(57)【要約】【課題】状況に応じてエネルギーをより効率的に利用しながら油圧モータを駆動し、燃費を改善し得る建設機械を提供すること。【解決手段】吐出量可変の油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油により吸収量可変の走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒを駆動する建設機械は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を最小流量と最大流量との間で可変調整する吐出量調整手段４０Ｌ、４０Ｒと、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒの吸収量を段階的に切り換える吸収量切り換え手段４６Ｌ、４６Ｒと、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの最小流量と最大流量との間に規定される所定吐出量と段階的に切り換えられる走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒの吸収量とを選択的に組み合わせて走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒの出力特性を段階的に制御する出力特性制御手段６０とを備える。【選択図】図３
2009293669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出量可変の油圧ポンプが吐出する圧油により吸収量可変の走行用油圧モータを駆動する建設機械であって、
前記油圧ポンプの吐出量を最小流量と最大流量との間で可変調整する吐出量調整手段と、
前記走行用油圧モータの吸収量を段階的に切り換える吸収量切り換え手段と、
前記油圧ポンプの最小流量と最大流量との間に規定される所定吐出量と段階的に切り換えられる前記走行用油圧モータの吸収量とを選択的に組み合わせて前記走行用油圧モータの出力特性を段階的に制御する出力特性制御手段と、
を備えることを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記出力特性制御手段は、前記走行用油圧モータの吸収量を最小設定としながら、前記油圧ポンプの吐出量を前記最大流量と所定吐出量との間で選択することで前記走行用油圧モータの出力特性を段階的に制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を備え、
前記出力特性制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上に増大した場合に、前記走行用油圧モータの吸収量を増大させてより大きな駆動力を発生させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械。
【請求項４】
吸収量を二段階に切り換え可能な走行用油圧モータと、該走行用油圧モータに作動油を供給する吐出量可変の油圧ポンプと、該走行用油圧モータと該油圧ポンプとを接続する油圧回路とを備えた建設機械であって、
前記油圧ポンプの吐出量を最小流量と最大流量との間で調整する吐出量調整手段と、
前記走行用油圧モータの吸収量を、最大吸収量の第一状態と、最小吸収量の第二状態との間で切り換える吸収量切り換え手段と、
走行速度により区分される複数の走行モードのうちのいずれかを選択する選択手段と、
前記選択手段により、最低走行速度に対応する走行モードが選択された場合に、前記走行用油圧モータの吸収量を第二状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最小流量と前記最大流量との間に規定される所定吐出量となるように前記吐出量調整手段を作動させる出力特性制御手段と、
を備えることを特徴とする建設機械。
【請求項５】
前記建設機械の走行負荷を検出する走行負荷検出手段を備え、
前記出力特性制御手段は、前記走行負荷検出手段により検出された走行負荷が所定値以上である場合に、前記選択手段により選択された走行モードに係わらず、前記走行用油圧モータの吸収量を第一状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最大流量となるように前記吐出量調整手段を作動させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の建設機械。
【請求項６】
前記走行負荷検出手段は、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段であり、
前記出力特性制御手段は、前記吐出圧検出手段により検出された前記油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上である場合に、前記選択手段により選択された走行モードに係わらず、前記走行用油圧モータの吸収量を第一状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最大流量となるように前記吐出量調整手段を作動させる、
ことを特徴とする請求項５に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出量可変の油圧ポンプが吐出する圧油により吸収量可変の走行用油圧モータを駆動する建設機械に関し、走行用油圧モータの吸収量を段階的に切り換えて走行用油圧モータの出力特性を段階的に制御する建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作者の運転操作に応じて走行用油圧モータの吸収量(斜板傾転角)を二段階に切り換えて、低速走行又は高速走行を任意に選択することを可能とした建設機械用油圧ポンプ制御装置が知られている。
【０００３】
図１は、その油圧ポンプ制御装置が搭載される油圧ショベルの構成例を示す図である。図１において、油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２の上に、旋回機構を介して、上部旋回体３をＸ軸周りに旋回自在に搭載している。
【０００４】
また、上部旋回体３は、前方中央部に、ブーム４、アーム５及びバケット６、並びに、これらをそれぞれ駆動する油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９から構成される掘削アタッチメントを備える。
【０００５】
図２は、従来の建設機械用油圧ポンプ制御装置の油圧回路図であり、ポンプ制御装置１００は、エンジン又は電動モータによって駆動される、一回転当たりの吐出量（ｃｃ／ｒｅｖ）が可変である二つの油圧ポンプ１０L、１０Rから、切換弁１２L、１４L及び１５Lを連通するセンターバイパス管路３０L、又は、切換弁１１、１２R、１３、１４R及び１５Rを連通するセンターバイパス管路３０Rを経てタンク２２まで圧油を循環させる。
【０００６】
切換弁１１は、走行直進弁であり、下部走行体２を駆動する、一回転当たりの吸収量（ｃｃ／ｒｅｖ）が可変である走行用油圧モータ４２L、４２R（例えば、特許文献１参照。）と、上部旋回体３の何れかの油圧アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等である。）とが同時に操作された場合に、下部走行体２の直進性を高めるために一方の油圧ポンプ１０Ｌから左右双方の走行用油圧モータ４２L、４２Rに圧油を循環させるために圧油の流れを切り換えるスプール弁である。
【０００７】
また、切換弁１２L、１２Rは、それぞれ、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油を走行用油圧モータ４２L、４２Rで循環させるために圧油の流れを切り換えるスプール弁であり、切換弁１３は、油圧ポンプ１０Rが吐出する圧油を旋回用油圧モータ４４で循環させるために圧油の流れを切り換えるスプール弁である。
【０００８】
切換弁１４L、１４R、１５L及び１５Rはそれぞれ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８又はバケットシリンダ９等の油圧アクチュエータへの油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油の給排状態を切り換えるスプール弁である。
【０００９】
なお、各種切換弁と各種油圧アクチュエータとの間の接続、及び、各種切換弁のパイロットバルブと各種操作レバーとの接続は、図の明瞭化のために省略されているが、従来の油圧制御又は電気制御を適宜採用するものとする。
【００１０】
センターバイパス管路３０L、３０Rは、それぞれ、最も下流にある切換弁１５L、１５Rとタンク２２との間にネガティブコントロール絞り２０L、２０Rを備え、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出した圧油の流れを制限することにより、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で圧力を発生させる。
【００１１】
破線で示される制御圧管路３２L、３２Rは、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で発生させた圧力を油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rの制御圧として油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rに伝達する。
【００１２】
油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rはそれぞれ、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出量を制御すべく、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのポンプ容量を変化させるための斜板（ヨーク）を傾転駆動する圧油の流れを変化させるためのシリンダとこのシリンダ内を摺動可能に設けられシリンダを二つの室に画成するピストンとからなる駆動機構である。
【００１３】
ピストンにはシリンダ軸線に沿って外部に突出するロッドが設けられ、ピストンの変位がこのロッドを介して油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの斜板を傾転駆動する。シリンダの一方の室にはピストンを常時付勢するスプリングが設けられており、他方の室に導入される制御圧とこのスプリングの付勢力とのバランスによりピストンの位置が決定される。
【００１４】
油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、導入される制御圧が大きいほど油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を低減させ、導入される制御圧が小さいほど油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を増大させるようにする。
【００１５】
油圧ショベル１における何れの油圧アクチュエータもが利用されていない場合（以下、「待機モード」とする。）、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油は、センターバイパス管路３０L、３０Rを通ってネガティブコントロール絞り２０L、２０Rに至り、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で発生させる圧力すなわち油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rの制御圧を上昇させる。
【００１６】
その結果、油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rは、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出量を低減させ、吐出した圧油がセンターバイパス管路３０Ｌ、３０Ｒを通過する際の圧力損失を低減させるようにする。
【００１７】
一方、油圧ショベル１における何れかの油圧アクチュエータが利用された場合、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油は、その油圧アクチュエータに対応する切換弁を介してその油圧アクチュエータに流れ込み、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rに至る量を低減させ、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で発生させる圧力すなわち油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rの制御圧を低下させる。
【００１８】
その結果、油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rは、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出量を増大させ、各油圧アクチュエータで十分な圧油を循環させ、各油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。
【００１９】
破線で示される制御圧管路３４は、油圧ポンプ１０Ｌの吐出口付近に接続される制御圧管路３４Ｌ、油圧ポンプ１０Ｒの吐出口付近に接続される制御圧管路３４Ｒ、圧力センサ６２に接続される制御圧管路３４Ｃ、及び、それら三つの管路を接続するシャトル弁３４Ｖで構成され、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧のうち高い方の圧力を圧力センサ６２に伝達する。
【００２０】
メインコントローラ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータを含み、モードスイッチ６１の出力に応じて電磁弁１６に制御電流を供給し、油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒにおける制御用圧油の流出入を切り換えるようにすると共に、圧力センサ６２の出力に基づいて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧を監視し、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの何れかの吐出圧が所定圧Ｐ０を上回った場合に電磁弁１６への制御電流の供給を中止して制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒの制御用圧油をタンク２２に排出させるようし、一方、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧の何れもが所定圧Ｐ１（Ｐ１＜Ｐ０）を下回った場合に電磁弁１６に制御電流を供給してバルブ位置を切り換えコントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介して油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rに流入させるようにする。
【００２１】
破線で示される制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒはそれぞれ、油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒと電磁弁１６とを接続する管路であり、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を選択的に油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒに流入させる。
【００２２】
油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rはそれぞれ、走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量（吸収量）を二段階で切り換えるべく、走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を変化させるための斜板（ヨーク）を傾転駆動する圧油の流れを変化させるための駆動機構であって、その構成は、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒとほぼ同様であるため説明を省略する。
【００２３】
油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rは、コントロールポンプ５０から制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介した油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rへの制御用圧油の流入に応じて斜板を傾転駆動し走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最小容量に切り換え、一方、油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rから制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介したタンク２２への制御用圧油の流出に応じて斜板を傾転駆動し走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最大容量に切り換える。
【００２４】
これは、電磁弁１６の故障等により油圧ポンプ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒに制御用圧油を流入させることができない場合に、走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最小容量に固定させてしまうのを防止するためである。
【００２５】
このようにして、走行用油圧モータ４２L、４２Rは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧を監視しながら、高トルク低回転の一速モード、及び、低トルク高回転の二速モードの二つの出力特性を自動的に切り換えるようにする。
【００２６】
なお、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量は、左右で差を生じさせないよう（左右のクローラの回転速度に差が生じないよう）最大吐出量で維持され、その最大吐出量は、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒにおけるピストンの位置を、機械的に決定される位置に固定させることで実現される。
【００２７】
モードスイッチ６１は、一速モードと二速モードとを切り換えるためキャビン内に取り付けられるスイッチであり、操作者は、必要に応じてスイッチを操作し、一速モードと二速モードとを切り換えるようにする。
【００２８】
上述のような構成により、ポンプ制御装置１００を搭載する建設機械は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧に基づいて、或いは、操作者のスイッチ操作に基づいて、走行モードを二段階で切り換えながら下部走行体２を直進走行させるようにする。
【特許文献１】実願昭６１−１４８７３２号（実開昭６３−５４５２１号）マイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、特許文献１に記載の建設機械は、高トルク低回転の一速モードと低トルク高回転の二速モードの何れにおいても油圧ポンプを最大吐出量となるように駆動するため、整地された平坦地を低速で走行させる等、一速モードにおいて走行のために必要とされるトルクが低い場合であっても、必要以上にエンジン出力を発生させるものとなっており、その分燃費が悪化するという問題がある。
【００３０】
上述の点に鑑み、本発明は、状況に応じてエネルギーをより効率的に利用しながら油圧モータを駆動し、燃費を改善し得る建設機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上述の目的を達成するために、第一の発明に係る建設機械は、吐出量可変の油圧ポンプが吐出する圧油により吸収量可変の走行用油圧モータを駆動する建設機械であって、前記油圧ポンプの吐出量を最小流量と最大流量との間で可変調整する吐出量調整手段と、前記走行用油圧モータの吸収量を段階的に切り換える吸収量切り換え手段と、前記油圧ポンプの最小流量と最大流量との間に規定される所定吐出量と段階的に切り換えられる前記走行用油圧モータの吸収量とを選択的に組み合わせて前記走行用油圧モータの出力特性を段階的に制御する出力特性制御手段とを備えることを特徴とする。
【００３２】
また、第二の発明は、第一の発明に係る建設機械であって、前記出力特性制御手段は、前記走行用油圧モータの吸収量を最小設定としながら、前記油圧ポンプの吐出量を前記最大流量と所定吐出量との間で選択することで前記走行用油圧モータの出力特性を段階的に制御することを特徴とする。
【００３３】
また、第三の発明は、第一又は第二の発明に係る建設機械であって、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を備え、前記出力特性制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上に増大した場合に、前記走行用油圧モータの吸収量を増大させてより大きな駆動力を発生させることを特徴とする。
【００３４】
また、第四の発明に係る建設機械は、吸収量を二段階に切り換え可能な走行用油圧モータと、該走行用油圧モータに作動油を供給する吐出量可変の油圧ポンプと、該走行用油圧モータと該油圧ポンプとを接続する油圧回路とを備えた建設機械であって、前記油圧ポンプの吐出量を最小流量と最大流量との間で調整する吐出量調整手段と、前記走行用油圧モータの吸収量を、最大吸収量の第一状態と、最小吸収量の第二状態との間で切り換える吸収量切り換え手段と、走行速度により区分される複数の走行モードのうちのいずれかを選択する選択手段と、前記選択手段により、最低走行速度に対応する走行モードが選択された場合に、前記走行用油圧モータの吸収量を第二状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最小流量と前記最大流量との間に規定される所定吐出量となるように前記吐出量調整手段を作動させる出力特性制御手段とを備えることを特徴とする。
【００３５】
また、第五の発明は、第四の発明に係る建設機械であって、前記建設機械の走行負荷を検出する走行負荷検出手段を備え、前記出力特性制御手段は、前記走行負荷検出手段により検出された走行負荷が所定値以上である場合に、前記選択手段により選択された走行モードに係わらず、前記走行用油圧モータの吸収量を第一状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最大流量となるように前記吐出量調整手段を作動させることを特徴とする。
【００３６】
また、第六の発明は、第五の発明に係る建設機械であって、前記走行負荷検出手段は、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段であり、前記出力特性制御手段は、前記吐出圧検出手段により検出された前記油圧ポンプの吐出圧が所定圧以上である場合に、前記選択手段により選択された走行モードに係わらず、前記走行用油圧モータの吸収量を第一状態に切り換えるように前記吸収量切り換え手段を作動させると共に、前記油圧ポンプの吐出量が前記最大流量となるように前記吐出量調整手段を作動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
上述の手段により、本発明は、状況に応じてエネルギーをより効率的に利用しながら油圧モータを駆動し、燃費を改善し得る建設機械を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００３９】
図３〜図６は、本発明に係る建設機械に搭載されるポンプ制御装置の油圧回路図であり、ポンプ制御装置２００の構成は、図２のポンプ制御装置１００の構成と比較すると、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒ、シャトル弁３９Ｌ、３９Ｒ、及び、電磁比例減圧弁１７を有する点で相違し、その他の点で共通する。
【００４０】
従って、共通する構成要素については同じ参照符号を用いて参照することとし、それらの説明を省略することとする。
【００４１】
また、ポンプ制御装置２００は、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒを一速モード（モータ容量：最大、ポンプ吐出量：最大）及び二速モード（モータ容量：最小、ポンプ吐出量：最大）の二つの出力特性間でのみ切り換え可能な、従来のポンプ制御装置１００と異なり、第一モード（モータ容量：最小、ポンプ吐出量：所定値）、第二モード（モータ容量：最小、ポンプ吐出量：最大）、及び、第三モード（モータ容量：最大、ポンプ吐出量：最大）の三つの出力特性を切り替え可能となっている。なお、最大ポンプ吐出量は、例えば、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの油圧ポンプ仕様上の最大吐出量の１００％に設定され、ポンプ吐出量の所定値は、その油圧ポンプ仕様上の最大吐出量の６１％に設定されるものとするが、最大ポンプ吐出量がその油圧ポンプ仕様上の最大吐出量の９０％に設定され、ポンプ吐出量の所定値がその油圧ポンプ仕様上の最大吐出量の５５％に設定されるようにしてもよい。
【００４２】
いずれにしても、ポンプ吐出量の所定値は、従来の一速モード（モータ容量：最大、ポンプ吐出量：最大）における走行速度と、第一モード（モータ容量：最小、ポンプ吐出量：所定値）における走行速度とが、ほぼ同一となるように適宜設定すればよい。
【００４３】
また、ネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流で発生させた圧力を油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒの制御圧として油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒに伝達している状態では、ポンプ吐出量は、ネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流で発生させた圧力に応じて設定される。ポンプ吐出量は、例えば、その圧力が１ＭＰａ以下のときに最大流量、２．５ＭＰａ以上のときに最小流量、１〜２．５ＭＰａの範囲の中間圧のときにその圧力に応じた中間流量となる。
【００４４】
破線で示される制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒはそれぞれ、電磁比例減圧弁１７と油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒとを接続する管路であり、管路中にシャトル弁３９Ｌ、３９Ｒを配置する。
【００４５】
シャトル弁３９Ｌは、制御圧管路３２Ｌ内の制御用圧油及び制御圧管路３８Ｌ内の制御用圧油のうち圧力が高い方の制御用圧油を油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ内に流入させ、シャトル弁３９Ｒは、制御圧管路３２Ｒ内の制御用圧油及び制御圧管路３８Ｒ内の制御用圧油のうち圧力が高い方の制御用圧油を油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｒ内に流入させる。
【００４６】
電磁比例減圧弁１７は、メインコントローラ６０が供給する制御電流に応じてコントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒに流入させたり、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒ内の制御用圧油をタンク２２に排出させたりして、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒにおける制御用圧油の流出入を切り換え、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を段階的（例えば、「所定流量モード（複数設定可能）」、「高流量モード」である。）に切り換えられるようにする。
【００４７】
また、モードスイッチ６１は、下部走行体２を高速で走行させる「高速モード」と低速で走行させる「低速モード」とを切り換えられるようにする。
【００４８】
図３は、待機モードにおけるポンプ制御装置２００の状態を示し、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒは、ネガティブコントロール絞り２０L、２０Rの上流で制御圧を発生させ、矢印Ａで示されるように、制御圧管路３２L、３２Rを介してその制御圧で油圧ポンプ用レギュレータ４０L、４０Rに制御用圧油を流入させる。
【００４９】
その後、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、制御用圧油の流入に応じて自身のピストンを移動させ、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの斜板を傾転駆動し、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を最小設定まで低減させるようにする。
【００５０】
図４は、第一モードにおけるポンプ制御装置２００の状態を示し、メインコントローラ６０は、例えば、モードスイッチ６１の出力を受け、「低速モード」が選択されており、走行操作レバー（図示せず。）の操作内容（例えば、前進、後進、ピボットターン又はスピンターン（超信地旋回）である。）を示す操作内容信号を受け、下部走行体２を前進又は後進させるとの操作内容を検出した場合に、制御電流を電磁弁１６に供給すると共に電磁比例減圧弁１７に供給する（メインコントローラ６０から伸びる電流線は、制御電流を供給している状態を黒色で表し、制御電流を供給していない状態を灰色で表す）。
【００５１】
なお、図中灰色の矢印で示す圧油の流れは、図５及び図６における黒色の矢印で示す圧油の流れに比べ、その流量が小さいことを表す。
【００５２】
制御電流の供給を受けた電磁弁１６は、矢印Ｂで示されるように、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を、制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介して油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒ内に流入させ、コントロールポンプ５０からの制御用圧油の流入を受けた油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒは、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最小容量に切り換えている。
【００５３】
また、制御電流の供給を受けた電磁比例減圧弁１７は、矢印Ｃで示されるように、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒを介して油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内に流入させる。
【００５４】
このとき、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒから油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内に流入する制御用圧油の制御圧（コントロールポンプ５０の吐出圧）は、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒを駆動させるときのネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒにおける制御圧よりも高くなるよう所定圧に設定されており、シャトル弁３９Ｌ、３９Ｒは、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内に流入させるようにする。
【００５５】
従って、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油が、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒに流入し、ネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒで発生し制御圧管路３２Ｌ、３２Ｒを介して油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒに伝えられる制御圧が低下したとしても、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒから流入する所定圧に応じて、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒのピストンの位置が決定され、このピストンの位置に応じて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの斜板が傾転駆動され、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を所定値に切り換える。
【００５６】
このようにして、ポンプ制御装置２００は、モータ容量を最小とし、かつ、ポンプ吐出量を所定値とし、所定の走行速度（例えば、３．４ｋｍ／ｈである。）を維持しながら、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油が発生させる管路における圧力損失（熱となって消費されるエネルギー）を低減させる第一モードを実現する。
【００５７】
なお、ポンプ制御装置２００は、第一モードを採用した場合であっても、圧力センサ６２により油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧が所定圧を上回ったこと（走行負荷が大きいこと）を検出した場合には、メインコントローラ６０からの電磁弁１６への制御電流の供給を中止すると共に電磁比例減圧弁１７への制御電流の供給を中止し、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を最大設定に切り換えて第三モードを実現させるようにする。トルク不足により下部走行体２を停止させてしまうことがないようにするためである。
【００５８】
図５は、第二モード（従来の「二速モード」に相当する。）におけるポンプ制御装置２００の状態を示し、メインコントローラ６０は、例えば、前進又は後進走行操作時に、モードスイッチ６１の出力を受け、「高速モード」が選択されたことを検出した場合には、電磁弁１６に制御電流を供給し、電磁比例減圧弁１７に制御電流を供給しない。
【００５９】
制御電流の供給を受けた電磁弁１６は、矢印Ｂで示されるように、コントロールポンプ５０が吐出する制御用圧油を、制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介して油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒ内に流入させ、コントロールポンプ５０からの制御用圧油の流入を受けた油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒは、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最小容量に切り換える。
【００６０】
制御電流の供給を受けない電磁比例減圧弁１７は、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内の制御用圧油を制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒを介してタンク２２に排出させる位置となり、これにより油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を最大設定に切り換える。
【００６１】
このとき、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油は、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒに流入するので、ネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒで発生し制御圧管路３２Ｌ、３２Ｒを介して油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒに伝えられる制御圧も低下しているので、この最大設定への切り換えが妨げられることはない。
【００６２】
このようにして、ポンプ制御装置２００は、モータ容量を最小とし、かつ、ポンプ吐出量を最大とし、最小トルクながらも最高速度（例えば、５．６ｋｍ／ｈである。）を発生させる第二モードを実現する。
【００６３】
なお、ポンプ制御装置２００は、第二モードを採用した場合であっても、圧力センサ６２により油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧が所定圧を上回ったこと（走行負荷が大きいこと）を検出した場合には、メインコントローラ６０から電磁比例減圧弁１７への制御電流の供給を中止したまま電磁弁１６への制御電流の供給も中止し、油圧ポンプ４０Ｌ、４０Ｒの吐出量を最大設定としたまま走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最大容量に切り換えて第三モードを実現させるようにする。トルク不足により下部走行体２を停止させてしまうことがないようにするためである。
【００６４】
図６は、第三モード（従来の「一速モード」に相当する。）におけるポンプ制御装置２００の状態を示し、メインコントローラ６０は、例えば、第一モードで走行している状態で、圧力センサ６２により油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧が所定圧を上回ったこと（走行負荷が大きいこと）を検出した場合に、電磁弁１６への制御電流の供給を中止すると共に電磁比例減圧弁１７への制御電流の供給を中止する。
【００６５】
制御電流の供給を受けない電磁弁１６は、油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒ内の制御用圧油を制御圧管路３６Ｌ、３６Ｒを介してタンク２２に排出させる位置となり、これにより油圧モータ用レギュレータ４６Ｌ、４６Ｒは、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最大容量に切り換える（図６の走行用圧油モータ４２Ｌ、４２Ｒの大きさは、図４及び図５のものより大きく、モータ容量が最大容量であることを表す。）。
【００６６】
制御電流の供給を受けない電磁比例減圧弁１７は、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ内の制御用圧油を、制御圧管路３８Ｌ、３８Ｒを介してタンク２２に排出させる位置となり、これにより油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を最大設定に切り換える。
【００６７】
このようにして、ポンプ制御装置２００は、モータ容量を最大とし、かつ、ポンプ吐出量を最大とし、走行負荷が大きい場合であっても最大トルクで所定速度（例えば、３．４ｋｍ／ｈである。）を維持しながら第三モードを実現する。
【００６８】
なお、上述において、ポンプ制御装置２００は、下部走行体２の前進又は後進開始時に第一モードを実現させるようにするが、下部走行体２の前進又は後進開始時には常に第三モードを採用するようにし、発進性能を確保し、発進後に第一モードに切り換えるようにしてもよい。
【００６９】
また、上述において、メインコントローラ６０は、例えば、走行操作レバー（図示せず。）の操作内容を示す操作内容信号を受け、下部走行体２をインチングにより徐々に前進又は後進させるとの操作内容を検出した場合に、電礎弁１６に制御電流を供給せずに電磁比例減圧弁１７に制御電流を供給して、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒのモータ容量を最大容量に切り換え、また、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を所定値とする第四モードを実現しながら発進時のインチング操作を実施させ、その後に第一モードに切り換えるようにしてもよい。
【００７０】
また、上述において、モードスイッチ６１は、「高速モード」及び「低速モード」の二つのモードを切り換えられるようにするが、「第一モード」、「第二モード」及び「第三モード」の三つのモードを直接切り換えられるようにしてもよいし、更に上記の「第四モード」をそれに加えて四つのモードを直接切り換えられるようにしてもよい。
【００７１】
また、ポンプ制御装置２００は、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒの出力特性を切り換えながら油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油が発生させる管路における圧力損失を低減させるが、同様に、旋回用モータ４４を複数段階の吸収量間で切り換え可能な構成として、旋回用油圧モータ４４の作動時にその出力特性を切り換えて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油が発生させる管路における圧力損失を低減することもできる。
【００７２】
また、ポンプ制御装置２００は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのポンプ吐出量を所定値とする場合に、エンジン回転数を低減させるようにしてもよい。そのポンプ吐出量を実現するために必要十分なエンジン回転数を採用して、エンジンの燃費を改善するためである。
【００７３】
なお、ポンプ制御装置２００は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのポンプ吐出量を低減することで不要となったエンジン出力を他の用途（例えば、オルタネータによる発電である。）に配分させるようにしてもよい。
【００７４】
以上の構成により、ポンプ制御装置２００を搭載した建設機械は、エネルギーをより効率的に利用しながら油圧モータを駆動することができる。
【００７５】
なお、特許請求の範囲における「吐出量調整手段」は、上述の実施例における「油圧ポンプ用レギュレータ」を含み、特許請求の範囲における「吸収量切り換え手段」は、上述の実施例における「油圧モータ用レギュレータ」を含むものとする。
【００７６】
また、特許請求の範囲における「選択手段」は、上述の実施例における「モードスイッチ」を含み、特許請求の範囲における「吐出圧検出手段」は、上述の実施例における「圧力センサ」を含み、特許請求の範囲における「出力特性制御手段」は、上述の実施例における「メインコントローラ」を含むものとする。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００７８】
例えば、上述の実施例において、圧力センサ６２は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧のうち高い方の吐出圧のみを検出するが、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのそれぞれの吐出圧を検出できるよう個別に取り付けられていてもよく、或いは、走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒの内部に取り付けられ、下部走行体２の走行負荷をより直接的に検出するようにしてもよい。
【００７９】
なお、ポンプ制御装置２００は、油圧ショベル１の傾斜度（走行路の傾斜度）を測定する傾斜センサや走行用油圧モータ４２Ｌ、４２Ｒにおける回転軸の回転角度を検出する回転角センサ等の出力に基づいて下部走行体２の走行負荷を検出するようにしてもよい。
【００８０】
また、上述の実施例において、ポンプ制御装置２００は、オープンセンタ・ネガティブコントロール制御を採用するが、オープンセンタ・ポジティブコントロール制御又はクローズドセンタ・ロードセンシング制御等の他の制御方式を採用してもよい。
【００８１】
また、上述の実施例において、油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rは、走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を二段階で切り換えるが、三段階以上で切り換えてもよい。
【００８２】
また、上述の実施例において、油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rは、コントロールポンプ５０から油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rに制御用圧油が流入した場合に走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最小容量に切り換え、一方、油圧モータ用レギュレータ４６L、４６Rからタンク２２へ制御用圧油が流出した場合に走行用油圧モータ４２L、４２Rのモータ容量を最大容量に切り換えるが、制御用圧油が流出した場合にモータ容量を最小容量に切り換え、一方で、制御用圧油が流入した場合にモータ容量を最大容量に切り換えるようにしてもよい。
【００８３】
また、上述の実施例において、ポンプ制御装置２００は、単一の電磁比例減圧弁１７によって油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒの両方への制御用圧油の流出入を制御するようにしているが、油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒのそれぞれに対応する複数の電磁比例減圧弁１７によって油圧ポンプ用レギュレータ４０Ｌ、４０Ｒのそれぞれへの制御用圧油の流出入を制御して、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒのポンプ吐出量を個別に調整できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】油圧ショベルの構成例を示す図である。
【図２】従来のネガティブコントロール式ポンプ制御装置の油圧回路図である。
【図３】本発明に係る建設機械に搭載されるポンプ制御装置の油圧回路図（待機モード）である。
【図４】本発明に係る建設機械に搭載されるポンプ制御装置の油圧回路図（第一モード）である。
【図５】本発明に係る建設機械に搭載されるポンプ制御装置の油圧回路図（第二モード）である。
【図６】本発明に係る建設機械に搭載されるポンプ制御装置の油圧回路図（第三モード）である。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・油圧ショベル  ２・・・下部走行体  ３・・・上部旋回体  ４・・・ブーム  ５・・・アーム  ６・・・バケット  ７・・・ブームシリンダ  ８・・・アームシリンダ  ９・・・バケットシリンダ  １０L、１０R・・・油圧ポンプ  １１・・・走行直進弁  １２Ｌ、１２Ｒ、１３、１４Ｌ、１４Ｒ、１５Ｌ、１５Ｒ・・・切換弁  １６・・・電磁弁  １７・・・電磁比例減圧弁  ２０Ｌ、２０Ｒ・・・ネガティブコントロール絞り  ２２・・・タンク  ３０Ｌ、３０Ｒ・・・センターバイパス管路  ３２Ｌ、３２Ｒ、３４Ｌ、３４Ｒ、３４Ｃ、３６Ｌ、３６Ｒ、３８Ｌ、３８Ｒ・・・制御圧管路  ３４Ｖ、３９Ｌ、３９Ｒ・・・シャトル弁  ４０Ｌ、４０Ｒ・・・油圧ポンプ用レギュレータ  ４２Ｌ、４２Ｒ・・・走行用油圧モータ  ４４・・・旋回用油圧モータ  ４６Ｌ、４６Ｒ・・・油圧モータ用レギュレータ  ５０・・・コントロールポンプ  ６０・・・メインコントローラ  ６１・・・モードスイッチ  ６２・・・圧力センサ  １００、２００・・・ポンプ制御装置
【図１】
2009293669.tif 000003
【図２】
2009293669.tif 000004
【図３】
2009293669.tif 000005
【図４】
2009293669.tif 000006
【図５】
2009293669.tif 000007
【図６】
2009293669.tif 000008