JP4096901B2 - 作業機械の油圧制御装置 - Google Patents

作業機械の油圧制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4096901B2
JP4096901B2 JP2004076766A JP2004076766A JP4096901B2 JP 4096901 B2 JP4096901 B2 JP 4096901B2 JP 2004076766 A JP2004076766 A JP 2004076766A JP 2004076766 A JP2004076766 A JP 2004076766A JP 4096901 B2 JP4096901 B2 JP 4096901B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
valve
hydraulic
bleed
center bypass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2004076766A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005265016A (ja
Inventor
秀和 岡
浩 田路
Original Assignee
コベルコ建機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コベルコ建機株式会社 filed Critical コベルコ建機株式会社
Priority to JP2004076766A priority Critical patent/JP4096901B2/ja
Publication of JP2005265016A publication Critical patent/JP2005265016A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4096901B2 publication Critical patent/JP4096901B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F15B20/008Valve failure
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/226Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2282Systems using center bypass type changeover valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/042Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in"
    • F15B11/0423Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in" by controlling pump output or bypass, other than to maintain constant speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/2053Type of pump
    • F15B2211/20546Type of pump variable capacity
    • F15B2211/20553Type of pump variable capacity with pilot circuit, e.g. for controlling a swash plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/305Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30525Directional control valves, e.g. 4/3-directional control valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/305Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056Assemblies of multiple valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/31Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3122Special positions other than the pump port being connected to working ports or the working ports being connected to the return line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/31Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3122Special positions other than the pump port being connected to working ports or the working ports being connected to the return line
    • F15B2211/3127Floating position connecting the working ports and the return line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/32Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/329Directional control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/405Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/415Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41563Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and a return line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/42Flow control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/428Flow control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/45Control of bleed-off flow, e.g. control of bypass flow to the return line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/505Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50536Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using unloading valves controlling the supply pressure by diverting fluid to the return line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/515Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit
    • F15B2211/5151Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit being connected to a pressure source and a directional control valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/55Pressure control for limiting a pressure up to a maximum pressure, e.g. by using a pressure relief valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6652Control of the pressure source, e.g. control of the swash plate angle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6654Flow rate control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7053Double-acting output members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7058Rotary output members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/77Control of direction of movement of the output member
    • F15B2211/7741Control of direction of movement of the output member with floating mode, e.g. using a direct connection between both lines of a double-acting cylinder

Description

本発明は油圧ショベル等の作業機械の油圧制御装置に関するものである。

たとえば油圧ショベルにおいて、ポンプから吐出された油の一部(余剰分)をタンクに戻すブリードオフ制御が行なわれる。

このブリードオフ制御は、一般的にはアクチュエータごとに設けられたコントロールバルブにブリードオフ通路(センターバイパス通路)を設け、このブリードオフ通路の開口面積を、操作手段の操作量に応じて変化させることによって行なわれる。

ところが、このブリードオフ通路を設ける分、コントロールバルブがスプール軸方向に長くなるため、コスト面及び実機への組み込みの面で不利となる。

そこで従来、各コントロールバルブのブリードオフ通路を無くする一方、複数のコントロールバルブ(アクチュエータ)に共通の統一ブリードオフ弁を設ける技術が提案されている。

また、この統一ブリードオフ方式において、統一ブリードオフ弁として油圧パイロット弁を用い、コントローラによって制御される電磁比例弁の二次圧でこの統一ブリードオフ弁を制御する電子制御方式が公知となっている(たとえば特許文献1参照)。

この電子制御方式によると、操作量に応じたパイロット圧を直接、統一ブリードオフ弁に送る油圧制御方式と比較して、制御の自由度が高い等の利点を有する。
特開平11−303809号公報

しかし、この電子制御方式をとる公知の技術によると、電磁比例弁そのものの故障や、コントローラから電磁比例弁に制御信号を送る信号系の断線といった制御系の異常(フェール)が発生すると、ブリードオフ弁がアンロード位置(最大開口位置)となってポンプ吐出油の全量がアンロードされ、機械の動きが一切止まってしまう事態が発生していた。

このため、作業機械においては、現場での作業が全くできなくなり、機械が立ち往生してしまうことから、統一ブリードオフ弁の電子制御方式は現実には採用が困難となっていた。

そこで本発明は、統一ブリードオフ弁の電子制御方式をとりながら、制御系のフェール時にも作業を継続することができる作業機械の油圧制御装置を提供するものである。

請求項1の発明は、複数の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの油圧源としての油圧ポンプと、操作手段の操作に基づいて上記各アクチュエータの作動を制御する複数のコントロールバルブと、上記油圧ポンプから吐出された油の余剰分をアンロード通路によってタンクに戻す統一ブリードオフ弁と、上記操作手段の操作に基づいてこの統一ブリードオフ弁を制御する制御手段とを具備し、上記統一ブリードオフ弁に、同弁の作動停止状態でアンロード通路を閉じる位置が設けられる一方、上記各コントロールバルブに、同バルブの中立状態で開く個別ブリードオフ通路としてのセンターバイパス通路が設けられ、このセンターバイパス通路がコントロールバルブの作動位置に向けてのストローク初期に閉じるようにコントロールバルブの開口特性が設定されるとともに、上記制御手段により、このコントロールバルブのセンターバイパス通路が閉じる直前に統一ブリードオフ弁のアンロード通路が開くように構成されたものである。

請求項2の発明は、請求項1の構成において、コントロールバルブを中立復帰させるリターンスプリングは、センターバイパス通路が閉じるまでのストローク初期でバネ力が小さく、センターバイパス通路が閉じた後のバネ力が大きくなる二段バネとして構成されたものである。

請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、油圧ポンプとして、ポンプレギュレータによって吐出量が制御される可変容量型の油圧ポンプが用いられ、制御手段は、操作手段の非操作状態でポンプ吐出量がスタンバイ流量となるように上記ポンプレギュレータを制御するように構成されたものである。

本発明によると、統一ブリードオフ弁のフェール時に、同弁を閉じてアクチュエータへの油の供給を確保するとともに、各コントロールバルブのセンターバイパス通路によってブリードオフ作用(アンロード作用)も確保することができる。

しかも、このコントロールバルブの個別ブリードオフ通路であるセンターバイパス通路は、同バルブのストローク初期に閉じる必要最小限の開口面積であるため、スプール長を短縮してバルブをコンパクトにするという、統一ブリードオフ弁を設けることの本来の目的は十分達成することができる。

すなわち、統一ブリードオフ弁の電子制御方式をとりながら、制御系のフェール時にも作業を継続することができる。

この場合、コントロールバルブのセンターバイパス通路が閉じる直前に統一ブリードオフ弁のアンロード通路が開くため、同弁本来のブリードオフ制御がブランク無しで確実に行なわれる。

また、請求項の発明によると、二段バネ構成のリターンスプリングにより、コントロールバルブのセンターバイパス通路が全開から全閉まで瞬時に変化するため、統一ブリードオフ弁によるブリードオフ制御が開始されるまでの時間的なロスが無い。

請求項の発明によると、操作手段が操作されない状態でポンプ吐出量が最小となるため、コントロールバルブのセンターバイパス通路の開口面積をさらに小さくし、コントロールバルブのコンパクト化に寄与することができる。

以下の実施形態では、三つの油圧アクチュエータ1,2,3について統一ブリードオフ弁でブリードオフ制御する場合を例にとっている。

図1に示すように、各アクチュエータ1,2,3は、それぞれ操作手段としてのリモコン弁4,5,6によって操作される油圧パイロット式のコントロールバルブ7,8,9を介して可変容量型の油圧ポンプ10に接続されている。

コントロールバルブ7〜9は、油圧ポンプ10及びタンクTに対して互いにパラレルに接続され、このコントロールバルブ7〜9によって各アクチュエータ1〜3の作動が個別に制御される。

また、各コントロールバルブ7〜9には、中立位置で開く個別ブリードオフ通路としてのセンターバイパス通路11…が設けられ、このセンターバイパス通路11…が、各コントロールバルブ7〜9をタンデムに接続するセンターバイパスライン12を介してタンクTに接続されている。

すなわち、センターバイパス通路11…によってアクチュエータごとの個別ブリードオフ作用が確保されるように構成されている。

各コントロールバルブ7〜9を中立復帰させるリターンスプリング13…は、図2の実線Aで示すように、センターバイパス通路11が閉じるまでのストローク初期(ストローク0からS1までの間)でバネ力(正確にはスプールストロークに対するバネ力の変化率)が小さく、センターバイパス通路11が閉じた後(ストロークS1から最大ストロークSmaxまで)のバネ力が大きくなる二段バネとして構成されている。

図2中の二点鎖線Bは、通常のリターンスプリングのバネ特性を示し、スプールストロークの最小(0)から最大(Smax)までバネ力が一直線状に変化する。

一方、油圧ポンプ10の吐出側管路とタンクTとの間に統一ブリードオフ管路14が設けられ、この統一ブリードオフ管路14に、各アクチュエータ1〜3について一括してブリードオフ制御を行なうための油圧パイロット式の統一ブリードオフ弁15が設けられている。

この統一ブリードオフ弁15は、開口面積が最大となるアンロード位置イと、開口面積が0となるブロック位置ロとを有し、この両位置イ,ロ間でブリードオフ制御を行なう。

また、この統一ブリードオフ弁15においては、非作動(中立)位置としてのフェールセーフ位置ハが設けられ、このフェールセーフ位置ハでアンロード通路が全閉(開口面積0)となるように構成されている。

この統一ブリードオフ弁15のパイロットライン16には、コントローラ17によって制御される電磁比例弁18が設けられ、この電磁比例弁18の二次圧が統一ブリードオフ弁15のパイロットポートにパイロット圧として供給される。

すなわち、コントローラ17と電磁比例弁18とによって制御手段が構成され、この制御手段によって統一ブリードオフ弁15が制御される。

油圧ポンプ10の吐出量(傾転)を制御するポンプレギュレータ19は、電磁比例式のレギュレータ制御弁20によって制御され、このレギュレータ制御弁20はリモコン弁4〜6の操作に基づくコントローラ17からの信号によって制御される。

すなわち、リモコン弁4〜6の操作量が大きいほどポンプ吐出量が増加するポジコン方式によって油圧ポンプ10が制御される。

この場合、リモコン弁4〜6のうち二つ以上が同時に操作される複合操作時に、最大操作量のリモコン弁の操作信号に基づいてポンプ制御するように構成してもよいし、特定のリモコン弁の操作信号に基づいてポンプ制御するように構成してもよい。

21は電磁比例弁18,20の共通の油圧源となる補助油圧ポンプ、22はリリーフ弁である。

この構成において、正常時には、リモコン弁4〜6が操作されると、その操作信号に基づいてコントローラ17からレギュレータ制御弁20及び電磁比例弁18に信号が出力され、ポジコン方式により、操作量に応じてポンプ吐出量が変化するとともに、統一ブリードオフ弁15がアンロード位置イとブロック位置ロとの間で作動してブリードオフ流量が変化する。

一方、たとえばコントローラ17と電磁比例弁18を結ぶ制御系の断線等の異常(フェール)が発生し、電磁比例弁18が制御不能になると、統一ブリードオフ弁15が、公知技術ではアンロード位置イに停止してポンプ吐出量の殆どすべてがタンクTに戻されるのに対し、この装置ではフェールセーフ位置ハで停止する。

この状態では、統一ブリードオフ弁15のアンロード通路が全閉となるため、フェール時にもアクチュエータ回路に対する油の供給が確保される。

この場合、各アクチュエータ1〜3についてのブリードオフ作用は、各コントロールバルブ7〜9のセンターバイパス通路11…によって行なわれる。

すなわち、統一ブリードオフ弁15のフェール時に、同弁15が閉じてアクチュエータ1〜3への油の供給が確保されるとともに、各コントロールバルブ7〜9によってブリードオフ作用(アンロード作用)も確保される。

ただし、各コントロールバルブ7〜9に必要かつ十分なブリードオフ機能を確保するとなると、スプールの軸方向長さが大きくなってコントロールバルブ7〜9が大型化するため、同バルブ7〜9のコンパクト化という、統一ブリードオフ弁15を設けたこと本来の目的が達成できなくなる。

そこで、この装置においては、センターバイパス通路11…を含むコントロールバルブ7〜9の開口特性、及び制御手段(コントローラ17と電磁比例弁18)によって制御される統一ブリードオフ弁14の開口特性が、リモコン弁4〜6の操作量との関係において図3に示すように設定されている。

すなわち、コントロールバルブ7〜9が中立位置にあるとき(リモコン弁4〜6の操作量が0のとき)は、センターバイパス通路11が全開となり、この状態からリモコン弁4〜6が操作されてコントロールバルブ7〜9のスプールがストローク作動し始めると、すぐにセンターバイパス通路11が閉じる。

そして、このセンターバイパス通路11が閉じる直前に、統一ブリードオフ弁14がフェールセーフ位置ハからアンロード位置イに切換わってアンロード通路が最大開口面積まで開き、ブロック位置ロまでの間で統一ブリードオフ制御が行なわれる。

このように、個別ブリードオフ作用を行なうコントロールバルブ7〜9のセンターバイパス通路11は、同バルブ7〜9のストローク初期に閉じる必要最小限の開口面積に設定されているため、コントロールバルブ7〜9のスプール長を短縮して同バルブ7〜9をコンパクトにするという、統一ブリードオフ弁15を設けることの本来の目的は十分達成することができる。

また、コントロールバルブ7〜9のセンターバイパス通路11が閉じる直前に統一ブリードオフ弁15のアンロード通路が開くため、同弁本来のブリードオフ制御がブランク無しで確実に行なわれる。

さらに、この実施形態においては次の作用効果が得られる。

(i) 前記のように、各コントロールバルブ7〜9のリターンスプリング13…が二段バネとして構成されているため(図2参照)、リモコン弁4〜6が操作されると、コントロールバルブ7〜9のセンターバイパス通路11が全開から全閉まで瞬時に変化する。このため、統一ブリードオフ弁15によるブリードオフ制御が開始されるまでの時間的なロスが無い。

(ii) 図3に示すように、リモコン弁4〜6が操作されない状態(コントロールバルブ7〜9の中立状態)で、ポンプ吐出量がスタンバイ流量(最小流量)Qsとなるように、コントローラ17によってポンプレギュレータ19が制御される。

このため、コントロールバルブ7〜9のセンターバイパス通路11の開口面積をさらに小さくして、コントロールバルブ7〜9のさらなるコンパクト化が可能となる。

なお、本発明は、上記のようにリモコン弁4〜7の操作量に応じてポンプ吐出量が変化するポジコン方式をとる場合に好適であるが、ポジコン方式をとらない場合(たとえば常にポンプ吐出量が最大となる制御方式をとる場合)にも適用することができる。

本発明の実施形態を示す回路構成図である。 同実施形態におけるコントロールバルブのリターンスプリングのバネ特性を示す図である。 同実施形態におけるコントロールバルブ及び統一ブリードオフ弁の開口特性とポンプ吐出量特性を示す図である。

符号の説明

1〜3 油圧アクチュエータ
4〜6 操作手段としてのリモコン弁
7〜9 コントロールバルブ
10 油圧ポンプ
11 コントロールバルブのセンターバイパス通路
13 コントロールバルブのリターンスプリング
15 統一ブリードオフ弁
17 制御手段を構成するコントローラ
18 同、電磁比例弁
19 ポンプレギュレータ

Claims (3)

  1. 複数の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの油圧源としての油圧ポンプと、操作手段の操作に基づいて上記各アクチュエータの作動を制御する複数のコントロールバルブと、上記油圧ポンプから吐出された油の余剰分をアンロード通路によってタンクに戻す統一ブリードオフ弁と、上記操作手段の操作に基づいてこの統一ブリードオフ弁を制御する制御手段とを具備し、上記統一ブリードオフ弁に、同弁の作動停止状態でアンロード通路を閉じる位置が設けられる一方、上記各コントロールバルブに、同バルブの中立状態で開く個別ブリードオフ通路としてのセンターバイパス通路が設けられ、このセンターバイパス通路がコントロールバルブの作動位置に向けてのストローク初期に閉じるようにコントロールバルブの開口特性が設定されるとともに、上記制御手段により、このコントロールバルブのセンターバイパス通路が閉じる直前に統一ブリードオフ弁のアンロード通路が開くように構成されたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
  2. 請求項1記載の作業機械の油圧制御装置において、コントロールバルブを中立復帰させるリターンスプリングは、センターバイパス通路が閉じるまでのストローク初期でバネ力が小さく、センターバイパス通路が閉じた後のバネ力が大きくなる二段バネとして構成されたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
  3. 請求項1または2記載の作業機械の油圧制御装置において、油圧ポンプとして、ポンプレギュレータによって吐出量が制御される可変容量型の油圧ポンプが用いられ、制御手段は、操作手段の非操作状態でポンプ吐出量がスタンバイ流量となるように上記ポンプレギュレータを制御するように構成されたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
JP2004076766A 2004-03-17 2004-03-17 作業機械の油圧制御装置 Active JP4096901B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004076766A JP4096901B2 (ja) 2004-03-17 2004-03-17 作業機械の油圧制御装置

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004076766A JP4096901B2 (ja) 2004-03-17 2004-03-17 作業機械の油圧制御装置
US11/078,425 US7168246B2 (en) 2004-03-17 2005-03-14 Hydraulic control device for working machine
AT05102017T AT372466T (de) 2004-03-17 2005-03-15 Hydraulisches steuergerät für eine baumaschine
EP05102017A EP1577563B1 (en) 2004-03-17 2005-03-15 Hydraulic control device for working machine
DE602005002286T DE602005002286T2 (de) 2004-03-17 2005-03-15 Hydraulisches Steuergerät für eine Baumaschine
CNB2005100551537A CN100357531C (zh) 2004-03-17 2005-03-17 作业机械的液压控制装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005265016A JP2005265016A (ja) 2005-09-29
JP4096901B2 true JP4096901B2 (ja) 2008-06-04

Family

ID=34836551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004076766A Active JP4096901B2 (ja) 2004-03-17 2004-03-17 作業機械の油圧制御装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7168246B2 (ja)
EP (1) EP1577563B1 (ja)
JP (1) JP4096901B2 (ja)
CN (1) CN100357531C (ja)
AT (1) AT372466T (ja)
DE (1) DE602005002286T2 (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7155909B2 (en) * 2003-05-15 2007-01-02 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic controller for working machine
JP4193830B2 (ja) * 2005-09-02 2008-12-10 コベルコ建機株式会社 作業機械の油圧制御装置
JP4232784B2 (ja) * 2006-01-20 2009-03-04 コベルコ建機株式会社 作業機械の油圧制御装置
JP4819510B2 (ja) * 2006-01-20 2011-11-24 コベルコ建機株式会社 作業機械の油圧制御装置
JP4353190B2 (ja) * 2006-02-27 2009-10-28 コベルコ建機株式会社 建設機械の油圧回路
US8196400B2 (en) 2006-03-13 2012-06-12 Volvo Construction Equipment Ab Method and an arrangement for controlling pump displacement in a work vehicle
US7467514B2 (en) * 2006-07-17 2008-12-23 Caterpillar Inc. System and method for controlling shakability of a work tool
AT516443T (de) 2009-05-28 2011-07-15 Hawe Hydraulik Se Hydraulische dämpfungsvorrichtung und regelsystem
KR101742322B1 (ko) * 2010-12-24 2017-06-01 두산인프라코어 주식회사 전자유압펌프용 비상 제어부를 포함하는 건설기계의 유압 시스템
US9249812B2 (en) * 2011-03-07 2016-02-02 Volvo Construction Equipment Ab Hydraulic circuit for pipe layer
JP5622243B2 (ja) * 2011-12-16 2014-11-12 キャタピラーエス エー アール エル Fluid pressure control circuit and work machine
JP5985276B2 (ja) 2012-07-02 2016-09-06 住友建機株式会社 建設機械の油圧回路及びその制御装置
CN104884818B (zh) * 2012-12-21 2017-06-30 伊顿公司 流体泵组件的比例流量控制
KR102083686B1 (ko) * 2013-12-26 2020-03-02 두산인프라코어 주식회사 굴삭기용 압력피크 저감밸브 및 그 시스템
DE102014207669A1 (de) * 2014-04-23 2015-10-29 Putzmeister Engineering Gmbh Steuerungssystem für eine hydraulische Arbeitsmaschine
JP6463649B2 (ja) 2015-03-13 2019-02-06 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧駆動システム
JP6656913B2 (ja) * 2015-12-24 2020-03-04 株式会社クボタ 作業機の油圧システム
JP6491123B2 (ja) * 2016-02-25 2019-03-27 日立建機株式会社 作業機械の油圧回路
JPWO2018021288A1 (ja) * 2016-07-29 2019-05-16 住友建機株式会社 ショベル、ショベル用コントロールバルブ
JP2019094973A (ja) * 2017-11-22 2019-06-20 キャタピラー エス エー アール エル Hydraulic control circuit of construction machine
JP2019148318A (ja) * 2018-02-28 2019-09-05 川崎重工業株式会社 Construction machine hydraulic system
CN108691849A (zh) * 2018-04-23 2018-10-23 马钢(集团)控股有限公司 一种工程机械液压系统失效后应急系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3445817B2 (ja) * 1993-11-11 2003-09-08 日立建機株式会社 建設機械の油圧駆動装置
JP3609182B2 (ja) * 1996-01-08 2005-01-12 日立建機株式会社 建設機械の油圧駆動装置
JPH1073101A (ja) * 1996-06-24 1998-03-17 Kobe Steel Ltd 油圧機械の油圧駆動装置
JP3550260B2 (ja) * 1996-09-30 2004-08-04 コベルコ建機株式会社 アクチュエータ作動特性制御装置
JP3691197B2 (ja) * 1997-02-27 2005-08-31 日立建機株式会社 油圧機械の油圧駆動装置及び方向切換弁装置
JPH11303809A (ja) 1998-04-20 1999-11-02 Komatsu Ltd 油圧駆動機械のポンプ制御装置
JP4111286B2 (ja) * 1998-06-30 2008-07-02 コベルコ建機株式会社 建設機械の走行制御方法及び同装置
JP2000170212A (ja) 1998-07-07 2000-06-20 Kobe Steel Ltd 作業機械の油圧制御装置
US6173734B1 (en) * 1999-11-03 2001-01-16 Brightvalve Llc Leak arresting mechanical flow control valve
JP2003049810A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Hitachi Constr Mach Co Ltd 圧油のエネルギー回収装置および圧油のエネルギー回収装置を備えた建設機械
US7155909B2 (en) 2003-05-15 2007-01-02 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic controller for working machine

Also Published As

Publication number Publication date
EP1577563A3 (en) 2005-12-28
EP1577563A2 (en) 2005-09-21
DE602005002286T2 (de) 2008-06-19
CN1670318A (zh) 2005-09-21
AT372466T (de) 2007-09-15
DE602005002286D1 (de) 2007-10-18
JP2005265016A (ja) 2005-09-29
US7168246B2 (en) 2007-01-30
CN100357531C (zh) 2007-12-26
EP1577563B1 (en) 2007-09-05
US20050204736A1 (en) 2005-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4338758B2 (ja) 建設機械の油圧制御装置
US5211196A (en) Proportional seat-type 4-way valve
JP4856131B2 (ja) 作業機械の油圧システム
JP4712959B2 (ja) 可変容量ポンプ用荷重検知油圧制御装置
CN100385081C (zh) 作业机械的液压控制装置
EP1369598B2 (de) Elektrohydraulische Hubsteuervorrichtung für Flurförderfahrzeuge
RU2312256C2 (ru) Гидравлический блок управления и способ управления гидравлическим управляемым устройством
CN104884818B (zh) 流体泵组件的比例流量控制
JP4380643B2 (ja) 作業機械の油圧制御装置
JP4655795B2 (ja) 油圧ショベルの油圧制御装置
US7513109B2 (en) Hydraulic controller for working machine
US20130098464A1 (en) Closed-Loop Hydraulic System Having Regeneration Configuration
EP2351936A1 (en) Hydraulic drive device for construction machine
EP0773370A1 (en) Hydraulic controller
US7251934B2 (en) Work vehicle hydraulic system
JP2008032221A (ja) Dct油圧制御システムの動作方法およびdct油圧制御システム
US7089733B1 (en) Hydraulic control valve system with electronic load sense control
EP1178157B1 (en) Hydraulic driving system for a civil engineering or construction machine.
US7614336B2 (en) Hydraulic system having augmented pressure compensation
JP4791789B2 (ja) 電子作動及び液圧作動されるドレン弁
KR20040007595A (ko) 모바일 작동 머신
US8863509B2 (en) Meterless hydraulic system having load-holding bypass
CN100387851C (zh) 具有改进响应特性闭锁阀的液压控制阀
US5852934A (en) Fluid joining device for power construction vehicles
US6715403B2 (en) Independent and regenerative mode fluid control system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060922

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071120

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080303

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4096901

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110321

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120321

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140321

Year of fee payment: 6