JP2017057556A - 建設機械の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料消費量を低減させる。
【解決手段】本発明にかかる建設機械の制御装置は、ブームおよびアームから成るフロント部材と、可変容量型油圧ポンプと、フロント部材の先端に装着され可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される作業具と、を備える建設機械の油圧制御装置である。本発明にかかる建設機械の制御装置は、作業具を動作させるための操作信号を出力する操作レバー装置と、作業具の重量を入力する重量入力装置と、可変容量型油圧ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧検出装置と、操作レバー装置から出力された操作信号、吐出圧検出装置により検出された可変容量型油圧ポンプの吐出圧力、および重量入力装置に入力された作業具の重量に基づき可変容量型油圧ポンプの吐出容量を決定するコントローラユニットと、を備えることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、建設機械の油圧制御装置に関する。

コスト意識の高まりとエネルギー節約の観点から、油圧ショベル等の建設機械では燃料消費量の低減が望まれている。その一方で、作業効率の観点から操作性を低下させないことも望まれている。例えばアタッチメントが交換可能な作業機械において、アタッチメントを交換した際に、アタッチメントの重量変化によりオペレータの操作性が損なわれる問題が知られている。特許文献１には、流体圧アクチュエータを制御するパイロット操作式制御弁と、パイロット操作式制御弁を手動操作量に対応する電気信号に応じたパイロット制御圧によりパイロット制御する電磁比例弁と、作業アームの少なくとも一部の重量を計測する計測手段と、電磁比例弁の手動操作量とパイロット制御圧との特性を、計測手段により計測された作業アームの重量に応じた特性に変換するコントローラを備える作業機械の制御装置が開示されている。

特開２００８−３２１７４号公報

特許文献１に記載されている発明では、操作性は改善されるが、燃料消費量の低減については特に明記されていない。

本発明にかかる建設機械の油圧制御装置は、ブームおよびアームから成るフロント部材と、可変容量型油圧ポンプと、フロント部材の先端に装着され可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される作業具と、を備える建設機械の油圧制御装置である。建設機械の油圧制御装置は、作業具を動作させるための操作信号を出力する操作レバー装置と、作業具の重量を入力する重量入力装置と、可変容量型油圧ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧検出装置と、操作レバー装置から出力された操作信号、吐出圧検出装置により検出された可変容量型油圧ポンプの吐出圧力、および重量入力装置に入力された作業具の重量に基づき可変容量型油圧ポンプの吐出容量を決定するコントローラユニットと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、操作信号、ポンプ吐出圧、および作業量の重量に基づきポンプ吐出容量を決定するようにしたので、操作性の改善ととともに燃料消費率も改善することができる。たとえば、操作信号とポンプ吐出圧力が同じ条件において、作業具の重量が重い場合には可変容量型油圧ポンプの吐出容量を大きくすることで、作業具の重量に依存しない操作性を得ることができる。そして、操作信号とポンプ吐出圧力が同じ条件において、作業具の重量が軽い場合には可変容量型ポンプのポンプ吐出容量を減少させるので、燃料消費量を低減させることができる。

油圧ショベルの構成を概略的に示す側面図 油圧制御システムの構成を示す油圧回路図 コントローラユニットの構成を示すブロック図 吐出容量の算出過程を示す図 第３テーブルｔ３の一例を示す図 第２テーブルｔ２の一例を示す図 第２の実施の形態におけるコントローラユニットの構成を示すブロック図 第３Ｓテーブルと、第３Ｍテーブルと、第３Ｌテーブルの概要を示す図

（実施の形態）
以下、図１〜６を参照して、本発明による建設機械の油圧制御装置を油圧ショベルに適用した実施の形態を説明する。

（構成）
図１は、本実施の形態にかかる油圧制御装置を備える油圧ショベル１０の全体構成を概略的に示す側面図である。油圧ショベル１０は、走行体１と、走行体１の上に配置され車体を構成する旋回体２と、旋回体２に取り付けられ土砂の採掘作業などを行う作業装置３とを備える。作業装置３は、旋回体２に上下方向に回動可能に取り付けられるブーム４と、ブーム４の先端に回動可能に取り付けられるアーム５と、アーム５の先端に回動可能に取り付けられるバケット６と、を備える。作業装置３はさらに、ブーム４を駆動するブームシリンダ２７、アーム５を駆動するアームシリンダ３１、バケット６を駆動するバケットシリンダ３０を備える。バケット６は、作業内容に応じたアタッチメントに交換可能であり、たとえばバケット６よりも軽い軽量バケットや、バケット６よりも重いチルトローテータなどと交換可能である。

図２は、油圧ショベル１０の油圧制御装置２００の構成を示す油圧回路図である。油圧制御装置２００は、エンジン２０により駆動される可変容量型の第１油圧ポンプ２１および第２油圧ポンプ２２の２つのメインポンプから圧油が供給される。油圧制御装置２００は、第１油圧ポンプ２１の吐出容量を制御する第１ポンプ容積制御装置６０と、第２油圧ポンプ２２の吐出容量を制御する第２ポンプ容積制御装置６１と、エンジン２０により駆動される固定容量型のパイロットポンプ２３と、第１および第２油圧ポンプに接続されるコントロールバルブユニット２４と、コントロールバルブユニット２４に接続される複数の油圧アクチュエータ、すなわち第１走行モータ２５、アタッチメント駆動用アクチュエータ２６、ブームシリンダ２７、旋回モータ２８、第２走行モータ２９、バケットシリンダ３０、およびアームシリンダ３１と、第１油圧ポンプ２１および第２油圧ポンプ２２の吐出容量を算出するコントローラユニット１００と、オペレータによりアタッチメントの重量が入力される重量入力装置１１０と、オペレータにより操作される操作レバー装置２５ａ〜３１ａと、第１油圧ポンプ２１の吐出圧力を検出する第１ポンプ圧センサ２１ｂと、第２油圧ポンプ２２の吐出圧力を検出する第２ポンプ圧センサ２２ｂとを備える。

ただし、アーム５の先端にバケット６以外のアタッチメントが取り付けられている場合は、バケットシリンダ３０だけでなくアタッチメント駆動用アクチュエータ２６が使用される場合もある。以下では、第１走行モータ２５、アタッチメント駆動用アクチュエータ２６、ブームシリンダ２７、旋回モータ２８、第２走行モータ２９、バケットシリンダ３０、およびアームシリンダ３１をまとめて油圧アクチュエータ２５〜３１と呼ぶ。

パイロットポンプ２３の吐出容量は一定である。エンジン２０の負荷は、容量が可変である第１油圧ポンプ２１、および第２油圧ポンプ２２の吐出容量と圧力により決定される負荷トルクと、パイロットポンプ２３の固定吐出容量と圧力により決定される負荷トルクとの和がエンジン２０の負荷トルクである。第１油圧ポンプ２１と第２油圧ポンプ２２の吐出容量が多ければエンジン２０の負荷が大きくなり燃料消費量が増加する。第１、および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量が少なければエンジン２０の負荷が減少して燃料消費が減少する。
第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出ライン２１ａ、２２ａにはメインリリーフ弁３２，３３が設けられ、パイロットポンプ２３の吐出ライン２３ａにはパイロットリリーフ弁３４が設けられる。

コントロールバルブユニット２４は、油圧アクチュエータ２５〜３１に対応する流量制御弁５１〜５９を備える。第１および第２油圧ポンプ２１、２２から吐出された圧油は、コントロールバルブユニット２４により油圧アクチュエータ２５〜３１に供給される圧油の方向および流量が制御される。油圧アクチュエータ２５〜３１にそれぞれ対応する操作レバー装置２５ａ〜３１ａが設けられる。操作レバー装置２５ａ〜３１ａは、パイロットポンプ２３の吐出圧力を一次圧としてそれぞれの操作レバー装置２５ａ〜３１ａの操作方向と操作量に応じた操作パイロット圧を生成し、これらの操作パイロット圧はそれぞれ流量制御弁５１〜５９の受圧部に送られる。

操作レバー装置２５ａ〜３１ａには、それぞれ、生成される操作パイロット圧を検出する２つのパイロット圧センサが設けられる。以下では、各操作レバー装置を表す符号の末尾を「ａ」、２つのパイロット圧センサを表す符号の末尾を「ｂ」および「ｃ」とする。たとえば、操作レバー装置２５ａの操作パイロット圧は、パイロット圧センサ２５ｂおよび２５ｃにより検出される。
パイロット圧センサ２５ｂ〜３１ｂ、２５ｃ〜３１ｃによって検出された操作パイロット圧はコントローラユニット１００に送られ、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の制御に用いられる。

流量制御弁５１〜５９は、操作レバー装置２５ａ〜３１ａからの操作パイロット圧によりそれぞれ切り替えられる。流量制御弁５１〜５９はセンタバイパス型の流量制御弁であり、対応する操作レバー装置２５ａ〜３１ａの全てが非操作で流量制御弁５１〜５９が中立位置にあるときは、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出ライン２１ａ、２２ａに流れる圧油はタンク１９に戻る。このとき、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出圧はタンク圧である。

第１および第２油圧ポンプ２１、２２には、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量を制御する第１および第２ポンプ容積制御装置６０、６１と、第１および第２油圧ポンプ２１，２２の吐出圧力を検出する第１ポンプ圧センサ２１ｂおよび第２ポンプ圧センサ２２ｂとが設けられる。第１および第２ポンプ容積制御装置６０、６１は、コントローラユニット１００から出力される信号に応じて、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量を制御する。コントローラユニット１００には、重量入力装置１１０が接続される。重量入力装置１１０は、重量表示部１０１ａと重量入力部１０１ｂを備える。重量入力装置１１０は、オペレータにより操作される。

図３は、コントローラユニット１００の構成を示すブロック図である。コントローラユニット１００は、制御部１０１と、記憶部１０２と、インタフェース１０３とを備える。
制御部１０１は演算ユニットであり、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭとを備える。ＣＰＵは記憶部１０２に保存されているプログラム１０２ｐをＲＡＭに展開して実行する。
記憶部１０２は、たとえば不揮発性メモリである。記憶部１０２には、後述する演算で使用される、第１テーブルｔ１と、第２テーブルｔ２と、第３テーブルｔ３と、第４テーブルｔ４と、プログラム１０２ｐとが保存される。

図４も参照する。第１テーブルｔ１は、ポンプ圧力とポンプ吐出容量の関係を規定する。第２テーブルｔ２は、操作パイロット圧とポンプ吸収トルクとの関係を規定する。第３テーブルｔ３は、アタッチメント重量と、後述する補正量との関係を規定する。第４テーブルｔ４は、操作パイロット圧とポンプ吐出容量の関係を規定する。これらのテーブルは、ルックアップテーブルとして構成されてもよいし、関数により表されてもよい。

第１テーブルｔ１は、ポンプ圧力とポンプ吐出容量の関係を規定しており、エンジン２０の許容トルクを超えないように、所定のポンプ圧力に対するポンプ吐出容量を決定するものである。第１テーブルｔ１において、ポンプ圧力の増加に対して、ポンプ吐出容量は一定または減少の関係を有する。すなわち、ポンプ圧力の増加に対して、ポンプ吐出容量は広義の単調減少の関係を有する。ポンプ吐出容量が一定である領域を除けば、ポンプ圧力の増加に対してポンプ吐出容量は狭義の単調減少の関係を有する。
第１テーブルｔ１におけるポンプ圧力とポンプ吐出容量との関係は、等馬力曲線の近似を示している。この近似により、ポンプ圧力が増加してもポンプ吐出容量が一定の領域が存在する。

第２テーブルｔ２は、操作パイロット圧とポンプ吸収トルクとの関係を規定する。第２テーブルｔ２において、操作パイロット圧の増加に対して、ポンプ吸収トルクは一定または増加の関係を有する。第２テーブルｔ２において、操作パイロット圧力が低い領域と高い領域の両端において操作パイロット圧が増加してもポンプ吸収トルクが一定となる領域が存在する。圧力が低い領域は不感帯であり、圧力が高い領域は操作レバーの最大操作量近傍で必ずポンプ吸収トルクが最大値とするためである。
第３テーブルｔ３は、アタッチメント重量と、後述する補正量との関係を規定する。第３テーブルｔ３において、アタッチメント重量の増加に対して、補正量は一定または減少の関係を有する。第３テーブルｔ３において、アタッチメント重量が増加しても補正量が一定となる領域が存在するのは、補正量（の絶対値）が大きすぎると油圧機器の仕様や操作フィーリングとの兼ね合いによりその効果が小さい、もしくは補正量（の絶対値）を大きくしすぎると、逆に操作性に悪い影響を与えることも起こり得るからである。
第４テーブルｔ４は、操作パイロット圧とポンプ吐出容量の関係を規定する。第４テーブルｔ４において、操作パイロット圧の増加に対して、ポンプ吐出容量は一定または増加の関係を有する。

インタフェース１０３は、第１および第２ポンプ圧センサ２１ｂ、２２ｂ、第１および第２ポンプ容積制御装置６０、６１、パイロット圧センサ２５ｂ〜３１ｂ、２５ｃ〜３１ｃ、および重量入力装置１１０とコントローラユニット１００との通信インタフェースである。すなわちインタフェース１０３は、オペレータによる操作レバー装置２５ａ〜３１ａからの操作信号と、重量入力装置１１０に入力されたバケット６の重量と、第１および第２ポンプ圧センサ２１ｂ、２２ｂが検出する吐出圧と、が入力される。

（吐出容量の算出）
コントローラユニット１００の制御部１０１は、記憶部１０２に保存されているプログラム１０２ｐを実行することにより、以下に説明する手順で第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量を算出する。第１および第２ポンプ容積制御装置６０、６１は、コントローラユニット１００から受信した算出結果に基づき第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量を制御する。

図４は、コントローラユニット１００のプログラム１０２ｐにより、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量が算出される過程を示す図である。図４に示すように、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量の算出にあたり、外部から入力される情報は最大操作パイロット圧Ｖ１、アタッチメント重量Ｗ、およびポンプ平均圧Ｖ２である。図４に示す第１〜第４演算器ｃ１〜ｃ４、および最小値算出器Ｓ１は、プログラム１０２ｐの動作を機能ブロックとして表したものである。第１演算器ｃ１は、第１テーブルｔ１を用いて演算を行う。第２演算器ｃ２は、第２テーブルｔ２を用いて演算を行う。第３演算器ｃ３は、第３テーブルｔ３を用いて演算を行う。第４演算器ｃ４は、第４テーブルｔ４を用いて演算を行う。

最大操作パイロット圧Ｖ１は、操作レバー装置２５ａ〜３１ａのパイロット圧センサ２５ｂ〜３１ｂ、２５ｃ〜３１ｃによって検出された値の最大値である。アタッチメント重量Ｗは、オペレータにより重量入力装置１１０を用いて入力されるアタッチメント、すなわちバケット６の重量である。ポンプ平均圧Ｖ２は、第１および第２ポンプ圧センサ２１ｂ、２２ｂが出力する圧力の平均値である。

以下、図４の上段、下段の順に説明する。
第４演算器ｃ４は、第４テーブルｔ４を参照して最大操作パイロット圧Ｖ１に対応する第１吐出容量候補Ｖ４を算出し、最小値算出器Ｓ１に出力する。
第３演算器ｃ３は、第３テーブルｔ３を参照してアタッチメント重量Ｗに対応する補正量Ｘを算出し、第２演算器ｃ２に出力する。

第２演算器ｃ２は、まず第３演算器ｃ３から入力された補正量Ｘに基づき第２テーブルｔ２を補正する。次に第２演算器ｃ２は、補正した第２テーブルｔ２を参照して最大操作パイロット圧Ｖ１に対応するポンプ吸収トルクＶ３を算出し、第１演算器ｃ１に出力する。補正量Ｘによる補正により、第２テーブルｔ２は、最大操作パイロット圧Ｖ１が一定であっても、アタッチメント重量Ｗが大きいほどポンプ吸収トルクＶ３が増加する傾向を有するように補正される。破線で示すように、アタッチメント重量が大きいほど、パイロット圧に対するポンプ吸収トルクの線図が左側にシフトする。

第１演算器ｃ１は、まず第２演算器ｃ２から入力されたポンプ吸収トルクＶ３に基づき第１テーブルｔ１を補正する。次に第１演算器ｃ１は、補正した第１テーブルｔ１を参照してポンプ平均圧Ｖ２に対応する第２吐出容量候補Ｖ５を算出し、最小値算出器Ｓ１に出力する。ポンプ吸収トルクＶ３による補正により、第１テーブルｔ１は、ポンプ平均圧Ｖ２が一定であっても、アタッチメント重量Ｗが大きいほど第２吐出容量候補Ｖ５が増加する傾向を有するように補正される。破線で示すように、アタッチメント重量が大きいほど、ポンプ平均圧力に対するポンプ吐出容量の線図が右側にシフトする。
最小値算出器Ｓ１は、入力された第１吐出容量候補Ｖ４と第２吐出容量候補Ｖ５とのうち、小さい方を吐出容量指令値Ｖ６として出力する。

（アタッチメント重量の影響）
図５を用いて、アタッチメントの重量が第２吐出容量候補Ｖ５の算出に与える影響を説明する。
図５は、第３テーブルｔ３の一例を示す図である。コントローラユニット１００は、予め所定の重量Ｗ０をアタッチメントの重量として想定している。アタッチメント重量Ｗが、予め想定されている重量Ｗ０と等しい場合には、補正量Ｘはゼロとなる。アタッチメント重量Ｗが、予め想定されている重量Ｗ０より重い重量Ｗ１の場合は、補正量Ｘは負の値Ｘ１となる。アタッチメント重量が、予め想定されている重量Ｗ０より軽い重量Ｗ２の場合は、補正量Ｘは正の値Ｘ２となる。

図６は、第２テーブルｔ２の一例を示す図である。前述のとおり、第２テーブルｔ２は補正量Ｘに基づき補正される。補正量がゼロ、すなわちアタッチメント重量Ｗが想定している重量Ｗ０と等しい場合には、第２テーブルｔ２は補正されず、図６の実線で示す特性Ｌ０となる。補正量が正、すなわちアタッチメント重量Ｗが想定している重量Ｗ０より重い場合には、第２テーブルｔ２は図示左方向に補正された、一点鎖線で示す特性Ｌ１となる。補正量が負、すなわちアタッチメント重量Ｗが想定している重量Ｗ０より軽い場合には、第２テーブルｔ２は図示右方向に補正された、破線で示す特性Ｌ２となる。

（動作例１）
コントローラユニット１００が想定している標準の重量Ｗ０より重い、重量Ｗ１のアタッチメントを装着し、作業装置３を重力対抗方向に動かす場合、たとえばブーム上げ動作を行う場合について説明する。
オペレータにより重量入力装置１１０に装着したアタッチメントの重量Ｗ１が入力されると、コントローラユニット１００は以下の処理を行う。すなわち、コントローラユニット１００は、第２テーブルｔ２を、最大操作パイロット圧Ｖ１に対するポンプ吸収トルクＶ３を増加させるように補正する。オペレータによりブーム４に対応する操作レバー装置２７ａが操作されると、レバー操作量に応じた操作パイロット圧が流量制御弁５３および流量制御弁５８の受圧部へと送られ、流量制御弁５３および流量制御弁５８が駆動される。

ブーム操作レバー２７のみが操作されているとする。パイロット圧センサ２７ｂによって検出された操作パイロット圧がコントローラユニット１００へと送られ、コントローラユニット１００は操作パイロット圧と第１および第２油圧ポンプ２１，２２の吐出容積を算出する。第１および第２ポンプ容積制御装置６０、６１は、コントローラユニット１００から受信したポンプ吐出容積指令値に基づき第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容積を制御する。

オペレータにより操作レバー装置２７ａの操作量が増加されると、操作パイロット圧の増加に伴い流量制御弁５３および流量制御弁５８がストロークし、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出ライン２１ａ、２２ａとタンク１９とを連通させている油通路が狭められる。これにより、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出圧力が高まり、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出圧力とブームシリンダ２７の保持圧力とが等しくなると、ブームシリンダ２７が動作を開始する。第３演算器ｃ３が操作パイロット圧に対するポンプ吸収トルクＶ３を増加させるように補正しているので、同一のポンプ平均圧Ｖ２に対する第２吐出容量候補Ｖ５が補正前より増加する。そのため、流量制御弁５３および流量制御弁５８のストローク量、すなわち操作レバー装置２７ａの操作量に対して、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量は補正前よりも高くなる。
したがって、標準の重量Ｗ０よりも重いアタッチメントを装着している場合でも、第２テーブルｔ２を適切に補正することにより、標準の重量のアタッチメントを装着している場合と同等の操作量においてブームシリンダ２７を動作させることができる。

（動作例２）
コントローラユニット１００が想定している標準の重量Ｗ０より軽い、重量Ｗ２のアタッチメントを装着し、作業装置３を重力対抗方向に動かす場合、たとえばブーム上げ動作を行う場合について説明する。動作例１と同等の説明は省略し、差異点のみを説明する。
オペレータにより重量入力装置１１０に装着したアタッチメントの重量Ｗ２が入力されると、コントローラユニット１００は以下の処理を行う。すなわち、コントローラユニット１００は、第２テーブルｔ２を、最大操作パイロット圧Ｖ１に対するポンプ吸収トルクＶ３を減少させるように補正する。この場合、操作パイロット圧力に対するポンプ吸収トルクの特性線図が右側に移動する。

第３演算器ｃ３が操作パイロット圧に対するポンプ吸収トルクＶ３を減少させるように補正しているので、同一のポンプ平均圧Ｖ２に対する第２吐出容量候補Ｖ５が補正前より減少する。そのため、流量制御弁５３および流量制御弁５８のストローク量、すなわち操作レバー装置２７ａの操作量に対して、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出圧力は補正前よりも低くなる。
したがって、標準の重量Ｗ０よりも軽いアタッチメントを装着している場合でも、第２テーブルｔ２を適切に補正することにより、標準の重量のアタッチメントを装着している場合と同等の操作量においてブームシリンダ２７を動作させることができる。さらに、ポンプ吸収トルクＶ３を減少させるので、補正前に比べてエンジン２０の出力を減少させ、燃料消費量を低減させることができる。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施の形態にかかる建設機械、すなわち油圧ショベル１０の油圧制御装置２００は、ブーム４およびアーム５から成るフロント部材と、可変容量型油圧ポンプ、すなわち第１および第２油圧ポンプ２１、２２と、フロント部材の先端に装着され可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される作業具、すなわちバケット６と、を備える油圧ショベル１０に備えられる。油圧ショベル１０の油圧制御装置２００は、作業具を動作させるための操作信号を出力する操作レバー装置２５ａ〜３１ａと、作業具の重量を入力する重量入力装置１１０と、可変容量型油圧ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧検出装置、すなわち第１ポンプ圧センサ２１ｂおよび第２ポンプ圧センサ２２ｂと、操作レバー装置から出力された操作信号、吐出圧検出装置により検出された可変容量型油圧ポンプの吐出圧力、および重量入力装置に入力された作業具の重量に基づき可変容量型油圧ポンプの吐出容量を決定するコントローラユニット１００と、を備える。
油圧ショベル１０の油圧制御装置２００をこのように構成したので、軽いアタッチメントを装着している場合には吐出容量が減少され、エンジン２０の出力が減少することにより燃料消費量を減少させることができる。また、アタッチメントの重量に応じて吐出容量が決定されるので、標準の重量のアタッチメントを装着している場合と同等の操作量においてブームシリンダ２７を動作させることができる。すなわち、アタッチメントの重量が変化してもオペレータの操作性が低下しない。

（２）コントローラユニット１００は、作業具の重量が所定の範囲、すなわち補正Ｘが単調減少する範囲に含まれる場合に、作業具の重量の増加に伴い吐出容量を増加させ、作業具の重量の減少に伴い吐出容量を減少させる。
アタッチメントの重量が軽い場合には、第１および第２油圧ポンプ２１、２２のポンプ吐出容量を減少させるので、エンジン２０の仕事量を減少させ、燃料消費量を低減させることができる。

（３）油圧ショベル１０の油圧制御装置２００は、可変容量ポンプの吐出圧力と吐出容量との関係を規定する第１テーブルｔ１と、操作信号と第１テーブルｔ１の補正量との関係を規定する第２テーブルｔ２と、作業具の重量と第２テーブルｔ２の補正量との関係を規定する第３テーブルとを備える。コントローラユニット１００は、第２テーブルｔ２および第３テーブルｔ３を用いて第１テーブルｔ１の補正量を算出し、補正した第１テーブルから導出される吐出容量を、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量として決定する。
そのため、コントローラユニット１００は第３テーブルｔ３を用いてアタッチメントの重量に対応する補正量Ｘを算出し、第２テーブルｔ２を補正する。

（４）第３テーブルｔ３は、作業具の重量が大きいほど、作業具の重量に対応する第２テーブルｔ２の補正量を増加させる関係を有する。第２テーブルｔ２は、第２テーブルｔ２の補正量が大きいほど、操作信号に対応する第１テーブルの補正量を増加させる関係を有する。第１テーブルｔ１は、第１テーブルｔ１の補正量が大きいほど、可変容量ポンプの吐出圧力に対応する吐出容量を増加させる関係を有する。
アタッチメント重量Ｗの増減に対する第１テーブルｔ１、第２テーブルｔ２、および第３テーブルｔ３への影響が一致しているので、アタッチメント重量Ｗの増加に対して第２吐出容量候補Ｖ５が単調増加の傾向を有する。

（変形例１）
第１の実施の形態では、第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出容量を同一とした。しかし、第１油圧ポンプ２１の吐出容量と第２油圧ポンプ２２の吐出容量を個別に算出してもよい。
この場合は、コントローラユニット１００のプログラム１０２ｐは、以下のように第１油圧ポンプ２１の吐出容量を算出する。すなわち、最大操作パイロット圧Ｖ１として、パイロット圧センサ２７ｂ、２７ｃ、２９ｂ、２９ｃ、３０ｂ、３０ｃ、３１ｂ、３１ｃによって検出された値の最大値を用いる。これらのパイロット圧センサは、第１油圧ポンプ２１に接続された油圧アクチュエータ２７、２９、３０、３１に対応する操作レバー装置２７ａ、２９ａ、３０ａ、３１ａの操作圧を検出するものである。最大操作パイロット圧Ｖ１の決定方法以外は、第１の実施の形態で図４を用いて説明した吐出容量の算出と同様である。

コントローラユニット１００のプログラム１０２ｐは、以下のように第２油圧ポンプ２２の吐出容量を算出する。すなわち、最大操作パイロット圧Ｖ１として、パイロット圧センサ２５ｂ〜２８ｂ、３１ｂ、２５ｃ〜２８ｃ、３１ｃによって検出された値の最大値を用いる。これらのパイロット圧センサは、第２油圧ポンプ２２に接続された油圧アクチュエータ２５〜２８、３１に対応する操作レバー装置２５ａ〜２８ａ、３１ａの操作圧を検出するものである。最大操作パイロット圧Ｖ１の決定方法以外は、第１の実施の形態で図４を用いて説明した吐出容量の算出と同様である。

（変形例２）
第１の実施の形態では、アタッチメントのみが交換可能であり、第３演算器ｃ３はアタッチメントの重量に基づき補正量Ｘを決定した。しかし、作業装置３の全体、すなわちブーム４、アーム５、およびアタッチメントが交換可能であり、第３演算器ｃ３は作業装置３の重量に基づき補正量Ｘを決定してもよい。この場合は、オペレータが重量入力装置１１０を用いて作業装置３の重量を入力する。または、オペレータがブーム４またはアーム５のみの重量を入力してもよい。

（変形例３）
第１の実施の形態では、オペレータが重量入力装置１１０を用いてアタッチメントの重量を入力することにより、コントローラユニット１００がアタッチメントの重量の情報を取得した。しかし、コントローラユニット１００がアタッチメントの重量の情報を入手する手段はこれに限定されない。
たとえば、油圧ショベル１０がアーム５の先端にアタッチメントの重量を検出する重量センサを備え、コントローラユニット１００は重量センサの出力に基づき、アタッチメントの重量を判断してもよい。
この変形例３によれば、オペレータがアタッチメントの重量を入力する煩雑さがない。

（変形例４）
第１の実施の形態では、第３テーブルｔ３とアタッチメント重量Ｗを用いて算出した補正量Ｘにより第２テーブルｔ２を補正した。しかし、アタッチメント重量Ｗに基づき第２吐出容量候補Ｖ５を補正する手法はこれに限定されない。
補正をしない第２テーブルｔ２を用いて算出したポンプ吸収トルクＶ３を、アタッチメント重量Ｗに基づき補正することにより、第１テーブルｔ１の補正量にアタッチメント重量Ｗを加味させてもよい。または、第２テーブルｔ２および第１テーブルｔ１を用いて算出した第２吐出容量候補Ｖ５を、アタッチメント重量Ｗに基づき補正してもよい。

（変形例５）
第１の実施の形態では、第３テーブルｔ３において、アタッチメント重量Ｗと補正量Ｘは広義の単調減少の関係を有した。しかし、第３テーブルｔ３において、アタッチメント重量Ｗと補正量Ｘは狭義の単調減少の関係を有してもよい。すなわち、アタッチメント重量Ｗが増加すると補正量Ｘが必ず増加し、アタッチメント重量Ｗが減少すると補正量Ｘが必ず減少する関係を有してもよい。
さらに、第３テーブルｔ３において、アタッチメント重量Ｗに対する補正量Ｘの変化率は一定でなくてもよい。換言すると、第３テーブルｔ３におけるアタッチメント重量Ｗと補正量Ｘの関係が、曲線により表されてもよい。

（第２の実施の形態）
図７〜８を参照して、本発明による油圧制御装置を油圧ショベルに適用した第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、アームの長さに応じて第３テーブルを選択する点で、第１の実施の形態と異なる。

（構成）
油圧ショベル１０を構成するアーム５は、標準アームと、ショートアームと、ロングアームとが交換可能である。いずれのアーム５の先端にもアタッチメントが取り付け可能である。オペレータは、重量入力装置１１０を用いて装着しているアームの種類を入力する。

図７は、第２の実施の形態におけるコントローラユニット１００の構成を示すブロック図である。コントローラユニット１００は、制御部１０１と、記憶部１０２と、インタフェース１０３を備える。記憶部１０２には、第１テーブルｔ１と、第２テーブルｔ２と、第３Ｓテーブルｔ３１と、第３Ｍテーブルｔ３２と、第３Ｌテーブルｔ３３と、第４テーブルｔ４と、プログラム１０２ｐとが保存される。第３Ｓテーブルｔ３１はショートアームに対応し、第３Ｍテーブルｔ３２は標準アームに対応し、第３Ｌテーブルｔ３３はロングアームに対応する。

図８は、第３Ｓテーブルｔ３１と、第３Ｍテーブルｔ３２と、第３Ｌテーブルｔ３３の概要を示す図である。アタッチメント重量Ｗの変化に対する補正量Ｘの変化量は、第３Ｓテーブルｔ３１よりも第３Ｍテーブルｔ３２が、第３Ｍテーブルｔ３２よりも第３Ｌテーブルｔ３３が大きい。これは、アームが長いほどアタッチメントの重量が変化した際のモーメントの変化量が大きいからである。

（吐出容量の算出）
プログラム１０２ｐの動作は以下の点を除き第１の実施の形態と同様である。すなわちプログラム１０２ｐは、オペレータの入力に基づき、油圧ショベル１０に装着されているアームに対応する第３テーブルを記憶部１０２から読み込み、第３演算器ｃ３において使用する。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）コントローラユニット１００は、アーム５の長さに基づき、第３テーブルｔ３における、作業具の重量の増減に対する第２テーブルの補正量の変化割合を決定する。すなわち第３テーブルｔ３は、アーム５の長さが長いほどアタッチメント重量Ｗの変化に対する補正量Ｘの変化量が増加する。
そのため、アタッチメントの重量に基づき第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出流量を決定する場合に比べて、より良好な操作性を実現することができる。また、アタッチメントの重量が軽い場合にエンジン２０の出力を減少させ、燃料消費量を低減させる効果も第１の実施の形態より大きい。

（第２の実施の形態の変形例）
上述した第２の実施の形態では、交換可能なアーム５の長さに基づき第３テーブルを選択した。しかし、第３テーブルを変化させる方法はこれに限定されない。たとえば、ブーム４と旋回体２の接合部からアタッチメントまでの水平距離に基づき、第３テーブルを変化させてもよい。
この場合は、油圧ショベル１０がブーム４およびアーム５の姿勢を検出する角度センサを備え、コントローラユニット１００が、ブーム４の長さ、アーム５の長さ、およびセンサ出力に基づき、ブーム４と旋回体２の接合部からアタッチメントまでの水平距離を算出する。コントローラユニット１００が、算出した水平距離に応じて第３テーブルを補正する。
本変形例によれば、アタッチメントのモーメントの大きさに基づき第１および第２油圧ポンプ２１、２２の吐出流量を決定するので、第２の実施の形態よりもさらに良好な操作性を実現することができる。また、アタッチメントの重量が軽い場合にエンジン２０の出力を減少させ、燃料消費量を低減させる効果も第２の実施の形態より大きい。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

４ … ブーム（フロント部材）
５ … アーム（フロント部材）
６ … バケット（作業具）
Ｗ … アタッチメント重量（作業具の重量）
Ｘ … 補正量（第２テーブルの補正量）
１０ … 油圧ショベル（建設機械）
２１ … 第１油圧ポンプ（可変容量型油圧ポンプ）
２１ｂ … 第１ポンプ圧センサ（吐出圧検出装置）
２２ … 第２油圧ポンプ（可変容量型油圧ポンプ）
２２ｂ … 第２ポンプ圧センサ（吐出圧検出装置）
Ｖ１ … 最大操作パイロット圧（操作信号）
Ｖ２ … ポンプ平均圧（可変容量型油圧ポンプの吐出圧力）
Ｖ３ … ポンプ吸収トルク（第１テーブルの補正量）
Ｖ５ … 第２吐出容量候補（吐出容量）
ｔ１ … 第１テーブル
ｔ２ … 第２テーブル
ｔ３ … 第３テーブル
１００ … コントローラユニット
１１０ … 重量入力装置
２００ … 油圧制御装置

Claims (5)

1. ブームおよびアームから成るフロント部材と、可変容量型油圧ポンプと、前記フロント部材の先端に装着され前記可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される作業具と、を備える建設機械の油圧制御装置であって、
   前記作業具を動作させるための操作信号を出力する操作レバー装置と、
   前記作業具の重量を入力する重量入力装置と、
   前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧検出装置と、
   前記操作レバー装置から出力された操作信号、前記吐出圧検出装置により検出された前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧力、および前記重量入力装置に入力された作業具の重量に基づき前記可変容量型油圧ポンプの吐出容量を決定するコントローラユニットと、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１に記載の建設機械の油圧制御装置において、
   前記コントローラユニットは、前記作業具の重量が所定の範囲に含まれる場合に、前記作業具の重量の増加に伴い前記吐出容量を増加させ、前記作業具の重量の減少に伴い前記吐出容量を減少させることを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
3. 請求項１に記載の建設機械の油圧制御装置において、
   前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧力と吐出容量との関係を規定する第１テーブルと、
   前記操作信号と前記第１テーブルの補正量との関係を規定する第２テーブルと、
   前記作業具の重量と前記第２テーブルの補正量との関係を規定する第３テーブルとをさらに備え、
   前記コントローラユニットは、前記第２テーブルおよび前記第３テーブルを用いて前記第１テーブルの補正量を算出し、補正した前記第１テーブルから導出される値を、前記吐出容量として決定することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
4. 請求項３に記載の建設機械の油圧制御装置において、
   前記第３テーブルは、前記作業具の重量が大きいほど、前記作業具の重量に対応する前記第２テーブルの補正量を増加させる関係を有し、
   前記第２テーブルは、前記第２テーブルの補正量が大きいほど、前記操作信号に対応する前記第１テーブルの補正量を増加させる関係を有し、
   前記第１テーブルは、前記第１テーブルの補正量が大きいほど、前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧力に対応する吐出容量を増加させる関係を有することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
5. 請求項４に記載の建設機械の油圧制御装置において、
   前記コントローラユニットは、前記第３テーブルにおいて、前記作業具の重量の増減に対する前記第２テーブルの補正量の変化割合を、前記アームの長さに基づき決定することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。

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