JP2732922B2

JP2732922B2 - 建設機械の油圧制御装置

Info

Publication number: JP2732922B2
Application number: JP1327962A
Authority: JP
Inventors: 東一平田; 明辰巳; 裕尾上; 剛佐京
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1998-03-30
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: JPH0355323A

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本発明は、例えば油圧ショベル等の油圧建設機械に用
いられる油圧制御装置に関する。

B.従来の技術この種の油圧制御装置は、従来、例えば第14図に示す
ように構成されている。

第14図において、可変容量形油圧ポンプ２はエンジン
１により駆動され、その傾転角すなわち吐出容量はレギ
ュレータ24により変更可能とされる。そして、油圧ポン
プ２の吐出油は、管路11および制御弁3,4を通って作業
用シリンダ5,6にそれぞれ導かれるとともに、制御弁７
を通って走行用油圧モータ８に導かれるようになってい
る。

今、作業用レバー3a,4aにより制御弁3,4を操作する
と、油圧ポンプ２の吐出油は、その流量および方向が制
御弁3,4で制御されてシリンダ5,6に導かれる。これによ
りシリンダ5,6が伸縮して不図示の作業用アタッチメン
ト（例えばブームやアーム）が駆動される。また、不図
示の走行ペダルを操作すると、制御弁７が切換制御さ
れ、油圧ポンプ２の吐出油は、その流量および方向が制
御弁７で制御されて油圧モータ８に導かれ、これにより
油圧モータ８が駆動されて車両が走行する。シリンダ5,
6および油圧モータ８の戻り油は、それぞれ制御弁3,4,7
および管路12を通ってタンク９に戻る。

ここで、管路11と12とを結ぶ管路13,14には、油圧シ
リンダ5,6および油圧モータ８の最高負荷圧力を設定す
るリリーフ弁21,22が設けられており、リリーフ弁21の
設定リリーフ圧（第２の値）は、リリーフ弁22の設定リ
リーフ圧（第１の値）よりも高くされる。また、管路14
にはａ位置とｂ位置とに切換可能な切換弁23が設けら
れ、この切換弁23および上述のレギュレータ24は、運転
席に設けられたスイッチSW1の操作により作動する。す
なわち、スイッチSW1がオフのときには切換弁23はａ位
置に切換わっており、管路11とリリーフ弁22とが連通さ
れている。リリーフ弁22の設定リリーフ圧はリリーフ弁
21より低いので、この場合、油圧シリンダ5,6および油
圧モータ８の最高負荷圧力はリリーフ弁22の設定リリー
フ圧により規定される。

スイッチSW1をオン操作すると、切換弁23がｂ位置に
切換わるとともにレギュレータ24が作動して油圧ポンプ
２の傾転角が小さくなる。切換弁23のｂ位置切換により
管路11とリリーフ弁22とが遮断されてリリーフ弁22は作
動不能となり、これにより油圧シリンダ5,6および油圧
モータ８の最高負荷圧力は、リリーフ弁21のリリーフ圧
により規定される。リリーフ弁21のリリーフ圧はリリー
フ弁22より高くしたがってこの場合には、車両の急坂登
坂時や重掘削時に有利となる。またこのとき、油圧ポン
プ２の傾転角が小さくなることによりその吐出容量が減
少し、油圧シリンダ3,4の速度が遅くなるので、例えば
作業用アタッチメントへの負荷が解除されたときにこれ
が不所望に動くことが防止される。

C.発明が解決しようとする課題しかしながら、従来装置には次のような問題があるスイッチSW1がオンされたときには、油圧シリンダ5,
6、すなわち作業用アタッチメントの駆動速度に拘らず
その最高負荷圧力が高く設定されるので、この最高圧力
が高いときに作業用アタッチメントを速く動かしてこれ
を地面等に衝突させた場合には、その衝撃により構造物
や油圧機器等が破壊されるおそれがある。

最高負荷圧力を高くする都度スイッチSW1を操作しな
ければならず、その操作が煩わしい。

負荷が大きくなってからスイッチSW1を操作してリリ
ーフ圧力を高くする場合には、第15図（ａ）に示すよう
に低圧リリーフ弁22が先に作動しているから、サージ圧
力は問題になるほど高くならない。しかし、先にスイッ
チSW1をオン状態にしておきその後に負荷が大きくなる
と、第15図（ｂ）に示すように、圧力変動幅が大きく、
大きなサージ圧が発生して油圧機器の耐久性を損なうこ
とがある。

本発明の技術的課題は、作業用アクチュエータの最高
負荷圧を上げる必要があり、かつ大きな衝撃が作用する
おそれのないときに自動的に回路設定圧力を高めに設定
することにある。

D.課題を解決するための手段一実施例を示す図に対応づけて説明すると、本発明
は、油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２からの吐出油に
より駆動される油圧アクチュエータ５（6,8）と、油圧
アクチュエータ５の最高負荷圧力を設定する圧力設定手
段21,22と、この最高負荷圧力を少なくとも第１の値お
よびこの第１の値よりも高い第２の値に変更する制御手
段52とを具備する建設機械の油圧制御装置に適用され
る。

そして、上記技術的課題は次のような構成で達成でき
る。

請求項１の発明（第１図，第２図他）は、圧力設定手
段21,22の作動を検出する検出手段51と、この検出手段5
1が圧力設定手段22の作動を検出すると所定時間を計時
する計時手段52とを具備し、制御手段52は、計時終了後
に設定圧力を第２の値に変更するものである。

請求項２の発明（第４図，第５図）は、圧力設定手段
21,22の作動を検出する検出手段を具備し、制御手段52
は、検出手段51が圧力設定手段22の作動を検出すると設
定圧力を第１の値から第２の値に徐々に変更するもので
ある。

請求項３の発明（第１図，第２図他）は、油圧アクチ
ュエータ５の負荷を検出する検出手段51と、この検出手
段51が所定値以上の負荷を検出している時間を計時する
計時手段52とを具備し、制御手段52は、計時手段52が所
定時間以上を計時すると設定圧力を第２の値に変更する
ものである。

請求項４の発明（第４図，第５図）は、油圧アクチュ
エータ５の負荷を検出する検出手段51を具備し、制御手
段52は、検出手段51が所定値以上の負荷を検出すると設
定圧力を第１の値から第２の値に徐々に変更するもので
ある。

請求項５の発明（第３図，第５図他）は、所定時間後
に設定圧力を第１の値に復帰させるものである。

請求項６の発明（第２図他）は、設定圧力の上昇に連
動して油圧ポンプ２の吐出容量を低減するものである。

請求項７の発明（第２図他）は、設定圧力が第２の値
に変更されるのに応答して油圧ポンプの吐出容量を低減
するものである。

請求項８の発明（第３図，第５図他）は、所定時間後
に設定圧力を第１の値に復帰させるとともに、油圧ポン
プの吐出容量を増加するものである。

請求項９の発明（第２図他）は、選択スイッチSW2を
設けて、このスイッチSW2の操作時のみ上記のような設
定圧力の変更制御を行うものである。

請求項10〜12の発明（第１図他）は、圧力設定手段を
可変リリーフ弁71（第４図）とし、または２段リリーフ
弁とし、さらには、２個のリリーフ弁21,22で構成する
ものである。

請求項13の発明（第11図他）は、カットオフ制御を行
うレギュレータ24を圧力設定手段としたものであり、設
定圧力は第１および第２のカットオフ圧力で制御され
る。

請求項14の発明（第11図他）は、請求項13の制御を選
択スイッチSW2の操作時に行うようにしたものである。

請求項15の発明（第１図他）は、検出手段を圧力セン
サ51としたものである。

請求項16の発明（第６図他）は、複数のアクチュエー
タを備える場合に、特定のアクチュエータに対してのみ
上記設定圧力の変更制御を行うものである。

請求項17の発明（第７図）は、２つのアクチュエータ
に対して異なった圧力に変更するものである。

請求項18の発明（第１図，第２図他）は、２つのアク
チュエータに対して設定圧力を変更させる場合、一方の
アクチュエータの駆動圧力が所定値以上になると設定圧
力を第２の値に変更するものである。

E.作用請求項１では、第１の値に設定されている圧力設定手
段22の作動を検出し、その作動が検出されて一定時間が
経過すると設定圧力が第２の値に変更される。

請求項２では、圧力設定手段22の作動が検出されるの
に連動して設定圧力が第２の値に向けて徐々に変更され
る。

請求項３では、アクチュエータ5,6,8の負荷圧力を検
出し、負荷圧力が所定時間以上にわたり所定値以上のと
きに、設定圧力が第２の値に変更される。

請求項４では、アクチュエータ5,6,8の負荷圧力が所
定値以上になるのに連動して設定圧力が第２の値に向け
て徐々に変更される。

請求項５では、設定圧力は、第２の値に変更後、一定
時間経つと第１の値に復帰される。

請求項6,7では、圧力変更時に油圧ポンプ２の吐出容
量が低減される。

請求項８では、吐出容量低減後に一定時間が経つと吐
出容量も通常の値に復帰されて増加する。

請求項９では、選択スイッチSW2が操作されていると
きにのみ、設定圧力の変更制御が行われる。

請求項10では、設定圧力が可変リリーフ弁71で行われ
る。

請求項11では、設定圧力が２段リリーフで行われる。

請求項12では、リリーフ弁21,22の切換により設定圧
力が変更される。

請求項13では、設定圧力が可変容量油圧ポンプ２のカ
ットオフ圧力で規制され、ある圧力状態でカットオフ圧
力が高目に設定される。

請求項14では、カットオフ圧力による設定圧力変更が
選択スイッチSW2の操作されている時にのみ行われる。

請求項15では、油圧ポンプ圧力またはアクチュエータ
の負荷圧力が圧力センサ51で検出される。

請求項16では、複数のアクチュエータ5,6,8を備える
場合、特定のアクチュエータに対してのみ設定圧力の変
更が行われる。

請求項17では、設定圧力が各アクチュエータごとに異
なった値に変更される。

請求項18では、一方のアクチュエータの負荷圧力が所
定値以上になると設定圧力の変更が行われる。

なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。

F.実施例〔I:第１の実施例〕第１図および第２図により本発明の第１の実施例を説
明する。なお、第11図と同様な箇所には同一の符号を付
す。

第１図において、51は、管路11の圧力、すなわち油圧
ポンプ２の吐出圧力を検出する圧力センサであり、この
圧力センサ51の検出結果はマイクロコンピュータを有す
るコントローラ52に入力される。ここで、油圧ポンプ２
の吐出圧力は、油圧シリンダ5,6および油圧モータ８の
負荷に依存している。コントローラ52にはまた、切換弁
23のソレノイド部、レギュレータ24および運転席に設け
られたスイッチSW2が接続されている。スイッチSW2は、
以下に示すように回路設定圧力を一時的に上げるような
制御モードを選択するスイッチであり、コントローラ52
は、スイッチSW2がオンされているときには、圧力セン
サ51の検出結果に基づいて切換弁23およびレギュレータ
24を後述のように制御する。

第２図はコントローラ52による制御の手順を示してお
り、まずステップS1で油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐを圧力
センサ51から読み込む。次いでステップS2でスイッチSW
2がオンか否かを判定し、オンであればステップS3に進
む。ステップS3では読み込んだ圧力Ｐが予め設定された
基準圧力P₀よりも高いか否かを判定し、肯定判定される
とステップS4でタイマを起動させる。次いでステップS5
でタイマ起動から所定時間T₁が経過したか否かを判定
し、肯定されるとステップS6で切換弁23をｂ位置に切換
えるとともに、レギュレータ24を作動させて油圧ポンプ
２の傾転角を所定値よりも小さくし、その後始めに戻
る。

切換弁23のｂ位置切換により管路11とリリーフ弁22と
が遮断されるのでリリーフ弁22は作動不能となり、これ
により回路圧力はリリーフ弁21の設定リリーフ圧（第２
の値）により規定される。すなわち、油圧シリンダ5,6
および油圧モータ８の最高負荷圧力が第１の値より大き
い第２の値以下に保持される。また、油圧ポンプ２の傾
転角変化により油圧ポンプ２の吐出容量が減少する。

一方、ステップS2でスイッチSW2のオフが判定された
場合、またはステップS3で油圧ポンプ２の吐出圧Ｐが基
準値P₀未満と判定された場合にはステップS7に進み、タ
イマをクリアしてステップS8に進む。さらに、ステップ
S5でタイマ起動から所定時間T₁が経過していないことが
判定された場合にもステップS8に進む。ステップS8で
は、切換弁23をａ位置に切換えるとともに、レギュレー
タ24を作動させて油圧ポンプ２の傾転角を所定値以上に
する。切換弁23のａ位置切換により管路11とリリーフ弁
22とが連通されるのでリリーフ弁22は作動可能となり、
これにより油圧シリンダ5,6および油圧モータ８の最高
負荷圧力はリリーフ弁22の設定リリーフ圧（第１の値）
により規定される。すなわち、油圧シリンダ5,6および
油圧モータ８の最高負荷圧力が第２の値より小さい第１
の値以下に保持される。また、油圧ポンプ２の傾転角変
化により油圧ポンプ２の吐出容量が増加する。なお、ス
テップSW2がオフのときに油圧ポンプは周知の定馬力制
御が行われるから、圧力が所定値以上になると吐出容量
が圧力に応じて小さくなる。

以上の手順によれば、通常はリリーフ弁22のリリーフ
圧により油圧シリンダ5,6および油圧モータ８の最高負
荷圧が規定されるが、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐが所定値
P₀以上の状態が所定時間T₁以上継続するという条件が整
うと、リリーフ弁21のリリーフ圧により上記最高負荷圧
が規定される。所定値P₀以上の圧力が所定時間T₁以上継
続するということは、例えば掘削作業時に硬い地盤等を
掘削するような場合であり、油圧シリンダ5,6の駆動速
度は極めて遅く、このような場合には油圧シリンダ5,6
の最高負荷圧が自動的に高くなるので掘削力を増大させ
ることができる。そして、油圧シリンダ5,6の速度が遅
いのでリリーフ圧を高くしても従来のように大きな衝撃
が生じることがない。またこのとき、油圧ポンプ２の傾
転角が小さくなってその吐出容量が減少するので、例え
ば石などが掘起こされて作業用アタッチメントに作用す
る負荷が解除された後にこれが急速度で動くことが防止
される。

〔Ｉ−1:第１の実施例の変形例〕リリーフ弁22のリリーフセット圧力をP₁₀、リリーフ
弁21のリリーフセット圧力をP₂₀（＞P₁₀）とするとき、
上記所定値P₀を、リリーフセット圧力P₁₀よりわずかに
低い値でそのリリーフ弁22が作動を開始する圧力P₅に設
定してもよい。これによれば、第15図（ｂ）に示したよ
うに、リリーフ圧力の変動幅が（P₂₀−P₅）であり、サ
ージ圧力の発生が防止される。

第３図は、第２図のステップS5とステップS6との間に
ステップS11を挿入した例であり、これによれば、上述
の条件によりリリーフセット圧が高くなり、かつ油圧ポ
ンプの吐出容量が減少してから所定時間T₂−T₁が経過す
ると、リリーフセット圧および吐出容量が共に元の状態
に復帰する。

〔II:第２の実施例〕次に、本発明の第２の実施例を説明する。

第１図の実施例では、リリーフセット圧が異なる２つ
のリリーフ弁21,22を設け、条件に応じていずれか一方
を使用するようにしたが、第４図のように、１個の比例
電磁式リリーフ弁71を設け、条件に応じてコントローラ
52からの印加信号により比例ソレノイドを作動させてシ
リンダ71aでリリーフ設定ばねを操作してリリーフセッ
ト圧を変化させるようにしてもよい。

この場合、第３図あるいは第４図のように、上述した
P₀以上の圧力が検出されている時間がT1以上続くとリリ
ーフセット圧力をP₁₀からP₂₀に切換えるようにせず、第
５図のように検出圧力がP₀以上になると徐々にリリーフ
セット圧力をP₁₀からP₂₀に向けて上昇させる。

すなわち、第５図において、ステップS3で検出圧力Ｐ
がP₀以上であると判定されるとステップS21に進み、コ
ントローラ52から比例電磁式リリーフ弁71の比例ソレノ
イドに印加する電圧信号を時間経過とともに徐々に増加
させるようにする。これにより、比例電磁式リリーフ弁
71のリリーフセット圧力は時間経過とともに徐々に大き
くなり、ある時間後にP₂₀に設定される。そして、ステ
ップS22で油圧ポンプ２の吐出容量を所定値以下に制限
する。ステップS23でタイマを起動し、ステップS24で所
定時間の経過が判定されるまで、比例ソレノイドに電圧
を印加する。ステップS2,S3が否定された場合、および
所定時間が経過するとステップS25で比例ソレノイドへ
の電圧印加を中止する。この場合の圧力波形は第12図
（ｃ）に示されている。

なお、可変リリーフ弁71を用いて第１の実施例のよう
にリリーフセット圧力を２段に変化させることもでき
る。

〔III:第３の実施例〕第６図は、圧力センサ61,62を油圧シリンダ5,6の各出
入口管路にそれぞれ設けた例を示している。この構成に
よれば、各油圧シリンダ5,6の出入口管路のうち高い方
の圧力、すなわち油圧シリンダ5,6の駆動側の負荷圧が
それぞれセンサ61,62により検出される。これによれ
ば、特定のアクチュエータに対して第２図あるいは第３
図のような制御を行うことができる。第６図の例では、
車両走行に関しては上述のような制御を行わない場合を
示している。

〔IV:第４の実施例〕さらに第７図は、第６図の構成にリリーフ弁22′およ
び切換弁23′を追加した例を示しており、リリーフ弁2
2′の設定リリーフ圧は、リリーフ弁22よりも低くされ
ている。第８図は、この場合におけるコントローラ52の
制御手順を示し、まずステップS51で圧力センサ61,62の
検出結果、すなわち油圧シリンダ5,6（第１および第２
のアクチュエータ）の駆動側管路の圧力P₁,P₂をそれぞ
れ読み込む。その後、ステップS2でスイッチSW2のオン
が判定されると、ステップS52においてシリンダ5,6のう
ちいずれが作動しているかを判定する。これは、圧力セ
ンサ61,62の出力結果から判定してもよいし、作業用レ
バー3a,4aの位置を検出してその検出結果により判定し
てもよい。

ステップS52で油圧シリンダ５のみが作動していると
判定された場合、または油圧シリンダ5,6が共に作動し
ていると判定された場合には、ステップS53において、
読み込んだ圧力P₁が第１の所定値P₀₁以上か否かを判定
する。ステップS53が肯定されるとステップS54でタイマ
Ａを起動させ、次いでステップS55でタイマＡ起動から
所定時間T_A1（第１の所定時間）が経過したか否かを判
定する。ステップS55が肯定されるとステップS56で切換
弁23をａ位置に、切換弁23′をｂ位置にそれぞれ切換え
るとともに、レギュレータ24を作動させて油圧ポンプ２
の傾転角を所定値よりも小さくし、その後始めに戻る。

切換弁23′のｂ位置切換によりリリーフ弁22′は作動
不能となり、これにより回路圧力はリリーフ弁22の設定
リリーフ圧（第２の値）により規定される。また、油圧
ポンプ２の傾転角変化により油圧ポンプ２の吐出容量が
減少する。

また、ステップS52で油圧シリンダ６のみが作動して
いると判定されると、ステップS57では、圧力P₂が第２
の所定値P₀₂以上であるか否かを判定する。ステップS57
が肯定されるとステップS58でタイマＢを起動させ、次
いでステップS59でタイマＢ起動から所定時間T_B1（第２
の所定時間）が経過したか否かを判定し、肯定されると
ステップS60で切換弁23,23′を共にｂ位置に切換えると
ともに、レギュレータ24を作動させて油圧ポンプ２の傾
転角を所定値よりも小さくし、その後始めに戻る。切換
弁23,23′のｂ位置切換によりリリーフ弁22,22′は作動
不能となり、これにより回路圧力はリリーフ弁21の設定
リリーフ圧（第３の値）により規定される。

またステップS2が否定された場合、またはステップS5
3,57が否定された場合には、ステップS61でタイマA,Bを
共にクリアしてステップS62に進む。さらに、ステップS
55,ステップS59が否定された場合にもステップS62に進
む。ステップS62では、切換弁23をｂ位置に、切換弁2
3′をａ位置に切換えるとともに、レギュレータ24を作
動させて油圧ポンプ２の傾転角を所定値以上にする。こ
れにより回路圧力はリリーフ弁22′の設定リリーフ圧
（第１の値）により規定される。

以上の手順によれば、油圧シリンダ５のみが作動して
いる場合、その駆動側管路の圧力がP₀₁以上である状態
が所定時間T_A1以上継続すると、回路圧力が切換弁22の
設定リリーフ圧により規定される。また、油圧シリンダ
６のみが作動している場合、その駆動側管路の圧力がP
₀₂以上である状態が所定時間T_B1以上継続した場合に
は、回路圧力が切換弁21の設定リリーフ圧により規定さ
れる。

〔IV−1:第４の実施例の変形例〕また第９図は、第８図の処理にステップS71およびS72
を追加した例を示しており、これによれば、上述の条件
により回路圧力がリリーフ弁22のリリーフセット圧で規
定されてから所定時間T_A2−T_A1が経過した場合、または
回路圧力がリリーフ弁21のリリーフセット圧で規定され
てから所定時間T_B2−T_B1が経過した場合には、リリーフ
セット圧が元の状態に復帰するとともに、油圧ポンプ２
の吐出容量も通常の制御状態に復帰する。

〔V:第５の実施例〕第10図は、ロードセンシングシステムを用いた油圧回
路に本発明を適用したものである。

ロードセンシングシステムは、制御弁81,82の前後圧
力、すなわち制御弁の入口圧（ポンプ圧）と出口圧（油
圧アクチュエータの負荷圧でありロードセンシング圧と
呼ばれる）との差圧が一定値になるように可変容量油圧
ポンプ２の吐出容積を制御するものである。

そのため、ポンプ圧とロードセンシング圧との差圧に
応じて切換わるロードセンシングレギュレータ83が設け
られ、ポンプ圧とロードセンシング圧との差圧がばね83
aで設定される圧力以上になるとロードセンシングレギ
ュレータ83はその圧力に応じて、イ位置の方向に切換わ
る。このイ位置ではサーボシリンダ84にポンプ圧が導か
れポンプ傾転角が小さくなってポンプ吐出流量が低減す
る。反対に上記差圧がばね83aで設定される圧力未満に
なると、ロードセンシングレギュレータ83はロ位置の方
向に切換わり、サーボシリンダ84がタンクに接続され
る。その結果、ポンプ傾転角が大きくなりポンプ吐出流
量が増加する。

以上の動作により、ロードセンシングシステムでは、
ポンプ吐出流量が制御弁２の要求流量になるようにポン
プ傾転角が制御され、余分な流量を吐出することがなく
絞り損失による無駄がなくなるので燃費が向上し、また
操作性もよい。

このようなロードセンシングシステムを用いた油圧回
路において、油圧モータ８のみに対して上述したように
リリーフセット圧力を変更する場合には、管路86の圧力
を圧力センサ85により検出する。そして、検出されたロ
ードセンシング圧力が所定値P₀以上になるとそれに応答
して上述の第２の実施例のようにして可変リリーフ弁87
のリリーフセット圧力をP₁₀から徐々にP₂₀に向けて上昇
させる。

なお、油圧シリンダ５に対してもリリーフセット圧力
を変更制御する場合には、管路88の圧力を圧力センサ85
で検出するように管路86と88とを接続すればよい。な
お、この第５の実施例のように、アクチュエータの負荷
圧力をロードセンシング圧力から検出することにより、
第６図のように油圧アクチュエータの出入口管路にシャ
トル弁を設けて負荷圧力を検出する必要がなく、余分な
シャトル弁を省略できる。

〔VI:第６の実施例〕第11図および第12図は第６の実施例を示す。第１〜第
５の実施例がリリーフセット圧力を第１の値から第２の
値に変更することにより回路設定圧力を必要に応じて増
減するようにしたが、この第６の実施例は、可変容量油
圧ポンプ２のカットオフ圧力を増減することにより、同
様な作用効果を得るものである。第１図および第２図と
同様な箇所には同一の符号を付して相違点を説明する。

第11図において、91は制御弁3,4,7の最大レバー操作
量Ｓを検出するセンサであり、その検出出力はコントロ
ーラ52に入力されている。レギュレータ24は可変容量油
圧ポンプ２の吐出容量を次のように制御する。

レバー操作量Ｓによりいわゆる外部コンペン制御を行
い、レバー操作量Ｓに応じて可変容量油圧ポンプ２の吐
出容量を増大させる。

吐出圧Ｐによりいわゆる内部コンペン制御を行い、吐
出圧力Ｐに応じて第13図に示すようなＰ−ｑ制御を行
う。

第13図に示すように、吐出圧Ｐがカットオフ圧力P_R1
またはP_R2になるとカットオフ制御を行って吐出容量を
最小値に設定する。このカットオフ圧力は、吐出圧Ｐが
所定値P₀まではP_R1に設定され、所定値P₀を越えるとP_R2
（＞P_R1）に設定される。

また、92はリリーフ弁であり、そのリリーフセット圧
力はカットオフ圧力P_R2以上の値に設定される。

第12図のフローチャートにより第６の実施例の動作を
説明する。

まず、ステップS91において圧力センサ51とレバー操
作量検出センサ91からそれぞれ吐出圧力Ｐとレバー操作
量Ｓを読み込む。ステップS92では、そのレバー操作量
Ｓに基づいて上述の外部コンペン制御を実行してレバー
操作量Ｓに比例して吐出容量を調節すると共に、吐出圧
力Ｐに基づいて内部コンペン制御を行い、第13図に示す
Ｐ−ｑ線図になるように吐出容量を調節する。

そして、ステップS2〜S5,S11で第３図と同様な処理を
行い、吐出圧力Ｐが第１のカットオフ圧力P_R1と等しく
された所定値P₀以下の間は、第13図に実線で示すような
Ｐ−ｑ線図となり、P₀＝P_R1でカットオフ制御に入り、
可変容量油圧ポンプ２は圧力P_R1を維持するに必要な最
小限の吐出容量q minに制御される。

吐出圧力Ｐが第１のカットオフ圧力P_R1と等しくされ
た所定値P₀を越えた所定時間T₁が経過すると、ステップ
S93でカットオフ圧力をP_R2に設定する。これにより、回
路圧力はP_R1から上昇しＰ−ｑ線図は第13図の破線のよ
うになり、所望のアクチュエータ出力を所望の値まで増
加できる。圧力ＰがP_R2に達すると再びカットオフ制御
に入り、可変容量油圧ポンプ２は回路圧力をP_R2に維持
するに必要な吐出容量q minに制御される。

吐出圧力Ｐが所定値P₀以上になっている時間が所定時
間T₂以上経過すると、ステップS94において、カットオ
フ圧力をP_R1に変更し、回路圧力はP_R1で規制される。

なお以上ではレギュレータを純電気式として説明した
が、例えば、パイロットポンプとサーボシリンダとの間
に、例えば、特開昭59−23103号公報に開示されていよ
うに、自己制御弁と、外部制御弁と、カットオフ圧力が
可変または２段式のカットオフ弁とを直列に介装し、カ
ットオフ圧力を電気的に切換えるようにしてもよい。

〔VI:全体の変形例〕油圧アクチュエータとして一対の油圧シリンダ5,6お
よび油圧モータ８を備えている例を示したが、この油圧
アクチュエータは少なくとも１個あればよい。さらに、
所定の条件が整ったときに、リリーフセット圧を変化さ
せるとともに油圧ポンプ２の吐出容量をも変化させるよ
うにしたが、この吐出容量の制御は行わなくてもよい。

油圧ポンプ２の吐出圧力またはアクチュエータの駆動
側管路の負荷圧力を検出し、その検出結果によりリリー
フセット圧を制御するようにしたが、これに限定され
ず、例えばトルクレギュレータを備えた油圧ポンプであ
ればその傾転角を検出し、その検出結果によってアクチ
ュエータの負荷を推定しリリーフセット圧を制御するよ
うにしてもよい。あるいは、例えば燃料レバー等の操作
に応じた原動機の回転数指令値と実際の原動機の回転数
との偏差を検出してアクチュエータの負荷を推定しリリ
ーフセット圧を制御してもよい。

以上の実施例の構成において、リリーフ弁21,22,71,8
7およびレギュレータ24が圧力設定手段を、圧力センタ5
1が検出手段を、コントローラ52が制御手段をそれぞれ
構成する。

G.発明の効果本発明によれば次のような効果が得られる。

例えば重掘削時等で作業用アタッチメントの駆動速度
が遅い場合、すなわち、大きな衝撃が生じるおそれがな
いときにのみ回路設定圧力が通常より高くなり、構造物
や油圧機器等の破壊が防止できる。

重掘削時等には自動的にリリーフセット圧あるいはカ
ットオフ圧力が高くなるので、従来のようにその都度ス
イッチ操作を行う必要がなく、操作性が向上する。

設定圧力が高められるのはポンプ圧力やアクチュエー
タ負荷圧力が所定値以上の場合であり、従来のように負
荷がかかる前から設定圧力が高い値にセットされないか
ら、サージ圧力の発生も防止される。

設定圧力が高くなるような条件下で油圧ポンプの吐出
容量を所定値未満にするようにしたので、油圧アクチュ
エータの速度がより遅くなり、作業用アタッチメントに
作用する負荷が解除されてもこれが不所望に動くことが
防止できる。

設定圧力を高くしてから所定時間が経過すると設定圧
力を元の小さい値に復帰させるようにしたので、所定時
間以上にわたり管路に高圧が作用することがなく、構造
物や油圧機器等の破損を防止できる。

特定のアクチュエータの駆動側負荷圧力を検出し、そ
の特定のアクチュエータに対して上述のような制御を行
うようにしたので、不必要な圧力上昇により構造物や油
圧機器が破損することが防止される。

複数のアクチュエータにそれぞれ対応した設定圧力を
定めておき、使用するアクチュエータに応じて最適な値
に回路圧を設定することができる。

各アクチュエータに対応して設定圧力と所定時間をそ
れぞれ定め、上記条件が整った場合に設定圧力を高めに
設定するようにしたので、使用するアクチュエータに応
じて最適な制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１の実施例を示し、第１図
は本発明に係る油圧制御装置の全体構成図、第２図は処
理手順を示すフローチャート、第３図は処理手順の変形
例を示すフローチャートである。第４図および第５図は第２の実施例を示し、第４図は油
圧制御装置の全体構成図、第５図は処理手順のフローチ
ャートである。第６図は第３の実施例を示す油圧制御装置の全体構成図
である。第７図〜第９図は第４の実施例を示し、第７図は油圧制
御装置の全体構成図、第８図および第９図は処理手順の
フローチャートである。第10図は第５の実施例を示す油圧制御装置の全体構成図
である。第11図〜第13図は第６の実施例を示し、第11図は油圧制
御装置の全体構成図、第12図は処理手順のフローチャー
ト、第13図はＰ−ｑ線図である。第14図は油圧制御装置の従来例を示す油圧回路図であ
る。第15図は回路圧力の波形図である。 2:油圧ポンプ、3,4,7:制御弁 5,6:油圧シリンダ、8:油圧モータ 21,22,22′：リリーフ弁、24:レギュレータ 51,61,62:圧力センサ、52:コントローラ 71,87:可変リリーフ弁 91:レバー操作量検出センサ、92:リリーフ弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出
油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ア
クチュエータの最高負荷圧力を設定する圧力設定手段
と、この最高負荷圧力を少なくとも第１の値およびこの
第１の値よりも高い第２の値に変更する制御手段とを具
備する建設機械の油圧制御装置において、前記圧力設定手段の作動を検出する検出手段と、この検出手段が圧力設定手段の作動を検出すると所定時
間を計時する計時手段とを具備し、前記制御手段は、前記計時終了後に前記設定圧力を前記
第２の値に変更することを特徴とする建設機械の油圧制
御装置。
【請求項２】油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出
油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ア
クチュエータの最高負荷圧力を設定する圧力設定手段
と、この最高負荷圧力を少なくとも第１の値およびこの
第１の値よりも高い第２の値に変更する制御手段とを具
備する建設機械の油圧制御装置において、前記圧力設定手段の作動を検出する検出手段を具備し、
前記制御手段は、前記検出手段が圧力設定手段の作動を
検出すると前記設定圧力を第１の値から第２の値に徐々
に変更することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項３】油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出
油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ア
クチュエータの最高負荷圧力を設定する圧力設定手段
と、この最高負荷圧力を少なくとも第１の値およびこの
第１の値よりも高い第２の値に変更する制御手段とを具
備する建設機械の油圧制御装置において、前記油圧アクチュエータの負荷を検出する検出手段と、この検出手段が所定値以上の負荷を検出している時間を
計時する計時手段とを具備し、前記制御手段は、前記計時手段が所定時間以上を計時す
ると前記設定圧力を前記第２の値に変更することを特徴
とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項４】油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出
油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ア
クチュエータの最高負荷圧力を設定する圧力設定手段
と、この最高負荷圧力を少なくとも第１の値およびこの
第１の値よりも高い第２の値に変更する制御手段とを具
備する建設機械の油圧制御装置において、前記油圧アクチュエータの負荷を検出する検出手段を具
備し、前記制御手段は、前記検出手段が所定値以上の負
荷を検出すると前記設定圧力を第１の値から第２の値に
徐々に変更することを特徴とする建設機械の油圧制御装
置。
【請求項５】請求項１〜４項のいずれかの項に記載の制
御装置において、前記制御手段は、前記設定圧力を前記
第２の値としてから所定時間が経過すると前記第１の値
に復帰させることを特徴とする建設機械の油圧制御装
置。
【請求項６】請求項１〜４項のいずれかの項に記載の制
御装置において、前記油圧ポンプはレギュレータにより
吐出容量が変化する可変容量油圧ポンプであり、前記制
御手段は、前記検出手段が前記圧力設定手段の作動ある
いは所定値以上のアクチュエータ負荷圧力を検出するの
に連動して、前記レギュレータにより前記油圧ポンプの
吐出容量を所定値未満にすることを特徴とする建設機械
の油圧制御装置。
【請求項７】請求項１〜４項のいずれかの項に記載の制
御装置において、前記油圧ポンプはレギュレータにより
吐出容量が変化する可変容量油圧ポンプであり、前記制
御手段は、前記設定圧力を第１の値から第２の値に変更
するのに連動して、前記レギュレータにより前記油圧ポ
ンプの吐出容量を所定値未満にすることを特徴とする建
設機械の油圧制御装置。
【請求項８】請求項６または７に記載の制御装置におい
て、前記設定圧力を第２の値に変更後所定時間が経過す
るとその設定圧力を第１の値に復帰させるとともに、前
記油圧ポンプの吐出容量を前記所定値以上にすることを
特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかの項に記載の制御
装置において、前記制御手段による最高負荷圧力の変更
を選択する選択スイッチを具備し、この選択スイッチが
操作されているときにのみ前記条件の下で設定圧力を変
更することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかの項に記載の制
御装置において、前記圧力設定手段は、その設定圧力が
可変な可変リリーフ弁であることを特徴とする建設機械
の油圧制御装置。
【請求項１１】請求項１〜９のいずれかの項に記載の制
御装置において、前記圧力設定手段は、その設定圧力が
前記第１および第２の値に切換可能な２段リリーフ弁で
あることを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項１２】請求項１〜９のいずれかの項に記載の制
御装置において、前記圧力設定手段は、前記第１の値を
設定圧力とする第１のリリーフ弁と、前記第２の値を設
定圧力とする第２のリリーフ弁とで構成され、前記制御
手段は、前記第１のリリーフ弁と第２のリリーフ弁とを
切り換えることにより設定圧力を第１の値または第２の
値に変更することを特徴とする建設機械の油圧制御装
置。
【請求項１３】請求項１〜５項に記載の制御装置におい
て、前記前記油圧ポンプはレギュレータにより吐出容量
が変化する可変容量油圧ポンプであり、前記圧力設定手
段は、回路圧力がカットオフ圧力になると吐出容量を最
小容量に調節するレギュレータであることを特徴とする
建設機械の油圧制御装置。
【請求項１４】請求項13の制御装置において、前記制御
手段による最高負荷圧力の変更を選択する選択スイッチ
を具備し、この選択スイッチが操作されているときにの
み前記条件の下でカットオフ圧力を変更することを特徴
とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項１５】請求項１〜14のいずれかの項に記載の制
御装置において、前記検出手段は、前記油圧アクチュエ
ータの負荷圧力または前記油圧ポンプの吐出圧力を検出
する圧力センサであることを特徴とする建設機械の油圧
制御装置。
【請求項１６】請求項１〜14のいずれかの項に記載の制
御装置において、前記アクチュエータを複数備え、前記
検出手段は、特定のアクチュエータの駆動側負荷圧力を
検出することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項１７】請求項３または４に記載の制御装置にお
いて、前記検出手段は、第１および第２のアクチュエー
タの駆動側負荷圧力をそれぞれ検出し、前記制御手段
は、第１のアクチュエータに対して所定値以上の前記負
荷圧力が所定時間以上継続して検出されると前記設定圧
力を第２の値とするとともに、第２のアクチュエータに
対して所定値以上の負荷圧力が前記所定時間以上継続し
て検出されると、前記設定圧力を前記第２の値とは異な
る第１の値より大きい第３の値とすることを特徴とする
建設機械の油圧制御装置。
【請求項１８】請求項３または４に記載の制御装置にお
いて、前記検出手段は、第１および第２のアクチュエー
タの駆動側負荷圧力をそれぞれ検出し、前記制御手段
は、第１のアクチュエータに対して所定値以上の負荷圧
力が第１の所定時間以上継続して検出された場合、また
は第２のアクチュエータに対して所定値以上の負荷圧力
が前記第１の所定時間とは異なる第２の所定時間以上継
続して検出された場合に前記設定圧力を前記第２の値と
することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。