(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとを接続する流路の連通と遮断とを切換可能な切換弁と、
前記油圧ポンプの吐出流路から分岐してタンクへ接続する流路に設けられ、パイロット受圧部に作用するパイロット圧に応じて開口するアンロード弁と、
前記エンジンによって駆動されるパイロットポンプと、
前記パイロットポンプの吐出ポートと前記パイロット受圧部とを接続するパイロット配管に設けられ、前記パイロット受圧部に作用するパイロット圧を制御するパイロット制御弁と、
前記パイロット制御弁の開口を制御するコントローラと、
キーＯＦＦ状態と前記コントローラの始動を指示するキーＯＮ状態と前記エンジンの始動を指示するエンジンＯＮ状態とに切換操作可能なキースイッチとを備え、
前記コントローラは、前記キースイッチが前記キーＯＦＦ状態から前記キーＯＮ状態に操作されたときに、前記パイロット制御弁を開口させる建設機械において、
前記パイロット配管のうち前記パイロットポンプの吐出ポートと前記パイロット制御弁とを接続する配管部分に吐出ポートが接続された電動ポンプと、
前記電動ポンプを駆動するモータと、
前記パイロットポンプから吐出された作動油の温度を計測する温度センサとを備え、
前記コントローラは、前記キースイッチが前記キーＯＦＦ状態から前記キーＯＮ状態に操作され、かつ前記温度センサによって計測された前記作動油の温度が所定の温度よりも低い場合に、前記モータの駆動を開始する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記コントローラは、前記モータの駆動を開始しかつ前記エンジンＯＮ状態を検出してから一定時間経過後に、前記モータの駆動を停止する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項１に記載の建設機械において、
前記パイロット配管に設けられた蓄圧装置を更に備え、
前記コントローラは、前記モータの駆動を開始してから一定時間経過後に、前記モータの駆動を停止する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項１に記載の建設機械において、
前記パイロット配管に設けられた圧力センサを更に備え、
前記コントローラは、前記モータの駆動を開始してから一定時間経過後に、前記モータの駆動を停止し、その後、前記圧力センサで検出した前記パイロット配管の圧力が所定の圧力を下回った場合に、再び前記モータの駆動を開始する
ことを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧アクチュエータを駆動するための油圧駆動装置を搭載した油圧ショベルなどの建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、油圧ショベルやホイールローダなどの建設機械において、油圧システムの省エネ化が重要な開発項目になっている。一般的に非操作の待機時は、油圧ポンプのエネルギ消費を抑制したい。しかし、油圧ポンプで用いられる可変容量式の斜板式ピストンポンプ（以下、片傾転ポンプ）は、特性上、最小の吐出流量（以下、最小吐出流量）があり、吐出制御指令値が０でも作動油を吐出するため、待機時に油圧ポンプがエネルギを消費する。そのため、ショベル待機時に最小吐出流量をタンクに逃がすアンロード弁を設けることで、エネルギ消費を抑制する。アンロード弁は、駆動に大きな力を要するため、電磁弁で構成することはできず、パイロット圧で駆動される制御弁で構成される。そのため、アンロード弁には、低温時に開口が遅れるという特徴がある。これは、低温時に作動油の粘性摩擦が増加することにより、パイロット圧の上昇が遅れるためである。【０００３】
従って、油圧ショベルが例えば−１０℃などの氷点下環境下でエンジンを始動しようとすると、アンロード弁の開口が遅れることにより、油圧ポンプの最小吐出流量をタンクに逃がすことができず、流路内圧力が上昇し、ポンプ負荷が上がる。その結果、エンジン負荷が過大となり、エンジンが失速し停止する（エンスト）といった低温時のエンジン始動性が低下する課題が生じる。【０００４】
特許文献１には、低温始動時のアンロード回路において、低温時に動作が遅れるアンロード弁とは別に、メインリリーフ弁のセット圧をエンジン始動時に通常使用する圧力より下げる回路が記載されている。これにより、エンジン始動時の油圧ポンプの最小吐出流量はアンロード弁とは別にメインリリーフ弁を介してタンクに排出されることで油圧ポンプ負荷を上げることなく、エンジンを始動することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０―１０７００９号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０１５―０４８８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方で、特許文献２記載の大型の油圧ショベルでは、特許文献１記載の油圧ショベルに比べ、油圧ポンプの台数が６倍〜１２倍に増える。そのため、油圧ポンプ毎に設ける必要があるアンロード弁およびメインリリーフ弁のそれぞれに対し、低温始動性を改善する特許文献２記載の技術を適用するとコストが増大する。また、メインリリーフ弁のセット圧を制御する配管が増えるため、搭載性が低下する。【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温環境下でのエンジン始動性を低コストで向上できる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとを接続する流路の連通と遮断とを切換可能な切換弁と、前記油圧ポンプの吐出流路から分岐してタンクへ接続する流路に設けられ、パイロット受圧部に作用するパイロット圧に応じて開口するアンロード弁と、前記エンジンによって駆動されるパイロットポンプと、前記パイロットポンプの吐出ポートと前記アンロード弁のパイロット受圧部とを接続するパイロット配管に設けられ、前記パイロット受圧部に作用するパイロット圧を制御するパイロット制御弁と、前記パイロット制御弁の開口を制御するコントローラと、キーＯＦＦ状態と前記コントローラの始動を指示するキーＯＮ状態と前記エンジンの始動を指示するエンジンＯＮ状態とに切換操作可能なキースイッチとを備え、前記コントローラは、前記キースイッチが前記キーＯＦＦ状態から前記キーＯＮ状態に操作されたときに、前記パイロット制御弁を開口させる建設機械において、前記パイロット配管のうち前記パイロットポンプと前記パイロット制御弁とを接続する配管部分に吐出ポートが接続された電動ポンプと、前記電動ポンプを駆動するモータと、前記パイロットポンプから吐出された作動油の温度を計測する温度センサとを備え、前記コントローラは、前記キースイッチが前記キーＯＦＦ状態から前記キーＯＮ状態に操作され、かつ前記温度センサによって計測された前記作動油の温度が所定の温度よりも低い場合に、前記モータの駆動を開始するものとする。【００１０】
以上のように構成した本発明によれば、低温環境下でキースイッチがキーＯＮ状態にあるときに、電動ポンプによってパイロット配管が昇圧されるため、キースイッチがエンジンＯＮ状態に操作される前にアンロード弁が開口する。これにより、キースイッチがエンジンＯＮ状態に操作された直後から、片傾転ポンプから吐出される最小吐出流量の作動油がアンロード弁を介してタンクに排出される。その結果、エンジン回転数が安定する前のポンプ負荷の増大が抑制されるため、エンジン９を安定して始動させることが可能となる。【００１１】
また、複数の片傾転ポンプが搭載されている場合でも、それぞれのアンロード弁に対応する電動ポンプおよびモータを共通化できるため、低コストで低温環境下でのエンジン始動性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る建設機械によれば、低温環境下でのエンジン始動性を低コストで向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】本発明の第１および第２の実施例に係る油圧駆動装置を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るコントローラの構成を示す概念図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係るパイロットライン与圧制御部の処理を示すフローチャートである。
【図５】従来の油圧駆動装置の低温環境下でのエンジン始動時の動作例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る油圧駆動装置の低温環境下でのエンジン始動時の動作例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例に係る油圧駆動装置を示す概略図である。
【図８】本発明の第４の実施例に係る油圧駆動装置を示す概略図である。
【図９】本発明の第４の実施例に係るコントローラの構成を示す概念図である。
【図１０】本発明の第４の実施例に係るパイロットライン与圧制御部の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る建設機械について、大型の油圧ショベルを例に挙げ、図面を用いて説明する。なお、各図中、同等の要素には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルを示す側面図である。【００１６】
油圧ショベル１００は、左右方向の両側にクローラ式の走行装置８ａ，８ｂを有する下部走行体１０３と、下部走行体１０３上に旋回可能に取り付けられた車体本体としての上部旋回体１０２とを備えている。上部旋回体１０２は、旋回用油圧モータとしての旋回モータ７により、下部走行体１０３に対して旋回駆動される。【００１７】
上部旋回体１０２の前側には、例えば掘削作業等を行うための作業装置であるフロント作業機１０４が上下方向に回動可能に取り付けられている。ここで、前側とは、キャブ１０１に搭乗する操作者が向く方向（図１中の左方向）をいう。【００１８】
フロント作業機１０４は、ブーム２と、アーム４と、バケット６とを有する。ブーム２の基端部は、上部旋回体１０２の前側に上下方向に回動可能に連結されている。アーム４の基端部は、ブーム２の先端部に上下または前後方向に回動可能に連結されている。バケット６は、アーム４の先端部に上下または前後方向に回動可能に連結されている。ブーム２は、片ロッド式油圧シリンダであるブームシリンダ１により駆動される。アーム４は、片ロッド式油圧シリンダであるアームシリンダ３により駆動される。バケット６は、片ロッド式油圧シリンダであるバケットシリンダ５により駆動される。ブームシリンダ１は、シリンダロッド１ｂの先端部が上部旋回体１０２に連結され、シリンダヘッド１ａの基端部がブーム２に連結されている。アームシリンダ３は、シリンダロッド３ｂの先端部がアーム４に連結され、シリンダヘッド３ａの基端部がブーム２に連結されている。バケットシリンダ５は、シリンダロッド５ｂの先端部がバケット６に連結され、シリンダヘッド５ａの基端部がアーム４に連結されている。【００１９】
上部旋回体１０２上には、オペレータが搭乗する操作室としてのキャブ１０１が設けられている。キャブ１０１には、フロント作業機１０４を構成するブーム２、アーム４、バケット６を操作するための操作部材である操作レバー３６（図２に示す）が配置されている。【００２０】
図２は、油圧ショベル１００に搭載される油圧駆動装置の概略図である。なお、図２では、ブームシリンダ１の駆動に関わる部分のみを示し、他の油圧アクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。【００２１】
両傾転ポンプ１１、片傾転ポンプ１２、パイロットポンプ１３は、エンジン９の動力を伝達装置１０を介して受けることにより駆動される。【００２２】
両傾転ポンプ１１は、一対の入出力ポートを持つ傾転斜板機構と、斜板の傾斜角を調整してポンプ押しのけ容積と吐出方向を調整するレギュレータ１１ａとを備えている。レギュレータ１１ａは、コントローラ４０から受信した制御指令に従い、両傾転ポンプ１１の吐出流量と吐出方向を制御する。【００２３】
片傾転ポンプ１２は、吸入ポートと吐出ポートを持つ傾転斜板機構と、斜板の傾斜角を調整してポンプ押しのけ容積を調整するレギュレータ１２ａとを備えている。レギュレータ１２ａは、コントローラ４０から受信した制御指令に従い、 片傾転ポンプ１２の吐出流量を制御する。傾転斜板機構を有する片傾転ポンプは、一般的に最小の押しのけ容積が０ではないため、駆動回転数が０でない限り、少なくともある一定の吐出流量（最小吐出流量）を吐出する。【００２４】
両傾転ポンプ１１は、一方の吐出ポートが流路１５を介してブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂに接続され、他方の吐出ポートが流路１６を介してブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａに接続され、閉回路を構成する。流路１５，１６に設けられた切換弁１４は、コントローラ４０から受信した制御指令に応じて、流路１５，１６を連通または遮断する。【００２５】
片傾転ポンプ１２は、吸入ポートがタンク２０に接続され、吐出ポートが流路１８に接続され、開回路を構成する。片傾転ポンプ１２は、タンク２０から吸入した作動油を流路１８，１６を介してブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａに供給する。流路１８に設けられた切換弁１７は、コントローラ４０から受信した制御指令に応じて、流路１８を連通または遮断する。切換弁１７の上流側で流路１８から分岐した流路１９は、アンロード弁２１を介してタンク２０に接続されている。【００２６】
パイロットポンプ１３は、固定の押しのけ容積を有し、吸入ポートがタンク２０に接続され、吐出ポートがチェック弁２２を介してパイロット配管である流路２７に接続されている。パイロットポンプ１３は、エンジン９の駆動回転数に比例した流量の作動油をタンク２０から吸入し、流路２７に吐出する。流路２７から分岐した流路２８は、リリーフ弁３０を介してタンク２０に接続されている。パイロットポンプ１３の吐出圧（流路２７の圧力）は、リリーフ弁３０により制御される。【００２７】
アンロード弁２１は、油圧パイロット式であり、パイロット受圧部２１ａに作用するパイロット圧に応じて開口する。パイロット受圧部２１ａは、流路２７を介してパイロットポンプ１３の吐出ポートに接続されている。流路２７には、パイロット受圧部２１ａに作用する圧力（パイロット圧）を制御するパイロット制御弁３１が設けられている。以下、流路２７のうち、パイロット制御弁３１の上流側を流路２７ａと称し、下流側を流路２７ｂと称する。【００２８】
パイロット制御弁３１は、電磁弁からなり、非励磁時に流路２７ｂをタンク２０に接続し、励磁時に流路２７ｂを流路２７ａに接続する。パイロット制御弁３１のソレノイド部２９ａは、制御信号線を介してコントローラ４０に接続されている。パイロット制御弁３１は、コントローラ４０からの制御信号に応じて流路２７ａの圧力（パイロットポンプ１３の吐出圧）を減圧することにより、流路２７ｂの圧力（パイロット受圧部２１ａに作用するパイロット圧）を制御する。【００２９】
フラッシング弁２３は、流路１５，１６とタンク２０とを接続する流路に設けられ、流路１５，１６のうち圧力が低いほうの流路がタンク２０と連通するように切り換わる。【００３０】
コントローラ４０は、キースイッチ３５および操作レバー３６と信号線で接続され、切換弁１４，１７、パイロット制御弁３１、およびレギュレータ１１ａ，１２ａと制御信号線で接続されている。キースイッチ３５は、油圧ショベル１００の操作者により、キーＯＦＦ状態、キーＯＮ状態、またはエンジンＯＮ状態に切換操作される。キースイッチ３５がキーＯＦＦ状態からキーＯＮ状態に操作されるとコントローラ４０が起動し、キーＯＮ状態からエンジンＯＮ状態に操作されるとエンジン９が始動する。【００３１】
次に、本発明に関わる構成について説明する。【００３２】
電動ポンプ２４は、吸入ポートがタンク２０に接続され、吐出ポートがチェック弁２９を介して流路２７に接続されている。電動ポンプ２４は、モータ２５によって駆動され、タンク２０から吸入した作動油を流路２７に吐出する。電動ポンプ２４が吐出した作動油は、流路２７において、パイロットポンプ１３が吐出した作動油と合流する。モータ２５は、例えばバッテリー２６の電力で動作する。モータ２５は、制御信号線を介してコントローラ４０と接続されている。モータ２５の回転数は、コントローラ４０からの制御指令に応じて制御される。【００３３】
流路２７ａには、作動油の温度を計測するための温度センサ５０が設けられている。温度センサ５０は、信号線を介してコントローラ４０と接続されている。【００３４】
コントローラ４０は、低温検出部４０ａと、アンロード弁制御部４０ｂと、パイロットライン与圧制御部４０ｃとを備える。【００３５】
図３は、コントローラ４０の構成を示す概念図である。図３において、キースイッチ３５の状態は、アンロード弁制御部４０ｂ、およびパイロットライン与圧制御部４０ｃに入力される。アンロード弁制御部４０ｂは、キースイッチ３５がキーＯＦＦ状態のときにパイロット制御弁３１を閉じ、キースイッチ３５がキーＯＮ状態のときにパイロット制御弁３１を開く。低温検出部４０ａは、温度センサ５０で計測した流路２７の作動油が低温か否か（所定の温度を下回ったか否か）を判定し、判定結果をパイロットライン与圧制御部４０ｃに出力する。【００３６】
図４は、パイロットライン与圧制御部４０ｃの処理を示すフローチャートである。図４において、まず、キースイッチ３５がキーＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合は、低温検出部４０ａの判定結果が低温か否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２でＹＥＳと判定された場合は、パイロットライン与圧制御部４０ｃは、モータ２５の駆動を開始する（ステップＳ３）。ステップＳ１，Ｓ２のいずれかでＮＯと判定された場合は、パイロットライン与圧制御部４０ｃは、モータ２５の駆動を停止する（ステップＳ４）。【００３７】
＜従来の動作＞
次に、従来の油圧駆動装置の低温環境下でのエンジン始動時の動作について、図２および図５を用いて説明する。図５は、従来の油圧駆動装置の低温環境下でのエンジン始動時の動作例を示す図である。【００３８】
（キーＯＦＦ状態〜キーＯＮ状態）
図２において、操作者がキースイッチ３５をキーＯＦＦ状態からキーＯＮ状態に操作すると、アンロード弁制御部４０ｂはキーＯＮ状態を検知し、パイロット制御弁３１に開制御信号を出力する。キースイッチ３５がキーＯＦＦ状態のときは、パイロット制御弁３１は閉状態であり、流路２１ｃとタンク２０とを接続している。キースイッチ３５がキーＯＮ状態になると、パイロット制御弁３１は、アンロード弁制御部４０ｂから開制御信号を受信して開状態となり、流路２７と流路２１ｃとを接続する。この時、パイロットポンプ１３はエンジン９によって駆動されていないため、流路２７および流路２１ｃの圧力は低く、アンロード弁２１は閉状態である。【００３９】
（キーＯＮ状態〜エンジンＯＮ状態）
操作者がキースイッチ３５をキーＯＮ状態からエンジンＯＮ状態に操作すると、図５に示す通り、エンジン９が回転し始める。エンジン回転数の増加に伴い、パイロットポンプ１３の吐出流量が増加し、流路２７および流路２１ｃの圧力が上昇する。流路２１ｃの圧力に応じて、アンロード弁２１が開口する。この時、作動油の温度が、例えば−１０℃などの低温の場合、低温による作動油の粘性抵抗の増加により流路２７の圧力上昇およびアンロード弁２１の開口がエンジン回転数の増加に比べ遅れる。【００４０】
一方で、片傾転ポンプ１２の吐出流量もエンジン９回転数に比例して増加するが、アンロード弁２１の開口が遅れるため、片傾転ポンプ１２が流路１８，１９に吐出した作動油を逃がす流路がないため、図５に示すように、片傾転ポンプ１２の吐出圧が上昇する。その結果、片傾転ポンプ１２の負荷が増加し、伝達装置１０を介してエンジン９に作用する負荷が上昇することにより、エンジン回転数が低下し、エンストが発生する。【００４１】
＜本実施例の動作＞
次に、本実施例に係る油圧駆動装置１０５の低温環境下でのエンジン始動時の動作について、図２および図６を用いて説明する。図６は、本実施例に係る油圧駆動装置１０５の低温エンジン始動時の動作を示す図である。【００４２】
（キーＯＦＦ状態〜キーＯＮ状態）
図２において、操作者がキースイッチ３５をキーＯＦＦ状態からキーＯＮ状態に操作すると、アンロード弁制御部４０ｂはキーＯＮ状態を検知し、パイロット制御弁３１に開制御信号を出力する。キースイッチ３５がキーＯＦＦ状態のときは、パイロット制御弁３１は閉状態であり、流路２１ｃとタンク２０とを接続している。キースイッチ３５がキーＯＮ状態になると、パイロット制御弁３１は、アンロード弁制御部４０ｂから開制御信号を受信して開状態となり、流路２７と流路２１ｃとを接続する。【００４３】
低温検出部４０ａは、温度センサ５０から取得した作動油の温度がある一定値（例えば−２０度）以下であれば、低温と判定する。パイロットライン与圧制御部４０ｃはキーＯＮ状態でかつ作動油が低温の場合に、モータ２５の駆動を開始する。電動ポンプ２４は、モータ２５によって駆動され、流路２７に作動油を吐出する。これにより、流路２７の圧力は、リリーフ弁３０の設定圧（以下、リリーフ圧）まで上昇する。流路２７ｂの圧力が上昇することにより、アンロード弁２１が開口する。【００４４】
（キーＯＮ状態〜エンジンＯＮ状態）
操作者がキースイッチ３５をキーＯＮ状態からエンジンＯＮ状態に操作すると、図６に示す通り、エンジン９が回転し始める。エンジン回転数の増加に伴い、パイロットポンプ１３の吐出流量が増加するが、流路２７ｂの圧力はすでにリリーフ圧となっている。【００４５】
また、片傾転ポンプ１２の吐出流量もエンジン９回転数に比例して増加する。アンロード弁２１はすでに開口しているため、片傾転ポンプ１２が吐出した作動油は流路１８，１９、およびアンロード弁２１を介してタンク２０に排出される。そのため、片傾転ポンプ１２の吐出圧は上昇せず、伝達装置１０を介してエンジン９に作用する負荷も低い。その結果、エンジン回転数は低下せず、エンジン９は安定して始動する。【００４６】
以上のように、本実施例では、エンジン９と、エンジン９によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ１２と、油圧アクチュエータ１と、油圧ポンプ１２と油圧アクチュエータ１とを接続する流路１５，１６の連通と遮断とを切換可能な切換弁１４と、油圧ポンプ１２の吐出流路１８から分岐してタンク２０へ接続する流路１９に設けられ、パイロット受圧部２１ａに作用するパイロット圧に応じて開口するアンロード弁２１と、エンジン９によって駆動されるパイロットポンプ１３と、パイロットポンプ１３の吐出ポートとパイロット受圧部２１ａとを接続するパイロット配管２７に設けられ、パイロット受圧部２１ａに作用するパイロット圧を制御するパイロット制御弁３１と、パイロット制御弁３１の開口を制御するコントローラ４０と、キーＯＦＦ状態とコントローラ４０の始動を指示するキーＯＮ状態とエンジン９の始動を指示するエンジンＯＮ状態とに切換操作可能なキースイッチ３５とを備え、コントローラ４０は、キースイッチ３５がキーＯＦＦ状態からキーＯＮ状態に操作されたときに、パイロット制御弁３１を開口させる油圧ショベル１００において、パイロット配管２７のうちパイロットポンプ１３の吐出ポートと前記パイロット制御弁とを接続する配管部分２７ａに吐出ポートが接続された電動ポンプ２４と、電動ポンプ２４を駆動するモータ２５と、パイロットポンプ１３から吐出された作動油の温度を計測する温度センサ５０とを備え、コントローラ４０は、キースイッチ３５がキーＯＦＦ状態からキーＯＮ状態に操作され、かつ温度センサ５０によって計測された作動油の温度が所定の温度よりも低い場合に、モータ２５の駆動を開始する。【００４７】
本実施例に係る油圧ショベル１００によって得られる効果を、以下に説明する。【００４８】
従来の油圧駆動装置では、低温環境下でのエンジン始動時に、作動油の粘性抵抗が大きくなることでアンロード弁２１の開口が遅れ、片傾転ポンプ１２の最小吐出流量をタンク２０に逃がすことができず、片傾転ポンプ１２の吐出圧が上昇する。その結果、エンジン回転数が安定する前にポンプ負荷が増大するため、エンジン９を始動できない恐れがある。【００４９】
一方、本実施例に係る油圧駆動装置１０５では、低温環境下でキースイッチ３５がキーＯＮ状態にあるときに、電動ポンプ２４によってパイロット配管２７が昇圧されるため、キースイッチ３５がエンジンＯＮ状態に操作される前にアンロード弁２１が開口する。これにより、キースイッチ３５がエンジンＯＮ状態に操作された直後から、片傾転ポンプ１２から吐出される最小吐出流量の作動油がアンロード弁２１を介してタンク２０に排出される。その結果、エンジン回転数が安定する前のポンプ負荷の増大が抑制されるため、エンジン９を安定して始動させることが可能となる。【００５０】
また、大型の油圧ショベル１００のように、複数の片傾転ポンプ１２が搭載されている場合でも、それぞれのアンロード弁２１に対応する電動ポンプ２４およびモータ２５を共通化できるため、低コストで低温環境下でのエンジン始動性を向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００５１】
本発明の第２の実施例に係る油圧ショベル１００ついて、第１の実施例との相違点を中心に説明する。【００５２】
第１の実施例では、パイロットライン与圧制御部４０ｃがキーＯＮ状態を検出し、かつコントローラ４０の低温検出部４０ａが低温を検知した場合に、電動ポンプ２４が駆動される。しかし、エンジン９が始動した後は、パイロットポンプ１３の吐出圧によって流路２７の圧力が保たれるため、電動ポンプ２４を駆動し続けることはエネルギの無駄である。また、バッテリー２６の電力がすべて消費されると、次回のエンジン始動時にモータ２５を駆動することができず、エンジン９を始動できなくなる恐れがある。本実施例は、モータ２５によるエネルギ消費を抑制しつつ、低温環境下での良好なエンジン始動性を確保することを課題とする。【００５３】
本実施例に係る油圧駆動装置１０５の構成は、第１の実施例（図２に示す）と同様である。【００５４】
図２において、本実施例に係るパイロットライン与圧制御部４０ｃは、モータ２５の駆動を開始した後、エンジンＯＮ状態を検出してから一定時間経過後に、モータ２５の駆動を停止するように構成されている。ここでいう一定時間は、例えば、キースイッチ３５がエンジンＯＮ状態に操作されてからエンジン９の回転数が一定になるまでの時間（１０数秒程度）である。【００５５】
以上のように、本実施例に係るコントローラ４０は、モータ２５の駆動を開始かつキースイッチ３５のエンジンＯＮ状態を検出してから一定時間経過後に、モータ２５の駆動を停止する。【００５６】
本実施例に係る油圧ショベル１００によれば、エンジン９が始動し、パイロットポンプ１３によりパイロット配管２７の圧力が保たれる状態となった後に、モータ２５の駆動が停止する。これにより、モータ２５の電力消費を抑えつつ、低温環境下での良好なエンジン始動性を得ることが可能となる。
【実施例３】
【００５７】
本発明の第３の実施例に係る油圧ショベル１００ついて、第１または第２の実施例との相違点を中心に説明する。【００５８】
第１または第２の実施例では、低温環境下でキースイッチ３５がキーＯＮ状態にある間は、電動ポンプ２４がモータ２５によって駆動され続ける。そのため、低温環境下でキースイッチ３５がキーＯＮ状態のまま長時間が経過すると、バッテリー２６の電圧低下やモータ２５の発熱等により、モータ２５の駆動力が低下する。その結果、電動ポンプ２４の吐出圧（流路２７の圧力）が低下し、アンロード弁２１が閉じてしまう。その後、操作者がキースイッチ３５をエンジンＯＮ状態に操作しても、片傾転ポンプ１２の最小吐出流量をタンク２０に逃がすことができないため、エンジン回転数が安定していない状態でエンジン９に対するポンプ負荷が増大することにより、エンジン９を始動できない恐れがある。本実施例は、キーＯＮ状態からエンジンＯＮ状態に遷移するまでの時間によらず、低温環境下での良好なエンジン始動性を確保することを課題とする。【００５９】
図７は、本実施例に係る油圧駆動装置を示す概略図である。図７において、パイロット配管２７には、蓄圧装置６０が設けられている。また、パイロットライン与圧制御部４０ｃは、モータ２５の駆動を開始してから一定時間経過後にモータ２５を停止するように構成されている。【００６０】
図７において、低温環境下で操作者がキースイッチ３５をキーＯＮ状態に操作すると、コントローラ４０のアンロード弁制御部４０ｂからの制御信号によりパイロット制御弁３１が開く。また、コントローラ４０の低温検出部４０ａが低温を検出し、コントローラ４０のパイロットライン与圧制御部４０ｃからの制御信号によりモータ２５が駆動され、電動ポンプ２４から流路２７に作動油が供給される。流路２７の圧力が上昇すると、蓄圧装置６０に作動油が流れ込み、流路２７の圧力が蓄圧される。ここで、蓄圧装置６０に蓄圧される圧力は、リリーフ弁３０の設定圧（リリーフ圧）によって決まる。キーＯＮ状態が一定時間継続すると、パイロットライン与圧制御部４０ｃからの制御信号によりモータ２５は停止する。ここでいう一定時間は、蓄電量の消費を抑制し、モータ２５の発熱による損傷を抑制する観点から、蓄圧装置６０が十分に蓄圧されるまでの時間であることが好ましい。【００６１】
以上のように、本実施例に係る油圧ショベル１００は、パイロット配管２７に設けられた蓄圧装置６０を更に備え、コントローラ４０は、モータ２５の駆動を開始してから一定時間経過後に、モータ２５の駆動を停止する。【００６２】
本実施例に係る油圧ショベル１００によれば、低温環境下でキースイッチ３５がキーＯＮ状態のまま一定時間が経過し、電動ポンプ２４が停止した後でも、流路２７の圧力が蓄圧装置６０によって保たれる。これにより、アンロード弁２１が開状態に保持されるため、エンジン始動時に片傾転ポンプ１２から吐出される最小吐出流量の作動油を確実にタンク２０に逃がすことができる。その結果、低温環境下でキースイッチ３５がキーＯＮ状態のまま長時間が経過し、その後にエンジンＯＮ層状に操作された場合でも、エンジン回転数が安定する前のポンプ負荷の増大が抑制されるため、エンジン９を安定して始動させることが可能となる。
【実施例４】
【００６３】
本発明の第４の実施例に係る油圧ショベル１００ついて、第１または第２の実施例との相違点を中心に説明する。【００６４】
本実施例は、第３の実施例と同じく、キーＯＮ状態からエンジンＯＮ状態に遷移するまでの時間によらず、低温環境下での良好なエンジン始動性を確保することを課題とする。【００６５】
図８は、本実施例に係る油圧駆動装置を示す概略図である。図８において、パイロットポンプ１３の吐出流路である流路２７には、圧力センサ７０が設けられている。また、パイロットライン与圧制御部４０ｃは、モータ２５の駆動を開始してから一定時間経過後にモータ２５を停止するように構成されている。【００６６】
図９は、本実施例に係るコントローラ４０の構成を示す概念図である。図９において、コントローラ４０は、圧力計測部４０ｄを更に有する。圧力計測部４０ｄは、圧力センサ７０で計測した流路２７の作動油が低圧か否か（所定の圧力を下回ったか否か）を判定し、判定結果をパイロットライン与圧制御部４０ｃに出力する。【００６７】
図１０は、本実施例に係るパイロットライン与圧制御部４０ｃの処理を示すフローチャートである。図１０において、まず、キースイッチ３５がキーＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合は、低温検出部４０ａの判定結果が低温か否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２でＹＥＳと判定された場合は、モータ２５を一定時間駆動し、パイロット制御弁３１を開く（ステップＳ５）。ステップＳ１，Ｓ２のいずれかでＮＯと判定された場合は、処理を終了する。【００６８】
ステップＳ５に続き、キースイッチ３５がエンジンＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６でＮＯと判定された場合は、流路２７の圧力がリリーフ圧付近に保たれるようにモータ２５を駆動し（ステップＳ７）、ステップＳ６へ戻る。具体的には、流路２７の圧力をモニターし、流路２５の圧力がリリーフ圧付近に保たれるようにモータ２５をフィードバック制御する。【００６９】
ステップＳ６でＹＥＳと判定された場合は、エンジン９の駆動を開始し（ステップＳ８）、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ９）。ここでいう所定時間は、キースイッチ３５がエンジンＯＮ状態に操作されてからエンジン９の回転数が一定になるまでの時間（１０数秒程度）である。【００７０】
ステップＳ９でＮＯと判定された場合はステップＳ９へ戻り、ＹＥＳと判定された場合は、モータ２５の駆動を停止し（ステップＳ１０）、処理を終了する。【００７１】
次に、本実施例に係る油圧駆動装置１０５の低温環境下でのエンジン始動時の動作について、図８を用いて説明する。【００７２】
低温環境下で操作者がキースイッチ３５をキーＯＮ状態に操作すると、アンロード弁制御部４０ｂからの制御信号によりパイロット制御弁３１が開く。また、低温検出部４０ａが低温を検出し、パイロットライン与圧制御部４０ｃからの制御信号によりモータ２５が駆動され、電動ポンプ２４から流路２７に作動油が供給される。キーＯＮ状態が一定時間継続すると、パイロットライン与圧制御部４０ｃからの制御信号によりモータ２５は停止する。その後、圧力計測部４０ｄが流路２７の低圧を検出すると、パイロットライン与圧制御部４０ｃはモータ２５を再び駆動する。これにより、流路２７の圧力は再び上昇する。【００７３】
以上のように、本実施例に係る油圧ショベル１００は、パイロット配管２７に設けられた圧力センサ７０を更に備え、コントローラ４０は、モータ２５の駆動を開始してから一定時間経過後に、モータ２５の駆動を停止し、その後、圧力センサ７０で検出したパイロット配管２７の圧力が所定の圧力を下回った場合に、再びモータ２５の駆動を開始する。【００７４】
本実施例に係る油圧ショベル１００によれば、低温環境下でキースイッチ３５がキーＯＮ状態のまま長時間が経過し、電動ポンプ２４が停止した後でも、流路２７の圧力が所定の圧力を下回ったときに、再び電動ポンプ２４が駆動され、流路２７の圧力が所定の圧力以上に保たれる。これにより、アンロード弁２１が開状態に保持されるため、エンジン始動時に片傾転ポンプ１２から吐出される最小吐出流量の作動油を確実にタンク２０に逃がすことができる。その結果、低温環境下でキースイッチ３５がキーＯＮ状態のまま長時間が経過し、その後にエンジンＯＮ状態に操作された場合でも、エンジン回転数が安定する前のポンプ負荷の増大が抑制されるため、エンジン９を安定して始動させることが可能となる。【００７５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例では、大型の油圧ショベルに本発明を適用したが、本発明は油圧クレーン車等の建設機械にも適用可能である。また、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、１ａ…シリンダヘッド、１ｂ…シリンダロッド、２…ブーム、３…アームシリンダ、３ａ…シリンダヘッド、３ｂ…シリンダロッド、４…アーム、５…バケットシリンダ、５ａ…シリンダヘッド、５ｂ…シリンダロッド、６…バケット、７…旋回モータ、７ａ，７ｂ…入出力ポート、８ａ，８ｂ…走行装置、９…エンジン、１０…伝達装置、１１…両傾転ポンプ、１２…片傾転ポンプ、１１ａ，１２ａ…レギュレータ、１３…パイロットポンプ、１４…切換弁、１５，１６…流路、１７…切換弁、１８…流路（吐出流路）、１９…流路、２０…タンク、２１…アンロード弁、２１ａ…パイロット受圧部、２２…チェック弁、２３…フラッシング弁、２４…電動ポンプ、２５…モータ、２６…バッテリー、２７…流路（パイロット配管）、２７ａ…流路（配管部分）、２７ｂ，２８…流路、２９…チェック弁、３０…リリーフ弁、３１…パイロット制御弁、３１ａ…ソレノイド部、３５…キースイッチ、３６…操作レバー、４０…コントローラ、４０ａ…低温検出部、４０ｂ…アンロード弁制御部、４０ｃ…パイロットライン与圧制御部、４０ｄ…圧力計測部、５０…温度センサ、６０…蓄圧装置、７０…圧力センサ、１００…油圧ショベル、１０１…キャブ、１０２…上部旋回体、１０４…フロント作業機、１０５…油圧駆動装置。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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