JPS60234101A

JPS60234101A - 油圧式建設機械の油圧系統の制御方法

Info

Publication number: JPS60234101A
Application number: JP5830085A
Authority: JP
Inventors: Yukio Aoyanagi; 青柳　幸雄; Eiki Izumi; 和泉　鋭機; Hiroshi Watanabe; 洋渡邊; Kazuo Honma; 本間　和男; Yoshio Nakajima; 吉男中島
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1985-03-25
Publication date: 1985-11-20
Also published as: JPS6248083B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は油圧式建設機械の油圧系統の制御方法に関す
るものである。

第１図は油圧式建設機械の制御装置を示す図である。図
において、２２はエンジン、２３はエンジン２２の燃料
噴射ポンプ、２４は燃料噴射ポンプ制御装置、２５はエ
ンジン２２の回転数検出器、２６はエンジン２２によっ
て駆動される可変容量形油圧ポンプ、２７は油圧ポンプ
２６のレギュレータ、２８は油圧ポンプ２６からの圧油
によって作動する複数のアクチュエータ、２９は油圧ポ
ンプ２６とアクチュエータ２８との間に設けられた方向
切換弁、３０はアクチュエータ２８に対応して設けられ
た複数の操作レバーで、２− 操作レバー３０はレギュレータ２７．方向切換弁２９を
操作してアクチュエータ２８の作動を指令する。３１は
制御装置、３１．ａは操作レバー３０、回転数検出器２
５からのアナログ信号を順次切り換えて入力するマルチ
プレクサ、３１ｂはマルチプレクサ３１ａからのアナロ
グ信号をデジタル信号に変換するＡ　／　Ｉ）変換器、
３１ｃはレギュレータ２７、方向切換弁２９の処理手順
、遅延時間のカウンＩ−手順などを記憶する記憶回路、
３］ｄは記憶回路３１ｃに記憶された処理手順により、
Ａ／Ｄ変換器３１ｂからの信号に基づいて、出力回路３
１ｅを制御する制御回路で、出力回路３１ｅはレギュレ
ータ２７、方向切換弁２９を制御する。３２はエンジン
２２の回転数を設定するスロットルレバー、３４はエン
ジン２２の回転数制御状態を燃料消費量を低減するため
にアクチュエータ２８を作動しないときにエンジン２２
の回転数を低下させる低速運転制御を行なう状態と、そ
の低速運転制御を行なわない状態とに切り換える切換ス
イッチ、３３はスロットルレバー３２、回転数検出器２
５、出力回路３１ｅ、切換スイッチ３４からの信号を入
力３− し、燃料噴射ポンプ制御装置２４に信号を出力する燃料
噴射量制御装置である。

この制御装置においては、操作レバー３０を操作すると
、操作レバー３０の出力信号が制御装置３１で処理され
、制御装置３１からレギュレータ２７、方向切換弁２９
に信号が出力され、油圧ポンプ２６の傾転方向、傾転角
および方向切換弁２９の切換方向、切換量が制御される
。また、燃料噴射量制御装置３３には回転数検出器２５
、出力回路３１ｅ、スロットルレバー３２、切換スイッ
チ３４からの信号が入力され、燃料噴射量制御装置３３
からの信号により燃料噴射ポンプ制御装置２４が劃−御
されて、燃料噴射ポンプ２３の燃料噴射量は燃料噴射量
制御装置３３の信号に応じた値となり、結局エンジン２
２の回転数は燃料噴射量制御装置３３の信号によって制
御される。

次に、第２図により第１図に示した制御装置における従
来の油圧式建設機械の油圧系統の制御方法について説明
する。まず、切換スイッチ３４の操作により低速運転制
御を行なわない状態としたときには、Ａ−＋Ｄの繰返し
により、操作レバー３０の４− 操作状態にかかわらず、エンジン２２の回転数をスロッ
トルレバー３２の操作量に応じた値すなわち設定回転数
とする設定回転数運転が指令され、エンジン２２は設定
回転数で回転する。この状態で、切換スイッチ３４を切
り換えて低速運転制御を行なう状態にした場合に、操作
レバー３０のすべてが中立状態のときには、Ａ　−＋　
Ｂ　−＋　Ｃの繰返しにより、エンジン２２の回転数を
設定回転数より小さい低速回転数とする低速回転数運転
が指令され、エンジン２２が低速回転数で運転される。

この状態で、操作レバー３０の少なくとも一つを作動状
態にすると、Ａ−）Ｂ→Ｄの繰返しにより、設定回転数
運転が指令され、エンジン２２は設定回転数で運転され
る。

この状態で、操作レバー３０のすべてを中立状態にした
ときには、Ａ→Ｉ３→Ｃの繰返しにより、低速回転数運
転が指令され、エンジン２２が低速回転数で運転される
。

このように制御するときには、作業小休止時のように、
アクチュエータ２８が作動しないとき、エンジン２２の
回転数が低下するから、燃料消費量を５− 低減することができる。しかし、操作レバー３０を第３
図（ａ）に示すように操作すると、エンジン２２の回転
数、油圧ポンプ２６の傾転角、油圧ポンプ２６の吐出流
量は第３図（ｂ）〜（ｄ）の破線で示すように変化する
。すなわち、操作レバー３０のすべてが中立状態となっ
ており、エンジン２２の回転数が低速回転数となってい
る状態で、操作レバー３０の少なくとも一つを作動状態
としたときには、第３図（Ｃ）に示すように、操作レバ
ー３０が操作されると同時に油圧ポンプ２６の傾転角が
大きくなり、エンジン２２は負荷を駆動しながら回転数
を増加していくことになるから、第３図（ｂ）に示すよ
うに、エンジン２２の回転数の立ち上がりが著しく遅れ
る。このため、第３図（ｄ）に示すように、油圧ポンプ
２６の吐出流量がゆっくりと増加するため、アクチュエ
ータ２８の速度が操作レバー３０の操作量と一致せず、
操作性が阻害される。

この発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、燃料消費量を低減することができ、しかも操作性が
よい油圧式建設機械の油圧系統の６− 制御方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、この発明においては、エンジ
ンと、そのエンジンにより駆動される可変容量形油圧ポ
ンプと、その油圧ポンプからの圧油により作動する複数
のアクチュエータと、上記エンジンの回転数を設定する
スコツ１〜ルレバーと、上記油圧ポンプのレギュレータ
と、上記アクチュエータに対応して設けられかつ少なく
とも上記レギュレータを操作して上記アクチュエータの
作動を指令する複数の操作レバーとを有する油圧式建設
機械の油圧系統を制御する方法において、上記操作レバ
ーの少なくとも一つが作動状態になったとき、上記エン
ジンの回転数を」配子スロツ１−ルレバーによって設定
された設定回転数とする設定回転数運転を指令し、その
設定回転数運転指令がなされている状態で上記操作レバ
ーのすべてが中立状態になったとき、」１記エンジンの
回転数を」１記設定回転数より小さい低速回転数とする
低速回転数運転を指令し、その低速回転数運転指令がな
されている状態で上記操作レバーの少なくとも一つ７− が作動状態になったとき、上記エンジンの回転数が予め
定められた制御回転数に達するまで上記レギュレータを
アンロード状態に保持する。

次に、第４図により第１図に示した制御装置におけるこ
の発明に係る油圧系統の制御方法について説明する。ま
ず、切換スイッチ３４の操作により低速運転制御を行な
わない状態としたときには、Ａ−＋Ｇ→Ｄの繰返しによ
り、操作レバー３０の操作状態にかかわらず設定回転数
運転が指令され、一方レギュレータ２７はオンロード状
態すなわちレギュレータ２７が操作レバー３０によって
操作され、油圧ポンプ２６の吐出流量が操作レバー３０
の操作量に応じた値となる状態になる。この状態で、切
換スイッチ３４を切り換えて低速運転制御を行なう状態
にした場合に、操作レバー３０のすべてが中立状態のと
きには、Ａ−＊Ｂ−＋Ｃの繰返しにより、低速回転数運
転が指令され、エンジン２２が低速回転数で運転される
。この状態で、操作レバー３０の少なくとも一つを作動
状態にすると、エンジン２２の回転数が制御回転数に達
するまでは、Ａ−）Ｂ→Ｅ→Ｆ８− →Ｄの繰返しにより、レギュレータ２７をアンロード状
態すなわち操作レバー３０を作動状態にしてもレギュレ
ータ２７が作動せずにほぼ中立状態を維持し、油圧ポン
プ２６の吐出流量が最少となる状態に保持するとともに
、設定回転数運転が指令され、エンジン２２の回転数が
制御回転数に達すると、Ａ→Ｂ→Ｅ　−）　Ｇ　−＋　
［）の繰返しにより、レギュレータ２７をオンロード状
態とするとともに、エンジン２２を設定回転数で運転し
続ける。この状態で、操作レバー３０のすべてを中立状
態にしたときには、Ａ→Ｂ−）Ｃの繰返しにより、低速
回転数運転が指令され、エンジン２２が低速回転数で運
転される。

このように制御するときには、操作レバー３０を第３図
（、）に示すように操作すると、エンジン２２の回転数
、油圧ポンプ２６の傾転角、油圧ポンプ２６の吐出流量
は第３図（ｂ）〜（ｄ）の実線で示すように変化する。

すなわち、操作レバー３０のすべてが中立状態となって
おり、エンジン２２の回転数が低速回転数となっている
状態で、操作レバー３０の少なくとも一つを作動状態と
したときには、＝９− エンジン２２の回転数が制御回転数たとえば設定回転数
に達するまでは、レギュレータ２７がアンロード状態を
保持し、エンジン２２の回転数が設定回転数に達すると
、レギュレータ２７がオンロード状態となるので、第３
図（ｃ）に示すように、エンジン２２の回転数が設定回
転数に達した後にポンプ２６の傾転角が増加するから、
第３図（ｄ）に示すように、エンジン２２の回転数が設
定回転数となるまで、油圧ポンプ２６の吐出流量はほぼ
零であるため、エンジン２２はほぼ無負荷で回転数を増
加していくことになり、第３図（ｂ）に示すように、エ
ンジン２２の回転数の立ち上がりが極めて速い。このた
め、第３図（Ｑ）に示すように、エンジン２２の回転数
が設定回転数に達した後に、油圧ポンプ２６の傾転角が
増加したとしても、第３図（ｄ）に示すように、油圧ポ
ンプ２６の吐出流量は油圧ポンプ２６の傾転角に応じて
増加するから、油圧ポンプ２６の吐出流量は速やかに操
作レバー３０の操作量に応じた値となるため、アクチュ
エータ２８の速度が操作レバー３０の操作量に応じた値
となり、操作性が非１０− 常に良好である。

次に、第５図により第１図に示した制御装置におけるこ
の発明に係る他の油圧系統の制御方法について説明する
。ます、切換スイッチ３４の操作により低速運転制御を
行なわない状態としたときには、Ａ−＋Ｇ−＋Ｄの繰返
しにより、操作レバー３０の操作状態にかかわらすレギ
ュレータ２７がオンロート状態となるとともに、設定回
転数運転が指令される。この状態で、切換スイッチ３４
を切り換えて低速運転制御を行なう状態にした場合に、
操作レバー３０のすべてが中立状態のときには、予め設
定された遅延時間が経過するまでは、Ａ−＋Ｂ→Ｈ→■
→Ｇ−＋Ｄの繰返しにより、エンジン２２を設定回転数
で運転し続け、切換スイッチ３４が切り換えられた時点
から遅延時間を経過すると、Ａ−）Ｂ→Ｈ→１→Ｃによ
り、低速回転数運転が指令され、次にＡ−＋Ｂ→Ｈ→Ｃ
の繰返しにより、エンジン２２が低速回転数で運転され
る。この状態で、操作レバー３０の少なくとも一つを作
動状態にすると、エンジン２２の回転数が制御回転数に
達するまでは、Ａ→Ｂ→、工→Ｅ　−＊　Ｆ　−＋　ｌ
］の繰返しにより、レギュレータ２７をアンロード状態
に保持するとともに、設定回転数運転が指令され、エン
ジン２２の回転数が制御回転数に達すると、Ａ−＋Ｂ−
＋Ｊ−＋Ｅ−＋Ｇ−＋Ｄの繰返しにより、レギュレータ
２７をオンロード状態にし、エンジン２２を設定回転数
で運転し続ける。

この状態で、操作レバー３０のすべてを中立状態にした
ときには、遅延時間が経過するまでは、Ａ→Ｂ　−＞　
１−１→■→Ｇ−）Ｄの繰返しにより、エンジン２２を
設定回転数で運転し続ける。この場合、レギュレータ２
７はオンロード状態であるが、操作レバー３０がすべて
中立状態であるから、レギュレータ２７はほぼ中立状態
となる。そして、操作レバー３０がすべて中立状態にな
った時点から遅延時間を経過すると、Ａ　−＋　Ｂ　−
＋　Ｈ→Ｉ→Ｃにより、低速回転数運転が指令され、次
にＡ　−＊　Ｂ　−＋　Ｈ−＊　Ｃの繰返しにより、エ
ンジン２２が低速回転数で運転される。この状態で、操
作レバ・−３０の少なくとも一つが作動状態にされると
、上述したようにエンジン２２の回転数が制御回転数に
達するまでは、レギュレータ２７をアンロード状態に保
持し、エンジン２２の回転数が制御回転数に達すると、
レギュレータ２７をオンロート状態にする。さらに、操
作レバー３０の少なくとも一つが作動状態になっている
状態で、操作レバー３０のすべてを中立状態にしたとき
には、前述したように、遅延時間が経過するまでは、Ａ
→Ｂ→Ｈ→■→Ｇ−＋Ｄの繰返しにより、エンジン２２
を設定回転数で運転し続けるとともに、レギュレータ２
７をオンロード状態に保持するが、この状態ですなわち
遅延時間が経過する前に操作レバー３０の少なくとも一
つが作動状態になったときには、ｐ、　−＋　Ｂ−＋　
Ｊ　−）　Ｅ−＋Ｑ　−＋　Ｉ）の繰返しにより、エン
ジン２２を設定回転数で運転し続けるとともに、レギュ
レータ２７をオンロード状態に保持する。

ところで、第２図に示すように制御するときには、操作
レバー３０を第６図（、）に示すように操作すると、エ
ンジン２２の回転数、油圧ポンプ２６の傾転角、油圧ポ
ンプ２６の吐出流量は第６図（ｂ）〜（ｄ）の破線で示
すように変化する。すなわち、操作レバー３０の少なく
とも一つが作動状態となつ１３− ており、エンジン２２の回転数が設定回転数となってい
る状態で、操作レバー３０のすべてを中立状態としたと
きには、第６図（ｂ）に示すように、操作レバー３０が
操作されると同時にエンジン２２の回転数が減少し、第
６図（Ｑ）に示すように、操作レバー３０が操作される
と同時に油圧ポンプ２６の傾転角が小さくなるから、第
６図（ｄ）に示すように、操作レバー３０が操作される
と同時に油圧ポンプ２６の吐出流量が減少する。この状
態で、操作レバー３０の少なくとも一つを操作すると、
第６図（ｃ）に示すように、操作レバー３０が操作され
ると同時に油圧ポンプ２６の傾転角が大きくなるため、
エンジン２２は負荷を駆動しながら回転数を増加してい
くことになり、第６図（ｂ）に示すように、エンジン２
２の回転数の立ち上がりが著しく遅れる。

このため、第６図（ｄ）に示すように、油圧ポンプ２６
の吐出流量が徐々に増加するから、アクチュエータ２８
の速度が操作レバー３０の操作量と一致しなくなり、操
作性が阻害される。これに対して、第５図に示すように
制御するときには、操作レバ１４− −３０を第６図（ａ）に示すように操作すると、エンジ
ン２２の回転数、油圧ポンプ２６の傾転角、油圧ポンプ
２６の吐出流量は第６図（ｂ）〜（ｄ）の実線で示すよ
うに変化する。すなわち、操作レバー３０の少なくとも
一つが作動状態となっており、エンジン２２の回転数が
設定回転数となっている状態で、操作レバー３０のすへ
てを中立状態とし、さらに遅延時間が経過する前に操作
レバー３０の少なくとも一つを作動状態としたときには
、レギュレータ２７がオンロー１〜状態に保持されてい
るため、第６図（ｃ）に示すように、操作レバー３０が
操作されると同時に油圧ポンプ２６の傾転角が増加し、
第６図（ｂ）に示すように、エンジン２２の回転数は設
定回転数に保持されるので、第６図（ｄ）に示すように
、油圧ポンプ２６の吐出流量は油圧ポンプ２６の傾転角
に応じた値となり、油圧ポンプ２６の吐出流量は速やか
に増加するから、アクチュエータ２８の速度が操作レバ
ー３０の操作量に応じた値となり、操作性が非常に良好
である。

このように、第５図により説明した制御方法においては
、操作レバー３０のすべてが中立状態になった時点から
遅延時間を経過したとき、低速回転数運転を指令するか
ら、作業小休止時にはエンジン２２の回転数が低速回転
数になるので、燃料消費量を低減することが可能になる
とともに、この状態で操作レバー３０の少なくとも一つ
が作動状態になったとき、エンジン２２の回転数が制御
回転数に達するまでレギュレータ２７をアンロード状態
に保持するから、エンジン２２はほぼ無負荷で加速する
ので、操作開始時のエンジン２２の回転数の立ち上がり
が非常に速く、しかも作業継続中たまたま操作レバー３
０のすべてが中立状態になったとしても、遅延時間を経
過しないうちに操作レバー３０の少なくとも一つを作動
状態にすれば、エンジン２２の回転数が低下することは
ないため、油圧ポンプ２６の吐出流量が速やかに増加す
るので、操作性が損なわれることがない。

なお、上述実施例においては、制御回転数を設定回転数
としたが、すなわち操作レバー３０のすべてが中立状態
となっている状態で、操作レバー３０の少なくとも一つ
を作動状態にした場合、エンジン２２の回転数が設定回
転数に達したときにレギュレータ２７をオンロード状態
にしたが、制御回転数を設定回転数より小さい、予め定
められた値としてもよい。この場合には、操作レバー３
０を第３図（ａ）に示すように操作すると、エンジン２
２の回転数、油圧ポンプ２６の傾転角、油圧ポンプ２６
の吐出流量は第３図（ｂ）〜（ｄ）の一点鎖線で示すよ
うに変化する。すなわち、第３図（ｃ）に示すように、
エンジン２２の回転数が制御回転数に達すると、油圧ポ
ンプ２６の傾転角が大きくなり、このため第３図（ｂ）
に示すように、エンジン２２の回転数が制御回転数に達
した後は、エンジン２２は負荷を駆動しながら回転数を
増加していくことになり、エンジン２２の回転数の立ち
上がりが遅れるから、第３図（ｄ）に示すように、エン
ジンｚ２の回転数が制御回転数に達するまでは、油圧ポ
ンプ２６の吐出流量が急激に増加し、エンジン２２の回
転数が制御回転数に達した後は、油圧ポンプ２６の吐出
流量が徐々に増加するが、油圧ポンプ２６の吐出流１７
− 量は極めて短時間に操作レバー３０の操作量に応じた値
となるから、操作性が損なわれることはない。

このように、制御回転数は低速回転数と設定回転数との
間において任意に定めることが可能である。

また、上述実施例においては、操作レバー３０により可
変容量杉油圧ポンプ２６のレギュレータ２７および方向
切換弁２９を操作する油圧系統の制御方法について説明
したが、方向切換弁を備えずに可変容量杉油圧ポンプと
アクチュエータとにより閉回路を構成した油圧系統すな
わち操作レバー３０により可変容量杉油圧ポンプのレギ
ュレータのみを操作する油圧系統の制御方法にもこの発
明を適用できることは明らかである。すなわち、油圧ポ
ンプの吐出流量はエンジン２２の回転数に応じた値とな
るから、エンジン２２の回転数の立ち上がりが遅れれば
、それに応じて油圧ポンプの吐出流量は徐々に増加し、
アクチュエータ２８の速度が操作レバー３０の操作量に
応じた値とならないため、操作性が損なわれるからであ
る。

以上説明したように、この発明に係る油圧式建設機械の
油圧系統の制御方法においては、操作レバーのすべてが
中立状態になったとき低速回転数運転を指令するから、
作業小休止時にはエンジンの回転数が低速回転数になる
ので、燃料消費量を低減することが可能になるとともに
、低速回転数運転指令がなされている状態で操作レバー
の少なくとも一つが作動状態になったとき、エンジンの
回転数が制御回転数に達するまでレギュレータをアンロ
ード状態に保持するので、エンジンはほぼ無負荷の状態
で加速するから、操作開始時のエンジンの回転数の立ち
」二がりが非常に速く、このため油圧ポンプの吐出流量
が速やかに増加するから、操作性が非常に向上する。こ
のように、この発明の効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧式建設機械の油圧系統の制御装置を示す図
、第２図は従来の油圧系統の制御方法を説明するための
フローチャート、第３図は第１図に示した制御装置の動
作を説明するためのグラフ、第４図、第５図はそれぞれ
この発明に係る油圧系統の制御方法を説明するためのフ
ローチャート、第６図は第１図に示した制御装置の動作
を説明するためのグラフである。２２・・・エンジン　２３・・・燃料噴射ポンプ２４・
・・燃料噴射ポンプ制御装置２５・・・回転数検出器２６・・・可変容量杉油圧ポンプ２７・・レギュレータ　２８・・・アクチュエータ２９
・・方向切換弁　３０・・・操作レバー３１・・・制御
装置　３２・・・スロットルレバー３３・燃料噴射量制
御装置３４・・切換スイッチ代理人弁理士　中村　純之助

Claims

【特許請求の範囲】エンジンと、そのエンジンにより駆動される可変容量形
油圧ポンプと、その油圧ポンプからの圧油により作動す
る複数のアクチュエータと、］二配子ンジンの回転数を
設定するスコツ１〜ルレバーと、上記油圧ポンプのレギ
ュレータと、上記アクチュエータに対応して設けられか
つ少なくとも上記レギュレータを操作して上記アクチュ
エータの作動を指令する複数の操作レバーとを有する油
圧式建設機械の油圧系統を制御する方法において、上記
操作レバーの少なくとも一つが作動状態になったとき、
上記エンジンの回転数を上記スロットルレバーによって
設定された設定回転数とする設定回転数運転を指令し、
その設定回転数運転指令がなされている状態で上記操作
レバーのすべてが中立状態になったとき、上記エンジン
の回転数を上記１− 設定回転数より小さい低速回転数とする低速回転数運転
を指令し、その低速回転数運転指令がなされている状態
で上記操作レバーの少なくとも一つが作動状態になった
とき、上記エンジンの回転数が予め定められた制御回転
数に達するまで上記レギュレータをアンロード状態に保
持することを特徴とする油圧式建設機械の油圧系統の制
御方法。