JP3539720B2

JP3539720B2 - Control equipment for construction machinery

Info

Publication number: JP3539720B2
Application number: JP2000057069A
Authority: JP
Inventors: 公正恩田
Original assignee: 新キャタピラー三菱株式会社
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: JP2001248187A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械に備えられる油圧ポンプからの作動油の流量や圧力を制御弁により制御して、ブームシリンダ，スティックシリンダ，バケットシリンダ，旋回モータ等の油圧アクチュエータの作動を制御する、建設機械の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、図９に示すように、上部旋回体１０２と下部走行体１００と作業装置１１８とからなっている。
下部走行体１００は、互いに独立して駆動しうる右トラック１００Ｒ及び左トラック１００Ｌをそなえており、一方、上部旋回体１０２は、下部走行体１００に対して水平面内で旋回可能に設けられている。このため、上部旋回体１０２には旋回モータ（旋回用油圧アクチュエータ）が取り付けられている
また、作業装置１１８は、主にブーム１０３，スティック１０４，バケット１０８等からなっており、ブーム１０３は、上部旋回体１０２に対して回動可能に枢着されている。また、ブーム１０３の先端には、同じく鉛直面内に回動可能にスティック１０４が接続されている。
【０００３】
また、上部旋回体１０２とブーム１０３との間には、ブーム１０３を駆動するためのブーム駆動用油圧シリンダ（ブームシリンダ，ブーム駆動用油圧アクチュエータ）１０５が設けられるとともに、ブーム１０３とスティック１０４との間には、スティック１０４を駆動するためのスティック駆動用油圧シリンダ（スティックシリンダ，スティック駆動用油圧アクチュエータ）１０６が設けられている。また、スティック１０４とバケット１０８との間には、バケット１０８を駆動するためのバケット駆動用油圧シリンダ（バケットシリンダ，バケット駆動用油圧アクチュエータ）１０７が設けられている。
【０００４】
また、上述の各シリンダ１０５〜１０７や旋回モータには、エンジン（主に、ディーゼルエンジン）により駆動される油圧ポンプ、ブーム用制御弁，スティック用制御弁，バケット用制御弁，旋回用制御弁等の複数の制御弁を備える油圧回路（図示せず）が接続されており、油圧ポンプから各制御弁を介して所定の油圧の作動油が供給され、このようにして供給された作動油圧に応じて駆動されるようになっている。
【０００５】
このような構成により、ブーム１０３は図中矢印ａ方向及び矢印ｂ方向に、スティック１０４は図中矢印ｃ方向及び矢印ｄ方向に、バケット１０８は図中矢印ｅ方向及び矢印ｆ方向に回動可能に構成されている。
なお、ブーム１０３の図中矢印ａ方向への回動をブームアップといい、図中矢印ｂ方向への回動をブームダウンという。また、スティック１０４の図中矢印ｃ方向への回動をスティックアウトといい、図中矢印ｄ方向への回動をスティックインという。また、バケット１０８の図中矢印ｅ方向への回動をバケットオープンといい、図中矢印ｆ方向への回動をバケットインという。
【０００６】
また、運転操作室１０１には、油圧ショベルの作動（走行，旋回，ブーム回動，スティック回動及びバケット回動）を制御するための操作部材として、左レバー，右レバー，左ペダル及び右ペダル等がそなえられている。また、運転操作室１０１内には、複数のワークモードスイッチも設けられており、トラックローディングモード（ブーム優先モード）, トレンチングモード（スウィング優先モード）, レベリングモード, タンピングモード等の各種のモードを運転操作者が作業に応じて最適なものを適宜選択しうるようになっている。なお、このような選択が行われない通常の場合は、建設機械の作業においてはスティック１０４の動作が重要であり、これを最も優先される必要があるため、スティック１０４の作動を優先する回路構成となっている。
【０００７】
そして、例えばオペレータがこれらのレバーやペダル等の操作部材を操作することにより、油圧回路の各制御弁が制御されて、各シリンダ１０５〜１０７や旋回モータが駆動され、これにより、ブーム１０３，スティック１０４及びバケット１０８等を回動させ、上部旋回体１０２を旋回させうるようになっている。
また、各制御弁を制御するために、パイロット油圧回路が設けられている。これにより、ブーム１０３やスティック１０４を作動させるには、運転操作室１０１内のブーム操作部材やスティック操作部材を操作して、パイロット油圧をパイロット油路を通じてブーム用制御弁やスティック用制御弁に作用させて、ブーム用制御弁やスティック用制御弁を所要の位置に駆動させる。これにより、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５やスティック駆動用油圧シリンダ１０６への作動油が給排調整され、これらのシリンダ１０５，１０６が所要の長さに伸縮駆動されることになる。
【０００８】
また、上部旋回体１０２を作動させるには、運転操作室１０１内の旋回用操作部材を操作して、パイロット油圧をパイロット油路を通じて旋回用制御弁に作用させて、旋回用制御弁を所要の位置に移動させる。これにより、旋回モータへの作動油が給排調整され、この旋回モータが駆動されることになる。
上述のように、油圧ショベルでは、各シリンダ１０５〜１０７を伸縮駆動させ、ブーム１０３，スティック１０４, バケット１０８等の作業装置１１８を駆動させたり、旋回モータを駆動させ、上部旋回体１０２を旋回させることで、掘削作業等の各種作業を行なうようになっている。
【０００９】
ところで、このような各種作業における一動作としては例えばブームアップ，ブームダウンを繰り返すことで地面をたたいてならす、いわゆる土場押し作業（タンピング）があり、この作業時にはスティック操作は行なわれず、ブーム操作のみが行なわれる。
ここで、ブームダウン操作された場合、ブーム１０３は以下のようにして駆動される。つまり、ブームダウン操作が行なわれ、ブーム１０３を下降させるには、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５を伸縮させればよい。この場合には、パイロット油路を通じてパイロット油圧をブーム用制御弁に作用させる。これにより、ブーム用制御弁のスプール位置がブーム下げ位置となって、油圧ポンプからの作動油が油路を通じてブーム駆動用油圧シリンダ１０５の一室へ供給される。この一方で、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の他室内の作動油が、油路を通じてタンクへ排出される。これにより、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５が収縮しながら、ブーム１０３を図８中、矢印ｂで示すように下側へ回動させる。
【００１０】
一方、ブームアップ操作された場合、ブーム１０３は以下のようにして駆動される。つまり、ブームアップ操作が行なわれ、ブーム１０３を上昇させるには、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５を伸長させればよい。この場合には、パイロット油路を通じてパイロット油圧をブーム用制御弁に作用させる。これにより、ブーム用制御弁のスプール位置がブーム上げ位置となって、油圧ポンプからの作動油が油路を通じてブーム駆動用油圧シリンダ１０５の一室へ供給される。この一方で、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の他室内の作動油が、油路を通じてタンクへ排出される。これにより、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５が伸長しながら、ブーム１０３を図８中、矢印ａで示すように上側へ回動させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなブーム操作によってタンピング作業を行なう場合、操作者（オペレータ）は運転操作室内に設けられたワークモードスイッチを操作することにより、タンピングモードを選択するようになっている。
このようにしてタンピングモードが選択されると、仮にブーム用操作部材がブームダウン方向へフル操作されても、タンピング時に適度な押圧力で地面を押圧でき、かつ、適度なブームダウンスピードが得られるようにすべく、タンピング時に適したブーム出力となるように、例えばブーム用操作部材の操作量に関わらずブーム用制御弁の位置を所定位置に固定する制御を行なって、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量及び圧力がタンピング時に要求される作動油の流量及び圧力になるようにすることが考えられる。
【００１２】
しかしながら、タンピングモードスイッチがオンとされた状態では、ブームダウン操作を伴う他の作業や動作（例えば、プッシュアップ動作，かき下げ作業）において力不足やスピード不足が発生するため、これらの作業や動作を行なう際には、その都度、タンピングモードスイッチを操作しなければならず、その操作性は必ずしも良いものとはいえなかった。
【００１３】
このため、このようなタンピングモードスイッチをなくし、コントローラによって自動的にタンピングか否かを判定し、タンピング時の最適ブーム出力（最適ポンプ出力）になるようにブーム出力制御（ポンプ傾転角制御）を行なえるようにしたい。
ここで、タンピング作業は、ブームアップ，ブームダウンを繰り返し行なうものであるが、この作業は、例えば建設機械を車両に載せる場合等において車体前方を浮き上がらせるためにブーム用操作部材を操作してブームダウンを行なう場合（これをプッシュアップという）があり、これらの動作は似たものであるため、これらを誤判定することなく正確に自動的判定するのは難しい。
【００１４】
ところで、タンピング作業においては、上述のように、タンピング作業の際に適度な押圧力で地面を押圧でき、かつ、適度なブームダウンスピードが得られるようにすべく、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量や圧力を制御することで、ブーム１０３の出力（ブーム出力＝作動油流量×作動油圧力）を適度なものとする必要がある。
【００１５】
一方、プッシュアップにおいては、ブーム用操作部材を操作してブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量や圧力を制御することでブーム出力を適度なものとする必要がある。
このようにタンピング作業とプッシュアップとでは必要とされるブーム出力（ポンプ出力）が異なるため、例えばタンピングを行ないたいのにプッシュアップ時の最大出力になるように制御されてしまうと（例えばポンプ傾転角が最大傾転角に制御されてしまうと）、必要以上に大きな押圧力で地面を押圧することになったり、必要以上のスピードでブームダウンしたりして、適正なタンピング作業を行なうことができない場合がある。
【００１６】
一方、プッシュアップを行ないたいのにタンピング時に要求されるブーム出力になるように出力制御（ポンプ傾転角制御）が行なわれてしまうと、建設機械自体を浮き上がらせるのに十分な作動油が供給されず、プッシュアップさせることができない場合も起こりうる。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、タンピング時におけるタンピングモードスイッチの操作をなくしてその操作性を改善するとともに、最適なブーム出力でタンピングやプッシュアップを行なえるようにしてその作業性を向上させた、建設機械の制御装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の建設機械の制御装置（請求項１）は、スティック, ブームを備える建設機械の制御装置において、スティック，ブームを作動させるべくオペレータにより操作される複数の操作部材と、タンク内の作動油を吐出する油圧ポンプと、油圧ポンプから作動油を供給され、ブームを駆動するブーム駆動用油圧アクチュエータと、複数の操作部材のうちのブーム用操作部材及びスティック用操作部材の操作に基づいてタンピングか否かを判定するタンピング判定手段と、ブーム駆動用油圧アクチュエータにより駆動されるブームの出力を制御する出力制御手段とを備え、出力制御手段が、タンピング判定手段によってタンピングと判定された場合にブーム出力をタンピング時に要求される最適出力に制御するように構成されるとともに、複数の操作部材の操作に基づいてプッシュアップか否かを判定するプッシュアップ判定手段を備え、プッシュアップ判定手段が、タンピング判定手段によってタンピングと判定され、かつ、複数の操作部材のうちのブーム用操作部材が所定時間操作された場合にプッシュアップであると判定するように構成され、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップと判定された場合には、出力制御手段が、ブーム出力をプッシュアップ時に要求される最適出力に制御することを特徴としている。
【００１８】
この場合、タンピング判定手段は、複数の操作部材のうちのブーム用操作部材及びスティック用操作部材の操作に基づいてブームダウン操作が行なわれ、かつスティック操作が行なわれていない場合にタンピングと判定するように構成しても良い（請求項２）。
【００１９】
さらに、出力制御手段を、ブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力を制御する圧力制御手段を備えるものとして構成し、タンピング判定手段によってタンピングと判定された場合には、圧力制御手段によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力がタンピングの押圧時に要求される最適圧力に制御されるように構成しても良い（請求項３）。なお、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップと判定された場合には、圧力制御手段によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力がプッシュアップ時に要求される最適圧力に制御されるように構成しても良い。
【００２０】
また、出力制御手段を、ブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量を制御する流量制御手段を備えるものとして構成し、タンピング判定手段によってタンピングと判定された場合には、流量制御手段によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量がタンピング時にブームダウンさせるのに要求される最適流量に制御されるように構成しても良い（請求項４）。なお、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップと判定された場合には、流量制御手段によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量がプッシュアップ時に要求される最適流量に制御されるように構成しても良い。
【００２１】
さらに、ブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力の上限を設定するリリーフ弁を備え、出力制御手段が、油圧ポンプから吐出される作動油の流量を調整すべく油圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角制御手段と、リリーフ弁の設定値を制御するリリーフ弁制御手段とを備えて構成され、タンピング判定手段によってタンピングと判定された場合には、ポンプ傾転角制御手段によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量がタンピング時に要求される最適流量になるように油圧ポンプの傾転角が制御されるとともに、リリーフ弁制御手段によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力がタンピング時に要求される最適圧力になるようにリリーフ弁の設定値が制御されるように構成しても良い（請求項５）。なお、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップと判定された場合には、ポンプ傾転角制御手段によって油圧ポンプから吐出される作動油の流量が制御されてブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量がプッシュアップ時に要求される最適流量に制御されるとともに、リリーフ弁によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力がプッシュアップ時に要求される最適圧力に制御されるように構成しても良い。
【００２２】
また、出力制御手段を、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力が設定圧力以上にならないようにしながら油圧ポンプから吐出される作動油の流量を調整すべく油圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角制御手段を備えるものとして構成し、タンピング判定手段によってタンピングと判定された場合には、ポンプ傾転角制御手段によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量及び圧力がタンピング時に要求される最適流量及び最適圧力になるように油圧ポンプの傾転角が制御されるように構成しても良い（請求項６）。なお、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップと判定された場合には、ポンプ傾転角制御手段によって油圧ポンプから吐出される作動油の流量及び圧力が制御されてブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量及び圧力がプッシュアップ時に要求される最適流量及び最適圧力に制御されるように構成しても良い。
【００２３】
また、油圧ポンプを、パイロット圧によりポンプ傾転角が制御されるように構成し、パイロット圧を制御する圧力制御用部材を備え、出力制御手段を、油圧ポンプから吐出される作動油の流量を制御すべく油圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角制御手段と、圧力制御用部材を制御する圧力制御用部材制御手段とを備えるものとして構成し、タンピング判定手段によってタンピングと判定された場合には、ポンプ傾転角制御手段によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量がタンピング時に要求される最適流量になるように油圧ポンプの傾転角が制御されるとともに、圧力制御用部材制御手段によってブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力がタンピング時に要求される最適圧力になるように圧力制御用部材が制御されるように構成しても良い（請求項７）。なお、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップと判定された場合には、ポンプ傾転角制御手段によって油圧ポンプから吐出される作動油の流量が制御されてブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量がプッシュアップ時に要求される最適流量に制御されるとともに、圧力制御用部材によって該ブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力がプッシュアップ時に要求される最適圧力に制御されるように構成しても良い。
【００２４】
また、複数の操作部材は、オペレータによる操作に応じて電気信号を出力するように構成され、タンピング判定手段は、複数の操作部材からの電気信号に基づいてタンピングか否かを判定するように構成され、さらに油圧ポンプから吐出される作動油をブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給する作動油供給通路と、作動油供給通路に介装されてブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量を制御するブーム用制御弁と、ブーム用制御弁を介してブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給されなかった作動油をタンクへ戻すバイパス通路と、バイパス通路内の作動油の流量に略逆比例する特性に基づいて油圧ポンプからの作動油の吐出流量を制御するポンプ傾転角制御手段とを備えるものとして構成し、出力制御手段を、ブーム用制御弁の移動量を制御する移動量制御手段として構成し、さらにタンピング判定手段によってタンピングと判定された場合に、ブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量及び圧力がタンピング時に要求される最適流量及び最適圧力になるように移動量制御手段によってブーム用制御弁の移動量が制御されるとともに、ブーム用制御弁の移動量に応じてポンプ傾転角制御手段によって油圧ポンプからの作動油の吐出流量がタンピング時に要求される最適ポンプ流量になるように油圧ポンプの傾転角が制御されるように構成しても良い（請求項８）。なお、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップと判定された場合に、ブーム駆動用油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量及び圧力がプッシュアップ時に要求される最適流量及び最適圧力になるように移動量制御手段によってブーム用制御弁の移動量が制御されるとともに、ブーム用制御弁の移動量に応じてポンプ傾転角制御手段によって油圧ポンプからの作動油の吐出流量がプッシュアップ時に要求される最適ポンプ流量に制御されるように構成しても良い。
【００２５】
本発明の建設機械の制御装置（請求項９）は、スティック, ブームを備える建設機械の制御装置において、オペレータにより操作される複数の操作部材と、タンク内の作動油を吐出する油圧ポンプと、油圧ポンプから作動油を供給され、ブームを駆動するブーム駆動用油圧アクチュエータと、複数の操作部材の操作に基づいてプッシュアップか否かを判定するプッシュアップ判定手段と、ブーム駆動用油圧アクチュエータにより駆動されるブームの出力を制御する出力制御手段とを備え、プッシュアップ判定手段が、複数の操作部材のうちのブーム用操作部材及びスティック用操作部材の操作に基づいてブームダウン操作が行なわれ、かつスティック操作が行なわれていないと判定し、かつ、ブーム用操作部材が所定時間操作されたと判定した場合にプッシュアップであると判定し、出力制御手段が、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップと判定された場合にブーム出力をプッシュアップ時に要求される最適出力に制御することを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
まず、本実施形態にかかる建設機械について説明する。
本建設機械は、従来技術（図９参照）で既に説明したように、油圧ショベル等の建設機械（作業機械）であって、上部旋回体１０２と下部走行体１００と作業装置１１８とからなっている。
【００２７】
下部走行体１００は、互いに独立して駆動しうる右トラック１００Ｒ及び左トラック１００Ｌをそなえており、一方、上部旋回体１０２は、下部走行体１００に対して水平面内で旋回可能に設けられている。
また、作業装置１１８は、主にブーム１０３，スティック１０４，バケット１０８等からなっており、ブーム１０３は、上部旋回体１０２に対して回動可能に枢着されている。また、ブーム１０３の先端には、同じく鉛直面内に回動可能にスティック１０４が接続されている。
【００２８】
また、上部旋回体１０２とブーム１０３との間には、ブーム１０３を駆動するためのブーム駆動用油圧シリンダ（ブームシリンダ，ブーム駆動用油圧アクチュエータ）１０５が設けられるとともに、ブーム１０３とスティック１０４との間には、スティック１０４を駆動するためのスティック駆動用油圧シリンダ（スティックシリンダ，スティック駆動用油圧アクチュエータ）１０６が設けられている。また、スティック１０４とバケット１０８との間には、バケット１０８を駆動するためのバケット駆動用油圧シリンダ（バケットシリンダ，バケット駆動用油圧アクチュエータ）１０７が設けられている。
【００２９】
そして、このような構成により、ブーム１０３は図中ａ方向及びｂ方向に、スティック１０４は図中ｃ方向及びｄ方向に、バケット１０８は図中ｅ方向及びｆ方向に回動可能に構成されている。
ここで、図２はこのような油圧ショベルの油圧回路の要部を模式的に示す図である。
【００３０】
図２に示すように、上述の左トラック１００Ｌ及び右トラック１００Ｒには、それぞれ独立した動力源としての走行モータ１０９Ｌ，１０９Ｒが設けられ、また、上部旋回体１０２には、下部走行体１００に対して上部旋回体１０２を旋回駆動させるための旋回モータ１１０が設けられている。
これらの走行モータ１０９Ｌ，１０９Ｒや旋回モータ１１０は、油圧により作動する油圧モータとして構成されており、後述するようにエンジン（主に、ディーゼルエンジン）５０により駆動される複数（ここでは２つ）の油圧ポンプ５１，５２からの作動油が油圧回路５３を介して所定圧力とされて供給され、このようにして供給される作動油圧に応じて各油圧モータ１０９Ｌ，１０９Ｒ，１１０が駆動されるようになっている。
【００３１】
ここで、油圧ポンプ５１，５２は、リザーバタンク７０内の作動油を所定油圧として吐出するもので、ここでは、斜板回転式ピストンポンプ（ピストン型可変容量ポンプ，可変吐出量形ピストンポンプ）として構成されている。これらの油圧ポンプ５１，５２は、油圧ポンプ内に設けられたピストン（図示略）のストローク量を変更することでポンプ吐出流量を調整しうるようになっている。
【００３２】
つまり、これらの油圧ポンプ５１，５２では、上記ピストンの一端が斜板（クリーププレート：図示略）に当接するように構成されており、この斜板の傾き（傾転角）を後述するコントローラ１からの作動信号に基づいて変更することでピストンのストローク量を変更してポンプ吐出流量を調整しうるようになっている。
【００３３】
ここでは、油圧ポンプ５１，５２には、それぞれレギュレータ（図示せず）が取り付けられており、後述するコントローラ１からの作動信号に基づいてレギュレータ内のスプール弁の移動量を制御し、レギュレータのスプール弁を介してパイロット圧を作用させることでポンプ傾転角を変更しうるようになっている。
なお、レギュレータのスプール弁は電磁弁として構成し、後述するコントローラ１からの作動信号に基づいて移動量を制御するように構成しても良いし、レギュレータのスプール弁を制御するために比例減圧弁（電磁弁）を設け、後述するコントローラ１からの作動信号に基づいて比例減圧弁を制御し、比例減圧弁を介してスプール弁にパイロット圧を作用させてスプール弁の移動量を制御するように構成しても良い。
【００３４】
このようにコントローラ１からの作動信号に基づいて斜板の傾きを変更しうるようになっており、油圧回路を構成する油路内の作動油の圧力のほかに、オペレータによる各操作部材５４の操作量をも加味することができるため、従来のように油路内の作動油の圧力を導いて斜板の傾きを変更するものに比べ、オペレータの運転フィーリングを向上させることができることになる。
【００３５】
また、エンジン５０は、オペレータがエンジン回転数設定ダイヤルを切り替えることでエンジン回転数を設定できるようになっており、ここでは、最大エンジン回転数（例えば約２０００ｒｐｍ）と最小エンジン回転数（例えば約１０００ｒｐｍ）との間で複数段階に切り換えられるようになっている。なお、エンジン回転数はこのように段階的に切り換えるものに限られず、滑らかに変更しうるものであっても良い。また、エンジン５０の全馬力はこれらの油圧ポンプ５１，５２及び後述するパイロットポンプ８３を駆動するために消費される。
【００３６】
また、各シリンダ１０５〜１０７についても、これらの走行モータ１０９Ｌ，１０９Ｒや旋回モータ１１０と同様に、エンジン５０により駆動される複数（ここでは２つ）の油圧ポンプ５１，５２から供給される作動油の油圧により駆動されるようになっている。
また、運転操作室１０１には、油圧ショベルの作動（走行，旋回，ブーム回動，スティック回動及びバケット回動）を制御するために左レバー，右レバー，左ペダル及び右ペダル等の複数の操作部材５４が備えられている。これらの操作部材５４は電気式操作部材（例えば電気式操作レバー）として構成され、その操作量に応じた電気信号を後述するコントローラ（制御手段）１へ出力するようになっている。
【００３７】
さらに、運転操作室１０１内には、複数のワークモードスイッチも設けられており、ブーム優先モード, スウィング優先モード, レベリングモード等の各種のモードを運転操作者が作業に応じて最適なものを適宜選択しうるようになっている。なお、このような選択が行われない通常の場合は、建設機械の作業においてはスティック１０４の動作が重要であり、これを最も優先される必要があるため、スティック優先モードとなっている。
【００３８】
そして、例えばオペレータがこれらの操作部材５４を操作することにより、油圧回路５３に介装される各制御弁５７〜６０，６２〜６５が制御されて、各シリンダ１０５〜１０７や油圧モータ１０９Ｌ，１０９Ｒ，１１０が駆動される。これにより、上部旋回体１０２を旋回させたり、ブーム１０３，スティック１０４及びバケット１０８等を回動させたり、油圧ショベルを走行させることができるのである。
【００３９】
なお、ブーム１０３を回動させる場合に操作するものをブーム用操作部材５４ａ、スティック１０４を回動させる場合に操作するものをスティック用操作部材５４ｂ、バケット１０８を回動させる場合に操作するものをバケット用操作部材５４ｃ、上部旋回体１０２を旋回させる場合に操作するものを旋回用操作部材５４ｄという。
【００４０】
次に、これらの各シリンダ等を制御するための油圧回路５３について説明する。
油圧回路５３は、図２に示すように、第１回路部５５と、第２回路部５６とを備える。
このうち、第１回路部５５は、第１油圧ポンプ５１に接続される油路６１と、油路６１に介装される右走行モータ用制御弁５７，バケット用制御弁５８，第１ブーム用制御弁５９，第２スティック用制御弁６０等の制御弁とを備えて構成される。
【００４１】
そして、第１油圧ポンプ５１からの作動油が、油路６１，右走行モータ用制御弁５７を介して右走行モータ１０９Ｒへ供給され、右走行モータ１０９Ｒを駆動するようになっている。また、第１油圧ポンプ５１からの作動油は、油路６１，バケット用制御弁５８を介してバケット駆動用油圧シリンダ１０７へ供給されるとともに、油路６１，第１ブーム用制御弁５９を介してブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給され、さらに油路６１，第２スティック用制御弁６０を介してスティック駆動用油圧シリンダ１０６へ供給され、これにより、各シリンダ１０５，１０６，１０７が駆動されるようになっている。
【００４２】
また、第１回路部５５の油路６１の下流側には絞り８１が備えられており、この絞り８１を通じて第１油圧ポンプ５１からの作動油をリザーバタンク７０へ戻すようになっている。
第２回路部５６は、第２油圧ポンプ５２に接続される油路６６と、油路６６に介装される左走行モータ用制御弁６２，旋回モータ用制御弁６３，第１スティック用制御弁６４，第２ブーム用制御弁６５等の制御弁と、絞り８２とを備えて構成される。
【００４３】
そして、第２油圧ポンプ５２からの作動油が、油路６６，左走行モータ用制御弁６２を介して左走行モータ１０９Ｌへ供給され、これにより、左走行モータ１０９Ｌが駆動されるようになっている。また、第２油圧ポンプ５２からの作動油は、油路６６，旋回モータ用制御弁６３を介して旋回モータ１１０へ供給され、これにより、旋回モータ１１０が駆動されるようになっている。さらに、第２油圧ポンプ５２からの作動油は、油路６６，第１スティック用制御弁６４を介してスティック駆動用油圧シリンダ１０６へ供給されるとともに、油路６６，第２ブーム用制御弁６５を介してブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給され、これにより、各シリンダ１０５，１０６が駆動されるようになっている。
【００４４】
また、第２回路部５６の油路６６の下流側には絞り８２が備えられており、この絞り８２を通じて第２油圧ポンプ５２からの作動油をリザーバタンク７０へ戻すようになっている。
なお、各制御弁５７〜６０，６２〜６５は、図示しないコントロールユニット内に収納されている。
【００４５】
このように、本実施形態では、建設機械の作業において重要なスティック１０４に他の作業機１１８との同時操作時においても十分な作動油が供給されるように、第２回路部５６の第２油圧ポンプ５２からの作動油に加え、第１回路部５５の第１油圧ポンプ５１からの作動油もスティック駆動用油圧シリンダ１０６へ供給されるようになっている。
【００４６】
このため、第２回路部５６の油路６６に第１スティック用制御弁６４が介装され、第１回路部５５の油路６１に第２スティック用制御弁６０が介装されている。そして、第１スティック用制御弁６４を比例制御弁６４ａ，６４ｂにより制御するとともに、第２スティック用制御弁６０を比例制御弁６０ａ，６０ｂにより制御することにより、スティック駆動用油圧シリンダ１０６への作動油の給排を行なえるようになっている。
【００４７】
同様に、他の作業機１１８との同時操作時においてもブーム１０３に十分な作動油が供給されるように、第１回路部５５の第１油圧ポンプ５１からの作動油に加え、第２回路部５６の第２油圧ポンプ５２からの作動油もブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給されるようになっている。
このため、第１回路部５５の油路（作動油供給通路）６１に第１ブーム用制御弁５９が介装され、第２回路部５６の油路（作動油供給通路）６６に第２ブーム用制御弁６５が介装されている。そして、第１ブーム用制御弁５９を比例制御弁５９ａ，５９ｂにより制御するとともに、第２ブーム用制御弁６５を比例制御弁６５ａ，６５ｂにより制御することにより、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５への作動油の給排を行なえるようになっている。
【００４８】
また、本実施形態では、スティック駆動用油圧シリンダ１０６への作動油の給排を行なう油路６７，６８にはスティック用再生弁７６が介装されており、作動油排出側油路から作動油供給側油路へ所定量の作動油を再生できるようになっている。
同様に、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５への作動油の給排を行なう油路７８，７９にもブーム用再生弁７７が介装されており、作動油排出側油路から作動油供給側油路へ所定量の作動油を再生できるようになっている。
【００４９】
また、ブーム下げ用油圧回路（図2中、符号７９等で示す油路）には、リリーフ弁４０が介装されており、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の圧力（ブーム下げ圧力）が定格ブーム下げ圧力に制御されるようになっている。
ここで、各制御弁５７〜６０，６２〜６５は、図３に示すように、スプール弁として構成され、いずれも複数（ここでは５つ）の絞りを備えて構成される。
【００５０】
つまり、各制御弁５７〜６０，６２〜６５は、図３に示すように、第１油圧ポンプ５１，第２油圧ポンプ５２とスティック駆動用油圧シリンダ１０６とを連通する油路（作動油供給通路，Ｐ−Ｃ通路）６１ａ，６６ａに介装されるＰ−Ｃ絞り８と、スティック駆動用油圧シリンダ１０６とリザーバタンク７０とを連通する油路（作動油排出通路，Ｃ−Ｔ通路）６６ｂ，６９に介装されるＣ−Ｔ絞り９と、第１油圧ポンプ５１，第２油圧ポンプ５２とリザーバタンク７０とを連通する油路（バイパス通路）６１ｂ，６６ｃに介装されるバイパス通路絞り１０とを備えて構成される。
【００５１】
なお、図３ではスティック用制御弁６０，６４はスティック下げ位置になっているが、スティック用制御弁６０，６４を、図３中、上方向へ移動させて、スティック用制御弁６０，６４のバイパス通路絞り１０をバイパス通路６１ｂ，６６ｃに介装させることで、スティック用制御弁６０，６４を中立位置とすることができ、また、スティック用制御弁６０，６４を、図３中、最も上方向へ移動させて、スティック用制御弁６０，６４のＰ−Ｃ絞り８をＰ−Ｃ通路６１ａ，６６ａに介装させるとともに、スティック用制御弁６０，６４のＣ−Ｔ絞り９をＣ−Ｔ通路６６ｂ，６９に介装させることで、スティック用制御弁６０，６４をスティック上げ位置にすることができる。
【００５２】
なお、絞り８，９，１０の径の設定においては、ブーム１０３やスティック１０４等の作業装置１１８の連動性を確保すべく、各操作部材５４がフル操作されている場合に全ての作業装置１１８が動くように考慮される。
そして、Ｐ−Ｃ絞り８によって、第１油圧ポンプ５１，第２油圧ポンプ５２とスティック駆動用油圧シリンダ１０６とを連通する油路６１ａ，６６ａの開口面積（作動油供給通路の開口面積，Ｐ−Ｃ開口面積）が調整される。
【００５３】
Ｃ−Ｔ絞り９によって、スティック駆動用油圧シリンダ１０６とリザーバタンク７０とを連通する油路６６ｂ，６９の開口面積（作動油排出通路の開口面積，Ｃ−Ｔ開口面積）が調整される。
バイパス通路絞り１０によって、第１油圧ポンプ５１，第２油圧ポンプ５２とリザーバタンク７０とを連通する油路６１ｂ，６６ｃの開口面積（バイパス通路の開口面積）が調整される。
【００５４】
ところで、本実施形態では、図２に示すように、各制御弁５７〜６０，６２〜６５を制御するために、パイロットポンプ８３と、比例減圧弁５７ａ〜６０ａ，５７ｂ〜６０ｂ，６２ａ〜６５ａ，６２ｂ〜６５ｂとを備えるパイロット油圧回路が設けられている。なお、図２では、パイロット油圧回路に備えられるパイロットポンプ８３及び比例減圧弁５７ａ〜６０ａ，５７ｂ〜６０ｂ，６２ａ〜６５ａ，６２ｂ〜６５ｂのみを図示し、パイロット油路を省略してパイロット油圧を符号Ｐで示している。
【００５５】
ここで、比例減圧弁５７ａ〜６０ａ，５７ｂ〜６０ｂ，６２ａ〜６５ａ，６２ｂ〜６５ｂは、電磁弁であって、後述するコントローラ１からの作動信号により作動されるようになっている。これにより、パイロットポンプ８３からのパイロット油圧をコントローラ１からの作動信号に基づいて所定圧として各制御弁５７〜６０，６２〜６５に作用させるようになっている。なお、コントローラ１は、各制御弁５７〜６０，６２〜６５の移動量を制御するものであるため、移動量制御手段ともいう。
【００５６】
このような構成により、例えばブーム１０３を作動させるには、運転操作室１０１内のブーム用操作部材５４ａを操作して、パイロットポンプ８３からのパイロット油圧Ｐを図示しないパイロット油路を通じて、ブーム用制御弁５９，６５に作用させて、ブーム用制御弁５９，６５を所要の位置に移動させる。これにより、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の作動油が給排調整され、これらのシリンダ１０５が所要の長さに伸縮駆動され、これにより、ブーム１０３が作動される。
【００５７】
例えば、ブーム１０３を下側へ回動させる（ブームダウン）には、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５を収縮させればよい。この場合には、パイロット油路を通じてパイロット油圧を第１ブーム用制御弁５９に作用させる。これにより、第１ブーム用制御弁５９のスプール位置がブーム下側回動位置（ブームダウン位置）となって、第１回路部５５の第１油圧ポンプ５１からの作動油が油路９５，７９を経て、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の一室へ供給され、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の一室へ供給される。この一方で、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の他室内の作動油が、油路７８，６９を経てリザーバタンク７０へ排出される。これにより、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５が収縮しながら、ブーム１０３を図９中、矢印ｂで示すように下側へ回動させる。
【００５８】
逆に、ブーム１０３を上側へ回動させる（ブームアップ）には、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５を伸長させればよい。この場合には、パイロット油路を通じてパイロット油圧を第１ブーム用制御弁５９, 第２ブーム用制御弁６５に作用させる。これにより、第１ブーム用制御弁５９, 第２ブーム用制御弁６５のスプール位置がブーム上側回動位置（ブームアップ位置）となって、第１回路部５５の第１油圧ポンプ５１からの作動油が油路９５，７８を経て、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の一室へ供給され、さらに、第２回路部５６の第２油圧ポンプ５２からの作動油が油路６６a ，９０, ７８を経て、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の他室へ供給される。この一方で、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の一室内の作動油が、油路７９，９１, ６６ｂ又は、油路７９, ６９を経てリザーバタンク７０へ排出される。これにより、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５が伸長しながら、ブーム１０３を図９中、矢印ａで示すように上側へ回動させる。
【００５９】
さらに、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の現状態を保持するには、パイロット油圧を第１ブーム用制御弁５９, 第２ブーム用制御弁６５に適宜作用させて、第１ブーム用制御弁５９, 第２ブーム用制御弁６５の各スプールの位置を中立位置（油圧給排路遮断位置）にすればよい。これにより、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５の各油室における作動油の給排が停止され、ブーム１０３が現位置に保持される。
【００６０】
ところで、このように構成される建設機械には、種々のセンサが取り付けられており、各センサからの検出信号は後述するコントローラ１へ送られるようになっている。
例えば、油圧ポンプ５１，５２を駆動するエンジン５０にはエンジン回転数センサ７１が取り付けられており、このエンジン回転数センサ７１からの検出信号は後述するコントローラ１へ送られるようになっている。そして、コントローラ１は、実際のエンジン回転数がオペレータによりエンジン回転数設定ダイヤルで設定された目標エンジン回転数になるようにフィードバック制御するようになっている。
【００６１】
また、第１回路部５５の第１油圧ポンプ５１及び第２回路部５６の第２油圧ポンプ５２の吐出側には、ポンプ吐出圧を検出すべくそれぞれ圧力センサ（Ｐ／Ｓ−Ｐ１）７２，圧力センサ（Ｐ／Ｓ−Ｐ２）７３が備えられており、これらの圧力センサ７２，７３からの検出信号は後述するコントローラ１へ送られるようになっている。
【００６２】
また、第１回路部５５の油路６１の各制御弁５７〜６０及び第２回路部５６の油路６６の各制御弁６２〜６５の下流側には、それぞれ圧力センサ（Ｐ／Ｓ−Ｎ１）７４，圧力センサ（Ｐ／Ｓ−Ｎ２）７５が備えられており、これらの圧力センサ７４，７５からの検出信号は後述するコントローラ１へ送られるようになっている。
【００６３】
また、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５への作動油の給排を行なう油路には圧力センサ（Ｐ／Ｓ−ＢＭｄ）８０が設けられており、この圧力センサ８０によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５のロッド側圧力（負荷圧力）を検出できるようになっている。そして、この圧力センサ８０からの検出信号は後述するコントローラ１へ送られるようになっている。
【００６４】
そして、本実施形態では、上述のように構成される建設機械を制御すべく、コントローラ１が備えられている。
コントローラ１は、上述の各センサ７１〜７５，８０からの検出信号や操作部材５４からの電気信号に基づいて、第１油圧ポンプ５１，第２油圧ポンプ５２，各再生弁７６，７７，各制御弁５７〜６０，６２〜６５へ作動信号を出力することにより、第１油圧ポンプ５１，第２油圧ポンプ５２の傾転角制御，各制御弁５７〜６０，６２〜６５の位置制御，各再生弁７６，７７の位置制御，リリーフ弁４０の制御等を行なうようになっている。
【００６５】
このうち、コントローラ１による第１油圧ポンプ５１，第２油圧ポンプ５２の傾転角制御は、第１回路部５５のバイパス通路６１ｂの下流側及び第２回路部５６のバイパス通路６６ｃの下流側に設けられたそれぞれの圧力センサ７４，７５からの検出信号に基づいてネガティブフローコントロールにより行なわれるようになっている。なお、圧力センサ７４，７５により検出される圧力に基づいてネガティブフローコントロールが行なわれるため、圧力センサ７４，７５により検出される圧力をネガコン圧ともいう。
【００６６】
ここで、ネガティブフローコントロール（電子式ネガティブフローコントローシステム）とは、バイパス通路６１ｂ，６６ｃの下流側の圧力が上がったらポンプ吐出流量を減らすようなネガティブな特性のポンプ流量制御をいう。
ここで、ネガティブフローコントロールは、各操作部材５４の操作量、即ちネガコン圧に応じてポンプ吐出流量が制御される流量制御と、アクチュエータにかかる負荷圧力、即ちポンプ吐出圧力に応じてポンプ吐出流量が制御される馬力制御とに分けられる。
【００６７】
このうち、流量制御は、許容馬力内でアクチュエータ（各シリンダ）のスピードを制御しうるものである。つまり、ポンプ吐出流量を各操作部材５４の操作量、即ちネガコン圧に応じて制御でき、これにより、アクチュエータのスピードを制御できるものである。
ところで、各操作部材５４がフル操作され、ポンプ吐出流量が最大となり、アクチュエータのスピードが最大となる場合、ポンプ吐出流量（即ち、アクチュエータのスピード）は、次式により決定される。
【００６８】
ポンプ吐出流量Ｑ＝許容馬力Ｗ／ポンプ吐出圧力Ｐ
この状態で、アクチュエータにかかる負荷圧力が変動するとポンプ吐出圧力Ｐも変動し、上式より、ポンプ吐出流量Ｑも変動することになるため、これにより、アクチュエータのスピードも変動することになる。
このように、ポンプ吐出流量Ｑが、各操作部材５４の操作量に応じて制御されるのではなく、アクチュエータにかかる負荷圧力、即ちポンプ吐出圧力Ｐに応じて制御され、ポンプ吐出流量Ｑの多少は第１油圧ポンプ５１，第２油圧ポンプ５２を駆動するエンジン５０の許容馬力Ｗに依存するような状態における制御を馬力制御という。
【００６９】
このような馬力制御が行なわれる場合には、オペレータが各操作部材５４をフル操作し、アクチュエータの最大スピードを要求しても、実際のアクチュエータのスピードは負荷圧力の大きさによって決まることになる。この場合、エンジン５０の馬力は許容最大値となる。
また、例えば複数のアクチュエータを同時操作するような場合、各々の操作部材５４がフル操作されていない状態であっても、それぞれのアクチュエータへ作動油が供給されてネガコン圧が低下し、要求流量が許容馬力によって決定される許容流量を超えているときは馬力制御における許容流量になるようにポンプ傾転角制御が行なわれる。
【００７０】
ところで、操作部材５４が中立位置の場合、即ちオペレータが操作部材５４を操作していない場合は、作業機１１８は何ら仕事せず、アクチュエータを駆動させる必要がないため、油圧ポンプ５１，５２からのポンプ吐出流量は望ましくはゼロにしたい。
このため、本実施形態では、各制御弁５７〜６０，６２〜６５はオープンセンタ（スプール中立位置でバイパス通路６１ｂ，６６ｃがオープンになるように配設すること）にして、操作部材５４が中立位置の場合は、油圧ポンプ５１，５２から供給される作動油はバイパス通路６１ｂ，６６ｃを通じてリザーバタンク７０へ戻るようになっている。
【００７１】
これにより、操作部材５４が中立位置の場合は、バイパス通路６１ｂ，６６ｃの下流側に介装された絞り８１，８２の直上流側の圧力が大きくなり、ネガティブフローコントロールによって、可変容量油圧ポンプ５１，５２からのポンプ吐出流量が減少するように制御されるようになっている。
一方、操作部材５４が操作された場合には、その操作量に応じた量の作動油が各アクチュエータ（シリンダ等）へ供給され、残りの作動油がバイパス通路６１ｂ，６６ｃを通じてリザーバタンク７０へ戻るようになっている。
【００７２】
また、バイパス通路６１ｂ，６６ｃの下流側には、上述したように絞り（オリフィス）８１，８２が設けられている。そして、これらの絞り８１，８２の直上流側のバイパス通路６１ｂ，６６ｃに圧力センサ７４，７５が介装され、これらの圧力センサ７４，７５により検出される絞り８１，８２の直上流側の圧力に基づいて油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御が行なわれるようになっている。
【００７３】
そして、オペレータが操作部材５４を操作すると、操作部材５４の操作量に応じて制御弁５７〜６０，６２〜６５が移動してバイパス通路６１ｂ，６６ｃが絞られ、バイパス通路６１ｂ，６６ｃを流れる作動油の流量が減少するが、絞り８１，８２の径は一定であるため、流量が減った分だけ絞り８１，８２の直上流側の圧力、即ち圧力センサ７４，７５により検出される圧力が低下し、この低下した圧力に応じてポンプ吐出流量が多くなるように可変容量油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御が行なわれることになる。
【００７４】
これは、オペレータの要求、即ちオペレータによる操作部材５４の操作量に応じてポンプ吐出流量が多くなるように制御されることを意味し、これはオペレータが操作部材５４を操作することで油圧ポンプ５１，５２からのポンプ吐出流量を制御してアクチュエータ（各シリンダ）のスピードを制御できることを意味する。
【００７５】
本実施形態にかかる建設機械の制御装置は、上述のように構成され、コントローラ１による各種の制御が行なわれ、さらに、本実施形態では、ブームダウン操作時には、通常のネガティブフローコントロールにおけるポンプ傾転角制御とは異なるポンプ傾転角制御による作動油の流量制御が行なわれるとともに、リリーフ弁の設定値制御による作動油の圧力制御も行なわれるようになっている。
【００７６】
次に、本実施形態にかかる建設機械の制御装置において特徴となるタンピング作業時やプッシュアップ時のポンプ傾転角制御による作動油の流量制御、及びリリーフ弁の設定値制御による作動油の圧力制御について、図１の制御ブロック図を参照しながら説明する。
本実施形態では、図１に示すように、コントローラ１は、タンピング判定手段２と、プッシュアップ判定手段３と、ポンプ傾転角制御手段４と、リリーフ弁制御手段５とを備えて構成される。
【００７７】
このうち、タンピング判定手段２は、ブーム用操作部材５４ａ及びスティック用操作部材５４ｂからの電気信号に基づいてタンピングであるか否かを判定するものである。つまり、タンピング判定手段２は、ブームダウン操作は行なわれているが、スティック操作は行なわれていない場合にタンピングであると判定するようになっている。
【００７８】
そして、タンピングであると判定した場合は、さらにプッシュアップであるか否かを判定すべくプッシュアップ判定手段３へ信号を出力するようになっている。
一方、タンピングでないと判定した場合は、タンピングでもなく、プッシュアップでもないと考えられるため、基本のポンプ傾転角制御を行なうべく後述するポンプ傾転角制御手段４の基本傾転角制御部４Ｃへ信号を出力するようになっている。
【００７９】
このように、本実施形態では、タンピングであるか否かをブーム用操作部材５４ａ及びスティック用操作部材５４ｂからの電気信号に基づいて判定できるため、従来のようにタンピングモードスイッチを設ける必要がない。
プッシュアップ判定手段３は、ブーム用操作部材５４ａ及びタンピング判定手段２からの信号に基づいてプッシュアップであるか否かを判定するものである。つまり、プッシュアップ判定手段３は、タンピング判定手段２によりタンピングであると判定された場合（即ち、ブームダウン操作は行なわれているが、スティック操作は行なわれていない場合）に、ブーム用操作部材５４ａからの電気信号に基づいてブーム用操作部材５４ａの操作（例えばフル操作）が所定時間（例えば約１秒以上）継続したかどうかによってプッシュアップであるか否かを判定し、ブーム用操作部材５４ａの操作が所定時間継続した場合にプッシュアップであると判定するようになっている。
【００８０】
そして、プッシュアップであると判定した場合には、そのブームダウン操作はタンピングではなくプッシュアップであると考えられるため、プッシュアップ時の最適ポンプ流量制御を行なうべく後述するポンプ傾転角制御手段４のプッシュアップ用傾転角制御部４Ｂへ信号を出力するとともに、プッシュアップ時の最適圧力制御を行なうべく後述するリリーフ弁制御手段５のプッシュアップ用リリーフ弁制御部５Ｂへ信号を出力するようになっている。
【００８１】
一方、プッシュアップでないと判定した場合には、タンピングであると考えられるため、タンピング時の最適ポンプ流量制御を行なうべく後述するポンプ傾転角制御手段４のタンピング用傾転角制御手段４Ａへ信号を出力するとともに、タンピングの最適圧力制御を行なうべく後述するリリーフ弁制御手段５のタンピング用リリーフ弁制御部５Ａへ信号を出力するようになっている。
【００８２】
ところで、タンピング作業時の最適出力制御（最適ブーム出力制御）は、以下の２つの要求を満たす必要がある。
（１）タンピング作業時に機体が打撃反力で飛び上がらない程度の適度な打撃力とする（タンピング作業対応の押圧力制御）。
（２）タンピング作業時に適度なブームダウンスピードを得る（タンピング作業対応の流量制御）。
【００８３】
このように、タンピング作業時に最適出力制御を行なうには、ブーム１０３を駆動するためのブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量及び圧力（ブーム１０３の出力）を適度に制御する必要がある。
本実施形態では、タンピング作業時のブーム下げ出力（ブームダウン時のブーム出力）が、定格ブーム下げ出力（定格ブーム出力）に対して所定割合（例えば約５０〜約６０％）に制御されるようになっている。なお、例えばタンピング時にブーム用操作部材５４ａがフル操作された場合も同様である。
【００８４】
なお、定格ブーム下げ出力とは、ブーム下げ用油圧回路（図２中、符号７９等で示す油路）の定格出力［即ち、タンピング作業以外の作業で要求される出力のうちの最大出力（最大出力＝最大流量×最大圧力）］をいう。また、上述のように所定割合（例えば約５０〜約６０％）に設定されたブーム下げ出力をタンピング時の最適出力［最適ブーム出力；タンピング作業時にブームダウンさせる場合にブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する最適な作動油の流量及び圧力（出力＝流量×圧力）］という。
【００８５】
このため、本実施形態では、油圧ポンプ５１，５２から吐出される作動油の流量を調整すべく油圧ポンプ５１，５２の傾転角を制御するポンプ傾転角制御手段４と、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の圧力の上限を設定しうるリリーフ弁制御手段５とが備えられている。
なお、ポンプ傾転角制御手段４は、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量を制御するものであるため流量制御手段ともいう。また、リリーフ弁制御手段５は、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の圧力を制御するものであるため圧力制御手段ともいう。さらに、これらのポンプ傾転角制御手段（流量制御手段）４，リリーフ弁制御手段（圧力制御手段）５は、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５により駆動されるブーム１０３の出力を制御するものであるため出力制御手段ともいう。そして、この出力制御手段によって、タンピング時にはブーム出力がタンピング時に要求される最適出力に制御されることになる。つまり、タンピング判定手段２によってタンピングと判定された場合には、ポンプ傾転角制御手段４によって油圧ポンプ５１，５２から吐出される作動油の流量が制御されてブーム駆動用油圧アクチュエータ１０５へ供給される作動油の流量がタンピング時に要求される最適流量に制御されるとともに、リリーフ弁４０によってブーム駆動用油圧アクチュエータ１０５へ供給される作動油の圧力がタンピング時に要求される最適圧力に制御されることになる。
【００８６】
ここでは、ポンプ傾転角制御手段４は、タンピング用傾転角制御部４Ａと、プッシュアップ用傾転角制御部４Ｂと、基本傾転角制御部４Ｃとを備えて構成される。また、リリーフ弁制御手段５は、タンピング用リリーフ弁制御部５Ａと、プッシュアップ用リリーフ弁制御部５Ｂと、基本リリーフ弁制御部５Ｃとを備えて構成される。
【００８７】
まず、タンピング用傾転角制御部４Ａは、タンピング判定手段２によってタンピングであると判定され、かつ、プッシュアップ判定手段３によってプッシュアップでないと判定された場合に、タンピングであると考えて、圧力センサ７２，７３，７４，７５からの検出情報に基づいてタンピング時の最適ポンプ流量になるようにポンプ傾転角制御を行なうものである。
【００８８】
ここで、タンピング時の最適ポンプ流量制御とは、主にタンピング作業時にブームダウンさせる場合に過剰なスピードでブームダウンしないように、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の流量が、タンピング時に必要な作動油の流量になるように制御することをいう。つまり、タンピング時の最適ポンプ流量制御とは、タンピング作業時にはブーム用操作部材５４ａがフル操作される場合が多いが、このような場合であっても、最高速のスピードで打撃してしまい、打撃時の衝撃が大きくなり、その操作が困難となるのを防止できるように、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の流量を最適とする制御である。
【００８９】
具体的には、タンピング用傾転角制御部４Ａが、タンピング作業時には、油圧ポンプ５１，５２からのポンプ吐出流量が所定量［例えば、定格ブーム下げ流量の例えば約５０〜約６０％の流量，タンピング時の最適ポンプ流量］になるようにポンプ傾転角制御（即ち、ポンプ傾転角を定格傾転角の例えば約５０〜約６０％の傾転角とする制御）を行なうようになっている。これにより、タンピング作業中のブーム１０３のブームアップ・ブームダウンさせる時に、油圧ポンプ５１，５２からのポンプ吐出流量が所定量［例えば、定格ブーム下げ流量の例えば約５０〜約６０％の流量］になるようにポンプ傾転角制御（即ち、ポンプ傾転角を定格傾転角の例えば約５０〜約６０％の傾転角とする制御）が行なわれることになる。このようにしているのは、タンピングのブームダウン・ブームアップ時には、ブーム出力を制御するのにブーム下げ流量を制御するのが効果的だからである。なお、所定量は各種タンピング作業において最適なポンプ吐出流量となるように任意に設定することができる。
【００９０】
なお、定格ブーム下げ流量とは、ブーム下げ用油圧回路（図２中、符号７９等で示す油路）の定格流量（最大流量）をいう。また、上述のように所定量（例えば約５０〜約６０％の流量）に設定されたブーム下げ流量をタンピング時の最適流量［最適ブーム流量；タンピング作業時にブームダウンさせる場合にブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給する最適な作動油の流量］という。
【００９１】
なお、タンピング時やプッシュアップ時には、ブーム１０３の単独操作となるため、油圧ポンプ５１，５２から吐出される作動油は他のアクチュエータへ供給されず、全てブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給されるため、ポンプ出力（ポンプ流量×ポンプ圧力）は全てブーム出力（ブーム流量×ブーム圧力）として使われることになる。
【００９２】
ところで、本実施形態では、ブーム下げ用油圧回路（図２中、符号７９等で示す油路）に、この回路内の作動油の圧力（即ち、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ作用する作動油の圧力）の上限を設定しうるリリーフ弁（ラインリリーフ弁）４０が設けられている。
なお、リリーフ弁４０は、ブームダウンさせてバケット１０８を地面に押しつける場合に使用されるブーム下げ用油圧回路（図２中、符号７９等で示す油路）内であればどこに設けてもよく、例えば油圧ポンプ５１，５２の直下流側に設けても良い。また、例えば油圧回路の定格圧力（システム圧力）を設定するために油圧ポンプ５１，５２と各制御弁との間に設けられているメインリリーフ弁（図示せず；このメインリリーフ弁もブーム下げ用油圧回路内に設けられる）を電磁弁として構成し、このメーンリリーフ弁によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力を制御するようにしても良い。このようにすることができるのは、タンピング時やプッシュアップ時には、ブーム１０３の単独操作となるため、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ作動油を供給するための作動油供給通路（図２中、符号７９等で示す油路）のみに油圧ポンプ５１，５２から吐出される作動油が供給されることになるためである。
【００９３】
ここでは、リリーフ弁４０は、その設定値（設定圧力，調整値）を任意に可変設定しうる可変リリーフ弁（電磁弁）として構成され、その設定値は、図１に示すように、タンピング用リリーフ弁制御部５Ａからの制御信号（電気信号）に基づいて設定されるようになっている。
このリリーフ弁４０の設定値は、ブーム下げ圧力が定格ブーム下げ圧力に対して所定割合（例えば約５０〜６０％）の圧力になるように設定される。ここでは、タンピング用リリーフ弁制御部５Ａからの制御信号に基づいてリリーフ弁４０のソレノイド部分４０Ａへ電流を供給して、バネ４０Ｂのスプリング力に抗する力を作用させることで、リリーフ弁４０の設定値を設定するようになっている。
【００９４】
ここでは、リリーフ弁４０の設定値が、バネ４０Ｂのスプリング力の大きさのみによって設定される場合には、ブーム下げ圧力が定格ブーム下げ圧力に制御されるようになっている。このため、リリーフ弁４０のソレノイド部分４０Ａへ電流を供給することで、バネ４０Ｂのスプリング力の大きさに対して所定割合（例えば約４０％〜５０％）の力を生じさせれば、ブーム下げ圧力を定格ブーム下げ圧力に対して所定割合（例えば約５０〜６０％）の圧力に制御することができることになる。
【００９５】
なお、ここでは、リリーフ弁４０を電磁弁として構成し、タンピング用リリーフ弁制御部５Ａからの電気信号に基づいてリリーフ弁４０の設定値を設定するようになっているが、リリーフ弁４０は、その設定値（設定圧力，調整値）をパイロット油圧で任意に可変設定するように構成しても良い。
そして、このリリーフ弁４０によって、タンピング作業時には、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の圧力の上限（上限圧力）が、所定圧力［例えば、定格ブーム下げ圧力に対して例えば約５０〜約６０％の圧力，タンピング時の最適圧力（最適ブーム下げ圧力)］に制御されるようになっている。これにより、タンピング作業中のバケットを地面に打ち付ける打撃時（押圧時）に、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の圧力の上限が、所定圧力［例えば、定格ブーム下げ圧力に対して例えば約５０〜約６０％の圧力］に制御されることになる。このようにしているのは、タンピングの押圧時には、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量はほとんど変動しないと考えられるため、ブーム出力を制御するにはブーム下げ圧力を制御するのが効果的だからである。
【００９６】
ここで、タンピング時の最適圧力制御とは、主にタンピング作業時にブームダウンさせる場合にバケット１０８で地面が過剰に押圧されないように、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力が、タンピング時に必要な作動油の圧力になるように制御することをいう。つまり、タンピング時の最適圧力制御とは、タンピング作業時にはブーム用操作部材５４ａがフル操作される場合が多いが、このような場合であっても、油圧システムの許容最高圧力（定格圧力）まで作動油圧が上昇して、機体が跳ね上がってしまい、その操作が困難となるのを防止できるように、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力を最適とする制御である。
【００９７】
このように、リリーフ弁４０を設けることによってブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の圧力を調整することで、タンピング時に過剰な打撃力（押付力）が作用しないようにしている（ブリードオフ機能）。
上述のように可変容量ポンプ５１，５２及びリリーフ弁４０を設けることで、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量と圧力とを、各種タンピング作業（必要なスピードや押圧力は種々の組み合わせがある）に応じて任意の関係で設定できるようになり、融通性（設計の自由度）が大きくなるという利点がある。また、上述のように、タンピング時に油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御と、リリーフ弁４０の制御との双方を行なうことにより、リリーフ弁４０の制御のみを行なう場合よりも、ポンプ吐出流量を低減することで燃費を向上させることができるとともに、リリーフ弁４０から多量の流量の作動油が排出することで熱が発生するのを抑制し、クーリング性能を高めることができるという利点もある。
【００９８】
なお、ここでは、タンピング時のブーム出力制御として、可変容量油圧ポンプ５１，５２の制御と、リリーフ弁４０の制御との双方を行なうようにしているが、例えばタンピング時のブーム出力制御として、リリーフ弁４０の制御のみを行なうようにしても良い（この場合、油圧ポンプ５１，５２の制御は基本傾転角制御とされる）。これにより、リリーフ弁４０によって、タンピング作業において適度な押圧力（打撃力）が作用するように作動油の圧力が制御されることになる。この場合、タンピング時のブームダウンスピードはオペレータが操作部材を操作することにより調整することができる。
【００９９】
また、例えばタンピング時のブーム出力制御として、油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御のみを行なうようにしても良い（この場合、リリーフ弁４０の制御は基本リリーフ弁制御とされる）。これにより、油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御によって、タンピング作業において適度なブームスピードが得られるように作動油の流量が制御されることになる。
【０１００】
ところで、本実施形態では、プッシュアップ時には、ブーム用操作部材５４ａの操作量に応じたブーム出力（ブーム下げ出力；例えば、ブーム用操作部材５４ａがフル操作された場合は約１００％のブーム出力）で、プッシュアップが可能となるようにブーム出力制御が行なわれるようになっている。なお、プッシュアップ時の操作量に応じたブーム出力をプッシュアップ時の最適出力（最適ブーム出力，最適ブーム下げ出力）という。
【０１０１】
このため、プッシュアップ用傾転角制御部４Ｂは、タンピング判定手段２によってタンピングであると判定され、かつ、プッシュアップ判定手段３によってプッシュアップであると判定された場合に、プッシュアップであると考えて、圧力センサ７２，７３，７４，７５からの検出情報に基づいてプッシュアップ時の最適ポンプ流量になるようにポンプ傾転角制御を行なうようになっている。
【０１０２】
ここで、プッシュアップ時の最適ポンプ流量制御とは、プッシュアップ時にブームダウンしてバケット１０８で地面を押し付けて、機体を浮き上がらせるのに十分な流量の作動油がブーム駆動用油圧シリンダ１０５に供給されるように、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に供給される作動油の流量を制御することをいう。
【０１０３】
具体的には、プッシュアップ用傾転角制御部４Ｂは、プッシュアップ時に、油圧ポンプ５１，５２から吐出される作動油の流量がブーム用操作部材５４ａの操作量に応じて徐々に増加していくようにポンプ傾転角制御を行なうようになっている。そして、ブーム用操作部材５４ａがフル操作されたら、油圧ポンプ５１，５２からのポンプ吐出流量が所定量[例えば、最大ポンプ吐出流量（約１００％）]になるようにポンプ傾転角制御[即ち、ポンプ傾転角を最大傾転角（約１００％）とする制御]を行なうようになっている。なお、このように制御されるポンプ吐出流量をプッシュアップ時の最適ポンプ流量（最適ブーム下げ流量）という。
【０１０４】
さらに、本実施形態では、プッシュアップ時には、ブーム用操作部材５４ａの操作量に応じてブーム駆動用油圧シリンダ１０５に供給される作動油の圧力（ブーム下げ圧力）が徐々に増加していったとしても、ブーム下げ用油圧回路（図２中、符号７９等で示す油路）に設けられたリリーフ弁４０によってブーム下げ圧力が定格ブーム下げ圧力（約１００％）に制御されるようになっている。なお、このように制御される圧力をプッシュアップ時の最適圧力（最適ブーム下げ圧力）という。
【０１０５】
ここで、プッシュアップ時の最適圧力制御とは、プッシュアップ時にブームダウンしてバケット１０８で地面を押し付けて、機体を浮き上がらせるのに十分な圧力の作動油がブーム駆動用油圧シリンダ１０５に供給されるように、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に供給される作動油の圧力を制御することをいう。
このため、リリーフ弁４０の設定値は、ブーム下げ圧力の上限圧力が定格ブーム下げ圧力（約１００％）になるように設定される。このリリーフ弁４０の設定値は、図１に示すように、プッシュアップ用リリーフ弁制御部５Ｂからの制御信号（電気信号）に基づいて設定されるようになっている。ここでは、プッシュアップ用リリーフ弁制御部５Ｂからの制御信号に基づいてリリーフ弁４０のソレノイド部分４０Ａに供給される電流をゼロにすることで、バネ４０Ｂのスプリング力のみによってリリーフ弁４０の設定値が設定されるようになっている。
【０１０６】
なお、ブーム用操作部材５４ａの操作量に対するポンプ吐出流量及びブーム用操作部材５４ａの操作量に対するリリーフ弁４０の設定値（設定圧力，調整値）は、プッシュアップ時の異なる作業状況に応じて各々任意の関係で設定できる。さらに説明すると、本実施形態では、タンピング判定手段によってタンピングであると判定された場合にプッシュアップ判定手段による判定を行なうようにしているため、図７に示すように、プッシュアップ判定手段によって所定時間経過後にプッシュアップであると判定されるまでの間は、一旦、タンピング時の最適ポンプ流量になるようにポンプ傾転角制御〔定格傾転角に対して所定割合（例えば約５０〜６０％）の傾転角になるように制御〕が行なわれるとともに、リリーフ弁４０によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力がタンピング時の最適圧力〔定格圧力に対して所定割合（例えば約５０〜６０％）の圧力〕になるように制御され、これにより、タンピング時の最適作動出力〔最適ブーム出力；定格作動出力に対して所定割合（例えば約５０〜６０％）の出力〕に制御される。
【０１０７】
その後、所定時間経過後にプッシュアップ判定手段によってプッシュアップであると判定されたら、徐々に油圧ポンプ５１，５２の傾転角が大きくされて、プッシュアップ時の最適ポンプ流量になるようにポンプ傾転角制御〔例えば操作部材がフル操作された場合には最大傾転角（約１００％）〕が行なわれるとともに、リリーフ弁４０によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力がプッシュアップ時の最適圧力（定格ブーム下げ圧力）になるように制御され、これにより、プッシュアップ時の最適作動出力〔最適ブーム出力；例えば操作部材がフル操作された場合には最大作動出力（約１００％）〕に制御される。なお、図７中、破線はタンピング時の作動油圧の変化を示している。
【０１０８】
ところで、基本傾転角制御部４Ｃは、タンピング判定手段２によってタンピングでないと判定された場合に、タンピングでもプッシュアップでもないと考えて、圧力センサ７２，７３，７４，７５からの検出情報に基づいて基本ポンプ傾転角制御を行なうものである。
ここで、基本傾転角制御部４Ｃによるネガティブフローコントロールにおける基本的なポンプ傾転角制御について説明する。
【０１０９】
つまり、基本傾転角制御部４Ｃは、圧力センサ７４，７５によって検出された作動油圧（ネガコン圧）Ｐ_N1 _，Ｐ_N2を読み込んで、ネガコン圧Ｐ_Nと要求流量Ｑ_Nとを関係づけた図４に示すようなマップから、読み込まれたネガコン圧Ｐ_N1，Ｐ_N2に対応する要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2（具体的には要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2に相当するポンプ傾転角Ｖ_N1，Ｖ_N2）を設定するようになっている。なお、要求流量とは、ネガティブフローコントロールにおいて要求される流量をいう。また、図４ではネガコン圧Ｐ_N1に対応する要求流量Ｑ_N1（具体的には要求流量Ｑ_N1，に相当するポンプ傾転角Ｖ_N1）のみ示している。
【０１１０】
一方、基本傾転角制御部４Ｃは、圧力センサ７２，７３によって検出されたポンプ吐出圧Ｐ_P1，Ｐ_P2を読み込んで、ポンプ吐出圧Ｐ_Pと許容流量Ｑ_Pとを関係づけた図５に示すようなマップから、読み込まれたポンプ吐出圧Ｐ_P1，Ｐ_P2に対応する許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2（具体的には許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2に相当するポンプ傾転角Ｖ_P1，Ｖ_P2）を設定するようになっている。なお、許容流量とは第１油圧ポンプ５１及び第２油圧ポンプ５２を駆動するエンジン５０の許容馬力に応じたポンプ吐出流量をいう。また、図５ではポンプ吐出圧Ｐ_P1に対応する許容流量Ｑ_P1（具体的には許容流量Ｑ_P1に相当するポンプ傾転角Ｖ_P1）のみ示している。そして、基本傾転角制御部４Ｃは、上述の要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2と許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2とを比較し、小さい方のポンプ流量（要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2又は許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2）になるようにポンプ傾転角（ポンプ傾転角Ｖ_N1，Ｖ_N2又はポンプ傾転角Ｖ_P1，Ｖ_P2）を設定し、これを傾転角制御信号として第１油圧ポンプ５１及び第２油圧ポンプ５２へ出力するようになっている。
【０１１１】
次に、基本傾転角制御部４Ｃによるネガティブフローコントロールにおける基本的なポンプ傾転角制御の動作について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
つまり、まずステップＳ１０でネガコン圧Ｐ_N1，Ｐ_N2を読み込むとともに、ステップＳ２０でポンプ吐出圧Ｐ_P1，Ｐ_P2を読み込む。
【０１１２】
次に、ステップＳ３０でステップＳ１０で読み込まれたネガコン圧Ｐ_N1，Ｐ_N2に対応する要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2を図４のマップから算出するとともに、ステップ４０でステップＳ２０で読み込まれたポンプ吐出圧Ｐ_P1，Ｐ_P2に対応する許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2を図５のマップから算出する。
そして、ステップＳ５０で要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2が許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2よりも小さいか否かを判定し、この判定の結果、要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2が許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2よりも小さいと判定された場合は、ステップＳ６０に進み、要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2をポンプ流量として設定し、リターンする。これにより、第１油圧ポンプ５１及び第２油圧ポンプ５２の傾転角が要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2に応じた傾転角となるように設定される。
【０１１３】
一方、要求流量Ｑ_N1，Ｑ_N2が許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2以上であると判定された場合は、ステップＳ７０に進み、許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2をポンプ流量として設定し、リターンする。これにより、第１油圧ポンプ５１及び第２油圧ポンプ５２の傾転角が許容流量Ｑ_P1，Ｑ_P2に応じた傾転角となるように設定される。
【０１１４】
ところで、基本リリーフ弁制御部５Ｃは、図１に示すように、タンピング判定手段２によってタンピングでないと判定された場合には、タンピングでもプッシュアップでもないと考えて、基本リリーフ弁制御を行なう。つまり、基本リリーフ弁制御部５Ｃは、タンピングでもプッシュアップでもない場合に、リリーフ弁４０のソレノイド部分４０Ａに供給される電流をゼロにして、バネ４０Ｂのスプリング力のみによってリリーフ弁４０の設定値が設定されるように制御するものである。これにより、タンピングでもプッシュアップでもない場合には、ブーム下げ圧力の上限圧力は定格ブーム下げ圧力（約１００％）とされる。
【０１１５】
本実施形態にかかる建設機械の制御装置は、上述のように構成され、図８のフローチャートに示すように動作する。
つまり、ステップＡ１０では各操作部材５４ｂ，５４ｄからの電気信号を読み込み、ステップＡ２０に進む。
ステップＡ２０では、タンピング判定手段２によってブーム用操作部材５４ａからの電気信号に基づいてブームダウン操作が行なわれたか否かを判定し、この判定の結果、ブームダウン操作が行なわれたと判定した場合は、ステップＡ３０に進み、さらにタンピング判定手段２によってスティック用操作部材５４ｂからの電気信号に基づいてスティック操作が行なわれたか否かを判定する。
【０１１６】
この判定の結果、スティック操作が行なわれていないと判定した場合は、ブームダウン操作は行なわれているが、スティック操作は行なわれておらず、タンピングか又はプッシュアップであると考えられるため、さらに、これらの操作のうちのどちらの操作であるかを判定すべく、ステップＡ４０に進む。
ステップＡ４０では、プッシュアップ判定手段３によってブーム用操作部材５４ａからの電気信号に基づいてブーム用操作部材５４ａのフル操作が所定時間（約１秒以上）継続したか否かを判定する。
【０１１７】
この判定の結果、ブーム用操作部材５４ａのフル操作が所定時間（約１秒以上）継続しなかった場合にはタンピングであると考えられるため、ステップＡ５０に進み、タンピング用傾転角制御手段４Ａにより油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御を行なうとともに、リリーフ弁４０によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力の上限を制御し、これにより、タンピング時の最適出力（最適ブーム出力）となるようにブーム出力を制御して、リターンする。
【０１１８】
一方、ブーム用操作部材５４ａの操作が所定時間（約１秒以上）継続した場合にはプッシュアップであると考えられるため、ステップＡ６０に進み、プッシュアップ用傾転角制御手段４Ｂにより油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御を行なうとともに、リリーフ弁４０によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力の上限を制御し、これにより、プッシュアップ時の最適出力（最適ブーム出力）となるようにブーム出力を制御して、リターンする。
【０１１９】
したがって、本実施形態にかかる建設機械の制御装置によれば、タンピング時におけるタンピングモードスイッチの操作をなくしてその操作性を改善することができるという利点がある。
また、タンピング時やプッシュアップ時に、最適なポンプ流量（ポンプ出力）になるように油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御が行なわれるとともに、リリーフ弁４０によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力の上限が制御されるため、タンピング時やプッシュアップ時の作業性を向上させることができるという利点がある。つまり、プッシュアップを行ないたいのにタンピングの際の最適ポンプ流量（最適ポンプ出力）になるようにポンプ傾転角制御が行なわれるとともに、タンピングの際の最適圧力になるようにブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力が制御されてしまい、建設機械自体を浮き上がらせるのに十分な作動油の流量及び圧力が供給されないことになるのを防止できる一方、タンピングを行ないたいのにプッシュアップの際の最大ポンプ流量（最大ポンプ出力）になるようにポンプ傾転角制御が行なわれるとともに、プッシュアップの際の最適圧力になるようにブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力が制御されてしまい、これにより、必要以上に大きな押圧力で地面が押圧してしまい、地面に過剰な押圧力が作用してしまったり、過剰なブームダウンスピードになってしまったりするのを防止できるのである。
【０１２０】
また、プッシュアップ時にブーム出力制御が操作部材の操作量に応じて行なわれるため、作業に応じたブーム出力制御を行ないながら、プッシュアップ時におけるブーム出力制御を効率的なものとすることができ、プッシュアップ時の作業性を向上させることができるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、タンピングモードスイッチを設けずにブームダウン操作が行なわれ、かつスティック操作が行なわれていない場合にタンピングと判定しているため、この場合にプッシュアップをタンピングと誤判定しないように、タンピング判定手段によってタンピングと判定された場合であっても、ブーム用操作部材が所定時間操作されたと判定した場合にはプッシュアップであると判定するように構成しているが、これをプッシュアップ時のブーム出力制御と見ると、上述の実施形態におけるプッシュアップ判定手段，ポンプ傾転角制御手段リリーフ弁制御手段は、以下のように構成される。
【０１２１】
つまり、プッシュアップ判定手段は、ブーム用操作部材及びスティック用操作部材の操作に基づいてブームダウン操作が行なわれ、かつスティック操作が行なわれていないと判定し、かつ、ブーム用操作部材が所定時間操作されたと判定した場合にプッシュアップであると判定するように構成される。
また、ポンプ傾転角制御手段は、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップ操作と判定された場合にプッシュアップ時の最適ポンプ流量（最適ポンプ出力）となるように油圧ポンプの傾転角制御を行なうように構成される。つまり、ポンプ傾転角制御手段は、まず、ブーム用操作部材及びスティック用操作部材の操作に基づいてブームダウン操作が行なわれ、かつスティック操作が行なわれていないと判定したら、タンピング時の最適ポンプ流量（最適ポンプ出力）になるようにポンプ傾転角制御を行ない、その後、ブーム用操作部材が所定時間以上操作されたと判定したら、タンピング時のポンプ出力からプッシュアップ時の最適ポンプ流量までポンプ流量が徐々に高まるようにポンプ傾転角制御を行なうように構成される。
【０１２２】
さらに、リリーフ弁制御手段は、プッシュアップ判定手段によってプッシュアップ操作と判定された場合に、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力がプッシュアップ時の最適圧力となるようにリリーフ弁の設定値を制御するものとして構成される。つまり、リリーフ弁制御手段は、まず、ブーム用操作部材及びスティック用操作部材の操作に基づいてブームダウン操作が行なわれ、かつスティック操作が行なわれていないと判定したら、タンピング時の最適圧力になるようにリリーフ弁４０の制御を行ない、その後、ブーム用操作部材が所定時間以上操作されたと判定したら、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力が、タンピング時の最適圧力からプッシュアップ時の最適圧力まで徐々に高まるようにリリーフ弁４０の設定値を制御するように構成される。
【０１２３】
また、上述の実施形態では、複数の操作部材を、オペレータによる操作に応じて電気信号を出力するように構成し、これらの複数の操作部材からの電気信号に基づいてタンピングやプッシュアップか否かを判定しているが、複数の操作部材の操作に応じて各アクチュエータへの作動油の給排を制御する各制御弁にパイロット油圧を作用させるように構成されている場合は、例えばパイロット油圧を圧力センサにより検出し、この検出信号に基づいてタンピングやプッシュアップか否かを判定しても良い。
【０１２４】
また、上述の実施形態では、ブーム用操作部材及びスティック用操作部材の操作に基づいてブームダウン操作が行なわれ、かつスティック操作が行なわれていない場合にタンピングと判定しているが、例えば、ブームアップ操作が行なわれ、かつスティック操作が行なわれていない場合にタンピングと判定しても良い。また、上述の実施形態では、本発明をネガティブフローコントロールを行なう建設機械の制御装置に適用する場合について説明しているが、本発明をポジティブフローコントロールを行なう建設機械の制御装置に適用しても良い。
【０１２５】
また、上述の実施形態では、ポンプ傾転角制御手段４によってポンプ傾転角制御を行なうことで作動油の流量を制御するとともに、ブーム下げ用油圧回路（図２中、符号７９等で示される油路）にリリーフ弁４０を設けて作動油の圧力が過剰にならないようにして、タンピング時やプッシュアップ時に最適ブーム出力制御を行なっているが、これに限られるものではなく、以下の（１）,(２)のようにすることも考えられる。
（１）タンピング時に、仮にブーム用操作部材５４ａがフル操作されたとしても、コントローラ１の移動量制御手段によって、ブーム用制御弁５９，６５のストローク量（ブーム下げ位置側への移動量）を所定量（例えば、フルストロークの場合の移動量に対して例えば約５０〜約６０％の移動量）に制御することで、バイパス通路６１ｂ，６６ｃ内の作動油の圧力に基づいてポンプ傾転角制御手段４によってネガティブフローコントロールにより傾転角制御が行なわれる油圧ポンプ５１，５２からの吐出流量が、特にタンピング作業の際のブームアップ・ブームダウン時に所定量（例えば、定格ポンプ吐出流量の例えば約５０〜約６０％の流量，タンピング時の最適流量）に抑えられる。さらに、バイパス油路６１ｂ，６６ｃからのブリードオフ効果によって、特にタンピング作業の際の押圧時（打撃時）にブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力が所定圧力（例えば、定格圧力に対して例えば約５０〜約６０％の圧力，タンピング時の最適圧力）に抑えられるようにする（タンピング時の最適出力）。
【０１２６】
一方、プッシュアップ時には、移動量制御手段によって、ブーム用制御弁５９，６５のストローク量をブーム用操作部材５４ａの操作量に応じたストローク量まで増加させる。つまり、機体をプッシュアップさせるには、タンピング時に要求される作動油の圧力以上の圧力が必要であり、そのためにはバイパス油路６１ｂ，６６ｃからのブリードオフ量を減らしてブーム駆動用油圧シリンダ１０５にかかる作動油の圧力を昇圧させる必要がある。このため、ブーム用操作部材５４ａの操作量に応じて、タンピング時のブーム用制御弁５９，６５のストローク位置からストローク量を徐々に増加させる制御を行なうことで、バイパス通路６１ｂ，６６ｃ内の作動油の圧力に基づいてポンプ傾転角制御手段４によってネガティブフローコントロールにより傾転角制御が行なわれる油圧ポンプ５１，５２からの吐出流量を徐々に増加させるとともに、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力を徐々に増加させる。
【０１２７】
そして、ブーム用操作部材５４ａがフル操作されたら、移動量制御手段によって、ブーム用制御弁５９，６５のストローク量（ブーム下げ位置側への移動量）が所定量[例えば、フルストロークの場合の移動量（約１００％）]になり、油圧ポンプ５１，５２からの吐出流量が所定量[例えば、最大ポンプ吐出流量（約１００％）]になるようにポンプ傾転角制御手段４によってポンプ傾転角制御が行なわれる。この場合、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の上限圧力はリリーフ弁４０によって制御されて所定圧力（例えば、フルストロークの場合はブーム下げ定格圧力に対して約１００％の圧力）になる［プッシュアップ時の最適出力（最適流量，最適圧力）］。
【０１２８】
なお、ここでは、移動量制御手段及びポンプ傾転角制御手段４によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量及び圧力が制御されるため、移動量制御手段及びポンプ傾転角制御手段４を流量制御手段，圧力制御手段，出力制御手段ともいう。
また、このような方法では、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の流量を設定しようとすると、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力が一義的に設定されてしまうことになり、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の流量と圧力とを、各種タンピング作業や各種プッシュアップに応じて任意の関係で設定できないため、多少融通性（設計の自由度）に欠ける。
（２）タンピング時やプッシュアップ時に最適ブーム出力制御を行なうべく、コントローラ１に圧力制御手段（例えば可変設定型ハイプレッシャーカットオフコントロール機能）を付加する。
【０１２９】
つまり、タンピング作業のブームアップ・ブームダウンさせる時に、油圧ポンプ５１，５２からの吐出流量が所定量（例えば、定格ポンプ吐出流量の例えば約５０〜約６０％の流量，タンピング時の最適流量）になるようにポンプ傾転角制御手段４によってポンプ傾転角制御を行なうとともに、上述の圧力制御手段によってタンピング作業の際の押圧時（打撃時）に、圧力制御手段によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力が所定圧力（例えば、定格圧力に対して例えば約５０〜約６０％の圧力，タンピング時の最適圧力）になるように制御する（タンピング時の最適出力）。
【０１３０】
ここで、圧力制御手段（出力制御手段）は、可変設定可能な設定値になると、ポンプ吐出流量をほぼゼロに減らすことで、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力が設定圧力以上の圧力まで昇圧するのを防ぐコントローラ１の機能であり、具体的には以下のような構成とすることが考えられる。
▲１▼例えば油圧ポンプ５１，５２の傾転角を制御するためのポンプレギュレータ（制御器）内にレギュレータ用可変リリーフ弁（圧力制御用部材，電磁弁）を配設し、コントローラ１の圧力制御手段としてのレギュレータ用リリーフ弁制御手段（圧力制御用部材制御手段）からの制御信号に基づいてレギュレータ用可変リリーフ弁の設定値を制御するように構成する。この場合、ポンプ傾転角制御手段４によってポンプ傾転角制御を行なおうとしても、レギュレータ用可変リリーフ弁制御手段によってレギュレータ用可変リリーフ弁の設定値が制御され、このレギュレータ用可変リリーフ弁によってポンプ傾転角を制御するためにレギュレータを通じて供給されるパイロット圧が制御される。そして、このように制御されたパイロット圧によって、油圧ポンプ５１，５２の傾転角が制御されて油圧ポンプ５１，５２から吐出される作動油の圧力が調整され、これにより、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力が設定圧力以上の圧力にならないように制御される。
【０１３１】
なお、この場合も、ポンプ傾転角制御手段４によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量が制御されるため、ポンプ傾転角制御手段４を流量制御手段，出力制御手段ともいう。
▲２▼特別な圧力制御用部材を油圧ポンプ内に設けることなく、圧力センサ７２，７３からの信号をコントローラ１に取り込んで、検出される圧力が設定値以上の圧力にならないように、ポンプ傾転角制御手段がポンプ傾転角制御を行なって油圧ポンプから吐出される作動油の圧力を調整することで、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力を制御しうるように構成する。
【０１３２】
つまり、油圧ポンプ５１，５２に設けられるレギュレータのスプール弁の移動量をコントローラ１からの電気信号に基づいて制御することでポンプ傾転角制御を行なうようにし、コントローラ１がポンプ吐出流量又はポンプ吐出圧力（例えばポンプ傾転角を小さくする方）に基づいてスプール弁の移動量を制御するように構成する。例えば、圧力センサ７２，７３により検出される圧力が設定値よりも小さい場合には、ポンプ吐出流量がタンピング時の最適ポンプ流量になるようにポンプ傾転角を制御し、検出される圧力が設定値以上になったら、ポンプ吐出流量が減少する側へポンプ傾転角を制御するように構成すれば良い。なお、設定値は任意に設定することができるため、設定の自由度が高い。
【０１３３】
なお、ポンプ傾転角制御手段４によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の圧力が制御されるため、ポンプ傾転角制御手段４を圧力制御手段（出力制御手段）ともいう。また、ポンプ傾転角制御手段４によってブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量も制御されるため、ポンプ傾転角制御手段４を流量制御手段（出力制御手段）ともいう。
【０１３４】
一方、プッシュアップ時には、ブーム用操作部材５４ａの操作量に応じて油圧ポンプ５１，５２からの吐出流量を徐々に増加させるとともに、上述の圧力制御手段の設定値を変更してブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の圧力を徐々に増加させる。
そして、ブーム用操作部材５４ａがフル操作されたら、油圧ポンプ５１，５２からの吐出流量（ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の流量）が所定量[例えば、定格ポンプ吐出流量（約１００％），プッシュアップ時の最適ポンプ流量]になるようにポンプ傾転角制御を行なう。また、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ供給される作動油の圧力も、所定圧力（例えば定格ブーム下げ圧力に対して１００％の圧力，プッシュアップ時の最適圧力）に設定される（プッシュアップ時の最適出力）。
【０１３５】
また、このような方法によれば、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５に作用する作動油の流量と圧力とを、各種タンピング作業や各種プッシュアップに応じて任意の関係で設定できるから、融通性（設計の自由度）が大きくなる。
【０１３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の建設機械の制御装置（請求項１，２）によれば、タンピング時におけるタンピングモードスイッチの操作をなくしてその操作性を改善するとともに、タンピングを最適なブーム出力で行なえるようにしてその作業性を向上させることができるという利点がある。
【０１３７】
特に、タンピング時におけるタンピングモードスイッチの操作をなくしてその操作性を改善するとともに、タンピング及びプッシュアップを最適なブーム出力で行なえるようにしてその作業性を向上させることができるという利点がある。
また、本発明の建設機械の制御装置（請求項３）によれば、タンピングの押圧時にブーム駆動用油圧アクチュエータに最適な圧力の作動油が供給され、最適なブーム出力でタンピング作業が行なわれるため、タンピング時に地面が過剰に押圧されて機体が跳ね上がってしまうのを防止でき、その作業性を向上させることができるという利点がある。また、設計の自由度が大きいという利点もある。
【０１３８】
また、本発明の建設機械の制御装置（請求項４）によれば、タンピングのブームアップ・ブームダウンさせるのにブーム駆動用油圧アクチュエータに最適な流量の作動油が供給され、最適なブーム出力でタンピング作業が行なわれるため、タンピング時に過剰なスピードでブームダウンしてしまうのを防止することができ、その作業性を向上させることができるという利点がある。また、設計の自由度が大きいという利点もある。
【０１３９】
また、本発明の建設機械の制御装置（請求項５〜８）によれば、タンピング時にブーム駆動用油圧アクチュエータに最適な流量及び圧力の作動油が供給され、最適なブーム出力でタンピング作業が行なわれるため、タンピング時に地面が過剰に押圧されて機体が跳ね上がったり、過剰なスピードでブームダウンしたりするのを防止することができ、その作業性を向上させることができるという利点がある。
【０１４０】
また、本発明の建設機械の制御装置（請求項９）によれば、プッシュアップ時におけるブーム出力制御を効率的なものとすることができ、プッシュアップ時の作業性を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる建設機械の制御装置におけるタンピング時及びプッシュアップ時の最適ブーム出力制御を説明するための制御ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる建設機械の制御装置の全体構成図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる建設機械の制御装置の制御弁を説明するための模式図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる建設機械の制御装置におけるネガティブフローコントロールの要求流量とネガコン圧との関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる建設機械の制御装置におけるネガティブフローコントロールの許容流量とポンプ吐出圧との関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる建設機械の制御装置におけるネガティブフローコントロールを説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態にかかる建設機械の制御装置におけるタンピング時及びプッシュアップ時の最適ブーム出力制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態にかかる建設機械の制御装置におけるタンピング時及びプッシュアップ時の最適ブーム出力制御を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来の建設機械を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
１コントローラ（制御手段，圧力制御手段，出力制御手段，移動量制御手段，圧力制御用部材制御手段）
２タンピング判定手段
３プッシュアップ判定手段
４ポンプ傾転角制御手段（流量制御手段，出力制御手段）
４Ａタンピング用傾転角制御部
４Ｂプッシュアップ用傾転角制御部
４Ｃ基本傾転角制御部
５リリーフ弁制御手段（圧力制御手段，出力制御手段）
５Ａタンピング用リリーフ弁制御部
５Ｂプッシュアップ用リリーフ弁制御部
５Ｃ基本リリーフ弁制御部
４０リリーフ弁
５１第１油圧ポンプ
５２第２油圧ポンプ
５４操作部材
５４ａブーム用操作部材
５４ｂスティック用操作部材
５９，６５ブーム用制御弁（圧力制御手段，流量制御手段，出力制御手段）
７２，７３，７４，７５圧力センサ
１０５ブーム駆動用油圧シリンダ（ブーム駆動用油圧アクチュエータ）
５９，６５ブーム用制御弁
５９ａ，５９ｂ，６５ａ，６５ｂ比例減圧弁
６１，６６油路（作動油供給通路）
６１ｂ，６６ｃバイパス通路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a construction machine for controlling the operation of hydraulic actuators such as a boom cylinder, a stick cylinder, a bucket cylinder, and a swing motor by controlling the flow rate and pressure of hydraulic oil from a hydraulic pump provided in the construction machine with a control valve. Related to a control device.
[0002]
[Prior art]
Generally, a construction machine such as a hydraulic shovel includes an upper swing body 102, a lower traveling body 100, and a working device 118, as shown in FIG.
The lower traveling unit 100 includes a right track 100R and a left track 100L that can be driven independently of each other, while the upper revolving unit 102 is provided so as to be able to pivot in a horizontal plane with respect to the lower traveling unit 100. . For this reason, a swing motor (swing hydraulic actuator) is attached to the upper swing body 102.
The working device 118 mainly includes a boom 103, a stick 104, a bucket 108, and the like. The boom 103 is pivotally attached to the upper swing body 102 so as to be rotatable. A stick 104 is connected to the tip of the boom 103 so as to be rotatable in a vertical plane.
[0003]
A boom drive hydraulic cylinder (boom cylinder, boom drive hydraulic actuator) 105 for driving the boom 103 is provided between the upper swing body 102 and the boom 103. A stick driving hydraulic cylinder (stick cylinder, stick driving hydraulic actuator) 106 for driving the stick 104 is provided between them. A bucket driving hydraulic cylinder (bucket cylinder, bucket driving hydraulic actuator) 107 for driving the bucket 108 is provided between the stick 104 and the bucket 108.
[0004]
The cylinders 105 to 107 and the swing motor include a hydraulic pump driven by an engine (mainly, a diesel engine), a boom control valve, a stick control valve, a bucket control valve, a swing control valve, and the like. A hydraulic circuit (not shown) including a plurality of control valves is connected, and hydraulic oil of a predetermined hydraulic pressure is supplied from a hydraulic pump via each control valve, and according to the hydraulic pressure supplied in this manner. It is designed to be driven.
[0005]
With such a configuration, the boom 103 can rotate in the directions of arrows a and b in the figure, the stick 104 can rotate in the directions of arrows c and d in the figure, and the bucket 108 can rotate in the directions of arrows e and f in the figure. Is configured.
The rotation of the boom 103 in the direction of the arrow a in the figure is called boom up, and the rotation in the direction of the arrow b in the figure is called boom down. The rotation of the stick 104 in the direction of the arrow c in the figure is called stick-out, and the rotation of the stick 104 in the direction of the arrow d in the figure is called stick-in. The rotation of the bucket 108 in the direction of arrow e in the figure is called bucket open, and the rotation in the direction of arrow f in the figure is called bucket-in.
[0006]
The driving operation room 101 includes left lever, right lever, left pedal, and right pedal as operation members for controlling the operation (running, turning, boom turning, stick turning, and bucket turning) of the excavator. Etc. are provided. Also, a plurality of work mode switches are provided in the driver's cab 101, and various modes such as a truck loading mode (boom priority mode), a trenching mode (swing priority mode), a leveling mode, and a tamping mode are provided. The driving operator can appropriately select the optimum one according to the work. In a normal case where such a selection is not made, the operation of the stick 104 is important in the operation of the construction machine, and the operation of the stick 104 needs to be given the highest priority. It has become.
[0007]
Then, for example, when the operator operates these operating members such as levers and pedals, the control valves of the hydraulic circuit are controlled, and the cylinders 105 to 107 and the swing motor are driven. The upper revolving structure 102 can be rotated by rotating the 104, the bucket 108, and the like.
A pilot hydraulic circuit is provided to control each control valve. Thereby, in order to operate the boom 103 and the stick 104, the boom operating member and the stick operating member in the driving operation room 101 are operated, and the pilot oil pressure is applied to the boom control valve and the stick control valve through the pilot oil passage. Then, the boom control valve and the stick control valve are driven to required positions. Thereby, the supply and discharge of the hydraulic oil to the boom drive hydraulic cylinder 105 and the stick drive hydraulic cylinder 106 are adjusted, and these cylinders 105 and 106 are driven to expand and contract to required lengths.
[0008]
In order to operate the upper swing body 102, the swing operation member in the operation room 101 is operated to apply pilot hydraulic pressure to the swing control valve through the pilot oil passage, thereby turning the swing control valve to a required value. Move to position. As a result, the supply and discharge of hydraulic oil to and from the swing motor are adjusted, and the swing motor is driven.
As described above, in the hydraulic shovel, the cylinders 105 to 107 are driven to expand and contract to drive the working devices 118 such as the boom 103, the stick 104, and the bucket 108, and to drive the swing motor to swing the upper swing body 102. Thus, various operations such as an excavation operation are performed.
[0009]
By the way, as one operation in such various operations, for example, there is a so-called ground-pushing operation (tamping) in which the ground is hit by repeating boom-up and boom-down operations. Only operations are performed.
Here, when the boom down operation is performed, the boom 103 is driven as follows. That is, when the boom down operation is performed and the boom 103 is moved down, the boom drive hydraulic cylinder 105 may be expanded and contracted. In this case, the pilot oil pressure is made to act on the boom control valve through the pilot oil passage. As a result, the spool position of the boom control valve becomes the boom lowering position, and hydraulic oil from the hydraulic pump is supplied to one chamber of the boom driving hydraulic cylinder 105 through the oil passage. On the other hand, hydraulic oil in the other room of the boom drive hydraulic cylinder 105 is discharged to the tank through the oil passage. As a result, the boom 103 is rotated downward as shown by the arrow b in FIG. 8 while the boom drive hydraulic cylinder 105 contracts.
[0010]
On the other hand, when the boom-up operation is performed, the boom 103 is driven as follows. That is, when the boom-up operation is performed and the boom 103 is raised, the boom drive hydraulic cylinder 105 may be extended. In this case, the pilot oil pressure is made to act on the boom control valve through the pilot oil passage. As a result, the spool position of the boom control valve becomes the boom raising position, and hydraulic oil from the hydraulic pump is supplied to one chamber of the boom driving hydraulic cylinder 105 through the oil passage. On the other hand, hydraulic oil in the other room of the boom drive hydraulic cylinder 105 is discharged to the tank through the oil passage. Thereby, the boom 103 is rotated upward as shown by an arrow a in FIG. 8 while the boom drive hydraulic cylinder 105 is extended.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
When performing a tamping operation by such a boom operation, an operator (operator) selects a tamping mode by operating a work mode switch provided in a driving operation room.
When the tamping mode is selected in this manner, even if the boom operating member is fully operated in the boom down direction, it is possible to press the ground with an appropriate pressing force during tamping and obtain an appropriate boom down speed. In order to obtain a boom output suitable for tamping, for example, control is performed to fix the position of the boom control valve at a predetermined position regardless of the operation amount of the boom operation member, and the boom drive hydraulic cylinder 105 is controlled. It is conceivable that the flow rate and the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic pump are adjusted to the flow rate and the pressure of the hydraulic oil required at the time of tamping.
[0012]
However, in the state where the tamping mode switch is turned on, insufficient power or insufficient speed occurs in other work or operation involving the boom-down operation (for example, push-up operation, scraping-down operation). , The tamping mode switch must be operated each time, and the operability is not always good.
[0013]
Therefore, such a tamping mode switch is eliminated, and the controller automatically determines whether or not tamping is performed, and controls the boom output (pump tilt angle control) so that the optimum boom output during tamping (optimum pump output) is obtained. Want to be able to do.
Here, the tamping operation involves repeatedly performing boom-up and boom-down operations. This operation is performed, for example, by operating a boom operation member to raise the front of the vehicle body when a construction machine is mounted on a vehicle. There is a case of performing down (this is called push-up), and since these operations are similar, it is difficult to accurately and automatically determine these without erroneous determination.
[0014]
By the way, in the tamping operation, as described above, in order to be able to press the ground with an appropriate pressing force at the time of the tamping operation, and to obtain an appropriate boom down speed, the supply to the boom driving hydraulic cylinder 105 is performed. The output of the boom 103 (boom output = hydraulic oil flow rate × hydraulic oil pressure) needs to be made appropriate by controlling the flow rate and pressure of the hydraulic oil to be performed.
[0015]
On the other hand, in the push-up operation, it is necessary to control the flow rate and the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 by operating the boom operation member to make the boom output appropriate.
As described above, the required boom output (pump output) differs between the tamping operation and the push-up operation. For example, if the tamping operation is controlled to the maximum output during the push-up operation to perform tamping (for example, the pump tilt). (If the turning angle is controlled to the maximum tilting angle), it will be necessary to press the ground with an excessively large pressing force, or to boom down at an unnecessarily high speed, and perform proper tamping work May not be possible.
[0016]
On the other hand, if the output control (pump tilt angle control) is performed so that the boom output required at the time of tamping is performed even though the push-up is desired, sufficient hydraulic oil is supplied to lift the construction machine itself. In some cases, push-up cannot be performed.
The present invention has been made in view of such a problem, and eliminates the operation of the tamping mode switch at the time of tamping to improve its operability, and also enables tamping and push-up with an optimum boom output. An object of the present invention is to provide a control device for a construction machine with improved workability.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the control device for a construction machine according to the present invention (claim 1) is a control device for a construction machine having a stick and a boom, wherein a plurality of operation members operated by an operator to operate the stick and the boom, A hydraulic pump that discharges hydraulic oil, a hydraulic pump that is supplied with hydraulic oil from the hydraulic pump and drives a boom, and a boom operating member and a stick operating member of the plurality of operating members that are operated. Tamping determining means for determining whether or not tamping is performed, and output control means for controlling output of a boom driven by a boom driving hydraulic actuator, wherein the output control means determines that tamping is performed by the tamping determining means. The boom output to the optimum output required during tampingAnd push-up determination means for determining whether or not push-up is performed based on the operation of the plurality of operation members, wherein the push-up determination means is determined to be tamping by the tamping determination means, and When the operation member for the boom among the operation members is operated for a predetermined time, it is configured to determine that the push-up operation is performed. When the push-up determination unit determines that the push-up operation is performed, the output control unit controls the boom. Control output to the optimum output required at push-upIt is characterized by:
[0018]
In this case, the tamping determination unit determines that the tamping is performed when the boom down operation is performed based on the operation of the boom operation member and the stick operation member among the plurality of operation members and the stick operation is not performed. (Claim 2).
[0019]
Further, the output control means is configured to include pressure control means for controlling the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator, and when the tamping is determined by the tamping determination means, the pressure control means The pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator may be controlled to an optimum pressure required at the time of pressing tamping.3). When the push-up determination unit determines that the push-up operation is performed, the pressure control unit controls the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator to the optimum pressure required at the time of the push-up operation. You may.
[0020]
Further, the output control means is configured to include a flow control means for controlling the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator for boom drive, and when the tamping is determined by the tamping determination means, the flow control means A configuration may be adopted in which the flow rate of hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator is controlled to an optimum flow rate required for boom down during tamping.4). If the push-up determination unit determines that the push-up operation is performed, the flow rate control unit controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator to the optimum flow rate required at the time of the push-up operation. You may.
[0021]
Furthermore, a relief valve for setting the upper limit of the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator for boom drive is provided, and the output control means adjusts the tilt angle of the hydraulic pump to adjust the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. And a relief valve control means for controlling the set value of the relief valve, and when the tamping is determined by the tamping determination means, the pump tilt angle control means The tilt angle of the hydraulic pump is controlled so that the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator for boom drive becomes an optimum flow rate required during tamping, and the hydraulic oil is supplied to the hydraulic actuator for boom drive by relief valve control means. The relief valve set value is controlled so that the hydraulic oil pressure becomes the optimum pressure required during tamping. Form even good (claim5). If the push-up determining means determines that the push-up operation is performed, the flow of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is controlled by the pump tilt angle control means, and the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator is controlled. The flow rate is controlled to the optimum flow rate required at the time of push-up, and the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator by the relief valve is controlled to the optimum pressure required at the time of push-up. Is also good.
[0022]
Also, a pump for controlling the tilt angle of the hydraulic pump to adjust the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump while preventing the pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump from exceeding the set pressure by controlling the output control means. When the tamping is determined by the tamping determining means, the flow rate and the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator by the pump tilt angle controlling means are configured during tamping. The tilt angle of the hydraulic pump may be controlled so that the required optimum flow rate and optimum pressure are obtained.6). If the push-up determination unit determines that the operation is a push-up operation, the pump tilt angle control unit controls the flow rate and pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump and supplies the hydraulic oil to the boom drive hydraulic actuator. The configuration may be such that the flow rate and pressure of the oil are controlled to the optimum flow rate and pressure required at the time of push-up.
[0023]
In addition, the hydraulic pump is configured such that the pump tilt angle is controlled by the pilot pressure, a pressure control member that controls the pilot pressure is provided, and the output control means controls the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. A pump tilt angle control means for controlling the tilt angle of the hydraulic pump to be controlled and a pressure control member control means for controlling the pressure control member are configured to be controlled, and tamping is determined by the tamping determination means. In this case, the tilt angle of the hydraulic pump is controlled by the pump tilt angle control means so that the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator for boom drive becomes the optimum flow rate required during tamping, and the pressure control is performed. The hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator by the member control means to the optimum pressure required during tamping. Force control member may be configured to be controlled (claims7). If the push-up determining means determines that the push-up operation is performed, the flow of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is controlled by the pump tilt angle control means, and the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator is controlled. The flow rate is controlled to the optimum flow rate required at the time of push-up, and the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom driving hydraulic actuator by the pressure control member is controlled to the optimum pressure required at the time of push-up. You may comprise.
[0024]
Further, the plurality of operation members are configured to output an electric signal in accordance with an operation by an operator, and the tamping determination unit is configured to determine whether or not tamping is performed based on the electric signals from the plurality of operation members. The hydraulic oil supply passage supplies hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to the boom drive hydraulic actuator, and controls the flow rate of hydraulic oil interposed in the hydraulic oil supply passage and supplied to the boom drive hydraulic actuator. Boom control valve, a bypass passage for returning hydraulic oil not supplied to the boom drive hydraulic actuator via the boom control valve to the tank, and a characteristic substantially inversely proportional to the flow rate of hydraulic oil in the bypass passage. Pump tilt angle control means for controlling the discharge flow rate of the hydraulic oil from the hydraulic pump. It is configured as a movement amount control means for controlling the movement amount of the control valve, and when the tamping is determined by the tamping determination means, the flow rate and pressure of the working oil supplied to the hydraulic actuator for boom drive are required at the time of tamping. The movement amount of the boom control valve is controlled by the movement amount control means so as to obtain the optimum flow rate and the optimum pressure, and the hydraulic fluid from the hydraulic pump is controlled by the pump tilt angle control means according to the movement amount of the boom control valve. The tilt angle of the hydraulic pump may be controlled so that the discharge flow rate of the hydraulic pump becomes the optimum pump flow rate required at the time of tamping.8). When the push-up determination unit determines that the push-up operation is performed, the movement amount control is performed so that the flow rate and the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator for boom drive become the optimum flow rate and the optimal pressure required at the time of the push-up. Means for controlling the amount of movement of the boom control valve, and the pump tilt angle control means in accordance with the amount of movement of the boom control valve. The flow rate may be controlled.
[0025]
The construction machine control device of the present invention (claim9) Is a control device for a construction machine having a stick and a boom, which is driven by a plurality of operating members operated by an operator, a hydraulic pump for discharging hydraulic oil in a tank, and hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to drive the boom. A hydraulic actuator for boom driving, push-up determining means for determining whether or not push-up is performed based on the operation of the plurality of operating members, and output control means for controlling an output of a boom driven by the hydraulic actuator for boom driving. Wherein the push-up determination means determines that the boom-down operation has been performed based on the operation of the boom operation member and the stick operation member of the plurality of operation members, and that the stick operation has not been performed, and When it is determined that the boom operating member has been operated for a predetermined time, it is determined that the push-up operation has been performed. Output control means is characterized by controlling the optimum output required boom output when the push-up when it is determined that the push-up by the push-up determining means.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a construction machine according to the present embodiment will be described.
This construction machine is a construction machine (working machine) such as a hydraulic shovel, as described in the related art (see FIG. 9), and includes the upper swing body 102, the lower traveling body 100, and the working device 118. I have.
[0027]
The lower traveling unit 100 includes a right track 100R and a left track 100L that can be driven independently of each other, while the upper revolving unit 102 is provided so as to be able to pivot in a horizontal plane with respect to the lower traveling unit 100. .
The working device 118 mainly includes a boom 103, a stick 104, a bucket 108, and the like. The boom 103 is pivotally attached to the upper swing body 102 so as to be rotatable. A stick 104 is connected to the tip of the boom 103 so as to be rotatable in a vertical plane.
[0028]
A boom drive hydraulic cylinder (boom cylinder, boom drive hydraulic actuator) 105 for driving the boom 103 is provided between the upper swing body 102 and the boom 103. A stick driving hydraulic cylinder (stick cylinder, stick driving hydraulic actuator) 106 for driving the stick 104 is provided between them. A bucket driving hydraulic cylinder (bucket cylinder, bucket driving hydraulic actuator) 107 for driving the bucket 108 is provided between the stick 104 and the bucket 108.
[0029]
With such a configuration, the boom 103 is rotatable in the directions a and b in the figure, the stick 104 is rotatable in the directions c and d in the figure, and the bucket 108 is configured to be rotatable in the directions e and f in the figure. I have.
Here, FIG. 2 is a diagram schematically showing a main part of a hydraulic circuit of such a hydraulic shovel.
[0030]
As shown in FIG. 2, the left track 100L and the right track 100R are provided with traveling motors 109L and 109R as independent power sources, respectively. A swing motor 110 for swinging the upper swing body 102 is provided.
The traveling motors 109L and 109R and the turning motor 110 are configured as hydraulic motors that operate by hydraulic pressure, and a plurality of (two in this case) driven by an engine (mainly, a diesel engine) 50 as described later. Hydraulic oil from hydraulic pumps 51 and 52 is supplied at a predetermined pressure via hydraulic circuit 53, and hydraulic motors 109L, 109R and 110 are driven in accordance with the hydraulic pressure supplied in this manner. Has become.
[0031]
Here, the hydraulic pumps 51 and 52 discharge the working oil in the reservoir tank 70 as a predetermined oil pressure, and here, are swash plate rotary type piston pumps (piston type variable displacement pumps, variable discharge amount type piston pumps). It is configured. These hydraulic pumps 51 and 52 can adjust the pump discharge flow rate by changing the stroke amount of a piston (not shown) provided in the hydraulic pump.
[0032]
That is, in these hydraulic pumps 51 and 52, one end of the piston is configured to abut against a swash plate (creep plate: not shown), and the inclination (tilt angle) of the swash plate is determined by a controller 1 described later. Thus, the pump discharge flow rate can be adjusted by changing the stroke amount of the piston by changing the stroke amount based on the operation signal from the pump.
[0033]
Here, a regulator (not shown) is attached to each of the hydraulic pumps 51 and 52, and the amount of movement of a spool valve in the regulator is controlled based on an operation signal from a controller 1 described later, and the spool of the regulator is controlled. The pump tilt angle can be changed by applying a pilot pressure via a valve.
The spool valve of the regulator may be configured as an electromagnetic valve, and may be configured to control the amount of movement based on an operation signal from the controller 1 described later. Alternatively, a proportional pressure reducing valve may be used to control the spool valve of the regulator. (Electromagnetic valve) is provided to control the proportional pressure reducing valve based on an operation signal from the controller 1 to be described later, and to apply a pilot pressure to the spool valve via the proportional pressure reducing valve to control the amount of movement of the spool valve. You may comprise.
[0034]
As described above, the inclination of the swash plate can be changed based on the operation signal from the controller 1, and in addition to the pressure of the operating oil in the oil passage constituting the hydraulic circuit, the operation of each operation member 54 by the operator is performed. Since the operation amount can also be taken into consideration, the operator's driving feeling can be improved as compared with the conventional method in which the pressure of the hydraulic oil in the oil passage is guided to change the inclination of the swash plate. .
[0035]
The engine 50 can be set by the operator by switching an engine speed setting dial. Here, the maximum engine speed (for example, about 2000 rpm) and the minimum engine speed (for example, about 1000 rpm) are set. ) Can be switched in multiple stages. It should be noted that the engine speed is not limited to such a stepwise switching, but may be a type that can be changed smoothly. Further, the total horsepower of the engine 50 is consumed to drive these hydraulic pumps 51 and 52 and a pilot pump 83 described later.
[0036]
Also, for each of the cylinders 105 to 107, similarly to the traveling motors 109L and 109R and the turning motor 110, hydraulic oil supplied from a plurality (two in this case) of hydraulic pumps 51 and 52 driven by the engine 50 is provided. Is driven by the hydraulic pressure.
In addition, a plurality of driving levers such as a left lever, a right lever, a left pedal, and a right pedal for controlling the operation (running, turning, boom turning, stick turning, and bucket turning) of the hydraulic excavator are provided in the driving operation room 101. An operation member 54 is provided. These operation members 54 are configured as electric operation members (for example, electric operation levers), and output an electric signal corresponding to the operation amount to a controller (control means) 1 described later.
[0037]
Further, a plurality of work mode switches are also provided in the driving operation room 101, and various modes such as a boom priority mode, a swing priority mode, and a leveling mode are appropriately set by the driver according to the work. You can choose. In a normal case where such a selection is not made, the operation of the stick 104 is important in the operation of the construction machine, and the operation of the stick 104 needs to be given the highest priority.
[0038]
Then, for example, when the operator operates these operation members 54, the control valves 57 to 60 and 62 to 65 interposed in the hydraulic circuit 53 are controlled, and the cylinders 105 to 107 and the hydraulic motors 109L and 109R are controlled. , 110 are driven. Thus, the upper swing body 102 can be swung, the boom 103, the stick 104, the bucket 108, and the like can be swung, and the hydraulic shovel can be run.
[0039]
In addition, what is operated when rotating the boom 103 is the boom operating member 54a, what is operated when rotating the stick 104 is the stick operating member 54b, and what is operated when rotating the bucket 108 is The bucket operation member 54c and the member that is operated when the upper swing body 102 is swung are referred to as a swing operation member 54d.
[0040]
Next, the hydraulic circuit 53 for controlling each of these cylinders will be described.
The hydraulic circuit 53 includes a first circuit unit 55 and a second circuit unit 56, as shown in FIG.
The first circuit portion 55 includes an oil passage 61 connected to the first hydraulic pump 51, a control valve 57 for a right traveling motor, a control valve 58 for a bucket, and a control valve 58 for a first boom interposed in the oil passage 61. A control valve such as the control valve 59 and the second stick control valve 60 is provided.
[0041]
Then, hydraulic oil from the first hydraulic pump 51 is supplied to the right traveling motor 109R through the oil passage 61 and the right traveling motor control valve 57, and drives the right traveling motor 109R. The hydraulic oil from the first hydraulic pump 51 is supplied to the bucket driving hydraulic cylinder 107 via the oil passage 61 and the bucket control valve 58, and is also supplied via the oil passage 61 and the first boom control valve 59. To the boom drive hydraulic cylinder 105, and further to the stick drive hydraulic cylinder 106 via the oil passage 61 and the second stick control valve 60, thereby driving each of the cylinders 105, 106, 107. It has become.
[0042]
Further, a throttle 81 is provided downstream of the oil passage 61 of the first circuit portion 55, and the hydraulic oil from the first hydraulic pump 51 is returned to the reservoir tank 70 through the throttle 81.
The second circuit portion 56 includes an oil passage 66 connected to the second hydraulic pump 52, a left traveling motor control valve 62, a turning motor control valve 63, and a first stick control valve interposed in the oil passage 66. 64, a control valve such as a second boom control valve 65, and a throttle 82.
[0043]
Then, the hydraulic oil from the second hydraulic pump 52 is supplied to the left traveling motor 109L via the oil passage 66 and the left traveling motor control valve 62, whereby the left traveling motor 109L is driven. I have. The hydraulic oil from the second hydraulic pump 52 is supplied to the turning motor 110 via the oil passage 66 and the turning motor control valve 63, whereby the turning motor 110 is driven. Further, the hydraulic oil from the second hydraulic pump 52 is supplied to the stick driving hydraulic cylinder 106 via the oil passage 66 and the first stick control valve 64, and the oil passage 66 and the second boom control valve 65 , And is supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105, whereby the respective cylinders 105 and 106 are driven.
[0044]
A throttle 82 is provided on the downstream side of the oil passage 66 of the second circuit portion 56, and the hydraulic oil from the second hydraulic pump 52 is returned to the reservoir tank 70 through the throttle 82.
The control valves 57 to 60 and 62 to 65 are housed in a control unit (not shown).
[0045]
As described above, in the present embodiment, the second hydraulic circuit unit 56 of the second circuit unit 56 is configured to supply sufficient hydraulic oil to the important stick 104 in the operation of the construction machine even when operating simultaneously with the other work machine 118. In addition to the hydraulic oil from the hydraulic pump 52, hydraulic oil from the first hydraulic pump 51 of the first circuit unit 55 is also supplied to the stick driving hydraulic cylinder 106.
[0046]
For this reason, the first stick control valve 64 is interposed in the oil passage 66 of the second circuit portion 56, and the second stick control valve 60 is interposed in the oil passage 61 of the first circuit portion 55. The first stick control valve 64 is controlled by the proportional control valves 64a and 64b, and the second stick control valve 60 is controlled by the proportional control valves 60a and 60b. Oil can be supplied and drained.
[0047]
Similarly, in addition to the hydraulic oil from the first hydraulic pump 51 of the first circuit section 55, the second circuit Hydraulic oil from the second hydraulic pump 52 of the section 56 is also supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105.
Therefore, the first boom control valve 59 is interposed in the oil passage (hydraulic oil supply passage) 61 of the first circuit portion 55, and the second boom is inserted in the oil passage (hydraulic oil supply passage) 66 of the second circuit portion 56. Control valve 65 is interposed. By controlling the first boom control valve 59 by the proportional control valves 59a and 59b and controlling the second boom control valve 65 by the proportional control valves 65a and 65b, the operation of the boom drive hydraulic cylinder 105 is performed. Oil can be supplied and drained.
[0048]
In the present embodiment, the stick regeneration valve 76 is interposed in the oil passages 67 and 68 for supplying and discharging hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder 106 for driving the stick. A predetermined amount of hydraulic oil can be regenerated to the supply-side oil passage.
Similarly, boom regeneration valves 77 are also interposed in oil passages 78 and 79 for supplying and discharging hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder 105 for boom drive. A predetermined amount of hydraulic oil can be regenerated.
[0049]
Further, a relief valve 40 is interposed in the boom lowering hydraulic circuit (the oil passage indicated by reference numeral 79 in FIG. 2), and the pressure of the hydraulic oil (boom lowering) supplied to the boom driving hydraulic cylinder 105 is provided. Pressure) is controlled to the rated boom lowering pressure.
Here, as shown in FIG. 3, each of the control valves 57 to 60 and 62 to 65 is configured as a spool valve, and each is configured to include a plurality (here, five) of throttles.
[0050]
That is, as shown in FIG. 3, each of the control valves 57 to 60 and 62 to 65 is provided with an oil passage (operating oil supply passage) for communicating the first hydraulic pump 51, the second hydraulic pump 52 and the stick driving hydraulic cylinder 106. , PC passage) 61a, 66a, an oil passage (operating oil discharge passage, CT passage) 66b for connecting the PC throttle 8 interposed between the stick driving hydraulic cylinder 106 and the reservoir tank 70. The CT throttle 9 interposed in 69, and the bypass passage throttle 10 interposed in the oil passages (bypass passages) 61b and 66c communicating the first hydraulic pump 51, the second hydraulic pump 52 and the reservoir tank 70. And is provided.
[0051]
In FIG. 3, the stick control valves 60 and 64 are in the stick lowered position. However, the stick control valves 60 and 64 are moved upward in FIG. By interposing the bypass passage restrictor 10 in the bypass passages 61b and 66c, the stick control valves 60 and 64 can be set to the neutral position, and the stick control valves 60 and 64 are set at the uppermost position in FIG. In the direction, the PC throttles 8 of the stick control valves 60 and 64 are interposed in the PC passages 61a and 66a, and the CT throttles 9 of the stick control valves 60 and 64 are changed to the CT throttles. By interposing the passages 66b and 69, the stick control valves 60 and 64 can be set to the stick raising position.
[0052]
In setting the diameters of the apertures 8, 9, and 10, in order to secure the interlocking of the working devices 118 such as the boom 103 and the stick 104, all the working devices 118 are operated when each operating member 54 is fully operated. Is considered to move.
The opening areas of the oil passages 61a and 66a that connect the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52 with the stick driving hydraulic cylinder 106 (opening area of the hydraulic oil supply passage, P− C opening area) is adjusted.
[0053]
The CT throttle 9 adjusts the opening area of the oil passages 66b and 69 (the opening area of the hydraulic oil discharge passage and the CT opening area) that communicate the stick driving hydraulic cylinder 106 and the reservoir tank 70.
The opening area of the oil passages 61b and 66c (the opening area of the bypass passage) that connects the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52 to the reservoir tank 70 is adjusted by the bypass passage restrictor 10.
[0054]
By the way, in this embodiment, as shown in FIG. 2, in order to control the control valves 57 to 60 and 62 to 65, the pilot pump 83 and the proportional pressure reducing valves 57a to 60a, 57b to 60b, 62a to 65a, A pilot hydraulic circuit including 62b to 65b is provided. In FIG. 2, only the pilot pump 83 and the proportional pressure reducing valves 57a to 60a, 57b to 60b, 62a to 65a, and 62b to 65b provided in the pilot hydraulic circuit are shown, and the pilot oil pressure is omitted by omitting the pilot oil passage. Indicated by P.
[0055]
Here, the proportional pressure reducing valves 57a to 60a, 57b to 60b, 62a to 65a, and 62b to 65b are electromagnetic valves, and are operated by an operation signal from the controller 1 described later. Thus, the pilot oil pressure from the pilot pump 83 is applied to the control valves 57 to 60 and 62 to 65 as a predetermined pressure based on the operation signal from the controller 1. Since the controller 1 controls the amount of movement of each of the control valves 57 to 60 and 62 to 65, it is also referred to as a movement amount control unit.
[0056]
With such a configuration, for example, in order to operate the boom 103, the boom operation member 54a in the operation room 101 is operated, and the pilot hydraulic pressure P from the pilot pump 83 is controlled through a pilot oil passage (not shown). By acting on the valves 59 and 65, the boom control valves 59 and 65 are moved to required positions. Thereby, the supply and discharge of the hydraulic oil of the boom drive hydraulic cylinder 105 is adjusted, and these cylinders 105 are driven to expand and contract to a required length, whereby the boom 103 is operated.
[0057]
For example, to rotate the boom 103 downward (boom down), the boom drive hydraulic cylinder 105 may be contracted. In this case, the pilot oil pressure is made to act on the first boom control valve 59 through the pilot oil passage. As a result, the spool position of the first boom control valve 59 becomes the boom lower rotation position (boom down position), and the hydraulic oil from the first hydraulic pump 51 of the first circuit portion 55 flows through the oil passages 95 and 79. , And is supplied to one chamber of the boom driving hydraulic cylinder 105 and supplied to one chamber of the boom driving hydraulic cylinder 105. On the other hand, the hydraulic oil in the other room of the boom drive hydraulic cylinder 105 is discharged to the reservoir tank 70 via the oil passages 78 and 69. As a result, the boom 103 is rotated downward as shown by the arrow b in FIG. 9 while the boom drive hydraulic cylinder 105 contracts.
[0058]
Conversely, to rotate the boom 103 upward (boom up), the boom drive hydraulic cylinder 105 may be extended. In this case, the pilot oil pressure is caused to act on the first boom control valve 59 and the second boom control valve 65 through the pilot oil passage. Thereby, the spool position of the first boom control valve 59 and the second boom control valve 65 becomes the boom upper rotation position (boom up position), and the operation of the first circuit unit 55 from the first hydraulic pump 51 is performed. The oil is supplied to one chamber of the boom driving hydraulic cylinder 105 via oil passages 95 and 78, and the hydraulic oil from the second hydraulic pump 52 of the second circuit portion 56 is passed through oil passages 66a, 90 and 78. Is supplied to the other chamber of the hydraulic cylinder 105 for boom drive. On the other hand, the hydraulic oil in one room of the boom drive hydraulic cylinder 105 is discharged to the reservoir tank 70 through the oil passages 79, 91, 66b or the oil passages 79, 69. Thereby, the boom 103 is rotated upward as shown by an arrow a in FIG. 9 while the boom drive hydraulic cylinder 105 is extended.
[0059]
Further, in order to maintain the current state of the boom drive hydraulic cylinder 105, the pilot oil pressure is applied to the first boom control valve 59 and the second boom control valve 65 as appropriate, and the first boom control valve 59, The position of each spool of the 2-boom control valve 65 may be set to the neutral position (the hydraulic supply / discharge path shutoff position). Thus, the supply and discharge of hydraulic oil in each oil chamber of the boom drive hydraulic cylinder 105 is stopped, and the boom 103 is held at the current position.
[0060]
By the way, various sensors are attached to the construction machine configured as described above, and a detection signal from each sensor is sent to a controller 1 described later.
For example, an engine 50 for driving the hydraulic pumps 51 and 52 is provided with an engine speed sensor 71, and a detection signal from the engine speed sensor 71 is sent to a controller 1 described later. The controller 1 performs feedback control so that the actual engine speed becomes the target engine speed set by the operator with the engine speed setting dial.
[0061]
Further, on the discharge side of the first hydraulic pump 51 of the first circuit unit 55 and the second hydraulic pump 52 of the second circuit unit 56, pressure sensors (P / S-P1) 72, A pressure sensor (P / S-P2) 73 is provided, and detection signals from these pressure sensors 72, 73 are sent to the controller 1 described later.
[0062]
Further, pressure sensors (P / S-N1) are provided downstream of the control valves 57 to 60 of the oil passage 61 of the first circuit portion 55 and the control valves 62 to 65 of the oil passage 66 of the second circuit portion 56, respectively. ) 74 and a pressure sensor (P / S-N2) 75 are provided, and detection signals from these pressure sensors 74 and 75 are sent to the controller 1 described later.
[0063]
Further, a pressure sensor (P / S-BMd) 80 is provided in an oil passage for supplying and discharging hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder 105 for boom driving, and the rod of the hydraulic cylinder 105 for boom driving is provided by the pressure sensor 80. The side pressure (load pressure) can be detected. The detection signal from the pressure sensor 80 is sent to the controller 1 described later.
[0064]
In the present embodiment, the controller 1 is provided to control the construction machine configured as described above.
The controller 1 controls the first hydraulic pump 51, the second hydraulic pump 52, the regeneration valves 76, 77, and the control valves based on the detection signals from the sensors 71 to 75 and 80 and the electric signals from the operation member 54. By outputting operation signals to the valves 57 to 60 and 62 to 65, the tilt angle control of the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52, the position control of each control valve 57 to 60, 62 to 65, and each regeneration Position control of the valves 76 and 77, control of the relief valve 40, and the like are performed.
[0065]
Of these, the tilt angle control of the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52 by the controller 1 is performed on the downstream side of the bypass passage 61b of the first circuit portion 55 and the downstream side of the bypass passage 66c of the second circuit portion 56. Negative flow control is performed based on detection signals from the pressure sensors 74 and 75 provided. Since the negative flow control is performed based on the pressures detected by the pressure sensors 74 and 75, the pressure detected by the pressure sensors 74 and 75 is also referred to as a negative control pressure.
[0066]
Here, the negative flow control (electronic negative flow control system) refers to a pump flow control having negative characteristics such that the pump discharge flow rate is reduced when the pressure on the downstream side of the bypass passages 61b and 66c increases.
Here, the negative flow control is performed by controlling the operation amount of each operation member 54, that is, the flow rate control in which the pump discharge flow rate is controlled in accordance with the negative control pressure, and the load pressure applied to the actuator, that is, the pump discharge flow rate in accordance with the pump discharge pressure. Controlled horsepower control is divided into.
[0067]
Among them, the flow rate control can control the speed of the actuator (each cylinder) within the allowable horsepower. That is, the pump discharge flow rate can be controlled in accordance with the operation amount of each operation member 54, that is, the negative control pressure, and thereby the speed of the actuator can be controlled.
By the way, when each operation member 54 is fully operated and the pump discharge flow rate is maximum and the actuator speed is maximum, the pump discharge flow rate (that is, the actuator speed) is determined by the following equation.
[0068]
Pump discharge flow Q = allowable horsepower W / pump discharge pressure P
In this state, if the load pressure applied to the actuator fluctuates, the pump discharge pressure P also fluctuates, and the pump discharge flow rate Q also fluctuates according to the above equation, so that the actuator speed also fluctuates.
As described above, the pump discharge flow rate Q is not controlled according to the operation amount of each operation member 54, but is controlled according to the load pressure applied to the actuator, that is, the pump discharge pressure P. Is called horsepower control in a state where the control depends on the allowable horsepower W of the engine 50 that drives the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52.
[0069]
When such horsepower control is performed, the actual speed of the actuator is determined by the magnitude of the load pressure even if the operator fully operates each operating member 54 and requests the maximum speed of the actuator. In this case, the horsepower of the engine 50 becomes the maximum allowable value.
Further, for example, when a plurality of actuators are simultaneously operated, even if each operation member 54 is not fully operated, the hydraulic oil is supplied to each actuator, the negative control pressure decreases, and the required flow rate decreases. When the flow rate exceeds the allowable flow rate determined by the allowable horsepower, the pump tilt angle control is performed so as to achieve the allowable flow rate in the horsepower control.
[0070]
By the way, when the operating member 54 is in the neutral position, that is, when the operator is not operating the operating member 54, the working machine 118 does not perform any work and there is no need to drive the actuator. The pump discharge flow rate is desirably set to zero.
For this reason, in the present embodiment, the control valves 57 to 60 and 62 to 65 are open centers (arranged so that the bypass passages 61b and 66c are open at the spool neutral position), and the operation member 54 is neutral. In the position, the hydraulic oil supplied from the hydraulic pumps 51 and 52 returns to the reservoir tank 70 through the bypass passages 61b and 66c.
[0071]
Accordingly, when the operation member 54 is in the neutral position, the pressure immediately upstream of the throttles 81 and 82 disposed downstream of the bypass passages 61b and 66c increases, and the variable displacement hydraulic pump 51 is controlled by the negative flow control. , 52 are controlled so as to reduce the pump discharge flow rate.
On the other hand, when the operation member 54 is operated, an amount of hydraulic oil corresponding to the operation amount is supplied to each actuator (cylinder or the like), and the remaining hydraulic oil returns to the reservoir tank 70 through the bypass passages 61b and 66c. It has become.
[0072]
The throttles (orifices) 81 and 82 are provided downstream of the bypass passages 61b and 66c as described above. Pressure sensors 74 and 75 are interposed in the bypass passages 61b and 66c immediately upstream of the throttles 81 and 82, and the pressures immediately upstream of the throttles 81 and 82 detected by the pressure sensors 74 and 75 are detected. The tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 is performed based on the above.
[0073]
When the operator operates the operation member 54, the control valves 57 to 60 and 62 to 65 move according to the operation amounts of the operation member 54, the bypass passages 61b and 66c are throttled, and the operation flowing through the bypass passages 61b and 66c. Although the flow rate of the oil decreases, the diameters of the throttles 81 and 82 are constant, so that the pressure immediately upstream of the throttles 81 and 82, that is, the pressures detected by the pressure sensors 74 and 75, decreases by the reduced flow rate. Then, the tilt angle control of the variable displacement hydraulic pumps 51 and 52 is performed so that the pump discharge flow rate increases in accordance with the reduced pressure.
[0074]
This means that the pump discharge flow rate is controlled to increase according to the operator's request, that is, the amount of operation of the operation member 54 by the operator. , 52 means that the speed of the actuator (each cylinder) can be controlled.
[0075]
The control device for a construction machine according to the present embodiment is configured as described above, and various controls are performed by the controller 1. Further, in the present embodiment, when the boom-down operation is performed, the pump tilt in the normal negative flow control is performed. The hydraulic oil flow rate is controlled by a pump tilt angle control different from the angle control, and the hydraulic oil pressure is controlled by a set value control of a relief valve.
[0076]
Next, the flow rate control of the hydraulic oil by the pump tilt angle control at the time of tamping work or push-up, and the hydraulic oil pressure control by the set value control of the relief valve, which are the features of the control device of the construction machine according to the present embodiment. Will be described with reference to the control block diagram of FIG.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the controller 1 includes a tamping determination unit 2, a push-up determination unit 3, a pump tilt angle control unit 4, and a relief valve control unit 5. .
[0077]
Of these, the tamping determination means 2 determines whether or not tamping is performed based on electric signals from the boom operation member 54a and the stick operation member 54b. That is, the tamping determination means 2 determines that tamping is performed when the boom down operation is performed but the stick operation is not performed.
[0078]
When it is determined that the operation is tamping, a signal is output to the push-up determination unit 3 in order to further determine whether the operation is a push-up operation.
On the other hand, if it is determined that it is not tamping, it is considered that neither tamping nor push-up is performed. Therefore, the basic tilt angle control unit 4C of the pump tilt angle control unit 4 described later to perform basic pump tilt angle control is performed. To output a signal to
[0079]
As described above, in the present embodiment, whether or not tamping is performed can be determined based on the electric signals from the boom operation member 54a and the stick operation member 54b, so that there is no need to provide a tamping mode switch unlike the related art. .
The push-up determining means 3 determines whether or not push-up is performed based on signals from the boom operating member 54a and the tamping determining means 2. That is, when the tamping determination unit 2 determines that tamping is performed (that is, when the boom down operation is performed but the stick operation is not performed), the push-up determination unit 3 sets the boom operation member. It is determined whether or not the push-up operation is performed based on whether the operation (for example, full operation) of the boom operation member 54a has been continued for a predetermined time (for example, about 1 second or more) based on the electric signal from the boom operation member. When the operation of 54a is continued for a predetermined time, it is determined that the push-up is performed.
[0080]
If it is determined that the push-up operation is performed, the boom-down operation is considered to be a push-up operation instead of a tamping operation. And outputs a signal to a push-up relief valve control unit 5B of a relief valve control unit 5 described later so as to perform optimal pressure control at the time of push-up. Has become.
[0081]
On the other hand, if it is determined that the operation is not the push-up operation, it is considered that the operation is tamping. And a signal is output to a tamping relief valve control unit 5A of the relief valve control means 5 to be described later in order to perform optimal tamping pressure control.
[0082]
Incidentally, the optimum output control (optimum boom output control) at the time of the tamping operation needs to satisfy the following two requirements.
(1) An appropriate striking force is set so that the aircraft does not jump up due to the striking reaction force during the tamping work (pressing force control corresponding to the tamping work).
(2) To obtain an appropriate boom down speed during tamping work (flow control for tamping work).
[0083]
As described above, in order to perform the optimal output control during the tamping operation, it is necessary to appropriately control the flow rate and the pressure (output of the boom 103) of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 for driving the boom 103. There is.
In the present embodiment, the boom lowering output during the tamping operation (boom lowering boom output) is controlled to a predetermined ratio (for example, about 50 to about 60%) to the rated boom lowering output (rated boom output). It has become. The same applies to the case where the boom operating member 54a is fully operated during tamping, for example.
[0084]
Note that the rated boom lowering output is the rated output of the boom lowering hydraulic circuit (the oil passage indicated by reference numeral 79 in FIG. 2) [that is, the maximum output (maximum output among the outputs required in operations other than the tamping operation). Output = maximum flow rate × maximum pressure)]. Further, the boom lowering output set at a predetermined ratio (for example, about 50% to about 60%) as described above is set to the optimum output at the time of tamping [optimum boom output; Optimal working oil flow rate and pressure (output = flow rate x pressure)].
[0085]
For this reason, in the present embodiment, the pump tilt angle control means 4 for controlling the tilt angle of the hydraulic pumps 51 and 52 to adjust the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 51 and 52, and the boom driving hydraulic pressure There is provided a relief valve control means 5 capable of setting an upper limit of the pressure of the hydraulic oil supplied to the cylinder 105.
The pump tilt angle control means 4 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105, and is also referred to as a flow rate control means. Further, the relief valve control means 5 controls the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom driving hydraulic cylinder 105, and thus is also referred to as a pressure control means. Furthermore, the pump tilt angle control means (flow rate control means) 4 and the relief valve control means (pressure control means) 5 control the output of the boom 103 driven by the boom drive hydraulic cylinder 105. Also referred to as output control means. The output control means controls the boom output during tamping to the optimum output required during tamping. That is, when the tamping is determined to be tamping by the tamping determining means 2, the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 51 and 52 is controlled by the pump tilt angle control means 4 and supplied to the boom driving hydraulic actuator 105. And the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator 105 by the relief valve 40 is controlled to the optimum pressure required during tamping. become.
[0086]
Here, the pump tilt angle control means 4 includes a tamping tilt angle control unit 4A, a push-up tilt angle control unit 4B, and a basic tilt angle control unit 4C. The relief valve control means 5 includes a tamping relief valve control unit 5A, a push-up relief valve control unit 5B, and a basic relief valve control unit 5C.
[0087]
First, when the tamping tilt angle control unit 4A determines that the tamping is performed by the tamping determination unit 2 and determines that the push-up determination unit 3 does not perform the push-up operation, the tamping determination unit 2 determines that the tamping is performed. Based on the detection information from the sensors 72, 73, 74, and 75, the pump tilt angle control is performed so that the optimum pump flow rate during tamping is obtained.
[0088]
Here, the optimum pump flow rate control at the time of tamping mainly means that the flow rate of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 is controlled at the time of the tamping so that the boom does not go down at an excessive speed when the boom is down at the time of the tamping work. This refers to controlling the flow rate of hydraulic oil to a required level. That is, the optimal pump flow rate control at the time of tamping means that the boom operating member 54a is often fully operated at the time of tamping work. This is a control that optimizes the flow rate of the hydraulic oil that acts on the boom drive hydraulic cylinder 105 so as to prevent the impact at the time from becoming large and making the operation difficult.
[0089]
Specifically, during the tamping operation, the tamping tilt angle control unit 4A determines that the pump discharge flow rate from the hydraulic pumps 51 and 52 is a predetermined amount [for example, about 50 to about 60% of the rated boom lowering flow rate, Pump tilt angle control (i.e., control to set the pump tilt angle to a tilt angle of, for example, about 50 to about 60% of the rated tilt angle) so as to achieve the optimum pump flow rate during tamping. I have. Thus, when the boom 103 is boom-up / boom-down during the tamping operation, the pump discharge flow rate from the hydraulic pumps 51 and 52 becomes a predetermined amount (for example, about 50 to about 60% of the rated boom lowering flow rate). Thus, the pump tilt angle control (that is, control in which the pump tilt angle is set to a tilt angle of, for example, about 50 to about 60% of the rated tilt angle) is performed. This is because during boom down / boom up of tamping, it is effective to control the boom lowering flow rate to control the boom output. The predetermined amount can be set arbitrarily so as to obtain an optimum pump discharge flow rate in various tamping operations.
[0090]
The rated boom lowering flow rate refers to a rated flow rate (maximum flow rate) of a boom lowering hydraulic circuit (an oil passage indicated by reference numeral 79 in FIG. 2). Further, as described above, the boom lowering flow rate set to a predetermined amount (for example, a flow rate of about 50 to about 60%) is an optimum flow rate at the time of tamping [optimum boom flow rate; Optimum flow rate of hydraulic oil supplied to 105].
[0091]
In addition, at the time of tamping or push-up, since the boom 103 is operated alone, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 51 and 52 is not supplied to other actuators but is supplied to the hydraulic cylinder 105 for boom driving. The pump output (pump flow rate x pump pressure) is all used as the boom output (boom flow rate x boom pressure).
[0092]
By the way, in the present embodiment, the pressure of the hydraulic oil in the boom lowering hydraulic circuit (the oil passage indicated by reference numeral 79 in FIG. 2) (that is, the hydraulic oil acting on the boom driving hydraulic cylinder 105) is applied to the hydraulic circuit. A relief valve (line relief valve) 40 capable of setting an upper limit of the pressure is provided.
The relief valve 40 may be provided anywhere in a boom lowering hydraulic circuit (an oil passage indicated by reference numeral 79 in FIG. 2) used when the boom is lowered and the bucket 108 is pressed against the ground. For example, it may be provided immediately downstream of the hydraulic pumps 51 and 52. Further, for example, a main relief valve (not shown) provided between the hydraulic pumps 51 and 52 and each control valve for setting the rated pressure (system pressure) of the hydraulic circuit (the main relief valve is also used for lowering the boom) (Provided in the hydraulic circuit) may be configured as an electromagnetic valve, and the pressure of the working oil acting on the boom driving hydraulic cylinder 105 may be controlled by the main relief valve. This is because the boom 103 is operated alone during tamping or push-up, and therefore, a hydraulic oil supply passage for supplying hydraulic oil to the boom drive hydraulic cylinder 105 (reference numeral in FIG. 2) This is because the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 51 and 52 is supplied only to the oil passage 79 and the like.
[0093]
Here, the relief valve 40 is configured as a variable relief valve (solenoid valve) that can arbitrarily set its set value (set pressure, adjustment value), and the set value is used for tamping as shown in FIG. It is set based on a control signal (electric signal) from the relief valve control unit 5A.
The set value of the relief valve 40 is set such that the boom lowering pressure is a predetermined ratio (for example, about 50 to 60%) of the rated boom lowering pressure. Here, a current is supplied to the solenoid portion 40A of the relief valve 40 based on a control signal from the tamping relief valve control section 5A, and a force that opposes the spring force of the spring 40B is acted on. Set value is set.
[0094]
Here, when the set value of the relief valve 40 is set only by the magnitude of the spring force of the spring 40B, the boom lowering pressure is controlled to the rated boom lowering pressure. Therefore, by supplying a current to the solenoid portion 40A of the relief valve 40 to generate a predetermined ratio (for example, approximately 40% to 50%) of the force of the spring force of the spring 40B, the boom lowers. The pressure can be controlled at a predetermined ratio (for example, about 50 to 60%) with respect to the rated boom lowering pressure.
[0095]
Here, the relief valve 40 is configured as an electromagnetic valve, and the set value of the relief valve 40 is set based on an electric signal from the tamping relief valve control unit 5A. The set value (set pressure, adjustment value) may be arbitrarily variably set by the pilot oil pressure.
During the tamping operation, the relief valve 40 raises the upper limit (upper limit pressure) of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 to a predetermined pressure [for example, about 50 to less than the rated boom lowering pressure. Approximately 60% pressure, optimal pressure during tamping (optimum boom lowering pressure)]. Accordingly, when the bucket during the tamping operation is hit (when pressed) against the ground, the upper limit of the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 is increased to a predetermined pressure [for example, with respect to the rated boom lowering pressure. For example, a pressure of about 50 to about 60%]. This is because when the tamping is pressed, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 is considered to hardly fluctuate. Therefore, in order to control the boom output, it is necessary to control the boom lowering pressure. Is effective.
[0096]
Here, the optimum pressure control at the time of tamping mainly means that the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 is controlled so that the ground is not excessively pressed by the bucket 108 when the boom is lowered during the tamping operation. It means to control the pressure of hydraulic oil to a necessary level. In other words, the optimum pressure control during tamping means that the boom operating member 54a is often fully operated during the tamping operation, but even in such a case, the boom operating member 54a operates up to the allowable maximum pressure (rated pressure) of the hydraulic system. This control optimizes the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 so as to prevent an increase in the oil pressure and a jump of the machine body to make the operation difficult.
[0097]
As described above, by providing the relief valve 40, the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 is adjusted, so that an excessive impact force (pressing force) does not act during tamping (bleed). Off function).
By providing the variable displacement pumps 51 and 52 and the relief valve 40 as described above, the flow rate and the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 can be adjusted by various tamping operations (required speeds and pressing forces vary. Can be set in an arbitrary relationship according to (there is a combination), and there is an advantage that flexibility (design freedom) is increased. Further, as described above, by performing both the tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 and the control of the relief valve 40 at the time of tamping, the pump discharge flow rate can be reduced as compared with the case where only the control of the relief valve 40 is performed. The fuel consumption can be improved by reducing the pressure, and there is also an advantage that the generation of heat due to the discharge of a large amount of hydraulic oil from the relief valve 40 can be suppressed, and the cooling performance can be improved.
[0098]
Here, as the boom output control at the time of tamping, both the control of the variable displacement hydraulic pumps 51 and 52 and the control of the relief valve 40 are performed. Only the control of the valve 40 may be performed (in this case, the control of the hydraulic pumps 51 and 52 is the basic tilt angle control). Thus, the pressure of the hydraulic oil is controlled by the relief valve 40 so that an appropriate pressing force (hitting force) acts in the tamping operation. In this case, the boom down speed at the time of tamping can be adjusted by the operator operating the operation member.
[0099]
For example, only the tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 may be performed as the boom output control at the time of tamping (in this case, the control of the relief valve 40 is the basic relief valve control). Accordingly, the flow rate of the hydraulic oil is controlled by the tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 so that an appropriate boom speed can be obtained in the tamping operation.
[0100]
In the present embodiment, at the time of push-up, a boom output corresponding to the operation amount of the boom operation member 54a (boom lowering output; for example, when the boom operation member 54a is fully operated, the boom output is about 100%) Thus, the boom output control is performed so that the push-up can be performed. The boom output according to the operation amount at the time of push-up is referred to as the optimum output at the time of push-up (optimum boom output, optimum boom lowering output).
[0101]
For this reason, the push-up tilt angle control unit 4B determines that the push-up operation is performed when the tamping determination unit 2 determines that the tamping is performed and the push-up determination unit 3 determines that the push-up is performed. Considering this, the pump tilt angle is controlled based on the detection information from the pressure sensors 72, 73, 74, and 75 so that the optimum pump flow rate at the time of push-up is obtained.
[0102]
Here, the optimum pump flow rate control at the time of push-up means that the boom is lowered at the time of push-up, the ground is pressed by the bucket 108, and a sufficient flow rate of hydraulic oil is supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 to lift the aircraft. This means controlling the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105.
[0103]
Specifically, the push-up tilt angle control unit 4B gradually increases the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 51 and 52 in accordance with the operation amount of the boom operation member 54a at the time of push-up. The pump tilt angle control is performed in such a way as to keep the same. When the boom operating member 54a is fully operated, the pump tilt angle control [that is, the pump discharge flow rate from the hydraulic pumps 51 and 52 becomes a predetermined amount [for example, the maximum pump discharge flow rate (about 100%)]. And the pump tilt angle is set to the maximum tilt angle (about 100%). The pump discharge flow rate controlled in this manner is referred to as an optimum pump flow rate during push-up (optimum boom lowering flow rate).
[0104]
Furthermore, in the present embodiment, it is assumed that the pressure of the hydraulic oil (boom lowering pressure) supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 gradually increases in accordance with the operation amount of the boom operation member 54a at the time of push-up. Also, the boom lowering pressure is controlled to the rated boom lowering pressure (about 100%) by a relief valve 40 provided in a boom lowering hydraulic circuit (an oil passage indicated by reference numeral 79 in FIG. 2). . The pressure controlled in this manner is referred to as an optimum pressure during push-up (optimum boom lowering pressure).
[0105]
Here, the optimum pressure control at the time of push-up means that the boom is lowered at the time of push-up, the ground is pressed by the bucket 108, and hydraulic oil having a pressure sufficient to lift the aircraft is supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105. In this manner, the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 is controlled.
For this reason, the set value of the relief valve 40 is set so that the upper limit pressure of the boom lowering pressure becomes the rated boom lowering pressure (about 100%). As shown in FIG. 1, the set value of the relief valve 40 is set based on a control signal (electric signal) from the push-up relief valve control unit 5B. Here, by setting the current supplied to the solenoid portion 40A of the relief valve 40 to zero based on the control signal from the push-up relief valve control section 5B, the set value of the relief valve 40 is determined only by the spring force of the spring 40B. Is set.
[0106]
The pump discharge flow rate with respect to the operation amount of the boom operation member 54a and the set value (set pressure, adjustment value) of the relief valve 40 with respect to the operation amount of the boom operation member 54a are respectively set according to different work situations at the time of push-up. Can be set in any relationship. More specifically, in the present embodiment, when the tamping is determined to be tamping by the tamping determination unit, the determination is performed by the push-up determination unit. Therefore, as illustrated in FIG. Until it is determined that the push-up operation is performed after the elapse, the pump tilt angle control (a predetermined ratio (for example, about 50 to 60%) with respect to the rated tilt angle) is performed so that the optimum pump flow rate during tamping is obtained. Of the hydraulic oil acting on the boom driving hydraulic cylinder 105 by the relief valve 40 at a predetermined rate (for example, about 50% with respect to the rated pressure) at the time of tamping. ６０60%) pressure, so that the optimal operation output during tamping [optimum boom output; rated operation Is controlled to output] of a predetermined ratio (e.g., about 50% to 60%) relative to the force.
[0107]
Thereafter, when the push-up determination unit determines that the push-up operation is performed after a lapse of a predetermined time, the tilt angles of the hydraulic pumps 51 and 52 are gradually increased, and the pump tilts so that the optimum pump flow rate at the time of the push-up is obtained. Angle control (for example, the maximum tilt angle (about 100%) when the operating member is fully operated) is performed, and the pressure of the hydraulic oil acting on the boom driving hydraulic cylinder 105 by the relief valve 40 is increased during the push-up. Is controlled to the optimum pressure (rated boom lowering pressure), whereby the optimum operating output at the time of push-up [optimum boom output; for example, when the operating member is fully operated, the maximum operating output (about 100%) ]. Note that, in FIG. 7, a broken line indicates a change in operating oil pressure during tamping.
[0108]
By the way, when the tamping determination unit 2 determines that tamping is not performed, the basic tilt angle control unit 4C considers that neither tamping nor push-up is performed, and based on the detection information from the pressure sensors 72, 73, 74, and 75. To perform basic pump tilt angle control.
Here, basic pump tilt angle control in negative flow control by the basic tilt angle control unit 4C will be described.
[0109]
That is, the basic tilt angle control unit 4C outputs the operating oil pressure (negative control pressure) P detected by the pressure sensors 74 and 75._N1 _,P_N2And read the negative control pressure P_NAnd required flow Q_NThe negative control pressure P read from the map as shown in FIG._N1, P_N2Required flow Q corresponding to_N1, Q_N2(Specifically, the required flow rate Q_N1, Q_N2Tilt angle V corresponding to_N1, V_N2) Is set. The required flow rate refers to a flow rate required in negative flow control. In FIG. 4, the negative control pressure P_N1Required flow Q corresponding to_N1(Specifically, the required flow rate Q_N1, The pump tilt angle V corresponding to_N1) Only.
[0110]
On the other hand, the basic tilt angle control unit 4C outputs the pump discharge pressure P detected by the pressure sensors 72 and 73._P1, P_P2And read the pump discharge pressure P_PAnd allowable flow rate Q_PThe pump discharge pressure P read from the map as shown in FIG._P1, P_P2Flow rate Q corresponding to_P1, Q_P2(Specifically, the allowable flow rate Q_P1, Q_P2Tilt angle V corresponding to_P1, V_P2) Is set. The allowable flow rate is a pump discharge flow rate according to the allowable horsepower of the engine 50 that drives the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52. In FIG. 5, the pump discharge pressure P_P1Flow rate Q corresponding to_P1(Specifically, the allowable flow rate Q_P1Tilt angle V corresponding to_P1) Only. Then, the basic tilt angle control unit 4C determines the required flow rate Q_N1, Q_N2And allowable flow rate Q_P1, Q_P2And the smaller pump flow rate (required flow rate Q_N1, Q_N2Or allowable flow rate Q_P1, Q_P2) So that the pump tilt angle (pump tilt angle V_N1, V_N2Or pump tilt angle V_P1, V_P2) Is set, and this is output to the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52 as a tilt angle control signal.
[0111]
Next, basic pump tilt angle control operation in negative flow control by the basic tilt angle control unit 4C will be described with reference to the flowchart of FIG.
That is, first, in step S10, the negative control pressure P_N1, P_N2And at step S20 the pump discharge pressure P_P1, P_P2Read.
[0112]
Next, in step S30, the negative control pressure P read in step S10._N1, P_N2Required flow Q corresponding to_N1, Q_N2Is calculated from the map of FIG. 4 and the pump discharge pressure P read in step S20 in step 40._P1, P_P2Flow rate Q corresponding to_P1, Q_P2Is calculated from the map of FIG.
Then, in step S50, the required flow rate Q_N1, Q_N2Is the allowable flow rate Q_P1, Q_P2It is determined whether the flow rate is smaller than the required flow rate Q._N1, Q_N2Is the allowable flow rate Q_P1, Q_P2If it is determined that the required flow rate Q is smaller than_N1, Q_N2Is set as the pump flow rate, and the routine returns. As a result, the tilt angle of the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52 becomes smaller than the required flow rate Q._N1, Q_N2Is set so as to have a tilt angle corresponding to.
[0113]
On the other hand, the required flow Q_N1, Q_N2Is the allowable flow rate Q_P1, Q_P2If it is determined that the flow rate is equal to or greater than the above, the process proceeds to step S70, where_P1, Q_P2Is set as the pump flow rate, and the routine returns. As a result, the tilt angle of the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52 becomes smaller than the allowable flow rate Q._P1, Q_P2Is set so as to have a tilt angle corresponding to.
[0114]
By the way, as shown in FIG. 1, when the tamping determination means 2 determines that tamping is not performed, the basic relief valve control unit 5C performs basic relief valve control, considering that neither tamping nor push-up is performed. That is, when neither tamping nor push-up is performed, the basic relief valve control unit 5C sets the current supplied to the solenoid portion 40A of the relief valve 40 to zero, and the set value of the relief valve 40 is changed only by the spring force of the spring 40B. It is controlled to be set. Accordingly, when neither tamping nor push-up is performed, the upper limit pressure of the boom lowering pressure is set to the rated boom lowering pressure (about 100%).
[0115]
The control device for a construction machine according to the present embodiment is configured as described above, and operates as shown in the flowchart of FIG.
That is, in step A10, the electric signals from the operation members 54b and 54d are read, and the process proceeds to step A20.
In step A20, it is determined whether or not the boom down operation has been performed by the tamping determination means 2 based on the electric signal from the boom operation member 54a. If the result of this determination is that the boom down operation has been performed, Then, the process proceeds to step A30, and it is further determined whether or not the stick operation has been performed by the tamping determination means 2 based on the electric signal from the stick operation member 54b.
[0116]
As a result of this determination, when it is determined that the stick operation has not been performed, the boom-down operation has been performed, but the stick operation has not been performed, and it is considered that the operation is tamping or push-up. , The process proceeds to step A40 in order to determine which of these operations is performed.
In step A40, the push-up determination unit 3 determines whether the full operation of the boom operation member 54a has continued for a predetermined time (about 1 second or more) based on the electric signal from the boom operation member 54a.
[0117]
If the result of this determination is that the full operation of the boom operation member 54a has not continued for a predetermined time (about one second or longer), it is considered that tamping has occurred, so the process proceeds to step A50, and the tamping tilt angle control means 4A Controls the tilt angles of the hydraulic pumps 51 and 52, and controls the upper limit of the hydraulic oil pressure acting on the boom driving hydraulic cylinder 105 by the relief valve 40, whereby the optimum output during tamping (optimum boom output) is obtained. ), And returns.
[0118]
On the other hand, when the operation of the boom operation member 54a continues for a predetermined time (about 1 second or more), it is considered that the push-up is performed, and the process proceeds to step A60, where the hydraulic pump 51 is controlled by the push-up tilt angle control means 4B. , 52 and the upper limit of the hydraulic oil pressure acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 is controlled by the relief valve 40, whereby the optimum output during push-up (optimum boom output) is obtained. Control the boom output as described above, and return.
[0119]
Therefore, the control device for a construction machine according to the present embodiment has an advantage that the operability can be improved by eliminating the operation of the tamping mode switch at the time of tamping.
Further, at the time of tamping or push-up, the tilt angles of the hydraulic pumps 51 and 52 are controlled so as to obtain the optimum pump flow rate (pump output), and the relief valve 40 acts on the boom driving hydraulic cylinder 105. Since the upper limit of the oil pressure is controlled, there is an advantage that workability during tamping and push-up can be improved. In other words, the pump tilt angle control is performed so that the optimum pump flow rate (optimum pump output) at the time of tamping is performed even though push-up is desired, and the hydraulic cylinder for driving the boom is controlled at the optimum pressure at the time of tamping. While it is possible to prevent the pressure of the hydraulic oil acting on the 105 from being controlled and not to supply the flow rate and the pressure of the hydraulic oil sufficient to lift the construction machine itself, it is possible to push up when it is desired to perform tamping. The pump tilt angle control is performed so as to obtain the maximum pump flow rate (maximum pump output) at the time of the operation, and the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 is adjusted so as to obtain the optimum pressure at the time of the push-up. This causes the ground to press with an unnecessarily large pressing force, creating excessive pressing force on the ground. Or gone, it can be prevented from being or has become excessive boom-down speed.
[0120]
Further, since the boom output control is performed according to the operation amount of the operating member at the time of push-up, the boom output control at the time of push-up can be made efficient while performing the boom output control according to the work, There is an advantage that workability at the time of push-up can be improved.
In the above-described embodiment, when the boom-down operation is performed without providing the tamping mode switch and the stick operation is not performed, the tamping is determined. Therefore, in this case, the push-up is erroneously determined to be the tamping. Even if it is determined that the tamping is performed by the tamping determination unit, it is determined that the push-up operation is performed when it is determined that the operation member for the boom has been operated for a predetermined time. Is regarded as the boom output control at the time of push-up, the push-up determination means, the pump tilt angle control means and the relief valve control means in the above-described embodiment are configured as follows.
[0121]
That is, the push-up determining means determines that the boom down operation is performed and the stick operation is not performed based on the operation of the boom operation member and the stick operation member, and the boom operation member is operated for a predetermined time. When it is determined that the operation has been performed, the push-up is determined.
Further, the pump tilt angle control means performs tilt angle control of the hydraulic pump such that the optimum pump flow rate (optimal pump output) at the time of push-up is obtained when the push-up determining means determines that the operation is a push-up operation. Is configured. That is, the pump tilt angle control means first determines that the optimum pump for tamping has been performed when it is determined that the boom down operation has been performed based on the operation of the boom operating member and the stick operating member and that the stick operation has not been performed. Pump tilt angle control is performed so that the flow rate (optimal pump output) is reached. After that, if it is determined that the boom operating member has been operated for a predetermined time or more, the pump flow rate from the pump output during tamping to the optimal pump flow rate during push-up Is controlled so that the pump tilt angle control is gradually increased.
[0122]
Further, when the push-up determining unit determines that the push-up operation has been performed, the relief valve control unit controls the relief valve so that the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 becomes an optimal pressure at the time of push-up. It is configured to control the set value. That is, the relief valve control means first determines that the optimum pressure at the time of tamping is obtained when it is determined that the boom down operation is performed based on the operation of the boom operating member and the stick operating member and the stick operation is not performed. Control of the relief valve 40 as described above, and thereafter, when it is determined that the boom operating member has been operated for a predetermined time or more, the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 is increased from the optimum pressure at the time of tamping at the time of push-up. The control value of the relief valve 40 is controlled so as to gradually increase up to the optimum pressure of.
[0123]
Further, in the above-described embodiment, the plurality of operation members are configured to output an electric signal in accordance with an operation by the operator, and whether to perform tamping or push-up based on the electric signals from the plurality of operation members is determined. If it is configured to apply pilot oil pressure to each control valve that controls the supply and discharge of hydraulic oil to each actuator in accordance with the operation of the plurality of operation members, for example, the pilot oil pressure It may be detected by a pressure sensor and whether or not tamping or push-up is determined based on the detection signal.
[0124]
In the above-described embodiment, tamping is determined when the boom down operation is performed based on the operation of the boom operation member and the stick operation member and the stick operation is not performed. When the up operation is performed and the stick operation is not performed, the tamping may be determined. Further, in the above-described embodiment, a case is described in which the present invention is applied to a control device for a construction machine that performs negative flow control. However, the present invention is also applicable to a control device for a construction machine that performs positive flow control. good.
[0125]
Further, in the above-described embodiment, the pump tilt angle control is performed by the pump tilt angle control means 4 to control the flow rate of the hydraulic oil, and the boom lowering hydraulic circuit (indicated by reference numeral 79 in FIG. 2). Although the relief valve 40 is provided in the oil passage to prevent the hydraulic oil pressure from becoming excessive, the optimum boom output control is performed at the time of tamping or push-up. However, the present invention is not limited to this. ), (2) is also conceivable.
(1) Even if the boom operating member 54a is fully operated at the time of tamping, the stroke amount of the boom control valves 59 and 65 (movement amount to the boom lowering position side) is controlled by the movement amount control means of the controller 1. By controlling to a predetermined amount (for example, a movement amount of about 50 to about 60% with respect to the movement amount in the case of full stroke), the pump tilt angle based on the pressure of the hydraulic oil in the bypass passages 61b and 66c. The discharge flow rate from the hydraulic pumps 51 and 52 for which the tilt angle control is performed by the negative flow control by the control means 4 is a predetermined amount (for example, about the rated pump discharge flow rate, for example, about the rated pump discharge flow rate) during boom-up and boom-down during tamping work. (50 to about 60% flow rate, optimal flow rate during tamping). Further, due to the bleed-off effect from the bypass oil passages 61b and 66c, the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 particularly at the time of pressing (at the time of hitting) during tamping work is reduced to a predetermined pressure (for example, a rated pressure). On the other hand, the pressure is suppressed to, for example, about 50 to about 60% (optimum pressure during tamping) (optimum output during tamping).
[0126]
On the other hand, at the time of push-up, the movement amount control means increases the stroke amount of the boom control valves 59 and 65 to a stroke amount corresponding to the operation amount of the boom operation member 54a. That is, in order to push up the airframe, a pressure higher than the pressure of the hydraulic oil required at the time of tamping is required. For that purpose, the amount of bleed-off from the bypass oil passages 61b and 66c is reduced and the hydraulic cylinder 105 for boom drive is used. , It is necessary to increase the pressure of the working oil. For this reason, by performing control to gradually increase the stroke amount from the stroke position of the boom control valves 59, 65 during tamping in accordance with the operation amount of the boom operation member 54a, the operation in the bypass passages 61b, 66c is performed. The discharge flow rate from the hydraulic pumps 51 and 52, whose tilt angle is controlled by negative flow control by the pump tilt angle control means 4 based on the oil pressure, is gradually increased, and acts on the boom drive hydraulic cylinder 105. Gradually increase hydraulic oil pressure.
[0127]
Then, when the boom operation member 54a is fully operated, the stroke amount of the boom control valves 59 and 65 (the amount of movement to the boom lowering position side) is moved by a predetermined amount [for example, in the case of a full stroke]. Moving amount (about 100%)], and the pump tilt angle control means 4 controls the pump tilt angle so that the discharge flow rate from the hydraulic pumps 51 and 52 becomes a predetermined amount [for example, the maximum pump discharge flow rate (about 100%)]. The turning angle control is performed. In this case, the upper limit pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 is controlled by the relief valve 40 to be a predetermined pressure (for example, in the case of a full stroke, a pressure of about 100% of the rated pressure of the boom lowering). [Optimal output during push-up (optimal flow rate, optimal pressure)].
[0128]
Here, since the flow rate and the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 are controlled by the movement amount control means and the pump tilt angle control means 4, the movement amount control means and the pump tilt angle control The means 4 is also called a flow control means, a pressure control means, and an output control means.
Further, in such a method, when trying to set the flow rate of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105, the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 is uniquely set. In other words, the flow rate and the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 cannot be set in an arbitrary relationship in accordance with various tamping operations and various push-ups, and thus lack some flexibility (design freedom).
(2) A pressure control means (for example, a variable setting type high pressure cutoff control function) is added to the controller 1 in order to perform optimum boom output control at the time of tamping or push-up.
[0129]
That is, when the boom up / boom down of the tamping operation is performed, the discharge flow rate from the hydraulic pumps 51 and 52 becomes a predetermined amount (for example, a flow rate of about 50 to about 60% of the rated pump discharge flow rate, an optimum flow rate during tamping). The pump tilt angle control means 4 controls the pump tilt angle so that the pressure control means applies pressure to the boom driving hydraulic cylinder 105 when pressing (during impact) during tamping work. Control is performed so that the pressure of the working oil that acts is a predetermined pressure (for example, a pressure of, for example, about 50 to about 60% of a rated pressure, and an optimum pressure during tamping) (optimum output during tamping).
[0130]
Here, the pressure control means (output control means) reduces the pump discharge flow rate to substantially zero when the set value which can be set variably is set, so that the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 is equal to or higher than the set pressure. This is a function of the controller 1 for preventing the pressure from being raised to the pressure described above, and more specifically, the following configuration can be considered.
{Circle around (1)} A regulator variable relief valve (pressure control member, solenoid valve) is provided in a pump regulator (controller) for controlling the tilt angle of the hydraulic pumps 51 and 52, for example. The setting value of the regulator variable relief valve is controlled based on a control signal from the regulator relief valve control means (pressure control member control means) as the means. In this case, even when the pump tilt angle control is to be performed by the pump tilt angle control means 4, the set value of the regulator variable relief valve is controlled by the regulator variable relief valve control means. The pilot pressure supplied through the regulator to control the pump tilt angle is controlled. The tilt angle of the hydraulic pumps 51 and 52 is controlled by the pilot pressure controlled in this manner, and the pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 51 and 52 is adjusted. Control is performed so that the pressure of the hydraulic oil acting on 105 does not exceed the set pressure.
[0131]
In this case as well, since the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 is controlled by the pump tilt angle control means 4, the pump tilt angle control means 4 is used for both the flow rate control means and the output control means. Say.
{Circle around (2)} A signal from the pressure sensors 72 and 73 is taken into the controller 1 without providing a special pressure control member in the hydraulic pump, and the pump is tilted so that the detected pressure does not exceed a set value. The shift angle control means performs the pump tilt angle control to adjust the pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, so that the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 can be controlled. .
[0132]
That is, the displacement of the spool valves of the regulators provided in the hydraulic pumps 51 and 52 is controlled based on the electric signal from the controller 1 so that the pump tilt angle control is performed. The amount of movement of the spool valve is controlled on the basis of the pressure (for example, the method of reducing the tilt angle of the pump). For example, when the pressure detected by the pressure sensors 72 and 73 is smaller than the set value, the pump tilt angle is controlled so that the pump discharge flow rate becomes the optimum pump flow rate during tamping, and the detected pressure is set. When the value becomes equal to or more than the value, the pump tilt angle may be controlled to the side where the pump discharge flow rate decreases. Since the set value can be set arbitrarily, the degree of freedom in setting is high.
[0133]
Since the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 is controlled by the pump tilt angle control means 4, the pump tilt angle control means 4 is also referred to as a pressure control means (output control means). Further, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 is also controlled by the pump tilt angle control means 4, so that the pump tilt angle control means 4 is also referred to as a flow rate control means (output control means).
[0134]
On the other hand, at the time of push-up, the discharge flow rate from the hydraulic pumps 51 and 52 is gradually increased in accordance with the operation amount of the boom operation member 54a, and the set value of the above-described pressure control means is changed to change the boom drive hydraulic cylinder. The pressure of the hydraulic oil acting on 105 is gradually increased.
When the boom operating member 54a is fully operated, the discharge flow rate from the hydraulic pumps 51 and 52 (the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105) becomes a predetermined amount [for example, the rated pump discharge flow rate (about 100%), the pump tilt angle control is performed so that the optimum pump flow rate at the time of push-up is obtained. Further, the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic cylinder 105 is also set to a predetermined pressure (for example, 100% of the rated boom lowering pressure, an optimal pressure at the time of push-up) (at the time of push-up). Optimal output).
[0135]
Further, according to such a method, the flow rate and the pressure of the hydraulic oil acting on the boom drive hydraulic cylinder 105 can be set in an arbitrary relationship according to various tamping operations and various push-ups, so that flexibility (design) Degree of freedom) increases.
[0136]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the control device for a construction machine of the present invention (claims 1 and 2), the operability of the tamping mode switch is eliminated by eliminating the operation of the tamping mode switch at the time of tamping, and the optimum boom for tamping is provided. There is an advantage that workability can be improved by being able to perform output.
[0137]
In particular,There is an advantage that the operability can be improved by eliminating the operation of the tamping mode switch at the time of tamping and improving the operability by performing the tamping and push-up with the optimum boom output.
Further, a control device for a construction machine of the present invention (claim3According to), when the tamping is pressed, the hydraulic oil of the optimal pressure is supplied to the hydraulic actuator for boom drive, and the tamping operation is performed with the optimal boom output. There is an advantage that the workability can be prevented and the workability can be improved. There is also an advantage that the degree of freedom in design is large.
[0138]
Further, a control device for a construction machine of the present invention (claim4According to), an optimal flow rate of hydraulic oil is supplied to the hydraulic actuator for driving the boom to raise and lower the boom of tamping, and the tamping operation is performed with the optimum boom output. There is an advantage that it can be prevented from being down and the workability can be improved. There is also an advantage that the degree of freedom in design is large.
[0139]
Further, a control device for a construction machine of the present invention (claim5-8According to), the hydraulic oil at the optimum flow rate and pressure is supplied to the hydraulic actuator for boom driving at the time of tamping, and the tamping operation is performed at the optimum boom output. In addition, there is an advantage that the boom down can be prevented from being performed at an excessive speed, and the workability can be improved.
[0140]
Further, a control device for a construction machine of the present invention (claim9According to (2), there is an advantage that the boom output control at the time of push-up can be made efficient, and the workability at the time of push-up can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control block diagram for explaining optimal boom output control at the time of tamping and push-up in a control device for a construction machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a control device for a construction machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a control valve of the control device for the construction machine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a required flow rate of negative flow control and a negative control pressure in the control device for a construction machine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between an allowable flow rate of negative flow control and a pump discharge pressure in the control device for a construction machine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating negative flow control in the control device for a construction machine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart for explaining optimal boom output control at the time of tamping and push-up in the control device for a construction machine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining optimal boom output control at the time of tamping and push-up in the control device for a construction machine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a conventional construction machine.
[Explanation of symbols]
1 controller (control means, pressure control means, output control means, movement amount control means, pressure control member control means)
2 Tamping determination means
3 Push-up determination means
4 Pump tilt angle control means (flow rate control means, output control means)
4A Tilt angle control unit for tamping
4B Push-up tilt angle control unit
4C Basic tilt angle control unit
5 Relief valve control means (pressure control means, output control means)
5A Relief valve controller for tamping
5B Relief valve controller for push-up
5C Basic relief valve control unit
40 relief valve
51 1st hydraulic pump
52 Second hydraulic pump
54 Operation members
54a Operating member for boom
54b Operating member for stick
59, 65 Boom control valve (pressure control means, flow control means, output control means)
72, 73, 74, 75 pressure sensor
105 Hydraulic cylinder for boom drive (hydraulic actuator for boom drive)
59,65 Boom control valve
59a, 59b, 65a, 65b Proportional pressure reducing valve
61, 66 oil passage (hydraulic oil supply passage)
61b, 66c Bypass passage

Claims

In the control device of construction machine with stick and boom,
A plurality of operating members operated by an operator to operate the stick and the boom;
A hydraulic pump that discharges hydraulic oil in the tank,
A hydraulic actuator for boom driving supplied with hydraulic oil from the hydraulic pump and driving the boom,
Tamping determination means for determining whether or not tamping based on the operation of the boom operation member and the stick operation member of the plurality of operation members,
Output control means for controlling the output of the boom driven by the boom drive hydraulic actuator,
The output control means is configured to control the boom output to an optimum output required at the time of tamping when the tamping is determined to be tamping by the tamping determination means ,
A push-up determination unit that determines whether or not push-up is performed based on the operation of the plurality of operation members,
The push-up determining means is configured to determine that the push-up operation is performed when the tamping determining means determines that tamping is performed, and when the boom operating member of the plurality of operating members is operated for a predetermined time. And
A control device for a construction machine , wherein the output control means controls the boom output to an optimum output required at the time of push-up, when the push-up determination means determines that the push-up is performed .

The tamping determining means determines that tamping is performed when the boom down operation is performed based on the operation of the boom operation member and the stick operation member among the plurality of operation members and the stick operation is not performed. The control device for a construction machine according to claim 1, wherein:

The output control means includes pressure control means for controlling the pressure of hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator,
When the tamping is determined to be tamping by the tamping determining means, the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator is controlled by the pressure control means to an optimum pressure required when the tamping is pressed. The control device for a construction machine according to claim 1, wherein

The output control means includes a flow control means for controlling a flow rate of hydraulic oil supplied to the boom driving hydraulic actuator,
If the tamping is determined by the tamping determination means, the flow rate control means controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator to an optimum flow rate required for boom down during tamping. The control device for a construction machine according to claim 1, wherein:

A relief valve for setting an upper limit of the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator,
The output control means,
Pump tilt angle control means for controlling a tilt angle of the hydraulic pump so as to adjust a flow rate of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump;
Relief valve control means for controlling the set value of the relief valve,
When the tamping is determined by the tamping determining means, the pump tilt angle control means controls the hydraulic pressure so that the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom driving hydraulic actuator becomes an optimum flow rate required during tamping. The tilt angle of the pump is controlled, and the set value of the relief valve is adjusted so that the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator by the relief valve control means becomes the optimum pressure required during tamping. The control device for a construction machine according to claim 1, wherein the control device is controlled.

The output control means controls the tilt angle of the hydraulic pump to adjust the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump while preventing the pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump from exceeding a set pressure. Pump tilt angle control means,
If the tamping is determined to be tamping by the tamping determining means, the flow rate and pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator by the pump tilt angle control means are adjusted to the optimum flow rate and optimum pressure required during tamping. The control device for a construction machine according to claim 1, wherein the tilt angle of the hydraulic pump is controlled so as to be as follows.

The hydraulic pump is configured such that the pump tilt angle is controlled by pilot pressure,
A pressure control member for controlling the pilot pressure is provided,
The output control means,
Pump tilt angle control means for controlling the tilt angle of the hydraulic pump to control the flow rate of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump;
Pressure control member control means for controlling the pressure control member,
When the tamping is determined by the tamping determining means, the pump tilt angle control means controls the hydraulic pressure so that the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom driving hydraulic actuator becomes an optimum flow rate required during tamping. The tilt angle of the pump is controlled, and the pressure control member is controlled such that the pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator by the pressure control member control means becomes an optimum pressure required at the time of tamping. The control device for a construction machine according to claim 1, wherein is controlled.

The plurality of operation members are configured to output an electric signal in accordance with an operation by the operator,
The tamping determination unit is configured to determine whether or not tamping is performed based on the electric signals from the plurality of operation members,
A hydraulic oil supply passage for supplying hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to the boom drive hydraulic actuator;
A boom control valve interposed in the hydraulic oil supply passage to control a flow rate of hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator;
A bypass passage for returning hydraulic oil not supplied to the boom drive hydraulic actuator to the tank via the boom control valve;
Pump tilt angle control means for controlling a discharge flow rate of hydraulic oil from the hydraulic pump based on a characteristic substantially inversely proportional to a flow rate of hydraulic oil in the bypass passage,
The output control means is configured as a movement amount control means for controlling the movement amount of the boom control valve,
When the tamping is determined by the tamping determining means, the movement amount control means controls the flow rate and pressure of the hydraulic oil supplied to the boom drive hydraulic actuator to the optimum flow rate and pressure required during tamping. The amount of movement of the boom control valve is controlled, and the pump tilt angle control means adjusts the discharge flow rate of hydraulic oil from the hydraulic pump during tamping according to the amount of movement of the boom control valve. The control device for a construction machine according to claim 1, wherein the tilt angle of the hydraulic pump is controlled so as to obtain a pump flow rate.

In the control device of construction machine with stick and boom,
A plurality of operation members operated by an operator,
A hydraulic pump that discharges hydraulic oil in the tank,
A hydraulic actuator for boom driving supplied with hydraulic oil from the hydraulic pump and driving the boom,
Push-up determination means for determining whether or not push-up based on the operation of the plurality of operation members,
Output control means for controlling the output of the boom driven by the boom drive hydraulic actuator,
The push-up determining means determines that the boom-down operation is performed based on the operation of the boom operation member and the stick operation member of the plurality of operation members, and that the stick operation is not performed; and Is configured to determine a push-up when it is determined that the boom operation member has been operated for a predetermined time,
A control device for a construction machine, wherein the output control means controls the boom output to an optimum output required at the time of push-up when the push-up determination means determines that the push-up is performed.