WO1995015441A1

WO1995015441A1 - Hydraulic pump controller

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Publication number: WO1995015441A1
Application number: PCT/JP1994/002008
Authority: WO
Inventors: Toichi Hirata; Genroku Sugiyama; Hiroshi Watanabe; Shigehiro Yoshinaga
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 1996-05-30
Also published as: DE69427535D1; EP0695875A4; KR950704619A; KR0167408B1; EP0695875B1; CN1035961C; US5575148A; JP3179786B2; DE69427535T2; CN1116872A; EP0695875A1

Description

明細書油圧ポンプ制御装置技術分野

本発明は、油圧ショベル等の油圧作業機の油圧駆動装置に備えられる油圧ポンプ制御装置に係わり、特に複数の油圧ァクチユエ一夕を駆動する油圧ポンプの流量制御を行なう油圧ポンプ制御装置に関する。背景技術

油圧ショベル等の油圧作業機は複数の油圧ァクチユエ一夕、油圧ポンプ等を含む油圧駆動装置を搭載し、油圧ポンプにより複数の油圧ァクチユエ一夕を駆動して所要の作業を行なう。このような油圧駆動装置としては、可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプにより駆動される複数の油圧ァクチユエ一夕と、これら油圧ァクチユエ一夕の駆動を制御するセンタ一バイパス型の複数の流量制御弁と、これら流量制御弁のセンターバイパスが直列に接続されるセンターバイパス路とを有するものが一般に用いられている。また、このような油圧駆動装置には、特開平 1— 2 5 9 2 1号公報に記載のように、センターバイパス路の下流側に設置され、センターバイパス路にネガティブコントロ一ル圧を発生させる流れ抵抗手段、例えば固定絞りと、センターバイパス路に発生するネガティブコントロール圧を検出する圧力センサと、この圧力センサの検出値に基づき予め定められた特性に従って油圧ボンプの目標押しのけ容積（斜板の傾転量）を算出しそれに応じた電気信号を出力するコントローラと、その電気信号により駆動され油圧ポンプの押しのけ容積を制御するレギユレ一夕とを備えた油圧ポンプ制御装置が備えられている。

各流量制御弁のセンターバイパスは流量制御弁が中立位置にあるときには全開し、中立位置から操作されるにしたがって絞られて行く。全ての流量制御弁が中立位置にあるとき、すなわち、いずれの油圧ァクチユエ一夕も駆動されていないときは、油圧ボンプからの吐出流量の全量がセンターバイパス路を流れ、圧力センザで検出されるネガティブコントロール圧は最大となり、コントローラでは予め定められた特性に従つて最小の目標押しのけ容積が算出され、油圧ポンプは押しのけ容積（吐出流量）が最小となるよう制御される。そして例えば 1つの油圧ァクチユエ一夕を駆動しょうとして対応する流量制御弁を操作すると、センターバイパスが絞られてセンターバイパス路を流れる流量は減少し、圧力センサで検出されるネガティブコントロール圧も減少して行く。このため、コントローラで算出される目標押しのけ容積は予め定められた特性に従って増加し、油圧ポンプは押しのけ容積を増加させ、油圧ポンプからは油圧ァクチユエ一タを駆動させるのに十分な流量の圧油が吐出される。発明の開示

上記従来の油圧ポンプ制御装置では、駆動対象となる油圧ァクチユエ一夕の如何に関わらず、油圧ポンプの押しのけ容積は、各油圧ァクチユエ一夕の操作量に基づいて発生するネガティブコントロール圧に対してコントローラで予め定められた特性により一義的に決定される。ところが、油圧ァクチユエ一夕の好ましい駆動速度はそれぞれの油圧ァクチユエ一夕によって異なり、かつ通常操作において、操作レバ一はフル操作されることが多いという実状がある。

上記好ましい駆動速度として、例えば油圧ショベルの例でみると、ブームシリンダは作業効率上最大駆動速度が大きい方が望ましい。また、旋回モータは慣性が大であって正確な位置に停止させるのが困難であるので、最大駆動速度は小さい方が望ましい。さらに、ノケットシリンダは、サイズが小さく駆動時にストロークェンドに衝突することが多いので、衝撃、耐久性悪化、無駄なリリーフ等を避けるため、最大駆動速度は小さい方が望ましい。また、アームシリンダはサイズはブームシリンダに比較して小さく、バケツトシリンダと同様の問題を有するが、作業中の動作がブームシリンダの動作と密接に関連することが多いので、ブームシリンダと同様の最大駆動速度を有することが望ましい。

ところで、作業を効率的に行なうため、コント口一ラでの特性は、例えばブームシリンダを満足すべき速度で駆動することができるように選定されるのが通常である。したがって、旋回操作レバーやバゲット操作レバーをフル操作すると旋回モータやバケツトシリンダは過速度となり、旋回モータについては、正確な位置での停止が困難となり、旋回モータ自体や減速ギヤ類の耐久性が低下し、かつ、騒音が大きくなるという不都合を生じ、また、バケットシリンダについては、ストロークエンドに衝突することにより衝撃や無駄なリリーフが生じ、耐久性が悪化するという不都合を生じる。

このような問題は、上記油圧ショベルにおいて生じるだけでなく、複数の油圧ァクチユエ一夕を備えた油圧ショベル以外の各種油圧作業機においても生じる問題である。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、油圧ァクチユエ一夕の不都合な速度増加を抑えることができる油圧ボンプ制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、可変容量型の油圧ボンプと、この油圧ポンプにより駆動される複数の油圧ァクチユエ一夕と、これら油圧ァクチユエ一夕の駆動を制御するセンターバイパス型の複数の流量制御弁と、これら流量制御弁のセンターバイパスが直列に接続されるセンターバイパス路とを有する油圧駆動装置に備えられ、前記センターバイパス路の下流側に設置された流れ抵抗手段により生成されるネガティプコントロール圧を用いて前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御する油圧ポンプ制御装置において、前記センターバイパス路に発生するネガティブコントロール圧を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出値に基づき予め定められた第 1の特性に従って前記油圧ポンプの第 1の目標押しのけ容積を算出する第 1の目標押しのけ容積演算手段と、前記複数の油圧ァクチユエ一夕のうちの少なくとも 1つの油圧ァクチユエ一夕に係わる操作量を検出する第 1 の操作量検出手段と、前記圧力検出手段の検出値に基づき前記第 1の目標押しのけ容積演算手段で演算される第 1の目標押しのけ容積の最大値を前記第 1の操作量検出手段の検出値に応じて制限し、出力用の目標押しのけ容積を得る最大目標押しのけ容積制限手段と、前記出力用の目標押しのけ容積に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御するレギユレ一夕とを備える構成とする。

以上の油圧ポンプ制御装置において、 1つ又は複数の油圧ァクチユエ一夕を駆動するため対応する操作手段が操作されると、ネガティブコントロール圧を検出する圧力検出手段の検出値が変化し、第 1の目標押しのけ容積演算手段では予め定められた第 1の特性に従って当該検出値に対応する第 1の目標押しのけ容積が算出される。一方、このとき、第 1の操作量検出手段では上記少なくとも 1つの油圧ァクチユエ一夕に係わる操作量が検出され、最大目標押しのけ容積制限手段では第 1の目標押しのけ容積演算手段で演算される第 1の目標押しのけ容積の最大値を第 1の操作量検出手段の検出値に応じて制限し、出力用の目標押しのけ容積を得る。この場合、上記駆動しょうとする油圧ァクチユエ一夕が上記少なくとも 1つの油圧ァクチユエ一夕であるときは、第 1の操作量検出手段の検出値は操作量に応じた値となり、最大目標押しのけ容積制限手段で制限される第 1の目標押しのけ容積の最大値はその検出値に応じた大きな値となる。例えば、操作レバーをフル操作すると、第 1の操作量検出手段の検出値は最大となり、最大目標押しのけ容積制限手段で制限される第 1の目標押しのけ容積の最大値は最も大きくなる。このため、油圧ポンプの押しのけ容積は最大押しのけ容積が最も大きくなるよう制御され、上記少なくとも 1つの油圧ァクチユエ一夕の最大駆動速度を大きくすることができる。

—方、上記駆動しょうとする油圧ァクチユエ一夕が上記少なくとも 1つの油圧ァクチユエ一夕以外の油圧ァクチユエ一夕であるときは、第 1の操作量検出手段で検出される操作量は 0であり、最大目標押しのけ容積制限手段では第 1の目標押しのけ容積の最大値が最も小さくなるように制限され、この最大値の小さい第 1 の目標押しのけ容積を出力用の目標押しのけ容積として油圧ボンプは制御される。このため、上記少なくとも 1つの油圧ァクチュエータ以外の油圧ァクチユエ一夕の不都合な速度増加を押さえることができる。

上記油圧ポンプ制御装置において、好ましくは、前記最大目標押しのけ容積制限手段は、前記第 1の操作量検出手段の検出値に基づき予め定められた前記第 1の特性とは異なる第 2の特性に従つて前記油圧ポンプの第 2の目標押しのけ容積を算出する第 2の目標押しのけ容積演算手段と、前記第 1及び第 2の目標押しのけ容積のうちの小さい方を選択し前記出力用の目標押しのけ容積とする小値選択手段とを有する。

この場合、好ましくは、前記第 1の特性は前記圧力検出手段の検出値の増加に従って所定の最大値から所定の最小値まで前記第 1の目標押しのけ容積が減少する特性であり、前記第 2の特性は- 前記第 1の操作量検出手段の検出値の増加に従って所定の最小値から所定の最大値まで前記第 2の目標押しのけ容積が増加する特性であり、前記第 2の特性の所定の最小値が前記第 1の特性の所定の最大値より小さい。この場合、前記第 2の特性の所定の最大値は前記第 1の特性の所定の最大値と等しい値であることが望ましい。

また、上記油圧ポンプ制御装置において、好ましくは、前記複数の油圧ァクチユエ一夕の他の油圧ァクチユエ一夕に係わる操作量または前記少なくとも 1つの油圧ァクチユエ一夕に係わる前記操作量とは方向の異なる操作量を検出する第 2の操作量検出手段を更に備え、前記最大目標押しのけ容積制限手段は、更に、前記第 2の操作量検出手段の検出値に基づき予め定められた前記第 1 及び第 2の特性とは異なる第 3の特性に従って前記油圧ポンプの第 3の目標押しのけ容積を算出する第 3の目標押しのけ容積演算手段とを有し、前記小値選択手段は第 1、第 2及び第 3の目標押しのけ容積のうちの最小値を選択し前記出力用の目標押しのけ容積を得る。

この場合、好ましくは、前記第 3の特性は前記第 2の操作量検出手段の検出値の増加に従って所定の最大値から所定の最小値まで前記第 3の目標押しのけ容積が減少する特性である。更に、上記油圧ポンプ制御装置において、好ましくは、前記少なくとも 1つのァクチユエ一夕は望ましい最大駆動速度が比較的大きいァクチユエ一夕である。一例として、前記望ましい最大駆動速度が比較的大きいァクチユエ一夕は油圧ショベルのブームを動かすブームシリンダである。また、前記望ましい最大駆動速度が比較的大きいァクチユエ一夕は油圧ショベルのアームを動かすアームシリンダであってもよい。

1つ又は複数の油圧ァクチユエ一夕を駆動するため、対応する操作手段が操作されると、ネガティブコントロール圧検出手段で検出される検出値が変化し、予め定められた特性に従って当該検出値に対応する傾転量が抽出される。一方、定められた操作手段が操作されると、その操作量が操作量検出手段で検出され、予め定められた他の特性に従って当該検出値に対応する傾転量が抽出される。抽出された全ての傾転量は最小値選択手段で比較され、それらのうちの最小値が出力される。レギユレ一夕駆動手段は選択された最小値に基づいてレギュレータを駆動し、斜板を傾転させる。各特性を適切に設定することにより、特定の油圧ァクチュエー夕の単独駆動時の速度が抑制される。 -- 図面の簡単な説明

図 1 は本発明の第 1の実施例に係る油圧駆動装置の油圧ポンプ制御装置の油圧回路図である。

図 2は操作レバー装置の具体的構成を示す図である。

図 3は本発明が係わる油圧駆動装置が搭載される油圧ショベルの側面図である。

図 4は図 1に示すコントローラの機能を説明するプロック図である。

図 5は、図 4に示すブロック図における目標傾転量の最大値を制限する機能を示す説明図である。

図 6は本発明の第 2の実施例に係る油圧駆動装置の油圧ポンプ制御装置の油圧回路図である。

図 7は図 6に示すコントローラの機能を説明するブロック図である O 発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施例を図面により説明する。これら実施例は本発明を油圧ショベルの油圧駆動装置に適用したものである。

図 1 において、本発明の第 1の実施例に係わる油圧駆動装置は. 押しのけ容積可変機構（以下、斜板で代表させる） 1 aを有する可変容量型の油圧ポンプ 1 と、この油圧ポンプ 1 により駆動される複数の油圧ァクチユエ一夕、すなわちブームシリンダ 6、ァームシリンダ 7、ノケットシリンダ 8及び旋回モータ 9 と、これら油圧ァクチユエ一夕の駆動を制御するセンタ一バイパス型の複数の流量制御弁 1 0 , 1 1 , 1 2 , 1 3 と、これら流量制御弁のセンターバイパスが直列に接続されるセンターバイパス路 5 とを有し、センターバイパス路 5の上流側は油圧ポンプ 1 に接続され、下流側はタンクに接続されている。また、流量制御弁 1 0〜 1 3 の各入力ポートはバイパスライン 1 4を介して油圧ポンプ 1 に並列に接続されている。

流量制御弁 1 0〜 1 3はそれぞれ油圧パイ口ット操作弁であり , それぞれ図 2に示す操作レバー装置 6 2， 6 3から出力されるパイロット圧 A〜Hにより操作される。すなわち、操作レバー装置 6 2はブーム用パイロットバルブ 6 2 a， 6 2 b及びバケツト用パイロットノルブ 6 2 c , 6 2 d と、これらパイロットバルブを選択的に操作する十字状 4方向に操作可能な共通の操作レバー 6 2 e とを有し、パイロットバルブ 6 2 a , 6 2 b及び 6 2 c , 6 2 dは操作レバー 6 2 eの十字状 4方向のそれぞれの方向の操作量に応じて操作され、その操作量に応じたパイロット圧 A , B , C , Dを出力する。操作レバー装置 6 3はアーム用パイロットバルブ 6 3 a , 6 3 b及び旋回用パイロットバルブ 6 3 c， 6 3 d と、これらパイロットバルブを選択的に操作する十字状 4方向に操作可能な共通の操作レバー 6 3 e とを有し、パイロットバルブ 6 3 a， 6 3 b及び 6 3 c， 6 3 dは操作レバー 6 3 eの十字状 4方向のそれぞれの方向の操作量に応じて操作され、その操作量に応じたパイロット圧 E , F , G , Hを出力する。

上記の油圧駆動装置が搭載される油圧ショベルは、図 3に示すように、下部走行体 1 0 0、上部旋回体 1 0 1及び作業用フロント機構 1 0 2を有し、作業用フロント機構 1 0 2はブーム 1 0 3、アーム 1 0 4及びバゲット 1 0 5からなり、ブーム 1 0 3はブ一ムシリンダ 6により上下に動かされ、アーム 1 0 4はアームシリンダ 7により前後に動かされ、ノ"？ケット 1 0 5はバケツトシリンダ 8により上下 ·前後に動かされ、上部旋回体 1 0 1 は旋回モー夕 9により旋回される。

油圧ショベルにおいては、油圧ァクチユエ一夕 6〜9の好ましい駆動速度は油圧ァクチユエ一夕毎に異なる。すなわち、ブームシリンダ 6は作業効率上最大駆動速度が大きい方が望ましい。また、旋回モータ 9は慣性が大であって正確な位置に停止させるのが困難であるので、最大駆動速度は小さい方が望ましい。さらに、バケツトシリンダ 8は、サイズが小さく駆動時にストロークェンドに衝突することが多いので、衝撃、耐久性悪化、無駄なリリ一フ等を避けるため、最大駆動速度は小さい方が望ましい。また、アームシリンダ 7はサイズはブームシリンダ 6に比較して小さく . パケットシリンダ 8 と同様の問題を有するが、作業中の動作がブ一ムシリンダ 6の動作と密接に関連することが多いので、ブームシリンダ 6 と同様の最大駆動速度を有することが望ましい。

以上の油圧駆動装置に本実施例の油圧ポンプ制御装置が備えられている。本実施例の油圧ポンプ制御装置は、油圧ポンプ 1の斜板 1 aの傾転量（油圧ポンプ 1の押しのけ容積）を制御するレギユレ一夕 1 9 と、センターバイパス路 5の下流側に設置され、センターバイパス路 5にネガティブコントロール圧を発生させる固定絞り 2 0 と、センターバイパス路 5に発生するネガティブコントロール圧を検出する圧力センサ 2 1 と、流量制御弁 1 0のブーム上げ側に作用するパイロット圧 Aを検出する圧力センサ 2 3 と, 流量制御弁 1 1のアームクラウド側に作用するパイロット圧 Eを検出する圧力センサ 2 4 と、圧力センサ 2 1， 2 2， 2 3の検出値 P _N , P B , P A を入力して所定の処理を行い、電気信号（電流）を出力するコントローラ 2 4 と、この電気信号により作動する比例電磁弁 2 5 とを備え、比例電磁弁 2 5から出力された制御圧がレギユレ一夕 1 9に入力される。

レギユレ一夕 1 9は、斜板 1 aを傾転させる油圧シリンダ 2、馬力制御用のサーボ弁 3、流量制御用のサーボ弁 4 とで構成され、馬力制御用のサーボ弁 3の一端には油圧ポンプ 1の吐出圧力が作用し、ポンプ吐出圧力が制限値を越えないように斜板傾転量を制御し、流量制御用のサーボ弁 4の一端には上記の比例電磁弁 2 5 から出力された制御圧が作用し、制御圧に応じたポンプ流量が得られるよう斜板傾転量を制御する。

図 4は図 1 に示すコントローラ 2 4の機能を示すプロック図である。コントローラ 2 4は、圧力センサ 2 1で検出されたネガティブコントロール圧の検出値 P_N に応じた目標傾転量（目標押しのけ容積） θ N を算出する関数発生器 1 5 1、圧力センサ 2 2で検出されたブーム上げのパイロット圧 Aの検出値 P _B に応じた目標傾転量を算出する関数発生器 1 5 2、圧力センサ 2 3で検出されたアームクラウドのパイロット圧 Eの検出値 P_A に応じた目標傾転量 0 A を算出する関数発生器 1 5 3、目標傾転量 0 _B ， θ A の大きい方を選択し目標傾転量 0。として出力する最大値選択部 1 5 4、目標傾転量 θ _N ， 0。の小さい方を選択し目標傾転量 0として出力する最小値選択部 1 5 5、目標傾転量 0に応じた電流値 I (指令値）を算出する関数発生器 1 5 6を有し、関数発生器 1 5 6で得られた電流値 I は図示しない電源装置に与えられ. 当該電源装置は電流値 I に応じた電気信号を比例電磁弁 2 5に出力する。

関数発生器 1 5 1の特性は、所定の最大値 0 _N1および所定の最小値 0 _N2を有し、検出値 P_N の所定の範囲内において検出値 P_N が減少すると、この減少に従って傾転量 0 _N は最小値 6> _N2から最大値 θ _N1まで増加する特性である。

関数発生器 1 5 2の特性は、所定の最大値 θ _B1および所定の最小値 6> _B2を有し、検出値 P _B の所定の範囲内において検出値 P B が增加すると、この増加に従って傾転量 0 B は最小値から最大値 0 _B1まで増加する特性である。ここで、 0 _Β1= 0_Ν1、 θ _N2< θ Β 2 < 0_Ν1に設定されている。

関数発生器 1 5 3の特性は関数発生器 1 5 2と同じ特性を有する関数発生器であり、所定の最大値 0 _Α1 (= 6» _Β1) および所定の最小値 0_Α2 (= 6> _Β2) を有し、検出値 Ρ_Α の所定の範囲内において検出値 P_A が増加すると、この増加に従って傾転量 0_A は最小値 0 _A2から最大値 0 _A1まで増加する特性である。

以上において、関数発生器 1 5 2， 1 5 3、最大値選択部 1 5 4及び最小値選択部 1 5 5は、図 5に示すように、圧力センサ 2 1の検出値 P _N に基づき関数発生器 1 5 1で算出される目標傾転量 θ N の最大値を圧力センサ 2 2または 2 3の検出値 P _B または P _A に応じて制限し、出力用の目標傾転量 0を得る最大目標押しのけ容積制限手段を構成する。

次に、本実施例の動作を説明する。まず、操作レバー 6 2 e， 6 3 eのいずれも操作されておらず、いずれの流量制御弁 1 0〜 1 3 も中立位置にあるときには、各流量制御弁のセンターバイパスは全開し、油圧ポンプ 1からの吐出流量の全量がセンターバイパス路 5を流れ、固定絞り 2 0により発生するネガティブコントロール圧は最大となり、圧力センサ 2 1の検出値 P _N も最大となる。この圧力センサ 2 1の検出値 P N はコントローラ 2 4の関数発生器 1 5 1 に入力され、目標傾転量 0 _N として最大値 0 _N1が算

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また、いずれの流量制御弁 1 0〜 1 3 も中立位置にあるときにはパイロット圧 A, Εは出力されておらず、圧力センサ 2 2 , 2 3の検出値 Ρ _Β ， P A としては 0が出力される。この検出値 P _B ， P _A はコントローラ 2 4の関数発生器 1 5 2 , 1 5 3に入力され- 目標傾転量 6I _B ，として最小値 0 _B2, 0 _A2 (= 0 _B2) が算出され、最大値選択部 1 5 4では 0 B 2と 0 _A2—方、例えば Θ _B2が目標傾転量 Θ。として選択される。

ここで、前述したように 0 Ν 2 < θ Β 2 < θ _Ν1であるので、最小値選択部 1 5 5では出力用の目標傾転量 0 として 0 _Ν2が選択され、

0 Ν2に応じた電気信号が比例電磁弁 2 5に出力される。従って、油圧ポンプ 1の斜板 1 aは最小の目標傾転量 0 _N2になるよう傾転され、油圧ポンプ 1 は吐出流量は最小に保たれる。

次に、オペレータが操作レバー 6 2 eをブームシリンダ 6の伸長方向に単独でフル操作すると、流量制御弁 1 0が図 1で左方向に駆動され、流量制御弁 1 0のセンターバイパスが絞られてセンターバイパス路 1 5を流れる流量は減少し、固定絞り 2 0により発生するネガティブコントロール圧及び圧力センサ 2 1の検出値 P N は操作レバー 6 2 eの操作量が増加するに従って小さくなる, この圧力センサ 2 1の検出値 P _N はコントローラ 2 4の関数発生器 1 5 1 に入力され、関数発生器 1 5 1で算出される目標傾転量 θ N は最小値 0 _N2から最大値 6> _{N 1}へと変化する。

また、ブームシリンダ伸長方向のパイロット圧 Aが圧力センサ 2 2で検出され、検出値 P _B が出力される。この検出値 P _B はコントローラ 2 4の関数発生器 1 5 2に入力され、操作レバー 6 2 eの操作量が増加するにつれて算出される目標傾転量 0 B が増加し、最終的に最大の目標傾転量 0 _B1が算出される。この場合、操作レバー 6 3 e はアームシリンダ 7の伸長方向に操作されていないので、関数発生器 1 5 3で算出される目標傾転量 Θ A は最小値 θ A 2 ( < 61 B l ) である。このため、最大値選択部 1 5 4では目標傾転量 0。として 0 _B1が選択される。

ここで、前述したように 0 _B1 = > _N1であるので、最小値選択部 1 5 5では > _B1と 0 _N1の一方、例えば 0 _N1が出力用の目標傾転量 Θ として選択され、 0 _N1に応じた電気信号が比例電磁弁 2 5に出力される。従って、油圧ポンプ 1の斜板 1 aは最大の目標傾転量 61 _N1になるよう傾転され、油圧ポンプ 1の吐出流量は最大となり , ブームシリンダ 6を十分に速い速度で駆動させることができる。オペレータが操作レバー 6 3 eをアームシリンダ 7の伸長方向に単独でフル操作したときにも上記と同様に油圧ポンプ 1の斜板 1 aは最大の目標傾転量 0 _N1になるよう傾転され、油圧ポンプ 1 の吐出流量は最大となり、アームシリンダ 7を十分に速い速度で駆動させることができる。

また、オペレータが操作レバー 6 3 eを旋回モータ 9の駆動方向に単独操作すると、流量制御弁 1 3が図 1で例えば左方向に駆動され、流量制御弁 1 3のセンターバイパスが絞られてセンタ一バイパス路 1 5を流れる流量は減少し、固定絞り 2 0により発生するネガティブコントロール圧及び圧力センサ 2 1の検出値 P _N は操作レバー 6 3 eの操作量が増加するに従って小さくなる。この圧力センサ 2 1の検出値 P _N はコントローラ 2 4の関数発生器 1 5 1 に入力され、関数発生器 1 5 1では操作レバー 6 3 eの操作量に応じて増加する目標傾転量 0 _N が算出される。

この場合、操作レバー 6 2 e はブームシリンダ 6の伸長方向に操作されておらず、操作レバー 6 3 e もアームシリンダ 7の伸長方向に操作されていないので、関数発生器 1 5 2， 1 5 3で算出される目標傾転量， θ A はそれぞれ最小値 6> _Β2, θ A 2 ( θ B 2

= θ _A2) であり、最大値選択部 1 5 4では 0 _B2と 0 _A2—方、例えばが目標傾転量 0。として選択される。このため、操作レバ

- 6 3 eのハーフ操作の範囲内で関数発生器 1 5 1で算出される目標傾転量 0 _N が ø _B2より小さいとき（ 0 _Ν < θ _B2) は、最小値選択部 1 5 5では目標傾転量 0 として 0 _N が選択され、操作レバ - 6 3 eの操作量が増大して関数発生器 1 5 1で算出される目標傾転量 θ _N は大きくなり、 θ _N > 0 _B2になると最小値選択部 1 5 5では目標傾転量 0 として 0 _B2が選択される。すなわち、最小値選択部 1 5 5では、前述した図 5に示すように、圧力センサ 2 1 の検出値 P _N に基づき関数発生器 1 5 1で演算される目標傾転量 θ N の最大値を圧力センサ 2 2または 2 3の検出値 P _B または P A に応じて制限された出力用の目標傾転量 0が得られる。

油圧ポンプ 1の斜板 1 aはこのようにして得られた目標傾転量 θ N または 0 B 2になるよう傾転され、油圧ポンプ 1は吐出流量が 0 B 2により得られる吐出流量を越えないように制御される。これにより、オペレータが操作レバー 6 3 eを旋回方向にフル操作しても、旋回モータ 9の速度を確実に抑えて過速度を防止することができる。

オペレータが操作レバー 6 2 eを、バケツトシリンダ 8の操作方向に単独操作したときにも、上記と同様に油圧ポンプ 1は吐出流量が 0 _B2により得られる吐出流量を越えないように制御され、オペレータが操作レバー 6 3 eをフル操作しても、バケツトシリンダ 8の速度を確実に抑えて過速度を防止することができる。次に、オペレータが操作レバー 6 2 eをブームシリンダ 6の伸長方向に操作し、同時に操作レバー 6 3 eを旋回モータ 9の駆動方向に操作した場合、ネガティブコントロール圧とプ一ム操作用のパイ口ット圧 Aが発生し、関数発生器 1 5 1 , 1 5 2では圧力センサ 2 1 , 2 2の検出値 P_N ， P _B に応じた傾転量 6> _N , θ B が算出される。この場合、操作レバー 6 2 eがブームシリンダ 6 の伸長方向にフル操作されることにより、最終的には関数発生器 1 5 1 , 1 5 2から同じ最大の目標傾転量 0 _Ν1 (= θ _B1) が算出され、最大値選択部 1 5 4では目標傾転量 θ ₀ として 6> _B1が選択され、最小値選択部 1 5 5では目標傾転量 0として 0_N1と 0 _B1の —方、例えば（9 _N1が選択され、これに応じて斜板 1 aが最大傾転となるよう制御される。このとき、油圧ポンプ 1の吐出流量は最大まで増大するが、この吐出流量はブームシリンダ 6と旋回モータ 9の両方に分流するので、旋回モータ 9が過速度になることはない。オペレータが操作レバー 6 3 eをアームシリンダ 7の伸長方向に操作し、同時に操作レバー 6 2 eをバケツトシリンダ 8の駆動方向に操作したときにも、上記と同様に油圧ポンプ 1の吐出流量は最大まで増大するが、この吐出流量はァ一ムシリンダ 7 とバゲットシリンダ 8の両方に分流するので、バケツトシリンダ 8が過速度になることはない。

従って本実施例によれば、最大駆動速度が小さい方が望ましい旋回モータ 9やバケツトシリンダ 8については速度を確実に抑えることができ、旋回モータ 9の過速度による停止位置の不正確さ . 旋回モータ自体や減速ギヤ類の耐久性の低下、騒音等を避けることができるとともに、バケツトシリンダ 8がストロークエンドに衝突することによる衝撃や無駄なリリーフの発生、耐久性の悪化等を避けることができる。また、関数発生器 1 5 2， 1 5 3の連続的に変化する特性により油圧ポンプの流量変化は滑らかとなり - 各油圧ァクチユエ一夕の速度が急激に変化することはない。

本発明の第 2の実施例を図 6及びにより説明する。油圧ショべルにおいては、ならし作業時の水平押出しにおいて、アーム 1 0 5の速度を遅くしたい要望があり、本実施例はこの要望に沿う機能を付加したものである。図中、図 1及び図 4に示すものと同等の部材及び機能には同じ符号を付している。

図 6において、本実施例の油圧ポンプ制御装置は、第 1の実施例の装置に加えて、流量制御弁 1 1のアームダンプ側に作用するパイロット圧 Fを検出する圧力センサ 3 0 と、ならし作業を行うときにオペレータにより押される選択スィッチ 3 1 とを更に備え, コントローラ 2 4 Aは圧力センサ 2 1， 2 2 , 2 3の検出値 P _N , P B , P _A に加えて、圧力センサ 3 0の検出値 P A D及び選択スィツチ 3 1の選択信号 Sを入力して所定の処理を行い、電気信号 (電流）を比例電磁弁 2 5に出力する。

図 7において、コントローラ 2 4 Aは、第 1の実施例の図 4に示す機能に加えて、圧力センサ 3 0で検出されたアームダンプのパイ口ット圧 Fの検出値 P _ADに応じた目標傾転量 0 _ADを算出する関数発生器 1 5 7、選択スィッチ 3 1が押されておらず選択信号 Sが 0 F Fのときは関数発生器 1 5 7で算出された目標傾転量 Θ _ADを出力せず、選択スィッチ 3 1が押される選択信号 Sが 0 Nになると関数発生器 1 5 7で算出された目標傾転量 0 _ADを出力する選択部 1 5 8 とを備え、選択部 1 5 8から出力された目標傾転量 0 _ADは最小値選択部 1 5 5に送られる構成となっている。

関数発生器 1 5 7の特性は、図示のように所定の最大値 Θ _AD1 及び所定の最小値 6» _AD2 を有し、検出値 P _ADが増加するに従って最大値 0 _AD1 から最小値 0 _AD2 へ減少する特性である。ここで、

0 A D 1 ⁼ 0 N 1 Θ θ Α Ό 2 ヽに疋れている ₀

以上の構成において、選択スィッチ 3 1が押されていないときは選択部 1 5 8から関数発生器 1 5 7で算出された目標傾転量 0 _ADは出力されず、第 1の実施例と同様の動作が得られる。

選択スィッチ 3 1が押されると、関数発生器 1 5 7で算出された目標傾転量 0 _ADが選択部 1 5 8から最小値選択部 1 5 5に出力される。このため、オペレータが油圧ショベルのブーム上げまたはブーム下げとアームダンプとの複合操作でならし作業の水平押出しを行うときは、操作レバー 6 3 eをァ一ムシリンダ 7の収縮方向に大きく操作したとしても、関数発生器 1 5 7では最小値 Θ AD S ( < 0 _N1) またはそれに近い値が目標傾転量 0 _ADとして算出され、最小値選択部 1 5 5ではその最小の目標傾転量 0 _AD2 またはそれに近い値が目標傾転量 0 として選択され、 Θ _AD2 またはそれに近い値に応じた電気信号が比例電磁弁 2 5に出力される。従つて、油圧ポンプ 1の斜板 1 aは 0 _AD2 またはそれに近い値となるよう傾転され、油圧ポンプ 1の吐出流量は 0 _AD2 またはそれに近い値に対応する小流量に制御される。このため、アームダンプの速度は遅くなり、微操作性に優れた水平押出しを行うことがでまた、オペレータがブーム上げを単独で行おうとして操作レバ一 6 2 eをフル操作したときは、第 1の実施例で説明したように目標傾転量として関数発生器 1 5 1では最大値 0 _N1が算出され、関数発生器 1 5 2では最大値 0 _Β1 (= β _N1) が算出される一方、関数発生器 1 5 7では操作レバー 6 3 eはアームシリンダ 7の収縮方向には動かされていないので最大値 0 _AD1 (= 6> _N1) が算出され、最小値選択部 1 5 5では結局最大値 0 _N1の目標傾転量が選択される。このため、関数発生器 1 5 7で算出される目標傾転量 0 _ADに制限されることなく、ブームシリンダ 6を速い速度で駆動させることができ、ブーム上げを素早く行うことができる。

なお、以上の実施例では、油圧ショベルの旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、バゲットシリンダについて説明したが、最大駆動速度が大きい方が望ましい走行モーターにも本発明は適用することができる。また、油圧ショベル以外の作業機械の油圧ァクチユエ一夕に適用することもできる。さらに、操作レバ一の検出をパイロット圧で行なう例について説明したが、電気的に行なってもよい。さらにまた、レギユレ一夕はコントローラで得られた目標傾転量を反映し得るレギユレ一夕であれば、どのような型のレギユレ一夕であっても差し支えない。また、各関数発生器や最大値選択部及び最小値選択部はマイクロコンピュータにより構成することができるのは明らかである。産業上の利用可能性

以上述べたように、本発明によれば、ネガティブコントロール圧に応じた傾転量制御を行なう場合に生じる特定の油圧ァクチュエー夕の不都合な速度増加を確実に抑えることができる。

Claims

請求の範囲

1. 可変容量型の油圧ポンプ（1) と、この油圧ポンプにより駆動される複数の油圧ァクチユエ一夕（6-9) と、これら油圧ァクチユエ一夕の駆動を制御するセンターバイパス型の複数の流量制御弁（10- 13) と、これら流量制御弁のセンターバイパスが直列に接続されるセンターバイパス路（5) とを有する油圧駆動装置に備えられ、前記センターバイパス路の下流側に設置された流れ抵抗手段（20)により生成されるネガティブコントロール圧を用いて前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御する油圧ポンプ制御装置において、

前記センターバイパス路（5) に発生するネガティブコントロール圧を検出する圧力検出手段（21)と、

前記圧力検出手段の検出値に基づき予め定められた第 1の特性に従って前記油圧ポンプ（1) の第 1の目標押しのけ容積を算出する第 1の目標押しのけ容積演算手段（151) と、

前記複数の油圧ァクチユエ一夕のうちの少なくとも 1つの油圧ァクチユエ一夕（6または 7)に係わる操作量を検出する第 1 の操作量検出手段（22 または 23) と、

前記圧力検出手段の検出値に基づき前記第 1の目標押しのけ容積演算手段で演算される第 1の目標押しのけ容積の最大値を前記第 1の操作量検出手段の検出値に応じて制限し、出力用の目標押しのけ容積を得る最大目標押しのけ容積制限手段（152 - 155) と、前記出力用の目標押しのけ容積に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を制御するレギユレ一夕（26)とを備えることを特徴とする油圧ポンプ制御装置。

2. 請求項 1記載の油圧ポンプ制御装置において、前記最大目標押しのけ容積制限手段は、前記第 1の操作量検出手段（22 または 23) の検出値に基づき予め定められた前記第 1の特性とは異なる第 2の特性に従って前記油圧ポンプの第 2の目標押しのけ容積を算出する第 2の目標押しのけ容積演算手段（152または 153)と、前記第 1及び第 2の目標押しのけ容積のうちの小さい方を選択し前記出力用の目標押しのけ容積とする小値選択手段（155) とを有することを特徴とする油圧ポンプ制御装置。

3. 請求項 2記載の油圧ポンプ制御装置において、前記第 1の特性は前記圧力検出手段（21)の検出値の減少に従って所定の最小値（ 0 _N2) から所定の最大値（ 0 _N1) まで前記第 1の目標押しのけ容積が増加する特性であり、前記第 2の特性は、前記第 1の操作量検出手段（22 または 23) の検出値の増加に従って所定の最小値（ 6> _B2または 0 _A2) から所定の最大値（ 6» _B1または 6> _A1) まで前記第 2の目標押しのけ容積が増加する特性であり、前記第 2の特性の所定の最小値（ 0 _B2または 0 _A2) が前記第 1の特性の所定の最大値（ 0 _N1) より小さいことを特徴とする油圧ポンプ制御装

4. 請求項 3記載の油圧ポンプ制御装置において、前記第 2の特性の所定の最大値（ 0 _B1または 0 _A1) は前記第 1の特性の所定の最大値（ θ N と等しい値であることを特徴とする油圧ポンプ制御装置。

5. 請求項 2記載の油圧ポンプ制御装置において、前記複数の油圧ァクチユエ一夕の他の油圧ァクチユエ一タ（7) に係わる操作量または前記少なくとも 1つの油圧ァクチユエ一夕（7) に係わる前記操作量とは方向の異なる操作量を検出する第 2の操作量検出手段（30)を更に備え、前記最大目標押しのけ容積制限手段は、更に、前記第 2の操作量検出手段の検出値に基づき予め定められた前記第 1及び第 2の特性とは異なる第 3の特性に従って前記油圧ポンプ（1) の第 3の目標押しのけ容積を算出する第 3の目標押しのけ容積演算手段（157) とを有し、前記小値選択手段（155) は第 1、第 2及び第 3の目標押しのけ容積のうちの最小値を選択し前記出力用の目標押しのけ容積を得ることを特徴とする油圧ポンプ制御装置。

6. 請求項 5記載の油圧ポンプ制御装置において、前記第 3の特性は前記第 2の操作量検出手段の検出値の増加に従って所定の最大値（ Θ _AD1 ) から所定の最小値（ 0 _AD2 ) まで前記第 3の目標押しのけ容積が減少する特性であることを特徴とする油圧ボンプ制御装置。

7. 請求項 1記載の油圧ポンプ制御装置において、前記少なくとも 1つのァクチユエ一夕は望ましい最大駆動速度が比較的大きぃァクチユエ一夕（6または 7)であることを特徴とする油圧ポンプ制御装置。

8. 請求項 7記載の油圧ポンプ制御装置において、前記望ましい最大駆動速度が比較的大きいァクチユエ一夕は油圧ショベルのブーム（104) を動かすブームシリンダ（6) であることを特徴とする油圧ポンプ制御装置。

9. 請求項 7記載の油圧ポンプ制御装置において、前記望ましい最大駆動速度が比較的大きいァクチユエ一夕は油圧ショベルのアーム（105) を動かすアームシリンダ（7) であることを特徴とする油圧ポンプ制御装置。