JPH0211901A - 油圧駆動装置 - Google Patents
油圧駆動装置Info
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- JPH0211901A JPH0211901A JP16364888A JP16364888A JPH0211901A JP H0211901 A JPH0211901 A JP H0211901A JP 16364888 A JP16364888 A JP 16364888A JP 16364888 A JP16364888 A JP 16364888A JP H0211901 A JPH0211901 A JP H0211901A
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Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、油圧ショベル、油圧クレーン等、複数の油圧
アクチュエータを備えた油圧建設機械の油圧駆動装置に
係わり、特に、圧力補l′I!t11!能を備えた流量
制御弁により油圧アクチュエータに供給される圧油の流
量を制御する油圧駆動装置に関する。
アクチュエータを備えた油圧建設機械の油圧駆動装置に
係わり、特に、圧力補l′I!t11!能を備えた流量
制御弁により油圧アクチュエータに供給される圧油の流
量を制御する油圧駆動装置に関する。
従来、油圧ショベル、油圧クレーン等、複数の油圧アク
チュエータを備えた油圧建設置R械の油圧駆動装置は、
一般的に、少なくとも1つの油圧ポンプと、この油圧ポ
ンプにそれぞれ主回路を介して接続され、該油圧ポンプ
から吐出される圧油によって駆動される複数の油圧アク
チュエータと、油圧ポンプと各油圧アクチュエータの間
においてそれぞれの主回路に接続された複数の流量制御
弁とを備えている。
チュエータを備えた油圧建設置R械の油圧駆動装置は、
一般的に、少なくとも1つの油圧ポンプと、この油圧ポ
ンプにそれぞれ主回路を介して接続され、該油圧ポンプ
から吐出される圧油によって駆動される複数の油圧アク
チュエータと、油圧ポンプと各油圧アクチュエータの間
においてそれぞれの主回路に接続された複数の流量制御
弁とを備えている。
U、S、P、4,617,854には、このような油圧
駆動装置において、各流量制御弁の主回路上流側に補助
弁を配置し、この補助弁の対向する第1の操作部に流量
制御弁の入口圧力と出口圧力を導き、対向する第2の操
作部に油圧ポンプの吐出圧力と複数の油圧アクチュエー
タの最大負荷圧力を導くと共に、油圧ポンプの吐出圧力
を当該最大負荷圧力よりも所定値だけ高く保持するロー
ドセンシング型のポンプレギュレータを配置した構成が
記載されている。この構成において、補助弁の対向する
第1の操作部に流1制御弁の入口圧力と出口圧力を導く
ことにより、周知のごとく流量制御弁の負荷圧力補償を
行う、また補助弁の対向する第2の操作部にポンプレギ
ュレータで制御された油圧ポンプの吐出圧力と複数の油
圧アクチュエータの最大負荷圧力を導くことにより、負
荷圧力に差のある複数の油圧アクチュエータの複合操作
に際して、それぞれの油圧アクチュエータの指令流j1
(要求流量)の合計が油圧ポンプの最大吐出流量を越え
た場合であっても、相互の指令流量割合に応じて吐出流
量を分流し、高負荷圧力側の油圧アクチュエータにも確
実に圧油を流せるようにしている。
駆動装置において、各流量制御弁の主回路上流側に補助
弁を配置し、この補助弁の対向する第1の操作部に流量
制御弁の入口圧力と出口圧力を導き、対向する第2の操
作部に油圧ポンプの吐出圧力と複数の油圧アクチュエー
タの最大負荷圧力を導くと共に、油圧ポンプの吐出圧力
を当該最大負荷圧力よりも所定値だけ高く保持するロー
ドセンシング型のポンプレギュレータを配置した構成が
記載されている。この構成において、補助弁の対向する
第1の操作部に流1制御弁の入口圧力と出口圧力を導く
ことにより、周知のごとく流量制御弁の負荷圧力補償を
行う、また補助弁の対向する第2の操作部にポンプレギ
ュレータで制御された油圧ポンプの吐出圧力と複数の油
圧アクチュエータの最大負荷圧力を導くことにより、負
荷圧力に差のある複数の油圧アクチュエータの複合操作
に際して、それぞれの油圧アクチュエータの指令流j1
(要求流量)の合計が油圧ポンプの最大吐出流量を越え
た場合であっても、相互の指令流量割合に応じて吐出流
量を分流し、高負荷圧力側の油圧アクチュエータにも確
実に圧油を流せるようにしている。
一方、U、S、P、4,535,809には、複数では
なく単一の油圧アクチュエータを対象とした油圧駆動装
置において、油圧ポンプと油圧アクチュエータの間の主
回路に接続される流量制御弁を、該主回路に接続された
シート弁型の主弁と、主弁の背圧室と出口ポートとの間
のパイロット回路に接続されたパイロット弁との組み合
わせで構成すると共に、パイロット回路に更に補助弁を
配置し、この補助弁の対向する操作部にパイロット弁の
入口圧力と出口圧力を導き、圧力袖f’l!ItI!能
を果たすようにしたものが記載されている。また当該特
許には、単一の油圧アクチュエータの動作に関し、自己
負荷圧力の影響を取り入れ、上記圧力補償機能を修正す
る変形例も開示されている。
なく単一の油圧アクチュエータを対象とした油圧駆動装
置において、油圧ポンプと油圧アクチュエータの間の主
回路に接続される流量制御弁を、該主回路に接続された
シート弁型の主弁と、主弁の背圧室と出口ポートとの間
のパイロット回路に接続されたパイロット弁との組み合
わせで構成すると共に、パイロット回路に更に補助弁を
配置し、この補助弁の対向する操作部にパイロット弁の
入口圧力と出口圧力を導き、圧力袖f’l!ItI!能
を果たすようにしたものが記載されている。また当該特
許には、単一の油圧アクチュエータの動作に関し、自己
負荷圧力の影響を取り入れ、上記圧力補償機能を修正す
る変形例も開示されている。
ところで一般的に、油圧駆動装置においては、各油圧ア
クチュエータには自己負荷圧力及び他の油圧アクチュエ
ータの負荷圧力の影響を受けることなく流量を供給でき
ることが好ましい、しかしながら、油圧ショベル等の建
設置!1Iiiliの油圧駆動装置においては、油圧ア
クチュエータが駆動する作業部材の種類及び作業形態に
より他の油圧アクチュエータの負荷圧力又は自己負荷圧
力の影響を受けた方が好ましい場合がある。
クチュエータには自己負荷圧力及び他の油圧アクチュエ
ータの負荷圧力の影響を受けることなく流量を供給でき
ることが好ましい、しかしながら、油圧ショベル等の建
設置!1Iiiliの油圧駆動装置においては、油圧ア
クチュエータが駆動する作業部材の種類及び作業形態に
より他の油圧アクチュエータの負荷圧力又は自己負荷圧
力の影響を受けた方が好ましい場合がある。
例えば、油圧ショベルにおいて、旋回とブーム上げを同
時に行って土砂を1〜ラツクに積み込む時、旋回体は慣
性体であるので旋回初期においては旋回モータの負荷圧
力が高圧となり、回路保護のために設けられたリリーフ
弁の圧力以上に上昇する。
時に行って土砂を1〜ラツクに積み込む時、旋回体は慣
性体であるので旋回初期においては旋回モータの負荷圧
力が高圧となり、回路保護のために設けられたリリーフ
弁の圧力以上に上昇する。
一方、ブームの負荷圧力はブーム保持圧力となるので旋
回の負荷圧力よりは低い圧力となる。このような作業形
態においては、旋回初期時の旋回圧力が高圧のときには
、圧油をリリーフせずにできるだけブームに供給できる
ようにすれば、エネルギーの無駄を軽減できると共に、
最初はブームの上昇速度を旋回速度に対して速く上昇さ
せ、ブームがある程度上昇したら徐々に旋回速度が速く
なるというブームと旋回の速度調整を自動的に行うこと
ができる。
回の負荷圧力よりは低い圧力となる。このような作業形
態においては、旋回初期時の旋回圧力が高圧のときには
、圧油をリリーフせずにできるだけブームに供給できる
ようにすれば、エネルギーの無駄を軽減できると共に、
最初はブームの上昇速度を旋回速度に対して速く上昇さ
せ、ブームがある程度上昇したら徐々に旋回速度が速く
なるというブームと旋回の速度調整を自動的に行うこと
ができる。
また旋回の単独操作又は他の油圧アクチュエータとの複
合操作においては、旋回初期時、旋回の負荷圧力は上述
したようにリリーフ弁の圧力以上に上昇するので、旋回
の負荷圧力の上昇と共に旋回モータへの圧油供給量を減
らすことができれば、エネルギーの無駄を少なくするこ
とかできる。
合操作においては、旋回初期時、旋回の負荷圧力は上述
したようにリリーフ弁の圧力以上に上昇するので、旋回
の負荷圧力の上昇と共に旋回モータへの圧油供給量を減
らすことができれば、エネルギーの無駄を少なくするこ
とかできる。
なお油圧ショベルにおいても、ブームとアームの複合操
作で行う法面形成作業など、負荷圧力のいかんに係わら
す法認をブーム用操作レバーとアーム用操作レバーの操
作量割合に応じて正確に分流させたい作業形態もある。
作で行う法面形成作業など、負荷圧力のいかんに係わら
す法認をブーム用操作レバーとアーム用操作レバーの操
作量割合に応じて正確に分流させたい作業形態もある。
従って、油圧ショベル等の建設機械においては、流量制
御弁の特性は圧力補償機能かつ/又は分流機能を果たす
ように一義的に定まるのではなく、油圧アクチュエータ
が駆動する作業部材の種類及び作業形態に応じた諸機能
を与え得るべく修正できることが望ましい。
御弁の特性は圧力補償機能かつ/又は分流機能を果たす
ように一義的に定まるのではなく、油圧アクチュエータ
が駆動する作業部材の種類及び作業形態に応じた諸機能
を与え得るべく修正できることが望ましい。
しかしながら、U、S、P、4,617,854におい
ては、上述したように補助弁の設置により圧力補償機能
と分流i能は果たすものの、他の油圧アクチュエータの
負荷圧力又は自己負荷圧力の影響を取り入れこれら機能
を修正するという考えはなく、作業部材の種類及び作業
形態に応じて流量制御弁の特性を修正するという上記要
望に答え得るものではなかった。
ては、上述したように補助弁の設置により圧力補償機能
と分流i能は果たすものの、他の油圧アクチュエータの
負荷圧力又は自己負荷圧力の影響を取り入れこれら機能
を修正するという考えはなく、作業部材の種類及び作業
形態に応じて流量制御弁の特性を修正するという上記要
望に答え得るものではなかった。
一方、U、S、P、4,535.809においては、単
一の油圧アクチュエータを対象とした油圧駆動装置であ
るので、補助弁の設置により単一の油圧アクチュエータ
の動作に関する圧力補償機能を果たすか、当該単一の油
圧アクチュエータの自己負荷圧力の影響を取り入れて圧
力補i[能を修正するだけであり、複数の油圧アクチュ
エータの複合操作に関して諸機能を修正することとは無
関係の技術であり、特に他の油圧アクチュエータの負荷
圧力の影響を取り入れて圧力補償機能及び分流機能を修
正するという考えは全く無かった。
一の油圧アクチュエータを対象とした油圧駆動装置であ
るので、補助弁の設置により単一の油圧アクチュエータ
の動作に関する圧力補償機能を果たすか、当該単一の油
圧アクチュエータの自己負荷圧力の影響を取り入れて圧
力補i[能を修正するだけであり、複数の油圧アクチュ
エータの複合操作に関して諸機能を修正することとは無
関係の技術であり、特に他の油圧アクチュエータの負荷
圧力の影響を取り入れて圧力補償機能及び分流機能を修
正するという考えは全く無かった。
本発明の目的は、油圧建設a械の作業部材の種類及び作
業形態に応じて流量制御弁の特性を修正することのでき
る油圧駆動装置を提供することである。
業形態に応じて流量制御弁の特性を修正することのでき
る油圧駆動装置を提供することである。
本発明の目的は、作業部材の種類及び作業形態に応じて
流量制御弁の特性を修正することのできる油圧駆動装置
を備えた油圧ショベル提供することである。
流量制御弁の特性を修正することのできる油圧駆動装置
を備えた油圧ショベル提供することである。
本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも1つ
の油圧ポンプと、この油圧ポンプにそれぞれ主回路を介
して接続され、該油圧ポンプから吐出される圧油によっ
て駆動される少なくとも第1及び第2の油圧アクチュエ
ータと、前記油圧ポンプと前記第1及び第2の油圧アク
チュエータの間においてそれぞれの主回路に接続された
第1及び第2の流量制御弁手段と、前記油圧ポンプの吐
出圧力を前記第1及び第2の油圧アクチュエータの最大
負荷圧力よりも所定値だけ高い圧力に保持するポンプ制
御手段とを有し、前記第1及び第2の流量制御弁手段は
、各々、操作手段の操作量に応じて開度を変化させる第
1の弁手段と、第1の弁手段に直列に接続され、該弁手
段の入口圧力と出口圧力の差圧を制御する第2の弁手段
とを有し、前記第2の弁手段は、前記第1の弁手段の入
口圧力が閉弁方向に負荷されるように導入される第1の
Ti制御圧力室と、該第2の弁手段の出口圧力が開弁方
向に負荷されるように導入される第2の制御圧力室とを
有する油圧駆動装置において、前記第1及び第2の油圧
アクチュエータの負荷圧力をそれぞれ検出する第1及び
第2の圧力検出手段と、前記油圧ポンプの吐出圧力と前
記第1及び第2の油圧アクチュエータの最大負荷圧力と
の差圧を検出する第1の差圧検出手段と、前記最大負荷
圧力と前記第1の油圧アクチュエータの負荷圧力との差
圧を検出する第2の差圧検出手段と、前記最大負荷圧力
と前記第2の油圧アクチュエータの負荷圧力との差圧を
検出する第3の差圧検出手段と、前記第1及び第2の流
量制御弁手段の各々の前記第2の弁手段に設けられた第
3の制御圧力室と、前記第1及び第2の圧力検出手段の
圧力信号、及び前記第1、第2及び第3の差圧検出手段
の差圧信号を入力し、前記第2の弁手段の各々の制御量
を演算し、その制御量に基づく制御圧力を前記第2の弁
手段のそれぞれの前記第3の制御圧力室に出力して前記
第2の弁手段を制御する制御手段とを有し、前記rrs
m手段は、前記第2の弁手段の各々につき、前記第3の
制御圧力室に前記制御量に基づく制御圧力が導入される
結果、該第2の弁手段により制御される前記第1の弁手
段の入口圧力と出口圧力の差圧が、前記油圧ポンプの吐
出圧力と前記最大負荷圧力との差圧、前記最大負荷圧力
とそれぞれの油圧アクチュエータの自己負荷圧力との差
圧、及び自己負荷圧力に対して、以下の式で表わされる
ように該第2の弁手段を制御し、ΔPz =α (Ps
−PIIlax)+β(P|max−PI ) +
rPlここでΔPl:前記第1の弁手段の入口圧力と出
口圧力との差圧 Ps:前記油圧ポンプの吐出圧力 PIIIaX:前記第1及び第2の油圧アクチュエータ
の最大負荷圧力 Pl :前記第1及び第2の油圧アクチュエータのそれ
ぞれの自己負荷圧力 α、β、γ:第1、第2及び第3の定数前記第1、第2
及び第3の定数α、β、rを前記制御手段にそれぞれ所
定の値として設定したことを特徴とする油圧駆動装置を
提供する。
の油圧ポンプと、この油圧ポンプにそれぞれ主回路を介
して接続され、該油圧ポンプから吐出される圧油によっ
て駆動される少なくとも第1及び第2の油圧アクチュエ
ータと、前記油圧ポンプと前記第1及び第2の油圧アク
チュエータの間においてそれぞれの主回路に接続された
第1及び第2の流量制御弁手段と、前記油圧ポンプの吐
出圧力を前記第1及び第2の油圧アクチュエータの最大
負荷圧力よりも所定値だけ高い圧力に保持するポンプ制
御手段とを有し、前記第1及び第2の流量制御弁手段は
、各々、操作手段の操作量に応じて開度を変化させる第
1の弁手段と、第1の弁手段に直列に接続され、該弁手
段の入口圧力と出口圧力の差圧を制御する第2の弁手段
とを有し、前記第2の弁手段は、前記第1の弁手段の入
口圧力が閉弁方向に負荷されるように導入される第1の
Ti制御圧力室と、該第2の弁手段の出口圧力が開弁方
向に負荷されるように導入される第2の制御圧力室とを
有する油圧駆動装置において、前記第1及び第2の油圧
アクチュエータの負荷圧力をそれぞれ検出する第1及び
第2の圧力検出手段と、前記油圧ポンプの吐出圧力と前
記第1及び第2の油圧アクチュエータの最大負荷圧力と
の差圧を検出する第1の差圧検出手段と、前記最大負荷
圧力と前記第1の油圧アクチュエータの負荷圧力との差
圧を検出する第2の差圧検出手段と、前記最大負荷圧力
と前記第2の油圧アクチュエータの負荷圧力との差圧を
検出する第3の差圧検出手段と、前記第1及び第2の流
量制御弁手段の各々の前記第2の弁手段に設けられた第
3の制御圧力室と、前記第1及び第2の圧力検出手段の
圧力信号、及び前記第1、第2及び第3の差圧検出手段
の差圧信号を入力し、前記第2の弁手段の各々の制御量
を演算し、その制御量に基づく制御圧力を前記第2の弁
手段のそれぞれの前記第3の制御圧力室に出力して前記
第2の弁手段を制御する制御手段とを有し、前記rrs
m手段は、前記第2の弁手段の各々につき、前記第3の
制御圧力室に前記制御量に基づく制御圧力が導入される
結果、該第2の弁手段により制御される前記第1の弁手
段の入口圧力と出口圧力の差圧が、前記油圧ポンプの吐
出圧力と前記最大負荷圧力との差圧、前記最大負荷圧力
とそれぞれの油圧アクチュエータの自己負荷圧力との差
圧、及び自己負荷圧力に対して、以下の式で表わされる
ように該第2の弁手段を制御し、ΔPz =α (Ps
−PIIlax)+β(P|max−PI ) +
rPlここでΔPl:前記第1の弁手段の入口圧力と出
口圧力との差圧 Ps:前記油圧ポンプの吐出圧力 PIIIaX:前記第1及び第2の油圧アクチュエータ
の最大負荷圧力 Pl :前記第1及び第2の油圧アクチュエータのそれ
ぞれの自己負荷圧力 α、β、γ:第1、第2及び第3の定数前記第1、第2
及び第3の定数α、β、rを前記制御手段にそれぞれ所
定の値として設定したことを特徴とする油圧駆動装置を
提供する。
以上の構成において、前記第1の定数αは、前記操作手
段の操作量と前記第1の弁手段を通る流量の比例ゲイン
に対応して任意の正の値に設定され、前記第2の定数β
は、関連する油圧アクチュエータと他の油圧アクチュエ
ータとの複合操作の調和に基づき任意の値に設定され、
前記第3の定数γは、関連する油圧アクチュエータの動
作特性に基づき任意の値に設定される。前記第2及び第
3の定数β、γはそれぞれ零に設定することもできる。
段の操作量と前記第1の弁手段を通る流量の比例ゲイン
に対応して任意の正の値に設定され、前記第2の定数β
は、関連する油圧アクチュエータと他の油圧アクチュエ
ータとの複合操作の調和に基づき任意の値に設定され、
前記第3の定数γは、関連する油圧アクチュエータの動
作特性に基づき任意の値に設定される。前記第2及び第
3の定数β、γはそれぞれ零に設定することもできる。
前記第2の弁手段は、好ましくは、前記第3の制御圧力
室に対向して開弁方向に作用するばねを有する。
室に対向して開弁方向に作用するばねを有する。
前記第1及び第2の流量制御弁手段は、各々、前記主回
路に接続された入口ポート及び出口ポートの連通を制御
する弁体、この弁体の変位に対応して開度を変化させる
可変絞り、及び前記入口ポートに前記可変絞りを介して
連通し、前記弁体を閉弁方向に付勢する制御圧力を発生
する背圧室を有するシート型の主弁と、前記主弁の背圧
室と出口ポートとの間に接続されたパイロット回路とを
有し、前記第1の弁手段は、前記パイロット回路に接続
されパイロット回路を流れるパイロット流を制御するパ
イロット弁として配置され、前記第2の弁手段は、前記
パイロット回路に接続され、前記パイロット弁の入口圧
力と出口圧力の差圧を制御する補助弁として配置されて
いてもよい。
路に接続された入口ポート及び出口ポートの連通を制御
する弁体、この弁体の変位に対応して開度を変化させる
可変絞り、及び前記入口ポートに前記可変絞りを介して
連通し、前記弁体を閉弁方向に付勢する制御圧力を発生
する背圧室を有するシート型の主弁と、前記主弁の背圧
室と出口ポートとの間に接続されたパイロット回路とを
有し、前記第1の弁手段は、前記パイロット回路に接続
されパイロット回路を流れるパイロット流を制御するパ
イロット弁として配置され、前記第2の弁手段は、前記
パイロット回路に接続され、前記パイロット弁の入口圧
力と出口圧力の差圧を制御する補助弁として配置されて
いてもよい。
この場合、好ましくは、前記背圧室の制御圧力を受ける
前記主弁弁体の受圧面積に対する前記入口ポートを介し
て前記油圧ポンプの吐出圧力を受ける主弁弁体の受圧面
積の比をKとすると、前記第1の定数αはα≦Kの関係
にある。
前記主弁弁体の受圧面積に対する前記入口ポートを介し
て前記油圧ポンプの吐出圧力を受ける主弁弁体の受圧面
積の比をKとすると、前記第1の定数αはα≦Kの関係
にある。
前記第1の弁手段は前記主回路にスプール型の主弁とし
て配置されており、前記第2の弁手段は前記主回路の該
主弁の上流側に補助弁として配置されていてもよい。
て配置されており、前記第2の弁手段は前記主回路の該
主弁の上流側に補助弁として配置されていてもよい。
また本発明は、上記目的を達成するため、複数の油圧ア
クチュエータによってそれぞれ駆動される、旋回体、ブ
ーム、アーム及びバケットを含む複数の作業部材を有す
る油圧ショベルに上記油圧駆動回路を適用した油圧ショ
ベルを提供する。
クチュエータによってそれぞれ駆動される、旋回体、ブ
ーム、アーム及びバケットを含む複数の作業部材を有す
る油圧ショベルに上記油圧駆動回路を適用した油圧ショ
ベルを提供する。
上記油圧ショベルにおいて、前記制御手段は、好ましく
は、前記ブーム用油圧アクチュエータのボトム側に係わ
る流産制御弁手段につき、前記第2の定数βを比較的大
きな正の値に設定する。
は、前記ブーム用油圧アクチュエータのボトム側に係わ
る流産制御弁手段につき、前記第2の定数βを比較的大
きな正の値に設定する。
また好ましくは、前記制御手段は、前記アーム用油圧ア
クチュエータのボトム側に係わる流量制御\− 御弁手段につき、前記第2の定数βを比較的小さな正の
値に設定する。
クチュエータのボトム側に係わる流量制御\− 御弁手段につき、前記第2の定数βを比較的小さな正の
値に設定する。
また好ましくは、前記制御手段は、前記バケット用油圧
アクチュエータのボ1〜ム側に係わる流量制御弁手段に
つき、前記第2の定数βを比較的小さな負の値に設定す
る。
アクチュエータのボ1〜ム側に係わる流量制御弁手段に
つき、前記第2の定数βを比較的小さな負の値に設定す
る。
また好ましくは、前記制御手段は、前記旋回体用油圧ア
クチュエータに係わる流産制御弁手段につき、前記第3
の定数γを比較的小さな負の値に設定する。
クチュエータに係わる流産制御弁手段につき、前記第3
の定数γを比較的小さな負の値に設定する。
また好ましくは、前記制御手段は、前記バケット用油圧
アクチュエータのボトム側に係わる流量制御弁手段につ
き、前記第3の定数γを比較的小さな正の値に設定する
。
アクチュエータのボトム側に係わる流量制御弁手段につ
き、前記第3の定数γを比較的小さな正の値に設定する
。
また好ましくは、前記制御手段は、前記ブーム及びアー
ム用油圧アクチュエータのロッド側に係わる流量制御弁
につき、それぞt′L前記第2及び第3の定数β、γを
零に設定する。
ム用油圧アクチュエータのロッド側に係わる流量制御弁
につき、それぞt′L前記第2及び第3の定数β、γを
零に設定する。
本発明者らは、流量制御弁手段における操作手段の操作
量に応じて開度を変化させる第1の弁手段と、第1の弁
手段に直列に接続され、該弁手段の入口圧力と出口圧力
の差圧を制御する第2の弁手段との関係を種々検討した
結果、第2の弁手段によって制御される第1の弁手段の
前後差圧ΔP2は、一般的に、上述した式で表わされる
ことを見出だした。以下にその式を再掲する。
量に応じて開度を変化させる第1の弁手段と、第1の弁
手段に直列に接続され、該弁手段の入口圧力と出口圧力
の差圧を制御する第2の弁手段との関係を種々検討した
結果、第2の弁手段によって制御される第1の弁手段の
前後差圧ΔP2は、一般的に、上述した式で表わされる
ことを見出だした。以下にその式を再掲する。
ΔPZ =ct (Ps −pHaX)+β(PIIl
ax−PI ) +rP上記式の意味は次の通りであ
る。この式において、右辺第1項のPs −PIIla
Xはポンプ制御手段が有効に機能している限り一定であ
りかつ全ての流量制御弁手段について共通なので、流量
制御弁手段の入口圧力と出口圧力との差圧の変化に係わ
らず流量を一定に保持する圧力補rr&機能及び複合操
作時に各油圧アクチュエータに確実に圧油を供給する分
流機能を司どり、第2項のpHax−PIは他アクチュ
エータの最大負荷圧力に依存して変化するので複合操作
における調和機能を司どり、第3項のγP1は自己負荷
圧力に応じて変化するので自己圧力補償機能を司どる。
ax−PI ) +rP上記式の意味は次の通りであ
る。この式において、右辺第1項のPs −PIIla
Xはポンプ制御手段が有効に機能している限り一定であ
りかつ全ての流量制御弁手段について共通なので、流量
制御弁手段の入口圧力と出口圧力との差圧の変化に係わ
らず流量を一定に保持する圧力補rr&機能及び複合操
作時に各油圧アクチュエータに確実に圧油を供給する分
流機能を司どり、第2項のpHax−PIは他アクチュ
エータの最大負荷圧力に依存して変化するので複合操作
における調和機能を司どり、第3項のγP1は自己負荷
圧力に応じて変化するので自己圧力補償機能を司どる。
これら3機能は、定数α、β、γの値に応じてそれぞれ
の要否及び程度が定められる。ここで第1項の圧力補償
及び分流il!能は複合操作の基本的機能である。従っ
て定数αは関連する作業部材の如何に係わらず所定の正
の値に設定される。一方、第2項の調和機能と第3項の
自己圧力補償機能は関連する作業部材の種類及び作業形
態に応じて付加される機能である。従って、定数β、γ
はそれぞれ零を含む所定の値に設定される。このように
α、β、γを設定することにより、圧力補償及び分流機
能、又は圧力補償及び分流機能をベースとした調和機能
かつ/又は自己圧力補償機能のけ4が可1指となり、油
圧建設機械の作業部材の種類及び作業形態に応じて流量
制御弁の特性を修正することができる。
の要否及び程度が定められる。ここで第1項の圧力補償
及び分流il!能は複合操作の基本的機能である。従っ
て定数αは関連する作業部材の如何に係わらず所定の正
の値に設定される。一方、第2項の調和機能と第3項の
自己圧力補償機能は関連する作業部材の種類及び作業形
態に応じて付加される機能である。従って、定数β、γ
はそれぞれ零を含む所定の値に設定される。このように
α、β、γを設定することにより、圧力補償及び分流機
能、又は圧力補償及び分流機能をベースとした調和機能
かつ/又は自己圧力補償機能のけ4が可1指となり、油
圧建設機械の作業部材の種類及び作業形態に応じて流量
制御弁の特性を修正することができる。
前記第1の定数αは、前記操作手段の操作量(第1の弁
手段の開度)と流量との比例ゲインの意味を持ち、従っ
て、第1の定数αはその比例ゲインに対応して任意の正
の値に設定される。
手段の開度)と流量との比例ゲインの意味を持ち、従っ
て、第1の定数αはその比例ゲインに対応して任意の正
の値に設定される。
前記第2の定数βは、上述した説明から明らかなように
、関連する油圧アクチュエータと他の油圧アクチュエー
タとの複合操作の調和を考慮し、任意の値に設定される
。ここで、特に他の油圧アクチュエータの負荷圧力の影
響を受ない方が好ましい場合は、βは零に設定される。
、関連する油圧アクチュエータと他の油圧アクチュエー
タとの複合操作の調和を考慮し、任意の値に設定される
。ここで、特に他の油圧アクチュエータの負荷圧力の影
響を受ない方が好ましい場合は、βは零に設定される。
前記第3の定数γは、上述した説明から明らかなように
、関連する油圧アクチュエータの動作特性にを考慮し、
任意の値に設定される。これも、特に自己負荷圧力の影
響を受ない方が好ましい場合には、零に設定される。
、関連する油圧アクチュエータの動作特性にを考慮し、
任意の値に設定される。これも、特に自己負荷圧力の影
響を受ない方が好ましい場合には、零に設定される。
前記第2の弁手段に開弁方向に作用するばねを設置した
場合には、制御手段が破損し、第2の弁手段を制御でき
なくなった場合でも、第2の弁手段を確実に開弁させ、
通常の圧力補償制御を行なわせることができる。
場合には、制御手段が破損し、第2の弁手段を制御でき
なくなった場合でも、第2の弁手段を確実に開弁させ、
通常の圧力補償制御を行なわせることができる。
前記第1及び第2の流量制御弁手段を、各々、シート型
の主弁と、パイロット回路とを有する構成とし、前記第
1の弁手段をパイロット弁として配置し、前記第2の弁
手段をパイロット弁の入口圧力と出口圧力の差圧を制御
する補助弁として配置した場合には、補助弁は主回路で
はなくパイロット回路に設置されており、主回路に配置
されている主弁はシート弁として構成されているので、
液漏れが少なく高圧化に的した油圧回路を提供できる。
の主弁と、パイロット回路とを有する構成とし、前記第
1の弁手段をパイロット弁として配置し、前記第2の弁
手段をパイロット弁の入口圧力と出口圧力の差圧を制御
する補助弁として配置した場合には、補助弁は主回路で
はなくパイロット回路に設置されており、主回路に配置
されている主弁はシート弁として構成されているので、
液漏れが少なく高圧化に的した油圧回路を提供できる。
また補助弁はパイロット回路に配置されているので、主
回路に大流量を流しても補助弁部での絞り損失を低減で
きる。
回路に大流量を流しても補助弁部での絞り損失を低減で
きる。
また、主弁背圧室の制御圧力を受ける受圧面積に対する
油圧ポンプの吐出圧力を受ける受圧面積の比をKとし、
前記第1の定数αをα≦Kの関係に設定した場合には、
上述したα(Ps −P Inax)によって得られる
差圧が高負荷圧力側のパイロット弁で取り得る最大前後
差圧の範囲内となり、第1及び第2の流量制御弁の双方
において上記式第1項の差圧が実質的に同じになり、上
記分流機能において操作手段の操作量(パイロット弁開
度)に比例した流量を正確に分流することができる。
油圧ポンプの吐出圧力を受ける受圧面積の比をKとし、
前記第1の定数αをα≦Kの関係に設定した場合には、
上述したα(Ps −P Inax)によって得られる
差圧が高負荷圧力側のパイロット弁で取り得る最大前後
差圧の範囲内となり、第1及び第2の流量制御弁の双方
において上記式第1項の差圧が実質的に同じになり、上
記分流機能において操作手段の操作量(パイロット弁開
度)に比例した流量を正確に分流することができる。
ここで、α=にと設定した場合には、流量を操作量に応
じて比例配分する分流機能を得ながら最大の比例ゲイン
を付与できる。
じて比例配分する分流機能を得ながら最大の比例ゲイン
を付与できる。
前記第1の弁手段を前記主回路にスプール型の主弁とし
て配置し、前記第2の弁手段を前記主回路の該主弁の上
流側に補助弁として配置した流量制御弁手段においても
、本発明は適用が可能であり、述した圧力補償及び分流
機能、又は圧力補償及び分流機能をベースとした調和機
能かつ/又は自己圧力補償機能を得ることができる。
て配置し、前記第2の弁手段を前記主回路の該主弁の上
流側に補助弁として配置した流量制御弁手段においても
、本発明は適用が可能であり、述した圧力補償及び分流
機能、又は圧力補償及び分流機能をベースとした調和機
能かつ/又は自己圧力補償機能を得ることができる。
また本発明の油圧ショベルにおいては、旋回体、ブーム
、アーム及びバケットの少なくとも2つの作業部材に係
わる流量制御弁の特性を作業部材の種類及び作業形態に
応じて設定、修正することができ、前述した圧力補償及
び分流機能をベースとした調和機能かつ/又は自己圧力
補償機能を付加することができる。
、アーム及びバケットの少なくとも2つの作業部材に係
わる流量制御弁の特性を作業部材の種類及び作業形態に
応じて設定、修正することができ、前述した圧力補償及
び分流機能をベースとした調和機能かつ/又は自己圧力
補償機能を付加することができる。
前記制御手段は、前記ブーム用油圧アクチュエータのボ
トム側に係わる流量制御弁手段については、前記第2の
定数βを比較的大きな正の値に設定することが好ましい
、これにより、旋回とブームの複合操作での旋回初期加
速時、低負荷側であるブーム用油圧アクチュエータのボ
トム側の流量制御弁には最大負荷圧力(旋回圧力)と自
己負荷圧力(ブーム圧力)との差圧の増加に応じた流量
が流れ、ブームの上昇速度を速くすることができる。こ
れにより、旋回とブーム上げの操作レバーをフルストロ
ークまで同時に操作しても、最初はブームの上昇速度が
旋回速度に対して速く上昇し、ブームがある程度上昇し
たら徐々に旋回速度が速くなり、旋回が最大速度に達す
ると旋回速度がほぼ一定となるという複合操作が自動的
に行われる。
トム側に係わる流量制御弁手段については、前記第2の
定数βを比較的大きな正の値に設定することが好ましい
、これにより、旋回とブームの複合操作での旋回初期加
速時、低負荷側であるブーム用油圧アクチュエータのボ
トム側の流量制御弁には最大負荷圧力(旋回圧力)と自
己負荷圧力(ブーム圧力)との差圧の増加に応じた流量
が流れ、ブームの上昇速度を速くすることができる。こ
れにより、旋回とブーム上げの操作レバーをフルストロ
ークまで同時に操作しても、最初はブームの上昇速度が
旋回速度に対して速く上昇し、ブームがある程度上昇し
たら徐々に旋回速度が速くなり、旋回が最大速度に達す
ると旋回速度がほぼ一定となるという複合操作が自動的
に行われる。
また前記制御手段は、前記アーム用油圧アクチュエータ
のボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前記第2の
定数βを比較的小さな正の値に設定することが好ましい
、これにより、アームを使用した複合操作で掘削を行な
うとき、アームは確実に駆動されると共に、アーム用油
圧アクチュエータが低圧側にあるとき、最大負荷圧力(
他油圧アクチュエータ圧力)と自己負荷圧力(アーム圧
力)との差圧の増加に応じて当該流量制御弁の開度は開
き、流量の絞り程度を小さくする。その結果、燃費及び
ヒートバランスの悪化が防止される。
のボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前記第2の
定数βを比較的小さな正の値に設定することが好ましい
、これにより、アームを使用した複合操作で掘削を行な
うとき、アームは確実に駆動されると共に、アーム用油
圧アクチュエータが低圧側にあるとき、最大負荷圧力(
他油圧アクチュエータ圧力)と自己負荷圧力(アーム圧
力)との差圧の増加に応じて当該流量制御弁の開度は開
き、流量の絞り程度を小さくする。その結果、燃費及び
ヒートバランスの悪化が防止される。
更に前記制御手段は、前記バケット用油圧アクチュエー
タのボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前記第2
の定数βを比較的小さな兵の値に設定することが好まし
い、これにより、バケットを使用した複合操作による溝
堀作業時、バケットが掘削負荷から解放され、地表に出
た瞬間、最大負荷圧力(他油圧アクチュエータ圧力)と
自己負荷圧力(バケット圧力)との差圧の増加により当
該流量制御弁の通過流量を減少させ、ショックを軽減す
ることができる。
タのボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前記第2
の定数βを比較的小さな兵の値に設定することが好まし
い、これにより、バケットを使用した複合操作による溝
堀作業時、バケットが掘削負荷から解放され、地表に出
た瞬間、最大負荷圧力(他油圧アクチュエータ圧力)と
自己負荷圧力(バケット圧力)との差圧の増加により当
該流量制御弁の通過流量を減少させ、ショックを軽減す
ることができる。
また前記制御手段は、前記旋回体に係わる流量制御弁手
段につき、前記第3の定数γを比較的小さな負の値に設
定することが好ましい、これにより、旋回加速時、旋回
圧力(自己負荷圧力)の増加に応じて旋回に係わる流量
制御弁の通過流量を減少させ、リリーフ弁より流出する
流量を少なくし、エネルギー消費の無駄を少なくできる
。
段につき、前記第3の定数γを比較的小さな負の値に設
定することが好ましい、これにより、旋回加速時、旋回
圧力(自己負荷圧力)の増加に応じて旋回に係わる流量
制御弁の通過流量を減少させ、リリーフ弁より流出する
流量を少なくし、エネルギー消費の無駄を少なくできる
。
また前記制御手段は、前記バケット用油圧アクチュエー
タのボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前記第3
の定数γを比較的小さな正の値に設定することが好まし
い、これにより、バケットを使用した掘削作業時、バケ
ット圧力(自己負荷圧力)の増加に応じて当該流量制御
弁の通過流量を増加させ、力強い掘削動作フィーリング
を得ることができる。
タのボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前記第3
の定数γを比較的小さな正の値に設定することが好まし
い、これにより、バケットを使用した掘削作業時、バケ
ット圧力(自己負荷圧力)の増加に応じて当該流量制御
弁の通過流量を増加させ、力強い掘削動作フィーリング
を得ることができる。
また前記制御手段は、前記ブーム用及びアーム用油圧ア
クチュエータのロッド側に係わる流量制御弁手段につき
、前記第2及び第3の定数β、γを零に設定するのが好
ましい、これにより、ブーム及びアームを使用した傾斜
面の法面形成作業時、他の油圧アクチュエータの負荷圧
力及び自己負荷圧力の影響を完全に排除し、ブーム用操
作レバー及びアーム用操作レバーの操作量に応じて正確
に流量を比例配分し、正確な法面形成を行うことができ
る。
クチュエータのロッド側に係わる流量制御弁手段につき
、前記第2及び第3の定数β、γを零に設定するのが好
ましい、これにより、ブーム及びアームを使用した傾斜
面の法面形成作業時、他の油圧アクチュエータの負荷圧
力及び自己負荷圧力の影響を完全に排除し、ブーム用操
作レバー及びアーム用操作レバーの操作量に応じて正確
に流量を比例配分し、正確な法面形成を行うことができ
る。
策ユ!す(惺■
第1図において、本発明の一実施例による油圧駆動装置
は、例えば斜板式の可変客足型油圧ポンプ1と、油圧ポ
ンプ1にそれぞれ主回路を構成する主管路2,3及び4
゜5を介して接続され、油圧ポンプ1から吐出される圧
油によって駆動される複数の油圧アクチュエータ6.7
と、油圧ポンプ1と油圧アクチュエータ6.7の間にお
いてそれぞれの主管路2,3及び4.5に接続された流
量制御弁8,9とを有している。
は、例えば斜板式の可変客足型油圧ポンプ1と、油圧ポ
ンプ1にそれぞれ主回路を構成する主管路2,3及び4
゜5を介して接続され、油圧ポンプ1から吐出される圧
油によって駆動される複数の油圧アクチュエータ6.7
と、油圧ポンプ1と油圧アクチュエータ6.7の間にお
いてそれぞれの主管路2,3及び4.5に接続された流
量制御弁8,9とを有している。
流量制御弁8は、油圧ポンプ1と油圧アクチュエータ6
との間で主管路2.3に接続されたシート弁型の主弁1
1と、主弁11に対するパイロット回路を構成するパイ
ロット管路12,13.14と、パイ四ツ1〜管路13
.14に接続されたパイロット弁15と、パイロット管
路12.13にパイロット弁15と直列に接続された補
助弁としての圧力補償弁16とからなっている。
との間で主管路2.3に接続されたシート弁型の主弁1
1と、主弁11に対するパイロット回路を構成するパイ
ロット管路12,13.14と、パイ四ツ1〜管路13
.14に接続されたパイロット弁15と、パイロット管
路12.13にパイロット弁15と直列に接続された補
助弁としての圧力補償弁16とからなっている。
主弁11は、主管路2.3に接続された入口ポート17
及び出口ポート18を有する弁ハウジング19と弁ハウ
ジング19内に配置され、弁座20と係合する弁体21
とを有し、弁体21の弁座20に対する変位(開度)に
応じて入口ポート17と出口ポート18の連通を制御す
る。弁体21の外周には軸線方向に複数のスリット22
が形成され、スリット22は弁ハウジング19の内壁と
協働して弁体21の変位に対応して開度を変化させる可
変絞り23を構成している。弁ハウジング21内の弁体
21の背後には、入口ポート17と可変絞り21を介し
て連通し、制御圧力Pcを発生する背圧室24が形成さ
れている。
及び出口ポート18を有する弁ハウジング19と弁ハウ
ジング19内に配置され、弁座20と係合する弁体21
とを有し、弁体21の弁座20に対する変位(開度)に
応じて入口ポート17と出口ポート18の連通を制御す
る。弁体21の外周には軸線方向に複数のスリット22
が形成され、スリット22は弁ハウジング19の内壁と
協働して弁体21の変位に対応して開度を変化させる可
変絞り23を構成している。弁ハウジング21内の弁体
21の背後には、入口ポート17と可変絞り21を介し
て連通し、制御圧力Pcを発生する背圧室24が形成さ
れている。
このように構成された主弁21において、弁体21の入
口ポート17に面する図示上側の環状端面ば、油圧ポン
プ1の吐出圧力Psを受ける環状の受圧面積Asを規定
し、出口ポート18に面する底部壁面は油圧アクチュエ
ータ6の負荷圧力P1を受ける受圧面積A1を規定し、
背圧室24に面する頂部端面は制御圧力Pcを受ける受
圧面積Acを規定している。ここで各受圧面積は、Ac
=As+AIの関係にある。
口ポート17に面する図示上側の環状端面ば、油圧ポン
プ1の吐出圧力Psを受ける環状の受圧面積Asを規定
し、出口ポート18に面する底部壁面は油圧アクチュエ
ータ6の負荷圧力P1を受ける受圧面積A1を規定し、
背圧室24に面する頂部端面は制御圧力Pcを受ける受
圧面積Acを規定している。ここで各受圧面積は、Ac
=As+AIの関係にある。
パイロット回路において、パイロット管路12は主弁1
1の背圧室24に接続され、パイロット管路14は出口
ポート18に接続されている。
1の背圧室24に接続され、パイロット管路14は出口
ポート18に接続されている。
パイロット弁15は、図示しない操作レバーにより駆動
され、操作レバーの操作量に応じた開度か設定される。
され、操作レバーの操作量に応じた開度か設定される。
圧力補償弁16は、スプール型の可変絞り弁として構成
され、かつスプールを閉弁方向に付勢する第1の制御圧
力室30と、第1の制御圧力室30に対向して配置され
、スプールを開弁方向に付勢する第2及び第3の制御圧
力室31.32とを有している。第1の制御圧力室30
はパイロット管路33を介してパイロット弁15の入口
側に接続され、第2の制御圧力室はパイロット管路34
を介してパイロット弁15の出口側に接続され、第3の
制御圧力室はパイロット管路35を介して後述する電磁
比例弁250に接続されている。その結果、第1の制御
圧力室30にはパイロット弁15の入口圧力Pzが導入
され、第2の制御圧力室31にはパイロット弁15の出
口圧力PI (油圧アクチュエータ6.7の負荷圧力
)か導入され、第3の制御圧力室32には電磁比例弁2
50の制御圧力Plが導入される。第1〜第3の制御圧
力室はそれぞれ同じ大きさの受圧面積を有している。
され、かつスプールを閉弁方向に付勢する第1の制御圧
力室30と、第1の制御圧力室30に対向して配置され
、スプールを開弁方向に付勢する第2及び第3の制御圧
力室31.32とを有している。第1の制御圧力室30
はパイロット管路33を介してパイロット弁15の入口
側に接続され、第2の制御圧力室はパイロット管路34
を介してパイロット弁15の出口側に接続され、第3の
制御圧力室はパイロット管路35を介して後述する電磁
比例弁250に接続されている。その結果、第1の制御
圧力室30にはパイロット弁15の入口圧力Pzが導入
され、第2の制御圧力室31にはパイロット弁15の出
口圧力PI (油圧アクチュエータ6.7の負荷圧力
)か導入され、第3の制御圧力室32には電磁比例弁2
50の制御圧力Plが導入される。第1〜第3の制御圧
力室はそれぞれ同じ大きさの受圧面積を有している。
このように構成された流量制御弁8において、シート弁
型の主弁11とパイロット弁15との組み合わせはU、
S、P、4,535,809より知られており、当該特
許明細書に記載のように、パイロット弁15の操作レバ
ーが操作されるとパイロット回路12〜14にパイロッ
ト弁15の開度に応じたパイロット流が形成され、可変
絞り23と背圧室24の作用により、主弁弁体21はパ
イロット流量に比例した開度に開き、操作レバーの操作
量(パイロット弁15の開度)に応じた流量が主弁11
を通して入口ポート17から出口ポート18へと流出す
る。
型の主弁11とパイロット弁15との組み合わせはU、
S、P、4,535,809より知られており、当該特
許明細書に記載のように、パイロット弁15の操作レバ
ーが操作されるとパイロット回路12〜14にパイロッ
ト弁15の開度に応じたパイロット流が形成され、可変
絞り23と背圧室24の作用により、主弁弁体21はパ
イロット流量に比例した開度に開き、操作レバーの操作
量(パイロット弁15の開度)に応じた流量が主弁11
を通して入口ポート17から出口ポート18へと流出す
る。
流量制御弁9も流量制御弁8と同様に構成され、シート
弁型の主弁35、パイロット回路を構成するパイロット
管路36.37,38、パイロット弁3つ及び圧力補償
弁40を有している。圧力補償弁40は、圧力l1lI
re1弁16と同様、第1〜第3の制御圧力室41,4
2.43を有し、第1の制御圧力室41はパイロット管
路44を介してパイロッI・弁39の入口側に接続され
、第2の制御圧力室42はパイロブ1〜管路45を介し
てパイロット弁3つの出口側に接続され、第3の制御圧
力室43はパイロット管路46を介して後述する電磁比
例弁251に接続されている。
弁型の主弁35、パイロット回路を構成するパイロット
管路36.37,38、パイロット弁3つ及び圧力補償
弁40を有している。圧力補償弁40は、圧力l1lI
re1弁16と同様、第1〜第3の制御圧力室41,4
2.43を有し、第1の制御圧力室41はパイロット管
路44を介してパイロッI・弁39の入口側に接続され
、第2の制御圧力室42はパイロブ1〜管路45を介し
てパイロット弁3つの出口側に接続され、第3の制御圧
力室43はパイロット管路46を介して後述する電磁比
例弁251に接続されている。
流量制御弁8.9のパイロット管路14.38はそれぞ
れチエツク弁52.53を有する負荷圧力導入管路54
.55を介して最大負荷圧力管路50に接続され、油圧
アクチュエータ6.7の高圧側の負荷圧力が最大負荷圧
力として最大負荷圧力管路50!:導かれる。最大負荷
圧力管路50は絞り56を介してタンク57に接続され
ている。
れチエツク弁52.53を有する負荷圧力導入管路54
.55を介して最大負荷圧力管路50に接続され、油圧
アクチュエータ6.7の高圧側の負荷圧力が最大負荷圧
力として最大負荷圧力管路50!:導かれる。最大負荷
圧力管路50は絞り56を介してタンク57に接続され
ている。
また流量制御弁8.9の主弁11.35の下流側主管路
3.5には、それぞれ、油圧アクチュエータ6.7から
主弁11.70に向かう圧油の流れを阻止するチエツク
弁58.59が接続されている。
3.5には、それぞれ、油圧アクチュエータ6.7から
主弁11.70に向かう圧油の流れを阻止するチエツク
弁58.59が接続されている。
主管1i2.3に連なる油圧ポンプ1の吐出管路には油
圧ポンプ1の吐出圧力psを検出する圧力検出器204
が接続され、パイロット回路の管路14.38にはパイ
ロット弁15.39の出口圧力P1を検出する圧力検出
器207,208が接続されている。なお以下の説明に
おいてパイロット弁15.39の出口圧力(又は油圧ア
クチュエータ6.7の負荷圧力)を区別して表現した方
が明瞭になる場合には、前者をpHと表わし、後者をP
I2と表わす、従って、圧力検出器207.208はそ
れぞれパイロット弁15.39の出口圧力pH,PI2
を検出する。また、油圧ポンプ1の吐出管路及び最大負
荷圧力管路50には油圧ポンプ1の吐出圧力Psと油圧
アクチュエータ6.7の最大負荷圧力P ll′lax
との差圧ΔPsを検出する差圧計209が接続され、流
量制御弁8.9のパイロット管路14.38及び最大負
荷圧力管路50にはそれぞれ自己負荷圧力pH,PI2
と最大負荷圧力P l11axの差圧ΔP11.ΔPI
2を検出する差圧計252.253が接続されている。
圧ポンプ1の吐出圧力psを検出する圧力検出器204
が接続され、パイロット回路の管路14.38にはパイ
ロット弁15.39の出口圧力P1を検出する圧力検出
器207,208が接続されている。なお以下の説明に
おいてパイロット弁15.39の出口圧力(又は油圧ア
クチュエータ6.7の負荷圧力)を区別して表現した方
が明瞭になる場合には、前者をpHと表わし、後者をP
I2と表わす、従って、圧力検出器207.208はそ
れぞれパイロット弁15.39の出口圧力pH,PI2
を検出する。また、油圧ポンプ1の吐出管路及び最大負
荷圧力管路50には油圧ポンプ1の吐出圧力Psと油圧
アクチュエータ6.7の最大負荷圧力P ll′lax
との差圧ΔPsを検出する差圧計209が接続され、流
量制御弁8.9のパイロット管路14.38及び最大負
荷圧力管路50にはそれぞれ自己負荷圧力pH,PI2
と最大負荷圧力P l11axの差圧ΔP11.ΔPI
2を検出する差圧計252.253が接続されている。
また油圧ポンプ1には、斜板等の押し除は容積可変機構
の傾転角Q「を検出する角度計210が設置され、油圧
ポンプ1の吐出流量は補助ポンプ211からの圧油によ
って駆動される吐出藍制御装置212によって制御され
る。
の傾転角Q「を検出する角度計210が設置され、油圧
ポンプ1の吐出流量は補助ポンプ211からの圧油によ
って駆動される吐出藍制御装置212によって制御され
る。
圧力検出器204,207,208からの圧力信号Ps
、 pH,PI3.差圧計209.252゜253か
らの差圧信号ΔPs、ΔP11.ΔPI2及び角度計2
10からの傾転角信号Q「は制御ユニット213に入力
され、制御ユニット213はこれらの入力信号に基づき
、油圧ポンプ1の押し除は容積可変機構の制61I量及
び圧力補償弁202゜203の制重量を演算し、制御信
号QO及び制御信号11m1.1112をそれぞれ吐出
量制御装!212及び電磁比例弁250.251に出力
する。
、 pH,PI3.差圧計209.252゜253か
らの差圧信号ΔPs、ΔP11.ΔPI2及び角度計2
10からの傾転角信号Q「は制御ユニット213に入力
され、制御ユニット213はこれらの入力信号に基づき
、油圧ポンプ1の押し除は容積可変機構の制61I量及
び圧力補償弁202゜203の制重量を演算し、制御信
号QO及び制御信号11m1.1112をそれぞれ吐出
量制御装!212及び電磁比例弁250.251に出力
する。
差圧計209,252,253は、−例として第2図に
示すように構成されている。第2図は代表して差圧計2
52を示している。即ち、差圧計252は、管路50.
14にそれぞれ接続される圧油の供給ボー)347,3
48及びタンク57に接続される圧油の排出ポート34
9を有するボデー350と、ボデー350に取り付けら
れたシリンダ351と、シリンダ351内に収容され、
供給ポート347,348からの2つの圧力を受ける対
向した、等しい面積の受圧部352a、352bを持つ
ピストン352と、非磁性体からなり、ピストン352
の変位と力を伝えるシャフト353と、シリンダ351
内に収容され、ピストン352の力を受けその力に比例
した変位をピストン352に与えるスプリング354と
、非磁性体からなり、シリンダ351に取り付けられた
ケース355と、磁性体からなり、シャフト353の先
端に取り付けられかつケース355内に収容され、ケー
ス355内でピストン352と同じ変位をするコア35
6と、ケース355の外周に固着され、コア356の変
位を電気信号に変換する変位センサ357と、シリンダ
351に取り付けられたカバー358内に収容され、変
位センサ357からの電気信号を増幅し、外部へ出力す
るアンプ539と、ピストン352とボデー350との
間に配装されたスプリング360とからなっている。
示すように構成されている。第2図は代表して差圧計2
52を示している。即ち、差圧計252は、管路50.
14にそれぞれ接続される圧油の供給ボー)347,3
48及びタンク57に接続される圧油の排出ポート34
9を有するボデー350と、ボデー350に取り付けら
れたシリンダ351と、シリンダ351内に収容され、
供給ポート347,348からの2つの圧力を受ける対
向した、等しい面積の受圧部352a、352bを持つ
ピストン352と、非磁性体からなり、ピストン352
の変位と力を伝えるシャフト353と、シリンダ351
内に収容され、ピストン352の力を受けその力に比例
した変位をピストン352に与えるスプリング354と
、非磁性体からなり、シリンダ351に取り付けられた
ケース355と、磁性体からなり、シャフト353の先
端に取り付けられかつケース355内に収容され、ケー
ス355内でピストン352と同じ変位をするコア35
6と、ケース355の外周に固着され、コア356の変
位を電気信号に変換する変位センサ357と、シリンダ
351に取り付けられたカバー358内に収容され、変
位センサ357からの電気信号を増幅し、外部へ出力す
るアンプ539と、ピストン352とボデー350との
間に配装されたスプリング360とからなっている。
このように構成された差圧計において、供給ポート34
7,348を通じて最大負荷圧力P l1aX及び自己
負荷圧力pHがピストン352の受圧部352a 、3
52bに作用する。このとき受圧面積をAとすると、P
ll1aX≧P1なので、ピストン352にはA x
(P Inax−、P I )の力が図の上方に作用
する。この力によりピストン352は、予め圧縮された
状態でそのピストンを弾性支持するスプリング354,
360に抗して変位し、コア356も同様に変位する。
7,348を通じて最大負荷圧力P l1aX及び自己
負荷圧力pHがピストン352の受圧部352a 、3
52bに作用する。このとき受圧面積をAとすると、P
ll1aX≧P1なので、ピストン352にはA x
(P Inax−、P I )の力が図の上方に作用
する。この力によりピストン352は、予め圧縮された
状態でそのピストンを弾性支持するスプリング354,
360に抗して変位し、コア356も同様に変位する。
スプリング354.356のはね定数をに1 、に2と
すると、この変位をSは、 5=Ax (P|max−PI ) / (Kt 十に
2 )となる、変位センサ357はこの変位を電気信号
に変換し、アンプ35っで増幅し出力する。変位センサ
357は、変位するコア356の部分に油が存在するた
め非接触式がよく、例えば差動トランス方式または磁気
抵抗素子方式にされている。
すると、この変位をSは、 5=Ax (P|max−PI ) / (Kt 十に
2 )となる、変位センサ357はこの変位を電気信号
に変換し、アンプ35っで増幅し出力する。変位センサ
357は、変位するコア356の部分に油が存在するた
め非接触式がよく、例えば差動トランス方式または磁気
抵抗素子方式にされている。
この理由によりシャフト353及びケース355は非磁
性体からなっている。またこれらの方式の変位センサは
、いずれも変位Sに対する電気信号レベルEの関係は直
線性がよく、−次比例関係にある。従って比例定数をK
とすると、電気信号レベルEは、 E=に−3 = (K −A/ (Kl 十に2)l (Plan
x−PI )となる、ここでA、に1 、に2は全て定
数なので、電気信号レベルEは最大負荷圧力と自己負荷
圧力との差圧(P IIax −P l )に比例した
値となり、差圧信号ΔpHを得ることができる。
性体からなっている。またこれらの方式の変位センサは
、いずれも変位Sに対する電気信号レベルEの関係は直
線性がよく、−次比例関係にある。従って比例定数をK
とすると、電気信号レベルEは、 E=に−3 = (K −A/ (Kl 十に2)l (Plan
x−PI )となる、ここでA、に1 、に2は全て定
数なので、電気信号レベルEは最大負荷圧力と自己負荷
圧力との差圧(P IIax −P l )に比例した
値となり、差圧信号ΔpHを得ることができる。
このように2つの圧力の差圧をピストン352の対向し
た受圧部で作用さぜるため、それぞれの圧力を別々の圧
力センサに導きそれぞれの電気信号を得、その後それら
の差を求めて差圧に相当する電気信号を得る場合のよう
な、圧力センサにおける圧力に対する出力の非直線性及
び圧力の増減に対するヒステリシスに基づく誤差が発生
することがなく、差圧を高圧化でも高精度に測定するこ
とかできる。
た受圧部で作用さぜるため、それぞれの圧力を別々の圧
力センサに導きそれぞれの電気信号を得、その後それら
の差を求めて差圧に相当する電気信号を得る場合のよう
な、圧力センサにおける圧力に対する出力の非直線性及
び圧力の増減に対するヒステリシスに基づく誤差が発生
することがなく、差圧を高圧化でも高精度に測定するこ
とかできる。
なお図示実施例においては、差圧計はP|max≧P1
の時の差圧を測定できればよいので、スプリング360
はなくてもよく、この場合は′jvi造が簡単になり、
このときの出力電気信号レベルEと差圧との関係は、 E= (K−A/に2 ) (P|max−PI )
となる。
の時の差圧を測定できればよいので、スプリング360
はなくてもよく、この場合は′jvi造が簡単になり、
このときの出力電気信号レベルEと差圧との関係は、 E= (K−A/に2 ) (P|max−PI )
となる。
電磁比例弁250,251は一例として第3図に示すよ
うに構成されている。第3図は代表して電磁比例弁25
0を示している。この電磁比例弁は電磁比例減圧弁で構
成した例であり、比例ソレノイド部362と減圧弁部3
63とを備えている。
うに構成されている。第3図は代表して電磁比例弁25
0を示している。この電磁比例弁は電磁比例減圧弁で構
成した例であり、比例ソレノイド部362と減圧弁部3
63とを備えている。
比例ソレノイド部362は比例ソレノイドと鉄心(いず
れも図示せず)からなる既知の構造を有し、比例ソレノ
イドは端子364a 、364bを有している。この端
子364a 、362bに制御ユニット213からの制
御信号II、In2が入力される。
れも図示せず)からなる既知の構造を有し、比例ソレノ
イドは端子364a 、364bを有している。この端
子364a 、362bに制御ユニット213からの制
御信号II、In2が入力される。
減圧弁部363は、補助ポンプ211に供給管路366
を介して接続される圧油の供給ポート367及びタンク
57に戻り管路368を介して接続される圧油の排出ボ
ーj〜369並びに圧力補償弁16の制御圧力室32に
接続される圧油の出力ポート370を有するボデー37
1と、ボデー371内に配置された、相対する端面37
2a、372bを有しかつ内部通路372cの形成され
たスプール372と、一端において比例ソレノイド部3
62の鉄心と係合しfl!!端においてスプール372
の端面372aに当接する押し棒373とからなってい
る。
を介して接続される圧油の供給ポート367及びタンク
57に戻り管路368を介して接続される圧油の排出ボ
ーj〜369並びに圧力補償弁16の制御圧力室32に
接続される圧油の出力ポート370を有するボデー37
1と、ボデー371内に配置された、相対する端面37
2a、372bを有しかつ内部通路372cの形成され
たスプール372と、一端において比例ソレノイド部3
62の鉄心と係合しfl!!端においてスプール372
の端面372aに当接する押し棒373とからなってい
る。
端子364a 、364bから比例ソレノイドへ電流が
供給されると、比例ソレノイド部362の鉄心にはこれ
に比例した力が与えられ、この力は鉄心と係合下押し棒
373を介してスプール372の端面372aに伝えら
れる。これによりスプ−ル372は図示の位置から右方
に移動し、内部通路372Cと供給ポート367とを連
通させ、供給ポート367と出力ポート370とが内部
通路372Cを介して連通ずる。この結果、出力ポート
370内の油圧は上昇し、スプール372の端面372
bに作用する力も上昇する。この力が押し棒373の押
圧力(比例ソレノイド部362の鉄心に与えられな力)
より大きくなると、スプール372は左方に移動し、内
部通路372Cと排出ポート369とは連通し、出力ポ
ート370と排出ポート369とはこの内部通路372
cを介して連通ずる。これにより出力ポート370の油
圧は減少し、端面372bの受ける力も減少する。この
力が押し棒373の押圧力よりも小さくなると、スプー
ル372は再び図の右方へ移動する。
供給されると、比例ソレノイド部362の鉄心にはこれ
に比例した力が与えられ、この力は鉄心と係合下押し棒
373を介してスプール372の端面372aに伝えら
れる。これによりスプ−ル372は図示の位置から右方
に移動し、内部通路372Cと供給ポート367とを連
通させ、供給ポート367と出力ポート370とが内部
通路372Cを介して連通ずる。この結果、出力ポート
370内の油圧は上昇し、スプール372の端面372
bに作用する力も上昇する。この力が押し棒373の押
圧力(比例ソレノイド部362の鉄心に与えられな力)
より大きくなると、スプール372は左方に移動し、内
部通路372Cと排出ポート369とは連通し、出力ポ
ート370と排出ポート369とはこの内部通路372
cを介して連通ずる。これにより出力ポート370の油
圧は減少し、端面372bの受ける力も減少する。この
力が押し棒373の押圧力よりも小さくなると、スプー
ル372は再び図の右方へ移動する。
このように、減圧弁部363のスプール372は比例ソ
レノイド部362の鉄心に与えられた力を受けて作動す
るので、結局、出力ポート370には比例ソレノイドへ
供給された電流のレベルに比例した圧力が発生し、この
圧力が前述した圧力補償弁16の制御圧力室32に出力
される。
レノイド部362の鉄心に与えられた力を受けて作動す
るので、結局、出力ポート370には比例ソレノイドへ
供給された電流のレベルに比例した圧力が発生し、この
圧力が前述した圧力補償弁16の制御圧力室32に出力
される。
なお供給管路366の圧力はリリーフ弁311により常
に設定された一定圧力となるように構成されている。
に設定された一定圧力となるように構成されている。
制御ユニット213はマイクロコンピュータで構成され
、第4図に示すように、圧力検出器204.207,2
08からの圧力信号Ps 、 pH。
、第4図に示すように、圧力検出器204.207,2
08からの圧力信号Ps 、 pH。
PI3.差圧計209.252.253からの差圧信号
ΔPs、ΔP!1.ΔP12及び角度計210からの傾
転角信号Q「をデジタル信号に変換するA/D変換器2
14と、中央演算装置215と、制御手順のプログラム
を格納しであるメモリ216と、出力用のD/A変換器
217と、出力用のインターフェイス218と、電磁比
例弁250,251に接続される増幅器219.220
と、吐出量制御装置212の2つの入力端子212A、
212Bに接続される増幅器221,222とを備えて
いる。
ΔPs、ΔP!1.ΔP12及び角度計210からの傾
転角信号Q「をデジタル信号に変換するA/D変換器2
14と、中央演算装置215と、制御手順のプログラム
を格納しであるメモリ216と、出力用のD/A変換器
217と、出力用のインターフェイス218と、電磁比
例弁250,251に接続される増幅器219.220
と、吐出量制御装置212の2つの入力端子212A、
212Bに接続される増幅器221,222とを備えて
いる。
この制御ユニット213は、油圧ポンプ1の吐出圧力P
sと油圧アクチュエータ6.7の最大負荷圧力との差圧
を検出する差圧計209の差圧信号ΔPsから、メモリ
216に格納しである制御手順プログラムに基づいてポ
ンプ吐出圧力psを最大負荷圧力よりも所定値だけ高く
保持する油圧ポンプ1の吐出量目標値Qoを演算し、こ
の目標値信号QOをI10インターフェイス218を経
て増幅器221,222より吐出量制御装置212の入
力端子212A、212Bに出力する。これにより吐出
量制御装置212では、角度計210で検出された傾転
角Q「が目標値QOに等しくなるように、油圧ポンプ1
の斜板の傾転角を制御し、ポンプ吐出圧力Psを最大負
荷圧力P ll1aXよりも所定値だけ高く保持するロ
ードセンシング型ポンプレギュレータとしての機能を果
たすことができる。
sと油圧アクチュエータ6.7の最大負荷圧力との差圧
を検出する差圧計209の差圧信号ΔPsから、メモリ
216に格納しである制御手順プログラムに基づいてポ
ンプ吐出圧力psを最大負荷圧力よりも所定値だけ高く
保持する油圧ポンプ1の吐出量目標値Qoを演算し、こ
の目標値信号QOをI10インターフェイス218を経
て増幅器221,222より吐出量制御装置212の入
力端子212A、212Bに出力する。これにより吐出
量制御装置212では、角度計210で検出された傾転
角Q「が目標値QOに等しくなるように、油圧ポンプ1
の斜板の傾転角を制御し、ポンプ吐出圧力Psを最大負
荷圧力P ll1aXよりも所定値だけ高く保持するロ
ードセンシング型ポンプレギュレータとしての機能を果
たすことができる。
また制御ユニット254は、圧力検出器207゜208
の圧力信号P11.P12及び差圧計209゜252.
253の差圧信号ΔPs、ΔP11.ΔP12から圧力
補償弁16 (40)の制御量を演算し、制御信号を増
幅器219,220より電磁比例弁250.251に出
力する。以下この処理内容を第5図を参照して説明する
。第5図はこの点に関する制御内容をフローチャートで
示したものである。
の圧力信号P11.P12及び差圧計209゜252.
253の差圧信号ΔPs、ΔP11.ΔP12から圧力
補償弁16 (40)の制御量を演算し、制御信号を増
幅器219,220より電磁比例弁250.251に出
力する。以下この処理内容を第5図を参照して説明する
。第5図はこの点に関する制御内容をフローチャートで
示したものである。
手順260において、圧力検出器207,208で検出
された圧力信号pH,PI3及び差圧計209.252
,253で検出された差圧信号ΔPs (=Ps −
P|max) 、ΔP11 (=P|max−pH)、
ΔP 12 (= P 1nax −P 12)を読み
込む0次いで、手順261で次の式により、パイロット
弁15.39の前後差圧を制御するための制御圧力Pn
l、 Pr#2を演算する。
された圧力信号pH,PI3及び差圧計209.252
,253で検出された差圧信号ΔPs (=Ps −
P|max) 、ΔP11 (=P|max−pH)、
ΔP 12 (= P 1nax −P 12)を読み
込む0次いで、手順261で次の式により、パイロット
弁15.39の前後差圧を制御するための制御圧力Pn
l、 Pr#2を演算する。
P111= a (Ps −P l+iax>+β(P
|max−pH) +yPlIPra2= a (ps
−P InaX)+β(PIIlax−PI2) −
+−yP12ここでα、β、γは定数であり、それぞれ
所定の値に設定されている。この式の意味は、動作原理
の項で後述する。
|max−pH) +yPlIPra2= a (ps
−P InaX)+β(PIIlax−PI2) −
+−yP12ここでα、β、γは定数であり、それぞれ
所定の値に設定されている。この式の意味は、動作原理
の項で後述する。
次いで手順262で電磁比例弁250,251の特性に
よって定まる所定の関数関係の基づき、I n1= f
(Pnl) I 12= f (PIll) の演算を行い、電磁比例弁250.251の制御信号1
1.[2を得る。f&後に手順263で、この演算され
た制御信号■1、l112をD/A変換器217を経て
増幅器219,220から電磁比例弁250.251に
出力する。
よって定まる所定の関数関係の基づき、I n1= f
(Pnl) I 12= f (PIll) の演算を行い、電磁比例弁250.251の制御信号1
1.[2を得る。f&後に手順263で、この演算され
た制御信号■1、l112をD/A変換器217を経て
増幅器219,220から電磁比例弁250.251に
出力する。
電磁比例弁250,251は、この制御信号を受けて、
前述したように制御信号Inl、In2に比例した制御
圧力Pnl、 PI2を生成し、その制御圧力を油圧管
路35.46を介して圧力補償弁16゜40の第3の制
御圧力室32.43に導入する。
前述したように制御信号Inl、In2に比例した制御
圧力Pnl、 PI2を生成し、その制御圧力を油圧管
路35.46を介して圧力補償弁16゜40の第3の制
御圧力室32.43に導入する。
圧力補償弁1.6.40では、第1及び第2の制御圧力
室30,3]及び41.42に導入されるパイロット弁
15.39の前後圧力PZI、 pH。
室30,3]及び41.42に導入されるパイロット弁
15.39の前後圧力PZI、 pH。
Pz2.PI2と、制御圧力pH,Pn+2とからパイ
ロット弁15.39の差圧制御を行う。
ロット弁15.39の差圧制御を行う。
動作原理
次に、上述したようにパイロット弁15.39の前後圧
力Pz1. P 11. Pz2. P 12及び電磁
比例弁250,251で生成される制御圧力pH,PI
2で制御される圧力補償弁16.40の動作原理を説明
する。
力Pz1. P 11. Pz2. P 12及び電磁
比例弁250,251で生成される制御圧力pH,PI
2で制御される圧力補償弁16.40の動作原理を説明
する。
圧力補償弁16の第1の制御圧力室30にはパイロット
弁15の入口圧力Pz1が閉弁方向に作用し、第2の制
御圧力室31にはパイロット弁15の出口圧力P11か
開弁方向に作用し、第3の制御圧力室32には電磁比例
弁250からの制御圧力Pnlが開弁方向に作用してい
る。従って、圧力補償弁16の圧力の釣り合いは以下の
式で表わされる。
弁15の入口圧力Pz1が閉弁方向に作用し、第2の制
御圧力室31にはパイロット弁15の出口圧力P11か
開弁方向に作用し、第3の制御圧力室32には電磁比例
弁250からの制御圧力Pnlが開弁方向に作用してい
る。従って、圧力補償弁16の圧力の釣り合いは以下の
式で表わされる。
P zl−P 11= P nl
(1)ずなわちパイロット弁15の前後差圧P
zl−pHは電磁比例弁250の出力P1で制御される
。ここで制御圧力Pnlは第5図の手順261に示すよ
うに、制御ユニット213において以下の値として演算
されている。
(1)ずなわちパイロット弁15の前後差圧P
zl−pHは電磁比例弁250の出力P1で制御される
。ここで制御圧力Pnlは第5図の手順261に示すよ
うに、制御ユニット213において以下の値として演算
されている。
P111=(Z (ps −PIIlaX)+β
(PIIIaX−pH)+ypHf2)従って、(1)
式と(2)式とより pzi −P 11= a (Ps −P 1nax)
+β(pH1ax−pH) +rpH(3)同様に圧力
補償弁40についても以下の圧力釣り合い式が成り立つ
。
(PIIIaX−pH)+ypHf2)従って、(1)
式と(2)式とより pzi −P 11= a (Ps −P 1nax)
+β(pH1ax−pH) +rpH(3)同様に圧力
補償弁40についても以下の圧力釣り合い式が成り立つ
。
Pz2− P 12= a (Ps −P 1nax)
+β(PII+ax−PI2) +rPI2 (4)
従ってパイロット弁15.39の前後差圧をΔPZとし
、上記(3)式及び(4)式を一般式の形で表わすと、 Δpz =α (Ps −PIn+ax)+β(pHa
x−PI ) +γPl (5)と表現できる。
+β(PII+ax−PI2) +rPI2 (4)
従ってパイロット弁15.39の前後差圧をΔPZとし
、上記(3)式及び(4)式を一般式の形で表わすと、 Δpz =α (Ps −PIn+ax)+β(pHa
x−PI ) +γPl (5)と表現できる。
そこで上記(5)式について考察する。(5)式におい
て、左辺はパイロット弁15又は39の入口圧力pzと
出口圧力P1の差圧Δpzである。右辺第1項は油圧ポ
ンプ1の吐出圧力Psと最大負荷圧力P 1naxとの
差圧に関する項であり、αは比例定数である。第2項は
最大負荷圧力P Inaxと油圧アクチュエータ6又は
7の負荷圧力即ち自己負荷圧力P1との差圧に関する項
であり、βは比例定数である。第3項は自己負荷圧力P
1によって決まり、γは比例定数である。即ち(5)式
は、圧力補償弁16.40は4つの圧力Ps 、 PI
Ilax。
て、左辺はパイロット弁15又は39の入口圧力pzと
出口圧力P1の差圧Δpzである。右辺第1項は油圧ポ
ンプ1の吐出圧力Psと最大負荷圧力P 1naxとの
差圧に関する項であり、αは比例定数である。第2項は
最大負荷圧力P Inaxと油圧アクチュエータ6又は
7の負荷圧力即ち自己負荷圧力P1との差圧に関する項
であり、βは比例定数である。第3項は自己負荷圧力P
1によって決まり、γは比例定数である。即ち(5)式
は、圧力補償弁16.40は4つの圧力Ps 、 PI
Ilax。
PI Pzに基づいてパイロット弁15又39の入口
圧力pzと出口圧力P1の差圧ΔPzを制御できること
:そのとき差圧ΔPzを、油圧ポンプ1の吐出圧力Ps
と最大負荷圧力P|maxとの差圧Ps−P1max、
最大負荷圧力P 1laXと自己負荷圧力P1との差圧
P lia:x −P I 、自己負荷圧力P1の3つ
の要素にそれぞれに比例して制御できること;そしてそ
の3つの要素Ps−p+l1ax、P 1nax−PI
、PIに比例する度合を、比例定数α、β、γの値を
選択することにより任意に設定できることを意味する。
圧力pzと出口圧力P1の差圧ΔPzを制御できること
:そのとき差圧ΔPzを、油圧ポンプ1の吐出圧力Ps
と最大負荷圧力P|maxとの差圧Ps−P1max、
最大負荷圧力P 1laXと自己負荷圧力P1との差圧
P lia:x −P I 、自己負荷圧力P1の3つ
の要素にそれぞれに比例して制御できること;そしてそ
の3つの要素Ps−p+l1ax、P 1nax−PI
、PIに比例する度合を、比例定数α、β、γの値を
選択することにより任意に設定できることを意味する。
ここで圧力補償弁16.40がパイロット弁15.39
の前後差圧ΔPzを制御することは、パイロット弁15
.40を通るパイロット流量を制御することであり、結
果として上述したようにシート型の主弁11.35とパ
イロット弁15,39との組み合わせの公知の機能から
主弁11.35を通る主流量を制御することである。
の前後差圧ΔPzを制御することは、パイロット弁15
.40を通るパイロット流量を制御することであり、結
果として上述したようにシート型の主弁11.35とパ
イロット弁15,39との組み合わせの公知の機能から
主弁11.35を通る主流量を制御することである。
また右辺第1項において差圧Ps −PIllaXは、
前述したように制御ユニット213により制御される吐
出量制御装置212がロードセンシング型のポンプレギ
ュレータとして機能する本実施例においては、当該ポン
プレギュレータ212が有効に機能している限り、一定
であり、しかも2つの圧力補償弁16.40に対して共
通である。
前述したように制御ユニット213により制御される吐
出量制御装置212がロードセンシング型のポンプレギ
ュレータとして機能する本実施例においては、当該ポン
プレギュレータ212が有効に機能している限り、一定
であり、しかも2つの圧力補償弁16.40に対して共
通である。
従って、右辺第1項において、パイロット弁15.39
の前後差圧Δpzを差圧Ps −pHaxに対して比例
関係となるよう制御することは、ポンプレギュレータ2
12が有効に機能している運転状態においては差圧ΔP
zを一定に制御することであり、パイロット弁15.3
9の開度を一定とすれば主弁入口圧力Ps又は出口圧力
P1に変動があっても主弁11.35を通る主流量を一
定に制御することである。即ち圧力補(1!機能を果た
すことである。
の前後差圧Δpzを差圧Ps −pHaxに対して比例
関係となるよう制御することは、ポンプレギュレータ2
12が有効に機能している運転状態においては差圧ΔP
zを一定に制御することであり、パイロット弁15.3
9の開度を一定とすれば主弁入口圧力Ps又は出口圧力
P1に変動があっても主弁11.35を通る主流量を一
定に制御することである。即ち圧力補(1!機能を果た
すことである。
また油圧アクチュエータ6.7の消費流量の合計が油圧
ポンプ1の最大吐出流量よりも大きくなり、油圧ポンプ
1の吐出圧力が低下する場合のように、ポンプレギュレ
ータ212が有効に機能しない運転状態においては、差
圧ΔPzは差圧ps−P 1laXの減少に応じて小さ
くなり、主弁11゜35を通る主流量も減少するが、差
圧Ps −PIllaXは2つの圧力補償弁16.40
に対して共通であるので、主弁11.35を通る主流量
は同じ割合で減少する。従って、主弁11.35を通る
主流量は、パイロット弁15.39のそれぞれの操作レ
バーの操作量(パイロット弁15.39の開度)に応じ
て比例配分され、油圧ポンプ1の吐出流蓋を高圧側の油
圧アクチュエータにも確実に供給される。即ち、分流機
能が得られる。
ポンプ1の最大吐出流量よりも大きくなり、油圧ポンプ
1の吐出圧力が低下する場合のように、ポンプレギュレ
ータ212が有効に機能しない運転状態においては、差
圧ΔPzは差圧ps−P 1laXの減少に応じて小さ
くなり、主弁11゜35を通る主流量も減少するが、差
圧Ps −PIllaXは2つの圧力補償弁16.40
に対して共通であるので、主弁11.35を通る主流量
は同じ割合で減少する。従って、主弁11.35を通る
主流量は、パイロット弁15.39のそれぞれの操作レ
バーの操作量(パイロット弁15.39の開度)に応じ
て比例配分され、油圧ポンプ1の吐出流蓋を高圧側の油
圧アクチュエータにも確実に供給される。即ち、分流機
能が得られる。
また右辺第2項において、パイロット弁15.39の前
後差圧ΔPzを差圧pHax−PIに対して比例関係と
なるよう制御することは、他の油圧アクチュエータの負
荷圧力P ll1aXが自己負荷圧力P1より大きい場
合に、その他の油圧アクチュエータの最大負荷圧力P
l1aXに依存してパイロット弁15又は39の前後差
圧Δpzを変化させることであり、パイロット弁15又
は39の開度を一定とすれば、最大負荷圧力P l1a
Xに依存して主弁11.35を通る主流量を変化させる
ことである。
後差圧ΔPzを差圧pHax−PIに対して比例関係と
なるよう制御することは、他の油圧アクチュエータの負
荷圧力P ll1aXが自己負荷圧力P1より大きい場
合に、その他の油圧アクチュエータの最大負荷圧力P
l1aXに依存してパイロット弁15又は39の前後差
圧Δpzを変化させることであり、パイロット弁15又
は39の開度を一定とすれば、最大負荷圧力P l1a
Xに依存して主弁11.35を通る主流量を変化させる
ことである。
流量制御弁の流量制御は一般的には他の油圧アクチュエ
ータの影響を受ないことが好ましいが、油圧ショベル等
の油圧建設機械においては、他の油圧アクチュエータの
負荷圧力の影響で流量を変化させることが好ましい作業
形態もある。このような場合に、右辺第2項は、他の油
圧アクチュエータとの調和で流量を変化させる調和機能
を果たす。
ータの影響を受ないことが好ましいが、油圧ショベル等
の油圧建設機械においては、他の油圧アクチュエータの
負荷圧力の影響で流量を変化させることが好ましい作業
形態もある。このような場合に、右辺第2項は、他の油
圧アクチュエータとの調和で流量を変化させる調和機能
を果たす。
さらに上記右辺第3項において、パイロット弁15.3
9の前後差圧ΔPzを自己負荷圧力P1に対して比例関
係となるよう制御することは自己負荷圧力P1の変化に
応じてパイロット弁15又は39の前後差圧Δpzを変
化させることであり、パイロット弁15又は39の開度
を一定とすれば、自己負荷圧力P1に依存して主弁11
.35を通る主流量を変化させることである。これによ
り自己負荷圧力の変化に応じて流量を変化させる自己圧
力補償機能が得られる。
9の前後差圧ΔPzを自己負荷圧力P1に対して比例関
係となるよう制御することは自己負荷圧力P1の変化に
応じてパイロット弁15又は39の前後差圧Δpzを変
化させることであり、パイロット弁15又は39の開度
を一定とすれば、自己負荷圧力P1に依存して主弁11
.35を通る主流量を変化させることである。これによ
り自己負荷圧力の変化に応じて流量を変化させる自己圧
力補償機能が得られる。
以上のように、上記(5)式において右辺第1項は圧力
補償及び分流機能を司どり、第2項は他アクチュエータ
との調和機能を司どり、第3項は自己圧力補償機能を司
どる。そしてこれら3機能はその要否及び程度につき比
例定数α、β、γを選択することにより任意に設定でき
る。
補償及び分流機能を司どり、第2項は他アクチュエータ
との調和機能を司どり、第3項は自己圧力補償機能を司
どる。そしてこれら3機能はその要否及び程度につき比
例定数α、β、γを選択することにより任意に設定でき
る。
ところでこれら3機能のうち、第1項に係わる圧力補償
及び分流機能は、油圧ショベル等の油圧建設mvにおい
ては基本的機能であり、油圧アクチュエータの種類及び
作業形態に係わらず常にあることが好ましい、従って比
例定数αは任意の正の値に設定される。ここでパイロッ
ト弁15.39の前後差圧Δpzは操作レバーの操作量
によって定まるパイロット弁15.39の開度に対する
パイロット流量を定めるものであるので、第1項の差圧
P|max−PIにかかる比例定数αは、パイロット弁
15.39の操作レバーの操作量(バイロット弁開度)
に対するパイロット流量の比例ゲイン、従って当該操作
量に対する主弁11.35を通る主流量の比例ゲインの
意味を持つ、従って、比例定数αはその比例ゲインに対
応して定める。
及び分流機能は、油圧ショベル等の油圧建設mvにおい
ては基本的機能であり、油圧アクチュエータの種類及び
作業形態に係わらず常にあることが好ましい、従って比
例定数αは任意の正の値に設定される。ここでパイロッ
ト弁15.39の前後差圧Δpzは操作レバーの操作量
によって定まるパイロット弁15.39の開度に対する
パイロット流量を定めるものであるので、第1項の差圧
P|max−PIにかかる比例定数αは、パイロット弁
15.39の操作レバーの操作量(バイロット弁開度)
に対するパイロット流量の比例ゲイン、従って当該操作
量に対する主弁11.35を通る主流量の比例ゲインの
意味を持つ、従って、比例定数αはその比例ゲインに対
応して定める。
また、主弁弁体21の背圧室24の圧力Pcを受ける受
圧面積Acに対する弁体21の油圧ポンプ1の吐出圧力
Psを受ける受圧面積ASとの比をKとすると、弁体2
1の圧力釣り合い式は、Pc =KPs + (1−K
)PI となる。一方、制御圧力Pcとパイロット弁1539の
入口圧力pzとは、Pc≧pzの関係にあり、圧力補償
弁16.40が完全に開いている状態ではPc=Pzと
なる。従って、パイロット弁15.39の前後差圧Pz
−PI(ΔPz )は、Pz−PI≦Pc −P K (Ps−PI ) (6) となる、即ち、パイロット弁1.5.39が取り得る最
大差圧はK (Ps −PI )である、また上記(5
)式においてβ=0、γ=0とし、油圧アクチュエータ
6.7の複合操作時の最大負荷圧力側(P Inax=
P l )を考えた場合、Pz −PI =α (P
s −PIIlax)≦K (Ps −P 1nax)
(7)となる、従って、α〉Kのαの値を設定
した場合には、最大負荷圧力側のパイロット弁ではK(
Ps −P 1iax)以上の差圧を得ることができず
、方、低圧側のパイロット弁ではα(Ps −P 1n
ax)>K (Ps−P|max)の差圧が得られるノ
テ、両者のパイロット弁開度を同じにしてもパイロット
弁の前後差圧は同じにならす、パイロット流量は異なる
。従って操作量に応じて流量を比例配分できなくなる。
圧面積Acに対する弁体21の油圧ポンプ1の吐出圧力
Psを受ける受圧面積ASとの比をKとすると、弁体2
1の圧力釣り合い式は、Pc =KPs + (1−K
)PI となる。一方、制御圧力Pcとパイロット弁1539の
入口圧力pzとは、Pc≧pzの関係にあり、圧力補償
弁16.40が完全に開いている状態ではPc=Pzと
なる。従って、パイロット弁15.39の前後差圧Pz
−PI(ΔPz )は、Pz−PI≦Pc −P K (Ps−PI ) (6) となる、即ち、パイロット弁1.5.39が取り得る最
大差圧はK (Ps −PI )である、また上記(5
)式においてβ=0、γ=0とし、油圧アクチュエータ
6.7の複合操作時の最大負荷圧力側(P Inax=
P l )を考えた場合、Pz −PI =α (P
s −PIIlax)≦K (Ps −P 1nax)
(7)となる、従って、α〉Kのαの値を設定
した場合には、最大負荷圧力側のパイロット弁ではK(
Ps −P 1iax)以上の差圧を得ることができず
、方、低圧側のパイロット弁ではα(Ps −P 1n
ax)>K (Ps−P|max)の差圧が得られるノ
テ、両者のパイロット弁開度を同じにしてもパイロット
弁の前後差圧は同じにならす、パイロット流量は異なる
。従って操作量に応じて流量を比例配分できなくなる。
ただし、比例配分はできなくても、高圧側の油圧アクチ
ュエータに圧油を確実に供給することはできる。
ュエータに圧油を確実に供給することはできる。
従って、圧力補償弁1.6.40の分流機能に関し、パ
イロット弁の操作ff1(開度)に比例して流量を配分
する分流IR能を得る場合には、比例定数αはα≦Kに
設定する。そして特に、α−にと設定した場合には、同
じパイロット弁開度に対して最大流量を竪えることがで
き、最も効率的な弁構造を提供できる。
イロット弁の操作ff1(開度)に比例して流量を配分
する分流IR能を得る場合には、比例定数αはα≦Kに
設定する。そして特に、α−にと設定した場合には、同
じパイロット弁開度に対して最大流量を竪えることがで
き、最も効率的な弁構造を提供できる。
また前述したようにα〉Kのαの値を設定した場合は、
低負荷圧力側のパイロット弁ではα(Ps −pHax
) >K (Ps−P|max)の差圧が得られるが、
複合操作から低負荷圧力側の油圧アクチュエータの単独
操作に切換えられた場合、低負荷圧力側のパイロット弁
においてもK (Ps −PI )以上の差圧を得るこ
とかできなくなり、当該パイロット弁の前後差圧はα(
Ps −P 1nax)からK(Ps −PI )に減
少し、パイロット流量もこれに対応して減少する。その
結果、油圧アクチュエータに供給される流電も減少し、
作業部材が減速され、円滑な作業が行い難くなる。これ
に対して、αをα≦1(に設定した場合には、複合操作
においても低負荷圧力側のパイロット弁前後差圧はK(
Ps −P 1maX)に制限され、複合操作から単独
操作に切換えられた場合でも差圧の変動は発生ぜず、安
定した作業を行うことができる。従って、このような意
味においても、αをα≦Kに設定することが好ましい。
低負荷圧力側のパイロット弁ではα(Ps −pHax
) >K (Ps−P|max)の差圧が得られるが、
複合操作から低負荷圧力側の油圧アクチュエータの単独
操作に切換えられた場合、低負荷圧力側のパイロット弁
においてもK (Ps −PI )以上の差圧を得るこ
とかできなくなり、当該パイロット弁の前後差圧はα(
Ps −P 1nax)からK(Ps −PI )に減
少し、パイロット流量もこれに対応して減少する。その
結果、油圧アクチュエータに供給される流電も減少し、
作業部材が減速され、円滑な作業が行い難くなる。これ
に対して、αをα≦1(に設定した場合には、複合操作
においても低負荷圧力側のパイロット弁前後差圧はK(
Ps −P 1maX)に制限され、複合操作から単独
操作に切換えられた場合でも差圧の変動は発生ぜず、安
定した作業を行うことができる。従って、このような意
味においても、αをα≦Kに設定することが好ましい。
以上から分るように、複数の油圧アクチュエータの操作
レバーの操作量に応じて′a量を正確に比例配分する場
合は、α≦Kに設定することが必須の条件である。
レバーの操作量に応じて′a量を正確に比例配分する場
合は、α≦Kに設定することが必須の条件である。
また、第2項に係わる調和機能は、油圧アクチュエータ
6.7が駆動する作業部材の種類及び作業形態に応じて
必要度が異なり、場合によっては他のアクチュエータの
負荷圧力影響をまったく受ない方が好ましい作業部材及
び作業形態もある。
6.7が駆動する作業部材の種類及び作業形態に応じて
必要度が異なり、場合によっては他のアクチュエータの
負荷圧力影響をまったく受ない方が好ましい作業部材及
び作業形態もある。
従って比例定数βは、関連する油圧アクチュエータと他
の油圧アクチュエータとの複合操作の調和に基づき零を
含む任意の値に設定される。
の油圧アクチュエータとの複合操作の調和に基づき零を
含む任意の値に設定される。
第3項に係わる自己圧力補償機能は、油圧アクチュエー
タ6.7が駆動する作業部材の種類に応じて必要度が異
なり、これも場合によっては自己負荷圧力影響をまった
く受ない方が好ましい作業部材らある。従って比例定数
γは、関連する油圧アクチュエータが駆動する作業部材
の種類に応じ零を含む任意の値に設定される。
タ6.7が駆動する作業部材の種類に応じて必要度が異
なり、これも場合によっては自己負荷圧力影響をまった
く受ない方が好ましい作業部材らある。従って比例定数
γは、関連する油圧アクチュエータが駆動する作業部材
の種類に応じ零を含む任意の値に設定される。
以上のように定数α、β、γを所定の値に設定すること
により、分流機能、又は分流機能をベースとした調和機
能かっ/又は自己圧力補償機能を得ることができ、油圧
建設機械の作業部材の種類及び作業形態に応じて流量制
御弁の特性を修正することができる。
により、分流機能、又は分流機能をベースとした調和機
能かっ/又は自己圧力補償機能を得ることができ、油圧
建設機械の作業部材の種類及び作業形態に応じて流量制
御弁の特性を修正することができる。
そして、前述したように比例定数α、β、γは制御ユニ
ット213において任意に設定することができる。
ット213において任意に設定することができる。
次に、本実施例の油圧駆動装置をバックホウ型の油圧シ
ョベルに適用した場合における上記比例定数α、β、γ
の具体的設定例を説明する。
ョベルに適用した場合における上記比例定数α、β、γ
の具体的設定例を説明する。
油圧ショベルは、一般的に、第6図及び第7図に示すよ
うに、1対の走行体80、走行体80上に旋回可能に搭
載された旋回体81、及び旋回体81に垂直平面内を回
動自在に装架されたフロントアッタチメント82を有し
、フロントアッタチメント82は、ブーム83、アーム
84、バケット85からなっている。走行体80、旋回
体81ブーム83、アーム84、バケット85はそれぞ
れ走行モータ86(複数)、旋回モータ87、ブーム用
シリンダ88、アーム用シリンダ89、バケット用シリ
ンダ90によって駆動される。ここで、旋回モータ87
、ブーム用シリンダ88、アーム用シリンダ89、バケ
ット用シリンダ90が第1図に示す油圧アクチュエータ
6.7に相当する。
うに、1対の走行体80、走行体80上に旋回可能に搭
載された旋回体81、及び旋回体81に垂直平面内を回
動自在に装架されたフロントアッタチメント82を有し
、フロントアッタチメント82は、ブーム83、アーム
84、バケット85からなっている。走行体80、旋回
体81ブーム83、アーム84、バケット85はそれぞ
れ走行モータ86(複数)、旋回モータ87、ブーム用
シリンダ88、アーム用シリンダ89、バケット用シリ
ンダ90によって駆動される。ここで、旋回モータ87
、ブーム用シリンダ88、アーム用シリンダ89、バケ
ット用シリンダ90が第1図に示す油圧アクチュエータ
6.7に相当する。
このような油圧ショベルの油圧駆動装置において、旋回
モータ87、ブーム用シリンダ88、アーム用シリンダ
89及びバケット用シリンダ90の全ての流量制御弁に
係わる比例定数αは、第8図に示すように、前述した比
例ゲインを考慮した同じ任意の正の値に設定される。旋
回モータ87に係わる流量制御弁においては、比例定数
βは第9図(A)に示すようにβ−〇に設定され、比例
定数γは第10図(A)に示すように零に近い負の値に
設定される。ブーム用シリンダ88のボトム側に係わる
流量制御弁においては、比例定数βは第9図(B)に示
すように任意の正の値に設定され、比例定数γは第10
図(B)に示すようにγ=0に設定される。アーム用シ
リンダ89のボトム側に関する流量制御弁おいては比例
定数βは第9図(C)に示すように零に近い正の値に設
定され、比例定数γは第10図(B)に示すようにγ=
0に設定される。バケット用シリンダ90のボトム側に
関する流量制御弁においては、比例定数βは第9図(D
>に示すように零に近い負の値に設定され、比例定数γ
は第10図(C)に示すように零に近い正の値に設定さ
れる。またブーム用シリンダ88のロッド側に係わる流
量制御弁、アーム用シリンダ89のロッド側に係わる流
量制御弁及びバケット用シリンダ90のロッド側に係わ
る流量制御弁においては、比例定数β、γは全ては第9
図(A)及び第10図(B)に示すように零に設定され
る。
モータ87、ブーム用シリンダ88、アーム用シリンダ
89及びバケット用シリンダ90の全ての流量制御弁に
係わる比例定数αは、第8図に示すように、前述した比
例ゲインを考慮した同じ任意の正の値に設定される。旋
回モータ87に係わる流量制御弁においては、比例定数
βは第9図(A)に示すようにβ−〇に設定され、比例
定数γは第10図(A)に示すように零に近い負の値に
設定される。ブーム用シリンダ88のボトム側に係わる
流量制御弁においては、比例定数βは第9図(B)に示
すように任意の正の値に設定され、比例定数γは第10
図(B)に示すようにγ=0に設定される。アーム用シ
リンダ89のボトム側に関する流量制御弁おいては比例
定数βは第9図(C)に示すように零に近い正の値に設
定され、比例定数γは第10図(B)に示すようにγ=
0に設定される。バケット用シリンダ90のボトム側に
関する流量制御弁においては、比例定数βは第9図(D
>に示すように零に近い負の値に設定され、比例定数γ
は第10図(C)に示すように零に近い正の値に設定さ
れる。またブーム用シリンダ88のロッド側に係わる流
量制御弁、アーム用シリンダ89のロッド側に係わる流
量制御弁及びバケット用シリンダ90のロッド側に係わ
る流量制御弁においては、比例定数β、γは全ては第9
図(A)及び第10図(B)に示すように零に設定され
る。
火1J1矢凱作
次にこのように構成された油圧駆動装置の動作を説明す
る。
る。
まず流量制御弁8.9のいずれの操作レバーも操作され
ていないときは、パイロット弁15.39は閉じられ、
パイロット回路12〜14.36〜38にはパイロット
流量が流れない。従って主弁11.35の各可変絞り2
3にも圧油は流れず、背圧室24の制御圧力Pcは入口
ポート17の圧力(油圧ポンプ1の吐出圧力)Psと同
じになっている。また吐出量制御装置212の上述した
ロードセンシング型ポンプレギュレータとしての機能に
より、油圧ポンプ1の吐出圧力psは油圧アクチュエー
タ6.7の最大負荷圧力P ll1aXよりも所定値だ
け高い圧力に保持されている。従って、弁体21の各受
圧面積がAc =As +AIの関係にあり、Ps>P
lなので、弁体21は制御圧力pcにより閉弁方向に付
勢され、主弁11.70は閉位置に保持される。また圧
力補償弁16.40は前述した定数αの設定により開位
置に保持されている。
ていないときは、パイロット弁15.39は閉じられ、
パイロット回路12〜14.36〜38にはパイロット
流量が流れない。従って主弁11.35の各可変絞り2
3にも圧油は流れず、背圧室24の制御圧力Pcは入口
ポート17の圧力(油圧ポンプ1の吐出圧力)Psと同
じになっている。また吐出量制御装置212の上述した
ロードセンシング型ポンプレギュレータとしての機能に
より、油圧ポンプ1の吐出圧力psは油圧アクチュエー
タ6.7の最大負荷圧力P ll1aXよりも所定値だ
け高い圧力に保持されている。従って、弁体21の各受
圧面積がAc =As +AIの関係にあり、Ps>P
lなので、弁体21は制御圧力pcにより閉弁方向に付
勢され、主弁11.70は閉位置に保持される。また圧
力補償弁16.40は前述した定数αの設定により開位
置に保持されている。
次に流量制御弁8の操作レバーを単独で操作した場合に
は、その操作量に応じてパイロット弁15が開き、パイ
ロット回路12〜14にパイロット流が形成され、パイ
ロット弁15の開度に応じたパイロット流量が流れる。
は、その操作量に応じてパイロット弁15が開き、パイ
ロット回路12〜14にパイロット流が形成され、パイ
ロット弁15の開度に応じたパイロット流量が流れる。
これにより前述したように、可変絞り23と背圧室24
の作用により、主弁弁体21はパイロット流量に比例し
た開度に開き、操作レバーの操作量(パイロット弁15
の開度)に応じた流量が主弁11を通して入口ポート1
7から出口ポート18へと流出する。
の作用により、主弁弁体21はパイロット流量に比例し
た開度に開き、操作レバーの操作量(パイロット弁15
の開度)に応じた流量が主弁11を通して入口ポート1
7から出口ポート18へと流出する。
そして、このようにパイロット弁15が一定量開き、入
口ポート17から出口ポート18へ一定量の主流量が流
出している状態において、例えば出口ポート18の圧力
が上昇し、入口ポート17と出口ポート18の差圧が減
少しようとした場合には、吐出量制御装置212のロー
ドセンシング型のポンプレギュレータとしての機能によ
り油圧ポンプ1の吐出圧力か増圧され、入口ポート17
の圧力(油圧ポンプ1の吐出圧力)と出口ポート18の
圧力(油圧アクチュエータ6の負荷圧カニ最大負荷圧力
)との差圧が一定に保持される6従って主弁11を通っ
て操作レバーの操作量に応じた一定の流量が流れ続ける
。
口ポート17から出口ポート18へ一定量の主流量が流
出している状態において、例えば出口ポート18の圧力
が上昇し、入口ポート17と出口ポート18の差圧が減
少しようとした場合には、吐出量制御装置212のロー
ドセンシング型のポンプレギュレータとしての機能によ
り油圧ポンプ1の吐出圧力か増圧され、入口ポート17
の圧力(油圧ポンプ1の吐出圧力)と出口ポート18の
圧力(油圧アクチュエータ6の負荷圧カニ最大負荷圧力
)との差圧が一定に保持される6従って主弁11を通っ
て操作レバーの操作量に応じた一定の流量が流れ続ける
。
またこのような油圧アクチュエータ6の単独操作におい
て、制御ユニット213に前記(5)式におけ自己圧力
補償特性に関する比例定数γが零以外の任意の値になる
ように設定しである場合は、油圧アクチュエータ6の負
荷圧力(自己負荷圧力)の変化に応じてパイロット弁1
5の前後差圧ΔP2が制御され、自己負荷圧力補償かな
される。
て、制御ユニット213に前記(5)式におけ自己圧力
補償特性に関する比例定数γが零以外の任意の値になる
ように設定しである場合は、油圧アクチュエータ6の負
荷圧力(自己負荷圧力)の変化に応じてパイロット弁1
5の前後差圧ΔP2が制御され、自己負荷圧力補償かな
される。
例えば、第6図〜第10図を参照して説明した油圧ショ
ベルの例では、旋回モータ87に係わる流量制御弁にお
いては比例定数γは第10図(A)に示すように零に近
い負の値に設定されている。
ベルの例では、旋回モータ87に係わる流量制御弁にお
いては比例定数γは第10図(A)に示すように零に近
い負の値に設定されている。
従って、旋回体81の駆動時、旋回体は慣性体であるの
で負荷圧力が高くなり、回路保護のなめに設けられたリ
リーフ弁の圧力以上に上昇し、エネルギーの無駄を生じ
るが、比例定数γを負の値とすることにより、旋回の負
荷圧力が上昇するにしたがって差圧ΔPzが減少するよ
うに制御され流量制御弁を通る流量が減少する。このな
め負荷圧力が上昇してもリリーフ弁より余剰流量として
捨てられる分が少なくなり、エネルギーの無駄を少なく
できる。
で負荷圧力が高くなり、回路保護のなめに設けられたリ
リーフ弁の圧力以上に上昇し、エネルギーの無駄を生じ
るが、比例定数γを負の値とすることにより、旋回の負
荷圧力が上昇するにしたがって差圧ΔPzが減少するよ
うに制御され流量制御弁を通る流量が減少する。このな
め負荷圧力が上昇してもリリーフ弁より余剰流量として
捨てられる分が少なくなり、エネルギーの無駄を少なく
できる。
またバゲット用シリンダ90のボトム側に関する流量制
御弁においては、比例定数γは第10図(C)に示すよ
うに零に近い正の値に設定されている。従って、掘削作
業において自己負荷圧力が上昇するにしたがって差圧Δ
PZが増加し、流量制御弁を通る流量が増加する。即ち
バゲットの掘削速度か上昇する。これにより力強い掘削
動作フィーリングを得ることができ、作業性が向上する
。
御弁においては、比例定数γは第10図(C)に示すよ
うに零に近い正の値に設定されている。従って、掘削作
業において自己負荷圧力が上昇するにしたがって差圧Δ
PZが増加し、流量制御弁を通る流量が増加する。即ち
バゲットの掘削速度か上昇する。これにより力強い掘削
動作フィーリングを得ることができ、作業性が向上する
。
次に流量υノ御弁11.35の操作レバーの双方を操作
した場合には、次の動作が行われる。まず流量制御弁1
1.35の双方において:a量副制御弁11単独操作し
た場合と同様に、操作量に応じたパイロット流量が流れ
、可変絞り23と背圧室24の作用により操作レバー3
0の操作量(パイロット弁15.39の開度)に応じた
流量が主弁11.35を通して入口ポート17から出口
ポート18へと流出する。
した場合には、次の動作が行われる。まず流量制御弁1
1.35の双方において:a量副制御弁11単独操作し
た場合と同様に、操作量に応じたパイロット流量が流れ
、可変絞り23と背圧室24の作用により操作レバー3
0の操作量(パイロット弁15.39の開度)に応じた
流量が主弁11.35を通して入口ポート17から出口
ポート18へと流出する。
そしてこのような油圧アクチュエータ6.7の複合操作
においては、制御ユニット213において前記(5)式
の右辺第1項における比例定数αが第5図に示すように
任意の正の繭となるように設定しであることにより、圧
力補償及び分流機能が果たされる。
においては、制御ユニット213において前記(5)式
の右辺第1項における比例定数αが第5図に示すように
任意の正の繭となるように設定しであることにより、圧
力補償及び分流機能が果たされる。
従って、例えば、第6図〜第10図を参照して説明した
油圧ショベルにおいては、吐出量制御袋?fffi21
2がロードセンシング型のポンプレギュレータとして有
効に機能している運転状態では、各作業部材を操作レバ
ーの操作量に応じた一定の流量で駆動し、安定した複合
操作を行なうことができる。また油圧アクチュエータ6
.7の消費流量の合計が油圧ポンプ1の最大吐出流量よ
りも大きくなり、吐出量制御装置212がロードセンシ
ング型のポンプレギュレータとして有効にR能しなくな
るような運転状態になったときには、低圧側の油圧アク
チュエータのみに圧油が供給されるのではなく、高圧側
の油圧アクチュエータにも確実に圧油を供給でき、全て
の作業部材を確実に駆動することができる。そして特に
α≦Kと設定した場合には、複合操作から単独操作に切
換えられたときにも、油圧アクチュエータに供給される
流量に変動が生じず、安定して作業をa続できる。
油圧ショベルにおいては、吐出量制御袋?fffi21
2がロードセンシング型のポンプレギュレータとして有
効に機能している運転状態では、各作業部材を操作レバ
ーの操作量に応じた一定の流量で駆動し、安定した複合
操作を行なうことができる。また油圧アクチュエータ6
.7の消費流量の合計が油圧ポンプ1の最大吐出流量よ
りも大きくなり、吐出量制御装置212がロードセンシ
ング型のポンプレギュレータとして有効にR能しなくな
るような運転状態になったときには、低圧側の油圧アク
チュエータのみに圧油が供給されるのではなく、高圧側
の油圧アクチュエータにも確実に圧油を供給でき、全て
の作業部材を確実に駆動することができる。そして特に
α≦Kと設定した場合には、複合操作から単独操作に切
換えられたときにも、油圧アクチュエータに供給される
流量に変動が生じず、安定して作業をa続できる。
またα≦Kと設定した場合には、それぞれの油圧アクチ
ュエータに操作レバーの操作量に応じて正確に比例配分
された流量を供給できる。これにより、特に、制御ユニ
ット213において前記(5)式におけ比例定数β、γ
を零に設定しである場合は、作業部材の移動軌跡を操作
レバーの操作量に応じて正確に制御することができる0
例えば、ブーム用シリンダ88のロッド側に係わる流量
制御弁及びアーム用シリンダ8つのロッド側に係わる流
量制御弁においては、第9図(A)及び第10図(B)
に示すように、β−〇、γ=0に設定されている。これ
により、ブーム及びアームを使用した下り斜面の法面形
成作業時、他の油圧アクチュエータの負荷圧力及び自己
負荷圧力の影響を完全に排除し、ブーム用操作レバー及
びアーム用操作レバーの操作量に応じて正確にブーム用
シリンダ88及びアーム用シリンダ89に供給される流
量を比例配分し、正確な法面形成を行うことができる。
ュエータに操作レバーの操作量に応じて正確に比例配分
された流量を供給できる。これにより、特に、制御ユニ
ット213において前記(5)式におけ比例定数β、γ
を零に設定しである場合は、作業部材の移動軌跡を操作
レバーの操作量に応じて正確に制御することができる0
例えば、ブーム用シリンダ88のロッド側に係わる流量
制御弁及びアーム用シリンダ8つのロッド側に係わる流
量制御弁においては、第9図(A)及び第10図(B)
に示すように、β−〇、γ=0に設定されている。これ
により、ブーム及びアームを使用した下り斜面の法面形
成作業時、他の油圧アクチュエータの負荷圧力及び自己
負荷圧力の影響を完全に排除し、ブーム用操作レバー及
びアーム用操作レバーの操作量に応じて正確にブーム用
シリンダ88及びアーム用シリンダ89に供給される流
量を比例配分し、正確な法面形成を行うことができる。
また制御ユニット213において前記(5)式におけ比
例定数βかつ/又は比例定数γが零以外の任意の値にな
るように設定しである場合は、上記圧力補償及び分流機
能をベースとした、他の油圧アクチュエータの最大負荷
圧力P ll1aXに依存して主弁11,35を通る主
流麓を変化させる調和機能かつ/又は自己負荷圧力補償
が果たされる。
例定数βかつ/又は比例定数γが零以外の任意の値にな
るように設定しである場合は、上記圧力補償及び分流機
能をベースとした、他の油圧アクチュエータの最大負荷
圧力P ll1aXに依存して主弁11,35を通る主
流麓を変化させる調和機能かつ/又は自己負荷圧力補償
が果たされる。
例えば、第6図〜第10図を参照して説明した油圧ショ
ベルの例では、旋回モータ87に係わる流量制御弁にお
いては、比例定数βは第9図(A>に示すようにβ=0
に設定され、ブーム用シリンダ88のボトム側に係わる
流量制御弁においては比例定数βは第9図(B)に示す
ように任意の正の値に設定される。一般的に、旋回とブ
ーム上げを同時に操作したときには、旋回体81は慣性
体であるので旋回初期においては旋回モータの負荷圧力
が高圧となる。しかしながら、旋回が最大速度に達する
と負荷圧力は減少してしまう。一方、ブームの負荷圧力
はブーム保持圧力となるので、旋回初期時においては旋
回の負荷圧力よりは低い圧力となる。また、例えばバッ
クホウショベルでの溝掘り作業において旋回とブーム上
げを行うとき、オペレータは操作の簡便さから旋回とブ
ーム上げの操作レバーを同時にフルストロークまで操作
しても、最初はブームの上昇速度が旋回速度に対して速
く上昇し、ブームがある程度上昇したら徐々に旋回速度
が速くなるようにブームと旋回の速度を自動的に調節で
きるのが好ましい、比例定数βを上述のように設定する
ことにより、ブーム側の流量制御弁においては、旋回初
期時旋回の負荷圧力が高く、差圧PIlaX−PIが大
きいときにはパイロット弁の前後差圧Δpzが大きくな
りブーム用シリンダに供給される流量が増加し、差圧P
|max−PIの減少と共に差圧Δpzも徐々に減少す
る。従って、ブームと旋回の速度調整を自動的に行うこ
とができ、オペレータの負担を軽減することができる。
ベルの例では、旋回モータ87に係わる流量制御弁にお
いては、比例定数βは第9図(A>に示すようにβ=0
に設定され、ブーム用シリンダ88のボトム側に係わる
流量制御弁においては比例定数βは第9図(B)に示す
ように任意の正の値に設定される。一般的に、旋回とブ
ーム上げを同時に操作したときには、旋回体81は慣性
体であるので旋回初期においては旋回モータの負荷圧力
が高圧となる。しかしながら、旋回が最大速度に達する
と負荷圧力は減少してしまう。一方、ブームの負荷圧力
はブーム保持圧力となるので、旋回初期時においては旋
回の負荷圧力よりは低い圧力となる。また、例えばバッ
クホウショベルでの溝掘り作業において旋回とブーム上
げを行うとき、オペレータは操作の簡便さから旋回とブ
ーム上げの操作レバーを同時にフルストロークまで操作
しても、最初はブームの上昇速度が旋回速度に対して速
く上昇し、ブームがある程度上昇したら徐々に旋回速度
が速くなるようにブームと旋回の速度を自動的に調節で
きるのが好ましい、比例定数βを上述のように設定する
ことにより、ブーム側の流量制御弁においては、旋回初
期時旋回の負荷圧力が高く、差圧PIlaX−PIが大
きいときにはパイロット弁の前後差圧Δpzが大きくな
りブーム用シリンダに供給される流量が増加し、差圧P
|max−PIの減少と共に差圧Δpzも徐々に減少す
る。従って、ブームと旋回の速度調整を自動的に行うこ
とができ、オペレータの負担を軽減することができる。
またアーム用シリンダ89のボトム側に関する流量制御
弁おいては、比例定数βは第9図(C)に示すように比
較的小さな正の値に設定される。
弁おいては、比例定数βは第9図(C)に示すように比
較的小さな正の値に設定される。
アームを使用した複合操作で掘削作業をするとき、各油
圧アクチュエータは必ず動かなければならないが、この
とき圧油は低圧側のアクチュエータに多く流れようとす
る。このため、圧油か流量制御弁を流れる際に絞られ、
エネルギー損失が大きくなる。従って、燃費も悪くなり
、圧油のヒートバランスも悪くなる。上記のように、複
合操作のバランスが阻害されない範囲で比例定数βを設
定することにより、アーム側の流量制御弁においては、
差圧PIIIaX−PIの増加に応じて主弁の開度が開
き、油の絞りの程度が小さくなる。これにより燃費及び
ヒートバランスの悪化を低減できる。
圧アクチュエータは必ず動かなければならないが、この
とき圧油は低圧側のアクチュエータに多く流れようとす
る。このため、圧油か流量制御弁を流れる際に絞られ、
エネルギー損失が大きくなる。従って、燃費も悪くなり
、圧油のヒートバランスも悪くなる。上記のように、複
合操作のバランスが阻害されない範囲で比例定数βを設
定することにより、アーム側の流量制御弁においては、
差圧PIIIaX−PIの増加に応じて主弁の開度が開
き、油の絞りの程度が小さくなる。これにより燃費及び
ヒートバランスの悪化を低減できる。
さらに、バケット用シリンダ90のボトム側に関する流
量制御弁においては、比例定数βは第9図(D)に示す
ように小さな負の値に設定される。
量制御弁においては、比例定数βは第9図(D)に示す
ように小さな負の値に設定される。
例えば、ブームとバケットの複合操作によりブームの最
大圧力でバケットの動きを制限しながら溝を掘削してい
るとき、バケットが地表に出た瞬間、バケットの負荷が
急激に減少し、ショックが発生する。上記のように比例
定数βを設定することにより、差圧P|max−PIの
増加に応じて差圧ΔPZが負の要素として作用し、パイ
ロット流量を減少させ、バケットの速度を減速する。こ
れにより負荷が急激に減少したときのショックの発生を
軽減し、作業の安全性及び作業フィーリングが向上する
。
大圧力でバケットの動きを制限しながら溝を掘削してい
るとき、バケットが地表に出た瞬間、バケットの負荷が
急激に減少し、ショックが発生する。上記のように比例
定数βを設定することにより、差圧P|max−PIの
増加に応じて差圧ΔPZが負の要素として作用し、パイ
ロット流量を減少させ、バケットの速度を減速する。こ
れにより負荷が急激に減少したときのショックの発生を
軽減し、作業の安全性及び作業フィーリングが向上する
。
自己負荷圧力補償については、油圧アクチュエータの単
独操作で説明したことと実質的に同じことが、複合操作
においても、各アクチュエータにおいて行われる。
独操作で説明したことと実質的に同じことが、複合操作
においても、各アクチュエータにおいて行われる。
このように本実施例の油圧駆動装置においては、制御ユ
ニット213において定数α、β、γを所定の値に設定
することにより、分流機能、または分流機能をベースと
した調和機能かっ/又は自己圧力補償機能を得ることが
でき、油圧建設機械の作業部材の種類及び作業形態に応
じて流量制御弁の特性を修正することができる。
ニット213において定数α、β、γを所定の値に設定
することにより、分流機能、または分流機能をベースと
した調和機能かっ/又は自己圧力補償機能を得ることが
でき、油圧建設機械の作業部材の種類及び作業形態に応
じて流量制御弁の特性を修正することができる。
また本実施例の油圧駆動装置においては、上記制御の基
本である油圧ポンプ1の吐出圧力と最大負荷圧力との差
圧Ps−P|maxの検出、及び最大負荷圧力と自己負
荷圧力との差圧P1max−PIの検出を、圧力検出器
で個々の圧力を検出してから検出値の差をとって行うの
ではなく、差圧計209.252,253を用い直接行
うようにしたので、圧力が変化しても微少な差圧の変化
を正確に検出することができ、上記制御を精度よく行う
ことができる。
本である油圧ポンプ1の吐出圧力と最大負荷圧力との差
圧Ps−P|maxの検出、及び最大負荷圧力と自己負
荷圧力との差圧P1max−PIの検出を、圧力検出器
で個々の圧力を検出してから検出値の差をとって行うの
ではなく、差圧計209.252,253を用い直接行
うようにしたので、圧力が変化しても微少な差圧の変化
を正確に検出することができ、上記制御を精度よく行う
ことができる。
また本実施例の油圧駆動装置においては、補助弁として
の圧力補償弁16.40は主回路でなくパイロット回路
に配置されており、主回路に配置されている主弁11.
35はシート弁として構成されている。従って、液漏れ
が少なく、高圧化に適した油圧回路を提供できる。また
圧力補償弁即ち補助弁はパイロット回路に配置されてい
るので、主回路に大流量を流しても補助弁部での絞り損
失が少なく、経済的にも優れている。
の圧力補償弁16.40は主回路でなくパイロット回路
に配置されており、主回路に配置されている主弁11.
35はシート弁として構成されている。従って、液漏れ
が少なく、高圧化に適した油圧回路を提供できる。また
圧力補償弁即ち補助弁はパイロット回路に配置されてい
るので、主回路に大流量を流しても補助弁部での絞り損
失が少なく、経済的にも優れている。
なお以上の実施例では、第8図〜第10図を参照して、
油圧ショベルの旋回体、ブーム、アーム、バケットのそ
れぞれに係わる流量制御弁の少なくとも幾つかにつき、
上記(5)式の定数β、γを零以外の所定の値に設定し
た例を示しな、しかしながら、本発明はこれに限られる
ものではなく、全ての流量制御弁につき定数β、γを零
に設定することもでき、この場合でも、上記(5)式の
定数αを正の値、特にα≦Kの正の値に設定することに
より、液漏れが少なく圧力損失が少ない回路構成におい
て上述した圧力補償及び分流機能を得ることができる。
油圧ショベルの旋回体、ブーム、アーム、バケットのそ
れぞれに係わる流量制御弁の少なくとも幾つかにつき、
上記(5)式の定数β、γを零以外の所定の値に設定し
た例を示しな、しかしながら、本発明はこれに限られる
ものではなく、全ての流量制御弁につき定数β、γを零
に設定することもでき、この場合でも、上記(5)式の
定数αを正の値、特にα≦Kの正の値に設定することに
より、液漏れが少なく圧力損失が少ない回路構成におい
て上述した圧力補償及び分流機能を得ることができる。
また以上の実施例は、定数α、β、γを制御ユニット2
13のプログラムの一部として固定的に設定した例であ
るか、第1図に想@線で示すように、外部から操作でき
る調整器240を制御ユニット213に接続し、定数α
、β、γを可変的に設定できるようにしてもよい。
13のプログラムの一部として固定的に設定した例であ
るか、第1図に想@線で示すように、外部から操作でき
る調整器240を制御ユニット213に接続し、定数α
、β、γを可変的に設定できるようにしてもよい。
また以上の実施例では圧力補償弁16.40をパイロッ
ト回路のパイロット弁入口側に配置したが、パイロット
弁出口側に配置しても前述した(5)式によりパイロッ
ト弁15.39の前後差圧を制御することができ、同様
の効果を得ることができるものである。
ト回路のパイロット弁入口側に配置したが、パイロット
弁出口側に配置しても前述した(5)式によりパイロッ
ト弁15.39の前後差圧を制御することができ、同様
の効果を得ることができるものである。
さらに以上の実施例では、油圧ポンプ1の吐出圧力を第
1及び第2の油圧アクチュエータ6.7の最大負荷圧力
よりも所定値だけ高い圧力に保持するポンプ制御手段と
して吐出量制御装置21を制御ユニット213で制御す
る電気的楕成例を示したが、これは通常の油圧制御によ
るロードセンシング型レギュレータを用いてもよいこと
は勿論である。
1及び第2の油圧アクチュエータ6.7の最大負荷圧力
よりも所定値だけ高い圧力に保持するポンプ制御手段と
して吐出量制御装置21を制御ユニット213で制御す
る電気的楕成例を示したが、これは通常の油圧制御によ
るロードセンシング型レギュレータを用いてもよいこと
は勿論である。
鼠λ!υ(I盟
本発明の第2の実施例を第11図及び第12図を参照し
て説明する0図中、第1図に示す部材と同等の部材には
同じ符号を付している。
て説明する0図中、第1図に示す部材と同等の部材には
同じ符号を付している。
上記実施例においては、制御ユニット213が破損し電
磁比例弁250.251の出力圧力がOkz/cjにな
った場合、圧力補償弁16.40は第1及び第2の制御
圧力室30.31及び41.42に対向して作用するパ
イロット弁15.39の前後差圧Δpzにより閉弁方向
に駆動され、油圧駆動装置の作動が全く不可能になって
しまう0本実施例はこのような点を考慮し、制御ユニッ
ト213が破損し電磁比例弁250,251の出力圧力
かOkg/ Cll7になっても油圧駆動装置が作動し
得るようにしたものである。
磁比例弁250.251の出力圧力がOkz/cjにな
った場合、圧力補償弁16.40は第1及び第2の制御
圧力室30.31及び41.42に対向して作用するパ
イロット弁15.39の前後差圧Δpzにより閉弁方向
に駆動され、油圧駆動装置の作動が全く不可能になって
しまう0本実施例はこのような点を考慮し、制御ユニッ
ト213が破損し電磁比例弁250,251の出力圧力
かOkg/ Cll7になっても油圧駆動装置が作動し
得るようにしたものである。
即ち本実施例の流量制御弁8において、圧力補償弁24
4は第1及び第2の制御圧力室30.31を有する点は
第1の実施例と同じであるが、第3の制御圧力室244
を第1の制御圧力室30と同じ側にスプールを閉弁方向
に付勢するように設置し、第2の制御圧力室31の側に
はスプールを開弁方向に付勢するばね246が配置され
ている。
4は第1及び第2の制御圧力室30.31を有する点は
第1の実施例と同じであるが、第3の制御圧力室244
を第1の制御圧力室30と同じ側にスプールを閉弁方向
に付勢するように設置し、第2の制御圧力室31の側に
はスプールを開弁方向に付勢するばね246が配置され
ている。
第3の制御圧力室244はパイロット管路35を介して
電磁比例弁250に接続されている。
電磁比例弁250に接続されている。
流星制御弁9の圧力補償弁243も同様に構成され、第
3の制御圧力室248は第1の制御圧力室41と同じ側
にスプールを閉弁方向に付勢するように設置され、第2
の制御圧力室42の側にはスプールを開弁方向に付勢す
るばね249が配置されている。第3の制御圧力室24
8はパイロット管路46を介して電磁比例弁251に接
続されている。
3の制御圧力室248は第1の制御圧力室41と同じ側
にスプールを閉弁方向に付勢するように設置され、第2
の制御圧力室42の側にはスプールを開弁方向に付勢す
るばね249が配置されている。第3の制御圧力室24
8はパイロット管路46を介して電磁比例弁251に接
続されている。
一方、制御ユニット213において、圧力検出器207
.208の圧力信号pH,PI2及び差圧計209,2
52.253の差圧信号ΔPs、ΔP11.ΔPI2か
ら圧力補償弁242.243の制御量を演算し、圧力補
償弁を駆動する制御内容は第12図にフローチャートで
示すようになっている。
.208の圧力信号pH,PI2及び差圧計209,2
52.253の差圧信号ΔPs、ΔP11.ΔPI2か
ら圧力補償弁242.243の制御量を演算し、圧力補
償弁を駆動する制御内容は第12図にフローチャートで
示すようになっている。
即ち、手順270において、圧力検出器207゜208
で検出された圧力信号Pit、 PI3及び差圧計20
9,252,253で検出された差圧信号ΔPs (
=Ps −PIlaX) 、ΔP 11(= P l+
nax −pH)、ΔP 12 (= P 1iax
−P 12)を読み込む。
で検出された圧力信号Pit、 PI3及び差圧計20
9,252,253で検出された差圧信号ΔPs (
=Ps −PIlaX) 、ΔP 11(= P l+
nax −pH)、ΔP 12 (= P 1iax
−P 12)を読み込む。
次いで、手順271で次の式により、パイロット弁15
.39の前後差圧を制御するための制御圧力P’1.P
’n+2を演算する。
.39の前後差圧を制御するための制御圧力P’1.P
’n+2を演算する。
P’1=KS −(a (Ps −Pl+aax)+β
(P Imax −P It) +7 P 111P’
l12 =Ks −(a (ps −P|max)+β
(P Inax −P 12) + r P 121こ
こでKsはばね247.249の強さを圧力値に換算し
た値であり、α、β、γは第1の実施例と同様に定数で
あり、それぞれ所定の値に設定されている。
(P Imax −P It) +7 P 111P’
l12 =Ks −(a (ps −P|max)+β
(P Inax −P 12) + r P 121こ
こでKsはばね247.249の強さを圧力値に換算し
た値であり、α、β、γは第1の実施例と同様に定数で
あり、それぞれ所定の値に設定されている。
次いで手順272で電磁比例弁250,251の特性に
よって定まる所定の関数関係の基づき、I ’ll =
f (P’il ) 1 ’m2 =f (P’l ) の演算を行い、電磁比例弁250,251の制御信号1
’nl 、 I ’n2を得る。最後に手順273
で、この演算された制御信号I ’l 、I ’12を
電磁比例弁250,251に出力する。
よって定まる所定の関数関係の基づき、I ’ll =
f (P’il ) 1 ’m2 =f (P’l ) の演算を行い、電磁比例弁250,251の制御信号1
’nl 、 I ’n2を得る。最後に手順273
で、この演算された制御信号I ’l 、I ’12を
電磁比例弁250,251に出力する。
電磁比例弁250,251は、この制御信号を受けて、
制御信号I ’1. I ’112に比例した制御圧
力P’m1 、 P’12を生成し、その制御圧力を油
圧管路35.46を介して圧力補償弁242.243の
第3の制御圧力室244.248に導入する。
制御信号I ’1. I ’112に比例した制御圧
力P’m1 、 P’12を生成し、その制御圧力を油
圧管路35.46を介して圧力補償弁242.243の
第3の制御圧力室244.248に導入する。
圧力補償弁242.243では、第1及び第2の制御圧
力室30.31及び41.42に導入されるパイロット
弁15.39の前後圧力PZI、 Pll、 Pz2.
PI3と、制御圧力P’l 、P’m2と、ばね24
7,249とからパイロット弁15.39の差圧制御を
行う。
力室30.31及び41.42に導入されるパイロット
弁15.39の前後圧力PZI、 Pll、 Pz2.
PI3と、制御圧力P’l 、P’m2と、ばね24
7,249とからパイロット弁15.39の差圧制御を
行う。
このように構成された本実施例においては、圧力補償弁
16の第1の制御圧力室30にはパイロット弁15の入
口圧力PZ1が閉弁方向に作用し、第2の制御圧力室3
1にはパイロット弁15の出口圧力pHが開弁方向に作
用し、第3の制御圧力室244には電磁比例弁250か
らの制御圧力P’i1が閉弁方向に作用している。また
、ばね247の設定力Ksが開弁方向に作用している。
16の第1の制御圧力室30にはパイロット弁15の入
口圧力PZ1が閉弁方向に作用し、第2の制御圧力室3
1にはパイロット弁15の出口圧力pHが開弁方向に作
用し、第3の制御圧力室244には電磁比例弁250か
らの制御圧力P’i1が閉弁方向に作用している。また
、ばね247の設定力Ksが開弁方向に作用している。
従って、圧力補償弁242の圧力の釣り合いは以下の式
で表わされる。
で表わされる。
Pzl−pH=Ks −P’i1 (8)ここ
で制御圧力P’nlは上述したように制御ユニット21
3において演算されている値なので、手順271に示す
上記p’+iiの値を(8)式に代入すると、 Pzl−pH=α(Ps −P|max)+β(P|m
ax−pH) +yP11 (9)が得られる。圧力
補償弁243においても同様に以下の圧力釣り合い式か
得られる。
で制御圧力P’nlは上述したように制御ユニット21
3において演算されている値なので、手順271に示す
上記p’+iiの値を(8)式に代入すると、 Pzl−pH=α(Ps −P|max)+β(P|m
ax−pH) +yP11 (9)が得られる。圧力
補償弁243においても同様に以下の圧力釣り合い式か
得られる。
PZ2−P12=α(Ps −PIIlaX)+β(P
ll1aX−P 12) + r P 12 (1
0)従ってパイロット弁15.39の前後差圧をΔP2
とし、上記(9)式及び(10)式を一般式の形で表わ
すと、 Δpz =α (Ps −PIllax)+β(PIl
naX−PI ) +7Pl (11)と表現できる
。従って前述した(5)式と同じ式が得られる。
ll1aX−P 12) + r P 12 (1
0)従ってパイロット弁15.39の前後差圧をΔP2
とし、上記(9)式及び(10)式を一般式の形で表わ
すと、 Δpz =α (Ps −PIllax)+β(PIl
naX−PI ) +7Pl (11)と表現できる
。従って前述した(5)式と同じ式が得られる。
従って、本実施例においても、比例定数α、βγを制御
ユニット213において所定の値に設定することにより
、パイロット弁15.39の前後差圧ΔPzを、油圧ポ
ンプ1の吐出圧力Psと鱈大負荷圧力P ll1laX
との差圧P s −P ln+ax、最大負荷圧力P
1naxと自己負荷圧力P1との差圧P 1naxPI
、自己負荷圧力P1の3つの要素にそれぞれに比例して
制御でき、前述した圧力補償及び分流機能(右辺第1項
)、又はこの圧力補償及び分流機能をベースとした複合
操作における調和機能(右辺第2項)かつ/又は自己圧
力補M機能(右辺第3項)を得ることができる。
ユニット213において所定の値に設定することにより
、パイロット弁15.39の前後差圧ΔPzを、油圧ポ
ンプ1の吐出圧力Psと鱈大負荷圧力P ll1laX
との差圧P s −P ln+ax、最大負荷圧力P
1naxと自己負荷圧力P1との差圧P 1naxPI
、自己負荷圧力P1の3つの要素にそれぞれに比例して
制御でき、前述した圧力補償及び分流機能(右辺第1項
)、又はこの圧力補償及び分流機能をベースとした複合
操作における調和機能(右辺第2項)かつ/又は自己圧
力補M機能(右辺第3項)を得ることができる。
また本実施例においては、圧力補償弁242゜243に
開弁方向に作用するばね247,249を設置したので
、制御ユニット213が破損しても圧力補償弁には開弁
方向に作用する力が得られ、油圧駆動システムの作動が
不可能となるようなことはなく、またばねの作用により
通常の圧力補償制御を行なわせることができる。
開弁方向に作用するばね247,249を設置したので
、制御ユニット213が破損しても圧力補償弁には開弁
方向に作用する力が得られ、油圧駆動システムの作動が
不可能となるようなことはなく、またばねの作用により
通常の圧力補償制御を行なわせることができる。
11立犬韮1
本発明の第3の実施例を第13図を参照して説明する0
図中第1図に示す部材と同等の部材には同じ符号を付し
ている。
図中第1図に示す部材と同等の部材には同じ符号を付し
ている。
上述した実施例は、流量制御弁としてU、S。
P、4,535,809に記載のようなシート型の主弁
と、パイロット回路に配置されたパイロット弁との組み
合わせで構成した実施例である。しかしながら本発明は
このような特別な構造の流量制御弁に適用が制限される
ものではなく、一般的なスプール型の流量制御弁にも適
用できるものであり、第13図はこのような実施例を示
すものである。
と、パイロット回路に配置されたパイロット弁との組み
合わせで構成した実施例である。しかしながら本発明は
このような特別な構造の流量制御弁に適用が制限される
ものではなく、一般的なスプール型の流量制御弁にも適
用できるものであり、第13図はこのような実施例を示
すものである。
即ち第13図において、第1の流量制御弁100は、主
回路2.3A、2Bに配置されたスプール型の主弁10
1と、主回路2の主弁101の上流側に配置された補助
弁としての圧力制御弁102とからなり、第2の流量制
御弁103も同様に主回路4.5A、5Bに配置された
スプール型の主弁104と、主回路4の主弁104の上
流側に配置された補助弁としての圧力制御弁105とか
らなっている。主弁101.104と圧力補償弁102
.105の間にはそれぞれ圧油の逆流を防止するチエツ
ク弁106.107か配置されている。主弁101,1
04は方向切換弁として構成され、出口側は戻り管路1
08,109を介してタンク57に接続されている。ま
た主弁101゜104は油圧パイロット操作方式の弁で
あり、パイロット管路110A、ll0B及びIIIA
。
回路2.3A、2Bに配置されたスプール型の主弁10
1と、主回路2の主弁101の上流側に配置された補助
弁としての圧力制御弁102とからなり、第2の流量制
御弁103も同様に主回路4.5A、5Bに配置された
スプール型の主弁104と、主回路4の主弁104の上
流側に配置された補助弁としての圧力制御弁105とか
らなっている。主弁101.104と圧力補償弁102
.105の間にはそれぞれ圧油の逆流を防止するチエツ
ク弁106.107か配置されている。主弁101,1
04は方向切換弁として構成され、出口側は戻り管路1
08,109を介してタンク57に接続されている。ま
た主弁101゜104は油圧パイロット操作方式の弁で
あり、パイロット管路110A、ll0B及びIIIA
。
111Bを介して伝えられるパイロット圧油により図示
しない操作レバーの操作方向及び操作量に応じて駆動さ
れる。
しない操作レバーの操作方向及び操作量に応じて駆動さ
れる。
また主弁101,104には負荷圧力ポート112.1
13が設けられ、負荷圧力ポート112゜113は左右
の切換動作位置においては主管3A。
13が設けられ、負荷圧力ポート112゜113は左右
の切換動作位置においては主管3A。
3Bの圧油供給側に連通し、中立位置においては戻り管
路108,109に連通ずる。このようにして負荷圧力
ポート112,113には油圧アクチュエータ6.7の
動作時にその負荷圧力が伝達される。負荷圧力ポート1
12,113はパイロット管路114,115を介して
高圧選択弁116に接続され、高圧選択弁116は最大
負荷圧力管路117に接続されている。
路108,109に連通ずる。このようにして負荷圧力
ポート112,113には油圧アクチュエータ6.7の
動作時にその負荷圧力が伝達される。負荷圧力ポート1
12,113はパイロット管路114,115を介して
高圧選択弁116に接続され、高圧選択弁116は最大
負荷圧力管路117に接続されている。
パイロット管路114,115、最大負荷圧力管路11
7及び油圧ポンプ1の吐出管路には第1の実緒例と同様
圧力検出器204,207,208及び差圧計209.
252.253が接続されている。
7及び油圧ポンプ1の吐出管路には第1の実緒例と同様
圧力検出器204,207,208及び差圧計209.
252.253が接続されている。
圧力補償弁102.105は、第1の実施例の圧力補償
弁16.40と同様に構成されている。
弁16.40と同様に構成されている。
即ち、閉弁方向に作用する第1の制御圧力室118.1
21と開弁方向に作用する第2及び第3の制御圧力室1
19.120及び122,123とを有し、第1の制御
圧力室118,121にはパイロット管路124,12
5を介して主弁101゜104の入口圧力が導入され、
第2の制御圧力室119.122にはパイロット管路1
26,127を介して主弁101,104の出口圧力(
負荷圧力)が導入され、第3の制御圧力室120,12
3にはパイロット管路128,129を介して電磁比例
弁250,251の出力圧力が導入される。第1〜第3
の制御圧力室はそれぞれ同じ大きさの受圧面積を有して
いる。
21と開弁方向に作用する第2及び第3の制御圧力室1
19.120及び122,123とを有し、第1の制御
圧力室118,121にはパイロット管路124,12
5を介して主弁101゜104の入口圧力が導入され、
第2の制御圧力室119.122にはパイロット管路1
26,127を介して主弁101,104の出口圧力(
負荷圧力)が導入され、第3の制御圧力室120,12
3にはパイロット管路128,129を介して電磁比例
弁250,251の出力圧力が導入される。第1〜第3
の制御圧力室はそれぞれ同じ大きさの受圧面積を有して
いる。
上記以外の構成は第1の実施gAIと同じである。
このように構成された本実施例においても、制御ユニッ
ト213には第5図にフローチャートで示す制御手順が
記憶されていることにより、圧力補償弁102.105
には前述した(5)式の圧力釣り合い式が成り立つ、従
って、比例定数α、β。
ト213には第5図にフローチャートで示す制御手順が
記憶されていることにより、圧力補償弁102.105
には前述した(5)式の圧力釣り合い式が成り立つ、従
って、比例定数α、β。
γを制御ユニット213において所定の値に設定するこ
とにより、主弁101,104の前後差圧Δpzを、油
圧ポンプ1の吐出圧力Psと最大負荷圧力P IIIa
xとの差圧Ps−PIIlaX、最大負荷圧力P ll
1aXと自己負荷圧力P1との差圧P 1lax −P
l、自己負荷圧力P1の3つの要素にそれぞれに比例し
て制御でき、前述した圧力補償及び分流機能(右辺第1
項)、又はこの圧力補償及び分流機能をベースとした複
合操作における調和機能(右辺第2項)かつ/又は自己
圧力補償機能(右辺第3項)を得ることができ、油圧建
設機械の作業部材の種類及び作業形態に応じて流量制御
弁の特性を修正することができる。
とにより、主弁101,104の前後差圧Δpzを、油
圧ポンプ1の吐出圧力Psと最大負荷圧力P IIIa
xとの差圧Ps−PIIlaX、最大負荷圧力P ll
1aXと自己負荷圧力P1との差圧P 1lax −P
l、自己負荷圧力P1の3つの要素にそれぞれに比例し
て制御でき、前述した圧力補償及び分流機能(右辺第1
項)、又はこの圧力補償及び分流機能をベースとした複
合操作における調和機能(右辺第2項)かつ/又は自己
圧力補償機能(右辺第3項)を得ることができ、油圧建
設機械の作業部材の種類及び作業形態に応じて流量制御
弁の特性を修正することができる。
なお第13図に示した上記第3の実施例も、第11図に
示す実施例と同様、制御ユニット213が破損し、電磁
比例弁250,251の出力圧力がOkg / ail
になっても油圧駆動装置が作動するように、圧力補償弁
の構成及び制御ユニット213の制御内容を変更するこ
とができる。その変形例を第14図に示す、即ち第14
図において、圧力補償弁140.141は、それぞれ、
第3の制御圧力室142.143を第1の制御圧力室1
18゜121と同じ側に閉弁方向に作用するように設置
し、第2の制御圧力室119,122の側には開弁方向
に作用するばね145.146が配置され、制御ユニッ
ト213には第12図に示す制御手順が記憶され、第1
2図の手順271で示す演算により制御圧力P’l 、
P’n2を求めるようになっている。これによって、第
13図に示すスプール型の主弁を有する流量制御弁10
0,103において、第11図に示した実施例と同様の
効果を得ることができる。
示す実施例と同様、制御ユニット213が破損し、電磁
比例弁250,251の出力圧力がOkg / ail
になっても油圧駆動装置が作動するように、圧力補償弁
の構成及び制御ユニット213の制御内容を変更するこ
とができる。その変形例を第14図に示す、即ち第14
図において、圧力補償弁140.141は、それぞれ、
第3の制御圧力室142.143を第1の制御圧力室1
18゜121と同じ側に閉弁方向に作用するように設置
し、第2の制御圧力室119,122の側には開弁方向
に作用するばね145.146が配置され、制御ユニッ
ト213には第12図に示す制御手順が記憶され、第1
2図の手順271で示す演算により制御圧力P’l 、
P’n2を求めるようになっている。これによって、第
13図に示すスプール型の主弁を有する流量制御弁10
0,103において、第11図に示した実施例と同様の
効果を得ることができる。
本発明によれば、定数α、β、γを所定の値に適宜設定
することにより、圧力補償及び分流機能、又は圧力補償
及び分流機能をベースとした調和機能かつ/又は自己圧
力補償機能を選択的に付与することができ、油圧建設機
械の作業部材の種類及び作業形態に応じて流量制御弁の
特性を最適の状態に設定することができる。
することにより、圧力補償及び分流機能、又は圧力補償
及び分流機能をベースとした調和機能かつ/又は自己圧
力補償機能を選択的に付与することができ、油圧建設機
械の作業部材の種類及び作業形態に応じて流量制御弁の
特性を最適の状態に設定することができる。
従って、油圧ショベルへの適用例においては、例えば、
旋回とブーム上げの操作レバーをフルストロークまで同
時に操作しても、最初はブームの上昇速度が旋回速度に
対して速く上昇し、ブームがある程度上昇したら徐々に
旋回速度が速くなり、旋回が最大速度に達すると旋回速
度がほぼ一定となるという複合操作が自動的に行われる
ような流量制御弁特性、アームを使用した複合操作で掘
削を行なうとき、アームは確実に駆動されると共に、ア
ーム用油圧アクチュエータが低圧側にあるとき、燃費及
びヒートバランスの悪化を防止する流量制御弁特性、バ
ケットを使用した複合操作による溝堀作業時、バケット
が掘削負荷から解放され、地表に出た瞬間、流量制御弁
の通過流量を減少させ、ショックを軽減させる流量制御
弁特性、旋回加速時、リリーフ弁より流出する流量を少
なくし、エネルギー消費の無駄を少なくする流量制御弁
特性、バケットを使用した掘削作業時、力強い掘削動作
フィーリングを得る流量制御弁特性、ブーム及びアーム
を使用した傾斜面の法面形成作業時、正確な法面形成を
行う流量制御弁特性等を得ることができる。
旋回とブーム上げの操作レバーをフルストロークまで同
時に操作しても、最初はブームの上昇速度が旋回速度に
対して速く上昇し、ブームがある程度上昇したら徐々に
旋回速度が速くなり、旋回が最大速度に達すると旋回速
度がほぼ一定となるという複合操作が自動的に行われる
ような流量制御弁特性、アームを使用した複合操作で掘
削を行なうとき、アームは確実に駆動されると共に、ア
ーム用油圧アクチュエータが低圧側にあるとき、燃費及
びヒートバランスの悪化を防止する流量制御弁特性、バ
ケットを使用した複合操作による溝堀作業時、バケット
が掘削負荷から解放され、地表に出た瞬間、流量制御弁
の通過流量を減少させ、ショックを軽減させる流量制御
弁特性、旋回加速時、リリーフ弁より流出する流量を少
なくし、エネルギー消費の無駄を少なくする流量制御弁
特性、バケットを使用した掘削作業時、力強い掘削動作
フィーリングを得る流量制御弁特性、ブーム及びアーム
を使用した傾斜面の法面形成作業時、正確な法面形成を
行う流量制御弁特性等を得ることができる。
まな本発明においては、上記制御の基本である油圧ポン
プの吐出圧力と最大負荷圧力との差圧の検出、及び最大
負荷圧力と自己負荷圧力との差圧の検出を、圧力検出手
段で個々の圧力を検出してから検出値の差をとって行う
のではなく、差圧検出手段を用い直接行うようにしたの
で、圧力が変化しても微少な差圧の変化を正確に検出す
ることができ、上記制御を精度よく行うことができる。
プの吐出圧力と最大負荷圧力との差圧の検出、及び最大
負荷圧力と自己負荷圧力との差圧の検出を、圧力検出手
段で個々の圧力を検出してから検出値の差をとって行う
のではなく、差圧検出手段を用い直接行うようにしたの
で、圧力が変化しても微少な差圧の変化を正確に検出す
ることができ、上記制御を精度よく行うことができる。
第2の弁手段に開弁方向に作用するばねを設置した場合
には、制御手段が破損し、第2の弁手段を制御できなく
なった場合でも、第2の弁手段を確実に開弁させ、油圧
駆動装置の作動を可能とすると共に、通常の圧力補償制
御を行なわせることができる。
には、制御手段が破損し、第2の弁手段を制御できなく
なった場合でも、第2の弁手段を確実に開弁させ、油圧
駆動装置の作動を可能とすると共に、通常の圧力補償制
御を行なわせることができる。
第1及び第2の流層制御弁手段を、各々、シート型の主
弁とこれに接続されるパイロット弁との組み合わせで構
成した場合は、液漏れが少なく高圧化に適すると共に、
絞り損失が少なく省エネ構造の油圧回路を提供すること
かできる。
弁とこれに接続されるパイロット弁との組み合わせで構
成した場合は、液漏れが少なく高圧化に適すると共に、
絞り損失が少なく省エネ構造の油圧回路を提供すること
かできる。
また、シート型主弁背圧室の制御圧力を受ける受圧面積
に対する油圧ポンプの吐出圧力を受ける受圧面積の比を
Kに対して、前記第1の定数αをα≦Kの関係に設定し
た場合には、上記分流機能において操作手段の操作量(
パイロット弁開度)に比例した流量を正確に分流するこ
とができる。
に対する油圧ポンプの吐出圧力を受ける受圧面積の比を
Kに対して、前記第1の定数αをα≦Kの関係に設定し
た場合には、上記分流機能において操作手段の操作量(
パイロット弁開度)に比例した流量を正確に分流するこ
とができる。
ここで、α=にと設定した場合には、流量を操作量に応
じて比例配分する分流機能を得ながら最大の比例ゲイン
を付与できる。
じて比例配分する分流機能を得ながら最大の比例ゲイン
を付与できる。
第1図は本発明の一実施例による油圧駆動装置の概略図
であり、第2図はその油圧駆動装置に使用する差圧計の
断面図であり、第3図は同油圧駆動装置に使用する電磁
比例弁の断面図であり、第4図は同油圧駆動装置に使用
する制御ユニットの概略図であり、第5図はその制御ユ
ニットにおける制御内容を示すフローチャートであり、
第6図は本発明の油圧駆動装置の適用の対象となる油圧
ショベルの側面図であり、第7図は同油圧ショベルの上
面図であり、第8図は上記油圧駆動装置の1つの流量制
御弁に含まれる圧力補償弁の定数αの設定例を示す特性
図であり、第9図(A)〜(D)は同油圧駆動装置の1
つの流量制御弁に含まれる圧力補償弁の定数βの設定例
を示す特性図であり、第10図(A)〜(C)は同油圧
駆動装置の1つの流1制御弁に含まれる圧力補償弁の定
数γの設定例を示す特性図であり、第11図は本発明の
他の実施例による油圧駆動装置の概略図であり、第12
図はその油圧駆動装置に使用される制御ユニットにおけ
る制御内容を示すフローチャートであり、第13図は本
発明のさらに他の実施例による油圧駆動装置の概略図で
あり、第14図は本発明のなおさらに他の実施例による
油圧駆動装置の概略図である。 符号の説明 1・・・油圧ポンプ 2〜5・・・主回路6.7
・・・油圧アクチュエータ 8.9;Zoo、103・・・流量制御弁11.35・
・・シート型主弁 12・・・背圧室 12〜14.36〜38・・・パイロット回路15.3
9・・・パイロット弁(第1の弁手段)16.4i、2
42,243,102,105;140.141・・・
圧力補償弁(第2の弁手段)30.41;118.12
1・・・第1の制御圧力室31.42,119.122
・・・第2の制御圧力室32.43;244,248;
120,123;142.143・・・第3の制御圧力
室213・・・制御ユニット 247.249;145.146・・・ばね204.2
07,208・・・圧力検出器209.250,251
・・・差圧計
であり、第2図はその油圧駆動装置に使用する差圧計の
断面図であり、第3図は同油圧駆動装置に使用する電磁
比例弁の断面図であり、第4図は同油圧駆動装置に使用
する制御ユニットの概略図であり、第5図はその制御ユ
ニットにおける制御内容を示すフローチャートであり、
第6図は本発明の油圧駆動装置の適用の対象となる油圧
ショベルの側面図であり、第7図は同油圧ショベルの上
面図であり、第8図は上記油圧駆動装置の1つの流量制
御弁に含まれる圧力補償弁の定数αの設定例を示す特性
図であり、第9図(A)〜(D)は同油圧駆動装置の1
つの流量制御弁に含まれる圧力補償弁の定数βの設定例
を示す特性図であり、第10図(A)〜(C)は同油圧
駆動装置の1つの流1制御弁に含まれる圧力補償弁の定
数γの設定例を示す特性図であり、第11図は本発明の
他の実施例による油圧駆動装置の概略図であり、第12
図はその油圧駆動装置に使用される制御ユニットにおけ
る制御内容を示すフローチャートであり、第13図は本
発明のさらに他の実施例による油圧駆動装置の概略図で
あり、第14図は本発明のなおさらに他の実施例による
油圧駆動装置の概略図である。 符号の説明 1・・・油圧ポンプ 2〜5・・・主回路6.7
・・・油圧アクチュエータ 8.9;Zoo、103・・・流量制御弁11.35・
・・シート型主弁 12・・・背圧室 12〜14.36〜38・・・パイロット回路15.3
9・・・パイロット弁(第1の弁手段)16.4i、2
42,243,102,105;140.141・・・
圧力補償弁(第2の弁手段)30.41;118.12
1・・・第1の制御圧力室31.42,119.122
・・・第2の制御圧力室32.43;244,248;
120,123;142.143・・・第3の制御圧力
室213・・・制御ユニット 247.249;145.146・・・ばね204.2
07,208・・・圧力検出器209.250,251
・・・差圧計
Claims (16)
- (1) 少なくとも1つの油圧ポンプと、この油圧ポン
プにそれぞれ主回路を介して接続され、該油圧ポンプか
ら吐出される圧油によって駆動される少なくとも第1及
び第2の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記
第1及び第2の油圧アクチュエータの間においてそれぞ
れの主回路に接続された第1及び第2の流量制御弁手段
と、前記油圧ポンプの吐出圧力を前記第1及び第2の油
圧アクチュエータの最大負荷圧力よりも所定値だけ高い
圧力に保持するポンプ制御手段とを有し、前記第1及び
第2の流量制御弁手段は、各々、操作手段の操作量に応
じて開度を変化させる第1の弁手段と、第1の弁手段に
直列に接続され、該弁手段の入口圧力と出口圧力の差圧
を制御する第2の弁手段とを有し、前記第2の弁手段は
、前記第1の弁手段の入口圧力が閉弁方向に負荷される
ように導入される第1の制御圧力室と、該第2の弁手段
の出口圧力が開弁方向に負荷されるように導入される第
2の制御圧力室とを有する油圧駆動装置において、 前記第1及び第2の油圧アクチュエータの負荷圧力を
それぞれ検出する第1及び第2の圧力検出手段と、前記
油圧ポンプの吐出圧力と前記第1及び第2の油圧アクチ
ュエータの最大負荷圧力との差圧を検出する第1の差圧
検出手段と、前記最大負荷圧力と前記第1の油圧アクチ
ュエータの負荷圧力との差圧を検出する第2の差圧検出
手段と、前記最大負荷圧力と前記第2の油圧アクチュエ
ータの負荷圧力との差圧を検出する第3の差圧検出手段
と、前記第1及び第2の流量制御弁手段の各々の前記第
2の弁手段に設けられた第3の制御圧力室と、前記第1
及び第2の圧力検出手段の圧力信号、及び前記第1、第
2及び第3の差圧検出手段の差圧信号を入力し、前記第
2の弁手段の各々の制御量を演算し、その制御量に基づ
く制御圧力を前記第2の弁手段のそれぞれの前記第3の
制御圧力室に出力して前記第2の弁手段を制御する制御
手段とを有し、前記制御手段は、前記第2の弁手段の各
々につき、前記第3の制御圧力室に前記制御量に基づく
制御圧力が導入される結果、該第2の弁手段により制御
される前記第1の弁手段の入口圧力と出口圧力の差圧が
、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記最大負荷圧力との差
圧、前記最大負荷圧力とそれぞれの油圧アクチュエータ
の自己負荷圧力との差圧、及び自己負荷圧力に対して、
以下の式で表わされるように該第2の弁手段を制御し、 ΔPz=α(Ps−P|max) +β(P|max−P|)+γP| ここでΔPz:前記第1の弁手段の入口圧力と出口圧
力との差圧 Ps:前記油圧ポンプの吐出圧力 P|max:前記第1及び第2の油圧アクチュエータ
の最大負荷圧力 P|:前記第1及び第2の油圧アクチュ エータのそれぞれの自己負荷圧力 α,β,γ:第1、第2及び第3の定数 前記第1、第2及び第3の定数α,β,γを前記制御手
段にそれぞれ所定の値として設定したことを特徴とする
油圧駆動装置。 - (2) 前記第1の定数αを、前記操作手段の操作量と
前記第1の弁手段を通る流量の比例ゲインに対応して任
意の正の値に設定したことを特徴とする請求項1記載の
油圧駆動装置。 - (3) 前記第2の定数βを、関連する油圧アクチュエ
ータと他の油圧アクチュエータとの複合操作の調和に基
づき任意の値に設定したことを特徴とする請求項1記載
の油圧駆動装置。 - (4) 前記第3の定数γを、関連する油圧アクチュエ
ータの動作特性に基づき任意の値に設定したことを特徴
とする請求項1記載の油圧駆動装置。 - (5) 前記第2及び第3の定数β,γをそれぞれ零に
設定したことを特徴とする請求項1記載の油圧駆動装置
。 - (6) 前記第2の弁手段は前記第3の制御圧力室に対
向して開弁方向に作用するばねを有することを特徴とす
る請求項1記載の油圧駆動装置。 - (7) 前記第1及び第2の流量制御弁手段は、各々、
前記主回路に接続された入口ポート及び出口ポートの連
通を制御する弁体、この弁体の変位に対応して開度を変
化させる可変絞り、及び前記入口ポートに前記可変絞り
を介して連通し、前記弁体を閉弁方向に付勢する制御圧
力を発生する背圧室を有するシート型の主弁と、前記主
弁の背圧室と出口ポートとの間に接続されたパイロット
回路とを有し、前記第1の弁手段は、前記パイロット回
路に接続されパイロット回路を流れるパイロット流を制
御するパイロット弁として配置され、前記第2の弁手段
は、前記パイロット回路に接続され、前記パイロット弁
の入口圧力と出口圧力の差圧を制御する補助弁として配
置されていることを特徴とする請求項1記載の油圧駆動
装置。 - (8) 前記背圧室の制御圧力を受ける前記主弁弁体の
受圧面積に対する前記入口ポートを介して前記油圧ポン
プの吐出圧力を受ける主弁弁体の受圧面積の比をKとす
ると、前記第1の定数αはα≦Kの関係にあることを特
徴とする請求項7記載の油圧駆動装置。 - (9) 前記第1の弁手段は前記主回路にスプール型の
主弁として配置されており、前記第2の弁手段は前記主
回路の該主弁の上流側に補助弁として配置されているこ
とを特徴とする請求項1記載の油圧駆動装置。 - (10) 少なくとも1つの油圧ポンプと、この油圧ポ
ンプにそれぞれ主回路を介して接続され、該油圧ポンプ
から吐出される圧油によって駆動される複数の油圧アク
チュエータと、前記複数の油圧アクチュエータによって
それぞれ駆動される、旋回体、ブーム、アーム及びバケ
ットを含む複数の作業部材と、前記油圧ポンプと前記複
数の油圧アクチュエータの間においてそれぞれの主回路
に接続された複数の流量制御弁手段と、前記油圧ポンプ
の吐出圧力を前記複数の油圧アクチュエータの最大負荷
圧力よりも所定値だけ高い圧力に保持するポンプ制御手
段とを有し、前記複数の流量制御弁手段は、各々、操作
手段の操作量に応じて開度を変化させる第1の弁手段と
、第1の弁手段に直列に接続され、該弁手段の入口圧力
と出口圧力の差圧を制御する第2の弁手段とを有し、前
記第2の弁手段は、前記第1の弁手段の入口圧力が閉方
向に負荷されるように導入される第1の制御圧力室と、
該第2の弁手段の出口圧力が開弁方向に負荷されるよう
に導入される第2の制御圧力室と弁を有する油圧ショベ
ルにおいて、 前記複数の油圧アクチュエータの負荷圧力をそれぞれ
検出する複数の圧力検出手段と、前記油圧ポンプの吐出
圧力と前記複数の油圧アクチュエータの最大負荷圧力と
の差圧を検出する第1の差圧検出手段と、前記最大負荷
圧力と前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれの負荷
圧力との差圧を検出する複数の第2の差圧検出手段と、
前記第1及び第2の流量制御弁手段の各々の前記第2の
弁手段に設けられた第3の制御圧力室と、前記複数の圧
力検出手段の圧力信号、前記第1及び第2の差圧検出手
段の差圧信号を入力し、前記第2の弁手段の各々の制御
量を演算し、その制御量に基づく制御圧力を前記第2の
弁手段のそれぞれの前記第3の制御圧力室に出力して前
記第2の弁手段を制御する制御手段とを有し、前記制御
手段は、前記旋回体、ブーム、アーム及びバケットの少
なくとも2つの作業部材に係わる流量制御弁手段の前記
第2の弁手段の各々につき、前記第3の制御圧力室に前
記制御量に基づく制御圧力が導入される結果、該第2の
弁手段により制御される前記第1の弁手段の入口圧力と
出口圧力の差圧が、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記最
大負荷圧力との差圧、前記最大負荷圧力とそれぞれの油
圧アクチュエータの自己負荷圧力との差圧、及び自己負
荷圧力に対して、以下の式で表わされるように該第2の
弁手段を制御し、 ΔPz=α(Ps−P|max) +β(P|max−P|)+γP| ここでΔPz:前記第1の弁手段の入口圧力と出口圧力
との差圧 Ps:前記油圧ポンプの吐出圧力 P|max:前記複数の油圧アクチュエータの最大負
荷圧力 P|:前記複数の油圧アクチュエータの それぞれの自己負荷圧力 α,β,γ:第1、第2及び第3の定数 前記第1、第2及び第3の定数α,β,γを前記制御手
段にそれぞれ所定の値として設定したことを特徴とする
油圧ショベル。 - (11) 前記制御手段は、前記ブーム用油圧アクチュ
エータのボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前記
第2の定数βを比較的大きな正の値に設定したことを特
徴とする請求項10記載の油圧ショベル。 - (12) 前記制御手段は、前記アーム用油圧アクチュ
エータのボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前記
第2の定数βを比較的小さな正の値に設定したことを特
徴とする請求項10記載の油圧ショベル。 - (13) 前記制御手段は、前記バケット用油圧アクチ
ュエータのボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前
記第2の定数βを比較的小さな負の値に設定したことを
特徴とする請求項10記載の油圧ショベル。 - (14) 前記制御手段は、前記旋回体用油圧アクチュ
エータに係わる流量制御弁手段につき、前記第3の定数
γを比較的小さな負の値に設定したことを特徴とする請
求項10記載の油圧ショベル。 - (15) 前記制御手段は、前記バケット用油圧アクチ
ュエータのボトム側に係わる流量制御弁手段につき、前
記第3の定数γを比較的小さな正の値に設定したことを
特徴とする請求項10記載の油圧ショベル。 - (16) 前記制御手段は、前記ブーム及びアーム用油
圧アクチュエータのロッド側に係わる流量制御弁につき
、それぞれ前記第2及び第3の定数β,γを零に設定し
たことを特徴とする請求項10記載の油圧ショベル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16364888A JP2644533B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 油圧駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16364888A JP2644533B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 油圧駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0211901A true JPH0211901A (ja) | 1990-01-17 |
| JP2644533B2 JP2644533B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=15777937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16364888A Expired - Fee Related JP2644533B2 (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 油圧駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2644533B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992018710A1 (fr) * | 1991-04-12 | 1992-10-29 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Systeme d'entrainement hydraulique pour engins de chantier |
| JP2006194273A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 流体圧制御装置 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16364888A patent/JP2644533B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992018710A1 (fr) * | 1991-04-12 | 1992-10-29 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Systeme d'entrainement hydraulique pour engins de chantier |
| JP2006194273A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 流体圧制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2644533B2 (ja) | 1997-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |