JPH08290891A - 油圧駆動装置の運転制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共通の発動機で複数の油圧機器を駆動する装
置において、小型で低コストの発動機を使用しながら、
その作動停止を確実に防止しつつ各油圧機器を効率良く
駆動する。 【構成】 複数の油圧ポンプ１０Ａ〜１０Ｄを共通のエ
ンジンＥｇに連結した油圧駆動装置の運転制御方法及び
装置。ポンプ負荷トルク算出手段４１Ａ〜４１Ｄは、各
油圧ポンプ１０の駆動負荷トルクを算出し、エンジント
ルク算出手段４２はエンジン出力トルクを算出する。ポ
ンプ吐出量制御手段４３は、上記駆動負荷トルクの合計
とエンジン出力トルクとを比較し、前者を後者以下に抑
えるように、ポンプレギュレータ３８Ａ〜３８Ｄに電流
を出力して各ポンプ吐出流量を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クレーン等に設置さ
れ、油圧ポンプ等の複数の油圧機器が共通の発動機によ
り駆動される油圧駆動装置の運転を制御する方法及び装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、クレーン等の建設機械では、荷
吊り用のフックの巻上げやブームの起伏、旋回、走行と
いった各種駆動を行うために複数の油圧アクチュエータ
が装備されている。そして、これらの油圧アクチュエー
タを作動させるために油圧源として複数の油圧ポンプも
装備されており、これらの油圧ポンプは共通のエンジン
（発動機）に連結されている。また、上記駆動の速度を
調節するため、各油圧ポンプとしては、その吐出流量
（吐出流量）が調節可能な可変容量型のものが用いられ
ており、例えばアキシャル型ピストンポンプの場合に
は、ポンプの傾転角を変えることにより吐出流量が調節
される。

【０００３】ところで、このような油圧駆動装置では、
常に全ての油圧ポンプが同時に使用されるわけではな
く、オペレータ等により、状況に応じて適当な油圧アク
チュエータ及び油圧ポンプが使用対象として選択され
る。従って、全油圧ポンプの駆動負荷の合計は、状況に
応じて変化することになる。

【０００４】ここで、全油圧ポンプの駆動負荷の合計が
エンジンの負荷を超えると、エンストが生じるおそれが
あるため、このエンジンとしては、全油圧ポンプの最大
駆動負荷の合計をカバーできる出力特性を持ったものを
用いるのが好ましいが、このようなエンジンは一般に大
型で重量も大きく、イニシャルコストは著しく上昇す
る。さらに、大型であることから燃費も悪く、ランニン
グコストも上昇し、また環境にも悪影響を及ぼすおそれ
がある。しかも、全油圧ポンプを最大動力で運転するの
は極めて稀であり、このような場合に備えて大型エンジ
ンを使用するのは無駄が多い。

【０００５】このような不都合は、油圧ポンプに限ら
ず、複数の油圧機器を共通のエンジンで駆動する場合に
発生する。

【０００６】そこで従来は、小型で出力が限られたエン
ジンを使用しながら、そのエンストを回避できる範囲で
各油圧機器の運転を制御する装置の研究が進められてい
る。例えば、特開平４−１４３４号公報には、予め、エ
ンジンの複数の無負荷回転数に対応して制御開始回転数
及び目標回転数を制御データとして設定、記憶してお
き、ガバナレバーにより設定されたエンジンの無負荷回
転数と上記制御データとから現在の制御開始回転数と目
標回転数とを求め、実際回転数が上記制御開始回転数に
達した時にエンストのおそれがあるとしてこの実際回転
数を上記目標回転数に近付けるように油圧ポンプの傾転
角等をＰＩＤ制御する装置が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記装置には、次のよ
うな解決すべき課題がある。

【０００８】ガバナレバーの操作に対する応答遅れが
比較的大きく、ガバナレバーの急激な操作があった場合
にこれに制御が追従しきれないおそれがある。

【０００９】エンジンの回転数をＰＩＤ制御によって
目標値に近付けるようにしているので、制御ゲインの設
定が難しく、ハンチングが発生したり、逆に応答性が悪
くなったりするおそれがある。また、エンジンの特性に
よって好適な制御ゲインの値が異なり、このゲインを求
めるのに、実機によるテストを通じて試行錯誤しなけれ
ばならず、その労力は多大である。

【００１０】エンジンの無負荷回転数と実際回転数と
からエンスト発生の可能性を間接的に判断するものであ
るため、より直接的な判断ができる装置の開発が望まれ
る。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑み、共通の
発動機で複数の油圧機器を駆動する装置において、小型
で低コストの発動機を使用しながら、その作動停止を確
実に防止しつつ各油圧機器を効率良く駆動できる油圧駆
動装置の運転制御方法及び装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、複数の油圧機器が共通の発動
機に連結されてこの発動機の出力により駆動される油圧
駆動装置の運転制御方法であって、上記発動機の負荷及
び各油圧機器の駆動負荷を検出し、これら油圧機器の駆
動負荷の合計を上記発動機の負荷に対応する許容負荷以
下に抑えるように各油圧機器の運転状態を制御するもの
である（請求項１）。

【００１３】また本発明は、複数の油圧機器が共通の発
動機に連結されてこの発動機の出力により駆動される油
圧駆動装置の運転制御装置であって、上記発動機の負荷
を検出する発動機負荷検出手段と、各油圧機器の駆動負
荷を検出する駆動負荷検出手段と、これら油圧機器の駆
動負荷の合計を上記発動機の負荷に対応する許容負荷以
下に抑えるように各油圧機器の運転状態を制御する運転
状態制御手段とを備えたものである（請求項２）。

【００１４】上記運転状態制御手段としては、予め設定
された配分比率に基づいて上記許容負荷を各油圧機器に
配分する配分許容負荷算出手段と、各油圧機器の駆動負
荷をその配分許容負荷以下に抑えるように油圧機器の運
転状態を調節する運転状態調節手段とを備えたものが、
好適である（請求項３）。

【００１５】ここで、上記運転状態調節手段は、油圧機
器の駆動負荷の合計が上記許容負荷を上回る場合にのみ
各油圧機器の駆動負荷をその配分許容負荷以下に抑える
ように油圧機器の運転状態を調節するものが、より好ま
しい（請求項４）。

【００１６】また、上記運転状態制御手段としては、油
圧機器の駆動負荷の合計が上記許容負荷を上回る場合に
予め設定された優先油圧機器の駆動負荷は抑制せずにそ
れ以外の油圧機器の駆動負荷のみを抑制するように油圧
機器の運転状態を制御するものも、好適である（請求項
５）。

【００１７】この場合も、上記運転状態制御手段は、上
記許容負荷から上記優先油圧機器の駆動負荷を差し引い
た負荷を予め設定された配分比率に基づいて上記優先油
圧機器以外の各油圧機器に配分する配分許容負荷調節手
段と、油圧機器の駆動負荷の合計が上記許容負荷を上回
る場合に上記優先油圧機器以外の各油圧機器の駆動負荷
をその配分許容負荷以下に抑えるように油圧機器の運転
状態を調節する運転状態調節手段とを備えていること
が、より好ましい（請求項６）。

【００１８】上記油圧機器が所定の油圧アクチュエータ
を作動させるための油圧ポンプである場合、上記運転状
態制御手段としては上記油圧ポンプの吐出流量を制御す
るポンプ吐出流量制御手段を備えるのがよい（請求項
７）。

【００１９】この場合、上記駆動負荷検出手段として
は、上記油圧ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧力検出
手段と、上記油圧ポンプの吐出流量を検出する吐出流量
検出手段と、検出された吐出圧力及び吐出流量に基づい
て上記油圧ポンプの駆動負荷を演算するポンプ負荷算出
手段とで構成されたものや（請求項８）、上記駆動負荷
検出手段は、各油圧ポンプの吐出圧力を検出する吐出圧
力検出手段と、上記ポンプ吐出流量制御手段の出力制御
信号に対応する油圧ポンプの吐出流量と検出吐出圧力と
に基づいて各油圧ポンプの駆動負荷を演算するポンプ負
荷算出手段とで構成されたもの（請求項９）が、好適で
ある。

【００２０】

【作用】請求項１，２記載の運転制御方法及び装置によ
れば、油圧駆動装置における実際の発動機の負荷及び各
油圧機器の駆動負荷が検出され、これら油圧機器の駆動
負荷の合計が上記発動機の負荷に対応する許容負荷以下
に抑えられるように各油圧機器の運転状態が制御される
ことにより、過負荷による上記発動機の作動停止が確実
に防がれる。

【００２１】上記油圧駆動装置において、上記油圧機器
の運転状態制御により駆動負荷を抑制する場合、どの油
圧機器の駆動負荷を下げても発動機の作動停止は回避で
きるが、油圧機器の用途や特性等によって、各油圧機器
の駆動負荷を抑制する度合いを自由に設定したい場合が
ある。

【００２２】ここで、請求項３記載の装置では、予め設
定された配分比率に基づいて上記許容負荷が各油圧機器
に配分され、各油圧機器の駆動負荷をその配分許容負荷
以下に抑えるように油圧機器の運転状態が制御されるの
で、例えば駆動負荷を比較的著しく抑制しても不都合の
あまりない油圧機器については上記配分比率を小さく
し、駆動負荷の著しく抑制を避けたい油圧機器について
は上記配分比率を大きく設定することにより、各油圧機
器の駆動負荷の抑制度合いを自由に調節できる。

【００２３】なお、このような各油圧機器の駆動負荷と
配分駆動負荷との比較による運転状態制御は、常時行っ
てもよいが、請求項４記載の装置のように、油圧機器の
駆動負荷の合計が上記許容負荷を上回る場合にのみ行う
ようにすれば、それ以外の場合、すなわち過負荷による
発動機の作動停止のおそれがない場合では、発動機の出
力をフルに利用して各油圧機器を駆動できる。

【００２４】さらに、駆動負荷を僅かでも下げたくない
油圧機器が存在する場合には、請求項５記載の装置にお
いて上記油圧機器を優先油圧機器に設定することによ
り、油圧機器の駆動負荷の合計が上記許容負荷を上回る
場合でも、上記優先油圧機器の駆動負荷は抑制せずにそ
れ以外の油圧機器の駆動負荷のみを抑制することで対処
できる。

【００２５】そして、請求項６記載の装置では、上記優
先油圧機器以外の各油圧機器についても、許容負荷から
上記優先油圧機器の駆動負荷を差し引いた負荷が予め設
定された配分比率に基づいて配分され、油圧機器の駆動
負荷の合計が上記許容負荷を上回る場合に上記配分比率
に対応して各油圧機器の駆動負荷が抑制されることとな
る。

【００２６】請求項７記載の装置では、上記油圧機器の
運転状態制御として、油圧ポンプの吐出流量制御が行わ
れる。

【００２７】ここで、請求項８記載の装置では、上記油
圧ポンプの吐出圧力及び吐出流量が検出され、これらの
検出値に基づき、上記油圧ポンプの駆動負荷が演算され
る。

【００２８】なお、上記吐出流量を検出するのに流量セ
ンサを油路の途中に設けると、その分流れ抵抗が増え、
総合出力が低下することになるが、請求項９記載の装置
では、前記ポンプ吐出流量制御手段の出力制御信号に対
応する油圧ポンプの吐出流量と検出吐出圧力とから各油
圧ポンプの駆動負荷が演算されるので、上記流量センサ
等は不要になる。

【００２９】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図６に基づいて
説明する。

【００３０】図２は、本発明装置が搭載されたクレーン
を示している。このクレーンは、下部走行体１と、この
下部走行体１上で旋回駆動される上部旋回体２とを備
え、この上部旋回体にはブーム３が起伏可能に取付けら
れている。上部旋回体２には荷吊り用のウインチドラム
４が搭載され、このウインチドラム４から引き出された
ロープ６がブームヘッドのシーブ７Ａ，７Ｂに掛けられ
た状態で、このロープ６の先端にフックブロック８が吊
下げられている。また、上部旋回体２にはブーム起伏用
のウインチドラム５も搭載され、ここから引き出された
ロープ９は、スプレッダ１１に巻かれており、このスプ
レッダ１１及びガイケーブル１３を介してブームヘッド
と上部旋回体２とが連結されている。従って、上記ウイ
ンチドラム４の回転駆動によりフックブロック８が昇降
し、ウインチドラム５の駆動によりブーム３が起伏する
ようになっている。

【００３１】このクレーンには、図１に示すような、４
つの油圧モータ（油圧アクチュエータ）ＭＡ，ＭＢ，Ｍ
Ｃ，ＭＤが搭載されている。油圧モータＭＡは、上記ウ
インチドラム４の駆動用モータであり、油圧モータＭＢ
はウインチドラム５の駆動用モータである。また油圧モ
ータＭＣは下部走行体１の走行駆動用モータであり、油
圧モータＭＤは上部旋回体２の旋回駆動用モータであ
る。

【００３２】各油圧モータＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤに
は、専用の可変容量型油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０
Ｃ，１０Ｄ、電磁比例減圧弁からなるポンプレギュレー
タ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ、油圧制御回路１４
Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ、操作レバー２８Ａ，２８
Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ、レバー操作角センサ３０Ａ，３０
Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ、ポンプ吐出圧力検出器３２Ａ，３
２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ、及びモータ駆動制御器３６Ａ，
３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄが設けられている。

【００３３】上記油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，
１０Ｄの駆動入力軸は、クレーンに搭載された単一のエ
ンジン（発動機）Ｅｇの出力軸にパワーデバイダを介し
て連結されており、上記エンジンＥｇの作動によって油
圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが同時に駆動
可能とされている。ポンプレギュレータ３８Ａ，３８
Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄは、制御信号の入力によりその信号
に応じて各油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ
の傾転角を変化させるものであり、油圧制御回路１４
Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄは、各油圧ポンプ１０Ａ，
１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを油圧源として各油圧モータＭ
Ａ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤを作動させるものである。

【００３４】なお、上記エンジンＥｇの出力軸近傍に
は、その回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出器３
４が設けられている。

【００３５】操作レバー２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８
Ｄは、オペレータが各油圧モータＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，Ｍ
Ｄの駆動方向及び駆動速度を指令すべく操作するもので
あり、レバー操作角センサ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３
０Ｄは、各操作レバー２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ
の操作角を検出するものである。ポンプ吐出圧力検出器
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄは、各油圧ポンプ１０
Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの吐出圧力を検出するもの
である。

【００３６】モータ駆動制御器３６Ａ，３６Ｂ，３６
Ｃ，３６Ｄは、各操作レバー２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，
２８Ｄの操作方向及び操作量に応じた各油圧モータＭ
Ａ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤの駆動方向及び駆動速度が得られ
るように、各油圧制御回路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１
４Ｄにパイロット圧制御用電流を出力するとともに、後
述のコントローラ４０に傾転指令信号を出力するもので
ある。

【００３７】各油圧制御回路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，
１４Ｄは全て同一の構成を有している。以下、例として
油圧制御回路１４Ａの構成を図３に基づいて説明する。

【００３８】この油圧制御回路１４Ａは、コントロール
バルブ１６を備えている。このコントロールバルブ１６
は、図例では３位置パイロット切換弁からなり、双方の
パイロット部１６ｘ，１６ｙにパイロット圧が供給され
ていない中立状態では、油圧ポンプ１０の吐出油を油圧
モータ１４に供給することなくタンク１２に直接逃が
し、パイロット部１６ｘに油圧が供給された場合には、
上記吐出油を油圧配管１８Ｘを通じて油圧モータ１４に
供給するとともに戻り油を油圧配管１８Ｙを通じてタン
ク１２に逃がし、パイロット部１６ｙに油圧が供給され
た場合には、上記吐出油を油圧配管１８Ｙを通じて油圧
モータ１４に供給するとともに戻り油を油圧配管１８Ｘ
を通じてタンク１２に逃がすように構成されている。

【００３９】各パイロット部１６ｘ，１６ｙへのパイロ
ット圧供給は、それぞれパイロット用油圧ポンプ２２
Ｘ，２２Ｙから電磁比例減圧弁２０Ｘ，２０Ｙを介して
行われる。上記電磁比例減圧弁２０Ｘ，２０Ｙは、前記
モータ駆動制御器３６からソレノイドに入力されるパイ
ロット圧制御用電流に対応する設定圧までパイロット用
油圧ポンプ２２Ｘ，２２Ｙの吐出油を減圧しながらこれ
をパイロット圧として上記パイロット部１６ｘ，１６ｙ
に導くものである。

【００４０】なお、図２において２６はメインリリーフ
弁である。

【００４１】この装置には、図１に示すようなコントロ
ーラ４０が設けられている。このコントローラ４０は、
マイクロコンピュータ等で構成され、ポンプ負荷トルク
算出手段（ポンプ負荷算出手段）４１Ａ，４１Ｂ，４１
Ｃ，４１Ｄ、エンジントルク算出手段４２、及びポンプ
吐出流量制御手段４３を備えている。

【００４２】ポンプ負荷トルク算出手段４１Ａ，４１
Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄは、それぞれ、各ポンプ吐出圧力検
出器３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄにより検出される
ポンプ吐出圧力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄと、後述のポン
プ吐出流量制御手段４３から各ポンプレギュレータ３８
Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄに出力される電流値Ｉａ，
Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄに対応するポンプ吐出流量Ｑａ，Ｑ
ｂ，Ｑｃ，Ｑｄとに基づき、各油圧ポンプ１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの駆動負荷トルクＴａ，Ｔｂ，Ｔ
ｃ，Ｔｄを算出するものである。エンジントルク算出手
段４２は、予め記憶された演算データに基づいて、上記
エンジン回転数検出器３４で検出されたエンジン回転数
Ｎｅに相当するエンジン出力トルク（エンジン負荷に相
当する値）Ｔｅを算出するものである。

【００４３】ポンプ吐出流量制御手段４３は、配分許容
トルク算出手段４３ａと、ポンプ吐出流量調節手段４３
ｂとを備えている。

【００４４】配分許容トルク算出手段４３ａは、各油圧
ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄについて予め設
定された配分比率Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝ 1
00％）に基づき、上記エンジン出力トルクＴｅに対応す
る許容トルクＴｏ（この実施例ではＴｅ＝Ｔｏ）を各油
圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに配分した配
分許容トルクＴao，Ｔbo，Ｔco，Ｔdoを算出するもので
ある。

【００４５】ポンプ吐出流量調節手段４３ｂは、原則的
には、各モータ駆動制御器３６Ａ〜３６Ｄより入力され
る傾転指令量Ｋａ〜Ｋｄに対応した制御電流Ｉａ〜Ｉｄ
を各ポンプレギュレータ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８
Ｄに出力するが、ポンプ負荷トルク算出手段４１Ａ，４
１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄにより演算された駆動負荷トルク
Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄの和が上記許容トルクＴｏを上
回る場合には、各駆動負荷トルクＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔ
ｄをそれぞれ上記配分許容トルクＴao，Ｔbo，Ｔco，Ｔ
do以下に抑えるような制御電流Ｉａ〜Ｉｄを各ポンプレ
ギュレータ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄに出力し、
油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの吐出流量
を調節するものである。

【００４６】次に、このコントローラ４０が行う一連の
演算制御動作を、図４及び図５のフローチャートに沿っ
て説明する。

【００４７】ステップＳ１：各検出器３２Ａ〜３２Ｄ，
３４、及び各モータ駆動制御器３６Ａ〜３６Ｄが出力す
る指令信号を、読み取る。

【００４８】ステップＳ２：各油圧ポンプ１０Ａ〜１０
Ｄの駆動負荷トルクＴａ〜Ｔｄを次の手順で演算する。

【００４９】予め記憶したデータに基づき、ポンプ吐
出流量調節手段４３ｂから各ポンプレギュレータ３２Ａ
〜３２Ｄに出力されている電流値Ｉａ〜Ｉｄに対応する
ポンプ吐出流量Ｑａ〜Ｑｄを算出する。

【００５０】上記ポンプ吐出流量Ｑａ〜Ｑｄと、各ポ
ンプ吐出圧力センサ３２Ａ〜３２Ｄにより検出される吐
出圧力Ｐａ〜Ｐｄとから、次式に基づいて各油圧ポンプ
１０Ａ〜１０Ｄの駆動負荷トルクＴａ〜Ｔｄを演算す
る。

【００５１】

【数１】Ｔａ＝（Ｐａ×Ｑａ）／６２８ Ｔｂ＝（Ｐｂ×Ｑｂ）／６２８ Ｔｃ＝（Ｐｃ×Ｑｃ）／６２８ Ｔｄ＝（Ｐｄ×Ｑｄ）／６２８ ステップＳ３：エンジン出力トルクＴｅを算出する。具
体的には、図５に示す記憶データ、すなわち、エンジン
回転数Ｎｅ(rpm）とエンジン出力トルクＴｅ(kg・ｍ）
との関係についてのデータを用い、現時点でエンジン回
転数検出器３４により検出されているエンジン回転数Ｎ
ｅに相当するエンジントルクＴｅを検索する。

【００５２】ステップＳ４：ステップＳ２で演算した駆
動負荷トルクＴａ〜Ｔｄの合計と、ステップＳ３で演算
したエンジン出力トルクＴｅに対応する許容トルクＴｏ
（＝Ｔｅ）とを比較し、前者が後者を上回る場合、すな
わち過負荷に起因するエンスト発生のおそれがある場合
にはステップＳ５に移行し、前者が後者以下である場
合、すなわち過負荷に起因するエンストのおそれがない
場合には、ステップＳ６に移行する。

【００５３】ステップＳ５：モータ駆動制御器３６Ａ〜
３６Ｄより入力された傾転指令量Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，Ｋ
ｄをそのまま傾転指令量Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄに設定
する。すなわち、操作レバー２８Ａ〜２８Ｄの操作量に
全く忠実な傾転指令量Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄを設定す
る。

【００５４】ステップＳ６：前記許容トルクＴｏと、各
油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄについて予
め設定された配分比率Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（％）とに基づ
き、各油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに対
応する配分許容トルクＴao，Ｔbo，Ｔco，Ｔdo を算出
する。これらの配分許容トルクＴao，Ｔbo，Ｔco，Ｔdo
は次式で与えられる。

【００５５】

【数２】Ｔao ＝（Ａ／100)・Ｔｏ Ｔbo ＝（Ｂ／100)・Ｔｏ Ｔco ＝（Ｃ／100)・Ｔｏ Ｔdo ＝（Ｄ／100)・Ｔｏ 従って、Ｔao＋Ｔbo＋Ｔco＋Ｔdo ＝Ｔｏとなる。

【００５６】ステップＳ７Ａ（図６）：油圧ポンプ１０
Ａについての傾転出力量Ｓａを演算する。具体的に、前
記ステップＳ２で演算した実際のポンプ駆動負荷トルク
Ｔａが上記配分許容トルクＴao以下である場合には（ス
テップ♯１でＮＯ）、傾転指令量Ｋａをそのまま傾転出
力量Ｓａとして設定するが（ステップ♯２）、ポンプ駆
動負荷トルクＴａが上記配分許容トルクＴaoを上回る場
合には（ステップ♯１でＹＥＳ）、これらのトルクの比
である負荷比率ηａ（＝Ｔａ／Ｔao）を演算し（ステッ
プ♯３）、この負荷比率で傾転指令量Ｋａを除した値
（Ｋａ／ηａ）を傾転出力量Ｓａとして設定する（ステ
ップ♯４）。このステップＳ７Ａにより、傾転指令量Ｋ
ａを基礎にしながら駆動負荷トルクＴａを上記配分許容
トルクＴao以下に抑える傾転出力量Ｓａが演算されるこ
とになる。

【００５７】ステップＳ７Ｂ，Ｓ７Ｃ，Ｓ７Ｄ：ステッ
プＳ７Ａと同様にして、油圧ポンプ１０Ｂ，１０Ｃ，１
０Ｄについての傾転出力量Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄを演算す
る。具体的には、前記ステップＳ７Ａにおける駆動負荷
トルクＴａ、配分許容トルクＴao、負荷比率ηａ、傾転
指令量Ｋａをそれぞれ駆動負荷トルクＴｂ，Ｔｃ，Ｔ
ｄ、配分許容トルクＴbo，Ｔco，Ｔdo、負荷比率ηｂ，
ηｃ，ηｄ、傾転指令量Ｋｂ，Ｋｃ，Ｋｄに置き換える
ことにより、傾転出力量Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄを演算でき
る。

【００５８】ステップＳ８：ステップＳ５もしくはステ
ップＳ７Ａ〜Ｓ７Ｄで設定された傾転出力量Ｓａ〜Ｓｄ
に基づき、その傾転角を得るための電流値Ｉａ，Ｉｂ，
Ｉｃ，Ｉｄを演算し、ポンプレギュレータ３８Ａ，３８
Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄに出力する。なお、上記電流値Ｉ
ａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄは次式に基づき演算することがで
きる。

【００５９】

【数３】Ｉａ＝ｋ×Ｓａ＋ｓ Ｉｂ＝ｋ×Ｓｂ＋ｓ Ｉｃ＝ｋ×Ｓｃ＋ｓ Ｉｄ＝ｋ×Ｓｄ＋ｓ ここで、ｋ，ｓはポンプレギュレータ３２Ａ〜３２Ｄの
特性により決まる定数である。

【００６０】なお、制御開始当初の段階、すなわちポン
プ吐出流量調節手段４３ｂから電流Ｉａ〜Ｉｄがまだ出
力されていない段階では、前記ステップＳ２で吐出流量
Ｑａ〜Ｑｄの演算が不能であり、従って駆動負荷トルク
Ｔａ〜Ｔｄの演算は不能であるが、始動時からいきなり
駆動負荷トルクＴａ〜Ｔｄがエンジン出力トルクＴｅを
上回ることはないので、この初期段階のみステップＳ２
〜Ｓ４の処理を省略して無条件でステップＳ５を実行
し、次回から図４のフローを完全実行するようにすれば
よい。

【００６１】この装置によれば、次の効果を得ることが
できる。

【００６２】ａ）実際のエンジン出力トルクＴｅに対応
する許容トルクＴｏと、ポンプ駆動負荷トルクＴａ〜Ｔ
ｄの合計とを直接比較するようにしているので、エンス
トのおそれがあるか否かの判定をより正確に行うことが
できる。そして、エンストのおそれがある場合には、実
際のポンプ駆動負荷トルクＴａ〜Ｔｄの合計が上記許容
トルクＴｏ以下になるようにポンプ吐出流量Ｑａ〜Ｑｄ
を制御するので、エンストの発生を確実に防止できる。

【００６３】ｂ）予め許容トルクＴｏの配分比率Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄを設定しておき、これらから演算される許容
配分トルクＴao〜Ｔdoと実際の駆動負荷トルクＴａ〜Ｔ
ｄとの比較に基づいてポンプ吐出流量を制御するように
しているので、油圧ポンプ１０Ａ〜１０Ｄにより駆動さ
れる油圧モータＭＡ〜ＭＤの用途や重要度等を考慮した
制御が可能になる。

【００６４】例えば、上記実施例のように油圧モータＭ
Ａ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤがそれぞれ荷吊り用、ブーム起伏
用、旋回用、走行用として設けられている場合、ブーム
起伏用モータＭＢや旋回駆動用モータＭＣに向けての吐
出流量を急激に抑制すると（すなわち駆動速度を急に抑
制すると）、慣性力によって吊り荷が大きく揺れるおそ
れがあるが、これらの油圧モータＭＢ，ＭＣに対応する
油圧ポンプ１０Ｂ，１０Ｃについては大きな配分比率
Ｂ，Ｃを設定し、油圧モータＭＡ，ＭＤに対応する油圧
ポンプ１０Ａ，１０Ｄについては小さな配分比率Ａ，Ｄ
を設定しておけば、油圧モータＭＢ，ＭＣへの吐出流量
を抑制する度合いを減らすことができ、吊り荷の大きな
揺れを避けながらエンスト防止制御を果たすことが可能
となる。

【００６５】逆に、上記配分比率Ａ〜Ｄを全て２５％に
設定すれば、全油圧ポンプ１０Ａ〜１０Ｄの吐出流量を
均等に抑制できる。

【００６６】次に、第２実施例を図７に基づいて説明す
る。

【００６７】前記第１実施例では、高い配分比率を設定
することにより、これに対応する油圧ポンプの吐出流量
の抑制度合いを減らすことが可能であるが、用途によっ
ては、吐出流量を全く抑制せずに完全に操作レバーの操
作量に追従させたい油圧ポンプが存在する場合がある。
そこでこの実施例では、このような油圧ポンプを優先油
圧ポンプとして設定し、他の油圧ポンプの吐出流量のみ
を許容トルクＴｏとの関係で抑制するといった制御を行
うようにしている。

【００６８】図７では、例として油圧ポンプ１０Ａを優
先油圧ポンプとして設定し、他の油圧ポンプ１０Ｂ〜１
０Ｄについてのみ配分比率Ｂ，Ｃ，Ｄ（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝ 1
00％）を設定した場合を示している。同図において、ス
テップＳ１〜Ｓ３までは前記第１実施例と同様である
が、その後、油圧ポンプ１０Ａについては、傾転指令量
Ｋａを無条件でそのまま傾転出力量Ｓａに設定する（ス
テップＳ５ａ）。

【００６９】そして、駆動負荷トルクＴａ〜Ｔｄの合計
が許容トルクＴｏ以下である場合には（ステップＳ４で
ＮＯ）、他の傾転出力量Ｓｂ〜Ｓｄについても傾転指令
量Ｋｂ〜Ｋｄをそのまま設定するが（ステップＳ５
´）、駆動負荷トルクＴａ〜Ｔｄの合計が許容トルクＴ
ｏを上回る場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、許容ト
ルクＴｏから優先油圧ポンプ１０Ａの駆動負荷トルクＴ
ａを差し引いた残りトルク（Ｔｏ−Ｔａ）を上記配分比
率で配分する。すなわち、各油圧ポンプ１０Ｂ，１０
Ｃ，１０Ｃについての配分トルクＴbo，Ｔco，Ｔdo を
次式に基づき演算する（ステップＳ６´）。

【００７０】

【数４】Ｔbo ＝（Ｂ／100)・(Ｔｏ−Ｔａ） Ｔco ＝（Ｃ／100)・(Ｔｏ−Ｔａ） Ｔdo ＝（Ｄ／100)・(Ｔｏ−Ｔａ） そして、これら配分トルクＴbo，Ｔco，Ｔdo と駆動負
荷トルクＴｂ〜Ｔｄとの比較に基づき、前記第１実施例
と同様にして傾転出力量Ｓｂ〜Ｓｄを演算し（ステップ
Ｓ７Ｂ〜Ｓ７Ｄ）、出力電流値Ｉａ〜Ｉｄを演算し、出
力する（ステップＳ８）。

【００７１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例として次のような態様をとることも可能
である。

【００７２】(1) 上記各実施例では、ポンプ吐出流量調
節手段４３ｂから出力される電流値Ｉａ〜Ｉｄに基づい
て吐出流量Ｑａ〜Ｑｄを演算しているが、第３実施例と
して図８に示すように、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１
０Ｃ，１０Ｄの吐出油路の途中に吐出流量センサ３８
Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄを設け、上記吐出流量Ｑａ
〜Ｑｄを直接検出するようにしてもよい。ただし、この
場合には吐出流量センサ３８Ａ〜３８Ｄの存在により流
路抵抗が増し、その分総合出力が低下するとともに、イ
ニシャルコストが高くなるのに対し、上記実施例のよう
に出力電流値Ｉａ〜Ｉｄから吐出流量Ｑａ〜Ｑｄを割り
出すようにすれば、出力の低下及びコスト増大を伴うこ
となく、ポンプ駆動負荷トルクＴａ〜Ｔｄを演算するこ
とが可能になる。

【００７３】(2) 上記実施例では、油圧機器として全て
油圧ポンプが用いられた装置を示したが、本発明の対象
となる油圧機器は、その運転状態を変えることにより駆
動負荷を調節できるものであればよく、例えば、エンジ
ンＥｇに連結されたトルクコンバータであってもよい。

【００７４】(3) 上記配分比率は、その合計が 100％と
なる範囲で自由に設定すれば良く、例えば第１実施例に
おける配分比率Ａを０％に設定してもよい。この場合に
は、駆動負荷トルクＴａ〜Ｔｄの和が許容トルクＴｏを
上回った時に油圧ポンプ１０Ａが完全停止されることに
なる。

【００７５】(4) 本発明では、発動機及び油圧機器の具
体的な個数を問わず、共通の発動機に複数の油圧機器が
連結された油圧駆動装置であれば適用できる。

【００７６】(5) 上記実施例では、エンジン出力トルク
Ｔｅをそのまま許容トルクＴｏに設定しているが、余裕
を見越して許容トルク（許容負荷）Ｔｏをエンジン出力
トルク（エンジン負荷）Ｔｅよりも所定量小さな値に設
定してもよい。

【００７７】

【発明の効果】以上のように本発明は、共通の発動機で
複数の油圧機器が同時に駆動される油圧駆動装置におい
て、実際の発動機の負荷及び各油圧機器の駆動負荷を検
出し、これら油圧機器の駆動負荷の合計を上記発動機の
負荷に対応する許容負荷以下に抑えるように各油圧機器
の運転状態を制御するようにしたものであるので、簡単
な制御で、油圧機器の駆動負荷の合計が発動機の負荷を
上回ることによる発動機の作動停止を確実に防止できる
効果がある。

【００７８】ここで、請求項３記載の装置では、予め設
定された配分比率に基づいて上記許容負荷を各油圧機器
に配分し、各油圧機器の駆動負荷をその配分許容負荷以
下に抑えるように油圧機器の運転状態を制御するもので
あるので、油圧機器の用途に応じてその駆動負荷の抑制
度合いを自由に設定でき、油圧駆動装置の特性に見合っ
たより好適な運転制御を実行できる効果がある。

【００７９】さらに、請求項４記載の装置では、油圧機
器の駆動負荷の合計が上記許容負荷を上回る場合にのみ
上記のような駆動負荷を抑制する制御を行うようにして
いるので、過負荷による発動機の作動停止のおそれがな
い場合には、発動機の出力をフルに活用して各油圧機器
を好適に駆動できる効果がある。

【００８０】請求項５記載の装置では、油圧機器の駆動
負荷の合計が上記許容負荷を上回る場合でも、予め設定
された優先油圧機器の駆動負荷は抑制せずにそれ以外の
油圧機器の駆動負荷のみを抑制して対処するようにした
ものであるので、上記優先油圧機器を特別考慮した運転
制御を実行できる効果がある。

【００８１】そして、請求項６記載の装置では、上記優
先油圧機器以外の各油圧機器についても、許容負荷から
上記優先油圧機器の駆動負荷を差し引いた負荷を予め設
定された配分比率に基づいて配分し、油圧機器の駆動負
荷の合計が上記許容負荷を上回る場合に上記配分比率に
対応して各油圧機器の駆動負荷を抑制することにより、
油圧駆動装置の特性をさらに考慮したより好ましい運転
制御ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における油圧駆動装置及び
その運転制御装置の全体構成図である。

【図２】上記油圧駆動装置が搭載されたクレーンの全体
図である。

【図３】上記油圧駆動装置に設けられた油圧制御回路を
示す回路図である。

【図４】上記運転制御装置の行う演算制御動作を示すフ
ローチャートである。

【図５】上記演算制御装置において制御データとして記
憶されるエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係
を示すグラフである。

【図６】上記運転制御装置の行う演算制御動作を示すフ
ローチャートである。

【図７】本発明の第２実施例において行われる演算制御
動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第３実施例における油圧駆動装置及び
その運転制御装置の全体構成図である。

【符号の説明】

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 油圧ポンプ １４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ 油圧制御回路 ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ ポンプ吐出圧力検出
器（吐出圧力検出手段） ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ ポンプ吐出流量検出
器（吐出流量検出手段） ３４ エンジン回転数検出器（発動機負荷検出手段） ３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ モータ駆動制御器 ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄ ポンプレギュレータ ４０ マイクロコンピュータ ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ ポンプ負荷トルク算
出手段（ポンプ負荷算出手段） ４２ エンジントルク算出手段（発動機負荷検出手段） ４３ ポンプ吐出流量制御手段 ４３ａ 配分許容トルク算出手段（配分許容負荷算出手
段） ４３ｂ ポンプ吐出流量調節手段（運転状態調節手段）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の油圧機器が共通の発動機に連結さ
   れてこの発動機の出力により駆動される油圧駆動装置の
   運転制御方法であって、上記発動機の負荷及び各油圧機
   器の駆動負荷を検出し、これら油圧機器の駆動負荷の合
   計を上記発動機の負荷に対応する許容負荷以下に抑える
   ように各油圧機器の運転状態を制御することを特徴とす
   る油圧駆動装置の運転制御方法。
2. 【請求項２】 複数の油圧機器が共通の発動機に連結さ
   れてこの発動機の出力により駆動される油圧駆動装置の
   運転制御装置であって、上記発動機の負荷を検出する発
   動機負荷検出手段と、各油圧機器の駆動負荷を検出する
   駆動負荷検出手段と、これら油圧機器の駆動負荷の合計
   を上記発動機の負荷に対応する許容負荷以下に抑えるよ
   うに各油圧機器の運転状態を制御する運転状態制御手段
   とを備えたことを特徴とする油圧駆動装置の運転制御装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の油圧駆動装置の運転制御
   装置において、上記運転状態制御手段は、予め設定され
   た配分比率に基づいて上記許容負荷を各油圧機器に配分
   する配分許容負荷算出手段と、各油圧機器の駆動負荷を
   その配分許容負荷以下に抑えるように油圧機器の運転状
   態を調節する運転状態調節手段とを備えていることを特
   徴とする油圧駆動装置の運転制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の油圧駆動装置の運転制御
   装置において、上記運転状態調節手段は、油圧機器の駆
   動負荷の合計が上記許容負荷を上回る場合にのみ各油圧
   機器の駆動負荷をその配分許容負荷以下に抑えるように
   油圧機器の運転状態を調節するものであることを特徴と
   する油圧駆動装置の運転制御装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載の油圧駆動装置の運転制御
   装置において、上記運転状態制御手段は、油圧機器の駆
   動負荷の合計が上記許容負荷を上回る場合に予め設定さ
   れた優先油圧機器の駆動負荷は抑制せずにそれ以外の油
   圧機器の駆動負荷のみを抑制するように油圧機器の運転
   状態を制御するものであることを特徴とする油圧駆動装
   置の運転制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の油圧駆動装置の運転制御
   装置において、上記運転状態制御手段は、上記許容負荷
   から上記優先油圧機器の駆動負荷を差し引いた負荷を予
   め設定された配分比率に基づいて上記優先油圧機器以外
   の各油圧機器に配分する配分許容負荷調節手段と、油圧
   機器の駆動負荷の合計が上記許容負荷を上回る場合に上
   記優先油圧機器以外の各油圧機器の駆動負荷をその配分
   許容負荷以下に抑えるように油圧機器の運転状態を調節
   する運転状態調節手段とを備えていることを特徴とする
   油圧駆動装置の運転制御装置。
7. 【請求項７】 請求項２〜６のいずれかに記載の油圧駆
   動装置の運転制御装置において、上記油圧機器は所定の
   油圧アクチュエータを作動させるための油圧ポンプであ
   り、上記運転状態制御手段は上記油圧ポンプの吐出流量
   を制御するポンプ吐出流量制御手段であることを特徴と
   する油圧駆動装置の運転制御装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の油圧駆動装置の運転制御
   装置において、上記駆動負荷検出手段は、上記油圧ポン
   プの吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、上記油圧
   ポンプの吐出流量を検出する吐出流量検出手段と、検出
   された吐出圧力及び吐出流量に基づいて上記油圧ポンプ
   の駆動負荷を演算するポンプ負荷算出手段とで構成され
   ていることを特徴とする油圧駆動装置の運転制御装置。
9. 【請求項９】 請求項７記載の油圧駆動装置の運転制御
   装置において、上記駆動負荷検出手段は、各油圧ポンプ
   の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、上記ポンプ
   吐出流量制御手段の出力制御信号に対応する油圧ポンプ
   の吐出流量と検出吐出圧力とに基づいて各油圧ポンプの
   駆動負荷を演算するポンプ負荷算出手段とで構成されて
   いることを特徴とする油圧駆動装置の運転制御装置。