JPS62156440A - 油圧シヨベルの油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は油圧ショベルの油圧制御装置に関する。

Ｂ、従来の技術 ホイール式油圧ショベルを一例として従来の技術につい
て説明する。

ホイール式油圧ショベルは、第１０図に示すように、走
行輪１を有する下部走行体２と、その下部走行体２の上
に旋回輪を介して接続された上部旋回体３とからなり、
上部旋回体３には、油圧シリンダ４〜６によりそれぞれ
駆動されるブーム７、アーム８．パケット９等から成る
掘削用アタッチメントが設けられている。

この種のホイール式油圧ショベルはクローラ式の油圧シ
ョベルと異なり一般道路の走行が認られており、そのた
め、クローラ式の油圧シボベルに比べて速い走行速度が
要求されているが、現行国内法規により最高速度が３５
に■へ未満に規制されている。このようなことから、ホ
イール式油圧ショベルは最高３５に腸への速度で走行で
きることが絶対条件である。

このような背景の下で、従来から、ホイール式油圧ショ
ベルの走行駆動装置としては、上部旋回体に搭載したエ
ンジンの出力を機械的に減速して車軸を駆動する、いわ
ゆるメカ式あるいは、エンジンにより油圧ポンプを駆動
し、それにより油圧モータを回して車軸を駆動する油圧
式があるがいずれも下で述べるような問題点がある。

ｃｏ発明が解決しようとしている問題点メカ式走行駆動
装置は、上部旋回体に搭載されたエンジンの出力を下部
走行体の車軸まで機械的に伝達しなくてはならず、その
ため構成部品が多くなり組立性が悪く非常に高価である
。

また、従来の油圧式走行駆動装置には以下のような問題
がある。

ホイール式油圧ショベルは特定の作業現場内にとどまら
ず一般道路走行が認められていることは前に述べたとお
りであるが、一般道路には平坦路もあれば坂道もあり、
種々の道路条件下でもできるだけ法定最高速度３５に層
／ｈで走行できることが好ましい。

そこで、ある必要な勾配における登板時に３５Ｋｍ／ｈ
の速度を出しうるエンジンを用いれば走行性能の点につ
いては一応の解決がつくことになる。ホイール式油圧シ
ョベルでは、一台のエンジンを掘削と走行の双方に用い
るのが一般であるが、掘削作業に要するエンジン馬力は
走行に要するエンジン馬力に比べて小さくてよい。この
ようなことから、登板時の走行性能を重視してエンジン
を高馬力にセットするのは掘削作業の面からみれば燃費
、騒音、コスト等の点で無駄なことであり、その反面、
掘削時の燃費、騒音、コストを重視して前者に比べてエ
ンジンを低馬力にセットすると登板時に十分な走行性能
が得られないことになり、ホイール式油圧ショベルにお
いては、工〉′ジン性能に関するかぎり掘削と走行との
マツチングが悪いことになる。

そのため従来から種々の考え方がとられており、その代
表的な考え方のひとつとして、平坦路走行時にのみ法令
で定められた３５ｋｍ／ｈを満足するようにしたものが
ある。

この場合、使用する走行用油圧モータおよびミッション
の仕様から、３５ｋｍ／ｈでｆ世路を走行する時の必要
流量をＱｌ、必要圧力をＰＬと定めると、例えば第１１
図（ａ）のようにエンジンの所要馬力ＰＳ２’が決まり
、これにより、エンジン最高回転数Ｎ１と油圧ポンプの
押除は容積ｑｔとが定まり、エンジン回転数−ポンプ吐
出量曲線（Ｎ−Ｑ曲線）は例えば第１２図に示すように
なる。

第１２図に示すＮ−Ｑ曲線を有する油圧式走行駆動装置
における登坂路走行について考えてみると、第１１図（
ａ）に示すように、登板時にはポンプの吐出圧力がＰ２
まで増加してポンプの傾転角が小さくなるのでポンプ吐
出量はＱ２まで低下し、従って、その速度は３５ｋｍ／
ｈよりかなり遅く（３５ｋｍ／ｈ　Ｘ　Ｑ　２　／　Ｑ
　ｌ　）なってしまい、満足のできる走行性能が得られ
ない。

そこで、エンジンおよび油圧機器の仕様を定めるにあた
って、予め設定した登板勾配で３５ｋｍ／ｈの速度が得
られるようにすることが考えられる。このように設定す
れば、当然のことながら、平坦路走行時にも３５ｋｍ／
ｈの速度がでる。

そこで、上述したと同様に、使用する油圧モータおよび
ミッションの仕様から、ある勾配の登板路を３５ｋｍ／
ｈで走行するときの必要流量をＱｌ、必要圧力をＰ２（
＞ＰＬ）と定めると、例えば第１１図（ｂ）のようにエ
ンジンの所要馬力ＰＳ２が決まり、更に、エンジンの最
高回転数Ｎ２と油圧ポンプの押除は容積ｑ２とが定まり
、例えばエンジン回転数−ポンプ吐出付線図（Ｎ−Ｑ線
図）は第１３図に示すようになる、 ここで、第１３図に示したＮ−Ｑ線図を有する油圧式走
行駆動装置におけるエンジンの性能が第１４図のように
定められているとする。第１４図の回転数−馬力曲線（
Ｎ−ＰＳ曲線）かられかるように、ある勾配の登板路を
３５に謳／ｈで走行するに必要なポンプ吸収馬力をＰＳ
２とすればその馬力はエンジン回転数Ｎ２のときに得ら
れるようになっている。そして、そのときの燃料消費率
（ｇ／ＰＳ　ｈ　）は１回転数−燃料消費率曲線（Ｎ−
ｇ曲線）からｇ２であることがわかる。しかるに、この
ような油圧式走行駆動装置により平坦路を３５ｋｍ／ｈ
で走行する際のポンプの吸収馬力をＰＳ２°（＜ＰＳ２
）とすれば、エンジンをフルスロットルのまま平坦路を
走行するとそのときのエンジン回転数はＮ２’（＞Ｎ２
）となり、燃料消費率がｇ２°（＞ｇ２）となることが
わかる、すなわち、このようなエンジンおよび油圧装置
の設定では、平坦路を３５ｋｓ／ｈで走行するにはエン
ジンをその燃料消費率の悪い領域で使用することになり
好ましくない。また、エンジンを燃料消費率の良い領域
で使用するため、スロットルレバーを操作してエンジン
回転数を下げて走行すると、ポンプ吐出量が少なくなり
、所定の速度（１５ｋｍ／ｈ）を出すことができない。

また、走行油圧駆動装置を備えたホイール式油圧ショベ
ルにおいては、上述したように上部旋回体に搭載した単
一のエンジンおよび単一の油圧ポンプを用いて、掘削用
アクチュエータおよび走行用の抽圧モータを駆動してい
るが、登板走行時の油圧ポンプの所要吸収馬力ＰＳ２は
掘削時の油圧ポンプの所要吸収馬力ＰＳ３に比べてかな
り太きし）。

従って、第１４図に示した特性を有するエンジンにおい
て、エンジン最高回転数Ｎ２のスロットルレバー位置で
掘削作業を行なう場合、油圧ポンプの所要吸収馬力をＰ
Ｓ３　（＜ＰＳ２）とすれば、エンジン回転数がＮ３と
増加し燃料消費率がｇ３（＞ｇ２）となってしまう。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ポ
ンプ吐出ｊｌＹが低ドしてしまい作業速度が遅くなって
しまう。

以ヒ、ホイール式油圧ショベルを一例として従来技術の
問題点を説明したが、クローラ式油圧ショベルにおける
重負荷作業と、軽負荷作業との関係も同様である。すな
わち、重負荷作業を重視してエンジンを高馬力にセット
するのは軽作業の面から見れば燃費、騒音、コスト等の
点で無駄なことであり、その反面、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１
−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。

本発明の１＝１的は、このような従来の問題点を解消し
、重負荷作業用に原動機が高馬力にセットされても、軽
負荷作業におけるポンプ吐出量を低下させることなく原
動機回転数を低減させ得る油圧ショベルの油圧制御装置
を提供することにある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 第１の発明は、原動機の軽負荷に最適な回転数を越えた
ときに検出信号を出力する回転数制御手段と、検出信号
に応答して、油圧ポンプを、所定の吐出量が得られる範
囲で、予め設定した最大押除は容積よりも小さくしかも
原動機の回転数が高くなるにつれて小さくなる最大押除
は容積に制御する最大押除は容積設定手段とを１１備し
たことを特徴とする。

第２の発明は、原動機の軽負荷に最適な回転数を越えた
ときに検出信号を出力する回転数制御手段と、パワーモ
ードおよびエコノミーモードのいずれかを選択するため
に作動し、パワーモード選択時にパワーモード信号を出
力し、エコノミーモード選択時にエコノミーモード信号
を出力するモード選択手段と、検出信号およびパワーモ
ード信号・に応答して、油圧ポンプを、所定の吐出量が
得られる範囲で、予め設定した最大押除は容積よりも小
さくしかも原動機の回転数が高くなるにつれて小さくな
る最大押除は容積に制御する最大押除は容積設定手段と
を具備したことを特徴とする。

８０作用 第１の発明では、運転席のエンジンコントロールレバー
等の操作により原動機回転数が上昇して軽負荷に最適な
回転数を越えると、最大押除は容積設定手段の制御の下
に、ポンプ最大押除は容積が原動機回転数が高くなるに
つれて小さくなるように制御される。

第２の発明では、モード選択手段によりパワーモードが
選択されている場合に原動機回転数が軽負荷に最適な回
転数を越えると第１の発明と同様の制御が行なわれる。

Ｆ、実施例 （Ｉ）第１の発明 一第１の実施例− 第１図は第１の発明の一実施例を示し、原動機を構成す
るエンジン１１には可変容量形油圧ポンプ１３と固定容
量形油圧ポンプ１５とが接続され、エンジン１１の回転
数は、運転席内に設けられた回転数制御手段を構成する
エンジンコントロールレバー１６により制御される。可
変容量形油圧ポンプ１３はコントロールバルブ１７を介
して走行油圧モータ１９および掘削用シリンダ（第１０
図の油圧シリンダ４〜６）や旋回モータを含む掘削用ア
クチュエータ２１と接続されている。

固定容ｒ＋）形油圧ポンプ１５は不図示の操作弁に接続
されるが、その吐出通路に絞り２３が介装され、その絞
り２３の前後圧力が電磁弁２５を介してポンプ最大傾転
角制御装２１２７の２つの人口ポートの圧力差が大きい
ほど最大傾転角が小さく、すなわち、最大押除は容積が
小さくなるように構成されている。ここで、絞り２３の
前後圧力の差は流量が増加するに従って大きくなり、ま
た、エンジン回転数が所定値を越えると最大傾転角制御
装置２７が作用することから、その場合には、ポンプ最
大傾転角は、絞り２３の絞り九１に応じて、エンジン回
転数が高くなるにつれて小さくなるように構成されてい
るものである。ここで所定ｆ１ｉ′ｉとは、例えばポン
プの傾転角に対応して必要最小馬力で１１坦路走行時に
３５に＋ｓ八が得られるように定められるもので、エン
ジンの軽負荷に最適な回転数である。

符号−２９はマイクロコンピュータ等で構成されたコン
トロールバルブトであり、その人力ポートには回転数制
御手段を構成するエンジン回転数に応じた信壮を出力す
る回転数センサ３０が接続されている。また、コントロ
ールユニット２９内のＲＯＭには予め第２図に示すよう
なプログラムが格納されていて、エンジン回転数に応じ
て電磁弁２５がオンオフされる。

すなわち第２図を参照するに、スッテプＳｌでは、回転
数センサ３０からの信号に基づいてエンジン回転数ＮＯ
を読込み、ステップＳ２において、そのエンジン回転数
ＮＯと、予めＲＯＭに格納されているエンジン回転数の
所定値ＮＥ（上述したエンジンの軽負荷に最適な回転数
）との大小を判別する。現在のエンジン回転数ＮＯが所
定値ＮＥを越えている（ＮＯＷＮＥ）ならばステップＳ
３に進み、ＮＥ以下（Ｎｏ≦Ｎｉ）ならばステップＳ４
に進む。ステップＳ３では電磁弁２５をオンし、ステッ
プＳ４では電磁弁２５をオフする。

すなわち、回転数センサ３０からの信号により検出され
たエンジン回転数ＮｏがＮＥを越えていると判定された
ときに電磁弁２５が励磁され、絞り２３の前後の圧力が
最大傾転角制御装置２７に入力され、２つのボートの圧
力差に応じた最大傾転角に制御される。また、エンジン
回転数ＮＯがＮｒ＝以下となったときに電磁弁２５が消
磁され、油圧ポンプ１３の最大傾転角によって定まる最
大押除は容積がｑＨに制御される。

このように構成された本実施例の作用について説明する
。

（１）エンジン回転数が軽負荷に最適な回転数Ｎａ以下
の場合 エンジン回転数が所定値ＮＥ以下の場合には、電磁弁２
５がオフされており、ポンプ最大傾転角制御装置２７の
２つの入力ボートの圧力が等しく、このとき、ポンプ最
大傾転角によって定められる最大押除は容積はｑＥに設
定される。エンジン回転数は運転席のエンジンコントロ
ールレバー１６の操作量に相応した値となる。この場合
、第３図のＮ−Ｑ線図かられかるように、ポンプ吐出Ｉ
Ｉ″ＣＱはエンジン回転数Ｎ−に比例して増加する。エ
ンジン回転数をＮＥとした場合のＰ−Ｑ線図は第４図に
一点鎖線Ｅで示すようになる。

（２）エンジン回転数が軽負荷に最適な回転数Ｎａを越
える場合 エンジンコントロールレバー１６の操作によりエンジン
回転数が所定値ＮＥを越えると、電磁弁２５が励磁され
、ポンプ最大傾転角制御装置２７の２つの入口ボートに
絞り２３の前後圧力がそれぞれかかることになる。絞り
２３の前後の圧力差は、固定容に形油圧ポンプ１５の吐
出量、すなわちエンジン回転数の関数で表わすことがで
きるので、エンジン回転数が所定値Ｎａからエンジン最
高回転数Ｎｐまでの間では、最大傾転角が最大押除は容
積ｑＥからｑｆ’相当の間でエンジン回転数に応じて連
続的に減少するように制御される。この場合、最大傾転
角制御装Ｆａ２７および絞り２３の絞り量を適切に定め
ることにより、第３図のＮ−Ｑ線図に示すように、エン
ジン回転数がＮａより大きい領域でポンプ吐出量が一定
となる。エンジン回転数がＮｐの場合のＰ−Ｑ＆！ａ図
は第４図に実線Ｐで示すようになる。

ここで、エンジン最高回転数Ｎｐは、例えばポンプの傾
転角に対応して必要最小馬力で所望の勾配における登坂
路走行時に３５）ｕｓ八が得られるように定められるも
ので、エンジンの重負荷に最適な回転数である。

なお、最大傾転角を切換制御しない従来の油圧ポンプの
Ｐ−Ｑ線図を第１５図に示す。従来のものでは、軽作業
時にエンジン回転数をＮＯ→Ｎｏ’に下げるとポンプ吐
出量もＱＯ→Ｑｏ’に低下して作業速度がｄくなってし
まう。

このように本実施例では、エンジン回転数が軽負荷に最
適な回転数ＮＥ以下の低馬力領域ではポンプ最大傾転角
で定まる最大押除は容積をｑＨとし、ＮＥを越える高馬
力領域では、エンジンコントロールレバー■ につれてポンプ最大傾転角を小さくして最大押除は容積
をｑＥからｉ！ｌ！続的に小さくするようにしたので、
エンジンを高馬力にセットしても、軽負荷時にはエンジ
ン回転数を下げれば低馬力にセットしたと同等の低燃料
消費率の領域でエンジンが運転され、しかも、このよう
な制御がエンジンコントロールレバー１６の操作量に応
じてなされるので操作性が極めてよい。

第１４図のエンジン性能曲線により詳述すると、例えば
平坦路走行時の所要馬力をＰＳ２’とすれば、エンジン
回転数がＮａＯでその馬力を得ることができるし、また
、掘削時の所要馬力をＰＳ３とすれば、エンジン回転数
がＮｏＯでその馬力を得ることができる。しかも、回転
数がＮａ以下の領域ではポンプの最大押除は容積が最大
値ｑＥに設定されているので、油圧ポンプは常に燃料消
費率が有利な状態で使用される。更に、エンジン回転数
がＮＥを越えＮｐまでの領域では、エンジン回転数を変
化させてもポンプ吐出量が一定であるため、作業速度、
走行速度を変化させることがなく、エンジン回転数を制
御してエンジン出力を必要なポンプ吸収馬力に近づける
ことによりエンジンの燃料消費率が最も有利な最大傾転
角位置でポンプを使用でき、以って、理想的な制御が可
能となる。

一第２の実施例− 第５図は第１の発明を走行回路に適用した場合の他の例
を示し、第１図と同様な箇所には同一の符号を付して説
す１する。エンジン１１には可変容７Ｈ形油圧ポンプ１
３と固定容量形油圧ポンプ１５とが接続され、可変容量
形油圧ポンプ１３はコントロールバルブ１７を介して走
行モータ１９に接続され、固定容量形油圧ポンプ１５は
走行操作手段を構成する走行ペダル３１により操作され
るパイロット弁３３および前後進レバー３５により操作
される切換弁３７を介してコントロールバルブ１７のパ
イロットボート１７ａ、１７ｂに接続されている。また
、固定容量形油圧ポンプ１５とパイロット弁３３との間
には絞り２３が設けられ、絞り２３の前後圧力が電磁弁
２５を介して最大傾転角制御装：！１２７に供給され得
るようになっている。一方、パイロット弁３３と切換弁
３７との間の圧力が電磁弁３９を介してエンジン回転数
制御装置４１に供給され得るようになっている。

可変容ｒａ・形油圧ポンプ１３は、回路圧力によりその
吐出ｉ１′Ｌを１１制御（例えば第４図のＰ−Ｑ線図の
ように）するポンプレギュレータ（不図示）を右してい
るが、そのレギュレータと関連して上述の最大傾転角制
御装置２７が設けられている。

また、エンジン１１のがパナ（不図示）に関連して回転
数切換手段を構成するエンジン回転数制御装置４１が設
けられ、これによりエンジン１１の回転数が後述のよう
に制限される。第６図（ａ）〜（Ｃ）を参照するに、回
転数制御装置４１は、所定の部位に軸支されたレバー４
１ａを有し、そのレバー４１ａの中間点にはガバナに接
続されたスロットルレバー１２が接続されている。レバ
ー４１ａの先端にはばね４１ｂが掛止され、ばね４１ｂ
の他端は、所定の部位に軸支されたレバー４１ｃの一方
の端部に掛止されている。そのレバー４１ｃの他方の端
部は、例えばプッシュプルケーブル１４により運転席内
のエンジンコントロールレバー４１ｅと接続されている
。このエンジンコントロールレバー４１ｅもまた回転数
制御り段を構成し、エンジン回転数Ｎａ以下の領域にお
いてエンジン回転をアイドルからＮＵまで連続的に制御
できる。

なお、エンジン回転数Ｎａは上述したようにエンジンの
軽負荷に最適な回転数として定められる。

更にこのエンジン回転数制御装置４１は、レバー４１ａ
の回動角を制御するアクチュエータ４１ｄを有し、エン
ジン回転数がＮＩ！を越える領域では、アクチュエータ
４１ｄにより、走行ペダル３１の踏込量、すなわちパイ
ロット弁３３の吐出圧力に応じてエンジン回転数を最高
回転数Ｎｐまで増加させるように構成されている。なお
、最高回転数Ｎｐは北述したと同様にエンジンの重負荷
に最適な回転数である。

ナオ、第６図（ａ）はエンジンアイドル状態、第６図（
ｂ）Ｉｆエンジン回転１３１　ヲエンジンコントロール
レバー４１ｅにより所定値ＮＥに制御した状態、第６図
（Ｃ）はフルスロ・ントルの状ｙＥを示す。

この実施例ではエンジンコントロールレバー４１ｅを一
杯に引いたときにエンジン回転数はＮＥを越えた値Ｎａ
’となるようにされ、アクチュエータ４１ｄが駆動され
てもエンジンコントロールレバー４１ｅは動かないよう
になっている。また、第５図に示すように、アクチュエ
ータ４１ｄは電磁弁３９を介して走行パイロット弁３３
およびタンク２６に接続されている。

更に、エンジン１１の出力軸に関連させてエンジン回転
数を検出する回転数センサ３０が設けられている。この
回転数センサ３０は回転数制御手段を構成してコントロ
ールユニット２９に接続され、後述するプログラムによ
って、読み込まれたエンジン回転数が所定値ＮＥと大小
判定される。

そして、コントロールユニット２９の出力ボートには電
磁弁２５．３９が接続されており、エンジン回転数がＮ
Ｅを越えるときに両電磁弁２５゜３９が励磁されて後続
の各装置３７，４１に圧油が供給される。

すなわち第７図を参照するに、ステップＳｌｌでは、回
転数センサ３０からの信号に基づいてエンジン回転数Ｎ
Ｏを読込み、ステップＳ１２において、そのエンジン回
転数Ｎｏと、予めＲＯＭに格納されているエンジン回転
数の所定値ＮＨ（エンジンの軽負荷に最適な回転数）と
の大小を判別する。現在のエンジン回転数ＮＯが所定値
Ｎｉを越えている（Ｎ　ｏ＞Ｎ　ｌ１ｉ）ならばステッ
プ５１３に進み、Ｎａ以下（Ｎｏ≦ＮＥ）ならばステッ
プＳＬ４に進む。ステップ５１３では電磁弁２５゜３９
をオンし、ステップ５１４では電磁弁２５゜３９をオフ
する。

このような手順により、回転数センサ３０からの信号に
より検出されたエンジン回転数ＮｏがＮＥを越えている
と判定されたときに電磁弁２５．３９が励磁され、絞り
２３の□前後の圧力が最大傾転角制御装置２７に、走行
用パイロット弁３３のパイロット圧が回転数制御用シリ
ンダ４１ｄにそれぞれ入力される。また、エンジン回転
ｆｉＮｏがＮＥ以ドとなったときに電磁弁２５゜３９が
消磁され、油圧ポンプ１３の最大傾転角によって定まる
最大押除は容積がｑＥＥに制御されるとともに、回転数
制御用アクチュエータ４１ｄが第６図（ａ）、（ｂ）の
位置まで縮退する。

このように構成された本実施例の作用について説明する
。

（１）エンジン回転数が軽負荷に最適な回転数Ｎａ以下
の場合 エンジン回転数が所定値ＮＥＥ以下の場合には、電磁弁
２５．３９がオフされており、ポンプ最大傾転角制御装
置２７の２つの入力ポートの圧力が等しく、このときに
設定されるポンプ最大傾転角により油圧ポンプ１３の最
大押除は容積はｑＥとなる。エンジン回転数は、運転席
のエンジンコントロールレバー１６の操作に応じてスロ
ットルレバーが動かされることにより制御されることに
なる。この場合、第３図のＮ−Ｑ線図かられかるように
、ポンプ吐出量Ｑはエンジン回転数Ｎに比例して増加す
る。エンジン回転数をＮＥとした場合のＰ−Ｑ線図は第
４図に一点鎖線Ｅで示すようになる。

（２）エンジン回転数が軽負荷に最適な回転数Ｎｉを越
える場合 エンジンコントロールレバー１６の操作によりエンジン
回転数が所定値Ｎａを越えると、電磁弁２５．３９が励
磁され、ポンプ最大傾転角制御装置２７の２つの入口ボ
ートに絞り２３の前後圧力がそれぞれかかることになる
。またこのとき、走行用パイロット弁３３のパイロット
圧力が７クチユエータ４１ｄに作用するので、エンジン
回転数がＮｇを越えた領域では、走行用パイロット弁３
３のパイロット圧力に従って、すなわち、走行ペダル３
１の踏込み量に従ってエンジン回転数が増加することに
なる。

本例においても、上述した第１の実施例と同様にエンジ
ン回転数が軽負荷に最適な回転数Ｎｒ＝を越える領域で
はエンジン回転数に応じた最大傾転角、すなわち最大押
除は容積となり、第３図のＮ−Ｑ線図に示すように、エ
ンジン回転数がＮＥＥを越える領域ではポンプ吐出量が
一定となる。エンジン最高回転数ＮｐにおけるＰ−Ｑ線
図は第１の実施例と同様に第４図に実線Ｐで示すように
なる。

以に説明した第２の実施例では、第１の実施例とは異な
り、エンジン回転数が軽負荷に最適な回転数ＮＥを越え
る領域では走行ペダルの踏込み量に従ってエンジン回転
数および最大傾転角を制御するようにしたので、走行時
に走行ペダルを踏込むだけで所望の速度を保ちつつ所要
トルクを得ることができ、走行操作性が良くなる。

−第３の実施例− 第８図は第１の発明を掘削用回路に適用した場合の他の
例を示し、第１図および第５図と同様の箇所には同一の
符号を付して説明する。

エンジンｌｌには可変容量形油圧ポンプ１３と固定容量
形油圧ポンプ１５とが接続され、可変容量形ポンプ１３
はコントロールバルブ１７を介し、・□　　　　　　　
て上述したような掘削用アクチュエータ４２と接続され
、固定容量形油圧ポンプ１５は、掘削操作手段を構成す
る掘削操作レバー４３により操作されるパイロット弁４
５を介してコントロールバルブ１７のパイロットボート
１７ａ、１７ｂに接続されている。パイロット弁４５の
２つの出口ボートはシャトル弁４７および電磁弁３９を
介してエンジン回転数制御装置４１に接続されている。

エンジン回転数制御装置４１は第２の実施例と全く同様
であり詳細な説明は省略する。

固定容量形油圧ポンプ１５とパイロット弁４５との間の
絞り２３、その前後の通路と接続された電磁弁２５およ
び電磁弁２５と接続された最大傾転角制御装置２７は第
１の実施例と全く同様であり詳細な説明は省略する。ま
た、エンジン回転数センサ３０およびコントロールユニ
ット２９も第１の実施例と同一であり説明を省略する。

このように構成された第３の実施例の作用は第２の実施
例の場合と同様であり、特に、エンジン回転数が軽負荷
に最適な回転数ＮＥ以下の領域では全く回−である、エ
ンジン回転数がＮａを越える領域では、第２の実施例と
異なり、掘削用パイロット弁４５のパイロット圧力によ
ってエンジン回転数が」二昇するが、その他の作用は同
一であり説明を省略する。

本実施例でも第１の実施例と同等の効果が得られ、掘削
操作レバーの操作により、所望の作業速度を保ちつつ、
負荷に応じたエンジン出力およびポンプ吸収馬力が得ら
れ、これにより、燃費、騒音、操作性の点で極めて優れ
た油圧ショベルの油圧制御装置を提供できる。

また、エンジン回転数が軽負荷に最適な回転数を越えた
領域においては、エンジン回転数に比例してポンプ最大
傾転角、すなわち、最大押除は容積が制御されるので、
最大傾転角制御に伴って作業速度が変わることがなく、
運転フィーリングがよ〈作業の安全性も保たれる。

（ＩＩ　）第２の発明 第２の発明は第１の発明にモード選択スイッチを付加し
たものであり、エンジン回転数と選択されたモードに応
じて最大傾転角およびエンジン回転数制御を行うように
したものである。第５図に示した第２の実施例にモード
選択スイッチを付加した場合について以下に説明する。

第５図において、符号５１はコントロールユニｙ　ｌ・
２９に接続された選択手段としてのモード選択スイッチ
であり、開放された位置が重負荷用のパワーモード（Ｐ
）位置であり、閉成された位置が軽負荷用のエコノミー
モード（Ｅ）位置であり、各操作位置に応じてパワーモ
ード信号またはエコノミーモード信号を出力する。

そして例えば第９図のプログラムに従って上述の制御が
実行される。

第９図を参照するに、ステップＳ２１において、エンジ
ン回転数ＮＯを読込むとともにモード選択スイッチ５１
からの信号に基づいて選択されているモードを読込む。

ステップ３２２に進んで、パワーモードが選択され、か
つエンジン回転数Ｎｏが軽負荷に最適な回転数ＮＵを越
えていると判定されるとステップＳ２３に進み、電磁弁
２５．３９を共にオンする。ステップＳ２２においてエ
ンジン回転数ＮＯがＮａ以下またはパワーモードが選択
されていないと判定されると、ステップＳ２４において
電磁弁２５．３９をオフする。

このように構成することにより、モード選択スイッチ５
１によってパワーモードが選択されエンジン回転数がＮ
Ｅを越えたときにだけエンジン回転数が走行ペダル３１
の踏込量に比例して増加するとともに、そのエンジン回
転数が上昇するにつれてポンプ最大傾転角が小さくなる
ように制御される。

従って、運転者が軽負荷時にエコノミーモードを選択し
ていれば、例えば＋ｉ坦絡路走行時走行ペダルを一杯に
踏込んでもエンジン回転数はＮＥで制限され、しかもポ
ンプ最大傾転角も最大値（最大押除は容積ｑＥ相当）の
ままであり、燃料消費率の有利な領域でエンジンおよび
油圧ポンプを運転できる。

第８図に示す掘削回路においても、モード選択スイッチ
５１を付加するとともに第９図に示すプログラムに従っ
て最大傾転角およびエンジン回転数を制御すれば、掘削
作業においても上述したと同様の効果を得ることができ
る。

なお、第１図に図示した第１の発明の第１の実施例にも
モード選択スイッチを設けて上述したと同様に構成でき
るが、この場合、第１の実施例ではエンジンコントロー
ルレバー１６によりエンジンを最高回転数まであげられ
るようになっているので、第２の発明を適用するにあた
っては、パワーモードが選択されたときにのみエンジン
回転数がその最高回転数まであがるように、エコノミー
モード時にエンジン回転数を制限する制限装置も併せて
伺加する必要がある。例えば、第６図のレバー４１ａの
回動角を油圧シリンダにより制限するように構成するこ
とができる。

以１；の説明では、エンジン回転数の判定をコントロー
ルユニット内のプログラムに沿って行なったが、プログ
ラムによらず比較器等を用いて判定してもよい。また、
回転数センサ３１に代えて、Ｗ　転席内のエンジンコン
トロールレバーやエンジン側のスロットルレバーがエン
ジン回転数Ｎａを越える位置まで動いたときに切換わる
スイッチを用いて回転数制御手段を構成し間接的にエン
ジン回転数を判定してもよい。

また、エンジン回転数を油圧シリンダ４１ｄにより上ｙ
１させるようにしたが、′電磁式のアクチュエータで行
なってもよい。また、最大傾転角の制御も同様に電磁式
のアクチュエータで行なってもよい。この場合、回転数
センサ３１の出力信壮に従って電磁式アクチュエータを
駆動してもよい。

Ｇ０発明の効果 第１の発明によれば、原動機の回転数が軽負荷に最適な
回転数を越えた場合には、油圧ポンプの最大押除は容積
を、所定の吐出ちシが得られる範囲で、予め設定した最
大押除は容積よりも小さく、しかも原動機の回転数が高
くなるにつれて小さくなるようにしたので、原動機を高
馬力にセットしても作業速度や走行速度を犠牲にするこ
となく軽負荷作業に必要なポンプ吸収馬力となるように
原動機出力を低減して燃料消費率が最も有利な状態で油
圧ショベルを運転できるのに加えて、原動機の回転数を
制御することによりかかる制御が行なえるので操作が極
めて簡単となる。また、原動機の回転数が軽負荷に７ｉ
＆適な回転数を越える領域内でのポンプ吐出ｊ詮を原動
機回転数に拘らずほぼ一定とすれば、作業速度、走行速
度を変化させずに原動機回転数を制御することができ、
原動機出力を、必要なポンプ吸収馬力に近づけることに
より、油圧ポンプを原動機の燃料消費率が最も有利な傾
転角で運転でき理想的な制御が可能となる。

第２の発明によれば、原動機の回転数が軽負荷に最適な
回転数を越えたか否か、パワーモード運転が選択された
か否かに従って上記制御を行なうようにしたので、第１
の発明と同様の効果が得られ、また、エコノミーモード
が選択されていれば原動機回転数が軽負荷に最適な回転
数を越えてもポンプ最大押除は容積および原動機回転数
はそのままであり、軽負荷作業時に確実に低馬力領域で
かつ所望の作業速度で作業が行なわれ、燃費、騒ンキの
点において極めて効果的である。

また、原動機回転数が軽負荷に最適な回転数を越えたと
きにｂ；（動機回転数を所定の高い回転数に−・気に制
御するとともに、最大押除は容積を所定の小さい値に一
気に制御しても本発明の技術的課題を解決できるが、本
発明のように、原ＩＩＪ１機回転数が所定値を越えた領
域でも原動機回転数を任意に制御できるようにすること
により、」二連した解決手段に比べて全負荷以外の領域
での燃費、騒音が向−ヒする。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の第１の実施例を示すブロック図、
第２図はその第２の実施例における電磁弁制御用プログ
ラムの一例を示すフローチャート、第３図は本実施例に
おけるエンジン回転数Ｎとポンプ吐出量Ｑとの関係を示
すグラフ、第４図は本実施例におけるポンプのＰ−Ｑ線
図を示す図、第５図は第１の発明の第２の実施例を示す
ブロック図、第６図（ａ）〜（Ｃ）は回転数制御装置の
一実施例を示すそれぞれ正面図、第７図は第２の実施例
における電磁弁制御用プログラムの一例を示すフローチ
ャート、第８図は第１の発明の第３の実施例を示すブロ
ック図、第９図は第３の実施例における電磁弁制御用プ
ログラムの一例を示すフローチャーＩ・、第１０図はホ
イール式油圧ショベルの一例を示す側面図、第１１図（
ａ）、（ｂ）は従来のホイール式油圧ショベルにおける
Ｐ−Ｑ線図の２例を示すグラフ、第１２図および第１３
図は従来のホイール式油圧ショベルのエンジン回転数Ｎ
とポンプ吐出、ｒＭ　Ｑとの関係をそれぞれ示すグラフ
、第１４図はエンジン性能曲線を示す図、第１５図は従
来のホイール式油圧シゴベルのポンプにおけるＰ−Ｑ線
図を示す図である。 ｌ：走行輪　　　　　　　２：下部走行体３：上部旋回
体 ４〜９：掘削用アタッチメント １１：エンジン １３：ｉ１ｆ変容量形油圧ポンプ １５：固定客らニー形油圧ポンプ １６：エンジンコントロールレバー １７：コントロールパルプ １９：油圧モータ ２１：掘削用アクチュエータ ２３：絞り　　　　　　２５，３９　：電磁弁２７：最
大傾転角制御装置 ２９：コントロールユニット ３０：回転数センサ　　　　３１：走行ペダル３３．４
５　：パイロットブｒ　　　　３７：切換弁４１：回転
数制御装置 ４１ａ、４１ｃ　：　Ｌ／バー　　　　４１ｂ：ばね４
１ｄ：油圧シリンダ ４１ｅ：エンジンコントロールレバー ５１：モード選択スイッチ 出　願　人　　　Ｆ１立建機株式会社 代理人弁理士　　　永　井　冬　紀 第２図 第３図 ２２メ〉Ｄ六ｐ　Ｎ→ 第４図 ｒン２シｕＭ力Ｐ 第７図 第５図 第６図 第８図 第１０図 第１１図 第１２図 一τン２ンΔハ吋ρ・Ｎ→ 第１３図 Ｉ＞５ンＢ＃Ｅ？Ｎ→ 第１４図 エフシフ回転１．（Ｎ　（ｒ、ｐ、ｍ、）　−ボフフｉ
也瓦力Ｐ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原動機により駆動される可変容量形油圧ポンプと、
   当該油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され、走
   行操作手段および掘削操作手段により制御されるアクチ
   ュエータと、前記原動機の回転数を制御する回転数制御
   手段と、前記原動機の軽負荷に最適な回転数を越えたと
   きに検出信号を出力する回転数検出手段と、前記検出信
   号に応答して、前記油圧ポンプを、所定の吐出量が得ら
   れる範囲で、予め設定した最大押除け容積よりも小さく
   しかも前記原動機の回転数が高くなるにつれて小さくな
   る最大押除け容積に制御する最大押除け容積設定手段と
   を具備したことを特徴とする油圧ショベルの油圧制御装
   置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
   回転数制御手段は、運転席内に設けられエンジンスロッ
   トルレバーと接続されたエンジンコントロールレバーを
   含み、そのエンジンコントロールレバーの操作量に応じ
   て、アイドル回転数から原動機最高回転数まで制御され
   るように構成したことを特徴とする油圧ショベルの油圧
   制御装置。 ３）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
   回転数制御手段は、運転席内に設けられエンジンスロッ
   トルレバーと接続されたエンジンコントロールレバーと
   、前記走行操作手段または掘削操作手段の操作量に応じ
   て原動機回転数を制御する回転数制御用アクチュエータ
   とを含み、エンジン回転数が前記原動機の軽負荷に最適
   な回転数以下の領域では前記エンジンコントロールレバ
   ーにより原動機回転数が制御され、原動機回転数が前記
   軽負荷に最適な回転数を越えた領域では前記回転数制御
   用アクチュエータにより原動機回転数が制御されるよう
   に構成したことを特徴とする油圧ショベルの油圧制御装
   置。 ４）特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかの項に記
   載の装置において、原動機回転数が前記軽負荷に最適な
   回転数よりも大きい場合と軽負荷に最適な回転数である
   場合とのポンプ吐出量がほぼ等しくなるように、原動機
   回転数が前記軽負荷に最適な回転数を越えている場合の
   前記最大押除け容積を制御するようにしたことを特徴と
   する油圧ショベルの油圧制御装置。 ５）原動機により駆動される可変容量形油圧ポンプと、
   当該油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され、走
   行操作手段および掘削操作手段により制御されるアクチ
   ュエータと、前記原動機の回転数を制御する回転数制御
   手段と、前記原動機の軽負荷に最適な回転数を越えたと
   きに検出信号を出力する回転数検出手段と、パワーモー
   ドおよびエコノミーモードのいずれかを選択するために
   作動し、パワーモード選択時にパワーモード信号を出力
   し、エコノミーモード選択時にエコノミーモード信号を
   出力するモード選択手段と、前記検出信号およびパワー
   モード信号に応答して、前記油圧ポンプを、所定の吐出
   量が得られる範囲で、予め設定した最大押除け容積より
   も小さくしかも前記原動機の回転数が高くなるにつれて
   小さくなる最大押除け容積に制御する最大押除け容積設
   定手段とを具備したことを特徴とする油圧ショベルの油
   圧制御装置。 ６）特許請求の範囲第５項に記載の装置において、前記
   回転数制御手段は、運転席内に設けられエンジンスロッ
   トルレバーと接続されたエンジンコントロールレバーを
   含み、そのコントロールレバーの操作量に応じて、アイ
   ドル回転数から原動機最高回転数まで制御されるように
   構成したことを特徴とする油圧ショベルの油圧制御装置
   。 ７）特許請求の範囲第５項に記載の装置において、前記
   回転数制御手段は、運転席内に設けられエンジンスロッ
   トルレバーと接続されたエンジンコントロールレバーと
   、前記走行操作手段または掘削操作手段の操作量に応じ
   て原動機回転数を制御する回転数制御用アクチュエータ
   とを含み、エンジン回転数が前記原動機の軽負荷に最適
   な回転数以下の領域では前記エンジンコントロールレバ
   ーにより原動機回転数が制御され、原動機回転数が前記
   軽負荷に最適な回転数を越えた領域では前記回転数制御
   用アクチュエータにより原動機回転数が制御されるよう
   に構成したことを特徴とする油圧ショベルの油圧制御装
   置。 ８）特許請求の範囲第５項〜第７項のいずれかの項に記
   載の装置において、原動機回転数が前記軽負荷に最適な
   回転数よりも大きい場合と軽負荷に最適な回転数である
   場合とのポンプ吐出量がほぼ等しくなるように、原動機
   回転数が前記軽負荷に最適な回転数を越えている場合の
   前記最大押除け容積を制御するようにしたことを特徴と
   する油圧ショベルの油圧制御装置。