コントローラ24の記憶部27に
通常作業に適した差圧目標値からばね12の設定値である
差圧目標値を減じた値を差圧補正値として記憶したが、
通常作業に適した差圧目標値を差圧補生値として記憶
し、演算部でこの値からばね12の設定値である差圧目標
値を減じる演算を行なってもよい。
本発明の第2の実施例を第5図により説明する。この
第2の実施例は、前述した第1図の実施例と同様に、レ
ギュレータ5とロードセンシング制御装置40とからなる
吐出量制御装置41を備え、更に、指示装置22と、コント
ローラ24と制御力付与装置25とからなる差圧設定値変更
装置42とを備えている。ただし、本実施例では、ロード
センシング制御装置40を構成する制御弁43のばね44は、
これにより設定される油圧ポンプ1の吐出圧力とアクチ
ュエータ2の負荷圧力との差圧が通常作業に適した比較
的大きい差圧となるようにばね力が設定されている。ま
た、制御力付与装置25はプランジャ31の制御力が制御弁
43のばね44と反対側の端部に付与されるように配置さ
れ、コントローラ24の記憶装置27(第2図参照)に差圧
指令値として記憶された差圧補正値は微操作を要する作
業に適した差圧目標値を得るものとして使用される。
このように構成した本実施例においては、指示装置22
が操作されない場合には、制御力付与装置25は作動せ
ず、従って、ばね44の力とバランスする大きな差圧とな
るように油圧ポンプ1の吐出量が制御され、操作レバー
ストロークとアクチュエータ速度は前述した第4図の特
性線aの関係が得られる。また指示装置22が操作される
と、第1の実施例と同様にして制御力付与装置25が作動
し、制御弁43のばね44の力と反対方向に制御力が与えら
れ、従ってばね44の力と制御力との差とバランスする小
さな差圧となるように油圧ポンプ1の吐出量が制御さ
れ、操作レバーストロークとアクチュエータ速度は前述
した第4図の特性線bの関係が得られる。
このように、第2の実施例では第1の実施例と異な
り、指示装置22が操作されないときに通常作業に適した
差圧が得られ、操作されたときにアクチュエータ2の微
速度作動に適した差圧が得られ、その他の作用効果は前
述した第1の実施例と同様である。
本発明の第3の実施例を第6図及び第7図により説明
する。
前述した第1、第2の実施例は、油圧ポンプ1の吐出
圧力とアクチュエータ2の負荷圧力とを制御弁の駆動部
に直接与えて制御するように構成してあるが、この第3
の実施例は上述した差圧に応じて得られる電気信号によ
って制御する構成にしてある。
即ち、この第3の実施例は、吐出量制御装置50を、レ
ギュレータ5とロードセンシング制御装置51とで構成
し、ロードセンシング制御装置51を、油圧ポンプ1の吐
出圧力とアクチュエータ2の負荷圧力との差圧を検出し
て電気信号を出力する差圧センサ52と、差圧センサ52か
らの検出信号を入力するコントローラ53と、コントロー
ラ53からの制御信号により駆動される2つの電磁切換弁
54,55と、油圧源56とによって構成し、切換弁54はレギ
ュレータ5の第1のシリンダ8と第2のシリンダ9とを
連絡する管路57に配置され、切換弁55は第1のシリンダ
8をタンク21に連絡する管路58に配置され、油圧源56は
管路59により第2のシリンダ9に接続されている。
また、本実施例は第1の実施例と同様通常作業時に操
作される指示装置22を有し、コントローラ53には更に指
示装置22の指示信号が入力される。
コントローラ53は、第2図に示す第1の実施例のコン
トローラ24と同様、入力装置26、記憶装置27、演算装置
28、出力装置29を備え、記憶装置27には、差圧指令値と
して通常作業に適した比較的大きな第1の差圧目標値Δ
PLS01と、微操作を要する特別作業に適した比較的小さ
な第2の差圧目標値ΔPLS02とが記憶されている。本実
施例は、コントローラ53が指示装置22の指示に基づいて
差圧の設定値を変更する差圧設定手段を兼ねている。
即ち、この第3の実施例では、方向制御弁3の操作に
よるアクチュエータ2の駆動に際して、指示装置22が操
作された場合には、操作信号がコントローラ53に入力さ
れ、第7図に示す手順S11の判断がコントローラ53の演
算装置28で行われ、今の場合この判断が満足されるので
手順S12に移る。この手順S12ではコントローラ53の記憶
装置27に記憶される差圧目標値のうちの大きな差圧であ
る第1の差圧目標値ΔPLS01が演算装置28に読出され、
これを差圧目標値ΔPLS0とし、手順S13に移る。
手順S13では、コントローラ53の演算装置28で差圧セ
ンサ52によって検出された実際の油圧ポンプ1の吐出圧
力とアクチュエータ2の負荷圧力との差圧、即ち差圧検
出値ΔPLSと差圧目標値ΔPLS0とが等しいかどうか比
較され、等しくなければ手順S14に移る。手順S14では、
差圧検出値ΔPLSが差圧目標値ΔPLS0よりも大きいか
どうか判断され、大きい場合は手順S15に移る。手順S15
では、演算装置28から出力装置29を介して電磁切換弁54
をOFFに、電磁切換弁55をONにする制御信号を出力す
る。
これにより、第6図に示す電磁切換弁54は図示の状態
に保たれ、電磁切換弁55は図示下側の位置に切換えら
れ、レギユレータ5の第1のシリンダ室8とタンク21と
が連通し、油圧源56の油圧によりレギユレータ5のピス
トン部材7は図示左方に移動し、これにより油圧ポンプ
1の吐出量は小さくなり、ΔPLSがΔPLS0に等しくな
るように制御される。
また、上記した第7図に示す手順S14の判断が満足さ
れず、差圧検出値ΔPLSが目標差値ΔPLS0よりも小さ
い場合には手順S16に移る。手順S16では、演算装置28か
ら出力装置29を介して電磁切換弁54をONに、電磁切換弁
55をOFFにする制御信号を出力する。これにより、第6
図に示す電磁切換弁55は図示の状態に保たれ、電磁切換
弁54は図示下側の位置に切換えられ、油圧源56がレギユ
レータ5の第1のシリンダ8と第2のシリンダ9の双方
に連通し、ピストン部材7の大径の受圧部7aと小径の受
圧部7bとの面積差によりピストン部材7は図示右方に移
動し、これにより油圧ポンプ1の吐出量は大きくなり、
ΔPLSがΔPLS0に等しくなるように制御される。手順S
13でΔPLSとΔPLS0とが等しいと判断されたときは始
めに戻る。
このように指示装置22が操作された場合には、比較的
大きな第1の差圧目標値ΔPLS01に対応する差圧が得ら
れるよう油圧ポンプ1の吐出量が制御され、この油圧ポ
ンプ1から吐出された流量が方向制御弁3を介してアク
チュエータ2に供給され、このアクチュエータ2が駆動
され、図示しない作動体による通常の作業が実施され
る。この場合の方向制御弁3の操作レバーストロークと
アクチュエータ速度の関係は前述した第4図に示す特性
線aと同様である。
そして、第6図に示す指示装置22が操作されず、第7
図の手順S11の判断が満足されない場合には手順S17に移
る。この手順S17ではコントローラ53の記憶装置27に記
憶されている差圧目標値のうちの比較的小さな第2の差
圧目標値ΔPLS02が演算装置28に読出され、これを差圧
目標値ΔPLS0として手順S13に移る。手順S13以下の処
理については前述と同じであるので省略する。
このように指示装置22が操作されない場合には、比較
的小さな第2の差圧目標値ΔPLS02に対応する差圧が得
られるよう油圧ポンプ1の吐出量が制御され、この油圧
ポンプ1からの圧油がアクチュエータ2に供給され、こ
のアクチュエータ2が駆動されて図示しない作動体によ
る微操作を要する作業が実施される。この場合の方向制
御弁3の操作レバーストロークとアクチュエータ速度の
関係は前述した第4図に示す特性線bと同等である。
このように構成した第3の実施例であっても、前述し
た第1、第2の実施例と同様に、方向制御弁3の操作レ
バーストロークに対するアクチュエータ速度の割合を、
通常作業時の割合に比べて微操作を要する作業時には小
さくすることができ、従ってアクチュエータ2の微速度
作動を実施でき、当該微操作が容易になり、併せて操作
者の疲労感を軽減できる。
なお、以上の実施例において、コントローラの記憶装
置に1つの差圧補正値又は2つの差圧目標値を記憶した
が、2以上の差圧補正値又は3以上の差圧目標値を記憶
し、油圧ポンプの吐出圧力とアクチュエータの負荷圧力
との差圧を作業内容に応じて更に細かく変更できるよう
にしてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、本発明の油圧
駆動装置が備えられる油圧機械において行われる通常作
業を良好に実施できると共に、アクチュエータの微速度
作動を容易に実現させることができ、これにより微操作
を要する作業を容易に実施でき、併せて操作者の疲労感
を軽減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例による油圧駆動装置の概
略構成を示す図であり、第2図は第1の実施例に備えら
れるコントローラの構成を示すブロック図であり、第3
図は第2図に示すコントローラにおける処理内容を示す
フローチャートであり、第4図は第1の実施例で得られ
る特性を示す図であり、第5図は本発明の第2の実施例
による油圧駆動装置の概略構成を示す図であり、第6図
は本発明の第3の実施例による油圧駆動装置の概略構成
を示す図であり、第7図は第3の実施例に備えられるコ
ントローラの構成を示すブロック図である。 符号の説明 1……油圧ポンプ 1a……斜板(押しのけ容積可変手段) 2……油圧アクチュエータ 3……方向切換弁 4……吐出量制御装置 5……駆動シリンダ(駆動手段) 6;51……ロードセンシング制御装置 12;44……ばね 18……制御弁 22……指示装置 23;42;53……差圧設定値変更装置 24;53……コントローラ 25……制御力付与装置 27……記憶装置 28……演算装置 52……差圧センサ 54,55……電磁切換弁

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】押しのけ容積可変手段を有する可変容量型
    の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油に
    よって駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータ
    と、油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の
    流れを制御する方向切換弁と、前記油圧ポンプから吐出
    される圧油の流量を制御する吐出量制御手段とを備え、
    前記吐出量制御手段は、前記押しのけ容積可変手段を駆
    動する駆動手段と、油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチ
    ュエータの負荷圧力の差圧に応答して前記駆動手段の駆
    動を制御し、当該差圧を設定値に保持するロードセンシ
    ング制御手段とを備えた油圧駆動装置において、 前記油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチュエータの負荷
    圧力の差圧の変更を作業内容に応じて指示する指示信号
    を出力する指示手段と、 前記指示手段の指示信号に基づいて前記差圧の設定値を
    変更する差圧設定値変更手段とを備え、 前記差圧設定値変更手段は、前記作業内容に応じた油圧
    ポンプの吐出量が得られるよう前記差圧の設定値を変更
    し得る差圧指令値を記憶する記憶手段と、前記指示手段
    の指示信号に応じて前記差圧指令値を読み出す第1演算
    手段とを有するコントローラを含むことを特徴とする油
    圧駆動装置。
  2. 【請求項2】前記ロードセンシング制御手段が、差圧設
    定用のばねを有しかつ前記差圧に応答して動作する制御
    弁を含む請求項1記載の油圧駆動装置において、 前記コントローラの記憶手段は前記差圧指令値として少
    なくとも1つの差圧補正値を記憶しており、前記第1演
    算手段は、前記指示手段の指示信号に応じて前記記憶し
    た差圧補正値を読み出しこれに対応する制御信号を出力
    する手段であり、前記差圧設値変更定手段は、前記第1
    演算手段から出力される制御信号に応じた制御力を前記
    制御弁の対向する駆動部の一方に付与する制御力付与手
    段を更に含むことを特徴とする油圧駆動装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の油圧駆動装置において、前
    記制御力付与手段が、前記ばねの力と同じ方向に前記制
    御力を付与することを特徴とする油圧駆動装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載の油圧駆動装置において、前
    記制御力付与手段が、前記ばねの力に対向する方向に前
    記制御力を付与することを特徴とする油圧駆動装置。
  5. 【請求項5】前記ロードセンシング制御手段が、前記油
    圧ポンプの吐出圧力と前記アクチュエータの負荷圧力の
    差圧を検出する検出手段と、この検出手段で検出された
    差圧が設定値と異なる場合に制御信号を出力する第2演
    算手段を有する前記コントローラと、前記制御信号によ
    り駆動される弁手段を含む請求項1記載の油圧駆動装置
    において、 前記コントローラの記憶手段は前記差圧指令値として複
    数の差圧目標値を記憶しており、前記第1演算手段は、
    前記指示手段の指示信号に基づいて前記記憶した複数の
    差圧目標値の1つを選択し、これを前記差圧の設定値と
    して読み出す手段であることを特徴とする油圧駆動装
    置。
  6. 【請求項6】押しのけ容積可変手段を有する可変容量型
    の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油に
    よって駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータ
    と、油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の
    流れを制御する方向切換弁と、前記油圧ポンプから吐出
    される圧油の流量を制御する吐出量制御手段とを備え、
    前記吐出量制御手段は、前記押しのけ容積可変手段を駆
    動する駆動手段と、油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチ
    ュエータの負荷圧力の差圧に応答して前記駆動手段の駆
    動を制御し、当該差圧を設定値に保持するロードセンシ
    ング制御手段とを備えた油圧駆動装置において、 前記吐出量制御手段の制御モードに関し第1の制御モー
    ドと前記第1の制御モードより前記アクチュエータの作
    動速度を遅くする第2の制御モードのいずれかを選択す
    る指示信号を出力する指示手段と、 前記指示手段の指示信号に基づいて前記差圧の設定値を
    変更する差圧設定値変更手段とを備え、 前記差圧設定値変更手段は、前記指示手段の指示信号に
    関連付けて前記差圧の設定値を変更し得る少なくとも1
    つの差圧指令値を記憶する記憶手段と、前記指示信号が
    前記第1の制御モードの選択を指示しているときよりも
    前記第2の制御モードの選択を指示しているときの方が
    前記差圧の設定値が小さくなるよう前記指示信号に応じ
    て前記差圧指令値を読み出す第1演算手段とを有するコ
    ントローラを含むことを特徴とする油圧駆動装置。
  7. 【請求項7】前記ロードセンシング制御手段が、差圧設
    定用のばねを有しかつ前記差圧に応答して動作する制御
    弁を含む請求項6記載の油圧駆動装置において、 前記コントローラの記憶手段は前記差圧指令値として差
    圧補正値を記憶しており、前記第1演算手段は、前記指
    示手段からの指示信号が前記第1及び第2の制御モード
    の一方の選択を指示しているときに前記差圧補正値を読
    み出しこれに対応する制御信号を出力する手段であり、 前記差圧設定値変更手段は、前記制御信号に応じた制御
    力を前記制御弁の対向する駆動部の一方に付与する制御
    力付与手段を更に含むことを特徴とする油圧駆動装置。
  8. 【請求項8】前記ロードセンシング制御手段が、前記油
    圧ポンプの吐出圧力と前記アクチュエータの負荷圧力の
    差圧を検出する検出手段と、この検出手段で検出された
    差圧が設定値と異なる場合に制御信号を出力する第2演
    算手段を有する前記コントローラと、前記制御信号によ
    り駆動される弁手段とを含む請求項6記載の油圧駆動装
    置において、 前記コントローラの記憶手段は、前記差圧指令値として
    第1の差圧目標値とこの第1の差圧目標値より小さい第
    2の差圧目標値とを含む複数の差圧目標値を記憶してお
    り、前記第1演算手段は、前記指示手段からの指示信号
    が前記第1の制御モードの選択を指示しているときには
    前記第1の差圧目標値を選択し、前記指示信号が前記第
    2の制御モードの選択を指示しているときには前記第2
    の差圧目標値を選択し、それぞれこの選択された差圧目
    標値を前記差圧の設定値として読み出す手段であること
    を特徴とする油圧駆動装置。
  9. 【請求項9】押しのけ容積可変手段を有する可変容量型
    の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油に
    よって駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータ
    と、油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油の
    流れを制御する方向切換弁と、前記油圧ポンプから吐出
    される圧油の流量を制御する吐出量制御手段とを備え、
    前記吐出量制御手段は、前記押しのけ容積可変手段を駆
    動する駆動手段と、油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチ
    ュエータの負荷圧力の差圧に応答して前記駆動手段の駆
    動を制御し、当該差圧を設定値に保持するロードセンシ
    ング制御手段とを備えた油圧駆動装置において、 前記吐出量制御手段の制御モードに関し、通常作業に適
    した制御モードと微操作を要する作業に適した制御モー
    ドのいずれかを選択する指示信号を出力する指示手段
    と、 前記指示手段の指示信号に基づいて前記差圧の設定値を
    変更する差圧設定値変更手段とを備え、 前記差圧設定値変更手段は、前記指示手段の指示信号に
    関連付けて前記差圧の指令値を変更し得る少なくとも1
    つの差圧指令値を記憶する記憶手段と、前記指示信号が
    前記通常作業に適した制御モードの選択を指示している
    ときよりも前記微操作を要する作業に適した制御モード
    の選択を指示しているときの方が前記差圧の設定値が小
    さくなるように前記指示信号に応じて前記差圧指令値を
    読み出す第1演算手段とを有するコントローラを含むこ
    とを特徴とする油圧駆動装置。
  10. 【請求項10】押しのけ容積可変手段を有する可変容量
    型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油
    によって駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエー
    タと、油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油
    の流れを制御する方向切換弁と、前記油圧ポンプから吐
    出される圧油の流量を制御する吐出量制御手段とを備
    え、前記吐出量制御手段は、前記押しのけ容積可変手段
    を駆動する駆動手段と、油圧ポンプの吐出圧力と前記ア
    クチュエータの負荷圧力の差圧に応答して作動し当該差
    圧を設定値に保持するよう前記駆動手段の駆動を制御す
    るロードセンシング制御用の制御弁とを備えた油圧駆動
    装置において、 前記油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチュエータの負荷
    圧力の差圧の変更を作業内容に応じて指示する指示信号
    を出力する指示手段と、 前記指示手段の指示信号に基づいて前記差圧の設定値を
    変更する差圧設定値変更手段とを備え、 前記差圧設定値変更手段は、前記作業内容に応じた油圧
    ポンプの吐出量が得られるよう前記差圧の設定値を変更
    し得る差圧補正値が予め設定されており、前記指示手段
    の指示信号に応じて前記差圧補正値に応じた信号を出力
    するコントローラと、前記コントローラから出力される
    信号に応じた制御力を前記制御弁の駆動部に付与する制
    御力付与手段とを含むことを特徴とする油圧駆動装置。
  11. 【請求項11】押しのけ容積可変手段を有する可変容量
    型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油
    によって駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエー
    タと、油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油
    の流れを制御する方向切換弁と、前記油圧ポンプから吐
    出される圧油の流量を制御する吐出量制御手段とを備
    え、前記吐出量制御手段は、前記押しのけ容積可変手段
    を駆動する駆動手段と、油圧ポンプの吐出圧力と前記ア
    クチュエータの負荷圧力の差圧に応答して作動し当該差
    圧を設定値に保持するよう前記駆動手段の駆動を制御す
    るロードセンシング制御用の制御弁とを備えた油圧駆動
    装置において、 前記吐出量制御手段の制御モードに関し第1の制御モー
    ドと前記第1の制御モードより前記アクチュエータの作
    動速度を遅くする第2の制御モードのいずれかを選択す
    る指示信号を出力する指示手段と、 前記指示手段の指示信号に基づいて前記差圧の設定値を
    変更する差圧設定値変更手段とを備え、 前記差圧設定値変更手段は、前記指示手段の指示信号に
    関連付けて前記差圧の設定値を変更し得る少なくとも1
    つの差圧補正値が予め設定されており、前記指示信号が
    前記第1の制御モードの選択を指示しているときよりも
    前記第2の制御モードの選択を指示しているときの方が
    前記差圧の設定値が小さくなるよう前記指示信号に応じ
    て前記差圧補正値に応じた信号を出力するコントローラ
    と、前記コントローラから出力される信号に応じた制御
    力を前記制御弁の駆動部に付与する制御力付与手段とを
    含むことを特徴とする油圧駆動装置。
  12. 【請求項12】押しのけ容積可変手段を有する可変容量
    型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油
    によって駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエー
    タと、油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油
    の流れを制御する方向切換弁と、前記油圧ポンプの吐出
    圧力と前記アクチュエータの負荷圧力の差圧を設定値に
    保つよう前記油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制
    御する吐出量制御手段とを備える油圧駆動装置の制御方
    法において、 前記油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチュエータの負荷
    圧力の差圧の変更を作業内容に応じて指示すること; 前記差圧の変更の指示により前記吐出量制御手段の差圧
    の設定値を変更すること; 前記吐出量制御手段を変更後の差圧の設定値で動作さ
    せ、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチュエータの
    負荷圧力の差圧がその変更後の設定値に保たれるよう前
    記油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制御すること
    を特徴とする油圧駆動装置の制御方法。
  13. 【請求項13】押しのけ容積可変手段を有する可変容量
    型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油
    によって駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエー
    タと、油圧ポンプからアクチュエータに供給される圧油
    の流れを制御する方向切換弁と、前記油圧ポンプの吐出
    圧力と前記アクチュエータの負荷圧力の差圧を設定値に
    保つよう前記油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制
    御する吐出量制御手段とを備える油圧駆動装置の制御方
    法において、 前記吐出量制御手段を、通常作業に適した第1制御モー
    ドと微操作を要する作業に適した第2制御モードのいず
    れで動作させるかを指示すること; 前記指示に応じて、前記第1制御モードが指示されてい
    るときより前記第2制御モードが指示されているときの
    方が前記差圧の設定値が小さくなるよう変更すること; 前記吐出量制御手段を変更後の差圧の設定値により動作
    させ、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記アクチュエータ
    の負荷圧力の差圧がその変更後の設定値に保たれるよう
    前記油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制御するこ
    とを特徴とする油圧駆動装置の制御方法。
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