JP3417833B2 - 油圧制御装置 - Google Patents

油圧制御装置

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JP3417833B2
JP3417833B2 JP08431898A JP8431898A JP3417833B2 JP 3417833 B2 JP3417833 B2 JP 3417833B2 JP 08431898 A JP08431898 A JP 08431898A JP 8431898 A JP8431898 A JP 8431898A JP 3417833 B2 JP3417833 B2 JP 3417833B2
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pressure
control valve
hydraulic
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昌之 小見山
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Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Kobe Steel Ltd
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Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Kobe Steel Ltd
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧制御装置に関
し、特に油圧ショベル等の建設機械に好適である油圧制
御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、油圧ショベルの油圧制御装置にお
いてアクチュエータの動作は油圧パイロット方式によっ
て操作されている。詳しくは、制御用油圧ポンプから吐
出される作動油が操作レバーに直結されたリモコン弁に
送り込まれており、操作レバーを操作すると、リモコン
弁を介してコントロールバルブにパイロット圧が供給さ
れ、そのパイロット圧の変化によってコントロールバル
ブがストロークする。従って、操作レバーを大きく操作
すると、高いパイロット圧でコントロールバルブが動作
し、それにより、操作レバーを大きく操作するほど作動
速度を速くすることができる。
【0003】また、コントロールバルブに供給する作動
油の圧力をマイコン制御する方法として、コントロール
バルブ内の回路圧をブリード圧制御弁で調整するものが
知られている。この構成では、圧力センサから出力され
る検出信号を処理することによって操作レバーの操作量
を求め、コントローラは、レバー操作量に応じてブリー
ド圧制御弁の開度を調整し、レバー操作量が大きくなる
につれて回路圧を立てていくようになっている。このよ
うに操作レバーの操作量に応じてブリード圧制御弁を調
整し回路圧を立てるようにしている理由は、アクチュエ
ータへ供給される流量の急激な変化を無くし、スムーズ
な起動、停止を実現するためである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記マ
イコン制御で回路圧を調整する油圧制御装置では、圧力
センサが例えば断線などの理由により異常となった場
合、操作レバーを操作してもブリード圧制御弁はブリー
ドオフ状態を維持するため、作動油はコントロールバル
ブに供給されずタンクに逃げて回路圧が立たなくなる。
その結果、コントロールバルブを介し制御された作動油
を受けているアクチュエータは使用不能となる。
【0005】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、圧力センサが故障した場合であってもアク
チュエータをある程度の速度で操作することのできる油
圧制御装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、コントロール
バルブへの供給圧を制御するための圧力制御手段を有
し、そのコントロールバルブのリモコン弁に直結された
操作体の操作量を検出手段で検出し電気信号に変えて出
力し、該電気信号をコントローラで処理することによ
り、操作量に応じた圧力制御信号を発生させ前記圧力制
御手段に出力する構成の油圧制御装置において、コント
ローラに、検出手段の異常有無を判断する判断手段と、
その判断手段によって異常有りと判断された際に、圧力
制御手段に対し所定の圧力となるような指令を出力する
設定手段が備えられている油圧制御装置である。
【0007】本発明において圧力制御手段は、非操作時
において油圧ポンプから吐出される圧油をブリードオフ
させるブリード圧制御弁から構成することができる。
【0008】本発明において検出手段は、操作体を操作
することによって発生するパイロット圧を検出する圧力
センサから構成することができ、判断手段は、その圧力
センサの出力電圧を監視することによって異常の有無を
判断することができる。
【0009】本発明において判断手段は、圧力センサの
動作電圧が正常値よりも低い場合に異常と判断すること
ができる。
【0010】本発明に従えば、検出手段としての例えば
圧力センサとコントローラとを接続している信号線が断
線すると、判断手段によって圧力センサが異常であると
判断され、圧力センサの異常を知らされた設定手段は、
操作体の操作量に応じた流量制御信号を圧力制御手段に
対して出力することができない代わりに、その圧力制御
手段に対し所定の圧力となるような指令を出力する。そ
れにより、圧力センサが故障した場合であっても、ある
程度の速度でアクチュエータを操作することが可能にな
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施の形態に
基づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係る
油圧制御装置を油圧ショベルに適用した場合の構成を示
したものである。同図において、1はアクチュエータ駆
動用の作動油を供給する可変容量油圧ポンプ、2は後述
するブリード圧制御回路に対して制御圧を供給する制御
用油圧ポンプ、3は作動油を回収する油タンクである。
【0012】4はマイクロコンピュータから構成される
コントローラであり、操作体としての操作レバーによっ
て出力される操作指令を受けてアクチュエータ、例え
ば、アームを駆動させるアームシリンダ5、上部旋回体
を回転させる旋回モータ6等を駆動させるようになって
いる。
【0013】アーム押し操作レバー7aが直結されてい
るリモコン弁7bとアーム用流量制御弁(コントロール
バルブ)8との間のパイロットライン9aには、アーム
押し操作量を検出するためのアーム押し圧力センサ10
aが設けられている。一方、アーム引き操作レバー7c
が直結されているリモコン弁7dとアームシリンダ用流
量制御弁8との間のパイロットライン9bには、アーム
引き操作レバー7cの操作量を検出するためのアーム引
き圧力センサ10bが設けられている。上記リモコン弁
7bまたは7dによって発生した油圧信号は、アーム用
流量制御弁8のパイロットポートに与えられると同時
に、アーム押し圧力センサ10aまたはアーム引き圧力
センサ10bによって電気信号に変換され、変換された
電気信号はコントローラ4に送られるようになってい
る。
【0014】また、旋回左操作レバー11aが直結され
ているリモコン弁11bと旋回モータ用流量制御弁(コ
ントロールバルブ)12との間のパイロットライン13
aには、旋回左操作の操作量を検出するための旋回左圧
力センサ14aが設けられている。一方、旋回右操作レ
バー11cが直結されているリモコン弁11dと旋回モ
ータ用流量制御弁12との間のパイロットライン13b
には、旋回右操作レバー11cの操作量を検出するため
の旋回右圧力センサ14bが設けられている。上記リモ
コン弁11bまたは11dによって発生した油圧信号
は、旋回モータ用流量制御弁12のパイロットポートに
与えられると同時に、旋回左圧力センサ14aまたは旋
回右圧力センサ14bによって電気信号に変換され、変
換された電気信号はコントローラ4に送られる。なお、
上記した各圧力センサ10a,10b,14a,14b
は検出手段とみなすことができる。
【0015】可変容量ポンプ1とアームシリンダ用流量
制御弁8及び旋回モータ用流量制御弁12はそれぞれ油
路15,16で接続され、これらの油路から分岐される
分岐油路17には、圧力制御手段としてのブリード圧制
御弁18が設けられている。このブリード圧制御弁18
はコントローラ4によって制御されている。詳しくは、
例えばアーム押し操作レバー7aを操作すると、リモコ
ン弁7bから発生する油圧信号はアーム押し圧力センサ
10aによって電気信号に変換され、コントローラ4に
送られる。コントローラ4は、その電気信号を処理する
ことによって操作量を求め、その操作量に応じた減圧指
令を電磁比例減圧弁19に出力する。電磁比例減圧弁1
9は、減圧指令によって動作し、制御用ポンプ2から吐
出されるパイロット圧を減圧して油圧信号を発生し、そ
の油圧信号をブリード圧制御弁18のパイロットポート
に供給する。従って、電磁比例減圧弁19から供給され
る油圧信号が大きくなるにつれてブリード圧制御弁18
は、油路連通位置イ(非操作時)から油路遮断位置ロに
切り換わっていき、回路圧が立つようになる。すなわ
ち、可変容量ポンプ1から吐出されタンク3に戻されて
いた作動油が次第にアームシリンダ用流量制御弁8及び
旋回モータ用流量制御弁12側へ供給されるようにな
る。
【0016】また、アームシリンダ5は、合流弁20を
介し第二の可変容量ポンプ21から作動油を供給するこ
とができるようになっており、この合流弁20は合流比
例弁22から出力される油圧信号によって切り換えら
れ、合流比例弁22はコントローラ4から出力される制
御信号によって制御されるようになっている。
【0017】次に、本発明の特徴部分であるコントロー
ラ4の構成について説明する。コントローラ4は、上記
圧力センサ10a,10b,14a,14bの異常有無
を判断する判断部(判断手段)4aと、その判断部4a
によって異常有りと判断された際に、所定の回路圧が得
られるようにブリード圧制御弁18を所定の開度に設定
する指令を出力する設定部(設定手段)4bとを備えて
いる。
【0018】上記コントローラ4の制御動作を図2に示
すフローチャートに従って説明する。
【0019】コントローラ4が起動されると、まず、判
断部4aはアーム引き圧力センサ10bが正常であるか
どうかを判断する(ステップS1)。yesであればア
ーム引き操作量に応じたブリード圧制御指令I1 を決定
する(ステップS2)。また、noであれば、すなわち
アーム引き操作量検出センサ10bが異常であれば、I
failをブリード圧制御指令I1 に設定する(ステッ
プS3)。Ifailとは具体的には、電磁比例減圧弁
19が正常動作時において350mA(min)〜70
0mA(max)の制御電流で動作するものであれば、
ある程度の速度でアクチュエータを動作させるに足りる
一定の電流値を示しており、本実施形態ではその電流値
を500mAに設定している。上記Ifailはブリー
ド圧制御弁18を所定の圧力(開度)となるような指令
とみなすことができる。
【0020】また、アーム引き圧力センサ10bが異常
であるかどうかの判断は、その圧力センサ10bの出力
電圧を監視することによって行われる。すなわち、アー
ム引き圧力センサ10bのセンサ特性は、圧力が0〜3
0kg/cm2 まで変化するとき0.5V〜4.5Vの範囲
で出力電圧が変化する。ところが、例えばコントローラ
4とアーム引き圧力センサ10bとを接続している信号
線が断線すると出力電圧はゼロとなり無応答となる。こ
のように、圧力センサが正常に動作していない状態では
出力電圧がゼロになるか若しくは著しく低下するため、
本実施形態では、出力電圧が0.5Vを下回る場合を圧
力センサの異常と判断している。
【0021】次いで、判断部4aはアーム押し圧力セン
サ10aが正常であるかどうかを判断する(ステップS
4)。yesであればアーム押し操作量に応じたブリー
ド圧制御指令I2 を決定する(ステップS5)。また、
アーム押し圧力センサ10aが異常であれば、Ifai
lをブリード圧制御指令I2 に設定する(ステップS
6)。
【0022】次いで、判断部4aは旋回右圧力センサ1
4bが正常であるかどうかを判断する(ステップS
7)。yesであれば旋回右操作量に応じたブリード圧
制御指令I3 を決定する(ステップS8)。また、旋回
右圧力センサ14bが異常であれば、Ifailをブリ
ード圧制御指令I3 に設定する(ステップS9)。ま
た、旋回左圧力センサ14aについても同様に正常状態
または非正常状態に応じてブリード圧制御指令I4 また
はIfailに置き換えたブリード圧制御指令I4 を決
定する(ステップS10〜S12)。
【0023】次いで、上記決定されたブリード圧制御指
令I1 〜I4 のうちの最大値をブリード圧制御指令Iと
して決定し電磁比例減圧弁19に出力する(ステップS
13)。このように、I1 〜I4 のうちの最大値を選択
することにより、1の圧力センサが故障した場合には他
の圧力センサの出力信号に基づいてアクチュエータを最
大速度で操作できるようにし、すべての圧力センサが故
障である場合には、Ifailを電磁比例減圧弁19に
出力する。
【0024】ブリード圧制御指令Iを受けた電磁比例減
圧弁19は、制御用油圧ポンプ2で発生したパイロット
圧を制限した状態で二次圧を発生し、その二次圧を油圧
信号としてブリード圧制御弁18に出力する。
【0025】ブリード圧制御弁18は上記油圧信号によ
って作動するため、圧力センサの故障時には、可変容量
ポンプ1から吐出されタンク3に戻る作動油の量を一定
量絞ることにより、アームシリンダ用流量制御弁8及び
旋回モータ用流量制御弁12側に作動油を供給し、ある
程度の速度でアクチュエータを操作することができるよ
うにしている。
【0026】このように本実施形態によれば、操作量を
検出するセンサが故障した場合であっても完全にアクチ
ュエータが操作不能になることがない。従って、センサ
の出力信号のみに依存してブリード圧制御弁を調整し、
回路圧を立てていくというマイコン制御の欠点が解消さ
れる。
【0027】なお、本発明における検出手段は、上記実
施形態ではリモコン弁から発生するパイロット圧を検出
する圧力センサで構成したが、これに限らず、操作レバ
ーの操作量を電気的に検出するものであれば、例えば操
作角度を検出するポテンショメータ等、任意の検出手段
で構成することができる。
【0028】また、本発明におけるアクチュエータは、
上記実施形態ではアームシリンダ及び旋回モータで構成
したが、これ以外のもの、例えばブームシリンダ等から
構成することもできる。
【0029】また、合流制御を有する油圧ショベルにお
いて操作量に応じて合流制御指令を決定するものであれ
ば、異常により全く合流ができなくなり操作速度が遅く
なる。これに対し、本発明では合流指令も一定出力とす
ることでアクチュエータの速度をさらに高めることがで
きる。
【0030】また、本発明の油圧制御装置は、上記実施
形態では油圧ショベルに適用した例を示したが、これに
限らず、任意の建設機械に適用することができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、操作レバーの操作量を検出する検出手
段が故障した場合にアクチュエータが操作不能となるこ
とを回避することができ、アクチュエータをある程度の
速度で操作することができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧制御回路図である。
【図2】図1に示すコントローラの制御動作を説明する
フローチャートである。
【符号の説明】
1 可変容量油圧ポンプ 2 制御用油圧ポンプ 3 油タンク 4 コントローラ(判断手段、設定手段) 5 アームシリンダ 6 旋回モータ 7a アーム押し操作レバー 8 アーム用流量制御弁 10a アーム押し操作量検出センサ 18 ブリード圧制御弁 19 電磁比例減圧弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−60706(JP,A) 特開 平6−159321(JP,A) 特開 平4−94480(JP,A) 特開 平2−26303(JP,A) 特開 平9−41427(JP,A) 国際公開93/013808(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F15B 11/00 - 11/22 F15B 20/00 E02F 9/20 - 9/22

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コントロールバルブへの供給圧を制御す
    るための圧力制御手段を有し、そのコントロールバルブ
    のリモコン弁に直結された操作体の操作量を検出手段で
    検出し電気信号に変えて出力し、該電気信号をコントロ
    ーラで処理することにより、操作量に応じた圧力制御信
    号を発生させ前記圧力制御手段に出力する構成の油圧制
    御装置において、 前記コントローラに、前記検出手段の異常有無を判断す
    る判断手段と、該判断手段によって異常有りと判断され
    た際に、前記圧力制御手段に対し所定の圧力となるよう
    な指令を出力する設定手段が備えられていることを特徴
    とする油圧制御装置。
  2. 【請求項2】 前記圧力制御手段は、非操作時において
    油圧ポンプから吐出される圧油をブリードオフさせるブ
    リード圧制御弁から構成される請求項1記載の油圧制御
    装置。
  3. 【請求項3】 前記検出手段は、前記操作体を操作する
    ことによって発生するパイロット圧を検出する圧力セン
    サから構成され、前記判断手段は、その圧力センサの出
    力電圧を監視することによって異常の有無を判断する請
    求項1または2に記載の油圧制御装置。
  4. 【請求項4】 前記判断手段は、前記圧力センサの動作
    電圧が正常値よりも低い場合に異常と判断する請求項3
    記載の油圧制御装置。
JP08431898A 1998-03-30 1998-03-30 油圧制御装置 Expired - Lifetime JP3417833B2 (ja)

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JP2003097505A (ja) * 2001-09-25 2003-04-03 Yanmar Co Ltd 作業機械の油圧回路
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