JPH03134304A - 油圧駆動装置におけるポンプと操作弁のトータル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は油圧掘削機等の油圧駆動装置におけるポンプと
操作弁のトータル制御装置に関し、特に、操作弁に対し
て制御応答性の遅い可変容量油圧ポンプの容量制御装置
への制御信号を、操作弁制御装置への制御信号より所定
時間進めるようにして操作弁を中立方向に操作したとき
における、油圧ポンプの容量減少の遅れにより、アクチ
ュエータが操ｆｊ通りに作動しない等の不具合を解消し
ようとした油圧駆動装置におけるポンプと操作弁のトー
タル制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、油圧掘削機等の油圧駆動装置におけるポンプと操
作弁のトータル制御装置においては、第５図に示すよう
に、例えば、ブーム操作レバー３１を操作すると、該ブ
ーム操作レバー３１の操（’ｆ＝信号に応じてほぼ同時
に、ブーム操作弁３２の制御装置３’２ａ、３２ｂ、お
よび可変容量油圧ポンプ３３の容量制御弁３４のソレノ
イド３４ａに各制御信号が出力されて、ブーム操ｆヤ弁
３２の開度に応じて可変容量油圧ポンプ３３の容量制御
装置３４により可変容量油圧ポンプ３３の容量を制御し
て無駄な動力の消費を防止していた。

（発明が解決しようとする課題） 前記従来の技術においては、ブーム操作弁３２および可
変容量油圧ポンプ３３の被制御質量には大きな差がある
ため、ブーム操作弁３２のソレノイド３２ａ、３２ｂ、
および可変容量油圧ポンプ３３の容量制御弁３４のソレ
ノイド３４ａに、ブーム操作レバー３１の操作信号をほ
ぼ同時に出力すると、被制御質量の小さいブーム操作弁
３２の方が可変容量油圧ポンプ３３より先に動くため、
例えば、ブーム操作レバー３１を中立方向に操作すると
、ブーム操作弁３２により可変容量油圧ポンプ３３から
ブームシリンダ３４へ供給される作動油が絞られる。し
かし、可変容量油圧ポンプ３３の吐出量の減少が遅れる
ため、ブーム操作レバー３１の操作量に比べて、ブーム
へ供給される作動油は減少しないため、ブームの速度が
ブーム操作レバー３１の操作量適りに制御できないとい
う問題があった。また、この問題を解決するために、可
変容量油圧ポンプ３３の容量制御装置３３ａに角度セン
サを取りつけ、フィードバック制御する方法もあるが、
コストアップとなると共に、角度センサの信頼性に問題
があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記従来の技術における課題を解決するために
なされたもので、可変容量油圧ポンプとアクチュエータ
間を操作弁を介して油圧管路により接続し、前記可変容
量油圧ポンプの容量制御装置および操作弁制御装置への
制御信号を出力する操作手段からなる油圧駆動装置にお
いて、前記可変容量油圧ポンプの容量制御装置への制御
信号を操作弁制御装置への制御信号より所定時間進める
ためのコントローラを設置したことを特徴とする、油圧
駆動装置におけるポンプと操作弁のトータル制御装置に
より、また、一つの可変容量油圧ポンプにより複数のア
クチュエータを駆動するときには、必要に応じて前記操
作弁制御装置への制御信号に対して、所定時間進めるよ
うにした、可変容量油圧ポンプの容量制御装置への制御
信号の割合を、各アクチュエータにより最適値を選択す
るようにしたことを特徴とする油圧駆動装置におけるポ
ンプと操作弁のトータル制御装置により、また、同一の
アクチュエータであっても、操作方向により前記操作弁
制御装置への制御信号に対して、所定時間進めるように
した、可変容量油圧ポンプの容量制御装置への制御信号
の割合は最適値を選択するようにしたことを特徴とする
、油圧駆動装置におけるポンプと操作弁のトータル制御
装置により本発明の目的を達成するようにした。

（作用） 前記構成によるときは、操作手段から出力された可変容
量油圧ポンプの容量制御装置、および操１ヤ弁制御装置
への制御信号は、コントローラによって、可変容量油圧
ポンプの容量制御装置への制御信号を操作弁制御装置へ
の制御信号より所定時間進めて出力するようにしたので
、制御質量の大きい可変容量油圧ポンプ、およびその容
量制御装置の応答性が遅くても、その分、操作弁制御装
置への制御信号より進めて出力されるため、可変容量油
圧ポンプと操作弁とを同期させて制御することができる
。また、一つの可変容量油圧ポンプにより複数のアクチ
ュエータを駆動するとき、必要に応じて前記操作弁制御
装置への制御信号に対して所定時間進めるようにした、
可変容量油圧ポンプの容量制御装置への制御信号の割合
を、各アクチュエータにより、あるいは同じアクチュエ
ータであっても、操作方向により最適値を選択して可変
容量油圧ポンプと操ｆヤ弁とを同期させて制御すること
ができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例について添付図面を参照して詳述
する。第１図は本発明の油圧駆動装置におけるポンプと
操作弁のトータル制御装置を、油圧掘削機に適用した第
１実施例を示す図で、ｌはエンジン、２は油圧ポンプ、
２ａは前記油圧ポンプ２の容量制御装置、３はブーム操
作弁、３ａ、３ｂは前記ブーム操作弁３の制御用ソレノ
イド、４はブームシリンダ、５はブームレバー　６はバ
ルブコントローラ、７は進み信号発生器、８はポンプコ
ントローラ、８ａは関数発生器、８ｂは加算器、９は前
記油圧ポンプ２の容量制御弁、９ａは前記容量制御弁９
の制御用ソレノイド、９ｂはピストンロッド、１０は制
御ポンプである。次に作用について説明する。ブームシ
リンダ４を操作するために、ブームレバー５を所定量操
作すると、該ブームレバー５の操作量に応じた信号がバ
ルブコントローラ６に入力される。バルブコントローラ
６では関数発生器に記憶されている、ブームレバー５の
操作量Ｘに応じたバルブ制御電流ｔｖをブーム操作弁３
−の制御用ソレノイド３ａまたは３ｂに出力すると、第
２図（Ａ）に示されるように、該バルブ制９９　ｔ　ｆ
ＩＬｉ　ｖに応じてブーム操作弁３のバルブ開度が決定
され、結局、ブームレバー５の操作量Ｘに応じたブーム
操作弁３のバルブ開度が決められる。一方、バルブコン
トローラ６を介して進み信号発生器７に入力されたブー
ムレバー５の操作量Ｘの時間的変化率によって、進み信
号Ｙ＝ＴＸ　ＩＸ　（ｔ＋Δｔ）　−Ｘ　（ｔ）ｌ　／
Δｔを算出し、また予め、関数発生６８ａに記憶されて
いるｆ、＝ｆ（Ｘ）と、前記進み信号Ｙを加算器８ｂに
おいて加算して、ｉ　ｐ＝Ｉ　Ｐ＋Ｙ＝　ｆ　（Ｘ）　
＋Ｔｘ　ＩＸ　（ｔ＋Δｔ）　−Ｘ　（ｔ）　ｌ　／Δ
ｔを算出し該ポンプ制御電流ｉ、をエンジン１によって
駆動される油圧ポンプ２の容量制御弁９用ンレノイド９
ａに出力する。ただし、前記Ｔは制御系の応答性によっ
て決定される定数である。また、ブームレバー５をゆっ
くり操作したときには、前記関数発生器８ａに記憶され
ているＩ、＝ｆ（Ｘ）に応じて、第２図（Ｂ）に示され
るように、ブームレバー５の操作量Ｘに応じたポンプ制
御電流■、を油圧ポンプ２の容量制御弁９用ソレノイド
９ａに出力すると、該ポンプ制御電流■、に応じたポン
プ容量ｑが決定され、結局、ブームレバー５の操作量Ｘ
に応じたポンプ容量ｑが決まるように制御される。油圧
ポンプ２の容量制御弁９は前記ポンプ制御電流ｉＰある
いはＩＰに応じて、制御ポンプｌＯの油圧によりピスト
ンロッド９ｂをストロークさせて、油圧ポンプ２の容量
制御袋Ｗ　２　ａにより油圧ポンプ２の吐出量を制御す
る。従って、ブームレバー５を急激に操作しても、ブー
ムレバー５の操作量Ｘの時間的変化率（操作速度）に応
じた進み信号Ｙを加算したポンプ制御を流１．によって
、油圧ポンプ２の吐出量が制御されるため、制御質量の
大きい油圧ポンプ２をブーム操作弁３と同期させて制御
することができる。第３図はブームレバー５を操作した
ときにおけるブームシリンダ４の速度変化を示す図で、
ブーム操ｆヤ弁３は制御質量が小さいためにブームレバ
ー５の操作通りに制御されるのに対し、油圧ポンプ２は
制御質量が大きいために、ポンプ制御電流ｉ、、ポンプ
容量ｑおよびブーム速度■の時間的変化は、本実施例の
ように進み信号Ｙを加算したポンプ制御電流ｉ。

により制御すると、実線のようになり、従来技術のよう
に進み信号Ｙを加算せずに、ポンプ制御電流１．により
制御すると、破線のように変化する。

前記第３図から分かるように、本実施例においてはブー
ムレバー５の操作通りにブームシリンダ４が制御される
ことが分かる。第４図は第１実施例同様１本発明の油圧
駆動装置におけるポンプと操ｆヤ弁のトータル制御装置
を、油圧掘削機に適用した第２実施例を示す図で、進み
信号発生器７をバルブコントローラ６内に設置し、各ア
クチュエータにより、あるいは同じアクチュエータでも
操（ｊ方向によって、最適なＴ、信号をＴ、信号発生器
１１から前記バルブコントローラ６内の進み信号発生器
７に出力して、各操作に最適な進み信号Ｙ、を算出して
、ポンプコントローラ８の加算Ｓ８ｂに出力する。一方
、関数発生器８ａに記憶されている１、＝ｆ（Ｘ）が加
算器８ｂに出力されると、ｉ　。

＝　ｌ、＋　Ｙ＋を算出し、該ｉ、は第１実施例同様、
油圧ポンプ２の容量制御弁９用ソレノイド９ａに出力さ
れ、該ポンプ制御電流ｉ、に応じて油圧ポンプ２の容量
ｑが制御される。従って、各アクチュエータに適した進
み信号Ｙ、を加算することができるため、全てのアクチ
ュエータの操作弁を油圧ポンプ２と同期させて制御する
ことができる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によるときは次の効果を奏
する。

（１）操作手段から出力された可変容量油圧ポンプの容
量制御装置、および操作弁制御装置への制御信号は、コ
ントローラによって、可変容量油圧ポンプの容量制御装
置への制御信号を操作弁制御装置への制御信号より所定
時間進めて出力するようにしたので、制御質量の大きい
可変容量油圧ポンプ、およびその容量制御装置の応答性
が遅くても、その分、操作弁制御装置への制御信号より
進めて出力されるため、可変容量油圧ポンプと操作弁と
を同期させて制御することができる。従って操作手段の
操作通りにアクチュエータを操作できる。

（２）一つの可変容量油圧ポンプにより複数のアクチュ
エータを駆動するとき、必要に応じて前記操作弁制御装
置への制御信号に対して、所定時間進めるようにした、
可変容量油圧ポンプの容量制御装置への制御信号の割合
を、各アクチュエータにより、あるいは同じアクチュエ
ータであっても操作方向により最適値を選択するように
したので、アクチュエータや操作方向によらず、可変容
量油圧ポンプと操作弁とを同期させて制御できるため、
操作手段の操作通りにアクチュエータを操作できる。

（３）可変容量油圧ポンプの容量制御装置に角度センサ
を取りつける必要がないので、コストアップとなること
なく、信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧駆動装置におけるポンプと操作弁
のトータル制御装置を、油圧掘削機に適用した第１実施
例を示す図、第２図（Ａ）はブームレバーの操作量に対
してブーム操作弁の開度が決まるまでの経過を示す図、
第２図（Ｂ）はブームレバーの操作量に対してポンプ容
量が決まるまでの経過を示す図、第３図はブームレバー
５を操作したときにおけるブームシリンダ４の速度変化
を示す図、第４図は本発明の油圧駆動装置におけるポン
プと操イヤ弁のトータル制御装置を、油圧掘削機に適用
した第２実施例を示す図、第５図は従来の技術を示す図
である。 ２　・ ２　ａ　・ ３　・ ３ａ、３ｂ ４　・ ５　・ ６　・ ・エンジン ・油圧ポンプ ・油圧ポンプ２の容量制御装置 ・ブーム操作弁、 ・　・制御用ソレノイド ・ブームシリンダ ・ブームレバー 命バルブコントローラ ７　・ ８　・ ８　ａ　・ ８　ｂ　・ ９　・ ９　ａ　・ ９　ｂ　・ １０　・ １ ・進み信号発生器 ・ポンプコントローラ ・関数発生器 ・加算器 ・油圧ポンプ２の容量制御弁 ・制御用ソレノイド ・ピストンロッド ・制御ポンプ ・Ｔ１信号発生器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変容量油圧ポンプとアクチュエータ間を操作弁
   を介して油圧管路により接続し、前記可変容量油圧ポン
   プの容量制御装置、および操作弁制御装置への制御信号
   を出力する操作手段からなる油圧駆動装置において、前
   記可変容量油圧ポンプの容量制御装置への制御信号を、
   操作弁制御装置への制御信号より所定時間進めるための
   コントローラを設置したことを特徴とする油圧駆動装置
   におけるポンプと操作弁のトータル制御装置。
2. （２）前記第（１）の請求項において、一つの可変容量
   油圧ポンプにより複数のアクチュエータを駆動するとき
   、前記操作弁制御装置への制御信号に対して、所定時間
   進めるようにした、可変容量油圧ポンプの容量制御装置
   への制御信号の割合を、各アクチュエータにより、最適
   値を選択するようにしたことを特徴とする油圧駆動装置
   におけるポンプと操作弁のトータル制御装置。
3. （３）前記第（１）の請求項において、前記操作弁制御
   装置への制御信号に対して、所定時間進めるようにした
   、可変容量油圧ポンプの容量制御装置への制御信号の割
   合を、同一のアクチュエータにおける制御方向により、
   最適値を選択するようにしたことを特徴とする油圧駆動
   装置におけるポンプと操作弁のトータル制御装置。