JPH0432247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は油圧シヨベル、クレーン等の建設機械
において、特に寒冷時における始動時にエンジン
および油圧系の作動油を自動的にウオーミングア
ツプする方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、建設機械のウオーミングアツプに関して
は、特開昭59−54805号公報に示されているよう
に、油圧系の作動油をウオーミングアツプ対象と
する方法のみが提案され、油圧系の駆動源である
エンジンのウオーミングアツプは、もつぱら運転
者自らの操作によつて行うこととしていた。

（発明が解決しようとする課題） このため、エンジンのウオーミングアツプが不
十分な状態で、ポンプのフル運転による作動油の
ウオーミングアツプが開始され、これによりエン
ジン負荷が過大となつてエンストを起したり、エ
ンジンのウオーミングアツプが必要以上に長く行
なわれて作動油のウオーミングアツプ開始が遅れ
る等、機械全体のウオーミングアツプが不確実で
かつ効率が悪いものとなつていた。

そこで本発明は、エンジンおよび作動油のウオ
ーミングアツプを連続して自動的にそして確実に
行なうことができる建設機械のウオーミングアツ
プ方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、エンジンと、このエンジンによつて
駆動される可変容量油圧ポンプと、このポンプの
吐出油によつて駆動されるアクチユエータと、こ
のアクチユエータの作動を制御するコントロール
バルブと、上記エンジンの回転数を設定するエン
ジン回転数設定手段と、上記ポンプの吐出油量を
制御するレギユレータと、このレギユレータを駆
動するレギユレータ駆動手段と、リリーフ弁を有
しこのリリーフ弁の作動によつてポンプ吐出油を
タンクに戻すリリーフ回路とを備えた建設機械に
おいて、ウオーミングアツプ開始を指令するウオ
ーミングアツプ開始スイツチと、エンジンのウオ
ーミングアツプ終了信号を発生するエンジンウオ
ーミングアツプ終了信号発生手段と、作動油のウ
オーミングアツプ終了信号を発生する作動油ウオ
ーミングアツプ終了信号発生手段と、上記ウオー
ミングアツプ開始指令信号、エンジンウオーミン
グアツプ終了信号、作動油ウオーミングアツプ終
了信号が入力されるコントローラと、上記エンジ
ン回転数設定手段を駆動して設定回転数を指令す
るエンジン回転数制御手段と、上記リリーフ回路
の圧力を制御してリリーフ弁を開閉制御するリリ
ーフ弁制御手段とを具備し、上記ウオーミングア
ツプ開始指令信号に基づいて、上記コントローラ
から上記エンジン回転数制御手段に低速回転信号
を出力してエンジン回転数をエンジンのウオーミ
ングアツプに適した低速回転数に制御するととも
に、コントローラから上記レギユレータ駆動手段
に油量減少信号を出力して、ポンプ吐出油がほぼ
最小となるようにレギユレータを駆動し、この状
態でエンジンのウオーミングアツプを行なつた
後、上記エンジンウオーミングアツプ終了信号に
基づいて、上記コントローラから上記エンジン回
転数制御手段に対する低速回転信号を解除し、か
つコントローラから上記リリーフ弁制御手段にリ
リーフ回路の圧力をリリーフ弁の設定値以上に上
昇させるためのリリーフ指令信号を出力してリリ
ーフ弁を作動させることによりポンプ吐出油を上
記リリーフ回路によつてリリーフするとともに、
上記レギユレータ駆動手段を制御してポンプの吐
出油量を増加させ、この状態で作動油のウオーミ
ングアツプを行なつた後、上記作動油ウオーミン
グアツプ終了信号に基づき、上記コントローラか
らのリリーフ指令信号を解除して、上記リリーフ
回路によるポンプ吐出油のリリーフを停止させる
ものである。

（作用） この構成により、ウオーミングアツプ開始スイ
ツチによるウオーミングアツプ指令信号に基づい
てエンジンのウオーミングアツプが開始され、こ
のエンジンのウオーミングアツプ終了後、引き続
きポンプ吐き出し油をリリーフ回路によつてリリ
ーフする作動油のウオーミングアツプ運転に自動
的に移行する。

すなわち、エンジンと作動油のウオーミングが
自動的に連続して行なわれる。

また、エンジンのウオーミングアツプ中、ポン
プの吐き出し油量（エンジン負荷）がほぼ最小と
なるようにレギユレータがコントローラによつて
駆動されるため、エンジンがウオーミングアツプ
中にエンストするおそれがない。

（実施例） 図において、１はエンジン、２はこのエンジン
１によつて駆動される可変容量油圧ポンプ（以
下、メインポンプという）、３は同パイロツトポ
ンプ、４はメインポンプ２からの圧油によつて駆
動されるアクチユエータとしての油圧シリンダ、
５はこの油圧シリンダ４の作動を制御するコント
ロールバルブである。

また、６はエンジン１の燃料噴射量を調節して
エンジン回転数を設定するエンジン回転数設定手
段としてのガバナレバー、７はこのガバナレバー
６を駆動するエンジン回転数制御手段である。

このエンジン回転数制御手段７は、ガバナレバ
ー６を操作するコントロールレバー８と、このコ
ントロールレバー８をリンク９を介して回動駆動
する駆動シリンダ１０と、この駆動シリンダ１０
を作動制御する第１電磁切換弁１１とから成つて
いる。リンク９は長孔９ａを有し、この長孔９ａ
に、コントロールレバー８に設けられたピン８ａ
が係合している。

このピン８ａは、通常運転時には長孔９ａの中
間部に位置し、長孔９ａ内を自由に移動しうる状
態となる。

コントロールレバー８には、図示しないスロツ
トルレバーが連動連結され、通常運転時には、運
転者によるこのスロツトルレバーの操作によりコ
ントロールレバー８が駆動され、これによりガバ
ナレバー６が作動して、エンジン回転数が最大か
ら最小までの全範囲のうちから任意に設定され
る。

一方、エンジン１のウオーミングアツプ時に
は、駆動シリンダ１０が伸長作動することにより
（この点は後に詳述する）、リンク９が図の下方に
移動して、ピン８ａが長孔９ａにおける図の上端
に当接する状態でコントロールレバー８を図の下
方に押す。

これにより、ガバナレバー６がウオーミングア
ツプ位置にセツトされて、エンジン１の回転数が
ウオーミングアツプに適した低速回転数（例えば
1200rpm、以下、ウオーミングアツプ回転数とい
う）に設定される。

第１電磁切換弁１１は、パイロツトポンプ３と
駆動シリンダ１０との間に設けられ、パイロツト
ポンプ３の吐出油がこの切換弁１１を介して駆動
シリンダ１０に供給されることによつて同シリン
ダ１０が伸長作動する。

コントロールバルブ５は、油圧シリンダ４の駆
動時には図の上側または下側位置にセツトされ、
このときメインポンプ２からの圧油がチエツク弁
１２，１３、コントロールバルブ５を介して油圧
シリンダ４の押し側または引き側に供給される。

また、コントロールバルブ５は、中立位置で開
となるバイパス通路５ａを有し、通常作動時にお
いて、このコントロールバルブ中立状態で、メイ
ンポンプ２からの圧油が上記バイパス通路５ａ、
パイロツト切換弁１４、それに低圧リリーフアン
ロード弁（所謂ネガコン弁）１５を介してタンク
に戻される。

１６は第２電磁切換弁で、この切換弁１６が図
下側の位置にセツトされたときに、パイロツトポ
ンプ３の油圧が同切換弁１６を介して、上記パイ
ロツト切換弁１４および低圧リリーフアンロード
弁１５にパイロツト圧として加えられ、これによ
りパイロツト切換弁１４が閉、低圧リリーフアン
ロード弁１５が開となる。

パイロツト切換弁１４が閉となると、コントロ
ールバルブ５の中立バイパス通路５ａを通る油の
戻り流路が遮断され、代わつて、メインポンプ２
からの圧油が、チエツク弁１２、リリーフ弁１
７、低圧リリーフアンロード弁１５を含むリリー
フ回路Ｒを通つてタンクに戻される。

すなわち、第２電磁切換弁１６とパイロツト切
換弁１４とにより、リリーフ回路Ｒの圧力を制御
してリリーフ弁１７を開閉制御するリリーフ弁制
御手段が構成されている。

１８はメインポンプ２の吐出油量を制御するレ
ギユレータで、このレギユレータ１８には、上記
低圧リリーフアンロード弁１５によるネガコン圧
（同弁１５の入口圧）と電磁比例減圧弁１９の二
次圧とが加えられ、これらの合計圧力によりレギ
ユレータ１８が駆動されてメインポンプ２の吐出
油量が制御される。すなわち、このポンプ吐出油
量は、上記合計圧力が大きければ少なく、小さけ
れば多くなるように制御される。

また、２０はウオーミングアツプの開始を指令
するウオーミングアツプ開始スイツチ、２１はエ
ンジン回転数検出センサ、２３は油温検出センサ
で、これらスイツチ２０および各センサ２１，２
２，２３からの信号がコントローラ２４に入力さ
れ、このコントローラ２４から第１電磁切換弁１
１、第２電磁切換弁１６、電磁比例減圧弁１９の
各電磁操作部に操作信号が出力される。

また、このコントローラ２４には、上記ウオー
ミングアツプ開始スイツチ２０のオン信号によつ
て計時作動を開始するタイマ（図示せず）が組込
まれ、このタイマによつてエンジン１のウオーミ
ングアツプ時間が設定される。

つぎに、上記構成に基づくウオーミングアツプ
方法を説明する。

() エンジン１のウオーミングアツプ エンジン始動後、運転者がウオーミングアツプ
開始スイツチ２０をオン操作することにより、こ
のスイツチオン信号がウオーミングアツプ開始指
令信号としてコントローラ２４に入力され、エン
ジン１のウオーミングアツプが開始される。

まず、コントローラ２４から第１電磁切換弁１
１に操作信号ａが出力され、同切換弁１１が図下
側の位置に切換わる。これにより、パイロツトポ
ンプ３からの圧油が第１電磁切換弁１１を介して
エンジン回転数制御手段７の駆動シリンダ１０に
供給され、同シリンダ１０が伸長作動する。この
ため、前記したようにリンク９を介してコントロ
ールレバー８が図下方に押されることにより、エ
ンジン１の回転数がウオーミングアツプ回転数に
設定され、この状態でエンジン１のウオーミング
アツプが行なわれる。

一方、ウオーミングアツプ開始と同時に、コン
トローラ２４から電磁比例減圧弁１９に操作信号
ｂが出力されて同減圧弁１９が開状態となり、パ
イロツトポンプ３の吐出圧がこの減圧弁１９によ
り減圧されて、レギユレータ１８に油量減少信号
として加えられる。

また、このレギユレータ１８には、低圧リリー
フアンロード弁１５によるネガコン圧が同じく油
量減少信号として加えられ、このネガコン圧と上
記減圧弁１９の二次圧とによるレギユレータ制御
によつてメインポンプ２の吐出油量がほぼ最小と
なる。

このように、エンジン１のウオーミングアツプ
中、メインポンプ２の吐出油量がほぼ最小となつ
てエンジン負荷がほぼ最小に保たれるため、この
エンジンウオーミングアツプ中にコントロールレ
バー５が操作されてもエンストが起こるおそれが
ない。

なお、このエンジンウオーミングアツプ中、メ
インポンプ２の吐出油は、コントロールバルブ５
の中立バイパス通路５ａ、パイロツト切換弁１
４、低圧リリーフアンロード弁１５を通つてタン
クに戻される。

上記エンジン１のウオーミングアツプは、コン
トローラ２４内にタイマにより設定された時間内
行なわれ、この設定時間の終了後、引続き油圧系
作動油のウオーミングアツプに自動的に移行す
る。

() 作動油のウオーミングアツプ 上記タイマの設定時間終了と同時に、コントロ
ーラ２４から第１電磁切換弁１１に対する操作信
号ａが解除される。

これにより、エンジン回転数制御手段７の駆動
シリンダ１０が縮小状態に復帰するため、エンジ
ン回転数はスロツトルレバーによつて指令される
回転数となる。

また、コントローラ２４から第２電磁切換弁１
６に操作信号（リリーフ指令信号）ｃが出力さ
れ、これによつて同切換弁１６が図の下側位置に
切換わる。

こうなると、パイロツトポンプ３からの油圧が
切換弁１６を介してパイロツト切換弁１４および
低圧リリーフアンロード弁１５にパイロツト圧と
して加えられ、パイロツト切換弁１４が図下側の
閉位置に切換わる一方、低圧リリーフアンロード
弁１５が開状態に保持される。

こうして、コントロールバルブ５の中立バイパ
ス通路５ａからパイロツト切換弁１４を通る油の
戻り流路がブロツクされるため、リリーフ回路Ｒ
の圧力が上昇し、リリーフ弁１７の設定値に達し
たときに同弁１７が作動する。

これにより、メインポンプ２の吐出油が、チエ
ツク弁１２、リリーフ弁１７、低圧リリーフアン
ロード弁１５を含むリリーフ回路Ｒを通つてリリ
ーフされ、このリリーフ作用に基づく動力損失
（発熱）によつて作動油のウオーミングアツプが
行なわれる。

このとき、低圧リリーフアンロード弁１５によ
るネガコン圧は零となる。一方、電磁比例減圧弁
１９は、コントローラ２４からの操作信号ｂによ
つて依然開状態にある。

したがつて、レギユレータ１８には減圧弁１９
の二次圧のみが作用し、この結果、レギユレータ
１８には油量増加信号が入力されることとなるた
め、メインポンプ２の吐出油量が増加する。

但しこの場合、エンジン回転数検出センサ２１
およびガバナストローク検出センサ２２からの信
号がコントローラ２４に入力され、このコントロ
ーラ２４で、現在のエンジン回転数とガバナスト
ロークに基づいて現在のエンジン負荷が演算さ
れ、このエンジン負荷の大きさに応じた大きさの
操作信号ｂがコントローラ２４から電磁比例減圧
弁１９に出力される。

これにより、同減圧弁１９の二次圧がエンジン
負荷に対応した値に調節されてレギユレータ１８
に作用するため、メインポンプ２の吐出油量が、
エンストが起こらない範囲で多くなるように制御
される。

こうして、多量のポンプ吐出油がリリーフ回路
Ｒによつてリリーフされることにより作動油のウ
オーミングアツプが効率良く行なわれる。

そして、このウオーミングアツプの成果として
作動油の温度が所定温度に上昇すると、油温検出
センサ２３がこれを検出してコントローラ２４に
作動油ウオーミングアツプ終了信号を送る。この
終了信号により、コントローラ２４から第２電磁
切換弁１６に対する操作信号ｃが解除されるた
め、上記リリーフ回路Ｒによるリリーフ作用が停
止する。

以上により、エンジン１および作動油の連続し
たウオーミングアツプが終了することとなる。

なお、このウオーミングアツプ終了後、省エネ
ルギーのため、コントローラ２４から第１電磁切
換弁１１に再び操作信号ａが入力されて同切換弁
１１が切換わり作動し、エンジン回転数制御手段
７によりエンジン回転数がウオーミングアツプ回
転数に自動的にセツトされる。

また、ウオーミングアツプ終了と同時に、図示
しないランプまたはブザー等の表示手段が作動
し、運転者にウオーミングアツプの終了を表示す
る。

そして、運転者がウオーミングアツプ開始スイ
ツチ２０をオフ操作すると、第１切換弁１１が図
上側の位置に切換わつて、エンジン回転数がスロ
ツトルレバーによる指令回転数に設定され、以後
本格運転が可能となる。

他の実施例 (イ) 上記実施例では、エンジン１のウオーミング
アツプ時間をタイマによつて設定するようにし
たが、たとえばエンジン１のラジエータ水温を
温度センサで検出し、この水温によつてエンジ
ン１のウオーミングアツプ完了を判断するよう
にしてもよい。

(ロ) エンジン回転数制御手段として、上記実施例
では駆動シリンダ（油圧シリンダ）１０を第１
電磁切換弁１１によつて制御する構成をとつた
が、この駆動シリンダ１０に代えて電磁石を用
い、この電磁石をコントローラで直接制御して
エンジン回転数を制御する構成をとつてもよ
い。

(ハ) レギユレータ駆動手段として、上記実施例で
は、電磁比例減圧弁１９と低圧リリーフアンロ
ード弁１５とを組合せて使用したが、減圧弁１
９のみによつてレギユレータ１８を駆動する構
成とすることも可能である。

（発明の効果） 上記のように本発明によるときは、ウオーミン
グアツプ開始スイツチの操作によつてエンジンと
油圧系作動油のウオーミングアツプを自動的に連
続して行なうことができるため、ウオーミングア
ツプを過不足なく確実にそして効率良く行なうこ
とができる。

また、エンジンのウオーミングアツプ中、ポン
プの吐出油量をほぼ最小としてエンジン負荷を小
さくおさえるようにしたから、このウオーミング
アツプ中のエンストを確実に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法を実施するための電気および油
圧回路の構成例を示す図である。 １…エンジン、２…ポンプ、４…アクチユエー
タとしての油圧シリンダ、５…コントロールバル
ブ、６…エンジン回転数設定手段としてのガバナ
レバー、７…エンジン回転数制御手段、８…同手
段を構成するコントロールレバー、９…同リン
ク、１０…同駆動シリンダ、１１…同電磁切換
弁、Ｒ…リリーフ回路、１７…リリーフ弁、１６
…リリーフ弁制御手段を構成する電磁切換弁、１
４…同パイロツト切換弁、１８…レギユレータ、
１９…レギユレータ駆動手段を構成する電磁比例
減圧弁、１５…同低圧リリーフアンロード弁、２
０…ウオーミングアツプ開始スイツチ、２３…作
動油ウオーミングアツプ終了信号発生手段として
の油温センサ、２４…コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンと、このエンジンによつて駆動され
   る可変容量油圧ポンプと、このポンプの吐出油に
   よつて駆動されるアクチユエータと、このアクチ
   ユエータの作動を制御するコントロールバルブ
   と、上記エンジンの回転数を設定するエンジン回
   転数設定手段と、上記ポンプの吐出油量を制御す
   るレギユレータと、このレギユレータを駆動する
   レギユレータ駆動手段と、リリーフ弁を有しこの
   リリーフ弁の作動によつてポンプ吐出油をタンク
   に戻すリリーフ回路とを備えた建設機械におい
   て、ウオーミングアツプ開始を指令するウオーミ
   ングアツプ開始スイツチと、エンジンのウオーミ
   ングアツプ終了信号を発生するエンジンウオーミ
   ングアツプ終了信号発生手段と、作動油のウオー
   ミングアツプ終了信号を発生する作動油ウオーミ
   ングアツプ終了信号発生手段と、上記ウオーミン
   グアツプ開始指令信号、エンジンウオーミングア
   ツプ終了信号、作動油ウオーミングアツプ終了信
   号が入力されるコントローラと、上記エンジン回
   転数設定手段を駆動して設定回転数を指令するエ
   ンジン回転数制御手段と、上記リリーフ回路の圧
   力を制御してリリーフ弁を開閉制御するリリーフ
   弁制御手段とを具備し、上記ウオーミングアツプ
   開始指令信号に基づいて、上記コントローラから
   上記エンジン回転数制御手段に低速回転信号を出
   力してエンジン回転数をエンジンのウオーミング
   アツプに適した低速回転数に制御するとともに、
   コントローラから上記レギユレータ駆動手段に油
   量減少信号を出力して、ポンプ吐出油がほぼ最小
   となるようにレギユレータを駆動し、この状態で
   エンジンのウオーミングアツプを行なつた後、上
   記エンジンウオーミングアツプ終了信号に基づい
   て、上記コントローラから上記エンジン回転数制
   御手段に対する低速回転信号を解除し、かつコン
   トローラから上記リリーフ弁制御手段にリリーフ
   回路の圧力をリリーフ弁の設定値以上に上昇させ
   るためのリリーフ指令信号を出力してリリーフ弁
   を作動させることによりポンプ吐出油を上記リリ
   ーフ回路によつてリリーフするとともに、上記レ
   ギユレータ駆動手段を制御してポンプの吐出油量
   を増加させ、この状態で作動油のウオーミングア
   ツプを行なつた後、上記作動油ウオーミングアツ
   プ終了信号に基づき、上記コントローラからのリ
   リーフ指令信号を解除して、上記リリーフ回路に
   よるポンプ吐出油のリリーフを停止させることを
   特徴とする建設機械のウオーミングアツプ方法。