JP2009293669A - Construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吐出量可変の油圧ポンプが吐出する圧油により吸収量可変の走行用油圧モータを駆動する建設機械に関し、走行用油圧モータの吸収量を段階的に切り換えて走行用油圧モータの出力特性を段階的に制御する建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine that drives a traveling hydraulic motor having a variable absorption amount by pressure oil discharged from a hydraulic pump having a variable discharge amount, and relates to an output of the traveling hydraulic motor by switching the absorption amount of the traveling hydraulic motor stepwise. The present invention relates to a construction machine that controls characteristics in stages.
従来、操作者の運転操作に応じて走行用油圧モータの吸収量(斜板傾転角)を二段階に切り換えて、低速走行又は高速走行を任意に選択することを可能とした建設機械用油圧ポンプ制御装置が知られている。 Conventionally, hydraulic pressure for construction machinery that allows the travel hydraulic motor's absorption amount (swash plate tilt angle) to be switched in two steps according to the operator's driving operation, and allows either low speed travel or high speed travel to be selected arbitrarily Pump control devices are known.
図１は、その油圧ポンプ制御装置が搭載される油圧ショベルの構成例を示す図である。図１において、油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２の上に、旋回機構を介して、上部旋回体３をＸ軸周りに旋回自在に搭載している。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a hydraulic excavator on which the hydraulic pump control device is mounted. In FIG. 1, an excavator 1 has an upper swing body 3 mounted on a crawler-type lower traveling body 2 via a swing mechanism so as to be rotatable around the X axis.
また、上部旋回体３は、前方中央部に、ブーム４、アーム５及びバケット６、並びに、これらをそれぞれ駆動する油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９から構成される掘削アタッチメントを備える。 The upper swing body 3 includes a boom 4, an arm 5 and a bucket 6, and a boom cylinder 7, an arm cylinder 8 and a bucket cylinder 9 as hydraulic actuators for driving the boom 4, the arm 5 and the bucket 6, respectively. Is provided.
図２は、従来の建設機械用油圧ポンプ制御装置の油圧回路図であり、ポンプ制御装置１００は、エンジン又は電動モータによって駆動される、一回転当たりの吐出量（ｃｃ／ｒｅｖ）が可変である二つの油圧ポンプ１０L、１０Rから、切換弁１２L、１４L及び１５Lを連通するセンターバイパス管路３０L、又は、切換弁１１、１２R、１３、１４R及び１５Rを連通するセンターバイパス管路３０Rを経てタンク２２まで圧油を循環させる。 FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a conventional construction machine hydraulic pump control device. The pump control device 100 is driven by an engine or an electric motor, and the discharge amount (cc / rev) per rotation is variable. From the two hydraulic pumps 10L and 10R, the tank 22 passes through the center bypass pipeline 30L that communicates the switching valves 12L, 14L, and 15L or the center bypass pipeline 30R that communicates the switching valves 11, 12R, 13, 14R, and 15R. Circulate pressure oil until
切換弁１１は、走行直進弁であり、下部走行体２を駆動する、一回転当たりの吸収量（ｃｃ／ｒｅｖ）が可変である走行用油圧モータ４２L、４２R（例えば、特許文献１参照。）と、上部旋回体３の何れかの油圧アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等である。）とが同時に操作された場合に、下部走行体２の直進性を高めるために一方の油圧ポンプ１０Ｌから左右双方の走行用油圧モータ４２L、４２Rに圧油を循環させるために圧油の流れを切り換えるスプール弁である。 The switching valve 11 is a traveling straight valve, and travel hydraulic motors 42L and 42R that drive the lower traveling body 2 and have variable absorption amount per rotation (cc / rev) (see, for example, Patent Document 1). And any of the hydraulic actuators of the upper swing body 3 (for example, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, etc.) are operated at the same time, in order to improve the straight traveling performance of the lower traveling body 2. And a spool valve that switches the flow of pressure oil to circulate the pressure oil from one hydraulic pump 10L to both the left and right traveling hydraulic motors 42L and 42R.
また、切換弁１２L、１２Rは、それぞれ、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油を走行用油圧モータ４２L、４２Rで循環させるために圧油の流れを切り換えるスプール弁であり、切換弁１３は、油圧ポンプ１０Rが吐出する圧油を旋回用油圧モータ４４で循環させるために圧油の流れを切り換えるスプール弁である。 The switching valves 12L and 12R are spool valves that switch the flow of pressure oil so that the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R is circulated by the traveling hydraulic motors 42L and 42R, respectively. This is a spool valve that switches the flow of pressure oil in order to circulate the pressure oil discharged from the hydraulic pump 10R by the turning hydraulic motor 44.
切換弁１４L、１４R、１５L及び１５Rはそれぞれ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８又はバケットシリンダ９等の油圧アクチュエータへの油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油の給排状態を切り換えるスプール弁である。 The switching valves 14L, 14R, 15L and 15R are spool valves for switching the supply and discharge states of the pressure oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R to the hydraulic actuators such as the boom cylinder 7, the arm cylinder 8 or the bucket cylinder 9, respectively.
なお、各種切換弁と各種油圧アクチュエータとの間の接続、及び、各種切換弁のパイロットバルブと各種操作レバーとの接続は、図の明瞭化のために省略されているが、従来の油圧制御又は電気制御を適宜採用するものとする。 Note that the connection between the various switching valves and the various hydraulic actuators and the connection between the pilot valves of the various switching valves and the various operating levers are omitted for the sake of clarity, but conventional hydraulic control or Electrical control shall be adopted as appropriate.
センターバイパス管路３０L、３０Rは、それぞれ、最も下流にある切換弁１５L、１５Rとタンク２２との間にネガティブコントロール絞り２０L、２０Rを備え、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出した圧油の流れを制限することにより、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で圧力を発生させる。 The center bypass pipes 30L and 30R are respectively provided with negative control throttles 20L and 20R between the switching valves 15L and 15R located on the most downstream side and the tank 22 to restrict the flow of pressure oil discharged by the hydraulic pumps 10L and 10R. As a result, pressure is generated upstream of the negative control throttles 20L and 20R.
破線で示される制御圧管路３２L、３２Rは、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で発生させた圧力を油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rの制御圧として油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rに伝達する。 The control pressure lines 32L and 32R indicated by broken lines transmit the pressure generated upstream of the negative control throttles 20L and 20R to the hydraulic pump regulators 40L and 40R as the control pressure of the hydraulic pump regulators 40L and 40R.
油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rはそれぞれ、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出量を制御すべく、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのポンプ容量を変化させるための斜板（ヨーク）を傾転駆動する圧油の流れを変化させるためのシリンダとこのシリンダ内を摺動可能に設けられシリンダを二つの室に画成するピストンとからなる駆動機構である。 The hydraulic pump regulators 40L and 40R flow pressure oil that tilts and drives a swash plate (yoke) for changing the pump capacity of the hydraulic pumps 10L and 10R to control the discharge amounts of the hydraulic pumps 10L and 10R, respectively. And a piston that is slidable in the cylinder and that defines the cylinder in two chambers.
ピストンにはシリンダ軸線に沿って外部に突出するロッドが設けられ、ピストンの変位がこのロッドを介して油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの斜板を傾転駆動する。シリンダの一方の室にはピストンを常時付勢するスプリングが設けられており、他方の室に導入される制御圧とこのスプリングの付勢力とのバランスによりピストンの位置が決定される。 The piston is provided with a rod protruding outward along the cylinder axis, and displacement of the piston tilts and drives the swash plates of the hydraulic pumps 10L and 10R via the rod. A spring that constantly biases the piston is provided in one chamber of the cylinder, and the position of the piston is determined by the balance between the control pressure introduced into the other chamber and the biasing force of the spring.
油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、導入される制御圧が大きいほど油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を低減させ、導入される制御圧が小さいほど油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を増大させるようにする。 The hydraulic pump regulators 40L and 40R decrease the discharge amount of the hydraulic pumps 10L and 10R as the introduced control pressure increases, and increase the discharge amount of the hydraulic pumps 10L and 10R as the introduced control pressure decreases. To do.
油圧ショベル１における何れの油圧アクチュエータもが利用されていない場合（以下、「待機モード」とする。）、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油は、センターバイパス管路３０L、３０Rを通ってネガティブコントロール絞り２０L、２０Rに至り、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で発生させる圧力すなわち油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rの制御圧を上昇させる。 When any hydraulic actuator in the excavator 1 is not used (hereinafter referred to as “standby mode”), the pressure oil discharged from the hydraulic pumps 10L, 10R is negative through the center bypass pipes 30L, 30R. The control throttles 20L and 20R are reached, and the pressure generated upstream of the negative control throttles 20L and 20R, that is, the control pressures of the hydraulic pump regulators 40L and 40R is increased.
その結果、油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rは、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出量を低減させ、吐出した圧油がセンターバイパス管路３０Ｌ、３０Ｒを通過する際の圧力損失を低減させるようにする。 As a result, the hydraulic pump regulators 40L and 40R reduce the discharge amount of the hydraulic pumps 10L and 10R, and reduce the pressure loss when the discharged pressure oil passes through the center bypass pipe lines 30L and 30R.
一方、油圧ショベル１における何れかの油圧アクチュエータが利用された場合、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油は、その油圧アクチュエータに対応する切換弁を介してその油圧アクチュエータに流れ込み、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rに至る量を低減させ、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で発生させる圧力すなわち油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rの制御圧を低下させる。 On the other hand, when any hydraulic actuator in the hydraulic excavator 1 is used, the pressure oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R flows into the hydraulic actuator via the switching valve corresponding to the hydraulic actuator, and the negative control throttle 20L. , 20R is reduced, and the pressure generated upstream of the negative control throttles 20L and 20R, that is, the control pressure of the hydraulic pump regulators 40L and 40R is reduced.
その結果、油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rは、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出量を増大させ、各油圧アクチュエータで十分な圧油を循環させ、各油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。 As a result, the hydraulic pump regulators 40L and 40R increase the discharge amount of the hydraulic pumps 10L and 10R, circulate sufficient pressure oil in each hydraulic actuator, and ensure the driving of each hydraulic actuator.
破線で示される制御圧管路３４は、油圧ポンプ１０Ｌの吐出口付近に接続される制御圧管路３４Ｌ、油圧ポンプ１０Ｒの吐出口付近に接続される制御圧管路３４Ｒ、圧力センサ６２に接続される制御圧管路３４Ｃ、及び、それら三つの管路を接続するシャトル弁３４Ｖで構成され、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧のうち高い方の圧力を圧力センサ６２に伝達する。 A control pressure line 34 indicated by a broken line is a control pressure line 34L connected near the discharge port of the hydraulic pump 10L, a control pressure line 34R connected near the discharge port of the hydraulic pump 10R, and a control connected to the pressure sensor 62. The pressure line 34 </ b> C and a shuttle valve 34 </ b> V connecting these three lines are configured to transmit the higher pressure of the discharge pressures of the hydraulic pumps 10 </ b> L and 10 </ b> R to the pressure sensor 62.
メインコントローラ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータを含み、モードスイッチ６１の出力に応じて電磁弁１６に制御電流を供給し、油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒにおける制御用圧油の流出入を切り換えるようにすると共に、圧力センサ６２の出力に基づいて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧を監視し、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの何れかの吐出圧が所定圧Ｐ０を上回った場合に電磁弁１６への制御電流の供給を中止して制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒの制御用圧油をタンク２２に排出させるようし、一方、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧の何れもが所定圧Ｐ１（Ｐ１＜Ｐ０）を下回った場合に電磁弁１６に制御電流を供給してバルブ位置を切り換えコントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介して油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rに流入させるようにする。 The main controller 60 includes a computer having a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), etc., and supplies a control current to the solenoid valve 16 according to the output of the mode switch 61. Further, the control pressure oil for the hydraulic motor regulators 46L and 46R is switched in and out, and the discharge pressures of the hydraulic pumps 10L and 10R are monitored based on the output of the pressure sensor 62. When the discharge pressure exceeds a predetermined pressure P0, the supply of the control current to the solenoid valve 16 is stopped and the control pressure oil in the control pressure lines 36L and 36R is discharged to the tank 22, while the hydraulic pump When both 10L and 10R discharge pressures fall below a predetermined pressure P1 (P1 <P0), a control current is supplied to the solenoid valve 16 to switch the valve position. The control pressure oil discharged from the control pump 50 is caused to flow into the hydraulic motor regulators 46L and 46R via the control pressure lines 36L and 36R.
破線で示される制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒはそれぞれ、油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒと電磁弁１６とを接続する管路であり、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を選択的に油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒに流入させる。 The control pressure pipes 36L and 36R indicated by broken lines are pipes connecting the hydraulic motor regulators 46L and 46R and the solenoid valve 16, respectively, and the control pressure oil discharged from the control pump 50 is selectively used for the hydraulic motor. It flows into the regulators 46L and 46R.
油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rはそれぞれ、走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量（吸収量）を二段階で切り換えるべく、走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を変化させるための斜板（ヨーク）を傾転駆動する圧油の流れを変化させるための駆動機構であって、その構成は、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒとほぼ同様であるため説明を省略する。 The hydraulic motor regulators 46L and 46R are swash plates (yokes) for changing the motor capacities of the traveling hydraulic motors 42L and 42R so as to switch the motor capacities (absorption amounts) of the traveling hydraulic motors 42L and 42R in two stages. ) Is a drive mechanism for changing the flow of pressure oil, and its configuration is substantially the same as that of the hydraulic pump regulators 40L and 40R, and therefore the description thereof is omitted.
油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rは、コントロールポンプ５０から制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介した油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rへの制御用圧油の流入に応じて斜板を傾転駆動し走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最小容量に切り換え、一方、油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rから制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介したタンク２２への制御用圧油の流出に応じて斜板を傾転駆動し走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最大容量に切り換える。 The hydraulic motor regulators 46L and 46R drive the swash plate in response to the flow of the control pressure oil from the control pump 50 to the hydraulic motor regulators 46L and 46R via the control pressure lines 36L and 36R. The motor capacities of the motors 42L and 42R are switched to the minimum capacities, while the swash plate is tilted according to the flow of control pressure oil from the hydraulic motor regulators 46L and 46R to the tank 22 via the control pressure lines 36L and 36R. Drive and switch the motor capacity of the traveling hydraulic motors 42L, 42R to the maximum capacity.
これは、電磁弁１６の故障等により油圧ポンプ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒに制御用圧油を流入させることができない場合に、走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最小容量に固定させてしまうのを防止するためである。 This is because the motor capacity of the traveling hydraulic motors 42L and 42R is fixed to the minimum capacity when the control pressure oil cannot flow into the hydraulic pump regulators 46L and 46R due to a failure of the solenoid valve 16 or the like. It is for preventing.
このようにして、走行用油圧モータ４２L、４２Rは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧を監視しながら、高トルク低回転の一速モード、及び、低トルク高回転の二速モードの二つの出力特性を自動的に切り換えるようにする。 In this manner, the traveling hydraulic motors 42L and 42R monitor the discharge pressures of the hydraulic pumps 10L and 10R, and output the two outputs of the high-torque low-rotation one-speed mode and the low-torque high-rotation two-speed mode. Change the characteristics automatically.
なお、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量は、左右で差を生じさせないよう（左右のクローラの回転速度に差が生じないよう）最大吐出量で維持され、その最大吐出量は、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒにおけるピストンの位置を、機械的に決定される位置に固定させることで実現される。 Note that the discharge amounts of the hydraulic pumps 10L and 10R are maintained at the maximum discharge amount so as not to cause a difference between the left and right (a difference in rotation speed between the left and right crawlers), and the maximum discharge amount is a regulator for the hydraulic pump. This is realized by fixing the positions of the pistons at 40L and 40R to positions determined mechanically.
モードスイッチ６１は、一速モードと二速モードとを切り換えるためキャビン内に取り付けられるスイッチであり、操作者は、必要に応じてスイッチを操作し、一速モードと二速モードとを切り換えるようにする。 The mode switch 61 is a switch mounted in the cabin for switching between the first speed mode and the second speed mode, and the operator operates the switch as necessary to switch between the first speed mode and the second speed mode. To do.
上述のような構成により、ポンプ制御装置１００を搭載する建設機械は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧に基づいて、或いは、操作者のスイッチ操作に基づいて、走行モードを二段階で切り換えながら下部走行体２を直進走行させるようにする。
しかしながら、特許文献１に記載の建設機械は、高トルク低回転の一速モードと低トルク高回転の二速モードの何れにおいても油圧ポンプを最大吐出量となるように駆動するため、整地された平坦地を低速で走行させる等、一速モードにおいて走行のために必要とされるトルクが低い場合であっても、必要以上にエンジン出力を発生させるものとなっており、その分燃費が悪化するという問題がある。 However, the construction machine described in Patent Document 1 is leveled in order to drive the hydraulic pump to a maximum discharge amount in both the high-torque low-rotation one-speed mode and the low-torque high-rotation two-speed mode. Even when the torque required for driving in the 1st speed mode is low, such as when driving on flat ground at low speeds, engine output is generated more than necessary, and fuel consumption deteriorates accordingly. There is a problem.
上述の点に鑑み、本発明は、状況に応じてエネルギーをより効率的に利用しながら油圧モータを駆動し、燃費を改善し得る建設機械を提供することを目的とする。 In view of the above-described points, an object of the present invention is to provide a construction machine that can drive a hydraulic motor while efficiently using energy according to a situation to improve fuel efficiency.
上述の目的を達成するために、第一の発明に係る建設機械は、吐出量可変の油圧ポンプが吐出する圧油により吸収量可変の走行用油圧モータを駆動する建設機械であって、前記油圧ポンプの吐出量を最小流量と最大流量との間で可変調整する吐出量調整手段と、前記走行用油圧モータの吸収量を段階的に切り換える吸収量切り換え手段と、前記油圧ポンプの最小流量と最大流量との間に規定される所定吐出量と段階的に切り換えられる前記走行用油圧モータの吸収量とを選択的に組み合わせて前記走行用油圧モータの出力特性を段階的に制御する出力特性制御手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a construction machine according to a first aspect of the present invention is a construction machine that drives a traveling hydraulic motor with a variable absorption amount by pressure oil discharged by a hydraulic pump with a variable discharge amount, A discharge amount adjusting means for variably adjusting the pump discharge amount between a minimum flow rate and a maximum flow rate; an absorption amount switching means for stepwise switching the absorption amount of the traveling hydraulic motor; and a minimum flow rate and a maximum flow rate of the hydraulic pump. Output characteristic control means for stepwise controlling output characteristics of the traveling hydraulic motor by selectively combining a predetermined discharge amount defined between the flow rate and the absorption amount of the traveling hydraulic motor switched in stages It is characterized by providing.
また、第二の発明は、第一の発明に係る建設機械であって、前記出力特性制御手段は、前記走行用油圧モータの吸収量を最小設定としながら、前記油圧ポンプの吐出量を前記最大流量と所定吐出量との間で選択することで前記走行用油圧モータの出力特性を段階的に制御することを特徴とする。 Further, the second invention is the construction machine according to the first invention, wherein the output characteristic control means sets the discharge amount of the hydraulic pump to the maximum while the absorption amount of the traveling hydraulic motor is set to a minimum. The output characteristic of the traveling hydraulic motor is controlled stepwise by selecting between a flow rate and a predetermined discharge amount.
また、第三の発明は、第一又は第二の発明に係る建設機械であって、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を備え、前記出力特性制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上に増大した場合に、前記走行用油圧モータの吸収量を増大させてより大きな駆動力を発生させることを特徴とする。 The third invention is a construction machine according to the first or second invention, comprising a discharge pressure detecting means for detecting a discharge pressure of the hydraulic pump, wherein the output characteristic control means When the discharge pressure increases to a predetermined pressure or more, the absorption amount of the traveling hydraulic motor is increased to generate a larger driving force.
また、第四の発明に係る建設機械は、吸収量を二段階に切り換え可能な走行用油圧モータと、該走行用油圧モータに作動油を供給する吐出量可変の油圧ポンプと、該走行用油圧モータと該油圧ポンプとを接続する油圧回路とを備えた建設機械であって、前記油圧ポンプの吐出量を最小流量と最大流量との間で調整する吐出量調整手段と、前記走行用油圧モータの吸収量を、最大吸収量の第一状態と、最小吸収量の第二状態との間で切り換える吸収量切り換え手段と、走行速度により区分される複数の走行モードのうちのいずれかを選択する選択手段と、前記選択手段により、最低走行速度に対応する走行モードが選択された場合に、前記走行用油圧モータの吸収量を第二状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最小流量と前記最大流量との間に規定される所定吐出量となるように前記吐出量調整手段を作動させる出力特性制御手段とを備えることを特徴とする。 A construction machine according to a fourth aspect of the present invention includes a traveling hydraulic motor capable of switching the absorption amount in two stages, a variable discharge hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the traveling hydraulic motor, and the traveling hydraulic pressure A construction machine comprising a motor and a hydraulic circuit for connecting the hydraulic pump, the discharge amount adjusting means for adjusting the discharge amount of the hydraulic pump between a minimum flow rate and a maximum flow rate, and the traveling hydraulic motor The absorption amount switching means for switching the absorption amount between the first state of the maximum absorption amount and the second state of the minimum absorption amount, and a plurality of traveling modes classified by the traveling speed are selected. When the travel mode corresponding to the minimum travel speed is selected by the selection means and the selection means, the absorption amount switching means is operated so as to switch the absorption amount of the traveling hydraulic motor to the second state, Serial discharge amount of the hydraulic pump is characterized in that an output characteristic control means for operating the discharge amount adjusting means such that the predetermined discharge amount defined between said minimum flow rate and the maximum flow rate.
また、第五の発明は、第四の発明に係る建設機械であって、前記建設機械の走行負荷を検出する走行負荷検出手段を備え、前記出力特性制御手段は、前記走行負荷検出手段により検出された走行負荷が所定値以上である場合に、前記選択手段により選択された走行モードに係わらず、前記走行用油圧モータの吸収量を第一状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最大流量となるように前記吐出量調整手段を作動させることを特徴とする。 The fifth invention is a construction machine according to the fourth invention, comprising travel load detecting means for detecting a travel load of the construction machine, wherein the output characteristic control means is detected by the travel load detecting means. When the travel load thus set is equal to or greater than a predetermined value, the absorption amount switching means is operated so as to switch the absorption amount of the traveling hydraulic motor to the first state regardless of the travel mode selected by the selection means. In addition, the discharge amount adjusting means is operated so that the discharge amount of the hydraulic pump becomes the maximum flow rate.
また、第六の発明は、第五の発明に係る建設機械であって、前記走行負荷検出手段は、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段であり、前記出力特性制御手段は、前記吐出圧検出手段により検出された前記油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上である場合に、前記選択手段により選択された走行モードに係わらず、前記走行用油圧モータの吸収量を第一状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最大流量となるように前記吐出量調整手段を作動させることを特徴とする。 The sixth invention is a construction machine according to the fifth invention, wherein the traveling load detecting means is a discharge pressure detecting means for detecting a discharge pressure of the hydraulic pump, and the output characteristic control means is When the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the discharge pressure detection means is equal to or higher than a predetermined pressure, the absorption amount of the travel hydraulic motor is set to the first state regardless of the travel mode selected by the selection means. The absorption amount switching means is operated so as to be switched, and the discharge amount adjusting means is operated so that the discharge amount of the hydraulic pump becomes the maximum flow rate.
上述の手段により、本発明は、状況に応じてエネルギーをより効率的に利用しながら油圧モータを駆動し、燃費を改善し得る建設機械を提供することができる。 With the above-described means, the present invention can provide a construction machine that can improve fuel efficiency by driving a hydraulic motor while using energy more efficiently according to the situation.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図３〜図６は、本発明に係る建設機械に搭載されるポンプ制御装置の油圧回路図であり、ポンプ制御装置２００の構成は、図２のポンプ制御装置１００の構成と比較すると、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒ、シャトル弁３９Ｌ、３９Ｒ、及び、電磁比例減圧弁１７を有する点で相違し、その他の点で共通する。 3 to 6 are hydraulic circuit diagrams of a pump control device mounted on a construction machine according to the present invention. The configuration of the pump control device 200 is compared with the configuration of the pump control device 100 of FIG. It differs in that it has the paths 38L, 38R, the shuttle valves 39L, 39R, and the electromagnetic proportional pressure reducing valve 17, and is common in other points.
従って、共通する構成要素については同じ参照符号を用いて参照することとし、それらの説明を省略することとする。 Therefore, common components are referred to by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
また、ポンプ制御装置２００は、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒを一速モード（モータ容量：最大、ポンプ吐出量：最大）及び二速モード（モータ容量：最小、ポンプ吐出量：最大）の二つの出力特性間でのみ切り換え可能な、従来のポンプ制御装置１００と異なり、第一モード（モータ容量：最小、ポンプ吐出量：所定値）、第二モード（モータ容量：最小、ポンプ吐出量：最大）、及び、第三モード（モータ容量：最大、ポンプ吐出量：最大）の三つの出力特性を切り替え可能となっている。なお、最大ポンプ吐出量は、例えば、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの油圧ポンプ仕様上の最大吐出量の１００％に設定され、ポンプ吐出量の所定値は、その油圧ポンプ仕様上の最大吐出量の６１％に設定されるものとするが、最大ポンプ吐出量がその油圧ポンプ仕様上の最大吐出量の９０％に設定され、ポンプ吐出量の所定値がその油圧ポンプ仕様上の最大吐出量の５５％に設定されるようにしてもよい。 Further, the pump control apparatus 200 operates the traveling hydraulic motors 42L and 42R in two speed modes (motor capacity: maximum, pump discharge amount: maximum) and two-speed mode (motor capacity: minimum, pump discharge amount: maximum). Unlike the conventional pump control device 100, which can be switched only between output characteristics, the first mode (motor capacity: minimum, pump discharge amount: predetermined value), the second mode (motor capacity: minimum, pump discharge amount: maximum) And three output characteristics of the third mode (motor capacity: maximum, pump discharge amount: maximum) can be switched. The maximum pump discharge amount is set to, for example, 100% of the maximum discharge amount on the hydraulic pump specifications of the hydraulic pumps 10L and 10R, and the predetermined value of the pump discharge amount is 61 of the maximum discharge amount on the hydraulic pump specification. The maximum pump discharge amount is set to 90% of the maximum discharge amount on the hydraulic pump specification, and the predetermined value of the pump discharge amount is 55% of the maximum discharge amount on the hydraulic pump specification. You may make it set to.
いずれにしても、ポンプ吐出量の所定値は、従来の一速モード（モータ容量：最大、ポンプ吐出量：最大）における走行速度と、第一モード（モータ容量：最小、ポンプ吐出量：所定値）における走行速度とが、ほぼ同一となるように適宜設定すればよい。 In any case, the predetermined value of the pump discharge amount is the traveling speed in the conventional one-speed mode (motor capacity: maximum, pump discharge amount: maximum) and the first mode (motor capacity: minimum, pump discharge amount: predetermined value). The traveling speed in () may be set as appropriate so as to be substantially the same.
また、ネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流で発生させた圧力を油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒの制御圧として油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒに伝達している状態では、ポンプ吐出量は、ネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流で発生させた圧力に応じて設定される。ポンプ吐出量は、例えば、その圧力が１ＭＰａ以下のときに最大流量、２．５ＭＰａ以上のときに最小流量、１〜２．５ＭＰａの範囲の中間圧のときにその圧力に応じた中間流量となる。 In the state where the pressure generated upstream of the negative control throttles 20L and 20R is transmitted to the hydraulic pump regulators 40L and 40R as the control pressure of the hydraulic pump regulators 40L and 40R, the pump discharge amount is the negative control throttle. It is set according to the pressure generated upstream of 20L and 20R. The pump discharge amount is, for example, a maximum flow rate when the pressure is 1 MPa or less, a minimum flow rate when the pressure is 2.5 MPa or more, and an intermediate flow rate corresponding to the pressure when the intermediate pressure is in the range of 1 to 2.5 MPa. .
破線で示される制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒはそれぞれ、電磁比例減圧弁１７と油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒとを接続する管路であり、管路中にシャトル弁３９Ｌ、３９Ｒを配置する。 Control pressure pipes 38L and 38R indicated by broken lines are pipes connecting the electromagnetic proportional pressure reducing valve 17 and the hydraulic pump regulators 40L and 40R, respectively, and shuttle valves 39L and 39R are arranged in the pipes.
シャトル弁３９Ｌは、制御圧管路３２Ｌ内の制御用圧油及び制御圧管路３８Ｌ内の制御用圧油のうち圧力が高い方の制御用圧油を油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ内に流入させ、シャトル弁３９Ｒは、制御圧管路３２Ｒ内の制御用圧油及び制御圧管路３８Ｒ内の制御用圧油のうち圧力が高い方の制御用圧油を油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｒ内に流入させる。 The shuttle valve 39L causes the control pressure oil having a higher pressure out of the control pressure oil in the control pressure line 32L and the control pressure oil in the control pressure line 38L to flow into the hydraulic pump regulator 40L. 39R causes the control pressure oil having the higher pressure out of the control pressure oil in the control pressure line 32R and the control pressure oil in the control pressure line 38R to flow into the hydraulic pump regulator 40R.
電磁比例減圧弁１７は、メインコントローラ６０が供給する制御電流に応じてコントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒに流入させたり、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒ内の制御用圧油をタンク２２に排出させたりして、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒにおける制御用圧油の流出入を切り換え、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を段階的（例えば、「所定流量モード（複数設定可能）」、「高流量モード」である。）に切り換えられるようにする。 The electromagnetic proportional pressure reducing valve 17 causes control pressure oil discharged from the control pump 50 to flow into the control pressure lines 38L and 38R according to a control current supplied from the main controller 60, or for control in the control pressure lines 38L and 38R. The pressure oil is discharged into the tank 22 to switch the control oil in and out of the hydraulic pump regulators 40L and 40R, and the discharge amount of the hydraulic pumps 10L and 10R is changed stepwise (for example, “predetermined flow rate mode (multiple It is possible to switch between “Settable)” and “High flow mode”.
また、モードスイッチ６１は、下部走行体２を高速で走行させる「高速モード」と低速で走行させる「低速モード」とを切り換えられるようにする。 Further, the mode switch 61 can switch between a “high speed mode” in which the lower traveling body 2 travels at a high speed and a “low speed mode” in which the lower traveling body 2 travels at a low speed.
図３は、待機モードにおけるポンプ制御装置２００の状態を示し、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒは、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で制御圧を発生させ、矢印Ａで示されるように、制御圧管路３２L、３２Rを介してその制御圧で油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rに制御用圧油を流入させる。 FIG. 3 shows the state of the pump control apparatus 200 in the standby mode. The hydraulic pumps 10L and 10R generate a control pressure upstream of the negative control throttles 20L and 20R, and as indicated by an arrow A, the control pressure line 32L. The control pressure oil is caused to flow into the hydraulic pump regulators 40L and 40R with the control pressure through the 32R.
その後、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、制御用圧油の流入に応じて自身のピストンを移動させ、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの斜板を傾転駆動し、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を最小設定まで低減させるようにする。 Thereafter, the hydraulic pump regulators 40L and 40R move their pistons in response to the inflow of the control pressure oil, drive the swash plates of the hydraulic pumps 10L and 10R to tilt, and discharge the hydraulic pumps 10L and 10R. Reduce to the minimum setting.
図４は、第一モードにおけるポンプ制御装置２００の状態を示し、メインコントローラ６０は、例えば、モードスイッチ６１の出力を受け、「低速モード」が選択されており、走行操作レバー（図示せず。）の操作内容（例えば、前進、後進、ピボットターン又はスピンターン（超信地旋回）である。）を示す操作内容信号を受け、下部走行体２を前進又は後進させるとの操作内容を検出した場合に、制御電流を電磁弁１６に供給すると共に電磁比例減圧弁１７に供給する（メインコントローラ６０から伸びる電流線は、制御電流を供給している状態を黒色で表し、制御電流を供給していない状態を灰色で表す）。 FIG. 4 shows the state of the pump control apparatus 200 in the first mode. The main controller 60 receives, for example, the output of the mode switch 61, the “low speed mode” is selected, and the travel operation lever (not shown). ) Operation content (for example, forward, reverse, pivot turn or spin turn (super-spinning)) is received, and the operation content for moving the lower traveling body 2 forward or backward is detected. In this case, the control current is supplied to the electromagnetic valve 16 and supplied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 17 (the current line extending from the main controller 60 represents the state in which the control current is supplied in black, and the control current is being supplied. Not shown in gray).
なお、図中灰色の矢印で示す圧油の流れは、図５及び図６における黒色の矢印で示す圧油の流れに比べ、その流量が小さいことを表す。 In addition, the flow of the pressure oil shown by the gray arrow in a figure represents that the flow volume is small compared with the flow of the pressure oil shown by the black arrow in FIG.5 and FIG.6.
制御電流の供給を受けた電磁弁１６は、矢印Ｂで示されるように、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を、制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介して油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒ内に流入させ、コントロールポンプ５０からの制御用圧油の流入を受けた油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒは、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最小容量に切り換えている。 As indicated by arrow B, the solenoid valve 16 that has received the control current supplies the control pressure oil discharged from the control pump 50 into the hydraulic motor regulators 46L and 46R via the control pressure lines 36L and 36R. The hydraulic motor regulators 46L and 46R that have been introduced and received the control pressure oil from the control pump 50 switch the motor capacity of the traveling hydraulic motors 42L and 42R to the minimum capacity.
また、制御電流の供給を受けた電磁比例減圧弁１７は、矢印Ｃで示されるように、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒを介して油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内に流入させる。 Further, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 17 which has received the supply of the control current supplies the control pressure oil discharged from the control pump 50 to the hydraulic pump regulator 40L via the control pressure lines 38L and 38R as indicated by an arrow C. , 40R.
このとき、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒから油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内に流入する制御用圧油の制御圧（コントロールポンプ５０の吐出圧）は、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒを駆動させるときのネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒにおける制御圧よりも高くなるよう所定圧に設定されており、シャトル弁３９Ｌ、３９Ｒは、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内に流入させるようにする。 At this time, the control pressure of the control pressure oil flowing into the hydraulic pump regulators 40L, 40R from the control pressure lines 38L, 38R (the discharge pressure of the control pump 50) is used when driving the traveling hydraulic motors 42L, 42R. The pressure is set to be higher than the control pressure in the negative control throttles 20L and 20R, and the shuttle valves 39L and 39R flow the control pressure oil discharged from the control pump 50 into the hydraulic pump regulators 40L and 40R. I will let you.
従って、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油が、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒに流入し、ネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒで発生し制御圧管路３２Ｌ、３２Ｒを介して油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒに伝えられる制御圧が低下したとしても、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒから流入する所定圧に応じて、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒのピストンの位置が決定され、このピストンの位置に応じて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの斜板が傾転駆動され、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を所定値に切り換える。 Accordingly, the pressure oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R flows into the traveling hydraulic motors 42L and 42R, is generated in the negative control throttles 20L and 20R, and is supplied to the hydraulic pump regulators 40L and 40R via the control pressure lines 32L and 32R. Even if the control pressure transmitted to the pressure decreases, the positions of the pistons of the hydraulic pump regulators 40L and 40R are determined according to the predetermined pressure flowing in from the control pressure lines 38L and 38R, and the hydraulic pump is determined according to the positions of the pistons. The swash plates of 10L and 10R are tilted and the discharge amounts of the hydraulic pumps 10L and 10R are switched to predetermined values.
このようにして、ポンプ制御装置２００は、モータ容量を最小とし、かつ、ポンプ吐出量を所定値とし、所定の走行速度（例えば、３．４ｋｍ／ｈである。）を維持しながら、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油が発生させる管路における圧力損失（熱となって消費されるエネルギー）を低減させる第一モードを実現する。 In this way, the pump control device 200 minimizes the motor capacity, sets the pump discharge amount to a predetermined value, and maintains a predetermined traveling speed (for example, 3.4 km / h) while maintaining a hydraulic pump. A first mode for reducing pressure loss (energy consumed as heat) in a pipe line generated by pressure oil discharged from 10L and 10R is realized.
なお、ポンプ制御装置２００は、第一モードを採用した場合であっても、圧力センサ６２により油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧が所定圧を上回ったこと（走行負荷が大きいこと）を検出した場合には、メインコントローラ６０からの電磁弁１６への制御電流の供給を中止すると共に電磁比例減圧弁１７への制御電流の供給を中止し、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を最大設定に切り換えて第三モードを実現させるようにする。トルク不足により下部走行体２を停止させてしまうことがないようにするためである。 Even when the pump control apparatus 200 adopts the first mode, the pressure sensor 62 detects that the discharge pressures of the hydraulic pumps 10L and 10R have exceeded a predetermined pressure (ie, the traveling load is large). The supply of control current from the main controller 60 to the electromagnetic valve 16 is stopped and the supply of control current to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 17 is stopped, and the discharge amounts of the hydraulic pumps 10L and 10R are switched to the maximum setting. The third mode is realized. This is to prevent the lower traveling body 2 from being stopped due to insufficient torque.
図５は、第二モード（従来の「二速モード」に相当する。）におけるポンプ制御装置２００の状態を示し、メインコントローラ６０は、例えば、前進又は後進走行操作時に、モードスイッチ６１の出力を受け、「高速モード」が選択されたことを検出した場合には、電磁弁１６に制御電流を供給し、電磁比例減圧弁１７に制御電流を供給しない。 FIG. 5 shows the state of the pump control device 200 in the second mode (corresponding to the conventional “second speed mode”). The main controller 60 outputs the output of the mode switch 61, for example, during forward or reverse travel operation. If it is detected that the “high speed mode” is selected, the control current is supplied to the electromagnetic valve 16 and the control current is not supplied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 17.
制御電流の供給を受けた電磁弁１６は、矢印Ｂで示されるように、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を、制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介して油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒ内に流入させ、コントロールポンプ５０からの制御用圧油の流入を受けた油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒは、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最小容量に切り換える。 As indicated by arrow B, the solenoid valve 16 that has received the control current supplies the control pressure oil discharged from the control pump 50 into the hydraulic motor regulators 46L and 46R via the control pressure lines 36L and 36R. The hydraulic motor regulators 46L and 46R that have been supplied and have received the control hydraulic oil from the control pump 50 switch the motor capacities of the traveling hydraulic motors 42L and 42R to the minimum capacity.
制御電流の供給を受けない電磁比例減圧弁１７は、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内の制御用圧油を制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒを介してタンク２２に排出させる位置となり、これにより油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を最大設定に切り換える。 The electromagnetic proportional pressure reducing valve 17 that is not supplied with the control current is in a position for discharging the control pressure oil in the hydraulic pump regulators 40L and 40R to the tank 22 via the control pressure lines 38L and 38R. The regulators 40L and 40R switch the discharge amounts of the hydraulic pumps 10L and 10R to the maximum setting.
このとき、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油は、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒに流入するので、ネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒで発生し制御圧管路３２Ｌ、３２Ｒを介して油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒに伝えられる制御圧も低下しているので、この最大設定への切り換えが妨げられることはない。 At this time, since the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R flows into the traveling hydraulic motors 42L and 42R, the hydraulic oil is generated in the negative control throttles 20L and 20R, and the hydraulic pump regulator 40L via the control pressure lines 32L and 32R. Since the control pressure transmitted to 40R is also lowered, the switching to the maximum setting is not hindered.
このようにして、ポンプ制御装置２００は、モータ容量を最小とし、かつ、ポンプ吐出量を最大とし、最小トルクながらも最高速度（例えば、５．６ｋｍ／ｈである。）を発生させる第二モードを実現する。 In this way, the pump control apparatus 200 minimizes the motor capacity, maximizes the pump discharge amount, and generates the maximum speed (for example, 5.6 km / h) while minimizing torque. Is realized.
なお、ポンプ制御装置２００は、第二モードを採用した場合であっても、圧力センサ６２により油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧が所定圧を上回ったこと（走行負荷が大きいこと）を検出した場合には、メインコントローラ６０から電磁比例減圧弁１７への制御電流の供給を中止したまま電磁弁１６への制御電流の供給も中止し、油圧ポンプ４０Ｌ、４０Ｒの吐出量を最大設定としたまま走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最大容量に切り換えて第三モードを実現させるようにする。トルク不足により下部走行体２を停止させてしまうことがないようにするためである。 In addition, even when the pump control apparatus 200 adopts the second mode, the pressure sensor 62 detects that the discharge pressures of the hydraulic pumps 10L and 10R have exceeded a predetermined pressure (the travel load is large). The control current from the main controller 60 to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 17 is stopped, the control current is also stopped from being supplied to the electromagnetic valve 16, and the discharge amount of the hydraulic pumps 40L and 40R is set to the maximum setting. The third mode is realized by switching the motor capacity of the hydraulic motors 42L, 42R to the maximum capacity. This is to prevent the lower traveling body 2 from being stopped due to insufficient torque.
図６は、第三モード（従来の「一速モード」に相当する。）におけるポンプ制御装置２００の状態を示し、メインコントローラ６０は、例えば、第一モードで走行している状態で、圧力センサ６２により油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧が所定圧を上回ったこと（走行負荷が大きいこと）を検出した場合に、電磁弁１６への制御電流の供給を中止すると共に電磁比例減圧弁１７への制御電流の供給を中止する。 FIG. 6 shows the state of the pump control device 200 in the third mode (corresponding to the conventional “first speed mode”). The main controller 60 is, for example, a pressure sensor in a state of traveling in the first mode. When it is detected by 62 that the discharge pressures of the hydraulic pumps 10L and 10R have exceeded a predetermined pressure (the driving load is large), the supply of the control current to the solenoid valve 16 is stopped and the solenoid proportional pressure reducing valve 17 is supplied. Stop supplying control current.
制御電流の供給を受けない電磁弁１６は、油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒ内の制御用圧油を制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介してタンク２２に排出させる位置となり、これにより油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒは、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最大容量に切り換える（図６の走行用圧油モータ４２Ｌ、４２Ｒの大きさは、図４及び図５のものより大きく、モータ容量が最大容量であることを表す。）。 The solenoid valve 16 that is not supplied with the control current is in a position to discharge the control pressure oil in the hydraulic motor regulators 46L, 46R to the tank 22 via the control pressure lines 36L, 36R, and thereby the hydraulic motor regulator 46L. , 46R switches the motor capacity of the traveling hydraulic motors 42L, 42R to the maximum capacity (the traveling pressure oil motors 42L, 42R in FIG. 6 are larger than those in FIGS. 4 and 5, and the motor capacity is maximum). Represents capacity.)
制御電流の供給を受けない電磁比例減圧弁１７は、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内の制御用圧油を、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒを介してタンク２２に排出させる位置となり、これにより油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を最大設定に切り換える。 The electromagnetic proportional pressure reducing valve 17 that is not supplied with the control current is in a position for discharging the control pressure oil in the hydraulic pump regulators 40L and 40R to the tank 22 via the control pressure lines 38L and 38R. The regulators 40L and 40R switch the discharge amount of the hydraulic pumps 10L and 10R to the maximum setting.
このようにして、ポンプ制御装置２００は、モータ容量を最大とし、かつ、ポンプ吐出量を最大とし、走行負荷が大きい場合であっても最大トルクで所定速度（例えば、３．４ｋｍ／ｈである。）を維持しながら第三モードを実現する。 In this way, the pump control apparatus 200 maximizes the motor capacity, maximizes the pump discharge amount, and is at a predetermined speed (for example, 3.4 km / h) with the maximum torque even when the traveling load is large. )) While maintaining the third mode.
なお、上述において、ポンプ制御装置２００は、下部走行体２の前進又は後進開始時に第一モードを実現させるようにするが、下部走行体２の前進又は後進開始時には常に第三モードを採用するようにし、発進性能を確保し、発進後に第一モードに切り換えるようにしてもよい。 In the above description, the pump control device 200 realizes the first mode when the lower traveling body 2 starts moving forward or backward, but always adopts the third mode when the lower traveling body 2 starts moving forward or backward. The start performance may be ensured, and the first mode may be switched after the start.
また、上述において、メインコントローラ６０は、例えば、走行操作レバー（図示せず。）の操作内容を示す操作内容信号を受け、下部走行体２をインチングにより徐々に前進又は後進させるとの操作内容を検出した場合に、電礎弁１６に制御電流を供給せずに電磁比例減圧弁１７に制御電流を供給して、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最大容量に切り換え、また、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を所定値とする第四モードを実現しながら発進時のインチング操作を実施させ、その後に第一モードに切り換えるようにしてもよい。 In the above description, the main controller 60 receives, for example, an operation content signal indicating the operation content of a travel operation lever (not shown), and performs an operation content for gradually moving the lower traveling body 2 forward or backward by inching. If detected, the control current is supplied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 17 without supplying the control current to the foundation valve 16, and the motor capacity of the traveling hydraulic motors 42L, 42R is switched to the maximum capacity. The inching operation at the time of starting may be performed while realizing the fourth mode in which the discharge amounts of 10L and 10R are predetermined values, and then the mode may be switched to the first mode.
また、上述において、モードスイッチ６１は、「高速モード」及び「低速モード」の二つのモードを切り換えられるようにするが、「第一モード」、「第二モード」及び「第三モード」の三つのモードを直接切り換えられるようにしてもよいし、更に上記の「第四モード」をそれに加えて四つのモードを直接切り換えられるようにしてもよい。 In the above description, the mode switch 61 can switch between the two modes of “high speed mode” and “low speed mode”. The three modes “first mode”, “second mode”, and “third mode” are provided. The four modes may be switched directly, or the above-mentioned “fourth mode” may be added thereto so that the four modes can be switched directly.
また、ポンプ制御装置２００は、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒの出力特性を切り換えながら油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油が発生させる管路における圧力損失を低減させるが、同様に、旋回用モータ４４を複数段階の吸収量間で切り換え可能な構成として、旋回用油圧モータ４４の作動時にその出力特性を切り換えて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油が発生させる管路における圧力損失を低減することもできる。 In addition, the pump control device 200 reduces the pressure loss in the pipeline generated by the pressure oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R while switching the output characteristics of the traveling hydraulic motors 42L and 42R. 44 is configured to be able to switch between a plurality of stages of absorption, and its output characteristics are switched when the turning hydraulic motor 44 is operated to reduce the pressure loss in the pipeline that generates the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 10L, 10R. You can also.
また、ポンプ制御装置２００は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのポンプ吐出量を所定値とする場合に、エンジン回転数を低減させるようにしてもよい。そのポンプ吐出量を実現するために必要十分なエンジン回転数を採用して、エンジンの燃費を改善するためである。 Further, the pump control device 200 may reduce the engine speed when the pump discharge amount of the hydraulic pumps 10L and 10R is set to a predetermined value. This is because the engine rotational speed necessary and sufficient to realize the pump discharge amount is adopted to improve the fuel consumption of the engine.
なお、ポンプ制御装置２００は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのポンプ吐出量を低減することで不要となったエンジン出力を他の用途（例えば、オルタネータによる発電である。）に配分させるようにしてもよい。 Note that the pump control apparatus 200 may distribute the engine output that has become unnecessary by reducing the pump discharge amount of the hydraulic pumps 10L and 10R to other uses (for example, power generation by an alternator). .
以上の構成により、ポンプ制御装置２００を搭載した建設機械は、エネルギーをより効率的に利用しながら油圧モータを駆動することができる。 With the above configuration, the construction machine equipped with the pump control device 200 can drive the hydraulic motor while using energy more efficiently.
なお、特許請求の範囲における「吐出量調整手段」は、上述の実施例における「油圧ポンプ用レギュレータ」を含み、特許請求の範囲における「吸収量切り換え手段」は、上述の実施例における「油圧モータ用レギュレータ」を含むものとする。 The “discharge amount adjusting means” in the claims includes the “hydraulic pump regulator” in the above-described embodiment, and the “absorption amount switching means” in the claims is the “hydraulic motor” in the above-described embodiments. Regulator "is included.
また、特許請求の範囲における「選択手段」は、上述の実施例における「モードスイッチ」を含み、特許請求の範囲における「吐出圧検出手段」は、上述の実施例における「圧力センサ」を含み、特許請求の範囲における「出力特性制御手段」は、上述の実施例における「メインコントローラ」を含むものとする。 Further, the “selection means” in the claims includes the “mode switch” in the above-described embodiment, and the “discharge pressure detection means” in the claims includes the “pressure sensor” in the above-described embodiment, The “output characteristic control means” in the claims includes the “main controller” in the above-described embodiment.
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes are within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
例えば、上述の実施例において、圧力センサ６２は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧のうち高い方の吐出圧のみを検出するが、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのそれぞれの吐出圧を検出できるよう個別に取り付けられていてもよく、或いは、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒの内部に取り付けられ、下部走行体２の走行負荷をより直接的に検出するようにしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the pressure sensor 62 detects only the higher one of the discharge pressures of the hydraulic pumps 10L and 10R, but individually so that the discharge pressures of the hydraulic pumps 10L and 10R can be detected. It may be attached, or it may be attached inside the traveling hydraulic motors 42L, 42R, and the traveling load of the lower traveling body 2 may be detected more directly.
なお、ポンプ制御装置２００は、油圧ショベル１の傾斜度（走行路の傾斜度）を測定する傾斜センサや走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒにおける回転軸の回転角度を検出する回転角センサ等の出力に基づいて下部走行体２の走行負荷を検出するようにしてもよい。 Note that the pump control device 200 outputs to an output of a tilt sensor that measures the tilt of the excavator 1 (the tilt of the travel path), a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the rotating shaft in the travel hydraulic motors 42L and 42R, and the like. Based on this, the traveling load of the lower traveling body 2 may be detected.
また、上述の実施例において、ポンプ制御装置２００は、オープンセンタ・ネガティブコントロール制御を採用するが、オープンセンタ・ポジティブコントロール制御又はクローズドセンタ・ロードセンシング制御等の他の制御方式を採用してもよい。 In the above-described embodiment, the pump control device 200 employs open center / negative control control, but may employ other control methods such as open center / positive control control or closed center / load sensing control. .
また、上述の実施例において、油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rは、走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を二段階で切り換えるが、三段階以上で切り換えてもよい。 In the above-described embodiment, the hydraulic motor regulators 46L and 46R switch the motor capacities of the traveling hydraulic motors 42L and 42R in two stages, but they may be switched in three or more stages.
また、上述の実施例において、油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rは、コントロールポンプ５０から油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rに制御用圧油が流入した場合に走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最小容量に切り換え、一方、油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rからタンク２２へ制御用圧油が流出した場合に走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最大容量に切り換えるが、制御用圧油が流出した場合にモータ容量を最小容量に切り換え、一方で、制御用圧油が流入した場合にモータ容量を最大容量に切り換えるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the hydraulic motor regulators 46L and 46R minimize the motor capacity of the traveling hydraulic motors 42L and 42R when the control pressure oil flows from the control pump 50 into the hydraulic motor regulators 46L and 46R. On the other hand, when the control pressure oil flows out from the hydraulic motor regulators 46L and 46R to the tank 22, the motor capacity of the traveling hydraulic motors 42L and 42R is switched to the maximum capacity, but the control pressure oil flows out. In this case, the motor capacity may be switched to the minimum capacity, while the motor capacity may be switched to the maximum capacity when the control pressure oil flows.
また、上述の実施例において、ポンプ制御装置２００は、単一の電磁比例減圧弁１７によって油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒの両方への制御用圧油の流出入を制御するようにしているが、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒのそれぞれに対応する複数の電磁比例減圧弁１７によって油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒのそれぞれへの制御用圧油の流出入を制御して、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのポンプ吐出量を個別に調整できるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the pump control apparatus 200 controls the flow of control pressure oil into and out of both the hydraulic pump regulators 40L and 40R by the single electromagnetic proportional pressure reducing valve 17. The flow of control pressure oil to and from the hydraulic pump regulators 40L and 40R is controlled by the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 17 corresponding to the hydraulic pump regulators 40L and 40R, respectively. You may enable it to adjust discharge amount separately.
１・・・油圧ショベル ２・・・下部走行体 ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０L、１０R・・・油圧ポンプ １１・・・走行直進弁 １２Ｌ、１２Ｒ、１３、１４Ｌ、１４Ｒ、１５Ｌ、１５Ｒ・・・切換弁 １６・・・電磁弁 １７・・・電磁比例減圧弁 ２０Ｌ、２０Ｒ・・・ネガティブコントロール絞り ２２・・・タンク ３０Ｌ、３０Ｒ・・・センターバイパス管路 ３２Ｌ、３２Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒ、３４Ｃ、３６Ｌ、３６Ｒ、３８Ｌ、３８Ｒ・・・制御圧管路 ３４Ｖ、３９Ｌ、３９Ｒ・・・シャトル弁 ４０Ｌ、４０Ｒ・・・油圧ポンプ用レギュレータ ４２Ｌ、４２Ｒ・・・走行用油圧モータ ４４・・・旋回用油圧モータ ４６Ｌ、４６Ｒ・・・油圧モータ用レギュレータ ５０・・・コントロールポンプ ６０・・・メインコントローラ ６１・・・モードスイッチ ６２・・・圧力センサ １００、２００・・・ポンプ制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hydraulic excavator 2 ... Lower traveling body 3 ... Upper turning body 4 ... Boom 5 ... Arm 6 ... Bucket 7 ... Boom cylinder 8 ... Arm cylinder 9 ... Bucket cylinder 10L, 10R ... Hydraulic pump 11 ... Direct running valve 12L, 12R, 13, 14L, 14R, 15L, 15R ... Switching valve 16 ... Solenoid valve 17 ... Electromagnetic proportional pressure reducing valve 20L, 20R ... Negative control throttle 22 ... Tank 30L, 30R ... Center bypass line 32L, 32R, 34L, 34R, 34C, 36L, 36R, 38L, 38R ... Control pressure line 34V, 39L 39R ... Shuttle valve 40L, 40R ... Hydraulic pump regulator 42L, 42R ... Travel hydraulic motor 44 ... Turning Use hydraulic motors 46L, 46R ... hydraulic motor regulator 50 ... control pump 60 ... main controller 61 ... Mode Switch 62 ... pressure sensor 100, 200 ... pump controller
Claims (6)
前記油圧ポンプの吐出量を最小流量と最大流量との間で可変調整する吐出量調整手段と、
前記走行用油圧モータの吸収量を段階的に切り換える吸収量切り換え手段と、
前記油圧ポンプの最小流量と最大流量との間に規定される所定吐出量と段階的に切り換えられる前記走行用油圧モータの吸収量とを選択的に組み合わせて前記走行用油圧モータの出力特性を段階的に制御する出力特性制御手段と、
を備えることを特徴とする建設機械。 A construction machine that drives a traveling hydraulic motor with variable amount of absorption by pressure oil discharged by a hydraulic pump with variable amount of discharge,
A discharge amount adjusting means for variably adjusting a discharge amount of the hydraulic pump between a minimum flow rate and a maximum flow rate;
Absorption amount switching means for stepwise switching the absorption amount of the traveling hydraulic motor;
The output characteristic of the traveling hydraulic motor is stepped by selectively combining a predetermined discharge amount defined between a minimum flow rate and a maximum flow rate of the hydraulic pump and an absorption amount of the traveling hydraulic motor switched stepwise. Output characteristic control means for controlling automatically,
A construction machine comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。 The output characteristic control means outputs the output of the traveling hydraulic motor by selecting the discharge amount of the hydraulic pump between the maximum flow rate and a predetermined discharge amount while setting the absorption amount of the traveling hydraulic motor to a minimum. To control the characteristics step by step,
The construction machine according to claim 1.
前記出力特性制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上に増大した場合に、前記走行用油圧モータの吸収量を増大させてより大きな駆動力を発生させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械。 A discharge pressure detecting means for detecting a discharge pressure of the hydraulic pump;
The output characteristic control means increases the amount of absorption of the traveling hydraulic motor to generate a larger driving force when the discharge pressure of the hydraulic pump increases to a predetermined pressure or higher.
The construction machine according to claim 1 or 2, characterized in that.
前記油圧ポンプの吐出量を最小流量と最大流量との間で調整する吐出量調整手段と、
前記走行用油圧モータの吸収量を、最大吸収量の第一状態と、最小吸収量の第二状態との間で切り換える吸収量切り換え手段と、
走行速度により区分される複数の走行モードのうちのいずれかを選択する選択手段と、
前記選択手段により、最低走行速度に対応する走行モードが選択された場合に、前記走行用油圧モータの吸収量を第二状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最小流量と前記最大流量との間に規定される所定吐出量となるように前記吐出量調整手段を作動させる出力特性制御手段と、
を備えることを特徴とする建設機械。 A traveling hydraulic motor capable of switching the absorption amount in two stages, a hydraulic pump having a variable discharge amount for supplying hydraulic oil to the traveling hydraulic motor, and a hydraulic circuit connecting the traveling hydraulic motor and the hydraulic pump; A construction machine comprising
A discharge amount adjusting means for adjusting a discharge amount of the hydraulic pump between a minimum flow rate and a maximum flow rate;
Absorption amount switching means for switching the absorption amount of the traveling hydraulic motor between the first state of the maximum absorption amount and the second state of the minimum absorption amount;
A selection means for selecting one of a plurality of travel modes classified by the travel speed;
When the travel mode corresponding to the minimum travel speed is selected by the selection unit, the absorption amount switching unit is operated so as to switch the absorption amount of the traveling hydraulic motor to the second state, and the hydraulic pump Output characteristic control means for operating the discharge amount adjusting means so that the discharge amount becomes a predetermined discharge amount defined between the minimum flow rate and the maximum flow rate;
A construction machine comprising:
前記出力特性制御手段は、前記走行負荷検出手段により検出された走行負荷が所定値以上である場合に、前記選択手段により選択された走行モードに係わらず、前記走行用油圧モータの吸収量を第一状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最大流量となるように前記吐出量調整手段を作動させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の建設機械。 A running load detecting means for detecting the running load of the construction machine;
When the traveling load detected by the traveling load detection unit is equal to or greater than a predetermined value, the output characteristic control unit determines the amount of absorption of the traveling hydraulic motor regardless of the traveling mode selected by the selection unit. Actuating the absorption amount switching means to switch to one state, and actuate the discharge amount adjusting means so that the discharge amount of the hydraulic pump becomes the maximum flow rate,
The construction machine according to claim 4.
前記出力特性制御手段は、前記吐出圧検出手段により検出された前記油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上である場合に、前記選択手段により選択された走行モードに係わらず、前記走行用油圧モータの吸収量を第一状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最大流量となるように前記吐出量調整手段を作動させる、
ことを特徴とする請求項５に記載の建設機械。 The traveling load detecting means is a discharge pressure detecting means for detecting a discharge pressure of the hydraulic pump,
When the discharge pressure of the hydraulic pump detected by the discharge pressure detection unit is equal to or higher than a predetermined pressure, the output characteristic control unit is configured to control the travel hydraulic motor regardless of the travel mode selected by the selection unit. Operating the absorption amount switching means to switch the absorption amount to the first state, and operating the discharge amount adjusting means so that the discharge amount of the hydraulic pump becomes the maximum flow rate;
The construction machine according to claim 5.
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