JP3316057B2

JP3316057B2 - 油圧建設機械の原動機回転数制御装置

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Publication number: JP3316057B2
Application number: JP27531293A
Authority: JP
Inventors: 明辰巳
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 2002-08-19
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JPH07127493A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルなどの油
圧建設機械の原動機回転数制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば特開昭５７−１６３
７０１号公報には、燃料レバーなどにより予め設定され
たエンジン回転数を負荷圧力や操作レバーの操作量に応
じて補正する原動機回転数制御装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】たとえば油圧ショベル
には、掘削作業、吊り荷作業、均し作業など多種多様の
作業形態があり、作業ごとに負荷に応じて補正したい特
性が異なる。とくに吊り荷作業や均し作業などのように
アクチュエータに細かい動きを要求される作業では、負
荷圧力が大きくなったときに回転数を増量すると、微操
作性が悪化し好ましくない。一方、掘削作業時は、燃費
や掘削作業量などの面から、負荷圧力に応じて回転数を
増量することが望まれている。

【０００４】このような要望を満たすため選択スイッチ
を設け、均し作業や吊り荷作業時に選択スイッチをオフ
して負荷圧力に応じた回転数増量を禁止するように構成
することも考えられるが、選択スイッチのオフ操作を忘
れると微操作性が低下するという問題がある。逆に、選
択スイッチのオン操作を忘れると掘削作業時の燃費や掘
削作業量が低下するという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、負荷による原動機回転数
の補正をアクチュエータの動作状況に応じて適切に行な
うようにした油圧建設機械の原動機回転数制御装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１および３の発明
は、原動機によって駆動される可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アク
チュエータと、この油圧アクチュエータの操作を指令す
る指令手段と、油圧アクチュエータの負荷を検出する負
荷検出手段と、油圧アクチュエータの操作速度の変化率
を検出する操作速度情報検出手段と、操作部材の操作に
応じて原動機の目標回転数を設定する目標回転数設定手
段と、原動機制御手段とを備える。請求項1の発明の原
動機制御手段は、検出された変化率が所定値以上のとき
は、検出された油圧アクチュエータの負荷に基づいて補
正された目標回転数で、また検出された変化率が所定値
より小さいときは補正前の目標回転数で原動機をそれぞ
れ制御することにより、上記目的を達成する。請求項２
の発明の原動機制御手段は、検出された変化率が所定値
以上になったときにあらかじめ定めた所定時間だけ原動
機回転数を補正することを許可する遅延手段をさらに備
えることを特徴とする。請求項３の発明の原動機制御手
段は、検出された変化率と検出された油圧アクチュエー
タの負荷とに基づいて、検出された変化率が大きいほど
油圧アクチュエータの負荷に基づく補正量が大きくなる
ように目標回転数を補正し、補正後の目標回転数となる
ように原動機を制御することにより、上記目的を達成す
る。請求項４の発明の原動機制御手段は、検出された変
化率が所定値以上になったとき目標回転数の補正を開始
し、補正開始後、あらかじめ定めた所定時間だけ原動機
回転数を補正することを許可する遅延手段を備えること
を特徴とする。請求項５の発明は、原動機によって駆動
される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐
出油により駆動される２以上の油圧アクチュエータと、
これらの油圧アクチュエータの操作をそれぞれ指令する
２以上の指令手段と、油圧アクチュエータの負荷を検出
する負荷検出手段と、油圧アクチュエータの操作速度の
変化率をそれぞれ検出する操作速度情報検出手段と、操
作部材の操作に応じて原動機の目標回転数を設定する目
標回転数設定手段と、原動機制御手段を備える。そし
て、原動機制御手段により、各油圧アクチュエータごと
に検出された変化率と、検出された油圧アクチュエータ
の負荷と、油圧アクチュエータの種類および操作方向と
にもとづいて目標回転数を補正し、補正後の目標回転数
となるように原動機を制御することにより、上記目的を
達成する。請求項６の発明の原動機制御手段は、油圧ア
クチュエータの種類とその操作方向に対してそれぞれ異
なった特性に従って目標回転数を補正することを特徴と
する。

【０００７】

【作用】−請求項１− 負荷検出手段は、油圧アクチュエータの負荷を検出す
る。操作速度情報検出手段は、油圧アクチュエータの操
作速度の変化率を検出する。原動機制御手段は、検出さ
れた変化率が所定値以上のときは、検出された油圧アク
チュエータの負荷に基づいて補正された目標回転数とな
るように原動機の回転数を制御する。また検出された変
化率が所定値より小さいときは目標回転数設定手段で設
定された目標回転数で原動機をそれぞれ制御する。 −請求項３− 原動機制御手段は、検出された変化率と検出された油圧
アクチュエータの負荷とに基づいて、検出された変化率
が大きいほど油圧アクチュエータの負荷に基づく補正量
が大きくなるように目標回転数を補正する。原動機は、
補正後の目標回転数となるように原動機を制御する。 −請求項５− 油圧ポンプからの吐出油により駆動される２以上の油圧
アクチュエータ、４と、これらの油圧アクチュエータの
操作を指令する２以上の指令手段とを有する場合、原動
機制御手段は、各油圧アクチュエータごとに検出された
変化率と、検出された油圧アクチュエータの負荷と、油
圧アクチュエータの種類および操作方向とにもとづいて
目標回転数を補正し、補正後の目標回転数となるように
原動機を制御する。

【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００９】

【実施例】

−第１の実施例− 図１〜図６により本発明をホイール式油圧ショベルに適
用した場合の一実施例を説明する。図２は油圧ショベル
の駆動制御装置の全体構成を示す図、図３はそのパイロ
ット操作回路を示す図であり、１はエンジン（原動機）
２７により駆動される可変容量油圧ポンプである。エン
ジン２７の回転数は、ガバナ２７ａのガバナレバー２７
ｂをパルスモータ２８により回動することにより制御さ
れる。そして、そのエンジン回転数に応じた可変容量油
圧ポンプ１の吐出油が走行用制御弁２を介して油圧モー
タ４に導かれるとともに、アーム用制御弁２０を介して
アーム用油圧シリンダ２１に導かれる。

【００１０】今、例えば前後進切換弁８（図３）を前進
（Ｆ位置）に切換えパイロット弁６のペダル６ａを操作
すると、油圧ポンプ５からの吐出油がパイロット式制御
弁２のパイロットポート２ａに導かれ、この制御弁２が
パイロット油圧に応じたストローク量で切換わる。これ
により、可変容量油圧ポンプ１からの吐出油が管路９
１，圧力補償弁２３，制御弁２を経て油圧モータ４に供
給され車両が走行する。車両の速度は走行ペダル６ａの
踏込量に依存する。

【００１１】走行中にペダル６ａを離すとパイロット弁
６が圧油を遮断しその出口ポートがタンク１０と連通さ
れる。この結果、パイロットポート２ａに作用していた
圧油が前後進切換弁８、スローリターン弁７、パイロッ
ト弁６を介してタンク１０に戻る。このとき、スローリ
ターン弁７の絞りにより戻り油が絞られるからパイロッ
ト式制御弁２は徐々に中立位置に切換わりながら車両が
徐々に減速されていく。

【００１２】またアームレバー５８を操作すると、その
操作量に応じて減圧弁５９で減圧された圧力により油圧
パイロット式のアーム用制御弁２０が切換わり、油圧ポ
ンプ１からの吐出油が管路９２，圧力補償弁２４および
制御弁２０を介してアームシリンダ２１に導かれ、アー
ムシリンダ２１の伸縮によりアームが昇降する。

【００１３】図１では図示を省略するが、アームレバー
５８や走行ペダル６ａの他に、ブームレバー、バケット
レバー、旋回レバーが設けられ、アームレバー５８と同
様に各レバーの操作量に応じたパイロット圧油を吐出す
る減圧弁と、その吐出パイロット圧油でそれぞれ切換え
られる制御弁と、制御弁からの圧油で駆動されるアクチ
ュエータとを備えている。

【００１４】アーム用減圧弁５９はアーム引きパイロッ
ト圧油と、アーム押しパイロット圧油を出力する。これ
らのパイロット圧力は図２の圧力センサ２１ａ，２１ｂ
で検出され、アームレバー操作量信号ｘ３，ｘ４として
出力される。ブーム用減圧弁はブーム上げパイロット圧
油とブーム下げ圧油を出力し、バケット用減圧弁はバケ
ット引きパイロット圧油とバケット押しパイロット圧油
を出力し、これらのパイロット圧力は不図示の圧力セン
サで検出され、パイロット圧力信号ｘ１，ｘ２，ｘ５，
ｘ６として出力される。旋回用減圧弁は右旋回パイロッ
ト圧油と左旋回パイロット圧油を出力し、これらのパイ
ロット圧油は不図示の圧力センサで検出されて、パイロ
ット圧力信号ｘ７ａ，ｘ７ｂとして出力される。なお、
走行用減圧弁は走行パイロット圧油を出力し、前後進切
換弁８から前進側パイロット圧油と後進側パイロット圧
油が出力され、これらのパイロット圧油は図１の圧力セ
ンサ４ａ，４ｂで検出され、パイロット圧力信号ｘ８
ａ，ｘ８ｂとして出力される。

【００１５】なお、左右の旋回パイロット圧力信号ｘ７
ａ，ｘ７ｂは操作量信号ｘ７として、さらに走行前後進
パイロット圧力信号ｘ８ａ，ｘ８ｂは操作量信号ｘ８と
して用いられる。

【００１６】圧力補償弁２３，２４は、油圧モータ４と
アームシリンダ２１の作動を独立に補償させるために設
けられ、それぞれの制御弁の出入口圧力の差が所定値以
上のときに油圧ポンプ１からの圧油を各アクチュエータ
に供給する。上述した不図示の各アクチュエータに対し
てもこの種の圧力補償弁が設けられる。

【００１７】可変容量油圧ポンプ１の傾転角、すなわち
押除け容積は、傾転角制御装置４０により制御される。
傾転角制御装置４０は、エンジン２７により駆動される
油圧ポンプ４１と、一対の電磁弁４２，４３と、電磁弁
４２，４３の切換に応じて油圧ポンプ４１からの圧油に
よりピストン位置が制御されるサーボシリンダ４４とか
ら成り、サーボシリンダ４４のピストン位置に応じて油
圧ポンプ１の傾転角が制御される。ここで、一対の電磁
弁４２，４３はコントローラ５０により切換制御され
る。

【００１８】５１は、油圧ポンプ１の傾転角θｓを検出
する傾転角センサ、５２は油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｐ
を検出する圧力センサ、５３はエンジン２７の回転数Ｎ
ｒを検出する回転数センサ、５４は、油圧ポンプ１の吐
出圧力とアクチュエータの最大負荷圧力（油圧モータ４
の負荷圧力、アームシリンダ２１およびその他の各アク
チュエータの負荷圧力のうち最大の値であり、シャトル
弁２９にて選択されたものである）との差圧、つまりＬ
Ｓ差圧ΔＰＬＳを検出する差圧センサである。また、５
５はガバナレバー２７ｂの回動量Ｎθを検出するポテン
ショメ−タであり、これらの各センサの検出結果はコン
トローラ５０に入力される。５７は、燃料レバー５７ａ
の手動操作に応じた目標回転数Ｘを指令する回転数設定
装置であり、その指令信号もコントローラ５０に入力さ
れる。

【００１９】コントローラ５０は、図４に示すような第
１の制御回路部６０と図１に示す第２の制御回路部８０
とを有している。制御回路部６０は、ロードセンシング
制御部（以下、ＬＳ制御部）６１と、トルク制御部６２
と、選択部６３と、サーボ制御部６４とから成る。ＬＳ
制御部６１は、目標差圧ΔＰＬＳＲと、差圧センサ５４
で検出されたＬＳ差圧ΔＰＬＳとの偏差Δ（ＰＬＳ）を
演算し、この偏差Δ（ＰＬＳ）から目標値の変化量Δθ
Ｌを演算し、これを積分してロードセンシング制御のた
めの目標ポンプ傾転角θＬを求めて出力する。

【００２０】トルク制御部６２は、回転数センサ５３で
検出されたエンジン回転数Ｎｒと、ポテンショメ−タ５
５で検出されたガバナレバー位置Ｎθとの偏差ΔＮを演
算し、この偏差ΔＮからエンジンストールを防止するた
めの目標トルクＴｐｏを演算し、この目標トルクＴｐｏ
に圧力センサ５２で検出されたポンプ吐出圧力Ｐｐの逆
数を乗じて傾転角演算を行い、その値θｐｓに一時遅れ
要素のフィルタをかけて入力トルク制限制御のための目
標ポンプ傾転角θＴを求める。

【００２１】選択部６３は、上記２つの目標傾転角θ
Ｌ，θＴのうち小さい方の値を選択してサーボ制御部６
４に出力する。サ−ボ制御部６４は、選択された傾転角
指令値θｒと、傾転角センサ５１により検出した傾転角
フィ−ドバック値θｓとを比較し、ポンプ傾転角θｓが
傾転角指令値θｒに一致するよう傾転角制御装置４０を
制御する。

【００２２】ここで、上記ロードセンシング制御によれ
ば、ＬＳ差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ
１の押除け容積（以下、傾転角ともいう）が制御され、
上記ポンプ圧がロードセンシング圧よりも所定の目標値
だけ高く保持されるので、ポンプ吐出流量が制御弁２ま
たは２０などの要求流量になるようにポンプ傾転角が制
御され、余分な流量を吐出することがなく絞り損失によ
る無駄がなくなり燃費および操作性の向上が図れる。ま
た入力トルク制限制御によれば、油圧ポンプ１のトルク
がエンジン２７の出力トルクの範囲内に保持され、エン
ジン２７に過負荷が作用するのが防止される。

【００２３】一方、図１に示す第２の制御回路部８０に
おいて、８１は目標回転数演算部であり、回転数設定装
置５７の燃料レバー５７ａの変位量に相当する信号Ｘに
応じた目標回転数Ｎｘを決定する。変位量Ｘと目標回転
数Ｎｘとは、変位量Ｘが増加するに従って目標回転数Ｎ
ｘがアイドル回転数Ｎｉから直線的に増加する関係に設
定されている。

【００２４】８２は回転数補正値演算部であり、圧力セ
ンサ５２の出力である油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｐにし
たがって回転数補正値ΔＮを求める関数発生器８２Ａと
操作速度情報検出部８２Ｂとを有する。関数発生器８２
Ａは、ポンプ圧力が回転数アップ圧力設定値Ｐｕを越え
て増加する場合は、図示の増量特性にしたがいポンプ圧
力に応じた回転数補正値ΔＮを出力する。一方、ポンプ
圧力が所定値以上減少する場合、すなわち現在値から
（Ｐｕ−Ｐｄ）以上減少する場合は、図示の減量特性に
したがいポンプ圧力に応じた回転数補正値ΔＮを出力す
る。ここで、回転数補正値ΔＮがゼロになるときの圧力
Ｐｄを回転数ダウン設定値と呼び、ＰｕとＰｄとの差が
ヒステリシスであり、いったん増量された回転数はポン
プ圧力がその差分以上低下しないと減量されないように
なっており、これにより、ハンチングが防止される。

【００２５】関数発生器８２Ａの出力ΔＮはスイッチ８
２Ｃおよび選択スイッチ８３を介して後述する加算器８
７に入力される。スイッチ８２Ｃは、レバー操作量の変
化率を検出する操作速度情報検出部８２Ｂを構成するタ
イマ８２Ｄの出力に応じて開閉する。選択スイッチ８３
は選択スイッチ操作部５６に連動するスイッチであり、
運転席に設けられてオペレータが自由に操作できるよう
にされている。

【００２６】操作速度情報検出部８２Ｂは偏差器８２１
と、関数発生器８２２とを有し、たとえばアーム用パイ
ロット圧力センサ２１ａまたは２１ｃからの圧力に比例
するレバー操作量信号ｘ_Aとその前回値ｘ_Bとの差Δｘを
偏差器８２１で検出し、この差Δｘを関数発生器８２２
に入力する。関数発生器８２２はΔｘが所定値Ｒ１以上
の場合にハイレベル信号を出力し、所定値Ｒ１未満の場
合にローレベル信号を出力する。関数発生器８２２のハ
イレベル出力がタイマ８２Ｄに入力されるとタイマ８２
Ｄは一定時間の計時を開始し、その時間だけスイッチ８
２Ｃを閉じる。タイマ８２Ｄは、関数発生器８２２から
ハイレベル信号の出力が中止されてからも所定時間を計
時するまでの間、ハイレベル信号を出力してスイッチ８
２Ｃを閉成させる。８２４は、レバー操作量信号ｘ_Aを
前回値ｘ_Bとして記憶するメモリである。

【００２７】図１に示すように、関数発生器８２Ａで求
められた回転数補正値ΔＮは、スイッチ８２Ｃおよび選
択スイッチ８３を介して加算部８７の＋入力端子に入力
され、ここで上記目標回転数Ｎｘに加算され、目標回転
数指令値Ｎｙとされる。この目標回転数指令値Ｎｙはサ
−ボ制御部８８でポテンショメ−タ５５により検出した
ガバナレバー２７ｂの変位量Ｎθの信号と比較され、図
５に示す手順にしたがって両者が一致するようパルスモ
ータ２８が制御される。

【００２８】図５において、まずステップＳ２１で目標
回転数指令値Ｎｙとガバナレバー変位量Ｎθとをそれぞ
れ読み込み、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２で
は、Ｎθ−Ｎｙの結果を回転数差Ａとしてメモリに格納
し、ステップＳ２３において、予め定めた基準回転数差
Ｋを用いて、｜Ａ｜≧Ｋか否かを判定する。肯定される
とステップＳ２４に進み、回転数差Ａ＞０か否かを判定
し、Ａ＞０ならばガバナレバ−変位量Ｎθが目標回転数
指令値Ｎｙよりも大きい、つまり制御回転数が目標回転
数よりも高いから、エンジン回転数を下げるためステッ
プＳ２５でモータ逆転を指令する信号をパルスモータ２
８に出力する。これによりパルスモータ２８が逆転しエ
ンジン２７の回転数が低下する。

【００２９】一方、Ａ≦０ならばガバナレバ−変位量Ｎ
θが目標回転数指令値Ｎｙよりも小さい、つまり制御回
転数が目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上
げるためステップＳ２６でモータ正転を指令する信号を
出力する。これにより、パルスモータ２８が正転し、エ
ンジン２７の回転数が上昇する。ステップＳ２３が否定
されるとステップＳ２７に進んでモータ停止信号を出力
し、これによりエンジン２７の回転数が一定値に保持さ
れる。ステップＳ２５〜Ｓ２７を実行すると始めに戻
る。

【００３０】以上の構成において、圧力センサ５２で検
出された油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｐが所定値Ｐｕ（図
１）を越えると、その圧力Ｐｕに応じた回転数補正値Δ
Ｎが関数発生器８２Ａから出力される。このとき、レバ
ー操作量の変化率が所定値以上であれば、すなわち、今
回のレバー操作量ｘ_Aと前回のレバー操作量ｘ_Bとの差Δ
ｘが所定値Ｒ１以上であれば、関数発生器８２２からハ
イレベル信号が出力され、タイマ８２Ｄを介してハイレ
ベル信号がスイッチ８２Ｃに入力され、スイッチ８２Ｃ
が閉じる。したがって、選択操作部５６により選択スイ
ッチ８３が閉じていれば、回転数補正値演算部８２から
出力される回転数補正値ΔＮが加算器８７に供給され
る。

【００３１】この補正値ΔＮは、加算器８７において、
目標回転数演算部８１で設定された目標回転数Ｎｘに加
算される。したがって、目標回転数指令値Ｎｙが目標回
転数Ｎｘよりも高くなり、エンジン２７の実際の回転数
もそれに応じて上昇し、制御弁の通過流量がサチュレー
トしていない範囲では、油圧ポンプ１の吐出流量が増加
する。つまり、レバー操作量の変化率が所定値以上のと
きに負荷圧力に応じた回転数増量が行なわれる。その結
果、掘削作業時には吊り荷作業や均し作業に比べてレバ
ー操作速度が大きいから、負荷圧力に伴って回転数増量
が行なわれて燃費、掘削作業量の向上に寄与する。

【００３２】一方、レバー操作量の変化率が小さく、今
回のレバー操作量ｘ_Aと前回のレバー操作量ｘ_Bとの差Δ
ｘが所定値Ｒ１未満であれば、関数発生器８２２からロ
ーレベル信号が出力されてタイマ８２Ｄがリセットさ
れ、スイッチ８２Ｃは開放される。したがって、選択操
作部５６により選択スイッチ８３が閉じていても、回転
数補正値演算部８２から回転数補正値ΔＮが出力され
ず、回転数増量が行なわれない。そのため、吊り荷作業
や均し作業などのようにレバー操作量の変化率が小さい
作業においては、ポンプ圧力がＰｕを越えても回転数増
量が禁止され、掘削時に負荷に応じて回転数増量を行な
う作業機においても、微操作性に影響を与えない。つま
り、選択スイッチ８３をオフし忘れてもこれらの作業の
微操作生に影響を与えない。

【００３３】なお、タイマ８２Ｄはいったん関数発生器
８２２からハイレベル信号が入力されると処置時間だけ
はスイッチ８２Ｃを閉じるようにハイレベル信号を出力
し続けるから、たとえば、アームレバーを急操作したの
ち所定時間経過後にアクチュエータ圧力が上昇し始める
ような場合でも、所定時間だけは回転数を増量できる。

【００３４】−第２の実施例− 図６は第２の実施例を示す図であり、８２Ｂ−Ａは操作
速度情報検出部を示すす。その関数発生器８２２Ａは、
レバー操作量信号ｘ_Aと前回値ｘ_Bの差Δｘに応じて、そ
の差Δｘが大きいほど大きな係数ｋ（≦１）を出力す
る。一方、ポンプ圧力Ｐｐに応じて関数発生器８２Ａか
ら出力される回転数補正値ΔＮ１と係数ｋとを乗算する
乗算器８２Ｅを設け、この乗算器８２Ｅの出力を回転数
補正値ΔＮとして加算器８７に入力する。なお、タイマ
８２Ｆは、関数発生器８２２Ａからの信号レベルが変動
するたびにリセット，セットされ、その都度、計時を再
起動して予め定められた時間だけ係数ｋを出力する。そ
の他の構成は第１の実施例と同様であり詳細な説明を省
略する。

【００３５】以上の第２の実施例では、レバー操作量の
変化率Δｘが大きいほど大きな係数ｋが関数発生器８２
２Ａから出力され、乗算器８２Ｅで回転数補正値ΔＮ１
と乗算される。したがって、ポンプ圧力によって決定さ
れる回転数補正値ΔＮ１が同一でも、レバー操作量の変
化率が大きいほど、すなわちレバーが速く操作されるほ
ど大きな回転数増量が行なわれる。

【００３６】−第３の実施例− 図７は第３の実施例を示す図であり、図６と同様な箇所
には同一の符号を付して相違点を主に説明する。８２Ｂ
−Ｂはこの第３の実施例の操作速度情報検出部である。
８２Ｇは関数発生器８２２Ａから出力される係数ｋの最
大値を保持するピークホールド部、８２Ｈはこのピーク
ホールド部８２Ｇの後段に配置されたスイッチ、８２５
はレバー操作量ｘ_Aが所定値ｘａ以上のときにハイレベ
ル信号を出力し、所定値未満のときにローレベルを出力
する関数発生器である。関数発生器８２５からのハイレ
ベル信号はピークホールド部８２Ｇをセットするととも
に、スイッチ８２Ｈを閉じる。関数発生器８２５からの
ローレベル信号はピークホールド部８２Ｇをリセットす
るとともに、スイッチ８２Ｈを開く。

【００３７】このような第３の実施例によれば、レバー
操作量ｘ_Aが所定値ｘａ以上になった時に、ピークホー
ルド部８２Ｇは関数発生器８２２Ａからの係数ｋのピー
ク値をサンプルホールドし、このピーク値はスイッチ８
２Ｈを通して乗算器８２Ｅに入力される。したがって、
高負荷状態でレバーが急操作されたとき、操作量が所定
値ｘａ以上あれば、そのレバー速度と負荷に応じた回転
数増量が行なわれる。この回転数増量は操作量がｘａ以
上であれば継続しておこなわれる。ｘａ以上の操作領域
で前回の急操作よりもさらに早い急操作がおこなわれて
関数発生器８２２Ａから大きな係数が出力されると、ピ
ークホールド部８２Ｇのピーク値が更新され、さらに大
きな回転数増量が行なわれる。一方、レバー急操作時で
あっても操作量が所定値ｘａ未満の場合には回転数増量
が行なわれない。

【００３８】−第４の実施例− 図８は第４の実施例による操作速度情報検出部８２Ｂ−
Ｃの詳細を示すもので、図６の操作速度情報検出部８２
Ｂ−Ａに代えて用いることができる。８２１ａ〜８２１
ｈは、ブームレバー、アームレバー、バケットレバー、
旋回レバーおよび走行ペダルの前回操作量と今回操作量
の偏差Δｘ１〜Δｘ８を出力する偏差器、８２２ａ〜８
２２ｈは、それぞれ入力される操作変化量Δｘに応じた
係数ｋ１〜ｋ８を出力する関数発生器であり、それらの
出力は最大値選択回路８２６に入力され、各関数発生器
からの出力のうち最大値が選択されて係数ｋとして出力
される。最大値選択回路８２６の出力はタイマ８２Ｆを
通して所定時間だけ図６の乗算器８２Ｅに入力される。

【００３９】関数発生器８２Ａから出力される回転数補
正値ΔＮ１と最大値選択回路８２６から出力される係数
ｋは乗算器８２Ｅで乗算され、回転数補正値ΔＮとして
スイッチ８３を通して加算器８７に入力される。

【００４０】ブーム、アーム、バケット操作時の係数ｋ
１〜ｋ６は、図８に示すように、各アクチュエータごと
に、さらにその動作方向ごとに異なった特性をもつ関数
発生器８２２ａ〜８２２ｆから出力される。ブーム上げ
操作は下げ操作に比べて大きく回転数を補正し、アーム
引き操作は押し操作に比べて小さい変化率から大きく回
転数を補正し、さらに、バケット引き操作は押し操作に
比べて小さい変化率から大きく回転数を補正するような
特性をもつように各関数発生器を設定している。旋回操
作時の係数ｋ７は旋回方向に関係なく一律に回転数を補
正するように設定されている。さらに、走行操作時の係
数ｋ８は前後進に関係なく一律にその大きさに比例して
回転数を補正するように設定されている。

【００４１】以上の第４の実施例によれば、動作してい
るアクチュエータの操作速度に応じて回転数が適切に増
量され、したがって、ブーム上げ、アーム引き、バケッ
ト引きのように比較的大きな流量が要求される操作時に
は回転数増量を多めに行って要求流量を満たすことがで
きる。その上、ブーム下げ、アーム押し、バケット押し
のように流量がさほど要求されない操作時には回転数が
あまり増量しないようにし、無駄な回転数アップを防止
して低燃費化も図られている。旋回操作においては、旋
回開始直後にポンプ圧力が上昇してもむやみに回転数増
量が行なわれず、耳障りな騒音や燃費の悪化が抑制され
る。さらに、走行のようにブーム、アーム、バケットの
ようなフロント作業に比べて要求流量が大きい走行時に
はペダル操作速度に応じた回転数増量が行なわれ、走行
に適した流量が得られる。

【００４２】以上の実施例の構成において、油圧モータ
４および作業用油圧シリンダ２１などが油圧アクチュエ
ータを、走行ペダル６ａ、操作レバー５８などが指令手
段を、燃料レバー５７ａが操作部材を、目標回転数演算
部８１が目標回転数設定手段を、第２の制御回路部８０
が原動機制御手段を、圧力センサが負荷検出手段を、圧
力センサ４ａ，４ｂ，や第２の制御回路部８０の偏差器
８２１，８２１ａ〜ｈなどが操作速度情報検出手段をそ
れぞれ構成する。

【００４３】なお以上では、ポンプ圧力で油圧アクチュ
エータの負荷を検出するようにしたが、油圧アクチュエ
ータの圧力や、エンジン実回転数と目標回転数の偏差な
どによってアクチュエータの負荷を検出することができ
る。また以上では、操作部材として燃料レバーの操作量
に応じてエンジン目標回転数を設定する例を示したが、
操作部材は燃料レバーに限定されず、例えば走行ペダル
操作量に応じてエンジン目標回転数を設定するものにも
本発明を適用できる。また、アップダウンスイッチでエ
ンジン目標回転数を設定するもの、あるいは、重負荷用
スイッチ、軽負荷用スイッチ、アイドル用スイッチを設
け、各スイッチを操作すると予め定めた目標回転数に設
定するものでもよい。さらに、油圧ショベル以外の油圧
建設機械にも本発明を同様に適用できる。さらにまた、
ロードセンシング油圧駆動制御装置として説明したが、
この制御方式に本発明が限定されるものではない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、負
荷に応じて原動機回転数を増量補正する際に、アクチュ
エータの操作速度を加味するようにしたので、掘削作業
時などにおいて、負荷に応じて回転数増量を行なって燃
費や作業量を向上させるようにした作業機であっても、
微操作性が要求される作業では負荷にかかわらず回転数
が増量されず、微操作性が損なわれるおそれがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る回転数制御部の詳細を示すブロ
ック図である。

【図２】油圧建設機械の駆動制御装置の一実施例の全体
構成を示す図である。

【図３】図２のパイロット操作回路を示す図である。

【図４】ポンプ制御回路部のブロック図である。

【図５】エンジン回転数制御の手順を示すフローチャー
トである。

【図６】回転数制御部の別実施例の詳細を示すブロック
図である。

【図７】回転数制御部のさらに別実施例の詳細を示すブ
ロック図である。

【図８】図６に示した回転数制御部における回転数補正
値演算部の別実施例の詳細を示すブロック図である。

【符号の説明】

１可変容量油圧ポンプ２走行用制御弁４走行用油圧モータ４ａ〜４ｃ圧力センサ６パイロット弁６ａ走行ペダル８前後進切換弁２０アーム用制御弁２１アームシリンダ２１ａ〜２１ｄ圧力センサ２７エンジン（原動機）２８パルスモータ４０傾転制御装置５０コントローラ５１傾転角センサ５２圧力センサ５３回転数センサ５４差圧センサ５５ポテンショメ−タ５７回転数設定装置５７ａ燃料レバー６０第１の制御回路部６１ＬＳ制御部６２トルク制御部６３選択部６４サ−ボ制御部８０第２の制御回路部８１目標回転数演算部８２回転数補正値演算部８２Ｂ，８２Ｂ−Ａ，８２Ｂ−Ｂ，８２Ｂ−Ｃ操作速
度情報検出部８２Ｄ，８２Ｆタイマ８７加算器８８サーボ制御部８２１，８２１ａ〜８２１ｈ偏差器８２２，８２２Ａ，８２２ａ〜８２２ｈ関数発生器８２４前回値メモリ８２６最大値選択回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原動機によって駆動される可変容量油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アク
チュエータと、この油圧アクチュエータの操作を指令する指令手段と、前記油圧アクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段
と、前記油圧アクチュエータの操作速度の変化率を検出する
操作速度情報検出手段と、操作部材の操作に応じて前記原動機の目標回転数を設定
する目標回転数設定手段と、前記検出された変化率が所定値以上のときは、前記検出
された前記油圧アクチュエータの負荷に基づいて補正さ
れた前記目標回転数で、また前記検出された変化率が所
定値より小さいときは補正前の前記目標回転数で前記原
動機をそれぞれ制御する原動機制御手段とを備えること
を特徴とする油圧建設機械の原動機回転数制御装置。
【請求項２】請求項１の制御装置において、前記原動機制御手段は、前記検出された変化率が所定値
以上になったときにあらかじめ定めた所定時間だけ原動
機回転数を補正することを許可する遅延手段を備えるこ
とを特徴とする油圧建設機械の原動機回転数制御装置。
【請求項３】原動機によって駆動される可変容量油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アク
チュエータと、この油圧アクチュエータの操作を指令する指令手段と、前記油圧アクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段
と、前記油圧アクチュエータの操作速度の変化率を検出する
操作速度情報検出手段と、操作部材の操作に応じて前記原動機の目標回転数を設定
する目標回転数設定手段と、前記検出された変化率と前記検出された前記油圧アクチ
ュエータの負荷とに基づいて、前記検出された変化率が
大きいほど前記油圧アクチュエータの負荷に基づく補正
量が大きくなるように前記目標回転数を補正し、補正後
の前記目標回転数となるように前記原動機を制御する原
動機制御手段とを備えることを特徴とする油圧建設機械
の原動機回転数制御装置。
【請求項４】請求項３の制御装置において、前記原動機制御手段は、前記検出された変化率が所定値
以上になったとき前記目標回転数の補正を開始し、前記
原動機制御手段は、補正開始後、あらかじめ定めた所定
時間だけ原動機回転数を補正することを許可する遅延手
段を備えることを特徴とする油圧建設機械の原動機回転
数制御装置。
【請求項５】原動機によって駆動される可変容量油圧ポ
ンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される２以上の
油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの操作を指令する２以上の指令
手段と、前記油圧アクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段
と、前記油圧アクチュエータの操作速度の変化率を検出する
操作速度情報検出手段と、操作部材の操作に応じて前記原動機の目標回転数を設定
する目標回転数設定手段と、前記各油圧アクチュエータごとに検出された変化率と、
前記検出された前記油圧アクチュエータの負荷と、前記
油圧アクチュエータの種類および操作方向とに基づいて
前記目標回転数を補正し、補正後の前記目標回転数とな
るように前記原動機を制御する原動機制御手段とを具備
することを特徴とする油圧建設機械の原動機回転数制御
装置。
【請求項６】請求項５の制御装置において、前記原動機制御手段は、前記油圧アクチュエータの種類
とその操作方向に対してそれぞれ異なった特性に従って
目標回転数を補正することを特徴とする油圧建設機械の
原動機回転数制御装置。