JP3713357B2 - Construction machine output limiting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械の出力制限装置に係わり、特に、燃料残量に応じて、エンジンの回転数および油圧ポンプの入力トルクを制限することを可能にした建設機械の出力制限装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の油圧ショベルに代表される建設機械のエンジンと油圧ポンプとから構成される駆動系の一例を図15に示す。
【0003】
図において、1はエンジン、1aはエンジン1の燃料噴射ポンプ、2は燃料レバーに代表されるエンジン1の目標回転数を設定する目標回転数設定器、3は燃料タンク、3aは燃料タンク内の燃料残量を計測する燃料計、4はブザー、5A,5Bはエンジン1により回転駆動される可変容量型の油圧ポンプ(以下、単に油圧ポンプという。)、6A,6Bは設定された入力トルクによって油圧ポンプ5A,5Bの吐出量を可変制御する容積可変機構である。
【0004】
また、このエンジン1の出力特性は図16に示すように、エンジンの実際の回転数Neに対する出力トルクTeは、目標回転数Nrの大きさ、即ち、Nr1,Nr2・・・によって変化し、また、油圧ポンプ5A,5Bの出力特性は図17に示すように、ポンプ負荷Wに対するポンプ出力トルクTpはポンプ入力トルクTprの大きさ、即ち、Tpr1,Tpr2・・・によって変化する。
【0005】
このような従来の建設機械の駆動系では、エンジン1の燃料を格納する燃料タンク3に設置された燃料計3aにより、燃料残量が所定以下になるとブザー4や図示されていないランプ等により、オペレータに燃料残量が少なくなったことや、エンジン1に最大負荷をかけた状態で、約1時間の稼動が可能であること等を知らせるように構成されている。
【0006】
また、大規模鉱山のような市街地から遠く離れた作業現場では、、油圧ショベル等の建設機械は一般車両と異なり、エンジンの燃料が無くなった場合、直ちにこれを補給しないと、作業不能に陥って作業全体に影響を与え、生産性を著しく阻害することになる。また、この種の建設機械は負荷が大きく変動するので、オペレータは建設機械の燃料消費量を予測することが難しく、そのため給油を要求する時期を失して燃料切れを生じ、往々にして作業不能に陥る場合がある。
【0007】
従来、このような燃料切れを避けるために、燃料が最大負荷で作業しても1時間程度作業できる程度まで燃料が減少した時点で、ブザーやランプ等により警報を発し、オペレータに燃料補給を促す手段が採られており、オペレータは電話等で給油車を呼んで燃料の補給を受けるようにしていた。また、直掘り(露天掘り)鉱山のように作業現場が広域にわたり、多数の建設機械が使用されている現場では、給油車が数台用意され、各給油車は担当する建設機械を巡回して燃料切れが生じないようにしていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のように、燃料が減少した時点で警報を発する方法では、作業内容によってエンジンにかかる負担が異なるため、オペレータの予想に反して早く燃料が無くなる場合もあり、最悪の場合には建設機械を移動させることもできず、予定していた発破作業ができなくなったり、岩石を積み込むダンプトラックを待たせる等の事態が発生していた。そのため、従来はこのような状態に陥いらないように、常に燃料残量に十分余裕がある状態で燃料補給をせざるを得ず、必然的に生産性を最大に上げることができないという問題があった。
【0009】
本発明は、このような種々の問題点に鑑みて、燃料残量に応じて、エンジンの最高回転数や油圧ポンプの入力トルクを制限することにより、作業性をある程度犠牲にして稼動可能時間の延長を図り、作業を継続しつつ燃料の補給を待つことを可能にした建設機械の出力制限装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、次のような手段を採用した。
【0012】
油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動するエンジンと、該エンジンの燃料を収容する燃料タンクと、該燃料タンクの燃料残量を検出する燃料計と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、前記エンジンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記油圧ポンプの入力トルクを設定するポンプトルク設定手段と、を備える建設機械において、
前記燃料計から検出された燃料残量から、エンジン回転数偏差から求められるエンジンの1回転当りの燃料消費量と前記検出されたエンジン回転数の積を減算することにより、燃料残量を算出する演算手段と、
前記算出された燃料残量に応じて、回転数を制限する指令を出力する回転数制限手段と、
前記回転数を制限する指令によって、前記目標回転数設定手段から入力される目標回転数を所定の範囲に制限して、前記エンジンに出力する回転数調整手段と、
前記算出された燃料残量に応じて、入力トルクを制限する指令を出力する入力トルク制限手段と、
前記入力トルクを制限する指令によって、前記ポンプトルク設定手段から入力される設定された入力トルクを所定の範囲に制限して、前記油圧ポンプに出力する入力トルク調整手段と、
から構成される出力制限装置を備えることを特徴とする。
【0013】
また、油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動するエンジンと、該エンジンの燃料を収容する燃料タンクと、該燃料タンクの燃料残量を検出する燃料計と、前記油圧ポンプの吐出油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータを操作する操作レバーと、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器と、前記エンジンの目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記油圧ポンプの入力トルクを設定するポンプトルク設定手段と、を備える建設機械において、
前記検出された燃料残量から、前記操作レバーの操作時間積算値と前記操作レバーの操作時間に対する燃料減少率との積を減算することにより、燃料残量を算出する演算手段と、
前記算出された燃料残量に応じて、回転数を制限する指令を出力する回転数制限手段と、
前記回転数を制限する指令によって、前記目標回転数設定手段から入力される目標回転数を所定の範囲に制限して、前記エンジンに出力する回転数調整手段と、
前記算出された燃料残量に応じて、入力トルクを制限する指令を出力する入力トルク制限手段と、
前記入力トルクを制限する指令によって、前記ポンプトルク設定手段から入力される設定された入力トルクを所定の範囲に制限して、前記油圧ポンプに出力する入力トルク調整手段と、
から構成される出力制限装置を備えることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の第1の実施形態を図1〜図3を用いて説明する。
【0015】
図1は本実施形態に係る建設機械の出力制限装置のブロック図、図2は図1に示す回転数制限装置における入出力特性図、図3は図1に示す入力トルク制限装置の入出力特性図である。
【0016】
なお、図1において図15に示す部分と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
6A,6Bは指令された入力トルクよって油圧ポンプ5A,5Bの吐出量を可変制御する容積可変機構、7は油圧ポンプ5A,5Bの入力トルクを設定するポンプトルク設定装置、8は燃料残量に応じてエンジン回転数の最大値を制限する回転数制限装置、9は、目標回転数設定器2で設定された目標回転数と回転数制限装置8から出力される制限された回転数とを対比して、いずれか低い方の回転数を選択する回転数調整装置、10は燃料残量に応じて入力トルクの最大値を制限する入力トルク制限装置、11A,11Bは、設定された入力トルクと入力トルク制限装置から出力される制限された入力トルクとを対比して、いずれか小さい方の入力トルクを選択する入力トルク調整装置、12は出力制限装置である。
【0017】
図2は、回転数制限装置8の入出力特性図の一例であり、横軸は燃料計3aから検出された燃料残量Qr、縦軸は燃料残量Qrに応じて設定される制限回転数Nrを表す。
【0018】
図において、所定の燃料残量Qr1以下では回転数Nrは最小回転数Nrminに制限され、所定の燃料残量Qr1およびQr2間では最小回転数Nrminから最大回転数Nrmax間を比例して増減可能な回転数Nrに制限され、所定の燃料残量Qr2以上では回転数Nrは最大回転数Nrmaxに設定される。
【0019】
図3は、入力トルク制限装置10の入出力特性図の一例であり、横軸は燃料計3aから検出された燃料残量Qr、縦軸は燃料残量Qrに応じて設定される制限入力トルクTrを表す。
【0020】
図において、所定の燃料残量Qr3以下では入力トルクTprは最小入力トルクTprminに制限され、所定の燃料残量Qr3およびQr4間では最小入力トルクTprminから最大入力トルクTprmax間を比例して増減可能な入力トルクTprに制限され、所定の燃料残量Qr4以上では入力トルクTprは最大入力トルクTprmaxに設定される。
【0021】
次に、本実施形態に係わる出力制限装置の動作を図1〜図3に基づいて説明する。
【0022】
燃料計3aは常時燃料タンク3内の燃料残量を検出しており、その計測値は回転数制限装置8および入力トルク制限装置10に出力され、各装置8,10は、計測されたその時の燃料残量Qrに応じて、図2および図3に示す入出力特性に従う、制限された回転数Nrおよび入力トルクTprを出力し、それぞれが回転数調整装置9および入力トルク調整装置11A,11Bに入力する。
【0023】
一方、オペレータによって図示されていない操作レバーが操作されると、目標回転数設定器2において目標回転数Nsが設定され、回転数調整装置9に入力される。回転数調整装置9では、目標回転数Nsと制限された回転数Nrとが対比され、いずれか低い方の回転数がエンジン1の燃料噴射ポンプ1aに指令値として出力される。
【0024】
また、入力トルク調整装置11A,11Bでは、ポンプトルク設定装置7によって設定された入力トルクTsと制限された入力トルクTprとが対比され、いずれか低い方の入力トルクが容積可変機構6A,6Bに指令値として出力される。
【0025】
上記のごとく、本実施形態によれば、例えば、目標回転数設定器2において、目標回転数が最大回転数Nsmaxに設定されても、燃料残量Qrが少なくなると、回転数制限装置8により制限された低い回転数で駆動するように制御され、燃料消費量が少なくなる。同時に、図示されていないブザーやランプ等で運転者に低燃料モードで運転されていることを知らせるので、従来のように、1時間待つのか、2時間待つのか心配せずに、2時から3時間以上安心して、作業しながら燃料補給を待つことができ、建設機械の不測の燃料切れを防止することができる。
【0026】
次に本発明の第2の実施形態を図4〜図9を用いて説明する。
【0027】
図4は本実施形態に係る建設機械の出力制限装置のブロック図、図5は図4に示す演算装置17の内部構成および表示装置18の表示内容を示す図である。
【0028】
なお、図4において図1に示される部分と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【0029】
図4において、1bはエンジン1の回転数検出器、13a〜13cは操作レバーの操作量および操作方向に応じたパイロット圧を対応する図示されていないコントロール弁に出力する減圧弁(パイロット弁)、14は、図示されていないシャトル弁、圧力スイッチ、ロジック回路等で構成され、各パイロット弁13a〜13cからのパイロット圧を入力し、各操作レバーの操作状態信号Cを出力する操作状態検出器、15は燃料計3aからの検出信号を燃料残量Qに変換する演算器、16は、目標回転数およびエンジン回転数Neを入力し、両者の差(回転数偏差ΔN)に基づいて燃料噴射ポンプ1aの燃料噴射量を制御し、エンジン1をできるだけ目標回転数に近い一定回転数で回転するように制御する制御装置、17は、回転数検出器1bからのエンジン回転数Ne、制御装置16からの回転数偏差ΔN、操作状態検出器14からの状態信号C、および演算器15からの燃料残量Qを入力して時々刻々の稼動可能残時間および燃料残量を演算する演算装置、18は演算装置17で得られた稼動可能残時間および燃料残量を表示する表示装置、19は出力制限装置である。
【0030】
図5において、17は演算装置、171は状態信号C、計測された燃料残量Q、演算された燃料残量Qr、エンジン回転数Ne、回転数偏差ΔNを入力し、表示信号Sを出力する入出力インタフェース、172は所定の演算、制御を行うCPU、173は、入力プログラム173a、作業時間計測プログラム173b、残量校正プログラム173c、燃料消費量計算プログラム173d、および出力プログラム173eの各種の演算プログラムが格納されるRAMまたはROM、174は演算、制御の結果得られた各種のデータを格納するRAM、175は時刻データを出力するタイマである。表示装置18の表示例として、燃料残量が54リットル、可能稼動時間が 8,5時間の場合を示す。
【0031】
次に、演算装置17における各種の演算プログラムの処理手順を図6〜図7、および図9のフローチャートを用いて説明する。
【0032】
はじめに、入力プログラム173aの処理手順は、図示されていないが、演算装置17の外部から回転数Ne、回転数偏差ΔN、状態信号C、および燃料残量Qの各データの入力処理を行う。
【0033】
次に、作業時間計測プログラムの処理手順を図6に示すフローチャートを用いて説明する。
【0034】
このプログラムは建設機械が実際に駆動状態にある時間を積算して算出するものであり、この処理は一定周期t1、例えば50〜100msec、毎に起動される。
【0035】
まず、ステップ10において、入力されたエンジン回転数Neが所定の回転数Ne0より大きいか否かを判断する。上記回転数Ne0は、建設機械として油圧ショベルを用いる場合はエンジン回転数を1000〜2500rpmの範囲で使用されるので、例えばNe0 =600rpmに設定する。ステップ11においてエンジン回転数Neが設定回転数Ne0 より大きい場合にはエンジン1が駆動状態にあると判断して、エンジン駆動時間積算値Taに起動間隔t2を加算してエンジン駆動時間積算値Taを算出する。エンジン回転数Neが設定回転数Ne0 以下の場合には、エンジン1が駆動状態にないと判断して処理を終了し、時間t2後に再度本プログラムを起動する。
【0036】
次に、燃料消費量計算プログラムの処理手順を図7に示すフローチャートおよび図8に示すエンジン回転数偏差に対する燃料消費量の特性図を用いて説明する。
【0037】
このプログラムは燃料消費量を推定するプログラムであり、一定周期t2毎に、例えば 100msec毎に起動される。
【0038】
まず、ステップ20において、データ更新フラグがセットされているか否かを判断する。このデータ更新フラグは後述する残量校正プログラム173cにより新たに燃料残量が測定されたときセットされるフラグである。ステップ21において、データ更新フラグがセットされた時、即ち、新たに燃料残量が測定されたと判断された時は、新たに測定された燃料残量Q(n)を実際の燃料残量Qrとして格納し、また後述する残量校正プログラム173cにより得られた補正係数K(n)を新たな補正係数Krとして格納して、データ更新フラグをリセットする。なお、ここでnは残量校正プログラム123cによる校正回数を示す。データ更新フラグがセットされていない時、即ち、新たな燃料残量測定が行われていない時はステップ21の処理は行わない。
【0039】
次いで、ステップ22において入力された回転数偏差ΔNおよびエンジン回転数Neを読み込み、ステップ23において、入力した回転数偏差ΔNに基づいてエンジン1回転当りの燃料減少量Δqを取り出す。
【0040】
ここで、回転数偏差ΔNに基づいてエンジン1回転当りの燃料減少量Δqの算出法を図8を用いて説明する。
【0041】
図において、横軸は入力された回転数偏差ΔN、縦軸は燃料減少量Δqであり、点A10,A20,A30は、それぞれ図16に示す点A1 、A2 、A3 に対応する点である。即ち、図示の特性では、エンジン1にかかる負荷(油圧ポンプの負荷)が増大してゆくと回転数偏差ΔNも増大してゆき、同時に燃料噴射ポンプ1aの燃料噴射量(燃料消費量Δq)も増大してゆき、この状態で、回転数偏差ΔNが一定値ΔN0 に達すると燃料噴射量はそれ以上増加せず飽和する特性となっている。このことから、燃料減少量Δqは、ある負荷状態でのエンジン1の出力トルク、換言すれば、エンジン1回転当りの燃料消費量にほぼ比例した値であることが判る。この特性は、予めエンジン1に徐々に負荷をかける実験により容易に求めることができるが、実験によらずに、エンジン製造者が性能試験書として発行しているデータを用いても求めることができる。
【0042】
次に図7のステップ24において、前回の演算実行時に求められた燃料残量Qrから、燃料減少量Δqとエンジン回転数Neとの積(回転数Neのときの燃料消費量)を減算して、計算上の現在の燃料残量Qrを算出し、算出された燃料残量Qrを、後述する残量校正プログラム123cにより得られた新たな補正係数Kr(1時間当りの燃料消費量に相当)で除算して新たな計算上の残時間Trを算出し、さらに前回までの燃料消費量積算値Dに今回の燃料消費量(ΔqとNeの積)を加算して新たな燃料消費量積算値Dを演算する。ステップ25において、得られた燃料残量Qrを制限回転数発生装置8および制限入力トルク発生装置10に出力すると共に、燃料残量Qrと稼動可能残時間Trを表示装置13へ出力する。
【0043】
本実施形態では、このように、演算装置17によって算出された燃料残量Qrに応じて、エンジン1の目標回転数および油圧ポンプ5A,5Bの入力トルクが制御される。またオペレータは、表示装置18に表示される燃料残量Qrと稼動可能残時間Trの表示を見ることにより給油のために要する時間を勘案して、給油を要求すべきか否かを決定することができる。
【0044】
次に、残量校正プログラムの処理手順を図9に示すフローチャートを用いて説明する。
【0045】
このプログラムは負荷の変動により燃料消費量の変化を推定して燃料残量を校正し、時間当りの燃料消費量を求めるプログラムであり、このプログラムは100〜200msec程度の周期で起動される。
【0046】
ステップ30において、作業時間計測プログラム173bで得られるエンジン稼動時間Taを読み込み、ステップ31においてステップ35で既に得られている前回校正までのエンジン稼動時間から経過したエンジン稼動時間ΔTaが設定時間Ta0 を超えたか否か判断する。上記設定時間Ta0 は約1時間に設定される。エンジン稼動時間ΔTaが設定時間Ta0 以下であれば処理を終了し、設定時間Ta0 を超えている場合には、ステップ32において、操作信号Cにより建設機械が現在動作状態にあるか否か判断し、さらにステップ33において燃料レベル更新フラグがセットされているか否か判断する。いずれかの操作レバーが操作れて建設機械が動作状態にある場合には燃料タンク3の液面が揺れて燃料レベルの測定はできないので処理を終了し、また、燃料レベル更新フラグがセットされていない場合も処理を終了する。
【0047】
ステップS32、S33で燃料レベルの測定が可能になったと判断すると、ステップ34において燃料レベルの計測を行い、そのときの演算器15から出力される実際の燃料残量Qを今回測定の燃料残量Q(n)として格納する。次いで、ステップ35において、現在時刻Tbをタイマ175から読み込んで格納し、エンジン稼動時間積算値Taを今回のエンジン稼動時間積算値Ta(n)として格納し、今回エンジン稼動時間積算値Ta(n)から前回校正時のエンジン稼動時間積算値Ta(n−1)を減算して前回校正時から今回校正までのエンジン稼動時間ΔTa(n)を演算し、さらに、燃料消費量計算プログラム123dによって得られている燃料消費量の積算値Dを今回燃料消費量積算値D(n)として格納する。
【0048】
次いで、ステップ36において、今回測定の燃料残量Q(n)から前回測定の燃料残量Q(n−1)を減算して、前回校正時と今回校正時の間の実際の燃料消費量ΔQ(n)を演算すると共に今回の燃料消費量の積算値D(n)から前回までの燃料消費量の積算値D(n−1)を減算して、前回校正時と今回校正時の間の計算上の燃料消費量ΔD(n)を演算する。なお、前回までの燃料消費量の積算値D(n−1)は後述するステップS38で0にされている。
【0049】
次のステップ37では、上記実際の燃料消費量ΔQ(n)と上記計算上の燃料消費量ΔD(n)との比(第1の補正係数)K1 (n)を求める。この第1の補正係数K1 (n)は、現在の校正時から約1時間前までの平均的な単位燃料消費量積算値当りの実際の消費量を示す値である。次いで、得られた第1の補正係数K1 (n)を用いて第2の補正係数K(n)を演算する。この演算中、定数k0 は1以下の正数である。上記第2の補正係数K(n)は図示の数式から明らかなように、前回校正時の第2の補正係数K(n−1)と今回の第1の補正係数K1 (n)との中間値である。このように中間値を算出する理由は、第1の補正係数K1 (n)は1時間毎に変更されるので比較的ばらつきが大きくなると考えられ、このばらつきを抑えて変化を緩やかにするためである。そして、作業内容によってはエンジン1にかかる負荷の変化が小さいので、そのような場合には、定数k0 を「1」として第2の補正係数K(n)を第1の補正係数K1 (n)と等しくなるようにしてもよい。又、変化を緩やかにするためには、ステップS36の処理を、前回、前々回と時間を遡って数時間の実際の燃料消費量ΔQ(n)と燃料消費量積算値ΔD(n)の長時間の平均値を用いて第2の補正係数K(n)の演算を省略することもできる。このようにして求めた第2の補正係数K(n)は、図7に示す燃料消費量計算プログラム123dのステップS21において補正係数Krとして格納され、S24において演算に用いられる。
【0050】
次に、ステップ38では、第2の補正係数K(n)の演算を終了すると、次回の燃料レベル計測に備えて、それまでの校正回数に「1」を加算し、燃料消費量積算値Dを「0」にリセットし、さらに、データ更新フラグをセットとして処理を終了する。
【0051】
このように、本実施形態によれば、一定時間毎に実際の燃料消費量と計算上の燃料消費量の積算値との比で補正係数を求め、校正時に得た正確な燃料残量から時々刻々エンジンにかかる負荷の大きさに基づいて燃料消費量を減算して燃料残量の予測値を求め、この燃料残量の予測値によってエンジンの回転数やポンプの入力トルクの最大値を制限するので、より高精度に稼動時間を増加させることができる。また、算出された燃料残量と共に稼動可能残時間を表示装置に表示するようにしたので、建設機械のオペレータは時々刻々の正確な燃料残量と稼動可能残時間とを常時把握することができる。
【0052】
次に本発明の第3の実施形態を図10〜図13を用いて説明する。
【0053】
図10は本実施形態に係る建設機械の出力制限装置のブロック図、図11は図10に示す演算装置17の内部構成および表示装置18の表示内容を示す図である。
【0054】
なお、図10において図4に示す部分と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【0055】
図10に示す出力制限装置19は、図4に示す制御装置16を備えていない点で構成が相違する。
【0056】
また、図11において図5に示す部分と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【0057】
図11に示す演算装置17は、図5に示す演算装置17で必要としていた回転数偏差ΔNを入力していない点で相違する。
【0058】
本実施形態は、演算して求められる燃料消費量Qrを、第2の実施形態のように、回転数偏差ΔNを用いず、操作状態信号C、エンジン回転数Ne、計測された燃料残量Q、および操作レバーを操作している時間に基づいて求める。
【0059】
本実施形態の動作は、基本的には第2の実施形態と同様に、作業時間計測プログラム、燃料消費量計算プログラム、および残量校正プログラムを備える。
次に、演算装置17における上記の各種の演算プログラムの処理手順をフローチャートを図12〜図14を用いて説明する。
【0060】
はじめに、入力プログラム123aの処理手順は、図示されていないが、演算装置17の外部から回転数Ne、状態信号C、および計測された燃料残量Qの各データを入力処理する。
【0061】
次に、作業時間計測プログラムの処理手順を図12に示すフローチャートを用いて説明する。
【0062】
このプログラムは建設機械が実際に駆動状態にある時間を積算して算出するものであり、この処理は一定周期t1毎に、例えば50〜100msec毎に起動される。
【0063】
ステップ10、11は、第2の実施形態の場合と同様に、エンジンの駆動時間の積算値Taを求める。ステップ12において、操作状態信号Cによっていずれかの操作レバーが操作されているか否か判断し、操作されている場合には、ステップ13において、それまでの操作時間の積算値に時間t2を加算して今回の操作時間の積算値Tcとして処理を終了する。
【0064】
次に、燃料消費量計算プログラムの処理手順を図13に示すフローチャートを用いて説明する。
【0065】
はじめに、燃料消費量計算プログラムおよび残量校正プログラムに用いられる係数KAよびKBついて説明する。
【0066】
所定時間(例えば1時間)における実際の燃料減少量と操作レバーの操作時間との比(KA )を単位稼動時間当りの燃料消費量とする。この場合、負荷がかかる作業(油圧アクチュエータが駆動されている作業)を続けている場合には、燃料消費量を操作レバーの操作時間に基づいて求めるのは妥当であるが、建設機械では常時負荷がかかる作業が継続されているわけではなく、ダンプトラック待ち等の無操作時間でもエンジンを稼動している場合が存在する。本実施形態ではこの点を考慮し、操作レバーの操作時間とエンジン稼動時間との比(KB )を算出し、燃料消費量の算定、ひいては燃料残量の算定、燃料残時間の算定に係数KA と共に係数KB を用いる。
【0067】
燃料消費量計算プログラムは燃料消費量を推定するプログラムであり、一定周期t2毎に、例えば 100msec毎に起動される。
【0068】
ステップ20において、第2の実施形態の場合と同様に、データ更新フラグがセットか否か判断し、次に、ステップ210において、後述する残量校正プログラムで求めた今回校正の燃料残量Q(n)を燃料残量Qr、操作レバーの操作時間に対する燃料減少率KA (n)をKrA 、エンジン稼動時間に対する操作レバーの操作時間の比KB (n)をKrB 、校正時の操作レバーの操作時間の積算値Tc(n)をTrC とし、データ更新フラグをリセットする。
【0069】
次に、ステップ2200において、作業時間計測プログラムで得られた現在の操作時間の積算値から校正時の操作時間の積算値を減算して、校正後の操作時間の積算値tc を求める。
【0070】
次いで、ステップ2400において、校正時の燃料残量Qrから、操作時間積算値tC と燃料減少率KrA の積(計算上の燃料消費量)を減算して現在の燃料残量Qrを演算すると共に、この燃料残量Qrを比KrA と比KrB の積で除算して稼動可能残時間Trを求め、ステップ25で、得られた燃料残量Qrと稼動可能残時間Trを表示装置に出力する。
【0071】
ここで、上記稼動可能残時間の算出手法、Tr=Qr/(KrA ・KrB )について説明する。
【0072】
本実施形態では、基本的には、現時点での計算上の燃料残量Qrを単位操作時間当りの燃料減少率KrA で除算して稼動可能残時間Trを得る。ただし、前述のように操作レバーが操作されていないときでもエンジンが稼動している時間が存在する場合があるので、得られた稼動可能残時間を、さらに、エンジン稼動時間に対する操作レバーの操作時間の比KB で除算して補正し、稼動可能残時間Trを求める。
【0073】
即ち、操作レバーが操作されないでエンジンが稼動している時間が大きい場合(例えばダンプトラックの待ち時間が長い場合)、操作時間当りの燃料減少率KrA は大きくなり、稼動可能残時間が不当に小さくなる。しかし、上記の場合には、操作レバーの操作時間とエンジン稼動時間との比KrB (常に「1」より小さい)が小さくなるので、計算上の燃料残量Qrを単位操作時間当りの燃料減少率KrA で除算して得られた稼動可能残時間を、上記小さい値KrB で除算することにより補正を行い、適切な稼動可能残時間Trを得るものである。
【0074】
なお、上記の例とは逆に、作業時間中、90数%の時間は操作レバーを操作しているような作業、例えば、前述の直掘りの鉱山で発破をかけた後の土石を掘削する作業等の場合には、計算上の燃料残量Qrを単位操作時間当りの燃料減少率KrA で除算しただけで精度のよい稼動可能残時間Trを得ることができる。これは、上記の場合、エンジン稼動時間に対する操作レバーの操作時間の比KB が「1」に近い値になり、得られた稼動可能残時間Trを「1」に近い比KB で除算するのは実質的に意味が無くなることからも明らかである。即ち、作業の態様によっては、燃料減少率KrA で除算して得られた稼動可能残時間Trを、比KBで除算することは必ずしも必要ではない場合がある。
【0075】
次に、残量校正プログラムの処理手順を図14に示すフローチャートを用いて説明する。
【0076】
このプログラムは、第2の実施形態と同様に、負荷の変動により燃料消費量の変化を推定して燃料残量を校正し、時間当りの燃料消費量を求めるプログラムである。
【0077】
このプログラムは100〜200msec程度の周期で起動され、ステップ30〜ステップ34までの処理手順は第2の実施形態の場合と同様である。
次いで、ステップ350において、校正時の時刻Tb、エンジン駆動時間Ta、操作時間Tcを読み込んで、それぞれ今回校正時の時刻Tb(n)、エンジン駆動時間Ta(n)、操作時間Tc(n)として格納するとともに、今回校正時のエンジン駆動時間Ta(n)から前回校正時のエンジン駆動時間Ta(n−1)を減算して前回校正時以後のエンジン駆動時間ΔTa(n)を演算し、また、今回校正時の操作時間Tc(n)から前回校正時の操作時間Tc(n−1)を減算して前回校正時以後の操作時間ΔTc(n)を演算し、さらに、前回校正時以後の操作時間ΔTc(n)を前回校正時以後のエンジン駆動時間ΔTa(n)で除算して稼動時間中の操作時間の割合(比)KB (n)を演算する。なお、ここで比KB(n)は「1」より明かに小さくなる。
【0078】
次に、ステップ360において、今回校正時の燃料残量Q(n)から前回校正時の燃料残量Q(n−1)を減算して、その間の実際の燃料消費量ΔQ(n)を演算し、この実際の燃料消費量ΔQ(n)をその間の操作時間ΔTc(n)で除算して操作時間当りの燃料消費量K2(n)を演算する。
【0079】
次いで、ステップ370において、第2の実施形態と同様に、稼動可能残時間のばらつきを抑えてその変化を緩やかにするために、操作時間当りの燃料消費量の中間値KA(n)を求める場合に使用される定数k0 を、今回の比KB(n)と前回の比KB(n−1)の差の絶対値が、予め定められた設定値K0未満のとき値k−とし、今回の比KB(n)と前回の比KB(n−1)の差の絶対値が設定値K0以上のとき値k+とし、図示の式に従って演算を行い、中間値KA(n)を算出する。この中間値KA(n)が図13に示す操作時間に対する燃料消費量KrAとなる。
【0080】
次に、ステップ380において、校正回数nに「1」を加算し、データ更新フラグをセットして処理を終了する。
【0081】
本実施形態では、稼動可能残時間の演算に、第2の実施形態のようにエンジン関連の回転数偏差ΔN、エンジン回転数Neを用いず(エンジン回転数Neはエンジン稼動の判定に用いるだけである)、より一層簡単に燃料残量を演算して求めることができ、これを用いることにより第2の実施形態と同様に、高精度にエンジン回転数やポンプトルクの出力制限を行うことができる。
【0082】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明は、燃料残量が所定のレベル以下になった時、エンジンの最高回転数と油圧ポンプの入力トルクを制限するので、油圧アクチュエータの作動速度は若干低下するものの、長時間の作業が可能ととなり、建設機械の不測の停止を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る建設機械の出力制限装置を示すブロック図である。
【図2】図1に示す回転数制限装置における入出力特性図である。
【図3】図1に示す入力トルク制限装置の入出力特性図である。
【図4】第2の実施形態に係る建設機械の出力制限装置を示すブロック図である。
【図5】図4に示す演算装置17の内部構成および表示装置18の表示内容を示す図である。
【図6】図5に示す作業時間計測プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図7】図5に示す燃料消費量計算プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図8】本実施形態に係わるエンジン回転数偏差に対する燃料消費量の特性図である。
【図9】図5に示す残量校正プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図10】第3の実施形態に係る建設機械の出力制限装置を示すブロック図である。
【図11】図10に示す演算装置17の内部構成および表示装置18の表示内容を示す図である。
【図12】図11に示す作業時間計測プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図13】図11に示す燃料消費量計算プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図14】図11に示す残量校正プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図15】従来例に係わる建設機械の駆動系を示すブロック図である。
【図16】図15に示すエンジンの出力特性図である。
【図17】図15に示す油圧ポンプの出力特性図である。
【符号の説明】
1 エンジン
1b 回転数検出器
2 目標回転数設定器
3 燃料タンク
3a 燃料計
5A〜5C 油圧ポンプ
7 ポンプトルク設定装置
8 回転数制限装置
9 回転数調整装置
10 入力トルク制限装置
11A〜11C 入力トルク調整装置
12 出力制限装置
15 演算器
16 制御装置
17 演算装置
19 出力制限装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an output limiting device for a construction machine, and more particularly to an output limiting device for a construction machine that can limit an engine speed and an input torque of a hydraulic pump in accordance with a remaining amount of fuel.
[0002]
[Prior art]
FIG. 15 shows an example of a drive system composed of an engine of a construction machine represented by a conventional hydraulic excavator and a hydraulic pump.
[0003]
In the figure, 1 is an engine, 1a is a fuel injection pump of the
[0004]
Further, as shown in FIG. 16, the output characteristics of the
[0005]
In such a conventional construction machine drive system, the
[0006]
Also, at work sites far away from urban areas such as large-scale mines, construction machines such as hydraulic excavators, unlike ordinary vehicles, are unable to work unless they are replenished immediately when engine fuel is exhausted. It affects the entire work and significantly impedes productivity. Also, because this type of construction machine fluctuates greatly, it is difficult for the operator to predict the fuel consumption of the construction machine, so it loses the time to request refueling and runs out of fuel, often making it impossible to work You may fall into.
[0007]
Conventionally, in order to avoid such a fuel shortage, an alarm is issued by a buzzer, a lamp or the like to prompt the operator to refuel when the fuel is reduced to such an extent that it can work for about one hour even if the fuel is operated at the maximum load. Means have been adopted, and the operator has called a refueling vehicle by telephone or the like to receive fuel supply. In addition, there are several refueling vehicles at a site where a large number of construction machines are used, such as a direct mine (open pit) mine, and each refueling vehicle patrols the construction machine in charge for fuel. I was trying not to cut it.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method of issuing an alarm when the fuel is reduced, the load on the engine differs depending on the work content, so there is a case where the fuel runs out quickly, contrary to the operator's expectation, in the worst case The construction machine could not be moved, making it impossible to carry out the planned blasting work, and waiting for a dump truck to load rocks. Therefore, in the past, in order not to fall into such a state, there has always been a problem that fuel replenishment must be performed in a state where there is sufficient remaining fuel, and inevitably the productivity cannot be maximized. It was.
[0009]
In view of these various problems, the present invention limits the maximum engine speed and the input torque of the hydraulic pump in accordance with the remaining amount of fuel, thereby reducing the workability to some extent. An object of the present invention is to provide an output limiting device for a construction machine that can be extended and wait for fuel supply while continuing the work.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
[0012]
Hydraulic pump An engine that drives the hydraulic pump, a fuel tank that contains the fuel of the engine, a fuel meter that detects the remaining amount of fuel in the fuel tank, and an engine speed detector that detects the engine speed In a construction machine comprising: a target rotational speed setting unit that sets a target rotational speed of the engine; and a pump torque setting unit that sets an input torque of the hydraulic pump.
The remaining fuel amount is calculated by subtracting the product of the fuel consumption per one rotation of the engine obtained from the engine speed deviation and the detected engine speed from the remaining fuel amount detected from the fuel gauge. Computing means;
A rotational speed limiting means for outputting a command for limiting the rotational speed in accordance with the calculated remaining fuel amount;
A rotational speed adjusting means for limiting the target rotational speed input from the target rotational speed setting means to a predetermined range and outputting it to the engine by a command for limiting the rotational speed;
Said Calculation Input torque limiting means for outputting a command to limit the input torque according to the remaining fuel amount,
An input torque adjusting means for restricting the set input torque input from the pump torque setting means to a predetermined range and outputting it to the hydraulic pump by a command to limit the input torque;
An output limiting device is provided.
[0013]
The hydraulic pump is driven by a hydraulic pump, an engine that drives the hydraulic pump, a fuel tank that contains the fuel of the engine, a fuel meter that detects a remaining amount of fuel in the fuel tank, and a discharge oil of the hydraulic pump. A plurality of hydraulic actuators, an operating lever for operating the hydraulic actuators, an engine speed detector for detecting the engine speed, target speed setting means for setting the target engine speed, and the hydraulic pump A pump torque setting means for setting the input torque of
An arithmetic means for calculating a fuel remaining amount by subtracting a product of an operation time integrated value of the operation lever and a fuel decrease rate with respect to the operation time of the operation lever from the detected fuel remaining amount,
A rotational speed limiting means for outputting a command for limiting the rotational speed in accordance with the calculated remaining fuel amount;
A rotational speed adjusting means for limiting the target rotational speed input from the target rotational speed setting means to a predetermined range and outputting it to the engine by a command for limiting the rotational speed;
Said Calculation Input torque limiting means for outputting a command to limit the input torque according to the remaining fuel amount,
An input torque adjusting means for restricting the set input torque input from the pump torque setting means to a predetermined range and outputting it to the hydraulic pump by a command to limit the input torque;
An output limiting device is provided.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
1 is a block diagram of an output limiting device for a construction machine according to the present embodiment, FIG. 2 is an input / output characteristic diagram of the rotation speed limiting device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an input / output characteristic of the input torque limiting device shown in FIG. FIG.
[0016]
In FIG. 1, the same parts as those shown in FIG.
6A and 6B are variable volume mechanisms that variably control the discharge amounts of the
[0017]
FIG. 2 is an example of an input / output characteristic diagram of the rotational
[0018]
In the figure, the rotation speed Nr is limited to the minimum rotation speed Nrmin below a predetermined fuel remaining amount Qr1, and can be increased or decreased in proportion between the minimum rotation speed Nrmin and the maximum rotation speed Nrmax between the predetermined fuel remaining amounts Qr1 and Qr2. The rotational speed Nr is limited to the rotational speed Nr, and the rotational speed Nr is set to the maximum rotational speed Nrmax at a predetermined fuel remaining amount Qr2 or more.
[0019]
FIG. 3 is an example of an input / output characteristic diagram of the input
[0020]
In the figure, the input torque Tpr is limited to the minimum input torque Tprmin below a predetermined fuel remaining amount Qr3, and can be increased or decreased in proportion between the minimum input torque Tprmin and the maximum input torque Tprmax between the predetermined fuel remaining amounts Qr3 and Qr4. The input torque Tpr is limited to the input torque Tpr, and the input torque Tpr is set to the maximum input torque Tprmax at a predetermined fuel remaining amount Qr4 or more.
[0021]
Next, the operation of the output limiting device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0022]
The
[0023]
On the other hand, when an operating lever (not shown) is operated by the operator, the target rotational speed Ns is set in the target rotational
[0024]
Further, in the input
[0025]
As described above, according to the present embodiment, for example, in the target rotational
[0026]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0027]
FIG. 4 is a block diagram of the construction machine output limiting device according to the present embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing the internal configuration of the
[0028]
4 that are the same as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0029]
In FIG. 4, 1 b is a rotation number detector of the
[0030]
In FIG. 5, 17 is an arithmetic unit, 171 is a state signal C, a measured fuel remaining amount Q, a calculated fuel remaining amount Qr, an engine rotational speed Ne, and a rotational speed deviation ΔN are input, and a display signal S is output. Input / output interface, 172 is a CPU for performing predetermined calculation and control, 173 is an input program 173a, working
[0031]
Next, processing procedures of various arithmetic programs in the
[0032]
Introduction,
[0033]
Next, the processing procedure of the work time measurement program will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0034]
This program is calculated by accumulating the time during which the construction machine is actually in a driving state, and this process is started at a constant cycle t1, for example, 50 to 100 msec.
[0035]
First, in
[0036]
Next, the processing procedure of the fuel consumption calculation program will be described using the flowchart shown in FIG. 7 and the characteristic diagram of the fuel consumption with respect to the engine speed deviation shown in FIG.
[0037]
This program is a program for estimating the fuel consumption, and is activated every fixed period t2, for example, every 100 msec.
[0038]
First, in step 20, it is determined whether or not a data update flag is set. This data update flag is a flag that is set when the remaining amount of fuel is newly measured by a remaining
[0039]
Next, the rotational speed deviation ΔN and the engine rotational speed Ne inputted at step 22 are read, and at
[0040]
Here, a method of calculating the fuel decrease amount Δq per one engine revolution based on the rotational speed deviation ΔN will be described with reference to FIG.
[0041]
In the figure, the horizontal axis represents the input rotational speed deviation ΔN, the vertical axis represents the fuel decrease amount Δq, and the point A Ten , A 20 , A 30 Are points corresponding to points A1, A2 and A3 shown in FIG. That is, in the characteristics shown in the figure, as the load on the engine 1 (hydraulic pump load) increases, the rotational speed deviation ΔN also increases, and at the same time, the fuel injection amount (fuel consumption Δq) of the fuel injection pump 1a also increases. In this state, the rotational speed deviation ΔN is a constant value ΔN. 0 When the value reaches the value, the fuel injection amount does not increase any more and saturates. From this, it can be seen that the fuel decrease amount Δq is a value substantially proportional to the output torque of the
[0042]
Next, in
[0043]
In the present embodiment, the target rotational speed of the
[0044]
Next, the processing procedure of the remaining amount calibration program will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0045]
This program is a program for estimating the change in fuel consumption due to load fluctuations, calibrating the remaining amount of fuel, and obtaining the fuel consumption per hour, and this program is started at a cycle of about 100 to 200 msec.
[0046]
In
[0047]
If it is determined in steps S32 and S33 that the fuel level can be measured, the fuel level is measured in step 34, and the actual remaining fuel amount Q output from the
[0048]
Next, in
[0049]
In the
[0050]
Next, in step 38, when the calculation of the second correction coefficient K (n) is completed, "1" is added to the number of calibrations so far in preparation for the next fuel level measurement, and the fuel consumption integrated value D Is reset to “0”, and the processing is terminated with the data update flag set.
[0051]
As described above, according to the present embodiment, the correction coefficient is obtained by the ratio of the actual fuel consumption and the calculated integrated value of the fuel consumption at regular time intervals, and sometimes the accurate fuel remaining amount obtained at the time of calibration is used. Based on the amount of load on the engine, the fuel consumption is subtracted to obtain a predicted value of the remaining fuel amount, and the predicted value of the remaining fuel amount is used to limit the maximum value of the engine speed and the pump input torque. Therefore, the operation time can be increased with higher accuracy. In addition, since the remaining operation time is displayed on the display device together with the calculated remaining fuel amount, the operator of the construction machine can always grasp the accurate remaining fuel amount and the remaining operation time every moment. .
[0052]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0053]
FIG. 10 is a block diagram of an output limiting device for a construction machine according to the present embodiment, and FIG. 11 is a diagram showing the internal configuration of the
[0054]
In FIG. 10, the same parts as those shown in FIG.
[0055]
The
[0056]
Also, in FIG. 11, the same parts as those shown in FIG.
[0057]
The
[0058]
In the present embodiment, the fuel consumption amount Qr obtained by calculation is calculated using the operation state signal C, the engine speed Ne, and the measured fuel remaining amount Q without using the rotational speed deviation ΔN as in the second embodiment. And based on the operating time of the control lever.
[0059]
The operation of the present embodiment basically includes a work time measurement program, a fuel consumption calculation program, and a remaining amount calibration program, as in the second embodiment.
Next, the processing procedure of the various arithmetic programs in the
[0060]
First, although the processing procedure of the input program 123a is not shown, the rotational speed Ne, the state signal C, and the measured fuel remaining amount Q are input from the outside of the
[0061]
Next, the processing procedure of the work time measurement program will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0062]
This program is calculated by accumulating the time during which the construction machine is actually in a driving state, and this process is started every fixed period t1, for example, every 50 to 100 msec.
[0063]
In
[0064]
Next, the processing procedure of the fuel consumption calculation program will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0065]
First, the coefficient K used in the fuel consumption calculation program and the remaining amount calibration program A And K B explain about.
[0066]
Ratio of actual fuel decrease amount and operation time of operating lever in a predetermined time (for example, 1 hour) (K A ) Is the fuel consumption per unit operating time. In this case, it is reasonable to calculate the fuel consumption based on the operation time of the operation lever when a work that requires a load (operation in which the hydraulic actuator is driven) is continued. However, there is a case where the engine is running even during no operation time such as waiting for a dump truck. In this embodiment, considering this point, the ratio of the operating time of the operating lever to the engine operating time (K B ) To calculate the fuel consumption, and hence the remaining fuel and the remaining fuel time, the coefficient K A With coefficient K B Is used.
[0067]
The fuel consumption amount calculation program is a program for estimating the fuel consumption amount, and is started every fixed period t2, for example, every 100 msec.
[0068]
In step 20, as in the case of the second embodiment, it is determined whether or not the data update flag is set. Next, in step 210, the remaining fuel amount Q ( n) Fuel remaining amount Qr, fuel reduction rate K with respect to operating time of operating lever A (N) Kr A , Ratio of operating time of operating lever to engine operating time K B (N) Kr B The integrated value Tc (n) of the operating time of the operating lever during calibration is Tr C And reset the data update flag.
[0069]
Next, in
[0070]
Next, in step 2400, the operation time integrated value t is calculated from the fuel remaining amount Qr at the time of calibration. C And fuel reduction rate Kr A To calculate the current fuel remaining amount Qr by subtracting the product of fuel (calculated fuel consumption), and the fuel remaining amount Qr to the ratio Kr A And ratio Kr B The remaining operable time Tr is obtained by dividing by the product of the above, and in
[0071]
Here, the calculation method for the remaining operable time, Tr = Qr / (Kr A ・ Kr B ).
[0072]
In the present embodiment, basically, the currently calculated fuel remaining amount Qr is set to the fuel reduction rate Kr per unit operation time. A The remaining operation time Tr is obtained by dividing by. However, as described above, even when the operation lever is not operated, there may be a time during which the engine is operating. Therefore, the remaining operating time obtained is further calculated as the operation time of the operation lever relative to the engine operation time. Ratio K B Then, the remaining operation time Tr is obtained.
[0073]
That is, when the operating time of the engine is long without operating the operating lever (for example, when the waiting time of the dump truck is long), the fuel reduction rate Kr per operating time A And the remaining operating time is unreasonably reduced. However, in the above case, the ratio Kr between the operating time of the operating lever and the engine operating time B (Always smaller than “1”) becomes smaller, so the calculated fuel remaining amount Qr is set to the fuel reduction rate Kr per unit operation time. A The remaining operable time obtained by dividing by the above-mentioned small value Kr B Is corrected by dividing by, and an appropriate remaining working time Tr is obtained.
[0074]
Contrary to the above example, during the work time, 90% of the time is the operation of operating the operation lever, for example, excavating debris after blasting in the above-mentioned direct mine. In the case of work or the like, the calculated fuel remaining amount Qr is set to the fuel reduction rate Kr per unit operation time. A The remaining operable time Tr with high accuracy can be obtained simply by dividing by. In the above case, this is the ratio of the operating time of the operating lever to the engine operating time K B Becomes a value close to “1”, and the obtained remaining operating time Tr is a ratio K close to “1”. B It is clear from the fact that dividing by is virtually meaningless. That is, depending on the work mode, the fuel reduction rate Kr A The remaining operable time Tr obtained by dividing by the ratio K B Dividing by may not always be necessary.
[0075]
Next, the processing procedure of the remaining amount calibration program will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0076]
Similar to the second embodiment, this program is a program for estimating the change in fuel consumption due to load fluctuations, calibrating the remaining amount of fuel, and obtaining the fuel consumption per time.
[0077]
This program is started at a cycle of about 100 to 200 msec, and the processing procedure from
Next, at
[0078]
Next, in
[0079]
Next, in step 370, as in the second embodiment, an intermediate value K of the fuel consumption per operation time is set in order to suppress the variation in the remaining operable time and to moderate the change. A A constant k used in determining (n) 0 , This ratio K B (N) and previous ratio K B The absolute value of the difference of (n-1) is a predetermined set value K 0 If the value is less than k, the value is k-, and this ratio K B (N) and previous ratio K B The absolute value of the difference of (n-1) is the set value K 0 At this time, the value k + is used, and the calculation is performed according to the equation shown in the figure. A (N) is calculated. This intermediate value K A (N) is the fuel consumption amount Kr with respect to the operation time shown in FIG. A It becomes.
[0080]
Next, in step 380, “1” is added to the number of calibrations n, the data update flag is set, and the process ends.
[0081]
In the present embodiment, the engine remaining time ΔN and the engine speed Ne are not used for the calculation of the remaining operation time as in the second embodiment (the engine speed Ne is used only for determining whether the engine is operating). It is possible to calculate the remaining amount of fuel more easily and use this, and it is possible to limit the output of the engine speed and pump torque with high accuracy as in the second embodiment. .
[0082]
【The invention's effect】
As described above, the present invention limits the maximum engine speed and the input torque of the hydraulic pump when the remaining amount of fuel falls below a predetermined level. This makes it possible to prevent the unexpected stoppage of the construction machine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an output limiting device for a construction machine according to a first embodiment.
FIG. 2 is an input / output characteristic diagram of the rotation speed limiting device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an input / output characteristic diagram of the input torque limiting device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram showing an output limiting device for a construction machine according to a second embodiment.
5 is a diagram showing an internal configuration of the
6 is a flowchart showing a processing procedure of the work time measurement program shown in FIG. 5. FIG.
7 is a flowchart showing a processing procedure of a fuel consumption calculation program shown in FIG.
FIG. 8 is a characteristic diagram of fuel consumption with respect to an engine speed deviation according to the present embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of a remaining amount calibration program shown in FIG. 5;
FIG. 10 is a block diagram showing an output limiting device for a construction machine according to a third embodiment.
11 is a diagram showing an internal configuration of the
12 is a flowchart showing a processing procedure of the work time measurement program shown in FIG.
13 is a flowchart showing a processing procedure of a fuel consumption calculation program shown in FIG.
14 is a flowchart showing a processing procedure of a remaining amount calibration program shown in FIG.
FIG. 15 is a block diagram showing a drive system of a construction machine according to a conventional example.
FIG. 16 is an output characteristic diagram of the engine shown in FIG. 15;
FIG. 17 is an output characteristic diagram of the hydraulic pump shown in FIG. 15;
[Explanation of symbols]
1 engine
1b Rotational speed detector
2 Target speed setting device
3 Fuel tank
3a Fuel gauge
5A-5C hydraulic pump
7 Pump torque setting device
8 Speed limiter
9 Speed adjuster
10 Input torque limiter
11A-11C Input torque adjustment device
12 Output limiting device
15 Calculator
16 Control device
17 Arithmetic unit
19 Output limiting device
Claims (2)
前記燃料計から検出された燃料残量から、エンジン回転数偏差から求められるエンジンの1回転当りの燃料消費量と前記検出されたエンジン回転数の積を減算することにより、燃料残量を算出する演算手段と、
前記算出された燃料残量に応じて、回転数を制限する指令を出力する回転数制限手段と、
前記回転数を制限する指令によって、前記目標回転数設定手段から入力される目標回転数を所定の範囲に制限して、前記エンジンに出力する回転数調整手段と、
前記算出された燃料残量に応じて、入力トルクを制限する指令を出力する入力トルク制限手段と、
前記入力トルクを制限する指令によって、前記ポンプトルク設定手段から入力される設定された入力トルクを所定の範囲に制限して、前記油圧ポンプに出力する入力トルク調整手段と、
から構成される出力制限装置を備えることを特徴とする建設機械の出力制限装置。A hydraulic pump, an engine that drives the hydraulic pump, a fuel tank that contains the fuel of the engine, a fuel meter that detects the remaining amount of fuel in the fuel tank, and an engine speed detection that detects the engine speed A construction machine comprising: a compressor; target rotational speed setting means for setting a target rotational speed of the engine; and pump torque setting means for setting input torque of the hydraulic pump.
The remaining fuel amount is calculated by subtracting the product of the fuel consumption per one rotation of the engine obtained from the engine speed deviation and the detected engine speed from the remaining fuel amount detected from the fuel gauge. Computing means;
A rotational speed limiting means for outputting a command for limiting the rotational speed in accordance with the calculated remaining fuel amount;
A rotational speed adjusting means for limiting the target rotational speed input from the target rotational speed setting means to a predetermined range and outputting it to the engine by a command for limiting the rotational speed;
Input torque limiting means for outputting a command to limit the input torque according to the calculated remaining fuel amount;
An input torque adjusting means for restricting the set input torque input from the pump torque setting means to a predetermined range and outputting it to the hydraulic pump by a command to limit the input torque;
An output limiting device for a construction machine, comprising: an output limiting device comprising:
前記検出された燃料残量から、前記操作レバーの操作時間積算値と前記操作レバーの操作時間に対する燃料減少率との積を減算することにより、燃料残量を算出する演算手段と、
前記算出された燃料残量に応じて、回転数を制限する指令を出力する回転数制限手段と、
前記回転数を制限する指令によって、前記目標回転数設定手段から入力される目標回転数を所定の範囲に制限して、前記エンジンに出力する回転数調整手段と、
前記算出された燃料残量に応じて、入力トルクを制限する指令を出力する入力トルク制限手段と、
前記入力トルクを制限する指令によって、前記ポンプトルク設定手段から入力される設定された入力トルクを所定の範囲に制限して、前記油圧ポンプに出力する入力トルク調整手段と、
から構成される出力制限装置を備えることを特徴とする建設機械の出力制限装置。A hydraulic pump; an engine that drives the hydraulic pump; a fuel tank that contains fuel for the engine; a fuel meter that detects a remaining amount of fuel in the fuel tank; A hydraulic actuator; an operating lever for operating the hydraulic actuator; an engine speed detector for detecting the engine speed; a target speed setting means for setting a target speed of the engine; and an input of the hydraulic pump In a construction machine comprising pump torque setting means for setting torque,
An arithmetic means for calculating a fuel remaining amount by subtracting a product of an operation time integrated value of the operation lever and a fuel decrease rate with respect to the operation time of the operation lever from the detected fuel remaining amount,
A rotational speed limiting means for outputting a command for limiting the rotational speed in accordance with the calculated remaining fuel amount;
A rotational speed adjusting means for limiting the target rotational speed input from the target rotational speed setting means to a predetermined range and outputting it to the engine by a command for limiting the rotational speed;
Input torque limiting means for outputting a command to limit the input torque according to the calculated remaining fuel amount;
An input torque adjusting means for restricting the set input torque input from the pump torque setting means to a predetermined range and outputting it to the hydraulic pump by a command to limit the input torque;
An output limiting device for a construction machine, comprising: an output limiting device comprising:
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