JP2002295408A - 油圧駆動制御装置 - Google Patents
油圧駆動制御装置Info
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 作業内容に応じて可変油圧ポンプの最適な出
力特性を自動的に得ることができ、これによって燃費の
低減を図ることのできる油圧駆動制御装置を提供する。 【解決手段】 オペレータにより操作される操作レバー
１６，１７と、この操作レバー１６，１７による作業機
の特定の操作状態を検出してコントローラ８にその検出
信号を送信する特定操作状態指示手段１９，２０，２
１，２２とを有し、コントローラ８は、特定操作状態指
示手段からの信号に応じて可変容量型油圧ポンプ２，３
の入力トルクの最大値を所定値に設定する最大値設定手
段を有している。
力特性を自動的に得ることができ、これによって燃費の
低減を図ることのできる油圧駆動制御装置を提供する。 【解決手段】 オペレータにより操作される操作レバー
１６，１７と、この操作レバー１６，１７による作業機
の特定の操作状態を検出してコントローラ８にその検出
信号を送信する特定操作状態指示手段１９，２０，２
１，２２とを有し、コントローラ８は、特定操作状態指
示手段からの信号に応じて可変容量型油圧ポンプ２，３
の入力トルクの最大値を所定値に設定する最大値設定手
段を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ルの油圧駆動系を制御する油圧駆動制御装置に関するも
のである。
ルの油圧駆動系を制御する油圧駆動制御装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば油圧ショベルのような建設
機械においては、燃料噴射ポンプによる燃料噴射量の調
整により制御されるエンジン（内燃機関）と、このエン
ジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプを備え、こ
の可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油により、ブ
ーム、アームおよびバケット等の各種作業機を駆動する
ようにされている。ここで、前記可変容量型油圧ポンプ
（可変油圧ポンプ）の吐出油量を制御する制御装置とし
ては、この可変油圧ポンプの斜板角度を調整するサーボ
バルブに対し圧油を供給する油圧回路中に制御弁を設
け、この制御弁を前記可変油圧ポンプの吐出圧力に応じ
て調整してその可変油圧ポンプの吐出量を制御し、これ
により可変油圧ポンプの入力トルクを一定に制御するよ
うにしたものが知られている。
機械においては、燃料噴射ポンプによる燃料噴射量の調
整により制御されるエンジン（内燃機関）と、このエン
ジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプを備え、こ
の可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油により、ブ
ーム、アームおよびバケット等の各種作業機を駆動する
ようにされている。ここで、前記可変容量型油圧ポンプ
（可変油圧ポンプ）の吐出油量を制御する制御装置とし
ては、この可変油圧ポンプの斜板角度を調整するサーボ
バルブに対し圧油を供給する油圧回路中に制御弁を設
け、この制御弁を前記可変油圧ポンプの吐出圧力に応じ
て調整してその可変油圧ポンプの吐出量を制御し、これ
により可変油圧ポンプの入力トルクを一定に制御するよ
うにしたものが知られている。
【０００３】この制御装置においては、可変油圧ポンプ
の入力トルクが一定値になることから、この入力トルク
の最大値を、設定されたエンジン回転数における、エン
ジンの最大設定出力状態の定格点のトルクに見合う値に
設定するようにされている。そして、実際の作業におい
て、例えば重掘削のように大きな動力を必要とする場合
には、エンジンの目標回転数を最大に設定し、可変油圧
ポンプの入力トルク制限値を、エンジンの定格出力時の
出力トルク値に設定するようにされ、エンジンの出力ト
ルクがほぼ限界に達し、さらに可変油圧ポンプの入力ト
ルクが増加傾向にあるときには、この可変油圧ポンプの
入力トルクをエンジンの実回転数と目標回転数との偏差
の増大に応じて減少させるように制御される。また、比
較的小さな動力で済む作業の場合には、エンジンの目標
回転数を低めに設定し、可変油圧ポンプの吸収動力を低
減させて使用するようにされている。
の入力トルクが一定値になることから、この入力トルク
の最大値を、設定されたエンジン回転数における、エン
ジンの最大設定出力状態の定格点のトルクに見合う値に
設定するようにされている。そして、実際の作業におい
て、例えば重掘削のように大きな動力を必要とする場合
には、エンジンの目標回転数を最大に設定し、可変油圧
ポンプの入力トルク制限値を、エンジンの定格出力時の
出力トルク値に設定するようにされ、エンジンの出力ト
ルクがほぼ限界に達し、さらに可変油圧ポンプの入力ト
ルクが増加傾向にあるときには、この可変油圧ポンプの
入力トルクをエンジンの実回転数と目標回転数との偏差
の増大に応じて減少させるように制御される。また、比
較的小さな動力で済む作業の場合には、エンジンの目標
回転数を低めに設定し、可変油圧ポンプの吸収動力を低
減させて使用するようにされている。
【０００４】しかしながら、このような制御装置におい
ては、エンジンの目標回転数が設定されると、可変油圧
ポンプの入力トルク制限値が１つの値に決められること
から、作業内容もしくは作業環境によってはその入力ト
ルク制限値が適切ではなく種々の不都合を生じる場合が
ある。例えば作業環境上騒音を低く抑えて作業するよう
な場合には、エンジン回転数を下げて作業を行うことが
必要となるが、このようにエンジン回転数を低下させる
とそれに比例してアクチュエータに供給される圧油の最
大供給量が低下することになり、アクチュエータの最大
速度が低下して作業能率が低下してしまう。
ては、エンジンの目標回転数が設定されると、可変油圧
ポンプの入力トルク制限値が１つの値に決められること
から、作業内容もしくは作業環境によってはその入力ト
ルク制限値が適切ではなく種々の不都合を生じる場合が
ある。例えば作業環境上騒音を低く抑えて作業するよう
な場合には、エンジン回転数を下げて作業を行うことが
必要となるが、このようにエンジン回転数を低下させる
とそれに比例してアクチュエータに供給される圧油の最
大供給量が低下することになり、アクチュエータの最大
速度が低下して作業能率が低下してしまう。
【０００５】このような問題点に対処したものとして、
エンジンの出力トルクに対応する可変油圧ポンプの入力
トルクの最大値を、操作者が作業モードに応じて複数の
値のうちから選択して指定できるようにし、この選定さ
れた入力トルクの最大値と、検出された可変油圧ポンプ
の吐出圧力とから、選定した入力トルク最大値に対応す
る吐出量制御手段の目標変位を設定するようにした油圧
ポンプ駆動系制御装置がある（特公平４−５９４５７号
公報参照）。
エンジンの出力トルクに対応する可変油圧ポンプの入力
トルクの最大値を、操作者が作業モードに応じて複数の
値のうちから選択して指定できるようにし、この選定さ
れた入力トルクの最大値と、検出された可変油圧ポンプ
の吐出圧力とから、選定した入力トルク最大値に対応す
る吐出量制御手段の目標変位を設定するようにした油圧
ポンプ駆動系制御装置がある（特公平４−５９４５７号
公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
公平４−５９４５７号公報に記載の制御装置では、操作
者がある特定の作業モードを選択すると、その作業モー
ドに対応して可変油圧ポンプの入力トルク最大値が所定
値に設定されるため、例えば重掘削の作業モードにおい
て、掘削作業によりバケット内に溜められた土砂を排土
した後、再度ブームを旋回させながら下降させていく動
作、所謂「ダウン旋回」と称される動作を行った場合
に、バケットには自重落下による下向きの力が作用する
ことから可変油圧ポンプに余分な仕事をさせていること
となって、無駄な燃料消費がなされて燃費が悪化する要
因になってしまう。要するに、この従来装置では、操作
者により作業モードが一度設定されると、その作業モー
ドにおいて作業内容が変わっても可変油圧ポンプの入力
トルク最大値は変わらないので、作業内容によっては無
駄な燃料消費が生じてしまうという問題点がある。
公平４−５９４５７号公報に記載の制御装置では、操作
者がある特定の作業モードを選択すると、その作業モー
ドに対応して可変油圧ポンプの入力トルク最大値が所定
値に設定されるため、例えば重掘削の作業モードにおい
て、掘削作業によりバケット内に溜められた土砂を排土
した後、再度ブームを旋回させながら下降させていく動
作、所謂「ダウン旋回」と称される動作を行った場合
に、バケットには自重落下による下向きの力が作用する
ことから可変油圧ポンプに余分な仕事をさせていること
となって、無駄な燃料消費がなされて燃費が悪化する要
因になってしまう。要するに、この従来装置では、操作
者により作業モードが一度設定されると、その作業モー
ドにおいて作業内容が変わっても可変油圧ポンプの入力
トルク最大値は変わらないので、作業内容によっては無
駄な燃料消費が生じてしまうという問題点がある。
【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、作業内容に応じて可変油圧ポンプの最適な
出力特性を自動的に得ることができ、これによって燃費
の低減を図ることのできる油圧駆動制御装置を提供する
ことを目的とするものである。
れたもので、作業内容に応じて可変油圧ポンプの最適な
出力特性を自動的に得ることができ、これによって燃費
の低減を図ることのできる油圧駆動制御装置を提供する
ことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、本発明による油圧駆動制御装置
は、エンジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプ
と、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され
る作業機と、前記油圧ポンプの吐出油量を制御する吐出
量制御手段と、前記油圧ポンプの吐出圧に応じてその油
圧ポンプの入力トルクが略一定になるように前記吐出量
制御手段を制御するコントローラを備える油圧駆動制御
装置において、オペレータにより操作される操作レバー
と、この操作レバーによる前記作業機の特定の操作状態
を検出して前記コントローラにその検出信号を送信する
特定操作状態指示手段とを有し、前記コントローラは、
前記特定操作状態指示手段からの信号に応じて前記油圧
ポンプの入力トルクの最大値を所定値に設定する最大値
設定手段を有していることを特徴とするものである（第
１発明）。
的を達成するために、本発明による油圧駆動制御装置
は、エンジンにより駆動される可変容量型油圧ポンプ
と、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され
る作業機と、前記油圧ポンプの吐出油量を制御する吐出
量制御手段と、前記油圧ポンプの吐出圧に応じてその油
圧ポンプの入力トルクが略一定になるように前記吐出量
制御手段を制御するコントローラを備える油圧駆動制御
装置において、オペレータにより操作される操作レバー
と、この操作レバーによる前記作業機の特定の操作状態
を検出して前記コントローラにその検出信号を送信する
特定操作状態指示手段とを有し、前記コントローラは、
前記特定操作状態指示手段からの信号に応じて前記油圧
ポンプの入力トルクの最大値を所定値に設定する最大値
設定手段を有していることを特徴とするものである（第
１発明）。
【０００９】本発明によれば、オペレータにより操作さ
れる操作レバーによる作業機の特定の操作状態が検出さ
れ、この操作レバー、言い換えれば作業機が特定の操作
状態にあるときに油圧ポンプの入力トルクの最大値がそ
の操作状態に合わせて所定値に設定される。したがっ
て、油圧ポンプの入力トルクの最大値が、作業機の作業
内容に応じて最適な値に設定されることになり、無駄な
燃料消費をなくして燃費の低減を図ることができる。
れる操作レバーによる作業機の特定の操作状態が検出さ
れ、この操作レバー、言い換えれば作業機が特定の操作
状態にあるときに油圧ポンプの入力トルクの最大値がそ
の操作状態に合わせて所定値に設定される。したがっ
て、油圧ポンプの入力トルクの最大値が、作業機の作業
内容に応じて最適な値に設定されることになり、無駄な
燃料消費をなくして燃費の低減を図ることができる。
【００１０】本発明において、さらに、前記作業機によ
り行われる複数の作業モードの中から所望の作業モード
を選択する作業モード選択手段と、この作業モード選択
手段により選択された作業モードに応じてエンジンの出
力トルク特性を設定する出力トルク設定手段とが設けら
れるのが好ましい（第２発明）。こうすることで、作業
モード選択手段により選択された作業モードに応じて、
作業に適したエンジン出力トルク特性を得ることができ
るとともに、このエンジンの出力トルク特性に対して、
作業内容に応じた油圧ポンプの入力トルクの最大値が得
られることになり、作業の種類だけでなく、同一作業内
で作業内容が変更した場合にもその作業内容に合った最
適のポンプ最大トルク値を得ることができる。
り行われる複数の作業モードの中から所望の作業モード
を選択する作業モード選択手段と、この作業モード選択
手段により選択された作業モードに応じてエンジンの出
力トルク特性を設定する出力トルク設定手段とが設けら
れるのが好ましい（第２発明）。こうすることで、作業
モード選択手段により選択された作業モードに応じて、
作業に適したエンジン出力トルク特性を得ることができ
るとともに、このエンジンの出力トルク特性に対して、
作業内容に応じた油圧ポンプの入力トルクの最大値が得
られることになり、作業の種類だけでなく、同一作業内
で作業内容が変更した場合にもその作業内容に合った最
適のポンプ最大トルク値を得ることができる。
【００１１】前記各発明において、前記作業機は油圧シ
ョベルのブームであり、前記特定の操作状態は、このブ
ームの下げ操作と旋回操作との複合操作状態であるのが
好ましい（第３発明）。このように、ブームの下げ操作
と旋回操作との複合操作状態（ダウン旋回状態）におい
ては、バケットが自重で降下する状態となるので、ポン
プ馬力を低下させても作業上支障がなく、しかも違和感
なく油圧ポンプの入力トルクを落として燃費の低減を図
ることができる。また、このダウン旋回状態において、
前述のような入力トルクの最大値を設定することで、ブ
ームの動きがスムーズに行われるという利点もある。
ョベルのブームであり、前記特定の操作状態は、このブ
ームの下げ操作と旋回操作との複合操作状態であるのが
好ましい（第３発明）。このように、ブームの下げ操作
と旋回操作との複合操作状態（ダウン旋回状態）におい
ては、バケットが自重で降下する状態となるので、ポン
プ馬力を低下させても作業上支障がなく、しかも違和感
なく油圧ポンプの入力トルクを落として燃費の低減を図
ることができる。また、このダウン旋回状態において、
前述のような入力トルクの最大値を設定することで、ブ
ームの動きがスムーズに行われるという利点もある。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明による油圧駆動制御
装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ
説明する。
装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ
説明する。
【００１３】図１には、油圧ショベルに適用した本発明
の一実施形態に係る油圧駆動制御装置のシステム構成図
が示されている。
の一実施形態に係る油圧駆動制御装置のシステム構成図
が示されている。
【００１４】本実施形態においては、エンジン１が設け
られるとともに、このエンジン１により駆動される第１
の可変容量型油圧ポンプ２および第２の可変容量型油圧
ポンプ３が設けられている。エンジン１には、燃料噴射
ポンプ４とガバナ５とが併設され、このガバナ５の燃料
コントロールレバー５ａがガバナ駆動モータ６にて駆動
されるように構成されている。また、この燃料コントロ
ールレバー５ａの駆動位置はポテンショメータ７により
検出され、その検出信号がコントローラ８に入力され
る。さらに、エンジン１のスロットル量を設定するため
に燃料ダイヤル９が設けられ、この燃料ダイヤル９に付
設されるポテンショメータ９ａからのスロットル信号が
前記コントローラ８に入力される。また、エンジン１の
出力軸の実回転数は回転数センサ１０にて検出され、そ
の検出信号もコントローラ８に入力される。
られるとともに、このエンジン１により駆動される第１
の可変容量型油圧ポンプ２および第２の可変容量型油圧
ポンプ３が設けられている。エンジン１には、燃料噴射
ポンプ４とガバナ５とが併設され、このガバナ５の燃料
コントロールレバー５ａがガバナ駆動モータ６にて駆動
されるように構成されている。また、この燃料コントロ
ールレバー５ａの駆動位置はポテンショメータ７により
検出され、その検出信号がコントローラ８に入力され
る。さらに、エンジン１のスロットル量を設定するため
に燃料ダイヤル９が設けられ、この燃料ダイヤル９に付
設されるポテンショメータ９ａからのスロットル信号が
前記コントローラ８に入力される。また、エンジン１の
出力軸の実回転数は回転数センサ１０にて検出され、そ
の検出信号もコントローラ８に入力される。
【００１５】前記第１の可変容量型油圧ポンプ２の吐出
圧油および第２の可変容量型油圧ポンプ３の吐出圧油
は、操作弁１１（ブーム用操作弁、アーム用操作弁等）
を介して図示されないブームシリンダ、アームシリン
ダ、バケットシリンダ、走行モータ、旋回モータ等にそ
れぞれ供給されてそれら作業機等を駆動する。これら可
変容量型油圧ポンプ２，３は、サーボバルブ１２，１３
によってそれら油圧ポンプ２，３の斜板２ａ，３ａの傾
転角が変化されて１回転当たりの吐出油量がそれぞれ変
化される。また、これらサーボバルブ１２，１３は前記
傾転角を検出する検出器を備えていてその傾転角信号が
コントローラ８に入力される。
圧油および第２の可変容量型油圧ポンプ３の吐出圧油
は、操作弁１１（ブーム用操作弁、アーム用操作弁等）
を介して図示されないブームシリンダ、アームシリン
ダ、バケットシリンダ、走行モータ、旋回モータ等にそ
れぞれ供給されてそれら作業機等を駆動する。これら可
変容量型油圧ポンプ２，３は、サーボバルブ１２，１３
によってそれら油圧ポンプ２，３の斜板２ａ，３ａの傾
転角が変化されて１回転当たりの吐出油量がそれぞれ変
化される。また、これらサーボバルブ１２，１３は前記
傾転角を検出する検出器を備えていてその傾転角信号が
コントローラ８に入力される。
【００１６】前記各可変容量型油圧ポンプ２，３の吐出
油路中には吐出油圧を検出する油圧センサ１４，１５が
それぞれ設けられ、これら油圧センサ１４，１５にて検
出された圧力信号がコントローラ８に入力される。
油路中には吐出油圧を検出する油圧センサ１４，１５が
それぞれ設けられ、これら油圧センサ１４，１５にて検
出された圧力信号がコントローラ８に入力される。
【００１７】一方、運転室内には、作業機を操作するた
めに、旋回／アーム操作レバー１６、ブーム／バケット
操作レバー１７および走行操作レバー１８がそれぞれ設
けられ、これら各操作レバー１６，１７，１８の各操作
レバー信号は油圧スイッチ１９，２０，２１を介してコ
ントローラ８に入力される。また、前記旋回／アーム操
作レバー１６にはノブスイッチ（パワーアップスイッ
チ）２２が付設され、このノブスイッチ２２の操作信号
もコントローラ８に入力されるようになっている。
めに、旋回／アーム操作レバー１６、ブーム／バケット
操作レバー１７および走行操作レバー１８がそれぞれ設
けられ、これら各操作レバー１６，１７，１８の各操作
レバー信号は油圧スイッチ１９，２０，２１を介してコ
ントローラ８に入力される。また、前記旋回／アーム操
作レバー１６にはノブスイッチ（パワーアップスイッ
チ）２２が付設され、このノブスイッチ２２の操作信号
もコントローラ８に入力されるようになっている。
【００１８】さらに、油圧ショベルにおける重掘削モー
ド、掘削モード、整正モード、微操作モード等の作業モ
ードを選択するためのモニタパネル（作業モード選択手
段）２３が設けられ、このモニタパネル２３による作業
モード選択信号もコントローラ８に入力される。
ド、掘削モード、整正モード、微操作モード等の作業モ
ードを選択するためのモニタパネル（作業モード選択手
段）２３が設けられ、このモニタパネル２３による作業
モード選択信号もコントローラ８に入力される。
【００１９】前記コントローラ８は、燃料ダイヤル９よ
り入力されるスロットル信号（目標回転数信号）と回転
数センサ１０にて検出されるエンジン１の実際の回転数
信号との偏差信号に基づき、所定の関数関係を満足させ
る電圧を駆動信号として発生し、この駆動信号に基づき
ガバナ駆動モータ６を駆動する。また、ガバナ５は、図
２に示されるような特性にしたがってエンジン１の出力
トルクを制御する。
り入力されるスロットル信号（目標回転数信号）と回転
数センサ１０にて検出されるエンジン１の実際の回転数
信号との偏差信号に基づき、所定の関数関係を満足させ
る電圧を駆動信号として発生し、この駆動信号に基づき
ガバナ駆動モータ６を駆動する。また、ガバナ５は、図
２に示されるような特性にしたがってエンジン１の出力
トルクを制御する。
【００２０】今、一例として、燃料ダイヤル９が最大位
置にセットされているとすると、ポテンショメータ９ａ
からの出力信号は最大目標エンジン回転数ＮＳ'を示す
大きさに設定されており、コントローラ８からはその最
大目標エンジン回転数ＮＳ'に対応するモータ駆動信号
がガバナ駆動モータ６に加えられる。これによりガバナ
駆動モータ６は最高速レギュレーションラインＬＳが設
定されるように燃料コントロールレバー５ａを作動さ
せ、エンジン１の出力トルクと可変容量型油圧ポンプ
２，３の合成吸収トルクとがＰＳ点（最大馬力点）にて
マッチングすることになる。こうして、エンジン１の出
力馬力およびエンジン回転数が自動設定される。
置にセットされているとすると、ポテンショメータ９ａ
からの出力信号は最大目標エンジン回転数ＮＳ'を示す
大きさに設定されており、コントローラ８からはその最
大目標エンジン回転数ＮＳ'に対応するモータ駆動信号
がガバナ駆動モータ６に加えられる。これによりガバナ
駆動モータ６は最高速レギュレーションラインＬＳが設
定されるように燃料コントロールレバー５ａを作動さ
せ、エンジン１の出力トルクと可変容量型油圧ポンプ
２，３の合成吸収トルクとがＰＳ点（最大馬力点）にて
マッチングすることになる。こうして、エンジン１の出
力馬力およびエンジン回転数が自動設定される。
【００２１】本実施形態においては、モニタパネル２３
にて選択された作業モードが重掘削モードである場合に
は、ガバナ５は図２に示されるレギュレーションライン
ＬＡを設定し、選択された作業モードが掘削モードであ
る場合には、ガバナ５は図２に示されるレギュレーショ
ンラインＬＥを設定する。
にて選択された作業モードが重掘削モードである場合に
は、ガバナ５は図２に示されるレギュレーションライン
ＬＡを設定し、選択された作業モードが掘削モードであ
る場合には、ガバナ５は図２に示されるレギュレーショ
ンラインＬＥを設定する。
【００２２】また、コントローラ８においては、旋回／
アーム操作レバー１６、ブーム／バケット操作レバー１
７および走行操作レバー１８からの操作レバー信号によ
り、作業機の特定の操作状態が検出されると、可変容量
型油圧ポンプ２，３の入力トルクの最大値（限界値）を
所定値に制限するように、言い換えれば作業機のパター
ンに応じて可変容量型油圧ポンプ２，３の入力トルクの
最大値を本来設定される入力トルクより低めの値に設定
するように制御が実行される。
アーム操作レバー１６、ブーム／バケット操作レバー１
７および走行操作レバー１８からの操作レバー信号によ
り、作業機の特定の操作状態が検出されると、可変容量
型油圧ポンプ２，３の入力トルクの最大値（限界値）を
所定値に制限するように、言い換えれば作業機のパター
ンに応じて可変容量型油圧ポンプ２，３の入力トルクの
最大値を本来設定される入力トルクより低めの値に設定
するように制御が実行される。
【００２３】次に、この入力トルク限界値を設定するた
めの制御の具体的内容について、図３に示されるフロー
チャートを参照しつつ説明する。
めの制御の具体的内容について、図３に示されるフロー
チャートを参照しつつ説明する。
【００２４】Ｓ１：モニタパネル２３により選択された
作業モードが重掘削モードであるか否かを判定する。そ
して、重掘削モードである場合には次のステップＳ２へ
進み、重掘削モード以外のモードが選択されている場合
には、別のフローへ進む。なお、この別のフローについ
ては以下に説明するステップＳ２〜Ｓ１１のフローとほ
ぼ同様であるのでその詳細な説明を省略することとす
る。
作業モードが重掘削モードであるか否かを判定する。そ
して、重掘削モードである場合には次のステップＳ２へ
進み、重掘削モード以外のモードが選択されている場合
には、別のフローへ進む。なお、この別のフローについ
ては以下に説明するステップＳ２〜Ｓ１１のフローとほ
ぼ同様であるのでその詳細な説明を省略することとす
る。
【００２５】Ｓ２：旋回／アーム操作レバー１６に付設
されたノブスイッチ（パワーアップスイッチ）２２がＯ
Ｎ操作されているか否かを判定する。そして、このノブ
スイッチ２２がＯＮ操作されているときには次のステッ
プＳ３に進み、ＯＮ操作されていないときにはステップ
Ｓ５へスキップする。
されたノブスイッチ（パワーアップスイッチ）２２がＯ
Ｎ操作されているか否かを判定する。そして、このノブ
スイッチ２２がＯＮ操作されているときには次のステッ
プＳ３に進み、ＯＮ操作されていないときにはステップ
Ｓ５へスキップする。
【００２６】Ｓ３：ノブスイッチ２２がＯＮ操作されて
いる場合には、次に旋回動作が単独で行われていないか
どうか、言い換えれば旋回動作と他の作業機動作とが複
合して行われているか否かを判定する。そして、旋回動
作が単独で行われていないとき（ＹＥＳ）には、次のス
テップＳ４へ進み、旋回動作が単独で行われているとき
（ＮＯの場合）には、ステップＳ５へスキップする。
いる場合には、次に旋回動作が単独で行われていないか
どうか、言い換えれば旋回動作と他の作業機動作とが複
合して行われているか否かを判定する。そして、旋回動
作が単独で行われていないとき（ＹＥＳ）には、次のス
テップＳ４へ進み、旋回動作が単独で行われているとき
（ＮＯの場合）には、ステップＳ５へスキップする。
【００２７】Ｓ４：ノブスイッチ２２がＯＮ操作されて
おり、かつ旋回動作が単独で行われていない場合には、
操作レバー１６，１７が中立位置にないかどうか、言い
換えればブーム、アーム、バケット等の作業機を動かし
ている状態にあるかどうかを判定する。そして、操作レ
バー１６，１７が中立位置にあるとき（ＮＯ）には次の
ステップＳ５へ進む。一方、ノブスイッチ（パワーアッ
プスイッチ）２２がＯＮ操作されており、かつ旋回動作
が単独で行われておらず、しかも操作レバー１６，１７
が中立位置にない場合にはステップＳ８へ進む。
おり、かつ旋回動作が単独で行われていない場合には、
操作レバー１６，１７が中立位置にないかどうか、言い
換えればブーム、アーム、バケット等の作業機を動かし
ている状態にあるかどうかを判定する。そして、操作レ
バー１６，１７が中立位置にあるとき（ＮＯ）には次の
ステップＳ５へ進む。一方、ノブスイッチ（パワーアッ
プスイッチ）２２がＯＮ操作されており、かつ旋回動作
が単独で行われておらず、しかも操作レバー１６，１７
が中立位置にない場合にはステップＳ８へ進む。
【００２８】Ｓ５：ノブスイッチ２２がＯＮ操作されて
いないか、旋回動作が単独で行われているか、あるいは
操作レバー１６，１７が中立位置にあるといういずれか
の条件が満たされている場合には、次に旋回状態にある
か否かを判定する。そして、旋回状態にあると判定され
たときには次のステップＳ６へ進み、旋回状態にないと
判定されたときにはステップＳ８へ進む。
いないか、旋回動作が単独で行われているか、あるいは
操作レバー１６，１７が中立位置にあるといういずれか
の条件が満たされている場合には、次に旋回状態にある
か否かを判定する。そして、旋回状態にあると判定され
たときには次のステップＳ６へ進み、旋回状態にないと
判定されたときにはステップＳ８へ進む。
【００２９】Ｓ６：前ステップＳ５の判定において、旋
回状態にあると判定されたときには、次に旋回単独動作
か否かを判定する。この判定の結果、旋回単独でなけれ
ば次のステップＳ７へ進み、旋回単独であるときにはス
テップＳ９へ進む。
回状態にあると判定されたときには、次に旋回単独動作
か否かを判定する。この判定の結果、旋回単独でなけれ
ば次のステップＳ７へ進み、旋回単独であるときにはス
テップＳ９へ進む。
【００３０】Ｓ７：次に、ブーム下げ状態にあるか否か
を判定する。そして、ブーム下げ状態にあるときにはス
テップＳ１０へ進み、ブーム下げ状態にないときにはス
テップＳ１１へ進む。
を判定する。そして、ブーム下げ状態にあるときにはス
テップＳ１０へ進み、ブーム下げ状態にないときにはス
テップＳ１１へ進む。
【００３１】Ｓ８：ノブスイッチ（パワーアップスイッ
チ）２２がＯＮ操作されており、かつ旋回動作が単独で
行われておらず、しかも操作レバー１６，１７が中立位
置にない場合であるので、前述の可変容量型油圧ポンプ
２，３の入力トルクの最大値を所定値に制限する制御を
行う必要がないので、ポンプ入力トルク限界値（頭打ち
トルク値）を図２の「作業１」にて示される値、言い換
えればエンジン１の出力トルク特性の最大トルク値に設
定する。
チ）２２がＯＮ操作されており、かつ旋回動作が単独で
行われておらず、しかも操作レバー１６，１７が中立位
置にない場合であるので、前述の可変容量型油圧ポンプ
２，３の入力トルクの最大値を所定値に制限する制御を
行う必要がないので、ポンプ入力トルク限界値（頭打ち
トルク値）を図２の「作業１」にて示される値、言い換
えればエンジン１の出力トルク特性の最大トルク値に設
定する。
【００３２】Ｓ９：旋回動作が単独で行われている場合
であるので、ポンプ入力トルク限界値（頭打ちトルク
値）を図２の「作業２」にて示される値（中程度の値）
に設定する。
であるので、ポンプ入力トルク限界値（頭打ちトルク
値）を図２の「作業２」にて示される値（中程度の値）
に設定する。
【００３３】Ｓ１０：旋回動作とブーム下げ動作との複
合作業状態にある場合、言い換えれば所謂ダウン旋回動
作状態にある場合であるので、ポンプ入力トルク限界値
（頭打ちトルク値）を図２の「作業３」にて示される低
めの値に設定する。
合作業状態にある場合、言い換えれば所謂ダウン旋回動
作状態にある場合であるので、ポンプ入力トルク限界値
（頭打ちトルク値）を図２の「作業３」にて示される低
めの値に設定する。
【００３４】Ｓ１１：旋回単独動作ではなく、しかもブ
ーム下げ状態にもない場合、言い換えれば例えば旋回動
作とブーム上げ動作との複合作業（ホイスト旋回）、旋
回動作とアームダンプ動作との複合作業、あるいは旋回
動作とバケットダンプとの複合作業等の動作状態にある
場合であるので、ポンプ入力トルク限界値（頭打ちトル
ク値）を図２の「作業４」にて示されるやや高め値に設
定する。
ーム下げ状態にもない場合、言い換えれば例えば旋回動
作とブーム上げ動作との複合作業（ホイスト旋回）、旋
回動作とアームダンプ動作との複合作業、あるいは旋回
動作とバケットダンプとの複合作業等の動作状態にある
場合であるので、ポンプ入力トルク限界値（頭打ちトル
ク値）を図２の「作業４」にて示されるやや高め値に設
定する。
【００３５】以上のように、本実施形態によれば、油圧
ポンプの入力トルク限界値を、作業機の作業内容に応じ
て最適な値に自動的に設定することができる。したがっ
て、オペレータが操作レバーによる手動操作で油圧をコ
ントロールして作業機操作を行うことが極めて困難な作
業を容易に行うことが可能となる。特にブームの下げ操
作と旋回操作とを複合して行う、所謂ダウン旋回動作状
態においては、バケットが自重で降下する状態となるの
で、ポンプ馬力を低下させても作業上支障がなく、しか
も違和感なく油圧ポンプの入力トルクを落として燃費の
低減を図ることができる。また、このダウン旋回動作時
に、ブームが水平方向に移動した後に下方に移動すると
いった不自然な動きをすることがなくなり、移動目標点
に向かってなだらかなカーブを描いてスムーズに移動さ
せることができるという効果もある。
ポンプの入力トルク限界値を、作業機の作業内容に応じ
て最適な値に自動的に設定することができる。したがっ
て、オペレータが操作レバーによる手動操作で油圧をコ
ントロールして作業機操作を行うことが極めて困難な作
業を容易に行うことが可能となる。特にブームの下げ操
作と旋回操作とを複合して行う、所謂ダウン旋回動作状
態においては、バケットが自重で降下する状態となるの
で、ポンプ馬力を低下させても作業上支障がなく、しか
も違和感なく油圧ポンプの入力トルクを落として燃費の
低減を図ることができる。また、このダウン旋回動作時
に、ブームが水平方向に移動した後に下方に移動すると
いった不自然な動きをすることがなくなり、移動目標点
に向かってなだらかなカーブを描いてスムーズに移動さ
せることができるという効果もある。
【００３６】さらに、本実施形態によれば、作業モード
が変更された際に、モニタパネル２３によりその作業モ
ードを適宜選択できるので、選択された作業モードに応
じて、常に作業に適したエンジン出力トルク特性を得る
ことができ、しかも当該選択された作業モードに対し
て、作業内容に応じた油圧ポンプの入力トルクの最大値
が得られることになる。
が変更された際に、モニタパネル２３によりその作業モ
ードを適宜選択できるので、選択された作業モードに応
じて、常に作業に適したエンジン出力トルク特性を得る
ことができ、しかも当該選択された作業モードに対し
て、作業内容に応じた油圧ポンプの入力トルクの最大値
が得られることになる。
【００３７】本実施形態においては、旋回動作とブーム
下げ動作との複合動作を中心にして説明したが、他の作
業内容、例えばブーム下げとアーム掘削もしくはバケッ
ト掘削との複合動作、更にはアームダンプもしくはバケ
ットダンプ等との複合動作に対してもそれぞれポンプ入
力トルク限界値を個別に設定することもできる。更に
は、作業機の作業内容のみならず、車両本体の走行動作
と作業とを複合するような場合にも、それぞれにポンプ
入力トルク限界値を個別に設定することもできる。
下げ動作との複合動作を中心にして説明したが、他の作
業内容、例えばブーム下げとアーム掘削もしくはバケッ
ト掘削との複合動作、更にはアームダンプもしくはバケ
ットダンプ等との複合動作に対してもそれぞれポンプ入
力トルク限界値を個別に設定することもできる。更に
は、作業機の作業内容のみならず、車両本体の走行動作
と作業とを複合するような場合にも、それぞれにポンプ
入力トルク限界値を個別に設定することもできる。
【図１】図１は、油圧ショベルに適用した本発明の一実
施形態に係る油圧駆動制御装置のシステム構成図であ
る。
施形態に係る油圧駆動制御装置のシステム構成図であ
る。
【図２】図２は、ポンプ入力トルクの限界値を説明する
グラフである。
グラフである。
【図３】図３は、本実施形態による制御の処理手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
１ エンジン ２，３ 可変容量型油圧ポンプ ４ 燃料噴射ポンプ ５ ガバナ ６ ガバナ駆動モータ ８ コントローラ（最大値設定手段、出
力トルク設定手段） ９ 燃料ダイヤル １０ 回転数センサ １１ 操作弁 １２，１３ サーボバルブ １４，１５ 油圧センサ １６ 旋回／アーム操作レバー １７ ブーム／バケット操作レバー １９，２０，２１ 油圧スイッチ（特定操作状態指示手
段） ２２ ノブスイッチ（特定操作状態指示手
段） ２３ モニタパネル
力トルク設定手段） ９ 燃料ダイヤル １０ 回転数センサ １１ 操作弁 １２，１３ サーボバルブ １４，１５ 油圧センサ １６ 旋回／アーム操作レバー １７ ブーム／バケット操作レバー １９，２０，２１ 油圧スイッチ（特定操作状態指示手
段） ２２ ノブスイッチ（特定操作状態指示手
段） ２３ モニタパネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１５Ｂ 11/02 Ｆ１５Ｂ 11/02 Ｃ (72)発明者 北山 忍 大阪府枚方市上野３丁目１−１ 株式会社 小松製作所大阪工場内 (72)発明者 前田 伸二 神奈川県平塚市四之宮３−25−１ 株式会 社小松製作所四之宮システム開発センタ内 (72)発明者 星谷 雅彦 神奈川県平塚市四之宮３−25−１ 株式会 社小松製作所四之宮システム開発センタ内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB05 AB07 AC09 BA05 CA04 DA04 DB02 DB03 DB04 3H045 AA04 AA10 AA24 AA33 BA15 CA03 CA09 CA28 DA25 EA33 3H089 AA21 AA81 BB01 DA03 DA13 EE35 EE36 FF05 GG02 JJ02
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンにより駆動される可変容量型油
圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により
駆動される作業機と、前記油圧ポンプの吐出油量を制御
する吐出量制御手段と、前記油圧ポンプの吐出圧に応じ
てその油圧ポンプの入力トルクが略一定になるように前
記吐出量制御手段を制御するコントローラを備える油圧
駆動制御装置において、 オペレータにより操作される操作レバーと、この操作レ
バーによる前記作業機の特定の操作状態を検出して前記
コントローラにその検出信号を送信する特定操作状態指
示手段とを有し、前記コントローラは、前記特定操作状
態指示手段からの信号に応じて前記油圧ポンプの入力ト
ルクの最大値を所定値に設定する最大値設定手段を有し
ていることを特徴とする油圧駆動制御装置。 - 【請求項２】 さらに、前記作業機により行われる複数
の作業モードの中から所望の作業モードを選択する作業
モード選択手段と、この作業モード選択手段により選択
された作業モードに応じてエンジンの出力トルク特性を
設定する出力トルク設定手段とが設けられる請求項１に
記載の油圧駆動制御装置。 - 【請求項３】 前記作業機は油圧ショベルのブームであ
り、前記特定の操作状態は、このブームの下げ操作と旋
回操作との複合操作状態である請求項１または２に記載
の油圧駆動制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001104222A JP4731033B2 (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | 油圧駆動制御装置 |
| KR1020020016399A KR100805990B1 (ko) | 2001-04-03 | 2002-03-26 | 유압구동제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001104222A JP4731033B2 (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | 油圧駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002295408A true JP2002295408A (ja) | 2002-10-09 |
| JP4731033B2 JP4731033B2 (ja) | 2011-07-20 |
Family
ID=18957114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001104222A Expired - Fee Related JP4731033B2 (ja) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | 油圧駆動制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| KR (1) | KR100805990B1 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005108797A1 (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Komatsu Ltd. | 作業機械の油圧駆動装置 |
| JP2007113304A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Komatsu Ltd | 油圧駆動装置 |
| JP2007303539A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | 建設機械のエンジン制御装置 |
| JP2008150877A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | 建設機械の油圧ポンプ制御装置 |
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| US7607296B2 (en) | 2003-12-09 | 2009-10-27 | Komatsu Ltd. | Device and method of controlling hydraulic drive of construction machinery |
| JP2010276126A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Kobe Steel Ltd | 制御装置及びこれを備えた作業機械 |
| JP2012215014A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | ショベル |
| WO2013035484A1 (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | 株式会社クボタ | 作業機 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS60195339A (ja) * | 1984-03-17 | 1985-10-03 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧ポンプ駆動系制御装置 |
| JPH07119709A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-09 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧ポンプ制御装置 |
| JP2920057B2 (ja) * | 1993-12-27 | 1999-07-19 | 日立建機株式会社 | 建設機械の油圧制御装置 |
| KR960012407B1 (ko) * | 1994-01-31 | 1996-09-20 | 삼성중공업 주식회사 | 유압장비의 유량제어 방법(Flow Control Method of Hydraulic Machine) |
| JP4067596B2 (ja) * | 1997-03-07 | 2008-03-26 | 日立建機株式会社 | 建設機械の油圧制御装置 |
| JP3383754B2 (ja) * | 1997-09-29 | 2003-03-04 | 日立建機株式会社 | 油圧建設機械の油圧ポンプのトルク制御装置 |
-
2001
- 2001-04-03 JP JP2001104222A patent/JP4731033B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-03-26 KR KR1020020016399A patent/KR100805990B1/ko active IP Right Grant
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| US8948983B2 (en) | 2011-09-08 | 2015-02-03 | Kubota Corporation | Working machine with variable displacement hydraulic pump |
| DE112012000150B4 (de) * | 2011-09-08 | 2016-03-17 | Kubota Corporation | Arbeitsmaschine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4731033B2 (ja) | 2011-07-20 |
| KR20020079393A (ko) | 2002-10-19 |
| KR100805990B1 (ko) | 2008-02-25 |
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