JPH04194383A - 油圧ポンプの出力制御装置 - Google Patents

油圧ポンプの出力制御装置

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JPH04194383A
JPH04194383A JP2323714A JP32371490A JPH04194383A JP H04194383 A JPH04194383 A JP H04194383A JP 2323714 A JP2323714 A JP 2323714A JP 32371490 A JP32371490 A JP 32371490A JP H04194383 A JPH04194383 A JP H04194383A
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雅文 辻
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    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、油圧式掘削機等の建設機械に装着する油圧駆
動装置に係り、特に油圧ポンプの吐出圧とアクチュエー
タの負荷圧との差圧が設定値に保持されるように油圧ポ
ンプの吐出量を制御するロードセンシングシステムにお
ける油圧ポンプの出力制御装置に間する。
[従来の技術] 従来、油圧掘削機等に搭載されている油圧駆動装置にお
いては、エンジンの出力トルクと可変容量形油圧ポンプ
(以下ポンプという)の吸収トルクとのマツチングを常
に最適状態に維持するため、ポンプ負荷によるエンジン
回転の変動に対応してポンプ吐出量を制御するエンジン
・ポンプ複合制御システムを用いているものがある。
第5図はその一例を示し、エンジン1に取着された燃料
噴射ポンプ2のガバナしバー2aにロット3を介して連
結されたガバナモータ4、ガバナモータ4の作動角を検
出するポテンショメータ5、エンジン1のパワーモート
H,S、  Lを選択するパワーモート゛スイッチ9、
燃料ダイヤル8、ポンプ10の吐出量を制御する電磁比
例圧力制御弁(・ 以下TVC弁という)12かそれぞ
れ配線によってコントローラ6に接続されている。
ポンプ10の負荷変動によるエンジン回転速度の変動を
、回転数センサ7と燃料ダイヤル8の出力1言号とて検
出し、コントローラ6に入力する。
コントローラ6は入力信号に基づいて演算し、その結果
をTVC弁12に信号として出力し、TVC弁12がサ
ーボ弁11を介してポンプ吐出量を制御することにより
エンジン出力トルクとポンプ吸収トルクとを常に最適に
マツチングさせている。
[発明が解決しようとする課題] たとえば油圧式掘削機を用いて土砂を掘削し、パケット
にすくい込み、ブームを上げながら上部旋回体を旋回さ
せてこの土砂をダンプトラックに積み込む場合と、土砂
積み込みが終って次の作業サイクルに移るため、ブーム
を下げつつ旋回する場合とては、必要とするポンプ出力
が大幅に異なる。しかしながら上述したポンプの出力制
御装置においては、このような一連の作業における各作
業機の単独操作あるいは二つ以上の作業機・装置の同時
複合操作の内容や、操作レバーの操作量に応じてポンプ
出力を制御することができない。そのため操作する作業
機・装置によっては、無駄なエネルギーを消費すること
になるという問題点がある。
本発明は上記従来の問題点に着目し、操作する作業機・
装置と操作内容とに応じてポンプ出力をそのつと最適状
態に変更することができ、不要なエネルギーの消費を防
止することができるような、油圧ポンプの出力制御装置
を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明に係る油圧ポンプの出
力制御装置は、可変容量形油圧ポンプと、この可変容量
形油圧ポンプが吐出する圧油によって駆動される油圧ア
クチュエータと、前記可変容量形油圧ポンプから油圧ア
クチュエータに供給される圧油の流れを制御する方向切
換弁と、可変容量形油圧ポンプから吐出される圧油の流
量を制御する吐出量制御手段とを備えた油圧駆動装置に
おいて、各アクチュエータを駆動する操作レバーの操作
方向と操作量とを検出してコントローラに入力する手段
と、入力された前記検出結果に基づいて指令信号を出力
するコントローラと、コントローラの出力信号に基づい
てエンジン出力を制御するガバナモータと、前記エンジ
ンによって駆動されるポンプの出力を制御する電磁比例
圧力制御弁とを備える構成とし、このような構成におい
て、ポンプの出力制御を、あらかじめ設定した時間をか
けてなめらかに行う手段を錨える構成とした。
[作用] 上記構成によれは、油圧アクチュエータを駆動する操作
レバーの操作方向と操作量とを検出してコントローラに
入力する手段と、前記検出結果に基づいて指令信号を出
力するコントローラと、コントローラの出力信号に基づ
いてエンジン出力を制御するガバナモータと、ポンプの
出力を制御する電磁比例圧力制御弁とを備える構成とし
たので、オペレータが操作するアクチュエータの種類や
、組み合せに応じてエンジン、ポンプの出力を変更する
ことができるようになる。
またポンプ出力の変更に際しては、あらかじめ設定した
時間をかけてなめらかに変化させるようにしたので、ポ
ンプ出力の増大に伴うエンジン回転の低下や、アクチュ
エータ、作業機等に加えられる衝撃を緩和させることが
できる。
[実施例] 以下に本発明に係る油圧ポンプの出力制御装置の実施例
について、図面を参照して詳細に説明する。
第1図は油圧式掘削機の油圧駆動装置に用いられている
ロードセンシングシステムにおけるポンプ吐出容積可変
回路の概略を示す。エンジンlに取着された燃料噴射ポ
ンプ2のカバナレハ−2aにロット3を介してガバナモ
ータ4が連結され、このガバナモータ4の配線と、ガバ
ナモータ4の作動角を検出するポテンショメータ5の配
線とはコントローラ6に接続されている。またエンジン
回転数を検出する回転数センサ7、エンジン回転速度を
制御する燃料ダイヤル8、エンジン1の出力モードを任
意に設定するパワーモードスイッチ9の配線もそれぞれ
コントローラ6に接続されている。
エンジン1によって駆動されるポンプ10の吐出容量を
制御する手段として、斜板角を変化させるサーボ弁11
と、このサーボ弁11を制御するTVC弁12とが設け
られ、前記TVC弁12のソレノイドは、配線を介して
コントローラ6に接続されている。
ブーム、アーム、パケット等の作業機や、上部旋回体を
旋回させる旋回装置を駆動する油圧アクチュエータと、
ポンプ10との間に設けられた方向切換弁13は、一つ
に結合されて回路14で前記ポンプ10に接続されてい
る。これらの方向切換弁13の両端にはそれぞれパイロ
ット回路か接続され、パイロット回路の他端は操作レバ
ー15の操作によって作動するパイロット圧制御弁(P
PC弁)16に接続されている。第1図には前記パイロ
ット回路の例としてブーム上げ用回路17、アーム掘削
用回路18、右旋回用回路19を示している。これらの
パイロット回路ここはそれぞれ圧力スイッチ20が配設
され、各圧力スイッチ20の出力配線はコントローラ6
に接続されている。
次に油圧ポンプの出力制御装置の作動について説明する
。本実施例においてポンプの設定出力は、たとえば旋回
時が55PS、アームとパケットとを固定し、アームを
手前に引き寄せて掘削する場合は75PS、旋回とブー
ム上げどの複合同時操作は85PSである。ポンプ出力
の制御は、コントローラ6からTVC弁12のソレノイ
ドに送られる信号電流値を第2図に示すように変化させ
ることによって行われ、TVC弁12か作動してサーボ
弁11を制御することにより、第3図に示すように信号
電流値側のポンプ出力が変化する。
掘削が終ってパケットに土砂がすくい込まれ、この土砂
をダンプトラックに積み込むため、ブームを上げながら
上部旋回体を旋回させる場合は、ポンプ出力として85
PSを必要とする。すなわち、アーム掘削時に対して1
0PSアツプすることになり、この場合のポンプ出力ア
ップ所要時間は0.1秒に設定されている。
ダンプトラックへの土砂積み込みが終わり、次の掘削を
行うためブームを下げながら掘削位置まで旋回するとき
は、ポンプの設定出力が55PSとなるため、30PS
ダウンすることになるが、この場合の出力ダウン所要時
間も 0.1秒に設定されている。次にアーム掘削時の
設定出力は75PSであるから、20PSのアップとな
るが、この場合の出力アップ所要時間は0.5秒に設定
されていて、第4図に示すようになめらかに変化させ、
負荷の増大によるエンジン回転速度の低下と、出力の急
激な上昇に伴って起こるショックとを防止している。本
実施例においては、55PSから75PSおよび85P
Sにアップするときのみ所要時間を 0.5秒とし、そ
の他のアップダウンはすべて0.1秒に設定した。
本実施例では、アクチュエータを駆動する操作レバーの
操作方向や操作量を検出する手段として、方向切換弁の
パイロット回路に圧力スイッチを配設したが、これに限
るものではなく、操作レバーにポテンショメータを設け
る等、電気・油圧あるいは機械的な検出手段を用いるこ
とができる。
本発明は、オーブンセンタ・ロートセンシンクシステム
を用いた油圧駆動装置、クローズドセンタ・ロードセン
シングシステムを用いた油圧駆動装置のいずれに対して
も適用することができる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、オペレータがどの
操作レバーをどれだけ操作したか検出してコントローラ
に人力し、コントローラが前記検出結果に基づいてエン
ジン、ポンプに指令信号を出力する構成としたので、オ
ペレータが操作するアクチュエータの種類や、組み合せ
に応じてボンブ出力を数段階に変更することができる。
従って、操作パターンことに最適出力を設定しておけば
、作業内容に応じた最適の出力がそのつと得られ、無駄
な出力の使用が防止されるので、省エネルギー効果を得
ることができる。
またポンプ出力を増大させる場合、あらかじめ設定した
時間をかけてなめらかに増大させるよう・ にしたので
、ポンプ出力の増大に伴うエンジン回転の低下や、アク
チュエータ、作業機等に加えられる衝撃を緩和させるこ
とができ、オペレータの身体的負荷の軽減と、機械の劣
化防止を図ることができる。     ゛
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例に係る油圧ポンプの出力制御装置を備え
た油圧駆動装置の概略構成図、第2図はコントローラか
らTVC弁に送られる電流値とポンプ吸収馬力との関係
を示す図、第3図は前記電流値開ポンプ出力を示す図、
第4図はポンプ出力、TVC弁に作用する電流値の変化
を示す図、第5図は従来の油圧駆動装置の概略構成図で
ある。 1・・・・・・エンジン 4・・・・・・ガバナモータ 6・・・・・・コントローラ 10・・・・・・可変容量形油圧ポンプ12・・・・・
・電磁比例圧力制御弁(TVC弁)13・・・・・・方
向切換弁 15・・・・・・操作レバー 16・・・・・・パイロット圧制御弁(PF)C弁)出
願人  株式会社 小松製作所

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)可変容量形油圧ポンプと、この可変容量形油圧ポ
    ンプが吐出する圧油によって駆動される油圧アクチュエ
    ータと、前記可変容量形油圧ポンプから油圧アクチュエ
    ータに供給される圧油の流れを制御する方向切換弁と、
    可変容量形油圧ポンプから吐出される圧油の流量を制御
    する吐出量制御手段とを備えた油圧駆動装置において、
    各アクチュエータを駆動する操作レバーの操作方向と操
    作量とを検出してコントローラに入力する手段と、入力
    された前記検出結果に基づいて指令信号を出力するコン
    トローラと、コントローラの出力信号に基づいてエンジ
    ン出力を制御するガバナモータと、前記エンジンによっ
    て駆動される可変容量形油圧ポンプの出力を制御する電
    磁比例圧力制御弁とを備えたことを特徴とする油圧ポン
    プの出力制御装置。
  2. (2)油圧ポンプの出力制御を、あらかじめ設定した時
    間をかけてなめらかに行う手段を備えたことを特徴とす
    る請求項(1)記載の油圧ポンプの出力制御装置。
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