(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。【解決手段】本発明は、操作装置２０等の操作量の最大操作量を第１パイロット圧信号としてレギュレータ１４ａ等に与えるポジコン制御でレギュレータ１４ａ等を作動させる流量制御を行い、操作装置２０等の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で最大操作トルクを演算し、出力処理部２６ｇから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１４ａ等を作動させるとともに、操作装置２０等が急操作されたときには、演算された最大操作トルクに代えて、最大トルク値設定部２６ｃで設定された最大トルク値でレギュレータ１４ａ等を作動させる馬力制御を行うようにした。【選択図】図５
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【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、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、これらの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作動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とともに、上記操作装置が急操作されたときに上記演算されたトルクに代えて、予め設定される最大トルク値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作動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、
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た基準トルク設定部と、
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トルク関数設定部と、
上記最大トルク値が予め設定された最大トルク値設定部と、
上記操作装置が急操作されたかどうか判断する急操作判断部と、
上記急操作判断部で上記操作装置が急操作されていないと判断されたときに、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をトルク値として選択し、上記急操作判断部で上記操作装置が急操作されたと判断されたときに、上記最大トルク値設定部で設定された最大トルク値をトルク値として選択するトルク値選択部と、
上記基準トルク設定部で設定された基準トルクと上記トルク値選択部で選択されたトルク値のうちの最小トルクを選択する最小値選択部と、
上記最小値選択部で選択された最小トルクに対応する上記制御信号を出力する出力処理部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。
【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、
上記操作装置のそれぞれは、上記エンジンによって駆動されるパイロットポンプに連絡されたパイロット式操作装置から成り、
上記第１作動信号は第１パイロット圧信号から成り、上記第２作動信号は第２パイロット圧信号から成り、
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。
【請求項４】
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、
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た基準トルク設定部と、
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トルク関数設定部と、
上記操作装置の操作量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、
上記最大トルク値が予め設定された最大トルク値設定部と、
上記操作装置が急操作されたかどうか判断する急操作判断部と、
上記急操作判断部で上記操作装置が急操作されていないと判断されたときに、上記最大値選択部で選択された最大トルクをトルク値として選択し、上記急操作判断部で上記操作装置が急操作されたと判断されたときに、上記最大トルク値設定部で設定された最大トルク値をトルク値として選択するトルク値選択部と、
上記基準トルク設定部で設定された基準トルクと上記トルク値選択部で選択されたトルク値のうちの最小トルクを選択する最小値選択部と、
上記最小値選択部で選択された最小トルクに対応する上記制御信号を出力する出力処理部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。
【請求項５】
請求項４に記載の建設機械のポンプ制御装置において、
上記操作装置のそれぞれは、上記エンジンによって駆動されるパイロットポンプに連絡されたパイロット式操作装置から成り、
上記第１作動信号は第１パイロット圧信号から成り、上記第２作動信号は第２パイロット圧信号から成り、
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、及び上記特定の操作に係る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。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、これらの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を備えている。
【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。
【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、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、これらの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作動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とともに、上記操作装置が急操作されたときに上記演算されたトルクに代えて、予め設定される最大トルク値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作動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作動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作動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。
【００１０】
また本発明は、操作装置が急操作、すなわちフルレバー操作されたときには、操作装置の最大操作量に基づいて演算されたトルクに代えて、予め設定された最大トルク値に相応する制御信号に応じた第２作動信号によってレギュレータを強制的に作動させて馬力制御を行う。これにより本発明は、操作装置が急激に操作されたときには操作装置の最大操作量に基づいて演算されたトルクに応じたメインポンプの押し除け容積のように、操作装置の最大操作量に応じて徐々に増加するメインポンプの押し除け容積とすることなく、このメインポンプの押し除け容積を瞬時に一定の最大トルク値とすることができる。したがって、操作装置が急操作される際に、油圧アクチュエータが徐々に加速されるような違和感をオペレータに与えることなく、直ちに最大の加速力で油圧アクチュエータを作動させることができる。
【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た基準トルク設定部と、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トルク関数設定部と、上記最大トルク値が予め設定された最大トルク値設定部と、上記操作装置が急操作されたかどうか判断する急操作判断部と、上記急操作判断部で上記操作装置が急操作されていないと判断されたときに、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をトルク値として選択し、上記急操作判断部で上記操作装置が急操作されたと判断されたときに、上記最大トルク値設定部で設定された最大トルク値をトルク値として選択するトルク値選択部と、上記基準トルク設定部で設定された基準トルクと上記トルク値選択部で選択されたトルク値のうちの最小トルクを選択する最小値選択部と、上記最小値選択部で選択された最小トルクに対応する上記制御信号を出力する出力処理部とを備えた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、上記操作装置のそれぞれは、上記エンジンによって駆動されるパイロットポンプに連絡されたパイロット式操作装置から成り、上記第１作動信号は第１パイロット圧信号から成り、上記第２作動信号は第２パイロット圧信号から成り、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。
【００１３】
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た基準トルク設定部と、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トルク関数設定部と、上記操作装置の操作量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、上記最大トルク値が予め設定された最大トルク値設定部と、上記操作装置が急操作されたかどうか判断する急操作判断部と、上記急操作判断部で上記操作装置が急操作されていないと判断されたときに、上記最大値選択部で選択された最大トルクをトルク値として選択し、上記急操作判断部で上記操作装置が急操作されたと判断されたときに、上記最大トルク値設定部で設定された最大トルク値をトルク値として選択するトルク値選択部と、上記基準トルク設定部で設定された基準トルクと上記トルク値選択部で選択されたトルク値のうちの最小トルクを選択する最小値選択部と、上記最小値選択部で選択された最小トルクに対応する上記制御信号を出力する出力処理部とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、上記操作装置のそれぞれは、上記エンジンによって駆動されるパイロットポンプに連絡されたパイロット式操作装置から成り、上記第１作動信号は第１パイロット圧信号から成り、上記第２作動信号は第２パイロット圧信号から成り、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、及び上記特定の操作に係る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】
【００１５】
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。
【００１６】
また本発明は、操作装置が急操作、すなわちフルレバー操作されたときには、油圧アクチュエータを直ちに最大の加速力で作動させることができ、これにより優れた操作性と、作業性とを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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レギュレータ部分の構成を示す図である。
【図５】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６】本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図７】第２実施形態の要部を示す図である。
【図８】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】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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レギュレータ部分の構成を示す図、図５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。
【００２２】
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の押し除け容積をそれぞれ制御するレギュレータ１４ａ，１４ｂと、エンジン１１によって駆動されるパイロットポンプ１５とを備えている。
【００２３】
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及び第２メインポンプ１３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。
【００２４】
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。
【００２５】
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２５ａ、及び第２メインポンプ１３の吐出圧を検出する吐出圧センサ２５ｂと、これらの吐出圧センサ２５ａ，２５ｂ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１４ａ，１４ｂ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。
【００２６】
ここで図４に示すように、第１メインポンプ１２、第２メインポンプ１３のそれぞれには、押し除け容積を決める斜軸５０ａ，５０ｂと、これらの斜軸５０ａ，５０ｂを制御するサーボピストン５１ａ，５１ｂが付設されている。斜軸５０ａ，５０ｂ及びサーボピストン５１ａ，５１ｂは、傾転可変機構を構成している。上述したレギュレータ１４ａ，１４ｂのそれぞれは、サーボピストン５１ａ，５１ｂの駆動を制御するものであり、トルク制御弁５２ａ，５２ｂ及び流量制御弁５３ａ，５３ｂを含んでいる。
【００２７】
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作動信号として、例えば第１パイロット圧信号としてレギュレータ１４ａ，１４ｂに与えて、レギュレータ１４ａ，１４ｂ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１４ａ，１４ｂに直接に与えて、レギュレータ１４ａ，１４ｂを作動させ、これに応じて図４に示すサーボピストン５１ａ，５１ｂを作動させるように構成してある。
【００２８】
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とともに、操作装置２０〜２２のいずれかが急操作、すなわちフルレバー操作されたときに、上述の演算されたトルクに代えて、予め設定された最大トルク値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作動信号、例えば第２パイロット圧信号によりレギュレータ１４ａ，１４ｂを作動させる馬力制御を行う。
【００２９】
本実施形態に備えられるコントローラ２６は、図５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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、コントローラ２６は、一定の最大トルク値が予め設定された最大トルク値設定部２６ｃと、操作装置２０〜２２のいずれかが急操作、すなわちフルレバー操作されたかどうか判断する急操作判断部２６ｄと、この急操作判断部２６ｄで操作装置２０〜２２のいずれも急操作されていないと判断されたときに、第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクをトルク値として選択し、急操作判断部２６ｄで操作装置２０〜２２のいずれかが急操作されたと判断されたときに、最大トルク値設定部２６ｃで設定された最大トルク値をトルク値として選択するトルク値選択部２６ｅとを含んでいる。なお、急操作判断部２６ｄは、予め急操作と見做される単位時間当たりの圧力値を判定値として記憶させてあり、急操作判断部２６ｄは、圧力センサ３５で検出される圧力に基づいて単位時間当たりの圧力値を演算し、その演算値と上述の判定値とを比較する。演算値が判定値以上のときには急操作が行われたと判断され、演算値が判定値に満たないときには急操作が行われていないと判断される。
【００３２】
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、トルク値選択部２６ｅで選択されたトルク値のうちの最小トルクを選択する最小値選択部２６ｆを含んでいる。
【００３３】
また、コントローラ２６は、最小値選択部２６ｆから出力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２６ｇを含んでいる。この出力処理部２６ｇ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。
【００３４】
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２６ｇ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。
【００３５】
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１４ａ，１４ｂの流量制御弁５３ａ，５３ｂに直接に与えられ、レギュレータ１４ａ，１４ｂ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。
【００３６】
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る。また、圧力センサ３５によって検出された信号に基づいて急操作判断部２６ｄで、操作装置２０〜２２のいずれかが急操作されたかどうか判断され、トルク値選択部２６ｅは、上述したように急操作判断部２６ｄで操作装置２０〜２２のいずれも急操作されていないと判断されたときに、第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクをトルク値として選択し、急操作判断部２６ｄで操作装置２０〜２２のいずれかが急操作されたと判断されたときに、最大トルク値設定部２６ｃで設定された最大トルク値をトルク値として選択する。この選択されたトルク値が最小値選択部２６ｆに出力される。
【００３７】
最小値選択部２６ｆでは、基準トルク設定部２６ａから出力される基準トルクと、トルク値選択部２６ｅから出力されたトルク値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、トルク値選択部２６ｅで選択されたトルク値が最小トルクとして選択され、出力処理部２６ｇに出力される。出力処理部２６ｇでは、最小値選択部２６ｆ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２５ａ，２５ｂで検出された第１メインポンプ１２、第２メインポンプ１３のそれぞれ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５に示す馬力制御信号２６ｈ，２６ｉが出力処理部２６ｇ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。
【００３８】
上述した制御信号に応じて図３，４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１４ａ，１４ｂのトルク制御弁５２ａ，５２ｂに与えられて、これらのレギュレータ１４ａ，１４ｂが作動し、サーボピストン５１ａ，５１ｂ、及び斜軸５０ａ，５０ｂが最小値選択部２６ｆ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の押し除け容積とするように作動し、馬力制御が行われる。
【００３９】
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１４ａ，１４ｂ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１４ａ，１４ｂ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１４ａ，１４ｂ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及び第２メインポンプ１３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。
【００４０】
また、第１実施形態は、操作装置２０〜２２のいずれかが急操作、すなわちフルレバー操作されたときには、操作装置２０〜２２のいずれか急操作された操作装置の最大操作量に基づいて第１トルク関数設定部２６ｂで演算された最大操作トルクに代えて、最大トルク値設定部２６ｃで予め設定された最大トルク値に相応する制御信号に応じた第２作動信号によってレギュレータ１４ａ，１４ｂを強制的に作動させて馬力制御を行う。これにより第１実施形態は、操作装置２０〜２２のいずれかが急激に操作されたときには、第１トルク関数設定部２６ｂの演算に基づくトルク値に応じた第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積のように、操作装置の最大操作量に応じて徐々に増加する第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積とすることなく、これらの第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積を瞬時に一定の最大トルク値とすることができる。したがって、操作装置が急操作される際に、該当するブームシリンダ７、アームシリンダ８等の油圧アクチュエータが徐々に加速されるような違和感をオペレータに与えることなく、直ちに最大の加速力で油圧アクチュエータを作動させることができる。これにより第１実施形態は、優れた操作性と、作業性を確保することができる。
【００４１】
図６は本発明の第２実施形態を示す油圧回路図、図７は第２実施形態の要部を示す図、図８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。
【００４２】
本発明の第２実施形態は、図６，７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。
【００４３】
また、コントローラ２６は、図８に示すように、圧力センサ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の他に、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２６ｊ、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２６ｋとを含んでいる。また、コントローラ２６は、同図８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２６ｊで演算された特定操作トルクと、第２トルク関数設定部２６ｋ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２６ｍを含んでいる。
【００４４】
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２６ｊ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２６ｊを設定してあり、また第２トルク関数設定部２６ｊ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２６ｋ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２６ｊ，２６ｋ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２６ｍ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ものの、ブーム上げ操作及びアームダンプ操作とは異なる操作が圧力センサ３５によって検出された場合には、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２６ｍで選択されるようになっている。
【００４５】
また、コントローラ２６は、操作装置２０〜２２によってブーム上げ操作及びアームダンプ操作以外の操作が急操作、すなわちフルレバー操作されたかどうかを圧力センサ３５で検出される信号に基づいて判断する急操作判断部２６ｄ１と、ブーム上げ操作が急操作、すなわちフルレバー操作されたかどうかを圧力センサ４１で検出される信号に基づいて判断する急操作判断部２６ｄ２と、アームダンプ操作が急操作、すなわちフルレバー操作されたかどうかを圧力センサ４０で検出される信号に基づいて判断する急操作判断部２６ｄ３とを含んでいる。なお、急操作判断部２６ｄ１，２６ｄ２，２６ｄ３のそれぞれには、予め急操作と見做される単位時間当たりの圧力値を判定値として記憶させてあり、急操作判断部２６ｄ１，２６ｄ２，２６ｄ３のそれぞれは、圧力センサ３５，４１，４０で検出される圧力に基づいて単位時間当たりの圧力値を演算し、その演算値と上述の判定値とを比較する。演算値が判定値以上のときには急操作が行われたと判断され、演算値が判定値に満たないときには急操作が行われていないと判断される。
【００４６】
また、コントローラ２６は、ブーム上げ操作及びアームダンプ操作以外の操作時の一定の最大トルク値が予め設定された最大トルク値設定部２６ｃ１と、ブーム上げ操作時の一定の最大トルク値が予め設定された最大トルク値設定部２６ｃ２と、アームダンプ操作時の一定の最大トルク値が予め設定された最大トルク値設定部２６ｃ３とを含んでいる。
【００４７】
また、コントローラ２６は、急操作判断部２６ｄ１，２６ｄ２，２６ｄ３における判断に応じて、最大値選択部２６ｍで選択されたトルク値と、最大トルク値設定部２６ｃ１，２６ｃ２，２６ｃ３で設定されたトルク値のうちのいずれか一方を選択して出力するトルク値選択部２６ｎを含んでいる。
【００４８】
ここで例えば、トルク値選択部２６ｎは、急操作判断部２６ｄ１，２６ｄ２，２６ｄ３のいずれにおいても操作装置２０〜２２が急操作されていないと判断されたときには、最大値選択部２６ｍで選択されたトルク値を選択して出力する。
【００４９】
また、トルク値選択部２６ｎは、急操作判断部２６ｄ１，２６ｄ２，２６ｄ３のいずれか１つにおいて操作装置２０〜２２が急操作されたと判断されたときには、最大トルク値設定部２６ｃ１，２６ｃ２，２６ｃ３のうちの該当する操作装置に係る最大トルク値設定部で設定された最大トルク値を選択して出力する。
【００５０】
また、トルク値選択部２６ｎは、アームダンプ操作の急操作がなされたと判断されたときには、他の操作が急操作されたか否かに拘わらず最大トルク値設定部２６ｃ３で設定された最大トルク値を選択して出力する。
【００５１】
また、トルク値選択部２６ｎは、アームダンプ操作は行われないものの、ブーム上げ操作の急操作を含む複数の操作装置２０〜２２による急操作がなされたと判断されたときには、最大トルク値設定部２６ｃ２で設定された最大トルク値を選択して出力する。
【００５２】
最小値選択部２６ｆは、基準トルク設定部２６ａで設定された基準トルクと、トルク値選択部２６ｎで選択されたトルク値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２６ｆで選択された最小トルクが出力処理部２６ｇ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。
【００５３】
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、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１４ａ，１４ｂに直接に与えられて、これらのレギュレータ１４ａ，１４ｂ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。
【００５４】
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ず、また急操作が行われない場合には、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２６ｍで選択され、さらにトルク値選択部２６ｎで選択され、最小値選択部２６ｆに出力される。最小値選択部２６ｆ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出力処理部２６ｇ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。
【００５５】
また、操作装置２０〜２２が操作された際に、他の操作とともにブーム上げ操作が含まれ、アームダンプ操作が含まれず、急操作が行われない場合には、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２６ｍ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２６ｊで演算され、最大値選択部２６ｍに出力される。このとき、第２トルク関数設定部２６ｊ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２６ｍで第２トルク関数設定部２６ｊで演算された特定操作トルクが選択され、さらにトルク値選択部２６ｎで選択され、最小値選択部２６ｆに出力される。
【００５６】
最小値選択部２６ｆ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２６ｊ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出力処理部２６ｇに出力する。出力処理部２６ｇは、第２トルク関数設定部２６ｊ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２６ｇから出力される制御信号に、吐出圧センサ２５ａ，２５ｂで検出された第１メインポンプ１２、第２メインポンプ１３の吐出圧に応じた馬力制御信号２６ｈ，２６ｉが重畳されて電磁弁３６に出力される。
【００５７】
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のトルク制御弁５２ａ，５２ｂに与えられる。レギュレータ１４は、第２トルク関数設定部２６ｊ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。
【００５８】
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ず、他の操作とともにアームダンプ操作が含まれ、急操作が行われない場合も、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２６ｋで演算され、最大値選択部２６ｍに出力される。このとき、第２トルク関数設定部２６ｋ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２６ｍで第２トルク関数設定部２６ｋで演算された特定操作トルクが選択され、さらにトルク値選択部２６ｎで選択され、最小値選択部２６ｆに出力される。
【００５９】
最小値選択部２６ｆは、基準トルク設定部２６ａで設定された基準トルクとトルク値選択部２６ｎを介して第２トルク関数設定部２６ｋ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出力処理部２６ｇに出力する。出力処理部２６ｇは、第２トルク関数設定部２６ｋ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２６ｈ，２６ｉが重畳されて電磁弁３６に出力される。
【００６０】
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のトルク制御弁５２ａ，５２ｂに与えられる。レギュレータ１４は、第２トルク関数設定部２６ｋ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。
【００６１】
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の双方が含まれるとともに、他の操作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２６ｊ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２６ｊ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２６ｋ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２６ｍで第２トルク関数設定部２６ｋから出力される特定操作トルクが選択され、さらにトルク値選択部２６ｎで選択され、最小値選択部２６ｆに出力される。
【００６２】
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２６ｋ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。
【００６３】
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ず、他の操作において急操作が行われたと急操作判断部２６ｄ１で判断された場合には、トルク値選択部２６ｎで最大トルク値設定部２６ｃ１の最大トルク値が選択され、最小値選択部２６ｆ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トルク値選択部２６ｎで選択された最大トルク値のうちの最小トルク、すなわち最大トルク値を出力処理部２６ｇに出力する。これに応じて電磁弁３６、及びレギュレータ１４ａ，１４ｂが作動し、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、直ちに最大トルク値設定部２６ｃ１で設定された一定の最大トルク値に応じた大きな押し除け容積とすることができる。
【００６４】
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ず、ブーム上げ操作が急操作された場合には、トルク値選択部２６ｎで最大トルク値設定部２６ｃ２の最大トルク値が選択され、最小値選択部２６ｆに出力される。これに応じて上述と同様にして第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積を直ちに、最大トルク値設定部２６ｃ２で設定された一定の最大トルク値に応じた大きな押し除け容積とすることができる。
【００６５】
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急操作されたと急操作判断部２６ｄ３で判断された場合には、トルク値選択部２６で最大トルク値設定部２６ｃ３の最大トルク値が選択され、最小値選択部２６ｆに出力される。これに応じて上述と同様にして第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積を直ちに、最大トルク値設定部２６ｃ３で設定された一定の最大トルク値に応じた大きな押し除け容積とすることができる。
【００６６】
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及び第２メインポンプ１３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。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、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及び第２メインポンプ１３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及び第２メインポンプ１３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。
【００６７】
また、この第２実施形態も、操作装置２０〜２２のいずれかが急操作、すなわちフルレバー操作されたときには、操作装置２０〜２２のうちの急操作された操作装置の最大操作量に基づいて第１トルク関数設定部２６ｂ、第２トルク関数設定部２６ｊ，２６ｋで演算された最大操作トルクまたは特定操作トルクに代えて、最大トルク値設定部２６ｃ１，２６ｃ２，２６ｃ３で予め設定された最大トルク値に相応する制御信号に応じた第２作動信号によってレギュレータ１４ａ，１４ｂを強制的に作動させて馬力制御を行う。これにより第２実施形態も、操作装置２０〜２２のいずれかが急激に操作されたときには、第１トルク関数設定部２６ｂ、第２トルク関数設定部２６ｊ，２６ｋの演算に基づくトルク値に応じた第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積のように、操作装置の最大操作量に応じて徐々に増加する第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積とすることなく、これらの第１メインポンプ１２及び第２メインポンプ１３の押し除け容積を瞬時に一定の最大トルク値とすることができる。したがって、操作装置が急操作される際に、該当するブームシリンダ７、アームシリンダ８等の油圧アクチュエータが徐々に加速されるような違和感をオペレータに与えることなく、直ちに最大の加速力で油圧アクチュエータを作動させることができる。これにより第２実施形態も第１実施形態と同様に、優れた操作性と、作業性を確保することができる。
【符号の説明】
【００６８】
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
１３    第２メインポンプ
１４ａ  レギュレータ
１４ｂ  レギュレータ
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
２５ａ  吐出圧センサ
２５ｂ  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  最大トルク値設定部
２６ｃ１  最大トルク値設定部
２６ｃ２  最大トルク値設定部
２６ｃ３  最大トルク値設定部
２６ｄ  急操作判断部
２６ｄ１  急操作判断部
２６ｄ２  急操作判断部
２６ｄ３  急操作判断部
２６ｅ  トルク値選択部
２６ｆ  最小値選択部
２６ｇ  出力処理部
２６ｈ  馬力制御信号
２６ｉ  馬力制御信号
２６ｊ  第２トルク関数設定部
２６ｋ  第２トルク関数設定部
２６ｍ  最大値選択部
２６ｎ  トルク値選択部
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
【図１】
2015151711.tif 000003
【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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【図８】
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