JP3471583B2 - 油圧建設機械の原動機のオートアクセル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は油圧建設機械の原動
機と油圧ポンプの制御装置に係わり、特に、原動機とし
てディーゼルエンジンを備え、このエンジンにより回転
駆動される油圧ポンプから吐出される圧油により油圧ア
クチュエータを駆動し、必要な作業を行う油圧ショベル
等の油圧建設機械の原動機のオートアクセル装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】油圧ショベル等の油圧建設機械は、一般
に、原動機としてディーゼルエンジンを備え、このエン
ジンにより少なくとも１つの可変容量型の油圧ポンプを
回転駆動し、油圧ポンプから吐出される圧油により複数
の油圧アクチュエータを駆動し、必要な作業を行ってい
る。このディーゼルエンジンにはアクセルレバー等の目
標回転数を指令する入力手段が備えられ、この目標回転
数に応じて燃料噴射量が制御され、回転数が制御され
る。 【０００３】このような油圧建設機械における原動機と
油圧ポンプの制御に関して、特開平７−１１９５０６号
公報に「油圧建設機械の原動機回転数制御装置」と題し
た制御装置が提案されている。この制御装置は、燃料レ
バーを操作して基準となる目標回転数を入力すると共
に、複数の油圧アクチュエータのそれぞれの操作指令手
段の操作レバーやペダルの操作方向（以下、単にレバー
操作方向という）及び操作量（以下、単にレバー操作量
という）とアクチュエータの負荷（ポンプ吐出圧）を検
出し、レバー操作方向及び操作量とアクチュエータの負
荷に応じてエンジン回転数補正値を決定し、この回転数
補正値を用いて上記目標回転数を補正し、エンジンの回
転数を制御している。この場合、レバー操作量が少ない
とき及びアクチュエータ負荷が低いときはエンジンの目
標回転数を低くして省エネ効果をねらい、レバー操作量
が大きくアクチュエータ負荷が高い時はエンジンの目標
回転数を高くして、作業性を確保する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は次のような問題がある。 【０００５】従来の制御装置では、オペレータが基準目
標回転数を低くして操作するような場合は、オペレータ
の意志はゆっくりとした緩操作を行おうとしており、こ
の場合はアクチュエータ負荷が増大しても、エンジン回
転数を大きく上昇させない方が良い。 【０００６】例えば、地面を掘削するのではなく均し作
業をする場合は、エンジン回転数を低くして使うが、こ
のときアクチュエータ負荷やレバー操作量の変化に対し
てエンジン回転数の補正は小さい方が、作業上望まし
い。吊り荷作業も同様である。 【０００７】上記従来技術では、このようにエンジン回
転数を低く設定して行う作業でも、エンジン回転数が高
いときと同様の大きさでアクチュエータ負荷やレバー操
作量の変化に対してエンジン回転数が補正されるため、
良好な微操作性を確保できなかった。 【０００８】本発明の目的は、オペレータが入力した目
標回転数が低い場合は、アクチュエータ負荷や操作指令
手段の操作量の変化に対するエンジン目標回転数の補正
幅を小さくし、良好な微操作性を確保する油圧建設機械
の原動機のオートアクセル装置を提供することである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】（１）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
動される少なくとも１つの可変容量油圧ポンプと、この
油圧ポンプの圧油により駆動される複数の油圧アクチュ
エータと、この複数の油圧アクチュエータの操作を指令
する操作指令手段と、この操作指令手段の指令信号を検
出する第１検出手段と、前記複数の油圧アクチュエータ
の負荷を検出する第２検出手段と、前記原動機の基準目
標回転数を指令する入力手段とを備え、前記第１及び第
２検出手段の検出値に基づき前記基準目標回転数の補正
値を計算し、この補正値にしたがって前記基準目標回転
数に補正を加え目標回転数とし、前記原動機の回転数を
制御する油圧建設機械の原動機のオートアクセル装置に
おいて、前記基準目標回転数が低くなるに従って小さく
なる回転数補正の基準幅を計算し、この基準幅に応じて
前記基準目標回転数の補正値を補正する補正値補正手段
を備え、前記補正値補正手段は、前記基準目標回転数の
補正値に前記基準幅を乗じることにより基準目標回転数
の補正値を補正するものとする。 【００１０】このように補正値補正手段を更に設け、基
準目標回転数が低くなるに従って小さくなる回転数補正
の基準幅を計算し、第１及び第２のエンジン回転数補正
値を補正することにより、均し作業や吊り荷作業のよう
にオペレータが入力する目標回転数が低い作業では、エ
ンジン目標回転数の補正幅が自動的に小さくなり、細か
い作業が行い易くなる。 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。以下の実施形態は、本発明を油圧ショ
ベルの原動機と油圧ポンプの制御装置に適用した場合の
ものである。 【００１４】図１において、１及び２は例えば斜板式の
可変容量型の油圧ポンプであり、油圧ポンプ１，２の吐
出路３，４には図２に示す弁装置５が接続され、この弁
装置５を介して複数のアクチュエータ５０〜５６に圧油
を送り、これらアクチュエータを駆動する。 【００１５】９は固定容量型のパイロットポンプであ
り、パイロットポンプ９の吐出路９ａにはパイロットポ
ンプ９の吐出圧力を一定圧に保持するパイロットリリー
フ弁９ｂが接続されている。 【００１６】油圧ポンプ１，２及びパイロットポンプ９
は原動機１０の出力軸１１に接続され、原動機１０によ
り回転駆動される。 【００１７】弁装置５の詳細を説明する。 【００１８】図２において、弁装置５は、流量制御弁５
ａ〜５ｄと流量制御弁５ｅ〜５ｉの２つの弁グループを
有し、流量制御弁５ａ〜５ｄは油圧ポンプ１の吐出路３
につながるセンタバイパスライン５ｊ上に位置し、流量
制御弁５ｅ〜５ｉは油圧ポンプ２の吐出路４につながる
センタバイパスライン５ｋ上に位置している。吐出路
３，４には油圧ポンプ１，２の吐出圧力の最大圧力を決
定するメインリリーフ弁５ｍが設けられている。 【００１９】流量制御弁５ａ〜５ｄ及び流量制御弁５ｅ
〜５ｉはセンタバイパスタイプであり、油圧ポンプ１，
２から吐出された圧油はこれらの流量制御弁によりアク
チュエータ５０〜５６の対応するものに供給される。ア
クチュエータ５０は走行右用の油圧モータ（右走行モー
タ）、アクチュエータ５１はバケット用の油圧シリンダ
（バケットシリンダ）、アクチュエータ５２はブーム用
の油圧シリンダ（ブームシリンダ）、アクチュエータ５
３は旋回用の油圧モータ（旋回モータ）、アクチュエー
タ５４はアーム用の油圧シリンダ（アームシリンダ）、
アクチュエータ５５は予備の油圧シリンダ、アクチュエ
ータ５６は走行左用の油圧モータ（左走行モータ）であ
り、流量制御弁５ａは走行右用、流量制御弁５ｂはバケ
ット用、流量制御弁５ｃは第１ブーム用、流量制御弁５
ｄは第２アーム用、流量制御弁５ｅは旋回用、流量制御
弁５ｆは第１アーム用、流量制御弁５ｇは第２ブーム
用、流量制御弁５ｈは予備用、流量制御弁５ｉは走行左
用である。即ち、ブームシリンダ５２に対しては２つの
流量制御弁５ｇ，５ｃが設けられ、アームシリンダ５４
に対しても２つの流量制御弁５ｄ，５ｆが設けられ、ブ
ームシリンダ５２とアームシリンダ５４のボトム側に
は、それぞれ、２つの油圧ポンプ１，２からの圧油が合
流して供給可能になっている。 【００２０】図３に本発明の原動機と油圧ポンプの制御
装置が搭載される油圧ショベルの外観を示す。油圧ショ
ベルは下部走行体１００と、上部旋回体１０１と、フロ
ント作業機１０２とを有している。下部走行体１００に
は左右の走行モータ５０，５６が配置され、この走行モ
ータ５０，５６によりクローラ１００ａが回転駆動さ
れ、前方又は後方に走行する。上部旋回体１０１には旋
回モータ５３が搭載され、この旋回モータ５３により上
部旋回体１０１が下部走行体１００に対して右方向又は
左方向に旋回される。フロント作業機１０２はブーム１
０３、アーム１０４、バケット１０５からなり、ブーム
１０３はブームシリンダ５２により上下動され、アーム
１０４はアームシリンダ５４によりダンプ側（開く側）
又はクラウド側（掻き込む側）に操作され、バケット１
０５はバケットシリンダ５１によりダンプ側（開く側）
又はクラウド側（掻き込む側）に操作される。 【００２１】流量制御弁５ａ〜５ｉの操作パイロット系
を図４に示す。 【００２２】流量制御弁５ｉ，５ａは操作装置３５の操
作パイロット装置３９，３８からの操作パイロット圧TR
1,TR2及びTR3,TR4により、流量制御弁５ｂ及び流量制御
弁５ｃ，５ｇは操作装置３６の操作パイロット装置４
０，４１からの操作パイロット圧BKC,BKD及びBOD,BOUに
より、流量制御弁５ｄ，５ｆ及び流量制御弁５ｅは操作
装置３７の操作パイロット装置４２，４３からの操作パ
イロット圧ARC,ARD及びSW1,SW2により、流量制御弁５ｈ
は操作パイロット装置４４からの操作パイロット圧AU1,
AU2により、それぞれ切り換え操作される。 【００２３】操作パイロット装置３８〜４４は、それぞ
れ、１対のパイロット弁（減圧弁）３８ａ，３８ｂ〜４
４ａ，４４ｂを有し、操作パイロット装置３８，３９，
４４はそれぞれ更に操作ペダル３８ｃ，３９ｃ、４４ｃ
を有し、操作パイロット装置４０，４１は更に共通の操
作レバー４０ｃを有し、操作パイロット装置４２，４３
は更に共通の操作レバー４２ｃを有している。操作ペダ
ル３８ｃ，３９ｃ、４４ｃ及び操作レバー４０ｃ，４２
ｃを操作すると、その操作方向に応じて関連する操作パ
イロット装置のパイロット弁が作動し、ペダル又はレバ
ーの操作量に応じた操作パイロット圧が生成される。 【００２４】また、操作パイロット装置３８〜４４の各
パイロット弁の出力ラインにはシャトル弁６１〜６７が
接続され、これらシャトル弁６１〜６７には更にシャト
ル弁６８，６９，１２０〜１２３が階層的に接続され、
シャトル弁６１，６３，６４，６５，６８，６９，１２
１により操作パイロット装置３８，４０，４１，４２の
操作パイロット圧の最高圧力が油圧ポンプ１の制御パイ
ロット圧PL1として検出され、シャトル弁６２，６４，
６５，６６，６７，６９，１２０，１２２，１２３によ
り操作パイロット装置３９，４１，４２，４３，４４の
操作パイロット圧の最高圧力が油圧ポンプ２の制御パイ
ロット圧PL2として検出される。 【００２５】また、シャトル弁６１により操作パイロッ
ト装置３８の走行モータ５６に対する操作パイロット圧
（以下、走行２操作パイロット圧という）PT2が検出さ
れ、シャトル弁６２により操作パイロット装置３９の走
行モータ５０に対する操作パイロット圧（以下、走行１
操作パイロット圧という）PT1が検出され、シャトル弁
６６により操作パイロット装置４３の旋回モータ５３に
対するパイロット圧（以下、旋回操作パイロット圧とい
う）PWSが検出される。 【００２６】以上のような油圧駆動系に本発明のオート
アクセル装置を備えた原動機と油圧ポンプの制御装置が
設けられている。以下、その詳細を説明する。 【００２７】図１において、油圧ポンプ１，２にはそれ
ぞれレギュレータ７，８が備えられ、これらレギュレー
タ７，８で油圧ポンプ１，２の容量可変機構である斜板
１ａ，２ａの傾転位置を制御し、ポンプ吐出流量を制御
する。 【００２８】油圧ポンプ１，２のレギュレータ７，８
は、それぞれ、傾転アクチュエータ２０Ａ，２０Ｂ（以
下、適宜２０で代表する）と、図４に示す操作パイロッ
ト装置３８〜４４の操作パイロット圧に基づいてポジテ
ィブ傾転制御をする第１サーボ弁２１Ａ，２１Ｂ（以
下、適宜２１で代表する）と、油圧ポンプ１，２の全馬
力制御をする第２サーボ弁２２Ａ，２２Ｂ（以下、適宜
２２で代表する）とを備え、これらのサーボ弁２１，２
２によりパイロットポンプ９から傾転アクチュエータ２
０に作用する圧油の圧力を制御し、油圧ポンプ１，２の
傾転位置が制御される。 【００２９】傾転アクチュエータ２０、第１及び第２サ
ーボ弁２１，２２の詳細を説明する。 【００３０】各傾転アクチュエータ２０は、両端に大径
の受圧部２０ａと小径の受圧部２０ｂとを有する作動ピ
ストン２０ｃと、受圧部２０ａ，２０ｂが位置する受圧
室２０ｄ，２０ｅとを有し、両受圧室２０ｄ，２０ｅの
圧力が等しいときは作動ピストン２０ｃは図示右方向に
移動し、これにより斜板１ａ又は２ａの傾転は小さくな
りポンプ吐出流量が減少し、大径側の受圧室２０ｄの圧
力が低下すると、作動ピストン２０ｃは図示左方向に移
動し、これにより斜板１ａ又は２ａの傾転が大きくなり
ポンプ吐出流量が増大する。また、大径側の受圧室２０
ｄは第１及び第２サーボ弁２１，２２を介してパイロッ
トポンプ９の吐出路９ａに接続され、小径側の受圧室２
０ｅは直接パイロットポンプ９の吐出路９ａに接続され
ている。 【００３１】ポジティブ傾転制御用の各第１サーボ弁２
１は、ソレノイド制御弁３０又は３１からの制御圧力に
より作動し油圧ポンプ１，２の傾転位置を制御する弁で
あり、制御圧力が高いときは弁体２１ａが図示右方向に
移動し、パイロットポンプ９からのパイロット圧を減圧
せずに受圧室２０ｄに伝達し、油圧ポンプ１又は２の傾
転を小さくし、制御圧力が低下するにしたがって弁体２
１ａがバネ２１ｂの力で図示左方向に移動し、パイロッ
トポンプ９からのパイロット圧を減圧して受圧室２０ｄ
に伝達し、油圧ポンプ１又は２の傾転を大きくする。 【００３２】全馬力制御用の各第２サーボ弁２２は、油
圧ポンプ１，２の吐出圧力とソレノイド制御弁３２から
の制御圧力により作動し、油圧ポンプ１，２の全馬力制
御をする弁であり、ソレノイド制御弁３２により油圧ポ
ンプ１，２の最大吸収トルクが制限制御される。 【００３３】即ち、油圧ポンプ１及び２の吐出圧力とソ
レノイド制御弁３２からの制御圧力が操作駆動部の受圧
室２２ａ，２２ｂ，２２ｃにそれぞれ導かれ、油圧ポン
プ１，２の吐出圧力の油圧力の和がバネ２２ｄの弾性力
と受圧室２２ｃに導かれる制御圧力の油圧力との差で決
まる設定値より低いときは、弁体２２ｅは図示右方向に
移動し、パイロットポンプ９からのパイロット圧を減圧
せずに受圧室２０ｄに伝達して油圧ポンプ１，２の傾転
を小さくし、油圧ポンプ１，２の吐出圧力の油圧力の和
が同設定値よりも高くなるにしたがって弁体２２ａが図
示左方向に移動し、パイロットポンプ９からのパイロッ
ト圧を減圧して受圧室２０ｄに伝達し、油圧ポンプ１，
２の傾転を大きくする。また、ソレノイド制御弁３２か
らの制御圧力が低いときは、上記設定値を大きくし、油
圧ポンプ１，２の高めの吐出圧力から油圧ポンプ１，２
の傾転を減少させ、ソレノイド制御弁３２からの制御圧
力が高くなるにしたがって上記設定値を小さくし、油圧
ポンプ１，２の低めの吐出圧力から油圧ポンプ１，２の
傾転を減少させる。 【００３４】ソレノイド制御弁３０，３１，３２は駆動
電流SI1,SI2,SI3により作動する比例減圧弁であり、駆
動電流SI1,SI2,SI3が最小のときは、出力する制御圧力
が最高になり、駆動電流SI1,SI2,SI3が増大するに従っ
て出力する制御圧力が低くなるよう動作する。駆動電流
SI1,SI2,SI3は図５に示すコントローラ７０より出力さ
れる。 【００３５】原動機１０はディーゼルエンジンであり、
燃料噴射装置１４を備えている。この燃料噴射装置１４
はガバナ機構を有し、図５に示すコントローラ７０から
の出力信号による目標エンジン回転数NR1になるように
エンジン回転数を制御する。 【００３６】燃料噴射装置のガバナ機構のタイプは、コ
ントローラからの電気的な信号による目標エンジン回転
数になるよう制御する電子ガバナ制御装置や、機械式の
燃料噴射ポンプのガバナレバーにモータを連結し、コン
トローラからの指令値に基づいて目標エンジン回転数に
なるよう予め定められた位置にモータを駆動し、ガバナ
レバー位置を制御するような機械式ガバナ制御装置があ
る。本実施形態の燃料噴射装置１４はいずれのタイプも
有効である。 【００３７】原動機１０には、図５に示すように目標エ
ンジン回転数をオペレータが手動で入力する目標エンジ
ン回転数入力部７１が設けられ、その基準目標エンジン
回転数NROの入力信号がコントローラ７０に取り込まれ
る。目標エンジン回転数入力部７１はポテンショメータ
のような電気的入力手段によって直接コントローラ７０
に入力するものであってよく、オペレータが基準となる
エンジン回転数の大小を選択するものである。この基準
目標エンジン回転数NROは一般には重掘削では大、軽作
業では小である。 【００３８】また、図１に示すように、原動機１０の実
回転数NE1を検出する回転数センサー７２と、油圧ポン
プ１，２の吐出圧力PD1,PD2を検出する圧力センサー７
５，７６が設けられ、図４に示すように、油圧ポンプ
１，２の制御パイロット圧PL1,PL2を検出する圧力セン
サー７３，７４と、アームクラウド操作パイロット圧PA
Cを検出する圧力センサー７７と、ブーム上げ操作パイ
ロット圧PBUを検出する圧力センサー７８と、旋回操作
パイロット圧PWSを検出する圧力センサー７９と、走行
１操作パイロット圧PT1を検出する圧力センサー８０
と、走行２操作パイロット圧PT2を検出する圧力センサ
ー８１とが設けられている。 【００３９】コントローラ７０の全体の信号の入出力関
係を図５に示す。コントローラ７０は上記のように目標
エンジン回転数入力部７１の基準目標エンジン回転数NR
Oの信号、回転数センサー７２の実回転数NE1の信号、圧
力センサー７３，７４のポンプ制御パイロット圧PL1,PL
2の信号、圧力センサー７５，７６の油圧ポンプ１，２
の吐出圧力PD1,PD2の信号、圧力センサー７７〜８１の
アームクラウド操作パイロット圧PAC、ブーム上げ操作
パイロット圧PBU、旋回操作パイロット圧PWS、走行１操
作パイロット圧PT1、走行２操作パイロット圧PT2の各信
号を入力し、所定の演算処理を行って駆動電流SI1,SI2,
SI3をソレノイド制御弁３０〜３２に出力し、油圧ポン
プ１，２の傾転位置、即ち吐出流量を制御すると共に、
目標エンジン回転数NR1の信号を燃料噴射装置１４に出
力し、エンジン回転数を制御する。 【００４０】コントローラ７０の油圧ポンプ１，２の制
御に関する処理機能を図６に示す。 【００４１】図６において、コントローラ７０は、ポン
プ目標傾転演算部７０ａ，７０ｂ、ソレノイド出力電流
演算部７０ｃ，７０ｄ、ポンプ最大吸収トルク演算部７
０ｅ、ソレノイド出力電流演算部７０ｆの各機能を有し
ている。 【００４２】ポンプ目標傾転演算部７０ａは、油圧ポン
プ１側の制御パイロット圧PL1の信号を入力し、これを
メモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの
制御パイロット圧PL1に応じた油圧ポンプ１の目標傾転
θR1を演算する。この目標傾転θR1はパイロット操作装
置３８，４０，４１，４２の操作量に対するポジティブ
傾転制御の基準流量メータリングであり、目標傾転θR1
にポンプ回転数と定数をかけたものが流量メータリング
となる。メモリのテーブルには制御パイロット圧PL1が
高くなるに従って目標傾転θR1が増大するようPL1とθR
1の関係が設定されている。 【００４３】ソレノイド出力電流演算部７０ｃは、目標
傾転θR1が得られる油圧ポンプ１の傾転制御用の駆動電
流SI1を求め、これをソレノイド制御弁３０に出力す
る。 【００４４】ポンプ目標傾転演算部７０ｂ、ソレノイド
出力電流演算部７０ｄでも、同様にポンプ制御信号PL2
から油圧ポンプ２の傾転制御用の駆動電流ＳI2を算出
し、これをソレノイド制御弁３１に出力する。 【００４５】ポンプ最大吸収トルク演算部７０ｅは、目
標エンジン回転数NR1（後述）の信号を入力し、これを
メモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの
目標エンジン回転数NR1に応じた油圧ポンプ１，２の最
大吸収トルクTRを算出する。この最大吸収トルクTRは目
標エンジン回転数NR1で回転するエンジン１０の出力ト
ルク特性にマッチングする油圧ポンプ１，２の吸収トル
クである。メモリのテーブルには、目標エンジン回転数
NR1が上昇するに従ってポンプ最大吸収トルクTRが増大
するようNR1とTRの関係が設定されている。 【００４６】ソレノイド出力電流演算部７０ｆは、ポン
プ最大吸収トルクTRが得られる油圧ポンプ１，２の最大
吸収トルク制御用のソレノイド制御弁３２の駆動電流SI
3を求め、これをソレノイド制御弁３２に出力する。 【００４７】コントローラ７０のエンジン１０の制御に
関する処理機能を図７に示す。 【００４８】図７において、コントローラ７０は、基準
回転数低下補正量演算部７００ａ、基準回転数上昇補正
量演算部７００ｂ、最大値選択部７００ｃ、エンジン回
転数補正ゲイン演算部７００ｄ１〜７００ｄ６、最小値
選択部７００ｅ、ヒステリシス演算部７００ｆ、操作パ
イロット圧エンジン回転数補正量演算部７００ｇ、第１
基準目標エンジン回転数補正部７００ｈ、最大値選択部
７００ｉ、ヒステリシス演算部７００ｊ、ポンプ吐出圧
信号補正部７００ｋ、補正ゲイン演算部７００ｍ、最大
値選択部７００ｎ、補正ゲイン演算部７００ｐ、第１ポ
ンプ吐出圧エンジン回転数補正量演算部７００ｑ、第２
ポンプ吐出圧エンジン回転数補正量演算部７００ｒ、最
大値選択部７００ｓ、第２基準目標エンジン回転数補正
部７００ｔ、リミッタ演算部７００ｕを有している。 【００４９】基準回転数低下補正量演算部７００ａは、
目標エンジン回転数入力部７１の基準目標エンジン回転
数NROの信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテ
ーブルに参照させ、そのときのNROに応じた基準回転数
低下補正量DNLを算出する。このDNLは操作パイロット装
置３８〜４４の操作レバー又はペダルの入力変化（操作
パイロット圧の変化）によるエンジン回転数補正の基準
幅になるものであり、目標エンジン回転数が低くなるに
従って回転数補正量は小さくしたいことから、メモリの
テーブルには目標基準エンジン回転数NROが低くなるに
従って基準回転数低下補正量DNLが小さくなるようNROと
DNLの関係が設定されている。 【００５０】基準回転数上昇補正量演算部７００ｂは、
演算部７００ａと同様、基準目標エンジン回転数NROの
信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに
参照させ、そのときのNROに応じた基準回転数上昇補正
量DNPを算出する。このDNPはポンプ吐出圧の入力変化に
よるエンジン回転数補正の基準幅になるものであり、目
標エンジン回転数が低くなるに従って回転数補正量は小
さくしたいことから、メモリのテーブルには目標基準エ
ンジン回転数NROが低くなるに従って基準回転数上昇補
正量DNPが小さくなるようNROとDNPの関係が設定されて
いる。ただし、エンジン回転数は固有の最大回転数以上
には上昇できないため、目標基準エンジン回転数NROの
最大値付近での上昇補正量DNPは減少させている。 【００５１】最大値選択部７００ｃは、走行１操作パイ
ロット圧PT1と走行２操作パイロット圧PT2の高圧側を選
択し、走行操作パイロット圧PTRとする。 【００５２】エンジン回転数補正ゲイン演算部７００ｄ
１〜７００ｄ６は、それぞれ、ブーム上げ操作パイロッ
ト圧PBU、アームクラウド操作パイロット圧PAC、旋回操
作パイロット圧PSW、走行操作パイロット圧PTR、ポンプ
制御パイロット圧PL1,PL2の各信号を入力し、これをメ
モリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの各
操作パイロット圧に応じたエンジン回転数補正ゲインKB
U，KAC，KSW，KTR，KL1，KL2を算出する。 【００５３】ここで、演算部７００ｄ１〜７００ｄ４
は、操作するアクチュエータ毎に操作レバー又はペダル
の入力変化（操作パイロット圧の変化）に対するエンジ
ン回転数の変化を予め設定し、操作をやり易くするもの
であり、それぞれ、次のように設定されている。 【００５４】ブーム上げは吊り荷作業や均し作業の位置
合わせのように微操作域での使用が多いので、微操作域
でエンジン回転数を低くしかつゲインの傾きを寝せる。 【００５５】アームクラウドは掘削作業で使用するとき
操作レバーをフルに操作して行うことが多く、フルレバ
ー付近での回転数変動を小さくするため、フルレバー付
近でのゲインの傾きを寝せる。 【００５６】旋回は中間回転域での変動を小さくするた
め、中間回転域でのゲインの傾きを寝せる。 【００５７】走行は微操作から力強さが必要であり、微
操作からエンジン回転数を高めにする。 【００５８】フルレバーでのエンジン回転数もアクチュ
エータ毎に変えれるようにする。例えば、ブーム上げや
アームクラウドは流量が多いため、エンジン回転数は高
めとし、それ以外はエンジン回転数を低めとする。走行
は車速を早くするため、エンジン回転数を高めとする。 【００５９】演算部７００ｄ１〜７００ｄ４のメモリの
テーブルには、以上の条件に対応して操作パイロット圧
と補正ゲインKBU，KAC，KSW，KTRとの関係が設定されて
いる。 【００６０】また、演算部７００ｄ５，７００ｄ６に入
力されるポンプ制御パイロット圧PL1，PL2は関連する操
作パイロット圧の最高圧であり、全ての操作パイロット
圧に対してこのポンプ制御パイロット圧PL1，PL2で代表
してエンジン回転数補正ゲインKL1，KL2を演算する。 【００６１】ここで、一般的には、操作パイロット圧
（操作レバー又はペダルの操作量）が高くなればなる
程、エンジン回転数を高くしたいことから、演算部７０
０ｄ５，７００ｄ６のメモリのテーブルには、それに対
応してポンプ制御パイロット圧PL1，PL2と補正ゲインKL
1，KL2の関係が設定されている。また、最小値選択部７
００ｅで演算部７００ｄ１〜７００ｄ４の補正ゲインを
優先して選択するため、ポンプ制御パイロット圧PL1，P
L2の最高圧付近での補正ゲインKL1，KL2は高めに設定さ
れている。 【００６２】最小値選択部７００ｅは、演算部７００ｄ
１〜７００ｄ６で演算された補正ゲインの最小値を選択
し、KMAXとする。ここで、ブーム上げ、アームクラウ
ド、旋回、走行以外を操作した場合は、ポンプ制御パイ
ロット圧PL1，PL2で代表してエンジン回転数補正ゲイン
KL1，KL2が演算され、KMAXとして選択される。 【００６３】ヒステリシス演算部７００ｆは、そのKMAX
に対してヒステリシスを設け、その結果を操作パイロッ
ト圧によるエンジン回転数補正ゲインKNLとする。 【００６４】操作パイロット圧エンジン回転数補正量演
算部７００ｇは、エンジン回転数補正ゲインKNLに上記
の基準回転数低下補正量DNLを掛け合わせ、操作パイロ
ット圧の入力変化によるエンジン回転数低下補正量DND
を算出する。 【００６５】第１基準目標エンジン回転数補正部７００
ｈは、基準目標エンジン回転数NROからエンジン回転数
低下補正量DNDを減算し、目標回転数NROOとする。この
目標回転数NROOは操作パイロット圧による補正後のエン
ジン目標回転数である。 【００６６】最大値選択部７００ｉは、油圧ポンプ１，
２の吐出圧力PD1,PD2の信号を入力し、吐出圧力PD1,PD2
の高圧側を選択し、ポンプ吐出圧最大値信号PDMAXとす
る。 【００６７】ヒステリシス演算部７００ｊは、そのポン
プ吐出圧信号PDMAXに対してヒステリシスを設け、その
結果をポンプ吐出圧による回転数補正ゲインKNPとす
る。 【００６８】ポンプ吐出圧信号補正部７００ｋ、回転数
補正ゲインKNPに上記の基準回転数上昇補正量DNPを掛け
合わせ、ポンプ吐出圧によるエンジン回転基本補正量KN
PHとする。 【００６９】補正ゲイン演算部７００ｍは、アームクラ
ウドの操作パイロット圧PACの信号を入力し、これをメ
モリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの操
作パイロット圧PACに応じたエンジン回転数補正ゲインK
ACHを算出する。アームクラウドの操作量が増えれば増
える程、大きな流量を必要とすることから、メモリのテ
ーブルにはこれに対応して、アームクラウドの操作パイ
ロット圧PACが上昇するに従って補正ゲインKACHが大き
くなるようPACとKACHの関係が設定されている。 【００７０】最大値選択部７００ｎは、最大値選択部７
００ｃと同様、走行１操作パイロット圧PT1と走行２操
作パイロット圧PT2の高圧側を選択し、走行操作パイロ
ット圧PTRとする。 【００７１】補正ゲイン演算部７００ｐは、走行の操作
パイロット圧PTRの信号を入力し、これをメモリに記憶
してあるテーブルに参照させ、そのときの走行の操作パ
イロット圧PTRに応じたエンジン回転数補正ゲインKTRH
を算出する。この場合も、走行の操作量が増えれば増え
る程、大きな流量を必要とすることから、メモリのテー
ブルにはこれに対応して、走行の操作パイロット圧PTR
が上昇するに従って補正ゲインKTRHが大きくなるようPT
RとKTRHの関係が設定されている。 【００７２】第１及び第２ポンプ吐出圧エンジン回転数
補正量演算部７００ｑ，７００ｒは、上記のポンプ吐出
圧エンジン回転基本補正量KNPHに補正ゲインKACH，KTRH
を掛け合わせてエンジン回転数補正量KNAC，KNTRを求め
る。 【００７３】最大値選択部７００ｓは、エンジン回転数
補正量KNAC，KNTRの大なる方を選択し、補正量DNHとす
る。この補正量DNHはポンプ吐出圧と操作パイロット圧
の入力変化によるエンジン回転数上昇補正量である。 【００７４】ここで、演算部７００ｑ，７００ｒでエン
ジン回転基本補正量KNPHに補正ゲインKACH又はKTRHを掛
け合わせてエンジン回転数補正量KNAC，KNTRを求めるこ
とは、アームクラウド操作及び走行時にのみポンプ吐出
圧によるエンジン回転数上昇補正をすることを意味す
る。これにより、アクチュエータ負荷が増大するとエン
ジン回転数を高くしたい操作であるアームクラウド操作
や走行時のみ、ポンプ吐出圧の上昇によってもエンジン
回転数を上昇させることができる。 【００７５】第２基準目標エンジン回転数補正部７００
ｔは、上記の目標回転数NROOにエンジン回転数上昇補正
量DNHを加算して目標エンジン回転数NRO1を算出する。 【００７６】リミッタ演算部７００ｕは、その目標エン
ジン回転数NRO1にエンジン固有の最高回転数と最低回転
数によるリミッタをきかせ、目標エンジン回転数NR1を
算出し、燃料噴射装置１４（図１参照）へ送る。また、
この目標エンジン回転数NR1は、同じコントローラ７０
内の油圧ポンプ１，２の制御に関するポンプ最大吸収ト
ルク演算部７０ｅ（図６参照）にも送られる。 【００７７】以上において、操作パイロット装置３８〜
４４は、複数の油圧アクチュエータ５０〜５６の操作を
指令する操作指令手段を構成し、圧力センサー７３，７
４，７７〜８１は、その操作指令手段の指令信号を検出
する第１検出手段を構成し、圧力センサー７５，７６
は、複数の油圧アクチュエータ７５，７６の負荷を検出
する第２検出手段を構成し、目標エンジン回転数入力部
７１は、原動機１０の基準目標回転数NROを指令する入
力手段を構成し、最大値選択部７００ｃ、エンジン回転
数補正ゲイン演算部７００ｄ１〜７００ｄ６、最小値選
択部７００ｅ、ヒステリシス演算部７００ｆ、第１基準
目標エンジン回転数補正部７００ｈ、最大値選択部７０
０ｉ、ヒステリシス演算部７００ｊ、補正ゲイン演算部
７００ｍ、最大値選択部７００ｎ、補正ゲイン演算部７
００ｐ、第１ポンプ吐出圧エンジン回転数補正量演算部
７００ｑ、第２ポンプ吐出圧エンジン回転数補正量演算
部７００ｒ、最大値選択部７００ｓ、第２基準目標エン
ジン回転数補正部７００ｔ、リミッタ演算部７００ｕで
は、上記第１及び第２検出手段の検出値に基づき基準目
標回転数NROの補正値（エンジン回転数補正ゲインKNL及
び回転数補正ゲインKNP）を計算し、この補正値に従っ
て基準目標回転数NROに補正を加え目標回転数NR1とし、
原動機１０の回転数を制御する。 【００７８】また、基準回転数低下補正量演算部７００
ａ、基準回転数上昇補正量演算部７００ｂ、操作パイロ
ット圧エンジン回転数補正量演算部７００ｇ、ポンプ吐
出圧信号補正部７００ｋは、上記基準目標回転数NROが
低くなるに従って小さくなる回転数補正の基準幅（基準
回転数低下補正量DNL及び基準回転数上昇補正量DNP）を
計算し、この基準幅に応じて上記基準目標回転数の補正
値（エンジン回転数補正ゲインKNL及び回転数補正ゲイ
ンKNP）を補正する補正値補正手段を構成する。 【００７９】以上のように構成した本実施形態によれ
ば、次の効果が得られる。 【００８０】（１）アームクラウド操作や走行時の操作
では、回転数補正量演算部７００ｇで操作パイロット圧
による回転数低下補正量DNDが演算されると共に、演算
部７００ｑ，７００ｒ及び最大値選択部７００ｓでポン
プ吐出圧による回転数補正ゲインKNPを操作パイロット
圧による補正ゲインKACH又はKTRHで補正したポンプ吐出
圧による回転数上昇補正量DNHが演算され、その回転数
低下補正量DNDと回転数上昇補正量DNHにより基準目標エ
ンジン回転数NROが補正され、エンジン回転数が補正制
御されるので、操作レバー又はペダルの操作量の増大に
よってエンジン回転数が上昇するだけでなく、ポンプ吐
出圧の上昇によってもエンジン回転数が上昇することと
なり、アームクラウド操作では力強い掘削作業が行え、
走行時には高速走行又は力強い走行が可能となる。 【００８１】一方、アームクラウドや走行以外の操作で
は、補正ゲインKACH又はKTRHは０となり、基準目標エン
ジン回転数NROは操作パイロット圧による回転数低下補
正量DNDによってのみ補正され、エンジン回転数が補正
制御されるので、例えばブーム上げのようにフロント作
業機の姿勢でポンプ吐出圧が変動する操作では、ポンプ
吐出圧が変動してもエンジン回転数は変化しないので、
良好な操作性を確保できる。また、操作量の少ないとき
にはエンジン回転数が低下し、省エネ効果が大きい。 【００８２】（２）オペレータが基準目標回転数NROを
低く設定した場合は、基準回転数低下補正量演算部７０
０ａ及び基準回転数上昇補正量演算部７００ｂで基準回
転数低下補正量DNL及び基準回転数上昇補正量DNPがそれ
ぞれ小さい値として演算され、基準目標エンジン回転数
NROに対する補正量DND及びDNHが小さくなる。このた
め、均し作業や吊り荷作業のようにオペレータがエンジ
ン回転数を低い領域で使用する作業では、エンジン目標
回転数の補正幅が自動的に小さくなり、細かい作業が行
い易くなる。 【００８３】（３）補正ゲイン演算部７００ｄ１〜７０
０ｄ４において、操作するアクチュエータ毎に操作レバ
ー又はペダルの入力変化（操作パイロット圧の変化）に
対するエンジン回転数の変化を補正ゲインとして予め設
定したので、アクチュエータの特性に応じた良好な作業
性が得られる。 【００８４】例えば、ブーム上げの演算部７００ｄ１で
は微操作域での補正ゲインKBUの傾きが寝ているので、
微操作域でのエンジン回転数低下補正量DNDの変化が少
なくなる。このため、吊り荷作業や均し作業の位置合わ
せのようにブーム上げの微操作域で行う作業がやり易く
なる。 【００８５】アームクラウドの演算部７００ｄ２ではフ
ルレバー付近での補正ゲインKACの傾きが寝ているの
で、フルレバー付近でのエンジン回転数低下補正量DND
の変化が少なくなる。このため、アームクラウド操作に
よりフルレバー付近でエンジン回転数の変動を少なくし
た掘削作業が行える。 【００８６】旋回の演算部７００ｄ３では中間回転域で
のゲインの傾きが寝ているので、中間回転域でのエンジ
ン回転数の変動が小さくした旋回が行える。 【００８７】走行の演算部７００ｄ４では微操作から補
正ゲインKTRを小さくしたので、走行の微操作からエン
ジン回転数が上昇し、力強い走行が可能となる。 【００８８】更に、フルレバーでのエンジン回転数もア
クチュエータ毎に変えることができる。例えば、ブーム
上げやアームクラウドの演算部７００ｄ１，７００ｄ２
ではフルレバーでの補正ゲインKBU，KACは０にしたの
で、エンジン回転数は高めとなり、油圧ポンプ１，２の
吐出流量は多くなる。このため、ブーム上げで重量物を
吊り下げたり、アームクラウドによる力強い掘削作業が
行える。また、走行の演算部７００ｄ４もフルレバーで
の補正ゲインKTRを０にしたので、同様にエンジン回転
数は高めとなり、走行の車速を速くできる。それ以外の
操作ではフルレバーでの補正ゲインは０より大きくした
ので、エンジン回転数はやや低くめとなり、省エネ効果
が得られる。 【００８９】（４）上記以外の操作では、演算部７００
ｄ５，７００ｄ６の補正ゲインPL1，PL2で代表してエン
ジン回転数が補正されるので、演算部の構成を簡素化で
きる。 【００９０】（５）上記のようにエンジン回転数を制御
するとき、操作パイロット圧又はポンプ吐出圧の変化に
よりエンジン回転数は変動する。しかし、図６に示すポ
ンプ最大吸収トルク演算部７０ｅでは、その補正された
目標エンジン回転数NR1の関数としてポンプ最大吸収ト
ルクTRを演算し、油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクを
制御するので、エンジン回転数が変動してもエンジン出
力を有効に利用できる。 【００９１】 【発明の効果】本発明によれば、オペレータが入力した
目標回転数が低い場合は、アクチュエータ負荷や操作指
令手段の操作量の変化に対するエンジン目標回転数の補
正幅が小さくなるので、良好な微操作性を確保できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態による原動機のオートアク
セル装置を備えた原動機と油圧ポンプの制御装置を示す
図である。 【図２】図１に示す油圧ポンプに接続された弁装置及び
アクチュエータの油圧回路図である。 【図３】本発明の原動機と油圧ポンプの制御装置を搭載
した油圧ショベルの外観を示す図である。 【図４】図２に示す流量制御弁の操作パイロット系を示
す図である。 【図５】図１に示すコントローラの入出力関係を示す図
である。 【図６】コントローラのポンプ制御部の処理機能を示す
機能ブロック図である。 【図７】コントローラのエンジン制御部の処理機能を示
す機能ブロック図である。 【符号の説明】 １，２ 油圧ポンプ １ａ，２ａ 斜板 ５ 弁装置 ７，８ レギュレータ １０ 原動機 １４ 燃料噴射装置 ２０Ａ，２０Ｂ 傾転アクチュエータ ２１Ａ，２１Ｂ 第１サーボ弁 ２２Ａ，２２Ｂ 第２サーボ弁 ３０〜３２ ソレノイド制御弁 ３８〜４４ 操作パイロット装置 ５０〜５６ アクチュエータ ７０ コントローラ ７０ａ，７０ｂ ポンプ目標傾転演算部 ７０ｃ，７０ｄ ソレノイド出力電流演算部 ７０ｅ ポンプ最大トルク演算部 ７０ｆ ソレノイド出力電流演算部 ７００ａ 基準回転数低下補正量演算部 ７００ｂ 基準回転数上昇補正量演算部 ７００ｃ 最大値選択部 ７００ｄ１〜ｄ６ エンジン回転数補正ゲイン演算部 ７００ｅ 最小値選択部 ７００ｆ ヒステリシス演算部 ７００ｇ 操作レバーエンジン回転数補正量演算部 ７００ｈ 第１基準目標エンジン回転数補正部 ７００ｉ 最大値選択部 ７００ｊ ヒステリシス演算部 ７００ｋ ポンプ吐出圧信号補正部 ７００ｍ 補正ゲイン演算部 ７００ｎ 最大値選択部 ７００ｐ 補正ゲイン演算部 ７００ｑ 第１ポンプ吐出圧エンジン回転数補正量演算
部 ７００ｒ 第２ポンプ吐出圧エンジン回転数補正量演算
部 ７００ｓ 最大値選択部 ７００ｔ 第２基準目標エンジン回転数補正部 ７００ｕ リミッタ演算部

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】原動機と、この原動機によって駆動される
   少なくとも１つの可変容量油圧ポンプと、この油圧ポン
   プの圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータ
   と、この複数の油圧アクチュエータの操作を指令する操
   作指令手段と、この操作指令手段の指令信号を検出する
   第１検出手段と、前記複数の油圧アクチュエータの負荷
   を検出する第２検出手段と、前記原動機の基準目標回転
   数を指令する入力手段とを備え、前記第１及び第２検出
   手段の検出値に基づき前記基準目標回転数の補正値を計
   算し、この補正値にしたがって前記基準目標回転数に補
   正を加え目標回転数とし、前記原動機の回転数を制御す
   る油圧建設機械の原動機のオートアクセル装置におい
   て、 前記基準目標回転数が低くなるに従って小さくなる回転
   数補正の基準幅を計算し、この基準幅に応じて前記基準
   目標回転数の補正値を補正する補正値補正手段を備え、 前記補正値補正手段は、前記基準目標回転数の補正値に
   前記基準幅を乗じることにより基準目標回転数の補正値
   を補正する ことを特徴とするオートアクセル装置。