JPH0549773B2

JPH0549773B2 -

Info

Publication number: JPH0549773B2
Application number: JP61000648A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Haga; Toichi Hirata; Hideaki Tanaka; Genroku Sugyama
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1986-01-08
Filing date: 1986-01-08
Publication date: 1993-07-27
Also published as: JPS62160331A

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等の建設機械に備えられ
るエンジン・油圧ポンプの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第１１図はエンジン・油圧ポンプの制御装置が
備えられる建設機械の一例として挙げた油圧シヨ
ベルの概略構成を示す側面図である。この図にお
いて、１は左走行用、右走行用に一対設けられる
走行モータ、２はこの走行モータ１によつて駆動
される走行体、３は旋回モータ、４はこの旋回モ
ータ３によつて駆動される旋回体、６は旋回体４
に回動可能に装着したブーム、８はこのブーム６
に回動可能に装着したアーム、１０はこのアーム
８に回動可能に装着したバケツト、５はブーム６
を回動させるブームシリンダ、７はアーム８を回
動させるアームシリンダ、９はバケツト１０を回
動させるバケツトシリンダ、１１は走行モータ
１、旋回モータ３、ブームシリンダ５、アームシ
リンダ７、バケツトシリンダ９等を作動させる操
作レバーを例示している。

なお、上記した走行モータ１、旋回モータ３、
ブームシリンダ５、アームシリンダ７、およびバ
ケツトシリンダ９は図示しない可変容量油圧ポン
プから吐出される圧油によつて駆動するアクチユ
エータを構成し、また上記したブーム６、アーム
８、およびバケツト１０はフロント、すなわち掘
削作業等をおこなう作業機を構成し、該作業機、
旋回体４および走行体２は上述のアクチユエータ
によつて作動する作動体を構成している。

第１２図は上述の第１１図に示す建設機械に備
えられる従来のエンジン・油圧ポンプの制御装置
の要部を示す回路図で、この図において、１，
３，５，７は前述した走行モータ、旋回モータ、
ブームシリンダ、アームシリンダである。また、
２０は原動機、すなわちエンジン、２１はこのエ
ンジン２０の回転数を制御するエンジンレバー、
２２，２３はエンジン２０によつて駆動される可
変容量油圧ポンプである。２４は例えば左走行用
の走行モータ１の駆動を制御する第１の走行用方
向切換弁、２５はアームシリンダ７の駆動を制御
する第１のアーム用方向切換弁、２６は旋回モー
タ３の駆動を制御する旋回用方向切換弁で、これ
らの方向切換弁２４，２５，２６は可変容量油圧
ポンプ２２に連結されている。２７は右走行用の
走行モータ１の駆動を制御する第２の走行用方向
切換弁、２８はブームシリンダ５の駆動を制御す
るブーム用方向切換弁、２９はアームシリンダ７
の駆動を制御する第２のアーム用方向切換弁で、
これらの方向切換弁２７，２８，２９は可変容量
油圧ポンプ２３に連結されている。

この第１２図に示すエンジン・油圧ポンプの制
御装置を備えた第１１図に示す油圧シヨベルにあ
つては、エンジン２０によつて可変容量油圧ポン
プ２２，２３を駆動し、方向切換弁２４〜２９を
適宜切換えることにより、走行モータ１、旋回モ
ータ３、ブームシリンダ５、アームシリンダ７等
が選択的に駆動され、これによつて走行体２の走
行、旋回体４の旋回、作業機による掘削作業等が
おこなわれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この従来の油圧シヨベルに備えられ
るエンジン・油圧ポンプの制御装置にあつては、
第１３図のポンプ吐出流量Ｑとエンジン回転数Ｎ
との関係を示す説明図から明らかなように、エン
ジン２０の使用される最高回転数N₁と、可変容
量油圧ポンプ２２，２３の最大流量Q₁すなわち
可変容量油圧ポンプ２２，２３の最大吐出し容積
に相当する斜板の最大傾転角とは一義的に決定さ
れる。したがつて、例えば高速走行を考慮して可
変容量油圧ポンプ２２，２３の最大傾転角とエン
ジン２０の最高回転数とを設定した場合には、大
きな流量が走行モータ１および他のアクチユエー
タに供給されるので、走行体２を高速で走行させ
ることができるものの、他のアクチユエータにつ
いては速度が速くなりすぎて例えば作業機を微操
作する必要が生じた場合に、この微操作が難しく
なり、操作性が低下して作業性が悪くなる。ま
た、逆に作業機等の操作性を考慮してポンプ２
２，２３の最大傾転角とエンジン２０の最高回転
数との関係を設定した場合には、作業機等の微操
作性を良くできるものの走行モータ１に供給され
る流量も制限され、それ故、高速走行が必要とな
つた場合に当該走行をおこなうことができない。
すなわち、この従来のエンジン・油圧ポンプの制
御装置にあつては、エンジン２０の最高回転数と
可変容量油圧ポンプ２２，２３の最大傾転角との
関係が一義的に決められてしまうことに伴つてオ
ペレータの意図する作動体の作動形態を実現させ
難く、このことが作業能率の向上を図る上での欠
点となつている。

なお、作動体の作動形態としては、作業機によ
る多くの仕事量をこなす重掘削すなわちパワーモ
ード（Ｐモード）、比較的仕事量の少ない軽掘削
すなわちエコノミツクモード（Ｅモード）、走行
体２の高速走行（Ｈモード）、低速走行（Ｌモー
ド）の他、作業機に岩石等の破砕用のブレーカを
装着しておこなう破砕作業等種々のものがある。

本発明は上記した従来技術における実情に鑑み
てなされたもので、その目的は、オペレータが意
図する作動体の作動形態に適応したアクチユエー
タの駆動を実現させることのできるエンジン・油
圧ポンプの制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明は、原動機
と、この原動機の回転数を制御する回転数制御装
置と、この原動機によつて駆動される可変容量油
圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの吐出し容
積例えば斜板の傾転角を制御する吐出し容積制御
装置と、可変容量油圧ポンプから吐出される圧油
によつて駆動する走行モータおよび他のアクチユ
エータとを備えたものにおいて、回転数制御装置
で制御される回転数の最高回転数を変更可能な最
高回転数可変手段と、吐出し容積制御装置で制御
される吐出し容積の最大吐出し容積を変更可能な
最大吐出し容積可変手段と、オートアイドル制御
手段と、変更しうる複数の最高回転数のうちの１
つと変更しうる複数の最大吐出し容積のうちの１
つとを対応づけて１つの組とし、この組をあらか
じめ走行に関連させて複数組、走行以外の他の作
業に関連させて複数組それぞれ設定するととも
に、オートアイドル制御に関連させた小さな流量
を設定し、走行モータおよび他のアクチユエータ
の作動形態およびオートアイドル操作に対応して
それぞれの複数組のうちの１組あるいは小さな流
量を選択す設定・選択手段と、走行モータの目標
とする作動形態を指示する例えばスイツチからな
る第１の指示手段と、他のアクチユエータの作動
形態を指示する例えばスイツチからなる第２の指
示手段と、オートアイドル制御を指示する第３の
指示手段と、走行モータが作動状態にあるかどう
か検出する例えば圧力スイツチからなる第１の検
出手段と、他のアクチユエータが作動状態にある
かどうか検出する例えば圧力スイツチからなる第
２の検出手段と、走行状態にあるかどうか、およ
び走行以外の作業状態にあるかどうか判別すると
ともに、走行状態にあるかどうかを優先的に例え
ば第１の検出手段および第２の検出手段から出力
される信号に応じて判別する第１の判別手段と、
この第１の判別手段における走行以外の作業状態
にあるかどうかの判別が満足されないときに、オ
ートアイドル制御が指示されているかどうか判別
する第２の判別手段とを備え、これらの第１の判
別手段および第２の判別手段による判別および第
１の指示手段、第２の指示手段、第３の指示手
段、第１の検出手段、第２の検出手段から出力さ
れる信号に基づいて設定・選択手段で選定された
値に応じて、最高回転数可変手段および最大吐出
し容積可変手段、およびオートアイドル制御手段
を駆動する構成にしてある。

〔作用〕

このように構成したことにより本発明は、最高
回転数と最大吐出し容積の変更、および相互の組
合せに応じて重掘削、軽掘削、高速走行、低速走
行、微操作等オペレータの意図する、しかも最も
標準的な作動体の作動形態を容易に実現させるこ
とができ、また走行状態になく、走行以外の作業
状態にもないと判別された場合には、第２の判別
手段による判別に伴つて選択されるオートアイド
ル制御に関連させて設定した小さな流量に応じ
て、比較的短い時間のうちにオートアイドル制御
に移行させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明のエンジン・油圧ポンプの制御装
置を図に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。なお、この図において前述した第１２図に示
したものと同等のものは同一符号で示してある。
この第１図において、７０はエンジン２０の回転
数を制御する回転数制御装置を構成するガバナレ
バーで、前述したエンジンレバー２１はばね７０
ａを介してこのガバナレバー７０に接続されてい
る。３０はガバナレバー７０を含む回転数制御装
置で制御されるエンジン２０の回転数の最高回転
数を変更可能な最高回転数可変手段で、例えば第
２図に示すように、ガバナレバー７０に設けたス
トツパ３０ａと、このストツパ３０ａが当接可能
なピストン３０ｂを有する油圧シリンダ３０ｃ
と、この油圧シリンダ３０ｃに連絡される油圧源
３０ｄと、この油圧源３０ｄと油圧シリンダ３０
ｃ間に設けられ、油圧シリンダ３０ｃを油圧源３
０ｄおよびタンク３０ｆに選択的に連通させる電
磁切換弁３０ｇとを備えている。

また、第１図に示す６０は可変容量油圧ポンプ
２２，２３の吐出し容積、例えば斜板の傾転角を
制御する吐出し容積制御装置で、第３図に示すよ
うに、リンク機構を介して、可変容量油圧ポンプ
２２，２３の斜板に連結されるピストン６０ａを
含むアクチユエータ６０ｂと、上述のリンク機構
に連結されるとともに、上述のアクチユエータ６
０ｂを油圧源３０ｄおよびタンク３０ｆに選択的
に連通させるサーボ弁６０ｃとを備えている。ま
た、第１図に示す３１は吐出し容積制御装置６０
で制御される吐出し容積の最大吐出し容積、例え
ば斜板の最大傾転角を変更可能な最大吐出し容積
可変手段で、第３図に示すように吐出し容積制御
装置６０を構成するアクチユエータ６０ｂのピス
トン６０ａが当接可能なピストン３１ａを有する
油圧シリンダ３１ｂと、この油圧シリンダ３１ｂ
を油圧源３０ｄおよびタンク３０ｆに選択的に連
通させる電磁切換弁３１ｃとを備えている。

また第１図に示す７１はオートアイドル制御手
段、例えばエンジン２０の回転数が次の作業に支
障のない程度の低いアイドル回転数となるように
ガバナレバー７０を制御する制御手段、３２は走
行モータ１以外の他のアクチユエータの目標とす
る作動形態を例えば重掘削（Ｐモード）にする
か、軽掘削（Ｅモード）にするか選択するスイツ
チ、３３は走行モータ１の目標とする作動形態を
高速走行（Ｈモード）にするか、低速走行（Ｌモ
ード）にするか選択するスイツチ、７２はオート
アイドル制御を指示するスイツチで、これらのス
イツチ３３，３２，７２は第１の指示手段、第２
の指示手段、第３の指示手段を構成している。３
４ａは走行モータ１が作動状態にあるかどうかを
検出する圧力スイツチ、３４ｂは作業機を駆動す
るブームシリンダ５、アームシリンダ７、あるい
は旋回体を旋回させる旋回モータ３等の他のアク
チユエータが作動状態にあるかどうかを検出する
圧力スイツチで、それぞれ方向切換弁２４，２
７、あるいは方向切換弁２５，２６，２８，２９
の切換えに伴つてパイロツト管路に発生するパイ
ロツト圧に応動するようになつている。これらの
圧力スイツチ３４ａ，３４ｂは第１の検出手段、
第２の検出手段を構成している。

３５は最高回転数可変手段３０、最大吐出し容
積可変手段３１、オートアイドル制御手段７１、
スイツチ３２，３３，７２および圧力スイツチ３
４ａ，３４ｂが接続されるコントローラである。
このコントローラ３５は第４図に示すように、ス
イツチ３２，３３，７２、圧力スイツチ３４ａ，
３４ｂが接続れる入力部３５ａ、この入力部３５
ａに接続され、後述する設定・選択手段および第
１〜第５の判別手段、第１、第２の時間確認手段
を構成する演算部３５ｂ、およびこの演算部３５
ｂで選択された値を最高回転数可変手段３０を構
成する電磁切換弁３０ｇの駆動部、および最大吐
出し容積可変手段３１を構成する電磁切換弁３１
ｃの駆動部およびガバナレバー７０の作動を制御
するオートアイドル制御手段７１に出力する出力
部３５ｃを備えている。

また、第５図および第６図はそれぞれこの実施
例に備えられるエンジン２０および可変容量油圧
ポンプ２２，２３の特性を示す説明図である。こ
のうち第５図は横軸にエンジ回転数、すなわちエ
ンジン１の最高回転数をとり、縦軸にポンプ消費
馬力P_s，エンジントルクＴ、燃料消費率ｇをとつ
ている。同第５図中、N₁はエンジン２０の複数
の最高回転数のうちの大きい値をとる最高回転数
を示し、N₂は小さい値をとる最高回転数を示し、
３６，３７はエンジン回転数N₁に対応するエン
ジン回転数・エンジントルク特性線を示し、３
６，３８はエンジン回転数N₂に対応するエンジ
ン回転数・エンジントルク特性線を示している。
また、３９，４０はエンジン回転数N₁に対応す
るエンジン回転数・ポンプ消費馬力特性線を示
し、３９，４１はエンジン回転数N₂に対応する
エンジン回転数・ポンプ消費馬力特性線を示し、
４２，４３はエンジン回転数N₁に対応する燃料
消費率特性線を示し、４２，４４はエンジン回転
数N₂に対応する燃料消費率特性線を示している。
g₁はエンジン回転数がN₁のときの燃料消費率を
示し、g₂はエンジンの回転数がN₂のときの燃料
消費率を示している。なお、T_pは可変容量油圧
ポンプ２２，２３のポンプトルク特性線をP_S1は
該可変容量油圧ポンプ２２，２３の変更しうる最
大傾転角のうちの大きい最大傾転角に相応するポ
ンプ消費馬力を、P_S2は該可変容量油圧ポンプ２
２，２３の変更しうる最大傾転角のうちの小さい
最大傾転角に相応するポンプ消費馬力を示してい
る。

また、第６図は横軸に吐出圧力Ｐを、縦軸にポ
ンプ吐出流量Ｑを示しており、特性線４５は可変
容量油圧ポンプ２２，２３の変更しうる最大傾転
角のうちの大きい最大傾転角に相応し、q₁はその
ときの最大吐出流量を示している。また４６は可
変容量油圧ポンプ２２，２３の最大傾転角のうち
の小さい最大傾転角に相応し、q₂はそのときの最
大吐出流量を示している。

また、第７図は上述したコントローラ３５の演
算部３５ｂにおいて設定されるエンジンの最高回
転数と可変容量油圧ポンプ２２，２３の最大傾転
角すなわち吐出量との組合せを示す説明図で、横
軸にはエンジン回転数Ｎを、縦軸にはポンプ吐出
流量Ｑをとつてあり、４７は前述した第６図の特
性線４５に相応し、可変容量油圧ポンプ２２，２
３から吐出される流量の最大流量がq₁となる特性
線を示し、４８は前述した第６図の特性線４６に
相応し、可変容量油圧ポンプ２２，２３から吐出
される流量の最大流量がq₂となる特性線を示して
いる。

そして、同第７図中、Ａはエンジン回転数が
N₁のときの特性線４７上の位置であり、この位
置Ａに示される設定値はエンジン２０の最高回転
数のうちの大きい値と可変容量油圧ポンプ２２，
２３の最大傾転角のうちの大きい値とを組合せた
ものであり、Ｂはエンジン回転数がN₁のときの
特性線４８上の位置であり、この位置Ｂに示され
る設定値は最高回転数のうちの大きい値と最大傾
転角のうちの小さい値との組合せであり、Ｃはエ
ンジン回転数がN₂のときの特性線４７上の位置
であり、この位置Ｃに示される設定値は最高回転
数のうちの小さい値と最大傾転角のうちの大きい
値とを組合せたものであり、Ｄはエンジン回転数
がN₂のときの特性線４８上の位置であり、この
位置Ｄに示される設定値は最高回転数のうちの小
さい値と最大傾転角のうちの小さい値との組合せ
であり、Ｆはエンジン回転数が回転数N₂よりも
さらに小さいアイドル回転数N₃のときのと特性
線４８上の位置である。

すなわち、演算部３５ｂはエンジン２０の変更
しうる複数、例えば２つの使用最高回転数のうち
の１つと、可変容量油圧ポンプ２２，２３の変更
しうる複数、例えば２つの使用最大傾転角のうち
の１つを対応づけて１組とし、この組をあらかじ
め走行に関連させて複数組、例えばＡ，Ｃ，Ｄの
３組設定し、走行以外の他の作業に関連させて複
数組、例えばＢ，Ｃの２組設定するとともに、オ
ートアイドル制御に関連させて小さな流量を与え
るＦを設定し、重掘削（Ｐモード）、軽掘削（Ｅ
モード）、高速走行（Ｈモード）、低速走行（Ｌモ
ード）等の作動体の作動形態およびオートアイド
ル操作に対応して最適と想定される１組あるいは
上述の小さな流量を選択する設定・選択手段を構
成している。

また、この演算部３５ｂは、走行状態すなわち
走行モータ１が作動状態にあるかどうか、および
走行以外の作業状態すなわち走行モータ１以外の
アクチユエータが作動状態にあるかどうか判別す
るとともに、走行状態にあるかどうかを優先的
に、例えば圧力スイツチ３４ａ，３４ｂから出力
される信号に応じて判別する第１の判別手段と、
この第１の判別手段において圧力スイツチ３４
ａ，３４ｂの双方から走行状態および作業状態に
ない旨の信号が出力されたときに、オートアイド
ル制御が指示されているかどうか判別する第２の
判別手段と、この第２の判別手段における判別が
満足されたとき、それ以降の時間を確認する第１
の時間確認手段、例えば第１のタイマと、この第
１のタイマによつて計測された時間が、一般に考
えられる微操作時の作動継続時間を超える程度の
所定時間、例えば3.5秒を経過したかどうか判別
するとともに、スイツチ３２から出力される信号
が変つたかどうか判別する第３の判別手段と、上
述したオートアイドル制御が指示されているかど
うか判別する第２の判別手段が満足されないと
き、例えばそれ以降の時間を確認する第２の時間
確認手段、例えば第２のタイマと、この第２のタ
イマによつて計測された時間が微操作時に考えら
れる作動継続時間を超える程度の所定時間、例え
ば2.5秒を経過したかどうか判別する第４の判別
手段と、この第４の判別手段の判別が満足されな
いとき、および上述した第３の判別手段の判別が
満足されないときに、スイツチ３２から出力され
る信号が変つたかどうか判別する第５の判別手段
とを内蔵している。

このように構成した実施例にあつては、第８図
に示す処理手順に従つて各動作がおこなわれる。

すなわち手順S1において、スイツチ３２，３
３の出力信号および圧力スイツチ３４ａ，３４ｂ
の出力使号がコントローラ３５の入力部３５ａを
経て演算部３５ｂに読込まれる。これにより演算
部３５ｂの第１の判別手段は手順S2におけるよ
うに、まず優先的に走行状態にあるかどうか、例
えば圧力スイツチ３４ａから信号が出力され走行
モータ１が作動しているかどうか判別し、走行状
態にある場合には手順S3に移る。この手順S3で
はスイツチ３３，３２によるＨ，Ｌ，Ｐ，Ｅモー
ドのそれぞれの指示に応じてあらかじめ走行に関
連して設定した上記第７図に示す選択位置Ａ，
Ｃ，Ｄの３組の中か最適なものが選定される。

例えばスイツチ３３によつてＨモードが指示さ
れ、スイツチ３２によつてＰモードが指示されて
いる場合には、選択位置Ａが選択され、この選択
位置Ａの内容すなわちエンジン２０の最高回転数
のうちの大きい値と可変容量油圧ポンプ２２，２
３の最大傾転角のうちの大きい値とが選択され、
これらに相当する信号を出力部３５ｃに送る。出
力部３５ｃは最高回転数に相応する信号を最高回
転数可変手段３０を構成する第２図に示す電磁切
換弁３０ｇに出力し、また最大傾転角に相応する
信号を最大吐出し容積可変手段３１を構成する第
３図に示す電磁切換弁３１ｃに出力する。これに
より、電磁切換弁３０ｇは第２図に示す状態に保
たれ、したがつて油圧シリンダ３０ｃがタンク３
０ｆに連通することからピストン３０ｂは移動自
在になつており、ガバナレバー７０はピストン３
０ｂの全ストロークに相当する大きい角度回動可
能になり、これによつて大きな最高回転数が得ら
れる。また、電磁切換弁３１ｃは第３図の左位置
に切換えられ、したがつて油圧シリンダ３１ｂが
タンク３０ｆに連通することからピストン３１ａ
は移動自在になつており、吐出し容積制御装置６
０を構成するアクチユエータ６０ｂのピストン６
０ａはピストン３１ａの全ストロークに相当する
大きい距離移動可能になり、これによつて大きな
最大傾転角が得られる。これに伴つて、第１０図
の特性線５１で示す吐出圧力Ｐ−ポンプ吐出流量
Ｑ特性が得られる。このときの最大流量Q_Hは、
Q_H＝N₁×q₁となる。なお、同第１０図の５１ａ
は走行時の圧力を示している。

また、第８図に示す手順S3において、スイツ
チ３３によつてＬモードが指示され、スイツチ３
２によつてＰモードが指示されている場合には選
択位置Ｄが選定され、この選択位置Ｄの内容すな
わちエンジン２０の最高回転数のうちの小さい値
と可変容量油圧ポンプ２２，２３の最大傾転角の
うちの小さい値とが選択され、これらに相当する
信号を出力部３５ｃに送る。出力部３５ｃはこれ
らの信号に相応する信号を第２図に示す電磁切換
弁３０ｇおよび第３図に示す電磁切換弁３１ｃに
出力する。これにより、電磁切換弁３０ｇは同第
２図の左位置に切換えられ、しがたつて油圧源３
０ｄの圧油が油圧シリンダ３０ｃに供給されてピ
ストン３０ｂが右方位置に移動不能に保たれ、こ
のピスト３０ｂにストツパ３０ａが係止されるこ
とによりガバナレバー７０はその回動角度を制限
され、これによつて小さな最高回転数が得られ
る。また、電磁切換弁３１ｃは第３図に示す状態
に保たれ、したがつて油圧シリンダ３０ｄの圧油
が油圧シリンダ３１ｂに供給されてピストン３１
ａが左方位置に移動不能に保たれ、このピストン
３１ａにアクチユエータ６０ｂのピストン６０ａ
が係止されることにより当該ピストン６０ａは移
動を制限され、これによつて小さな最大傾転角が
得られる。これに応じて第１０図の特性線５２で
示すＰ−Ｑ特性が得られる。このときの最大流量
Q_Lは上述した流量Q_Hよりも十分に小さいQ_L＝N₂
×q₂となる。

また、第８図に示す手順S3において、スイツ
チ３３によつてＨモードが指示され、スイツチ３
２によつてＥモードが指示されている場合には選
択位置Ｃが選定され、この選択位置Ｃの内容すな
わちエンジン２０の最高回転数のうちの小さい値
と可変容量油圧ポンプ２２，２３の最大傾転角の
うちの大きい値とが選択され、これらに相当する
信号を出力部３５ｃに送る。出力部３５ｃはこれ
らの信号に相応する信号を第２図に示す電磁切換
弁３０ｇおよび第３図に示す電磁切換弁３１ｃに
出力する。これにより、電磁切換弁３０ｇは同第
２図の左位置に切換えられ、したがつて油圧源３
０ｄの圧油が油圧シリンダ３０ｃに供給されてピ
ストン３０ｂが右方位置に移動不能に保たれ、こ
のピストン３０ｂにストツパ３０ａが係止される
ことによりガバナレバー７０はその回動角度を制
限され、これによつて小さな最高回転数が得られ
る。また、電磁切換弁３１ｃは第３図の左位置に
切換えられ、したがつて油圧シリンダ３１ｂがタ
ンク３０ｆに連通することからピストン３１ａは
移動自在になつており、吐出し容積制御装置６０
を構成するアクチユエータ６０ｂのピストン６０
ａはピストン３１ａの全ストロークに相当する大
きい距離移動可能になり、これによつて大きな最
大傾転角が得られる。これに応じて、第９図の特
性線５０で示すＰ−Ｑ特性が得られる。このとき
の最大流量Q_EはQ_E＝N₂×q₁となる。なお、同第
９図において５０ａは特性線５０に対応するポン
プ消費馬力P_S2特性線である。

また、第８図に示す手順S3において、スイツ
チ３３によつてＬモードが指示され、スイツチ３
２によつてＥモードが指示されている場合には選
択位置Ｄが選定される。この場合には前述のＬモ
ードおよびＰモードの場合と同様であり、このと
きの最大流量Q_Lは十分に小さいQ_L＝N₂×q₂とな
る。

そして、第８図の手順S3の処理の後は、はじ
めに戻る。また、同第８図の手順S2において、
圧力スイツチ３４ａから信号が出力されておら
ず、走行状態でないと判別された場合には手順
S4に移る。この手順S4では、走行以外の作業状
態にあるかどうか、例えば圧力スイツチ３４ｂか
ら信号が出力され、走行モータ１以外のアクチユ
エータが作動しているかどうか演算部３５ｂの第
１の判別手段で判別され、走行以外の他の作業状
態にある場合には手順S5に移る。この手順S5で
はスイツチ３２によるＰ，Ｅモード指示に応じ
て、コントローラ３５の演算部３５ｂであらかじ
め走行以外の他の作業に関連して設定した第７図
に示す選択位置Ｂ，Ｃの２組の中から該当するも
のが選定される。

例えばスイツチ３２によつてＰモードが指示さ
れている場合には、選択位置Ｂが選定され、この
選択位置Ｂの内容すなわちエンジン２０の最高回
転数のうちの大きい値と可変容量油圧ポンプ２
２，２３の最大傾転角のうちの小さい値とが選択
され、これらに相応する信号を第２図に示す電磁
切換弁３０ｇおよび第３図に示す電磁切換弁３１
ｃに出力する。これにより、電磁切換弁３０ｇは
第２図に示す状態に保たれ、したがつて油圧シリ
ンダ３０ｃがタンク３０ｆに連通することからピ
ストン３０ｂは移動自在になつており、ガバナレ
バー７０はピストン３０ｂの全ストロークに相当
する大きい角度回転可能になり、これによつて大
きな最高回転数が得られる。また、電磁切換弁３
１ｃは第３図に示す状態に保たれ、したがつて油
圧シリンダ３０ｄの圧油が油圧シリンダ３１ｂに
供給されてピストン３１ａが左方位置に移動不能
に保たれ、このピストン３１ａにアクチユエータ
６０ｂのピストン６０ａが係止されることにより
当該ピストン６０ａは移動を制限され、これによ
つて小さな最大傾転角が得られる。これに応じ
て、第９図の特性線４９で示す吐出圧力Ｐ−ポン
プ吐出流量Ｑ特性が得られる。このときの最大流
量Q_PはQ_P＝N₁×q₂となる。なお、同第９図にお
いて４９ａは特性線４９に対応するポンプ消費馬
力P_S1特性線である。

また、第８図に示す手順S5において、スイツ
チ３２によつてＥモードが指示されている場合に
は、選択位置Ｃが選択される。この場合には、前
述の手順S3におけるＨモードおよびＥモードの
場合と同様であり、このときの最大流量Q_EはQ_E
＝N₂×q₁となる。

なお、第８図の手順S5の処理の後は、はじめ
に戻る。また、同第８図の手順S4において、走
行以外の他の作業状態にない場合、すなわち走行
状態になく他の作業状態にもない場合には手順
S6に移り、オートアイドル制御かどうか、すな
わちスイツチ７２によつてオートアイドル制御が
指示されているかどうか、演算部３５ｂの第２の
判別手段で判別される。この第２の判別手段にお
ける判別が満足され、コントローラ３５の入力部
３５ａを介して演算部３５ｂにスイツチ７２から
の信号が入力されている場合には、手順S7に移
る。手順S7では、演算部３５ｂの第１のタイマ
で手順S6における第２の判別がおこなわれた後
の時間が計測され、演算部３５ｂの第３の判別手
段で、第１のタイマで計測される時間が3.5秒経
過したかどうかの判別、およびスイツチ３２から
出力される信号が変つたかどうかの２つの判別が
おこなわれる。これらの２つの判別がともに満足
された場合には、あらかじめオートアイドル操作
に関連して設定した第７図に示す位置Ｆが選定
れ、すなわちエンジン２０の回転数がアイドル回
転数N₃，また可変容量油圧ポンプ２２，２３の
最大傾転角が小さい値となるように、該当する信
号をコントローラ３５の出力部３５ｃに送る。出
力部３５ｃはオートアイドル制御手段７１に信号
を送るとともに、最大傾転角に相応する信号を第
３図に示す電磁切換弁３１に出力する。これによ
り、ガバナレバー７０が操作されてエンジン２０
がアイドル回転数N₃になるとともに、電磁切換
弁３１ｃは第３図に示す状態に保たれ、したがつ
て油圧シリンダ３０ｄの圧油が油圧シリンダ３１
ｂに供給されてピストン３１ａが左方位置に移動
不能に保たれ、このピストン３１ａによつてピス
トン６０ａの移動を制限され、これによつて小さ
な最大傾転角が得られる。このときの流量Q_Fは
十分に小さな流量Q_F＝N₃×q₂となる。

また、上述の第８図に示す手順S6における判
別が満足されない場合には手順S8に移る。この
手順S8では、演算部３５ｂの第２のタイマで、
上述の手順S6における判別がおこなわれた後の
時間が計測され、該演算部３５ｂの第４の判別手
段で、第２のタイマで計測される時間が2.5秒経
過したかどうかの判別がおこなわれる。この手順
S8の判別が満足された場合には、微速度走行、
微速度作業などがおこなわれていないときなどで
あり、このとき手順S5に写り、前回指示された
スイツチ３２から出力される指示信号に応じて走
行以外の作業の形態であるＰモードかＥモードに
自動的に選定され、これらのＰモードあるいはＥ
モードに応じて選択位置Ｂ，Ｃが選択され、これ
らの選択位置Ｂ，Ｃに応じた前述した最大流量
Q_P＝N₁×q₂、あるいは最大流量Q_E＝N₂×q₁が得
られる。また、上述の手順S8における判別、お
よび手順S7における判別が満足されない場合は、
手順S9に移る。この手順S9ではスイツチ３２か
ら出力される信号が切換つたかどうか演算部３５
ｂの第５の判別手段で判別され、この判別が満足
された場合には手順S5に移り、スイツチ３２に
よつて指示されたモード、すなわちＰモードある
いはＥモードに応じて選択位置Ｂ，Ｃがそれぞれ
選択される。

なお、手順S9の判別が満足されない場合、お
よび手順S7の判別が満足され、所定の処理がお
こなわれた後は、はじめに戻る操作がおこなわれ
る。

このように構成した実施例にあつては、作動体
の標準的な作動形態に最も適合し得るエンジン２
０の最高回転数と可変容量油圧ポンプ２２，２３
の最大傾転角の組合せをあらかじめ設定してお
き、コントローラ３５の演算部３５ｂで該当する
組合せを選択するようにしてあることから、オペ
レータの意図する作動体の作動形態を実現させる
ことができ、それ故、作業能率を向上させること
ができる。

また、例えば広い道を早い速度で走行するとき
などにおこなわれる高速走行と、例えば狭い道を
走行するときや、作業機の先端に物を把持あるい
は吊下げて走行するときなどにおこなわれる低速
走行を容易に実現させることができ、特に走行状
態にあるかどうかを他の作業に優先させて判別す
るようにしてあることから常に安定した走行速度
が得られ、走行と他の作業との複合作業時等にお
ける安全性を確保することができる。

また、走行がおこなわれず他の作業が実施され
る際、例えば重掘削（Ｐモード）時にはエンジン
２０の最高回転数を大きくし、可変容量油圧ポン
プ２２，２３の最大傾転角を小さくして、最大流
量をQ_Pとして多くの作業量が得られ、また軽掘
削（Ｅモード）時にはエンジン２０の最高回転数
を小さくし、可変容量油圧ポンプ２２，２３の最
大傾転角を大きくして最大流量を上述のQ_Pとほ
ぼ同等のQ_Eとして少ない作業量が得られる。

そして特に、上記した軽掘削（Ｅモード）時に
は所望の作業量をエンジン２０の最高回転数を小
さく制限した状態で得ることができ、第５図の燃
料消費率特性線は符号４２，４３で示すものから
符号４２，４４で示すものに移行し、したがつて
燃料消費率はg₁からg₂になり、当該燃料消費率が
向上し、省エネを実現できる。またこのとき、エ
ンジン２０の最高回転数が小さいことから、騒音
が抑制され、かつエンジン２０および可変容量油
圧ポンプ２２，２３の耐久性が向上する。

また、走行状態になく、走行以外の作業状態に
もない場合で、オートアイドル制御の指示信号が
出力されている場合、3.5秒以上経過し、かつス
イツチ４２が切換つていないときにはオートアイ
ドル操作に直ちに移行させることができる。

また、走行状態になく、走行以外の作業状態に
もない場合で、スイツチ７２からオートアイドル
制御の指示信号が出力されていない場合、その状
態が2.5秒以上続いた場合には、走行に比べて比
較的頻度の高い掘削等の他の作業のための準備操
作として、あらかじめ掘削等の作業に好的なＰモ
ード、あるいはＥモードが選定され、これらのＰ
モード、Ｅモードに該当する選択位置Ｂ，Ｃに相
応する最高回転数と最大吐出し容積の組合せにす
ることができ、オペレータはこのときの原動機の
回転数の変化すなわち原動機の回転音の変化から
現在どのモードにあるかを十分に察知でき、また
重掘削、軽掘削等の作業開始時に最高回転数と最
大吐出し容積の組合せの変化を生じることがな
い。

また、走行状態になく、走行以外の作業状態に
なく、オートアイドル制御の指示がなされていな
に場合で、この状態が2.5秒に満たない場合には、
前回の選択位置に係る最高回転数と吐出し容積の
組合せになつており、良好な微操作性が得られ
る。

また、スイツチ３２が切換つた際には、オート
アイドル制御の指示がおこなわれているかどうか
にかかわらず、また走行状態になく、走行以外の
作業状態にない状態が2.5秒に満たない時間継続
しているときでも、オペレータの意図に応じて掘
削作業等に適した原動機の最高回転数と最大吐出
し容積の組合せにすることができる。

〔発明の効果〕

本発明のエンジン・油圧ポンプの制御装置は以
上のようにあらかじめ設定した原動機の最高回転
数と可変容量油圧ポンプの組合せの中から、作動
体の作動形態に応じた最適な組合せを自動的に選
択する構成にしてあることから、オペレータが意
図する作動体の作動形態に適応したアクチユエー
タの駆動を実現でき、従来に比べて作業能率が向
上する効果がある。

また、走行状態にあるかどうかを他の作業に優
先させて判別するようにしてあることから、常に
安定した走行速度が得られ、走行と他の作業との
複合操作時等における安全性を確保できる。

また、走行状態になく、他の作業状態にもな
く、オートアイドル制御の指示がなされている場
合には、あらかじめ設定した小さな流量が得られ
るように比較的短時間のうちにオートアイドル制
御に移行でき、省エネを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエンジン・油圧ポンプの制御
装置の一実施例を示す回路図、第２図は第１図に
示す実施例に備えられる最高回転数可変手段の一
例を示す説明図、第３図は第１図に示す実施例に
備えられる最大吐出し容積制御装置の一例および
最大吐出し容積可変手段の一例を示す説明図、第
４図は第１図に示す実施例に備えられるコントロ
ーラ部分の構成を示すブロツク図、第５図は第１
図に示す実施例に備えられるエンジンの特性を示
す説明図、第６図は第１図に示す実施例に備えら
れる可変容量油圧ポンプの特性を示す説明図、第
７図は第１図に示すコントローラの演算部におい
て設定されるエンジンの最高回転数と可変容量油
圧ポンプの吐出流量との組合せを示す説明図、第
８図はこの実施例に備えられるコントローラでお
こなわれる処理手順を示すフローチヤート、第９
図は第１図に示す実施例においておこなわれる重
掘削、軽掘削等のそれぞれの場合における可変容
量油圧ポンプの吐出圧力と吐出流量との関係を示
す説明図、第１０図は第１図に示す実施例におい
ておこなわれる高速走行、低速走行等のそれぞれ
の場合における可変容量油圧ポンプの吐出圧力と
吐出流量との関係を示す説明図、第１１図はエン
ジン・油圧ポンプの制御装置が備えられる建設機
械の一例として挙げた油圧シヨベルの概略構成を
示す側面図、第１２図は第１１図に示す建設機械
に備えられる従来のエンジン・油圧ポンプの制御
装置の要部を示す回路図、第１３図は第１２図に
示すエンジン・油圧ポンプの制御装置における可
変容量油圧ポンプの吐出流量とエンジン回転数の
関係を示す説明図である。１……走行モータ、３……旋回モータ、５……
ブームシリンダ、７……アームシリンダ、９……
バケツトシリンダ、２０……原動機（エンジン）、
２２，２３……可変容量油圧ポンプ、３０……最
高回転数可変手段、３１……最大吐出し容積可変
手段、３２……スイツチ（第２の指示手段）、３
３……スイツチ（第１の指示手段）、３４ａ……
圧力スイツチ（第１の検出手段）、３４ｂ……圧
力スイツチ（第２の検出手段）、３５……コント
ローラ、３５ａ……入力部、３５ｂ……演算部
（設定・選択手段、第１の判別手段、第２の判別
手段）、３５ｃ……出力部、６０……吐出し容積
制御装置、７０……ガバナレバー、７１……オー
トアイドル制御装置、７２……クラツチ（第３の
指示手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

１原動機と、この原動機の回転数を制御する回
転数制御装置と、この原動機によつて駆動される
可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプ
の吐出し容積を制御する吐出し容積制御装置と、
可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によつて
駆動する走行モータおよび他のアクチユエータと
を備えたエンジン・油圧ポンプの制御装置におい
て、上記回転数制御装置で制御される回転数の最
高回転数を変更可能な最高回転数可変手段と、上
記吐出し容積制御装置で制御される吐出し容積の
最大吐出し容積を変更可能な最大吐出し容積可変
手段と、オートアイドル制御手段と、上記変更し
うる複数の最高回転数のうちの１つと上記変更し
うる複数の最大吐出し容積のうちの１つとを対応
づけて１つの組とし、この組をあらかじめ走行に
関連させて複数組、走行以外の他の作業に関連さ
せて複数組それぞれ設定するとともに、オートア
イドル制御に関連させた小さな流量を設定し、上
記走行モータおよび他のアクチユエータの作動形
態およびオートアイドル操作に対応して上記それ
ぞれの複数組のうちの１組あるいは小さな流量を
選択する設定・選択手段と、上記走行モータの目
標とする作動形態を指示する第１の指示手段と、
上記他のアクチユエータの作動形態を指示する第
２の指示手段と、オートアイドル制御を指示する
第３の指示手段と、上記走行モータが作動状態に
あるかどうか検出する第１の検出手段と、上記他
のアクチユエータが作動状態にあるかどうか検出
する第２の検出手段と、走行状態にあるかどう
か、および走行以外の作業状態にあるかどうか判
別するとともに、走行状態にあるかどうかを優先
的に判別する第１の判別手段と、この第１の判別
手段における走行以外の作業状態にあるかどうか
の判別が満足されないときに、オートアイドル制
御が指示されているかどうか判別する第２の判別
手段とを備え、これらの第１の判別手段および第
２の判別手段による判別および上記第１の指示手
段、第２の指示手段、第３の指示手段、第１の検
出手段、第２の検出手段から出力される信号に基
づいて上記設定・選択手段で選定された値に応じ
て、上記最高回転数可変手段および最大吐出し容
積可変手段、およびオートアイドル制御手段を駆
動することを特徴とするエンジン・油圧ポンプの
制御装置。