JP2784198B2 - 土木・建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

土木・建設機械の油圧駆動装置

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JP2784198B2 JP63318416A JP31841688A JP2784198B2 JP 2784198 B2 JP2784198 B2 JP 2784198B2 JP 63318416 A JP63318416 A JP 63318416A JP 31841688 A JP31841688 A JP 31841688A JP 2784198 B2 JP2784198 B2 JP 2784198B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は油圧シヨベル等の土木・建設機械に備えら
れ、ロードセンシング制御をおこなう可変容量油圧ポン
プを具備する土木・建設機械の油圧駆動装置に関する。
＜従来の技術＞ 第15図はこの種の従来の土木・建設機械の油圧駆動装
置の概略構成を示す回路図である。
この第15図に示す従来例は、原動機すなわちエンジン
１と、このエンジン１によつて駆動される可変容量油圧
ポンプ２と、この油圧ポンプ２から吐出される圧油によ
つて駆動するアクチユエータ、例えばビームシリンダ、
アームシリンダ等の油圧シリンダ３と、油圧ポンプ２か
ら油圧シリンダ３に供給される油圧の流れを制御する方
向制御弁４と、油圧ポンプ２の押しのけ容積を制御する
制御用アクチユエータ５と、ポンプ圧と油圧シリンダ３
の負荷圧との差圧であるロードセンシング差圧に応じて
制御用アクチユエータ５の駆動を制御する流量制御弁６
とを備えている。ポンプ圧は管路７を介して流量制御弁
６の一方の駆動部８に導かれ、油圧シリンダ３の負荷圧
は管路９を介して流量制御弁６の他方の駆動部10に導か
れる。上述した制御用アクチユエータ５と流量制御弁６
とによつて、ロードセンシング差圧を所定圧に保つよう
に可変容量油圧ポンプ２から吐出される流量を制御する
流量制御手段が構成されている。
この従来例にあつては、例えばエンジン１が最高回転
に保たれている場合で、方向制御弁４が同第15図の中立
位置にあるときは、管路９がタンク11に連絡されるとと
もに油圧ポンプ２から吐出される圧油が流量制御弁６の
駆動部８に導かれるので、流量制御弁６は同第15図の右
位置に切換えられ、制御用アクチユエータ５のヘツド側
室12がタンク11に連通する。このとき、油圧ポンプ２の
吐出圧は制御用アクチユエータ５のロツド側室13にも導
かれているので、該制御用アクチユエータ５のピストン
ロツド14は同第15図の左方に移動し、これにより油圧ポ
ンプ２の押しのけ容積は最小に保たれる。
このような状態から、方向制御弁４を左右いずれかの
位置に切換えると、油圧ポンプ２の圧油が方向制御弁４
を介して油圧シリンダ３に供給され、この油圧シリンダ
３が伸長、あるいは収縮する。そして、油圧シリンダ３
の負荷圧が管路９を介して流量制御弁６の駆動部10に導
かれ、この負荷圧による力とばね15の力との合力が駆動
部８に与えられるポンプ圧による力に打勝つ状態に至る
と、流量制御弁６は同第15図に示す左位置に切換えら
れ、制御用アクチユエータ５のヘツド側室12にもポンプ
圧が導かれる。このとき、ヘツド側室12、ロツド側室13
のそれぞれに位置するピストンロツド14の端面の受圧面
積の差によりピストンロツド14が同第15図の右方に移動
し、これにより油圧ポンプ２の押しのけ容積は増大す
る。そして、方向制御弁４のフルストローク時には、ば
ね15の力によつてバランスされるロードセンシング差圧
が生じるような最大流量が油圧ポンプ２から供給され
る。このようにしてロードセンシング制御されることに
より、油圧シリンダ３には負荷圧の変化にかかわらず一
定した流量が供給され、この油圧シリンダ３の作動速度
は方向制御弁４の開口量で決まる速度に制御され、油圧
シリンダ３を介しておこなわれる作業を支障なくおこな
うことができる。
＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、上記第15図に例示した油圧駆動装置は油圧
シヨベル等に具備されるが、この油圧シヨベル等にあつ
ては、土砂の掘削をおこなう掘削作業の他に、地面にバ
ケツトの先端を当てた状態でアーム等をゆつくり動かし
て地ならしをおこなう整形作業などの微操作がおこなわ
れることがある。
そして、従来にあつては掘削作業等のように大流量を
要する場合はエンジン１を最高回転（エンジンフル状
態）に保ち、上記微操作のように小流量にしたい場合に
はエンジン１の回転数を最高回転数よりも低い回転数
（エンジンハーフ状態）に保つようにしている。第16図
は油圧シリンダ３が油圧シヨベルのブームシリンダのよ
うに大流量を要求しうるものである場合におけるエンジ
ン回転数を変化させたときの方向制御弁４の操作レバー
ストロークと油圧シリンダ３に供給される圧油の流量と
の関係を示す図で、16はエンジンフル状態時の特性線、
17はエンジンハーフ状態時の特性線、ｇはエンジンフル
状態時に油圧シリンダ３に供給される最大流量、ｈはエ
ンジンハーフ状態時に油圧シリンダ３に供給される最大
流量である。
この第16図に示すように従来の油圧駆動装置にあつて
は、最大流量を得るまでの操作レバーストロークのメー
タリング領域がエンジンフル状態時とエンジンハーフ状
態時とでは異なり、特にエンジンハーフ状態時にはメー
タリング領域が狭くなり、それ故、微操作に際して方向
制御弁４を操作するオペレータに慎重な動作が要求さ
れ、このオペレータに疲労感を与えやすい。
また、従来の油圧駆動装置にあつては、油圧シリンダ
３が油圧シヨベルのバケツトのように要求される最大流
量が比較的小さい場合には、第17図の特性線18で示すよ
うに、バケツトの速度を下げるためにより小流量を供給
することを意図してエンジンフル状態からエンジンハー
フ状態に変化させても油圧ポンプ２の押しのけ容積とエ
ンジン１の回転数の積によつて決まる油圧ポンプ２の流
量がｈとなり、特性線18における最大流量を越えてしま
うことがあり、このような場合にはエンジンハーフ状態
にしても油圧シリンダ３に供給される最大流量を小さく
することができず、微操作に適応させることができな
い。
また、上記第15図に示す油圧シリンダ３を大流量が要
求される油圧シヨベルのブームシリンダであるとして、
他に比較的小流量が要求されるバケツトシリンダと、こ
のバケツトシリンダを制御する方向制御弁とを油圧ポン
プ２に対して並列に設け、ブームシリンダとバケツトシ
リンダとの複合操作が仮に意図されているとすると、従
来にあつては、エンジンフル状態からエンジンハーフ状
態に変化させた場合に、第18図に示すように、ブームシ
リンダについては特性線16から特性線17に変化し、その
供給される最大流量がｇからｈと小さくなり作動速度が
遅くなるものの、バケツトシリンダについては特性線18
で示すように変化せず、すなわちエンジン回転数を下げ
たにもかかわらず作動速度が遅くならず、それ故、この
ようなブームとバケツトの複合操作におけるマツチング
性が悪くなる事態を招く。
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、原動機の回転数に応じて可
変容量油圧ポンプの流量のゲインすなわち、方向制御弁
の操作レバーストロークに対する流量の割合を変化させ
ることができる土木・建設機械の油圧駆動装置を提供す
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の請求項（１）に係
る発明は、原動機と、この原動機によつて駆動される可
変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプから吐出
される圧油によつて駆動するアクチユエータと、可変容
量油圧ポンプからアクチユ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、ポンプ圧とアクチユエータ
負荷圧との差圧であるロードセンシング差圧を所定圧に
保つように可変容量油圧ポンプから吐出される流量を制
御する流量制御手段とを備えた土木・建設機械の油圧駆
動装置において、原動機の回転数を検出する検出装置
と、この検出装置で検出した回転数に基づいて、原動機
の高速回転時には可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を
大きくする方向に、原動機の低速回転時には可変容量油
圧ポンプの押しのけ容積を小さくする方向に流量制御手
段に対し制御力を付与し、ロードセンシング差圧を可変
にする駆動手段とを備えた構成にしてある。
また、本発明の請求項（４）に係る発明は、原動機
と、この原動機によって駆動される可変容量油圧ポンプ
と、この可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によつ
て駆動するアクチユエータと、上記可変容量油圧ポンプ
から上記アクチユ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、ポンプ圧とアクチユエータ負荷圧と
の差圧であるロードセンシング差圧を所定圧に保つよう
に可変容量油圧ポンプから吐出される流量を制御する流
量制御手段とを備えた土木・建設機械の油圧駆動装置に
おいて、原動機の回転数を検出する検出装置と、原動機
の回転数と該回転数の変化に応じて変化するロードセン
シング目標差圧との関係を記憶する記憶装置と、検出装
置によつて検出された回転数に応じたロードセンシング
目標差圧を記憶装置の記憶内容から求める演算装置と、
この演算装置で求められたロードセンシング目標差圧に
応じて流量制御手段を駆動する駆動手段とを備えた構成
にしてある。
＜作用＞ 本発明の請求項（１）に係る発明は、上記のように構
成してあることから、原動機の回転数が高速回転数であ
ることが検出装置で検出されると、駆動手段は可変容量
油圧ポンプの押しのけ容積を大きくする方向に流量制御
手段を制御する。逆に、原動機の回転数が低速回転数で
あることが検出装置で検出されると、駆動手段は可変容
量油圧ポンプの押しのけ容積を小さくする方向に流量制
御手段を制御する。したがつて、原動機の回転数に応じ
てロードセンシング差圧が変化し、可変容量油圧ポンプ
の流量のゲインすなわち、方向制御弁の操作レバースト
ロークに対する流量の割合を変化させることができる。
また、本発明の請求項（４）に係る発明は、上記のよ
うに構成してあることから、記憶装置はあらかじめアク
チユエータの要求流量を考慮した上で、このアクチユエ
ータに小さな最大流量ーを供給しうる関係、すなわち原
動機の回転数が低くなるにしたがつてロードセンシング
目標差圧が小さくなるこれらの回転数とロードセンシン
グ目標差圧との関係を記憶させておけばよく、原動機の
回転数が最高回転数から低下したことが検出器で検出さ
れると、演算装置は低下した原動機回転数に対応する小
さなロードセンシング目標差圧を求めて駆動手段に出力
し、駆動手段は演算手段で求められた小さなロードセン
シング目標差圧に対応する小さな流量が可変容量油圧ポ
ンプから流れるように流量制御手段を制御する。すなわ
ち、原動機の回転数の低下に応じて油圧ポンプの流量の
ガイドが小さくなるように変化させることができる。
＜実施例＞ 以下、本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置を図に
基づいて説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の概略構成を示す回路
図である。この第１の実施例は、原動機回転数すなわち
エンジン１の回転数、例えば目標回転数を検出する検出
装置19と、この検出装置19と接続される制御装置20とを
備えている。この制御装置20は、第２図に示すように、
検出装置19から出力される信号を入力する入力装置21
と、エンジン１の回転数と該回転数の変化に応じて変化
するロードセンシング目標差圧との関係、例えば第３図
に示すように、エンジン１の回転数が低下するにしたが
つてロードセンシング差圧目標値ΔPxが小さくなる関係
を記憶する記憶装置22と、第２図に示すように検出装置
19によつて検出された回転数に応じたロードセンシング
目標差圧、すなわちロードセンシング差圧目標値ΔPxを
上述の記憶装置22の記憶内容から求める演算装置23と、
この演算装置23で求められた差圧目標値ΔPxに相応する
信号を出力する出力装置24とを含んでいる。
また、この第１の実施例は、演算装置23で求められた
差圧目標値ΔPxに応じて流量制御手段を構成する流制御
弁６を駆動する駆動手段、例えば制御装置20の出力装置
24から出力される信号に応じて作動するプランジヤを有
し、流量制御弁６の第３の駆動部すなわち駆動部10側に
位置する駆動部40に制御力を与える制御力付加装置25を
備えており、さらに、可変容量油圧ポンプ２の流量のゲ
インを変える制御をおこなうかどうかを選択する選択装
置26を備えている。この選択装置26は制御装置20の入力
装置21に接続されており、この選択装置26が操作される
と後述のように油圧ポンプ２の流量のゲインをかえる制
御が実施される。
その他の構成は前述した第15図に示すものと例えば同
等であり、油圧ポンプ２から吐出される圧油によつて駆
動する油圧シリンダ３、油圧ポンプ２から油圧シリンダ
３に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁４を備
えている。また、油圧ポンプ２の押しのけ容積を制御
し、ピストンロツド14、ロツド側室13、ヘツド側室12を
有する制御用アクチユエータ５と、この制御用アクチユ
エータ５の駆動を制御する流量制御弁６とを含む流量制
御手段とを備えている。この流量制御手段に含まれる流
量制御弁６は、前述した駆動部40の他に、油圧ポンプ２
の押しのけ容積を小さくする方向に油圧ポンプ２の吐出
圧が与えられる第１の駆動部、すなわち前述した駆動部
８と、油圧ポンプ２の押しのけ容積を大きくする方向に
油圧ポンプ２の吐出圧が与えられる第２の駆動部、すな
わち前述した駆動部10と、この駆動部10側を付勢するば
ね15とを備えている。またその他には、流量制御弁６の
駆動部10に連絡され、油圧シリンダ３の負荷圧に導くこ
とが可能な管路９、流量制御弁６の駆動部８に連絡さ
れ、ポンプ圧を導く管路７、及びタンク11を備えてい
る。
このように構成した第１の実施例にあつては、制御装
置20においておこなわれる第４図の処理手順にしたがつ
て各動作が実施される。
まず、同第４図の手順S1における判別、すなわち制御
装置20の演算装置23においておこなわれる選択信号が入
力されているかどうかの判別が満足されない場合は、選
択装置26が操作されないとき、すなわち油圧ポンプ２の
流量のゲインを変えることが意図されないときであり、
この場合は制御装置20の出力装置24から制御力付加装置
25に信号は出力されず、したがつてこの制御力付加装置
25は作動せず、流量制御弁６の駆動部40にこの制御力付
加装置25による制御力は与えられず、従前と同様の動作
が可能となる。
そして、同第４図の手順S1の判別が満足された場合
は、第１図に示す選択装置26が操作され、油圧ポンプ２
の流量のゲインを変えることが意図される場合であり、
第４図の手順S2に移る。この手順S2では、入力装置21を
介して検出装置19で検出されるエンジン１の回転数が演
算装置23に入力される。次いで手順S3に移り、演算装置
23は第３図に示す記憶装置22の記憶内容から検出装置19
によつて検出されたエンジン１の回転数に対応するロー
ドセンシング目標差圧、すなわち差圧目標値ΔPxを求め
る演算をおこなう。次いで手順S4に移り、手順S3におい
て求められた差圧目標値ΔPxに応じた信号が出力装置24
を介して制御力付加装置25に出力される。これにより制
御力付加装置25は作動し、ポンプ圧に抗して流量制御弁
６を右方に移動させるように、この流量制御弁６の駆動
部40に制御力を与える。
このような制御に際して、エンジン１の回転数が高い
場合、例えばエンジンフル状態にあつては、差圧目標値
ΔPxが大きく、したがつて制御力付加装置25を介して流
量制御弁６の駆動部40に与えられる制御力は大きく、こ
の制御力と管路９を介して導かれる油圧シリンダ３の負
荷圧による力とばね15と力との合力により、当該流量制
御弁６は管路７を介して導かれるポンプ圧による力に抗
して右方向に大きく動かされる傾向となり、したがつ
て、制御用アクチユエータ５のピストンロツド14が右方
に移動する傾向となつて油圧ポンプ２の押しのけ容積が
大きくなり、油圧ポンプ２から吐出される流量のゲイン
が大きくなる。一方、エンジン１の回転数が低い場合、
例えばエンジンハーフ状態にあつては差圧目標値ΔPxが
小さく、したがつて制御力付加装置25を介して流量制御
弁６の駆動部40に与えられる制御力は小さく、当該流量
制御弁６は右方向に動かされる程度が少ない傾向とな
り、したがつて制御用アクチユエータ５のピストンロツ
ド14が左方に移動する傾向となつて油圧ポンプ２の押し
のけ容積が小さくなり、油圧ポンプ２から吐出される流
量のゲインが小さくなる。
すなわち、油圧ポンプ２から方向制御弁４を介して油
圧シリンダ３に供給される流量Ｑは、 ここで、C:流量係数 X:方向制御弁４の開口面積 ξ：定数 ΔPx:差圧目標値 であり、上記制御によりエンジン１の回転数の低下に応
じてΔPxが小さくなるように変化するので、流量Ｑはエ
ンジン１の回転数の低下に伴つて小さく変化する。
このように構成した第１の実施例にあつては、上述の
ように流量Ｑのゲイン、すなわち方向制御弁４のストロ
ークに対する流量の割合をエンジン１の回転数の低下に
応じて小さくなるように変えることができるので、油圧
シリンダ３に供給される流量と方向制御弁４の操作レバ
ーストロークとの関係を示す第５図から明らかなよう
に、エンジンフル状態時に最大流量ｇを得るまでの方向
制御弁４の操作レバーストローク（特性線27a）と、エ
ンジンハーフ状態時に最大流量ｈを得るまでの方向制御
弁４の操作レバーストローク（特性線28a）とほぼ同等
にすることができ、すなわち操作レバーストロークのメ
ータリング領域をエンジンフル状態時とエンジンハーフ
状態時とで同じにすることができ、それ故、エンジンハ
ーフ状態にしておこなう微操作に際し、オペレータはエ
ンジンフル状態と同等の感覚で方向制御弁４を操作する
ことができ、したがつてオペレータに与える疲労感は少
ない。
また、第６図のエンジンフル状態時における特性線29
aで示すように、仮に油圧シリンダ３が油圧シヨベルに
備えられるバケツトシリンダのように比較的小流量が要
求されるものであつても、エンジンハーフ状態時には特
性線30aに示すように流量のゲインが小さくなるように
変化させることができ、したがつて最大流量を小さくす
ることができて微操作に適応させることができる。
また、同第６図のエンジンフル状態時の特性線31aで
示すように、仮に油圧シリンダ３が油圧シヨベルに備え
られるブームシリンダのように比較的大流量が要求され
るものであり、このブームシリンダとは別に比較的小流
量が要求されるバケツトシリンダを別に設け、このバケ
ツトシリンダのエンジンフル状態時における特性線が同
第６図中の29aで示されるものとし、ブームとバケツト
の複合操作が意図されるものとすると、エンジンフル状
態からエンジンハーフ状態に変化させた場合、同第６図
に示すようにブームシリンダについては特性線31aから
特性線32aに変化し、バケツトシリンダについては特性
線29aから特性線30aに変化し、すなわちエンジン回転数
の低下に伴つてブームシリンダとバケツトシリンダの双
方の作動速度を遅くすることができ、このようなブーム
とバケツトの複合操作における良好なマツチング性を確
保できる。
第７図は本発明の第２の実施例の概略構成を示す回路
図である。
この第２の実施例は基本的な構成は第１の実施例と同
等であるが、制御力付加装置25を流量制御弁６の駆動部
８側に配置してあり、制御力付加装置25による制御力を
この駆動部８側の駆動部40に与える構成にしてあり、ば
ね15aの力を前述した第１の実施例におけるばね15の力
よりも大きく設定してある。
この第２の実施例にあつては、選択装置26が操作され
ないときは、制御装置20から制御力付加装置25に最大の
駆動信号が出力され、したがつて制御力付加装置25は流
量制御弁６の駆動部40に最大の制御力を与える。これに
より、ばね15aの力と上記制御力との差が流量制御弁６
の駆動部10側に与えられるが、その差の大きさは、例え
ば前述した第１の実施例におけるばね15の力と同等にな
るように設定してある。このように、流量制御弁６の駆
動部40に一定の最大の制御力が与えるられることから、
従前と同様の動作が可能となる。
そして、選択装置26が操作された場合で、例えばエン
ジンフル状態にあつては、前述した第３図の関係から差
圧目標値ΔPxが大きく、この大きな差圧目標値ΔPxに対
応して上述した第１の実施例における場合とは逆に、制
御力付加装置25を介して流量制御弁６の駆動部40に最小
の制御力が与えられ、これによりばね15aの力と制御力
との差が大きくなつて流量制御弁６は左位置に切換えら
れ、制御用アクチユエータ５のピストンロツド14が右方
に移動し、油圧ポンプ２の押しのけ容積が大きくなり、
油圧ポンプ２から吐出される流量のゲインが大きくな
る。
一方、例えばエンジンハーフ状態にあつては前述した
第３図の関係から差圧目標値ΔPxが小さく、この小さな
差圧目標値ΔPxに対応して上述した第１の実施例におけ
る場合とは逆に、制御力付加装置25を介して流量制御弁
６の駆動部40に比較的大きな制御力が与えられ、これに
よりばね15aの力と制御力との差が小さくなつて流量制
御弁は右位置に切換えられる傾向となり、制御用アクチ
ユエータ５のピストンロツド14が左方に移動する傾向と
なり、油圧ポンプ２の押しのけ容積が小さくなり、油圧
ポンプ２から吐出される流量のゲインが小さくなる。
この第２の実施例にあつても、前述した（１）式によ
る流量Ｑが油圧シリンダ３に供給されるので、当該流量
Ｑはエンジン１の回転数の低下に伴つて小さく変化し、
前述した第１の実施例と同等の効果を奏する。
第８図は本発明の第３の実施例の概略構成を示す回路
図である。
この第３の実施例では、油圧ポンプ２の流量を制御す
る流量制御手段が、油圧ポンプ２の押しのけ容積を制御
する制御用アクチユエータ５と、油圧源27と、この油圧
源27に連絡され、かつ制御用アクチユエータ５のヘツド
側室12のロツド側室13との間に配置される電磁切換弁28
と、この電磁切換弁28に連絡され、かつ制御用アクチユ
エータ５のヘツド側室12とタンク11との間に配置される
電磁切換弁29とからなつている。
また、ポンプ圧と油圧シリンダ３の負荷圧との差圧で
あるロードセンシング差圧を検出する差圧センサ30を備
え、この差圧センサ30、電磁切換弁28、29、検出装置1
9、及び選択装置26は、記憶装置、演算装置、入力装
置、及び出力装置を含む制御装置31に接続されている。
そして、この制御装置31の入力装置に、差圧センサ30、
検出装置19、及び選択装置26の信号が入力され、記憶装
置は前述した第３図の関係、すなわちエンジン回転数と
差圧目標値ΔPxとの関係、及び流量Ｑのゲイン変化が意
図されない場合の目標となるロードセンシング設定差圧
を記憶し、演算装置は差圧センサ30によつて検出された
ロードセンシング差圧と記憶装置に記憶される関係から
求められる差圧目標値ΔPxの大小を比較する比較手段を
含み、出力装置が演算装置の比較手段の比較結果に応じ
た駆動信号を電磁切換弁28、29のそれぞれに出力するよ
うになつている。
このように構成した第３の実施例においては、制御装
置31でおこなわれる第９図の処理手順にしたがつて各動
作が実施される。
まず、同第９図の手順S10における判別、すなわち制
御装置31の演算装置でおこなわれる選択信号が入力され
ているかどうかの判別が満足されない場合は、選択装置
26が操作されないとき、すなわち油圧ポンプ２の流量の
ゲインを変えることが意図されないときであり、この場
合は、同第９図のフローにあつては省略したが、差圧セ
ンサ30によつて検出されるロードセンシング差圧と記憶
装置から読み出されたロードセンシング設定差圧とが演
算装置で比較され、その差が０となるように電磁切換弁
28、29を駆動する信号が出力される。
例えばロードセンシング設定差圧に対してロードセン
シング差圧が小さい場合には、制御装置31の出力装置か
ら電磁切換弁28にON信号が出力され、電磁切換弁29にOF
F信号が出力され、これにより制御用アクチユエータ５
のロツド側室13とヘツド側室12とが連通し、油圧源27の
圧油によりピストンロツド14が同第８図の右方に移動
し、油圧ポンプ２の押しのけ容積が大きくなり、油圧ポ
ンプ２から吐出される流量が増加する。
また、ロードセンシング設定差圧に対してロードセン
シング差圧が大きい場合には、制御装置31の出力装置か
ら電磁切換弁28にOFF信号が出力され、電磁切換弁29にO
N信号が出力され、制御用アクチユエータ５のヘツド側
室12がタンク11に連通し、一方、油圧源27の圧油がロツ
ド側室13に導かれ、これによりピストンロツド14が同第
８図の左方に移動し、油圧ポンプ２の押しのけ容積が小
さくなり、油圧ポンプ２から吐出される流量が減少す
る。
そして、ロードセンシング設定差圧とロードセンシン
グ差圧とが等しくなると、制御装置31の出力装置から電
磁切換弁28、29のそれぞれにOFF信号が出力され、油圧
ポンプ２の押しのけ容積がその時点の状態に保たれる。
このようにして、従前と同様の動作が可能になる。
また、同第９図の手順S10の判別が満足された場合
は、第８図に示す選択装置26が操作され、油圧ポンプ２
の流量のゲインを変えることが意図される場合であり、
同第９図の手順S11に移る。この手順S11では差圧センサ
30で検出された差圧検出値ΔPLSと検出装置19で検出さ
れたエンジン１の回転数が制御装置31の入力装置を介し
て演算装置に読み込まれ、手順S12に移る。この手順S12
では演算装置に前述した第３図に示す関係が読み出さ
れ、上述のようにして読み込まれたエンジン１の回転数
に対応するロードセンシング目標差圧、すなわち差圧目
標値ΔPxが求められる。次いで手順13に移る。この手順
S13では、制御装置31の入力装置を介して入力された差
圧センサ30の差圧検出値ΔPLS（ロードセンシング差
圧）と上記手順S12において求められた差圧目標値ΔPx
が等しいかどうか、演算装置の比較手段で判別される。
この手順S13の判別が満足されない場合は手順S14に移
る。
この手順S14では、演算装置で差圧検出値ΔPLSは差圧
目標値ΔPxよりも大きいかどうか判別される。この判別
が満足されると、手順S15に移る。この手順S15では、出
力装置から電磁切換弁28にOFF信号が出力され、電磁切
換弁29にON信号が出力される。これにより制御用アクチ
ユエータ５のヘツド側室12がタンク11に連絡され、一
方、油圧源27の油圧がロツド側室13に導かれ、油圧ポン
プ２の押しのけ容積が小さくなり、油圧ポンプ２から吐
出される流量が減少する。
また、上記した手順S14の判別が満足されないと、手
順S16に移る。この手順S16では、出力装置から電磁切換
弁28にON信号が出力され、電磁切換弁29にOFF信号が出
力される。これにより制御用アクチユエータ５のロツド
側室13とヘツド側室12とが連絡され、ピストンロツド14
は同第８図の右方に移動し、油圧ポンプ２の押しのけ容
積が大きくなり、油圧ポンプ２から吐出される流量が増
加する。
また、上述した手順S13の判別が満足され、差圧検出
値ΔPLSと差圧目標値ΔPxとが等しい場合にははじめに
戻る。
このように構成した第３の実施例にあつては、ロード
センシング差圧、すなわち差圧センサ30によつて検出さ
れる検出値ΔPLSがロードセンシング目標差圧、すなわ
ち差圧目標値ΔPxに等しくなるように油圧ポンプ２の押
しのけ容積、すなわち流量が制御され、しかも差圧目標
値ΔPxは第３図に示すようにエンジン１の回転数の低下
に伴つて小さくなる関係にあつことから、例えばエンジ
ンハーフ状態時にあつてはエンジンフル状態時に比べて
流量のゲインを小さくすることができ、前述した第１、
第２の実施例と同様の効果を奏する。
第10図は本発明の第４の実施例の概略構成を示す回路
図である。
この第４の実施例は、第１図に示す第１の実施例の構
成に加えてモード選択装置32を設けてある。そして、制
御装置20の記憶装置に、エンジン１の回転数とロードセ
ンシング目標差圧すなわち差圧目標値ΔPxとの複数の関
係、例えば第11図の特性線33、34で示される関係を記憶
させてある。特性線33は、比較的大きな流量を要する作
業に適応させることができるように設定したものであ
り、特性線34は、微小流量を要する微操作に適応させる
ことができるように設定したものである。また、モード
選択装置32は上記した特性線33に対応するモード１と特
性線34に対応するモード信号を制御装置20に出力可能に
なつている。
このように構成した第４の実施例にあつては、制御装
置20においておこなわれる第12図の処理手順にしたがつ
て各動作が実施される。
まず、手順S20で、選択装置26の選択信号が出力され
ているかどうか、すなわち流量のゲインを変える制御が
意図されているかどうか判別される。この判別が満足さ
れなければ、前述したように流量制御弁６の駆動部40に
制御力が与えられず、従前と同様の動作がおこなわれ
る。
また、この判別が満足されると手順S21に移る。この
手順S21では、モード選択装置32から出力されるモード
信号の値が１かどうか演算装置で判別される。この判別
が満足された場合には、比較的大きな流量を油圧シリン
ダ３に供給することが意図されている場合で、手順S22
に移る。この手順S22では、演算装置に第11図の特性線3
3で示すエンジン１の回転数と差圧目標値ΔPxの関係が
読み出され、手順S23に移る。この手順S23では、検出装
置19によつて検出されたエンジン１の回転数が制御装置
20の入力装置を介して演算装置に読み込まれ、手順S24
に移る。この手順S24では、第11図に示す特性線33から
エンジン１の回転数に対応する差圧目標値ΔPxが求めら
れ、手順S25に移る。この手順S25では、差圧目標値ΔPx
に対応する駆動信号が出力装置を介して制御力付加装置
25に出力され、差圧目標値ΔPxに対応する制御力が流量
制御弁６の駆動部40に与えられる。したがつて、差圧目
標値ΔPxの大きさに応じて、すなわちエンジン１の回転
数の高低に応じて、流量制御弁６は左位置方向に、ある
いは右位置方向に切換えられ、油圧ポンプ２の押しのけ
容積は大きくなるように、あるいは小さくなるように制
御される。
また、上述した手順S21の判別が満足されない場合に
は、モード選択装置32から出力されるモード信号の値が
２のとき、すなわち比較的小さな流量を油圧シリンダ３
に供給することが意図されている場合で、手順S26に移
る。この手順S26では、演算装置に第11図の特性線34で
示すエンジン１の回転数と差圧目標値ΔPxの関係が読み
出され、以下、手順S23、24、25の処理がおこなわれ
る。これにより、着圧目標値ΔPxの大きさに応じて油圧
ポンプ２の押しのけ容積が大きくなるように、あるいは
小さくなるように制御される。
このように構成した実施例にあつては、モード選択装
置32でモード１、あるいはモード２のいずれが選択され
ても、エンジン１の回転数の高低に応じて油圧シリンダ
３に供給される流量のゲインを大から小に変化させるこ
とができ、第１の実施例と同等の効果を奏することがで
きるとともに、特にモード２が選択された場合にはエン
ジン１の回転数に対する差圧目標値ΔPxの割合がモード
１の場合に比べてさらに小さくなり、したがつて小流量
を十分に広いメータリング領域で供給することが可能に
なり、高精度の微操作が可能になる。
第13図は本発明の第５の実施例の概略構成を示す回路
図で、この第５の実施例は第７図に示す第２の実施例に
モード選択装置32を設けたものであり、第14図は本発明
の第６の実施例の概略構成を示す回路図で、この第６の
実施例は第８図に示す第３の実施例にモード選択装置32
を設けたものであり、それぞれ前述した第10図に示す第
４の実施例と同等の効果を奏する。
なお、上記各実施例にあつては、第３図あるいは第11
図に示されるように、エンジン１の回転数と差圧目標値
ΔPxとの関係を二次曲線からなる関係に設定したが、本
発明はこれに限らず、一本の直線的な関係、直線と二次
曲線の組合せ、折れ線部を有する直線的な関係等、種々
設定しうる。
＜発明の効果＞ 本発明の各請求項に係る発明は、以上のように構成し
てあることから、原動機の回転数が高速回転数の場合に
は可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を大きく、すなわ
ち可変容量油圧ポンプの流量のゲインが大きくなるよう
に、逆に、原動機の回転数が低速回転数の場合には可変
容量油圧ポンプの押しのけ容積を小さく、すなわち可変
容量油圧ポンプの流量のゲインが小さくなるように変化
させることができ、それ故、流量の大きい操作、流量の
小さい微操作にも十分に適応させることができる。ま
た、エンジン回転数の高低にかかわらず、比較的広いメ
ータリング領域を得ることができ、オペレータに与える
疲労感を軽減でき、さらに複合操作に際して、優れたマ
ツチング性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置の第１
の実施例の概略構成を示す回路図、第２図は第１図に示
す第１の実施例に備えられる制御装置の構成を示す図、
第３図は第１の実施例に備えられる制御装置の記憶装置
で記憶されるエンジン回転数と差圧目標値ΔPxとの関係
を示す図、第４図は第１の実施例に備えられる制御装置
で処理される内容を示すフローチヤート、第５図、第６
図はそれぞれ第１の実施例で得られる特性を示す図、第
７図は本発明の第２の実施例の概略構成を示す回路図、
第８図は本発明の第３の実施例の概略構成を示す回路
図、第９図は第３の実施例に備えられる制御装置で処理
される内容を示すフローチヤート、第10図は本発明の第
４の実施例の概略構成を示す回路図、第11図は第４図の
実施例に備えられる制御装置の記憶装置で記憶されるエ
ンジン回転数と差圧目標値ΔPxとの関係を示す図、第12
図は第４の実施例に備えられる制御装置で処理される内
容を示すフローチヤート、第13図は本発明の第５の実施
例の概略構成を示す回路図、第14図は本発明の第６の実
施例の概略構成を示す回路図、第15図は従来の土木・建
設機械の油圧駆動装置の概略構成を示す回路図、第16
図、第17図、第18図はそれぞれ第15図に示す従来の油圧
駆動装置における特性を示す図である。 １……エンジン（原動機）、２……可変容量油圧ポン
プ、３……油圧シリンダ（アクチユエータ）、４……方
向制御弁、５……制御用アクチユエータ、６……流量制
御弁、８……駆動部（第１の駆動部）、10……駆動部
（第２の駆動部）、19……検出装置、20、31……制御装
置、21……入力装置、22……記憶装置、23……演算装
置、24……出力装置、25……制御力付加装置、26……選
択装置、27……油圧源、28、29……電磁切換弁、30……
差圧センサ。40……駆動部（第３の駆動部）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−143187（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−217025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−147101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−270803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−6029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−232044（ＪＰ，Ａ) 特表 昭61−502112（ＪＰ，Ａ) 米国特許4282898（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E02F 9/12 F15B 11/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】原動機と、この原動機によって駆動される
    可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプから吐
    出される圧油によつて駆動するアクチユエータと、上記
    可変容量油圧ポンプから上記アクチユエータに供給され
    る圧油の流れを制御する方向制御弁と、ポンプ圧とアク
    チユエータ負荷圧との差圧であるロードセンシング差圧
    を所定圧に保つように可変容量油圧ポンプから吐出され
    る流量を制御する流量制御手段とを備えた土木・建設機
    械の油圧駆動装置において、 上記原動機の回転数を検出する検出装置と、 この検出装置で検出した回転数に基づいて、上記原動機
    の高速回転時には上記可変容量油圧ポンプの押しのけ容
    積を大きくする方向に、上記原動機の低速回転時には上
    記可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を小さくする方向
    に上記流量制御手段に対し制御力を付与し、上記ロード
    センシング差圧を可変にする駆動手段とを備えたことを
    特徴とする土木・建設機械の油圧駆動装置。
  2. 【請求項２】上記流量制御手段は、 上記可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を小さくする方
    向に上記可変容量油圧ポンプの吐出圧が与えられる第１
    の駆動部と、 上記可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を大きくする方
    向に上記アクチユエータの負荷圧が与えられる第２の駆
    動部と、 上記所定のロードセンシング差圧を規定するばねと、 上記駆動手段からの制御力が与えられる第３の駆動部と
    を有し、 この第３の駆動部に与えられた制御力が上記ばねにより
    規定された上記ロードセンシング差圧の値を変更させる
    ことを特徴とする請求項（１）記載の土木・建設機械の
    油圧駆動装置。
  3. 【請求項３】上記流量制御手段が、 上記可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する制御
    用アクチユエータと、 この制御用アクチユエータの駆動を制御する流量制御弁
    とを含み、 上記流量制御弁が、 上記第１の駆動部と上記第２の駆動部と上記第３の駆動
    部を有することを特徴とする請求項（２）記載の土木・
    建設機械の油圧駆動装置。
  4. 【請求項４】原動機と、この原動機によつて駆動される
    可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプから吐
    出される油圧によつて駆動するアクチユエータと、上記
    可変容量油圧ポンプから上記アクチユエータに供給され
    る圧油の流れを制御する方向制御弁と、ポンプ圧とアク
    チユエータ負荷圧との差圧であるロードセンシング差圧
    を所定圧に保つように可変容量油圧ポンプから吐出され
    る流量を制御する流量制御手段とを備えた土木・建設機
    械の油圧駆動装置において、 上記原動機の回転数を検出する検出装置と、 原動機の回転数と該回転数の変化に応じて変化するロー
    ドセンシング目標差圧との関係を記憶する記憶装置と、
    上記検出装置によつて検出された回転数に応じたロード
    センシング目標差圧を上記記憶装置の記憶内容から求め
    る演算装置と、この演算装置で求められたロードセンシ
    ング目標差圧に応じて上記流量制御手段を駆動する駆動
    手段とを備えたことを特徴とする土木・建設機械の油圧
    駆動装置。
  5. 【請求項５】流量制御手段が、 可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する制御用ア
    クチユエータと、 この制御用アクチユエータの駆動を制御する流量制御弁
    とを含み、 駆動手段が上記流量制御弁を駆動する制御力を該流量制
    御弁の駆動部に付加する制御力付加装置からなるととも
    に、 記憶装置と、演算装置と、検出装置から出力される信号
    を入力する入力装置と、演算装置で求められたロードセ
    ンシング目標差圧に応じた駆動信号を上記制御力付加装
    置に出力する出力装置とを含む制御装置を設けたことを
    特徴とする請求項（４）記載の土木・建設機械の油圧駆
    動装置。
  6. 【請求項６】流量制御手段が、 可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する制御用ア
    クチユエータと、 この制御用アクチユエータの駆動を制御する電磁切換弁
    とを含み、 記憶装置、演算装置、入力装置、及び演算装置で求めら
    れたロードセンシング目標差圧に応じた信号を出力する
    出力装置を含む制御装置と、 ポンプ圧とアクチユエータ負荷圧との差圧であるロード
    センシング差圧を検出する差圧センサとを備え、 上記制御装置の入力装置に上記差圧センサ及び検出装置
    の信号が入力され、上記演算装置が差圧センサによつて
    検出されたロードセンシング差圧とロードセンシング目
    標差圧との大小を比較する比較手段を含み、出力装置が
    演算装置の上記比較手段の比較結果に応じた駆動信号を
    上記電磁切換弁に出力する駆動手段を形成することを特
    徴とする請求項（４）記載の土木・建設機械の油圧駆動
    装置。
  7. 【請求項７】記憶装置が、作業内容に応じて原動機の回
    転数と、該回転数の変化に応じて変化するロードセンシ
    ング目標差圧との異なる複数の関係を記憶するととも
    に、 該記憶装置の異なる複数の関係のうちの１つを選択する
    モード選択装置を設け、 演算装置は、上記モード選択装置から出力される信号に
    対応する上記記憶装置の記憶内容からロードセンシング
    目標差圧を求めることを特徴とする請求項（４）〜
    （６）のいずれかに記載の土木・建設機械の油圧駆動装
    置。
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