JPH0451682B2 - - Google Patents

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JPH0451682B2
JPH0451682B2 JP19291390A JP19291390A JPH0451682B2 JP H0451682 B2 JPH0451682 B2 JP H0451682B2 JP 19291390 A JP19291390 A JP 19291390A JP 19291390 A JP19291390 A JP 19291390A JP H0451682 B2 JPH0451682 B2 JP H0451682B2
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JP
Japan
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flow rate
command signal
signal
characteristic
control mechanism
Prior art date
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JP19291390A
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JPH03149402A (ja
Inventor
Yasuo Tanaka
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧シヨベル等の建設機械などの具備
される油圧回路の流量制御装置に関する。
〔従来の技術〕
第1図は従来の油圧回路の流量制御装置を例示
する説明図である。この図において、1は操作量
に比例した例えば電気信号からなる操作信号Xを
出力する操作器、2は操作器1に接続され、操作
信号Xに相応する流量指令信号Q0に応じた流量
Qの油圧を吐出する流量制御機構である。
このような流量制御機構2は、定容量ポンプと
可変オリフイスをもつた方向切換弁、あるいは可
変オリフイスをもたない方向切換弁とサーボ弁、
あるいは方向切換弁と可変定容量ポンプとによつ
て構成される。特に、サーボ弁を用いる場合に
は、サーボアンプと電気・油圧サーボ弁によつて
容易に流量制御が可能である。また、可変オリフ
イスをもつた方向切換弁で流量制御をおこなうに
は、可変オリフイスを設けたスプール位置を、電
気・油圧サーボ弁によつ制御してもよく、あるい
は可変オリフイスをもつた方向切換弁を油圧パイ
ロツト型として、電気・油圧パイロツト弁によつ
てパイロツト油圧を制御することによつ可変オリ
フイスを制御してもよい。なおこの場合には、流
量指令信号Q0はオリフイス開度の指令信号とな
る。また流量制御機構2として可変容量ポンプを
用いる場合には、斜板ポンプであれ、斜軸ポンプ
であれ、傾転角制御機構を電気・油圧サーボ系で
易に構成できるのは上述と同様である。なおこの
場合には、流量指令信号Q0は可変容量ポンプの
斜板あるいは斜軸の傾転角制御指令信号となる。
また、第1図において、3は油圧アクチユエー
タ、例えば油圧シリンダ、4は油圧シリンダ3に
かかる負荷を模式的に示したものである。
このような流量制御装置にあつては、流量制御
機構2から吐出される流量Qは、流量指令信号
Q0すなわち操作信号Xに対応し、この操作信号
Xに応じて油圧シリンダ3等の油圧アクチユエー
タの作動速度Vを制御することができる。
ところで、油圧シヨベル等の建設機械などにあ
つては、重掘削作業時や荒仕上げ作業時には、油
圧シリンダ3等の油圧アクチユエータの作動速度
は大きく、流量の最大流量(Qnax)付近を必要
とすることが多い。一方、斜面の仕上げなどの軽
掘削作業時には、油圧アクチユエータの速度を小
さくして、精度良く制御する必要がある。この
め、一般に第1図に示す流量制御装置における流
量特性は、第2図に示すように、操作信号Xがあ
る値X1までの範囲Aでは流量勾配が小さく、そ
れ以上の範囲Bでは流量勾配大きくなるように設
定される。そして、微操作時には範囲Aを用い、
荒い操作をおこなう時には範囲Bを用いるように
して流量制御すなわち油圧アクチユエータの作動
速度の制御をおこなつている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしこのように構成される従来の流量制御装
置にあつては、第2図に示す流量特性のうち、範
囲Aを大きく設定すると、微操作性に優れる反面
油圧アクチユエータの中・高速制御性が劣化する
不具合を生じ、また範囲Bを大きく設定すると、
微操作性が劣化する不具合を生じる。このため各
種機械の作業形態に応じて、最適な範囲A,Bの
設定が必要となるが、例えば油圧シヨベルでは、
中・重掘削作業を重視することから範囲Bを大き
く設定する傾向にあり、その結果、満足な微操作
性得られないことが多い。
このような問題を解決するものとして、本願出
願人は特願昭57−217772号(特公平3−15042号)
に示す油圧回路の流量制御装置を提案した。この
流量制御装置は、操作信号を出力する操作器と、
操作信号に相応する流量指令信号に応じた流量の
圧油を吐出する流量制御機構とを備えた油圧回路
の流量制御装置において、上記操作器と上記流量
制御機構との間に、上記操作信号に相応する少な
くとも2つの特性の異なる流量特性を設定する設
定手段と、上記操作信号の時間的変化を検出する
検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて上
記設定手段で設定された流量特性のうちのいずれ
か1つを選択する選択手段とを含み、この選択手
段で選択された流量特性を上記流量指令信号とし
て流量制御機構に出力する出力手段を設け構成に
しあり、これにより、従来得られなかつた油圧ア
クチユエータの良好な中、高速制御性と、良好な
微操作性をともに確保することができる。
しかしなら、上述し特公平3−15042号に示す
流量制御装置にあつては、操作器の急操作、緩操
作間の流量特性の選択が設定手段の設定に応じて
2者択一的に、すなわちON−OFF的におこなれ
ることから、一方の流量特性から他方の流量特性
に変化する領域では、その変化の程度大きく設定
される場合には、流量特性極端に不連続に変化す
るので、回路にシヨツクを生じたり、操作者に意
図しない不快な操作感触を与えるおそれがある。
本発明は、上記の実情に鑑みなされたもので、
その目的は、油圧アクチユエータの良好な中、高
速制御性と、良好な微操作性を確保することがで
きるとともに、流量特性の急激な変化を生じるこ
とのない油圧回路の流量制御装置を提供すること
にある。
〔課題を解するための手段〕
この目的を達成するために本発明は、操作信号
を出力する操作器と、操作信号に相応する流量指
令信号に応じた流量の油圧を吐出する流量制御機
構とを備えた油圧回路の流量制御装置において、
上記操作器と上記流量制御機構との間に、上記操
作信号に相応する2つの特性の異なる流量特性を
設定する設定手段と、上記操作信号の時間的変化
を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果
に応じて上記設定手段で設定された1つの流量特
性から設定された他の1つの流量特性に近づくよ
うに、当該流量指令信号の指令値を漸次増加ある
いは減少させる加算,減算手段とを含み、この加
算,減算手段で求められた指令値を上記流量制御
機構に出力する出力手段を設け構成にしてある。
〔作 用〕
本発明は以上のように構成してあり、出力手段
の設定手段には、油圧アクチユエータの作動速度
を大きくする必要のある作業に好適な流量特性
と、油圧アクチユエータの作動速度を小さくする
必要のある作業に好適な流量特性との2つの特性
の異なる流量特性あらかじめ設定される。したが
つて、油圧アクチユエータの作動速度を大きくす
る必要のある作業を意図して操作器が操作された
とこは、出力手段の検出手段で検出される操作信
号力手段の加算,減算手段は例えば設定手段で設
定された1つの流量特性、すなわちそれまでの油
圧アクチユエータの作動速度を小さくする必要の
ある作業に好適な流量特性から他の1つの流量特
性、なすわち油圧アクチユエータの作動速度を大
きくする必要のある作業に好適な流量特性に近づ
くように当該流量指令信号の指令値を漸次増加さ
せる演算をおこないこの逐次的に増加する指令値
が流量指令信号として流量制御機構に与えられ、
油圧アクチユエータの作動速度が大きくなり、こ
の油圧アクチユエータの良好な中・高速制御性を
確保することができる。
また、油圧アクチユエータの作動速度を小さく
する必要のある作業を意図して操作器が操作され
たときは、検出手段で検出される操作信号の時間
的変化が小さく、この検出結果に応じて出力手段
の加算,減算手段は例えば設定手段で設定された
他の1つの流量特性、なすわちそれまでの油圧ア
クチユエータの作動速度を大きくする必要のある
作業に好適な流量特性から、設定手段で設定され
1つの流量特性、すなわち油圧アクチユエータの
作動速度を小さくする必要のある流量特性に近づ
くように当該流量指令信号の指令値を漸次減少さ
せる演算をおこない、この逐次的に減少する指令
値が流量指令信号として流量制御機構に与えら
れ、油圧アクチユエータの作動速度が小さくな
り、この油圧アクチユエータの良効な微操作性を
確保することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の油圧回路の流量制御装置の実施
例を図に基づい説明する。第3図は本発明の一実
施例を示す説明図、第4図はこの実施例における
流量特性を示す説明図、第5図はその実施例で実
施される処理の手順を示すフローチヤートであ
る。
第3図に示す実施例において、1は操作器、2
は流量特性制御機構で、これらのものは前述と同
等のものである。そして、5は操作器1と流量制
御機構2との間に設けた出力手段で、操作器1か
ら出力される操作信号Xの時間的変化の大小に応
じて所定の流量特性を流量指令信号Q0として流
量制御機構2に出力する。この出力手段5は、例
えばマイクロコンピユータで構成してある。そし
て、この出力手段5はA/D変換器などの入力装
置6と、関数やプログラムを記憶する記憶装置7
と、D/A変換器などの出力装置8と、演算や論
理判断をおこなう中央処理装置(CPU)9とを
備えている。上記した出力手段5の記憶装置7
は、操作器1の操作信号Xに対応する2つの特性
の異なる流量特性を設定する設定手段を構成する
第1の記憶部7aと、CPU9における演算結果
を記憶する第2の記憶部7bとを含んでいる。そ
して、第1の記憶部7aで設定される2つの流量
特性は例えば第4図の特性QH(X)とQL(X)であり、
このうち特性QH(X)は流量勾配の小さい範囲小さ
い流量特性、特性QL(X)は流量勾配の小さい範囲
が大きい流量特性にしてある。また、上記した
CPU9は、操作器1の操作信号Xの時間的変化
を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果
に応じて上記の第1の記憶部7aに記憶された1
つの流量特性から他の1つの流量特性に近づくよ
うに、流量指令信号Q0の指令値を漸次増加ある
いは減少させる加算,減算手段とを構成してい
る。そして、このCPU9は、プログラムを所定
周期ごとにくり返すことにより操作信号Xの取り
込み値の変化量すなわち差分ΔXを検出できる。
この差分ΔXがある値以下(操作器1の緩操作状
態)のときはS=0、また差分ΔXがある値より
大きい(操作器1の急操作状態)ときにはS=1
が出力されるようになつている。
この実施例における処理動作を、第5図に示す
フローチヤートに従つて説明する。
今、操作器1が緩やかに操作された場合には、
手順hにおいてCPU9でS=0と判断され手順
kに移る。この手順kでは、記憶装置7の第2の
記憶部7bに記憶された前回の流量指令信号Q0
と記憶装置7の第1の記憶部7aに記憶された第
4図の流量特性QLがCPU9に読出され、この
CPU9で前回の流量指令信号Q0が第4図の流量
特性QLと同じかどうか判断される。仮に同じで
あらると、手順m,nに至り、QL(X)によつて得
られるQLが流量指令信号Q0として出力され、始
めに戻る。
なお、上記の手順mの処理に伴つて今回の流量
指令信号Q0(=QL)が記憶装置7の第2の記憶部
7bに記憶される。
ここで、操作器1が急操作されるとS=1とな
り、手順hから手順iに至る。この手順iでは記
憶装置7の2の記憶部7bに記憶されている前回
の流量指令信号Q0と記憶装置7の第1の記憶部
7aに記憶された第4図の流量特性QHがCPU9
に読出され、このCPU9で前回の流量指令信号
Q0が第4図の流量特性QHと同じかどうか判断さ
れる。この場合、前回では手順g,h,k,m,
n,oで演算され前回の流量指令信号Q0がQL
あつたから、Noと判断され手順jに移る。この
手順jでは、前回の流量指令信号Q0の指令値
(QL)に所定の増分ΔQ加算され、新たな流量指
令信号Q0(=Q0+ΔQ)を求める演算がおこなわ
れ、この新たな流量指令信号Q0(=Q0+ΔQ)が
制御装置7の第2の記憶部7bに今回の流量指令
信号Q0として記憶されるとともに、このQ0(=Q0
+ΔQ)が流量制御機構2に出力され、始めに戻
る。なお手順jは、所定の周期ごとに通過するの
で、積分要として働き、徐々にQ0は増加すると
ともに、増加するごとの新たな流量指令信号Q0
が記憶装置7の第2の記憶部7bにその都度置き
かえられて記憶され、この流量指令信号Q0はし
だいに第4図の流量特性QHに近づく。Q0=QH
なつたときは記憶装置7の第2の記憶部7bに
Q0=QHが記憶されるとともに、手順iの判断が
満足されて手順pに移り、流量特性QHを有する
流量指令信号Q0が流量制御機構2に出力される。
以後、操作器1が急操作されている間及びこの状
態が保持されている間、S=1であるので手順
g,h,i,p,n,oがくり返えされる。
そして、このような状態から操作器1が緩やか
に操作されるとS=Oとなり、手順hから手順k
に至る。この手順kでは記憶装置7の第2の記憶
部7bに記憶されている前回の流量指令信号Q0
と記憶装置7の第1の記憶部7aに記憶されてい
る第4図の流量特性QLがCPU9に読出され、こ
のCPU9で前回の流量指令信号Q0が第4図の流
量特性QLと同じかどうか判断される。この場合、
前回までは手順pを経て演算がおこなわれていた
ので、記憶装置7の2の記憶部7bに記憶される
前回の流量指令信号Q0はQHであり、Noと判断さ
れ、手順lに移る。この手順lでは前回の流量指
令信号Q0から所定の増分ΔQが差し引かれ、新た
な流量指令信号Q0を求める演算おこなわれ、こ
の新な流量指令信号Q0(=Q0−ΔQ)が記憶装置
7の2の記憶部7bに今回の流量指令信号Q0
して置きかえられ記憶されるとともに、このQ0
流量制御機構2に出力され、始めに戻る。なお、
手順lは所定の周期ごとに通過するので、前述し
た手順jにおけるのと同様に積分要素として働
き、徐々にQ0は減少するとともに、その減少す
るごとの新たな流量指令信号Q0が記憶装置7の
第2の記憶部7bにその都度置きかえられて記憶
され、この流量指令信号Q0はしだいに第4図の
流量特性QLに近づく。Q0=QLとなつたときは、
記憶装置7の第2のポンプ7bにQ0=QLが記憶
されるとともに、手順kの判断を満足されて手順
mに移り、流量特性QLを有する流量指令信号Q0
が流量制御機構2に出力される。
このように構成した実施例にあつては、操作器
1が緩操作される場合には、S=0の判断に伴つ
て第4図の特性QLとなるようにCPU9で演算さ
れ、この特性QLに応じた流量指令信号Q0が流量
制御機構2に出力され、特性QLは流量勾配の小
さい範囲が大きいので油圧アクチユエータの良好
な微操作性を確保できる。
また、操作器1が急操作される場合には、S=
1の判断に伴つて第4図の特性QHとなるように
CPU9で演算され、この特性QHに応じた流量指
令信号Q0が流量制御機構2に出力され、特性QH
は流量勾配の小さい範囲が小さいので油圧アクチ
ユエータの良好な中・高速制御性を確保すること
ができる。
そして、CPU9は、第5図の手順,lで示す
加算,減算手段を有することから、操作器1の急
操作、緩操作間の流量特性の選択が、時間変化と
ともにいずれかの流量特性に近づくように逐次的
に変化しながらおこなれるので、流量特性の急激
な変化を生じることがなく、すなわち操作器の急
操作、緩操作間の流量特性を連続的に変化させる
ことができ、これにより回路にシヨツクを生じる
ことなく、また、操作者は円滑な操作感触を得る
ことができる。
なお、上記実施例にあつては、説明を簡にする
ために、流量特性は正の部分だけを挙げたが、負
の部分にも特性をもつことはもちろんである。
〔発明の効果〕
本発明の油圧回路の制御装置は以上のように構
成してあることから、油圧アクチユエータの良好
な中・高速制御性と、良好な微操作性をともに確
保することができ、また中・高速制御と微操作制
御相互間の移行を円滑におこなわせることがで
き、油圧アクチユエータによつて駆動される作業
機等における作業に対して最適な操作を実現でき
るとともに、操作器の急操作、緩操作間の流量特
性を連続的に変化させることができ、これにより
回路にシヨツクを生じることがなく、また、操作
者に円滑な操作感触を与えることができる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の油圧回路の流量制御装置を例示
する説明図、第2図は第1図に示す流量制御装置
における特性を示す説明図、第3図は本発明の油
圧回路の流量制御装置の一実施例を示す説明図、
第4図は第3図に示す実施例における流量特性を
示す説明図、第5図は本発明の実施例における処
理手順を示すフローチヤートである。 1……操作器、2……流量制御機構、5……出
力手段、6……出力装置、7……記憶装置、7a
……第1の記憶部(設定手段)、7b……第2の
記憶部、8……出力装置、9……CPU(検出手
段、加算,減算手段)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 操作信号を出力する操作器と、操作信号に相
    応する流量指令信号に応じた流量の圧油を吐出す
    る流量制御機構とを備えた油圧回路の流量制御装
    置において、上記操作器と上記流量制御機構との
    間に、上記操作信号に相応する2つの特性の異な
    る流量特性を設定する設定手段と、上記操作信号
    の時間的変化を検出する検出手段と、この検出手
    段の検出結果に応じて上記設定手段で設定された
    1つの流量特性から設定された他の1つの流量特
    性に近づくように、当該流量指令信号の指令値を
    漸次増加あるいは減少させる加算,減算手段とを
    含み、この加算,減算手段で求められた指令値を
    上記流量制御機構に出力する出力手段を設けたこ
    とを特徴とする油圧回路の流量制御装置。
JP19291390A 1990-07-23 1990-07-23 油圧回路の流量制御装置 Granted JPH03149402A (ja)

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JP4855124B2 (ja) * 2006-04-06 2012-01-18 株式会社小松製作所 ブルドーザ、作業機械及びブレードの自由落下方法

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