JP3466918B2 - 建設機械の自動昇圧装置 - Google Patents
建設機械の自動昇圧装置Info
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Description
油の油圧を昇圧させる油圧昇圧装置の技術分野に属す
る。更に、詳細には油圧ポンプの出力油路に接続された
リリーフ弁のリリーフ圧を昇圧させる制御技術の技術分
野に属する。
ッタチメントに大きな負荷がかかる場合、例えば、硬い
地面を掘削する場合、岩石や立木の根を掘り起こし又は
吊り荷作業の場合等には、作動油の油圧、即ちメインリ
リーフ弁のリリーフ圧を一時的に昇圧するという手段が
用いられている。これは、作動油の油圧を常に高い圧力
で作動させると油圧ポンプ、油圧モータその他の油圧機
器を高圧に耐えるものにする必要があり、油圧回路のコ
ストが高くなること、又逆に油圧機器をそのままにして
メインリリーフ弁のリリーフ圧のみを高めると使用して
いる油圧機器の寿命及び耐久性の点で問題が生じるから
である。
る従来油圧回路として、例えば、図5に示すような油圧
回路が知られている。この回路はリリーフ圧を昇圧する
昇圧回路を使用したもので、以下この回路を従来装置1
と呼ぶ。以下に従来装置1について図5〜図7を参照し
て説明する。
ンプ2がエンジン3により駆動される。油圧ポンプ1の
油路4には油圧モータ、油圧シリンダ等のアクチュエー
タを制御する複数の切換制御弁5a、5b、...が設
けられる。また、油路4には分岐路を経てリリーフ弁6
が設けられ、油路4の最高油圧を制限している。リリー
フ弁6はパイロットポート6aに作用する油路7のパイ
ロット圧によりリリーフ圧が変化するように構成されて
いる。
2、油タンクTに接続されている。電磁弁8のソレノイ
ド8cは配線9によりコントローラ10の出力端子に接
続されており、その入力端子にはリリーフ弁6のリリー
フ圧を昇圧させるための昇圧スイッチ11が接続されて
いる。また、コントローラ10はバッテリ12及びアー
スに接続されている。
のオンオフ信号X1に基づいて出力端子に、図6に示す
様なソレノイド電流Y1を出力する。即ち、オン信号X
1の時間tがt2以下の場合はソレノイド電流Y1を時
間tだけ出力し、時間tがt2よりも長いときは時間t
2だけソレノイド電流を出力する。
で、定格最大吐出流量Q2と定格最大吐出圧P2は油圧
ポンプ2の容量、使用されている油圧機器の耐圧等から
定められる。更に、図の矢印部分は昇圧スイッチ11を
オンにしたときの吐出圧の変化及び最大吐出圧P3を示
し、図の点線は昇圧スイッチ11をオンにしたときの油
圧ポンプ1特性曲線を示す。
のように機能する。即ち、昇圧スイッチ11をオン
(閉)にするとコントローラ10は配線9にソレノイド
電流を出力する。これにより電磁弁8は状態aからbに
切り換わり、補助ポンプ2から圧油がパイロットポート
6aに流入し、リリーフ弁6のリリーフ圧がP3に上昇
し、図7の点線で示す特性曲線となる。昇圧スイッチ1
1を時間t2以内でオフにするとコントローラ10はソ
レノイド電流を0にし、昇圧状態は解除される。また、
時間t2以上昇圧スイッチをオンにしても時間t2が経
過したときにソレノイド電流は0となり、昇圧状態は解
除される。
5号に巻き上げドラムに使用した昇圧回路例が開示され
ている。以下、従来回路2という。従来回路1で説明し
たと同じ構成要素については同じ番号を付して説明を簡
略化する。図8において、油圧ポンプ1の出力油路4に
油圧モータ12を制御する切換制御弁5を接続すると共
に分岐油路を設けリリーフ弁6が接続されている。リリ
ーフ弁6は背圧側の油路13の油圧を変化させてリリー
フ圧を変化させるように接続されている。また、油路1
3はカスケードに接続された切換弁14、15を介して
補助ポンプ2に接続されている。
ポンプ2側または油タンクTに連通するように切換可能
となっており、切換弁15は油路4の油圧により補助ポ
ンプ2または油タンクTに連通するように接続されてい
る。なお、補助ポンプ2には吐出圧を一定とするリリー
フ弁17が接続されている。切換弁15のパイロットポ
ートは油路4に接続しており、油路4の油圧が一定圧P
o以上に上昇すると補助ポンプ2の油圧がリリーフ弁6
の背圧油路13に作用するように接続されている。
6を制御する油圧回路19が接続されている。油圧回路
19は油路4(又は油路18)の油圧が定格圧力に達す
ると所定時間t2経過後に切換弁14を補助ポンプ2側
から油タンクTに接続油路を切り換える制御回路であ
る。
9に示すように機能する。即ち、切換制御弁5を操作し
て、油圧モータ12を作動させると油路4の油圧が上昇
する。該油圧が一定圧Po以上に上昇すると切換弁15
が切り換わり、補助ポンプ2の油圧がリリーフ弁6の背
圧側に作用し、リリーフ圧がPcに増大する。更に、油
路4の油圧が上昇して定格圧力Paに達すると、油圧回
路19が作動して所定時間t2をかけてゆっくりと油圧
シリンダ16を伸長させ、切換弁14を油タンクに連通
するように切り換える。これによってリリーフ弁6の背
圧はゼロとなり、昇圧が解除される。
従来回路1では、昇圧を行うためにはオペレータがスイ
ッチを操作しなければならず、操作レバーの操作中に他
の操作を必要とすると操作レバーの操作が煩雑になると
いう課題があった。また、昇圧スイッチをオンにすると
常に昇圧されるため、昇圧の頻度が高くなり、油圧機器
等の寿命が短くなるという課題があった。従来回路2に
おいては、昇圧回路が自動的に昇圧するため操作レバー
操作中にスイッチ等を操作する必要はないが、メイン油
路の油圧が所定値以上に上昇すれば、常に自動的に昇圧
するため不必要な場合も昇圧を行う。従って、昇圧の頻
度が高く、油圧機器の寿命が短くなるという課題があっ
た。
れたもので、昇圧のための条件を設けて、昇圧の頻度を
少なくし、油圧機器等の寿命を実用的な範囲に押さえた
昇圧回路を提供することを目的としている。
に本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項1
記載の発明は、建設機械のメイン油路の油圧を昇圧させ
る回路において、該メイン油路に接続されたリリーフ弁
のリリーフ圧を制御する電磁弁と、該メイン油路の油圧
を検出する油圧検出手段と、メインポンプを駆動するエ
ンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、昇圧モード選
択スイッチと、前記油圧検出手段、負荷検出手段及び選
択スイッチの結果に基づいて前記電磁弁を制御するコン
トローラとを具備し、該コントローラは昇圧モードが選
択され、高負荷が所定時間以上継続し、メイン油路の油
圧が所定値以上のときに前記リリーフ圧を昇圧させるよ
うに制御することを特徴としている。
発明において、前記リリーフ弁の昇圧が所定時間以上継
続したときは昇圧を解除するように制御することを特徴
としている。
し、図2は本実施形態のコントローラのフローチャート
を示す。図3は油圧ポンプの性能曲線を示し、図4はエ
ンジンの性能曲線を示す。以下、図1〜4を参照してこ
の発明の実施形態について説明する。なお、これらの図
において、前記した従来装置と同じ構成要素については
同じ番号を付し、詳細な説明は省略する。
分岐油路20を設け、これに圧力センサ21を接続し、
圧力センサ21の出力をコントローラ22の入力端に接
続する。又、エンジン3の負荷を検出するためにラック
センサ23の出力をコントローラ22の入力端に接続し
ている。さらに、昇圧モードを選択する選択スイッチ2
4の出力もコントローラ22の入力端に接続している。
コントローラ22の出力は電磁弁8のソレノイド8cに
接続されている。
の信号X1、圧力センサ21からの信号X2及びラック
センサ23の信号X3に基づいてソレノイド電流Y1を
出力する。出力Y1の決定手順を図2のフローチャート
で示す。決定手順は一定時間間隔毎行われ、その間は出
力Y1は同値が保持される。以下、図2の決定手順につ
いて説明する。ステップS1ではスイッチ信号X1がオ
ンならステップS2を実行し、オフならステップS3を
実行する。ステップS2では、まずラックセンサ信号X
2からエンジン3の負荷率Fを求め、求めた負荷率Fが
所定値の負荷率F1と比較し、F≧F1なら高負荷とみ
なし、F<F1なら低負荷とする。
ろあるが、本実施形では現在の燃料流量X3から以下の
ように定めている。即ち、F=X3/(QH−QL)に
より定める。ここで、QHは図4のエンジン性能曲線の
定格点Aにおける燃料流量で、QLは無負荷点Bにおけ
る燃料流量である。なお、QH、QL、F1の値は予め
メモリに記録させておく。エンジンが低負荷の場合はス
テップS4、S5を実行し、高負荷の場合はS6を実行
する。
過時間tを「0」にリセットし、S4では出力Y1をオ
フにし、昇圧は行わない。ステップS5ではフラグメモ
リSfを読み出して「0」ならばステップS6を実行
し、「0」以外ならばステップS8を実行する。ステッ
プS6では経過時間tが所定の時間t1よりも大ならば
ステップS7でフラグメモリSfに「1」をセットす
る。時間t1よりも小ならば何もしないで戻る。即ち、
エンジンの高負荷が時間t1以上続いたときにフラグメ
モリSfに「1」をセットし、t1以下ならば時間t1
を経過するまでステップを繰り返す。なお、時間t1は
予めメモリに記録されている。
出して「1」ならばステップS9を実行し、「2」又は
「3」ならばステップS10を実行する。ステップS9
では油路4の油圧信号X2と所定の油圧P1とを比較
し、X2がP1よりも大ならばステップS11、S12
を実行する。P1よりも小ならばステップS13を実行
する。なお、油圧P1は図3に示すように定格圧力P2
よりも小さい値で予め定められている。ステップS11
ではフラグメモリSfに「2」をセットし、S12では
出力Y1をオンにする。これによって、リリーフ弁6の
リリーフ圧はP3に昇圧される。図3はP1、P2、P
3の関係を示した図である。なお、図3で点線はエンジ
ンからの入力馬力を示している。ステップ13ではフラ
グメモリSfを「0」にリセットし、戻る。
出して「2」ならばステップS14を実行し、「3」な
らばそのまま戻る。ステップS14では経過時間tと時
間t2を比較し、時間tがt2よりも大ならばステップ
S15、S16を実行し、小ならばそのまま(出力Y1
はオン、フラグメモリSfは2のまま)戻る。従って、
昇圧時間t’(=tーt1)は最長時間t3(=t2−
t1)以下に制限される。なお、時間t2は予めメモリ
に記録されている所定の時間である。
「3」をセットし、S16では出力Y1をオフにする。
これによって、リリーフ弁6の昇圧は解除される。フラ
グメモリSfに「3」がセットされた場合は選択スイッ
チ24をオフにするか、またはエンジン3が低負荷にな
ってステップ3を再度実行するまでは昇圧はされない。
に機能する。即ち、オペレータが昇圧モード選択スイッ
チ24をオンにし、エンジンの高負荷が時間t1以上続
き、油路4の油圧がP1以上の高圧になったときに出力
Y1が自動的にオンになり、リリーフ弁6のリリーフ圧
が昇圧される。昇圧状態が時間t3以上続くと出力Y1
は自動的にオフにされ、昇圧は解除される。また1回昇
圧されると、選択スイッチ24をオンにしたままで、エ
ンジンの高負荷状態がいくら長く続いても昇圧されな
い。
スイッチを設けたのでオペレータが望む場合にのみ昇圧
可能となり、また自動的に昇圧するので昇圧操作が容易
になると効果が得られる。さらに、昇圧する場合の要件
にエンジンの負荷状態も監視しており、昇圧を制限して
いるので機器の疲労が少なくなり、故障が起こりにくく
するという効果が得られる。
により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限
られるがものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範
囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例え
ば、コントローラ22の機能は上記した場合に制限され
るものではない。1回昇圧した後にエンジンの高負荷状
態が時間t1以上続いた場合は再度昇圧が可能となるよ
うにアルゴリズムを変更してもよい。この場合も本発明
の範囲に含まれる。
よれば、昇圧モード選択スイッチを設けたのでオペレー
タが望む場合にのみ昇圧可能となり、また自動的に昇圧
及び昇圧解除をするので昇圧操作が容易になると効果が
得られる。さらに、昇圧する場合の要件にエンジンの負
荷状態も監視しており、昇圧を制限しているので機器の
疲労が少なくなり、故障が起こりにくいという効果が得
られる。
示すフローチャートである。
す。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 建設機械のメイン油路の油圧を昇圧させ
る回路において、該メイン油路に接続されたリリーフ弁
のリリーフ圧を制御する電磁弁と、該メイン油路の油圧
を検出する油圧検出手段と、メインポンプを駆動するエ
ンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、昇圧モード選
択スイッチと、前記油圧検出手段、負荷検出手段及び選
択スイッチの結果に基づいて前記電磁弁を制御するコン
トローラとを具備し、該コントローラは昇圧モードが選
択され、高負荷が所定時間以上継続し、メイン油路の油
圧が所定値以上のときに前記リリーフ圧を昇圧させるよ
うに制御することを特徴とする建設機械の自動昇圧装
置。 - 【請求項2】 前記コントローラは、前記リリーフ弁の
昇圧が所定時間以上継続したときは昇圧を解除するよう
に制御することを特徴とする請求項1に記載の建設機械
の自動昇圧装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP14324098A JP3466918B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 建設機械の自動昇圧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14324098A JP3466918B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 建設機械の自動昇圧装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11336705A JPH11336705A (ja) | 1999-12-07 |
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Family
ID=15334166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14324098A Expired - Fee Related JP3466918B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 建設機械の自動昇圧装置 |
Country Status (1)
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-
1998
- 1998-05-25 JP JP14324098A patent/JP3466918B2/ja not_active Expired - Fee Related
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