JP3541142B2 - Control equipment for construction machinery - Google Patents

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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の傾転角制御を行なうことによりポンプ吐出流量を制御して、ブームシリンダやバケットシリンダ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８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。
【０００３】
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。
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，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，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，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ｂ方向への回動をブームダウンといい、スティック１０４の図中矢印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。
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等を回動させうるようになっている。
【０００７】
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、パイロット油圧が、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】
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。
ところで、このような各種作業における一動作として、例えば図８中矢印ｂ方向へのブームダウン操作が行なわれる場合があり、この場合、ブーム１０３は、以下のようにして駆動される。
【０００９】
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】
また、このようなブームダウン操作を行なってブームを下げながら、同時に、例えば図８中矢印ｅ方向へのバケットオープン操作を行なってバケットを開く動作が行なわれる場合もある。
ここで、バケット１０８は、以下のようにして駆動される。
つまり、バケットオープン操作が行なわれ、バケット１０８を開くには、バケット駆動用油圧シリンダ１０７を収縮させれば良い。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バケット用制御弁に作用させる。これにより、バケット用制御弁のスプール位置がバケット開位置となって、油圧ポンプからの作動油が油路を通じてバケット駆動用油圧シリンダ１０７の一室へ供給される。この一方で、バケット駆動用油圧シリンダ１０７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、バケット駆動用油圧シリンダ１０７が収縮しながら、バケット１０８を図８中、矢印ｅで示すように開方向へ回動させる。
【００１１】
ところで、このようにブームダウン操作と同時にバケットオープン操作が行なわれる場合、従来の建設機械では、油圧ポンプのポンプ吐出圧力が負荷圧力よりも所定圧力（約１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度）高くなるように油圧ポンプの傾転角制御を行なうようになっている。
これは、油圧ポンプのポンプ吐出圧力を、少なくとも所定圧力（約１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度）高くしなければ、ブーム操作と同時にバケット１０８を回動させることができないからである。
【００１２】
また、ブームダウン操作のみが行なわれる場合にも、ブームダウン操作と同時にバケットオープン操作が行なわれる場合と同様に、油圧ポンプのポンプ吐出圧力が負荷圧力よりも所定圧力（約１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度）高くなるように油圧ポンプの傾転角制御が行なわれる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにブームダウン操作のみが行なわれた場合にも、ブームダウン操作と同時にバケットオープン操作が行なわれる場合と同様に、油圧ポンプのポンプ吐出圧力が負荷圧力よりも所定圧力（約１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度）高くなるように油圧ポンプの傾転角制御が行なわれると、過剰な流量の作動油を供給することになり、油圧ポンプからのポンプ吐出圧も過剰に高められることになる。
【００１４】
このように、過剰なポンプ吐出圧になるように油圧ポンプのポンプ流量制御を行なうことになるため、その分だけ油圧ポンプを駆動するエンジン出力にロスが生じ、ひいては燃費の悪化につながることになる。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ブームダウン操作のみが行なわれる場合にポンプ吐出圧力が過剰に上昇しないようにポンプ流量制御を行なうようにして、エンジン出力のロスを抑制し、ひいては燃費の悪化を防止できるようにした、建設機械の制御装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の建設機械の制御装置は、タンク内の作動油を吐出する油圧ポンプと、オペレータによる操作量に応じて電気信号を出力するように構成される複数の操作部材と、該油圧ポンプからの吐出流量を制御する制御手段とを備え、該制御手段が、上記の複数の操作部材のうちのブーム用操作部材からの電気信号に基づいてブーム操作が行なわれたかを判定するブーム操作判定手段と、上記の複数の操作部材のうちのバケット用操作部材からの電気信号に基づいてバケット操作が行なわれたかを判定するバケット操作判定手段と、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作及びバケット操作が行なわれたと判定された場合は、ネガティブフローコントロールによって該油圧ポンプの傾転角制御を行なう一方、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作のみが行なわれたと判定された場合は、該ブーム用操作部材の操作量に応じて該油圧ポンプの傾転角制御を行なうポンプ傾転角制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載の本発明の建設機械の制御装置は、タンク内の作動油を吐出する油圧ポンプと、油圧アクチュエータへの作動油の給排を行なう油路に設けられた圧力センサと、オペレータによる操作量に応じて電気信号を出力するように構成される複数の操作部材と、該油圧ポンプからの吐出流量を制御する制御手段とを備え、該制御手段が、上記の複数の操作部材のうちのブーム用操作部材からの電気信号に基づいてブーム操作が行なわれたかを判定するブーム操作判定手段と、上記の複数の操作部材のうちのバケット用操作部材からの電気信号に基づいてバケット操作が行なわれたかを判定するバケット操作判定手段と、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作及びバケット操作が行なわれたと判定された場合は、該圧力センサからの検出信号に基づいて該油圧ポンプの傾転角制御を行なう一方、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作のみが行なわれたと判定された場合は、該ブーム用操作部材の操作量に応じて該油圧ポンプの傾転角制御を行なうポンプ傾転角制御手段とを備えることを特徴としている。
請求項３記載の本発明の建設機械の制御装置は、請求項１又は２記載の構成において、該ブーム操作判定手段が、ブームダウン操作が行なわれたかを判定するものとして構成されるとともに、該バケット操作判定手段が、バケットオープン操作が行なわれたかを判定するものとして構成され、該ポンプ傾転角制御手段が、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブームダウン操作のみが行なわれたと判定された場合に該ブーム用操作部材からの操作量に応じて該油圧ポンプの傾転角制御を行なうことを特徴としている。
【００１７】
請求項４記載の本発明の建設機械の制御装置は、請求項１又は３記載の構成において、該ポンプ傾転角制御手段が、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作のみが行なわれたと判定された場合は、該油圧ポンプからの吐出流量が該ネガティブフローコントロールによる該油圧ポンプの吐出流量よりも減るように該油圧ポンプの傾転角制御を行なうことを特徴としている。
【００１８】
【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８参照）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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，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，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，油圧アクチュエータ）１０７が設けられている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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といい、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といい、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という。
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
また、第１回路部５５の油路６１の下流側には絞り（リリーフ弁付き絞り）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。
【００３３】
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。
【００３４】
また、第２回路部５６の油路６６の下流側には絞り（リリーフ弁付き絞り）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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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内の操作部材５４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。
【００４６】
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８中、矢印ｂで示すように下側へ回動させる。
【００４７】
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が収縮しながら、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。
【００４８】
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。
【００４９】
また、例えばバケット１０８を作動させるには、運転操作室１０１内の操作部材５４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、バケット用制御弁５８に作用させて、バケット用制御弁５８を所要の位置に移動させる。これにより、バケット駆動用油圧シリンダ１０７の作動油が給排調整され、これらのシリンダ１０７が所要の長さに伸縮駆動され、これにより、バケット１０８が作動される。
【００５０】
例えば、バケット１０８を内側へ回動させる（バケットイン）には、バケット駆動用油圧シリンダ１０７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バケット用制御弁５８に作用させる。これにより、バケット用制御弁５８のスプール位置がバケット内側回動位置（バケットイン位置）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６１，９２を経て、バケット駆動用油圧シリンダ１０７の一室へ供給される。この一方で、バケット駆動用油圧シリンダ１０７の他室内の作動油が、油路９３，６９を経てリザーバタンク７０へ排出される。これにより、バケット駆動用油圧シリンダ１０７が収縮しながら、バケット１０８を図８中、矢印ｆで示すように内側へ回動させる。
【００５１】
逆に、バケット１０８を外側へ回動させる（バケットオープン）には、バケット駆動用油圧シリンダ１０７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バケット用制御弁５８に作用させる。これにより、バケット用制御弁５８のスプール位置がバケット外側回動位置（バケットオープン位置）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９４，９３を経て、バケット駆動用油圧シリンダ１０７の他室へ供給される。この一方で、バケット駆動用油圧シリンダ１０７の一室内の作動油が、油路９２，６９を経てリザーバタンク７０へ排出される。これにより、バケット駆動用油圧シリンダ１０７が収縮しながら、バケット１０８を図８中、矢印ｅで示すように外側へ回動させる。
【００５２】
さらに、バケット駆動用油圧シリンダ１０７の現状態を保持するには、パイロット油圧をバケット用制御弁５８に適宜作用させて、バケット用制御弁５８の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、バケット駆動用油圧シリンダ１０７の油室における作動油の給排が停止され、バケット１０８が現位置に保持される。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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の位置制御等を行なうようになっている。
【００５８】
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。
【００５９】
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、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。
【００６０】
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、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。
【００６１】
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、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の大小は第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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
ここで、コントローラ１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。
つまり、コントローラ１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）ＰN1，ＰN2を読み込んで、ネガコン圧ＰN と要求流量ＱN 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ＰN1，ＰN2に対応する要求流量ＱN1，ＱN2（具体的には要求流量ＱN1，ＱN2に相当するポンプ傾転角ＶN1，ＶN2）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ＰN1に対応する要求流量ＱN1（具体的には要求流量ＱN1，に相当するポンプ傾転角ＶN1）のみ示している。
【００６９】
一方、コントローラ１は、圧力センサ７２，７３によって検出されたポンプ吐出圧ＰP1，ＰP2を読み込んで、ポンプ吐出圧ＰP と許容流量ＱP 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ＰP1，ＰP2に対応する許容流量ＱP1，ＱP2（具体的には許容流量ＱP1，ＱP2に相当するポンプ傾転角ＶP1，ＶP2）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ＰP1に対応する許容流量ＱP1（具体的には許容流量ＱP1に相当するポンプ傾転角ＶP1）のみ示している。
【００７０】
そして、コントローラ１は、上述の要求流量ＱN1，ＱN2と許容流量ＱP1，ＱP2とを比較し、小さい方のポンプ流量（要求流量ＱN1，ＱN2又は許容流量ＱP1，ＱP2）になるようにポンプ傾転角（ポンプ傾転角ＶN1，ＶN2又はポンプ傾転角ＶP1，ＶP2）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。
【００７１】
次に、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ＰN1，ＰN2を読み込むとともに、ステップＳ２０でポンプ吐出圧ＰP1，ＰP2を読み込む。
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ＰN1，ＰN2に対応する要求流量ＱN1，ＱN2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ＰP1，ＰP2に対応する許容流量ＱP1，ＱP2を図５のマップから算出する。
【００７２】
そして、ステップＳ５０で要求流量ＱN1，ＱN2が許容流量ＱP1，ＱP2よりも小さいか否かを判定し、この判定の結果、要求流量ＱN1，ＱN2が許容流量ＱP1，ＱP2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ＱN1，ＱN2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ＱN1，ＱN2に応じた傾転角となるように設定される。
【００７３】
一方、要求流量ＱN1，ＱN2が許容流量ＱP1，ＱP2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ＱP1，ＱP2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ＱP1，ＱP2に応じた傾転角となるように設定される。
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、本実施形態では、ブームダウン操作のみ行なわれた場合と、ブームダウン操作とバケットオープン操作とが同時に行なわれた場合とで異なるポンプ流量制御が行なわれる。
【００７４】
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ポンプ流量制御について説明する。
ここで、図１は本実施形態にかかる建設機械の制御装置によるポンプ流量制御を説明するための制御ブロック図である。
本実施形態では、図１に示すように、コントローラ１は、ブームダウン判定手段（ブーム操作判定手段）２と、バケットオープン判定手段（バケット操作判定手段）３と、ポンプ傾転角制御手段４とを備えて構成される。
【００７５】
このうち、ブームダウン判定手段２は、操作部材５４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、その判定結果をポンプ傾転角制御手段４へ信号を出力するものである。
バケットオープン判定手段３は、操作部材５４からの電気信号に基づいてバケットオープン操作が行なわれたか否かを判定し、その判定結果をポンプ傾転角制御手段４へ信号を出力するものである。
【００７６】
ポンプ傾転角制御手段４は、ブームダウン判定手段２及びバケットオープン判定手段３からの信号に基づいて、ブームダウン操作のみが行なわれたと判定した場合には、ブームダウン操作時の最適ポンプ流量になるように、ブーム用操作部材５４ａの操作量に相当する電気信号に基づいて油圧ポンプ５１，５２のポンプ傾転角制御を行なうものである。
【００７７】
具体的には、本実施形態では、ポンプ傾転角制御手段４は、以下のように油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御を行なう。
このポンプ傾転角制御手段４では、基本的にはネガティブフローコントロールにより油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御を行なう。
このネガティブフローコントロールでは、ブーム用操作部材５４ａが操作されると、これらの操作部材５４ａの操作量に応じて各制御弁５９，６５の移動量が制御され、ブーム駆動用油圧シリンダ１０５へ作動油が供給されるため、これらの各制御弁５９，６５の下流側の作動油の圧力（バイパス通路６１ｂ，６６ｃ内の作動油の圧力）は低下し、この圧力が圧力センサ７４，７５により検出されてネガティブフローコントロールにおいて用いられ、ポンプ吐出流量が増加するように油圧ポンプ５１，５２の傾転角が制御される。
【００７８】
このようなネガティブフローコントロールでは、ブームダウン操作のみが行なわれた場合であっても、ブームダウン操作と同時にバケットオープン操作が行なわれる場合と同様に、油圧ポンプ５１，５２のポンプ吐出圧力が負荷圧力よりも所定圧力（約１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 程度）高くなるように油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御が行なわれる。
【００７９】
このため、ブームダウン操作のみが行なわれた場合には、過剰なポンプ吐出流量となるように油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御が行なわれることになる。
そこで、本実施形態では、ポンプ傾転角制御手段５は、ブームダウン操作のみが行なわれたと判定した場合に、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の操作量に応じてポンプ吐出流量が減るように油圧ポンプ５１，５２のポンプ傾転角制御を行なうようになっている。
【００８０】
このようにして、油圧ポンプ５１，５２のポンプ傾転角制御が行なわれると、例えばブースト圧（油圧ポンプ５１，５２のポンプ吐出圧力と負荷圧力との差圧）は所定圧力（約５０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）となる。このため、ポンプ吐出圧力が負荷圧力よりも所定圧力（約５０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）高くなるようにブーム用操作部材５４ａ，スティック用操作部材５４ｂ及びバケット用操作部材５４ｃからの電気信号に基づいてポンプ傾転角制御を行なっても良い。
【００８１】
一方、ポンプ傾転角制御手段４は、ブームダウン判定手段２及びバケットオープン判定手段３からの信号に基づいて、ブームダウン操作とバケットオープン操作とが同時に行なわれたと判定した場合には通常のネガティブフローコントロールにより同時操作時の最適ポンプ流量になるように油圧ポンプ５１，５２のポンプ傾転角制御を行なうようになっている。
【００８２】
ここで、通常のネガティブフローコントロールとは、上述のように、各操作部材５４の操作量に応じて各制御弁５８，５９，６５が作動し、バイパス油路６１ｂ，６６ｃの作動油の流量が変化することにより発生する圧力（ネガコン圧）を圧力センサ７４，７５により検出して、油圧ポンプ５１，５２のポンプ傾転角を制御してポンプ流量制御を行なうものである。なお、この場合には、ブーム用操作部材５４ａ及びバケット用操作部材５４ｃからの電気信号に基づくポンプ傾転角制御は行なわない。
【００８３】
このようにして、油圧ポンプ５１，５２のポンプ傾転角制御が行なわれると、例えばブースト圧は所定圧力（約１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）となる。このため、ポンプ吐出圧力が負荷圧力よりも所定圧力（約１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）高くなるようにポンプ傾転角制御を行なうこともできる。
なお、これらのブーム１０３及びバケット１０８の同時操作性を確保するためには、油圧ポンプ５１，５２から吐出される作動油の圧力はこれらの作業機１１８の作動圧力のうちの最大圧力（最大圧力値）になるように設定する必要がある。このため、上述のネガティブフローコントロールの制御バランスも、各シリンダ１０５，１０７へ供給する作動油の合計流量よりもポンプ吐出流量を少し多くして、余剰ポンプ吐出流量を各制御弁のバイパス通路絞りで絞って圧力を上昇させるように設定されている。
【００８４】
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、最適ポンプ流量制御を行なうべく、図７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では操作部材５４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、ブームダウン判定手段２によってブームダウン操作が行なわれたか否かが判定される。
【００８５】
その判定の結果、ブームダウン操作が行なわれたと判定された場合は、ステップＡ３０に進み、バケットオープン判定手段３によってバケットオープン判定手段３によってバケットオープン操作が行なわれたか否かが判定され、その結果、バケットオープン操作が行なわれていると判定された場合は、ステップＡ４０に進み、ブームダウン操作とバケットオープン操作とが同時に行なわれたことになるため、ポンプ傾転角制御手段４によってブーム・バケット同時操作時の最適ポンプ流量になるように通常のネガティブフローコントロールによりポンプ傾転角制御を行ない、リターンする。
【００８６】
一方、ステップＡ３０で、バケットオープン判定手段３によってバケットオープン操作が行なわれていないと判定された場合はブームダウン操作のみが行なわれたことになるため、ステップＡ５０に進み、ブームダウン操作時の最適ポンプ流量になるようにブーム用操作部材５４ａの操作量に応じてポンプ傾転角制御を行ない、リターンする。
【００８７】
したがって、本実施形態によれば、ブームダウン操作のみが行なわれる場合にポンプ吐出圧が過剰に上昇しないように油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御を行なうようにして、エンジン出力のロスを抑制することができ、ひいては燃費を良くすることができるという利点がある。
したがって、本実施形態によれば、ブーム用操作部材５４ａ及びバケット用操作部材５４ｃの操作量に基づいてブームダウンのみが行なわれる場合にブームダウン時のみを行なう場合の最適なポンプ流量となるように油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御を行なうため、油圧ポンプ５１，５２を駆動するエンジン５０の出力ロスを抑制することができ、ひいては燃費を良くすることができるという利点がある。
【００８８】
また、ブーム用操作部材５４ａ及びバケット用操作部材５４ｃの操作量に基づいてブームダウンのみが行なわれる場合に、ポンプ吐出圧が過剰に上昇しないようにブーム用操作部材５４ａの操作量に応じて油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御を行なうため、つまりポンプ吐出流量を減らすように油圧ポンプ５１，５２の傾転角を制御するため、油圧ポンプ５１，５２を駆動するエンジン５０の出力ロスを抑制することができ、ひいては燃費を良くすることができるという利点がある。
【００８９】
なお、上述の実施形態では、ブームダウン操作とバケットオープン操作とが同時に行なわれる場合及びブームダウン操作のみが行なわれる場合について説明したが、これに限られるものではなく、ブームアップ操作（ブーム操作）とバケットイン操作（バケット操作）とが同時に行なわれる場合及びブームアップ操作（ブーム操作）のみが行なわれる場合であっても、本発明を同様に適用できる。この場合、ブーム操作判定手段２は、ブーム用操作部材５４ａの操作に基づいてブームアップ操作が行なわれたかを判定するものとして構成されるとともに、バケット操作判定手段３は、バケット用操作部材５４ｃの操作に基づいてバケットイン操作が行なわれたかを判定するものとして構成される。そして、ポンプ傾転角制御手段４が、ブーム操作判定手段２及びバケット操作判定手段３の判定結果に基づいて油圧ポンプ５１，５２の傾転角制御を行なうことになる。
【００９０】
なお、上述の実施形態では、制御手段１は操作部材５４ａ，５４ｃからの電気信号に基づいてポンプ傾転角制御を行なうようにしているが、これに限られるものではなく、操作部材５４ａ，５４ｃが操作されたことを示す信号が制御手段１へ入力されるようになっていれば良く、例えば、従来のように操作部材５４ａ，５４ｃの操作に応じて各制御弁にパイロット油圧を作用させるようなものである場合には、圧力センサによりパイロット油路内のパイロット油圧を検出し、この圧力センサからの検出信号に基づいてポンプ傾転角制御を行なうようにしても良い。
【００９１】
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。
【００９２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１，２記載の本発明の建設機械の制御装置によれば、ブーム操作のみが行なわれた場合に、ブーム用操作部材の操作量に応じてブーム操作のみが行なわれた場合の最適なポンプ流量となるように油圧ポンプの傾転角制御を行なうため、油圧ポンプを駆動するエンジンの出力ロスを抑制することができ、ひいては燃費を良くすることができるという利点がある。
【００９３】
また、請求項３記載の本発明の建設機械の制御装置によれば、ブームダウンのみが行なわれた場合に、ブーム用操作部材の操作量に応じてブームダウンのみが行なわれた場合の最適なポンプ流量となるように油圧ポンプの傾転角制御を行なうため、油圧ポンプを駆動するエンジンの出力ロスを抑制することができ、ひいては燃費を良くすることができるという利点がある。
【００９４】
また、請求項４記載の本発明の建設機械の制御装置によれば、ブームダウン操作のみが行なわれた場合に、ポンプ吐出圧が過剰に上昇しないようにブーム用操作部材の操作量に応じてポンプ吐出流量を減らすように油圧ポンプの傾転角を制御するため、油圧ポンプを駆動するエンジンの出力ロスを抑制することができ、ひいては燃費を良くす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油圧ポンプの傾転角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ポンプ傾転角制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】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）
２ ブームダウン判定手段（ブーム操作判定手段）
３ バケットオープン判定手段（バケット操作判定手段）
４ ポンプ傾転角制御手段
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
５４ｃ バケット用操作部材
７２，７３，７４，７５ 圧力センサ
１０３ ブーム
１０４ スティック
１０８ バケット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a construction machine that controls the operation of a hydraulic actuator such as a boom cylinder or a bucket cylinder by controlling a tilt angle of a hydraulic pump provided in the construction machine to control a pump discharge flow rate.
[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. .
[0003]
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.
A boom drive hydraulic cylinder (boom cylinder, hydraulic actuator) 105 for driving the boom 103 is provided between the upper swing body 102 and the boom 103, and between the boom 103 and the stick 104. And a stick driving hydraulic cylinder (stick cylinder, hydraulic actuator) 106 for driving the stick 104. A bucket driving hydraulic cylinder (bucket cylinder, hydraulic actuator) 107 for driving the bucket 108 is provided between the stick 104 and the bucket 108.
[0004]
Each of the cylinders 105 to 107 includes a hydraulic pump including a plurality of control valves such as a hydraulic pump driven by an engine (mainly, a diesel engine), a boom control valve, a stick control valve, and a bucket control valve. A circuit (not shown) is connected, hydraulic fluid of a predetermined hydraulic pressure is supplied from each hydraulic valve through each control valve, and the hydraulic pump is driven according to the supplied hydraulic pressure. I have.
[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 b in the figure is called boom down, 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 referred to as bucket open.
[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.
Then, for example, when the operator operates these operating members such as levers and pedals, each control valve of the hydraulic circuit is controlled, and each cylinder 105 to 107 is driven, whereby the boom 103, the stick 104, and the bucket 108 and the like can be rotated.
[0007]
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 operation member and the stick operation member in the operation room 101 are operated, and the pilot hydraulic pressure is applied to the boom control valve and the stick control valve through the pilot oil passage. To drive the boom control valve and the stick control valve 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]
As described above, in the hydraulic shovel, various operations such as excavation are performed by driving the working devices 118 such as the boom 103, the stick 104, and the bucket 108 by driving the cylinders 105 to 107 to expand and contract. I have.
By the way, as one operation in such various operations, for example, there is a case where a boom down operation is performed in the direction of arrow b in FIG. 8, and in this case, the boom 103 is driven as follows.
[0009]
That is, when the boom down operation is performed and the boom 103 is lowered, the boom drive hydraulic cylinder 105 may be 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]
In addition, there is a case where the bucket is opened by performing the boom down operation and lowering the boom, and at the same time, performing the bucket open operation in the direction of arrow e in FIG. 8, for example.
Here, the bucket 108 is driven as follows.
That is, the bucket open operation is performed, and the bucket drive hydraulic cylinder 107 may be contracted to open the bucket 108. In this case, the pilot oil pressure is made to act on the bucket control valve through the pilot oil passage. Thereby, the spool position of the bucket control valve becomes the bucket open position, and the hydraulic oil from the hydraulic pump is supplied to one chamber of the bucket driving hydraulic cylinder 107 through the oil passage. On the other hand, hydraulic oil in the other chamber of the bucket driving hydraulic cylinder 107 is discharged to the tank through the oil passage. Thus, while the bucket driving hydraulic cylinder 107 contracts, the bucket 108 is rotated in the opening direction as shown by an arrow e in FIG.
[0011]
By the way, when the bucket open operation is performed simultaneously with the boom down operation, the pump discharge pressure of the hydraulic pump in the conventional construction machine is higher than the load pressure by a predetermined pressure (about 150 kgf / cm). Two The degree of tilting of the hydraulic pump is controlled to be higher.
This means that the pump discharge pressure of the hydraulic pump should be at least a predetermined pressure (about 150 kgf / cm Two If the height is not increased, the bucket 108 cannot be rotated simultaneously with the boom operation.
[0012]
Also, when only the boom down operation is performed, similarly to the case where the bucket open operation is performed simultaneously with the boom down operation, the pump discharge pressure of the hydraulic pump is set to a predetermined pressure (about 150 kgf / cm) higher than the load pressure. Two The tilt angle of the hydraulic pump is controlled so as to be higher.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, even when only the boom-down operation is performed, the pump discharge pressure of the hydraulic pump is higher than the load pressure by a predetermined pressure (about 150 kgf / similar to the case where the bucket open operation is performed simultaneously with the boom-down operation). cm Two If the tilt angle control of the hydraulic pump is performed so as to be higher, an excessive flow rate of hydraulic oil will be supplied, and the pump discharge pressure from the hydraulic pump will be excessively increased.
[0014]
As described above, since the pump flow rate of the hydraulic pump is controlled so that the pump discharge pressure becomes excessive, the engine output for driving the hydraulic pump is lost by that amount, which leads to deterioration of fuel efficiency. .
The present invention has been devised in view of such a problem, and suppresses engine output loss by performing pump flow control so that the pump discharge pressure does not excessively increase when only the boom down operation is performed. It is another object of the present invention to provide a construction machine control device capable of preventing deterioration of fuel economy.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the control device for a construction machine according to the first aspect of the present invention includes a hydraulic pump for discharging hydraulic oil in a tank, Is configured to output an electric signal according to the manipulated variable A plurality of operating members, and control means for controlling a discharge flow rate from the hydraulic pump, wherein the control means includes a boom operating member of the plurality of operating members. Electrical signal from Operation determining means for determining whether a boom operation has been performed based on the operation member, and a bucket operation member of the plurality of operation members Electrical signal from Bucket operation determining means for determining whether a bucket operation has been performed based on When the boom operation determining means and the bucket operation determining means determine that the boom operation and the bucket operation have been performed, the tilt angle control of the hydraulic pump is performed by negative flow control, while the boom operation determining means and the bucket If it is determined by the bucket operation determining means that only the boom operation has been performed, the bucket operation determining member determines that Pump tilt angle control means for controlling the tilt angle of the hydraulic pump.
[0016]
The control device for a construction machine of the present invention according to claim 2 is A hydraulic pump that discharges hydraulic oil in a tank, a pressure sensor provided in an oil passage that supplies and discharges hydraulic oil to and from a hydraulic actuator, and an electric signal are output according to an operation amount by an operator. A plurality of operating members, and control means for controlling a discharge flow rate from the hydraulic pump, wherein the control means performs a boom operation based on an electric signal from a boom operating member of the plurality of operating members. Boom operation determining means for determining whether the operation has been performed; bucket operation determining means for determining whether a bucket operation has been performed based on an electric signal from a bucket operating member of the plurality of operating members; When it is determined that the boom operation and the bucket operation have been performed by the determining unit and the bucket operation determining unit, the bucket operation is performed based on a detection signal from the pressure sensor. While performing the tilt angle control of the pressure pump, if the boom operation determining means and the bucket operation determining means determine that only the boom operation has been performed, the hydraulic pump is controlled according to the operation amount of the boom operating member. Pump tilt angle control means for performing tilt angle control of the pump It is characterized by:
According to the third aspect of the present invention, there is provided a control device for a construction machine. 1 or 2 In the configuration described above, the boom operation determination unit is configured to determine whether a boom down operation has been performed, and the bucket operation determination unit is configured to determine whether a bucket open operation has been performed. The boom operation member when the pump tilt angle control means determines that only the boom down operation has been performed by the boom operation determination means and the bucket operation determination means. Manipulated variable from The tilt angle control of the hydraulic pump is performed according to the following.
[0017]
The control device for a construction machine according to the present invention described in claim 4 is the claim. 1 or 3 In the configuration described, The The pump tilt angle control means is controlled by the boom operation determination means and the bucket operation determination means. When it is determined that only the boom operation has been performed, the discharge flow rate from the hydraulic pump is set to be lower than the discharge flow rate of the hydraulic pump by the negative flow control. The tilt angle control of the hydraulic pump is performed.
[0018]
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.
The construction machine is a construction machine (working machine) such as a hydraulic shovel, as described in the related art (see FIG. 8), and includes the upper swing body 102, the lower traveling body 100, and the working device 118. I have.
[0019]
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.
[0020]
A boom drive hydraulic cylinder (boom cylinder, hydraulic actuator) 105 for driving the boom 103 is provided between the upper swing body 102 and the boom 103, and between the boom 103 and the stick 104. And a stick driving hydraulic cylinder (stick cylinder, hydraulic actuator) 106 for driving the stick 104. A bucket driving hydraulic cylinder (bucket cylinder, hydraulic actuator) 107 for driving the bucket 108 is provided between the stick 104 and the bucket 108.
[0021]
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.
[0022]
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.
[0023]
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.
[0024]
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.
[0025]
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. .
[0026]
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 the one that is switched stepwise as described above, but may be one that can be changed smoothly. Further, the total horsepower of the engine 50 is consumed to drive the hydraulic pumps 51 and 52 and a pilot pump 83 described later.
[0027]
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.
[0028]
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.
[0029]
A member operated when rotating the boom 103 is referred to as a boom operating member 54a, and a member operated when rotating the stick 104 is referred to as a stick operating member 54b. What is operated is called a bucket operation member 54c.
Next, the hydraulic circuit 53 for controlling each of these cylinders will be described.
[0030]
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 running 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.
[0031]
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.
[0032]
A throttle (a throttle with a relief valve) 81 is provided on the downstream side of the oil passage 61 of the first circuit section 55, and the hydraulic oil from the first hydraulic pump 51 is returned to the reservoir tank 70 through the throttle 81. It has become.
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.
[0033]
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.
[0034]
A throttle (throttle with a relief valve) 82 is provided downstream 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. It has become.
The control valves 57 to 60 and 62 to 65 are housed in a control unit (not shown).
[0035]
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.
[0036]
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.
[0037]
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.
For this reason, the first boom control valve 59 is interposed in the oil passage 61 of the first circuit portion 55, and the second boom control valve 65 is interposed in the oil passage 66 of the second circuit portion 56. 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.
[0038]
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.
[0039]
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.
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.
[0040]
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.
[0041]
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 is fully operated. 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.
[0042]
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.
[0043]
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.
[0044]
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.
[0045]
With such a configuration, for example, in order to operate the boom 103, the operating member 54 in the operation room 101 is operated, and the pilot oil pressure P from the pilot pump 83 is passed through a pilot oil passage (not shown) to control the boom control valve 59. , 65 to move the boom control valves 59, 65 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.
[0046]
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. 8 while the boom drive hydraulic cylinder 105 contracts.
[0047]
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 made 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 portion 55 from the first hydraulic pump 51. The oil is supplied to one chamber of the boom driving hydraulic cylinder 105 through oil passages 95 and 78, and the operating 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 another chamber of the boom drive hydraulic cylinder 105. On the other hand, hydraulic oil in one room of the boom drive hydraulic cylinder 105 is discharged to the reservoir tank 70 via the oil passages 79, 91, 66b or the oil passages 79, 69. As a result, the boom 103 is rotated upward as shown by an arrow a in FIG. 8 while the boom drive hydraulic cylinder 105 contracts.
[0048]
Further, in order to maintain the current state of the boom drive hydraulic cylinder 105, the pilot hydraulic 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 and the 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.
[0049]
Further, for example, to operate the bucket 108, the operating member 54 in the driving operation room 101 is operated to allow the pilot hydraulic pressure P from the pilot pump 83 to act on the bucket control valve 58 through a pilot oil passage (not shown). Then, the bucket control valve 58 is moved to a required position. Thereby, the supply and discharge of the hydraulic oil of the bucket driving hydraulic cylinder 107 is adjusted, and these cylinders 107 are driven to extend and contract to a required length, whereby the bucket 108 is operated.
[0050]
For example, to rotate the bucket 108 inward (bucket-in), the bucket driving hydraulic cylinder 107 may be extended. In this case, the pilot oil pressure is applied to the bucket control valve 58 through the pilot oil passage. As a result, the spool position of the bucket control valve 58 becomes the bucket inner rotation position (bucket-in position), and the hydraulic oil from the first hydraulic pump 51 of the first circuit portion 55 passes through the oil passages 61 and 92, It is supplied to one chamber of the bucket driving hydraulic cylinder 107. On the other hand, hydraulic oil in the other chamber of the bucket driving hydraulic cylinder 107 is discharged to the reservoir tank 70 via the oil passages 93 and 69. As a result, the bucket driving hydraulic cylinder 107 contracts, and the bucket 108 is rotated inward as shown by the arrow f in FIG.
[0051]
Conversely, to rotate the bucket 108 outward (bucket open), the bucket driving hydraulic cylinder 107 may be contracted. In this case, the pilot oil pressure is applied to the bucket control valve 58 through the pilot oil passage. As a result, the spool position of the bucket control valve 58 becomes the bucket outside rotation position (bucket open position), and the hydraulic oil from the first hydraulic pump 51 of the first circuit portion 55 passes through the oil passages 94 and 93, The bucket driving hydraulic cylinder 107 is supplied to another chamber. On the other hand, the hydraulic oil in one chamber of the bucket driving hydraulic cylinder 107 is discharged to the reservoir tank 70 via the oil passages 92 and 69. As a result, the bucket driving hydraulic cylinder 107 is contracted, and the bucket 108 is rotated outward as shown by an arrow e in FIG.
[0052]
Further, in order to maintain the current state of the bucket driving hydraulic cylinder 107, the pilot hydraulic pressure is applied to the bucket control valve 58 as appropriate, and the position of the spool of the bucket control valve 58 is set to the neutral position (the hydraulic supply / discharge path cutoff position). ). Thus, the supply and discharge of hydraulic oil in the oil chamber of the bucket driving hydraulic cylinder 107 is stopped, and the bucket 108 is held at the current position.
[0053]
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.
[0054]
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.
[0055]
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.
[0056]
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.
[0057]
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 The position of the valves 76 and 77 is controlled.
[0058]
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.
[0059]
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 a flow control in which the pump discharge flow rate is controlled according to the operation amount of the operation member 54, that is, the negative control pressure, and a pump discharge flow rate is controlled according to the load pressure applied to the actuator, that is, the pump discharge pressure. Is divided into horsepower control.
[0060]
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 the operation member 54, that is, the negative control pressure, whereby the speed of the actuator can be controlled.
When the operation member 54 is fully operated and the pump discharge flow rate is maximized and the actuator speed is maximized, the pump discharge flow rate (that is, the actuator speed) is determined by the following equation.
[0061]
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 the operation member 54, but is controlled according to the load pressure applied to the actuator, that is, the pump discharge pressure P. Control in a state depending on the allowable horsepower W of the engine 50 that drives the first hydraulic pump 51 and the second hydraulic pump 52 is referred to as horsepower control.
[0062]
When such horsepower control is performed, the actual actuator speed is determined by the magnitude of the load pressure even if the operator fully operates the operation 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.
[0063]
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.
[0064]
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.
[0065]
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.
[0066]
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.
[0067]
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.
[0068]
Here, basic pump tilt angle control in negative flow control by the controller 1 will be described.
That is, the controller 1 operates the operating oil pressure (negative control pressure) P detected by the pressure sensors 74 and 75. N1 , P N2 And read the negative control pressure P N And required flow Q N The negative control pressure P read from the map as shown in FIG. N1 , P N2 Required flow Q corresponding to N1 , Q N2 (Specifically, the required flow rate Q N1 , Q N2 Tilt 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 N1 Required flow Q corresponding to N1 (Specifically, the required flow rate Q N1 , The pump tilt angle V corresponding to N1 ) Only.
[0069]
On the other hand, the controller 1 controls the pump discharge pressure P detected by the pressure sensors 72 and 73. P1 , P P2 And read the pump discharge pressure P P And allowable flow rate Q P The pump discharge pressure P read from the map as shown in FIG. P1 , P P2 Flow rate Q corresponding to P1 , Q P2 (Specifically, the allowable flow rate Q P1 , Q P2 Tilt angle V corresponding to P1 , V P2 ) Is set. Note that 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 P1 Flow rate Q corresponding to P1 (Specifically, the allowable flow rate Q P1 Tilt angle V corresponding to P1 ) Only.
[0070]
Then, the controller 1 determines the required flow rate Q described above. N1 , Q N2 And allowable flow rate Q P1 , Q P2 And the smaller pump flow rate (required flow rate Q N1 , Q N2 Or allowable flow rate Q P1 , Q P2 ) So that the pump tilt angle (pump tilt angle V N1 , V N2 Or 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.
[0071]
Next, the operation of the basic pump tilt angle control in the negative flow control will be described with reference to the flowchart of FIG.
That is, first, in step S10, the negative control pressure P N1 , P N2 And at step S20 the pump discharge pressure P P1 , P P2 Read.
Next, in step S30, the negative control pressure P read in step S10. N1 , P N2 Required flow Q corresponding to N1 , Q N2 Is calculated from the map of FIG. 4 and the pump discharge pressure P read in step S20 in step 40. P1 , P P2 Flow rate Q corresponding to P1 , Q P2 Is calculated from the map of FIG.
[0072]
Then, in step S50, the required flow rate Q N1 , Q N2 Is the allowable flow rate Q P1 , Q P2 It is determined whether the flow rate is smaller than the required flow rate Q. N1 , Q N2 Is the allowable flow rate Q P1 , Q P2 If it is determined that the required flow rate Q is smaller than N1 , Q N2 Is 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 N2 Is set so as to have a tilt angle corresponding to.
[0073]
On the other hand, the required flow Q N1 , Q N2 Is the allowable flow rate Q P1 , Q P2 If it is determined that the flow rate is equal to or greater than the above, the process proceeds to step S70, where the allowable flow rate Q P1 , Q P2 Is 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 P2 Is set so as to have a tilt angle corresponding to.
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. In the present embodiment, the case where only the boom down operation is performed, the case where the boom down operation and the bucket open Different pump flow control is performed when the operation is performed simultaneously.
[0074]
Next, a description will be given of pump flow rate control which is a feature of the control device for a construction machine according to this embodiment.
Here, FIG. 1 is a control block diagram for explaining pump flow rate control by the control device of the construction machine according to the present embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the controller 1 includes a boom down determining unit (boom operation determining unit) 2, a bucket open determining unit (bucket operation determining unit) 3, a pump tilt angle control unit 4, It comprises.
[0075]
Among them, the boom down determining means 2 determines whether or not a boom down operation has been performed based on an electric signal from the operating member 54 and outputs a signal to the pump tilt angle control means 4 based on the result of the determination. It is.
The bucket open determination means 3 determines whether or not a bucket open operation has been performed based on an electric signal from the operation member 54, and outputs a result of the determination to the pump tilt angle control means 4.
[0076]
If the pump tilt angle control means 4 determines that only the boom down operation has been performed based on the signals from the boom down determination means 2 and the bucket open determination means 3, the pump tilt angle control means 4 determines the optimum pump flow rate at the time of the boom down operation. Thus, the pump tilt angles of the hydraulic pumps 51 and 52 are controlled based on an electric signal corresponding to the operation amount of the boom operation member 54a.
[0077]
Specifically, in the present embodiment, the pump tilt angle control means 4 controls the tilt angles of the hydraulic pumps 51 and 52 as described below.
The pump tilt angle control means 4 basically controls the tilt angles of the hydraulic pumps 51 and 52 by negative flow control.
In this negative flow control, when the boom operating member 54a is operated, the amount of movement of each of the control valves 59 and 65 is controlled in accordance with the amount of operation of these operating members 54a, and hydraulic oil is supplied to the boom driving hydraulic cylinder 105. Is supplied, the pressure of the hydraulic oil downstream of these control valves 59 and 65 (the pressure of the hydraulic oil in the bypass passages 61b and 66c) decreases, and this pressure is detected by the pressure sensors 74 and 75. In the negative flow control, the tilt angles of the hydraulic pumps 51 and 52 are controlled so as to increase the pump discharge flow rate.
[0078]
In such a negative flow control, even when only the boom down operation is performed, the pump discharge pressure of the hydraulic pumps 51 and 52 becomes equal to the load pressure as in the case where the bucket open operation is performed simultaneously with the boom down operation. Than the predetermined pressure (about 150kgf / cm Two The tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 is performed so as to be higher.
[0079]
For this reason, when only the boom down operation is performed, the tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 is performed so that the pump discharge flow rate becomes excessive.
Therefore, in the present embodiment, when it is determined that only the boom down operation has been performed, the pump tilt angle control unit 5 operates the boom operation member 54a based on the electric signal from the boom operation member 54a. The pump tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 is performed so that the pump discharge flow rate is reduced in accordance with the pressure.
[0080]
When the pump tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 is performed in this manner, for example, the boost pressure (the differential pressure between the pump discharge pressures of the hydraulic pumps 51 and 52 and the load pressure) becomes a predetermined pressure (about 50 to 60 kgf). / Cm Two ). Therefore, the pump discharge pressure is higher than the load pressure by a predetermined pressure (about 50 to 60 kgf / cm). Two The pump tilt angle control may be performed based on electric signals from the boom operation member 54a, the stick operation member 54b, and the bucket operation member 54c so as to be higher.
[0081]
On the other hand, when the pump tilt angle control means 4 determines that the boom down operation and the bucket open operation have been performed simultaneously based on the signals from the boom down determination means 2 and the bucket open determination means 3, the normal negative The pump tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 is performed by the flow control so that the optimum pump flow rate at the time of the simultaneous operation is obtained.
[0082]
Here, the normal negative flow control means that, as described above, the control valves 58, 59, and 65 operate according to the operation amounts of the operation members 54, and the flow rate of the operating oil in the bypass oil passages 61b and 66c is reduced. The pressure generated by the change (negative control pressure) is detected by the pressure sensors 74 and 75, and the pump tilt angles of the hydraulic pumps 51 and 52 are controlled to perform pump flow control. In this case, the pump tilt angle control based on the electric signals from the boom operation member 54a and the bucket operation member 54c is not performed.
[0083]
When the pump tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 is performed in this manner, for example, the boost pressure becomes a predetermined pressure (about 150 kgf / cm). Two ). Therefore, the pump discharge pressure is higher than the load pressure by a predetermined pressure (about 150 kgf / cm). Two ) The pump tilt angle control can be performed so as to be higher.
In order to ensure the simultaneous operability of the boom 103 and the bucket 108, the pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 51 and 52 is set to the maximum pressure (the maximum pressure) of the operating pressures of these working machines 118. Value). For this reason, the control balance of the negative flow control is also set so that the pump discharge flow rate is slightly larger than the total flow rate of the hydraulic oil supplied to each of the cylinders 105 and 107, and the surplus pump discharge flow rate is reduced by the bypass passage throttle of each control valve. It is set to increase the pressure by squeezing.
[0084]
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. 7 in order to perform optimal pump flow control.
That is, in step A10, an electric signal from the operation member 54 is read, and the process proceeds to step A20.
In step A20, the boom down determining means 2 determines whether a boom down operation has been performed.
[0085]
If it is determined that the boom down operation has been performed, the process proceeds to step A30, where the bucket open determination unit 3 determines whether the bucket open operation has been performed. If it is determined that the bucket open operation has been performed, the process proceeds to step A40, where the boom down operation and the bucket open operation have been performed simultaneously. The pump tilt angle is controlled by the normal negative flow control so that the optimum pump flow rate at the time of the simultaneous operation is obtained, and the routine returns.
[0086]
On the other hand, if it is determined in step A30 that the bucket open operation has not been performed by the bucket open determination means 3, it means that only the boom down operation has been performed. The pump tilt angle control is performed according to the operation amount of the boom operation member 54a so that the pump flow rate is obtained, and the routine returns.
[0087]
Therefore, according to the present embodiment, when only the boom down operation is performed, the tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 is performed so that the pump discharge pressure does not excessively increase, thereby suppressing the loss of engine output. Therefore, there is an advantage that fuel economy can be improved.
Therefore, according to the present embodiment, when only the boom down operation is performed based on the operation amounts of the boom operation member 54a and the bucket operation member 54c, the optimum pump flow rate is obtained when only the boom down operation is performed. Since the tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 is performed, there is an advantage that output loss of the engine 50 that drives the hydraulic pumps 51 and 52 can be suppressed, and fuel consumption can be improved.
[0088]
Further, when only the boom down operation is performed based on the operation amounts of the boom operation member 54a and the bucket operation member 54c, the hydraulic pressure is adjusted according to the operation amount of the boom operation member 54a so that the pump discharge pressure does not excessively increase. In order to control the tilt angles of the pumps 51 and 52, that is, to control the tilt angles of the hydraulic pumps 51 and 52 so as to reduce the pump discharge flow rate, the output loss of the engine 50 that drives the hydraulic pumps 51 and 52 is suppressed. Therefore, there is an advantage that fuel economy can be improved.
[0089]
In the above embodiment, the case where the boom-down operation and the bucket open operation are performed simultaneously and the case where only the boom-down operation is performed have been described. However, the present invention is not limited to this, and the boom-up operation (boom operation) The present invention can be similarly applied to the case where the operation is performed at the same time as the case where the operation is performed simultaneously with the bucket-in operation (bucket operation) and the case where only the boom-up operation (boom operation) is performed. In this case, the boom operation determination means 2 is configured to determine whether a boom-up operation has been performed based on the operation of the boom operation member 54a, and the bucket operation determination means 3 It is configured to determine whether a bucket-in operation has been performed based on the operation. Then, the pump tilt angle control means 4 performs tilt angle control of the hydraulic pumps 51 and 52 based on the determination results of the boom operation determination means 2 and the bucket operation determination means 3.
[0090]
In the above-described embodiment, the control unit 1 performs the pump tilt angle control based on electric signals from the operation members 54a and 54c. However, the present invention is not limited to this, and the operation members 54a and 54c are not limited thereto. It is sufficient that a signal indicating that is operated is input to the control means 1. For example, a pilot hydraulic pressure is applied to each control valve in accordance with the operation of the operation members 54a and 54c as in the related art. In such a case, the pilot pressure in the pilot oil passage may be detected by a pressure sensor, and the pump tilt angle control may be performed based on a detection signal from the pressure sensor.
[0091]
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.
[0092]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the control device for a construction machine of the present invention described in claims 1 and 2, , When only the frame operation is performed, Depending on the amount of operation of the boom operation member Since the tilt angle control of the hydraulic pump is performed so that the optimum pump flow rate is obtained when only the boom operation is performed, it is possible to suppress the output loss of the engine that drives the hydraulic pump, and to improve fuel economy. There is an advantage that can be.
[0093]
According to the control device for a construction machine of the present invention described in claim 3, , When only the downtime is performed, Depending on the amount of operation of the boom operation member Since the tilt angle control of the hydraulic pump is performed so as to obtain the optimum pump flow rate when only the boom down is performed, the output loss of the engine that drives the hydraulic pump can be suppressed, and the fuel consumption can be improved. There is an advantage that can be.
[0094]
According to the control device for a construction machine of the present invention described in claim 4, , When only the boom-down operation is performed, the hydraulic pump controls the tilt angle of the hydraulic pump so as to reduce the pump discharge flow according to the operation amount of the boom operation member so that the pump discharge pressure does not excessively increase. There is an advantage that the output loss of the engine that drives the vehicle can be suppressed, and the fuel efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control block diagram for explaining tilt angle control of a hydraulic pump 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 pump tilt angle control in a control device for a construction machine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a conventional construction machine.
[Explanation of symbols]
1 controller (control means)
2 Boom down judgment means (boom operation judgment means)
3. Bucket open determining means (bucket operation determining means)
4 Pump tilt angle control means
51 1st hydraulic pump
52 Second hydraulic pump
54 Operation members
54a Operating member for boom
54b Operating member for stick
54c Bucket operating member
72, 73, 74, 75 pressure sensor
103 boom
104 sticks
108 buckets

Claims (4)

タンク内の作動油を吐出する油圧ポンプと、
オペレータによる操作量に応じて電気信号を出力するように構成される複数の操作部材と、
該油圧ポンプからの吐出流量を制御する制御手段とを備え、
該制御手段が、
上記の複数の操作部材のうちのブーム用操作部材からの電気信号に基づいてブーム操作が行なわれたかを判定するブーム操作判定手段と、
上記の複数の操作部材のうちのバケット用操作部材からの電気信号に基づいてバケット操作が行なわれたかを判定するバケット操作判定手段と、
該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作及びバケット操作が行なわれたと判定された場合は、ネガティブフローコントロールによって該油圧ポンプの傾転角制御を行なう一方、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作のみが行なわれたと判定された場合は、該ブーム用操作部材の操作量に応じて該油圧ポンプの傾転角制御を行なうポンプ傾転角制御手段とを備えることを特徴とする、建設機械の制御装置。A hydraulic pump that discharges hydraulic oil in the tank,
A plurality of operating members adapted to output an electrical signal according to the operation amount that by the operator,
Control means for controlling the discharge flow rate from the hydraulic pump,
The control means,
Boom operation determining means for determining whether a boom operation has been performed based on an electrical signal from a boom operating member of the plurality of operating members,
Bucket operation determining means for determining whether a bucket operation has been performed based on an electric signal from a bucket operating member of the plurality of operating members,
When the boom operation determining means and the bucket operation determining means determine that the boom operation and the bucket operation have been performed, the tilt angle control of the hydraulic pump is performed by negative flow control, while the boom operation determining means and the When the bucket operation determining means determines that only the boom operation has been performed, the apparatus further includes pump tilt angle control means for performing tilt angle control of the hydraulic pump in accordance with the operation amount of the boom operating member. A control device for construction machinery. タンク内の作動油を吐出する油圧ポンプと、
油圧アクチュエータへの作動油の給排を行なう油路に設けられた圧力センサと、
オペレータによる操作量に応じて電気信号を出力するように構成される複数の操作部材と、
該油圧ポンプからの吐出流量を制御する制御手段とを備え、
該制御手段が、
上記の複数の操作部材のうちのブーム用操作部材からの電気信号に基づいてブーム操作が行なわれたかを判定するブーム操作判定手段と、
上記の複数の操作部材のうちのバケット用操作部材からの電気信号に基づいてバケット操作が行なわれたかを判定するバケット操作判定手段と、
該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作及びバケット操作が行なわれたと判定された場合は、該圧力センサからの検出信号に基づいて該油圧ポンプの傾転角制御を行なう一方、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作のみが行なわれたと判定された場合は、該ブーム用操作部材の操作量に応じて該油圧ポンプの傾転角制御を行なうポンプ傾転角制御手段とを備えることを特徴とする、建設機械の制御装置。 A hydraulic pump that discharges hydraulic oil in the tank,
A pressure sensor provided in an oil passage for supplying and discharging hydraulic oil to and from the hydraulic actuator,
A plurality of operation members configured to output an electric signal according to an operation amount by an operator,
Control means for controlling the discharge flow rate from the hydraulic pump,
The control means,
Boom operation determining means for determining whether a boom operation has been performed based on an electrical signal from a boom operating member of the plurality of operating members,
Bucket operation determining means for determining whether a bucket operation has been performed based on an electric signal from a bucket operating member of the plurality of operating members,
When it is determined by the boom operation determining means and the bucket operation determining means that the boom operation and the bucket operation have been performed, the tilt angle control of the hydraulic pump is performed based on a detection signal from the pressure sensor. When the boom operation determining means and the bucket operation determining means determine that only the boom operation has been performed, a pump tilt angle control that controls the tilt angle of the hydraulic pump according to the operation amount of the boom operating member. characterized in that it comprises a means, construction machine controller. 該ブーム操作判定手段が、ブームダウン操作が行なわれたかを判定するものとして構成されるとともに、
該バケット操作判定手段が、バケットオープン操作が行なわれたかを判定するものとして構成され、
該ポンプ傾転角制御手段が、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブームダウン操作のみが行なわれたと判定された場合に該ブーム用操作部材からの操作量に応じて該油圧ポンプの傾転角制御を行なうことを特徴とする、請求項１又は２記載の建設機械の制御装置。The boom operation determining means is configured to determine whether a boom down operation has been performed,
The bucket operation determining means is configured to determine whether a bucket open operation has been performed,
When the pump tilt angle control unit determines that only the boom down operation has been performed by the boom operation determination unit and the bucket operation determination unit, the pump displacement angle control unit controls the hydraulic pump according to the operation amount from the boom operation member. and performing the tilt angle control, construction machine control system according to claim 1 or 2, wherein. 該ポンプ傾転角制御手段が、該ブーム操作判定手段及び該バケット操作判定手段によってブーム操作のみが行なわれたと判定された場合は、該油圧ポンプからの吐出流量が該ネガティブフローコントロールによる該油圧ポンプの吐出流量よりも減るように該油圧ポンプの傾転角制御を行なうことを特徴とする、請求項１又は３記載の建設機械の制御装置。 When the pump tilt angle control unit determines that only the boom operation has been performed by the boom operation determination unit and the bucket operation determination unit, the discharge flow rate from the hydraulic pump is reduced by the hydraulic pump by the negative flow control. of and performs the tilt angle control of the hydraulic pump to reduce than the discharge flow rate, a construction machine control system according to claim 1 or 3 wherein.
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