JPH11229444A - 建設機械の油圧制御装置およびその油圧制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オペレータの操作手段を操作する意思に基づ
いて、操作手段の操作速度に応じた油圧ポンプの吐出量
を制御するようにする。 【解決手段】 建設機械の油圧制御装置において、操作
手段２０，２０Ａ，４５Ａの操作信号を検出する操作信
号検出手段２０ａ，２０ｂ，４５と、操作信号検出手段
２０ａ，２０ｂ，４５からの信号を受けて、予め記憶さ
れている油圧ポンプ１の吐出量と操作手段２０，２０
Ａ，４５Ａの操作速度との関数により油圧ポンプ１の吐
出量を演算し、その演算結果に基づいて油圧ポンプ１の
吐出量を制御するようにレギュレータ１０を制御する電
磁式制御弁３０へ指令信号ｉ1 を出力する制御手段４０
とを設けた構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
建設機械のブーム、アーム、およびバケット等の作業
機、上部旋回体を旋回せしめる旋回装置を駆動する油圧
制御装置に係り、特に、作業機、旋回装置を駆動する複
数のアクチュエータへ供給する油圧ポンプの吐出量を操
作手段の操作速度に応じて増減させるようにした建設機
械の油圧制御装置およびその油圧制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧ショベル等の建設機械には、
図示しないブーム、アーム、およびバケット等の作業機
を駆動するために、図１１に示すような油圧制御装置が
採用されている。図示しないエンジンで駆動される可変
容量型油圧ポンプ５０（以下、油圧ポンプ５０と言
う。）は流量制御弁５１と接続している。この流量制御
弁５１は操作手段５３からの操作信号Ｆ1 により開口面
積が調整されるとともに、アクチュエータ５２と接続し
ている。油圧ポンプ５０は、吐出圧Ｐ1 と流量制御弁５
１の下流側の圧（アクチュエータ負荷圧）Ｐ2 とがレギ
ュレータ５０ａに作用しており、前記Ｐ1 とＰ2 との差
圧により吐出量が調整される。制御手段６０には、作業
モードスイッチ６１からの作業モード信号が入力されて
いる。制御手段６０は作業モード信号を受けて、レギュ
レータ５０ａに指令信号ｉ01が出力される。これによ
り、レギュレータ５０ａは、油圧ポンプ５０の吐出量の
調整を行うようになっている。図１２は、油圧ポンプ吐
出量Ｑと、操作レバーストローク（以下、操作手段の操
作量と言う。）Ｓとの関係を示している。制御手段６０
は、作業モードスイッチ６１から高速操作モードの信号
を受けたときは、図１２の線Ｘとなり、操作手段５３の
操作量Ｓの増加に応じて油圧ポンプの吐出量Ｑが増加す
るようになっている。例えば、高速操作モードは、ダン
プトラックへの積込作業（掘削積込作業）等のアクチュ
エータを駆動する速度を速くする必要があるときに用い
られ、操作手段５３の操作量Ｓに応じて油圧ポンプの吐
出量Ｑを増加するようになっている。また、作業モード
スイッチ６１から微操作モードの信号を受けたときは、
図１２の線Ｙとなり、前記線Ｘの油圧ポンプ吐出量Ｑよ
り増加を小さくするように制御される。このように、高
速操作モードや微操作モード等のアクチュエータ駆動速
度に適した油圧ポンプの吐出量Ｑとするときに用いられ
ている。どちらのモードの場合も吐出量Ｑは操作手段の
操作量のみによって決まる。

【０００３】油圧制御装置の先行技術として、例えば、
特開平７−１３６０５号公報によれば、操作部の操作量
を電気信号に変換し、この電気信号に基づいてアクチュ
エータを駆動する電気的操作装置において、操作部の操
作量とアクチュエータの移動との関係を通常の操作時の
第１の関数と微操作時の第２の関数とに分けて記憶する
記憶部と、操作部が所定時間中立位置を除く当該中立位
置近傍で操作されていることを検出する微操作検出手段
と、この微操作検出手段により中立位置近傍の操作が検
出されたとき記憶部の第２の関数に従ってアクチュエー
タの駆動制御する信号を出力し、中立位置近傍の操作が
検出されないとき記憶部の第１の関数に従ってアクチュ
エータの駆動を制御する信号を出力する制御部とを設け
た電気的操作装置が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如く、図１１，図１２に示す従来の油圧制御装置では、
作業形態に応じて、作業モードスイッチ６１の操作が必
要であり煩雑となるという問題がある。また、図１２に
示すように油圧ポンプの吐出量Ｑと、操作手段の操作量
Ｓとの関数関係は、高速操作モードの時の線Ｘと、微操
作モードのときの線Ｙとの２つに設定していても、ダン
プトラックへの積込作業や整地整正作業以外の各種の作
業（例えば、道路工事の側溝掘り作業、深掘り作業およ
び砂利の敷き均し作業等）に適するように設定すること
はできない。即ち、各作業現場の各種の作業を行う客先
の使い方により多くの作業モードの設定をする必要があ
り、標準仕様の油圧ショベルに用いることは難しい。

【０００５】前記特開平７−１３６０５号公報に記載さ
れている技術では、操作部の操作量とアクチュエータの
移動との関係を通常の操作時の第１の関数と微操作時の
第２の関数とに分けて記憶する記憶部とを備えて、この
２つの関数によりアクチュエータの駆動速度制御するも
のでは、必ずしも各種の作業に対応できるアクチュエー
タ駆動速度を制御することはできない。また、本発明の
要旨である、操作手段の操作速度に応じて、予め記憶さ
れている油圧ポンプの吐出量Ｑと、操作手段の操作速度
Ｓとの関数、Ｑ＝ｆ（Ｓ）により各種作業に応じた油圧
ポンプの吐出量を制御する技術は記載されていない。

【０００６】本発明は上記従来の問題点に着目し、油圧
ショベル等の建設機械のブーム、アーム、及びバケット
等の作業機、及び車体を旋回せしめる旋回装置を駆動す
る各アクチュエータへ圧油の供給を適切に行うために、
各アクチュエータを操作する操作手段の操作速度（操作
レバーの操作速度）に応じて油圧ポンプの吐出量を増減
するようにしたことにより、オペレータの操作手段を操
作する意思に基づいて、しかも簡単な制御回路により自
動的に油圧ポンプの吐出量を制御することにより、各種
の作業現場で各種の作業を問題なく行うことができるよ
うにした建設機械の油圧制御装置およびその油圧制御方
法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用効果】上記目的
を達成するために、本発明に係る建設機械の油圧制御装
置の第１発明は、油圧ポンプと、ブーム、アーム、およ
びバケット等の作業機、及び車体を旋回せしめる旋回装
置を駆動する複数のアクチュエータと、油圧ポンプから
吐出される圧油を複数のアクチュエータへ供給する各流
量制御弁と、各流量制御弁の開口面積を制御する各操作
手段と、油圧ポンプの吐出圧とアクチュエータの負荷圧
との差圧により油圧ポンプの吐出量を制御するレギュレ
ータとを備えた建設機械の油圧制御装置において、操作
手段の操作信号を検出する操作信号検出手段と、操作信
号検出手段からの信号を受けて、予め記憶されている油
圧ポンプの吐出量と操作手段の操作速度との関数により
油圧ポンプの吐出量を演算し、その演算結果に基づいて
油圧ポンプの吐出量を制御するようにレギュレータを制
御する電磁式制御弁へ指令信号ｉ1を出力する制御手段
とを設けた構成としたものである。上記構成によれば、
前述の如き図１１，図１２に示す従来の油圧制御装置の
問題は全て解消され、操作手段の操作速度に応じて油圧
ポンプの吐出量が制御されるので、各種作業に対応して
オペレータの操作手段を速く操作、あるいは、遅く操作
する意思に基づいて、アクチュエータへの圧油の供給量
が適切に行われるので、前記各種の作業に適したアクチ
ュエータ駆動速度にて作業することができる。また、簡
単な制御回路により実現できるので製作が容易となると
ともに、作業モードスイッチ等の外部信号を新たに付設
する必要もなくコストも安価な油圧制御装置とすること
ができるので建設機械に有用である。

【０００８】第２発明は、第１発明の構成において、前
記制御手段は、操作手段の操作速度が速いときは油圧ポ
ンプの吐出量を増加させ、かつ、その操作速度が遅いと
きは前記油圧ポンプの吐出量より増加を小さくするよう
に設定される記憶手段を設けた構成としたものである。
上記構成によれば、第１発明の作用効果に加えて、油圧
ポンプの吐出量Ｑ（前記各操作手段のうちのいずれかを
操作したときの操作量での吐出量Ｑを言う。）と、操作
手段（操作レバー）の操作速度ＶS との関数関係が図５
に示すように、Ｑ＝ｆ（ＶS ）の線Ｂとなるようにして
あるので、さらにオペレータの操作手段を操作する意思
に基づいて油圧ポンプの吐出量が精度よく制御され作業
性が向上する。

【０００９】第３発明は、第１発明の構成において、前
記制御手段は、操作手段の操作速度に応じてロードセン
シングセット圧を増加するように設定される記憶手段を
設けた構成としたものである。上記構成によれば、図
６，あるいは図７，図１０に示すように、ロードセンシ
ングセット圧（ＬＳセット圧）と、操作手段の操作速度
（操作レバー速度）との関数関係に設定しておけば、さ
らに油圧ポンプの吐出量を制御するレギュレータが実作
業に適した精度よく制御されるようになっている。これ
により、オペレータの操作手段を操作する意思に基づい
て油圧ポンプの吐出量が制御されるので作業性が向上す
る。

【００１０】第４発明は、第１発明の構成にらおいて、
前記制御手段は、操作手段の操作速度に応じて油圧ポン
プの吐出量を制御するレギュレータを制御する電磁式制
御弁への指令信号ｉ1 の出力を、外部からのキャンセル
信号により停止するキャンセル手段を設けた構成とした
ものである。上記構成によれば、外部からのキャンセル
信号が制御手段に入力されることにより、操作手段の操
作速度に応じた油圧ポンプの吐出量を制御するためのレ
ギュレータ制御弁への指令信号の出力は停止される。こ
の場合は、油圧ポンプの吐出量は、油圧ポンプの吐出圧
と、流量制御弁の下流側の圧（アクチュエータの負荷
圧）との差圧により制御される。このように、操作手段
の操作速度に応じて油圧ポンプの吐出量の制御を自動的
に行う、あるいは、その制御をキャンセルすることが可
能となっている。したがって、オペレータは、各種の作
業に応じて上記の制御を選択することにより作業性が向
上する。

【００１１】第５発明は、第１発明の構成において、前
記操作手段は、パイロット油圧源からの圧油を操作手段
の操作速度に応じたパイロット圧で、あるいは、操作速
度に応じたポテンショメータの電圧信号を出力する構成
としたものである。上記構成によれば、第１発明の作用
効果に加えて、操作手段をパイロット油圧式、あるい
は、電気式とすることができるので、小型から大型の油
圧ショベル等の建設機械の仕様に応じて適宜選択するこ
とができるので有用である。

【００１２】第６発明は、本発明に係る建設機械の油圧
制御方法に関するものであり、油圧ポンプと、ブーム、
アーム、およびバケット等の作業機、及び車体を旋回せ
しめる旋回装置を駆動する複数のアクチュエータと、油
圧ポンプから吐出される圧油を複数のアクチュエータへ
供給する各流量制御弁と、各流量制御弁の開口面積を制
御する各操作手段と、油圧ポンプの吐出量を制御するレ
ギュレータとを備え、油圧ポンプの吐出量を制御するよ
うにした建設機械の油圧制御方法において、油圧ポンプ
の吐出量を操作手段の操作速度に応じて増減するように
したことを特徴とする。上記油圧制御方法によれば、操
作手段の操作速度に応じて油圧ポンプの吐出量が制御さ
れるので、各種作業に対応してオペレータの操作手段を
速く操作、あるいは、遅く操作する意思に基づいて、ア
クチュエータへの圧油の供給量が適切に行われるので、
前記各種の作業に適したアクチュエータ駆動速度にて作
業することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る建設機械の
油圧制御装置およびその油圧制御方法について図１乃至
図１０により説明する。本発明は、油圧ショベル等の建
設機械のブーム、アーム、およびバケット等の作業機、
上部旋回体を旋回せしめる旋回装置を駆動する複数のア
クチュエータを駆動する油圧制御装置に適用できるもの
である。本発明の実施形態を、図１に示すように１つの
油圧アクチュエータを駆動する油圧制御装置で説明す
る。先ず、油圧制御装置の第１実施例を図１により説明
する。可変容量型油圧ポンプ１（以下、油圧ポンプ１と
言う。）は図示しないエンジンにより駆動される。この
油圧ポンプ１は管路１Ａを介して流量制御弁４と接続し
ている。この流量制御弁４は管路１Ｅを介して油圧アク
チュエータ７のポトム室ｂと接続している。また同弁４
は管路１Ｆを介して油圧アクチュエータ７のヘッド室ａ
と接続している。前記管路１Ｅ，１Ｆには、それぞれ圧
力補償弁５ａ，５ｂを介在している。各圧力補償弁５
ａ，５ｂは、一端側に上流側圧力（ポンプ吐出圧）がパ
イロット管路１ｈ，１ｊを介して作用し、かつ他端側
（ばね側）に下流側の油圧アクチュエータ７の管路１
Ｅ，１Ｆ内に発生する負荷圧がパイロット管路１ｅ，１
ｆからチェック弁６ａ，６ｂを介して作用している。こ
のため、各圧力補償弁５ａ，５ｂは、上流側圧力（ポン
プ吐出圧）と下流側圧力（アクチュエータ負荷圧）との
差圧により所定の開口面積（絞り量）に調整される。前
記油圧アクチュエータの負荷圧は、パイロット管路１
ｅ，１ｆからチェツク弁６ａ，６ｂを介してパイロット
管路１ｇから詳しくは後述するロードセンシング弁３
（以下、ＬＳ弁３と言う。）の操作部３ｂに作用してい
る。

【００１４】図１に示す、油圧アクチュエータ７を駆動
するために用いる操作レバー２０Ａと連動するパイロッ
ト弁２０からなる操作手段を備えている。パイロット弁
２０は図示しないパイロットポンプと接続している。こ
の操作レバー２０Ａの操作量（ストローク）に応じてパ
イロット弁２０からパイロット圧が出力される。操作レ
バー２０ＡをＦ側に操作するとパイロット弁２０からの
パイロット圧はパイロット管路２０ｃを介して流量制御
弁４の操作部４ｂに作用する。これにより、同弁４はｂ
位置に切換わり、油圧ポンプ１から吐出する圧油は管路
１Ａから管路１Ｆを介して油圧アクチュエータ７のヘッ
ド室ａに流入し、油圧アクチュエータ７のボトム室ｂの
油は管路１Ｅから同弁４を通ってタンクへドレーンされ
る。これにより、油圧アクチュエータ７は短縮駆動す
る。操作レバー２０ＡをＲ側に操作するとパイロット弁
２０からのパイロット圧はパイロット管路２０ｄを介し
て流量制御弁４の操作部４ａに作用する。これにより、
同弁４はａ位置に切換わり、油圧ポンプ１から吐出する
圧油は管路１Ａから管路１Ｅを介して油圧アクチュエー
タ７のボトム室ｂに流入し、油圧アクチュエータ７のヘ
ッド室ａの油は管路１Ｆから同弁４を通ってタンクへド
レーンされる。これにより、油圧アクチュエータ７は伸
長駆動する。前記各パイロット管路２０ｃ，２０ｄは、
それぞれのパイロット圧を検出する油圧センサ２０ａ，
２０ｂ（以下、操作量検出手段２０ａ，２０ｂと言
う。）と接続している。この検出手段２０ａ，２０ｂで
検出される油圧信号ＰA,ＰB は制御手段４０に入力して
いる。

【００１５】前記油圧ポンプ１は、斜板角を増加あるい
は減少せしめる制御シリンダ２と接続している。また、
制御シリンダ２の一端側の制御圧導入室ａは、ＬＳ弁３
と接続している。ＬＳ弁３の一端側の操作部３ａは、前
記負荷圧を導くパイロット管路１ｇと接続している。同
弁３の一端側は、ばね３ｂにより付勢されている。同弁
３の他端側の操作部３ｃは、前記制御圧を導く分岐導管
１ａを介してさらに分岐する導管１ｃと接続している。
また、同弁３の他端側の操作部３ｄは、制御圧管路３０
ａを介して電磁式制御弁３０と接続している。同弁３０
は、制御圧を吐出する制御油圧源３１と接続するととも
に、操作部３０ｂは制御手段４０と接続している。即
ち、ＬＳ弁３の操作部３ｃには、油圧ポンプ１から吐出
される制御圧が作用し、同弁３の操作部３ｂには、油圧
アクチュエータ７の負荷圧が作用するようになってお
り、いずれも油圧制御装置の内部の油圧が作用するよう
になっている。同弁３の操作部３ｄには、制御手段４０
からの指令信号により外部の制御圧が作用するようにな
っている。図１に示す、制御シリンダ２と、ＬＳ弁３と
からなる油圧ポンプ１の斜板角の増加あるいは減少せし
める制御機構をレギュレータ１０と言う。本発明のレギ
ュレータ１０は、図１に示す制御シリンダ２とＬＳ弁３
にて説明するが、油圧ポンプ１の吐出圧と、油圧アクチ
ュエータ７の負荷圧との差圧により油圧ポンプ１の斜板
角を制御するものであれば、図１に示す構造以外のレギ
ュレータでも良い。

【００１６】図１に示す油圧ポンプ１の斜板角を制御す
るレギュレータ１０の作動について説明する。詳しくは
後述する制御手段４０は、パイロット弁２０から出力さ
れるパイロット圧ＰA,ＰB を受けてそのパイロット圧に
応じて操作レバー２０Ａの操作量（ストローク）に変換
する。この操作量に対応する指令信号ｉ1 を電磁式制御
弁３０に出力し、同弁３０をａ位置に切換えるようにな
っている。この電磁式制御弁３０がａ位置に切換わると
制御圧油圧源３１からの制御圧はＬＳ弁３の操作部３ｄ
に作用する。同弁３の操作部３ｃには油圧ポンプ１の吐
出圧が作用しており、同弁３の操作部３ａには油圧アク
チュエータ７の負荷圧が作用している。ＬＳ弁３の操作
部３ｃに作用する油圧ポンプ１の吐出圧と、同弁３の操
作部３ｄに作用する電磁式制御弁３０から出力される制
御圧との合計した圧力に対して、同弁３の操作部３ａに
作用する油圧アクチュエータ７の負荷圧と、ばね３ｂの
ばね力との合計の圧力が小さいときは、ＬＳ弁３はｂ位
置に切換わる。このため、油圧ポンプ１から吐出される
油圧が分岐導管１ａからＬＳ弁３のｂ位置を通って制御
シリンダ２の制御圧導入室ａに流入する。これにより、
制御シリンダ２は図に示す右方向に作動して油圧ポンプ
１の斜板角を増加させて吐出量を多くする制御が行われ
る。この逆の時は、ＬＳ弁３がａ位置となり制御シリン
ダ２の制御圧導入室ａに流入していた制御圧がタンクへ
ドレーンされる。これにより、制御シリンダ２の制御圧
導入室ｂに流入する油圧ポンプ１の油圧と、ばね２ｃに
より、同シリンダ２は図に示す左方向に作動して油圧ポ
ンプ１の斜板角を減少させて吐出量を少なくする制御が
行われるようになっている。即ち、操作レバー２０Ａの
操作量に応じてパイロット弁２０から出力されるパイロ
ット圧を操作量検出手段２０ａ，２０ｂから制御手段４
０に入力される。制御手段４０は、演算した結果に基づ
いて電磁式制御弁３０に指令信号ｉ1 を出力する。これ
により、ＬＳ弁３は、電磁式制御弁３０から出力される
制御圧によって、ロードセンシング（ＬＳ）差圧を可変
として油圧ポンプ１の吐出量を制御するようになってい
る。

【００１７】次に、油圧制御装置の第２実施例を図２に
より説明する。第２実施例を１つの油圧アクチュエータ
を駆動する油圧制御装置で説明するが、図１と同様に、
油圧ショベル等の建設機械のブーム、アーム、およびバ
ケット等の作業機、上部旋回体を旋回せしめる旋回装置
を駆動する複数のアクチュエータを駆動する油圧制御装
置に適用できるものである。尚、図１と同様の符号を付
したものは同一機能を有するので説明は省略する。ポテ
ンショメータ等の信号出力器４５（以下、操作量検出手
段４５と言う。）は電気レバー４５Ａ（以下、電気式操
作手段４５Ａと言う。）の操作量（操作変位）に対応す
る電圧信号Ｖａ，Ｖｂを発生し、この電圧信号Ｖａ，Ｖ
ｂは制御手段４０に入力している。この制御手段４０は
前記信号出力器４５から入力される電圧信号Ｖａ，Ｖｂ
に基づいて指令信号ｉ1,ｉ2,ｉ3 を出力するようになっ
ている。指令信号ｉ1 は、電磁式制御弁３０に出力され
ので同弁３０はａ位置に切換わるようになっている。ま
た、指令信号ｉ2,ｉ3 は電磁式流量制御弁４６のそれぞ
れの操作部４６ａ，４６ｂに出力するようになってい
る。前記電気式操作手段４５ＡをＦ側に操作することに
より電圧信号Ｖａを制御手段４０に出力し、この制御手
段４０から指令信号ｉ2 が電磁式流量制御弁４６の操作
部４６ｂに出力され、同弁４６はｂ位置に切換わる。ま
た、同操作手段４５ＡをＲ側に操作することにより電圧
信号Ｖｂを制御手段４０に出力し、この制御手段４０か
ら指令信号ｉ3 が電磁式流量制御弁４６の操作部４６ａ
に出力され、同弁４６はａ位置に切換わるようになって
いる。以下の作動説明は前述の如く第１実施例の図１で
説明したものと同一であり、ここでは説明を省略する。

【００１８】図１，図２で説明した第１実施例及び第２
実施例の油圧制御装置の制御手段４０の詳細について図
３により説明する。尚、制御手段４０は図１の第１実施
例と、図２の第２実施例とは入力信号、及び指令信号が
異なるが便宜上１つの図で説明する。次に、図２に示す
制御手段４０は、操作レバー２０Ａと連動するパイロッ
ト弁２０からなる操作手段の操作信号ＰA,ＰB 、あるい
は、電気式操作手段４５の操作信号Ｖａ，Ｖｂを入力す
る信号入力手段４０ａと、記憶手段４０ｃに記憶した関
数マップを用いて、同記憶手段４０ｃに記憶した関数マ
ップにしたがって油圧ポンプ１の吐出量を演算する演算
手段４０ｂと、演算手段４０ｂで求めた油圧ポンプ１の
吐出量、及び電磁式制御弁３０を制御するための指令信
号ｉ1 、あるいは電磁式流量制御弁４６を切換えるため
の指令信号ｉ2,ｉ3 を出力する信号出力手段４０ｄを備
えている。

【００１９】前記記憶手段４０ｃに記憶されている関数
マップについて図１，図２を参照して図４乃至図８，図
１０により説明する。先ず、図４は、操作レバー速度Ｖ
S （操作手段の操作速度ＶS ）と、パイロット圧ＰA
（Ｐb ）／ｔの時間変化との第１関数マップを示してい
る。尚、図4 は、操作手段を図１に示すパイロット油圧
式の操作手段２５，３５を用いたときの例を示してお
り、これ代えて図２に示す電気式操作手段４５Ａを用い
るときは図４の横軸は電圧信号となる。図４に示す、操
作レバー速度ＶS と、パイロット圧Ｐa （Ｐb ）／ｔと
は、ＶS ＝ｆ（Ｖa （Ｖb ）／ｔ）の関数関係にある。
線Ａに示すようにパイロット圧Ｐa （Ｐb ）／ｔに対す
る操作レバー速度ＶSが記憶手段４０ｃに記憶されてい
る。

【００２０】図５に示す、油圧ポンプ吐出量Ｑと、操作
レバー速度ＶS とは第２関数マップを示しており、Ｑ＝
ｆ（ＶS ）の関数関係にある。線Ｂに示すように操作レ
バー速度ＶS に対する油圧ポンプ吐出量Ｑが記憶手段４
０ｃに記憶されている。図６は、ＬＳ（ロードセンシン
グ）セット圧ＰS と、操作レバー速度ＶS とは第３関数
マップを示している。図６に示すように、操作レバー速
度ＶS の遅い点Ｃ1 から点Ｃ2 までの領域は、操作レバ
ー速度ＶS が速くなるに伴って、ＬＳセット圧が高くな
り、点Ｃ2 より後は右側にほぼ平行な線Ｃに示す関数関
係にある。

【００２１】図７に示す、ＬＳセット圧上昇速度ＰSV
と、操作レバー速度ＶS とは第４関数マップを示してい
る。図７に示すように、操作レバー速度ＶS の上昇に応
じて、ＬＳセット圧上昇速度ＰSVが速くなるように設定
されている。この第４関数マップによれば、操作レバー
速度ＶS が速いときは油圧ポンプの斜板角の増加を速く
する（油圧ポンプの吐出量の増加を速くする）ことがで
きるようになっている。図８に示す第５の関数マップ
は、縦軸に油圧ポンプの吐出量Ｑと、横軸に操作レバー
ストロークＳ（操作手段の操作量）を表している。線Ｅ
は操作レバー速度ＶS が速いときを示しており、点線Ｆ
は操作レバー速度ＶS が遅いときを示している。これに
より、操作レバー速度ＶS が速い（ダンプ積込作業等）
ときは線Ｅに示すように油圧ポンプの吐出量Ｑが制御さ
れ、操作レバー速度が遅い（整地整正作業等）ときは、
前記油圧ポンプの吐出量Ｑより少ない吐出量Ｑにより制
御されるようになっている。操作レバーストロークＳ
は、前記パイロット圧信号Ｐａ，Ｐｂ（操作手段の操作
信号）から所定の演算により求めるようになっている。
前記第１〜第５の関数マップを適宜組合わせて用いるこ
とにより、前述の如く、操作手段の操作速度（操作レバ
ー速度）に応じて適切な油圧ポンプの吐出量が制御さ
れ、アクチュエータに必要な圧油を供給することができ
る。

【００２２】図９は、制御手段４０の他の実施例を示す
ものである。図３と同一符号を付したものは同一機能を
有するので説明は省略する。演算手段４０ｂと信号出力
手段４０ｄとの間に、キャンセル手段４０ｅが設けてあ
る。このキャンセル手段４０ｅは、外部からのキャンセ
ル信号により演算手段４０ｂで演算された演算データを
信号出力手段４０ｄへ送ることを遮断するようになって
いる。これにより、キャンセル信号がキャンセル手段４
０ｅに入力されたときは制御手段４０から指令信号ｉ1
は出力されないようになっている。図１０は、図９に示
す制御手段４０の記憶手段４０ｃに記憶される第６関数
マップを示している。図１０に示すＬＳセット圧ＰS
と、操作レバー速度ＶS とは線Ｇに示す関数関係にあ
り、操作レバー速度ＶS が遅いときから速いときの領域
にわたって、一定の右上がりの線Ｇに設定されている。
この第６関数マップも前記第１〜第５関数マップとの組
合わせにより適宜用いることができる。

【００２３】図１乃至図１０の作動について説明する。
本発明の建設機械の油圧制御装置によれば、図１１，図
１２に示す従来の油圧制御装置の問題は全て解消され、
操作手段の操作速度に応じて油圧ポンプの吐出量が制御
されるので、各種作業に対応してオペレータの操作手段
を速く操作、あるいは、遅く操作する意思に基づいて、
アクチュエータへの圧油の供給量が適切に行われるの
で、前記各種の作業に適したアクチュエータ駆動速度に
て作業することができる。また、簡単な制御回路により
実現できるので製作が容易となるととも、作業モードス
イッチ等の外部信号を新たに付設する必要もなくコスト
も安価な油圧制御装置とすることができる。

【００２４】また、油圧ポンプの吐出量Ｑと、操作手段
の操作速度ＶS との関数関係が図５に示すように、Ｑ＝
ｆ（ＶS ）の線Ｂとなるようにしてあるので、さらにオ
ペレータの操作手段を操作する意思に基づいて油圧ポン
プの吐出量が制御されるので作業性が向上する。

【００２５】さらに、図６，あるいは図７，図１０に示
すように、ロードセンシングセット圧（ＬＳセット圧）
と、操作手段の操作速度（操作レバー速度）との関数関
係に設定しておけば、さらに油圧ポンプの吐出量を制御
するレギュレータを実作業に適した精度よく制御され
る。

【００２６】さらにまた、外部からのキャンセル信号が
制御手段に入力されることにより、前記操作手段の操作
速度に応じた油圧ポンプの吐出量を制御するためのレギ
ュレータ１０を作動させる電磁式制御弁３０への指令信
号ｉ1 の出力は停止することができるようになつてい
る。この場合は、油圧ポンプの吐出量は、油圧ポンプの
吐出圧と、流量制御弁の下流側の圧（アクチュエータの
負荷圧）との差圧により制御される。このように、操作
手段の操作速度に応じて油圧ポンプの吐出量の制御を自
動的に行う、あるいは、その制御をキャンセルすること
が可能となっている。

【００２７】また、操作手段をパイロット油圧式、ある
いは、電気式とすることができるので、小型から大型の
油圧ショベル等の建設機械の仕様に応じて適宜選択する
ことができるので有用である。

【００２８】そして、本発明に係る建設機械の油圧制御
方法によれば、図１乃至図１０の油圧制御装置を用いる
ことにより、操作手段の操作速度に応じて油圧ポンプの
吐出量が増減されるので、各種作業に対応してオペレー
タが操作手段を速く操作、あるいは、遅く操作する意思
に基づいて、アクチュエータへの圧油の供給量が適切に
行われるので、前記各種の作業に適したアクチュエータ
駆動速度にて作業することができる。

【００２９】本発明の建設機械の油圧制御装置およびそ
の油圧制御方法を油圧ショベル等の建設機械について説
明したが、建設機械以外の複数のアクチュエータにより
作業機を駆動する産業車両にも適用できることは言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建設機械の油圧制御装置の第１実
施例を説明する図である。

【図２】本発明に係る建設機械の油圧制御装置の第２実
施例を説明する図である。

【図３】同、制御手段を説明する図である。

【図４】同、記憶手段に記憶される第１関数マップであ
る。

【図５】同、記憶手段に記憶される第２関数マップであ
る。

【図６】同、記憶手段に記憶される第３関数マップであ
る。

【図７】同、記憶手段に記憶される第４関数マップであ
る。

【図８】同、記憶手段に記憶される第５関数マップであ
る。

【図９】同、制御手段の他の実施例である。

【図１０】同、記憶手段に記憶される第６関数マップで
ある。

【図１１】従来の油圧制御装置を説明する図である。

【図１２】同、ポンプ吐出量の制御を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１…可変容量型油圧ポンプ、２…制御シリンダ、３…ロ
ードセンシング弁（ＬＳ弁）、４…流量制御弁、７…油
圧アクチュエータ、１０…レギュレータ、２０…パイロ
ット弁、２０Ａ…操作レバー、２０ａ，２０ｂ…操作量
検出手段、３０…電磁式制御弁、４０…制御手段、４５
…操作量検出手段、４５Ａ…電気式操作手段（電気レバ
ー）、４６…電磁式制御弁。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプと、ブーム、アーム、および
   バケット等の作業機、及び車体を旋回せしめる旋回装置
   を駆動する複数のアクチュエータと、油圧ポンプから吐
   出される圧油を複数のアクチュエータへ供給する各流量
   制御弁と、各流量制御弁の開口面積を制御する各操作手
   段と、油圧ポンプの吐出圧とアクチュエータの負荷圧と
   の差圧により油圧ポンプの吐出量を制御するレギュレー
   タとを備えた建設機械の油圧制御装置において、 操作手段(20,20A,45A)の操作信号を検出する操作信号検
   出手段(20a,20b,45)と、操作信号検出手段(20a,20b,45)
   からの信号を受けて、予め記憶されている油圧ポンプ
   (1) の吐出量と操作手段(20,20A,45A)の操作速度との関
   数により油圧ポンプ(1) の吐出量を演算し、その演算結
   果に基づいて油圧ポンプ(1) の吐出量を制御するように
   レギュレータ(10)を制御する電磁式制御弁(30)へ指令信
   号ｉ1 を出力する制御手段(40)とを設けたことを特徴と
   する建設機械の油圧制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
   おいて、前記制御手段(40)は、操作手段(20,20A,45A)の
   操作速度が速いときは油圧ポンプ(1) の吐出量を増加さ
   せ、かつ、その操作速度が遅いときは前記油圧ポンプ
   (1) の吐出量より増加を小さくするように設定される記
   憶手段(40c) を設けていることを特徴とする建設機械の
   油圧制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
   おいて、前記制御手段(40)は、操作手段(20,20A,45A)の
   操作速度に応じてロードセンシングセット圧を増加する
   ように設定される記憶手段(40c) を設けていることを特
   徴とする建設機械の油圧制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
   おいて、前記制御手段(40)は、操作手段(20,20A,45A)の
   操作速度に応じて油圧ポンプ(1) の吐出量を制御するレ
   ギュレータ(10)を制御する電磁式制御弁(30)への指令信
   号ｉ1 の出力を、外部からのキャンセル信号により停止
   するキャンセル手段(40e) を設けたことを特徴とする建
   設機械の油圧制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の建設機械の油圧制御装置
   おいて、前記操作手段(20,20A,45A)は、パイロット油圧
   源からの圧油を操作手段(20,20A,45A)の操作速度に応じ
   たパイロット圧で、あるいは、操作速度に応じたポテン
   ショメータの電圧信号を出力する構成としたことを特徴
   とする建設機械の油圧制御装置。
6. 【請求項６】 油圧ポンプと、ブーム、アーム、および
   バケット等の作業機、及び車体を旋回せしめる旋回装置
   を駆動する複数のアクチュエータと、油圧ポンプから吐
   出される圧油を複数のアクチュエータへ供給する各流量
   制御弁と、各流量制御弁の開口面積を制御する各操作手
   段と、油圧ポンプの吐出量を制御するレギュレータとを
   備え、油圧ポンプの吐出量を制御するようにした建設機
   械の油圧制御方法において、 油圧ポンプの吐出量を操作手段の操作速度に応じて増減
   するようにしたことを特徴とする建設機械の油圧制御方
   法。