JP2010048336A - 建設機械の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧アクチュエータへの圧油の供給の指令時に複数の可変容量型油圧ポンプの吐出油を合流させて油圧アクチュエータに供給でき、かつ、油圧アクチュエータへの圧油の供給に伴うポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる建設機械の油圧制御装置を提供すること。
【解決手段】目標エンジン回転数Ｎｔが規定エンジン回転数Ｎｔｒよりも低い状態ではコントローラ５１が電磁弁４４を第２弁位置ｂに切り換え、コントロールバルブ２６Ａ，２６Ｂ，２７のうちのコントロールバルブ２７にはパイロット弁３４のパイロット圧が付与されない状態にし、可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂの吐出油に可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油を合流させずにアームシリンダ１２に圧油を供給する。目標エンジン回転数Ｎｔが低い状態でなければコントローラ５１は電磁弁４４を第１弁位置ａにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられるものであり、複数の可変容量型油圧ポンプの吐出油を合流させて油圧アクチュエータに供給する建設機械の油圧制御装置に関する。

従来の建設機械の油圧制御装置は、油圧アクチュエータ、エンジンにより駆動される複数の可変容量型油圧ポンプと、油圧アクチュエータへの圧油の供給を指令する指令手段と、この指令手段による油圧アクチュエータへの圧油の供給の指令時に複数の可変容量型油圧ポンプの吐出油を合流させて油圧アクチュエータに供給する合流回路とを備えている。（特許文献１参照）
特許第３６０７５２９号公報

ところで、建設機械の油圧制御装置では、エンジンにより駆動されるすべてのポンプのポンプ吸収トルク（ポンプ入力トルク）の合計値がエンジン出力トルクを超えないように、すなわち、ポンプ吸収トルクの合計値の過剰によりエンジンストールが生じないように、可変容量型油圧ポンプに対しトルク一定制御を行う。このトルク一定制御ではポンプ吐出圧が所定圧力以上の範囲で上昇しているときにポンプ吐出圧の上昇に連動させてポンプ吐出流量を減少させ、これにより、ポンプ吐出圧の上昇に伴ってポンプ吸収トルクが所定値を超えることを抑えている。しかし、可変容量型油圧ポンプに対してトルク一定制御が行われている状態であってもポンプ吐出圧が急激に上昇した場合には、ポンプ吐出圧に対するポンプ吐出流量の減少に応答遅れが生じて、ポンプ吐出圧に対するポンプ吐出流量が瞬間的に過剰になり、ポンプ吸収トルクのサージが発生する。

可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクのサージは、可変容量型油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給開始直後に生じる。したがって、油圧アクチュエータへの圧油の供給の指令時に、複数の可変容量型油圧ポンプのそれぞれの吐出油を合流させて同時に油圧アクチュエータに供給した場合、それら複数の可変容量型油圧ポンプにおいて同時にポンプ吸収トルクのサージが生じ、それらのサージのピーク時が重なることになる。これにより、複数の可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクの合計値が激増してエンジン出力トルクを超え、エンジンストールを招くことがある。

本発明は、前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、油圧アクチュエータへの圧油の供給の指令時に複数の可変容量型油圧ポンプの吐出油を合流させて油圧アクチュエータに供給でき、かつ、油圧アクチュエータへの圧油の供給に伴うポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる建設機械の油圧制御装置を提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明の建設機械の油圧制御装置は次のように構成されている。

〔１〕 本発明の建設機械の油圧制御装置は、油圧アクチュエータと、エンジンにより駆動される第１，第２可変容量型油圧ポンプと、前記油圧アクチュエータへの圧油供給を指令する指令手段と、前記指令手段による前記油圧アクチュエータへの圧油の供給の指令時に前記第２可変容量型油圧ポンプの吐出油を前記第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に合流させて前記油圧アクチュエータに供給する合流回路と、を備えている建設機械の油圧制御装置において、前記第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に対する第２可変容量型油圧ポンプの合流を禁止可能な合流禁止手段を備えていて、前記合流禁止手段は、前記第２可変容量型油圧ポンプの吐出油を前記第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に合流させて前記油圧アクチュエータに供給すると前記第１，第２可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクの合計値がエンジンストールを招く大きさまで増大可能な状態のときに合流を禁止するよう設定されていることを特徴とする。第１，第２可変容量型油圧ポンプは１個ずつに限定されるものではなく、第１，第２可変容量型油圧ポンプがそれぞれ複数個である場合、第１可変容量型油圧ポンプが１個で第２可変容量型油圧ポンプが複数個である場合、第２可変容量型油圧ポンプが１個で第１可変容量型油圧ポンプが複数個である場合を含む。

このように構成された本発明において、第２可変容量型油圧ポンプの吐出油を第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に合流させて油圧アクチュエータに供給すると第１，第２可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクの合計値がエンジンストールを招く大きさまで増大可能な状態のときに、合流禁止手段は合流を禁止する。これにより、油圧アクチュエータへの圧油の供給に伴うポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる。

一方、第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に第２可変容量型油圧ポンプの吐出油を合流させて油圧アクチュエータに供給しても第１，第２可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクの合計値がエンジンストールを招く大きさまで増大しない状態であれば、合流禁止手段は合流を禁止しないので、油圧アクチュエータへの圧油の供給の指令時に複数の可変容量型油圧ポンプの吐出油を合流回路により合流させて油圧アクチュエータに供給できる。

〔２〕 「〔１〕」に記載の建設機械の油圧制御装置において、前記合流禁止手段は予め設定された条件に従って合流を禁止するよう設定されていて、前記条件は、目標エンジン回転数が予め設定された規定エンジン回転数よりも低い状態であることを含むよう設定されていることを特徴とするものであってもよい。規定エンジン回転数は、第１，第２可変容量型油圧ポンプのそれぞれの吐出油を合流させて同時に油圧アクチュエータに供給したときでも、ポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールが生じない十分なエンジン出力トルクを得られる回転数範囲内の値に設定される。つまり、本発明によれば、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であるときに限定して合流を禁止できる。

〔３〕 「〔１〕」に記載の建設機械の油圧制御装置において、前記条件は、作動油温が予め設定された規定油温よりも低い状態であることを含むよう設定されていることを特徴とするものであってもよい。規定油温は、例えば、第１，第２可変容量型油圧ポンプの運転に適した作動油の粘度を得られる温度範囲内の値に設定される。つまり、本発明によれば、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であり、かつ、作動油の粘度が過大な状態であることに起因してポンプ吸収トルクが大きくなりやすい状態であるときに限定して合流を禁止できる。

〔４〕 「〔２〕」または「〔３〕」に記載の建設機械の油圧制御装置において、前記条件は、エンジン冷却水温が予め設定された規定冷却水温よりも低いとき状態であることを含むよう設定されていることを特徴とするものであってよい。規定冷却水温は、定格エンジン出力トルクを得られる程度にエンジンが暖まっているとされる温度範囲内の値に設定される。つまり、本発明によれば、「〔２〕」に記載の建設機械の油圧制御装置において、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であり、かつ、エンジンが定格エンジン出力トルクを得られる程度にエンジンが暖まっていない状態であるときに限定して合流を禁止できる。また、「〔３〕」に記載の建設機械の油圧制御装置において、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であり、かつ、作動油の粘度が過大な状態であることに起因してポンプ吸収トルクが大きくなりやすい状態であり、かつ、定格エンジン出力トルクを得られる程度にエンジンが暖まっていない状態であるときに限定して合流を禁止できる。

〔５〕 「〔１〕」に記載の建設機械の油圧制御装置において、前記合流回路は、前記指令手段による指令に応じて前記第１可変容量型油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第１コントロールバルブと、前記指令手段による指令に応じて前記第２可変容量型油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第２コントロールバルブとを有するとともに、前記指令手段による指令に応じた前記第２コントロールバルブの作動によって前記第２可変容量型油圧ポンプの吐出油を前記第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に合流させるよう設定されていて、前記合流禁止手段は、前記指令手段により前記油圧アクチュエータへの圧油の供給が指令されたときに、前記第２可変容量型油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに圧油を導く方向への前記第２コントロールバルブの作動を遅らせる手段からなることを特徴とするものであってもよい。

このように構成された本発明では、指令手段により油圧アクチュエータへの圧油の供給が指令されたときに、合流禁止手段は、第２可変容量型油圧ポンプから油圧アクチュエータに圧油を導く方向への第２コントロールバルブの作動を、第１可変容量型油圧ポンプから油圧アクチュエータに圧油を導く方向への第１コントロールバルブの作動よりも遅らせる。これにより、油圧アクチュエータへの圧油の供給開始当初に、第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に対する第２可変容量型油圧ポンプの吐出油の合流が一時的に禁止された状態がつくられ、第１可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクのサージのピーク時に対して、第２可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクのサージのピーク時が遅れる。つまり、第１，第２可変容量型油圧ポンプのそれぞれの吐出油が合流して同時に油圧アクチュエータに供給される場合よりも第１，第２可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクの合計値のサージのピークが低くなる。したがって、油圧アクチュエータへの圧油の供給に伴う可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる。

本発明によれば、油圧アクチュエータへの圧油の供給の指令時に複数の可変容量型油圧ポンプの吐出油を合流させて油圧アクチュエータに供給でき、かつ、油圧アクチュエータへの圧油の供給に伴うポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる建設機械の油圧制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る建設機械の一例としての油圧ショベルについて図１を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係る建設機械の油圧制御装置が搭載される油圧ショベルの左側面図である。

図１に示すように、油圧ショベル１は、履帯２ａを駆動して走行する走行体２と、この走行体２上に旋回可能に設けられ運転室３ａおよび機械室３ｂを含んだ旋回体３と、この旋回体３の前部中央に設けられたフロント作業機４とを備えている。走行体２は左右両側のそれぞれに油圧モータからなる走行モータ１０を有し、これらを駆動源としている。旋回体３も油圧モータからなる旋回モータ（図示しない）を駆動源としている。

フロント作業機４は、旋回体３の前部中央に上下方向に回動可能に結合されたブーム５と、このブーム５の旋回体３側とは反対側の端部に回動可能に結合されたアーム６と、このアーム６のブーム５側とは反対側の端部に回動可能に結合されたバケット７とを有する。これらブーム５、アーム６、バケット７はそれぞれ油圧シリンダからなるブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、バケットシリンダ１３により駆動される。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る建設機械の油圧制御装置について、図２，３を用いて説明する。図２は本発明の第１実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。図３は図２に示した油圧制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。

図２に示す油圧制御装置２０は、油圧ショベル１を駆動する前述の複数の油圧アクチュエータ、すなわち、２つの走行モータ１０、旋回モータ、ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２およびバケットシリンダ１３を備えている。図２にはアームシリンダ１２のみを示し、それ以外の油圧アクチュエータは省略した。

油圧制御装置２０はさらに、エンジン２１により駆動される複数のメインポンプとして、２個の第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂと、１個の第２可変容量型油圧ポンプ２３とを備えている。第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａは、ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、右側の走行モータ１０に供給される圧油を吐出する。第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂは、ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、バケットシリンダ１３、左側の走行モータ１０に供給される圧油を吐出する。第２可変容量型油圧ポンプ２３は、アームシリンダ１２、旋回モータに供給される圧油を吐出する。

第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａと右側の走行モータ１０との間には、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａから右側の走行モータ１０に供給される圧油の流れを制御する走行用コントロールバルブ２４が設けられている。第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂと左側の走行モータ１０との間には、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂから左側の走行モータ１０に供給される圧油の流れを制御する走行用コントロールバルブ２５が設けられている。

第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａとアームシリンダ１２との間には、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａからアームシリンダ１２に供給される圧油の流れを制御する第１アーム用コントロールバルブ２６Ａが設けられている。第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂとアームシリンダ１２との間には、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂからアームシリンダ１２のボトム室に供給される圧油の流れを制御する第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂが設けられている。第２可変容量型油圧ポンプ２３とアームシリンダ１２との間には、第２可変容量型油圧ポンプ２３からアームシリンダ１２のボトム室に供給される圧油の流れを制御する第２アーム用コントロールバルブ２７が設けられている。

第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａとブームシリンダ１１との間には、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａからブームシリンダ１１に供給される圧油の流れを制御するブーム用コントロールバルブ２９が設けられている。第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂとブームシリンダ１１との間には、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂからブームシリンダ１１に供給される圧油の流れを制御するブーム用コントロールバルブ３０が設けられている。

第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂとバケットシリンダ１３との間には、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂからバケットシリンダ１３に供給される圧油の流れを制御するバケット用コントロールバルブ３１が設けられている。第２可変容量型油圧ポンプ２３と旋回モータとの間には、第２可変容量型油圧ポンプ２３から旋回モータに供給される圧油の流れを制御する旋回用コントロールバルブ３２が設けられている。

第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ、第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂおよび第２アーム用コントロールバルブ２７は、例えば油圧パイロット式バルブである。これら第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ、第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂおよび第２アーム用コントロールバルブ２７に付与されるパイロット圧は、エンジン２１により駆動されるパイロットポンプ３３の吐出圧を一次圧としてパイロット弁３４により生成される。つまり、パイロット弁３４はアームシリンダ１２への圧油の供給を指令する指令手段を構成している。なお、図２に示すパイロット弁３４は、アームシリンダ１２を伸長側へ操作するものを示し、収縮側へ操作するものは省略してある。第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ、第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂおよび第２アーム用コントロールバルブ２７のそれぞれには、パイロット管路３５Ａ〜３５Ｃのそれぞれを通じてパイロット圧が付与され、これに伴い、第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ、第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂおよび第２アーム用コントロールバルブ２７はすべて、圧油をアームシリンダ１２のボトム室に導く方向に作動する。アームシリンダ１２の収縮側の操作においても、同様に不図示のパイロット弁、パイロット管路により第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ，２６Ｂおよび第２アーム用コントロールバルブ２７のそれぞれに収縮側のパイロット圧が付与されて圧油をアームシリンダ１２のロッド室に導く方向に作動するができる。

油圧制御装置２０は、パイロット弁３４によりアームシリンダ１２のボトム室への圧油の供給が指令されたときにアームシリンダ１２のボトム室に対して第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油を合流させて導く合流回路３６を備えている。この合流回路３６は、第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ、第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂおよび第２アーム用コントロールバルブ２７と、合流管路３７とを含む。合流管路３７は、一端がアームシリンダ１２のボトム室に連通した幹管路３８と、この幹管路３８の他端から延びて第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ、第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂおよび第２アーム用コントロールバルブ２７のそれぞれの出口に連通した枝管路３９〜４１とを有する。枝管路４０にはアームシリンダ１２のボトム室から第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂに向かう方向の圧油の流れを阻止するチェック弁４２が設けられている。枝管路４１にはアームシリンダ１２のボトム室から第２アーム用コントロールバルブ２７に向かう方向の圧油の流れを阻止するチェック弁４３が設けられている。

特に、油圧制御装置２０は、第２アーム用コントロールバルブ２７にパイロット圧を導くパイロット管路３５Ｃに設けられパイロット弁３４と第２アーム用コントロールバルブ２７との間の連通と遮断を切換可能な弁として、電磁弁４４を備えている。この電磁弁４４の弁位置は、ソレノイドに制御信号Ｗが供給されて第１弁位置ａから第２弁位置ｂに切り換わる。

電磁弁４４の弁位置が第１弁位置ａのとき、パイロット弁３４により生成されたパイロット圧が第２アーム用コントロールバルブ２７に導かれる状態である。この状態ではパイロット弁３４により生成されたパイロット圧は第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ、第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂおよび第２アーム用コントロールバルブ２７に同時に付与される。つまり、第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ、第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂおよび第２アーム用コントロールバルブ２７が同時に切り換わって、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第３可変容量型油圧ポンプ２３のそれぞれの吐出油が合流して同時にアームシリンダ１２に供給される。

電磁弁４４の弁位置が第２弁位置ｂのとき、パイロット弁３４により生成されたパイロット圧は作動油タンク４５に逃がされる状態である。この状態ではパイロット弁３４により生成されたパイロット圧は第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ、第１アーム用コントロールバルブ２６Ｂに付与されるが、第２アーム用コントロールバルブ２７には付与されない。つまり、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂの吐出油に対して、第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油の合流が禁止されている。

さらに、油圧制御装置２０は、電磁弁４４に供給する制御信号Ｗを制御するコントローラ４６と、エンジン２１に指令する目標エンジン回転数Ｎｔを入力設定可能な入力装置４７とを備えている。コントローラ４６はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されたマイコンを有するものであって、目標エンジン回転数Ｎｔが予め設定された規定エンジン回転数Ｎｔｒよりも低い状態であるときに、電磁弁４４に制御信号Ｗを供給するよう設定されている。規定エンジン回転数Ｎｔｒは、例えば、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプ２３のそれぞれの吐出油を合流させて同時にアームシリンダ１２のボトム室に供給したときでも、ポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールが生じない十分なエンジン出力トルクを得られる回転数範囲内の値、例えばその回転数範囲の下限値に設定されている。

つまり、油圧制御装置２０においては、電磁弁４４とコントローラ４６とが第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂの吐出油に対する第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油の合流を禁止可能な合流禁止手段を構成しているとともに、この合流禁止手段が合流を禁止する予め設定された条件として、目標エンジン回転数Ｎｔが予め設定された規定エンジン回転数Ｎｔｒよりも低い状態であることが設定されている。

第１実施形態に係る油圧制御装置２０は次のように動作する。

図３に示すように、コントローラ４６は、入力装置４７により目標エンジン回転数Ｎｔが設定されると（Ｓ１１）、この目標エンジン回転数Ｎｔが規定エンジン回転数Ｎｔｒ以上かどうかを判定する（Ｓ１２）。「Ｎｔ≧Ｎｔｒ」と判定したとき、コントローラ４６は電磁弁４４への制御信号Ｗの供給を行わない、つまり、合流回路３６による合流は禁止されない（Ｓ１２→Ｓ１３）。

逆に「Ｎｔ＜Ｎｔｒ」と判定したとき、コントローラ４６は電磁弁４４に制御信号Ｗを供給して、合流回路３６による合流を禁止する（Ｓ１２→Ｓ１４）。つまり、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であるときに限定して、合流回路３６による合流が禁止される。

第１実施形態に係る油圧制御装置２０によれば次の効果を得られる。

油圧制御装置２０によれば、電磁弁４４とコントローラ４６とから構成された合流禁止手段によって、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因したエンジンストールのおそれのある低い状態であるときに合流を禁止して、アームシリンダ１２のボトム室への圧油の供給に伴うポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる。一方、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態でなければ合流禁止手段は合流を禁止しないので、アームシリンダ１２への圧油の供給の指令時に第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油を合流回路３６により合流させてアームシリンダ１２のボトム室に供給できる。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る建設機械の油圧制御装置について、図４，５を用いて説明する。図４は本発明の第２実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。図５は図４に示した油圧制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。図４において、図２に示したものと同等のものには、図２に付した符号と同じ符号を付してあり、それらの説明は省略する。

図４に示すように、第２実施形態に係る油圧制御装置５０は、第１実施形態に係る油圧制御装置２０のコントローラ４６とは異なる設定のコントローラ５１と、作動油タンク４５における作動油温を検出し検出値Ｔｔに相応する電気信号を出力する油温センサ５２とを備えている。

コントローラ５１は、目標エンジン回転数Ｎｔが予め設定された規定エンジン回転数Ｎｔｒよりも低い状態であることに加えて、作動油温の検出値Ｔｔが予め設定された規定油温Ｔｔｒよりも低い状態であるときに、電磁弁４４に制御信号Ｗを供給するよう設定されている。規定油温Ｔｔｒは、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプ２３の運転に適した作動油の粘度を得られる温度範囲内の値、例えば、その温度範囲の下限値に設定されている。

つまり、油圧制御装置５０においては、電磁弁４４とコントローラ５１とが第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂの吐出油に対する第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油の合流を禁止可能な合流禁止手段を構成しているとともに、この合流禁止手段が合流を禁止する予め設定された条件として、目標エンジン回転数Ｎｔが予め設定された規定エンジン回転数Ｎｔｒよりも低い状態であること、および、作動油温の検出値Ｔｔが予め設定された規定油温Ｔｔｒよりも低い状態であることが設定されている。

第２実施形態に係る油圧制御装置５０は次のように動作する。

図５に示すように、コントローラ５１は、入力装置４７により目標エンジン回転数Ｎｔが設定されると（Ｓ２１）、この目標エンジン回転数Ｎｔが規定エンジン回転数Ｎｔｒ以上かどうかを判定する（Ｓ２２）。また、作動油温の検出値Ｔｔが規定油温Ｔｔｒ以上かどうかを判定する（Ｓ２３）。「Ｎｔ≧Ｎｔｒ」かつ「Ｔｔ≧Ｔｔｒ」と判定したとき、コントローラ５１は電磁弁４４への制御信号Ｗの供給を行わない、すなわち、合流回路３６による合流を禁止しない（Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４）。

逆に「Ｎｔ＜Ｎｔｒ」または「Ｔｔ＜Ｔｔｒ」と判定したとき、コントローラ５１は電磁弁４４に制御信号Ｗを供給して、合流回路３６による合流を禁止する（Ｓ２２→Ｓ２５またはＳ２３→Ｓ２５）。つまり、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であり、かつ、作動油の粘度が過大な状態であることに起因してポンプ吸収トルクが大きくなりやすい状態であるときに限定して、合流回路３６による合流を禁止する。

第２実施形態に係る油圧制御装置５０によれば次の効果を得られる。

油圧制御装置５０によれば、電磁弁４４とコントローラ５１とから構成された合流禁止手段によって、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であり、かつ、作動油の粘度が過大な状態であることに起因してポンプ吸収トルクが大きくなりやすい状態であるときに、アームシリンダ１２のボトム室への圧油の供給に伴うポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる。一方、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態でも、作動油の粘度が過大な状態であることに起因してポンプ吸収トルクが大きくなりやすい状態でもなければ合流禁止手段は合流を禁止しないので、アームシリンダ１２への圧油の供給の指令時に第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油を合流回路３６により合流させてアームシリンダ１２のボトム室に供給できる。

〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態に係る建設機械の油圧制御装置について、図６，７を用いて説明する。図６は本発明の第３実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。図７は図６に示した油圧制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。図６において、図２に示したものと同等のものには、図２に付した符号と同じ符号を付してあり、それらの説明は省略する。

図６に示すように、第３実施形態に係る油圧制御装置６０は、第１実施形態に係る油圧制御装置２０のコントローラ４６とは異なる設定のコントローラ６１と、エンジン冷却水温を検出し検出値Ｔｅに相応する電気信号を出力する水温センサ６２とを備えている。

コントローラ６１は、目標エンジン回転数Ｎｔが予め設定された規定エンジン回転数Ｎｔｒよりも低い状態であることに加えて、エンジン冷却水温の検出値Ｔｅが予め設定された規定冷却水温Ｔｅｒよりも低い状態であるときに、電磁弁４４に制御信号Ｗを供給するよう設定されている。規定冷却水温Ｔｅｒは、定格エンジン出力トルクを得られる程度にエンジン２１が暖まっているとされる温度範囲内の値、例えば、この温度範囲の下限値に設定されている。

つまり、油圧制御装置６０においては、電磁弁４４とコントローラ６１とが第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂの吐出油に対する第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油の合流を禁止可能な合流禁止手段を構成しているとともに、この合流禁止手段が合流を禁止する予め設定された条件として、目標エンジン回転数Ｎｔが予め設定された規定エンジン回転数Ｎｔｒよりも低い状態であること、および、エンジン冷却水温の検出値Ｔｅが予め設定された規定冷却水温Ｔｅｒよりも低い状態であることが設定されている。

第３実施形態に係る油圧制御装置６０は次のように動作する。

図７に示すように、コントローラ６１は、入力装置４７により目標エンジン回転数Ｎｔが設定されると（Ｓ３１）、この目標エンジン回転数Ｎｔが規定エンジン回転数Ｎｔｒ以上かどうかを判定する（Ｓ３２）。また、エンジン冷却水温の検出値Ｔｅが規定冷却水温Ｔｅｒ以上かどうかを判定する（Ｓ３３）。「Ｎｔ≧Ｎｔｒ」かつ「Ｔe≧Ｔeｒ」と判定したとき、コントローラ６１は電磁弁４４への制御信号Ｗの供給を行わない、すなわち、合流回路３６による合流を禁止しない（Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４）。

逆に「Ｎｔ＜Ｎｔｒ」または「Ｔｅ＜Ｔｅｒ」と判定したとき、コントローラ６１は電磁弁４４に制御信号Ｗを供給して、合流回路３６による合流を禁止する（Ｓ３２→Ｓ３５またはＳ３３→Ｓ３５）。つまり、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であり、かつ、定格エンジン出力トルクが得られる程度にエンジン２１が暖まっていない状態であるときに限定して、合流回路３６による合流を禁止する。

第３実施形態に係る油圧制御装置６０によれば次の効果を得られる。

油圧制御装置６０によれば、電磁弁４４とコントローラ６１とから構成された合流禁止手段によって、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であり、かつ、定格エンジン出力トルクを得られる程度にエンジン２１が暖まっていない状態であるときに、アームシリンダ１２のボトム室への圧油の供給に伴うポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる。一方、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態でも、定格エンジン出力トルクを得られる程度にエンジンが暖まっていない状態でもなければ合流禁止手段は合流を禁止しないので、アームシリンダ１２への圧油の供給の指令時に第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油を合流回路３６により合流させてアームシリンダ１２のボトム室に供給できる。

〔第４実施形態〕
本発明の第４実施形態に係る建設機械の油圧制御装置について、図８，９を用いて説明する。図８は本発明の第４実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。図９は図８に示した油圧制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。図８において、図４，６に示したものと同等のものには、図４，６に付した符号と同じ符号を付してあり、それらの説明は省略する。

図８に示すように、第４実施形態に係る油圧制御装置７０は、第２実施形態に係る油圧制御装置５０と、第３実施形態係る油圧制御装置６０とを組み合わせたものである。つまり、油圧制御装置７０におけるコントローラ７１は、目標エンジン回転数Ｎｔが予め設定された規定エンジン回転数Ｎｔｒよりも低い状態であり、作動油温の検出値Ｔｔが予め設定された規定油温Ｔｔｒよりも低い状態であり、かつ、エンジン冷却水温の検出値Ｔｅが予め設定された規定冷却水温Ｔｅｒよりも低い状態であるときに、電磁弁４４に制御信号Ｗを供給するよう設定されている。

つまり、油圧制御装置７０においては、電磁弁４４とコントローラ７１とが第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂの吐出油に対する第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油の合流を禁止可能な合流禁止手段を構成しているとともに、この合流禁止手段が合流を禁止する予め設定された条件として、目標エンジン回転数Ｎｔが予め設定された規定エンジン回転数Ｎｔｒよりも低い状態であること、作動油温の検出値Ｔｔが予め設定された規定油温Ｔｔｒよりも低い状態であること、および、エンジン冷却水温の検出値Ｔｅが予め設定された規定冷却水温Ｔｅｒよりも低い状態であることが設定されている。

第４実施形態に係る油圧制御装置７０は次のように動作する。

図９に示すように、コントローラ７１は、入力装置４７により目標エンジン回転数Ｎｔが設定されると（Ｓ４１）、この目標エンジン回転数Ｎｔが規定エンジン回転数Ｎｔｒ以上かどうかを判定する（Ｓ４２）。また、作動油温の検出値Ｔｔが規定油温Ｔｔｒ以上かどうかを判定する（Ｓ４３）。また、エンジン冷却水温の検出値Ｔｅが規定冷却水温Ｔｅｒ以上かどうかを判定する（Ｓ４４）。「Ｎｔ≧Ｎｔｒ」かつ「Ｔｔ≧Ｔｔｒ」かつ「Ｔe≧Ｔeｒ」と判定したとき、コントローラ７１は電磁弁４４への制御信号Ｗの供給を行わない、すなわち、合流回路３６による合流を禁止しない（Ｓ４２→Ｓ４３→Ｓ４４→Ｓ４５）。

逆に「Ｎｔ＜Ｎｔｒ」、「Ｔｔ＜Ｔｔｒ」または「Ｔｅ＜Ｔｅｒ」と判定したとき、コントローラ７１は電磁弁４４に制御信号Ｗを供給して、合流回路３６による合流を禁止する（Ｓ４２→Ｓ４６、Ｓ４３→Ｓ４６またはＳ４４→Ｓ４６）。つまり、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であり、かつ、作動油の粘度が過大な状態であることに起因してポンプ吸収トルクが大きくなりやすい状態であり、かつ、エンジン出力トルクの定格値を出力できる程度にエンジン２１が暖まっていない状態であるときに限定して、合流回路３６による合流を禁止する。

第４実施形態に係る油圧制御装置７０によれば次の効果を得られる。

油圧制御装置７０によれば、電磁弁４４とコントローラ７１とから構成された合流禁止手段によって、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態であり、かつ、作動油の粘度が過大な状態であることに起因してポンプ吸収トルクが大きくなりやすい状態であり、かつ、定格エンジン出力トルクを得られる程度にエンジン２１が暖まっていない状態であるときに、アームシリンダ１２のボトム室への圧油の供給に伴うポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる。一方、エンジン回転数がポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールのおそれのある低い状態でも、作動油の粘度が過大な状態であることに起因してポンプ吸収トルクが大きくなりやすい状態でも、定格エンジン出力トルクを得られる程度にエンジンが暖まっていない状態でもなければ合流禁止手段は合流を禁止しないので、アームシリンダ１２への圧油の供給の指令時に第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油を合流回路３６により合流させてアームシリンダ１２のボトム室に供給できる。

〔第５実施形態〕
本発明の第５実施形態に係る建設機械の油圧制御装置について、図１０を用いて説明する。図１０は本発明の第５実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。図１０において、図２に示したものと同等のものには、図２に付した符号と同じ符号を付してある。

第５実施形態に係る油圧制御装置８０の合流禁止手段は、パイロット管路３５Ｃに設けられた絞り８２からなる。この絞り８２は、パイロット弁３４によりアームシリンダ１２への圧油の供給の指令に相当するパイロット圧が生成されたときに、第２可変容量型油圧ポンプ２３からアームシリンダ１２に圧油を導く方向への第２アーム用コントロールバルブ２７の作動を、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂからアームシリンダ１２に圧油を導く方向へのアーム用コントロールバルブ２６Ａ，２６Ｂの作動よりも遅らせる手段を構成している。

また、絞り８２は、第２アーム用コントロールバルブ２７にパイロット圧を導くパイロット管路３５Ｃに設けられたスローリターン弁８１に含まれている。このスローリターン弁８１により、第２アーム用コントロールバルブ２７へのパイロット圧の付与が絞り８２を通じて行われ、パイロット圧の除去はチェック弁８３を通じて行われることになる。

このように構成された第５実施形態に係る油圧制御装置８０では、パイロット弁３４によるアームシリンダ１２のボトム室への圧油の供給の指令時に、毎度、第２可変容量型油圧ポンプ２３からアームシリンダ１２に圧油を導く方向への第２アーム用コントロール弁２８の作動を、第１可変容量型油圧２２Ａ，２２Ｂポンプからアームシリンダ１２に圧油を導く方向への第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ，２６Ｂの作動よりも遅らせる。これにより、アームシリンダ１２のボトム室への圧油の供給開始当初に、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂの吐出油に対する第２可変容量型油圧ポンプ２３の吐出油の合流が一時的に禁止された状態がつくられ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂのポンプ吸収トルクのサージのピーク時に対して、第２可変容量型油圧ポンプ２３のポンプ吸収トルクのサージのピーク時が遅れる。つまり、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ，２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプ２３のそれぞれの吐出油が合流して同時にアームシリンダ１２のボトム室に供給される場合よりも、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクの合計値のサージのピークが低くなる。

第５実施形態に係る油圧制御装置８０によれば次の効果を得られる。

油圧制御装置８０では、絞り８２によって、アームシリンダ１２への圧油の供給開始当初に、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプ２３のそれぞれの吐出油が合流して同時にアームシリンダ１２のボトム室に供給される場合よりも、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ａ、第１可変容量型油圧ポンプ２２Ｂおよび第２可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクの合計値のサージのピークが低くなるようにすることができる。これにより、アームシリンダ１２への圧油の供給に伴う可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる。

油圧制御装置８０では、スローリターン弁８１に備えられた絞り８２を用いている。つまり、第２アーム用コントロールバルブ２７の復帰を、そのスローリターン弁８１のチェック弁８２によってアーム用コントロールバルブ２６Ａ，２６Ｂの復帰と同時に行わせることができる。これにより、パイロット弁３４によるアームシリンダ１２への圧油の供給量を減少させる指令や、供給停止の指令に対する応答性を十分に確保しつつ、アームシリンダ１２への圧油の供給に伴う可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクのサージに起因するエンジンストールを防止できる。

なお、前述した第５実施形態に係る油圧制御装置８１では、第２アーム用コントロールバルブ２７が油圧パイロット式バルブであり、パイロット弁３４によりアームシリンダ１２への圧油の供給の指令に相当するパイロット圧が生成されたときに、第２可変容量型油圧ポンプ２３からアームシリンダ１２に圧油を導く方向への第２アーム用コントロールバルブ２７の作動を、絞り８２によって第１アーム用コントロールバルブ２６Ａ，２６Ｂの作動よりも遅らせるようになっている。本発明はこれに限定されるものではない。第２アーム用コントロールバルブ２７が電磁弁等を含む電気パイロット式バルブであり、この第２アーム用コントロールバルブ２７への制御信号の付与をマイコン等の制御装置を用いて遅らせるようになっていてもよい。

本発明の実施形態に係る建設機械の油圧制御装置が搭載される油圧ショベルの左側面図である。 本発明の第１実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。 図２に示した油圧制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。 図４に示した油圧制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。 図６に示した油圧制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。 図８に示した油圧制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係る建設機械の油圧制御装置を示す油圧回路図である。

符号の説明

１ 油圧ショベル
２ 走行体
２ａ 履帯
３ 旋回体
３ａ 運転室
３ｂ 機械室
４ フロント作業機
５ ブーム
６ アーム
７ バケット
１０ 走行モータ
１１ ブームシリンダ
１２ アームシリンダ
１３ バケットシリンダ
２０ 油圧制御装置（第１実施形態）
２１ エンジン
２２Ａ，２２Ｂ 第１可変容量型油圧ポンプ
２３ 第２可変容量型油圧ポンプ
２４，２５ 走行用コントロールバルブ
２６Ａ，２６Ｂ 第１アーム用コントロールバルブ
２７ 第２アーム用コントロールバルブ
２９，３０ ブーム用コントロールバルブ
３１ バケット用コントロールバルブ
３２ 旋回用コントロールバルブ
３３ パイロットポンプ
３４ パイロット弁
３５Ａ〜３５Ｃ パイロット管路
３６ 合流回路
３７ 合流管路
３８ 幹管路
３９〜４１ 枝管路
４２，４３ チェック弁
４４ 電磁弁
４５ 作動油タンク
４６ コントローラ
４７ 入力装置
５０ 油圧制御装置（第２実施形態）
５１ コントローラ
５２ 油温センサ
６０ 油圧制御装置（第３実施形態）
６１ コントローラ
６２ 水温センサ
７０ 油圧制御装置（第４実施形態）
７１ コントローラ
８０ 油圧制御装置（第５実施形態）
８１ スローリターン弁
８２ 絞り
８３ チェック弁

Claims (5)

1. 油圧アクチュエータと、エンジンにより駆動される第１，第２可変容量型油圧ポンプと、前記油圧アクチュエータへの圧油供給を指令する指令手段と、前記指令手段による前記油圧アクチュエータへの圧油の供給の指令時に前記第２可変容量型油圧ポンプの吐出油を前記第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に合流させて前記油圧アクチュエータに供給する合流回路と、を備えている建設機械の油圧制御装置において、
   前記第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に対する第２可変容量型油圧ポンプの合流を禁止可能な合流禁止手段を備えていて、
   前記合流禁止手段は、前記第２可変容量型油圧ポンプの吐出油を前記第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に合流させて前記油圧アクチュエータに供給すると前記第１，第２可変容量型油圧ポンプのポンプ吸収トルクの合計値がエンジンストールを招く大きさまで増大可能な状態のときに合流を禁止するよう設定されている
   ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
2. 請求項１に記載の建設機械の油圧制御装置において、
   前記合流禁止手段は予め設定された条件に従って合流を禁止するよう設定されていて、
   前記条件は、目標エンジン回転数が予め設定された規定エンジン回転数よりも低い状態であることを含むよう設定されている
   ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
3. 請求項２に記載の建設機械の油圧制御装置において、
   前記条件は、作動油温が予め設定された規定油温よりも低い状態であることを含むよう設定されている
   ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
4. 請求項２または３に記載の建設機械の油圧制御装置において、
   前記条件は、エンジン冷却水温が予め設定された規定冷却水温よりも低いとき状態であることを含むよう設定されている
   ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
5. 請求項１に記載の建設機械の油圧制御装置において、
   前記合流回路は、前記指令手段による指令に応じて前記第１可変容量型油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第１コントロールバルブと、前記指令手段による指令に応じて前記第２可変容量型油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第２コントロールバルブとを有するとともに、前記指令手段による指令に応じた前記第２コントロールバルブの作動によって前記第２可変容量型油圧ポンプの吐出油を前記第１可変容量型油圧ポンプの吐出油に合流させるよう設定されていて、
   前記合流禁止手段は、前記指令手段により前記油圧アクチュエータへの圧油の供給が指令されたときに、前記第２可変容量型油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに圧油を導く方向への前記第２コントロールバルブの作動を遅らせる手段からなる
   ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。

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