JP3444503B2

JP3444503B2 - 油圧駆動機械の制御装置

Info

Publication number: JP3444503B2
Application number: JP06861193A
Authority: JP
Inventors: 藤寿高村; 徹矢中山; 秀樹悪七
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 2003-09-08
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: JPH06280807A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパワーショベル等の建設
機械を含む油圧駆動機械の制御装置に関し、特に流量操
作弁の操作量の一定操作量当たりの作業機アクチュエー
タの駆動速度の変化量を、油圧駆動機械の運転状態に応
じて変化させることができる制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来にあって、建設機械の作業内容に応
じた操作レバーの操作性を得るべく、油圧ポンプの吐出
圧と作業機アクチュエータの負荷圧との差圧を、外部よ
り指示された作業種類を示す作業モードに応じて変化さ
せるよう制御する技術が、たとえば特開平２−７６９０
４号公報に開示されている。

【０００３】この公報記載の技術は、「通常作業」モー
ドから「微操作」モードに作業モードの変更がなされる
と、上記差圧が「通常作業」時よりも小さくなり、操作
レバーの一定操作量当たりの作業機アクチュエータの駆
動速度の変化量が「通常作業」時よりも小さくなり、
「微操作」モードに適合した、より細やかな作業をなし
得ることができるというものである。

【０００４】この種の制御方式として、また特開平２−
１６４９４１号公報に開示されたものがあり、エンジン
の回転数の低下に応じて上記差圧を小さくするよう制御
することにより、エンジン回転の低下に応じて小さくな
るいわゆるメータリング領域を大きくしてやり（逆にい
うと回転数低下に応じて大きくなるデッドバンドを小さ
くしてやり）、操作レバーの操作性の向上を図らんとし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、これら従
来技術は、作業モードあるいはエンジン回転に応じて差
圧を変化させ、これにより操作レバー操作量対作業機ア
クチュエータ速度の関係（以下「操作特性」という）を
変化させ、操作レバーの操作性を改善しようとする制御
方式ではあるが、作業モードあるいはエンジン回転に応
じて一義的に差圧を変化させているだけにすぎなくエン
ジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとをマッチ
ングさせるという前提でなされたものではない。

【０００６】したがって、エンジンの出力トルクに制限
のある油圧パワーショベル等にそのまま適用すると、作
業機にかかる負荷が大きくなったときにエンスト等が発
生して作業が継続できないという不都合が招来すること
になる。

【０００７】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、エンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収ト
ルクとをマッチングさせつつ上記差圧を制御すること
で、エンスト等の不具合も防止され、操作性の向上も図
ることができる装置を提供することをその目的としてい
る。

【０００８】

【課題の解決するための手段】そこで、この発明の主た
る発明では、原動機により駆動される油圧ポンプと、該
油圧ポンプの吐出圧油が圧油供給路を介して供給される
ことにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、前
記圧油供給路に設けられ、前記複数の作業機アクチュエ
ータに対して供給される圧油の流量を操作量に応じて制
御する複数の流量制御弁とを有し、前記油圧ポンプの吐
出圧力と前記複数の作業アクチュエータの負荷圧力との
差圧が設定された値になるように前記油圧ポンプの吐出
流量を制御するようにした油圧駆動機械の制御装置にお
いて、前記原動機の回転数と前記油圧ポンプの吐出圧力
または前記複数の作業機アクチュエータの負荷圧力と前
記複数の流量制御弁の各操作量をそれぞれ検出するとと
もに、前記原動機の目標回転数に基づいて前記油圧ポン
プの吸収トルクを設定し、前記複数の流量制御弁の各操
作量の検出値が小さくなるほど前記油圧ポンプの吐出圧
力または前記複数の作業機アクチュエータの負荷圧力が
大きくなるように当該圧力検出値を補正し、これら補正
圧力と回転数と各操作量および設定値に応じて前記差圧
設定値を変化させるようにしている。また、原動機によ
り駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出圧油が
圧油供給路を介して供給されることにより駆動される複
数の油圧アクチュエータと、前記圧油供給路に設けら
れ、前記複数の作業機アクチュエータに対して供給され
る圧油の流量を操作量に応じて制御する複数の流量制御
弁とを有し、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記複数の作
業アクチュエータの負荷圧力との差圧が設定された値に
なるように前記油圧ポンプの吐出流量を制御するように
した油圧駆動機械の制御装置において、前記原動機の回
転数と前記油圧ポンプの吐出圧力または前記複数の作業
機アクチュエータの負荷圧力と前記複数の流量制御弁の
各操作量をそれぞれ検出するとともに、前記原動機の目
標回転数に基づいて前記油圧ポンプの吸収トルクを設定
し、前記複数の流量制御弁の各操作量の検出値が小さく
なるほど前記油圧ポンプの吸収トルクが小さくなるよう
に当該吸収トルク設定値を補正し、これら検出値および
補正された当該吸収トルク設定値に応じて前記差圧設定
値を変化させるようにしている。

【０００９】

【作用】すなわち、かかる構成によれば、原動機の回転
数と油圧ポンプの吐出圧力または複数の作業機アクチュ
エータの負荷圧力と複数の流量制御弁の各操作量がそれ
ぞれ検出されるとともに、原動機の目標回転数に基づい
て油圧ポンプの吸収トルクが設定され、これら各検出値
および設定値に応じて差圧設定値が変化する。このよう
に油圧ポンプの吸収トルクが考慮されて差圧が変化する
ので、エンスト等の不具合が発生して作業が継続できな
いという事態が防止される。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る油圧駆動
機械の制御装置の実施例について説明する。なお、実施
例では油圧駆動機械としてパワーショベルを想定してい
る。

【００１１】図１はパワーショベルの作業機のうち２種
類の作業機（ブームおよびアーム）を駆動する作業機油
圧回路の構成を示している。なお、実施例では図面の煩
雑を避けるために２種類の作業機にそれぞれ対応する２
つの操作弁のみを示している。

【００１２】同図に示すように可変容量型油圧ポンプ２
はエンジン１によって駆動され、斜板駆動用のレギュレ
ータ１２のピストン１２ａの移動に応じてその斜板２ａ
の傾転角が変化される。そして、この斜板２ａの傾転角
の変化に応じて油圧ポンプ２の１回転当たりの吐出流量
Ｄ（ｃｃ／ｒｅｖ）が変化される。エンジン１には該エ
ンジン１の回転数（ｒ・ｐ・ｍ）ωEを検出する回転セ
ンサ３２が付設されており、この回転センサ３２の検出
信号ωEはコントローラ３３に加えられる。

【００１３】油圧ポンプ２の吐出圧油は、管路９および
該管路９を分岐する管路９ａ、９ｂを介して操作弁７、
８にそれぞれ供給される。操作弁７、８は図示せぬ操作
レバーの操作量Ｓ1、Ｓ2に応じてスプールが駆動され、
このスプールの移動量に応じて各操作弁の開口面積Ａ
1、Ａ2が変化し、その変化に応じた流量の圧油が作業機
アクチュエータたる油圧シリンダ３、４にそれぞれ供給
される。このとき操作弁７から流出される圧油は管路３
ａ、３ｂを介して油圧シリンダ３の伸張側のシリンダ
室、縮退側のシリンダ室にそれぞれ供給され、油圧シリ
ンダ３をそれぞれ伸張、縮退させる。

【００１４】同様に操作弁８から流出される圧油は管路
４ａ、４ｂを介して油圧シリンダ４の伸張側のシリンダ
室、縮退側のシリンダ室に供給され、油圧シリンダ４を
それぞれ伸張、縮退させる。

【００１５】操作弁７、８は位置Ｎ、Ｍ、Ｌからなり、
中立位置Ｎではポンプ２から吐出される圧油が流入する
ポンプポートはクローズ状態であり、切換位置Ｎから切
換位置Ｌ、Ｍまでの途中の状態では操作弁を流れる圧油
はスプールに設けられたロットリングの可変の絞り２０
で絞られる。また、切換位置Ｌ、Ｍでは絞り２０は一定
の面積になっているとともに、各位置で油圧シリンダ
３、４の負荷圧、つまり管路３ａ、３ｂ、４ａおよび４
ｂにそれぞれ配設された減圧弁２５ａ、２５ｂ、２６ａ
および２６ｂの出口側の圧力がポートＲを介してチェッ
ク弁２１、２２にそれぞれ導かれる。

【００１６】チェック弁２１はパイロット管路２３ａに
接続され、このパイロット管路２３ａはパイロット管路
２３ｂに接続されている。パイロット管路２３ｂにはチ
ェック弁２２が接続されている。そして、パイロット管
路２３ｂはパイロット管路２４に接続されている。よっ
てパイロット管路２４には、油圧シリンダ３、４のうち
高圧ＰLS側の圧油がチェック弁２１、２２のいずれかを
通過して導かれることになる。パイロット管路２４は減
圧弁２５ａ、２５ｂ、２６ａおよび２６ｂのバネ位置側
に接続されており、結局、減圧弁２５ａ、２５ｂ、２６
ａおよび２６ｂのバネ位置側には油圧シリンダ３、４の
高圧側の負荷圧ＰLSが加えられることになる。バネに対
向する側には減圧弁の入口側の圧油、つまり操作弁７、
８の出口側の圧力がパイロット圧として加えられてい
る。なお、管路１０は操作弁７、８の圧油をタンク１１
にリリーフすべく設けられている。

【００１７】定容量型油圧ポンプ３４は所定圧力の圧油
を吐出するものであり、この吐出圧油は管路３５、制御
弁３６（いわゆる「ＬＳ−ＥＰＣ弁」と称されるもの）
を介して制御弁３７のパイロットポート３７ａに制御圧
Ｐcの圧油として供給される。ここで、制御弁３６は、
電磁ソレノイド３６ａに対してコントローラ３３から加
えられる制御信号に応じて弁位置が変化され、これによ
って上記パイロットポート３６ａに供給される圧油の流
量が変化される。

【００１８】なお、管路３５には、リリーフ弁３８が配
設されていて、油圧ポンプ３４の吐出圧油の圧力がリリ
ーフ弁３８で設定された圧力以上の圧力になると、リリ
ーフ弁３８によりリリーフされる。

【００１９】油圧ポンプ２の吐出側の管路９はパイロッ
ト管路１４に分岐され、このパイロット管路１４はレギ
ュレータ１２の小径側のシリンダ室に接続されるととも
に、制御弁３７のパイロットポート３７ｂに接続されて
いる。パイロット管路２３ｂは延長されて制御弁３７の
バネ３７ｄが位置されている側のパイロットポート３７
ｃに接続されている。このため、制御弁３７のバネ３７
ｄが無い側の端部には油圧ポンプ２の吐出圧Ｐpおよび
制御弁３６からの制御圧Ｐcが、また制御弁３７の他方
のバネ３７ｄがある側の端部には油圧シリンダ３、４の
負荷圧のうち高圧側の圧力ＰLSがパイロット圧として、
またバネ３７ｄの付勢力がオフセット圧として加えられ
る。そして制御弁３７では、該制御弁３７の各端部に加
えられる圧力の差圧に応じて弁位置が切り換えられ、切
換位置に応じた吐出量の圧油がレギュレータ１２の大径
側のシリンダ室に供給または排出され、斜板２ａの傾転
角が制御される。

【００２０】この場合、油圧ポンプ圧Ｐpとシリンダ負
荷圧ＰLSとの差圧ΔＰLSが、後述するような設定値に保
持されるように斜板２ａの傾転角が制御されることにな
る。この場合、差圧ΔＰLSの設定値は、上記制御圧Ｐ
c、つまりコントローラ３３から電磁ソレノイド３６ａ
に加えられる制御信号に応じて変化される。

【００２１】このとき圧力Ｐp、ＰLSと油圧ポンプ２の
吐出量（容積）Ｄの関係は下記（１）式で表される。

【００２２】Ｄ＝Ｃ・Ａ・√（Ｐp−ＰLS） …（１）ここでＣは定数であり、Ａは絞り２０の開口面積であ
る。

【００２３】さて、エンジン１には燃料噴射ポンプ３８
とガバナ３９が併設されている。ガバナ３９の燃料コン
トロールレバー３９ａはモータ４０で駆動され、該レバ
ー３９ａの駆動位置は位置センサ４１で検出される。位
置センサ４１の検出信号はモータ４０を駆動制御する際
のフィードバック位置信号としてコントローラ３３に加
えられる。

【００２４】スロットルダイヤル４２はエンジン１の目
標回転数を設定するものであり、目標回転数ωTHに応じ
たスロットル信号はコントローラ３３に加えられる。ま
た、モニタパネル４３はパワーショベルで行われる作業
モードＭ、つまり「重堀削」モードＭ1、「堀削」モー
ドＭ2、「整正」モードＭ3、「微操作」モードＭ4を選
択、指示するものであり、選択された作業モードＭ1、
Ｍ2、Ｍ3、Ｍ4を示す信号がコントローラ３３に加えら
れる。

【００２５】また、管路１４にはポンプ圧力センサ４４
が配設されており、このセンサ４４によって管路１４内
の圧油の圧力、つまり油圧ポンプ２の吐出圧油Ｐpが検
出される。この検出値Ｐpはコントローラ３３に加えら
れる。

【００２６】また、操作弁７、８には、それぞれ操作ス
トローク量（以下「操作量」という）Ｓ1、Ｓ2を検出す
る操作量センサ４５、４６が配設されており、検出値Ｓ
1、Ｓ2はコントローラ３３に加えられる。

【００２７】コントローラ３３は、入力された各種信号
に基づいてモータ４０に対して駆動制御信号を出力し、
エンジン１の出力トルクを制御する。すなわち、図２に
示すように、入力された目標回転数ωTHとエンジン回転
センサ３２で検出された現在のエンジン回転数ωEとに
応じたレギュレーションラインｌ1、ｌ2、ｌ3…が設定
されるようモータ４０に駆動制御信号が加えられ、燃料
コントロールレバー３９ａが作動されることになる。

【００２８】一方、コントローラ３３は、入力された各
種信号に基づいて後述するような演算処理を実行して、
その結果得られた制御信号を制御弁３６のソレノイド３
６ａに出力し、制御弁３７、レギュレータ１２を介して
油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転角、つまり油圧ポンプ２
の吐出量Ｄ（ｃｃ／ｒｅｖ）を制御する。

【００２９】この場合、コントローラ３３は油圧ポンプ
の後述するように吸収馬力を一定値にする制御信号を出
力している。すなわち、油圧ポンプ２の吸収馬力が、入
力された作業モードＭ1…に応じた一定馬力となるよう
な制御信号を制御弁３６に出力し、制御弁３７を介して
油圧ポンプ２の斜板２ａを制御する。このようにして、
現在の負荷状態に応じて、最も効率のよい点にマッチン
グ点が移動することになる（図２のＦ参照）。一方、コ
ントローラ３３は、後述するようにして設定された差圧
ΔＰLSが得られるような制御信号を出力している。すな
わち、コントローラ３３は、上記ポンプ吸収馬力の制御
とともに差圧の制御も同一の制御信号により行ってお
り、この場合、制御弁３６のソレノイド３６ａに加える
制御信号に応じて制御弁３７のパイロットポート３７ａ
に加えられる制御圧Ｐcが変化し、これによって差圧Δ
ＰLSが変化される。この実施例では、この差圧ΔＰLSを
後述するような各種制御態様に応じて変化させること
で、操作弁７、８の図示せぬ操作レバーの操作性向上を
図っている。

【００３０】以下、かかる差圧ΔＰLSの可変制御の内容
について詳述する。

【００３１】・第１の制御この第１の制御では、エンジン１の回転数ωEと油圧ポ
ンプ２の吐出圧力Ｐp、つまり作業機アクチュエータ
３、４の負荷圧力ＰLSと操作弁７、８の各操作量Ｓ1、
Ｓ2とをそれぞれ検出するとともに、エンジン１の目標
回転数ωTHおよび上記検出回転数ωEに基づき油圧ポン
プ２の吸収トルクτを等馬力制御にしたがい設定し、こ
れら各検出値およびトルク設定値τに応じて差圧ΔＰLS
を変化させることで、油圧ポンプ２の吸収トルクを制限
する制御を行ないエンスト等の不具合の発生を防止しつ
つ、しかも良好なレバー操作性をも得ようとするもので
ある。

【００３２】一般的に、エンジン１の回転数ωEと油圧
ポンプ２の吐出圧力Ｐpと操作弁７、８の開口面積の総
和Ａと油圧ポンプ２の吸収トルクτと差圧ΔＰLSとの間
には、下記（２）式のような関係が成立する。

【００３３】 √（ΔＰLS）＝ωE・τ／（ｋ・Ｐp・Ａ） …（２）ここで、Ａ＝ΣＡ1〜Ａn （１〜ｎは各操作弁を意味し、この実施例ではＡ1＋Ａ2
となる）である。上記（２）式は以下のようにして得ら
れる。すなわち、油圧ポンプ２の吐出量Ｑ（ｃｃ／ｍｉ
ｎ）と容積Ｄとの間には、Ｑ＝Ｄ・ωE という関係が成立し、またポンプ２の吸収トルクτは、 τ＝Ｄ・Ｐp＝τ（ωE、ωTH）と表される。そして前記した（１）式より、Ｑ＝Ｃ・Ａ・√（ΔＰLS）が成立する。よって、これら式よりＱ、Ｄを消去するこ
とにより上記（２）式を得る。なお、ポンプ吐出圧Ｐp
とアクチュエータ負荷圧ＰLSは実質的には同じなので、
上記（２）式におけるＰpに替わりにＰLSを使用する実
施も可能である。

【００３４】一方、油圧ポンプ２の吐出量Ｑの最大値
は、エンジン１の最大回転時において各操作弁７、８を
最大操作量まで操作したときに、自ずと決定される。そ
こで、この吐出量Ｑの最大値を予め求めておき、対応す
る最大差圧をΔＰLSmaxとして、上記（２）式によって
得られる差圧ΔＰLSが最大差圧ΔＰLSmaxを越えないよ
うにする必要がある。結局、差圧ΔＰLSは、 ΔＰLS＝ｍｉｎ（｛ ωE・τ／（ｋ・Ｐp・Ａ）｝2、ΔＰLSmax） …（３）によって求められる。上記（３）式におけるωE・τ／
（ｋ・Ｐp・Ａ）のωE、Ｐp、Ａは、対応する各センサ
の検出値より得ることができ、τはエンジン１の目標回
転数ωTHと検出回転数ωEに基づき油圧ポンプ２の吸収
トルクτを等馬力制御にしたがい設定することで得られ
る。なお、開口面積総和Ａは操作量センサ４５、４６の
各出力Ｓ1、Ｓ2の和として得るようにしてもよく、また
操作量センサ４５、４６の出力Ｓ1、Ｓ2のいずれか大き
い方の値として得るようにしてもよい。

【００３５】ここで、前述したように作業モードＭ1…
に応じて設定される馬力は異なり（図２に示す等馬力線
は異なり）、これによって設定される吸収トルクτも異
なってくるので、（２）式の右辺ωE・τ／（ｋ・Ｐp・
Ａ）を各作業モードＭ1…ごとに、エンジン回転数ωE…
を変数とする関数として複数用意しておき、選択された
作業モードＭ1…に対応する関数を選択し、選択した関
数にしたがって差圧ΔＰLSを演算するようにしてもよ
い。

【００３６】さらに、上記関数ωE・τ／（ｋ・Ｐp・
Ａ）を、作業機アクチュエータ３、４の駆動状態ごと
に、つまりいずれの作業機がいずれの方向に駆動された
かに応じて用意しておくことも可能である。たとえばブ
ーム上昇時では負荷が大きく、吸収トルクτは大きく設
定される必要があり、またバケット動作時では比較的負
荷が小さく、吸収トルクτは小さく設定してもよいとい
う具合に設定されるべき吸収トルクの大きさは駆動状態
ごとに異なるからである。なお、いずれの作業機がいず
れの方向に駆動されたかは操作量検出センサ４５、４６
の出力に基づき検出することができる。

【００３７】また、上記最大差圧ΔＰLSmaxも、選択さ
れた作業モードＭ1…および作業機アクチュエータ７、
８の駆動状態によって異なるので、それらに応じて決定
しておくこともできる。

【００３８】よって、この第１の制御では、選択された
作業モードＭ1…および操作量センサ４５、４６で検出
された現在駆動されているアクチュエータ３、４の種類
およびその駆動方向に応じて上記関数が選択され、エン
ジン回転数ωE…等をこの選択された関数に代入するこ
とにより上記（２）式の差圧ΔＰLSが求められる。一
方、選択された作業モードＭ1…および操作量センサ４
５、４６で検出された現在駆動されているアクチュエー
タ３、４の種類およびその駆動方向に応じて差圧最大値
ΔＰLSmaxが求められ、上記（３）式によって小さい方
の差圧ΔＰLSが求められ、この求められた差圧ΔＰLSを
得るための制御信号が制御弁３６に対して出力されるこ
とになる。

【００３９】図３の操作特性（ａ）、（ｃ）は、この第
１の制御による、操作量Ｓ1、Ｓ2と作業機アクチュエー
タ駆動速度ｖ1、ｖ2との関係をそれぞれ負荷が小さい場
合、負荷が大きい場合について示したものであり、上記
（２）式より負荷Ｐpが大きくなるほど差圧ΔＰLSが小
さくなるので、負荷Ｐpが大きくなったとしても特性
（ａ）からデッドバンドの大きい特性（ｂ）に移行する
ことなく、傾きの小さい特性（ｃ）に移行され、これに
より負荷Ｐpが小さい場合の特性（ａ）と同様にデッド
バンドは小さいままであり、良好な操作性が維持され
る。しかも、油圧ポンプ２の吸収トルクの等馬力制御も
同時に行われるので、エンスト等の不具合も生じること
もない。なお、図３の破線で示す特性（ｂ）は上記
（２）式に基づかない制御を行った場合のものであり、
負荷が大きいときにトルク制限を受けることによりデッ
ドバンドが広がり操作性が悪化しているのがわかる。

【００４０】・第２の制御上記第１の制御では上記（２）式にしたがい差圧ΔＰLS
を変化させているので、作業機の現在かかっている負荷
に適合した良好な操作性を得ることができるが、この第
２の制御では、上記（２）式の負荷Ｐpを補正してより
精度のよい制御を行おうとするものである。

【００４１】ところで、図４（ｃ）はポンプ吐出圧Ｐp
とポンプ吐出量Ｑとの関係を示したものであり、一般的
に開口面積の総和Ａが小さいほど、つまり操作レバーの
操作量Ｓ1、Ｓ2が小さいほどＰＱカーブにかかるため
に、実圧力Ｐpの変動によりＧに示すように流量Ｑの変
動が生じてしまい、これが差圧の変動となって顕われ操
作性に悪影響を与えることとなっている。

【００４２】結局、図４（ａ）に示すように、この第２
の制御ではポンプ吐出圧の検出値Ｐpを開口面積総和Ａ
が小さくなるほど破線Ｈ、一点鎖線Ｉで示すように除々
に吐出圧Ｐp´が大きくなるように検出値Ｐpを補正する
ようにしている。同図（ａ）において実線Ｊは開口面積
総和Ａが最大値Ａmaxとなっている場合の検出値Ｐpと補
正値Ｐp´との関係を示したものであり、開口面積総和
Ａが最大のときは操作性の悪化は生じないので検出値Ｐ
pには補正を行っていない。そして、開口面積総和Ａが
最小値Ａminよりも大きく最大値Ａmaxよりも小さいとき
には破線Ｈのごとく上記補正を行い、開口面積総和Ａが
最小値Ａminのときには一点鎖線Ｉのごとく補正量を破
線Ｈの場合よりも大きくして操作性の悪化に対応してい
る。

【００４３】なお、検出値Ｐpが大きくなるほど補正量
を小さくしているのは、図４（ｃ）より明らかなように
ポンプ圧Ｐpが大きいほど流量Ｑの変動幅が小さくなる
ので、差圧の変動は小さくなり補正を余り行わなくても
よいという理由によるものである。

【００４４】また、図４（ａ）の内容を図４（ｂ）のご
とく、ポンプ圧検出値Ｐpと開口面積総和Ａと補正値Ｐp
´との関係を３次元マップＫとして表し、この３次元マ
ップＫにしたがい補正を行うようにしてもよい。

【００４５】よって、この第２の制御では、図４（ａ）
または同図（ｂ）の内容がコントローラ３３内の図示せ
ぬメモリ内に予め記憶されておかれる。そしてポンプ圧
力センサ４４の検出値Ｐpおよび操作量センサ４５、４
６の検出値Ｓ1、Ｓ2とに基づいて上記図４の（ａ）また
は（ｂ）における、対応する補正値Ｐp´が読み出され
る。この場合、開口面積総和Ａは操作量Ｓ1、Ｓ2の総和
より求めてもよく、また操作量Ｓ1、Ｓ2のうち大きい方
として求めるようにしてもよい。

【００４６】そして、こうした得られた補正値Ｐp´を
用いて、上記（３）式は、 ΔＰLS＝ｍｉｎ（｛ ωE・τ／（ｋ・Ｐp´・Ａ）｝2、ΔＰLSmax） …（４）と補正され、この補正差圧ΔＰLSを得るための制御信号
が制御弁３６に対して出力される。この結果、操作レバ
ーの微速度領域における操作性がより向上することとな
る。

【００４７】・第３の制御上記第１の制御では上記（２）式にしたがい差圧ΔＰLS
を変化させているので、作業機の現在かかっている負荷
に適合した良好な操作性を得ることができるが、この第
３の制御では上記（２）式における吸収トルクτを補正
してより精度のよい制御を行おうとするものである。

【００４８】さて、（２）式は、ＰＱカーブ上の吸収ト
ルクτを越えないように差圧ΔＰLSを求める式である。
したがってＰＱカーブによる馬力制限にかからない、操
作レバー操作量が小さいときには、吸収トルクτ（最大
値）以下のトルクでエンジン出力とポンプ負荷とはマッ
チングしており、レバーストローク分の流量を流しても
よい状態となっている。そこで、操作量の検出値Ｓ1、
Ｓ2が小さいほど吸収トルクが小さくなるように（２）
式におけるトルクτをτ´に補正することで対応してい
る。

【００４９】よって、この第３の制御では、開口面積総
和の検出値Ａが小さくなるほどトルクτを小さくするよ
う補正値τ´を求める演算式等がコントローラ３３内の
図示せぬメモリ内に予め記憶されておかれる。そして、
操作量センサ４５、４６の検出値Ｓ1、Ｓ2と上記記憶内
容とに基づいて上記補正値τ´が演算等される。この場
合、開口面積総和Ａは操作量Ｓ1、Ｓ2の総和より求めて
もよく、また操作量Ｓ1、Ｓ2のうち大きい方として求め
るようにしてもよい。

【００５０】そして、補正トルクτ´を用いて、上記
（３）式は、 ΔＰLS＝ｍｉｎ（｛ωE・τ´／（ｋ・Ｐp´・Ａ）｝
２、ΔＰLSmax）・・・（５）と補正され、補正された差圧ΔＰLSが求められる。そし
て、この求められた補正差圧ΔＰLSを得るための制御信
号が制御弁３６に対して出力され、微速度領域における
操作性がより向上することになる。

【００５１】以上説明したようにこの実施例によれば、
エンジンの回転数と油圧ポンプの吐出圧力と操作弁の各
操作量をそれぞれ検出するとともに、油圧ポンプの吸収
トルクを設定し、これら各検出値および設定トルクと差
圧ΔＰLSとの間に成立する所定の関係にしたがい差圧Δ
ＰLSを変化させるようにしたので、現在の作業状態に適
合した最適なレバー操作性が得られ、作業効率を飛躍的
に向上させることができる。

【００５２】なお、この実施例では図２に示すように油
圧ポンプ２を等馬力制御する場合を想定して説明した
が、エンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクと
をマッチングさせることができる制御であればよく、油
圧ポンプ２を定トルク制御する場合にも当然適用可能で
ある。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
エンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとをマ
ッチングさせつつ差圧を制御するようにしたので、エン
スト等の不具合が解消され、操作性も同時に向上すると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る油圧駆動機械の制御装置の
実施例における作業機油圧回路の構成を示す回路図であ
る。

【図２】図２は、エンジン回転数とエンジンの出力トル
クとの関係を、示すグラフである。

【図３】図３は実施例における操作レバーの操作量と作
業機アクチュエータの駆動速度との関係を示すグラフで
ある。

【図４】図４はポンプ吐出圧を操作弁の開口面積の総和
に応じて補正する実施例を説明するために用いたグラフ
である。

【符号の説明】

２油圧ポンプ３油圧シリンダ４油圧シリンダ７操作弁８操作弁１２レギュレータ３３コントローラ３６制御弁３７制御弁４４ポンプ圧力センサ４５操作量センサ４６操作量センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ１５Ｂ 11/16 Ｆ１５Ｂ 11/16 Ｚ (72)発明者悪七秀樹神奈川県平塚市四ノ宮2597 株式会社小松製作所エレクトロニクス事業本部電子システム事業部内 (56)参考文献特開平５−10269（ＪＰ，Ａ) 特開平４−136509（ＪＰ，Ａ) 特開平３−51502（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 11/00 - 11/22 F04B 49/00 - 49/24 E02F 9/20 - 9/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原動機により駆動される油圧ポンプと、該
油圧ポンプの吐出圧油が圧油供給路を介して供給される
ことにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、前
記圧油供給路に設けられ、前記複数の作業機アクチュエ
ータに対して供給される圧油の流量を操作量に応じて制
御する複数の流量制御弁とを有し、前記油圧ポンプの吐
出圧力と前記複数の作業アクチュエータの負荷圧力との
差圧が設定された値になるように前記油圧ポンプの吐出
流量を制御するようにした油圧駆動機械の制御装置にお
いて、前記原動機の回転数と前記油圧ポンプの吐出圧力または
前記複数の作業機アクチュエータの負荷圧力と前記複数
の流量制御弁の各操作量をそれぞれ検出するとともに、
前記原動機の目標回転数に基づいて前記油圧ポンプの吸
収トルクを設定し、前記複数の流量制御弁の各操作量の
検出値が小さくなるほど前記油圧ポンプの吐出圧力また
は前記複数の作業機アクチュエータの負荷圧力が大きく
なるように当該圧力検出値を補正し、これら補正圧力と
回転数と各操作量および設定値に応じて前記差圧設定値
を変化させるようにした油圧駆動機械の制御装置。
【請求項２】原動機により駆動される油圧ポンプと、該
油圧ポンプの吐出圧油が圧油供給路を介して供給される
ことにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、前
記圧油供給路に設けられ、前記複数の作業機アクチュエ
ータに対して供給される圧油の流量を操作量に応じて制
御する複数の流量制御弁とを有し、前記油圧ポンプの吐
出圧力と前記複数の作業アクチュエータの負荷圧力との
差圧が設定された値になるように前記油圧ポンプの吐出
流量を制御するようにした油圧駆動機械の制御装置にお
いて、前記原動機の回転数と前記油圧ポンプの吐出圧力または
前記複数の作業機アクチュエータの負荷圧力と前記複数
の流量制御弁の各操作量をそれぞれ検出するとともに、
前記原動機の目標回転数に基づいて前記油圧ポンプの吸
収トルクを設定し、前記複数の流量制御弁の各操作量の
検出値が小さくなるほど前記油圧ポンプの吸収トルクが
小さくなるように当該吸収トルク設定値を補正し、これ
ら検出値および補正された当該吸収トルク設定値に応じ
て前記差圧設定値を変化させるようにした油圧駆動機械
の制御装置。