JPH10281112A - 流体制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作器が非操作状態にあるときは油圧アクチ
ュエータへの作動油供給を確実に停止できる流体制御装
置を提供する。 【解決手段】 エンジン31で駆動する油圧ポンプ33から
吐出した作動油を、操作器45にて操作するコントロール
弁35により制御して油圧アクチュエータ37に供給する。
油圧アクチュエータ37が作動する作動状態を負荷圧検出
用の圧力センサ51により検出する。操作器45が非操作状
態であってかつ圧力センサ51がアクチュエータ作動状態
を検出したときは、エンジン遮断信号をコントローラ46
より出力する。コントローラ46からエンジン遮断信号を
受けた制御手段54は、エンジン55のインジェクションポ
ンプ55への燃料供給を停止するとともに、ガバナモータ
を停止位置に作動させる。これにより、エンジンを31を
停止させ、油圧ポンプ33を停止させ、油圧アクチュエー
タ37への作動油供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体圧ポンプの駆
動停止に特徴を有する流体制御方法およびその装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の流体制御装置を示す。この
装置は、パイロットポンプ11のパイロット一次ライン12
にソレノイド弁13を介し比例電磁弁14の入力ポートが接
続され、比例電磁弁14の出力ポートにパイロット二次ラ
イン15a ，15b を介してコントロール弁16のパイロット
圧作用部16a ，16b が接続され、コントロール弁16は、
エンジン17により駆動されるメインポンプ18から作動油
の供給を受け、油圧アクチュエータ19に供給される作動
油の方向および流量を制御している。なお、油圧アクチ
ュエータ19の戻り油側回路は図示を省略する。

【０００３】前記比例電磁弁14は、コントローラ21に接
続された操作器（電子ジョイスティック）22の操作量に
応じてコントローラ21から信号ライン23に出力された電
流を受けて比例動作し、電流値に応じてパイロット二次
ライン15a ，15b に出力されるパイロット二次圧を制御
し、コントロール弁16をパイロット操作している。

【０００４】前記ソレノイド弁13は、例えば前記油圧ア
クチュエータ19が履帯式車両の走行用モータである場
合、操作器22が非操作状態であるにもかかわらずコント
ロール弁16からこの走行用モータに誤って作動油が出力
された場合に起こる車両走行などを防止するために設け
られており、そのような車両走行があるときは、オペレ
ータがコントローラ21を通じて信号ライン24に出力され
た一次圧遮断信号（電流）によりこのソレノイド弁13を
切換え、パイロットポンプ11から比例電磁弁14を経てコ
ントロール弁16に供給されるパイロット圧を遮断し、コ
ントロール弁16を中立位置に復帰させるようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来の流体制御装
置によると、例えば、操作器22が非操作状態にあって
も、比例電磁弁14またはそれに相当する他の電磁弁にエ
ラー電流が走ったときに、あるいはパイロット一次圧が
電磁弁のステム（スプール）の両端に通じているものに
おいては、その弁内部の損傷などにより圧力バランスが
崩れたときに、オペレータがソレノイド弁13を切換えな
い限り、前記操作器22が非操作状態であっても車両走行
が生じうる不具合がある。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、操作器が非操作状態にあるときは流体圧アクチュ
エータへの流体供給を確実に停止できる流体制御方法お
よびその装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、エンジンにより駆動される流体圧ポンプから吐出
された流体を、操作器にて操作されるコントロール弁に
より制御して流体圧アクチュエータに供給する流体制御
方法において、操作器が非操作状態であってかつ流体圧
アクチュエータが作動するアクチュエータ作動状態にあ
るとき、エンジンによる流体圧ポンプの駆動を停止させ
て、流体圧アクチュエータへの流体供給を停止させる流
体制御方法である。

【０００８】そして、操作器が非操作状態であっても、
流体圧アクチュエータが作動するアクチュエータ作動状
態にあるときは、エンジン自体を停止させたり、エンジ
ンから流体圧ポンプへの駆動力の伝達を遮断することに
より、流体圧ポンプの駆動を停止させ、流体圧アクチュ
エータへの流体供給を停止させる。

【０００９】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の流体制御方法において、エンジンに対する燃料供給
を遮断してエンジンを停止させることにより、流体圧ポ
ンプの駆動を停止させるものである。

【００１０】そして、エンジン自体が有する燃料供給機
能を停止させて、エンジンを停止させることにより流体
圧アクチュエータへの流体供給を停止させる。

【００１１】請求項３に記載された発明は、エンジンに
より駆動される流体圧ポンプから吐出された流体を、操
作器にて操作されるコントロール弁により制御して流体
圧アクチュエータに供給する流体制御装置において、流
体圧アクチュエータが作動するアクチュエータ作動状態
を検出するセンサと、操作器が非操作状態であってかつ
センサがアクチュエータ作動状態を検出したときエンジ
ン遮断信号を出力するコントローラと、コントローラか
らエンジン遮断信号を受けてエンジンによる流体圧ポン
プの駆動を停止させる制御手段とを具備した流体制御装
置である。

【００１２】そして、操作器が非操作状態であっても、
流体圧アクチュエータが作動するアクチュエータ作動状
態にあるときは、その状態をセンサにより検出して、コ
ントローラからエンジン遮断信号を制御手段に出力し、
この制御手段によりエンジン自体を停止させたり、エン
ジンから流体圧ポンプへの駆動力の伝達を遮断すること
により、流体圧ポンプの駆動を停止させ、流体圧アクチ
ュエータへの流体供給を停止させる。

【００１３】請求項４に記載された発明は、請求項３記
載の流体制御装置におけるセンサが、コントロール弁を
電気的に制御する電気回路および流体圧アクチュエータ
を制御する流体回路の少くとも一方に設けられたもので
ある。

【００１４】そして、操作器が非操作状態であっても、
流体圧アクチュエータがアクチュエータ作動状態にある
ことを、例えば、コントロール弁を電気的に制御する電
気回路の電磁弁などにエラー電流が走った状態、または
流体圧アクチュエータの負荷圧が立った状態、または流
体圧アクチュエータを制御する流体回路のパイロット二
次圧が変化した状態、またはデリバリ圧が変化した状態
などをセンサにより検出して、流体圧アクチュエータへ
の流体供給を停止させる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１および図２に
示された一実施形態、図３に示された他の実施形態を参
照しながら説明する。

【００１６】図１に示されるように、ディーゼルエンジ
ン（以下、単にエンジン31という）の出力軸32に流体圧
ポンプとしての容量可変形の油圧ポンプ33が接続され、
この油圧ポンプ33の吐出ライン34に電磁操作式のコント
ロール弁35の供給ポートが接続され、このコントロール
弁35の出力ポートに出力ライン36を介し油圧シリンダ、
油圧モータなどの流体圧アクチュエータ（以下、油圧ア
クチュエータ37という）が接続されている。

【００１７】コントロール弁35が例えばクローズドセン
タの場合は、複数の油圧アクチュエータ37の出力ライン
36から負荷圧（ロードセンシング圧）を検出する負荷圧
検出ライン41が引出され、シャトル弁42により１本化さ
れた負荷圧検出ライン43は油圧ポンプ33のロードセンシ
ングレギュレータ44に接続され、このレギュレータ44に
より油圧ポンプ33の吐出量が可変制御される。

【００１８】コントロール弁35は、操作器（電子ジョイ
スティック）45から発信された操作信号を受けて出力信
号を発信するコントローラ46により電気的に制御され、
そのための制御信号ライン47およびソレノイド48が設け
られており、油圧ポンプ33から吐出された作動油は、コ
ントロール弁35により方向制御および流量制御されて油
圧アクチュエータ37に供給される。

【００１９】コントロール弁35、油圧アクチュエータ37
および操作器45は、１組のみしか図示されていないが、
複数組設けられている。

【００２０】前記負荷圧検出ライン43には、複数の油圧
アクチュエータ37の一つでも作動した場合にアクチュエ
ータ作動状態としての負荷圧有り状態を検出するセンサ
としての圧力センサ51が設けられ、この圧力センサ51よ
り信号取込ライン52がコントローラ46に接続されてい
る。

【００２１】このコントローラ46は、操作器45が非操作
状態であってかつ圧力センサ51が油圧アクチュエータ37
の作動状態すなわち負荷圧有り状態を検出したときにエ
ンジン31に対しエンジン遮断信号を出力する機能を有
し、そのためのエンジン遮断信号ライン53を備えてい
る。

【００２２】一方、エンジン31は、コントローラ46から
のエンジン遮断信号を受けてこのエンジン31による油圧
ポンプ33の駆動を停止させる制御手段（例えばストップ
レバー）54を有するイグニッションポンプ（燃料噴射ポ
ンプ）55を備えている。

【００２３】このイグニッションポンプ55の制御手段54
は、コントローラ46からの停止信号により、燃料供給経
路中に設けられたソレノイド弁を動作させて燃料送出プ
ランジャへの燃料供給を強制的に遮断するとともに、ガ
バナモータを作動させて、燃料送出プランジャのコント
ロールラックを燃料供給停止位置に移動させる。

【００２４】次に、図１に示された実施形態の作用を図
２を参照しながら説明する。なお、図２において、丸数
字はステップ番号を示す。

【００２５】（ステップ１） 例えば油圧ショベルに
て、共通の油圧ポンプ33から、走行用油圧アクチュエー
タ（油圧モータ）および作業機系油圧アクチュエータ
（ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリン
ダ）などの複数の油圧アクチュエータ37に対し作動油を
供給する場合は、各油圧アクチュエータ37に対応する各
操作器45の全部が非操作状態すなわち中立状態にあるか
否かが判断される。

【００２６】（ステップ２） 一つの操作器45でも操作
状態にあるときは（ステップ１でNO）、コントローラ46
は通常の電子制御プログラムを実行する。

【００２７】（ステップ３） 全操作器45が非操作状態
であるときは（ステップ１でYES ）、圧力センサ51によ
り検出された負荷圧Ｐ_LSが設定圧（例えば５kgf ／cm²
などの任意の設定値）よりも大きいか否かが判断され
る。

【００２８】（ステップ４） 油圧アクチュエータ37の
いずれかが設定圧以上の負荷圧Ｐ_LSによりアクチュエー
タ作動状態にあるとき（ステップ３でYES ）、その状態
を圧力センサ51により検出したコントローラ46は、操作
器45が非操作状態であるにもかかわらずアクチュエータ
作動状態にあることを自動的に判断し、エンジン停止用
の制御手段54に対しエンジン遮断信号を出力する。

【００２９】この制御手段54は、停止信号が入ると、イ
グニッションポンプ55の燃料送出プランジャへの燃料供
給をソレノイド弁により遮断すると同時に、ガバナモー
タを作動させて、燃料送出プランジャのコントロールラ
ックを燃料供給停止位置に移動させる。

【００３０】（ステップ５） 同時に、オペレータに対
しエラーメッセージが表示される。

【００３１】（ステップ６） このように、エンジン自
体が有する燃料供給機能を停止させ、エンジン31に対す
る燃料供給を遮断することにより、エンジン31を停止さ
せ、油圧ポンプ33の駆動も停止させ、油圧アクチュエー
タ37への作動油供給を停止させる。

【００３２】これにより、例えば油圧アクチュエータ37
が建設機械の履帯を駆動する走行用油圧モータである場
合は、オペレータの意に反した走行を防止できる。

【００３３】次に、図３により本発明の他の実施形態を
説明する。なお、この図３に示された実施形態にて図４
に示された従来例と同様の部分には、同一符号を付して
その説明を省略する。

【００３４】操作器（電子ジョイスティック）22にてコ
ントローラ21および比例電磁弁14を介しパイロット操作
されるコントロール弁16により、エンジン17で駆動され
るメインポンプ18から吐出された作動油を制御して、流
体圧アクチュエータとしての油圧アクチュエータ19に供
給する回路が、図３に示されるように設けられている。
比例電磁弁14、コントロール弁16、油圧アクチュエータ
19および操作器22は、１組のみしか図示されていない
が、複数組み設けられている。

【００３５】油圧アクチュエータ19が作動するアクチュ
エータ作動状態を検出するセンサとして、次のようなも
のが設けられている。

【００３６】例えば、コントロール弁16を電気的に制御
する電気回路としての、コントローラ21から比例電磁弁
14への信号ライン23に、エラー電流が走った状態を検出
する電流センサ61が設けられている。

【００３７】また、コントロール弁16から油圧アクチュ
エータ19への出力ラインに、油圧アクチュエータ19の負
荷圧が立った状態を検出する圧力センサ62が設けられて
いる。

【００３８】さらに、比例電磁弁14からコントロール弁
16のパイロット圧作用部16a ，16bへのパイロット二次
ライン15a ，15b に、比例電磁弁14から出力されるパイ
ロット二次圧が変化した状態を検出する圧力センサ63
が、シャトル弁64を介し設けられている。

【００３９】これらの各センサ61，62，63は、信号取込
ライン65，66，67によりそれぞれコントローラ21に接続
され、エラー電流、負荷圧またはパイロット二次圧をそ
れぞれコントローラ21に入力する。

【００４０】コントローラ21は、全ての操作器22が非操
作状態であるにもかかわらず、センサ61，62，63のいず
れかよりアクチュエータ作動状態が検出されたとき、エ
ンジン遮断信号を出力する機能を有し、そのためのエン
ジン遮断信号ライン68を備えている。

【００４１】エンジン17は、コントローラ21からのエン
ジン遮断信号を受けてこのエンジン17によるメインポン
プ18の駆動を停止させる制御手段（例えばストップレバ
ー）69を有するイグニッションポンプ（燃料噴射ポン
プ）70を備えている。

【００４２】この制御手段69は、図１に示された制御手
段54と同様のものであり、その説明は省略する。

【００４３】次に、この図３に示された実施形態の作用
を説明すると、全ての操作器22が非操作状態すなわち中
立状態のときに、いずれかの油圧アクチュエータ19が作
動状態にあるときは、その状態がセンサ61，62，63のい
ずれかにより検出される。

【００４４】すなわち、コントロール弁16をパイロット
操作するための比例電磁弁14を電気的に制御する回路に
エラー電流が走った状態、または油圧アクチュエータ19
の負荷圧が立った状態、または比例電磁弁14からのパイ
ロット二次圧が変化した状態は、いずれもアクチュエー
タ作動状態を現わしているので、全ての操作器22が非操
作状態であるにもかかわらず、比例電磁弁14の制御回路
にエラー電流が走った状態は電流センサ61により、負荷
圧が立った状態は圧力センサ62により、パイロット二次
圧が変化した状態は圧力センサ63により、それぞれ検出
する。

【００４５】コントローラ21は、このような異常を検出
したら、エンジン遮断信号を制御手段69に出力し、この
制御手段69によりイグニッションポンプ70への燃料供給
を停止させるなどして、エンジン17を停止させることに
より、メインポンプ18の駆動を停止させ、油圧アクチュ
エータ19への作動油供給を停止させ、車両の走行などの
動作を停止させる。

【００４６】なお、全ての操作器22が非操作状態であっ
ても、いずれかの油圧アクチュエータ19がアクチュエー
タ作動状態にある異常は、油圧アクチュエータ19を制御
する流体回路のデリバリ圧（ポンプ吐出圧など）が変化
した状態を圧力センサ（図示せず）により検出して、前
記停止制御を行っても良い。

【００４７】以上の各実施形態に示されるように、流体
圧アクチュエータが作動するアクチュエータ作動状態を
検出するセンサは、コントロール弁を電気的に制御する
電気回路に設けても良いし、流体圧アクチュエータを制
御する流体回路に設けても良い。

【００４８】また、以上の実施形態では、制御手段によ
りエンジンを停止させるようにしているが、例えばクラ
ッチを切るなどして、エンジンを回転させたまま、エン
ジンから油圧ポンプへの駆動力の伝達を遮断することに
より、エンジンによる油圧ポンプの駆動を停止させて、
油圧アクチュエータへの流体供給を停止させるようにし
ても良い。

【００４９】さらに、コントロール弁は、クローズドセ
ンタだけでなくオープンセンタの場合でも本制御装置を
採用できる。なお、コントロール弁がオープンセンタの
場合は、負荷圧の代わりに、各油圧アクチュエータの圧
力あるいはポンプ制御用のネガティブコントロール圧
（所謂ネガコン圧）またはポジティブコントロール圧
（ポジコン圧）を検知する必要がある。

【００５０】最後に、本発明は油圧ショベル、ローダな
どの建設機械の履帯式走行装置に用いると効果的である
が、このような建設機械に限定されるものではなく、操
作器により流体圧アクチュエータを作動させる流体制御
装置に広く適用できる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、操作器が
非操作状態であっても、流体圧アクチュエータがアクチ
ュエータ作動状態にあるときは、エンジンによる流体圧
ポンプの駆動を停止させて、流体圧アクチュエータへの
流体供給を確実に停止でき、これにより、流体圧アクチ
ュエータにより動く車両や作業機などの予期しない動作
を防止できる。

【００５２】請求項２記載の発明によれば、エンジンに
対する燃料供給を遮断してエンジンを停止させることに
より流体圧ポンプの駆動を停止させるから、エンジン自
体が有する燃料供給機能を有効に利用して、流体圧ポン
プを駆動停止できる。

【００５３】請求項３記載の発明によれば、操作器が非
操作状態であっても、流体圧アクチュエータが作動状態
にあるときは、そのアクチュエータ作動状態を検出する
センサと、エンジン遮断信号を出力するコントローラ
と、エンジンによる流体圧ポンプの駆動を停止させる制
御手段とにより、流体圧アクチュエータへの流体供給を
確実に停止でき、流体圧アクチュエータにより動く車両
や作業機などの予期しない動作を確実に防止できる。

【００５４】請求項４記載の発明によれば、電気回路お
よび流体回路のいずれにおいても、操作器の非操作状態
かつアクチュエータ作動状態をセンサにより検出して、
流体圧アクチュエータへの流体供給を停止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る流体制御装置の一実施形態を示す
回路図である。

【図２】本発明に係る流体制御方法の一実施形態を示す
フローチャートである。

【図３】本発明に係る流体制御装置の他の実施形態を示
す回路図である。

【図４】従来の流体制御装置を示す回路図である。

【符号の説明】

31 エンジン 33 流体圧ポンプとしての油圧ポンプ 35 コントロール弁 37 流体圧アクチュエータ（油圧アクチュエータ） 45 操作器 46 コントローラ 51 アクチュエータ作動状態を検出するセンサとして
の圧力センサ 54 制御手段（ストップレバー）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより駆動される流体圧ポンプ
   から吐出された流体を、操作器にて操作されるコントロ
   ール弁により制御して流体圧アクチュエータに供給する
   流体制御方法において、 操作器が非操作状態であってかつ流体圧アクチュエータ
   が作動するアクチュエータ作動状態にあるとき、エンジ
   ンによる流体圧ポンプの駆動を停止させて、 流体圧アクチュエータへの流体供給を停止させることを
   特徴とする流体制御方法。
2. 【請求項２】 エンジンに対する燃料供給を遮断してエ
   ンジンを停止させることにより、流体圧ポンプの駆動を
   停止させることを特徴とする請求項１記載の流体制御方
   法。
3. 【請求項３】 エンジンにより駆動される流体圧ポンプ
   から吐出された流体を、操作器にて操作されるコントロ
   ール弁により制御して流体圧アクチュエータに供給する
   流体制御装置において、 流体圧アクチュエータが作動するアクチュエータ作動状
   態を検出するセンサと、 操作器が非操作状態であってかつセンサがアクチュエー
   タ作動状態を検出したときエンジン遮断信号を出力する
   コントローラと、 コントローラからエンジン遮断信号を受けてエンジンに
   よる流体圧ポンプの駆動を停止させる制御手段とを具備
   したことを特徴とする流体制御装置。
4. 【請求項４】 センサは、コントロール弁を電気的に制
   御する電気回路および流体圧アクチュエータを制御する
   流体回路の少くとも一方に設けられたことを特徴とする
   請求項３記載の流体制御装置。