JP3468470B2 - エンジンのオートデセル制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はエンジンのオートデセル
制御装置に係り、特にオートデセル状態を解除すると
き、エンジン回転がデセル状態から充分に回復した後に
油圧ポンプの容量を増加させるように制御することによ
り、エンジンに急激な負荷が作用しないようにしてエン
ジンの騒音を低減すると共に、エンジン排気色の大幅な
向上を図るためのエンジンのオートデセル解除切換制御
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から使用されているエンジンのオー
トデセル制御装置においては、図６に示すように操作レ
バーの少なくとも一つが操作されると、オートデセル信
号が解除されてエンジンの回転がデセル状態から回復し
始めると同時に、トルク可変装置がトルク減少信号を解
除し始めて油圧ポンプの容量を増加し始めるように制御
している。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来におけるエンジンのオートデセル制御装置では、エン
ジンが完全に高速回転まで回復しないうちに油圧ポンプ
の容量が増加し始めるため、エンジンに急負荷が作用し
てエンジン騒音が問題になったり、エンジン排気色が低
下するという問題があった。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の技術
における課題を解決するためになされたもので、エンジ
ンで駆動され、トルク減少信号により容量が減少する可
変容量形油圧ポンプと、油圧ポンプから油圧アクチュエ
ータへの圧油の流入量を制御する操作弁の切換用の操作
レバーとを有して、操作レバーが中立位置を入力し、入
力したときにトルク減少信号を出力し、かつエンジンの
回転速度を予め定めた所定の低速値へ移行させるデセル
指令を出力するオートデセル制御装置において、操作レ
バーの中立位置からの離脱開始時にデセル指令の出力を
解除し、解除から所定時間を経過後にトルク減少信号を
解除し始める制御を行うよう構成したものである。 【０００５】 【０００６】 【作用】前記構成によれば次のように作用する。操作レ
バーが全て中立になると、各中立検出器からポンプコン
トローラに中立信号が出力されるため、該ポンプコント
ローラからトルク可変装置にトルク減少信号が出力さ
れ、該トルク可変装置から油圧ポンプの容量制御シリン
ダに容量減少信号を出力するため油圧ポンプの容量が減
少すると共に、前記ポンプコントローラからエンジンコ
ントローラを介してガバナ駆動装置に燃料減少信号を出
力するためエンジンはデセル状態となる。また、操作レ
バーのうち少なくとも一つが操作されると、該操作レバ
ーの中立検出器から前記ポンプコントローラに出力され
ていた中立信号が遮断されるため、前記ガバナ駆動装置
に出力されていた燃料減少信号が解除され、エンジンの
回転がデセル状態から回復し始める。前記中立信号が遮
断されてから所定時間経過した後に、前記トルク可変装
置に出力していたトルク減少信号が解除し始めるため、
トルク可変装置から油圧ポンプの容量制御シリンダに出
力していた容量減少信号の解除が開始され、油圧ポンプ
の容量が増大し始める。 【０００７】 【０００８】 【実施例】以下に本発明の実施例につき添付図面を参照
して詳述する。図１乃至図５は本発明におけるエンジン
のオートデセル解除切換制御装置を油圧掘削機の作業機
駆動装置に適用した場合を示す図で、図１は本発明第１
実施例におけるエンジンのオートデセル制御装置を示す
図、図２は図６に示す従来の技術に対応する、本発明第
１実施例におけるオートデセル解除切換時の経時特性を
示す図、図３は同じく、本発明第２実施例におけるオー
トデセル解除切換時の経時特性を示す図である。図４は
エンジンのトルクカーブと油圧ポンプの吸収トルクのマ
ッチングを示す図、図５は油圧ポンプの等吸収トルクカ
ーブを示す図である。 【０００９】図１において、１はエンジン、２は該エン
ジン１によって駆動される油圧ポンプ、２ａは該油圧ポ
ンプ２の容量を制御する斜板、３ａ，３ｂは該油圧ポン
プよって駆動される旋回モータおよびブームシリンダ、
４ａ，４ｂは前記油圧ポンプ２とそれぞれ旋回モータ３
ａおよびブームシリンダ３ｂとを接続する油圧管路に介
設された操作弁、５ａ，５ｂは該操作弁４ａを作動させ
るパイロットシリンダ、６ａ，６ｂは該操作弁４ｂを作
動させるパイロットシリンダ、７ａ，７ｂはそれぞれ前
記パイロットシリンダ５ａ，５ｂおよび６ａ，６ｂにパ
イロット油圧を送るパイロット弁、８ａ，８ｂは該パイ
ロット弁７ａ，７ｂの操作レバー、９ａ，９ｂはそれぞ
れパイロット弁７ａ，７ｂのパイロット油圧を取り出す
ためのシャトル弁、１０ａ，１０ｂは該シャトル弁９
ａ，９ｂのパイロット油圧を電気信号に変換する油圧ス
イッチ、１１は前記油圧ポンプ２の容量制御シリンダ、
１１ａは容量制御シリンダ１１のピストンロッド、１１
ｂはピストン、１１ｃはロッド室、１１ｄはボトム室、
１１ｅは前記ロッド室１１ｃに設置された戻しばね、１
２はトルク可変弁、１２ａは該トルク可変弁１２を作動
させるパイロットシリンダ、１２ｂは同じくソレノイ
ド、１２ｃはばね、１３は制御ポンプ、１４は圧力設定
弁、１５はポンプコントローラ、１６は負荷判定器、１
７ａはトルク減少信号発生器、１７ｂはトルク増加信号
発生器、１８ａ，１８ｂはソレノイド、１９はエンジン
コントローラ、２０ａはデセル信号発生器、２０ｂはデ
セル解除信号発生器、２１はガバナ駆動モータ、２２は
駆動レバー、２３はリンク、２４はガバナレバー、２５
はガバナ、２６はタンク、２７は電源、２８はデセル切
換スイッチ、２９ａ，２９ｂは切換スイッチである。 【００１０】前記構成による作用について説明する。油
圧掘削機の作業が終了してエンジン１によって駆動され
る旋回モータ３ａおよびブームシリンダ３ｂ等全てのア
クチュエータが停止しているとき、または一方に操作さ
れていた操作レバー８ａ，８ｂを反対方向に操作するた
めに一時的に操作レバー８ａ，８ｂが中立状態になる
と、油圧スイッチ１０ａ，１０ｂにはパイロット圧が作
用しないため、該油圧スイッチ１０ａ，１０ｂからポン
プコントローラ１５の負荷判定器１６へ出力されていた
電気信号が遮断（中立信号が入力される）される。従っ
て、ソレノイド１８ａが消磁されて切換スイッチ２９ａ
がＡ接点に切り換わることにより、負荷判定器１６から
関数発生器であるトルク減少信号発生器１７ａに無負荷
信号が出力されると、該トルク減少信号発生器１７ａか
らトルク可変弁１２のソレノイド１２ｂにポンプトルク
を減少する、トルク電流ｉt を出力し始める。従って、
前記トルク可変弁１２はｂ位置となり油圧ポンプ２の容
量制御シリンダ１１のボトム室１１ｄがドレンされ、ロ
ッド室１２ｃの戻しばね１２ｅにより油圧ポンプ２の容
量は減少する。同時にソレノイド１８ｂが消磁されて切
換スイッチ２９ｂがＡ接点に切り換わることにより、負
荷判定器１６から関数発生器であるエンジンコントロー
ラ１９内のデセル信号発生器２０ａに無負荷信号が出力
されると、所定時間後に前記デセル信号発生器２０ａか
らガバナ駆動モータ２１に出力されていたガバナ電流ｉ
gを遮断するため、駆動レバー２２、リンク２３、ガバ
ナレバー２４を介してガバナ２５はエンジン１をデセル
状態とする。 【００１１】次に、エンジン１によって駆動される旋回
モータ３ａまたはブームシリンダ３ｂ等の少なくとも一
つのアクチュエータを作動させると、シャトル弁９ａま
たは９ｂのパイロット油圧により油圧スイッチ１０ａ，
１０ｂからポンプコントローラ１５の負荷判定器１６に
電気信号が出力（中立信号が遮断）される。従って、ソ
レノイド１８ａが励磁されるため切換スイッチ２９ａが
Ｂ接点に切り換わることにより、負荷判定器１６から関
数発生器であるトルク増加信号発生器１７ｂに負荷信号
が出力されると、所定時間後（エンジン１がデセル状態
から回復完了後）に、前記トルク増加信号発生器１７ｂ
からトルク可変弁１２のソレノイド１２ｂにポンプトル
クを増加する、トルク電流ｉt を出力し始める。従っ
て、前記トルク可変弁１２はａ位置となり油圧ポンプ２
の容量制御シリンダ１１のボトム室１１ｄに制御ポンプ
１３の制御油圧が供給されるため、油圧ポンプ２の容量
は増加する。同時にソレノイド１８ｂも励磁されて切換
スイッチ２９ｂがＢ接点に切り換わることにより、負荷
判定器１６から関数発生器であるエンジンコントローラ
１９内のデセル解除信号発生器２０ｂに負荷信号が出力
されると、該デセル解除信号発生器２０ｂからガバナ駆
動モータ２１にガバナ電流ｉg を出力するため、駆動レ
バー２２、リンク２３、ガバナレバー２４を介してガバ
ナ２５はエンジン１の回転をデセル状態から回復させ
る。 【００１２】以上のように、旋回モータ３ａおよびブー
ムシリンダ３ｂ等のアクチュエータがいずれも作動して
いないときは、エンジン１は所定時間後にデセル状態に
設定されると共に、油圧ポンプ２は低容量により運転さ
れ、アクチュエータの少なくとも一つを作動させると、
エンジン１はデセル状態を解除すると共に、油圧ポンプ
２は所定時間後に容量を増加して所要の作業を行う。な
お、旋回モータ３ａまたはブームシリンダ３ｂ等アクチ
ュエータの少なくとも一つが作動している状態でも、手
動によりデセル切換スイッチ２８をＯＮすれば、電源２
７からエンジンコントローラ１９にデセル指令信号が出
力されることにより、該エンジンコントローラ１９から
ガバナ駆動モータ２１へ出力されていたガバナ電流ｉg
が遮断されるため、ガバナ２５によりエンジン１はデセ
リングされる。 【００１３】次に図２に示す本発明の第１実施例につき
説明する。油圧掘削機の操作レバー８ａ，８ｂ等の少な
くとも一つを中立から操作状態にすると、負荷判定器１
６よりエンジンコントローラ１９内のデセル信号発生器
２０ａに出力されていた無負荷信号が遮断され、負荷判
定器１６よりエンジンコントローラ１９内のデセル解除
信号発生器２０ｂに負荷信号が出力されるため、該デセ
ル解除信号発生器２０ｂからガバナ駆動モータ２１にガ
バナ電流ｉg が流れてガバナ２５を燃料増加方向に駆動
してエンジン１はデセル状態から回復する。また、前記
ポンプコントローラ１５内のトルク増加信号発生器１７
ｂからトルク可変弁１２のソレノイド１２ｂに出力され
るトルク電流ｉt の経時変化は、負荷判定器１６からト
ルク増加信号発生器１７ｂに負荷信号が出力された後、
前記エンジン１がデセル状態から回復完了後に、減少
（ポンプトルクＴが増加）し始めるように制御される。
従って、エンジン１に無理な負荷が作用しなくなり、ス
ムーズにエンジン回転が回復することができるようにな
って、騒音が低減すると共に、排気色を著しく向上させ
ることができる。 【００１４】次に図３に示す本発明の第２実施例につき
説明する。油圧掘削機の操作レバー８ａ，８ｂ等の少な
くとも一つを中立から操作状態にすると、負荷判定器１
６よりエンジンコントローラ１９内のデセル信号発生器
２０ａに出力されていた無負荷信号が遮断され、負荷判
定器１６よりエンジンコントローラ１９内のデセル解除
信号発生器２０ｂに負荷信号が出力されるため、該デセ
ル解除信号発生器２０ｂからガバナ駆動モータ２１にガ
バナ電流ｉg が流れてガバナ２５を燃料増加方向に駆動
してエンジン１はデセル状態から回復する。また、前記
ポンプコントローラ１５内のトルク増加信号発生器１７
ｂからトルク可変弁１２のソレノイド１２ｂに出力され
るトルク電流ｉt の経時変化は、エンジン１の回転がデ
セル状態から完全に回復した後に、減少状態（ポンプト
ルクＴの増加状態）を完了するように制御される。従っ
て、エンジン１の回転がデセル状態を完全に回復した後
に油圧ポンプ容量の増加が完了するように制御されるた
め、エンジン出力に余裕を持たせた状態でエンジン１を
オートデセル状態から解除するように制御でき、エンジ
ン１に無理な負荷が作用しなくなり、スムーズにエンジ
ン回転が回復することができるようになって、騒音が低
減すると共に、排気色の改善を図ることができる。 【００１５】図４はエンジンのトルクカーブと油圧ポン
プの吸収トルクのマッチングを示す図で、従来はオート
デセルマッチング点ａからａ’を経由してｃの定格出力
点に達するオートデセル復帰ラインを通り、前記本発明
の第１実施例はオートデセルマッチング点ａからａ’，
ｂ，ｂ’を経由してｃの定格出力点に達するオートデセ
ル復帰ラインを通り、前記本発明の第２実施例はオート
デセルマッチング点ａからａ’，ｂ’を経由してｃの定
格出力点に達するオートデセル復帰ラインを通る。前記
本発明第１実施例の復帰ライン（ａ−ａ’−ｂ−ｂ’−
ｃ）における排気色は、前記従来技術の復帰ライン（ａ
−ａ’−ｃ）における排気色に比べ約半減することが確
認された。図５はトルク可変弁の機能を説明するための
油圧ポンプの等吸収トルクカーブを示す図で、トルク可
変弁１２のソレノイド１２ｂに低い一定電気信号を出力
しているとき、油圧ポンプ２はＡの等吸収トルクカーブ
で駆動され、トルク可変弁１２のソレノイド１２ｂに高
い一定電気信号を出力しているとき、油圧ポンプ２はＢ
の等吸収トルクカーブで駆動される。 【００１６】 【発明の効果】以上詳述したように本発明によるときは
次のような効果が得られる。 （１）デセル解除時、操作レバーが中立位置から離脱し
たときから所定時間経過後にポンプ負荷をかける。これ
により、エンジン１回転速度が高速になるまで無理な負
荷が作用しないため、騒音が低減すると共に、排気色を
著しく向上させることができる。（２）デセル解除時にエンジン回転速度が回復したこと
を、操作レバーが中立位置から離脱したときからの時間
だけで判断している。これにより、デセル解除時から所
定時間後に必ずポンプ負荷を増加させる制御が確実に行
われるので、一連の掘削作業や走行作業を行う建設機械
は機敏に動き、作業能率を向上できると共に優れた運転
感覚が得られる。 （３）デセル解除時にエンジン回転速度が回復したこと
を、操作レバーが中立位置から離脱したときからの時間
により判断しているので、タイマー機能を備えるだけで
済み、回転速度センサ等の各種センサ類及び配線を必要
としない。これにより、従来の建設機械を簡単に改造で
き、また安価な制御装置が得られる。 【００１７】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明第１実施例におけるエンジンのオートデ
セル制御装置を示す図である。 【図２】本発明の第１実施例におけるオートデセル解除
切換時の経時特性を示す図である。 【図３】本発明の第２実施例におけるオートデセル解除
切換時の経時特性を示す図である。 【図４】エンジンのトルクカーブと油圧ポンプの吸収ト
ルクのマッチングを示す図である。 【図５】トルク可変弁の機能を説明するための油圧ポン
プの等吸収トルクカーブを示す図である。 【図６】従来の技術におけるオートデセル解除切換時の
経時特性を示す図である。 【符号の説明】 １ エンジン ２ 油圧ポンプ ３ａ 旋回モータ ３ｂ ブームシリンダ ４ａ，４ｂ 操作弁 ５ａ，５ｂ パイロットシリンダ ６ａ，６ｂ パイロットシリンダ ７ａ，７ｂ パイロット弁 ８ａ，８ｂ 操作レバー ９ａ，９ｂ シャトル弁 １０ａ，１０ｂ 油圧スイッチ １１ 容量制御シリンダ １１ａ ピストンロッド １１ｂ ピストン １１ｃ ロッド室 １１ｄ ボトム室 １１ｅ 戻しばね １２ トルク可変弁 １２ａ パイロットシリンダ １２ｂ ソレノイド １２ｃ ばね １３ 制御圧ポンプ １４ 圧力設定弁 １５ ポンプコントローラ １６ 負荷判定器 １７ａ， トルク減少信号発生器 １７ｂ トルク増加信号発生器 １９ エンジンコントローラ ２０ａ デセル信号発生器 ２０ｂ デセル解除信号発生器 ２１ ガバナ駆動モータ ２２ 駆動レバー ２３ リンク ２４ ガバナレバー ２５ ガバナ ２６ タンク ２７ 電源 ２８ デセル切換スイッチ ２９ａ，２９ｂ 切換スイッチ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 エンジンで駆動され、トルク減少信号に
   より容量が減少する可変容量形油圧ポンプと、 油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の流入量を
   制御する操作弁の切換用の操作レバーとを有して、 操作レバーが中立位置を入力し、入力したときにトルク
   減少信号を出力し、かつエンジンの回転速度を予め定め
   た所定の低速値へ移行させるデセル指令を出力するオー
   トデセル制御装置において、 操作レバーの中立位置からの離脱開始時にデセル指令の
   出力を解除し、解除から所定時間を経過後にトルク減少
   信号を解除し始める制御を行うことを特徴とするエンジ
   ンのオートデセル制御装置。