JP2948064B2 - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の建設
機械に設けられ、複数のアクチュエータの最大負荷圧よ
りも所定圧大きいポンプ吐出圧となるように油圧ポンプ
の流量を制御するロードセンシングシステムを有すると
ともに、アクチュエータに供給される圧油の流れを制御
するそれぞれの方向切換弁の前後差圧を制御可能な圧力
補償弁を備えた油圧駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の建設機械の油圧駆動装置とし
て、従来、図１０に示すものが提案されている。図１０
は、油圧ショベルの油圧駆動装置の回路を示している。
この図１０に示す従来技術は、履帯等からなる走行体５
０と、走行体５０上に設けられる旋回体５１と、旋回体
５１に対して回動可能に設けられるブーム５２と、この
ブーム５２に対して回動可能に設けられるアーム５３
と、このアーム５３の先端に回動可能に設けられ、掘削
等をおこなうバケット５４を備えている。

【０００３】また、原動機１と、この原動機１によって
駆動する可変容量油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２の
斜板の傾転角を制御する制御用アクチュエータ１５と、
この制御用アクチュエータ１５の駆動を制御する流量制
御弁１４とを備えている。制御用アクチュエータ１５と
流量制御弁１４とは、後述する各アクチュエータの最大
負荷圧Pamaxよりも所定圧大きい吐出圧Ｐｓとなるよう
に油圧ポンプ２の流量を制御する吐出量制御手段を構成
している。

【０００４】また、この従来技術は、走行体５０を走行
させる走行モータ３、ブーム５２を駆動するブームシリ
ンダ５、アーム５３を駆動するアームシリンダ４等の複
数のアクチュエータを備えている。なお、走行モータ３
は一対設けられるが、説明を簡単にするために１つのみ
描いてある。また、油圧ポンプ２からアームシリンダ
４、ブームシリンダ５、走行モータ３に供給される圧油
の流れを制御するアーム用方向切換弁６、ブーム用方向
切換弁８、走行用方向切換弁１０と、これらのアーム用
方向切換弁６、ブーム用方向切換弁８、走行用方向切換
弁１０それぞれの上流圧と下流圧の差である前後差圧を
制御するアーム用圧力補償弁７、ブーム用圧力補償弁
９、走行用圧力補償弁１１とを備えている。

【０００５】例えば、上述したアーム用圧力補償弁７の
一方の駆動部７ａには、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓとア
ーム用方向切換弁６の下流圧Ｐ_L1が与えられ、他方の駆
動部７ｂには、各アクチュエータの負荷圧のうちの最大
負荷圧Pamaxとアーム用方向切換弁６の上流圧Ｐ_Z1が与
えられ、上述した走行用圧力補償弁１１の一方の駆動部
１１ａには、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓと走行用方向切
換弁１０の下流圧Ｐ_L3が与えられ、他方の駆動部１１ｂ
には、各アクチュエータの負荷圧のうちの最大負荷圧Pa
maxと走行用方向切換弁１０の上流圧Ｐ_Z3が与えられる
ようになっている。なお、上述した流量制御弁１４の図
１０に示す一方の駆動部には油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓ
が与えられ、他方の駆動部にはアクチュエータの最大負
荷圧Pamaxが与えられるようになっている。また、各ア
クチュエータの最大負荷圧Pamaxは、シャトル弁１２，
１３を介して取り出される。

【０００６】このように構成してある従来技術にあって
は、流量制御弁１４が油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓとアク
チュエータの最大負荷圧Pamaxとの差圧、すなわちロー
ドセンシング差圧Ｌｓに応じて制御されることにより、
制御用アクチュエータ１５がこのロードセンシング（Ｌ
ｓ）差圧に応じて制御され、このＬｓ差圧を流量制御弁
１４を付勢するばねの力に釣り合う所定差圧とする流量
が油圧ポンプ２から吐出する。また、各圧力補償弁７，
９，１１によって各方向切換弁６，８，１０の前後差圧
が、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓとアクチュエータの最大
負荷圧Pamaxとの差圧、すなわちＬｓ差圧となって同等
の差圧となる。したがって、仮に各方向切換弁６，８，
１０を同時に切換えて走行・アーム・ブームの複合操作
を実施するときは、他のアクチュエータの負荷変動の影
響を受けることなく各方向切換弁６，８，１０の開口比
どうりに油圧ポンプ２から吐出された流量がアームシリ
ンダ４、ブームシリンダ５、走行モータ３のそれぞれに
分流され、この走行・アーム・ブームの複合操作を実施
することができる。そして、各アクチュエータの要求流
量が油圧ポンプ２から吐出される流量より大きくなるサ
チュレーション状態に至ると、各アクチュエータに供給
される流量が不足することから、走行・アーム・ブーム
の各作動速度が遅くなる事態を生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術にあってアーム・走行複合操作を実施する場合で
あっても、図８に示すように、登坂走行・空中アームク
ラウドを実施するときは、走行側が高圧になり、アーム
が低圧になるが、このような複合動作形態のときには作
業効率上アームシリンダ４よりも走行モータ３に圧油を
優先的に供給して走行体５０をできるだけ動かし登坂性
を高めることが望まれる。また、図９に示すように、バ
ケット５４をアーム５３によって地面に押し付けなが
ら、旋回体５１及び走行体５０をアームの力により引張
り上げようとする複合動作形態のときは、走行側の圧に
比べてアーム側の圧が高圧になるが、このようなときに
は走行モータ３よりもアームシリンダ４に圧油を優先的
に供給する方が作業効率が良い。

【０００８】しかしながら、上記した従来技術では、上
述した２つの複合動作形態のいずれにあってもアーム
側、走行側の双方の作動速度が遅くなってしまい、結
局、該当する複合動作形態の作業効率の向上を見込めな
い問題がある。

【０００９】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、アーム・走行複
合動作形態の種類に応じて、アームシリンダ、走行モー
タのどちらかに優先的に圧油を供給させることができる
建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。

【００１０】

【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、可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプ
から吐出される圧油によって駆動するアームシリンダ、
及び走行モータと、上記油圧ポンプから上記アームシリ
ンダに供給される圧油の流れを制御するアーム用方向切
換弁と、上記油圧ポンプから上記走行モータに供給され
る圧油の流れを制御する走行用方向切換弁と、上記アー
ム用方向切換弁の上流圧と下流圧の差である前後差圧を
制御するアーム用圧力補償弁と、上記走行用方向切換弁
の上流圧と下流圧の差である前後差圧を制御する走行用
圧力補償弁とを備えた建設機械の油圧駆動装置におい
て、上記アームシリンダが操作されたことを検出するア
ーム用操作検出器、及び上記走行モータが操作されたこ
とを検出する走行用操作検出器と、上記アームシリンダ
に与えられる負荷圧を検出するアーム負荷圧検出器と、
上記アーム用操作検出器、及び上記走行用操作検出器の
それぞれによって、上記アームシリンダと走行モータの
双方が操作されるアーム・走行複合操作が検出されたと
き、上記アーム用圧力補償弁の駆動部、上記走行用圧力
補償弁の駆動部のそれぞれに、アーム・走行を介してお
こなわれる複合動作形態の種類に対応させて予め設定さ
れる互いに異なる制御圧で、しかも上記アーム負荷圧検
出器で検出される検出信号の値が所定の小さいアーム負
荷圧に相当する値になると、上記アーム用圧力補償弁を
絞り勝手となるように制御するとともに、上記走行用圧
力補償弁を開き勝手となるように制御し、 上記アーム負
荷圧検出器で検出される検出信号の値が所定の大きいア
ーム負荷圧に相当する値になると、上記アーム用圧力補
償弁を開き勝手となるように制御するとともに、上記走
行用圧力補償弁を絞り勝手となるように制御する制御圧
を供給可能な制御圧出力手段を備えた構成にしてある。

【００１１】

【作用】本発明は上記した構成にしてあることから、制
御圧出力手段における設定、すなわちアーム・走行複合
動作形態の種類に対応させて予めおこなわれる設定に際
し、アーム負荷圧検出器で検出されるアーム負荷圧が比
較的低いときには、走行側に優先的に流量を供給するよ
うに設定し、アーム負荷圧検出器で検出されるアーム負
荷圧が比較的高いときには、アーム側に優先的に流量を
供給するように設定すれば良い。

【００１２】このように予め設定すると、例えばアーム
・走行の複合動作形態が登坂走行・空中アームクラウド
であるときには、アーム負荷圧検出器で検出されるアー
ム負荷圧が比較的低いことから、上述の設定に応じて制
御圧出力手段はアーム用圧力補償弁の駆動部に、このア
ーム用圧力補償弁の絞り量を比較的大きくする制御圧を
出力し、一方、走行用圧力補償弁の駆動部に走行用圧力
補償弁の絞り量を比較的小さくする制御圧を出力する。
これにより、アーム用方向切換弁を通過する流量が比較
的少なく抑えられ、アームシリンダの作動速度は従来の
アーム・走行複合動作の場合に比べて遅くなるものの、
走行用方向切換弁を通過する流量が比較的多くなり、走
行モータの作動速度は従来のアーム・走行複合操作の場
合に比べて速くすることができる。

【００１３】また、アーム・走行の複合動作形態が、例
えば坂路においてアームのかき込み力によって本体を引
き上げるように走行するものであるときには、アーム負
荷圧検出器で検出されるアーム負荷圧が比較的高いこと
から、上述の設定に応じて制御圧出力手段はアーム用圧
力補償弁の駆動部に、このアーム用圧力補償弁の絞り量
を比較的小さくする制御圧を出力し、一方、走行用圧力
補償弁の駆動部に走行用圧力補償弁の絞り量を比較的大
きくする制御圧を出力する。これにより、走行用方向切
換弁を通過する流量が比較的少なくなり、走行モータの
作動速度は従来のアーム・走行複合操作の場合に比べて
遅くなるものの、アーム用方向切換弁を通過する流量が
比較的多くなり、アームシリンダの作動速度は従来のア
ーム・走行複合操作の場合に比べて速くすることができ
る。

【００１４】このように、アーム・走行複合動作形態の
種類に応じて、アームシリンダ、走行モータのどちらか
に優先的に圧油を供給することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の建設機械の油圧駆動装置の実
施例を図に基づいて説明する。図１は本発明の建設機械
の油圧駆動装置の一実施例を示す回路図、図２は図１に
示す実施例に備えられるコントローラにおける処理手順
を示すフローチャート、図３は図１に示すコントローラ
における処理のうちの制御Ａを説明するブロック図、図
４は図１に示すコントローラにおける処理のうちの制御
Ｂを説明するブロック図、図５は図１に示す実施例に備
えられるアーム用方向切換弁の前後差圧を制御するアー
ム用圧力補償弁によって得られる特性を示す図、図６は
図１に示す実施例に備えられる走行用方向切換弁の前後
差圧を制御する走行用圧力補償弁によって得られる特性
を示す図である。

【００１６】図１に示す実施例も油圧ショベルの油圧駆
動装置であり、前述した図１０に示す従来技術と同様
に、走行体５０と、旋回体５１と、ブーム５２と、アー
ム５３と、バケット５４を備えており、また、原動機１
と、可変容量油圧ポンプ２と、走行体５０を走行させる
走行モータ３、ブーム５２を駆動するブームシリンダ
５、アーム５３を駆動するアームシリンダ４等の複数の
アクチュエータを備えている。なお、走行モータ３は一
対設けられるが、説明を簡単にするために１つのみ描い
てある。また、油圧ポンプ２からアームシリンダ４、ブ
ームシリンダ５、走行モータ３に供給される圧油の流れ
を制御するアーム用方向切換弁６、ブーム用方向切換弁
８、走行用方向切換弁１０と、これらのアーム用方向切
換弁６、ブーム用方向切換弁８、走行用方向切換弁１０
それぞれの上流圧と下流圧の差である前後差圧を制御す
るアーム用圧力補償弁７、ブーム用圧力補償弁９、走行
用圧力補償弁１１とを備えている。さらに、アクチュエ
ータの最大負荷圧Pamaxを取り出すシャトル弁１２，１
３を備えている。これらの構成については、前述した図
１０に示すものと同等である。

【００１７】また、油圧ポンプ２の吐出圧Ｐｓとアクチ
ュエータの最大負荷圧Pamaxとの差圧であるＬｓ差圧を
検出する差圧検出器２７と、アームシリンダ４が操作さ
れたこと、すなわちアーム用方向切換弁６が操作された
ことを検出するアーム用操作検出器Ａ、走行モータ３が
操作されたこと、すなわち走行用方向切換弁１０が操作
されたことを検出する走行用操作検出器Ｃと、アームシ
リンダ４に与えられる負荷圧を検出するアーム負荷圧検
出器６０とを備えている。また、パイロット圧Ｐｓ₁を
供給可能なパイロットポンプ２１と、このパイロットポ
ンプ２１から出力されるパイロット圧Ｐｓ₁を減圧して
アーム用圧力補償弁７の駆動部７ｂ、走行用圧力補償弁
１１の駆動部１１ｂ、ブーム用圧力補償弁の駆動部のそ
れぞれに供給可能な第１の電磁弁３２、第２の電磁弁３
４、第３の電磁弁３３とを備えている。また、油圧ポン
プ２からの吐出圧Ｐｓを規定する主リリーフ弁２２と、
パイロットポンプ２１から吐出されるパイロット圧Ｐｓ
₁を規定するパイロットリリーフ弁２３と、タンク２５
とを備えている。

【００１８】また、パイロットポンプ２１に連絡される
小径室２０ａを有し、油圧ポンプ２の斜板の傾転角を制
御する制御用アクチュエータ２０と、この制御用アクチ
ュエータ２０の小径室２０ａと大径室２０ｂとを連絡す
る管路に設けた電磁切換弁２４と、制御用アクチュエー
タ２０の大径室２０ｂとタンク２５とを連絡する管路に
設けた電磁切換弁２６とを備えている。また、論理判
断、演算、記憶機能を有し、差圧検出器２７と、アーム
用操作検出器Ａ、走行用操作検出器Ｃと、アーム負荷圧
検出器６０のそれぞれから出力される信号を入力し、信
号処理の後、電磁切換弁２４，２６を駆動する駆動信
号、及び第１の電磁弁３２、第２の電磁弁３４、第３の
電磁弁３３を駆動する駆動信号を出力する制御手段、す
なわち後述のコントローラ３０を備えている。

【００１９】上述した制御用アクチュエータ２０、及び
電磁切換弁２４，２６は、各アクチュエータの最大負荷
圧Pamaxよりも所定圧大きい吐出圧Ｐｓとなるように油
圧ポンプ２の流量を制御する吐出量制御手段を構成して
いる。

【００２０】なお、特に上述したアーム用圧力補償弁７
の一方の駆動部７ａには、パイロットポンプ２１から出
力されるパイロット圧Ｐｓ₁とアーム用方向切換弁６の
下流圧Ｐ_L1が与えられ、他方の駆動部７ｂには、第１の
電磁弁３２から出力される制御圧Ｆａ₁とアーム用方向
切換弁６の上流圧Ｐ_Z1が与えられ、上述した走行用圧力
補償弁１１の一方の駆動部１１ａには、パイロットポン
プ２１から出力されるパイロット圧Ｐｓ₁と走行用方向
切換弁１０の下流圧Ｐ_L3が与えられ、他方の駆動部１１
ｂには、第２の電磁弁３４から出力される制御圧Ｆａ₂
と走行用方向切換弁１０の上流圧Ｐ_Z3が与えられるよう
になっている。

【００２１】また、上述したコントローラ３０は、アー
ム用操作検出器Ａ、走行用操作検出器Ｃの双方から操作
信号が出力されているかどうか判断する判断手段と、こ
の判断手段でアーム用操作検出器Ａ、走行用操作検出器
Ｃの双方から操作信号が出力されていると判断されたと
き制御（Ａ）を実行させる演算をおこなう演算手段と、
上述の判断手段でアーム用操作検出器Ａ、走行用操作検
出器Ｃの一方からは操作信号が出力されていないと判断
されたとき制御（Ｂ）を実行させる演算をおこなう演算
手段とを備えている。

【００２２】制御（Ａ）を実行させる演算手段として、
アーム負荷圧検出器６０で検出される検出信号の値と、
第１のアーム・走行複合動作形態、例えば「坂路におい
てアーム５３の力によって本体を引張り上げようとする
複合動作形態」に対応して予め設定される関数関係とに
基づいて、アームシリンダ４に優先的に圧油を供給させ
るためにアーム用圧力補償弁７を駆動させる制御圧すな
わちアーム信号圧を求める演算をおこなう第１の演算手
段と、アーム負荷圧検出器６０で検出される検出信号の
値と、上記の第１のアーム・走行動作形態と異なる第２
のアーム・走行複合動作形態、例えば「登坂走行・空中
アームクラウド複合動作形態」に対応して予め設定され
る関数関係とに基づいて、走行モータ３に優先的に圧油
を供給させるために走行用圧力補償弁１１を駆動させる
制御圧すなわち走行信号圧を求める演算をおこなう第２
の演算手段とを含んでいる。

【００２３】上述した第１の演算手段は、図３に示すよ
うに、アーム負荷圧の増加に伴って減少するアーム圧力
補償最大値の関数関係が予め設定され、アーム負荷圧検
出器６０から出力されるアーム負荷圧に相応するアーム
圧力補償最大値を出力する関数発生器３０ａと、Ｌｓ差
圧の増加に伴ってほぼ直線的に増加するアーム圧力補償
圧の関数関係が予め設定され、差圧検出器２７から出力
されるＬｓ差圧に相応するアーム圧力補償圧を出力する
関数発生器３０ｂと、関数発生器３０ａから出力される
アーム圧力補償最大値と関数発生器３０ｂから出力され
るアーム圧力補償圧のうちの最小値を選択して、圧力補
償圧として出力する最小値選択器３０ｅと、圧力補償圧
の増加に伴ってほぼ直線的に減少するアーム信号圧の関
数関係が予め設定され、最小値選択器３０ｅから出力さ
れる圧力補償圧に相応するアーム信号圧を出力する関数
発生器３０ｇとを含んでいる。

【００２４】また、第２の演算手段は、図３に示すよう
に、アーム負荷圧の増加に伴って増加する走行圧力補償
最大値の関数関係が予め設定され、アーム負荷圧検出器
６０から出力されるアーム負荷圧に相応する走行圧力補
償最大値を出力する関数発生器３０ｄと、Ｌｓ差圧の増
加に伴ってほぼ直線的に増加する走行圧力補償圧の関数
関係が予め設定され、差圧検出器２７から出力されるＬ
ｓ差圧に相応する走行圧力補償圧を出力する関数発生器
３０ｃと、関数発生器３０ｄから出力される走行圧力補
償最大値と関数発生器３０ｃから出力される走行圧力補
償圧のうちの最小値を選択して、圧力補償圧として出力
する最小値選択器３０ｆと、圧力補償圧の増加に伴って
ほぼ直線的に減少する走行信号圧の関数関係が予め設定
され、最小値選択器３０ｆから出力される圧力補償圧に
相応する走行信号圧を出力する関数発生器３０ｈとを含
んでいる。

【００２５】また、制御（Ｂ）を実行させる演算手段と
して、差圧検出器２７で検出されるＬｓ差圧に応じて、
アーム用圧力補償弁７を駆動させる制御圧すなわちアー
ム信号圧を求める演算をおこなう第３の演算手段と、同
様に差圧検出器２７で検出されるＬｓ差圧に応じて、走
行用圧力補償弁１１を駆動させる制御圧すなわち走行信
号圧を求める演算をおこなう第４の演算手段とを含んで
いる。

【００２６】上述した第３の演算手段は、図４に示すよ
うに、差圧検出器２７から出力されるＬｓ差圧に相応す
るアーム圧力補償圧を出力する関数発生器３０ｂと、圧
力補償圧の増加に伴ってほぼ直線的に減少するアーム信
号圧の関数関係が予め設定され、関数発生器３０ｂから
出力される圧力補償圧に相応するアーム信号圧を出力す
る関数発生器３０ｇとを含んでいる。

【００２７】また、第４の演算手段は、差圧検出器２７
から出力される差圧に相応する走行圧力補償圧を出力す
る関数発生器３０ｃと、圧力補償圧の増加に伴ってほぼ
直線的に減少する走行信号圧の関数関係が予め設定さ
れ、関数発生器３０ｃから出力される圧力補償圧に相応
する走行信号圧を出力する関数発生器３０ｈとを含んで
いる。

【００２８】上述したコントローラ３０とパイロットポ
ンプ２１と第１の電磁弁３２、第２の電磁弁３４とは、
アーム用操作検出器Ａ、及び走行用操作検出器Ｃのそれ
ぞれによって、アームシリンダ４と走行モータ３の双方
が操作されるアーム・走行複合操作が検出されたとき、
アーム用圧力補償弁７の駆動部、走行用圧力補償弁１１
の駆動部のそれぞれに、アーム・走行を介しておこなわ
れる複合動作形態の種類に対応させて予め設定される互
いに異なる制御圧で、しかもアーム負荷圧検出器６０で
検出される検出信号の値に相応する制御圧Ｆａ₁，Ｆａ₂
を供給可能な制御圧出力手段を構成している。

【００２９】この実施例の動作は以下のとおりである。
すなわち、差圧検出器２７によって油圧ポンプ２の吐出
圧Ｐｓとアクチュエータの最大負荷圧Pamaxとの差圧で
あるＬｓ差圧が検出され、コントローラ３０に入力され
る。コントローラ３０はこのＬｓ差圧に応じて、すなわ
ちコントローラ３０に予め設定される所定差圧（前述し
た図１０に示す流量制御弁１４を付勢するばねの力に相
当する差圧）にＬｓ差圧が一致するように、所定差圧と
Ｌｓ差圧の偏差に相当する駆動信号を電磁切換弁２４，
２６に出力し、これにより電磁切換弁２４，２６が適宜
切換えられて制御用アクチュエータ２０が駆動し、Ｌｓ
差圧が所定差圧となるような流量が油圧ポンプ２から吐
出される。なお、電磁切換弁２４，２６の双方が図１に
示す閉状態のとき制御用アクチュエータ２０は動かず、
油圧ポンプ２の傾転角は一定に保たれる。また、電磁切
換弁２６のみが下段位置に切換えられると、パイロット
ポンプ２１のパイロツト圧Ｐｓ₁が制御用アクチュエー
タ２０の小径室２０ａに与えられ、大径室２０ｂの圧油
がタンク２５に戻され、制御用アクチュエータ２０のピ
ストンは同図１の右方向に移動し、傾転角が小さくな
り、油圧ポンプ２から吐出される流量は減少する。ま
た、電磁切換弁２４のみが同図１に示す状態から下段位
置に切り換えられると、パイロットポンプ２１のパイロ
ツト圧Ｐｓ₁が制御用アクチュエータ２０の小径室２０
ａ、大径室２０ｂの双方に与えられ、小径室２０ａ、大
径室２０ｂの面積差により制御用アクチュエータ２０の
ピストンは同図１の左方向に移動し、傾転角が大きくな
り、油圧ポンプ２から吐出する流量は増加する。このよ
うな、差圧検出器２７、制御用アクチュエータ２０、電
磁切換弁２４，２６、コントローラ３０の組合せは公知
である。

【００３０】また、例えばアーム５３或は走行体５０を
駆動させるためにアーム用方向切換弁６、走行用方向切
換弁１０を切換えると、アーム用操作検出器Ａ、あるい
は走行用操作検出器Ｃはこれらの方向切換弁６，１０の
操作量を検出し操作信号を出力する。図２の手順Ｓ１に
示すように、これらの操作信号は、コントローラ３０に
入力される。コントローラ３０の判断手段では、同図２
の手順Ｓ２に示すように、アームと走行が同時操作され
たか、すなわちアーム用操作検出器Ａと走行用操作検出
器Ｃの双方から操作信号が出力されているかどうか判断
する。今、仮にいずれか一方の操作信号だけが入力され
ているものとすると、図２の手順Ｓ３に移り、制御
（Ｂ）が実行される。

【００３１】ここで、アーム用操作検出器Ａの操作信号
のみが入力されているものとすると、制御（Ｂ）を例示
する図４に示すように、コントローラ３０の第３の演算
手段では、差圧検出器２７から出力されるＬｓ差圧に応
じて関数発生器３０ｂによりアーム圧力補償圧が演算さ
れ、この演算されたアーム圧力補償圧に応じて関数発生
器３０ｇによりアーム信号圧が演算される。このように
して演算されたアーム信号圧がコントローラ３０から出
力される。このアーム信号圧が図１に示す第１の電磁弁
３２の駆動部に与えられ、第１の電磁弁３２が駆動す
る。したがって、パイロットポンプ２１のパイロット圧
Ｐｓ₁がアーム用圧力補償弁７の一方の駆動部７ａに与
えられるとともに、そのパイロット圧Ｐｓ₁が第１の電
磁弁３２で減圧されて制御圧Ｆａ₁として他方の駆動部
７ｂに与えられ、パイロット圧Ｐｓ₁と制御圧Ｆａ₁との
差圧に応じてアーム用圧力補償弁７が開かれ、すなわ
ち、絞り量が制御され、油圧ポンプ２から吐出される流
量がアーム用圧力補償弁７、アーム用方向切換弁６を介
してアームシリンダ４に供給され、このアームシリンダ
４が作動し、このアームシリンダ４によってアーム５３
を駆動することができる。

【００３２】また、同様に走行用操作検出器Ｃの操作信
号のみが入力されているものとすると、図４に示すよう
に、コントローラ３０の第４の演算手段では、差圧検出
器２７から出力されるＬｓ差圧に応じて関数発生器３０
ｃにより走行圧力補償圧が演算され、この演算された走
行圧力補償圧に応じて関数発生器３０ｈにより走行信号
圧が演算される。このようにして演算された走行信号圧
がコントローラ３０から出力される。この走行信号圧が
図１に示す第２の電磁弁３４の駆動部に与えられ、第２
の電磁弁３４が駆動する。したがって、パイロットポン
プ２１のパイロット圧Ｐｓ₁が走行用圧力補償弁１１の
一方の駆動部１１ａに与えられるとともに、そのパイロ
ット圧Ｐｓ₁が第２の電磁弁３４で減圧されて制御圧Ｆ
ａ₂として他方の駆動部１１ｂに与えられ、パイロット
圧Ｐｓ₁と制御圧Ｆａ₂との差圧に応じて走行用圧力補償
弁１１が開かれ、すなわち、絞り量が制御され、油圧ポ
ンプ２から吐出される流量が走行用圧力補償弁１１、走
行用方向切換弁１０を介して走行モータ３に供給され、
この走行モータ３が作動し、この走行モータ３によって
走行体５０を駆動することができる。

【００３３】このような制御（Ｂ）の場合、関数発生器
３０ｂ、関数発生器３０ｃにおけるＬｓ差圧に対するア
ーム圧力補償圧、走行圧力補償圧の増加割合は例えば互
いにほぼ同等に設定することができる。また、関数発生
器３０ｇ、関数発生器３０ｈにおける圧力補償圧に対す
るアーム信号圧、走行信号圧の減少割合も例えば互いに
ほぼ同等に設定することができる。したがって、このよ
うに設定すると、従来技術と同等のアーム用圧力補償弁
７、走行用圧力補償弁１１の絞り特性を得ることがで
き、従来技術と同等のアーム５３の駆動、走行体５０の
駆動をおこなわせることができる。

【００３４】また、コントローラ３０の判断手段でおこ
なわれる前述した図２の手順Ｓ２の判断で、アーム用操
作検出器Ａと走行用操作検出器Ｃの双方から操作信号が
出力されていると判断されたとき、手順Ｓ４の制御
（Ａ）が実行される。

【００３５】このとき、図３に示すように、コントロー
ラ３０の第１の演算手段では、アーム負荷圧検出器６０
から出力されるアーム負荷圧に応じて関数発生器３０ａ
によりアーム圧力補償最大値が演算され、また、差圧検
出器２７から出力されるＬｓ差圧に応じて関数発生器３
０ｂによりアーム圧力補償圧が演算され、最小値選択器
３０ｅで関数発生器３０ａ、３０ｂによって演算された
アーム圧力補償最大値とアーム圧力補償圧のうちの最小
値が圧力補償圧として選択され、この選択された圧力補
償圧に応じて関数発生器３０ｇによりアーム信号圧が演
算される。

【００３６】また、コントローラ３０の第２の演算手段
では、アーム負荷圧検出器６０から出力されるアーム負
荷圧に応じて関数発生器３０ｄにより走行圧力補償最大
値が演算され、また、差圧検出器２７から出力されるＬ
ｓ差圧に応じて関数発生器３０ｃにより走行圧力補償圧
が演算され、最小値選択器３０ｆで関数発生器３０ｄ，
３０ｃによって演算された走行圧力補償最大値と走行圧
力補償圧のうちの最小値が圧力補償圧として選択され、
この選択された圧力補償圧に応じて関数発生器３０ｈに
より走行信号圧が演算される。

【００３７】このようにして第１の演算手段、第２の演
算手段で求められたアーム信号圧、走行信号圧がコント
ローラ３０から図１に示す第１の電磁弁３２、第２の電
磁弁３４の駆動部のそれぞれに出力される。

【００３８】上述した演算に際し、アーム・走行複合操
作の動作形態が例えば「登坂走行・空中アームクラウド
複合動作形態」であり、アームシリンダ４の負荷圧が比
較的小さい場合には、図３に示す関数発生器３０ａの演
算におけるアーム圧力補償最大値が大きく、関数発生器
３０ｄの演算における走行圧力補償最大値が小さいこと
から、第１の演算手段の最小値選択器３０ｅでは関数発
生器３０ｂで演算されたアーム圧力補償圧が選択され、
第２の演算手段の最小値選択器３０ｆでは関数発生器３
０ｄで演算された走行圧力補償最大値が選択される。し
たがって、関数発生器３０ｇで演算されるアーム信号圧
は前述した制御（Ｂ）におけるのと同等の信号圧となる
一方、関数発生器３０ｈで演算される走行信号圧は前述
した制御（Ｂ）における信号圧に比べて値の大きな信号
圧となる。これに伴い、図１に示す第２の電磁弁３４は
中立時全開状態から絞り量が大きくなるように、すなわ
ち開口面積がより小さくなるように作動し、この第２の
電磁弁３４から出力され、走行用圧力補償弁１１の駆動
部１１ｂに与えられる制御圧Ｆａ₂の値が、走行用圧力
補償弁１１の駆動部１１ａに与えられるパイロツトポン
プ２１のパイロット圧Ｐｓ₁の値に比べて十分に小さく
なる。これにより、走行用圧力補償弁１１の絞り量がア
ーム用圧力補償弁７の絞り量に比べて小さくなる。すな
わち、走行用圧力補償弁１１の開口面積がアーム用圧力
補償弁７の開口面積に比べて大きくなる。図５は、この
とき得られるアーム用圧力補償弁７におけるアーム圧力
補償圧を示し、図６は走行用圧力補償弁１１における走
行圧力補償圧を示している。図５、６に示すように、ア
ーム負荷圧が所定の小さいアーム負荷圧ＡＳとなると、
アーム用圧力補償弁７のアーム圧力補償圧を小さくし、
このアーム圧力補償弁７は絞り勝手となるように制御さ
れ、一方、走行用圧力補償弁１１の走行圧力補償圧を大
きくし、この走行用圧力補償弁１１は開き勝手となるよ
うに制御される。したがって、走行モータ３とアームシ
リンダ４の要求流量の和が油圧ポンプ２から吐出される
流量よりも大きくなるサチュレーション状態になったと
きには、走行モータ３側に比較的多くの流量を供給で
き、走行体５０の作動速度を速くすることができる。

【００３９】また、アーム・走行複合操作の動作形態が
例えば「坂路においてアーム５３の力によって本体を引
張り上げようとする複合動作形態」であり、アームシリ
ンダ４の負荷圧が比較的大きい場合には、図３に示す関
数発生器３０ａの演算におけるアーム圧力補償最大値が
小さく、関数発生器３０ｄの演算における走行圧力補償
最大値が大きいことから、第１の演算手段の最小値選択
器３０ｅでは関数発生器３０ａで演算されたアーム圧力
補償最大値が選択され、第２の演算手段の最小値選択器
３０ｆでは関数発生器３０ｃで演算された走行圧力補償
圧が選択される。したがって、関数発生器３０ｈで演算
される走行信号圧は前述した制御（Ｂ）におけるのと同
等の信号圧となる一方、関数発生器３０ｇで演算される
アーム信号圧は前述した制御（Ｂ）における信号圧に比
べて値の大きな信号圧となる。これに伴い、図１に示す
第１の電磁弁３２は中立時全開状態から絞り量が大きく
なるように、すなわち開口面積がより小さくなるように
作動し、この第１の電磁弁３２から出力され、アーム用
圧力補償弁７の駆動部７ｂに与えられる制御圧Ｆａ₁の
値が、アーム用圧力補償弁７の駆動部７ａに与えられる
パイロツトポンプ２１のパイロット圧Ｐｓ₁の値に比べ
て十分に小さくなる。これにより、アーム用圧力補償弁
７の絞り量が走行用圧力補償弁１１の絞り量に比べて小
さくなる。すなわち、アーム用圧力補償弁７の開口面積
が走行用圧力補償弁１１の開口面積に比べて大きくな
る。図５、６に示すように、アーム負荷圧が所定の大き
いアーム負荷圧ＡＬとなると、アーム用圧力補償弁７の
アーム圧力補償圧を大きくし、このアーム圧力補償弁７
は開き勝手となるように制御され、一方、走行用圧力補
償弁１１の走行圧力補償圧を小さくし、この走行用圧力
補償弁１１は絞り勝手となるように制御される。したが
って、走行モータ３とアームシリンダ４の要求流量の和
が油圧ポンプ２から吐出される流量よりも大きくなるサ
チュレーション状態になったときには、アームシリンダ
４側に比較的多くの流量を供給でき、アーム５３の作動
速度を速くすることができる。

【００４０】上述したように、この実施例では、アーム
・走行複合動作形態が「登坂走行・空中アームクラウド
複合動作形態」であるときは自動的に走行側に優先して
圧油を供給できるとともに、「坂路においてアーム５３
の力によって本体を引張り上げようとする複合動作形
態」であるときは自動的にアーム側に優先して圧油を供
給でき、これによって作業効率を向上させることができ
る。

【００４１】なお、上記した実施例ではコントローラ３
０に含まれる第１の演算手段が最小値選択器３０ｅを有
し、第２の演算手段が最小値選択器３０ｆを有する構成
にしてあるが、本発明は上記構成に限られない。例えば
図３に示す第１の演算手段を構成する関数発生器３０ａ
に代えて図７の（ａ）に示す関数発生器３０ｉ、すなわ
ちアーム負荷圧の増加にしたがってアーム圧力補償最大
値が増加する関数関係を設定した関数発生器３０ｉを設
け、図３に示す第２の演算手段を構成する関数発生器３
０ｄに代えて図７の（ｂ）に示す関数発生器３０ｊ、す
なわちアーム負荷圧の増加にしたがって走行圧力補償最
大値が減少する関数関係を設定した関数発生器３０ｊを
設け、さらに関数発生器３０ｉから出力されるアーム圧
力補償最大値と関数発生器３０ｂから出力されるアーム
圧力補償圧とを加算する図示しない加算器と、関数発生
器３０ｊから出力される走行圧力補償最大値と関数発生
器３０ｃから出力される走行圧力補償圧とを加算する図
示しない加算器とを設け、これらの加算器から出力され
る信号に応じて図１に示す第１の電磁弁３２、第２の電
磁弁３４を駆動するように構成してもよい。

【００４２】このように構成したものでは、アーム負荷
圧検出器６０で検出されるアーム負荷圧が小さいときに
は、関数発生器３０ｉで演算されるアーム圧力補償最大
値が小さく、関数発生器３０ｊで演算される走行圧力補
償最大値が大きいことから、第１の電磁弁３２に与えら
れる信号の値が小さく、第２の電磁弁３４に与えられる
信号の値が大きくなる。これに伴って、図１に示す第１
の電磁弁３２から出力される制御圧Ｆａ₁が大きく、第
２の電磁弁３４から出力される制御圧Ｆａ₂が小さくな
り、アーム用圧力補償弁７は絞り勝手に、走行用圧力補
償弁１１は開き勝手に制御され、サチュレーション状態
になったときには、前述した実施例と同様に走行モータ
３側に比較的多くの流量を供給でき、走行体５０の作動
速度を速くすることができる。

【００４３】また、アーム負荷圧検出器６０で検出され
るアーム負荷圧が大きいときには、関数発生器３０ｉで
演算されるアーム圧力補償最大値が大きく、関数発生器
３０ｊで演算される走行圧力補償最大値が小さいことか
ら、第１の電磁弁３２に与えられる信号の値が大きく、
第２の電磁弁３４に与えられる信号の値が小さくなり、
これに伴って、図１に示す第１の電磁弁３２から出力さ
れる制御圧Ｆａ₁が小さく、第２の電磁弁３４から出力
される制御圧Ｆａ₂が大きくなり、アーム用圧力補償弁
７は開き勝手に、走行用圧力補償弁１１は絞り勝手に制
御され、サチュレーション状態になったときには、これ
も前述した実施例と同様にアームシリンダ４側に比較的
多くの流量を供給でき、アーム５３の作動速度を速くす
ることができる。

【００４４】したがって、このように構成したものも前
述した実施例と同様に、アーム・走行複合動作形態が
「登坂走行・空中アームクラウド複合動作形態」である
ときは自動的に走行側に優先して圧油を供給できるとと
もに、「坂路においてアーム５３の力によって本体を引
張り上げようとする複合動作形態」であるときは自動的
にアーム側に優先して圧油を供給でき、これによって作
業効率を向上させることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は以上の構成にしてあることか
ら、アーム・走行複合動作形態の種類に応じて、アーム
シリンダ、走行モータのどちらかに優先的に圧油を供給
させることができ、これにより該当するアーム・走行複
合動作形態による作業の効率を従来に比べて向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の建設機械の油圧駆動装置の一実
施例を示す回路図である。

【図２】図１に示す実施例に備えられるコントローラに
おける処理手順を示すフローチャートである。

【図３】図１に示すコントローラにおける処理のうちの
制御Ａを説明するブロック図である。

【図４】図１に示すコントローラにおける処理のうちの
制御Ｂを説明するブロック図である。

【図５】図１に示す実施例に備えられるアーム用方向切
換弁の前後差圧を制御するアーム用圧力補償弁によって
得られる特性を示す図である。

【図６】図１に示す実施例に備えられる走行用方向切換
弁の前後差圧を制御する走行用圧力補償弁によって得ら
れる特性を示す図である。

【図７】本発明の別の実施例を説明する図で、（ａ）は
コントローラに設けられ、アーム負荷圧とアーム圧力補
償最大値の関数関係を設定する関数発生器を示す図、
（ｂ）はコントローラに設けられ、アーム負荷圧と走行
圧力補償最大値の関数関係を設定する関数発生器を示す
図である。

【図８】油圧ショベルにおいておこなわれる動作の一例
を示す側面図である。

【図９】油圧ショベルにおいておこなわれる動作の他の
例を示す側面図である。

【図１０】従来の建設機械の油圧駆動装置を示す回路図
である。

【符号の説明】

２ 油圧ポンプ ３ 走行モータ ４ アームシリンダ ６ アーム用方向切換弁 ７ アーム用圧力補償弁 １０ 走行用方向切換弁 １１ 走行用圧力補償弁 ２０ 制御用アクチュエータ ２１ パイロットポンプ（制御圧出力手段） ２４ 電磁切換弁 ２５ タンク ２６ 電磁切換弁 ２７ 差圧検出器 ３０ コントローラ（制御圧出力手段） ３０ａ 関数発生器 ３０ｂ 関数発生器 ３０ｃ 関数発生器 ３０ｄ 関数発生器 ３０ｅ 最小値選択器 ３０ｆ 最小値選択器 ３０ｇ 関数発生器 ３０ｈ 関数発生器 ３０ｉ 関数発生器 ３０ｊ 関数発生器 ３２ 第１の電磁弁（制御圧出力手段） ３４ 第２の電磁弁（制御圧出力手段） ５０ 走行体 ５１ 旋回体 ５２ ブーム ５３ アーム ５４ バケット ６０ アーム負荷圧検出器 Ａ アーム用操作検出器 Ｃ 走行用操作検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一村 和弘 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (72)発明者 田中 秀明 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場内 (56)参考文献 特開 平２−118203（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−76862（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−285303（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−190537（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02F 9/22 F15B 11/00 F15B 11/05 F15B 11/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプ
   から吐出される圧油によって駆動するアームシリンダ、
   及び走行モータと、上記油圧ポンプから上記アームシリ
   ンダに供給される圧油の流れを制御するアーム用方向切
   換弁と、上記油圧ポンプから上記走行モータに供給され
   る圧油の流れを制御する走行用方向切換弁と、上記アー
   ム用方向切換弁の上流圧と下流圧の差である前後差圧を
   制御するアーム用圧力補償弁と、上記走行用方向切換弁
   の上流圧と下流圧の差である前後差圧を制御する走行用
   圧力補償弁とを備えた建設機械の油圧駆動装置におい
   て、 上記アームシリンダが操作されたことを検出するアーム
   用操作検出器、及び上記走行モータが操作されたことを
   検出する走行用操作検出器と、 上記アームシリンダに与えられる負荷圧を検出するアー
   ム負荷圧検出器と、 上記アーム用操作検出器、及び上記走行用操作検出器の
   それぞれによって、上記アームシリンダと走行モータの
   双方が操作されるアーム・走行複合操作が検出されたと
   き、上記アーム用圧力補償弁の駆動部、上記走行用圧力
   補償弁の駆動部のそれぞれに、アーム・走行を介してお
   こなわれる複合動作形態の種類に対応させて予め設定さ
   れる互いに異なる制御圧で、しかも上記アーム負荷圧検
   出器で検出される検出信号の値が所定の小さいアーム負
   荷圧に相当する値になると、上記アーム用圧力補償弁を
   絞り勝手となるように制御するとともに、上記走行用圧
   力補償弁を開き勝手となるように制御し、 上記アーム負荷圧検出器で検出される検出信号の値が所
   定の大きいアーム負荷圧に相当する値になると、上記ア
   ーム用圧力補償弁を開き勝手となるように制御するとと
   もに、上記走行用圧力補償弁を絞り勝手と なるように制
   御する制御圧を供給可能な制御圧出力手段を備えたこと
   を特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
2. 【請求項２】 制御圧出力手段が、パイロットポンプ
   と、このパイロットポンプのパイロット圧を減圧して上
   記アーム用圧力補償弁の駆動部、上記走行用圧力補償弁
   の駆動部のそれぞれに供給可能な第１の電磁弁、第２の
   電磁弁と、論理判断、演算、及び記憶機能を有する制御
   手段とを含むとともに、 上記制御手段が、上記アーム用操作検出器、及び上記走
   行用操作検出器の双方から操作信号が出力されているか
   どうか判断する判断手段と、 この判断手段で上記アーム用操作検出器、及び上記走行
   用操作検出器の双方から操作信号が出力されていると判
   断されたとき、上記アーム負荷圧検出器で検出される検
   出信号の値と第１のアーム・走行複合動作形態に対応し
   て予め設定される関数関係とに基づいて上記アームシリ
   ンダに優先的に圧油を供給するように上記アーム用圧力
   補償弁を駆動させる制御圧を演算する第１の演算手段
   と、 上記判断手段で上記アーム用操作検出器、及び上記走行
   用操作検出器の双方から操作信号が出力されていると判
   断されたとき、上記アーム負荷圧検出器で検出される検
   出信号の値と上記第１のアーム・走行複合動作形態と異
   なる第２のアーム・走行複合動作形態に対応して予め設
   定される関数関係とに基づいて上記走行モータに優先的
   に圧油を供給するように上記走行用圧力補償弁を駆動さ
   せる制御圧を演算可能な第２の演算手段とを有すること
   を特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧駆動装置。