JPS63101504A - 建設機械のウオ−ミングアツプ方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は油圧ショベル、クレーン等の建設機械において
、特に寒冷時における始動時にエンジンおよび油圧系の
作動油を自動的にウオーミングアツプする方法に関する
ものである。

（従来技術） 従来、建設機械のウオーミングアツプに関しては、特開
昭５９−５４８０５号公報に示されているように、油圧
系の作動油をウオーミングアツプ対象とする方法のみが
提案さ札、油圧系の駆動源であるエンジンのウオーミン
グアツプは、もっばら運転者臼らの操作によって行うこ
ととしている。

このため、エンジンのウオーミングアツプが不確実なも
のとなるとともに、このウオーミングアツプ中、運転者
が他の作業にかかれないという欠点があった。

また、エンジンのウオーミングアツプは、エンジン温度
の変化に関係なく終始エンジン低速状態で行なわれ、作
動油のウオーミングアツプも、流量および圧力とも一定
状態で行なわれるため、ウオーミングアツプの効率が悪
く、時間のロスが大きいものとなっていた。

（発明の目的） そこで本発明は、エンジンおよび作動油のウオーミング
アツプを並行して自動的にそして確実に効率良く行なう
ことができる建設機械のウオーミングアツプ方法を提供
するものである。

（発明の構成） 本発明の特徴とするところは、エンジンと、このエンジ
ンによって駆動される可変容量油圧ポンプと、上記エン
ジンの回転数を制御するエンジン回転数制御手段と、上
記ポンプの吐出油量を制御するレギュレータと、このレ
ギュレータを駆動するレギュレータ駆動手段とを具備し
た建設機械において、電磁比例リリーフ弁を有しこのリ
リーフ弁の作動によってポンプ吐出油をタンクに戻すリ
リーフ回路と、上記リリーフ弁の作動を制御するリリー
フ弁制御手段とが設けられ、上記エンジンの温度をセン
サにより検出し、この検出信号に旦づき、エンジン温度
が低温域にあるときはエンジン回転数が低速となり、エ
ンジン温度が上昇するに従ってエンジン回転数が増加す
るように上記エンジン回転ａ　ｉＶｉ１１ｍ手段を１４
御して上記エンジンのウオーミングアツプを行なう一方
、上記リリーフ弁１ｉ１１６１１手段によりリリーフ弁
を作動させてポンプ吐出油をリリーフすることによって
作動油のウオーミングアツプを行ない、かつこの作動油
ウオーミングアツプ時に、エンジンの回転数をセンサに
よって検出し、この検出信号に基づき、上記エンジン回
転数が増加するに従って上記リリーフ弁のリリーフ圧を
上昇させ（第１発明）、またはエンジン回転数が低″ｆ
Ａ域では上記ポンプの吐出油ｍが少なく、エンジン回転
数が増加するに従ってポンプの吐出油■が増加するよう
に上記レギュレータ駆動手段を制御する（第２発明）よ
うにした点にある。

（実施例） 第１発明にかかる第１実施例を第１図乃至第４図に示し
ている。第１図において、１はエンジン、２はこのエン
ジン１によって駆動される可変容量油圧ポンプ（以下、
メインポンプという）、３は同パイロットポンプ、４は
メインポンプ２がらの圧油によって駆動されるアクチュ
エータとしての油圧シリンダ、５はこの油圧シリンダ４
の作動を制御するコントロールバルブである。６はエン
ジン１の燃料噴射量を調節する図示しないガバナを駆動
してエンジン回転数を制御するエンジン回転数制御手段
としてのガバナ制ｍ器である。

コントロールバルブ５は油圧シリンダ４の駆動時には図
の上側または下側位置にセットされ、このときメインポ
ンプ２からの圧油がチェック弁７゜８、コントロールバ
ルブ５を介して油圧シリンダ４の押し側または引き側に
供給される。また、フントロールバルブ５は、中立位置
で開となるバイパス通路５ａを有し、通常作業時におい
て、このコントロールバルブ中立状態で、メインポンプ
２からの圧油が上記バイパス通路５ａ、パイロット切換
弁９、それに低圧リリーフアンロード弁（所謂ネガコン
弁＞１０を介してタンクに戻される。

１１は１１１切換弁で、この切換弁１１が図下側の位置
にセットされたときに、パイロットポンプ３の油圧が同
切換弁１１を介して、上記パイロット切換弁９および低
圧リリーフアンロード弁１０にパイロット圧として加え
られ、これによりパイロット切、換弁９がｍ１低圧リリ
ーフアンロード弁１０が開となる。パイロット切換弁９
が閉となると、コントロールバルブ５の中立バイパス通
路５ａを通る油の戻り流路が遮断され、代わって、チェ
ック弁７から電磁比例リリーフ弁１２、低圧リリーフア
ンロード弁１０を通るリリーフ回路が形成され、メイン
ポンプ２からの圧油がこのリリーフ回路を通ってタンク
に戻される。すなわち、電磁切換弁１１とパイロット切
換弁９とによって、リリーフ弁１２の作動を制御するリ
リーフ弁制御手段が構成されている。

１３はメインポンプ２の吐出油量を制御するレギュレー
タで、このレギュレータ１３には、上記低圧リリーフア
ンロード弁１０によるネガコン圧（ＩＯ１弁１０の入口
圧）と電磁比例減圧弁１４の二次圧とが加えられ、これ
らの合計圧力によりレギュレータ１３が駆動されてメイ
ンポンプ２の吐出油量が制御される。すなわら、このポ
ンプ財出油量は、上記合計圧力が大きければ少なく、小
さければ多くなるように制御される。

また、１５はウオーミングアツプの開始を指令するウオ
ーミングアツプ開始スイッチ、１６はエンジン１の回転
数を検出するエンジン回転数センサ、１７はエンジン１
の冷却水温度を検出する水温センサ（エンジン温度セン
サ）、１８は作動油の温度を検出する油温センサで、こ
れらスイッチ１５および各センサ１６．１７．１８から
の信号がコントローラ１９に入力され、このコント０−
ラ１９からガバナ＆ＩＪＩＩＩ器６と電磁切換弁１１お
よび電磁比例減圧弁１４ならびに電磁比例リリーフ弁１
２の各電磁操作部に操作信号が出力される。

つぎに、上記構成に基づくウオーミングアツプ方法を説
明する。

（Ｉ）　　エンジン１のウオーミングアツプエンジン始
動後、運転者がウオーミングアツプ開始スイッチ１５を
オン操作することにより、このスイッチオン信号がウオ
ーミングアツプ開始指令信号としてコントローラ１９に
入りされ、エンジン１のウオーミングアツプが開始され
る。

このエンジン１のウオーミングアツプ中、コントローラ
１９に水温センサ１７からの検出信号が入力され、この
検出信号に基づいてコントローラ１９からガバナ制御器
６に操作信号ａが出力され、これによってエンジン回転
数が第２図に示す特性に従って制御される。すなわち、
ウオーミングアツプ開始直後の冷却水温が低い（エンジ
ン温度が低い）間は、エンジン１に無理がかからないよ
うにエンジン回転数が低速（所謂アイドル回転数）に設
定される。そして、この低速回転によって水温が上昇し
、エンジン回転を増速してもエンジン１に無理がかから
ない温度（第２図のＴ１温麿）に達すると、エンジン回
転数が水温の上昇に比例して増加し、所定のｔｒ４瀉域
（第２図のＴ２温度以上）でフル回転となる。このよう
に、エンジン温度の上昇に従ってエンジン回転数を増加
させることにより、エンジン１のウオーミングアツプを
できるだけ短い時間で効率良り、シかもエンジン１に無
理がかからない状態で行なうことができる。

（１）　　作動油のウオーミングアツプ前記ウオーミン
グアツプ開始指令信号に基づき、上記エンジン１のウオ
ーミングアツプ開始と同時に作動油のウオーミングアツ
プが開始される。

このウオーミングアツプ開始面は、メインポンプ２の吐
出油は、コントローラバルブ５の中立バイパス通路５ａ
、パイロット切換弁９、低圧リリーフアンロード弁１０
を通ってタンクに戻される。

このとき、低圧リリーフアンロード弁１０の入口圧（所
謂ネガコン圧）がレギュレータ１３に加えられる。

ウオーミングアツプ開始となると、コントローラ１９か
ら電磁比例減圧弁１４に操作信号すが出力される。この
とき、同減圧弁１４は開度最小状態にセットされ、その
二次圧が最小となる。一方、コントローラ１９から電磁
切換弁１１に操作信号Ｃが出力され、これによって同切
換弁１１が図の下側位置に切換わる。こうなると、パイ
ロットポンプ３からの油圧が切換弁１１を介してパイロ
ット切換弁９および低圧リリーフアンロード弁１０にパ
イロット圧として加えられ、パイロット切換弁９が図下
側の閉位置に切換ねる一方、低圧リリーフアンロード弁
１０が開状態に保持される。こうして、コントロールバ
ルブ５の中立バイパス通路５ａからパイロット切換弁９
を通る油の戻り流路がブロックされるため、回路圧が上
昇して電磁比例リリーフ弁１２が作動する。これにより
、メインポンプ２の吐出油が、チェック弁７、リリーフ
弁１２、低圧リリーフアンロード弁１０を含むリリーフ
回路を通ってリリーフされ、このリリーフ作用に塁づく
圧力ｋ】失（発熱）によって作動油のウオーミングアツ
プが行なわれる。

なお、このとき、低圧リリーフアンロード１０によるネ
ガコン圧は零となり、電磁比例減圧弁１４の二次圧も前
記したように最小となるため、レギュレータ１３の作用
によりメインポンプ２の吐出油量が最大となる。

また、この作動油のウオーミングアツプ時に、エンジン
回転数センサ１６による検出信号がコントローラ１９に
入力され、この検出信号に阜づいてコントローラ１９か
ら電磁比例リリーフ弁１２に操作信＠ｄが出力され、こ
れによって同リリーフ弁１２のリリーフ圧が第３図に示
す特性に従って制御される。すなわら、リリーフ圧は、
エンジン回転数が低速域にある間（第３図の０からＮ１
までの間）は最小値Ｐ　ｓｉｎに設定され、中速域（第
３図のＮ１からＮ２までの間）ではエンジン回転数の増
加に比例して上昇し、高速域で最大値ｐ　ｗａｘに達す
る。

このように、電磁比例リリーフ弁１２のリリーフ圧を、
エンジン回転数の増加に従って上界させることにより、
ポンプ負倚をエンジン回転数に対応して増加させるため
、エンジン低速域でのエンストを防止しながら、リリー
フ作用による作動油ウオーミングアツプを効率良く行な
うことができる。なお、前記したように、このウオーミ
ングアツプ中、ポンプ吐出油量が最大となるため、ウオ
ーミングアツプ効率が一層良いものとなる。

そして、このウオーミングアツプの成果として作動油の
温度が所定温度に上昇すると、油温センサ１８がこれを
検出してコントローラ１９にウオーミングアツプ終了信
号を送る。この終了信号により、コントローラ１つから
電磁切換弁１１に対する操作信号Ｃが解除されるため、
上記リリーフ弁１２によるリリーフ作用が停止する。さ
らに、運転者がウオーミングアツプ開始スイッチ１５を
オフ操作すると、コントローラ１９からガバナ制御器６
への操作信号ａが解除されるため、エンジン回転数がス
ロットルレバー（図示せず）による指令回転数に設定さ
れる。また、ｆｆｌ磁比磁比クリリーフ弁１２リーフ圧
が、コントローラ１つからの指令によって通常作業時の
値に設定される。

以上により、エンジン１および作動油のウオーミングア
ツプが終了することとなる。このウオーミングアツプの
状況を第４図に示しており、この方法によるときは、エ
ンジン１および作動油のウオーミングアツプを並行して
同時に行なうことができるため、これらをシーケンス的
に連続して行なう場合と比較してウオーミングアツプ時
間を短縮することができる。

つぎに、第２発明にかかる第２実施例を第５図および第
６図によって説明する。なお、第５図において、第１図
と同一部分に同一符号を付して示し、その重複説明を省
略する。

この第２実流例においては、エンジン１のウオーミング
アツプは、第１実施例の場合と同様に行なわれる。一方
、作動油のウオーミングアツプに関して、第１実施例で
は、エンジン回転数に応じて電磁比例リリーフ弁１２の
リリーフ圧を変化させるのに対し、第２実施例では、リ
リーフ弁としてリリーフ圧一定の定圧リリーフ弁２０を
用い、エンジン回転数に応じてポンプ吐出油量を第６図
に示す特性に従って変化させるようにしている。

すなわち、エンジン回転数が低速ｌ１１（第６図の０か
らＮ１までの間）では、エンジン回転数センサ１６の検
出信号に基づいてコントローラ１９がら電磁比例減圧弁
１４に出力され、る操作信号すにより、同減圧弁１４が
１１度最大状態となる。したがって、この減圧弁１４の
二次圧が最大となってレギュレータ１３に入力されるた
め、メインポンプ２の吐出油量が最小値Ｑ　ｗｉｎとな
る。そして、エンジン回転数が中速域（第６図のＮ１か
らＮ２までの間）では、減圧弁１４の二次圧がエンジン
回転数の増加に従って小さくなるため、ポンプ吐出油量
が漸増し、エンジン回転数が高速域に達するとポンプ吐
出油量が最大１ａ（Ｑｍａｘ）となる。

このように、エンジン回転数の増加に従ってポンプ吐出
油値を増加させることにより、エンジン１に無理がかか
らない（エンスト等が起こらない）状態でポンプ負荷を
高めて、リリーフ弁２０のリリーフ作用による作動油ウ
オーミングアツプを効率良く行なうことができる。

ところで、作動油ウオーミングアツプ時に、エンジン回
転数に応じてリリーフ圧を変化させる第１発明において
、上記第１実施例では、ウオーミングアツプ効率を一層
高めるために、ポンプ吐出油量を最大に設定するように
したが、このポンプ吐出油量最大という条件を除いた場
合でも、リリーフ圧の上昇によって、十分、ウオーミン
グアツプ効率を高めることができる。また、上記実施例
では、エンジン温度を冷却水湿態の形で検出するように
したが、エンジン湿度を直接検出するようにしてもよい
。

（発明の効果） 上記のように本発明によるときは、エンジンと作動油の
ウオーミングアツプを自動的に並行して行なうことがで
き、しかも、 （イ）　エンジンのウオーミングアツプ時に、エンジン
温度の上昇に従ってエンジン回転数を増加させるように
したこと、 （ロ）　作動油のウオーミングアツプ時に、エンジン回
転数の増加に従ってリリーフ弁のリリーフ圧を上昇させ
（第１発明）、またはポンプ吐出油量を増加さＶる（第
２光明）ようにしたこと、により、機械全体としてウオ
ーミングアツプを確実に、そしてエンジンに無理なく、
非常に効率良く行なうことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明を実施するための電気および油圧回路
の構成例を示す図、第２図は同構成例によるエンジン冷
却水温度に対するエンジン回転数のυＩｔｌｌｌ特性図
、第３図は同エンジン回転数に対するリリーフ圧の制御
特性図、第４図は同構成例によるウオーミングアツプ特
性図、第５図は第２発明を実施するための電気および油
圧回路の構成例を示す図、第６図は同構成例によるエン
ジン回転数に対するポンプ吐出油量の制御特性図である
。 １・・・エンジン、２・・・ポンプ、６・・・エンジン
回転数制御手段としてのガバナ制御器、１２・・・電磁
比例リリーフ弁、１１・・・リリーフ弁制御手段を構成
する電磁切換弁、９・・・同パイロット切換弁、１３・
・・レギュレータ、１４・・・レギュレータ駆動手段と
しての電磁比例減圧弁、１５・・・ウオーミングアツプ
開始スイッチ、１６・・・エンジン回転数センサ、１７
・・・エンジン冷却水温度センサ（エンジン温度センサ
）、１９・・・コントローラ、２０・・・リリーフ弁。 特許出願人　　　　　　株式会社神戸製鋼所代　理　人
　　　　　　弁理士　　小谷悦司同　　　　　　　　弁
理士　　艮１１１　１同　　　　　　　　弁理士　　根
谷康夫第　　１　　図 第　　５　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンと、このエンジンによって駆動される可変
   容量油圧ポンプと、上記エンジンの回転数を制御するエ
   ンジン回転数制御手段と、上記ポンプの吐出油量を制御
   するレギュレータと、このレギュレータを駆動するレギ
   ュレータ駆動手段とを具備した建設機械において、電磁
   比例リリーフ弁を有しこのリリーフ弁の作動によってポ
   ンプ吐出油をタンクに戻すリリーフ回路と、上記リリー
   フ弁の作動を制御するリリーフ弁制御手段とが設けられ
   、上記エンジンの温度をセンサにより検出し、この検出
   信号に基づき、エンジン温度が低温域にあるときはエン
   ジン回転数が低速となり、エンジン温度が上昇するに従
   つてエンジン回転数が増加するように上記エンジン回転
   数制御手段を制御して上記エンジンのウォーミングアッ
   プを行なう一方、上記リリーフ弁制御手段によりリリー
   フ弁を作動させてポンプ吐出油をリリーフすることによ
   って作動油のウォーミングアップを行ない、かつこの作
   動油ウォーミングアップ時に、エンジンの回転数をセン
   サによって検出し、この検出信号に基づき、エンジン回
   転数が増加するに従つて上記リリーフ弁のリリーフ圧を
   上昇させるようにしたことを特徴とする建設機械のウォ
   ーミングアップ方法。 ２、エンジンと、このエンジンによって駆動される可変
   容量油圧ポンプと、上記エンジンの回転数を制御するエ
   ンジン回転数制御手段と、上記ポンプの吐出油量を制御
   するレギュレータと、このレギュレータを駆動するレギ
   ュレータ駆動手段とを具備した建設機械において、リリ
   ーフ弁を有しこのリリーフ弁の作動によってポンプ吐出
   油をタンクに戻すリリーフ回路と、上記リリーフ弁の作
   動を制御するリリーフ弁制御手段とが設けられ、上記エ
   ンジンの温度をセンサにより検出し、この検出信号に基
   づき、エンジン温度が低温域にあるときはエンジン回転
   数が低速となり、エンジン温度が上昇するに従つてエン
   ジン回転数が増加するように上記エンジン回転数制御手
   段を制御して上記エンジンのウォーミングアップを行な
   う一方、上記リリーフ弁制御手段によりリリーフ弁を作
   動させてポンプ吐出油をリリーフすることによって作動
   油のウォーミングアップを行ない、かつこの作動油ウォ
   ーミングアップ時に、エンジンの回転数をセンサによつ
   て検出し、この検出信号に基づき、エンジン回転数が低
   速域では上記ポンプの吐出油量が少なく、エンジン回転
   数が増加するに従ってポンプの吐出油量が増加するよう
   に上記レギュレータ駆動手段を制御するようにしたこと
   を特徴とする建設機械のウォーミングアップ方法。