JPH0979205A - 油圧再生装置 - Google Patents

油圧再生装置

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JPH0979205A
JPH0979205A JP7234244A JP23424495A JPH0979205A JP H0979205 A JPH0979205 A JP H0979205A JP 7234244 A JP7234244 A JP 7234244A JP 23424495 A JP23424495 A JP 23424495A JP H0979205 A JPH0979205 A JP H0979205A
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Tsukasa Toyooka
司 豊岡
Toichi Hirata
東一 平田
Genroku Sugiyama
玄六 杉山
Shigehiro Yoshinaga
滋博 吉永
Hiroji Ishikawa
広二 石川
Tsuyoshi Nakamura
剛志 中村
Youichi Furuwatari
陽一 古渡
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    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels

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Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧再生装置において、作動油温、エンジン回
転数等、アクチュエータへの供給流量に影響を及ぼす状
態量の変化に係わりなく良好な操作性を得る。 【解決手段】油圧ポンプ1の吐出圧力Pdを検出する圧
力検出器101と、作動油温tを検出する温度計51
と、再生切換弁6の油圧駆動部6cに導入されるパイロ
ット圧力Piを生成する電磁比例減圧弁105と、圧力
検出器101からの油圧ポンプ1の吐出圧力Pdの検出
信号と温度計51からの作動油温tの検出信号を入力
し、これらの信号に応じた駆動電流iを生成し電磁比例
減圧弁105に出力する制御装置100とを備え、制御
装置100では、油圧ポンプ1の吐出圧力Pdと作動油
温tからそれぞれ目標電流ip,itを算出し、目標電
流ip,itの小さい方を選択し駆動信号idとして出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
油圧機械に備えられ、アクチュエータからの戻り油を当
該アクチュエータに再生して供給可能な油圧再生装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】油圧再生装置に関する従来技術として国
際特許公開WO94/13959号公報記載のものが知
られている。この従来技術を図15を用いて説明する。
【0003】図15において、油圧ポンプ1と複数のア
クチュエータ、例えばアーム用油圧シリンダ4及びブー
ム用油圧シリンダ5とを結ぶ管路上にはアーム用及びブ
ーム用パイロット式方向制御弁2,3が設けられてお
り、油圧再生装置は、アーム用方向制御弁2のタンクポ
ート23とタンク9とを結ぶ第1ライン12を油圧ポン
プ1とアーム用方向制御弁2のポンプポート24とを結
ぶ第2ライン10Cに連絡する第3ライン14と、第3
ライン14に設けられ第1ライン12から第2ライン1
0Cへ向かう圧油の流れのみを許すチェック弁7と、第
1ライン12に設けられた可変抵抗手段、例えば可変絞
り6aを形成するスプール6b、このスプール6bを絞
り方向に駆動する油圧駆動部6c、スプール6bを開弁
方向に付勢するバネ6dからなる再生切換弁6と、この
再生切換弁6の油圧駆動部6cにパイロット圧力Pxを
供給する電磁比例減圧弁105と、油圧ポンプ1の吐出
圧力Pdを検出する圧力検出器101と、圧力検出器1
01からの油圧ポンプ1の吐出圧Pdの信号を入力し、
この信号に応じた駆動信号iを電磁比例減圧弁105に
出力する制御装置100Xとを備えている。
【0004】制御装置100Xは、油圧ポンプ1の吐出
圧力Pdの増加に対して電磁比例減圧弁105への駆動
信号iを減少させ、再生切換弁6へのパイロット圧力P
xを低下させるような吐出圧力Pdと駆動信号iの目標
電流ixとの関係を予め設定して記憶した記憶部110
を有し、圧力検出器101で検出した油圧ポンプ1の吐
出圧力からその関係に基づき駆動信号iを算出し出力す
る。
【0005】圧力検出器101により検出された油圧ポ
ンプ1の吐出圧Pdが低い間は、制御装置100Xから
大きな駆動信号iが算出され、電磁比例減圧弁105に
出力される。このため、パイロット圧力Pxが高くなり
再生切換弁6の可変絞り6aの絞り量が大きくなり、第
1ライン12内の圧力が大きくなり、この圧力が第2ラ
イン10C内の圧力以上になると方向制御弁2のタンク
ポート23から流出する戻り油の一部はチェック弁7を
介して第2ライン10C側に流れ、油圧ポンプ1からの
圧油に合流してポンプポート24に供給される。これに
より、アームシリンダ4に供給される圧油の流量が第1
ライン12から流れ込んだ再生流量分だけ増加し、その
分アームシリンダ4の移動速度が速くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】油圧ポンプ1からアー
ムシリンダ4又はブームシリンダ5に供給される圧油の
流量は方向制御弁2又は3の操作量に応じて一定である
ことが望ましいが、実際には種々の状態量の影響を受け
るものである。その代表例として作動油温やエンジン回
転数がある。
【0007】例えば、作動油温が低いとき、作動油の粘
度が高いためポンプ圧は高くなり、ポンプ圧を検出して
油圧ポンプの吐出流量を制御するとき、油圧ポンプ1の
吐出流量は少なくなるよう制御される。また、作動油の
粘度が高いため各油圧機器の制御の応答が悪くなり、特
に起動時にポンプ流量が少ない。このため、水平引きで
表土はぎ作業などを行うと、アームシリンダに対しては
再生流量がポンプ流量と合流しシリンダボトム側に流入
するためアームクラウドの速度は速いが、ブームシリン
ダ速度は遅くなり、ブームの上がり量が少なくなる。よ
って、アーム速度とブーム速度のバランスが悪くなり、
アーム操作量を調整しなくてはならず、操作性が悪くな
る。
【0008】また、作動油温が低いとき再生流量が多い
と、アームロッド側の圧力が高圧となり、ホース、シリ
ンダの耐久性が低くなる。
【0009】また、図示のセンターバイパスタイプの方
向制御弁を用いるオープンセンタ回路では、エンジン回
転数が低くなると油圧ポンプ1の吐出流量が減少する。
このため、エンジン回転数を低くして水平引きで仕上げ
作業を行うとき、各アクチュエータへの流量が少なくな
り、ブームの上がり量は少なくなる。しかし、アームシ
リンダに対しては再生流量がポンプ流量と合流しシリン
ダボトム側に流入するためアームクラウドの速度は速
い。よって、この場合もアーム速度とブーム速度のバラ
ンスが悪くなり、アーム操作量を調整しなくてはなら
ず、操作性が悪くなる。
【0010】本発明の目的は、作動油温、エンジン回転
数等、アクチュエータへの供給流量に影響を及ぼす状態
量の変化に係わりなく良好な操作性が得られる油圧再生
装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために次の構成を採用する。すなわち、原動機と、
前記原動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポ
ンプから吐出される圧油によって駆動される複数のアク
チュエータと、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュ
エータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数
の方向制御弁と、前記複数の方向制御弁の内の少なくと
も1つの特定の方向制御弁のタンクポートをタンクに連
絡する第1ラインと、前記特定の方向制御弁のポンプポ
ートを前記油圧ポンプに連絡する第2ラインとを備えた
油圧駆動装置に設けられる油圧再生装置であって、前記
第1ラインと前記第2ラインとを連絡し前記特定の方向
制御弁に対応する特定のアクチュエータからの戻り油の
少なくとも一部を再生油として前記第2ラインに合流さ
せる第3ラインと、前記第3ラインに設けられ、第1ラ
インから第2ラインへ向かう再生油の流れのみを許すチ
ェック弁と、前記第1ラインに設けられ、前記タンクポ
ートからタンクに排出される圧油の流量を制御し前記再
生油の流量を制御する可変抵抗手段と、前記可変抵抗手
段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に駆動信号を出
力し前記可変抵抗手段を制御する制御手段とを備えた油
圧再生装置において、前記複数のアクチュエータに供給
される圧油の流量に影響を及ぼす状態量を検出する検出
手段と;前記制御手段に組み込まれ、前記検出手段で検
出された状態量の値に応じて前記駆動信号を補正し、前
記可変抵抗手段により制御される再生油の流量を調整す
る再生補正手段と;を備える構成とする。
【0012】このように検出手段で複数のアクチュエー
タに供給される圧油の流量に影響を及ぼす状態量を検出
し、再生補正手段でその状態量の値に応じて駆動信号を
補正し、可変抵抗手段により制御される再生油の流量を
調整することにより、当該状態量の変化に係わりなく良
好な操作性が得られる。
【0013】上記油圧再生装置において、前記状態量は
例えば作動油の油温であり、前記検出手段は前記作動油
の油温を検出する油温検出手段である。
【0014】ここで、作動油温は値が小さくなると(温
度が低くなると)油圧ポンプから複数のアクチュエータ
に供給される圧油の流量を減らすように影響を及ぼす状
態量であり、再生補正手段は、状態量の値が大きいとき
(作動油温が高いとき)は再生油の流量を多くし、状態
量の値が小さくなると(作動油温が低くなると)再生油
の流量を少なくするように駆動信号を補正することによ
り、作動油温が高いとき再生流量は増加し、特定のアク
チュエータの駆動速度は速くなり作業効率を高め、作動
油温が低いとき再生流量は減少し、特定のアクチュエー
タの駆動速度は遅くなり、良好な複合操作性が得られ
る。
【0015】よって、特定のアクチュエータをアームシ
リンダで、他のアクチュエータをブームシリンダであ
り、これらを駆動して水平引きで表土はぎ作業などを行
うとき、作動油温が高いときは水平引きの作業効率がよ
くなり、作動油温が低いときは水平引きの操作性を悪く
することなく操作可能となる。また、作動油温が低いと
きアームシリンダのロッド圧は高圧にならない。
【0016】また、前記状態量は例えば前記原動機の回
転数であり、前記検出手段は前記原動機の回転数を検出
する回転数検出手段である。
【0017】ここで、原動機の回転数も値が小さくなる
と(回転数が低くなると)油圧ポンプから複数のアクチ
ュエータに供給される圧油の流量を減らすように影響を
及ぼす状態量であり、再生補正手段は、状態量の値が大
きいとき(原動機の回転数が高いとき)は再生油の流量
を多くし、状態量の値が小さくなると(原動機の回転数
が低くなると)再生油の流量を少なくするように駆動信
号を補正することにより、原動機の回転数が高いときは
再生流量が増加し、特定のアクチュエータの駆動速度は
速くなり作業効率を高め、原動機の回転数が低いときは
再生流量を減少し、特定のアクチュエータの駆動速度は
遅くなり、微操作性が向上する。
【0018】よって、特定のアクチュエータがアームシ
リンダで、他のアクチュエータがブームシリンダであ
り、これらを駆動して水平引きで作業を行うとき、原動
機の回転数が高いときは水平引きの作業効率が良くな
り、原動機の回転数が低いときは水平引きの微操作が可
能となる。
【0019】なお、前記油圧駆動装置が前記原動機の目
標回転数を指示する手段を更に備える場合、前記回転数
検出手段は前記目標回転数を検出する手段とすることが
できる。
【0020】また、好ましくは、前記再生補正手段は前
記状態量と前記駆動信号との関係を予め設定して記憶し
ており、前記状態量と駆動信号との関係に所定のゲイン
を持たせる。このように状態量と駆動信号との関係に所
定のゲインを持たせることにより、状態量が変化すると
き再生補正手段による駆動信号の変化を小さくし、状態
量の変化に対して再生流量が急激に変化することが防止
される。
【0021】更に、好ましくは、前記制御手段は、前記
油圧ポンプの吐出圧力を検出し、この油圧ポンプの吐出
圧力から予め設定した関係に基づき前記駆動信号の第1
の目標値を演算し、前記油圧ポンプの吐出圧力が低いと
きは前記再生油の流量を多くし、前記油圧ポンプの吐出
圧力が高くなると前記再生油の流量を少なくするように
前記可変抵抗手段を制御する手段であり、前記再生補正
手段は、前記検出手段で検出された状態量の値に応じて
前記駆動信号の第1の目標値を補正する手段である。こ
の場合、前記再生補正手段は、例えば、前記検出手段で
検出された状態量から予め設定した関係に基づき前記駆
動信号の第2の目標値を演算する手段と、前記第1及び
第2の目標値の一方を選択し前記駆動信号とする手段と
を有するものとする。また、前記再生補正手段は、前記
検出手段で検出された状態量から予め設定した関係に基
づき前記駆動信号の補正係数を演算する手段と、前記第
1の目標値と前記補正係数を掛け合わせて前記駆動信号
とする手段とを有するものであってもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の油圧再生装置の実
施形態を図面に基づいて説明する。
【0023】まず、本発明の第1の実施形態を図1〜図
7により説明する。
【0024】図1において、レギュレータ1Aによって
押しのけ容積が制御される可変容量型の油圧ポンプ1
と、油圧ポンプ1から吐出される圧油によって作動する
複数のアクチュエータ4,5と、油圧ポンプ1と複数の
アクチュエータ4,5との間にそれぞれ設けられアクチ
ュエータ4,5に供給される圧油の流れを制御する複数
の方向制御弁2,3とで油圧ショベルの油圧駆動装置が
構成されている。
【0025】油圧ポンプ1は原動機であるエンジン50
により回転駆動される。
【0026】アクチュエータ4は例えば油圧ショベルの
図示しないブームを駆動するブームシリンダであり、方
向制御弁2のアクチュエータポート21,22に接続さ
れ、アクチュエータ5は例えば油圧ショベルの図示しな
いアームを駆動するアームシリンダであり、同様に方向
制御弁3に接続されている。
【0027】方向制御弁2,3は油圧ポンプ1とタンク
9とを連絡するセンターバイパスライン1Bが貫通する
センターバイパスタイプの弁であり、これら方向制御弁
2,3は油圧ポンプ1の吐出管路10A及びポンプライ
ン10Bを介して互いにパラレルに接続されている。ま
た、方向制御弁2,3は、ブーム用、アーム用の操作レ
バー装置52,53によって生成されるパイロット圧力
Pa1,Pa2及びPb1,Pb2によって動作するも
のであり、スプールの移動量に応じて絞り量が変化する
メータイン可変絞り25とメータアウト可変絞り26と
を有している。操作レバー装置52は1対の減圧弁52
a,52bと操作レバー52cとで構成され、操作レバ
ー装置53も同様に1対の減圧弁53a,53bと操作
レバー53cとで構成されている。
【0028】方向制御弁2のタンクポート23は排出ラ
インである第1ライン12を介してタンク9に接続さ
れ、ポンプポート24はフィーダラインである第2ライ
ン10Cを介してポンプライン10Bに接続され、第2
ライン10Cにはポンプポート24からポンプライン1
0Bへの圧油の逆流を防止するためのロードチェック弁
8が設置されている。
【0029】本実施形態の油圧再生装置は以上のような
油圧駆動装置に設けられるものであり、第1ライン12
と第2ライン10Cとを連絡しブームシリンダ3からの
戻り油の少なくとも一部を再生油として第2ライン10
Cに合流させる再生ラインである第3ライン14と、こ
の第3ライン14に設けられ第1ライン12から第2ラ
イン10Cへ向かう再生油の流れのみを許すチェック弁
7と、第1ライン12に設置され、タンクポート23か
らタンク9に排出される圧油の流量を制御し上記再生油
の流量(以下、適宜「再生流量」という)を制御する可
変抵抗手段である再生切換弁6とを備えている。
【0030】再生切換弁6は、可変絞り6aを形成する
スプール6bと、パイロット圧力Piが導入され、スプ
ール6bを絞り方向(図示左方)に駆動する油圧駆動部
6cと、スプール6bを開弁方向(図示右方)に付勢す
るばね6dとを有し、油圧駆動部6cに導入されるパイ
ロット圧力とばね6dの付勢力との釣り合で可変絞り6
aの開口面積(絞り量)が決まる。
【0031】また、本実施形態の油圧再生装置は、油圧
ポンプ1の吐出圧力Pdを検出する圧力検出器101
と、タンク9に設けられ、作動油温tを検出する温度計
51と、再生切換弁6の油圧駆動部6cに導入されるパ
イロット圧力Piを生成し再生切換弁6を駆動する電磁
比例減圧弁105と、圧力検出器101からの油圧ポン
プ1の吐出圧力Pdの検出信号と温度計51からの作動
油温tの検出信号を入力し、これらの信号に応じた駆動
電流iを生成し電磁比例減圧弁105に出力する制御装
置100とを備え、電磁比例減圧弁105は油圧源10
5Aのパイロット一次圧力に基づき駆動電流iに応じた
二次圧力をパイロット圧力Piとして生成する。
【0032】制御装置100は、図2に示すように、油
圧ポンプ1の吐出圧力Pd及び作動油温tの信号をA/
D変換し入力する入力部112と、予め設定された油圧
ポンプ1の吐出圧力Pd及び作動油温tと電磁比例減圧
弁105の駆動電流iを得るための目標電流ip,it
との関係を記憶した記憶部110と、この記憶部110
から油圧ポンプ1の吐出圧力Pdに対応する目標電流i
p及び作動油温tに対応する目標電流itを読み出し、
その一方を駆動信号idとして出力する演算部111
と、この演算部111から出力された駆動信号idを電
磁比例減圧弁105の駆動電流iに変換し出力する出力
部113とを備えている。
【0033】上記記憶部110に記憶される油圧ポンプ
1の吐出圧力Pdと目標電流ipとの関係及び作動油温
tと目標電流itとの関係を、演算部111で行われる
演算内容と共に図3に示す。図3において、ブロック1
20は油圧ポンプ1の吐出圧力Pdから目標電流ipを
算出するブロックであり、ブロック121は作動油温t
から目標電流itを算出するブロックであり、目標電流
ip,itの小さい方がブロック122で選択され、駆
動信号idとして出力される。
【0034】ブロック120における目標電流ipを算
出するための吐出圧力Pdと目標電流ipとの関係は、
油圧ポンプ1の吐出圧力Pdが増加するにしたがって目
標電流ipが小さくなるように設定されている。より詳
しくは、Pd<Paではip=ip1、Pd>Pbでは
ip=0、Pa≦Pd≦Pbでは、ipがip1から0
までゲインK1で連続的に変化するようにポンプ吐出圧
力Pdと目標電流ipとの関係が設定されている。
【0035】ブロック121における目標電流itを算
出するための作動油温tと目標電流itとの関係は、作
動油温tが低くなるにしたがって目標電流itが小さく
なるように設定されている。より詳しくは、t<taで
はit=it2、t>tbではit=it1(>it
2)、ta≦t≦tbでは、itがit2からit1ま
でゲインK2で連続的に変化するように油温tと目標電
流itとの関係が設定されている。また、it1=ip
1に設定されている。
【0036】電磁比例減圧弁105の出力特性は、図4
に示すように、駆動電流iが増加するにしたがってパイ
ロット圧力Piが増加するように設定されている。一
方、再生切換弁6は、図5に示すように、パイロット圧
力Piが増加するにしたがって可変絞り6aの開口面積
Aが減少するように開度特性が設定されている。このた
め、駆動電流iと可変絞り6aの開口面積Aの関係は、
図6に示すように、駆動電流iが増加するにしたがって
開口面積Aが減少し、駆動電流iと再生流量Qrとの関
係は、図7に示すように、駆動電流iが増加するにした
がって再生流量Qrが増大する。つまり、油圧ポンプ1
の吐出圧力Pdが高圧になるか、作動油温tが低くなる
とタンクへ戻る流量が多くなり、再生流量が少なくな
る。
【0037】以上において、圧力検出器101と制御装
置100の図3に示すブロック120の機能は、再生切
換弁6の駆動手段である電磁比例減圧弁105に駆動信
号(駆動電流)iを出力し再生切換弁6を制御する制御
手段を構成し、制御装置100の図3に示すブロック1
21及び122の機能は、前記制御手段に組み込まれ、
温度計51で検出された作動油温に応じて前記駆動信号
(駆動電流)iを補正し、再生切換弁6により制御され
る再生油の流量を調整する再生補正手段を構成する。
【0038】以上のように構成した本実施形態の動作は
次の通りである。
【0039】作動油温tが高いとき、表土はぎなど速い
動作の水平引きを行うため、アーム用の操作レバー装置
52の操作レバー52cを図示Aの方向に操作し、ブー
ム用の操作レバー装置53の操作レバー53cを図示B
の方向に操作した場合、アーム用方向制御弁2は2a側
に操作され、ブーム用方向制御弁3は3b側に操作され
る。この時、油圧ポンプ1から吐出される圧油はアーム
用方向制御弁2とブーム用方向制御弁3を介して、それ
ぞれアームシリンダ4のボトム側4a、ブームシリンダ
5のボトム側5bに流れる。
【0040】圧力検出器101により検出された油圧ポ
ンプ1の吐出圧力Pdが低く、温度計51から入力され
る作動油温tが高い間は、図3に示すように、油圧ポン
プ1の吐出圧力Pd1に対しては大きな目標電流ip1
が選択され、作動油温t1に対しても大きな目標電流i
t1が選択され、それぞれの目標電流の最小値を選択す
ることにより駆動信号id1(id1=ip1=it
1)が生成される。
【0041】よって、制御装置100から駆動信号id
1に対応した大きな駆動電流i1が電磁比例減圧弁10
5に出力される。このため、パイロット圧力Piが高く
なり、再生切換弁6のスプール6bが図示左側の位置に
駆動されて可変絞り6aの開口面積が小さくなり(絞り
量が大きくなり)、第1ライン12内の圧力が大きくな
り、それが第2ライン10C内の圧力以上になると、方
向制御弁2のタンクポート23から流出する戻り油の一
部は第3ライン14及びチェック弁7を介して第2ライ
ン10C側に流れ、油圧ポンプ1からの圧油に合流して
方向制御弁2のポンプポート24に供給される。これに
より、アームシリンダ4のボトム側4aに供給される圧
油の流量が第1ライン12から流れ込んだ再生油の流量
分だけ増加し、その分アームシリンダ4の移動速度が速
くなり、速い動作の水平引きが可能となる。
【0042】次に、作動油温tが低いときについて説明
する。
【0043】作動油温tが高いときと同じように、表土
はぎなど速い動作の水平引きを行うため、アーム用の操
作レバー装置52の操作レバー52cを図示Aの方向に
操作し、ブーム用の操作レバー装置53の操作レバー5
3cを図示B方向に操作した場合、アーム用方向制御弁
2は2a側に操作され、ブーム用方向制御弁3は3b側
に操作される。この時、油圧ポンプ1から吐出される圧
油はアーム用方向制御弁2とブーム用方向制御弁3を介
して、それぞれアームシリンダ4のボトム4a、ブーム
シリンダ5のボトム側5bに流れる。
【0044】そして、この時、圧力検出器101により
検出された油圧ポンプ1の吐出圧力Pdが低く、温度計
51から入力された作動油温tが低い間は、図3に示す
ように、油圧ポンプ1の吐出圧力Pd2に対しては大き
な目標電流ip1が選択され、作動油温t2に対しては
小さな目標電流it2が選択され、それぞれの目標電流
の最小値を選択することにより駆動信号id2(id2
=it2<ip1)が生成される。
【0045】よって、制御装置100から駆動信号id
2に対応した小さな駆動電流i2が電磁比例減圧弁10
5に出力される。このため、パイロット圧力Pが低くな
り、再生切換弁6のスプール6bが図示右側の位置に保
持され、可変絞り6aの開口面積が大きくなり(絞り量
が小さくなり)、第1ライン12の圧力が小さくなり、
方向制御弁2のタンクポート23から流出する戻り油は
チェック弁7を介して第2ライン10C側に流れず、タ
ンク9に戻る。これにより、アームシリンダ4のボトム
側4aに供給される圧油の流量は作動油温tが高い時の
流量に比べて第1ライン12から流れ込む再生流量分減
少し、その分アームシリンダ4の移動速度が再生時より
遅くなる。このため、作動油温が低いときアーム速度だ
け速くなることなく、操作性の良い水平引きが可能とな
る。
【0046】また、時間の経過に伴って作動油温tが上
昇するとき、本実施形態では作動油温tと目標電流it
との関係にゲインK2を持たせているため、作動油温t
aとtbの間で目標電流itは連続的に変化し、作動油
温により調整される再生流量が急激に変化することが回
避され、円滑な再生流量の補正が可能となる。
【0047】以上のように本実施形態によれば、作動油
温により再生流量を調整できるため、作動油温が高いと
き再生流量を多くし、アームシリンダ速度を速くして作
業効率を高め、作動油温が低いときは再生流量を少なく
し、アームシリンダ速度を遅くし操作性を悪くしないよ
うにすることができる。
【0048】また、作動油温が低いとき、再生流量が少
ないためアームシリンダ4のロッド側4bが高圧となら
ず、ホース、シリンダなどの耐久性の低下を防止でき
る。
【0049】また、作動油温tと目標電流itとの関係
にゲインK2を持たせているため、作動油温がtaとt
bの間で変化するときの目標電流itの変化は急峻とな
らず、作動油温により調整される再生流量が急激に変化
することが防止される。
【0050】本発明の第2の実施形態を図8を用いて説
明する。本実施形態は制御装置100で駆動信号idを
補正する他の例を示すものである。
【0051】図8において、ブロック120は図3に示
す第1の実施形態のブロック120と同じであり、油圧
ポンプ1の吐出圧力Pdから目標電流ipを算出する。
ブロック121Aは作動油温tから補正係数Rtを算出
するブロックである。ブロック120で算出された目標
電流ipとブロック121Aで算出された補正係数Rt
とが乗算器122Aで掛け合わされ、駆動信号idとし
て出力される。
【0052】ブロック121Aにおける作動油温tと補
正係数Rtとの関係は、作動油温tが低くなるにしたが
って補正係数Rtが1から0に小さくなるように設定さ
れている。すなわち、t<taではRt=0、t>tb
ではRt=1、ta≦t≦tbでは、Rtが0から1ま
でゲインK2で連続的に変化するように油温tと補正係
数Rtとの関係が設定されている。
【0053】以上のような本実施形態においても、表土
はぎなど速い動作の水平引きを行うため、アーム用の操
作レバー装置52及びブーム用の操作レバー装置53を
操作すると、圧力検出器101により検出された油圧ポ
ンプ1の吐出圧力Pdが低く、温度計51から入力され
た作動油温tが低い間は、油圧ポンプ1の吐出圧力Pd
2に対しては大きな目標電流ip1が選択され、作動油
温t2に対しては1以下の小さな補正係数Rが選択さ
れ、両者を掛け合わせることにより小さい駆動信号id
2(id2<ip1)が生成される。よって、第1の実
施形態と同様、作動油温が低くてもアーム速度だけ速く
なることなく、操作性の良い水平引きが可能となる。
【0054】本発明の第3の実施形態を図9〜図11を
用いて説明する。図中、図1に示す部材と同等の部材に
は同じ符号を付している。
【0055】図9において、油圧ポンプ1を回転駆動す
るエンジン50は例えばディーゼルエンジンであり、そ
の回転数制御手段として、エンジン50の目標回転数r
を指示するスロットルボリューム61と、スロットルボ
リューム61からの目標回転数rの指示信号に応じて回
転するパルスモータ62と、パルスモータ62により駆
動されスロットルボリューム61の指示信号応じたエン
ジン回転数を設定するオールスピードガナバー付きの燃
料噴射装置63とが設けられ、制御装置100Bは、ス
ロットルボリューム61からの目標回転数rの指示信号
を入力しこれに応じた駆動電流jを生成しパルスモータ
62に出力する。
【0056】また、制御装置100Bは、圧力検出器1
01からの油圧ポンプ1の吐出圧力Pdの検出信号とス
ロットルボリューム61からの目標エンジン回転数rの
指示信号を入力し、これら信号に応じた駆動電流iを生
成し電磁比例減圧弁105に出力する。
【0057】制御装置100Bは、図10に示すよう
に、油圧ポンプ1の吐出圧力Pd及び目標エンジン回転
数rの信号をA/D変換し入力する入力部112Bと、
予め設定された油圧ポンプ1の吐出圧力Pd及び目標エ
ンジン回転数rと電磁比例減圧弁105の駆動電流iを
得るための目標電流ip,irとの関係を記憶した記憶
部110Bと、この記憶部110Bから油圧ポンプ1の
吐出圧力Pdに対応する目標電流ip及び目標エンジン
回転数rに対応する目標電流irを読み出し、その一方
を駆動信号idとして出力する演算部111Bと、この
演算部111Bから出力された駆動信号idを電磁比例
減圧弁105の駆動電流iに変換し出力する出力部11
3Bとを備えている。
【0058】上記記憶部110Bに記憶される油圧ポン
プ1の吐出圧力Pdと目標電流ipとの関係及び目標エ
ンジン回転数rと目標電流irとの関係を、演算部11
1Bで行われる演算内容と共に図11に示す。図11に
おいて、ブロック120は図3に示す第1の実施形態の
ブロック120と同じであり、油圧ポンプ1の吐出圧力
Pdから目標電流ipを算出する。ブロック121Bは
目標エンジン回転数rからから目標電流irを算出する
ブロックであり、目標電流ip,irの小さい方がブロ
ック122で選択され、駆動信号idとして出力され
る。
【0059】ブロック121Bにおける目標電流irを
算出するための目標エンジン回転数rと目標電流irと
の関係は、作動目標エンジン回転数rが低くなるにした
がって目標電流irが小さくなるように設定されてい
る。より詳しくは、r<raではir=ir2、r>r
bではir=ir1(>ir2)、ra≦r≦rbで
は、irがir2からir1までゲインK2で連続的に
変化するように目標エンジン回転数rと目標電流irと
の関係が設定されている。また、ir1=ip1に設定
されている。
【0060】以上のように構成した本実施形態の動作は
次の通りである。
【0061】表土はぎなど速い動作の水平引きを行うた
め、エンジン50の回転数を高くするようスロットルボ
リューム61の目標エンジン回転数rを高く設定した状
態で、アーム用の操作レバー装置52の操作レバー52
cを図示Aの方向に操作し、ブーム用の操作レバー装置
53の操作レバー53cを図示Bの方向に操作した場
合、アーム用方向制御弁2は2a側に操作され、ブーム
用方向制御弁3は3b側に操作される。この時、油圧ポ
ンプ1から吐出される圧油はアーム用方向制御弁2とブ
ーム用方向制御弁3を介して、それぞれアームシリンダ
4のボトム側4a、ブームシリンダ5のボトム側5bに
流れる。
【0062】圧力検出器101により検出されたポンプ
1の吐出圧力Pdが低く、スロットルボリューム61か
ら入力される目標エンジン回転数rが高い間は、図11
に示すように油圧ポンプ1の吐出圧力Pd1に対しては
大きな目標電流ip1が選択され、目標エンジン回転数
r1に対しても大きな目標電流ir1が選択され、それ
ぞれの目標電流の最小値を選択することにより駆動信号
id1(id1=ip1=ir1)が生成される。
【0063】よって、制御装置100Bから駆動信号i
d1に対応した大きな駆動電流i1が電磁比例減圧弁1
05に出力される。このため、パイロット圧力Piが高
くなり、再生切換弁6のスプール6bが図示左側の位置
に駆動されて可変絞り6aの開口面積が小さくなり(絞
り量が大きくなり)、第1ライン12内の圧力が大きく
なり、それが第2ライン10C内の圧力以上になると、
方向制御弁2のタンクポート23から流出する戻り油の
一部は第3ライン14及びチェック弁7を介して第2ラ
イン10C側に流れ、油圧ポンプ1からの圧油に合流し
て方向制御弁2のポンプポート24に供給される。これ
により、アームシリンダ4のボトム側4aに供給される
圧油の流量が第1ライン12から流れ込んだ再生油の流
量分だけ増加し、その分アームシリンダ4の移動速度が
速くなり、速い動作の水平引きが可能となる。
【0064】次に、表面仕上げなど遅い動作の水平引き
を行うため、エンジン50の回転数を低くするようスロ
ットルボリューム61の目標エンジン回転数rを低く設
定した状態で、アーム用の操作レバー装置52の操作レ
バー52cを図示Aの方向に操作し、ブーム用の操作レ
バー装置53の操作レバー53cを図示B方向に操作し
た場合、アーム用方向制御弁2は2a側に操作され、ブ
ーム用方向制御弁3は3b側に操作される。この時、油
圧ポンプ1から吐出される圧油はアーム用方向制御弁2
と、ブーム用方向制御弁3を介して、それぞれアームシ
リンダ4のボトム側4a、ブームシリンダ5のボトム側
5bに流れる。
【0065】そして、この時、圧力検出器101により
検出された油圧ポンプ1の吐出圧力Pdが低く、スロッ
トルボリューム61から入力される目標エンジン回転数
rが低い間は、図11に示すように油圧ポンプ1の吐出
圧力Pd2に対しては大きな目標電流ip1が選択さ
れ、目標エンジン回転数r2に対しては小さな目標電流
ir2が選択され、それぞれの目標電流の最小値を選択
することにより駆動信号id2(id2=ir2<ip
1)が選択される。
【0066】よって、制御装置100Bから駆動信号i
d2に対応した小さな駆動電流i2が電磁比例減圧弁1
05に出力される。このため、パイロット圧力Pが低く
なり再生切換弁6のスプール6bが図示右側の位置に保
持され、可変絞り6aの開口面積が大きくなり(絞り量
が小さくなり)、第1ライン12の圧力が小さくなり、
方向制御弁2のタンクポート23から流出する戻り油は
チェック弁7を介して第2ライン10C側に流れず、タ
ンク9に戻る。これにより、アームシリンダ4のボトム
側4aに供給される圧油の流量はエンジン回転数が高い
ときの流量に比べて第1ライン12から流れ込む再生流
量分減少し、その分アームシリンダ4の移動速度が再生
時より遅くなる。このため、エンジン回転数が低いとき
アーム速度だけ速くなることなく、遅い動作の水平引き
が可能となる。
【0067】また、エンジン50の回転数が中間の回転
数になるようにスロットルボリュームの目標エンジン回
転数rをraとrbの間に設定したとき、本実施形態で
は目標エンジン回転数rと目標電流irとの関係にゲイ
ンK2を持たせているため、目標電流irは目標エンジ
ン回転数rとゲインK2に応じた中間的な値となり、再
生流量が急激に変化することが回避され、円滑な再生流
量の補正が可能となる。
【0068】以上のような本実施形態によれば、エンジ
ン50の回転数により再生流量を調整できるため、エン
ジン回転数が高いとき再生流量を多くし、アームシリン
ダ速度を速くして作業効率を高め、エンジン回転数が低
いときは再生流量をすくなくし、アームシリンダ速度を
遅くし微操作性を良くすることができる。
【0069】なお、上記第3の実施形態では、エンジン
50の回転数を検出するのにスロットルボリューム61
による目標エンジン回転数rを検出したが、目標エンジ
ン回転数の代わりに、エンジン50の出力軸などに回転
計を設け、実エンジン回転数を検出しても良く、この場
合も同じ効果が得られる。
【0070】また、上記第3の実施形態ではエンジン回
転数で再生流量を調整するのに目標エンジン回転数rに
対応する目標電流irを求め、目標電流ipと目標電流
irの小さい方を駆動信号idとして選択したが、図8
に示す第2の実施形態と同様に目標エンジン回転数rに
対応する補正係数Rrを求め目標電流ipを補正しても
良い。この例を第4の変形実施形態として図12に示
す。
【0071】図12において、ブロック121Cは目標
エンジン回転数rから補正係数Rrを算出するブロック
であり、ブロック120で算出された目標電流ipとブ
ロック121Cで算出された補正係数Rrとが乗算器1
22Aで掛け合わされ、駆動信号idとして出力され
る。
【0072】ブロック121Cにおける目標エンジン回
転数rと補正係数Rrとの関係は、図8に示す第2の実
施形態の作動油温tと補正係数Rrとの関係と同様、目
標エンジン回転数rが低くなるにしたがって補正係数R
rが1から0に小さくなるように設定されている。すな
わち、r<raではRr=0、r>rbではRr=1、
ra≦r≦rbでは、Rrが0から1までゲインK2
連続的に変化するように目標エンジン回転数rと補正係
数Rrとの関係が設定されている。
【0073】以上のように構成した実施形態において
も、目標エンジン回転数により再生流量を調整できるた
め、エンジン回転数が高いとき再生流量を多くし、アー
ムシリンダ速度を速くして作業効率を高め、エンジン回
転数が低いときは再生流量をすくなくし、アームシリン
ダ速度を遅くし微操作性を良くすることができる。
【0074】本発明の第5の実施形態を図13及び図1
4を用いて説明する。図中、先の実施形態で示した部材
又は機能と同等のものには同じ符号を付している。本実
施形態は作動油温tとエンジン回転数rの両方で再生流
量を調整するものである。
【0075】図13において、本実施形態の油圧再生装
置は、圧力検出器101からの油圧ポンプ1の吐出圧力
Pdの検出信号と温度計51からの作動油温tの検出信
号とスロットルボリューム61からの目標エンジン回転
数rの指示信号を入力し、これらの信号に応じた駆動電
流iを生成し電磁比例減圧弁105に出力する制御装置
100Dを備えている。
【0076】制御装置100Dにおける演算内容は図1
4に示すようである。図14において、ブロック120
は図3に示す第1の実施形態のブロック120と同じで
あり、ブロック121Aは図8に示す第2の実施形態の
ブロック121Aと同じであり、ブロック121Cは図
11に示す第3の実施形態のブロック121Cと同じで
ある。ブロック120で算出された目標電流ipとブロ
ック121Aで算出された補正係数Rtとブロック12
1Cで算出された補正係数Rrとが乗算器122Aで掛
け合わされ、駆動信号idとして出力される。
【0077】以上のように構成した実施形態において
は、作動油温と目標エンジン回転数の両方で再生流量を
調整できるため、先の実施形態と同様、作動油温が高い
とき又はエンジン回転数が高いときは再生流量を多く
し、アームシリンダ速度を速くして作業効率を高め、作
動油温が低いとき又はエンジン回転数が低いときは再生
流量を少なくし、アームシリンダ速度を遅くすることが
できるとともに、作動油温が低くかつエンジン回転数が
低いときは再生流量を相乗的に少なくし、アームシリン
ダ速度を更に遅くし、良好な操作性を得ることができ
る。
【0078】
【発明の効果】本発明によれば、アクチュエータへの供
給流量に影響を及ぼす状態量の変化に係わりなく良好な
操作性が得られる。
【0079】特に、当該状態量が作動油温であるとき、
作動油温により再生流量を調整できるため、作動油温が
高いとき再生流量を多くし、アクチュエータ速度を速く
し作業効率を高め、作動油温が低いときは再生流量を少
なくし、アクチュエータ速度を遅くし、操作性を悪化さ
せないようにできる。
【0080】また、当該状態量が原動機の回転数である
とき、原動機の回転数により再生流量を調整できるた
め、原動機の回転数が高いとき再生流量を多くし、アク
チュエータ速度を速くし作業効率を高め、原動機の回転
数が低いときは再生流量を少なくし、アクチュエータ速
度を遅くし、微操作性を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による油圧再生装置を
示す図である。
【図2】図1に示す制御装置の構成を示す図である。
【図3】図2に示す制御装置の記憶部に記憶される関係
及び演算部での演算内容を示す図である。
【図4】電磁比例減圧弁の入力(駆動電流)と出力(パ
イロット圧力)との関係を示す図である。
【図5】再生切換弁の入力(パイロット圧力)と可変絞
りの開口面積との関係を示す図である。
【図6】電磁比例減圧弁の駆動電流と再生切換弁の可変
絞りの開口面積との関係を示す図である。
【図7】電磁比例減圧弁の駆動電流と再生流量との関係
を示す図である。
【図8】本発明の第2の実施形態における制御装置の記
憶部に記憶される関係及び演算部での演算内容を示す図
である。
【図9】本発明の第2の実施形態による油圧再生装置を
示す図である。
【図10】図9に示す制御装置の構成を示す図である。
【図11】図10に示す制御装置の記憶部に記憶される
関係及び演算部での演算内容を示す図である。
【図12】本発明の第4の実施形態における制御装置の
記憶部に記憶される関係及び演算部での演算内容を示す
図である。
【図13】本発明の第5の実施形態による油圧再生装置
を示す図である。
【図14】図13に示す制御装置の記憶部に記憶される
関係及び演算部での演算内容を示す図である。
【図15】従来の油圧再生装置を示す図である。
【符号の説明】
1 油圧ポンプ 2 アーム用方向制御弁 3 ブーム用方向制御弁 4 アームシリンダ 5 ブームシリンダ 6 再生切換弁 7 チェック弁 8 ロードチェック弁 9 タンク 10A 吐出管路 10B ポンプライン 10C フィーダライン(第2ライン) 12 排出ライン(第1ライン) 14 再生ライン(第3ライン) 21,22 アクチュエータポート 23 タンクポート 24 ポンプポート 25 メータイン可変絞り 26 メータアウト可変絞り 50 エンジン 51 温度計 52,53 操作レバー装置 61 スロットルボリューム 62 パルスモータ 63 燃料噴射装置 100 制御装置 105 電磁比例減圧弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 滋博 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 石川 広二 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 中村 剛志 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 古渡 陽一 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機エ ンジニアリング株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原動機と、前記原動機により駆動される
    油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によ
    って駆動される複数のアクチュエータと、前記油圧ポン
    プから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流
    れをそれぞれ制御する複数の方向制御弁と、前記複数の
    方向制御弁の内の少なくとも1つの特定の方向制御弁の
    タンクポートをタンクに連絡する第1ラインと、前記特
    定の方向制御弁のポンプポートを前記油圧ポンプに連絡
    する第2ラインとを備えた油圧駆動装置に設けられる油
    圧再生装置であって、前記第1ラインと前記第2ライン
    とを連絡し前記特定の方向制御弁に対応する特定のアク
    チュエータからの戻り油の少なくとも一部を再生油とし
    て前記第2ラインに合流させる第3ラインと、前記第3
    ラインに設けられ、第1ラインから第2ラインへ向かう
    再生油の流れのみを許すチェック弁と、前記第1ライン
    に設けられ、前記タンクポートからタンクに排出される
    圧油の流量を制御し前記再生油の流量を制御する可変抵
    抗手段と、前記可変抵抗手段を駆動する駆動手段と、前
    記駆動手段に駆動信号を出力し前記可変抵抗手段を制御
    する制御手段とを備えた油圧再生装置において、 前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量に影
    響を及ぼす状態量を検出する検出手段と;前記制御手段
    に組み込まれ、前記検出手段で検出された状態量の値に
    応じて前記駆動信号を補正し、前記可変抵抗手段により
    制御される再生油の流量を調整する再生補正手段と;を
    備えることを特徴とする油圧再生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の油圧再生装置において、
    前記状態量は作動油の油温であり、前記検出手段は前記
    作動油の油温を検出する油温検出手段であることを特徴
    とする油圧再生装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の油圧再生装置において、
    前記状態量は前記原動機の回転数であり、前記検出手段
    は前記原動機の回転数を検出する回転数検出手段である
    ことを特徴とする油圧再生装置。
  4. 【請求項4】 前記油圧駆動装置は前記原動機の目標回
    転数を指示する手段を更に備える請求項3記載の油圧再
    生装置において、前記回転数検出手段は前記目標回転数
    を検出する手段であることを特徴とする油圧再生装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の油圧再生装置において、
    前記状態量は値が小さくなると前記油圧ポンプから前記
    複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を減らす
    ように影響を及ぼす状態量であり、前記再生補正手段
    は、前記状態量の値が大きいときは前記再生油の流量を
    多くし、前記状態量の値が小さくなると前記再生油の流
    量を少なくするように前記駆動信号を補正することを特
    徴とする油圧再生装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の油圧再生装置において、
    前記再生補正手段は前記状態量と前記駆動信号との関係
    を予め設定して記憶しており、前記状態量と駆動信号と
    の関係に所定のゲインを持たせたことを特徴とする油圧
    再生装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の油圧再生装置において、
    前記制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧力を検出し、
    この油圧ポンプの吐出圧力から予め設定した関係に基づ
    き前記駆動信号の第1の目標値を演算し、前記油圧ポン
    プの吐出圧力が低いときは前記再生油の流量を多くし、
    前記油圧ポンプの吐出圧力が高くなると前記再生油の流
    量を少なくするように前記可変抵抗手段を制御する手段
    であり、前記再生補正手段は、前記検出手段で検出され
    た状態量の値に応じて前記駆動信号の第1の目標値を補
    正する手段であることを特徴とする油圧再生装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の油圧再生装置において、
    前記再生補正手段は、前記検出手段で検出された状態量
    から予め設定した関係に基づき前記駆動信号の第2の目
    標値を演算する手段と、前記第1及び第2の目標値の一
    方を選択し前記駆動信号とする手段とを有することを特
    徴とする油圧再生装置。
  9. 【請求項9】 請求項7記載の油圧再生装置において、
    前記再生補正手段は、前記検出手段で検出された状態量
    から予め設定した関係に基づき前記駆動信号の補正係数
    を演算する手段と、前記第1の目標値と前記補正係数を
    掛け合わせて前記駆動信号とする手段とを有することを
    特徴とする油圧再生装置。
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