WO1992013144A1

WO1992013144A1 - Hydraulic control system in hydraulic construction machine

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Publication number: WO1992013144A1
Application number: PCT/JP1992/000075
Authority: WO
Inventors: Akira Tatsumi; Seiji Tamura; Mitsuo Kihara; Kazuhiro Ichimura; Hiroshi Onoue; Shigetaka Nakamura
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1992-08-06
Also published as: DE69220293T2; EP0765970A2; EP0522171A1; DE69220293D1; EP0765970B1; EP0522171B1; KR970000491B1; US5307631A; EP0765970A3; DE69231776D1; DE69231776T2; EP0522171A4; KR930700738A

Description

明細書油圧建設機械の油圧制御装置技 T^fiT TT野

本発明は、ロードセンシング制御および入力トルク制限制御が可能な油圧建設機械の油圧制御装置に関する。

背景技術

この種の油圧制御装置が搭載される油圧建設機械として例えば図 1 0 に示すようなホイール式油圧ショベルがある。図において、 4は走行用油圧モータであり、この油圧モー夕 4の回転によりトランスミヅシヨン 1 0 1およびプロペラシャフト 1 0 2を介して後輪 1 0 3が駆動され、車両が走行する。ブームシリンダ 2 1 の伸縮により、フロントアタッチメントの一部であるブーム 1 0 4が昇降される。本明細書においては、走行せずにフロントァタヅチメントにより掘削などを行なうことを単に作業と呼び、走行と区別する。

ところで、上述した油圧建設機械においてロードセンシング制御および入力トルク制限制御を選択的に行うものが提案されている（たとえば、特開平 2— 1 1 8 2 0 3号公報）。以下、図 1 1 によりこれらのシステムについて説明する。図 1 1は例えば上記油圧ショベルの走行および作業用油圧回路を示す図であり、 1はディーゼルエンジン 2 7 により艇勖される可変容量油圧ポンプである。ェンジン 2 7の回転数は、不図示の燃料レバ一の操作量または走行ペダル 6 aの踏込み量に応じてガバナ 2 7 aのガパナレバー 2 7 bがパルスモータ 2 8 により回動されることにより制御される。可変容量油圧ポンプ 1 は、エンジン回転数および押除け容積に応じた流量の油を吐出し、この吐出油は走行用制御弁 2を介して油圧モー夕 4に導かれるとともに、作業用制御弁 2 0を介してブーム駆動用油圧シリンダ 2 1 に導かれる。

ロードセンシング制御とは、走行用制御弁 2あるいは作業用制御弁 2 0の前後圧力、すなわち制御弁 2， 2 0の入口圧（ポンプ圧）と出口圧（ロードセンシング圧）との差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ 1の押除け容穣（以下、傾転角ともいう）を制御して、上記ポンプ圧をロードセンシング圧よりも所定の目標値だけ高く保持するものである。ロードセンシング圧は、油圧乇一夕 4，油圧シリンダ 2 1の負荷圧のうちシャトル弁 2 9で選択された高圧倒の圧力である。ロードセンシング制御を行なう図 1 1 に示すシステムにおいては、ポンプ圧とロードセンシング圧との差圧に応じて切換わるロードセンシングレギユレ一夕 1 1が設けられ、ポンプ圧とロードセンシング圧との差圧がばね 1 l aで設定される圧力以上になると、ロードセンシングレギユレ一夕 1 1はその圧力に応じて b 位置の方向に切換わる。この b位翬ではサーボシリンダ 1 2にポンプ圧が導かれ、サーボシリンダ 1 2の伸長により油圧ポンプ 1の押除け容積が小さくなってポンプ吐出流量が坻滅する。反対に上記差圧がばね 1 1 aで設定される圧力未満になると、ロードセンシングレギユレ一夕 1 1は a位置の方向に切換わり、サーボシリンダ 1 2がタンクに接耪される。その結果、上記押除け容穰が大きくなりボンブ吐出流量が増加する。

以上の動作により、ロードセンシング制御を行うシステムでは、ポンプ吐出流量が制卸弁 2または 2 0の要求流量になるようにポンプ傾転角が制御され、余分な流量を吐出することがなく较り損失による無駄がなくなるので燃費が向上し、また操作性もよい。

次に走行回路の動作について説明する。

前後進切換弁 8を前進（位¾ ) に切換えパイロット弁 6のペダル 6 aを操作すると、油圧ポンプ 5からの吐出油がパイ口ヅト式制御弁 2のパイロヅトポート 2 aに導かれ、この制御弁 2がパイロヅト油圧に応じたストローク量で切換わる。これにより、可変容量油圧ポンプ 1からの吐出油が管路 9 1 , 圧力補償弁 2 3，制御-弁 2，管路 9 2および力ゥン夕パランス弁 3を経て油圧モータ 4に俟給され車両が走行する。また、走行ペダル 6 aの踏込み量に応じてエンジン回転数が制御され、車両の速度は走行ペダル 6 aの踣込量に依存する。

走行中にペダル 6 aを難すとパイロット弁 6の出口ポートは入口ボートとから遮断されてタンク 1 0に接続されたタンクポートと連通される。この結果、パイロヅトポート 2 aに作用していた圧油が前後進切換弁 8 、スローリターン弁 7、パイロット弁 6を介してタンク 1 0に戻る。このとき、スローリターン弁 7の较 P T/J 2 00075

3 - り 7 aにより戻り油が絞られるからパイ口ヅト式制御弁 2は徐々に中立位 gに切換わりながら車両が徐々に滅速されていく。

一方、作業回路の動作は次のとおりである。

操作レバー 2 0 aにより作業用切換弁 2 0を「 b」位 Sまたは「 c」位 Sに切換操作すると、油圧ポンプ 1からの吐出油が管路 9 1 , 圧力補償弁 2 4 , 管路 9 4および制御弁 2 0を介してブーム駆動用油圧シリンダ 2 1 に導かれ、油圧シリンダ 2 1の伸縮により図 1 0 に示したブーム 1 0 4が昇降する。ここで、圧力補儻弁 2 3 ， 2 4は、油圧モータ 4と油圧シリンダ 2 1の各々に、それぞれの負荷圧よりも所定圧だけ高い圧力を油圧ポンプ 1から供給させ、これにより、両ァクチユエ一夕を独立して作動させるようにするものである。

図 1 1の油圧制御装 gはまた、入力トルク制限制御を行うためのトルク制御サーポ弁 2 5を備え、このサーボ弁 2 5には、油圧ポンプ 1の吐出圧力がパイロヅト圧として導かれる。サーポ弁 2 5 に作用するパイロット圧が制限トルク設定用ばね 2 5 aで設定される圧力よりも髙くなったときに、サ一ボ弁 2 5は図示の c 位置から d位置に切換わる。これにより油圧ポンプ 1の吐出圧がサーポシリンダ 1 2に作用し、サーポシリンダ 1 2 により油圧ポンプ 1の押除け容積が減少され、油圧ポンプ 1のトルクがエンジン 2 7の出力トルクの範囲内に保持され、ェンジン 2 7 に過負荷が作用するのが防止される。これが入力トルク制限制御である。以上の構成によれば、ロードセンシング制御による目檫押除け容積（第 1の目檫押除け容積）と、入力トルク制限制御による目標押除け容積（第 2の目檫押除け容積）のうち、小さい方の値となるように油圧ポンプの押除け容積が制御され、これにより燃費および操作性の向上とエンジン 2 7の通負荷防止とが図られる。なお、 2 6は上記ポンプ圧とロードセンシング圧との差圧によって駆勖されるァンロード弁、 3 1 a , 3 l bはクロスオーバ一ロードリリーフ弁、 C Jはセン夕 —ジョイントである。

ところで、図 1 1 に示す油圧制御装置のロードセンシング制御と入力トルク制限制御を備えた油圧制御装 Sにおいては、可変容量油圧ポンプ 1の押除け容穣は、入力トルク制限制御システム側のサーボ弁 2 5で決定される値でその最大値が制限され、この最大値を越えない範囲内ではロードセンシング制御システム側の口ードセンシングレギユレ一夕 1 1で決定される押除け容積に制御される構成であり、走行と作業といった運転内容の相違、あるいはオペレータの好みにかかわらず、走行ペダルの踏込み量や操作レバーの操作量あるいは回路圧力状態に基づいて、画一的に、入力トルク制限制御値またはロードセンシング制御値のいずれか —方の値に制御される。

そのため、つぎのような 2つの問題がある。

( 1 )

操作レバー 2 0 aや走行ペダル 6 aを操作しない中立時にあっては、ロードセンシングレギユレ一夕 1 1は b位 Sに、サーボ弁 2 5は c位 gに切換えられて可変容量油圧ボンブ 1の押除け容積は最小値に制御され、ポンプ吐出流量が少ない。そのため、操作レバーを中立位 Sから急操作した場合、ポンプ押除け容稹は操作レバー操作量に応じて増大するが、操作レバー位釁に対応する押除け容穣となるまでに時間がかかり、ァクチユエ一夕の応答性が悪いという問題がある。本明細害において、制御弁 2， 2 0が中立位置にあるときのポンプ吐出流量をスタンパィ流量と呼ぶ。

( 2 )

本出願人は、作業時に走行ペダル 6 aの操作に応じてエンジン回転数を制御可能とした装置を特開平 3 - 2 3 4 3 6 4号公報中に提案している。この装 fiを、ロードセンシング制御によって決定される押除け容積と入力トルク制限制御によつて決定される押除け容積とを択一的に選択して押除け容穰制御される図 1 1 に示す油圧制御装置に採用する場合、次の様な問題が発生する。

制御弁 2または 2 0の前後圧力差を一定に保持する上記ロードセンシング制御では、制御弁 2の開口面積、すなわち操作レバーのストロ一クが一定の場合、ェンジン 2 7の回転数が高くなりポンプ吐出流量が増加しても、上記差圧が大きくならないように油圧ポンプ 1の押除け容穣が自動的に小さくされ、一方、ェンジン 2 7の回転数が低くなりポンブ吐出流量が滅少しても、上記差圧が小さくならないように油圧ポンプ 1の押除け容積が大きくされる。このため、作業時に走行ペダル 6 aにより制御弁 2の開口面穣と無闉係にエンジン回転数を制卸する際に上記ロードセンシング制御が行なわれると、エンジン回転数は変動してもポンプ流量は一定であり、フロントアタッチメント（例えばブーム）の駆動速度は変化せず、作業性が悪い。エンジン回転数の制御によりフロントァクチユエ一夕の速度を制御できるのは、油圧ポンプ 1の傾転角が最大値まで増加しても予め設定した差圧が発生しない状態または、目檫流量がトルク制限流量を上回った場合（サチユレーシヨン状態）になったときである。

発明の開示

本発明の目的は、ロードセンシング制御による押除け容穰の目標値と入力トルク制限制御による目檫値とを画一的に選択することなく、とくにロードセンシング制御による目標値に制限を加えられるようにし、制限を加えたときと加えないときとでは同一運転内容であっても選択される目檫値が異なるようにした油圧建設機械の油圧制御装置を提供することにある。

請求項 1の独立項とその従属項について

( 1 ) 本発明は、原動機により艇動される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンブからの吐出油により駆動される第 1の油圧ァクチユエ一夕と、前記油圧ポンブと第 1の油圧ァクチユエ一夕との間に設けられ、この第 1の油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油を制御する第 1の制御弁と、前記油圧ポンプの吐出圧力を前記第 1の油圧ァクチユエ一夕の負荷圧よりも所定の目標値だけ高く保持する第 1 の目標押除け容積を決定する第 1の決定手段と、前記油圧ポンプの吐出圧力に基づいて入力トルクを制限する第 2の目標押除け容稜を決定する第 2の決定手段と、少なくとも第 1および第 2の目標押除け容積のいずれか一方の値となるように前記油圧ポンプの押除け容積を制御する押除け容稷制御手段とを備えた油圧建設機械に； ii用れる。

上記目的は、第 1の決定手段で決定されて出力される第 1の目標押除け容積を示す信号に制限を加える制限手段を設けることにより、達成される。

可変容量油圧ポンプの押除け容稜は、少なくとも第 1の決定手段で決定される第 1の目標押除け容積と第 2の決定手段で決定される第 2の目標押除け容稷のいずれかに制御される。そして、制限手段の態様により、第 1の目檫押除け容稜が制限を受けた値に可変容量油圧ポンブの押'除け容積が制御されたり、第 1の目檫押除け容積が全く機能せずに可変容量油圧ポンプの押除け容積が、常時、第 2の目標押除け容積に制御される。

( 2 ) 前記制限手段は好ましくは、前記第 1の決定手段から出力される第 1の目標押除け容積の最小値よりも大きい値の制限信号を出力する制限信号出力手段と、この制眼信号と前記第 1の決定手段から出力される第 1の目檫押除け容積の大小を比較して大きいほうを選択出力する最大値選択手段と、操作者に操作されることにより前記制限信号出力手段を動作させる制限動作指令信号を出力する制展動作指令信号出力手段とを備え、前記最大値選択手段で選択された目標押除け容穣と前記第 2の押除け容積とのうち小さいほうの値になるように前記押除け容積が制御される。

たとえば第 1の制御弁が中立で油圧ァクチユエ一夕が停止しているときのように、第 1の目標押除け容積が最小値を示し、第 2の目標押除け容稹が略最大値を示すとき、操作者の操作により制限動作指令信号が出力されていると、制展信号により示される目標押除け容積が最大値選択手段および最小値選択手段で選択され、可変容量油圧ポンプの押除け容積は、第 2の目標押除け容積よりは小さいが第 1の目標押除け容積よりも大きな値に設定されることになる。したがって、第 1の制御弁が中立にあるときの油圧ポンプからの吐出流量（以下、スタンパイ流量）を多くでき、第 1の制御弁を急操作するときなどにおいて、その要求流量に達するまでの時間が短縮できる。

( 3 ) 前記制限動作指令信号出力手段は、操作者に操作されるスィッチが好ましく、操作者が望むときに第 1の目標押除け容積に制限を加えて上記作用を得ることができる。

( ) 前記制限動作指令信号出力手段から少なくとも 2種類の制限動作指令信号を出力するようにし、前記制限信号出力手段から、入力される制限動作指令信号に応じた値の目標押除け容積を出力するようにしてもよい。作業内容に応じて上記スタンパイ流量を変更できる。

( 5 ) 前記制限動作指令信号出力手段は、操作者に操作される操作量に応じた 2種類以上の制限動作指令信号を出力する操作部材を含むように構成できる。

( 6 ) 前記制限手段は、前記第 1の決定手段から力される第 1の目標押除け容積と前記第 2の決定手段から出力される第 2の目標押除け容積のうち小さいほ J 00075

- 7 - うを選択する最小値選択手段と、この最小値選択手段で選択された目檫押除け容積と前記第 2の目標押除け容積とのいずれか一方を選択する選択手段と、この選択手段で選択する目標押除け容積として前記最小値選択手段の出力を選択するか、前記第 2の目標押除け容積を選択するかを指令する選択指令信号を出力する選択指令信号出力手段とを備えて構成してもよい。

この構成によれば、通常は第 1および第 2の目檫押除け容積の最小値に押除け容積が制御され、選択指令信号が出力されると第 1の目樓押除け容穣にかかわらず第 2の目標押除け容穣に押除け容積が制御される。したがって、ロードセンシング制御値で押除け容積を制御するよりも入力トルク制限値で押除け容積を制御することが好ましい運転時に選択指令信号を出力させれば、操作フィーリングが向上する。

( 7 ) 上記制限動作指令信号を操作レバーや走行ペダルのような特定の操作部材が操作されると出力するようにしてもよい。

( 8 ) 前記油圧建設機械はさらに、原動機の回転数を任意の回転数に保持するために操作される第 1の操作手段と、原動機の回転数を制御するために操作され、操作力を緩めると初期低回転数位 Sに復帰する第 2の操作手段と、前記第 1 および第 2の操作手段に応じて原動機回転数を制御する回転数制御手段と、前記油圧ポンプからの吐出油により駆動される第 2の油圧ァクチユエ一夕と、前記油圧ポンプと第 2の油圧ァクチユエ一夕との間に設けられ、この第 2の油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油を制御する第 2の制御弁とを備えるようにしてもよい。そしてこの場合、前記制限動作指令信号出力手段として、前記第 2の操作手段により原動機回転数を制御しつつ前記第 1の油圧ァクチユエ一夕を操作している状態を判別すると前記第 2の目標押除け容積を選択する選択指令信号を出力する判別手段を使用するのが好ましい。

( 9 ) 前記第 1の決定手段は、前記第 1の制御弁に前記油圧ポンプを接続する管路の圧力と、前記第 1の制御弁に前記第 1の油圧ァクチユエ一タを接続する管路の圧力との差圧を検出し、予め定められた目標差圧と検出された差圧との偏差を求め、この偏差に基づいて第 1の目標押除け容積を算出する、周知のロードセンシング制御システムとしてもよい。 ( 1 0 ) 前記第 2の決定手段は、前記原動機であるディーゼルエンジンの実回転数とディーゼルエンジンのガパナレバー位 gで示される制御回転数との偏差を検出し、検出された偏差から前記ディーゼルエンジンがエンジンストールしないような目標トルクを求めるとともに、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧力を検出し、検出された吐出圧力の逆数と前記目標トルクとに基づいて前記第 2の目標押除け容積を算出する、周知の入力トルク制展制御システムとしてもよい。

請求項 1 1の独立項とその従属項

( 1 1 ) 本発明は、原動機の回転数を任意の回転数に保持するために操作される第 1の操作手段と、原動機の回耘数を制御するために操作され、操作力を緩めると初期但回転数位置に復帰する第 2の操作手段と、前記第 1および第 2の操作手段に応じて原動機回転数を制御する回転数制御手段と、前記原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により S動される第 1の油圧ァクチユエ一夕と、前記油圧ポンプからの吐出油により慝動される第 2の油圧ァクチユエ一夕と、前記油圧ポンプと第 1の油圧ァクチユエ一夕との間に設けられ、この第 1の油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油を制御する第 1の制御弁と、前記油圧ポンプと第 2の油圧ァクチユエ一夕との間に設けられ、この第 2の油圧ァクチユエ一夕に俟給される圧油を制御する第 2の制御弁と、前記油圧ポンプの吐出圧力を前記第 1および第 2の油圧ァクチユエ一夕の負荷圧よりも所定の目標値だけ高く保持する第 1の目檫押除け容積を決定する第 1の決定手段と、前記油圧ポンプの吐出圧力に基づいて入力トルクを制限する第 2の目檫押除け容積を決定する第 2の決定手段と、少なくとも前記第 1および第 2の目標押除け容積のいずれか一方の値となるように前記油圧ポンプの押除け容積を制御する押除け容稹制御手段とを備えた油圧建設機械の油圧制御装置に適用される。そして、前記第 2の操作手段により原動機回転数を制御しつつ前記第 1の油圧ァクチユエ一夕を操作している状態を判別すると判別信号を出力する判別手段を設け、前記判別信号が出力されている場合、前記第 1の目標押除け容稜の值にかかわらず前記第 2の目檫押除け容積となるように前記可変容量油圧ポンブの押除け容積が制御されるように構成することにより、上記目的が達成される。

第 2の操作手段により原動機回転数を制御しつつ前記第 1の油圧ァクチユエ一 0075

- 9 - 夕を操作している状態が判別されると、前記第 2の目標押除け容積となるように前記可変容量油圧ポンプの押除け容積が制御される。運転状況に応じてロードセンシング制御および入力トルク制限制御を行う制御装 gにおいて、例えば走行以外の作業のために走行ペダルの操作量に応じて原動機回転数を制御した場合には、強制的に入力トルク制限制御により可変容量ポンプの押除け容積が制御される。したがって、作業時に例えば走行ペダルを操作して原動機回転数制御を行うことにより、ブームなどのフロントァタヅチメントの速度をペダル操作に一層応答させて制御でき、操作性の向上が図れる。

( 1 2 ) 好ましくは、前記第 1および第 2の目標押除け容積のうち小さい値を選択する最小値選択手段と、前記判別信号が出力されていないときは前記最小値選択手段で選択された目檫押除け容積を出力し、前記判別信号が出力されているときは前記第 2の目標押除け容積を出力する切換手段とをさらに含むように構成する。

( 1 3 ) また、前記第 1の目標押除け容穣の最小値よりも大きい値の制限信号を出力する制限信号出力手段と、この制限信号と前記第 1の目標押除け容積の大小を比較して大きいほうを選択出力する最大値選択手段と、この最大値選択手段から出力される目標押除け容積と第 2の目標押除け容積のうち小さい値を選択する最小値選択手段と、操作者に操作されることにより前記制限信号出力手段を動作させる制限動作指令信号を出力する制限動作指令信号出力手段とを備えるようにしてもよい。

( 1 4 ) 前記第 1の油圧ァクチユエ一夕をフロントァタヅチメント用油圧シリンダとし、前記第 2の油圧ァクチユエ一夕を走行用油圧モー夕とするとともに、前記第 1の操作手段を手動操作部材とし、前記第 2の操作部材を足黯み式の操作部材とすることもできる。

( 1 5 ) 前記手動操作部材としては、操作された位置に応じて原動機回転数を設定する燃料レバーが好適であり、前記足踏み式操作部材としては、その踏み込み量に応じて第 2の制御弁の開口面積も調節可能な走行ペダルが好適である。

この発明によれば、燃料レバーを操作して原動機回転数制御を行った場合には、状況に応じてロードセンシング制御および入力トルク制限制御のいずれかが行われ、一方、作業時に走行ペダルを操作して原動機回転数を制御した場合には、強制的に入力トルク制限制御が行われる。したがって、作業時に走行ペダルの操作により原動機回転数制御を行うことによりポンプ流量がそれに応じて変化し、ブームなどのフロントアタッチメントを所望の速度で制御できる。

( 1 6 ) 前記判別信号が出力される時は前記第 2の油圧ァクチユエ一夕の ¾動を禁止する禁止手段をさらに設ければ、作業時にホイール式油圧ショベルなどが発進するおそれがなく、より好ましい。

( 1 7 ) 前言 3回転数制御手段は、前記第 1の操作手段の操作量に応じて前記原動機の第 1の目標回転数を設定する第 1の目標回転数設定手段と、第 2の操作手段の操作量に応じて前記原動機の第 2の目檫回転数を設定する第 2の目檫回転数設定手段と、前記第 1および第 2の目標回転数のうちいずれか大きい方の値を選択する選択手段と、選択された目檫回転数になるように原動機回転数を增滅する回転数增滅手段とを含むことができる。

図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1の実施例に係る油圧制御装置のポンプ制铒系を示すブロック図である。

図 2は上記油圧制御装置の全体構成を示す図である

図 3は図 2の一部分を拡大して示す図である。

図 4は本発明の第 2の実施例に係る油圧制御装 gのポンプ制御系を示すブロヅク図である。

図 5は本発明の第 3の実施例に係る油圧制御装置のポンプ制御系を示すブロク図である。

図 6はエンジン制卸系を示すプロヅク図である。

図 7はエンジン回耘数制御の手雇を示すフローチヤ一トである。

図 8は第 1〜第 3の実施例における入力トルク制御部の詳細を示すブロック図である。

図 9は図 8の入力トルク制御部で生じる問題を解決する入力トルク制御部の詳細を示すブロヅク図である。

図 1 0はホイール式油圧ショベルの側面図である。図 1 1は従来の油圧制御装置を示す図である。

本発明を実施するための最良の形態

一第 1の実施例一

図 1〜図 3 により本発明の第 1の実施例を説明する。

第 1の実施例は、通常は、ロードセンシング制御系で演算された第 1の目標押除け容積および入力トルク制限制御系で演算された第 2の目標押除け容積のうちいずれか小さい値に押除け容穣が制御され、より速い応答速度を得たい場合には、スタンバイ流量を大きくするために第 1の目標押除け容積に制限を加え、第 1の目標押除け容積よりも大きな制限値および第 2の目標押除け容積のうちいずれか小さい値に押除け容積を制御するようにしたものである。

図 2は、本発明が適用されたホイール式油圧ショベルの油圧制御装置の全体構成を示す図、図 3はその一部分を拡大して示す図であり、図 1 1 と同様な箇所には同一の符号を付して相違点を主に説明する。

本実施例では、可変容量油圧ポンプ 1の傾転角、すなわち押除け容積は、傾転角制御装置 4 0により制御される。傾転角制御装置 4 0は、エンジン 2 7により駆動される油圧ポンプ 4 1 と、一対の電磁弁 4 2 , 4 3 と、電磁弁 4 2 ， 4 3の切換に応じて油圧ポンプ 4 1からの圧油によりビストン位 gが制御されるサーボシリンダ 4 4 とから成り、サーボシリンダ 4 4のビストン位 Sに応じて油圧ポンブ 1の傾転角が制御される。ここで、一対の電磁弁 4 2 ， 4 3は、主にマイクロコンビュー夕で構成されるコントローラ 5 0により切換制御される。

前後進切換弁 8 Aは電磁式の弁が使用され、運転席に設けられた前後進切換スイッチ S W 1の N位置から F位鷺， R位镢への切換に応じて前後進切換弁 8 Aが N位置から F位置， R位 gにそれぞれ切換わる。作業用制御弁 2 O Aは油圧パイロヅト式の弁が使用され、操作レバー 5 8の操作に応じて滅圧弁 5 9から出力されるパイロット圧力により切換え方向とストローク量が制御される。

S W 2はブレーキスィヅチであり、作業時には操作者の操作によりオンされ、走行時にはオフされる。 S W 3は応答速度選択スイッチであり、後述するようにスタンバイ流量を多めにするクイヅクモードを設定するときにオン操作され、燃費や騒音を重視する標準モードを設定するときにオフ操作される。これらスイツチ S W 2， 3の出力信号はともにコントローラ 5 0に入力されている。

この実施例は、図 1 1の従来例とは異なり、運転状態を電気的に検出し、油圧ポンプの押除け容種を電気的に制御するものであり、上記スィツチや後述するセンサ群からの信号はコントローラ 5 0に入力され、コントローラ 5 0で種々の演算を実行して各種ァクチユエ一夕を斑動することにより油圧ポンプの押除け容稹が制御される。

5 1は、油圧ポンプ 1の傾転角 0 sを検出する傾転角センサ、 5 2は油圧ポンブ 1の吐出圧力 P pを検出する圧力センサ、 5 3はエンジン 2 7の回転数 N rを検出する回転数センサ、 5 4は、油圧ポンプ 1の吐出圧力とァクチユエ一夕の最大負荷圧力（油圧乇一夕 4の負荷圧力と油圧シリンダ 2 1の負荷圧力のうち大きい方の値であり、シャトル弁 2 9にて選択されたものである）との差圧厶 P L S を検出する差圧センサである。 5 5はガパナレパー 2 7 bの変位量から制御回転数を検出するポテンショメ—夕、 5 6は走行ペダル 6 aの操作量に応じたパイロヅト弁 6の圧力 P tを検出する圧力センサ、 9 5は作業用パイ口ヅト圧力 P dが所定值以上のときにオンする圧力スィッチである。各センサの検出結果および圧力スィヅチ 9 5のオン · オフ状態はコントローラ 5 0に入力される。 5 7は、燃料レバー 5 7 aの手動操作に応じた目標回転数 Xを指令する回転数設定装置であり、その指令信号もコントローラ 5 0に入力される。

コントローラ 5 0は、図 1に示すような第 1の制御回路部 6 0を有し、この制鄞回路部 6 0は、第 1の目檫押除け容積 0 Lを演算出力するロードセンシング制御部（以下、 L S制御部） 6 1と、第 2の目檫押除け容積 0 Aを演算出力するトルク制御部 6 2と、スタンパイ流量を大きくするときに第 1の目標押除け容積 0 Lに.代えて第 3の目檫押除け容積 0 0を出力するスタンバイ流量制御部 6 3と、スタンパイ流量制御部 6 3を通して入力される第 1または第 3の目標押除け容積とトルク制卸部 6 2から入力される第 2の目檫押除け容積のうち小さいほうを選択する最小值遷択部 6 と、最小値選択部 6 4から入力される目標押除け容積と実押除け容穣とに基づいて押除け容積制瑯用電磁弁 4 2 , 4 3を制御するサーボ制御部 6 5とから成る。

L S制御部 6 1は、目標差圧 Δ Ρ L S Rに応じた信号を出力する目標差圧発生器 6 l aと、目標差圧厶 P L S Rと差圧センサ 5 4で検出された差圧 A P L Sとの偏差 Δ ( P L S ) を演算する偏差器 6 l aと、この偏差 Δ ( P L S ) から目標値の変化量厶 0 Lを演算する演算器 6 1 Cと、 A 0 Lを積分してロードセンシング制御のための第 1の目標押除け容積 0 Lを求めて出力する積分器 6 1 dとから成る。

トルク制御部 6 2は、回転数センサ 5 3で検出されたエンジン回転数 N rとポテンショメータ 5 5で検出されたガバナレバー変位量で示される制御回転数 N Θ との偏差から余裕トルク Δ Tを演算する偏差器 6 2 aと、この余裕トルク Δ Τからエンジンストールを防止するための目標トルク T p oを演算する目檫トルク演算器 6 2 bと、圧力センサ 5 2で検出されたポンプ吐出圧力 P Pの逆数を算出する逆数演算器 6 2 cと、目檫トルク T p oに逆数 1ZP Pを乗じて傾転角 0 P s を演算する 0 p s演算器 6 2 dと、傾耘角 0 p sに一時遅れ要素のフィルタをかけて入力トルク制限制御のための第 2の目標押除け容積を出力するフィル夕 6 2 eとから成る。

スタンバイ流量制御部 6 3は、 L S制御部 6 1で演算される第 1の目檫押除け容積 0 Lの最小値よりも少なくとも大きい第 3の目檫押除け容積 00に対応した値を出力するスタンパイ流 *設定器 6 3 aと、応答速度選択スィツチ S W3がォンされると閉じて第 3の目檫押除け容穣 00を出力するスィヅチ 6 3 bと、第 1 の目標押除け容穣 0 Lと第 3の目標押除け容積 00のうちいずれか大きいほうを選択して出力する最大値選択部 6 3 cとを有する。

最大値選択部 6 3 cは第 1または第 3の目標押除け容積または 00のうち大きいほうを最小値選択部 6 4に入力し、最小値選択部 6 4は最大値選択部 6 3 cからの第 1または第 3の目檫押除け容積または 00と第 2の目標押除け容稹 0 Aのうち小さいほうを選択して傾転角指令値 θ τとしてサーポ制御部 6 5に入力する。

サーボ制御部 6 5は、選択された傾転角指令値 0 rと傾転角センサ 5 1により検出した傾転角フィードバヅク値 0 sとの偏差を算出する偏差器 6 5 aと、 0 s が不感帯の大きさよりも大きいときに電磁弁 4 2または 4 3へオン信号を出力する関数発生器 6 5 bとを有し、ポンプ傾転角 0 sが傾転角指令値 0 rに一致するよう傾転角制御装置 4 0を制御する。

次に、以上のように構成された第 1の実施例の動作を説明する。

図 1に示すコントローラ 5 0の第 1の制御回路部 6 0においては以下の処理がなされる。

( 1 ) 操作レバー 5 8と走行ペダル 6 Aが非操作で制御弁 2， 2 0 Aが中立位置にあるとき、応答速度選択スィツチ S W 3がオフ状態で檫準モードが選択されていれば、スィヅチ S W 3から出力される選択信号 S Sがローレベルでありスィヅチ 6 3 bが開かれている。このため、最大値選択部 6 3 cは L S制御部 6 1からの L S制御値 0 Lを選択出力する。制御弁 2， 2 0 Aが中立位 Sのとき、 L S 制御部 6 1で演算される第 1の目標押除け容積 0 Lは、そのときのエンジン回転数に対しては最も小さい 0 L minとなる。一方、ポンプ吐出圧力 P pがアンロード弁 2 6で決る最小値であり、入力トルク制御部 6 2で演算される第 2の目標押除け容積は最大值 0 A maxとなる。したがって、最小値選択部 6 4は L S制御篋である第 1の目標押除け容積 0 L minを選択し、油圧ポンプ 1のスタンパイ流量は、第 1の最小目標押除け容積 0 L niinとエンジン回転数の積で表わされる比較的少ない流量 Q sとなる。

この状態でオペレータが操作レバー 5 8を操作すれば、ポンプ圧力を油圧ァクチユエ一夕の負荷圧力よりも一定差圧△ P L S Rだけ高く保持するロードセンシング制御が行なわれ、操作レバー 5 8の操作量に比例して制御弁 2 O Aの開口面積が増加して要求流量が増加するのに応じて、油圧ポンプ 1の押除け容積が増加していく。このとき、スタンバイ流量が比較的小さい流量であるからポンプ吐出流量は緩やかに増加していく。

負荷圧力が高くなり入力トルク制御部 6 2で演算される第 2の目標押除け容積 0 Aが最大値選択部 6 3 cから出力される目檫押除け容積よりも小さくなると、最小値選択部 6 4で第 2の目標押除け容稜 0 Aが選択される。したがって、油圧ポンプ 1の入力トルクはエンジン 2 7の出力トルクを越えないように制御され、エンジンストールの発生が防止される。

( 2 ) 操作レバー 5 8と走行ペダル 6 Aが非操作で制御弁 2， 2 O Aが中立位 gにあるとき、応答速度選択スィツチ S W 3がオン状態でクイヅクモードが選択されていれば、選択信号 S Sがハイレベルでありスィヅチ 6 3 bが閉じている。このため、最大値選択部 6 3 cには、第 3の目標押除け容積 0 0と L S制御部 6 1からの L S制御値 0 Lが入力される。制御弁 2， 2 0 Aが中立位 Sのとき、 L S制御部 6 1で演算される第 1の目標押除け容積 0 Lは、そのときのエンジン回転数の下では最も小さい 0 L minとなる。したがって、第 3の目標押除け容積 0 0を Θ L m inよりも大きな値に設定しておけば、制御弁非操作時に最大値選択部 6 3 cは必ず第 3の目標押除け容積 0 0を選択出力する。

一方、制御弁非操作時、入力トルク制御部 6 2で演算される第 2の目標押除け容積は上述した通り最大値 0 A m axとなる。したがって、最小値選択部 6 4はスタンバイ流量制御部 6 3で設定される第 3の目標押除け容積 0 0を選択し、油圧ポンプ 1のスタンパイ流量は、第 3の目標押除け容穣 β 0とエンジン回転数の穣で表わされる比較的多い流量 Q q ( > Q s ) となる。

この状態でオペレータが操作レバー 5 8を操作するとき、 L S制御部 6 1では上述したようなロードセンシング制御演算が行なわれ、操作レバー 5 8の揉作量に比例して制御弁 2 0 Aの開口面積が增加して要求流量が增加するのに応じて、第 1の目標押除け容積 0 Lが増加していく。このとき、この第 1の目標押除け容積 0 Lが第 3の目標押除け容穣 0 Oよりも大きくなるまでの閎は、操作レバー 5 8の操作にかかわらず、油圧ポンプ 1の押除け容穣は第 3の目標押除け容積値 0 0に設定される。したがって、操作レバ一 5 8を急操作する速転時にクイックモードを選択しておけば、スタンバイ流量が比較的大きい流量であるから、ポンプ吐出流量は操作レバー 5 8の操作に応答性よく追従して増加していく。

この場合も、第 2の目標押除け容積 Θ Aが第 3の目標押除け容稜 0 0あるいは第 1の目檫押除け容穣 0 Lよりも大きくなれば、最小値選択部 6 4は第 2の目樓押除け容穣 0 Aを選択するから、ポンプ入力トルクがエンジン出力トルクを越えることがない。

以上のように、第 1の実施例によれば、応答速度選択スィヅチ S W 3の操作により、制御弁 2 , 2 O Aが中立位 Sにあるときの油圧ポンプ 1の押除け容積、すなわちスタンバイ流量を変更できるので、スタンパイ流量が少ない檫準モードでは操作部材の微操作に応じてァクチユエ一夕はマイルドに作動して微操作性が向上し、スタンパイ流量が多いクイックモ一ドでは操作部材の急操作に応じてァクチユエ一夕は素速く作動して応答性が向上する。

図 1において、第 3の目標押除け容積 0 0を、入力トルク制御部 6 2から出力される最大値 0 A maxより大きく設定しておけば、応答速度選択スィヅチ S W 3 をオンすると常に入力トルク制御でポンプ押除け容積が制卸され、スィヅチ S W 3をオフすると運耘状態に応じてロードセンシング制御と入力卜ルク制御のいずれかでポンプ押除け容稜が制御される。

また、応答速度選択スィツチ S W 3を、例えば走行パイロット圧力が所定值以上でオンする圧力スイッチで構成することができる。この構成によれば、走行時はスタンパイ流量が大きくされて発進応答性が向上する。なお、その他の応答性が要求される操作部のパイロヅト圧力によってオンする圧力スイッチを、応答速度選択スイッチ S W 3に代えて設けてもよい。また、これら圧力スイッチと応答速度選択スィヅチ S W 3の双方を設けてもよい。

一第 2の実施例一

図 4は第 2の実施例を示す。第 1の実施例ではスタンパイ流量を変更する第 3 の目標押除け容積 0 0が固定値であつたが、第 2の実施例は、その第 3の目標押除け容積 0 0をオペレータの操作量に応じて任意の値に設定可能としたものである。

第 1の実施例と相違する点を主に説明する。

応答選択スィツチ S W 3に代えて、回転操作量に応じた髦気信号を出力するボリュームのような応答選択ダイアル D Iを設けるとともに、スタンパイ流量制御部 6 3 Aには、設定器 6 3 aとスィヅチ 6 3 bに代えて、ダイアル D Iからの出- 力電圧に応じた第 3の目標押除け容積 0 Oを出力する閧数発生器 6 3 dを設ける。このような構成により、スタンパイ流量をオペレータの好みや運転状態に応じて任意に設定できるようになり、より一展、誰にでも好まれ、かつ種々の運転状態に幅広く対応でき操作性が向上した油圧建設機械を提洪できる。

なお、閬数発生器 6 3 dの最大出力値を入力トルク制御部 6 2の最大出力値より大きく設定すると、上述したと同様に、入力トルク制御だけでポンプ押除け容積の制御を行うことができる。 —第 3の実施例一

図 5〜図 7は第 3の実施例を示す。第 1および第 2の実施例は、 L S制御部 6 1から出力される第 1の目標押除け容積 0 Lと入力トルク制御部 62から出力される第 2の目標押除け容積 00とは別にスタンパイ流量制御部 63 , 63 Aを設け、オペレータの操作によりスタンパイ流量を変更するようにしたが、第 3の実施例ではスタンバイ流量制御部を廃止し、特定の運転状態を検出したときには口ードセンシング制御を禁止して入力トルク制限制御で油圧ポンプの押除け容積を制御するようにしたものである。なお、第 3の実施例では、走行時はロードセンシング制御と入力トルク制限制御を選択的に行ない、走行ペダル 6 aによりェンジン回転数制御をしつつ操作レバー 58により作業を行なう運転時には、ロードセンシング制御をせず入力トルク制限制御を行なうようにしたものである。油圧建設機械の全体回路の主要部は図 2 , 図 3に示す通りであり、相違点を主に説明する。

コントローラ 50は図 5に示す第 1の制御回路部 60 Bと図 6に示す第 2の制御回路部 80を備える。図 5の第 1の制御回路部 60 Bでは図 1のスタンパイ流量制御部 63を省略し、最小値選択部 64の後段に選択スィツチ 66を設けるとともに、そのスイッチ 66の切換制御部である判定部 67を設ける。

判定部 67は、比較器 67 aとアンドゲード回路 6 7 bとを有し、走行ペダル 6 aでェンジン回耘数を制御しつつ操作レバ一 58を揉作する運転時にハイレべル信号を出力するように構成されている。比較器 67 aは、圧力センサ 56により検出されたパイロット圧 P tが予め設定された所定圧力（基準電源 6 7 cで設定される）より高い場合にハイレベル信号を出力するものであり、その出力信号はアンドゲート回路 67 bに入力される。アンドゲート回路 67 bには、ブレーキスイッチ SW2のオン ' オフ状態を示す信号と、前後進切換スィヅチ SW 1の切換状態を示す信号もそれぞれ入力され、

①ブレーキスィヅチ SW2がオン（ハイレベル信号が出力される）、

②前後進切換スィッチ SW 1が N位置（ハイレベル信号が出力される）、

③上記パイロット圧 P tが所定値より高い（比較器 67 aからハイレベル信号が出力される）、 ④作業用パイロヅト圧カスィヅチ 9 5がオン（ハイレベル信号が出力される）、の 4つの条件が全て満たされたときにのみアンドゲート回路 6 7 bがオンする。車両停止状態で走行ペダル 6 aの操作によりエンジン 2 7の回転数を制御しながら作業を行っている場合、上記 4つの条件が全て満たされ、アンドゲート回路 6 7 bからハイレベル信号が出力される。

選択スイッチ 6 6は、アンドゲート回路 6 7 bがオフのとき（ローレペル信号が出力されているときであり、走行時） a接点に切換えられ、最小値選択部 6 4 の出力を選択する。すなわち第 1の目標押除け容積 0 Lおよび第 2の目檫押除け容稜 0 Aのうち小さい方を押除け容積指令値 0 rとして選択する。アンドゲート回路 6 7 bがオンのときには（ハイレベル信号が出力されているときであり、上記特定の作業時）、選択スイッチ 6 6は b接点に切換えられトルク制御部 6 2の出力を選択する。すなわち第 2の目標押除け容積 0 Aを押除け容積指令値 0 rとして選択する。選択された押除け容積指令値 0 rは、サーボ制御部 6 6に入力される。

コントローラ 5 0はまた、図 6に示す第 2の制御回路部 8 0を有している。第 2の制御回路部 8 0において、 8 1は第 1の目標回転数演算部であり、回転数設定装 β 5 7の燃料レバー 5 7 aの操作量 Xに相当する信号が入力され、変位量 Xに応じた第 1の目標回転数 N xを決定する。 8 2は第 2の目標回転数滨算部であり、走行ペダル 6 aの操作量を示す、圧力センサ 5 6で検出されたパイ口ヅト圧 P tが入力され、パイ口ヅト圧 P tに応じた第 2の目摞回耘数 N tを決定する。ここで、第 1の目標回転数演算部 8 1では、変位量 Xと第 1の目棵回転数 N Xとは、変位量 Xが增加するに従って第 1の目棵回転数 N xがアイドル回転数 N iから直線的に増加する関係に設定されている。第 2の目標回転数演算部 8 2では、パイ口ヅト圧 P tと第 2の目標回転数 N tとは、パイ口ヅト圧 P t (ペダル操作量）が増加するに従って第 2の目檫回転数 N tがアイドル回転数 N iから直籙的に増加する関係に設定さている。さらに第 1の目標回転数 N xの最大值 N x m a xはエンジン 1が出し得る最高回転数よりも低く設定され、第 2の目樓回転数 N tの最大値 N t m a xはエンジン 1の最高回耘数にほぼ等しく設定される。したがって、目標回転数 N tの最大値 N t m a は目檫回転数 N xの最大値 N x m a xよりも大きい。

これら目標回転数 Nx, N tは最大値選択部 83で大きい方の値が選択され、目標回転数指令値 N yとされる。この目標回転数指令値 N yはサーボ制御部 84 でポテンショメータ 55により検出したガバナレバー 27 bの変位量で示される制御回転数 N 0と比較され、図 7に示す手順にしたがって両者が一致するようバルスモータ 28が制御される。

図 7において、まずステップ S 2 1で目檫回転数指令値 Nyとガバナレバー変位量で示される制御回転数 N 0とをそれぞれ読み込み、ステヅブ S 22に進む。ステップ S 2 2では、 N 0— Nyの結果を回転数差 Aとしてメモリに格納し、ステヅプ S 23において、予め定めた基準回転数差 Kを用いて、 I A I ≥ Kか否かを判定する。肯定されるとステヅブ S 24に進み、回転数差 A > 0か否かを判定し、 A > 0ならばガバナレバー変位量で示される制御回耘数 N Θが目檫回耘数指令値 N yよりも大きい、つまり制御回転数が目標回転数よりも髙いから、ェンジン回転数を下げるためステヅブ S 25でモータ逆転を指令する信号をパルスモー夕 28に出力する。これによりパルスモータ 28が逆転しエンジン 2 7の回転数が低下する。

—方、 A≤ 0ならばガバナレバー変位置で示される制御回転数 N 0が目標回転数指令値 N yよりも小さい、つまり制御回転数が目標回転数よりも低いから、ェンジン回転数を上げるためステヅブ S 26でモー夕正転を指令する信号を出力する。これにより、パルスモータ 28が正転し、エンジン 27の回転数が上昇する。ステヅブ S 2 3が否定されるとステップ S 27に進んでモータ停止信号を出力し、これによりエンジン 27の回転数が一定値に保持される。ステップ S 25〜 S 2 7を実行すると始めに戻る。

次に、以上のように構成された第 3の実施例の動作を説明する。

フロントアタッチメントを駆動して掘削作業を行う時は、ブレーキスイッチ S W2をオンし、前後進切換スィヅチ SW 1を N位置に切換える。エンジン回転数の制御は、燃料レバ一 5 7 aにより、または走行ペダル 6 aにより行うことができる。走行ペダル 6 aによらない場合は、回転数設定装 g 57の燃料レバー 5 7 aを最大ス卜口—ク位镢またはそれ以下の適当な中間位 Sに保持する。このように燃料レバー 5 7 aでエンジン回転数を制御する場合、第 2の制御回路部 8 0の第 2の目標回転数演算部 8 2に入力される走行パイロット圧力 P tはゼロであり、この演算部 8 2で演算される第 2の目標回転数 N tはアイドル回転数 N iとなり、第 1の目標回転数演算部 8 1に入力される燃料レバー操作量 Xはゼロ以外の大きな値であり、この演算部 8 1で演算される第 1の目檫回転数 N xは、燃料レバー 5 7 aのスト口—ク位置に応じた、アイドル回転数 N iよりも大きい值となる。したがって、選択部 8 3では目標回転数 N xが目檫回転数指令値 N yとして選択され、エンジン 2 7は目標回転数 N Xにより制御される。これによりエンジン回転数は、燃料レバ一 5 7 aのストローク位罱に対応した一定速度に制御される。一方、図 5に示すコントローラ 5 0の第 1の制御回路部 6 0 Bにおいては以下の処理がなされる。

燃料レバー 5 7 aによりエンジン回転数を制御する作業時には、ブレーキスィツチ S W 2がオン、前後進切換スィッチ S W 1が N位 (中立位 g ) であり、かつ作業レバー 5 8の操作により、圧カスィヅチ 9 5がオンである。しかし、走行ペダル 6 aを操作しないためにバイロヅト圧 P tが所定值未满であり（上記 3つの条件①②③④のうち①②④は満足するが③が満足しない）、判定部 6 7を構成するアンドゲート回路 6 7 bはオフである。したがって選択スイッチ 6 6は最小値選択部 6 4を選択する。すなわち第 1および第 3の目標押除け容積 0 L , Θ Α のうちの小さい方の值が押除け容積指令値 0 rとして選択され、油圧ポンプ 1の押除け容積は選択された押除け容積指令值 0 rとなるように制御される。

以上説明したように、燃料レバー 5 7 aでエンジン回転数を制御して作業を行う場合、第 1の目標押除け容積 0 Lにより、油圧ボンブ 1の吐出圧力が油圧モータ 3の負荷圧力よりも目標差圧△ P L S Rだけ高くなるよう制御（ロードセンシング制御）されるとともに、第 2の目標押除け容積 0 Aにより、油圧ポンプ 1の入力トルクが目標トルク T p oを越えないように制御（入力トルク制限制御）される。

なお、車両走行時には走行ペダル 6 aによってエンジン回転数が制御されるが、ブレーキスィツチ S W 2がオフされているので選択スィヅチ 6 6は a側に切換えられ、 0 Lとのうち小さい値でポンプ傾転角が制御される。作業時に走行ペダル 6 aの操作によりエンジン回転数を制御してフロントァタヅチメントの速度制御を行う場合には、ブレーキスィヅチ S W 2 をオンし、かつ前後進スィツチ S W 1 を中立 N位 gに切換え、燃料レバー 5 7 aを最小ストローク位置に保持する。この状態で走行ペダル 6 aを踏み込むと、第 2の制御回路部 8 0の第 1の目標回転数演算部 8 1 には燃料レバー操作量 X = 0が入力され、この演算部 8 1で演算される第 1の目檫回転数 N xはアイドル回転数 N i になり、第 2の目檫回転数演算部 8 2 には走行ペダル 6 aの踏込み量に応じた走行パイ口ヅト圧力 P tが入力され、この演算部 8 2で演箅される第 2の目標回転数 N tはアイドル回転数 N i よりも大きな、走行ペダル 6 aの踏込み量に応じた値となる。したがって、選択部 8 3では目檫回転数 N tが目標回転数指令値 N yとして選択され、エンジン 2 7の回転数は目標回転数 N t により制御される。その結果、ェンジン回耘数は走行ペダル 6 aの操作量に応じて制御され、走行ペダル 6 aの操作量を増すとエンジン回転数が増大し、走行ペダル 6 aを戻すとエンジン回転数が滅少する。

一方、第 1の制御回路部 6 0 Bにおいては以下の処理がなされる。

走行ペダル 6 aによりエンジン回転数を制御する作業時には、ブレーキスイツチ S W 2がオン、前後進切換スィッチ S W 1が N位置（中立位置）にあり、走行ペダル 6 aの操作によりパイロヅ卜圧 P tが所定値以上となり、作業レバー 5 8 の操作により圧力スイッチ 9 5がオンとなる。したがって、上記 4つの条件①② ③④が全て満足するので、判定部 6 7を構成するアンドゲート回路 6 7 bはオンし、これにより選択スィヅチ 6 6は b接点に切換わってトルク制御部 6 2で求められた第 2の目標押除け容積 0 Aが押除け容積指令値 0 r として選択される。油圧ポンプ 1の押除け容積は選択された押除け容積指令値 0 rとなるように制御される。つまり上述したロードセンシング制御は行われず、入力トルク制限制御だけが行われる。したがって、入力トルク制御により決定される第 2の目標押除け容積以下の領域では走行ペダル 6 aによる上記エンジン回転数の增滅制御に略比例して油圧ポンプ 1の流量が増滅し、ブームなどのフロントァ夕ヅチメントを所望の速度で駆動制御することが可能となる。

図 5の選択スィヅチ 6 6 をオペレータが自由に切換えられるようにすれば、ォペレ一夕の判断でロードセンシング制御と入力トルク制御を使い分けることができる。また、第 1および第 2の実施例において補足説明したように、オペレータの判断で口一ドセンシング制御を禁止して入力トルク制御でポンプ押除け容積を制卸する方式を採用する場合にも、第 3の実施例と同様の効果が得られる。なお以上では、エンジン回転数制御用の操作手段として既存の走行ペダル 6 a を兼用した例を示したが、この操作手段は走行ペダル 6 aに限定されず、他の操作部材（ペダルが望ましい）でもよい。さらに油圧ァクチユエ一夕として走行用油圧モータ 4および作業用油圧シリンダ 2 O Aを設けた例を示したが、複数の作業用油圧シリンダ 2 0 Aと旋回用油圧モータを有するものでもよい。さらにまた作業用油圧シリンダ 2 0 Aはブーム ¾動用に限定されず、例えばアームやパケヅト¾動用のものでもよい。

以上説明した第 1〜第 3の実施例のトルク制御部 6 2のより詳細なブロック図を図 8に示す。

ボテンショメータ 5 5で検出されたガパナレパ一位置に相当する制御回転数 N 0は、基準回転数滇算部 1 6 2 aおよびトルク演算部 1 6 2 bに入力される。基準回転数演算部 1 6 2 aは、入力された制御回転数 N 0に応じて図示の特性からスピードセンシング基準回転数 N sを演算する。基準回転数 N sは、制御回転数 N 0が高いほど高い。また、トルク演算部 1 6 2 bは、入力された制卸回転数 N 0に応じて図示の特性から目標トルク T r oを演算する。加算部 1 6 2 cは、ェンジンの実際の回転数 N rと上記基準回転数 N sとの偏差 Δ Ν ( = N r - N s ) を求め、補正トルク演算部 1 6 2 dは、この回転数偏差 Δ Nに応じて図示の特性から補正トルク Δ Τを求める。回転数偏差 Δ Νが正のときは補正トルクも正になり、回耘数偏差 Δ Nが負のときは補正トルクも負になり、また、 Ι Δ Ν ! の增加に伴って補正トルク I Δ Τ I が増加するようになっている。

閧数発生器 1 6 2 eは、制御回転数が所定値未満のときには「 0」、所定値以上のときには「 1」を示す信号を出力し、その信号は乗算器 1 6 2 f にて上記補正トルク厶 Tに掛け合わされる。すなわち、補正トルク Δ Τは、制御回転数 N βが所定値以上のときにのみ有効となり、この Δ Τは加算部 1 6 2 gにて上記曰檫トルク T r oに加算され、その値が目標トルク指令値 T p oとして出力される。そして、この目標トルク指令値 T p οから上述の目標押除け容穣が演算される。

このような入力トルク制御部によれば、エンジンのトルクに余裕があるときは、補正トルク Δ Τが正となって目標トルク指令値 Τ ρ οが增加し、トルクオーバーの場合には、補正トルク Δ Τが負となって目檫トルク指令値 Τ ρ οが減少するので、目標トルクを定格トルクに近づけることができ、トルクを有効に設定できる。しかしながら、燃料レバー 5 7 aでエンジン回転数を一定の値に保持して運転する場合は問題ないが、走行ペダル 6 aによりエンジン回転数を增滅制御して運転する場合には次の様な問題がある。

走行ペダル 6 aをフルスロヅトル位 Sまで急操作する場合、ガパナレバー 2 7 aはパルスモータ 2 8により直ちにフルスロットル位镢まで操作されるから制御回転数 N 0は大きくなりスピードセンシング基準回転数 N sも直ちに大きな値になる。しかし、ガバナレバーが最大操作量になってもエンジンの実回転数が最大値まで噴き上がるまでにタイムラグがある。このタイムラグの間は回転数偏差 Δ Nは負となり、補正トルク厶 Tも負となる。したがって、目標トルク指令値 Τ ϊ> οが小さくなって油圧ポンプの押除け容積が滅少し、回転数の立上がり悪くなる。そこで、このようなエンジン回転数の立上がり特性の改善を図った実施例を図 9に示す。

図 9はコントローラ 5 0内の第 1の制御回路部 6 0の入力トルク制御部 1 6 2 を示すものである。図 8と同様な箇所には同一の符号を付して相違点を主に鋭明する。

この入力トルク制御部 1 6 2は図 8のトルク演算部 1 6 2 d と並列に別の特性を有するトルク演箅部 1 6 2 kを備え、各トルク演算部の出力値が選択部 1 6 2 hに入力される。トルク演算部 1 6 2 kは回転数偏差 Δ Νが正の場合には上述した場合と同様に補正トルク Δ Τは正で Δ Νの増加にしたがって增加するが、 Δ Ν が負の場合には、 Δ Τはゼロとなる。すなわち、入力トルクが増加する方向の制御だけが行なわれる。

また入力トルク制御部 1 6 2は、アンドゲード回路 1 6 2 i を有し、このアンドゲード回路 1 6 2 i には、ブレーキスイッチ S W 2のオン ' オフ状態を示す信号と、前後進切換スィッチ SW 1の操作位置を示す信号と、関数発生器 162 j の出力が入力される。閧数発生器 1 62 j は走行ペダル 6 aの踏込み量が所定値以上のときに「 1」を、所定値未満のときにゼロを出力するもので、この関数発生器 1 62 j には、圧力センサ 5 6の出力である走行ペダル 6 aの蹉込み量を示す信号 P tが入力されている。したがって、アンドゲート ·回路 1 62 iは、次の 3つの条件が成立したとき、すなわち走行時にオンしてハイレベル信号を選択スィヅチ 162 hに入力し、選択スィヅチ 162 hはトルク演算部 162 kを選択する。

①ブレーキスイッチ SW2がオフ（スイッチ SW2はローレべル信号を出力）

②前後進切換弁 8 Aが N位 g以外に切換えられている（前後進切換スィツチ S W 1はローレベル信号を出力）

③走行ペダル 6 aが所定値以上踣込まれている（関数発生器 1 62 j はハイレべルを出力）

このように構成された入力トルク制御部 1 62によれば、走行時に走行ペダル 6 aをフルスロヅトル位髦まで踏込んだとき、ガパナレバー位置の検出値である制御回転数 N 0が最大値となり、これに応じてスビードセンシング基準回転数 N sも最大値となる。エンジンの実回転数がガパナレパ一最大値に対応した值となるまでにはタイムラグがあり、この間は回転数偏差厶 Nは負となる。しかし、走行時はトルク演算部 162 kが選択されるから、回転数偏差 ΔΝが負になっても補正トルク Δ Tは負にはならずゼロとなる。したがって、目檫トルク指令値 T p οは低滅されず、油圧ポンプ 1の押除け容穣が低滅されないから、図 8の入力卜ルク制御部を用いる場合に比べて走行加速性が向上する。

また、菲走行時である掘削作業時などには選択スィツチ 1 62 hによりトルク演算部 162 dが選択されるから、従来の入力トルク制限制御と同様に、ェンジントルクに余裕がないときにはポンプ押除け容積が小さくされて、エンジン入力トルクの抵滅が図られ、無用なエンジンストールが防止される。

このような加速性能を確保する構成は走行に限らず旋回に適用してもよい。

産業上の利用可能性

以上説明した本発明に係る油圧制御装置は、ホイール式油圧ショベル、クローラ式油圧ショベル、油圧式クローラクレーン、ホイールローダなど、とくにディーゼルェンジンを搭載した種々の油圧式建設機械に利用して効果がある。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 原動機により動される可変容量油圧ポンプと、

この油圧ポンプからの吐出油により驟動される第 1の油圧ァクチユエ一夕と、前記油圧ポンプと第 1の油圧ァクチユエ一夕との間に設けられ、この第 1の油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油を制御する第 1の制御弁と、

前記油圧ボンブの吐出圧力を前記第 1の油圧ァクチユエ一夕の負荷圧よりも所定の目標值だけ高く保持する第 1の目檫押除け容積を決定する第 1の決定手段と、前記油圧ポンプの吐出圧力に基づいて入力トルクを制限する第 2の目標押除け容積を決定する第 2の決定手段と、

少なくとも第 1および第 2の目標押除け容積のいずれか一方の値となるように前記油圧ポンプの押除け容穣を制御する押除け容稹制御手段とを備えた油圧建設機械の油圧制御装 Sにおいて、

第 1の決定手段で決定されて出力される第 1の目檫押除け容稜を示す信号に制限を加える制限手段を備える油圧建設機械の油圧制御装置。

( 2 ) 前記制展手段は、前記第 1の決定手段から出力される第 1の目標押除け容積の最小値よりも大きい値の制限信号を出力する制限信号出力手段と、

この制限信号と前記第 1の決定手段から出力される第 1の目標押除け容積の大小を比較して大きいほうを選択出力する最大値選択手段と、

操作者に操作されることにより前記制限信号出力手段を動作させる制限動作指令信号を出力する制限動作指令信号出力手段とを備え、

前記最大値選択手段で選択された目檫押除け容積と前記第 2の押除け容積とのうち小さいほうの値になるように前記押除け容稹が制御される請求項 1に記載の油圧建設機械の油圧制御装罱。

( 3 ) 前記制限動作指令信号出力手段は、操作者に操作されるスィッチである請求項 2に記載の油圧建設機械の油圧制御装置。

( ) 前記制限動作指令信号出力手段は、少なくとも 2種類の制限動作指令信号を出力し、前記制限信号出力手段は入力される制限動作指令信号に応じた值の目樓押除け容積を出力する請求項 2に記載の油圧建設機械の油圧制御装 S。

( 5 ) 前記制限動作指令信号出力手段は、操作者に操作される操作量に応じた 2種類以上の制限動作指令信号を出力する操作部材を含む請求項 4に記載の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 6 ) 前記制限手段は、前記第 1の決定手段から出力される第 1の目標押除け容積と前記第 2の決定手段から出力される第 2の目標押除け容積のうち小さいほうを選択する最小値選択手段と、

この最小値選択手段で選択された目標押除け容積と前記第 2の目標押除け容積とのいずれか一方を選択する選択手段と、

この選択手段で選択する目標押除け容積として前記最小値選択手段の出力を選択するか、前記第 2の目標押除け容稹を選択するかを指令する選択指令信号を出力する選択指令信号出力手段とを含む請求項 1.に記載の油圧建設機械の油圧制御装 8。

( 7 ) 前記制限手段は、前記第 1の決定手段から出力される第 1の目標押除け容積の最小値よりも大きい値の制限信号を出力する制限信号出力手段と、

前記油圧ァクチユエ一夕の操作部材が操作されることにより前記制限信号出力手段を動作させる制限動作指令信号を出力する制限動作指令信号出力手段とを備え、

前記最大値選択手段で選択された目標押除け容稜と前記第 2の目標押除け容積とのうち小さい方の値になるように前記押除け容穣が制御される請求項 1に記載の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 8 ) 前記油圧建設機械はさらに、

原動機の回転数を任意の回転数に保持するために操作される第 1の操作手段と、原動機の回転数を制御するために操作され、操作力を緩めると初期低回転数位置に復帰する第 2の操作手段と、

前記第 1および第 2の操作手段に応じて原動機回転数を制御する回転数制御手段と、

前記油圧ポンプからの吐出油により駆動される第 2の油圧ァクチユエ一夕と、前記油圧ポンプと第 2の油圧ァクチユエ一夕との間に設けられ、この第 2の油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油を制御する第 2の制御弁とを備え、前記制限動作指令信号出力手段は、前記第 2の操作手段により原動機回転数を制御しつつ前記第 1の油圧ァクチユエ一夕を操作している状態を判別すると前記第 2の目標押除け容稹を選択する選択指令信号を出力する判別手段である請求項 2に記載の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 9 ) 前記第 1の決定手段は、前記第 1の制御弁に前記油圧ポンプを接続する管路の圧力と、前記第 1の制御弁に前記第 1の油圧ァクチユエ一夕を接続する管路の圧力との差圧を検出し、予め定められた目標差圧と検出された差圧との僱差を求め、この偏差に基づいて第 1の目標押除け容積を算出し、

前記第 2の決定手段は、前記原動機であるディーゼルエンジンの実回転数とデイーゼルエンジンのガパナレバ一位置で示される制御回転数との偏差を検出し、検出された偏差から前記ディーゼルエンジンがエンジンストールしないような目檫トルクを求めるとともに、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧力を検出し、検出された吐出圧力の逆数と前記目標トルクとに基づいて前記第 2の目標押除け容穣を算出する請求項 1〜 7の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 1 0 ) 前記第 2の決定手段は走行時を判定する手段を含み、走行時には、実回転数が制御回転数よりも大きいときに前記目標トルクを増加する補正だけ行ない、非走行時には、実回転数が制御回転数よりも大きいときに前記目標トルクを増加し、実回転数が制御回転数よりも小さいときに前記目標トルクを滅少するように補正する請求項 9の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 1 1 ) 原動機の回転数を任意の回転数に保持するために操作される第 1の操作手段と、

原動機の回転数を制卸するために操作され、操作力を緩めると初期低回転数位置に復帰する第 2の操作手段と、

前記原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、

この油圧ポンプからの吐出油により駆動される第 1の油圧ァクチユエ一夕と、前記油圧ポンプからの吐出油により鹿動される第 2の油圧ァクチユエ一夕と、前記油圧ポンプと第 1の油圧ァクチユエ一夕との間に設けられ、この第 1の油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油を制御する第 1の制御弁と、

前記油圧ポンプと第 2の油圧ァクチユエ一夕との間に設けられ、この第 2の油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油を制御する第 2の制御弁と、

前記油圧ポンプの吐出圧力を前記第 1および第 2の油圧ァクチユエ一夕の負荷圧よりも所定の目標値だけ高く保持する第 1の目標押除け容積を決定する第 1の決定手段と、

前記油圧ポンプの吐出圧力に基づいて入力トルクを制眼する第 2の目標押除け容積を決定する第 2の決定手段と、

少なくとも前記第 1および第 2の目標押除け容積のいずれか一方の値となるように前記油圧ポンプの押除け容積を制御する押除け容積制御手段とを備えた油圧建設機械の油圧制御装置において、

前記第 2の操作手段により原動機回転数を制御しつつ前記第 1の油圧ァクチュエータを操作している状態を判別すると判別信号を出力する判別手段を備え、前記判別信号が出力されている場合、前記第 1の目檫押除け容穰の値にかかわらず前記第 2の目標押除け容積となるように前記可変容量油圧ポンプの押除け容積が制御されることを特教とする油圧建設機械の油圧制御装置。

( 1 2 ) 前記第 1および第 2の目檫押除け容積のうち小さい値を選択する最小値選択手段と、

前記判別信号が出力されていないときは前記最小値選択手段で選択された目標押除け容積を出力し、前記判別信号が出力されているときは前記第 2の目標押除け容積を出力する切換手段とをさらに含む請求項 1 1の油圧建設機械の油圧制御装置。 .

( 1 3 ) 前記第 1の目標押除け容穣の最小値よりも大きい値の制限信号を出力する制限信号出力手段と、

この制限信号と前記第 1の目標押除け容積の大小を比較して大きいほうを選択出力する最大値選択手段と、

この最大値選択手段から出力される目標押除け容積と第 2の目檫押除け容積のうち小さい値を選択する最小値選択手段と、操作者に操作されることにより前記制限信号出力手段を動作させる制限動作指令信号を出力する制限動作指令信号出力手段とを備える請求項 1 1に記載の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 1 ) 前記第 1の油圧ァクチユエ一夕はフロントアタッチメント用油圧シリンダであり、前記第 2の油圧ァクチユエ一夕は走行用油庄モー夕であり、前記第 1の操作手段は手動操作部材であり、前記第 2の操作部材は足跨み式の操作部材である請求項 1 1〜 1 3のいずれかの項に記載の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 1 5 ) 前記手動操作部材は操作された位置に応じて原動機回転数を設定する燃料レバーであり、前記足踏み式操作部材は、その踏み込み量に応じて第 2の制卸弁の開口面積も調節可能な走行ペダルである請求項 1 4の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 1 6 ) 前記判別信号が出力される時は前記第 2の油圧ァクチユエ一夕の ¾動を禁止する禁止手段をさらに有する請求項 1 5の油圧建設機械の油圧制御装釁。

( 1 7 ) 前記回転数制御手段は、

前記第 1の操作手段の操作量に応じて前記原動機の第 1の目檫回転数を設定する第 1の目標回転数設定手段と、

第 2の操作手段の操作量に応じて前記原動機の第 2の目標回転数を設定する第

2の目標回転数設定手段と、

前記第 1および第 2の目標回転数のうちいずれか大きい方の值を選択する選択手段と、

選択された目標回転数になるように原動機回転数を增滅する回転数增滅手段とを含む請求項 1 1の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 1 8 ) 前記第 1の油圧ァクチユエ一夕はフロントアタッチメント用油圧シリンダであり、前記第 2の油圧ァクチユエ一夕は走行用油圧モータであり、前記第 1の操作手段は手動操作部材であり、前記第 2の操作部材は足踏み式の操作部材である請求項 1 7の油圧建設機械の油圧制卸装置。

( 1 9 ) 前記手動操作部材は操作された位に応じて原動機回転数を設定する燃料レバーであり、前記足踏み式操作部材は、その踏み込み量に応じて第 2の制御弁の開口面積も調節可能な走行ペダルである請求項 1 8の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 2 0 ) 前記判別信号が出力される時は前記走行用油圧モータの駆動を禁止する禁止手段をさらに有する請求項 1 9の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 2 1 ) 前記第 1の決定手段は、前記第 1および第 2の制御弁に前記油圧ポンプを接続する管路の圧力と、前記第 1および第 2の制御弁に前記第 1および第 2 の油圧ァクチユエ一夕を各々接続する管路のうち高圧側の管路の圧力との差圧を検出し、予め定められた目標差圧と検出された差圧との偏差を求め、この偏差に基づいて第 1の目標押除け容穣を算出し、

前記第 2の決定手段は、前記原動機であるディーゼルエンジンの実回転数とデイーゼルエンジンのガパナレバー位置で示される制御回転数との偏差を検出し、検出された偏差から前記ディーゼルエンジンがエンジンストールしないような目檫トルクを求めるとともに、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧力を検出し、検出された吐出圧力の逆数と前記目標トルクとに基づいて前記第 2の目檫押除け容穣を算出する請求項 1 1〜 2 0の油圧建設機械の油圧制御装釁。

( 2 2 ) 前記第 2の決定手段は走行時を判定する手段を含み、走行時には、実回転数が制御回転数よりも大きいときに前記目標トルクを増加する補正だけ行ない、非走行時には、実回転数が制御回転数よりも大きいときに前記目標トルクを増加し、実回転数が制御回転数よりも小さいときに前記目標トルクを滅少するように補正する請求項 2 1の油圧建設機械の油圧制御装置。

( 2 3 ) ディーゼルエンジンを任意の回転数に調節するために操作される手動操作部材と、

走行速度を制御するために操作され、操作力を緩めると初期位置に復帰する走行ペダルと、

前記手勤操作部材および走行ペダルの操作量に応じてディーゼルェンジン回転数を制御する回転数制御手段と、

前記ディーゼルエンジンにより雜動される可変容量油圧ポンプと、

この油圧ポンプからの吐出油により駆動されるフロントアタッチメント用油圧ァクチユエ一夕と、前記油圧ポンプからの吐出油により駆動される走行用油圧モー夕と、

前記油圧ポンプとフロントァ夕ヅチメント用油圧ァクチユエ一夕との間に設けられ、この油圧ァクチユエ一夕に供給される圧油を制御するプロントァタヅチメント用制御弁と、

前記油圧ポンプと走行用油圧モータとの間に設けられ、前記走行ペダルの踏込み量に応じて前記走行用油圧モー夕に供給される圧油を制御する走行用制御弁と、前記油圧ポンプの吐出圧力を前記フロントアタッチメント用および走行用油圧モータの負荷圧よりも所定の目檫値だけ高く保持する第 1の目標押除け容積を決定する第 1の決定手段と、

前記油圧ポンプの吐出圧力に基づいて入力トルクを制限する第 2の目標押除け容穣を決定する第 2の決定手段と、

前記第 1および第 2の目標押除け容積のうちいずれか一方の目檫押除け容種となるように前記油圧ポンプの押除け容積を制御する押除け容積制揮手段とを備えた油圧建設機械の油圧制御装置において、

前記走行ペダルによりディーゼルエンジン回転数を制御しつつ前記フロントァタツチメント用油圧ァクチユエ一夕を操作している状態を判別すると判別信号を出力する判別手段と、

前記判別信号が出力されている場合、前記第 1の目樓押除け容積の値にかかわらず前記第 2の目標押除け容積を選択する選択手段とを具儋することを特教とする油圧建設機械の油圧制御装置。

( 2 4 ) 前記第 1の決定手段は、前記第 1および第 2の制御弁に前記油圧ボンプを接続する管路の圧力と、前記第 1および第 2の制御弁に前記第 1および第 2 の油圧ァクチユエ一夕を各々接続する管路のうち髙圧倒の管路の圧力との差圧を検出し、予め定められた目標差圧と検出された差圧との偏差を求め、この偏差に基づいて第 1の目標押除け容積を算出し、

前記第 2の決定手段は、前記原動機であるディーゼルエンジンの実回転数とデイーゼルェンジンのガパナレバー位置で示される制御回転数との偏差を検出し、検出された偏差から前記ディーゼルエンジンがエンジンストールしないような目檫トルクを求めるとともに、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧力を検出し、検出された吐出圧力の逆数と前記目標トルクとに基づいて前記第 2の目標押除け容穣を算出する請求項 2 3の油圧建設機械の油圧制御装 S。

( 2 5 ) 前記第 2の決定手段は走行時を判定する手段を含み、走行時には、実回転数が制御回転数よりも大きいときに前記目標トルクを増加する補正だけ行ない、非走行時には、実回転数が制御回転数よりも大きいときに前記目標トルクを増加し、実回転数が制御回転数よりも小さいときに前記目標トルクを滅少するように補正する請求項 2 4の油圧建設機械の油圧制御装 g。