(57)【要約】      （修正有）【課題】馬力一定制御する可変吐出型の油圧ポンプを備えた建設機械に於いて、作業中に高負荷がかかった場合でもアタッチメントの作業速度を低下させず、且つ、簡素な構成で安価なポンプ制御装置を提供する。【解決手段】馬力一定制御する可変吐出型の油圧ポンプ２２と、該油圧ポンプ２２から吐出された作動油をアームシリンダ４へ給排制御するコントロール弁２３と、このコントロール弁２３のパイロットポート２３ａ，２３ｂへパイロット圧を導出するリモコン弁２４とを備え、圧力スイッチ２６によりアームシリンダ４の作動を検出し、且つ、アームシリンダ４の負荷圧を検出する圧力センサ２９による負荷圧が所定圧を超えたときは馬力変更手段により油圧ポンプ２２の設定馬力を上昇させ、アームシリンダの負荷圧を検出する圧力センサ２９による負荷圧が所定圧以下になったときは馬力変更手段により前記油圧ポンプ２２の設定馬力を低下させるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって駆動され且つ馬力一定制御する可変吐出型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された作動油をアクチュエータへ給排制御するパイロット式コントロール弁と、このパイロット式コントロール弁のパイロットポートへパイロット圧を導出するリモコン弁とを備えた建設機械に於いて、
前記パイロット圧を検出する検出手段と、前記アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段及び馬力変更手段を設け、
前記パイロット圧を検出する検出手段により前記アクチュエータの作動を検出し、かつ、前記アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段による負荷圧が所定圧を超えたときは馬力変更手段により前記油圧ポンプの設定馬力を上昇させるようにしたことを特徴とする建設機械のポンプ制御装置。
【請求項２】
エンジンによって駆動され且つ馬力一定制御する可変吐出型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された作動油をアクチュエータへ給排制御するパイロット式コントロール弁と、このパイロット式コントロール弁のパイロットポートへパイロット圧を導出するリモコン弁とを備えた建設機械に於いて、
前記パイロット圧を検出する検出手段と、前記アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段及び馬力変更手段を設け、
前記パイロット圧を検出する検出手段により前記アクチュエータの作動を検出し、かつ、前記アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段による負荷圧が所定圧以下になったときは馬力変更手段により前記油圧ポンプの設定馬力を低下させるようにし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】
前記アクチュエータはアームシリンダであり、前記アクチュエータの作動はアーム閉じであることを特徴とする請求項１又は２記載の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】
本発明は建設機械のポンプ制御装置に関するものであり、特に、馬力一定制御する可変吐出型油圧ポンプの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の此種建設機械で、例えば図５に示すように、油圧ショベル１のアーム２を手前に回動させて掘削作業を行う場合は、バケット３が徐々に土中へ食い込んで行くため、アームシリンダ４にかかる負荷圧が徐々に上昇していく。このため、馬力一定制御する可変吐出型の油圧ポンプでは、図６に示すように、アーム掘削開始時のポンプ吐出圧Ｐ１が徐々に上昇してアーム掘削後半時にはポンプ吐出圧Ｐ２となり、アーム掘削開始時のポンプ吐出流量Ｑ１が徐々に減少してアーム掘削後半時にはポンプ吐出流量Ｑ２に低下するので、アームシリンダ４の作動速度が遅くなる。
【０００３】
これに対して、作業に応じて複数のモードをスイッチにて設定し、該スイッチのオンオフにより油圧ポンプの設定馬力を上下させるようにしたポンプ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２０５３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５及び図６に示した従来のポンプ制御装置は、アーム掘削作業時に負荷圧が上昇するとポンプ吐出流量が減少してアーム速度が低下するため、作業効率の低下を招き、オペレータに対して機械の力不足感を与えていた。作業速度を早くするために油圧ポンプの設定馬力を高くすれば、低負荷時であっても必要以上のエンジン出力を要するため燃料消費量が増大する。
【０００５】
特許文献１記載のポンプ制御装置は、作業に応じて設定馬力を上下させることができるが、各モード毎にスイッチや制御弁が必要であり、構成が複雑でコストアップとなる。
【０００６】
そこで、馬力一定制御する可変吐出型油圧ポンプを備えた建設機械に於いて、作業中に高負荷がかかった場合でもアタッチメントの作業速度を低下させず、且つ、簡素な構成で安価にポンプ制御装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、エンジンによって駆動され且つ馬力一定制御する可変吐出型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された作動油をアクチュエータへ給排制御するパイロット式コントロール弁と、このパイロット式コントロール弁のパイロットポートへパイロット圧を導出するリモコン弁とを備えた建設機械に於いて、前記パイロット圧を検出する検出手段と、前記アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段及び馬力変更手段を設け、前記パイロット圧を検出する検出手段により前記アクチュエータの作動を検出し、且つ、前記アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段による負荷圧が所定圧を超えたときは馬力変更手段により前記油圧ポンプの設定馬力を上昇させるようにした建設機械のポンプ制御装置を提供する。
【０００８】
この構成によれば、パイロット圧を検出する検出手段がアクチュエータの作動を検出し、且つ、アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段による負荷圧が予め定められた所定圧を超えたときは、馬力変更手段が油圧ポンプの設定馬力を上昇させるので、油圧ポンプの吐出流量が増大する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、エンジンによって駆動され且つ馬力一定制御する可変吐出型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された作動油をアクチュエータへ給排制御するパイロット式コントロール弁と、このパイロット式コントロール弁のパイロットポートへパイロット圧を導出するリモコン弁とを備えた建設機械に於いて、前記パイロット圧を検出する検出手段と、前記アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段及び馬力変更手段を設け、前記パイロット圧を検出する検出手段により前記アクチュエータの作動を検出し、且つ、前記アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段による負荷圧が所定圧以下になったときは馬力変更手段により前記油圧ポンプの設定馬力を低下させるようにした建設機械のポンプ制御装置を提供する。
【００１０】
この構成によれば、パイロット圧を検出する検出手段がアクチュエータの作動を検出し、且つ、アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段による負荷圧が予め定められた所定圧以下になったときは、馬力変更手段が油圧ポンプの設定馬力を低下させるので、油圧ポンプの吐出流量が減少する。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、アクチュエータはアームシリンダであり、アクチュエータの作動はアーム閉じである建設機械のポンプ制御装置を提供する。
【００１２】
この構成によれば、パイロット圧を検出する検出手段によりアーム閉じ動作を検出し、且つ、アームシリンダの負荷圧を検出する検出手段による負荷圧が所定圧を超えたときは馬力変更手段により前記油圧ポンプの設定馬力を上昇させ、パイロット圧を検出する検出手段によりアーム閉じ動作を検出し、且つ、アームシリンダの負荷圧を検出する検出手段による負荷圧が所定圧以下になったときは馬力変更手段により前記油圧ポンプの設定馬力を低下させる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明は、負荷圧が所定圧を超えたときは油圧ポンプの設定馬力を上昇させて吐出流量を増大するので、アクチュエータが高負荷であっても作動速度が低下することがない。従って、作業効率を高く維持でき、オペレータに対して機械への信頼性を向上させることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、負荷圧が所定圧以下になったときは油圧ポンプの設定馬力を低下させて吐出流量を減少するので、エンジン出力を小さくして燃料消費量を軽減することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、アーム閉じ動作において、アームシリンダの負荷圧が所定圧を超えたときは油圧ポンプの設定馬力を上昇させて吐出流量を増大するので、アームシリンダが高負荷であっても作動速度が低下することがなく、作業効率を高く維持でき、また、アーム閉じ動作において、アームシリンダの負荷圧が所定圧以下になったときは油圧ポンプの設定馬力を低下させて吐出流量を減少するので、エンジン出力を小さくして燃料消費量を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る建設機械のポンプ制御装置について、好適な実施例をあげて説明する。作業中に高負荷がかかった場合でもアタッチメントの作業速度を低下させず、且つ、簡素な構成で安価にポンプ制御装置を提供するという目的を、リモコン弁のパイロット圧を検出する検出手段、例えば圧力スイッチ、及び、アクチュエータの負荷圧を検出する検出手段、例えば圧力センサを設け、前記パイロット圧によりアクチュエータの作動を検出し、且つ、アクチュエータの負荷圧が所定圧を超えたときは油圧ポンプの設定馬力を上昇させる馬力変更手段を設けたことにより実現した。
【実施例１】
【００１７】
図１は建設機械の一例として油圧ショベル１を示し、図５にて説明した同一構成部分には同一符号を付して使用する。該油圧ショベル１は下部走行体５の上に旋回機構６を介して上部旋回体７が旋回自在に載置されている。上部旋回体７にはその前方一側部にキャブ８が設けられ、且つ、前方中央部にブーム９がブームシリンダ１０の伸縮駆動により俯仰可能に取り付けられている。更に、ブーム９の先端にアーム２がアームシリンダ４の伸縮駆動により上下回動自在に取り付けられ、該アーム２の先端にバケット３が取り付けられている。該バケット３はバケットシリンダ１１の伸縮駆動により掬い動作が行われる。
【００１８】
図２は本発明のポンプ制御装置の回路図を示し、エンジン２１によって駆動され且つ馬力一定制御する可変吐出型の油圧ポンプ２２と、該油圧ポンプ２２から吐出された作動油をアクチュエータへ給排制御するパイロット式コントロール弁２３と、該パイロット式コントロール弁２３のパイロットポート２３ａ，２３ｂへパイロット油を給排制御するリモコン弁２４とを備えている。
【００１９】
本実施の形態では、アクチュエータの一例としてアームシリンダ４を示し、前記リモコン弁２４を図中左右何れかの方向へ操作すると、パイロットライン２５ａまたは２５ｂを介して前記パイロットポート２３ａまたは２３ｂへパイロット油が供給され、パイロット式コントロール弁２３が左右何れかの操作位置に切り換わって、前記油圧ポンプ２２から吐出された作動油がアームシリンダ４のボトム側またはトップ側へ供給される。
【００２０】
アームシリンダ４のボトム側へ作動油が供給されると、アームシリンダ４が伸長して図１に示した前記アーム２が閉じ方向へ回動し、アームシリンダ４のトップ側へ作動油が供給されると、アームシリンダ４が収縮して前記アーム２が開方向へ回動する。前記パイロット式コントロール弁２３のアーム閉じ側パイロットポート２３ａへ導出されるパイロット圧を検出する手段として、パイロットライン２５ａに圧力スイッチ２６を設け、また、アームシリンダ４の負荷圧を検出する手段として、ポンプ吐出ライン３１に圧力センサ２９を設け、該圧力スイッチ２６及び圧力センサ２９は夫々コントローラ３０へ接続されている。
【００２１】
前記油圧ポンプ２２はサーボピストン２７により斜板角が制御されるように構成され、このサーボピストン２７への制御圧を調整する電磁比例弁２８は、コントローラ３０からの信号により制御される。これらサーボピストン２７、電磁比例弁２８、コントローラ３０から油圧ポンプの馬力変更手段が構成される。
【００２２】
図３は本発明のポンプ制御回路に於けるＰ−Ｑ線図を示し、馬力一定制御が行われていると、前記油圧ポンプ２２は曲線ａ−ｂ−ｃ−ｄで囲まれたトルク領域で駆動される。しかし、後述するように、アクチュエータの負荷圧が上昇して所定圧を超えたときは、曲線ａ−ｅ−ｆ−ｄで囲まれたトルク領域で前記油圧ポンプ２２が駆動される。
【００２３】
例えば図４に示すように、前記リモコン弁２４をアーム閉じ側へ操作すると、パイロットライン２５ａを介して前記パイロットポート２３ａにパイロット圧がかかり、前記パイロット式コントロール弁２３が中立位置から図示したようにアーム閉じ側に切り換わる。然るときは、油圧ポンプ２２から吐出した作動油が該パイロット式コントロール弁２３を通ってアームシリンダ４のボトム側に供給され、アームシリンダ４が伸長駆動してアーム２が閉じ方向へ回動する。
【００２４】
ここで、前記圧力スイッチ２６によりアーム閉じ操作が検出され、かつ、アームシリンダ４の負荷圧の上昇に伴う前記ポンプ吐出ライン３１の吐出圧の上昇を前記圧力センサ２９により検出したときは、前記圧力スイッチ２６及び圧力センサ２９の検出信号がコントローラ３０に導出され、該コントローラ３０は該検出信号により、アームシリンダ４の負荷圧が所定圧を超えたことを判別し、前記電磁比例弁２８へ制御信号を送ってサーボピストン２７への制御圧を変更し、油圧ポンプ２２の斜板角を大にして設定馬力を上昇させる。
【００２５】
従って、図３の曲線ａ−ｅ−ｆ−ｄで囲まれたトルク領域で前記油圧ポンプ２２が駆動され、アーム掘削開始時のポンプ吐出圧Ｐ１が上昇してアーム掘削後半時にポンプ吐出圧Ｐ２となった場合でも、アーム掘削開始時のポンプ吐出流量Ｑ１を維持し、従来のようにポンプ吐出流量が低下することがない。その結果、図５に示したように、アーム掘削後半時に負荷圧の上昇でアームシリンダ４の作動速度が遅くなる不具合がなく、作業効率を高く維持でき、オペレータに対して機械への信頼性を向上させることができる。
【００２６】
また、アームシリンダ４の負荷圧が所定圧以下になったときは、前記圧力センサ２９により検出されるポンプ吐出ライン３１の吐出圧も低くなり、然るときは、コントローラ３０は前記電磁比例弁２８へ制御信号を送ってサーボピストン２７への制御圧を変更し、油圧ポンプ２２の斜板角を小にして設定馬力を低下させる。従って、油圧ポンプ２２は馬力一定制御に復帰し、図３の曲線ａ−ｂ−ｃ−ｄで囲まれたトルク領域で前記油圧ポンプ２２が駆動される。
【００２７】
このように、アクチュエータの負荷圧の変化をポンプ吐出ライン３１の吐出圧の変化により検出し、負荷圧が所定圧を超えたときは、コントローラ３０の制御により油圧ポンプ２２の設定馬力を上昇させるので、作動油の流量減少がなく作業速度の低下を防止できる。そして、負荷圧が低下したときは流量も増加するので設定馬力を低下させて燃費の向上を図ることができる。また、ブーム上げ作業などでブームシリンダ１０の負荷圧が変化する場合は、アーム用のリモコン弁２４のパイロット圧は影響を受けないので、前記圧力スイッチ２６は作動せず、ブームシリンダ１０の負荷圧が設定圧以上に上昇しても、油圧ポンプ２２の設定馬力は低馬力を維持するため燃費の向上に寄与できる。
【００２８】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。特に、上記実施例においては、アームシリンダ及びアームの閉じ動作について説明したが、アームシリンダ及びアーム閉じ動作に限定されるものではなく、ブームやバケットにも適用可能なことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態を示す油圧ショベルの側面図。
【図２】無負荷時のポンプ制御装置の回路図。
【図３】ポンプ制御回路に於けるＰ−Ｑ線図。
【図４】負荷時のポンプ制御装置の回路図。
【図５】従来のアーム掘削作業を説明する解説図。
【図６】従来のポンプ制御回路に於けるＰ−Ｑ線図。
【符号の説明】
【００３０】
１  油圧ショベル
２  アーム
４  アームシリンダ
２１  エンジン
２２  油圧ポンプ
２３  パイロット式コントロール弁
２３ａ，２３ｂ  パイロットポート
２４  リモコン弁
２５ａ，２５ｂ  パイロットライン
２６  圧力スイッチ（検出手段）
２７  サーボピストン（馬力変更手段）
２８  電磁比例弁（馬力変更手段）
２９  圧力センサ（検出手段）
３０  コントローラ（馬力変更手段）
３１  ポンプ吐出ライン
【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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