(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体上に縦軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体にブームが設けられるとともに、エンジンによって駆動される油圧ポンプとして、上記上部旋回体を旋回させるための旋回用ポンプを含む複数のポンプを備え、エンジン負荷が大きいほどポンプ吐出量が減少する減馬力制御を行うように構成されたクレーンのポンプ制御装置において、上記旋回用ポンプ、及び上記ブームを作動させるためのポンプについて、これ以外のポンプよりも減馬力制御を行う優先度を低く設定したことを特徴とするクレーンのポンプ制御装置。
【請求項２】
減馬力制御の対象となる可変容量形油圧ポンプの全てを合わせた減馬力のための制御量を、優先度に従って各油圧ポンプに振分けるように構成したことを特徴とする請求項１記載のクレーンのポンプ制御装置。
【請求項３】
エンジン負荷の大小に応じて各ポンプに対する制御量の振分け比率を変化させるように構成したことを特徴とする請求項２記載のクレーンのポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクレーン（クローラクレーン、ホイール式クレーン）において、エンジン負荷に応じて油圧ポンプの吐出量を制御するポンプ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クレーンは、エンジンによって複数の可変容量形油圧ポンプを駆動し、この各ポンプの吐出油により油圧モータ、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータを作動させて、走行、旋回、ブーム作動（クローラクレーンのように非伸縮式のラチスブームを備えたクレーンではブーム起伏のみ、ホイールクレーンのように箱形の伸縮ブームを備えたクレーンの場合はブーム起伏と伸縮）、巻上の各動作を行わせる。
【０００３】
このクレーンにおいて、エンジン負荷の増加によってエンジン回転数が低下した場合に、エンジン馬力の有効活用、及びエンスト防止等のためにポンプ吐出量を減少させてトータルのポンプ吸収馬力を減少させる減馬力制御を行っている。
【０００４】
具体的には、たとえばエンジンスロットルによって設定されるエンジンの目標回転数と実際の回転数を比較し、その差が大きくなった場合に、エンジン負荷の増加とみなしてポンプレギュータに減馬力方向の制御信号を出力し、ポンプ傾転を変化させるようにしている（たとえば特許２５３９９３５号参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この減馬力制御が実行されると、ポンプ吐出量が減少してアクチュエータ速度が低下するため、公知技術をそのまま複数の油圧ポンプを備えたクレーンに適用し、エンジン負荷増加時に全ポンプを一律に減馬力制御すると種々の弊害が生じる。
【０００６】
すなわち、荷を吊って移動させる吊り作業が主たる作業であるクレーンの場合、減馬力制御によって、この吊り作業を司る旋回、ブーム作動が急減速して吊荷が揺れる所謂荷揺れが生じる等、操作性が悪化するおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、機械の実情に応じた減馬力制御を行って上記荷揺れ等の減馬力制御の弊害を防止し、操作性を向上させることができるクレーンのポンプ制御装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、下部走行体上に縦軸まわりに旋回自在に搭載された上部旋回体にブームが設けられるとともに、エンジンによって駆動される油圧ポンプとして、上記上部旋回体を旋回させるための旋回用ポンプを含む複数のポンプを備え、エンジン負荷が大きいほどポンプ吐出量が減少する減馬力制御を行うように構成されたクレーンのポンプ制御装置において、上記旋回用ポンプ、及び上記ブームを作動させるためのポンプについて、これ以外のポンプよりも減馬力制御を行う優先度を低く設定したものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、減馬力制御の対象となる可変容量形油圧ポンプの全てを合わせた減馬力のための制御量を、優先度に従って各油圧ポンプに振分けるように構成したものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の構成において、エンジン負荷の大小に応じて各ポンプに対する制御量の振分け比率を変化させるように構成したものである。
【００１１】
上記構成によると、クレーンにおける旋回用及びブーム用の両ポンプについてはなるべく減馬力制御が行われないように減馬力制御の優先度を他よりも低く設定する（請求項２では具体的にこの優先度に応じて制御量を各ポンプに振分ける）ことにより、荷揺れを防止する等、減馬力制御に伴う弊害を除去して操作性を良くすることができる。
【００１２】
また、請求項３の構成によると、常に同一比率で減馬力制御を行うのではなく、エンジン負荷の大小に応じて各ポンプに対する制御量の振分け比率を変化させるように構成したから、エンジン負荷が大きいときは優先度の低いものをも減馬力制御してエンスト等を確実に防止し、エンジン負荷が小さいときは優先度の低いものの減馬力制御による影響を最小限にとどめて操作性を確保することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図によって説明する。
【００１４】
図１にこの実施形態にかかるポンプ制御装置のシステム構成を示している。
【００１５】
この実施形態おいては、クローラクレーン、すなわち、クローラ式の下部走行体上に上部旋回体が搭載されるとともに、この上部旋回体に非伸縮式のラチスブームが起伏自在に設けられ、このブームの起伏、主、補両巻上ロープの巻上・巻下、走行、旋回の各動作をそれぞれ油圧モータを駆動源として行うクレーンを適用対象として例にとっている。
【００１６】
このクレーンにおいては、油圧ポンプとして、左走行用と主巻用を兼ねる可変容量形の第１ポンプ１と、右走行用と補巻用を兼ねる可変容量形の第２ポンプ２と、ブーム起伏用の可変容量形の第３ポンプ３と、旋回用の容量固定形の第４ポンプ４とが設けられている。
【００１７】
これら各ポンプ１〜４は、パワーディバイダ５を介してエンジン６により駆動され、この各ポンプ１〜４からの圧油が、左走行・主巻用、右走行・補巻用、ブーム起伏用、旋回用の各コントロールバルブ（図ではＣＶと略記している）７，８，９，１０を介して左走行用、右走行用、主巻用、補巻用、ブーム起伏用、旋回用の各モータ１１，１２，１３，１４，１５，１６にそれぞれ供給される。
【００１８】
なお、第１及び第２両ポンプ１，２からの圧油は、図示しない合流制御手段により、必要に応じ合流して走行用モータ１１，１２または主巻用、補巻用両モータ１３，１４に供給されるように構成されている。
【００１９】
また、図１中、１７はエンジンスロットルで、このエンジンスロットル１７の操作によって設定されるエンジン６の回転数（目標回転数）Ｎｅの信号がコントローラ１８を介して電動式のエンジンガバナ１９に入力され、エンジン６がこの目標回転数Ｎｅに向けて運転される。
【００２０】
また、エンジン６の実際の回転数Ｎｓは回転数センサ２０により検出されてコントローラ１８に入力され、これら目標回転数Ｎｅと実際回転数Ｎｓの差ΔＮが一定値を超えたときに、エンジン負荷の増加とみなしてコントローラ１８により、エンスト防止等のために可変容量形の第１〜第３各ポンプ１，２，３の吐出量を減少させる減馬力制御が行われる。
【００２１】
この減馬力制御は、上記回転数差ΔＮに基づいて制御電流Ｉｍを求め、この制御電流Ｉｍを、第１及び第２両ポンプ共用の第１ポンプレギュータ２１及び第３ポンプ用の第２ポンプレギュータ２２に振分けて入力することによって行われる。
【００２２】
すなわち、この実施形態では、油圧ポンプ群が、走行・巻上用の第１及び第２ポンプ１，２と、ブーム起伏用の第３ポンプ３と、第４ポンプ４の三つに分けられ、このうち第１〜第３各ポンプ１〜３について減馬力制御を行い、第４ポンプ４は制御対象外としている。
【００２３】
なお、ポンプレギュータ２１，２２は、図示しないが、入力電流に応じて出力である二次圧が変化する電磁比例減圧弁と、この減圧弁の二次圧に応じてストロークが決まるアクチュエータとを備え、このアクチュエータの作動によりポンプ傾転を変化させる（制御電流Ｉｍが大きいほどポンプ吐出量が少なくなる）。
【００２４】
減馬力制御について、図２〜図４を併用して詳述する。
【００２５】
コントローラ１８は、図２に示すように目標回転数Ｎｅに基づいてエンジンガバナ１９を制御するガバナ制御部２３と、回転数差ΔＮ（＝Ｎｅ−Ｎｓ）を求める回転数差演算部２４と、この回転数差ΔＮに基づいて総制御電流Ｉｍを求める制御電流演算部２５と、振分け部２６とを具備している。
【００２６】
振分け部２６は、減馬力制御の対象である第１、第２、第３各ポンプ１，２，３について予め減馬力制御を行うについての優先度が設定され、総制御電流Ｉｍをこの優先度に応じて振分ける。
【００２７】
ここでは、優先度が、
（１）  走行・主補巻用の第１、第２ポンプ１，２
（２）  ブーム起伏用の第３ポンプ３
の順番で設定され、制御電流Ｉｍがこの優先度に従って第１及び第２両レギュータ２１，２２に振分けられる。
【００２８】
具体的には、両レギュータ２１，２２に対する制御電流Ｉｍ１，Ｉｍ２（以下、第１、第２制御電流という）は、
（イ）Ｉｍ≦Ｉｍ１max（図３のフローチャートにおいてステップＳ１でＹＥＳ）の場合は、同ステップＳ２のように、
Ｉｍ１＝Ｉｍ
Ｉｍ２＝Ｉｍ２min
とし、
（ロ）Ｉｍ＞Ｉｍ１max（同ステップＳ１でＮＯ）の場合は、ステップＳ３のように、
Ｉｍ１＝Ｉｍ１max
Ｉｍ２＝（Ｉｍ−Ｉｍ１max）＋Ｉｍ２min
とする。
【００２９】
ここでＩｍ１maxは第１、第２両ポンプ１,２を最大に減馬力するときの第１制御電流、Ｉｍ２minは第３ポンプ３を最小に減馬力制御するときの第２制御電流（通常１００ｍA〜２００ｍA）である。
【００３０】
これにより、第１、第２両ポンプ１,２が減馬力されない限り、第３ポンプ３は減馬力することがない。
【００３１】
この場合、第１制御電流Ｉｍ１が最大値Ｉｍ１maxに達する前に第２制御電流Ｉｍ２を増加させてもよいし、最大値Ｉｍ１maxに達して一定時間後に第２制御電流Ｉｍ２を増加させてもよい。
【００３２】
この制御例を図４，５に示している。ここでは、エンジン回転数の低下の度合いに応じて制御電流Ｉｍ１，Ｉｍ２の変化の仕方（振分け比率）を変えている。
【００３３】
すなわち、図４の場合は、エンジン回転数Ｎｓが著しく低下したときにまず第１制御電流Ｉｍ１を増加させ、次いですぐに第２制御電流Ｉｍ２を増加させる。逆に、エンジン回転数Ｎｓが上昇すると、第２制御電流Ｉｍ２→第１制御電流Ｉｍ１の順で減少させる。
【００３４】
これに対し、エンジン回転数の低下が小さい場合は、図５に示すように、第１制御電流Ｉｍ１のみを増加させてエンジン回転数Ｎｓを安定させ、第２制御電流Ｉｍ２は変化させない。
【００３５】
つまり、エンジン負荷が小さければブーム用の第３ポンプ３はなるべく減馬力せず、エンジン負荷が大きい場合は優先度に対応して減馬力するという制御が行われる。
【００３６】
一方、この実施形態では、図１，２に示すように、第１、第２両ポンプ１，２と第３ポンプ３の減馬力制御についての優先度をオペレータのスイッチ操作等によって任意に選択するための優先度選択手段２７が設けられている。
【００３７】
この優先度選択手段２７を設けることにより、たとえばブーム起伏動作は遅くてもよいのに対して主巻または補巻の巻上動作は速くしたい場合は、上記の説明とは逆に、第３ポンプ３を第１、第２両ポンプ１,２に優先して減馬力制御する等、作業内容やオペレータの好み等に応じた優先度設定が可能となる。
【００３８】
ところで、上記実施形態では、旋回用の第４ポンプ４については、容量固定形のポンプとして減馬力制御の対象外としたが、同ポンプ４についても可変容量形として減馬力制御の対象とし、たとえば第１、第２ポンプ１，２を優先度１、第３、第４ポンプを優先度２としてもよい。
【００３９】
また、第１及び第２両ポンプ１，２を別々のレギュータで優先度を付けて減馬力制御するように構成してもよい。
【００４０】
一方、上記実施形態では、エンジン６の目標回転数Ｎｅと実際回転数Ｎｓの差ΔＮに基づいてエンジン負荷の変動を検出するようにしたが、たとえばガバナ位置に基づいてエンジン負荷を検出する等、他の手段を用いてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、適用対象としてクローラクレーンを例に挙げたが、本発明はホイール式クレーン（トラッククレーン、ラフテレーンクレーン）にも適用することができる。なお、ホイール式クレーンの場合、一般には伸縮ブームが用いられるため、このブーム伸縮のためのポンプが加えられる。従って、このブーム伸縮用ポンプについても減馬力制御の対象としてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
上記のように本発明によるときは、クレーンにおける旋回用及びブーム用の両ポンプについてはなるべく減馬力制御が行われないように減馬力制御の優先度を他よりも低く設定する（請求項２では具体的にこの優先度に応じて制御量を各ポンプに振分ける）ことにより、荷揺れを防止する等、減馬力制御に伴う弊害を除去して操作性を良くすることができる。
【００４３】
また、請求項３の構成によると、常に同一比率で減馬力制御を行うのではなく、エンジン負荷の大小に応じて各ポンプに対する制御量の振分け比率を変化させるように構成したから、エンジン負荷が大きいときは優先度の低いものをも減馬力制御してエンスト等を確実に防止し、エンジン負荷が小さいときは優先度の低いものの減馬力制御による影響を最小限にとどめて操作性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかるポンプ制御装置のシステム構成図である。
【図２】  同装置におけるコントローラのブロック構成図である。
【図３】  同コントローラによる制御内容の一部を説明するためのフローチャートである。
【図４】  （イ）（ロ）（ハ）は同コントローラによる制御例を説明するための図である。
【図５】  （イ）（ロ）（ハ）は図４と異なる制御例を説明するための図である。
【符号の説明】
１  左走行・主巻兼用の第１ポンプ
２  右走行・補巻兼用の第２ポンプ
３  ブーム起伏用の第３ポンプ
４  旋回用の第４ポンプ
６  エンジン
１１  左走行用アクチュエータとしての油圧モータ
１２  右走行用アクチュエータとしての油圧モータ
１３  主巻用アクチュエータとしての油圧モータ
１４  補巻用アクチュエータとしての油圧モータ
１５  ブーム起伏用アクチュエータとしての油圧モータ
１６  旋回用アクチュエータとしての油圧モータ
１７  目標回転数を設定するエンジンスロットル
２０  実際のエンジン回転数を検出スロットル回転数センサ
２１，２２  ポンプレギュータ
１８  コントローラ
２４  コントローラの回転数差演算部
２５  同制御電流演算部
２６  制御電流を振分ける振分け部
【図１】
0003952631.tif 000002
【図２】
0003952631.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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