JPH1182414A - 作業機の油圧制御装置 - Google Patents
作業機の油圧制御装置Info
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- JPH1182414A JPH1182414A JP24934197A JP24934197A JPH1182414A JP H1182414 A JPH1182414 A JP H1182414A JP 24934197 A JP24934197 A JP 24934197A JP 24934197 A JP24934197 A JP 24934197A JP H1182414 A JPH1182414 A JP H1182414A
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- pressure
- actuator
- bleed
- control valve
- opening
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 方向制御弁7,8のブリードオフ開口に背圧
を加えることにより、作業機レバー15,16の不感域
を少なくすると共に、作動条件により異なる作業機レバ
ー15,16の操作量の差を減少させて操作感覚を向上
させ、同時に、作業機の速度、および駆動力を操作レバ
ー15,16の操作量で調整し易くする作業機の油圧制
御装置を提供する。 【解決手段】 ブリードオフ開口とタンクとを接続する
ブリードオフ管路10に介設され、かつ、ブリードオフ
開口に背圧を付加する背圧絞り弁21と、背圧絞り弁2
1に制御圧を供給する比例電磁式制御弁25と、パイロ
ット油圧を検出するパイロット油圧センサー17a,1
7bと、パイロット油圧センサー17a,17bからパ
イロット油圧信号を受けて比例電磁式制御弁25に制御
信号を出力して背圧絞り弁21を制御するコントローラ
30とを有する作業機の油圧制御装置。
を加えることにより、作業機レバー15,16の不感域
を少なくすると共に、作動条件により異なる作業機レバ
ー15,16の操作量の差を減少させて操作感覚を向上
させ、同時に、作業機の速度、および駆動力を操作レバ
ー15,16の操作量で調整し易くする作業機の油圧制
御装置を提供する。 【解決手段】 ブリードオフ開口とタンクとを接続する
ブリードオフ管路10に介設され、かつ、ブリードオフ
開口に背圧を付加する背圧絞り弁21と、背圧絞り弁2
1に制御圧を供給する比例電磁式制御弁25と、パイロ
ット油圧を検出するパイロット油圧センサー17a,1
7bと、パイロット油圧センサー17a,17bからパ
イロット油圧信号を受けて比例電磁式制御弁25に制御
信号を出力して背圧絞り弁21を制御するコントローラ
30とを有する作業機の油圧制御装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷役車両のような
作業機の油圧制御装置に関する。
作業機の油圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】油圧ポンプからの流量を、方向制御弁の
センタバイパス管路を介してタンクにブリードオフする
ことにより、アクチュエータの速度を制御するブリード
オフ制御は、作業機の油圧制御装置に広く使用されてい
る。ブリードオフ制御の方向制御弁は、アクチュエータ
に接続されたメータイン開口を開き始めるメータイン開
始点から、タンクに接続されたブリードオフ開口を全閉
し、油圧ポンプからの流量を全量アクチュエータに供給
するブリードオフ閉止点まで、スプールストロークに応
じてメータイン開口を増加すると共に、ブリードオフ開
口を減少させる。作業機レバーの操作量に対して一次の
増加関数となるパイロット油圧を、パイロット比例制御
弁から方向制御弁のパイロット部に供給すると、方向制
御弁のスプールはパイロット油圧に応じてストロークす
る。そのため、パイロット油圧に応じてアクチュエータ
に供給される圧油の流量が変化しアクチュエータの速度
が制御される。
センタバイパス管路を介してタンクにブリードオフする
ことにより、アクチュエータの速度を制御するブリード
オフ制御は、作業機の油圧制御装置に広く使用されてい
る。ブリードオフ制御の方向制御弁は、アクチュエータ
に接続されたメータイン開口を開き始めるメータイン開
始点から、タンクに接続されたブリードオフ開口を全閉
し、油圧ポンプからの流量を全量アクチュエータに供給
するブリードオフ閉止点まで、スプールストロークに応
じてメータイン開口を増加すると共に、ブリードオフ開
口を減少させる。作業機レバーの操作量に対して一次の
増加関数となるパイロット油圧を、パイロット比例制御
弁から方向制御弁のパイロット部に供給すると、方向制
御弁のスプールはパイロット油圧に応じてストロークす
る。そのため、パイロット油圧に応じてアクチュエータ
に供給される圧油の流量が変化しアクチュエータの速度
が制御される。
【0003】図9によりブリードオフ制御の方向制御弁
の特性を説明する。横軸に作業機レバーの操作量LS を
とると、メータイン開口Amiを全閉し、油圧ポンプから
の流量を全量ブリードオフする中立点の操作量O(以
後、中立点Oと記す)から、ブリードオフ開口Aboを全
閉するブリードオフ閉止点の操作量Obo(以後、ブリー
ドオフ閉止点Oboと記す)まで、実線で示すように、方
向制御弁のスプールストロークに応じてメータイン開口
Amiを増加すると共に、ブリードオフ開口Aboを減少さ
せる。パイロット比例制御弁の発生するパイロット油圧
F0 は、横軸に作業機レバーの操作量LS をとり縦軸に
パイロット油圧pをとると、メータイン開始点の操作量
Omi(以後、メータイン開始点Omiと記す)時のパイロ
ット油圧pmiと、フリードオフ閉止点Oboのパイロット
油圧pboとを満足し、操作量LS に対する一次の増加関
数で示される。
の特性を説明する。横軸に作業機レバーの操作量LS を
とると、メータイン開口Amiを全閉し、油圧ポンプから
の流量を全量ブリードオフする中立点の操作量O(以
後、中立点Oと記す)から、ブリードオフ開口Aboを全
閉するブリードオフ閉止点の操作量Obo(以後、ブリー
ドオフ閉止点Oboと記す)まで、実線で示すように、方
向制御弁のスプールストロークに応じてメータイン開口
Amiを増加すると共に、ブリードオフ開口Aboを減少さ
せる。パイロット比例制御弁の発生するパイロット油圧
F0 は、横軸に作業機レバーの操作量LS をとり縦軸に
パイロット油圧pをとると、メータイン開始点の操作量
Omi(以後、メータイン開始点Omiと記す)時のパイロ
ット油圧pmiと、フリードオフ閉止点Oboのパイロット
油圧pboとを満足し、操作量LS に対する一次の増加関
数で示される。
【0004】このように、パイロット油圧F0 は、実線
で示すように、操作量LS に対して一次の増加関数で示
されるため、方向制御弁のスプールストロークも操作量
LSに対して一次の増加関数となり、図9の横軸では操
作量LS とスプールストロークとを同一尺度で示してあ
る。そのため、中立点O、メータイン開始点Omi、ブリ
ードオフ閉止点Obo等は、操作量LS とスプールストロ
ークとに共通している。エンジン定格回転数で、積荷時
と空荷時のアクチュエータ流量Q、およびローアイドル
で積荷時と空荷時のアクチュエータ流量Qをそれぞれ実
線で示す。また、バケット等の荷役作業機上昇の際に
は、アクチュエータ駆動圧Pは、破線で示すように、空
荷時のアクチュエータ起動点m1 のアクチュエータ駆動
圧P1 と、積荷時のアクチュエータ起動点m2 のアクチ
ュエータ駆動圧P2 を通るように変化する。
で示すように、操作量LS に対して一次の増加関数で示
されるため、方向制御弁のスプールストロークも操作量
LSに対して一次の増加関数となり、図9の横軸では操
作量LS とスプールストロークとを同一尺度で示してあ
る。そのため、中立点O、メータイン開始点Omi、ブリ
ードオフ閉止点Obo等は、操作量LS とスプールストロ
ークとに共通している。エンジン定格回転数で、積荷時
と空荷時のアクチュエータ流量Q、およびローアイドル
で積荷時と空荷時のアクチュエータ流量Qをそれぞれ実
線で示す。また、バケット等の荷役作業機上昇の際に
は、アクチュエータ駆動圧Pは、破線で示すように、空
荷時のアクチュエータ起動点m1 のアクチュエータ駆動
圧P1 と、積荷時のアクチュエータ起動点m2 のアクチ
ュエータ駆動圧P2 を通るように変化する。
【0005】(1)ブリードオフ開口Aboを通過する圧
油の流量をQ、ブリードオフ開口Abo前後の圧力差をΔ
P、ブリードオフ開口の流量係数をCとすると、次の関
係式が成立することが知られている。 Q=CAbo√P・・・・・式 エンジンのローアイドル時にエンジン回転数が減少し
て、油圧ポンプの吐出量、即ち、ブリードオフ開口Abo
に流入する圧油の流量Qが減少する。流量Qが減少して
も所定のアクチュエータ駆動圧P(空荷時はP1 、積荷
時はP2 )を保持するには、式から分かるようにブリ
ードオフ開口Aboを減少させる必要がある。即ち、アク
チュエータ起動点は、空荷時にはエンジン定格回転数の
時のm1 からローアイドル時のn1 に、積荷時にはエン
ジン定格回転数の時のm2 からローアイドル時のn2
に、作業機レバーの操作量Lsが増加する。
油の流量をQ、ブリードオフ開口Abo前後の圧力差をΔ
P、ブリードオフ開口の流量係数をCとすると、次の関
係式が成立することが知られている。 Q=CAbo√P・・・・・式 エンジンのローアイドル時にエンジン回転数が減少し
て、油圧ポンプの吐出量、即ち、ブリードオフ開口Abo
に流入する圧油の流量Qが減少する。流量Qが減少して
も所定のアクチュエータ駆動圧P(空荷時はP1 、積荷
時はP2 )を保持するには、式から分かるようにブリ
ードオフ開口Aboを減少させる必要がある。即ち、アク
チュエータ起動点は、空荷時にはエンジン定格回転数の
時のm1 からローアイドル時のn1 に、積荷時にはエン
ジン定格回転数の時のm2 からローアイドル時のn2
に、作業機レバーの操作量Lsが増加する。
【0006】(2)エンジン回転数が一定で、ブリード
オフ開口Aboを通過する圧油の流量Qが一定のとき、作
業機が空荷状態から積荷状態になると、アクチュエータ
が起動するためのアクチュエータ駆動圧Pが空荷時のP
1 から積荷時のP2 まで増加するため、式から分かる
ようにブリードオフ開口Aboが減少するようにスプール
をストロークさせる必要がある。即ち、アクチュエータ
起動点は、エンジン定格回転数の時には空荷時のm1 か
ら積荷時のm2 まで、また、ローアイドル時には空荷時
のn1 から積荷時のn2 まで増加する。
オフ開口Aboを通過する圧油の流量Qが一定のとき、作
業機が空荷状態から積荷状態になると、アクチュエータ
が起動するためのアクチュエータ駆動圧Pが空荷時のP
1 から積荷時のP2 まで増加するため、式から分かる
ようにブリードオフ開口Aboが減少するようにスプール
をストロークさせる必要がある。即ち、アクチュエータ
起動点は、エンジン定格回転数の時には空荷時のm1 か
ら積荷時のm2 まで、また、ローアイドル時には空荷時
のn1 から積荷時のn2 まで増加する。
【0007】
(1)エンジンが定格回転数からローアイドルになり、
エンジン回転数が低下して油圧ポンプの吐出量が減少
し、方向制御弁に流入する圧油の流量Qが減少すると、
空荷時のアクチュエータ起動点はm1 からn1 に、積荷
時のアクチュエータ起動点はm2 からn2 に作業機レバ
ーの操作量Lsが増加する。また、作業機が空荷状態か
ら積荷状態になり、アクチュエータ駆動圧Pが空荷時の
P1 から積荷時のP2 まで増加すると、アクチュエータ
起動点は、エンジン定格回転数の時にはm1 からm2
に、ローアイドル時にはn1 からn2 まで増加する。そ
のため、アクチュエータ起動点までの作業機レバーの不
感域が増大する問題がある。 (2)下流側のアクチュエータ負荷が上流側のアクチュ
エータ負荷より大きい同時操作時に、両アクチュエータ
負荷の差が大きくなると、油圧ポンプからの圧油量が上
流側のアクチュエータへ殆ど流れ、下流側のアクチュエ
ータの圧油量が不足する。このため、上流側の方向制御
弁のブリードオフ開口を絞ると共に、下流側の方向制御
弁のブリードオフ開口を略全閉まて絞り、かつ、メータ
イン開口を増大させて、下流側のアクチュエータの圧油
量を確保している。従って、下流側の方向制御弁の操作
量が増大するため操作性が低下する問題があった。
エンジン回転数が低下して油圧ポンプの吐出量が減少
し、方向制御弁に流入する圧油の流量Qが減少すると、
空荷時のアクチュエータ起動点はm1 からn1 に、積荷
時のアクチュエータ起動点はm2 からn2 に作業機レバ
ーの操作量Lsが増加する。また、作業機が空荷状態か
ら積荷状態になり、アクチュエータ駆動圧Pが空荷時の
P1 から積荷時のP2 まで増加すると、アクチュエータ
起動点は、エンジン定格回転数の時にはm1 からm2
に、ローアイドル時にはn1 からn2 まで増加する。そ
のため、アクチュエータ起動点までの作業機レバーの不
感域が増大する問題がある。 (2)下流側のアクチュエータ負荷が上流側のアクチュ
エータ負荷より大きい同時操作時に、両アクチュエータ
負荷の差が大きくなると、油圧ポンプからの圧油量が上
流側のアクチュエータへ殆ど流れ、下流側のアクチュエ
ータの圧油量が不足する。このため、上流側の方向制御
弁のブリードオフ開口を絞ると共に、下流側の方向制御
弁のブリードオフ開口を略全閉まて絞り、かつ、メータ
イン開口を増大させて、下流側のアクチュエータの圧油
量を確保している。従って、下流側の方向制御弁の操作
量が増大するため操作性が低下する問題があった。
【0008】(3)エンジン回転数により油圧ポンプの
吐出量が変化して、方向制御弁に流入する圧油の流量Q
が変化したり、作業機の作業状態によりアクチュエータ
駆動圧Pが変化すると、アクチュエータ起動点は、エン
ジン定格回転数時のm1 ,m2、ローアイドル時のn1
,n2 と大きく変化するため、オペレータは作業機の
動作を見ながら、エンジン回転数やアクチユエータの負
荷圧によって、作業機レバーの操作を頻繁に補正する必
要があり、操作性を低下させる問題がある。 (4)また、アクチュエータ起動点がエンジン定格回転
数時のm1 ,m2 、ローアイドル時のn1 ,n2 となる
操作量Lsを減少させるために、操作量Lsに対して方
向制御弁のメータイン開口Amiの大きさを変えずに、ブ
リードオフ開口Aboを減少させると、ポンプ吐出量が増
加したときメータイン開口Amiからアクチュエータに供
給される流量Qが増大し過ぎる問題がある。そのため、
メータイン開口Amiとブリードオフ開口Aboとを減少さ
せると、両開口Ami,Aboにおける圧力損失が増加する
問題がある。
吐出量が変化して、方向制御弁に流入する圧油の流量Q
が変化したり、作業機の作業状態によりアクチュエータ
駆動圧Pが変化すると、アクチュエータ起動点は、エン
ジン定格回転数時のm1 ,m2、ローアイドル時のn1
,n2 と大きく変化するため、オペレータは作業機の
動作を見ながら、エンジン回転数やアクチユエータの負
荷圧によって、作業機レバーの操作を頻繁に補正する必
要があり、操作性を低下させる問題がある。 (4)また、アクチュエータ起動点がエンジン定格回転
数時のm1 ,m2 、ローアイドル時のn1 ,n2 となる
操作量Lsを減少させるために、操作量Lsに対して方
向制御弁のメータイン開口Amiの大きさを変えずに、ブ
リードオフ開口Aboを減少させると、ポンプ吐出量が増
加したときメータイン開口Amiからアクチュエータに供
給される流量Qが増大し過ぎる問題がある。そのため、
メータイン開口Amiとブリードオフ開口Aboとを減少さ
せると、両開口Ami,Aboにおける圧力損失が増加する
問題がある。
【0009】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たもので、作業機レバーの操作量に対するパイロット油
圧を調整することにより、作業機レバーの不感域を少な
くすると共に、作動条件により異なる作業機レバーの操
作量の差を減少させて操作感覚を向上させる作業機の油
圧制御装置を提供することを目的としている。
たもので、作業機レバーの操作量に対するパイロット油
圧を調整することにより、作業機レバーの不感域を少な
くすると共に、作動条件により異なる作業機レバーの操
作量の差を減少させて操作感覚を向上させる作業機の油
圧制御装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段、作用および効果】上記の
目的を達成するために、本発明に係る作業機の油圧制御
装置の第1発明は、作業機を駆動するアクチュエータ
と、アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、油
圧ポンプとアクチュエータを接続する管路に介設され、
アクチュエータに接続されたメータイン開口を開き始め
るメータイン開始点から、タンクに接続されたブリード
オフ開口を全閉し、油圧ポンプからの流量を全量アクチ
ュエータに供給するブリードオフ閉止点まで、スプール
のストロークに応じてメータイン開口を増加すると共
に、ブリードオフ開口を減少させる方向制御弁と、作業
機レバーの操作量に応じたパイロット油圧を発生し、こ
のパイロット油圧を方向制御弁のパイロット部に供給す
る比例圧力制御弁とを有する作業機の油圧制御装置にお
いて、ブリードオフ開口とタンクとを接続するブリード
オフ管路に介設され、かつ、ブリードオフ開口に背圧を
付加する背圧絞り弁と、背圧絞り弁に制御圧を供給する
比例電磁式制御弁と、パイロット油圧を検出するパイロ
ット油圧センサーと、パイロット油圧センサーからのパ
イロット油圧信号を受けて比例電磁式制御弁に制御信号
を出力して背圧絞り弁を制御するコントローラとを有す
ることを特徴とする。
目的を達成するために、本発明に係る作業機の油圧制御
装置の第1発明は、作業機を駆動するアクチュエータ
と、アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、油
圧ポンプとアクチュエータを接続する管路に介設され、
アクチュエータに接続されたメータイン開口を開き始め
るメータイン開始点から、タンクに接続されたブリード
オフ開口を全閉し、油圧ポンプからの流量を全量アクチ
ュエータに供給するブリードオフ閉止点まで、スプール
のストロークに応じてメータイン開口を増加すると共
に、ブリードオフ開口を減少させる方向制御弁と、作業
機レバーの操作量に応じたパイロット油圧を発生し、こ
のパイロット油圧を方向制御弁のパイロット部に供給す
る比例圧力制御弁とを有する作業機の油圧制御装置にお
いて、ブリードオフ開口とタンクとを接続するブリード
オフ管路に介設され、かつ、ブリードオフ開口に背圧を
付加する背圧絞り弁と、背圧絞り弁に制御圧を供給する
比例電磁式制御弁と、パイロット油圧を検出するパイロ
ット油圧センサーと、パイロット油圧センサーからのパ
イロット油圧信号を受けて比例電磁式制御弁に制御信号
を出力して背圧絞り弁を制御するコントローラとを有す
ることを特徴とする。
【0011】第1発明によれば、方向制御弁の上流圧
は、ブリードオフ開口による絞り圧と背圧絞り弁による
背圧が加算された圧力となる。そのため、背圧絞り弁が
ないときのブリードオフ開口より、背圧に相当する分だ
け大きいブリードオフ開口(作業機レバーの少ない操作
量)でも方向制御弁に同じ上流圧が発生してアクチュエ
ータの流量が等しくなる。このように、パイロット油圧
に応じた背圧による分だけ、作業機レバーの操作量(メ
ータイン開口量)を減少させて、作業機レバーの不感域
を少なくできる。また、背圧絞り弁による背圧は、背圧
絞り弁の開口を作業機レバーの操作量(メータイン開口
量)に応じて、任意に調整することにより所望の値に設
定できる。従って、アクチュエータ負荷が大きい場合や
油圧ポンプ吐出量が少ない場合程、作業機レバーの操作
量が大きくなるため、作業機レバーの操作量の減少割合
を多く設定すれば、作業機レバーの操作量の差が減少し
て操作感覚を向上できる。さらに、操作レバーの操作量
に対する作業機の速度、および駆動力の変化率を調整で
きることからも操作性を向上できる。
は、ブリードオフ開口による絞り圧と背圧絞り弁による
背圧が加算された圧力となる。そのため、背圧絞り弁が
ないときのブリードオフ開口より、背圧に相当する分だ
け大きいブリードオフ開口(作業機レバーの少ない操作
量)でも方向制御弁に同じ上流圧が発生してアクチュエ
ータの流量が等しくなる。このように、パイロット油圧
に応じた背圧による分だけ、作業機レバーの操作量(メ
ータイン開口量)を減少させて、作業機レバーの不感域
を少なくできる。また、背圧絞り弁による背圧は、背圧
絞り弁の開口を作業機レバーの操作量(メータイン開口
量)に応じて、任意に調整することにより所望の値に設
定できる。従って、アクチュエータ負荷が大きい場合や
油圧ポンプ吐出量が少ない場合程、作業機レバーの操作
量が大きくなるため、作業機レバーの操作量の減少割合
を多く設定すれば、作業機レバーの操作量の差が減少し
て操作感覚を向上できる。さらに、操作レバーの操作量
に対する作業機の速度、および駆動力の変化率を調整で
きることからも操作性を向上できる。
【0012】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第2
発明は、第1発明において、アクチュエータ負荷圧を検
出する負荷圧センサーと、油圧ポンプの吐出量を検出す
るポンプ吐出量センサーと、方向制御弁入力圧を検出す
る方向制御弁入力圧センサーと、これら各センサーから
信号を入力して、パイロット油圧の増加に応じてブリー
ドオフ開口の背圧を増加させると共に、方向制御弁入口
圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超えない
ように、比例電磁式制御弁に制御信号を出力するコント
ローラとを有することを特徴とする。
発明は、第1発明において、アクチュエータ負荷圧を検
出する負荷圧センサーと、油圧ポンプの吐出量を検出す
るポンプ吐出量センサーと、方向制御弁入力圧を検出す
る方向制御弁入力圧センサーと、これら各センサーから
信号を入力して、パイロット油圧の増加に応じてブリー
ドオフ開口の背圧を増加させると共に、方向制御弁入口
圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超えない
ように、比例電磁式制御弁に制御信号を出力するコント
ローラとを有することを特徴とする。
【0013】第2発明によれば、コントローラは各セン
サーから信号を入力して、パイロット油圧の増加に応じ
てブリードオフ開口の背圧を増加させると共に、方向制
御弁入口圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を
超えないように、比例電磁式制御弁を介して背圧絞り弁
を制御する。このように、ポンプ吐出量が少ないうち
は、パイロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の
背圧を増加させ、ポンプ吐出量が多くなっても方向制御
弁入口圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超
えないように背圧絞り弁が制御される。そのため、方向
制御弁入口圧が上昇し過ぎることがなく、また、アクチ
ュエータの速度はポンプ吐出量が多くなっても、作業機
レバーの操作量(メータイン開口量)によって決まるた
め、作業機レバーの操作量に比例したアクチュエータ速
度が得られる。
サーから信号を入力して、パイロット油圧の増加に応じ
てブリードオフ開口の背圧を増加させると共に、方向制
御弁入口圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を
超えないように、比例電磁式制御弁を介して背圧絞り弁
を制御する。このように、ポンプ吐出量が少ないうち
は、パイロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の
背圧を増加させ、ポンプ吐出量が多くなっても方向制御
弁入口圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超
えないように背圧絞り弁が制御される。そのため、方向
制御弁入口圧が上昇し過ぎることがなく、また、アクチ
ュエータの速度はポンプ吐出量が多くなっても、作業機
レバーの操作量(メータイン開口量)によって決まるた
め、作業機レバーの操作量に比例したアクチュエータ速
度が得られる。
【0014】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第3
発明は、第2発明において、複数のアクチュエータと、
最下流の方向制御弁のブリードオフ管路に介設された背
圧絞り弁と、複数のアクチュエータのそれぞれにタンデ
ム回路を構成し、対応する各方向制御弁、比例圧力制御
弁、パイロット油圧センサーおよび負荷圧センサーと、
最上流の方向制御弁の方向制御弁入力圧を検出する方向
制御弁入力圧センサーと、これら各センサーから信号を
入力して、各パイロット油圧検出値の最大値と各負荷圧
検出値の最大値とを求めた後、比例電磁式制御弁に出力
する制御信号を演算するコントローラを有することを特
徴とする。
発明は、第2発明において、複数のアクチュエータと、
最下流の方向制御弁のブリードオフ管路に介設された背
圧絞り弁と、複数のアクチュエータのそれぞれにタンデ
ム回路を構成し、対応する各方向制御弁、比例圧力制御
弁、パイロット油圧センサーおよび負荷圧センサーと、
最上流の方向制御弁の方向制御弁入力圧を検出する方向
制御弁入力圧センサーと、これら各センサーから信号を
入力して、各パイロット油圧検出値の最大値と各負荷圧
検出値の最大値とを求めた後、比例電磁式制御弁に出力
する制御信号を演算するコントローラを有することを特
徴とする。
【0015】第3発明によれば、複数のアクチュエータ
のうち、任意のアクチュエータを対応する方向制御弁で
制御するとき、コントローラは、操作されている比例圧
力制御弁のパイロット油圧を選択して、パイロット油圧
の増加に応じてブリードオフ開口の背圧を増加させると
共に、最上流の方向制御弁入口圧と、操作されているア
クチュエータ負荷圧とを選択して、方向制御弁入口圧と
アクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超えないよう
に、比例電磁式制御弁を介して背圧絞り弁を制御する。
従って、各アクチュエータ負荷圧に差があっても、最大
負荷圧を補償するように背圧絞り弁を制御し、方向制御
弁の入口圧が昇圧されるため、最大負荷のアクチュエー
タが下流側の場合でも、上流側の優先性を損なうことな
く下流側の操作性が向上できる。
のうち、任意のアクチュエータを対応する方向制御弁で
制御するとき、コントローラは、操作されている比例圧
力制御弁のパイロット油圧を選択して、パイロット油圧
の増加に応じてブリードオフ開口の背圧を増加させると
共に、最上流の方向制御弁入口圧と、操作されているア
クチュエータ負荷圧とを選択して、方向制御弁入口圧と
アクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超えないよう
に、比例電磁式制御弁を介して背圧絞り弁を制御する。
従って、各アクチュエータ負荷圧に差があっても、最大
負荷圧を補償するように背圧絞り弁を制御し、方向制御
弁の入口圧が昇圧されるため、最大負荷のアクチュエー
タが下流側の場合でも、上流側の優先性を損なうことな
く下流側の操作性が向上できる。
【0016】特に、下流側のアクチュエータ負荷が上流
側のアクチュエータ負荷より大きい同時操作時において
も、下流側のアクチュエータ負荷がさらに増加すると、
背圧絞り弁によりアクチュエータ負荷と方向制御弁の入
口圧との差圧が一定になるように方向制御弁の入口圧が
昇圧されて、アクチュエータに圧油が供給される。従っ
て、単独操作時の場合と同様にして、ブリードオフ開口
に背圧を作用させると方向制御弁の操作量が増大するこ
とがないため、タンデム回路による上流側のアクチュエ
ータの優先性を損なうことなく、下流側のアクチュエー
タの操作性も向上できる。
側のアクチュエータ負荷より大きい同時操作時において
も、下流側のアクチュエータ負荷がさらに増加すると、
背圧絞り弁によりアクチュエータ負荷と方向制御弁の入
口圧との差圧が一定になるように方向制御弁の入口圧が
昇圧されて、アクチュエータに圧油が供給される。従っ
て、単独操作時の場合と同様にして、ブリードオフ開口
に背圧を作用させると方向制御弁の操作量が増大するこ
とがないため、タンデム回路による上流側のアクチュエ
ータの優先性を損なうことなく、下流側のアクチュエー
タの操作性も向上できる。
【0017】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第4
発明は、第1,2,3発明における背圧絞り弁に代え
て、背圧リリーフ弁を設けることを特徴とする。
発明は、第1,2,3発明における背圧絞り弁に代え
て、背圧リリーフ弁を設けることを特徴とする。
【0018】第4発明によれば、背圧リリーフ弁により
発生するブリートオフ開口の背圧は、背圧リリーフ弁を
通過する流量によって変化することなく、パイロット油
圧に応じて設定されるため、正確、かつ、安定した値に
制御される。
発生するブリートオフ開口の背圧は、背圧リリーフ弁を
通過する流量によって変化することなく、パイロット油
圧に応じて設定されるため、正確、かつ、安定した値に
制御される。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る作業機の油圧
制御装置の各実施例について、図1〜図8の図面を参照
して詳述する。
制御装置の各実施例について、図1〜図8の図面を参照
して詳述する。
【0020】図1により、本発明に係る作業機の油圧制
御装置に関する第1実施例について説明する。図2にお
いて、前方車体1にはブーム2がブームシリンダ3によ
り回動自在に装着されている。また、ブーム2にはバケ
ット6がバケットリンク4を介してバケットシリンダ5
により回動自在に装着されている。図1において、エン
ジン13により駆動される油圧ポンプ9と作業機(ブー
ム2とバケット6)を駆動するアクチュエータ(ブーム
シリンダ3とバケットシリンダ6)を接続する管路に
は、図4以降で詳述する方向制御弁(タンデム回路で接
続された第1方向制御弁7と第2方向制御弁8)が介設
される。
御装置に関する第1実施例について説明する。図2にお
いて、前方車体1にはブーム2がブームシリンダ3によ
り回動自在に装着されている。また、ブーム2にはバケ
ット6がバケットリンク4を介してバケットシリンダ5
により回動自在に装着されている。図1において、エン
ジン13により駆動される油圧ポンプ9と作業機(ブー
ム2とバケット6)を駆動するアクチュエータ(ブーム
シリンダ3とバケットシリンダ6)を接続する管路に
は、図4以降で詳述する方向制御弁(タンデム回路で接
続された第1方向制御弁7と第2方向制御弁8)が介設
される。
【0021】下流の方向制御弁7,8のブリードオフ開
口とタンクとを接続するブリードオフ管路10には背圧
絞り弁21が配設される。作業機レバー(ブームレバー
15とバケットレバー16)の操作量Lsに応じて、比
例圧力制御弁15a,15b,16a,16bが発生す
るパイロット油圧は、方向制御弁7,8のパイロット部
に作用する。油圧ポンプの吐出量はポンプ吐出量センサ
ー14で検出され、比例圧力制御弁15b,16bが発
生するパイロット油圧はパイロット油圧センサー17
a,17bで検出され、アクチュエータ3,6のアクチ
ュエータ負荷圧は負荷圧センサー18a,18bで検出
され、最上流の方向制御弁入口圧は方向制御弁入口圧セ
ンサー24で検出されて、それぞれ図3に詳細を示すコ
ントローラ30に出力される。比例電磁式制御弁25は
コントローラ30から入力した制御信号に基づいて発生
した制御圧を背圧絞り弁21に供給する。本実施例はブ
ーム2の上昇時とバケット6のチルト時のみに本発明に
係る作業機の制御装置を適用する。
口とタンクとを接続するブリードオフ管路10には背圧
絞り弁21が配設される。作業機レバー(ブームレバー
15とバケットレバー16)の操作量Lsに応じて、比
例圧力制御弁15a,15b,16a,16bが発生す
るパイロット油圧は、方向制御弁7,8のパイロット部
に作用する。油圧ポンプの吐出量はポンプ吐出量センサ
ー14で検出され、比例圧力制御弁15b,16bが発
生するパイロット油圧はパイロット油圧センサー17
a,17bで検出され、アクチュエータ3,6のアクチ
ュエータ負荷圧は負荷圧センサー18a,18bで検出
され、最上流の方向制御弁入口圧は方向制御弁入口圧セ
ンサー24で検出されて、それぞれ図3に詳細を示すコ
ントローラ30に出力される。比例電磁式制御弁25は
コントローラ30から入力した制御信号に基づいて発生
した制御圧を背圧絞り弁21に供給する。本実施例はブ
ーム2の上昇時とバケット6のチルト時のみに本発明に
係る作業機の制御装置を適用する。
【0022】図1の構成によれば次のように作用する。
作業機レバー15,16の操作量Lsに応じて、比例圧
力制御弁15a,15b,16a,16bが発生するパ
イロット油圧により、方向制御弁7,8のスプールスト
ロークを制御する。そのため、油圧ポンプ9から吐出さ
れた圧油は作業機レバー15,16の操作量Lsに応じ
て、アクチュエータ3,5に供給され、作業機2,6の
速度が制御される。各センサー14,17a,17b,
18a,18b,24の検出値が図3に詳細を示すコン
トローラ30に入力すると、コントローラ30は、パイ
ロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の背圧を増
加させると共に、方向制御弁入口圧とアクチュエータ負
荷圧との差圧が一定値を超えないような制御信号を演算
する。比例電磁式制御弁25はコントローラ30からの
制御信号に基づいて背圧絞り弁21を制御する。
作業機レバー15,16の操作量Lsに応じて、比例圧
力制御弁15a,15b,16a,16bが発生するパ
イロット油圧により、方向制御弁7,8のスプールスト
ロークを制御する。そのため、油圧ポンプ9から吐出さ
れた圧油は作業機レバー15,16の操作量Lsに応じ
て、アクチュエータ3,5に供給され、作業機2,6の
速度が制御される。各センサー14,17a,17b,
18a,18b,24の検出値が図3に詳細を示すコン
トローラ30に入力すると、コントローラ30は、パイ
ロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の背圧を増
加させると共に、方向制御弁入口圧とアクチュエータ負
荷圧との差圧が一定値を超えないような制御信号を演算
する。比例電磁式制御弁25はコントローラ30からの
制御信号に基づいて背圧絞り弁21を制御する。
【0023】図3により、コントローラ30の作用につ
いて詳述する。(1)パイロット油圧センサー17a,
17bからパイロット油圧信号を入力すると、第1判断
回路31で大きい方のパイロット油圧信号を選択して、
絞り信号発生回路33に出力する。(2)ポンプ吐出量
センサー14で検出されたポンプ吐出量信号を入力する
と、背圧特性設定回路32で背圧絞り弁21または背圧
リリーフ弁23の背圧特性(作業機レバー15,16の
操作量Lsに対する背圧絞り弁21の開口、または背圧
リリーフ弁のリリーフ圧)が設定され、背圧特性信号を
絞り信号発生回路33に出力する。(3)絞り信号発生
回路33は、第1判断回路31からのパイロット油圧信
号と、背圧特性設定回路32からの背圧特性信号とによ
り、パイロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の
背圧を増加させる制御信号を演算して、第3判断回路3
4に出力する。(4)負荷圧センサー18a,18bか
らアクチュエータ負荷圧信号を入力すると、第2判断回
路35で大きい方のアクチュエータ負荷圧信号を選択し
て、差圧演算回路36に出力する。
いて詳述する。(1)パイロット油圧センサー17a,
17bからパイロット油圧信号を入力すると、第1判断
回路31で大きい方のパイロット油圧信号を選択して、
絞り信号発生回路33に出力する。(2)ポンプ吐出量
センサー14で検出されたポンプ吐出量信号を入力する
と、背圧特性設定回路32で背圧絞り弁21または背圧
リリーフ弁23の背圧特性(作業機レバー15,16の
操作量Lsに対する背圧絞り弁21の開口、または背圧
リリーフ弁のリリーフ圧)が設定され、背圧特性信号を
絞り信号発生回路33に出力する。(3)絞り信号発生
回路33は、第1判断回路31からのパイロット油圧信
号と、背圧特性設定回路32からの背圧特性信号とによ
り、パイロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の
背圧を増加させる制御信号を演算して、第3判断回路3
4に出力する。(4)負荷圧センサー18a,18bか
らアクチュエータ負荷圧信号を入力すると、第2判断回
路35で大きい方のアクチュエータ負荷圧信号を選択し
て、差圧演算回路36に出力する。
【0024】(5)方向制御弁入口圧センサー24から
方向制御弁入口圧信号を入力すると、差圧演算回路36
では、第2判断回路35から入力したアクチュエータ負
荷圧信号との差圧を演算して、差圧演算値を最大差圧信
号発生回路37に出力する。(6)最大差圧信号発生回
路37では差圧演算値を、予め設定されている最大差圧
値と比較して、差圧演算値が最大差圧値に達したときの
み、最大絞り信号発生回路38に最大差圧信号を出力す
る。(7)最大絞り信号発生回路38では最大差圧信号
に応じた最大絞り信号を第3判断回路34に出力する。
(8)第3判断回路34では、最大絞り信号が発生した
時に絞り信号発生回路33から入力した制御信号から最
大絞り信号を差し引いて、方向制御弁入口圧とアクチュ
エータ負荷圧との差圧が一定値を超えないように、比例
電磁式制御弁25への出力を減少させる。
方向制御弁入口圧信号を入力すると、差圧演算回路36
では、第2判断回路35から入力したアクチュエータ負
荷圧信号との差圧を演算して、差圧演算値を最大差圧信
号発生回路37に出力する。(6)最大差圧信号発生回
路37では差圧演算値を、予め設定されている最大差圧
値と比較して、差圧演算値が最大差圧値に達したときの
み、最大絞り信号発生回路38に最大差圧信号を出力す
る。(7)最大絞り信号発生回路38では最大差圧信号
に応じた最大絞り信号を第3判断回路34に出力する。
(8)第3判断回路34では、最大絞り信号が発生した
時に絞り信号発生回路33から入力した制御信号から最
大絞り信号を差し引いて、方向制御弁入口圧とアクチュ
エータ負荷圧との差圧が一定値を超えないように、比例
電磁式制御弁25への出力を減少させる。
【0025】ポンプ吐出量が少なく、アクチュエータ
3,5に供給される流量が少ないうちは、方向制御弁入
口圧とアクチュエータ負荷圧の差圧が一定値に達しない
ため、ブリードオフ開口の背圧はパイロット油圧信号に
応じて背圧絞り弁21により制御される。このとき、作
動中の方向制御弁7,8の上流圧は、ブリードオフ開口
による絞り圧と背圧絞り弁21による背圧が加算された
圧力となる。そのため、背圧絞り弁21がないときの作
業機レバー15,16の操作量(以後、基準操作量とい
う)におけるブリードオフ開口より、背圧に相当する開
口分だけ大きいブリードオフ開口、即ち、作業機レバー
15,16の少ない操作量(以後、設定操作量という)
でも、方向制御弁7,8に同じ上流圧が発生してアクチ
ュエータ流量が等しくなる。
3,5に供給される流量が少ないうちは、方向制御弁入
口圧とアクチュエータ負荷圧の差圧が一定値に達しない
ため、ブリードオフ開口の背圧はパイロット油圧信号に
応じて背圧絞り弁21により制御される。このとき、作
動中の方向制御弁7,8の上流圧は、ブリードオフ開口
による絞り圧と背圧絞り弁21による背圧が加算された
圧力となる。そのため、背圧絞り弁21がないときの作
業機レバー15,16の操作量(以後、基準操作量とい
う)におけるブリードオフ開口より、背圧に相当する開
口分だけ大きいブリードオフ開口、即ち、作業機レバー
15,16の少ない操作量(以後、設定操作量という)
でも、方向制御弁7,8に同じ上流圧が発生してアクチ
ュエータ流量が等しくなる。
【0026】ポンプ吐出量が増加してアクチュエータ
3,5に供給される流量が多くなると、方向制御弁入口
圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超えない
ように、背圧絞り弁21により、パイロット圧信号に優
先してブリードオフ開口の背圧を制御する。そのため、
アクチュエータ3,5の速度も作業機レバー15,16
の操作量(メータイン開口量)に応じて増加すると共
に、ブリードオフ開口の背圧が上昇し過ぎることがなく
なり、方向制御弁入口圧が過大になることが確実に防止
される。一般に、絞りの通過流量Q、流量係数C、絞り
面積A、差圧Pとしたとき、Q=CA√Pとなる式から
分かるように、方向制御弁入口圧とアクチュエータ負荷
圧との差圧Pが一定であるとQはAに比例する。よっ
て、メータイン差圧が設定値を越えると、作業機レバー
15,16の操作量(メータイン開口量)に比例して、
アクチュエータ3,5に供給される流量Qが制御され
る。従って、ポンプ吐出量が増加した場合でも背圧の必
要以上の上昇が防止され、方向制御弁の圧力損失を少な
くできる。
3,5に供給される流量が多くなると、方向制御弁入口
圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超えない
ように、背圧絞り弁21により、パイロット圧信号に優
先してブリードオフ開口の背圧を制御する。そのため、
アクチュエータ3,5の速度も作業機レバー15,16
の操作量(メータイン開口量)に応じて増加すると共
に、ブリードオフ開口の背圧が上昇し過ぎることがなく
なり、方向制御弁入口圧が過大になることが確実に防止
される。一般に、絞りの通過流量Q、流量係数C、絞り
面積A、差圧Pとしたとき、Q=CA√Pとなる式から
分かるように、方向制御弁入口圧とアクチュエータ負荷
圧との差圧Pが一定であるとQはAに比例する。よっ
て、メータイン差圧が設定値を越えると、作業機レバー
15,16の操作量(メータイン開口量)に比例して、
アクチュエータ3,5に供給される流量Qが制御され
る。従って、ポンプ吐出量が増加した場合でも背圧の必
要以上の上昇が防止され、方向制御弁の圧力損失を少な
くできる。
【0027】図4により、第1実施例におけるエンジン
定格回転数の時の作用を説明する。方向制御弁7,8
は、アクチュエータ3,5に接続されたメータイン開口
Amiを開き始めるメータイン開始点Omiから、タンクに
接続されたブリードオフ開口Aboを全閉し、油圧ポンプ
9からの流量を全量アクチュエータ3,5に供給するブ
リードオフ閉止点Oboまで、二点鎖線で示すように、ス
プールストロークに応じてメータイン開口Amiを増加す
ると共に、ブリードオフ開口Aboを減少させる。このよ
うな方向制御弁7,8において、アクチュエータ起動点
となる作業機レバー15,16の操作量は、空荷時では
m1 (以後、アクチュエータ起動点m1 と記す)とな
り、積荷時ではm2 (以後、アクチュエータ起動点m2
と記す)となる。
定格回転数の時の作用を説明する。方向制御弁7,8
は、アクチュエータ3,5に接続されたメータイン開口
Amiを開き始めるメータイン開始点Omiから、タンクに
接続されたブリードオフ開口Aboを全閉し、油圧ポンプ
9からの流量を全量アクチュエータ3,5に供給するブ
リードオフ閉止点Oboまで、二点鎖線で示すように、ス
プールストロークに応じてメータイン開口Amiを増加す
ると共に、ブリードオフ開口Aboを減少させる。このよ
うな方向制御弁7,8において、アクチュエータ起動点
となる作業機レバー15,16の操作量は、空荷時では
m1 (以後、アクチュエータ起動点m1 と記す)とな
り、積荷時ではm2 (以後、アクチュエータ起動点m2
と記す)となる。
【0028】ブリードオフ開口Aboとこれにシリーズに
接続された背圧絞り弁開口Abpとの合計ブリードオフ開
口ABOは、一般に知られた式1/ABO2 =1/Abo2 +
1/Abp2 を変形して、ABO=Abo・Abp/√(Abo2
+Abp2 )により求まる。このように、ブリードオフ開
口Aboと合計ブリードオフ開口ABOとから、空荷時のア
クチュエータ起動点m1 、積荷時のアクチュエータ起動
点m2 におけるブリードオフ開口Aboと、同一の合計ブ
リードオフ開口ABOとなる作業機レバー15,16の操
作量、即ち、空荷時のアクチュエータ起動点m1aと、積
荷時のアクチュエータ起動点m2aを求めることができ
る。アクチュエータ駆動圧Pは、空荷時のアクチュエー
タ起動点m1aにおけるP1 と、積荷時のアクチュエータ
起動点m2aにおけるP2 とを通る破線で示すように変化
する。このアクチュエータ駆動圧Pから背圧絞り弁21
のパイロット油圧制御のみのときに比べて、背圧絞り弁
21の最大絞り制御ではアクチュエータ駆動圧の上昇が
緩慢であることが分かる。また、ブリードオフ開口Abo
によるアクチュエータ流量Qは二点鎖線で示し、合計ブ
リードオフ開口ABOによるアクチュエータ流量Qは実線
で示す。
接続された背圧絞り弁開口Abpとの合計ブリードオフ開
口ABOは、一般に知られた式1/ABO2 =1/Abo2 +
1/Abp2 を変形して、ABO=Abo・Abp/√(Abo2
+Abp2 )により求まる。このように、ブリードオフ開
口Aboと合計ブリードオフ開口ABOとから、空荷時のア
クチュエータ起動点m1 、積荷時のアクチュエータ起動
点m2 におけるブリードオフ開口Aboと、同一の合計ブ
リードオフ開口ABOとなる作業機レバー15,16の操
作量、即ち、空荷時のアクチュエータ起動点m1aと、積
荷時のアクチュエータ起動点m2aを求めることができ
る。アクチュエータ駆動圧Pは、空荷時のアクチュエー
タ起動点m1aにおけるP1 と、積荷時のアクチュエータ
起動点m2aにおけるP2 とを通る破線で示すように変化
する。このアクチュエータ駆動圧Pから背圧絞り弁21
のパイロット油圧制御のみのときに比べて、背圧絞り弁
21の最大絞り制御ではアクチュエータ駆動圧の上昇が
緩慢であることが分かる。また、ブリードオフ開口Abo
によるアクチュエータ流量Qは二点鎖線で示し、合計ブ
リードオフ開口ABOによるアクチュエータ流量Qは実線
で示す。
【0029】図5により、第1実施例におけるローアイ
ドル時の作用を説明する。方向制御弁7,8について
は、図3と同様であるため説明を省略する。このような
方向制御弁7,8において、アクチュエータ起動点とな
る作業機レバー15,16の操作量は、空荷時ではn1
(以後、アクチュエータ起動点n1 と記す)となり、積
荷時ではn2 (以後、アクチュエータ起動点n2 と記
す)となる。
ドル時の作用を説明する。方向制御弁7,8について
は、図3と同様であるため説明を省略する。このような
方向制御弁7,8において、アクチュエータ起動点とな
る作業機レバー15,16の操作量は、空荷時ではn1
(以後、アクチュエータ起動点n1 と記す)となり、積
荷時ではn2 (以後、アクチュエータ起動点n2 と記
す)となる。
【0030】図4と同様に、ブリードオフ開口Aboと合
計ブリードオフ開口ABOとから、空荷時のアクチュエー
タ起動点n1 、積荷時のアクチュエータ起動点n2 にお
けるブリードオフ開口Aboと、同一の合計ブリードオフ
開口ABOとなる作業機レバー15,16の操作量、即
ち、空荷時のアクチュエータ起動点n1aと、積荷時のア
クチュエータ起動点n2aとを求めることができる。ま
た、アクチュエータ駆動圧Pはパイロット油圧制御のみ
と差がない。ブリードオフ開口Aboによるアクチュエー
タ流量Qは二点鎖線で示し、合計ブリードオフ開口ABO
によるアクチュエータ流量Qは実線で示す。
計ブリードオフ開口ABOとから、空荷時のアクチュエー
タ起動点n1 、積荷時のアクチュエータ起動点n2 にお
けるブリードオフ開口Aboと、同一の合計ブリードオフ
開口ABOとなる作業機レバー15,16の操作量、即
ち、空荷時のアクチュエータ起動点n1aと、積荷時のア
クチュエータ起動点n2aとを求めることができる。ま
た、アクチュエータ駆動圧Pはパイロット油圧制御のみ
と差がない。ブリードオフ開口Aboによるアクチュエー
タ流量Qは二点鎖線で示し、合計ブリードオフ開口ABO
によるアクチュエータ流量Qは実線で示す。
【0031】以上、図4,5で説明したように、ブリー
ドオフ開口Aboによるエンジン定格回転数の時のアクチ
ュエータ起動点m1 ,m2 と、ローアイドル時のアクチ
ュエータ起動点n1 ,n2 を、それぞれ、合計ブリード
オフ開口ABOによるエンジン定格回転数の時のアクチュ
エータ起動点m1a,m2aと、ローアイドル時のアクチュ
エータ起動点n1a,n2aまで、メータイン開始点Omi方
向に、それぞれ、(m1 −m1a)、(m2 −m2a)、
(n1 −n1a)、(n2 −n2a)だけ移動させて、作業
機操作レバー15,16を操作し始めてからアクチュエ
ータ3,5が動き始めるまでの不感域を減少させること
ができる。また、作業機操作レバー15,16の操作量
に対する合計ブリードオフ開口ABOは、任意に設定でき
るため、(m1 −m1a)≦(m2 −m2a)(n1 −n1
a)≦(n2 −n2a)で、しかも、(n1a−m2a)≦
(n1 −m2 )となるように設定される。即ち、エンジ
ン定格回転数時で積荷時のアクチュエータ起動点m2aと
空荷時のアクチュエータ起動点m1aとの差、ローアイド
ル時で積荷時のアクチュエータ起動点n2aと空荷時のア
クチュエータ起動点n1aとの差、および、ローアイドル
時で空荷時のアクチュエータ起動点n1aとエンジン定格
回転数時で積荷時のアクチュエータ起動点m2aとの差が
共に減少するため、アクチュエータ負荷や油圧ポンプ吐
出量により相違する、作業機レバーの操作量の差が減少
して操作感覚が向上する。さらに、操作レバー15,1
6の操作量Lsに対する作業機速度の変化率も減少する
ため微操作性が向上すると共に、アクチュエータ起動点
の駆動圧Pを作業機操作レバー15,16の操作量Ls
の変化域により関知できるため、アクチュエータ負荷に
対する操作感覚が向上する。
ドオフ開口Aboによるエンジン定格回転数の時のアクチ
ュエータ起動点m1 ,m2 と、ローアイドル時のアクチ
ュエータ起動点n1 ,n2 を、それぞれ、合計ブリード
オフ開口ABOによるエンジン定格回転数の時のアクチュ
エータ起動点m1a,m2aと、ローアイドル時のアクチュ
エータ起動点n1a,n2aまで、メータイン開始点Omi方
向に、それぞれ、(m1 −m1a)、(m2 −m2a)、
(n1 −n1a)、(n2 −n2a)だけ移動させて、作業
機操作レバー15,16を操作し始めてからアクチュエ
ータ3,5が動き始めるまでの不感域を減少させること
ができる。また、作業機操作レバー15,16の操作量
に対する合計ブリードオフ開口ABOは、任意に設定でき
るため、(m1 −m1a)≦(m2 −m2a)(n1 −n1
a)≦(n2 −n2a)で、しかも、(n1a−m2a)≦
(n1 −m2 )となるように設定される。即ち、エンジ
ン定格回転数時で積荷時のアクチュエータ起動点m2aと
空荷時のアクチュエータ起動点m1aとの差、ローアイド
ル時で積荷時のアクチュエータ起動点n2aと空荷時のア
クチュエータ起動点n1aとの差、および、ローアイドル
時で空荷時のアクチュエータ起動点n1aとエンジン定格
回転数時で積荷時のアクチュエータ起動点m2aとの差が
共に減少するため、アクチュエータ負荷や油圧ポンプ吐
出量により相違する、作業機レバーの操作量の差が減少
して操作感覚が向上する。さらに、操作レバー15,1
6の操作量Lsに対する作業機速度の変化率も減少する
ため微操作性が向上すると共に、アクチュエータ起動点
の駆動圧Pを作業機操作レバー15,16の操作量Ls
の変化域により関知できるため、アクチュエータ負荷に
対する操作感覚が向上する。
【0032】図6により、本発明に係る作業機の油圧制
御装置に関する第2実施例について説明する。第2実施
例では第1実施例の背圧絞り弁21に代えて背圧リリー
フ弁23とし、制御圧を比例圧力制御弁15b,16b
のパイロット油圧とする以外は第1実施例と同じである
ため、同様な部位には同一符号を付して共通する部分に
ついては説明を省略する。図1の背圧絞り弁21はパイ
ロット油圧により背圧絞り弁21の開口を制御している
のに対し、背圧リリーフ弁23はパイロット油圧により
背圧を制御している。従って、背圧絞り弁21では、同
一パイロット油圧であっても流量が変化すると絞り圧が
変化するが、背圧リリーフ弁23ではパイロット油圧が
変化しなれば、流量が変化しても絞り圧が変化しない点
が大きく異なる。
御装置に関する第2実施例について説明する。第2実施
例では第1実施例の背圧絞り弁21に代えて背圧リリー
フ弁23とし、制御圧を比例圧力制御弁15b,16b
のパイロット油圧とする以外は第1実施例と同じである
ため、同様な部位には同一符号を付して共通する部分に
ついては説明を省略する。図1の背圧絞り弁21はパイ
ロット油圧により背圧絞り弁21の開口を制御している
のに対し、背圧リリーフ弁23はパイロット油圧により
背圧を制御している。従って、背圧絞り弁21では、同
一パイロット油圧であっても流量が変化すると絞り圧が
変化するが、背圧リリーフ弁23ではパイロット油圧が
変化しなれば、流量が変化しても絞り圧が変化しない点
が大きく異なる。
【0033】図7により、第2実施例におけるエンジン
定格回転数の時の作用を説明する。ブリードオフ開口A
boのアクチュエータ起動点m1 ,m2 については図3と
同様である。ブリードオフ開口Aboによるアクチュエー
タ流量Qは二点鎖線で示し、背圧リリーフ弁23による
背圧を加算したブリードオフ開口Aboによるアクチュエ
ータ流量Qは実線で示す。アクチュエータ駆動圧Pは、
空荷時のP1 と積荷時のP2 を通る破線で示すように変
化する。アクチュエータ起動点m1 より所定量減少させ
た作業機レバー15,16の操作量m1aのときは、アク
チュエータ駆動圧Pに、背圧リリーフ弁23が発生する
背圧が発生する背圧PR1を加算した合計駆動圧が空荷時
のアクチュエータ駆動圧P1 となる。言い換えれば、こ
のようなm1aが空荷時のアクチュエータ起動点となるよ
うに、背圧リリーフ弁23の発生背圧を決める。また、
アクチュエータ起動点m2 より所定量減少させた作業機
レバー15,16の操作量m2aのときは、アクチュエー
タ駆動圧Pに、背圧リリーフ弁23が発生する背圧PR2
を加算した合計駆動圧が積荷時のアクチュエータ駆動圧
P2 となる。言い換えれば、このようなm2aが積荷時の
アクチュエータ起動点となるように、背圧リリーフ弁2
3の発生背圧を決める。
定格回転数の時の作用を説明する。ブリードオフ開口A
boのアクチュエータ起動点m1 ,m2 については図3と
同様である。ブリードオフ開口Aboによるアクチュエー
タ流量Qは二点鎖線で示し、背圧リリーフ弁23による
背圧を加算したブリードオフ開口Aboによるアクチュエ
ータ流量Qは実線で示す。アクチュエータ駆動圧Pは、
空荷時のP1 と積荷時のP2 を通る破線で示すように変
化する。アクチュエータ起動点m1 より所定量減少させ
た作業機レバー15,16の操作量m1aのときは、アク
チュエータ駆動圧Pに、背圧リリーフ弁23が発生する
背圧が発生する背圧PR1を加算した合計駆動圧が空荷時
のアクチュエータ駆動圧P1 となる。言い換えれば、こ
のようなm1aが空荷時のアクチュエータ起動点となるよ
うに、背圧リリーフ弁23の発生背圧を決める。また、
アクチュエータ起動点m2 より所定量減少させた作業機
レバー15,16の操作量m2aのときは、アクチュエー
タ駆動圧Pに、背圧リリーフ弁23が発生する背圧PR2
を加算した合計駆動圧が積荷時のアクチュエータ駆動圧
P2 となる。言い換えれば、このようなm2aが積荷時の
アクチュエータ起動点となるように、背圧リリーフ弁2
3の発生背圧を決める。
【0034】図8により、第2実施例におけるローアイ
ドル時の作用を説明する。ブリードオフ開口Aboのアク
チュエータ起動点n1 ,n2 については図4と同様であ
る。ブリードオフ開口Aboによるアクチュエータ流量Q
は二点鎖線で示し、背圧リリーフ弁23による背圧を加
算したブリードオフ開口Aboによるアクチュエータ流量
Qは実線で示す。アクチュエータ駆動圧は、空荷時のP
1 と積荷時のP2 を通る破線で示すように変化する。ア
クチュエータ起動点n1 より所定量減少させた作業機レ
バー15,16の設定操作量n1aのときは、背圧リリー
フ弁23が発生する背圧に、アクチュエータ駆動圧Pn1
a が加算されて、空荷時のアクチュエータ駆動圧P1 と
なる。言い換えれば、このようなn1aが空荷時のアクチ
ュエータ起動点となるように、背圧リリーフ弁23の発
生背圧を決める。また、アクチュエータ起動点n2 より
所定量減少させた作業機レバー15,16の設定操作量
n2aのときは、背圧リリーフ弁23が発生する背圧に、
アクチュエータ駆動圧Pn2a が加算されて、積荷時のア
クチュエータ駆動圧P2 となる。言い換えれば、このよ
うなn2aが積荷時のアクチュエータ起動点となるよう
に、背圧リリーフ弁23の発生背圧を決める。
ドル時の作用を説明する。ブリードオフ開口Aboのアク
チュエータ起動点n1 ,n2 については図4と同様であ
る。ブリードオフ開口Aboによるアクチュエータ流量Q
は二点鎖線で示し、背圧リリーフ弁23による背圧を加
算したブリードオフ開口Aboによるアクチュエータ流量
Qは実線で示す。アクチュエータ駆動圧は、空荷時のP
1 と積荷時のP2 を通る破線で示すように変化する。ア
クチュエータ起動点n1 より所定量減少させた作業機レ
バー15,16の設定操作量n1aのときは、背圧リリー
フ弁23が発生する背圧に、アクチュエータ駆動圧Pn1
a が加算されて、空荷時のアクチュエータ駆動圧P1 と
なる。言い換えれば、このようなn1aが空荷時のアクチ
ュエータ起動点となるように、背圧リリーフ弁23の発
生背圧を決める。また、アクチュエータ起動点n2 より
所定量減少させた作業機レバー15,16の設定操作量
n2aのときは、背圧リリーフ弁23が発生する背圧に、
アクチュエータ駆動圧Pn2a が加算されて、積荷時のア
クチュエータ駆動圧P2 となる。言い換えれば、このよ
うなn2aが積荷時のアクチュエータ起動点となるよう
に、背圧リリーフ弁23の発生背圧を決める。
【0035】以上、図7,8で説明したように、ブリー
ドオフ開口Aboによるエンジン定格回転数の時のアクチ
ュエータ起動点m1 ,m2 と、ローアイドル時のアクチ
ュエータ起動点n1 ,n2 とを、背圧リリーフ弁23に
よる背圧を加算したブリードオフ開口Aboによるエンジ
ン定格回転数の時のアクチュエータ起動点m1a,m2a
と、ローアイドル時のアクチュエータ起動点n1a,n2a
までメータイン開始点Omi方向に、それぞれ、(m1 −
m1a)、(m2 −m2a)、(n1 −n1a)、(n2 −n
2a)だけ移動させて、作業機操作レバー15,16を操
作し始めてからアクチュエータ3,5が動き始めるまで
の不感域を減少させることができる。また、作業機操作
レバー15,16の操作量に対して、背圧リリーフ弁2
3による背圧を任意に設定できるため、(m1 −m1a)
≦(m2 −m2a)(n1 −n1a)≦(n2 −n2a)で、
しかも、(n1a−m2a)≦(n1 −m2 )となるように
設定される。即ち、エンジン定格回転数で積荷時のアク
チュエータ起動点m2aと空荷時のアクチュエータ起動点
m1aとの差、ローアイドルで積荷時のアクチュエータ起
動点n2aと空荷時のアクチュエータ起動点n1aとの差、
およびローアイドルで空荷時のアクチュエータ起動点n
1aとエンジン定格回転数で積荷時のアクチュエータ起動
点m2aとの差が共に減少するため、アクチュエータ負荷
や油圧ポンプ吐出量により相違する、作業機レバーの操
作量の差が減少して操作感覚が向上する。なお、微操作
性の向上およびアクチュエータ負荷に対する操作感覚の
向上については第1実施例と同様である。
ドオフ開口Aboによるエンジン定格回転数の時のアクチ
ュエータ起動点m1 ,m2 と、ローアイドル時のアクチ
ュエータ起動点n1 ,n2 とを、背圧リリーフ弁23に
よる背圧を加算したブリードオフ開口Aboによるエンジ
ン定格回転数の時のアクチュエータ起動点m1a,m2a
と、ローアイドル時のアクチュエータ起動点n1a,n2a
までメータイン開始点Omi方向に、それぞれ、(m1 −
m1a)、(m2 −m2a)、(n1 −n1a)、(n2 −n
2a)だけ移動させて、作業機操作レバー15,16を操
作し始めてからアクチュエータ3,5が動き始めるまで
の不感域を減少させることができる。また、作業機操作
レバー15,16の操作量に対して、背圧リリーフ弁2
3による背圧を任意に設定できるため、(m1 −m1a)
≦(m2 −m2a)(n1 −n1a)≦(n2 −n2a)で、
しかも、(n1a−m2a)≦(n1 −m2 )となるように
設定される。即ち、エンジン定格回転数で積荷時のアク
チュエータ起動点m2aと空荷時のアクチュエータ起動点
m1aとの差、ローアイドルで積荷時のアクチュエータ起
動点n2aと空荷時のアクチュエータ起動点n1aとの差、
およびローアイドルで空荷時のアクチュエータ起動点n
1aとエンジン定格回転数で積荷時のアクチュエータ起動
点m2aとの差が共に減少するため、アクチュエータ負荷
や油圧ポンプ吐出量により相違する、作業機レバーの操
作量の差が減少して操作感覚が向上する。なお、微操作
性の向上およびアクチュエータ負荷に対する操作感覚の
向上については第1実施例と同様である。
【0036】なお、第1、2実施例では、複数のアクチ
ュエータの制御について説明したが、一つのアクチュエ
ータを制御するときはコントローラ30の第1判断回路
31と第2判断回路35が省略できることは勿論であ
る。
ュエータの制御について説明したが、一つのアクチュエ
ータを制御するときはコントローラ30の第1判断回路
31と第2判断回路35が省略できることは勿論であ
る。
【図1】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第1実施
例を示す油圧回路図である。
例を示す油圧回路図である。
【図2】本発明に係る作業機の油圧制御装置を搭載した
荷役車両の前部側面図である。
荷役車両の前部側面図である。
【図3】図1に示すコントロラの詳細を示す図である。
【図4】図1のエンジン定格回転数の時の作用説明図で
ある。
ある。
【図5】図1のローアイドル時の作用説明図である。
【図6】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第2実施
例を示す油圧回路図である。
例を示す油圧回路図である。
【図7】図5のエンジン定格回転数の時の作用説明図で
ある。
ある。
【図8】図5のローアイドル時の作用説明図である。
【図9】従来技術における作業機の油圧制御装置の作用
説明図である。
説明図である。
1 車体 2 ブーム 3 ブームシリンダ 4 バケットリンク 5 バケットシリンダ 6 バケット 7 第1方向制御弁 8 第2方向制御弁 9 油圧ポンプ 10 ブリードオフ管路 11 パイロットポンプ 12 リリーフ弁 13 エンジン 14ポンプ吐出量センサー 15 ブームレバー 15a,15b,16a,16b 比例圧力制御弁 16 バケットレバー 17a,17b パイロット油圧センサー 18a,18b 負荷圧センサー 21 背圧絞り弁 23 背圧リリーフ弁 24 方向制御弁入力圧センサー 25 比例電磁式制御弁 30 コントローラ 31 第1判断回路 32 背圧特性設定回路 33 絞り信号発生回路 34 第3判断回路 35 第2判断回路 36 差圧演算回路 37 最大差圧信号発生回路 38 最大絞り信号発生回路
Claims (4)
- 【請求項1】 作業機を駆動するアクチュエータと、ア
クチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、油圧ポン
プとアクチュエータを接続する管路に介設され、アクチ
ュエータに接続されたメータイン開口を開き始めるメー
タイン開始点から、タンクに接続されたブリードオフ開
口を全閉し、油圧ポンプからの流量を全量アクチュエー
タに供給するブリードオフ閉止点まで、スプールのスト
ロークに応じてメータイン開口を増加すると共に、ブリ
ードオフ開口を減少させる方向制御弁と、作業機レバー
の操作量に応じたパイロット油圧を発生し、このパイロ
ット油圧を方向制御弁のパイロット部に供給する比例圧
力制御弁とを有する作業機の油圧制御装置において、 ブリードオフ開口とタンクとを接続するブリードオフ管
路に介設され、かつ、ブリードオフ開口に背圧を付加す
る背圧絞り弁と、背圧絞り弁に制御圧を供給する比例電
磁式制御弁と、パイロット油圧を検出するパイロット油
圧センサーと、パイロット油圧センサーからのパイロッ
ト油圧信号を受けて比例電磁式制御弁に制御信号を出力
して背圧絞り弁を制御するコントローラとを有すること
を特徴とする作業機の油圧制御装置。 - 【請求項2】 アクチュエータ負荷圧を検出する負荷圧
センサーと、油圧ポンプの吐出量を検出するポンプ吐出
量センサーと、方向制御弁入力圧を検出する方向制御弁
入力圧センサーと、これら各センサーから信号を入力し
て、パイロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の
背圧を増加させると共に、方向制御弁入口圧とアクチュ
エータ負荷圧との差圧が一定値を超えないように、比例
電磁式制御弁に制御信号を出力するコントローラとを有
することを特徴とする請求項1記載の作業機の油圧制御
装置。 - 【請求項3】 複数のアクチュエータと、最下流の方向
制御弁のブリードオフ管路に介設された背圧絞り弁と、
複数のアクチュエータのそれぞれにタンデム回路を構成
し、対応する各方向制御弁、比例圧力制御弁、パイロッ
ト油圧センサーおよび負荷圧センサーと、最上流の方向
制御弁の方向制御弁入力圧を検出する方向制御弁入力圧
センサーと、これら各センサーから信号を入力して、各
パイロット油圧検出値の最大値と各負荷圧検出値の最大
値とを求めた後、比例電磁式制御弁に出力する制御信号
を演算するコントローラを有することを特徴とする請求
項2記載の作業機の油圧制御装置。 - 【請求項4】 請求項1,2,3記載の作業機の油圧制
御装置における背圧絞り弁に代えて、背圧リリーフ弁を
設けることを特徴とする作業機の油圧制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24934197A JPH1182414A (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 作業機の油圧制御装置 |
DE19839062A DE19839062C2 (de) | 1997-08-29 | 1998-08-27 | Hydraulische Maschinensteuerung |
US09/141,438 US6209321B1 (en) | 1997-08-29 | 1998-08-27 | Hydraulic controller for a working machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24934197A JPH1182414A (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 作業機の油圧制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1182414A true JPH1182414A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17191587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24934197A Pending JPH1182414A (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 作業機の油圧制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1182414A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010270527A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Kubota Corp | 作業機 |
WO2012091192A1 (ko) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 | 건설기계용 가변용량형 유압펌프 유량 제어방법 |
WO2015040800A1 (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-26 | 川崎重工業株式会社 | 液圧駆動装置 |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP24934197A patent/JPH1182414A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010270527A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Kubota Corp | 作業機 |
WO2012091192A1 (ko) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 | 건설기계용 가변용량형 유압펌프 유량 제어방법 |
US9303659B2 (en) | 2010-12-28 | 2016-04-05 | Volvo Construction Equipment Ab | Method of controlling the flow rate of a variable capacity hydraulic pump for a construction apparatus |
WO2015040800A1 (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-26 | 川崎重工業株式会社 | 液圧駆動装置 |
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