油圧作業機械のポンプトルク制御装置
【課題】主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続されている場合に、環境条件等に合わせて主ポンプのポンプ吸収トルクを正確に、簡単に調整できる。
【解決手段】調整スイッチ２５を備え、メインコントローラ１２が、冷却ファンポンプ２０の吸収トルクの状態を使用上の最大吸収トルクにする処理手段と、メインポンプ１３に対する調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量する処理手段と、エンジン３の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内かどうか判断する第４判断手段と、この第４判断手段で偽とされる間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量を繰り返す処理手段と、第４判断手段で真とされた際に、調整用の目標吸収トルク等を調整値ＡｄｊＶａｌとして記憶する処理手段と、トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値ＡｄｊＶａｌで制限する処理手段とを含む。
【解決手段】調整スイッチ２５を備え、メインコントローラ１２が、冷却ファンポンプ２０の吸収トルクの状態を使用上の最大吸収トルクにする処理手段と、メインポンプ１３に対する調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量する処理手段と、エンジン３の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内かどうか判断する第４判断手段と、この第４判断手段で偽とされる間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量を繰り返す処理手段と、第４判断手段で真とされた際に、調整用の目標吸収トルク等を調整値ＡｄｊＶａｌとして記憶する処理手段と、トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値ＡｄｊＶａｌで制限する処理手段とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共に原動機によって駆動される可変容量型の主ポンプと可変容量型の副次ポンプとを有する油圧ショベルなどの油圧作業機械に備えられ、主ポンプの吸収トルクを制御する油圧作業機械のポンプトルク制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高地に油圧作業機が配置されたり、気温が著しく低い環境で作業が行われるなどの種々の環境条件、あるいは、粗悪燃料を使用して作業が行われるとか、油圧作業機に異なる作業負荷が与えられるなどの油圧作業機械の使用条件によって、同じ油圧作業機械であっても原動機つまりエンジンが過負荷になることがある。このようなときには、エンジン出力を抑える必要があり、保守サービス員は現場に出かけて油圧作業機械の主ポンプの最大吸収トルクを調整しなければならない。この主ポンプの最大吸収トルクの調整には、サービスツールの特殊な装置が必要であり、また、保守サービス員の熟練した技能や経験が必要となる。
【０００３】
エンジンには主ポンプの他に、この主ポンプとは制御方法や使用方法が異なるポンプである冷却ファンポンプやパイロットポンプなどの副次ポンプが接続されているので、すなわち、エンジンには互いに性質の異なる複数のポンプが接続されているので、前述の調整が上手く行かないと、互いの間でポンプ吸収トルクの干渉が起こり、このために油圧作業機械の操作性、作業性に悪影響を及ぼすことになる。
【０００４】
なお、この種の従来技術として、特許文献１，２に示されるものがある。特許文献１に示される従来技術は、標高毎にエンジン回転数の設定を変更するようになっている。また、特許文献２に示される従来技術は、大気圧に対して伸縮するベローズ状の密閉容器を使ってポンプの吸収トルクを大気圧に合わせて可変にできるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１３２１９７公報
【特許文献２】特開平９−１２６１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１に示される従来技術では、標高条件が同じであっても、気温、大気圧、燃料の種類、作業負荷等に応じて主ポンプの最大吸収トルクを調整する必要があり、前述したように保守サービス員が現地に出向いて調整を行わなければならず、煩雑なものとなっている。同様に、特許文献２に示される従来技術では、大気圧条件が同じであっても、気温、作業負荷、燃料の種類等に応じて、やはり保守サービス員による煩雑な主ポンプの最大吸収トルクの調整が必要となる。
【０００６】
本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続されている場合に、環境条件及び使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができる油圧作業機械のポンプトルク制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明は、
原動機と、この原動機の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記設定回転数信号に基づいて前記原動機の回転数を制御する制御手段、前記原動機の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及び前記原動機の出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラと、
可動体を駆動するアクチュエータと、前記原動機によって駆動され、前記アクチュエータに圧油を供給する可変容量型の主ポンプと、この主ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁と、前記主ポンプの押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の副次ポンプと、この副次ポンプの押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータとを有する油圧作業機械に備えられ、
前記主ポンプ用レギュレータを駆動する主ポンプ用電磁比例弁、及び前記副次ポンプ用レギュレータを駆動する副次ポンプ用電磁比例弁と、
前記方向切換弁の操作量を検出する操作量検出器、及び前記主ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記操作量検出器から出力される操作量信号を取り込む入力手段、前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段、及び前記操作量検出器から出力される前記操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段、前記回転数設定手段から出力される設定回転数信号から前記主ポンプの目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクと前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号とから前記主ポンプの目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段、及び前記ポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と前記トルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さいほうを目標押しのけ容積に選択する選択手段、この選択手段で選択された主ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記主ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段、前記副次ポンプの目標押しのけ容積を演算する演算手段、この演算手段で演算された前記副次ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記副次ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段を含むメインコントローラを備えるとともに、
前記主ポンプの最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段を備え、
前記メインコントローラが、
前記開始手段の指示によって、前記回転数設定手段による設定回転数の設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記吐出圧検出器で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段と、
前記第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、
前記原動機コントローラから出力される前記原動機の前記負荷率信号を取り込む入力手段と、
調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量する処理手段と、
前記原動機の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、
この第４判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量を繰り返し行う処理手段と、
前記第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、
前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴としている。
【０００８】
このように構成した本発明は、開始手段によって主ポンプの最大吸収トルクの調整開始が指示されると、副次ポンプの負荷を最大負荷、すなわち最大吸収トルクにした状態において、原動機の負荷率が目標値、すなわち目標負荷率となるまで、主ポンプの吸収トルクを最小側からゆっくり増量させる処理が行われる。このようにゆっくり増量させることにより、静的なポイントでの調整が可能となる。原動機の負荷率が目標負荷率に一致したときに、主ポンプの吸収トルクが取得され、この取得値が調整値となる。この調整値以下となるように主ポンプの最大吸収トルクが制限された状態で、主ポンプの吸収トルク制御がなされる。これにより、原動機の負荷率が目標負荷率を超えないように制限される。すなわち、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続される場合に、環境条件及び使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができる。また、副次ポンプの吸収トルクを最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにした状態で、現状の主ポンプの最大吸収トルクを正確に調整できるので、主ポンプと副次ポンプとの間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができる。
【０００９】
また、前述の目的を達成するために、本発明は、
原動機と、この原動機の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記設定回転数信号に基づいて前記原動機の回転数を制御する制御手段、前記原動機の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及び前記原動機の出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラと、
可動体を駆動するアクチュエータと、前記原動機によって駆動され、前記アクチュエータに圧油を供給する可変容量型の主ポンプと、この主ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁と、前記主ポンプの押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の副次ポンプと、この副次ポンプの押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータとを有する油圧作業機械に備えられ、
前記主ポンプ用レギュレータを駆動する主ポンプ用電磁比例弁、及び前記副次ポンプ用レギュレータを駆動する副次ポンプ用電磁比例弁と、
前記方向切換弁の操作量を検出する操作量検出器、及び前記主ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記操作量検出器から出力される操作量信号を取り込む入力手段、前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段、及び前記操作量検出器から出力される前記操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段、前記回転数設定手段から出力される設定回転数信号から前記主ポンプの目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクと前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号とから前記主ポンプの目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段、及び前記ポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と前記トルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さいほうを目標押しのけ容積に選択する選択手段、この選択手段で選択された主ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記主ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段、前記副次ポンプの目標押しのけ容積を演算する演算手段、この演算手段で演算された前記副次ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記副次ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段を含むメインコントローラを備えるとともに、
前記主ポンプの最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段を備え、
前記メインコントローラが、
前記開始手段の指示によって、前記回転数設定手段による設定回転数の設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記吐出圧検出器で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段と、
前記第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、
前記原動機コントローラから出力される前記原動機の前記負荷率信号を取り込む入力手段と、
調整用の目標吸収トルクを前記原動機がストールしない範囲で十分に大きな予め定めるポンプ吸収トルクから緩やかな速度で減量する処理手段と、
前記原動機の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、
この第４判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの減量を繰り返し行う処理手段と、
前記第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、
前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴としている。
【００１０】
このように構成した本発明は、開始手段によって主ポンプの最大吸収トルクの調整開始が指示されると、主ポンプ以外の冷却ファンポンプ等の副次ポンプの負荷を最大負荷、すなわち最大吸収トルクにした状態において、原動機の負荷率が目標値、すなわち目標負荷率となるまで、主ポンプの吸収トルクを最大側からゆっくり減量させる処理が行われる。このようにゆっくり減量させることにより、静的なポイントでの調整が可能となる。原動機の負荷率が目標負荷率に一致したときに、主ポンプの吸収トルクが取得され、この取得値が調整値となる。この調整値以下となるように主ポンプの最大吸収トルクが制限された状態で、主ポンプの吸収トルク制御がなされる。これにより、原動機の負荷率が目標負荷率を超えないように制限される。すなわち、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続される場合に、環境条件及び使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができる。また、副次ポンプの吸収トルクを最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにした状態で、現状の主ポンプの最大吸収トルクを正確に調整できるので、主ポンプと副次ポンプとの間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明は、前述のそれぞれの発明において、前記目標負荷率を変更可能な入力装置を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、前述の発明において、前記調整値、及び調整結果を報知可能な出力装置を備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、前述のそれぞれの発明において、前記副次ポンプが冷却ファンポンプから成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、副次ポンプの吸収トルクを最大吸収トルクにした状態で、主ポンプの調整用の目標吸収トルクを、十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量させて、あるいは原動機がストールしない範囲で十分に大きな予め定められるポンプ吸収トルクから緩やかな速度で減量させて、ポンプ吸収トルクの制限値である調整値を所得し、この調整値によって主ポンプの最大吸収トルクを制限する構成にしてあることから、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続されている場合に、環境条件および使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができ、この油圧作業機械のオペレータによる主ポンプの最大吸収トルクの調整が可能となる。
【００１５】
また、副次ポンプの吸収トルクを最大吸収トルクにした状態で、現状の主ポンプの最大吸収トルクを正確に調整できるので、主ポンプと副次ポンプとの間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができ、これにより環境条件及び使用条件の違いに拘わらずこの油圧作業機械の優れた操作性、及び作業性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，本発明に係る油圧作業機械のポンプトルク制御装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
［本実施形態が備えられる油圧ショベルの基本構成］
図１は本発明の油圧作業機械のポンプトルク制御装置の一実施形態を示す油圧回路図である。
【００１８】
この図１に示すように、本実施形態のポンプトルク制御装置は、油圧作業機械、例えば油圧ショベルに備えられるものである。この油圧ショベルは、原動機すなわちエンジン３と、このエンジン３の回転数を設定する回転数設定手段、例えばエンジンコントロールダイアル１と、エンジン３の実回転数を検出する回転ピックアップセンサ４とを備えている。また、エンジンコントロールダイアル１で設定された設定回転数信号Ｎｒを取り込む入力手段、エンジンコントロールダイアル１で設定された設定回転数信号Ｎｒに基づいてエンジン３の回転数を制御する制御手段、回転ピックアップセンサ４で検出されたエンジン３の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及びエンジン出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラ、すなわちエンジンコントローラ２を備えている。
【００１９】
また、この油圧ショベルは、ブーム、アーム等の可動体を駆動するシリンダアクチュエータ１６、及び旋回体、走行体等の可動体を駆動するモータアクチュエータ１７と、これらのアクチュエータ１６，１７に圧油を供給する主油圧ポンプ、すなわちメインポンプ１３と、このメインポンプ１３とは性質の異なる副次ポンプ、例えばパイロットポンプ６、冷却ファンポンプ２０を備えている。これらのメインポンプ１３、パイロットポンプ６、冷却ファンポンプ２０はエンジン３によって駆動される。
【００２０】
また、メインポンプ１３からアクチュエータ１６，１７に供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁９，９ａと、これらの方向切換弁９，９ａを切換え操作するリモコン弁５，５ａと、ゲートロック弁８と、メインポンプ１３の押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータ、すなわちメインポンプレギュレータ１４を備えている。パイロットポンプ６の吐出管路にはフィルタ７を設けてある。
【００２１】
さらに、前述した冷却ファンポンプ２０からの圧油が供給され、エンジン冷却水を循環させる放熱器、すなわちラジエータ１８ａ、及び作動油を循環させる放熱器、すなわち作動油クーラ１８と、これらのラジエータ１８ａ及び作動油クーラ１８に外気を送風する冷却ファン２２ａと、前述した冷却ファンポンプ２０からの圧油が供給され、冷却ファン２２ａを駆動する冷却ファンモータ２２と、冷却ファンポンプ２０の押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータ、すなわち冷却ファンポンプレギュレータ２１とを備えている。同図１中、符号１９は作動油タンクを示している。
【００２２】
［本実施形態のポンプトルク制御装置の基本構成］
このような油圧ショベルに備えられる本実施形態のポンプトルク制御装置は、同図１に示すように、メインポンプレギュレータ１４を駆動する主ポンプ用電磁比例弁、すなわちメインポンプ電磁比例弁２３、及び冷却ファンポンプレギュレータ２１を駆動する副次ポンプ用電磁比例弁、すなわち冷却ファンポンプ電磁比例弁２４を備えている。
【００２３】
また、シャトル弁１０を介して方向切換弁９，９ａを切換えるリモコン弁５，５ａの操作量を検出する操作量検出器、例えばポジコン圧センサ１１、及びメインポンプ１３の吐出圧を検出する吐出圧検出器、すなわちメインポンプ吐出圧センサ１５を備えている。なお図示しないが、エンジン３の冷却水温を検出する冷却水温検出器、すなわち冷却水温センサ、及び作動油温を検出する作動油温検出器、すなわち作動油温センサも備えている。
【００２４】
さらに、エンジンコントロールダイアル１及びエンジンコントローラ２が接続されるとともに、前述したポジコン圧センサ１１、メインポンプ吐出圧センサ１５、及び図示しない冷却水温センサ、作動油温センサが接続されるメインコントローラ１２を備えている。
【００２５】
このメインコントローラ１２は、例えば基本的に以下に列挙する要素を含んでいる。
【００２６】
ａ． ポジコン圧センサ１１から出力される操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段
ｂ． エンジンコントロールダイアル１から出力される設定回転数信号Ｎｒからメインポンプ１３の目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクとメインポンプ吐出圧センサ１５から出力される吐出圧信号からメインポンプ１３の目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段
ｃ． エンジンコントロールダイアル１で設定された設定回転数信号Ｎｒを取り込む入力手段
ｄ． ポジコン圧センサ１１から出力される操作量信号を取り込む入力手段
ｅ． メインポンプ吐出圧センサ１５から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段
ｆ． 図示しない冷却水温センサから出力される冷却水温信号を取り込む入力手段
ｇ． 図示しない作動油温センサから出力される作動油温信号を取り込む入力手段
ｈ． 前述のポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と、前述のトルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さい方を目標押しのけ容積に選択する選択手段
ｉ． 前述の「ｈ」の選択手段で選択されたメインポンプ１３の目標押しのけ容積に基づいてメインポンプ電磁比例弁２３に制御信号、すなわち制御電流を出力する出力手段
ｊ． 図示しない冷却水温センサ、作動油温センサに基づいて冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積を演算する演算手段
ｋ． 前述の「ｊ」の演算手段で演算された冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積に基づいて冷却ファンポンプ電磁比例弁２４に制御信号、すなわち制御電流を出力する出力手段を備えている。
【００２７】
［本実施形態の特徴とする構成］
特に本実施形態は、メインポンプ１３の最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段、すなわちこの油圧ショベルのオペレータが操作可能な調整スイッチ２５と、エンジン３の目標負荷率を変更可能な入力装置２６と、後述の調整値、及び調整結果をオペレータに報知可能な出力装置２７とを備えている。これらの調整スイッチ２５、入力装置２６、及び出力装置２７は、運転室内に配置されるモニタ装置に含まれる構成要素である。また、これらの調整スイッチ２５、入力装置２６、及び出力装置２７は、メインコントローラ１２に接続されている。
【００２８】
また特に、本実施形態は、メインコントローラ１２が以下に列挙する要素を含んでいる。
【００２９】
Ａ． 前述した調整スイッチ２５の指示によって、エンジンコントロールダイアル１による設定回転数信号Ｎｒの設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段
Ｂ． 調整スイッチ２５の指示によって、メインポンプ吐出圧センサ１５で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段
Ｃ． 調整スイッチ２５の指示によって、ポジコン圧センサ１１で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段
Ｄ． 前述の第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると、冷却ファンポンプ２０のポンプ吸収トルクの状態を使用上の最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにするように、冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積を切り替える処理手段
Ｅ． エンジンコントローラ２から出力されるエンジン３の負荷率信号を取り込む入力手段
Ｆ． 調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量する処理手段
Ｇ． エンジン３の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段
Ｈ． 前述の「Ｇ」の第４判断手段で偽と判断される間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量とを繰り返し行う処理手段
Ｉ． 前述の「Ｇ」の第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得値を調整値として記憶する処理を行う処理手段
Ｊ． 前述のトルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値で制限する処理手段を備えている。
【００３０】
［油圧ショベルの動作の概要］
前述した本実施形態の構成を含むこの油圧ショベルの動作の概要について以下に説明する。
【００３１】
オペレータがエンジンコントロールダイアル１で目標のエンジン回転数を設定すると、このエンジンコントロールダイアル１の設定回転数信号Ｎｒは、エンジンコントローラ２に取り込まれる。同様に、エンジンコントロールダイアル１の設定回転数信号Ｎｒがメインコントローラ１２に取り込まれる。エンジンコントローラ２は、エンジン３の回転数と出力を制御する。回転ピックアップセンサ４で検出された実エンジン回転数信号Ｎは、エンジンコントローラ２に取り込まれ、エンジン制御に用いられる。エンジンコントローラ２から出力される実エンジン回転数信号Ｎと、エンジン負荷率信号ＥｎｇＬｏａｄはメインコントローラ１２に取り込まれる。
【００３２】
オペレータがリモコン弁５あるいは５ａを操作すると、パイロットポンプ６から吐出される油は、フィルタ７、ゲートロック弁８、リモコン弁５あるいは５ａを経由して方向切換弁９あるいは９ａへ導かれる。シャトル弁１０を経由した油はポジコン圧センサ１１で検出され、ポジコン圧信号としてメインコントローラ１２に取り込まれる。
【００３３】
メインコントローラ１２は、ポジティブ制御手段によるポジティブ制御、トルク制限手段によるトルク制御に基づき、メインポンプ電磁比例弁２３に制御電流を出力する。
【００３４】
メインポンプ電磁比例弁２３は、メインポンプレギュレータ１４を駆動し、メインポンプ１３の傾転を制御する。メインポンプ１３から吐出される油は、メインポンプ吐出圧センサ１５で検出されポンプ吐出圧信号としてメインコントローラ１２に取り込まれる。また、メインポンプ１３から吐出される油は、方向切換弁９または９ａによって流量と方向が制御され、シリンダアクチュエータ１６，モータアクチュエータ１７から戻された油は、方向切換弁９，９ａ、作動油クーラ１８を経由して作動油タンク１９へ戻される。
【００３５】
図示しない冷却水温センサによって検出された冷却水温信号と作動油温センサによって検出された作動油温信号は、メインコントローラ１２に取り込まれる。メインコントローラ１２は、冷却水温信号、作動油温信号に応じて冷却ファンポンプ電磁比例弁２４に制御電流を出力する。
【００３６】
冷却ファンポンプ電磁比例弁２４は、冷却ファンポンプレギュレータ２１を駆動し、冷却ファンポンプ２０の傾転を制御する。冷却ファンポンプ２０から吐出される油は冷却ファンモータ２２を駆動し、外気を送風して作動油、冷却水をクーリングする。冷却ファンモータ２２から戻された油は、作動油タンク１９に戻される。
【００３７】
［本実施形態におけるメインポンプの最大吸収トルクの調整］
次に、本実施形態におけるメインポンプ１３の最大吸収トルクの調整について説明する。
【００３８】
オペレータは、入力装置２６によってエンジン３の目標負荷率をメインコントローラ１２に入力する。また、エンジンコントロールダイアル１を定格回転数に固定する。また、ブーム上げ操作に対応するリモコン弁５を操作して、ブームに対応するシリンダアクチュエータ１６を伸長させ、ブーム上げリリーフ状態にする。これにより、メインポンプ１３の吐出圧はリリーフ圧Ｐｄ＿ｍａｘに保持される。この状態において調整スイッチ２５をＯＮにすると、メインポンプ１３の最大吸収トルクの調整が開始される。
【００３９】
以下に示すポンプ流量がトルク制御により決まる流量であると判断できる条件が成立すると、メインコントローラ１２は、副次ポンプである冷却ファンポンプ２０の吸収トルクを使用上の最大吸収トルクに設定する。
【００４０】
〔条件〕
・ ポジコン圧センサ１１によって検出されるポジコン圧Ｐｉが、ポンプ流量がトルク制御により決まると第３判断手段で判断できる予め定められる操作圧値、すなわち所定値以上である。
【００４１】
・ メインポンプ吐出圧センサ１５によって検出されるメインポンプ１３の吐出圧Ｐｄが、ほぼリリーフしていると第２判断手段で判断できる若干低い、予め定められる圧力値、すなわち所定値以上である。
【００４２】
・ エンジンコントロールダイアル１は操作されていない（今回のＮｒ＝前回のＮｒ）。
【００４３】
・ エンジンコントロールダイアル１から出力される設定回転数信号Ｎｒが、第１判断手段で定格回転数であると判断されたとき。
【００４４】
前述のように、冷却ファンポンプ２０の吸収トルクが最大吸収トルクに設定されると、吐出される油は使用上の最大流量になり、冷却ファンモータ２２は最高速度で回転する。次に、メインポンプ１３の吸収トルクを最小吸収トルクに設定する。メインポンプ１３から吐出される油は、最小吸収トルクに相当する流量となる。
【００４５】
次に、エンジン３の出力が目標負荷率に等しくなるまでメインポンプ１３の吸収トルクを緩やかに増量する。エンジン３の負荷率が目標負荷率に等しくなったときの吸収トルクを調整値として取得する。これは、メインポンプ１３に割り当て可能な最大吸収トルクである。図３のＰ−Ｑ線図に示すように、メインポンプ１３に割り当て可能な最大吸収トルクＴ２は、エンジン定格回転数の目標負荷率に相当するトルクＴ１から、パイロットポンプ６の吸収トルク分ｔ３と、冷却ファンポンプ２０の吸収トルク分ｔ２を差し引いたトルクである。なお、図３中、Ｔ３はメインポンプ１３の最小吸収トルクを、ｔ１はメインポンプ１３に割り当てられた吸収トルク分を示している。
【００４６】
［メインコントローラにおける処理の概要］
図２は本実施形態に備えられるメインコントローラにおける処理の概要を説明する図である。
【００４７】
この図２に示すように、メインコントローラ１２に電源が投入されると、はじめに初期化処理が行われ、このとき、不揮発性メモリＥＥＰＲＯＭからエンジン３の目標負荷率、後述の調整値ＡｄｊＶａｌ、調整結果、主に調整失敗要因を示す調整ステータス等のデータが読み出される。また、変数の初期化等も行われる。
【００４８】
入力信号処理では、メインコントローラ１２に接続された調整スイッチ２５のＯＮ，ＯＦＦ信号、メインポンプ吐出圧センサ１５で検出されるメインポンプ吐出圧Ｐｄ、エンジンコントロールダイアル１から出力されるエンジン３の目標回転数である設定回転数信号Ｎｒ、エンジンコントローラ２から出力される実回転数信号Ｎ等の各信号が取り込まれる。次に後述する調整値ＡｄｊＶａｌを求める処理１、求められた調整値ＡｄｊＶａｌに基づくメインポンプ１３の最大吸収トルク制御に係る処理２が順次実行される。出力信号処理では、メインコントローラ１２に接続した冷却ファンポンプ電磁比例弁２４の制御電流ＦａｎＶａｌ、メインポンプ電磁比例弁２３の制御電流ＭａｉｎＶａｌ、調整値ＡｄｊＶａｌ、調整結果、調整結果ステータスの信号が出力される。このような入力信号処理、処理１、処理２、及び出力信号処理は、繰り返し行われる。
【００４９】
［メインコントローラで実施される処理１］
図４〜６は本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理１を説明するフローチャートである。図５は図４に示す処理に続く処理を示すフローチャート、図６は図５に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。以下、これらの図４〜６に基づいて調整値ＡｄｊＶａｌを求める処理１について説明する。
【００５０】
図４に示すように、電源投入直後は、ステップ０が実行される。このステップ０では、冷却ファン制御フラグに通常制御がセットされ、トルク制御フラグに通常制御がセットされる。次にステップ１へ移る。
【００５１】
ステップ１では、調整スイッチ２５のＯＦＦ，ＯＮエッジが検出されるまで、ステップ１の処理を繰り返し実行する。調整スイッチ２５のＯＦＦ，ＯＮエッジが検出されると、ステップ２へ移る。
【００５２】
ステップ２では、リリーフ条件継続待ちタイマｔｉｍｅｒ１に初期値ＴＩＭＥ１がセットされ、ステップ３へ移る。
【００５３】
ステップ３では、調整スイッチ２５がＯＦＦかどうかの判定とリリーフ条件継続待ちの判定を行う。調整スイッチ２５がＯＦＦのとき、調整中止と判断してステップ０へ戻る。リリーフ条件が成立し、一定時間継続した場合にはステップ４へ移る。リリーフ条件が継続されるまでステップ３を繰り返し行う。
【００５４】
図５に示すように、ステップ４では、冷却ファン制御フラグに調整制御がセットされる。冷却ファン最高待ちタイマｔｉｍｅｒ２に初期値ＴＩＭＥ２がセットされ、ステップ５へ移る。
【００５５】
ステップ５では、調整スイッチ２５がＯＦＦかどうかの判定、リリーフ条件が成立したかどうかの判定、冷却ファン２２ａの最高回転数待ちの判定を行う。調整スイッチ２５がＯＦＦのとき、調整中止と判断してステップ０へ戻る。リリーフ条件が不成立のとき、調整結果に失敗をセットする。また、調整結果ステータスに、リリーフ条件不成立の旨をセットし、ステップ９へ移る。
【００５６】
一方、調整スイッチ２５がＯＮであり、リリーフ条件が成立したときは、冷却ファン２２ａが最高回転数になるまでの時間待ちを行い、ステップ６に移る。
【００５７】
ステップ６では、吸収トルク増減インターバルタイマｔｉｍｅｒ３に初期値ＴＩＭＥ３をセットし、調整タイムアウト検出タイマｔｉｍｅｒ４に初期値ＴＩＭＥ４をセットし、エンジン３の目標負荷率継続カウンタｑに初期値ＱＴをセットし、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐに最小吸収トルクをセットし、トルク制御フラグに調整制御をセットし、ステップ７へ移る。
【００５８】
図６に示すように、ステップ７では、調整スイッチ２５がＯＦＦのとき、調整中止と判断してステップ０へ移る。
【００５９】
リリーフ条件が不成立のとき、調整結果に失敗をセットし、調整結果ステータスに条件不成立の旨をセットし、ステップ９へ移る。
【００６０】
調整がタイムアウトしたとき、調整結果に失敗をセットし、調整結果ステータスに調整タイムアウトの旨をセットし、ステップ９へ移る。
【００６１】
エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが入力装置２６によって入力された目標負荷率よりも小さいと第４判断手段で判断された場合には、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを一定時間ごとに、一定量ΔＴｒ＿ｔｅｍｐずつ増量する処理がなされる。
【００６２】
エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率よりも大きいと第４判断手段で判断された場合には、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを一定時間ごとに、一定量ΔＴｒ＿ｔｅｍｐずつ減量する処理がなされる。
【００６３】
エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率に等しくなるまで、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐの増減を繰り返し行う。エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率に等しくなり、一定時間等しい状態が継続した場合には、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを調整値ＡｄｊＶａｌに代入する。すなわち、調整値ＡｄｊＶａｌが取得される。ここで調整結果に成功をセットする。調整結果ステータスに調整可能の旨をセットし、ステップ８へ移る。
【００６４】
ステップ８では、調整値ＡｄｊＶａｌを不揮発性メモリに記憶させる処理がなされ、ステップ９へ移る。
【００６５】
ステップ９では、調整結果、調整結果ステータスを不揮発性メモリに記憶させる処理がなされ、ステップ０へ戻る。このようにして処理１における調整値ＡｄｊＶａｌの取得の処理がなされる。なお、調整値ＡｄｊＶａｌ、調整結果、及び調整結果ステータスのそれぞれは、メインコントローラ１２から出力装置２７に出力され、この出力装置２７によってオペレータに報知される。
【００６６】
［メインコントローラで実施される処理２］
図７，８は本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値に基づくメインポンプの最大吸収トルク制御に係る処理２を説明するフローチャートである。図８は図７に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。
【００６７】
はじめに、図７に示すように、ポジコン圧センサ１１で検出されたポジコン圧Ｐｉからメインポンプ１３の目標押しのけ容積Ｄｒ＿Ｐｉが求められる。すなわち、ポジティブ制御が実施される。次にトルク制御フラグが通常制御ならば、設定回転数信号Ｎｒからメインポンプ１３の目標吸収トルクＴｒが求められる。トルク制御フラグが前述の調整制御ならば、目標吸収トルクＴｒに調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを代入する処理がなされる。
【００６８】
調整結果が成功ならば、目標吸収トルクＴｒを、前述の処理１で求められた調整値ＡｄｊＶａｌで制限する処理がなされる。
【００６９】
目標吸収トルクＴｒのＰ−Ｑ（Ｐｄ−Ｄｒ＿Ｐｄ）特性曲線に基づき、メインポンプ吐出圧センサ１５によって検出されるメインポンプ１３の吐出圧Ｐｄからメインポンプ１３の目標押しのけ容積Ｄｒ＿Ｐｄを求める処理、すなわちトルク制限手段によるトルク制御が実施される。
【００７０】
次に、図８に示すように、ポジティブ制御の目標押しのけ容積Ｄｒ＿Ｐｉとトルク制御の目標押しのけ容積Ｄｒ＿Ｐｄとから最小押しのけ容積を選択する処理がなされ、メインポンプ１３の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｍが求められる。
【００７１】
次に、メインポンプ１３の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｍからメインポンプ電磁比例弁電流ＭａｉｎＶａｌを求める処理がなされる。このようにして求められたメインポンプ電磁比例弁電流ＭａｉｎＶａｌが前述したように制御電流としてメインポンプ電磁比例弁２３に出力され、これによってメインポンプ１３の押しのけ容積を制御するメインポンプレギュレータ１４が駆動する。
【００７２】
また、冷却ファン制御フラグが通常制御ならば、冷却水温、作動油温から冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆを求める処理がなされる。
【００７３】
また、冷却ファンフラグが通常制御でないときには、冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆを最大押しのけ容積ＤＲ＿Ｆ＿ＭＡＸとする処理、すなわち冷却ファンポンプ２０の吸収トルクを最大吸収トルクにする処理がなされる。
【００７４】
ここで、例えば冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆに緩処理が実施される。この緩処理は、徐々に上述のようにして求められた目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆに一致させるようにする処理であり、冷却ファン装置の加減速によるエンジン３の負荷変動の抑制のために、また、冷却ファン２２ａの急激な運転による冷却ファン装置の破損防止のために実施される。
【００７５】
次に、上述のようにして求められた冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆから、冷却ファンポンプ電磁比例弁電流ＦａｎＶａｌが求められる。このようにして求められた冷却ファンポンプ電磁比例弁電流ＦａｎＶａｌが前述したように制御電流として冷却ファンポンプ電磁比例弁２４に出力され、これによって冷却ファンポンプ２０の押しのけ容積を制御する冷却ファンポンプレギュレータ２１が駆動する。
【００７６】
以上のように構成した本実施形態によれば、調整スイッチ２５によってメインポンプ１３の最大吸収トルクの調整開始が指示されると、冷却ファンポンプ２０の負荷が最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにされた状態において、エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率となるまで、メインポンプ１３の吸収トルクを最小側から緩やかに増量させる処理が行われる。このように緩やかに増量させることにより、静的なポイントでの調整が可能となる。エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが入力装置２６によって入力された目標負荷率に一致したときに、メインポンプ１３の最大吸収トルクが取得され、この取得値が調整値ＡｄｊＶａｌとなる。この調整値ＡｄｊＶａｌ以下となるように、メインポンプ１３の最大吸収トルクが制限された状態で、メインポンプ１３の吸収トルク制御がなされる。これにより、エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率を超えないように制限され、メインポンプ１３とともに、メインポンプ１３とは性質の異なる副次ポンプ、例えば冷却ファンポンプ２０がエンジン３に接続される場合に、環境条件及び使用条件に合わせてメインポンプ１３の最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができる。これにより、この油圧ショベルのオペレータによるメインポンプ１３の最大吸収トルクの調整が可能となる。
【００７７】
また、冷却ファンポンプ２０を最大吸収トルクにした状態で、現状のメインポンプ１３の最大吸収トルクを正確に調整できるので、メインポンプ１３と冷却ファンポンプ２０との間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができる。これにより、環境条件や使用条件の違いに拘わらず、この油圧ショベルの優れた操作性、及び作業性を確保できる。
【００７８】
なお、前記実施形態では、メインコントローラ１２が、特に、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを十分に小さなポンプ吸収トルクから一定時間ごとに一定量ΔＴｒ＿ｔｅｍｐずつ増量、すなわち、緩やかな速度で増量する処理手段と、エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄと目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、この第４判断手段で偽と判断される間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐの増量を繰り返し行う処理手段と、第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを取得し、これを調整値ＡｄｊＶａｌとして記憶する処理を行う処理手段と、トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値ＡｄｊＶａｌで制限する処理手段とを備えた構成にしてあるが、本発明は、このように構成することには限定されない。
【００７９】
すなわち、メインコントローラ１２が、上述の構成に代えて、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐをエンジン３がストールしない範囲で十分に大きな予め定めるポンプ吸収トルクから緩やかな速度で減量する処理手段と、エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄと目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、この第４判断手段で偽と判断される間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐの減量を繰り返し行う処理手段と、第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを取得し、これを調整値ＡｄｊＶａｌとして記憶する処理を行う処理手段と、トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値ＡｄｊＶａｌで制限する処理手段とを備えた構成にしてもよい。このように構成したものも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
また、上記実施形態では、メインコントローラ１２が、第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、これを調整値として記憶する処理手段を備えているが、すなわち、エンジンの負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率に等しくなり、一定時間等しい状態が継続した場合には、そのときの調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを調整値Ａｄｊｖａｌとして不揮発性メモリに記憶させる処理を行うようにしたが、本発明は、このように構成することには限らない。メインコントローラ１２が、第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐと所定の基準トルクＴｂ、例えばエンジン定格回転のトルクとの差を調整値Ａｄｊｖａｌとして不揮発性メモリに記憶させる処理手段を備え（Ａｄｊｖａｌ＝Ｔｒ＿ｔｅｍｐ−Ｔｂ）、上述の差に基づく調整値Ａｄｊｖａｌでトルク制限手段で演算された目標吸収トルクを制限するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の油圧作業機械のポンプトルク制御装置の一実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける処理の概要を説明する図である。
【図３】本実施形態におけるメインポンプの吸収トルク、パイロットポンプの吸収トルク、及び冷却ポンプの吸収トルクの配分を説明するＰ−Ｑ図である。
【図４】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理１を説明するフローチャートである。
【図５】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理１を説明するフローチャートであって、図４に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理１を説明するフローチャートであって、図５に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値に基づくメインポンプの最大吸収トルク制御に係る処理２を説明するフローチャートである。
【図８】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値に基づくメインポンプの最大吸収トルク制御に係る処理２を説明するフローチャートであって、図７に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１ エンジンコントロールダイアル（回転数設定手段）
２ エンジンコントローラ（原動機コントローラ）
３ エンジン（原動機）
５ リモコン弁
５ａ リモコン弁
６ パイロットポンプ
９ 方向切換弁
９ａ 方向切換弁
１１ ポジコン圧センサ（操作量検出器）
１２ メインコントローラ
１３ メインポンプ（主ポンプ）
１４ メインポンプレギュレータ（主ポンプ用レギュレータ）
１５ メインポンプ吐出圧センサ（吐出圧検出器）
１６ シリンダアクチュエータ
１７ モータアクチュエータ
２０ 冷却ファンポンプ（副次ポンプ）
２１ 冷却ファンポンプレギュレータ（副次ポンプ用レギュレータ）
２２ 冷却ファンモータ
２２ａ 冷却ファン
２３ メインポンプ電磁比例弁（主ポンプ用電磁比例弁）
２４ 冷却ファンポンプ電磁比例弁（副次ポンプ用電磁比例弁）
２５ 調整スイッチ（開始手段）
２６ 入力装置
２７ 出力装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共に原動機によって駆動される可変容量型の主ポンプと可変容量型の副次ポンプとを有する油圧ショベルなどの油圧作業機械に備えられ、主ポンプの吸収トルクを制御する油圧作業機械のポンプトルク制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高地に油圧作業機が配置されたり、気温が著しく低い環境で作業が行われるなどの種々の環境条件、あるいは、粗悪燃料を使用して作業が行われるとか、油圧作業機に異なる作業負荷が与えられるなどの油圧作業機械の使用条件によって、同じ油圧作業機械であっても原動機つまりエンジンが過負荷になることがある。このようなときには、エンジン出力を抑える必要があり、保守サービス員は現場に出かけて油圧作業機械の主ポンプの最大吸収トルクを調整しなければならない。この主ポンプの最大吸収トルクの調整には、サービスツールの特殊な装置が必要であり、また、保守サービス員の熟練した技能や経験が必要となる。
【０００３】
エンジンには主ポンプの他に、この主ポンプとは制御方法や使用方法が異なるポンプである冷却ファンポンプやパイロットポンプなどの副次ポンプが接続されているので、すなわち、エンジンには互いに性質の異なる複数のポンプが接続されているので、前述の調整が上手く行かないと、互いの間でポンプ吸収トルクの干渉が起こり、このために油圧作業機械の操作性、作業性に悪影響を及ぼすことになる。
【０００４】
なお、この種の従来技術として、特許文献１，２に示されるものがある。特許文献１に示される従来技術は、標高毎にエンジン回転数の設定を変更するようになっている。また、特許文献２に示される従来技術は、大気圧に対して伸縮するベローズ状の密閉容器を使ってポンプの吸収トルクを大気圧に合わせて可変にできるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１３２１９７公報
【特許文献２】特開平９−１２６１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１に示される従来技術では、標高条件が同じであっても、気温、大気圧、燃料の種類、作業負荷等に応じて主ポンプの最大吸収トルクを調整する必要があり、前述したように保守サービス員が現地に出向いて調整を行わなければならず、煩雑なものとなっている。同様に、特許文献２に示される従来技術では、大気圧条件が同じであっても、気温、作業負荷、燃料の種類等に応じて、やはり保守サービス員による煩雑な主ポンプの最大吸収トルクの調整が必要となる。
【０００６】
本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続されている場合に、環境条件及び使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができる油圧作業機械のポンプトルク制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明は、
原動機と、この原動機の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記設定回転数信号に基づいて前記原動機の回転数を制御する制御手段、前記原動機の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及び前記原動機の出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラと、
可動体を駆動するアクチュエータと、前記原動機によって駆動され、前記アクチュエータに圧油を供給する可変容量型の主ポンプと、この主ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁と、前記主ポンプの押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の副次ポンプと、この副次ポンプの押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータとを有する油圧作業機械に備えられ、
前記主ポンプ用レギュレータを駆動する主ポンプ用電磁比例弁、及び前記副次ポンプ用レギュレータを駆動する副次ポンプ用電磁比例弁と、
前記方向切換弁の操作量を検出する操作量検出器、及び前記主ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記操作量検出器から出力される操作量信号を取り込む入力手段、前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段、及び前記操作量検出器から出力される前記操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段、前記回転数設定手段から出力される設定回転数信号から前記主ポンプの目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクと前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号とから前記主ポンプの目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段、及び前記ポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と前記トルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さいほうを目標押しのけ容積に選択する選択手段、この選択手段で選択された主ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記主ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段、前記副次ポンプの目標押しのけ容積を演算する演算手段、この演算手段で演算された前記副次ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記副次ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段を含むメインコントローラを備えるとともに、
前記主ポンプの最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段を備え、
前記メインコントローラが、
前記開始手段の指示によって、前記回転数設定手段による設定回転数の設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記吐出圧検出器で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段と、
前記第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、
前記原動機コントローラから出力される前記原動機の前記負荷率信号を取り込む入力手段と、
調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量する処理手段と、
前記原動機の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、
この第４判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量を繰り返し行う処理手段と、
前記第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、
前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴としている。
【０００８】
このように構成した本発明は、開始手段によって主ポンプの最大吸収トルクの調整開始が指示されると、副次ポンプの負荷を最大負荷、すなわち最大吸収トルクにした状態において、原動機の負荷率が目標値、すなわち目標負荷率となるまで、主ポンプの吸収トルクを最小側からゆっくり増量させる処理が行われる。このようにゆっくり増量させることにより、静的なポイントでの調整が可能となる。原動機の負荷率が目標負荷率に一致したときに、主ポンプの吸収トルクが取得され、この取得値が調整値となる。この調整値以下となるように主ポンプの最大吸収トルクが制限された状態で、主ポンプの吸収トルク制御がなされる。これにより、原動機の負荷率が目標負荷率を超えないように制限される。すなわち、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続される場合に、環境条件及び使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができる。また、副次ポンプの吸収トルクを最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにした状態で、現状の主ポンプの最大吸収トルクを正確に調整できるので、主ポンプと副次ポンプとの間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができる。
【０００９】
また、前述の目的を達成するために、本発明は、
原動機と、この原動機の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記設定回転数信号に基づいて前記原動機の回転数を制御する制御手段、前記原動機の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及び前記原動機の出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラと、
可動体を駆動するアクチュエータと、前記原動機によって駆動され、前記アクチュエータに圧油を供給する可変容量型の主ポンプと、この主ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁と、前記主ポンプの押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の副次ポンプと、この副次ポンプの押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータとを有する油圧作業機械に備えられ、
前記主ポンプ用レギュレータを駆動する主ポンプ用電磁比例弁、及び前記副次ポンプ用レギュレータを駆動する副次ポンプ用電磁比例弁と、
前記方向切換弁の操作量を検出する操作量検出器、及び前記主ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記操作量検出器から出力される操作量信号を取り込む入力手段、前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段、及び前記操作量検出器から出力される前記操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段、前記回転数設定手段から出力される設定回転数信号から前記主ポンプの目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクと前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号とから前記主ポンプの目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段、及び前記ポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と前記トルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さいほうを目標押しのけ容積に選択する選択手段、この選択手段で選択された主ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記主ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段、前記副次ポンプの目標押しのけ容積を演算する演算手段、この演算手段で演算された前記副次ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記副次ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段を含むメインコントローラを備えるとともに、
前記主ポンプの最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段を備え、
前記メインコントローラが、
前記開始手段の指示によって、前記回転数設定手段による設定回転数の設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記吐出圧検出器で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段と、
前記第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、
前記原動機コントローラから出力される前記原動機の前記負荷率信号を取り込む入力手段と、
調整用の目標吸収トルクを前記原動機がストールしない範囲で十分に大きな予め定めるポンプ吸収トルクから緩やかな速度で減量する処理手段と、
前記原動機の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、
この第４判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの減量を繰り返し行う処理手段と、
前記第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、
前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴としている。
【００１０】
このように構成した本発明は、開始手段によって主ポンプの最大吸収トルクの調整開始が指示されると、主ポンプ以外の冷却ファンポンプ等の副次ポンプの負荷を最大負荷、すなわち最大吸収トルクにした状態において、原動機の負荷率が目標値、すなわち目標負荷率となるまで、主ポンプの吸収トルクを最大側からゆっくり減量させる処理が行われる。このようにゆっくり減量させることにより、静的なポイントでの調整が可能となる。原動機の負荷率が目標負荷率に一致したときに、主ポンプの吸収トルクが取得され、この取得値が調整値となる。この調整値以下となるように主ポンプの最大吸収トルクが制限された状態で、主ポンプの吸収トルク制御がなされる。これにより、原動機の負荷率が目標負荷率を超えないように制限される。すなわち、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続される場合に、環境条件及び使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができる。また、副次ポンプの吸収トルクを最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにした状態で、現状の主ポンプの最大吸収トルクを正確に調整できるので、主ポンプと副次ポンプとの間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明は、前述のそれぞれの発明において、前記目標負荷率を変更可能な入力装置を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、前述の発明において、前記調整値、及び調整結果を報知可能な出力装置を備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、前述のそれぞれの発明において、前記副次ポンプが冷却ファンポンプから成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、副次ポンプの吸収トルクを最大吸収トルクにした状態で、主ポンプの調整用の目標吸収トルクを、十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量させて、あるいは原動機がストールしない範囲で十分に大きな予め定められるポンプ吸収トルクから緩やかな速度で減量させて、ポンプ吸収トルクの制限値である調整値を所得し、この調整値によって主ポンプの最大吸収トルクを制限する構成にしてあることから、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続されている場合に、環境条件および使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができ、この油圧作業機械のオペレータによる主ポンプの最大吸収トルクの調整が可能となる。
【００１５】
また、副次ポンプの吸収トルクを最大吸収トルクにした状態で、現状の主ポンプの最大吸収トルクを正確に調整できるので、主ポンプと副次ポンプとの間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができ、これにより環境条件及び使用条件の違いに拘わらずこの油圧作業機械の優れた操作性、及び作業性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，本発明に係る油圧作業機械のポンプトルク制御装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
［本実施形態が備えられる油圧ショベルの基本構成］
図１は本発明の油圧作業機械のポンプトルク制御装置の一実施形態を示す油圧回路図である。
【００１８】
この図１に示すように、本実施形態のポンプトルク制御装置は、油圧作業機械、例えば油圧ショベルに備えられるものである。この油圧ショベルは、原動機すなわちエンジン３と、このエンジン３の回転数を設定する回転数設定手段、例えばエンジンコントロールダイアル１と、エンジン３の実回転数を検出する回転ピックアップセンサ４とを備えている。また、エンジンコントロールダイアル１で設定された設定回転数信号Ｎｒを取り込む入力手段、エンジンコントロールダイアル１で設定された設定回転数信号Ｎｒに基づいてエンジン３の回転数を制御する制御手段、回転ピックアップセンサ４で検出されたエンジン３の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及びエンジン出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラ、すなわちエンジンコントローラ２を備えている。
【００１９】
また、この油圧ショベルは、ブーム、アーム等の可動体を駆動するシリンダアクチュエータ１６、及び旋回体、走行体等の可動体を駆動するモータアクチュエータ１７と、これらのアクチュエータ１６，１７に圧油を供給する主油圧ポンプ、すなわちメインポンプ１３と、このメインポンプ１３とは性質の異なる副次ポンプ、例えばパイロットポンプ６、冷却ファンポンプ２０を備えている。これらのメインポンプ１３、パイロットポンプ６、冷却ファンポンプ２０はエンジン３によって駆動される。
【００２０】
また、メインポンプ１３からアクチュエータ１６，１７に供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁９，９ａと、これらの方向切換弁９，９ａを切換え操作するリモコン弁５，５ａと、ゲートロック弁８と、メインポンプ１３の押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータ、すなわちメインポンプレギュレータ１４を備えている。パイロットポンプ６の吐出管路にはフィルタ７を設けてある。
【００２１】
さらに、前述した冷却ファンポンプ２０からの圧油が供給され、エンジン冷却水を循環させる放熱器、すなわちラジエータ１８ａ、及び作動油を循環させる放熱器、すなわち作動油クーラ１８と、これらのラジエータ１８ａ及び作動油クーラ１８に外気を送風する冷却ファン２２ａと、前述した冷却ファンポンプ２０からの圧油が供給され、冷却ファン２２ａを駆動する冷却ファンモータ２２と、冷却ファンポンプ２０の押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータ、すなわち冷却ファンポンプレギュレータ２１とを備えている。同図１中、符号１９は作動油タンクを示している。
【００２２】
［本実施形態のポンプトルク制御装置の基本構成］
このような油圧ショベルに備えられる本実施形態のポンプトルク制御装置は、同図１に示すように、メインポンプレギュレータ１４を駆動する主ポンプ用電磁比例弁、すなわちメインポンプ電磁比例弁２３、及び冷却ファンポンプレギュレータ２１を駆動する副次ポンプ用電磁比例弁、すなわち冷却ファンポンプ電磁比例弁２４を備えている。
【００２３】
また、シャトル弁１０を介して方向切換弁９，９ａを切換えるリモコン弁５，５ａの操作量を検出する操作量検出器、例えばポジコン圧センサ１１、及びメインポンプ１３の吐出圧を検出する吐出圧検出器、すなわちメインポンプ吐出圧センサ１５を備えている。なお図示しないが、エンジン３の冷却水温を検出する冷却水温検出器、すなわち冷却水温センサ、及び作動油温を検出する作動油温検出器、すなわち作動油温センサも備えている。
【００２４】
さらに、エンジンコントロールダイアル１及びエンジンコントローラ２が接続されるとともに、前述したポジコン圧センサ１１、メインポンプ吐出圧センサ１５、及び図示しない冷却水温センサ、作動油温センサが接続されるメインコントローラ１２を備えている。
【００２５】
このメインコントローラ１２は、例えば基本的に以下に列挙する要素を含んでいる。
【００２６】
ａ． ポジコン圧センサ１１から出力される操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段
ｂ． エンジンコントロールダイアル１から出力される設定回転数信号Ｎｒからメインポンプ１３の目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクとメインポンプ吐出圧センサ１５から出力される吐出圧信号からメインポンプ１３の目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段
ｃ． エンジンコントロールダイアル１で設定された設定回転数信号Ｎｒを取り込む入力手段
ｄ． ポジコン圧センサ１１から出力される操作量信号を取り込む入力手段
ｅ． メインポンプ吐出圧センサ１５から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段
ｆ． 図示しない冷却水温センサから出力される冷却水温信号を取り込む入力手段
ｇ． 図示しない作動油温センサから出力される作動油温信号を取り込む入力手段
ｈ． 前述のポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と、前述のトルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さい方を目標押しのけ容積に選択する選択手段
ｉ． 前述の「ｈ」の選択手段で選択されたメインポンプ１３の目標押しのけ容積に基づいてメインポンプ電磁比例弁２３に制御信号、すなわち制御電流を出力する出力手段
ｊ． 図示しない冷却水温センサ、作動油温センサに基づいて冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積を演算する演算手段
ｋ． 前述の「ｊ」の演算手段で演算された冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積に基づいて冷却ファンポンプ電磁比例弁２４に制御信号、すなわち制御電流を出力する出力手段を備えている。
【００２７】
［本実施形態の特徴とする構成］
特に本実施形態は、メインポンプ１３の最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段、すなわちこの油圧ショベルのオペレータが操作可能な調整スイッチ２５と、エンジン３の目標負荷率を変更可能な入力装置２６と、後述の調整値、及び調整結果をオペレータに報知可能な出力装置２７とを備えている。これらの調整スイッチ２５、入力装置２６、及び出力装置２７は、運転室内に配置されるモニタ装置に含まれる構成要素である。また、これらの調整スイッチ２５、入力装置２６、及び出力装置２７は、メインコントローラ１２に接続されている。
【００２８】
また特に、本実施形態は、メインコントローラ１２が以下に列挙する要素を含んでいる。
【００２９】
Ａ． 前述した調整スイッチ２５の指示によって、エンジンコントロールダイアル１による設定回転数信号Ｎｒの設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段
Ｂ． 調整スイッチ２５の指示によって、メインポンプ吐出圧センサ１５で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段
Ｃ． 調整スイッチ２５の指示によって、ポジコン圧センサ１１で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段
Ｄ． 前述の第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると、冷却ファンポンプ２０のポンプ吸収トルクの状態を使用上の最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにするように、冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積を切り替える処理手段
Ｅ． エンジンコントローラ２から出力されるエンジン３の負荷率信号を取り込む入力手段
Ｆ． 調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量する処理手段
Ｇ． エンジン３の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段
Ｈ． 前述の「Ｇ」の第４判断手段で偽と判断される間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量とを繰り返し行う処理手段
Ｉ． 前述の「Ｇ」の第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得値を調整値として記憶する処理を行う処理手段
Ｊ． 前述のトルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値で制限する処理手段を備えている。
【００３０】
［油圧ショベルの動作の概要］
前述した本実施形態の構成を含むこの油圧ショベルの動作の概要について以下に説明する。
【００３１】
オペレータがエンジンコントロールダイアル１で目標のエンジン回転数を設定すると、このエンジンコントロールダイアル１の設定回転数信号Ｎｒは、エンジンコントローラ２に取り込まれる。同様に、エンジンコントロールダイアル１の設定回転数信号Ｎｒがメインコントローラ１２に取り込まれる。エンジンコントローラ２は、エンジン３の回転数と出力を制御する。回転ピックアップセンサ４で検出された実エンジン回転数信号Ｎは、エンジンコントローラ２に取り込まれ、エンジン制御に用いられる。エンジンコントローラ２から出力される実エンジン回転数信号Ｎと、エンジン負荷率信号ＥｎｇＬｏａｄはメインコントローラ１２に取り込まれる。
【００３２】
オペレータがリモコン弁５あるいは５ａを操作すると、パイロットポンプ６から吐出される油は、フィルタ７、ゲートロック弁８、リモコン弁５あるいは５ａを経由して方向切換弁９あるいは９ａへ導かれる。シャトル弁１０を経由した油はポジコン圧センサ１１で検出され、ポジコン圧信号としてメインコントローラ１２に取り込まれる。
【００３３】
メインコントローラ１２は、ポジティブ制御手段によるポジティブ制御、トルク制限手段によるトルク制御に基づき、メインポンプ電磁比例弁２３に制御電流を出力する。
【００３４】
メインポンプ電磁比例弁２３は、メインポンプレギュレータ１４を駆動し、メインポンプ１３の傾転を制御する。メインポンプ１３から吐出される油は、メインポンプ吐出圧センサ１５で検出されポンプ吐出圧信号としてメインコントローラ１２に取り込まれる。また、メインポンプ１３から吐出される油は、方向切換弁９または９ａによって流量と方向が制御され、シリンダアクチュエータ１６，モータアクチュエータ１７から戻された油は、方向切換弁９，９ａ、作動油クーラ１８を経由して作動油タンク１９へ戻される。
【００３５】
図示しない冷却水温センサによって検出された冷却水温信号と作動油温センサによって検出された作動油温信号は、メインコントローラ１２に取り込まれる。メインコントローラ１２は、冷却水温信号、作動油温信号に応じて冷却ファンポンプ電磁比例弁２４に制御電流を出力する。
【００３６】
冷却ファンポンプ電磁比例弁２４は、冷却ファンポンプレギュレータ２１を駆動し、冷却ファンポンプ２０の傾転を制御する。冷却ファンポンプ２０から吐出される油は冷却ファンモータ２２を駆動し、外気を送風して作動油、冷却水をクーリングする。冷却ファンモータ２２から戻された油は、作動油タンク１９に戻される。
【００３７】
［本実施形態におけるメインポンプの最大吸収トルクの調整］
次に、本実施形態におけるメインポンプ１３の最大吸収トルクの調整について説明する。
【００３８】
オペレータは、入力装置２６によってエンジン３の目標負荷率をメインコントローラ１２に入力する。また、エンジンコントロールダイアル１を定格回転数に固定する。また、ブーム上げ操作に対応するリモコン弁５を操作して、ブームに対応するシリンダアクチュエータ１６を伸長させ、ブーム上げリリーフ状態にする。これにより、メインポンプ１３の吐出圧はリリーフ圧Ｐｄ＿ｍａｘに保持される。この状態において調整スイッチ２５をＯＮにすると、メインポンプ１３の最大吸収トルクの調整が開始される。
【００３９】
以下に示すポンプ流量がトルク制御により決まる流量であると判断できる条件が成立すると、メインコントローラ１２は、副次ポンプである冷却ファンポンプ２０の吸収トルクを使用上の最大吸収トルクに設定する。
【００４０】
〔条件〕
・ ポジコン圧センサ１１によって検出されるポジコン圧Ｐｉが、ポンプ流量がトルク制御により決まると第３判断手段で判断できる予め定められる操作圧値、すなわち所定値以上である。
【００４１】
・ メインポンプ吐出圧センサ１５によって検出されるメインポンプ１３の吐出圧Ｐｄが、ほぼリリーフしていると第２判断手段で判断できる若干低い、予め定められる圧力値、すなわち所定値以上である。
【００４２】
・ エンジンコントロールダイアル１は操作されていない（今回のＮｒ＝前回のＮｒ）。
【００４３】
・ エンジンコントロールダイアル１から出力される設定回転数信号Ｎｒが、第１判断手段で定格回転数であると判断されたとき。
【００４４】
前述のように、冷却ファンポンプ２０の吸収トルクが最大吸収トルクに設定されると、吐出される油は使用上の最大流量になり、冷却ファンモータ２２は最高速度で回転する。次に、メインポンプ１３の吸収トルクを最小吸収トルクに設定する。メインポンプ１３から吐出される油は、最小吸収トルクに相当する流量となる。
【００４５】
次に、エンジン３の出力が目標負荷率に等しくなるまでメインポンプ１３の吸収トルクを緩やかに増量する。エンジン３の負荷率が目標負荷率に等しくなったときの吸収トルクを調整値として取得する。これは、メインポンプ１３に割り当て可能な最大吸収トルクである。図３のＰ−Ｑ線図に示すように、メインポンプ１３に割り当て可能な最大吸収トルクＴ２は、エンジン定格回転数の目標負荷率に相当するトルクＴ１から、パイロットポンプ６の吸収トルク分ｔ３と、冷却ファンポンプ２０の吸収トルク分ｔ２を差し引いたトルクである。なお、図３中、Ｔ３はメインポンプ１３の最小吸収トルクを、ｔ１はメインポンプ１３に割り当てられた吸収トルク分を示している。
【００４６】
［メインコントローラにおける処理の概要］
図２は本実施形態に備えられるメインコントローラにおける処理の概要を説明する図である。
【００４７】
この図２に示すように、メインコントローラ１２に電源が投入されると、はじめに初期化処理が行われ、このとき、不揮発性メモリＥＥＰＲＯＭからエンジン３の目標負荷率、後述の調整値ＡｄｊＶａｌ、調整結果、主に調整失敗要因を示す調整ステータス等のデータが読み出される。また、変数の初期化等も行われる。
【００４８】
入力信号処理では、メインコントローラ１２に接続された調整スイッチ２５のＯＮ，ＯＦＦ信号、メインポンプ吐出圧センサ１５で検出されるメインポンプ吐出圧Ｐｄ、エンジンコントロールダイアル１から出力されるエンジン３の目標回転数である設定回転数信号Ｎｒ、エンジンコントローラ２から出力される実回転数信号Ｎ等の各信号が取り込まれる。次に後述する調整値ＡｄｊＶａｌを求める処理１、求められた調整値ＡｄｊＶａｌに基づくメインポンプ１３の最大吸収トルク制御に係る処理２が順次実行される。出力信号処理では、メインコントローラ１２に接続した冷却ファンポンプ電磁比例弁２４の制御電流ＦａｎＶａｌ、メインポンプ電磁比例弁２３の制御電流ＭａｉｎＶａｌ、調整値ＡｄｊＶａｌ、調整結果、調整結果ステータスの信号が出力される。このような入力信号処理、処理１、処理２、及び出力信号処理は、繰り返し行われる。
【００４９】
［メインコントローラで実施される処理１］
図４〜６は本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理１を説明するフローチャートである。図５は図４に示す処理に続く処理を示すフローチャート、図６は図５に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。以下、これらの図４〜６に基づいて調整値ＡｄｊＶａｌを求める処理１について説明する。
【００５０】
図４に示すように、電源投入直後は、ステップ０が実行される。このステップ０では、冷却ファン制御フラグに通常制御がセットされ、トルク制御フラグに通常制御がセットされる。次にステップ１へ移る。
【００５１】
ステップ１では、調整スイッチ２５のＯＦＦ，ＯＮエッジが検出されるまで、ステップ１の処理を繰り返し実行する。調整スイッチ２５のＯＦＦ，ＯＮエッジが検出されると、ステップ２へ移る。
【００５２】
ステップ２では、リリーフ条件継続待ちタイマｔｉｍｅｒ１に初期値ＴＩＭＥ１がセットされ、ステップ３へ移る。
【００５３】
ステップ３では、調整スイッチ２５がＯＦＦかどうかの判定とリリーフ条件継続待ちの判定を行う。調整スイッチ２５がＯＦＦのとき、調整中止と判断してステップ０へ戻る。リリーフ条件が成立し、一定時間継続した場合にはステップ４へ移る。リリーフ条件が継続されるまでステップ３を繰り返し行う。
【００５４】
図５に示すように、ステップ４では、冷却ファン制御フラグに調整制御がセットされる。冷却ファン最高待ちタイマｔｉｍｅｒ２に初期値ＴＩＭＥ２がセットされ、ステップ５へ移る。
【００５５】
ステップ５では、調整スイッチ２５がＯＦＦかどうかの判定、リリーフ条件が成立したかどうかの判定、冷却ファン２２ａの最高回転数待ちの判定を行う。調整スイッチ２５がＯＦＦのとき、調整中止と判断してステップ０へ戻る。リリーフ条件が不成立のとき、調整結果に失敗をセットする。また、調整結果ステータスに、リリーフ条件不成立の旨をセットし、ステップ９へ移る。
【００５６】
一方、調整スイッチ２５がＯＮであり、リリーフ条件が成立したときは、冷却ファン２２ａが最高回転数になるまでの時間待ちを行い、ステップ６に移る。
【００５７】
ステップ６では、吸収トルク増減インターバルタイマｔｉｍｅｒ３に初期値ＴＩＭＥ３をセットし、調整タイムアウト検出タイマｔｉｍｅｒ４に初期値ＴＩＭＥ４をセットし、エンジン３の目標負荷率継続カウンタｑに初期値ＱＴをセットし、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐに最小吸収トルクをセットし、トルク制御フラグに調整制御をセットし、ステップ７へ移る。
【００５８】
図６に示すように、ステップ７では、調整スイッチ２５がＯＦＦのとき、調整中止と判断してステップ０へ移る。
【００５９】
リリーフ条件が不成立のとき、調整結果に失敗をセットし、調整結果ステータスに条件不成立の旨をセットし、ステップ９へ移る。
【００６０】
調整がタイムアウトしたとき、調整結果に失敗をセットし、調整結果ステータスに調整タイムアウトの旨をセットし、ステップ９へ移る。
【００６１】
エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが入力装置２６によって入力された目標負荷率よりも小さいと第４判断手段で判断された場合には、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを一定時間ごとに、一定量ΔＴｒ＿ｔｅｍｐずつ増量する処理がなされる。
【００６２】
エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率よりも大きいと第４判断手段で判断された場合には、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを一定時間ごとに、一定量ΔＴｒ＿ｔｅｍｐずつ減量する処理がなされる。
【００６３】
エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率に等しくなるまで、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐの増減を繰り返し行う。エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率に等しくなり、一定時間等しい状態が継続した場合には、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを調整値ＡｄｊＶａｌに代入する。すなわち、調整値ＡｄｊＶａｌが取得される。ここで調整結果に成功をセットする。調整結果ステータスに調整可能の旨をセットし、ステップ８へ移る。
【００６４】
ステップ８では、調整値ＡｄｊＶａｌを不揮発性メモリに記憶させる処理がなされ、ステップ９へ移る。
【００６５】
ステップ９では、調整結果、調整結果ステータスを不揮発性メモリに記憶させる処理がなされ、ステップ０へ戻る。このようにして処理１における調整値ＡｄｊＶａｌの取得の処理がなされる。なお、調整値ＡｄｊＶａｌ、調整結果、及び調整結果ステータスのそれぞれは、メインコントローラ１２から出力装置２７に出力され、この出力装置２７によってオペレータに報知される。
【００６６】
［メインコントローラで実施される処理２］
図７，８は本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値に基づくメインポンプの最大吸収トルク制御に係る処理２を説明するフローチャートである。図８は図７に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。
【００６７】
はじめに、図７に示すように、ポジコン圧センサ１１で検出されたポジコン圧Ｐｉからメインポンプ１３の目標押しのけ容積Ｄｒ＿Ｐｉが求められる。すなわち、ポジティブ制御が実施される。次にトルク制御フラグが通常制御ならば、設定回転数信号Ｎｒからメインポンプ１３の目標吸収トルクＴｒが求められる。トルク制御フラグが前述の調整制御ならば、目標吸収トルクＴｒに調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを代入する処理がなされる。
【００６８】
調整結果が成功ならば、目標吸収トルクＴｒを、前述の処理１で求められた調整値ＡｄｊＶａｌで制限する処理がなされる。
【００６９】
目標吸収トルクＴｒのＰ−Ｑ（Ｐｄ−Ｄｒ＿Ｐｄ）特性曲線に基づき、メインポンプ吐出圧センサ１５によって検出されるメインポンプ１３の吐出圧Ｐｄからメインポンプ１３の目標押しのけ容積Ｄｒ＿Ｐｄを求める処理、すなわちトルク制限手段によるトルク制御が実施される。
【００７０】
次に、図８に示すように、ポジティブ制御の目標押しのけ容積Ｄｒ＿Ｐｉとトルク制御の目標押しのけ容積Ｄｒ＿Ｐｄとから最小押しのけ容積を選択する処理がなされ、メインポンプ１３の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｍが求められる。
【００７１】
次に、メインポンプ１３の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｍからメインポンプ電磁比例弁電流ＭａｉｎＶａｌを求める処理がなされる。このようにして求められたメインポンプ電磁比例弁電流ＭａｉｎＶａｌが前述したように制御電流としてメインポンプ電磁比例弁２３に出力され、これによってメインポンプ１３の押しのけ容積を制御するメインポンプレギュレータ１４が駆動する。
【００７２】
また、冷却ファン制御フラグが通常制御ならば、冷却水温、作動油温から冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆを求める処理がなされる。
【００７３】
また、冷却ファンフラグが通常制御でないときには、冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆを最大押しのけ容積ＤＲ＿Ｆ＿ＭＡＸとする処理、すなわち冷却ファンポンプ２０の吸収トルクを最大吸収トルクにする処理がなされる。
【００７４】
ここで、例えば冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆに緩処理が実施される。この緩処理は、徐々に上述のようにして求められた目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆに一致させるようにする処理であり、冷却ファン装置の加減速によるエンジン３の負荷変動の抑制のために、また、冷却ファン２２ａの急激な運転による冷却ファン装置の破損防止のために実施される。
【００７５】
次に、上述のようにして求められた冷却ファンポンプ２０の目標押しのけ容積Ｄｒ＿ｆから、冷却ファンポンプ電磁比例弁電流ＦａｎＶａｌが求められる。このようにして求められた冷却ファンポンプ電磁比例弁電流ＦａｎＶａｌが前述したように制御電流として冷却ファンポンプ電磁比例弁２４に出力され、これによって冷却ファンポンプ２０の押しのけ容積を制御する冷却ファンポンプレギュレータ２１が駆動する。
【００７６】
以上のように構成した本実施形態によれば、調整スイッチ２５によってメインポンプ１３の最大吸収トルクの調整開始が指示されると、冷却ファンポンプ２０の負荷が最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにされた状態において、エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率となるまで、メインポンプ１３の吸収トルクを最小側から緩やかに増量させる処理が行われる。このように緩やかに増量させることにより、静的なポイントでの調整が可能となる。エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが入力装置２６によって入力された目標負荷率に一致したときに、メインポンプ１３の最大吸収トルクが取得され、この取得値が調整値ＡｄｊＶａｌとなる。この調整値ＡｄｊＶａｌ以下となるように、メインポンプ１３の最大吸収トルクが制限された状態で、メインポンプ１３の吸収トルク制御がなされる。これにより、エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率を超えないように制限され、メインポンプ１３とともに、メインポンプ１３とは性質の異なる副次ポンプ、例えば冷却ファンポンプ２０がエンジン３に接続される場合に、環境条件及び使用条件に合わせてメインポンプ１３の最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができる。これにより、この油圧ショベルのオペレータによるメインポンプ１３の最大吸収トルクの調整が可能となる。
【００７７】
また、冷却ファンポンプ２０を最大吸収トルクにした状態で、現状のメインポンプ１３の最大吸収トルクを正確に調整できるので、メインポンプ１３と冷却ファンポンプ２０との間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができる。これにより、環境条件や使用条件の違いに拘わらず、この油圧ショベルの優れた操作性、及び作業性を確保できる。
【００７８】
なお、前記実施形態では、メインコントローラ１２が、特に、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを十分に小さなポンプ吸収トルクから一定時間ごとに一定量ΔＴｒ＿ｔｅｍｐずつ増量、すなわち、緩やかな速度で増量する処理手段と、エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄと目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、この第４判断手段で偽と判断される間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐの増量を繰り返し行う処理手段と、第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを取得し、これを調整値ＡｄｊＶａｌとして記憶する処理を行う処理手段と、トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値ＡｄｊＶａｌで制限する処理手段とを備えた構成にしてあるが、本発明は、このように構成することには限定されない。
【００７９】
すなわち、メインコントローラ１２が、上述の構成に代えて、調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐをエンジン３がストールしない範囲で十分に大きな予め定めるポンプ吸収トルクから緩やかな速度で減量する処理手段と、エンジン３の負荷率ＥｎｇＬｏａｄと目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、この第４判断手段で偽と判断される間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐの減量を繰り返し行う処理手段と、第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを取得し、これを調整値ＡｄｊＶａｌとして記憶する処理を行う処理手段と、トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値ＡｄｊＶａｌで制限する処理手段とを備えた構成にしてもよい。このように構成したものも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
また、上記実施形態では、メインコントローラ１２が、第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、これを調整値として記憶する処理手段を備えているが、すなわち、エンジンの負荷率ＥｎｇＬｏａｄが目標負荷率に等しくなり、一定時間等しい状態が継続した場合には、そのときの調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐを調整値Ａｄｊｖａｌとして不揮発性メモリに記憶させる処理を行うようにしたが、本発明は、このように構成することには限らない。メインコントローラ１２が、第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクＴｒ＿ｔｅｍｐと所定の基準トルクＴｂ、例えばエンジン定格回転のトルクとの差を調整値Ａｄｊｖａｌとして不揮発性メモリに記憶させる処理手段を備え（Ａｄｊｖａｌ＝Ｔｒ＿ｔｅｍｐ−Ｔｂ）、上述の差に基づく調整値Ａｄｊｖａｌでトルク制限手段で演算された目標吸収トルクを制限するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の油圧作業機械のポンプトルク制御装置の一実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける処理の概要を説明する図である。
【図３】本実施形態におけるメインポンプの吸収トルク、パイロットポンプの吸収トルク、及び冷却ポンプの吸収トルクの配分を説明するＰ−Ｑ図である。
【図４】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理１を説明するフローチャートである。
【図５】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理１を説明するフローチャートであって、図４に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理１を説明するフローチャートであって、図５に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値に基づくメインポンプの最大吸収トルク制御に係る処理２を説明するフローチャートである。
【図８】本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値に基づくメインポンプの最大吸収トルク制御に係る処理２を説明するフローチャートであって、図７に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１ エンジンコントロールダイアル（回転数設定手段）
２ エンジンコントローラ（原動機コントローラ）
３ エンジン（原動機）
５ リモコン弁
５ａ リモコン弁
６ パイロットポンプ
９ 方向切換弁
９ａ 方向切換弁
１１ ポジコン圧センサ（操作量検出器）
１２ メインコントローラ
１３ メインポンプ（主ポンプ）
１４ メインポンプレギュレータ（主ポンプ用レギュレータ）
１５ メインポンプ吐出圧センサ（吐出圧検出器）
１６ シリンダアクチュエータ
１７ モータアクチュエータ
２０ 冷却ファンポンプ（副次ポンプ）
２１ 冷却ファンポンプレギュレータ（副次ポンプ用レギュレータ）
２２ 冷却ファンモータ
２２ａ 冷却ファン
２３ メインポンプ電磁比例弁（主ポンプ用電磁比例弁）
２４ 冷却ファンポンプ電磁比例弁（副次ポンプ用電磁比例弁）
２５ 調整スイッチ（開始手段）
２６ 入力装置
２７ 出力装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、この原動機の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記設定回転数信号に基づいて前記原動機の回転数を制御する制御手段、前記原動機の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及び前記原動機の出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラと、
可動体を駆動するアクチュエータと、前記原動機によって駆動され、前記アクチュエータに圧油を供給する可変容量型の主ポンプと、この主ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁と、前記主ポンプの押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の副次ポンプと、この副次ポンプの押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータとを有する油圧作業機械に備えられ、
前記主ポンプ用レギュレータを駆動する主ポンプ用電磁比例弁、及び前記副次ポンプ用レギュレータを駆動する副次ポンプ用電磁比例弁と、
前記方向切換弁の操作量を検出する操作量検出器、及び前記主ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記操作量検出器から出力される操作量信号を取り込む入力手段、前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段、及び前記操作量検出器から出力される前記操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段、前記回転数設定手段から出力される設定回転数信号から前記主ポンプの目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクと前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号とから前記主ポンプの目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段、及び前記ポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と前記トルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さいほうを目標押しのけ容積に選択する選択手段、この選択手段で選択された主ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記主ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段、前記副次ポンプの目標押しのけ容積を演算する演算手段、この演算手段で演算された前記副次ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記副次ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段を含むメインコントローラを備えるとともに、
前記主ポンプの最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段を備え、
前記メインコントローラが、
前記開始手段の指示によって、前記回転数設定手段による設定回転数の設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記吐出圧検出器で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段と、
前記第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、
前記原動機コントローラから出力される前記原動機の前記負荷率信号を取り込む入力手段と、
調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量する処理手段と、
前記原動機の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、
この第４判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量を繰り返し行う処理手段と、
前記第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、
前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項２】
原動機と、この原動機の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記設定回転数信号に基づいて前記原動機の回転数を制御する制御手段、前記原動機の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及び前記原動機の出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラと、
可動体を駆動するアクチュエータと、前記原動機によって駆動され、前記アクチュエータに圧油を供給する可変容量型の主ポンプと、この主ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁と、前記主ポンプの押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の副次ポンプと、この副次ポンプの押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータとを有する油圧作業機械に備えられ、
前記主ポンプ用レギュレータを駆動する主ポンプ用電磁比例弁、及び前記副次ポンプ用レギュレータを駆動する副次ポンプ用電磁比例弁と、
前記方向切換弁の操作量を検出する操作量検出器、及び前記主ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記操作量検出器から出力される操作量信号を取り込む入力手段、前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段、及び前記操作量検出器から出力される前記操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段、前記回転数設定手段から出力される設定回転数信号から前記主ポンプの目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクと前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号とから前記主ポンプの目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段、及び前記ポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と前記トルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さいほうを目標押しのけ容積に選択する選択手段、この選択手段で選択された主ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記主ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段、前記副次ポンプの目標押しのけ容積を演算する演算手段、この演算手段で演算された前記副次ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記副次ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段を含むメインコントローラを備えるとともに、
前記主ポンプの最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段を備え、
前記メインコントローラが、
前記開始手段の指示によって、前記回転数設定手段による設定回転数の設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記吐出圧検出器で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段と、
前記第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、
前記原動機コントローラから出力される前記原動機の前記負荷率信号を取り込む入力手段と、
調整用の目標吸収トルクを前記原動機がストールしない範囲で十分に大きな予め定めるポンプ吸収トルクから緩やかな速度で減量する処理手段と、
前記原動機の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、
この第４判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの減量を繰り返し行う処理手段と、
前記第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、
前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項３】
前記請求項１または２記載の発明において、
前記目標負荷率を変更可能な入力装置を備えたことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項４】
前記請求項３記載の発明において、
前記調整値、及び調整結果を報知可能な出力装置を備えたことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１項記載の発明において、
前記副次ポンプが冷却ファンポンプから成ることを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項１】
原動機と、この原動機の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記設定回転数信号に基づいて前記原動機の回転数を制御する制御手段、前記原動機の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及び前記原動機の出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラと、
可動体を駆動するアクチュエータと、前記原動機によって駆動され、前記アクチュエータに圧油を供給する可変容量型の主ポンプと、この主ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁と、前記主ポンプの押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の副次ポンプと、この副次ポンプの押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータとを有する油圧作業機械に備えられ、
前記主ポンプ用レギュレータを駆動する主ポンプ用電磁比例弁、及び前記副次ポンプ用レギュレータを駆動する副次ポンプ用電磁比例弁と、
前記方向切換弁の操作量を検出する操作量検出器、及び前記主ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記操作量検出器から出力される操作量信号を取り込む入力手段、前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段、及び前記操作量検出器から出力される前記操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段、前記回転数設定手段から出力される設定回転数信号から前記主ポンプの目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクと前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号とから前記主ポンプの目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段、及び前記ポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と前記トルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さいほうを目標押しのけ容積に選択する選択手段、この選択手段で選択された主ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記主ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段、前記副次ポンプの目標押しのけ容積を演算する演算手段、この演算手段で演算された前記副次ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記副次ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段を含むメインコントローラを備えるとともに、
前記主ポンプの最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段を備え、
前記メインコントローラが、
前記開始手段の指示によって、前記回転数設定手段による設定回転数の設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記吐出圧検出器で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段と、
前記第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、
前記原動機コントローラから出力される前記原動機の前記負荷率信号を取り込む入力手段と、
調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量する処理手段と、
前記原動機の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、
この第４判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量を繰り返し行う処理手段と、
前記第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、
前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項２】
原動機と、この原動機の回転数を設定する回転数設定手段と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記設定回転数信号に基づいて前記原動機の回転数を制御する制御手段、前記原動機の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及び前記原動機の出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラと、
可動体を駆動するアクチュエータと、前記原動機によって駆動され、前記アクチュエータに圧油を供給する可変容量型の主ポンプと、この主ポンプから前記アクチュエータに供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁と、前記主ポンプの押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギュレータと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の副次ポンプと、この副次ポンプの押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギュレータとを有する油圧作業機械に備えられ、
前記主ポンプ用レギュレータを駆動する主ポンプ用電磁比例弁、及び前記副次ポンプ用レギュレータを駆動する副次ポンプ用電磁比例弁と、
前記方向切換弁の操作量を検出する操作量検出器、及び前記主ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、
前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記操作量検出器から出力される操作量信号を取り込む入力手段、前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段、及び前記操作量検出器から出力される前記操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段、前記回転数設定手段から出力される設定回転数信号から前記主ポンプの目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクと前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号とから前記主ポンプの目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段、及び前記ポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と前記トルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さいほうを目標押しのけ容積に選択する選択手段、この選択手段で選択された主ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記主ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段、前記副次ポンプの目標押しのけ容積を演算する演算手段、この演算手段で演算された前記副次ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記副次ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段を含むメインコントローラを備えるとともに、
前記主ポンプの最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段を備え、
前記メインコントローラが、
前記開始手段の指示によって、前記回転数設定手段による設定回転数の設定が定格回転数に固定されているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第１判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記吐出圧検出器で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第２判断手段と、
前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第３判断手段と、
前記第１、第２、第３判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、
前記原動機コントローラから出力される前記原動機の前記負荷率信号を取り込む入力手段と、
調整用の目標吸収トルクを前記原動機がストールしない範囲で十分に大きな予め定めるポンプ吸収トルクから緩やかな速度で減量する処理手段と、
前記原動機の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第４判断手段と、
この第４判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの減量を繰り返し行う処理手段と、
前記第４判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、
前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項３】
前記請求項１または２記載の発明において、
前記目標負荷率を変更可能な入力装置を備えたことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項４】
前記請求項３記載の発明において、
前記調整値、及び調整結果を報知可能な出力装置を備えたことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１項記載の発明において、
前記副次ポンプが冷却ファンポンプから成ることを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１４６９２４（Ｐ２００７−１４６９２４Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４０４５９（Ｐ２００５−３４０４５９）
【出願日】平成１７年１１月２５日（２００５．１１．２５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２５日（２００５．１１．２５）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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