JPH04285303A - ロ−ドセンシング油圧回路 - Google Patents

ロ−ドセンシング油圧回路

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JPH04285303A
JPH04285303A JP7570891A JP7570891A JPH04285303A JP H04285303 A JPH04285303 A JP H04285303A JP 7570891 A JP7570891 A JP 7570891A JP 7570891 A JP7570891 A JP 7570891A JP H04285303 A JPH04285303 A JP H04285303A
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロードセンシングシス
テムにおける操作性向上油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロードセンシングシステムを備えた油圧
駆動装置を搭載した車両、たとえば油圧式掘削機におい
ては、図４に示す油圧回路を用いている。同図は、走行
用油圧モータ（以下走行モータという）と、ブーム、ア
ーム、バケット等の作業機を駆動する油圧アクチュエー
タのうちブームシリンダに関する油圧回路の概略構成を
示したもので、エンジン等の動力源によって駆動される
１個の可変容量形油圧ポンプ（以下ポンプという）１と
、このポンプ１が吐出する圧油によって駆動される左側
駆動輪の走行モータ２Ｌ、　右側駆動輪の走行モータ２
Ｒ、　ブームシリンダ２Ｂ　と、ポンプ１から前記走行
モータ２Ｌ，２Ｒおよびブームシリンダ２Ｂに送られる
圧油の方向を切り換えるクローズドセンタの方向切換弁
　３Ｌ，３Ｒ，３Ｂと、ポンプ１が吐出する圧油の流量
を制御するレギュレータ４およびＬＳ弁５とを備えてい
る。
【０００３】前記ＬＳ弁５の一端には、回路６から分岐
するパイロット回路１６によってポンプ１の吐出圧ＰＰ
　が導かれ、他端には走行モータ２Ｌ，２Ｒをはじめと
する各アクチュエータの負荷圧のうち最高の圧力ＰＬＳ
が、シャトル弁１０，１１およびパイロット回路１２な
どを介して導かれている。また、方向切換弁３Ｌ，３Ｒ
，３Ｂ　の出口ポートにそれぞれ設けられた圧力補償弁
８Ｌ，８Ｒ，８Ｂ　にも前記圧力ＰＬＳがパイロット回
路１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｂ　を介して導かれている。
【０００４】アクチュエータに供給される圧油流量ＱＡ
　は、ポンプ吐出圧を　ＰＰ、流量係数をｃ、方向切換
弁の開口面積をＡ、アクチュエータ負荷圧をＰＬＳとす
ると、下記の式で表すことができる。 ＱＡ　＝ｃ×Ａ×（ＰＰ−ＰＬＳ）１／２差圧ＰＰ−Ｐ
ＬＳ　は一定になるように制御されているので、アクチ
ュエータ流量ＱＡ　は方向切換弁の開口面積Ａすなわち
操作レバーの操作ストロークに応じて制御されることに
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】油圧式掘削機が作業現
場内を走行しながらブーム、アーム、バケット等の作業
機を駆動することがある。このような複合操作をすると
、下記理由により走行の減速率が大きい。　　今、ポン
プ１の吐出圧をＰＰ、吐出量を　ＱＰとし、左走行モー
タ２Ｌ、右走行モータ２Ｒ　への流量をそれぞれＱ１，
Ｑ２、作業機たとえばブームを駆動するブームシリンダ
２Ｂ　への流量をＱ３、前記各アクチュエータを制御す
る方向切換弁３Ｌ，３Ｒ，３Ｂ　の開口面積をそれぞれ
Ａ１，Ａ２，Ａ３とし、方向切換弁３Ｌ，３Ｒ，３Ｂの
出口圧をそれぞれＰ１，Ｐ２，Ｐ３、各アクチュエータ
の負荷圧をそれぞれＰＬＳ１，ＰＬＳ２，ＰＬＳ３、流
量係数をｃとすると、ブームシリンダ負荷圧ＰＬＳ３　
が走行モータの負荷圧ＰＬＳ１，ＰＬＳ２より大きいの
で、各圧力補償弁８Ｌ，８Ｒ，８Ｂには前記ＰＬＳ３　
が作用する。従って、圧力補償弁８Ｌ，８Ｒは走行のみ
を行っているときよりも大きく絞られ、走行モータ２Ｌ
，２Ｒに供給される流量が減るため、減速されることに
なる。このときの各アクチュエータへの流量は、それぞ
れ下記の式で表すことができる。 　　　　Ｑ１　＝ｃ×Ａ１×（ＰＰ−Ｐ１）１／２≒ｃ
×Ａ１×（ＰＰ−ＰＬＳ３）１／２　　　　Ｑ２　＝ｃ
×Ａ２×（ＰＰ−Ｐ２）１／２≒ｃ×Ａ２×（ＰＰ−Ｐ
ＬＳ３）１／２　　　　Ｑ３　＝ｃ×Ａ３×（ＰＰ−Ｐ
３）１／２≒ｃ×Ａ３×（ＰＰ−ＰＬＳ３）１／２各ア
クチュエータへの流量配分は、ＱＰ　＝Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ
３　であるから、 Ｑ１＝Ａ１／（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）×ＱＰＱ２＝Ａ２／
（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）×ＱＰＱ３＝Ａ３／（Ａ１＋Ａ２
＋Ａ３）×ＱＰとなる。
【０００６】上記不具合の対策として走行用油圧回路に
設置された圧力補償弁のばね張力を小さくして、圧力補
償特性をゆるくすると、直進走行から緩旋回したとき、
旋回外側の駆動輪の走行速度が低下して、オペレータの
意図した通りに車両を操作することができない。
【０００７】本発明は上記従来の問題点に着目し、走行
と作業機駆動とを同時に行った場合に、走行減速率を可
能な限り小さくし、オペレータの意志通りに車両を操作
することができるような、ロードセンシングシステムに
おける操作性向上油圧回路を提供することを目的とする
。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るロードセンシングシステムにおける操作
性向上油圧回路は、可変容量形油圧ポンプと、この可変
容量形油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動される油
圧アクチュエータと、前記可変容量形油圧ポンプから油
圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方
向切換弁と、可変容量形油圧ポンプが吐出する圧油の流
量を制御する吐出量制御手段とを備え、前記吐出量制御
手段が、可変容量形油圧ポンプの容量可変手段を駆動す
るレギュレータと、可変容量形油圧ポンプの吐出圧ＰＰ
　と油圧アクチュエータの負荷圧ＰＬＳとの差圧に応じ
て前記レギュレータの駆動を制御し、差圧　ＰＰ−ＰＬ
Ｓを設定値に保持するＬＳ弁とからなる油圧駆動装置に
おいて、方向切換弁とアクチュエータとの間に設けられ
た圧力補償弁に信号圧を伝達するロードセンシング回路
に絞りを設け、前記ロードセンシング回路から油タンク
に至る回路に絞りと切換弁とを設け、アクチュエータ操
作レバーの操作条件または操作レバーの操作によって生
じる圧力条件に基づいて、前記切換弁を切換える手段を
設ける構成とし、このような構成において、前記切換弁
を切換える手段が、アクチュエータ操作レバーの操作を
検出する手段と、この検出手段が出力する検出信号に基
づいて電磁弁に指令電流を出力するコントローラと、切
換弁に切換えパイロット圧を伝達する電磁弁とによって
構成されるものとし、前記コントローラは、前記油圧モ
ータを制御する左右走行レバーの少なくとも一方と、作
業機操作レバーの少なくとも一つが操作されることによ
って、電磁弁に指令電流を出力するものとした。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、走行モータを制御する方向
切換弁の圧力補償弁に信号圧を伝達するロードセンシン
グ回路に、絞りと切換弁とを設け、左右走行レバーの少
なくとも一方と、作業機操作レバーの少なくとも一つが
操作されることによって前記切換弁を切換える手段を設
けたので、走行中に作業機を操作すると切換弁が切換え
られ、ロードセンシング回路に油の流れができる。そし
てこの回路に設けた絞りにより、負荷の最高圧ＰＬＳよ
りも低い信号圧ＰＬＳ′が、走行モータを制御する方向
切換弁の圧力補償弁に作用することになる。一方、ＬＳ
弁には負荷の最高圧に等しい信号圧ＰＬＳが作用するの
で、走行側の方向切換弁の前後差圧は従来よりも大きく
なり、走行側により多くの圧油が流れる。従って、走行
の減速率を小さく抑えることができる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明に係るロードセンシングシステ
ムにおける操作性向上油圧回路の実施例について、図面
を参照して説明する。なお、図１は油圧式掘削機に用い
られるロードセンシングシステムのうち、走行モータと
、各作業機用アクチュエータのうちブームシリンダに関
する油圧回路の概略構成を示したもので、方向切換弁の
詳細は本発明者がさきに出願した特願平１−８２９６１
の通りである。図１において、ロードセンシングシステ
ムは１個のポンプ１と、ポンプ１が吐出する圧油によっ
て駆動される左側駆動輪の走行モータ２Ｌ、　右側駆動
輪の走行モータ２Ｒ　、ブームシリンダ２Ｂ　と、ポン
プ１から前記走行モータ２Ｌ，２Ｒおよびブームシリン
ダ２Ｂ　に送られる圧油の方向を切り換えるクローズド
センタの方向切換弁３Ｌ，３Ｒ，３Ｂ　と、ポンプ１が
吐出する圧油の流量を制御するレギュレータ４およびＬ
Ｓ弁５とを備えている。
【００１１】前記方向切換弁３Ｌ，３Ｒ，３Ｂ　は、ポ
ンプ１の吐出回路６から分岐する回路６Ｌ，６Ｒ，６Ｂ
　にそれぞれ接続され、方向切換弁３Ｌ，３Ｒ，３Ｂ　
から走行モータ２Ｌ，２Ｒおよびブームシリンダ２Ｂ　
に至る回路７Ｌ，７Ｒ，７Ｂ　にそれぞれ圧力補償弁８
Ｌ，８Ｒ，８Ｂ　が設けられている。各走行モータをは
じめとする油圧アクチュエータの負荷圧は、それぞれパ
イロット回路９Ｌ，９Ｒ，９Ｂ　およびシャトル弁１０
，１１等を経て、その最大値ＰＬＳがパイロット回路１
２を介してＬＳ弁５の一端に導かれている。また、前記
パイロット回路１２の分岐回路１３に可変絞り１４ａが
設けられ、前記アクチュエータ負荷圧の最大値ＰＬＳは
、可変絞り１４ａを経た後、それぞれパイロット回路１
５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｂを介して圧力補償弁８Ｌ，８Ｒ，
８Ｂに導かれている。ＬＳ弁５の他端は回路６から分岐
したパイロッット回路１６に接続されてポンプ１の吐出
圧ＰＰ　を受けている。
【００１２】運転席近傍に設けられた走行レバー１７Ｌ
，１７Ｒ、ブームを駆動する操作レバー１７Ｂ　は、そ
れぞれＰＰＣ弁１８Ｌ，１８Ｒ，１８Ｂ　に連結され、
これらのＰＰＣ弁から出るパイロット回路１９Ｌ，１９
Ｒ，１９Ｂは、それぞれ方向切換弁３Ｌ，３Ｒ，３Ｂに
接続されている。また、前記パイロット圧を検出する圧
力スイッチ２０Ｌ，２０Ｒ，２０Ｂ　の出力配線２１Ｌ
，２１Ｒ，２１Ｂ　は、いずれもコントローラ２２に接
続されている。
【００１３】前記パイロット回路１５Ｌ　の延長上に油
タンク１５ａに至る回路１５ｃが設けられ、この回路１
５ｃには可変絞り１４ｂと切換弁２３とが設置されてい
る。また、油圧ポンプ２４と前記切換弁２３の端部とを
結ぶパイロット回路２５に電磁弁２６が設けられ、電磁
弁２６のソレノイドには前記コントローラ２２の出力配
線２７が接続されている。
【００１４】コントローラ２２は、ＰＰＣ弁１８Ｌ，１
８Ｒのパイロット圧を検出する圧力スイッチ２０Ｌ，２
０Ｒのいずれか一つ以上がＯＮとなり、かつＰＰＣ弁１
８Ｂのパイロット圧を検出する圧力スイッチ２０Ｂ　が
ＯＮとなったとき、出力配線２７を介して電磁弁２６に
指令電流を出力する。
【００１５】ＬＳ弁５に作用する負荷圧ＰＬＳに対して
、圧力補償弁８Ｌ，８Ｒ，８Ｂに作用する信号圧は、可
変絞り１４ａを経ることにより、ＰＬＳより低いＰＬＳ
′となる。なお可変絞り１４ｂは、切換弁２３が切換え
られ、パイロット回路１５Ｌ，１５Ｒ内の圧油が回路１
５ｃを経てドレンされる際に、圧力補償弁８Ｌ，８Ｒ，
８Ｂに作用する信号圧を一定値以上に維持するために設
けられている。
【００１６】前記圧力補償弁８Ｌ，８Ｒ，８Ｂは図２に
示すように、弁本体内を摺動自在の逆止め弁８ａ、補償
ピストン８ｃ、ばね８ｄからなり、信号圧ＰＬＳは補償
ピストン８ｃに設けられた穴８ｅからばね室８ｆ内に導
かれている。方向切換弁を通った圧油は通路８ｇから逆
止め弁８ａ内に入り、補償ピストン８ｃとばね８ｄとを
図２の右方に押してシート面を開き、アクチュエータポ
ート８ｈに流れる。今、信号圧をＰＬＳとすると補償ピ
ストン室８ｆの圧力もＰＬＳとなり、補償ピストン８ｃ
の径と逆止弁８ａの径は等しいので逆止弁８ａの入口室
８ｇの圧力Ｐ１　はＰＬＳよりも戻しばね８ｄのばね力
分だけ高くなるが、ばね力は圧力ＰＬＳに対し充分弱い
のでＰ１　≒ＰＬＳとみなすことができる。即ち圧力補
償弁の入口圧（切換えバルブの出口圧）は信号圧ＰＬＳ
にほぼ等しくなる。
【００１７】次に上記操作性向上油圧回路の動作につい
て説明する。油圧式掘削機が走行中にブームを駆動させ
ると、図１において前記圧力スイッチ２０Ｌ，２０Ｒ，
２０Ｂ　がそれぞれＯＮとなり、コントローラ２２の指
令電流により電磁弁２６が励磁され、切換弁２３が切換
えられる。アクチュエータ負荷圧の最大値ＰＬＳは、ブ
ームシリンダ負荷圧ＰＬＳ３であるから、 △Ｐ＝ＰＬＳ３−ＰＬＳ′＝ＰＬＳ−ＰＬＳ′とすれば
、各アクチュエータへの流量はそれぞれ下記の式で表す
ことができる。 Ｑ１　＝ｃ×Ａ１×（ＰＰ−Ｐ１）１／２≒ｃ×Ａ１×
（ＰＰ−ＰＬＳ′）１／２（理由；圧力補償弁の特性に
よる） ＝ｃ×Ａ１×（ＰＰ−ＰＬＳ３＋△Ｐ）１／２Ｑ２　＝
ｃ×Ａ２×（ＰＰ−Ｐ２）１／２≒ｃ×Ａ２×（ＰＰ−
ＰＬＳ′）１／２＝ｃ×Ａ２×（ＰＰ−ＰＬＳ３＋△Ｐ
）１／２Ｑ３　＝ｃ×Ａ３×（ＰＰ−Ｐ３）１／２≒ｃ
×Ａ３×（ＰＰ−ＰＬＳ３）１／２（理由；図２からわ
かる様に、信号圧ＰＬＳ′よりも負荷圧ＰＬＳ３（８ｈ
）が高い時は補償ピストン８ｃは図の右端に押しつけら
れ圧力補償弁はチェック弁として作用するので、最高圧
となるブーム回路はこの式で表される。） 従ってＱ１，Ｑ２は△Ｐだけ差圧が大きくなり、走行モ
ータ２Ｌ，２Ｒに対する流量は従来より多くなる。圧力
補償弁８Ｂ　では、ばね室８ｆに導かれ、補償ピストン
８ｃに作用する信号圧ＰＬＳ′と、方向切換弁３Ｂ　の
出口圧Ｐ３　との関係が、Ｐ３　≒ＰＬＳ３　となって
圧力補償機能がなくなり、逆止め弁８ａのみが機能する
。
【００１８】可変絞り１４ａ，１４ｂを調節すれば、圧
力補償弁８Ｌ，８Ｒの信号圧ＰＬＳ′の大きさを変える
ことができるので、油圧掘削機の使用目的に合った最適
流量を走行側に供給することができる。また、可変絞り
１４ａ，１４ｂを固定絞りとしてもよい。
【００１９】図３は、作業機操作レバー操作状態と、走
行モータに供給される圧油流量との関係を示したもので
ある。油圧式掘削機が走行していて、作業機たとえばブ
ームの操作レバーが中立位置にあるとき、走行モータに
供給される圧油流量は、走行レバーの操作量に応じた流
量であり、これを１００％とする。この状態でブーム操
作レバーをフルストロークに操作すると、切換弁がＯＦ
Ｆのときすなわち通常のロードセンシングシステムの場
合は、走行モータに供給される圧油流量が約５０％に減
少する。しかし切換弁がＯＮのときは、前記圧油流量が
７０〜８０％に保たれ、かつ作業機操作時の減速ショッ
クも小さい。
【００２０】本実施例では、アクチュエータ操作レバー
の操作を検出する手段として、ＰＰＣ弁のパイロット圧
を検出する圧力スイッチを用いたが、これに限るもので
はなく、アクチュエータ操作レバーのストロークが一定
値以上になったときに作動するリミットスイッチまたは
近接スイッチ等を用いてもよい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
定のアクチュエータに対するロードセンシング回路に切
換弁を設け、アクチュエータ操作レバーの操作条件ある
いは圧力条件等に基づいて切換弁を駆動させることによ
り、特定のアクチュエータを制御する方向切換弁の圧力
補償特性を可変にしたので、切換弁が切換えられると前
記方向切換弁の前後差圧が大きくなり、各方向切換弁の
開口面積に比例する流量配分が一時的に崩れ、特定のア
クチュエータにより多くの圧油が流れる。そこで本発明
を油圧駆動車両の走行用アクチュエータに適用すると、
走行と作業機駆動とを同時に行った場合の走行減速率が
小さくなり、オペレータの意志通りに車両を操作するこ
とができるようになる。また作業機操作時の減速ショッ
クも小さくなるので、オペレータの疲労が軽減され、作
業能率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す概略部分油圧回路図で
ある。
【図２】圧力補償弁の断面図である。
【図３】走行中に作業機レバーを操作したときに、走行
モータに供給される圧油流量の変化を示す図である。
【図４】従来のロードセンシングシステムを備えた油圧
駆動装置の基本構成を示す概略部分油圧回路図である。
【符号の説明】
１　　可変容量形油圧ポンプ ２Ｌ　　　左走行用油圧モータ ２Ｒ　　　右走行用油圧モータ ２Ｂ　　　ブームシリンダ ３Ｌ，３Ｒ，３Ｂ　　　方向切換弁 ４　　レギュレータ ５　　ＬＳ弁 ６，６Ｌ，６Ｒ，６Ｂ，７Ｌ，７Ｒ，７Ｂ，１５ｃ　　
回路８Ｌ，８Ｒ，８Ｂ　　　圧力補償弁 ９Ｌ，９Ｒ，９Ｂ，１２，１５Ｌ，１５Ｒ，１５Ｂ，１
６，１９Ｌ，１９Ｒ， １９Ｂ，　　２５　　　パイロット回路１４ａ，１４ｂ
　　可変絞り １５ａ　　油タンク １７Ｌ，　１７Ｒ　　　走行レバー １７Ｂ　　　ブームレバー ２０Ｌ，２０Ｒ，２０Ｂ　　　圧力スイッチ２２　　コ
ントローラ ２３　　切換弁 ２６　　電磁弁

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　可変容量形油圧ポンプと、この可変容
    量形油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動される油圧
    アクチュエータと、前記可変容量形油圧ポンプから油圧
    アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向
    切換弁と、可変容量形油圧ポンプが吐出する圧油の流量
    を制御する吐出量制御手段とを備え、前記吐出量制御手
    段が、可変容量形油圧ポンプの容量可変手段を駆動する
    レギュレータと、可変容量形油圧ポンプの吐出圧ＰＰ　
    と油圧アクチュエータの負荷圧ＰＬＳとの差圧に応じて
    前記レギュレータの駆動を制御し、差圧　ＰＰ−ＰＬＳ
    を設定値に保持するＬＳ弁とからなる油圧駆動装置にお
    いて、　　方向切換弁と特定のアクチュエータとの間に
    設けられた圧力補償弁に信号圧を伝達するロードセンシ
    ング回路に絞りを設け、前記ロードセンシング回路から
    油タンクに至る回路に絞りと切換弁とを設け、アクチュ
    エータ操作レバーの操作条件または操作レバーの操作に
    よって生じる圧力条件に基づいて、前記切換弁を切換え
    る手段を設けたことを特徴とするロードセンシングシス
    テムにおける操作性向上油圧回路。
  2. 【請求項２】　　前記切換弁を切換える手段が、アクチ
    ュエータ操作レバーの操作を検出する手段と、この検出
    手段が出力する検出信号に基づいて電磁弁に指令電流を
    出力するコントローラと、切換弁に切換えパイロット圧
    を伝達する電磁弁とによって構成されることを特徴とす
    る請求項１のロードセンシングシステムにおける操作性
    向上油圧回路。
  3. 【請求項３】　　前記特定のアクチュエータを左右の走
    行用油圧モータとし、前記コントローラは、前記油圧モ
    ータを制御する左右走行レバーの少なくとも一方と、作
    業機操作レバーの少なくとも一つが操作されることによ
    って、電磁弁に指令電流を出力するものであることを特
    徴とする請求項１のロードセンシングシステムにおける
    操作性向上油圧回路。
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