JPH0552375B2

JPH0552375B2 -

Info

Publication number: JPH0552375B2
Application number: JP64686A
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: 1993-08-05
Also published as: JPS62160332A

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１２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１３図は上述の第１２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に連絡されている。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に連絡されている。

この第１３図に示すエンジン・油圧ポンプの制
御装置を備えた第１２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１４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。エネ
ルギロスも多く省エネ効果がうすい。また、逆に
作業機等の操作性を考慮してポンプ２２，２３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、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
ぞれ設定し、走行モータおよび他のアクチユエー
タの作動形態に対応してそれぞれの複数組のうち
の１組を選択する設定・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、走行モータが作動状態にあるか
どうかを検出する例えば出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を
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の判別手段で走行状態にな
く、しかも走行以外の作業状態にないと判別され
たときに、その状態が継続される時間を確認する
タイマ等の時間確認手段と、この時間確認手段で
確認された時間が所定時間、例えば2.5秒以上経
過した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、しかも走行状態になく、走行以外の作
業状態にもないと判別された場合には、時間確認
手段および第２の判別手段によつて、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他の作業に最
適な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。

〔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１３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７１
を介してこのカバナレバー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
択するスイツチで、これらのスイツチ３３，３２
は第１の指示手段、第２の指示手段を構成してい
る。３４ａ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２
４，２７、あるいは方向切換弁２５，２６，２
８，２９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、スイツチ３２，３３および圧力
スイツチ３４ａ，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、圧力スイツチ３４
ａ，３４ｂが接続される入力部３５ａ、この入力
部３５ａに接続され、後述する設定・選択手段お
よび第１の判別手段、時間確認手段、第２の判別
手段を構成する演算部３５ｂ、およびこの演算部
３５ｂ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
３１ｃの駆動部に出力する出力部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図は横軸にエンジン回転数、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、
３６，３８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２２，２３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
角すなわち吐出流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，
２３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に対
応して最適と想定される１組を選択する設定・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、この状態が継
続される時間を確認する時間確認手段、例えばタ
イマと、こ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2.5秒を経過したかど
うかを判別する第２の判別手段を内蔵している。

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
の出力信号がコントローラ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組の中から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が選定され、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の最大軽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３０
ｆ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３０
ｂ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
大値転角が得られる。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_R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、したがつて油圧線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に供給されてビ
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、吐出し容積生御装置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Ｓ
４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以外の他のアク
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Ｓ
５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はビストン３０ｂ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３１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６
０ｂ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が選定される。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Ｓ
６に移り、演算部３５ｂのタイマで当該状態の継
続される時間が計測され、演算部３５ｂの第２の
判別手段で、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
Ｓ６の判別が満足された場合には、微速度走行、
微速度作業がおこなわれていないときなどであ
り、このとき手順Ｓ５に移り、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
モードに応じた選択位置Ｂ、あるいは選択位置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。なお、手順Ｓ６の判別
が満足されない場合には、例えば微操作がおこな
われているときなどであり、はじめに戻る。

このような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。

さらに、走行状態になく、走行以外の作業状態
にもない状態が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。

第１１図は本発明の別の実施例における処理手
順を示すフローチヤートで、この別の実施例にあ
つてはコントローラ３５の演算部３５ｂが、第２
の判別手段における判別、すなわち走行状態にな
く、走行以外の作業状態にない状態が2.5秒続い
たかどうかの判別が満足されないときに、第２の
指示手段すなわちスイツタ３２から出力される信
号が変つたかどうか判別する第３の判別手段を内
蔵している。そして、手順Ｓ７に示すように第３
の判別手段によつてスイツチ３２が切換えられた
と判断された場合には、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Ｓ７の判別が満
足されない場合には、はじめに戻る操作がおこな
われる。このような第１１図に例示する別の実施
例にあつては、前述した実施例と同等の効果を奏
するとともに、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い
場合には、微操作に影響のない時間の経過後に、
走行に比べて比較的頻度の高い他の作業に適した
原動機の最高回転数と最大吐出し容積の組合せに
自動的にしておくことができ、しかもこのとき、
オペレータは原動機の回転音の変化によつてモー
ドの変化を察知でき、良好な操作感触が得られ、
さらに当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から、その
変化に伴う異和感を操作者に与えることがなく、
作業の円滑化に貢献する。

さらに、微操作をおこなつているときには、原
動機の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ことから、良好な微操作性
を確保することができる。

【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
油圧ポンプの吐出出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図は本発明
の別の実施例における処理手順を示すフローチヤ
ート、第１２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１３図は第
１２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１４図は第１３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、時間確認手
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。

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、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
形態に対応して上記それぞれの複数組のうちの１
組を選択する設定・選択手段と、上記走行モータ
の目標とする作業形態を指示する第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、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
手段で走行状態になく、しかも走行以外の作業状
態にないと判別されたときに、その状態が継続さ
れる時間を確認する時間確認手段と、この時間確
認手段で確認された時間が所定時間を経過したか
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。