JPH06123302A

JPH06123302A - 建設機械の油圧制御装置

Info

Publication number: JPH06123302A
Application number: JP4296290A
Authority: JP
Inventors: Haruki Ubukata; 春樹生形; Haruhiko Kawasaki; 治彦川崎; Masahiko Ozeki; 雅彦大関; Yoneaki Takahashi; 米秋高橋; Atsushi Fujii; 篤藤井
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1994-05-06

Abstract

(57)【要約】【目的】一対の可変ポンプＰ₁ 、Ｐ₂ に接続した各回
路系統に制御弁CVを設け、この制御弁CVを通過する流量
及びその制御弁の下流側の圧力などを正確に制御すると
ともに、合流制御等、バリエーションに富んだ制御を可
能にする。【構成】上記制御弁CVは、サーボ機構を有するととも
に、電気信号でサーボ制御できるようにしている。そし
て、この制御弁CVの開度をストロークセンサー１６で検
出し、制御弁CV前後の差圧を第１、２圧力センサー１
７、１８で検出する。これら各センサー１６〜１８で検
出した信号をバルブコントローラCVに入力するととも
に、この信号に基づいて、バルブコントローラVC及びメ
インコントローラMCが制御弁CV及び合分流弁Ｄを制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建設車両であるパワ
ーショベルに用いるのに最適な油圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示した従来の油圧制御装置は、１
つの可変ポンプＰで複数のアクチュエータａ₁ 、ａ₂ を
駆動するもので、これらアクチュエータ回路ごとに圧力
補償付流量制御弁１と、図示していないスプール弁に機
能的に保持された可変絞り２とを備えている。上記可変
ポンプＰはレギュレータ３によってその傾転角すなわち
吐出量が制御される。このレギュレータ３は、ピストン
３ａでボトム側室３ｂとロッド側室３ｃとに区画される
とともに、ロッド側室３ｃにスプリング３ｄを介在させ
ている。そして、このボトム側室３ｂはシャトル弁４に
接続されているが、このシャトル弁４は両アクチュエー
タａ₁ 、ａ₂ の高い方の負荷圧を選択するようにしてい
る。したがって、上記ボトム側室３ｂには、各アクチュ
エータの最高圧が導かれる。また、ロッド側室３ｃは可
変ポンプＰと圧力補償付流量制御弁１との間の圧力であ
る可変ポンプＰの吐出圧が導かれるようにしている。こ
のようにしたレギュレータ３は、そのピストン３ａがス
プリング３ｄに抗して矢印５方向に移動したとき、可変
ポンプＰの吐出量を減少させ、ピストン３ａが矢印５と
は反対方向に移動したときには可変ポンプＰの吐出量を
増大させる。

【０００３】上記圧力補償付流量制御弁１は、その一方
のパイロット室１ａを上記可変絞り２の上流側に接続
し、他方のパイロット室１ｂを可変絞り２の下流側に接
続している。そして、この他方のパイロット室１ｂに
は、そこに作用する圧力以外にスプリング６のバネ力も
作用するようにしている。また、一方のパイロット室１
ａ側には、各アクチュエータの流量配分を制御する制御
機構からのパイロット圧が作用する制御パイロット室１
ｃも設けている。

【０００４】このようにした圧力補償付流量制御弁１
は、可変オリフィス２の開度に応じて、その前後の差圧
がスプリング６のバネ力に等しくなるように制御する。
いい換えれば、アクチュエータの負荷圧にかかわらず、
可変オリフィス２の開度に依存してその供給流量を一定
に保つようにする。また、可変ポンプＰの吐出圧は、レ
ギュレータ３のスプリング３ｄで決められた差圧分だ
け、負荷圧よりも高くなるように制御される。このこと
により、アクチュエータに流れる流量は、スプリング３
ｄによる差圧と可変絞り２の開度によって決まることに
なり、負荷の大小に影響されないことになり、いわゆる
ロードセンシング制御が可能になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにした油圧
回路をパワーショベルに用いるときには次のような問題
がある。つまり、バケットを地上に下ろすために、アー
ムを鉛直姿勢まで振り下ろすときには、パワーショベル
のアームシリンダに自重落下によるカウンター負荷が作
用する。ところがこの鉛直姿勢からバケットを内側に掻
き込むときには、このアームシリンダに正方向の負荷が
作用する。そのために、このパワーショベルのアームシ
リンダは、上記のようにアームを鉛直姿勢まで振り下ろ
すときに、アームシリンダの戻り側の流量を絞るメータ
アウト流量制御が必要になる。そして、バケットを内側
に掻き込むときには、その供給流量を制御するメータイ
ン流量制御が必要になる。これに対応するために、上記
従来の油圧回路では、メータアウト側に絞りを設けると
ともに、可変絞り２の開度を小さくしてバケットが逸走
気味になるのを防止している。

【０００６】ところが、上記可変絞り２の開度が小さ過
ぎると、アームシリンダの伸長速度に対してその供給流
量が追いつかず、キャビテーションが発生するという問
題が発生する。そこで、上記可変絞り２の開度を大きく
すると、今度は、負荷の小さいときに別の問題を発生す
る。つまり、メータアウト側の絞り開度を同じにしなが
ら、可変絞りの開度だけを大きくすると、負荷が小さい
ときに、供給量に対して戻り側の絞り抵抗が大きくなり
過ぎる。そのために、供給側からの押し込み圧が大きく
なり過ぎてエネルギーロスとなるという問題があった。

【０００７】また、この従来の油圧回路では、例えば、
パワーショベルのバケット背面を地面に押しつけながら
するいわゆる転圧作業ができない。つまり、この従来の
油圧回路は、可変絞り２の開度に比例した流量を流そう
とするために、アクチュエータが動けない状態、例えば
上記転圧作業などのときには、その回路圧がリリーフ圧
力まで上昇してしまう。そのために、転圧作業などのと
きに圧力制御ができないという問題もあった。

【０００８】さらに、この従来のように一つのポンプ
で、すべてのアクチュエータを駆動させようとすると、
例えば負荷圧の低いアクチュエータと高いアクチュエー
タとがあれば、ポンプ吐出圧は、その負荷圧の高い方の
圧力となる。このようにポンプ吐出圧が高ければ、負荷
圧の低い方のアクチュエータに必要以上の流量が供給さ
れないようにするために、可変絞り２の開度を極端に小
さくしなくてはならない。しかし、この可変絞り２の開
度を極端に小さくすると、その絞りによる圧力損失がエ
ネルギーロスになって効率が悪くなるし、絞りを通過す
る流体音も大きくなってオペレータに不快感を与えてし
まう。また、ポンプの馬力一定制御をしていると、負荷
圧が高くなればなるほど、その吐出量が減らされること
になるが、それが結果として要求流量を満たしえないこ
とになってしまう。この発明の目的は、負荷の大小にか
かわらず、メータアウト時のキャビテーションを防止す
るとともに、エネルギーロスも小さくでき、圧力制御も
可能にした油圧回路を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、レギュレー
タの出力で傾転角を制御して吐出量を可変にした可変ポ
ンプと、この可変ポンプとアクチュエータとの間に接続
したスプール弁と、このスプール弁のパイロット圧を制
御する操作弁とを備えた建設機械の油圧回路を前提にす
るものである。上記の油圧回路を前提にしつつ、この発
明は、それぞれの回路系統に、可変ポンプとスプール弁
との間に接続し、パイロット信号に応じて絞り開度を制
御するサーボ弁機構を備えた制御弁と、この制御弁の切
換えストロークを電気的に検出するストロークセンサー
と、この制御弁の上流側の圧力を電気的に検出する第１
圧力センサーと、制御弁の下流側の圧力を電気的に検出
する第２圧力センサーと、これらストロークセンサー及
び第１、２圧力センサーからの信号に基づいて制御弁の
開度を電気的に制御するためのバルブコントローラをと
を備える。

【００１０】また、上記制御弁の上流側で両回路系統を
合流させたり、あるいはそれらを分断したりする合分流
弁を設けるとともに、上記バルブコントローラに入力さ
れた信号及びスプール弁の制御信号が入力するととも
に、あらかじめ入力された指令信号や、上記バルブコン
トローラからの信号に基づいて可変ポンプのレギュレー
タを電気的に制御したり、バルブコントローラに信号を
出力したりするメインコントローラを備え、しかも、上
記スプール弁には、それが中立位置にあるとき最大の開
度を維持するとともに、この切換え過程で開度が小さく
なり、少なくとも完全な切換え位置で閉じるブリードオ
フ絞りを設ける。

【００１１】

【作用】この発明は上記のように構成したので、各回路
系統の制御弁は、第１、２圧力センサー及びストローク
センサーからの信号に応じて、開度を自由に設定でき
る。例えば、制御弁の下流側の圧力が設定圧以下になっ
たことを第２圧力センサーが感知したときには、アクチ
ュエータにカウンター負荷が作用していると判断して、
当該制御弁の開度を少し大きくできる。また、制御弁の
前後の圧力差を感知して、従来と同様の流量制御ができ
るし、レギュレータと制御弁とが相まって、従来と同様
のロードセンシング制御も可能である。

【００１２】さらに、操作手段からの出力信号が小さ
く、スプール弁の切換え量が少なくてブリードオフ絞り
が開いているとき、例えば、可変ポンプの吐出量が最低
設定流量を維持するように、メインコントローラが指令
を出すようにする。このようにしておけば、上記操作手
段の出力信号が大きくなり、スプール弁のブリードオフ
絞りの開度が小さくなると、このブリードオフ絞りの上
流側の圧力が上昇する。このブリードオフ絞りの上流側
の圧力が負荷圧よりも高くなると、その上流側の作動油
がアクチュエータ側に流れ始める、つまり、この場合に
は、負荷圧が高くなればなるほどアクチュエータへの供
給流量が少なくなり、その負荷圧が低ければ低いほど供
給流量が多くなる。これによって、圧力制御によるいわ
ゆる転圧作業が可能になる。さらにまた、一方の回路系
統の可変ポンプのみでは流量不足を生じる場合、メイン
コントローラが合分流弁に切換え信号を出力し、両ポン
プを合流させる。

【００１３】

【発明の効果】この発明の油圧回路によれば、制御弁の
切換えストロークや、その前後の差圧を電気的に検出し
て、この制御弁の開度を自由に設定できるので、例えば
アクチュエータにカウンター負荷が作用しているとき
に、制御弁の開度を少し大きくして、キャビテーション
の発生を防止できる。しかも、負荷の小さいときには、
この制御弁の開度を十分に小さくして、アクチュエータ
に対する押し込み圧を低く保ち、そのエネルギーロスを
少なくできる。また、スプール弁にブリードオフ絞りを
設けたので、流量を少なく保ちながら圧力制御が可能な
ので、パワーショベルの背面を地面に押しつけながらす
るいわゆる転圧作業が可能になる。さらに、２つの回路
系統に可変ポンプを別々に接続したので、それら回路系
統間における圧力差によって、エネルギーロスが大きく
なったり、あるいは流体音が発生したりする問題もなく
なる。しかも、１つの可変ポンプでは、流量不足を生じ
る場合でも、合分流弁を切換えることによって、両ポン
プを合流させられるので、流量不足が生じるようなこと
もなくなる。

【００１４】

【実施例】図１、図２に示した第１実施例は、右走行用
モータMR、ブームシリンダBM及びバケットシリンダBKで
一方の回路系統を構成するとともに、この一方の回路系
統に可変ポンプＰ₁ を接続している。また、左走行用モ
ータML、アームシリンダＡ及び旋回モータTNで他方の回
路系統を構成するとともに、この他方の回路系統に可変
ポンプＰ₂ を接続している。そして、これら両回路系統
の各アクチュエータは、すべてパラレル通路１１を介し
てすべてパラレルに接続されている。

【００１５】これらすべてのパラレル通路１１には、制
御弁CVとスプール弁SVとを接続している。しかも、これ
ら両回路系統であって、上記制御弁CVの上流側に合流通
路１２を接続するとともに、この合流通路１２に合分流
弁Ｄを設けている。この合分流弁Ｄは、図示のノーマル
位置にあるとき合流通路１２を遮断し、切換え位置にあ
るとき合流通路１２を連通させる構成にしている。上記
両可変ポンプＰ₁ 、Ｐ₂ はレギュレータ１３によってそ
の傾転角すなわち吐出量が制御されるが、このレギュレ
ータ１３は、図２に示したポンプコントローラPCで電気
的にコントロールされる。

【００１６】上記制御弁CVは、サーボ弁機構とするとと
もに、その一方の側にスプリング１４を作用させ、他方
の側に電磁制御部１５を備えている。この電磁制御部１
５は、図２に示すように、各制御弁CVのそれぞれに接続
したバルブコントローラVCからの出力信号に比例して、
制御弁CVをスプリング１４に抗して作動させ、その開度
を制御する。ただし、この制御弁CVは、図示のノーマル
位置にあるときその開度が最大になるようにしている。
さらに、制御弁CVにはストロークセンサー１６を接続す
るとともに、制御弁CVの上流側に、各制御弁CVに共通の
第１圧力センサー１７を接続し、その下流側には各制御
弁CVごとに個別の第２圧力センサー１８を接続してい
る。そして、これら各センサー１６〜１８は、図２に示
すように、バルブコントローラVCに接続している。

【００１７】上記ストロークセンサー１６は、制御弁CV
のストロークを検出するが、そのストローク信号によっ
てバルブコントローラVCが制御弁CVの開度を演算する。
また、第１圧力センサー１７は、制御弁CVの上流側の圧
力を検出し、第２圧力センサー１８はその下流側の圧力
を検出するものである。このようにセンサー１６〜１８
からの信号を受けるバルブコントローラVCは、図２に示
すように各制御弁CVごとに個別に接続しているが、これ
らバルブコントローラCVあるいは前記ポンプコントロー
ラPCに指令を出すのが、メインコントローラMCである。
また、バルブコントローラVCは、上記したように制御弁
CVの開度を制御するとともに、それら各センサーからの
信号をメインコントローラMCにフィードバックする。ポ
ンプコントローラPCもメインコントローラMCの指令で動
作するとともに、レギュレータ１３の作動状況をメイン
コントローラMCにフィードバックする。

【００１８】上記スプール弁SVは、その両側に設けたパ
イロット室１９、２０を、図２に示したパイロット操作
弁２１に接続し、このパイロット操作弁２１からの圧力
信号に応じて切換わるようにしている。そして、上記両
パイロット室１９、２０のそれぞれにはセンタリングス
プリング２２、２３を設け、通常は、図示の中立位置を
保つようにしている。このようにしたスプール弁SVの戻
り側通路には、メータアウト絞り２４を設けている。そ
して、上記パイロット室１９あるいは２０のうちのいず
れか高い方の圧力が図２に示したシャトル弁２５で選択
されるとともに、この選択された圧力は第３圧力センサ
ー２６で電気的に検出されてメインコントローラMCに入
力される。

【００１９】さらに、走行用モータMR、 MLに接続したス
プール弁SVには、図示の中立位置において開度を最大に
するブリードオフ絞り２７を設けている。このブリード
オフ絞り２７は、分岐通路２８を介してパラレル通路１
１に連通させている。このようにしたブリードオフ絞り
２７は、スプール弁SVが中立位置にあるとき、その開度
を最大に維持して、分岐通路２８を通過した流体をタン
クＴに戻す。そして、スプール弁SVが中立位置から切換
わるにしたがって、ブリードオフ絞り２７の開度が小さ
くなるが、その切換え量が微少の範囲では、パラレル通
路１１がアクチュエータ側とこのブリードオフ絞り２７
との両方に連通する。

【００２０】ただし、上記微少切換え範囲とは、アクチ
ュエータの種類によって異なる。例えば、慣性力の大き
いパワーショベルの旋回モータTNの場合には、スプール
弁SVが８０％切換わったときでも、このブリードオフ絞
り２７が開くようにしている。反対に慣性力が小さいバ
ケットシリンダBKの場合には、スプール弁SVがわずかに
切換わった時点でも、このブリードオフ絞り２７を閉じ
るようにしている。なお、図１中の符号２９は走行モー
タMR、 MLとスプール弁SVとの間に設けたカウンターバラ
ンス弁、３０は旋回モータTNとスプール弁SVとの間に設
けたブレーキバルブ、３１は両走行モータMR、 MLを連通
させる走行直進弁、図２中の符号３２はメインコントロ
ーラMCに接続したモード設定器で、アンチサチュレーシ
ョン機能を発揮するときの流量配分を設定するためのも
のである。

【００２１】次に、この第１実施例の作用を説明する
が、最初に、個々の回路系統の個別制御について説明
し、その後に、両回路系統のポンプ吐出量を合流させる
複合制御について説明する。まず、パイロット操作弁２
１のパイロット圧がメインコントローラMCに入力される
が、このパイロット圧の大きさは、スプール弁SVの切換
え量すなわち当該アクチュエータの要求流量に比例す
る。そして、メインコントローラMCは、それぞれの回路
系統における各アクチュエータの要求流量の合計を演算
し、その合計流量に見合った流量指令をポンプコントロ
ーラPCに出力し、可変ポンプＰ₁ 、Ｐ₂がその指令流量
を吐出するようにそれぞれのレギュレータ１３を制御す
る。

【００２２】また、メインコントローラMCの指令信号で
バルブコントローラVCが動作して制御弁CVを制御する
が、その具体的な制御形態は次のとおりである。すなわ
ち、バルブコントローラVCは、ストロークセンサー１６
からの信号で制御弁CVの開度を演算するとともに、第
１、２圧力センサー１７、１８で、この制御弁CV前後の
差圧を検出する。そして、この差圧信号と演算した上記
開度値とをもとにして、制御弁CVを通過する流量を演算
するとともに、その通過流量とメインコントローラMCか
らの指令流量値との偏差を演算し、その偏差がゼロにな
るように制御弁CVをサーボ制御する。つまり、そのとき
の演算流量が、指令流量値よりも少なければ、制御弁CV
の開度を大きくし、逆の場合にはその開度を小さくす
る。

【００２３】上記のようにして通常はメータイン流量制
御されるが、バルブコントローラVCは、第２圧力センサ
ー１８からの信号をもとにして、制御弁CVの下流側の圧
力を常に監視している。そして、この下流側の圧力が設
定圧以下になったときには、カウンター負荷が作用した
ものと判断して、それ以上圧力が下がらないように、制
御弁CVの開度を、メインコントローラMCからの指令値よ
りも大きくする。このように制御弁CVの開度を大きくす
れば、そのときの制御はメータアウト絞り２４によるメ
ータアウト流量制御ということになる。つまり、この場
合には、あらかじめ定めた基準圧をもとにして、メータ
イン流量制御とメータアウト流量制御とに自動的に切換
わることになる。

【００２４】また、この場合に、制御弁CVの実際の開度
面積は、メインコントローラMCの流量制御指令値よりも
大きくなり、当然のこととしてそこを通過する流量も、
指令値より多くなるので、バルブコントローラVCは、そ
の開度面積による実際の通過流量をメインコントローラ
MCにフィードバックし、メインコントローラMCの指令値
の変更を促す。このときにアンチサチュレーション状態
にあれば、開度面積を大きくした制御弁CVへの供給流量
を優先させるために、メインコントローラMCが、他の制
御弁CVに対する指令値の変更をする。

【００２５】さらに、ブリードオフ制御をするときに
は、走行モータMR、 MLに接続したスプール弁SVを少し切
換える。このときには、当然のこととしてパイロット操
作弁２１からの出力信号が小さくなるが、この出力信号
を第３圧力センサー２６で検出して、それをメインコン
トローラMCに入力する。第３圧力センサー２６からの信
号を受けたメインコントローラMCは、走行系のバルブコ
ントローラVCに信号を送り、走行系の制御弁CVの開度
を、可変ポンプＰ₁ 、Ｐ₂ の最低設定流量が流れるよう
に制御する。この状態からパイロット操作弁２１を操作
して走行系のスプール弁SVをストロークさせると、ブリ
ードオフ絞り２７の開度が小さくなるとともに、走行モ
ータMR、 MLに連通するスプール弁SVの入力ポート側の開
度が大きくなる。ただし、このスプール弁SVに供給され
る流量は、制御弁CVで制御された最低設定流量に保たれ
る。

【００２６】このように供給流量を一定に保ちながらブ
リードオフ絞り２７の開度が小さくなれば、その上流側
の圧力が上昇する。そして、この上昇した上流側の圧力
が、アクチュエータ側の負荷圧よりも高くなれば、パラ
レル通路１１の圧油がアクチュエータ側に流れる始め
る。逆の言い方をすれば、アクチュエータの負荷圧が高
ければ高いほど、アクチュエータに供給される流量が少
なくなって、ブリードオフ流量が多くなる。したがっ
て、パワーショベルのバケット背面を地面に押しつけな
がらするいわゆる転圧作業時には、圧力制御をしながら
バケットの押しつけ力を制御できる。

【００２７】なお、パイロット操作弁２１の出力信号が
小さく、スプール弁SVが中立位置にあるときには、ブリ
ードオフ絞り２７の開度が最大に保たれるので、当該ア
クチュエータのシステム圧が低くなる。そのためにアク
チュエータ側の負荷圧が高ければ、その圧力を受けたロ
ードチェック弁が閉状態を維持し、アクチュエータへ流
量が供給されない。また、この実施例では、走行系のス
プール弁SVのみにブリードオフ絞り２７を設けている
が、この構成で走行系以外の他のアクチュエータのブリ
ードオフ制御も可能である。なぜなら、両回路系統とも
パラレル回路なので、一箇所でブリードオフ流量を制御
すれば、当該回路系統のアクチュエータは、この一箇所
のブリードオフ流量によって制御されることになるから
である。ただし、必要であれば、各スプール弁SVのそれ
ぞれにブリードオフ絞りを設けてもよいこと当然であ
る。

【００２８】次に、両回路系統のポンプ吐出量を合流さ
せる複合制御について説明する。いま、一方の回路系統
の特定のアクチュエータ、例えばブームシリンダBMのみ
を使用し、しかも、そのブームシリンダBMの要求流量
が、可変ポンプＰ₁ の最大吐出量を超えているとする。
このような状況では、まずメインコントローラMCに、ブ
ームシリンダBMの要求流量が、可変ポンプＰ₁ の最大吐
出量を超えているという信号が入力する。この信号が入
力すると、メインコントローラMCは、可変ポンプＰ₂ 側
のポンプコントローラPCを動作させて、ブームシリンダ
BMが要求する不足流量分を吐出させるようにレギュレー
タ１３を動作させる。

【００２９】これと同時に、メインコントローラMCは、
合分流弁Ｄを開弁させて両回路系統を連通する。ただ
し、このときに走行系の制御弁CVが少しでも開いている
と、ブリードオフ絞り２７が機能して、ブリードオフ制
御がされてしまうので、この走行系の制御弁CVは完全に
閉じた状態にするよう、メインコントローラMCがバルブ
コントローラVCに信号を出力する。このように設定され
ることによって、可変ポンプＰ₂ の吐出油が、合流通路
１２を経由して可変ポンプＰ₁ 側の回路系統に合流し、
ブームシリンダBMの不足流量を補う。なお、このときに
ブームシリンダBM以外のアクチュエータを同時操作すれ
ば、前記と同様にして、両可変ポンプＰ₁ 、Ｐ₂ の最大
合計流量の範囲内で、流量制御すること当然である。し
かも、各アクチュエータの合計要求流量が、両ポンプの
最大合計流量を超えたときには、メインコントローラMC
が機能しながら、制御弁CVを制御してアンチサチュレー
ション機能を発揮させる。

【００３０】また、両回路系統のアクチュエータがそれ
ぞれ同時に操作されているときで、一方の回路系統では
流量が足り、他方の回路系統では流量が不足している場
合、例えば一方の回路系統のブームシリンダBMの上げ動
作と、他方の回路系統の旋回モータTNの起動とを同時に
している場合について説明する。この場合に、旋回モー
タTNの慣性が大きいために、その起動時には、大きな圧
力を必要とするが、流量はそれほど必要としない。その
ために、旋回モータTNの起動時には、左走行モータMLに
接続した制御弁CVとスプール弁SVとを用いてブリードオ
フ制御をしながら、旋回モータTNに接続した制御弁CVで
流量制御をする。

【００３１】これに対してブームシリンダBMの上げ動作
のときには、旋回モータTNの起動時ほど大きな圧力を必
要としないが、大流量を必要とすることが多い。そこ
で、このような状況のときにはメインコントローラMCが
合分流弁Ｄを開いて両可変ポンプＰ₁ 、Ｐ₂ を合流させ
る。さらに、具体的には、ブームシリンダBMに接続した
パイロット操作弁２１からの要求流量が、可変ポンプＰ
₁ の最大吐出量を超えると、メインコントローラMCが合
分流弁Ｄにオープン指令を出す。さらに可変ポンプＰ₂
側では、ブリードオフ絞り２７からタンクに戻されてい
た流量を、旋回モータTNに供給するために、左走行モー
タMLに接続した制御弁CVを閉じるよう指令を出す。これ
によって、両回路系統の回路圧が同じになる。

【００３２】このとき、旋回モータTNを制御するパイロ
ット操作弁２１からの信号に基づくその要求流量と、ブ
ームシリンダBMを制御するパイロット操作弁２１からの
信号に基づくその要求流量との合計が、両ポンプＰ₁ 、
Ｐ₂ の合計最大流量を超えていたとしても、起動時に旋
回モータTNに実際に流れ込む流量は、その要求流量以下
になる。そこで、旋回モータTNを制御するバルブコント
ローラVCが、このときに旋回モータTNに実際に供給され
ている流量を演算して、その実流量信号をメインコント
ローラMCにフィードバックする。メインコントローラMC
は、上記実流量とブームシリンダBMの要求流量とを合算
し、それが両ポンプＰ₁ 、Ｐ₂ の合計最大吐出量以下な
ら、その最大吐出量の範囲内で、両ポンプの吐出量を合
流させて、ブームシリンダBMの不足流量を補うようにす
る。もし、上記実流量とブームシリンダBMの要求流量と
の合計が、両ポンプの合計最大吐出量を超えていれば、
モード設定器３２で定めた流量配分に基づいてアンチサ
チュレーション機能を発揮する。

【００３３】上記のようにした第１実施例の油圧回路に
よれば、アクチュエータにカウンター負荷が作用したと
き、制御弁CVの開度を指令値よりも大きくして、メータ
アウト流量制御に自動的に切換わるので、キャビテーシ
ョンなどの発生を確実に防止できる。また、このメータ
アウト流量制御時に、メインコントローラMCが機能し
て、その圧力制御に必要な流量を確保するとともに、他
のアクチュエータへの流量配分を適正にするアンチサチ
ュレーション制御もできる。

【００３４】さらに、メータイン流量制御時には、制御
弁CVによって正確な制御ができるとともに、その開度が
適切に維持されるので、制御弁CVの開度が大き過ぎて押
し込み圧が高くなったりしない。したがって、従来のよ
うに、無駄な押し込み圧のためにエネルギーロスが大き
くなるというような問題も発生しない。パイロット操作
弁２１の出力信号が小さく、スプール弁SVの切換え量が
小さいときには、ブリードオフ制御をしながら、圧力コ
ントロールが可能になる。したがって、パワーショベル
のバケット背面を地面に押しつけてするいわゆる転圧作
業も可能になる。さらにまた、両回路系統を合流させな
がら、両ポンプの合計最大吐出流量の範囲で最も適切な
流量制御が可能であり、たとえ、要求流量が両ポンプの
合計最大吐出流量を超えたとしても、実際の状況にあっ
た制御が可能になる。

【００３５】図３に示した第２実施例は、第１実施例の
パイロット操作弁２１に代えて、電気的な操作器３３を
用いた点に特徴を有する。すなわち、この第２実施例で
は、図４に示すように、操作器３３をメインコントロー
ラMCに直接接続し、この操作器３３の操作量に応じた電
気信号で、スプール弁SVを切換えるようにしたものであ
る。このように操作器３３を用いることによって、信号
系統をすべて電気で制御できる。このように電気制御が
可能になると、例えば、メータアウト流量制御時に、ス
プール弁SVのメータアウト絞り２４の開度を積極的に小
さくして、アクチュエータの逸走を防止することも可能
になる。いずれにしても、すべてを電気制御することに
よって、その制御のバリエーションを増やすことができ
る。

【００３６】図５に示した第３実施例は、合分流弁Ｄ
を、閉位置、全開位置及び絞り位置の３ポジションとし
た点に特徴を有するもので、その他は第１実施例と同様
である。そして、この第３実施例は、両回路系統に圧力
差が大きいときに、合分流弁Ｄを絞り位置に切換えれ
ば、圧力の低い方の回路系統のポンプ圧を必要以上に高
くしなくてすみ、それだけエネルギーロスを少なくでき
るという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の回路図である。

【図２】第１実施例の電気系統の回路図である。

【図３】第２実施例の回路図である。

【図４】第２実施例の電気系統の回路図である。

【図５】第３実施例の回路図である。

【図６】従来の回路図である。

【符号】Ｐ₁ 可変ポンプＰ₂ 可変ポンプ CV 制御弁 SV スプール弁１３レギュレータＤ合分流弁 MC メインコントローラ VC バルブコントローラ１６ストロークセンサー１７第１圧力センサー１８第２圧力センサー２１スプール弁の操作手段としてのパイロット操作
弁２７ブリードオフ絞り３３同じくスプール弁の操作手段としての操作器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大関雅彦埼玉県浦和市辻８−７−24 カヤバ工業株式会社浦和工場内 (72)発明者高橋米秋埼玉県浦和市辻８−７−24 カヤバ工業株式会社浦和工場内 (72)発明者藤井篤埼玉県浦和市辻８−７−24 カヤバ工業株式会社浦和工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの回路系統を有し、それぞれの回路
系統にレギュレータの出力で傾転角を制御して吐出量を
可変にした可変ポンプを接続し、この可変ポンプとアク
チュエータとの間にスプール弁を接続するとともに、こ
のスプール弁の切換えを制御する操作手段を設けた建設
機械の油圧制御装置において、それぞれの回路系統に
は、可変ポンプとスプール弁との間に接続し、パイロッ
ト信号に応じて絞り開度を制御するサーボ弁機構を備え
た制御弁と、この制御弁の切換えストロークを電気的に
検出するストロークセンサーと、この制御弁の上流側の
圧力を電気的に検出する第１圧力センサーと、制御弁の
下流側の圧力を電気的に検出する第２圧力センサーと、
これらストロークセンサー及び第１、２圧力センサーか
らの信号に基づいて制御弁の開度を電気的に制御するた
めのバルブコントローラとを備える一方、上記制御弁の
上流側で両回路系統を合流させたり、あるいはそれらを
分断したりする合分流弁を設けるとともに、上記バルブ
コントローラに入力された信号及びスプール弁の制御信
号が入力するとともに、あらかじめ入力された指令信号
や、上記バルブコントローラからの信号に基づいて可変
ポンプのレギュレータを電気的に制御したり、バルブコ
ントローラに信号を出力したりするメインコントローラ
を備え、しかも、上記スプール弁には、それが中立位置
にあるとき最大の開度を維持するとともに、この切換え
過程で開度が小さくなり、少なくとも完全な切換え位置
で閉じるブリードオフ絞りを設けたことを特徴とする建
設機械の油圧制御装置。