JPH02256902A - 土木・建設機械の油圧駆動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ショベル等の土木・建設機械に備えられ
、主油圧ポンプの圧油を複数の分流補償弁を介して対応
する複数のアクチュエータのそれぞれに分流して供給し
、これらのアクチュエータを複合駆動して所望の複合操
作をおこなうことができる油圧駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

第１１図は、この種の従来の油圧駆動装置の一例として
挙げた油圧ショベルの油圧駆動装置を示す回路図である
。

この第１１図に示す油圧駆動装置は、原動機１と、この
原動機１によって駆動する可変容量油圧ポンプすなわち
主油圧ポンプ２と、この主油圧ポンプ２から吐出される
圧油によって駆動し、図示しないブームを回転させるブ
ームシリンダ３、及び図示しないパケットを回動させる
パケットシリンダ４を含むアクチュエータとを備えてい
る。

また、主油圧ポンプ２からブームシリンダ３に供給され
る圧油の流れを制御する流量制御弁、すなわちブーム用
方向制御弁５と、このブーム用方向制御弁５の前後差圧
を制御する分流補償弁６と、主油圧ポンプ２からパケッ
トシリンダ４に供給される圧油の流れを制御する流量制
御弁、すなわちパケット用方向制御弁７と、このパケッ
ト用方向制御弁７の前後差圧を制御する分流補償弁８と
を備えている。

分流補償弁６の一方の駆動部６ａには、この分流補償弁
６の上流側の圧力と負荷圧とによる制御力Ｆａ、が当該
分流補償弁６が開くように与えられ、他方の駆動部６ｂ
には、この分流補償弁６の下流側の圧力とシャトル弁９
．１０を介して導かれる回路の最大負荷圧とによる制御
力Ｆａ、が、当該分流補償弁６が閉じるように与えられ
、同様に分流補償弁８の一方の駆動部８ａには、この分
流補１Ｍ弁８の上流側の圧力と負荷圧とによる制御力Ｆ
ｂ、が、当該分流補償弁８が開くように与えられ、他方
の駆動部８ｂには、この分流補償弁８の下流側の圧力と
回路の最大負荷圧とによる制御力Ｆｂｚが当該分流補償
弁８が閉じるように与えられる。なお、主油圧ポンプ２
の押しのけ容積は、主油圧ポンプ２のポンプ圧Ｐｓと回
路の最大負荷圧Ｐａｍａｘとの差圧の大きさに応じて切
換えられる流Ｎ調整弁１１によって駆動する制御用アク
チュエータ１２によって制御される。また、主油圧ポン
プ２から吐出される圧油の最大圧力、すなわちリリーフ
圧は主リリーフ弁１３によって規定されている。

そして、例えば駆動圧の大きさの異なるブームシリンダ
３とパケットシリンダ４の複合駆動に際して、ブーム用
方向制御弁５の上流側の圧力をＰｚ、、下流側の圧力を
ＰＬＩ＋　パケット用方向制御弁７の上流側の圧力をＰ
ｚ２．下流側の圧力をＰｔｚ＋　ポンプ圧をＰｓ、回路
の最大負荷圧をＰａｍａｘ＋ポンプ圧Ｐｓと最大負荷圧
Ｐ　ａｍａＸの差圧、すなわちロードセンシング差圧を
ΔＰＬＳｒ分流補償弁６の圧力ＰＣＩが作用する駆動部
の受圧面積をａｌ、１圧力Ｐｚ、が作用する駆動部の受
圧面積をａＺ、。

ポンプ圧Ｐｓが作用する駆動部の受圧面積をａｓ最大負
荷圧Ｐ　ａｍａｘが作用する駆動部の受圧面積をａｍｌ
、分流補償弁８の圧力Ｐ、、２が作用する駆動部の受圧
面積をａ、２．圧力Ｐｚｚが作用する駆動部の受圧面積
をａＺｚ、ポンプ圧Ｐｓが作用する駆動部の受圧面積を
ａｓｈ、最大負荷圧Ｐ　ａｍａｘが作用する駆動部の受
圧面積をａｍ２とし、便宜的に、 ａ（、Ｉ＝ａ　ＺＩ＝ａＬ＋＝ａ　Ｚｚ＝ａ　Ｓｌ　＝
ａｍ１＝ａ　ＳＺ　＝ａｍｚとすると、分流補償弁６の
駆動部に作用する力のつり合いから、 ＰＬＩ−ａｔ＋＋Ｐｓ　−ａ　Ｓ＋ ＝Ｐｚ　　ゝａ　ｚ、　　＋Ｐａｍａｘ−ａｍｌ　　　
　　（Ｄここで、ａ１４＝ａ　５Ｉ＝ａ　ＺＩ＝ａｆｆ
ｌ＋　であり、ポンプ圧Ｐｓと最大負荷圧Ｐ　ａｍａｘ
との差圧を八ＰＬＳとしたことから、ブーム用方向制御
弁５の前後差圧ＰＺ＋　　　ＰＬＩは、 Ｐ　ｚ　、　　−ＰＬ、＝　Ｐ　ｓ　−Ｐａｍａｘ＝Δ
ＰＬＳ　　　（２）となる。

同様に、分流補償弁８の駆動部に作用する力のつり合い
から ＰＬＩ−ａＬＺ＋　Ｐ　Ｓ−ａ　５ｚ ＝Ｐ　２２　１ａ　Ｚ２　＋Ｐａｍａｘ・ａｍＺ　　　
　（３）ここで、ａＬｚ＝ａ　Ｓｚ　＝ａ　Ｚｚ　＝ａ
ｍｚであることから、パケット用方向制御弁７の前後差
圧ＰｚｚＰＬ２は、 Ｐ　Ｚ　２　−　ＰＬ２＝　Ｐ　ｓ　−Ｐａｍａｘ＝Δ
ＰＬ！　　　（４）となる。

上記（２）、　（４）式から分かるように、分流補償弁
６゜８の作用によりブームシリンダ３．パケットシリン
ダ４のそれぞれの負荷圧が個々に変化しても、その負荷
圧の変化の影響が互いに他のアクチュエータに及ぼされ
ず、これによりブーム用方向制御弁５の前後差圧と、パ
ケット用方向制御弁７の前後差圧とが同じΔＰＬＳの値
に保持される。したがって、主油圧ポンプ２から吐出さ
れる圧油のブームシリンダ３．パケットシリンダ４に対
する分流比が一定に保たれ、主油圧ポンプ２の圧油をブ
ームシリンダ３．パケットシリンダ４のそれぞれに、ブ
ーム用方向制御弁５．パケット用方向制御弁７のそれぞ
れの操作量に応じた流量供給でき、ブーム、パケットの
複合操作による作業、例えば土砂の掘削作業をおこなう
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のように構成される従来の油圧駆動装置
は、流最制御弁の前後差圧を制御する系がフィードバッ
ク系を形成することがら分流補償弁に作ｍする外乱によ
ってこの分流補償弁がハンチングしやすい。例えばブー
ム用方向制御弁５を操作してブームシリンダ３を駆動さ
せているときに、分流補償弁６に外乱が加わり、そのつ
り合い位置から微少量閉じる方向にこの分流補償弁６が
動くものとする。この場合、主油圧ポンプ２の応答速度
はそれほど速くないことから、主油圧ポンプ２の吐出流
量は瞬間的には変化しない。したがって、上述のように
分流補償弁６が微少楢閉じるとポンプ圧Ｐｓが上昇し、
分流補償弁６の駆動部６ａに開き方向に作動させる力が
作用し、この分流補償弁６は開き方向に作動する。そし
て、この分流補償弁６の開き方向の作動によるブーム用
方向制御弁５の前後差圧の変化量が上述の外乱によって
生じた微少量より大きいと、力のつり合い点を行きすぎ
、この分流補償弁６は開き過ぎの状態となり今度は閉じ
ようとする。このような動作がくり返えされることによ
り分流補償弁６は発振、すなわちハンチングを生じる。

このハンチングにより制御精度が劣化する懸念がある。

以上のことから、この第１１図に示す従来の油圧駆動装
置にあっては、あらかじめ分流補償弁の外乱によるハン
チングを生じなくさせ制御精度の向上を図るために、多
大な時間と労力を要して配管設計等をおこなわなければ
ならず、製作工数が嵩みやすい。

また、上述のようにして製作したものであっても、例え
ばパケットの代わりに重量の異なる他のアタッチメント
を取り付けたような場合には振動系の固有振動数が変わ
ることによりハンチングを生じ制御精度が低下する懸念
がある。

なお、本願の前提とする分流補償弁は備えていないもの
のポンプの吐出流量を複数のアクチュエータに分配、供
給しうるちのとして、特開昭６２−７５１０７号公報に
電子制御する油圧駆動装置が提案されている。これは、
各アクチュエータの要求流量の合計値がポンプの可能吐
出流量より大きくなろうとするときにはコントローラか
らアクチュエータの駆動を制御する流量制御弁、すなわ
ち電磁弁に操作信号を出力し、各アクチュエータの要求
流量を比例的に減じ、ポンプの可能吐出流量に見合った
ものとして、当該ポンプの流量を分配しアクチュエータ
の複合駆動をおこなわせようとするものである。このよ
うな従来の油圧駆動装置にあっては、上記の電磁弁の前
後差圧をフィードバックして当該電磁弁の駆動を制御す
るものでないので、第１１図に示す従来技術におけるよ
うに外乱に対してハンチングを生じる事態を招くことが
ないが、その一方、流量制御弁の制御方式が電子制御式
に限られ、手動式流量制御弁、パイロット式流量制御弁
を設けることができず、回路設計上限定され、すなわち
設計上の自由度の点で問題がある。

本発明は上記した従来技術における実情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、外乱に対する分流補償弁のハン
チングを生じることがなく、しかもアクチュエータの駆
動を制御する流量制御弁としてパイロット式流量制御弁
や手動式流量制御弁を設けることができる土木・建設機
械の油圧駆動装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は、原動機と、この
原動機によって駆動される主油圧ポンプと、この主油圧
ポンプから供給される圧油によって駆動する複数のアク
チュエータと、これらのアクチュエータに供給される圧
油の流れを制御する流量制御弁と、これらの流量制御弁
の前後差圧をそれぞれ制御する分流補償弁とを備え、主
油圧ポンプの圧油を分流補償弁、流量制御弁のそれぞれ
を介してアクチュエータのそれぞれに供給し、これらの
アクチュエータの複合駆動が可能な土木・建設機械の油
圧駆動装置において、流量制御弁の要求流量が主油圧ポ
ンプの最大可能吐出流量よりも小さいときに分流補償弁
の駆動部に所定の制御力を供給し、大きいときに分流補
償弁が閉じる方向に作動するように分流補償弁の駆動部
、に別の制御力を付加する制御圧力発生手段を備えた構
成にしである。

〔作用〕

本発明は上記のように構成しであることから、流量制御
弁の前後差圧は基本的に制御圧力発生手段に依存し、す
なわち制御圧力発生手段により、流量制御弁の要求流量
が主油圧ポンプの最大可能吐出流量よりも小さいときは
所定の制御力が分流補償弁の駆動部に与えられ、主油圧
ポンプから吐出される流量が分流補償弁、流量制御弁を
介して該当するアクチュエータに供給され、これらのア
クチュエータの複合駆動を実現させることができ、また
流量制御弁の要求流量が主油圧ポンプの最大可能吐出流
量よりも大きいときには上記所定の制御力とは異なる別
の制御力が分流補償弁の駆動部に該分流補償弁が閉じる
方向に作動するように強制的に与えられ、これにより流
量制御弁の前後差圧が小さ（なって当該流量制御弁をｉ
Ｉ遇する流量が減じられ、主油圧ポンプの最大可能吐出
流量を越えない範囲のアクチュエータの複合駆動を実現
させることができる。したがって、外乱により分流補償
弁が作動するかどうかということには関係なく流量制御
弁を制御でき、すなわち流量制御弁の前後差圧を制御す
る系がフィードバック系を構成しないので外乱によろ分
流補償弁のハンチングを防止でき、また流量制御弁の操
作方式に何らの制約を受けることがなく、したがってパ
イロット式流量制御弁２手動式流量制御弁を設けること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置を図に基
づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回１％図で、この実施
例も例えば油圧ショベルの油圧駆動装置を示している。

この第１図に示す油圧駆動装置も、例えば前述した第１
１図に示すものと同等の原動機ｌと、可変容量油圧ポン
プからなる主油圧ポンプ２と、アクチュエータであるブ
ームシリンダ３□パケツトシリンダ４と、ブームシリン
ダ３の駆動を制御するパイロット式流量制御弁すなわち
ブーム用方向制御弁５と、パケットシリンダ４の駆動を
制御するパイロット式流量制御弁すなわちパケット用方
向制御弁７と、ブーム用方向制御弁５の前後差圧を制御
する分流補償弁６と、パケット用方向制御弁７の前後差
圧を制御する分流補償弁８を備えている。なお、２０．
２１はそれぞれブム用方向制御弁５．パケット用方向制
御弁７を駆動させるパイロット圧を発生させるパイロッ
ト操作弁で、それぞれのパイロット管路２２．２３及び
２４．２５はブーム用方向制御弁５の駆動部、及びバケ
ツ１〜用方向制御弁７の駆動部にそれぞれ連絡されてい
る。また、２６は主油圧ポンプ２の流量を制御する流量
側１１１１手段で、例えば主油圧ポンプ２の押しのけ容
積を制御する制御用アクチュエータと、ポンプ圧と回路
の最大負荷圧との差圧に応じて作動し、この制御用アク
チュエータの駆動を制御する流量調整弁からなっている
。

そして、この実施例は、流量制御弁すなわちブーム用方
向制御弁５．パケット用方向制御弁７の要求流量が主油
圧ポンプ２の最大可能吐出流量よりも小さいときに分流
補償弁６．８の駆動部６ｂ。

８ｂに所定の制御力を供給し、大きいときに該分流補償
弁６．８が閉じる方向に作動するように該分流補償弁６
，８の駆動部６ｂ、８ｂに別の制御力を付加する制御圧
力発生手段２７を備えている。

この制御圧力発生手段２７は、流量制御弁の要求流量す
なわちブーム用方向制御弁５の要求流量とへケ・ント用
方向制御弁７の要求流量の合計値を求める第１の手段と
、主油圧ポンプ２の最大可能吐出流量を求める第２の手
段と、第１の手段で求めた合計値と第２の手段で求めた
最大可能吐出流量との大小を比較する比較手段とを含む
とともに、比較手段の比較結果に応じて分流補償弁６，
８の駆動部６ｂ、８ｂに、これらの分流補償弁６，８を
駆動する制御圧力を発生させる制御′ｌＩｌ圧力発生手
段３７を含んでいる。

また、この実施例は、パイロット操作弁２０によって発
生するパイロット圧力の大きさを検出するパイロット圧
センサ２８と、パイロット操作弁２１によって発生する
パイロット圧力の大きさを検出するパイロット圧センサ
２９と、主油圧ポンプ２の吐出圧力の大きさを検出する
ポンプ圧センサ３０と、原動機１の回転数、例えば目標
回転数の大きさを検出する回転数検出センサ３１と、こ
れらのパイロット圧センサ２８．２９から出力されるパ
イロット圧力信号Ｐｉ、ポンプ圧センサ３０から出力さ
れるポンプ圧信号ｐｐ、回転数検出センサ３１から出力
される目標回転数信号Ｎに応じた演算処理をおこなって
制御力信号を出力し、入力部３２．記憶部３３．演算部
３４．出力部３５を有するコントローラ３６を備えてい
る。

上述した制御ノＪ付加手段２７を構成する第１の手段は
、上記パイロット圧センサ２８，２９と、コントローラ
３６の記憶部３３及び演算部３４とによって構成されて
おり、上述した第２の手段は、ポンプ圧検出センサ３０
と、回転数検出センサ３１と、上記のコントローラ３６
の記憶部３３及び演算部３４とによって構成されており
、上述した比較手段はコントローラ３６の演算部３４に
含まれている。また、上述した制御圧力発生手段３７は
、分流補償弁６．８の駆動部６ｂ、８ｂのそれぞれに連
絡される電磁弁３８と、この電磁弁３８に連絡されるパ
イロット油圧ｒＡ３９とからなっている。

また、上述したコントローラ３６の記憶部３３には、主
油圧ポンプ２の吐出圧力と主油圧ポンプ２の押しのけ容
積との関数関係を記憶させであるとともに、第２図に示
すようにパイロット操作弁２０．２１によって発生する
パイロット圧力Ｐｉとブーム用方向制御弁５．パケット
用方向制御弁７の要求流量ｇｉとの関数関係、及び第３
図に示すようにブーム用方向制御弁５．パケット用方向
制御弁７の前後差圧に対応して設定される設定差圧ΔＰ
と、電磁弁３８を駆動させる制御力Ｆとの関数関係を記
憶させである。なお、上述の第２図に示すＰ、、Ｐ２は
それぞれパイロット操作弁２０゜２１によって発生する
パイロット圧力を示し、！＃。

多２はパイロット操作弁２０．２１で操作されるブーム
用方向制御弁５．パケット用方向制御弁７のそれぞれの
要求流量を示している。また第３図のｆは分流補償弁６
，８の駆動部６ａ、８ａを付勢するばね６ｃ、８ｃの力
を示している。また、ΔＰＭ、ΔＰ、は後述の目標差圧
、制御差圧を示し、Ｆ、は制御差圧ΔＰ７に対応する制
御力を示している。

また、上述したコントローラ３６の演算部３４は、パイ
ロット圧検出センサ２Ｂ、２９から出力されるパイロッ
ト圧力信号Ｐｉと第２図に示す関数関係に基づいて流量
制御弁の要求流量を求める演算と、ポンプ圧検出センサ
３０から出力されるポンプ圧信号ｐｐと、回転数検出セ
ンサ３１から出力される目標回転数信号Ｎと、主油圧ポ
ンプ２の吐出圧力と主油圧ポンプ２の押しのけ容積との
関数関係とに基づいて、主油圧ポンプ２の最大可能吐出
流量を求める演算とをおこなうとともに、ブーム用方向
制御弁５．パケット用方向制御弁７の要求流量が主油圧
ポンプ２の最大可能吐出流量よりも小さいときに、回路
上望ましい所定の目標差圧ΔＰＸをこれらのブーム用方
向制御弁５．パケット用方向制御弁７の前後差圧に相応
する設定差圧ΔＰとして設定する第１の設定手段と、ブ
ーム用方向制御弁５．パケット用方向制御弁７の要求流
量が主油圧ポンプ２の最大可能吐出流量よりも大きいと
きに、上述の目標差圧ΔＰｘよりも小さい制御差圧ΔＰ
、をブーム用方向制御弁５．パケット用方向制御弁７の
前後差圧に相応する設定差圧ΔＰとして設定する第２の
設定手段を含み、これらの第１の設定手段、第２の設定
手段で設定された設定差圧ΔＰに応じた制御力Ｆを求め
る演算をおこなう。

このように構成した実施例における動作は以下のとおり
である。

今仮に、土砂の掘削等のためにブームとバケットの複合
Ｉ又作が意図され、原す１機１の稼動により主油圧ポン
プ２が駆動し、パイロット操作弁２０゜２１のそれぞれ
が操作され、ブーム用方向制御弁５、パケット周方゛向
制御弁７がそれぞれいずれかの位置に切換えられたもの
とする。このとき、コントローラ３６において第４図に
示す手１ｆｈ’ｊに従って演算処理がおこなわれる。

すなわち、まず手順Ｓ１に示すように、コントローラ３
６の入力部３２を介して演算部３４に、パイロット圧セ
ンサ２Ｂ、２９から出力されるパイロット圧力信号Ｐｉ
と、ポンプ圧センサ３０から出力されるポンプ圧信号ｐ
ｐと、回転数検出センサ３１から出力される目標回転数
信号Ｎが読み込まれる。次いで手順Ｓ２に移り、パイロ
ット圧力信号Ｐｉに基づいて各方向制御弁５．７の要求
流量を求める演算がおこなわれる。このとき、演算部３
４に記憶部３３に記憶されている第２図に示す関数関係
が読み出され、パイ四ツｌ−操作弁２０のパイロット圧
力Ｐ　ｉ　＝Ｐ、からブーム用方向制御弁５の要求流量
が＊ｒ＝ｔ、とじて求められ、パイロット操作弁２１の
パイロット圧力Ｐｉ＝Ｐ２からパケット用方向制御弁弁
７の要求流量が一１＝シ２と求められる。次いで手順Ｓ
３に移り、方向制御弁５，７の要求流量の合計値Ｑｖを
求める演算、すなわち、 Ｑｖ＝多り＋＃　２　　　　　　　　　（５）がおこな
われる。

次いで手順Ｓ４に移りポンプ最大可能吐出流量Ｑｐを求
める演算がおこなわれる。このとき、ポンプ圧センサ３
０から出力されるポンプ圧信号Ｐｐと、記憶部３３に記
憶される公知の関数関係、すなわち主油圧ポンプ２の吐
出圧力と主油圧ポンプ２の押しのけ容積との関数関係か
ら、主油圧ポンプ２の押しのけ容積はｌ　（Ｐｐ）と演
算され、さらに回転数検出センサ３１から出力される目
標回転数信号Ｎと上記の押しのけ容積＃　（Ｐｐ）から
、最大可能吐出流量Ｑｐは、 Ｑｐ＝Ｎ−多（Ｐ　ｐ　）　　　　　　　（６）と求め
られる。

次いで手１１ｉ　Ｓ　５に移り、手１＋ｌｌ′ｉｓ３で
求めた方向制御弁要求流量の合計値Ｑｖとポンプ最大可
能吐出流量Ｑｐとの大小が演算部３４に含まれる比較手
段で比較される。この比較の結果、要求流量の合計値Ｑ
Ｖがポンプ最大可能吐出流量Ｑｐよりも小さいと判別さ
れたときは手＋１ＬＩＴｓ６に移る。手順Ｓ６では、こ
の演算部３４に含まれる第１の設定手段による設定、す
なわち第３図の関数関係にある目標差圧ΔＰＸを設定差
圧へＰとする処理がおこなわれる。次いで手１１ｑ　Ｓ
　７に移る。この手順Ｓ７では第３図に示す関数関係か
ら設定差圧ΔＰに応じた制御力Ｆを求める演算がおこな
われる。この場合、第３図の関数関係がら設定差圧ΔＰ
−目標差圧ΔＰＸのときの制御力Ｆは０と求められる。

次いで手順Ｓ８に移り、手順Ｓ７で求められた制御面信
号（Ｆ＝Ｏ）がコントローラ３６の出力部３５から電磁
弁３８の駆動部に出力されろ。

この場合、制御力信号の値はＯであることがら、電磁弁
３日における制御圧力は発生しない。このとき、分流補
償弁６の駆動部に作用する力のつり合いは、ばね６ｃの
力がｆであることから、ＰＬＩ　・ａＬ＋＋　ｆ　＝Ｐ
ｚ＋　・ａ　ＺＩ　　　　（７）ここで、ａＬＩ＝ａｚ
、であるから、ブーム用方向制御弁５の前後差圧Ｐｚ、
−ＰＬ、は、Ｐ　ｚ　ＨＰＬＩ＝　ｆ／　ａＬＩ　　　
　　　　（ｓ）となる。同様に分流補償弁８の駆動部に
作用する力のつり合いは、ばね８ｃの力がｆであること
かり、 ＰＬｚ・ａＬｚ＋ｆ＝Ｐ　Ｚｚ　　−ａ　Ｚｚ　　　　
　（９）ここで、ａＬ２−ａ　ｚｚ　−ａＬＩであるこ
とから、ハケ・ント用方向制御弁７の前後差圧Ｐｚｚ　
　Ｐｔｚは、 ＰＺ２　　　Ｐｔｚ＝ｆ／ａＬｔ　　　　　　　　００
）となる。上述した（８）、　（９）弐のｆ＋”Ｌｌは
定数であることからそれぞれの右辺は一定で、しがち互
いに等しい。

一般に方向制御弁を通過する流量をＱ、その開口面積を
Ａ、この方向制御弁の前後差圧をΔＰ、比例定数をＫと
すると、 Ｑ＝Ｋ　−Ａ−（ΔＰ　　　　　　　　　（Ｉ＋）の関
係がある。このことから、上注した第１図に示すブーム
用方向制御弁５．バケット用方向制御弁７のそれぞれの
通過流用をＱ＋　、Ｑｚ　、その開口面積をＡ、、Ａ２
、比例定数をに５．Ｋｚとすると、ブーム用方向制御弁
５については、Ｑ＋　＝に＋　　・Ａｔ　　・Ｉ−Ｐ　
ＺＩ　　　ＰＬＩ　　　α２）が成り立ち、上記（８）
弐から、 Ｑ、＝に、−ＡＩ　−ｆ丁／ａ、、　　　　　（１３）
と表せる。また、パケット用方向制御弁４については、 Ｑ２＝に２　・Ａ２　・％ｌ”Ｐ　Ｚｚ　’　　ＰＬ２
　　０４）が成り立ち、上記００）式から、この圓式は
、Ｑ２　＝に２　・Ａ２　・ｆ了フワ會、０５）と表せ
る。

したがって、ブーム用方向制御弁５とバケット用方向制
御弁７の分流比０−　＋　／　Ｑ　２は、上記した０３
）、　０５）式から、 Ｑ　Ｉ　　／　Ｑ　２　−　Ｋ　ｌ　　　−Ａ　１　　
　・　４−一丁−−レン’　　８　１ブ／　Ｋ　Ｚ　　
・Ａ２　・ｒｍニ ーに、　　・Ａ　Ｉ／　Ｋ　２　　・Ａ　２　　　（Ｉ
Ｑとなる。ここで、Ｋ、、に２．　　△１．Ａ２は定数
であることから、上記０（ｉ）弐の右辺は一定となる。

すなわち、ブーム用方向制御■弁５とバケット用方向制
御弁７のそれぞれＱこｆＪｌ、給される流星Ｑ、、Ｑ−
２の比は互いに他のアクチュエータの負荷圧の変動にか
かわらず一定となり、これによりブームシリンダ３．パ
ケットシリンダ４にはブーム用方向制御弁５．パケット
用方向制御弁７の操作量に応じた開口面積に見合う流量
が供給され、所望の複合駆動を実現させることができる
。

また、上述した第４図の手順Ｓ５における判別が満足さ
れたとき、すなわち方向制御弁５．７の要求流量の合計
値Ｑｖがポンプ最大可能吐出流量Ｑｐよりも大きい場合
には手順Ｓ９に移る。この手順Ｓ９では、例えば下記の
演算式により制御差圧ΔＰ、を演算する。

ΔＰｖ＝ΔＰＸ　　−ｈ　（Ｑｐ／Ｑｖ　）　　　Ｑ７
）ここでｈ　（Ｑｐ／Ｑｖ　）はＱｐ／Ｑｖの関数を示
している。次いで手ｔ＋ｌＮ５ＩＯに移り、設定差圧Δ
Ｐを手順Ｓ９で得られた制御差圧ΔＰ、とする設定がお
こなわれる。この設定差圧ΔＰ＝ΔＰｙは例えば第３図
に示すように目標差圧ΔＰによりも小さい。次いで手順
Ｓ７に移り、記憶部３３に記憶された第３図に示す関数
関係が演算部３４に読み出され、設定差圧ΔＰに応じた
制御力Ｆが求められる。この場合、設定差圧ΔＰ＝ΔＰ
ｖに対応する制御力Ｆは０よりも大きいＦｙとなる。

次いで手順Ｓ８に移り、制御力信号（Ｆ＝ＦＹ）がコン
トローラ３６の出力部３５から電磁弁３８の駆動部に出
力される。これにより電磁弁３８が適宜開かれ、パイロ
ット油圧源３９のパイロット圧が電磁弁３８を介して上
述の制御力Ｆｖに相当する制御圧力として分流補償弁６
，８の駆動部６ｂ　　８ｂに与えられる。このとき、分
流補償弁６の駆動部に作用する力のつり合いは、 ＰＬｔ・ａＬ＋＋ｆ＝ＰＺ１　＋Ｆｖ　　　　　（１Ｂ
）ここで、ａｌｌ＝ａｚｌであるから、ブーム用方向制
御弁５の前後差圧Ｐｚ、−Ｐ、は、 Ｐ　ＺＩＰｔ＋＝　（ｆ　　Ｆｙ　）／ａｔ＋　　　０
９）となる。同様に分流補償弁８の駆動部に作用する力
のつり合いは、 ＰＩ３−ａＬｚ十ｆ　＝Ｐ　Ｚ２　　・８２ｇ　＋　Ｆ
Ｙ　　Ｃ２［１）ここで、；３Ｌｚ＝ａ　Ｚｚ　＝ａｔ
＋であるから、パケット用方向制御弁７の前後差圧Ｐｚ
２　ＰＬ２は、Ｐ　Ｚ２　−ＰＬ２＝　Ｃｆ−Ｆｙ　）
　／ａｔ＋　　　（２１）となる。ところで、第３図の
特性線は比例定数をαとすると、 Ｆ＝ｆ−α・ΔＰ　　　　　　　　　　（２２）で表す
ことができ、今、Ｆ＝Ｆｖ、ΔＰ＝ΔＰ７であることか
ら、これらを（２２）式に代入すると、Ｆ、ｆ＝ｆ−α
・ΔＰ　？　　　　　　　　（２３）となり、この（２
３）式を変形すると、ｆ−ＦＶ＝ｃｒ−ΔＰ　ｖ　　　
　　　　　　（２４）となる。この（２４）式を上記（
１９）　、　（２１）式に代入すると、 ＰＺＩ　　　ＰＬＩ＝α・ΔＰ　ｙ　／　ａ　Ｌｌ　　
　（２５）Ｐ　Ｚｚ　−Ｐ、、２＝ａ　・ΔＰ　ｖ　／
　ａ　ｔ＋　　　（２６）となる。したがって、ブーム
用方向制御弁５を通過する流量Ｑｌ、パケット用方向制
御弁７を通過する流量Ｑ２はそれぞれ、 Ｑ＋＝に＋　　・Ａ１　・Ｊｉ−口弓フココ　（２７）
Ｑ２＝に２　・Ａ２　・　α・Δ　ＹａＬｌ（２８）と
なり、その分流比Ｑ、／Ｑ、は、 Ｑ＋　／Ｑｔ　＝に＋　　・ＡＨ−Ｃｌ−ＡＰｙ　／　
ａ１／に２　・Ａ２　・Ｆイ・ΔＰ　ｖ　／　ａ　Ｌｌ
＝に１　・Ａ　ｌ　　／　Ｋ　Ｚ　　・Ａ２（２９）と
なり、一定である。したがって、この場合にも互いに他
のアクチュエータの負荷変動の影響を受けずにブーム用
方向制御弁５．パケット用方向制御弁７のそれぞれの操
作量に応じた流量をブームシリンダ３．パケットシリン
ダ４のそれぞれに分流して供給でき、安定した複合駆動
を実現できる。

このように構成した実施例にあっては、以上述べたよう
に、分流補償弁６，８の駆動は、制御圧力発生手段２７
を構成するコントローラ３６の演算部３４の第１の設定
手段で設定される目標差圧ΔＰＸ、あるいは第２の設定
手段で設定される制御差圧へＰ　Ｙ　、すなわち設定差
圧ΔＰに依存し、しかもこの設定差圧ΔＰは分流補償弁
６，８の作動に伴う各方向制御弁５，７の前後差圧の変
動をフィードバックするものでないので、仮に分流補償
弁６．８のそれぞれに外乱が加えられてもハンチングを
生じることがなく、安定した制御精度が得られ、また、
パケットの代わりに重量の異なる他のアタッチメントが
装着されたような場合でも、何ら影響を受けず安定した
制御精度が得られる。

また、この実施例では、ブーム用方向制御弁５パケツト
用方向制御弁７として油圧パイロット式の流量制御弁を
設けることができ、これらの流量制御弁が電磁弁である
ことに限定されない。

第５図、第６図はそれぞれ本発明の別の実施例を示す回
路図である。

第５図に示す実施例は、流量制御弁として手動操作で駆
動する手動式流量制御弁よりなるブーム用方向制御井４
０．パケット用方向制御弁４１を設けであるとともに、
これらのブーム用方向制御弁４０．パケット用方向制御
弁４１の要求流量を求める第１の手段を、ブーム用方向
制御弁４ｏの作動ストロークを検出するストローク検出
センサ４２と、パケット用方向制御弁４１の作動ストロ
ークを検出するストローク検出センサ４３と、コントロ
ーラ３６の記憶部３３と演算部３４によって構成しであ
る。なお、コントローラ３６の記憶部３３には図示しな
いが、ブーム用方向制御弁４０つて優れた制御精度を確
保でき、また流量制御弁として電磁弁に限らずパイロッ
ト式流量制御弁や手動式流量制御弁を設けることができ
、従来に比べて設計上の自由度が大きくなる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の土木・建設機械の油圧駆動装置の一実
施例を示す回路図、第２図及び第３図は第１図に示すコ
ントローラの記憶部に記憶される関数関係をそれぞれ示
す図、第４図は第１図に示すコントローラでおこなわれ
る処理の手順を示すフローチャート、第５図、第６図は
それぞれ本発明の別の実施例を示す回路図、第７図、第
９図第１０図はそれぞれ分流補償弁の別の例を示す図、
第８図は第７図に示す分流補償弁に対応してコン１−−
−−−−・原動機、２・−・−主油圧ポンプ、３ブーム
シリンダ、４−一一一一・−パケットシリンダ、５ブー
ム用方向制御弁、６−・−・−分流補償弁、７・−パケ
ット用方向制御弁、８−・・−分流補償弁、２０．２１
−・−−−−パイロット操作弁、２２，２３゜２４　、
　２５−−−−−パイロット管路、２７−・−制御圧力
発生手段、２８　、　２９−−−−−−パイロット圧セ
ンサ、３０−−−−−−−ポンプ圧センサ、３１−・・
−回転数検出センサ、３２−・・・入力部、３３−−−
−−−一記憶部、３４−・演算部、３５−−−−−−一
出力部、３６−・・−コントローラ、３７−−−−−・
制御圧力発生手段、３８−・−電磁弁、３９−・−パイ
ロット油圧源、４０−・−ブーム用方向制御弁、４　Ｌ
−−−−−−パケット用方向制御弁、４２　、　４３−
一一一一・・ストローク検出センサ、　　４４゜４５−
−−−−−一駆動装置、４−６．４７・−−−−−一分
流補償弁、４８−・−・・−リリーフ弁、４９−・−・
−・油圧源、５０−・分流補償弁、５０　ｃ−−−−−
−−ばね、５０　ｄ−−−−−−−セット力可変手段。 第１図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　原動機と、この原動機によつて駆動される主油
   圧ポンプと、この主油圧ポンプから供給される圧油によ
   つて駆動する複数のアクチユエータと、これらのアクチ
   ユエータに供給される圧油の流れを制御する流量制御弁
   と、これらの流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する
   分流補償弁とを備え、主油圧ポンプの圧油を上記分流補
   償弁、流量制御弁のそれぞれを介して上記アクチユエー
   タのそれぞれに供給し、これらのアクチユエータの複合
   駆動が可能な土木・建設機械の油圧駆動装置において、
   上記流量制御弁の要求流量が上記主油圧ポンプの最大可
   能吐出流量よりも小さいときに上記分流補償弁の駆動部
   に所定の制御力を供給し、大きいときに該分流補償弁が
   閉じる方向に作動するように該分流補償弁の駆動部に別
   の制御力を付加する制御力付加手段を備えたことを特徴
   とする土木・建設機械の油圧駆動装置。
2. （２）　制御力付加手段が、流量制御弁の要求流量を求
   める第１の手段と、主油圧ポンプの最大可能吐出流量を
   求める第２の手段と、上記第１の手段で求めた要求流量
   と上記第２の手段で求めた最大可能吐出流量とを比較す
   る比較手段とを含むことを特徴とする請求項（１）記載
   の土木・建設機械の油圧駆動装置。
3. （３）　第２の手段が、主油圧ポンプの吐出圧力を検出
   するポンプ圧検出センサと、原動機の回転数を検出する
   回転数検出センサと、主油圧ポンプの吐出圧力と主油圧
   ポンプの押しのけ容積との関数関係を記憶する記憶部、
   及び上記ポンプ圧検出センサから出力されるポンプ圧信
   号と上記回転数検出センサから出力される回転数信号と
   上記記憶部に記憶された関数関係に基づいて、主油圧ポ
   ンプの最大可能吐出流量を演算する演算部を有するコン
   トローラとを含むことを特徴とする請求項（２）記載の
   土木・建設機械の油圧駆動装置。
4. （４）　流量制御弁がパイロツト圧力で駆動するパイロ
   ツト式流量制御弁からなるとともに、第１の手段が、上
   記パイロツト圧力を検出するパイロツト圧検出センサと
   、パイロツト圧力と流量制御弁の要求流量との関数関係
   を記憶する記憶部、及び上記パイロツト圧検出センサか
   ら出力されるパイロツト圧力信号と上記記憶部に記憶さ
   れた関数関係に基づいて要求流量を求める演算部を有す
   るコントローラとを含むことを特徴とする請求項（３）
   記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。
5. （５）　流量制御弁が手動操作で駆動する手動式流量制
   御弁からなるとともに、第１の手段が、上記手動式流量
   制御弁の作動ストロークを検出するストローク検出セン
   サと、流量制御弁のストロークと要求流量の関数関係を
   記憶する記憶部、及びストローク検出センサから出力さ
   れる作動ストロークと上記記憶部に記憶された関数関係
   に基づいて要求流量を求める演算部を有するコントロー
   ラとを含むことを特徴とする請求項（３）記載の土木・
   建設機械の油圧駆動装置。
6. （６）　比較手段がコントローラの演算部に含まれるこ
   とを特徴とする請求項（３）記載の土木・建設機械の油
   圧駆動装置。
7. （７）　コントローラの演算部が、流量制御弁の要求流
   量が主油圧ポンプの最大可能吐出流量よりも小さいとき
   に、回路上望ましい所定の目標差圧を該流量制御弁の前
   後差圧に相応する設定差圧として設定する第１の設定手
   段と、該流量制御弁の要求流量が主油圧ポンプの最大可
   能吐出流量よりも大きいときに、上記目標差圧よりも小
   さい値である制御差圧を該流量制御弁の前後差圧に相応
   する設定差圧として設定する第２の設定手段とを含むこ
   とを特徴とする請求項（３）記載の土木・建設機械の油
   圧駆動装置。
8. （８）　制御力付加手段が、コントローラの演算部で演
   算された制御力に対応する制御圧力を発生させ分流補償
   弁の駆動部に与える制御圧力発生手段を含むことを特徴
   とする請求項（７）記載の土木・建設機械の油圧駆動装
   置。
9. （９）　制御力付加手段が、コントローラの演算部で演
   算された制御力に応じて作動し、該当する制御力を分流
   補償弁の駆動部に与える駆動装置を含むことを特徴とす
   る請求項（７）記載の土木・建設機械の油圧駆動装置。