JPS6343004A - 油圧回路の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ポンプ、アクチュエータおよびアクチュ
エータの切換弁を備えた油圧回路の駆動制御装置に関す
る。

〔従来の技術〕　　　゛ 油圧回路を構成するアクチュエータには、常時又はしば
しば、負荷が負の方向に作用するものがある。例えば、
油圧ショベルのブームシリンダや走行用油圧モータがこ
れに相当する。このようなアクチュエータに対しては、
通常、メータアウト方式による速度制御が実施されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

負の負荷が作用する回路ではこのメータアウト方式によ
る速度制御は、負荷の大きさが変化するとそのアクチュ
エータの速度も変化するため、操作性の良い速度制御を
行なうことができないという欠点があった。この欠点を
補なうため、いわゆるロードセンシング方式による手段
を採用することが知られているが、この手段は弁構造が
繁雑であり、かつ、上記のようなアクチュエータが複数
ある場合、それらのアクチュエータのそれぞれを負荷補
償することはできないという欠点があった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、負荷の大
きさが変化してもアクチエエータの速度の変化を抑制す
ることができる油圧回路の駆動制御装置を提供するにあ
る。

〔問題点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、アクチュエータ
の出口圧力を検出する圧力検出器と、アクチュエータか
ら排出すべき油の流量を求める手段と、この手段で求め
られた流量と圧力検出器で検出された圧力とに基づいて
アクチュエータの切換弁の開口面積を制御する制御手段
とを設けたことを特徴とする。

〔作　用〕

アクチュエータを操作すべく、その操作指令がなされる
と、当該操作指令に対応してアクチュエータの出口側の
流量が決定される。次に、この流量とアクチュエータの
出口側に位置する切換弁の前後差圧に基づいて開口面積
が演算される。負方向の負荷が大きくなりアクチュエー
タの出口側圧力が高くなると演算される開口面積は小さ
くなり、切換弁もこれに応じて絞られる。上記負荷が小
さくなると逆の動作が行なわれる。以上の動作によって
アクチュエータ速度は、その操作指令値と常に一致する
こととなる。

〔実施例〕

以下１本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る油圧ショベルの制御装置
の系統図である。図で、１は可変容量形の油圧ポンプ、
１ａは油圧ポンプ１のおしのけ容積可変機構、２はおし
のけ容積可変機構１ａを操作するレギュレータである。

３は油圧ショベルの下部走行体を走行させる走行用油圧
モータ（以下。

単に走行モータという）、４は走行モータ３の駆動を制
御する走行用方向切換弁である。５は油圧ショベルのフ
ロント構造におけるブームを駆動するブームシリンダ、
６はブームシリンダ５の駆動を制御するブーム用方向切
換弁である。

走行モータ３およびブームシリンダ５は油圧ポンプＩＫ
対して互いにパラレルに接続され工いる。

又、走行用方向切換弁４とブーム用方向切換弁６はいず
れも、開口面積の制御が可能なセンタークローズ形の方
向切換弁が用いられる。

７は油圧ポンプ１の最高吐出圧力を規定するリリーフ弁
である。８Ｂはブームレバーの操作に応じて指令信号ｘ
１．を出力するブーム用操作指令信号発生器である。又
、８Ｒは走行レバーの操作に応じて指令信号Ｘ、を出力
する走行用操作指令信号発生器である。９は油圧ポンプ
１の吐出圧力を検出する圧力センサ、ｌＯは走行モータ
３の圧力を検出する圧力センサ、１１はブームシリンダ
５の圧力を検出する圧力センナである。１２はブーム用
操作指令信号発生器８Ｂ、走行用操作指令信号発生器８
Ｒ，各圧力センサ９　、１０　、１１の信号を入力して
所要の演算、制御を行ない、走行用方向切換弁４、ブー
ム用方向切換弁６、レギュレータ２を制御する制御部で
ある。

なお、本実施例においては、負荷が負の方向に作用する
例として油圧ショベルの走行モータ３とブームシリンダ
５のみが示され工おり、他のアクチュエータについては
図示が省略されている。

第２図は第１図に示す制御部の一部のブロック図である
０図で、１５はブームシリンダ５における負の負荷圧力
を生じる側の圧力センサ１１を選択するスイッチング素
子である。負の負荷圧力を生じるのはブームシリンダ５
を縮み方向に操作したときのヘッド側であるから、スイ
ッチング素子１５は図示されていないプームレバーのブ
ーム下げ方向（ブームシリンダ５の縮み方向）の操作に
応じてヘッド側の圧力センサ１１を選択する。１６はブ
ーム用操作指令信号発生器８Ｂから出力された指令信号
Ｘ、に対応してブームシリンダ５から排出されるべき流
量Ｑを求める関数発生器である。本実施例の場合、関数
発生器１６は３種類の流量特性Ｉ、ＩＩ。

■を備え、スイッチ等により予めどの流量特性を用いる
か選択できるようになっている。

１７はスイッチング素子１５を介するブームシリンダ５
の選択された圧力Ｐ、と、関数発生器１６から出力され
る流１１Ｑとを入力し所÷の演算を行なう演算部である
。この演算部１７では、下記の演算によりブーム用方向
切換弁６の開口面積Ａが求められる。

ここで、 Ｃ：流量係数 ｇ：Ｎ力の加速度 γ：比重量 である。

１８は関数発生器であり、ブーム用方向切換弁６の開口
面積を演算部１７で得られた開口面積にするだめのブー
ム用方向切換弁６０ストロークＬが求められる。１９は
関数発生器１８で求められたメトロ−りＬとなるように
ブーム用方向切柳弁６に指令信号を出力する切換弁指令
信号出力機構である。

次に本実施例の動作を説明する。今、図示されないブー
ムレバーが操作され、ブーム下げ（ブームシリンダ５の
縮み方向駆動）の指令がなされると、これに応じてブー
ム用操作指令信号発生器８Ｂから信号Ｘ１１が出力され
る。制御部１２１ｃおいてはこの信号Ｘ１．は関数発生
器１６に入力され、そのとき選択されている流量特性１
例えは流量特性Ｉにしたがって信号ＸＬｍに対応す本流
ｉＱを出力する。演算部１７はその流量Ｑ、およびブー
ムシリンダ５のヘッド側に接続された圧力センサの検出
値Ｐ、を入力し、ブーム用方向切換弁６の開口面積Ａを
前記の式により演算する。この場合、切換弁のタンクボ
ート（タンク）の圧力を零と考えているので、入力信号
Ｐ、のみとし１いる。関数発生器１８はこの開口面積Ａ
に対応したブーム用方向切換弁６０ストロークＬを求め
、切換弁指令信号出力機構１９かもこのストロークＬを
生せしめる信号をブーム用方向切換弁６に出力する。こ
れ・１゛より、ブーム用方向切換弁６はストロークＬだ
け駆動される。

このようにブームシリンダ５が縮み方向に駆動されてい
る状態において１例えばアームやパケットの変動により
ブームシリンダ５の負荷が大きくなると、従来の装置に
おいては、ブームシリンダ５のヘッド側から排出される
油の流量が大きくなりブームシリンダ５の駆動速度が増
大し、オペレータがプームレバーの操作量から予期する
速度とは異なる速度となり、正確な制御は困難となる。

しかし１本実施例においては、ブームシリンダ５の負荷
が大きくなるとヘッド側の圧力が増大し、この増大した
圧力は演算部１７に入力される。演算部１７における演
算では、圧力Ｐ、が増大したことにより演りされる開口
面積人は小さくなり、この結果関数発生器１８から出力
されるストロークも現在のストロークより小さくなり、
結局、ブーム用方向切換弁６は絞られる。このため、ブ
ームシリンダ５の油の排出回路に絞りが挿入されたのと
同じ状態になり、その流すを制限し、ブームシリンダ５
の駆動速度を一定に保つよう抑制する。したがって、オ
ペレータはプームレバーの操作量に一致した感覚でブー
ムを制御することができ、操作性が極めて良好になる。

走行用モータ３の制御もブームシリンダ５の上記制御と
同じく、別途、スイッチング素子、流量を求める関数発
生器、演算部、ストロークを求める関数発生器、および
切換弁指令信号出力機構を設けることにより同様に実施
される。

なお、ブームシリンダ５を縮み方向に操作したとき、常
にヘッド側の圧力が高圧となる場合にはそのロンド側の
圧力センサ１１およびスイッチング素子１５は省略でき
る。

このように１本実施例では、ブームシリンダの縮み方向
の操作時、その操作に応じて排出されるべき油の流量と
排出側圧力とに基づい工プーム用方向切換弁の開口面積
を制御するようにしたので、負荷が変化しても圧力を検
出することにより切換弁の開口面積を制御し操作量に応
じたブームシリンダ速度を得ることができ、操作性を著
るしく向上させることができる。又、上記の制御は各ア
クチュエータ毎に独立して行なうことができるので、回
路を単純なパラレル回路で構成することができる。さら
に、流量を求める関数発生器において。

複数の流量特性を選択できるようにしたので１作業内容
に応じ℃ブームシリンダの駆動速度を選定することがで
き、作業性を向上させることができる。

なお、上記実施例の説明では、アクチュエータとして油
圧ショベルのブームシリンダおよび走行用モータを例示
したが、これに限ることはなく、負荷が負の方向に作用
するアクチュエータであれば本発明を適用することがで
きる。又、上記実施例の説明では、タンク圧を０と考え
て説明したが。

タンク圧が０でない場合はスイッチング素子で選択され
る圧力とタンク圧との差を開口面積の演算に用いるよう
にすればよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、アクチュエータの操作
量に応じてアクチュエータから排出されるべき流量に制
御するため切換弁の差圧に基づい１アクチユエータの切
換弁の開口面積を制御するようＫしたので、負荷の変化
によるアクチュエータ速度の変化を抑制することができ
、したがって、操作量に応じて速度制御を行なうことが
でき、操作性を着るしく向上させることができる。又、
上記開口面積の制御は各７クチユエータ毎に独立して行
なうことができるので、回路を単純なパラレル回路で構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る油圧ショベルの制御装置
の系統図、第２図は第１図に示す制御部の一部のブロッ
ク図である。 １・・・・・・油圧ポンプ、３・・・・・・走行モータ
、４・・・・・・走行用方向切換弁、５・・・・・・ブ
ームシリンダ、６・・・・・・ブーム用方向切換弁、８
Ｂ・・・・・・ブーム用操作指令信号発生器、８Ｒ・・
・・・・走行用操作指令信号発生器、９　、　ｔｏ　、
　１１・・・・・・圧力上ンサ、１２・・・・・・制御
部、１５・・・・・・スイッチング素子、１６　、１８
・・・・・・関数発生器、１７・・・・・・演算部 第１図 １−・油伍ボッ゛

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧ポンプと、この油圧ポンプに接続されたアク
   チユエータと、このアクチユエータの駆動を制御する切
   換弁とを備えた油圧回路において、前記アクチユエータ
   の出口側に位置する切換弁の前後差圧を検出する圧力検
   出手段と、前記アクチユエータから排出すべき油の流量
   を求める手段と、求められた流量と前記圧力検出手段の
   検出値に基づいて前記切換弁の開口面積を制御する制御
   手段とを設けたことを特徴とする油圧回路の駆動制御装
   置。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、前記制御手
   段は、前記求められた流量と前記圧力検出手段の検出値
   とに基づいて前記切換弁の開口面積を演算する演算手段
   と、この演算手段により得られた開口面積に応じて前記
   切換弁のストロークを求める関数発生器と、この関数発
   生器で得られたストロークを前記切換弁に指令する出力
   手段とで構成されていることを特徴とする油圧回路の駆
   動制御装置。