JP2013531207A

JP2013531207A - 建設機械の油圧ポンプ制御装置

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Publication number: JP2013531207A
Application number: JP2013518203A
Authority: JP
Inventors: ドンスキム; キョンソプイ
Original assignee: ボルボコンストラクションイクイップメントアーベー
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: US9309899B2; WO2012002589A1; CN102985704B; KR20130095629A; EP2589822B1; JP5714703B2; KR101720694B1; CN102985704A; EP2589822A4; US20130098022A1; EP2589822A1

Abstract

【課題】掘削機などの建設機械に取り付けられるネガティブ制御方式の油圧ポンプ制御装置を提供する。
【解決手段】本発明による建設機械の油圧ポンプ制御装置において、制御信号圧力を保存する蓄圧機と、制御信号の印加によって切り換わるときに、蓄圧機からの信号圧力とネガティブ信号圧力のうち何れか一つの圧力をレギュレータに供給するソレノイド弁と、運転者の操作によってソレノイド弁に印加される制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段とを備え、エンジンの始動の際にソレノイド弁の切り換えによって、蓄圧機から供給される作動油によってネガティブ信号圧力を補償して、油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することを特徴とする油圧ポンプ制御装置を提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ネガティブ制御方式の油圧ポンプ制御装置に係り、さらに詳細には、高地または大気の温度が低い作業環境で掘削機などのエンジンを円滑に始動させることができる建設機械の油圧ポンプ制御装置に関する。

一般的に、可変容量型メイン油圧ポンプの吐出流量を制御するにあたって、油圧アクチュエータに供給される作動油を制御するために、制御弁に入力される信号圧に比例して油圧ポンプの吐出流量を制御するポジティブ制御方式（ｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ）（図１ａを参照）と、制御弁の下流側に生成されるネガティブ信号圧力に反比例して油圧ポンプの吐出流量を制御するネガティブ制御方式（ｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ）（図１ｂを参照）とが使用される。

一方、始動モータによって始動するエンジンは、作業場所が高地であるか、または大気の温度の低い冬期である場合には、酸素の不足、圧力の低下のような要因によって、燃料や空気を適切に組み合わせてシリンダに噴射する能力が欠けている。それにより、エンジンの初期の始動が困難になる。

始動性は、初期の始動モータにより駆動される回転速度が大きな影響を及ぼすが、始動モータを設計するにあたって、その容量は一定に限定される。特に、掘削機の場合、エンジンＰＴＯ（ｐｏｗｅｒｔａｋｅｏｆｆ）に連結された多様な種類の油圧ポンプが起動性を低下させる抵抗負荷として作用して、エンジンが始動しない場合がたびたび発生する。

図２に示される従来の技術によるネガティブ制御方式の油圧ポンプ制御装置は、エンジン（図示せず）に連結される可変容量型油圧ポンプ１と、油圧ポンプ１のバイパス通路３に設けられて、操作レバー（図示していないＲＣＶをいう）を操作することによって油圧ポンプ１から吐出された流量を制御する制御弁２と、制御弁２の切り換えの際に供給される作動油によって駆動されるブームシリンダなどの油圧アクチュエータ（図示せず）と、バイパス通路３の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を生成するオリフィス４と、ネガティブ信号圧力によって作動し、油圧ポンプ１の斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータ５とを備える。

前述のような油圧ポンプ制御装置において、運転者が操作レバー（ＲＣＶ）を操作しない場合、前記制御弁２のスプールが中立位置にあることによって、油圧ポンプ１から吐出されるすべての作動油がオリフィス４を経由して油圧タンクＴに戻る。このとき、オリフィス４に高い圧力が形成されるため、図１ｂに示されるように、ネガティブ信号圧力が高い場合、油圧ポンプ１の吐出流量が最小になるように、レギュレータ５によって油圧ポンプ１の斜板傾転角を制御する。

一方、運転者が操作レバーを操作して制御弁２を切り換える場合、油圧ポンプ１から吐出される作動油は油圧アクチュエータに供給される。このとき、制御弁２のスプールの切り換え量によって、バイパス通路３を通過する流量が次第に減少する。それにより、オリフィス４に形成されるネガティブ信号圧力が低下するため、油圧アクチュエータを駆動できる流量が吐出されるように、レギュレータ５によって油圧ポンプ１の斜板傾転角を制御する。

この場合、エンジンが停止状態に置かれていれば、制御弁２のスプールが中立位置を維持していたとしても、バイパス通路３に供給される流量はない。すなわち、油圧ポンプ１の斜板傾転角は、初期の高い流量を吐出する斜板角に位置するため、エンジンの初期始動の際に相対的に高い起動トルクが要求される。

前述のように、ネガティブ制御方式の油圧ポンプが取り付けられる建設機械において、エンジンの作動を中止させる場合、油圧ポンプの斜板傾転角は最大容量の状態で停止する。

一方、エンジンを作動させる場合、ネガティブ信号圧力が形成されていない状態では、油圧ポンプの斜板傾転角が最大容量の状態になる。すなわち、エンジンの始動の際にネガティブ信号圧力を発生させる制御弁が中立位置にあるとき、流量が少なくネガティブ信号圧力が十分でない場合、油圧ポンプの斜板傾転角は大きい容量をそのまま維持する。

また、冬期の低温の条件下では作動油の粘度が上昇するため、撹拌トルクが大きくなり、メイン油圧ポンプの回転に要求されるトルクは正常の条件下でより相対的に大きくなる。

本発明は、エンジンの初期始動の際に油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することによって始動性を確保することができる建設機械の油圧ポンプ制御装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、エンジンの初期始動の際にネガティブ信号圧力が形成できない低い回転数で回転する場合にも、油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することによって、エンジンの回転数を迅速に設定された回転数に上昇させることができる建設機械の油圧ポンプ制御装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、ネガティブ制御方式の油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持するように油圧システムを作動させることができるため、エンジンの始動が困難な作業環境の条件下において、そのエンジンの始動性を向上させることによって、運転者に便利さを提供することができる建設機械の油圧ポンプ制御装置を提供することを目的とする。

本発明の第１実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置は、エンジンと、前記エンジンを起動させる始動モータと、前記エンジンに連結される可変容量型の油圧ポンプと、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、前記油圧ポンプのバイパス通路に設けられて、前記操作レバーの操作によって前記油圧ポンプから吐出される流量を制御する制御弁と、前記制御弁の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を生成するオリフィスと、前記油圧ポンプの斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータとを備える建設機械において、ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機と、ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに、前記蓄圧機からの信号圧力と前記ネガティブ信号圧力のうち何れか一つの圧力を前記レギュレータに供給するソレノイド弁と、運転者の操作によって前記ソレノイド弁に印加される制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段とを備え、前記エンジンの始動の際に前記ソレノイド弁の切り換えによって、前記蓄圧機から供給される作動油によって前記ネガティブ信号圧力を補償して、前記油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することができる。

本発明の第２実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置は、エンジンと、前記エンジンを起動させる始動モータと、前記エンジンに連結される可変容量型の油圧ポンプと、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、前記油圧ポンプのバイパス通路に設けられて、前記操作レバーの操作によって前記油圧ポンプから吐出される流量を制御する制御弁と、前記制御弁の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィスと、前記油圧ポンプの斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータとを備える建設機械において、ポンプ制御のための制御信号圧力を保存する蓄圧機と、ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに、前記蓄圧機からの信号圧力を供給または遮断するソレノイド弁と、前記ソレノイド弁及びネガティブ信号圧力ポートに入口側が連結され、レギュレータポートに出口側が連結されるシャトル弁と、運転者の操作によって前記ソレノイド弁に印加される制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段とを備え、前記エンジンの始動の際に前記ソレノイド弁が切り換わることによって、前記蓄圧機から供給される作動油によって前記ネガティブ信号圧力を補償して、前記油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することができる。

本発明の第３実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置は、エンジンと、前記エンジンを起動させる始動モータと、前記エンジンに連結される可変容量型の油圧ポンプと、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、前記油圧ポンプのバイパス通路に設けられて、前記操作レバーの操作によって前記油圧ポンプから吐出される流量を制御する制御弁と、前記制御弁の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィスと、前記油圧ポンプの斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータとを備える建設機械において、ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機と、ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに、前記蓄圧機からの信号圧力を供給または遮断するソレノイド弁と、前記ソレノイド弁及びネガティブ信号圧力ポートに入口側が連結され、レギュレータポートに出口側が連結されるシャトル弁と、運転者の操作によって前記ソレノイド弁に印加される制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段と、前記操作レバーロック手段の操作信号の入力を受け、前記操作レバーロック手段がロック位置に転換された場合、前記ソレノイド弁に制御信号を出力するコントローラとを備え、前記エンジンの始動の際に前記ソレノイド弁の切り換えによって、前記蓄圧機から供給される作動油によって前記ネガティブ信号圧力を補償して、前記油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することができる。

本発明の第４実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置は、エンジンと、前記エンジンを起動させる始動モータと、前記エンジンに連結される可変容量型の油圧ポンプと、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、前記油圧ポンプのバイパス通路に設けられて、前記操作レバーの操作によって前記油圧ポンプから吐出される流量を制御する制御弁と、前記制御弁の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィスと、前記油圧ポンプの斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータとを備える建設機械において、ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機と、ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに、前記蓄圧機からの信号圧力を供給または遮断するソレノイド弁と、前記ソレノイド弁及びネガティブ信号圧力ポートに入口側が連結され、レギュレータポートに出口側が連結されるシャトル弁と、運転者の操作によって前記ソレノイド弁に印加される制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段と、前記操作レバーのロック手段がロック位置に転換されるときに電源が入力され、出力端が前記ソレノイド弁及びリレー駆動部の信号と並列に連結され、エンジン始動キーからの入力信号によって駆動されるリレーとを備え、前記エンジンの始動の際に前記ソレノイド弁が切り換わることによって、前記蓄圧機から供給される作動油によって前記ネガティブ信号圧力を補償して、前記油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することができる。

さらに好ましい実施形態によれば、前述のエンジンに連結され、操作レバーロック手段の安全レバーがロック位置に転換されるとき、ソレノイド弁を介してレギュレータに信号圧力を供給するパイロットポンプを備える。

前記ソレノイド弁は、蓄圧機ポートとネガティブ信号圧力ポートのうち何れか一つをレギュレータポートに連結するように３ポートソレノイド弁から構成され、切換えの際、蓄圧機ポートをレギュレータポートに連結するか、またはネガティブ信号圧力ポートをレギュレータポートに連結する。

前記操作レバーロック手段は、その安全レバーがロック位置に転換される際、スイッチがオンになり、ソレノイド弁に切換のための制御信号を出力するスイッチを備える。

前記コントローラは、エンジン始動キーから信号入力を受けて、始動キーが作動すると、ソレノイド弁に切換のための制御信号を出力し、操作レバーロック手段の操作信号が解除状態に転換されると、ソレノイド弁に印加される電源を遮断する。

前述のような本発明の実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置は以下のような利点を有する。

エンジンの初期始動時に油圧ポンプの斜板傾転角を最低容積率に制御することによってエンジンの始動性を向上させることができる。

また、エンジンの始動性が低下する作業環境で作業する場合、運転者が一般的な作業環境（低温、高地以外の作業環境をいう）での作業装置の操作パターンのみで作業装置を駆動させることができるため、運転者に利便性を提供することができる。

油圧ポンプの流量を制御する制御方式を示す図で、（ａ）は、ポジティブ制御方式を示すグラフであり、(ｂ)は、ネガティブ制御方式を示すグラフである。従来の技術による建設機械の油圧ポンプ制御装置の油圧回路図である。本発明の第１実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置の油圧回路図である。本発明の第２実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置の油圧回路図である。本発明の第３実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置の油圧回路図である。本発明の第４実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置の油圧回路図である。本発明の実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置を説明するためのグラフである。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明するが、これは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより、本発明の技術的な思想及び範囲が限定されることを意味するものではない。

図３に示す本発明の第１実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置は、エンジン１０と、エンジン１０を起動させる始動モータと、エンジン１０に連結される可変容量型油圧ポンプ１１と、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバー（ＲＣＶ）と、油圧ポンプ１１のバイパス通路１２に設けられて、操作レバーの操作によって油圧ポンプ１１から吐出される流量を制御する制御弁１３と、制御弁１３の切り換えの際に供給される作動油によって駆動する油圧アクチュエータ（ブームシリンダなどをいう）と、バイパス通路１２の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィス１４と、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータ１５とを備える建設機械において、ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機１６と、ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに蓄圧機１６からの信号圧力とネガティブ信号圧力のうち何れか一つの圧力をレギュレータ１５に供給するソレノイド弁１７と、運転者の操作によってソレノイド弁１７に印加される前記制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段１９（安全レバーをいう）とを備えて、エンジン１０の始動の際にソレノイド弁１７が切り換わることによって、蓄圧機１６から供給される作動油によってネガティブ信号圧力を補償して、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を最小容量の状態に維持することができる。

前記エンジン１０に連結され、操作レバーロック手段１９がロック位置に転換されると、切り換えられるソレノイド弁１７を介してレギュレータ１５に信号圧力を供給するパイロットポンプ１８を備える。

前記ソレノイド弁１７は、蓄圧機ポートとネガティブ信号圧力ポート１２ａのうち何れか一つをレギュレータポートに連結するように、３ポートソレノイド弁として構成されて、ソレノイド弁１７が切り換えられるときに、蓄圧機ポートをレギュレータポートに連結するか（I）、またはネガティブ信号圧力ポート１２ａをレギュレータポートに連結する（II）。

前記操作レバーロック手段１９は、その安全レバーがロック位置に転換される場合（安全レバーが運転室の底部側へ移動した状態をいう）にスイッチがオンになって、ソレノイド弁１７を切り換えるための制御信号を出力するスイッチ２０を備える。

以下、本発明の第１実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置の使用例を、添付図面を参照して説明する。

図３に示されるように、運転者がエンジンを始動させる場合、制御弁１３のスプールが中立位置を維持するため、油圧ポンプ１１から吐出される作動油が制御弁１３及びオリフィス１４を経由して油圧タンクＴに戻る。このとき、操作レバーロック手段１９の安全レバーはロック位置を維持するため（操作レバーロック手段１９の安全レバーがロック位置を維持する場合、エンジンが始動するように始動回路が設計される）、操作レバーロック手段１９に設けられたスイッチ２０からの電気信号によってソレノイド弁１７を切り換える（図示の状態に切り換わる）。

これにより、蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８からの信号圧力は、切り換わったソレノイド弁１７を経由してレギュレータ１５に供給される。すなわち、エンジン１０の始動の際に蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８から供給される信号圧力によって制御弁１３のネガティブ信号圧力を補償することによって、油圧ポンプ１１の斜板傾転角は最小容量の状態を維持する。

このように油圧ポンプ１１の斜板傾転角を最小容量の状態に転換することによって、油圧ポンプ１１から吐出される流量は最小容量を維持する。それにより、エンジン１０の始動の際に、制御弁１３のネガティブ信号圧力が低い場合にも、油圧ポンプ１１の斜板傾転角が最小容量の状態を維持することによって始動性を向上させることができる。

一方、エンジンが始動した後、運転者が操作レバーを操作する場合（この場合、安全レバーは、電源を遮断するように水平に持ち上げられた状態）、操作レバーロック手段１９に設けられたスイッチ２０が開くため（オフ状態）、バルブスプリング１７ａの弾性力によってソレノイド弁１７は初期状態に戻る。

これにより、蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８からの信号圧力が遮断されることによって、制御弁１３のネガティブ信号圧力がソレノイド弁１７を経由してレギュレータ１５に供給される。したがって、運転者が操作レバーを操作することによって要求される油圧ポンプ１１の吐出流量を調節することができる。

図４に示される本発明の第２実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置は、エンジン１０と、エンジン１０を起動させる始動モータと、エンジンに連結される可変容量型油圧ポンプ１１と、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、油圧ポンプ１１のバイパス通路１２に設けられて、操作レバーの操作によって油圧ポンプ１１から吐出される流量を制御する制御弁１３と、制御弁１３の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路１２の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィス１４と、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータ１５とを備える建設機械において、ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機１６と、ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに蓄圧機１６からの信号圧力を供給または遮断するソレノイド弁１７と、ソレノイド弁１７及びネガティブ信号圧力ポート１２ａに入口側がそれぞれ連結され、レギュレータポートに出口側が連結され、ネガティブ信号圧力とソレノイド弁１７を通過する信号圧力のうち高い圧力をレギュレータ１５に出力するシャトル弁２１と、運転者の操作によってソレノイド弁１７に印加される前記制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段１９とを備えて、エンジン１０の始動の際にソレノイド弁１７が切り換わることによって、蓄圧機１６から供給される作動油によってネガティブ信号圧力を補償して、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を最小容量の状態に維持することができる。

前述のように構成される本発明の第２実施形態による油圧ポンプ制御装置は、運転者がエンジンを始動させる場合、操作レバーロック手段１９の安全レバーはロック位置（安全レバーが運転室の底部側へ移動した状態をいう）を維持する。それにより、操作レバーロック手段１９に設けられたスイッチ２０からの電気信号によってソレノイド弁１７を切り換える。

これにより、蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８からの信号圧力が、切り換わったソレノイド弁１７及びシャトル弁２１を経由してレギュレータ１５に供給される。すなわち、エンジン１０の始動の際に蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８から供給される信号圧力によって制御弁１３のネガティブ信号圧力を補償することによって、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を最小容量の状態に維持する。

したがって、エンジン１０を始動させる場合、制御弁１３のネガティブ信号圧力が低い場合にも、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を最小容量の状態に転換することによって始動性を向上させることができる。

一方、エンジン１０が始動した後、運転者が操作レバーロック手段１９の安全レバーを水平に転換することによって（ロック位置から解除される）、操作レバーロック手段１９に設けられたスイッチ２０からソレノイド弁１７に印加される電気信号が遮断される。

これにより、蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８からの信号圧力が遮断されることによって、制御弁１３のネガティブ信号圧力がシャトル弁２１を経由してレギュレータ１５に供給される。したがって、運転者が操作レバーを操作することによって要求される油圧ポンプ１１の吐出流量を調節することができる。

図５に示される本発明の第３実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置は、エンジン１０と、エンジン１０を起動させる始動モータと、エンジン１０に連結される可変容量型油圧ポンプ１１と、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、油圧ポンプ１１のバイパス通路１２に設けられて、操作レバーの操作によって油圧ポンプから吐出される流量を制御する制御弁１３と、制御弁１３の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路１２の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィス１４と、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータ１５とを備える建設機械において、ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機１６と、ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに蓄圧機１６からの信号圧力を供給または遮断するソレノイド弁１７と、ソレノイド弁１７及びネガティブ信号圧力ポート１２ａに入口側がそれぞれ連結され、レギュレータポートに出口側が連結され、ネガティブ信号圧力とソレノイド弁１７を通過する信号圧力のうち高い圧力をレギュレータ１５に出力するシャトル弁２１と、運転者の操作によってソレノイド弁１７に印加される前記制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段１９と、操作レバーロック手段１９の操作信号を入力されて、操作レバーロック手段１９の安全レバーがロック位置に転換された場合、ソレノイド弁１７を切り換えるための制御信号を出力するコントローラ（ＥＣＵ）２２とを備えて、エンジン１０の始動の際にソレノイド弁１７が切り換わることによって、蓄圧機１６から供給される作動油によってネガティブ信号圧力を補償して、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を最小容量の状態に維持することができる。

前記コントローラ２２は、エンジン始動キー２３から信号の入力を受けて、エンジン始動キー２３が作動すると、ソレノイド弁１７に切換のためのソレノイド制御信号を出力し、操作レバーロック手段１９の操作信号がロック位置から解除状態に転換すると、ソレノイド弁１７に印加される電源を遮断する。

本発明の第１実施形態及び第２実施形態による油圧ポンプ制御装置は、エンジンを始動させるときにのみ必要な機能であるにもかかわらず、操作レバーロック手段１９の安全レバーを操作する度にソレノイド弁１７またはシャトル弁２１が不必要に動作する。これにより、それらの耐久性が低下し、エンジン１０が始動する前に操作レバーロック手段１９を繰り返して動作させる場合、蓄圧機１６の圧力が失われる恐れがある。

本発明の第３実施形態による油圧ポンプ制御装置は、エンジン１０の初期始動の際に、運転者による操作レバーロック手段１９の操作状態の入力を受け、エンジン始動キー２３から入力された場合に、コントローラ２２からの制御信号によってソレノイド弁１７を切り換えることによって、蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８の信号圧力をレギュレータ１５に供給することができる。

さらに詳細には、エンジン始動キー２３を最初にオンにする場合に、コントローラ２２はソレノイド弁１７の信号ポートにオフ信号を出力し、エンジン１０の始動キー信号がオンになる場合に、ソレノイド弁１７の信号ポートにオン信号を出力することによってソレノイド弁１７を切り換える。

ソレノイド弁１７の切り換えによって、蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８からの信号圧力がシャトル弁２１を経由してレギュレータ１５に供給される。すなわち、操作レバーロック手段１９の安全レバーがロック位置に転換され、エンジン始動キー２３を始動させる場合に、蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８から供給される信号圧力によって制御弁１３のネガティブ信号圧力を補償する。それにより、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を最小容量の状態に転換することによって、エンジンの初期始動が容易になって始動性を向上させることができる。

このとき、大気の温度が低いか、または高地のようにエンジン１０の始動が困難な作業環境では、エンジン１０の回転数が正常な状態で上昇するまで相当な時間がかかり得る。この場合、制御弁１３のネガティブ信号圧力が正常の範囲内に維持されるまで継続的に油圧ポンプ１１の斜板傾転角を任意に制御する必要がある。

そのような特性によって、エンジン始動キー２３がオフになって始動モータの起動が停止する場合にも、蓄圧機１６の信号圧力がレギュレータ１５に継続的に供給されるように、ソレノイド弁１７は転換された状態を継続的に維持せねばならない。

一方、図７に示すように、エンジンが始動した後、運転者がブームなどの作業装置を操作するために操作レバーロック手段１９の安全レバーをロック位置から解除させる場合（安全レバーを水平に持ち上げた場合をいう）、コントローラ２２からの制御信号によってソレノイド弁１７を直ぐオフにすることによって、運転者による操作レバーの操作によって要求される油圧ポンプ１１の吐出流量を調節することができる。

図６に示される本発明の第４実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置は、エンジン１０と、エンジン１０を起動させる始動モータと、エンジン１０に連結される可変容量型油圧ポンプ１１と、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、油圧ポンプ１１のバイパス通路１２に設けられて、操作レバーの操作によって油圧ポンプ１１から吐出される流量を制御する制御弁１３と、制御弁１３の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路１２の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィス１４と、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータ１５とを備える建設機械において、ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機１６と、ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに蓄圧機１６からの信号圧力を供給または遮断するソレノイド弁１７と、ソレノイド弁１７及びネガティブ信号圧力ポート１２ａに入口側がそれぞれ連結され、レギュレータポートに出口側が連結され、ソレノイド弁１７を通過する信号圧力とネガティブ信号圧力のうち、高い圧力をレギュレータ１５に選択的に出力するシャトル弁２１と、運転者の操作によってソレノイド弁１７に印加される前記制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段１９と、出力端がソレノイド弁１７及びリレー駆動部の信号とそれぞれ並列に連結され、エンジン始動キー２３からの入力信号によって駆動されるリレー２４とを備え、エンジン１０の始動の際にソレノイド弁１７が切り換えられることによって、蓄圧機１６から供給される作動油によってネガティブ信号圧力を補償して、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を最小容量の状態に維持することができる。

本発明の第４実施形態による油圧ポンプ制御装置において、運転者によってエンジンを始動させる場合、操作レバーロック手段１９の安全レバーはロック位置（安全レバーが運転室の底部側へ移動した状態をいう）を維持し、エンジン始動キー２３の入力信号によってリレー２４が駆動される。リレー２４の出力側がソレノイド弁１７及びリレー駆動部の信号とそれぞれ並列に連結されることによって、エンジン始動キー２３によって始動した後もリレー２４の駆動状態を維持する。

リレー２４の駆動によってソレノイド弁１７を切り換えることによって、蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８からの信号圧力がソレノイド弁１７及びシャトル弁２１を経由してレギュレータ１５に供給される。

すなわち、エンジン１０の始動の際に蓄圧機１６またはパイロットポンプ１８から供給される信号圧力によって制御弁１３のネガティブ信号圧力を補償することによって、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を最小容量の状態に維持する。

一方、操作レバーロック手段１９の安全レバーがロック位置から解除状態（運転者によって安全レバーが水平に転換された状態をいう）に転換される場合、ソレノイド弁１７に印加されるソレノイド制御信号が遮断される。

これにより、シャトル弁２１を経由して供給される制御弁１３のネガティブ信号圧力によってレギュレータ１５を駆動させることによって、油圧ポンプ１１の斜板傾転角を制御することができる。したがって、運転者が操作レバーを操作することによって要求される油圧ポンプ１１の吐出流量を調節することができる。

前述のような本発明の実施形態による建設機械の油圧ポンプ制御装置によれば、エンジンの初期始動時に油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に制御することによってエンジンの始動性を向上させることができる。低温または高地の作業環境で作業する場合、一般的な作業環境での作業装置の操作パターンのみで作業装置を駆動させることができる。

１０エンジン
１１可変容量型油圧ポンプ
１２バイパス通路
１３制御弁
１４オリフィス
１５レギュレータ
１６蓄圧機
１７ソレノイド弁
１８パイロットポンプ
１９操作レバーロック手段
２０スイッチ
２１シャトル弁
２２コントローラ（ＥＣＵ）
２３エンジン始動キー

Claims

エンジンと、前記エンジンを起動させる始動モータと、前記エンジンに連結される可変容量型の油圧ポンプと、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、前記油圧ポンプのバイパス通路に設けられて、前記操作レバーの操作によって前記油圧ポンプから吐出される流量を制御する制御弁と、前記制御弁の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィスと、前記油圧ポンプの斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータとを備える建設機械において、
ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機と、
ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに、前記蓄圧機からの信号圧力と前記ネガティブ信号圧力のうち何れか一つの圧力を前記レギュレータに供給するソレノイド弁と、
運転者の操作によって前記ソレノイド弁に印加される制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段とを備え、
前記エンジンの始動の際に前記ソレノイド弁の切り換えによって、前記蓄圧機から供給される作動油によって前記ネガティブ信号圧力を補償して、前記油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することを特徴とする建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記エンジンに連結され、前記操作レバーロック手段の安全レバーがロック位置に転換されるとき、前記ソレノイド弁を介して前記レギュレータに信号圧力を供給するパイロットポンプを備えることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記ソレノイド弁は、前記蓄圧機ポートとネガティブ信号圧力ポートのうち何れか一つをレギュレータポートに連結するように、３ポートソレノイド弁として構成されて、前記ソレノイド弁の切り換え時に、前記蓄圧機ポートを前記レギュレータポートに連結するか、または前記ネガティブ信号圧力ポートを前記レギュレータポートに連結することを特徴とする請求項１に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記操作レバーロック手段は、その安全レバーがロック位置に転換される場合にスイッチオンになり、前記ソレノイド弁を切り換えるための制御信号を出力するスイッチを備えることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。
エンジンと、前記エンジンを起動させる始動モータと、前記エンジンに連結される可変容量型の油圧ポンプと、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、前記油圧ポンプのバイパス通路に設けられて、前記操作レバーの操作によって前記油圧ポンプから吐出される流量を制御する制御弁と、前記制御弁の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィスと、前記油圧ポンプの斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータとを備える建設機械において、
ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機と、
ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに、前記蓄圧機からの信号圧力を供給または遮断するソレノイド弁と、
前記ソレノイド弁及びネガティブ信号圧力ポートに入口側が連結され、レギュレータポートに出口側が連結されるシャトル弁と、
運転者の操作によって前記ソレノイド弁に印加される制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段とを備え、
前記エンジンの始動の際に前記ソレノイド弁の切り換えによって、前記蓄圧機から供給される作動油によって前記ネガティブ信号圧力を補償して、前記油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することを特徴とする建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記エンジンに連結され、前記操作レバーロック手段の安全レバーがロック位置に転換されるとき、前記ソレノイド弁を介して前記レギュレータに信号圧力を供給するパイロットポンプを備えることを特徴とする請求項５に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記操作レバーロック手段は、その安全レバーがロック位置に転換される場合にスイッチオンになり、前記ソレノイド弁を切り換えるための制御信号を出力するスイッチを備えることを特徴とする請求項５に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。
エンジンと、前記エンジンを起動させる始動モータと、前記エンジンに連結される可変容量型の油圧ポンプと、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、前記油圧ポンプのバイパス通路に設けられて、前記操作レバーの操作によって前記油圧ポンプから吐出される流量を制御する制御弁と、前記制御弁の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィスと、前記油圧ポンプの斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータとを備える建設機械において、
ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機と、
ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに、前記蓄圧機からの信号圧力を供給または遮断するソレノイド弁と、
前記ソレノイド弁及びネガティブ信号圧力ポートに入口側が連結され、レギュレータポートに出口側が連結されるシャトル弁と、
運転者の操作によって前記ソレノイド弁に印加される制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段と、
前記操作レバーロック手段の操作信号の入力を受け、前記操作レバーロック手段がロック位置に転換された場合、前記ソレノイド弁に制御信号を出力するコントローラとを備え、
前記エンジンの始動の際に前記ソレノイド弁の切り換えによって、前記蓄圧機から供給される作動油によって前記ネガティブ信号圧力を補償して、前記油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することを特徴とする建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記エンジンに連結され、前記操作レバーロック手段の安全レバーがロック位置に転換されるとき、前記ソレノイド弁を介して前記レギュレータに信号圧力を供給するパイロットポンプを備えることを特徴とする請求項８に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記操作レバーロック手段は、その安全レバーがロック位置に転換される場合にスイッチオンになり、前記ソレノイド弁を切り換えるための制御信号を出力するスイッチを備えることを特徴とする請求項８に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記コントローラは、エンジン始動キーから信号の入力を受けて、前記エンジン始動キーが作動した場合、前記ソレノイド弁を切り換えるための制御信号を出力し、前記操作レバーロック手段の操作信号が解除状態に転換された場合、前記ソレノイド弁に印加される電源を遮断することを特徴とする請求項８に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。
エンジンと、前記エンジンを起動させる始動モータと、前記エンジンに連結される可変容量型の油圧ポンプと、操作量に比例して２次信号圧力を発生させる操作レバーと、前記油圧ポンプのバイパス通路に設けられて、前記操作レバーの操作によって前記油圧ポンプから吐出される流量を制御する制御弁と、前記制御弁の切り換えの際に供給される作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、バイパス通路の下流側に設けられてネガティブ信号圧力を形成するオリフィスと、前記油圧ポンプの斜板傾転角を制御して吐出流量を制御するレギュレータとを備える建設機械において、
ポンプ制御のための信号圧力を保存する蓄圧機と、
ソレノイド制御信号の印加によって切り換わるときに、前記蓄圧機からの信号圧力を供給または遮断するソレノイド弁と、
前記ソレノイド弁及びネガティブ信号圧力ポートに入口側が連結され、レギュレータポートに出口側が連結されるシャトル弁と、
運転者の操作によって前記ソレノイド弁に印加される制御信号をオン／オフにする操作レバーロック手段と、
前記操作レバーのロック手段がロック位置に転換されるときに電源が入力され、出力端が前記ソレノイド弁及びリレー駆動部の信号と並列に連結され、エンジン始動キーからの入力信号によって駆動されるリレーとを備え、
前記エンジンの始動の際に前記ソレノイド弁の切り換えによって、前記蓄圧機から供給される作動油によって前記ネガティブ信号圧力を補償して、前記油圧ポンプの斜板傾転角を最小容量の状態に維持することを特徴とする建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記エンジンに連結され、前記操作レバーロック手段の安全レバーがロック位置に転換されるとき、前記ソレノイド弁を介して前記レギュレータに信号圧力を供給するパイロットポンプを備えることを特徴とする請求項１２に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。
前記操作レバーロック手段は、その安全レバーがロック位置に転換される場合にスイッチオンになり、前記ソレノイド弁を切り換えるための制御信号を出力するスイッチを備えることを特徴とする請求項１２に記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置。