JP2000154803A - 油圧建設機械のエンジンラグダウン防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】原動機として大型のエンジンを採用した油圧建
設機械において、燃費の悪化及び黒煙の増加を生じるこ
となく、油圧アクチュエータを非操作状態から急操作す
る場合に発生するエンジンのラグダウンを低下させる。 【解決手段】操作レバー４ａが操作されず、圧力スイッ
チ１１がＯＦＦの状態では、油圧ポンプ２は最小傾転に
あり、エンジン１はハイアイドル回転数にある。操作レ
バー４ａが操作され、圧力スイッチ１１がＯＮになる
と、油圧ポンプ２の制御は最小傾転制御から減トルク制
御に切り換わり、所定時間ΔｔA経過後定格トルク制御
に切り換わる。操作レバー４ａが中立に戻され、圧力ス
イッチ１１が再びＯＦＦになると、所定時間ΔｔB経過
後に油圧ポンプ２の制御は定格トルク制御から最小傾転
制御に切り換わる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油圧建設機械のエン
ジンラグダウン防止装置に係わり、特にラグダウンの大
きなエンジンを原動機として備えた油圧ショベル等の油
圧建設機械のエンジンラグダウン防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の油圧建設機械は、油圧
ポンプから吐出される圧油により油圧アクチュエータを
駆動しており、油圧ポンプは原動機により回転駆動さ
れ、原動機としては一般にディーゼルエンジンが用いら
れる。このディーゼルエンジンはガバナと呼ばれる燃料
噴射装置により燃料噴射量が制御され、回転数が制御さ
れる。この燃料噴射装置にはメカニカル方式と電子式が
あるが、これらはいずれも目標回転数と実回転数の偏差
（回転数偏差）に応じて燃料噴射量を調整するものであ
る。即ち、エンジン負荷負荷が増大し、回転数偏差が増
大すると燃料噴射量を増やし、実回転数を目標回転数に
近づける。この場合、エンジンが無負荷状態にあるとき
は、エンジン回転数は目標回転数よりも高いハイアイド
ル回転数となる。

【０００３】このような燃料噴射装置を備えたエンジン
では、油圧アクチュエータを急操作しエンジンに急に負
荷が加わった時にエンジン回転が一瞬落ち込むラグダウ
ンという現象が発生する。これは、エンジンが無負荷状
態の時は、エンジン回転数は上記のようにハイアイドル
状態にあり、かつこの状態でのエンジンへの燃料供給量
は少ないのに対し、エンジンに急に負荷が加わったとき
は燃料噴射装置は燃料を多く供給しようとするが応答遅
れが発生し、燃料の供給が間に合わなくエンジン回転が
一瞬落ち込むからである。

【０００４】このようなエンジンのラグダウンの防止技
術として、特開平１ー２２４４１９号公報の土木建設機
械のエンジン制御装置がある。この従来技術では、アク
チュエータへの供給流量を制御するコントロール弁の操
作状態を検出する手段を設け、コントロール弁が操作さ
れエンジンに負荷がかかっている状態からコントロール
弁が非操作状態になったことが検出されると、油圧ポン
プの傾転角を最低の吐出流量より大きい吐出流量に設定
し、エンジンに引きずり負荷を与えるものである。この
ようにエンジンに引きずり負荷を与えることにより、エ
ンジン回転数はハイアイドル回転数よりやや低い回転数
に制御され、ハイアイドル回転数まで上昇しないため、
その後のコントロール弁操作でエンジンに負荷が加わっ
ても回転数の落ち込みが小さくなり、ラグダウンが低減
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】建設機械の大型化に伴
い原動機であるエンジンが大型化してきている。エンジ
ンが大型化すると、ラグダウン回転数が大きくなる。こ
れは次の理由による。

【０００６】１）エンジンが大きくなればなるほどエン
ジンの慣性が大きくなり負荷が大きくなるため、ラグダ
ウン回転数が大きくなり、エンジン回転が復帰するまで
の時間が長くなる。

【０００７】２）大型エンジンでは、エンジン出力特性
のばらつきを考慮して、油圧ポンプの馬力制御の入力ト
ルク制限値を小さめに設定し、負荷運転時は入力トルク
の制限値を高くした増トルク制御を行うものがある。こ
の場合、増トルクによるエンジン負荷の増大があり、エ
ンジンに急負荷が加わったときの回転数低下が更に大き
くなる。

【０００８】３）大型エンジンでは、高出力を出すため
に排気タービンで高い過給を行う場合が多く、このよう
な高過給ディーゼルエンジンでは、無負荷ハイアイドル
の状態から、急激に負荷が加わった場合、ハイアイドル
の時の低い過給圧の状態から排気タービンが有効に働き
過給圧が高くなるまでに時間遅れがあり、エンジンの出
力上昇が遅れるため、エンジン回転数の低下が大きくな
る。

【０００９】上記のようなラグダウンによるエンジン回
転の著しい低下と、その状態からのエンジン回転の立ち
上がりの遅れは、エンジン音の大きな変化として感じら
れるため、機械のオペレータに不快感を与える。また、
ラグダウンによる回転数の低下は油圧ポンプの吐出流量
を一時的に減少させるため、機械の作業能力及び操作性
にも影響を与える。

【００１０】従来小型のエンジンを使用している場合は
ラグダウン回転数の落ち込みも小さく、復帰する時間も
短かったため、作業性、操作性に与える影響はあまり問
題となっていなかった。しかし、大型のエンジンを搭載
した油圧式建設機械では、上記のようにラグダウン回転
数が大きいため、作業性、操作性に与える影響が問題と
なる。

【００１１】特開平１ー２２４４１９号公報の土木建設
機械のエンジン制御装置では、上記のように引きずり負
荷を与えてラグダウンを低減している。しかし、この方
法では非操作時にもエンジンに負荷を与えることとなる
ため、燃費が悪くなり、エネルギー効率が悪くなってし
まう。

【００１２】エンジンのラグダウンを防ぐには、エンジ
ンに急負荷がかかった時に燃料の供給量を急激に増加さ
せるように制御する方法も考えられる。しかし、この方
法では瞬間的に無駄な燃料を供給することとなるため、
特開平１ー２２４４１９号公報の場合と同様、燃費が悪
くなる。また、燃料の供給量を急激に増加させると排気
に黒煙が発生するという問題も発生する。

【００１３】本発明の目的は、原動機として大型のエン
ジンを採用した油圧建設機械において、燃費の悪化及び
黒煙の増加を生じることなく、油圧アクチュエータを非
操作状態から急操作する場合に発生するエンジンのラグ
ダウンを低下させる油圧建設機械のエンジンラグダウン
防止装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、エンジンと、このエンジンにより
回転駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポ
ンプにより吐出された圧油が制御弁を介して導かれ、そ
の圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油
圧ポンプの入力トルクが予め定めた基準トルクを超えな
いよう前記油圧ポンプの容量を制御するポンプ制御手段
とを備えた油圧建設機械のエンジンラグダウン防止装置
において、前記油圧ポンプの負荷状態を検出する負荷状
態検出手段と、前記ポンプ制御手段の一部として設けら
れ、前記負荷状態検出手段により前記油圧ポンプに負荷
が投入されたことが検出されると、前記油圧ポンプの入
力トルクの制限値を、所定期間、前記基準トルクより小
さくし減トルク制御を行う減トルク制御手段とを備える
ものとする。

【００１５】このように負荷状態検出手段と減トルク制
御手段を設け、油圧ポンプに負荷が投入されたことが検
出されると、油圧ポンプの入力トルクを所定期間、油圧
ポンプの入力トルクの制限値を基準トルクより小さくす
ることにより、油圧アクチュエータを非操作状態から急
操作するときに、エンジンに加わる負荷が軽減されるた
め、ラグダウンのエンジン回転数の落ち込みが抑えら
れ、かつエンジン回転数の復帰時間も早くなり、操作性
に与える影響が少なくなる。また、その間の燃料の供給
量も減るので、燃費が向上しかつ黒煙の発生が低減す
る。

【００１６】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記ポンプ制御手段は、前記負荷状態検出手段により前
記油圧ポンプが負荷投入状態でないことが検出される
と、前記油圧ポンプを最小容量に制御する最小容量制御
手段を有し、前記減トルク制御手段は、前記負荷状態検
出手段により前記油圧ポンプに負荷が投入されたことが
検出されると、前記油圧ポンプを最小容量制御から前記
減トルク制御に切り換え、前記所定時間、前記減トルク
制御を維持し、その後前記基準トルクによる制御に移行
する手段である。

【００１７】このようにポンプ制御手段に最小容量制御
を設けたものに減トルク制御手段を設けることにより、
油圧アクチュエータが急操作されるときは、上記（１）
で述べたようにラグダウンのエンジン回転数の落ち込み
を抑え、エンジン回転数の復帰時間を早くできると共
に、油圧アクチュエータの非操作時には油圧ポンプから
無駄な圧油が吐出することがなくなり、エンジン負荷が
軽減する。

【００１８】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記ポンプ制御手段は、前記エンジンの回転数を
検出し、この検出したエンジン回転数が所定回転数以上
になると前記油圧ポンプの入力トルクの制限値を前記基
準トルクより大きくし増トルク制御を行う増トルク制御
手段を有し、前記減トルク制御手段は、前記負荷状態検
出手段により前記油圧ポンプが負荷投入状態でないこと
が検出されると前記減トルク制御を行い、前記負荷状態
検出手段により前記油圧ポンプに負荷が投入されたこと
が検出されると、前記所定期間、前記減トルク制御を維
持し、その後前記基準トルクによる制御に移行する手段
である。

【００１９】このようにポンプ制御手段に増トルク制御
手段を設けたものに減トルク制御手段を設けることによ
り、油圧アクチュエータを急操作するときは、上記
（１）で述べたようにラグダウンのエンジン回転数の落
ち込みを抑え、エンジン回転数の復帰時間を早くできる
と共に、油圧アクチュエータの非操作時には油圧ポンプ
が減トルク制御され、エンジン負荷が軽減し、更に、エ
ンジン回転数が復帰し所定回転数以上になると、油圧ポ
ンプは増トルク制御される。

【００２０】（４）更に、上記（１）において、好まし
くは、前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧
力を検出する圧力センサと、前記圧力センサにより検出
された油圧ポンプの吐出圧力に基づき、前記基準トルク
を与える目標容量を計算し、これに対応する電気信号を
出力するコントローラと、このコントローラからの電気
信号により作動し、前記目標容量が得られるよう前記油
圧ポンプを制御する容量制御アクチュエータとを有し、
前記減トルク制御手段は、前記コントローラに設けら
れ、前記負荷状態検出手段により前記油圧ポンプに負荷
が投入されたことが検出されると、前記所定時間、前記
油圧ポンプの入力トルクを前記基準トルクより小さくす
る目標容量を計算する手段である。

【００２１】これによりポンプ制御手段をコントローラ
を用いて構成したもので、上記（１）のように減トルク
制御が行える。

【００２２】（５）また、上記（１）において、前記ポ
ンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧力が導かれ、
この吐出圧力により前記油圧ポンプの入力トルクが前記
基準トルクを超えないよう油圧ポンプの容量を制御する
油圧式レギュレータを有し、前記減トルク制御手段は、
前記負荷状態検出手段により前記油圧ポンプに負荷が投
入されたことが検出されると、前記所定時間、減トルク
制御用の駆動電流を出力するコントローラと、前記駆動
電流により作動し制御圧を生成する電磁弁と、前記制御
圧が導かれると前記油圧ポンプの入力トルクの制限値を
前記基準トルクより小さくするよう前記油圧式レギュレ
ータの設定値を調整する設定調整手段とを有する。

【００２３】これによりポンプ制御手段を油圧式レギュ
レータで構成したもので、上記（１）のように減トルク
制御が行える。

【００２４】（６）また、上記（１）において、好まし
くは、前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧
力が導かれ、この吐出圧力により前記油圧ポンプの入力
トルクが前記基準トルクを超えないよう油圧ポンプの容
量を制御する油圧式レギュレータと、前記エンジンの回
転数を検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段
で検出したエンジン回転数が所定回転数以上になると増
トルク制御用の第１駆動電流を出力する増トルク制御演
算手段を備えたコントローラと、前記第１駆動電流によ
り作動し第１制御圧を生成する第１電磁弁と、前記第１
制御圧が導かれると前記油圧ポンプの入力トルクの制限
値を前記基準トルクより大きくするよう前記油圧式レギ
ュレータの設定値を調整する第１設定調整手段とを有
し、前記減トルク制御手段は、前記コントローラに設け
られ、前記負荷状態検出手段により前記油圧ポンプに負
荷が投入されたことが検出されると、前記所定時間、減
トルク制御用の第２駆動電流を出力する減トルク演算制
御手段と、前記第２駆動電流により作動し第２制御圧を
生成する第２電磁弁と、前記第２制御圧が導かれると前
記油圧ポンプの入力トルクを前記基準トルクより小さく
するよう前記油圧式レギュレータの設定値を調整する第
２設定調整手段とを有する。

【００２５】これによりポンプ制御手段を油圧式レギュ
レータで構成しかつ増トルク制御機能を有するもので、
上記（１）のように減トルク制御が行える。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を用いて
説明する。

【００２７】図１〜図５は本発明の第１の実施形態によ
るエンジンラグダウン防止装置を説明するための図であ
る。

【００２８】図１において、１はディーゼルエンジンで
あり、このエンジン１は図示しないガバナ（燃料噴射装
置）により燃料噴射量が制御される。エンジン１の出力
軸１ａには可変容量型の油圧ポンプ２が接続され、油圧
ポンプ２はエンジン１により回転駆動され圧油を吐出す
る。油圧ポンプ２から吐出された圧油はセンタバイパス
型の制御弁３を介してアクチュエータ、例えば油圧シリ
ンダ５に供給され、油圧シリンダ５を駆動する。制御弁
３は操作レバー装置４により操作され、油圧ポンプ２か
ら油圧シリンダ５に供給される圧油の流量と方向を制御
する。

【００２９】操作レバー装置４は、この例では、操作レ
バー４ａと減圧弁４ｂ，４ｃを備える油圧パイロット方
式であり、減圧弁４ｂ，４ｃは一次側ポートが、油圧ポ
ンプ２と共にエンジン１により回転駆動されるパイロッ
トポンプ６に接続され、二次側ポートがパイロットライ
ン７ａ，７ｂを介して制御弁３のパイロット駆動部３
ａ，３ｂに接続されている。操作レバー３ａを図示右側
に倒すと減圧弁４ｂが作動し、操作レバー３ａの操作量
に応じた操作パイロット圧が制御弁３のパイロット駆動
部３ａに負荷され、これにより制御弁３は図示左側の位
置に切り換えられ、操作レバー４ａの操作量に応じた流
量が油圧シリンダ５のロッド側に供給される。操作レバ
ー３ａを図示左側に倒すと減圧弁４ｃが作動し、操作レ
バー３ａの操作量に応じた操作パイロット圧が制御弁３
のパイロット駆動部３ｂに負荷され、これにより制御弁
３は図示右側の位置に切り換えられ、操作レバー４ａの
操作量に応じた流量が油圧シリンダ５のボトム側に供給
される。

【００３０】油圧ポンプ２は容量可変部材として、例え
ば斜板２ａを有し、この斜板２ａは傾転制御アクチュエ
ータ８（後述）により傾転角が制御され、油圧ポンプ２
の押しのけ容積、即ちポンプ容量が制御される。

【００３１】以上のような油圧駆動系に本実施形態のエ
ンジンラグダウン防止装置が設けられている。このエン
ジンラグダウン防止装置はポンプ制御手段の一部として
構成されるもので、パイロットライン７ａ，７ｂに接続
され、パイロットライン７ａ，７ｂの高圧側の圧力を選
択するシャトル弁１０としてのチェック弁１０ａ，１０
ｂと、シャトル弁１０で選択された圧力が操作パイロッ
ト圧であるときに作動する圧力スイッチ１１と、油圧ポ
ンプ２の吐出路２ｂに設けられ、油圧ポンプ２の吐出圧
力を検出する圧力センサ１２と、圧力スイッチ１１及び
圧力センサ１２の信号を入力し、所定の演算処理を行う
コントローラ１３と、コントローラ１３から出力された
駆動電流により作動する電磁弁１４と、この電磁弁１４
により生成された制御圧により作動する上記の傾転制御
アクチュエータ８とを備えている。

【００３２】傾転制御アクチュエータ８の構造を図２に
示す。傾転制御アクチュエータ８はシリンダ本体８ａ内
を往復動するピストン８ｂを有し、そのピストンロッド
８ｃに斜板２ａが作動的に連結されると共に、シリンダ
本体８ａ内のボトム側にはバネ８ｄが内蔵され、ロッド
側の室８ｅには電磁弁１４からの制御圧が導入される構
成となっている。電磁弁１４が図示の位置にあり、ロッ
ド側室８ｅがタンク圧であると、バネ８での力でピスト
ンロッド８ｃは図示左方に移動し、斜板２ａの傾転角
（ポンプ容量）を減少させる。電磁弁１４に電流が流れ
ると、ロッド側室８ｅに制御圧が導入され、ピストンロ
ッド８ｃは図示右方に移動し、斜板２ａの傾転角（ポン
プ容量）を増加させる。

【００３３】コントローラ１３では図３にフローチャー
トで示すような演算処理を行う。図３のフローチャート
において、Ｆａは圧力スイッチ１１のＯＦＦからＯＮの
切り換わりを判断するのに用いる第１切換判定フラグで
あり、Ｆｂは圧力スイッチ１１のＯＮからＯＦＦの切り
換わりを判断するのに用いる第２切換判定フラグであ
り、Ｃａは減トルク制御時間を示す減トルク制御カウン
タであり、Ｃｂは定格トルク制御から最小傾転制御への
切り換わりの遅れ時間を示す制御切換遅延カウンタであ
る。ΔｔAは減トルク制御の継続時間であり、例えば
０．５秒程度であり、ΔｔBは定格トルク制御から最小
傾転制御への遅延時間であり、例えば３秒程度である。

【００３４】また、コントローラ１３のメモリには、図
４に示すような油圧ポンプ２の入力トルクの制限値Ｔra
t及びＴdecが記憶されている。図４の横軸は油圧ポンプ
２の吐出圧力（圧力センサ１２の検出値）であり、縦軸
は油圧ポンプ２の斜板２ａの目標傾転であり、それぞれ
符号Ｐｄ及びｑを付している。また、入力トルク制限値
Ｔratは通常時の制限値であり、入力トルク制限値Ｔdec
は減トルク制御時の制限値である。なお、ポンプ吐出圧
力とポンプ吐出流量との積が油圧ポンプ２の入力馬力
（仕事量）であるから、油圧ポンプ２の回転数が一定で
ある場合は、上記制御により結局、油圧ポンプ２の入力
馬力が制限値Ｔrat及びＴdecに対応した制限値を超えな
いよう制御されることとなる。

【００３５】以下、図３によりコントローラ１３の処理
内容を説明しつつ、本実施形態の動作を説明する。

【００３６】コントローラ１３の電源がＯＮされると、
まず初期化処理として手順１００，１０２で、第１及び
第２切換判定フラグＦａ，ＦｂをそれぞれＦａ＝０、Ｆ
ｂ＝０とし、かつ減トルク制御カウンタＣａ及び制御切
換遅延カウンタＣｂをそれぞれＣａ＝０、Ｃｂ＝０とす
る。次に、手順１０４で圧力スイッチ１１の状態及び圧
力センサ１２の検出値を読み込んだ後、手順１０６で圧
力スイッチ１１がＯＮかどうかを判断する。この判断
は、操作レバー装置４の操作レバー４ａが操作され、操
作パイロット圧が発生したかどうか、即ち、エンジン１
に負荷が投入されたかどうかを見る部分である。コント
ローラ１３の電源ＯＮ時は圧力スイッチ１１はＯＮでな
い（非操作時である）ので、判断結果はＮｏであり、手
順１０８に進む。手順１０８では、第２切換判定フラグ
ＦｂがＦｂ＝１かどうかを判断する。この場合も、上記
手順１００で初期化処理され、Ｆｂ＝０であるので、判
断結果はＮｏであり、手順１１０で最小傾転制御を行
い、手順１１２で第１切換判定フラグＦａをＦａ＝１と
した後、手順１０４に戻る。

【００３７】ここで、手順１１０で行う最小傾転制御と
は油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転角を図４に示す最小傾
転角ｑｍｉｎに保持する制御であり、コントローラ１３
は電磁弁１４に最小傾転角ｑｍｉｎに対応する駆動電流
を出力し、油圧ポンプ２の傾転角が最小傾転角ｑｍｉｎ
になるよう制御する。

【００３８】操作レバー装置４の操作レバー４ａが非操
作の間は、上記手順１０４，１０６，１０８，１１０，
１１２が繰り返され、最小傾転制御が継続される。これ
により操作レバー４ａの非操作時は、油圧ポンプ２より
無駄な圧油を吐出することがなくなり、エンジン１にか
かる負荷が軽減する。

【００３９】操作レバー装置４の操作レバー４ａが操作
され、パイロットライン７ａ又は７ｂに操作パイロット
圧が立つと、圧力スイッチ１１がＯＮし、上記の手順１
０６では判断結果がＹｅｓとなり、手順１２０に進む。
手順１２０では、第１切換判定フラグＦａがＦａ＝１か
どうかを判断する。この場合、先の手順１１２でＦａ＝
１としたので、判断結果はＹｅｓであり、手順１２２で
減トルク制御を行う。ここで、手順１２２で行う減トル
ク制御とは、油圧ポンプ２の入力トルクが図４の制限値
Ｔdecに制限されるよう制御するものであり、コントロ
ーラ１３は手順１０４で読み込んだそのときの圧力セン
サ１２の検出値から油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄを求
め、この吐出圧力Ｐｄを図４の入力トルク制限値Ｔdec
に参照させて対応する目標傾転角ｑを算出し、対応する
駆動電流を電磁弁１４に出力する。

【００４０】次いで、手順１２４で減トルク制御カウン
タＣａが予め定めた設定値ΔｔAであるかどうかを判断
する。この場合は、上記手順１０２で初期化処理され、
Ｃａ＝０となっているので、判断結果はＮｏであり、手
順１２６でカウンタＣａに１を加算した後、手順１０４
に戻る。

【００４１】減トルク制御カウンタＣａが設定値ΔｔA
より小さい間は上記手順１０４，１０６，１２０，１２
２，１２４，１２６が繰り返され、減トルク制御が継続
され、カウンタＣａがＣａ＝ΔｔAになると、手順１２
４の判断結果がＹｅｓとなり、手順１２８で第１切換判
定フラグＦａをＦａ＝０にし、手順１３０で減トルク制
御カウンタＣａをＣａ＝０とした後、手順１０４に戻
る。この場合は、手順１２０での判断結果はＮｏとな
り、手順１４０で定格トルク制御を行い、手順１４２で
第２切換判定フラグＦｂをＦｂ＝１とした後、手順１０
４に戻る。

【００４２】ここで、手順１４０で行う定格トルク制御
とは、油圧ポンプ２の入力トルクが図４の制限値Ｔrat
に制限されるよう制御するものであり、コントローラ１
３は手順１０４で読み込んだそのときの圧力センサ１２
の検出値から油圧ポンプ２の吐出圧力Ｐｄを求め、この
吐出圧力Ｐｄを図４の入力トルク制限値Ｔratに参照さ
せて対応する目標傾転角ｑを算出し、対応する駆動電流
を電磁弁１４に出力する。

【００４３】操作レバー４ａが操作状態にある間は、上
記手順１０４，１０６，１２０，１４０，１４２が繰り
返され、定格トルク制御が継続される。

【００４４】これにより操作レバー４ａが非操作の状態
から操作状態に切り換わったとき、油圧ポンプ２の入力
トルクが急に定格トルクに増大するのではなく、設定値
ΔｔAの所定時間、油圧ポンプ２の入力トルクを定格ト
ルクよりも抑えた制限値Ｔdecに制限し、所定時間ΔｔA
経過後に定格トルクの制限値Ｔratになるよう制御す
る。

【００４５】上記のような操作レバ４ａーの操作状態か
ら操作レバーを中立位置に戻すと、パイロットライン７
ａ又は７ｂの操作パイロット圧が低下するため、圧力ス
イッチ１１がＯＦＦし、上記の手順１０６の判断結果が
Ｎｏとなり、手順１０８に進む。この場合は、先の手順
１４２でＦｂ＝１としたので、判断結果はＹｅｓであ
り、手順１５０に進む。手順１５０では、制御切換遅延
カウンタＣｂが予め定めた設定値ΔｔBであるかどうか
を判断する。この場合は、上記手順１０２で初期化処理
され、Ｃｂ＝０となっているので、判断結果はＮｏであ
り、手順１５２で定格トルク制御を行い、手順１５４で
カウンタＣｂに１を加算した後、手順１０４に戻る。

【００４６】制御切換遅延カウンタＣｂが設定値ΔｔB
より小さい間は上記手順１０４，１０６，１０８，１５
０，１５２，１５４が繰り返され、定格トルク制御が継
続され、カウンタＣｂがＣｂ＝ΔｔBになると、手順１
５０の判断結果がＹｅｓとなり、手順１１０に進む。手
順１１０では上記のように最小傾転制御を行い、手順１
１２で第１切換判定フラグＦａをＦａ＝１にした後、手
順１０４に戻る。

【００４７】これにより操作レバー４ａを中立位置に戻
したとき、所定時間ΔｔBの間に再び操作レバー４ａを
操作した場合は、最小傾転制御に切り換わらずに定格ト
ルク制御が保持され、所定時間ΔｔBの経過後に初めて
最小傾転制御に切り換わるようになり、操作レバー４ａ
を小刻みに中立位置に戻して行う作業や、逆レバー操作
時に不要に油圧ポンプが最小傾転に制御されることが回
避される。

【００４８】以上において、シャトル弁１０及び圧力セ
ンサ１１は油圧ポンプ２の負荷状態を検出する負荷状態
検出手段を構成し、圧力センサ１２、コントローラ１
３、電磁弁１４及び傾転制御アクチュエータ８は、油圧
ポンプ２の入力トルクが予め定めた基準トルク（定格ト
ルク）を超えないよう油圧ポンプ２の容量を制御するポ
ンプ制御手段を構成し、コントローラ１３の図３に示す
手順１２２〜１３０の処理機能は、ポンプ制御手段の一
部として設けられ、負荷状態検出手段１０，１１により
油圧ポンプ２に負荷が投入されたことが検出されると、
油圧ポンプ２の入力トルクの制限値を、所定期間Δｔ
A、基準トルクより小さくし減トルク制御を行う減トル
ク制御手段を構成する。

【００４９】また、コントローラ１３の図３に示す手順
１１０の処理機能は、負荷状態検出手段１０，１１によ
り油圧ポンプ２が負荷投入状態でないことが検出される
と、油圧ポンプ２を最小容量に制御する最小容量手段を
構成し、この処理機能と上記手順１２２〜１３０の処理
機能により上記減トルク制御手段は、負荷状態検出手段
１０，１１により油圧ポンプ２に負荷が投入されたこと
が検出されると、油圧ポンプ２を最小容量制御から減ト
ルク制御に切り換え、前記所定時間、その減トルク制御
を維持し、その後基準トルクによる制御に移行するもの
となる。

【００５０】操作レバー４ａを非操作状態から操作し、
その後非操作状態に戻した場合のエンジン回転数及びポ
ンプトルク制御の変化と圧力スイッチ１１の変化を図５
に示す。図中、「最小傾転」、「減トルク」及び「定格
トルク」は、便宜上、それぞれ図３の手順１１０（最小
傾転）、手順１２２（減トルク）、手順１４０及び１５
２（定格トルク）にある状態を［ＯＮ」とし、それ以外
の場合を「ＯＦＦ］で示している。

【００５１】操作レバー４ａが操作されず、圧力スイッ
チ１１がＯＦＦの状態では、油圧ポンプ２は最小傾転に
あり、エンジン１はハイアイドル回転数にある。操作レ
バー４ａが操作され、圧力スイッチ１１がＯＮになる
と、油圧ポンプ２の制御は最小傾転制御から減トルク制
御に切り換わり、所定時間ΔｔA経過後定格トルク制御
に切り換わる。操作レバー４ａが中立に戻され、圧力ス
イッチ１１が再びＯＦＦになると、所定時間ΔｔB経過
後に油圧ポンプ２の制御は定格トルク制御から最小傾転
制御に切り換わる。

【００５２】比較例として、操作レバー４ａが操作され
たときに、油圧ポンプの２の制御を最小傾転制御から直
ちに定格トルク制御に切り換えた場合は、エンジン１が
無負荷状態から急に高い負荷がかかるように制御される
ため、エンジンラグダウンの回転数の落ち込みはΔＮ１
と大きく、定格回転数に復帰するまでの時間遅れもｔ１
と長く、操作性に影響を与える。これに対し、上記のよ
うに所定時間ΔｔA、減トルク制御を介在させると、エ
ンジン１のラグダウンをΔＮ２と抑えることができ、エ
ンジン回転の復帰時間もｔ２と早くなるため、操作性に
与える影響が少なくなる。

【００５３】従って、本実施形態によれば、ラグダウン
の大きいエンジンを採用している油圧式の建設機械で、
操作レバー４ａを非操作状態にあり、エンジン１がハイ
アイドル回転数にある状態から操作レバー４ａを急操作
したときにエンジン１のラグダウンの回転数の落ち込み
を小さくでき、また復帰時間も短くでき、エンジンラグ
ダウンが操作性に与える影響を少なくできる。また、エ
ンジン１がアイドル回転数にある状態から急負荷が加わ
った時に、燃料の供給量を急激に増加させないので、燃
費の悪化を防止し、黒煙の発生を少なくすることができ
る。更に、オペレータの不快感が軽減し、快適な操作が
可能となる。

【００５４】本発明の第２の実施形態を図６〜図１１に
より説明する。図６中、図１に示す部材と同等のもには
同じ符号を付している。

【００５５】図６において、本実施形態に係わる油圧駆
動系は、第１の実施形態のものと実質的に同じである。

【００５６】油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転（容量）
は、パワーシフト制御機能を有する油圧式レギュレータ
２４により制御される。

【００５７】また、本実施形態のエンジンラグダウン防
止装置は、パイロットライン７ａ，７ｂの高圧側の圧力
を選択するシャトル弁１０と、シャトル弁１０で選択さ
れた圧力が操作パイロット圧であるときに作動する圧力
スイッチ１１と、エンジン１の回転数を検出する回転セ
ンサ２１と、圧力スイッチ１１及び回転センサ２１の信
号を入力し、所定の演算処理を行うコントローラ１３Ａ
と、コントローラ１３Ａから出力される駆動電流により
作動する電磁弁２２，２３と、これら電磁弁２２，２３
に接続された上記のパワーシフト制御機能を有する油圧
式レギュレータ２４とを備えている。

【００５８】油圧式レギュレータ２４は増馬力ポート２
４ａ及び減馬力ポート２４ｂを有し、増馬力ポート２４
ａが電磁弁１１に接続され、減馬力ポート２４ｂが電磁
弁１２に接続され、電磁弁１１から増馬力ポート２４ａ
に制御圧が導入されると増トルク制御が行われ、電磁弁
１２から減馬力ポート２３ｂに制御圧が導入されると減
トルク制御が行われる。

【００５９】油圧式レギュレータ２４の詳細を図７に示
す。油圧式レギュレータ２４は、油圧ポンプ２の斜板２
ａの傾転角を調整する傾転制御アクチュエータ３１と、
この傾転制御アクチュエータ３１の動作を制御する馬力
制御サーボ弁３２とで構成されている。傾転制御アクチ
ュエータ３１は、両端面の受圧面積の異なるサーボピス
トン３１ａと、サーボピストン３１ａの小径側端面が位
置する受圧室３１ｂ及び大径側端面が位置する受圧室３
１ｃとを有し、小径側端面の受圧室３１ｂは油圧ポンプ
２の吐出路２ｂに接続され、大径側端面の受圧室３１ｃ
はサーボ弁３２を介して油圧ポンプ２の吐出路２ｂ又は
タンクのいずれかに接続されている。サーボ弁３２の制
御により大径側端面の受圧室３１ｃがタンクに接続され
ると、受圧室３１ｂに負荷される油圧ポンプ２の吐出圧
によりサーボピストン３１ａは図示左方に移動し、油圧
ポンプ２の斜板２ａの傾転角（ポンプ容量）を減少さ
せ、受圧室３１ｃが吐出路２ｂに接続されると、受圧室
３１ｃ内のピストン受圧面積が受圧室３１ｂ内のピスト
ン受圧面積より大であるため、サーボピストン１ａは図
示右方に移動し、油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転角（ポ
ンプ容量）を増加させる。

【００６０】サーボ弁３２は、スプール３２ａと、サー
ボピストン３１ａにフィードバックレバー３３を介して
連係したフィードバックスリーブ３２ｂと、スプール３
２ａの一端に作用する設定バネ３２ｃと、スプール３２
ａの反対側の端部に作用する油圧駆動部３２ｄとを有
し、油圧駆動部３２ｄは、大径ピストン３４と、大径ピ
ストン３４のスプール３２ａ側の端部に設けられた作動
ロッド３５と、大径ピストン３４の反対側の端部に設け
られた小径ピストン３６と、大径ピストン３４の小径ピ
ストン３６側の端部が位置する受圧室３７と、大径ピス
トン３４の作動ロッド３５側の端部が位置する受圧室３
８と、小径ピストン３６の端部が位置する受圧室３９と
を備え、受圧室３７は油圧ポンプ２の吐出路２ｂに接続
され、受圧室３８は上記の増馬力ポート２４ａを備え、
この増馬力ポート２３ａを介して電磁弁２２の二次ポー
トに接続され、受圧室３９は上記の減馬力ポート２４ｂ
を備え、この減馬力ポート２４ｂを介して電磁弁２３の
二次ポートに接続されている。

【００６１】電磁弁２２，２３のいずれも作動していな
いときは、スプール３２ａは設定バネ３２ｃの力と受圧
室３７内で大径ピストン３４の端部に作用するポンプ吐
出圧力による油圧力とのバランスで作動し、油圧力がバ
ネ力よりも小さいときは、傾転制御アクチュエータ３１
の受圧室３１ｃをタンクに接続し、上記のようにポンプ
容量を増大させ、油圧力がバネ力よりも大きくなると、
傾転制御アクチュエータ３１の受圧室３１ｃを吐出路２
ｂに接続し、上記のようにポンプ容量を減少させ、これ
により油圧ポンプ２の入力トルクが設定バネ３２ｃで定
まる制限値を超えないよう制御される。

【００６２】図８にこのときの油圧ポンプ２の入力トル
クの制限値をＴratで示す。この制限値Ｔratを用いる制
御を定格トルク制御と称する。なお、ポンプ吐出圧力と
ポンプ吐出流量との積が油圧ポンプ２の入力馬力（仕事
量）であるから、油圧ポンプ２の回転数が一定である場
合は、上記制御により結局、油圧ポンプ２の入力馬力が
設定バネ３２ｃで定まる制限値を超えないよう制御され
ることとなる。

【００６３】電磁弁２２作動したときは、受圧室３８に
制御圧が導入され、大径ピストン３４の端部には受圧室
３７のポンプ吐出圧力による油圧力と反対方向に当該制
御圧による油圧力が付加的に作用し、その結果スプール
３２ａは設定バネ３２ｃの力と受圧室３８の付加的油圧
力の和に対し受圧室３７内のポンプ吐出圧力による油圧
力とがバランスするよう作動する。このため、油圧ポン
プ２は、電磁弁２２が作動していないときに比べ、同じ
ポンプ吐出圧力に対してより多くの流量が出せるように
なり、油圧ポンプ２の入力トルクの制限値が図８に示す
制限値ＴratからＴincに増大する。この制限値Ｔincを
用いる制御を増トルク制御と称する。

【００６４】電磁弁２３が作動したときは、受圧室３９
に制御圧が導入され、小径ピストン３６の端部には受圧
室３７のポンプ吐出圧力による油圧力と同方向に当該制
御圧による油圧力が付加的に作用し、その結果スプール
３２ａは設定バネ３２ｃの力から受圧室３９の付加的油
圧力を差し引いた力に対し受圧室３７内のポンプ吐出圧
力による油圧力がバランスするよう作動する。このた
め、油圧ポンプ２は、電磁弁２３が作動していないとき
に比べ、同じポンプ吐出圧力に対してより少ない流量し
か出せないようになり、油圧ポンプ２の入力トルクの制
限値が図８に示す制限値ＴratからＴdecに減少する。こ
の制限値Ｔdecを用いる制御を減トルク制御と称する。

【００６５】コントローラ１３Ａでは図９にフローチャ
ートで示すような演算処理を行う。図９中、図３に示し
た手順と同等の手順にはおない符号を付している。以
下、図９によりコントローラ１３Ａの処理内容を説明し
つつ、本実施形態の動作を説明する。

【００６６】コントローラ１３Ａの電源がＯＮされる
と、まず初期化処理として手順１００，１０２で、第１
及び第２切換判定フラグＦａ，ＦｂをそれぞれＦａ＝
０、Ｆｂ＝０とし、かつ減トルク制御カウンタＣａ及び
制御切換遅延カウンタＣｂをそれぞれＣａ＝０、Ｃｂ＝
０とする。次に、手順１０４Ａで圧力スイッチ１１の状
態及び回転センサ２１の検出値を読み込んだ後、手順１
０６で圧力スイッチ１１がＯＮかどうかを判断する。こ
の判断は、操作レバー装置４の操作レバー４ａが操作さ
れ、操作パイロット圧が発生したかどうか、即ち、油圧
ポンプ２に負荷が投入されたかどうかを見る部分であ
る。コントローラ１Ａ３の電源ＯＮ時は圧力スイッチ１
１はＯＮでない（非操作時である）ので、判断結果はＮ
ｏであり、手順１０８に進む。手順１０８では、第２切
換判定フラグＦｂがＦｂ＝１かどうかを判断する。この
場合も、上記手順１００で初期化処理され、Ｆｂ＝０で
あるので、判断結果はＮｏであり、手順１１０Ａで減ト
ルク制御を行い、手順１１２で第１切換判定フラグＦａ
をＦａ＝１とした後、手順１０４に戻る。

【００６７】ここで、手順１１０Ａで行う減トルク制御
では電磁弁２３に駆動電流を出力し、これにより上記の
ように油圧ポンプ２は入力トルクが減トルク制御の制限
値Ｔdecを超えないよう制御される。

【００６８】操作レバー装置４の操作レバー４ａが非操
作の間は、上記手順１０４，１０６，１０８，１１０
Ａ，１１２が繰り返され、減トルク制御が継続される。
これにより操作レバー４ａの非操作時は、エンジン１に
かかる負荷が軽減する。

【００６９】操作レバー装置４の操作レバー４ａが操作
され、パイロットライン７ａ又は７ｂに操作パイロット
圧が立つと、圧力スイッチ１１がＯＮし、上記の手順１
０６では判断結果がＹｅｓとなり、手順１２０に進む。
手順１２０では、第１切換判定フラグＦａがＦａ＝１か
どうかを判断する。この場合、先の手順１１２でＦａ＝
１としたので、判断結果はＹｅｓであり、手順１２２Ａ
で減トルク制御を行う。この減トルク制御の処理内容は
手順１１０Ａと同じである。

【００７０】次いで、手順１２４で減トルク制御カウン
タＣａが予め定めた設定値ΔｔAであるかどうかを判断
する。この場合は、上記手順１０２で初期化処理され、
Ｃａ＝０となっているので、判断結果はＮｏであり、手
順１２６でカウンタＣａに１を加算した後、手順１０４
に戻る。

【００７１】減トルク制御カウンタＣａが設定値ΔｔA
より小さい間は上記手順１０４Ａ，１０６，１２０，１
２２Ａ，１２４，１２６が繰り返され、減トルク制御が
継続され、カウンタＣａがＣａ＝ΔｔAになると、手順
１２４の判断結果がＹｅｓとなり、手順１２８で第１切
換判定フラグＦａをＦａ＝０にし、手順１３０で減トル
ク制御カウンタＣａをＣａ＝０とした後、手順１０４Ａ
に戻る。これにより、操作レバー４ａの操作後、ΔｔA
の所定時間、非操作時の減トルク制御が継続される。

【００７２】手順１０４Ａに戻った後、今度の手順１２
０での判断結果はＮｏとなり、手順１６０に進む。手順
１６０では、手順１０４Ａで読み込んだそのときの回転
センサ２１の検出値からエンジン１の回転数Ｎと回転数
の変化を求め、この回転数Ｎが上昇時にありかつ予め設
定した回転数Ｎset以上であるかどうかを判断し、判断
結果がＮｏであれば手順１４０Ａで定格トルク制御を行
い、手順１０４Ａに戻る。

【００７３】ここで、手順１４０Ａで行う定格トルク制
御では電磁弁２２，２３のいずれにも駆動電流を出力せ
ず、これにより上記のように油圧ポンプ２は入力トルク
が設定バネ３２ｃで定まる定格トルク制御の制限値Ｔra
tを超えないよう制御される。

【００７４】エンジン１の回転数Ｎが上昇時にないか、
設定回転数Ｎsetより低い間は上記手順１０４Ａ，１０
６，１２０，１６０，１４０Ａが繰り返され、定格トル
ク制御が継続され、回転数Ｎが上昇時にありかつ設定回
転数Ｎsetに達すると、手順１６０の判断結果がＹｅｓ
となり、手順１６２で増トルク制御を行い、手順１４２
で第２切換判定フラグＦｂをＦｂ＝１とした後、手順１
０４に戻る。

【００７５】ここで、手順１６２で行う増トルク制御で
は電磁弁２２に駆動電流を出力し、これにより上記のよ
うに油圧ポンプ２は入力トルクが増トルク制御の制限値
Ｔincを超えないよう制御される。

【００７６】操作レバー４ａが操作状態にありかつエン
ジン回転数ＮがＮset以上である間は、上記手順１０４
Ａ，１０６，１２０，１６０，１６２，１４２が繰り返
され、増トルク制御が継続される。

【００７７】これにより操作レバー４ａが非操作の状態
から操作状態に切り換わったとき、油圧ポンプ２の入力
トルクが増トルクで制御されるのではなく、設定値Δｔ
Aの所定時間、油圧ポンプ２の入力トルクを減トルク制
御の制限値Ｔdecに制限し、所定時間ΔｔA経過後に定格
トルクの制限値Ｔratになり、その後増トルク制御に移
行するよう制御される。

【００７８】上記のような操作レバ４ａーの操作状態か
ら操作レバーを中立位置に戻すと、パイロットライン７
ａ又は７ｂの操作パイロット圧が低下するため、圧力ス
イッチ１１がＯＦＦし、上記の手順１０６の判断結果が
Ｎｏとなり、手順１０８に進む。この場合は、先の手順
１４２でＦｂ＝１としたので、判断結果はＹｅｓであ
り、手順１５０に進む。手順１５０では、制御切換遅延
カウンタＣｂが予め定めた設定値ΔｔBであるかどうか
を判断する。この場合は、上記手順１０２で初期化処理
され、Ｃｂ＝０となっているので、判断結果はＮｏであ
り、手順１６４で増トルク制御を行い、手順１５４でカ
ウンタＣｂに１を加算した後、手順１０４Ａに戻る。

【００７９】制御切換遅延カウンタＣｂが設定値ΔｔB
より小さい間は上記手順１０４Ａ，１０６，１０８，１
５０，１６４，１５４が繰り返され、増トルク制御が継
続され、カウンタＣｂがＣｂ＝ΔｔBになると、手順１
５０の判断結果がＹｅｓとなり、手順１１０Ａに進む。
手順１１０Ａでは上記のように減トルク制御を行い、手
順１１２で第１切換判定フラグＦａをＦａ＝１にした
後、手順１０４Ａに戻る。

【００８０】これにより操作レバー４ａを中立位置に戻
したとき、所定時間ΔｔBの間に再び操作レバー４ａを
操作した場合は、減トルク制御に切り換わらずに増トル
ク制御が保持され、所定時間ΔｔBの経過後に初めて減
トルク制御に切り換わるようになり、操作レバー４ａを
小刻みに中立位置に戻して行う作業や、逆レバー操作時
に不要に油圧ポンプが減トルク制御されることが回避さ
れる。

【００８１】以上において、シャトル弁１０及び圧力セ
ンサ１１は、第１の実施形態と同様に、油圧ポンプ２の
負荷状態を検出する負荷状態検出手段を構成し、油圧式
レギュレータ２４の傾転制御アクチュエータ３１と、馬
力制御サーボ弁３２のスプール３２ａ、フィードバック
スリーブ３２ｂ、設定バネ３２ｃ、油圧駆動部３２ｄの
大径ピストン３４、作動ロッド３５及び受圧室３７は、
油圧ポンプ２の入力トルクが予め定めた基準トルク（定
格トルク）を超えないように油圧ポンプ２の容量を制御
するポンプ制御手段を構成し、電磁弁２３と、馬力制御
サーボ弁３２の減馬力ポート２４ｂ、小径ピストン３
６、受圧室３９及びコントローラ１３Ａの図９に示す手
順１２２Ａ〜１３０の処理機能は、前記ポンプ制御手段
の一部として設けられ、負荷状態検出手段１０，１１に
より油圧ポンプ２に負荷が投入されたことが検出される
と、油圧ポンプ２の入力トルクの制限値を、所定期間Δ
ｔA、基準トルクより小さくし減トルク制御を行う減ト
ルク制御手段を構成する。

【００８２】また、回転センサ２１及び電磁弁２２と、
馬力制御サーボ弁３２の増馬力ポート２４ａ、大径ピス
トン３４、受圧室３８及びコントローラ１３Ａの図９に
示す手順１６２，１６２，１４２の処理機能は、エンジ
ン１の回転数を検出し、この検出したエンジン回転数が
所定回転数以上になると油圧ポンプ２の入力トルクの制
限値を上記基準トルクより大きくし増トルク制御を行う
増トルク制御手段を構成し、コントローラ１３Ａの図９
に示す手順１１０Ａと上記手順１２２Ａ〜１３０により
上記減トルク制御手段は、負荷状態検出手段１０，１１
により油圧ポンプ２が負荷投入状態でないことが検出さ
れると前記減トルク制御を行い、負荷状態検出手段１
０，１１により油圧ポンプ２に負荷が投入されたことが
検出されると、上記所定期間、その減トルク制御を維持
し、その後基準トルクによる制御に移行するものとな
る。

【００８３】更に、馬力制御サーボ弁３２の増馬力ポー
ト２４ａ、大径ピストン３４、受圧室３８は、電磁弁２
２からの制御圧が導かれると油圧ポンプ２の入力トルク
の制限値を基準トルク（定格トルク）より大きくするよ
う油圧式レギュレータ２４の設定値を調整する第１設定
調整手段を構成し、馬力制御サーボ弁３２の減馬力ポー
ト２４ｂ、小径ピストン３６、受圧室３９は、電磁弁２
３からの制御圧が導かれると油圧ポンプ２の入力トルク
の制限値を基準トルクより小さくするよう油圧式レギュ
レータ２４の設定値を調整する第２設定調整手段を構成
する。

【００８４】操作レバー４ａを非操作状態から操作し、
その後非操作状態に戻した場合のエンジン回転数及びポ
ンプトルク制御の変化と圧力スイッチ１１の変化を図１
０に示す。

【００８５】操作レバー４ａが操作されず、圧力スイッ
チ１１がＯＦＦの状態では、油圧ポンプ２は減トルク制
御にあり、エンジン１はハイアイドル回転数にある。操
作レバー４ａが操作され、圧力スイッチ１１がＯＮにな
ると、ΔｔAの所定時間油圧ポンプ２の減トルク制御を
維持した後、定格トルク制御に切り換わる。その後、エ
ンジン回転数の落ち込みが回復し、設定回転数Ｎsetに
達すると、油圧ポンプ２は増トルク制御に切り換わる。
操作レバー４ａが中立に戻され、圧力スイッチ１１が再
びＯＦＦになると、所定時間ΔｔB経過後に油圧ポンプ
２の制御は増トルク制御から減トルク制御に切り換わ
る。

【００８６】増トルク制御を行う比較例における図１０
と同様な変化を図１１に示す。この比較例では、操作レ
バー４ａの非操作時、油圧ポンプは増トルク制御にあ
り、操作レバー４ａが操作され、エンジン回転数がＮse
t1まで落ち込むと増トルク制御から定格トルク制御に切
り換わり、エンジン回転数が更にＮset2まで低下する
と、定格トルク制御から減トルク制御に切り換わり、そ
の後エンジン回転数が回復してＮset2になると再び定格
トルク制御に切り換わり、更にＮset1までエンジン回転
数が回復すると増トルク制御に復帰するものとする。

【００８７】このようにエンジン１が無負荷状態から急
に高い負荷がかかるように制御すると、エンジン１のラ
グダウン回転数はΔＮ1Aと大きく、定格回転数に復帰す
るまでの時間遅れもｔ1Aと長く、操作性に影響を与え
る。これに対し、上記のように所定時間ΔｔA、減トル
ク制御を介在させると、エンジン１のラグダウンをΔＮ
2Aと抑えることができ、エンジン回転の復帰時間もｔ2A
と早くなるため、操作性に与える影響が少なくなる。

【００８８】従って、本実施形態によっても、操作レバ
ー４ａを非操作状態にあり、エンジン１がハイアイドル
回転数にある状態から操作レバー４ａを急操作したとき
にエンジン１のラグダウンの回転数の落ち込みを小さく
でき、また復帰時間も短くでき、エンジンラグダウンが
操作性に与える影響を少なくできる。また、エンジン１
がアイドル回転数にある状態から急負荷が加わった時
に、燃料の供給量を急激に増加させないので、燃費の悪
化を防止し、黒煙の発生を少なくすることができる。更
に、オペレータの不快感が軽減し、快適な操作が可能と
なる。

【００８９】更に、本実施形態によれば、エンジン回転
数が復帰し所定回転数Ｎset以上になると、油圧ポンプ
２は増トルク制御されるため、エンジン１の出力馬力を
有効に利用できる。

【００９０】以上の実施形態では、油圧ポンプ２の負荷
状態検出手段として、操作レバー装置４の操作パイロッ
ト圧の状態を検出する手段（シャトル弁１０及び圧力ス
イッチ１１）の例を示したが、負荷状態検出手段はこれ
に限らない。以下、この点に関する他の例を図１２〜１
４により説明する。図中、図１に示すものと同等のもの
には同じ符号を付している。

【００９１】図１２は制御弁の操作手段として電気レバ
ー方式を用いた場合の負荷状態検出手段の例である。

【００９２】図１２において、制御弁３に対する操作手
段として、図１の油圧パイロット方式の操作レバー装置
４（図１参照）に代え、電気レバー装置４Ｂが設けられ
ている。電気レバー装置４Ｂは操作レバー４ａの操作量
を検出する操作量検出装置４ｄを備え、その検出信号
（電気信号）がコントローラ１３Ｂに入力される。コン
トローラ１３Ｂは操作量検出装置４ｄからの信号を電磁
弁４０，４１の駆動電流に変換し、出力する。電磁弁４
０，４１はその駆動電流により作動し、操作レバー４ａ
の操作量に応じた二次圧を生成し、制御弁３のパイロッ
ト駆動部３ａ，３ｂに出力する。

【００９３】また、コントローラ１３Ｂは、図３に示す
フローチャートの手順１０４において、圧力スイッチ１
１（図１参照）の状態を読み込む代わりに、操作量検出
装置４ｄからの信号を読み込み、操作レバー４ａが操作
されたかどうかを判断する。このように電気レバー装置
４Ｂを用いた場合は、特別なセンサを用いることなく負
荷状態検出手段を構成できる。

【００９４】図１３は操作パイロット圧でなく、操作レ
バーの変位を検出する負荷状態検出手段の例である。

【００９５】図１３において、図１のシャトル弁１０及
び圧力スイッチ１１の代わりに、操作レバー４ａが操作
されると作動するリミットスイッチ４２，４３が設けら
れ、このリミットスイッチ４２，４３からの信号がコン
トローラ１３Ｃに入力される。コントローラ１３Ｃは、
図３に示すフローチャートの手順１０４において、圧力
スイッチ１１（図１参照）の状態を読み込む代わりに、
リミットスイッチ４２，４３の状態を読み込み、操作レ
バー４ａが操作されたかどうかを判断する。このように
操作手段からの信号ではなく、操作手段の変位を検出し
ても、油圧ポンプ２の負荷状態を検出することができ
る。

【００９６】図１４は操作手段からの操作パイロット圧
ではなく、それ以外の状態量を検出する負荷状態検出手
段の例である。

【００９７】図１４において、図１のシャトル弁１０及
び圧力スイッチ１１の代わりに、制御弁３を貫通するセ
ンタバイパスライン４５の制御弁３の下流側に配置され
た絞り４６と、この絞り４６の上流側の圧力を検出する
圧力スイッチ４７とがを設けられ、この圧力スイッチ４
７からの信号がコントローラ１３Ｄに入力される。コン
トローラ１３Ｄは、図３に示すフローチャートの手順１
０４において、圧力スイッチ１１（図１参照）の状態を
読み込む代わりに、圧力スイッチ４７の状態を読み込
み、操作レバー４ａが操作されたかどうかを判断する。
この場合、制御弁３が非操作のときは絞り４６の上流側
の圧力は高く、制御弁３が操作されると当該圧力は低く
なるので、圧力スイッチ４７がＯＮからＯＦＦになる
と、操作レバー４ａが操作されたと判断する。このよう
に操作手段の操作量に応じてセンタバイパスライン下流
の圧力が変化する構成となっている場合は、その圧力を
検出しても油圧ポンプの負荷状態を検出できる。

【００９８】なお、図示はしないが、油圧ポンプ２の負
荷状態を検出するのに使用できる状態量としては上記以
外に次のものがある。

【００９９】・油圧式レギュレータで油圧ポンプの最小
傾転制御をする場合は、油圧ポンプの吐出流量又は傾転
角 ・油圧ポンプの吐出圧力 ・ポンプレギュレータのスプール変位 ・制御弁の変位 ・エンジン回転数 ・ターボ過給機のブースト圧力

【０１００】

【発明の効果】本発明によれば、ラグダウンの大きいエ
ンジンを採用している油圧式の建設機械で、油圧アクチ
ュエータを非操作状態から急操作する場合に発生するエ
ンジンラグダウンの回転数の落ち込みを小さくでき、復
帰時間も短くできる。このためエンジンラグダウンが操
作性に与える影響が少なくなる。また、エンジンに急負
荷が加わった時に、燃料の供給量を急激に増加させない
ので、燃費の悪化を防止し、黒煙の発生を軽減できる。
更に、オペレータの不快感が軽減するので、快適な操作
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるエンジンラグダ
ウン防止装置を備えた油圧駆動系を示す図である。

【図２】図１に示す油圧ポンプの傾転制御アクチュエー
タの詳細を示す図である。

【図３】図１に示すコントローラで行われる処理内容を
示すフローチャートである。

【図４】図１に示すコントローラのメモリに記憶してあ
る油圧ポンプの入力トルクの定格トルク制御用の制限値
Ｔrat及び減トルク制御用の制限値Ｔdecを示す図であ
る。

【図５】操作レバーを非操作状態から操作し、その後非
操作状態に戻した場合の本実施形態によるエンジン回転
数及びポンプトルク制御の変化と圧力スイッチの変化を
示すタイムチャートである。

【図６】本発明の第２の実施形態によるエンジンラグダ
ウン防止装置を備えた油圧駆動系を示す図である。

【図７】図６に示すポンプレギュレータの詳細を示す図
である。

【図８】図７に示すポンプレギュレータの入力トルク制
御特性を示す図である。

【図９】図６に示すコントローラで行われる処理内容を
示すフローチャートである。

【図１０】操作レバーを非操作状態から操作し、その後
非操作状態に戻した場合の本実施形態によるエンジン回
転数及びポンプトルク制御の変化と圧力スイッチの変化
を示すタイムチャートである。

【図１１】操作レバーを非操作状態から操作し、その後
非操作状態に戻した場合の従来技術によるエンジン回転
数及びポンプトルク制御の変化と圧力スイッチの変化を
示すタイムチャートである。

【図１２】本発明のエンジンラグダウン防止装置におけ
る無負荷検出手段に関する他の実施形態を示す油圧駆動
系を示す図である。

【図１３】本発明のエンジンラグダウン防止装置におけ
る無負荷検出手段に関する更に他の実施形態を示す油圧
駆動系を示す図である。

【図１４】本発明のエンジンラグダウン防止装置におけ
る無負荷検出手段に関する更に他の実施形態を示す油圧
駆動系を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 油圧ポンプ ３ 制御弁 ４ 操作レバー装置 ４ａ 操作レバー ５ 油圧シリンダ ６ パイロットポンプ ７ａ，７ｂ パイロットライン ８ 傾転制御アクチュエータ（ポンプ制御手段） １０ シャトル弁（負荷状態検出手段） １１ 圧力スイッチ（負荷状態検出手段） １２ 圧力センサ（ポンプ制御手段） １３ コントローラ（ポンプ制御手段；減トルク制御手
段） １４ 電磁弁（ポンプ制御手段） １３Ａ コントローラ（ポンプ制御手段；減トルク制御
手段；増トルク制御手段） ２２ 電磁弁（増トルク制御手段） ２３ 電磁弁（減トルク制御手段） ２４ 油圧式レギュレータ（ポンプ制御手段） ２４ａ 増馬力ポート（増トルク制御手段） ２４ｂ 減馬力ポート（減トルク制御手段） ３１ 傾転制御アクチュエータ（ポンプ制御手段） ３２ 馬力制御サーボ弁（ポンプ制御手段） ３２ａ スプール（ポンプ制御手段） ３２ｂ フィードバックスリーブ（ポンプ制御手段） ３２ｃ 設定バネ（ポンプ制御手段） ３２ｄ 油圧駆動部（ポンプ制御手段；減トルク制御手
段；増トルク制御手段） ３４ 大径ピストン（ポンプ制御手段；増トルク制御手
段） ３５ 作動ロッド（ポンプ制御手段） ３６ 小径ピストン（減トルク制御手段） ３７ 受圧室（ポンプ制御手段） ３８ 受圧室（増トルク制御手段） ３９ 受圧室（減トルク制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 元 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 大和田 義宜 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 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB05 AB06 BA01 CA03 DA03 DA04 DB02 DB03 3H045 AA04 AA10 AA12 AA24 AA33 BA15 BA28 BA32 CA03 CA09 CA29 DA25 EA33 3H089 BB30 CC01 DA03 DA13 DB47 DB49 EE13 EE17 EE22 EE31 EE36 FF07 FF13 GG02 JJ01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンと、このエンジンにより回転駆動
   される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプによ
   り吐出された圧油が制御弁を介して導かれ、その圧油に
   より駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプ
   の入力トルクが予め定めた基準トルクを超えないよう前
   記油圧ポンプの容量を制御するポンプ制御手段とを備え
   た油圧建設機械のエンジンラグダウン防止装置におい
   て、 前記油圧ポンプの負荷状態を検出する負荷状態検出手段
   と、 前記ポンプ制御手段の一部として設けられ、前記負荷状
   態検出手段により前記油圧ポンプに負荷が投入されたこ
   とが検出されると、前記油圧ポンプの入力トルクの制限
   値を、所定期間、前記基準トルクより小さくし減トルク
   制御を行う減トルク制御手段とを備えることを特徴とす
   る油圧建設機械のエンジンラグダウン防止装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の油圧建設機械のエンジンラ
   グダウン防止装置において、 前記ポンプ制御手段は、前記負荷状態検出手段により前
   記油圧ポンプが負荷投入状態でないことが検出される
   と、前記油圧ポンプを最小容量に制御する最小容量制御
   手段を有し、 前記減トルク制御手段は、前記負荷状態検出手段により
   前記油圧ポンプに負荷が投入されたことが検出される
   と、前記油圧ポンプを最小容量制御から前記減トルク制
   御に切り換え、前記所定時間、前記減トルク制御を維持
   し、その後前記基準トルクによる制御に移行する手段で
   あることを特徴とする油圧建設機械のエンジンラグダウ
   ン防止装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の油圧建設機械のエンジンラ
   グダウン防止装置において、 前記ポンプ制御手段は、前記エンジンの回転数を検出
   し、この検出したエンジン回転数が所定回転数以上にな
   ると前記油圧ポンプの入力トルクの制限値を前記基準ト
   ルクより大きくし増トルク制御を行う増トルク制御手段
   を有し、 前記減トルク制御手段は、前記負荷状態検出手段により
   前記油圧ポンプが負荷投入状態でないことが検出される
   と前記減トルク制御を行い、前記負荷状態検出手段によ
   り前記油圧ポンプに負荷が投入されたことが検出される
   と、前記所定期間、前記減トルク制御を維持し、その後
   前記基準トルクによる制御に移行する手段であることを
   特徴とする油圧建設機械のエンジンラグダウン防止装
   置。
4. 【請求項４】請求項１記載の油圧建設機械のエンジンラ
   グダウン防止装置において、 前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧力を検
   出する圧力センサと、前記圧力センサにより検出された
   油圧ポンプの吐出圧力に基づき、前記基準トルクを与え
   る目標容量を計算し、これに対応する電気信号を出力す
   るコントローラと、このコントローラからの電気信号に
   より作動し、前記目標容量が得られるよう前記油圧ポン
   プを制御する容量制御アクチュエータとを有し、 前記減トルク制御手段は、前記コントローラに設けら
   れ、前記負荷状態検出手段により前記油圧ポンプに負荷
   が投入されたことが検出されると、前記所定時間、前記
   油圧ポンプの入力トルクを前記基準トルクより小さくす
   る目標容量を計算する手段であることを特徴とする油圧
   建設機械のエンジンラグダウン防止装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の油圧建設機械のエンジンラ
   グダウン防止装置において、 前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧力が導
   かれ、この吐出圧力により前記油圧ポンプの入力トルク
   が前記基準トルクを超えないよう油圧ポンプの容量を制
   御する油圧式レギュレータを有し、 前記減トルク制御手段は、前記負荷状態検出手段により
   前記油圧ポンプに負荷が投入されたことが検出される
   と、前記所定時間、減トルク制御用の駆動電流を出力す
   るコントローラと、前記駆動電流により作動し制御圧を
   生成する電磁弁と、前記制御圧が導かれると前記油圧ポ
   ンプの入力トルクの制限値を前記基準トルクより小さく
   するよう前記油圧式レギュレータの設定値を調整する設
   定調整手段とを有することを特徴とする油圧建設機械の
   エンジンラグダウン防止装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の油圧建設機械のエンジンラ
   グダウン防止装置において、 前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧力が導
   かれ、この吐出圧力により前記油圧ポンプの入力トルク
   が前記基準トルクを超えないよう油圧ポンプの容量を制
   御する油圧式レギュレータと、前記エンジンの回転数を
   検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段で検出
   したエンジン回転数が所定回転数以上になると増トルク
   制御用の第１駆動電流を出力する増トルク制御演算手段
   を備えたコントローラと、前記第１駆動電流により作動
   し第１制御圧を生成する第１電磁弁と、前記第１制御圧
   が導かれると前記油圧ポンプの入力トルクの制限値を前
   記基準トルクより大きくするよう前記油圧式レギュレー
   タの設定値を調整する第１設定調整手段とを有し、 前記減トルク制御手段は、前記コントローラに設けら
   れ、前記負荷状態検出手段により前記油圧ポンプに負荷
   が投入されたことが検出されると、前記所定時間、減ト
   ルク制御用の第２駆動電流を出力する減トルク演算制御
   手段と、前記第２駆動電流により作動し第２制御圧を生
   成する第２電磁弁と、前記第２制御圧が導かれると前記
   油圧ポンプの入力トルクを前記基準トルクより小さくす
   るよう前記油圧式レギュレータの設定値を調整する第２
   設定調整手段とを有することを特徴とする油圧建設機械
   のエンジンラグダウン防止装置。