JPH02108732A - 産業用車両の油圧回路 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、電気的に駆動制御される流量制御弁を備えた
産業用車両の油圧回路に関する。

Ｂ、従来の技術 第７図は、手動操作によって発生するパイロット油圧を
駆動源とした流量制御弁を備える油圧回路とエンジン制
御装置とから成る従来のシステムを示す。

可変容量形メインポンプ１は、エンジン２によって駆動
され、その吐出油は、パイロット式流量制御弁３を介し
てアクチュエータ４に導かれる。

パイロットポンプ５もエンジン２によって駆動され、パ
イロット弁６に１次圧力を供給する。パイロット弁６は
、その操作量に比例した２次圧力をパイロット式流量制
御弁３のパイロットポート３Ｌに供給する。また、メイ
ンポンプ１の傾転角は、コントローラ１１によって制御
されるレギュレータ７によって調節される。なお、パイ
ロット式流量制御弁３にはパイロットポート３Ｌと対を
成すパイロットポート３Ｒが有り、このパイロットポー
ト３Ｒにも手動式パイロット弁が接続されるが、第７図
においては図示を省略した。

一方、エンジン２のガバナ２ａはパルスモータ８によっ
て駆動され、エンジン２の実回転数をエンジン回転数セ
ンサ９で検出し、パルスモータ８の位置をポテンショメ
ータ９で検出する。そして、燃料レバー１０で指示した
エンジン目標回転数となるように、コントローラ１１か
らの信号によってパルスモータ８を制御してエンジン２
の実回転数が制御される。

このようなシステムにおいては次のような問題点があっ
た。

例えば油圧ショベルに第７図に示すシステムを使用する
場合、掘削→旋回→放土を繰り返す作業や、地ならしの
ための水平引き込み作業など、同一操作を繰り返し行な
うことが多く、オペレータはその都度１手動にてパイロ
ット弁６を操作して流量制御弁を操作しなくてはならな
い。

そこで第８図に示すようなプレイバック機能を持つ装置
を本出願人は先に提案している（特願昭６３−４５８９
４号）。第７図と同様の箇所には同一の符号を付して説
明する。

電気式操作レバー１２の操作量に応じた電気信号をコン
トローラ１１に入力すると、コントローラ１１は、操作
レバー１２の操作量に相応した弁駆動用電気信号を比例
電磁式流量制御弁１３に供給する。この流量制御弁１３
は印加される電気信号に応じたストローク量だけ切換わ
り、メインポンプ１の吐出油をアクチュエータ４に導く
。そして１選択スイッチ１４を記憶位置に切換えてコン
トローラ１１を記憶モードに設定し、電気式操作レバー
１２を操作して所定の作業１例えば掘削−旋回一放土を
行ない、作業手順を記憶する０次に、選択スイッチ１４
を再生位置に切換えてコントローラ１１を再生モードに
設定し、作業開始を指令すると、電気式操作レバー１２
を操作することなく、記憶された作業手順に沿って作業
が実行される。これにより、オペレータは単調な繰り返
し作業の操作から解放される。

なお、第８図のように比例ｆ！磁磁流流量制御弁３を用
いることにより、第７図の有する次のような欠点も解消
できる。

すなわち、第７図のような油圧システムでは。

負荷が大きくなるとメインポンプ１の傾転角が小さくな
り、パイロット弁６の操作量が一定であればアクチュエ
ータ速度が遅くなり、操作フィーリングが悪い、そこで
、コントローラ１１からの指令により負荷の大きさに応
じて流量制御弁３の開口面積を大きくシ、傾転角が小さ
くなった分だけアクチュエータ４への流量を補充するこ
とにより速度の低減を抑制できる。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 しかしながら、この第８図の油圧システムでは、プレイ
バック操作中などに比例電磁式流量制御弁３が故障する
と、アクチュエータの制御が困難となり所望の動作が行
われない。

本発明の技術的課題は、コントローラからの電気信号に
基づいて油圧アクチュエータを駆動する制御弁が故障し
たときにも油圧アクチュエータを適切に駆動制御し、ま
たは停止できる油圧回路を得ることに有り、その目的は
、産業車両用油圧回路の信頼性を高めることにある。

０１課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図により説明すると、本発明に係る
産業用車両の油圧回路は、少なくとも１つの油圧ポンプ
を含む油圧源１，５と、パイロットポート３Ｌに入力す
るパイロット油圧によって油圧源１の吐出油の流量およ
び方向を調節すべく切換わるパイロット式流量制御弁３
と、このパイロット式流量制御弁３を通過する圧油で駆
動される油圧アクチュエータ４と１手動操作に応じて油
圧源５からの吐出油の圧力を制御してパイロット式流量
制御弁３のパイロットポート３Ｌに導く手動式パイロッ
ト弁６と、印加される電気信号に応じて油圧源５からの
吐出油の圧力を制御してパイロット式流量制御弁３のパ
イロットポート３Ｌへ導く比例電磁式パイロット弁２１
と、比例電磁式パイロット弁２１を駆動するための電気
信号を発生するコントローラ１１とを具備することによ
り、上述の技術的課題を解決する０手動式パイロット弁
６と比例電磁式パイロット弁２１とはパイロットポート
３Ｌに対して並列あるいは直列に接続される。

Ｅ１作用 比例電磁式パイロット弁゛２１が故障したり、その配線
系統が断線したり、配線系統にノイズが重畳したり、あ
るいはコントローラ１１が故障することにより、パイロ
ット式流量制御弁３が誤動作したときに１手動式パイロ
ット弁６によりパイロット式流量制御弁３を正常に駆動
制御したり、あるいはパイロット式流量制御弁３を中立
位置に切換えて油圧アクチュエータ４を停止できる。し
たがって、この種の油圧システムの信頼性が向上する。

なお、本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
１本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ、実施例 一第１の実施例− 第１図および第２図に基づいて、プレイバック機能を備
えた油圧ショベルの油圧システムに本発明を適用した第
１の実施例を説明する。なお、第７図と同様な箇所には
同一の符号を付して説明する。

パイロット式流量制御弁３のパイロットポート３Ｌとパ
イロットポンプ５との間には、上述の手動式パイロット
弁６と比例電磁式パイロット弁２１とが並列に接続され
ている。比例電磁式パイロット弁２１は、後述するよう
に、コントローラ１１から供給される弁駆動用電気信号
に相応してその操作量が制御され、１次圧力を弁駆動用
電気信号に応じて減圧する。すなわち、手動式パイロッ
ト弁６と同様、操作量に比例した２次圧力を出力する。

圧力センサ２２は、パイロットポート３Ｌへのパイロッ
ト圧力を検出し、その検出信号をコントローラ１１に入
力する。選択スイッチ１４は上述したとおり、記憶位置
と、中立位置と、再生位置とに切換えられ、記憶位置で
所定の作業手順を記憶し、再生位置において、記憶した
作業手順を再生すべく比例電磁式パイロット弁２１に弁
駆動用電気信号を印加する。なお、パイロット式流量制
御弁３にはパイロットポート３Ｌと対を成すパイロット
ポート３Ｒが有り、このパイロットポート３Ｒにも手動
式パイロット弁６および比例電磁式パイロット弁２１が
並列接続されるが、第１図においては図示を省略した。

以上のように構成された実施例の動作を説明する。

一異常動作発生時一 例えば比例電磁式パイロット弁２１が故障してアクチュ
エータ４が異常動作を起こしたような場合、オペレータ
が手動式パイロット弁６を手動操作してアクチュエータ
４を制御することができる。

すなわち、手動式パイロット弁６の２次圧力が比例電磁
式パイロット弁２１の２次圧力よりも高くなるように手
動式パイロット弁６を制御すれば。

パイロット式流量制御弁３は高圧側の圧力に支配されて
切換わるから、アクチュエータ４を適切に制御できる。

一記憶モードー 作業手順を記憶する際には、選択スイッチ１４を記憶位
置に切換えてコントローラ１１を記憶モードに設定し、
手動式パイロット弁６で所定の作業、例えば、１１１削
→旋回→放土を行う、このとき。

手動式パイロット弁６の２次圧力が圧力センサ２２で検
出され、相応する電気信号がコントローラ１１に入力さ
れる。コントローラ１１は、この電気信号の時間変化を
記憶して所定の作業動作を記憶する。

−再生モード− 選択スイッチ１４を再生位置に切換えてコントローラ１
１を再生モードに設定する。この再生モードでは、記憶
されたパイロット圧力の時間変化を読み出しパイロット
圧力に相当する弁駆動用電気信号Ｖを所定時間だけ再生
しく第２図（ｂ））、この再生信号Ｖを比例電磁式パイ
ロット弁２１に出力する。これにより、手動式パイロッ
ト弁６を操作することなく、記憶した作業手順、つまり
掘削→旋回→放土が行われる。

第２図（ａ）は、これら記憶モードおよび再生モードに
おいてコントローラ１１が実行するフローチャートを示
す。

なお、選択スイッチ１４をオン・オフスイッチとして、
オン時は負荷に応じて流量制御弁３の開口面積を制御す
るモードとし、第３図（ａ）のフローチャートによって
開口面積を制御するような油圧システムにも本発明を適
用できる。

すなわち、選択スイッチ１４がオンしていると、ステッ
プＳ１３において、メインポンプ１の傾転角ｑが小さい
ほど大きくなる弁駆動用電気信号Ｖ（第３図（ｂ））を
比例電磁式パイロット弁２１に印加し、これにより、負
荷によってメインポンプｌの吐出流量が減少した分だけ
流量制御弁３の開口面積を大きくしてアクチュエータ４
の速度低減を抑制する。このような油圧システムにおい
ても、比例電磁式パイロット弁２１が故障したときなど
に手動式パイロット弁６を操作して流量制御弁３を適切
に制御できる。

一第２の実施例− 例えば油圧ショベルでは、微操作や急操作が要求される
種々の形態の作業があり、流量制御弁３のメータリング
特性もそれらの作業に合せて調整することが要求される
が、流量制御弁３のメータリング特性を調整することは
できなかった。このため、メインポンプ１の傾転角をコ
ントローラによって制御する方式が知られているが、流
量制御弁３のメータリング特性を調整するものではなく
。

作業形態に最適なメータリング特性を得ることはできな
い、そこで、この第２の実施例は１手動式パイロット弁
６の操作量に対するパイロット圧力の変化特性を作業形
態に応じて種々選択可能とし、疑似的にパイロット式流
量制御弁３のメータリング特性を調節して操作性の向上
を図ったものである。

第４図および第５図に基づいて第２の実施例を説明する
。なお、第７図と同様な箇所には同一の符号を付して説
明する。

この実施例は、パイロットポンプ５とパイロット式流量
制御弁３のパイロットポート３Ｌどの間に、手動式パイ
ロット弁６と比例電磁式パイロット弁２１とを直列に接
続すると共に、モードスイッチ３１により、急操作モー
ドＩ、微操作モード■、微操作モード■を選択可能とし
、パイロット圧力Ｐと比例電磁式パイロット弁２１への
印加電圧Ｖとの特性を各モードに応じて第５図（ａ）の
ように設定するものである。なお、この第２の実施例に
おいても選択スイッチ１４の操作により上述のプレイバ
ック機能が実行される。

モードスイッチ３１により急操作モードＩを設定すると
、コントローラ１１は最大印加電圧Ｖｍａｘを比例電磁
式パイロット弁２１に供給する。

これにより、比例電磁式パイロット弁２１は１次圧力を
そのまま２次圧力として出力し、第５図（ｂ）の特性Ｉ
に示すように１手動式パイロット弁６の操作量に応じた
２次圧力がパイロットポート３Ｌに導かれる。そのため
、手動式パイロット弁６を急操作すればアクチュエータ
４を急激に動作できる。

また、モードスイッチ３１により微操作モード！■を設
定すると、コントローラ１１は最小印加電圧Ｖ　ｗｉｎ
を比例電磁式パイロット弁２１に供給する。これにより
、第５図（ｂ）の特性Ｈに示すように、手動式パイロッ
ト弁６の操作量に応じた２次圧力が更に比例電磁式パイ
ロット弁２１の減圧特性に従って減圧され、パイロット
ポート３Ｌに導かれる。この結果、手動式パイロット弁
６を急操作してもその操作量に対するパイロット圧力変
化は急操作モード■に比べて微小であり、微操作が可能
となる。

さらに、モードスイッチ３１により微操作モード■を設
定すると、第５図（ｃ）の特性■に示すとおり、コント
ローラ１１は圧力センサ２２で検出されたパイロット圧
力に応じた印加電圧Ｖｐを比例電磁式パイロット弁２１
に供給する。これにより、第５図（ｂ）の特性■に示す
ように１手動式パイロット弁６の操作量と、比例電磁式
パイロット弁２１のパイロット圧力に依存して変化する
減圧特性とに応じて得られるパイロット圧力Ｐがパイロ
ットポート３Ｌに導かれる。この結果、手動式パイロッ
ト弁６の操作量が少ないときには、それを急操作しても
、その操作量に対するパイロット圧力変化は手動式パイ
ロット弁６単独の場合に比べて小さく、微操作が可能と
なる。

なお、第５図（ｃ）に以上の動作を実行するためのフロ
ーチャー１・を示す。

以上の構成の油圧システムにおいても、万一比例電磁式
パイロット弁２１が故障しても手動式パイロット弁６の
操作によりパイロット式流量制御弁３を制御できるから
、信頼性の高いシステムを提供できる。

また、第４図の油圧システムにおいて、第６図に示すよ
うに、手動式パイロット弁６と比例電磁式パイロット弁
２１の位置関係を逆転しても全く同様な効果が得られる
。

以上では、油圧シミベルについて本発明を説明したが、
油圧ショベル以外の建設機械や産業用車両にも本発明を
適用できる。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、油圧アクチュエータと油圧源との間に
配置された油圧パイロット式流量制御弁を比例電磁式パ
イロット弁から出力されるパイロット油圧または手動式
パイロット弁から出力されるパイロット油圧で制御可能
としたので、電気信号で駆動される比例電磁式パイロッ
ト弁が故障したり、給電線や信号線が断線あるいは短絡
してパイロット式流量制御弁が異常動作をしたときに、
手動式パイロット弁からのパイロット油圧で油圧アクチ
ュエータを正常に動作させたり、油圧アクチュエータを
停止できるので、この種の油圧システムの信頼性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は第１の実施例を説明するもので、
第１図が全体構成を示すブロック図、第２図（ａ）が各
種のモードを実行するためのフローチャート、第２図（
ｂ）が印加する電気信号の再生波形を示す図である。 第３図は第１の実施例の変形例を示し、（ａ）がフロー
チャート、（ｂ）が傾転角と印加電気信号のグラフであ
る。 第４図および第５図は第２の実施例を説明するもので、
第４図は第１図に相当するブロック図、第５図（ａ）は
パイロット圧力に対する印加電気信号のグラフ、（ｂ）
は手動式パイロット弁の操作量とパイロット圧力を示す
グラフ、（ｃ）はフローチャートである。 第６図は第２の実施例の変形例を示すブロック図である
。 第７図および第８図は従来例を示す油圧回路図である。 Ｌ ：メインポンプ　　２：エンジン ：パイロット式流量制御弁 ：パイロットボート ：油圧アクチュエータ ：パイロットポンプ ２手動式パイロット弁 ：ポンプレギュレータ ：コントローラ　　１４：選択スイッチ：比例電磁式パ
イロット弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも１つの油圧ポンプを含む油圧源と、 パイロットポートに入力するパイロット油圧によって前
   記油圧源の吐出油の流量および方向を調節すべく切換わ
   るパイロット式流量制御弁と、このパイロット式流量制
   御弁を通過する圧油で駆動される油圧アクチュエータと
   、 手動操作に応じて前記油圧源からの吐出油の圧力を制御
   して前記パイロット式流量制御弁のパイロットポートへ
   導く手動式パイロット弁と、印加される電気信号に応じ
   て前記油圧源からの吐出油の圧力を制御して前記パイロ
   ット式流量制御弁のパイロットポートへ導く比例電磁式
   パイロット弁と、 前記電気信号を発生するコントローラとを具備すること
   を特徴とする産業用車両の油圧回路。 ２）請求項１に記載の油圧回路において、前記手動式パ
   イロット弁と比例電磁式パイロット弁とが前記パイロッ
   トポートに対して並列に配置されていることを特徴とす
   る産業用車両の油圧回路。 ３）請求項１に記載の油圧回路において、前記手動式パ
   イロット弁と比例電磁式パイロット弁とが前記パイロッ
   トポートに対して直列に配置されていることを特徴とす
   る産業用車両の油圧回路。