KR20190022780A - 건설 기계 - Google Patents

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KR20190022780A
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가츠아키 고다카
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히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

원동기의 회전수를 정격 회전수보다도 낮게 설정하여 유압 펌프의 토출 유량을 저하시킨 경우에, 유압 액추에이터로의 공급 유량을 가변으로 하는 레버 조작 영역을 넓게 유지함으로써, 미속 조작 작업에 있어서의 조작성의 악화를 방지할 수 있는 건설 기계를 제공한다. 센터 바이패스 라인(12)의 복수의 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)보다도 하류측에 센터 바이패스 제어 밸브(2)를 배치하고, 컨트롤러(10)는, 회전수 센서(19)에서 검출한 엔진 회전수(N)가 정격 회전수(Nmax)보다도 낮은 경우에, 압력 센서(7, 25, 26, 28, 29)에서 검출한 조작 파일럿 압력(Pp1, Pp3 내지 Pp6)에 기초하여 상기 센터 바이패스 라인에 있어서의 상기 복수의 방향 유량 제어 밸브의 개구 면적을 합성한 합성 개구 면적을 계산하고, 상기 센터 바이패스 제어 밸브의 개구 면적이 상기 합성 개구 면적보다도 작아지도록 상기 센터 바이패스 제어 밸브를 제어한다.

Description

건설 기계
본 발명은, 유압 셔블 등의 건설 기계에 관한 것이며, 특히, 크레인 작업 등의 미속 조작 작업을 행하는 유압 셔블 등의 건설 기계에 관한 것이다.
유압 셔블 등의 건설 기계는, 크레인 작업이나 정지 작업과 같은 신중한 조작이 요구되는 작업(미속 조작 작업)에 있어서, 작업기의 작동 속도를 줄여 사용 되는 경우가 있다. 작업기의 작동 속도를 줄일 수 있는 건설 기계의 유압 구동 제어 장치를 개시하는 것으로서, 예를 들어 특허문헌 1이 있다.
특허문헌 1에는, 원동기와, 이 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 이 유압 펌프로부터 발생하는 압유에 의해 구동되는 액추에이터와, 이 액추에이터에 대하여 마련된 조작 수단과, 이 조작 수단의 조작 레버의 조작 방향과 조작량에 따라 전환 조작되며, 상기 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 방향 제어 밸브와, 파일럿 1차압을 발생시키는 파일럿 펌프와, 상기 조작 수단에 마련되며, 상기 파일럿 1차압에 기초하여 상기 조작 레버의 조작 방향과 조작량에 따른 파일럿 2차압을 발생하여 상기 방향 제어 밸브를 동작시키는 파일럿 밸브를 갖는 유압 구동 제어 장치가 기재되어 있다. 이 유압 구동 제어 장치에서는, 원동기의 회전수를 낮춰 유압 펌프의 토출 유량을 저하시킴으로써, 작업기의 작업 속도를 줄일 수 있다.
일본 특허 제4215409호
그러나, 특허문헌 1에 기재된 유압 구동 제어 장치에서는, 엔진 회전수를 통상 작업시의 엔진 회전수(정격 회전수)보다도 낮게 설정하여 유압 펌프의 토출 유량을 저하시킨 경우에, 유압 액추에이터의 부하 유지측에 압유가 유입되기 시작할 때(유압 액추에이터가 움직이기 시작할 때)의 레버 조작량이 커지고, 유압 액추에이터로의 공급 유량을 가변으로 하는 레버 조작 영역이 축소되기 때문에, 미속 조작 작업에 있어서의 조작성이 악화된다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 원동기의 회전수를 정격 회전수보다도 낮게 설정하여 유압 펌프의 토출 유량을 저하시킨 경우에, 유압 액추에이터로의 공급 유량을 가변으로 하는 레버 조작 영역을 넓게 유지함으로써, 미속 조작 작업에 있어서의 조작성의 악화를 방지할 수 있는 건설 기계를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 원동기와, 상기 원동기에 의해 구동되는 가변 용량형의 유압 펌프와, 상기 유압 펌프의 토출유에 의해 구동되는 복수의 유압 액추에이터와, 상류측이 상기 유압 펌프에 접속되며, 하류측이 작동유 탱크에 접속된 센터 바이패스 라인에 배치되고, 상기 유압 펌프로부터 상기 복수의 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 센터 바이패스형의 복수의 방향 유량 제어 밸브와, 상기 복수의 유압 액추에이터에 대응하여 마련되며, 상기 복수의 방향 유량 제어 밸브를 각각 조작하는 복수의 조작 장치를 갖는 유압 제어 장치를 구비한 건설 기계에 있어서, 상기 복수의 방향 유량 제어 밸브의 조작량을 검출하는 조작량 검출 장치와, 상기 원동기의 회전수를 검출하는 회전수 검출 장치와, 상기 센터 바이패스 라인의 상기 복수의 방향 유량 제어 밸브보다도 하류측에 배치된 센터 바이패스 제어 밸브와, 상기 회전수 검출 장치에서 검출한 상기 원동기의 회전수가 통상 작업시의 엔진 회전수인 정격 회전수보다도 낮은 경우에, 상기 조작량 검출 장치에서 검출한 상기 복수의 조작 장치의 조작량에 기초하여 상기 센터 바이패스 라인에 있어서의 상기 복수의 방향 유량 제어 밸브의 개구 면적을 합성한 합성 개구 면적을 계산하고, 상기 센터 바이패스 제어 밸브의 개구 면적이 상기 합성 개구 면적보다도 작아지도록 상기 센터 바이패스 제어 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비한 것으로 한다.
이상과 같이 구성한 본 발명에 따르면, 원동기의 회전수를 정격 회전수보다도 낮게 설정하여 유압 펌프의 토출 유량을 저하시킨 경우에, 유압 액추에이터의 부하 유지측에 압유가 유입되기 시작할 때(유압 액추에이터가 움직이기 시작할 때)의 레버 조작량의 상승을 억제할 수 있다. 이에 의해, 유압 액추에이터로의 공급 유량을 가변으로 하는 레버 조작 영역이 넓게 유지되기 때문에, 미속 조작 작업에 있어서의 조작성의 악화를 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원동기의 회전수를 정격 회전수보다도 낮게 설정하여 유압 펌프의 토출 유량을 저하시킨 경우에, 유압 액추에이터로의 공급 유량을 가변으로 하는 레버 조작 영역이 넓게 유지되어, 미속 조작 작업에 있어서의 조작성의 악화를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 건설 기계의 일례로서의 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 유압 셔블에 탑재된 유압 제어 장치의 전체 구성도이다.
도 3a는 방향 유량 제어 밸브의 도면 기호를 확대하여 도시하는 도면이다.
도 3b는 방향 유량 제어 밸브의 개구 면적 특성을 도시하는 도면이다.
도 4는 컨트롤러의 처리 내용을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 센터 바이패스 제어 밸브에 인가되는 제어 압력과 센터 바이패스 제어 밸브의 개구 면적의 관계(변환 테이블)를 도시하는 도면이다.
도 6은 센터 바이패스 개구 면적의 연산 처리를 도시하는 블록도이다.
도 7은 방향 유량 제어 밸브의 조작 파일럿 압력과 센터 바이패스 제어 밸브의 개구 면적의 관계(센터 바이패스 제어 밸브의 제어 특성)를 도시하는 도면이다.
도 8은 종래 기술에 있어서의 레버 조작량과 액추에이터 공급 유량의 관계를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 실시 형태에 있어서의 레버 조작량과 액추에이터 공급 유량의 관계를 도시하는 도면이다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 건설 기계의 일례로서의 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다.
도 1에 있어서, 유압 셔블은 하부 주행체(100)와 상부 선회체(101)와 프론트 작업기(102)를 구비하고 있다. 하부 주행체(100)는 좌우의 크롤러식 주행 장치(103a, 103b)를 갖고, 좌우의 주행 모터(104a, 104b)에 의해 구동된다. 상부 선회체(101)는 하부 주행체(100) 상에 선회 가능하게 탑재되어, 선회 모터(도시하지 않음)에 의해 선회 구동된다. 프론트 작업기(102)는 상부 선회체(101)의 전방부에 상하 방향으로 회동 가능하게 설치되어 있다. 상부 선회체(101)에는 엔진 룸(106) 및 캐빈(운전실)(107)이 구비되고, 엔진 룸(106) 내에는 엔진(원동기)(6)이나 유압 펌프(4), 파일럿 펌프(9) 등의 유압 기기가 배치되고, 캐빈(107) 내에는 조작 레버 장치(13, 24, 27)(도 2 참조), 조작 페달 장치(도시하지 않음) 등의 조작 장치가 배치되어 있다.
프론트 작업기(102)는 붐(111), 암(112) 및 버킷(113)을 갖는 다관절 구조이다. 붐(111)은 붐 실린더(8)의 신축에 의해 상하 방향으로 회동한다. 암(112)은 암 실린더(60)의 신축에 의해 상하, 전후 방향으로 회동한다. 버킷(113)은 버킷 실린더(80)의 신축에 의해 상하, 전후 방향으로 회동한다.
도 2는 도 1에 도시한 유압 셔블에 탑재된 유압 제어 장치의 전체 구성도이다. 도 2에서는, 설명의 간략화를 위해, 도 1에 도시한 좌우의 주행 모터(104a, 104b), 암 실린더(60), 버킷 실린더(80) 등의 유압 액추에이터에 관한 부분을 생략하고 있다.
도 2에 있어서, 본 실시 형태에 있어서의 유압 제어 장치는, 엔진(6)에 의해 구동되는 가변 용량형의 유압 펌프(메인 펌프)(4) 및 고정 용량형의 파일럿 펌프(9)와, 유압 펌프(4)로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 유압 액추에이터(8, 60, 80)와, 유압 펌프(4)로부터 유압 액추에이터(8, 60, 80)에 공급되는 압유의 흐름 방향 및 유량을 제어하는 파일럿식의 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)를 내장한 컨트롤 밸브 장치(11)를 구비하고 있다.
유압 펌프(4)의 토출 유로는 메인 릴리프 밸브(22)를 통해 작동유 탱크(T)에 접속되어 있으며, 메인 릴리프 밸브(22)는 유압 펌프(4)의 토출 압력이 최대 토출압에 달하면 밸브 개방하여, 작동유 탱크(T)에 압유를 배출한다. 또한, 파일럿 펌프(9)의 토출 유로는 파일럿 릴리프 밸브(23)를 통해 작동유 탱크(T)에 접속되어 있으며, 파일럿 릴리프 밸브(23)는 파일럿 펌프(9)의 토출 압력이 최대 토출 압력에 달하면 밸브 개방하여, 작동유 탱크(T)에 압유를 배출한다.
방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)는 센터 바이패스형이며, 유압 펌프(4)의 토출 유로로 이어지는 센터 바이패스 라인(12) 상에 배치되어 있다. 즉, 센터 바이패스 라인(12)은 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)를 관통하여 신장되어 있다. 센터 바이패스 라인(12)의 상류측은 유압 펌프(4)의 토출 유로에 접속되고, 하류측은 작동유 탱크(T)에 접속되어 있다.
유압 액추에이터(8)는 붐(111)을 상하 작동시키는 유압 실린더(붐 실린더)이며, 방향 유량 제어 밸브(1)는 붐 제어용의 제1 방향 유량 제어 밸브이다. 유압 액추에이터(60)는 암(112)을 밀고 당기는 유압 실린더(암 실린더)이며, 방향 유량 제어 밸브(20)는 암 제어용의 제2 방향 유량 제어 밸브이다. 유압 액추에이터(80)는 버킷(113)을 밀고 당기는 유압 실린더(버킷 실린더)이며, 방향 유량 제어 밸브(21)는 버킷 제어용의 제3 방향 유량 제어 밸브이다.
붐 실린더(8)는 방향 유량 제어 밸브(1)에 액추에이터 라인(16, 17)을 통해 접속되어 있다. 붐 실린더(8)는 보텀측 실린더실(8a) 및 로드측 실린더실(8b)을 갖고, 보텀측 실린더실(8a)은 액추에이터 라인(16)에 접속되고, 로드측 실린더실(8b)은 액추에이터 라인(17)에 접속되어 있다. 이에 의해 붐 실린더(8)에는 방향 유량 제어 밸브(1)를 통해 유압 펌프(4)의 토출유가 공급된다. 암 실린더(60) 및 버킷 실린더(80)에 대해서도 마찬가지이기 때문에, 설명은 생략한다.
조작 레버 장치(13)는 붐 조작용의 제1 조작 레버 장치이며, 파일럿 펌프(9)의 토출 압력에 기초하여 조작 레버(13a)의 조작 방향에 따른 붐 상승 지령으로서의 조작 파일럿 압력(이하 「붐 상승 조작 파일럿 압력」이라 함)(Pp1) 또는 붐 하강 지령으로서의 조작 파일럿 압력(이하 「붐 하강 조작 파일럿 압력」이라 함)(Pp2)을 생성하는 감압 밸브를 갖고 있으며, 생성된 조작 파일럿 압력(Pp1 또는 Pp2)은 방향 유량 제어 밸브(1)의 대응하는 수압부로 유도되어, 방향 유량 제어 밸브(1)는 그 조작 파일럿 압력(Pp1 또는 Pp2)에 의해 붐 상승 방향(도시 좌측 방향) 또는 붐 하강 방향(도시 우측 방향)으로 전환된다.
조작 레버 장치(24)는 암 조작용의 제2 조작 레버 장치이며, 파일럿 펌프(9)의 토출 압력에 기초하여 조작 레버(24a)의 조작 방향에 따른 암 크라우드(암 당김) 지령으로서의 조작 파일럿 압력(이하 「암 당김 조작 파일럿 압력」이라 함)(Pp3) 또는 암 덤프(암 밀기) 지령으로서의 조작 파일럿 압력(이하 「암 밀기 조작 파일럿 압력」이라 함)(Pp4)을 생성하는 감압 밸브를 갖고 있으며, 생성된 조작 파일럿 압력(Pp3 또는 Pp4)은 방향 유량 제어 밸브(20)의 대응하는 수압부로 유도되어, 방향 유량 제어 밸브(20)는 그 조작 파일럿 압력(Pp3 또는 Pp4)에 의해 암 크라우드 방향(도시 좌측 방향) 또는 암 덤프 방향(도시 우측 방향)으로 전환된다.
조작 레버 장치(27)는 버킷 조작용의 제3 조작 레버 장치이며, 파일럿 펌프(9)의 토출 압력에 기초하여 조작 레버(27a)의 조작 방향에 따른 버킷 크라우드(버킷 당김) 지령으로서의 조작 파일럿 압력(이하 「버킷 당김 조작 파일럿 압력」이라 함)(Pp5) 또는 버킷 덤프(버킷 밀기) 지령으로서의 조작 파일럿 압력(이하 「버킷 밀기 조작 파일럿 압력」이라 함)(Pp6)을 생성하는 감압 밸브를 갖고 있으며, 생성된 조작 파일럿 압력(Pp5 또는 Pp6)은 방향 유량 제어 밸브(21)의 대응하는 수압부로 유도되어, 방향 유량 제어 밸브(21)는 그 조작 파일럿 압력(Pp5 또는 Pp6)에 의해 버킷 크라우드 방향(도시 좌측 방향) 또는 버킷 덤프 방향(도시 우측 방향)으로 전환된다.
도 3a는 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 도면 기호를 확대하여 도시하는 도면이다.
도 3a에 있어서, 센터 바이패스형의 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)는, 센터 바이패스 통로부(Rb), 미터 인 통로부(Ri) 및 미터 아웃 통로부(Ro)를 갖고, 센터 바이패스 통로부(Rb)는 센터 바이패스 라인(12) 상에 위치하고, 미터 인 통로부(Ri)는 유압 펌프(4)의 토출 유로로 이어지는 압유 공급 라인(18)을 액추에이터 라인(16 또는 17)에 연통시키는 유로 상에 위치하고, 미터 아웃 통로부(Ro)는 액추에이터 라인(16 또는 17)을 작동유 탱크(T)에 연통시키는 유로 상에 위치하고 있다. 압유 공급 라인(18)에는 유압 액추에이터측으로부터의 압유의 역류를 방지하기 위한 로드 체크 밸브(15)가 마련되어 있다. 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)는, 그 전환량(스트로크)에 따라 3개의 통로부(Rb, Ri, Ro)의 개구 면적을 조정함으로써 유압 펌프(4)의 토출 유량을 분배하고, 유압 액추에이터(8, 60, 80)에 압유를 공급하는 것이다.
도 3b는 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 개구 면적 특성을 도시하는 도면이다.
도 3b에 있어서, 센터 바이패스 통로부(Rb)는, A1로 나타낸 바와 같은 개구 면적 특성을 갖고, 미터 인 통로부(Ri) 및 미터 아웃 통로부(Ro)는, A2로 나타낸 바와 같은 개구 면적 특성을 갖고 있다. 도 3b의 횡축은 대응하는 조작 장치에 의해 생성되는 조작 파일럿 압력이며, 조작 레버의 조작량(이하 「레버 조작량」이라 함) 또는 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 스풀 스트로크에 대략 대응하고 있다. 도 3b의 종축은 센터 바이패스 통로부(Rb), 미터 인 통로부(Ri) 또는 미터 아웃 통로부(Ro)의 개구 면적이다.
조작 장치의 조작 레버가 조작되어, 조작 파일럿 압력이 상승함에 따라(레버 조작량 또는 방향 유량 제어 밸브의 스풀 스트로크가 증대됨에 따라), 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적(A1)은 감소하고, 미터 인 통로부(Ri) 및 미터 아웃 통로부(Ro)의 개구 면적(A2)은 증대된다. 즉, 센터 바이패스형의 방향 유량 제어 밸브에서는, 방향 유량 제어 밸브의 스트로크가 작은 어떤 스트로크 이하에서는, 미터 인 통로부(Ri)의 개구 면적(A1)이 작고, 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적(A2)이 크기 때문에, 유압 펌프의 토출 압력이 유압 액추에이터의 부하압보다도 높아지지 않고, 유압 펌프의 토출 유량은 그 전량이 센터 바이패스 통로부(Rb)를 통해 작동유 탱크(T)로 유출된다. 방향 유량 제어 밸브의 스트로크가 증대됨에 따라 미터 인 통로부(Ri)의 개구 면적(A2)이 증대되고, 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적(A1)이 감소하기 때문에, 유압 펌프(4)의 토출 압력이 유압 액추에이터의 부하압보다도 높아지고, 유압 펌프(4)의 토출유의 일부가 미터 인 통로부(Ri)를 통해 유압 액추에이터에 유입되어, 유압 액추에이터가 움직이기 시작한다. 방향 유량 제어 밸브의 스트로크가 더욱 증대되면, 그에 따라 미터 인 통로부(Ri)의 개구 면적(A2)이 증대되고, 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적(A1)이 감소하기 때문에, 미터 인 통로부(Ri)를 통해 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 유량이 증대되고, 유압 액추에이터 속도도 증대된다. 또한, 도 3b에 도시한 개구 면적 특성은, 유압 액추에이터의 용량이나 조작 레버의 조작성에 따라 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)마다 최적화되어 있다.
도 2로 되돌아가, 유압 펌프(4)는 레귤레이터(5)를 구비하고 있다. 레귤레이터(5)는 펌프 제어 압력(Ppc)과 자신이 관련된 유압 펌프(4)의 토출 압력을 입력하고, 포지티브 컨트롤 제어와 입력 토크 제한 제어를 행한다.
본 실시 형태에 있어서의 유압 제어 장치는, 그 특징적 구성으로서, 센터 바이패스 라인(12)의 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)보다도 하류측에 배치된 센터 바이패스 제어 밸브(2)와, 붐 상승 조작 파일럿 압력(Pp1)을 검출하는 압력 센서(제1 압력 센서)(7)와, 암 당김 조작 파일럿 압력(Pp3)을 검출하는 압력 센서(제2 압력 센서)(25)와, 암 밀기 조작 파일럿 압력(Pp4)을 검출하는 압력 센서(제3 압력 센서)(26)와, 버킷 당김 조작 파일럿 압력(Pp5)을 검출하는 압력 센서(제4 압력 센서)(28)와, 버킷 밀기 조작 파일럿 압력(Pp6)을 검출하는 압력 센서(제5 압력 센서)(29)와, 엔진(6)의 회전수를 검출하는 회전수 센서(회전수 검출 장치)(19)와, 컨트롤러(제어 장치)(10)와, 컨트롤러(10)로부터의 제어 신호에 의해 동작하고, 파일럿 펌프(9)의 토출 압력에 기초하여 제어 압력(Pcb)을 생성하는 전자 비례 밸브(3)를 더 구비하고 있다. 전자 비례 밸브(3)에 의해 생성된 제어 압력(Pcb)은, 센터 바이패스 제어 밸브(2)에 인가되어, 센터 바이패스 제어 밸브(41)의 개구를 제어한다.
도 4는 컨트롤러(10)의 처리 내용을 도시하는 흐름도이다.
도 4에 있어서, 우선, 컨트롤러(10)는 압력 센서(7, 25, 26, 28, 29)의 검출 신호로부터, 붐 상승 조작 파일럿 압력(Pp1), 암 당김 조작 파일럿 압력(Pp3), 암 밀기 조작 파일럿 압력(Pp4), 버킷 당김 조작 파일럿 압력(Pp5) 및 버킷 밀기 조작 파일럿 압력(Pp6) 중 어느 것이 소정의 값(Ppmin)보다도 큰지 여부를 판정한다(스텝 S1). 여기서, 소정의 값(Ppmin)은 조작 장치(13, 24, 27)에 의해 생성되는 조작 파일럿 압력의 최솟값이며, 조작 파일럿 압력이 소정의 값(Ppmin)보다도 큰 것은 조작 레버가 조작된 것을 의미한다. 조작 파일럿 압력(Pp1 내지 Pp6)은 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 조작량에 대응하고 있으며, 압력 센서(7, 25, 26, 28, 29)는 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 조작량을 검출하는 조작량 검출 장치를 구성하고 있다.
스텝 S1에서 조작 파일럿 압력(Pp1 내지 Pp5) 중 어느 것이 소정의 값(Ppmin)보다도 크다("예")고 판정한 경우에는, 컨트롤러(10)는 또한 회전수 센서(19)의 검출 신호로부터, 엔진(6)의 회전수(N)가 소정의 값(Nmax)보다도 작은지 여부를 판정한다(스텝 S2).
스텝 S2에서 엔진(6)의 회전수(N)가 소정의 값(Nmax)보다도 작다("아니오")고 판정한 경우에는, 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)을 연산한다(스텝 S3). 개구 면적(Acb)의 연산 방법에 대해서는 후술한다.
한편, 스텝 S1에서 붐 상승 조작 파일럿 압력(Pp1)이 소정의 값(Ppmin)보다도 크지 않다("아니오")고 판정한 경우 또는 스텝 S2에서 엔진 회전수(N)가 소정의 값(Nmax)보다도 작지 않다("아니오")고 판정한 경우에는, 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)을 최댓값(완전 개방)으로 설정한다(스텝 S4).
스텝 S3 또는 S4에 이어서, 컨트롤러(10)는 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)이 스텝 S3 또는 S4에서 설정된 개구 면적과 일치하도록 전자 비례 밸브(3)를 제어한다(스텝 S5). 구체적으로는, 컨트롤러(10)는 도 5에 도시한 변환 테이블에 기초하여, 도 4의 스텝 S3 또는 S4에서 설정된 개구 면적에 대응하는 제어 압력(Pcb)을 계산하고, 이 제어 압력(Pcb)이 전자 비례 밸브(3)에 의해 생성되도록 전자 비례 밸브(3)를 여자한다. 이상의 처리에 의해, 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)이 제어된다.
도 6은 도 4의 스텝 S3에 있어서의 센터 바이패스 개구 면적의 연산 처리를 도시하는 블록도이다.
도 6에 있어서, 스텝 S3은 연산 블록(B1 내지 B8)으로 구성되어 있으며, 조작 파일럿 압력(Pp1, Pp3 내지 Pp6) 및 엔진 회전수(N)에 기초하여 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)을 계산한다.
연산 블록(B1)에서는, 변환 테이블(T1)에 기초하여, 붐 상승 조작 파일럿 압력(Pp1)에 대응하는 방향 유량 제어 밸브(1)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적을 계산한다. 여기서, 변환 테이블(T1)에는 방향 유량 제어 밸브(20)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적 특성(A1)(도 3a 참조)이 설정되어 있다.
연산 블록(B2)에서는, 변환 테이블(T2)에 기초하여, 암 당김 조작 파일럿 압력(Pp2)에 대응하는 방향 유량 제어 밸브(20)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적을 계산한다. 여기서, 변환 테이블(T2)에는 방향 유량 제어 밸브(20)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적 특성이 설정되어 있다.
연산 블록(B3)에서는, 변환 테이블(T3)에 기초하여, 암 밀기 조작 파일럿 압력(Pp3)에 대응하는 방향 유량 제어 밸브(20)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적을 계산한다. 여기서, 변환 테이블(T3)에는 방향 유량 제어 밸브(20)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적 특성이 설정되어 있다.
연산 블록(B4)에서는, 변환 테이블(T4)에 기초하여, 버킷 당김 조작 파일럿 압력(Pp4)에 대응하는 방향 유량 제어 밸브(21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적을 계산한다. 여기서, 변환 테이블(T4)에는 방향 유량 제어 밸브(21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적 특성이 설정되어 있다.
연산 블록(B5)에서는, 변환 테이블(T5)에 기초하여, 버킷 밀기 조작 파일럿 압력(Pp5)에 대응하는 방향 유량 제어 밸브(21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적을 출력한다. 여기서, 변환 테이블(T5)에는 방향 유량 제어 밸브(21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적 특성이 설정되어 있다.
연산 블록(B6)에서는, 연산 블록(B1 내지 B5)에서 계산한 개구 면적(방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적) 중 최솟값을 선택한다. 이 최솟값의 선택은, 센터 바이패스 통로부(Rb)에 있어서의 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 개구 면적을 합성한 합성 개구 면적을 구하는 것에 상당한다. 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)(센터 바이패스 스로틀)는 센터 바이패스 라인(12) 상에서 직렬로 접속되어 있으며, 직렬 스로틀에 있어서는 개구 면적이 작은 쪽의 스로틀이 지배적으로 효과가 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 합성 개구 면적을 센터 바이패스 통로부(Rb)의 개구 면적 중 최솟값으로 근사함으로써, 계산을 간이화하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 미속 조작 작업으로서 크레인 작업을 상정하고 있으며, 붐 하강 방향의 부하가 발생하지 않기 때문에, 연산 블록(B6)에서는 붐 하강 조작 압력(Pp2)을 고려하지 않지만, 붐 하강 방향의 부하가 발생하는 경우에는 붐 하강 조작 압력(Pp2)도 포함하여 최솟값을 선택할 필요가 있다.
연산 블록(B7)에서는, 회전수 센서(19)에서 검출한 엔진 회전수(N)의 정격 회전수(Nmax)에 대한 비율(=N/Nmax)을 보정 계수(0 내지 1)로서 계산한다. 여기서, 정격 회전수(Nmax)는 통상 작업시의 엔진 회전수이다.
연산 블록(B8)에서는, 연산 블록(B6)에서 계산한 합성 개구 면적에 연산 블록(B7)에서 계산한 보정 계수(0 내지 1)를 곱함으로써, 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)을 계산한다. 이 계산은, 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)와 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 합성 개구 면적이, 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 합성 개구 면적에 상기 보정 계수(0 내지 1)를 곱한 값이 될 때의 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)을 구하는 것에 상당한다. 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)을 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 합성 개구 면적보다도 작게 했을 때에는, 센터 바이패스 라인(12)에 있어서 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 스로틀이 지배적으로 되어, 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)와 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 합성 개구 면적은 센터 바이패스 제어 밸브(2)와 개구 면적과 거의 일치한다. 그 때문에, 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)을 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 합성 개구 면적에 보정 계수(0 내지 1)를 곱한 값으로 함으로써, 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)와 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 합성 개구 면적을 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 합성 개구 면적에 보정 계수(0 내지 1)를 곱한 값과 거의 일치시킬 수 있다.
도 7은 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 조작 파일럿 압력(Pp1, Pp3 내지 Pp6)과 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)의 관계(센터 바이패스 제어 밸브(2)의 제어 특성)를 도시하는 도면이다.
도 7에 있어서, C0은 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax)로 설정한 경우의 제어 특성이며, 조작 파일럿 압력에 관계 없이 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)은 최댓값(완전 개방)이 된다. C1은, 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(N0)보다도 낮은 N1로 설정한 경우의 제어 특성이고, C2는 엔진 회전수(N)를 N1보다도 낮은 N2로 설정한 경우의 제어 특성이고, 각각 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 합성 개구 면적(도면 중, 파선으로 나타냄)에 엔진 회전수(N1, N2)의 정격 회전수(Nmax)에 대한 비율(보정 계수)을 곱한 것과 거의 일치하고 있다.
이상과 같이 구성한 유압 셔블의 동작을 설명한다.
도 1로 되돌아가, 버킷(113)의 배면부에는 격납식의 훅(130)이 장착되어 있다. 훅(130)은 크레인 작업용이며, 도시된 바와 같이, 버킷 배면부에 설치한 훅(130)에 와이어를 걸어 양중 화물(131)을 매달아 올린다. 이 크레인 작업에서는, 붐(111)의 상승 하강(붐 상승 및 붐 하강)에 의해 양중 화물(131)의 상하 방향(높이 방향)의 이동(위치 조정)을 행하고, 암(112)의 밀고 당김(암 덤프 및 암 크라우드) 또는 선회에 의해 양중 화물(131)의 전후 및 가로 방향(수평 방향)의 이동(위치 조정)을 행한다. 붐 상승에서는, 붐 실린더(8)의 보텀측 실린더실(8a)이 부하 유지측이 되어, 보텀측 실린더실(8a)에 고압의 유지압이 발생한다. 또한, 크레인 작업은 중부하로 미속 조작이 요구되는 작업이기 때문에, 엔진 회전수(N)는 정격 회전수(Nmax)보다도 낮게 설정되어 있다.
크레인 작업으로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 양중 화물(131)을 공중에 유지한 상태에서 붐 상승에 의해 양중 화물(131)의 상방으로의 이동을 행하는 경우를 생각한다.
오퍼레이터가, 크레인 작업으로 붐 상승에 의해 양중 화물(131)의 상방으로의 이동을 행하는 것을 의도하여 붐용의 조작 레버 장치(13)의 조작 레버(13a)를 붐 상승 방향으로 조작하면, 붐 상승 지령의 조작 파일럿 압력(Pp1)이 붐용의 방향 유량 제어 밸브(1)의 수압부로 유도되어, 방향 유량 제어 밸브(1)는 붐 상승 방향(도시 좌측 방향)으로 전환 조작된다.
한편, 붐 상승 지령의 조작 파일럿 압력(Pp1)은 압력 센서(7)에 의해 검출되고, 압력 센서(7)의 검출 신호는, 엔진(6)의 회전수를 검출하는 회전수 센서(19)의 검출 신호와 함께 컨트롤러(10)에 입력된다. 컨트롤러(10)는, 이들 검출 신호에 기초하여 도 4에 도시한 흐름도의 처리를 행한다. 이때, 조작 파일럿 압력(Pp1)은 Pp1>Ppmin이면서 또한 엔진 회전수(N)가 N<Nmax이기 때문에, 스텝 S1 및 S2에서 모두 "예"로 판정되며, 스텝 S3 및 S5의 처리에 의해 전자 비례 밸브(3)에 제어 신호가 출력된다. 이에 의해, 센터 바이패스 라인(12)의 합성 개구 면적이 엔진 회전수(N)의 저하에 따라 축소되도록 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적이 제어된다. 이에 의해, 유압 펌프(4)의 토출 압력은 정격 회전수(Nmax) 설정시와 마찬가지로 레버 조작량의 증가에 따라 상승하고, 유압 펌프(4)의 토출 압력이 붐 실린더(8)의 보텀측 실린더실(8a)에 고압의 유지압을 상회하면, 유압 펌프(4)의 토출유가 붐 실린더(8)의 부하 유지측인 보텀측 실린더실(8a)에 유입되어 붐 실린더(8)가 신전되고, 붐(111)이 상방으로 회동한다.
본 실시 형태의 효과를 종래 기술과 비교하여 설명한다.
도 8은 종래 기술에 있어서의 레버 조작량과 액추에이터 공급 유량의 관계를 도시하는 도면이며, F1은 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax)로 설정한 경우의 관계를 나타내고 있고, F2는 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax)보다도 낮게 설정한 경우의 관계를 나타내고 있다.
도 8에 있어서, 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax)로 설정한 상태에서 레버 조작량이 S1에 달하면, 도 7에 있어서 조작 파일럿 압력이 PS1에 달하고, 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 합성 개구 면적이 A11까지 축소된다. 이에 의해, 유압 펌프(4)의 토출 압력이 유압 액추에이터의 부하압을 상회하고, 유압 액추에이터의 부하 유지측에 압유가 유입되기 시작한다. 그 결과, 레버 조작량(S1)까지의 레버 조작 영역이 불감대가 되고, 레버 조작량(S1)으로부터 유압 액추에이터로의 공급 유량이 최대가 되는 레버 조작량(Smax)까지의 사이가 유압 액추에이터로의 공급 유량을 가변으로 하는 레버 조작 영역(X1)이 된다.
한편, 크레인 작업 등의 미속 조작 작업에 있어서 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax)보다도 낮은 N1로 설정하면, 유압 펌프(4)의 토출 유량이 엔진 회전수(N)에 비례하여 저하되고, 유압 펌프(4)의 토출 압력도 마찬가지로 저하된다. 이 상태에서 레버 조작량이 S1에 달하면, 도 7에 있어서 조작 파일럿 압력(PS1)에 달하고, 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 합성 개구 면적이 A11까지 축소되지만, 유압 펌프(4)의 토출 유량이 저하됨으로써 유압 펌프(4)의 토출 압력은 유압 액추에이터의 부하압을 상회하지 않고, 유압 액추에이터의 부하 유지측으로 압유는 유입되지 않는다. 조작 레버를 더욱 조작하여 레버 조작량이 S2에 달하면, 도 7에 있어서 조작 파일럿 압력(PS2)에 달하고, 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 합성 개구 면적이 A12(도 7 참조)까지 축소된다. 이때, 유압 펌프(4)의 토출 압력은 유압 액추에이터의 부하압을 상회하고, 유압 액추에이터의 부하 유지측으로 압유가 유입되기 시작한다. 그 결과, 레버 조작량(S2)까지의 레버 조작 영역이 불감대가 되고, 유압 액추에이터로의 공급 유량을 가변으로 하는 레버 조작 영역이 X1로부터 X2까지 축소되어, 미속 조작 작업에 있어서의 조작성이 악화된다.
도 9는 본 실시 형태에 있어서의 레버 조작량과 액추에이터 공급 유량의 관계를 도시하는 도면이며, F3은 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax)로 설정한 경우의 관계를 나타내고 있고, F4는 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax)보다도 낮게 설정한 경우의 관계를 나타내고 있다.
본 실시 형태에 있어서, 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax) 이상으로 설정한 경우에는, 도 4의 스텝 S2에서 "아니오"로 판정되며, 스텝 S4에서 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적이 최댓값(완전 개방)으로 설정되기 때문에, 센터 바이패스 라인(12)의 합성 개구 면적은 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 영향을 받지 않는다. 따라서, F3은 종래 기술에 있어서의 특성(F1)(도 8 참조)과 일치하고, 유압 셔블은 종래 기술과 마찬가지로 동작한다.
한편, 크레인 작업 등의 미속 조작 작업에 있어서 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax)보다도 낮은 N1로 설정한 경우에는, 유압 펌프(4)의 토출 유량이 엔진 회전수(N)에 비례하여 저하되고, 유압 펌프(4)의 토출 압력도 마찬가지로 저하된다. 이때, 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적(Acb)은, 엔진 회전수(N)의 저하에 비례하여 방향 유량 제어 밸브(1, 20, 21)의 센터 바이패스 통로부(Rb)의 합성 개구 면적보다도 작아지도록 제어된다. 이에 의해, 레버 조작량이 S1에 달하면, 센터 바이패스 제어 밸브(2)의 개구 면적이 A12까지 축소되어 유압 펌프(4)의 토출 압력이 유압 액추에이터의 부하압을 상회하고, 유압 액추에이터의 부하 유지측으로 압유가 유입되기 시작한다.
본 실시 형태에 의하면, 미속 조작 작업에 있어서 엔진 회전수(N)를 정격 회전수(Nmax)보다도 낮게 설정하여 유압 펌프(4)의 토출 유량을 저하시킨 경우에, 정격 회전수(Nmax) 설정시에 유압 액추에이터의 부하 유지측으로 압유가 유입되기 시작할 때(유압 액추에이터가 움직이기 시작할 때)의 레버 조작량(S1)으로 유압 액추에이터의 부하 유지측으로 압유가 유입되기 시작한다. 이에 의해, 유압 액추에이터로의 공급 유량을 가변으로 하는 레버 조작 영역(X1)이 정격 회전수(Nmax) 설정시와 마찬가지로 넓게 유지되기 때문에, 미속 조작 작업에 있어서의 조작성의 악화를 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기한 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태는 본 발명을 유압 셔블에 적용한 것이지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 크레인 등의 건설 기계에도 적용할 수 있다. 또한, 상기한 실시 형태는, 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세히 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다.
1: 방향 유량 제어 밸브(제1 방향 유량 제어 밸브)
2: 센터 바이패스 제어 밸브
3: 전자 비례 밸브
4: 유압 펌프(메인 펌프)
5: 레귤레이터
6: 엔진
7: 압력 센서(제1 압력 센서)
8: 붐 실린더(유압 액추에이터)
8a: 보텀측 실린더실
8b: 로드측 실린더실
9: 파일럿 펌프
10: 컨트롤러(제어 장치)
11: 컨트롤 밸브 장치
12: 센터 바이패스 라인
13: 조작 레버 장치(제1 조작 레버 장치)
13a: 조작 레버
15: 로드 체크 밸브
16, 17: 액추에이터 라인
18: 압유 공급 라인
19: 회전수 센서(회전수 검출 장치)
20: 방향 유량 제어 밸브(제2 방향 유량 제어 밸브)
21: 방향 유량 제어 밸브(제3 방향 유량 제어 밸브)
22: 메인 릴리프 밸브
23: 파일럿 릴리프 밸브
24: 조작 레버 장치(제2 조작 레버 장치)
24a: 조작 레버
25: 압력 센서(제2 압력 센서)
26: 압력 센서(제3 압력 센서)
27: 조작 레버 장치(제3 조작 레버 장치)
27a: 조작 레버
28: 압력 센서(제4 압력 센서)
29: 압력 센서(제5 압력 센서)
60: 암 실린더(유압 액추에이터)
60a: 보텀측 실린더실
60b: 로드측 실린더실
80: 버킷 실린더(유압 액추에이터)
80a: 보텀측 실린더실
80b: 로드측 실린더실
100: 하부 주행체
101: 상부 선회체
102: 프론트 작업기
103a, 103b: 크롤러식 주행 장치
104a, 104b: 주행 모터
106: 엔진 룸
107: 캐빈
111: 붐
112: 암
113: 버킷
130: 훅
131: 양중 화물
Pp1: 조작 파일럿 압력(붐 상승)
Pp2: 조작 파일럿 압력(붐 하강)
Pp3: 조작 파일럿 압력(암 당김)
Pp4: 조작 파일럿 압력(암 밀기)
Pp5: 조작 파일럿 압력(버킷 당김)
Pp6: 조작 파일럿 압력(버킷 밀기)
Pcb: 제어 압력
Ppc: 펌프 제어 압력
Rb: 센터 바이패스 통로부
Ri: 미터 인 통로부
Ro: 미터 아웃 통로부
T: 작동유 탱크

Claims (3)

  1. 원동기와,
    상기 원동기에 의해 구동되는 가변 용량형의 유압 펌프와,
    상기 유압 펌프의 토출유에 의해 구동되는 복수의 유압 액추에이터와,
    상류측이 상기 유압 펌프에 접속되며, 하류측이 작동유 탱크에 접속된 센터 바이패스 라인에 배치되고, 상기 유압 펌프로부터 상기 복수의 유압 액추에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 센터 바이패스형의 복수의 방향 유량 제어 밸브와,
    상기 복수의 유압 액추에이터에 대응하여 마련되며, 상기 복수의 방향 유량 제어 밸브를 각각 조작하는 복수의 조작 장치를 갖는 유압 제어 장치를 구비한 건설 기계에 있어서,
    상기 복수의 방향 유량 제어 밸브의 조작량을 검출하는 조작량 검출 장치와,
    상기 원동기의 회전수를 검출하는 회전수 검출 장치와,
    상기 센터 바이패스 라인의 상기 복수의 방향 유량 제어 밸브보다도 하류측에 배치된 센터 바이패스 제어 밸브와,
    상기 회전수 검출 장치에서 검출한 상기 원동기의 회전수가 통상 작업시의 엔진 회전수인 정격 회전수보다도 낮은 경우에, 상기 조작량 검출 장치에서 검출한 상기 복수의 조작 장치의 조작량에 기초하여 상기 센터 바이패스 라인에 있어서의 상기 복수의 방향 유량 제어 밸브의 개구 면적을 합성한 합성 개구 면적을 계산하고, 상기 센터 바이패스 제어 밸브의 개구 면적이 상기 합성 개구 면적보다도 작아지도록 상기 센터 바이패스 제어 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 센터 바이패스 라인에 있어서의 상기 복수의 방향 유량 제어 밸브의 개구 면적 중 최솟값을 상기 합성 개구 면적으로서 선택하고, 상기 합성 개구 면적에 상기 회전수 검출 장치에서 검출한 엔진 회전수의 상기 정격 회전수에 대한 비율을 곱함으로써, 상기 센터 바이패스 제어 밸브의 개구 면적을 계산하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 건설 기계는, 붐, 암 및 버킷을 갖는 프론트 작업기를 구비하고, 상기 버킷에 크레인 작업용의 훅이 장착된 유압 셔블이며,
    상기 복수의 유압 액추에이터는, 상기 붐을 회동시키는 붐 실린더와, 상기 암을 구동하는 암 실린더와, 상기 버킷을 회동시키는 버킷 실린더를 포함하고,
    상기 복수의 방향 유량 제어 밸브는, 상기 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 파일럿식의 제1 방향 유량 제어 밸브와, 상기 유압 펌프로부터 상기 암 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 파일럿식의 제2 방향 유량 제어 밸브와, 상기 유압 펌프로부터 상기 버킷 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 파일럿식의 제3 방향 유량 제어 밸브를 포함하고,
    상기 복수의 조작 장치는, 상기 제1 방향 유량 제어 밸브를 조작하는 제1 조작 레버 장치와, 상기 제2 방향 유량 제어 밸브를 조작하는 제2 조작 레버 장치와, 상기 제3 방향 유량 제어 밸브를 조작하는 제3 조작 레버 장치를 포함하고,
    상기 조작량 검출 장치는, 상기 제1 조작 레버 장치에 의해 생성된 붐 상승 조작 파일럿 압력을 검출하는 제1 압력 센서와, 상기 제2 조작 레버 장치에 의해 생성된 암 당김 조작 파일럿 압력을 검출하는 제2 압력 센서와, 상기 제2 조작 레버 장치에 의해 생성된 암 밀기 조작 파일럿 압력을 검출하는 제3 압력 센서와, 상기 제3 조작 레버 장치에 의해 생성된 버킷 당김 조작 파일럿 압력을 검출하는 제4 압력 센서와, 상기 제3 조작 레버 장치에 의해 생성된 버킷 밀기 조작 파일럿 압력을 검출하는 제5 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05106606A (ja) * 1991-10-18 1993-04-27 Yutani Heavy Ind Ltd 建設機械の油圧回路
JP2001039672A (ja) * 1999-08-04 2001-02-13 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd クレーン機能付建設機械
JP4215409B2 (ja) 2001-03-12 2009-01-28 日立建機株式会社 油圧駆動制御装置
WO2017014324A1 (ja) * 2016-07-29 2017-01-26 株式会社小松製作所 制御システム、作業機械、及び制御方法
JP2017057925A (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 キャタピラー エス エー アール エル 油圧作業機における油圧ポンプ制御システム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3434514B2 (ja) * 1993-03-23 2003-08-11 日立建機株式会社 油圧作業機の油圧駆動装置
JP2892939B2 (ja) * 1994-06-28 1999-05-17 日立建機株式会社 油圧掘削機の油圧回路装置
JP4734196B2 (ja) * 2006-08-10 2011-07-27 日立建機株式会社 大型油圧ショベルの油圧駆動装置
JP5013452B2 (ja) * 2007-03-06 2012-08-29 キャタピラー エス エー アール エル 建設機械における油圧制御回路
JP5388787B2 (ja) * 2009-10-15 2014-01-15 日立建機株式会社 作業機械の油圧システム
JP5383537B2 (ja) * 2010-02-03 2014-01-08 日立建機株式会社 油圧システムのポンプ制御装置
JP5509433B2 (ja) * 2011-03-22 2014-06-04 日立建機株式会社 ハイブリッド式建設機械及びこれに用いる補助制御装置
JP5758348B2 (ja) * 2012-06-15 2015-08-05 住友建機株式会社 建設機械の油圧回路
JP6013888B2 (ja) * 2012-11-20 2016-10-25 株式会社Kcm 液圧駆動システム、及びそれを備える建設機械
JP5992886B2 (ja) * 2013-08-30 2016-09-14 日立建機株式会社 作業機械
JP6005082B2 (ja) * 2014-02-04 2016-10-12 日立建機株式会社 建設機械
EP3112539B1 (en) * 2014-02-24 2017-11-22 Sumitomo (S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. Shovel and shovel control method
JP6509899B2 (ja) * 2014-11-10 2019-05-08 住友建機株式会社 作業機械
US10563377B2 (en) * 2015-09-16 2020-02-18 Caterpillar Sarl Hydraulic pump control system of hydraulic working machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05106606A (ja) * 1991-10-18 1993-04-27 Yutani Heavy Ind Ltd 建設機械の油圧回路
JP2001039672A (ja) * 1999-08-04 2001-02-13 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd クレーン機能付建設機械
JP4215409B2 (ja) 2001-03-12 2009-01-28 日立建機株式会社 油圧駆動制御装置
JP2017057925A (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 キャタピラー エス エー アール エル 油圧作業機における油圧ポンプ制御システム
WO2017014324A1 (ja) * 2016-07-29 2017-01-26 株式会社小松製作所 制御システム、作業機械、及び制御方法

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