(57)【要約】【課題】複数の方向制御弁の最下流に配置されるような圧力センサを要することなく、エンジンの出力ロスを抑制可能なメインポンプの押し除け容積に制御するとともに、圧油の温度上昇に伴うメインポンプの押し除け容積の制御精度の劣化を抑える。【解決手段】本発明は、操作装置２０〜２２等の最大操作量をポジコン制御による第１パイロット圧信号としてレギュレータ１４を作動させる流量制御を行い、最大操作量に基づいてコントローラ２６の第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクに応じた制御信号を電磁弁３６に出力し、この電磁弁３６を介して供給される第２パイロット圧信号によってレギュレータ１４を作動させる馬力制御を行い、コントローラ２６は、温度センサ５０で検出される圧油の温度に応じて、上述の最大操作トルクを補正する補正部を含む構成にしてある。【選択図】図４
2014190136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンによって駆動されるメインポンプ及びパイロットポンプと、上記メインポンプの押し除け容積を制御するレギュレータと、上記パイロットポンプのリリーフ圧を規定するパイロットリリーフ弁と、上記メインポンプから吐出される圧油によって作動する複数の油圧アクチュエータと、これらの複数の油圧アクチュエータによって駆動する複数の作業具と、上記メインポンプから上記油圧アクチュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁と、上記パイロットポンプに連絡され、上記方向制御弁のそれぞれを切り換え操作する複数の操作装置とを備えた建設機械に設けられ、
上記メインポンプの吐出圧に応じた馬力制御、及び上記操作装置の操作量に応じた流量制御により上記レギュレータを作動させ、上記メインポンプの押し除け容積を制御する建設機械のポンプ制御装置において、
上記操作装置の操作量のうちの最大操作量を第１パイロット圧信号として上記レギュレータに与えて、上記レギュレータを作動させる流量制御を行い、
上記操作装置の操作量に基づいてトルクを演算し、演算されたトルクに相応する制御信号を出力するコントローラを備え、上記コントローラから出力される制御信号に応じた第２パイロット圧信号により上記レギュレータを作動させる馬力制御を行うとともに、
上記圧油の温度を検出する温度センサを備え、
上記コントローラは、上記温度センサで検出される圧油の温度に応じて上記演算されたトルク及び上記最大操作量のうちの少なくとも一方を補正する補正部を含むことを特徴とする建設機械のポンプ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械のポンプ制御装置において、
上記コントローラは、複数の上記操作装置の操作量のうちの最大操作量に基づいて最大操作トルクを演算する第１トルク関数設定部を含み、
上記補正部は、上記温度センサで検出された圧油の温度が高くなるに従って大きくなる補正値を演算する補正関数設定部と、上記第１トルク関数設定部で演算された上記最大操作トルクに上記補正関数設定部で演算される補正値を加算可能な演算部とを含み、
上記コントローラは、上記演算部で演算されたトルクに対応する上記制御信号を出力するものから成ることを特徴とする建設機械のポンプ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械のポンプ制御装置において、
上記コントローラは、
当該建設機械の機種に応じた基準トルクが予め設定される基準トルク設定部と、
上記基準トルク設定部で設定された上記基準トルクと上記第１トルク関数設定部で演算された最大操作トルクのうちの最小トルクを選択する最小値選択部とを含み、
上記演算部において上記最小値選択部で選択された最小トルクに上記補正関数設定部で演算される補正値を加算して得られる最小トルクに対応する上記制御信号を出力することを特徴とする建設機械のポンプ制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載の建設機械のポンプ制御装置において、
上記コントローラは、
当該建設機械の機種に応じた基準トルクが予め設定される基準トルク設定部と、
上記複数の操作装置のうちの特定の操作に係る操作量に基づいて特定操作トルクを演算する第２トルク関数設定部と、
上記第１トルク関数設定部で演算された上記最大操作トルクと、上記第２トルク関数設定部で演算された上記特定操作トルクのうちの最大トルクを選択する最大値選択部と、
上記基準トルク設定部で設定された上記基準トルクと上記最大値選択部で選択された上記最大トルクのうちの最小トルクを選択する最小値選択部とを含み、
上記演算部において上記最小値選択部で選択された最小トルクに上記補正関数設定部で演算される補正値を加算して得られる最小トルクに対応する上記制御信号を出力することを特徴とする建設機械のポンプ制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械のポンプ制御装置において、
上記操作装置の最大操作量を検出し、上記コントローラに出力する圧力センサと、
上記コントローラから出力される上記制御信号に応じて作動し、上記第２パイロット圧信号を出力する電磁弁とを備えたことを特徴とする建設機械のポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作装置の操作量に応じてメインポンプの押し除け容積を制御する建設機械のポンプ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベル等の建設機械に備えられ、操作装置の操作量に応じてメインポンプの押し除け容積を制御し、これによってエンジンの出力ロスを抑制できる技術が特許文献１に開示されている。
【０００３】
この従来技術は、操作装置の操作に応じてネガコン（ネガティブコントロール）制御を行うものであり、ブーム、アーム等の作業具を有するフロント作業機の他、エンジンと、このエンジンによって駆動されるメインポンプ及びパイロットポンプと、このメインポンプの押し除け容積を制御するレギュレータとを有する油圧ショベル等の建設機械に備えられるものである。なお、特許文献１には示されていないが、この種の建設機械は通常、パイロットポンプのパイロットリリーフ圧を規定するパイロットリリーフ弁が備えられている。また、この建設機械は、メインポンプから吐出される圧油によって作動し、ブームを駆動するブームシリンダ、アームを駆動するアームシリンダ等の複数の油圧アクチュエータと、メインポンプから複数の油圧アクチュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御するブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁等の複数の方向制御弁とを備えている。なお、特許文献１には示されていないが、この種の建設機械には通常、方向制御弁のそれぞれを切り換え操作するブーム用操作装置、アーム用操作装置等の複数の操作装置が備えられている。
【０００４】
このような建設機械に備えられる従来のポンプ制御装置は、メインポンプに連絡される複数の方向制御弁のセンタバイパスラインの最下流に、ネガコン制御に活用される圧力センサを備えている。このような構成の従来技術は、メインポンプの吐出圧に応じた馬力制御信号をレギュレータに与えてレギュレータを作動させ、メインポンプの押し除け容積を制御する馬力制御を行うとともに、操作装置の操作量を複数の方向制御弁の最下流に配置した圧力センサが検出し、この圧力センサから出力される信号に基づいて油圧アクチュエータの必要流量に対応するメインポンプの押し除け容積がコントローラで演算され、その演算結果に応じた制御信号をレギュレータに与えてレギュレータを作動させ、メインポンプの押し除け容積を制御する流量制御を行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６４５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に示される従来技術は、操作装置の操作量に応じてメインポンプの押し除け容積を制御するようになっていることから、エンジンの出力ロスを抑制できるものの、流量制御に際し操作装置の操作量を複数の方向制御弁の最下流に配置した圧力センサを介して間接的に検出するようにしてあることから、制御が煩雑になり、制御システムの製作工数が増加し、製作費が高くなる問題がある。また、上述した従来技術では、油圧アクチュエータの作動等に活用される圧油、すなわち作動油の温度が上昇し高温となると、パイロットリリーフ弁のパイロットリリーフ圧が低下する。これに伴って、操作装置の操作量が圧油の温度が高温となる以前の状態に比べて低くなり、レギュレータによって制御されるメインポンプの押し除け容積の制御精度が劣化する。これにより、当該建設機械の操作性及び作業性が低下してしまう問題もある。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術における実情からなされたもので、その目的は、複数の方向制御弁の最下流に配置されるような圧力センサを要することなく、エンジンの出力ロスを抑制可能なメインポンプの押し除け容積に制御することができるとともに、圧油の温度が上昇し高温となった際のメインポンプの押し除け容積の制御精度の劣化を抑えることができる建設機械のポンプ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動されるメインポンプ及びパイロットポンプと、上記メインポンプの押し除け容積を制御するレギュレータと、上記パイロットポンプのリリーフ圧を規定するパイロットリリーフ弁と、上記メインポンプから吐出される圧油によって作動する複数の油圧アクチュエータと、これらの複数の油圧アクチュエータによって駆動する複数の作業具と、上記メインポンプから上記油圧アクチュエータのそれぞれに供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁と、上記パイロットポンプに連絡され、上記方向制御弁のそれぞれを切り換え操作する複数の操作装置とを備えた建設機械に設けられ、上記メインポンプの吐出圧に応じた馬力制御、及び上記操作装置の操作量に応じた流量制御により上記レギュレータを作動させ、上記メインポンプの押し除け容積を制御する建設機械のポンプ制御装置において、上記操作装置の操作量のうちの最大操作量を第１パイロット圧信号として上記レギュレータに与えて、上記レギュレータを作動させる流量制御を行い、上記操作装置の操作量に基づいてトルクを演算し、演算されたトルクに相応する制御信号を出力するコントローラを備え、上記コントローラから出力される制御信号に応じた第２パイロット圧信号により上記レギュレータを作動させる馬力制御を行うとともに、上記圧油の温度を検出する温度センサを備え、上記コントローラは、上記温度センサで検出される圧油の温度に応じて上記演算されたトルク及び上記最大操作量のうちの少なくとも一方を補正する補正部を含むことを特徴としている。
【０００９】
このように構成した本発明は、操作装置の操作量のうちの最大操作量に応じた第１パイロット圧信号によってレギュレータを作動させて流量制御を行い、コントローラで操作装置の最大操作量に基づくトルクを演算し、出力される制御信号に応じた第２パイロット圧信号によってレギュレータを作動させて馬力制御を行う。すなわち本発明は、操作装置の操作量のうちの最大操作量に応じた第１作動信号を直接的にレギュレータに与えて作動させるポジコン（ポジティブコントロール）制御によって、複数の方向制御弁の最下流に設けられるような圧力センサを要することなく、エンジンの出力ロスを抑制可能なメインポンプの押し除け容積に制御することができる。また本発明は、圧油すなわち作動油の温度が上昇して高温となったときには、その温度が温度センサで検出される。コントローラの補正部は、温度センサの検出値に応じて上述の演算されたトルク及び操作装置の最大操作量のうちの少なくとも一方を大きくなるように補正する。これにより、コントローラから出力される制御信号が補正され、レギュレータに与えられる第１パイロット圧信号及び第２パイロット圧信号のうちの少なくとも一方における圧油の高温化による悪影響を除くことができる。すなわち、操作装置の操作量の低下が見かけ上抑えられる。このようにして本発明は、メインポンプの押し除け容積の制御精度の劣化を抑えることができる。
【００１０】
また本発明は、上記発明において、上記コントローラは、複数の上記操作装置の操作量のうちの最大操作量に基づいて最大操作トルクを演算する第１トルク関数設定部を含み、上記補正部は、上記温度センサで検出された圧油の温度が高くなるに従って大きくなる補正値を演算する補正関数設定部と、上記第１トルク関数設定部で演算された上記最大操作トルクに上記補正関数設定部で演算される補正値を加算可能な演算部とを含み、上記コントローラは、上記演算部で演算されたトルクに対応する上記制御信号を出力するものから成ることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記発明において、上記コントローラは、当該建設機械の機種に応じた基準トルクが予め設定される基準トルク設定部と、上記基準トルク設定部で設定された上記基準トルクと上記第１トルク関数設定部で演算された最大操作トルクのうちの最小トルクを選択する最小値選択部とを含み、上記演算部において上記最小値選択部で選択された最小トルクに上記補正関数設定部で演算される補正値を加算して得られる最小トルクに対応する上記制御信号を出力することを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記発明において、上記コントローラは、当該建設機械の機種に応じた基準トルクが予め設定される基準トルク設定部と、上記複数の操作装置のうちの特定の操作に係る操作量に基づいて特定操作トルクを演算する第２トルク関数設定部と、上記第１トルク関数設定部で演算された上記最大操作トルクと、上記第２トルク関数設定部で演算された上記特定操作トルクのうちの最大トルクを選択する最大値選択部と、上記基準トルク設定部で設定された上記基準トルクと上記最大値選択部で選択された上記最大トルクのうちの最小トルクを選択する最小値選択部とを含み、上記演算部において上記最小値選択部で選択された最小トルクに上記補正関数設定部で演算される補正値を加算して得られる最小トルクに対応する上記制御信号を出力することを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記発明において、上記操作装置の最大操作量を検出し、上記コントローラに出力する圧力センサと、上記コントローラから出力される上記制御信号に応じて作動し、上記第２パイロット圧信号を出力する電磁弁とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、ポジコン制御によって、従来のような複数の方向制御弁の最下流に設けられるような圧力センサを要することなく、エンジンの出力ロスを抑制可能なメインポンプの押し除け容積に制御することができる。これにより本発明は、制御を簡単にすることができ、従来よりも制御システムの製作工数を低減させることができ、製作費を安くすることができる。また本発明は、圧油の温度が上昇して高温となった際のメインポンプの押し除け容積の制御精度の劣化を抑えることができる。これにより本発明は、圧油の温度が高温となったときの操作性及び作業性を従来よりも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るポンプ制御装置の第１実施形態が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルに備えられる本発明の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【図３】第１実施形態の要部を示す図である。
【図４】第１実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図６】第２実施形態の要部を示す図である。
【図７】第２実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る建設機械のポンプ制御装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るポンプ制御装置の第１実施形態が備えられる建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【００１８】
この図１に示すように、油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、この旋回体２に上下方向の回動可能に取り付けられ、掘削作業等を行うフロント作業機３とを備えている。フロント作業機３は、旋回体２に取り付けられるブーム４と、このブーム４の先端に取り付けられるアーム５と、このアーム５の先端に取り付けられるバケット６とを備えている。これらのブーム４、アーム５、及びバケット６は作業具を構成している。また、フロント作業機３は、ブーム４を駆動するブームシリンダ７、アーム５を駆動するアームシリンダ８、及びバケット６を駆動するバケットシリンダ９を備えている。これらのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９は油圧アクチュエータを構成している。
【００１９】
図２は図１に示す油圧ショベルに備えられる本発明の第１実施形態を示す油圧回路図、図３は第１実施形態の要部を示す図、図４は第１実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
【００２０】
本発明の第１実施形態に係るポンプ制御装置は、図２，３に示すように、エンジン１１と、このエンジン１１によって駆動されるメインポンプ、例えば第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３と、これらの第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積を制御するレギュレータ１４と、エンジン１１によって駆動されるパイロットポンプ１５と、このパイロットポンプ１５のパイロットリリーフ圧を規定するパイロットリリーフ弁１５ａとを備えている。
【００２１】
また、この第１実施形態は、第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３からブームシリンダ７に供給される圧油の流れを制御するブーム用方向制御弁１６、第１メインポンプ１２からアームシリンダ８に供給される圧油の流れを制御するアーム用方向制御弁１７、第１メインポンプ１２からバケットシリンダ９に供給される圧油の流れを制御するバケット用方向制御弁１８等の複数の方向制御弁を備えている。
【００２２】
また、この第１実施形態は、ブーム用方向制御弁１６を切り換え操作するブーム用操作装置２０、アーム用方向制御弁１７を切り換え操作するアーム用操作装置２１、及びバケット用方向制御弁１８を切り換え操作するバケット用操作装置２２等の複数の操作装置を備えている。これらの操作装置は例えば、それぞれパイロットポンプ１５に連絡されるパイロット式操作装置から成っている。
【００２３】
また、第１メインポンプ１２の吐出圧を検出する吐出圧センサ２５と、この吐出圧センサ２５で検出された吐出圧に応じた馬力制御の他、後述のトルク演算に応じた馬力制御によりレギュレータ１４を作動させ、第１メインポンプ１２、及び第２メインポンプ１３の押し除け容積を制御するコントローラ２６とを備えている。
【００２４】
本実施形態は、例えば操作装置２０〜２２のうちの最大操作量を第１パイロット圧信号としてレギュレータ１４に与えて、レギュレータ１４を作動させる流量制御を行うものである。図３に示すように、本発明は、アーム用操作装置２１の操作によって生じる信号圧Ａ，Ｂのうちの大きい方を選択するシャトル弁３０、ブーム用操作装置２０の操作によって生じる信号圧Ｃ，Ｄのうちの大きい方を選択するシャトル弁３１、バケット用操作装置２２の操作によって生じる信号圧Ｅ，Ｆのうちの大きい方を選択するシャトル弁３２、シャトル弁３０から出力される信号圧とシャトル弁３１から出力される信号圧のうちの大きい方を選択するシャトル弁３３、及びシャトル弁３３から出力される信号圧とシャトル弁３２から出力される信号圧のうちの大きい方を選択するシャトル弁３４とを備えている。シャトル弁３４から出力される信号圧、すなわち上述の第１パイロット圧信号をレギュレータ１４に直接に与えて、レギュレータ１４を作動させるように構成してある。
【００２５】
また本実施形態のコントローラ２６は、例えば操作装置２０〜２２の操作量に基づいてトルクを演算し、演算されたトルクに相応する制御信号を出力するものから成り、本実施形態は、コントローラ２６から出力される制御信号に応じた第２パイロット圧信号によりレギュレータ１４を作動させる馬力制御を行う。
【００２６】
すなわち、本実施形態に備えられるコントローラ２６は、図４に示すように、当該油圧ショベルの機種に応じた基準トルク、すなわち当該油圧ショベルの構造上許容されるトルクの上限値が予め設定される基準トルク設定部２６ａを含んでいる。
【００２７】
また、コントローラ２６は、複数の操作装置、例えば上述した操作装置２０〜２２の操作量のうちの最大操作量に基づいて最大操作トルクを演算する第１トルク関数設定部２６ｂを含んでいる。この第１トルク関数設定部２６ｂには、最大操作量が大きくなるに従って次第に大きくなる最大操作トルクが設定されている。
【００２８】
また、コントローラ２６は、基準トルク設定部２６ａで設定された基準トルクと、第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクのうちの最小トルクを選択する最小値選択部２６ｃを含んでいる。
【００２９】
また、本実施形態は、圧油の温度を検出する温度センサ５０を備え、コントローラ２６は、温度センサ５０で検出される圧油の温度に応じて上述のように第１トルク関数設定部２６ｂで演算されたトルクを補正する補正部を含んでいる。この補正部は、図４に示すように、温度センサ５０で検出された圧油の温度が高くなるに従って大きくなる補正値を演算する補正関数設定部２６ｉと、最小値選択部２６ｃで選択された最小トルク（最大操作トルクを含む）に補正関数設定部２６ｉで演算される補正値を加算可能な演算部２６ｊとを含んでいる。
【００３０】
また、コントローラ２６は、演算部２６ｊから出力される補正された最小トルクに基づいて制御信号を演算し、出力する出力処理部２６ｄを含んでいる。この出力処理部２６ｄには、最小トルクが大きくなるに従って次第に大きな値となる制御信号が設定されている。
【００３１】
また、本実施形態は、図３に示すように、シャトル弁３４から出力される第１パイロット圧信号を検出し、コントローラ２６の第１トルク関数設定部２６ｂに出力する圧力センサ３５と、コントローラ２６の出力処理部２６ｄから出力される制御信号に応じて作動し、上述した第２パイロット圧信号を出力する電磁弁３６を備えている。
【００３２】
このように構成した第１実施形態に係るポンプ制御装置は、例えば作動油すなわち圧油の温度上昇が低く、それほど高温に保たれていない状態においては、操作装置２０〜２２のいずれかが操作されると、その最大操作量に相当する第１パイロット圧信号が図３に示すシャトル弁３４からレギュレータ１４に直接に与えられ、レギュレータ１４が最大操作量に相応する第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積となるように作動し、流量制御が行われる。
【００３３】
また、上述の最大操作量が図３に示す圧力センサ３５によって検出され、コントローラ２６の第１トルク関数設定部２６ｂで、圧力センサ３５によって検出された最大操作量に応じた最大操作トルクが演算され、この最大操作トルクが最小値選択部２６ｃに出力される。最小値選択部２６ｃでは、基準トルク設定部２６ａから出力される基準トルクと第１トルク関数設定部２６ｂから出力された最大操作トルクのうちの最小トルクが選択される。このとき、基準トルク設定部２６ａで設定される基準トルクは上限値であることから、通常、第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクが最小トルクとして選択され、演算部２６ｊに出力される。ここで今は、圧油の温度がそれほど高温とはなっていないことが温度センサ５０で検出されるので、補正関数設定部２６ｉから出力される補正値は略０となる。したがって、この演算部２６ｊから第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクに対してほとんど補正されないトルクが出力処理部２６ｄに出力される。出力処理部２６ｄでは、最小値選択部２６ｃから出力された最小トルクに応じた制御信号が演算され、電磁弁３６に出力される。なお、このとき例えば、図１に示す吐出圧センサ２５で検出された第１メインポンプ１２の吐出圧に応じてコントローラ２６に含まれる図示しない演算部で演算され、出力される図４に示す馬力制御信号が出力処理部２６ｄから出力される制御信号に重畳されて電磁弁３６に出力される。
【００３４】
上述した制御信号に応じて図３に示す電磁弁３６が作動し、この電磁弁３６から第２パイロット圧信号がレギュレータ１４に与えられ、レギュレータ１４が最小値選択部２６ｃで選択された最小トルクに応じた第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積となるように作動し、馬力制御が行われる。
【００３５】
また、操作装置２０〜２２が操作された際に、圧油の温度が高温であることが温度センサ５０で検出されると、温度センサ５０の検出値に応じた補正値が補正関数設定部２６ｉで演算され、演算された補正値が演算部２６ｊに出力される。したがって、演算部２６ｊは、最小値選択部２６ｃで選択された最小トルク（通常は最大操作トルク）に上述の補正値を加算する演算を行い、補正された最大トルクが出力処理部２６ｄに出力される。これにより、出力処理部２６ｄから出力される制御信号は、圧油の温度がそれほど高温となっていない上述の場合に比べて値の大きな制御信号を電磁弁３６に出力する。
【００３６】
これにより電磁弁３６の作動量が増加し、この電磁弁３６から比較的大きな値の第２パイロット圧信号がレギュレータ１４に与えられ、レギュレータ１４が補正された最小トルクに応じた第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積となるように、すなわち圧油の温度がそれほど高温となっていない上述の場合と略同等の第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積となるように作動し、馬力制御が行われる。
【００３７】
以上のように構成した第１実施形態は、上述したように例えば操作装置２０〜２２の操作量のうちの最大操作量に応じた第１パイロット圧信号によってレギュレータ１４を作動させて流量制御を行い、コントローラ２６で操作装置２０〜２２の最大操作量に基づくトルクを演算し、出力される制御信号に応じた第２パイロット圧信号によってレギュレータ１４を作動させて馬力制御を行うようにしてある。すなわち第１実施形態は、操作装置２０〜２２の操作量のうちの最大操作量に応じた第１パイロット圧信号を直接にレギュレータ１４に与えて作動させるポジコン（ポジティブコントロール）制御によって、バケット用方向制御弁１８、ブーム用方向制御弁１６、及びアーム用方向制御弁１７等の複数の方向制御弁の最下流に設けられるような圧力センサを要することなく、エンジン１１の出力ロスを抑制可能な第１メインポンプ１２の押し除け容積に制御することができる。これにより第１実施形態は、制御を簡単にすることができ、制御システムの製作工数を低減させることができ、製作費を安くすることができる。
【００３８】
また、この第１実施形態は、圧油すなわち作動油の温度が上昇して高温となったときには、上述のようにその温度が温度センサ５０で検出される。コントローラ２６の補正関数設定部２６ｉ及び演算部２６ｊを含む補正部は、温度センサ５０の検出値に応じて、最小値選択部２６ｃで選択されたトルク（通常は演算された最大操作トルク）を大きくするように補正する。これにより、コントローラ２６から出力される制御信号が補正され、レギュレータ１４に与えられる第２パイロット圧信号における圧油の高温化による悪影響を防ぐことができる。すなわち、操作装置２０〜２２の操作量の低下が見かけ上抑えられる。このようにして第１実施形態は、第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積の制御精度の劣化を抑えることができる。これにより、第１実施形態は、圧油の温度が高温になったときの操作性及び作業性を向上させることができる。
【００３９】
図５は本発明の第２実施形態を示す油圧回路図、図６は第２実施形態の要部を示す図、図７は第２実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
【００４０】
本発明の第２実施形態は、図５，６に示すように、例えばアームダンプ操作が行われたことを検出し、コントローラ２６に出力する圧力センサ４０と、ブーム上げ操作が行われたことを検出し、コントローラ２６に出力する圧力センサ４１とを備えている。また、コントローラ２６は、図７に示すように、吐出圧センサ３５から出力される最大操作量に応じた最大操作トルクを演算する上述の第１トルク関数設定部２６ｂとともに、ブーム上げを検出する圧力センサ４１から出力される特定の操作に係る操作量に応じた特定操作トルクを演算する第２トルク関数設定部２６ｆ、及びアームダンプを検出する圧力センサ４０から出力される特定の操作に係る操作量に応じた特定操作トルクを演算する第２トルク関数設定部２６ｇとを含んでいる。
【００４１】
ここで、第１トルク関数設定部２６ｂの最大操作量に対する最大操作トルクに比べて、第２トルク関数設定部２６ｆの操作量に対する特定操作トルクの方が大きくなるように第２トルク関数設定部２６ｆを設定してあり、また第２トルク関数設定部２６ｆの操作量に対する特定操作トルクに比べて、第２トルク関数設定部２６ｇの操作量に対する特定操作トルクの方が大きくなるように、第１トルク関数設定部２６ｂと、第２トルク関数設定部２６ｆ，２６ｇとを設定してある。すなわち、操作装置２０〜２２が操作された際に、例えばブーム上げ操作が圧力センサ４１によって検出され、同時にアームダンプ操作が圧力センサ４０によって検出されたときには、優先的にアームダンプ操作に応じた特定操作トルクが最大値選択部２６ｈで選択されるようになっている。また、操作装置２０〜２２が操作された際に、例えばブーム上げ操作が圧力センサ４１によって検出され、このときアームダンプ操作が検出されない場合には、優先的にブーム上げ操作に応じた特定操作トルクが最大値選択部２６ｈで選択されるようになっている。
【００４２】
また、第２実施形態に係るコントローラ２６は、同図７に示すように、第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクと、第２トルク関数設定部２６ｆで演算された特定操作トルクと、第２トルク関数設定部２６ｇで演算された別の特定操作トルクのうちの最大トルクを選択する最大値選択部２６ｈとを備え、最小値選択部２６ｃは、基準トルク設定部２６ａで設定された基準トルクと、最大値選択部２６ｈで選択された最大トルクのうちの最小トルクを選択するものから成り、この最小値選択部２６ｃで選択された最小トルクが補正部を構成する演算部２６ｊに出力されるようになっている。その他の構成は、上述した第１実施形態におけるのと同様である。
【００４３】
このように構成した第２実施形態は、操作装置２０〜２２が操作された際に、作動油すなわち圧油の温度上昇が低く、それほど高温に保たれていない状態において、その最大操作量に相当する第１パイロット圧信号がレギュレータ１４に直接に与えられて、このレギュレータ１４が作動し、第１実施形態と同様に、最大操作量に応じた第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積に制御され、流量制御が行われる。
【００４４】
また、操作装置２０〜２２が操作された際に、ブーム上げ操作及びアームダンプ操作が含まれない場合には、圧力センサ３５によって検出される操作装置２０〜２２の最大操作量に応じた最大操作トルクがコントローラ２６の第１トルク関数設定部２６ｂで演算され、この第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクが最大値選択部２６ｈで選択され、最小値選択部２６ｃに出力される。最小値選択部２６ｃは、基準トルク設定部２６ａで設定された基準トルクと最大操作トルクのうちの最小トルクを、すなわち通常は最大操作トルクを演算部２６ｊに出力する。このようにして上述した第１実施形態と同様の馬力制御が行われる。
【００４５】
また、上述のように圧油が高温となっていない状態において、操作装置２０〜２２が操作された際に、ブーム上げ操作が含まれ、アームダンプ操作が含まれない場合には、圧力センサ３５によって検出される操作装置２０〜２２の最大操作量に応じた最大トルクが最大値選択部２６ｈに出力されるとともに、圧力センサ４１で検出される操作量に応じたブーム上げ操作に係る特定操作トルクが第２トルク関数設定部２６ｆで演算され、最小値選択部２６ｈに出力される。このとき、第２トルク関数設定部２６ｆで演算される特定操作トルクの方が、第１トルク関数設定部２６ｂで演算される最大操作トルクよりも大きくなることから、最大値選択部２６ｈで第２トルク関数設定部２６ｆで演算された特定操作トルクが選択され、最小値選択部２６ｃに出力される。
【００４６】
最小値選択部２６ｃは、基準トルク設定部２６ａで設定された基準トルクと、第２トルク関数設定部２６ｆから出力される特定操作トルクのうちの最小トルク、すなわち通常は特定操作トルクを演算部２６ｊに出力する。そして今の場合は、ほとんど補正されない特定操作トルクが演算部２６ｊから出力処理部２６ｄに出力される。出力処理部２６ｄは、第２トルク関数設定部２６ｆから出力された特定操作トルクである最小トルクに応じた制御信号を電磁弁３６に出力する。このとき、出力処理部２６ｄから出力される制御信号に、吐出圧センサ３５で検出された第１メインポンプ１２の吐出圧に応じた馬力制御信号２６ｅが重畳されて電磁弁３６に出力される。
【００４７】
これにより電磁弁３６が作動し、この電磁弁３６を介して第２パイロット圧信号がレギュレータ１４に与えられる。レギュレータ１４は、第２トルク関数設定部２６ｆから出力される特定操作トルクに応じた第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積となるように作動し、馬力制御が行われる。
【００４８】
また、上述のように圧油が高温となっていない状態において、操作装置２０〜２２が操作された際に、ブーム上げ操作が含まれず、アームダンプ操作が含まれる場合も、上述のブーム上げ操作の場合と同様の動作が行われる。すなわち、圧力センサ４０で検出される操作量に応じた特定操作トルクが第２トルク関数設定部２６ｇで演算され、最大値選択部２６ｈに出力される。このとき、第２トルク関数設定部２６ｇで演算された特定操作トルクの方が、第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクよりも大きくなることから、最大値選択部２６ｈで第２トルク関数設定部２６ｇで演算された特定操作トルクが選択され、最小値選択部２６ｃに出力される。
【００４９】
最小値選択部２６ｃは、基準トルク設定部２６ａで設定された基準トルクと第２トルク関数設定部２６ｇから出力される特定操作トルクのうちの最小トルク、すなわち通常は特定操作トルクを演算部２６ｊに出力する。そして今の場合は、ほとんど補正されない特定操作トルクが演算部２６ｊから出力処理部２６ｄに出力される。出力処理部２６ｄは、第２トルク関数設定部２６ｇから出力された特定操作トルクである最小トルクに応じた制御信号を電磁弁３６に出力する。このとき、上述のように馬力制御信号２６ｅが重畳されて電磁弁３６に出力される。
【００５０】
これにより電磁弁３６が作動し、この電磁弁３６を介して第２パイロット圧信号がレギュレータ１４に与えられる。レギュレータ１４は、第２トルク関数設定部２６ｇから出力される特定操作トルクに応じた第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積となるように作動し、馬力制御が行われる。
【００５１】
また、上述のように圧油が高温となっていない状態において、操作装置２０〜２２が操作された際に、ブーム上げ操作及びアームダンプ操作の双方が含まれる場合には、第１トルク関数設定部２６ｂから出力される最大操作トルクよりも第２トルク関数設定部２６ｆから出力される特定操作トルクの方が大きくなり、第２トルク関数設定部２６ｆから出力される特定操作トルクよりも第２トルク関数設定部２６ｇから出力される特定操作トルクの方が大きくなることから、最大値選択部２６ｈで第２トルク関数設定部２６ｇから出力される特定操作トルクが選択され、最小値選択部２６ｃに出力される。
【００５２】
このときの馬力制御は、上述した操作装置２０〜２２が操作された際にブーム上げ操作が含まれず、アームダンプ操作が含まれる場合と同様であり、第２トルク関数設定部２６ｇから出力される特定操作トルクに応じた第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積となるように作動する。
【００５３】
また、操作装置２０〜２２が操作された際に、圧油の温度が高温であることが温度センサ５０で検出されると、上述したように温度センサ５０の検出値に応じた補正値が補正関数設定部２６ｉで演算され、演算された補正値が演算部２６ｊに出力される。したがって、演算部２６ｊは最小値選択部２６ｃで選択された最小トルク（通常は、最大操作トルク、または第２トルク関数設定部２６ｆで演算される特定操作トルク、または第２トルク関数設定部２６ｇで演算される特定操作トルク）に上述の補正関数設定部２６ｉで演算された補正値を加算する演算を行い、補正された最小トルクが出力処理部２６ｄに出力される。これにより、出力処理部２６ｄから出力される制御信号は、圧油の温度がそれほど高温となっていない上述の場合に比べて値の大きい制御信号を電磁弁３６に出力する。
【００５４】
したがって、上述のように圧油の温度がそれほど高温となっていない場合と略同等の第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積となるように作動し、馬力制御が行われる。
【００５５】
このように構成した第２実施形態も、第１実施形態と同様にポジコン制御によって操作装置２０〜２２の最大操作量に応じた第１メインポンプ１２の押し除け容積とする流量制御を実施でき、第１実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００５６】
また、温度センサ５０の検出値に応じて圧油の高温時の第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積の制御精度の劣化を抑えることができる。これにより第２実施形態も、圧油の温度が高温となったときの当該油圧ショベルの操作性及び作業性を向上させることができる。
【００５７】
さらに、この第２実施形態は、操作装置２０〜２２が操作された際に、ブーム上げ操作及びアームダンプ操作が含まれない場合には、第１実施形態と同様の馬力制御を実施できる。また、操作装置２０〜２２が操作された際にブーム上げ操作が含まれ、アームダンプ操作が含まれない場合には、ブーム上げ操作に好適な第１メインポンプ１２の押し除け容積とする精度の高い馬力制御を実施できる。また、操作装置２０〜２２が操作された際に、アームダンプ操作が含まれる場合には、アームダンプ操作に好適な第１メインポンプ１２の押し除け容積とする精度の高い馬力制御を実施できる。
【００５８】
なお、上記第１，第２実施形態は、コントローラ２６の最小値選択部２６ｃから出力される最小トルクを補正し、圧油の高温時にはレギュレータ１４に与えられる第２パイロット圧油の値を大きくするように構成してあるが、本発明は、このように構成することには限られない。上述の最小トルクを補正することに代えて、操作装置２０〜２２の最大操作量を温度センサ５０の検出値に応じて補正し、圧油の高温時にレギュレータ１４に与えられる第１パイロット圧信号の値を大きくする構成にしてもよい。また、本発明は、第１，第２実施形態におけるように、コントローラ２６の最小値選択部２６ｃから出力される最小トルクを温度センサ５０の検出値に応じて補正することに加えて、操作装置２０〜２２の最大操作量を温度センサ５０の検出値に応じて補正する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
３    フロント作業機
４    ブーム（作業具）
５    アーム（作業具）
７    ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
８    アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１１    エンジン
１２    第１メインポンプ
１４    レギュレータ
１５    パイロットポンプ
１５ａ  パイロットリリーフ弁
１６    ブーム用方向制御弁
１７    アーム用方向制御弁
２０    ブーム用操作装置
２１    アーム用操作装置
２５    吐出圧センサ
２６    コントローラ
２６ａ  基準トルク設定部
２６ｂ  第１トルク関数設定部
２６ｃ  最小値選択部
２６ｄ  出力処理部
２６ｅ  馬力制御信号
２６ｆ  第２トルク関数設定部
２６ｇ  第２トルク関数設定部
２６ｈ  最大値選択部
２６ｉ  補正関数設定部
２６ｊ  演算部
３０    シャトル弁
３１    シャトル弁
３２    シャトル弁
３３    シャトル弁
３４    シャトル弁
３５    圧力センサ
３６    電磁弁
４０    圧力センサ
４１    圧力センサ
５０    温度センサ
【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】
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【図６】
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【図７】
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