JPH05302574A

JPH05302574A - 油圧ポンプの制御装置

Info

Publication number: JPH05302574A
Application number: JP4104740A
Authority: JP
Inventors: Toichi Hirata; 東一平田; Genroku Sugiyama; 玄六杉山; Yutaka Onoe; 裕尾上
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-04-23
Filing date: 1992-04-23
Publication date: 1993-11-16
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JP2774732B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ポンプのトルクの制限値を元の基準制限値に
戻す際の、操作し忘れを防止することができる油圧ポン
プの制御装置の提供。【構成】可変容量式油圧ポンプ１の吐出圧を検出する
圧力検出器１６と、斜軸１ａの傾転角を検出する角度検
出器１５と、原動機７の回転数を検出する回転計１４
と、ポンプ１のトルクの制限値を指示する操作レバー上
に設けられた指示スイッチ４と、この指示スイッチ４か
らの信号および圧力検出器１６、角度検出器１５、回転
計１４からの信号を入力し、斜軸１ａの傾転角を演算
し、これに応じた信号を出力する演算手段３とこの演算
手段３からの信号を入力し、電磁弁１１、１２、および
シリンダ１０によって斜軸１ａの傾転角を制御するレギ
ュレータ装置２とからなる制御手段１０１とを備え、作
業者は操作レバーから手を離すことなくポンプ１のトル
クの制限値を変更することができると共に、自動的に元
の制限値に戻すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル等
の建設機械に備えられる油圧ポンプの制御装置に係り、
特に、原動機によって駆動される可変容量式油圧ポンプ
のトルクが、原動機の出力トルクを超えないように制御
する油圧ポンプの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術を油圧ショベルの油圧
ポンプの制御装置に適用した例を図１５、図１６を用い
説明する。

【０００３】図１５はこの従来技術における油圧ポンプ
の制御装置を含む油圧回路図、図１６は油圧ショベルの
運転室の平面図である。

【０００４】図１５に示すように、この従来技術による
油圧ポンプの制御装置は、原動機７の回転力を伝達する
回転軸７ａに接続され駆動する可変容量式油圧ポンプ
（以下ポンプと記す）１と、このポンプ１の有する斜軸
１ａの傾転角θを検出する角度検出器１５と、ポンプ１
の吐出圧力Ｐを検出する圧力検出器１６と、作業内容に
応じて、ポンプ１のトルクの制限値を予め設定される基
準制限値から別の制限値に変更するためのトルク指示手
段、例えば指示スイッチ４と、角度検出器１５と圧力検
出器１６と指示スイッチ４からの信号を入力し、斜軸１
ａの傾転角θを算出する演算手段３、および、この算出
結果に応じて斜軸１ａの傾転角θを制御するレギュレー
タ装置２とからなる制御手段１００とを備えている。な
お、指示スイッチ４は、図１６に示すコンソール７１に
設置されている。また、アクチュエータとしての油圧シ
リンダ６は、制御弁５を介し、ポンプ１から供給される
圧油により作動するようになっている。

【０００５】このように構成された従来技術による油圧
ポンプの制御装置では、ポンプ１の吐出圧力Ｐが圧力検
出器１６により、斜軸１ａの傾転角θが角度検出器１５
により検出され、制御手段１００を形成する演算手段３
に送られる。演算手段３では、ポンプ１の吐出圧力Ｐが
所定圧以上になったとき、この吐出圧力Ｐとポンプ１の
トルクの基準制限値とから、斜軸１ａの目標傾転角を算
出する。次に、角度検出器１６により検出した斜軸１ａ
の傾転角θと、目標傾転角との差を算出し、この差に応
じた信号をレギュレータ２に出力する。すなわち、油圧
シリンダ６に高負荷が加わり、これによりポンプ１の吐
出圧力Ｐが所定圧を超えたとき、斜軸１ａの傾転角θを
小さくし、圧油の吐出量を減らすように制御装置を形成
するレギュレータ装置２に対し信号を出力する。レギュ
レータ装置２は、演算手段３からの信号を入力し、ポン
プ１の斜軸１ａが目標傾転角となるように動作する。こ
れにより、ポンプ１の吐出量が減少し、これに伴いポン
プ１のトルクが低下する。したがって、ポンプ１のトル
クが基準制限値を超えないように制御されることにな
る。

【０００６】ところで、ポンプ１のトルクの基準制限値
を常時原動機７の定格トルクに近い値に設定しておく
と、原動機７の冷却水温度が上昇し、オーバーヒートし
たり、あるいは、他の機器へ悪影響を及ぼすため、信頼
性の低下を招く恐れがある。さらに、エネルギ損失にも
つながるため、通常はポンプ１のトルクの基準制限値を
低めの値とし、負荷の大きなものを対象とする作業を行
うような場合には、トルクの制限値を前述の基準制限値
よりも一時的に高めにすることが望ましい。このような
観点から、指示スイッチ４、および、制御手段２を形成
する演算手段３によって、トルクの制限値を基準制限値
と別の制限値との間で変更することができるようになっ
ている。すなわち、図１６に示したコンソール７１上に
備えられた指示スイッチ４により、ポンプ１のトルクの
制限値を別の制限値に変更するように指示されたとき、
演算手段３では、トルクの制限値を予め入力された高め
の別の制限値に置き換える。この変更されたトルクの別
の制限値に基づき、上述と同様の動作を行うことによ
り、ポンプ１のトルクは変更された別の制限値となるよ
うに制御される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術による油圧ポンプの制御装置を用いれば、ポンプ１
のトルクは、作業内容によって指示スイッチ４から指示
されたトルクの制限値に応じ、この制限値を超えないよ
うに制御される。

【０００８】しかし、上述したようにこの従来技術で
は、ポンプ１のトルクの制限値を基準制限値から別の制
限値に変更する際、および、元の基準制限値に戻す際に
は、その都度指示スイッチ４を操作する必要がある。こ
のため、特に元の基準制限値に戻すための指示スイッチ
４の操作し忘れの懸念があり、このような操作し忘れを
生じると、エネルギロスを招く。

【０００９】なお、従来技術にあっては、上述したよう
に指示スイッチ４が図１６に示すコンソール７１上に設
置されているため、指示スイッチ４を操作する度に、操
作レバー７０ａから手を離さなくてはならず、作業効率
の低下を招いている。

【００１０】本発明は、上記した従来技術の実状に鑑み
てなされたもので、請求項１〜３に記載の発明の目的
は、ポンプのトルクの制限値を元の基準制限値に戻す際
の、トルク指示手段の操作し忘れを防止できる油圧ポン
プの制御装置を提供することにある。

【００１１】また、請求項４、５に記載の発明の目的
は、上記の目的に加え、操作レバーから手を離すことな
くポンプのトルクの制限値を変更することができる油圧
ポンプの制御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の発明は、原動機により駆
動される可変容量式油圧ポンプのトルクの制限値を指示
するトルク指示手段と、このトルク指示手段からの信号
と前記可変容量式油圧ポンプの吐出圧とに基づき、前記
可変容量式油圧ポンプのトルクが前記制限値を超えない
ように可変容量式油圧ポンプの吐出量を制御する制御手
段とを有する油圧ポンプの制御装置において、前記制御
手段は、前記トルク指示手段より前記可変容量式油圧ポ
ンプのトルクの制限値を基準制限値から別の制限値に変
更する指示信号を入力した時点を基準として、その時点
から所定時間経過した後に前記可変容量式油圧ポンプの
トルクの制限値を前記基準制限値に復帰させる復帰手段
を備えたことを特徴とする。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、原動機に
より駆動される可変容量式油圧ポンプのトルクの制限値
を指示するトルク指示手段と、このトルク指示手段から
の信号と前記可変容量式油圧ポンプの吐出圧とに基づ
き、前記可変容量式油圧ポンプのトルクが前記制限値を
超えないように可変容量式油圧ポンプの吐出量を制御す
る制御手段とを有する油圧ポンプの制御装置において、
前記制御手段は、前記トルク指示手段からの信号が、前
記可変容量式油圧ポンプのトルクの制限値を基準制限値
から別の制限値に変更する指示信号の場合にトルクの制
限値を別の制限値に変更し、それ以外は前記基準制限値
をトルクの制限値として選択する切換手段を備えたこと
を特徴とする。

【００１４】また、請求項３に記載の発明は、原動機に
より駆動される可変容量式油圧ポンプのトルクの制限値
を指示するトルク指示手段と、このトルク指示手段から
の信号と前記可変容量式油圧ポンプの吐出圧とに基づ
き、前記可変容量式油圧ポンプのトルクが前記制限値を
超えないように可変容量式油圧ポンプの吐出量を制御す
る制御手段とを有する油圧ポンプの制御装置において、
前記制御手段は、前記トルク指示手段からの信号が、前
記可変容量式油圧ポンプのトルクの制限値を基準制限値
から別の制限値に変更する指示信号の場合にトルクの制
限値を別の制限値に変更し、それ以外は前記基準制限値
をトルクの制限値として選択する切換手段と、前記可変
容量式油圧ポンプのトルクの制限値を前記基準制限値か
ら前記別の制限値に変更する指示信号を入力した時点を
基準として、その時点から所定時間経過した後にトルク
の制限値を前記基準制限値に復帰させる復帰手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１５】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載のトルク指示手段が、前記制
御弁の動作を指示する操作レバーに備えられることを特
徴とする。

【００１６】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれかに記載のトルク指示手段が、足踏み
ペダルによって操作されることを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明は、上記のように構成し
ているので、制御手段は、ポンプのトルクの制限値とポ
ンプ吐出圧とに基づき、ポンプのトルクの制限値を超え
ないようにポンプ吐出量を制御するように動作する。一
方、この制御手段内に備えた復帰手段は、トルク指示手
段からポンプのトルクの制限値を基準制限値から別の制
限値に変更する指示信号を入力した時点から所定時間の
間だけポンプのトルクの制限値を別の制限値にする信号
を出力する。そして、所定時間経過後には変更前の基準
制限値にする信号を出力する。

【００１８】したがって、請求項１の発明によれば、変
更されたポンプトルクの制限値、すなわち、別の制限値
を、作業者が意識しなくても変更前のもとの基準制限値
に自動的に戻すことができ、これにより、基準制限値に
戻す際のトルク指示手段の操作し忘れを防止することが
できる。

【００１９】また、請求項２に記載の発明では、制御手
段内に備えた切換手段によりトルク指示手段からの信号
がポンプのトルクの制限値を別の制限値に変更する指示
信号の場合、すなわち、トルク指示手段が作業者によっ
て操作されている間だけ別の制限値が選択され、それ以
外は元の基準制限値が選択される。制御手段では、切換
手段によって選択された制限値に基づき、ポンプのトル
クの制限値を超えないようにポンプ吐出量を制御する。
したがって、請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明と同様に、基準制限値に戻す際のトルク指
示手段の操作し忘れを防止することができる。

【００２０】また、請求項３に記載の発明では、制御手
段内に備えた復帰手段がトルク指示手段よりポンプのト
ルクの制限値を別の制限値に変更する指示信号を受けて
から所定時間内であって、切換手段によりトルク指示手
段がポンプのトルクの制限値を別の制限値に変更するよ
うに指示している間、すなわち、トルク指示手段が作業
者によって操作されている間のみ、ポンプのトルクの別
の制限値が選択される。逆に、両条件が一方でも満たさ
れない場合には、元の基準制限値が選択される。した
がって、請求項３に記載の発明によれば、変更されたポ
ンプのトルクの制限値を作業者が意識しなくても変更前
の元の基準制限値に自動的に戻すことができ、請求項１
に記載の発明と同様、基準制限値に戻す際のトルク指示
手段の操作し忘れを防止することができる。

【００２１】また、請求項４に記載の発明によれば、作
業者が操作レバーに備えられたトルク指示手段を操作す
ることにより、ポンプのトルクの制限値を基準制限値と
別の制限値との間で変更することができる。

【００２２】また、請求項５に記載の発明によれば、作
業者が足踏みペダルを踏み込むことにより、ポンプトル
クの制限値を基準制限値と別の制限値との間で変更する
ことができる。

【００２３】したがって、請求項４、または、請求項５
の発明によれば、作業者は操作レバーから手を離さずに
ポンプトルクの制限値を変更することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用い説明する。

【００２５】図１〜図６は本発明の請求項１、および、
請求項４に係る第１の実施例の説明図で、図１はこの第
１の実施例による油圧回路図、図２はこの第１の実施例
に備えられる演算手段の構成図、図３は演算手段を形成
する演算部のブロック図、図４（ａ）は原動機の特性
図、（ｂ）はポンプの特性図、図５は油圧ショベルの運
転室の平面図、図６はこの第１の実施例によるタイムチ
ャートを示す図である。なお、この第１の実施例は油圧
ショベルの油圧ポンプの制御装置に適用した例を示す。
また、図１５に示した従来技術と共通する部分について
は同一符号を付している。

【００２６】図１に示す油圧回路は、原動機７と、この
原動機７の回転力を伝達する回転軸７ａに接続され駆動
されるポンプ１と、このポンプ１から供給される圧油に
より作動するアクチュエータとしての油圧シリンダ６
と、圧油の流れを制御する方向切換弁５と、第１の実施
例であるポンプ１の制御装置とからなる。

【００２７】このポンプ１の制御装置は、ポンプ１の吐
出圧力Ｐを検出する圧力検出器１６と、ポンプ１の有す
る斜軸１ａの傾転角θを検出する角度検出器１５と、原
動機７の回転数Ｎを検出する回転計１４と、ポンプ１の
トルクの制限値を指示するトルク指示手段、例えば、指
示スイッチ４とを備えるとともに、圧力検出器１６、角
度検出器１５、回転計１４からの信号と指示スイッチ４
からの信号を入力し、これらの信号に基づきポンプ１の
圧油の吐出量を制御する制御手段１０１とからなる。こ
の制御手段１０１は、斜軸１ａの目標傾転角を算出し、
この算出結果に応じた信号を出力する演算手段３と、演
算手段３からの信号を入力し、斜軸１ａの傾転角θを制
御するレギュレータ装置２とを備えている。なお、ポン
プ１の吐出量は斜軸１ａの傾転角θによって制御され
る。また、指示スイッチ４は、図５に示すように操作レ
バー７０ａの頭部に設置している。

【００２８】また、レギュレータ装置２は、ピストン１
０ｂが斜軸１ａに連結するシリンダ１０と、演算手段３
からの信号によりシリンダ１０を作動する２個の電磁弁
１１、１２とからなる。

【００２９】さらに、制御手段１０１内に設けられる演
算手段３は、図２に示すように、指示スイッチ４からポ
ンプ１のトルクの制限値の変更を指示する信号を入力し
た際、この入力時点から所定時間経過した後、トルクの
制限値を予め設定される比較的低い基準制限値に復帰さ
せる復帰手段２６と、この復帰手段２６からの信号およ
び圧力検出器１６、角度検出器１５、回転計１４からの
各信号を入力し、ポンプ１の斜軸１ａの目標傾転角を演
算し、その結果に応じた信号を出力する演算部２５とか
らなる。また、復帰手段２６はタイマー２４、切換スイ
ッチ２３、スイッチ操作回路２０、ポンプ１のトルクの
制限値を格納する記憶部２１、２２とを備えている。

【００３０】以上のように構成された第１の実施例で
は、通常低負荷での作業を対象としポンプ１のトルクの
制限値が値の小さい基準制限値Ｔｒ’に設定される。こ
れは、トルクの制限値を高い値に設定すると、高負荷が
加わったとき、原動機７の回転数Ｎが急激に低下し、極
端な場合にはエンジンストールに陥ることがあるためで
ある。このため、図２に示すように、指示スイッチ４か
らポンプ１のトルクの制限値を値の大きな別の制限値Ｔ
ｒに変更する信号が入力されない状態では、記憶部２１
に記憶される基準制限値Ｔｒ’がポンプ１のトルクの制
限値として選択され、演算部２５へ伝送される。演算部
２５では、ポンプ１の吐出圧力Ｐが所定圧以上になった
とき、後述する演算を実行し、斜軸１ａの目標傾転角を
算出し、目標傾転角と角度検出器１５からの信号に基づ
き電磁弁１１、１２に対する動作信号を出力する。例え
ば、演算手段３から、斜軸１ａの傾転角θを小さくする
ように、すなわち、ポンプ１の吐出量を少なくするよう
に指示されたとき、これに応じ電磁弁１１、１２の切換
位置が切換わる。すなわち、電磁弁１１は、図１の
（イ）の位置を保持し、電磁弁１２は（ニ）の切換位置
となり、シリンダ１０の油室１０ｄに作動油を供給し、
油室１０ｃ内の作動油をタンク８に戻すようになってい
る。

【００３１】一方、指示スイッチ４によって、ポンプ１
のトルクの制限値を別の制限値Ｔｒに変更するように指
示されたとき、図２に示すタイマー２４が作動し、スイ
ッチ切換回路２０に作動指令が送られる。スイッチ切換
回路２０はこの信号を受け、切換スイッチ２３を図２の
（ホ）の位置から（ヘ）の位置に切換える。これによ
り、記憶部２２に格納されている別の制限値Ｔｒが、ポ
ンプ１のトルクの制限値として選択され、演算部２５へ
送られる。演算部２５では、この変更された別の制限値
Ｔｒに基づき斜軸１ａの目標傾転角を演算し、演算結果
に応じた信号を出力する。

【００３２】次に、演算部２５による演算内容を図３、
図４を用い説明する。演算部２５では、切換スイッチ２
３で選択されたポンプ１のトルクの基準制限値Ｔｒ’、
または、別の制限値Ｔｒに対応する原動機７の回転数を
記憶部３６から読み込む。すなわち、図４（ａ）に示す
ように基準制限値Ｔｒ’に対応する回転数Ｎｒ’、また
は、別の制限値Ｔｒに対応する回転数Ｎｒを読み込む。
例えば、切換スイッチ２３からの信号が、基準制限値Ｔ
ｒ’の場合には回転数Ｎｒ’が選択される。この回転数
Ｎｒ’と、回転計１４により検出された原動機７の回転
数Ｎとの差△Ｎを比較器３０により算出する。図４
（ａ）からわかるように、原動機７の定格点Ｑよりも回
転数Ｎが高くなると回転数Ｎの微小な変化に対するトル
クの変化をほぼ比例関係として扱うことができる。この
ため、回転数差△Ｎの値よるトルク変化分△Ｔを、予め
設定しておいた関数３１によって求めることができる。
加算器３２では、ポンプ１のトルクの基準制限値Ｔｒ’
とトルク変化分△Ｔとの和Ｔｒ’＋△Ｔを算出し、以
降、このトルクを目標値とし、演算を進めすようになっ
ている。

【００３３】ところで、図４（ｂ）に示すようにポンプ
１のトルクが一定であるとき、吐出圧力力Ｐと斜軸１ａ
の傾転角θとは、反比例の関係が成り立つ。これは以下
に示す理由による。すなわち、ポンプ１のトルクをＴｐ
とし、１（ｒａｄ）当たりの回転数に対する吐出量をＤ
ｐ、吐出圧力をＰとすると、Ｔｐ＝Ｄｐ×Ｐ・・・・（１）という既知の関係が成り立つ。一方、吐出量Ｄｐと斜軸
１ａの傾転角θとの間には、Ｄｐ＝ｃ×θ ・・・・（２）という関係がある。ここで、ｃは比例定数である。
（１）、（２）式より、ポンプ１のトルクを一定値、す
なわち、基準制限値Ｔｒ’とすると、 θ＝Ｔｒ’／（ｃ×Ｐ）・・・・（３）となり、吐出圧力Ｐと斜軸１ａの傾転角θとは反比例す
ることになる。

【００３４】この（３）式から明かなように、ポンプ１
のトルクを上述した基準制限値Ｔｒ’となるようにする
ためには、吐出圧力Ｐに応じ斜軸１ａの傾転角θを制御
すれば良いことになる。なお、斜軸１ａの傾転角θを制
御することは、（２）式よりポンプ１の吐出量を制御す
ることと同様のことになる。

【００３５】上述した理由から、目標とするトルクＴ
ｒ’＋△Ｔに対応するポンプ１の斜軸１ａの目標傾転角
θｒは、目標トルクをポンプ１の吐出圧力Ｐで除算する
ことにより求めることができることになる。除算器３３
では、目標トルクＴｒ’＋△Ｔを圧力検出器１６により
検出した吐出圧力Ｐで除し、目標傾転角θｒを出力す
る。次に、比較器３４では、この目標傾転角θｒと角度
検出器１５からの斜軸１ａの傾転角θとの差△θを演算
し、結果を判定回路３５へ出力する。判定回路３５で
は、圧力検出器１６からの信号によってポンプ１の吐出
圧力Ｐが所定圧以上と判断したとき、上記△θとシリン
ダ１０の油室１０ｄおよび１０ｃの断面積とから、シリ
ンダ１０への作動油の供給量を演算し、電磁弁１１、１
２の切換位置に対応した信号を出力する。電磁弁１１、
１２は、この演算手段３からの信号に応じた切換位置に
切換わり、シリンダ１０を作動させ、ポンプ１の斜軸１
ａの傾転角θを目標傾転角θｒに制御する。

【００３６】一方、操作レバー７０ａに設置された指示
スイッチ４によりポンプ１のトルクの制限値が原動機７
の定格点Ｑに近い値である別の制限値Ｔｒに変更するよ
うに指示されたとき、図２に示すタイマー２４が作動
し、これによりスイッチ切換回路２０も作動し、切換ス
イッチ２３は（ヘ）の位置に切換わる。このため、切換
スイッチ２３によりポンプ１のトルクの制限値として記
憶部２２に格納される別の制限値Ｔｒが選択され、演算
部２５に転送される。演算部２５では、別の制限値Ｔｒ
に基づき上記同様の演算を行う。さらに、タイマー２４
は、指示スイッチ４から変更指示信号を入力した後所定
時間経過すると、入力以前の信号を出力するようになっ
ているため、所定時間経過後には、切換スイッチ２３
は、元の位置（ホ）に切換わる。これにより、演算部２
５には再び値の小さな基準制限値Ｔｒ’が、ポンプ１の
制限値として転送される。

【００３７】図６は、この第１の実施例による制御装置
の動作のタイムチャートを示し、指示スイッチ４と切換
スイッチ２３の動作の関係を示す。同図Ｇが切換スイッ
チ２３の動作を、Ｈが指示スイッチ４の動作を示す。同
図６に示すように、指示スイッチ４からポンプ１のトル
クの制限値を別の制限値Ｔｒに変更するように指示信号
を入力すると同時に切換スイッチ２３は（イ）の位置か
ら（ロ）の位置に切換わる。その後、指示スイッチ４
が、変更を指示する信号を継続しても、同図（Ｉ）に示
すように所定時間ｔｎを経過すると元の位置（イ）に切
換わる。逆に、変更指示入力後、所定時間ｔｎが経過し
ない間に指示スイッチ４からの変更指示が解除されて
も、同図６の（ＩＩ）に示すように、切換スイッチ２３
は（ロ）の位置を所定時間ｔｎだけ保持するようになっ
ている。

【００３８】以上説明したように、この第１の実施例の
油圧ポンプの制御装置によれば、操作レバー７０ａに設
置した指示スイッチ４を操作し、ポンプ１のトルクの制
限値を変更する際、作業者は操作レバー７０ａから手を
離す必要がなくなり、作業能率を向上させることができ
る。さらに、別の制限値Ｔｒに変更指示後、所定時間経
過すると、自動的に元の基準制限値Ｔｒ’に復帰するた
めに、変更値の解除し忘れによるエネルギロス等を防止
することができる。

【００３９】図７および図８は、本発明の油圧ポンプの
制御装置の請求項１および請求項５に係る第２の実施例
の説明図で、図７は演算手段１０３のブロック図、図８
は油圧ショベルの運転室の平面図を示す。なお、上述し
た第１の実施例の説明図と共通する部分については同一
符号を付しており、その説明は省略する。

【００４０】この第２の実施例における制御手段を形成
する演算手段１０３は、図７に示すように、演算部２５
と復帰手段２６とからなる。復帰手段２６は、図８に示
す足踏みペダルすなわちフートペダル７２によって操作
される指示スイッチ４からの信号を入力すると、これに
応じた信号を出力すると共に、所定時間経過後に元の信
号を出力するタイマー２４と、タイマー２４からの信号
によって切換スイッチ２０の位置を操作するスイッチ操
作回路２０と、切換スイッチ２３とからなる。この切換
スイッチ２３は、スイッチ操作回路２０からの信号によ
り、通常はＯＦＦ信号を出力する位置（ハ）と、ポンプ
トルクの変更が指示されたときＯＮ信号出力する位置
（ニ）を備えている。

【００４１】演算部２５は、切換スイッチ２３からの信
号と圧力検出器１６からの信号に応じ、ポンプ特性を選
択するための関数４０ａ、４０ｂを備える関数部４０
と、この関数部４０から算出された斜軸の目標傾転角θ
ｒと角度検出器１５からの信号とを比較する比較器３７
と、判定回路３５とからなる。

【００４２】このように構成された第２の実施例では、
通常負荷の小さい作業を対象とする作業の場合には、切
換スイッチ２３は（ハ）の位置が選択され、これに応じ
演算部２５にはＯＦＦ信号が出力される。関数部４０で
は、切換スイッチ２３よりＯＦＦ信号を入力すると関数
４０ａを選択し、圧力検出器１６からの圧力信号に応じ
斜軸の目標傾転角θｒを出力する。次に、比較器３７で
は斜軸の傾転角θと目標傾転角θｒとの差△θを算出
し、結果を判定回路３５に出力する。判定回路３５で
は、第１の実施例同様の処理を行い、結果を電磁弁１
１、１２へ出力する。一方、負荷の高い作業を行う際、
指示スイッチ４によってポンプのトルクの変更が指示さ
れたときには、タイマー２４からスイッチ操作回路２０
へ信号が送られ、スイッチ操作回路２０は、切換スイッ
チ２３の位置を（ハ）から（ニ）に切換えるように作用
する。これにより、関数部４０にはＯＮ信号が出力さ
れ、関数４０ｂが選択され、変更されたトルクの別の制
限値Ｔｒを用い斜軸の目標傾転角θｒが算出される。次
に、ポンプのトルクの制限値の変更が指示されてから所
定時間経過すると、タイマー２４からの信号が変更前の
信号となって、スイッチ操作回路２０によって切換スイ
ッチ２３は、（ハ）の位置から（ニ）の位置に復帰す
る。

【００４３】したがって、この第２の実施例によれば、
フートペダル７２ａによって操作される指示スイッチ４
により、ポンプ１のトルクの制限値を変更する際、作業
者は操作レバー７０ａから手を離す必要がなくなり、作
業能率を向上させることができる。さらに、第１の実施
例同様、別の制限値Ｔｒに変更指示後、所定時間経過す
ると、自動的に元の基準制限値Ｔｒ’に復帰するため
に、変更値の解除し忘れによるエネルギロス等を防止す
ることができる。

【００４４】図９および図１０は、本発明の請求項２お
よび請求項４に係る第３の実施例の説明図で、図９は演
算手段の構成を示す構成図、図１０はこの第３の実施例
のタイムチャート図である。なお、第１の実施例と共通
する部分については同一の符号を付しており、その説明
は省略する。

【００４５】図９に示すように、この第３の実施例によ
る制御手段を形成する演算手段２０３は、切換手段８０
と演算部２５とからなる。また、切換手段８０は、スイ
ッチ操作回路５０と、切換スイッチ２３と記憶部２１、
２２とを備えている。スイッチ操作回路５０は、図示し
ない操作レバーに設けられた指示スイッチ４からの信号
によって、切換スイッチ２３の位置を（イ）、または、
（ロ）に切換えるように作用する。切換スイッチ２３
は、スイッチ操作回路５０からの信号に応じ（イ）、ま
たは、（ロ）のいずれかを選択し、記憶部２１、２２に
格納されているポンプのトルクの基準制限値Ｔｒ’、ま
たは、別の制限値Ｔｒのいずれかを選択する。演算部２
５では、切換手段８０からの信号、および、圧力検出器
１６、角度検出器１５、回転計１４からの信号に基づき
第１の実施例同様の演算を行う。

【００４６】このように構成された第３の実施例では、
操作レバーに設けられた指示スイッチ４によりポンプト
ルクの制限値を別の制限値Ｔｒに変更する指示がされた
とき、スイッチ操作回路５０の作用によって切換スイッ
チが、（イ）の位置から（ロ）の位置に切換えられる。
これにより、記憶部２２に格納される値の大きな別の制
限値Ｔｒが、ポンプのトルクの制限値として演算部２５
に出力される。演算部２５では、この別の制限値Ｔｒに
基づき上述した第１の実施例同様の演算処理を行い、結
果を電磁弁１１、１２に出力する。

【００４７】次に、図示しない操作レバーに設けられた
指示スイッチ４によってポンプのトルクの制限値を元の
基準制限値Ｔｒ’に戻すように指示されたとき、スイッ
チ操作回路５０は切換スイッチ２３の位置を、（ロ）か
ら（イ）に戻すように作用する。これにより、記憶部２
１内に格納される値の小さな基準制限値Ｔｒ’がポンプ
のトルクの制限値として選択され、演算部２５に出力さ
れる。演算部２５では、この基準制限値値Ｔｒ’に基づ
き演算処理する。

【００４８】この第３の実施例による、図示しない操作
レバーに設けられた指示スイッチ４と切換スイッチ２３
の関係を図１０に示すタイムチャート図により説明す
る。指示スイッチ４から、ポンプのトルクの制限値を別
の制限値Ｔｒに変更するように指示されると、切換スイ
ッチ２３の位置が（イ）の位置から（ロ）の位置に切換
わる。次に、指示スイッチ４からポンプのトルクの制限
値を元の基準制限値Ｔｒ’に戻すように、すなわち、Ｏ
ＦＦ信号に切換わると、これに応じて切換スイッチ２３
も（ロ）の位置から（イ）の位置に切換わる。すなわ
ち、指示スイッチ４と切換スイッチとは同調して作動す
るようになっている。

【００４９】したがって、この第３の実施例によれば、
作業者が作業内容によりポンプのトルクの制限値を容易
に選択することができる。また、指示スイッチ４を操作
し続けている間だけポンプのトルクの制限値が別の制限
値Ｔｒに変更されるため、元の基準制限値Ｔｒ’への戻
し忘れという不具合を回避できる。これにより、エネル
ギロスの低下が実現でき、燃料消費等を考慮すると作業
効率の向上に寄与することができる。また、操作レバー
に設けられた指示スイッチ４を操作することによって、
作業者は操作レバーから手を離すことなくポンプのトル
クの制限値を自由に変更することができる。また、指示
スイッチ４によって変更値が選択され続いたとしても、
何らかの異常に気が付いたときこの指示スイッチ４から
手を離すだけで元の基準制限値Ｔｒ’に戻すことができ
るため、エネルギロスを最小限にとどめることができ
る。

【００５０】図１１および図１２は、本発明の請求項３
に係る第４の実施例の説明図で、図１１は演算手段の構
成を示す構成図、図１２はこの第４の実施例におけるタ
イムチャートを示す図である。なお、第１の実施例と共
通する部分については同一の符号を付しており、その説
明は省略する。

【００５１】図１１に示すように、この第４の実施例に
おける制御手段内に備えられる演算手段３０３は、切換
手段を形成するスイッチ操作回路６０と、切換スイッチ
２３と、記憶部２１、２２と、復帰手段を形成するタイ
マー２４と、このタイマー２４および指示スイッチ４か
らの信号を入力しその論理積を出力するアンド回路６１
と、演算部２５とからなる。

【００５２】このように構成された第４の実施例では、
タイマー２４は、指示スイッチ４からポンプのトルクの
制限値を別の制限値Ｔｒに変更する指示がされたとき、
アンド回路６１にＯＮ信号を出力する。アンド回路６１
は、タイマー２４および指示スイッチ４からの信号が両
方共ＯＮとなったとき、スイッチ操作回路６０にＯＮ信
号を出力する。スイッチ回路６０はアンド回路６１から
ＯＮ信号を入力すると、切換スイッチ２３の位置を
（イ）から（ロ）に切換えるように作用する。切換スイ
ッチ２３は、スイッチ操作回路６０からの信号に応じ
（ロ）の位置に切換わり、記憶部２２に記憶されている
ポンプのトルクの別の制限値Ｔｒを選択する。演算部２
５では、切換スイッチ２３を介し入力される別の制限値
Ｔｒ、および、圧力検出器１６、角度検出器１５、回転
計１４からの信号に基づき第１の実施例同様の演算を行
う。

【００５３】次に、指示スイッチ４によってポンプのト
ルクの制限値を元の基準制限値Ｔｒ’に戻すように指示
されたとき、すなわち、ＯＦＦ信号が入力されるとアン
ド回路６１の出力はＯＦＦとなり、スイッチ操作回路６
０は切換スイッチ２３の位置を（ロ）から（イ）に切換
えるように作用する。これにより、記憶部２１に格納さ
れる元の基準制限値Ｔｒ’が選択され演算部２５に出力
される。

【００５４】また、指示スイッチ４によって、ポンプの
トルクの制限値が別の制限値Ｔｒに変更するように指示
され、すなわち、指示スイッチ４からＯＮ信号が入力さ
れた後、所定時間経過するとタイマー２４からの信号が
自動的にＯＦＦ信号に切換わり、アンド回路６１の出力
はＯＦＦに切換わる。その際、指示スイッチ４が操作さ
れ続けていてもタイマー２４からの信号がＯＦＦに切換
わるため、作業者が誤って指示スイッチ４を操作し続け
たとしても所定時間後には、元のポンプのトルクの基準
制限値Ｔｒ’が自動的に選択されるようになっている。

【００５５】図１２に示すタイムチャート図により、指
示スイッチ４と切換スイッチ２３の動作の関係を説明す
る。指示スイッチ４によりポンプのトルクの制限値を別
の制限値Ｔｒに変更するように指示されると、切換スイ
ッチ２３は（イ）の位置から（ロ）の位置に切換わる。
この切換信号入力後、所定時間ｔｎ経過すると切換スイ
ッチ２３は、同図（Ｉ）に示すように、自動的に（イ）
の位置から（ロ）の位置に切換わる。また、同図１２の
（ＩＩ）に示すように、所定時間ｔｎ内に元の基準制限
値Ｔｒ’に戻すように指示されると、この信号に応じて
切換スイッチ２３は（ロ）から（イ）に位置を切換える
ようになっている。

【００５６】したがって、この第４の実施例によれば、
作業者が作業内容によりポンプのトルクの制限値を容易
に選択することができる。また、別の制限値Ｔｒに変更
指示後、所定時間経過すると、自動的に元の基準制限値
Ｔｒ’に復帰するために、変更値の解除し忘れによるエ
ネルギロス等を防止することができる。

【００５７】図１３および図１４は、本発明の請求項
１、および、請求項４に係る第５の実施例の説明図で、
制御手段の構成を示す図である。なお、図１に第１の実
施例と共通する部分については同一符号を付しておりそ
の説明は省略する。

【００５８】同図１３に示すように、この第５の実施例
による制御手段５００は、ポンプ１の斜軸１ａに連結し
この斜軸１ａの動作に関与するシリンダ１０と、このシ
リンダ１０の有するピストン１０ｂの位置を制御するた
めの制御弁５０１と、この制御弁５０１に対しポンプ１
の吐出圧力を導出する管路５０５と、この制御弁５０１
に対しパイロット圧を供給する電磁比例弁５０４と、図
示しない操作レバーに設けられポンプ１のトルクの制限
値を指示する指示スイッチ４からの信号を入力し、この
信号に応じた信号を電磁比例弁５０４に出力する演算手
段５０３とを備えている。なお、電磁比例弁５０４から
のパイロット圧は、制御弁５０１に設けられる油室５０
２ａに導かれ、ばね５０２ｂを介し制御弁５０１を同図
１３右方向に押し付けるように作用する。一方、管路５
０５により制御弁５０１に導かれるポンプ１の吐出圧力
は、制御弁５０１を同図１３左方向に押し付けるように
作用する。したがって、制御弁５０１は、電磁比例弁５
０４から供給されるパイロット圧による押付力と、管路
５０５によって導かれるポンプ１の吐出圧力による押付
力とがバランスする位置に制御される。

【００５９】また、演算手段５０３は、図１４に示すよ
うに、指示スイッチ４からポンプ１のトルクの制限値の
変更を指示する信号を入力した際、この入力時点から所
定時間経過した後、トルクの制限値を予め設定される比
較的低い基準制限値に復帰させる復帰手段２６と、この
復帰手段２６からの信号に応じた信号を出力する演算部
５１１とからなる。また、復帰手段２６はタイマー２
４、切換スイッチ２３、スイッチ操作回路２０、ポンプ
１のトルクの制限値を格納する記憶部２１、２２とを備
えている。

【００６０】以上のように構成された第５の実施例で
は、指示スイッチ４よりポンプ１のトルクの制限値を別
の制限値に変更するように指示されない状態では、切換
スイッチ２３により記憶部２１に格納されている基準制
限値Ｔｒ’が選択される。演算部５１１では基準制限値
Ｔｒ’に応じてポンプ１の吐出圧力の最大値を規定し、
この吐出圧力に応じたパイロット圧となるように電磁比
例弁５０４に対し信号を出力する。電磁比例弁５０４
は、この演算部５１１からの信号に応じパイロット圧を
制御弁５０１の油室５０２ａに供給する。なお、電磁比
例弁５０４は、吐出圧力をフィードバックすることによ
り、演算部５１１からの指示信号に応じたパイロット圧
力となるように制御する。これにより制御弁５０１の油
室５０２ａには、基準制限値Ｔｒ’に相当するパイロッ
ト圧が供給され、制御弁５１１に対しばね５０２ｂを介
しこのパイロット圧に相当する押付力ＦＲを同図１３右
方向に作用させる。一方、ポンプ１の吐出圧力が、基準
制限値Ｔｒ’に応じて規定された最大値を超えたとき、
管路５０５を介し制御弁５０１に対し同図１３左方向に
作用する押付力ＦＬが、パイロット圧による押付力ＦＲ
を上回り、制御弁５０１は（ト）の位置から（リ）の位
置に切換わる。これにより、シリンダ１０の油室１０ｃ
と油室１０ｄとが連通状態となり、各油室１０ｃ、１０
ｄ内の圧力が等しくなり、受圧面積差によってピストン
１０ｂは同図１３左方向へ移動する。これに伴い、ポン
プ１の斜軸１ａの傾転角が小さくなり、ポンプ１の吐出
量が減少するため、吐出圧力も低下する。このポンプ１
の吐出圧力が上述した基準制限値Ｔｒ’に応じて規定さ
れる最大圧力となったとき制御弁５０１に作用する押付
力ＦＲとＦＬとがバランスし、制御弁５０１は中立位置
（ト）に切換わる。このような動作により、ポンプ１の
吐出圧力は基準制限値Ｔｒ’に応じて規定される最大圧
力を超えないように制御される。

【００６１】また、指示スイッチ４により、ポンプ１の
トルクの制限値を別の制限値Ｔｒに変更するように指示
されると、図１４に示すスイッチ切換回路によって切換
スイッチ２３が（ヘ）の位置に切換わり、記憶部２２に
格納される別の制限値Ｔｒが選択されて演算部５１１へ
出力される。演算部５１１では、この別の制限値Ｔｒに
応じたパイロット圧を制御弁５０１に供給するように電
磁比例弁５０４に信号を出力する。前述したように別の
制限値Ｔｒは、基準制限値Ｔｒ’よりも値が大きいた
め、別の制限値Ｔｒに基づき規定されるポンプ１の最大
吐出圧も大きな値となる。これに伴い制御弁５０１の油
室５０２ａに供給するパイロット圧も、基準制限値Ｔ
ｒ’の場合よりも高い値が設定される。したがって、制
御弁５０１に作用する右方向の押付力ＦＲも大きな値と
なり、制御弁５０１の位置が（チ）に切換わる。このた
め、シリンダ１０の油室１０ｃとタンク８とが連通し、
油室１０ｃ内の作動油がタンクへと戻され、ピストン１
０ｂが右方向に移動する。このピストン１０ｂの移動に
より、ポンプ１の斜軸１ａの傾転角が大きくなり、ポン
プ１の吐出量が増加する。このポンプ１の増加に伴うポ
ンプ１の吐出圧力の高圧化により、制御弁５０１を左方
向に押し付ける押付力ＦＬも増加し、右方向の押付力Ｆ
Ｒとバランスしたとき制御弁５０１は中立位置（ト）に
切換わる。また、負荷圧が増加すると上述した動作によ
り、別の制限値Ｔｒに応じて規定される最大圧力を超え
ないように制御される。

【００６２】ところで、指示スイッチ４から別の制限値
Ｔｒに変更するように指示された時点から、タイマー２
４が作動し始め、所定時間を経過するとスイッチ操作回
路２０への信号が遮断されるため、切換スイッチ２３は
図１４（ホ）の位置から再び（ヘ）の位置に切換わり、
ポンプ１のトルクの制限値は記憶部２１に格納されてい
る基準制限値Ｔｒ’が選択され演算部５１１に出力され
る。

【００６３】したがって、この第５の実施例によれば、
第１の実施例同様に、操作レバーに設置した指示スイッ
チ４を操作し、ポンプ１のトルクの制限値を変更する
際、作業者は操作レバーから手を離す必要がなくなり、
作業能率を向上させることができる。さらに、別の制限
値Ｔｒに変更指示後、所定時間経過すると、自動的に元
の基準制限値Ｔｒ’に復帰するために、変更値の解除し
忘れによるエネルギロス等を防止することができる

【００６４】

【発明の効果】本発明の請求項１および請求項３に記載
の発明によれば、ポンプのトルクの制限値を変更した
後、所定時間経過すると自動的に元の制限値に変更され
るため、エネルギロスを最小限にとどめることができ
る。

【００６５】また、請求項２および３に記載の発明によ
れば、作業者が作業内容によってポンプのトルクの制限
値を容易に切換え、選択することができる。また、トル
ク指示手段を操作し続けている間だけポンプのトルクの
制限値が変更されるため、元の基準制限値への戻し忘れ
という不具合を回避できる。これにより、エネルギロス
の低下が実現できる。

【００６６】これらにより、請求項１〜３に記載の発明
によれば、燃料消費等を考慮すると作業効率の向上に寄
与することができる。

【００６７】また、請求項４および請求項５に記載の発
明によれば、作業者は操作レバーに設置したトルク指示
手段、または、足踏みペダルによって操作されるトルク
指示手段によって、操作レバーから手を離さずにポンプ
のトルクの制限値の変更を行うことができるため、作業
効率の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油圧ポンプの制御装置を備えた第１の
実施例の油圧回路図である。

【図２】本発明における第１の実施例に備えられる演算
手段の構成図である。

【図３】本発明における第１の実施例に備えられる演算
手段の有する演算部のブロック図である。

【図４】原動機のトルク特性を示す図、および、ポンプ
のトルク特性を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施例のトルク指示手段を備え
た油圧ショベルの運転室の平面図である。

【図６】本発明の第１の実施例による指示スイッチと切
換スイッチの動作の関係を示すタイムチャート図であ
る。

【図７】本発明における第２の実施例に備えられる演算
手段の構成図である。

【図８】本発明の第２の実施例のトルク指示手段を備え
た油圧ショベルの運転室の平面図である。

【図９】本発明における第３の実施例に備えられる演算
手段の構成図である。

【図１０】本発明の第３の実施例による指示スイッチと
切換スイッチの動作の関係を示すタイムチャート図であ
る。

【図１１】本発明における第４の実施例に備えられる演
算手段の構成図である。

【図１２】本発明の第４の実施例による指示スイッチと
切換スイッチの動作の関係を示すタイムチャート図であ
る。

【図１３】本発明の油圧ポンプの制御装置を備えた第５
の実施例の全体構成図である。

【図１４】本発明における第５の実施例に備えられる演
算手段の構成図である。

【図１５】従来の油圧ポンプの制御装置を備えた油圧回
路図である。

【図１６】従来のトルク指示手段を備えた油圧ショベル
の運転室の平面図である。

【符号の説明】

１可変容量式油圧ポンプ１ａ斜軸２レギュレータ装置（制御手段）３演算手段４指示スイッチ（トルク指示手段）７原動機１０シリンダ１１、１２電磁弁１４回転計１５角度検出器１６圧力検出器（圧力検出手段）２０スイッチ操作回路２１、２２記憶部２３切換スイッチ２４タイマー２５演算部２６復帰手段５０スイッチ操作回路６０スイッチ操作回路６１アンド回路７０ａ、７０ｂ操作レバー７１コンソール７２ａフートペダル（足踏みペダル）８０切換手段１０１制御手段１０３演算手段（制御手段）２０３演算手段（制御手段）３０３演算手段（制御手段）５００制御手段５０１制御弁（制御手段）５０３演算手段（制御手段）５０４電磁比例弁（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原動機により駆動される可変容量式油圧
ポンプのトルクの制限値を指示するトルク指示手段と、
このトルク指示手段からの信号と前記可変容量式油圧ポ
ンプの吐出圧とに基づき、前記可変容量式油圧ポンプの
トルクが前記制限値を超えないように可変容量式油圧ポ
ンプの吐出量を制御する制御手段とを有する油圧ポンプ
の制御装置において、前記制御手段は、前記トルク指示
手段より前記可変容量式油圧ポンプのトルクの制限値を
基準制限値から別の制限値に変更する指示信号を入力し
た時点を基準として、その時点から所定時間経過した後
に前記可変容量式油圧ポンプのトルクの制限値を前記基
準制限値に復帰させる復帰手段を備えたことを特徴とす
る油圧ポンプの制御装置。
【請求項２】原動機により駆動される可変容量式油圧
ポンプのトルクの制限値を指示するトルク指示手段と、
このトルク指示手段からの信号と前記可変容量式油圧ポ
ンプの吐出圧とに基づき、前記可変容量式油圧ポンプの
トルクが前記制限値を超えないように可変容量式油圧ポ
ンプの吐出量を制御する制御手段とを有する油圧ポンプ
の制御装置において、前記制御手段は、前記トルク指示
手段からの信号が、前記可変容量式油圧ポンプのトルク
の制限値を基準制限値から別の制限値に変更する指示信
号の場合にトルクの制限値を別の制限値に変更し、それ
以外は前記基準制限値をトルクの制限値として選択する
切換手段を備えたことを特徴とする油圧ポンプの制御装
置。
【請求項３】原動機により駆動される可変容量式油圧
ポンプのトルクの制限値を指示するトルク指示手段と、
このトルク指示手段からの信号と前記可変容量式油圧ポ
ンプの吐出圧とに基づき、前記可変容量式油圧ポンプの
トルクが前記制限値を超えないように可変容量式油圧ポ
ンプの吐出量を制御する制御手段とを有する油圧ポンプ
の制御装置において、前記制御手段は、前記トルク指示
手段からの信号が、前記可変容量式油圧ポンプのトルク
の制限値を基準制限値から別の制限値に変更する指示信
号の場合にトルクの制限値を別の制限値に変更し、それ
以外は前記基準制限値をトルクの制限値として選択する
切換手段と、前記可変容量式油圧ポンプのトルクの制限
値を前記基準制限値から前記別の制限値に変更する指示
信号を入力した時点を基準として、その時点から所定時
間経過した後にトルクの制限値を前記基準制限値に復帰
させる復帰手段とを備えたことを特徴とする油圧ポンプ
の制御装置。
【請求項４】前記トルク指示手段は、前記制御弁の動
作を指示する操作レバーに備えられることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれかに記載の油圧ポンプの制御
装置。
【請求項５】前記トルク指示手段は、足踏みペダルに
よって操作されることを特徴とする請求項１ないし３の
いずれかに記載の油圧ポンプの制御装置。