JP2004108155A - 油圧建設機械のポンプトルク制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車体コントローラ70のベーストルク演算部70e、回転数偏差演算部70f、トルク変換部70g、ベーストルク補正部70j、スピードセンシング目標回転数補正値演算部70m、スピードセンシング目標回転数補正部70n等とソレノイド制御弁32によりスピードセンシング制御を行う。このとき、スピードセンシング制御の目標回転数NR2をスピードセンシング目標回転数補正部70nによりエンジン制御の目標回転数NR1より所定値ΔCNだけ低くする。
【選択図】図6
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は原動機としてディーゼルエンジンを備え、このエンジンにより可変容量型の油圧ポンプを駆動しアクチュエータを駆動する油圧建設機械のポンプトルク制御装置に係わり、特に、目標回転数と実回転数との偏差に基づいて油圧ポンプの最大吸収トルクを制御しスピードセンシング制御を行う油圧建設機械のポンプトルク制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧ショベル等の油圧建設機械は、一般に、原動機としてディーゼルエンジンを備え、このエンジンにより可変容量型の油圧ポンプを駆動しアクチュエータを駆動することで所定の作業を行っている。このような油圧建設機械におけるエンジン制御は、一般に、エンジン制御の目標回転数と実回転数との偏差に基づいて燃料噴射量を決め、燃料噴射装置を制御することにより行う。エンジン制御の目標回転数はスロットルダイヤル等の入力手段により指令される。
【0003】
また、油圧ポンプの制御は、要求流量に基づく容量制御とポンプ吐出圧に基づくトルク制御(馬力制御)を行うのが一般的である。油圧ポンプのトルク制御とは、ポンプ吐出圧が上昇するに従って油圧ポンプの容量を減じ油圧ポンプの吸収トルクが設定値(最大吸収トルク)を越えないようにすることで油圧ポンプの最大吸収トルクを制限し、エンジンの過負荷を防止する制御である。また、この油圧ポンプのトルク制御においては、エンジンの出力馬力の有効利用を図るため、例えば特開昭57−65822号公報、特開平12−73812号公報等に記載のように、目標回転数と実回転数との偏差に基づいて油圧ポンプの最大吸収トルクを制御するいわゆるスピードセンシング制御を行うことが知られている。このスピードセンシング制御では、予め油圧ポンプの最大吸収トルクの基準値としてのポンプベーストルクを定めておき、目標回転数と実回転数との偏差をトルク補正値に変換し、このトルク補正値をポンプベーストルクに加減算して目標最大吸収トルクを求め、油圧ポンプの最大吸収トルクを制御するものである。これによりエンジン制御が燃料噴射量を最大とする全負荷領域では、目標回転数に対して検出された実回転数が低下した場合、油圧ポンプの目標とする最大吸収トルクを減じポンプ吸収トルク(エンジン負荷)を低下させることで、エンジン停止を防止することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【0005】
ディーゼルエンジンの出力トルク特性は、レギュレーション領域(部分負荷領域)の特性と全負荷領域の特性に分けられる。レギュレーション領域は燃料噴射装置による燃料噴射量が100%以下の出力領域であり、全負荷領域は燃料噴射量が100%となる最大出力トルク領域である。エンジンの出力は製品によりバラツキがあり、全負荷領域の特性も一定でない。
【0006】
従来のスピードセンシング制御においては、エンジン出力の全負荷領域において実回転数が目標回転数より低いときは、上記のように油圧ポンプの目標最大吸収トルクを減じてポンプ吸収トルク(エンジン負荷)を低下させる。つまり、油圧ポンプの目標最大吸収トルクはポンプベーストルクに対して減トルク側に制御される。また、スピードセンシング制御の目標回転数はエンジン制御の目標回転数と一致しているため、全負荷領域でのスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点はエンジン制御の目標回転数上にあり、油圧ポンプの目標最大吸収トルクを増トルク側に制御することはできない。このため、エンジンの全負荷領域における出力(最大出力トルク)がスピードセンシング制御のポンプベーストルクより大きくエンジン出力に余裕がある場合であっても、全負荷領域ではそのポンプベーストルク以上にエンジン出力トルクを増大させることができず、エンジン出力を有効に利用することができなかった。
【0007】
本発明の目的は、目標回転数と実回転数との偏差に基づいて油圧ポンプの最大吸収トルクを制御するいわゆるスピードセンシング制御を行う場合に、エンジン出力に余裕のあるエンジンではそのエンジン出力を有効に利用することができる油圧建設機械のポンプトルク制御装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンの回転数と出力とを制御する燃料噴射装置と、前記エンジンの目標基準回転数を指令する入力手段と、前記目標基準回転数より定めたエンジン制御の目標回転数に基づいて前記燃料噴射装置を制御するエンジン制御手段と、前記エンジンによって駆動されアクチュエータを駆動する可変容量型の油圧ポンプとを備えた油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、前記油圧ポンプの吐出圧力が上昇すると前記油圧ポンプの押しのけ容積を減じ、前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制限するポンプ制御手段と、スピードセンシング制御の目標回転数と前記エンジンの実回転数との偏差に基づいて前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御するスピードセンシング制御手段と、前記スピードセンシング制御の目標回転数を前記エンジン制御の目標回転数より所定値だけ低くするスピードセンシング目標回転数補正手段とを備えるものとする。
【0009】
このようにスピードセンシング制御の目標回転数をエンジン制御の目標回転数より低くすることにより、エンジン出力が全負荷領域にあるときのスピードセンシング制御によるポンプ吸収トルクとエンジン出力トルクとのマッチング点(以下、適宜、スピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点という)はエンジン制御の目標回転数よりも低い回転数側にシフトするため、全負荷領域でスピードセンシング制御により油圧ポンプの目標最大吸収トルクをポンプベーストルクに対して増トルク側に制御可能となる。その結果、全負荷領域における出力(最大出力トルク)がスピードセンシング制御のポンプベーストルクより大きくエンジン出力に余裕のあるエンジンにあっては、そのポンプベーストルク以上にエンジン出力を増大させることができ、エンジン出力を有効に利用することができる。
【0010】
(2)上記(1)において、好ましくは、前記スピードセンシング目標回転数補正手段は、前記スピードセンシング制御の目標回転数の補正値を設定する手段と、前記目標基準回転数から前記補正値を減算し前記スピードセンシング制御の目標回転数とする手段とを有する。
【0011】
これによりスピードセンシング制御の目標回転数はエンジン制御の目標回転数より低くなり、スピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点はエンジン制御の目標回転数よりも低い回転数側にシフトする。
【0012】
(3)また、上記(2)において、好ましくは、前記スピードセンシング制御の目標回転数の補正値を設定する手段は、前記目標基準回転数が所定回転数以上のときに前記補正値が得られ、前記目標基準回転数が前記所定回転数より低いときに前記補正値がゼロとなるよう前記目標基準回転数の関数として前記補正値を設定する手段である。
【0013】
これによりエンジン制御の目標回転数が所定回転数以上のときは、上記(1)で述べたように、エンジン出力に余裕のあるエンジンに対してエンジン出力を有効に利用することができる。また、エンジン制御の目標回転数が所定回転数より低いときは補正値がゼロとなるため、スピードセンシング制御の目標回転数はエンジン制御の目標回転数と一致する。このため全負荷領域でのスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点はエンジン制御の目標回転数上にとどまり、中速或いは低速回転数領域においてスピードセンシング制御によるエンジン回転数の低下は起こらず、安定した狙い通りの一定出力と一定回転数が得られる。
【0014】
(4)上記(2)において、前記スピードセンシング制御の目標回転数の補正値を設定する手段は、前記補正値を一定値として設定する手段であってもよい。
【0015】
これによりエンジンの全回転数領域において、上記(1)で述べたように最大出力の大きなエンジンに対してそのエンジン出力を有効に利用することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。以下の実施の形態は、本発明を油圧ショベルのエンジン・ポンプ制御装置に適用した場合のものである。
【0017】
まず、本発明の第1の実施形態を図1〜図8により説明する。
【0018】
図1において、1及び2は例えば斜板式の可変容量型の油圧ポンプであり、9は固定容量型のパイロットポンプであり、油圧ポンプ1,2及びパイロットポンプ9は原動機10の出力軸11に接続され、原動機10により回転駆動される。
【0019】
油圧ポンプ1,2の吐出路3,4には図2に示す弁装置5が接続され、この弁装置5を介して複数のアクチュエータ50〜56に圧油を送り、これらアクチュエータを駆動する。パイロットポンプ9の吐出路9aにはパイロットポンプ9の吐出圧力を一定圧に保持するパイロットリリーフ弁9bが接続されている。
【0020】
弁装置5の詳細を説明する。
【0021】
図2において、弁装置5は、流量制御弁5a〜5dと流量制御弁5e〜5iの2つの弁グループを有し、流量制御弁5a〜5dは油圧ポンプ1の吐出路3につながるセンタバイパスライン5j上に位置し、流量制御弁5e〜5iは油圧ポンプ2の吐出路4につながるセンタバイパスライン5k上に位置している。吐出路3,4には油圧ポンプ1,2の吐出圧力の最大圧力を決定するメインリリーフ弁5mが設けられている。
【0022】
流量制御弁5a〜5d及び流量制御弁5e〜5iはセンタバイパスタイプであり、油圧ポンプ1,2から吐出された圧油はこれらの流量制御弁によりアクチュエータ50〜56の対応するものに供給される。アクチュエータ50は走行右用の油圧モータ(右走行モータ)、アクチュエータ51はバケット用の油圧シリンダ(バケットシリンダ)、アクチュエータ52はブーム用の油圧シリンダ(ブームシリンダ)、アクチュエータ53は旋回用の油圧モータ(旋回モータ)、アクチュエータ54はアーム用の油圧シリンダ(アームシリンダ)、アクチュエータ55は予備の油圧シリンダ、アクチュエータ56は走行左用の油圧モータ(左走行モータ)であり、流量制御弁5aは走行右用、流量制御弁5bはバケット用、流量制御弁5cは第1ブーム用、流量制御弁5dは第2アーム用、流量制御弁5eは旋回用、流量制御弁5fは第1アーム用、流量制御弁5gは第2ブーム用、流量制御弁5hは予備用、流量制御弁5iは走行左用である。即ち、ブームシリンダ52に対しては2つの流量制御弁5g,5cが設けられ、アームシリンダ54に対しても2つの流量制御弁5d,5fが設けられ、ブームシリンダ52とアームシリンダ54のボトム側には、それぞれ、2つの油圧ポンプ1,2からの圧油が合流して供給可能になっている。
【0023】
流量制御弁5a〜5iの操作パイロット系を図3に示す。
【0024】
流量制御弁5i,5aは操作装置35の操作パイロット装置39,38からの操作パイロット圧TR1,TR2及びTR3,TR4により、流量制御弁5b及び流量制御弁5c,5gは操作装置36の操作パイロット装置40,41からの操作パイロット圧BKC,BKD及びBOD,BOUにより、流量制御弁5d,5f及び流量制御弁5eは操作装置37の操作パイロット装置42,43からの操作パイロット圧ARC,ARD及びSW1,SW2により、流量制御弁5hは操作パイロット装置44からの操作パイロット圧AU1,AU2により、それぞれ切り換え操作される。
操作パイロット装置38〜44は、それぞれ、1対のパイロット弁(減圧弁)38a,38b〜44a,44bを有し、操作パイロット装置38,39,44はそれぞれ更に操作ペダル38c,39c、44cを有し、操作パイロット装置40,41は更に共通の操作レバー40cを有し、操作パイロット装置42,43は更に共通の操作レバー42cを有している。操作ペダル38c,39c、44c及び操作レバー40c,42cを操作すると、その操作方向に応じて関連する操作パイロット装置のパイロット弁が作動し、操作量に応じた操作パイロット圧が生成される。
【0025】
また、操作パイロット装置38〜44の各パイロット弁の出力ラインにはシャトル弁61〜67、シャトル弁68,69,100、シャトル弁101,102、シャトル弁103が階層的に接続され、シャトル弁61,63,64,65,68,69,101により操作パイロット装置38,40,41,42の操作パイロット圧の最高圧力が油圧ポンプ1の制御パイロット圧PL1として検出され、シャトル弁62,64,65,66,67,69,100,102,103により操作パイロット装置39,41,42,43,44の操作パイロット圧の最高圧力が油圧ポンプ2の制御パイロット圧PL2として検出される。
【0026】
以上のような油圧駆動系に本発明のポンプトルク制御装置を備えたエンジン・ポンプ制御装置が設けられている。以下、その詳細を説明する。
図1において、油圧ポンプ1,2にはそれぞれレギュレータ7,8が備えられ、これらレギュレータ7,8で油圧ポンプ1,2の容量可変機構である斜板1a,2aの傾転位置を制御し、ポンプ吐出流量を制御する。
【0027】
油圧ポンプ1,2のレギュレータ7,8は、それぞれ、傾転アクチュエータ20A,20B(以下、適宜20で代表する)と、図3に示す操作パイロット装置38〜44の操作パイロット圧に基づいてポジティブ傾転制御をする第1サーボ弁21A,21B(以下、適宜21で代表する)と、油圧ポンプ1,2の全馬力制御をする第2サーボ弁22A,22B(以下、適宜22で代表する)とを備え、これらのサーボ弁21,22によりパイロットポンプ9から傾転アクチュエータ20に作用する圧油の圧力を制御し、油圧ポンプ1,2の傾転位置を制御する。
【0028】
傾転アクチュエータ20、第1及び第2サーボ弁21,22の詳細を説明する。
【0029】
各傾転アクチュエータ20は、両端に大径の受圧部20aと小径の受圧部20bとを有する作動ピストン20cと、受圧部20a,20bが位置する大径の受圧室20d及び小径の受圧室20eとを有し、両受圧室20d,20eの圧力が等しいときは受圧面積差により作動ピストン20cは図示右方向に移動し、斜板1a又は2aの傾転を小さくしてポンプ吐出流量を減少させ、大径の受圧室20dの圧力が低下すると、作動ピストン20cを図示左方向に移動し、斜板1a又は2aの傾転を大きくしてポンプ吐出流量を増大させる。また、大径の受圧室20dは第1及び第2サーボ弁21,22を介してパイロットポンプ9の吐出路9aとタンク12に至る戻り油路13に選択的に接続され、小径の受圧室20eは直接パイロットポンプ9の吐出路9aに接続されている。
【0030】
ポジティブ傾転制御用の各第1サーボ弁21は、ソレノイド制御弁30又は31からの制御圧力により作動し油圧ポンプ1,2の傾転位置を制御する弁であり、制御圧力が低いときはサーボ弁21の弁体21aがバネ21bの力で図示左方向に移動し、傾転アクチュエータ20の大径の受圧室20dを戻り油路13にを介してタンク12に連通し、油圧ポンプ1又は2の傾転を大きくし、制御圧力が上昇するとサーボ弁21の弁体21aが図示右方向に移動し、パイロットポンプ9からのパイロット圧を大径の受圧室20dに導き、油圧ポンプ1又は2の傾転を小さくする。
全馬力制御用の各第2サーボ弁22は、油圧ポンプ1,2の吐出圧力とソレノイド制御弁32からの制御圧力により作動して油圧ポンプ1,2の全馬力制御をする弁であり、ソレノイド制御弁32にからの制御圧力より油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクを制御する。
【0031】
即ち、油圧ポンプ1及び2の吐出圧力とソレノイド制御弁32からの制御圧力が第2サーボ弁22の受圧室22a,22b,22cにそれぞれ導かれ、油圧ポンプ1,2の吐出圧力の油圧力の和がバネ22dの力と受圧室22cに導かれる制御圧力の油圧力との差で決まる設定値より低いときは、弁体22eは図示右方向に移動し、傾転アクチュエータ20の大径の受圧室20dを戻り油路13にを介してタンク12に連通し、油圧ポンプ1,2の傾転を大きくし、油圧ポンプ1,2の吐出圧力の油圧力の和が同設定値よりも高くなるにしたがって弁体22aを図示左方向に移動し、パイロットポンプ9からのパイロット圧を受圧室20dに伝達し、油圧ポンプ1,2の傾転を小さくする。また、ソレノイド制御弁32からの制御圧力が低いときは、上記設定値を大きくし、油圧ポンプ1,2の高めの吐出圧力から油圧ポンプ1,2の傾転を減少させ、ソレノイド制御弁32からの制御圧力が高くなるにしたがって上記設定値を小さくし、油圧ポンプ1,2の低めの吐出圧力から油圧ポンプ1,2の傾転を減少させる。
【0032】
図4に第2サーボ弁22による吸収トルク制御の特性を示す。横軸は油圧ポンプ1,2の吐出圧力の平均値であり、縦軸は油圧ポンプ1,2の傾転(押しのけ容積)である。ソレノイド制御弁32からの制御圧力が高くなる(バネ22dの力と受圧室22cの油圧力との差で決まる設定値が小さくなる)に従い第2サーボ弁22の吸収トルク特性はA1,A2,A3と変化し、油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクはT1,T2,T3と減少する。また、ソレノイド制御弁32からの制御圧力が低くなる(バネ22dの力と受圧室22cの油圧力との差で決まる設定値が大きくなる)に従い第2サーボ弁22の吸収トルク特性はA1,A4,A5と変化し、油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクはT1,T4,T5と増大する。つまり、制御圧力を高くし設定値を小さくすれば油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクが減少し、制御圧力を低くし設定値を大きくすれば油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクが増大する。
【0033】
ソレノイド制御弁30,31,32は駆動電流SI1,SI2,SI3により作動する比例減圧弁であり、駆動電流SI1,SI2,SI3が最小のときは、出力する制御圧力を最高にし、駆動電流SI1,SI2,SI3が増大するに従って出力する制御圧力を低くするよう動作する。駆動電流SI1,SI2,SI3は図5に示す車体コントローラ70より出力される。
【0034】
原動機10はディーゼルエンジンであり、目標燃料噴射量FN1の信号により作動する電子燃料噴射装置14を備えている。指令信号は図5に示す燃料噴射装置コントローラ80より出力される。電子燃料噴射装置14は原動機(以下、エンジンという)10の回転数と出力とを制御する。
【0035】
エンジン10に対する目標回転数NR1をオペレータが手動で入力する目標エンジン回転数入力部71が設けられ、その目標回転数NR1の入力信号は車体コントローラ70及びエンジン燃料噴射装置コントローラ80に取り込まれる。目標エンジン回転数入力部71は例えばポテンショメータのような電気的入力手段であり、オペレータが基準となる目標回転数(目標基準回転数)を指令するものである。
【0036】
また、エンジン10の実回転数NE1を検出する回転数センサー72と、油圧ポンプ1,2の制御パイロット圧PL1,PL2を検出する圧力センサー73,74(図3参照)が設けられている。
【0037】
車体コントローラ70及びエンジン燃料噴射装置コントローラ80の全体の信号の入出力関係を図5に示す。
【0038】
車体コントローラ70は目標エンジン回転数入力部71の目標回転数NR1の信号、回転数センサー72の実回転数NE1の信号、圧力センサー73,74のポンプ制御パイロット圧PL1,PL2の信号を入力し、所定の演算処理を行って駆動電流SI1,SI2,SI3をソレノイド制御弁30〜32に出力する。エンジン燃料噴射装置コントローラ80は目標エンジン回転数入力部71の目標回転数NR1の信号、回転数センサー72の実回転数NE1の信号を入力し、所定の演算処理を行って目標燃料噴射量FN1の信号を電子燃料噴射装置14に出力する。
【0039】
車体コントローラ70の油圧ポンプ1,2の制御に関する処理機能を図6に示す。
【0040】
図6において、車体コントローラ70は、ポンプ目標傾転演算部70a,70b、ソレノイド出力電流演算部70c,70d、ベーストルク演算部70e、回転数偏差演算部70f、トルク変換部70g、リミッタ演算部70h、ベーストルク補正部70j、ソレノイド出力電流演算部70k、スピードセンシング目標回転数補正値演算部70m、スピードセンシング目標回転数補正部70nの各機能を有している。
【0041】
ポンプ目標傾転演算部70aは、油圧ポンプ1側の制御パイロット圧PL1の信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの制御パイロット圧PL1に応じた油圧ポンプ1の目標傾転θR1を演算する。この目標傾転θR1はパイロット操作装置38,40,41,42の操作量に対するポジティブ傾転制御の基準流量メータリングであり、メモリのテーブルには制御パイロット圧PL1が高くなるに従って目標傾転θR1も増大するようPL1とθR1の関係が設定されている。
【0042】
ソレノイド出力電流演算部70cは、θR1に対してこのθR1が得られる油圧ポンプ1の傾転制御用の駆動電流SI1を求め、これをソレノイド制御弁30に出力する。
ポンプ目標傾転演算部70b、ソレノイド出力電流演算部70dでも、同様にポンプ制御パイロット圧PL2の信号から油圧ポンプ2の傾転制御用の駆動電流SI2を算出し、これをソレノイド制御弁31に出力する。
ベーストルク演算部70eは、目標回転数NR1の信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの目標回転数NR1に応じたポンプベーストルクTROを算出する。図示の例では、メモリのテーブルには、目標回転数NR1に係わらず一定となるよう目標回転数NR1とポンプベーストルクTROとの関係が設定されている。ベースポンプトルクTROは、図4に示した油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクT1に対応するものである。
【0043】
なお、目標回転数NR1とポンプベーストルクTROとの関係は任意に設定することができる。例えば、ポンプベーストルクTROはエンジンの全負荷領域での最大出力特性の変化に対応するよう目標回転数NR1に対し増減させてもよい。また、目標回転数NR1が上昇するに従ってポンプベーストルクTROを増大させてもよい。
【0044】
スピードセンシング目標回転数補正値演算部70mは、目標回転数NR1の信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの目標回転数NR1に応じたスピードセンシング目標回転数の補正値ΔCNを算出する。メモリのテーブルには、目標回転数NR1が所定回転数Nc以下では補正値ΔCNは0であり、目標回転数NR1が所定回転数Ncから上昇するに従って補正値ΔCNが増大するようNR1とΔCNとの関係が設定されている。所定回転数Ncは中間回転数よりは高く最高回転数(定格回転数)よりは低い値に設定されている。
【0045】
スピードセンシング目標回転数補正部70nは、目標回転数NR1からスピードセンシング目標回転数の補正値ΔCNを減じてスピードセンシング制御の目標回転数NR2(=NR1−ΔCN)を算出する。その結果、目標回転数NR1を高速回転数、例えば最高回転数(定格回転数)Nmaxに設定したときは、スピードセンシング制御の目標回転数NR2はエンジン制御の目標回転数NR1に対してΔCNだけ低くなる。
【0046】
回転数偏差演算部70fは、スピードセンシング制御の目標回転数NR2と実回転数NE1の差の回転数偏差ΔNS(=NE1−NR2)を算出する。
【0047】
トルク変換部70gは、回転数偏差ΔNSにスピードセンシングのゲインKNを掛け、スピードセンシングトルク偏差ΔTOを算出する。
【0048】
リミッタ演算部70hは、スピードセンシングトルク偏差ΔTOに上限・下限リミッタを掛け、スピードセンシング制御のトルク補正値ΔTNLとする。
【0049】
ベーストルク補正部70jは、ベーストルク演算部70eで求めたポンプベーストルクTROにそのスピードセンシング制御のトルク補正値ΔTNLを加算し、吸収トルクTR1とする。この吸収トルクTR1が油圧ポンプ1,2の目標最大吸収トルクとなる。
【0050】
ソレノイド出力電流演算部70kは、第2サーボ弁22により制御される油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクがTR1(=T1)となるよう(第2サーボ弁22の設定値がA1となるよう)ソレノイド制御弁32の駆動電流SI3を求め、これをソレノイド制御弁32に出力する。
【0051】
このようにして駆動電流SI3を受けたソレノイド制御弁32は駆動電流S13に応じた制御圧力を出力し、第2サーボ弁22のバネ22dと受圧室22cによる設定値を制御し、油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクがTR1(=T1)になるよう制御する。
【0052】
エンジン燃料噴射装置コントローラ80の処理機能を図7に示す。
【0053】
エンジン燃料噴射装置コントローラ80は、回転数偏差演算部80a、燃料噴射量変換部80b、積分演算要素80c,80d,80e、リミッタ演算部80fの各制御機能を有している。
【0054】
回転数偏差演算部80aは、目標回転数NR1と実回転数NE1とを比較して回転数偏差ΔN(=NR1−NE1)を算出し、燃料噴射量変換部80bはその回転数偏差ΔNにゲインKFを掛けて目標燃料噴射量の増分ΔFNを演算し、積分演算要素80c,80d,80eは、目標燃料噴射量の増分ΔFNを前回計算した目標燃料噴射量FN1に加算して新しい目標燃料噴射量FN2を求め、リミッタ演算部80fは目標燃料噴射量FN2に上限・下限リミッタを掛け、目標燃料噴射量FN3とする。この目標燃料噴射量FN3は目標燃料噴射量FN1に書き換えられ、図示しない出力部を介し対応する制御電流を電子燃料噴射装置14に出力し、燃料噴射量を制御する。これにより実回転数NE1が目標回転数NR1より小さいとき(回転数偏差ΔNが正のとき)は目標燃料噴射量FN1を増大させ、実回転数NE1が目標回転数NR1より大きくなると(回転数偏差ΔNが負になると)目標燃料噴射量FN1を減少させるよう、つまり目標回転数NR1と実回転数NE1との偏差ΔNが0になるよう積分演算により目標燃料噴射量FN1を演算し、実回転数NE1が目標回転数NR1に一致するよう燃料噴射量が制御される。その結果、エンジン回転数の制御は負荷が変わっても一定の目標回転数NR1となるようなアイソクロナス制御が行われ、中間負荷では一定回転が静的に維持される。
【0055】
以上において、目標エンジン回転数入力部71はエンジンの目標基準回転数を指令する入力手段を構成し、エンジン燃料噴射装置コントローラ80は目標基準回転数に基づくエンジン制御の目標回転数に基づいて電子燃料噴射装置14を制御するエンジン制御手段を構成する。
【0056】
また、車体コントローラ70、レギュレータ7,8及びソレノイド制御弁30,31,32は本発明のポンプトルク制御装置を構成し、レギュレータ7,8の傾転アクチュエータ20A,20B及び第2サーボ弁22A,22Bは、油圧ポンプ1,2の吐出圧力が上昇すると油圧ポンプ1,2の押しのけ容積(傾転)を減じ、油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクを制限するポンプ制御手段を構成し、車体コントローラ70のベーストルク演算部70e、回転数偏差演算部70f、トルク変換部70g、リミッタ演算部70h、ベーストルク補正部70j、ソレノイド出力電流演算部70k、スピードセンシング目標回転数補正値演算部70m、スピードセンシング目標回転数補正部70nとソレノイド制御弁32は、スピードセンシング制御の目標回転数NR2とエンジンの実回転数NE1との偏差ΔNSに基づいて油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクを制御するスピードセンシング制御手段を構成し、車体コントローラ70のスピードセンシング目標回転数補正部70nは、スピードセンシング制御の目標回転数NR2をエンジン制御の目標回転数NR1より所定値ΔCNだけ低くするスピードセンシング目標回転数補正手段を構成する。
【0057】
次に、以上のように構成した本実施形態の動作の特徴を図8〜図10を用いて説明する。
【0058】
図8は、従来のスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点(エンジン出力が全負荷領域にあるときのスピードセンシング制御によるポンプ吸収トルクとエンジン出力トルクとのマッチング点)を示す図であり、図9及び図10は、本実施の形態のポンプトルク制御装置におけるスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点を示す図である。図8に示す従来技術におけるマッチング点は、目標回転数NR1を最高回転数(定格回転数)Nmaxに設定した場合のものであり、図示左側はエンジンの出力トルクが通常時のもの、図示右側は環境の変化等による出力低下時のものである。図9に示す本実施の形態におけるマッチング点は、目標回転数NR1を最高回転数(定格回転数)Nmaxに設定した場合と中間回転数N2に設定した場合のものであり、図10に示す本実施の形態におけるマッチング点は、目標回転数NR1を最高回転数(定格回転数)Nmaxより少し低いN3に設定した場合のものであり、図9の図示左側はエンジンの出力トルクが通常時のもの、図9の図示右側は環境の変化等による出力低下時のものである。
【0059】
図8〜図10において、ディーゼルエンジン10の出力トルク特性は、レギュレーション領域の特性Eと全負荷領域の特性(最大出力特性)F1,F2,F3,F4に分けられる。レギュレーション領域は電子燃料噴射装置14による燃料噴射量が100%以下の部分負荷領域であり、全負荷領域は燃料噴射量が100%(最大)となる最大出力トルク領域である。
【0060】
本実施の形態において、エンジン燃料噴射装置コントローラ80ではアイソクロナス制御を行うため、レギュレーション領域では負荷が変化しても一定の目標回転数、例えばNmaxが維持され、特性Eは横軸(エンジン回転数)に対して垂直な直線となる。
【0061】
エンジン10の全負荷領域では、高速回転数領域においては図示左上がりの特性(エンジン回転数が低下するに従いエンジン出力トルクが増大する特性)となり、中速回転数領域においてはほぼフラットな特性となり、低速回転数領域においては図示左下がり(エンジン回転数が低下するに従いエンジン出力トルクが減少する特性)となる。また、エンジン10の全負荷領域における出力(最大出力トルク)はF1,F2,F3のように製品によりバラツキがある。更に、環境の変化等により全負荷領域におけるエンジン出力(最大出力トルク)はF4のように低下する。
【0062】
図8に示す従来技術におけるスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点について説明する。ここで、従来のスピードセンシング制御としては、図5において、スピードセンシング目標回転数補正値演算部70mとスピードセンシング目標回転数補正部70nがなく、スピードセンシング制御の目標回転数としてエンジン回転数制御の目標回転数と同じNR1を用い、回転数偏差演算部70fでΔNS=NE1−NR1を演算するものを想定する。
【0063】
従来のスピードセンシング制御では、車体コントローラ70のベーストルク演算部70eにおけるベーストルクTR0は、エンジン出力の全負荷領域の特性F1,F2,F3のバラツキを考慮し、例えばレギュレーション領域の特性Eと出力トルクが低めの特性F1の交点M1のトルクT0に一致するよう設定する。これにより目標回転数NR1を最高回転数(定格回転数)Nmaxに設定した場合、全負荷領域の特性がF1のエンジンでは、油圧ポンプ1,2の吸収トルク(エンジン負荷)が増加しT0(ベーストルクTR0)に達すると、それ以上のポンプ吸収トルクの増加に対してはスピードセンシング制御により油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクがT0(ベーストルクTR0)に維持される。つまり、油圧ポンプ1,2の吸収トルク(エンジン負荷)がT0より増大しようとすると、実回転数NE1がNmax以下に低下し、スピードセンシング制御の回転数偏差ΔNSが負の値となって油圧ポンプの最大吸収トルクを低下させ、エンジン出力トルクとスピードセンシング制御によるポンプ吸収トルク(エンジン負荷)とが目標回転数NR1(最高回転数Nmax)上のM1点でマッチングする。これによりエンジン負荷増大時のエンジンの停止を防止することができる。
【0064】
環境の変化、燃料の劣化等によりエンジン出力が低下し、全負荷領域の特性がF1からF4に低下した場合は、スピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点もM1点からM2点に移動する。つまり、スピードセンシング制御により実回転数NE1の低下(回転数偏差ΔNS(負の値)の絶対値の増大)に応じて油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクを低下させる。このとき、エンジン回転数の低下(回転数偏差ΔNの増大)に対するポンプ最大吸収トルクの低下の割合は図6に示すトルク変換部70gのゲインKNで定まる。これをポンプ最大吸収トルクのスピードセンシングゲインと呼ぶとき、図8の「C」がこれに相当する。このため、実回転数NE1の低下に応じてスピードセンシングゲインCの特性に沿って油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクを低下させ、出力低下時の最大出力特性F4とスピードセンシングゲインCの交点であるM2点で油圧ポンプ1,2の吸収トルクとエンジン出力トルクが等しくなりマッチングする。これにより環境の変化等によるエンジン出力低下時のエンジンの停止を防止することができる。急負荷がかかったときや予期せぬことによるエンジンの出力低下に対しても、同様にエンジンの停止を防止することができる。
【0065】
全負荷領域の特性がF2,F3のエンジンでは、特性F1のエンジンよりも大きなトルクを出力可能である。しかし、従来のスピードセンシング制御では、スピードセンシング制御の目標回転数はエンジン制御の目標回転数NR1と一致しているため、スピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点はM1点のまま動かず、油圧ポンプの目標最大吸収トルクをT0(ベースポンプトルクTR0)以上とすることはできない。つまり、製品のバラツキ等でエンジンの最大出力が大きくエンジン出力に余裕のあるエンジンに対してはそれを有効に使うことができない。
【0066】
次に、本実施の形態におけるスピードセンシング制御のマッチング点について説明する。
【0067】
本実施の形態では、目標回転数NR1を最高回転数(定格回転数)Nmaxに設定した場合は、スピードセンシング目標回転数補正値演算部70mでエンジン回転数補正値ΔCN(≠0)が演算され、スピードセンシング目標回転数補正部70nでスピードセンシング制御の目標回転数NR2はエンジン回転数制御の目標回転数NR1よりもΔCNだけ低く設定される。図9において、N1は目標回転数NR1を最高回転数(定格回転数)Nmaxに設定したときのスピードセンシング制御の目標回転数NR2(=Nmax−ΔCN)であり、T1はベースポンプトルクTR0(>T0)であり、最大出力特性がF1のエンジンでエンジン回転数がN1のときのエンジン出力トルクである。
【0068】
このようにスピードセンシング制御の目標回転数NR2がエンジン回転数制御の目標回転数NR1よりもΔCNだけ低く設定された結果、エンジン出力が全負荷領域にあるときのスピードセンシング制御によるポンプ吸収トルクとエンジン出力トルクとのマッチング点、つまりスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点は、M3,M4,M5とエンジン制御の目標回転数である最高回転数(定格回転数)Nmaxよりも低い回転数側にシフトし、マッチング点M3のようにポンプベーストルクTR0(=T1)を従来のT0よりも大きくできる。また、ポンプベーストルクTR0よりも出力トルクが大きい特性F2,F3のエンジンでは、マッチング点M4,M5のようにポンプベーストルクTR0(=T1)以上にエンジン出力を増大させることができ、そのエンジン出力を有効に利用することができる。
【0069】
つまり、全負荷領域の特性がF1のエンジンでは、目標回転数NR1を最高回転数(定格回転数)Nmaxに設定した場合、油圧ポンプ1,2の吸収トルク(エンジン負荷)が増加して全負荷領域のM3点の出力トルクT1(ベーストルクTR0)に達し、それ以上ポンプ吸収トルクが増加しようとすると、M3点から実回転数NE1が低下することによりスピードセンシング制御の回転数偏差ΔNSが負の値となって油圧ポンプの最大吸収トルクを低下させ、油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクをT1(ベーストルクTR0)に維持する。つまり、ポンプ吸収トルクとエンジン出力トルクとはM3点でマッチングする。これによりエンジン負荷増大時のエンジンの停止を防止することができる。また、マッチング点M3は、エンジン制御の目標回転数である最高回転数(定格回転数)Nmaxよりも低い回転数側にシフトしており、その部分の全負荷領域の特性は図示左上がりとなっているため、M3点のエンジン出力トルクT1(ポンプベーストルクTR0)はM1点(図8)のT0より大きく、従来よりも大きな出力トルクが利用可能である。
【0070】
また、全負荷領域の特性がF2,F3のエンジンでは、油圧ポンプ1,2のポンプ吸収トルク(エンジン負荷)が増加して全負荷領域のM4点、M5点に達し、それ以上ポンプ吸収トルクが増加しようとすると、M4点、M5点から実回転数NE1が低下することによりスピードセンシング制御の回転数偏差ΔNSが減少して油圧ポンプの最大吸収トルクを低下させるため、油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクはM4点、M5点の出力トルクに維持され、ポンプ吸収トルクとエンジン出力トルクはM4点、M5点でマッチングする。
【0071】
全負荷領域の特性がF2,F3のエンジンのマッチング点がM4,M5となることを、エンジンの全負荷領域の出力が特性F1からF2,F3に増大する場合により説明する。
【0072】
全負荷領域の特性がF1のエンジンでは、前述したようにM3点にスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点がある。このとき、何かしらの理由で全負荷領域でのエンジン出力が特性F2,F3のように増大したと仮定すると、エンジン出力の増大に伴いエンジン制御の目標回転数Nmaxに対する実回転数の低下は減り、エンジン回転数はM3点のN1から上昇する。このときのエンジン回転数の増大(回転数偏差ΔNSの増大)に対するポンプ最大吸収トルクの増加の割合も図6に示すトルク変換部70gのゲインKNで定まり、エンジンの全負荷領域の特性がF1からF2又はF3に変化しエンジン回転数が増大すると、それに伴いスピードセンシングゲインCの特性に沿って油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクを増大させ、M4点又はM5点で油圧ポンプ1,2の吸収トルクとエンジン出力トルクが等しくなりマッチングする。つまり、マッチング点はM3点からM4点又はM5点に移動する。
【0073】
ここで、マッチング点M3,M4,M5点のトルクはそれぞれ次のように表せる。
【0074】
M3点のトルク=T1=TR0
(TR0は図6のブロック70eのポンプベーストルク)
M4点のトルク=TR0+ΔTNL2
(ΔTNL2は、M2点の実回転数NE1(=NE12)と、NR2(スピードセンシング制御の目標回転数)との偏差ΔNS(=NE12−NR2)により得られるスピードセンシング制御の補正トルクΔTNL)
M5点のトルク=TR0+ΔTNL3
(ΔTNL3は、M3点の実回転数NE1(=NE13)と、NR2(スピードセンシング制御の目標回転数)との偏差ΔNS(=NE13−NR2)により得られるスピードセンシング制御の補正トルクΔTNL)
以上のようにポンプベーストルクTR0よりも出力トルクが大きくエンジン出力に余裕のある特性F2,F3のエンジンでは、特性F2,F3上のM4点、M5点にマッチング点があるため、ポンプベーストルクTR0(=T1)以上にエンジン出力を増大させることができ、そのエンジン出力を有効に利用することができる。
【0075】
一方、環境の変化、燃料の劣化等によりエンジン出力が低下し、全負荷領域の特性がF1からF4に低下した場合、或いは急負荷がかかったときや予期せぬことによるエンジンの出力低下に対しても、従来と同様、スピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点はM3点からM6点に移動し、エンジン出力低下時のエンジンの停止を防止することができる。
【0076】
つまり、スピードセンシング制御により実回転数NE1の低下(回転数偏差ΔNS(負の値)の絶対値の増大)に応じて油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクを低下させるとき、油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクは図9のスピードセンシングゲインC(トルク変換部70gのゲインKN)の特性に沿って低下し、出力低下時の最大出力特性F4とスピードセンシングゲインCの交点であるM6点で油圧ポンプ1,2の吸収トルクとエンジン出力トルクが等しくなりマッチングする。
【0077】
目標回転数NR1をNc以下の中間のエンジン回転数N2に設定した場合は、スピードセンシング目標回転数補正値演算部70mで演算されるエンジン回転数補正値ΔCNは0となり、スピードセンシング制御の目標回転数NR2はエンジン回転数制御の目標回転数NR1に一致する。このためエンジン出力トルクとスピードセンシング制御によるポンプ吸収トルク(エンジン負荷)とは目標回転数NR1(=NR2=N2)上のM7点でマッチングし、全負荷領域の特性がF1,F2,F3のようにバラツキがあっても、スピードセンシング制御によりエンジン回転数は変化せず、安定した狙い通りの出力と回転数を得ることができ、操作性が良くなる。
【0078】
また、環境の変化、燃料の劣化等によりエンジン出力が低下し、全負荷領域の特性がF1からF4に低下した場合、或いは急負荷がかかったときや予期せぬことによるエンジンの出力低下に対しても、エンジン出力トルクとポンプ吸収トルクとのマッチング点はM7点からM8点に移動し、環境の変化等によるエンジン出力低下時のエンジンの停止を防止することができる。
【0079】
目標回転数NR1をNc〜Nmaxの範囲でNmax以外の回転数に設定した場合は、目標回転数NR1をNmaxに設定した場合と実質的に同じである。
【0080】
図12において、目標回転数NR1をNc〜Nmaxの範囲でN3に設定した場合、スピードセンシング制御の目標回転数NR2はエンジン回転数制御の目標回転数NR1(=N3)よりもΔCNだけ低いN4に設定されるため、全負荷領域の特性がF1のエンジンではスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点はM10点とエンジン制御の目標回転数N3よりも低い回転数側にシフトし、全負荷領域の特性がF2,F3のエンジンではエンジン制御の目標回転数N3上のM11点にシフトし、エンジン出力を有効に利用することができる。
【0081】
また、目標回転数NR1が低下するに従い補正値ΔCNは小さくなるため、スピードセンシング制御によるエンジン回転数の低下は小さくなり、良好な操作性が得られる。
【0082】
以上のように本実施の形態によれば、エンジン制御の目標回転数NR1がNc〜Nmaxの高速領域にあるときは、スピードセンシング制御の目標回転数がエンジン制御の目標回転数より低くなるため、スピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点はエンジン制御の目標回転数よりも低い回転数側にシフトし、ポンプペーストルクを従来より大きくできるとともに、全負荷領域における出力(最大出力トルク)がスピードセンシング制御のポンプベーストルクより大きくエンジン出力に余裕のあるエンジンにあっては、ポンプベーストルク以上にエンジン出力を増大させることができ、エンジン出力を有効に利用することができる。
【0083】
また、エンジン制御の目標回転数NR1がNcより低いときは補正値がゼロとなるため、スピードセンシング制御の目標回転数はエンジン制御の目標回転数と一致し、スピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点はエンジン制御の目標回転数上にとどまり、中速或いは低速回転数領域においてスピードセンシング制御によるエンジン回転数の低下は起こらず、安定した狙い通りの一定出力と一定回転数を得ることができ、良好な操作性が得られる。 更に、環境の変化、燃料の劣化等によりエンジン出力が低下した場合は、或いは急負荷がかかったときや予期せぬことによるエンジンの出力低下に対しても、従来通りスピードセンシング制御によりエンジンの停止を防止することができる。
【0084】
また、目標回転数NR1をNc〜Nmaxの範囲でNmaxより下げた場合は、エンジン出力を有効利用できるとともに、目標回転数NR1が低下するに従い補正値ΔCNは小さくなるため、スピードセンシング制御によるエンジン回転数の低下は小さくなり、良好な操作性が得られる。
【0085】
本発明の他の実施の形態を図1、図11〜図14により説明する。図中、図6及び図9に示した部分と同等の部分には同じ符号を付している。
【0086】
図11は、本発明の第2の実施の形態における車体コントローラ70のポンプ制御部の処理機能を示す図である。
【0087】
図11において、本実施の形態に係わる車体コントローラ70は、図6に示した目標回転数補正部70nと回転数偏差演算部70fの代わりに回転数偏差演算部70pを有している。回転数偏差演算部70pは目標回転数補正部70nと回転数偏差演算部70fはの機能を併せ持つものであり、ΔNS=NE1−NR1+ΔCNを直接演算する。
【0088】
本実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0089】
図12は、本発明の第3の実施の形態における車体コントローラ70のポンプ制御部の処理機能を示す図である。
【0090】
図12において、本実施の形態に係わる車体コントローラ70は、図6に示したスピードセンシング目標回転数補正値演算部70mの代わりにスピードセンシング目標回転数補正値演算部70qを有している。
【0091】
スピードセンシング目標回転数補正値演算部70qは、演算部70mと同様、目標回転数NR1の信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの目標回転数NR1に応じたスピードセンシング目標回転数の補正値ΔCNを算出する。ただし、メモリのテーブルには、目標回転数NR1が所定値Nc以下では補正値ΔCNは0であり、目標回転数NR1が所定値Ncを越えると補正値ΔCN=一定値となるようNR1とΔCNとの関係が設定されている。
【0092】
本実施の形態によっても、目標回転数NR1をNc〜Nmaxの範囲でNmax以外の回転数に設定した場合を除いて、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。また、本実施の形態によれば、目標回転数NR1をNc〜Nmaxの範囲でNmax以外の回転数に設定した場合は、補正値ΔCNは目標回転数NR1がNmaxのときと同じ一定値であるため、第1の実施の形態の場合に比べて全負荷領域の特性がF1,F2,F3のエンジンでのスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点の出力トルクは増大し、エンジン出力をより有効に利用することができる。
【0093】
図13は、本発明の第4の実施の形態における車体コントローラ70のポンプ制御部の処理機能を示す図である。
【0094】
図13において、本実施の形態に係わる車体コントローラ70は、図6に示したスピードセンシング目標回転数補正値演算部70mの代わりに記憶部70rを有し、記憶部70rにスピードセンシング目標回転数補正値ΔCNが一定値として記憶されている。
【0095】
図14は、本実施の形態において、目標回転数NR1をNmaxに設定した場合と中間回転数のN2に設定した場合のスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点を示す図である。本実施の形態では、中間回転数N2においてもスピードセンシング制御の目標回転数NR2はエンジン回転数制御の目標回転数NR1よりもΔCNだけ低く設定されるため、全負荷領域の特性がF1,F2のエンジンではスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点はM13,M14とエンジン制御の目標回転数N2よりも低い回転数側にシフトし、全負荷領域の特性がF3のエンジンではエンジン制御の目標回転数N2上のM15点にシフトし、エンジン出力を有効に利用することができる。
【0096】
以上のように本実施の形態によっても、目標回転数NR1をNc〜Nmaxの範囲に設定した場合は第1及び第2の実施の形態と同様の効果が得られる。また、本実施の形態によれば、補正値ΔCNが一定値であるので、目標回転数NR1をNc以下の回転数に設定した場合もエンジン出力を有効に利用することができる。
【0097】
なお、以上の実施の形態では、電子燃料噴射装置14によるレギュレーション領域のエンジン制御として、負荷が変わってもエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を行うものとしたが、エンジン出力が増加するに従ってエンジン回転数が減少するいわゆるドループ特性となる制御を行うものに本発明を適用しても良く、この場合も、アイソクロナス制御を行う上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【0098】
【発明の効果】
本発明によれば、目標回転数と実回転数との偏差に基づいて油圧ポンプの最大吸収トルクを制御するいわゆるスピードセンシング制御を行う油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、エンジン出力に余裕のあるエンジンに対してはそのエンジン出力を有効に利用することができる。
【0099】
また、環境の変化、燃料の劣化等によりエンジン出力が低下した場合、或いは急負荷がかかったときや予期せぬことによるエンジンの出力低下に対しても、従来通りスピードセンシング制御によりエンジンの停止を防止することができる。
【0100】
また、中速或いは低速回転数領域ではスピードセンシング制御によるエンジン回転数の低下は起こらず、安定した狙い通りの一定出力と一定回転数が得られ、良好な操作性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる油圧建設機械のポンプトルク制御装置を備えたエンジン・ポンプ制御装置を示す図である。
【図2】弁装置及びアクチュエータの油圧回路図である。
【図3】流量制御弁の操作パイロット系を示す図である。
【図4】ポンプレギュレータの第2サーボ弁によるポンプ吸収トルクの制御特性を示す図である。
【図5】エンジン・ポンプ制御装置の演算制御部を構成するコントローラ(車体コントローラ及びエンジン燃料噴射装置コントローラ)とその入出力関係を示す図である。
【図6】車体コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図7】エンジン燃料噴射装置コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図8】従来のスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点を示す図である。
【図9】第1の実施の形態におけるスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点を示す図である。
【図10】第1の実施の形態におけるスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係わるポンプトルク制御装置の車体コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図12】本発明の第3の実施の形態に係わるポンプトルク制御装置の車体コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図13】本発明の第4の実施の形態に係わるポンプトルク制御装置の車体コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図14】第4の実施の形態におけるスピードセンシング制御による最大トルクのマッチング点を示す図である。
【符号の説明】
1,2 油圧ポンプ
1a,2a 斜板
5 弁装置
7,8 レギュレータ
10 原動機
14 電子燃料噴射装置
20A,20B 傾転アクチュエータ
21A,21B 第1サーボ弁
22A,22B 第2サーボ弁
30〜32 ソレノイド制御弁
38〜44 操作パイロット装置
50〜56 アクチュエータ
70 車体コントローラ
70a,70b ポンプ目標傾転演算部
70c,70d ソレノイド出力電流演算部
70e ベーストルク演算部
70f 回転数偏差演算部
70g トルク変換部
70h リミッタ演算部
70j ベーストルク補正部
70k ソレノイド出力電流演算部
70m スピードセンシング目標回転数補正値演算部
70n スピードセンシング目標回転数補正部
70p 回転数偏差演算部
70q スピードセンシング目標回転数補正値演算部
70r 記憶部
71 目標エンジン回転数入力部
72 回転数センサー
80 エンジン燃料噴射装置コントローラ
80a 回転数偏差演算部
80b 燃料噴射量変換部
80c,80d,80e 積分演算要素
80f リミッタ演算部
Claims (4)
- エンジンと、
このエンジンの回転数と出力とを制御する燃料噴射装置と、
前記エンジンの目標基準回転数を指令する入力手段と、
前記目標基準回転数より定めたエンジン制御の目標回転数に基づいて前記燃料噴射装置を制御するエンジン制御手段と、
前記エンジンによって駆動されアクチュエータを駆動する可変容量型の油圧ポンプとを備えた油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
前記油圧ポンプの吐出圧力が上昇すると前記油圧ポンプの押しのけ容積を減じ、前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制限するポンプ制御手段と、
スピードセンシング制御の目標回転数と前記エンジンの実回転数との偏差に基づいて前記油圧ポンプの最大吸収トルクを制御するスピードセンシング制御手段と、
前記スピードセンシング制御の目標回転数を前記エンジン制御の目標回転数より所定値だけ低くするスピードセンシング目標回転数補正手段とを備えることを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。 - 請求項1記載の油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
前記スピードセンシング目標回転数補正手段は、前記スピードセンシング制御の目標回転数の補正値を設定する手段と、前記目標基準回転数から前記補正値を減算し前記スピードセンシング制御の目標回転数とする手段とを有することを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。 - 請求項2記載の油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
前記スピードセンシング制御の目標回転数の補正値を設定する手段は、前記目標基準回転数が所定回転数以上のときに前記補正値が得られ、前記目標基準回転数が前記所定回転数より低いときに前記補正値がゼロとなるよう前記目標基準回転数の関数として前記補正値を設定する手段であることを特徴とする油圧建設機械のポンプトルク制御装置。 - 請求項2記載の油圧建設機械のポンプトルク制御装置において、
前記スピードセンシング制御の目標回転数の補正値を設定する手段は、前記補正値を一定値として設定する手段であることを特徴とする油圧建設機械のエンジン・ポンプ制御装置。
Priority Applications (1)
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