WO1997013929A1 - Systeme de commande d'engins de chantier - Google Patents

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WO1997013929A1
WO1997013929A1 PCT/JP1996/002926 JP9602926W WO9713929A1 WO 1997013929 A1 WO1997013929 A1 WO 1997013929A1 JP 9602926 W JP9602926 W JP 9602926W WO 9713929 A1 WO9713929 A1 WO 9713929A1
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pump
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pressure
working fluid
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Masatoshi Miki
Kazunori Yoshino
Fumihiko Ishise
Tomohiro Akaki
Shigeyoshi Mitsumori
Makoto Samejima
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Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a construction machine control device suitable for use in a hydraulic excavator, a hydraulic shovel, and the like.
  • valve opening is controlled by a hydraulic or electromagnetic hydraulic type pipe valve, and a main control port is remotely controlled to control each valve.
  • a main control port is remotely controlled to control each valve.
  • the hydraulic oil flow was adjusted for the boom cylinder and the stick cylinder).
  • a mouth-sensing single-pump system that enables relatively easy interlocking operation, that is, a closed-center type main control valve connected in parallel (the differential pressure across the valve is constant) And the flow rate is proportional to the opening).
  • FIG. Actuyue 502a and 502b will be driven.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-255502 discloses an orifice having a main meter separator valve and a pressure compensating valve for setting a differential pressure across these valves. A hydraulic drive control with a sensing system is shown.
  • the main control valve for the flow control system is used only for flow control, and it is not considered that only the control valve is used to control the pressure by feedback.
  • an unload valve 507 is connected to the hydraulic pump 501, and the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 501 and the maximum load taken out through the shuttle valve 506 are connected. When the pressure difference from the pressure exceeds a predetermined value, the unload valve 507 opens and the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 501 is returned to the tank. Note that a differential pressure setting panel 507a is provided on the load pressure acting side of the unload valve 507.
  • a fixed throttle 508 Downstream of the unload valve 507, a fixed throttle 508 that generates a control pressure according to the hydraulic oil flow rate flowing out of the unload valve 507 is connected.
  • the control pressure generated in is detected by the pressure sensor 515.
  • the control device for the hydraulic pump 501 is composed of a pump regulator 509, a controller 510, a pressure sensor 515, a displacement sensor 516, and the like.
  • the control flow is configured to decrease the discharge flow rate of the hydraulic pump 501 when the control pressure increases, and increase the discharge flow rate when the control pressure decreases.
  • a switching valve (lead-off valve) 530 is connected in parallel with the unload valve 507 and at a position upstream of the fixed throttle 508.
  • the electromagnetic proportional pressure-reducing valve 531 is controlled by a signal output from the controller 51 in response to an operation signal from the operation lever device 505, and a switching valve is supplied from the pilot hydraulic pressure source 521. Pilot oil pressure to 530 is controlled.
  • the opening area of the switching valve 530 is large, and as the operation amount of the operation lever 504 increases, the opening area decreases.
  • the switching valve 530 is controlled.
  • the load sensing control by the unlock valve 507 and the bleed-off control by the switching valve 530 are selectively executed in accordance with the operation amount of the operation lever device 505, and the characteristics of both controls are controlled. Multiple flow control Can be manifested.
  • the required flow rate signal to each of the actuators by the operating means is used as an actuator flow rate setting signal, while the sum of the required flow rates is
  • a dis- tribution review is performed by multiplying the required flow rate signal to each of the above factories by a coefficient smaller than 1 to obtain an actuation rate setting signal.
  • You may comprise so that it may be provided in a valve control means.
  • the operation signal output from the operation system to the main control valve by the distributing operation can accurately determine the distribution of the operating flow required by the operator with respect to the discharge flow of the pump regardless of the load of the operating condition. It is possible to improve the operability, especially the interlocking operability and the fine operability, as well as the operability, so that the operator's skills can be fully demonstrated.
  • the coefficient smaller than 1 may be configured to have information obtained by normalizing the working fluid supply flow rate by the sum of the required flow rates.
  • the factory setting flow rate setting signal set at the distribution time may be set for each work mode of the construction machine.
  • the optimum supply flow rate to each factory is determined according to the operation mode, and the required flow rate distribution to the factory can be accurately realized.
  • the detection means is provided with a manifold detection means for detecting an operation state of the valve means, and the valve control means receives a detection result from the manipulation detection means.
  • a correction means for correcting the display view function may be provided. WT / JP96 02926 Workability cannot be improved.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to improve operability, ride comfort, and workability of a construction machine.
  • the control device for a construction machine includes, in a construction machine, an operating means operated by an operator, a working fluid supply means including a fluid pressure pump driven by a motor, and a working fluid supply means.
  • a driving means including a plurality of actuators driven by the working fluid, and a valve provided between the driving means and the working fluid supply means and including a plurality of control valves for controlling the driving means.
  • Detecting means including a working fluid supply flow rate detecting means for detecting a working fluid supply flow rate from the working fluid supply means; receiving an operation command from the operating means and a detection result from the detecting means; The required flow rate information for each factory set by the means is compared with the working fluid supply flow rate information from the working fluid supply means.
  • Ri by the disk Bokuri Byuta function of determining the supply flow rate suitable is characterized in that it is configured to include a control means including valve control means for controlling the valve means.
  • an operation signal from the valve control means having the distributor function is output to a plurality of control valves as a supply flow rate setting command, and each actuator is operated by the fluid pressure from the fluid pressure pump.
  • the valve control means compares the required flow rate information for each factory set by the operating means by the distributor function with the information of the working fluid supply flow rate from the working fluid supply means, and according to the comparison result, each factory Since the optimum supply flow rate for one night is determined, the distribution of the required flow rate to the factory
  • a check valve for preventing backflow from the accumulator may be interposed in a portion of the working fluid supply path between the connection portion and the connection portion of the accumulator.
  • the operating means may be provided with a supply pressure setting device for keeping the pump discharge pressure of the fluid pressure pump constant.
  • a supply pressure setting device for keeping the pump discharge pressure of the fluid pressure pump constant.
  • An accumulator for storing the working fluid on the discharge side of the fluid pressure pump is provided in the working fluid supplier, and when the sum of the required flow rates is smaller than the working fluid supply flow rate, the operation is performed. In the meantime, the required flow rate signal to each factory is set as an actual flow rate setting signal. If the sum of the required flow rates is larger than the working fluid supply flow rate, the first coefficient smaller than 1 is set to the above.
  • the product of the required flow rate signal to each actuator and the flow rate setting signal for the actuator and the sum of the accumulator supply flow rate and the working fluid supply flow rate are regarded as the allowable supply flow rate.
  • the first coefficient is configured to have information obtained by normalizing the working fluid supply flow rate by the sum of the required flow rates, and at least one of the first coefficient and the second coefficient is determined by the first coefficient and the second coefficient. It may be configured to be set for each work mode of the construction machine.
  • the detection means is provided with a power supply side detection means for detecting an operation state of the working fluid supply means
  • the control means is provided with a power supply side detection means.
  • the manipulation detection means measures a spool position of the control valve to perform feedback, a load pressure sensor for load sensing which measures load pressure and feeds back, and an actuating device. It may be configured to include a flow rate sensor that measures the flow rate supplied overnight and feeds back the flow rate. With such a configuration, the spool position of the control valve can be accurately controlled.
  • an accumulator for storing the working fluid may be provided on the discharge side of the hydraulic pressure pump of the working fluid supply means.
  • the working fluid supply means may be provided with an unload valve that bypasses the discharge flow rate of the fluid pressure pump without load when the capacity of the accumulator exceeds a predetermined amount.
  • the unload valve is provided in parallel with the working fluid supply passage on the discharge side of the fluid pressure pump, and a portion of the working fluid supply passage downstream of the connection portion of the unload valve.
  • the accumulators are provided in parallel with each other, and the unload valve in the working fluid supply path is And a supply pressure setting device provided in the operation means for maintaining a constant pump discharge pressure, and a function device provided from the distribution view device.
  • a valve controller for receiving an overnight flow rate setting signal and supplying an operation signal to the main control valve; and a spool provided for each of the halve controllers to measure a spool position of the main control valve and feed back.
  • Manipulation-side sensor group engine speed sensor for measuring engine speed
  • engine fuel A rack opening sensor for measuring a pump rack opening angle
  • a tilt angle sensor for measuring a pump tilt angle
  • a discharge pressure sensor for measuring a pump discharge pressure
  • a supply pressure sensor for measuring a system supply pressure
  • the power supply side sensor group consisting of an accumulator capacity sensor that measures the evening capacity, the deviation between the pressure set by the supply pressure setting device and the feedback signal from the supply pressure sensor, and the sum of the integrated value of the deviation
  • First command means for transmitting a tilt angle command signal of the variable displacement hydraulic pump; and a maximum signal of the load sensing load pressure sensor in addition to the supply pressure setting device, If this value continues for a certain period of time or more, a value obtained by adding a certain value to this value is used as a command signal, and the deviation from the feedback signal from the supply pressure sensor and the integration of the deviation
  • the power supply side detection means detects a rotation state of the prime mover, an output sensor for detecting an output state of the prime mover, and detects the working fluid pressure from the working fluid supply means. It may be configured to include a working fluid pressure sensor.
  • control device for a construction machine is a construction machine, comprising: an operation unit operated by an operation unit; at least one variable displacement hydraulic pump driven by an engine; and the variable displacement hydraulic pump.
  • a plurality of hydraulic actuators driven by hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump, and a hydraulic pump mounted between the hydraulic actuator and the variable displacement hydraulic pump.
  • a plurality of main control valves for controlling a flow rate and a direction to the main body; an accumulator provided in a liquid passage between the variable displacement hydraulic pump and the main control valve for storing a pressurized liquid; It is provided in the fluid path between the displacement hydraulic pump and the main control valve, and when the capacity of the accumulator reaches a maximum, the discharge flow rate of the hydraulic pump is bypassed with no load.
  • the required flow signal to the factory is used as it is as the factory setting signal, but if the sum of the required flows is greater than the pump discharge flow, the value obtained by dividing the pump discharge flow by the total required flow First operation means for multiplying the above-mentioned required flow rate signal to each of the above-mentioned factories and outputting it as a factory-day setting flow rate signal; and A value obtained by dividing this by the sum of the required flow rates is multiplied by the required flow rate signal to each of the above factories to obtain a factory setting flow rate signal. It is characterized by comprising means.
  • FIG. 1 is a schematic hydraulic circuit diagram showing a main part of a control device for a construction machine as a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing the overall configuration of the construction machine control device according to the first embodiment of the tree invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the manipulation system in the control device of the construction machine as the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a modification of the control device for construction machines as the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing a data table of coefficients set for each work mode.
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of a hydraulic circuit applicable to the control device for a construction machine as the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic hydraulic circuit diagram of a control device for a construction machine as a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram showing an example of a hydraulic drive circuit in a conventional construction machine.
  • FIG. 8 is a hydraulic circuit diagram showing another example of a hydraulic drive circuit in a conventional construction machine.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Third command means for transmitting a signal; and an allowable tilt angle command for the variable displacement hydraulic pump within a range of the output of the engine as a function of the output of the engine, the pump discharge pressure, and the efficiency characteristics of the engine and the pump.
  • the smallest command signal is selected as a tilt angle command signal for the variable displacement hydraulic pump, and the selected tilt angle command signal and feedback from the tilt angle sensor are provided. It is characterized by comprising a pump controller that positions the pump tilt angle based on the deviation from the signal.
  • a hydraulic electronic control system that clarifies the division of functions between hydraulic equipment and electronic control equipment has improved operability.
  • the ride comfort and workability can be improved.
  • a control device for a construction machine in a construction machine, comprises: an operating means operated by an operation device; a hydraulic pump driven by a prime mover; and a plurality of hydraulic pumps driven by working fluid from the hydraulic pump.
  • An actuator a plurality of control valves for controlling the actuator, required flow rate information to each of the actuators set by the operating means, and a working fluid supply from the fluid pressure pump.
  • the valve control unit compares the flow rate information with the flow rate information, determines the optimum supply flow rate to each factory according to the comparison result, and controls the valve means. It is.
  • the present apparatus is provided with control means for controlling the operations of the actuators 7A and 7B, the hydraulic pump 2, the main control valves 6A and 6B, and the like.
  • the operation of the main control valves 6A and 6B is controlled by valve control means 31 provided in the control means.
  • the valve control means 31 includes operation levers 3OA and 3OA.
  • the information on the required flow rate to each actuator 7B, 7B set by the operation lever 30A, 30B and the hydraulic pump 2 A comparison view with the working fluid supply flow rate information is provided, and a distribution view 31a that determines the optimum supply flow rate to each of the factories 7A and 7B according to the comparison result is provided.
  • the sum of the required flow rates of the hydraulic oil to the actuating units 7A and 7B is determined by the operating state of the operating levers 30A and 30B. If the discharge flow rate is smaller than the discharge flow rate, the required flow signal to the actuators 7A and 7B by the operation lever 3OA and 30B is output as it is as the flow rate setting signal for the actuator and the sum of the required flow rates Is greater than the pump discharge flow rate, the value obtained by dividing the pump discharge flow rate by the sum of the required flow rates (a ⁇ 1: the first coefficient) is multiplied by the required flow rate for each factor 7 A, 7 mm, and the result is obtained. The required flow rate is newly set as the required hydraulic oil quantity, and this required flow rate signal is output as a factory setting flow rate signal.
  • the total of the accumulated pressure supply flow rate of the accumulator 5 and the discharge flow rate from the hydraulic pump 2 was defined as the allowable supply flow rate, and this value was divided by the sum of the required flow rates / S. Multiplies the required flow rate to 7A and 7B and sets the resulting value as the new required hydraulic oil quantity
  • this equipment includes a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 1 as a prime mover and a variable displacement hydraulic pump (hereinafter referred to as a hydraulic pump) driven by the engine 1.
  • a hydraulic pump 2) and a plurality of hydraulic actuators 7A and 7B driven by high-pressure hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump 2 are provided.
  • a plurality of main control valves (closed center valves) 6A and 6B are provided between the hydraulic pump 2 and the hydraulic actuators 7A and 7B, and are operated by an operator.
  • An operation command signal from the system controls the direction and flow rate of hydraulic oil supplied to hydraulic actuators 7A and 7B.
  • the actuators 7A and 7B operate according to the operating state of the operating levers 3OA and 30B as operating means.
  • flow rate sensors 106A and 106B with check valves are provided on the upstream side of the main control valves 6A and 6B.
  • an unload valve 3 that bypasses the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 2 to the hydraulic tank 9 with no load, and a hydraulic pump 2 And an accumulator 5 for accumulating hydraulic oil discharged from the compressor.
  • the working fluid supply passage (oil passage) on the discharge side of the hydraulic pump 2 is branched in two directions on the downstream side, and the unload valve 3 is connected to one oil passage.
  • the other oil path is provided with an accumulator 5 via a check valve 4.
  • the check valve 4 is for preventing the hydraulic oil from the accumulator 5 from flowing back.
  • Power supply side detection means or a power supply side sensor group comprising an accumulator capacity sensor 105 to be measured is provided.
  • the control means of the present apparatus is provided with a power supply side control means (pump controller) 26.
  • the pump controller 26 has a first command means a, a second command means b, and a third command means.
  • Command means c, fourth command means d and fifth command means e are provided.
  • the pump controller 26 selects the smallest signal among the signals transmitted from the above-mentioned command means a, b, d, and e, and sets the selected signal as the tilt angle command signal of the hydraulic pump 2. It has a function of positioning the pump tilt angle based on the deviation between the tilt angle command signal and the feedback signal from the tilt angle sensor 103 of the hydraulic pump 2.
  • the first command means a is a deviation between the pressure set by the supply pressure setter 20 and the feedback signal from the supply pressure sensor 104.
  • This is a means for transmitting the tilt angle command signal ⁇ ⁇ of the variable displacement hydraulic pump 2 based on the sum of the integral values of and ⁇ , and has a function as a controller.
  • the second command means b is an A port load pressure sensor for load sensing of the main control valves 6 A and 6 B in addition to the supplied pressure setting device 20 and load ports 108 A, 108 B and B ports.
  • the signal P l max having the maximum load information is selected from the load information detected by the load pressure sensors 109 A and 109 B, and this value continues for a certain period of time.
  • the value obtained by adding the constant value P10 is used as a command signal, and the deviation from the feedback signal from the supply pressure sensor 104 and the sum of the integrated value of the deviation are used as the tilt angle command signal O for the variable displacement hydraulic pump 2
  • the second command means b also has a function as a ⁇ 1 controller.
  • the third command means c increases the supply pressure to a certain value that is larger than the set value. 97 1 Then, this required flow rate signal is output as an actual flow rate setting signal.
  • the present apparatus is provided with a supply pressure setting device 20 for keeping the discharge pressure of the hydraulic pump 2 constant.
  • main control valves 6 A and 6 B are provided with spool position sensors 107 A and 107 B for detecting the spool position (ie, the valve opening).
  • Valve controller (compensation means) that outputs an operation signal to, 6B.
  • a feedback system for spool position, a load pressure feedback system with bandpass filter, and A flow feedback system is provided. That is, a flow sensor with a check valve 106A, 106B that measures the flow rate supplied to each actuator 7A, 7B and feeds back (or an actuator speed sensor or a position sensor may be used). ), Spool position sensor 107A, 107B that measures the spool position (valve opening) of main control valve 6A, 6B and feeds it back.
  • A-port load pressure sensors for load sensing with a band-pass filter 200 (see FIG. 3) that measures the load pressure and feeds back the load.
  • Port load sensors 108 A, 108 B, and B load Manipulation detection means (or manipulation side sensor group) consisting of pressure sensors 109A and 109B are provided.
  • a rack opening sensor (output sensor) 100 that measures the rack opening of the fuel pump of engine 1
  • an engine speed sensor (rotation state sensor) 101 that measures the engine 1 speed
  • hydraulic pressure Pump discharge pressure sensor working fluid pressure sensor
  • pump displacement angle sensor 103 for measuring the displacement angle of hydraulic pump 2
  • supply pressure from check valve 4 Supply pressure sensor 104 measures accumulator capacity It consists of a controller 23, a minimum signal selector 24 and a pump tilt angle regulator 25.
  • the pump controller 26 controls the hydraulic pump 2 to supply the supply pressure corresponding to the loads 8 mm and 8 mm, similarly to the engine 1, but the supply pressure signal is supplied to the supply pressure setting device 20. And is output to the supply pressure controller 21 for the pump 2 and the unload valve 5. That is, the supply pressure controller 21 uses the sum of the deviation and the integral value of the deviation between the pressure set by the supply pressure setting device 20 and the feedback signal from the supply pressure sensor 104 to ( ⁇ I control) Set the tilt angle command signal ⁇ ⁇ of the Ml pressure pump 2 (first command means a).
  • the supply pressure controller 21 selects the maximum signal P l raax among the load pressure sensors 1 08 A, 1 08 B, 1 09 A, and 1 09 B for load sensing and sets this value. If a certain period of time continues for a certain period of time, a value obtained by adding a certain value P10 to this value is set, and the pressure set by the supply pressure setting unit 20 and the feedback from the supply pressure sensor 104 are set. Using the deviation from the signal and the sum of the integral of the deviation (PI control), the tilt angle command signal ⁇ s of the hydraulic pump 2 is set (second command means b).
  • the supply pressure controller 21 in addition to the tilt angle operation algorithm of the hydraulic pump 2, when the supply pressure rises to a certain value larger than the set value and the accumulator capacity is near the maximum value. If the unload valve 3 is opened to bypass the variable displacement pump flow rate with no load, and if the supply pressure drops below a certain value from the set value or if the accumulator capacity is near the minimum value, It has an unload valve operation algorithm that closes the unload valve 3 (third command means c).
  • the check valve 4 prevents the high-pressure hydraulic oil from flowing backward from the accumulator 5 when the hydraulic pump 2 is in the unloaded state.
  • the accumulator capacity is close to the maximum and the unload valve 3 is opened, the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 is bypassed with no load, and the supply pressure falls below a certain value smaller than the set value. This is a means to send a signal to close the unload valve 3 when the accumulator capacity is near the minimum.
  • the fourth command means d is an allowable tilt angle of the hydraulic pump 2 within the range of the output of the engine 1 as a function of three parameters of the output of the engine 1, the discharge pressure of the hydraulic pump 2 and the efficiency characteristics of the engine pump. This is a means for transmitting the command signal ⁇ 11.
  • the fifth command means e is a means for transmitting a tilt angle command signal ⁇ ⁇ of the hydraulic pump 2 in order to secure a pump flow rate proportional to the flow rate demand of the operator.
  • this device focuses on its functions, and it has an operation system operated by an operator of a construction machine, a power supply system for supplying hydraulic pressure, and a manipulator for controlling hydraulic pressure. These can be roughly classified into one-shot systems, and each of them will be described below using FIG. 1 and FIG.
  • the engine speed corresponding to the loads 8 A and 8 B is set by the engine throttle 10. That is, the engine speed controller 11 outputs a command signal corresponding to the opening of the engine throttle 10, a feedback signal from the engine speed sensor 101, and a fuel pump rack opening sensor. The rack opening of the fuel pump is determined by the feedback signal from the engine 100, and the engine speed is automatically set.
  • the power supply-side control means (pump controller) 26 is composed of a supply pressure controller 21, an engine port limiter 22, and a pump flow controller. This outputs the factory setting flow rate setting signal Qsa, Qsb,.... Note that the actuate overnight flow request signals Qra, Qrb,... Are signals that are set independently of each other, and are supplied to each actuator overnight 7A, 7B depending on the required flow amount of the signal. Hydraulic oil priority is set.
  • the engine load limiter 22 replaces the conventional power mode selector.
  • the pump capacity, the output Ne of the engine speed sensor 101, the output Pp of the pump discharge pressure sensor 102, the engine pump, and the engine pump The allowable tilt angle command signal ⁇ 11 of the variable displacement hydraulic pump 2 is set within the range of the engine output as a function of the efficiency characteristic of the engine (fourth command means d).
  • the pump flow controller 23 is the same as the conventional positive flow control, and outputs the tilt ft command signal ⁇ of the hydraulic pump 2 in order to secure a pump flow proportional to the flow demand of the operator.
  • the pump controller 26 can be regarded as one of the preceding signals (feedforward) (fifth command means e).
  • a signal for setting the pump tilt angle to the minimum is selected from the pump tilt angle command signals ⁇ , Opls, ⁇ 11, Of transmitted from the above-described means. .
  • the pump tilt angle regulator 25 receives the output signal from the minimum signal selector 24 as an input signal, and determines the tilt angle of the hydraulic pump 2 by the feedback signal from the pump tilt angle sensor 103. .
  • this power supply system is configured as a power supply system having a so-called mouth-to-pass system characteristic with a large energy storage to secure the supply pressure to the manipulation system described later. is there.
  • the distribution function 31 a serving as the valve control means includes an actuating flow rate request signal Qra, QRb, from the operation levers (operation means) 3 OA, 30 B (only two are shown here). When « is input, it goes to the knob controller 32 A, 32 B,... depending on the status of the power supply system.
  • the valve control system drives the greatly fluctuating mass loads 8 A and 8 B, so there are many resonance and anti-resonance points, and especially low-frequency driving phenomena degrade ride comfort.
  • this system is a dynamic pressure feedback system.
  • the main control valve (three-stage amplification type main control valve) 6 A has a spool position (spool opening) signal X ca that is proportional to the input current value X ci to the main control valve servo valve. Since this signal is obtained from the spool position sensor 107 A, this signal X ca is fed back to the valve control port 32 A, the spool of the main control valve 6 A is positioned, and the flow rate of the actuator is set. A signal Q saa equal to the signal Q sa can be obtained automatically.
  • This system is an automatic flow control type servo mechanism that replaces the conventional manual flow control of each actuator 7A, 7B, which can improve responsiveness, safety and flow accuracy. is there. ) Can be realized accurately, operability is significantly improved, and workability is improved.
  • this manipulation system is characterized by high response of the main control valves 6A and 6B All the pressure fluctuations are controlled electronically by one main control valve to control the operation of the load drive hydraulic actuators 7A and 7B.
  • a single-function hydraulic control valve is Eliminate as much as possible, clarify individual / system functions and improve accuracy. ⁇ Improve reliability.
  • the complicated operation lever 30A, 3 at the time of the interlocking operation that the operator has conventionally operated and adjusted based on his / her own experience.
  • the flow distribution by the operation of 0B and the control of the hydraulic pump 2 can be set to the operator's preference according to the work content. In other words, priority can be given to the operations of each actuator 7A and 7B according to the work content.
  • the operator can operate the operating levers 3 OA and 30 B and operate the operation levers 3 OA and 30 B while focusing on the load status of the work equipment. Therefore, accurate flow control can be performed automatically.
  • the operation of the valve control system will be described with reference to FIG. 3 focusing on Actuate Ichiyu (hydraulic cylinder) 7A.
  • the factory setting flow rate output signal Qsa output from the distribution view 31a is input to the valve controller 32A.
  • the flow signal Q saa to the factory is fed back by the flow sensor 106 A with a check valve.
  • the bias between signal Q sa and signal Q saa If the coefficient ⁇ and the second coefficient /? Are individually set for each factory, the priority of each factory can be made clearer, and workability is improved. In other words, depending on the work mode (ie, the work mode), the required value of the flow rate Qra, Qrb,...
  • the factor ⁇ (or / 3) to be multiplied with the required flow rates Qra and Qrb is changed according to the type of operation and the type of work (that is, work mode).
  • the correction coefficient k ij which is individually set every night is multiplied.
  • a data table as shown in FIG. 4 is set in the distribution view 31a, and the data table is set by the work number i and the work mode number j.
  • the correction coefficients kij are stored in a table.
  • the work mode is a work mode arbitrarily set by the operator.
  • FIG. 1 is configured substantially in the same manner as the above-described first embodiment.
  • a description will be given mainly of parts different from the first embodiment.
  • the setting is performed by the distributor 31a.
  • the configuration signals Qsa and Qsb are set for each construction machine work mode (eg, excavation work mode, house demolishing work mode, etc.). That is, in the case of the above-described first embodiment, when the sum total of the required flow rates of the hydraulic levers 7A, 7B,... By the operation levers 30A, 30B,. Calculate the 1st coefficient ⁇ by [Pump discharge flow rate] / [Total of required flow rate] and calculate the 1st coefficient
  • the coefficients (first coefficient ⁇ , second coefficient ⁇ ) for multiplying... are the same values for all factor units 7 ⁇ and 7 ⁇ . That is, in the above case (1), the first coefficient ⁇ is multiplied uniformly for both Qra and Qrb, and in the case (2), the first coefficient ⁇ is uniformly set for both Qra and Qrb. The second coefficient is multiplied.
  • the correction coefficient k ij for multiplying the first coefficient ⁇ and the second coefficient is set to the same value, but this correction coefficient kij is set to the first coefficient ⁇ and the second coefficient 3 May be set to ⁇ .
  • one three-way solenoid valve is used for one actuator as the main control valve, and the hydraulic control is performed by controlling the operation of the three-way solenoid valve.
  • the present invention is not limited to such a configuration.
  • the hydraulic oil supply to the actuator 200 and the hydraulic oil discharge from the actuator 210 are controlled independently. Separate control valve means as described above may be provided.
  • the separation control type valve means as shown in FIG. 5 focuses on the operation responsiveness of the actuator 200, and the independently provided electromagnetic valves 201 to 204 are used. By controlling each of them, the supply and discharge of hydraulic oil can be performed quickly and accurately.
  • 205 is a speed sensor
  • 207 is a hydraulic actuator
  • 208 is a hydraulic sensor
  • 210, 221 is a valve position sensor
  • 211, 213 is a check. It is a valve (check valve).
  • a control signal to each of the electromagnetic valves 201 to 204 is set by control means (not shown) based on the detection information from each of the sensors 205 and 208 to 211.
  • the switching state of each of the solenoid valves 201 to 204 is controlled.
  • the factory setting flow rate setting signals Qsa and Qsb set in the distribution view 31a are corrected individually for each of the construction machine work mode and the setting mode.
  • the coefficient k ij By setting using the coefficient k ij, it is possible to realize the distribution of the flow rate of the actuator suitable for the operation mode of the construction machine.
  • the actuator overnight flow request signals Qra, Qrb,... are signals that are set independently of each other, and the operation supplied to each actuator 7A, 7B depends on the required flow rate of this signal. Oil priority is set.
  • the complex operation levers 30A and 30B at the time of the interlocking operation which the operator has conventionally operated and adjusted based on his own experience, are provided.
  • the flow distribution by operation and the control of the hydraulic pump 2 can be set to the operator's preference according to the work content. In other words, it is possible to give priority to the operation of each actor A, 7B according to the work content.
  • the operator can operate the operating levers 30A and 30B to control the load 8A and 8B by simply operating the operating levers 30A and 30B, while focusing on grasping the load condition of the work equipment.
  • Automatic, accurate flow control As the two-way solenoid valves 201 to 204, spool-type solenoid valves with excellent response and stability are used. As the solenoid valves 201 to 204, a highly liquid-tight port valve type can be considered, and stable response is obtained in consideration of the operation response of the actuators. It can be said that the solenoid valve of the spool evening is more suitable.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the accumulator 5 is mainly omitted as shown in FIG.
  • the configuration is the same as that of the embodiment.
  • the operation levers 3 OA and 30 B Evening The required flow signal to 7A and 7B is output as it is as the actuator flow rate setting signal. If the total required flow is larger than the pump discharge flow, divide the pump discharge flow by the total required flow. Is multiplied by the required flow rate of each actuator 7 ⁇ , 7 ⁇ , and the resulting value is newly set as the required hydraulic oil flow rate. It is output as a factory setting signal.
  • the distribution function 31a which functions as the valve control means, is used for requesting the flow rate from the operation lever (operation means) 30A, 30B. Since a signal Xca of the spool position (spool opening) proportional to Xci is obtained from the spool position sensor 107 A, this signal Xca is fed back to the valve controller 32 A, and the Positioning the spool at the inlet port and valve 6A, it is possible to automatically obtain a signal Qsaa that is equal to the actual flow rate setting signal Qsa.
  • the operator can control and adjust the flow rate and control the hydraulic pump 2 by operating the complicated operation levers 30 A and 30 B during the interlocking operation, which has been conventionally operated and adjusted by the operator based on his own experience. It is possible to set the operator's preference according to the work content. In other words, it is possible to give priority to the operation of each factor 7A and 7B according to the work content.
  • valve control system will be described. This is also the same as that described in the first embodiment.
  • the actuating unit flow rate setting signal Qsa output from the distribution unit 31 a is transmitted to the valve controller 32. Enter A.
  • the flow sensor 106A feeds back the flow signal Qsaa to the factory 7A.
  • a signal (/ control signal) obtained by multiplying the deviation signal between the signal Q sa and the signal Q saa by a constant K p and the integral value of the deviation signal between the signal Q sa and the signal Q saa are each multiplied by a constant 1 / T.
  • the signal (I control signal) obtained by the above is added to the signal F (Q sa) which is a feedforward signal of the signal Q sa.
  • the differential pressure across the main control valve 6 A Ps — Plla or Ps-P12a
  • the flow rate of the main control valve 6 A may be obtained from the output X ca or the like.
  • the valve control system drives the largely fluctuating mass loads 8A and 8B, so that many resonances occur.
  • the signal P 12a from the 6 A load B pressure sensor 109 A is fed back to the valve controller 32 A through the band pass filter 200. That is, it can be said that this method is also a dynamic pressure feedback method.
  • i is a number that indicates the number of accidents.
  • the construction machine is a hydraulic excavator
  • the factory setting flow rate setting signals Qsa and Qsb set in the distribution view 31a are corrected individually for each of the construction machine work mode and the setting mode.
  • the coefficient k ij it is possible to realize the distribution of the flow rate of the factories suitable for the construction machine work mode.
  • the coefficient ⁇ to be multiplied with the required flow rate Qra, Qrb, « to each of the factories 7A and 7B is the same value for all factories 7 ⁇ and 7 ⁇ . That is, the coefficient ⁇ is multiplied uniformly for both Qra and Qrb.
  • the coefficient ⁇ to be multiplied to the required flow rates Qra and Qrb is further changed according to the type of work and the work mode (ie, work mode).
  • the correction coefficient k ij which is individually set every night is multiplied.
  • a data table as shown in FIG. 4 is also set in the distribution table 31a, and this data table is set by the actual work number i and the work mode number j.
  • the correction coefficients k ij are stored in a table.
  • Driving means including a plurality of actuators (7A, 7B) driven by the working fluid from the working fluid supply means;
  • Valve means provided between the driving means and the working fluid supply means and including a plurality of control valves (6A, 6B) for controlling the driving means; and actuation from the working fluid supply means Detecting means including a working fluid supply flow rate detecting means (102) for detecting a fluid supply flow rate;
  • the setting is made by the operating means (30A, 30B).
  • the required flow rate information (Qra, Qrb) to each of the above actuators (7A, 7B). Is compared with the working fluid supply flow rate information from the working fluid supply means.
  • the control function including the valve control means (31) for controlling the valve means is provided by the display function for determining the optimal supply flow rate to the one (7A, 7B).
  • a control device for a construction machine comprising:
  • a plurality of two-way solenoid valves 201-200 are used instead of the control valves 6A and 6B. It may be configured using the separation control type valve means according to 4. With this configuration, the supply of hydraulic oil to the actuator 210 and the discharge of hydraulic oil from the actuator 207 can be controlled independently.

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Description

明 細 書
建設機械の制御装置
技術分野
本発明は、 油圧式掘削機や油圧ショベル等に用いて好適の、 建設機械 の制御装置に関する。
背景技術
従来より、 油圧ショベル等の建設機械の流体圧駆動システムでは、 弁 開度を油圧または電磁油圧式パイ口ッ 卜バルブを用いてメインコン ト口 一ルバルブをリモー 卜コン トロールして、 各ァクチユエ一夕 （例えば、 油圧ショベルにおいてはブームシリ ンダゃスティ ックシリ ンダ等） への 作動油流量調整を行なっていた。
し力、し、 連動操作のように負荷が異なる複数のァクチユエ一夕をオペ レー夕の意のままに同時駆動するためには、 操縦レバーの操作と液圧ェ ネルギ一供給源であるエンジン駆動式可変容量型液圧ポンプの吐出圧力
•吐出流量調整との両方を行なう必要があり、 非常に高度の熟練技術を 要した。
そこで、 最近では、 連動操作を比較的容易に行なえるようにした、 口 ー ドセンシング型 1ポンプシステム、 すなわち、 パラレルに接続された クローズドセンタ方式のメインコン トロールバルブ （バルブの前後差圧 が一定で流量は開度に比例） を採用した液圧駆動システムが考案されて いる。
ここで、 F I G . 7を用いて、 このようなロー ドセンシング型 1ボン プシステムの代表例について説明すると、 F I G . 7は、 国際公開 W O ァクチユエ一夕 5 0 2 a， 5 0 2 bが駆動されることになるのである。 さらに、 特開平 3 - 2 5 5 2 0 2号公報には、 メ一夕イン · メータァ ゥ ト分離弁と、 これらの弁の前後差圧を設定にするための圧力補償弁と を有する口一 ドセンシングシステムを備えた油圧駆動制御装置が示され ている。
しかしながら、 上述してきたような従来の液圧駆動システムにおける システムコンセプトはいずれも省エネルギ化に絞られており、 構成要素 は従来の油圧機器本体と油圧機器調整システムを個々に集めてシステム を構成しているり すなわち、 ァクチユエ一夕の制御では伝達効率の良い ポンプ制御に重点を置き、 コントロールバルブ （例えば上述の流量調整 弁 4 4 O A , 4 4 0 Bや流量制御弁 5 0 3 a， 5 0 3 b ) では、 比較的 圧力損失が小さいので、 方向切り換え機能に重点を置いている。
したがって、 液圧源とバルブ流量調整システムとの間の相互干渉 （連 動時に他のァクチユエ一夕の負荷変動により圧力が変動するために流量 が変化すること） は改善されておらず、 操作性 （特に微操作性） が不十 分である。
また、 流量調整システム用メインコントロールバルブは流量調整のみ に用いられ、 コン卜ロールバルブのみを用いてフィ一 ドバックによる圧 力制御を行なうことは考えられていない。
し力、し、 このような液圧駆動システムでは大きな慣性負荷が作用する 場合が多く、 このような場合、 配管特性とこの慣性負荷 （負荷や機械の 姿勢で変化する） による共振周波数が存在し、 系が非常に振動しやすい という問題がある。
また、 作業装置 （バケツ ト等） が岩石等の硬い物体に激突した場合の ような急激な負荷変動や、 非常事態発生時の急激な操作に対して、 機体 に低次から高次の振動が発生がする場合があり、 乗り心地が良くなく、 また、 油圧ポンプ 5 0 1にはアンロー ド弁 5 0 7が接続されており、 前記可変容量型油圧ポンプ 5 0 1の吐出圧力と、 シャ トル弁 5 0 6を介 して取り出された最大負荷圧力との差圧が所定値を越えたときに、 この アンロー ド弁 5 0 7が開弁して、 油圧ポンプ 5 0 1から吐出される作動 油がタンクに戻される。 なお、 アンロー ド弁 5 0 7の負荷圧力作用側に は差圧設定パネ 5 0 7 aが設けられている。
アンロー ド弁 5 0 7の下流には、 アンロー ド弁 5 0 7から流出した作 動油流量に応じた制御圧力を発生させる固定絞り 5 0 8が接続されてお り、 この固定絞り 5 0 8で発生した制御圧力は、 圧力センサ 5 1 5によ り検出される。
また、 油圧ポンプ 5 0 1の制御装置は、 ポンプレギユレ一夕 5 0 9， コントローラ 5 1 0， 圧力センサ 5 1 5及び変位センサ 5 1 6等により 構成されており、 上記固定絞り 5 0 8で発生した制御圧力が高くなると 油圧ポンプ 5 0 1の吐出流量を減少させ、 低くなると吐出流量を增加さ せるように構成されている。
さらに、 アンロー ド弁 5 0 7 と並列に、 しかも固定絞り 5 0 8より上 流の位置に切換弁 （プリ一ドオフ弁） 5 3 0が接続されている。 そして、 操作レバ一装置 5 0 5からの操作信号に応じてコントロ一ラ 5 1 0から 出力される信号により電磁比例減圧弁 5 3 1が制御され、 パイロッ ト油 圧源 5 2 1から切換弁 5 3 0へのパイロッ ト油圧が制御される。
これにより、 操作レバ一 5 0 4の操作量が小さいときには切換弁 5 3 0の開口面積が大きく、 操作レバ一 5 0 4の操作量が大きくなるにした がって開口面積が小さくなるように前記切換弁 5 3 0が制御される。
したがって、 操作レバー装置 5 0 5の操作量に応じてアン口一ド弁 5 0 7によるロー ドセンシング制御と切換弁 5 3 0によるブリー ドオフ制 御が選択的に実行され、 両制御の特性を生かした流量制御により複数の 現することができる。
また、 該要求流量の総和が該作動流体供給流量よりも少ない場合は、 該操作手段による上記の各ァクチユエ一夕への要求流量信号をァクチュ エータ流量設定信号とする一方、 該要求流量の総和が該作動流体供給流 量より多い場合は、 1より小さい係数を上記の各ァクチユエ一夕への要 求流量信号に掛けたものをァクチユエ一夕流量設定信号とするディ ス 卜 リ ビュー夕を、 該弁制御手段に設けるように構成してもよい。
そして、 このディストリ ビュ一夕により、 操作システムからメインコ ントロールバルブに出力される操作信号が、 ポンプの吐出流量に対し、 オペレータの要求したァクチユエ一夕流量配分をァクチユエ一夕の負荷 にかかわらず正確に実現でき、 操作性の向上、 特に連動操作性及び微操 作性の向上を図れるとともに、 作業性の向上を図れ、 オペレータの技量 を十分に発揮することができる。
また、 該 1より小さい係数が、 該作動流体供給流量を該要求流量の総 和で正規化した情報を有するように構成してもよい。
また、 ディストリ ビュー夕で設定されるァクチユエ一夕流量設定信号 、 該建設機械のワークモ一ド毎に設 されるように構成してもよい。 この場合は作業の態様に応じて、 各ァクチユエ一夕への最適な供給流 量が決定され、 ァクチユエ一夕への要求流量の配分を正確に実現するこ とができる。 これにより、 高度の熟練技術を必要とすることなく、 複数 のァクチユエ一タをオペレータの意のままに同時駆動することができる ようになり、 作業の効率が向上する。
また、 該検出手段が、 該弁手段の動作状態を検出するマニピユレーシ ヨ ン検出手段をそなえて構成されるとともに、 該弁制御手段が、 該マニ ピユレ一ショ ン検出手段からの検出結果を受けて、 該ディ ストり ビュー 夕機能を補正する補正手段をそなえるように構成してもよい。 W T/JP96 02926 作業性の向上が望めない。
本発明は、 このような点に鑑みなされたもので、 建設機械における操 作性の向上、 乗り心地の改善及び作業性の向上を図ることを目的とする ものである。
発明の開示
このため、 本発明の建設機械の制御装置は、 建設機械において、 オペ レー夕により操作される操作手段と、 原動機で駆動される流体圧ポンプ を含む作動流体供給手段と、 該作動流体供給手段からの作動流体で駆動 される複数のァクチユエ一夕を含む駆動手段と、 上記の駆動手段と作動 流体供給手段との間に装備されて、 該駆動手段を制御するための複数の 制御弁を含む弁手段と、 該作動流体供給手段からの作動流体供給流量を 検出する作動流体供給流量検出手段を含む検出手段と、 該操作手段から の操作指令及び該検出手段からの検出結果を受けて、 該操作手段で設定 された上記の各ァクチユエ一夕への要求流量情報と該作動流体供給手段 からの作動流体供給流量情報とを比較し、 この比較結果に応じて各ァク チユエ一夕への最適な供給流量を決定するディス 卜リ ビュータ機能によ り、 該弁手段を制御する弁制御手段を含む制御手段とをそなえて構成さ れたことを特徴としている。
このような構成により、 ディストリ ビュータ機能を有する弁制御手段 からの操作信号が、 供給流量設定指令として複数の制御弁に出力され、 流体圧ポンプからの流体圧により各ァクチユエ一タが作動する。 弁制御 手段は、 ディストリ ビュータ機能により操作手段で設定された各ァクチ ユエ一夕への要求流量情報と作動流体供給手段からの作動流体供給流量 情報とを比較し、 この比較結果に応じて各ァクチユエ一夕への最適な供 給流量を決定するので、 ァクチユエ一夕への要求流量の配分を正確に実 接続部と該アキュムレータの接続部との間の作動流体供給路部分に、 該 アキュムレータからの逆流を阻止するチェック弁を介装してもよい。 また、 該操作手段に該流体圧ポンプのポンプ吐出圧力を一定に保った めの供給圧力設定器を設けてもよい。 これにより、 種々作業内容に応じ てあらかじめプログラムされたポンプ吐出圧力指令信号を与えるいわゆ る供給圧力一定運転が可能となり、 作業性を向上でき、 オペレータの技 量を尊重できる作業が可能となる。
また、 該流体圧ポンプの吐出側において該作動流体を蓄えるアキュム レータが、 該作動流体供給手 に設けられろとともに、 該要求流量の総 和が該作動流体供給流量よりも少ない場合は、 該操作手段による上記の 各ァクチユエ一夕への要求流量信号をァクチユエ一夕流量設定信号とす る一方、 該要求流量の総和が該作動流体供給流量より多い場合は、 1よ り小さい第 1係数を上記の各ァクチユエ一タへの要求流量信号に掛けた ものをァクチユエ一夕流量設定信号とするとともに、 該アキュムレータ の蓄圧供袷流量と該作動流体供铪流量との合計を許容供給流量とし、 こ れを該要求流量の総和で正規化した情報を有する第 2係数を上記の各ァ クチユエ一夕への要求流量信号に掛けたものをァクチユエ一夕流量設定 信号とするディス トリ ビュー夕が、 該弁制御手段に設けるように構成す ることで、 上述と同様に、 操作性の向上、 特に連動操作性及び微操作性 の向上を図れるとともに、 作業性の向上を図ることができる。
また、 該第 1係数が、 該作動流体供給流量を該要求流量の総和で正規 化した情報を有するように構成するとともに、 該第 1係数および該第 2 係数のうちの少なく とも一方が、 該建設機械のワークモー ド毎に設定す るように構成してもよい。
また、 該検出手段が、 該作動流体供給手段の動作状態を検出するパヮ 一供給側検出手段をそなえて構成されるとともに、 該制御手段が、 該パ さらに、 該マニピュレーショ ン検出手段が、 該制御弁のスプール位置 を計測してフィ一ドバッグするスプール位置センサと、 負荷圧力を計測 してフィー ドバックするロー ドセンシング用負荷圧力センサと、 該ァク チユエ一夕に供給される流量を計測してフィ一ドバックする流量センサ とをそなえるように構成してもよく、 このような構成により、 制御弁の スプール位置を精度よく制御することができる。
また、 該ロー ドセンシング用負荷圧力センサの出力部に、 バン ドパス フィルタをそなえるように構成することで、 スプール位置制御における オーバ'シニ— 卜を防止することができる。
また、 作動流体供給手段の流体圧ポンプの吐出側において該作動流体 を蓄えるアキュムレータを設けて構成してもよい。 また、 該アキュムレ 一夕の容量が所定量を超えると該流体圧ポンプの吐出流量を無負荷でバ ィパスするアンロー ドバルブを、 該作動流体供給手段に設けて構成して もよい。
このような構成により、 操作及び負荷の大幅な流量変動や急峻な流量 変動に対しても供給圧変動を小さく抑え、 各ァクチユエ一タ間の圧力変 動に伴う相互干渉をなく し、 建設機械構造物の低次の振動または動揺を 小さく抑えることができ、 操作性の向上やキヤブ内オペレータの乗り心 地の改善を図ることができる。 また、 アンロー ドバルブにより、 不必要 なポンプ流量がバイパスされ、 省燃費を図ることができる。 さらに、 ァ キュムレ一夕に蓄圧された流体圧により、 ポンプ吐出流量以上の流量を 一時的に供給することが可能であり、 生産性の向上につながる。
また、 該流体圧ポンプの吐出側の作動流体供給路に該アンロードバル ブが並列に設けられるとともに、 該作動流体供給路の該ァンロー ドバル ブの接続部よりも下流側の作動流体供給路部分に該アキュムレータが並 列に設けられ、 且つ、 該作動流体供給路における該アンロー ドバルブの て出力する第 2演算手段をそなえたディ ス 卜リ ビュー夕と、 該操作手段 に設けられて、 ポンプ吐出圧力を一定に保っための供給圧力設定器と、 該ディ ス トリ ビュー夕からのァクチユエ一夕流量設定信号を受けて該メ インコントロールバルブに操作信号を供給するバルブコントローラと、 該ハルブコン卜ローラに対しそれぞれ設け、 該メインコン トロールバル ブのスプール位置を計測してフィ一ドバックするスプール位置センサ、 負荷圧力を計測してフィ一ドバックするバンドパスフィル夕付きのロー ドセンシング用負荷圧力センサ、 及び該ァクチユエ一夕に供給される流 量を計測してフィ一ドバックする流量センサからなるマニュピユレーシ ヨ ン側センサ群と、 エンジン回転数を計測するエンジン回転数センサ、 エンジン燃料ポンプのラック開度を計測するラック開度センサ、 ポンプ 傾転角を計測する傾転角センサ、 ポンプ吐出圧力を計測する吐出圧力セ ンサ、 システム供給圧力を計測する供給圧力センサ、 及び該アキュムレ —夕の容量を計測するアキュムレータ容量センサからなるパワー供袷側 センサ群と、 該供給圧力設定器で設定した圧力と該供給圧力センサから のフィー ドバック信号との偏差及び該偏差の積分値の和で該可変容量型 液圧ポンプの傾転角指令信号を発信する第 1指令手段と、 該供給圧力設 定器の他に該ロ一 ドセンシング用負荷圧力センサのうちの最大信号を選 択し、 この値がある一定時間以上継続した場合、 この値に一定の値を加 算した値を指令信号とし、 該供給圧力センサからのフィ一ドバック信号 との偏差及び該偏差の積分値の和により該可変容量型液圧ポンプの傾転 角指令信号を発信する第 2指令手段と、 供給圧力が設定値を基準にある 値以上に上昇し、 且つ該アキュムレータ容量が最大近傍のとき該アン口 一ドバルブを開いて、 該可変容量型ポンプの吐出流量を無負荷でバイパ スし、 また供給圧力が設定値を基準にある値以下に下降したり、 該アキ ュムレ一夕の容量が最小近傍となったとき該アンロー ドバルブを閉じる ヮー供給側検出手段からの検出結果を受けて、 該作動流体供給手段を制 御するパワー供給側制御手段をそなえるように構成してもよい。
さらに、 該パワー供給側検出手段が、 該原動機の回転状態を検出する 回転状態センサと、 該原動機の出力状態を検出する出力センサと、 該作 動流体供給手段からの該作動流体圧を検出する作動流体圧センサとをそ なえるように構成してもよい。
また、 本発明の建設機械の制御装置は、 建設機械において、 オペレー 夕により操作される操作手段と、 エンジンにより駆動される少なく とも 一つの可変容量型液圧ポンプと、 該可変容量型液圧ポンプから吐出され る圧液によって駆動される複数の液圧ァクチユエ一夕と、 上記の液圧ァ クチユエ一夕と可変容量型液圧ポンプとの間に装備されて、 該液圧ァク チユエ一夕への流量及び方向を制御する複数のメイ ンコン トロールバル ブと、 上記の可変容量型液圧ポンプとメインコン 卜ロールバルブとの間 の液路に設けられ圧液を蓄えるアキュムレータと、 上記の可変容量型液 圧ポンプとメインコントロールバルブとの間の液路に設けられ、 該アキ ュムレ一夕の容量が最大近くになったとき該液圧ポンプの吐出流量を無 負荷でバイパスするアン口一 ドバルブと、 該操作手段による上記の各ァ クチユエ一夕への要求流量の総和が、 該可変容量型液圧ポンプの吐出流 量よりも少ない場合は、 該操作手段による上記の各ァクチユエ一夕への 要求流量信号をそのままァクチユエ一夕流量設定信号とする一方、 該要 求流量の総和が該ポンプ吐出流量より多い場合は、 該ポンプ吐出流量を 該要求流量の総和で割つた値を上記の各ァクチユエ一夕への要求流量信 号に掛けてァクチユエ一夕流量設定信号として出力する第 1演算手段、 及び、 該アキュムレータの蓄圧供給流量と該ポンプ吐出流量との合計を 許容供給流量とし、 これを該要求流量の総和で割った値を上記の各ァク チユエ一夕への要求流量信号に掛けてァクチユエ一夕流量設定信号とし 手段とをそなえて構成されていることを特徴としている。
このような構成により、 高度の熟練技術を必要とすることなく、 複数 のァクチユエ一夕をオペレータの意のままに同時駆動することができる ようになり、 作業の効率が向上する。 図面の簡単な説明
F I G . 1は、 本発明の第 1実施形態としての建設機械の制御装置の 要部を示す模式的な油圧回路図である。
F I G . 2は、 木発明の第 1実施形態としての建設機械の制御装置の 全体構成を示す模式的なプロック図である。
F I G . 3は、 本発明の第 1実施形態としての建設機械の制御装置に おけるマニピュレーショ ンシステムの制御システムを示すブロック図で ある。
F I G . 4は、 本発明の第 1実施形態としての建設機械の制御装置の 変形例について示す図であり、 ワークモー ド毎に設定される係数のデー 夕テーブルを示す図である。
F I G . 5は、 本発明の第 1実施形態としての建設機械の制御装置に 適用可能な油圧回路の他の例を示す図である。
F I G . 6は、 本発明の第 2実施形態としての建設機械の制御装置の 模式的な油圧回路図である。
F I G . 7は、 従来の建設機械における液圧駆動回路の一例を示す油 圧回路図である。
F I G . 8は、 従来の建設機械における液圧駆動回路の他の例を示す 油圧回路図である。 発明を実施するための最良の形態 信号を発信する第 3指令手段と、 該ェンシンの出力とポンプ吐出圧力及 びエンジン · ポンプの効率特性の関数として該エンジンの出力の範囲内 で該可変容量型液圧ポンプの許容傾転角指令信号を発信する第 4指令手 段と、 オペレー夕の流量要求に比例したボンプ流量を確保するために該 可変容量型液圧ポンプの傾転角指令信号を発信する第 5指令手段と、 発 信された指令信号のうち、 最も小さな指令信号を選択して該可変容量型 液圧ポンプの傾転角指令信号とし、 その選択された傾転角指令信号と該 傾転角センサからのフィ一 ドバック信号との偏差によってポンプ傾転角 を位置決めするポンプコン 卜ローラとをそなえて構成されたことを特徴 としている。
そして、 このような構成により、 システムの応答性， 安全性， 流量制 御精度の向上を図ることができる。 このような、 メインコン ト口一ルバ ルブの高速化 ·圧力制御機能の追加によりフロント作業機や機械本体の 高次の振動を抑制することができ、 連動操作性、 微操作性およびキヤブ 内オペレータの乗り心地を改善できる。
さらには、 従来の液圧駆動システムをシステム的見地から総合的に見 直して、 液圧機器と電子制御機器との機能分担を明確化した液圧電子制 御システム化により、 操作性の向上、 乗り心地の改善及び作業性の向上 を図ることができる。
また、 本発明の建設機械の制御装置は、 建設機械において、 オペレー 夕により操作される操作手段と、 原動機で駆動される流体圧ポンプと、 該流体圧ポンプからの作動流体で駆動される複数のァクチユエ一夕と、 該ァクチユエ一タを制御するための複数の制御弁と、 該操作手段で設定 された上記の各ァクチユエ一夕への要求流量情報と、 該流体圧ポンプか らの作動流体供給流量情報とを比較し、 この比較結果に応じて、 各ァク チユエ一夕への最適な供給流量を決定して、 該弁手段を制御する弁制御 である。
また、 本装置には、 ァクチユエータ 7 A, 7 Bや油圧ポンプ 2やメイ ンコントロールバルブ 6 A, 6 B等の作動を制御する制御手段が設けら れている。 このうち、 メインコントロールバルブ 6 A, 6 Bの作動は、 制御手段に設けられた弁制御手段 3 1により制御されるようになってい この弁制御手段 3 1には、 操作レバ一 3 O A, 3 O Bからの操作指令 及び後述する各センサからの検出結果を受けて、 操作レバー 3 0 A, 3 0 Bで設定された各ァクチユエ一夕 7 Λ, 7 Bへの要求流量情報と油圧 ポンプ 2の作動流体供給流量情報とを比較し、 この比較結果に応じて各 ァクチユエ一夕 7 A， 7 Bへの最適な供給流量を決定するディ ス トリ ビ ユー夕 3 1 aをそなえている。
そして、 このディストリ ビュ一夕 3 1 aでは、 各操作レバー 3 0 A, 3 0 Bの操作状態により、 各ァクチユエ一タ 7 A, 7 Bへの作動油の要 求流量の総和が油圧ポンプ 2の吐出流量よりも少ない場合は、 操作レバ — 3 O A, 3 0 Bによるァクチユエ一タ 7 A, 7 Bへの要求流量信号が そのままァクチユエ一夕流量設定信号として出力され、 また、 要求流量 の総和がポンプ吐出流量より多い場合は、 ポンプ吐出流量を要求流量の 総和で割った値 （a < 1 ：第 1係数） を各ァクチユエ一夕 7 A, 7 Β の要求流量に掛け、 この結果得られた値を新たに作動油要求量として設 定し、 この要求流量信号をァクチユエ一夕流量設定信号として出力する ようになつている。
また、 このディストリ ビュー夕 3 1 aでは、 アキュムレータ 5の蓄圧 供給流量と油圧ポンプ 2からの吐出流量との台計を許容供袷流量とし、 これを要求流量の総和で割った値/ Sを各ァクチユエ一夕 7 A, 7 Bへの 要求流量に掛け、 この結果得られた値を新たに作動油要求量として設定 097/13929 以下、 本発明を F I G. 1〜F I G. 6を用いて本発明の実施形態に ついて説明する。
( 1 ) 第 1実施形態の説明
F I G. 1に示すように、 本装置には、 原動機としてのディ一ゼルェ ンジン （以下、 単にエンジンという） 1と、 エンジン 1により駆動され る流体圧ポンプとしての可変容量型油圧ポンプ （以下、 単に油圧ポンプ という） 2と、 この油圧ポンプ 2から吐出される高圧作動油によって駆 動される複数の油圧ァクチユエ一夕 7 A, 7 Bとが設けられている。 また、 上記油圧ポンプ 2と油圧ァクチユエ一夕 7 A, 7 Bとの間には、 複数のメインコントロールバルブ （クローズドセンタ一バルブ） 6 A, 6 Bが設けられており、 オペレータにより操作される操作システムから の操作指令信号により油圧ァクチユエ一夕 7 A, 7 Bへ供給される作動 油の方向及び流量が制御されるようになっている。
すなわち、 ァクチユエ一夕 7 A, 7 Bは、 操作手段としての操作レバ — 3 O A, 3 0 Bの操作状態に応じて作動するようになっている。
また、 このメインコントロールバルブ 6 A， 6 Bの上流側には、 チェ ックバルブ付き流量センサ 1 0 6 A, 1 0 6 Bが設けられている。
油圧ポンプ 2とメインコントロールバルブ 6 A, 6 Bとの間の油路に は、 油圧ポンプ 2から吐出された作動油を無負荷で油圧タンク 9にバイ パスするアンロードバルブ 3と、 油圧ポンプ 2から吐出された作動油を 蓄圧するアキュムレータ 5とが並列的に接続されている。
ここで、 F I G. 1に示すように、 油圧ポンプ 2の吐出側の作動流体 供給路 （油路） はその下流側で 2方向に分岐しており、 一方の油路には 上記アンロー ドバルブ 3が設けられ、 他方の油路には、 チヱックバルブ 4を介してアキュムレータ 5が設けられている。 なお、 このチヱックバ ルブ 4は、 アキュムレータ 5からの作動油を逆流を阻止するためのもの 測するアキュムレータ容量センサ 1 0 5からなるパワー供給側検出手段 (又はパワー供給側センサ群） が設けられている。
また、 本装置の制御手段には、 パワー供給側制御手段 （ポンプコン ト ローラ） 2 6が設けられており、 このポンプコン トローラ 2 6には、 第 1指令手段 a、 第 2指令手段 b、 第 3指令手段 c、 第 4指令手段 dおよ び第 5指令手段 eが設けられている。
そして、 このポンプコン トローラ 2 6では、 上述の各指令手段 a , b， d， eから発信された信号のうち最も小さな信号を選択して油圧ポンプ 2の傾転角指令信号とし、 その選択された傾転角指令信号と油圧ポンプ 2の傾転角センサ 1 0 3からのフィ一 ドバック信号との偏差によってポ ンプ傾転角を位置決めする機能を有している。
ここで、 上述の各指令手段 a〜eについて説明すると、 第 1指令手段 aは、 供給圧力設定器 2 0で設定した圧力と供給圧力センサ 1 0 4から のフィ一ドバック信号との偏差及び偏差の積分値の和により可変容量型 油圧ポンプ 2の傾転角指令信号 Φ ρ を発信する手段であり、 Ρ Ι コント ローラとしての機能を有するものである。
第 2指令手段 bは、 供袷圧力設定器 2 0の他にメインコントロールバ ルブ 6 A , 6 Bのロードセンシング用の Aポ一 ト負荷圧力センサ 1 0 8 A， 1 0 8 B及び Bポート負荷圧力センサ 1 0 9 A , 1 0 9 Bで検出さ れる負荷情報のうちの最大負荷情報を有する信号 P l max を選択し、 こ の値がある一定時間以上継続した場合に、 この値に一定の値 P 10を加算 した値を指令信号とし、 供給圧力センサ 1 0 4からのフィー ドバック信 号との偏差及び偏差の積分値の和により可変容量型油圧ポンプ 2の傾転 角指令信号 O pls を発信する手段であり、 したがって、 この第 2指令手 段 bも Ρ 1 コン トローラとしての機能を有している。
第 3指令手段 cは、 供袷圧力が設定値よりも大きいある値以上に上昇 97 1 し、 この要求流量信号をァクチユエ一夕流量設定信号として出力する ようになつている。
また、 本装置には、 油圧ポンプ 2の吐出圧力を一定に保っための供給 圧力設定器 2 0が設けられている。
さらに、 メインコントロールバルブ 6 A , 6 Bには、 スプール位置 （ 即ちバルブ開度） を検出するスプール位置センサ 1 0 7 A， 1 0 7 B力く 設けられており、 また、 メインコントロールバルブ 6 A， 6 Bに操作信 号を出力するバルブコントローラ （補正手段） 3 2 A , 3 2 Bに対して は、 スプール位置のフィ一ドバック系、 バンドパスフィル夕付の負荷圧 力フィー ドバック系、 及び流量フィー ドバック系が設けられている。 すなわち、 各ァクチユエ一夕 7 A， 7 Bに供給される流量を計測して フィ一 ドバックするチェックバルブ付き流量センサ 1 0 6 A , 1 0 6 B (またはァクチユエ一タ速度センサ、 位置センサでもよい） 、 メイ ンコ ン卜ロールバルブ 6 A， 6 Bのスプール位置 （バルブ開度） を計測して フィー ドバックするスプール位置センサ 1 0 7 A , 1 0 7 B、 メイ ンコ ン 卜ロールバルブ出口側の負荷圧力を計測してフィ一ドバックするバン ドパスフィルタ 2 0 0 ( F I G . 3参照） をそなえたロードセンシング 用の Aポー ト負荷圧力センサ 1 0 8 A , 1 0 8 B及び Bポー ト負荷圧力 センサ 1 0 9 A， 1 0 9 Bからなるマニピユレ一ショ ン検出手段 （又は マニピュレーション側センサ群） が設けられている。
また、 エンジン 1の燃料ポンプのラック開度を計測するラック開度セ ンサ （出力センサ） 1 0 0、 エンジン 1の回転数を計測するエンジン回 転数センサ （回転状態センサ） 1 0 1、 油圧ポンプ 2の吐出圧力を計測 するポンプ吐出圧力センサ （作動流体圧センサ） 1 0 2、 油圧ポンプ 2 の傾転角を計測するポンプ傾転角センサ 1 0 3、 チヱックバルブ 4から の供給圧力を計測する供給圧力センサ 1 0 4、 アキュムレータ容量を計 トローラ 2 3 , 最小信号選択器 2 4及びポンプ傾転角レギュレー夕 2 5 により構成されている。
そして、 このポンプコントローラ 2 6により、 油圧ポンプ 2はェンジ ン 1 と同様に負荷 8 Α , 8 Βに見合った供給圧力を供給するように制御 されるが、 供給圧力信号は供給圧力設定器 2 0で設定され、 ポンプ 2用 及びアン口一 ドバルブ 5用の供給圧力コン 卜ローラ 2 1へ出力される。 すなわち、 供給圧力コントロ一ラ 2 1では、 供給圧力設定器 2 0で設 定された圧力と供給圧力センサ 1 0 4からのフィー ドバック信号との偏 差及び偏差の積分値の和を用いて （Ρ I制御） Ml圧ポンプ 2の傾耘角指 令信号 Φ ρ を設定する （第 1指令手段 a ) 。
また、 供給圧力コントローラ 2 1では、 ロードセンシング用の負荷圧 力センサ 1 0 8 A , 1 0 8 B , 1 0 9 A , 1 0 9 Bのうちの最大信号 P l raax を選択し、 この値がある一定時間以上継続した場合、 この値に一 定の値 P 10を加算した値を設定し、 供給圧力設定器 2 0で設定された圧 力と供給圧力センサ 1 0 4からのフィ一ドバック信号との偏差及び偏差 の積分値の和を用いて （P I制御） 油圧ポンプ 2の傾転角指令信号 Φ ρΐ s を設定する （第 2指令手段 b ) 。
さらに、 供給圧力コントロ一ラ 2 1では、 上記油圧ポンプ 2の傾転角 操作アルゴリズムの他に、 供給圧力が設定値よりも大きなある値以上に 上昇し、 かつアキュムレータ容量が最大値の近傍のとき、 アンロー ドバ ルブ 3を開いて可変容量型ポンプ流量を無負荷でバイパスし、 また、 供 給圧力が設定値よりある値以下に下降したり、 アキュムレータ容量が最 小値の近傍となった場合、 アン口一 ドバルブ 3を閉じるアンロー ドバル ブ操作アルゴリズムを持つ （第 3指令手段 c ) 。
なお、 チェックバルブ 4は油圧ポンプ 2をアンロー ドの状態にしたと きに、 アキュムレータ 5から高圧作動油が逆流するのを防止するもので し、 かつアキュムレータ容量が最大近傍のとき、 アンロー ドバルブ 3を 開いて、 油圧ポンプ 2の吐出流量を無負荷でバイパスし、 また、 供給圧 力が設定値よりも小さいある値以下に下降したり、 アキュムレータ容量 が最小近傍となったときはアンロー ドバルブ 3を閉じる信号を発信する 手段である。
第 4指令手段 dは、 エンジン 1の出力、 油圧ポンプ 2の吐出圧力及び エンジン · ポンプの効率特性の 3つのパラメ一夕の関数としてエンジン 1の出力の範囲内で油圧ポンプ 2の許容傾転角指令信号 Φ 11を発信する 手段である。
第 5指令手段 eは、 オペレータの流量要求に比例したポンプ流量を確 保するために油圧ポンプ 2の傾転角指令信号 Φ ί を発信する手段である。
ところで、 F I G . 2に示すように、 本装置はその機能に着目すると、 建設機械のオペレータにより操作される操作システムと、 油圧を供給す るためのパワー供給システムと、 油圧を制御するためのマニピュレ一シ ヨ ンシステムとに大別することができ、 以下に、 F I G . 1 , F I G . 2を用いてその各々について説明する。
( a ) パワー供給システム
パワー供給システムの動力源であるディ一ゼルェンジン 1は、 ェンジ ンスロッ トル 1 0により負荷 8 A , 8 Bに相当するエンジン回転数が設 定される。 すなわち、 ェンジン回転数コン トローラ 1 1では、 エンジン スロッ トル 1 0の開度に応じた指令信号を出力し、 エンジン回転数セン サ 1 0 1からのフィー ドバック信号と、 燃料ポンプのラック開度センサ 1 0 0からのフィードバック信号とにより燃料ポンプのラック開度を位 置決めし、 エンジン回転数を自動的に設定するようになっている。
また、 パワー供給側制御手段 （ポンプコントローラ） 2 6は、 供給圧 力コン トローラ 2 1， エンジン口一 ドリ ミ ッタ 2 2， ポンプフローコン ァクチユエ一夕流量設定信号 Qsa， Qsb, ……を出力するものである。 なお、 ァクチユエ一夕流量要求信号 Qra, Qrb, ……はそれぞれ独立 して設定される信号であり、 この信号の持つ要求流量の大きさによって 、 各ァクチユエ一夕 7 A, 7 Bへ供給される作動油の優先度が設定され ている。
そして、 このようなァクチユエ一夕流量設定信号 Qsa, Qsb, ……の 設定としては、 次の 2つのケースに対して各手段がある。
①操作レバ一 3 O A, 3 O B……による油圧ァクチユエ一夕 7 A， 7 B……への要求流量の総和が、 油圧ポンプ 2の吐出流量よりも少な I、場 合は、 操作レバ一 3 0 A， 3 0 B……によるァクチユエ一タ 7 A， 7 B への要求流量信号がそのままァクチユエ一夕流量設定信号となる。 すな わち、 Qsa= Qra, Qsb= Qrb, ……となる。
また、 要求流量の総和が、 ポンプ吐出流量より多い場合は、 [ポンプ 吐出流量] / [要求流量の総和] = α ( α < 1 ： 第 1係数） を操作レバ - 3 0 Α, 3 0 Βにより設定された要求流量に乗算して、 この結果算出 された値をァクチユエ一夕流量設定信号としてバルブコントローラ 3 2 Α, 3 2 Β, ……へ出力する。 すなわち、 Qsa= a Qra， Qsb= a Qrb, …一となる。
②アキュムレータ 5の容量検出センサ 1 0 5の出力信号 Xa と、 ボン プ吐出流量信号 Qp =関数 F (Ne , Φ, Pp ) と、 供給圧力センサ 1
0 4の出力信号 Ps と、 によりパワー供給システムの許容供給流量 Qs =関数 F (Xa , Qp , Ps ) > Q を求め、 これを要求流量の総和で 割った値 S (β < 1 第 2係数） を各ァクチユエ一夕 7 Α, 7 Β, …… への要求信号に掛けてァクチユエ一夕流量設定信号とする。 すなわち、 Qsa= β Qra, Qsb= β Qrb, ……とする。
これにより、 ォペレ一夕が要求したァクチユエ一夕流量配分 （含むプ ある。
エンジンロー ドリ ミ ッタ 2 2は、 従来のパワーモー ドセレクタに替わ るもので、 ポンプ容量とエンジン回転数センサ 1 0 1の出力 N eとボン プ吐出圧力センサ 1 0 2の出力 Pp とエンジン · ポンプの効率特性との 関数として、 エンジン出力の範囲内で可変容量型油圧ポンプ 2の許容傾 転角指令信号 Φ11を設定する （第 4指令手段 d) 。
ポンプフローコントロ一ラ 2 3は、 従来のポジティブ流量制御と同様 のもので、 オペレータの流量要求に比例したポンプ流量を確保すべく、 油圧ポンプ 2の傾転 ft指令信号 Φί を出力するものであり、 このポンプ コントローラ 2 6では、 先行信号 （フィードフォヮ一 ド） の一つとみな すことができる （第 5指令手段 e) 。
そして、 最小信号選択器 2 4では、 上述の各手段から発信されたボン プ傾転角指令信号 Φρ ， Opls , Φ11, Of のうち、 ポンプ傾転角を最 も小さく設定する信号が選択される。
ポンプ傾転角レギュレータ 2 5は、 最小信号選択器 2 4からの出力信 号を入力信号とし、 ポンプ傾転角センサ 1 0 3からのフィー ドバック信 号によって油圧ポンプ 2の傾転角を位置決めする。
以上のように、 本パワー供給システムは、 後述するマニピユレ一ショ ンシステムへの供給圧力を確保するエネルギーストレ一ジの大きな、 い わゆる口一パスシステム特性を有するパワー供給システムとして構成さ れるのである。
( b ) マニピュレーショ ンシステム
弁制御手段として機能するディストリ ビュー夕 3 1 aは、 操作レバ一 (操作手段） 3 O A, 3 0 B (ここでは 2個のみ図示した） からのァク チユエ一夕流量要求信号 Qra， Qrb, ……が入力されると、 パワー供給 システムの状況に応じて、 ノくルブコン トローラ 3 2 A, 3 2 B, ……へ 差信号に定数 K p を乗算した信号 （Ρ制御信号） と、 信号 Q saと信号 Q saa との偏差信号の積分値に各々定数 1 Z Tを乗算して得られる信号 （
( I制御信号） と、 信号 Q saのフィー ドフォワー ド信号である信号 F ( Q sa) とを加算する。
なお、 チヱックバルブ付き流量センサ 1 0 6 Aの代わりにメインコン トロールバルブ 6 Aの前後差圧 （P s — P lla 又は P s - P 12a ) 、 メ イ ンコン トロールバルブ 6 Aのスプール位置センサ 1 0 7 Aの出力 X ca 等からメインコントロールバルブ 6 Aの流量を求めることもできる。 また、 前述のごとく 、 バルブコントロールシステ厶は大きく変動する 質量負荷 8 A , 8 Bを駆動するため、 多くの共振 ·反共振点があり、 特 に周波数の低い摇動現象は乗り心地を悪化させるため、 メインコン ト口 —ルバルブ 6 Aの Aポー トの負荷圧力センサ 1 0 8 Aからの信号 P 11a 、 メインコントロールバルブ 6 Aの Bポー 卜の負荷圧力センサ 1 0 9 A力、 らの信号 P 12a をバンドパスフィル夕 2 0 0を通してバルブコン トロ一 ラ 3 2 Aへフィ一ドバックする。 すなわち、 本方式はダイナミ ックプレ ッシャフィ ー ドバック方式である。
最後に、 メインコントロールバルブ （ 3段増幅型メインコン トロール バルブ） 6 Aは、 メインコントロールバルブ用サ一ボ弁への入力電流値 X ciと比例するスプール位置 （スプール開度） の信号 X caがスプール位 置センサ 1 0 7 Aから得られるので、 この信号 X caをバルブコン ト口一 ラ 3 2 Aへフィ一ドバックし、 メインコントロールバルブ 6 Aのスプ一 ルを位置決めし、 ァクチユエ一夕流量設定信号 Q saに等しい信号 Q saa を自動的に得ることができる。
本システムは、 従来の手動による各ァクチユエ一夕 7 A , 7 Bへの流 量調整に代わる、 自動流量制御型のサーボ機構であり、 応答性， 安全性 及び流量精度を向上させることができるのである。 ライオリティ） を正確に実現でき、 操作性が著しく向上するとともに、 作業性の向上が図られる。
本マニピュレ一ショ ンシステムの特徴は、 従来の建設機械用の油圧駆 動システムとは異なり、 メインコントロールバルブ 6 A , 6 Bを高応答 ·多機能化することによって、 操作 ·負荷変動に伴う流量 ·圧力変動の 全てを 1台のメインコン 卜ロールバルブを電子制御することで負荷駆動 用油圧ァクチユエ一夕 7 A , 7 Bの作動をコン 卜ロールするものであり、 単機能の油圧制御弁は極力廃止し、 単体/システム機能の明確化と精度 ♦信頼性の向上を指向するものである。
また、 上述のようなディ ス ト リ ビュー夕 3 1 aをそなえることで、 従 来オペレータが自分の経験を頼りに操作 ·調整してきた、 連動操作時の 複雑な操作レバ一 3 0 A , 3 0 Bの操作による流量配分や油圧ポンプ 2 の制御を作業内容によりオペレータの好みに設定することができる。 す なわち、 作業内容に応じて各ァクチユエ一夕 7 A , 7 Bの動作にプライ オリティをつけることができるのである。
これにより、 前述のパワー供給システムとの協調をとり、 オペレータ は作業機の負荷状況把握に重点を置きながら、 操作レバ一 3 O A , 3 0 Bを操作するだけで負荷 8 A , 8 Bに関係なく、 正確な流量制御を自動 的に行なうことができるのである。
( c ) ノくルブコン トロールシステム
次に、 F I G . 3を参照しながら、 バルブコントロールシステムの作 用について、 ァクチユエ一夕 （油圧シリ ンダ） 7 Aに着目して説明する。 まず、 ディ ス トリ ビュ一夕 3 1 aから出力されたァクチユエ一夕流量 設定信号 Q saをバルブコン卜ローラ 3 2 Aに入力する。 また、 チヱック バルブ付き流量センサ 1 0 6 Aにより、 ァクチユエ一夕 7 Aへの流量信 号 Q saa をフィードバックする。 そして、 信号 Q saと信号 Q saa との偏 係数 α, 第 2係数/?をァクチユエ一夕毎に個々に設定すれば、 より各ァ クチユエ一夕のプライオリティを明確にすることができ、 作業性が向上 する。 つまり、 作業の態様 （即ち、 ワークモード） によっては、 レバ一 3 O A, 3 0 Bの操作伏態に応じて設定される要求流量 Qra， Qrb, … …に対して同一の値の係数 α (又は β) を用いて補正するのではなく、 作業の態様に応じて、 要求流量 Qra， Qrb, ……に重み付けを施した係 数を用いてァクチユエ一夕流量設定信号 Qsa， Qsb, ……を設定すれば、 さらに操作性や作業性の向上を図ることができる。
そこで、 この変形例では、 要求流量 Qra， Qrbに対して乗算される係 数 α (又は /3) に対し、 各ァクチユエ一夕毎や作業の態様 （すなわち、 ワークモー ド） に応じて、 各ァクチユエ一夕毎に個々設定される補正係 数 k ijを乗算するようになっているのである。
ここで、 この補正係数 kijについて説明すると、 補正係数 kijは、 ァ クチユエ一夕 （ i ) と作業モー ド （ j ) とにより設定されるものであり、 kij=F ( i， j ) として表すことができる。
すなわち、 ディ ス トリ ビュー夕 3 1 aには、 F I G. 4に示すような データテーブルが設定されており、 このデータテーブルには、 ァクチュ エー夕番号 i とワークモード番号 j とにより設定される補正係数 kijが テーブル化されてメモリされている。
ここで、 ワークモードは、 オペレータにより任意に設定される作業モ 一ドであって、 例えば j = 1は掘削モー ド， j = 2は家屋取壊しモード 等のモー ドが設定されている。 そして、 オペレータは、 運転室内の操作 部材を操作することでワークモ一 ドの設定や設定の変更を容易に行なう ことができるようになつており、 各ワークモードに適したプライオリテ ィが各ァクチユエ一夕 （ i = 1， 2， ……） 毎に設定されるようになつ ている。 次に、 F I G. 4を用いて、 本発明の第 1実施形態の変形例について 説明する。 この変形例は、 上述の第 1実施形態と略同様に構成されてお り、 以下、 第 1実施形態と異なる部分について主に説明すると、 この変 形例では、 ディストリ ビュータ 3 1 aで設定されるァクチユエ一夕流量 設定信号 Qsa, Qsbが、 建設機械のワークモー ド （例えば、 掘削作業モ ー ド， 家屋取壊し作業モー ド等） 毎に設定されるように構成されている。 すなわち、 上述の第 1実施形態の場合、 操作レバー 3 0 A, 3 0 B, ……による油圧ァクチユエ一夕 7 A, 7 B, ……への要求流量の総和が、 ポンプ吐出流量より多い場合は、 ①第 1係数《を [ポンプ吐出流量] / [要求流量の総和] により算出して、 この第 1係数ひを操作レバ一 3 0
A, 3 0 B, …-"により設定された要求流量に乗算してァクチユエ一夕 流量設定信号を Qsa= a Qra, Qsb= a Qrb, ……として設定する力、、 又は、 ②第 2係数 3を [許容供給流量] Z [要求流量の総和] により算 出して、 第 2係数^を操作レバー 3 0 A， 3 0 B, ……により設定され た要求流量に乗算して、 ァクチユエ一タ流量設定信号を Qsa= ;3 Qra，
Qsb= β Qrb, ……として設定している。
この場合、 各ァクチユエ一夕 7 A， 7 Bへの要求流量 Qra， Qrb, …
…に対して乗算を施す係数 （第 1係数 α， 第 2係数^) は、 どのァクチ ユエ一タ 7 Α, 7 Βに対しても同一の値である。 即ち、 上述①の場合は、 Qra, Qrbのいずれに対しても第 1係数 αを一様に乗算するものであり、 また、 ②の場合は、 Qra, Qrbのいずれに対しても一様に第 2係数 を 乗算している。
ところで、 これらの要求流量 Qra, Qrb, ……は、 いずれも、 レバ一 3 0 A, 3 0 Bの操作状態に応じて設定されるので、 設定された要求流 量 Qra, Qrb, ……の大きさによって、 すでにァクチユエ一夕 7 A, 7
B, ……に動作にプライオリティが付加されているものの、 上述の第 1 の意思を反映した動作を実現することができる。
これにより、 熟練した技術を必要とすることなく、 オペレータの思い 通りの動作が可能となり、 作業性が大きく向上するのである。
なお、 上述の例では、 第 1係数 α及び第 2係数 に乗算する補正係数 k ijは、 ともに同じ値に設定されているが、 この補正係数 k i jを第 1係 数 αと第 2係数 3とで别個に設定にしてもよい。
ところで、 上述の第 1実施形態及びその変形例では、 メインコン ト口 ールバルブとして、 ともに 1つのァクチユエ一タに対して 1つの 3方向 電磁弁が用いられ、 この 3方向電磁弁の作動制御により油圧ァクチユエ 一夕へ供給される作動油の方向及び流量を制御するように構成されてい るが、 本発明はこのような構成のもにに限定されるものではなく、 例え ば F I G . 5に示すように、 複数の 2方向電磁弁 2 0 1 - 2 0 4を用い て、 ァクチユエ一夕 2 0 7への作動油供給とこのァクチユエ一夕 2 0 7 からの作動油排出とを独立して制御するようにした分離制御型弁手段を 設けてもよい。
ここで、 F I G . 5に示すような分離制御型弁手段は、 ァクチユエ一 夕 2 0 7の作動応答性に着目したものであり、 独立して設けられた電磁 弁 2 0 1〜2 0 4をそれぞれ制御することで、 作動油の供給や排出を速 やかに且つ精度良く行なうことができるものである。
また、 2 0 5は速度センサ、 2 0 7は油圧ァクチユエ一タ、 2 0 8， 2 0 9は油圧センサ、 2 1 0 , 2 1 1はバルブ位置センサ、 2 1 2， 2 1 3はチェック弁 （逆止弁） である。
そして、 この油圧回路では、 各センサ 2 0 5， 2 0 8〜2 1 1からの 検出情報に基づいて、 図示しない制御手段により各電磁弁 2 0 1〜 2 0 4への制御信号が設定され、 各電磁弁 2 0 1〜 2 0 4の切り換え状態が 制御されるようになっている。 一方、 iはァクチユエ一夕を示す番号であり、 例えば建設機械が油圧 ショベルの場合、 i = 1はブ一ムシリ ンダ、 i = 2はスティ ック シリ ン ダ、 i = 3はバケツ トシリ ンダ、 i = 4は旋回モータを示すものである。 そして、 このような構成により、 オペレータがワークモー ド （ j ) を 設定すると、 この設定されたワークモー ド （ j ) に対応した係数 kijが 各ァクチユエ一夕毎に個々に設定されることになる。
例えば、 オペレー夕がワークモードとして掘削モ一ド （ j = 1 ) を選 択すると、 ブームシリ ンダ （ i = 1 ) ， スティ ックシリ ンダ （ i = 2 ) ， ……に対して、 それぞれ補正係数 k ;；， k ……が設定される。
したがって、 操作レバ一 3 0 A, 3 0 B, ……による油圧ァクチユエ —夕 7 A, 7 B, ……への要求流量の総和が、 ポンプ吐出流量より多い 場合は、 ① [ポンプ吐出流量] Z [要求流量の総和] により第 1係数 α を算出して、 この第 1係数 αと、 操作レバ一 3 0 Α, 3 0 Β, ……によ り設定された要求流量 Qra, Qrb, ……と、 各ァクチユエ一タ毎に設定 された補正係数 k n, k2 i , ……を乗算することで、 ァクチユエ一タ流 量設定信号 Qsa， Qsb, ……が設定されるのである。 すなわち、 Qsa = · k！ 1 · Qra, Qsb= α · k , 2 · Qrb, ……として設定される。
また、 ② [許容供給流量] Z [要求流量の総和] により第 2係数 /Sを 算出する場合も、 上述と同様にしてァクチユエ一夕流量設定信号が Qsa = · k j 1 · Qra, Qsb= β - k 12 · Qrb, ……として設定されるので ある。
そして、 上述のように、 ディ ストリ ビュ一夕 3 1 aで設定されるァク チユエ一夕流量設定信号 Qsa, Qsbを、 建設機械のワークモー ド及びァ クチユエ一夕毎に個々に設定される補正係数 k ijを用いて設定すること により、 建設機械の作業モー ドに適したァクチユエ一夕の流量配分を実 現することができ、 特に、 複数のァクチユエ一夕の連動時にオペレータ 信号 Qra， Qrb, ……が入力されると、 パワー供給システムの状況に応 じて、 バルブコン トローラ 3 2 A, 3 2 B, "-…ヘアクチユエ一夕流量 設定信号 Qsa， Qsb, ……を出力する。
なお、 ァクチユエ一夕流量要求信号 Qra, Qrb, ……はそれぞれ独立 して設定される信号であり、 この信号の持つ要求流量の大きさによって 各ァクチユエ一タ 7 A, 7 Bへ供給される作動油の優先度が設定されて いる。
そして、 操作レバ一 3 0 A, 3 0 B……による油圧ァクチユエ一夕 7 A, 7 B……への要求流量の総和が、 浊圧ポンプ 2の吐出流量よりも少 ない場合は、 操作レバ一 3 0 A， 3 0 B……によるァクチユエ一夕 7 A, 7 Bへの要求流量信号がそのままァクチユエ一夕流量設定信号となる。 すなわち、 Qsa=Qra, Qsb= Qrb, ……となる。
また、 要求流量の総和が、 ポンプ吐出流量より多い場合は、 [ポンプ 吐出流量] Z [要求流量の総和] = αを操作レバー 3 O A, 3 0 Bによ り設定された要求流量に乗算して、 この結果算出された値をァクチユエ —夕流量設定信号としてバルブコントローラ 3 2 A， 3 2 B, ……へ出 力する。 すなわち、 Qsa= a Qra， Qsb= Qrb, ……となる。
そして、 上述のようなディストリ ビュ一夕 3 1 aをそなえることで、 従来オペレータが自分の経験を頼りに操作 ·調整してきた、 連動操作時 の複雑な操作レバ一 3 0 A, 3 0 Bの操作による流量配分や油圧ポンプ 2の制御を作業内容によりオペレータの好みに設定することができる。 すなわち、 作業内容に応じて各ァクチユエ一夕 Ί A, 7 Bの動作にブラ ィオリティをつけることができるのである。
これにより、 前述のパワー供給システムとの協調をとり、 オペレータ は作業機の負荷状況把握に重点を置きながら、 操作レバー 3 0 A, 3 0 Bを操作するだけで負荷 8 A, 8 Bに関係なく、 正確な流量制御を自動 なお、 2方向電磁弁 2 0 1〜2 0 4は、 応答， 安定性に優れたスプー ルタイプの電磁弁が用いられている。 電磁弁 2 0 1〜2 0 4 としては、 液密性の高いポぺッ 卜弁タイプのものも考えられる力、 ァクチユエ一夕 2 0 7の作動応答性を考慮すると、 安定した応答性を有するスプール夕 イブの電磁弁がより適しているといえる。
( 2 ) 第 2実施形態の説明
次に、 本発明の第 2実施形態について説明すると、 この第 2実施形態 は、 F I G. 6に示すように、 主にアキュムレータ 5が省略されて構成 された以外は、 上述の第 1実拖形態と同様に構成されている。
また、 アキュムレータ 5に付随して設けられたアンロー ドバルブ 3や チエツクバルブ 4や供給圧力センサ 1 0 4やアキュムレータ容量センサ 1 0 5等も省略されている。 ここで、 F I G. 6において、 F I G. 1 と同じ符号を付したものは、 第 1実施形態で説明したものと同一、 ある いは略同一のものであり、 これらについての詳しい説明は省略する。 そして、 ディス 卜 リ ビュータ 3 1 aでは、 各操作レバ一 3 0 A, 3 0
Bの操作状態により、 各ァクチユエ一タ 7 A， 7 Bへの作動油の要求流 量の総和が油圧ポンプ 2の吐出流量よりも少ない場合は、 操作レバ一 3 O A, 3 0 Bによるァクチユエ一夕 7 A, 7 Bへの要求流量信号がその ままァクチユエ一タ流量設定信号として出力され、 また、 要求流量の総 和がポンプ吐出流量より多い場合は、 ポンプ吐出流量を要求流量の総和 で割った値 α (α < 1 ：係数） を各ァクチユエ一タ 7 Α， 7 Βの要求流 量に掛け、 この結果得られた値を新たに作動油要求量として設定し、 こ の要求流量信号をァクチユエ一夕流量設定信号として出力するようにな つている。
すなわち、 弁制御手段として機能するディストリ ビュー夕 3 1 aは、 操作レバ一 （操作手段） 3 0 A, 3 0 Bからのァクチユエ一夕流量要求 Xciと比例するスプール位置 （スプール開度） の信号 Xcaがスプール位 置センサ 1 0 7 Aから得られるようになっているので、 この信号 Xcaを バルブコン トローラ 3 2 Aへフィ 一 ドバッ ク し、 メイ ンコン ト口一ルバ ルブ 6 Aのスプールを位置決めし、 ァクチユエ一夕流量設定信号 Qsaに 等しい信号 Qsaa を自動的に得ることができる。
そして、 このような構成により、 従来オペレータが自分の経験を頼り に操作 ·調整してきた、 連動操作時の複雑な操作レバー 3 0 A, 3 0 B の操作による流量配分や油圧ポンプ 2の制御を作業内容によりオペレー タの好みに設定することができる すなわち、 作業内容に応じて各ァク チユエ一夕 7 A, 7 Bの動作にプライオリティをつけることができるの である。
これにより、 オペレータは作業機の負荷状況把握に重点を置きながら、 操作レバー 3 O A, 3 0 Bを操作するだけで負荷 8 A, 8 Bに関係なく、 正確な流量制御を自動的に行なうことができるのである。
次に、 本発明の第 2実施形態の変形例について説明する。 この変形例 は、 上述の第 2実施形態に対して、 ディ ストリ ビュー夕 3 1 aで設定さ れるァクチユエ一夕流量設定信号 Qsa, Qsbが、 建設機械のワークモ一 ド （例えば、 掘削作業モー ド， 家屋取壊し作業モー ド） 毎に設定される ように構成されており、 第 1実施形態の変形例と同様に構成されたもの である。
すなわち、 上述の第 2実施形態の場合、 操作レバー 3 0 A, 3 0 B, ……による油圧ァクチユエ一夕 7 A, 7 B, ……への要求流量の総和が、 ポンプ吐出流量より多い場合は、 係数なを [ポンプ吐出流量] / [要求 流量の総和] により算出して、 この係数 αを操作レバー 3 0 A, 3 0 Β, ……により設定された要求流量に乗算してァクチユエ一夕流量設定信号 を Qsa= a Qra Qsb- a Qrb, ……として設定している。 的に行なうことができるのである。
次に、 バルブコン トロールシステムについて説明すると、 これも上述 の第 1実施形態で説明したものと同様となる。
すなわち、 ァクチユエ一夕 （油圧シリ ンダ） 7 Aに着目して説明する と、 まず、 ディ ス トリ ビュ一夕 3 1 aから出力されたァクチユエ一タ流 量設定信号 Q saをバルブコン 卜ローラ 3 2 Aに入力する。 また、 流量セ ンサ 1 0 6 Aにより、 ァクチユエ一夕 7 Aへの流量信号 Q saa をフィー ドバックする。 そして、 信号 Q saと信号 Q saa との偏差信号に定数 K p を乗算した信号 （Ρ制御信号） と、 信号 Q saと信号 Q saa との偏差信号 の積分値に各々定数 1 / Tを乗算して得られる信号 （ I制御信号） と、 信号 Q saのフィ ー ドフォワー ド信号である信号 F ( Q sa) とを加算する。 なお、 流量センサ 1 0 6 Aの代わりにメインコン トロールバルブ 6 A の前後差圧 （P s — P lla 又は P s - P 12a ) やメインコントロ一ルバ ルブ 6 Aのスプール位置センサ 1 0 7 Aの出力 X ca等からメイ ンコント 口一ルバルブ 6 Aの流量を求めてもよい。
また、 この第 2実施形態で示すものにおいても、 前述の第 1実施形態 で示したものと同様に、 バルブコン卜ロールシステムは大きく変動する 質量負荷 8 A , 8 Bを駆動するため、 多くの共振 ·反共振点があり、 特 に周波数の低い揺動現象は乗り心地を悪化させるため、 メインコント口 ールバルブ 6 Aの Aポー 卜の負荷圧力センサ 1 0 8 Aからの信号 P lla 、 メインコントロールバルブ 6 Aの Bポ一 卜の負荷圧力センサ 1 0 9 Aか らの信号 P 12a をバンドパスフィルタ 2 0 0を通してバルブコン トロ一 ラ 3 2 Aへフィ一ドバックする。 すなわち、 本方式もダイナミ ツクプレ ッ シャフィー ドバック方式であるということができる。
最後に、 メイ ンコントロールバルブ （ 3段增幅型メインコントロール バルブ） 6 Aも、 メインコントロールバルブ用サーボ弁への入力電流値 のモー ドが設定されている。 そして、 オペレータは、 運転室内の操作部 材を操作することでワークモー ドの設定や設定の変更を容易に行なうこ とができるようになつており、 各ワークモー ドに適したプライォリティ が各ァクチユエ一夕 （ i = l , 2， ……） に設定されるようになってい る。
一方、 i はァクチユエ一夕を示す番号であり、 例えば建設機械が油圧 ショベルの場合、 i = 1はブームシリ ンダ、 i = 2はスティ ックシリ ン ダ、 i = 3はバケツ トシリ ンダ、 i = 4は旋回モー夕を示すものである。 そして、 このような構成により、 オペレータがワークモー ド （ j ) を 設定すると、 この設定されたワークモー ド （ j ) に対応した係数 kijが 各ァクチユエ一夕毎に個々に設定されることになる。
例えば、 オペレータがワークモー ドとして掘削モー ド （ j = l ) を選 択すると、 ブ一ムシリ ンダ （ i = 1 ) ， スティ ックシリ ンダ （ i = 2 ) , ……に対して、 それぞれ補正係数 k ,ぃ k 21, ……が設定される。
したがって、 操作レバ一 3 0 A, 3 0 B, ……による油圧ァクチユエ 一夕 7 A， 7 B, ……への要求流量の総和が、 ポンプ吐出流量より多い 場合は、 [ポンプ吐出流量] / [要求流量の総和] により係数 αを算出 して、 この係数 αと、 操作レバー 3 0 Α， 3 0 Β, ……により設定され た要求流量 Qra， Qrb, ……と、 各ァクチユエ一夕毎に設定された補正 係数 k H， k 21, ……を乗算することで、 ァクチユエ一夕流量設定信号 Qsa, Qsb, ……が設定されるのである。 すなわち、 Qsa- a . k n * Qra, Qsb= · k！ 2 · Qrb, ……として設定される。
そして、 上述のように、 ディ ス トリ ビュー夕 3 1 aで設定されるァク チユエ一夕流量設定信号 Qsa, Qsbを、 建設機械のワークモー ド及びァ クチユエ一夕毎に個々に設定される補正係数 k ijを用いて設定すること により、 建設機械の作業モー ドに適したァクチユエ一夕の流量配分を実 この場合、 各ァクチユエ一夕 7 A, 7 Bへの要求流量 Qra, Qrb, … …に対して乗算する係数 αは、 どのァクチユエ一夕 7 Α, 7 Βに対して も同一の値である。 即ち、 Qra, Qrbのいずれに対しても係数 αを一様 に乗算するものである。
ところで、 これらの要求流量 Qra, Qrb, ……は、 いずれも、 レバー
3 0 A， 3 0 Bの操作伏態に応じて設定されるので、 設定された要求流 量 Qra, Qrb, ……の大きさによって、 すでにァクチユエ一夕 7 A， 7 B, ……に動作にプライオリティが付加されているものの、 上述の係数 を各ァク羊ユエ一夕毎に個々に設定すれば、 よりァクチユエ一夕のプ ライオリティを明確にすることができ、 作業性が向上する。 つまり、 作 業の態様 （即ち、 ワークモー ド） によっては、 レバ一 3 0 A, 3 0 Bの 操作状態に応じて設定される要求流量 Qra, Qrb, ……に対して同一の 値の係数 αを用いて補正するのではなく、 作業の態様に応じて、 要求流 量 Qra， Qrb, …' に重み付けを施した係数を用いてァクチユエ一夕流 量設定信号 Qsa， Qsb, ……を設定すれば、 さらに操作性や作業性の向 上を図ることができる。
そこで、 この第 2実施形態の変形例においても、 各ァクヂユエ一夕毎 や作業の態様 （すなわち、 ワークモー ド） に応じて、 要求流量 Qra， Q rbに対して乗算される係数 αに、 さらにァクチユエ一夕毎に個々設定さ れる補正係数 k ijを乗算するようになっているのである。
すなわち、 ディストリ ビュー夕 3 1 aには、 やはり F I G. 4に示す ようなデータテーブルが設定されており、 このデータテーブルには、 ァ クチユエ一夕番号 i とワークモー ド番号 j とにより設定される補正係数 k ijがテーブル化されてメモリされている。
また、 ワークモー ドは、 オペレータにより任意に設定される作業モ一 ドであって、 例えば〗 = 1は掘削モード， j = 2は家屋取壊しモー ド等 請 求 の 範 囲
1. 建設機械において、
オペレータにより操作される操作手段 （ 3 0 A, 3 0 B) と、 原動機 （ 1 ) で駆動される流体圧ポンプ （2 ) を含む作動流体供給手 段と、
該作動流体供給手段からの作動流体で駆動される複数のァクチユエ一 タ （7 A, 7 B) を含む駆動手段と、
上記の駆動手段と作動流体供給手段との間に装備されて、 該駆動手段 を制御するための複数の制御弁 （ 6 A, 6 B) を含む弁手段と、 該作動流体供給手段からの作動流体供給流量を検出する作動流体供給 流量検出手段 （ 1 0 2 ) を含む検出手段と、
該操作手段 （ 3 0 A， 3 0 B) からの操作指令及び該検出手段 （ 1 0 2 ) からの検出結果を受けて、 該操作手段 （ 3 0 A， 3 0 B) で設定さ れた上記の各ァクチユエ一タ （ 7 A, 7 B). への要求流量情報 （Qra， Qrb) と該作動流体供給手段からの作動流体供給流量情報とを比較し、 この比較結果に応じて各ァクチユエ一タ （ 7 A， 7 B) への最適な供袷 流量を決定するディス ト リ ビュー夕機能により、 該弁手段を制御する弁 制御手段 （3 1 ) を含む制御手段と
をそなえて構成されたことを特徴とする、 建設機械の制御装置。
2. 該要求流量情報 （Qra, Qrb) が該作動流体供給流量情報よりも少 ない場合は、 該操作手段 （ 3 0 A， 3 0 B) による上記の各ァクチユエ —夕 （ 7 A, 7 B) への要求流量信号 （Qra, Qrb) をァクチユエータ 流量設定信号 （Qp ) とする一方、 該要求流量 （Qra， Qrb) の総和が 該作動流体供給流量 （Qp ) より多い場合は、 1より小さい係数 （α) 現することができ、 特に、 複数のァクチユエ一夕の連動時にオペレータ の意思を反映した動作を実現することができる。
これにより、 熟練した技術を必要とすることなく、 オペレータの思い 通りの動作が可能となり、 作業性が大きく向上するのである。
なお、 この第 2実施形態及びその変形例についても、 コン ト口一ルバ ルブ 6 A , 6 Bの代わりに、 例えば F I G . 5に示すように、 複数の 2 方向電磁弁 2 0 1 - 2 0 4による分離制御型弁手段を用いて構成しても よい。 そして、 このようように構成することにより、 ァクチユエ一夕 2 0 7への作動油供給とこのァクチユエ一夕 2 0 7からの作動油排出とを 独立して制御することができる。
( 3 ) その他
なお、 本発明は、 上述した実施形態に限定されるものではなく、 本発 明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 産業上の利用可能性
本発明を、 油圧式掘削機や油圧ショベル等の建設機械に用いることで、 各ァクチユエ一タ間の圧力変動に伴う相互干渉をなく し、 建設機械構造 物の低次の振動を抑制することができ、 操作性の向上やオペレータの乗 り心地の改善を図ることができる。 また、 ディス卜リ ビュー夕の働きに より、 オペレータの要求したァクチユエ一夕流量配分をァクチユエ一夕 の負荷にかかわらず正確に実現でき、 操作性の向上、 特に連動操作性及 び微操作性の向上を図ることができる。 したがって、 複数のァクチユエ 一夕をオペレータの意のままに同時駆動することができるようになり、 作業の効率が向上する。 したがって、 かかる建設機械の操作性や作業性 の向上に寄与しうるものであり、 その有用性は極めて高いものと考えら れる。

Claims

る流量を計測してフィ一 ドバックする流量センサ （ 1 0 6 A, 1 0 6 B ) とをそなえていることを特徴とする、 請求の範囲第 5項記載の建設機 械の制御装置。 7. 該ロー ドセンシング用負荷圧力センサ （ 1 0 8 A, 1 0 8 B, 1 0 9 A, 1 0 9 B) 力く、 その出力部に、 バンドパスフィル夕 （ 2 0 0 ) を そなえていることを特徴とする、 請求の範囲第 6項記載の建設機械の制 御装置。 8. 該流体圧ポンプ （ 2 ) の吐出側において該作動流体を蓄えるアキュ ムレ一夕 （ 5 ) が、 該作動流体供給手段に設けられていることを特徴と する、 請求の範囲第 1項記載の建設機械の制御装置。
9. 該アキュムレータ （ 5 ) の容量が所定量を超えると該流体圧ポンプ ( 2 ) の吐出流量を無負荷でバイパスするアンロー ドバルブ （ 3 ) が、 該作動流体供給手段に設けられていることを特徴とする、 請求の範囲第 8項記載の建設機械の制御装置。
1 0. 該流体圧ポンプ （ 2 ) の吐出側の作動流体供給路に該アンロー ド バルブ （ 3 ) が並列に設けられるとともに、 該作動流体供給路の該アン ロー ドバルブ （ 3 ) の接続部よりも下流側の作動流体供給路部分に該ァ キュムレータ （ 5 ) が並列に設けられ、 且つ、 該作動流体供給路におけ る該アンロー ドバルブ （ 3 ) の接続部と該アキュムレータ （ 5 ) の接続 部との間の作動流体供給路部分に、 該アキュムレータ （ 5 ) からの逆流 を阻止するチェック弁 （ 4 ) が介装されていることを特徴とする、 請求 の範囲第 9項記載の建設機械の制御装置。 を上記の各ァクチユエ一夕 （ 7 A， 7 B) への要求流量 （Qra， Qrb) に掛けたものをァクチユエ一夕流量設定信号 （Qsa， Qsb) とするディ ス 卜 リ ビュータ （ 3 1 a) 、 該弁制御手段 （ 3 1 ) に設けられている ことを特徴とする、 請求の範囲第 1項記載の建設機械の制御装置。
3. 該 1より小さい係数 （α) が、 該作動流体供給流量 （Qp ) を該要 求流量 （Qra， Qrb) の総和で正規化した情報を有していることを特徴 とする、 請求の範囲第 2項記載の建設機械の制御装置。 4. 該デイ ス ト リ ビュー夕 （ 3 1 a ) で設定されるァクチユエ一夕流量 設定信号 （Qsa， Qsb) 、 該建設機械のワークモー ド毎に設定されて いることを特徴とする、 請求の範囲第 2項記載の建設機械の制御装置。
5. 該検出手段が、 該弁手段の動作状態を検出するマニピュ レーショ ン 検出手段 （ 1 0 6 A, 1 0 6 B, 1 0 7 A, 1 0 7 B、 1 0 8 A, 1 0
8 B, 1 0 9 A, 1 0 9 B) をそなえて構成されるとともに、
該弁制御手段 （ 3 1 ) が、 該マニピユレ一ショ ン検出手段 （ 1 0 6 A
〜 1 0 9 B) からの検出結果を受けて、 該ディ ス トリ ビュー夕機能を補 正する補正手段 （ 3 2 A， 3 2 B) をそなえていることを特徴とする、 請求の範囲第 1項記載の建設機械の制御装置。
6. 該マニピユレ一ショ ン検出手段 （ 1 0 6 A〜 1 0 9 B) 力く、 該制御 弁 （ 6 A, 6 B) のスプール位置を計測してフィー ドバッグするスプー ル位置センサ （ 1 0 7 A， 1 0 7 B) と、 負荷圧力を計測してフィ一 ド バックするロー ドセンシング用負荷圧力センサ （ 1 0 8 A, 1 0 8 B, 1 0 9 A, 1 0 9 B) と、 該ァクチユエ一夕 （ 7 A, 7 B) に供給され
1 4. 該デイス ト リ ビュー夕 （ 3 1 a ) で設定されるァクチユエ一夕流 量設定信号 （Qsa， Qsb) が、 該建設機械のワークモー ド毎に設定され ていることを特徴とする、 請求の範囲第 1 2項記載の建設機械の制御装
1 5. 該検出手段が、 該作動流体供給手段の動作状態を検出するパワー 供袷側検出手段 （ 1 0 0〜 1 0 2 ) をそなえて構成されるとともに、 該制御手段が、 該パワー供給側検出手段 （ 1 0 0〜 1 0 2 ) からの検 出結果を受けて、 該作動流休供給手段を制御するパワー供給側制御手段 ( 2 6 ) をそなえていることを特徴とする、 請求の範囲第 1項記載の建 設機械の制御装置。
1 6. 該パヮ—供給側検出手段 （ 1 0 0〜 1 0 2 ) 力 該原動機 （ 1 ) の回転状態を検出する回転状態センサ （ 1 0 1 ) と、 該原動機 （ 1 ) の 出力状態を検出する出力センサ （ 1 0 0 ) と、 該作動流体供給手段から の該作動流体圧を検出する作動流体圧センサ （ 1 0 2 ) とをそなえてい ることを特徴とする、 請求の範囲第 1 3項記載の建設機械の制御装置。
1 7. 建設機械において、
オペレータにより操作される操作手段 （ 3 0 A, 3 0 B) と、 エンジン （ 1 ) により駆動される少なく とも一つの可変容量型液圧ポ ンプ （ 2 ) と、
該可変容量型液圧ポンプ （ 2 ) から吐出される圧液によって駆動され る複数の液圧ァクチユエ一夕 （ 7 A， 7 B) と、
上記の液圧ァクチユエ一夕 （ 7 A, 7 B) と該可変容量型液圧ポンプ ( 2 ) との間に装備されて、 該液圧ァクチユエ一タ （ 7 A, 7 B) への
1 1. 該操作手段 （3 O A, 3 0 B) に該流体圧ポンプ （ 2 ) のポンプ 吐出圧力を一定に保っための供給圧力設定器 （ 2 0 ) が設けられている ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の建設機械の制御装置。
1 2. 該流体圧ポンプ （ 2 ) の吐出側において該作動流体を蓄えるアキ ュムレ一タ （ 5 ) が、 該作動流体供給手段に設けられるとともに、 該要求流量 （Qra, Qrb) の総和が該作動流体供給流量 （Qp ) より も少ない場合は、 該操作手段 （ 3 O A, 3 0 B) による上記の各ァクチ ユエ一夕 （ 7 A， 7 B) への要求流量信号 （Qra， Qrb) をァクチユエ 一夕流量設定信号 （Qsa， Qsb) とする一方、 該要求流量 （Qra, Qrb) の総和が該作動流体供給流量 （Qp ) より多い場合は、 1より小さい第 1係数 （α) を上記の各ァクチユエ一夕 （ 7 Α， 7 Β) への要求流量 （ Qra, Qrb) に掛けたものをァクチユエ一タ流量設定信号 （Qsa, Qsb) とするとともに、 該アキュムレータ （ 5 ) の蓄圧供給流量と該作動流体 供給流量 （Qp ) との合計を許容供給流量 （Qs ) とし、 これを該要求 流量 （Qra, Qrb) の総和で正規化した情報を有する第 2係数 （/3) を 上記の各ァクチユエ一夕 （ 7 A, 7 B) への要求流量 （Qra, Qrb) に 掛けたものをァクチユエ一夕流量設定信号 （Qsa, Qsb) とするデイス ト リ ビュー夕 （ 3 1 a ) 、 該弁制御手段 （ 3 1 ) に設けられているこ とを特徴とする、 請求の範囲第 1項記載の建設機械の制御装置。
1 3. 該第 1係数 （α) が、 該作動流体供給流量 （Qp ) を該要求流量 (Qra, Qrb) の総和で正規化した情報を有していることを特徴とする、 請求の範囲第 1 2項記載の建設機械の制御装置。 するバルブコン トローラ （ 3 2 A) と、
該ハルブコン 卜ローラ （ 3 2 A) に対しそれぞれ設けられ、 該メイン コン トロールバルブ （ 6 A, 6 B) のスプール位置を計測してフィ一 ド バックするスプール位置センサ （ 1 0 7 A, 1 0 7 B) . 負荷圧力を計 測してフィー ドバックするバン ドパスフィルタ （ 2 0 0 ) 付きのロード センシング用負荷圧力センサ （ 1 0 8 A, 1 0 8 B, 1 0 9 A, 1 0 9 B) 、 及び該ァクチユエ一夕 （ 7 A, 7 B) に供給される流量を計測し てフィー ドバックする流量センサ （ 1 0 6 A, 1 0 6 B) からなるマ二 ピ レ一ショ ン側センサ群と.、
エンジン回転数を計測するエンジン回転数センサ （ 1 0 1 ) 、 ェンジ ン燃料ポンプのラック開度を計測するラック開度センサ （ 1 0 0 ) 、 ポ ンプ傾転角を計測する傾転角センサ （ 1 0 3 ) 、 ポンプ吐出圧力を計測 する吐出圧力センサ （ 1 0 2 ) 、 システム供給圧力を計測する供給圧力 センサ （ 1 0 4 ) 、 及び該アキュムレータ （ 5 ) の容量を計測するアキ ュムレ一夕容量センサ （ 1 0 5 ) からなるパワー供給側センサ群と、 該供給圧力設定器 （ 2 0 ) で設定した圧力と該供給圧力センサ （ 1 0 4 ) からのフィ一 ドバック信号との偏差及び該偏差の積分値の和で該可 変容量型液圧ポンプ （ 2 ) の傾転角指令信号を発信する第 1指令手段と、 該供給圧力設定器 （ 2 0 ) の他に該ロー ドセンシング用負荷圧力セン サ （ 1 0 8 A, 1 0 8 B, 1 0 9 A, 1 0 9 B ) のうちの最大信号を選 択し、 この値がある一定時間以上継続した場合、 この値に一定の値を加 算した値を指令信号とし、 該供給圧力センサ （ 1 0 4 ) からのフィ ー ド バック信号との偏差及び該偏差の積分値の和により該可変容量型液圧ポ ンプ （ 2 ) の傾転角指令信号を発信する第 2指令手段と、
供給圧力が設定値を基準にある値以上に上昇し、 且つ該アキュムレー 夕 （ 5 ) 容量が最大近傍のとき該アンロー ドバルブ （ 3 ) を開いて、 該 流量及び方向を制御する複数のメインコントロールバルブ （ 6 A, 6 B) と、
上記の可変容量型液圧ポンプ （ 2 ) とメインコン トロールバルブ （ 6 A, 6 B) との間の液路に設けられ圧液を蓄えるアキュムレータ （ 5 ) と、
上記の可変容量型液圧ポンプ （ 2 ) とメインコントロールバルブ （ 6 A, 6 B) との間の液路に設けられ、 該アキュムレータ （ 5 ) の容量が 最大近くになったとき該液圧ポンプ （ 2 ) の吐出流量を無負荷でバイパ スするアンロー ドバルブ （ 3 ) と、
該操作手段 （ 3 O A, 3 0 B) による上記の各ァクチユエ一夕 （ 7 A, 7 B) への要求流量の総和が、 該可変容量型液圧ポンプ （ 2 ) の吐出流 量よりも少ない場合は、 該操作手段 （ 3 0 A， 3 0 B) による上記の各 ァクチユエ一夕 （ 7 A, 7 B) への要求流量信号をそのままァクチユエ 一夕流量設定信号とする一方、 該要求流量の総和が該ポンプ吐出流量よ り多い場合は、 該ポンプ吐出流量を該要求流量の総和で割った値 （α) を上記の各ァクチユエ一夕 （ 7 Α， 7 Β) への要求流量に掛けてァクチ ユエ一タ流量設定信号として出力する第 1演算手段、 及び、 該アキュム レー夕 （ 5 ) の蓄圧供給流量と該ポンプ吐出流量との合計を許容供給流 量とし、 これを該要求流量の総和で割った値 （ ) を上記の各ァクチュ ェ一タ （ 7 Α， 7 Β) への要求流量に掛けてァクチユエ一夕流量設定信 号として出力する第 2演算手段をそなえたディストリ ビュー夕 （ 3 1 a ) と、
該操作手段 （ 3 0 A, 3 0 B) に設けられて、 ポンプ吐出圧力を一定 に保っための供給圧力設定器 （ 2 0 ) と、
該デイス トリ ビュータ （ 3 1 a) からのァクチユエ一夕流量設定信号 を受けて該メイ ンコン トロールバルブ （ 6 A, 6 B) に操作信号を供給 弁制御手段 （ 3 1 ) と
をそなえて構成されたことを特徴とする、 建設機械の制御装置。
可変容量型ポンプ （ 2 ) の吐出流量を無負荷でバイパスし、 また供給圧 力が設定値を基準にある値以下に下降したり、 該アキュムレータ （ 5 ) の容量が最小近傍となったとき該アンロー ドバルブ （ 3 ) を閉じる信号 を発信する第 3指令手段と、
該エンジン （ 1 ) の出力とポンプ吐出圧力とエンジン · ポンプの効率 特性との関数として該エンジン （ 1 ) の出力の範囲内で該可変容量型液 圧ポンプ （ 2 ) の許容傾転角指令信号を発信する第 4指令手段と、 オペレータの流量要求に比例したポンプ流量を確保するために該可変 容量型液圧ポンプ （ 2 ) の傾転角指令信号を発信する第 5指令手段と 発信された指令信号のうち、 最も小さな指令信号を選択して該可変容 量型液圧ポンプ （2 ) の傾転角指令信号とし、 その選択された傾転角指 令信号と該傾転角センサからのフィ一 ドバック信号との偏差によってポ ンプ傾転角を位置決めするポンプコン トローラ （2 6 ) とをそなえて構 成されたことを特徴とする、 建設機械の制御装置。
1 8. 建設機械において、
オペレータにより操作される操作手段 （ 3 0 A, 3 0 B) と、 原動機 （ 1 ) で駆動される流体圧ポンプ （ 2 ) と、
該流体圧ポンプ （2 ) からの作動流体で駆動される複数のァクチユエ —夕 （ 7 A， 7 B) と、
該ァクチユエ一夕 （ 7 A, 7 B) を制御するための複数の制御弁 （ 6 A, 6 B) と、
該操作手段 （ 3 0 A， 3 0 B) で設定された上記の各ァクチユエ一夕 ( 7 A， 7 B) への要求流量情報と、 該流体圧ポンプ （ 2 ) からの作動 流体供給流量情報とを比較し、 この比較結果に応じて、 各ァクチユエ一 夕 （ 7 A， 7 B) への最適な供給流量を決定して、 該弁手段を制御する
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