JP2003184805A

JP2003184805A - 上部旋回式作業車両

Info

Publication number: JP2003184805A
Application number: JP2001379672A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kitajima; 修北島; Shinichi Nakamura; 慎一中村; Hiroshi Imai; 寛今井
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: JP3812728B2; EP1319763A1; KR20030051244A

Abstract

(57)【要約】【課題】作業機を動作開始する場合にはポンプ吐出容
量が急速増量して作業機動作効率を向上し、走行開始時
にはポンプ吐出容量をゆるやかに増量してショックを低
減できるようにする。【解決手段】可変容量型油圧ポンプ１２のポンプ吐出
容量を制御するトルク制御弁２１と、このトルク制御弁
２１にパイロット圧力を出力する電磁比例減圧弁２３
と、この電磁比例減圧弁２３のソレノイド２３ａに通電
制御するコントローラ２８を設け、作業機操作弁１４の
みを操作した時にはコントローラ２８によって電磁比例
減圧弁２３のソレノイド２３ａへの通電量を急激に変化
してポンプ吐出容量を急速増量し、走行操作弁１３を操
作した時には前述の通電量をゆっくり変化してポンプ吐
出容量をゆるやかに増量させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルなど
の上部旋回式作業車両、詳しくは走行油圧モータ、作業
機シリンダに可変容量型油圧ポンプの吐出圧油を供給し
てアクチュエータを制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルは、走行体を備えた下部車
体に上部車体を旋回自在に取付け、この上部車体に、ブ
ーム、アーム、バケットを備えた作業機を上下揺動自在
に装着している。前記走行体は走行油圧モータで駆動さ
れ、上部車体は旋回油圧モータで旋回動作される。前記
ブーム、アーム、バケットはブームシリンダ、アームシ
リンダ、バケットシリンダでそれぞれ上下揺動される。

【０００３】前述の各油圧モータ、各シリンダには、エ
ンジンで駆動される可変容量型油圧ポンプの吐出圧油が
複数の操作弁によってそれぞれ供給される。前記可変容
量型油圧ポンプのポンプの吐出容量（１回転当り吐出
量）は、ポンプ吐出圧及び操作弁の位置に応じて制御し
ている。

【０００４】例えば、吸収トルク（ポンプ容量×ポンプ
吐出圧）を一定とするようにポンプ吐出容量を制御して
いる。具体的には、ポンプ吐出圧が高圧の時にはポンプ
吐出容量を小さくし、ポンプ吐出圧が低圧の時にはポン
プ吐出容量を大きくしている。この油圧ポンプの吸収ト
ルクはエンジンの出力状態（フル出力、部分出力）に応
じて設定される。

【０００５】このように制御することで、可変容量型油
圧ポンプを駆動するエンジンが過負荷で停止することを
防止できる。

【０００６】また、操作弁が中立位置（油圧モータ、シ
リンダに圧油を供給しない位置）の時には可変容量型油
圧ポンプのポンプ吐出容量を小とし、操作弁が供給位置
（油圧モータ、シリンダに圧油を供給する位置）の時に
は可変容量型油圧ポンプのポンプ吐出容量を増大する。

【０００７】このように可変容量型油圧ポンプのポンプ
吐出容量を制御すれば、油圧モータ、シリンダに圧油を
供給する必要がない時に可変容量型油圧ポンプのポンプ
吐出容量が小であるから、可変容量型油圧ポンプを回転
駆動するエンジンの消費馬力を少なくできる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】油圧ショベルは作業機
による掘削動作が主で、走行はまれであるので、通常一
般の油圧ショベルは、操作弁を中立位置から供給位置に
切換えた時に、可変容量型油圧ポンプのポンプ吐出容量
を迅速に増大し、ブームシリンダ、アームシリンダ、バ
ケットシリンダを直ちに動作して掘削作業を効率良く実
施できるようにし、操作弁を供給位置から中立位置に操
作した時には可変容量型油圧ポンプのポンプ容量を迅速
に減少し、エンジン消費馬力を少なくしている。

【０００９】このために、走行用の操作弁を中立位置か
ら供給位置に切換えて走行開始する時に、走行油圧モー
タに圧油が急激に供給され走行開始時のショックが大き
い。

【００１０】本発明は、前述の課題を解決できるように
した上部旋回式作業車両を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】第１の発
明は、エンジン１１で駆動される可変容量型油圧ポンプ
１２と、前記可変容量型油圧ポンプ１２のポンプ吐出容
量を、ポンプ吐出圧に基づき設定した吸収トルクとなる
ように制御するトルク制御弁２１と、そのトルク制御弁
２１にパイロット圧力を付与してトルク制御位置を変化
させる電磁比例減圧弁２３と、この電磁比例減圧弁２３
が出力するパイロット圧力を制御するコントローラ２８
と、前記可変容量型油圧ポンプ１２の吐出圧油を、走行
油圧モータ１６に供給する走行操作弁１３、作業機アク
チュエータ１７に供給する作業機操作弁１４と、前記走
行操作弁１３、作業機操作弁１４の切換操作を検知して
前記コントローラ２８に入力する操作弁操作検知手段と
を有する上部旋回式作業車両において、前記可変容量型
油圧ポンプ１２の吐出容量制御を、前記操作弁操作検知
手段から前記作業機操作弁１４の起動操作信号が前記コ
ントローラ２８に入力したとき、該コントローラ２８
は、前記電磁比例減圧弁２３が出力しているパイロット
圧力を急減圧に換えて前記トルク制御弁２１の制御位置
をポンプ吐出容量増位置に急速変位にする電磁比例減圧
弁制御信号を出力して、ポンプ吐出容量を急速増量に制
御し、前記操作弁操作検知手段から走行操作弁１３の起
動操作信号が前記コントローラ２８に入力したとき、該
コントローラ２８は、前記電磁比例減圧弁２３が出力し
ているパイロット圧力を漸減圧に換えて前記トルク制御
弁２１の制御位置をポンプ吐出容量増位置へゆっくりと
変位にする電磁比例減圧弁制御信号を出力して、ポンプ
吐出容量をゆるやかな増量に制御し、作業機と走行の操
作起動に応じてポンプ吐出容量の増量速度を急増速度と
遅増速度に選択的に緩急変化させるようにしたポンプ吐
出容量制御としていることを特徴とする上部旋回式作業
車両である。

【００１２】第１の発明によれば、作業機操作弁１４を
起動操作した時にはポンプ吐出容量が急速に増量する。
よって、作業機操作弁１４を起動操作することで作業機
が直ちに動作し、効率良く作業できる。また、走行操作
弁１３のみを操作した時にはポンプ吐出容量がゆるやか
に増量する。よって、走行開始時のショックが低減す
る。

【００１３】第２の発明は、第１の発明において、エン
ジン１１の回転数を検出して前記ポンプ吐出容量制御の
コントローラ２８に入力するエンジン回転センサ２９を
有し、走行、作業機の操作作動中に設定したエンジン回
転数のダウン信号を前記コントローラ２８が検出したと
き、該コントローラ２８は、前記電磁比例減圧弁２３が
出力しているパイロット圧力を急増圧に換えて前記トル
ク制御弁２１の制御位置をポンプ吐出容量減位置へ急速
変位にする電磁比例減圧制御信号を出力して、ポンプ吐
出容量を急速減量に制御し、設定したエンジン回転数の
アップ信号を前記コントローラが検出したとき、該コン
トローラ２８は、前記電磁比例減圧弁２３が出力してい
るパイロット圧力を漸減圧に換えて前記トルク制御弁２
１の制御位置をポンプ吐出容量増位置にゆっくりとした
変位にする電磁比例減圧弁制御信号を出力して、ポンプ
吐出容量をゆるやかな増量に制御し、走行と作業機作動
中の設定エンジン回転数の変動に応じてポンプ吐出容量
の減量速度と増量速度に選択的に緩急変化させるように
したポンプ吐出容量制御を含むことを特徴とする上部旋
回式作業車両である。

【００１４】第２の発明によれば、可変容量型油圧ポン
プ１２の吸収トルクが設定した値よりも大きくなると、
エンジン回転数が低下しポンプ吐出容量が急速に減量す
る。ポンプ吐出容量が小さくなりすぎて吸収トルクが設
定した値よりも小さくなると、ポンプ吐出容量がゆっく
りと増量する。よって、吸収トルクが設定した値よりも
大きくなった時に、その吸収トルクを迅速に設定した値
とすることができ、吸収トルクが設定した値よりも小さ
くなりすぎたり、再び大きくなったりすることが何回も
繰り返しすることがない。

【００１５】したがって、走行時に吸収トルクが設定し
た値よりも大きくなった場合に、走行ハンチングが発生
しなくなり、オペレータの乗心地が向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に示すように、走行体１を備
えた下部車体２に上部車体３が旋回自在に取付けてあ
る。この上部車体３に作業機４が装着されて上部旋回式
作業車両、例えば油圧ショベルを構成している。前記作
業機４はブーム５、アーム６、バケット７を備え、ブー
ム５はブームシリンダ８で上部車体３に対して上下に揺
動される。アーム６はアームシリンダ９でブーム５に対
して上下に揺動される。バケット７はバケットシリンダ
１０でアーム６に対して上下に揺動される。

【００１７】図２は、前記油圧ショベルの圧油供給制御
装置を示す。エンジン１１で可変容量型油圧ポンプ１２
が駆動される。この可変容量型油圧ポンプ１２の吐出路
１２ａは、複数の操作弁で複数のアクチュエータに接続
される。例えば、吐出路１２ａに走行操作弁１３と作業
機操作弁１４と旋回操作弁１５がそれぞれ設けてある。
前記走行操作弁１３は走行油圧モータ１６に圧油を供給
し、ばね力で中立位置に保持され、受圧部１３ａに供給
されるパイロット圧油で供給位置に切換る。前記作業機
操作弁１４は作業機アクチュエータ１７、例えばブーム
シリンダ８とアームシリンダ９に圧油を供給するブーム
操作弁１４_１とアーム操作弁１４_２を有し、それぞれば
ね力で中立位置に保持され、受圧部１４ａに供給される
パイロット圧油で供給位置に切換る。前記旋回操作弁１
５は旋回油圧モータ１８に圧油を供給し、ばね力で中立
位置に保持され、受圧部１５ａに供給されるパイロット
圧油で供給位置に切換る。前記各操作弁は三位置方向切
換弁であるが、詳細な図示を省略してある。

【００１８】前記可変容量型油圧ポンプ１２の斜板１２
ｂは容量制御シリンダ１９で傾転されてポンプ吐出容量
を制御する。前記容量制御シリンダ１９が縮み作動する
とポンプ吐出容量が大（増）となり、伸び作動するとポ
ンプ吐出容量が小（減）となる。その容量制御シリンダ
１９はばね２０で縮み作動されていると共に、室１９ａ
に供給される圧油で伸び作動する。この室１９ａに可変
容量型油圧ポンプ１２の吐出圧油がトルク制御弁２１で
供給制御される。

【００１９】前記トルク制御弁２１は、ばね力でドレー
ン位置（ポンプ吐出容量増位置）ａに向けて変位し、第
１受圧部２１ａに作用するポンプ吐出圧と第２受圧部２
１ｂに供給されるパイロット圧力で供給位置（ポンプ吐
出容量減位置）ｂに向けて変位する。

【００２０】前記エンジン１１で制御用油圧ポンプ２２
が回転駆動される。この制御用油圧ポンプ２２の吐出路
２２ａは電磁比例減圧弁２３の入口に接続し、かつ走行
パイロット弁２４、作業機パイロット弁２５、例えばブ
ームパイロット弁２５_１、アームパイロット弁２５_２、
旋回パイロット弁２６の入口にそれぞれ接続してある。
前記電磁比例減圧弁２３はソレノイド２３ａへの通電量
（制御信号）に比例した圧力の圧油を出力する。この電
磁比例減圧弁２３の出力圧がパイロット圧力として前記
トルク制御弁２１の第２受圧部２１ｂに供給される。

【００２１】前記各パイロット弁２４，２５_１，２
５_２，２６は操作レバー２４ａ，２５ａ，２６ａの操作
ストロークに比例した圧力の切換用パイロット圧油を、
前述の走行操作弁１３、作業機操作弁１４、旋回操作弁
１５の受圧部１３ａ，１４ａ，１５ａに供給する。その
受圧部１３ａ，１４ａ，１５ａに切換用パイロット圧油
が供給されると圧力スイッチ２７が作動する。この圧力
スイッチ２７の作動信号はコントローラ２８に入力され
る。この圧力スイッチ２７が操作弁操作検知手段であ
る。

【００２２】前記コントローラ２８にはエンジン回転セ
ンサ２９からエンジン１１のエンジン回転数（ｒｐｍ）
が入力される。このコントローラ２８は前記電磁比例減
圧弁２３のソレノイド２３ａへの通電量を制御する、つ
まり、電磁比例減圧弁制御信号を出力する。

【００２３】前記トルク制御弁２１は、ポンプ吐出圧に
基づいて設定した吸収トルクとなるようにポンプ吐出容
量を制御する。前記電磁比例減圧弁２３とコントローラ
２８でポンプ吐出容量増速度及びポンプ吐出容量減速度
を変化するポンプ吐出容量増減速度制御手段を構成す
る。

【００２４】次に、前記トルク制御弁２１の機能につい
て説明する。この場合には第２受圧部２１ｂに作用する
電磁比例減圧弁２３の出力圧が一定とする。前記油圧ポ
ンプ１２のポンプ吐出圧が高くなるとトルク制御弁２１
の制御位置は供給位置ｂに向けて変位し、容量制御シリ
ンダ１９の室１９ａにポンプ吐出圧油を供給し、ポンプ
容量を減少する。ポンプ吐出圧が低くなるとトルク制御
弁２１の制御位置はドレーン位置ａに向けて変位し、容
量制御シリンダ１９の室１９ａ内の圧油をタンクに流出
し、ポンプ吐出容量を増大する。したがって、油圧ポン
プ１２のポンプ容量は、その吸収トルク（ポンプ吐出容
量×ポンプ吐出圧）が設定した値で一定となるように制
御される。

【００２５】その吸収トルクは電磁比例減圧弁２３の出
力圧（パイロット圧）で設定される。例えば、ポンプ吐
出圧を一定として電磁比例減圧弁２３のソレノイド２３
ａへの通電量を多くし、その吐出圧を高圧とすると、ト
ルク制御弁２１の第２受圧部２１ｂに作用するパイロッ
ト圧力が高くなる。トルク制御弁２１を供給位置ｂに向
けて変位する力が大きくなり、容量制御シリンダ１９の
室１９ａにポンプ吐出圧油が供給されるのでポンプ吐出
容量が減少する。よって、可変容量型油圧ポンプ１２の
吸収トルクは小さくなる。

【００２６】このポンプ吐出容量が減少する速度（ポン
プ吐出容量減速度）は、電磁比例減圧弁２３のソレノイ
ド２３ａに通電する電流の単位時間当り増加量に比例
し、その値を変えることでポンプ吐出容量減速度を制御
できる。

【００２７】前述とは反対に、ポンプ吐出圧を一定とし
て電磁比例減圧弁２３のソレノイド２３ａへの通電量を
少なくすると、その吐出圧が低圧となり、トルク制御弁
２１の第２受圧部２１ｂに作用するパイロット圧力が低
くなる。トルク制御弁２１を供給位置ｂに向けて変位す
る力が小さくなるので、前述とは反対に可変容量型油圧
ポンプ１２のポンプ吐出容量が増加し、設定吸収トルク
が大きくなる。

【００２８】このポンプ吐出容量が増加する速度（ポン
プ吐出容量増速度）は、電磁比例減圧弁２３のソレノイ
ド２３ａに通電する電流の単位時間当り減少量に比例
し、その値を変えることでポンプ吐出容量増速度を制御
できる。

【００２９】前記コントローラ２８は作動するアクチュ
エータに最適なポンプ吐出容量増速度、ポンプ吐出容量
減速度がそれぞれ設定してある。例えば、作業機を動作
する時に最適な電磁比例減圧弁２３のソレノイド２３ａ
への電流出力時間、旋回する時に最適な電磁比例減圧弁
２３のソレノイド２３ａへの電流出力時間、走行する時
に最適な電磁比例減圧弁２３のソレノイド２３ａへの電
流出力時間がそれぞれ設定してある。前記電流出力時間
とは、ソレノイド２３ａに所定の電流値Ｉ_０を供給する
時間と、ソレノイド２３ａに通電されている電流値Ｉ_０
を所定の電流値Ｉ_１（Ｉ_０＞Ｉ_１）まで減少する時間で
ある。

【００３０】具体的には、コントローラ２８は、入力さ
れた圧力スイッチ２７の作動信号によって動作するアク
チュエータを判断し、その動作するアクチュエータに応
じて設定した電流出力時間で電磁比例減圧弁２３のソレ
ノイド２３ａへの電流出力を制御する。例えば、図３に
示すように走行操作信号（走行パイロット２４の圧力ス
イッチ２７の作動信号）のみが入力された時には走行単
独操作と判断する。ブーム操作信号（ブームパイロット
弁２５_１の圧力スイッチの作動信号）のみが入力された
時にはブーム単独操作と判断する。旋回操作信号（旋回
パイロット弁２６の圧力スイッチ２７の作動信号）のみ
が入力された時には旋回単独操作と判断する。ブーム操
作信号と旋回操作信号とが入力された時には旋回とブー
ム操作と判断する。前述以外の組み合せの操作信号が入
力された時には他の操作と判断する。

【００３１】次に、起動時のポンプ吐出容量制御につい
て説明する。各操作弁が中立位置の時には圧力スイッチ
２７が作動しないから、コントローラ２８に圧力スイッ
チ２７の作動信号が入力されない。これによって、コン
トローラ２８は各操作弁が中立位置であると判断し、図
４に示すように電磁比例減圧弁２３のソレノイド２３ａ
に所定の電流値Ｉ_０（ｍＡ）を出力し続ける。電磁比例
減圧弁２３の出力圧は上昇し、トルク制御弁２１が供給
位置ｂに変位され、ポンプ吐出容量は減少し、図４に示
すようにポンプ吐出容量は最小となる。

【００３２】走行操作弁１３のみを供給位置として走行
する場合。前述のように、コントローラ２８が走行単独
操作で、起動時であると判断し、コントローラ２８は電
磁比例減圧弁２３のソレノイド２３ａへの通電量を図４
の実線で示すように電流値１_１までゆっくり、例えば、
３．０秒で減少する。これによって、電磁比例減圧弁２
３の出力しているパイロット圧力が漸減圧に換わり、ト
ルク制御弁２１のトルク制御位置をドレーン位置ａにゆ
っくりと変化させ、ポンプ吐出容量は図５の実線で示す
ようにゆるやかに増量し、ポンプ吐出容量増速度が低速
となる。つまり、ポンプ吐出容量増制御の変化速度を遅
く制御する。したがって、走行油圧モータ１６に供給さ
れる流量がゆっくりと増加するから、起動時（走行開始
時）のショックが低減する。

【００３３】旋回操作弁１５のみを供給位置として旋回
する場合又は旋回操作弁１５とブーム操作弁１４_１を供
給位置として旋回しながらブームを動作する場合。前記
コントローラ２８が旋回単独操作で起動時であると判断
し、又は旋回とブーム同時操作で起動時であると判断
し、コントローラ２８は電磁比例減圧弁２３のソレノイ
ド２３ａへの通電量を図４の一点線で示すように電流値
１_１まで比較的急激（中速）、例えば、２．０秒で減少
する。これによって、電磁比例減圧弁２３の出力してい
るパイロット圧力が比較的急速に減圧（中速減）に換わ
り、トルク制御弁２１のトルク制御位置をドレーン位置
ａに比較的急速に変化させ、ポンプ吐出容量は図５の一
点線で示すように比較的急速に増量し、ポンプ吐出容量
増速度が比較的高速（中速）となる。つまり、ポンプ吐
出容量増制御の変化速度を比較的速くする。したがっ
て、旋回油圧モータ１８又は旋回油圧モータ１８とブー
ムシリンダ１７_１に供給される流量が比較的急激に増加
するから、起動時のショックをある程度低減しながら動
作効率が向上する。

【００３４】ブーム操作弁１４_１のみを供給位置として
ブームを動作する場合。前記コントローラ２８がブーム
単独操作で起動時と判断し、コントローラ２８は電磁比
例減圧弁２３のソレノイド２３ａへの通電量を図４の二
点鎖線で示すように電流値１_１まで急激、例えば０．１
秒で減少する。これによって、電磁比例減圧弁２３の出
力パイロット圧力が急速に減圧に換わり、トルク制御弁
２１のトルク制御位置をドレーン位置ａに急速に変化さ
せ、ポンプ吐出容量は図５の二点鎖線で示すように急速
に増量し、ポンプ吐出容量増速度が高速になる。つま
り、ポンプ吐出容量増制御の変化速度が速くなる。した
がって、ブームシリンダ１７_１に供給される流量が急激
に増加するから、ブームの動作効率が向上する。

【００３５】前述のアクチュエータを動作する場合以外
の場合には、コントローラ２８はブーム単独操作で起動
時と同様とする。

【００３６】コントローラ２８は、入力されていた圧力
スイッチ２７の作動信号が入力されなくなったことで、
停止時と判断する。この場合には、コントローラ２８は
電磁比例圧力制御弁２３のソレノイド２３ａへの通電量
を図４の二点鎖線で示すように電流値１_０まで急激、例
えば０．１秒で増大する。これによって、電磁比例減圧
弁２３の出力パイロット圧は急速に高圧と換わり、ポン
プ吐出容量は図５の二点鎖線で示すように急速に減量す
る。なお、電流値１_０までゆっくり、例えば３．０秒で
増大し、ポンプ吐出容量がゆっくりと減少するようにし
ても良い。

【００３７】次に、エンジン回転数が変化した時のポン
プ吐出容量制御について説明する。エンジン１１の出力
状態に応じて所定の吸収トルクに設定し、その吸収トル
クとなるようにポンプ容量を制御している時、例えば、
図６に示すように、エンジン１１のフル出力状態のトル
クカーブＡの定格点トルクＢに吸収トルクを設定してい
る時に、その定格点トルクＢのエンジン回転数Ｎ_１がコ
ントローラ２８に入力して記憶される。走行油圧モータ
１６、作業機アクチュエータ１７、旋回油圧モータ１８
の負荷が急増すると、ポンプ吐出圧が高圧となって吸収
トルクが前述の設定した吸収トルク（定格点トルク）以
上となる。エンジン１１のエンジン回転数が、その時の
吸収トルクＣと見合うエンジン回転数Ｎ_２まで低下す
る。

【００３８】このエンジン回転数Ｎ_２（エンジン回転数
のダウン信号）がコントローラ２８に入力され、コント
ローラ２８はエンジン回転数が設定したエンジン回転数
以下（ダウン）と判断し、ソレノイド２３ａへの通電量
を増大し、電磁比例減圧弁２３の出力圧（パイロット圧
力）を高圧とする。これによって、ポンプ吐出容量が減
少する。

【００３９】前述のようにしてポンプ吐出容量が減少す
ると吸収トルクがダウンし、前述の定格点トルクＢに向
けて順次小さくなる。これにつれてエンジン１１の回転
数が順次増大する。そして、定格点トルクＢよりも小さ
いトルクＤに見合う吸収トルクとなると、その時のエン
ジン回転数Ｎ_３が前述のエンジン回転数Ｎ_１よりも大き
くなる。

【００４０】コントローラ２８は、前記エンジン回転数
Ｎ_３（エンジン回転数のアップ信号）が入力されたこと
で、エンジン回転数が所定のエンジン回転数Ｎ_１よりも
増加（アップ）と判断し、ソレノイド２１ａへの通電量
を減少し、電磁比例減圧弁２３の出力圧を低圧とする。
これによって、ポンプ吐出容量が増加するので、前述と
は反対に吸収トルクがアップする。このことで所定のエ
ンジン回転数Ｎ_１となるようにする。

【００４１】前述のように、ソレノイド２１ａへの通電
量を増加する時には、単位時間当り増加量を多く、つま
り迅速に通電量を増加する。例えば１０００ｍＡ／ｓと
する。これによって、電磁比例減圧弁２３のパイロット
圧力が急増圧し、トルク制御弁２１が供給位置ｂに急速
変位し、ポンプ吐出容量が急速減量し、ポンプ吐出容量
減速度が高速となるので、吸収トルクを急激に低下でき
る。また、ソレノイド２１ａへの通電量を減少する時に
は、単位時間当り減少量を少なく、つまりゆっくりと通
電量を減少する。例えば１００ｍＡ／ｓとする。これに
よって、電磁比例減圧弁２３のパイロット圧力が漸減圧
し、トルク制御弁２１がドレーン位置ａにゆっくりと変
位し、ポンプ吐出容量がゆるやかに増量し、ポンプ吐出
容量増速度が低速となるので、吸収トルクをゆっくりと
大きくできる。このようにすることで、吸収トルクが設
定した値よりも小さくなったり、大きくなったりを繰り
返すことがなくなり、吸収トルクを迅速に設定した吸収
トルクに合せることができる。

【００４２】したがって、走行操作弁１３を供給位置と
して走行している時に、可変容量型油圧ポンプ１２の吸
収トルクが、エンジン出力状態で設定した値よりも大き
くなった場合に、その吸収トルクが設定した値よりも小
さくなったり、大きくなったりを繰り返すことがない。

【００４３】よって、エンジン回転数が所定の回転数よ
りも遅くなったり、速くなったりを複数回繰り返すこと
がなく、可変容量型油圧ポンプ１２の回転数が遅くなっ
たり、速くなったりを複数回繰り返しすることがない。
このために、走行油圧モータの回転数が遅くなったり、
速くなったりを複数回繰り返すことがなく、油圧ショベ
ルの走行速度が変動（つまり、走行ハンチング）するこ
とがない。

【００４４】つまり、可変容量型油圧ポンプのポンプ吐
出容量増制御と減制御が同じ速度であると次のようにし
て走行ハンチングが生じる。走行操作弁を供給位置とし
て可変容量型油圧ポンプの吐出圧油を走行油圧モータに
供給することで走行体が駆動し、油圧ショベルが走行す
る。この走行中に可変容量型油圧ポンプの吸収トルク
が、エンジン出力状態に応じて設定した値よりも大きく
なることがある。例えば、平地走行から発坂走行になっ
た場合には走行負荷が増大し、可変容量型油圧ポンプの
ポンプ吐出圧が高圧となるので、最小のポンプ吐出容量
×ポンプ吐出圧（吸収トルク）の値が、前述した値より
も大きくなる。

【００４５】この場合には、エンジン負荷が増大してエ
ンジン回転数が低下し、最終的にはエンジンが停止して
しまう。このために、従来は、可変容量型油圧ポンプの
ポンプ吐出容量を小さくして吸収トルクを前述の設定し
た値よりも小さくし、エンジン回転数が所定の回転数と
なるように制御している。この時、可変容量型油圧ポン
プのポンプ吐出容量を迅速に小さくすれば、エンジン回
転数が直ちに所定の回転数まで復帰する。しかし、可変
容量型油圧ポンプのポンプ吐出容量を小さくする速度
（減速度）が速いために、ポンプ吐出容量が小さくなり
すぎて可変容量型油圧ポンプの吸収トルクが設定した値
よりも小さくなり、エンジン回転数が所定の回転数より
も速くなってしまう。この場合に、ポンプ吐出容量を再
び大きくしてエンジン回転数を遅くすると、そのポンプ
吐出容量を大きくする速度（増速度）が速いために、ポ
ンプ吐出容量が設定した値よりも再び大きくなり、エン
ジン回転数が所定の回転数よりも遅くなる。

【００４６】前述のようであるから、エンジン回転数が
所定の回転数よりも遅くなったり、速くなったりを複数
回繰り返すので、可変容量型油圧ポンプの回転数が遅く
なったり、速くなったりを複数回繰り返しする。このた
めに、走行油圧モータの回転数も遅くなったり、速くな
ったりを複数回繰り返すので、油圧ショベルの走行速度
が変動（つまり、走行ハンチング）し、オペレータの乗
心地が悪い。

【００４７】しかも、オペレータが手で走行操作レバー
を持った状態で走行している時に、前述のように走行ハ
ンチングが発生すると、車体が前後に揺れ、それに追従
して走行操作レバーが動揺して走行操作弁の開度（メー
タイン開口面積）が増減する。このために、走行油圧モ
ータに供給される圧油の量が増減し、走行ハンチングを
助長してしまう。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧ショベルの側面図である。

【図２】圧油供給制御装置の説明図である。

【図３】操作モードによるポンプ吐出容量制御動作を示
すフローチャートである。

【図４】電磁比例圧力制御弁への通電量を示す図表であ
る。

【図５】ポンプ容量の変化を示す図表である。

【図６】エンジン出力トルクと吸収トルクの関係を示す
図表である。

【符号の説明】

１…走行体、４…作業機、１１…エンジン、１２…可変
容量型油圧ポンプ、１３…走行操作弁、１４…作業機操
作弁、１５…旋回操作弁、１６…走行油圧モータ、１７
…作業機アクチュエータ、１８…旋回油圧モータ、１９
…容量制御シリンダ、２１…トルク制御弁、２２…制御
用油圧ポンプ、２３…電磁比例減圧弁、２３ａ…ソレノ
イド、２７…圧力スイッチ、２８…コントローラ、２９
…エンジン回転センサ。

フロントページの続き (72)発明者今井寛石川県小松市符津町ツ23 株式会社小松製作所粟津工場内Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB05 BA01 BB02 CA02 DA03 DA04 DB02 FA02 3H089 AA42 AA46 BB15 CC01 CC08 CC11 DA03 DB32 EE05 EE17 EE22 EE26 EE36 FF02 FF09 FF13 GG02 JJ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン（１１）で駆動される可変容量
型油圧ポンプ（１２）と、前記可変容量型油圧ポンプ（１２）のポンプ吐出容量
を、ポンプ吐出圧に基づき設定した吸収トルクとなるよ
うに制御するトルク制御弁（２１）と、そのトルク制御弁（２１）にパイロット圧力を付与して
トルク制御位置を変化させる電磁比例減圧弁（２３）
と、この電磁比例減圧弁（２３）が出力するパイロット圧力
を制御するコントローラ（２８）と、前記可変容量型油圧ポンプ（１２）の吐出圧油を、走行
油圧モータ（１６）に供給する走行操作弁（１３）、作
業機アクチュエータ（１７）に供給する作業機操作弁
（１４）と、前記走行操作弁（１３）、作業機操作弁（１４）の切換
操作を検知して前記コントローラ（２８）に入力する操
作弁操作検知手段とを有する上部旋回式作業車両におい
て、前記可変容量型油圧ポンプ（１２）の吐出容量制御を、
前記操作弁操作検知手段から前記作業機操作弁（１４）
の起動操作信号が前記コントローラ（２８）に入力した
とき、該コントローラ（２８）は、前記電磁比例減圧弁
（２３）が出力しているパイロット圧力を急減圧に換え
て前記トルク制御弁（２１）の制御位置をポンプ吐出容
量増位置に急速変位にする電磁比例減圧弁制御信号を出
力して、ポンプ吐出容量を急速増量に制御し、前記操作
弁操作検知手段から走行操作弁（１３）の起動操作信号
が前記コントローラ（２８）に入力したとき、該コント
ローラ（２８）は、前記電磁比例減圧弁（２３）が出力
しているパイロット圧力を漸減圧に換えて前記トルク制
御弁（２１）の制御位置をポンプ吐出容量増位置へゆっ
くりと変位にする電磁比例減圧弁制御信号を出力して、
ポンプ吐出容量をゆるやかな増量に制御し、作業機と走行の操作起動に応じてポンプ吐出容量の増量
速度を急増速度と遅増速度に選択的に緩急変化させるよ
うにしたポンプ吐出容量制御としていることを特徴とす
る上部旋回式作業車両。
【請求項２】エンジン（１１）の回転数を検出して前
記ポンプ吐出容量制御のコントローラ（２８）に入力す
るエンジン回転センサ（２９）を有し、走行、作業機の操作作動中に設定したエンジン回転数の
ダウン信号を前記コントローラ（２８）が検出したと
き、該コントローラ（２８）は、前記電磁比例減圧弁
（２３）が出力しているパイロット圧力を急増圧に換え
て前記トルク制御弁（２１）の制御位置をポンプ吐出容
量減位置へ急速変位にする電磁比例減圧制御信号を出力
して、ポンプ吐出容量を急速減量に制御し、設定したエンジン回転数のアップ信号を前記コントロー
ラが検出したとき、該コントローラ（２８）は、前記電
磁比例減圧弁（２３）が出力しているパイロット圧力を
漸減圧に換えて前記トルク制御弁（２１）の制御位置を
ポンプ吐出容量増位置にゆっくりとした変位にする電磁
比例減圧弁制御信号を出力して、ポンプ吐出容量をゆる
やかな増量に制御し、走行と作業機作動中の設定エンジン回転数の変動に応じ
てポンプ吐出容量の減量速度と増量速度に選択的に緩急
変化させるようにしたポンプ吐出容量制御を含むことを
特徴とする請求項１記載の上部旋回式作業車両。