JP2004036865A - 建設機械の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】馬力制御される少なくとも３つの油圧ポンプを備えたものにあって、第１，第２油圧ポンプから供給される圧油で駆動する特定アクチュエータと、第３油圧ポンプから供給される圧油で駆動する別のアクチュエータとの複合操作時に、良好な複合操作性を確保できる建設機械の油圧制御装置の提供。
【解決手段】ポンプ２，３の圧油で駆動する特定アクチュエータであるブームシリンダ１８と、ポンプ４の圧油で駆動する別のアクチュエータである旋回モータと、ブームシリンダ１８の伸長動作が不実施のときに、吐出量制御手段３０をポンプ２，３，４の吐出圧で駆動させるように制御し、吐出量制御手段３１をポンプ４の吐出圧のみで駆動させるように制御する減圧弁５９，６０，６１を備えるとともに、コントローラ３３が、ブームシリンダ１８の伸長動作に応じて減圧弁５９，６０，６１の駆動を変更制御可能な吐出量変更制御手段を備えた。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられ原動機により駆動される少なくとも３つの油圧ポンプを有する油圧制御装置に係り、特に馬力制御される各油圧ポンプからの吐出量の制御に特徴を有する建設機械の油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術として、例えば特開平５−１２６１０４号公報に示されるものがある。この従来技術は、建設機械例えば油圧ショベルに備えられるもので、エンジンと、このエンジンによって駆動する２つの可変容量型の油圧ポンプ、及び１つの固定容量型の油圧ポンプと、２つの可変容量型の油圧ポンプの吐出量を制御する吐出量制御手段と、２つの可変容量型の油圧ポンプから供給された圧油によって駆動するブームシリンダ（特定アクチュエータ）、固定容量型の油圧ポンプから供給された圧油によって駆動する旋回モータ（別のアクチュエータ）を含む複数のアクチュエータと、これらのアクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する方向制御弁を備えている。
【０００３】
固定容量型の油圧ポンプの吐出圧は、２つの可変容量型の油圧ポンプの吐出量を制御する吐出量制御手段に絞りを介して導かれるようになっている。
【０００４】
そして、２つの可変容量型の油圧ポンプの吸収トルクと、固定容量型の油圧ポンプの吸収トルクの総和が、ほぼエンジンの出力トルクと同じになるように、可変容量型の油圧ポンプの馬力制御をおこない、これによってエンジンの出力馬力を有効に活用できるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術のように、他のアクチュエータの負荷圧の影響による流量変動を嫌う旋回モータを、固定容量型の油圧ポンプに接続すれば、安定した旋回操作性を確保することができる。
【０００６】
しかし、特定アクチュエータであるブームシリンダの駆動による複合操作、例えば土砂のダンプ積み込み時におけるような旋回・ブーム上げの複合操作の起動時には、２つの可変容量型の油圧ポンプの吐出量制御手段に、旋回の大きな起動圧とブーム上げの起動圧の両方が与えられるために、２つの可変容量型の油圧ポンプの吐出量が著しく減少する。すなわち、固定容量型の油圧ポンプから旋回モータに供給される流量に比べて、可変容量型の油圧ポンプからブームシリンダに供給される流量が著しく少なくなる事態を生じる。これにより、旋回量に対してブーム上げ量が少なくなるアンマッチな状態となり、オペレータは慎重な手動操作により旋回とブーム上げをマッチングさせなければならず、疲労が増加する。この傾向は、バケットの荷の量が多いほど、すなわちブーム起動圧が高くなる程顕著なものとなる。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、馬力制御される少なくとも３つの油圧ポンプを備えたものにあって、第１，第２油圧ポンプから供給される圧油で駆動する特定アクチュエータと、第３油圧ポンプから供給される圧油で駆動する別のアクチュエータとの複合操作時に、良好な複合操作性を確保できる建設機械の油圧制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、この原動機によって駆動する第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプ、及び第３油圧ポンプと、上記第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプの吐出量を制御する第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段と、上記第３油圧ポンプの吐出量を制御する第３油圧ポンプ用吐出量制御手段と、上記第１，第２，第３油圧ポンプから供給された圧油によって駆動される複数のアクチュエータと、これらのアクチュエータに含まれ、上記第１，第２の油圧ポンプの少なくとも一方から供給される圧油によって駆動される特定アクチュエータ、及び上記第３の油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される別のアクチュエータと、上記各アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する方向制御弁を備えた建設機械の油圧制御装置において、上記第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプ、第３油圧ポンプが可変容量型の油圧ポンプから成り、上記特定アクチュエータの非駆動時に、上記第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段を、上記第１，第２油圧ポンプの吐出圧と上記第３油圧ポンプの吐出圧で駆動させるように制御し、上記第３油圧ポンプ用吐出量制御手段を、上記第３油圧ポンプの吐出圧のみで駆動させるように制御する吐出量制御弁を備えるとともに、上記特定アクチュエータの駆動時に、上記特定アクチュエータの負荷圧に応じて上記吐出量制御弁の駆動を変更制御可能な吐出量変更制御手段を備えた構成にしてある。
【０００９】
このように構成した本発明は、特定アクチュエータの非駆動時には、吐出量制御弁により第３油圧ポンプの吐出量制御手段が、第３油圧ポンプの吐出圧のみで駆動され、これにより第３油圧ポンプから吐出される圧油で駆動される上記別のアクチュエータの独立操作性を確保できる。
【００１０】
特定アクチュエータと別のアクチュエータの複合操作時には、吐出量変更制御手段により、特定アクチュエータの負荷圧に応じて吐出量制御弁の駆動が、馬力制御の範囲内で変更制御される。これにより、第３油圧ポンプ用吐出量制御手段を、第３油圧ポンプからの吐出量が抑え気味となるように、また第１，第２ポンプ用吐出量制御手段を、第１，第２油圧ポンプからの吐出量が増加気味となるように制御することができる。このように制御することにより、第３油圧ポンプから別のアクチュエータに供給される流量を抑制し、第１，第２油圧ポンプから特定アクチュエータに供給される流量を多くすることができ、これらの特定アクチュエータと別のアクチュエータとの良好な複合操作性を確保できる。
【００１１】
なお上記発明において、上記吐出量制御弁が、上記第１油圧ポンプの吐出圧を一次圧として上記第３油圧ポンプ用吐出量制御手段に供給可能な第１減圧弁と、上記第２油圧ポンプの吐出圧を一次圧として上記第３油圧ポンプ用吐出量制御手段に供給可能な第２減圧弁と、上記第３油圧ポンプの吐出圧を一次圧として上記第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段に供給可能な第３減圧弁とを含む構成にしてもよい。
【００１２】
また上記発明において、上記特定アクチュエータの非駆動及び駆動を検出する操作検出手段と、上記特定アクチュエータの負荷圧を検出する圧力検出手段とを備えるとともに、上記吐出量変更制御手段を含み、上記操作検出手段、圧力検出手段のそれぞれから出力される検出信号に応じて、上記吐出量制御弁を駆動させる制御信号を出力するコントローラを備えた構成にしてもよい。
【００１３】
また上記発明において、上記建設機械が油圧ショベルであり、上記特定アクチュエータの負荷圧がブームボトム圧であり、上記第３油圧ポンプで駆動される上記別のアクチュエータが旋回モータである構成にしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の建設機械の油圧制御装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態を示す油圧回路図である。
【００１６】
本実施形態は建設機械、例えば油圧ショベルに備えられるもので、同図１に示すように、原動機１と、この原動機１によって駆動される可変容量型の第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４、及びパイロットポンプ５を備えている。
【００１７】
第１油圧ポンプ２の吐出管路６に連通するセンタバイパス通路１６上には、図示しない走行右モータの駆動を制御する走行右用方向制御弁７、図示しないバケットシリンダの駆動を制御するバケット用方向制御弁８、特定アクチュエータ、例えばブームシリンダ１８の駆動を制御するブーム用第１方向制御弁９、図示しないアームシリンダの駆動を制御するアーム用第２方向制御弁１０を配置してある。
【００１８】
第２油圧ポンプ３の吐出管路１１に連通するセンタバイパス通路１７上には、図示しないアームシリンダの駆動を制御するアーム用第１方向制御弁１２、ブームシリンダ１８の駆動を制御するブーム用第２方向制御弁１３、予備用方向制御弁１４、及び図示しない走行左モータの駆動を制御する走行左用方向制御弁１５を配置してある。
【００１９】
第３油圧ポンプ４の吐出管路２１に連通するセンタバイパス通路２５上には、図示しないブレードを作動させる図示しないブレードシリンダの駆動を制御するブレード用方向制御弁２２と、図示しない別のアクチュエータ、例えば旋回モータの駆動を制御する旋回用方向制御弁２３を配置してある。
【００２０】
また、走行の直進性を確保するためのバケット用方向制御弁８、アーム用第１，第２方向制御弁１０，１２、ブーム用第１，第２方向制御弁９，１３及び予備用方向制御弁１４の切換え操作信号を受けて油路を連通・遮断する連通弁２６、第３油圧ポンプ４の吐出圧を規定するリリーフ弁２７と、パイロットポンプ５の吐出圧を規定するパイロットリリーフ弁２９と、パイロットポンプ５の吐出管路２８に接続され、オペレータの操作に応じてブーム用第１，第２方向制御弁９，１３への制御圧Ｂｕ，Ｂｄを発生するパイロット弁（比例減圧弁）３４と、ブーム上げの操作信号（制御圧Ｂｕ）を検出する操作検出手段、例えば圧力スイッチ３５と、ブームシリンダ１８のボトム圧すなわちブームボトム圧Ｐｂを検出する圧力検出手段、例えば圧力センサ３６とを備えている。
【００２１】
また本実施形態は、特定アクチュエータであるブームシリンダ１８の非駆動時、すなわち伸長動作時に、第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段３０を、第１，第２油圧ポンプ２，３の吐出圧と第３油圧ポンプ４の吐出圧で駆動させるように制御し、第３油圧ポンプ用吐出量制御手段３１を、第３油圧ポンプ４の吐出圧のみで駆動させるように制御する吐出量制御弁３２を備えている。さらに、上述した圧力スイッチ３５、圧力センサ３６が接続されるコントローラ３３が、ブームシリンダ１８の駆動時、すなわち伸長動作時に、ブームシリンダ１８の負荷圧、例えばブームボトム圧Ｐｂに応じて上述した吐出量制御弁３２の駆動を変更制御可能な吐出量変更制御手段を含んでいる。
【００２２】
なお、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第１、第２油圧ポンプ用吐出量制御手段３０、第３油圧ポンプ４、第３油圧ポンプ用吐出量制御手段３１、及び吐出量制御弁３２は、１つの構造体であるメインポンプユニット４０を構成している。
【００２３】
図２は図１に示す一実施形態に備えられる第１，第２油圧ポンプ２，３の吐出量制御手段３０と、第３油圧ポンプ４の吐出量制御手段３１と、これらの吐出量制御手段３０，３１を制御する吐出量制御弁３２を構成する第１，第２，第３減圧弁５９，６０，６１を示す図である。
【００２４】
第１，第２油圧ポンプ２，３の吐出量制御手段３０は、図２に示すように、第１油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１により第１，第２油圧ポンプ２，３の吐出量ｑ１，ｑ２を制御する第１制御ピストン５１と、第２油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ２により第１，第２油圧ポンプ２，３の吐出量ｑ１，ｑ２を制御する第２制御ピストン５２と、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３を一次圧として第１，第２油圧ポンプ２，３の吐出量ｑ１，ｑ２を制御する第３制御ピストン５３と、これらの制御ピストン５１，５２，５３と対抗する力を発生させる制御用ばね５４とを含んでいる。
【００２５】
第３油圧ポンプ４の吐出量制御手段３１は、第１油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１を一次圧として第３油圧ポンプ４の吐出量ｑ３を制御可能な第４制御ピストン５５と、第２油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ２を一次圧として第３油圧ポンプ４の吐出量ｑ３を制御可能な第５制御ピストン５６と、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３により第３油圧ポンプ４の吐出量ｑ３を制御する第６制御ピストン５７と、これらの制御ピストン５５，５６，５７と対抗する力を発生させる制御ばね５８とを含んでいる。
【００２６】
吐出量制御弁３２は、コントローラ３３から出力される制御信号Ａに応じて第１油圧ポンプ２の吐出圧Ｐ１を一次圧とする制御圧を第４制御ピストン５５に出力可能な第１減圧弁５９と、コントローラ３３から出力される制御信号Ｂに応じて第２油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ２を一次圧とする制御圧を第５制御ピストン５６に出力可能な第２減圧弁６０と、コントローラ３３から出力される制御信号Ｃに応じて第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３を一次圧とする制御圧を第３制御ピストン５３に出力する第３減圧弁６１とを含んでいる。
【００２７】
図３は本実施形態に備えられる上述した圧力スイッチ３５のオン・オフと、図２に示す第１，第２，第３減圧弁５９，６０，６１に出力される制御信号Ａ，Ｂ，Ｃとの関係を示す図である。
【００２８】
この図３に示すように、圧力スイッチ３５がオフのときは、コントローラ３３から第１減圧弁５９に出力される制御信号Ａはオフ、第２減圧弁６０に出力される制御信号Ｂもオフであり、第３減圧弁６１に出力される制御信号ＣはＰｓｍａｘである関係となっている。また、圧力スイッチ３５がオンのときは、第１減圧弁５９に出力される制御信号ＡはＰｍｍａｘ′、第２減圧弁６０に出力される制御信号ＢもＰｍｍａｘ′であり、第３減圧弁６１に出力される制御信号ＣはＰｓｍａｘ′である関係となっている。
【００２９】
図４は図２に示す第１，第２，第３減圧弁５９，６０，６１の出力パターンを総括的に示した図である。制御信号Ａ，Ｂ，Ｃがオフのときは、一次圧の大きさに拘わらず出力圧は０であり、制御信号Ａ，Ｂ，Ｃがオンのときは、一時圧が設定圧以下のときには出力圧は一次圧になり、一次圧が設定圧以上のときには出力圧は設定圧になる。図３の制御信号Ａ，Ｂ，Ｃの場合、第１，第２減圧弁５９，６０は、制御信号Ａ，Ｂがオフ（０）のときは出力圧は０であり、制御信号Ａ，Ｂがオンのときは一次圧が設定圧、すなわちＰｍｍａｘ′以下のときは一次圧を出力し、Ｐｍｍａｘ′以上のときはＰｍｍａｘ′を出力する。第３減圧弁６１は、制御信号Ｃがオフ（０）のときはなく、制御信号Ｃがオンのときは設定圧がＰｓｍａｘとＰｓｍａｘ′の２通りがあり、一次圧が設定圧（Ｐｓｍａｘ，Ｐｓｍａｘ′）以下のときには一次圧を出力し、一次圧が設定圧（Ｐｓｍａｘ，Ｐｓｍａｘ′）以上のときは設定圧（Ｐｓｍａｘ，Ｐｓｍａｘ′）を出力する。
【００３０】
図５は本実施形態に備えられる第１，第２油圧ポンプ２，３に係る特性を示す図で、（ａ）図は、第１，第２油圧ポンプ２，３の平均吐出圧〔（Ｐ１＋Ｐ２）／２〕と第１，第２油圧ポンプ２，３それぞれの吐出量（ｑ１，ｑ２）との関係を示す特性図、（ｂ）図は、第１，第２油圧ポンプ２，３の平均吐出圧〔（Ｐ１＋Ｐ２）／２〕と第１，第２油圧ポンプ２，３それぞれの吸収トルク（Ｔ１，Ｔ２）との関係を示す特性図、図６は本実施形態に備えられる第３油圧ポンプ４に係る特性図で、（ａ）図は、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３と吐出量ｑ３との関係を示す特性図、（ｂ）図は、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３と吸収トルクＴ３との関係を示す特性図である。
【００３１】
また、図７は本実施形態に備えられるコントローラ３３に含まれ、圧力センサ３６で検出されるブームボトム圧Ｐｂと、第１，第２，第３減圧弁５９，６０，６１の出力圧に相応する当該減圧弁５９，６０，６１に対する制御信号Ａ，Ｂ，Ｃの値との関係を設定する上述した吐出量制御変更手段を示す図である。
【００３２】
この図７に示す吐出量制御変更手段は、ブームボトム圧ＰｂがＰｂ１以下のときに第１，第２減圧弁５９，６０に与えられる制御信号Ａ，Ｂの値Ｐｍｍａｘ′が０であり、Ｐｂ１よりも大きくなるに従ってＰｍｍａｘ′の値が比例的に大きくなり、ブームボトム圧ＰｂがＰｂｍａｘ以上のときに制御信号Ａ，Ｂの値Ｐｍｍａｘ′が最大のＰｍｍａｘ（Ｐ１２ａ）となるように、ブームボトム圧Ｐｂと、第１，第２減圧弁５９，６０に与えられる制御信号Ａ，Ｂの値Ｐｍｍａｘ′との関係を設定してある。また、ブームボトム圧ＰｂがＰｂ１以下のときに、第３減圧弁６１に与えられる制御信号Ｃの値Ｐｓｍａｘ′が最大のＰｓｍａｘとなり、Ｐｂ１よりも大きくなるに従ってＰｓｍａｘ′の値が比例的に小さくなり、ブームボトム圧ＰｂがＰｂｍａｘ以上のときに第３減圧弁６１に与えられる制御信号Ｃの値Ｐｓｍａｘ′が０となるように、ブームボトム圧Ｐｂと、第３減圧弁６１に与えられる制御信号Ｃの値Ｐｓｍａｘ′との関係を設定してある。
【００３３】
このように構成した本実施形態の動作について以下に説明する。
【００３４】
本実施形態は、全ポンプ合計吸収トルクをＴ、図５の（ｂ）図に示すように、第１，第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクをＴ１，Ｔ２、図６の（ｂ）図に示すように、第３油圧ポンプ４の吸収トルクをＴ３、図１に示す原動機１の出力トルクをＴｅとしたとき、
Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３≦Ｔｅ
を満たしつつ、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を可変にしたものである。
【００３５】
（１）［圧力スイッチ３５がオフのとき］
図１に示す圧力スイッチ３５がオフで、ブーム用第１方向制御弁９、ブーム用第２方向制御弁１３に制御圧Ｂｕが出力されず、特定アクチュエータであるブームシリンダ１８の伸長動作が実施されないときには、コントローラ３３から図２に示す第１減圧弁５９に与えられる制御信号Ａ、第２減圧弁６０に与えられる制御信号Ｂの値はオフ（０）であり、これらの第１減圧弁５９、第２減圧弁６０は閉じられる。したがって、第１，第２油圧ポンプ２，３の吐出圧Ｐ１，Ｐ２が、第３油圧ポンプ用吐出量制御手段３１の第４制御ピストン５５、第５制御ピストン５６に与えられることがない。
【００３６】
また、コントローラ３３から図２に示す第３減圧弁６１に与えられる制御信号Ｃの値は、Ｐｓｍａｘであり、これにより第３減圧弁６１は開かれ、第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段３０の第３制御ピストン５３に第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３を一次圧とする制御圧Ｐｓｍａｘが与えられる。
【００３７】
この状態では、第３油圧ポンプ４は、図６の（ａ）図の「ラ−リ−ト−ナ−ニ」に沿って自己の吐出圧Ｐ３に応じてその吐出量ｑ３を変化させる。このことから、第３油圧ポンプ４の吸収トルクＴ３は図６の（ｂ）図のノ−ハ−ヒのとおりとなる。
【００３８】
また、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３は、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３に応じてその圧力−吐出量特性が変化する。すなわち、図６の（ａ）図のラ点では、図５の（ａ）図の「ア−イ−ウ−エ−オ」に沿って変化し、図６の（ａ）図のト点では図５の（ａ）図の「ア−イ−ウ−カ」に沿って変化し、図６の（ａ）図のナ点では、図５の（ａ）図の「ア−イ−キ」に沿って変化する。以下、上述のラ点のとき、ト点のとき、ナ点のときのそれぞれについて説明する。
【００３９】
（Ａ）［ラ点（第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３が０）のとき］
このとき、第３油圧ポンプ４の吸収トルクＴ３は、図６の（ｂ）図に示すように０であり、
Ｔ１＋Ｔ２＝２×Ｔｍａｘ１≦Ｔｅ
となる図５の（ｂ）図の曲線ａで示す「サ−シ−ス」上を平均吐出圧〔（Ｐ１＋Ｐ２）／２〕に従って変化する。なお、図５の（ａ）図の吐出量ｑ１，ｑ２の上限値ｑｍａｘは、第１，第２油圧ポンプ２，３の寸法上の制約により定まる。
【００４０】
（Ｂ）［ト点（第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３）がＰ３ｂのとき］
第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３が図６の（ａ）図に示すＰ３ｂ（＞０）のとき、同図６の（ｂ）図に示すように、第３油圧ポンプ４の吸収トルクＴ３はＴ３ｂであり、図示省略したメインリリーフ弁により規定された第１，第２油圧ポンプ２，３の使用圧力範囲
０≦〔（Ｐ１＋Ｐ２）／２〕≦Ｐｍａｘ　において、
Ｔ１＋Ｔ２≦２×Ｔｍａｘ２≦Ｔｅ−Ｔ３ｂ
を満たす図５の（ｂ）図の曲線ｂで示す「サ−セ−ソ−タ」上を平均吐出圧〔（Ｐ１＋Ｐ２）／２〕に従って変化する。ただし、「サ−セ」間は直線「サ−シ」上を移動する。
【００４１】
（Ｃ）［ナ点（第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３がＰｓｍａｘ）のとき］
第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３が図６の（ａ）図に示すＰｓｍａｘ（＞Ｐ３ｂ）のとき、図６の（ｂ）図に示すように、第３油圧ポンプ４の吸収トルクＴ３はＴ３ｍａｘ１であり、図示省略したメインリリーフ弁により規定された第１，第２油圧ポンプ２，３の使用圧力範囲
０≦〔（Ｐ１＋Ｐ２）／２〕≦Ｐｍａｘ　において、
Ｔ１＋Ｔ２≦２×Ｔｍａｘ３≦Ｔｅ−Ｔ３ｍａｘ１
を満たす図５の（ｂ）図の曲線ｃで示す「サ−チ−ツ−テ」上を平均吐出圧（Ｐ１＋Ｐ２）／２　に従って変化する。ただし、「サ−チ」間は、直線「サ−シ」上を移動する。
【００４２】
図６の（ａ）図のラ点からナ点（すなわち０≦Ｐ３≦Ｐｓｍａｘ）において、図５の（ａ）図に示す曲線ｂは、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３に応じて、曲線ａから曲線ｃの間を横方向に水平移動する。その場合は、
Ｔ１＋Ｔ２≦Ｔｅ−Ｔ３
を満たすようにであり、実験的または計算的に求められ、図２の第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段３０の第３制御ピストン５３の受圧面積により規定される。
【００４３】
第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３が、Ｐ３≧Ｐｓｍａｘの範囲では、第３減圧弁６１の設定圧がＰｓｍａｘに設定されているため、第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段３０の第３制御ピストン５３には、一定圧Ｐｓｍａｘが作用する。従って、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の吸収トルクＴ１，Ｔ２は、
Ｔ１＋Ｔ２≦２×Ｔｍａｘ３
を満たす「サ−チ−ツ−テ」上を平均吐出圧〔（Ｐ１＋Ｐ２）／２〕に従って変化し、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３の変動の影響を受けない。
【００４４】
一方、第３油圧ポンプ４は、図６の（ｂ）図の
Ｔ３＝Ｔ３ｍａｘ１
を満たすように、図６の（ａ）図の「ナ−ニ」上で吐出圧Ｐ３に応じて吐出量ｑ３を変化させる。
【００４５】
以上のようにして、
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３≦２×Ｔｍａｘ３＋Ｔ３ｍａｘ１≦Ｔｅ
を実現させることができる。
【００４６】
（２）［圧力スイッチ３５がオンのとき］
ブーム用第１方向制御弁９、ブーム用第２方向制御弁１３に制御圧Ｂｕが出力され、図１に示す圧力スイッチ３５がオンとなり、特定アクチュエータであるブームシリンダ１８の伸長動作が実施され、圧力センサ３６によってブームボトム圧Ｐｂが検出され、コントローラ３３に入力されたときには、コントローラ３３から図２に示す第１減圧弁５９に与えられる制御信号Ａの値、第２減圧弁６０に与えられる制御信号Ｂの値はＰｍｍａｘ′であり、この値に相応する制御圧を出力させるように第１減圧弁５９、第２減圧弁６０は開かれる。したがって、第１，第２油圧ポンプ２，３の吐出圧Ｐ１，Ｐ２を一次圧とする制御圧Ｐｍｍａｘ′が、第３油圧ポンプ用吐出量制御手段３１の第４制御ピストン５５、第５制御ピストン５６に与えられる。
【００４７】
また、コントローラ３３から図２に示す第３減圧弁６１に与えられる制御信号Ｃの値はＰｓｍａｘ′であり、これにより第３減圧弁６１は開かれ、第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段３０の第３制御ピストン５３に第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３を一次圧とする制御圧Ｐｓｍａｘ′が与えられる。
【００４８】
このときのブームボトム圧Ｐｂ−制御圧Ｐｍｍａｘ′，Ｐｓｍａｘ′の関係、すなわち図７に示す吐出量制御変更手段で設定される関係は、ブームボトム圧Ｐｂがそれぞれの点において（すなわち、バケットの積荷重などが異なるそれぞれの場合において）、旋回・ブーム上げ複合操作が最も良好な操作感で実現できるように、しかもＴ１＋Ｔ２＋Ｔ３≦Ｔｅ　を満たすように、実験的または計算的に求めたものである。
【００４９】
例えば、旋回・ブーム上げフルレバー操作で、９０°旋回したときに、バケットがダンプトラックの荷台よりも上に来るような操作が望ましい。あまりブームが上がり過ぎても、また上がらな過ぎても、旋回またはブームのいずれかのレバーを調整しなければならず、ダンプ積み作業時のオペレータの疲労が前述したように増加する。
【００５０】
（Ａ）［ブームボトム圧Ｐｂが、０≦Ｐｂ≦Ｐｂ１のとき］
図７に示すブームボトム圧Ｐｂ１、すなわち図１に示す圧力センサ３６で検出され、コントローラ３３に入力されるブームボトム圧Ｐｂ１は、バケット空荷、または空荷時と同等の吐出量配分で旋回・ブーム上げの操作性が確保できる最大の圧力である。このとき、図２に示す制御信号Ａ，Ｂの値Ｐｍｍａｘ′は、Ｐｍｍａｘ′＝０、制御信号Ｃの値Ｐｓｍａｘ′は、Ｐｓｍａｘ′＝Ｐｓｍａｘであり、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４は、前述した「（１）」の圧力スイッチ３５がオフのときと同様の動作をする。
【００５１】
（Ｂ）［ブームボトム圧Ｐｂが、Ｐｂ１≦Ｐｂ≦Ｐｂｍａｘのとき］
図７に示すブームボトム圧Ｐｂが、例えばＰｂ２であるときには、
Ｐｍｍａｘ′＝Ｐｍｍａｘ１、Ｐｓｍａｘ′＝Ｐｓｍａｘ１
となる。
【００５２】
このとき、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の吐出量ｑ１，ｑ２は、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３が０ならば、図５の（ａ）図の「ア−エ−オ」に沿って自己の吐出圧Ｐ１，Ｐ２に応じて変化し、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３が、Ｐ３≧Ｐｓｍａｘならば、図５の（ａ）図の「ア−ウ−カ」に沿って自己の吐出圧Ｐ１，Ｐ２に応じて変化し、第３油圧ポンプ４の吐出圧Ｐ３が、０≦Ｐ３≦Ｐｓｍａｘならば、Ｐ３の変化に応じて、図５の（ａ）図の曲線ａから曲線ｂの間を水平方向に移動した曲線上を自己の吐出圧Ｐ１，Ｐ２に応じて移動する。
【００５３】
一方、第３油圧ポンプ４の吐出量ｑ３は、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ１，Ｐ２が０ならば、図６の（ａ）図の「ラ−ナ−ニ」に沿って自己の吐出圧Ｐ３に応じて変化し、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ１，Ｐ２が、Ｐ１，Ｐ２≧Ｐｍｍａｘ１ならば、図６の（ａ）図の「ラ−ト−ヌ」に沿って自己の吐出圧Ｐ３に応じて変化し、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の吐出圧ｐ１，Ｐ２が、０≦Ｐ１，Ｐ２≦Ｐｍｍａｘ１ならば、Ｐ１，Ｐの変化に応じて、図６の（ａ）図に示す曲線ｄから曲線ｅの間を水平方向に平行移動した曲線上を自己の吐出圧Ｐ３に応じて移動する。
【００５４】
その移動度合いは、図２に示す第３油圧ポンプ用吐出量制御手段３１の第４制御ピストン５５と、第５制御ピストン５６の受圧面積により規定される。この第４制御ピストン５５と第５制御ピストン５６の受圧面積は、
Ｐｂ≧Ｐｂｍａｘ，　　　Ｐ１，Ｐ２≧Ｐｍｍａｘ
のときの最大ポンプ吸収トルクが、
Ｔｍａｘ１＋Ｔｍａｘ１＋Ｔ３ｍａｘ３≦Ｔｅ
となるように設定される。
【００５５】
以上のような状態にあっては、図５の（ａ）図の第１，第２油圧ポンプ２，３の平均吐出圧〔（ｐ１＋ｐ２）／２〕−吐出量（ｑ１，ｑ２）特性は、曲線ａと曲線ｂとの間の曲線となり、図６の（ａ）図の第３油圧ポンプ４の吐出圧（ｐ３）−吐出量（ｑ３）特性は、曲線ｄと曲線ｅとの間の曲線となる。このとき、図５の（ｂ）図の第１，第２油圧ポンプ２，３の平均吐出圧〔（Ｐ１＋Ｐ２）／２〕−吸収トルク（Ｔ１，Ｔ２）特性は、Ｔｍａｘ１とＴｍａｘ２との間の値Ｔｍａｘ１２として存在し、図６の（ｂ）図の第３油圧ポンプ４の吐出圧（Ｐ３）−吸収トルク（Ｔ３）特性は、Ｔ３ｍａｘ１とＴ３ｍａｘ２との間の値Ｔ３ｍａｘ１２として存在する。
【００５６】
すなわち、Ｔｍａｘ１２＋Ｔｍａｘ１２＋Ｔ３ｍａｘ１２≦Ｔｅ
を満たすように、図７に示すＰｍｍａｘ１，Ｐｓｍａｘ１は設定される。
【００５７】
（Ｃ）［ブームボトム圧Ｐｂが、Ｐｂ≧Ｐｂｍａｘのとき］
このとき図７に示すように、Ｐｓｍａｘ′＝０となり、すなわちコントローラ３３から第３減圧弁６１にＰｓｍａｘ′＝０の値の制御信号Ｃが出力され、第３減圧弁６１が閉じられる。これにより、第１，第２油圧ポンプ２，３の第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段３０の第３制御ピストン５３に第３油圧ポンプ４からの制御圧は与えられなくなり、第１，第２油圧ポンプ２，３は、図５の（ａ）図に示す「ア−エ−オ」に沿う大きな吐出量を出力する。このとき、第１，第２油圧ポンプ２，３の吸収トルクＴ１，Ｔ２は、図５の（ｂ）図の「サ−シ−ス」に沿って変化する。すなわち、
Ｔ１＋Ｔ２≦２×Ｔｍａｘ１
である。
【００５８】
一方、図７に示すように、Ｐｍｍａｘ′＝Ｐｍｍａｘ（Ｐ１２ａ）となり、すなわちコントローラ３３から第１減圧弁５９、第２減圧弁６０に、Ｐｍｍａｘ′＝Ｐｍｍａｘの値の制御信号Ａ，Ｂが出力され、第１減圧弁５９、第２減圧弁６０は開かれた状態を維持する。これにより、第３油圧ポンプ用吐出量制御手段３１の第４制御ピストン５５、第５制御ピストン５６にＰｍｍａｘの制御圧が与えられ、第３油圧ポンプ４は図６の（ａ）図の「ラ−ト−ヌ」に沿ってその吐出量を変化させる。「ト−ヌ」間は曲線ｅに沿って変化するが、この曲線ｅは第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の吐出圧Ｐ１，Ｐ２に応じて曲線ｄから曲線ｆの間を水平方向に移動する。Ｐ１＝Ｐ２＝０のとき曲線ｄであり、Ｐ１，Ｐ２≧Ｐｍｍａｘ（Ｐ１２ａ）のとき、曲線ｆである。このとき常に、
Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３≦Ｔｅ
を満たしている必要があり、Ｔ１，Ｔ２≦Ｔｍａｘ１　であるので、
Ｔ３≦Ｔ３ｍａｘ３≦Ｔｅ−２×Ｔｍａｘ１
となる。
【００５９】
したがって、例えばブームボトム圧ＰｂがＰｂｍａｘとなるような旋回・ブーム上げ複合操作が実施されるときには、第１，第２油圧ポンプ２，３の吐出量ｑ１，ｑ２は図５の（ａ）図の「ア−エ−オ」に沿う大きな吐出量を確保でき、この大きな吐出量ｑ１，ｑ２を特定アクチュエータであるブームシリンダ１８に供給できる。また、第３油圧ポンプ４の吐出量ｑ３は、図６の（ａ）図の曲線ｆに沿う抑えた吐出量ｑ３となり、図示しない旋回モータに抑えた流量が供給される。これにより、良好な旋回・ブーム上げ複合操作を実現できる。
【００６０】
以上のように、本実施形態では、特定アクチュエータすなわちブームシリンダ１８の伸長動作が実施されず、圧力スイッチ３５がオフの状態では、第１減圧弁５９、第２減圧弁６０が閉じられて第３油圧ポンプ用吐出量制御手段３１の第４制御ピストン５５、第５制御ピストン５６に制御圧が与えられず、この第３油圧ポンプ用吐出量制御手段３１は、第３油圧ポンプ４の自己圧Ｐ３が第６制御ピストン５７に与えられることにより駆動する。したがって、この第３油圧ポンプ４から吐出される圧油で駆動される別のアクチュエータである図示しない旋回モータの独立操作性、すなわち旋回独立操作性を確保できる。
【００６１】
また例えば、上述したように、旋回・ブーム上げ複合操作に際しては、コントローラ３３に含まれる吐出量変更制御手段により、特定アクチュエータであるブームシリンダ１８に比較的大きな流量を供給できる一方、別のアクチュエータである図示しない旋回モータに供給される流量を抑え気味に制御でき、これにより良好な旋回・ブーム上げ複合操作性を確保することができる。したがって、この複合操作中に、オペレータによる慎重な手動操作を要することが少なくなり、この複合操作に伴うオペレータの疲労を軽減させることができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の建設機械の油圧制御装置は、以上の構成にしてあることから、馬力制御される少なくとも３つの油圧ポンプを備えたものにあって、第１，第２油圧ポンプから供給される圧油で駆動する特定アクチュエータと、第３油圧ポンプから供給される圧油で駆動する別のアクチュエータとの複合操作時に、良好な複合操作性を確保でき、この複合操作を実施するオペレータの疲労を従来に比べて軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す一実施形態に備えられる第１，第２油圧ポンプの吐出量制御手段と、第３油圧ポンプの吐出量制御手段と、これらの吐出量制御手段を制御する吐出量制御弁を構成する第１，第２，第３減圧弁を示す図である。
【図３】図１に示す一実施形態に備えられる圧力スイッチのオン・オフと、図２に示す第１，第２，第３減圧弁に出力される制御信号との関係を示す図である。
【図４】図２に示す第１，第２，第３減圧弁の出力圧パターンを総括的に示した図である。
【図５】図１に示す一実施形態に備えられる第１，第２油圧ポンプに係る特性を示す図で、（ａ）図は第１，第２油圧ポンプの平均吐出圧と第１，第２油圧ポンプそれぞれの吐出量との関係を示す特性図、（ｂ）図は第１，第２油圧ポンプ平均吐出圧と第１，第２油圧ポンプそれぞれの吸収トルクとの関係を示す特性図である。
【図６】図１に示す一実施形態に備えられる第３油圧ポンプに係る特性を示す図で、（ａ）図は第３油圧ポンプの吐出圧と吐出量との関係を示す特性図、（ｂ）図は第３油圧ポンプ吐出圧と吸収トルクとの関係を示す特性図である。
【図７】図１に示す一実施形態に備えられるコントローラに含まれ、ブームボトム圧と減圧弁に対する制御信号の値（制御圧）との関係を設定する吐出量制御変更手段を示す図である。
【符号の説明】
１　　原動機
２　　第１油圧ポンプ
３　　第２油圧ポンプ
４　　第３油圧ポンプ
５　　パイロットポンプ
９　　ブーム用第１方向制御弁
１３　ブーム用第２方向制御弁
１８　ブームシリンダ（特定アクチュエータ）
３０　第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段
３１　第３油圧ポンプ用吐出量制御手段
３２　吐出量制御弁
３３　コントローラ
３４　パイロット弁
３５　圧力スイッチ（操作検出手段）
３６　圧力センサ（圧力検出手段）
４０　メインポンプユニット
５１　第１制御ピストン
５２　第２制御ピストン
５３　第３制御ピストン
５４　制御用ばね
５５　第４制御ピストン
５６　第５制御ピストン
５７　第６制御ピストン
５８　制御用ばね
５９　第１減圧弁（吐出量制御弁）
６０　第２減圧弁（吐出量制御弁）
６１　第３減圧弁（吐出量制御弁）

Claims (4)

1. 原動機と、この原動機によって駆動する第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプ、及び第３油圧ポンプと、上記第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプの吐出量を制御する第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段と、上記第３油圧ポンプの吐出量を制御する第３油圧ポンプ用吐出量制御手段と、上記第１，第２，第３油圧ポンプから供給された圧油によって駆動される複数のアクチュエータと、これらのアクチュエータに含まれ、上記第１，第２の油圧ポンプの少なくとも一方から供給される圧油によって駆動される特定アクチュエータ、及び上記第３の油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される別のアクチュエータと、上記各アクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する方向制御弁を備えた建設機械の油圧制御装置において、
   上記第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプ、第３油圧ポンプが可変容量型の油圧ポンプから成り、
   上記特定アクチュエータの非駆動時に、上記第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段を、上記第１，第２油圧ポンプの吐出圧と上記第３油圧ポンプの吐出圧で駆動させるように制御し、上記第３油圧ポンプ用吐出量制御手段を、上記第３油圧ポンプの吐出圧のみで駆動させるように制御する吐出量制御弁を備えるとともに、
   上記特定アクチュエータの駆動時に、上記特定アクチュエータの負荷圧に応じて上記吐出量制御弁の駆動を変更制御可能な吐出量変更制御手段を備えたことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
2. 上記吐出量制御弁が、上記第１油圧ポンプの吐出圧を一次圧として上記第３油圧ポンプ用吐出量制御手段に供給可能な第１減圧弁と、上記第２油圧ポンプの吐出圧を一次圧として上記第３油圧ポンプ用吐出量制御手段に供給可能な第２減圧弁と、上記第３油圧ポンプの吐出圧を一次圧として上記第１，第２油圧ポンプ用吐出量制御手段に供給可能な第３減圧弁とを含むことを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧制御装置。
3. 上記特定アクチュエータの非駆動及び駆動を検出する操作検出手段と、上記特定アクチュエータの負荷圧を検出する圧力検出手段とを備えるとともに、
   上記吐出量変更制御手段を含み、上記操作検出手段、圧力検出手段のそれぞれから出力される検出信号に応じて、上記吐出量制御弁を駆動させる制御信号を出力するコントローラを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の油圧制御装置。
4. 上記建設機械が油圧ショベルであり、上記特定アクチュエータの負荷圧がブームボトム圧であり、上記第３油圧ポンプで駆動される上記別のアクチュエータが旋回モータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建設機械の油圧制御装置。

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