JP2871885B2

JP2871885B2 - 建設機械の駆動制御装置

Info

Publication number: JP2871885B2
Application number: JP10330291A
Authority: JP
Inventors: 知彦安田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1991-04-09
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1999-03-17
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JPH04312628A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つの油圧ポンプで複
数の油圧アクチュエータを駆動する建設機械の駆動制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の油圧ショベルや油圧クレーン等の
建設機械は、２つの油圧ポンプにより左右の油圧モータ
を独立に駆動して直進走行並びに曲進走行を行うように
なっている。この種、建設機械の走行系の油圧駆動装置
を図３により説明する。図３は従来の走行系の油圧駆動
装置の油圧回路図である。図中、１、２は油圧ポンプ、
３、４は油圧ポンプ１、２からの圧油の通路となる主管
路、５、６は主管路３、４内の圧油の最高圧を規定する
リリーフ弁、７、８は油圧ポンプ１、２から流出される
圧油の流れの方向および流量を制御する流量制御弁、
９、１０は流量制御弁７、８により作動を制御され、作
動時に図示しない履帯を駆動する油圧モータである。な
お、各油圧ポンプ１、２には、他の油圧アクチュエータ
の流量制御弁が接続されているが、これらについては図
中ブロックで表すのみで説明は省略する。この油圧駆動
装置を用いて建設機械を直進走行させる場合には、双方
の流量制御弁７、８を同一方向に同一量切換え、双方の
油圧モータ９、１０を等しく回転させる。これにより建
設機械が直進走行する。建設機械を例えば左方向に曲進
走行させる場合には、一方の方向切換弁７を中立状態に
制御するとともに、他方の方向切換弁８を上記のまま維
持し、片方の油圧モータ１０のみを回転させる。これに
より建設機械が左方向に曲進する。建設機械がしばらく
直進走行を継続した状態から左方向に曲進する場合の操
作感覚、つまり速度感覚は、油圧モータ９、１０が双方
ともに独立であるため変化せずに一定の状態を保つ。と
ころで、この油圧駆動装置では、油圧ポンプを２つ用い
R>るためコストが高くなるので、最近では、ロードセン
シング制御により１つの油圧ポンプで油圧モータ９、１
０を作動させることが考えられている。ロードセンシン
グ制御とは、油圧ポンプの吐出圧が複数の油圧モータの
最大負荷圧よりも一定値だけ高くなるように油圧ポンプ
の吐出量を制御するものであり、流量制御弁の上流に圧
力補償弁（分流補償弁）を設けることにより、流量制御
弁の前後差圧を規定値に保持させるようになっている。
このようなロードセンシング制御により、油圧モータの
負荷圧力に応じて油圧ポンプの吐出量を増減し、経済的
な運転を可能とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロード
センシング制御を用いた場合、油圧ポンプの吐出量には
最大吐出量が存在するので、複数の油圧モータを複合駆
動するときに、油圧ポンプが最大吐出量に達すると、各
油圧モータは圧油の供給量が不足してしまうことがあ
る。この現象は、油圧ポンプのサチュレーションとして
知られており、特にエンジン回転数を低下させた状態に
ある場合に、油圧ポンプの吐出流量が低下するのでサチ
ュレーションが容易に発生する。このサチュレーション
が発生した状態で直進走行を行なう場合、左右の油圧モ
ータの負荷圧力は略等しいのでそれぞれの分流補償弁に
より制御されて各油圧モータに等量に分配される。しか
し、この状態で片方の油圧モータの走行を停止し曲進を
行なうと、油圧ポンプのサチュレーションが解消される
か低減されるため走行していない側の油圧モータに供給
されていた圧油が走行している側の油圧モータに供給さ
れることになり、この結果として曲進速度が速くなる。
この現象はオペレータのレバー操作量とは無関係に発生
するため、オペレータに違和感を与えるばかりでなく衝
突、転倒等の事故が発生する危険を招く。特に、図３に
示す１油圧ポンプ・１油圧モータのシステムの建設機械
からロードセンシング制御システムの建設機械に乗り換
えてこれを操作する場合にオペレータの違和感は著し
く、かつ、それだけ危険も増大する。また、油圧モータ
の駆動に限らず他のアクチュエータを微操作する場合
に、エンジン回転数を低下させる手段がとられると油圧
ポンプのサチュレーションを生じて上記の現象が発生す
ることとなる。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、ロードセンシング制御において、サチュレーショ
ンの解消もしくは低減時に作動状態にある油圧アクチュ
エータの作動速度の上昇を抑えることができる建設機械
の駆動制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は１つの油圧ポンプの圧油で駆動される複数
の油圧アクチュエータと、これら各油圧アクチュエータ
の流量をそれぞれ操作手段の操作に応じて制御する各流
量制御弁と、これら各流量制御弁の前後差圧を補償する
各分流補償弁とを備えた建設機械の駆動制御装置におい
て、前記各分流補償弁の絞り量を制御する制御弁と、前
記油圧ポンプが容易にサチュレーションを発生する状態
にあるか否かを検出するサチュレーション検出手段と、
このサチュレーション検出手段でサチュレーション発生
の可能性が検出され、かつ、複数の前記油圧アクチュエ
ータが前記操作手段で駆動されているときの前記制御弁
への出力値を記憶する記憶手段と、前記サチュレーショ
ン状態において駆動されている少なくとも１つの油圧ア
クチュエータが停止されても前記記憶手段に記憶されて
いる前記出力値に基づいて前記各分流補償弁を制御する
信号を前記各制御弁に出力する制御手段とを設けたこと
を特徴とする。

【０００６】

【作用】サチュレーション検出手段によりサチュレーシ
ョン発生の可能性が大きいことが検出された状態で、制
御手段は、駆動状態にある油圧アクチュエータに関係す
る分流補償弁の絞り量を決定するための制御弁の出力値
を記憶手段に記憶し、１つの油圧アクチュエータの駆動
を停止した場合、この出力値を当該制御弁に出力する。
これにより分流補償弁を直進走行時の状態のままに保持
し、駆動状態にある油圧アクチュエータの駆動速度が急
激に上昇するのを抑える。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例に係る建設機械の駆動制御
装置の系統図である。図で、２０はエンジン、２１はエ
ンジン２０の駆動により作動する油圧ポンプ、２２は油
圧ポンプ２１の吐出流量を制御する傾転駆動装置、２３
は油圧ポンプ２１から流出される圧油の最高圧を規定す
るリリーフ弁、２４は作動時に図示しない左走行用の履
帯を回転駆動する第１の油圧モータ、２５は作動時に図
示しない右走行用の履帯を回転駆動する第２の油圧モー
タ、２６、２７は前記油圧モータ２４、２５に供給する
圧油の方向と流量を制御する第１、第２の流量制御弁、
２８、２９は前記各流量制御弁２６、２７の前後差圧を
規定値に保持するように作動する第１、第２の分流補償
弁である。３０はエンジン２１の回転数を検出する回転
数検出器、３１、３２、３３、３４は前記各流量制御弁
２６、２７がパイロット圧により切換作動せしめられる
作動状態を監視する信号圧検出器、３５は油圧ポンプ２
１の吐出圧と作動時の油圧モータ２４、２５の最大負荷
圧との差圧を監視する差圧検出器である。３６は傾転駆
動装置２２の作動を制御する電磁比例弁、３７は分流補
償弁２８の作動を制御する電磁比例弁、３８は分流補償
弁２９の作動を制御する電磁比例弁、３９は前記回転数
検出器３０からの出力、前記信号圧検出器３１、３２、
３３、３４からの出力、および前記差圧検出器３５から
の出力を随時取込み、これらの出力により前記電磁比例
弁３６、３７、３８の作動を制御するコントローラであ
る。

【０００８】図２は図１に示すコントローラ３９の動作
を示すフローチャートである。まず回転数検出器３０か
ら現在のエンジン２０の回転数を表す信号Ｅ_Nを採取
し、この回転数がサチュレーションを発生する可能性の
ある基準値Ｅ_NLより小さいか否かを判断する（ステップ
２０１）。ここで、信号Ｅ_Nが基準値Ｅ_NLより小さく、
しかも信号圧検出器３１、３２からの信号Ｅ_Bあるいは
Ｅ_CがＯＮ状態にあり、さらに信号圧検出器３３、３４
からの信号Ｅ_DあるいはＥ_EもＯＮ状態にある場合には、
左右の油圧モータ２４、２５がともに駆動しているわけ
であるから、建設機械が直進走行しているものと判断し
（ステップ２０２、２０３ともにＹＥＳ）、建設機械が
前回直進走行していたか否かを判定するフラグＦをＦ＝
１にする処理を実行する（ステップ２０４）。この状態
に続いて目標差圧△Ｐ_LSOのロードセンシング制御を実
行した後、電磁比例弁３７、３８への現在の出力信号Ｅ
_VL、Ｅ_VRをそれぞれ前回の信号Ｅ_VLO、Ｅ_VROとする処理
を実行して保存し（ステップ２０５、２０６、２０
７）、かつ、この現在の出力信号Ｅ_VL、Ｅ_VLをそれぞれ
対応する電磁比例弁３７、３８へと出力する（ステップ
２１５）ことにより、この電磁比例弁３７、３８の駆動
を介して分流補償弁２８、２９をそのままの状態に制御
し、処理をステップ２０１に戻す。この場合、油圧ポン
プ２１はサチュレーション状態にあり、したがって電磁
比例弁３７、３８の出力信号Ｅ_VL、Ｅ_VLは分流補償弁２
８、２９を大きく絞り込む信号値となる。

【０００９】一方、信号Ｅ_Nが基準Ｅ_NLより小さく、し
かも信号圧検出器３１、３２からの信号Ｅ_BあるいはＥ_C
がＯＮ状態にあり、さらに信号圧検出器３３、３４から
の信号Ｅ_DあるいはＥ_EがＯＦＦ状態にある場合（ステッ
プ２０２でＹＥＳ、２０３でＮＯ）、もしくは、信号圧
検出器３１、３２からの信号Ｅ_BあるいはＥ_CがＯＦＦ状
態にあり、さらに信号圧検出器３３、３４からの信号Ｅ
_DあるいはＥ_EがＯＮ状態にある場合には（ステップ２０
２でＮＯ、２０８でＹＥＳ）、左右の油圧モータ２４、
２５のうち、いずれか片方のみが駆動しているわけであ
るから、ここでは建設機械自体が曲進しているものと判
断し、続いて前回のフラグＦがＦ＝１であるか否かを判
断する（ステップ２０９）。ここにＦ＝１（前回は直進
走行の場合）であれば、目標差圧△Ｐ_LSOのロードセン
シング制御を実行する。すなわち、現在の油圧ポンプ２
１の吐出圧と作動時の油圧モータ２４あるいは２５の最
大負荷圧との差圧を差圧検出器３５により検出し、この
差圧を目標差圧△Ｐ_LSOに近づけるために電磁比例弁３
６への出力Ｅ_VPを適宜制御し、油圧ポンプ２１の吐出量
を適宜調節する（ステップ２１０）。そして、電磁比例
弁３７、３８への出力信号Ｅ_VL、Ｅ_VRをそれぞれ前回の
出力信号Ｅ_VLO、Ｅ_VROとする処理を実行し（ステップ２
１１）、かつこの出力信号Ｅ_VL、Ｅ_VRを各々対応する電
磁比例弁３７、３８へと出力する（ステップ２１５）こ
とにより、この電磁比例弁３７、３８の駆動を介して分
流補償弁２８、２９を元の状態のままに制御し、処理を
ステップ２０１に戻す。この場合、一方の油圧モータが
停止しているから油圧ポンプ２１のサチュレーションは
低減または解消しているので、通常のロードセンシング
制御では駆動中の油圧モータ側の分流補償弁を開くこと
になるが、本実施例では元のままの状態に絞られたまま
であるので、当該油圧モータへの流量は変化せず、した
がって油圧モータの速度も変わらない。ステップ２０９
でＦ＝０（前回も曲進走行または前回は停止）であると
判断されたのであれば、フラグＦをＦ＝０にし（ステッ
プ２１２）、上記と同様に目標差圧△Ｐ_LSOのロードセ
ンシング制御を実行し（ステップ２１４）、その結果を
各電磁比例弁３６、３７、３８へ出力する（ステップ２
１５）。

【００１０】一方、信号Ｅ_Nが基準値Ｅ_NLより大きいと
き、または、信号圧検出器３１、３２からの信号Ｅ_B、
Ｅ_C、および信号圧検出器３３、３４からの信号Ｅ_D、Ｅ
_EともにＯＦＦ状態にあるときには（ステップ２０１で
ＮＯ、または２０２、２０８ともにＮＯ）、サチュレー
ションが生じる可能性がほとんどないとき、または走行
が停止しているときであるから、フラグＦをＦ＝０にす
る（ステップ２１３）とともに、上記と同様に目標差圧
△Ｐ_LSOのロードセンシング制御を実行し、その結果を
電磁比例弁３７、３８へ出力することにより、分流補償
弁２８、２９の作動を制御する。

【００１１】本実施例では、サチュレーション状態にあ
る建設機械が直進走行から曲進走行へと移行した場合、
コントローラが、流量制御弁の信号圧検出器の出力状態
からそのことを検出して電磁比例弁の出力を直進走行の
ままとし、分流補償弁の状態を直進走行時の状態に保持
するようにしたので、曲進によりサチュレーションの低
減または解消が生じて余分な圧油が走行側油圧モータに
供給されるのを防止して曲進速度の急激な上昇を抑える
ことができ、これによりオペレータの操作の違和感をな
くし、かつ、危険を防止することができる。なお、本実
施例におけるフローチャートのステップ２０２、２０
３、２０７では、単に左右の油圧モータが駆動している
か否かを判断しているので、左右の油圧モータが互いに
逆方向に回転している場合を走行直進として判断する傾
向にあるが、ここでは、左右の油圧モータがどちら方向
に回転しているかを判断することにより完全なる走行直
進を見定めるようにしても良い。また、直進走行から曲
進走行に移行したとき、前回出力値を出力するようにし
たが、必ずしも前回出力に限ることはなく、分流補償弁
の絞りを急激に変化させないような値であれば良い。さ
らに、油圧アクチュエータとして油圧モータを例示した
が、他の油圧アクチュエータに対しても適用可能であ
る。

【００１２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、各分流補償弁の
絞り量を制御する制御弁と、サチュレーションの発生す
る状態を検出するサチュレーション検出手段と、サチュ
レーション発生の可能性が検出され、かつ、複数の油圧
アクチュエータが駆動されているときの制御弁への出力
値を記憶する記憶手段と、サチュレーション状態におい
て駆動されている少なくとも１つの油圧アクチュエータ
が停止されても記憶手段に記憶されている出力値に基づ
いて各分流補償弁の急変を防止する信号を各制御弁に出
力する制御手段とを設けたことにより、少なくとも１つ
の油圧アクチュエータの作動を停止した場合のサチュレ
ーション状態の解消もしくは低減時において、作動中に
ある油圧アクチュエータの作動速度が上昇することを抑
えることができ、これによりオペレータの操作の違和感
をなくし、かつ、危険を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る油圧駆動装置の系統図で
ある。

【図２】本実施例に係る油圧駆動装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図３】従来の走行系の油圧駆動装置の油圧回路図であ
る。

【符号の説明】

２０エンジン２１油圧ポンプ２４第１の油圧モータ２５第２の油圧モータ２６第１の流量制御弁２７第２の流量制御弁２８第１の分流補償弁２９第２の分流補償弁３０回転数検出器３１、３２、３３、３４信号圧検出器３６、３７、３８電磁比例弁３９コントローラ（制御手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１つの油圧ポンプの圧油で駆動される複
数の油圧アクチュエータと、これら各油圧アクチュエー
タの流量をそれぞれ操作手段の操作に応じて制御する各
流量制御弁と、これら各流量制御弁の前後差圧を補償す
る各分流補償弁とを備えた建設機械の駆動制御装置にお
いて、前記各分流補償弁の絞り量を制御する制御弁と、
前記油圧ポンプが容易にサチュレーションを発生する状
態にあるか否かを検出するサチュレーション検出手段
と、このサチュレーション検出手段でサチュレーション
発生の可能性が検出され、かつ、複数の前記油圧アクチ
ュエータが前記操作手段で駆動されているときの前記制
御弁への出力値を記憶する記憶手段と、前記サチュレー
ション状態において駆動されている少なくとも１つの油
圧アクチュエータが停止されても前記記憶手段に記憶さ
れている前記出力値に基づいて前記各分流補償弁の急変
を防止する信号を前記各制御弁に出力する制御手段とを
設けたことを特徴とする建設機械の駆動制御装置。