JPH07119704A - 建設機械の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作中における油圧アクチュエータの予期せ
ぬ動きによる危険を防止することができる建設機械の油
圧制御装置を提供すること。 【構成】 選択スイッチ２７により自動制御が指示され
ているとき、負荷が大きくなって負荷圧検出センサ１９
の検出値が所定の圧力以上になると、回転数増減装置２
５が作動してエンジン１１の回転数を、回転数制御装置
２３で設定された回転数より増加させ、油圧ポンプ１３
の吐出量を増大させて負荷の増加に自動的に対応する。
このとき、表示ランプ３３を点灯してオペレータに自動
制御モードで、かつ、エンジン回転数が増大したことを
報せ注意を促す。表示ランプ３３による表示は、選択ス
イッチ２７により自動制御が選択されたとき表示を行な
ってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原動機により駆動され
る油圧ポンプの圧油を用いて所要の作業を行なう建設機
械の油圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルやホイールローダ等の建設
機械では、原動機およびこれにより駆動される油圧ポン
プを搭載し、当該油圧ポンプの圧油を用いて所要の作業
を実行したり、当該建設機械自体の走行を行なう。この
ような建設機械をホイール式油圧ショベルを例に挙げて
説明する。

【０００３】図５はホイール式油圧ショベルの側面図で
ある。この図で、１は下部走行体２に取り付けられた走
行輪、３は下部走行体２に旋回可能に設けられた上部旋
回体を示す。４はブーム、５はアーム、６はバケットで
あり、これらで掘削アタッチメントが構成され、それぞ
れブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリ
ンダ９で駆動される。１０は上部旋回体３に設けられた
運転室を示す。上部旋回体３には、単一エンジンおよび
このエンジンで駆動される単一油圧ポンプが搭載され
（それらの図示は省略されている）、この油圧ポンプか
らの圧油により、各油圧シリンダ、旋回モータ、走行モ
ータ等の油圧アクチュエータが駆動される。

【０００４】このようなホイール式油圧ショベルは一般
道路の走行が認められているが、一般道路には平坦な道
も坂道もあり、坂道に対する走行性能を重視してエンジ
ンを高馬力にセットすると、坂道登坂に要するより低い
馬力で済む掘削作業においては燃費、騒音、コスト等の
点で無駄が多くなり、逆に、掘削作業を重視すると登坂
時に充分な走行性能が得られない。さらに、登坂時の油
圧ポンプの所要吸収馬力は掘削時の所要吸収馬力に比較
して可成り大きい。したがって、あるエンジン最高回転
数のスロットルレバー位置で掘削作業を行なう場合、掘
削時の所要吸収馬力とするとエンジン回転数が増加して
燃料消費率が悪化し、スロットルレバーを操作してエン
ジン回転数を下げれば油圧ポンプ吐出量が低下して作業
速度が遅くなるという問題が生じる。

【０００５】このような問題は、クローラ式油圧ショベ
ルにおける重負荷作業と軽負荷さぎょうとの関係におい
ても同様である。即ち、重負荷作業を重視してエンジン
を高馬力にセットすると軽負荷作業の面からみると燃
費、騒音、コスト等の点で無駄を生じ、逆に軽負荷作業
を重視してエンジンを低馬力にセットすると重負荷作業
時に充分な掘削性能が得られないことになる。エンジン
を高馬力にセットして軽負荷作業時にエンジン回転数を
下げれば油圧ポンプ吐出量が低下してしまい、所望の作
業速度が得られない。

【０００６】上記の問題点を解決するための建設機械の
油圧制御装置が、特開昭６３−１６７０４２号公報で提
案されている。この装置を図６〜図１１により説明す
る。図６は図５に示すホイール式油圧ショベルの油圧制
御装置のブロック図である。この図で、１１はエンジ
ン、１３はエンジン１１で駆動される油圧ポンプ（可変
容量型）、１５は油圧ポンプ１３からの吐出圧油を制御
するコントロールバルブ、１７はコントロールバルブ１
５により制御された圧油で駆動される油圧アクチュエー
タを示す。コントロールバルブ１５は図示されない操作
レバーにより操作される。又、油圧アクチュエータ１７
およびコントロールバルブ１５は、油圧ショベルに設置
された各油圧シリンダ、旋回モータ、各走行モータ、お
よびそれらのコントロールバルブを代表して示すもので
ある。

【０００７】１９は油圧アクチュエータ１７の負荷圧を
検出する負荷圧検出センサ、２１はエンジン１１の回転
数を検出する回転数センサ、２３はエンジン１１の回転
数を制御する回転数制御装置、２５はエンジン１１の回
転数を増減する回転数増減装置である。２７はエンジン
１１の回転数を自動制御するか否かを選択する選択スイ
ッチ、２９は回転数増減装置２５を制御するコントロー
ラである。コントローラ２９はマイクロコンピュータを
用いて構成されている。

【０００８】ここで、図６に示す回転数制御装置２３お
よび回転数増減装置２５の構成および動作を図７〜図９
に示すそれらの概略構成図により説明する。これら各図
で、１１はエンジン、２５は回転数増減装置であり、こ
れらは図６に示すものと同じエンジンおよび回転数増減
装置である。３１は運転室１０に設置されたコンソルボ
ックス、３２はコンソルボックス３１内に軸支されたエ
ンジンコントロールレバー、３３は回動可能に設けられ
た第１の中間レバー、３４は第１の中間レバー３３の一
端とエンジンコントロールレバー３２との間に設けられ
たプッシュプルケーブル、３５はエンジン１１のガバナ
スロットルレバーである。

【０００９】２５１は第１の中間レバー３３の他端に固
定された電磁シリンダ、２５２は第１の中間レバー３３
と同軸に軸支された第２の中間レバーである。ガバナス
ロットルレバー３５と第２の中間レバー２５２との間に
はプッシュプルケーブル３６が連結される。エンジンコ
ントロールレバー３２、第１の中間レバー３３、ガバナ
スロットルレバー３５、および第２の中間レバー２５２
で、図６に示す回転数制御装置２３が構成され、又、電
磁シリンダ２５１と第２の中間レバー２５２で図６に示
す回転数増減装置２５が構成される。

【００１０】図７はエンジンコントロールレバー３２が
オフ位置にあり、電磁シリンダ２５１が励磁されない状
態（縮んでいる状態）にある場合を示し、エンジン１１
は停止している。この状態で電磁シリンダ２５２が励磁
されて、図示二点鎖線のように伸長しても、第２の中間
レバー２５２は回動しない。図８はエンジンコントロー
ルレバー３２が最大位置まで操作され、電磁シリンダ２
５１が励磁されない状態（縮んでいる状態）にある場合
を示し、この場合エンジン１１は低負荷時の最高回転数
で回転する。なお、電磁シリンダ２５１の先端は第２の
中間レバー２５２に接触又は接近対向する位置にある。
図９は図８に示す状態において、電磁シリンダ２５１が
励磁された状態を示し、この励磁により電磁シリンダ２
５１が伸長した分だけ第２の中間レバー２５２が回動
し、これによりエンジン１１は重負荷時の最高回転数で
回転する。

【００１１】次に、図６に示す装置の動作を図１０およ
び図１１を参照して説明する。図１０はコントローラ２
９の動作を説明するフローチャート、図１１はポンプ吐
出圧力Ｐに対するポンプ吐出流量Ｑの特性図である。油
圧ショベルの作動中、コントローラ２９は負荷圧力セン
サ１９および選択スイッチ２７の信号を入力して読み込
み（図１０に示す手順Ｓ１）、次いで、選択スイッチ２
７の信号により自動制御を行なうことが選択されている
か否かが判断される（手順Ｓ２）。自動制御を行なうこ
とが選択されていると判断された場合、コントローラ２
９は負荷圧力センサ１９の検出値Ｐを取り出し、この検
出値Ｐと所定の圧力Ｐ₀ とを比較する（手順Ｓ３）。検
出値Ｐが圧力Ｐ₀ 未満の場合には電磁シリンダ２５１を
励磁せず（手順Ｓ４）、処理を手順Ｓ１へ戻す。手順Ｓ
３で検出値Ｐが圧力Ｐ₀ 以上と判断された場合には、電
磁シリンダ２５１を励磁し（手順Ｓ５）、次いで処理を
手順Ｓ１へ戻す。なお、手順Ｓ３で自動制御は行なわな
いと判断された場合には、処理は手順Ｓ４へ移行し、電
磁シリンダ２５１は励磁されない。

【００１２】ここで、選択スイッチ２７が操作されて自
動制御を行なうことが選択されており、かつ、エンジン
コントロールレバー３２が図８に示す状態に操作されて
いるとする。負荷圧力Ｐが上記の圧力Ｐ₀ 未満の場合、
油圧ポンプ１３の吐出流量Ｑは図１１に示す特性線ＰＱ
１に沿った流量となる。この状態から、何等かの理由に
より負荷圧力が増加して値Ｐ₀ 以上になると、上記手順
Ｓ５に示すように電磁シリンダ２５１が励磁されて伸長
し、図９に示すようにさらにガバナスロットルレバー３
５を回動する。この結果、エンジン１１の回転数が上昇
し、吐出流量Ｑは図１１に示す特性線ＰＱ２に沿った流
量となり、流量は増大する。これにより、軽負荷作業お
よび重負荷作業の両方に対して、適切かつ自動的に対応
することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置は、選択
スイッチ２７で自動制御を選択することにより、いずれ
の作業にも自動的に対応できるが、油圧ショベルのオペ
レータが、選択スイッチ２７を自動制御側に操作したこ
とを忘れ、又は自己の前に油圧ショベルを操作したオペ
レータが自動制御側に操作しているのにこれを確認せず
に、自己が決めたモードで（自動制御は行なわずに）作
業を実施する場合、オペレータにとっては油圧アクチュ
エータが予期せぬ動きをすることがある。この場合、周
囲の状況によっては大きな危険を生じるおそれがある。

【００１４】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、操作中における油圧アクチュエータの予期
せぬ動きによる危険を防止することができる建設機械の
油圧制御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、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、前記原動機により駆動される可変
容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプにより駆動
される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータ
の負荷圧を検出する圧力検出器と、指示手段により指示
されかつ前記圧力検出器の検出値がある定められた値以
上のとき前記原動機の回転数を所定値だけ増減させる回
転数増減手段とを備えた建設機械の油圧制御装置におい
て、前記原動機の回転数が前記回転数増減手段により前
記所定値だけ増加したときこれを表示する表示手段を設
けたことを特徴とする。さらに本発明は、上記指示手段
により指示がなされているときこれを表示する表示手段
を設けたことも特徴とする。

【００１６】

【作用】指示手段により自動制御が指示されていると
き、負荷が大きくなって圧力検出器の検出値が所定の圧
力以上になると、回転数増減手段が作動して原動機の回
転数を、回転数制御装置で設定された回転数より増加さ
せ、油圧ポンプの吐出量を増大させて負荷の増加に自動
的に対応する。このとき、表示手段に発光等の適当な表
示がなされる。指示手段により自動制御が指示されたと
きに自動制御モードにあることの表示を行なってもよ
い。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例に係るホイール式油圧ショ
ベルの油圧制御装置のブロック図である。この図で、図
６に示す部分と同一部分には同一符号が付してある。３
１は図６に示すコントローラ２９に対応するコントロー
ラであり、マイクロコンピュータを用いて構成されてい
る。３３は表示ランプを示し、運転室１０の適宜の個所
に設置される。

【００１８】図２は表示ランプ３３の設置個所の一例を
示す斜視図である。この図で、１０は運転室、１０１は
オペレータの座席である。３１はコンソルボックス、３
２はエンジンコントロールレバーであり、これらは図７
に示すコンソルボックスおよびエンジンコントロールレ
バーと同じである。３３は図１に示す表示ランプであ
り、オペレータが座席についたとき見易い位置に設置さ
れている。

【００１９】本実施例の動作を図３を参照して説明す
る。図３は図１に示すコントローラ３１の動作を説明す
るフローチャートである。図３で、図１０に示す手順と
同じ手順には同一符号が付してある。油圧ショベルの作
動中、コントローラ３１は、負荷圧力センサ１９および
選択スイッチ２７の信号を入力して読み込み（手順Ｓ
１）、選択スイッチ２７の信号により自動制御を行なう
ことが選択されているか否かを判断し（手順Ｓ２）、自
動制御を行なうことが選択されている場合、負荷圧力セ
ンサ１９の検出値Ｐと所定の圧力Ｐ₀ とを比較する（手
順Ｓ３）。

【００２０】検出値Ｐが圧力Ｐ₀ 未満の場合、コントロ
ーラ３１は電磁シリンダ２５１を励磁せず（手順Ｓ
４）、表示ランプ３３を消灯して（手順Ｓ６）、処理を
手順Ｓ１へ戻す。手順Ｓ３で検出値Ｐが圧力Ｐ₀ 以上と
判断された場合には、電磁シリンダ２５１を励磁し（手
順Ｓ５）、次いで、表示ランプ３３を点灯して（手順Ｓ
７）、処理を手順Ｓ１へ戻す。なお、手順Ｓ３で自動制
御は行なわないと判断された場合には、従来と同様、処
理は手順Ｓ４へ移行し、電磁シリンダ２５１は励磁され
ない。

【００２１】本実施例では、電磁シリンダ２５１がオン
とされ、エンジン１１の回転数が回転数増減手段２５に
より図８に示すように回転数制御装置２３で設定された
回転数より大きな回転数で駆動されているとき、これを
表示ランプ３３により表示するようにしたので、オペレ
ータは、自動制御によりエンジン１１の回転数が増加し
ているのを察知してそれなりの心構えを採ることがで
き、これにより、危険を防止することができる。

【００２２】図４は本発明の他の実施例に係るホイール
式油圧ショベルの油圧制御装置のコントローラの動作を
説明するフローチャートである。この図で、図３に示す
手順と同じ手順には同一符号が付してある。本実施例で
は、コントローラ３１が手順Ｓ３で選択スイッチ２７が
自動制御を選択していないと判断した場合には、表示ラ
ンプ３３を消灯し（手順Ｓ６）、電磁シリンダ２５１を
オフして（手順Ｓ４）処理を手順Ｓ１に戻し、又、自動
制御が選択され、かつ、負荷圧力Ｐが圧力Ｐ₀未満の場
合には、表示ランプ３３を連続点灯状態として処理を手
順Ｓ４へ移行させ、さらに、自動制御が選択され、か
つ、負荷圧力Ｐが圧力Ｐ₀ 以上の場合には、表示ランプ
３３を点滅させ（手順Ｓ８）、電磁シリンダ２５１をオ
ンして（手順Ｓ５）処理を手順Ｓ１に戻す。

【００２３】本実施例では、選択スイッチ２７で自動制
御が選択されているときのみ表示ランプ３３を点灯させ
るようにしたので、さきの実施例と同様の効果を奏する
とともに、さらに、自動制御によってもエンジン１１の
回転数が増大しない範囲では表示ランプ３３を連続点灯
し、回転数が増大する範囲では表示ランプ３３を点滅さ
せるようにしたので、オペレータの予期せぬ動きが発生
する可能性のある場合に特に意を用いることができ、確
実に危険を防止することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、指示手
段で自動制御が指示され、原動機の回転数が回転数増減
手段により増加したとき、又は、指示手段により自動制
御が指示されているとき、これを表示手段により表示す
るようにしたので、オペレータは、自動制御により原動
機の回転数が増加している、又は増加の可能性があるの
を察知してそれなりの心構えを採ることができ、これに
より、危険を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るホイール式油圧ショベル
の油圧制御装置のブロック図である。

【図２】運転室の斜視図である。

【図３】図１に示すコントローラの動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図４】図１に示すコントローラの動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図５】ホイール式油圧ショベルの側面図である。

【図６】従来のホイール式油圧ショベルの油圧制御装置
のブロック図である。

【図７】図６に示す回転数制御装置および回転数増減装
置の概略構成図である。

【図８】図６に示す回転数制御装置および回転数増減装
置の概略構成図である。

【図９】図６に示す回転数制御装置および回転数増減装
置の概略構成図である。

【図１０】図６に示すコントローラの動作を説明するフ
ローチャートである。

【図１１】ポンプ圧力に対するポンプ吐出量の特性図で
ある。

【符号の説明】 １１ エンジン １３ 油圧ポンプ １５ コントロールバルブ １７ 油圧アクチュエータ １９ 負荷圧検出センサ ２３ 回転数制御装置 ２５ 回転数増減装置 ２７ 選択スイッチ ３１ コントローラ ３３ 表示ランプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、前記原動機により駆動される可変
   容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプにより駆動
   される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータ
   の負荷圧を検出する圧力検出器と、指示手段により指示
   されかつ前記圧力検出器の検出値がある定められた値以
   上のとき前記原動機の回転数を所定値だけ増減させる回
   転数増減手段とを備えた建設機械の油圧制御装置におい
   て、前記原動機の回転数が前記回転数増減手段により前
   記所定値だけ増加したときこれを表示する表示手段を設
   けたことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
2. 【請求項２】 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、前記原動機により駆動される可変
   容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプにより駆動
   される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータ
   の負荷圧を検出する圧力検出器と、指示手段により指示
   されかつ前記圧力検出器の検出値がある定められた値以
   上のとき前記原動機の回転数を所定値だけ増減させる回
   転数増減手段とを備えた建設機械の油圧制御装置におい
   て、前記指示手段により指示がなされているときこれを
   表示する表示手段を設けたことを特徴とする建設機械の
   油圧制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記表示手段は、前
   記原動機の回転数が前記回転数増減手段により増加され
   ているときと増加されていないときとを区別して表示す
   ることを特徴とする建設機械の油圧制御装置。