JP2905324B2 - 油圧建設機械の原動機回転数制御装置 - Google Patents
油圧建設機械の原動機回転数制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は油圧建設機械の原動機回
転数制御装置に関する。
転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は先に特開昭６３−１６７０４
２号公報に開示するような原動機回転数制御装置を提案
した。この原動機回転数制御装置は負荷に応じて原動機
の回転数を増大させて燃料消費率の改善や騒音の低減を
図るようにしたものであり、たとえばホイール式油圧シ
ョベルの走行圧力が所定値以上のときにエンジン回転数
を所定値だけ増加させようとするものである。
２号公報に開示するような原動機回転数制御装置を提案
した。この原動機回転数制御装置は負荷に応じて原動機
の回転数を増大させて燃料消費率の改善や騒音の低減を
図るようにしたものであり、たとえばホイール式油圧シ
ョベルの走行圧力が所定値以上のときにエンジン回転数
を所定値だけ増加させようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなエンジン回
転数制御方式を油圧ショベルのフロント作業に採用する
場合は次のような問題がある。油圧ショベルはブームシ
リンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、旋回モー
タを有し、各油圧アクチュエータの圧力特性は各アクチ
ュエータの重量、リンク比、駆動シリンダの受圧面積な
どによりそれぞれ異なる。たとえば、アーム引き作業、
バケット引き作業、バケット押し作業の無負荷時の圧力
は５０kgf/cm2〜１００kgf/cm2程度であり比較的低い。
一方、シリンダのロッド側（受圧面積小）で駆動される
アーム押し作業や、慣性力の大きい旋回作業では無負荷
時の微操作でも１５０kgf/cm2〜３５０kgf/cm2程度の比
較的高い圧力が発生する。このため、油圧ポンプの圧力
がアーム引き作業とバケット引き作業を同時に行なう掘
削作業時の圧力、たとえば２００kgf/cm2に達したとき
にエンジン回転数が増加するようにセッティングする
と、本来回転数増加が不必要なアーム押し作業時や旋回
作業時にもエンジン回転数が増加してしまい、燃費、騒
音、発煙、操作フィーリングの点で好ましくない。
転数制御方式を油圧ショベルのフロント作業に採用する
場合は次のような問題がある。油圧ショベルはブームシ
リンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、旋回モー
タを有し、各油圧アクチュエータの圧力特性は各アクチ
ュエータの重量、リンク比、駆動シリンダの受圧面積な
どによりそれぞれ異なる。たとえば、アーム引き作業、
バケット引き作業、バケット押し作業の無負荷時の圧力
は５０kgf/cm2〜１００kgf/cm2程度であり比較的低い。
一方、シリンダのロッド側（受圧面積小）で駆動される
アーム押し作業や、慣性力の大きい旋回作業では無負荷
時の微操作でも１５０kgf/cm2〜３５０kgf/cm2程度の比
較的高い圧力が発生する。このため、油圧ポンプの圧力
がアーム引き作業とバケット引き作業を同時に行なう掘
削作業時の圧力、たとえば２００kgf/cm2に達したとき
にエンジン回転数が増加するようにセッティングする
と、本来回転数増加が不必要なアーム押し作業時や旋回
作業時にもエンジン回転数が増加してしまい、燃費、騒
音、発煙、操作フィーリングの点で好ましくない。
【０００４】本発明の目的は、原動機回転数増加が必要
な作業状態時にのみ原動機回転数を増加させることので
きる油圧建設機械の原動機回転数制御装置を提供するこ
とにある。
な作業状態時にのみ原動機回転数を増加させることので
きる油圧建設機械の原動機回転数制御装置を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、本発明に係る原動機回転数制御装
置は、少なくとも複数の油圧アクチュエータにそれぞれ
対応する各操作手段のそれぞれの操作の有無と操作方向
とに基づいて、原動機回転数の増量が必要な操作状態か
否かを判別する判別手段７５と、原動機回転数設定手段
５７で設定された原動機回転数を、判別手段７５で判別
された原動機回転数の増量が必要な操作状態に対応して
所定値だけ増加させる原動機回転数補正手段（７４，７
６）とを備えて上記目的を達成する。請求項２の装置
は、ポンプ圧力に応じて原動機回転数をさらに増量させ
るものである。請求項３の装置は、ポンプ圧力も加味し
て操作状態を判別するものである。請求項４の装置は、
原動機回転数を増量すべき操作状態を２種類以上設定
し、各操作状態に応じて増量する回転数を異ならせるも
のである。
応付けて説明すると、本発明に係る原動機回転数制御装
置は、少なくとも複数の油圧アクチュエータにそれぞれ
対応する各操作手段のそれぞれの操作の有無と操作方向
とに基づいて、原動機回転数の増量が必要な操作状態か
否かを判別する判別手段７５と、原動機回転数設定手段
５７で設定された原動機回転数を、判別手段７５で判別
された原動機回転数の増量が必要な操作状態に対応して
所定値だけ増加させる原動機回転数補正手段（７４，７
６）とを備えて上記目的を達成する。請求項２の装置
は、ポンプ圧力に応じて原動機回転数をさらに増量させ
るものである。請求項３の装置は、ポンプ圧力も加味し
て操作状態を判別するものである。請求項４の装置は、
原動機回転数を増量すべき操作状態を２種類以上設定
し、各操作状態に応じて増量する回転数を異ならせるも
のである。
【０００６】
【作用】原動機回転数の増量が必要な操作状態が判別手
段７５で判別されると、たとえば燃料レバーの操作量に
依存して設定された原動機回転数が、その判別された操
作状態に対応して所定値だけ増加される。また、ポンプ
圧力に応じてさらに原動機回転数が増量される。さら
に、原動機回転数を増量すべき操作状態が２種類以上設
定され、各操作状態に最適な原動機回転数の増量分が異
なった値に設定される場合、これら複数の操作状態の中
からいずれの操作状態かが判別され、その判別結果に応
じて原動機回転数が増量される。
段７５で判別されると、たとえば燃料レバーの操作量に
依存して設定された原動機回転数が、その判別された操
作状態に対応して所定値だけ増加される。また、ポンプ
圧力に応じてさらに原動機回転数が増量される。さら
に、原動機回転数を増量すべき操作状態が２種類以上設
定され、各操作状態に最適な原動機回転数の増量分が異
なった値に設定される場合、これら複数の操作状態の中
からいずれの操作状態かが判別され、その判別結果に応
じて原動機回転数が増量される。
【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【０００８】
【実施例】図１〜図６により本発明をホイール式油圧シ
ョべルに適用した場合の一実施例を説明する。図２は本
発明に係る油圧建設機械の駆動制御装置の全体構成を示
す図であり、１はエンジン（原動機）２０により駆動さ
れる可変容量油圧ポンプである。エンジン２０の回転数
は、ガバナ２０ａのガバナレバー２０ｂをパルスモータ
２１で回動することにより制御される。そして、そのエ
ンジン回転数に応じた可変容量油圧ポンプ１の吐出油が
走行用制御弁２を介して油圧モータ３に導かれるととも
に、ブーム用制御弁４を介してブーム用油圧シリンダ５
に導かれる。
ョべルに適用した場合の一実施例を説明する。図２は本
発明に係る油圧建設機械の駆動制御装置の全体構成を示
す図であり、１はエンジン（原動機）２０により駆動さ
れる可変容量油圧ポンプである。エンジン２０の回転数
は、ガバナ２０ａのガバナレバー２０ｂをパルスモータ
２１で回動することにより制御される。そして、そのエ
ンジン回転数に応じた可変容量油圧ポンプ１の吐出油が
走行用制御弁２を介して油圧モータ３に導かれるととも
に、ブーム用制御弁４を介してブーム用油圧シリンダ５
に導かれる。
【０００９】また、６はエンジン２０で駆動されるパイ
ロット油圧ポンプ、７は走行ペダルａで操作される走行
用パイロット弁であり、例えば前後進切換弁８を前進
（Ｆ位置）に切換えパイロット弁７のペダル７ａを操作
すると、パイロット油圧ポンプ６からの吐出油がパイロ
ット式制御弁２のパイロットポート２ａに導かれ、この
制御弁２がパイロット油圧に応じたストローク量で切換
わる。これにより、可変容量油圧ポンプ１からの吐出油
が圧力補償弁９，制御弁２を経て油圧モータ３に供給さ
れ車両が走行する。車両の速度は走行ペダル７ａの踏込
量に依存する。
ロット油圧ポンプ、７は走行ペダルａで操作される走行
用パイロット弁であり、例えば前後進切換弁８を前進
（Ｆ位置）に切換えパイロット弁７のペダル７ａを操作
すると、パイロット油圧ポンプ６からの吐出油がパイロ
ット式制御弁２のパイロットポート２ａに導かれ、この
制御弁２がパイロット油圧に応じたストローク量で切換
わる。これにより、可変容量油圧ポンプ１からの吐出油
が圧力補償弁９，制御弁２を経て油圧モータ３に供給さ
れ車両が走行する。車両の速度は走行ペダル７ａの踏込
量に依存する。
【００１０】走行中にペダル７ａを離すとパイロット弁
７が圧油を遮断しその出口ポートがタンク１０と連通さ
れる。この結果、パイロットポート２ａに作用していた
圧油が前後進切換弁８、スローリターン弁１１、パイロ
ット弁７を介してタンク１０に戻る。このとき、スロー
リターン弁１１の絞りにより戻り油が絞られるからパイ
ロット式制御弁２は徐々に中立位置に切換わりながら車
両が徐々に減速されていく。
７が圧油を遮断しその出口ポートがタンク１０と連通さ
れる。この結果、パイロットポート２ａに作用していた
圧油が前後進切換弁８、スローリターン弁１１、パイロ
ット弁７を介してタンク１０に戻る。このとき、スロー
リターン弁１１の絞りにより戻り油が絞られるからパイ
ロット式制御弁２は徐々に中立位置に切換わりながら車
両が徐々に減速されていく。
【００１１】また不図示のブーム用油圧パイロット弁を
操作すると、その操作量に応じた圧力により油圧パイロ
ット式のブーム用制御弁４が切換わり、油圧ポンプ１か
らの吐出油が圧力補償弁１２および制御弁４を介してブ
ーム用油圧シリンダ５に導かれ、油圧シリンダ５の伸縮
によりブームが昇降する。ここで、圧力補償弁９，１２
は、油圧モータ３と油圧シリンダ５の作動を独立に補償
させ、これらにそれぞれの負荷圧よりも所定圧だけ高い
圧力を油圧ポンプ１から供給させるようにするものであ
る。
操作すると、その操作量に応じた圧力により油圧パイロ
ット式のブーム用制御弁４が切換わり、油圧ポンプ１か
らの吐出油が圧力補償弁１２および制御弁４を介してブ
ーム用油圧シリンダ５に導かれ、油圧シリンダ５の伸縮
によりブームが昇降する。ここで、圧力補償弁９，１２
は、油圧モータ３と油圧シリンダ５の作動を独立に補償
させ、これらにそれぞれの負荷圧よりも所定圧だけ高い
圧力を油圧ポンプ１から供給させるようにするものであ
る。
【００１２】なお、油圧ショベルを掘削作業で使用する
ときには、ブームシリンダの他にアームシリンダ、バケ
ットシリンダおよび旋回モータが装着され、破砕機とし
て使用するときには、バケットシリンダで破砕機の首振
りが行なわれ、破砕機用アクチュエータが予備制御弁に
接続される。また、バイブロとして使用するときにはバ
ケットシリンダは非使用状態にし、予備制御弁にバイブ
ロ用アクチュエータが接続される。これら各シリンダ、
モータなどのアクチュエータは、ブームシリンダと同様
に、それぞれ対応する油圧パイロット弁の操作により発
生するパイロット圧力で操作される各制御弁を通して駆
動される。
ときには、ブームシリンダの他にアームシリンダ、バケ
ットシリンダおよび旋回モータが装着され、破砕機とし
て使用するときには、バケットシリンダで破砕機の首振
りが行なわれ、破砕機用アクチュエータが予備制御弁に
接続される。また、バイブロとして使用するときにはバ
ケットシリンダは非使用状態にし、予備制御弁にバイブ
ロ用アクチュエータが接続される。これら各シリンダ、
モータなどのアクチュエータは、ブームシリンダと同様
に、それぞれ対応する油圧パイロット弁の操作により発
生するパイロット圧力で操作される各制御弁を通して駆
動される。
【００１３】可変容量油圧ポンプ１の傾転角、すなわち
押除け容積は、傾転角制御装置４０により制御される。
傾転角制御装置４０は、エンジン２０により駆動される
油圧ポンプ４１と、一対の電磁弁４２，４３と、電磁弁
４２，４３の切換に応じて油圧ポンプ４１からの圧油に
よりピストン位置が制御されるサーボシリンダ４４とか
ら成り、サーボシリンダ４４のピストン位置に応じて油
圧ポンプ１の傾転角が制御される。ここで、一対の電磁
弁４２，４３はコントローラ５０により切換制御され
る。
押除け容積は、傾転角制御装置４０により制御される。
傾転角制御装置４０は、エンジン２０により駆動される
油圧ポンプ４１と、一対の電磁弁４２，４３と、電磁弁
４２，４３の切換に応じて油圧ポンプ４１からの圧油に
よりピストン位置が制御されるサーボシリンダ４４とか
ら成り、サーボシリンダ４４のピストン位置に応じて油
圧ポンプ１の傾転角が制御される。ここで、一対の電磁
弁４２，４３はコントローラ５０により切換制御され
る。
【００１４】５１は、油圧ポンプ１の傾転角θｓを検出
する傾転角センサ、５２は油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｐ
を検出する圧力センサ、５３はエンジン２０の回転数Ｎ
ｒを検出する回転数センサ、５４は、油圧ポンプ１の吐
出圧力とアクチュエータの最大負荷圧力（油圧モータ３
の負荷圧力と油圧シリンダ５の負荷圧力のうち大きい方
の値であり、シャトル弁１３にて選択されたものであ
る）との差圧、つまりＬＳ差圧ΔＰＬＳを検出する差圧
センサである。また、５５はガバナレバー２０ｂの回動
量Ｎθを検出するポテンショメ−タ、５６は上述した各
シリンダなどのアクチュエータを操作する各パイロット
圧力を検出するパイロット圧力センサ群であり、これら
の各センサの検出結果はコントローラ５０に入力され
る。５７は、燃料レバー５７ａの手動操作に応じた目標
回転数Ｘを指令する回転数設定装置であり、その指令信
号もコントローラ５０に入力される。
する傾転角センサ、５２は油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｐ
を検出する圧力センサ、５３はエンジン２０の回転数Ｎ
ｒを検出する回転数センサ、５４は、油圧ポンプ１の吐
出圧力とアクチュエータの最大負荷圧力（油圧モータ３
の負荷圧力と油圧シリンダ５の負荷圧力のうち大きい方
の値であり、シャトル弁１３にて選択されたものであ
る）との差圧、つまりＬＳ差圧ΔＰＬＳを検出する差圧
センサである。また、５５はガバナレバー２０ｂの回動
量Ｎθを検出するポテンショメ−タ、５６は上述した各
シリンダなどのアクチュエータを操作する各パイロット
圧力を検出するパイロット圧力センサ群であり、これら
の各センサの検出結果はコントローラ５０に入力され
る。５７は、燃料レバー５７ａの手動操作に応じた目標
回転数Ｘを指令する回転数設定装置であり、その指令信
号もコントローラ５０に入力される。
【００１５】図３は、上述した各パイロット圧力を検出
するパイロット圧力センサ群５６の詳細を示す図であ
る。５６ａはブーム上げ側のパイロット圧力センサ、５
６ｂはブーム下げ側のパイロット圧力センサ、５６ｃは
アーム引き側のパイロット圧力センサ、５６ｄはアーム
押し側のパイロット圧力センサ、５６ｅはバケット引き
側のパイロット圧力センサ、５６ｆはバケット押し側の
パイロット圧力センサ、５６ｇは旋回パイロット圧力を
検出するパイロット圧力センサ、５６ｈは走行パイロッ
ト圧力を検出するパイロット圧力センサ、５６ｉはたと
えば破砕機用パイロット圧力を検出するパイロット圧力
センサである。
するパイロット圧力センサ群５６の詳細を示す図であ
る。５６ａはブーム上げ側のパイロット圧力センサ、５
６ｂはブーム下げ側のパイロット圧力センサ、５６ｃは
アーム引き側のパイロット圧力センサ、５６ｄはアーム
押し側のパイロット圧力センサ、５６ｅはバケット引き
側のパイロット圧力センサ、５６ｆはバケット押し側の
パイロット圧力センサ、５６ｇは旋回パイロット圧力を
検出するパイロット圧力センサ、５６ｈは走行パイロッ
ト圧力を検出するパイロット圧力センサ、５６ｉはたと
えば破砕機用パイロット圧力を検出するパイロット圧力
センサである。
【００１６】コントローラ５０は、図４に示すようにポ
ンプ傾転角を制御する傾転角制御回路６０を有し、この
制御回路６０は、ロードセンシング制御部（以下、ＬＳ
制御部）６１と、トルク制御部６２と、最小値選択部６
３と、サーボ制御部６４とから成る。
ンプ傾転角を制御する傾転角制御回路６０を有し、この
制御回路６０は、ロードセンシング制御部（以下、ＬＳ
制御部）６１と、トルク制御部６２と、最小値選択部６
３と、サーボ制御部６４とから成る。
【００１７】ＬＳ制御部６１は、目標差圧ΔＰＬＳＲ１
の設定部６１ａを有し、差圧センサ５４で検出された差
圧ΔＰＬＳＤと、目標差圧との偏差Δ（ＰＬＳ）を偏差
器６１ｂで演算し、この偏差Δ（ＰＬＳ）に基づいて関
数発生部６１ｃで目標値の変化量ΔθＬを演算する。さ
らに、この目標値の変化量ΔθＬを積分器６１ｄで積分
してロードセンシング制御のための目標ポンプ傾転角θ
Ｌとして出力する。
の設定部６１ａを有し、差圧センサ５４で検出された差
圧ΔＰＬＳＤと、目標差圧との偏差Δ（ＰＬＳ）を偏差
器６１ｂで演算し、この偏差Δ（ＰＬＳ）に基づいて関
数発生部６１ｃで目標値の変化量ΔθＬを演算する。さ
らに、この目標値の変化量ΔθＬを積分器６１ｄで積分
してロードセンシング制御のための目標ポンプ傾転角θ
Ｌとして出力する。
【００１８】トルク制御部６２は目標トルク演算部６２
ａを有し、この目標トルク演算部６２ａは、ポテンショ
メ−タ５５で検出されたガバナレバー位置Ｎθからエン
ジンが発揮しているトルクＴｒを求めるとともに、回転
数センサ５３で検出されたエンジン回転数Ｎｒとポテン
ショメ−タ５５で検出されたガバナレバー位置Ｎθとの
偏差ΔＴを求め、この偏差ΔＴを上記トルクＴｒに加算
して目標トルクＴｐｏを演算する。逆数算出部６２ｂ
は、圧力センサ５２で検出されたポンプ吐出圧力が入力
され、その圧力に応じた逆数１／Ｐを算出する。この逆
数１／Ｐｐは乗算器６２ｃで目標トルクＴｐｏと掛合わ
され、これによりθｐが求められる（∵Ｔｐｏ＝θｐ・
Ｐｐ）。さらに、このθｐを一次遅れ要素のフィルタ６
２ｄにかけて入力トルク制限制御のための目標ポンプ傾
転角θＴとして出力する。
ａを有し、この目標トルク演算部６２ａは、ポテンショ
メ−タ５５で検出されたガバナレバー位置Ｎθからエン
ジンが発揮しているトルクＴｒを求めるとともに、回転
数センサ５３で検出されたエンジン回転数Ｎｒとポテン
ショメ−タ５５で検出されたガバナレバー位置Ｎθとの
偏差ΔＴを求め、この偏差ΔＴを上記トルクＴｒに加算
して目標トルクＴｐｏを演算する。逆数算出部６２ｂ
は、圧力センサ５２で検出されたポンプ吐出圧力が入力
され、その圧力に応じた逆数１／Ｐを算出する。この逆
数１／Ｐｐは乗算器６２ｃで目標トルクＴｐｏと掛合わ
され、これによりθｐが求められる（∵Ｔｐｏ＝θｐ・
Ｐｐ）。さらに、このθｐを一次遅れ要素のフィルタ６
２ｄにかけて入力トルク制限制御のための目標ポンプ傾
転角θＴとして出力する。
【００１９】最小値選択部６３は、上記２つの目標傾転
角θＬ，θＴのうち小さい方の値を選択してサ−ボ制御
部６４に傾転角指令値θｒとして入力する。サ−ボ制御
部６４では、入力された傾転角指令値θｒと、傾転角セ
ンサ５１により検出した傾転角フィ−ドバック値θｓと
の偏差Δθを偏差器６４ａで求め、この偏差Δθに基づ
いて関数発生部６４ｂから電磁弁４２，４３のオン・オ
フ信号を出力する。これにより、ポンプ傾転角θｓが傾
転角指令値θｒに一致するよう傾転角制御装置４０が制
御される。
角θＬ，θＴのうち小さい方の値を選択してサ−ボ制御
部６４に傾転角指令値θｒとして入力する。サ−ボ制御
部６４では、入力された傾転角指令値θｒと、傾転角セ
ンサ５１により検出した傾転角フィ−ドバック値θｓと
の偏差Δθを偏差器６４ａで求め、この偏差Δθに基づ
いて関数発生部６４ｂから電磁弁４２，４３のオン・オ
フ信号を出力する。これにより、ポンプ傾転角θｓが傾
転角指令値θｒに一致するよう傾転角制御装置４０が制
御される。
【００２０】ここで、上記ＬＳ制御部６１によるロード
センシング制御によれば、ＬＳ差圧が一定値になるよう
に可変容量油圧ポンプ１の押除け容積が制御され、上記
ポンプ圧がロードセンシング圧よりも所定の目標値だけ
高く保持されるので、ポンプ吐出流量が制御弁２または
４の要求流量になるようにポンプ傾転角が制御され、余
分な流量を吐出することがなく絞り損失による無駄がな
くなり燃費および操作性の向上が図れる。またトルク制
御部６２による入力トルク制御によれば、油圧ポンプ１
のトルクがエンジン２０の出力トルクの範囲内に保持さ
れ、エンジン２０に過負荷が作用するのが防止される。
センシング制御によれば、ＬＳ差圧が一定値になるよう
に可変容量油圧ポンプ１の押除け容積が制御され、上記
ポンプ圧がロードセンシング圧よりも所定の目標値だけ
高く保持されるので、ポンプ吐出流量が制御弁２または
４の要求流量になるようにポンプ傾転角が制御され、余
分な流量を吐出することがなく絞り損失による無駄がな
くなり燃費および操作性の向上が図れる。またトルク制
御部６２による入力トルク制御によれば、油圧ポンプ１
のトルクがエンジン２０の出力トルクの範囲内に保持さ
れ、エンジン２０に過負荷が作用するのが防止される。
【００２１】またコントローラ５０は、図１に示すよう
にエンジン回転数を制御するエンジン回転数制御回路７
０を有する。関数発生器７１は回転数設定装置５７から
送られてくる回転数指令値（燃料レバー５７ａの操作
量）ｘに基づいて目標回転数Ｎｘを出力し、関数発生器
７２は走行パイロット圧力センサ５６ｈから送られてく
る走行パイロット圧力Ｐｔにより目標回転数Ｎｔを出力
する。これらの目標回転数のうち最大値が最大値選択回
路７３で選択されて加算器７４に入力される。
にエンジン回転数を制御するエンジン回転数制御回路７
０を有する。関数発生器７１は回転数設定装置５７から
送られてくる回転数指令値（燃料レバー５７ａの操作
量）ｘに基づいて目標回転数Ｎｘを出力し、関数発生器
７２は走行パイロット圧力センサ５６ｈから送られてく
る走行パイロット圧力Ｐｔにより目標回転数Ｎｔを出力
する。これらの目標回転数のうち最大値が最大値選択回
路７３で選択されて加算器７４に入力される。
【００２２】７５は操作状態判別回路であり、上述した
パイロット圧力センサ群５６からの各パイロット圧力を
入力して、操作レバーの操作の有無と操作方向とに基づ
いて操作状態を判別する。７６は、図５（Ａ）〜（Ｃ）
に示す３種類の回転数補正マップＡ，Ｂ，Ｃを備えるマ
ップ部であり、各マップは入力されるポンプ圧力に応じ
た補正回転数ΔＮｃをマップとして記憶する。マップ
Ａ，Ｂ，Ｃの各出力はスイッチ７７の接点ａ，ｂ，ｃに
それぞれ接続され、スイッチ７７は操作状態判別回路７
５での判別結果に応じてａ〜ｃのいずれかに切換えられ
る。
パイロット圧力センサ群５６からの各パイロット圧力を
入力して、操作レバーの操作の有無と操作方向とに基づ
いて操作状態を判別する。７６は、図５（Ａ）〜（Ｃ）
に示す３種類の回転数補正マップＡ，Ｂ，Ｃを備えるマ
ップ部であり、各マップは入力されるポンプ圧力に応じ
た補正回転数ΔＮｃをマップとして記憶する。マップ
Ａ，Ｂ，Ｃの各出力はスイッチ７７の接点ａ，ｂ，ｃに
それぞれ接続され、スイッチ７７は操作状態判別回路７
５での判別結果に応じてａ〜ｃのいずれかに切換えられ
る。
【００２３】スイッチ７７の出力ΔＮｃは加算器７４で
最大値選択回路７３の出力Ｎｙと加算されて偏差器７８
に入力され、偏差器７８でガバナレバー位置Ｎθとの偏
差がとられ、その偏差ΔＮが正側の所定値以上のときに
関数発生器７９はパルスモータ２１に正回転方向の信号
を与え、偏差ΔＮが負側の所定値以下のときに関数発生
器７９はパルスモータ２１に逆回転方向の信号を与え
る。
最大値選択回路７３の出力Ｎｙと加算されて偏差器７８
に入力され、偏差器７８でガバナレバー位置Ｎθとの偏
差がとられ、その偏差ΔＮが正側の所定値以上のときに
関数発生器７９はパルスモータ２１に正回転方向の信号
を与え、偏差ΔＮが負側の所定値以下のときに関数発生
器７９はパルスモータ２１に逆回転方向の信号を与え
る。
【００２４】操作状態判別回路７５は、各アクチュエー
タに対応するパイロット圧力をその圧力センサ５６ａ〜
５６ｉから取込み、図６に示すように、各パイロット圧
力に対応して設けられたフラグは、対応するパイロット
圧力が所定値以上になると１にセットされ、パイロット
圧力が所定値以下になるとフラグは０にリセットされ
る。そして、それらのフラグに基づいて回転数補正マッ
プが図５（Ａ）〜（Ｃ）の中から選択される。なお、上
記所定値は各操作レバーによって異なるようにしてもよ
い。
タに対応するパイロット圧力をその圧力センサ５６ａ〜
５６ｉから取込み、図６に示すように、各パイロット圧
力に対応して設けられたフラグは、対応するパイロット
圧力が所定値以上になると１にセットされ、パイロット
圧力が所定値以下になるとフラグは０にリセットされ
る。そして、それらのフラグに基づいて回転数補正マッ
プが図５（Ａ）〜（Ｃ）の中から選択される。なお、上
記所定値は各操作レバーによって異なるようにしてもよ
い。
【００２５】ここで、マップＡは、エンジン回転数補正
量がゼロの場合であり、たとえば、アーム押し作業、あ
るいは旋回作業時に選択される。マップＢはたとえばア
ーム引き作業時に選択され、ポンプ圧力が１５０kgf/cm
2を越えるとエンジン回転数を徐々に２００ｒｐｍだけ
増加させ、ポンプ圧力が１２５kgf/cm2以下になるとエ
ンジン回転数の増加分を徐々にゼロにする。マップＣは
たとえばアーム引き作業とバケット作業を同時に行なう
掘削作業時や、アーム引きと走行の同時操作時、あるい
は破砕機使用時にそれぞれ選択される。そして、マップ
Ｃが選択されると、ポンプ圧力に無関係にまずエンジン
回転数を１００ｒｐｍ増加させるとともに、ポンプ圧力
が２００kgf/cm2を越えるとエンジン回転数を徐々に５
００ｒｐｍだけ増加させ、ポンプ圧力が１７５kgf/cm2
以下になるとエンジン回転数の増加分を徐々に１００ｒ
ｐｍにする。
量がゼロの場合であり、たとえば、アーム押し作業、あ
るいは旋回作業時に選択される。マップＢはたとえばア
ーム引き作業時に選択され、ポンプ圧力が１５０kgf/cm
2を越えるとエンジン回転数を徐々に２００ｒｐｍだけ
増加させ、ポンプ圧力が１２５kgf/cm2以下になるとエ
ンジン回転数の増加分を徐々にゼロにする。マップＣは
たとえばアーム引き作業とバケット作業を同時に行なう
掘削作業時や、アーム引きと走行の同時操作時、あるい
は破砕機使用時にそれぞれ選択される。そして、マップ
Ｃが選択されると、ポンプ圧力に無関係にまずエンジン
回転数を１００ｒｐｍ増加させるとともに、ポンプ圧力
が２００kgf/cm2を越えるとエンジン回転数を徐々に５
００ｒｐｍだけ増加させ、ポンプ圧力が１７５kgf/cm2
以下になるとエンジン回転数の増加分を徐々に１００ｒ
ｐｍにする。
【００２６】次に、以上のように構成された実施例の動
作を、燃料レバー５７ａにより所望のエンジン回転数を
設定してバケット作業を行なう場合について説明する。
図１の最大値選択回路７３は関数発生器７１から出力さ
れるエンジン回転数ＮｘをＮｙとして出力する。アーム
用パイロット弁を操作してアーム押し作業を行なうと、
図６から分かるようにアーム押しフラグがセットされ、
操作状態判別回路７５はマップＡを選択する信号をスイ
ッチ７７に出力し、スイッチ７７は接点ａが接続され
る。この結果、マップ部７６はマップＡの信号をスイッ
チ７７に出力する。ここで、マップＡから出力される補
正回転数ΔＮｃはポンプ圧力にかかわらずゼロであるか
ら、加算器７４は燃料レバー５７ａで指令した回転数Ｎ
ｙを偏差器７８に出力する。そして、偏差器７８はポテ
ンショメータ５５からの実回転数Ｎθとの偏差を関数発
生器７９に出力し、パルスモータ２１はエンジン回転数
Ｎｙになるようにエンジンガバナを制御する。
作を、燃料レバー５７ａにより所望のエンジン回転数を
設定してバケット作業を行なう場合について説明する。
図１の最大値選択回路７３は関数発生器７１から出力さ
れるエンジン回転数ＮｘをＮｙとして出力する。アーム
用パイロット弁を操作してアーム押し作業を行なうと、
図６から分かるようにアーム押しフラグがセットされ、
操作状態判別回路７５はマップＡを選択する信号をスイ
ッチ７７に出力し、スイッチ７７は接点ａが接続され
る。この結果、マップ部７６はマップＡの信号をスイッ
チ７７に出力する。ここで、マップＡから出力される補
正回転数ΔＮｃはポンプ圧力にかかわらずゼロであるか
ら、加算器７４は燃料レバー５７ａで指令した回転数Ｎ
ｙを偏差器７８に出力する。そして、偏差器７８はポテ
ンショメータ５５からの実回転数Ｎθとの偏差を関数発
生器７９に出力し、パルスモータ２１はエンジン回転数
Ｎｙになるようにエンジンガバナを制御する。
【００２７】アーム引き作業を行なうと、図６から分か
るようにアーム引きフラグがセットされ、操作状態判別
回路７５はマップＢを選択する信号をスイッチ７７に出
力し、スイッチ７７は接点ｂが接続される。この結果、
マップ部７６はマップＢの信号をスイッチ７７に出力す
る。ここで、マップＢは、ポンプ圧力が１５０kgf/cm2
を越えるとエンジン回転数を徐々に２００ｒｐｍだけ増
加させるような補正回転数ΔＮｃを出力し、ポンプ圧力
が１２５kgf/cm2以下になる補正回転数ΔＮｃを徐々に
ゼロにする。したがって、加算器７４は、ポンプ圧力に
応じてマップＢから出力される補正回転数ΔＮｃとエン
ジン回転数Ｎｙとの加算値を偏差器７８に出力し、パル
ス２１によりエンジン回転数はＮｙ＋ΔＮｃに設定され
る。
るようにアーム引きフラグがセットされ、操作状態判別
回路７５はマップＢを選択する信号をスイッチ７７に出
力し、スイッチ７７は接点ｂが接続される。この結果、
マップ部７６はマップＢの信号をスイッチ７７に出力す
る。ここで、マップＢは、ポンプ圧力が１５０kgf/cm2
を越えるとエンジン回転数を徐々に２００ｒｐｍだけ増
加させるような補正回転数ΔＮｃを出力し、ポンプ圧力
が１２５kgf/cm2以下になる補正回転数ΔＮｃを徐々に
ゼロにする。したがって、加算器７４は、ポンプ圧力に
応じてマップＢから出力される補正回転数ΔＮｃとエン
ジン回転数Ｎｙとの加算値を偏差器７８に出力し、パル
ス２１によりエンジン回転数はＮｙ＋ΔＮｃに設定され
る。
【００２８】アーム引き作業とバケット引き作業を同時
に行なうと、図６から分かるようにアーム引きフラグと
バケット引きフラグがセットされ、操作状態判別回路７
５はマップＣを選択する信号をスイッチ７７に出力し、
スイッチ７７は接点ｃが接続される。この結果、マップ
部７６はマップＣの信号をスイッチ７７に出力する。こ
こで、マップＣは、ポンプ圧力にかかわらず補正回転数
ΔＮｃとして１００ｒｐｍを出力するから、エンジン回
転数は加算器７４から出力される１００ｒｐｍ＋Ｎｙに
設定される。またマップＣは、ポンプ圧力が２００kgf/
cm2を越えるとエンジン回転数を徐々に５００ｒｐｍだ
け増加させるような補正回転数ΔＮｃを出力し、ポンプ
圧力が１７５kgf/cm2以下になる補正回転数ΔＮｃを徐
々に１００ｒｐｍまで低減する。したがって、加算器７
４は、ポンプ圧力に応じてマップＣから出力される補正
回転数ΔＮｃとエンジン回転数Ｎｙとの加算値を偏差器
７８に出力し、パルスモータ２１によりエンジン回転数
はＮｙ＋ΔＮｃに設定される。
に行なうと、図６から分かるようにアーム引きフラグと
バケット引きフラグがセットされ、操作状態判別回路７
５はマップＣを選択する信号をスイッチ７７に出力し、
スイッチ７７は接点ｃが接続される。この結果、マップ
部７６はマップＣの信号をスイッチ７７に出力する。こ
こで、マップＣは、ポンプ圧力にかかわらず補正回転数
ΔＮｃとして１００ｒｐｍを出力するから、エンジン回
転数は加算器７４から出力される１００ｒｐｍ＋Ｎｙに
設定される。またマップＣは、ポンプ圧力が２００kgf/
cm2を越えるとエンジン回転数を徐々に５００ｒｐｍだ
け増加させるような補正回転数ΔＮｃを出力し、ポンプ
圧力が１７５kgf/cm2以下になる補正回転数ΔＮｃを徐
々に１００ｒｐｍまで低減する。したがって、加算器７
４は、ポンプ圧力に応じてマップＣから出力される補正
回転数ΔＮｃとエンジン回転数Ｎｙとの加算値を偏差器
７８に出力し、パルスモータ２１によりエンジン回転数
はＮｙ＋ΔＮｃに設定される。
【００２９】他の作業時のエンジン回転数の補正は図６
から分かる通り、旋回はマップＡに基づいて、アーム引
き作業と走行作業の複合操作時はマップＣに基づいて、
破砕器の作業時はマップＣに基づいてそれぞれ行なわれ
る。なお、各作業と選択するマップの関係やマップによ
る原動機回転数の補正量は実施例に限定されない。
から分かる通り、旋回はマップＡに基づいて、アーム引
き作業と走行作業の複合操作時はマップＣに基づいて、
破砕器の作業時はマップＣに基づいてそれぞれ行なわれ
る。なお、各作業と選択するマップの関係やマップによ
る原動機回転数の補正量は実施例に限定されない。
【００３０】以上の実施例の構成において、走行用油圧
モータ３や作業用シリンダ５などが油圧アクチュエータ
を、走行ペダル７ａやパイロット弁７などが操作手段
を、走行用制御弁２やブーム用制御弁４などが制御弁
を、操作状態判別回路７５が判別手段を、加算器７４や
マップ部７６などが回転数補正手段をそれぞれ構成す
る。さらに、たとえば燃料レバー５７ａの操作量に応じ
て目標回転数を設定する回転数設定装置５７が回転数設
定手段を構成する。
モータ３や作業用シリンダ５などが油圧アクチュエータ
を、走行ペダル７ａやパイロット弁７などが操作手段
を、走行用制御弁２やブーム用制御弁４などが制御弁
を、操作状態判別回路７５が判別手段を、加算器７４や
マップ部７６などが回転数補正手段をそれぞれ構成す
る。さらに、たとえば燃料レバー５７ａの操作量に応じ
て目標回転数を設定する回転数設定装置５７が回転数設
定手段を構成する。
【００３１】なお以上では、ホイール式油圧ショベルに
ついて説明したが、本発明はこれ以外の各種油圧式建設
機械に適用することができる。また、ロードセンシング
制御方式の油圧制御装置について説明したが、本発明は
これに限定されない。さらに、可変容量油圧ポンプを搭
載した場合について説明したが、固定容量の油圧ポンプ
を搭載した油圧装置にも本発明を適用できる。また、各
操作レバーの操作判定にパイロット圧力センサを用いた
場合について説明したが、たとえば電気式レバーで制御
弁を駆動する用に構成した場合には、電気レバーからの
出力信号により操作状態を判別してもよい。
ついて説明したが、本発明はこれ以外の各種油圧式建設
機械に適用することができる。また、ロードセンシング
制御方式の油圧制御装置について説明したが、本発明は
これに限定されない。さらに、可変容量油圧ポンプを搭
載した場合について説明したが、固定容量の油圧ポンプ
を搭載した油圧装置にも本発明を適用できる。また、各
操作レバーの操作判定にパイロット圧力センサを用いた
場合について説明したが、たとえば電気式レバーで制御
弁を駆動する用に構成した場合には、電気レバーからの
出力信号により操作状態を判別してもよい。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、各種アクチュエータに
それぞれ対応する操作手段の操作の有無と操作方向とに
基づいて原動機回転数の増量が必要な操作状態か否かを
判別し、その判別結果にしたがって原動機回転数の増加
を行なうようにしたので、単純にポンプ圧力が所定値以
上のときに回転数を増減する場合のように、不所望な操
作時に原動機回転数が増加されず、燃費、騒音、発煙、
操作フィーリングがそれぞれ改善される。また、ポンプ
圧力に応じて原動機回転数の増量を行えば、さらに作業
に適した回転数で原動機を運転でき、より一層燃費や騒
音の点で効果がある。さらにまた、２以上の操作状態を
判別してそれぞれの操作状態に最適な回転数増量を行な
えば、さらに燃費、騒音、発煙、操作フィーリングの点
で有利となる。
それぞれ対応する操作手段の操作の有無と操作方向とに
基づいて原動機回転数の増量が必要な操作状態か否かを
判別し、その判別結果にしたがって原動機回転数の増加
を行なうようにしたので、単純にポンプ圧力が所定値以
上のときに回転数を増減する場合のように、不所望な操
作時に原動機回転数が増加されず、燃費、騒音、発煙、
操作フィーリングがそれぞれ改善される。また、ポンプ
圧力に応じて原動機回転数の増量を行えば、さらに作業
に適した回転数で原動機を運転でき、より一層燃費や騒
音の点で効果がある。さらにまた、２以上の操作状態を
判別してそれぞれの操作状態に最適な回転数増量を行な
えば、さらに燃費、騒音、発煙、操作フィーリングの点
で有利となる。
【図１】本発明の一実施例に係る原動機回転数制御装置
のエンジン回転数制御回路の詳細を示すブロック図
のエンジン回転数制御回路の詳細を示すブロック図
【図２】油圧建設機械の全体構成を示す図
【図３】パイロット圧力センサ群の詳細を示す図
【図４】トルク制御部の詳細を示すブロック図
【図５】回転数制御回路のマップ部を説明する図
【図６】回転数制御回路の操作状態判別回路を説明する
図
図
１：可変容量油圧ポンプ ２：走行用制御
弁 ４：ブーム用制御弁 ５：ブームシリ
ンダ ３：走行用油圧モータ ７：パイロット
弁 ２０：エンジン（原動機） ２１：パルスモ
ータ ４０：傾転制御装置 ５０：コントロ
ーラ ５２：圧力センサ ５３：回転数セ
ンサ ５５：ポテンショメ−タ ５６：パイロッ
ト圧力センサ群 ５７：回転数設定装置 ５７ａ：燃料レバ
ー ７０：エンジン回転数制御回路 ７５：操作状態
判別回路 ７６：マップ部
弁 ４：ブーム用制御弁 ５：ブームシリ
ンダ ３：走行用油圧モータ ７：パイロット
弁 ２０：エンジン（原動機） ２１：パルスモ
ータ ４０：傾転制御装置 ５０：コントロ
ーラ ５２：圧力センサ ５３：回転数セ
ンサ ５５：ポテンショメ−タ ５６：パイロッ
ト圧力センサ群 ５７：回転数設定装置 ５７ａ：燃料レバ
ー ７０：エンジン回転数制御回路 ７５：操作状態
判別回路 ７６：マップ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−194383（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−150050（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E02F 9/20 E02F 9/22
Claims (4)
- 【請求項１】 原動機により駆動される油圧ポンプと、 この油圧ポンプからの吐出油により駆動される複数の油
圧アクチュエータと、 前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータへの
圧油の流量と方向をそれぞれ制御する複数の制御弁と、 複数の油圧アクチュエータに対応してそれぞれ設けら
れ、第１の操作方向に操作されると前記圧油を第１の方
向に流し、第２の操作方向に操作されると前記圧油を第
２の方向に流すように前記各制御弁をそれぞれ駆動し、
各操作方向の操作量に応じて前記圧油の流量を制御する
複数の操作手段と、 前記原動機の回転数を設定する回転数設定手段とを備え
た原動機回転数制御装置において、 少なくとも前記操作手段のそれぞれの操作の有無と操作
方向とに基づいて、原動機回転数の増量が必要な操作状
態か否かを判別する判別手段と、 前記原動機回転数設定手段で設定された原動機回転数
を、前記判別手段で判別された操作状態に対応して所定
値だけ増加させる原動機回転数補正手段とを具備するこ
とを特徴とする油圧建設機械の原動機回転数制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 前記油圧ポンプの圧力を検出する圧力検出手段を有し、 前記原動機回転数補正手段は、前記操作の有無と操作方
向とに基づいて判別された操作状態に応じて回転数を増
加させるとともに、検出された圧力が所定値以上のとき
にさらに原動機回転数を増加させることを特徴とする油
圧建設機械の原動機回転数制御装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、 前記油圧ポンプの圧力を検出する圧力検出手段を有し、 前記操作状態判別手段は、前記操作の有無と操作方向と
検出された圧力とに基づいて原動機回転数の増量が必要
な操作状態かを否か判別することを特徴とする油圧建設
機械の原動機回転数制御装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の装置において、 前記判別手段で判別される操作状態は原動機回転数の増
量が必要な２以上の状態を含み、それぞれの操作状態に
対応して増量すべき回転数が異なることを特徴とする油
圧建設機械の原動機回転数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30502491A JP2905324B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 油圧建設機械の原動機回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30502491A JP2905324B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 油圧建設機械の原動機回転数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05140968A JPH05140968A (ja) | 1993-06-08 |
| JP2905324B2 true JP2905324B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=17940175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30502491A Expired - Fee Related JP2905324B2 (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 油圧建設機械の原動機回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2905324B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2385176A1 (en) | 2010-05-06 | 2011-11-09 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Prime mover revolution speed control system for hydraulic construction machine |
| WO2018178004A1 (de) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Ghh Fahrzeuge Gmbh | Verfahren zum betrieb eines selbstfahrenden untertagefahrzeugs |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4691806B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2011-06-01 | コベルコ建機株式会社 | 建設機械の運転制御装置 |
| JP6752686B2 (ja) * | 2016-10-28 | 2020-09-09 | 住友建機株式会社 | ショベル |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP30502491A patent/JP2905324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2385176A1 (en) | 2010-05-06 | 2011-11-09 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Prime mover revolution speed control system for hydraulic construction machine |
| US8583332B2 (en) | 2010-05-06 | 2013-11-12 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Prime mover revolution speed control system for hydraulic construction machine |
| WO2018178004A1 (de) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Ghh Fahrzeuge Gmbh | Verfahren zum betrieb eines selbstfahrenden untertagefahrzeugs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05140968A (ja) | 1993-06-08 |
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Legal Events
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