KR20140137435A

KR20140137435A - 제어 장치 및 이것을 구비한 건설 기계

Info

Publication number: KR20140137435A
Application number: KR20147028882A
Authority: KR
Inventors: 미츠노리 히로자와; 고지 우에다
Original assignee: 코벨코 겐키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2014-12-02
Also published as: US9394671B2; CN104220678A; EP2832932A4; JP5928065B2; KR102006517B1; EP2832932A1; WO2013145528A1; JP2013204223A; EP2832932B1; US20150066313A1; CN104220678B

Abstract

유압 펌프의 구동 손실을 충분히 억제하는 것이다. 붐 하강과 아암 밂의 복합 동작 시에, 회생 상태로 전환되도록 회생 밸브(22)의 동작을 제어함과 함께, 회생 밸브(22)를 통한 작동유의 회생에 따라 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량이 감소하도록 제2 유압 펌프(16)의 유량을 제어하는 제어부(14)를 구비하고 있다. 제어부(14)는, 복합 동작 시에 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량이 규정 유량 이하인 경우에 엔진(5)의 회전수를 회전수 지시부(29)에 의해 지시된 회전수보다도 저하되도록 하기 위한 지령을 출력한다.

Description

제어 장치 및 이것을 구비한 건설 기계{CONTROL DEVICE AND CONSTRUCTION EQUIPMENT PROVIDED THEREWITH}

본 발명은, 유압 액추에이터와, 유압 액추에이터에 작동유를 공급하는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프를 구동하는 엔진을 갖는 건설 기계의 제어 장치에 관한 것이다.

종래부터, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 작업 기계가 알려져 있다.

특허문헌 1에 기재된 작업 기계는, 붐 실린더와, 아암 실린더와, 아암 실린더에 작동유를 공급하는 유압 펌프와, 유압 펌프를 구동하는 엔진과, 붐 실린더의 헤드 측실로부터 도출된 작동유를 아암 실린더의 로드 측실로 유도하는 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 전환 동작 가능한 회생 밸브와, 붐 하강 조작과 아암 밂 조작의 복합 조작 시에 회생 밸브를 개방 상태로 전환하는 제어부를 구비하고 있다. 이 작업 기계에 의하면, 붐 하강 동작 시에 있어서의 붐의 위치 에너지를 아암 밂 동작을 위한 에너지로서 이용할 수 있다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 제어부는, 복합 조작 시에 있어서, 붐 실린더로부터 회생 밸브를 개재해서 아암 실린더에 작동유가 공급됨에 따라 유압 펌프의 토출 유량을 감소시킨다. 이에 의해, 복합 조작 시에 있어서의 유압 펌프의 일량을 삭감할 수 있다. 따라서, 엔진의 연비를 향상시킬 수 있다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 작업 기계에서는, 복합 조작 시에 있어서, 유압 펌프(엔진)의 구동의 손실을 충분히 억제할 수 없다.

구체적으로, 특허문헌 1에 기재된 작업 기계에서는, 복합 조작 시에 유압 펌프의 토출 유량을 감소시키지만, 유압 펌프의 토출 유량을 최소 유량까지 감소시켜도, 당해 유압 펌프의 토출 유량의 일부가 잉여로 되는 경우가 있다. 예를 들어, 유압 펌프의 최소 유량과 붐 실린더로부터 회생 가능한 유량을 더한 유량이 아암 실린더에 필요한 유량을 초과하는 경우, 유압 펌프는 잉여 유량을 토출하고 있는 것이 된다. 이 경우, 유압 펌프로부터 토출되고 있는 잉여 유량은, 릴리프 밸브를 개방하기 위한 열에너지로서 폐기된다.

일본 특허 공개 제2010-190261호 공보

본 발명의 목적은, 유압 펌프의 구동 손실을 충분히 억제할 수 있는 제어 장치 및 이것을 구비한 건설 기계를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 기체와, 상기 기체에 대하여 기복 가능한 붐과, 상기 붐에 대하여 요동 가능한 아암을 갖는 건설 기계의 제어 장치이며, 상기 붐을 기복시키는 붐 실린더와, 상기 아암을 요동시키는 아암 실린더와, 상기 아암 실린더에 작동유를 공급하는 가변 용량식의 유압 펌프와, 상기 유압 펌프를 구동하는 엔진과, 상기 엔진의 회전수를 지시하기 위한 지령을 출력하는 회전수 지시부와, 상기 붐의 하강 동작 시에 있어서의 상기 붐 실린더로부터의 복귀유를 상기 아암의 밂 동작 시에 있어서의 상기 아암 실린더의 공급측의 포트에 도입하는 회생 상태와, 상기 복귀유의 상기 아암 실린더로의 도입을 저지하는 폐쇄 상태 사이에서 전환 동작 가능한 회생 밸브와, 상기 유압 펌프의 토출 유량을 검출 가능한 유량 검출 수단과, 상기 붐 하강과 상기 아암 밂의 복합 동작 시에, 상기 회생 상태로 전환되도록 상기 회생 밸브의 동작을 제어함과 함께, 상기 회생 밸브를 통한 작동유의 회생에 따라 상기 유압 펌프의 토출 유량이 감소하도록 상기 유압 펌프의 유량을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 복합 동작 시에 상기 유량 검출 수단에 의해 검출된 상기 유압 펌프의 토출 유량이 규정 유량 이하인 경우에 상기 엔진의 회전수를 상기 회전수 지시부에 의해 지시된 회전수보다도 저하시키기 위한 지령을 출력하는, 제어 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 기체와, 상기 기체에 대하여 기복 가능하도록 설치된 붐과, 상기 붐에 대하여 요동 가능하도록 설치된 아암과, 상기 제어 장치를 구비하고 있는, 건설 기계를 제공한다.

본 발명에 따르면, 유압 펌프의 구동 손실을 충분히 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 유압 셔블의 전체 구성을 나타내는 좌측면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 유압 셔블의 구동계를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 구동형을 제어하는 제어부의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 기억부에 기억된, 회생 유량을 특정하기 위한 맵이다.
도 5는 도 3에 도시하는 기억부에 기억된, 회전수의 저하량을 특정하기 위한 맵이다.
도 6은 도 3에 도시하는 제어부에 의해 실행되는 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 도 6에 도시하는 회전수 설정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 회전수 설정 처리가 다른 실시 형태를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 도 3에 도시하는 기억부에 기억된, 회전수 저하량을 특정하기 위한 맵이다.

이하 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는, 본 발명을 구체화한 일례이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 성격의 것은 아니다.

도 1을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 건설 기계의 일례로서의 유압 셔블(1)은, 크롤러(2a)를 갖는 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2) 위에 선회 가능하게 설치된 어퍼 프레임(3a)을 갖는 상부 선회체(3)와, 어퍼 프레임(3a)에 대하여 변위 가능하게 설치된 작업 어태치먼트(4)와, 도 2에 도시하는 구동계(12)와, 도 3에 도시하는 제어부(14)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 관한 유압 셔블(1)에서는, 하부 주행체(2) 및 상부 선회체(3)가 기체를 구성한다.

작업 어태치먼트(4)는, 어퍼 프레임(3a)에 대하여 기복 가능하게 설치된 기단부를 갖는 붐(6)과, 붐(6)의 선단부에 대하여 요동 가능하게 설치된 기단부를 갖는 아암(7)과, 아암(7)의 선단부에 대하여 요동 가능하게 설치된 버킷(8)을 구비하고 있다. 또한, 작업 어태치먼트(4)는, 어퍼 프레임(3a)에 대하여 붐(6)을 기복시키는 붐 실린더(9)와, 붐(6)에 대하여 아암(7)을 요동시키는 아암 실린더(10)와, 아암(7)에 대하여 버킷(8)을 요동시키는 버킷 실린더(11)를 구비하고 있다.

도 2를 참조하여, 구동계(12)는, 붐 실린더(9)에 작동유를 공급하기 위한 제1 유압 펌프(15)와, 아암 실린더(10)에 작동유를 공급하기 위한 제2 유압 펌프(16)와, 각 유압 펌프(15, 16)를 구동하는 엔진(5)과, 붐 실린더(9)에 대한 작동유의 급배를 제어하는 제1 제어 밸브(급배 제어 밸브)(17)와, 제1 제어 밸브(17)를 조작하기 위한 리모콘 밸브(19)와, 아암 실린더(10)에 대한 작동유의 급배를 제어하는 제2 제어 밸브(18)와, 제2 제어 밸브(18)를 조작하기 위한 리모콘 밸브(20)와, 미터 아웃 밸브(21)와, 회생 밸브(22)와, 미터 인 밸브(23)와, 합류 밸브(24)와, 붐 재생 밸브(25)와, 아암 재생 밸브(26)와, 릴리프 밸브(27)와, 릴리프 밸브(28)와, 압력 센서(P1 내지 P6)와, 회전수 지시부(29)(도 3 참조)와, ECU30(도 3 참조)을 구비하고 있다.

제1 유압 펌프(15)는, 가변 용량식의 펌프이다. 구체적으로, 제1 유압 펌프(15)는, 그 토출 유량이 레귤레이터(R1)로부터 출력되는 지령에 따라 조정 가능하다. 제1 유압 펌프(15)의 토출압은, 제1 유압 펌프(15)와 제1 제어 밸브(17) 사이의 유로 y1에 설치된 압력 센서(P1)에 의해 검출된다.

제2 유압 펌프(16)는, 가변 용량식의 펌프이다. 구체적으로, 제2 유압 펌프(16)는, 그 토출 유량이 레귤레이터(R2)로부터 출력되는 지령에 따라 조정 가능하다. 제2 유압 펌프(16)의 토출압은, 제2 유압 펌프(16)와 제2 제어 밸브(18) 사이의 유로 y2에 설치된 압력 센서(P2)에 의해 검출된다.

제1 제어 밸브(17)는, 도시된 중립 위치와, 붐 실린더(9)를 축소시키는[붐(6)을 내리는] 붐 하강 위치(도면의 우측 위치)와, 붐 실린더(9)를 밂시키는[붐(6)을 올리는] 붐 상승 위치(도면의 좌측 위치) 사이에서 전환 조작 가능하다. 구체적으로, 제1 제어 밸브(17)는, 통상 중립 위치로 가압되고, 리모콘 밸브(19)의 조작 레버(19a)의 조작에 따라 붐 하강 위치 또는 붐 상승 위치로 전환된다. 제1 제어 밸브(17)와 붐 실린더(9)의 로드 측실을 접속하는 유로 y3 내의 작동유의 압력은, 압력 센서(P3)에 의해 검출된다. 제1 제어 밸브(17)와 붐 실린더(9)의 헤드 측실을 접속하는 유로 y4 내의 작동유 압력은, 압력 센서(P4)에 의해 검출된다. 또한, 제1 제어 밸브(17)에 대한 파일럿압은, 리모콘 밸브(19)와 제1 제어 밸브(17)의 스풀을 접속하는 파일럿 회로에 설치된 압력 센서(P6, P7)에 의해 검출된다. 압력 센서(P6)는, 붐 하강 동작을 행하게 하기 위한 제1 제어 밸브(17)의 조작량이 검출 가능한 조작량 검출부를 구성한다.

제2 제어 밸브(18)는, 도시된 중립 위치와, 아암 실린더(10)를 축소시키는[아암(7)을 미는] 아암 밂 위치(도면의 우측 위치)와, 아암 실린더(10)를 신장시키는[아암(7)을 당기는] 아암 당김 위치(도면의 좌측 위치) 사이에서 전환 조작 가능하다. 구체적으로, 제2 제어 밸브(18)는, 통상 중립 위치로 가압되고, 리모콘 밸브(20)의 조작 레버(20a)의 조작에 따라 아암 밂 위치 또는 아암 당김 위치로 전환된다. 제2 제어 밸브(18)와 아암 실린더(10)의 로드측을 접속하는 유로 y5 내의 작동유 압력은, 압력 센서(P5)에 의해 검출된다. 또한, 제2 제어 밸브(18)에 대한 파일럿압은, 리모콘 밸브(20)와 제2 제어 밸브(18)의 스풀을 접속하는 파일럿 회로에 설치된 압력 센서(P8, P9)에 의해 검출된다.

미터 아웃 밸브(21)는, 유로 y4에 설치되고, 붐 실린더(9)의 헤드 측실로부터 탱크 T로 배출되는 작동유의 유량이 조정 가능하다. 구체적으로, 미터 아웃 밸브(21)는, 통상 폐쇄되어 있고, 전자 비례 밸브 b1로부터의 파일럿압에 의해 작동해서 개방한다. 전자 비례 밸브 b1은, 앰프 a1로부터의 전기 신호에 따라 작동한다.

회생 밸브(22)는, 붐 실린더(9)의 헤드 측실로부터의 복귀유를 아암 실린더(10)의 로드 측실에 도입하는 회생 상태와, 상기 복귀유의 아암 실린더(10)로의 도입을 저지하는 폐쇄 상태 사이에서 전환 가능하다. 또한, 회생 밸브(22)는, 회생 상태와 폐쇄 상태 사이의 전환 위치를 조정함으로써, 당해 회생 밸브(22)를 통과하는 유량이 조정 가능하다. 구체적으로, 회생 밸브(22)는, 통상 개방되어 있고, 전자 비례 밸브 b2로부터의 파일럿압에 따라 작동한다. 전자 비례 밸브 b2는, 앰프 a2로부터의 전기 신호에 따라 작동한다. 또한, 회생 밸브(22)는, 유로 y4에 있어서의 붐 실린더(9)와 미터 아웃 밸브(21) 사이의 위치와, 유로 y5에 있어서의 아암 실린더(10)와 미터 인 밸브(23) 사이의 위치를 접속하는 유로 y7에 설치되어 있다.

미터 인 밸브(23)는, 유로 y5에 설치되고, 제2 제어 밸브(18)로부터 아암 실린더(10)에 공급되는 작동유의 유량을 조정 가능하다. 구체적으로, 미터 인 밸브(23)는, 통상 개방되어 있고, 전자 비례 밸브 b3으로부터의 파일럿압에 의해 작동해서 폐쇄된다. 전자 비례 밸브 b3은, 앰프 a3으로부터의 전기 신호에 따라 작동한다.

합류 밸브(24)는, 아암 밂 조작 시에 제2 유압 펌프(16)로부터의 작동유 외에 제1 유압 펌프(15)로부터의 작동유를 합류시키기 위한 것이다. 구체적으로, 합류 밸브(24)는, 유로 y1과 유로 y5에 있어서의 제2 제어 밸브(18)와 미터 인 밸브(23) 사이의 위치를 접속하는 유로 y8에 설치되어 있다. 또한, 합류 밸브(24)는, 제1 유압 펌프(15)로부터의 작동유를 아암 실린더(10)의 로드 측실에 공급 가능한 공급 상태와, 제1 유압 펌프(15)로부터의 작동유가 아암 실린더(10)에 공급되는 것을 저지하는 정지 상태 사이에서 전환 가능하다.

붐 재생 밸브(25)는, 붐 하강 조작 시에 붐 실린더(9)의 헤드 측실로부터 도출된 작동유를 붐 실린더(9)의 로드 측실로 복귀시키기 위한 것이다. 구체적으로, 붐 재생 밸브(25)는, 통상 폐쇄되어 있고, 조작 레버(19a)의 조작에 따라 개방한다.

아암 재생 밸브(26)는, 아암 당김 조작 시에 아암 실린더(10)의 로드 측실로부터 도출된 작동유를 아암 실린더(10)의 헤드 측실로 복귀시키기 위한 것이다. 아암 재생 밸브(26)는, 통상 폐쇄되어 있고, 조작 레버(20a)의 조작에 따라 개방한다.

릴리프 밸브(27, 28)는, 각각 유로 y3 내지 y6 내의 작동유 압력이 소정압 이상이 되지 않도록 당해 소정압 이상에서 개방하는 밸브이다. 또한, 유로 y6은, 제2 제어 밸브(18)와 아암 실린더(10)의 헤드 측실을 접속하는 유로이다.

도 3을 참조하여, 회전수 지시부(29)는, 엔진(5)의 회전수를 지시한다. 구체적으로, 회전수 지시부(29)는, 액셀러레이터 등에 의해 구성되고, 후술하는 제어부(14)로 회전수에 관한 지령을 출력한다.

ECU(Engine Control Unit)(30)는, 회전수를 포함하는 엔진(5)의 구동을 전자 제어한다. 구체적으로, ECU는, 후술하는 제어부(14)로부터의 지령에 따라 회전수에 관한 지령을 엔진(5)에 출력한다.

이어서, 제어부(14)에 대해서 설명한다.

제어부(14)는, 각종 정보를 기억하는 기억부(31)와, 작동유의 회생을 행할 지의 여부를 판정하는 회생 판정부(32)와, 회생 유량을 산출하는 회생 연산부(33)와, 회생 밸브(22) 및 각 유압 펌프(15, 16)에 대하여 지령을 출력하는 회생 출력부(34)와, 엔진(5)의 회전수를 설정하는 회전수 설정부(35)와, 엔진(5)의 회전수를 변경할지의 여부를 판정하는 변경 판정부(36)를 구비하고 있다.

회생 판정부(32)는, 붐 하강과 아암 밂의 복합 동작이 행해졌는지의 여부를 판정한다. 구체적으로, 회생 판정부(32)는, 압력 센서(P6 내지 P9)에 의한 검출 신호에 기초하여, 붐 하강 조작이 행해지고 있는 동시에, 아암 밂 조작이 행해지고 있는지의 여부를 판정한다. 또한, 회생 판정부(32)는, 조작 레버(19a, 20a)(도 2 참조)의 불감대를 고려하여, 조작 레버(19a) 및 조작 레버(20a)의 조작량이 규정 조작량 이상인 경우에, 붐 하강 및 아암 밂의 조작이 행하여졌다고 판정하는 것이 바람직하다.

또한, 회생 판정부(32)는, 압력 센서(P4, P5)에 의한 검출 신호에 기초하여, 붐 실린더(9)의 헤드 측실 내의 압력이 아암 실린더(10)의 로드 측실내의 압력을 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. 붐 실린더(9)로부터 도출되는 작동 유압이 아암 실린더(10)에 공급되는 압력을 초과하고 있는 것이 회생을 행하기 위한 전제가 되기 때문이다.

회생 연산부(33)는, 회생을 행하는 경우에, 회생 밸브(22)의 개구 면적 Ar 및 개구 면적 Ar에 대응한 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량 Qp2를 산출한다. 이하, 개구 면적 Ar 및 토출 유량 Qp2의 산출 방법을 설명한다.

먼저, 회생 연산부(33)는, 붐 하강의 목표 속도 V1을 특정한다. 구체적으로, 목표 속도 V1은, 기억부(31)에 미리 기억된 조작 레버(19a)의 조작량과 목표 속도 V1의 관계를 나타내는 맵과, 압력 센서(P6)에 의해 검출된 조작 레버(19a)의 조작량에 기초해서 특정된다.

이어서, 회생 연산부(33)는, 산출된 목표 속도 V1과, 하기 식 1을 사용해서 최대 회생 유량 Qrmax를 산출한다.

여기서, Abh는, 붐 실린더(9)의 헤드 측실의 단면적이다. Qrc는, 붐 재생 밸브(25)를 통과하는 작동유의 유량이다. 이 Qrc는, 하기 식 2에 의해 정의된다.

여기서, Arc는, 붐 재생 밸브(25)의 개방도이며, 압력 센서(P6)의 검출값에 기초해서 특정된다. Pbh는, 붐 실린더(9)의 헤드 측실의 압력이며, 압력 센서(P4)에 의해 검출된다. Pbr은, 붐 실린더(9)의 로드 측실의 압력이며, 압력 센서(P3)에 의해 검출된다. 또한, Cv는, 붐 재생 밸브(25)의 용량 계수이다.

이어서, 회생 연산부(33)는, 아암 실린더(10)의 로드 측실에 공급해야 할 작동유의 목표 유량 Qar을 산출한다.

먼저, 회생 연산부(33)는, 아암 밂의 목표 속도 V2를 특정한다. 구체적으로, 목표 속도 V2는, 기억부(31)에 미리 기억된 조작 레버(20a)의 조작량과 목표 속도 V2의 관계를 나타내는 맵과, 압력 센서(P8)에 의해 검출된 조작 레버(20a)의 조작량에 기초해서 특정된다.

이어서, 회생 연산부(33)는, 산출된 목표 속도 V2와, 하기 식 3을 사용해서 아암 실린더(10)에 대한 목표 유량 Qar을 산출한다.

여기서, Aar은, 아암 실린더(10)의 로드 측실의 단면적이다.

그리고, 회생 연산부(33)는, 최대 회생 유량 Qrmax>목표 유량 Qar일 때에 회생 패턴 1을 선택하는 한편, 최대 회생 유량 Qrmax≤목표 유량 Qar일 때에 회생 패턴 2을 선택한다.

[회생 패턴 1]

회생 패턴 1이 선택되는 경우, 아암 실린더(10)에 대한 목표 유량 Qar의 모두를 최대 회생 유량 Qrmax로 조달할 수 있다. 따라서, 제2 유압 펌프(16)의 유량(틸팅)을 최소로 설정함과 함께, 미터 인 밸브(23)를 완전 폐쇄로 한다.

또한, 회생 패턴 1에서는, 회생 밸브(22)에 흐르는 유량을 아암 실린더(10)에 대한 목표 유량 Qar로 설정할 필요가 있다. 그로 인해, 회생 연산부(33)는, 하기 식 4를 사용해서 회생 밸브(22)의 개구 면적 Ar을 산출한다.

여기서, Par은, 아암 실린더(10)의 로드 측실의 압력이며, 압력 센서(P5)에 의해 검출된 값이다. 또한, Cv는, 회생 밸브(22)의 용량 계수이다.

또한, 회생 패턴 1에 있어서, 미터 아웃 밸브(21)는, 붐 실린더(9)로부터의 잉여의 복귀유를 탱크로 복귀시키기 위한 개방도로 설정된다.

[회생 패턴 2]

회생 패턴 2가 선택되는 경우, 아암 실린더(10)에 대한 목표 유량 Qar의 일부를 최대 회생 유량 Qrmax의 모두를 사용해서 조달하게 된다. 따라서, 미터 아웃 밸브(21)를 완전 폐쇄로 함과 함께, 회생 밸브(22)를 완전 개방으로 한다.

또한, 회생 패턴 2에서는, 최대 회생 유량 Qrmax에 대응해서 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량을 감소시킨다. 구체적으로, 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량(틸팅)은, 회생을 행하지 않는 경우의 토출 유량(예를 들어, 목표 유량 Qar)으로부터 최대 회생 유량 Qrmax를 감한 유량이 되도록 설정된다.

상기 회생 패턴 1에 있어서는, 제2 유압 펌프(16)로부터의 토출 유량이 기대되고 있지 않음에도 불구하고, 제2 유압 펌프(16)는, 그 최소 유량(최소 틸팅에 대응하는 유량)의 여분의 작동유를 토출하고 있다. 또한, 회생 패턴 2에 있어서는, 아암 실린더(10)에 대한 목표 유량 Qar로부터 최대 회생 유량 Qrmax를 감한 유량이 제2 유압 펌프(16)의 최소 유량을 하회하는 경우, 제2 유압 펌프(16)를 최소 틸팅으로 설정해도, 제2 유압 펌프(16)는, 여분의 작동유를 토출하게 된다. 이와 같이, 상기 회생 패턴 1 및 회생 패턴 2에서는, 제2 유압 펌프(16)의 유량을 감소시키고 있지만, 제2 유압 펌프(16)의 구동 손실이 발생할 우려가 있다. 이 구동의 손실을 억제하기 위해서, 본 실시 형태에서는, 엔진(5)의 회전수를 변경하는 제어를 행한다. 이하 그 구성을 설명한다.

회전수 설정부(35)는, 회전수 지시부(29)로부터 입력된 지령값에 기초하여 엔진(5)의 회전수에 관한 지령을 ECU30으로 출력한다. 구체적으로, 회전수 설정부(35)는, 후술하는 변경 판정부(36)로부터의 변경 지령이 입력되어 있지 않은 경우에는, 회전수 지시부(29)의 지령에 따른 회전수에 관한 지령을 출력한다. 한편, 회전수 설정부(35)는, 변경 판정부(36)로부터 변경 지령이 입력된 경우, 엔진(5)의 회전수의 저하량을 결정하고, 이 저하량을 회전수 지시부(29)로부터의 지령에 기초하는 회전수로부터 감한 회전수에 관한 지령을 ECU30으로 출력한다.

또한, 회전수 설정부(35)는, 상기 회전수의 저하량을 다음과 같이 결정한다. 먼저, 회전수 설정부(35)는, 기억부(31)에 미리 기억된 도 4에 도시하는 맵과, 압력 센서(P2, P4)에 의해 검출된 압력에 기초하여 회생 밸브(22)를 통과하는 회생 유량을 특정한다. 구체적으로, 도 4에 도시하는 맵은, 붐 헤드압과 펌프 토출압의 차에 대한 회생 유량이 설정된 것이다. 붐 헤드압과 아암 로드압의 차에 대한 회생 유량이 설정된 맵을 기억부(31)에 미리 기억시킴과 함께, 이 맵과 압력 센서(P4, P5)에 의해 검출된 압력에 기초하여 회생 유량을 특정해도 좋다.

이어서, 회전수 설정부(35)는, 상기와 같이 특정된 회생 유량과, 기억부(31)에 미리 기억된 도 5에 도시하는 맵에 기초하여 회전수의 저하량을 특정한다. 구체적으로, 도 5에 도시하는 맵은, 회생 유량에 대한 회전수의 저하량이 설정된 것이다. 또한, 이 맵에는, 회생 유량이 커짐에 따라 회전수의 저하량이 커지는 범위와, 이 범위의 양측에서 회생 유량의 증감에 관계없이 회전수의 저하량이 일정해지는 불감대가 설정되어 있다.

변경 판정부(36)는, 상기 회전수 설정부(35)에 의한 엔진(5)의 회전수 변경(저하)을 행할지의 여부를 판정한다. 구체적으로, 변경 판정부(36)는, 다음 3종류의 판정을 행한다.

첫번째, 변경 판정부(36)는, 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량이 규정값 이하인지의 여부를 판정한다. 여기서, 『규정값』은, 회전수 지시부(29)에 의해 지시된 회전수로 엔진(5)이 구동된 상태에서, 제2 유압 펌프(16)의 틸팅이 최소가 되었을 경우의 유량에 상당한다. 본 실시 형태에 관한 변경 판정부(36)는, 상기 회생 연산부(33)에 의해 산출된 제2 유압 펌프(16)의 유량(틸팅)의 지령값에 기초하여, 제2 유압 펌프(16)의 틸팅이 최소인지의 여부를 판정한다. 제2 유압 펌프(16)의 틸팅이 최소인 경우에는, 제2 유압 펌프(16)의 구동에 손실이 발생하고 있는 것으로서, 엔진(5)의 회전수의 저하를 허용한다. 즉, 본 실시 형태에 관한 회생 연산부(33)는, 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량을 특정하기 위한 값을 검출 가능한 유량 검출 수단을 구성한다. 또한, 유량 검출 수단으로서, 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량을 검출 가능한 유량 센서를 사용해도 좋다.

두번째, 변경 판정부(36)는, 회전수 지시부(29)의 지령에 기초하는 회전수가 규정 회전수 이하인지의 여부를 판정한다. 여기서, 『규정 회전수』란, 엔진 스톱이 발생하는 하한을 규정하는 회전수이다. 본 실시 형태에 관한 변경 판정부(36)는, 회전수 지시부(29)에 의한 회전수의 지령값이 규정값보다도 큰지의 여부를 판정한다. 회전수의 지령값이 규정값보다도 큰 경우에는, 엔진 스톱이 발생할 가능성이 낮은 것으로서, 엔진(5)의 회전수의 저하를 허용한다.

세번째, 변경 판정부(36)는, 엔진(5)이 난기 운전 중인지의 여부를 판정한다. 구체적으로, 본 실시 형태에 관한 변경 판정부(36)는, 엔진(5)에 설치된 냉각수 센서(5a)에 의해 검출된 수온이 규정 온도보다도 낮은 경우에, 엔진(5)이 난기 운전 중이라고 판정한다. 엔진(5)이 난기 운전 중인 경우, 엔진(5)의 회전수를 올릴 때의 응답성이 나쁘기 때문에, 엔진(5)의 회전수의 저하를 금지한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 붐 하강 및 아암 밂의 복합 동작 시에, 붐 하강 시의 붐 실린더(9)의 복귀 유량이 아암 밂 동작 중의 아암 실린더(10)에 이용 됨으로써, 제1 유압 펌프(15)의 토출 유량이 억제되기 때문에, 제1 유압 펌프(15)의 틸팅은, 제어부(14)에 의해 최소로 설정된다. 이 복합 동작 시에 엔진(5)의 회전수를 저하시켜도, 제1 유압 펌프(15)에 요구되는 유량이 만족되면 제어부(14)에 의해 판단된 경우, 엔진(5)의 회전수를 저하시킨다. 바꿔 말하면, 제1 유압 펌프(15)의 틸팅이 최소로 되어 있지 않은 경우라도, 제1 유압 펌프(15)에 요구되는 유량을 얻을 수 있는 범위 내에서, 상기 엔진(5)의 회전수의 저하 제어를 실시할 수 있다.

이하, 도 6을 참조하여, 제어부(14)에 의해 실행되는 처리를 설명한다.

제어부(14)에 의한 처리가 개시되면, 붐 하강 조작 및 아암 밂 조작의 복합 조작이 행해졌는지의 여부가 판정된다(스텝 S1). 복합 조작이 행하여졌다고 판정되면(스텝 S1에서 "예"), 붐 헤드압이 아암 로드압보다도 큰지의 여부가 판정된다(스텝 S2). 상기 스텝 S1 및 스텝 S2에서 "아니오"라고 판정되면, 회생을 행하지 않고 스텝 S3, 스텝 S1로 리턴한다.

한편, 상기 스텝 S2에서 "예"라고 판정되면, 최대 회생 유량 Qrmax가 아암 실린더(10)에 대한 목표 유량 Qar보다도 큰지의 여부가 판정된다(스텝 S4).

스텝 S4에서 "예"인 경우에는, 상술한 회생 패턴 1로 설정하는(스텝 S5) 한편, 스텝 S4에서 "아니오"인 경우에는, 상술한 회생 패턴 2로 설정한다(스텝 S6). 즉, 스텝 S5 및 스텝 S6에서는, 붐 실린더(9)의 헤드측에서 아암 실린더(10)의 로드측으로의 작동유의 회생을 행함과 함께, 이 회생에 따라 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량(틸팅)을 저하시킨다.

상기 스텝 S5 및 스텝 S6이 실행되면, 엔진(5)의 회전수를 설정하는 회전수 설정 처리 T가 실행되고, 당해 처리가 리턴한다.

도 7을 참조하여, 회전수 설정 처리 T가 개시되면, 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량이 규정값 이하인지의 여부가 판정된다(스텝 T1). 즉, 스텝 T1에서는, 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량이, 틸팅의 설정에 의해 이것 이상 저하시킬 수 없는 최소의 유량 인지의 여부가 판정된다.

스텝 T1에 있어서, 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량이 규정값 이하라고 판정되면, 도 4에 도시하는 맵 및 압력 센서(P2, P4)에 의해 검출된 압력에 기초하여, 회생 유량을 특정한다(스텝 T2). 즉, 붐 실린더(9)의 헤드 측실로부터 회생 밸브(22)를 통해서 아암 실린더(10)의 로드 측실로 유도되는 작동유의 유량을 특정한다. 그리고, 스텝 T2에서 특정된 회생 유량과, 도 5에 도시하는 맵에 기초하여, 엔진(5)의 회전수의 저하량을 특정한다(스텝 T3).

계속해서, 회전수 지시부(29)에 의한 회전수 지령값이 규정값보다 큰지의 여부가 판정된다(스텝 T4). 즉, 스텝 T4에서는, 엔진(5)의 회전수가, 회전수를 저하시켜도 엔진 스톱이 발생할 가능성이 낮은 회전수인지의 여부가 판정된다.

상기 스텝 T4에서 "예"라고 판정되면, 엔진(5)이 난기 운전 중 인지의 여부가 판정된다(스텝 T5). 즉, 스텝 T5에서는, 엔진(5)의 회전수를 낮추었을 경우에, 회전수를 복귀시키는데 시간이 걸리는 상태에 있는지의 여부가 판정된다.

상기 스텝 T5에서 "예"라고 판정되면, 스텝 T3에서 특정된 저하량으로 엔진(5)의 회전수를 저하시겼을 경우에, 제1 유압 펌프(15)의 필요 유량이 얻어지는지의 여부가 판정된다(스텝 T6). 즉, 엔진(5)의 회전수를 저하시켜도, 제1 유압 펌프(15)에 요구되는 유량에 부족이 발생하지 않은지의 여부가 판정된다.

그리고, 상기 스텝 T6에서 "예"라고 판정되면, 스텝 T3에서 특정된 회전수의 저하량을 회전수 지시부(29)에 의한 지령에 기초하는 회전수에서 감한 회전수로 설정한다(스텝 T7). 이에 의해, 틸팅의 조정에서는 이 이상 저하시킬 수 없는 제2 유압 펌프(16)의 유량을, 엔진(5)의 회전수를 저하시킴으로써, 저하시킬 수 있다. 따라서, 제2 유압 펌프(16)의 구동 손실을 억제할 수 있다.

한편, 상기 스텝 T1, T4, T5 및 T6에 있어서 NO라고 판정된 경우, 회전수 지시부(29)에 의한 지령에 기초하는 회전수로 설정한다(스텝 T8). 이에 의해, 제2 유압 펌프(16)의 구동에 손실이 발생하고 있지 않은 경우(스텝 T1에서 "아니오"라고 판정된 경우)에, 엔진(5)의 회전수의 저하를 금지할 수 있다. 또한, 엔진 스톱이 발생할 우려가 있는 회전수로 엔진(5)이 구동하고 있는 경우(스텝 T4에서 "아니오"라고 판정된 경우)에, 엔진(5)의 회전수의 저하를 금지할 수 있다. 또한, 엔진(5)의 회전수 복귀에 시간이 걸리는 난기 운전 중인 경우(스텝 T5에서 "아니오"라고 판정된 경우)에, 엔진(5)의 회전수의 저하를 금지할 수 있다. 또한, 엔진(5)의 회전수를 저하시키면 제1 유압 펌프(15)의 유량에 부족이 발생하는 경우(스텝 T6에서 "아니오"라고 판정된 경우)에, 엔진(5)의 회전수의 저하를 금지할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 엔진(5)의 회전수의 저하를 행할지의 여부를 판단하기 위한 스텝 T4, T5를 회전수의 저하량을 산출하는 스텝 T3보다도 후에 실행하고 있지만, 이 순서를 반대로 해도 좋다. 구체적으로, 엔진(5)의 회전수의 저하를 금지하기 위한 스텝을 실행한 후에, 엔진(5)의 회전수의 저하량을 산출하는 스텝을 실행할 수 있다. 이와 같이 하면, 엔진(5)의 회전수의 저하를 금지할 경우에, 회전수의 저하량을 특정하기 위한 스텝을 생략할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에서는, 붐 하강 및 아암 밂의 복합 동작 시에 제2 유압 펌프(16)의 토출 유량이 규정 유량 이하인 경우에 엔진(5)의 회전수를 회전수 지시부(29)에 의해 지시된 회전수보다도 저하시킨다. 즉, 상기 실시 형태에서는, 제2 유압 펌프(16)의 틸팅만으로는 더 이상 유량을 저하시킬 수 없는 상황[예를 들어, 제2 유압 펌프(16)로부터의 토출 유량이 기대되고 있지 않은 상황]에 있어서, 엔진(5)의 회전수를 저하시킴으로써, 제2 유압 펌프(16)의 유량을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 제2 유압 펌프(16)의 구동 손실을 충분히 억제할 수 있다.

제2 유압 펌프(16)의 토출량은, 아암 실린더(10)로의 공급을 필요로 하는 필요 유량(목표 유량 Qar)에 대한 회생 유량의 크기에 의해 상대적으로 정해진다. 그로 인해, 상기 실시 형태에 따르면, 도 7의 스텝 T3에 도시한 바와 같이, 회생 유량에 기초하여 엔진(5)의 회전수의 저하량을 직접 결정함으로써, 엔진(5)의 회전수를 적절하게 저하시킬 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 도 5에 도시하는 맵에 기초하여, 회생 유량이 증가하면 엔진(5)의 회전수의 저하량을 증가시키는 한편, 회생 유량이 감소하면 엔진(5)의 회전수의 저하량을 감소시킨다. 그로 인해, 붐 하강 및 아암 밂의 복합 동작을 행해서 굴삭 작업의 준비 자세를 채용하는 경우에, 이 복합 동작 중에 엔진(5)의 회전수를 최대한 저하시킴과 함께, 굴삭 작업시(복합 동작의 종료 시)에 엔진(5)의 회전수를 복귀시킬 수 있다. 그로 인해, 오퍼레이터에 위화감을 부여하는 일 없이, 복합 동작 종료 후의 작업을 연속해서 행할 수 있다. 따라서, 상기 실시 형태에 따르면, 엔진(5)의 회전수의 저하에 의한 연비의 향상과, 복합 동작 후의 작업의 효율화의 양립을 도모할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 스텝 T4 및 스텝 T8에 도시한 바와 같이, 회전수 지시부(29)의 지령에 기초하는 회전수가 규정 회전수 이하인 경우에, 엔진(5)의 회전수의 저하를 금지한다. 따라서, 상기 실시 형태에 따르면, 엔진 스톱이 발생하지 않는 회전수의 범위 내에서, 상술한 엔진(5)의 회전수의 저하를 실행할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 스텝 T5 및 스텝 T8에 도시한 바와 같이, 엔진(5)이 난기 운전 중인 경우에, 엔진(5)의 회전수의 저하를 금지한다. 여기서, 엔진(5)의 난기 운전 중에 있어서는, 엔진 오일 및 작동유의 점도가 높고, 엔진(5)의 회전수를 올릴 때의 응답성이 나쁘다는 문제가 있다. 그로 인해, 상기 실시 형태에 따르면, 엔진(5)의 회전수 복귀(상승)가 필요한 장면에서, 회전수의 복귀가 늦어진다고 하는 사태를 피할 수 있다.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 회전수 설정 처리 T의 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 상기 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 상기 실시 형태와 비교해서 회전수 설정 처리 T의 스텝 T2 및 스텝 T3의 내용이 상이하다.

구체적으로, 스텝 T1에 있어서 제2 유압 펌프(16)의 유량이 규정값 이하라고 판정되면(스텝 T1에서 "예"), 압력 센서(P6)(도 2 참조)에 의해 붐 하강 동작을 위한 파일럿압을 검출한다(스텝 T21).

계속해서, 스텝 T21에서 검출된 파일럿압에 기초하여, 엔진(5)의 회전수의 저하량을 특정한다(스텝 T3). 구체적으로, 본 실시 형태에 관한 기억부(31)(도 3 참조)에는, 도 9에 나타내는 맵이 미리 기억되어 있다. 이 맵에는, 붐 하강 동작을 위한 파일럿압에 대한 회전수의 저하량이 설정되어 있다. 그로 인해, 상기 스텝 T21에서 검출된 파일럿압과 도 9에 나타내는 맵에 기초하여 엔진(5)의 회전수의 저하량을 특정할 수 있다.

또한, 도 9에 나타내는 맵에는, 파일럿압이 커짐에 따라 회전수의 저하량이 커지는 범위와, 이 범위의 양측에서 파일럿압의 증감에 관계없이 회전수의 저하량이 일정해지는 불감대가 설정되어 있다.

파일럿압[제1 제어 밸브(17)의 조작량]과 붐 실린더(9)로부터의 복귀유의 유량[아암 실린더(10)로 회생 가능한 유량] 사이에는 상관 관계가 있다. 그로 인해, 상기 실시 형태에 따르면, 상기 상관 관계를 이용하여, 엔진(5)의 회전수의 저하량을 결정할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 따르면, 회생 유량을 검출하기 위한 수단을 별도로 형성하지 않고, 엔진(5)의 회전수의 저하량을 결정할 수 있다. 따라서, 상기 회전수 제어를 추가하기 위한 비용의 증가를 억제할 수도 있다.

상기 실시 형태에서는, 도 9에 나타내는 맵에 기초하여, 제1 제어 밸브(17)의 조작량이 증가하면 엔진(5)의 회전수의 저하량을 증가시키는 한편, 제1 제어 밸브(17)의 조작량이 줄어들면 엔진(5)의 회전수의 저하량을 감소시킨다. 그로 인해, 붐 하강 및 아암 밂의 복합 동작을 행해서 굴삭 작업의 준비 자세를 채용하는 경우에, 이 복합 동작 중에 엔진(5)의 회전수를 최대한 저하시킴과 함께, 굴삭 작업시(복합 동작의 종료 시)에 엔진(5)의 회전수를 복귀시킬 수 있다. 그로 인해, 오퍼레이터에 위화감을 부여하는 일 없이, 복합 동작 종료 후의 작업을 연속해서 행할 수 있다.

또한, 상술한 구체적 실시 형태에는 이하의 구성을 갖는 발명이 주로 포함되어 있다.

즉, 본 발명은, 기체와, 상기 기체에 대하여 기복 가능한 붐과, 상기 붐에 대하여 요동 가능한 아암을 갖는 건설 기계의 제어 장치이며, 상기 붐을 기복시키는 붐 실린더와, 상기 아암을 요동시키는 아암 실린더와, 상기 아암 실린더에 작동유를 공급하는 가변 용량식의 유압 펌프와, 상기 유압 펌프를 구동하는 엔진과, 상기 엔진의 회전수를 지시하기 위한 지령을 출력하는 회전수 지시부와, 상기 붐의 하강 동작 시에 있어서의 상기 붐 실린더로부터의 복귀유를 상기 아암의 밂 동작 시에 있어서의 상기 아암 실린더의 공급측의 포트에 도입하는 회생 상태와, 상기 복귀유의 상기 아암 실린더로의 도입을 저지하는 폐쇄 상태 사이에서 전환 동작 가능한 회생 밸브와, 상기 유압 펌프의 토출 유량이 검출 가능한 유량 검출 수단과, 상기 붐 하강과 상기 아암 밂의 복합 동작 시에, 상기 회생 상태로 전환되도록 상기 회생 밸브의 동작을 제어함과 함께, 상기 회생 밸브를 통한 작동유의 회생에 따라 상기 유압 펌프의 토출 유량이 감소하도록 상기 유압 펌프의 유량을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 복합 동작 시에 상기 유량 검출 수단에 의해 검출된 상기 유압 펌프의 토출 유량이 규정 유량 이하인 경우에 상기 엔진의 회전수를 상기 회전수 지시부에 의해 지시된 회전수보다도 저하되도록 하기 위한 지령을 출력하는, 제어 장치를 제공한다.

본 발명에서는, 복합 동작 시에 유압 펌프의 토출 유량이 규정 유량 이하인 경우에 엔진의 회전수를 회전수 지시부에 의해 지시된 회전수보다도 저하시킨다. 여기서, 『규정 유량』은, 회전수 지시부에 의해 지시된 회전수로 엔진이 구동한 상태에서, 유압 펌프의 틸팅이 최소가 되었을 경우의 유량에 상당한다. 즉, 본 발명에서는, 유압 펌프의 틸팅만으로는 더 이상 유량을 저하시킬 수 없는 상황(예를 들어, 유압 펌프로부터의 토출 유량이 기대되고 있지 않은 상황)에 있어서, 엔진의 회전수를 저하시킴으로써, 유압 펌프의 유량을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 유압 펌프의 구동 손실을 충분히 억제할 수 있다.

상기 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회생 밸브를 통해서 상기 붐 실린더로부터 상기 아암 실린더에 공급되는 작동유의 회생 유량에 기초하여, 상기 엔진의 회전수의 저하량을 결정하는 것이 바람직하다.

유압 펌프의 토출량은, 아암 실린더로 공급을 필요로 하는 필요 유량에 대한 회생 유량의 크기에 의해 상대적으로 정해진다. 그로 인해, 상기 형태에 의하면, 회생 유량을 사용해서 직접적으로 유압 펌프의 토출량의 저감량(엔진의 회전수의 저하량)을 결정할 수 있다. 따라서, 상기 형태에 의하면, 엔진의 회전수를 적절하게 저하시킬 수 있다.

상기 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회생 유량이 증가함에 따라 큰 상기 엔진 회전수의 저하량을 결정하는 것이 바람직하다.

이 형태에서는, 회생 유량이 증가하면 엔진의 회전수의 저하량을 증가시키는 한편, 회생 유량이 줄어들면 엔진의 회전수의 저하량을 감소시킨다. 그로 인해, 붐 하강 및 아암 밂의 복합 동작을 행해서 굴삭 작업의 준비 자세를 채용하는 경우에, 이 복합 동작 중에 엔진의 회전수를 최대한 저하시킴과 함께, 굴삭 작업시(복합 동작의 종료 시)에 엔진의 회전수를 복귀시킬 수 있다. 그로 인해, 오퍼레이터에 위화감을 부여하는 일 없이, 복합 동작 종료 후의 작업을 연속해서 행할 수 있다. 따라서, 상기 형태에 의하면, 엔진의 회전수의 저하에 의한 연비의 향상과, 복합 동작 후의 작업의 효율화의 양립을 도모할 수 있다.

또한, 상기 형태에 있어서 『회생 유량이 증가함에 따라 큰 엔진의 회전수의 저하량』이란, 특정한 회생 유량의 범위 내에서 이 관계가 성립하면 좋다. 반대로, 상기 특정한 회생 유량의 범위의 외측에는, 회생 유량의 증감에 관계없이 엔진의 회전수의 저하량이 일정해지는 불감대를 포함하고 있어도 좋다.

상기 제어 장치에 있어서, 상기 붐 실린더에 대한 작동유의 급배를 제어하기 위한 급배 제어 밸브와, 상기 붐에 하강 동작을 행하게 하기 위한 상기 급배 제어 밸브의 조작량이 검출 가능한 조작량 검출부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 조작량 검출부에 의해 검출되는 상기 급배 제어 밸브의 조작량에 기초하여, 엔진의 회전수의 저하량을 결정하는 것이 바람직하다.

급배 제어 밸브의 조작량과 붐 실린더로부터의 복귀유의 유량(아암 실린더로 회생 가능한 유량) 사이에는 상관 관계가 있다. 그로 인해, 상기 형태에 의하면, 회생 유량을 검출하기 위한 수단을 별도로 형성하지 않고, 엔진의 회전수의 저하량을 결정할 수 있다. 따라서, 상기 회전수 제어를 추가하기 위한 비용 증가를 억제할 수도 있다.

상기 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 조작량 검출부에 의해 검출되는 상기 급배 제어 밸브의 조작량이 증가함에 따라 큰 상기 엔진의 회전수의 저하량을 결정하는 것이 바람직하다.

이 형태에서는, 급배 제어 밸브의 조작량이 증가하면 엔진의 회전수의 저하량을 증가시키는 한편, 급배 제어 밸브의 조작량이 줄어들면 엔진의 회전수의 저하량을 감소시킨다. 그로 인해, 붐 하강 및 아암 밂의 복합 동작을 행해서 굴삭 작업의 준비 자세를 채용하는 경우에, 이 복합 동작 중에 엔진의 회전수를 최대한 저하시킴과 함께, 굴삭 작업시(복합 동작의 종료 시)에 엔진의 회전수를 복귀시킬 수 있다. 그로 인해, 오퍼레이터에 위화감을 부여하는 일 없이, 복합 동작 종료 후의 작업을 연속해서 행할 수 있다. 따라서, 상기 형태에 의하면, 엔진의 회전수의 저하에 의한 연비의 향상과, 복합 동작 후의 작업의 효율화의 양립을 도모할 수 있다.

또한, 상기 형태에 있어서 『급배 제어 밸브의 조작량이 증가함에 따라 큰 엔진의 회전수의 저하량』이란, 특정한 조작량의 범위 내에서 이 관계가 성립하면 좋다. 반대로, 상기 특정한 조작량의 범위의 외측에는, 조작량의 증감에 관계없이 엔진의 회전수의 저하량이 일정해지는 불감대를 포함하고 있어도 좋다.

상기 제어 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회전수 지시부의 지령에 기초하는 회전수가 규정 회전수 이하인지의 여부를 판정하고, 상기 복합 동작 시에 상기 유량 검출 수단에 의해 검출된 상기 유압 펌프의 토출 유량이 규정 유량 이하이어도 상기 회전수 지시부의 지령에 기초하는 회전수가 규정 회전수 이하인 경우에는, 상기 회전수 지시부에 의해 지시된 회전수로 구동하기 위한 지령을 출력하는 것이 바람직하다.

상기 형태에서는, 회전수 지시부의 지령에 기초하는 회전수가 규정 회전수 이하인 경우에, 엔진의 회전수의 저하를 금지한다. 여기서, 『규정 회전수』란, 엔진 스톱이 발생하는 하한을 규정하는 회전수이다. 따라서, 상기 형태에 의하면, 엔진 스톱이 발생하지 않는 회전수의 범위 내에서, 상술한 엔진의 회전수의 저하를 실행할 수 있다.

상기 제어 장치에 있어서, 상기 엔진이 난기 운전 중인지의 여부를 판단하기 위한 값을 검출하는 난기 운전 검출부를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 난기 운전 검출부에 의한 검출값에 기초하여 엔진이 난기 운전 중인지의 여부를 판정하고, 상기 복합 동작 시에 상기 유량 검출 수단에 의해 검출된 상기 유압 펌프의 토출 유량이 규정 유량 이하이어도 상기 엔진이 난기 운전 중인 경우에는, 상기 회전수 지시부에 의해 지시된 회전수로 구동하기 위한 지령을 출력하는 것이 바람직하다.

상기 형태에서는, 엔진이 난기 운전 중인 경우에, 엔진의 회전수의 저하를 금지한다. 여기서, 엔진의 난기 운전 중에 있어서는, 엔진 오일 및 작동유의 점도가 높고, 엔진의 회전수를 올릴 때의 응답성이 나쁘다는 문제가 있다. 그로 인해, 상기 형태에 의하면, 엔진의 회전수 복귀(상승)가 필요한 장면에서, 회전수의 복귀가 늦어진다고 하는 사태를 피할 수 있다.

또한, 본 발명은, 기체와, 상기 기체에 대하여 기복 가능하게 설치된 붐과, 상기 붐에 대하여 요동 가능하게 설치된 아암과, 상기 제어 장치를 구비하고 있는, 건설 기계를 제공한다.

P6 : 압력 센서(조작량 검출부)
1 : 유압 셔블(건설 기계)
2 : 하부 주행체(기체)
3 : 상부 선회체(기체)
5 : 엔진
5a : 냉각수 센서(난기 운전 검출부)
6 : 붐
7 : 아암
9 : 붐 실린더
10 : 아암 실린더
14 : 제어부
16 : 제2 유압 펌프
17 : 제1 제어 밸브(급배 제어 밸브)
22 : 회생 밸브
29 : 회전수 지시부
33 : 회생 연산부

Claims

기체와, 상기 기체에 대하여 기복 가능한 붐과, 상기 붐에 대하여 요동 가능한 아암을 갖는 건설 기계의 제어 장치이며,
상기 붐을 기복시키는 붐 실린더와,
상기 아암을 요동시키는 아암 실린더와,
상기 아암 실린더에 작동유를 공급하는 가변 용량식의 유압 펌프와,
상기 유압 펌프를 구동하는 엔진과,
상기 엔진의 회전수를 지시하기 위한 지령을 출력하는 회전수 지시부와,
상기 붐의 하강 동작 시에 있어서의 상기 붐 실린더로부터의 복귀유를 상기 아암의 밂 동작 시에 있어서의 상기 아암 실린더의 공급측의 포트에 도입하는 회생 상태와, 상기 복귀유의 상기 아암 실린더로의 도입을 저지하는 폐쇄 상태 사이에서 전환 동작 가능한 회생 밸브와,
상기 유압 펌프의 토출 유량을 특정하기 위한 값을 검출 가능한 유량 검출 수단과,
상기 붐 하강과 상기 아암 밂의 복합 동작 시에, 상기 회생 상태로 전환되도록 상기 회생 밸브의 동작을 제어함과 함께, 상기 회생 밸브를 통한 작동유의 회생에 따라 상기 유압 펌프의 토출 유량이 감소하도록 상기 유압 펌프의 유량을 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 복합 동작 시에 상기 유량 검출 수단에 의해 검출된 상기 유압 펌프의 토출 유량이 규정 유량 이하인 경우에 상기 엔진의 회전수를 상기 회전수 지시부에 의해 지시된 회전수보다도 저하되도록 하기 위한 지령을 출력하는, 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회생 밸브를 통해서 상기 붐 실린더로부터 상기 아암 실린더로 공급되는 작동유의 회생 유량에 기초하여, 상기 엔진의 회전수의 저하량을 결정하는, 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회생 유량이 증가함에 따라 큰 상기 엔진의 회전수의 저하량을 결정하는, 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 붐 실린더에 대한 작동유의 급배를 제어하기 위한 급배 제어 밸브와,
상기 붐에 하강 동작을 행하게 하기 위한 상기 급배 제어 밸브의 조작량을 검출 가능한 조작량 검출부를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 조작량 검출부에 의해 검출되는 상기 급배 제어 밸브의 조작량에 기초하여, 엔진의 회전수의 저하량을 결정하는, 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 조작량 검출부에 의해 검출되는 상기 급배 제어 밸브의 조작량이 증가함에 따라 큰 상기 엔진의 회전수의 저하량을 결정하는, 제어 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 회전수 지시부의 지령에 기초하는 회전수가 규정 회전수 이하인지의 여부를 판정하고, 상기 복합 동작 시에 상기 유량 검출 수단에 의해 검출된 상기 유압 펌프의 토출 유량이 규정 유량 이하이어도 상기 회전수 지시부의 지령에 기초하는 회전수가 규정 회전수 이하인 경우에는, 상기 회전수 지시부에 의해 지시된 회전수로 구동하기 위한 지령을 출력하는, 제어 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엔진이 난기 운전 중인지의 여부를 판단하기 위한 값을 검출하는 난기 운전 검출부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 난기 운전 검출부에 의한 검출값에 기초하여 엔진이 난기 운전 중인지의 여부를 판정하고, 상기 복합 동작 시에 상기 유량 검출 수단에 의해 검출된 상기 유압 펌프의 토출 유량이 규정 유량 이하이어도 상기 엔진이 난기 운전 중인 경우에는, 상기 회전수 지시부에 의해 지시된 회전수로 구동하기 위한 지령을 출력하는, 제어 장치.
기체와,
상기 기체에 대하여 기복 가능하게 설치된 붐과,
상기 붐에 대하여 요동 가능하게 설치된 아암과,
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치를 구비하고 있는, 건설 기계.