JP2740353B2 - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置に
係り、特に流れ抵抗要素により発生した制御圧力に応じ
て油圧ポンプの吐出流量を制御する建設機械の油圧駆動
装置に関する。

背景技術 従来の建設機械の油圧駆動装置は、特公平１−25921
号公報に記載のように、可変容量型の油圧ポンプと、こ
の油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプレギュレータ
と、油圧ポンプからの圧油により駆動される複数の油圧
アクチュエータと、油圧ポンプから複数の油圧アクチュ
エータに供給される圧油の流れを制御するセンターバイ
パス方式の複数の方向切換弁と、複数の方向切換弁のセ
ンターバイパスの直列にタンクに接続するセンターバイ
パスラインと、センターバイパスラインの下流側に設け
られ、制御圧力を発生させる流れ抵抗要素、例えば固定
絞りと、固定絞りにより発生した制御圧力を検出し、対
応する電気信号を出力する圧力検出装置と、圧力検出装
置から出力される電気信号の値と油圧ポンプの吐出流量
との関係を特定する１つのポンプ流量特性が予め設定さ
れ、そのポンプ流量特性に基づき圧力検出装置から出力
される電気信号の値に対応する吐出流量を求め、その吐
出流量に相当する信号を駆動信号として出力する関数発
生器とを備え、この駆動信号によりポンプレギュレータ
を駆動する構成となっている。

以上の従来技術において、複数の方向切換弁の各セン
ターバイパスにはブリードオフ用の可変絞りが設けら
れ、この可変絞りは対応する方向切換弁が中立位置にあ
るときには全開し、方向切換弁の操作量が増加するにし
たがって開度を減少させる。これにより方向切換弁が中
立位置にあるときにはセンターバイパス流量が最大とな
るで、固定絞りにより発生する制御圧力も最大となり、
方向切換弁の操作量が増加するに伴ってセンターバイパ
ス流量は減少し、制御圧力も減少する。関数発生器に設
定されたポンプ流量特性は、この制御圧力が小さくなる
にしたがって油圧ポンプの吐出流量を大きくするように
設定され、これにより油圧ポンプの吐出流量は方向切換
弁の操作量に応じて増加するよう制御される。

ところで、油圧ショベル等の建設機械で実施される作
業には種々の作業があり、作業の種類によって方向切換
弁に要求される制御特性が異なる。例えばクレーン作業
等の微操作を要求される作業では、メータリング特性に
優れた制御特性が要求され、掘削作業等、作業量の要求
される作業ではメータリングの立ち上がりの良い、大流
量を出しやすい制御特性が要求される。

しかしながら、上記従来の油圧駆動装置では、関数発
生器での設定に対応して油圧ポンプの吐出流量の制御特
性が一義的に決まってしまい、これに対応して方向切換
弁の制御特性も一義的に決まってしまうので、特定種類
以外の作業では良好な操作性を確保できないという問題
があった。

すなわち、上記従来の油圧駆動装置では関数発生器で
の設定に対応して次のように方向切換弁の制御特性が決
まる。例えば、１つの方向切換弁を操作したとき、油圧
ポンプの吐出流量は上記のように関数発生器での設定に
対応して制御され、この制御された流量が方向切換弁に
供給される。方向切換弁では、そのときの操作量（スト
ローク）により決まるブリードオフ用の可変絞りの開口
面積に対応して、ポンプ吐出流量からそのブリードオフ
用の可変絞りを通って流出する流量（センターバイパス
流量）を差し引いた残りの流量がアクチュエータに供給
される。このとき、油圧ポンプの吐出流量の弁ストロー
クに対する制御特性は一定で、かつブリードオフ用の可
変絞りの弁ストロークに対する開度特性も一定なので、
方向切換弁のメータリング特性等のアクチュエータに供
給される圧油の流量に関する制御特性も一定となる。

したがって、関数発生器に設定されるポンプ流量特性
を、例えば掘削作業等、作業量の大きい作業に適した制
御特性が得られるよう設定した場合には、例えばクレー
ン作業等の微操作を要求される作業では微操作を行うの
が困難となる。反対に、関数発生器に設定されるポンプ
流量特性を、例えばクレーン作業等の微操作を要求され
る作業に適した制御特性が得られるよう設定した場合
は、例えば掘削作業等、作業量の大きい作業では動作が
緩慢となり、効率の良い作業を行うことができない。

本発明の目的は、油圧ポンプの流量特性を変更可能と
することにより方向切換弁の制御特性を変更可能とし、
異なる種類の複数の作業に対して良好な操作性を確保で
きる建設機械の油圧駆動装置を提供することである。

発明の開示 上記目的を達成するために、本発明によれば、可変容
量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出流量を制御
するポンプレギュレータと、前記油圧ポンプからの圧油
により駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記油
圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給され
る圧油の流れを制御する複数の方向切換弁と、低圧回路
と、前記複数の方向切換弁のセンターバイパスを直列に
前記低圧回路に接続するセンターバイパスラインと、前
記センターバイパスラインに設けられ、それぞれ対応す
る方向切換弁に連動して開度を変化させるブリードオフ
用の複数の絞り手段と、前記センターバイパスラインに
設けられ、制御圧力を発生させる流れ抵抗手段と、前記
制御圧力を検出し、対応する電気信号を出力する圧力検
出手段とを備え、この圧力検出手段から出力される電気
信号により前記ポンプレギュレータの駆動信号を与え、
この駆動信号に応じてポンプレギュレータを駆動する建
設機械の油圧駆動装置において、（ａ）前記圧力検出手
段からの電気信号が示す制御圧力と前記油圧ポンプの吐
出流量との関係を特定する複数のポンプ流量特性を予め
設定した記憶手段と；（ｂ）前記記憶手段に設定された
複数のポンプ流量特性のうちの１つを選択する指令信号
を出力する選択手段と；（ｃ）前記指令信号で選択され
たポンプ流量特性に基づき前記圧力検出手段からの電気
信号が示す制御圧力に対応する吐出流量を求め、その吐
出流量に相当する信号を前記駆動信号として出力する演
算手段と；を備えることを特徴とする建設機械の油圧駆
動装置が提供される。

以上のように構成した本発明の油圧駆動装置において
は、選択手段から出力される指令信号により記憶手段に
設定してある複数のポンプ流量特性の１つを選択するこ
とにより、この選択したポンプ流量特性により油圧ポン
プの吐出流量が制御され、ポンプ流量特性が変更される
ので、これに対応して方向切換弁の制御特性を変更する
ことができ、これにより作業内容に応じて方向切換弁の
制御特性を変更し、異なる種類の複数の作業に対して良
好な操作性を確保することができる。

好ましくは、前記記憶手段及び演算手段はマイクロコ
ンピュータで構成され、前記選択手段は前記指令信号を
前記マイクロコンピュータに出力する手動装置である。

また、好ましくは、前記圧力検出手段は前記流れ抵抗
手段の上流側の圧力を検出する手段である。この圧力検
出手段は前記流れ抵抗手段の前後差圧を検出する手段で
あっても良い。

また、好ましくは、前記記憶手段に予め設定された複
数のポンプ流量特性は、最小値及び最大値の複数組の設
定値を含み、前記選択手段から出力された指令信号によ
りこれら複数組の設定値のうちの１組が選択される。

ここで、ポンプ流量特性の最小値を小さくすればする
ほど、油圧ポンプの最小吐出流量が小さくなり、エネル
ギロスの少ない経済的な運転が可能となる。また、ポン
プ流量特性の最大値を大きくすればするほど、油圧ポン
プの最大吐出流量が大きくなり、アクチュエータに大流
量を供給することが可能となり、作業量を増大すること
ができる。更に、ポンプ吐出流量の最大値と最小値との
偏差を小さくすればするほどポンプ吐出流量の変化割合
は小さくなり、方向切換弁でのメータリング特性が良好
となり、偏差を大きくすればするほどポンプ吐出流量の
変化割合は大きくなり、方向切換弁でのメータリングの
立ち上がりの良い制御特性が得られる。したがって、ポ
ンプ流量特性の最小値及び最大値を複数組用意し、その
うちの１組を適宜選択することにより、油圧ポンプ１の
流量特性を任意に設定し、所望の方向切換弁の制御特性
を実現することができる。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の第１の実施例による建設機械の油圧
駆動装置を示す回路図である。

図２は、図１に示す方向切換弁の過度的な位置を示す
説明図である。

図３は、図１に示す方向切換弁のストロークに対する
ブリードオフ用可変絞り、メータインの可変絞り、メー
タアウトの可変絞りのそれぞれの開度特性を示す図であ
る。

図４は、図１に示すポンプレギュレータの詳細を示す
回路図である。

図５は、図１に示す制御装置のハード構成を示す図で
ある。

図６は、図５に示すROMに予め記憶してある複数のポ
ンプ流量特性を示す図である。

図７は、図１に示す電磁弁に入力される駆動信号とこ
れから出力される駆動圧力との関係を示す図である。

図８は、図１に示すレギュレータに作用する駆動圧力
とこれにより制御されるポンプ吐出流量との関係を示す
図である。

図９は、図５に示すROMに格納されている制御プログ
ラムを示すフローチャートである。

図10は、図１に示す油圧駆動装置の制御圧力とポンプ
吐出流量との関係を示す図である。

図11は、図１に示す方向切換弁のストロークに対する
ポンプ吐出流量との関係を示す図である。

図12は、図１に示す方向切換弁のアクチュエータに供
給される圧油の流量に関する制御特性を示す図である。

図13は、本発明の第２の実施例による油圧駆動装置を
示す回路図である。

発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の実施例を図面により説明する。これら
実施例は本発明を油圧ショベルの油圧駆動装置に適用し
たものである。

まず、本発明の第１の実施例を図１〜図12により説明
する。

図１において、本発明の油圧駆動装置は、可変容量型
の油圧ポンプ１と、この油圧ポンプ１の吐出流量を制御
するポンプレギュレータ２と、油圧ポンプ１からの圧油
により駆動されるブームシリンダー、アームシリンダー
等のアクチュエータ７を含む複数の油圧アクチュエータ
と、油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される圧
油の流れを制御するセンターバイパス方式の複数の方向
切換弁4A,4B,4C,4Dと、油圧ポンプ１の吐出管路20に接
続されかつ複数の方向切換弁4A,4B,4C,4Dのセンターバ
イパスを直列にタンク21を含む低圧回路22に接続するセ
ンターバイパスライン23と、センターバイパスライン23
の最下流に設けられ、制御圧力を発生させる固定絞り５
と、吐出管路20の最大圧力を制御するメインリリーフ弁
３と、センターバイパスライン23に大流量が流れたとき
作動するサージカットリリーフ弁６とを備えている。

また、本実施例の油圧駆動装置は、固定絞り５の上流
側に発生した制御圧力PZを検出し、対応する電気信号Ｅ
（PZ）を出力する圧力検出装置８と、アクチュエータ７
等で実施される各種の作業を想定して、圧力検出装置８
から出力される電気信号Ｅ（PZ）の値と油圧ポンプ１の
吐出流量Ｑとの関係を特定する複数のポンプ流量特性が
予め設定され、そのポンプ流量特性に基づき圧力検出装
置８から出力される電気信号Ｅ（PZ）の値に対応する吐
出流量Ｑを求め、その吐出流量Ｑに相当する駆動信号ED
を出力する制御装置９と、この制御装置９で設定された
複数のポンプ流量特性のうちの１つを選択する指令信号
ESを出力する手動操作の選択装置12と、制御装置９から
出力される駆動信号EDに応じて駆動する電磁弁10とを備
えており、上述したレギュレータ２は、電磁弁10から出
力される駆動圧力PPに応じて駆動するようになってい
る。

以上の構成において、複数の方向切換弁4A,4B,4C,4D
には、図２に示すようにメータインの可変絞り24a,24b
（以下24で代表する）及びメータアウトの可変絞り25a,
25b（以下25で代表する）が形成されていると共に、そ
のセンターバイパスにはブリードオフ用の可変絞り26が
設けられている。これらメータインの可変絞り24及びメ
ータアウトの可変絞り25とブリードオフ用の可変絞り26
の弁ストロークＳと開口面積Ａとの関係は図３に示すよ
うである。すなわち、図中、27,28がメータインの可変
絞り24及びメータアウトの可変絞り25の開口面積の特性
であり、29がブリードオフ用の可変絞り26の開口面積の
特性であり、メータインの可変絞り24及びメータアウト
の可変絞り25は弁ストロークが０のとき（方向切換弁が
中立位置にあるとき）には全閉し、弁ストロークが増加
するにしたがって開口面積を増加させるのに対して、ブ
リードオフ用の可変絞り26は弁ストロークが零のときに
は全開し、弁ストロークが増加するにしたがって開口面
積を減少させる関係となっている。このようにブリード
オフ用の可変絞り26の開度特性を設定することにより、
例えば方向切換弁4Aが中立位置にあるときにはセンター
バイパスを流れる流量（センターバイパス流量）は最大
となり、固定絞り５により発生する制御圧力も最大とな
り、方向切換弁4Aの操作量が増加するにしたがいセンタ
ーバイパス流量は減少し、制御圧力も減少する。一方、
アクチュエータ７に圧油を供給して駆動する通常の動作
時、アクチュエータ７にはポンプ吐出流量からブリード
オフ用の可変絞り26を通って流出する流量（センターバ
イパス流量）を差し引いた残りの流量が供給されるの
で、アクチュエータ７に供給される圧油の流量に関する
方向切換弁の制御特性は、ブリードオフ用の可変絞り26
の開度特性と油圧ポンプ１の流量特性によって決まる特
性となる。

ポンプレギュレータ２は、図４に示すように、油圧ポ
ンプ１の押しのけ容積可変部材例えば斜板30を駆動する
ピストン・シリンダ装置31と、前述の電磁弁10から出力
される駆動圧力PPに応答してピストン・シリンダ装置31
へ供給される圧油の流量を調整し、油圧ポンプ１の斜板
傾転量を制御する第１のサーボ弁32と、ポンプ吐出圧力
に応答してピストン・シリンダ装置31へ供給される圧油
の流量を調整し、油圧ポンプ１の斜板傾転量を制御する
入力トルク制限用の第２のサーボ弁33とを備えている。

制御装置９はマイクロコンピュータで構成され、図５
に示すように、圧力検出装置８から出力される電気信号
Ｅ（PZ）と選択装置12から出力される指令信号ESとをデ
ジタル信号に変換するA/Dコンバータ9aと、中央演算装
置（CPU）9bと、上記複数のポンプ流量特性及び制御手
順のプログラムを格納するリードオンリーメモリ（RO
M）9cと、演算途中の数値を一時記憶するランダムアク
セスメモリ（RAM）9dと、出力用のI/Oインタフェイス9e
と、上述の電磁弁10に接続される増幅器9gとを備えてい
る。

ROM9cに設定された複数のポンプ流量特性は図６に示
す第１のポンプ流量特性40、第２のポンプ流量特性41及
び第３のポンプ流量特性42を含んでいる。

第１のポンプ流量特性40は、制御圧力PZが限界値PZ2
より大きいときには第１の最小値ED1aの駆動信号EDを出
力し、制御圧力PZが限界値PZ1より小さいときには第１
の最大値ED2aの駆動信号EDを出力し、制御圧力PZがPZ1
とPZ2の間にあるときには、 ED＝−｛（ED2a−ED1a）／（PZ2−PZ1）｝・PZ＋ED3a
……（１） の演算で得られる駆動信号EDを出力する特性となってい
る。なお、（１）式でED3aは第１の最小値ED1aと第１の
最大値ED2aとの間の値を演算するのに使用する第１の助
数である。

第２のポンプ流量特性41は、制御圧力PZが限界値PZ2
より大きいときには第２の最小値ED1b（＞ED1a）の駆動
信号EDを出力し、制御圧力PZが限界値PZ1より小さいと
きには第２の最大値ED2b（＜ED2a）の駆動信号EDを出力
し、制御圧力PZがPZ1とPZ2の間にあるときには、 ED＝−｛（ED2b−ED1b）／（PZ2−PZ1）｝・PZ＋ED3b
……（２） の演算で得られる駆動信号EDを出力する特性となってい
る。なお、（２）式でED3bは第２の最小値ED1bと第２の
最大値ED2bとの間の値を演算するのに使用する第２の助
数である。

第３のポンプ流量特性42は、制御圧力PZが限界値PZ2
より大きいときには第３の最小値ED1c（＞ED1b）の駆動
信号EDを出力し、制御圧力PZが限界値PZ1より小さいと
きには第３の最大値ED2c（＜ED2b）の駆動信号EDを出力
し、制御圧力PZがPZ1とPZ2の間にあるときには、 ED＝−｛（ED2c−ED1c）／（PZ2−PZ1）｝・PZ＋ED3c
……（３） の演算で得られる駆動信号EDを出力する特性となってい
る。なお、（３）式でED3cは第３の最小値ED1cと第３の
最大値ED2cとの間の値を演算するのに使用する第３の助
数である。

以上のように、第１〜第３のポンプ流量特性40〜42
は、それぞれ第１の最小値ED1aと第１の最大値ED2aと第
１の助数ED3a、第２の最小値ED1bと第２の最大値ED2bと
第２の助数ED3b、第３の最小値ED1cと第３の最大値ED2c
と第３の助数ED3cからなる３組の設定値で構成されてい
る。

ここで、第１〜第３の最小値ED1a,ED1b,ED1cは油圧ポ
ンプ１の最小吐出流量を与える設定値であり、この値を
小さくすればするほど、最小吐出流量が小さくなり、エ
ネルギロスの少ない経済的な運転が可能となる。また、
第１〜第３の最大値ED2aED2bED2cは油圧ポンプ１の最大
吐出流量を与える設定値であり、後述するようにこの値
が大きくなればなるほどアクチュエータに大流量を供給
することが可能となり、作業量を増大することができ
る。更に、最大値と最小値とのそれぞれの偏差は図６に
示す特性線の傾きを決定する指標であり、その傾きが小
さくなればなるほどポンプ吐出流量の変化割合は小さく
なり、後述するように方向切換弁でのメータリング特性
が良好となり、当該傾きが大きくなればなるほどポンプ
吐出流量の変化割合は大きくなり、方向切換弁でのメー
タリングの立ち上がりの良い制御特性が得られる。

上記した電磁弁10は、図７に示すように、制御装置９
から出力される駆動信号EDの増加に比例して増加する駆
動圧力PPを出力する特性を有し、上記したレギュレータ
２の第１のサーボ弁による押しのけ容積可変部材30の制
御機能は、図８に示すように、電磁弁10から出力される
駆動圧力PPの増加に応じて油圧ポンプ１の吐出流量Ｑが
比例的に増加する特性を有している。

上述のように構成した第１の実施例における動作は、
以下の通りである。

まず、オペレータがこれから行おうとする作業を想定
し、これに適した方向切換弁の制御特性を設定すべく選
択装置12を操作する。選択装置12からはその操作により
対応する指令信号ESが制御装置９に出力される。制御装
置９では、図９に示すように、手順S11でこの指令信号E
Sを入力し、手順S12で、この指令信号ESの値が予め記憶
させた第１の設定値EScより小さいかどうかの比較を行
う。ここで、指令信号ESの値が第１の設定値EScより小
さいと判定されると、手順S17に進み、最小値ED1を前述
した第１の最小値ED1aに設定し、最大値ED2を前述した
第１の最大値ED2aに設定し、ED3を前述したED3aに設定
する。すなわち、ポンプ流量特性として上記した図６に
示す第１のポンプ流量特性40を設定する。一方、手順S1
2で否定されると手順S13に進み、指令信号ESの値が予め
記憶させた第２の設定値ESb（＞ESc）より小さいかどう
かの比較を行う。ここで、指令信号ESの値が第２の設定
値ESbより小さいと判定されると、手順S14に進み、最小
値ED1を前述した第３の最小値ED1cに設定し、最大値ED2
を前述した第３の最大値ED2cに設定し、ED3を前述したE
D3cに設定する。すなわち、ポンプ流量特性として上記
した図６に示す第３のポンプ流量特性42を設定する。手
順S13で否定されると手順S15に進み、指令信号ESの値が
予め記憶させた第３の設定値ESa（＞ESb）より小さいか
どうかの比較を行う。ここで、指令信号ESの値が第３の
設定値ESaより小さいと判定されると、手順S16に進み、
最小値ED1を前述した第２の最小値ED1bに設定し、最大
値ED2を前述した第２の最大値ED2bに設定し、ED3をED3b
に設定する。すなわち、ポンプ流量特性として上記した
図６に示す第２のポンプ流量特性41を設定する。手順S1
5で否定されると手順S17に進み、上記のように第１のポ
ンプ流量特性40を設定する。

以上のようにしてポンプ流量特性が決定されると、そ
のポンプ流量特性に基づく油圧ポンプ１の吐出流量の制
御が行われる。

すなわち、まず、図１に示すように方向切換弁４等が
いずれも操作されていないときには、固定絞り５に流れ
るセンターバイパス流量が最大となるため固定絞り５の
上流側の圧力、すなわち制御圧力PZが高圧となり、この
高圧の制御圧力PZが圧力検出装置８で検出され、高圧の
制御圧力PZに相応する大きな値の電気信号Ｅ（PZ）が制
御装置９に出力される。制御装置９では、図９に示すよ
うに、まず手順S11で電気信号Ｅ（PZ）を入力し、手順S
2で、この電気信号Ｅ（PZ）の値PZが、予め記憶させた
図６に示す設定値PZ1より小さいかどうかの比較を行な
う。今、値PZは十分に大きな値であることから、この判
別は満足されず、手順S3に移る。この手順S3では、値PZ
が予め記憶させた図６に示す設定値PZ2より大きいかど
うかの比較を行なう。今、値PZは十分に大きな値である
ことから、この判別は満足され、手順S4に移る。この手
順S4では、駆動信号EDを上記の如く設定された最小値ED
1に設定する処理を行ない、手順S5に移る。この手順S5
では、駆動信号ED（＝ED1）を電磁弁10に出力する処理
を行なう。電磁弁10は、この駆動信号ED（＝ED1）に応
じて図７に示すように小さな駆動圧力PPをレギュレータ
２に出力する。レギュレータ２は、この駆動圧力PPに応
じて作動し、図８に示すように油圧ポンプ１から吐出さ
れる流量Ｑが最小流量となるように当該押圧ポンプ１の
斜板傾転量を制御する。

このような状態から例えば方向切換弁４が切換えられ
ると、その切換え動作に伴ってセンターバイパス流量が
徐々に減少し、圧力検出装置８で検出される固定絞り５
の上流側の圧力である制御圧力PZは次第に小さくなる。
これにより、上述した図９に示す手順S3の判別が満足さ
れなくなり、この手順S3から手順S6に移る。手順S6で
は、下記の演算が実施される。

ED＝−｛（ED2−ED1）／（PZ2−PZ1）｝・PZ＋ED3 この演算によって得られる駆動信号EDは、図６の特性
線40,41,42の傾斜部分に相当する。すなわち、第１のポ
ンプ流量特性40が選択されていれば、上記（１）式の演
算が行われ、第２のポンプ流量特性41が選択されていれ
ば、上記（２）式の演算が行われ、第３のポンプ流量特
性42が選択されていれば、上記（３）式の演算が行われ
る。

手順S6の次は前述した手順S5に移る。この手順S5では
前述したように、駆動信号EDを電磁弁10に出力する処理
を行なう。ここで駆動信号EDの値は、徐々に大きくなる
値である。電磁弁10は、前述したように駆動信号EDに応
じて比例的に増加する図７に示す駆動圧力PPをレギュレ
ータ２に出力する。レギュレータ２は、この駆動圧力PP
に応じて作動し、図８に示すように油圧ポンプ１から吐
出される流量Ｑが最小流量から最大流量に向かって次第
に増加する流量となるように当該油圧ポンプ１の斜板傾
転量を制御する。

そして、方向切換弁４が完全に切り換えられ、制御圧
力PZが図６に示す設定値PZ1よりも小さくなると、上述
した図６の手順S2の判別が満足され、手順S7に移る。こ
の手順S7では、駆動信号EDを上記の如く設定された最大
値ED2に設定する処理を行ない、手順S5に移る。この手
順S5では前述したように、駆動信号ED（＝ED2）を電磁
弁10に出力する。電磁弁10は、この駆動信号ED（＝ED
2）に応じて図７に示す最大の駆動圧力PPをレギュレー
タ２に出力する。レギュレータ２はこの駆動圧力PPに応
じて作動し、図８に示すように油圧ポンプ１から吐出さ
れる流量Ｑが最大流量となるように油圧ポンプ１の斜板
傾転量を制御する。

このような制御により、固定絞り５の上流側の圧力で
ある制御圧力PZと油圧ポンプ１から吐出される流量Ｑと
の関係を、上述した第１〜第３のポンプ流量特性40,41,
42の設定に対応して図10に示す40A,41A,42Aのような関
係とすることができる。また、例えば方向切換弁７のス
トロークと油圧ポンプ１の吐出流量Ｑとの関係を、第１
〜第３のポンプ流量特性40,41,42の設定に対応して図11
に示す40B,41B,42Bのような関係とすることができる。

そして、前述したように、例えばアクチュエータ７に
圧油を供給して駆動する通常の駆動時、アクチュエータ
７にはポンプ吐出流量Ｑからブリードオフ用の可変絞り
26を通って流出するセンターバイパス流量を差し引いた
残りの流量が供給されるが、ここで、アクチュエータ７
の負荷圧力を一定と仮定した場合、ブリードオフ用の可
変絞り26を通って流出可能なセンターバイパス流量の弁
ストロークに対する特性は、図３に示す開度特性29に対
応して図12に29Aで示すようになるので、このときのア
クチュエータ７に供給される圧油の流量に関する方向切
換弁4Aの制御特性は、図11に示すポンプ流量特性40B,41
B,42Bに対応してそれぞれ図12に40C,41C,42Cで示すよう
になる。すなわち、選択装置12の操作で第１のポンプ流
量特性40を選択したときには、メータリングの立ち上が
りが良く、大流量が得られる特性40Cが得られる。また
このときは、特性40Bのようにポンプ吐出流量の最小値
も小さいので、エネルギーロスの小さな効率的な運転が
可能となる。また、選択装置12の操作で第３のポンプ流
量特性42を選択したときには、メータリング特性が良
く、流量の小さな特性42Cが得られる。更に、選択装置1
2の操作で第２のポンプ流量特性41を選択したときに
は、メータリング特性及び最大流量共に中間の特性41C
が設定される。

なお、以上の説明では方向切換弁4Aを単独で操作した
場合について説明したが、複数の方向切換弁を操作した
場合には、その複数の方向切換弁の操作量の合計が増加
するにしたがってセンターバイパス流量が減少し、この
センターバイパス流量の減少に応じて固定絞り５の上流
側に発生する制御圧力は減少するので、複数の方向切換
弁の操作量の合計に対するポンプ吐出流量の関係は図11
に示すのと同様な関係となり、方向切換弁の制御特性に
関して上記と同様の作用が得られる。

したがって、第１のポンプ流量特性40を選択すること
により、掘削積込み作業等、作業量を要求される作業を
少ないエネルギで効率良く実施することができ、第３の
ポンプ流量特性42を選択することにより、クレーン作業
等、微操作を要求される作業を容易に実施することが可
能となり、第２のポンプ流量特性41を選択することによ
り、整形作業等、そこそこのメータリング特性と作業速
度を要求される作業を容易に実施することができる。

以上のように本実施例によれば、制御装置９のROM9C
に第１〜第３のポンプ流量特性40,41,42を予め設定し、
選択装置９から出力される指令信号ESによりそのうちの
１つを選択し、この選択したポンプ流量特性を用いて油
圧ポンプ１の吐出流量を制御するので、油圧ポンプ１の
流量特性を任意に変更して方向切換弁4A〜4Dの制御特性
を変更することができ、これにより作業内容に応じて方
向切換弁の制御特性を変更し、異なる種類の複数の作業
に対して良好な操作性を確保することができる。

また、制御装置９のROMに設定される複数のポンプ流
量特性40〜42を、それぞれ第１の最小値ED1aと第１の最
大値ED2a、第２の最小値ED1bと第２の最大値ED2b、第３
の最小値ED1cと第３の最大値ED2cを含む３組の設定値で
構成するので、そのうちの１組を選択手段からの指令信
号ESで選択することにより油圧ポンプ１の流量特性を任
意に設定し、所望の方向切換弁の制御特性を実現するこ
とができる。

本発明の第２の実施例を図13により説明する。図中、
図１に示す部材と同等の部材には同じ符号を付してい
る。

本実施例は、圧力検出装置として固定絞り５の上流側
の圧力PZと下流側の圧力PTとの差圧PZ−PTを検出し、電
気信号Ｅ（PZ−PT）を制御装置9Aに出力する差圧検出装
置11を設けた構成にしてあり、制御装置9Aには差圧検出
装置11から出力される電気信号Ｅ（PZ−PT）と油圧ポン
プ１の吐出流量Ｑとの関係を特定する複数のポンプ流量
特性として、図６に示す関数関係が予め設定してある。
その他の構成は図１に示す第１の実施例と同等である。

このように構成した第２の実施例にあっては、固定絞
り５の前後差圧PZ−PTと油圧ポンプ１から吐出される流
量Ｑとの関係は第１の実施例と同様に図10に示すように
なり、その結果例えば方向切換弁７のストロークと油圧
ポンプ１の吐出流量Ｑとの関係も第１の実施例と同様に
図11に示すようになるので、第１の実施例と同等の作用
効果を奏することができる。また、第２の実施例にあっ
ては、固定絞り５の前後差圧を制御圧力として検出する
ので、固定絞り５の背圧である低圧回路22の圧力が変動
したとしてもその前後差圧は影響されないため、固定絞
り５の背圧の影響を除くことができ、制御精度を向上で
きる効果がある。

なお、上記各実施例にあっては、制御圧力を発生させ
る手段として固定絞り５を設けたが、この固定絞り５の
代わりにオーバーライド特性を持たせたリリーフ弁を設
ける構成にしてもよい。

また、上記各実施例にあっては、電磁弁10を介してレ
ギュレータ２を駆動する構成にしてあるが、制御装置９
又は9Aから出力される駆動信号EDを直接レギュレータに
与えて、このレギュレータを駆動させるように構成して
もよい。

産業上の利用可能性 本発明の建設機械の油圧駆動装置は、以上のように構
成してあることから、油圧ポンプの流量特性を変更する
ことにより方向切換弁の制御特性を変更することがで
き、これにより作業内容に応じて方向切換弁の制御特性
を変更し、異なる種類の複数の作業に対して良好な操作
性を確保することができる。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可変容量型の油圧ポンプ（１）と、この油
   圧ポンプの吐出流量を制御するポンプレギュレータ
   （２）と、前記油圧ポンプからの圧油により駆動される
   複数の油圧アクチュエータ（７）と、前記油圧ポンプか
   ら前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流
   れを制御する複数の方向切換弁（4A−4D）と、低圧回路
   （22）と、前記複数の方向切換弁のセンターバイパスを
   直列に前記低圧回路に接続するセンターバイパスライン
   （23）と、前記センターバイパスラインに設けられ、そ
   れぞれ対応する方向切換弁に連動して開度を変化させる
   ブリードオフ用の複数の絞り手段（26）と、前記センタ
   ーバイパスラインに設けられ、制御圧力（PZ）を発生さ
   せる流れ抵抗手段（５）と、前記制御圧力を検出し、対
   応する電気信号（Ｅ）を出力する圧力検出手段（８）と
   を備え、この圧力検出手段から出力される電気信号によ
   り前記ポンプレギュレータの駆動信号（ED）を与え、こ
   の駆動信号に応じてポンプレギュレータを駆動する建設
   機械の油圧駆動装置において、 （ａ）前記圧力検出手段（８）からの電気信号（Ｅ）が
   示す制御圧力（PZ）と前記油圧ポンプ（１）の吐出流量
   （Ｑ）との関係を特定する複数のポンプ流量特性（40,4
   1,42）を予め設定した記憶手段（9c）と； （ｂ）前記記憶手段に設定された複数のポンプ流量特性
   （40,41,42）のうちの１つを選択する指令信号（ES）を
   出力する選択手段（12）と； （ｃ）前記指令信号（ES）で選択されたポンプ流量特性
   に基づき前記圧力検出手段（８）からの電気信号（Ｅ）
   が示す制御圧力（PZ）に対応する吐出流量（Ｑ）を求
   め、その吐出流量に相当する信号を前記駆動信号（ED）
   として出力する演算手段（9b）と；を備えることを特徴
   とする建設機械の油圧駆動装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置に
   おいて、前記記憶手段（9c）及び演算手段（9b）がマイ
   クロコンピュータで構成され、前記選択手段が前記指令
   信号（ES）を前記マイクロコンピュータに出力する手動
   装置（12）であることを特徴とする建設機械の油圧駆動
   装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置に
   おいて、前記圧力検出手段が前記流れ抵抗手段（５）の
   上流側の圧力を検出する手段（８）であることを特徴と
   する建設機械の油圧駆動装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置に
   おいて、前記圧力検出手段が前記流れ抵抗手段（５）の
   前後差圧を検出する手段（12）であることを特徴とする
   建設機械の油圧駆動装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置に
   おいて、前記記憶手段（9c）に予め設定された複数のポ
   ンプ流量特性（40,41,42）は、最小値及び最大値の複数
   組の設定値（ED1a,ED2a;ED1b,ED2b;ED1c,ED2c）を含
   み、前記選択手段（12）から出力された指令信号（ES）
   によりこれら複数組の設定値のうちの１組が選択される
   ことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。