JP4136041B2 - 油圧作業機の油圧駆動装置 - Google Patents
油圧作業機の油圧駆動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4136041B2 JP4136041B2 JP33418197A JP33418197A JP4136041B2 JP 4136041 B2 JP4136041 B2 JP 4136041B2 JP 33418197 A JP33418197 A JP 33418197A JP 33418197 A JP33418197 A JP 33418197A JP 4136041 B2 JP4136041 B2 JP 4136041B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tilt control
- control signal
- value
- variable displacement
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2278—Hydraulic circuits
- E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
- E02F9/2232—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
- E02F9/2235—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2246—Control of prime movers, e.g. depending on the hydraulic load of work tools
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/26—Indicating devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
- B60W2710/0644—Engine speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Motor Power Transmission Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベル等の油圧作業機の油圧駆動装置に係り、特に可変容量油圧ポンプの吐出圧に応じた吐出流量の制御と、可変容量油圧ポンプの吸収トルクの制御とを併せておこなう傾転制御装置を備えた油圧作業機の油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術として、特開平２−１２９４０１号公報に示されるものがある。図１４は、この公報に示された従来の油圧作業機の油圧駆動装置の要部構成を示す油圧回路図である。
【０００３】
この従来技術は、原動機すなわちエンジン１と、このエンジン１で駆動される可変容量油圧ポンプ２、及びパイロットポンプ３と、可変容量油圧ポンプ２の押しのけ容積を制御するサーボピストン弁４と、このサーボピストン弁４の駆動を制御する制御弁５と、この制御弁５の駆動を制御する入力弁６とを備えている。
【０００４】
入力弁６の第１傾転制御信号ポート８には、第１傾転制御信号管路７が接続されている。これらの第１傾転制御信号管路７と第１傾転制御信号ポート８は、可変容量油圧ポンプ２の吐出圧を第１傾転制御信号として導く第１傾転制御信号誘導系を構成している。
【０００５】
入力弁６の第２傾転制御信号ポート１０には、第２傾転制御信号管路９が接続されている。これらの第２傾転制御信号管路９と第２傾転制御信号ポート１０は、可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクを制御する第２傾転制御信号を導く第２傾転制御信号誘導系を構成している。
【０００６】
なお、入力弁６の第３傾転制御信号ポート１２には、第３傾転制御信号管路１１が接続されている。これらの第３傾転制御信号管路１１と第３傾転制御信号ポート１２は、図示しない他の油圧回路の油圧源を形成する可変容量油圧ポンプの吐出圧を第３傾転制御信号として導く第３傾転制御信号誘導系を構成している。
【０００７】
パイロットポンプ３と上述した第２傾転制御信号管路９との間には電磁弁１３が設けられ、この電磁弁１３はコントローラ１４から出力される駆動信号により駆動して、パイロットポンプ３で発生させたパイロット圧を第２傾転制御信号として第２傾転制御信号管路９に供給する。すなわち、パイロットポンプ３は第２傾転制御信号発生手段を構成する。
【０００８】
また、上述したサーボピストン弁４、制御弁５、及び入力弁６は、可変容量油圧ポンプ２の吐出圧、すなわち第１傾転制御信号の値が大きくなるにつれて可変容量油圧ポンプ２の吐出流量が小さくなるように、この可変容量油圧ポンプ２の押しのけ容積を制御し、また、電磁弁１３を通して出力されるパイロット圧、すなわち第２傾転制御信号の値が大きくなるにつれて可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクが小さくなるように、この可変容量油圧ポンプ２の押しのけ容積を制御する傾転制御装置を構成している。
【０００９】
このように構成される従来技術にあっては、図示しないアクチュエータの駆動操作に際して可変容量油圧ポンプ２の吐出圧が高くなると、すなわち第１傾転制御信号管路７、第１傾転制御信号ポート８を介して導かれる第１傾転制御信号の値が大きくなると、入力弁６のピストンが同図１４の右方向に移動し、これに伴って制御弁５がばねの力に抗して左位置に切換えられる傾向となり、これによりサーボピストン弁４が同図１４の右方向に移動して可変容量油圧ポンプ２の押しのけ容積が小さくなるように、すなわち、この可変容量油圧ポンプ２から吐出される流量が抑制されるように制御される。
【００１０】
また、同図１４に示すように、コントローラ１４から駆動信号が出力されず、電磁弁１３が中立保持されている状態では、第２傾転制御信号管路９及び第２傾転制御信号ポート１０にパイロットポンプ３のパイロット圧、すなわち第２傾転制御信号が導かれず、したがって、この第２傾転制御信号によっては入力弁６のピストンは作動せず、これにより可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクは、所定の大きな値に保たれる。
【００１１】
このような状態において、エンジン１の回転数の変化に応じてコントローラ１４から駆動信号が出力され電磁弁１３が切換えられると、パイロットポンプ３のパイロット圧が電磁弁１３を介して第２傾転制御信号管路９、第２傾転制御信号ポート１０を介して入力弁６に導かれ、この入力弁６のピストンが同図１４の右方向に移動する。これにより、可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクがエンジン１の出力トルクを超えない小さな値となるように可変容量油圧ポンプの押しのけ容積が制御され、エンジン１の回転数の変化にかかわらずエンジン１が停止しないで作業を継続できるエンジン馬力制御が実施される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術にあっては、コントローラ１４に何らかの原因で故障を生じたとき、あるいはコントローラ１４の駆動信号を電磁弁１３に導く配線の断線などを生じたときには、電磁弁１３が中立保持されたままであることから第２傾転制御信号管路９、第２傾転制御信号ポート１０に第２傾転制御信号を導くことができなくなる。したがって、入力弁６は第２傾転制御信号による作動を生じなくなり、これにより可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクは、所定の大きな値に保持される。
【００１３】
図１５は図１４に示す従来技術で得られるエンジン回転数・エンジン出力トルク特性を示す図である。同図１５の符号１５で示すものがエンジン出力トルクを示す特性線であり、符号１６で示す直線が所定の大きな値ＴＡを有する前述した可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクを示す特性線である。
【００１４】
この図１５に示すように、従来技術にあっては、コントローラ１４の故障、あるいはコントローラ１４と電磁弁１３とを結ぶ配線の断線などを生じたときには可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクが大きな値ＴＡを有するものに固定されてしまうことから、エンジン回転数が低い回転数ＮＳまで変化したときに、エンジン出力トルクの値ＴＮが吸収トルクの値ＴＡよりも小さくなり、このためエンジン１が停止してしまう事態を生じる。これに伴い、当該油圧作業機で実施される作業を継続させるためには、エンジン回転数を上昇させるなど特別な操作が必要になり、作業性が著しく低下してしまう問題がある。
【００１５】
本発明は、上述した従来技術における実状に鑑みてなされたもので、その目的は、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合に、原動機の回転数が低下したときでも当該原動機の停止を招くことなく駆動させることができる油圧作業機の油圧駆動装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の請求項１に係る発明は、原動機と、この原動機によって駆動される可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの吐出圧を第１傾転制御信号として導く第１傾転制御信号誘導系と、上記可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する第２傾転制御信号を導く第２傾転制御信号誘導系と、上記第２傾転制御信号を発生させる第２傾転制御信号発生手段と、上記第１傾転制御信号の値が大きくなるにつれて上記可変容量油圧ポンプの吐出流量が小さくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御し、上記第２傾転制御信号の値が大きくなるにつれて上記可変容量油圧ポンプの吸収トルクが小さくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する傾転制御装置とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、コントローラと、このコントローラに上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段と、上記原動機の目標回転数を指示する信号を出力する目標回転数指示手段と、上記第２傾転制御信号誘導系中に介設され、上記コントローラから出力される駆動信号により制御され、上記コントローラから上記駆動信号が出力されないときは、上記第２傾転制御信号を所定の大きな値に保って上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクを上記原動機の出力トルクよりも小さい最小値にする処理をおこなうとともに、上記コントローラから上記駆動信号が出力されるときには、上記駆動信号の値の減少に伴って上記第２傾転制御信号の値を増加させ、また、上記駆動信号の値の増加に伴って上記第２傾転制御信号の値を減少させ、これらの第２傾転制御信号の値に応じて上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクの上限値を最小値と最大値の間で変化させる処理をおこなう処理手段とを設けるとともに、上記目標回転数指示手段が上記上限信号出力手段を兼ね、この目標回転数指示手段の操作により上記原動機の目標回転数と上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクの上限値とを同時に設定し、上記コントローラは、上記目標回転数指示手段により上記原動機の目標回転数の増加が指示されると上記駆動信号の値を増加させ、上記原動機の目標回転数の減少が指示されると上記駆動信号の値を減少させる構成にしてある。
【００１７】
このように構成した請求項１に係る発明では、上限信号出力手段を兼ねる目標回転数指示手段の操作によって、可変容量油圧ポンプの吸収トルクの上限値に相応する駆動信号がコントローラから処理手段に出力され、この処理手段により、第２傾転制御信号誘導系に導かれる第２傾転制御信号の値が所定の大きな値から小さな値となるように制御される。したがって、この小さな値の第２傾転制御信号が傾転制御装置に与えられ、この傾転制御装置は、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを、その上限値が比較的大きくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する。これにより、可変容量油圧ポンプの吸収トルクが原動機の出力トルクを超えない範囲で、できるだけ近い値となるように馬力制御を実施しながら、可変容量油圧ポンプから所望の流量を供給させることができる。
【００１８】
また、このような状況において、コントローラの故障などのように、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合には、処理手段により、第２傾転制御信号誘導系によって導かれた第２傾転制御信号は、所定の大きな値に保たれ、この所定の大きな値を有する第２傾転制御信号に応じて傾転制御装置は、可変容量油圧ポンプの吸収トルクが小さくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する。これにより、原動機の回転数の低下に伴って原動機の出力トルクが小さくなる事態を生じても、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを、その小さな原動機の出力トルクよりもさらに小さな値に保つことができる。すなわち、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合に、原動機の回転数が低下する事態を生じても、当該原動機が停止することがなく、当該原動機の駆動を継続させることができる。
【００１９】
また、本発明の請求項２に係る発明は、上述した請求項１に係る発明において、第２傾転制御信号発生手段が、上記原動機によって駆動されるパイロットポンプであって、上記第２傾転制御信号が上記パイロットポンプから吐出されるパイロット圧であり、上記第２傾転制御信号誘導系が上記パイロット圧を導く傾転制御信号管路を含み、上記処理手段が、上記傾転制御信号管路中に介設される電磁比例弁から成る構成にしてある。
【００２０】
このように構成した請求項２に係る発明では、上限信号出力手段が操作されると、この上限信号出力手段で決められた吸収トルクの上限値に相応する駆動信号がコントローラから電磁比例弁に出力され、この電磁比例弁が閉じる方向に切換えられ、第２傾転制御信号管路に導かれるパイロット圧の値が所定の大きな値から小さな値となるように制御される。したがって、この小さな値のパイロット圧が傾転制御装置に与えられ、この傾転制御装置は、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを、その上限値が比較的大きくなるように制御する。これにより、可変容量油圧ポンプの吸収トルクが原動機の出力トルクを超えない範囲で、できるだけ近い値となるように馬力制御を実施しながら、可変容量油圧ポンプから所望の流量を供給させることができる。
【００２１】
また、このような状況において、コントローラの故障などのように可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合には、電磁比例弁が中立位置、すなわち例えば全開状態となり、パイロットポンプから吐出される大きな値のパイロット圧がそのまま傾転制御信号管路を介して傾転制御装置に導かれ、その大きな値のパイロット圧に応じて傾転制御装置は可変容量油圧ポンプの吸収トルクが小さくなるように制御する。これにより前述したように、原動機の回転数が低下する事態を生じても、当該原動機が停止することがなく、当該原動機の駆動を継続させることができる。
【００２６】
また、本発明の請求項３に係る発明は、上述した請求項１または２に係る発明において、上記可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によって作動するアクチュエータ、及びこのアクチュエータの駆動を制御するセンタバイパス通路を有する方向制御弁を備えるとともに、上記傾転制御装置が、上記センタバイパス通路を流れる流量が減少するにつれて上記可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を大きくするように制御する手段を含む構成にしてある。
【００２７】
また、本発明の請求項４に係る発明は、上述した請求項１または２に係る発明において、上記上限信号出力手段が、上記原動機の現実の回転数を検出する回転数検出器から成る構成にしてある。
【００２８】
また、本発明の請求項５に係る発明は、上述した請求項１〜４のいずれか１項に係る発明において、当該油圧作業機が油圧ショベルから成る構成にしてある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【００３０】
図１は本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の第１の実施形態を示す油圧回路図、図２は図１に示す第１の実施形態に備えられるコントローラに内蔵される指令電流設定手段で設定される目標回転数と指令電流との関係を示す図、図３は図１に示す第１の実施形態に備えられる可変容量油圧ポンプの特性を示す図、図４は図１に示す第１の実施形態に備えられる電磁比例弁の特性を示す図、図５は図１に示す第１の実施形態で得られる指令圧力・ポンプ吸収トルク特性を示す図、図６は図１に示す第１の実施形態で得られるエンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性を示す図である。
【００３１】
図１に示す第１の実施形態は例えば油圧ショベルに備えられるもので、原動機すなわちエンジン２０と、このエンジン２０の回転数を制御する燃料噴射装置２０ａと、エンジン２０によって駆動する可変容量油圧ポンプ２１、及びパイロットポンプ２２と、可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する傾転制御装置２３と、可変容量油圧ポンプ２１から吐出される圧油によって駆動するアクチュエータ２４と、可変容量油圧ポンプ２１からアクチュエータ２４に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁２５と、この方向制御弁２５を切換える操作をおこなう操作装置２６とを備えている。
【００３２】
なお、上述した可変容量油圧ポンプ２１は、傾転制御装置２３による押しのけ容積の制御により、図３の特性線３７で示すポンプ吐出圧力・ポンプ流量特性となるように制御される。
【００３３】
また、上述した傾転制御装置２３には、第１傾転制御信号ポート２９を設けてあり、この第１傾転制御信号ポート２９には、第１傾転制御信号管路２８を接続させてある。これらの第１傾転制御信号管路２８と第１傾転制御信号ポート２９は、可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧を第１傾転制御信号として導く第１傾転制御信号誘導系を構成している。
【００３４】
また、上述した傾転制御装置２３には、第２傾転制御信号ポート３１を設けてあり、この第２傾転制御信号ポート３１には第２傾転制御信号管路３０を接続させてある。これらの第２傾転制御信号管路３０と第２傾転制御信号ポート３１は、可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクを制御する第２傾転制御信号を導く第２傾転制御信号誘導系を構成している。
【００３５】
第２傾転制御信号管路３０は、前述したパイロットポンプ２２に接続してあり、パイロットポンプ２２で発生させたパイロット圧を第２傾転制御信号すなわち指令圧力として導く。すなわち、パイロットポンプ２２は第２傾転制御信号発生手段を構成している。
【００３６】
また、上述した傾転制御装置２３は、図３の特性線３７で示すように、可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧、すなわち第１傾転制御信号の値が大きくなるにつれて可変容量油圧ポンプ２１の吐出流量が小さくなるように押しのけ容積を制御し、また、図５の特性線３９で示すように、第２傾転制御信号管路３０を通して導かれるパイロット圧、すなわち第２傾転制御信号である指令圧力の値が大きくなるにつれて可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクが小さくなるようにこの可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御するものである。
以上の構成については、前述した図１４に示す従来技術とほぼ同等である。
【００３７】
そして特に、この第１の実施形態では、図２に示す目標回転数・指令電流特性が設定される指令電流設定手段３４を内蔵するコントローラ３３と、このコントローラ３３に可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段、例えばエンジン２０の目標回転数を指示する目標回転数指示手段３５とを備えている。
【００３８】
上述したコントローラ３３に内蔵される指令電流設定手段３４で設定される目標回転数と指令電流との関係は、例えば図２の特性線３６で示すように、目標回転数の増加に応じてほぼ比例的に指令電流が増加する関係になっている。同図２中、ＮＡは目標回転数の最大値、Ａｉは、この最大値ＮＡに対応する指令電流の最大値を示している。また、ＮＢは目標回転数の最大値ＮＡよりは小さい値であるものの、比較的大きな目標回転数を示し、また、Ｂｉは指令電流の最大値よりは小さな値であるものの、比較的大きな指令電流を示している。例えば、当該油圧ショベルで実施される作業が通常おこなわれる作業である掘削作業等の重負荷作業である場合には、目標回転数指示手段３５から最大値ＮＡの目標回転数が出力され、また、当該油圧ショベルで実施される作業が地面を平に形成する「ならし作業」等の軽負荷作業である場合には目標回転数指示手段３５から値ＮＢの目標回転数が出力されるようになっている。
【００３９】
さらに、第２傾転制御信号誘導系に含まれる第２傾転制御信号管路３０中に介設され、コントローラ３３から出力される駆動信号により制御され、コントローラ３３から駆動信号が出力されないときは、第２傾転制御信号管路３０に導かれるパイロット圧、すなわち第２傾転制御信号である指令圧力を所定の大きな値に保ち、指令電流設定手段３４から出力されるポンプ吸収トルク上限値に相当する信号、すなわち該当する目標回転数に相当する駆動信号がコントローラ３３から出力されたとき、第２傾転制御信号の値を所定の大きな値から小さな値に変化させる処理をおこなう処理手段、例えば電磁比例弁３２を設けてある。この電磁比例弁３２は中立位置で例えば全開状態となり、コントローラ３３から出力される駆動信号の値の増加に応じて、その開口量が小さくなるように閉じる形態に切換えられるようになっている。
【００４０】
このように構成した第１の実施形態の動作は以下のとおりである。
例えば、当該油圧ショベルで、重負荷作業である掘削作業が実施される場合には、目標回転数指示手段３５が図１の「大」側に操作され、目標回転数の最大値ＮＡが出力される。この最大値ＮＡを入力したコントローラ３３は、この最大値ＮＡに対応する回転数制御信号を燃料噴射装置２０ａに出力する。これによりエンジン２０は目標回転数の最大値ＮＡに相当する回転数で駆動する。また、コントローラ３３に上述した回転数の最大値ＮＡが入力された際、指令電流設定手段３４で設定される図２に示す関係から指令電流の最大値Ａｉが選定され、この指令電流の最大値Ａｉに対応する駆動信号がこのコントローラ３３から電磁比例弁３２に出力される。これにより例えば、電磁比例弁３２は全閉状態となり、第２傾転制御信号管路３０が遮断され、図４の特性線３８で示すように、第２傾転制御信号すなわち図１に示す第２傾転制御信号ポート３１への指令圧力は０となる。このように指令圧力が０であることにより、図５の指令圧力・ポンプ吸収トルク特性の特性線３９で示すように、ポンプ吸収トルクが最大値ＴＡとなるように傾転制御装置２３が可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これに伴い、エンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性は図６の特性線４０で示すものとなる。これにより、可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクＴＡがエンジン２０の出力トルクを超えない範囲で、できるだけ近い値となるように馬力制御を実施しながら、可変容量油圧ポンプ２１から所望の流量を図１に示す方向制御弁２５を介してアクチュエータ２４に供給し、掘削作業を実施することができる。
【００４１】
また例えば、当該油圧ショベルで軽負荷作業であるならし作業が実施される場合には、目標回転数指示手段３５が上述の状態から「小」側に操作され、目標回転数の最大値ＮＡよりも小さい値ＮＢが出力される。この値ＮＢの目標回転数を入力したコントローラ３３は、前述と同様に回転数の目標値ＮＢに対応する回転数制御信号を燃料噴射装置２０ａに出力する。これによりエンジン２０は回転数の目標値ＮＢに相当する回転数で駆動する。またコントローラ３３に上述した回転数の目標値ＮＢが入力された際、指令電流設定手段３４で設定される図２に示す関係から指令電流の最大値Ａｉよりも少し小さい値Ｂｉを選定し、この指令電流の値Ｂｉに対応する駆動信号を電磁比例弁３２に出力する。これにより電磁比例弁３２は全閉状態から変化して、わずかな開口量ながら開口する状態となる。これにより、第２傾転制御信号の値すなわち指令圧力が、図４の指令電流・指令圧力の関係を示す特性線３８で示すように、０から増加して値ＰＢとなり、この値ＰＢが図１に示す第２傾転制御信号ポート３１に与えられる。このように指令圧力が値ＰＢになることにより、図５の指令圧力・ポンプ吸収トルク特性の特性線３９で示すように、ポンプ吸収トルクが前述した最大値ＴＡよりも少し小さい値ＴＢとなるように傾転制御装置２３が可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これに伴い、エンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性は図６の特性線４１で示すものとなる。これにより、可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクＴＢがエンジン２０の出力トルクを超えない範囲で、できるだけ近い値となるように馬力制御を実施しながら、可変容量油圧ポンプ２１から所望の流量を図１に示す方向制御弁２５を介してアクチュエータ２４に供給し、「ならし作業」を実施することができる。
【００４２】
なお、目標回転数指示手段３５は、目標回転数の最大値ＮＡから最小値の間で任意の目標回転数を指示し得るものであり、これに伴い、目標回転数の値に応じてポンプ吸収トルクの値を図５で示す最大値ＴＡと０の間で任意の値に制御することができる。
【００４３】
また、上述のような状況において、図１に示すコントローラ３３の故障とか、あるいはコントローラ３３と電磁比例弁３２を結ぶ配線の断線などの電気系統の故障を生じたときには、電磁比例弁３２は図１で示す中立位置に保たれ、全開状態となる。したがって、第２傾転制御信号管路３０は、パイロットポンプ２２から出力される大きな値のパイロット圧をそのまま通過させ、このパイロット圧を図４で示す指令圧力ＰＣとして第２傾転制御信号ポート３１に導く。これにより傾転制御装置２３は、図５の特性線３９で示すように、指令圧力ＰＣに対応するポンプ吸収トルクの最小値ＴＣとなるように可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これに伴い、エンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性は図６の特性線７０で示すものとなる。このときのポンプ吸収トルクとエンジン出力トルクとの関係は、前述した図１５に加入した特性線４２で示すように、エンジン回転数がＮＳ以下に低下することに伴ってエンジン出力トルクが値ＴＮ以下に小さくなっても、この最小値ＴＣを有するポンプ吸収トルクは、エンジン出力トルクを示す特性線１５の下側に位置し、したがってこのような電気系統の故障にあってエンジン２０の回転数が低下する事態を生じても、このエンジン２０が停止することがなく、当該エンジン２０の駆動を継続させることができる。これにより、当該油圧ショベルで実施される掘削作業、ならし作業などを特別な操作を必要とすることなく実施でき、作業性の低下を防止することができる。
【００４４】
また、この第１の実施形態にあっては、可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段を、エンジン２０を含む油圧駆動装置においては普通に設けられる目標回転数指示手段３５が兼ねていることから、装置の構造が簡単で、製作費を安くすることができる。
【００４５】
図７は本発明の第２の実施形態を示す油圧回路図である。
この第２の実施形態は、コントローラ３３に可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段として、前述した第１の実施形態における目標回転数指示手段３５の他に、当該油圧ショベルの作業モード、例えば軽負荷作業である前述した「ならし作業モード」に関連して設けられるモードスイッチ４４を備えている。またコントローラ３３は、目標回転数と指令電流の相関関係を設定する指令電流設定手段３４の他に、例えば前述した指令電流Ｂｉを記憶する指令電流設定手段４３を内蔵している。コントローラ３３は、モードスイッチ４４からモード信号が出力されないときは、目標回転数指示手段３５から出力される目標回転数に相応する指令電流を指令電流設定手段３４の設定関係から求め、その求めた指令電流を駆動電流として出力する。また、モードスイッチ４４からモード信号が出力されていると判断したときは、目標回転数指示手段３５からの目標回転数が入力されているかどうかにかかわらず、指令電流設定手段４３で記憶されている指令電流Ｂｉを駆動信号として出力するようになっている。その他の構成については、前述した第１の実施形態と同等である。
【００４６】
このように構成した第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を奏する他、モードスイッチ４４が閉じられ、モード信号がコントローラ３３に出力されたときは、指令電流設定手段４３で設定された指令電流Ｂｉが駆動信号として電磁比例弁３２に出力され、これに応じて前述したように第２傾転制御信号ポート３１に与えられる第２傾転制御信号すなわち指令圧力はＰＢとなり（図４の関係から）、ポンプ吸収トルクがこの指令圧力ＰＢに相当するＴＢとなるように（図５の関係から）傾転制御装置２３によって可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積が制御される。これにより、エンジン回転数とポンプ吸収トルクの関係は図６の特性線４１のようになり、前述したように所望の「ならし作業」をおこなうことができる。
【００４７】
このように構成した第２の実施形態によれば、モードスイッチ４４を閉じることにより常に当該油圧ショベルで実施される「ならし作業」に好適な一定した可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクに制御することができる。
【００４９】
図８は本発明の第３の実施形態を示す油圧回路図、図９は図３に示す第３の実施形態に備えられる傾転制御装置の構成を示すブロック図、図１０は図８に示す第３の実施形態で得られるポンプ出力特性を示す図、図１１は図８に示す第３の実施形態で得られるセンタバイパス流量・信号圧力特性を示す図である。
【００５０】
この第３の実施形態は、方向制御弁２５がセンタバイパス通路２５ａを有するとともに、この方向制御弁２５の下流に絞り４６を設け、この絞り４６の上流圧を圧力信号として傾転制御装置４５に導く傾転制御信号管路４７を備えている。
【００５１】
上述した絞り４６及び傾転制御信号管路４７と、後述する傾転制御装置４５に含まれる圧力信号・電気信号変換手段６０及び関数発生器４８とによって、方向制御弁２５のセンタバイパス通路２５ａの通過流量が減少するにつれて可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を大きくするように制御する手段が構成されている。上述した方向制御弁２５のセンタバイパス通路２５ａの通過流量であるセンタバイパス流量と、絞り４６の上流圧である圧力信号の値、すなわち信号圧力との関係は、例えば図１１の特性線５６で示すように、センタバイパス流量の減少に応じて信号圧力が直線的に減少する関係となっている。
【００５２】
また、可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する傾転制御装置４５は、図９に示す構成になっている。すなわち、前述したセンタバイパス流量に対応する信号圧力を傾転制御装置４５に与える傾転制御信号管路４７に接続される圧力信号・電気信号変換手段６０と、この圧力信号・電気信号変換手段６０で変換される電気信号の値（信号圧力）とポンプ傾転すなわち押しのけ容積との関係をあらかじめ設定する関数発生器４８とを備えている。この関数発生器４８は、方向制御弁２５が中立に保たれていることに伴って、信号圧力が最大のときはその信号圧力に応じて最小のポンプ傾転を出力し、方向制御弁２５が徐々に切換えられることに伴って信号圧力が徐々に小さくなるときは、その信号圧力に応じて次第に直線的な関係で大きくなるポンプ傾転を出力し、方向制御弁２５が完全に切換えられ、これに伴って信号圧力が０となるときは、その信号圧力に応じて最大のポンプ傾転を出力するようになっている。
【００５３】
また、この傾転制御装置４５は、第１傾転制御信号管路２８に接続される圧力信号・電気信号変換手段６１と、第２傾転制御信号管路３０に接続される圧力信号・電気信号変換手段６２と、この圧力信号・電気信号変換手段６２で変換された電気信号の値に所定の係数（ゲイン）Ｋをかける係数乗算器４９と、この係数乗算器４９で得られた値と前述した圧力信号・電気信号変換手段６１で得られた値とを加算する加算器５０と、この加算器５０で得られる値（信号圧力）とポンプ傾転すなわち押しのけ容積との関係をあらかじめ設定する関数発生器５１とを備えている。この関数発生器５１も前述した関数発生器４８とほぼ同様に、信号圧力が最大のときは最小のポンプ傾転を出力し、信号圧力が徐々に小さくなるときは次第に曲線的な関係で大きくなるポンプ傾転を出力し、信号圧力が０となるときは最大のポンプ傾転を出力するようになっている。
【００５４】
また、この傾転制御装置４５は、関数発生器４８から出力されるポンプ傾転と関数発生器５１から出力されるポンプ傾転とを比較し、その最小値を選択して可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を決める信号として出力する最小値選択器５２と、この最小値選択器５２から出力される信号に応じて可変容量油圧ポンプ２１の斜板を制御する例えば電磁弁等よりなる斜板制御装置５３とを備えている。なお、このような斜板制御装置５３は公知のものである。
【００５５】
その他の構成については、前述した第１の実施形態と同等である。このように構成した第３の実施形態では、操作装置２６が操作されず、方向制御弁２５が中立に保たれているときは、センタバイパス流量が最大になることに伴って傾転制御信号管路４７に導かれる圧力信号の値である信号圧力は、図１１に示す特性線５６に応じて最大値となり、この最大値が傾転制御装置４５の圧力信号・電気信号変換手段６０で変換されて関数発生器４８に入力され、この関数発生器４８からポンプ傾転の最小値が最小値選択器５２に入力される。したがって、このとき可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧が小さくなることに伴って、圧力信号・電気信号変換手段６１、加算器５０を介して関数発生器５１に入力され、この関数発生器５１から比較的大きなポンプ傾転が最小値選択器５２に入力されても、この最小値選択器５２で関数発生器４８から出力されたポンプ傾転の最小値が選択され、このポンプ傾転の最小値に相当する信号が傾転制御装置５３に出力され、これにより可変容量油圧ポンプ２１のポンプ傾転、すなわち押しのけ容積は最小となるように制御される。
【００５６】
このような中立状態から、例えば重負荷作業を実施しようとして、方向制御弁２５を切換えると、センタバイパス流量は例えば０となり、これに応じて図１１の特性線５６に示すように傾転制御信号管路４７から圧力信号・電気信号変換手段６０を経て関数発生器４８に入力される信号圧力は０となり、この関数発生器４８からは最大のポンプ傾転が最小値選択器５２に出力される。一方、アクチュエータ２４を作動させるために可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧が大きくなると、この大きな吐出圧が第１傾転制御信号として傾転制御装置４５に与えられ、圧力信号・電気信号変換手段６１で電気信号に変換され加算器５０に与えられる。また前述したように、目標回転数指示手段３５で重負荷作業に相当する目標回転数の最大値ＮＡが出力され、コントローラ３３でこの最大値ＮＡに相応する指令電流Ａｉ（図２の関係）が求められ、この指令電流Ａｉが駆動信号として電磁比例弁３２に出力される。これにより電磁比例弁３２は全閉状態となり、第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御装置４５に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力は０となる（図４の関係）。したがって、傾転制御装置４５の加算器５０の加算値は前述した圧力信号・電気信号変換手段６１で変換された値、すなわち可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧に相応する値となり、この値に相応するポンプ傾転が関数発生器５１で求められ、該当するポンプ傾転が最小値選択器５２に入力される。最小値選択器５２では、関数発生器４８から出力される前述のポンプ傾転と、関数発生器５１から出力されるポンプ傾転とを比較し、より小さなポンプ傾転を選択する。この場合、方向制御弁２５のフル操作に伴って関数発生器４８から出力されるポンプ傾転が前述したように最大となることから、例えば関数発生器５１から出力されるポンプ傾転が選択され、斜板制御装置５３に出力される。これにより斜板制御装置５３が作動して可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積が制御される。このときのポンプ吸収トルクは、図５の特性線３９で示す最大値ＴＡであり、ポンプ出力トルクは、図１０のポンプ圧力・ポンプ傾転の関係を示す特性線５５で示すように大きな値となる。
【００５７】
また例えば、軽負荷作業を実施しようとして方向制御弁２５を切換えると、方向制御弁２５の切換え操作に伴って前述したように例えば最大のポンプ傾転が関数発生器４８から最小値選択器５３に出力される。
【００５８】
一方、前述した重負荷作業の場合に比べれば小さくなる吐出圧が第１傾転制御信号として傾転制御装置４５に与えられ、圧力信号・電気信号変換手段６１で電気信号に変換され加算器５０に与えられる。また、前述したように目標回転数指示手段３５で軽負荷作業に相当する目標回転数の値ＮＢが出力され、コントローラ３３でこの値ＮＢに相応する指令電流Ｂｉが駆動信号として電磁比例弁３２に出力される。これにより電磁比例弁３２は前述したようにわずかに開口した状態となり、第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御装置４５に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力はＰＢとなる（図４の関係）。したがって、この指令圧力ＰＢが圧力信号・電気信号変換手段６２で電気信号に変換され、係数乗算器４９で係数Ｋがかけられ加算器５０に与えられる。加算器５０では、この係数乗算器４９から与えられた値と、圧力信号・電気信号変換手段６１で変換された値すなわち可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧に相当する値とが加算され、その加算値に相当するポンプ傾転が関数発生器５１で求められ、該当するポンプ傾転が最小値選択器５２に入力される。最小値選択器５２では、関数発生器４８から出力されるポンプ傾転と関数発生器５１から出力されるポンプ傾転とを比較し、より小さなポンプ傾転を選択する。前述のように方向制御弁２５のフル操作に伴って関数発生器４８から出力されるポンプ傾転が最大となることから、関数発生器５１から出力されるポンプ傾転が選択され、斜板制御装置５３に出力される。これにより斜板制御装置５３が作動して可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積が制御される。このときのポンプ吸収トルクは図５の特性線３９で示す最大値ＴＡよりも小さい値ＴＢであり、ポンプ出力トルクは図１０の特性線５４で示すものとなる。なお同図１０中、「小」は電磁比例弁３２が全閉となるまで切換えられることにより第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御装置４５に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力が０であり、これに伴ってポンプ出力トルクが大きくなることを示し、「大」は電磁比例弁３２が全開に保たれることにより第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御信号、すなわち指令圧力が最大の値であり、これに伴ってポンプ出力トルクが小さくなることを示している。目標回転数指示手段３５を適宜操作することにより、ポンプ出力トルクを特性線５５で示すものを上限として適宜変化させることができる。
【００５９】
そして例えば、上述のように方向制御弁２５が操作されている状態において、コントローラ３３の故障とか、あるいはコントローラ３３と電磁比例弁３２を結ぶ配線の断線などの電気系統の故障を生じたときには、例えば方向制御弁２５が切換えられていることに伴って前述したようにポンプ傾転が関数発生器４８から最小値選択器５２に出力される。
【００６０】
また、当該油圧ショベルで実施される作業に応じて吐出圧が第１傾転制御信号として傾転制御装置４５に与えられ、圧力信号・電気信号変換手段６１で電気信号に変換され加算器５０に与えられる。また、上述した電気系統の故障によって電磁比例弁３２が全開状態となることから、前述したように図４の特性線３８に応じた大きな指令圧力ＰＣが第２傾転制御信号として、第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御装置４５に与えられる。したがって、この大きな指令圧力ＰＣが圧力信号・電気信号変換手段６２で電気信号に変換され、係数乗算器４９で係数Ｋがかけられ加算器５０に与えられる。加算器５０では、この係数乗算器４９から与えられた値と前述した圧力信号・電気信号変換手段６１で変換された値、すなわち可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧に相当する値とが加算され、その加算値に相当するポンプ傾転が関数発生器５１で求められ、該当するポンプ傾転が関数発生器５１で求められ、最小値選択器５２に入力される。最小値選択器５２では、関数発生器４８から出力されるポンプ傾転と関数発生器５１から出力されるポンプ傾転とを比較し、より小さなポンプ傾転、例えば関数発生器５１から出力されるポンプ傾転が斜板制御装置５３に出力される。これにより斜板制御装置５３が作動して可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積が制御される。このときの吸収トルクは図５の特性線ＴＢよりもさらに小さい値すなわち最小値ＴＣであり、ポンプ出力トルクは図１０の特性線７１に示すものとなる。
【００６１】
このときのエンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性は図６の特性線７０で示したものとなり、ポンプ吸収トルクとエンジン出力トルクとの関係は、前述した第１の実施形態におけるのと同様となる。したがって、この第３の実施形態でも、このような電気系統の故障中にエンジン２０の回転数が低下する事態を生じても、このエンジン２０が停止することがなく、当該エンジン２０の駆動を継続させることができ、これにより当該油圧ショベルで実施される作業を特別な操作を必要とすることなく実施でき、作業性の低下を防止することができる。
【００６２】
また特に、この第３の実施形態では、方向制御弁２５が中立に保持されているときは、ポンプ傾転すなわち押しのけ容積は最小に保たれるのでエンジン２０に対する負荷を軽減でき、これにより、燃料消費量を抑えることができ経済的である。
【００６３】
図１２は本発明の第４の実施形態を示す油圧回路図、図１３は図１２に示す第４の実施形態に備えられるコントローラに内蔵される指令電流設定手段で設定される回転数検出値と指令電流の関係を示す図である。
【００６４】
この第４の実施形態は、コントローラ３３に可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段として、前述した第１の実施形態における目標回転数指示手段３５の他に、エンジン２０の現実の回転数を検出する回転数検出器５７を備えている。またコントローラ３３は、目標回転数と指令電流の相関関係を設定する指令電流設定手段３４の他に、図１３に示す回転数検出値と指令電流の相関関係、すなわち、回転数検出器５７で検出される現実の回転数検出値と電磁比例弁３２に駆動信号として出力される指令電流との関係を設定する指令電流設定手段５８を内蔵している。回転数検出値と指令電流との関係は図１３の特性線５９で示すように、回転数検出値の増加に応じてほぼ比例的に指令電流が増加する関係になっている。またコントローラ３３は、例えば、目標回転数指示手段３５から出力される目標回転数に応じて目標回転数指示手段３５から出力される目標回転数に応じて指令電流設定手段３４に基づいて求められる指令電流と、回転数検出器５７から出力される回転数検出値に応じて指令電流設定手段５８に基づいて求められる指令電流とを加算し、その加算値の平均値を求め、その指令電流の平均値を駆動信号として電磁比例弁３２に出力する処理をおこなうようになっている。その他の構成については、前述した図１に示す第１の実施形態と同等である。
【００６５】
このように構成した第４の実施形態によれば、例えば重負荷作業をおこなうために目標回転数指示手段３５を操作して、目標回転数の最大値ＮＡをコントローラ３３に入力させ、燃料噴射装置２０ａを介してエンジン２０を駆動させると、回転数検出器５７から現実のエンジン２０の回転数が図１３に示す回転数検出値Ｎａとして検出され、この回転数検出値Ｎａがコントローラ３３に入力される。コントローラ３３の指令電流設定手段３４は、入力された目標回転数の最大値ＮＡに応じて図２に示す関係から指令電流Ａｉを求める。また指令電流設定手段５８は、入力された回転数検出値Ｎａに応じて図１３に示す関係から指令電流ａｉを求める。さらに求められた指令電流Ａｉとａｉとを加算し、その加算値の平均値を求め、その指令電流の平均値を駆動信号として電磁比例弁３２に出力する。この場合には、前述したように比例電磁弁３２は全閉状態、あるいはほぼ全閉状態となり、傾転制御装置２３の第２傾転制御信号ポート３１に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力は０あるいはほぼ０となる。これにより図５の特性線３９で示すように、ポンプ吸収トルクの最大値ＴＡに相当する大きなポンプ吸収トルクとなるように傾転制御装置２３は可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これにより、所望の重負荷作業を実施できる。
【００６６】
また例えば、軽負荷作業をおこなうために目標回転数指示手段３５を操作して、前述した目標回転数ＮＢをコントローラ３３に入力させ、エンジン２０を駆動させると、回転数検出器５７から現実のエンジン２０の回転数が図１３に示す回転数検出値Ｎｂとして検出され、この回転数検出値Ｎｂがコントローラ３３に入力される。コントローラ３３の指令電流設定手段３４は、入力された目標回転数の最大値ＮＢに応じて図２に示す関係から指令電流Ｂｉを求める。また、指令電流設定手段５８は、入力された回転数検出値Ｎｂに応じて図１３に示す関係から指令電流ｂｉを求める。さらに求められた指令電流Ｂｉとｂｉとを加算し、その加算値の平均値を求め、この指令電流の平均値を駆動信号として電磁比例弁３２に出力する。この場合には、前述したように比例電磁弁３２はわずかながら開口した状態となり、傾転制御装置２３の第２傾転制御信号ポート３１に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力は、図４に示す関係からＰＢ、あるいはＰＢに近い値となる。これにより図５の関係から、ポンプ吸収トルクが最大値ＴＡよりも小さい値ＴＢ、あるいはＴＢに近い値となるように、傾転制御装置２３は可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これにより、所望の軽負荷作業を実施できる。
【００６７】
また、上述した状態において、コントローラ３３の故障とか、あるいはコントローラ３３と電磁比例弁３２を結ぶ配線の断線などの電気系統の故障を生じたときには、電磁比例弁３２は中立位置に保たれ、全開状態となる。したがって、前述した第１の実施形態と同様に、パイロットポンプ２２から出力される大きな値のパイロット圧が第２の傾転制御信号、すなわち指令圧力ＰＣとして第２傾転制御信号ポート３１に導かれ、傾転制御装置２３は図５の特性線３９で示すように、指令圧力ＰＣに対応するポンプ吸収トルクの最小値ＴＣとなるように可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これにより前述したように、このような電気系統の故障にあってエンジン２０の回転数が低下しても、エンジン２０の停止を招くことがなく、所望の重負荷作業、軽負荷作業を特別な操作を必要とすることなく実施でき、作業性の低下を防止することができる。
【００６８】
また、この第４の実施形態では、目標回転数の他に現実のエンジン２０の回転数を考慮に入れたポンプ吸収トルクの制御を実施するので、より精度の高いポンプ吸収トルク制御を実現できる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の各請求項に係る発明によれば、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合に、原動機の回転数が低下したときでも当該原動機の停止を招くことなく駆動させることができ、したがって、このような原動機の停止に伴う特別な操作を要することがなく、従来生じていた原動機の停止に伴う作業性の低下を防止できる。また、可変容量油圧ポンプの吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段を、原動機の目標回転数を指示する信号を出力する目標回転数指示手段が兼ねる構成にしてあることから、装置の構造が簡単で、製作費を安くすることができる。
【００７３】
また特に、請求項３に係る発明によれば、傾転制御装置が、センタバイパス通路を流れる流量が減少するにつれて可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を大きくするように制御する手段を含むことから、方向制御弁が中立に保たれているときは、可変容量油圧ポンプの押しのけ容積は最小に保たれ、これにより燃料消費量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の第１の実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１の実施形態に備えられるコントローラに内蔵される指令電流設定手段で設定される目標回転数と指令電流との関係を示す図である。
【図３】図１に示す第１の実施形態に備えられる可変容量油圧ポンプの特性を示す図である。
【図４】図１に示す第１の実施形態に備えられる電磁比例弁の特性を示す図である。
【図５】図１に示す第１の実施形態で得られる指令圧力・ポンプ吸収トルク特性を示す図である。
【図６】図１に示す第１の実施形態で得られるエンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す油圧回路図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す油圧回路図である。
【図９】図８に示す第３の実施形態に備えられる傾転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図８に示す第３の実施形態で得られるポンプ出力特性を示す図である。
【図１１】図８に示す第３の実施形態で得られるセンタバイパス流量・信号圧力特性を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態を示す油圧回路図である。
【図１３】図１２に示す第４の実施形態に備えられるコントローラに内蔵される指令電流設定手段で設定される回転数検出値と指令電流の関係を示す図である。
【図１４】従来の油圧作業機の油圧駆動装置の要部構成を示す油圧回路図である。
【図１５】図１４に示す従来の油圧作業機の油圧駆動装置で得られるエンジン回転数・エンジン出力トルク特性を示す図である。
【符号の説明】
２０ エンジン（原動機）
２０ａ 燃料噴射装置
２１ 可変容量油圧ポンプ
２２ パイロットポンプ（第２傾転制御信号発生手段）
２３ 傾転制御装置
２４ アクチュエータ
２５ 方向制御弁
２５ａ センタバイパス通路
２６ 操作装置
２７ パイロットリリーフ弁
２８ 第１傾転制御信号管路（第１傾転制御信号誘導系）
２９ 第１傾転制御信号ポート（第１傾転制御信号誘導系）
３０ 第２傾転制御信号管路（第２傾転制御信号誘導系）
３１ 第２傾転制御信号ポート（第２傾転制御信号誘導系）
３２ 電磁比例弁（処理手段）
３３ コントローラ
３４ 指令電流設定手段
３５ 目標回転数指示手段（上限信号出力手段）
４３ 指令電流設定器
４４ モードスイッチ（上限信号出力手段）
４５ 傾転制御装置
４６ 絞り
４７ 傾転制御信号管路
４８ 関数発生器
４９ 係数乗算器
５０ 加算器
５１ 関数発生器
５２ 最小値選択器
５３ 斜板制御装置
５７ 回転数検出器（上限信号出力手段）
５８ 指令電流設定手段
６０ 圧力信号・電気信号変換手段
６１ 圧力信号・電気信号変換手段
６２ 圧力信号・電気信号変換手段
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベル等の油圧作業機の油圧駆動装置に係り、特に可変容量油圧ポンプの吐出圧に応じた吐出流量の制御と、可変容量油圧ポンプの吸収トルクの制御とを併せておこなう傾転制御装置を備えた油圧作業機の油圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術として、特開平２−１２９４０１号公報に示されるものがある。図１４は、この公報に示された従来の油圧作業機の油圧駆動装置の要部構成を示す油圧回路図である。
【０００３】
この従来技術は、原動機すなわちエンジン１と、このエンジン１で駆動される可変容量油圧ポンプ２、及びパイロットポンプ３と、可変容量油圧ポンプ２の押しのけ容積を制御するサーボピストン弁４と、このサーボピストン弁４の駆動を制御する制御弁５と、この制御弁５の駆動を制御する入力弁６とを備えている。
【０００４】
入力弁６の第１傾転制御信号ポート８には、第１傾転制御信号管路７が接続されている。これらの第１傾転制御信号管路７と第１傾転制御信号ポート８は、可変容量油圧ポンプ２の吐出圧を第１傾転制御信号として導く第１傾転制御信号誘導系を構成している。
【０００５】
入力弁６の第２傾転制御信号ポート１０には、第２傾転制御信号管路９が接続されている。これらの第２傾転制御信号管路９と第２傾転制御信号ポート１０は、可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクを制御する第２傾転制御信号を導く第２傾転制御信号誘導系を構成している。
【０００６】
なお、入力弁６の第３傾転制御信号ポート１２には、第３傾転制御信号管路１１が接続されている。これらの第３傾転制御信号管路１１と第３傾転制御信号ポート１２は、図示しない他の油圧回路の油圧源を形成する可変容量油圧ポンプの吐出圧を第３傾転制御信号として導く第３傾転制御信号誘導系を構成している。
【０００７】
パイロットポンプ３と上述した第２傾転制御信号管路９との間には電磁弁１３が設けられ、この電磁弁１３はコントローラ１４から出力される駆動信号により駆動して、パイロットポンプ３で発生させたパイロット圧を第２傾転制御信号として第２傾転制御信号管路９に供給する。すなわち、パイロットポンプ３は第２傾転制御信号発生手段を構成する。
【０００８】
また、上述したサーボピストン弁４、制御弁５、及び入力弁６は、可変容量油圧ポンプ２の吐出圧、すなわち第１傾転制御信号の値が大きくなるにつれて可変容量油圧ポンプ２の吐出流量が小さくなるように、この可変容量油圧ポンプ２の押しのけ容積を制御し、また、電磁弁１３を通して出力されるパイロット圧、すなわち第２傾転制御信号の値が大きくなるにつれて可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクが小さくなるように、この可変容量油圧ポンプ２の押しのけ容積を制御する傾転制御装置を構成している。
【０００９】
このように構成される従来技術にあっては、図示しないアクチュエータの駆動操作に際して可変容量油圧ポンプ２の吐出圧が高くなると、すなわち第１傾転制御信号管路７、第１傾転制御信号ポート８を介して導かれる第１傾転制御信号の値が大きくなると、入力弁６のピストンが同図１４の右方向に移動し、これに伴って制御弁５がばねの力に抗して左位置に切換えられる傾向となり、これによりサーボピストン弁４が同図１４の右方向に移動して可変容量油圧ポンプ２の押しのけ容積が小さくなるように、すなわち、この可変容量油圧ポンプ２から吐出される流量が抑制されるように制御される。
【００１０】
また、同図１４に示すように、コントローラ１４から駆動信号が出力されず、電磁弁１３が中立保持されている状態では、第２傾転制御信号管路９及び第２傾転制御信号ポート１０にパイロットポンプ３のパイロット圧、すなわち第２傾転制御信号が導かれず、したがって、この第２傾転制御信号によっては入力弁６のピストンは作動せず、これにより可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクは、所定の大きな値に保たれる。
【００１１】
このような状態において、エンジン１の回転数の変化に応じてコントローラ１４から駆動信号が出力され電磁弁１３が切換えられると、パイロットポンプ３のパイロット圧が電磁弁１３を介して第２傾転制御信号管路９、第２傾転制御信号ポート１０を介して入力弁６に導かれ、この入力弁６のピストンが同図１４の右方向に移動する。これにより、可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクがエンジン１の出力トルクを超えない小さな値となるように可変容量油圧ポンプの押しのけ容積が制御され、エンジン１の回転数の変化にかかわらずエンジン１が停止しないで作業を継続できるエンジン馬力制御が実施される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術にあっては、コントローラ１４に何らかの原因で故障を生じたとき、あるいはコントローラ１４の駆動信号を電磁弁１３に導く配線の断線などを生じたときには、電磁弁１３が中立保持されたままであることから第２傾転制御信号管路９、第２傾転制御信号ポート１０に第２傾転制御信号を導くことができなくなる。したがって、入力弁６は第２傾転制御信号による作動を生じなくなり、これにより可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクは、所定の大きな値に保持される。
【００１３】
図１５は図１４に示す従来技術で得られるエンジン回転数・エンジン出力トルク特性を示す図である。同図１５の符号１５で示すものがエンジン出力トルクを示す特性線であり、符号１６で示す直線が所定の大きな値ＴＡを有する前述した可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクを示す特性線である。
【００１４】
この図１５に示すように、従来技術にあっては、コントローラ１４の故障、あるいはコントローラ１４と電磁弁１３とを結ぶ配線の断線などを生じたときには可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクが大きな値ＴＡを有するものに固定されてしまうことから、エンジン回転数が低い回転数ＮＳまで変化したときに、エンジン出力トルクの値ＴＮが吸収トルクの値ＴＡよりも小さくなり、このためエンジン１が停止してしまう事態を生じる。これに伴い、当該油圧作業機で実施される作業を継続させるためには、エンジン回転数を上昇させるなど特別な操作が必要になり、作業性が著しく低下してしまう問題がある。
【００１５】
本発明は、上述した従来技術における実状に鑑みてなされたもので、その目的は、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合に、原動機の回転数が低下したときでも当該原動機の停止を招くことなく駆動させることができる油圧作業機の油圧駆動装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の請求項１に係る発明は、原動機と、この原動機によって駆動される可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの吐出圧を第１傾転制御信号として導く第１傾転制御信号誘導系と、上記可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する第２傾転制御信号を導く第２傾転制御信号誘導系と、上記第２傾転制御信号を発生させる第２傾転制御信号発生手段と、上記第１傾転制御信号の値が大きくなるにつれて上記可変容量油圧ポンプの吐出流量が小さくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御し、上記第２傾転制御信号の値が大きくなるにつれて上記可変容量油圧ポンプの吸収トルクが小さくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する傾転制御装置とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、コントローラと、このコントローラに上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段と、上記原動機の目標回転数を指示する信号を出力する目標回転数指示手段と、上記第２傾転制御信号誘導系中に介設され、上記コントローラから出力される駆動信号により制御され、上記コントローラから上記駆動信号が出力されないときは、上記第２傾転制御信号を所定の大きな値に保って上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクを上記原動機の出力トルクよりも小さい最小値にする処理をおこなうとともに、上記コントローラから上記駆動信号が出力されるときには、上記駆動信号の値の減少に伴って上記第２傾転制御信号の値を増加させ、また、上記駆動信号の値の増加に伴って上記第２傾転制御信号の値を減少させ、これらの第２傾転制御信号の値に応じて上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクの上限値を最小値と最大値の間で変化させる処理をおこなう処理手段とを設けるとともに、上記目標回転数指示手段が上記上限信号出力手段を兼ね、この目標回転数指示手段の操作により上記原動機の目標回転数と上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクの上限値とを同時に設定し、上記コントローラは、上記目標回転数指示手段により上記原動機の目標回転数の増加が指示されると上記駆動信号の値を増加させ、上記原動機の目標回転数の減少が指示されると上記駆動信号の値を減少させる構成にしてある。
【００１７】
このように構成した請求項１に係る発明では、上限信号出力手段を兼ねる目標回転数指示手段の操作によって、可変容量油圧ポンプの吸収トルクの上限値に相応する駆動信号がコントローラから処理手段に出力され、この処理手段により、第２傾転制御信号誘導系に導かれる第２傾転制御信号の値が所定の大きな値から小さな値となるように制御される。したがって、この小さな値の第２傾転制御信号が傾転制御装置に与えられ、この傾転制御装置は、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを、その上限値が比較的大きくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する。これにより、可変容量油圧ポンプの吸収トルクが原動機の出力トルクを超えない範囲で、できるだけ近い値となるように馬力制御を実施しながら、可変容量油圧ポンプから所望の流量を供給させることができる。
【００１８】
また、このような状況において、コントローラの故障などのように、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合には、処理手段により、第２傾転制御信号誘導系によって導かれた第２傾転制御信号は、所定の大きな値に保たれ、この所定の大きな値を有する第２傾転制御信号に応じて傾転制御装置は、可変容量油圧ポンプの吸収トルクが小さくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する。これにより、原動機の回転数の低下に伴って原動機の出力トルクが小さくなる事態を生じても、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを、その小さな原動機の出力トルクよりもさらに小さな値に保つことができる。すなわち、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合に、原動機の回転数が低下する事態を生じても、当該原動機が停止することがなく、当該原動機の駆動を継続させることができる。
【００１９】
また、本発明の請求項２に係る発明は、上述した請求項１に係る発明において、第２傾転制御信号発生手段が、上記原動機によって駆動されるパイロットポンプであって、上記第２傾転制御信号が上記パイロットポンプから吐出されるパイロット圧であり、上記第２傾転制御信号誘導系が上記パイロット圧を導く傾転制御信号管路を含み、上記処理手段が、上記傾転制御信号管路中に介設される電磁比例弁から成る構成にしてある。
【００２０】
このように構成した請求項２に係る発明では、上限信号出力手段が操作されると、この上限信号出力手段で決められた吸収トルクの上限値に相応する駆動信号がコントローラから電磁比例弁に出力され、この電磁比例弁が閉じる方向に切換えられ、第２傾転制御信号管路に導かれるパイロット圧の値が所定の大きな値から小さな値となるように制御される。したがって、この小さな値のパイロット圧が傾転制御装置に与えられ、この傾転制御装置は、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを、その上限値が比較的大きくなるように制御する。これにより、可変容量油圧ポンプの吸収トルクが原動機の出力トルクを超えない範囲で、できるだけ近い値となるように馬力制御を実施しながら、可変容量油圧ポンプから所望の流量を供給させることができる。
【００２１】
また、このような状況において、コントローラの故障などのように可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合には、電磁比例弁が中立位置、すなわち例えば全開状態となり、パイロットポンプから吐出される大きな値のパイロット圧がそのまま傾転制御信号管路を介して傾転制御装置に導かれ、その大きな値のパイロット圧に応じて傾転制御装置は可変容量油圧ポンプの吸収トルクが小さくなるように制御する。これにより前述したように、原動機の回転数が低下する事態を生じても、当該原動機が停止することがなく、当該原動機の駆動を継続させることができる。
【００２６】
また、本発明の請求項３に係る発明は、上述した請求項１または２に係る発明において、上記可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によって作動するアクチュエータ、及びこのアクチュエータの駆動を制御するセンタバイパス通路を有する方向制御弁を備えるとともに、上記傾転制御装置が、上記センタバイパス通路を流れる流量が減少するにつれて上記可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を大きくするように制御する手段を含む構成にしてある。
【００２７】
また、本発明の請求項４に係る発明は、上述した請求項１または２に係る発明において、上記上限信号出力手段が、上記原動機の現実の回転数を検出する回転数検出器から成る構成にしてある。
【００２８】
また、本発明の請求項５に係る発明は、上述した請求項１〜４のいずれか１項に係る発明において、当該油圧作業機が油圧ショベルから成る構成にしてある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【００３０】
図１は本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の第１の実施形態を示す油圧回路図、図２は図１に示す第１の実施形態に備えられるコントローラに内蔵される指令電流設定手段で設定される目標回転数と指令電流との関係を示す図、図３は図１に示す第１の実施形態に備えられる可変容量油圧ポンプの特性を示す図、図４は図１に示す第１の実施形態に備えられる電磁比例弁の特性を示す図、図５は図１に示す第１の実施形態で得られる指令圧力・ポンプ吸収トルク特性を示す図、図６は図１に示す第１の実施形態で得られるエンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性を示す図である。
【００３１】
図１に示す第１の実施形態は例えば油圧ショベルに備えられるもので、原動機すなわちエンジン２０と、このエンジン２０の回転数を制御する燃料噴射装置２０ａと、エンジン２０によって駆動する可変容量油圧ポンプ２１、及びパイロットポンプ２２と、可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する傾転制御装置２３と、可変容量油圧ポンプ２１から吐出される圧油によって駆動するアクチュエータ２４と、可変容量油圧ポンプ２１からアクチュエータ２４に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁２５と、この方向制御弁２５を切換える操作をおこなう操作装置２６とを備えている。
【００３２】
なお、上述した可変容量油圧ポンプ２１は、傾転制御装置２３による押しのけ容積の制御により、図３の特性線３７で示すポンプ吐出圧力・ポンプ流量特性となるように制御される。
【００３３】
また、上述した傾転制御装置２３には、第１傾転制御信号ポート２９を設けてあり、この第１傾転制御信号ポート２９には、第１傾転制御信号管路２８を接続させてある。これらの第１傾転制御信号管路２８と第１傾転制御信号ポート２９は、可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧を第１傾転制御信号として導く第１傾転制御信号誘導系を構成している。
【００３４】
また、上述した傾転制御装置２３には、第２傾転制御信号ポート３１を設けてあり、この第２傾転制御信号ポート３１には第２傾転制御信号管路３０を接続させてある。これらの第２傾転制御信号管路３０と第２傾転制御信号ポート３１は、可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクを制御する第２傾転制御信号を導く第２傾転制御信号誘導系を構成している。
【００３５】
第２傾転制御信号管路３０は、前述したパイロットポンプ２２に接続してあり、パイロットポンプ２２で発生させたパイロット圧を第２傾転制御信号すなわち指令圧力として導く。すなわち、パイロットポンプ２２は第２傾転制御信号発生手段を構成している。
【００３６】
また、上述した傾転制御装置２３は、図３の特性線３７で示すように、可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧、すなわち第１傾転制御信号の値が大きくなるにつれて可変容量油圧ポンプ２１の吐出流量が小さくなるように押しのけ容積を制御し、また、図５の特性線３９で示すように、第２傾転制御信号管路３０を通して導かれるパイロット圧、すなわち第２傾転制御信号である指令圧力の値が大きくなるにつれて可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクが小さくなるようにこの可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御するものである。
以上の構成については、前述した図１４に示す従来技術とほぼ同等である。
【００３７】
そして特に、この第１の実施形態では、図２に示す目標回転数・指令電流特性が設定される指令電流設定手段３４を内蔵するコントローラ３３と、このコントローラ３３に可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段、例えばエンジン２０の目標回転数を指示する目標回転数指示手段３５とを備えている。
【００３８】
上述したコントローラ３３に内蔵される指令電流設定手段３４で設定される目標回転数と指令電流との関係は、例えば図２の特性線３６で示すように、目標回転数の増加に応じてほぼ比例的に指令電流が増加する関係になっている。同図２中、ＮＡは目標回転数の最大値、Ａｉは、この最大値ＮＡに対応する指令電流の最大値を示している。また、ＮＢは目標回転数の最大値ＮＡよりは小さい値であるものの、比較的大きな目標回転数を示し、また、Ｂｉは指令電流の最大値よりは小さな値であるものの、比較的大きな指令電流を示している。例えば、当該油圧ショベルで実施される作業が通常おこなわれる作業である掘削作業等の重負荷作業である場合には、目標回転数指示手段３５から最大値ＮＡの目標回転数が出力され、また、当該油圧ショベルで実施される作業が地面を平に形成する「ならし作業」等の軽負荷作業である場合には目標回転数指示手段３５から値ＮＢの目標回転数が出力されるようになっている。
【００３９】
さらに、第２傾転制御信号誘導系に含まれる第２傾転制御信号管路３０中に介設され、コントローラ３３から出力される駆動信号により制御され、コントローラ３３から駆動信号が出力されないときは、第２傾転制御信号管路３０に導かれるパイロット圧、すなわち第２傾転制御信号である指令圧力を所定の大きな値に保ち、指令電流設定手段３４から出力されるポンプ吸収トルク上限値に相当する信号、すなわち該当する目標回転数に相当する駆動信号がコントローラ３３から出力されたとき、第２傾転制御信号の値を所定の大きな値から小さな値に変化させる処理をおこなう処理手段、例えば電磁比例弁３２を設けてある。この電磁比例弁３２は中立位置で例えば全開状態となり、コントローラ３３から出力される駆動信号の値の増加に応じて、その開口量が小さくなるように閉じる形態に切換えられるようになっている。
【００４０】
このように構成した第１の実施形態の動作は以下のとおりである。
例えば、当該油圧ショベルで、重負荷作業である掘削作業が実施される場合には、目標回転数指示手段３５が図１の「大」側に操作され、目標回転数の最大値ＮＡが出力される。この最大値ＮＡを入力したコントローラ３３は、この最大値ＮＡに対応する回転数制御信号を燃料噴射装置２０ａに出力する。これによりエンジン２０は目標回転数の最大値ＮＡに相当する回転数で駆動する。また、コントローラ３３に上述した回転数の最大値ＮＡが入力された際、指令電流設定手段３４で設定される図２に示す関係から指令電流の最大値Ａｉが選定され、この指令電流の最大値Ａｉに対応する駆動信号がこのコントローラ３３から電磁比例弁３２に出力される。これにより例えば、電磁比例弁３２は全閉状態となり、第２傾転制御信号管路３０が遮断され、図４の特性線３８で示すように、第２傾転制御信号すなわち図１に示す第２傾転制御信号ポート３１への指令圧力は０となる。このように指令圧力が０であることにより、図５の指令圧力・ポンプ吸収トルク特性の特性線３９で示すように、ポンプ吸収トルクが最大値ＴＡとなるように傾転制御装置２３が可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これに伴い、エンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性は図６の特性線４０で示すものとなる。これにより、可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクＴＡがエンジン２０の出力トルクを超えない範囲で、できるだけ近い値となるように馬力制御を実施しながら、可変容量油圧ポンプ２１から所望の流量を図１に示す方向制御弁２５を介してアクチュエータ２４に供給し、掘削作業を実施することができる。
【００４１】
また例えば、当該油圧ショベルで軽負荷作業であるならし作業が実施される場合には、目標回転数指示手段３５が上述の状態から「小」側に操作され、目標回転数の最大値ＮＡよりも小さい値ＮＢが出力される。この値ＮＢの目標回転数を入力したコントローラ３３は、前述と同様に回転数の目標値ＮＢに対応する回転数制御信号を燃料噴射装置２０ａに出力する。これによりエンジン２０は回転数の目標値ＮＢに相当する回転数で駆動する。またコントローラ３３に上述した回転数の目標値ＮＢが入力された際、指令電流設定手段３４で設定される図２に示す関係から指令電流の最大値Ａｉよりも少し小さい値Ｂｉを選定し、この指令電流の値Ｂｉに対応する駆動信号を電磁比例弁３２に出力する。これにより電磁比例弁３２は全閉状態から変化して、わずかな開口量ながら開口する状態となる。これにより、第２傾転制御信号の値すなわち指令圧力が、図４の指令電流・指令圧力の関係を示す特性線３８で示すように、０から増加して値ＰＢとなり、この値ＰＢが図１に示す第２傾転制御信号ポート３１に与えられる。このように指令圧力が値ＰＢになることにより、図５の指令圧力・ポンプ吸収トルク特性の特性線３９で示すように、ポンプ吸収トルクが前述した最大値ＴＡよりも少し小さい値ＴＢとなるように傾転制御装置２３が可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これに伴い、エンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性は図６の特性線４１で示すものとなる。これにより、可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクＴＢがエンジン２０の出力トルクを超えない範囲で、できるだけ近い値となるように馬力制御を実施しながら、可変容量油圧ポンプ２１から所望の流量を図１に示す方向制御弁２５を介してアクチュエータ２４に供給し、「ならし作業」を実施することができる。
【００４２】
なお、目標回転数指示手段３５は、目標回転数の最大値ＮＡから最小値の間で任意の目標回転数を指示し得るものであり、これに伴い、目標回転数の値に応じてポンプ吸収トルクの値を図５で示す最大値ＴＡと０の間で任意の値に制御することができる。
【００４３】
また、上述のような状況において、図１に示すコントローラ３３の故障とか、あるいはコントローラ３３と電磁比例弁３２を結ぶ配線の断線などの電気系統の故障を生じたときには、電磁比例弁３２は図１で示す中立位置に保たれ、全開状態となる。したがって、第２傾転制御信号管路３０は、パイロットポンプ２２から出力される大きな値のパイロット圧をそのまま通過させ、このパイロット圧を図４で示す指令圧力ＰＣとして第２傾転制御信号ポート３１に導く。これにより傾転制御装置２３は、図５の特性線３９で示すように、指令圧力ＰＣに対応するポンプ吸収トルクの最小値ＴＣとなるように可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これに伴い、エンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性は図６の特性線７０で示すものとなる。このときのポンプ吸収トルクとエンジン出力トルクとの関係は、前述した図１５に加入した特性線４２で示すように、エンジン回転数がＮＳ以下に低下することに伴ってエンジン出力トルクが値ＴＮ以下に小さくなっても、この最小値ＴＣを有するポンプ吸収トルクは、エンジン出力トルクを示す特性線１５の下側に位置し、したがってこのような電気系統の故障にあってエンジン２０の回転数が低下する事態を生じても、このエンジン２０が停止することがなく、当該エンジン２０の駆動を継続させることができる。これにより、当該油圧ショベルで実施される掘削作業、ならし作業などを特別な操作を必要とすることなく実施でき、作業性の低下を防止することができる。
【００４４】
また、この第１の実施形態にあっては、可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段を、エンジン２０を含む油圧駆動装置においては普通に設けられる目標回転数指示手段３５が兼ねていることから、装置の構造が簡単で、製作費を安くすることができる。
【００４５】
図７は本発明の第２の実施形態を示す油圧回路図である。
この第２の実施形態は、コントローラ３３に可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段として、前述した第１の実施形態における目標回転数指示手段３５の他に、当該油圧ショベルの作業モード、例えば軽負荷作業である前述した「ならし作業モード」に関連して設けられるモードスイッチ４４を備えている。またコントローラ３３は、目標回転数と指令電流の相関関係を設定する指令電流設定手段３４の他に、例えば前述した指令電流Ｂｉを記憶する指令電流設定手段４３を内蔵している。コントローラ３３は、モードスイッチ４４からモード信号が出力されないときは、目標回転数指示手段３５から出力される目標回転数に相応する指令電流を指令電流設定手段３４の設定関係から求め、その求めた指令電流を駆動電流として出力する。また、モードスイッチ４４からモード信号が出力されていると判断したときは、目標回転数指示手段３５からの目標回転数が入力されているかどうかにかかわらず、指令電流設定手段４３で記憶されている指令電流Ｂｉを駆動信号として出力するようになっている。その他の構成については、前述した第１の実施形態と同等である。
【００４６】
このように構成した第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を奏する他、モードスイッチ４４が閉じられ、モード信号がコントローラ３３に出力されたときは、指令電流設定手段４３で設定された指令電流Ｂｉが駆動信号として電磁比例弁３２に出力され、これに応じて前述したように第２傾転制御信号ポート３１に与えられる第２傾転制御信号すなわち指令圧力はＰＢとなり（図４の関係から）、ポンプ吸収トルクがこの指令圧力ＰＢに相当するＴＢとなるように（図５の関係から）傾転制御装置２３によって可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積が制御される。これにより、エンジン回転数とポンプ吸収トルクの関係は図６の特性線４１のようになり、前述したように所望の「ならし作業」をおこなうことができる。
【００４７】
このように構成した第２の実施形態によれば、モードスイッチ４４を閉じることにより常に当該油圧ショベルで実施される「ならし作業」に好適な一定した可変容量油圧ポンプ２の吸収トルクに制御することができる。
【００４９】
図８は本発明の第３の実施形態を示す油圧回路図、図９は図３に示す第３の実施形態に備えられる傾転制御装置の構成を示すブロック図、図１０は図８に示す第３の実施形態で得られるポンプ出力特性を示す図、図１１は図８に示す第３の実施形態で得られるセンタバイパス流量・信号圧力特性を示す図である。
【００５０】
この第３の実施形態は、方向制御弁２５がセンタバイパス通路２５ａを有するとともに、この方向制御弁２５の下流に絞り４６を設け、この絞り４６の上流圧を圧力信号として傾転制御装置４５に導く傾転制御信号管路４７を備えている。
【００５１】
上述した絞り４６及び傾転制御信号管路４７と、後述する傾転制御装置４５に含まれる圧力信号・電気信号変換手段６０及び関数発生器４８とによって、方向制御弁２５のセンタバイパス通路２５ａの通過流量が減少するにつれて可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を大きくするように制御する手段が構成されている。上述した方向制御弁２５のセンタバイパス通路２５ａの通過流量であるセンタバイパス流量と、絞り４６の上流圧である圧力信号の値、すなわち信号圧力との関係は、例えば図１１の特性線５６で示すように、センタバイパス流量の減少に応じて信号圧力が直線的に減少する関係となっている。
【００５２】
また、可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する傾転制御装置４５は、図９に示す構成になっている。すなわち、前述したセンタバイパス流量に対応する信号圧力を傾転制御装置４５に与える傾転制御信号管路４７に接続される圧力信号・電気信号変換手段６０と、この圧力信号・電気信号変換手段６０で変換される電気信号の値（信号圧力）とポンプ傾転すなわち押しのけ容積との関係をあらかじめ設定する関数発生器４８とを備えている。この関数発生器４８は、方向制御弁２５が中立に保たれていることに伴って、信号圧力が最大のときはその信号圧力に応じて最小のポンプ傾転を出力し、方向制御弁２５が徐々に切換えられることに伴って信号圧力が徐々に小さくなるときは、その信号圧力に応じて次第に直線的な関係で大きくなるポンプ傾転を出力し、方向制御弁２５が完全に切換えられ、これに伴って信号圧力が０となるときは、その信号圧力に応じて最大のポンプ傾転を出力するようになっている。
【００５３】
また、この傾転制御装置４５は、第１傾転制御信号管路２８に接続される圧力信号・電気信号変換手段６１と、第２傾転制御信号管路３０に接続される圧力信号・電気信号変換手段６２と、この圧力信号・電気信号変換手段６２で変換された電気信号の値に所定の係数（ゲイン）Ｋをかける係数乗算器４９と、この係数乗算器４９で得られた値と前述した圧力信号・電気信号変換手段６１で得られた値とを加算する加算器５０と、この加算器５０で得られる値（信号圧力）とポンプ傾転すなわち押しのけ容積との関係をあらかじめ設定する関数発生器５１とを備えている。この関数発生器５１も前述した関数発生器４８とほぼ同様に、信号圧力が最大のときは最小のポンプ傾転を出力し、信号圧力が徐々に小さくなるときは次第に曲線的な関係で大きくなるポンプ傾転を出力し、信号圧力が０となるときは最大のポンプ傾転を出力するようになっている。
【００５４】
また、この傾転制御装置４５は、関数発生器４８から出力されるポンプ傾転と関数発生器５１から出力されるポンプ傾転とを比較し、その最小値を選択して可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を決める信号として出力する最小値選択器５２と、この最小値選択器５２から出力される信号に応じて可変容量油圧ポンプ２１の斜板を制御する例えば電磁弁等よりなる斜板制御装置５３とを備えている。なお、このような斜板制御装置５３は公知のものである。
【００５５】
その他の構成については、前述した第１の実施形態と同等である。このように構成した第３の実施形態では、操作装置２６が操作されず、方向制御弁２５が中立に保たれているときは、センタバイパス流量が最大になることに伴って傾転制御信号管路４７に導かれる圧力信号の値である信号圧力は、図１１に示す特性線５６に応じて最大値となり、この最大値が傾転制御装置４５の圧力信号・電気信号変換手段６０で変換されて関数発生器４８に入力され、この関数発生器４８からポンプ傾転の最小値が最小値選択器５２に入力される。したがって、このとき可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧が小さくなることに伴って、圧力信号・電気信号変換手段６１、加算器５０を介して関数発生器５１に入力され、この関数発生器５１から比較的大きなポンプ傾転が最小値選択器５２に入力されても、この最小値選択器５２で関数発生器４８から出力されたポンプ傾転の最小値が選択され、このポンプ傾転の最小値に相当する信号が傾転制御装置５３に出力され、これにより可変容量油圧ポンプ２１のポンプ傾転、すなわち押しのけ容積は最小となるように制御される。
【００５６】
このような中立状態から、例えば重負荷作業を実施しようとして、方向制御弁２５を切換えると、センタバイパス流量は例えば０となり、これに応じて図１１の特性線５６に示すように傾転制御信号管路４７から圧力信号・電気信号変換手段６０を経て関数発生器４８に入力される信号圧力は０となり、この関数発生器４８からは最大のポンプ傾転が最小値選択器５２に出力される。一方、アクチュエータ２４を作動させるために可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧が大きくなると、この大きな吐出圧が第１傾転制御信号として傾転制御装置４５に与えられ、圧力信号・電気信号変換手段６１で電気信号に変換され加算器５０に与えられる。また前述したように、目標回転数指示手段３５で重負荷作業に相当する目標回転数の最大値ＮＡが出力され、コントローラ３３でこの最大値ＮＡに相応する指令電流Ａｉ（図２の関係）が求められ、この指令電流Ａｉが駆動信号として電磁比例弁３２に出力される。これにより電磁比例弁３２は全閉状態となり、第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御装置４５に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力は０となる（図４の関係）。したがって、傾転制御装置４５の加算器５０の加算値は前述した圧力信号・電気信号変換手段６１で変換された値、すなわち可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧に相応する値となり、この値に相応するポンプ傾転が関数発生器５１で求められ、該当するポンプ傾転が最小値選択器５２に入力される。最小値選択器５２では、関数発生器４８から出力される前述のポンプ傾転と、関数発生器５１から出力されるポンプ傾転とを比較し、より小さなポンプ傾転を選択する。この場合、方向制御弁２５のフル操作に伴って関数発生器４８から出力されるポンプ傾転が前述したように最大となることから、例えば関数発生器５１から出力されるポンプ傾転が選択され、斜板制御装置５３に出力される。これにより斜板制御装置５３が作動して可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積が制御される。このときのポンプ吸収トルクは、図５の特性線３９で示す最大値ＴＡであり、ポンプ出力トルクは、図１０のポンプ圧力・ポンプ傾転の関係を示す特性線５５で示すように大きな値となる。
【００５７】
また例えば、軽負荷作業を実施しようとして方向制御弁２５を切換えると、方向制御弁２５の切換え操作に伴って前述したように例えば最大のポンプ傾転が関数発生器４８から最小値選択器５３に出力される。
【００５８】
一方、前述した重負荷作業の場合に比べれば小さくなる吐出圧が第１傾転制御信号として傾転制御装置４５に与えられ、圧力信号・電気信号変換手段６１で電気信号に変換され加算器５０に与えられる。また、前述したように目標回転数指示手段３５で軽負荷作業に相当する目標回転数の値ＮＢが出力され、コントローラ３３でこの値ＮＢに相応する指令電流Ｂｉが駆動信号として電磁比例弁３２に出力される。これにより電磁比例弁３２は前述したようにわずかに開口した状態となり、第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御装置４５に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力はＰＢとなる（図４の関係）。したがって、この指令圧力ＰＢが圧力信号・電気信号変換手段６２で電気信号に変換され、係数乗算器４９で係数Ｋがかけられ加算器５０に与えられる。加算器５０では、この係数乗算器４９から与えられた値と、圧力信号・電気信号変換手段６１で変換された値すなわち可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧に相当する値とが加算され、その加算値に相当するポンプ傾転が関数発生器５１で求められ、該当するポンプ傾転が最小値選択器５２に入力される。最小値選択器５２では、関数発生器４８から出力されるポンプ傾転と関数発生器５１から出力されるポンプ傾転とを比較し、より小さなポンプ傾転を選択する。前述のように方向制御弁２５のフル操作に伴って関数発生器４８から出力されるポンプ傾転が最大となることから、関数発生器５１から出力されるポンプ傾転が選択され、斜板制御装置５３に出力される。これにより斜板制御装置５３が作動して可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積が制御される。このときのポンプ吸収トルクは図５の特性線３９で示す最大値ＴＡよりも小さい値ＴＢであり、ポンプ出力トルクは図１０の特性線５４で示すものとなる。なお同図１０中、「小」は電磁比例弁３２が全閉となるまで切換えられることにより第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御装置４５に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力が０であり、これに伴ってポンプ出力トルクが大きくなることを示し、「大」は電磁比例弁３２が全開に保たれることにより第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御信号、すなわち指令圧力が最大の値であり、これに伴ってポンプ出力トルクが小さくなることを示している。目標回転数指示手段３５を適宜操作することにより、ポンプ出力トルクを特性線５５で示すものを上限として適宜変化させることができる。
【００５９】
そして例えば、上述のように方向制御弁２５が操作されている状態において、コントローラ３３の故障とか、あるいはコントローラ３３と電磁比例弁３２を結ぶ配線の断線などの電気系統の故障を生じたときには、例えば方向制御弁２５が切換えられていることに伴って前述したようにポンプ傾転が関数発生器４８から最小値選択器５２に出力される。
【００６０】
また、当該油圧ショベルで実施される作業に応じて吐出圧が第１傾転制御信号として傾転制御装置４５に与えられ、圧力信号・電気信号変換手段６１で電気信号に変換され加算器５０に与えられる。また、上述した電気系統の故障によって電磁比例弁３２が全開状態となることから、前述したように図４の特性線３８に応じた大きな指令圧力ＰＣが第２傾転制御信号として、第２傾転制御信号管路３０を介して傾転制御装置４５に与えられる。したがって、この大きな指令圧力ＰＣが圧力信号・電気信号変換手段６２で電気信号に変換され、係数乗算器４９で係数Ｋがかけられ加算器５０に与えられる。加算器５０では、この係数乗算器４９から与えられた値と前述した圧力信号・電気信号変換手段６１で変換された値、すなわち可変容量油圧ポンプ２１の吐出圧に相当する値とが加算され、その加算値に相当するポンプ傾転が関数発生器５１で求められ、該当するポンプ傾転が関数発生器５１で求められ、最小値選択器５２に入力される。最小値選択器５２では、関数発生器４８から出力されるポンプ傾転と関数発生器５１から出力されるポンプ傾転とを比較し、より小さなポンプ傾転、例えば関数発生器５１から出力されるポンプ傾転が斜板制御装置５３に出力される。これにより斜板制御装置５３が作動して可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積が制御される。このときの吸収トルクは図５の特性線ＴＢよりもさらに小さい値すなわち最小値ＴＣであり、ポンプ出力トルクは図１０の特性線７１に示すものとなる。
【００６１】
このときのエンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性は図６の特性線７０で示したものとなり、ポンプ吸収トルクとエンジン出力トルクとの関係は、前述した第１の実施形態におけるのと同様となる。したがって、この第３の実施形態でも、このような電気系統の故障中にエンジン２０の回転数が低下する事態を生じても、このエンジン２０が停止することがなく、当該エンジン２０の駆動を継続させることができ、これにより当該油圧ショベルで実施される作業を特別な操作を必要とすることなく実施でき、作業性の低下を防止することができる。
【００６２】
また特に、この第３の実施形態では、方向制御弁２５が中立に保持されているときは、ポンプ傾転すなわち押しのけ容積は最小に保たれるのでエンジン２０に対する負荷を軽減でき、これにより、燃料消費量を抑えることができ経済的である。
【００６３】
図１２は本発明の第４の実施形態を示す油圧回路図、図１３は図１２に示す第４の実施形態に備えられるコントローラに内蔵される指令電流設定手段で設定される回転数検出値と指令電流の関係を示す図である。
【００６４】
この第４の実施形態は、コントローラ３３に可変容量油圧ポンプ２１の吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段として、前述した第１の実施形態における目標回転数指示手段３５の他に、エンジン２０の現実の回転数を検出する回転数検出器５７を備えている。またコントローラ３３は、目標回転数と指令電流の相関関係を設定する指令電流設定手段３４の他に、図１３に示す回転数検出値と指令電流の相関関係、すなわち、回転数検出器５７で検出される現実の回転数検出値と電磁比例弁３２に駆動信号として出力される指令電流との関係を設定する指令電流設定手段５８を内蔵している。回転数検出値と指令電流との関係は図１３の特性線５９で示すように、回転数検出値の増加に応じてほぼ比例的に指令電流が増加する関係になっている。またコントローラ３３は、例えば、目標回転数指示手段３５から出力される目標回転数に応じて目標回転数指示手段３５から出力される目標回転数に応じて指令電流設定手段３４に基づいて求められる指令電流と、回転数検出器５７から出力される回転数検出値に応じて指令電流設定手段５８に基づいて求められる指令電流とを加算し、その加算値の平均値を求め、その指令電流の平均値を駆動信号として電磁比例弁３２に出力する処理をおこなうようになっている。その他の構成については、前述した図１に示す第１の実施形態と同等である。
【００６５】
このように構成した第４の実施形態によれば、例えば重負荷作業をおこなうために目標回転数指示手段３５を操作して、目標回転数の最大値ＮＡをコントローラ３３に入力させ、燃料噴射装置２０ａを介してエンジン２０を駆動させると、回転数検出器５７から現実のエンジン２０の回転数が図１３に示す回転数検出値Ｎａとして検出され、この回転数検出値Ｎａがコントローラ３３に入力される。コントローラ３３の指令電流設定手段３４は、入力された目標回転数の最大値ＮＡに応じて図２に示す関係から指令電流Ａｉを求める。また指令電流設定手段５８は、入力された回転数検出値Ｎａに応じて図１３に示す関係から指令電流ａｉを求める。さらに求められた指令電流Ａｉとａｉとを加算し、その加算値の平均値を求め、その指令電流の平均値を駆動信号として電磁比例弁３２に出力する。この場合には、前述したように比例電磁弁３２は全閉状態、あるいはほぼ全閉状態となり、傾転制御装置２３の第２傾転制御信号ポート３１に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力は０あるいはほぼ０となる。これにより図５の特性線３９で示すように、ポンプ吸収トルクの最大値ＴＡに相当する大きなポンプ吸収トルクとなるように傾転制御装置２３は可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これにより、所望の重負荷作業を実施できる。
【００６６】
また例えば、軽負荷作業をおこなうために目標回転数指示手段３５を操作して、前述した目標回転数ＮＢをコントローラ３３に入力させ、エンジン２０を駆動させると、回転数検出器５７から現実のエンジン２０の回転数が図１３に示す回転数検出値Ｎｂとして検出され、この回転数検出値Ｎｂがコントローラ３３に入力される。コントローラ３３の指令電流設定手段３４は、入力された目標回転数の最大値ＮＢに応じて図２に示す関係から指令電流Ｂｉを求める。また、指令電流設定手段５８は、入力された回転数検出値Ｎｂに応じて図１３に示す関係から指令電流ｂｉを求める。さらに求められた指令電流Ｂｉとｂｉとを加算し、その加算値の平均値を求め、この指令電流の平均値を駆動信号として電磁比例弁３２に出力する。この場合には、前述したように比例電磁弁３２はわずかながら開口した状態となり、傾転制御装置２３の第２傾転制御信号ポート３１に与えられる第２傾転制御信号、すなわち指令圧力は、図４に示す関係からＰＢ、あるいはＰＢに近い値となる。これにより図５の関係から、ポンプ吸収トルクが最大値ＴＡよりも小さい値ＴＢ、あるいはＴＢに近い値となるように、傾転制御装置２３は可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これにより、所望の軽負荷作業を実施できる。
【００６７】
また、上述した状態において、コントローラ３３の故障とか、あるいはコントローラ３３と電磁比例弁３２を結ぶ配線の断線などの電気系統の故障を生じたときには、電磁比例弁３２は中立位置に保たれ、全開状態となる。したがって、前述した第１の実施形態と同様に、パイロットポンプ２２から出力される大きな値のパイロット圧が第２の傾転制御信号、すなわち指令圧力ＰＣとして第２傾転制御信号ポート３１に導かれ、傾転制御装置２３は図５の特性線３９で示すように、指令圧力ＰＣに対応するポンプ吸収トルクの最小値ＴＣとなるように可変容量油圧ポンプ２１の押しのけ容積を制御する。これにより前述したように、このような電気系統の故障にあってエンジン２０の回転数が低下しても、エンジン２０の停止を招くことがなく、所望の重負荷作業、軽負荷作業を特別な操作を必要とすることなく実施でき、作業性の低下を防止することができる。
【００６８】
また、この第４の実施形態では、目標回転数の他に現実のエンジン２０の回転数を考慮に入れたポンプ吸収トルクの制御を実施するので、より精度の高いポンプ吸収トルク制御を実現できる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の各請求項に係る発明によれば、可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する電気系統に故障を生じた場合に、原動機の回転数が低下したときでも当該原動機の停止を招くことなく駆動させることができ、したがって、このような原動機の停止に伴う特別な操作を要することがなく、従来生じていた原動機の停止に伴う作業性の低下を防止できる。また、可変容量油圧ポンプの吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段を、原動機の目標回転数を指示する信号を出力する目標回転数指示手段が兼ねる構成にしてあることから、装置の構造が簡単で、製作費を安くすることができる。
【００７３】
また特に、請求項３に係る発明によれば、傾転制御装置が、センタバイパス通路を流れる流量が減少するにつれて可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を大きくするように制御する手段を含むことから、方向制御弁が中立に保たれているときは、可変容量油圧ポンプの押しのけ容積は最小に保たれ、これにより燃料消費量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の第１の実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１の実施形態に備えられるコントローラに内蔵される指令電流設定手段で設定される目標回転数と指令電流との関係を示す図である。
【図３】図１に示す第１の実施形態に備えられる可変容量油圧ポンプの特性を示す図である。
【図４】図１に示す第１の実施形態に備えられる電磁比例弁の特性を示す図である。
【図５】図１に示す第１の実施形態で得られる指令圧力・ポンプ吸収トルク特性を示す図である。
【図６】図１に示す第１の実施形態で得られるエンジン回転数・ポンプ吸収トルク特性を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す油圧回路図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す油圧回路図である。
【図９】図８に示す第３の実施形態に備えられる傾転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図８に示す第３の実施形態で得られるポンプ出力特性を示す図である。
【図１１】図８に示す第３の実施形態で得られるセンタバイパス流量・信号圧力特性を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態を示す油圧回路図である。
【図１３】図１２に示す第４の実施形態に備えられるコントローラに内蔵される指令電流設定手段で設定される回転数検出値と指令電流の関係を示す図である。
【図１４】従来の油圧作業機の油圧駆動装置の要部構成を示す油圧回路図である。
【図１５】図１４に示す従来の油圧作業機の油圧駆動装置で得られるエンジン回転数・エンジン出力トルク特性を示す図である。
【符号の説明】
２０ エンジン（原動機）
２０ａ 燃料噴射装置
２１ 可変容量油圧ポンプ
２２ パイロットポンプ（第２傾転制御信号発生手段）
２３ 傾転制御装置
２４ アクチュエータ
２５ 方向制御弁
２５ａ センタバイパス通路
２６ 操作装置
２７ パイロットリリーフ弁
２８ 第１傾転制御信号管路（第１傾転制御信号誘導系）
２９ 第１傾転制御信号ポート（第１傾転制御信号誘導系）
３０ 第２傾転制御信号管路（第２傾転制御信号誘導系）
３１ 第２傾転制御信号ポート（第２傾転制御信号誘導系）
３２ 電磁比例弁（処理手段）
３３ コントローラ
３４ 指令電流設定手段
３５ 目標回転数指示手段（上限信号出力手段）
４３ 指令電流設定器
４４ モードスイッチ（上限信号出力手段）
４５ 傾転制御装置
４６ 絞り
４７ 傾転制御信号管路
４８ 関数発生器
４９ 係数乗算器
５０ 加算器
５１ 関数発生器
５２ 最小値選択器
５３ 斜板制御装置
５７ 回転数検出器（上限信号出力手段）
５８ 指令電流設定手段
６０ 圧力信号・電気信号変換手段
６１ 圧力信号・電気信号変換手段
６２ 圧力信号・電気信号変換手段
Claims (5)
- 原動機と、この原動機によって駆動される可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの吐出圧を第１傾転制御信号として導く第１傾転制御信号誘導系と、上記可変容量油圧ポンプの吸収トルクを制御する第２傾転制御信号を導く第２傾転制御信号誘導系と、上記第２傾転制御信号を発生させる第２傾転制御信号発生手段と、
上記第１傾転制御信号の値が大きくなるにつれて上記可変容量油圧ポンプの吐出流量が小さくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御し、上記第２傾転制御信号の値が大きくなるにつれて上記可変容量油圧ポンプの吸収トルクが小さくなるように当該可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を制御する傾転制御装置とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、
コントローラと、
このコントローラに上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクの上限値を決めるポンプ吸収トルク上限信号を出力する上限信号出力手段と、
上記原動機の目標回転数を指示する信号を出力する目標回転数指示手段と、
上記第２傾転制御信号誘導系中に介設され、上記コントローラから出力される駆動信号により制御され、上記コントローラから上記駆動信号が出力されないときは、上記第２傾転制御信号を所定の大きな値に保って上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクを上記原動機の出力トルクよりも小さい最小値にする処理をおこなうとともに、上記コントローラから上記駆動信号が出力されるときには、上記駆動信号の値の減少に伴って上記第２傾転制御信号の値を増加させ、また、上記駆動信号の値の増加に伴って上記第２傾転制御信号の値を減少させ、これらの第２傾転制御信号の値に応じて上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクの上限値を最小値と最大値の間で変化させる処理をおこなう処理手段とを設けるとともに、
上記目標回転数指示手段が上記上限信号出力手段を兼ね、この目標回転数指示手段の操作により上記原動機の目標回転数と上記可変容量油圧ポンプの上記吸収トルクの上限値とを同時に設定し、
上記コントローラは、上記目標回転数指示手段により上記原動機の目標回転数の増加が指示されると上記駆動信号の値を増加させ、上記原動機の目標回転数の減少が指示されると上記駆動信号の値を減少させることを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。 - 第２傾転制御信号発生手段が、上記原動機によって駆動されるパイロットポンプであって、上記第２傾転制御信号が上記パイロットポンプから吐出されるパイロット圧であり、上記第２傾転制御信号誘導系が上記パイロット圧を導く傾転制御信号管路を含み、
上記処理手段が、上記傾転制御信号管路中に介設される電磁比例弁であることを特徴とする請求項１記載の油圧作業機の油圧駆動装置。 - 上記可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によって作動するアクチュエータ、及びこのアクチュエータの駆動を制御するセンタバイパス通路を有する方向制御弁を備えるとともに、
上記傾転制御装置が、上記センタバイパス通路を流れる流量が減少するにつれて上記可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を大きくするように制御する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の油圧作業機の油圧駆動装置。 - 上記上限信号出力手段が、上記原動機の現実の回転数を検出する回転数検出器であることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧作業機の油圧駆動装置。
- 当該油圧作業機が油圧ショベルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の油圧作業機の油圧駆動装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33418197A JP4136041B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 油圧作業機の油圧駆動装置 |
| US09/204,068 US6220028B1 (en) | 1997-12-04 | 1998-12-03 | Hydraulic drive system for hydraulic work vehicle |
| EP98204096A EP0922813A3 (en) | 1997-12-04 | 1998-12-03 | hydraulic drive system for hydraulic work vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33418197A JP4136041B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 油圧作業機の油圧駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11166482A JPH11166482A (ja) | 1999-06-22 |
| JP4136041B2 true JP4136041B2 (ja) | 2008-08-20 |
Family
ID=18274452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33418197A Expired - Lifetime JP4136041B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 油圧作業機の油圧駆動装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6220028B1 (ja) |
| EP (1) | EP0922813A3 (ja) |
| JP (1) | JP4136041B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10557251B2 (en) | 2016-03-10 | 2020-02-11 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Work machine |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6851207B2 (en) * | 2000-05-23 | 2005-02-08 | Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. | Construction machinery |
| US6938719B2 (en) * | 2000-09-08 | 2005-09-06 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Speed control system for wheeled hydraulic traveling vehicle |
| US7165397B2 (en) | 2003-11-10 | 2007-01-23 | Timberjack, Inc. | Anti-stall pilot pressure control system for open center systems |
| US7607296B2 (en) | 2003-12-09 | 2009-10-27 | Komatsu Ltd. | Device and method of controlling hydraulic drive of construction machinery |
| JP5074086B2 (ja) * | 2007-04-26 | 2012-11-14 | 株式会社小松製作所 | 建設車両 |
| US7797934B2 (en) * | 2007-04-30 | 2010-09-21 | Caterpillar Inc | Anti-stall system utilizing implement pilot relief |
| KR100974279B1 (ko) * | 2008-03-27 | 2010-08-06 | 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 | 중장비의 주행시스템 |
| US9133837B2 (en) | 2008-04-24 | 2015-09-15 | Caterpillar Inc. | Method of controlling a hydraulic system |
| JP5523028B2 (ja) * | 2009-09-04 | 2014-06-18 | 日立建機株式会社 | 油圧作業機械の油圧駆動装置 |
| JP5175870B2 (ja) * | 2010-01-13 | 2013-04-03 | 川崎重工業株式会社 | 作業機械の駆動制御装置 |
| US9664208B2 (en) * | 2011-12-28 | 2017-05-30 | Volvo Construction Equipment Ab | Engine control method of construction machine |
| JP5956179B2 (ja) * | 2012-02-23 | 2016-07-27 | 株式会社小松製作所 | 油圧駆動システム |
| CN102734242B (zh) * | 2012-07-13 | 2015-05-27 | 三一汽车制造有限公司 | 一种工程机械、多执行机构的液压控制***及控制方法 |
| JP5303061B1 (ja) * | 2012-11-20 | 2013-10-02 | 株式会社小松製作所 | エンジン制御装置及び建設機械 |
| WO2015058023A1 (en) | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Dow Agrosciences Llc | Processes for the preparation of pesticidal compounds |
| US9102655B2 (en) | 2013-10-17 | 2015-08-11 | Dow Agrosciences Llc | Processes for the preparation of pesticidal compounds |
| CN105525905B (zh) * | 2014-09-28 | 2019-02-26 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 一种旋挖钻机功率自适应控制***及其方法 |
| GB201419777D0 (en) | 2014-11-06 | 2014-12-24 | Agco Int Gmbh | Hydraulic pressure supply system |
| DE102015208077A1 (de) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Deere & Company | Generatoreinheit |
| CN105065348B (zh) * | 2015-07-06 | 2017-10-27 | 西安科技大学 | 一种软启动行走*** |
| JP6483599B2 (ja) * | 2015-12-24 | 2019-03-13 | 株式会社クボタ | 作業機 |
| KR102357613B1 (ko) * | 2016-07-29 | 2022-01-28 | 스미토모 겐키 가부시키가이샤 | 쇼벨, 쇼벨용 컨트롤밸브 |
| CN114909280B (zh) * | 2022-04-07 | 2024-05-17 | 潍柴动力股份有限公司 | 基于多源信息反馈优化的液压泵控制方法及*** |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5197284A (en) * | 1989-07-21 | 1993-03-30 | Cartner Jack O | Hydraulic motor deceleration system |
| JPH0826552B2 (ja) * | 1989-07-27 | 1996-03-13 | 株式会社小松製作所 | 建設機械のポンプ吐出量制御システム |
| US5638677A (en) * | 1991-03-29 | 1997-06-17 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Control device for hydraulically propelled work vehicle |
| DE69431276T2 (de) * | 1993-03-23 | 2003-05-28 | Hitachi Construction Machinery | Hydraulischer antrieb für hydraulische arbeitsmaschine |
| WO1994023213A1 (en) * | 1993-03-26 | 1994-10-13 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Controller for hydraulic drive machine |
| WO1997010443A1 (fr) * | 1995-09-14 | 1997-03-20 | Komatsu Ltd. | Circuit hydraulique destine a des machines de construction |
| EP0810497B1 (en) * | 1995-12-19 | 2002-12-18 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Method of output correction for control apparatus, the control apparatus, and hydraulic pump control apparatus |
-
1997
- 1997-12-04 JP JP33418197A patent/JP4136041B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-12-03 EP EP98204096A patent/EP0922813A3/en not_active Withdrawn
- 1998-12-03 US US09/204,068 patent/US6220028B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10557251B2 (en) | 2016-03-10 | 2020-02-11 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Work machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6220028B1 (en) | 2001-04-24 |
| JPH11166482A (ja) | 1999-06-22 |
| EP0922813A3 (en) | 2000-04-12 |
| EP0922813A2 (en) | 1999-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4136041B2 (ja) | 油圧作業機の油圧駆動装置 | |
| KR100292671B1 (ko) | 유압건설 기계의 원동기와 유압펌프의 제어장치 | |
| JP3434514B2 (ja) | 油圧作業機の油圧駆動装置 | |
| KR100279041B1 (ko) | 유압건설기계의 원동기의 오토 액셀러레이터장치 및 원동기와유압펌프의 제어장치 | |
| KR0167408B1 (ko) | 유압펌프제어장치 | |
| EP0504415B1 (en) | Control system of hydraulic pump | |
| JP3139769B2 (ja) | 油圧再生装置 | |
| JP3549989B2 (ja) | 油圧作業機の油圧回路装置 | |
| EP0648900A2 (en) | Hydraulic apparatus for construction machinery | |
| JP3139767B2 (ja) | 油圧作業機の油圧駆動装置 | |
| JPH07208404A (ja) | 油圧式建設機械のエンジン−ポンプ制御装置及び制御方法 | |
| US6161522A (en) | Controller of engine and variable capacity pump | |
| WO2002050435A1 (fr) | Dispositif de commande pour machine de construction | |
| JP3643193B2 (ja) | 油圧モータの制御装置 | |
| JPH0579502A (ja) | 油圧建設機械 | |
| JP2996891B2 (ja) | 建設機械の制御装置およびその制御方法 | |
| JPH05280070A (ja) | 油圧建設機械のトルク制御装置 | |
| JP3419614B2 (ja) | 油圧駆動装置 | |
| KR100771128B1 (ko) | 건설장비 제어장치 | |
| JPH09151487A (ja) | 油圧ポンプ制御装置 | |
| JPH05215101A (ja) | ポンプ傾転量の制御方法 | |
| JP2774552B2 (ja) | 作業機械の油圧回路 | |
| KR101740733B1 (ko) | 건설기계의 조향 장치 | |
| KR100188887B1 (ko) | 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법 | |
| JP3175992B2 (ja) | 油圧駆動機械の制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050617 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050628 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050823 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060418 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060615 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060621 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20060825 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080318 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080603 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613 Year of fee payment: 5 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |