KR20130143580A

KR20130143580A - 배기 가스 정화 장치를 구비한 건설 기계용 유압 구동 시스템

Info

Publication number: KR20130143580A
Application number: KR1020137011603A
Authority: KR
Inventors: 기와무 다카하시; 야스타카 츠루가; 하지메 요시다; 요시후미 다케바야시; 가즈시게 모리
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-12-31
Also published as: CN103201522A; KR101828116B1; JP5368414B2; EP2636906A1; US20130227936A1; CN103201522B; EP2636906A4; US8919109B2; JP2012097890A; EP2636906B1; WO2012060298A1

Abstract

로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 시스템에 있어서, 액추에이터 조작이 없는 경우에 펌프 출력 상승 제어에 의해 배기 가스 정화 장치(42)의 필터 퇴적물을 효율적으로 연소 제거하여, 액추에이터 조작과 펌프 출력 상승 제어를 동시에 행하여도 서로 영향을 미치지 않고, 또한 간편하고 저비용의 구성으로 한다. 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 상류측의 파일럿 펌프(30)의 토출압과 탱크압을 전환하여 셔틀 밸브(45)에 출력하는 전자기 전환 밸브(46)와, 차압 감압 밸브(11)의 출력압을 LS 제어 밸브(17b)로 유도하는 유로(12b)에 배치되어, 로드 센싱 제어의 유효, 무효를 전환하는 전자기 전환 밸브(48)를 구비하고, 컨트롤러(49)는 배기 가스 정화 장치(42)가 재생을 필요로 할 때에, 전자기 전환 밸브(46)가 파일럿 펌프(30)의 토출압을 유사 부하압으로 하여 출력하고, 전자기 전환 밸브(48)가 로드 센싱 제어를 무효로 하도록 전환한다.

Description

배기 가스 정화 장치를 구비한 건설 기계용 유압 구동 시스템 {HYDRAULIC DRIVE SYSTEM ADAPTED FOR USE IN CONSTRUCTION MACHINE AND PROVIDED WITH EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE}

본 발명은 유압 셔블 등의 건설 기계에 사용되어, 유압 펌프의 토출압이 복수의 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 로드 센싱 제어를 행하는 건설 기계의 유압 구동 시스템에 관한 것으로, 특히, 엔진의 배기 가스에 포함되는 입자상 물질(파티큘레이트 매터)을 정화하기 위한 배기 가스 정화 장치를 구비한 건설 기계의 유압 구동 시스템에 관한 것이다.

유압 펌프의 토출압이 복수의 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 시스템은 로드 센싱 시스템이라고 불리고 있고, 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 유압 구동 시스템은, 엔진과, 이 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형의 유압 펌프와, 이 유압 펌프로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터와, 유압 펌프로부터 복수의 액추에이터로 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브와, 복수의 액추에이터의 최고 부하압을 검출하는 검출 회로와, 유압 펌프의 토출압이 상기 복수의 액추에이터의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 로드 센싱 제어하는 제어 수단과, 유압 펌프를 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브에 접속하는 관로에 설치되어, 유압 펌프의 토출압이 최고 부하압에 설정압을 가산한 압력보다도 높아지면 개방 상태로 되어 유압 펌프의 토출유를 탱크로 복귀시켜, 유압 펌프의 토출압의 상승을 제한하는 언로드 밸브를 구비하고 있다.

또한, 로드 센싱 시스템이며 배기 가스 정화 장치를 구비한 것으로서, 특허문헌 2에 기재된 것이 있다. 이것에서는, 배기관에 설치된 배기 가스 정화 장치에 배기 저항 센서를 설치하여, 센서의 검출값이 소정 레벨 이상으로 되었을 때에, 제어 장치로부터 신호를 출력하여, 메인 펌프의 레귤레이터와 언로드 밸브를 제어하고, 유압 펌프의 토출량과 토출압을 동시에 상승시켜 엔진에 유압적인 부하를 가한다. 이에 의해 엔진의 출력을 높게 하여 배기 가스 온도를 상승시키고, 산화 촉매를 활성화하여 필터 퇴적물을 연소시켜 필터를 재생한다.

일본 특허 출원 공개 제2001-193705호 공보 일본 특허 제3073380호 공보

유압 셔블 등의 건설 기계는 그 구동원으로서 디젤 엔진을 탑재하고 있다. 디젤 엔진으로부터 배출되는 입자상 물질(이하, PM이라고 함)의 배출량은 NOx, CO, HC 등과 함께 해마다 규제가 강화되고 있다. 이와 같은 규제에 대해, 엔진에 배기 가스 정화 장치를 설치하여, 엔진 배기 가스 정화 장치 내의 디젤 파티큘레이트 필터(DPF:Diesel Particulate Filter)라고 불리는 필터로 PM을 포집하여, 외부로 배출되는 PM의 양을 저감시키는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 이 배기 가스 정화 장치에서는 필터의 PM 보충량이 증가해 오면 필터는 막힘을 일으키고, 그것에 의해 엔진의 배압이 상승하여, 연비의 악화 등을 유발하므로, 필터에 포집한 PM을 적절하게 연소하여 필터의 막힘을 제거하고, 필터를 재생하는 것이 필요하다.

필터의 재생에는, 통상, 산화 촉매를 사용한다. 산화 촉매는 필터의 상류측에 배치되는 경우와, 필터에 직접 담지되는 경우와, 그 양쪽의 경우가 있지만, 어떤 경우도 산화 촉매를 활성화하기 위해서는, 배기 가스의 온도가 산화 촉매의 활성 온도보다도 높아야만 하고, 그로 인해 배기 가스 온도를 강제적으로 산화 촉매의 활성 온도보다도 높은 온도로 상승시킬 필요가 있다.

특허문헌 1에 기재된 유압 구동 시스템에서는, 가변 용량형의 메인 펌프는 로드 센싱 제어를 행하기 위해, 예를 들어 모든 조작 레버가 중립에 있을 때에는, 메인 펌프의 틸팅각(용량)은 최소가 되고, 토출 유량도 최소가 된다. 또한, 메인 펌프의 토출압은 언로드 밸브에 의해 제어되고, 모든 조작 레버가 중립에 있을 때에는 메인 펌프의 토출압은 언로드 밸브의 설정압과 대략 동등한 최소 압력이 된다. 그 결과, 메인 펌프의 흡수 토크도 최소가 된다.

이와 같은 로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 시스템의 엔진에 배기 가스 정화 장치를 설치한 경우에는, 모든 조작 레버가 중립에 있을 때에는, 엔진의 부하는 낮아지고, 엔진의 배기 가스의 온도는 낮아져 버린다.

특허문헌 2에 기재된 유압 구동 시스템에서는, 배기 가스 정화 장치의 필터의 재생이 필요해지면, 그것을 배기 저항 센서로 검출하여, 메인 펌프의 토출 유량과 토출압을 동시에 상승시키는 제어(이하, 펌프 출력 상승 제어라고 함)를 행함으로써 엔진에 유압적인 부하를 가하고, 엔진의 출력을 높게 하여 배기 가스 온도를 상승시키고, 산화 촉매를 활성화하여 필터 퇴적물을 연소시키고 있다. 이로 인해 모든 조작 레버가 중립에 있을 때라도, 메인 펌프의 흡수 마력은 작아지지 않아, 필터의 재생을 행할 수 있다.

그러나, 특허문헌 2의 기술에서는, 어느 한쪽의 조작 레버를 조작하여 액추에이터를 동작하고 있는 상태에서 펌프 출력 상승 제어를 행하거나, 펌프 출력 상승 제어 중에 조작 레버를 조작하여 액추에이터를 동작시키는 등, 액추에이터 조작과 펌프 출력 상승 제어를 동시에 행한 경우에는, 서로 영향을 미쳐, 액추에이터의 조작성을 손상시키거나, 펌프 출력 상승 제어에 문제가 발생해 버릴 가능성이 있었다.

즉, 특허문헌 2에서는, 배기 가스 정화 장치가 재생을 필요로 하는 조건일 때에, 제어 장치로부터 신호를 출력하여 메인 펌프의 레귤레이터를 직접 제어함으로써 목표 유량 Q2를 얻는 한편, 제어 장치로부터의 신호로 언로드 밸브를 직접 제어함으로써, 목표 압력 P2를 얻고 있다. 이에 의해 모든 조작 레버가 중립에 있고, 액추에이터 조작이 없는 경우에는, 목표 압력 P2와 목표 유량 Q2가 얻어지므로, 메인 펌프의 흡수 토크를 펌프 출력 상승 제어에 필요한 목표값에 맞추는 것이 가능하다.

그러나, 예를 들어 펌프 출력 상승 제어 중에, 저부하ㆍ대유량의 액추에이터 조작(예를 들어, 아암 크라우드 조작 등)을 행하면, 메인 펌프로부터 토출된 압유는 아암 실린더에 유입되지만, 펌프 출력 상승 제어에 의한 레귤레이터의 제어에 의해 얻어지는 메인 펌프의 목표 유량 Q2보다도 아암 실린더의 요구 유량이 많은 경우에는, 아암 실린더가 목표의 스피드에 달하지 않게 된다. 또한, 메인 펌프의 토출압도 저하되어 목표 압력 P2에 달하지 않게 되어, 메인 펌프의 흡수 토크도 최적값으로부터 감소해 버린다.

또한, 예를 들어 펌프 출력 상승 제어 중에, 고부하ㆍ소유량의 액추에이터 조작(예를 들어, 버킷 덤프 조작 등)을 행하면, 언로드 밸브에는 제어 장치로부터의 신호와 본래의 액추에이터의 부하압이 작용하므로, 언로드 밸브에 의해 제어되는 메인 펌프의 토출압이 목표 압력 P2보다도 높아져, 메인 펌프의 흡수 토크도 최적값으로부터 증가해 버린다.

이와 같은 이유로부터, 특허문헌 2에서는, 펌프 출력 상승 제어를 조작 레버가 중립에 있을 때로 한정하여 행하는 것을 추장하고 있다.

또한, 언로드 밸브는 비교적 고압인 메인 펌프의 토출압과 액추에이터의 부하압이 작용하는 구성으로, 제어 장치로부터 신호를 출력하여 언로드 밸브를 전기적으로 제어하기 위해서는, 전기 제어부가 매우 고가의 것으로 되어 버린다고 하는 문제도 있다.

본 발명의 목적은 로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 시스템에 있어서, 액추에이터 조작이 없는 경우에 펌프 출력 상승 제어에 의해 배기 가스 정화 장치 내의 필터 퇴적물을 효율적으로 연소 제거할 수 있고, 또한 액추에이터 조작과 펌프 출력 상승 제어를 동시에 행하여도 서로 영향을 미치지 않아, 액추에이터의 조작성이 손상되거나, 펌프 출력 상승 제어에 문제가 발생하는 일이 없고, 또한 간편하고 또한 저비용으로 실현할 수 있는 건설 기계의 유압 구동 시스템을 제공하는 것이다.

(1) 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 엔진과, 이 엔진에 의해 구동되는 가변 용량형의 유압 펌프와, 이 유압 펌프로부터 토출된 유압에 의해 구동되는 복수의 액추에이터와, 상기 유압 펌프로부터 복수의 액추에이터로 공급되는 유압의 유량을 제어하는 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브와, 상기 복수의 액추에이터의 최고 부하압을 검출하는 최고 부하압 검출 회로와, 상기 유압 펌프의 토출압이 높아짐에 따라서 상기 유압 펌프의 용량을 줄여, 상기 유압 펌프의 흡수 토크가 미리 설정한 최대 토크를 초과하지 않도록 제어하는 흡수 토크 일정 제어를 행하는 토크 제어부 및 상기 유압 펌프의 토출압이 상기 복수의 액추에이터의 최고 부하압보다 목표차만큼 높아지도록 제어하는 로드 센싱 제어부를 갖는 펌프 제어 장치와, 상기 유압 펌프를 상기 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브에 접속하는 관로에 설치되어, 상기 유압 펌프의 토출압이 상기 최고 부하압에 설정압을 가산한 압력보다도 높아지면 개방 상태로 되어 상기 유압 펌프의 토출유를 탱크로 복귀시켜, 상기 유압 펌프의 토출압의 상승을 제한하는 언로드 밸브를 구비한 유압 구동 시스템에 있어서, 소정 압력과 탱크압 중 어느 한쪽을 전환하여 출력하고, 그 출력압을 유사 부하압으로 하여 상기 최고 부하압 검출 회로로 유도하는 제1 전환 밸브와, 상기 펌프 제어 장치의 상기 로드 센싱 제어부에 의한 로드 센싱 제어의 유효, 무효를 전환하는 제2 전환 밸브와, 상기 엔진의 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 장치와, 상기 배기 가스 정화 장치가 재생을 필요로 하지 않을 때에는, 상기 제1 전환 밸브가 상기 탱크압을 유사 부하압으로 하여 출력하고, 상기 제2 전환 밸브가 상기 펌프 제어 장치에 의한 로드 센싱 제어를 유효로 하고, 상기 배기 가스 정화 장치라 재생을 필요로 할 때에는, 상기 제1 전환 밸브가 상기 소정 압력을 유사 부하압으로 하여 출력하고, 상기 제2 전환 밸브가 상기 펌프 제어 장치에 의한 로드 센싱 제어를 무효로 하도록 상기 제1 및 제2 전환 밸브를 전환하는 제어 장치를 구비하는 것으로 한다.

이와 같이 구성한 본 발명의 작용은 다음과 같다.

배기 가스 정화 장치의 필터의 PM 퇴적량이 증가하여, 배기 가스 정화 장치가 재생을 필요로 하는 상태로 되면, 제어 장치는 제1 및 제2 전환 밸브를 전환하고, 제1 전환 밸브는, 액추에이터 조작이 없는 경우, 소정 압력을 유사 부하압으로 하여 출력하고, 제2 전환 밸브는 로드 센싱 제어를 무효로 한다.

제1 전환 밸브가 소정 압력을 유사 부하압으로 하여 출력함으로써, 최고 부하압 검출 회로는 최고 부하압으로서, 유사 부하압(소정 압력)과 실제의 복수의 액추에이터의 가장 높은 부하압의 높은 쪽을 선택한다. 이로 인해 언로드 밸브의 작용에 의해, 유압 펌프의 토출압은 유사 부하압(소정 압력)과 실제의 복수의 액추에이터의 최고 부하압의 높은 쪽의 압력에, 언로드 밸브의 설정압과 언로드 밸브의 오버라이드 특성에 의해 결정되는 압력을 가산한 압력으로 유지된다. 또한, 로드 센싱 제어가 무효로 됨으로써, 펌프 제어 장치는 토크 제어부만이 기능하게 되어, 유압 펌프의 용량은 토크 제어부의 흡수 토크 일정 제어의 최대 토크의 범위 내에서 증가한다. 이로 인해 소정 압력(유사 부하압)을 적절한 값으로 설정해 둠으로써, 유압 펌프의 흡수 토크는 토크 제어부에 의한 흡수 토크 일정 제어의 최대 토크까지 상승한다. 즉, 토크 제어부에 의한 흡수 토크 일정 제어를 이용한 펌프 출력 상승 제어(펌프 흡수 토크 상승 제어)가 행해진다.

이와 같이 유압 펌프의 흡수 토크가 상승하면, 그것에 따라서 엔진의 부하가 높아져, 배기 온도가 상승한다. 이에 의해 배기 가스 정화 장치에 설치된 산화 촉매가 활성화되므로, 배기 가스 중에 미연 연료를 공급함으로써, 미연 연료가 활성화된 산화 촉매에 의해 연소되어 배기 가스의 온도가 상승하고, 그 고온의 배기 가스에 의해 필터에 퇴적한 PM이 연소 제거된다.

또한, 펌프 출력 상승 제어 중에 저부하ㆍ대유량의 액추에이터 조작을 행하여, 유압 펌프로부터 토출된 압유가 액추에이터에 유입되었다고 해도, 로드 센싱 제어를 무효로 하고 있으므로, 펌프 제어 장치는 토크 제어부의 흡수 토크 일정 제어의 최대 토크의 범위 내에서 유압 펌프(2)의 용량을 증가시키도록 계속해서 제어한다. 그 결과, 액추에이터에는 필요한 유량이 공급되어, 펌프 출력 상승 제어의 영향을 받는 일 없이, 액추에이터 조작을 행할 수 있다.

또한, 액추에이터의 부하압이 유사 부하압(소정 압력)보다도 낮은 경우라도, 최고 부하압으로서 유사 부하압(소정 압력)이 선택되고, 유압 펌프의 토출압은 언로드 밸브의 작용에 의해, 액추에이터 조작이 행해지기 전과 동일한 값으로 유지된다. 이로 인해 액추에이터 조작의 영향을 받아 유압 펌프의 토출압이 저하되는 일은 없고, 액추에이터 조작이 행해지기 전과 동일한 펌프 출력 상승 제어를 행할 수 있다.

또한, 펌프 출력 상승 제어 중에, 고부하ㆍ소유량의 액추에이터 조작을 행한 경우에는, 그 액추에이터의 부하압이 최고 부하압으로서 선택되고, 유압 펌프의 토출압은 언로드 밸브의 작용에 의해, 액추에이터의 부하압에 따라서 상승한다. 이때, 유압 펌프의 흡수 토크는 토크 제어부의 흡수 토크 일정 제어에 의해 최대 토크를 초과하지 않도록 제어된다. 이에 의해 액추에이터 조작의 영향을 받는 일 없이, 액추에이터 조작이 행해지기 전과 동일한 펌프 출력 상승 제어를 행할 수 있다. 한편, 유압 펌프의 토출압은 부하압에 따라서 상승하므로, 펌프 출력 상승 제어의 영향을 받는 일 없이, 액추에이터 조작을 행할 수 있다.

이상과 같이 액추에이터 조작과 펌프 출력 상승 제어를 동시에 행하여도 서로 영향을 미치지 않아, 액추에이터의 조작성이 손상되거나, 펌프 출력 상승 제어에 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제1 전환 밸브와 제2 전환 밸브는 비교적 저렴한 전환 밸브이므로, 상기 효과를 간편하고 또한 저비용으로 실현할 수 있다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 상기 엔진에 의해 구동되는 파일럿 펌프와, 이 파일럿 펌프에 접속되어, 상기 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브를 제어하기 위한 압유를 공급하는 파일럿압 공급 유로와, 상기 파일럿압 공급 유로에 설치된 스로틀부를 갖고, 이 스로틀부의 압력 손실에 의해 상기 엔진 회전수에 의존하는 유압 신호를 생성하는 엔진 회전수 검출 밸브를 더 구비하고, 상기 펌프 제어 장치의 로드 센싱 제어부는 상기 엔진 회전수 검출 밸브가 생성하는 상기 유압 신호를 상기 로드 센싱 제어의 목표 차압으로서 설정하도록 구성되어 있고, 상기 제1 전환 밸브는 상기 소정 압력으로서, 상기 엔진 회전수 검출 밸브의 상류측의 압력인 상기 파일럿 펌프의 토출압을 출력한다.

이에 의해 엔진 회전수 검출 밸브의 상류측의 압력이라고 하는 기존의 압력을 이용하여 유사 압력으로서의 소정 압력을 생성할 수 있다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 바람직하게는, 상기 펌프 제어 장치에 상기 유압 펌프의 토출압과 상기 최고 부하압의 차압을 절대압으로 하여 출력하는 차압 감압 밸브를 더 구비하고, 상기 제2 전환 밸브는 상기 펌프 제어 장치의 로드 센싱 제어부에 상기 차압 감압 밸브의 출력압을 유도하는 유로에 배치되어, 상기 배기 가스 정화 장치가 재생을 필요로 하지 않을 때에는 상기 차압 감압 밸브의 출력압을 출력하고, 상기 배기 가스 정화 장치가 재생을 필요로 할 때에는 상기 탱크압을 출력하도록 전환된다.

이에 의해 차압 감압 밸브의 출력압을 펌프 제어 장치의 로드 센싱 제어부로 유도하는 유로에 제2 전환 밸브를 개재시키는 것뿐인 간단한 구성으로, 로드 센싱 제어의 유효, 무효를 전환할 수 있다.

(4) 또한, 상기 (1) 내지 (3)에 있어서, 바람직하게는, 상기 배기 가스 정화 장치의 배기 저항을 검출하기 위한 압력 검출 장치를 더 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 압력 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 상기 제1 및 제2 전환 밸브를 동시에 전환하도록 제어한다.

이에 의해 압력 검출 장치를 사용하여 배기 가스 정화 장치의 재생의 필요 여부를 검출하여, 제1 및 제2 전환 밸브를 전환할 수 있다.

(5) 또한, 상기 (1) 내지 (4)에 있어서, 바람직하게는, 상기 펌프 제어 장치의 토크 제어부는 상기 유압 펌프의 토출압과 용량의 관계를 나타내는 특성이며, 최대 용량 일정 특성과 최대 흡수 토크 일정 특성으로 구성되는 특성이 미리 설정되어, 상기 유압 펌프의 토출압이, 상기 최대 용량 일정 특성으로부터 최대 흡수 토크 일정 특성으로의 이행점의 압력인 제1 값 이하에 있을 때에는, 상기 유압 펌프의 토출압이 상승해도 상기 유압 펌프의 최대 용량을 일정하게 하고, 상기 유압 펌프의 토출압이 상기 제1 값을 초과하여 상승하면, 상기 유압 펌프의 최대 용량이 최대 흡수 토크 일정 특성에 따라서 감소하도록 상기 유압 펌프의 용량을 제어하도록 구성되어 있고, 상기 소정 압력은 이 소정 압력에 상기 언로드 밸브의 설정압과 상기 언로드 밸브의 오버라이드 특성의 압력을 가산한 압력이, 상기 최대 용량 일정 특성으로부터 최대 흡수 토크 일정 특성으로의 이행점 부근의 압력 이상의 값으로 되도록 설정되어 있다.

이에 의해 유사 부하압이 최고 부하압으로서 선택된 경우와 실제의 부하압이 최고 부하압으로서 선택된 경우 중 어떤 경우에도, 토크 제어부에 의한 흡수 토크 일정 제어를 이용한 최대 토크로 펌프 출력 상승 제어를 행할 수 있다.

로드 센싱 제어를 행하는 유압 구동 시스템에 있어서, 액추에이터 조작이 없는 경우에 펌프 출력 상승 제어에 의해 배기 가스 정화 장치 내의 필터 퇴적물을 효율적으로 연소 제거할 수 있고, 또한 액추에이터 조작과 펌프 출력 상승 제어를 동시에 행하여도 서로 영향을 미치지 않아, 액추에이터의 조작성이 손상되거나, 펌프 출력 상승 제어에 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 그와 같은 효과를 간편하고 또한 저비용으로 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 구동 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 마력 제어 틸팅 피스톤에 의한 메인 펌프의 Pq(압력－펌프 용량) 특성을 나타내는 도면이다.
도 3은 메인 펌프의 흡수 토크 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시 형태에 있어서의 유압 구동 시스템이 탑재되는 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다.
도 5는 배기 가스 정화 장치 내의 PM 퇴적량과 배기 저항 센서에 의해 검출되는 배기 저항(필터의 전후 차압)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 컨트롤러의 처리 기능을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 탱크압이 0㎫이라고 가정한 경우의 언로드 밸브의 동작 특성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 유압 구동 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 유압 구동 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 사용하여 설명한다.

＜제1 실시 형태＞

~구성~

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 구동 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태는 본 발명을 프론트 스윙식의 유압 셔블의 유압 구동 시스템에 적용한 경우의 것이다.

도 1에 있어서, 본 실시 형태에 관한 유압 구동 시스템은, 엔진(1)과, 이 엔진(1)에 의해 구동되는 메인 펌프로서의 가변 용량형의 유압 펌프(이하, 메인 펌프라고 함)(2) 및 고정 용량형의 파일럿 펌프(30)와, 메인 펌프(2)로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터(3a, 3b, 3c…)와, 메인 펌프(2)의 토출유의 공급 유로(5)에 접속된 액추에이터(3a, 3b, 3c…)에 대응하는 유로(8a, 8b, 8c…)에 접속되어, 메인 펌프(2)로부터 액추에이터(3a, 3b, 3c…)에 공급되는 압유의 유량과 방향을 각각 제어하는 클로즈드 센터형의 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)와, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)의 상류측에 있어서 유로(8a, 8b, 8c…)에 접속되어, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)의 미터 인 스로틀부의 전후 차압을 제어하는 압력 보상 밸브(7a, 7b, 7c…)와, 액추에이터(3a, 3b, 3c…)의 부하압 중 최고 압력을 선택하여 출력하는 셔틀 밸브(9a, 9b, 9c…)와, 메인 펌프(2)의 토출압과 상기 최고 부하압의 차압을 절대압으로 하여 유로(12a, 12b)에 출력하는 차압 감압 밸브(11)와, 메인 펌프(2)의 토출유의 공급 유로(5)에 접속되어, 공급 유로(5)의 압력[메인 펌프(2)의 최고 토출압－최고 회로 압력]이 설정 압력 이상으로 되지 않도록 제한하는 메인 릴리프 밸브(14)와, 메인 펌프(2)의 토출유의 공급 유로(5)에 접속되어, 공급 유로(5)의 압력이 최고 부하압에 스프링(15a)으로 설정된 크래킹압(설정압) Pun을 가산한 압력보다도 높아지면, 개방 상태로 되어 공급 유로(5)의 압유를 탱크 T로 복귀시켜, 최고 부하압에 대한 공급 유로의 압력의 상승을 제한하는 언로드 밸브(15)와, 메인 펌프(2)의 틸팅각(용량 혹은 배수 용적)을 제어하는 펌프 제어 장치(17)와, 파일럿 펌프(30)에 접속되어, 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)를 제어하기 위한 압유를 공급하는 파일럿압 공급 유로(31)와, 파일럿압 공급 유로(31)에 배치되어, 엔진(1)의 회전수에 비례하는 파일럿 펌프(30)의 토출 유량에 기초하여, 엔진 회전수에 의존하는 유압 신호를 절대압 Pgr로서 출력하는 엔진 회전수 검출 밸브(13)와, 파일럿압 공급 유로(31)의 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 하류측 유로 부분인 파일럿 유로(31b)에 접속되어, 파일럿 유로(31b)의 압력을 일정하게 유지하는 파일럿 릴리프 밸브(32)와, 게이트 로크 레버(24)에 의해 조작되어, 파일럿압 공급 유로(31)의 더욱 하류측의 유로 부분인 파일럿 유로(31c)를 파일럿 유로(31b) 및 탱크 T의 한쪽에 선택적으로 연통시키는 안전 밸브로서의 게이트 로크 밸브(100)와, 파일럿 유로(31c)에 접속되어, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)를 조작하여 대응하는 액추에이터(3a, 3b, 3c…)를 동작시키기 위한 지령 파일럿압(지령 신호)을 생성하는 조작 레버 장치(122, 123)(도 4 참조)를 구비하고 있다.

액추에이터(3a, 3b, 3c)는, 예를 들어 유압 셔블의 선회 모터, 붐 실린더 및 아암 실린더이고, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c)는 각각, 예를 들어 선회용, 붐용, 아암용 유량ㆍ방향 제어 밸브이다. 도시의 사정상, 버킷 실린더, 붐 스윙 실린더, 주행 모터 등의 그 밖의 액추에이터 및 이들 액추에이터에 관한 유량ㆍ방향 제어 밸브의 도시는 생략하고 있다.

압력 보상 밸브(7a, 7b, 7c…)는 그 목표 보상 차압으로서 차압 감압 밸브(11)의 출력압이 유로(12a)를 통해 유도되는 개방 방향 작동의 수압부(21a, 21b, 21c…)와, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)의 미터 인 스로틀부의 전후 차압을 검출하는 수압부(22a, 23a, 22b, 23b, 22c, 23c…)를 갖고, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)의 미터 인 스로틀부의 전후 차압이 차압 감압 밸브(11)의 출력압[메인 펌프(2)의 토출압과 액추에이터(3a, 3b, 3c…)의 최고 부하압의 차압]에 동등해지도록 제어한다. 즉, 압력 보상 밸브(7a, 7b, 7c…)의 각각의 목표 보상 차압은 메인 펌프(2)의 토출압과 액추에이터(3a, 3b, 3c…)의 최고 부하압의 차압에 동등해지도록 설정되어 있다.

유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)는 각각 부하 포트(26a, 26b, 26c…)를 갖고, 이들 부하 포트(26a, 26b, 26c…)는 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)가 중립 위치에 있을 때에는 탱크 T에 연통하여, 부하압으로서 탱크압을 출력하고, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)가 중립 위치로부터 도시 좌우의 조작 위치로 전환되었을 때에는, 각각의 액추에이터(3a, 3b, 3c…)에 연통하여, 액추에이터(3a, 3b, 3c…)의 부하압을 출력한다.

셔틀 밸브(9a, 9b, 9c…)는 토너먼트 형식으로 접속되어, 부하 포트(26a, 26b, 26c…)와 함께 최고 부하압 검출 회로를 구성한다. 즉, 셔틀 밸브(9a)는 셔틀 밸브(45)(후술)를 경유하여 유도되는 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a)의 부하 포트(26a)의 압력과 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b)의 부하 포트(26b)의 압력의 고압측을 선택하여 출력하고, 셔틀 밸브(9b)는 셔틀 밸브(9a)의 출력압과 유량ㆍ방향 제어 밸브(6c)의 부하 포트(26c)의 압력의 고압측을 선택하여 출력하고, 셔틀 밸브(9c)는 셔틀 밸브(9b)의 출력압과 도시하지 않은 다른 동일한 셔틀 밸브의 출력압의 고압측을 선택하여 출력한다. 셔틀 밸브(9c)는 최후단의 셔틀 밸브이고, 그 출력압은 최고 부하압으로서 신호 유로(27, 27a)를 통해 차압 감압 밸브(11) 및 언로드 밸브(15)로 유도된다.

차압 감압 밸브(11)는 파일럿 유로(31b)의 압력이 유로(33, 34)를 통해 유도되고, 그 압력을 원압으로 하여 메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압의 차압을 절대압으로서 생성하는 밸브로, 메인 펌프(2)의 토출압이 유도되는 수압부(11a)와, 최고 부하압이 유도되는 수압부(11b)와, 자신의 출력압이 유도되는 수압부(11c)를 갖고 있다.

언로드 밸브(15)는 언로드 밸브의 크래킹압 Pun을 설정하는 폐쇄 방향 작동이 상술한 스프링(15a)과, 공급 유로(5)의 압력[메인 펌프(2)의 토출압]이 유도되는 개방 방향 작동의 수압부(15b)와, 최고 부하압이 신호 유로(27a)를 통해 유도되는 폐쇄 방향 작동의 수압부(15c)를 갖고, 공급 유로(5)의 압력이 최고 부하압에 스프링(15a)의 설정압 Pun을 가산한 압력보다도 높아지면, 개방 상태로 되어 공급 유로(5)의 압유를 탱크 T로 복귀시켜, 공급 유로(5)의 압력의 상승을 제한한다. 언로드 밸브(15)의 스프링(15a)의 설정압은, 일반적으로, 엔진(1)이 정격 최고 회전수에 있을 때의 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 차압 감압 밸브(13b)의 출력압에 의해 설정되는 로드 센싱 제어의 목표 차압(후술)과 대략 동일한 값이거나, 그것보다도 조금 높은 압력으로 설정되어 있고, 본 실시 형태에서는, 로드 센싱 제어의 목표 차압과 동일한 값으로 설정되어 있다.

유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)와, 압력 보상 밸브(7a, 7b, 7c…)와, 셔틀 밸브(9a, 9b, 9c…) 및 후술하는 셔틀 밸브(45)와, 차압 감압 밸브(11)와, 메인 릴리프 밸브(14)와, 언로드 밸브(15)는 컨트롤 밸브(4) 내에 배치되어 있다.

엔진 회전수 검출 밸브(13)는 파일럿 펌프(30)로부터의 토출 유량에 따라서 그 스로틀량이 가변으로 되는 특성을 갖는 가변 스로틀 밸브(13a)와, 그 가변 스로틀 밸브(13a)의 전후 차압을 절대압 Pgr로서 출력하는 차압 감압 밸브(13b)로 구성된다. 파일럿 펌프(30)의 토출 유량은 엔진 회전수에 의존하여 변화되므로, 가변 스로틀 밸브(13a)의 전후 차압도 엔진 회전수에 의존하여 변화되고, 그 결과, 차압 감압 밸브(13b)가 출력하는 절대압 Pgr도 엔진 회전수에 의존하여 변화된다. 차압 감압 밸브(13b)의 출력압[가변 스로틀 밸브(13a)의 전후 차압의 절대압]은 유로(40)를 통해 로드 센싱 제어의 목표 차압으로서 메인 펌프(2)의 틸팅각(용량 혹은 배수 용적)을 제어하는 펌프 제어 장치(17)로 유도된다. 이에 의해 엔진 회전수에 따른 새추레이션 현상의 개선이 도모되어, 엔진 회전수를 낮게 설정한 경우에 양호한 미세 조작성이 얻어진다. 이 점은 일본 특허 출원 공개 평10-196604호 공보에 상세하게 나타나 있다.

펌프 제어 장치(17)는 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)(토크 제어부)과, LS 제어 밸브(17b) 및 LS 제어 틸팅 피스톤(17c)(로드 센싱 제어부)을 갖고 있다.

토크 제어 틸팅 피스톤(17a)은 메인 펌프(2)의 토출압이 높아짐에 따라서 메인 펌프(2)의 틸팅각을 줄여, 메인 펌프(2)의 흡수 토크(입력 토크)가 미리 설정한 최대 토크를 초과하지 않도록 제어하고, 이에 의해 메인 펌프(2)의 흡수 토크가 엔진(1)의 제한 토크(도 2의 제한 토크 TEL)를 초과하지 않도록 제어되고, 메인 펌프(2)의 소비 마력을 제한하여, 과부하에 의한 엔진(1)의 정지(엔진 스톨)가 방지된다.

LS 제어 밸브(17b)는 대향하는 수압부(17d, 17e)를 갖고, 수압부(17d)에는 유로(40)를 통해 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 차압 감압 밸브(13b)의 출력압이 로드 센싱 제어의 목표 차압(목표 LS 차압)으로서 유도되고, 수압부(17e)에 유로(12b)를 통해 차압 감압 밸브(11)의 출력압[메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압의 차압의 절대압]이 유도된다. LS 제어 밸브(17b)는 차압 감압 밸브(11)의 출력압이 차압 감압 밸브(13b)의 출력압보다도 높아지면, 파일럿 유로(31b)의 압력을 유로(33)를 통해 LS 제어 틸팅 피스톤(17c)으로 유도하여 메인 펌프(2)의 틸팅각을 줄여, 차압 감압 밸브(11)의 출력압이 차압 감압 밸브(13b)의 출력압보다도 낮아지면, LS 제어 틸팅 피스톤(17c)을 탱크 T에 연통하여 메인 펌프(2)의 틸팅각을 늘리고, 이에 의해 메인 펌프(2)의 토출압이 최고 부하압보다도 차압 감압 밸브(13b)의 출력압(목표 차압)만큼 높아지도록 메인 펌프(2)의 틸팅각을 제어한다. 이에 의해 LS 제어 밸브(17b) 및 LS 제어 틸팅 피스톤(17c)은 메인 펌프(2)의 토출압 Pd가 복수의 액추에이터(3a, 3b, 3c…)의 최고 부하압 PLmax보다도 목표 차압만큼 높아지도록 로드 센싱 제어한다.

도 2 및 도 3을 사용하여 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)의 토크 제어의 상세를 설명한다. 도 2는 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)에 의한 메인 펌프(2)의 토출압과 용량(틸팅각)의 관계를 나타내는 특성[이하, Pq(압력－펌프 용량) 특성이라고 함]을 나타내는 도면이고, 도 3은 메인 펌프(2)의 흡수 토크 특성을 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3의 횡축은 메인 펌프(2)의 토출압 P를 나타내고 있다. 도 2의 종축은 메인 펌프(2)의 용량(혹은 틸팅각) q를 나타내고, 도 3의 종축은 메인 펌프(2)의 흡수 토크 Tp를 나타내고 있다.

도 2에 있어서, 메인 펌프(2)의 Pq 특성은 최대 용량 일정 특성 Tp0과 최대 흡수 토크 일정 특성 Tp1, Tp2로 구성되어 있다.

메인 펌프(2)의 토출압 P가, 최대 용량 일정 특성 Tp0으로부터 최대 흡수 토크 일정 특성 Tp1, Tp2로 이행하는 꺾은점(이행점)의 압력인 제1 값 P0 이하에 있을 때, 메인 펌프(2)의 토출압 P가 상승해도 메인 펌프(2)의 최대 용량은 q0으로 일정하다. 이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 메인 펌프(2)의 토출압 P가 상승함에 따라서, 펌프 토출압과 펌프 용량의 곱인 메인 펌프(2)의 최대 흡수 토크는 증가한다. 메인 펌프(2)의 토출압 P가 제1 값 P0을 초과하여 상승하면, 메인 펌프(2)의 최대 용량은 최대 흡수 토크 일정 특성 TP1, TP2의 특성선을 따라서 감소하고, 메인 펌프(2)의 흡수 토크는 TP1, TP2의 특성에 의해 결정되는 최대 토크 Tmax로 유지된다. TP1, TP2의 특성선은 흡수 토크 일정 곡선(쌍곡선)을 근사하도록 도시하지 않은 2개의 스프링에 의해 설정되어 있고, 최대 토크 Tmax는 거의 일정하다. 또한, 그 최대 토크 Tmax 엔진(1)의 제한 토크 TEL보다도 작아지도록 설정되어 있다. 이에 의해 메인 펌프(2)의 토출압 P가 제1 값 P0을 초과하여 상승하면 메인 펌프(2)의 최대 용량을 줄여, 메인 펌프(2)의 흡수 토크(입력 토크)가 미리 설정한 최대 토크 Tmax를 초과하지 않도록 제어하여, 메인 펌프(2)의 흡수 토크가 엔진(1)의 제한 토크 TEL을 초과하지 않도록 제어된다. 이 특성 TP1, TP2에 의한 최대 흡수 토크의 제어를 흡수 토크 일정 제어(혹은 흡수 마력 일정 제어)라고 한다.

도 1로 돌아가, 본 실시 형태의 유압 구동 시스템은, 상술한 구성에 추가하여 하기의 구성을 더 구비하고 있다.

즉, 유압 구동 시스템은 엔진(1)의 배기계를 구성하는 배기관로(41)에 배치된 배기 가스 정화 장치(42)와, 배기 가스 정화 장치(42) 내의 배기 저항을 검출하는 배기 저항 센서(43)와, 배기 가스 정화 장치(42)를 강제적으로 재생하는 것을 지령하는 강제 재생 스위치(44)와, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a)의 부하 포트(26a)의 압력을 셔틀 밸브(9a)로 유도하는 유로에 배치되어, 부하 포트(26a)의 압력과 외부 압력(후술)의 고압측을 선택하여 출력하는 셔틀 밸브(45)와, 파일럿압 공급 유로(31)의 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 상류측 유로 부분인 파일럿 펌프(30)의 토출압[파일럿 유로(31a)의 압력]과 탱크압을 전환하여, 그 한쪽의 압력을 출력하고, 그 출력압을 외부 압력으로 하여 셔틀 밸브(45)로 유도하는 전자기 전환 밸브(46)(제1 전환 밸브)와, 차압 감압 밸브(11)의 출력압을 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)로 유도하는 유로(12b)에 배치되어, 차압 감압 밸브(11)의 출력압[메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압의 차압의 절대압]과 탱크압을 전환하여, 그 한쪽의 압력을 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)로 유도하는 전자기 전환 밸브(48)(제2 전환 밸브)와, 배기 저항 센서(43)의 검출 신호와 강제 재생 스위치(44)의 지령 신호를 입력하여 소정의 연산 처리를 행하여, 전자기 전환 밸브(46, 48)를 전환하기 위한 전기 신호를 출력하는 컨트롤러(49)(제어 장치)를 구비하고 있다.

배기 가스 정화 장치(42)는 내장하는 필터에 의해 배기 가스에 포함되는 입자상 물질(PM)을 포집한다. 또한, 배기 가스 정화 장치(42)는 산화 촉매를 구비하고 있고, 배기 가스 온도가 소정 온도 이상으로 되면 산화 촉매가 활성화되고, 그 산화 촉매로 배기 가스 중에 첨가된 미연 연료를 연소시킴으로써 배기 가스 온도를 상승시켜, 필터에 포집되어 퇴적한 PM을 연소 처리한다.

배기 저항 센서(43)는, 예를 들어 배기 가스 정화 장치(42)의 필터의 상류측과 하류측의 전후 차압[배기 가스 정화 장치(42)의 배기 저항]을 검출하는 차압 검출 장치이다.

전자기 전환 밸브(46)는 컨트롤러(49)로부터 출력되는 전기 신호가 OFF일 때에는 도시한 위치에 있어, 탱크압을 외부 압력으로 하여 출력하고, 전기 신호가 ON으로 되면 도시한 위치로부터 전환되어, 파일럿 펌프(30)의 토출압(소정 압력)을 외부 압력으로 하여 출력한다. 전자기 전환 밸브(48)는 컨트롤러(49)로부터 출력되는 전기 신호가 OFF일 때에는 도시한 위치에 있어, 차압 감압 밸브(11)의 출력압[메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압의 차압의 절대압]을 출력하고, 전기 신호가 ON으로 되면 도시한 위치로부터 전환되어, 탱크압을 출력한다.

파일럿압 공급 유로(31)에는 엔진 회전수에 비례한 압력을 절대압 Pgr로서 출력하는 엔진 회전수 검출 밸브(13)가 설치되어 있고, 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 상류측의 압력인 파일럿 유로(31a)의 압력은 파일럿 릴리프 밸브(32)에 의해 결정되는 파일럿 유로(31b)의 압력(예를 들어, 3.9㎫)에, 엔진 회전수 검출 밸브(13)가 출력하는 절대압 Pgr(예를 들어, 2.0㎫)을 가산한 압력(예를 들어, 3.9㎫＋2.0㎫＝5.9㎫)으로 유지되어 있다. 이 파일럿 펌프(30)의 토출압은, 모든 조작 레버가 중립에 있을 때에, 그 압력(5.9㎫)에 언로드 밸브(15)의 설정압(예를 들어, 2.0㎫)과 언로드 밸브의 오버라이드 특성의 압력(예를 들어, 2.0㎫)을 가산한 압력(약 10㎫)이, 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)에 의한 메인 펌프(2)의 최대 용량 일정 특성으로부터 최대 흡수 토크 일정 특성으로의 이행점 부근의 압력(약 10㎫)과 동등하거나 그것보다도 높은 값으로 되는 압력이고, 이에 의해 모든 조작 레버가 중립에 있을 때에 그 압력[파일럿 펌프(30)의 토출압]을 유사 부하압으로 하여 출력함으로써, 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)에 의한 흡수 토크 일정 제어를 이용한 최대 토크 Tmax로 펌프 흡수 토크 상승 제어를 실시하는 것이 가능해진다(후술).

도 4는 본 실시 형태에 있어서의 유압 구동 시스템이 탑재되는 유압 셔블의 외관을 도시하는 도면이다.

유압 셔블은 하부 주행체(101)와, 이 하부 주행체(101) 상에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(102)와, 이 상부 선회체(102)의 선단 부분에 스윙 포스트(103)를 통해 상하 및 좌우 방향으로 회전 가능하게 연결된 프론트 작업기(104)를 구비하고 있다. 하부 주행체(101)는 크롤러식이고, 트랙 프레임(105)의 전방측에 상하 이동 가능한 배토용 블레이드(106)가 설치되어 있다. 상부 선회체(102)는 기초 하부 구조를 이루는 선회대(107)와, 선회대(107) 상에 설치된 캐노피 타입의 운전실(108)을 구비하고 있다. 프론트 작업기(104)는 붐(111)과, 아암(112)과, 버킷(113)을 구비하고, 붐(111)의 기단부는 스윙 포스트(103)에 핀 결합되고, 붐(111)의 선단은 아암(112)의 기단부에 핀 결합되고, 아암(112)의 선단은 버킷(113)에 핀 결합되어 있다.

상부 선회체(102)는 하부 주행체(101)에 대해 선회 모터(3a)에 의해 선회 구동되고, 붐(111), 아암(112), 버킷(113)은, 각각, 붐 실린더(3b), 아암 실린더(3c), 버킷 실린더(3d)를 신축함으로써 회전한다. 하부 주행체(101)는 좌우의 주행 모터(3f, 3g)에 의해 구동된다. 블레이드(106)는 블레이드 실린더(3h)에 의해 상하로 구동된다. 도 1에서는 버킷 실린더(3d), 좌우의 주행 모터(3f, 3g), 블레이드 실린더(3h)나 그들의 회로 요소의 도시를 생략하고 있다.

운전실(108)에는 운전석(121), 조작 레버 장치(122, 123)(도 2에서는 우측만 도시) 및 게이트 로크 레버(24)가 설치되어 있다.

도 5는 배기 가스 정화 장치(42) 내의 PM 퇴적량과 배기 저항 센서(43)에 의해 검출되는 배기 저항(필터의 전후 차압)의 관계를 나타내는 도면이다.

도 5에 있어서, 배기 가스 정화 장치(42) 내의 PM 퇴적량이 증가함에 따라서 배기 가스 정화 장치(42)의 배기 저항은 상승한다. 도면 중, Wb는 자동 재생 제어가 필요해지는 PM 퇴적량이고, ΔPb는 PM 퇴적량이 Wb일 때의 배기 저항이다. Wa는 재생 제어를 종료시켜도 되는 PM 퇴적량이고, ΔPa는 PM 퇴적량이 Wa일 때의 배기 저항이다.

컨트롤러(49)의 기억 장치(도시하지 않음)에는 ΔPb가 자동 재생 제어를 개시하기 위한 임계값으로서 기억되고, ΔPa가 재생 제어를 종료시키기 위한 임계값으로서 기억되어 있다.

도 6은 컨트롤러(49)의 처리 기능을 도시하는 흐름도이다. 컨트롤러(49)에 의한 배기 가스 정화 장치(42)의 재생 처리 수순을, 도 6에 따라서 설명한다.

우선, 컨트롤러(49)는 배기 저항 센서(43)로부터의 검출 신호와 강제 재생 스위치(44)로부터의 지령 신호에 기초하여, 배기 가스 정화 장치(42) 내의 배기 저항 ΔP와 자동 재생 제어를 개시하기 위한 임계값 ΔPb를 비교하여, ΔP＞ΔPb인지 여부를 판정하는 동시에, 강제 재생 스위치(44)가 OFF로부터 ON으로 전환되었는지 여부를 판정한다(스텝 S100). ΔP＞ΔPb로 된 경우, 혹은 강제 재생 스위치(44)가 ON인 경우에는, 다음의 처리로 진행된다. ΔP＞ΔPb가 아니고, 강제 재생 스위치(44)가 ON이 아닌 경우에는, 아무것도 하지 않고, 그 판정 처리를 반복한다.

ΔP＞ΔPb로 된 경우, 혹은 강제 재생 스위치(44)가 ON인 경우, 컨트롤러(49)는 전자기 전환 밸브(46, 48)에 출력하는 전기 신호를 ON으로 하여, 전자기 전환 밸브(46, 48)를 도시한 위치로부터 전환하여, 펌프 흡수 토크 상승 제어를 개시한다(스텝 S110). 또한, 컨트롤러(49)는 배기 가스 중에 미연 연료를 공급하는 처리를 행한다. 이 처리는, 예를 들어, 엔진(1)의 전자 거버너(도시하지 않음)를 제어하여, 엔진 주분사 후의 팽창 행정에 있어서의 포스트 분사(추가 분사)를 실시함으로써 행한다.

펌프 흡수 토크 상승 제어는 메인 펌프(2)의 토출압과 용량을 제어하여 메인 펌프(2)의 흡수 토크를 증가시키는 제어로(후술), 메인 펌프(2)의 흡수 토크를 증가시킴으로써 메인 펌프(2)의 출력(마력)도 증가한다. 즉, 펌프 흡수 토크 상승 제어는 펌프 출력 상승 제어와 마찬가지이다.

펌프 흡수 토크 상승 제어가 개시되면 엔진(1)의 유압 부하가 높아져, 엔진(1)의 배기 가스의 온도가 상승한다. 이에 의해 배기 가스 정화 장치(42)에 설치된 산화 촉매가 활성화된다. 이와 같은 상황 하에서, 배기 가스 중에 미연 연료를 공급함으로써, 미연 연료가 활성화된 산화 촉매에 의해 연소되어 배기 가스의 온도를 상승시키고, 그 고온의 배기 가스에 의해 필터에 퇴적한 PM을 연소 제거한다.

또한, 미연 연료의 공급은 배기관에 재생 제어용 연료 분사 장치를 설치하여, 이 연료 분사 장치를 작동시킴으로써 행하여도 된다.

펌프 흡수 토크 상승 제어 동안, 컨트롤러(49)는 배기 가스 정화 장치(42)에 설치된 배기 저항 센서(43)로부터의 검출 신호에 기초하여, 배기 가스 정화 장치(42) 내의 배기 저항 ΔP와 자동 재생 제어를 종료하기 위한 임계값 ΔPa를 비교하여, ΔP＜ΔPa로 되었는지 여부를 판정하여(스텝 S120), ΔP＜ΔPa가 아닌 경우, 스텝 S110으로 돌아가, 펌프 흡수 토크 상승 제어를 계속한다. ΔP＜ΔPa로 되면, 컨트롤러(49)는 전자기 전환 밸브(46, 48)에 출력하는 전기 신호를 OFF로 하여, 전자기 전환 밸브(46, 48)를 도시한 위치로 전환하여, 펌프 흡수 토크 상승 제어를 정지한다(스텝 S130). 또한, 이것과 동시에 미연 연료의 공급을 정지한다.

~동작~

다음에, 펌프 흡수 토크 상승 제어(펌프 출력 상승 제어)의 상세를 포함시켜 본 실시 형태의 동작을 설명한다.

1. 전체 조작 레버가 중립이고 또한 전자기 전환 밸브(46, 48)가 OFF인 경우

우선, 모든 조작 레버[조작 레버 장치(122, 123) 등의 조작 레버]가 중립에 있고, 도 6의 스텝 S100의 판정이 부정되었을 때에는, 전자기 전환 밸브(46, 48)는 각각 도시한 위치에 있다. 전자기 전환 밸브(46)가 도시한 위치에 있을 때, 전자기 전환 밸브(46)는 탱크압을 외부 압력으로 하여 출력하고, 그 탱크압이 셔틀 밸브(45)로 유도된다. 모든 조작 레버가 중립에 있을 때에는, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)는 도시의 중립 위치에 보유 지지되고, 그들의 부하 포트(26a, 26b, 26c…)의 압력도 탱크압으로 된다. 이로 인해, 셔틀 밸브(45) 및 셔틀 밸브(9a, 9b, 9c…)에 의해 검출되는 최고 부하압은 탱크압으로 된다. 한편, 전자기 전환 밸브(48)가 도시한 위치에 있을 때에는, 전자기 전환 밸브(48)는 차압 감압 밸브(11)의 출력압[메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압의 차압의 절대압]을 출력하고, 이 출력압이 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)로 유도된다. 이로 인해, LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)로 유도되는 압력은 차압 감압 밸브(11)의 출력압으로 된다. 따라서, 이때의 유압 구동 시스템의 동작은 종래의 시스템과 마찬가지이고, 메인 펌프(2)의 틸팅각(용량)은 최소로 되고, 토출 유량도 최소로 된다. 또한, 메인 펌프(2)의 토출압은 언로드 밸브(15)에 의해 제어되고, 메인 펌프(2)의 토출압은 언로드 밸브(15)의 설정압과 대략 동등한 최소 압력으로 된다. 그 결과, 메인 펌프(2)의 흡수 토크도 최소로 된다.

이때의 각 부의 동작의 상세는 다음과 같다.

셔틀 밸브(45) 및 셔틀 밸브(9a, 9b, 9c…)에 의해 검출되는 최고 부하압은 탱크압이고, 차압 감압 밸브(11)는 메인 펌프(2)의 토출압[공급 유로(5)의 압력]과 탱크압의 차를 절대 압력으로 하여 출력하고, 펌프 제어 장치(17)의 LS 전환 밸브(17b)에는 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 출력압과 차압 감압 밸브(11)의 출력압이 유도되어 있다. 메인 펌프(2)의 토출압[공급 유로(5)의 압력]이 상승하여, 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 출력압보다도 커지면, LS 전환 밸브(17b)는 도시 우측의 위치로 전환되고, 메인 펌프(2)의 틸팅각 제어 피스톤(17c)으로 유도되는 압력이 상승하여, 메인 펌프(2)의 틸팅각이 작아지도록 제어된다. 그러나, 메인 펌프(2)에는 그 최소 틸팅각을 규정하는 스토퍼가 설치되므로, 메인 펌프(2)는 스토퍼에 의해 규정되는 최소 틸팅각으로 보유 지지되어, 최소 유량을 토출한다.

한편, 공급 유로(5)에는 언로드 밸브(15)가 설치되어 있고, 언로드 밸브(15)의 수압부(15c)로 탱크압(최고 부하압)이 유도되고, 언로드 밸브(15)는 공급 유로(5)의 압력이 탱크압(최고 부하압)에 스프링(15a)의 설정압 Pun을 가산한 압력보다도 높아지면, 개방 상태로 되어 공급 유로(5)의 압유를 탱크 T로 복귀시켜, 공급 유로(5)의 압력의 상승을 제한한다.

도 7은 탱크압이 0㎫라고 가정한 경우의 언로드 밸브(15)의 동작 특성을 나타내는 도면이다. 도면 중, 탱크압이 언로드 밸브(15)의 수압부(15c)로 유도된 경우의 공급 유로(5)의 통과 유량[메인 펌프(2)의 토출 유량]과 압력[메인 펌프(2)의 토출압]의 관계를, 파선으로 나타내고 있다. 공급 유로(5)의 압력은, 도 7에 A점으로 나타낸 바와 같이, 최고 부하압으로서 검출된 탱크압(0㎫)에 언로드 밸브(15)의 설정압(크래킹압) Pun과 언로드 밸브(15)의 오버라이드 특성의 압력을 가산한 압력 Pra로 되도록 제어된다.

일례로서, 엔진 회전수 검출 밸브(13)가 로드 센싱 목표 차압으로서 출력하는 절대압 Pgr을 2.0㎫로 하고, 언로드 밸브(15)의 설정압(크래킹압) Pun을 차압 감압 밸브(13b)가 출력하는 절대압 Pgr(로드 센싱 목표 차압)과 동등한 2.0㎫로 한다. 언로드 밸브(15)의 오버라이드 특성은 메인 펌프(2)의 토출 유량에 의해 변화된다. 이때에는 메인 펌프(2)의 토출 유량은 최소 유량 Qra(Qmin)이므로, 언로드 밸브(15)의 오버라이드 특성의 압력은 약간이다. 그 결과, 공급 유로(5)의 압력[메인 펌프(2)의 토출압] Pra는 2.0㎫보다 약간 높은 압력으로 된다. 이 압력은 도 2 및 도 3에 A점으로 나타내는 압력이고, 최소 압력 Pmin에 상당한다. 또한, 이때의 메인 펌프(2)의 흡수 토크는 최소 토크 Tmin으로 된다.

2. 전체 조작 레버가 중립이고 또한 전자기 전환 밸브(46, 48)가 ON인 경우

모든 조작 레버[조작 레버 장치(122, 123) 등의 조작 레버]가 중립에 있을 때에, 배기 가스 정화 장치(42)의 재생이 필요해지고, 도 6의 스텝 S100의 판정이 긍정된 경우, 전자기 전환 밸브(46, 48)는 각각 ON의 전기 신호에 의해 도시한 위치로부터 전환된다.

파일럿압 공급 유로(31)의 유로 부분(파일럿 유로)(31b)에는 파일럿 릴리프 밸브(32)가 설치되어, 파일럿압 유로(31b)의 압력을, 어떤 일정한 압력(예를 들어, 3.9㎫)으로 유지하고 있다. 또한, 파일럿압 공급 유로(31)에는 엔진 회전수에 비례한 압력을 절대압 Pgr로서 출력하는 엔진 회전수 검출 밸브(13)가 설치되어 있다. 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 상류측에 위치하는 파일럿 펌프(30)의 토출압[파일럿 유로(31a)의 압력]은 파일럿 릴리프 밸브(32)의 세트압 Pio에 의해 결정되는 파일럿 유로(31b)의 압력(예를 들어, 3.9㎫)에, 엔진 회전수 검출 밸브(13)가 출력하는 절대압 Pgr(예를 들어, 2.0㎫)을 가산한 압력(예를 들어, 3.9㎫＋2.0㎫＝5.9㎫)으로 유지되어 있다.

전자기 전환 밸브(46)가 도시한 위치로부터 전환되면, 전자기 전환 밸브(46)는 파일럿 펌프(30)의 토출압을 출력하고, 셔틀 밸브(45)에는 그 압력이 유도된다. 이로 인해, 셔틀 밸브(45) 및 셔틀 밸브(9a, 9b, 9c…)에 의해 검출되는 최고 부하압은 복수의 액추에이터(3a, 3b, 3c…)의 최고 부하압과, 파일럿 펌프(30)의 토출압의 높은 쪽의 압력이 선택된다. 이때에는, 모든 조작 레버 장치가 중립이고, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)의 부하 포트(26a, 26b, 26c…)의 압력이 탱크압이므로, 최고 부하압으로서, 파일럿 펌프(30)의 토출압이 검출되고, 이 압력이 유사 부하압으로서 언로드 밸브(15)의 수압부(15c)로 유도된다.

도 7의 실선은 유사 부하압이 언로드 밸브(15)의 수압부(15c)로 유도된 경우의 공급 유로(5)의 통과 유량[메인 펌프(2)의 토출 유량]과 압력[메인 펌프(2)의 토출압]의 관계를 나타내고 있다. 공급 유로(5)의 압력은, 도 7에 B점으로 나타낸 바와 같이, 유사 부하압[파일럿 펌프(30)의 토출압]에, 언로드 밸브(15)의 설정압(크래킹압) Pun과 언로드 밸브(15)의 오버라이드 특성의 압력을 가산한 압력 Prb로 되도록 제어된다.

일례로서, 파일럿 릴리프 밸브(32)의 세트압 Pio를 3.9㎫로 한다. 또한, 전술한 바와 같이, 엔진 회전수 검출 밸브(13)가 로드 센싱 목표 차압으로서 출력하는 절대압 Pgr을 2.0㎫로 하고, 언로드 밸브(15)의 설정압(크래킹압) Pun을 절대압(로드 센싱 목표 차압) Pgr과 동등한 2.0㎫로 한다. 또한, 이때의 언로드 밸브(15)의 오버라이드 특성의 압력을 약 2.0㎫ 정도였다고 한다. 이 경우에는, 공급 유로(5)의 압력[메인 펌프(2)의 토출압] Prb는 약 10㎫에 도달한다.

한편, 전자기 전환 밸브(48)가 도시한 위치로부터 전환되면, 메인 펌프(2)의 로드 센싱 제어를 담당하는 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)에는 탱크압이 유도되고, LS 제어 밸브(17b)는 도시 좌측의 위치로 전환된다. 이에 의해 로드 센싱 제어가 무효로 되는 동시에, LS 제어 틸팅 피스톤(17c)의 압유는 LS 제어 밸브(17b)를 통해 탱크 T로 복귀되고, 메인 펌프(2)의 틸팅(용량)은 스프링력에 의해 증가하여, 메인 펌프(2)의 토출 유량이 증가한다.

여기서, 통상, 유압 셔블 등의 건설 기계의 경우, 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)에 의한 메인 펌프(2)의 Pq(압력－펌프 용량) 특성에 있어서의 꺾은점의 압력 P0은 10㎫ 정도로 설정하는 경우가 많다. 결과적으로, 전자기 전환 밸브(46)와 전자기 전환 밸브(48)를 도시 위치로부터 전환했을 때의 메인 펌프(2)의 토출압(도 2, 도 3, 도 7에서 Prb)은 메인 펌프(2)의 Pq 특성의 꺾은점 부근의 압력으로 되고, 도 2의 B점에 도시한 바와 같이, 메인 펌프(2)의 용량은 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)에 의한 흡수 토크 일정 제어에 의해 결정되는 값 qb로 되고, 메인 펌프(2)의 토출 유량은 도 7의 B점의 값 Qrb로 된다. 또한, 이때의 메인 펌프(2)의 흡수 토크는, 도 3에 B점으로 나타낸 바와 같이 최대 토크 Tmax로 된다.

이와 같이 전자기 전환 밸브(46)와 전자기 전환 밸브(48)를 전환함으로써 메인 펌프(2)의 흡수 토크는 흡수 토크 일정 제어의 최대 토크 Tmax까지 상승하여, 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)에 의한 흡수 토크 일정 제어를 이용한 최대 토크 Tmax에서의 펌프 흡수 토크 상승 제어를 행할 수 있다.

이와 같이 메인 펌프(2)의 흡수 토크가 상승하면, 그것에 따라서 엔진(1)의 부하가 높아져, 배기 온도가 상승한다. 이에 의해 배기 가스 정화 장치(42)에 설치된 산화 촉매가 활성화되므로, 전술한 바와 같이, 배기 가스 중에 미연 연료를 공급함으로써, 미연 연료가 활성화된 산화 촉매에 의해 연소되어 배기 가스의 온도가 상승하고, 그 고온의 배기 가스에 의해 필터에 퇴적한 PM이 연소 제거된다.

이 펌프 흡수 토크 상승 제어는 배기 가스 정화 장치(42)에 설치된 배기 저항 센서(43)로 검출한 배기 가스 정화 장치(42) 내의 배기 저항 ΔP가 임계값 ΔPa보다 작아질 때까지 계속된다.

3. 전자기 전환 밸브(46, 48)가 ON이고 조작 레버를 조작한 경우

다음에, 상기 2의 전자기 전환 밸브(46, 48)가 ON인 상태의 재생 중에 조작 레버를 조작한 경우에 대해 설명한다.

임의의 액추에이터, 예를 들어 붐용의 조작 레버를 조작한 경우에는, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b)가 전환되어, 붐 실린더(3b)에 압유가 공급되고, 붐 실린더(3b)가 구동된다. 이때, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b)의 부하 포트(26b)는 붐 실린더(3b)의 부하압으로 된다.

또한, 전자기 전환 밸브(46, 48)는 도시한 위치로부터 전환되어 있으므로, 셔틀 밸브(45) 및 셔틀 밸브(9a, 9b, 9c…)에 의해 검출되는 최고 부하압은 붐 실린더(3b)의 부하압과 파일럿 펌프(30)의 토출압의 높은 쪽의 압력으로 된다.

우선, 붐 실린더(3b)의 부하압이 파일럿 펌프(30)의 토출압보다 낮은 경우에 대해 설명한다.

붐 실린더(3b)의 부하압이 파일럿 펌프(30)의 토출압보다 낮은 경우에는, 모든 조작 레버가 중립인 상기 2의 경우와 마찬가지로, 최고 부하압으로서 파일럿 펌프(30)의 토출압이 유사 부하압으로서 검출되고, 이 유사 부하압이 언로드 밸브(15)의 수압부(15c)로 유도된다. 이때, 메인 펌프(2)의 토출압은 언로드 밸브(15)의 작용에 의해, 액추에이터 조작이 행해지기 전과 동일한 값으로 유지된다. 또한, 전자기 전환 밸브(48)가 도시한 위치로부터 전환되어 있으므로, 상기 2의 경우와 마찬가지로, 메인 펌프(2)의 로드 센싱 제어를 담당하는 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)로 탱크압이 유도되어, 로드 센싱 제어가 무효로 되는 동시에, 메인 펌프(2)의 용량이 증가하고, 메인 펌프(2)의 토출 유량이 증가한다. 이로 인해 메인 펌프(2)의 토출압[공급 유로(5)의 압력]과 토출 유량[공급 유로(5)의 통과 유량]은 액추에이터 조작이 행해지기 전과 마찬가지로, 도 2 및 도 7에 B점으로 나타낸 바와 같이 제어되어, 액추에이터 조작이 행해지기 전과 동일한 흡수 토크 일정 제어를 이용한 펌프 흡수 토크 상승 제어를 행할 수 있다.

또한, 로드 센싱 제어가 무효로 되어, 메인 펌프(2)의 토출 유량이 증가하므로, 붐 실린더(3b)에는 필요한 유량이 공급되어, 펌프 흡수 토크 상승 제어의 영향을 받는 일 없이, 액추에이터 조작을 행할 수 있다.

또한, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b)를 흐르는 유량은 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b)의 미터 인 스로틀의 개구 면적과 미터 인 스로틀의 전후 차압에 의해 정해지고, 미터 인 스로틀의 전후 차압은 압력 보상 밸브(7b)에 의해 차압 감압 밸브(11)의 출력압과 동등해지도록 제어되므로, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b)를 흐르는 유량[따라서, 붐 실린더(3b)의 구동 속도]은 조작 레버의 조작량에 따라서 제어된다.

다음에, 붐 실린더(3b)의 부하압이 파일럿 펌프(30)의 토출압보다 높은 경우에 대해 설명한다.

붐 실린더(3b)의 부하압이 파일럿 펌프(30)의 토출압보다 높은 경우에는, 최고 부하압으로서 붐 실린더(3b)의 부하압 PL이 검출되고, 이 부하압 PL이 언로드 밸브(15)의 수압부(15c)로 유도된다. 이로 인해, 공급 유로(5)의 압력[메인 펌프(2)의 토출압]은 도 7에 C점으로 나타낸 바와 같이, 붐 실린더(3b)의 부하압 PL에 언로드 밸브(15)의 설정압(크래킹압) Pun과 언로드 밸브(15)의 오버라이드 특성의 압력을 가산한 압력 Prc로 되도록 제어되고, 전체 조작 레버가 중립 시의 압력 Prb보다 높아진다. 한편, 전자기 전환 밸브(48)는 도시한 위치로부터 전환되어 있으므로, 상기 2의 경우와 마찬가지로, 메인 펌프(2)의 로드 센싱 제어를 담당하는 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)로 탱크압이 유도되어, 로드 센싱 제어가 무효로 되는 동시에, 메인 펌프(2)의 용량은 증가한다.

그 결과, 메인 펌프(2)의 흡수 토크는 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)(토크 제어부)의 흡수 토크 일정 제어에 의해 최대 토크 Tmax를 초과하지 않도록 제어되고, 도 2의 C점으로 나타낸 바와 같이, 메인 펌프(2)의 용량은 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)에 의한 흡수 토크 일정 제어에 의해 결정되는 값 qc로 되고, 메인 펌프(2)의 토출 유량은 도 7의 C점으로 나타내는 Qrc로 된다. 이로 인해 액추에이터 조작의 영향을 받는 일 없이, 액추에이터 조작이 행해지기 전과 동일한 펌프 흡수 토크 상승 제어를 행할 수 있다.

한편, 메인 펌프(2)의 토출압은 부하압에 따라서 상승하므로, 펌프 흡수 토크 상승 제어의 영향을 받는 일 없이, 액추에이터 조작을 행할 수 있다.

또한, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b)를 흐르는 유량은 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b)의 미터 인 스로틀의 개구 면적과 미터 인 스로틀의 전후 차압에 의해 결정되고, 미터 인 스로틀의 전후 차압은 압력 보상 밸브(7b)에 의해 차압 감압 밸브(11)의 출력압과 동등해지도록 제어되므로, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b)를 흐르는 유량[따라서, 붐 실린더(3b)의 구동 속도]은 조작 레버의 조작량에 따라서 제어된다.

붐 이외의 조작 레버를 단독으로 조작한 경우의 동작도 마찬가지이다.

다음에, 2개 이상의 액추에이터의 조작 레버를 조작한 경우에 대해 설명한다.

2개 이상의 액추에이터의 조작 레버, 예를 들어 붐용 조작 레버와 아암용 조작 레버를 조작한 경우에는, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b, 6c)가 전환되어, 붐 실린더(3b) 및 아암 실린더(3c)에 압유가 공급되고, 붐 실린더(3b) 및 아암 실린더(3c)가 구동된다.

또한, 전자기 전환 밸브(46)는 도시한 위치로부터 전환되어 있으므로, 셔틀 밸브(45) 및 셔틀 밸브(9a, 9b, 9c…)에 의해 검출되는 최고 부하압은 붐 실린더(3b) 및 아암 실린더(3c)의 부하압과 파일럿 펌프(30)의 토출압의 높은 쪽의 압력이 된다.

여기서, 붐 실린더(3b) 및 아암 실린더(3c)의 부하압이 파일럿 펌프(30)의 토출압보다 낮은 경우에는, 최고 부하압으로서 파일럿 펌프(30)의 토출압이 유사 부하압으로서 검출되므로, 이때의 메인 펌프(2)의 토출압[공급 유로(5)의 압력]과 용량과 토출 유량[공급 유로(5)의 통과 유량]의 제어는 상술한 액추에이터의 단독 조작에 있어서 액추에이터의 부하압이 유사 부하압보다 낮은 경우와 마찬가지로 된다.

또한, 붐 실린더(3b) 및 아암 실린더(3c)의 부하압이 파일럿 펌프(30)의 토출압보다 높은 경우에는, 최고 부하압으로서 붐 실린더(3b)와 아암 실린더(3c)의 부하압 중 높은 쪽의 부하압 PLH가 검출되어, 이 부하압 PLH가 언로드 밸브(15)의 수압부(15c)로 유도된다. 이때의 메인 펌프(2)의 토출압[공급 유로(5)의 압력]과 용량과 토출 유량[공급 유로(5)의 통과 유량]의 제어는 상술한 액추에이터의 단독 조작에 있어서 액추에이터의 부하압이 유사 부하압보다 높은 경우와 마찬가지이고, 메인 펌프(2)의 토출압과 용량과 토출 유량은 그때의 부하압 PLH의 크기에 따라서, 예를 들어 도 2 및 도 7에 D점으로 나타낸 바와 같이 제어되고, 메인 펌프(2)의 흡수 토크는 도 3에 D점으로 나타낸 바와 같이 거의 최대 토크 Tmax로 되도록 제어된다.

또한, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b, 6c)를 흐르는 유량은 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b, 6c)의 미터 인 스로틀의 개구 면적과 미터 인 스로틀의 전후 차압에 의해 결정되고, 미터 인 스로틀의 전후 차압은 압력 보상 밸브(7b, 7c)에 의해 차압 감압 밸브(11)의 출력압과 동등해지도록 제어된다. 이에 의해 붐 실린더(3b)와 아암 실린더(3c)의 부하압의 대소에 상관없이, 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b, 6c)의 미터 인 스로틀부의 개구 면적에 따른 비율로 붐 실린더(3b)와 아암 실린더(3c)에 압유를 공급할 수 있다.

또한, 이때, 메인 펌프(2)의 토출 유량이 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b, 6c)가 요구하는 유량에 만족되지 않는 새추레이션 상태로 되어도, 새추레이션의 정도에 따라서 차압 감압 밸브(11)의 출력압[메인 펌프(2)의 토출압과 액추에이터(3a, 3b, 3c…)의 최고 부하압의 차압]이 저하되고, 이에 수반하여 압력 보상 밸브(7a, 7b, 7c…)의 목표 보상 차압도 작아지므로, 메인 펌프(2)의 토출 유량을 유량ㆍ방향 제어 밸브(6b, 6c)가 요구하는 유량의 비로 재분배할 수 있다.

붐과 아암 이외의 복수의 조작 레버를 동시에 조작한 경우의 동작도 마찬가지이다.

이상과 같이, 배기 가스 정화 장치(42)의 재생 중에 어떻게 액추에이터가 조작된 경우라도, 액추에이터 조작이 없는 경우와 마찬가지로, 흡수 토크 일정 제어를 이용한 펌프 흡수 토크 상승 제어를 행할 수 있고, 엔진(1)의 부하를 증가시켜 배기 온도를 상승시킬 수 있다.

~효과~

이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 따르면, 다음의 효과가 얻어진다.

1. 배기 가스 정화 장치(42)의 필터의 PM 퇴적량이 증가하여, 배기 가스 정화 장치(42)가 재생을 필요로 하는 상태로 되면, 컨트롤러(49)는 전자기 전환 밸브(46, 48)를 전환하고, 전자기 전환 밸브(46)는 파일럿 펌프(30)의 토출압(소정 압력)을 유사 부하압으로 하여 출력하고, 전자기 전환 밸브(48)는 로드 센싱 제어를 무효로 한다. 이에 의해 전술한 바와 같이, 모든 조작 레버가 중립에 있고, 액추에이터 조작이 없는 경우라도, 메인 펌프(2)의 흡수 토크는 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)에 의한 흡수 토크 일정 제어의 최대 토크 Tmax까지 상승한다. 즉, 흡수 토크 일정 제어를 이용한 펌프 흡수 토크 상승 제어(펌프 출력 상승 제어)가 행해진다. 이와 같이 메인 펌프(2)의 흡수 토크가 상승하면, 엔진(1)의 부하가 높아져, 배기 온도가 상승하고, 배기 가스 정화 장치(42) 내의 필터 퇴적물을 효율적으로 연소 제거할 수 있다.

2. 펌프 흡수 토크 상승 제어 중에 저부하ㆍ대유량의 액추에이터 조작[예를 들어, 아암 실린더(3c)에 의한 아암 크라우드 조작 등]을 행하여, 메인 펌프(2)로부터 토출된 압유가 액추에이터에 유입되었다고 해도, 로드 센싱 제어를 무효로 하고 있으므로, 펌프 제어 장치(17)는 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)(토크 제어부)의 흡수 토크 일정 제어의 최대 토크의 범위 내에서 메인 펌프(2)의 용량을 증대시키도록 계속해서 제어한다. 그 결과, 액추에이터에는 필요한 유량이 공급되어, 펌프 흡수 토크 상승 제어의 영향을 받는 일 없이, 액추에이터 조작을 행할 수 있다.

또한, 액추에이터의 부하압이 유사 부하압(소정 압력)보다도 낮은 경우라도, 최고 부하압으로서 유사 부하압이 선택되고, 메인 펌프(2)의 토출압은 언로드 밸브(15)의 작용에 의해, 액추에이터 조작이 행해지기 전과 동일한 값으로 유지된다. 이로 인해 액추에이터 조작의 영향을 받아 메인 펌프(2)의 토출압이 저하되는 일은 없어, 액추에이터 조작이 행해지기 전과 동일한 펌프 흡수 토크 상승 제어를 행할 수 있다.

또한, 펌프 흡수 토크 상승 제어 중에, 고부하ㆍ소유량의 액추에이터 조작[예를 들어, 버킷 실린더(3d)에 의한 버킷 덤프 조작 등]을 행한 경우에는, 셔틀 밸브(9a, 9b, 9c…)로 이루어지는 최고 부하압 검출 회로에 의해 그 액추에이터의 부하압이 최고 부하압으로서 선택되고, 메인 펌프(2)의 토출압은 언로드 밸브(15)의 작용에 의해, 액추에이터의 부하압에 따라서 상승한다. 이때, 메인 펌프(2)의 흡수 토크는 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)(토크 제어부)의 흡수 토크 일정 제어에 의해 최대 토크 Tmax를 초과하지 않도록 제어된다. 이에 의해 액추에이터 조작의 영향을 받는 일 없이, 액추에이터 조작이 행해지기 전과 동일한 펌프 흡수 토크 상승 제어를 행할 수 있다. 한편, 메인 펌프(2)의 토출압은 부하압에 따라서 상승하므로, 펌프 흡수 토크 상승 제어의 영향을 받는 일 없이, 액추에이터 조작을 행할 수 있다.

이상과 같이 액추에이터 조작과 펌프 흡수 토크 상승 제어(펌프 출력 상승 제어)를 동시에 행하여도 서로 영향을 미치지 않아, 액추에이터의 조작성이 손상되거나, 펌프 흡수 토크 상승 제어에 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

3. 전자기 전환 밸브(46)와 전자기 전환 밸브(48)는 비교적 저렴한 전환 밸브이므로, 상기 효과를 간편하고 또한 저비용으로 실현할 수 있다.

4. 전자기 전환 밸브(46)는 파일럿압 공급 유로(31)의 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 상류측 유로 부분인 파일럿 펌프(30)의 토출압[파일럿 유로(31a)의 압력]과 탱크압을 전환하여, 그 한쪽의 압력을 출력하고, 그 출력압을 외부 압력으로 하여 셔틀 밸브(45)로 유도하는 구성으로 하였으므로, 펌프 흡수 토크 상승 제어를 위한 유사 부하압(소정 압력)으로서 기존의 압력을 이용할 수 있어, 시스템 구성을 더욱 저렴하게 할 수 있다.

5. 차압 감압 밸브(11)의 출력압을 펌프 제어 장치(17)의 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)로 유도하는 유로(12b)에 전자기 전환 밸브(48)를 개재시켜, 차압 감압 밸브(11)의 출력압과 탱크압을 전환하여 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)로 유도하도록 하였으므로, 로드 센싱 제어를 확실하게 정지하여, 토크 제어만으로 할 수 있다. 또한, 간단한 구성으로 로드 센싱 제어의 유효, 무효를 전환할 수 있다.

＜제2 실시 형태＞

본 발명의 제2 실시 형태를 도 8을 사용하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 유압 구동 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태는 로드 센싱 제어의 유효/무효를 전환하는 제2 전환 밸브의 다른 예를 도시하는 것이다.

도 8에 있어서, 유압 구동 시스템은 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 차압 감압 밸브(13b)의 출력압 Pgr을 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17d)로 유도하는 유로(40)에 배치되어, 차압 감압 밸브(13b)의 출력압과 파일럿 유로(31b)의 압력을 전환하고, 그 한쪽의 압력을 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17d)로 유도하는 전자기 전환 밸브(51)를 구비하고 있다. 도 1의 유압 구동 시스템에 있어서 유로(12b)에 있던 전자기 전환 밸브(48)는 구비하고 있지 않다. 전술한 바와 같이, 차압 감압 밸브(13b)의 출력압 Pgr은, 예를 들어 2.0㎫ 정도이고, 파일럿 유로(31b)의 압력은, 예를 들어 3.9㎫ 정도이다.

컨트롤러(49)는, 도 6에 도시하는 스텝 S110에 있어서, ΔP＞ΔPb로 된 경우, 혹은 강제 재생 스위치(44)가 ON인 경우, 전자기 전환 밸브(46)와 전자기 전환 밸브(51)에 출력하는 전기 신호를 ON으로 하여, 전자기 전환 밸브(46, 51)를 도시한 위치로부터 전환한다. 또한, 도 6에 도시하는 스텝 S130에 있어서, ΔP＜ΔPa로 되면, 전자기 전환 밸브(46)와 전자기 전환 밸브(51)에 출력하는 전기 신호를 OFF로 하여, 전자기 전환 밸브(46, 51)를 도시한 위치로 전환한다.

전자기 전환 밸브(51)는 컨트롤러(49)로부터 전기 신호가 OFF일 때에는 도시한 위치에 있고, 차압 감압 밸브(13b)의 출력압 Pgr을 로드 센싱 제어의 목표 차압으로 하여 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17d)에 출력한다. 컨트롤러(49)로부터 전기 신호가 ON으로 전환되면, 전자기 전환 밸브(51)는 도시한 위치로부터 전환되어, 파일럿 유로(31b)의 압력을 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17d)에 출력한다. 전술한 바와 같이, 파일럿 유로(31b)의 압력은 차압 감압 밸브(13b)의 출력압 Pgr(2.0㎫)보다 높은 3.9㎫ 정도이고, 이 압력은 LS 제어 밸브(17b)의 수압부(17e)로 유도되는 감압 밸브(11)의 출력압[메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압의 차압]보다 높은 압력이다. 그 결과, LS 제어 밸브(17b)는 도시 좌측의 위치로 전환되어, 로드 센싱 제어가 무효로 되는 동시에, LS 제어 틸팅 피스톤(17c)이 탱크 T에 연통하여, 메인 펌프(2)의 틸팅(용량)이 증가하도록 제어된다.

따라서, 전자기 전환 밸브(46, 51)를 도시한 위치로부터 전환했을 때에는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 메인 펌프(2)의 토출압[공급 유로(5)의 압력]과 용량과 토출 유량[공급 유로(5)의 통과 유량]은 도 2 및 도 7에 B점, C점, D점으로 나타낸 바와 같이 제어되고, 메인 펌프(2)의 흡수 토크는 도 3에 B점, C점, D점으로 나타낸 바와 같이 거의 최대 토크 Tmax로 되도록 제어된다.

이에 의해 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 펌프 흡수 토크 상승 제어를 행할 수 있어, 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

＜제3 실시 형태＞

본 발명의 제3 실시 형태를 도 9를 사용하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 유압 구동 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.

제1 및 제2 실시 형태에서는 전자기 전환 밸브(46)가 도시한 위치로부터 전환되었을 때에 유사 부하압으로서 출력하는 소정 압력으로서 파일럿 펌프(30)의 토출압을 이용하였다. 본 실시 형태는 소정 압력 발생원의 다른 예를 나타내는 것이다.

도 9에 있어서, 유압 구동 시스템은 파일럿 릴리프 밸브(32)에 의해 생성되는 파일럿 유로(31b)의 압력(통상, 전술한 바와 같이 3.9㎫ 정도)을 소정 압력까지 증압하는 증압기(52)를 구비하여, 증압기(52)의 출력압 Pioh가 전자기 전환 밸브(46)의 입력의 1개로서, 도 1의 유압 구동 시스템에 있어서의 파일럿 펌프(30)의 토출압[파일럿 유로(31a)의 압력] 대신에 유도된다.

증압기(52)가 출력하는 소정 압력은 그 압력에, 언로드 밸브(15)의 설정압(크래킹압) Pun과 언로드 밸브(15)의 오버라이드 특성의 압력을 가산한 압력이, 토크 제어 틸팅 피스톤(17a)에 의한 메인 펌프(2)의 Pq(압력－펌프 용량) 특성에 있어서의 최대 용량 일정 특성 Tp0으로부터 최대 흡수 토크 일정 특성 Tp1, Tp2로의 이행점 부근의 압력과 동등하거나 그것보다도 높은 값으로 되도록 설정되어 있고, 도시한 예에서는, 파일럿 펌프(30)의 토출압과 압력과 동일한, 예를 들어 5.9㎫이다.

컨트롤러(49)는 도 6에 도시하는 스텝 S110에 있어서, ΔP＞ΔPb로 된 경우, 혹은 강제 재생 스위치(44)가 ON인 경우, 전자기 전환 밸브(46, 48)에 출력하는 전기 신호를 ON으로 하고, 전자기 전환 밸브(46, 48)를 도시한 위치로부터 전환한다. 또한, 도 6에 도시하는 스텝 S130에 있어서, ΔP＜ΔPa로 되면, 전자기 전환 밸브(46, 48)에 출력하는 전기 신호를 OFF로 하여, 전자기 전환 밸브(46, 48)를 도시한 위치로 전환한다.

전자기 전환 밸브(46)는, 도시한 위치에 있을 때에는, 탱크압을 유사 부하압으로 하여 셔틀 밸브(45)에 출력하고, 도시한 위치로부터 전환되면, 증압기(52)의 출력압 Pioh를 유사 부하압으로 하여 셔틀 밸브(45)에 출력한다.

이와 같이 구성한 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 펌프 흡수 토크 상승 제어를 행할 수 있어, 제1 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 전체 조작 레버 중립 시의 의사 부하압으로서, 파일럿 릴리프 밸브(32)에 의해 생성되는 것과 같은 비교적 저압을 이용할 수 있게 되어, 엔진 회전수 검출 밸브(13)를 구비하지 않은 유압 구동 시스템에 대해서도, 본 발명이 적용 가능해진다.

＜그 밖의 실시 형태＞

또한, 상기 실시 형태에서는 메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압의 차압을 차압 감압 밸브(11)의 출력압에 의해 절대압으로서 출력하여, 압력 보상 밸브(7b, 7c…)의 수압부(21b, 21c…) 및 전환 밸브(17b)의 수압부(17e)로 유도하였지만, 압력 보상 밸브(7b, 7c…) 및 전환 밸브(17b)에 각각 수압부(21b, 21c…) 및 수압부(17e) 대신에 대향하는 수압부를 설치하여, 유압 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압을 따로따로 그들의 수압부로 유도되도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 선회 모터(3a)에 관한 압력 보상 밸브(7a)에 부하 의존 특성을 갖게 하였지만, 선회 모터(3a)의 부하압이 일시적으로 높아졌을 때에 선회 모터(3a)로의 공급 유량을 감소시키지 않아도 되는 경우, 혹은 다른 수단에 의해 동일한 기능을 갖게 한 경우에는, 압력 보상 밸브(7a)는 부하 의존 특성이 없는 통상의 압력 보상 밸브여도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 메인 펌프(2)에 스토퍼를 설치하여, 메인 펌프(2)의 최소 토출 유량이 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a)의 최대 개구 면적에 대응하는 선회 모터(3a)의 최대 유량보다 커지도록 메인 펌프(2)의 최소 틸팅을 제한하였지만, 유압 펌프의 로드 센싱 제어와 압력 보상 밸브의 제어의 간섭에 의한 시스템의 불안정성을 별도의 수단으로 해소할 수 있도록 하는 경우에는, 메인 펌프(2)의 최소 토출 유량을 선회 모터(3a)의 최대 요구 유량보다 작은 통상의 값으로 설정해도 좋다.

＜그 밖의 실시 형태＞

이상의 실시 형태는 본 발명의 정신의 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는 차압 감압 밸브(11)의 출력압[메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압의 차압의 절대압]을 압력 보상 밸브(7a, 7b, 7c…)와 LS 제어 밸브(17b)로 유도하였지만, 메인 펌프(2)의 토출압과 최고 부하압을 따로따로 압력 보상 밸브(7a, 7b, 7c…)와 LS 제어 밸브(17b)로 유도해도 좋다. 이 경우에는, 메인 펌프(2)의 토출압을 LS 제어 밸브(17b)로 유도하는 유로에 전자기 전환 밸브(48)를 배치하면, 제1 실시 형태의 전자기 전환 밸브(48)와 마찬가지로, 전자기 전환 밸브(48)를 전환함으로써, 로드 센싱 제어의 유효, 무효를 전환할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태는, 건설 기계가 유압 셔블인 경우에 대해 설명하였지만, 유압 셔블 이외의 건설 기계(예를 들어, 유압 크레인, 휠식 셔블 등)여도, 디젤 엔진과 배기 가스 정화 장치를 구비하고, 또한 로드 센싱 제어와 토크 제어를 행하는 유압 구동 시스템을 탑재하는 것이면, 상기 실시 형태와 마찬가지로 본 발명을 적용하여, 동일한 효과가 얻어진다.

1 : 엔진
2 : 유압 펌프(메인 펌프)
3a, 3b, 3c… : 액추에이터
4 : 컨트롤 밸브
5 : 공급 유로
6a, 6b, 6c… : 유량ㆍ방향 제어 밸브
7a, 7b, 7c… : 압력 보상 밸브
8a, 8b, 8c… : 유로
9a, 9b, 9c… : 셔틀 밸브(최고 부하압 검출 회로)
11 : 차압 감압 밸브
12a, 12b : 유로
13 : 엔진 회전수 검출 밸브
13a : 가변 스로틀 밸브
13b : 차압 감압 밸브
14 : 메인 릴리프 밸브
15 : 언로드 밸브
15a : 스프링
17 : 펌프 제어 장치
17a : 토크 제어 틸팅 피스톤(토크 제어부)
17b : LS 제어 밸브(로드 센싱 제어부)
17c : LS 제어 틸팅 피스톤(로드 센싱 제어부)
17d, 17e : 수압부
21a, 21b, 21c… : 수압부
22a, 23a, 22b, 23b, 22c, 23c… : 수압부
24 : 게이트 로크 레버
26a, 26b, 26c… : 부하 포트(최고 부하압 검출 회로)
30 : 파일럿 펌프
31 : 파일럿압 공급 유로
31a 내지 31c : 파일럿 유로
32 : 파일럿 릴리프 밸브
33, 34 : 유로
40 : 유로
41 : 배기관로
42 : 배기 가스 정화 장치
43 : 배기 저항 센서
44 : 강제 재생 스위치
45 : 셔틀 밸브
46 : 전자기 전환 밸브(제1 전환 밸브)
48 : 전자기 전환 밸브(제2 전환 밸브)
49 : 컨트롤러(제어 장치)
51 : 전자기 전환 밸브(제2 전환 밸브)
52 : 증압기
100 : 게이트 로크 밸브
101 : 하부 주행체
102 : 상부 선회체
103 : 스윙 포스트
104 : 프론트 작업기
105 : 트랙 프레임
106 : 블레이드
107 : 선회체
108 : 운전실
111 : 붐
112 : 아암
113 : 버킷
122, 123 : 조작 레버 장치

Claims

엔진(1)과,
이 엔진(1)에 의해 구동되는 가변 용량형의 유압 펌프(2)와,
이 유압 펌프(2)로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 복수의 액추에이터(3a, 3b, 3c…)와,
상기 유압 펌프(2)로부터 복수의 액추에이터(3a, 3b, 3c…)로 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)와,
상기 복수의 액추에이터(3a, 3b, 3c…)의 최고 부하압을 검출하는 최고 부하압 검출 회로(9a, 9b, 9c…)와,
상기 유압 펌프(2)의 토출압이 높아짐에 따라서 상기 유압 펌프(2)의 용량을 줄여, 상기 유압 펌프(2)의 흡수 토크가 미리 설정한 최대 토크를 초과하지 않도록 제어하는 흡수 토크 일정 제어를 행하는 토크 제어부(17a) 및 상기 유압 펌프(2)의 토출압이 상기 복수의 액추에이터(3a, 3b, 3c…)의 최고 부하압보다 목표 차압만큼 높아지도록 제어하는 로드 센싱 제어부(17b, 17c)를 갖는 펌프 제어 장치(17)와,
상기 유압 펌프(2)를 상기 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)에 접속하는 관로에 설치시켜, 상기 유압 펌프(2)의 토출압이 상기 최고 부하압에 설정압을 가산한 압력보다도 높아지면 개방 상태로 되어 상기 유압 펌프(2)의 토출유를 탱크로 복귀시켜, 상기 유압 펌프(2)의 토출압의 상승을 제한하는 언로드 밸브(15)를 구비한 유압 구동 시스템에 있어서,
소정 압력과 탱크압 중 어느 한쪽을 전환하여 출력하고, 그 출력압을 유사 부하압으로 하여 상기 최고 부하압 검출 회로(9a, 9b, 9c…)로 유도하는 제1 전환 밸브(46)와,
상기 펌프 제어 장치(17)의 상기 로드 센싱 제어부(17b, 17c)에 의한 로드 센싱 제어의 유효, 무효를 전환하는 제2 전환 밸브(48)와,
상기 엔진(1)의 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 장치(42)와,
상기 배기 가스 정화 장치(42)가 재생을 필요로 하지 않을 때에는, 상기 제1 전환 밸브(46)가 상기 탱크압을 유사 부하압으로 하여 출력하고, 상기 제2 전환 밸브(48)가 상기 펌프 제어 장치(17)에 의한 로드 센싱 제어를 유효로 하고, 상기 배기 가스 정화 장치(42)가 재생을 필요로 할 때에는, 상기 제1 전환 밸브(46)가 상기 소정 압력을 유사 부하압으로 하여 출력하고, 상기 제2 전환 밸브(48)가 상기 펌프 제어 장치(17)에 의한 로드 센싱 제어를 무효로 하도록 상기 제1 및 제2 전환 밸브(46, 48)를 전환하는 제어 장치(49)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 유압 구동 시스템.
제1항에 있어서, 상기 엔진(1)에 의해 구동되는 파일럿 펌프(30)와,
이 파일럿 펌프(30)에 접속되어, 상기 복수의 유량ㆍ방향 제어 밸브(6a, 6b, 6c…)를 제어하기 위한 압유를 공급하는 파일럿압 공급 유로(31)와,
상기 파일럿압 공급 유로(31)에 설치된 스로틀부를 갖고, 이 스로틀부의 압력 손실에 의해 상기 엔진 회전수에 의존하는 유압 신호를 생성하는 엔진 회전수 검출 밸브(13)를 더 구비하고,
상기 펌프 제어 장치(17)의 로드 센싱 제어부(17b, 17c)는 상기 엔진 회전수 검출 밸브(13)가 생성하는 상기 유압 신호를 상기 로드 센싱 제어의 목표 차압으로서 설정하도록 구성되어 있고,
상기 제1 전환 밸브(46)는 상기 소정 압력으로서, 상기 엔진 회전수 검출 밸브(13)의 상류측의 압력인 상기 파일럿 펌프(30)의 토출압을 출력하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 유압 구동 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펌프 제어 장치(17)에 상기 유압 펌프(2)의 토출압과 상기 최고 부하압의 차압을 절대압으로서 출력하는 차압 감압 밸브(11)를 더 구비하고,
상기 제2 전환 밸브(48)는 상기 펌프 제어 장치(17)의 로드 센싱 제어부(17b, 17c)로 상기 차압 감압 밸브(11)의 출력압을 유도하는 유로(12b)에 배치되어, 상기 배기 가스 정화 장치(42)가 재생을 필요로 하지 않을 때에는 상기 차압 감압 밸브(11)의 출력압을 출력하고, 상기 배기 가스 정화 장치(42)가 재생을 필요로 할 때에는 상기 탱크압을 출력하도록 전환되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 유압 구동 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 가스 정화 장치(42)의 배기 저항을 검출하기 위한 압력 검출 장치를 더 구비하고,
상기 제어 장치(49)는 상기 압력 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 상기 제1 및 제2 전환 밸브(46, 48)를 동시에 전환하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 유압 구동 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프 제어 장치(17)의 토크 제어부(17a)는 상기 유압 펌프(2)의 토출압과 용량의 관계를 나타내는 특성이며, 최대 용량 일정 특성과 최대 흡수 토크 일정 특성으로 구성되는 특성이 미리 설정되어, 상기 유압 펌프(2)의 토출압이, 상기 최대 용량 일정 특성으로부터 상기 최대 흡수 토크 일정 특성으로의 이행점의 압력인 제1 값 이하에 있을 때에는, 상기 유압 펌프(2)의 토출압이 상승해도 상기 유압 펌프(2)의 최대 용량을 일정하게 하고, 상기 유압 펌프(2)의 토출압이 상기 제1 값을 초과하여 상승하면, 상기 유압 펌프(2)의 최대 용량이 상기 최대 흡수 토크 일정 특성에 따라서 감소하도록 상기 유압 펌프(2)의 용량을 제어하도록 구성되어 있고,
상기 소정 압력은 이 소정 압력에 상기 언로드 밸브(15)의 설정압과 상기 언로드 밸브(15)의 오버라이드 특성의 압력을 가산한 압력이, 상기 최대 용량 일정 특성으로부터 상기 최대 흡수 토크 일정 특성으로의 이행점 부근의 압력 이상의 값으로 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 건설 기계의 유압 구동 시스템.