(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、この原動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向切換弁と、前記アクチュエータに供給される圧油の最大圧を制限するリリーフ弁とを備えた油圧制御装置に設けられ、
前記油圧ポンプの傾転を制御する傾転制御手段と、この傾転制御手段を制御する傾転制御信号発生手段と、前記油圧ポンプの圧力を検出するポンプ圧力検出手段とを有し、前記ポンプ圧力検出手段で検出した圧力が、所定の敷居値を超えると、前記傾転制御信号発生手段により前記傾転制御手段を制御してポンプ傾転を小さくし、カットオフ制御を行う油圧作業機のポンプ制御装置において、
作動油温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段により検出した作動油温度に応じて前記所定の敷居値を補正する敷居値補正手段とを備えることを特徴とする油圧作業機のポンプ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の油圧作業機のポンプ制御装置において、前記敷居値補正手段は、予め設定した作動油温度と補正圧との関係が記憶されており、前記温度検出手段により検出した作動油温度からその記憶した関係に基づき対応する補正圧を算出し、この補正圧を前記所定の敷居値に加算することを特徴とする油圧作業機のポンプ制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の油圧作業機のポンプ制御装置において、前記リリーフ弁は前記油圧ポンプの吐出圧の最大圧を制限するメインリリーフ弁であることを特徴とする油圧作業機のポンプ制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の油圧作業機のポンプ制御装置において、前記リリーフ弁は前記アクチュエータの負荷圧の最大圧を制限するオーバロードリリーフ弁であることを特徴とする油圧作業機のポンプ制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の油圧作業機のポンプ制御装置において、前記温度検出手段を前記可変リリーフ弁の直近に設けることを特徴とする油圧作業機のポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の油圧作業機に備えられ、油圧ポンプの吐出流量をカットオフ制御する油圧作業機のポンプ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ポンプの吐出圧が予め設定されたカットオフ圧より高くなると、油圧ポンプの吐出流量を小さくする制御はカットオフ制御として良く知られており、その一例として特開昭６３−１９５４０３号公報に記載のものがある。この従来技術では、油圧ポンプにより駆動される複数のアクチュエータに対し、アクチュエータ毎に異なるカットオフ圧のカットオフ特性を設定し、単独動作では対応するアクチュエータに係わるカットオフ特性で制御し、複合動作では対応するアクチュエータに係わるカットオフ特性のうち最もカットオフ圧の高いカットオフ特性を選択して制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
カットオフ制御は、アクチュエータを駆動している時に、アクチュエータのリリーフ弁のセット圧、例えばメインリリーフ弁のセット圧、あるいは、オーバロードリリーフ弁のセット圧以上に油圧ポンプの吐出圧が上昇する場合に、油圧ポンプから吐出された圧油がリリーフしてタンクヘ戻る流量を減らし、エネルギーロスを減らすものである。
【０００４】
ここで、カットオフ圧がリリーフ弁のセツト圧より高くセットされると、カットオフ制御が働かず、リリーフ弁のセット圧より低くセットすると、重負荷で作業中に、リリーフ弁が作動し圧油がリリーフする前にカットオフ制御が早めに効いてしまい、所定の力と速度を出せずに、急に遅くなり、作業性が悪くなる。
【０００５】
したがって、カットオフ圧はなるべくリリーフ弁のセット圧より若干低目にセットするのが望ましい。しかし、通常リリーフ弁は、作動油の温度によりリリーフ圧が変化する特性を有しており、作動油の温度が高くなるに従いリリーフ圧は低下する。このためリリーフ弁は、所定の温度でリリーフ圧をセットしても、実作業時に作動油の温度が上昇すると、リリーフ圧が低下してしまう。
【０００６】
上記特開昭６３−１９５４０３号公報を含め従来のカットオフ制御はこのような作動油の温度変化に対して何等対策を講じておらず、このため実作業時には、作動油温度の変化でカットオフ制御が有効に働かなくなることがあるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、作動油温度が変化しても精度良く確実にカットオフ制御を行える油圧作業機のポンプ制御装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、この原動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向切換弁と、前記アクチュエータに供給される圧油の最大圧を制限するリリーフ弁とを備えた油圧制御装置に設けられ、前記油圧ポンプの傾転を制御する傾転制御手段と、この傾転制御手段を制御する傾転制御信号発生手段と、前記油圧ポンプの圧力を検出するポンプ圧力検出手段とを有し、前記ポンプ圧力検出手段で検出した圧力が、所定の敷居値を超えると、前記傾転制御信号発生手段により前記傾転制御手段を制御してポンプ傾転を小さくし、カットオフ制御を行う油圧作業機のポンプ制御装置において、作動油温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出した作動油温度に応じて前記所定の敷居値を補正する敷居値補正手段とを備えるものとする。
【０００９】
このように温度検出手段と敷居値補正手段とを設け、作動油温度に応じてカットオフ制御の敷居値を補正することにより、作動油温度が変化しても精度良く確実にカットオフ制御を行える。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記敷居値補正手段は、予め設定した作動油温度と補正圧との関係が記憶されており、前記温度検出手段により検出した作動油温度からその記憶した関係に基づき対応する補正圧を算出し、この補正圧を前記所定の敷居値に加算する。
【００１１】
このように敷居値補正手段を構成することにより、敷居値補正手段は温度検出手段により検出した作動油温度に応じて所定の敷居値を補正し、作動油温度によらず精度良く確実にカットオフ制御を行えるものとなる。
【００１２】
（３）また、上記（１）において、前記リリーフ弁は、例えば、前記油圧ポンプの吐出圧の最大圧を制限するメインリリーフ弁である。
【００１３】
これにより油圧制御装置のアクチュエータに対し、アクチュエータの負荷圧の最大圧を制限するオーバロードリリーフ弁が設けられ、そのオーバロードリリーフ弁のセット圧がメインリリーフ弁のセット圧より高い場合であっても、メインリリーフ弁が作動する前にカットオフ制御が働き、作動油温度によらず精度良く確実にカットオフ制御を行えるものとなる。
【００１４】
（４）また、上記（１）において、前記リリーフ弁は前記アクチュエータの負荷圧の最大圧を制限するオーバロードリリーフ弁であってもよい。
【００１５】
これにより油圧制御装置の油圧ポンプに対し、油圧ポンプの吐出圧の最大圧を制限するメインリリーフ弁が設けられ、オーバロードリリーフ弁のセット圧がメインリリーフ弁のセット圧より低い場合であっても、オーバロードリリーフ弁が作動する前にカットオフ制御が働き、作動油温度によらず精度良く確実にカットオフ制御を行えるものとなる。
【００１６】
（５）更に、上記（１）において、好ましくは、前記温度検出手段を前記可変リリーフ弁の直近に設ける。
【００１７】
これにより温度検出手段は高圧の影響を受けることなく、作動油温度を検出でき、温度検出手段の強度を弱くできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
【００１９】
まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図３により説明する。
【００２０】
図１において、本実施形態のポンプ制御装置が係わる油圧制御装置は、原動機１と、原動機１により駆動される可変容量型の油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２から吐出される圧油によって作動するアクチュエータ１１，１４と、アクチュエータ１１，１４へ供給される圧油の流れを制御する方向切換弁８，１０と、方向切換弁８，１０のストローク量を制御するパイロット弁を備えた操作レバー装置７，９と、油圧ポンプ２の吐出圧の最大圧を制限するメインリリーフ弁４と、原動機１によって駆動されるパイロットポンプ５と、パイロットポンプ５の吐出圧の最大圧を制限するパイロットリリーフ弁６と、アクチュエータ１１の負荷圧の最大圧を制限するオーバロードリリーフ弁１２，１３及びアクチュエータ１４の負荷圧の最大圧を制限するオーバロードリリーフ弁１５，１６とを備えている。
【００２１】
本実施形態のポンプ制御装置はこのような油圧制御装置に設けられており、油圧ポンプ２の傾転を制御するポンプレギュレータ３と、油圧ポンプ２の吐出圧を検出するポンプ圧センサ１９と、作動油温度を検出する温度センサ２０と、ポンプ圧センサ１９及び温度センサ２０からの信号を入力し、ポンプレギュレータ３へ指令を出力する制御装置１８とで構成されている。
【００２２】
制御装置１８の処理内容を図２に機能ブロック図で示す。
【００２３】
図２において、制御装置１８は、第１及び第２テーブル演算部１８ａ，１８ｂ、加算部１８ｃ、減算部１８ｄ、第３テーブル演算部１８ｅ、減算部１８ｆの各機能を有している。
【００２４】
ポンプ圧センサ１９で検出したポンプ圧は第１テーブル演算部１８ａに入力され、第１テーブル演算部１８ａは、制御装置１８に記憶された第１テーブルＡにより目標ポンプ傾転を決定する。
【００２５】
ここで、第１テーブルＡには、ポンプ圧が高くなるに従い目標ポンプ傾転が小さくなる入力トルクの制限特性が設定されている。
【００２６】
また、温度センサ２０により検出した作動油温度は第２テーブル演算部１８ｂに入力され、第２テーブル演算部１８ｂは、制御装置１８に記憶された第２テーブルＢによりカットオフ制御の補正圧を決定する。
【００２７】
ここで、メインリリーフ弁４は、一般に図３に示すように、作動油温度が上昇するに従いリリーフ圧は低下する温度特性を有している。一例として、実作業時の平均作動油温度が５０゜Ｃであるとすると、メインリリーフ弁４は、油温５０゜Ｃでリリーフ圧が３５０Ｋｇ／ｃｍ2となるようにセットされる（セット圧：３５０Ｋｇ／ｃｍ2）。このため、作動油温度が５０゜Ｃ近傍にあるときはリリーフ圧はセット圧にほぼ一致する。しかし、重掘削作業等の高負荷作業が続き、油温が上昇すると、リリーフ圧は３５０Ｋｇ／ｃｍ2以下に低下する。第２テーブルＢには、一例として、作動油温度が５０゜Ｃ以下では補正圧が０で、作動油温度が５０゜Ｃを超えると図３の３５０Ｋｇ／ｃｍ2を基準としたリリーフ圧の低下量に相当する補正圧が得られるよう補正圧特性が設定されている。
【００２８】
加算部１８ｃでは予め設定し記憶しておいたカットオフ設定圧力Ｐｃに第２テーブル演算部１８ｂで決定した補正圧を加算し、カットオフ設定圧力Ｐｃの補正を行う。
【００２９】
減算部１８ｄではポンプ圧から補正されたカットオフ設定圧力Ｐｃを減算し、圧力偏差を求める。
【００３０】
第３テーブル演算部１８ｅは、減算部１８ｄで求めた圧力偏差を入力し、制御装置１８に記憶された第３テーブルＣによりポンプ傾転補正量を決定する。
【００３１】
ここで、第３テーブルＣには、ポンプ圧が補正されたカットオフ設定圧力Ｐｃよりも高くなり、減算部１８ｄで求めた圧力偏差が負になると、所定の傾転角のポンプ傾転補正量を出力するように特性が設定されている。また、所定の傾転角出力後にポンプ圧が低下した場合は、ポンプ圧が補正されたカットオフ設定圧力Ｐｃよりも所定値以上低くなると、つまり減算部１８ｄで求めた圧力偏差が所定の負の値以下になるとポンプ傾転補正量が０になるようにヒステリシスが与えられている。
【００３２】
減算部１８ｆでは第１テーブル演算部１８ａで決定された目標ポンプ傾転から第３テーブル演算部１８ｅで決定される傾転補正量を減算することで、出力用の目標ポンプ傾転が決定される。この目標ポンプ傾転はポンプレギュレータ３へ指令され、油圧ポンプ２の傾転が制御される。
【００３３】
以上のように構成した本実施形態においては、作動油温度が５０゜Ｃを超えると第２テーブル演算部１８ｂで作動油温度に応じた補正圧を演算し、この補正圧を加算部１８ｃでカットオフ設定圧力Ｐｃに加算してカットオフ設定圧力Ｐｃを補正し、この補正したカットオフ設定圧力Ｐｃに基づいてカットオフ制御が行われる。このようにカットオフ制御を行う際にカットオフ設定圧の温度補正をすることにより、リリーフ弁作動前に、作動油温度によらず精度良く確実にカットオフ制御が行える。
【００３４】
本発明の第２の実施形態を図４及び図５により説明する。図中、図１及び図２に示したものと同等の部材及び機能には同じ符号を付している。本実施形態は第１の実施形態に対して、操作レバー装置７，８の操作を検出する操作検出スイッチ２１，２２が追加され、この操作検出スイッチ２１，２２の信号も制御装置１８Ａに入力される。また、作動油温度センサ２０が作動油タンク１７に取り付けられている。
【００３５】
メインリリーフ弁４のセット圧をＰ１、アクチュエータ１１のオーバーロードリリーフ弁１２，１３のセット圧をＰ２、アクチュエータ１４のオーバーロードリリーフ弁１５，１６のセット圧をＰ３とすると、これらの大小関係は、Ｐ２＜Ｐ１＜Ｐ３となっている。
【００３６】
図５に制御装置１８Ａの処理内容を機能ブロック図で示す。
【００３７】
図５において、制御装置１８Ａは、図２に示す第１の実施形態の機能ブロック図に対して、スイッチ切換部１８ｇ，１８ｈ及び最大値選択部１８ｉが追加されている。
【００３８】
スイッチ切換部１８ｇでは、操作レバー装置７の操作が操作検出スイッチ２１により検出されと、操作検出スイッチ２１からの信号によりＯＮし、予め設定し記憶しておいたカットオフ設定圧Ｐｃ１を出力する。
【００３９】
スイッチ切換部１８ｈでは、操作レバー装置９の操が操作検出スイッチ２２により検出されると、操作検出スイッチ２２からの信号によりＯＮし、予め設定し記憶しておいたカットオフ設定圧Ｐｃ２を出力する。
【００４０】
最大値選択部１８ｉでは、スイッチ切換部１８ｇ，１８ｈの出力値の大なる方を選択し、カットオフ設定圧Ｐｃとして加算部１８ｃに出力する。
【００４１】
その他は図２に示した第１の実施形態と同じである。
【００４２】
ここで、アクチュエータ１１のオーバロードリリーフ弁１２，１３の設定圧Ｐ２はメインリリーフ弁４の設定圧Ｐ１より低いので、アクチュエータ１１に対するカットオフ設定圧Ｐｃ１はＰ２よりも小さい値に設定しないと、カットオフ制御が働かず、アクチュエータ１４のオーバロードリリーフ弁１５，１６のセット圧Ｐ３はメインリリーフ弁４のセット圧Ｐ１より高いので、アクチュエータ１４に対するカットオフ設定圧Ｐｃ２はＰ１より小さい値に設定しないと、カットオフ制御が働かない。
【００４３】
したがって、Ｐｃ１はＰ２より小さい所定の値に設定され（Ｐｃ１＜Ｐ２）、Ｐｃ２はＰ１より小さい所定の値に設定されている（Ｐｃ２＞Ｐ１）。
【００４４】
以上のように構成した本実施形態においては、アクチュエータ１１のみが操作された場合、操作レバー装置７が操作されたことが装置検出スイッチ２１で検出され、スイッチ切換部１８ｇがＯＮし、カットオフ設定圧力Ｐｃ１により制御が行われる。
【００４５】
アクチュエータ１４のみが操作された場合も同様に、スイッチ切換部１９ｈがＯＮし、カットオフ設定圧力Ｐｃ２により制御が行われる。
【００４６】
アクチュエータ１１とアクチュエータ１４が同時操作された場合には、最大値選択部１８ｉでＰｃ１とＰｃ２の大きい方が選択され、制御される。
【００４７】
このように構成することで、単独動作の場合には各アクチュエータの最大作動圧に応じたカットオフ制御でエネルギーロスを小さくでき、複合動作の場合には、リリーフセット圧の大きい方でカットオフ制御が行われるため、リリーフセット圧の高い方のアクチュエータの力と速度が他のアクチュエータのカットオフの影響を受けずにすむようにできる。
【００４８】
そして以上のようにカットオフ制御を行うとき、第１の実施形態と同様に作動油温度に応じてカットオフ設定圧力が補正されるので、作動油温度によらず精度良く確実にカットオフ制御が行える。
【００４９】
また、本実施形態では、温度センサ２０をタンク１７に設けたので、温度センサ２０は高圧を受けず、温度センサ２０の強度を弱くできる。なお、温度センサ２０は油圧ポンプ２のサクション部に設けても、同様である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、作動油温度が変化するために、リリーフ弁のセット圧が変化しカットオフ制御が正常に作動しないという不具合を回避でき、作動油温度によらず、精度良く確実にカットオフ制御を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるポンプ制御装置を備えた油圧制御装置を示す図である。
【図２】図１に示した制御装置の処理内容を示す機能ブロック図である。
【図３】作動油温度とリリーフ弁のセット圧力の関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるポンプ制御装置を備えた油圧制御装置を示す図である。
【図５】図４に示した制御装置の処理内容を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  原動機
２  油圧ポンプ
３  ポンプレギュレータ
４  メインリリーフ弁
５  パイロットポンプ
６  パイロットリリーフ弁
７，９  操作レバー装置
８，１０  方向切換弁
１２，１３  オーバロードリリーフ弁
１１，１４  アクチュエータ
１５，１６  オーバロードリリーフ弁
１８，１８Ａ  制御装置
１８ａ  第１及び第２テーブル演算部
１８ｂ  第１及び第２テーブル演算部
１８ｃ  加算部
１８ｄ  減算部
１８ｅ  第３テーブル演算部
１８ｆ  減算部
１８ｇ，１８ｈ  スイッチ切換部
１８ｉ  最大値選択部
１９  ポンプ圧センサ
２０  温度センサ
２１，２２  操作検出スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003688516.tif 000006