JPH09287173A - 建設機械の油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御装置 - Google Patents
建設機械の油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御装置Info
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- JPH09287173A JPH09287173A JP10031296A JP10031296A JPH09287173A JP H09287173 A JPH09287173 A JP H09287173A JP 10031296 A JP10031296 A JP 10031296A JP 10031296 A JP10031296 A JP 10031296A JP H09287173 A JPH09287173 A JP H09287173A
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- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 6
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 10
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 馬力制御を行う建設機械の油圧回路に於い
て、圧力ハンチングの減衰特性を良好にして操作性を向
上させる。 【解決手段】 リモートコントロール弁17を操作した
ときは圧力スイッチ23がオンとなり、コントローラ2
5でブームシリンダ16の起動を検出できる。このとき
は、コントローラ25から電磁比例弁30への信号を変
更し、電磁比例弁30の開口面積を拡大する。従って、
馬力制御装置26の馬力シフト用ピストン32へ作用す
る圧力が増加し、馬力制御の設定が一時的に低下するの
で、圧力ハンチングの減衰特性が良好になる。
て、圧力ハンチングの減衰特性を良好にして操作性を向
上させる。 【解決手段】 リモートコントロール弁17を操作した
ときは圧力スイッチ23がオンとなり、コントローラ2
5でブームシリンダ16の起動を検出できる。このとき
は、コントローラ25から電磁比例弁30への信号を変
更し、電磁比例弁30の開口面積を拡大する。従って、
馬力制御装置26の馬力シフト用ピストン32へ作用す
る圧力が増加し、馬力制御の設定が一時的に低下するの
で、圧力ハンチングの減衰特性が良好になる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は建設機械の油圧回路
に関するものであり、特に、馬力制御を行う建設機械の
油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御装置に関する
ものである。
に関するものであり、特に、馬力制御を行う建設機械の
油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
此種建設機械の油圧回路にはロードセンシング(以下
「LS」という)回路やネガティブコントロール(以下
「ネガコン」という)回路などの制御回路が採用されて
いる。LS回路は負荷圧力の変動に応じて油圧ポンプの
吐出圧力を変化させることにより、単独時或いは複合時
に油圧ポンプの出力流量が一定となるように制御するも
のであり、負荷圧力の影響を受けない流量制御であるた
めに、ネガコン回路と比較して圧力ハンチングの減衰特
性が良好ではない。
此種建設機械の油圧回路にはロードセンシング(以下
「LS」という)回路やネガティブコントロール(以下
「ネガコン」という)回路などの制御回路が採用されて
いる。LS回路は負荷圧力の変動に応じて油圧ポンプの
吐出圧力を変化させることにより、単独時或いは複合時
に油圧ポンプの出力流量が一定となるように制御するも
のであり、負荷圧力の影響を受けない流量制御であるた
めに、ネガコン回路と比較して圧力ハンチングの減衰特
性が良好ではない。
【0003】例えば図4に示すように、ブーム1の上げ
操作を行う場合、同図(a)のようにブームシリンダ2
に振動が発生しないときは、平均駆動圧力P0 及び平均
流量Q0 が一定となるが、同図(b)に示すように平均
駆動圧力P0 の近傍でΔPの振動が発生したときは、油
圧ポンプ3の出力流量QP は一定であるが絞り4の前後
差圧が変動するため、タンク5へ逃げるブリードオフ流
量QBLが変動する。
操作を行う場合、同図(a)のようにブームシリンダ2
に振動が発生しないときは、平均駆動圧力P0 及び平均
流量Q0 が一定となるが、同図(b)に示すように平均
駆動圧力P0 の近傍でΔPの振動が発生したときは、油
圧ポンプ3の出力流量QP は一定であるが絞り4の前後
差圧が変動するため、タンク5へ逃げるブリードオフ流
量QBLが変動する。
【0004】従って、平均駆動圧力P0 がΔPだけ変動
するとともに、平均流量Q0 もΔQの変動が生じること
になる。この変動ΔQは次式で表される。 ΔQ=(dQ/dP)×ΔP
するとともに、平均流量Q0 もΔQの変動が生じること
になる。この変動ΔQは次式で表される。 ΔQ=(dQ/dP)×ΔP
【0005】ここで、ブーム1に発生する力Fは、 F =M(d2x/dt2) (但し M:ブーム質量、x
=ブームの変位) ブームシリンダ2に発生する力FS は、 FS =A(P0 +ΔP) (但し、A:シリンダ受圧面
積) ブームシリンダ2の力を抑える方向に作用する摺動摩擦
力FF は、 FF =μ( dx/dt) (但し、μ:シリンダ摺動摩
擦係数) 重力FG は、 FG =Mg (但し、g:重力加速度) 従って、ブーム1及びブームシリンダ2に作用する力の
釣り合いから、 F =FS −FF −FG
=ブームの変位) ブームシリンダ2に発生する力FS は、 FS =A(P0 +ΔP) (但し、A:シリンダ受圧面
積) ブームシリンダ2の力を抑える方向に作用する摺動摩擦
力FF は、 FF =μ( dx/dt) (但し、μ:シリンダ摺動摩
擦係数) 重力FG は、 FG =Mg (但し、g:重力加速度) 従って、ブーム1及びブームシリンダ2に作用する力の
釣り合いから、 F =FS −FF −FG
【0006】即ち、次式が導かれる。 M(d2x/dt2)+μ(dx/dt)+Mg=A(P0 +ΔP) …(1式) また、ブーム1の重量とブームシリンダ2の圧力との関
係から、 Mg=A×P0 …(2式) 一方、作動油の圧縮性による流量変動を加味して、シリ
ンダ速度から流量の釣り合いを求めると、 A(v0 +(dx/dt))=Q0 +ΔQ− (v/k)( dΔP/dt)…(3式) (但し、v:シリンダ容積、k:作動油の体積弾性係
数) 更に、ブームシリンダ2の平均速度v0 と平均流量Q0
の関係から、 v0 =Q0 /A …(4式)
係から、 Mg=A×P0 …(2式) 一方、作動油の圧縮性による流量変動を加味して、シリ
ンダ速度から流量の釣り合いを求めると、 A(v0 +(dx/dt))=Q0 +ΔQ− (v/k)( dΔP/dt)…(3式) (但し、v:シリンダ容積、k:作動油の体積弾性係
数) 更に、ブームシリンダ2の平均速度v0 と平均流量Q0
の関係から、 v0 =Q0 /A …(4式)
【0007】(1式)〜(4式)の連立方程式を解くと
次式が導かれる。 Ms2+ μ-(k/v)(dQ/dP) M s+(k/v)2-(k/v) (dQ/dP) μ=0 …(5式) (但し、s: dx/dt) (5式)より、1回微分の第2項〔μ-(k/v)(dQ/dP)
M〕が振動の減衰特性を表すが、(dQ/dP) が小さい方
が減衰特性が良好であることが分かる。
次式が導かれる。 Ms2+ μ-(k/v)(dQ/dP) M s+(k/v)2-(k/v) (dQ/dP) μ=0 …(5式) (但し、s: dx/dt) (5式)より、1回微分の第2項〔μ-(k/v)(dQ/dP)
M〕が振動の減衰特性を表すが、(dQ/dP) が小さい方
が減衰特性が良好であることが分かる。
【0008】ここで、ネガコン回路に於ける油圧ポンプ
の負荷圧力Pと出力流量Qとの関係を図5のグラフに示
す。ネガコン回路では絞りの開口面積が小であるとき
は、点線NS のように負荷圧力Pの増減によって出力流
量Qの変化が大きくなり、絞りの開口面積が大になるの
に伴って、点線NB のように出力流量Qの変化が小さく
なるように制御される。従って、ネガコン回路では、(d
Q/dP)<0となる場合が多い。
の負荷圧力Pと出力流量Qとの関係を図5のグラフに示
す。ネガコン回路では絞りの開口面積が小であるとき
は、点線NS のように負荷圧力Pの増減によって出力流
量Qの変化が大きくなり、絞りの開口面積が大になるの
に伴って、点線NB のように出力流量Qの変化が小さく
なるように制御される。従って、ネガコン回路では、(d
Q/dP)<0となる場合が多い。
【0009】また、LS回路に於ける油圧ポンプの負荷
圧力Pと出力流量Qとの関係を図6のグラフに示す。L
S回路では負荷圧力Pの増減に応じて油圧ポンプの吐出
圧力を変化させ、油圧ポンプの出力流量Qが一定となる
ように制御される。従って、絞りの開口面積が小である
とき(点線LS )と、絞りの開口面積が大であるとき
(点線LB )では、どちらの場合も出力流量Qが変化せ
ず、(dQ/dP)=0となる。
圧力Pと出力流量Qとの関係を図6のグラフに示す。L
S回路では負荷圧力Pの増減に応じて油圧ポンプの吐出
圧力を変化させ、油圧ポンプの出力流量Qが一定となる
ように制御される。従って、絞りの開口面積が小である
とき(点線LS )と、絞りの開口面積が大であるとき
(点線LB )では、どちらの場合も出力流量Qが変化せ
ず、(dQ/dP)=0となる。
【0010】尚、ネガコン回路及びLS回路の双方と
も、負荷圧力Pが増加したときに油圧ポンプの入力トル
クが不足してエンストする虞があるため、図5の実線N
T 及び図6の実線LT で示すように、馬力制御を行って
いる。即ち、負荷圧力Pが上昇して実線NT またはLT
に当接したときは、設定された実線に沿って出力流量Q
を減少し、負荷圧力Pが下降したときは出力流量Qを増
加することにより、油圧ポンプの入力トルクを一定値以
下に制限している。
も、負荷圧力Pが増加したときに油圧ポンプの入力トル
クが不足してエンストする虞があるため、図5の実線N
T 及び図6の実線LT で示すように、馬力制御を行って
いる。即ち、負荷圧力Pが上昇して実線NT またはLT
に当接したときは、設定された実線に沿って出力流量Q
を減少し、負荷圧力Pが下降したときは出力流量Qを増
加することにより、油圧ポンプの入力トルクを一定値以
下に制限している。
【0011】従って、ネガコン回路では(dQ/dP)<0
となるのに対して、LS回路では馬力制御時以外は常に
(dQ/dP)=0となり、LS回路では圧力ハンチングの
減衰特性が良好ではないことが分かる。
となるのに対して、LS回路では馬力制御時以外は常に
(dQ/dP)=0となり、LS回路では圧力ハンチングの
減衰特性が良好ではないことが分かる。
【0012】そこで、馬力制御を行う建設機械の油圧回
路に於いて、圧力ハンチングの減衰特性を良好にして操
作性を向上させるために解決すべき技術的課題が生じて
くるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的
とする。
路に於いて、圧力ハンチングの減衰特性を良好にして操
作性を向上させるために解決すべき技術的課題が生じて
くるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的
とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、可変容量形の油圧ポ
ンプの吐出圧力が上昇するのに伴ってポンプ傾転角を自
動的に減少させ、該油圧ポンプの入力トルクを一定値以
下に制限して馬力制御を行う建設機械の油圧回路に於い
て、アクチュエータの起動を検出する手段を設け、該検
出手段の信号により馬力制御の設定を一時的に低下させ
る建設機械の油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御
装置を提供するものである。
するために提案されたものであり、可変容量形の油圧ポ
ンプの吐出圧力が上昇するのに伴ってポンプ傾転角を自
動的に減少させ、該油圧ポンプの入力トルクを一定値以
下に制限して馬力制御を行う建設機械の油圧回路に於い
て、アクチュエータの起動を検出する手段を設け、該検
出手段の信号により馬力制御の設定を一時的に低下させ
る建設機械の油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御
装置を提供するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳述する。図1は建設機械の油圧回路の一例と
して、LS(ロードセンシング)回路を備えた油圧ショ
ベルのブーム操作系の油圧回路を示し、容量可変形の油
圧ポンプ11はエンジン12により駆動され、吐出油路
13にロードチェック弁14及び方向制御弁15を介し
てブームシリンダ16が接続されている。該方向制御弁
15はリモートコントロール弁17の操作により、ブー
ム上げ位置(イ)またはブーム下げ位置(ロ)に切り替
わり、ブームシリンダ16が伸長または収縮してブーム
を上下動させる。
に従って詳述する。図1は建設機械の油圧回路の一例と
して、LS(ロードセンシング)回路を備えた油圧ショ
ベルのブーム操作系の油圧回路を示し、容量可変形の油
圧ポンプ11はエンジン12により駆動され、吐出油路
13にロードチェック弁14及び方向制御弁15を介し
てブームシリンダ16が接続されている。該方向制御弁
15はリモートコントロール弁17の操作により、ブー
ム上げ位置(イ)またはブーム下げ位置(ロ)に切り替
わり、ブームシリンダ16が伸長または収縮してブーム
を上下動させる。
【0015】リモートコントロール弁17のパイロット
油路18,19から油路20,21を分岐してシャトル
弁22を接続し、このシャトル弁22の出口油路に圧力
スイッチ23を設ける。該圧力スイッチ23はケーブル
24によりコントローラ25へ接続されており、前記リ
モートコントロール弁17がブーム上げ若しくはブーム
下げの操作を行ったときに、パイロット圧を検出して該
圧力スイッチ23がオンとなり、アクチュエータ(この
場合はブームシリンダ)の起動をコントローラ25にて
検出できるように構成されている。
油路18,19から油路20,21を分岐してシャトル
弁22を接続し、このシャトル弁22の出口油路に圧力
スイッチ23を設ける。該圧力スイッチ23はケーブル
24によりコントローラ25へ接続されており、前記リ
モートコントロール弁17がブーム上げ若しくはブーム
下げの操作を行ったときに、パイロット圧を検出して該
圧力スイッチ23がオンとなり、アクチュエータ(この
場合はブームシリンダ)の起動をコントローラ25にて
検出できるように構成されている。
【0016】尚、アクチュエータの起動を検出する手段
としては、前記圧力スイッチ23によってリモートコン
トロール弁17のパイロット圧を感知するほかに、油圧
ポンプ11の吐出圧力の変化若しくはブームシリンダ1
6の負荷圧力の変化を圧力センサにて感知するか、或い
は、ストロークセンサを設けてブームシリンダ16の伸
縮を感知する等、種々の構成が考えられる。
としては、前記圧力スイッチ23によってリモートコン
トロール弁17のパイロット圧を感知するほかに、油圧
ポンプ11の吐出圧力の変化若しくはブームシリンダ1
6の負荷圧力の変化を圧力センサにて感知するか、或い
は、ストロークセンサを設けてブームシリンダ16の伸
縮を感知する等、種々の構成が考えられる。
【0017】ここで、油圧ポンプ11には馬力制御装置
26が設けられており、油圧ポンプ11の負荷圧力が増
加したときは馬力制御用スプール27が(ニ)の位置へ
切り替わり、サーボピストン28が図中右方向へ移動し
てポンプの傾転角が減少する。また、油圧ポンプ11の
負荷圧力が減少したときは馬力制御用スプール27が
(ハ)の位置に切り替わり、サーボピストン28が図中
左方向へ移動してポンプの傾転角が増加する。即ち、図
2に示すように、負荷圧力Pが上昇して実線LTに当接
したときは、設定された実線に沿って出力流量Qを減少
し、油圧ポンプ11の入力トルクを一定値以下に制限し
ている。
26が設けられており、油圧ポンプ11の負荷圧力が増
加したときは馬力制御用スプール27が(ニ)の位置へ
切り替わり、サーボピストン28が図中右方向へ移動し
てポンプの傾転角が減少する。また、油圧ポンプ11の
負荷圧力が減少したときは馬力制御用スプール27が
(ハ)の位置に切り替わり、サーボピストン28が図中
左方向へ移動してポンプの傾転角が増加する。即ち、図
2に示すように、負荷圧力Pが上昇して実線LTに当接
したときは、設定された実線に沿って出力流量Qを減少
し、油圧ポンプ11の入力トルクを一定値以下に制限し
ている。
【0018】本発明では、図1に示す圧力スイッチ23
がオンとなったときに、コントローラ25からケーブル
29を介して電磁比例弁30への信号を一時的に変更
し、該電磁比例弁30の開口面積を拡大して、油圧源3
1から馬力シフト用ピストン32へ作用する圧力を増加
させる。従って、LS回路に於ける馬力制御の設定が、
図2の実線LT から二点鎖線LH の位置に低下するの
で、ブームシリンダ16の起動時に負荷圧力Pが上昇す
ると、新たに設定された二点鎖線LH に沿って出力流量
Qが減少するように馬力制御が行われる。
がオンとなったときに、コントローラ25からケーブル
29を介して電磁比例弁30への信号を一時的に変更
し、該電磁比例弁30の開口面積を拡大して、油圧源3
1から馬力シフト用ピストン32へ作用する圧力を増加
させる。従って、LS回路に於ける馬力制御の設定が、
図2の実線LT から二点鎖線LH の位置に低下するの
で、ブームシリンダ16の起動時に負荷圧力Pが上昇す
ると、新たに設定された二点鎖線LH に沿って出力流量
Qが減少するように馬力制御が行われる。
【0019】図3は前記馬力制御の設定の変化を示し、
圧力スイッチ23がオンとなったとき(t1 )は、電磁
比例弁30を一時的に開口するので馬力制御の設定が低
下し、一定時間が経過したとき(t2 )は電磁比例弁3
0が絞られて、馬力制御の設定が初期設定状態に戻る
(t3 )。
圧力スイッチ23がオンとなったとき(t1 )は、電磁
比例弁30を一時的に開口するので馬力制御の設定が低
下し、一定時間が経過したとき(t2 )は電磁比例弁3
0が絞られて、馬力制御の設定が初期設定状態に戻る
(t3 )。
【0020】図2及び図3で説明したように、圧力ハン
チングが発生し易いブームシリンダ16の起動時に、馬
力制御の設定を一時的に低下させることにより、LS回
路でも(dQ/dP)<0となって圧力ハンチングの減衰特
性を良好にできる。また、図5に示したネガコン回路に
於いても、絞りの開口面積が大であるときは点線NBの
ように出力流量Qの変化が小さいので、同様にして馬力
制御の設定を低下させれば、(dQ/dP)<0となって圧
力ハンチングの減衰特性が良好になる。
チングが発生し易いブームシリンダ16の起動時に、馬
力制御の設定を一時的に低下させることにより、LS回
路でも(dQ/dP)<0となって圧力ハンチングの減衰特
性を良好にできる。また、図5に示したネガコン回路に
於いても、絞りの開口面積が大であるときは点線NBの
ように出力流量Qの変化が小さいので、同様にして馬力
制御の設定を低下させれば、(dQ/dP)<0となって圧
力ハンチングの減衰特性が良好になる。
【0021】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではアクチ
ュエータの起動時に、油圧ポンプの馬力制御の設定を一
時的に下げることにより、圧力ハンチングを防止若しく
は極めて効果的に減衰することができる。そして、アク
チュエータ起動後に一定時間が経過した後には、馬力制
御の設定を通常に戻せば、負荷圧力の影響を受けずに流
量制御を行うことが可能となる。
ュエータの起動時に、油圧ポンプの馬力制御の設定を一
時的に下げることにより、圧力ハンチングを防止若しく
は極めて効果的に減衰することができる。そして、アク
チュエータ起動後に一定時間が経過した後には、馬力制
御の設定を通常に戻せば、負荷圧力の影響を受けずに流
量制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示し、油圧ショベルのブ
ーム操作系の油圧回路図。
ーム操作系の油圧回路図。
【図2】油圧ポンプの負荷圧力と出力流量の関係を示
し、馬力制御の設定を低下したときの dQ/dPを表すグ
ラフ。
し、馬力制御の設定を低下したときの dQ/dPを表すグ
ラフ。
【図3】油圧ポンプの馬力制御の設定の変化を示すグラ
フ。
フ。
【図4】(a)はブーム上げ操作時に振動が発生しない
ときの解説図。(b)はブーム上げ操作時に振動が発生
したときの解説図。
ときの解説図。(b)はブーム上げ操作時に振動が発生
したときの解説図。
【図5】ネガコン回路に於ける油圧ポンプの負荷圧力と
出力流量との関係を示すグラフ。
出力流量との関係を示すグラフ。
【図6】LS回路に於ける油圧ポンプの負荷圧力と出力
流量との関係を示すグラフ。
流量との関係を示すグラフ。
11 油圧ポンプ 23 圧力スイッチ 25 コントローラ 26 傾転角調整装置 30 電磁比例弁
Claims (1)
- 【請求項1】 可変容量形の油圧ポンプの吐出圧力が上
昇するのに伴ってポンプ傾転角を自動的に減少させ、該
油圧ポンプの入力トルクを一定値以下に制限して馬力制
御を行う建設機械の油圧回路に於いて、アクチュエータ
の起動を検出する手段を設け、該検出手段の信号により
馬力制御の設定を一時的に低下させることを特徴とする
建設機械の油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10031296A JPH09287173A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 建設機械の油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10031296A JPH09287173A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 建設機械の油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09287173A true JPH09287173A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14270669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10031296A Pending JPH09287173A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 建設機械の油圧回路に於ける圧力ハンチング減衰制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09287173A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013023811A (ja) * | 2011-07-14 | 2013-02-04 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | 建設機械 |
CN110651123A (zh) * | 2017-06-16 | 2020-01-03 | 川崎重工业株式会社 | 油压系统 |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP10031296A patent/JPH09287173A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013023811A (ja) * | 2011-07-14 | 2013-02-04 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | 建設機械 |
CN110651123A (zh) * | 2017-06-16 | 2020-01-03 | 川崎重工业株式会社 | 油压系统 |
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