JP2735978B2 - 油圧建設機械のトルク制御装置 - Google Patents
油圧建設機械のトルク制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホイール式油圧ショベ
ルなどの油圧建設機械に用いられる油圧モータのトルク
制御装置に関し、特に作動油温が低いときのエンスト防
止を図ったものである。
ルなどの油圧建設機械に用いられる油圧モータのトルク
制御装置に関し、特に作動油温が低いときのエンスト防
止を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にホイール式油圧ショベルは、原動
機（エンジン）によって駆動される可変容量油圧ポンプ
を備え、この可変容量油圧ポンプからの吐出油を、制御
弁を介して走行用油圧モータや作業用シリンダなどのア
クチュエータに導き、これにより車両を走行させたり作
業用フロントを駆動する。このような油圧ショベルにお
いて、以下に示すようなポンプ傾転角制御を行うものが
知られている。すなわち、この種の油圧ショベルは、
（１）目標差圧と、ＬＳ差圧（油圧ポンプの吐出圧力と
アクチュエータの最大負荷圧力との差圧）との偏差を演
算し、この偏差から目標値の変化量を演算し、これを積
分して、ロードセンシング制御を行うための第１の目標
ポンプ傾転角を求めるＬＳ制御部と、（２）エンジン回
転数と、エンジンガバナのガバナレバー位置との偏差か
らエンジンストール（以下、エンスト）を防止するため
の目標トルクを演算し、この目標トルクに基づいて、入
力トルク制限制御を行うための第２の目標ポンプ傾転角
を求めるトルク制御部と、を有する。そして、上記求め
られた第１および第２の目標ポンプ傾転角のうち、小さ
い方の値に実際のポンプ傾転角を制御する。
機（エンジン）によって駆動される可変容量油圧ポンプ
を備え、この可変容量油圧ポンプからの吐出油を、制御
弁を介して走行用油圧モータや作業用シリンダなどのア
クチュエータに導き、これにより車両を走行させたり作
業用フロントを駆動する。このような油圧ショベルにお
いて、以下に示すようなポンプ傾転角制御を行うものが
知られている。すなわち、この種の油圧ショベルは、
（１）目標差圧と、ＬＳ差圧（油圧ポンプの吐出圧力と
アクチュエータの最大負荷圧力との差圧）との偏差を演
算し、この偏差から目標値の変化量を演算し、これを積
分して、ロードセンシング制御を行うための第１の目標
ポンプ傾転角を求めるＬＳ制御部と、（２）エンジン回
転数と、エンジンガバナのガバナレバー位置との偏差か
らエンジンストール（以下、エンスト）を防止するため
の目標トルクを演算し、この目標トルクに基づいて、入
力トルク制限制御を行うための第２の目標ポンプ傾転角
を求めるトルク制御部と、を有する。そして、上記求め
られた第１および第２の目標ポンプ傾転角のうち、小さ
い方の値に実際のポンプ傾転角を制御する。
【０００３】ここで、上記ロードセンシング制御によれ
ば、ＬＳ差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ
の傾転角が制御され、上記ポンプ圧がロードセンシング
圧よりも所定の目標値だけ高く保持されるので、ポンプ
吐出流量が上記制御弁の要求流量になるようにポンプ傾
転角が制御され、余分な流量を吐出することがなく絞り
損失による無駄がなくなり燃費および操作性の向上が図
れる。また、上記入力トルク制限制御によれば、油圧ポ
ンプのトルクがエンジン（原動機）の出力トルクの範囲
内に保持され、エンジンに過負荷が作用するのが防止さ
れる。
ば、ＬＳ差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ
の傾転角が制御され、上記ポンプ圧がロードセンシング
圧よりも所定の目標値だけ高く保持されるので、ポンプ
吐出流量が上記制御弁の要求流量になるようにポンプ傾
転角が制御され、余分な流量を吐出することがなく絞り
損失による無駄がなくなり燃費および操作性の向上が図
れる。また、上記入力トルク制限制御によれば、油圧ポ
ンプのトルクがエンジン（原動機）の出力トルクの範囲
内に保持され、エンジンに過負荷が作用するのが防止さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低温時
のエンジン始動直後のように作動油の温度が低く粘性が
高い場合には、油圧ポンプの摺動抵抗が大きくなるた
め、作動油の粘性が適度の場合と比べて入力トルクは増
大する。一方、低温時のエンジンの始動回転数は比較的
低く、エンジン構成機器の摺動摩擦などの要因も絡んで
エンジン出力トルクはかなり小さい状態となる。このよ
うに、低温時のエンジン始動直後は、ポンプ入力トルク
が大きいのに加えて、エンジン出力トルクが小さいた
め、ポンプ入力トルクがエンジン出力トルクを越えてエ
ンストが発生し易いという問題があった。
のエンジン始動直後のように作動油の温度が低く粘性が
高い場合には、油圧ポンプの摺動抵抗が大きくなるた
め、作動油の粘性が適度の場合と比べて入力トルクは増
大する。一方、低温時のエンジンの始動回転数は比較的
低く、エンジン構成機器の摺動摩擦などの要因も絡んで
エンジン出力トルクはかなり小さい状態となる。このよ
うに、低温時のエンジン始動直後は、ポンプ入力トルク
が大きいのに加えて、エンジン出力トルクが小さいた
め、ポンプ入力トルクがエンジン出力トルクを越えてエ
ンストが発生し易いという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、低温時の原動機始動直後
のエンストを防止した油圧建設機械のトルク制御装置を
提供することにある。
のエンストを防止した油圧建設機械のトルク制御装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図２およ
び図４に対応付けて説明すると、本発明は、原動機２７
によって駆動される可変容量油圧ポンプ１と、この可変
容量油圧ポンプ１からの吐出油により駆動される油圧ア
クチュエータ４，２１と、可変容量油圧ポンプ１の入力
トルクを制御する制御手段６０とを備えた油圧建設機械
のトルク制御装置に適用される。そして、請求項１の発
明は、上記制御手段６０を次のように構成することによ
り上記問題点を解決する。すなわち制御手段６０は、作
動油の温度が所定値未満の状態と判断したときには、所
定値以上の状態と判断したときよりも前記入力トルクを
低下させる。ここで、上記作動油の温度が所定値未満の
状態か否かは、実際の作動油温度ｔｏを検出して判断し
てもよいし、原動機冷却水の温度ｔｗを検出して判断し
てもよい。また、原動機始動時からの経過時間によって
判断してもよい。さらに、特に請求項５の発明は、手動
操作に応じて原動機２７の回転数を制御する回転数制御
手段８０を更に備え、作動油の温度が第１の所定値未満
の状態と判断したときには、原動機の回転数を、所定値
以上の原動機出力トルクが得られる値に制御するように
したものである。
び図４に対応付けて説明すると、本発明は、原動機２７
によって駆動される可変容量油圧ポンプ１と、この可変
容量油圧ポンプ１からの吐出油により駆動される油圧ア
クチュエータ４，２１と、可変容量油圧ポンプ１の入力
トルクを制御する制御手段６０とを備えた油圧建設機械
のトルク制御装置に適用される。そして、請求項１の発
明は、上記制御手段６０を次のように構成することによ
り上記問題点を解決する。すなわち制御手段６０は、作
動油の温度が所定値未満の状態と判断したときには、所
定値以上の状態と判断したときよりも前記入力トルクを
低下させる。ここで、上記作動油の温度が所定値未満の
状態か否かは、実際の作動油温度ｔｏを検出して判断し
てもよいし、原動機冷却水の温度ｔｗを検出して判断し
てもよい。また、原動機始動時からの経過時間によって
判断してもよい。さらに、特に請求項５の発明は、手動
操作に応じて原動機２７の回転数を制御する回転数制御
手段８０を更に備え、作動油の温度が第１の所定値未満
の状態と判断したときには、原動機の回転数を、所定値
以上の原動機出力トルクが得られる値に制御するように
したものである。
【０００７】
【作用】制御手段６０は、作動油の温度が第１の所定値
未満の状態と判断したときには、第１の所定値以上の状
態と判断したときよりも油圧ポンプ１の入力トルクを低
下させる。これにより、作動油の温度が低い原動機始動
直後に油圧ポンプ１の入力トルクが原動機２７の出力ト
ルクを上回ることが少なくなり、エンストが抑制され
る。また特に請求項５の発明では、作動油の温度が第１
の所定値未満の状態と判断したときには、原動機の回転
数が、所定値以上の原動機出力トルクが得られる値に制
御される。したがって、原動機始動時に油圧ポンプ１の
入力トルクが原動機２７の出力トルクを上回ることがよ
り一層少なくなり、更に確実なエンスト抑制効果が得ら
れる。
未満の状態と判断したときには、第１の所定値以上の状
態と判断したときよりも油圧ポンプ１の入力トルクを低
下させる。これにより、作動油の温度が低い原動機始動
直後に油圧ポンプ１の入力トルクが原動機２７の出力ト
ルクを上回ることが少なくなり、エンストが抑制され
る。また特に請求項５の発明では、作動油の温度が第１
の所定値未満の状態と判断したときには、原動機の回転
数が、所定値以上の原動機出力トルクが得られる値に制
御される。したがって、原動機始動時に油圧ポンプ１の
入力トルクが原動機２７の出力トルクを上回ることがよ
り一層少なくなり、更に確実なエンスト抑制効果が得ら
れる。
【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【０００９】
【実施例】図１〜図６により本発明をホイール式油圧シ
ョベルのトルク制御装置に適用した場合の一実施例を説
明する。図３はホイール式油圧ショベルの側面図であ
る。４は走行用油圧モータであり、この油圧モータ４の
回転によりトランスミッション１０１およびプロペラシ
ャフト１０２を介して後輪１０３が駆動され、車両が走
行する。またブームシリンダ２１の伸縮により、フロン
トアタッチメントの一部であるブーム１０４が昇降され
る。図１は上記油圧ショベルのトルク制御装置の全体構
成を示す図、図２はその一部分を拡大して示す図であ
り、１はエンジン（原動機）２７により駆動される可変
容量油圧ポンプである。エンジン２７の回転数は、ガバ
ナ２７ａのガバナレバー２７ｂをパルスモータ２８によ
り回動することにより制御される。そして、そのエンジ
ン回転数に応じた可変容量油圧ポンプ１の吐出油が走行
用制御弁２を介して上記油圧モータ４に導かれるととも
に、作業用制御弁２０を介して作業用油圧シリンダ２１
に導かれる。
ョベルのトルク制御装置に適用した場合の一実施例を説
明する。図３はホイール式油圧ショベルの側面図であ
る。４は走行用油圧モータであり、この油圧モータ４の
回転によりトランスミッション１０１およびプロペラシ
ャフト１０２を介して後輪１０３が駆動され、車両が走
行する。またブームシリンダ２１の伸縮により、フロン
トアタッチメントの一部であるブーム１０４が昇降され
る。図１は上記油圧ショベルのトルク制御装置の全体構
成を示す図、図２はその一部分を拡大して示す図であ
り、１はエンジン（原動機）２７により駆動される可変
容量油圧ポンプである。エンジン２７の回転数は、ガバ
ナ２７ａのガバナレバー２７ｂをパルスモータ２８によ
り回動することにより制御される。そして、そのエンジ
ン回転数に応じた可変容量油圧ポンプ１の吐出油が走行
用制御弁２を介して上記油圧モータ４に導かれるととも
に、作業用制御弁２０を介して作業用油圧シリンダ２１
に導かれる。
【００１０】今、例えば前後進切換スイッチＳＷ１を
「Ｆ」に操作して前後進切換弁８を前進（Ｆ位置）に切
換え、次いでパイロット弁６のペダル６ａを操作する
と、油圧ポンプ５からの吐出油がパイロット式制御弁２
のパイロットポート２ａに導かれ、この制御弁２がパイ
ロット油圧に応じたストローク量で切換わる。これによ
り、可変容量油圧ポンプ１からの吐出油が管路９１，圧
力補償弁２３，制御弁２および管路９３を経て油圧モー
タ４に供給され車両が走行する。車両の速度は走行ペダ
ル６ａの踏込量に依存する。
「Ｆ」に操作して前後進切換弁８を前進（Ｆ位置）に切
換え、次いでパイロット弁６のペダル６ａを操作する
と、油圧ポンプ５からの吐出油がパイロット式制御弁２
のパイロットポート２ａに導かれ、この制御弁２がパイ
ロット油圧に応じたストローク量で切換わる。これによ
り、可変容量油圧ポンプ１からの吐出油が管路９１，圧
力補償弁２３，制御弁２および管路９３を経て油圧モー
タ４に供給され車両が走行する。車両の速度は走行ペダ
ル６ａの踏込量に依存する。
【００１１】走行中にペダル６ａを離すとパイロット弁
６が圧油を遮断しその出口ポートがタンク１０と連通さ
れる。この結果、パイロットポート２ａに作用していた
圧油が前後進切換弁８、スローリターン弁７、パイロッ
ト弁６を介してタンク１０に戻る。このとき、スローリ
ターン弁７の絞り７ａにより戻り油が絞られるからパイ
ロット式制御弁２は徐々に中立位置に切換わりながら車
両が徐々に減速されていく。
６が圧油を遮断しその出口ポートがタンク１０と連通さ
れる。この結果、パイロットポート２ａに作用していた
圧油が前後進切換弁８、スローリターン弁７、パイロッ
ト弁６を介してタンク１０に戻る。このとき、スローリ
ターン弁７の絞り７ａにより戻り油が絞られるからパイ
ロット式制御弁２は徐々に中立位置に切換わりながら車
両が徐々に減速されていく。
【００１２】また作業レバー５８を操作すると、その操
作量に応じて減圧弁５９で減圧された圧力により油圧パ
イロット式の作業用制御弁２０が切換わり、油圧ポンプ
１からの吐出油が管路９４，圧力補償弁２４および制御
弁２０を介して作業用油圧シリンダ２１に導かれ、油圧
シリンダ２１の伸縮によりブーム１０４などの作業用ア
タッチメントが昇降する。ここで、圧力補償弁２３，２
４は、油圧モータ４と油圧シリンダ２１の作動を独立に
補償させ、これらにそれぞれの負荷圧よりも所定圧だけ
高い圧力を油圧ポンプ１から供給させるようにするもの
である。
作量に応じて減圧弁５９で減圧された圧力により油圧パ
イロット式の作業用制御弁２０が切換わり、油圧ポンプ
１からの吐出油が管路９４，圧力補償弁２４および制御
弁２０を介して作業用油圧シリンダ２１に導かれ、油圧
シリンダ２１の伸縮によりブーム１０４などの作業用ア
タッチメントが昇降する。ここで、圧力補償弁２３，２
４は、油圧モータ４と油圧シリンダ２１の作動を独立に
補償させ、これらにそれぞれの負荷圧よりも所定圧だけ
高い圧力を油圧ポンプ１から供給させるようにするもの
である。
【００１３】可変容量油圧ポンプ１の傾転角、すなわち
押除け容積は、傾転角制御装置４０により制御される。
傾転角制御装置４０は、エンジン２７により駆動される
油圧ポンプ４１と、一対の電磁弁４２，４３と、電磁弁
４２，４３の切換に応じて油圧ポンプ４１からの圧油に
よりピストン位置が制御されるサーボシリンダ４４とか
ら成り、サーボシリンダ４４のピストン位置に応じて油
圧ポンプ１の傾転角が制御される。ここで、一対の電磁
弁４２，４３はコントローラ５０により切換制御され
る。
押除け容積は、傾転角制御装置４０により制御される。
傾転角制御装置４０は、エンジン２７により駆動される
油圧ポンプ４１と、一対の電磁弁４２，４３と、電磁弁
４２，４３の切換に応じて油圧ポンプ４１からの圧油に
よりピストン位置が制御されるサーボシリンダ４４とか
ら成り、サーボシリンダ４４のピストン位置に応じて油
圧ポンプ１の傾転角が制御される。ここで、一対の電磁
弁４２，４３はコントローラ５０により切換制御され
る。
【００１４】５１は、油圧ポンプ１の傾転角θｓを検出
する傾転角センサ、５２は油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｐ
を検出する圧力センサ、５３はエンジン２７の回転数Ｎ
ｒを検出する回転数センサ、５４は、油圧ポンプ１の吐
出圧力と、アクチュエータの最大負荷圧力（油圧モータ
４の負荷圧力と油圧シリンダ２１の負荷圧力のうち大き
い方の値であり、シャトル弁２９にて選択されたもので
ある）との差圧、つまりＬＳ差圧ΔＰＬＳを検出する差
圧センサである。また、５５はガバナレバー２７ｂの回
動量Ｎθを検出するポテンショメ−タ、５６は作動油の
温度（作動油温）ｔｏを検出する油温センサであり、こ
れらの各センサの検出結果はコントローラ５０に入力さ
れる。５７は、燃料レバー５７ａの手動操作に応じた変
位量Ｘを指令する回転数設定装置であり、その指令信号
もコントローラ５０に入力される。
する傾転角センサ、５２は油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｐ
を検出する圧力センサ、５３はエンジン２７の回転数Ｎ
ｒを検出する回転数センサ、５４は、油圧ポンプ１の吐
出圧力と、アクチュエータの最大負荷圧力（油圧モータ
４の負荷圧力と油圧シリンダ２１の負荷圧力のうち大き
い方の値であり、シャトル弁２９にて選択されたもので
ある）との差圧、つまりＬＳ差圧ΔＰＬＳを検出する差
圧センサである。また、５５はガバナレバー２７ｂの回
動量Ｎθを検出するポテンショメ−タ、５６は作動油の
温度（作動油温）ｔｏを検出する油温センサであり、こ
れらの各センサの検出結果はコントローラ５０に入力さ
れる。５７は、燃料レバー５７ａの手動操作に応じた変
位量Ｘを指令する回転数設定装置であり、その指令信号
もコントローラ５０に入力される。
【００１５】コントローラ５０は、図４に示すような第
１の制御回路部６０を有し、この制御回路部６０は、ロ
ードセンシング制御部（以下、ＬＳ制御部）６１と、ト
ルク制御部６２と、選択部６３と、サーボ制御部６４
と、関数発生器６５と、乗算回路６６とから成る。ＬＳ
制御部６１は、目標差圧ΔＰＬＳＲと、差圧センサ５４
で検出されたＬＳ差圧ΔＰＬＳとの偏差Δ（ＰＬＳ）を
演算し、この偏差Δ（ＰＬＳ）から目標値の変化量Δθ
Ｌを演算し、これを積分してロードセンシング制御のた
めの目標ポンプ傾転角θＬを求めて出力する。
１の制御回路部６０を有し、この制御回路部６０は、ロ
ードセンシング制御部（以下、ＬＳ制御部）６１と、ト
ルク制御部６２と、選択部６３と、サーボ制御部６４
と、関数発生器６５と、乗算回路６６とから成る。ＬＳ
制御部６１は、目標差圧ΔＰＬＳＲと、差圧センサ５４
で検出されたＬＳ差圧ΔＰＬＳとの偏差Δ（ＰＬＳ）を
演算し、この偏差Δ（ＰＬＳ）から目標値の変化量Δθ
Ｌを演算し、これを積分してロードセンシング制御のた
めの目標ポンプ傾転角θＬを求めて出力する。
【００１６】トルク制御部６２は、回転数センサ５３で
検出されたエンジン回転数Ｎｒと、ポテンショメ−タ５
５で検出されたガバナレバー位置Ｎθとの偏差ΔＴを演
算してスピードセンシングを行い、この偏差ΔＴからエ
ンジンストールを防止するための目標トルクＴｐｏを演
算し、この目標トルクＴｐｏに圧力センサ５２で検出さ
れたポンプ吐出圧力Ｐｐの逆数を乗じて傾転角演算を行
い、その値θｐｓに一時遅れ要素のフィルタをかけて入
力トルク制限制御のための目標ポンプ傾転角θＴを求め
る。
検出されたエンジン回転数Ｎｒと、ポテンショメ−タ５
５で検出されたガバナレバー位置Ｎθとの偏差ΔＴを演
算してスピードセンシングを行い、この偏差ΔＴからエ
ンジンストールを防止するための目標トルクＴｐｏを演
算し、この目標トルクＴｐｏに圧力センサ５２で検出さ
れたポンプ吐出圧力Ｐｐの逆数を乗じて傾転角演算を行
い、その値θｐｓに一時遅れ要素のフィルタをかけて入
力トルク制限制御のための目標ポンプ傾転角θＴを求め
る。
【００１７】選択部６３は、上記２つの目標傾転角θ
Ｌ，θＴのうち小さい方の値を目標傾転角θｒ１として
選択し、これを乗算回路６６に入力する。一方、関数発
生器６５には、油温センサ５６の検出結果、すなわち作
動油温ｔｏが入力され、この作動油温ｔｏに基づいて目
標傾転角θｒ1に掛け合わせる定数αを決定する。この
定数αは、図示の如く０〜１の値であり、上記入力され
た作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1以上の場合にはαは１に
固定され、ｔｏ1未満ではｔｏが低くなるほどαは小さ
くなる。決定された定数αは、上記乗算回路６６に入力
され、選択部６３から入力された目標傾転角θｒ1に乗
算され、その結果が傾転角指令値θｒとしてサーボ制御
部６４に入力される。サ−ボ制御部６４は、上記傾転角
指令値θｒと、傾転角センサ５１により検出した傾転角
フィ−ドバック値θｓとを比較し、ポンプ傾転角θｓが
傾転角指令値θｒに一致するよう傾転角制御装置４０を
制御する。
Ｌ，θＴのうち小さい方の値を目標傾転角θｒ１として
選択し、これを乗算回路６６に入力する。一方、関数発
生器６５には、油温センサ５６の検出結果、すなわち作
動油温ｔｏが入力され、この作動油温ｔｏに基づいて目
標傾転角θｒ1に掛け合わせる定数αを決定する。この
定数αは、図示の如く０〜１の値であり、上記入力され
た作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1以上の場合にはαは１に
固定され、ｔｏ1未満ではｔｏが低くなるほどαは小さ
くなる。決定された定数αは、上記乗算回路６６に入力
され、選択部６３から入力された目標傾転角θｒ1に乗
算され、その結果が傾転角指令値θｒとしてサーボ制御
部６４に入力される。サ−ボ制御部６４は、上記傾転角
指令値θｒと、傾転角センサ５１により検出した傾転角
フィ−ドバック値θｓとを比較し、ポンプ傾転角θｓが
傾転角指令値θｒに一致するよう傾転角制御装置４０を
制御する。
【００１８】ここで、上記ロードセンシング制御によれ
ば、ＬＳ差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ
１の押除け容積（以下、傾転角ともいう）が制御され、
上記ポンプ圧がロードセンシング圧よりも所定の目標値
だけ高く保持されるので、ポンプ吐出流量が制御弁２ま
たは２０の要求流量になるようにポンプ傾転角が制御さ
れ、余分な流量を吐出することがなく絞り損失による無
駄がなくなり燃費および操作性の向上が図れる。また入
力トルク制限制御によれば、油圧ポンプ１のトルクがエ
ンジン２７の出力トルクの範囲内に保持され、エンジン
２７に過負荷が作用するのが防止される。
ば、ＬＳ差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ
１の押除け容積（以下、傾転角ともいう）が制御され、
上記ポンプ圧がロードセンシング圧よりも所定の目標値
だけ高く保持されるので、ポンプ吐出流量が制御弁２ま
たは２０の要求流量になるようにポンプ傾転角が制御さ
れ、余分な流量を吐出することがなく絞り損失による無
駄がなくなり燃費および操作性の向上が図れる。また入
力トルク制限制御によれば、油圧ポンプ１のトルクがエ
ンジン２７の出力トルクの範囲内に保持され、エンジン
２７に過負荷が作用するのが防止される。
【００１９】また、油温センサ５６にて検出された作動
油温ｔｏが所定値ｔｏ1以上のときには、関数発生器６
５が出力する定数αが１となるから、選択部６３で選択
された目標傾転角θｒ1がそのまま目標傾転角θｒとし
て出力され、これに応じて油圧ポンプ１の実際の傾転角
が制御される。すなわち従来と同様の傾転角制御が行わ
れ、油圧ポンプ１の入力トルクも従来通りとなる。一
方、上記作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1未満のときには、
定数αが１よりも小さくなるから、選択部６３で選択さ
れた目標傾転角θｒ1よりも小さな値が目標傾転角θｒ
として出力され、これに応じて油圧ポンプ１の傾転角が
制御される。したがって、作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1
未満のときには油圧ポンプ１の入力トルクがｔｏ1以上
のときより低下し、このポンプ入力トルクがエンジン２
７の出力トルクを越えることが少なくなり、エンストが
抑制される。特に本実施例では、作動油温Ｔｏが所定値
ｔｏ1未満の場合に、Ｔｏが低い程αを小さくして目標
傾転角θｒを低下させるようにしたので、入力トルクを
最適な状態に保持することができる。
油温ｔｏが所定値ｔｏ1以上のときには、関数発生器６
５が出力する定数αが１となるから、選択部６３で選択
された目標傾転角θｒ1がそのまま目標傾転角θｒとし
て出力され、これに応じて油圧ポンプ１の実際の傾転角
が制御される。すなわち従来と同様の傾転角制御が行わ
れ、油圧ポンプ１の入力トルクも従来通りとなる。一
方、上記作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1未満のときには、
定数αが１よりも小さくなるから、選択部６３で選択さ
れた目標傾転角θｒ1よりも小さな値が目標傾転角θｒ
として出力され、これに応じて油圧ポンプ１の傾転角が
制御される。したがって、作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1
未満のときには油圧ポンプ１の入力トルクがｔｏ1以上
のときより低下し、このポンプ入力トルクがエンジン２
７の出力トルクを越えることが少なくなり、エンストが
抑制される。特に本実施例では、作動油温Ｔｏが所定値
ｔｏ1未満の場合に、Ｔｏが低い程αを小さくして目標
傾転角θｒを低下させるようにしたので、入力トルクを
最適な状態に保持することができる。
【００２０】ところで、上記コントローラ５０はまた、
図５に示す第２の制御回路部８０を有している。この第
２の制御回路部８０には、回転数設定装置５７の燃料レ
バー５７ａの変位量Ｘと、上記ポテンショメ−タ５５に
より検出されたガバナレバー２７ｂの変位量（ガバナ位
置検出値）Ｎθと、油温センサ５６によって検出された
作動油温ｔｏが入力される。第２の制御回路部８０は、
入力された燃料レバー５７ａの変位量Ｘに応じた目標回
転数（ガバナ位置目標値）Ｎｒｏａを演算するととも
に、このガバナ位置目標値Ｎｒｏａと、ガバナ位置検出
値Ｎθと、作動油温ｔｏに基づき、図６に示す手順にし
たがってパルスモータ２８を制御し、エンジン２７の回
転数を制御する。
図５に示す第２の制御回路部８０を有している。この第
２の制御回路部８０には、回転数設定装置５７の燃料レ
バー５７ａの変位量Ｘと、上記ポテンショメ−タ５５に
より検出されたガバナレバー２７ｂの変位量（ガバナ位
置検出値）Ｎθと、油温センサ５６によって検出された
作動油温ｔｏが入力される。第２の制御回路部８０は、
入力された燃料レバー５７ａの変位量Ｘに応じた目標回
転数（ガバナ位置目標値）Ｎｒｏａを演算するととも
に、このガバナ位置目標値Ｎｒｏａと、ガバナ位置検出
値Ｎθと、作動油温ｔｏに基づき、図６に示す手順にし
たがってパルスモータ２８を制御し、エンジン２７の回
転数を制御する。
【００２１】図６において、まずステップＳ２１でガバ
ナ位置目標値Ｎｒｏａ，ガバナ位置検出値Ｎθおよび作
動油温ｔｏをそれぞれ読み込み、ステップＳ２１Ａで図
示の特性から作動油温ｔｏに応じた適正目標回転数Ｎｒ
ｏｂを求める。ここで、この特性によれば、作動油温ｔ
ｏが上記所定値ｔｏ1以上ではＮｒｏｂはアイドル回転
数となり、所定値ｔｏ1未満のときには、ｔｏが低くな
るほどＮｒｏｂは低下するようになっている。また、適
正目標回転数Ｎｒｏｂの最大値は、最大エンジン出力ト
ルクが得られる値となっている。ステップＳ２１Ｂで
は、上記ガバナ位置目標値Ｎｒｏａと、適正目標回転数
Ｎｒｏｂとを比較し、Ｎｒｏａ≧Ｎｒｏｂであればステ
ップＳ２１ＣでＮｒｏａを目標回転数Ｎｒｏとして設定
し、Ｎｒｏａ＜ＮｒｏｂであればステップＳ２１ＤでＮ
ｒｏｂを目標回転数Ｎｒｏとして設定する。すなわち、
ＮｒｏａとＮｒｏｂのうち大きい方を目標回転数Ｎｒｏ
とする。
ナ位置目標値Ｎｒｏａ，ガバナ位置検出値Ｎθおよび作
動油温ｔｏをそれぞれ読み込み、ステップＳ２１Ａで図
示の特性から作動油温ｔｏに応じた適正目標回転数Ｎｒ
ｏｂを求める。ここで、この特性によれば、作動油温ｔ
ｏが上記所定値ｔｏ1以上ではＮｒｏｂはアイドル回転
数となり、所定値ｔｏ1未満のときには、ｔｏが低くな
るほどＮｒｏｂは低下するようになっている。また、適
正目標回転数Ｎｒｏｂの最大値は、最大エンジン出力ト
ルクが得られる値となっている。ステップＳ２１Ｂで
は、上記ガバナ位置目標値Ｎｒｏａと、適正目標回転数
Ｎｒｏｂとを比較し、Ｎｒｏａ≧Ｎｒｏｂであればステ
ップＳ２１ＣでＮｒｏａを目標回転数Ｎｒｏとして設定
し、Ｎｒｏａ＜ＮｒｏｂであればステップＳ２１ＤでＮ
ｒｏｂを目標回転数Ｎｒｏとして設定する。すなわち、
ＮｒｏａとＮｒｏｂのうち大きい方を目標回転数Ｎｒｏ
とする。
【００２２】次いでステップＳ２２では、ガバナ位置検
出値Ｎθと目標回転数Ｎｒｏとの差Ｎθ−Ｎｒｏを回転
数差Ａとしてメモリに格納し、ステップＳ２３におい
て、予め定めた基準回転数差Ｋを用いて、｜Ａ｜≧Ｋか
否かを判定する。肯定されるとステップＳ２４に進み、
回転数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞０ならばガバナ位
置検出値Ｎθが目標回転数Ｎｒｏよりも大きい、つまり
制御回転数が目標回転数よりも高いから、エンジン回転
数を下げるためステップＳ２５でモータ逆転を指令する
信号をパルスモータ２８に出力する。これによりパルス
モータ２８が逆転しエンジン２７の回転数が低下する。
出値Ｎθと目標回転数Ｎｒｏとの差Ｎθ−Ｎｒｏを回転
数差Ａとしてメモリに格納し、ステップＳ２３におい
て、予め定めた基準回転数差Ｋを用いて、｜Ａ｜≧Ｋか
否かを判定する。肯定されるとステップＳ２４に進み、
回転数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞０ならばガバナ位
置検出値Ｎθが目標回転数Ｎｒｏよりも大きい、つまり
制御回転数が目標回転数よりも高いから、エンジン回転
数を下げるためステップＳ２５でモータ逆転を指令する
信号をパルスモータ２８に出力する。これによりパルス
モータ２８が逆転しエンジン２７の回転数が低下する。
【００２３】一方、Ａ≦０ならばガバナ位置検出値Ｎθ
が目標回転数Ｎｒｏよりも小さい、つまり制御回転数が
目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるた
めステップＳ２６でモータ正転を指令する信号を出力す
る。これにより、パルスモータ２８が正転し、エンジン
２７の回転数が上昇する。ステップＳ２３が否定される
とステップＳ２７に進んでモータ停止信号を出力し、こ
れによりエンジン２７の回転数が一定値に保持される。
ステップＳ２５〜Ｓ２７を実行すると始めに戻る。
が目標回転数Ｎｒｏよりも小さい、つまり制御回転数が
目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるた
めステップＳ２６でモータ正転を指令する信号を出力す
る。これにより、パルスモータ２８が正転し、エンジン
２７の回転数が上昇する。ステップＳ２３が否定される
とステップＳ２７に進んでモータ停止信号を出力し、こ
れによりエンジン２７の回転数が一定値に保持される。
ステップＳ２５〜Ｓ２７を実行すると始めに戻る。
【００２４】以上によれば、上記作動油温ｔｏが所定値
ｔｏ1未満の場合には、作動油温ｔｏが低いほど適正目
標回転数Ｎｒｏｂが上昇して最大エンジン出力トルクが
得られる値に近づくので、作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1
以上のときよりもエンジン出力トルクが増加する。した
がって、上記入力トルクがエンジン２７の出力トルクを
越えることがより一層少なくなり、エンスト抑制効果の
向上が図れる。
ｔｏ1未満の場合には、作動油温ｔｏが低いほど適正目
標回転数Ｎｒｏｂが上昇して最大エンジン出力トルクが
得られる値に近づくので、作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1
以上のときよりもエンジン出力トルクが増加する。した
がって、上記入力トルクがエンジン２７の出力トルクを
越えることがより一層少なくなり、エンスト抑制効果の
向上が図れる。
【００２５】以上の実施例の構成において、油圧モータ
４および作業用油圧シリンダ２１が油圧アクチュエータ
を、第１の制御回路部６０が制御手段を、第２の制御回
路部８０が回転数制御手段をそれぞれ構成する。
４および作業用油圧シリンダ２１が油圧アクチュエータ
を、第１の制御回路部６０が制御手段を、第２の制御回
路部８０が回転数制御手段をそれぞれ構成する。
【００２６】なお図７に示すように、上記油温センサ５
６に代えて、エンジン冷却水の温度ｔｗを検出する水温
センサ１５６を設け、上述と同様に、このエンジン冷却
水温ｔｗが所定値ｔｗ1未満のときには、所定値ｔｗ1以
上のときよりもポンプ入力トルクを低下させる制御を行
うようにしても上述と同様の作用効果が得られる。ま
た、エンジン２７始動時からの時間が所定時間に満たな
い場合に作動油の温度が所定値未満の状態であると判断
し、ポンプ入力トルクを低下させるようにしてもよい。
さらに、油温または水温が所定値未満のときには、その
温度が低いほどポンプ入力トルクが徐々に低くなるよう
にしたが、例えば図８に示すように、段階的にポンプ入
力トルクが低くなるように関数発生器を構成してもよ
い。さらにまた、ロードセンシング制御を行うものにつ
いて示したが、ロードセンシング制御を行わないもので
もよい。また、ホイール式油圧ショベルにて説明した
が、それ以外の建設機械にも本発明を適用できる。
６に代えて、エンジン冷却水の温度ｔｗを検出する水温
センサ１５６を設け、上述と同様に、このエンジン冷却
水温ｔｗが所定値ｔｗ1未満のときには、所定値ｔｗ1以
上のときよりもポンプ入力トルクを低下させる制御を行
うようにしても上述と同様の作用効果が得られる。ま
た、エンジン２７始動時からの時間が所定時間に満たな
い場合に作動油の温度が所定値未満の状態であると判断
し、ポンプ入力トルクを低下させるようにしてもよい。
さらに、油温または水温が所定値未満のときには、その
温度が低いほどポンプ入力トルクが徐々に低くなるよう
にしたが、例えば図８に示すように、段階的にポンプ入
力トルクが低くなるように関数発生器を構成してもよ
い。さらにまた、ロードセンシング制御を行うものにつ
いて示したが、ロードセンシング制御を行わないもので
もよい。また、ホイール式油圧ショベルにて説明した
が、それ以外の建設機械にも本発明を適用できる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、作動油の温度が所定値
未満の状態と判断したときには、所定値以上の状態と判
断したときよりも油圧ポンプの入力トルクを低下させる
ようにしたので、作動油の温度が低い原動機始動時に油
圧ポンプの入力トルクが原動機の出力トルクを上回るこ
とが少なくなり、エンストを抑制できる。また特に請求
項５の発明によれば、作動油の温度が所定値未満の状態
と判断したときには、所定値以上の原動機出力トルクが
得られる値に原動機の回転数を制御するようにしたの
で、作動油の温度が低い原動機始動時のエンジンの出力
トルクが増大して、油圧ポンプの入力トルクが原動機の
出力トルクを上回ることがより一層少なくなり、更に確
実なエンスト抑制効果が得られる。
未満の状態と判断したときには、所定値以上の状態と判
断したときよりも油圧ポンプの入力トルクを低下させる
ようにしたので、作動油の温度が低い原動機始動時に油
圧ポンプの入力トルクが原動機の出力トルクを上回るこ
とが少なくなり、エンストを抑制できる。また特に請求
項５の発明によれば、作動油の温度が所定値未満の状態
と判断したときには、所定値以上の原動機出力トルクが
得られる値に原動機の回転数を制御するようにしたの
で、作動油の温度が低い原動機始動時のエンジンの出力
トルクが増大して、油圧ポンプの入力トルクが原動機の
出力トルクを上回ることがより一層少なくなり、更に確
実なエンスト抑制効果が得られる。
【図１】本発明に係る油圧建設機械のトルク制御装置の
全体構成を示す図である。
全体構成を示す図である。
【図２】上記トルク制御装置の一部を拡大して示す図で
ある。
ある。
【図３】油圧ショベルの側面図である。
【図４】第１の制御回路部を示すブロック図である。
【図５】第２の制御回路部を示すブロック図である。
【図６】エンジン回転数制御の手順を示すフローチャー
トである。
トである。
【図７】別実施例を示す第１の制御回路部のブロック図
である。
である。
【図８】関数発生器の変形例を示す図である。
１ 可変容量油圧ポンプ ２，２０ 制御弁 ４ 油圧モータ ２７ エンジン ２７ａ ガバナ ２７ｂ ガバナレバー ２８ パルスモータ ４０ 傾転角制御装置 ５０ コントローラ ５１ 傾転角センサ ５２ 圧力センサ ５３ 回転数センサ ５４ 差圧センサ ５５ ポテンショメ−タ ５６ 油温センサ ５７ 回転数設定装置 ６０ 第１の制御回路部 ６１ ＬＳ制御部 ６２ トルク制御部 ６３ 選択部 ６４ サーボ制御部 ６５ 関数発生器 ６６ 乗算部 ８０ 第２の制御回路部 １５６ 水温センサ
Claims (5)
- 【請求項１】 原動機によって駆動される可変容量油圧
ポンプと、 この可変容量油圧ポンプからの吐出油により駆動される
油圧アクチュエータと、 前記可変容量油圧ポンプの入力トルクを制御する制御手
段とを備えた油圧建設機械のトルク制御装置において、 前記制御手段は、作動油の温度が第１の所定値未満の状
態と判断したときには、第１の所定値以上の状態と判断
したときよりも前記入力トルクを低下させることを特徴
とする油圧建設機械のトルク制御装置。 - 【請求項２】 作動油の温度を検出する検出手段を備
え、前記制御手段は、前記検出された作動油の温度に基
づいて前記状態判定を行うことを特徴とする請求項１に
記載の油圧建設機械のトルク制御装置。 - 【請求項３】 原動機冷却水の温度を検出する検出手段
を備え、前記制御手段は、前記検出された原動機冷却水
の温度が第２の所定値未満の場合に前記作動油の温度が
第１の所定値未満の状態と判断することを特徴とする請
求項１に記載の油圧建設機械のトルク制御装置。 - 【請求項４】 前記制御手段は、原動機始動時からの経
過時間が所定時間に満たない場合に前記作動油の温度が
第１の所定値未満の状態であると判断することを特徴と
する請求項１に記載の油圧建設機械のトルク制御装置。 - 【請求項５】 手動操作に応じて前記原動機の回転数を
制御する回転数制御手段を更に備え、この回転数制御手
段は、前記作動油の温度が第１の所定値未満の状態と判
断したときには、前記原動機の回転数を、所定値以上の
原動機出力トルクが得られる値に制御することを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の油圧建設機械のト
ルク制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8082892A JP2735978B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 油圧建設機械のトルク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8082892A JP2735978B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 油圧建設機械のトルク制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05280070A JPH05280070A (ja) | 1993-10-26 |
| JP2735978B2 true JP2735978B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=13729283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8082892A Expired - Fee Related JP2735978B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 油圧建設機械のトルク制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735978B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE0402233L (sv) * | 2004-07-26 | 2006-02-28 | Volvo Constr Equip Holding Se | Arrangemang och förfarande för styrning av ett arbetsfordon |
| JP5097051B2 (ja) * | 2008-08-21 | 2012-12-12 | 日立建機株式会社 | 建設機械の油圧制御装置 |
| JP2011032942A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Caterpillar Sarl | 電動式油圧作業機におけるポンプ制御システム |
| DE102011050017A1 (de) | 2011-04-29 | 2012-10-31 | Allweiler Gmbh | Steuermittel zum Ansteuern eines Frequenzumrichters sowie Ansteuerverfahren |
| JP5873876B2 (ja) * | 2011-09-07 | 2016-03-01 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
| JP5586544B2 (ja) * | 2011-09-08 | 2014-09-10 | 株式会社クボタ | 作業機 |
| EP2808453B1 (en) | 2012-01-25 | 2017-06-28 | Hitachi Construction Machinery Tierra Co., Ltd. | Construction machine |
| EP2960529B1 (en) * | 2013-02-19 | 2019-01-02 | Volvo Construction Equipment AB | Hydraulic system for construction machine, provided with protection device |
| JP6490709B2 (ja) * | 2014-11-28 | 2019-03-27 | 住友建機株式会社 | 道路機械 |
-
1992
- 1992-04-02 JP JP8082892A patent/JP2735978B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05280070A (ja) | 1993-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |