JP5013452B2 - 建設機械における油圧制御回路 - Google Patents

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Description

本発明は、重量物を上下動させるための油圧シリンダを備えた建設機械における油圧制御回路の技術分野に属するものである。
一般に、油圧ショベル等の建設機械には、重量物を上下動させるための油圧シリンダ等の各種油圧アクチュエータや、操作具操作に基づいてこれら油圧アクチュエータに対する油供給排出制御を行うコントロールバルブ、油圧供給源となる油圧ポンプ等が設けられるが、油圧アクチュエータが例えば油圧ショベルのブームを上下動せしめるためのブームシリンダの場合、該ブームシリンダは、重量保持側油室であるヘッド側油室への油供給および反重量保持側油室であるロッド側油室からの油排出で伸長してブームを上動させ、また、ロッド側油室への油供給およびヘッド側油室からの油排出で縮小してブームを下動させるように構成されている。
ところで、前記ブームを下動させる場合、該ブームにかかっている重量（フロント作業機の総重量）がブームシリンダを縮小させる力として作用するため、ヘッド側油室の圧力はロッド側油室の圧力よりも高圧となる。そこで従来から、ブームの下動時にヘッド側油室からの排出油を再生油としてロッド側油室に供給する再生用油路を設け、ヘッド側油室の圧力がロッド側油室の圧力よりも高圧のあいだは、油圧ポンプからの供給圧油に加えて上記再生油がロッド側油室に供給されるように構成したものが知られている。
さらに、前述したような再生用油路が設けられているものにおいて、ブームの下動時にコントロールバルブを中立位置にするようにした技術（例えば、特許文献１参照。）や、ブームの下動時に油圧ポンプからロッド側油室への供給流量を調整する切換弁を設けた技術（例えば、特許文献２参照。）が知られている。これらのものにおいて、ブームを空中で下動させる場合、ロッド側油室にはヘッド側油室からの再生油のみが供給されることになって、油圧ポンプから圧油供給されることなく、これによって、油圧ポンプの吐出流量を低減できるようになっている。
特開平９−１３２９２７号公報 特開２００５−２５６８９５号公報
ところで、油圧ショベル等の多くの建設機械において、エンジンは、アクセルダイヤル等のエンジン回転数設定具により設定された目標回転数となるように制御されると共に、該エンジンを動力源とする油圧ポンプは、前記目標回転数に応じて最大流量が変化するように、つまり、エンジン回転数が高い場合にはポンプ流量を多くし、エンジン回転数が低い場合にはポンプ流量を少なくするように制御される。そして、オペレータは、作業スピードを上げたい場合や高負荷の作業を行う場合には、目標回転数を高く設定してエンジン出力を高める一方、スピードを遅くして作業したい場合や低負荷の作業を行う場合には、目標回転数を低く設定することでエンジン出力を低下させて低燃費化を図るようにしている。
しかるに、前記特許文献１、２のものは、前述したように、ブームを空中で下動させる場合、ロッド側油室には再生油のみが供給されて油圧ポンプから圧油供給されないため、ブームの下動速度は、エンジン回転数設定具で設定された目標回転数の高低に伴うポンプ流量の増減に影響されないことになる。このため、作業スピードや作業内容等を考慮して、オペレータがエンジン回転数設定具により目標回転数を設定しても、ブームの下動速度は変化しないことになって、作業性に劣るという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、上下動自在な重量物を、重量保持側油室への油供給および反重量保持側油室からの油排出で上動させ、反重量保持側油室への油供給および重量保持側油室からの油排出で下動せしめるべく伸縮作動する油圧シリンダと、油圧シリンダ用操作具の操作に基づいて前記油圧シリンダの重量保持側油室、反重量保持側油室に対する油供給排出制御を行うコントロールバルブと、重量物の下動時に重量保持側油室からの排出油を反重量保持側油室に供給する再生用油路と、エンジンを動力源として駆動し、前記油圧シリンダの油圧供給源となる油圧ポンプと、オペレータが前記エンジンの目標回転数を設定するためのエンジン回転数設定具とを備えた建設機械の油圧制御回路において、前記再生用油路に、制御装置からの制御指令に基づいて開度量調整されて重量保持側油室から反重量保持側油室への再生量を増減する再生用制御弁を配すると共に、前記制御装置は、重量物の下動時に、前記エンジン回転数設定具で設定された設定目標回転数が予め設定される低下制御用エンジン回転数より高い場合にはエンジン回転数を該低下制御用エンジン回転数まで低下せしめるエンジン回転数低下制御を行う一方、設定目標回転数が前記低下制御用エンジン回転数以下の場合には設定目標回転数となるようにエンジン回転数を制御すると共に、前記設定目標回転数が最大のときには再生用制御弁の開度量を大きくして再生量を多くし、設定目標回転数が低くなるほど開度量を小さくして再生量を少なくする再生量調整制御を行うことを特徴とする建設機械における油圧制御回路である。
請求項２の発明は、再生用制御弁は、制御装置からの制御信号に基づいて作動する電磁比例圧力制御弁から出力されるパイロット圧により開度量調整されると共に、該電磁比例圧力制御弁は、油圧シリンダ用操作具の操作に基づいてパイロット圧を出力するパイロットバルブから再生用制御弁に至るパイロット油路に配設されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械における油圧制御回路である。
請求項１の発明とすることにより、重量物の下動時には、エンジン回転数が低下制御用エンジン回転数以下に低下することになって、燃費低減に大きく貢献できると共に、再生用制御弁を介して重量保持側油室から反重量保持側油室に供給される再生油量は、エンジン回転数設定具により設定された設定目標回転数の高低に対応して増減することになり、而して、設定目標回転数に対応させて重量物の下動速度を変化せしめることができることになって、作業性に優れる。
請求項２の発明とすることにより、再生用制御弁の開度量は、油圧シリンダ用操作具の操作量に対応させるための制御を別途行わなくても、油圧シリンダ用操作具の操作量に対応して増減調整されることになり、制御の簡素化に寄与できる。
次に、本発明の第一の実施の形態について、図１〜図３に基づいて説明する。図１において、１は油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着されるフロント作業機４等から構成されており、さらに該フロント作業機４は、基端部が上部旋回体３に上下動自在に支持されるブーム５、該ブーム５の先端部に前後揺動自在に支持されるスティック６、該スティック６の先端部に取付けられるバケット７等の各部から構成されており、更に、図示しない左右の走行用モータや旋回用モータ、ブームシリンダ８、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０等の各種油圧アクチュエータが設けられている等の基本的構成は従来通りである。尚、図１において、１ａはオペレータの運転室となるキャブである。
前記ブームシリンダ（本発明の油圧シリンダに相当する）８は、ヘッド側油室８ａへの油供給およびロッド側油室８ｂからの油排出で伸長してブーム５を上動せしめ、また、ロッド側油室８ｂへの油供給およびヘッド側油室８ａからの油排出で縮小してブーム５を下動せしめるように構成されているが、上記ヘッド側油室８ａは、重量物であるフロント作業機４全体の重量を保持することになって本発明の重量保持側油室に相当し、またロッド側油室８ｂは本発明の反重量保持側油室に相当する。そして、本実施の形態では、このブームシリンダ８の油圧制御回路に本発明が実施されており、以下、ブームシリンダ８の油圧制御回路について、図２に基づいて説明する。
図２において、ＰはエンジンＥを動力源として駆動する可変容量型の油圧ポンプ、Ｔは油タンク、１１はブームシリンダ８に対する油供給排出制御を行うコントロールバルブであって、該コントロールバルブ１１は、上動側、下動側のパイロットポート１１ａ、１１ｂを備え、これらパイロットポート１１ａ、１１ｂに入力されるパイロット圧により後述の供給用、排出用弁路１１ｃ〜１１ｆの開度量が調整されるスプール弁で構成されている。つまりコントロールバルブ１１は、両パイロットポート１１ａ、１１ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、中立位置Ｎに位置していてブームシリンダ８に対する油の給排を行わないが、上動側パイロットポート１１ａにパイロット圧が入力されることにより上動側位置Ｘに移動して、油圧ポンプＰの吐出油をブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給する供給用弁路１１ｃを開き、且つロッド側油室８ｂからの排出油を油タンクＴに流す排出用弁路１１ｄを開くようになっている。さらにコントロールバルブ１１は、下動側パイロットポート１１ｂにパイロット圧が入力されることにより下動側位置Ｙに移動して、油圧ポンプＰの吐出油を絞り１１ｇを介してロッド側油室８ｂに供給する供給用弁路１１ｅを開き、且つヘッド側油室８ａからの排出油を絞り１１ｈを介して油タンクＴに排出する排出用弁路１１ｆを開くように構成されている。
ところで、前記油圧ポンプＰは、前述したように可変容量型のものであって、該油圧ポンプＰの容量可変手段ＰＬは、前記コントロールバルブ１１に形成されるセンタバイパス弁路１１ｉの通過流量に基づくネガティブコントロール流量制御、エンジンＥから供給される馬力が一定となるようにポンプ流量を制御する定馬力制御、および作業負荷とエンジン回転数に対応した制御信号に基づくポンプ出力増減制御を行う。これらの流量制御は、周知の技術であるため詳細な説明は省略するが、油圧ポンプＰは、エンジン回転数が高い場合には最大ポンプ流量が多く、エンジン回転数が低くなるにつれて最大ポンプ流量が少なくなるように制御される。
尚、油圧ポンプＰは、ブームシリンダ８だけでなく他の複数の油圧アクチュエータ（左右の走行用モータ、旋回用モータ、ブームシリンダ８、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０等）の油圧供給源であると共に、該油圧ポンプＰの吐出ラインにはこれら各油圧アクチュエータの油給排制御を行うコントロールバルブが配されるが、前記図２においては省略してある。
一方、Ａは前記コントロールバルブ１１とブームシリンダ８のヘッド側油室８ａとを連結するブームヘッド側油路、Ｂはコントロールバルブ１１とブームシリンダ８のロッド側油室８ｂとを連結するブームロッド側油路であって、これらブームヘッド側油路Ａ、ブームロッド側油路Ｂを経由してコントロールバルブ１１とブームシリンダ８とのあいだの油の給排がなされるが、該ブームヘッド側油路Ａとブームロッド側油路Ｂとは、再生用油路Ｃを介して連通されている。
１３は前記再生用油路Ｃに配される再生用制御弁であって、該再生用制御弁１３は、パイロットポート１３ａを備えたスプール弁で構成されており、パイロットポート１３ａにパイロット圧が入力されていない状態では、再生用油路Ｃを閉じる閉位置Ｎに位置しているが、パイロットポート１３ａにパイロット圧が入力されることにより、チェック弁１３ｂおよび絞り１３ｃを介して再生用油路Ｃを開く開位置Ｘに切換わるように構成されている。この場合、開位置Ｘの再生用制御弁１３は、パイロットポート１３ａに入力されるパイロット圧の高低に対応して開度量が増減調整されるようになっている。また、前記チェック弁１３ｂは、ブームヘッド側油路Ａからブームロッド側油路Ｂへの油の流れは許容するが、逆方向の流れは許容しないように構成されている。而して、再生用制御弁１３が開位置Ｘに切換わって再生用油路Ｃが開くことにより、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧力がロッド側油室８ｂの圧力よりも高圧のあいだは、ヘッド側油室８ａからの排出油を再生油としてロッド側油室８ｂに供給できるようになっているが、該ヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂへの再生量は、ヘッド側油室８ａとロッド側油室８ａとの差圧、および前記再生用制御弁１３の開度量に対応して増減することになる。
また、１４はブーム用操作レバー（本発明の油圧シリンダ用操作具に相当する）１５の操作に基づいてパイロット圧を出力するパイロットバルブであって、上動側パイロットバルブ１４Ｘと下動側パイロットバルブ１４Ｙとから構成されている。そして、ブーム用操作レバー１５が操作されていない状態では、上動側、下動側の両方のパイロットバルブ１４Ｘ、１４Ｙからパイロット圧が出力されないが、ブーム用操作レバー１５が上動側に操作されることにより、上動側パイロットバルブ１４Ｘからコントロールバルブ１１の上動側パイロットポート１１ａにパイロット圧が出力され、またブーム用操作レバー１５が下動側に操作されることにより、下動側パイロットバルブ１４Ｙからコントロールバルブ１１の下動側パイロットポート１１ｂにパイロット圧が出力されるように構成されている。この場合、パイロットバルブ１４から出力されるパイロット圧の圧力は、ブーム用操作レバー１５の操作量に対応して増減制御されるようになっている。尚、図２中、１６は所定の圧力を吐出するパイロット油圧源である。
さらに、Ｄは前記下動側パイロットバルブ１４Ｙからコントロールバルブ１１の下動側パイロットポート１１ａに至る下動側パイロット油路であって、該下動側パイロット油路Ｄからは、前記再生用制御弁１３のパイロットポート１３ａに至る下動側分岐パイロット油路Ｆ（本発明のパイロットバルブから再生用制御弁に至るパイロット油路に相当する）が分岐形成されている。
１７は前記下動側分岐パイロット油路Ｆに配される電磁比例圧力制御弁であって、該電磁比例圧力制御弁１７は、後述する制御装置１８からの制御信号に基づいて、下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されたパイロット圧を減圧して再生用制御弁１３のパイロットポート１３ａに出力するように構成されている。
前記制御装置１８は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、このものは、後述する圧力スイッチ１９、アクセルダイヤル２０からの信号を入力し、これに入力信号に基づいて、後述するエンジン回転数低下制御および再生量調整制御を行うべく、前記電磁比例圧力制御弁１７、エンジンＥに制御指令を出力する。
ここで、前記圧力スイッチ１９は、ブーム用操作レバー１５が下動側に操作されたか否かを判断するべく、前記下動側パイロット油路Ｄに接続されている。そして、該圧力スイッチ１９は、ブーム用操作レバー１５の操作に伴い下動側パイロットバルブ１４Ｙからパイロット圧が出力されることに基づいて、ＯＦＦからＯＮに切換わる。
また、アクセルダイヤル２０（本発明のエンジン回転数設定具に相当する）は、オペレータがエンジンＥの目標回転数を設定するためにキャブ１ａ内に配設される設定具であって、該アクセルダイヤル２０の各ダイヤル値毎に目標回転数が設定されることになるが、以下、アクセルダイヤル２０によって設定されるエンジンＥの目標回転数を、設定目標回転数Ｎｓと称する。
次いで、前記制御装置１８の行うエンジン回転数低下制御および再生量調整制御について、図３のフローチャート図に基づいて説明する。
制御装置１８は、まず、圧力スイッチ１９およびアクセルダイヤル２０から信号を読込む（ステップＳ１）。
次いで、制御装置１８は、前記電磁比例圧力制御弁１７に対し、下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されるパイロット圧を、アクセルダイヤル２０で設定された設定目標回転数Ｎｓに応じて減圧するように制御指令を出力する（ステップＳ２）。
つまり、前記ステップＳ２の処理において、制御装置１８は、電磁比例圧力制御弁１７に対し、設定目標回転数Ｎｓが最大（アクセルダイヤル２０のダイヤル値が最大）の場合は、下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されたパイロット圧を減圧することなく再生用制御弁１３のパイロットポート１３ａに出力するように制御指令を出力する一方、設定目標回転数Ｎｓが小さくなるにつれて、一次側圧力Ｐ１（下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されて電磁比例圧力制御弁１７に入力されるパイロット圧）に対する二次側圧力Ｐ２（電磁比例圧力制御弁１７から出力されて再生用制御弁１３のパイロットポート１３ａに入力されるパイロット圧力）の比率（Ｐ２／Ｐ１）が小さくなるように、制御指令を出力する。これにより、アクセルダイヤル２０により設定される設定目標回転数Ｎｓの高低に対応して再生用制御弁１３の開度量を増減調整する再生量調整制御が実行される。而して、再生用制御弁１３は、ブーム用操作レバー１５がフル操作されている状態であれば、設定目標回転数Ｎｓが最大のときに開度量が最大となり、設定目標回転数Ｎｓが小さくなるにつれて開度量も小さくなるように制御されるが、再生用制御弁１３の開度量が最大の状態では、後述するようにエンジン回転数低下制御によってエンジン回転数が低下制御用エンジン回転数Ｎｄまで低下していても、充分に速い速度でブーム下動を行うことができる再生量となるように設定されている。尚、前述したように、ブーム用操作レバー１５の操作量に応じて下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されるパイロット圧は増減するため、設定目標回転数Ｎｓが同じであれば、再生用制御弁１３の開度量は、ブーム用操作レバー１５の操作量に対応して増減調整されることになる。
次いで、制御装置１８は、圧力スイッチ１９からの入力信号に基づいて、ブーム下動側に操作されたか否かを判断する（ステップＳ３）。つまり、圧力スイッチ１９がＯＦＦの場合にはブーム下動側に操作されていないと判断し、また、圧力スイッチ１９がＯＮの場合にはブーム下動側に操作されたと判断する。
前記ステップＳ３の判断で「ＹＥＳ」、つまりブーム下動側に操作されたと判断された場合、制御装置１８は、続けて、アクセルダイヤル２０からの入力信号に基づいて、アクセルダイヤル２０で設定された設定目標回転数Ｎｓが後述する低下制御用エンジン回転数Ｎｄより高いか否か（Ｎｓ＞Ｎｄ？）を判断する（ステップＳ４）。また、ステップＳ３の判断で「ＮＯ」、つまりブーム下動側に操作されていないと判断された場合は、ステップＳ１に戻る。
ここで、前記低下制御用エンジン回転数Ｎｄは、低燃費化を達成するためにブーム下動時のエンジン回転数を低下せしめるべく、予め設定されるエンジン回転数である。
前記ステップＳ４の判断で「ＹＥＳ」、つまりアクセルダイヤル２０で設定された設定目標回転数Ｎｓが低下制御用エンジン回転数Ｎｄより高い（Ｎｓ＞Ｎｄ）と判断された場合、制御装置１８は、エンジンＥに対し、低下制御用エンジン回転数ＮｄをエンジンＥの目標回転数とするように制御指令を出力する（ステップＳ５）。
一方、ステップＳ４の判断で「ＮＯ」、つまりアクセルダイヤル２０で設定された設定目標回転数Ｎｓが低下制御用エンジン回転数Ｎｄ以下である（Ｎｓ≦Ｎｄ）と判断された場合、制御装置１８は、エンジンＥに対し、アクセルダイヤル２０で設定された設定目標回転数ＮｓをエンジンＥの目標回転数とするように制御指令を出力する（ステップＳ６）。
つまり、エンジンＥの回転数は、設定目標回転数Ｎｓが低下制御用エンジン回転数Ｎｄより高い場合には、前記ステップＳ５の処理によって低下制御用エンジン回転数Ｎｄまで低下するように制御される一方、設定目標回転数Ｎｓが低下制御用エンジン回転数Ｎｄ以下の場合には、ステップＳ６の処理によって設定目標回転数Ｎｓとなるように制御されることになり、これにより、エンジンＥの回転数を、低下制御用エンジン回転数Ｎｄ以下に低下せしめるエンジン回転数低下制御が実行されるようになっている。
そして、前記ステップＳ５或いはステップＳ６の処理後は、ステップＳ１に戻る。
叙述の如く構成された第一の実施の形態において、ブーム用操作レバー１５が下動側に操作されると、該操作に伴って下動側パイロットバルブ１４Ｙからパイロット圧が出力され、そして該パイロット圧は、下動側パイロット油路Ｄを経由してコントロールバルブ１１の下動側パイロットポート１１ｂに供給されて、該コントロールバルブ１１を下動側位置Ｙに切換えると共に、下動側パイロット油路Ｄから分岐形成された下動側分岐パイロット油路Ｆに配設の電磁比例圧力制御弁１７を経由して再生用制御弁１３のパイロットパート１３ａに供給されて、該再生用制御弁１３を開位置Ｘに切換えることになる。而して、ブーム５の下動時に、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａから排出された油は、再生用制御弁１３を介して再生油としてロッド側油室８ｂに供給されると共に、その余剰油はコントロールバルブ１１を経由して油タンクＴに排出される一方、ロッド側油室８ｂには、コントロールバルブ１１を経由して供給される油圧ポンプＰの吐出油と前記ヘッド側油室８ａからの再生油とが合流して供給されることになるが、この場合に、制御装置１８の行うエンジン回転数低下制御および再生量調整制御によって、エンジンＥの回転数は、予め設定される低下制御用エンジン回転数Ｎｄ以下まで低下すると共に、再生用制御弁１３の開度量は、アクセルダイヤル２０によって設定される設定目標回転数Ｎｓの高低に対応して増減調整されることになる。
この結果、ブーム５の下動時に、エンジン回転数が低下制御用エンジン回転数Ｎｄ以下まで低下することになって、低燃費化に大きく貢献できると共に、再生用制御弁１３を介してヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂに供給される再生油量は、設定目標回転数Ｎｓの高低に対応して増減することになり、而して、オペレータがアクセルダイヤル２０によって任意に設定した設定目標回転数Ｎｓの高低に対応してブーム下降速度が変化することになって、作業性に優れる。しかも、設定目標回転数Ｎｓが最大のときの再生用制御弁１３の開度量は、前述したように、エンジン回転数が低下制御用エンジン回転数Ｎｄまで低下していても、充分に速い速度でブーム下動を行うことができる再生量となるように設定されているから、高スピードの作業にも容易に対応できる。
さらに、前記再生用制御弁１３は、制御装置１８からの制御信号に基づいて作動する電磁比例圧力制御弁１７から出力されるパイロット圧により開度量調整されると共に、該電磁比例圧力制御弁１７は、下動側パイロットバルブ１４Ｙから再生用制御弁１３のパイロットポート１３ａに至る下動側分岐パイロット油路Ｆに配されていて、ブーム用操作レバー１５の操作に基づいて下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されたパイロット圧を、設定目標回転数Ｎｓに応じて減圧して再生用制御弁１３に出力する構成となっており、而して、設定目標回転数Ｎｓに対応した再生用制御弁１３の開度量調整を行えることになるが、この場合、下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されるパイロット圧が電磁比例圧力制御弁１７の一次側圧力となるから、電磁比例圧力制御弁１７から再生用制御弁１３に出力されるパイロット圧は、別途制御することなくブーム用操作レバー１５の操作量に対応して増減することになり、制御の簡素化に寄与できるという利点がある。
次に、第二の実施の形態について、図４、図５に基づいて説明するが、該第二の実施の形態のものにおいて、第一の実施の形態と同様のものは同一の符号を附すと共に、その説明は省略する。また、図１、図３については、第一の実施の形態のものを共用する。
扨、第二の実施の形態のものにおいて、再生用油路Ｃに配される再生用制御弁１３は、前記第一の実施の形態のものと同様に、パイロットポート１３ａに入力されるパイロット圧の高低により開度量が増減調整されると共に、該再生用制御弁１３のパイロットポート１３ａには、制御装置１８からの制御指令に基づいて作動する電磁比例圧力制御弁２１からのパイロット圧が入力されるようになっているが、第二の実施の形態の電磁比例圧力制御弁２１は、一次側がパイロット油圧源１６に接続されている。また、下動側パイロット油路Ｄには、下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されるパイロット圧を検出する圧力センサ２２が接続されている。
そして、この第二の実施の形態のものにおいても、制御装置１８は、前述した第一の実施の形態と同様に、エンジン回転数低下制御および再生量調整制御を行うが、再生量調整制御を行うにあたり、前述したように、第二の実施の形態の電磁比例圧力制御弁２１は、一次側がパイロット油圧源１６に接続されているため、電磁比例圧力制御弁２１から再生用制御弁１３に出力されるパイロット圧を、ブーム用操作レバー１５の操作量に応じて増減させるための制御が必要となる。このため、第二の実施の形態の制御装置１８は、ブーム用操作レバー１５の操作量と設定目標回転数Ｎｓとに基づいて、電磁比例圧力制御弁２１から再生用制御弁１３に入力されるパイロット圧を演算する演算手段２３を有しており、そして、該演算手段２３の演算結果に基づいて、電磁比例圧力制御弁２１に対して制御指令を出力するように構成されている。尚、第二の実施の形態において、ブーム下動側に操作されたか否かの判断は、圧力センサ２２からの入力信号に基づいて、下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されるパイロット圧が、予め設定される設定圧（例えば、コントロールバルブ１１のスプールを移動せしめるために必要な最低圧力）以上であるか否かの判断により行う。
ここで、前記演算手段２３の行う演算手順について、図５に示す制御ブロック図に基づいて説明すると、演算手段２３は、まず、圧力センサ２２により検出されるパイロット圧（下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されるパイロット圧）Ｐ１を第一テーブル２４に入力すると共に、アクセルダイヤル２０により設定される設定目標回転数Ｎｓを第二テーブル２５に入力する。
前記第一テーブル２４は、下動側パイロットバルブ１４Ｙから出力されるパイロット圧Ｐ１と、ブーム用操作レバー１５の操作量との関係を示したものであって、該第一テーブル２４により、ブーム用操作レバー１５の操作量Ｌが、フル操作したときを１００％としたときの百分率（％）で求められる。
また、第二テーブル２５は、ブーム用操作レバー１５がフル操作された場合に電磁比例圧力制御弁２１から再生用制御弁１３に出力されるパイロット圧を、設定目標回転数Ｎｓに応じて予め設定したテーブルであって、該第二テーブル２５によって、設定目標回転数Ｎｓに応じて電磁比例圧力制御弁２１から出力されるフル操作時パイロットＰｍが求められる。該フル操作時パイロット圧Ｐｍは、設定目標回転数Ｎｓが最大のときに最も高く、設定目標回転数Ｎｓが小さくなるほど低くなるように設定されている。
次いで、演算手段２３は、前記第一テーブル２４により求められたブーム用操作レバー１５の操作量Ｌ（％）を「１００」で除した値と、第二テーブル２５により求められたフル操作時パイロットＰｍとを、乗算器２６で乗じることによって、電磁比例圧力制御弁２１から再生用制御弁１３に出力されるパイロット圧を演算する。これにより、電磁比例圧力制御弁２１から再生用制御弁１３に出力されるパイロット圧は、ブーム用操作レバー１５の操作量と、アクセルダイヤル２０により設定される設定目標回転数Ｎｓとに対応して増減するように制御される。
而して、一次側がパイロット油圧源１６に接続されている電磁比例圧力制御弁２１を用いた場合であっても、再生用制御弁１３の開度量は、ブーム用操作レバー１５の操作量および設定目標回転数Ｎｓの高低に対応して増減するように調整されることになり、もって、この第二の実施の形態のものにおいても、前述した第一の実施の形態と同様の作用効果を奏することになる。
尚、本発明は、前記第一、第二の実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、第一、第二の実施の形態では、圧力スイッチや圧力センサの検出値により、ブーム下動側に操作されたか否かの判断やブーム用操作レバーの操作量の演算を行う構成となっているが、ブーム用操作レバーの操作方向や操作量を電気的に検出する操作検出手段を設け、該操作検出手段からの検出信号に基づいて上記判断や演算を行う構成にすることもできる。また、第一、第二の実施の形態では、再生用制御弁は、制御装置からの制御指令に基づいて電磁比例圧力制御弁から出力されるパイロット圧により開度量調整される構成になっているが、再生用制御弁自体を、制御装置からの制御指令に基づいて開度量調整される電磁比例流量制御弁を用いて構成することもできる。
さらに、前記第一、第二の実施の形態では、操作具操作量に基づく油圧ポンプの流量制御としてネガティブコントロール流量制御が採用されているが、これに限定されることなく、ポジティブコントロール流量制御、或いはロードセンシングコントロール流量制御が採用されているものであっても、本発明を実施できることは勿論である。
また、本発明のエンジン回転数低下制御および再生量調整制御は、重量物の下動時に油圧ポンプの吐出流量を低減せしめるように構成したポンプ流量低減制御と組み合わせて行うこともできる。さらにまた、重量物の下動と同時に、油圧ポンプを油圧供給源とする他の油圧アクチュエータを作動せしめる連動操作時には、エンジン回転数低下制御を解除する構成にしてもよい。
またさらに、本発明は、油圧ショベルのブームシリンダの油圧制御回路に限らず、重量物を上下動せしめるための油圧シリンダを備えた各種建設機械の油圧制御回路に実施できることは勿論である。
油圧ショベルの側面図である。 ブームシリンダの油圧制御回路図である。 エンジン回転数低下制御および再生量調整制御の制御手順を示すフローチャート図である。 第二の実施の形態を示すブームシリンダの油圧制御回路図である。 第二の実施の形態における演算手段の演算手順を示す制御ブロック図である。
符号の説明
８ ブームシリンダ
８ａ ヘッド側油室
８ｂ ロッド側油室
１１ コントロールバルブ
１３ 再生用制御弁
１４ パイロットバルブ
１５ ブーム用操作レバー
１７ 電磁比例圧力制御弁
２１ 電磁比例圧力制御弁
１８ 制御装置
２０ アクセルダイヤル
Ｃ 再生用油路
Ｅ エンジン
Ｐ 油圧ポンプ

Claims (2)

  1. 上下動自在な重量物を、重量保持側油室への油供給および反重量保持側油室からの油排出で上動させ、反重量保持側油室への油供給および重量保持側油室からの油排出で下動せしめるべく伸縮作動する油圧シリンダと、
    油圧シリンダ用操作具の操作に基づいて前記油圧シリンダの重量保持側油室、反重量保持側油室に対する油供給排出制御を行うコントロールバルブと、
    重量物の下動時に重量保持側油室からの排出油を反重量保持側油室に供給する再生用油路と、
    エンジンを動力源として駆動し、前記油圧シリンダの油圧供給源となる油圧ポンプと、
    オペレータが前記エンジンの目標回転数を設定するためのエンジン回転数設定具とを備えた建設機械の油圧制御回路において、
    前記再生用油路に、制御装置からの制御指令に基づいて開度量調整されて重量保持側油室から反重量保持側油室への再生量を増減する再生用制御弁を配すると共に、
    前記制御装置は、重量物の下動時に、
    前記エンジン回転数設定具で設定された設定目標回転数が予め設定される低下制御用エンジン回転数より高い場合にはエンジン回転数を該低下制御用エンジン回転数まで低下せしめるエンジン回転数低下制御を行う一方、設定目標回転数が前記低下制御用エンジン回転数以下の場合には設定目標回転数となるようにエンジン回転数を制御すると共に、
    前記設定目標回転数が最大のときには再生用制御弁の開度量を大きくして再生量を多くし、設定目標回転数が低くなるほど開度量を小さくして再生量を少なくする再生量調整制御を行うことを特徴とする建設機械における油圧制御回路。
  2. 再生用制御弁は、制御装置からの制御信号に基づいて作動する電磁比例圧力制御弁から出力されるパイロット圧により開度量調整されると共に、該電磁比例圧力制御弁は、油圧シリンダ用操作具の操作に基づいてパイロット圧を出力するパイロットバルブから再生用制御弁に至るパイロット油路に配設されることを特徴とする請求項１に記載の建設機械における油圧制御回路。
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