JPH0579502A - 油圧建設機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧ポンプの押除け容積を操作手段の操作量
に応じて制御するポンプ制御手段を備える油圧建設機械
において、アクチュエータの微操作性と応答性を共に良
好にする。 【構成】 応答速度選択スイッチ４０からの選択信号Ｓ
に対応して、油圧ポンプ２の傾転角変化速度を切換える
傾転速度制御部９５を設ける。選択信号ＳがＯＦＦのと
きは、第１の制御ゲイン設定部９６からゲインが選択さ
れ、ＯＮのときは第２の制御ゲイン設定部９７からゲイ
ンが選択され、第１の制御ゲイン設定ぶ９６で鷹向きの
小さい特性のゲインが選択されたときはアクチュエータ
７はマイルドに作動し、微操作性が向上する。第２の席
ゲイン設定部９７で傾きの大きい特性のゲインが選択さ
れたときは、アクチュエータは素早く作動し、応答性が
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルやホイー
ルローダ等に代表される油圧建設機械に係わり、特に、
原動機により駆動される油圧ポンプの押除け容積を操作
レバーの操作量に応じて制御可能なポンプ制御装置を備
えた油圧建設機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル、油圧クレーン等の油圧建
設機械においては、原動機により駆動される油圧ポンプ
の押除け容積（斜板ポンプにあっては斜板の傾転量）を
操作レバーの操作量に応じて制御するポンプ制御装置が
用いられており、このポンプ制御装置として、ロードセ
ンシング制御システムやネガティブコントロールシステ
ムがある。ロードセンシング制御とは、例えばＤＥ−Ａ
１−３４２２１６５（特開昭６０−１１７０６またはＵ
ＳＰ４，６１７，８５４に対応）、特開平２−２９１４
３６号公報に記載のように、複数の油圧アクチュエータ
の最大負荷圧力を検出し、油圧ポンプの吐出圧力がこの
最大負荷圧力よりも一定値だけ高くなるよう油圧ポンプ
の押除け容積を制御するものであり、これにより油圧ア
クチュエータの負荷圧力に応じて油圧ポンプの吐出量を
増減することができ、省エネおよび操作性の向上を図っ
ている。

【０００３】また、ネガティブコントロールとは、操作
レバーの操作量に係わるパイロット圧信号を検出して、
この信号に応じて油圧ポンプの押除け容積を制御するも
のであり、操作レバーが中立時に油圧ポンプの押除け容
積を最小値に制御し、操作レバーが操作されるにしたが
って押除け容積を増加させる制御方式であり、これによ
り同様に省エネおよび操作性の向上が図れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
ステムを備えた従来の油圧建設機械においては以下のよ
うな問題がある。

【０００５】ロードセンシング制御システムやネガティ
ブコントロールシステムにおいては、上記のように操作
レバーの操作量に応じて油圧ポンプの押除け容積が制御
されるので、操作レバーが中立位置にあるときには油圧
ポンプの押除け容積は予め設定した最少値に低減され
る。この場合、油圧ポンプの吐出圧力はアンロード弁に
よりタンク圧より所定値だけ高い圧力に保たれ、このと
きのポンプ押除け容積は、燃費低減、微操作性向上のた
め充分小さく設定するのが普通である。このような構成
において、操作レバーを中立位置から急操作した場合、
ポンプ押除け容積はレバー操作量に応じて増大するが、
ポンプ押除け容積の初期位置が小さく初期ポンプ吐出流
量（スタンバイ流量）が小さいことから、レバー操作量
に応じたポンプ押除け容積に達するのに時間を要し、ア
クチュエータの応答性が悪くなる。

【０００６】本発明の目的は、スタンバイ流量からの立
上がり時における油圧アクチュエータの微操作性と応答
性を共に良好にする油圧建設機械を提供することにあ
る。

【課題を解決するための手段】

【０００７】請求項１の発明は、原動機により駆動され
る可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐
出油により駆動される少なくとも１つの油圧アクチュエ
ータと、前記油圧ポンプからの吐出油を前記アクチュエ
ータに導く制御弁と、この制御弁のストローク量を制御
する操作手段と、この操作部材の操作量に応じて前記油
圧ポンプの押除け容積を制御するポンプ制御手段とを備
えた油圧建設機械に適用される。そして、（ａ）オペレ
ータの操作により前記アクチュエータの応答速度の指令
値を選択し、対応する選択信号を出力する第１の手段
と；（ｂ）前記第１の手段からの選択信号に対して、前
記操作手段の操作量に応じて制御される前記油圧ポンプ
の押除け容積の変化速度を切換える第２の手段と；を備
えることにより、上記目的を達成する。

【０００８】上記請求項１の油圧建設機械において、好
ましくは、前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐
出圧力と前記アクチュエータの負荷圧力との差圧を検出
する手段と、この検出差圧と予め設定した目標差圧との
偏差を求め、この差圧偏差から第１の目標押除け容積変
化量を演算して、前記検出差圧を一定に保つための目標
押除け容積を演算する手段とを備え、前記第２の手段
は、前記差圧偏差から第２の目標押除け容積変化量を演
算する手段と、前記選択信号に対応して前記第１および
第２の目標押除け容積変化量の一方を選択する手段とを
備える。

【０００９】前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの
吐出圧力と前記アクチュエータの負荷圧力との差圧を検
出する手段と、この検出差圧と予め設定した目標差圧と
の偏差を求め、この差圧偏差から第１の目標押除け容積
変化量を演算して、前記検出差圧を一定に保つための目
標押除け容積を演算する手段とを備え、前記第２の手段
は、前記選択信号に応じたレベルの修正係数を出力する
手段と、前記目標押除け容積と前記修正係数を乗じて最
終的な目標押除け容積を演算する手段とを備える構成で
あっても良い。

【００１０】請求項４の発明は、原動機により駆動され
る可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐
出油により駆動される少なくとも１つの油圧アクチュエ
ータと、前記油圧ポンプからの吐出油を前記アクチュエ
ータに導く制御弁と、この制御弁のストローク量を制御
する操作手段と、前記油圧ポンプの押除け容積を制御す
るポンプ制御手段とを備え、ポンプ制御手段は、少なく
とも前記操作手段が中立位置にあるときには、前記操作
手段が操作されるときに制御される押除け容積に比べて
小さい初期押除け容積になるように前記油圧ポンプの押
除け容積を制御するようにした油圧建設機械に適用され
る。そして、前記操作手段が中立位置にあるときに設定
可能な初期押除け容積を少なくとも２種類用意し、オペ
レータの操作により前記初期押除け容積を選択する選択
信号を出力する第１の手段と、この第１の手段から出力
される選択信号に対応して、前記２種類の初期押除け容
積のいずれかを選択する選択手段とを備えることによ
り、上記目的を達成する。

【００１１】

【作用】請求項１の発明において、第１の手段からの選
択信号に対応して、操作手段の操作量に応じて制御され
る油圧ポンプの押除け容積の変化速度が小さいモードに
切換えられると、アクチュエータはマイルドに作動し、
微操作性が向上する。また、押除け容積の変化速度が大
きいモードに切換えられると、アクチュエータは素早く
作動し、応答性が向上する。請求項４の発明にあって
は、選択信号に応じていずれかの初期押除け容積が選択
される。したがって、オペレータの好みや運転内容に応
じて、小さい初期押除け容積が選択されると、操作手段
を操作するときに少ないスタンバイ流量から運転が開始
され、アクチュエータはマイルドに運転され、微操作性
が向上する。大きい初期押除け容積が選択されると、操
作手段を操作するときに大きいスタンバイ流量から運転
が開始され、アクチュエータはスピーディに運転され、
応答性が向上する。

【００１２】

【実施例】

−第１の実施例− 本発明の第１の実施例を図１〜図４を参照して説明す
る。第１の実施例は、上記ロードセンシング制御（以
下、ＬＳ制御とも呼ぶ）と、ポンプ入力トルクがエンジ
ン出力トルクよりオーバーしないようにポンプ押除け容
積の最大値を制限する入力トルク制御とを行なう油圧建
設機械に本発明を適用したものであり、ロードセンシン
グ制御により変動する目標押除け容積の変化速度特性を
緩急２種類用意し、オペレータの判断でいずれか一方を
選択できるようにしたものである。

【００１３】図１において、本実施例の油圧建設機械に
係わる油圧システムは、原動機すなわちエンジン１と、
このエンジン１によって駆動される可変容量型の油圧ポ
ンプ２と、この油圧ポンプ２に吐出管路３および主回路
ライン４，５を介して相互にパラレルに接続され、油圧
ポンプ２からの吐出油により駆動される複数の油圧アク
チュエータ６，７とを備え、油圧ポンプ２と油圧アクチ
ュエータ６，７の間の主管路ライン４，５には、油圧ポ
ンプ２から油圧アクチュエータに供給される圧油の流量
と供給方向を制御する制御弁８，９がそれぞれ接続さ
れ、制御弁８，９の上流には圧力補償弁１０，１１が接
続されている。

【００１４】この実施例において、油圧建設機械は図２
に示すホイール式油圧ショベルを対称としており、上記
油圧システムのアクチュエータ６は例えば後輪５０をト
ランスミッション５１およびプロペラシャフト５２を介
して駆動する走行モータであり、アクチュエータ７は例
えばフロントアタッチメント５３の一部であるブーム５
４の昇降を行うブームシリンダである。

【００１５】制御弁８，９は、図示実施例ではパイロッ
ト油圧式の弁であり、パイロットライン５５ａ，５５ｂ
および５６ａ，５６ｂに伝えられるパイロット圧により
制御される。

【００１６】パイロットライン５５ａ，５５ｂは、図３
に示す走行用のパイロット回路５７に接続されている。
走行用のパイロット回路５７は、走行速度を指示するペ
ダル操作式のパイロット減圧弁５８と、走行の前進、後
進を指示する手動操作式の方向切換弁５９とを有してい
る。パイロット減圧弁５８を踏み込み、方向切換弁５９
をいずれかの位置に切換えると、パイロット減圧弁５８
ではパイロットポンプ６０からの圧油を基に踏み込み量
に応じたパイロット圧が発生し、このパイロット圧はス
ローリターン弁６１を介して方向切換弁５９の切換位置
に応じてパイロットライン５５ａ，５５ｂのいずれかに
伝達され、制御弁８は減圧弁５８の踏み込み量および方
向切換弁５９の切換位置に応じて開度および切換位置が
制御される。パイロット減圧弁５８の踏み込みを解除す
ると、パイロット圧はスローリターン弁６１を介して徐
々に減圧され、制御弁８も徐々に中立位置に戻る。

【００１７】パイロットライン５６ａ，５６ｂは、ブー
ムシリンダ７の速度および駆動方向を指令する操作レバ
ー１８を備えたパイロット弁に接続され、パイロット弁
では操作レバー１８の操作量および操作方向に応じたパ
イロット圧が発生し、これがパイロットライン５６ａ，
５６ｂを介して制御弁９に伝達され、制御弁９の開度お
よび切換位置が制御される。

【００１８】圧力補償弁１０，１１はそれぞれ制御弁
８，９の前後差圧に応答して作動し、油圧ポンプ２の吐
出圧力および油圧アクチュエータ６，７の負荷圧力の変
化にかかわらず、制御弁８，９の前後差圧を一定に保持
して制御弁８，９の開度に応じた流量の確保を可能にし
ている。

【００１９】制御弁８，９にはそれぞれアクチュエータ
６，７の負荷圧力を検出するための負荷ライン１２，１
３が接続され、負荷ライン１２，１３は更に高圧選択弁
１９を介して負荷ライン１４に接続され、高圧選択弁１
９で選択された高圧側の負荷圧力、すなわち、最大負荷
圧力は負荷ライン１４に導かれる。

【００２０】入力側負荷ライン１２，１３で検出した負
荷圧力が上述の圧力補償弁１０，１１に伝達され、負荷
ライン１４で検出した最大負荷圧力がアンロード弁１６
に導かれる。

【００２１】エンジン１は好ましくはオールスピードガ
バナ付きの燃料噴射装置３０を備えたディーゼルエンジ
ンであり、燃料噴射装置３０はガバナレバー３１を有
し、そのガバナレバー３１はパルスモータ３５により駆
動される。

【００２２】油圧ポンプ２は斜板ポンプであり、レギュ
レータ７５によってその斜板位置、すなわち傾転角（ポ
ンプ押除け容積）が制御される。レギュレータ７５は、
２つの電磁弁７６，７７と、この電磁弁の切換えにより
圧油の給排が制御され、位置が制御されるサーボシリン
ダ７８とを有し、サーボシリンダ７８により油圧ポンプ
２の斜板が駆動される。また、オペレータの操作により
アクチュエータ６，７の応答速度の指令値を選択し、対
応する選択信号Ｓを出力する応答速度選択スイッチ４０
が設けられている。応答速度選択スイッチ４０は端子４
１にあるときに標準モードを選択し、このとき選択信号
ＳはＯＦＦであり、端子４２に切換えられるとクイック
モードを選択し、選択信号ＳをＯＮにする。

【００２３】また、上記エンジン１および油圧ポンプ２
を制御するため、油圧ポンプ２の斜板傾転角（押除け容
積）θｓを検出する傾転角センサ７０、油圧ポンプ２の
吐出圧力Ｐｐを検出する圧力センサ７１、油圧ポンプ２
の吐出圧力とアクチュエータ６，７の最大負荷圧力との
差圧ΔＰＬＳを検出する差圧センサ３３、エンジン１の
回転数を検出する回転数センサ７３、およびガバナレバ
ー３１の回動量を検出するポテンショメ−タ３４からな
るセンサ群を備える。さらに、オペレータにより手動操
作され、変位量に応じたレベルの電気信号を出力する燃
料レバー３２を備え、センサ群、燃料レバー３２および
スイッチ４０からの信号は、主としてマイクロコンピュ
ータで構成されるコントローラ７４に入力される。

【００２４】コントローラ７４はエンジン制御機能とポ
ンプ制御機能を有しており、エンジン制御機能におい
て、燃料レバー３２からの信号に応じたエンジン１の目
標回転数を設定し、その目標回転数に対応するガバナレ
バー３１の目標変位量とポテンショメ−タ３４により検
出されるガバナレバー３１の実変位量とから前記目標回
転数が得られるようパルスモータ３５に駆動信号を出力
する。

【００２５】また、コントローラ７４は、ポンプ制御機
能において、傾転角センサ７０、圧力センサ７１、差圧
センサ３３、回転数センサ７３、ポテンショメ−タ３
４、応答速度選択スイッチ４０からの信号を入力し、レ
ギュレータ７５の電磁弁７６，７７に駆動信号を出力す
る。そして、油圧ポンプ２の吐出圧力が最大負荷圧力よ
りも一定の差圧だけ高くなるように油圧ポンプ２の傾転
角を制御するロードセンシング制御を行うと共に、油圧
ポンプ２の入力トルクがエンジン１の出力トルクの範囲
内となるように油圧ポンプ２の傾転角を制御する入力ト
ルク制限制御を行う。

【００２６】アンロード弁１６は、制御弁８，９の中立
時、油圧ポンプ２の吐出圧力が上記ロードセンシング制
御の設定差圧に対し若干高い圧力になるよう設定され、
これにより、制御弁８，９が中立位置にあるときのポン
プ傾転角を最小傾転角に保持するようにしている。

【００２７】コントローラ７４のポンプ制御機能の詳細
を図４により説明する。コントローラ７４のポンプ制御
機能は、ロードセンシング（ＬＳ）制御部８５、トルク
制御部８６、最小値選択部８７、サーボ制御部８８から
なっている。

【００２８】ＬＳ制御部８５では、目標差圧ΔＰｏと差
圧センサ３３（図１参照）で検出された実差圧ΔＰＬＳ
のフィードバック値との差圧Δ（ＰＬＳ）を演算し、こ
の差圧Δ（ＰＬＳ）から第１の制御ゲイン設定部９６お
よび傾転速度制御部９５で目標値の変化量ΔθＬ（＝制
御速度）を演算し、それを積分してＬＳ制御のための目
標ポンプ傾転角θＬを求める。第１の制御ゲイン設定部
９６には制御ゲインＫ１が設定され、差圧Δ（ＰＬＳ）
とこの制御ゲインＫ１とから第１の目標値変化量ΔθＬ
１が求められる。

【００２９】傾転速度制御部９５は、第２の制御ゲイン
設定部９７を有し、第２の制御ゲイン設定部９７には制
御ゲインＫ１よりも大きな制御ゲインＫ２が設定され、
差圧Δ（ＰＬＳ）とこの制御ゲインＫ２とから第１の目
標値変化量ΔθＬ１より大きい第２の目標値変化量Δθ
Ｌ２が求められる。また、傾転速度制御部９５にはスイ
ッチ９８が設けられ、スイッチ９８は、応答速度選択ス
イッチ４０（図１参照）からの選択信号ＳがＯＦＦのと
き第１の目標値変化量ΔθＬ１を出力し、選択信号Ｓが
ＯＮのときに第２の目標値変化量ΔθＬ２を出力する。

【００３０】トルク制御部８６においては、回転数セン
サ７３で検出されたエンジン回転数Ｎｒとポテンショメ
−タ３４で検出されたガバナレバー変位量（制御回転
数）Ｎθとの偏差から余裕トルクΔＴを演算してスピー
ドセンシングを行い、この余裕トルクΔＴからエンジン
ストールを防止する目標トルクＴｐｏを演算し、この目
標トルクＴｐｏに、圧力センサ７１で検出されたポンプ
吐出圧力Ｐｐの逆数１／Ｐｐを乗じてトルク演算を行
い、得られた値θｐｓに一次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目標ポンプ傾転角θＡを
求める。

【００３１】最小値選択部８７においては、ＬＳ制御部
８５からの目標ポンプ傾転角θＬとトルク制御部８６か
らの目標ポンプ傾転角θＡの最小値を選択して傾転角指
令値θｒとし、サーボ制御部８８においては、この傾転
指令値θｒと傾転角センサ７０で検出された実傾転角の
フィードバック値θｓとの差Δθを演算し、この差Δθ
が不感帯の所定値以上であれば、電磁弁７６，７７を駆
動する駆動信号を出力する。

【００３２】以上の構成において、操作レバー１８およ
びパイロット減圧弁５８（図３参照）が中立位置にあ
り、制御弁８，９（図１参照）が中立位置にあるとき、
応答速度選択スイッチ４０（図１参照）を端子４１の標
準モード選択位置に設定しておけば、選択信号ＳがＯＦ
Ｆで、傾転速度制御部９５では目標値変化量ΔθＬとし
て第１の目標値変化量ΔθＬ１が選択される。したがっ
て、この状態からオペレータが例えば操作レバー１８を
操作すれば、最小値選択部８７でＬＳ制御の目標ポンプ
傾転角θＬが選択され、第１の目標値変化量ΔθＬ１を
変化速度として流量が増加し、かつポンプ吐出圧力を最
大負荷圧力よりも一定差圧ΔＰｏだけ高く保持するロー
ドセンシング制御が行われる。したがって、このとき
は、ポンプ吐出流量は緩やかに増大し、アクチュエータ
７はマイルドに作動する。また、最小値選択部８７にお
いてトルク制御用の目標ポンプ傾転角θＡが選択された
場合には、油圧ポンプ２の入力トルクがエンジン１の出
力トルクを越えないように入力トルク制限制御が行われ
る。

【００３３】一方、操作レバー１８およびパイロット減
圧弁５８が中立位置にあり、制御弁８，９が中立位置に
あるとき、応答速度選択スイッチ４０を端子４２のクイ
ックモード選択位置に切換えると、選択信号ＳがＯＮと
なり、傾転速度制御部９５では目標値変化量ΔθＬとし
て第２の目標値変化量ΔθＬ２（＞ΔθＬ１）が選択さ
れる。したがって、この状態からオペレータが例えば操
作レバー１８を急操作したときは、最小値選択部８７で
ＬＳ制御の目標ポンプ傾転角θＬが選択されれば、第２
の目標値変化量ΔθＬ２を変化速度として流量が増加
し、かつ上記のようにロードセンシング制御が行われ
る。したがって、アクチュエータ７は素早く所望の速度
に達し、応答性が良くなる。

【００３４】また、トルク制御用の目標ポンプ傾転角θ
ＡがＬＳ制御用の目標ポンプ傾転角θＬより小さくなれ
ば、この場合は、最小値選択部８７で前者の目標ポンプ
傾転角θＡが選択され、油圧ポンプ２は上記のように入
力トルク制限制御される。

【００３５】以上のように、本実施例によれば、応答速
度選択スイッチ４０の切換えにより油圧ポンプ２の傾転
角の変化速度を変更できるので、変化速度が小さいモー
ドではアクチュエータをマイルドに作動させ、微操作性
を向上でき、変化速度が大きいモードではアクチュエー
タを素早く作動させ、応答性を向上できる。

【００３６】また、本実施例では、入力トルク制限制御
との組み合わせで上記の傾転速度制御を行うので、設定
部９７に設定される第２の制御ゲインＫ２をかなり大き
な値に設定しても、エンジン１（図１参照）がオーバト
ルクになることはない。

【００３７】−第２の実施例− 第１の実施例に用いた２位置切換方式の応答速度選択ス
イッチ４０に代え、ダイヤル式の可変ボリュームのよう
な操作量に応じたレベルの電気信号を選択信号Ｓとして
出力する操作部材を用いることもできる。すなわち図５
に示すように、ＬＳ制御部８５Ａの傾転速度制御部９５
Ａに、その電気信号のレベルに応じて大きくなる修正係
数Ｋ３を設定する設定部９９と、ゲイン設定部９６から
の目標値変化量ΔθＬ１とその修正係数Ｋ３を乗じる演
算部１００とを設け、演算部１００で得た値を最終の目
標値変化量ΔθＬとして積分演算を行い、ＬＳ制御の目
標ポンプ傾転角θＬを求めるようにしてもよい。これに
より、ポンプ傾転角の変化速度を任意に変えることがで
き、操作レバー切換え時の応答性を任意に調整すること
ができる。

【００３８】なお、操作装置の操作量に応じて、操作量
が増大すると油圧ポンプの傾転角が増大するようにポン
プ傾転角を制御する方式としては、上述したＬＳ制御方
式に限定されるものではなく、たとえば操作レバーの操
作量をロッドで制御弁に伝える操作方式において、該ロ
ッドの動きに追従してポンプ傾転角を制御する、いわゆ
る外部コンペン制御システム等、その他の種々の方式を
採用しても、同様な効果を得ることができる。

【００３９】−第３の実施例− 図６および図７は第３の実施例を示す図である。第３の
実施例は、周知のネガテイブコントロール時の最小ポン
プ傾転角を任意に変更可能としたものである。図１およ
び図３と同様な箇所には同一の符号を付して説明する。

【００４０】図６において、本実施例の油圧システム
は、エンジン３０１と、エンジン３０１によって駆動さ
れる可変容量型の油圧ポンプ３０２と、この油圧ポンプ
３０２からの吐出油により駆動される走行モータ６と、
ブーム駆動用油圧シリンダ７と、アーム駆動用油圧シリ
ンダ３０５と、油圧ポンプ３０２から各油圧アクチュエ
ータに供給される圧油の流量と供給方向を制御する制御
弁３０６，３０７，３０８とを有し、各制御弁３０６〜
３０８には油圧ポンプ３０２の吐出管路３０９に接続さ
れたセンターバイパスライン３１０が貫通しており、制
御弁３０６〜３０８は、それぞれ、中立位置ではセンタ
ーバイパスライン３１０の流路を全開し、中立位置から
作動位置に操作されるに従って当該流路が絞られるよう
に構成されている。

【００４１】センターバイパスライン３１０の最下流端
にはネガコン弁３２０が接続されている。ネガコン弁３
２０は、やはりエンジン３０１によって駆動されるパイ
ロットポンプ３１１に接続されたネガコン用パイロット
ライン３１２のネガコン圧力を生成するリリーフ弁３２
１と、リリーフ弁３２１のばね３２１ａに作用し、設定
圧力を調整する圧力調整弁３２２とからなっている。

【００４２】図７に示すように、ばね３２１ａのプリセ
ット値は外部操作スイッチ３３０で無段階に調節できる
ようになっており、したがって、リリーフ弁３２１のリ
リーフ設定圧力は調節可能である。

【００４３】このように構成されたネガコン弁３２０に
おいては、センターバイパスライン３１０に圧力が立っ
ているときには、調整弁３２２はリリーフ弁３２１のリ
リーフ圧力を最大に設定し、パイロットライン３１２の
ネガコン圧力は最大に維持される。センターバイパスラ
イン３１０の圧力が低下すると、それに従い調整弁３２
２がリリーフ弁３２１の設定圧力を小さくし、パイロッ
トライン３１２のネガコン圧力を減少させる。

【００４４】油圧ポンプ３０２の傾転角はポンプレギュ
レータ３１３により調整される。ポンプレギュレータ３
１３は前述した入力トルク制御部と同様の方式でポンプ
押除け容積を制御する。このトルク制御部には、油圧ポ
ンプ３０２の吐出管路３０９から分岐したトルク制御用
のパイロットライン３１４を介して油圧ポンプ３０２の
吐出圧力が導かれ、油圧ポンプ３０２の入力トルクがエ
ンジン３０１の出力トルクの範囲内となるように入力ト
ルクの制限制御を行う。ポンプレギュレータ３１３はま
たネガコン制御部を有し、ネガコン制御部には上記ネガ
コン用パイロットライン３１２を介してネガコン弁３２
０で生成されたネガコン圧力が導かれ、ネガコン圧力が
最大のときにはポンプ傾転角を最小に保持し、ネガコン
圧力が減少するに従ってポンプ傾転角を増大させるよう
にポンプ傾転角を制御する。

【００４５】制御弁３０６はパイロット減圧弁５８を備
えた操作装置５７によりパイロット制御され、制御弁３
０７，３０８は操作レバー１８，３０３を備えた操作装
置によりパイロット制御される。

【００４６】以上のように構成された油圧システムにお
いて、センターバイパスライン３１０、ネガコン弁３２
０、ネガコン用パイロットライン３１２、およびポンプ
レギュレータ３１３のネガコン制御部がネガコンシステ
ムを構成する。

【００４７】パイロット減圧弁５８および操作レバー１
８，３０３のいずれも操作されず、制御弁３０６〜３０
８が全て中立位置にあるときには、センターバイパスラ
イン３１０は全開され、センターバイパスライン３１０
には油圧ポンプ３０２の最小傾転位置における吐出圧力
が立ち、ネガコン弁３２０は上述したようにパイロット
ライン３１２のネガコン圧力を最大に維持し、ポンプレ
ギュレータ３１３のネガコン制御部により制御される油
圧ポンプ３０２の傾転角は最小に保持される。

【００４８】ここで、外部操作スイッチ３３０によりリ
リーフ弁３２１のばね３２１ａのプリセット値を小さく
すると、制御弁３０６〜３０８が非操作時において、パ
イロットライン３１２のネガコン圧力はプリセット値が
低減された分だけ低下する。その結果、制御弁３０６〜
３０８が非操作時において、可変容量油圧ポンプ３０２
の傾転角はプリセット値変更前に比べて大きくなり、ス
タンバイ流量が大きく設定される。反対にばね３２１ａ
のプリセット値を大きくすると、制御弁３０６〜３０８
が非操作時において、可変容量油圧ポンプ３０２の傾転
角はプリセット値変更前に比べて小さくなり、スタンバ
イ流量が小さく設定される。

【００４９】制御弁３０６〜３０８のいずれかが操作さ
れると、それに対応する制御弁が操作され、中立位置か
ら動かされ、それに応じてセンターバイパスライン３１
０は徐々に絞られる。その結果、センターバイパスライ
ン３１０の圧力は減少し、ネガコン弁３２０の設定圧力
も減少し、パイロットライン３１２のネガコン圧力は徐
々に低下する。従って、ポンプレギュレータ３１３のネ
ガコン制御部により制御されるポンプ傾転角は徐々に増
大する。

【００５０】このようにして、ポンプレギュレータ３１
３のネガコン制御部により、操作装置の操作量に応じ
て、操作量が増大すると油圧ポンプの傾転角が増大する
ようにポンプ傾転角が制御される。また、外部操作スイ
ッチ３３０によりスタンバイ流量を任意に設定変更でき
る。

【００５１】したがって第３の実施例によれば、外部ス
イッチ３３０の操作により、操作装置が中立位置にある
ときのネガコン圧力を低く設定すれば、油圧ポンプ３０
２のスタンバイ流量を大きくでき、操作装置を急操作す
るとき、アクチュエータを素早く作動させ、応答性を向
上できる。また、外部スイッチ３３０により操作装置が
中立位置にあるときのネガコン圧力を高く設定すれば、
油圧ポンプ３０２のスタンバイ流量を小さくでき、操作
装置を操作するとき、アクチュエータをマイルドに作動
させ、微操作性を向上できる。なお、ばね３２１ａのプ
リセット値を機械的に調節する方式を採用してもよい。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、ポンプ押除け容積の変
化速度を変更できるので、ポンプ押除け容積の変化速度
が小さいモードではアクチュエータはマイルドに作動
し、微操作性が向上し、ポンプ押除け容積の変化速度が
大きいモードではアクチュエータは素早く作動し、応答
性が向上する。また本発明によれば、ネガティブコント
ロール時のスタンバイ流量を変更できるから、スタンバ
イ流量を大きく設定して応答性を向上させることができ
るとともに、スタンバイ流量を小さく設定して微操作性
を向上することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による油圧建設機械の油
圧システムの概略図である。

【図２】図１に示す油圧システムが搭載される油圧建設
機械であるホイール式油圧ショベルの側面図である。

【図３】図１に示す油圧システムの操作装置の概略図で
ある。

【図４】図１に示すコントローラのポンプ制御機能を示
すブロック図である。

【図５】第２の実施例のポンプ制御機能を示すブロック
図である。

【図６】第３の実施例の油圧回路を示す図である。

【図７】図６のネガテイブコントロール弁の詳細を示す
図である。

【符号の説明】

１ 原動機 ２ 油圧ポ
ンプ ６，７ 油圧アクチュエータ ８，９ 制
御弁 １８，５９ 操作手段 ４０ 応答
速度選択スイッチ ７４ コントローラ ７５ レギ
ュレータ ８５ ＬＳ制御部 ８６ トル
ク制御部 ９５，９５Ａ 傾転速度制御部 ９６ 第１
の制御ゲイン設定部 ９７ 第２の制御ゲイン設定部 ９８ スイ
ッチ ９９ 設定部 １００ 演
算部 ３２０ ネガコン弁 ３３０操
作スイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機により駆動される可変容量型の油
   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少なくと
   も１つの油圧アクチュエータと、 前記油圧ポンプからの吐出油を前記アクチュエータに導
   く制御弁と、 この制御弁のストローク量を制御する操作手段と、 この操作部材の操作量に応じて前記油圧ポンプの押除け
   容積を制御するポンプ制御手段とを備えた油圧建設機械
   において、 （ａ）オペレータの操作により前記アクチュエータの応
   答速度の指令値を選択し、対応する選択信号を出力する
   第１の手段と； （ｂ）前記第１の手段からの選択信号に対応して、前記
   操作手段の操作量に応じて制御される前記油圧ポンプの
   押除け容積の変化速度を切換える第２の手段とを備える
   ことを特徴とする油圧建設機械。
2. 【請求項２】 請求項１記載の油圧建設機械において、 前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧力と前
   記アクチュエータの負荷圧力との差圧を検出する手段
   と、この検出差圧と予め設定した目標差圧との偏差を求
   め、この差圧偏差から第１の目標押除け容積変化量を演
   算して、前記検出差圧を一定に保つための目標押除け容
   積を演算する手段とを備え、 前記第２の手段は、前記差圧偏差から第２の目標押除け
   容積変化量を演算する手段と、前記選択信号に対応して
   前記第１および第２の目標押除け容積変化量の一方を選
   択する手段とを備えることを特徴とする油圧建設機械。
3. 【請求項３】 請求項１記載の油圧建設機械において、 前記ポンプ制御手段は、前記油圧ポンプの吐出圧力と前
   記アクチュエータの負荷圧力との差圧を検出する手段
   と、この検出差圧と予め設定した目標差圧との偏差を求
   め、この差圧偏差から目標押除け容積変化量を演算し
   て、前記検出差圧を一定に保つための目標押除け容積を
   演算する手段とを備え、 前記第２の手段は、前記選択信号に応じたレベルの修正
   係数を出力する手段と、前記目標押除け容積と前記修正
   係数を乗じて最終的な目標押除け容積を演算する手段と
   を備えることを特徴とする油圧建設機械。
4. 【請求項４】 原動機により駆動される可変容量型の油
   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少なくと
   も１つの油圧アクチュエータと、 前記油圧ポンプからの吐出油を前記アクチュエータに導
   く制御弁と、 この制御弁のストローク量を制御する操作手段と、 前記油圧ポンプの押除け容積を制御するポンプ制御手段
   とを備え、 このポンプ制御手段は、少なくとも前記操作手段が中立
   位置にあるときには、前記操作手段が操作されていると
   きに設定される押除け容積に比べて小さい初期押除け容
   積になるように、前記油圧ポンプの押除け容積を制御す
   るようにした油圧建設機械において、 前記操作手段が中立位置にあるときに設定可能な初期押
   除け容積が少なくとも２種類あり、 オペレータの操作により前記初期押除け容積を選択する
   選択信号を出力する第１の手段と、 この第１の手段から出力される選択信号に対応して、前
   記２種類の初期押除け容積のいずれかを選択する選択手
   段とを備えることを特徴とする油圧建設機械。