JPH11293710A - 建設機械の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設車両等の建設機械に搭載されたエンジ
ン、油圧ポンプ、および、油圧回路の制御により、作業
性、操縦性の良い建設機械の制御装置を提供する。 【解決手段】 重掘削等の力強い作業を行なうアクティ
ブモード選択・解除手段と、アクティブモードの選択に
よりエンジンが定格出力トルクを出力する燃料を供給す
るエンジン燃料噴射位置設定手段と、アクティブモード
の選択によりアクチュエータへの油圧を調圧するリリー
フ弁、安全弁等のセット圧力を切り換えるアクティブモ
ード切換手段と、アクティブモード選択・解除手段から
の信号を受けて、エンジン燃料噴射位置設定手段および
アクティブモード切換手段に指令を出力する制御手段と
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械の制御装置お
よびその制御方法に係わり、特には、建設車両等の建設
機械に搭載されたエンジン、油圧ポンプ、および、油圧
回路の制御により、作業性、操縦性の良い建設機械の制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設車両には、図２２に示すよう
な油圧回路が採用されている。この油圧回路は、エンジ
ン１により駆動される可変容量型ポンプ１１（以下、ポ
ンプ１１という。）とパイロットポンプ８１を備えてい
る。ポンプ１１はサーボピストン１２により斜板角を制
御されるようになっており、このサーボピストン１２の
作動圧を制御するサーボ制御弁２００と接続している。
このサーボ制御弁２００の操作部２００ａはニュートラ
ルコントロール弁２１０（以下、ＮＣ弁２１０と言う）
と、カットオフ弁２２０と、可変式トルクコントロール
弁２３０とを直列に接続している。ポンプ１１の吐出管
路２０１から分岐する管路２０１ａはカットオフ弁２２
０の操作部と、可変式トルクコントロール弁２３０の操
作部とに接続している。パイロットポンプ８１の吐出管
路２２１から分岐する管路２２２は、可変式トルクコン
トロール弁２３０、カットオフ弁２２０およびＮＣ弁２
１０を経て、サーボ弁２００の操作部２００ａに接続し
ている。エンジン１の回転速度を検知するエンジン回転
センサ３は制御装置２４０に接続している。制御装置２
４０は可変式トルクコントロール弁２３０に接続してい
る。

【０００３】また、ポンプ１１の吐出管路２０１は方向
切換弁２５０と接続している。方向切換弁２５０は管路
２５１ａ，２５１ｂを介してシリンダ２６０と接続する
と共に、管路２５２を介してジェットセンサ（圧力検出
部）２５３に接続している。ジェットセンサ２５３はド
レーン路２５４と接続している。また、前記パイロット
ポンプ８１の吐出管路２２１から分岐した吐出管路２２
３は圧力比例制御弁２７０と接続し、操作レバー２７１
がこの圧力比例制御弁２７０と連結している。この圧力
比例制御弁２７０は管路２７２ａ，２７２ｂを介して方
向切換弁２５０の操作部と接続している。２５４はリリ
ーフ弁である。

【０００４】次に、作動について説明する。ＮＣ弁２１
０は、ジェットセンサ２５３で検出された圧力を管路２
５６から一側の操作部に入力し、このジェットセンサ２
５３の下流側のドレーン路２５４で検出された圧力を管
路２５７から他側の操作部に入力して、このジェットセ
ンサ２５３の前後の差圧によって切り換わるようになっ
ている。図に示す方向切換弁２５０が中立位置になると
ポンプ１１の吐出流量が全てジェットセンサ２５３を通
ってドレーン路２５４からタンク２５８へドレーンされ
るのでジェットセンサ２５３の下流の圧力が大きくな
り、ＮＣ弁２１０は図に示すポート位置２１０ｂとな
る。これにより、サーボ弁２００はポート位置２００ｃ
となりサーボピストン１２を図の左側へ移動させ、ポン
プ１１の流量を減らす。これにより中立位置におけるエ
ネルギーロスをより少なくしている。

【０００５】次に、オペレータが方向制御弁２５０をい
ずれかに切り換えたときの作動について説明する。な
お、このとき、ジェットセンサ２５３には油は流れない
ため、ＮＣ弁２１０はポート位置２１０ａとなる。ま
た、エンジン１のエンジン回転センサ３からの回転速度
信号は制御装置２４０に常時入力されており、その回転
速度信号に応じて制御装置２４０から指令信号が前記可
変式トルクコントロール弁２３０の操作部２３０ａに入
力される。なお、可変式トルクコントロール弁２３０の
操作部２３０ｂにはポンプ１１の吐出圧が入力されてい
る。そこでエンジン回転速度信号の指令信号に対して、
ポンプ１１の吐出圧が低いときは、図に示す可変式トル
クコントロール弁２３０のポート位置は２３０ｃの位置
に、また、カットオフ弁２２０は２２０ａの位置とな
る。ＮＣ弁２１０は前述の通り位置２１０ａにある。こ
のため、前記管路２２２からのパイロット圧はサーボ制
御弁２００の操作部２００ａに入力されるのでサーボ制
御弁２００は２００ｂ位置に切り換わる。これにより、
サーボピストン１２のヘッド側の油はドレーンされ、ボ
トム側に前記管路２２１からの油が流入し、サーボピス
トン１２は右へ移動してポンプ吐出量を増加させる。

【０００６】これとは逆に、エンジン回転速度信号の指
令信号に対して、ポンプ１１の吐出圧が高いときは可変
式トルクコントロール弁２３０は２３０ｄの位置に切り
換わり、前記管路２２１からのパイロット圧はサーボ制
御弁２００の操作部２００ａに入力されないのでサーボ
制御弁２００は２００ｃの位置に切り換わる。これによ
り、サーボピストン１２のヘッド側に前記管路２２１か
らの油が流入し、ボトム側の油はドレーンされ、サーボ
ピストン１２は左へ移動してポンプ吐出量を減少させ
る。

【０００７】前記カットオフ弁２２０は通常はポンプ１
１の吐出圧力に対して、スプリング２２０ｂの力が大き
く設定されているので２２０ａの位置にある。ポンプ１
１が最大圧力になると２２０ｃの位置に切り換わるよう
になっており、最大圧力の流量をより減少させるカット
オフ制御するようになっている。前記可変式トルクコン
トロール弁２３０は、エンジン回転数Ｎと、油圧ポンプ
の吐出圧力Ｐに対応して油圧ポンプの吐出流量Ｑ〔Ｑ＝
ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）・Ｎ〕が一定となるように制御する
ようになっており、油圧ポンプの吸収馬力は、ほぼ等馬
力（Ｐ・Ｑ＝一定）の一定線上に制御される。

【０００８】上記の構成において、最近では、オペレー
タが作業現場に合わせて、コントローラ２４０に付設し
た図示しない選択スイッチを操作することにより、エン
ジントルク、ポンプ吸収トルクを選択し、最適な条件で
使えるようにされている。例えば、作業量・パワーがよ
り必要な作業時に用いる図２３に示すようなエンジンの
出力の定格出力点で合わせる重掘削モードと、通常の掘
削積み込み作業時に用いる掘削モードと、整地・整正等
の作業時に用いる図２４に示すようなエンジンの出力の
７５％パーシャル出力点で合わせる整正モードと、およ
び、微操作を必要とする作業時に用いる図２５に示すよ
うなエンジンの出力の５０％パーシャル出力点で合わせ
る微操作モード等がある。このとき、エンジントルクと
ポンプ吸収トルク（破線イで示す）とは、図２６に示す
ようにエンジンの出力の定格出力点の一点で合わせる場
合と、図２７に示すようにポンプ吸収トルク（一点鎖線
ロで示す）が等馬力制御の場合と、図２８に示すように
ポンプ吸収トルク（二点鎖線ハで示す）が定トルク制御
の場合とがある。また、実開昭５８−１３３６６５号公
報に提示してあるように、油圧ショベルにおいて、ブー
ムを下げながらアームで掘削するときに、アームシリン
ダによるアーム掘削力の反力で車体前方が浮きやすいた
め、ブームシリンダのヘッド側の圧力を低く設定してい
る。また、従来の可変容量型の油圧ポンプにおいては、
ポンプの容量を設定するサーボピストン１２は油圧ポン
プの駆動体の慣性とサーボピストン１２の作動とがハン
チングを起こさない範囲のバランスがとれる範囲で安定
を見込んだ速度を設定し、比較的早い応答性がとれるよ
うにしている。さらに、他の機能としては、油圧回路の
リリーフ時のエネルギーロスを低減する図２９に示す上
記のカットオフ機能と、あるいは、カットオフ機能（点
線ニで示す）の作動を停止してリリーフ圧近くでのポン
プ流量を確保してスピードダウンを防ぐ図３０に示すカ
ットオフ解除機能がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熟練者
と初心者では操作技量に大きな差があるため、上記のよ
うな、オペレータが作業現場に合わせて作業モードスイ
ッチで、重掘削モード、掘削モード、整正モード、ある
いは、微操作モードのいずれかを選択する建設機械で
は、モードを設定する時に初心者側のオペレータを対象
として設定すると、熟練者にはもの足りなく感じられ、
また、熟練者したオペレータを対象として設定すると全
くの初心者には取扱い難いと感じられている。また、オ
ペレータが作業現場に合わせて作業モードスイッチによ
りエンジントルク、ポンプ吸収トルクを選択する図２
６、図２７、および、図２８に示すような重掘削モード
においては、一般にエンジントルクとポンプ吸収トルク
とは一点（近傍）でマッチングさせている。このため、
ポンプに負荷がかかったときに、ポンプにかかる圧力あ
るいはポンプの吐出容積を迅速に減少させてポンプ吸収
トルクを調整しているため、作業速度が遅くなるととも
に、エンジンに負荷がかかってもエンジン回転速度は減
速しないのでエンジンの音色も変わらない。これによ
り、熟練したオペレータには、掘削等で高速作業ができ
ないとともに、掘削等の作業時に、作業負荷の変動の大
きさ、あるいは強弱を感知できなく、作業状態での車両
の粘り強さ、あるいは、力強さが感じられないという問
題がある。

【００１０】さらに、ブームの下げとともにアーム掘削
を行う場合に、アーム掘削の反力で車体前方の浮きを阻
止するためブームシリンダのヘッド側の圧力を低く設定
しているので、オペレータが重掘削を行いたいときに、
ブームが上方へ逃げてしまい重掘削ができない。また、
ブームシリンダのヘッド側の圧力を低く設定しているた
め、軟弱地からの脱出時に車体の突っ張り力が不足し、
脱出性が欠ける。また、作業速度あるいは旋回の速度に
おいても前記と同様に初心者側のオペレータを対象とし
て設定している場合、作業モードスイッチにより作業現
場にあわせて選択しても、作業機あるいは旋回の最大速
度は同じ所定の速度に設定してある。このため、オペレ
ータは自分の技量に合わせて、アクセルレバーを操作し
てエンジンの回転速度により作業機あるいは旋回の速度
を調整しているが、エンジンをフル回転させても、熟練
のオペレータには、作業速度あるいは旋回の速度が遅
く、建設機械としては「動きが遅い機械と感じる」とい
う問題がある。

【００１１】また、ポンプの吐出容積を変化させる時間
を設定する場合には、高圧時に応答性が早いため、これ
に合わせてハンチングを起こさない範囲でポンプの応答
性を設定している。このため、低圧時には図１４（標準
の破線）に示すごとく応答性が遅くなり、熟練のオペレ
ータには低負荷、および高負荷作業が多く含まれる作業
時に操作レバーの変化に対して作業機の追従が遅くな
り、建設機械としては前記に加わって「動きが遅い機械
と感じる」という問題がある。さらに、従来では、電気
および油圧で制御する専用のカットオフ弁を有して圧力
が所定の圧力になったときに、流量をさらに低くするカ
ットオフを行っているため構造が複雑になっている。

【００１２】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、建設機械の制御装置に係わり、特には、建
設車両等に搭載されたエンジン、油圧ポンプ、および、
油圧回路の制御により、エンジンの粘りの向上、作業速
度あるいは旋回速度の向上、あるいは、初心者および熟
練者にも作業性、操縦性の良い建設車両の建設機械の制
御装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る建設機械の制御装置の第１の発明で
は、エンジンと、エンジンにより駆動される可変容量型
ポンプと、可変容量型ポンプに作用する負荷圧力と吐出
容量との積がほぼ一定になるように制御するポンプ出力
制御手段と、ポンプからの圧油を受けるアクチュエータ
により作動され、作業する作業装置と、作業現場あるい
は作業内容によりエンジンの出力トルクおよび可変容量
型ポンプの吸収トルクを選択する選択手段とを有する建
設機械の制御装置において、重掘削等の力強い作業を行
なうアクティブモード選択・解除手段と、エンジン燃料
噴射位置設定手段と、アクティブモード切換手段と、ア
クティブモードの選択によりエンジンの回転数と出力ト
ルクを負荷の増加に応じて定格出力トルク点になるよう
に出力する燃料を供給するようにエンジン燃料噴射位置
設定手段に指令を出力し、アクティブモードの選択によ
りポンプ吸収トルクをエンジンの定格出力トルクになる
ように可変容量型ポンプの吸収トルクを選択する選択手
段に指令を出力し、アクティブモードの選択によりアク
チュエータへの油圧を調圧するリリーフ弁、安全弁等の
セット圧力を切り換えるようにアクティブモード切換手
段に指令を出力する制御手段とからなることを特徴とす
る。

【００１４】第２の発明では、エンジンと、エンジンに
より駆動される可変容量型ポンプと、可変容量型ポンプ
に作用する負荷圧力と吐出容量との積がほぼ一定になる
ように制御するポンプ出力制御手段と、ポンプからの圧
油を受けるアクチュエータにより作動され、作業する作
業装置と、作業現場あるいは作業内容によりエンジンの
出力トルクおよび可変容量型ポンプの吸収トルクを選択
する選択手段とを有する建設機械の制御装置において、
エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサと、
ポンプに作用する圧力を検出する圧力センサと、重掘削
等の力強い作業を行なうアクティブモード選択・解除手
段と、アクティブモード選択・解除手段、および、エン
ジン回転センサあるいはエンジン回転センサと圧力セン
サからの入力信号により可変容量型ポンプの吸収トルク
をエンジンの回転速度に応じて可変とする出力信号とを
出力する制御手段とからなり、前記制御手段からの信号
により可変容量型ポンプの吸収トルクをエンジンの定格
トルク点をねらい値として設定し、かつ、負荷の増加に
よりエンジン出力トルク線上を高トルク側に移動し、負
荷の減少によりエンジン出力トルク線上を定格トルク点
に向けて復帰させるよう可変とすることを特徴とする。

【００１５】第３の発明では、第２の発明において、ア
クティブモードの選択によりアクチュエータへの油圧を
調圧するリリーフ弁、安全弁等のセット圧力を切り換え
るアクティブモード切換手段と、アクティブモード選択
・解除手段からの信号を受けて指令信号を出力する制御
手段と、その信号によりアクチュエータへの油圧を調圧
する圧力を変更する調圧手段とからなることを特徴とす
る。

【００１６】第４の発明では、第１の発明、または、第
２の発明において、パイロット圧油を生ずるパイロット
ポンプと、ブームアクチュエータに設けられた安全弁設
定手段と、アクティブモードの選択により指令信号を出
力する制御手段と、その信号によりブームの掘削力をあ
げるためパイロットポンプからのパイロット圧を安全弁
設定手段に送りセット圧力を切り換えるアクティブモー
ド切換手段とからなることを特徴とする。

【００１７】第５の発明では、第１の発明、または、第
２の発明において、ポンプからアクチュエータのボト
ム、ヘッドへの圧油の方向を切り換えるとともに、最大
ストロークを可変として通過流量を変える方向制御弁
と、アクティブモードの選択により指令信号を出力する
制御手段と、その信号により方向制御弁へ送りストロー
クを可変とする圧油を切り換える方向制御弁用切換手段
とからなることを特徴とする。

【００１８】また、第１の発明、または、第２の発明に
おいて、パイロット圧油を生ずるパイロットポンプと、
ポンプからアクチュエータへの回路に設けられアクチュ
エータへの油圧を調圧する２段調圧手段および２段安全
手段と、アクティブモードの選択により指令信号を出力
する制御手段と、その信号によりパイロットポンプから
２段調圧手段および２段安全手段へ送るパイロット油圧
を切り換えるアクティブモード切換手段とからなること
でもよい。

【００１９】

【作用】上記構成によれば、熟練者の技量に合わせたア
クティブモードおよび初心者側に近い技量に合わせた標
準モードを設定したため技量に応じた作業モードを選択
できる。例えば、アクティブモードを選択すると、アク
ティブモードはポンプの吸収トルクをエンジンの定格出
力時の定格出力トルク点で合わせているとともに、作業
負荷が上昇しポンプに負荷がかかるとポンプの発生する
吸収トルクはエンジンの定格出力トルク点から所定の範
囲でトルクカーブに沿って移動するようにしている。

【００２０】このため、エンジンの出力はトルクカーブ
に沿って出力トルクが変化するとともに、エンジンの回
転速度が減速するとともに、エンジンの音色も変わり、
オペレータにはエンジンに負荷がかかっていることがわ
かる。

【００２１】また、ブームシリンダのヘッド側の圧力を
高圧力、低圧力の２段階にし、アクティブモードでは高
圧力にしてアームの掘削によりブームが逃げることをな
くし熟練のオペレータには重掘削が可能で、かつ、標準
モードでは低圧力に設定し、アームシリンダによるアー
ム掘削の反力で車体前方の浮きあがることなく初心者に
も技量に合わせて重掘削が行える。

【００２２】軟弱地からの脱出時には、アクティブモー
ドを選択することにより、初心者でも車体の突っ張り力
が増し、容易に脱出が行える。

【００２３】また、方向制御弁はストロークを長ストロ
ーク、および短ストロークの２段階にし、アクティブモ
ードでは長ストロークにして許容流量を多くし、標準モ
ードでは短ストロークにして許容流量を標準に設定して
いる。

【００２４】このため、熟練者にはアクティブモードを
選択することにより技量に合わせた迅速な作業速度ある
いは旋回速度が得られ、オペレータの満足度が向上する
とともに、深掘り作業およびサイクルタイムが短縮して
作業量が増加する。

【００２５】また、ポンプの吐出容積を変化させるとき
に、高圧時の応答性に合わせて吐出容積を変化させる時
間を設定するとともに、絞りを可変として低圧時にも高
圧時の早い応答性を設定したため、低圧時にも図１４
（実線で示す）に示すごとく応答性が早くなり、熟練の
オペレータにもオペレータの満足度が向上するととも
に、サイクルタイムが短縮して作業量が増加する。

【００２６】さらに、カットオフ弁は、ポンプのトルク
制御のバルブを用いているため、専用のカットオフ弁を
廃止でき、構造が簡単になる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。まず、図１は第１実施例の全体ブロック構成
図、図２の第１実施例の全体構成図、図３は図２のエン
ジン、ポンプ部を主体とした一部拡大図、図４は図２の
制御弁部を主体とした一部拡大図を参照して説明する。

【００２８】図１において、図示しない油圧ショベル等
の建設機械に搭載されるエンジン１と、エンジン１の回
転速度および出力を制御するガバナコントローラ２と、
エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転センサ３
と、エンジン１により駆動され、流量を吐出する可変容
量型ポンプ部１０（以下、ポンプ部１０という。）と、
ポンプ部１０から吐出される流体を制御する制御弁部４
０と、重掘削等の力強い作業を行なうアクティブモード
が選択されたときに切り換えるアクティブモード切換部
６０と、制御弁部４０を介して圧油を受けて図示しない
作業機を作動するアクチュエータ部７０と、ポンプ部１
０および制御弁部４０を制御する圧油を供給する操作部
８０と、ポンプ部１０が吐出する圧力を検出する圧力セ
ンサ９０と、作業条件あるいは現場に合わせて作業モー
ドを設定する作業モード設定スイッチ部９１と、ガバナ
コントローラ２、エンジン回転センサ３、圧力センサ９
０および作業モード設定スイッチ部９１からの指令を受
けて、ポンプ部１０、アクティブモード切換部６０、操
作部８０およびガバナコントローラ２に制御指令を出力
する制御装置１００とからなる。

【００２９】なお、図１の中の点線（α）は第１実施例
で制御装置１００からアクティブモード切換装置６０へ
の指令を示し、（β）は後述する第３実施例でスイッチ
６７、１６３からアクティブモード切換装置６０への指
令を示す。

【００３０】図１、図２、図３において、エンジン１に
は、燃料噴射ポンプ４とガバナ５とが併設されている。
ガバナ５はガバナモータ６で駆動され、ガバナモータ６
の位置はガバナ位置センサ７で検出されている。スロッ
トル量設定器８は、ダイヤル８ａと、このダイヤル８ａ
で回動されるポテンショメータ８ｂとからなっている。
ガバナコントローラ２は、スロットル量設定器８から出
力される第１スロットル信号と、後述する制御装置１０
０より出力される第２スロットル信号とを比較し、それ
らのうちの小さい方の信号に基づいてガバナモータ６を
駆動する。

【００３１】ガバナモータ６は図２６、図２７、図２８
に例示するように作業モードにしたがってエンジン１の
出力トルクを制御する。

【００３２】ポンプ部１０は、可変容量型ポンプ１１
（以下、ポンプ１１という）と、サーボピストン１２
と、サーボ制御弁１３と、トルクバリアブルコントロー
ル弁１４（以下、ＴＶＣ弁１４という）と、詳細は後述
するアクティブモード時に作動するアクティブモード切
換部６０の出力トルク用電磁切換弁６１と、可変容量ポ
ンプ用サーボ応答切換弁６２（以下、サーボ応答切換弁
６２という）と、および、サーボ応答用電磁切換弁６３
とから構成される。ポンプ１１はサーボピストン１２に
接続されており、サーボピストン１２に作用する圧油に
より斜板角が変化して吐出容積（ｃｃ／ｒｅｖ）を可変
にしている。サーボピストン１２へ供給される油の圧力
は、サーボ制御弁１３、ＴＶＣ弁１４、および出力トル
ク用電磁切換弁６１により制御される。ポンプ１１の斜
板角の変化は斜板角センサ１０１により検出されて制御
装置１００に送られている。詳細は後述するが、サーボ
制御弁１３およびＴＶＣ弁１４では、ポンプに作用す
る圧力とエンジンの回転速度によるエンジン出力トルク
とポンプの吸収トルクとのマッチング制御を行う、ま
た、ＴＶＣ弁１４は、電流値によるカットオフ制御、
電流値によるカットオフ機能解除制御を行う。

【００３３】図１、図２、図４において、制御弁部４０
は、方向制御弁４１と、圧力補償バルブ４２と、シャト
ル弁４３と、２段リリーフ弁４４と、吸込弁付き２段安
全弁４５と、２段安全弁４６と、詳細は後述するアクテ
ィブモード時に作動するアクティブモード切換部６０の
方向制御弁用電磁切換弁６４と、からなる。方向制御弁
４１は、両端部にポンプ１１からの流量の方向を制御す
るためのスプール操作部４１ａ、４１ｂを有する。スプ
ール操作部４１ａ、４１ｂはブーム用方向制御弁４１
ｄ、アーム用方向制御弁４１ｅ、バケット用方向制御弁
４１ｆおよび旋回用方向制御弁４１ｇの両端部に装着さ
れている。また、スプール操作部４１ａ、４１ｂは、オ
ペレータが操作する後述する各比例圧力電磁弁からのパ
イロット圧力を受けて図示しないスプールを所定量のス
トロークＳだけ移動し、オペレータが操作した操作量に
比例した流量をアクチュエータ部７０に供給する。

【００３４】また、ブーム用方向制御弁４１ｄおよびア
ーム用方向制御弁４１ｅのスプール操作部４１ｂには、
アーム掘削およびブーム下げ等の作動速度が増すように
図示しないスプールのストロークを大きく変化させるた
め、２段スプール操作部４１ｂａ、４１ｂｂで構成され
ている。このスプール操作部４１ｂは、標準モードＳｗ
のとき、方向制御弁用電磁切換弁６４からの圧力を２段
スプール操作部４１ｂｂが受けて図示しないスプールの
移動量を規制して最大ストロークを小さく変化させる。
また、アクティブモードＡｗのとき、方向制御弁用電磁
切換弁６４からの圧力を２段スプール操作部４１ｂｂが
受けずに、図示しないスプールの最大ストロークを大き
く変化させる。また、各方向制御弁には、絞り４１ｈが
設けられ、この絞り４１ｈを経た圧油は、シャトル弁４
３を介して各方向制御弁に作用している圧力の最大が取
り出されている。この圧力はサーボ制御弁１３および圧
力補償バルブ４２に供給し、サーボ制御弁１３ではポン
プ１１の吐出量を増減し、圧力補償バルブ４２では各シ
リンダに作用する圧力を保っている。

【００３５】図４において、２段リリーフ弁４４は、ア
クティブモードＡｗでは回路の圧力を高圧にするために
ポンプ１１と方向制御弁４１との間に装着されている。
また、吸込弁付き２段安全弁４５および２段安全弁４６
は、通常の圧力（１段目）と高い圧力（２段目）を有
し、アクティブモードＡｗでは、１段目のリリーフセッ
ト圧力に維持し、さらに、アクティブモードＡｗ時に掘
削力をアップしたい時のワンタッチ掘削力アップ時に
は、２段目の高いリリーフセット圧力になる。また、吸
込弁付き２段安全弁４５はこの実施例ではブームの下げ
等のブームシリンダ７１のシリンダヘッド側７１ａに装
着され、ブームの下げ等でポンプ１１の供給油量が不足
しているとき作動し、ブームシリンダ７１のシリンダヘ
ッド側７１ａが真空になるのを回避している。この吸込
弁付き２段安全弁４５および２段安全弁４６は、アクテ
ィブモードＡｗのときには、方向制御弁用電磁切換弁６
４からの圧力を受けずに１段目に、また、ワンタッチ掘
削力アップ時には、方向制御弁用電磁切換弁６４からの
圧力を受けて２段目になる。

【００３６】図２、図３、図４において、アクティブモ
ード切換部６０は、出力トルク用電磁切換弁６１と、サ
ーボ応答切換弁６２と、サーボ応答用電磁切換弁６３
と、および、方向制御弁用電磁切換弁６４とから構成さ
れる。出力トルク用電磁切換弁６１は、アクティブモー
ドＡｗが選択されたときに制御装置１００からの指令を
受けて切り換わり、パイロットポンプ８１からの油圧を
サーボ制御弁１３で遮断して、ポンプ１１の吐出量を増
加してポンプ出力トルクを増している。サーボ応答用電
磁切換弁６３は、アクティブモードＡｗが選択されたと
きに制御装置１００からの指令を受けず図示の位置
（断）にあり、パイロットポンプ８１からの油圧を遮断
している。サーボ応答切換弁６２は、アクティブモード
Ａｗ時に、ポンプ１１の吐出圧力によりポンプ１１の斜
板角の変化する速度の応答を早くするように制御する。

【００３７】方向制御弁用電磁切換弁６４は、一方は、
ブーム用方向制御弁４１ｄおよびアーム用方向制御弁４
１ｅのスプール操作部４１ｂにパイロットポンプ８１か
らの油圧を送り、スプールの最大ストロークを大きく変
化させ、アクチュエータ部７０に送る流量を増加してい
る。また、分岐した他方は、吸込弁付き２段安全弁４５
および２段安全弁４６に送り、アクチュエータ部７０の
力を増して図示しない作業機での掘削力を増加してい
る。なお、上記実施例では、方向制御弁用電磁切換弁６
４は一つを図示しているが、第２実施例のように複数設
けても良い。

【００３８】図４において、アクチュエータ部７０は、
図示しない建設機械のリンク機構に付設されてバケッ
ト、ブレード等の作業機を駆動するが、この実施例では
ブームシリンダ７１と、アームシリンダ７２と、バケッ
トシリンダ７３および旋回モータ７４が装着されてい
る。

【００３９】図２、図４において、操作部８０は、パイ
ロット用の油圧源となるパイロツトポンプ８１と、パイ
ロット用の油圧を調圧するリリーフ弁８２と、ブーム用
方向制御弁４１ｄを制御するブーム用比例圧力電磁弁８
３と、アーム用方向制御弁４１ｅを制御するアーム用比
例圧力電磁弁８４と、バケット用方向制御弁４１ｆを制
御するバケット用比例圧力電磁弁８５と、および旋回用
方向制御弁４１ｇを制御する旋回用比例圧力電磁弁８６
とからなる。ブーム用比例圧力電磁弁８３と、アーム用
比例圧力電磁弁８４と、バケット用比例圧力電磁弁８５
と、および旋回用比例圧力電磁弁８６の各比例圧力電磁
弁はオペレータが操作する図示しない電気レバーの操作
量の信号により比例した圧力を制御装置１００を介して
出力する。比例圧力電磁弁より操作量に合わせて出力さ
れたパイロット圧力は各方向制御弁のスプール操作部４
１ａ、４１ｂに供給される。

【００４０】圧力センサ９０はポンプ部１０が吐出する
圧力を検出し、検出した圧力信号は制御装置１００に送
られ、ポンプ部１０の吐出量を制御するのに用いられ
る。作業モード設定スイッチ部９１は、作業条件あるい
は現場に合わせて作業モードを設定するスイッチであ
り、本発明では、オペレータが自分の技量に応じて、ア
クティブモードＡｗおよび標準モードＳｗを選定するス
イッチが配設されている。また、安全弁用掘削力アップ
スイッチ９２は、制御装置１００に付設され、掘削力を
増すためのワンタッチ掘削力アップ制御が選択されると
リリーフ圧力を設定した高い圧力にする。

【００４１】制御装置１００は、ガバナコントローラ
２、エンジン回転センサ３、圧力センサ９０および作業
モード設定スイッチ部９１からの指令を受けて、ポンプ
部１０、操作部８０およびガバナコントローラ２に制御
指令を出力する。本発明では、特に、作業モード設定ス
イッチ部９１でアクティブモードＡｗが選択されたとき
に、圧力センサ９０からの圧力信号により、出力トルク
用電磁切換弁６１および方向制御弁用電磁切換弁６４に
指令を出力して、また、サーボ応答用電磁切換弁６３に
指令を出力せず、ポンプ１１の吐出量の増加と応答を早
くするとともに、カツトオフキャンセルを行い高い圧力
にする。作業モード設定スイッチ部９１で標準モードＳ
ｗが選択されたときに、圧力センサ９０からの圧力信号
により、出力トルク用電磁切換弁６１および方向制御弁
用電磁切換弁６４に指令を出力せず、また、サーボ応答
用電磁切換弁６３に指令を出力してポンプ１１の吐出量
と応答を標準にするとともに、カツトオフを行ない低い
圧力にする。

【００４２】次に、図３において、前記のサーボ制御弁
１３、サーボ応答切換弁１６、およびＴＶＣ弁１４につ
いて説明する。ポンプ１１はサーボピストン１２により
斜板角が制御されるようになっており、このサーボピス
トン１２は導管２２、サーボ応答切換弁６２、導管２２
ａを介して制御圧を供給するサーボ制御弁１３と接続さ
れている。サーボ制御弁１３はポンプ１１の吐出管路２
１から分岐する導管２１ａからの導管２１ｂと、また、
ポンプ１１の出力をほぼ等馬力になるように制御するＴ
ＶＣ弁１４と導管２３を介して接続している。また、サ
ーボ制御弁１３の一端の操作部１３ａにはポンプ１１の
吐出管路２１から分岐する導管２１ａを介して導管２１
ｃが、また、この一端の操作部１３ａａには、パイロッ
トポンプ８１の吐出管路２５から出力トルク用電磁切換
弁６１を介して導管２４にも接続している。サーボ制御
弁１３の他端部１３ｂは、アクチュエータ部７０にかか
る圧力の内の最大圧力がシャトル弁４３を介して配管２
５により接続されている。また、この他端側には、バネ
１３ｃが図示しないスプールに当接するように配設され
ている。

【００４３】サーボ応答切換弁６２の一端の操作部６２
ａは、ポンプ１１の吐出管路２１から分岐する導管２１
ａからの導管２１ｄに、また、他端の操作部６２ｂは、
サーボ応答用電磁切換弁６３を介してパイロットポンプ
８１の吐出管路２６に接続している。本発明では、特
に、作業モード設定スイッチ部９１でアクティブモード
Ａｗが選択されたときに、制御装置１００は、サーボ応
答用電磁切換弁６３に指令を出力せずに、サーボ応答切
換弁６２はポンプ１１の吐出圧力が一端の操作部６２ａ
に作用し、可変絞りのポート６２ｅと絞りのないポート
６２ｆとの間で制御され、ポンプ１１の応答を早くす
る。作業モード設定スイッチ部９１が標準モードＳｗで
選択されたときに、制御装置１００は、サーボ応答用電
磁切換弁６３に指令を出力し、サーボ応答切換弁６２は
パイロットポンプ８１の吐出圧力が他端の操作部６２ｂ
に作用し、固定絞りのポート６２ｇで制御され、ポンプ
１１の応答を標準にする。

【００４４】前記、ＴＶＣ弁１４の一端の操作部１４ａ
には、ポンプ１１の吐出管路２１から分岐する導管２１
ａから更に分岐した導管２１ｅが接続している。このＴ
ＶＣ弁１４の一端のソレノイド操作部１４ｂは、制御装
置１００と電気回路２７を介して接続している。このＴ
ＶＣ弁１４の他端には、二つのバネ１４ｃ、１４ｄが配
設され、バネ１４ｃ、１４ｄは前記サーボピストン１２
のピストン１２ｂと連結する押圧部材１９に当接してい
る。バネ１４ｃ、１４ｄはＴＶＣ弁１４の図示しないピ
ストンにより押されて撓むとともに、押圧部材１９を押
してピストン１２ｂを作動し、ポンプ１１の斜板を制御
している。この制御によりポンプ１１の吐出容量は可変
となっている。上記実施例では、バネを２個使用して、
ほぼ等馬力となるように制御しているが、等馬力になる
ようにソレノイドを可変にしても良い。

【００４５】また、図３に示すＴＶＣ弁１４の一端の操
作部１４ａにポンプ１１からの低い制御圧が導管２１ｅ
から入力されている時、すなわち、ポンプ１１への負荷
の圧力が低圧のときには、バネ１４ｃ、１４ｄのバネ力
によりＴＶＣ弁１４はドレーン位置１４ｅにあり、また
サーボ制御弁１３の操作部１３ａにもポンプ１１からの
低い制御圧が導管２１ｃから入力されている時には、こ
のサーボ制御弁１３もドレーン位置１３ｄにある。この
ため前記サーボピストン１２の圧力室１２ａの制御圧は
導管２２、サーボ応答切換弁６２から導管２３、サーボ
制御弁１３を介して導管２８を通ってタンク２９へ接続
されている。このときには、ピストン１２ｂはバネ１２
ｃにより図示の左方向に押され、ポンプ１１の斜板は吐
出容量が大きくなる方向に押されている。

【００４６】次に、ＴＶＣ弁１４の操作部１４ａにポン
プ１１からの高い制御圧が導管２１ｅから入力されてい
る時にはバネ１４ｃ、１４ｄに抗して位置１４ｆとな
り、またサーボ制御弁１３の操作部１３ａにもポンプ１
１からの高い制御圧が導管２１ｃから入力されているの
でバネ１３ｃに抗して位置１３ｅとなる。前記ポンプ１
１からの制御圧は導管２１ａから導管２１ｂ、および導
管２１ｆから、ＴＶＣ弁１４、導管２３、サーボ制御弁
１３、サーボ応答切換弁６２および導管２２を介してサ
ーボピストン１２の圧力室１２ａに伝えられるようにな
っている。

【００４７】このようであるからポンプ１１の吐出圧力
が増大すると、この吐出圧力によりＴＶＣ弁１４と、サ
ーボ制御弁１３、およびサーボ応答切換弁６２を通った
制御圧がサーボピストン１２の圧力室１２ａに伝えら
れ、ピストン１２ｂがバネ１２ｃに抗して右方向に移動
しポンプ１１の斜板角を減少して吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒ
ｅｖ）を少なくするように制御されている。また、ポン
プ１１の吐出圧力が減少するとサーボピストン１２は前
述とは逆に作動するのでポンプ１１の斜板角を増大して
吐出容積を増加するように制御されている。サーボピス
トン１２が右側に最大に押されてバネ１２ｃを介してケ
ースの端面と当接するとポンプ１１は最小斜板位置とな
り、ポンプ１１の吐出容積は最小容積ｑｍｉｎ（ｃｃ／
ｒｅｖ）となる。反対に、サーボピストン１２が左側に
最大に押されてケースと当接するとポンプ１１は最大斜
板位置となり、ポンプ１１の吐出容積は最大容積ｑｍａ
ｘ（ｃｃ／ｒｅｖ）となる。

【００４８】ＴＶＣ弁１４の一端の操作部１４ａには、
並列して一端にソレノイド操作部１４ｂが設けられてお
り、ソレノイド操作部１４ｂは制御装置１００からの指
令を電気回路２７を介して受け、後述するエンジン出力
とポンプの吸収トルクとのマッチング制御、カットオフ
制御、あるいは、カットオフ機能解除制御を行う。

【００４９】出力トルク用電磁切換弁６１は、アクティ
ブモードＡｗ時には制御装置１００からの指令により切
り替わり、標準モードＳｗにはパイロットポンプ８１か
らの圧油をサーボ制御弁１３の操作部１３ａａに供給し
ているのを遮断し、サーボ制御弁１３の操作部１３ａａ
をタンク２９に接続している。これにより、サーボ制御
弁１３は、ポンプ１１の吐出圧力が減少したと同様にな
り、作業モード設定スイッチ部９１でアクティブモード
Ａｗが選択されたときにはポンプ１１の吐出量が増して
いる。

【００５０】次に、本発明の第１実施例の作動について
説明するが、まず、ポンプの吐出制御について説明す
る。エンジン１を始動し、オペレータが作業をおこなう
とアクチュエータ部７０に作用する負荷により、ポンプ
１１からアクチュエータ部７０に作業時の圧力が発生す
る。その作業時の圧力がポンプ１１の吐出管路２１にポ
ンプ負荷圧力Ｐａとしてかかるとともに、アクチュエー
タ部７０には方向制御弁４１により絞られた後の一段低
い圧力がアクチュエータ圧力Ｐｂとして作用する。この
ため、ポンプ１１の吐出管路２１から分岐した配管２１
ａを経てポンプ負荷圧力Ｐａが、サーボ制御弁１３の操
作部１３ａと、同時にサーボ制御弁１３の操作部１３ｂ
にも伝えられている。また、サーボ制御弁１３の他端側
には、他端部１３ｂにアクチュエータ圧力Ｐｂが、シャ
トル弁４３、配管２５を経て作用するとともに、バネ１
３ｃのバネ力が作用している。このため、サーボ制御弁
１３は、一端側（１３ａ）に作用するポンプ負荷圧力Ｐ
ａによる力と、他端側（１３ｂ）に作用する力およびバ
ネ１３ｃの力の合力との、力の差によりサーボ制御弁１
３の図示しないスプールを左方向に移動する。この移動
量に見合った分だけサーボ制御弁１３が開口して制御圧
をサーボピストン１２に伝え、ポンプ１１の斜板角を制
御して吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）が決められる。

【００５１】このサーボピストン１２の移動により連結
されている押圧部材１９が移動する。バネ１４ｃ、１４
ｄに当接する押圧部材１９が移動することにより、ＴＶ
Ｃ弁１４の図示しないピストンを押すバネ１４ｃ、１４
ｄのバネ力が可変となっている。ＴＶＣ弁１４には、一
端側にポンプ１１からポンプ負荷圧力Ｐａが導管２１ｅ
を経て、ＴＶＣ弁１４の操作部１４ａに作用している。
また、他端側には、バネ１４ｃ、１４ｄが生ずる可変の
バネ力が作用している。ＴＶＣ弁１４の図示しないピス
トンは、バネ１４ｃ、１４ｄが生ずる可変のバネ力とポ
ンプ負荷圧力Ｐａによる力との釣り合った位置、すなわ
ち、位置１４ｅと位置１４ｆとの間にあり、導管２１ｆ
と導管２３とを図示しないピストンを介して繋いでい
る。このとき、ポンプ１１からの圧力室１２ｂへの制御
圧力は、ポンプ負荷圧力Ｐａによる力が大きいときに
は、導管２１ｆ、ＴＶＣ弁１４、導管２３、サーボ制御
弁１３、サーボ応答切換弁６２、導管２２を経て圧力室
１２ｂに繋がり、また、ポンプ負荷圧力Ｐａによる力が
小さいときには、圧力室１２ｂからの戻り油は、導管２
２、サーボ応答切換弁６２、サーボ制御弁１３、導管２
３、ＴＶＣ弁１４、および導管２８を経てタンク２９と
繋がっている。これにより、ポンプ負荷圧力Ｐａによる
力が大きくなるときには、サーボピストン１２はポンプ
１１の吐出量が減ずる方向に、また、ポンプ負荷圧力Ｐ
ａによる力が小さくなると、サーボピストン１２は吐出
量が増加する方向に移動する。

【００５２】また、上記において、ＴＶＣ弁１４は、ポ
ンプ負荷圧力Ｐａによる力とともに、一端側に設けられ
ているソレノイド操作部１４ｂに制御装置１００からの
指令を受け、ソレノイドの力を増減してポンプ１１の吐
出量を増減することができる。以上より、圧力室１２ａ
への制御圧力は、ポンプ負荷圧力ＰａとＴＶＣ弁１４の
バネ１４ｃ、１４ｄおよびソレノイド操作部１４ｂによ
っても制御される。これにより、ポンプ１１の吐出容積
ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）は前記サーボ制御弁１３とＴＶＣ弁
１４により制御される。従って、ポンプ１１の回転速度
ｎが決まるとポンプ１１の吐出容量Ｑ（ｌ／ｍｉｎ）
は、周知のごとく、吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）とポン
プ１１の回転速度ｎとの積より決まる。バネ１４ｃ、１
４ｄを所定に設定することにより、ポンプ１１の吐出圧
力と吐出容量との積をほぼ一定の等馬力（例えば、図６
の点線Ｈｓｌ）に制御することができる。このとき、ポ
ンプ１１の駆動馬力Ｈは、ポンプ負荷圧力Ｐａ（Ｋｇ／
ｃｍ2 ）と吐出容量Ｑ（ｌ／ｍｉｎ）との積（駆動馬力
Ｈ＝ｋ・Ｐａ・Ｑ＝ｋ・Ｐａ・ｑ・Ｎ、ただし、ｋは定
数、Ｎはポンプの回転速度）により求められる。また、
このとき、ポンプ１１の駆動トルクＴは、ポンプ負荷圧
力Ｐａ（Ｋｇ／ｃｍ2 ）と吐出容積ｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）
との積（駆動トルクＴ＝ｋ・Ｐａ・ｑ、ただし、ｋは定
数）により決まる。

【００５３】次に、本発明の作業モード設定スイッチ部
９１でアクティブモードＡｗが選択されたときの第１実
施例の作動について説明する。アクティブモードＡｗの
作業状態では、表１のごとく、制御装置１００から各部
に指令を出力する。

【００５４】

【表１】

【００５５】アクティブモードＡｗ時の制御装置１００
からアクティブモード切換部６０の指令を示す。例え
ば、方向制御弁用電磁切換弁６４に指令を出力して、方
向制御弁４１の最大ストロークＳを大きく、また、２段
リリーフ弁４４、吸込弁付き２段安全弁４５、２段安全
弁４６にもパイロツト油圧を送り、圧力を高くする。ま
た、ＴＶＣ弁１４のソレノイド操作部１４ｂには指令を
出力せずにカットオフ機能解除制御を、サーボ応答用電
磁弁６３には、指令を出力せずにサーボ応答を早める制
御を行う。また、出力トルク用電磁切換弁６１には、指
令を出力せずにポンプ１１の等馬力制御を高い制御で行
う。なお、各電磁切換弁への指令、ＯＮ・０ＦＦは前記
表１に囚われることなく回路の構成により逆に設定して
も良い。また、回路の構成により方向制御弁用電磁切換
弁６４、サーボ応答用電磁弁６３、および、出力トルク
用電磁切換弁６１を一個にまとめることも可能であるこ
とはいうまでもない。

【００５６】上記の回路構成において、アクティブモー
ドＡｗのときのエンジン出力トルクとポンプの吸収トル
クとのマッチング点は、図５に示すように、標準モード
Ｓｗの点（Ｔｓ）よりも高くエンジン定格出力時の出力
トルク点（Ｔａ）に設定し、回転速度を標準モードＳｗ
時のＮｓからアクティブモードＡｗ時のＮａに増してい
る。これにより、図６に示すように、ポンプの吐出量
は、標準モードＳｗ時のＱｓｌからアクティブモードＡ
ｗ時のＱａｈに増している。また、アクティブモードＡ
ｗのポンプの等馬力制御の実線（Ｈａｈ）は標準モード
Ｓｗのポンプの等馬力制御の破線（Ｈｓｌ）よりも高く
設定される。これは、標準モードＳｗではポンプ１１の
吐出容量Ｑｓｌにあったのが、出力トルク用電磁切換弁
６１をポート位置６１ｂに切り換え、サーボ制御弁１３
の操作部１３ａａをタンク２９に接続して低圧にし、ポ
ンプ１１の吐出量をＱａｈ点に増加しているためであ
る。

【００５７】以下、アクティブモードＡｗおよび標準モ
ードＳｗの作動の説明を行うが、建設機械の内の油圧シ
ョベルの油圧回路例について説明する。 （１）エンジン１の出力トルクとポンプ１１の出力トル
クのマッチング制御について説明する。 アクティブモードＡｗについて説明する。オペレータ
がアクティブモードＡｗを選択すると、図５に示すよう
に、エンジン１の回転速度は無負荷最高回転速度（例え
ば、Ｎ0 ）で回転する。オペレータが操作レバーを操作
してアクチュエータ圧力Ｐｂを増すか、あるいは／およ
び、ポンプ１１の吐出量Ｑを増すと、前記のように、サ
ーボ制御弁１３とＴＶＣ弁１４を制御して、ポンプ１１
の傾転角度を変えてポンプ１１の吸収トルクが増加して
いく。ポンプ１１が吸収トルクを増加すると、この増加
に応じてエンジン１の回転速度は無負荷最高回転速度Ｎ
0 から低下していく。さらに、アクチュエータ圧力Ｐ
ｂ、あるいは／および、ポンプ１１の吐出量Ｑが増加
し、エンジン１の回転速度Ｎａまで減ずると、エンジン
出力トルクとポンプの吸収トルクとはマッチング点（Ｔ
ａ）でマッチングする。アクティブモードＡｗでは、こ
の点はエンジン１の定格出力トルク点（例えば、回転速
度Ｎａ）に設定しておく。次に、さらに、アクチュエー
タ圧力Ｐｂ、あるいは／および、ポンプ１１の吐出量Ｑ
が増加してポンプ１１の吸収トルクがエンジン１の出力
トルクＴａＡを越えると、従来では、急速にポンプ１１
の吐出量Ｑが一点鎖線（イ）に沿って減じてエンジン１
の回転速度の低下を回避していた。

【００５８】これに対して、本発明では、アクチュエー
タ圧力Ｐｂ、あるいは／および、ポンプ１１の吐出量Ｑ
が増加してポンプ１１の吸収トルクがエンジン１の出力
トルクＴａＡを越えると、ポンプ１１の吐出量Ｑを減ず
ることを行わない。すなわち、ポンプ１１の吐出量Ｑは
そのままか、あるいは、ポンプ１１の吐出容積ｑを増
す。このために制御装置１００はＴＶＣ弁１４のソレノ
イド部１４ｂへの指令出力を低減してポート位置１４ｅ
にする。これにより、サーボピストン１２の圧力室１２
ａからの戻り油は、導管２２、サーボ応答切換弁６２、
サーボ制御弁１３のポート位置１３ｂ、導管２３、ＴＶ
Ｃ弁１４のポート位置１４ｅ、および導管２８を経てタ
ンク２９と繋がっている。このため、サーボピストン１
２は吐出量が増加する図示の右側方向に移動するととも
に、連結されている押圧部材１９を移動し、バネ１４
ｃ、１４ｄのバネ力をかえる。ＴＶＣ弁１４の図示しな
いピストンは、バネ１４ｃ、１４ｄが生ずる可変のバネ
力と、ポンプ負荷圧力Ｐａによる力およびＴＶＣ弁１４
のソレノイド部１４ｂの力との合力との釣り合った位置
で、サーボピストン１２の圧力室１２ａからタンク２９
への戻り油の流れを遮断し、サーボピストン１２の移動
を停止する。これにより、ポンプ１１の吐出容積ｑは制
御装置１００からＴＶＣ弁１４への指令値に応じて増加
した吐出容積の値となる。

【００５９】これを繰り返して、ポンプ１１の吐出容積
ｑ、すなわち、ポンプ１１の吐出量Ｑはエンジン１の回
転速度に応じて増加させる。これにより、エンジン１へ
のポンプ１１の負荷トルクはそのままか、あるいは、増
加し、エンジン１の回転速度は音色をかえながら低下し
ていく。この負荷の増加によりエンジン出力トルクとポ
ンプ吸収トルクとのマッチング点はエンジン出力トルク
線上（ロ）を高トルク側に移動する。熟練したオペレー
タが操作レバーを操作し、負荷を少し軽くすると負荷の
減少によりエンジン出力トルク線上を定格トルク点に向
けて復帰する。このとき、熟練したオペレータは、この
エンジン１の音色を判定して適宜にエンジン１の回転速
度を復活させる。また、マッチング点Ｔａはエンジン出
力トルク線上（ロ）を高トルク側に移動するとともに、
所定の幅でＬａにより、エンジン出力トルクが継続する
ように設定されている。

【００６０】これにより、負荷が連続したときにはエン
ジン１は高トルク側の幅端で出力する。さらに、掘削作
業等で負荷が増加する場合には、熟練したオペレータは
操作レバーを中立方向に戻し、ポンプ１１の吐出量Ｑを
低減し、エンジン１が停止するのを回避する。これによ
り、エンジン１にはポンプ１１の負荷が十分に作用する
とともに、ポンプ１１の吐出量の低減がなくなり作業速
度の低下が回避でき、熟練したオペレータでも「動きが
遅い機械と感じる」ことはなくなる。

【００６１】上記において、エンジン１の出力トルクと
ポンプ１１の吸収トルクのマッチングの制御についてみ
ると、図７、図８、図９に示すようにできる。図７、図
８、図９は共に、横軸にエンジンの回転速度（Ｎ）を、
縦軸にエンジンの出力トルク（Ｔ）およびポンプの吸収
トルクをとっており、エンジン１の出力トルクを二点鎖
線（イ）で示している。また、ポンプ１１の吸収トルク
を実線（Ａ）、破線（Ｂ）、および、一点鎖線（Ｃ）で
示している。

【００６２】図７では、ポンプ１１の吸収トルクを示
す、実線Ａ、点線Ｂ、および、一点鎖線Ｃは、ポンプ１
１の吐出容積ｑを変えることなく一定にしていることを
示している。エンジン１の出力トルクとポンプ１１の吸
収トルクのマッチング点のＭａ、Ｎｂ、Ｒｃの変化は、
ポンプ１１にかかる負荷圧力により変わっていく。この
図７の油圧のみによる制御をパターンＡと呼ぶ。

【００６３】図８では、ポンプ１１の吸収トルクを示
す、実線Ｄ、点線Ｅ、および、一点鎖線Ｆは、ポンプ１
１の吐出容積ｑを変えることを示している。エンジン１
の出力トルクとポンプ１１の吸収トルクのマッチング点
のＭｄ、Ｎｅ、Ｒｆの変化は、ポンプ１１の吐出容積ｑ
を変えることにより変わっていく。この図８のポンプ１
１の吐出容積ｑを変える制御をパターンＢと呼ぶ。

【００６４】図９では、ポンプ１１の吸収トルクを示
す、実線Ｇ、点線Ｈ、および、一点鎖線Ｊは、ポンプ１
１にかかる負荷圧力に合わせて吸収トルクが一定になる
ように吐出容積ｑも変化させることを示している。エン
ジン１の出力トルクとポンプ１１の吸収トルクのマッチ
ング点のＭｇ、Ｎｈ、Ｒｊの変化は、負荷圧力に合わせ
てポンプ１１の吐出容積ｑを変えることにより変わって
いく。この図９の油圧とポンプ１１の吐出容積ｑを変え
る制御をパターンＣと呼ぶ。

【００６５】次に、本発明の実施例でのエンジン１の出
力トルクとポンプ１１の吸収トルクのマッチングの制御
についてみると、図１０では、ポンプ１１の負荷圧力が
上昇する場合、図１１では負荷圧力が下降する場合を示
す制御している。また、図１２では負荷圧力が下降する
場合の他の実施例を示す制御している。図１０におい
て、ステップ１では、ポンプ１１の負荷圧力が所定の圧
力（Ｐａ≦２５０Ｋｇ／ｃｍ2 ）に等しいか、あるい
は、以下か、を判定している。等しいか、あるいは、以
下の場合には、ステップ２でパターンＡの制御を行う。
以上の場合（Ｐｂ＞２５０Ｋｇ／ｃｍ2 ）には、ステッ
プ３でポンプ１１の負荷圧力が連続して0.5 秒以上か、
あるいは、等しいか、を判定している。否の場合には、
ステップ３を繰り返す。0.5 秒以上か、あるいは、等し
い場合には、ステップ４で、ポンプ１１の負荷圧力が所
定の圧力（Ｐｃ≦３００Ｋｇ／ｃｍ2 ）に等しいか、あ
るいは、以下か、を判定している。等しいか、あるい
は、以下の場合には、ステップ５でパターンＡからパタ
ーンＢの制御を行う。この変更をモジュレーション1.0
秒で行う。否の場合（Ｐｂ＞３００Ｋｇ／ｃｍ2 ）に
は、ステップ６で、まず始めにパターンＡからパターン
Ｂの制御を、モジュレーション1.0 秒で行う。次に、連
続してパターンＢからパターンＣの制御を、モジュレー
ション0.5 秒で行う。この制御を２段リリーフ弁４４の
セット圧力（Ｐｄ＝３２５Ｋｇ／ｃｍ2 ）まで行う。

【００６６】圧力を下降する場合には、図１１におい
て、ステップ１１で、ポンプ１１の負荷圧力が所定の圧
力（Ｐｅ≦３００Ｋｇ／ｃｍ2 ）に等しいか、あるい
は、以下か、を判定している。否の場合（Ｐｂ＞３００
Ｋｇ／ｃｍ2 ）には、ステップ１２でパターンＣの制御
を行う。等しいか、あるいは、以下の場合には、ステッ
プ１３で、ポンプ１１の負荷圧力が所定の圧力（Ｐｆ≦
２５０Ｋｇ／ｃｍ2 ）に等しいか、あるいは、以下か、
を判定している。否の場合には、ステップ１４で、パタ
ーンＣからパターンＢの制御を、モジュレーション0.1
秒で行う。等しいか、あるいは、以下場合には、ステッ
プ１５で、先ず始めにパターンＣからパターンＢの制御
を、モジュレーション0.1 秒で行う。次に、連続してパ
ターンＢからパターンＡの制御を、モジュレーション0.
2 秒で行う。

【００６７】次に、圧力を下降する場合の他の実施で
は、圧力上昇側と下降側でヒステリシスを設けている。
図１２において、ステップ２１で、ポンプ１１の負荷圧
力が所定の圧力（Ｐｇ≦２８０Ｋｇ／ｃｍ2 ）に等しい
か、あるいは、以下か、を判定している。否の場合（Ｐ
ｂ＞２８０Ｋｇ／ｃｍ2 ）には、ステップ２２でパター
ンＣの制御を行う。等しいか、あるいは、以下の場合に
は、ステップ２３で、ポンプ１１の負荷圧力が所定の圧
力（Ｐｈ≦２３０Ｋｇ／ｃｍ2 ）に等しいか、あるい
は、以下か、を判定している。否の場合には、ステップ
２４で、パターンＣからパターンＢの制御を、モジュレ
ーション0.1 秒で行う。等しいか、あるいは、以下場合
には、ステップ２５で、先ず始めにパターンＣからパタ
ーンＢの制御を、モジュレーション0.1 秒で行う。次
に、連続してパターンＢからパターンＡの制御を、モジ
ュレーション0.1 秒で行う。

【００６８】上記の実施例で、ＴＶＣ１４の変化の速度
のモジュレーションは圧力の上昇側と下降側で差を設け
ている。これにより、上昇側では緩慢なモジュレーショ
ンを採用することによりエンジン１の粘りを引き出し、
下降側では迅速なモジュレーションによりエンジン１の
速い回転速度の回復を得ている。

【００６９】さらに次に、制御方法の他の一例を図１３
のフローチャート図で説明する。ステップ３１では、作
業モード設定スイッチ部９１でアクティブモードＡｗが
選択されたか、否（ＮＯ）かを制御装置１００が判定す
る。ＮＯの場合には、ステップ３１を繰り返す。選択さ
れた場合（ＹＥＳ）には、ステップ３２およびステップ
３３の測定を行う。この場合、ステップ３２では、ポン
プ１１の負荷圧力を測定し、ステップ３３では、ポンプ
１１の吐出容積ｑを傾転角センサ１０１で測定して制御
装置１００に送っている。

【００７０】ステップ３４では、ステップ３２およびス
テップ３３の測定結果より、ポンプ１１の吸収トルクＴ
ｐ（Ｔｐ＝ｋ・Ｐａ・ｑ、ただしｋは定数）を演算す
る。ステップ３５では、ステップ３４で求めたポンプ１
１の吸収トルクＴｐがエンジン１の定格出力トルク点を
越えたか、否かを判定する。このとき、エンジン１の定
格出力トルク点は設計時に設定しておき、制御装置１０
０の図示しない記憶部（Ｒ０Ｍ）に記憶させておく。Ｎ
Ｏの場合には、ステップ３２に戻る。ＹＥＳの場合に
は、ステップ３６にいく。ステップ３６では、エンジン
１の回転速度を測定する。

【００７１】ステップ３７では、制御装置１００は、ポ
ンプ１１の吸収トルクがエンジン１の回転速度時の出力
トルクとなるように、ＴＶＣ１４のソレノイド１４ｂに
指令を出力する。このとき、制御装置１００の記憶部に
は、エンジン１の回転速度に応じて変化するエンジン１
の出力トルクが記憶されている。また、記憶部（Ｒ０
Ｍ）には、ＴＶＣ１４のソレノイド１４ｂに指令値を出
力するため、エンジン１の出力トルクと、エンジン１の
出力トルクに対してマッチングするポンプ１１の吸収ト
ルクとの相関が記憶されている。このとき、ＴＶＣ１４
は前記と同様に制御される。

【００７２】ステップ３８では、エンジン１の回転速度
が低下して音色がかわったときに、熟練したオペレータ
が経験に応じて選択したエンジン１の回転速度で操作レ
バーを操作したか、否かを判定している。ステップ３８
でＹＥＳの場合には、ステップ３９で操作レバーの操作
に合致したポンプ１１の吐出容積ｑに変更する。このた
め、ＴＶＣ１４のソレノイド１４ｂへの指令もそれに合
わせて減じ、ポンプ１１の吐出量が減じる。または、操
作レバーの操作により負荷を減じてポンプ１１の吸収ト
ルクも減じるため、エンジン１の負荷が軽減し、エンジ
ン１の回転速度は当初の定格回転速度に回復する。ステ
ップ３８でＮＯの場合には、ステップ４０にいき、低下
している回転速度を測定する。

【００７３】ステップ４１では、低下したエンジン１の
回転速度が設定した所定の回転速度になったか、否かを
判定している。ステップ４１でＮＯの場合には、ステッ
プ３８に戻る。ステップ４１でＹＥＳの場合には、ステ
ップ４２にいき、ステップ３９で制御装置からＴＶＣ１
４のソレノイド１４ｂへの指令を減じ、ポンプ１１の吐
出量が減じる。上記において、ステップ４１、４２を設
けることにより、初心者のオペレータがアクテッブモー
ドＡｗを選択した場合でも、エンジン１の低下の音色に
よる判定が出来ないときにもエンジン１の回転の停止を
回避できる。

【００７４】上記で標準モードＳｗが選択された場合
を説明する。図５において、エンジン出力トルクとポン
プ１１の吸収トルクとがマッチング点（Ｔｓ）でマッチ
ングされている状態で、アクチュエータ圧力Ｐｂがさら
に増すか、あるいは、オペレータが操作レバーの操作量
を増してポンプ１１の吐出容積ｑがさらに増すことが要
求されると、ポンプ１１の吸収トルクは増加する。この
ため、ポンプ１１の吸収トルクがエンジン１の出力トル
ク以上となり、エンジン１の回転速度が低下する。これ
を回避するため、制御装置１００はＴＶＣ弁１４のソレ
ノイド部１４ｂに指令を出力してポート位置１４ｆに切
り換える。これにより、ポンプ１１のサーボピストン１
２の圧力室１２ａには、導管２１ａから導管２１ｂ、お
よび導管２１ｆから、ＴＶＣ弁１４、導管２３、サーボ
制御弁１３、サーボ応答切換弁６２および導管２２を介
してサーボピストン１２の圧力室１２ａに伝え、ポンプ
１１の吐出量（点線ハ）を低減する。これにより、エン
ジン１の回転速度は低下することなく回転し、標準モー
ドでは初心者側に近い技量のオペレータでも容易に運転
できる。

【００７５】（２）ポンプ１１の応答速度の制御につい
て説明する。 アクティブモードＡｗについて説明する。上記のアク
ティブモードＡｗが選択されると、制御装置１００はサ
ーボ応答用電磁弁６３に指令を出力せずに、ポート位置
６３ａにしてパイロットポンプ８１の圧力がサーボ応答
切換弁６２に作用するのを遮断している。これにより、
サーボ応答切換弁６２はポンプ１１の吐出圧力が一端の
操作部６２ａに作用して可変絞りのポート１６ｅと絞り
のないポート１６ｆとの間で制御され、サーボピストン
１２の応答時間ｔａは図１４の実線（Ａｗａ）に示すよ
うに制御されている。

【００７６】図１４は、横軸にポンプ１１の負荷圧力
を、縦軸にサーボピストンの応答時間（ｔ）を示してい
る。アクティブモードＡｗでは、サーボピストンの応答
時間ｔａは実線Ａｗａに示すように、ポンプ１１の負荷
圧力が低いときには絞りを無くして応答速度を速くし、
また、ポンプ１１の負荷圧力が順次高くなると、可変絞
りによりポンプ１１の応答速度を順次遅くしている。こ
れにより、ポンプ１１の負荷圧力が低いときにはサーボ
ピストン１２等の摺動抵抗により遅かった応答速度が速
くなるとともに、ポンプ１１の負荷圧力が高いときに起
こしやすいハンチングの発生を防ぐことができる。例え
ば、図示しない油圧ショベルのバケットでは、チルトバ
ックから掘削までの間でバケットシリンダに作用する油
圧は低圧から高圧までの範囲にある。このバケットを熟
練したオペレータが速く作動させたときにも、低圧での
ポンプの応答速度を速くなることにより、加速途中のバ
ケットシリンダ速度に息つきがなくなり満足感が得られ
る。

【００７７】上記で標準モードＳｗが選択された場合
を説明する。上記の標準モードＳｗを選択されると、制
御装置１００はサーボ応答用電磁弁６３に指令を出力し
てポート位置６３ｂにする。これにより、パイロットポ
ンプ８１の吐出圧力が他端の操作部１６ｂに作用して、
サーボ応答切換弁６２を固定絞りのポート位置６２ｇに
切り換える。このため、従来と同様に、ポンプ１１の応
答速度は、図１４の点線（Ｓｗｂ）に示すように制御さ
れる。図１４では、ポンプ１１の負荷圧力が低いときに
はポンプ１１の応答速度は遅くして、また、ポンプ１１
の負荷圧力が順次高くなると、ポンプ１１の応答速度は
順次速くしている。これにより、従来と同様に、早い速
度を望まない初心者にとって扱い易い機械となってい
る。

【００７８】（３）方向制御弁４１の速度切り換え制御
について説明する。 アクティブモードＡｗについて説明する。方向制御弁
４１では、ブーム用方向制御弁４１ｄおよびアーム用方
向制御弁４１ｅの図示しないスプールの一端側の操作部
４１ｂに、前記の通り、操作部８０からのパイロット油
を受けるスプール操作部４１ｂａと、パイロットポンプ
８１からのパイロット油を方向制御弁用電磁切換弁６４
を介して受けるスプール操作部４１ｂｂが設けられてい
る。アクティブモードＡｗ時には、パイロットポンプ８
１からのパイロット油をスプール操作部４１ｂｂが受け
るために、図示しないスプールの移動量の規制がなくな
り、図１５に示すように、スプールの移動量（Ｓａ）は
大きくなる。

【００７９】このため、操作部８０からのパイロット油
の圧力に応じて方向制御弁４１の図示しないスプールの
移動量Ｓが大きくなると、サーボ制御弁１３の操作部１
３ａに作用するポンプ１１の吐出管路２１からのポンプ
負荷圧力Ｐａと、他端部１３ｂに作用する方向制御弁４
１により絞られた後の一段低いアクチュエータ圧力Ｐｂ
との差が小さくなる。このため、サーボ制御弁１３はポ
ート位置１３ｄに移動し、移動量に見合った分だけサー
ボ制御弁１３が開口して制御圧をサーボピストン１２に
伝え、ポンプ１１の斜板角を大きくしてポンプ１１の吐
出容積ｑを増す。これにより、ポンプ負荷圧力Ｐａとア
クチュエータ圧力Ｐｂとの差が生ずる範囲、すなわち、
ストロークの範囲が広くとることによりポンプ１１の吐
出容積ｑの大きくなる範囲も増している。

【００８０】このため、操作部８０からのパイロット油
の圧力に応じて方向制御弁４１の図示しないスプールの
移動量Ｓが変化し、スプールの移動量Ｓに応じて方向制
御弁４１を流れる制御油量は、図１５に示すように、ア
クティブモードＡｗでは実線Ａｗｃで、標準モードＳｗ
では一点鎖線Ｓｗｄで変化する。アクティブモードＡｗ
時のアクチュエータ部７０への流量は、標準モードＳｗ
に比べて、スプールの移動量の差（Ｓａ−Ｓｓ）によ
り、標準モード時の流量ＱｓｄからアクティブモードＡ
ｗ時の流量Ｑａｃに増加する。したがって、オペレータ
がアクティブモードＡｗを選択することにより、制御装
置１００から方向制御弁用電磁切換弁６４に指令が出力
され、方向制御弁用電磁切換弁６４はポート位置６４ｂ
にあり、パイロットポンプ８１からのパイロット油をス
プール操作部４１ｂｂが受ける。このため、オペレータ
が操作レバーを大きく操作することにより、パイロット
油の圧力を大きくして方向制御弁４１の図示しないスプ
ールの移動量（Ｓａ）を大きし、アクチュエータ部７０
の作動速度を速くできる。

【００８１】上記で標準モードＳｗが選択された場合
を説明する。標準モードＳｗ時には、パイロットポンプ
８１からのパイロット油をスプール操作部４１ｂｂが受
けないために、図示しないスプールの移動量は規制を受
ける。このため、図１５に示すように、スプールの移動
量（Ｓｓ）は小さくなる。したがって、前記とは反対
に、標準モードＳｗではアクティブモードＡｗ時より
も、ポンプ１１の吐出量は小さくなる。

【００８２】（４）ＴＶＣ弁４１によるカットオフ制
御、および、カットオフ機能解除制御について説明す
る。 アクティブモードＡｗについて説明する。上記のアク
ティブモードＡｗが選択されると、制御装置１００はＴ
ＶＣ弁４１に指令を出力せずに、電流による図１６に示
すカットオフ機能解除制御を行う。図１６は、横軸にポ
ンプ圧力（Ｐ）を、縦軸にポンプ吐出量（Ｑ）を取り、
実線（イ）でポンプ１１が吸収する等馬力曲線を示し、
また、一点鎖線でＴＶＣ弁４１への指令電流値Ｉ0 、Ｉ
1 、・・・・Ｉ4 を示している。この指令電流値はＩ0
が一番小さく、順次Ｉ4 に行くほど大きい指令電流値が
表示されている。カットオフ機能解除制御は、例えば、
後述する標準Ｓｗで行っている電流によるカットオフ制
御（図１６に点線Ｃｓｂに示す）をキャンセルして、太
い実線Ｃａａで示すように、吸込弁付き２段安全弁４５
および２段安全弁４６の一段目の安全弁によるセットリ
リーフ圧力（Ｐｓｄ）により設定した圧力を発生してい
る。

【００８３】したがって、オペレータがアクティブモー
ドＡｗを選択することによりカットオフ機能解除制御が
行われるため、負荷圧力は吸込弁付き２段安全弁４５お
よび２段安全弁４６の一段目の安全弁によるセットリリ
ーフ圧力Ｐｓｄにより設定した圧力を発生する。このと
き、ポンプ１１の吐出流量は、ポンプ１１に作用する負
荷圧力による等馬力曲線の実線（イ）上で制御される。
このため、オペレータが重掘削を行ないポンプ負荷圧力
がセットリリーフ圧力Ｐｓｄの近傍まで高くなっても、
セットリリーフ圧力Ｐｓｄでの力の作業がポンプ１１の
吐出量が減ずることがなく行えるので効率のよい作業が
行える。

【００８４】標準モードＳｗが選択された場合を説明
する。上記の標準モードＳｗが選択されると、制御装置
１００はＴＶＣ弁４１に指令を出力して、電流によるカ
ットオフ制御を行う。カットオフ制御は、ポンプ１１の
ポンプ負荷圧力を検出する圧力センサ９０からポンプ１
１の圧力が所定のしきい値（Ｐｓａ）の圧力である信号
により、制御装置１００はＴＶＣ弁１４のソレノイド部
１４ｂに電流Ｉ0 の指令を出力して、図示しないＴＶＣ
弁１４のスプールをバネ１４ｃ、１４ｄと釣り合うポー
ト位置１４ｆの方の位置に押し込む。これにより、ポン
プ１１のサーボピストン１２の圧力室１２ａには、導管
２１ａから導管２１ｂ、および導管２１ｆから、ＴＶＣ
弁１４、導管２３、サーボ制御弁１３、サーボ応答切換
弁６２および導管２２を介してサーボピストン１２の圧
力室１２ａに伝え、ポンプ１１の吐出量Ｑｓａにする。
さらに、ポンプ１１の負荷圧力が圧力Ｐｓｂに上昇する
と、制御装置１００はソレノイド部１４ｂに電流Ｉ1 の
指令を出力して、さらに、図示しないピストンを押し込
む。これにより、高い圧力がサーボピストン１２の圧力
室１２ａに入りサーボピストン１２を移動する。このた
め、ポンプ１１の吐出量は吐出量ＱｓａからＱｓｂに低
減する。

【００８５】さらに、ポンプ負荷圧力が順次上昇し、圧
力Ｐｓｄに上昇すると、制御装置１００はソレノイド部
１４ｂに電流Ｉ4 の指令を出力して、ポンプ１１の吐出
量を最低吐出量Ｑｓｄである吐出容積ｑｍｉｎまで低減
する。ポンプ１１の吐出量が最低の吐出量Ｑｓｄになる
と、２段リリーフ弁４４の一段目のセットリリーフ圧力
Ｐｓｄになり、ポンプ１１の最低の吐出量Ｑｓｄは２段
リリーフ弁４４からタンク２９に戻る。このように制御
することにより、例えば図１６に示す、カットオフ制御
の点線Ｃｓｂが得られる。このため、オペレータが重掘
削を行ないポンプ負荷圧力がセットリリーフ圧力Ｐｓｄ
になったときにカットオフ制御が行われ、ポンプ１１の
吐出量Ｑが減ずるために、初心者のオペレータがセット
リリーフ圧力での作業を長く行っても高温になることが
ないとともに、消費エネルギーを低減できる。上記にお
いて、ＴＶＣ弁１４に出す指令電流値は、図１７に示
す、トルク制御から求めた電流値Ｔｔと、カットオフ制
御から求めた電流値Ｔｃとを比較して、大きい方の電流
値を出力する。以上のように制御することにより、図１
６に点線Ｃｓｂに示ようなカットオフ制御を、従来のよ
うに専用の油圧によるカットオフ弁を用いることなくＴ
ＶＣ弁１４への電流により行える。

【００８６】（５）掘削力を増すためのワンタッチ掘削
力アップ制御について説明する。アクティブモードＡ
ｗ、あるいは、標準モードＳｗのいずれにおいてもワン
タッチ掘削力アップ制御が選択されると、制御装置１０
０は、方向制御弁用電磁切換弁６４に指令を出力し、ポ
ート位置６４ｂに切り換えて、パイロットポンプ８１か
らのパイロット油圧を２段リリーフ弁４４、吸込弁付き
２段安全弁４５、および、２段安全弁４６に送る。こ
の、ワンタッチ掘削力アップ制御は、制御装置１００に
付設されている安全弁用掘削力アップスイッチ９２によ
り選択される。このときのパイロット油圧は前記の一段
目のリリーフ圧力を設定した場合より高い圧力を送る。
また、このとき、制御装置１００はＴＶＣ弁４１に指令
を出力せずに、電流によるカットオフ機能解除制御を行
っている。

【００８７】これにより、２段リリーフ弁４４、吸込弁
付き２段安全弁４５、および、２段安全弁４６は、図示
しないバランスピストン形リリーフ弁、安全弁のパイロ
ット弁がパイロット油圧により規制されて、図１８に示
すように、一段目の圧力Ｐｓｄからさらに上昇し、２段
目の圧力Ｐｕになる。なお、図１８では、横軸にポンプ
１１の負荷圧力（Ｐ）を、縦軸にポンプ吐出量（Ｑ）を
とっている。カットオフ機能時の圧力を破線（イ）で、
カットオフ機能解除時の圧力を一点鎖線（ロ）で、ワン
タッチ掘削力アップ時の圧力を実線（ハ）で示してい
る。このため、オペレータが重掘削を行ないポンプ負荷
圧力がセットリリーフ圧力Ｐｓｄの近傍まで高くなり、
まだ、掘削力、あるいは、湿地帯等からの脱出力が足り
ないときにワンタッチ掘削力アップ制御を用いて、重掘
削あるいは湿地帯からの脱出ができる。

【００８８】次に、第２実施例を説明する。図１９は第
１実施例の図３に相当するエンジン、ポンプ部を主体と
した一部拡大図、図２０は第１実施例の図４に相当する
制御弁部を主体とした一部拡大図である。なお、第１実
施例と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。
第１実施例では、図２、図３、図４において、アクティ
ブモード切換部６０は、出力トルク用電磁切換弁６１
と、サーボ応答切換弁６２と、サーボ応答用電磁切換弁
６３と、および、方向制御弁用電磁切換弁６４とから構
成されている。第２実施例では、図１９、図２０におい
ては、方向制御弁用電磁切換弁６４が異なり、一個では
なく複数個により構成されている。すなわち、２段リリ
ーフ弁４４のセット圧力を調整するとともに、吸込弁付
き２段安全弁４５および２段安全弁４６のセット圧力を
調整する２段リリーフ弁用電磁切換弁６５と、方向制御
弁４１の速度切り換えを制御する方向制御弁速度用電磁
切換弁６６とから構成されている。２段リリーフ弁用電
磁切換弁６５は制御装置１００に接続されている。ま
た、方向制御弁速度用電磁切換弁６６は方向制御弁速度
用スイッチ６７を有している。

【００８９】上記において、オペレータがアクティブモ
ードＡｗを選択すると、制御装置１００はＴＶＣ弁４１
に指令を出力せずに、電流によるカットオフ機能解除制
御を行なうとともに、一段目のリリーフ圧力にしてい
る。次に、オペレータが、速い速度で作業を行いたい場
合には、方向制御弁速度用スイッチ６７を入りにして、
方向制御弁速度用電磁切換弁６６をポート位置６６ｂに
切り換えて、パイロットポンプ８１からのパイロット油
圧をブーム用方向制御弁４１ｄおよびアーム用方向制御
弁４１ｅの操作部４１ｂに送る。これにより、第１実施
例と同様に、図示しないスプールの移動量の規制がなく
なり、図１５に示すように、スプールの移動量（Ｓａ）
は大きくなり、アクチュエータ部７０の作動速度を速く
する。また、オペレータが、さらに、掘削力を増して作
業を行いたい場合には、安全弁用掘削力アップスイッチ
９２を入りにして、２段リリーフ弁用電磁切換弁６５を
ポート位置６５ｂに切り換えて、パイロットポンプ８１
からのパイロット油圧を、２段リリーフ弁４４と、吸込
弁付き２段安全弁４５および２段安全弁４６とに送り、
高い圧力に設定する。これにより、第１実施例と同様
に、ポンプ負荷圧力が図１８に示す高いセットリリーフ
圧力Ｐｕの近傍まで高くなり、まだ、掘削力、あるい
は、湿地帯等からの脱出力が足りないときにワンタッチ
掘削力アップ制御を用いて、掘削あるいは脱出ができ
る。

【００９０】次に、第３実施例を説明する。図２１は第
１実施例の図２に相当する第３実施例の全体構成図であ
る。なお、第１実施例と同一部品には同一符号を付して
説明は省略するとともに、一部のバケット（７３、４１
ｆ）回路を省略している。第１実施例では、図２、図４
において、パイロット圧力を各方向制御弁のスプール操
作部４１ａ、４１ｂに供給するために操作部８０には、
比例圧力電磁弁８３、８４、・・を用いたが、第３実施
例では、比例圧力油圧制御弁８７、８８、８９・・を用
いている。各比例圧力油圧制御弁８７はオペレータが操
作する図示しない操作レバーの操作量の信号により比例
したパイロット圧力が各方向制御弁のスプール操作部４
１ａ、４１ｂに供給される。これにより、各方向制御弁
のスプールは操作レバーの操作量は信号により比例した
ストローク（Ｓ）が得られるとともに、操作量に合わせ
た所定の油量が方向制御弁を流れる。

【００９１】また、アクティブモード切換部６０は、第
１実施例では、出力トルク用電磁切換弁６１と、サーボ
応答切換弁６２と、サーボ応答用電磁切換弁６３と、お
よび、方向制御弁用電磁切換弁６４とから構成されてい
るが、第３実施例では、図２１においては、２段リリー
フ弁４４のセット圧力を調整する２段リリーフ弁用電磁
切換弁１６１と、吸込弁付き２段安全弁４５および２段
安全弁４６のセット圧力を調整する安全弁用電磁切換弁
１６２と、方向制御弁４１の速度切り換えを制御する方
向制御弁速度用電磁切換弁６６とから構成されている。
２段リリーフ弁用電磁切換弁１６１は制御装置１００に
接続されている。方向制御弁速度用電磁切換弁６６は方
向制御弁速度用スイッチ６７を有している。また、安全
弁用電磁切換弁１６２は安全弁用スイッチ１６３を有し
ている。

【００９２】上記において、オペレータが、掘削力を増
して作業を行いたい場合には、制御装置１００はＴＶＣ
弁４１に指令を出力せずに、電流によるカットオフ機能
解除制御を行なうとともに、２段リリーフ弁４４の２段
目の高いリリーフ圧力にしている。すなわち、２段リリ
ーフ弁用電磁切換弁１６１をポート位置１６１ｂに切り
換えて、パイロットポンプ８１からのパイロット油圧を
２段リリーフ弁４４に送り、２段リリーフ弁４４のセッ
ト圧力は吸込弁付き２段安全弁４５および２段安全弁４
６を高い圧力に設定する。これにより、吸込弁付き２段
安全弁４５および２段安全弁４６を作動させて通常作業
より高い圧力にして掘削力を増す。さらに、強い掘削力
を増して作業を行いたい場合には、安全弁用スイッチ１
６３を入りにして、ポート位置１６２ｂに切り換えて、
パイロットポンプ８１からのパイロット油圧を、吸込弁
付き２段安全弁４５および２段安全弁４６とに送り、さ
らに、２段リリーフ弁４４のセット圧力で作業すること
により強い力を生ずる。このように、アクティブモード
切換部６０は一個に限定することなく、適宜に制御でき
ることは言うまでもない。また、ポンプ１１の応答速度
を可変にするサーボ応答用電磁切換弁６３も同様にスイ
ッチを設けても良い。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熟練者の技量に合わせたアクティブモードおよび初心者
側に近い技量に合わせた標準モードを設定したため技量
に応じた作業モードが選択でき、オペレータの満足した
建設機械が得られる。また、熟練したオペレータには、
作業負荷が上昇しポンプに負荷がかかるとエンジンの回
転速度が減速するとともに、エンジンの音色も変わり、
オペレータにはエンジンに負荷がかかっていることがわ
かり、取扱易い機械になる。また、ブームヘッド側の圧
力を高圧、低圧の２段階にし、アクティブモードでは高
圧に、標準モードでは低圧に設定しているので、初心者
にはアーム掘削の反力で車体前方の浮きあがることな
く、熟練者には技量に合わせて重掘削が行え、作業効率
が向上する。さらに、軟弱地からの脱出時には、アクテ
ィブモードを選択することにより、初心者でも車体の突
っ張り力が増し、容易に脱出が行える。

【００９４】また、方向制御弁はストロークを長ストロ
ーク、および短ストロークの２段階にし、アクティブモ
ードでは許容流量を増しているため、熟練者には技量に
合わせた迅速な作業速度あるいは旋回速度が得られ、オ
ペレータの満足度が向上するとともに、深掘り作業およ
びサイクルタイムが短縮して作業量が増加する。また、
ポンプの吐出容積を高圧時の応答性に合わせて時間を設
定するととに、絞りを可変として低圧時にも高圧時の応
答性と同様に早く設定したため、低圧時にも応答性が早
くなり、熟練のオペレータにもオペレータの満足度が向
上するとともに、サイクルタイムが短縮して作業量が増
加する。さらに、カットオフ弁は、ポンプのトルク制御
のバルブを用いているため、専用のカットオフ弁を廃止
でき、構造が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る可変容量ポンプ制御装置の全
体ブロック構成図である。

【図２】第１実施例の全体構成図である。

【図３】図２のエンジン、ポンプ部を主体とした一部拡
大図である。

【図４】図２の制御弁部を主体とした一部拡大図であ
る。

【図５】本発明のアクティブモードＡｗ時の、エンジン
の出力トルクとポンプの吸収トルクのマッチングを説明
する図である。

【図６】本発明のアクティブモードＡｗ時と標準モード
時のポンプの吸収馬力を説明する図である。

【図７】ポンプの吐出容積が一定のときのポンプの吸収
トルクとエンジンの出力トルクとのマッチングを説明す
る図である。

【図８】ポンプの吐出容積が変化するときのポンプの吸
収トルクとエンジンの出力トルクとのマッチングを説明
する図である。

【図９】負荷圧力とポンプの吐出容積とが変化しポンプ
が一定の吸収トルクで変化するときのポンプの吸収トル
クとエンジンの出力トルクとのマッチングを説明する図
である。

【図１０】負荷圧力が上昇する場合のエンジンの出力ト
ルクとポンプの吸収トルクのマッチングの制御を説明す
るフローチャート図である。

【図１１】負荷圧力が下降する第１実施例の場合のエン
ジンの出力トルクとポンプの吸収トルクのマッチングの
制御を説明するフローチャート図である。

【図１２】負荷圧力が下降する第２実施例の場合のエン
ジンの出力トルクとポンプの吸収トルクのマッチングの
制御を説明するフローチャート図である。

【図１３】第３実施例の場合のエンジンの出力トルクと
ポンプの吸収トルクのマッチングの制御を説明するフロ
ーチャート図である。

【図１４】本発明のアクティブモードＡｗ時と標準モー
ド時のポンプのサーボピストンの応答時間を説明する図
である。

【図１５】本発明のアクティブモードＡｗ時と標準モー
ド時の方向制御弁の許容流量を説明する図である。

【図１６】本発明のＴＶＣ弁によるカットオフ制御を説
明する図である。

【図１７】本発明のＴＶＣ弁によるカットオフ制御を行
うときのＴＶＣ電流値を説明する図である。

【図１８】掘削力を増すためのワンタッチ掘削力アップ
制御について説明する図である。

【図１９】第２実施例の図２のエンジン、ポンプ部を主
体とした一部拡大図である。

【図２０】第２実施例の図２の制御弁部を主体とした一
部拡大図である。

【図２１】第３実施例の全体構成図である。

【図２２】従来の可変容量ポンプ制御装置の全体構成図
である。

【図２３】従来の重掘削モード時のエンジンの出力トル
クとポンプの吸収トルクのマッチングを説明する図であ
る。

【図２４】従来の整正モード時のエンジンの出力トルク
とポンプの吸収トルクのマッチングを説明する図であ
る。

【図２５】従来の微操作モード時のエンジンの出力トル
クとポンプの吸収トルクのマッチングを説明する図であ
る。

【図２６】従来のポンプの吸収トルクとエンジンの出力
トルクとを定格点でマッチングさせた場合を説明する図
である。

【図２７】従来のポンプの等吸収馬力とエンジンの出力
トルクとをマッチングさせた場合を説明する図である。

【図２８】従来のポンプの一定吸収トルクとエンジンの
出力トルクとをマッチングさせた場合を説明する図であ
る。

【図２９】従来のカットオフ機能を説明する図である。

【図３０】従来のカットオフ解除機能を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１…エンジン、 ２…ガバナコントローラ、 ３…
エンジン回転センサ、４…燃料噴射ポンプ、 ５…ガ
バナ、 ６…ガバナモータ、７…ガバナ位置センサ、
８…スロットル量設定器、１０…可変容量型ポンプ
部、 １１…可変容量型ポンプ、１２…サーボピスト
ン、 １３…サーボ制御弁、１４…トルクバリューコ
ントロール弁、１６…サーボ応答切換弁、 ４０…制
御弁部、４１…方向制御弁、 ４４…２段リリーフ
弁、４５…吸込弁付き２段安全弁、 ４６…２段安全
弁、６０…アクティブモード切換部、 ６１…出力ト
ルク用電磁切換弁、６２…可変容量ポンプ用サーボ応答
切換弁、６３…サーボ応答用電磁切換弁、６４…方向制
御弁用電磁切換弁、６５…２段リリーフ弁用電磁切換
弁、６６…方向制御弁速度用電磁切換弁、６７…方向制
御弁速度用スイッチ、７０…アクチュエータ部、 ７
１…ブームシリンダ、７２…アームシリンダ、 ７３
…バケットシリンダ、７４…旋回モータ、 ８０…操
作部、 ８１…パイロットポンプ、８２…リリーフ
弁、 ８３…ブーム用比例圧力電磁弁、８４…アーム
用比例圧力電磁弁、 ８５…バケット用比例圧力電磁
弁、８６…旋回用比例圧力電磁弁、 ８７…比例圧力
油圧制御弁、９０…圧力センサ、 ９１…作業モード
設定スイッチ部、９２…安全弁用掘削力アップスイッ
チ、 １００…制御装置、１０１…傾転角センサ、
１６１…２段リリーフ弁用電磁切換弁、１６２…安全
弁用電磁切換弁、 １６３…安全弁用スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１５Ｂ 11/16 Ｆ１５Ｂ 11/16 Ｚ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと、エンジンにより駆動される
   可変容量型ポンプと、可変容量型ポンプに作用する負荷
   圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御する
   ポンプ出力制御手段と、ポンプからの圧油を受けるアク
   チュエータにより作動され、作業する作業装置と、作業
   現場あるいは作業内容によりエンジンの出力トルクおよ
   び可変容量型ポンプの吸収トルクを選択する選択手段と
   を有する建設機械の制御装置において、重掘削等の力強
   い作業を行なうアクティブモード選択・解除手段と、エ
   ンジン燃料噴射位置設定手段と、アクティブモード切換
   手段と、アクティブモードの選択によりエンジンの回転
   数と出力トルクを負荷の増加に応じて定格出力トルク点
   になるように出力する燃料を供給するようにエンジン燃
   料噴射位置設定手段に指令を出力し、アクティブモード
   の選択によりポンプ吸収トルクをエンジンの定格出力ト
   ルクになるように可変容量型ポンプの吸収トルクを選択
   する選択手段に指令を出力し、アクティブモードの選択
   によりアクチュエータへの油圧を調圧するリリーフ弁、
   安全弁等のセット圧力を切り換えるようにアクティブモ
   ード切換手段に指令を出力する制御手段とからなること
   を特徴とする建設機械の制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンと、エンジンにより駆動される
   可変容量型ポンプと、可変容量型ポンプに作用する負荷
   圧力と吐出容量との積がほぼ一定になるように制御する
   ポンプ出力制御手段と、ポンプからの圧油を受けるアク
   チュエータにより作動され、作業する作業装置と、作業
   現場あるいは作業内容によりエンジンの出力トルクおよ
   び可変容量型ポンプの吸収トルクを選択する選択手段と
   を有する建設機械の制御装置において、エンジンの回転
   速度を検出するエンジン回転センサと、ポンプに作用す
   る圧力を検出する圧力センサと、重掘削等の力強い作業
   を行なうアクティブモード選択・解除手段と、アクティ
   ブモード選択・解除手段、および、エンジン回転センサ
   あるいはエンジン回転センサと圧力センサからの入力信
   号により可変容量型ポンプの吸収トルクをエンジンの回
   転速度に応じて可変とする出力信号とを出力する制御手
   段とからなり、前記制御手段からの信号により可変容量
   型ポンプの吸収トルクをエンジンの定格トルク点をねら
   い値として設定し、かつ、負荷の増加によりエンジン出
   力トルク線上を高トルク側に移動し、負荷の減少により
   エンジン出力トルク線上を定格トルク点に向けて復帰さ
   せるよう可変とすることを特徴とする建設機械の制御装
   置。
3. 【請求項３】 アクティブモードの選択によりアクチュ
   エータへの油圧を調圧するリリーフ弁、安全弁等のセッ
   ト圧力を切り換えるアクティブモード切換手段と、アク
   ティブモード選択・解除手段からの信号を受けて指令信
   号を出力する制御手段と、その信号によりアクチュエー
   タへの油圧を調圧する圧力を変更する調圧手段とからな
   ることを特徴とする請求項２記載の建設機械の制御装
   置。
4. 【請求項４】 パイロット圧油を生ずるパイロットポン
   プと、ブームアクチュエータに設けられた安全弁設定手
   段と、アクティブモードの選択により指令信号を出力す
   る制御手段と、その信号によりブームの掘削力をあげる
   ためパイロットポンプからのパイロット圧を安全弁設定
   手段に送りセット圧力を切り換えるアクティブモード切
   換手段とからなることを特徴とする請求項１または２記
   載の建設機械の制御装置。
5. 【請求項５】 ポンプからアクチュエータのボトム、ヘ
   ッドへの圧油の方向を切り換えるとともに、最大ストロ
   ークを可変として通過流量を変える方向制御弁と、アク
   ティブモードの選択により指令信号を出力する制御手段
   と、その信号により方向制御弁へ送りストロークを可変
   とする圧油を切り換える方向制御弁用切換手段とからな
   ることを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の
   制御装置。