JP4827789B2 - 油圧アクチュエータ速度制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、油圧ポンプから吐出される作動油を複数の油圧アクチュエータに分配する油圧アクチュエータ速度制御装置の改良に関するものである。
従来の油圧ショベル(建設機械)は、複数の油圧アクチュエータを作動させてブーム、アーム、バケット等を駆動する。これに設けられる油圧アクチュエータ速度制御装置として、運転者による操作レバーの操作量に応じて各油圧アクチュエータに対する速度コマンドを計算し、この速度コマンドに応じて各油圧アクチュエータに対する作動油の供給量を制御するものがある。
また、特許文献1には、油圧アクチュエータをストロークエンド付近まで操作させた際に油圧アクチュエータに対する作動油の供給量を絞って衝撃を緩和させるものが開示されている。
特開平09−095980号公報
しかしながら、このような従来の油圧ショベル等にあっては、ブーム、アーム、バケットを同時に高速作動させるような場合、油圧ポンプから各油圧アクチュエータに供給される作動油の流量が不足し、油圧アクチュエータの作動速度が大きく低下することがある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作動油の供給不足時に油圧アクチュエータの作動速度が大きく低下しないようにする油圧アクチュエータ速度制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、油圧ポンプから吐出される作動油を複数の油圧アクチュエータにそれぞれ分配する各コントロールバルブを備え、各油圧アクチュエータに対する速度コマンドに基づいて各コントロールバルブの開度をそれぞれ制御する油圧アクチュエータ速度制御装置であって、各油圧アクチュエータの作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時を検出する油圧アクチュエータ作動停止時検出手段と、その作動が略停止した油圧アクチュエータに対する速度コマンドを小さく補正する油圧アクチュエータ作動停止時速度コマンド補正手段と、油圧ポンプの供給可能流量Qaを計算する供給可能流量計算手段と、各油圧アクチュエータに対する速度コマンドに基づいて各油圧アクチュエータに対する必要流量Qbを計算する必要流量計算手段と、供給可能流量Qaと必要流量Qbに基づいて流量分配率Qrを計算する流量分配率計算手段と、流量分配率Qrに基づいて各油圧アクチュエータに対する速度コマンドを補正する供給流量不足時速度コマンド補正手段とを備えたことを特徴とするものとした。
本発明によると、油圧アクチュエータに重負荷がかかってその作動が略停止する場合か、あるいは油圧アクチュエータがストロークエンドに達してその作動が略停止する場合、その作動が略停止した油圧アクチュエータに対する作動油の供給が行われないことに対応して必要流量Qbが的確に計算される。これにより、各油圧アクチュエータのうち作動が停止していないものの作動速度が必要以上に低く調整されることを回避できる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示すように、油圧ショベル(建設機械)1は、走行する走行体6と、この走行体6の上部に旋回可能に設けられた車体(旋回体)2と、この車体2上に設けられた多間接型フロントアタッチメント20とを備える。このフロントアタッチメント20はこの車体2に対してブーム支持軸7を介して回動可能に連結されるブーム3と、このブーム3を駆動する2本の油圧アクチュエータ7と、ブーム3の先端にアーム支持軸(図示せず)を介して回動可能に連結されるアーム4と、このアーム4を駆動する1本の油圧アクチュエータ8と、アーム4の先端にバケット支持軸(図示せず)を介して回動可能に連結されるバケット5と、このバケット5を駆動する1本の油圧アクチュエータ9とを備える。
車体2には油圧源ユニット21が搭載され、この油圧源ユニット21は油圧ポンプ22をエンジン17(図2参照)によって駆動される。この油圧源ユニット21から導かれる作動油圧によって各油圧アクチュエータ9〜10が伸縮作動することによってバケット5、アーム4、ブーム3をそれぞれ動かして地面の掘削や土砂の搬送作業等を行う。なお、アーム4の先端に連結されるバケット5は地面の掘削や土砂の搬送作業を行うものに限らず、他の作業を行うもの(アタッチメント)でも良い。
対で設けられるブーム用油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)7は、ブーム3を左右から挟むように配置される。各ブーム用油圧アクチュエータ7は図示しないピストンに受ける油圧によってシリンダチューブ11に対してピストンロッド12が移動して伸縮作動する。各シリンダチューブ11の基端部が支持軸13を介して車体2に回動可能に連結され、各ピストンロッド12の先端部が支持軸14を介してブーム3に回動可能に連結される。2本のブーム用油圧アクチュエータ7はコントロールバルブ15を介して作動油が給排され、この作動油圧によって互いに同期して伸縮作動し、ブーム3を駆動する
アーム4を駆動するアーム用油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)8は、ブーム3の背部に配置される。アーム用油圧アクチュエータ8は図示しないピストンに受ける油圧によってシリンダチューブ31に対してピストンロッド32が移動して伸縮作動する。シリンダチューブ31の基端部が支持軸33を介してブーム3に回動可能に連結され、ピストンロッド32の先端部が支持軸34を介してアーム4に回動可能に連結される。アーム用油圧アクチュエータ8はコントロールバルブ35を介して作動油が給排され、この作動油圧によって伸縮作動し、アーム4を駆動する。
バケット5を駆動するバケット用油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)9は、アーム4の背部に配置される。シリンダチューブ41の基端部が支持軸43を介してアーム4に回動可能に連結され、ピストンロッド42の先端部が支持軸44を介してバケット5に回動可能に連結される。
図2に示すように、バケット用油圧アクチュエータ9のシリンダチューブ41内にはピストンロッド42が進退自在に挿入され、このピストンロッド42の基端部にはピストン46が連結される。このピストン46はシリンダチューブ41の内周に沿って摺動自在に介装され、シリンダチューブ41内に反ロッド側油室47とロッド側油室48とを画成する。この反ロッド側油室47とロッド側油室48にはコントロールバルブ45を介して作動油が給排され、バケット用油圧アクチュエータ9はこの作動油圧によって伸縮作動し、バケット5を駆動する。
図2はバケット用油圧アクチュエータ9に設けられる油圧回路を示している。コントロールバルブ45は4つの電磁弁V1〜V4がブリッジ回路に介装され、コントローラ50からの出力によって油圧アクチュエータ9を伸縮作動させるように開閉作動する。
油圧ポンプ22の吐出側には、油圧アクチュエータ9に供給される作動油が流通する供給通路25が接続され、供給通路25は2方向に枝分かれした分岐通路26、27に接続され、分岐通路26、27は再度合流し油圧アクチュエータ9から排出される作動油が流通する戻し通路23に接続され、戻し通路23は油圧ポンプ22の吸込側に接続される。
分岐通路26、27には、油圧アクチュエータ9の反ロッド側油室47に供給される作動油の流量を制御するメータイン用電磁弁V1と、ロッド側油室48に供給される作動油の流量を制御するメータイン用電磁弁V3とがそれぞれ並列になるように介装される。
また、分岐通路26、27には、油圧アクチュエータ9の反ロッド側油室47から排出される作動油の流量を制御するメータアウト用電磁弁V2と、ロッド側油室48から排出される作動油の流量を制御するメータアウト用電磁弁V4とがそれぞれ並列になるように介装される。
このように、分岐通路26には、メータイン用電磁弁V1とメータアウト用電磁弁V2とが直列に介装され、分岐通路27には、メータイン用電磁弁V3とメータアウト用電磁弁V4とが直列に介装される。
分岐通路26におけるメータイン用電磁弁V1とメータアウト用電磁弁V2との間は、第1給排通路28を介して反ロッド側油室47に連通する。分岐通路27におけるメータイン用電磁弁V3とメータアウト用電磁弁V4との間は、第2給排通路29を介してロッド側油室48に連通する。
メータイン用電磁弁V1、メータアウト用電磁弁V2、メータイン用電磁弁V3、メータアウト用電磁弁V4は、電磁式の制御弁(流量調整弁)であり、各電磁弁V1〜V4は、コントローラ50から出力される電流によって駆動され、この電流に応じて開口面積が調整され、各電磁弁V1〜V4を通過する作動油の流量が個別に制御される。コントローラ50は第1給排通路28と第2給排通路29の圧力をそれぞれ検出する圧力センサ18、19の信号を入力される。
図1に示すブーム用コントロールバルブ15、アーム用コントロールバルブ35も上記のバケット用コントロールバルブ45と同様の構成を持ち、各コントロールバルブ15、35、45は油圧アクチュエータ7、8、9の近傍に分散して配置される。
油圧ショベル1は以上のように構成されて、各コントロールバルブ15、35、45から各油圧アクチュエータ7、8、9に対する作動油の給排を切換えて各油圧アクチュエータ7、8、9を伸縮作動させ、ブーム3、アーム4、バケット5によって構成される多間接型のフロントアタッチメント20を駆動し、アーム4の先端に連結されるバケット5を介して地面の掘削や土砂の搬送作業を行う。
コントローラ50は、運転者による操作レバーの操作量に応じて各油圧アクチュエータ7、8、9に速度コマンドC7、C8、C9を計算し、この速度コマンドC7、C8、C9に応じて各コントロールバルブ15、35、45の開度を制御する。これにより、各油圧アクチュエータ7、8、9が伸縮作動する速度が操作レバーの操作量に応じて調整される。
ところで、ブーム3、アーム4、バケット5を同時に高速作動させるような場合、油圧ポンプ22から吐出される作動油の流量が不足することがある。
これに対処して、コントローラ50は、油圧ポンプ22を駆動するエンジン17の馬力と各油圧アクチュエータ7、8、9の負荷情報とに基づいて油圧ユニット21の各油圧アクチュエータ7、8、9に対する供給可能流量Qaを計算する一方、各油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9に基づいて各油圧アクチュエータ7、8、9に対する必要流量Qbを計算し、供給可能流量Qaを必要流量Qbで除算して流量分配率Qrを求め、流量分配率Qrを各油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9に積算して速度コマンドC7、C8、C9の指令値を補正する。これにより、油圧ユニット21の供給可能流量Qaがフロントアタッチメント20の作動に必要な流量Qbより少ない油圧ユニット21の供給流量不足時に、各油圧アクチュエータ7、8、9のうち伸縮作動が停止していないものの作動速度が一律に低くなるように調整され、フロントアタッチメント20の作動性が大きく損なわれないようにしている。
ところで、各油圧アクチュエータ7、8、9の一つが負荷の増大に伴ってその伸縮作動を略停止したり、各油圧アクチュエータ7、8、9の一つがストロークエンドに達してその伸縮作動を略停止した場合に、伸縮作動を略停止した油圧アクチュエータ7、8、9には作動油が供給されなくなって、油圧ユニット21の供給流量不足が解消されているのにもかかわらず、操作レバーの操作量に応じた速度コマンドC7、C8、C9を出力し続けると、必要流量Qbがフロントアタッチメント20が実際に必要する流量よりも多く計算されてしまい、各油圧アクチュエータ7、8、9が伸縮作動する速度が必要以上に低くなるように調整されるという問題が生じる。
これに対処して、図3に示すように、コントローラ50は、各油圧アクチュエータ7、8、9の伸縮作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時を検出し、その伸縮作動が略停止した油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9を小さく補正する。なお、各油圧アクチュエータ7、8、9の伸縮作動が0もしくは0に近い所定値以下の微少速度になった作動状態を油圧アクチュエータ作動停止時とする。
これにより、その伸縮作動が略停止した油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9に基づいて計算される必要流量Qbが少なくなり、供給可能流量Qaを必要流量Qbで除算して求められる流量分配率Qrが高められ、各油圧アクチュエータ7、8、9が伸縮作動する速度が必要以上に低く調整されることを回避し、フロントアタッチメント20の作動速度が大きく低下しないようにする。
コントローラ50は、その伸縮作動が略停止した油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9を0より大きい微少な値にする。
これにより、各油圧アクチュエータ7、8、9が負荷の増大に伴ってその伸縮作動を略停止する前後で、各油圧アクチュエータ7、8、9に供給される作動油圧が維持され、各油圧アクチュエータ7、8、9の駆動力が低下することを回避できる。
コントローラ50は、各圧力センサ18、19の信号に基づいて、各油圧アクチュエータ7、8、9に供給される作動油圧(負荷圧)が所定値を超えて上昇する重負荷時を各油圧アクチュエータ7、8、9の伸縮作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時として検出する。
図3のフローチャートは上記した制御ルーチンを示しており、コントローラ50において一定周期毎に実行される。
まず、ステップ1にて、各油圧アクチュエータ7、8、9の負荷情報を読み込み、続くステップ2にて、予め設定されたマップに基づきこの負荷情報に応じて油圧ポンプ22の吐出圧を設定する。
ステップ3にて、油圧ポンプ22を駆動するエンジン17の馬力を読み込む。
ステップ4にて、油圧ポンプ22の吐出圧とエンジン17の馬力とに基づいて油圧ポンプ22の供給可能流量Qaを計算する。
なお、ステップ1、2、3、4で行われる処理が油圧ポンプ22の供給可能流量Qaを計算する供給可能流量計算手段に相当する。
ステップ5にて、運転者による操作レバーの操作量に応じてブーム用油圧アクチュエータ7の速度コマンドC7を計算する。この速度コマンドC7に応じてブーム用コントロールバルブ15の開度が制御されることにより、運転者が要求するブーム3の作動速度が得られる。
続くステップ6にて、ブーム用油圧アクチュエータ7の伸縮作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時か否かを判定し、この油圧アクチュエータ作動停止時であると判定された場合、ステップ7に進んで、ブーム用油圧アクチュエータ7に対する速度コマンドC7を小さく補正する。一方、前記ステップ6にて油圧アクチュエータ作動停止時でないと判定された場合、前記ブーム用油圧アクチュエータ7に対する速度コマンドC7の補正をしない。
また、ステップ8にて、運転者による操作レバーの操作量に応じてアーム用油圧アクチュエータ8の速度コマンドC8を計算する。この速度コマンドC8に応じてアーム用コントロールバルブ35の開度が制御されることにより、運転者が要求するアーム4の作動速度が得られる。
続くステップ9にて、アーム用油圧アクチュエータ8の伸縮作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時か否かを判定し、この油圧アクチュエータ作動停止時であると判定された場合、ステップ10に進んで、アーム用油圧アクチュエータ8に対する速度コマンドC8を小さく補正する。一方、前記ステップ9にて油圧アクチュエータ作動停止時でないと判定された場合、前記アーム用油圧アクチュエータ8に対する速度コマンドC8の補正をしない。
また、ステップ11にて、運転者による操作レバーの操作量に応じてバケット用油圧アクチュエータ9の速度コマンドC9を計算する。この速度コマンドC9に応じてバケット用コントロールバルブ45の開度が制御されることにより、運転者が要求するバケット5の作動速度が得られる。
続くステップ12にて、バケット用油圧アクチュエータ9の伸縮作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時か否かを判定し、この油圧アクチュエータ作動停止時であると判定された場合、ステップ13に進んで、バケット用油圧アクチュエータ9に対する速度コマンドC9を小さく補正する。一方、前記ステップ12にて油圧アクチュエータ作動停止時でないと判定された場合、前記バケット用油圧アクチュエータ9に対する速度コマンドC9の補正をしない。
なお、ステップ6、9、12で行われる処理が各油圧アクチュエータ7、8、9の作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時を検出する油圧アクチュエータ作動停止時検出手段に相当する。
また、ステップ7、10、13で行われる処理が各油圧アクチュエータ7、8、9の作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時を検出する油圧アクチュエータ作動停止時検出手段に相当する。
ステップ14にて、各油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9に基づいて必要流量Qbを計算する。
なお、ステップ14で行われる処理が各油圧アクチュエータ7、8、9に対する必要流量Qbを計算する必要流量計算手段に相当する。
ステップ15にて、供給可能流量Qaと必要流量Qbを比較し、供給可能流量Qaが必要流量Qb以上となる供給可能時か、供給可能流量Qaが必要流量Qbより少なくなる供給流量不足時かを判定する。
ここで、供給可能時と判定された場合はステップ16に進んで、流量分配率Qrを1とする。
一方、供給流量不足時と判定された場合はステップ17に進んで、流量分配率QrをQr=Qa/Qbとして計算する。このとき必要流量Qbが供給可能流量Qaより多いため、流量分配率Qrは1より小さい値となる。
その後、ステップ18にて、流量分配率Qrを各油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9に積算して速度コマンドC7、C8、C9の指令値を補正する。
なお、このステップ18で行われる処理が流量分配率Qrに基づいて各油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9を補正する供給流量不足時速度コマンド補正手段に相当する。
以上のように構成されて、各油圧アクチュエータ7、8、9に重負荷がかかってその伸縮作動が略停止する場合か、あるいは各油圧アクチュエータ7、8、9がストロークエンドに達してその伸縮作動が略停止する場合、この油圧アクチュエータ作動停止時を検出し、その伸縮作動が略停止した油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9を小さく補正することにより、速度コマンドC7、C8、C9に基づいて計算される必要流量Qbが油圧アクチュエータ7、8、9が実際に必要する流量よりも多くなることが回避され、流量分配率Qrが的確に計算される。これにより、各油圧アクチュエータ7、8、9のうち伸縮作動が停止していないものの作動速度が必要以上に低く調整されることがなく、多間接型のフロントアタッチメント20の作動速度が大きく低下しないようにする。
本実施の形態では、油圧ポンプ22から吐出される作動油を複数の油圧アクチュエータ7、8、9にそれぞれ分配する各コントロールバルブ15、35、45を備え、各油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9に基づいて各コントロールバルブ15、35、45の開度をそれぞれ制御する油圧アクチュエータ速度制御装置であって、各油圧アクチュエータ7、8、9の作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時を検出する油圧アクチュエータ作動停止時検出手段(ステップ6、9、12)と、その作動が略停止した油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9を小さく補正する油圧アクチュエータ作動停止時速度コマンド補正手段(ステップ7、1、13)と、油圧ポンプ22を駆動するエンジン17の馬力と各油圧アクチュエータ7、8、9の負荷情報とに基づいて油圧ポンプ22の供給可能流量Qaを計算する供給可能流量計算手段(ステップ1、2、3、4)と、各油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9に基づいて各油圧アクチュエータ7、8、9に対する必要流量Qbを計算する必要流量計算手段(ステップ14)と、供給可能流量Qaと必要流量Qbに基づいて流量分配率Qrを計算する流量分配率計算手段(ステップ17)と、流量分配率Qrに基づいて各油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9を補正する供給流量不足時速度コマンド補正手段(ステップ18)とを備えたため、各油圧アクチュエータ7、8、9に重負荷がかかってその作動が略停止する場合か、あるいは各油圧アクチュエータ7、8、9がストロークエンドに達してその作動が略停止する場合、その作動が略停止した油圧アクチュエータ7、8、9に対する作動油の供給が行われないことに対応して必要流量Qbが的確に計算される。これにより、各油圧アクチュエータ7、8、9のうち作動が停止していないものの作動速度が必要以上に低く調整されることを回避し、多間接型のフロントアタッチメント20の作動速度が大きく低下しないようにする。
本実施の形態では、その伸縮作動が略停止した油圧アクチュエータ7、8、9に対する速度コマンドC7、C8、C9を0より大きい微少な値にするため、各油圧アクチュエータ7、8、9が負荷の増大に伴ってその作動を略停止する前後で、各油圧アクチュエータ7、8、9に供給される作動油圧が維持され、各油圧アクチュエータ7、8、9の駆動力が低下することを回避できる。
本実施の形態では、各油圧アクチュエータ7、8、9に導かれる負荷圧をそれぞれ検出する各圧力センサ18、19を備え、各圧力センサ18、19の検出信号に基づいてこの負荷圧が所定値を超えて上昇する重負荷時を各油圧アクチュエータ7、8、9の伸縮作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時として検出するため、各油圧アクチュエータ7、8、9の作動速度を検出するセンサ等を設ける必要がなく、構造の簡素化がはかれる。
他の実施の形態として、各油圧アクチュエータ7、8、9の作動ストロークをそれぞれ検出するストロークセンサを備え、各ストロークセンサの検出信号に基づいて各油圧アクチュエータ7、8、9が所定のストロークエンド域に達する状態を油圧アクチュエータ作動停止時として検出しても良い。この場合、各油圧アクチュエータ7、8、9がストロークエンド域に達してその伸縮作動を略停止する油圧アクチュエータ作動停止時を的確に検出できる。
他の実施の形態として、油圧アクチュエータとして油圧シリンダに限らず、油圧モータを設けても良い。
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
本発明の実施の形態を示す油圧ショベルの側面図。 同じく油圧回路図。 同じく制御内容を示すフローチャート。
符号の説明
3 ブーム
4 アーム
5 バケット
7 バケット用油圧アクチュエータ
8 アーム用油圧アクチュエータ
9 ブーム用油圧アクチュエータ
15 ブーム用コントロールバルブ
35 アーム用コントロールバルブ
45 バケット用コントロールバルブ
50 コントローラ

Claims (4)

  1. 油圧ポンプから吐出される作動油を複数の油圧アクチュエータにそれぞれ分配する各コントロールバルブを備え、
    各油圧アクチュエータに対する速度コマンドに基づいて各コントロールバルブの開度をそれぞれ制御する油圧アクチュエータ速度制御装置であって、
    前記各油圧アクチュエータの作動が略停止する油圧アクチュエータ作動停止時を検出する油圧アクチュエータ作動停止時検出手段と、
    その作動が略停止した前記油圧アクチュエータに対する速度コマンドを小さく補正する油圧アクチュエータ作動停止時速度コマンド補正手段と、
    前記油圧ポンプの供給可能流量Qaを計算する供給可能流量計算手段と、
    前記各油圧アクチュエータに対する速度コマンドに基づいて前記各油圧アクチュエータに対する必要流量Qbを計算する必要流量計算手段と、
    前記供給可能流量Qaと前記必要流量Qbに基づいて流量分配率Qrを計算する流量分配率計算手段と、
    前記流量分配率Qrに基づいて前記各油圧アクチュエータに対する速度コマンドを補正する供給流量不足時速度コマンド補正手段とを備えたことを特徴とする油圧アクチュエータ速度制御装置。
  2. 前記油圧アクチュエータ作動停止時速度コマンド補正手段は、その伸縮作動が略停止した前記油圧アクチュエータに対する速度コマンドを0より大きい微少な値にすることを特徴とする請求項1に記載の油圧アクチュエータ速度制御装置。
  3. 前記油圧アクチュエータ作動停止時検出手段は、前記各油圧アクチュエータに導かれる負荷圧をそれぞれ検出する各圧力センサを備え、各圧力センサの検出信号に基づいてこの負荷圧が所定値を超えて上昇する重負荷時を前記油圧アクチュエータ作動停止時として検出することを特徴とする請求項1または2に記載の油圧アクチュエータ速度制御装置。
  4. 前記油圧アクチュエータ作動停止時検出手段は、各油圧アクチュエータの作動ストロークをそれぞれ検出するストロークセンサを備え、各ストロークセンサの検出信号に基づいて各油圧アクチュエータが所定のストロークエンド域に達する状態を前記油圧アクチュエータ作動停止時として検出する請求項1または2に記載の油圧アクチュエータ速度制御装置。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5298069B2 (ja) 2010-05-20 2013-09-25 株式会社小松製作所 電動アクチュエータの制御装置
US8813486B2 (en) * 2011-02-28 2014-08-26 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having cylinder stall strategy
EP2725151B1 (en) * 2011-06-27 2016-08-03 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Hybrid work machine and method for controlling same
US9989042B2 (en) 2012-01-09 2018-06-05 Eaton Intelligent Power Limited Propel circuit and work circuit combinations for a work machine
JP6635947B2 (ja) 2014-05-06 2020-01-29 イートン コーポレーションEaton Corporation 静圧付加仕様を備える油圧式ハイブリッド推進回路及び運転方法
CN107000564B (zh) 2014-10-27 2019-12-24 伊顿智能动力有限公司 具有静流体选择的液压混合推进回路以及操作方法
JP6396867B2 (ja) * 2015-08-25 2018-09-26 日立建機株式会社 ハイブリッド建設機械
CN105275044B (zh) * 2015-09-28 2017-11-07 北华航天工业学院 一种挖掘机液压节能控制系统及方法
DE102018206271A1 (de) 2018-04-24 2019-10-24 Putzmeister Engineering Gmbh Verfahren zur Bewegungssteuerung eines Masts und Arbeitsmaschine
JP7246297B2 (ja) * 2019-12-16 2023-03-27 日立建機株式会社 建設機械

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2176562Y (zh) * 1993-03-05 1994-09-07 建设部长沙建筑机械研究院 速度控制装置
KR0152300B1 (ko) * 1993-07-02 1998-10-15 김연수 유압펌프의 토출유량 제어방법
JP3552735B2 (ja) * 1993-08-23 2004-08-11 カヤバ工業株式会社 建設機械の油圧回路
JPH08219106A (ja) * 1995-02-15 1996-08-27 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧駆動回路
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
JP3822646B2 (ja) * 1997-02-17 2006-09-20 日立建機株式会社 3関節型掘削機の操作制御装置
JPH11230109A (ja) * 1998-02-06 1999-08-27 Komatsu Ltd 油圧駆動機械の制御装置
US6321152B1 (en) * 1999-12-16 2001-11-20 Caterpillar Inc. System and method for inhibiting saturation of a hydraulic valve assembly
JP4493175B2 (ja) * 2000-07-28 2010-06-30 株式会社小松製作所 油圧式掘削車輌
US6498973B2 (en) * 2000-12-28 2002-12-24 Case Corporation Flow control for electro-hydraulic systems
US6467264B1 (en) * 2001-05-02 2002-10-22 Husco International, Inc. Hydraulic circuit with a return line metering valve and method of operation
JP4410512B2 (ja) * 2003-08-08 2010-02-03 日立建機株式会社 油圧駆動装置
JP4271194B2 (ja) * 2003-08-20 2009-06-03 株式会社小松製作所 油圧駆動制御装置
CN100451353C (zh) * 2003-11-14 2009-01-14 株式会社小松制作所 建设机械的油压控制装置
US7146808B2 (en) * 2004-10-29 2006-12-12 Caterpillar Inc Hydraulic system having priority based flow control
JP2006194273A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 流体圧制御装置
US7260931B2 (en) * 2005-11-28 2007-08-28 Caterpillar Inc. Multi-actuator pressure-based flow control system

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