JPH0742709A - 油圧機械のアクチュエータ制御装置 - Google Patents

油圧機械のアクチュエータ制御装置

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JPH0742709A
JPH0742709A JP19144793A JP19144793A JPH0742709A JP H0742709 A JPH0742709 A JP H0742709A JP 19144793 A JP19144793 A JP 19144793A JP 19144793 A JP19144793 A JP 19144793A JP H0742709 A JPH0742709 A JP H0742709A
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JP
Japan
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valve
control valve
actuator
pressure
unload
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Pending
Application number
JP19144793A
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English (en)
Inventor
Takahiro Kobayashi
隆博 小林
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Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Yutani Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクチュエータ制御弁の操作に対するアクチ
ュエータ動作の応答性を改善する。 【構成】 シリンダ3を制御するシリンダ制御弁4と油
圧ポンプ1との間に流量制御弁7を設けるとともに、こ
の流量制御弁7の入口側とタンクとの間に、アンロード
弁17と絞り弁18とを備えたアンロード回路16を設
け、コントローラ20により、流量制御弁7の入口側と
出口側の差圧を一定に保つ差圧一定式のロードセンシン
グ制御を行いながら、ネガコン圧に応じたポンプ制御を
行うことにより、アンロード流量を確保し、シリンダ制
御弁4の動作時に、アンロード油をシリンダ3の流量制
御に使用できるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は油圧ショベル、油圧クレ
ーン等の油圧機械において油圧アクチュエータの作動を
制御するアクチュエータ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、アクチュエータ制御装置として所
謂差圧一定式のロードセンシング制御を行うものが公知
である。これを図6によって説明する。
【0003】1は可変容量型の油圧ポンプ、2はこのポ
ンプ1の吐出量を制御するレギュレータ、3はポンプ1
から吐出される圧油によって駆動される油圧アクチュエ
ータとしての油圧シリンダ、4はポンプ1からシリンダ
3に供給される油の流れ(方向と流量)を制御するアク
チュエータ制御弁としての油圧パイロット式のシリンダ
制御弁である。
【0004】このシリンダ制御弁4は、レバー5aを備
えたパイロット操作弁5のレバー操作により、その操作
方向と操作量に応じたパイロット圧Pi1,Pi2を供
給されて作動し、同制御弁4の作動によってシリンダ3
が伸長または縮小作動する。6はパイロット操作弁5に
対するパイロット圧供給源である。
【0005】一方、ポンプ1とシリンダ制御弁4との間
に電磁式の流量制御弁7が設けられるとともに、この流
量制御弁7の入口側とタンク8との間に、電磁式のアン
ロード弁9を備えたアンロード回路10が設けられてい
る。
【0006】また、シリンダ制御弁4の両側パイロット
圧Pi1,Pi2を検出するパイロット圧センサ11,
12と、ポンプ吐出圧(流量制御弁7の入口圧)Poを
検出するポンプ吐出圧センサ13と、シリンダ圧(流量
制御弁7の出口圧)PCを検出するシリンダ圧センサ1
4とが設けられ、これら各センサ11,12,13,1
4の検出信号がコントローラ15に送られる。
【0007】このコントローラ15は次の制御を行う。
【0008】A.差圧一定制御 作業中、ポンプ吐出圧センサ13とシリンダ圧センサ1
4の信号からポンプ圧Poとシリンダ圧PCの差ΔP
(=Po−PC)が求められ、たとえば負荷の増加によ
ってシリンダ圧PCが増加して差圧ΔPが小さくなった
場合に、アンロード弁9に設定圧上昇方向の信号が出さ
れる。
【0009】これにより、ポンプ吐出圧Poが上昇し、
差圧ΔPが設定値に保たれるため、負荷の変動に関係な
く一定シリンダ流量が確保され、シリンダ速度が一定に
制御される。
【0010】B.流量制御 パイロット操作弁5のレバー操作量に応じたパイロット
圧信号がコントローラ15に入力され、この信号に応じ
てレギュレータ2にポンプ吐出量を増加または減少させ
る信号(傾転角指令信号)が出されるとともに、流量制
御弁7に上記差圧ΔPを一定に保つための開度指令信号
が出力される。
【0011】これにより、差圧ΔPを一定に保ちなが
ら、レバー操作量に応じた流量制御が行われる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この構成に
よると、レバー操作に応じた流量制御をポンプ1の傾転
角制御のみによって行うため、レバー操作に対するアク
チュエータ動作の応答性が悪いという欠点があった。
【0013】そこで本発明は、アクチュエータ制御弁の
操作に対するアクチュエータ動作の応答性を改善するこ
とができる油圧機械のアクチュエータ制御装置を提供す
るものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、油圧
ポンプと、この油圧ポンプの吐出量を制御するレギュレ
ータと、油圧ポンプからの吐出油によって駆動される油
圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを制御す
るアクチュエータ制御弁とを備えた油圧機械において、
上記アクチュエータ制御弁と上記油圧ポンプとの間に流
量制御弁が設けられるとともに、この流量制御弁の入口
側とタンクとの間にアンロード回路が設けられ、このア
ンロード回路は、ポンプ吐出圧を設定するアンロード弁
と、このアンロード弁とタンクとの間に設けられた絞り
弁とを備え、かつ、上記流量制御弁の入口側と出口側の
差圧を検出する差圧検出手段と、上記絞り弁の入口圧を
検出するネガコン圧検出手段と、上記流量制御弁とアン
ロード弁とレギュレータを制御するコントローラとを具
備し、このコントローラは、(I)上記ネガコン圧検出
手段からの信号に基づいて上記絞り弁の通過流量がほぼ
一定となるように上記レギュレータにポンプ吐出量の指
令信号を出力し、(II)上記差圧検出手段と上記アク
チュエータ制御弁の操作信号とに基づいて、上記差圧を
常に一定に保ちながら上記アクチュエータ制御弁の操作
量に応じて上記アンロード弁および流量制御弁に開度指
令信号を出力するように構成されたものである。
【0015】請求項2の発明は、請求項1の構成におい
て、アンロード回路の絞り弁として、コントローラによ
って開度が制御される可変絞り弁が設けられ、コントロ
ーラが、流量制御弁に対してはアクチュエータ制御弁の
操作量に比例した開度指令信号を出力し、上記可変絞り
弁にはアクチュエータ制御弁の操作量に反比例した開度
指令信号を出力するように構成されたものである。
【0016】
【作用】請求項1の構成によると、差圧の変化に応じて
アンロード弁の設定圧が変化することにより、差圧一定
式のロードセンシング制御が行われる。
【0017】一方、ネガコン圧の変化に応じたポンプ制
御によってアンロード流量がほぼ一定に保たれ、レバー
操作時に、アンロード油をアクチュエータの流量制御に
使用することができるため、レバー操作に応じた流量制
御をポンプの傾転角制御のみによって行う方式と比較し
て、アクチュエータ制御弁の操作(レバー操作)に対す
るアクチュエータ動作の応答性が良いものとなる。
【0018】また、請求項2の構成によると、可変絞り
弁の開度がアクチュエータ制御弁の操作量に反比例して
変化し、アクチュエータ流量が多くなるにつれてアンロ
ード流量が少なくなる。すなわち、レバー操作に対して
余剰流減少制御が行われる。このため、余剰流が必要最
小限に少なくてすみ、エネルギー効率が良いものとな
る。
【0019】
【実施例】本発明の実施例を図1〜図5によって説明す
る。なお、以下の実施例において、図6に示す従来装置
と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を
省略する。
【0020】第1実施例(図1〜図3参照) 流量制御弁7の入口側とタンク8との間にアンロード回
路16が設けられている。
【0021】このアンロード回路16には、ポンプ吐出
圧設定用のアンロード弁17が設けられるとともに、こ
のアンロード弁17の出口側に固定式の絞り弁18が設
けられている。
【0022】この絞り弁17の入口圧(ネガコン圧)P
nがネガコン圧センサ19によって検出され、このネガ
コン圧信号が、パイロット圧センサ11,12、ポンプ
吐出圧センサ13、シリンダ圧センサ14からの各信号
とともにコントローラ20に入力される。
【0023】このコントローラ20は、従来同様、ポン
プ圧Poとシリンダ圧Pcの差(差圧)ΔPを監視し、
これが一定となるようにアンロード弁17の設定圧(ポ
ンプ吐出圧)Poを変化させることにより、負荷の変動
に関係なく一定のシリンダ流量を確保するという差圧一
定式のロードセンシング制御を行う。
【0024】また、コントローラ20は、ネガコン圧セ
ンサ19からの信号に基づいてレギュレータ2に対する
ポンプ吐出量(ポンプ傾転角)の指令信号を出力する。
【0025】すなわち、図2に示すように予め設定され
たネガコン圧Pn1〜Pn2の範囲において、ネガコン
圧Pnの変化に反比例してポンプ吐出量を最小値Qpmi
nから最大値Qpmaxまで変化させる(ネガコン圧上昇時
はポンプ吐出量を減少させ、ネガコン圧低下時はポンプ
吐出量を増加させる)ことにより、図3に示すように絞
り弁18の通過流量(アンロード流量、図3中、斜線を
付した部分)をレバー操作量に関係なくほぼ一定に保つ
余剰流一定制御を行う。
【0026】こうして余剰流が確保されることにより、
レバー操作に応じたシリンダ流量の増減制御をこの余剰
流を用いて行うことができるため、レバー操作ごとにポ
ンプ1の傾転角を変化させてポンプ吐出量を制御する場
合と比較してレバー操作に対するシリンダ動作の応答性
が良いものとなる。
【0027】第2実施例(図4,5参照) 第1実施例との相違点のみを説明すると、第2実施例で
は、アンロード回路16において、第1実施例の固定絞
り弁18に代えて、コントローラ20によって開度制御
される可変絞り弁21を設けている。
【0028】この可変絞り弁21は、レバー操作時に、
パイロット圧センサ11,12からの信号に基づいて、
流量制御弁7と同時に、かつ逆方向に開度制御される。
【0029】たとえば、流量制御弁7に開度増加信号が
出力されたときには、可変絞り弁21に開度減少信号が
出力されてアンロード流量が減少し、これによってネガ
コン圧Pnが減少する。
【0030】従って、第1実施例と同様に、このネガコ
ン圧Pnの変化に応じてポンプ吐出量Qpが制御される
ことにより、図5に示すようにレバー操作量が大きくな
るにつれてポンプ吐出量Qpとシリンダ流入量Qcの差
が小さくなり、ポンプ吐出量Qpが最大(Qpmax)状
態でアンロード流量が0となる。
【0031】このように、余剰流一定制御を行う第1実
施例に対して、第2実施例では余剰流減少制御を行うこ
とにより、余剰流(タンクに捨てる油の量)を必要最小
限にすることができるため、エネルギー効率が良いもの
となる。
【0032】ところで、上記実施例では制御されるアク
チュエータとして油圧シリンダを例にとったが、油圧モ
ータに対しても上記同様に実施することができる。
【0033】また、アクチュエータ制御弁として、上記
実施例の油圧パイロット式切換弁に代えて電磁切換弁、
または手動式切換弁を用いてもよい。この場合、アクチ
ュエータ制御弁の操作信号としては、電磁切換弁につい
ては電気操作信号を、手動式切換弁についてはレバー操
作をポテンショメータ等により電気信号に変換して用い
ればよい。
【0034】
【発明の効果】上記のように請求項1の発明によるとき
は、差圧一定式のロードセンシング制御を行いながら、
ネガコン圧の変化に応じたポンプ制御を行うことによっ
てアンロード流量を確保し、アクチュエータ制御弁の動
作時に、アンロード油をアクチュエータの流量制御に使
用できるように構成したから、アクチュエータ制御弁の
操作に対するアクチュエータ動作の応答性が良いものと
なる。
【0035】また、請求項2の構成によると、可変絞り
弁の開度をアクチュエータ制御弁の操作量に反比例して
変化させ、余剰流減少制御を行うようにしたから、アン
ロード流量を必要最小限に少なくしてエネルギー効率を
高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す回路構成図である。
【図2】第1実施例におけるネガコン圧とポンプ吐出量
の関係を示す図である。
【図3】同実施例におけるレバー操作量とポンプ吐出量
およびシリンダ流入量との関係を示す図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す回路構成図である。
【図5】同実施例におけるレバー操作量とポンプ吐出量
およびシリンダ流入量との関係を示す図である。
【図6】従来装置の回路構成図である。
【符号の説明】
1 油圧ポンプ 2 レギュレータ 3 アクチュエータとしての油圧シリンダ 4 シリンダ制御弁(アクチュエータ制御弁) 5 シリンダ制御弁を遠隔操作するパイロット操作弁 7 流量制御弁 8 タンク 11,12 パイロット圧センサ 13 差圧検出手段を構成するポンプ吐出圧センサ 14 同シリンダ圧センサ 16 アンロード回路 17 アンロード弁 18 絞り弁 19 絞り弁の入口圧を検出するネガコン圧センサ 20 コントローラ 21 可変絞り弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出量
    を制御するレギュレータと、油圧ポンプからの吐出油に
    よって駆動される油圧アクチュエータと、この油圧アク
    チュエータを制御するアクチュエータ制御弁とを備えた
    油圧機械において、上記アクチュエータ制御弁と上記油
    圧ポンプとの間に流量制御弁が設けられるとともに、こ
    の流量制御弁の入口側とタンクとの間にアンロード回路
    が設けられ、このアンロード回路は、ポンプ吐出圧を設
    定するアンロード弁と、このアンロード弁とタンクとの
    間に設けられた絞り弁とを備え、かつ、上記流量制御弁
    の入口側と出口側の差圧を検出する差圧検出手段と、上
    記絞り弁の入口圧を検出するネガコン圧検出手段と、上
    記流量制御弁とアンロード弁とレギュレータを制御する
    コントローラとを具備し、このコントローラは、 (I)上記ネガコン圧検出手段からの信号に基づいて上
    記絞り弁の通過流量がほぼ一定となるように上記レギュ
    レータにポンプ吐出量の指令信号を出力し、 (II)上記差圧検出手段と上記アクチュエータ制御弁
    の操作信号とに基づいて、上記差圧を常に一定に保ちな
    がら上記アクチュエータ制御弁の操作量に応じて上記ア
    ンロード弁および流量制御弁に開度指令信号を出力する
    ように構成されたことを特徴とする油圧機械のアクチュ
    エータ制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の油圧機械の制御装置にお
    いて、アンロード回路の絞り弁として、コントローラに
    よって開度が制御される可変絞り弁が設けられ、コント
    ローラが、流量制御弁に対してはアクチュエータ制御弁
    の操作量に比例した開度指令信号を出力し、上記可変絞
    り弁にはアクチュエータ制御弁の操作量に反比例した開
    度指令信号を出力するように構成されたことを特徴とす
    る油圧機械のアクチュエータ制御装置。
JP19144793A 1993-08-02 1993-08-02 油圧機械のアクチュエータ制御装置 Pending JPH0742709A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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