JP2001124004A - 建設機械の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力トルク制限制御用の制御弁の２つの受圧室
に油圧ポンプの吐出圧と電磁比例制御弁の出力圧を個別
に導き、油圧ポンプの入力トルクが当該出力圧を加味し
た入力トルクの制限値を超えないよう油圧ポンプの容量
を制御する油圧制御装置において、作動油の温度が上昇
しても油圧ポンプの吸収馬力が低下せず、エンジン出力
馬力を有効利用できるようにする。 【解決手段】例えば目標エンジン回転数を定格回転数に
設定した状態での運転中に、作動油の温度が平均温度付
近のｔ１からｔ２まで上昇したとすると、コントローラ
５０の演算部６２では補正圧Ｐb1より高い補正圧Ｐb2を
演算し、減算部６３でＰｃ＝Ｐa−Ｐb2の今までより低
い目標減圧弁出力圧Ｐｃをが演算し、駆動電流演算部６
４でそれに対応した今までより小さな駆動電流Ｉを演算
し、電磁比例減圧弁３０に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建設機械の油圧制御
装置に係わり、特に、原動機により駆動される油圧ポン
プの入力トルクが制限値を超えないよう油圧ポンプの容
量を制御し馬力制御を行うポンプ容量制御装置を備えた
建設機械の油圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械の油圧制御装
置においては、通常、可変容量型の油圧ポンプを原動機
（ディーゼルエンジン）により回転駆動して圧油を吐出
し、この圧油を方向切換弁を経由してアクチュエータに
供給することでアクチュエータを駆動し、フロント等の
作業機を駆動して必要な作業を行っている。このような
油圧制御装置では、通常、原動機に過負荷がかかること
を回避するため、馬力制御と呼ばれる制御を行うポンプ
容量制御装置を備えている。このポンプ容量制御装置
は、例えば特開平２−１２９４０１号公報に記載のよう
に、入力トルク制限制御用の制御弁とサーボアクチュエ
ータを有し、油圧ポンプの吐出圧を制御弁の操作駆動部
の第１受圧室に導き、油圧ポンプの吐出圧が増大すると
油圧ポンプの容量を減らすようサーボアクチュエータの
動作を制御し馬力制御を行うと共に、操作駆動部の第２
の受圧室に電磁比例減圧弁からの出力圧を導き、当該出
力圧が増大すると制御弁の入力トルクの制限値を減じ、
同じポンプ吐出圧でもより油圧ポンプの容量を減らすよ
う制御することで、油圧ポンプの入力トルクを減じ吸収
馬力を減少させるよう制御している。

【０００３】電磁比例減圧弁には、例えば回転数指示ダ
イヤル等の入力装置により設定された目標エンジン回転
数に応じた駆動電流が与えられ、目標エンジン回転数に
応じた入力トルクの制限値が得られるよう制御弁の設定
値を補正し、目標エンジン回転数に応じた馬力制御を行
えるようにしている。また、上記特開平２−１２９４０
１号公報では、電磁比例減圧弁に目標エンジン回転数と
実エンジン回転数との偏差に応じた駆動電流を与え、回
転数偏差が増大するとそれに応じて制御弁の入力トルク
の制限値が減じるよう補正し、ポンプ負荷（エンジン負
荷）の増大に対し速やかに油圧ポンプの入力トルク或い
は吸収馬力を減じ、エンジンストールを防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の油圧制御装置には次のような問題がある。

【０００５】ポンプ容量制御装置の制御弁の操作駆動部
には上記のように第１及び第２の２つの受圧室が設けら
れており、これらの２つの受圧室は共に同じ操作駆動部
で制御ピストンに作用するよう互いに隣接して位置して
いる。また、動作時、第１の受圧室に導かれるポンプ吐
出圧は第２の受圧室に導かれる電磁比例減圧弁の出力圧
よりはるかに高圧である。このため、第１受圧室から第
２受圧室へと制御ピストンの摺動隙間を介した微少量の
作動油のリークがあり、作動油の温度が上昇すると作動
油の粘性が低下するため、そのリーク量が多くなり、電
磁比例減圧弁に圧油が逆流する。電磁比例減圧弁は圧油
の逆流に対し出力圧を上昇する特性を有しており、油温
が上昇すると電磁比例減圧弁の駆動電流が同じでも出力
圧が上昇し、油圧ポンプの吸収馬力が減少することにな
る。その結果、エンジン出力馬力を有効利用できず、掘
削時の作業機のスピードが遅くなり、作業量が出ないこ
とになる。

【０００６】本発明の目的は、入力トルク制限制御用の
制御弁の２つの受圧室に油圧ポンプの吐出圧と電磁比例
制御弁の出力圧をそれぞれ導き、油圧ポンプの入力トル
クが当該出力圧を加味した入力トルクの制限値を超えな
いよう油圧ポンプの容量を制御するもので、作動油の温
度が上昇しても油圧ポンプの吸収馬力が低下せず、エン
ジン出力馬力を有効利用できる建設機械の油圧制御装置
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、原動機と、この原動機により駆動
される少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプと、こ
の油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量制御手段と、
前記油圧ポンプからの吐出油により駆動される少なくと
も１つのアクチュエータとを備え、前記ポンプ容量制御
手段は、減トルク作動の第１及び第２受圧室を有する入
力トルク制限制御用の制御弁を備え、前記第１受圧室に
前記油圧ポンプの吐出圧を導き前記油圧ポンプの入力ト
ルクが制限値を超えないよう油圧ポンプの容量を制御す
ると共に、前記第２受圧室に電磁比例制御弁の出力圧を
導き、前記入力トルクの制限値が目標入力トルクとなる
よう制御する建設機械の油圧制御装置において、作動油
の温度を検出する油温検出手段と、前記作動油温検出手
段で検出した作動油の温度が上昇すると、それに応じて
前記電磁比例制御弁に与える駆動電流を減少するよう補
正する制御手段とを備えるものとする。

【０００８】このように油温検出手段と制御手段を設
け、作動油の温度に応じて電磁比例制御弁に与える駆動
電流を補正することにより、作動油の温度が上昇し作動
油のリーク量が増えても、作動油のリーク量の増加によ
る電磁比例減圧弁の出力圧の増加は電磁比例減圧弁の駆
動電流の減少により相殺されるため、電磁比例減圧弁の
出力圧の増加による制御弁の入力トルクの制限値の減少
（油圧ポンプ２の吸収馬力の減少）が補われる。このた
め、作動油の温度が上昇しても油圧ポンプの吸収馬力が
低下せず、エンジン出力馬力を有効利用することができ
る。

【０００９】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記制御手段は、前記原動機の回転数情報に基づいて前
記油圧ポンプの目標入力トルクを演算する第１演算手段
と、前記作動油温が上昇するに従って大きくなるよう前
記演算した目標入力トルクを補正する第２演算手段とを
有し、前記入力トルクの制限値がその補正した目標入力
トルクとなるよう前記駆動電流を決定する。

【００１０】これにより作動油の温度が高いときは、そ
の分目標入力トルクが大きくなるよう補正されるので、
この補正した目標入力トルクが得られるよう駆動電流を
決定することにより駆動電流は減少するよう補正され
る。

【００１１】（３）また、上記（２）において、好まし
くは、前記制御手段は、前記第１演算手段で演算した目
標入力トルクを前記入力トルクの制限値とするための前
記電磁比例減圧弁の出力圧を演算する第３演算手段を更
に有し、前記第２演算手段は、前記作動油温が上昇する
に従って大きくなる前記電磁比例減圧弁の出力圧の補正
圧を演算し、前記第３演算手段で演算した出力圧からこ
の補正圧を減算する。

【００１２】このように第２演算手段で補正圧を演算
し、第３演算手段で演算した電磁比例減圧弁の出力圧か
らその補正圧を減算することことにより、第３演算手段
で演算した電磁比例減圧弁の出力圧は目標入力トルクと
等価とみなせることから、第１演算手段で演算した目標
入力トルクは、作動油温が上昇するに従って大きくなる
よう補正される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。

【００１４】図１は本発明の第１の実施形態による建設
機械の油圧制御装置を示す図である。図１において、１
は原動機であり、この原動機１は可変容量型のメインの
油圧ポンプ２及び固定容量型のパイロットポンプ３を駆
動する。

【００１５】油圧ポンプ２から吐出された圧油は、吐出
ライン４、供給ライン５、方向切換弁６を介してアクチ
ュエータ、例えば油圧シリンダ７に供給され、油圧シリ
ンダ７からの戻り油は方向切換弁６、排出ライン８を介
してタンク９に戻される。

【００１６】方向切換弁６はパイロット操作弁であり、
操作レバー装置１１からのパイロット圧ａ又はｂを指令
信号として駆動操作される。

【００１７】操作レバー装置１１はパイロット弁（減圧
弁）１１ａ，１１ｂと操作レバー１１ｃとを有し、パイ
ロット弁１１ａ，１１ｂはパイロットポンプ３の吐出圧
を一次圧として、操作レバー１１ｃの操作方向と操作量
に応じてパイロット圧ａ又はｂを生成する。パイロット
ポンプ３のパイロット吐出ライン１２にはパイロットリ
リーフ弁１４が接続され、パイロットポンプ３の吐出圧
を決定している。

【００１８】油圧ポンプ２は、例えば１回転あたりの吐
出流量（容量）を斜板２ａの傾転角（押しのけ容積）を
変えることにより調整可能な斜板ポンプであり、斜板２
ａの傾転角は入力トルク制限レギュレータ２０により制
御される。

【００１９】レギュレータ２０はサーボピストン２１と
入力トルク制限制御用の制御弁（サーボ弁）２２とで構
成されている。

【００２０】サーボピストン２１は受圧面積差で駆動す
る差動ピストン２１ａを有し、この差動ピストン２１ａ
の大径側受圧室２１ｂは制御弁２２を介してパイロット
吐出ライン１２及びタンク９に接続され、小径側受圧室
２１ｃは直接パイロットライン１２に接続されている。
大径側受圧室２１ｂがパイロットライン１２に連通する
と、差動ピストン２１ａは受圧面積差により図示右方に
駆動され、斜板２ａの傾転角、すなわちポンプ傾転を減
少し、油圧ポンプ２の吐出流量を減少させる。大径側受
圧室２１ｂがタンク９に連通すると、差動ピストン２１
ａは図示左方に駆動され、ポンプ傾転を増大し、油圧ポ
ンプ２の吐出流量を増大させる。

【００２１】制御弁２２はスプール２２ａと、バネ２２
ｂ１及び２２ｂ２と、操作駆動部２２ｃとで構成されて
いる。操作駆動部２２ｃは制御ピストン２２ｄと、減ト
ルク作動の第１受圧室２２ｅ及び第２受圧室２２ｆとを
有し、第１受圧室２２ｅはパイロットライン２３を介し
て油圧ポンプ２の吐出ライン４に接続され、第２受圧室
２２ｆはパイロットライン２４を介して電磁比例減圧弁
３０の出力側に接続されている。

【００２２】第１受圧室２２ｅに導かれる吐出ライン４
からの圧力（油圧ポンプ２の吐出圧）がバネ２２ｂ１，
２２ｂ２と第２受圧室２２ｆに導かれた電磁比例減圧弁
３０の出力圧とで決まる値より低いときは、弁体２２ａ
は図示右方向に移動し、サーボピストン２１の大径側受
圧室２１ｂをタンク９に連通させ、ポンプ傾転を増大さ
せる。第１受圧室２２ｅに導かれるポンプ吐出圧が前記
の値よりも高くなると弁体２２ａは図示左方向に移動
し、サーボピストン２１の大径側受圧室２１ｂをパイロ
ットライン１２に連通させ、ポンプ傾転を減少させる。
その結果、ポンプ傾転は、ポンプ吐出圧力がバネ２２ｂ
１，２２ｂ２と第２受圧室２２ｆに導かれる電磁比例減
圧弁３０の出力圧とで決まる値を超えないよう制御され
る。

【００２３】バネ２２ｂ１，２２ｂ２は入力トルク制限
制御の基準トルクを設定するものである。また、第２受
圧室はバネ２２ｂ１，２２ｂ２に対向して作動し、ここ
に電磁比例減圧弁３０の出力圧を導くことにより、バネ
２２ｂ１，２２ｂ２により設定された基準トルクから当
該出力圧により決まる値を差し引いた値を入力トルクの
制限値として設定し、電磁比例減圧弁３０を原動機１の
目標回転数（以下、適宜目標エンジン回転数という）が
低くなるに従って出力圧を高くするよう作動させること
により（後述）、目標エンジン回転数が低下するに従っ
て小さくなるよう入力トルクの制限値を設定する。

【００２４】図２に制御弁２２の入力トルク制限制御特
性を示す。図２において、Ｔｏがバネ２２ｂ１，２２ｂ
２と電磁比例減圧弁３０の出力圧とで設定される入力ト
ルクの制限値であり、バネ２２ｂ１，２２ｂ２は撓み量
が増加するに従ってバネ力が増大することから、ポンプ
吐出圧が高くなるに従って入力トルクの制限値Ｔｏが小
さくなる特性となっている。また、目標エンジン回転数
が定格回転数にあるときは電磁比例減圧弁３０の出力圧
は低く、入力トルクの制限値は実線で示す位置にあり、
目標エンジン回転数が減少するに従って電磁比例減圧弁
３０の出力圧が高くなり、入力トルクの制限値は破線で
示すように大きくなる。

【００２５】その結果、制御弁２２は、ポンプ吐出圧が
上昇するに従って、また目標エンジン回転数が低くなる
に従ってポンプ傾転を小さくする入力トルク制限制御を
行い、ポンプ傾転に回転数を乗じて得られる油圧ポンプ
２の吐出流量は、同様に、ポンプ吐出圧が上昇するに従
って、また目標エンジン回転数が低くなるに従って減少
し、馬力制御がなされる。

【００２６】このようにポンプ傾転を制御することによ
りエンジン目標回転数に応じてポンプ吐出圧が高くなる
と油圧ポンプ２の吐出流量が減少し、エンジン目標回転
数に係わらずポンプ吸収馬力が原動機１の出力馬力を越
えないようになり、ストール（エンスト）を起こすこと
なく原動機１の出力馬力を最大限有効利用することが可
能となる。

【００２７】図１に戻り、原動機１は例えばディーゼル
エンジンであり、燃料噴射装置４０を備えている。この
燃料噴射装置４０はガバナ機構を有し、ガバナ機構のガ
バナレバー４１をトルクモータ４２により操作すること
で燃料噴射量を調整し、エンジン回転数を制御する。原
動機１の目標回転数はダイヤル式のアクセル操作入力装
置４３により指令される。

【００２８】５０はコントローラであり、コントローラ
５０はダイヤル式のアクセル操作入力装置４３からの指
令信号を入力し、その指令信号に応じた制御信号をトル
クモータ４２に出力する。

【００２９】また、タンク９には作動油の温度を検出す
る油温センサ５１が設けられ、この油温センサ５１の信
号もコントローラ５０に入力される。

【００３０】コントローラ５０は、図３に示すように、
アクセル操作入力装置４３及び油温センサ５１からの信
号を入力する入力部５０ａ、所定の演算処理を行う演算
部５０ｂ、演算プログラムを記憶したＲＯＭ及び演算途
中の値を一時的に記憶するＲＡＭ等からなる記憶部５０
ｃ、演算部５０ｂで演算した結果の値をトルク制限制御
用の電磁比例減圧弁３０及びガバナ制御用のトルクモー
タ４２に出力する出力部５０ｄを備えている。

【００３１】コントローラ５０の演算部５０ｂにおける
トルク制限制御に係わる処理機能を図４に示す。

【００３２】図４において、コントローラ５０は、基準
トルク演算部６０、減圧弁出力圧演算部６１、作動油温
補正圧演算部６２、減算部６３、駆動電流演算部６４の
各機能を有している。

【００３３】基準トルク演算部６０は、アクセル操作入
力装置４３により指令された目標エンジン回転数Ｎｄを
入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照さ
せ、そのときの目標エンジン回転数Ｎｄに応じた基準ト
ルクＴOを算出する。メモリのテーブルには、目標エン
ジン回転数Ｎｄが上昇するに従って基準トルクＴOが増
大するよう両者の関係が設定されている。目標エンジン
回転数Ｎｄが定格回転数では基準トルクはＴHであり、
目標エンジン回転数Ｎｄがアイドル回転数では基準トル
クはＴLである。

【００３４】減圧弁出力圧演算部６１は、基準トルク演
算部６０で演算した基準トルクＴOを入力し、これをメ
モリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの基
準トルクＴOに応じた減圧弁出力圧Ｐｃｏを算出する。
メモリのテーブルには、基準トルクＴOが増大するに従
って減圧弁出力圧Ｐｃｏが低下するよう両者の関係が設
定されている。基準トルクＴOが定格回転数に対応した
ＴHでは減圧弁出力圧Ｐｃｏは最も低いＰaであり、基準
トルクＴOがアイドル回転数に対応したＴLでは減圧弁出
力圧Ｐｃｏは最も高いＰbである。

【００３５】作動油温補正圧演算部６２は、油温センサ
５１により検出された作動油温度ｔｗを入力し、これを
メモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの
作動油温度ｔｗに応じた補正圧Ｐｍを算出する。メモリ
のテーブルには、作動油温度ｔｗが増大するに従って補
正圧Ｐｍが増大するよう両者の関係が設定されている。
作動油温度が通常使用時の平均温度、例えば５０℃付近
のｔ１では補正圧はＰb1であり、最高温度付近のｔ２で
は補正圧はＰb2であり、補正圧Ｐb2は減圧弁出力圧Ｐa
に対しＰb2＜Ｐaの関係にある。

【００３６】減算部６３は、減圧弁出力圧演算部６１で
演算された減圧弁出力圧Ｐｃｏから作動油温補正圧演算
部６２で演算された補正圧Ｐｍを減算し、目標減圧弁出
力圧Ｐｃを求める。

【００３７】駆動電流演算部６４は、減算部６３で演算
した目標減圧弁出力圧Ｐｃを入力し、これをメモリに記
憶してあるテーブルに参照させ、そのときの目標減圧弁
出力圧Ｐｃに応じた駆動電流Ｉを算出する。メモリのテ
ーブルには、目標減圧弁出力圧Ｐｃが増大するに従って
駆動電流Ｉが増大するよう両者の関係が設定されてい
る。求めた駆動電流Ｉはアンプを介して電磁比例減圧弁
３０に出力される。

【００３８】次に、以上のように構成した本実施形態の
動作を説明する。

【００３９】例えばアクセル操作入力装置４３をフル操
作し、定格回転数の目標エンジン回転数Ｎｄを指令する
と、基準トルク演算部６０で基準トルクＴHが演算さ
れ、減圧弁出力圧演算部６１では減圧弁出力圧Ｐaが演
算される。

【００４０】一方、油温センサ５１により検出した作動
油温度が通常使用時の平均温度付近のｔ１にあるとき、
作動油温補正圧演算部６２で補正圧Ｐb1が演算され、減
算部６３でＰｃ＝Ｐa−Ｐb1の目標減圧弁出力圧Ｐｃが
演算され、駆動電流演算部６４でそれに対応する駆動電
流Ｉを演算し電磁比例減圧弁３０に出力する。電磁比例
減圧弁３０は当該駆動電流Ｉにより動作し、目標減圧弁
出力圧Ｐｃに相当する圧力を制御弁２２の第２受圧室２
２ｆに出力する。

【００４１】その結果、前述したように、制御弁２２で
は図２の実線で示す入力トルクの制限値Ｔｏが設定さ
れ、制御弁２２は制限値Ｔｏによりポンプ吐出圧が上昇
するに従ってポンプ傾転を小さくする入力トルク制限制
御を行う。

【００４２】上記の状態から、オペレータがアクセル操
作入力装置４３を操作して定格回転数よりも低い目標エ
ンジン回転数を指令すると、基準トルク演算部６０では
ＴHより低い基準トルクＴOが演算され、減圧弁出力圧演
算部６１ではＰaより高い減圧弁出力圧Ｐｃｏが演算さ
れる。その結果、減算部６３で算出される目標減圧弁出
力圧Ｐｃもその分高くなり、駆動電流演算部６４で演算
される駆動電流Ｉも同様に大きくなり、電磁比例減圧弁
３０は駆動電流Ｉに相当する、今までよりも高い圧力を
制御弁２２の第２受圧室２２ｆに出力する。これにより
前述したように制御弁２２で設定される入力トルクの制
限値Ｔｏは図２に破線で示すように変化し、制御弁２２
はこの変化した制限値Ｔｏによりポンプ吐出圧が上昇す
るに従ってポンプ傾転を小さくする入力トルク制限制御
を行う。

【００４３】次に、例えば目標エンジン回転数を定格回
転数に設定した状態での運転中に、作動油の温度が平均
温度付近のｔ１からｔ２まで上昇したとすると、作動油
温補正圧演算部６２では補正圧Ｐb1より高い補正圧Ｐb2
が演算され、減算部６３でＰｃ＝Ｐa−Ｐb2の今までよ
り低い目標減圧弁出力圧Ｐｃが演算され、駆動電流演算
部６４ではそれに対応した今までより小さな駆動電流Ｉ
を演算し、電磁比例減圧弁３０に出力する。

【００４４】ここで、作動油は温度が上昇すると粘性が
低下する。また、制御弁２２の第１受圧室２２ｅと第２
受圧室２２ｆとは制御ピストン２２ｄの摺動面を介して
隣接位置し、作動中は第１受圧室２２ｅに導かれるポン
プ吐出圧は第２受圧室２２ｆに導かれる電磁比例減圧弁
３０の出力圧よりはるかに高圧であるため、第１受圧室
２２ｅから第２受圧室２２ｆへと制御ピストン２２ｄの
摺動隙間を介した微少量の作動油のリーク（漏れ）があ
り、図５に示すように作動油の温度が上昇し粘性が低下
するとそのリーク量が多くなる。また、第２受圧室２２
ｆにリークした作動油は電磁比例減圧弁３０に逆流す
る。

【００４５】図６は第２受圧室２２ｆの入力ポートから
電磁比例減圧弁３０へのリーク量（第１象限）及び電磁
比例減圧弁３０から同入力ポートへのリーク量（第２象
限）に対する減圧弁出力圧の変化を示す。つまり、電磁
比例減圧弁３０は、図６の第１象限に示されるように、
圧油の逆流に対し出力圧を上昇する特性を有している。

【００４６】従って、作動油の温度が上昇すると、電磁
比例減圧弁３０に与えられる駆動電流が同じままであれ
ば出力圧が上昇し、制御弁２２で設定される入力トルク
制限値Ｔｏは図２に破線で示すように変化してしまい、
油圧ポンプ２の吸収馬力が減少することになる。その結
果、エンジン馬力を有効利用できず、掘削時のスピード
が遅くなり、作業量が出ないことになる。

【００４７】本実施形態においては、上記のように作動
油の温度が上昇すると、それに応じて今までより小さな
駆動電流Ｉを演算し電磁比例減圧弁３０に出力する。こ
のため、作動油の温度上昇による電磁比例減圧弁３０の
出力圧の増加を駆動電流Ｉの低下により相殺し、電磁比
例減圧弁３０は、作動油温度が平均温度付近のｔ１にあ
るときとほぼ同じ出力圧を維持し、制御弁２２では作動
油温度ｔ１時と同様の図２に実線で示す入力トルクの制
限値Ｔｏの設定が維持される。このため、作動油の温度
が上昇しても、油圧ポンプ２の吸収馬力を減馬力側にシ
フトすること無く、エンジン馬力を有効に使用し、作業
機のスピードを落さず、作業量を確保することができ
る。

【００４８】本発明の第２の実施形態を図７により説明
する。図中、図４に示す機能と同等のものには同じ符号
を付している。油圧制御装置の全体構成は図１に示す第
１の実施形態と同じである。本実施形態は作動油温度か
ら補正トルクを求め、駆動電流を補正するものである。

【００４９】図７において、本実施形態におけるコント
ローラ５０（図１参照）は、基準トルク演算部６０、減
圧弁出力圧演算部６１Ａ、作動油温補正トルク演算部６
２Ａ、駆動電流演算部６４、加算部６５の各機能を有し
ている。

【００５０】作動油温補正トルク演算部６２Ａは、油温
センサ５１により検出された作動油温度ｔｗを入力し、
これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その
ときの作動油温度ｔｗに応じた補正トルクＴｍを算出す
る。メモリのテーブルには、作動油温度ｔｗが増大する
に従って補正トルクＴｍが増大するよう両者の関係が設
定されている。作動油温度が通常使用時の平均温度、例
えば５０℃付近のｔ１では補正トルクはＴb1であり、最
高温度付近のｔ２では補正トルクはＴb2である。

【００５１】加算部６５は、基準トルク演算部６０で演
算した基準トルクＴOに作動油温補正トルク演算部６２
Ａで求めた補正トルクＴｍを加算し、補正基準トルクＴ
Omを算出する。

【００５２】減圧弁出力圧演算部６１Ａは、加算部６５
で演算した補正基準トルクＴOmを入力し、これをメモリ
に記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの基準ト
ルクＴOmに応じた目標減圧弁出力圧Ｐｃを算出する。メ
モリのテーブルには、補正基準トルクＴOmが増大するに
従って目標減圧弁出力圧Ｐｃが低下するよう両者の関係
が設定されている。補正基準トルクＴOmがＴOm＝ＴH＋
Ｔb1では目標減圧弁出力圧ＰｃはＰaであり、ＴOmのそ
れ以上の増加でＰｃは更に低下し、ＴOm＝ＴL＋Ｔb1で
は目標減圧弁出力圧Ｐｃは最も高いＰbである。

【００５３】基準トルク演算部６０及び駆動電流演算部
６４は図４に示す第１の実施形態のものと同じである。
ただし、駆動電流演算部６４では減圧弁出力圧演算部６
１Ａで求めた目標減圧弁出力圧Ｐｃから直接駆動電流Ｉ
を算出する。

【００５４】以上のように構成した本実施形態において
は、作動油の温度が上昇するとそれに応じて基準トルク
ＴOが大きくなるよう補正され、その大きくなった補正
基準トルクＴOmに基づいて駆動電流Ｉを算出するので、
第１の実施形態と同様に、作動油の温度が上昇し作動油
のリーク量が増えても、作動油のリーク量の増加による
電磁比例減圧弁３０の出力圧の増加は相殺され、電磁比
例減圧弁３０の出力圧の増加による制御弁２２の入力ト
ルクの制限値の減少（油圧ポンプ２の吸収馬力の減少）
が補われる。このため、作動油の温度が上昇しても油圧
ポンプ２の吸収馬力が低下せず、原動機１の出力馬力を
最大限有効利用することができる。

【００５５】本発明の第３の実施形態を図８及び図９に
より説明する。図中、図１及び図４に示す部材及び機能
と同等のものには同じ符号を付している。本実施形態
は、目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に
応じて入力トルクの制限値を変化させるスピードセンシ
ング機能を付加したものである。

【００５６】図８において、本実施形態の油圧制御装置
は、原動機１の回転数（以下、適宜実回転数という）を
検出する回転数センサ７０を更に有し、アクセル操作入
力装置４３及び油温センサ５１の信号に加え回転数セン
サ７０の信号がコントローラ５０Ｂに入力される。

【００５７】コントローラ５０Ｂの演算部５０ｂ（図３
参照）におけるトルク制限制御に係わる処理機能を図９
に示す。

【００５８】図９において、コントローラ５０Ｂは、基
準トルク演算部６０、減圧弁出力圧演算部６１、作動油
温補正圧演算部６２、減算部６３に加え、減算部７１、
信号変換部７２、減算部７３の各機能を有している。

【００５９】基準トルク演算部６０、減圧弁出力圧演算
部６１、作動油温補正圧演算部６２、減算部６３の演算
内容は、図４に示した第１の実施形態のものと同じであ
る。ただし、減圧弁出力圧演算部６１は横軸が補正基準
トルクＴOn（後述）に変更されている。

【００６０】減算部７１は、アクセル操作入力装置４３
により指令された目標エンジン回転数Ｎｄから回転数セ
ンサ７０で検出した実エンジン回転数を減算し、回転数
偏差ΔＮを算出する。

【００６１】信号変換部７２は、回転数偏差ΔＮに所定
のゲインを乗じて補正トルクΔＴに変換する。

【００６２】減算部７３は、基準トルク演算部６０で演
算した基準トルクＴOから信号変換部７２で求めた補正
トルクΔＴを減算し、スピードセンシング補正された基
準トルクＴOnを算出する。

【００６３】減圧弁出力圧演算部６１ではその補正基準
トルクＴOnから減圧弁出力圧Ｐｃｏを計算する。

【００６４】以上のように構成した本実施形態では、例
えば目標エンジン回転数を定格回転数に設定した状態で
の運転中に、油圧ポンプ２の負荷、つまり原動機１に加
わる負荷が急増して原動機１の回転数（実エンジン回転
数）が下がり、回転数偏差ΔＮが増大した場合、信号変
換部７２でその回転数偏差ΔＮに相当する補正トルクΔ
Ｔが演算され、減算部７３で基準トルクＴOからその補
正トルクΔＴが減算されるため、補正後の基準トルクＴ
Onは基準トルク演算部６０で演算された基準トルクＴO
（＝ＴH）より小さくなり、減圧弁出力圧演算部６１で
はＰaより高い減圧弁出力圧Ｐｃｏが演算される。その
結果、アクセル操作入力装置４３を操作して定格回転数
よりも低い目標エンジン回転数を指令した場合と同様、
減算部６３で算出される目標減圧弁出力圧Ｐｃもその分
高くなり、駆動電流演算部６４で演算される駆動電流Ｉ
も同様に大きくなり、電磁比例減圧弁３０は駆動電流Ｉ
に相当する、今までよりも高い圧力を制御弁２２の第２
受圧室２２ｆに出力する。これにより制御弁２２で設定
される入力トルクの制限値Ｔｏは図２に破線で示すよう
に変化し、制御弁２２はこの変化した制限値Ｔｏにより
ポンプ吐出圧が上昇するに従ってポンプ傾転を小さくす
る入力トルク制限制御を行う。その結果、原動機１の負
荷が軽減し、原動機１の回転数は速やかに目標エンジン
回転数に復帰する。

【００６５】そして、本実施形態においても、作動油の
温度ｔｗが上昇し、制御弁２２の第１受圧室２２ｅから
第２受圧室２２ｆへの作動油のリーク量が増えたとして
も、第１の実施形態と同様に、作動油の温度ｔｗの上昇
に応じて今までより高い駆動電流Ｉを電磁比例減圧弁３
０に出力し、電磁比例減圧弁３０の出力圧を維持するの
で、油圧ポンプ２の吸収馬力を減馬力側にシフトするこ
と無く、エンジン馬力を有効に使用し、作業機のスピー
ドを落さず、作業量を確保することができる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、作動油の温度が上昇し
作動油のリーク量が増えても、作動油のリーク量の増加
による電磁比例減圧弁の出力圧の増加を電磁比例減圧弁
の駆動電流の減少により相殺するので、電磁比例減圧弁
の出力圧の増加による制御弁の入力トルクの制限値の減
少（油圧ポンプ２の吸収馬力の減少）が補われ、作動油
の温度が上昇しても油圧ポンプの吸収馬力が低下せず、
エンジン出力馬力を有効利用することができる。このた
め、作業機のスピードを落さず、作業量を確保すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による建設機械の油圧
制御装置の全体構成図である。

【図２】図１に示す制御弁の入力トルク制限制御特性を
示す図である。

【図３】図１に示すコントローラのハード構成を示す図
である。

【図４】図１に示すコントローラの処理機能を示す機能
ブロック図である。

【図５】制御弁の第１受圧室から第２受圧室への作動油
の温度上昇に伴うリーク量の変化を示す図である。

【図６】電磁比例減圧弁の圧油の逆流に対する出力圧の
変化を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施形態におけるコントローラ
の処理機能を示す機能ブロック図である。

【図８】本発明の第３の実施形態による建設機械の油圧
制御装置の全体構成図である。

【図９】図８に示すコントローラの処理機能を示す機能
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 原動機 ２ 油圧ポンプ ３ パイロットポンプ ４ 吐出ライン ６ 方向切換弁 ７ アクチュエータ １１ 操作レバー装置 １２ パイロット吐出ライン ２０ レギュレータ ２１ サーボピストン ２２ 制御弁 ２２ｄ 制御ピストン ２２ｅ 第１受圧室 ２２ｆ 第２受圧室 ３０ 電磁比例減圧弁 ４３ アクセル操作入力装置 ５０ コントローラ ５１ 油温センサ ６０ 基準トルク演算部 ６１ 減圧弁出力圧演算部 ６１Ａ 減圧弁出力圧演算部 ６２ 作動油温補正圧演算部 ６２Ａ 作動油温補正トルク演算部 ６３ 減算部 ６４ 駆動電流演算部 ６５ 加算部 ７０ 回転数センサ ７１ 減算部 ７２ 信号変換部 ７３ 減算部

フロントページの続き (72)発明者 古渡 陽一 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 中村 剛志 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB05 AB06 BA02 BA05 BB01 CA02 DA03 DA04 DB03 DB06 FA02 3H089 AA28 AA83 BB15 BB17 BB21 CC01 DA03 DA13 DB33 DB47 DB49 EE04 EE17 EE22 EE31 GG02 JJ02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原動機と、この原動機により駆動される少
   なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポ
   ンプの容量を制御するポンプ容量制御手段と、前記油圧
   ポンプからの吐出油により駆動される少なくとも１つの
   アクチュエータとを備え、 前記ポンプ容量制御手段は、減トルク作動の第１及び第
   ２受圧室を有する入力トルク制限制御用の制御弁を備
   え、前記第１受圧室に前記油圧ポンプの吐出圧を導き前
   記油圧ポンプの入力トルクが制限値を超えないよう油圧
   ポンプの容量を制御すると共に、前記第２受圧室に電磁
   比例制御弁の出力圧を導き、前記入力トルクの制限値が
   目標入力トルクとなるよう制御する建設機械の油圧制御
   装置において、 作動油の温度を検出する油温検出手段と、 前記作動油温検出手段で検出した作動油の温度が上昇す
   ると、それに応じて前記電磁比例制御弁に与える駆動電
   流を減少するよう補正する制御手段とを備えることを特
   徴とする建設機械の油圧制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の建設機械の油圧制御装置に
   おいて、前記制御手段は、前記原動機の回転数情報に基
   づいて前記油圧ポンプの目標入力トルクを演算する第１
   演算手段と、前記作動油温が上昇するに従って大きくな
   るよう前記演算した目標入力トルクを補正する第２演算
   手段とを有し、前記入力トルクの制限値がその補正した
   目標入力トルクとなるよう前記駆動電流を決定すること
   を特徴とする建設機械の油圧制御装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の建設機械の油圧制御装置に
   おいて、前記制御手段は、前記第１演算手段で演算した
   目標入力トルクを前記入力トルクの制限値とするための
   前記電磁比例減圧弁の出力圧を演算する第３演算手段を
   更に有し、前記第２演算手段は、前記作動油温が上昇す
   るに従って大きくなる前記電磁比例減圧弁の出力圧の補
   正圧を演算し、前記第３演算手段で演算した出力圧から
   この補正圧を減算することを特徴とする建設機械の油圧
   制御装置。