JP2002013155A - 油圧掘削車両の油圧制御装置 - Google Patents

油圧掘削車両の油圧制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給さ
れる圧油を排出するブリードオフ回路に介挿される可変
ブリード弁の開口量特性を作業形態に応じて可変にして
種々の作業形態に適合した応答特性もしくは整定特性を
得る。 【解決手段】 可変容量型油圧ポンプ２と、この油圧ポ
ンプ２より供給される圧油によって駆動される油圧アク
チュエータ７と、この油圧アクチュエータ７に供給され
る圧油の流量を操作量に応じた流量に制御する流量制御
弁５と、油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ７に供給
される圧油を排出するブリードオフ回路１３に介挿され
る可変ブリード弁１４と、この可変ブリード弁の開口量
を制御するコントローラ１５とを備えたものにおいて、
コントローラ１５内に、可変ブリード弁１４の開口量を
規定する開口関数として複数の関数が記憶される開口関
数記憶部を設け、モニタ１６から入力される選択信号に
応じてそれら複数の関数のうちから所要の関数を選択で
きるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧掘削車両の油
圧制御装置に関し、より詳しくは起動時の作業機速度の
応答性並びに整定性を改善する技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば油圧ショベルのような油圧
掘削車両においては、起動時における作業機速度の整定
性を確保するために、例えば油圧ポンプの応答性を制限
したり、主弁スプールにおけるブリード制御もしくはポ
ンプ斜板制御を司るロードセンシング信号ラインにおけ
る絞りの追加等によって、図６の実線にて示されるよう
に油圧ポンプ流量の立ち上がりを抑えることが行われて
いた。しかし、このようにしたものでは、起動時の立ち
上がり速度（Ｐ）が遅く、オペレータにとって「かった
るい」動作になって作業性が悪くなるという問題点があ
った。この問題点に対処するために、高応答の油圧ポン
プを使用したり、ロードセンシング信号ラインの絞りを
廃止するなどの措置が採られているが、このようにした
場合には、図６の一点鎖線にて示されるように、起動時
における作業機速度の飛出し（Ｑ）とその後のハンチン
グ（Ｒ）の発生が避けられないという問題点がある。
【０００３】そこで、このような応答性向上と整定性確
保という背反現象の両立を図るために、本出願人は、高
応答の油圧ポンプを用いた場合にも、負荷速度の整定性
を高めるようにした制御装置を、特開２０００−３５０
０５号公報において既に提案している。この公報におい
ては、油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される
圧油を排出するブリードオフ回路を設けるとともに、こ
のブリードオフ回路に、流量制御弁から管路を通って排
出される圧油の流量を変化させる可変ブリード弁を設
け、この可変ブリード弁を、油圧ポンプの吐出圧が大き
くなるほど排出される圧油の流量が大きくなるように制
御する構成の油圧駆動機械の制御装置が開示されてい
る。このような構成を採用することで、この先行技術の
ものでは、流量制御弁のスプールストローク、すなわち
操作レバーの操作量にかかわらず作業機速度の整定性向
上が図れるという作用効果を奏し得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の油
圧掘削車両を用いる作業においては、通常掘削作業のほ
か、旋回押付掘削作業、整地きり返し作業等、様々な作
業形態があり、それぞれの作業形態に応じて要求される
特性、言い換えれば起動時の作業機速度の応答性向上や
整定性向上等の特性が異なってくる。しかしながら、前
述された先行技術のものでは、可変ブリード弁の開口量
が、例えば所定の油圧ポンプの吐出圧値に対応して一義
的に決定されるために、種々の作業形態に応じてその作
業形態に適合した特性が得られないという問題点があ
る。
【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給
される圧油を排出するブリードオフ回路に介挿される可
変ブリード弁の開口量特性を作業形態に応じて可変に
し、これによって種々の作業形態に適合した応答特性も
しくは整定特性を得ることができる油圧掘削車両の油圧
制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、本発明による油圧掘削車両の油圧
制御装置は、可変容量型油圧ポンプと、この油圧ポンプ
より供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエ
ータと、この油圧アクチュエータに供給される圧油の流
量を操作量に応じた流量に制御する流量制御弁と、前記
油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧
油を排出するブリードオフ回路に介挿される可変ブリー
ド弁と、この可変ブリード弁の開口量を制御する可変ブ
リード弁制御手段とを備える油圧掘削車両の油圧制御装
置において、前記可変ブリード弁制御手段は、可変ブリ
ード弁の開口量を規定する開口関数として複数の関数が
記憶される開口関数記憶部を含み、選択手段から入力さ
れる選択信号に応じてそれら複数の関数のうちから所要
の関数が選択できるようにされていることを特徴とする
ものである。
【０００７】本発明においては、油圧ポンプから油圧ア
クチュエータに供給される圧油を排出するブリードオフ
回路が設けられ、このブリードオフ回路に可変ブリード
弁が介挿され、この可変ブリード弁の開口量が可変ブリ
ード弁制御手段によって制御される。この場合、可変ブ
リード弁制御手段における開口関数記憶部に、可変ブリ
ード弁の開口量を規定する複数の開口関数が記憶されて
おり、外部モニタ等の選択手段から入力される選択信号
（外部信号）に応じてそれら複数の関数のうちから所要
の関数が選択される。したがって、種々の作業形態に応
じて外部モニタ等からそれら作業形態に適合した最適の
開口関数が選択できることになり、各作業形態に適合し
た制御特性、言い換えれば応答特性もしくは整定特性を
得ることが可能となる。
【０００８】本発明において、前記開口関数記憶部に
は、前記油圧ポンプの吐出圧に対する前記可変ブリード
弁の開口量の関係、もしくは前記油圧アクチュエータの
作動後の経過時間に対する前記可変ブリード弁の開口量
の関係、もしくは前記流量制御弁のスプールストローク
に対する前記可変ブリード弁の開口量の関係が記憶され
ているのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明による油圧掘削車両
の油圧制御装置の具体的な実施の形態について、図面を
参照しつつ説明する。
【００１０】図１には、本発明の一実施例に係る油圧掘
削車両の油圧制御装置の油圧回路図が示されている。
【００１１】本実施例の油圧制御装置は油圧ショベルに
適用されたものであって、エンジン１と、このエンジン
１によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ２と、前
記油圧ポンプ２の吐出油が油路４を介して供給される複
数の流量制御弁（方向制御弁）５と、各流量制御弁５に
対応して配される圧力補償弁６および油圧アクチュエー
タ（油圧シリンダ）７を備えている。ここで、各油圧ア
クチュエータ７は、油圧ショベルのブーム、アーム、バ
ケット等の各作業機に対応して設けられており、この油
圧アクチュエータ７の伸縮作動によってそれら各作業機
が駆動される。なお、図１では１つの油圧アクチュエー
タ７の油圧回路のみが代表して示されている。
【００１２】前記流量制御弁５のスプールストローク位
置を制御する電気レバーで構成される操作レバー８が設
けられ、この操作レバー８が操作されるとパイロット圧
が流量制御弁５に流入されてその流量制御弁５が作動さ
れるようになっている。こうして、流量制御弁５は、ス
プールストローク位置に応じてその開口面積が変化さ
れ、これによって油圧ポンプ２から吐出される圧油の流
量が制御される。
【００１３】各油圧アクチュエータ７の駆動によって生
じる各負荷圧はシャトル弁９に導かれる。このシャトル
弁９は、これら負荷圧のうちで最も高い負荷圧（最高負
荷圧）ＰＬＳを検出し、この検出された最高負荷圧Ｐ
ＬＳを油路１０を介して後述の斜板角制御装置１１に作
用させるとともに、圧力補償弁６等に作用させる。
【００１４】前記油圧ポンプ２はロードセンシング制御
手段としての斜板角制御装置１１を備えている。この斜
板角制御装置１１は、油圧ポンプ２の吐出圧ＰＰと前記
最高負荷圧ＰＬＳとを比較し、吐出圧ＰＰが常に最高負
荷圧ＰＬＳよりも設定差圧ΔＰだけ大きくなるように油
圧ポンプ２の押しのけ容積を制御する。すなわち、吐出
圧ＰＰが最高負荷圧ＰＬＳよりも大きい場合には、油圧
ポンプ２の斜板の傾転角が小さくされて油圧ポンプ２の
押しのけ容積が絞られる。一方、吐出圧ＰＰが最高負荷
圧ＰＬＳよりも小さい場合には、油圧ポンプ２の斜板の
傾転角が大きくされて油圧ポンプ２の押しのけ容積が増
加される。
【００１５】前記油路１０には、油圧ポンプ２から油圧
アクチュエータ７に供給される圧油を油路１２を介して
排出するブリードオフ回路１３が接続されている。この
ブリードオフ回路１３には、排出される圧油の流量を調
整する可変ブリード弁（電磁比例弁）１４が設けられ、
この可変ブリード弁１４がコントローラ１５からの指令
信号によって制御されることでその開口量（開口面積）
が調整され、これによって油路１２を介して排出される
圧油の排出量が制御される。
【００１６】この可変ブリード弁１４の制御を実行する
ために、前記コントローラ１５には、内部信号として図
示されない圧力センサにて検知される油圧ポンプ２の吐
出圧ＰＰに関わるポンプ吐出圧信号のほか、ＰＰＣ弁吐
出圧信号，レバーストローク信号が入力されるととも
に、外部信号としてモニタ１６からのモード選択信号
（選択信号）が入力される。また、前記コントローラ１
５内の記憶装置（開口関数記憶部）には、図２のａ，
ｂ，ｃにてそれぞれ示されるように、油圧ポンプ２の吐
出圧に対する可変ブリード弁１４の開口量Ａの関係を規
定する複数のマップが記憶されており、コントローラ１
５にポンプ吐出圧信号が入力されると、これらマップか
らその吐出圧ＰＰに対応する可変ブリード弁１４の開口
量Ａが読み出されてその開口量Ａに対応する指令電流が
可変ブリード弁１４の電磁ソレノイドに出力されるよう
になっている。なお、図１中符号１７にて示されるのは
減圧弁である。
【００１７】このように構成されているので、作業形態
に応じてオペレータが予めモニタ１６にてモード選択を
行うと、その選択信号がコントローラ１５に入力され
て、コントローラ１５の開口関数記憶部に記憶されてい
る開口関数ａ，ｂ，ｃ，…のうちのいずれかの開口関数
が選択される。こうして、可変ブリード弁１４の開口面
積Ａは図２に示される関係に基づき現在のポンプ吐出圧
ＰＰに応じて変化される。
【００１８】ここで、この開口関数は、油圧ポンプ２の
吐出圧ＰＰが大きくなるほど油路１２を介して排出され
る圧油の流量が大きくなるような制御特性、言い換えれ
ば右肩上りの直線で表わされる制御特性とするのが一般
的考え方であるが、このようにした場合には、油圧ショ
ベルの機種によっては、リリーフ圧の確保の観点から吐
出圧ＰＰの大きい領域（ＰＰ＞Ｐ２）でのフラットな直
線部分を所定値Ａ１以上にすることができず、このため
に吐出圧ＰＰの中間領域（Ｐ１＜ＰＰ≦Ｐ２）において
十分な整定性向上が図れないという問題点がある。この
ために本実施例では、図２に示されるように、吐出圧Ｐ
Ｐが小さな領域（ＰＰ≦Ｐ１）ではフラットな直線と
し、中間領域（Ｐ１＜ＰＰ≦Ｐ２）では右肩下がりの直
線とする特性を選定した。このような特性とすること
で、リリーフ圧Ａ１が確保できるとともに、整定性が必
要とされる中間領域において十分な開口量Ａが確保でき
るようになった。
【００１９】本実施例によれば、モニタ１６にてオペレ
ータが選択スイッチ等を操作することで、種々の作業形
態に適合する最適の開口関数が選択できることになるの
で、各作業形態毎の応答特性および整定特性を得ること
ができる。
【００２０】本実施例では、油圧ポンプ２の吐出圧ＰＰ
に応じて可変ブリード弁１４の開口量Ａを制御するもの
を説明したが、図３に示されるように、操作レバー８の
操作後の時間経過（もしくは油圧アクチュエータ作動後
の時間経過）ｔをタイマにてカウントし、この経過時間
に応じて可変ブリード弁１４の開口量Ａを減じるように
制御する実施例も可能である。こうすることで、作業機
速度の整定性が問題となる起動直後の圧油排出流量を大
きくすることができるので、整定性を向上させることが
できる。なお、この場合には操作レバー８として電気レ
バーを用いるのがより好ましい。
【００２１】さらに、他の実施例として、図４に示され
るように、流量制御弁５のスプールストロークＬ（もし
くは操作レバー８の操作量）をストロークセンサにて検
知し、このスプールストロークＬが大きくなるほど可変
ブリード弁１４の開口量Ａが小さくなるように制御する
実施例も可能である。なお、この場合にも操作レバー８
が電気レバーであれば、この電気レバーに設けられたポ
テンショメータにより操作量を電気信号として取出すこ
とができる。この他に、操作レバー８の操作速度変化に
応じて開口量Ａを制御するなど、いろいろな実施例が可
能である。
【００２２】また、前述の説明では、ポンプ吐出圧
ＰＰ、油圧アクチュエータ作動後の経過時間ｔ、スプー
ルストロークＬ等のうちのいずれかの信号に基づいて可
変ブリード弁１４の開口量Ａを制御するものについて説
明したが、これら各信号を複合的に用い、各信号にて求
められた開口量Ａのうち例えば小さい方の開口量Ａを選
択するというような複合制御としても良い。
【００２３】図１に示される油圧回路図では、操作レバ
ー８を電気レバーにて構成したものを説明したが、図５
に示されるように、流量制御弁５をパイロット用油圧ポ
ンプ３からの吐出油圧によって作動させるような実施例
も可能である。この図５に示される油圧回路において
は、パイロット用油圧ポンプ３の吐出管路が操作レバー
８における図示されないパイロット用制御弁に接続さ
れ、この操作レバー８が操作されるとパイロット用油圧
ポンプ３からのパイロット圧が流量制御弁５に流入され
てその流量制御弁５が作動されるように構成されてい
る。これ以外の部分については図１に示される油圧回路
と基本的に異なるところがない。
【００２４】前述の説明では、油圧ショベルに適用した
ものを説明したが、本発明は、油圧ショベル以外の建設
機械を初め、他の油圧駆動車輌に対しても適用できるの
は言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る油圧掘削車両
の油圧制御装置の油圧回路図である。
【図２】図２は、油圧ポンプの吐出圧に対する可変ブリ
ード弁の開口量の関係を示すグラフである。
【図３】図３は、油圧アクチュエータ作動後の時間経過
に対する可変ブリード弁の開口量の関係を示すグラフで
ある。
【図４】図４は、スプールストロークに対する可変ブリ
ード弁の開口量の関係を示すグラフである。
【図５】図５は、他の実施例に係る油圧掘削車両の油圧
制御装置の油圧回路図である。
【図６】図６は、起動時における作業機速度の立ち上が
りを説明するグラフである。
【符号の説明】
２ 油圧ポンプ ５ 流量制御弁 ６ 圧力補償弁 ７ 油圧アクチュエータ ８ 操作レバー ９ シャトル弁 １１ 斜板角制御装置 １３ ブリードオフ回路 １４ 可変ブリード弁 １５ コントローラ（可変ブリード制御手段、開
口関数記憶部） １６ モニタ（選択手段）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年５月１７日（２００１．５．１
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 油圧掘削車両の油圧制御装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧掘削車両の油
圧制御装置に関し、より詳しくは起動時の作業機速度の
応答性並びに整定性を改善する技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば油圧ショベルのような油圧
掘削車両においては、起動時における作業機速度の整定
性を確保するために、例えば油圧ポンプの応答性を制限
したり、主弁スプールにおけるブリード制御もしくはポ
ンプ斜板制御を司るロードセンシング信号ラインにおけ
る絞りの追加等によって、図６の実線にて示されるよう
に油圧ポンプ流量の立ち上がりを抑えることが行われて
いた。しかし、このようにしたものでは、起動時の立ち
上がり速度（Ｐ）が遅く、オペレータにとって「かった
るい」動作になって作業性が悪くなるという問題点があ
った。この問題点に対処するために、高応答の油圧ポン
プを使用したり、ロードセンシング信号ラインの絞りを
廃止するなどの措置が採られているが、このようにした
場合には、図６の一点鎖線にて示されるように、起動時
における作業機速度の飛出し（Ｑ）とその後のハンチン
グ（Ｒ）の発生が避けられないという問題点がある。
【０００３】そこで、このような応答性向上と整定性確
保という背反現象の両立を図るために、本出願人は、高
応答の油圧ポンプを用いた場合にも、負荷速度の整定性
を高めるようにした制御装置を、特開２０００−３５０
０５号公報において既に提案している。この公報におい
ては、油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給される
圧油を排出するブリードオフ回路を設けるとともに、こ
のブリードオフ回路に、流量制御弁から管路を通って排
出される圧油の流量を変化させる可変ブリード弁を設
け、この可変ブリード弁を、油圧ポンプの吐出圧が大き
くなるほど排出される圧油の流量が大きくなるように制
御する構成の油圧駆動機械の制御装置が開示されてい
る。このような構成を採用することで、この先行技術の
ものでは、流量制御弁のスプールストローク、すなわち
操作レバーの操作量にかかわらず作業機速度の整定性向
上が図れるという作用効果を奏し得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の油
圧掘削車両を用いる作業においては、通常掘削作業のほ
か、旋回押付掘削作業、整地きり返し作業等、様々な作
業形態があり、それぞれの作業形態に応じて要求される
特性、言い換えれば起動時の作業機速度の応答性向上や
整定性向上等の特性が異なってくる。しかしながら、前
述された先行技術のものでは、可変ブリード弁の開口量
が、例えば所定の油圧ポンプの吐出圧値に対応して一義
的に決定されるために、種々の作業形態に応じてその作
業形態に適合した特性が得られないという問題点があ
る。
【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、油圧ポンプから油圧アクチュエータに供給
される圧油を排出するブリードオフ回路に介挿される可
変ブリード弁の開口量特性を作業形態に応じて可変に
し、これによって種々の作業形態に適合した応答特性も
しくは整定特性を得ることができる油圧掘削車両の油圧
制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、第１発明による油圧掘削車両の油
圧制御装置は、可変容量型油圧ポンプと、この油圧ポン
プより供給される圧油によって駆動される油圧アクチュ
エータと、この油圧アクチュエータに供給される圧油の
流量を操作量に応じた流量に制御する流量制御弁と、前
記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される
圧油を排出するブリードオフ回路に介挿される可変ブリ
ード弁と、この可変ブリード弁の開口量を制御する可変
ブリード弁制御手段とを備える油圧掘削車両の油圧制御
装置において、前記可変ブリード弁制御手段は、可変ブ
リード弁の開口量を規定する開口関数として複数の関数
が記憶される開口関数記憶部を含み、選択手段から入力
される選択信号に応じてそれら複数の関数のうちから所
要の関数が選択できるようにされていることを特徴とす
るものである。
【０００７】本発明においては、油圧ポンプから油圧ア
クチュエータに供給される圧油を排出するブリードオフ
回路が設けられ、このブリードオフ回路に可変ブリード
弁が介挿され、この可変ブリード弁の開口量が可変ブリ
ード弁制御手段によって制御される。この場合、可変ブ
リード弁制御手段における開口関数記憶部に、可変ブリ
ード弁の開口量を規定する複数の開口関数が記憶されて
おり、外部モニタ等の選択手段から入力される選択信号
（外部信号）に応じてそれら複数の関数のうちから所要
の関数が選択される。したがって、種々の作業形態に応
じて外部モニタ等からそれら作業形態に適合した最適の
開口関数が選択できることになり、各作業形態に適合し
た制御特性、言い換えれば応答特性もしくは整定特性を
得ることが可能となる。
【０００８】本発明において、前記開口関数記憶部に
は、前記油圧ポンプの吐出圧に対する前記可変ブリード
弁の開口量の関係（第２発明）、もしくは前記油圧アク
チュエータの作動後の経過時間に対する前記可変ブリー
ド弁の開口量の関係（第３発明）、もしくは前記流量制
御弁のスプールストロークに対する前記可変ブリード弁
の開口量の関係（第４発明）が記憶されているのが好ま
しい。
【０００９】次に、第５発明による油圧掘削車両の油圧
制御装置は、可変容量型油圧ポンプと、この油圧ポンプ
より供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエ
ータと、この油圧アクチュエータに供給される圧油の流
量を操作量に応じた流量に制御する流量制御弁と、前記
油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧
油を排出するブリードオフ回路に介挿される可変ブリー
ド弁と、この可変ブリード弁の開口量を制御する可変ブ
リード弁制御手段とを備える油圧掘削車両の油圧制御装
置において、前記可変ブリード弁制御手段は、前記油圧
ポンプの吐出圧に対する前記可変ブリード弁の開口量の
関係が記憶される開口関数記憶部を含み、この開口関数
の特性を、吐出圧が小さな領域では所定量のフラットな
直線で、中間領域では右肩下がりにすることを特徴とす
るものである。
【００１０】本発明によれば、起動時における作業機の
応答性を維持しながら飛び出し現象を抑えることができ
て、作業機の整定性を保証するとともに、通常作業時に
は主油圧回路のリリーフ圧を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明による油圧掘削車両
の油圧制御装置の具体的な実施の形態について、図面を
参照しつつ説明する。
【００１２】図１には、本発明の一実施例に係る油圧掘
削車両の油圧制御装置の油圧回路図が示されている。
【００１３】本実施例の油圧制御装置は油圧ショベルに
適用されたものであって、エンジン１と、このエンジン
１によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ２と、前
記油圧ポンプ２の吐出油が油路４を介して供給される複
数の流量制御弁（方向制御弁）５と、各流量制御弁５に
対応して配される圧力補償弁６および油圧アクチュエー
タ（油圧シリンダ）７を備えている。ここで、各油圧ア
クチュエータ７は、油圧ショベルのブーム、アーム、バ
ケット等の各作業機に対応して設けられており、この油
圧アクチュエータ７の伸縮作動によってそれら各作業機
が駆動される。なお、図１では１つの油圧アクチュエー
タ７の油圧回路のみが代表して示されている。
【００１４】前記流量制御弁５のスプールストローク位
置を制御する電気レバーで構成される操作レバー８が設
けられ、この操作レバー８が操作されるとパイロット圧
が流量制御弁５に流入されてその流量制御弁５が作動さ
れるようになっている。こうして、流量制御弁５は、ス
プールストローク位置に応じてその開口面積が変化さ
れ、これによって油圧ポンプ２から吐出される圧油の流
量が制御される。
【００１５】各油圧アクチュエータ７の駆動によって生
じる各負荷圧はシャトル弁９に導かれる。このシャトル
弁９は、これら負荷圧のうちで最も高い負荷圧（最高負
荷圧）ＰＬＳを検出し、この検出された最高負荷圧Ｐ
ＬＳを油路１０を介して後述の斜板角制御装置１１に作
用させるとともに、圧力補償弁６等に作用させる。
【００１６】前記油圧ポンプ２はロードセンシング制御
手段としての斜板角制御装置１１を備えている。この斜
板角制御装置１１は、油圧ポンプ２の吐出圧ＰＰと前記
最高負荷圧ＰＬＳとを比較し、吐出圧ＰＰが常に最高負
荷圧ＰＬＳよりも設定差圧ΔＰだけ大きくなるように油
圧ポンプ２の押しのけ容積を制御する。すなわち、吐出
圧ＰＰが最高負荷圧ＰＬＳよりも大きい場合には、油圧
ポンプ２の斜板の傾転角が小さくされて油圧ポンプ２の
押しのけ容積が絞られる。一方、吐出圧ＰＰが最高負荷
圧ＰＬＳよりも小さい場合には、油圧ポンプ２の斜板の
傾転角が大きくされて油圧ポンプ２の押しのけ容積が増
加される。
【００１７】前記油路１０には、油圧ポンプ２から油圧
アクチュエータ７に供給される圧油を油路１２を介して
排出するブリードオフ回路１３が接続されている。この
ブリードオフ回路１３には、排出される圧油の流量を調
整する可変ブリード弁（電磁比例弁）１４が設けられ、
この可変ブリード弁１４がコントローラ１５からの指令
信号によって制御されることでその開口量（開口面積）
が調整され、これによって油路１２を介して排出される
圧油の排出量が制御される。
【００１８】この可変ブリード弁１４の制御を実行する
ために、前記コントローラ１５には、内部信号として図
示されない圧力センサにて検知される油圧ポンプ２の吐
出圧ＰＰに関わるポンプ吐出圧信号のほか、ＰＰＣ弁吐
出圧信号，レバーストローク信号が入力されるととも
に、外部信号としてモニタ１６からのモード選択信号
（選択信号）が入力される。また、前記コントローラ１
５内の記憶装置（開口関数記憶部）には、図２のａ，
ｂ，ｃにてそれぞれ示されるように、油圧ポンプ２の吐
出圧に対する可変ブリード弁１４の開口量Ａの関係を規
定する複数のマップが記憶されており、コントローラ１
５にポンプ吐出圧信号が入力されると、これらマップか
らその吐出圧ＰＰに対応する可変ブリード弁１４の開口
量Ａが読み出されてその開口量Ａに対応する指令電流が
可変ブリード弁１４の電磁ソレノイドに出力されるよう
になっている。なお、図１中符号１７にて示されるのは
減圧弁である。
【００１９】このように構成されているので、作業形態
に応じてオペレータが予めモニタ１６にてモード選択を
行うと、その選択信号がコントローラ１５に入力され
て、コントローラ１５の開口関数記憶部に記憶されてい
る開口関数ａ，ｂ，ｃ，…のうちのいずれかの開口関数
が選択される。こうして、可変ブリード弁１４の開口面
積Ａは図２に示される関係に基づき現在のポンプ吐出圧
ＰＰに応じて変化される。
【００２０】ここで、この開口関数は、従来技術（特開
２０００−３５００５号公報）の図５に示されるよう
に、油圧ポンプ２の吐出圧ＰＰが大きくなるほど油路１
２を介して排出される圧油の流量が大きくなるような制
御特性、言い換えれば右肩上りの直線で表わされる制御
特性とするのが一般的考え方であるが、このようにした
場合には、油圧ショベルの機種によっては、リリーフ圧
の確保の観点から吐出圧ＰＰの大きい領域（ＰＰ＞
Ｐ２）でのフラットな直線部分をリリーフ時の可変ブリ
ード弁開口量（Ａ１ ）以上にすることができず、このた
めに吐出圧ＰＰの中間領域（Ｐ１＜ＰＰ≦Ｐ２）におい
て十分な整定性向上が図れないという問題点がある。こ
のために本実施例では、図２に示されるように、吐出圧
ＰＰが小さな領域（ＰＰ≦Ｐ１）ではフラットな直線と
し、中間領域（Ｐ１＜ＰＰ≦Ｐ２）では右肩下がりの直
線とする特性を選定した。このような特性とすること
で、リリーフ圧が確保できるとともに、整定性が必要と
される中間領域において十分な開口量Ａが確保できるよ
うになった。
【００２１】本実施例によれば、モニタ１６にてオペレ
ータが選択スイッチ等を操作することで、種々の作業形
態に適合する最適の開口関数が選択できることになるの
で、各作業形態毎の応答特性および整定特性を得ること
ができる。
【００２２】本実施例では、油圧ポンプ２の吐出圧ＰＰ
に応じて可変ブリード弁１４の開口量Ａを制御するもの
を説明したが、図３に示されるように、操作レバー８の
操作後の時間経過（もしくは油圧アクチュエータ作動後
の時間経過）ｔをタイマにてカウントし、この経過時間
に応じて可変ブリード弁１４の開口量Ａを減じるように
制御する実施例も可能である。こうすることで、作業機
速度の整定性が問題となる起動直後の圧油排出流量を大
きくすることができるので、整定性を向上させることが
できる。なお、この場合には操作レバー８として電気レ
バーを用いるのがより好ましい。
【００２３】さらに、他の実施例として、図４に示され
るように、流量制御弁５のスプールストロークＬ（もし
くは操作レバー８の操作量）をストロークセンサにて検
知し、このスプールストロークＬが大きくなるほど可変
ブリード弁１４の開口量Ａが小さくなるように制御する
実施例も可能である。なお、この場合にも操作レバー８
が電気レバーであれば、この電気レバーに設けられたポ
テンショメータにより操作量を電気信号として取出すこ
とができる。この他に、操作レバー８の操作速度変化に
応じて開口量Ａを制御するなど、いろいろな実施例が可
能である。
【００２４】また、前述の説明では、ポンプ吐出圧
ＰＰ、油圧アクチュエータ作動後の経過時間ｔ、スプー
ルストロークＬ等のうちのいずれかの信号に基づいて可
変ブリード弁１４の開口量Ａを制御するものについて説
明したが、これら各信号を複合的に用い、各信号にて求
められた開口量Ａのうち例えば小さい方の開口量Ａを選
択するというような複合制御としても良い。
【００２５】図１に示される油圧回路図では、操作レバ
ー８を電気レバーにて構成したものを説明したが、図５
に示されるように、流量制御弁５をパイロット用油圧ポ
ンプ３からの吐出油圧によって作動させるような実施例
も可能である。この図５に示される油圧回路において
は、パイロット用油圧ポンプ３の吐出管路が操作レバー
８における図示されないパイロット用制御弁に接続さ
れ、この操作レバー８が操作されるとパイロット用油圧
ポンプ３からのパイロット圧が流量制御弁５に流入され
てその流量制御弁５が作動されるように構成されてい
る。これ以外の部分については図１に示される油圧回路
と基本的に異なるところがない。
【００２６】前述の説明では、油圧ショベルに適用した
ものを説明したが、本発明は、油圧ショベル以外の建設
機械を初め、他の油圧駆動車輌に対しても適用できるの
は言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る油圧掘削車両
の油圧制御装置の油圧回路図である。
【図２】図２は、油圧ポンプの吐出圧に対する可変ブリ
ード弁の開口量の関係を示すグラフである。
【図３】図３は、油圧アクチュエータ作動後の時間経過
に対する可変ブリード弁の開口量の関係を示すグラフで
ある。
【図４】図４は、スプールストロークに対する可変ブリ
ード弁の開口量の関係を示すグラフである。
【図５】図５は、他の実施例に係る油圧掘削車両の油圧
制御装置の油圧回路図である。
【図６】図６は、起動時における作業機速度の立ち上が
りを説明するグラフである。
【符号の説明】 ２ 油圧ポンプ ５ 流量制御弁 ６ 圧力補償弁 ７ 油圧アクチュエータ ８ 操作レバー ９ シャトル弁 １１ 斜板角制御装置 １３ ブリードオフ回路 １４ 可変ブリード弁 １５ コントローラ（可変ブリード制御手段、開
口関数記憶部） １６ モニタ（選択手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 公一 大阪府枚方市上野３丁目１−１ 株式会社 小松製作所大阪工場内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB05 BA06 BB02 DA03 DA04 DB02 DB05 3H089 AA42 BB14 CC01 DA03 DB05 DB25 DB37 EE34 GG02 JJ02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可変容量型油圧ポンプと、この油圧ポン
    プより供給される圧油によって駆動される油圧アクチュ
    エータと、この油圧アクチュエータに供給される圧油の
    流量を操作量に応じた流量に制御する流量制御弁と、前
    記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される
    圧油を排出するブリードオフ回路に介挿される可変ブリ
    ード弁と、この可変ブリード弁の開口量を制御する可変
    ブリード弁制御手段とを備える油圧掘削車両の油圧制御
    装置において、 前記可変ブリード弁制御手段は、可変ブリード弁の開口
    量を規定する開口関数として複数の関数が記憶される開
    口関数記憶部を含み、選択手段から入力される選択信号
    に応じてそれら複数の関数のうちから所要の関数が選択
    できるようにされていることを特徴とする油圧掘削車両
    の油圧制御装置。
  2. 【請求項２】 前記開口関数記憶部には、前記油圧ポン
    プの吐出圧に対する前記可変ブリード弁の開口量の関係
    が記憶されている請求項１に記載の油圧掘削車両の油圧
    制御装置。
  3. 【請求項３】 前記開口関数記憶部には、前記油圧アク
    チュエータの作動後の経過時間に対する前記可変ブリー
    ド弁の開口量の関係が記憶されている請求項１に記載の
    油圧掘削車両の油圧制御装置。
  4. 【請求項４】 前記開口関数記憶部には、前記流量制御
    弁のスプールストロークに対する前記可変ブリード弁の
    開口量の関係が記憶されている請求項１に記載の油圧掘
    削車両の油圧制御装置。
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