JP4948031B2 - Hydraulic pump control device for construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は油圧ショベルなどの建設機械の油圧ポンプ制御装置に関するものであり、特に、油圧ポンプの吐出流量・吐出圧力などを制御しながら、複数の作業モードに切り換えて作業を実施する建設機械の油圧ポンプ制御装置に関するものである。
The present invention relates to a hydraulic pump control system for a construction machine such as a hydraulic excavator, in particular, while controlling the discharge flow rate and discharge pressure of the hydraulic pump, the construction machine to implement the work by switching a plurality of work modes hydraulic The present invention relates to a pump control device.
従来、作業状態に応じてエンジンの回転数を可変し、油圧ポンプの吐出流量や吐出圧力を制御することにより、さまざまな作業モードに切り換えて駆動する油圧ショベルなどの建設機械が知られている。例えば、特許文献１には、作業状態に応じてエンジンの回転数を可変し、高速作業モードと低速作業モードとに自動的に切り換えて、燃費の節減や作業効率の改善、騒音の低減の改善を図った建設機械のエンジン制御装置が開示されている。
しかしながら、上記特許文献１に開示されているような従来の建設機械のエンジン制御装置では、作業モードを切り換えたときに、エンジン回転数が大きく変動するので、オペレータに違和感を与え、使いづらいという問題点があった。 However, in the conventional construction machine engine control device disclosed in Patent Document 1, when the work mode is switched, the engine speed greatly fluctuates, which gives the operator a sense of incongruity and is difficult to use. There was a point.
そこで、エンジンの回転変動を行うことなく、運転中に作業モードの切り換えを行っても、オペレータに違和感が生じないようにして操作性を向上させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, even if the operation mode is switched during operation without changing the rotation of the engine, there is a technical problem to be solved in order to improve the operability so that the operator does not feel uncomfortable. Therefore, an object of the present invention is to solve this problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプの入力トルクの最大値を変更可能とする入力トルク制御手段とを備え、前記入力トルク制御手段が油圧ポンプの入力トルクの最大値を変更させる信号を、前記入力トルク制御手段に対し出力するコントローラを設けた建設機械の油圧ポンプ制御装置において、
少なくとも第１のモードと第２のモードの二つの作業モードを有し、各作業モード毎に対応するポンプ入力トルクの最大値が存在しており、各ポンプ入力トルクの最大値はエンジンの出力トルク以下であり、前記第１のモードのポンプ入力トルクの最大値は前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値よりも小さく設定され、
前記各作業モード間の切り換え時にエンジン制御装置によりエンジンの回転数が変更されないように制御され、
前記各作業モードにおいてそれぞれの入力トルクの最大値を越えないように馬力一定制御が行われるよう構成して成り、
操作レバーの操作状況を検出する操作状況検出手段を設け、
前記操作状況検出手段が前記操作レバーの操作速度に応じた信号を出力するとともに、作業モードが前記第１のモードのときに、前記操作状況検出手段からの出力で、前記操作レバーの操作がある速さ以上で行われていることが検出されると、前記コントローラが前記油圧ポンプの入力トルク制御手段に対し、前記油圧ポンプの入力トルクを前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値まで上げるように指示する信号を出力するようにした建設機械の油圧ポンプ制御装置を提供する。
The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 can change the maximum value of the variable displacement hydraulic pump driven by the engine and the input torque of the hydraulic pump. And a hydraulic pump control device for a construction machine provided with a controller that outputs to the input torque control means a signal for the input torque control means to change the maximum value of the input torque of the hydraulic pump. In
There are at least two working modes of the first mode and the second mode, and there is a maximum value of the pump input torque corresponding to each working mode, and the maximum value of each pump input torque is the output torque of the engine. The maximum value of the pump input torque in the first mode is set smaller than the maximum value of the pump input torque in the second mode,
It is controlled so that the engine speed is not changed by the engine control device when switching between each work mode,
In each work mode, the configuration is such that constant horsepower control is performed so as not to exceed the maximum value of each input torque,
An operation status detection means for detecting the operation status of the operation lever is provided,
The operation status detection means outputs a signal corresponding to the operation speed of the operation lever, and when the work mode is the first mode, the operation lever is operated by the output from the operation status detection means. When it is detected that the operation is performed at a speed higher than the speed, the controller increases the input torque of the hydraulic pump to the maximum value of the pump input torque in the second mode with respect to the input torque control means of the hydraulic pump. A hydraulic pump control device for a construction machine is provided that outputs a signal instructing to do so.
この構成によれば、装置側において、操作レバーの操作状況から作業モードを推測し、装置側で油圧ポンプの吐出量の変更を自動的に行って作業モードを切り換えるため、その都度、オペレータはわざわざ選択スイッチ等を操作してモードを切り換えなくても、常に好適な作業モードが得られる。 According to this configuration, the operation mode is estimated on the operation side of the operation lever on the device side, and the operation amount is automatically changed on the device side to change the discharge amount of the hydraulic pump. Even if the mode is not switched by operating a selection switch or the like, a suitable working mode can always be obtained.
すなわち、一般に操作レバーは、法面などの仕上げ作業時にはゆっくり操作され、表面均し作業時には早く操作されるが、コントローラは操作レバーがゆっくり操作されたときには、そのままポンプの吐出量を低く抑えて推移するように入力トルク制御手段を制御する。一方、早く操作されたときには、ポンプの吐出量が上昇するように入力トルク制御手段を制御し、早い均し作業を可能にする。このように、レバー操作の速さなどの操作状況をコントロール側で判断し、モードを自動で切り換えることが可能となるので、オペレータはわざわざモード切り換えスイッチ等を切り換えなくても、効率的な法面仕上げ作業が可能となる。 That is, in general operating lever is slowly operated during finishing operations such as slopes, but is operated as early as during the surface smoothing operation, the controller when the operating lever is slowly operated, kept as it is low discharge rate of the pump changes Thus, the input torque control means is controlled. On the other hand, when operated quickly, the input torque control means is controlled so that the discharge amount of the pump is increased, thereby enabling quick equalization work. In this way, it is possible to judge the operation status such as the lever operation speed on the control side and switch the mode automatically, so that the operator can effectively switch the mode without switching the mode switch etc. Finishing work becomes possible.
特に、法面仕上げ作業においては、表面均し作業と仕上げ作業を交互に行う場合が多々あるが、モードを自動で切り換えるため、オペレータによる切り換え操作が不要になり、効率的な法面作業を可能にする。 In particular, in slope finishing work, there are many cases where surface leveling work and finishing work are performed alternately, but since the mode is automatically switched, there is no need for switching operation by the operator, and efficient slope work is possible. To.
さらに、エンジンの回転変動を行わずにモード切り換えを行うことができるので、オペレータに与える違和感もなくなる。 Furthermore, since the mode can be switched without changing the engine rotation, there is no sense of discomfort given to the operator.
請求項２記載の発明は、前記コントローラの入力端に、前記油圧ポンプの吐出圧に応じた信号を出力するポンプ吐出圧検出手段の出力端を接続するとともに、前記コントローラを、作業モードが前記第１のモードのときに、該ポンプ吐出圧検出手段からの出力で、前記油圧ポンプの吐出圧が設定値以上であることが検出されると、前記操作状況検出手段からの出力で、前記操作レバーの操作がある速さ以上で行われていることが検出されないときであっても、前記コントローラが前記油圧ポンプの入力トルク制御手段に対し、前記油圧ポンプの入力トルクを前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値まで上げるように指示する信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, the output end of the pump discharge pressure detecting means for outputting a signal corresponding to the discharge pressure of the hydraulic pump is connected to the input end of the controller, and the controller is connected to the output mode of the controller. In the first mode, when the output from the pump discharge pressure detecting means detects that the discharge pressure of the hydraulic pump is equal to or higher than a set value, the output from the operation status detecting means Even when it is not detected that the operation is performed at a certain speed or more, the controller sends the input torque of the hydraulic pump to the input torque control means of the hydraulic pump. 2. The hydraulic pump control device for a construction machine according to claim 1, wherein a signal instructing to increase the input torque to the maximum value is output.
この構成によれば、作業モードが前記第１のモードのときに、油圧ポンプの吐出圧が設定値以上である事が検出されると、前記操作状況検出手段からの出力で、前記操作レバーの操作がある速さ以上で行われていることが検出されないときであっても、前記油圧ポンプの入力トルク制御手段に対し、前記油圧ポンプの入力トルクを前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値まで上げるようにコントローラからの指示する信号が出力されて、この作業状況に適した第２の作業モードへ自動的に切り換わる。 According to this configuration, when it is detected that the discharge pressure of the hydraulic pump is greater than or equal to a set value when the work mode is the first mode, the output of the operation lever is detected by the output from the operation state detection unit. Even when it is not detected that the operation is performed at a certain speed or higher, the input torque control means of the hydraulic pump is set to the maximum input torque of the pump in the second mode. A signal instructed from the controller is output to increase the value, and the mode is automatically switched to the second work mode suitable for this work situation .
請求項３記載の発明は、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧が前記設定値以上に達し、その後、所定時間経過したら、前記コントローラが前記入力トルク制御手段に対し、前記油圧ポンプの入力トルクの最大値を前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値まで上げるように指示する信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項２記載の建設機械の油圧ポンプ制御装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, when the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump reaches the set value or more and then a predetermined time elapses, the controller makes a maximum input torque of the hydraulic pump to the input torque control means. The hydraulic pump control device for a construction machine according to claim 2, wherein a signal instructing to increase the value to the maximum value of the pump input torque in the second mode is output.
この構成によれば、作業モードが前記第１のモードのときに、前記可変容量油圧ポンプの吐出圧が設定値以上に達し、その後、所定時間経過したら、入力トルク制御手段の制御を介して、可変容量油圧ポンプの入力トルクの最大値が前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値になり、この作業状況に適した第２の作業モードへ自動的に切り換わる。 According to this configuration, when the work mode is the first mode, the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump reaches a set value or more, and after a predetermined time has elapsed , through the control of the input torque control means, maximum value of the input torque of the variable displacement hydraulic pump reaches the maximum value of the pump input torque of the second mode, automatically switches to the second work mode for the job status of this.
請求項１記載の発明は、装置側において、操作レバーの操作状況から作業モードを推測し、装置側で油圧ポンプの入力トルクの最大値の変更を自動的に行って作業モードを切り換えるため、その都度、オペレータはわざわざ選択スイッチ等を操作して切り換えなくても済むので、オペレータによる操作性が向上する。 According to the first aspect of the invention, the device side estimates the work mode from the operation state of the operation lever, and the device side automatically switches the work mode by changing the maximum value of the input torque of the hydraulic pump. Since the operator does not have to bother to operate the selection switch or the like every time, the operator's operability is improved.
また、エンジンの回転変動を行うことなく、モードの切り換えを行うので、オペレータに与える違和感もなくなる。 Further, since the mode is switched without changing the engine speed, there is no sense of discomfort given to the operator.
請求項２記載の発明は、装置側において、ポンプ吐出圧から作業モードを推測し、油圧ポンプの吐出量の変更を自動的に行って作業モードを切り換えるため、その都度、オペレータはわざわざ選択スイッチ等を操作して切り換えなくても済み、請求項１記載の発明の効果に加えて、さらにオペレータによる操作性が向上する。 According to the second aspect of the present invention, since the work mode is estimated from the pump discharge pressure on the device side and the work amount is switched by automatically changing the discharge amount of the hydraulic pump, the operator has to bother the selection switch or the like every time. It is not necessary to switch by operating, and in addition to the effect of the invention of claim 1, the operability by the operator is further improved.
請求項３記載の発明は、ポンプ吐出圧の変化が所定時間経過すると、この作業状況に適した作業モードへ自動的に切り換わるように不感帯を設けているので、請求項２記載の発明の効果に加えて、切り換え操作が安定する効果が得られる。 According to a third aspect of the invention, the change in the pump discharge pressure has passed a predetermined time, since provided a dead zone to switch automatically to the working mode for the job status of this, the invention of claim 2, wherein In addition to the effect, an effect of stabilizing the switching operation can be obtained.
エンジンの回転変動を行うことなく、運転中に作業モードの切り換えを行っても、オペレータに違和感が生じないようにして操作性を向上させるという目的を達成するために、エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプの入力トルクを変更可能とする入力トルク制御手段とを備え、該油圧ポンプによる油圧制御によって駆動する建設機械の油圧ポンプ制御装置であり、
少なくとも第１のモードと第２のモードの二つの作業モードを有し、各作業モード毎に対応するポンプ入力トルクの最大値が存在しており、各ポンプ入力トルクの最大値はエンジンの出力トルク以下であり、前記第１のモードのポンプ入力トルクの最大値は前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値よりも小さく設定され、
前記各作業モード間の切り換え時にエンジン制御装置によりエンジンの回転数が変更されないように制御され、
前記各作業モードにおいてそれぞれの入力トルクの最大値を越えないように馬力一定制御が行われるよう構成して成り、
操作レバーの操作状況を検出する操作状況検出手段を設け、
前記操作状況検出手段により検出された前記操作レバーの操作状況に応じ、作業モードが前記第１のモードのときに、前記入力トルク制御手段が油圧ポンプの入力トルクを前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値まで上げるように指示する信号を、前記入力トルク制御手段に対し自動的に出力するコントローラとを設けることにより実現させた。
Variable capacity driven by the engine in order to achieve the objective of improving the operability without causing the operator to feel uncomfortable even if the operation mode is switched during operation without changing the engine speed. A hydraulic pump control device for a construction machine that includes a hydraulic pump of a type and input torque control means that can change an input torque of the hydraulic pump, and is driven by hydraulic control by the hydraulic pump ,
There are at least two working modes of the first mode and the second mode, and there is a maximum value of the pump input torque corresponding to each working mode, and the maximum value of each pump input torque is the output torque of the engine. The maximum value of the pump input torque in the first mode is set smaller than the maximum value of the pump input torque in the second mode,
It is controlled so that the engine speed is not changed by the engine control device when switching between each work mode,
In each work mode, the configuration is such that constant horsepower control is performed so as not to exceed the maximum value of each input torque,
An operation status detection means for detecting the operation status of the operation lever is provided,
In accordance with the operation status of the operation lever detected by the operation status detection means, when the work mode is the first mode, the input torque control means sends the input torque of the hydraulic pump to the pump input of the second mode. A signal for instructing to increase the torque to the maximum value is realized by providing a controller that automatically outputs to the input torque control means.
以下、本発明における建設機械の油圧ポンプ制御装置の一実施例を油圧ショベルに適用し、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に適用される油圧ショベルの制御回路である。また、図２は図１の制御回路によって実現させる逆比例弁２次圧とポンプ入力トルクの関係を示す特性図、図３は図１の制御回路によって実現させるポンプの吐出圧、吐出流量、入力トルクの関係およびエンジン出力トルクとエンジン回転数の関係を示す特性図である。なお、本発明の建設機械は、油圧ショベルに限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a hydraulic pump control device for a construction machine according to the present invention is applied to a hydraulic excavator and will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a control circuit of a hydraulic excavator applied to the present invention. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the secondary pressure of the inverse proportional valve realized by the control circuit of FIG. 1 and the pump input torque, and FIG. 3 is a pump discharge pressure , discharge flow rate , and input realized by the control circuit of FIG. It is a characteristic view which shows the relationship between a torque , and the relationship between an engine output torque and an engine speed. The construction machine of the present invention is not limited to a hydraulic excavator.
まず、図１に示す油圧ショベルの制御回路の構成について説明する。エンジン１によって駆動される油圧ポンプ２は、傾斜板９等の制御で吐出量を調節することが可能な吐出量可変形の油圧ポンプであり、レギュレータ３によって制御され、高圧の作業圧油をセンタ油路４に供給する。センタ油路４の下流にはアクチュエータ（図示せず）を制御する一群の方向切換弁５等が接続されている。方向切換弁５は、操作レバー６ａの操作に連動するリモコン弁６の２次側のパイロット油圧により遠隔操作される。 First, the configuration of the hydraulic excavator control circuit shown in FIG. 1 will be described. The hydraulic pump 2 driven by the engine 1 is a variable discharge amount hydraulic pump capable of adjusting the discharge amount by controlling the inclined plate 9 and the like. The hydraulic pump 2 is controlled by the regulator 3 to center high-pressure working pressure oil. Supply to oil passage 4. A group of directional control valves 5 for controlling an actuator (not shown) is connected downstream of the center oil passage 4. The direction switching valve 5 is remotely operated by the pilot hydraulic pressure on the secondary side of the remote control valve 6 interlocked with the operation of the operation lever 6a.
一方、レギュレータ３には、２つの油室３a、３ｂが設けられており、油室３a はセンタ油路４に接続された分岐油路７から吐出圧がネガティブ・フィードバックされて、油圧ポンプ２の実際の入力トルクが一定になるように負帰還されている。これによって、吐出圧が変化しても実際の入力トルクがエンジントルクを越えないように馬力一定制御が行われる。また、油室３ｂには、入力トルク制御手段としての電磁逆比例弁８の２次側圧Ｐｆが作用し、油圧ポンプ２の入力トルクを設定（増減）できるように構成されている。すなわち、レギュレータ３は、傾斜板９等の制御で油圧ポンプの吐出量を調整することにより油圧ポンプ２の入力トルクを制御している。なお、分岐油路７からの吐出圧と電磁逆比例弁８の２次側圧Ｐｆにより設定される油圧ポンプ２の入力トルクの設定と実際の入力トルクは、機械的な遅れ要素（傾斜板９等による入力トルク制御の遅れ）のために、過度状態では一致しないが、定常状態では略一致する。 On the other hand, the regulator 3 is provided with two oil chambers 3a and 3b. The oil chamber 3a is negatively fed back from the branch oil passage 7 connected to the center oil passage 4, and the hydraulic pump 2 Negative feedback is performed so that the actual input torque is constant. Thereby, even if the discharge pressure changes, the horsepower constant control is performed so that the actual input torque does not exceed the engine torque. The oil chamber 3b is configured so that the secondary side pressure Pf of the electromagnetic inverse proportional valve 8 as input torque control means acts to set (increase / decrease) the input torque of the hydraulic pump 2. That is, the regulator 3 controls the input torque of the hydraulic pump 2 by adjusting the discharge amount of the hydraulic pump by controlling the inclined plate 9 and the like . Note that the setting of the input torque of the hydraulic pump 2 set by the discharge pressure from the branch oil passage 7 and the secondary side pressure Pf of the electromagnetic inverse proportional valve 8 and the actual input torque are mechanical delay elements (such as the inclined plate 9). However, in the steady state, the input torque control is substantially the same.
電磁逆比例弁８のソレノイドは、コントローラ１０の出力側に接続されている。コントローラ１０の入力側には、入力トルクの選択スイッチ１１と、油圧ポンプ２の吐出圧を検出するポンプ吐出圧検出手段としてのメイン圧力センサ(圧力検出器)１２と、操作状況検出手段としてのパイロット圧力センサ(圧力検出器)１３が、それぞれ接続されている。パイロット圧力センサ１３は、リモコン弁６の２次側のパイロット油圧をシャトル弁１４を介して検出し、操作レバー６ａの速さ、すなわち操作レバーの操作状況に応じた信号をコントローラ１０に出力する。 The solenoid of the electromagnetic inverse proportional valve 8 is connected to the output side of the controller 10. On the input side of the controller 10, an input torque selection switch 11, a main pressure sensor (pressure detector) 12 as pump discharge pressure detecting means for detecting the discharge pressure of the hydraulic pump 2, and a pilot as operation status detecting means. A pressure sensor (pressure detector) 13 is connected to each other. The pilot pressure sensor 13 detects the secondary pilot hydraulic pressure of the remote control valve 6 via the shuttle valve 14, and outputs a signal corresponding to the speed of the operation lever 6 a, that is, the operation state of the operation lever, to the controller 10.
コントローラ１０は、この制御回路全体を制御するもので、マイクロコンピュータを主体として構成されている。コントローラ１０は、作業モードの切り換え操作を、オペレータが、選択スイッチ１１を手で直接操作して切り換える手動操作と、選択スイッチ１１を使わずに、操作レバー６ａの操作状況から、装置側で作業モードを推測して、その推測した作業モードに自動的に切り換える自動操作の、２つの操作形式で制御を行うことができるようになっている。なお、手動操作と自動操作との切り換えは、オペレータが図示せぬスイッチを操作して切り換える。 The controller 10 controls the entire control circuit, and is composed mainly of a microcomputer. The controller 10 switches the operation mode on the apparatus side from the operation state of the operation lever 6a without using the selection switch 11 and the manual operation in which the operator directly operates the selection switch 11 to switch the operation mode. It is possible to perform control in two types of operation: automatic operation that automatically switches to the estimated work mode. Note that switching between manual operation and automatic operation is performed by an operator operating a switch (not shown).
次に、図１に示す油圧ショベルのエンジン制御回路の動作について説明する。通常、油圧ショベルには、重掘削モード（Ｈモード）、標準掘削モード（Ｓモード）、仕上げ掘削モード（Ｌモード）などの各作業モードに切り換えるための切換機構が装備されている。また、逆比例電磁弁８の２次側圧力Ｐｆとポンプ入力トルクＴの関係は、図２に示すように、逆比例的な関係にある。 Next, the operation of the engine control circuit of the hydraulic excavator shown in FIG. 1 will be described. Normally, a hydraulic excavator is equipped with a switching mechanism for switching to each work mode such as heavy excavation mode (H mode), standard excavation mode (S mode), and finish excavation mode (L mode). The relationship of the secondary side pressure P f and the pump input torque T of the inverse proportional solenoid valve 8, as shown in FIG. 2, is inversely proportional relationship.
(手動操作)
まず、手動操作について説明する。手動操作では、図１に示すように、選択スイッチ１１の位置「Ｈ」を選択すると重掘削モード（Ｈモード）になる。Ｈモードでは、電磁逆比例弁８の２次側圧力が低圧力Ｐｆ１となり、またレギュレータ３により油圧ポンプ２の吐出量が大きくなり、実際の入力トルクも増大する。選択スイッチ１１の位置「Ｌ」を選択すると仕上げ掘削モード（Ｌモード）になる。すなわち、Ｌモードでは、油圧ポンプ２の吐出量が小さくなり、実際の入力トルクも減少する。また、選択スイッチ１１の位置「Ｓ」を選択すると標準掘削モード（Ｓモード）になり、図２には示していないが、重掘削モード（Ｈモード）と仕上げ掘削モード（Ｌモード）との間で設定される。
(manual operation)
First, manual operation will be described. In the manual operation, as shown in FIG. 1, when the position “H” of the selection switch 11 is selected, the heavy excavation mode (H mode) is set. In the H mode, the secondary side pressure of the electromagnetic inverse proportional valve 8 becomes the low pressure Pf1, the discharge amount of the hydraulic pump 2 is increased by the regulator 3, and the actual input torque is also increased. When the position “L” of the selection switch 11 is selected, the finish excavation mode (L mode) is entered. That is, in the L mode, the discharge amount of the hydraulic pump 2 is reduced, and the actual input torque is also reduced. Further, when the position “S” of the selection switch 11 is selected, the standard excavation mode (S mode) is set, which is not shown in FIG. 2, but between the heavy excavation mode (H mode) and the final excavation mode (L mode). Set by.
そして、選択スイッチ１１でＨモードを選択した場合のポンプ特性（吐出量変化と入力トルク変化）は、図３中に実線Ｈで示すように、ポンプ吐出圧が油圧ポンプ２の傾斜板９が傾転し始める点(傾倒開始圧)ＰＡＨに達するまで、ポンプ吐出量Ｑは一定（最大吐出量Ｑｍａｘ）で、ポンプ吐出圧がＰＡＨに達した以後は馬力一定曲線に従って減少する。一方、選択スイッチ１１でＬモードを選択した場合のポンプ特性は、図３中に実線Ｌで示すように、ポンプ吐出圧が(傾倒開始圧)ＰＡＬに達するまで、ポンプ吐出量Ｑは一定（最大吐出量Ｑｍａｘ）で、ポンプ吐出圧がＰＡＬに達した以後は馬力一定曲線に従って減少する。また、入力トルクＴＨ，ＴＬはポンプ吐出圧がＰＡＨ，ＰＡＬに達するまではそれぞれ直線的に増加し、吐出圧がＰＡＨ，ＰＡＬに達した以後は一定（Ｔｍａｘ、Ｔｍｉｎ）となる。図３の右側はエンジン１の回転数Ｎと出力トルクＴｅとの関係を示す。 The pump characteristics (discharge amount change and input torque change) when the H mode is selected by the selection switch 11 are such that the pump discharge pressure is inclined by the inclined plate 9 of the hydraulic pump 2 as indicated by the solid line H in FIG. The pump discharge amount Q is constant (maximum discharge amount Qmax) until reaching the point at which rolling starts (tilting start pressure) PAH, and decreases according to a constant horsepower curve after the pump discharge pressure reaches PAH. On the other hand, as shown by the solid line L in FIG. 3, the pump characteristics when the L mode is selected by the selection switch 11 are constant (maximum) until the pump discharge pressure reaches (tilting start pressure) PAL. After the pump discharge pressure reaches PAL at the discharge amount Qmax), it decreases according to a constant horsepower curve. The input torques TH and TL increase linearly until the pump discharge pressure reaches PAH and PAL, respectively, and become constant (Tmax and Tmin) after the discharge pressure reaches PAH and PAL. The right side of FIG. 3 shows the relationship between the rotational speed N of the engine 1 and the output torque Te .
(自動操作)
次に、自動操作について説明する。図４は自動操作時におけるコントローラの制御手順の一例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートに従って説明すると、本実施例では、自動操作の場合、仕上げ掘削モード（Ｌモード）でスタートを開始するように設定してある。
(Automatic operation)
Next, automatic operation will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the control procedure of the controller during automatic operation. If it demonstrates according to the flowchart shown in FIG. 4, in the present Example, in the case of automatic operation, it has set so that a start may be started by finishing excavation mode (L mode).
今、掘削作業を行っているとすると、コントローラ１０は、パイロット圧力センサ１３からの信号で、操作レバー６ａの操作状況を監視する。そして、操作レバー６ａの操作速度Ｖ１が設定速度ＶＳよりも小さく、操作レバー６ａがゆっくりと操作されているときには、そのままＬモードを維持する(ステップＳ１)。 Assuming that excavation work is currently being performed, the controller 10 monitors the operation state of the operation lever 6a with a signal from the pilot pressure sensor 13. Then, less than the operating speed V 1 of the operation lever 6a is set speed V S, when the operation lever 6a is slowly operated, it maintains the L mode (step S1).
掘削の途中で土質が硬くなると、負荷が増大し、かつ油圧ポンプ２のポンプ吐出圧が上昇する。これをメイン圧力センサ１２が検出し、ポンプ吐出圧Ｐ１が設定値ＰＳ以上になり、それがある設定時間ＴＳ継続した場合、コントローラ１０は電磁逆比例弁８に２次圧Ｐｆ１の出力を指令する(ステップＳ２，Ｓ３)。これにより、油圧ポンプ２の入力トルクは最大トルクＴｍａｘとなり、馬力一定曲線はＬモードからＨモードにシフトし(ステップＳ４)、例えばポンプ吐出圧がＰ１だった場合、ポンプ吐出量もＱ１からＱ２に上昇し、軽負荷時のＱｍａｘに対して流量低下を抑えることで、作業低下も最小限にすることができる。 If the soil becomes hard during excavation, the load increases and the pump discharge pressure of the hydraulic pump 2 increases. This was detected main pressure sensor 12, the pump discharge pressure P 1 is above the set value P S, if it continues certain set time TS, the controller 10 outputs the secondary pressure P f1 to the electromagnetic inverse proportional valve 8 Is commanded (steps S2, S3). Thus, when the input torque of the hydraulic pump 2 is the maximum torque T max, and the horsepower constant curve shifts from L mode to H mode (step S4), and for example, a pump discharge pressure was P 1, the pump discharge amount Q 1 from rise to Q 2, by suppressing the flow reduction against a light load of Q max, it is possible to minimize also lowered work.
その後も、ポンプ吐出圧Ｐ１を監視し、ポンプ吐出圧Ｐ１が設定値ＰＳ以下になり、それがある設定時間ＴＳ継続した場合、コントローラ１０は電磁逆比例弁８に２次圧Ｐｆ２の出力を指令する(ステップＳ５，Ｓ６)。これにより、油圧ポンプ２の入力トルクは最小トルクＴｍｉｎとなり、馬力一定曲線はＨモードからＬモードに復帰する(ステップＳ７)。 After that monitors the pump discharge pressure P 1, the pump discharge pressure P 1 is below the set value P S, if it sets the time TS continued there, the controller 10 2 to the electromagnetic inverse proportional valve 8 primary pressure P f2 Is output (steps S5 and S6). As a result, the input torque of the hydraulic pump 2 becomes the minimum torque Tmin , and the constant horsepower curve returns from the H mode to the L mode (step S7).
次に、法面などの仕上げ作業を自動操作で行う場合を、同じ図４に示すフローチャートを用いて説明する。この作業の場合も自動操作であるので、仕上げ掘削モード（Ｌモード）でスタートを開始する。コントローラ１０は、パイロット圧力センサ１３からの信号で、操作レバー６ａの操作状況を監視する。そして、法面などの仕上げ作業で、操作レバー６ａの操作速度Ｖ１が設定速度ＶＳよりも小さく、ゆっくりと操作されているときには、そのままＬモードを維持する(ステップＳ１)。 Next, a case where a finishing operation such as a slope is performed automatically will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Since this operation is also an automatic operation, the start is started in the finish excavation mode (L mode). The controller 10 monitors the operation state of the operation lever 6 a with a signal from the pilot pressure sensor 13. Then, in finishing operations such as slopes, less than the operating speed V 1 of the operation lever 6a is set speed V S, when it is slowly operated, it maintains the L mode (step S1).
一方、仕上げ作業から平面均し作業に移り、操作レバー６の操作速度が速くなると、これがパイロット圧センサ１３で検出され、２次圧の上昇の傾き(ΔＰ
／Δｔ)が設定値以上だった場合、コントローラ１０は電磁逆比例弁８に２次圧Ｐｆ１の出力を指令する(ステップＳ２，Ｓ３)。これにより、油圧ポンプ２の入力トルクは最大トルクＴｍａｘとなり、馬力一定曲線はＬモードからＨモードにシフトし(ステップＳ４)、例えばポンプ吐出圧がＰ２だった場合、ポンプ吐出量もＱ３からＱ４に上昇し、早い均し作業が可能となる。
On the other hand, when the operation shifts from the finishing operation to the leveling operation and the operation speed of the operation lever 6 increases, this is detected by the pilot pressure sensor 13 and the slope of the increase in the secondary pressure (ΔP
When / Δt) is equal to or larger than the set value, the controller 10 instructs the electromagnetic inverse proportional valve 8 to output the secondary pressure Pf1 (steps S2 and S3). Thereby, the input torque of the hydraulic pump 2 becomes the maximum torque Tmax, and the constant horsepower curve is shifted from the L mode to the H mode (step S4). For example, when the pump discharge pressure is P2, the pump discharge amount is also changed from Q3 to Q4. Ascends and enables quick leveling.
その後も、ポンプ吐出圧Ｐ１を監視し、ポンプ吐出圧Ｐ１が設定値ＰＳ以下になり、それがある設定時間ＴＳ継続した場合、コントローラ１０は電磁逆比例弁８に２次圧Ｐｆ２の出力を指令する(ステップＳ５，Ｓ６)。これにより、油圧ポンプ２の入力トルクは最小トルクＴｍｉｎとなり、馬力一定曲線はＨモードからＬモードに復帰する(ステップＳ７)。 After that monitors the pump discharge pressure P 1, the pump discharge pressure P 1 is below the set value P S, if it sets the time TS continued there, the controller 10 2 to the electromagnetic inverse proportional valve 8 primary pressure P f2 Is output (steps S5 and S6). As a result, the input torque of the hydraulic pump 2 becomes the minimum torque Tmin , and the constant horsepower curve returns from the H mode to the L mode (step S7).
したがって、特に法面仕上げ作業においては、仕上げ作業と表面均し作業を交互に行うことが多々あるが、自動操作に切り換えた場合は、装置側で操作レバー６ａの操作速度から作業状況を推測し、作業モードを自動で切り換えるため、オペレータはわざわざ選択スイッチ１１を切り換える必要がなくなり、効率的な法面仕上げ作業が可能となる。 Therefore, especially in the slope finishing work, the finishing work and the surface leveling work are often performed alternately. However, when switching to automatic operation, the work state is estimated from the operation speed of the operation lever 6a on the apparatus side. Since the operation mode is automatically switched, it is not necessary for the operator to bother switching the selection switch 11, and an efficient slope finishing operation is possible.
以上説明したように、本実施形態による建設機械における油圧ポンプ制御装置によれば、自動に設定しておくと、装置側において、操作レバー６ａの操作状況から作業を推測し、油圧ポンプ２の吐出量の変更を自動的に行って作業モードを切り換えるため、その都度、オペレータはわざわざ選択スイッチ等を操作して切り換えなくても済むので、常に好適な作業モードが得られる。また、エンジンの回転変動を行わずにモード切り換えを行うことができるので、オペレータに与える違和感もなくなる。 As described above, according to the hydraulic pump control device for the construction machine according to the present embodiment, when set to automatic, on the device side, the operation is estimated from the operation state of the operation lever 6a, and the hydraulic pump 2 discharges. Since the work mode is switched by automatically changing the amount, the operator does not have to bother to operate the selection switch or the like every time, so that a suitable work mode is always obtained. Further, since the mode can be switched without changing the engine rotation, there is no sense of discomfort given to the operator.
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
１ エンジン
２ 可変容量油圧ポンプ
３ レギュレータ
４ センタ油路
５ 方向切換弁
６ リモコン弁
６ａ 操作レバー
７ 分岐油路
８ 電磁逆比例弁(入力トルク制御手段)
９ 傾斜板
１０ コントローラ
１１ 選択スイッチ
１２ メイン圧力センサ(ポンプ吐出圧検出手段)
１３ パイロット圧力センサ(操作状況検出手段)
１４ シャトル弁
1 Engine 2 Variable displacement hydraulic pump 3 Regulator 4 Center oil path 5 Directional switching valve 6 Remote control valve 6a Operation lever 7 Branch oil path 8 Electromagnetic inverse proportional valve ( input torque control means)
9 Inclined plate 10 Controller 11 Selection switch 12 Main pressure sensor (pump discharge pressure detecting means)
13 Pilot pressure sensor (operation status detection means)
14 Shuttle valve
Claims (3)
少なくとも第１のモードと第２のモードの二つの作業モードを有し、各作業モード毎に対応するポンプ入力トルクの最大値が存在しており、各ポンプ入力トルクの最大値はエンジンの出力トルク以下であり、前記第１のモードのポンプ入力トルクの最大値は前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値よりも小さく設定され、
前記各作業モード間の切り換え時にエンジン制御装置によりエンジンの回転数が変更されないように制御され、
前記各作業モードにおいてそれぞれの入力トルクの最大値を越えないように馬力一定制御が行われるよう構成して成り、
操作レバーの操作状況を検出する操作状況検出手段を設け、
前記操作状況検出手段が前記操作レバーの操作速度に応じた信号を出力するとともに、作業モードが前記第１のモードのときに、前記操作状況検出手段からの出力で、前記操作レバーの操作がある速さ以上で行われていることが検出されると、前記コントローラが前記油圧ポンプの入力トルク制御手段に対し、前記油圧ポンプの入力トルクを前記第２のモードのポンプ入力トルクの最大値まで上げるように指示する信号を出力するようにした建設機械の油圧ポンプ制御装置。 A variable displacement hydraulic pump driven by an engine; and input torque control means capable of changing a maximum value of the input torque of the hydraulic pump, wherein the input torque control means determines a maximum value of the input torque of the hydraulic pump. In the hydraulic pump control device for a construction machine provided with a controller that outputs a signal to be changed to the input torque control means,
There are at least two working modes of the first mode and the second mode, and there is a maximum value of the pump input torque corresponding to each working mode, and the maximum value of each pump input torque is the output torque of the engine. The maximum value of the pump input torque in the first mode is set smaller than the maximum value of the pump input torque in the second mode,
It is controlled so that the engine speed is not changed by the engine control device when switching between each work mode ,
In each work mode, the configuration is such that constant horsepower control is performed so as not to exceed the maximum value of each input torque,
An operation status detection means for detecting the operation status of the operation lever is provided,
The operation status detection means outputs a signal corresponding to the operation speed of the operation lever, and when the work mode is the first mode, the operation lever is operated by the output from the operation status detection means. When it is detected that the operation is performed at a speed higher than the speed, the controller increases the input torque of the hydraulic pump to the maximum value of the pump input torque in the second mode with respect to the input torque control means of the hydraulic pump. A hydraulic pump control device for a construction machine that outputs a signal instructing to
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