JPH05106246A - 建設機械の油圧駆動制御装置 - Google Patents

建設機械の油圧駆動制御装置

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JPH05106246A
JPH05106246A JP29763991A JP29763991A JPH05106246A JP H05106246 A JPH05106246 A JP H05106246A JP 29763991 A JP29763991 A JP 29763991A JP 29763991 A JP29763991 A JP 29763991A JP H05106246 A JPH05106246 A JP H05106246A
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JP
Japan
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pressure
hydraulic pump
flow rate
hydraulic
operation amount
Prior art date
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Pending
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JP29763991A
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English (en)
Inventor
Yutaka Onoe
裕 尾上
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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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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧アクチュエータの複合操作時、操作手段
の操作量に応じて正確な分流を行うことができる建設機
械の油圧回路制御装置を提供する。 【構成】 操作手段の操作量に応じて流量制御弁B1
3 が切換えられ、旋回モータA1 、アームシリンダA
2 、ブームシリンダA3 が駆動されているとき、コント
ローラ10は上記操作量の総量に基づいて油圧ポンプ2
の吐出量を制御するとともに、上記総量に対する各操作
量の比、即ち分流比を演算し、予め定められた1サイク
ル期間に、電磁切換弁E1 〜E3 の導通時間を分流比に
応じて、かつ、当該導通時間が重ならないように割り振
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可変容量油圧ポンプで複
数の油圧アクチュエータを制御する建設機械の油圧駆動
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、建設機械の各作業部材を油圧駆動
する方式として、当該各作業部材を駆動する各油圧アク
チュエータと、これら各油圧アクチュエータを駆動する
可変容量油圧ポンプ(以下、単に油圧ポンプという。)
と、前記各油圧アクチュエータに供給される圧油の流量
を制御する各流量制御弁とを備えた油圧回路において、
当該各流量制御弁の上流側にそれぞれ圧力補償弁を設
け、これら各圧力補償弁により、各流量制御弁の入口圧
と出口圧との差圧が予め定められた規定値になるように
制御することにより、油圧アクチュエータに供給される
流量が流量制御弁の開口面積にのみ依存するように補償
し、一方、油圧ポンプに対しては、各流量制御弁と各圧
力補償弁とにおける圧損分を確保するだけの一定差圧、
即ち、負荷圧力より一定圧分だけポンプ吐出圧を高める
ように油圧ポンプの傾転を制御するロードセンシング方
式が、例えば、特開平2−261902号公報等により
提案されている。
【0003】ところで、通常の油圧回路では、油圧ポン
プに複数の油圧アクチュエータがパラレルに接続されて
いる場合、油圧ポンプからの圧油が要求流量より少ない
ときには、圧油は圧力の低い方の油圧アクチュエータへ
供給され圧力の高い方の油圧アクチュエータへの供給は
極度に低下する。 しかし、上記
ロードセンシング方式においては、各圧力補償弁は、油
圧ポンプの吐出流量が各流量制御弁の要求流量に対して
不足してくると、制御している油圧アクチュエータの圧
力が低圧であるほどその圧力補償弁が閉じる方向に駆動
され、この結果、圧力が高い油圧アクチュエータ側へも
圧油が供給され、各油圧アクチュエータへの分流が適切
に実現される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ロードセンシング方式
における圧力補償弁の上記分流機能は、油圧回路の複合
操作時において極めて有用な機能である。ところで、通
常の圧力補償弁の流量特性は、例えば特願平1−112
207号に記載されているように、調圧点以上の差圧に
対して右下がり特性(差圧が増加すると圧力補償弁の流
量が減少する特性)を有する。
【0005】この右下がり特性により、次のような不都
合が生じる。今、複合操作の場合、低負荷側の圧力補償
弁が上記調圧点で釣り合っている状態で、高負荷側の流
量が増加すると上記右下がり特性のため差圧が低下して
油圧ポンプの傾転量が増加し、その吐出流量が増加す
る。そうすると、高圧側の圧力補償弁を通過する流量が
増加する。この流量の増加により圧力補償弁にフローフ
ォースが作用し、当該圧力補償弁は閉方向に作動せしめ
られ、一方では油圧ポンプの圧力が上昇し、差圧は一瞬
にして大きくなり、上記右下がり特性のため流量は急激
に減少する。この流量の急減は当該右下がり特性により
差圧の増加を招来して油圧ポンプの傾転を減少させるよ
うに働き、油圧ポンプの吐出流量は減少する。このため
右下がり特性により差圧はさらに増加し、圧力補償弁は
開方向に作動せしめられ、油圧ポンプの吐出圧は減少し
て差圧が瞬時に小さくなり、右下がり特性により流量は
急激に増大する。このように、差圧変動と吐出流量との
間でハンチング現象が生じ、その結果、建設機械を正確
に制御できなくなる。そして、建設機械ではこのような
事態が生じるとオペレータの意思どおりの操作ができな
くなり、著しく危険な状態に陥るおそれがある。
【0006】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、ハンチングを生じるおそれのある圧力補償
弁を使用することなく、複合操作時、操作手段の操作量
に応じて正確な分流を行うことができる建設機械の油圧
駆動制御装置を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、可変容量油圧ポンプと、この可変容量油
圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータ
と、前記可変容量油圧ポンプと前記各油圧アクチュエー
タとの間に介在し対応する油圧アクチュエータの駆動を
制御する流量制御弁と、これら各流量制御弁を操作する
各操作手段と、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧を検出
する吐出圧検出手段とを備えた建設機械の油圧駆動制御
装置において、前記各流量制御弁の上流側に介在する電
磁切換弁と、前記各操作手段の操作量を検出する操作量
検出手段と、これら操作量検出手段で検出された操作量
および前記吐出圧検出手段で検出された圧力に応じて前
記可変容量油圧ポンプの吐出量を制御する吐出量制御手
段と、前記各操作量検出手段で検出された各操作量に比
例して対応する前記各電磁切換弁の導通時間を制御する
とともにこれら各導通時間が重ならないように制御する
電磁切換弁制御手段とを設けたことを特徴とする。
【0008】
【作用】各油圧アクチュエータの複合操作時、吐出量制
御手段は、操作量検出手段で検出された操作量および前
記吐出圧検出手段で検出された圧力に応じて前記可変容
量油圧ポンプの吐出量を制御し、かつ、電磁切換弁制御
手段は、各操作量検出手段で検出された各操作量に比例
して対応する各電磁切換弁の導通時間を制御し、かつ、
各導通時間が重ならないように制御する。電磁切換弁は
電磁切換弁制御手段の制御により、各操作手段の全操作
量に対する対応操作手段の操作量の比に応じた時間だけ
開かれて圧油を流すので、各油圧アクチュエータの負荷
圧力や周囲の状態の如何にかかわらず、複合操作される
各油圧アクチュエータには操作手段の操作量に比例した
流量が供給される。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図1は本発明の実施例に係る油圧ショベルの油圧
駆動制御装置の油圧回路図である。図で、1はエンジ
ン、2はエンジン1により駆動される油圧ポンプ、2a
は油圧ポンプ2のおしのけ容積可変機構、3はエンジン
1で駆動されるパイロットポンプ、4は圧油を貯蔵する
タンクである。タンク4には冷却器やフィルタ等が備え
られているがその説明は省略する。5は前記おしのけ容
積可変機構2aの傾転を制御するレギュレータであり、
電磁弁5a、5b、およびこれら電磁弁5a、5bで制
御され前記おしのけ容積可変機構2aを駆動する油圧シ
リンダ5cで構成されている。6はパイロット回路の最
高圧力を規定するリリーフ弁である。7はおしのけ容積
可変機構2aの傾転角を検出しこれに応じた電気信号を
出力する傾転角センサ、8は油圧ポンプ2の吐出圧を検
出しこれに応じた電気信号を出力する圧力センサであ
る。
【0010】A1 〜A6 はそれぞれ油圧ショベルの各油
圧アクチュエータを示し、A1 は旋回モータ、A2 はア
ームシリンダ、A3 はブームシリンダ、A4 はバケット
シリンダ、A5 、A6 は走行モータであり、これら各油
圧アクチュエータは油圧ポンプ2の圧油により駆動され
る。B1 〜B6 は流量制御弁であり、それぞれ旋回モー
タA1 、アームシリンダA2 、ブームシリンダA3 、バ
ケットシリンダA4 、走行モータA5 、A6 への圧油の
流量を制御する。
【0011】C1 〜C6 は操作レバーにより操作される
減圧弁群であり、それぞれ操作レバーの両操作方向に対
応した2つの減圧弁で構成される。各減圧弁群C1 〜C
6 は操作レバーとともに操作手段を構成している。各減
圧弁群C1 〜C6 のそれぞれの減圧弁は操作レバーの操
作量に応じて対応する各流量制御弁B1 〜B6 の両端の
パイロットポートのいずれかにパイロット圧を供給して
それらを切換え駆動する。Dは各減圧弁群C1 〜C6
それぞれの減圧弁から出力されるパイロット圧を検出し
これに応じた電気信号を出力する圧力センサである。各
圧力センサDの出力信号は対応する各操作手段の操作方
向を含む操作量(したがって各流量制御弁の駆動量)に
比例することとなる。
【0012】E1 〜E6 は各流量制御弁B1 〜B6 の上
流側に介在せしめられた電磁切換弁であり、それぞれ電
気信号が印加(ON)されたとき開位置に切換えられて
油圧ポンプ2からの圧油を導通し、電気信号が遮断(O
FF)されたとき閉位置に切換えられて油圧ポンプ2か
らの圧油を遮断する。Fはオーバーロードリリーフ弁を
示す。
【0013】10はコントローラであり、傾転角センサ
7、圧力センサ8、各操作手段の圧力センサDの信号を
入力し、これら各信号に基づいて所要の演算を行い、演
算により得られた値をレギュレータ5の電磁弁5a、5
bに出力して油圧ポンプ2の吐出量の制御を行うととも
に、当該値を各電磁切換弁E1 〜E6 のうちの所要の電
磁切換弁に対して出力し、分流制御を行う。
【0014】次に、本実施例の動作を図2を参照しなが
ら説明する。今、減圧弁群C1 、C2 、C3 のいずれか
の減圧弁により流量制御弁B1 、B2 、B3 が操作さ
れ、旋回モータA1 、アームシリンダA2 およびブーム
シリンダA3 が複合操作されているものとする。この場
合、コントローラ10には各減圧弁群C1 、C2 、C3
の各圧力センサDから操作量に応じた信号が入力される
とともに、傾転角センサ7から現在のおしのけ容積可変
機構2aの傾転角に応じた信号および圧力センサ8から
現在の油圧ポンプ2の吐出圧に応じた信号が入力され
る。
【0015】ここで、例えば旋回モータA1 の操作量が
20mm、アームシリンダA2 のアームクラウド操作量
が40mm、ブームシリンダA3 のブーム上げ操作量が
60mmであるとすると、油圧アクチュエータの目標総
流量は操作量120mm(20+40+60)に比例し
た流量となる。コントローラ10は、このようにして得
られた流量と圧力センサ8の検出圧力とに基づいておし
のけ容積可変機構2aの傾転角を演算し、これに応じて
所要の信号をレギュレータ5の電磁弁5a、5bに出力
し、傾転角センサ7の信号が上記演算された傾転角にな
るように制御する。このような制御は周知であるので詳
細な説明は省略する。
【0016】さらに、コントローラ10は各流量制御弁
1 、B2 、B3 への圧油の分流、即ち、旋回モータA
1 、アームシリンダA2 、ブームシリンダA3 への圧油
の分流を次のように制御する。まず、目標総流量に対す
る各流量制御弁B1 、B2 、B3 の要求流量の比を演算
する。上記例の場合、旋回モータA1 の回転を制御する
流量制御弁B1 の分流比は1/6(20/120)、ア
ームクラウドを制御する流量制御弁B2 の分流比は1/
3(40/120)、ブーム上げを制御する流量制御弁
3 の分流比は1/2(60/120)となる。
【0017】次いで、コントローラ10は予め定められ
た1サイクルの期間において、上記演算で得た分流比に
応じた時間だけ、電磁切換弁E1 (旋回用電磁切換
弁)、電磁切換弁E2 (アーム用電磁切換弁)および電
磁切換弁E3 (ブーム用電磁切換弁)を導通させるよう
に時間の割り振りを行う。この割り振りは、上記各分流
比の最小公倍数6で1サイクルの期間を区分し、さらに
これら各区分(時間区分)を、複合操作される油圧アク
チュエータの数(上記例の場合は3つ)に分割し、各電
磁切換弁E1 〜E3 の導通時間を上記分流比に応じて当
該分割された時間に対しセットすることにより行われ
る。この割り振りの状態を図2に示す。図2で横軸には
時間がとってある。T1 〜T6 は時間区分を、又、○印
は電磁切換弁の導通時間を示す。
【0018】図2に示される例では、時間区分T1 の各
分割された時間に電磁切換弁E3 、E2 、E1 が順に導
通状態とされ、時間区分T2 では各電磁切換弁は遮断さ
れ、時間区分T3 では電磁切換弁E3 のみが導通、時間
区分T4 では電磁切換弁E2 のみが導通、時間区分T5
では電磁切換弁E3 のみが導通、時間区分T6 では各電
磁切換弁は遮断状態とされる。結局、1サイクル期間内
において、上記分流比に一致した時間比率で各電磁切換
弁E1 〜E3 が導通されることとなり、その導通も同時
になされることはない。したがって、複合操作される各
油圧アクチュエータの負荷圧やその他の状態の如何にか
かわらず、操作手段の操作量に応じた分流を行うことが
でき、ひいては、油圧ショベルをオペレータの意思通り
に動かすことができる。
【0019】なお、上記実施例の説明では、建設機械と
して油圧ショベルを例示したが、油圧ショベル以外の建
設機械に適用できるのは当然である。又、電磁切換弁の
導通時間の割り振りは、図2に示す例に限ることはな
く、分流比が保持され、かつ、同時導通の状態を発生さ
せない限り、任意に割り振ることができる。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、操作手
段の操作量に基づいて分流比を演算し、この分流比に応
じて該当する電磁切換弁の導通時間を互いに重なること
なく割り振るようにしたので、複合操作される各油圧ア
クチュエータの負荷圧やその他の周囲の状態の如何にか
かわらず、操作手段の操作量に応じて正確に分流を行う
ことができ、ひいては、油圧ショベルをオペレータの意
思通りに動かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る建設機械の油圧駆動制御
装置の油圧回路図である。
【図2】図1に示す電磁切換弁の導通時間の割り振りを
示す図である。
【符号の説明】
2 油圧ポンプ 2a おしのけ容積可変機構 5 レギュレータ 7 傾転角センサ 8、D 圧力センサ 10 コントローラ A1 〜A6 油圧アクチュエータ B1 〜B6 流量制御弁 C1 〜C6 減圧弁群 E1 〜E6 電磁切換弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可変容量油圧ポンプと、この可変容量油
    圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータ
    と、前記可変容量油圧ポンプと前記各油圧アクチュエー
    タとの間に介在し対応する油圧アクチュエータの駆動を
    制御する流量制御弁と、これら各流量制御弁を操作する
    各操作手段と、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧を検出
    する吐出圧検出手段とを備えた建設機械の油圧駆動制御
    装置において、前記各流量制御弁の上流側に介在する電
    磁切換弁と、前記各操作手段の操作量を検出する操作量
    検出手段と、これら操作量検出手段で検出された操作量
    および前記吐出圧検出手段で検出された圧力に応じて前
    記可変容量油圧ポンプの吐出量を制御する吐出量制御手
    段と、前記各操作量検出手段で検出された各操作量に比
    例して対応する前記各電磁切換弁の導通時間を制御する
    とともにこれら各導通時間が重ならないように制御する
    電磁切換弁制御手段とを設けたことを特徴とする建設機
    械の油圧駆動制御装置。
JP29763991A 1991-10-18 1991-10-18 建設機械の油圧駆動制御装置 Pending JPH05106246A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010013878A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010013878A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械

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