JPH0932734A - 建設機械の可変ポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの回転状態が低レベルのときは可変
ポンプの吐出流量も低減し、エンジン停止を防止する。 【構成】 スロットルボリューム１０４の出力値（スロ
ットルボリュームの回転角に対応して出力される電圧
値）が所定値よりも低いときは、エンジン１０２の回転
状態が低レベルであると判断し、ソレノイド１２０を切
換えてギヤポンプ１２２の吐出圧Ｐ１をシャトルバルブ
１２４に作用させ、ネガティブコントロール圧として、
この吐出圧Ｐ１を可変ポンプ１０６に入力する。その結
果、可変ポンプ１０６の吐出流量は低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械の可変ポ
ンプ制御装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来の建設機械は、一般に、例えば図５
に示されるように、エンジン２の回転状態を制御するス
ロットルボリューム４を介してエンジン２を駆動し、該
エンジン２によって可変ポンプ６を駆動すると共に、該
可変ポンプ６の吐出流量をコントロールバルブ８を含む
油圧制御系ＯＣＳで制御し、アクチュエータ１０を作動
させるようにしている。

【０００３】スロットルボリューム４は、より具体的に
はコントローラ４Ａを介してエンジン２の回転状態（回
転数）を制御している。エンジン２は、可変ポンプ６と
直結されており、従って可変ポンプ６はエンジン回転数
と対応した値の回転数で駆動される。

【０００４】可変ポンプ６の吐出流量は、該可変ポンプ
６の吐出圧及びネガティブコントロール圧（タンク１２
に戻る前の圧力：図５の破線）により制御される。より
具体的には、ネガティブコントロール圧が高ければ吐出
流量は絞られ、低ければ高められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、従来の可変ポンプ６はエンジン２と直結され
ているため、その回転数についてはエンジンと対応して
いるものの、吐出流量の制御については、可変ポンプ６
の吐出圧及びネガティブコントロール圧に依存して制御
されていたため、基本的にエンジンの回転状態との連係
は取られていなかった。

【０００６】そのため、エンジン２の回転数が低い状態
で、即ちエンジン２の出力トルクが低い状態で可変ポン
プ６の吐出流量が高められると、エンジン２の負荷が相
対的に過大となり、可変ポンプ６の微操作がし難くなる
だけでなく、甚だしいときにはエンジン２が停止してし
まい、ターボのタービンが熱溜まりによって大きな損傷
を受けることもあり得るという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、可変ポンプの吐出流量が変化す
ることによってエンジンが過大な負荷を受け、その結果
可変ポンプの微操作が操作し難くなったり、エンジンが
停止してしまったりする不具合が発生するのを効果的に
防止することのできる建設機械の可変ポンプ制御装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンの回
転状態を制御する手段を介してエンジンを駆動し、該エ
ンジンによって可変ポンプを駆動すると共に、該可変ポ
ンプの吐出流量をコントロールバルブを含む油圧制御系
で制御し、アクチュエータを作動させるようにした建設
機械の可変ポンプ制御装置において、前記エンジンの回
転状態を検出する手段と、エンジンの回転状態が所定値
より低レベルの状態であると検出されたときは、前記可
変ポンプの吐出流量を最小付近にまで低減させる手段
と、を備えたことにより、上記課題を解決したものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の実施
の形態の例を詳細に説明する。

【００１０】図１に本発明の第１実施形態を示す。

【００１１】図１には、エンジン１０２をスロットルボ
リューム（エンジンの回転状態を制御する手段）１０４
を介して駆動し、該エンジン１０２によって可変ポンプ
１０６を駆動し、更に、該可変ポンプ１０６の吐出流量
をコントロールバルブ１０８を含む油圧制御系ＯＣＳで
制御し、アクチューエタ１１０を作動させるようにした
建設機械の可変ポンプ制御装置が示されている。

【００１２】ここにおいて、符号１２０がソレノイドバ
ルブ、１２２がギヤポンプ、１２４がシャトルバルブを
それぞれ示している。

【００１３】前記スロットルボリューム１０４は、コン
トローラ１０４Ａと共に、従来と同様にエンジン回転状
態を制御する。又、このスロットルボリューム１０４
は、エンジン１０２の回転状態を（間接的に）検出する
手段の機能を合せて有している。

【００１４】前記ソレノイドバルブ１２０、ギヤポンプ
１２２、及びシャトルバルブ１２４は、エンジン１０２
の回転状態が所定値より低レベルの状態、具体的にはス
ロットルボリューム１０４の出力値（回転角に対応して
発生される電圧値）Ｖθが、所定値Ｖθ１以下の状態の
ときに、可変ポンプ１０６の吐出流量を最小に低減する
ためのものである。

【００１５】より具体的には、前記コントローラ１０４
Ａは、スロットルボリューム１０４の出力値Ｖθが所定
値Ｖθ１未満であったときにソレノイド１２０にオン信
号を出力し、出力値Ｖθが所定値Ｖθ１以上であったと
きには該ソレノイド１２０にオフ信号を出力する。

【００１６】ソレノイド１２０はノーマルクローズの２
位置切換弁であり、コントローラ１０４Ａからオン信号
を受けたときに図のＳ１側、オフ信号を受けたときに図
のＳ２側に油路を切換えるものである。

【００１７】シャトルバルブ１２４は、ソレノイド１２
０側からのギヤポンプ１２２の吐出圧Ｐ１とコントロー
ルバルブ１０８のドレン圧Ｐ２とのうち、高い方の油圧
をネガティブコントロール圧として可変ポンプ１０６に
導入する。なお、ギヤポンプ１２２の吐出圧Ｐ１は通常
発生されるドイン圧Ｐ２より大きい値とされている。そ
のため、該吐出圧Ｐ１がシャトルバルブ１２４に導入さ
れるときは必ずこの吐出圧Ｐ１がネガティブコントロー
ル圧として可変ポンプ１０６に入力される。

【００１８】次にこの第１実施形態の作用を説明する。

【００１９】コントローラ１０４Ａは、スロットルボリ
ューム１０４の出力値（回転角に対応して発生される電
圧値）Ｖθの信号を受け、従来通り当該出力値Ｖθに対
応する回転数でエンジン１０２を駆動する。

【００２０】それと同時に、図２に示されるように、該
出力値Ｖθが所定値Ｖθ１未満であるか否かを判断し
（ステップ１５０）、もし出力値Ｖθが所定値Ｖθ１未
満であったときは、エンジン１０２の回転状態が（Ｖθ
１に対応した）所定値より低レベルであると判断し（即
ちエンジン１０２から十分なトルクが発生されていない
と判断し）、ソレノイド１２０にオン信号を出力する
（ステップ１５２）。

【００２１】一方、出力値Ｖθが所定値Ｖθ１以上であ
ったときは、エンジン１０２の回転状態が（Ｖθ１に対
応した）所定値以上であると判断し（即ちエンジン１０
２から十分なトルクが発生していると判断し）、ソレノ
イド１２０にオフ信号を出力する。

【００２２】ソレノイド１２０は、ノーマルクローズタ
イプの２位置切換弁であるため、コントローラ１０４Ａ
からオン信号が入力されると、図１のＳ１側に切換えら
れる。この結果、ギヤポンプ１２２の吐出圧Ｐ１がシャ
トルバルブ１２４へと出力される。

【００２３】ギヤポンプ１２２の吐出圧Ｐ１は、通常発
生されるコントロールバルブ１０６のドレン圧Ｐ２より
大きな圧力となるように設定されているため、シャトル
バルブ１２４でこの両者が比較された結果、（より大き
な値の）ギヤポンプ１２２の吐出圧Ｐ１が従来のネガテ
ィブコントロール圧として可変ポンプ１０６に入力され
る。

【００２４】可変ポンプ１０６では、大きな値のネガテ
ィブコントロール圧が入力されたことになるため、その
基本的な作用により、（コントロールバルブ１０８と共
働して）その吐出流量を絞るような（最小とするよう
な）制御が実行される。

【００２５】その結果、エンジン１０２の負荷が増大す
るのが防止され、微操作が実行し易くなると共に、エン
ジンが停止したりしてしまうのを効果的に防止できる。

【００２６】なお、出力値ＶθがＶθ１以上であったと
きは、ソレノイド１２０にオフ信号が出力されるため、
ソレノイド１２０は図のＳ２側に維持され、ギヤポンプ
１２２の吐出圧Ｐ１はシャトルバルブ１２４側に出力さ
れない。その結果、従来と全く同様にドレン圧Ｐ２がネ
ガティブコントロール圧として可変ポンプ１０６に作用
することになる。

【００２７】次に図３、図４を用いて本発明の第２実施
形態を説明する。

【００２８】上記第１実施形態では、エンジンの回転状
態が低レベルであるか否かをスロットルボリュームの出
力値（回転角に対応して発生される電圧値）Ｖθを検出
することによって判断するようにしていたが、このエン
ジンの回転状態が低レベルであるか否かの判断はこの方
法に限定されるものではない。

【００２９】例えば、もし、図３に示されるように、エ
ンジン２０２の回転状態を制御する手段が例えば機械的
に作動するスロットルレバー２０４であり、該スロット
ルレバー２０４の回転角によってスロットルケーブル２
０４Ａ等の機械的機構を介してエンジン２０２の回転状
態が直接制御されるような構成であったときには、この
スロットルレバー２０４にバッテリ２０４Ｂを付設し、
図４に示されるように、スロットルレバー２０４の回転
角ＡＬθが所定値ＡＬθ１以下となったときに、該バッ
テリ２０４Ｂの電圧が「オン信号」としてソレノイド２
２０に入力されるような構成としてもよい。

【００３０】なお、この第２実施形態のその他の構成及
び作用については、前述した第１実施形態とほぼ同様で
あるため、図中で同一又は類似の部分に下２桁が同一の
符号を付すに止どめ、重複説明は省略する。

【００３１】なお、（図示はしないが）このエンジンの
回転状態が低レベルであるか否かの判断にあたっては、
エンジンの回転数や出力トルクを直接検出し、この（直
接検出した）検出値が所定値以下であるか否かを判断す
るようにしてもよいのは言うまでもない。

【００３２】又、エンジンの燃料噴射量や吸入空気量、
あるいはこれらの情報とスロットルボリュームやスロッ
トルレバーの回転角の情報との組合せにより、エンジン
回転数や出力トルクをマップや演算によって求めるよう
にし、この求められた値と所定値とを比較するようなも
のであってもよい。

【００３３】又、上記実施形態においては、エンジンの
回転状態が低レベルであると判断されたときには、可変
ポンプの吐出流量を「最小」とするような「２段階の」
制御を実行するようにしていたが、本発明では、エンジ
ンの回転状態を多段階あるいは無段階に分類し、それに
対応した値となるように吐出流量を多段階あるは無段階
に低減するような構成としてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
エンジンの回転状態が低レベルであると判断されたとき
には、可変ポンプの吐出流量もそれに連動して低減され
るようにしたため、微操作がし難くなったり、あるいは
過大な負荷によりエンジンが停止してしまったりすると
いうような不具合が発生するのを確実に防止できるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る建設機械の可変ポ
ンプ制御装置の概略構成図

【図２】上記第１実施形態のコントローラで実行される
制御フローを示す流れ図

【図３】本発明の第２実施形態に係る図１相当の概略構
成図

【図４】上記第２実施形態のスロットルレバーの機能を
示した線図

【図５】従来の建設機械の可変ポンプ制御装置の概略構
成図

【符号の説明】

１０２、２０２…エンジン １０４…スロットルボリューム（エンジンの回転状態を
制御する手段） １０４Ａ…コントローラ １０６、２０６…可変ポンプ １０８、２０８…コントロールバルブ １１０、２１０…アクチュエータ １２０、２２０…ソレノイド １２２、２２２…ギヤポンプ １２４、２２４…シャトルバルブ ２０４…スロットルレバー（エンジンの回転状態を制御
する手段） ２０４Ａ…スロットルケーブル ２０４Ｂ…バッテリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転状態を制御する手段を介し
   てエンジンを駆動し、該エンジンによって可変ポンプを
   駆動すると共に、該可変ポンプの吐出流量をコントロー
   ルバルブを含む油圧制御系で制御し、アクチュエータを
   作動させるようにした建設機械の可変ポンプ制御装置に
   おいて、 前記エンジンの回転状態を検出する手段と、 エンジンの回転状態が所定値より低レベルの状態である
   と検出されたときは、前記可変ポンプの吐出流量を最小
   付近にまで低減させる手段と、 を備えたことを特徴とする建設機械の可変ポンプ制御装
   置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記エンジンの回転状態を検出する手段が、前記エンジ
   ンの回転状態を制御する手段の出力値を検出するもので
   あることを特徴とする建設機械の可変ポンプ制御装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記エンジンの回転状態を検出する手段が、実際のエン
   ジン回転速度を検出するものであることを特徴とする建
   設機械の可変ポンプ制御装置。