JP4272475B2 - 建設機械のエンジンラグダウン抑制装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等のスピードセンシング制御手段を有する建設機械に備えられ、目標回転数でエンジンが駆動されているときに、操作装置が非操作状態から操作された際に一瞬生じるエンジン回転数の落ち込みであるエンジンラグダウンを抑制する建設機械のエンジンラグダウン抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ショベル等の建設機械にあっては、エンジンの目標回転数と実回転数との回転数偏差に応じたトルク補正値、すなわちスピードセンシングトルクを求め、あらかじめ設定される最大ポンプトルク線図に含まれる駆動制御トルクに上述のスピードセンシングトルクを加算して最大ポンプトルクの目標値とするスピードセンシング制御手段を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなスピードセンシング制御手段を備えた建設機械においても、スピードセンシング制御手段を備えていない建設機械におけるのと同様に、エンジンが目標回転数で駆動されている状態にあって、油圧アクチュエータを操作する操作装置が一旦中立に戻され、その後再び操作された際に、エンジン回転数の一瞬の落ち込みであるエンジンラグダウンを生じることが知られている。
【０００４】
このとき、エンジン回転数の落ち込みに応じて、油圧アクチュエータに圧油を供給するメインポンプの出し得る最大ポンプトルクも、スピードセンシング制御手段によって小さくなるように制御される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４０８０６公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、スピードセンシング制御手段を備えた従来技術にあっては、エンジンラグダウンを生じた際に、スピードセンシング制御手段によって最大ポンプトルクがエンジントルクを超えないように制御されるが、エンジンラグダウンの回復に伴って、エンジン回転数が目標回転数に復帰するまでにわずかな時間、例えば１〜２秒程度の時間がかかる。これにより、最大ポンプトルクも本来出し得る最大ポンプトルクに復帰するまでに、上述のエンジン回転数の復帰時間に応じた時間がかかる。すなわち、従来技術では、エンジンラグダウンの発生時に、メインポンプが出し得る最大ポンプトルクが一時的に、エンジン回転数が目標回転数に復帰するまでの時間に応じた時間抑えられる傾向にあり、その間、油圧アクチュエータを介して実施される作業の能率低下を生じる問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術における実状からなされたもので、その目的は、スピードセンシング制御手段を備えたものにあって、エンジンラグダウンが発生した際のエンジン回転数の目標回転数への復帰を早めることができる建設機械のエンジンラグダウン抑制装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動するメインポンプと、このメインポンプの最大ポンプトルクを調整するトルク調整手段と、上記メインポンプから吐出される圧油により駆動する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作する操作装置と、上記エンジンの目標回転数と実回転数との回転数偏差に応じてトルク補正値を求め、このトルク補正値に基づいて上記トルク調整手段によって制御される最大ポンプトルクの目標値を決めるスピードセンシング制御手段とを有する建設機械に備えられ、上記エンジンの回転数が目標回転数に保持されているときに、上記操作装置の非操作状態からの操作に伴って上記エンジン回転数の落ち込みであるエンジンラグダウンを生じた際、上記トルク補正値のうちの今回のトルク補正値が、前回のトルク補正値よりも大きくなった後に、上記スピードセンシング制御手段によって決定される最大ポンプトルクの上記目標値よりも小さい最大ポンプトルクとなるように、上記トルク調整手段を所定の待ち時間だけ抑制し、上記所定の待ち時間経過直後には上記ポンプトルクを上記スピードセンシング制御手段によって決定される最大ポンプトルクの上記目標値に復帰させるように制御するポンプトルク抑制手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
このように構成した本発明は、エンジン回転数が目標回転数に維持されているときに、操作装置の非操作状態からの操作に伴って、エンジンラグダウンを生じた際には、ポンプトルク抑制手段が抑制制御を実施する。すなわち、スピードセンシング制御手段のトルク補正値のうちの今回のトルク補正値が、前回のトルク補正値よりも大きくなった後に、例えば前回のトルク補正値よりも大きくなった時点から、スピードセンシング制御手段によって決定される最大ポンプトルクの本来の目標値よりも小さい最大ポンプトルクとなるように、トルク調整手段による最大ポンプトルクの調整を所定の待ち時間だけ抑制制御させる処理が実施される。
【００１０】
この所定の待ち時間が過ぎるまでに、エンジン回転数が目標回転数に復帰する。エンジン回転数の目標回転数への復帰に際しては、上述した小さい最大ポンプトルクに依存するので、所定の待ち時間の間エンジンに対する負荷が軽減され、このためにエンジン回転数が目標回転数まで復帰する時間が早くなる。すなわち、エンジンラグダウンの発生からエンジン回転数の目標回転数への復帰までに要するエンジン回転数の復帰時間を早めることができる。
【００１１】
上述のように、エンジン回転数が目標回転数に復帰し、所定の待ち時間が経過したときには直ちに、スピードセンシング制御手段により最大ポンプトルクの目標値を本来出し得る最大ポンプトルクとする処理がなされる。したがって、エンジンラグダウン発生時点から、メインポンプが本来出し得る最大ポンプトルクに復帰するまでの時間も早めることができる。
【００１２】
また本発明は、上記発明において、上記ポンプトルク抑制手段は、上記前回のトルク補正値に応じた前回の最大ポンプトルクを上記所定の待ち時間維持する手段から成ることを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明は、エンジンラグダウンを生じて今回のトルク補正値が前回のトルク補正値よりも大きくなったとき、ポンプトルク抑制手段によって前回の最大ポンプトルクが所定の待ち時間だけ維持され、所定の待ち時間の経過時に直ちに、スピードセンシング制御手段によって、メインポンプが本来出し得る最大ポンプトルクの目標値とする決定がなされる。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、上記ポンプトルク抑制手段は、上記前回のトルク補正値に応じた前回の最大ポンプトルクを基準値として、上記所定の待ち時間の間、時間経過に従って徐々に最大ポンプトルクを上記基準値から増加させる手段から成ることを特徴としている。
【００１５】
このように構成した本発明は、エンジンラグダウンを生じて今回のトルク補正値が前回のトルク補正値よりも大きくなったとき、ポンプトルク抑制手段によって前回の最大ポンプトルクを基準値として、所定の待ち時間の間、時間経過に従って徐々に最大ポンプトルクを基準値から増加させる処理がなされ、所定の待ち時間の経過時に直ちに、スピードセンシング制御手段によって、メインポンプが本来出し得る最大ポンプトルクの目標値とする決定がなされる。
【００１６】
また本発明は、上記発明において、上記所定の待ち時間が、上記トルク補正値に応じた可変時間から成ることを特徴としている。
【００１７】
このように構成した本発明は、トルク補正値がエンジンの回転数偏差に応じたものであり、回転数偏差がエンジン負荷の大小に応じたものであることから、エンジン負荷の大小に相応するトルク補正値に応じて適切な待ち時間に変更させることができる。これにより、エンジン回転数の目標回転数への復帰精度を高めることができる。
【００１８】
また本発明は、上記発明において、上記今回のトルク補正値が所定の閾値よりも大きいときは、上記ポンプトルク抑制手段による抑制制御を無効にさせる手段を備えたことを特徴としている。
【００１９】
このように構成した本発明は、例えば所定の閾値を操作装置によってなされるハーフ操作時に想定されるトルク補正値よりもわずかに小さい値に設定しておくと、ハーフ操作によってエンジンラグダウンを生じた際に、今回のトルク補正値が前回のトルク補正値よりも大きくなったときでも、その今回のトルク補正値は所定の閾値よりも大きい状態に保たれる。したがって、このときにはポンプトルク抑制手段による抑制制御が無効とされ、スピードセンシング制御手段による最大ポンプトルクの目標値とする決定がなされる。
【００２０】
なお、例えば操作装置の急操作・大負荷に伴ってエンジンラグダウンを生じた際には、今回のトルク補正値が前回のトルク補正値よりも大きくなったときに、その今回のトルク補正値は所定の閾値よりも小さくなることから、ポンプトルク抑制手段による最大ポンプトルクの抑制制御が実施される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明に係る建設機械のエンジンラグダウン抑制装置の実施形態を図に基づいて説明する。
【００２２】
図１は本発明のエンジンラグダウン抑制装置が備えられる建設機械の要部構成を示す図である。
【００２３】
本発明のエンジンラグダウン抑制装置の第１実施形態は、建設機械例えば油圧ショベルに備えられるものであり、この油圧ショベルは要部構成として、図１に示すように、エンジン１と、このエンジン１によって駆動する例えば可変容量型油圧ポンプ、すなわちメインポンプ２と、パイロットポンプ３と、タンク４とを備えている。
【００２４】
また、メインポンプ２から吐出される圧油によって駆動するブームシリンダ、アームシリンダ等の図示しない油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作する操作装置５と、メインポンプ２の傾転角を制御する傾転制御アクチュエータ６と、メインポンプ２の最大ポンプトルクＴを調整するトルク調整手段とを備えている。
【００２５】
このトルク調整手段は、メインポンプ２の吐出圧の変化に拘わらず、最大ポンプトルクＴを一定に保つように傾転制御アクチュエータ６を制御するトルク制御弁７と、操作装置５の操作量に応じて最大ポンプトルクＴを調整するポジション制御弁８とを含んでいる。
【００２６】
また、メインポンプ２の傾転角を検出する傾転センサ９と、メインポンプ２の吐出圧を検出する吐出圧検出手段、すなわち吐出圧センサ１０と、操作装置５の操作に伴って出力されるパイロット圧を検出するパイロット圧検出手段、すなわちパイロット圧センサ１１と、エンジン１の目標回転数を指示する回転数指示器１２とを備えている。
【００２７】
また、上述したセンサ９〜１１、及び回転数指示器１２からの信号を入力するとともに、記憶機能と、論理判断を含む演算機能とを有し、演算結果に応じた制御信号を出力する車体制御コントローラ１３と、この車体制御コントローラ１３から出力される制御信号に応じてエンジン１の燃料噴射ポンプ１４を制御する信号を出力するエンジンコントローラ１５とを備えている。燃料噴射ポンプ１４部分には、エンジン１の実回転数を検出し、エンジンコントローラ１５に出力する回転センサ１ａも備えられている。
【００２８】
また、車体制御コントローラ１３から出力される制御信号に応じて作動し、上述のトルク制御弁７のスプール７ａをばね７ｂの力に抗して作動させる電磁弁１６を備えている。
【００２９】
図２〜５は、図１に示す建設機械、すなわち油圧ショベルが保有する基本特性を示す図で、図２はポンプ吐出圧−押し除け容積特性（ＰＱ特性に対応）、及びポンプ吐出圧−ポンプトルク特性を示す図、図３はＰＱ線図移動特性を示す図、図４は目標回転数−トルク特性を示す図、図５はポジション制御特性を示す図である。
【００３０】
この油圧ショベルが有する基本特性として、図２の（ａ）図に示すポンプ吐出圧Ｐ−押し除け容積ｑの関係、すなわち、ポンプ吐出圧Ｐ−押し除け容積ｑに相応する吐出流量Ｑの関係であるＰＱ線図２０で示す特性を有する。このＰＱ線図２０は、ポンプトルク一定線図２１に相応する。また、図２の（ｂ）図に示すように、ポンプ吐出圧Ｐ−ポンプトルクの関係であるＰＱ制御によるポンプトルク線図２２で示す特性を有する。
【００３１】
なお上述したようにメインポンプ２の吐出圧をＰ、押し除け容積をｑ、また、ポンプトルクをＴｐ、機械効率をηｍとすると、
Ｔｐ＝（Ｐ×ｑ）／（６２８×ηｍ） …………（１）
の関係にあることが知られている。
【００３２】
また、この油圧ショベルが有する基本特性として、図３に示すように、ＰＱ線図移動特性を有する。同図３中、２３はエンジン１の目標回転数に基づく最大ポンプトルクＴに相応するＰＱ線図であり、２４は前述した最大ポンプトルクよりも低い低トルクに相応するＰＱ線図である。
【００３３】
また、この油圧ショベルが有する基本特性として、図４に示すエンジン１の目標回転数−トルクの関係で示すエンジン最大トルク線図２５で示す特性、及びこのエンジン最大トルク線図２５を超えないように抑えられる最大ポンプトルク線図２６で示す特性を有する。最大ポンプトルクＴは、エンジン１の目標回転数が比較的小さいｎ１のとき、最大ポンプトルク線図２６上の最小値Ｔｐ１となり、エンジン１の回転数が定格回転数に相応する目標回転数ｎ２になると、最大ポンプトルク線図２６上の最大値Ｔｐ２となる。
【００３４】
図４に示す最大ポンプトルク線図２６上で最大値Ｔｐ２となるときのＰＱ線図は、図３のＰＱ線図２３となり、図４に示す最大ポンプトルク線図２６上で最小値Ｔｐ１となるときのＰＱ線図は、例えば図３のＰＱ線図２４のようになる。
【００３５】
また、この油圧ショベルが有する基本特性として、図５に示すように、操作装置５の操作に伴うポジション制御弁８の作動によるポジション制御特性を有する。同図５には、メインポンプ２の吐出圧ＰがＰ１のときのポジション制御線図２７を示してある。
【００３６】
図１に示すように、ポジション制御弁８とトルク制御弁７とはタンデムに接続してあることから、この油圧ショベルにあっては、ポンプ吐出圧ＰがＰ１のときには、図５のＰＱ線図２０とポジション制御線図２７のうちの最小値に応じて最大ポンプトルクが制御されるようになっている。
【００３７】
図６は図１に示す建設機械、すなわち油圧ショベルが保有するエンジン制御特性を示す図、図７は車体制御コントローラに記憶されるパイロット圧−押し除け容積特性を示す図である。
【００３８】
この油圧ショベルは、図６に示すように、エンジン制御特性として例えば電子ガバナ制御によって実現されるアイソクロナス特性を有している。
【００３９】
また、上述した車体制御コントローラ１３には、図７に示すように、操作装置５の操作量に相応するパイロット圧Ｐｉとメインポンプ２の押し除け容積ｑの関係を記憶させてある。パイロット圧Ｐｉの増加に伴って、メインポンプ２の押し除け容積ｑが次第に増加する関係になっている。
【００４０】
また、車体制御コントローラ１３は、エンジン１の目標回転数Ｎｒと実回転数Ｎｅとの回転数偏差ΔＮに応じてトルク補正値、すなわちスピードセンシングトルクΔＴを求め、このスピードセンシングトルクΔＴに基づいて、トルク制御弁７、ポジション制御弁８で構成されるトルク調整手段によって調整される最大ポンプトルクの目標値Ｔを決めるスピードセンシング制御手段を備えている。
【００４１】
図８は、この車体制御コントローラに含まれるスピードセンシング制御手段を示すブロック図である。
【００４２】
この図８に示すように、スピードセンシング制御手段は、エンジン１の目標回転数Ｎｒと実回転数Ｎｅとの回転数偏差ΔNを求める減算部４０と、前述した図４に示す最大ポンプトルク線図、すなわち目標回転数Ｎｒと駆動制御トルクＴｂとの関係である最大ポンプトルク線図が設定される馬力制御トルク演算部４１と、減算部４０から出力される回転数偏差ΔＮに応じた今回のスピードセンシングトルクΔＴを求める補正トルク演算部４２と、上述の馬力制御トルク演算部４１から出力される馬力制御トルクＴｂと補正トルク演算部４２から出力される今回のスピードセンシングトルクΔＴとを加算する加算部４３とを含み、この加算部４３で求められた最大ポンプトルクの目標値Ｔを前述した図１に示す電磁弁１６の制御部に出力する。
【００４３】
そして特に、この第１実施形態は、車体制御コントローラ１３が、エンジン１が目標回転数Ｎｒに保持されているとき、図１に示す操作装置５の非操作状態からの操作に伴ってエンジン回転数の落ち込みであるエンジンラグダウンが生じた際、上述のスピードセンシングトルクのうちの今回のスピードセンシングトルクΔＴが、前回求められたスピードセンシングトルクΔＴprv よりも大きくなった後に、例えば前回のスピードセンシングトルクΔＴprv よりも大きくなった時点から、上述のスピードセンシングトルク制御手段によって決定される最大ポンプトルクの目標値Ｔよりも小さい最大ポンプトルクＴとなるように、上述のトルク調整手段を所定の待ち時間Ｃ１だけ抑制し、この所定の待ち時間Ｃ１の経過直後にはポンプトルクをスピードセンシング制御手段によって決定される最大ポンプトルクの目標値に復帰させるように制御するポンプトルク抑制手段を備えている。
【００４４】
このポンプトルク抑制手段は、後述する車体制御コントローラ１３で実施される図９のフローチャートに示す処理手順に含まれるものであって、例えば前回のスピードセンシングトルクΔＴprv に応じた前回の最大ポンプトルクＴを上述した所定の待ち時間Ｃ１維持する手段から成っている。
【００４５】
また、所定の待ち時間Ｃ１は、エンジン１の機種を考慮して設定される。また例えば、エンジン１を目標回転数Ｎｒである定格回転数に保持した状態で、操作装置５を非操作から最大負荷まで操作した際に生じるエンジンラグダウンにおけるエンジン１の目標回転数Ｎｒへの復帰時間などを考慮して設定される。今は、例えばＣ１＝１．２秒に設定してある。
【００４６】
以下、上述した第１実施形態の動作について、図９に示すフローチャートに従って説明する。また、適宜図１０も用いて説明をおこなう。図１０は、この第１実施形態で得られる時間−エンジン回転数特性、及び時間−最大ポンプトルク特性を示す図である。
【００４７】
車体制御コントローラ１３は、はじめに図９の手順Ｓ１に示すように、目標回転数指示器１２から入力された信号に基づいて、エンジン１の目標回転数Ｎｒを求める演算をおこなう。また、手順Ｓ２に示すように、エンジンコントローラ１５を介して回転センサ１ａから入力された信号に基づいてエンジン１の実回転数Ｎｅを求める演算をおこなう。また、手順Ｓ３に示すように、スピードセンシング制御手段の駆動制御トルク演算部４１で、エンジン１の目標回転数Ｎｒに応じた馬力制御トルクＴｂを求める演算をおこなう。また、手順Ｓ４に示すように、スピードセンシング制御手段の減算部４０で、上述の目標回転数Ｎｒと上述の実回転数Ｎｅとの回転数偏差ΔＮを求めるとともに、スピードセンシング制御手段の補正トルク演算部４２で、回転数偏差ΔＮに応じた今回のスピードセンシングトルクΔＴを求める演算をおこなう。
【００４８】
次に、手順Ｓ５に示すように、今回のスピードセンシングトルクΔＴが前回のスピードセンシングトルクΔＴprv 以上になり、かつ、カウンタが０より大きいかどうか判断される。
【００４９】
今の場合、操作装置５の操作が開始された直後であり、エンジンラグダウンが発生してエンジン１の回転数は図１０の（ａ）図の操作開始点５０から下がり始める。これに伴って今回のスピードセンシングトルクΔＴが前回のスピードセンシシングトルクΔＴprv よりも小さくなって、図１０の（ｂ）図の矢印５７に示すように、スピードセンシング制御手段の加算部４３で求められる最大ポンプトルクの目標値Ｔは低下し始める。
【００５０】
なお、図１０の（ａ）図における５１は、この第１実施形態の特徴であるポンプ抑制手段が備えられていない従前の単にスピードセンシング制御手段を備えた建設機械において得られる時間−エンジン回転数特性を示し、５２は、この第１実施形態における時間−エンジン回転数特性を示している。また、同図１０の（ｂ）図における５５は、この第１実施形態の特徴であるポンプトルク抑制手段が備えられていない従前の単にスピードセンシング制御手段を備えた建設機械において得られる時間−最大ポンプトルク特性を示し、５６は、この第１実施形態における時間−最大ポンプトルク特性を示している。
【００５１】
したがって、操作装置５の操作が開始された直後では、上述のように今回のスピードセンシングトルクΔＴは、前回のスピードセンシングトルクΔＴprv よりも小さく、図９に示す手順Ｓ５の判断はＮｏとなり、手順Ｓ６に移る。
【００５２】
この手順Ｓ６では、カウンタに所定の待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）を設定する処理がおこなわれ、手順Ｓ７に移る。
【００５３】
この手順Ｓ７では、前回のスピードセンシングトルクΔＴprv を今回求められたスピードセンシングトルクΔＴに置き換える処理がおこなわれ、手順Ｓ８に移る。
【００５４】
この手順Ｓ８では、スピードセンシング制御手段の加算部４３で、手順Ｓ３で求められた馬力制御トルクＴｂに、今回求められたスピードセンシングトルクΔＴを加えて最大ポンプトルクの目標値Ｔを求める演算がおこなわれ、手順Ｓ９に移る。
【００５５】
手順Ｓ９では、手順Ｓ８で求めた最大ポンプトルクの目標値Ｔに相当する制御信号を図１に示す電磁弁１６の制御部に出力する処理がおこなわれる。
【００５６】
すなわち、上述した手順Ｓ５−Ｓ６−Ｓ７−Ｓ８−Ｓ９と続く処理は、従前の単にスピードセンシング制御手段を備えた建設機械におけるのと同様に、スピードセンシング制御手段に基づく処理である。
【００５７】
なお、図１に示す傾転制御アクチュエータ６は、トルク制御弁７、ポジション制御弁８を介して受圧室６ａに供給される圧油の圧力による力が、受圧室６ｂに供給されるパイロット圧による力よりも大きいと、スプール６ｃが同図１の右方向に移動し、矢印３０に示すようにメインポンプ２の傾転角が減少する。また逆に、受圧室６ｂの圧力による力が受圧室６ａの圧力による力よりも大きいと、スプール６ｃが同図１の左方向に移動し、矢印３１に示すようにメインポンプ２の傾転角が増加する。
【００５８】
また、トルク制御弁７は、例えば受圧室７ｄに与えられるメインポンプ２の吐出圧Ｐによる力と、電磁弁１６を介して受圧室７ｃに与えられるパイロット圧による力の合力が、ばね７ｂの力よりも大きくなると、スプール７ａが同図１の左方向に移動し、傾転制御アクチュエータ６の受圧室６ａに圧油を供給する傾向、すなわちメインポンプ２の傾転角を減少させる傾向となる。逆に、受圧室７ｄに与えられる圧力による力と、受圧室７ｃに与えられる圧力による力との合力が、ばね７ｂの力よりも小さくなると、スプール７ａが同図１の右方向に移動し、傾転制御アクチュエータ６の受圧室６ａの圧油をタンク４に戻す傾向、すなわちメインポンプ２の傾転角を増加させる傾向となる。
【００５９】
また、車体制御コントローラ１３から出力される制御信号の値が大きくなるに従って、電磁弁１６がばね１６ａの力に抗して図１の下段位置側に切り換えられる傾向となり、トルク制御弁７の受圧室７ｃは電磁弁１６を介してタンク４に油を戻す傾向となる。したがって、このようなときには、メインポンプ２の傾転角を増加させる傾向となる。すなわち、トルク制御弁７は、受圧室７ｄ及び受圧室７ｃの圧力による力と、ばね７ｂの力との大小関係でスプール７ａが移動する。
【００６０】
また、ポジション制御弁８は、操作装置５の操作に伴ってパイロット管路３２を介して導かれるパイロット圧ｐｉによる力が、ばね８ａの力よりも大きくなると、スプール８ｂが同図１の右方向に移動し、傾転制御アクチュエータ６の受圧室６ａの圧油をタンク４に戻す傾向、すなわちメインポンプ２の傾転角を増加させる傾向となる。逆に、パイロット管路３２を介して導かれるパイロット圧による力が、ばね８ａの力よりも小さくなると、スプール８ｂが同図１の左方向に移動し、傾転制御アクチュエータ６の受圧室６ａにパイロットポンプ３からの圧油が供給される傾向、すなわちメインポンプ２の傾転角を減少させる傾向となる。
【００６１】
このようなトルク制御弁７、ポジション制御弁８を含むトルク調整手段の動作により、メインポンプ２の吐出圧Ｐに応じた傾転角、すなわち押し除け容積ｑに制御され、前述の（１）式によって求められる最大ポンプトルクＴ＝Ｔｐとなるように、メインポンプ２の最大ポンプトルクＴが調整される。
【００６２】
また、上述した図９の手順Ｓ５−Ｓ６−Ｓ７−Ｓ８−Ｓ９の処理がなされる間に、図１０の（ａ）図に示すエンジンラグダウン時のエンジン回転数が最低回転数に至り、同図１０の（ｂ）図に示す最大ポンプトルクＴが最も小さくなると、今回のスピードセンシングトルクΔＴが前回のスピードセンシングトルクΔＴprv以上となる事態が生じる。なお、このとき既に手順Ｓ６でカウンタは所定の待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）に設定されている。
【００６３】
したがって、図９の手順Ｓ５の判断が満足され、すなわち今回のスピードセンシングトルクΔＴが前回のスピードセンシングトルクΔＴprv 以上と判断され、かつ、カウンタの値が０より大きいと判断され、手順Ｓ１０に移る。
【００６４】
この手順Ｓ１０では、待ち時間Ｃ１の計測が開始され、手順Ｓ１１に移る。
【００６５】
手順Ｓ１１では、手順Ｓ３で求められた馬力制御トルクＴｂに、前回のスピードセンシングトルクΔＴprv を加算して、図１０の（ｂ）図の符号５９で示す前回の最大ポンプトルクＴを求める演算がおこなわれ、手順Ｓ９に移る。
【００６６】
手順Ｓ９では、手順Ｓ１１で求めた前回の最大ポンプトルクＴに相当する制御信号を図１に示す電磁弁１６の制御部に出力する処理がおこなわれる。
【００６７】
同図９の手順Ｓ５−Ｓ１０−Ｓ１１−Ｓ９と続く処理は、この第１実施形態の特徴とするポンプトルク抑制手段の抑制制御の内容であり、所定の待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）の間、この処理が続けられる。すなわち、ポンプトルク抑制手段によるトルク制御弁７、ポジション制御弁８を含むトルク調整手段の抑制制御が実施される。
【００６８】
このポンプトルク抑制手段によるトルク調整手段の抑制制御の間、すなわち所定の待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）の間、最大ポンプトルクＴが、従前の単にスピードセンシング制御手段を備えた建設機械における最大ポンプトルクＴよりも小さくなるように、例えば符号５９で示す前回の最大ポンプトルクＴを維持し続けるように制御される。なお、従前のスピードセンシング制御手段による制御では、図１０の（ｂ）図の矢印５８に示すように最も小さい前回の最大ポンプトルクＴよりも次第に増加する傾向となる。
【００６９】
この待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）の間、エンジン１にかかる負荷が軽減されるので、エンジン１の回転数は図１０の（ａ）図の復帰時点５３で示すように、速やかに目標回転数Ｎｒに復帰する。
【００７０】
所定の待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）の経過直後には、最大ポンプトルクは、図１０の（ｂ）図に示すように、本来の最大ポンプトルクに復帰する。
【００７１】
図１０の（ａ）図に示すように、エンジンラグダウンを生じた際に、この第１実施形態では、従前の単にスピードセンシング制御手段を備えた建設機械に比べて時間ｔ１だけエンジン回転数を目標回転数Ｎｒに早く復帰させることができる。これに伴って、図１０の（ｂ）図に示すように、最大ポンプトルクＴも、従前の建設機械に比べて時間ｔ１ａだけ早く復帰させることができる。
【００７２】
なお、この第１実施形態では、図１０の（ａ）図に示すように、エンジン回転数を復帰時点５３で示すように目標回転数Ｎｒに復帰させた後に、微小なエンジンラグダウンを生じるが、この程度のエンジン回転数の低下は実用上無視し得るものである。同様に、図１０の（ｂ）図に示すように、最大ポンプトルクＴが本来の最大ポンプトルクＴに復帰した後に生じる最大ポンプトルクＴの微小な減少も実用上無視し得るものである。
【００７３】
上述のように、所定の待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）経過後には、スピードセンシング制御手段による最大ポンプトルクの目標値Ｔの決定がなされ、その目標値Ｔに応じてトルク調整手段が最大ポンプトルクＴを調整する。
【００７４】
このように第１実施形態によれば、ポンプトルク抑制手段によって、図１０の（ｂ）図の前回の最大ポンプトルク５９を所定の待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）の間維持させることによって、エンジンラグダウンを生じた際のエンジン回転数の目標回転数Ｎｒへの復帰を早めることができ、これに伴って最大ポンプトルクＴについても本来出し得る最大ポンプトルクＴへの復帰を早めることができる。したがって、このエンジンラグダウン時における作業の能率低下を短時間に抑えることができる。
【００７５】
図１１は本発明の第２実施形態で得られる時間−エンジン回転数特性、及び時間−最大ポンプトルク特性を示す図である。
【００７６】
図１１の（ａ）図に示す５０は、エンジンラグダウンの発生時、すなわち操作装置５の操作開始時点、５１は従前の単にスピードセンシング制御手段が備えられた建設機械における時間−エンジン回転数特性、６０は、この第２実施形態の時間−エンジン回転数特性、５４はエンジン回転数が目標回転数Ｎｒに復帰する従前の復帰時点、６１はエンジン回転数が目標回転数Ｎｒに復帰するこの第２実施形態の復帰時点である。
【００７７】
また、図１１の（ｂ）図に示す５９は、最も小さい最大ポンプトルクＴ、すなわち後述の基準値を構成する前回の最大ポンプトルクＴ、５５は従前の時間−最大ポンプトルク特性、６２は、この第２実施形態の時間−最大ポンプトルク特性である。
【００７８】
この第２実施形態は、ポンプトルク抑制手段が、前回の最大ポンプトルク５９を基準値として、所定の待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）の間、時間経過に従って徐々に最大ポンプトルクＴを基準値から増加させる手段から成っている。
【００７９】
図１１の（ｂ）図に示す第２実施形態の時間−最大ポンプトルク特性６２は、前述の図９の手順Ｓ５の判断で、今回のスピードセンシングトルクΔＴが、前回のスピードセンシングトルクΔＴprv 以上と判断され、手順Ｓ１１で駆動制御トルクＴｂに前回のスピードセンシングトルクΔＴprv を加えて最大ポンプトルクＴを求める演算に際し、例えばΔＴprv の値を時間経過に従って徐々に増加させるように構成することで実現できる。その他の構成は、前述した第１実施形態と同等である。
【００８０】
このように構成した第２実施形態も、所定の待ち時間Ｃ１（＝１．２秒）の間、図１１の（ｂ）図に示すように、従来のスピードセンシング制御手段による最大ポンプトルクＴよりも小さい値に最大ポンプトルクＴは抑えられるので、この間、エンジン１の負荷が軽減され、図１１の（ａ）図の復帰時点６１で示すように、エンジン回転数が目標回転数Ｎｒに復帰する時間を、従前に比べて時間ｔ２早めることができる。これに伴って、エンジンラグダウンの発生時に本来の最大ポンプトルクＴに復帰させる時間も、従前に比べて時間ｔ２ａ早めることができる。
【００８１】
したがって、前述した第１実施形態におけるのと同様に、エンジンラグダウン発生時における作業の能率低下を短時間に抑えることができる。
【００８２】
図１２は本発明の第３実施形態に含まれる車体制御コントローラにおける処理手順を示すフローチャート、図１３は本発明の第３実施形態に含まれる車体制御コントローラに備えられる設定手段を示す図、図１４は第３実施形態で得られる時間−エンジン回転数特性、及び時間−最大ポンプトルク特性を示す図である。
【００８３】
図１２に示すフローチャートにおける処理手順のうち、前述した第１実施形態に係る図９に示すフローチャートと異なる処理手順は、手順Ｓ１２だけである。その他の処理手順は、図９に示す処理手順と同等である。
【００８４】
また、図１３に示す設定手段は、図１２の手順Ｓ４で求められる今回のスピードセンシングトルクΔＴの値に応じて待ち時間Ｃ１を可変にさせる関係に設定してある。操作装置５を操作した際のエンジン負荷が大きいときには、求められる今回のスピードセンシングトルクΔＴの値が小さくなることから、比較的長い待ち時間Ｃ１が選定される。また、操作装置５を操作した際のエンジン負荷が小さいときには、求められる今回のスピードセンシングトルクΔＴの値が比較的大きくなることから、短い待ち時間Ｃ１が選定されるようになっている。
【００８５】
すなわち、この第３実施形態は、ポンプトルク抑制手段でトルク調整手段を抑制制御する際の所定の待ち時間Ｃ１を、スピードセンシングトルクΔＴの値に応じた可変時間としたものである。その他の構成は前述した第１実施形態と同等である。
【００８６】
なお、図１４の（ａ）図に示す５０は、エンジンラグダウンの発生時、すなわち操作装置５の操作開始時点、７０は従前の単にスピードセンシング制御手段が備えられた建設機械における時間−エンジン回転数特性、７１は、この第３実施形態の時間−エンジン回転数特性、７３は、エンジン回転数が目標回転数Ｎｒに復帰する従前の復帰時点、７２は、エンジン回転数が目標回転数Ｎｒに復帰するこの第３実施形態の復帰時点である。
【００８７】
また、図１４の（ｂ）図に示す７６は、最も小さい最大ポンプトルクＴ、すなわち図１２に示す手順Ｓ５の判断で今回のスピードセンシングトルクΔＴが前回のスピードセンシングトルクΔＴprv 以上と判断された時点の前回の最大ポンプトルクＴを示している。また、７４は従前の時間−最大ポンプトルク特性、７５は、この第３実施形態の時間−最大ポンプトルク特性である。
【００８８】
上述したようにこの第３実施形態で第１実施形態と異なるのは、図１２に示す手順Ｓ１２の処理であり、手順Ｓ５で今回のスピードセンシングトルクΔＴが前回のスピードセンシングトルクΔＴprv よりも小さいと判断されたときに、この手順Ｓ１２の処理が実行される。
【００８９】
この手順Ｓ１２の処理は、求められたスピードセンシングトルクΔＴに応じた所定の待ち時間Ｃ１を求める処理であり、図１３の設定手段から待ち時間Ｃ１が選定される。今仮に、エンジンラグダウン発生時のエンジン負荷が比較的小さくて、この待ち時間Ｃ１が０．６秒と選定された直後に、図１４の（ａ）図に示すエンジン回転数がエンジンラグダウン内の最低回転数となり、図１４の（ｂ）図の最大ポンプトルクＴが最も小さくなったものとすると、その後の図１２の手順Ｓ５の判断で、今回のスピードセンシングトルクΔＴが前回のスピードセンシングトルクΔＴprv 以上で、かつ、カウンタの値（Ｃ１）が０より大きいかどうかという判断がＹｅｓとなり、図１２の手順Ｓ５−Ｓ１０−Ｓ１１−Ｓ９と処理されて、図１４の（ｂ）図に示すように、待ち時間Ｃ１（＝０．６秒）の間、前述したポンプ抑制手段によるトルク調整手段の抑制制御が実施される。
【００９０】
これにより、図１４の（ａ）図に示すように、目標回転数Ｎｒへの復帰は従前に比べて時間ｔ３早くなり、これに伴って本来出し得る最大ポンプトルクへの復帰は従前に比べて時間ｔ３ａ早くなる。
【００９１】
このように構成した第３実施形態は、エンジンラグダウンを生じた際のエンジン負荷の大小に応じて待ち時間Ｃ１を適切な時間に変えることができるので、エンジン回転数の目標回転数Ｎｒへの復帰精度を高めることができ、このようなエンジンラグダウン発生時における作業能率低下の抑制にさらに貢献する。
【００９２】
図１５は本発明の第４実施形態に含まれる車体制御コントローラにおける処理手順を示すフローチャートである。
【００９３】
この第４実施形態に係る図１５に示すフローチャートにおける処理手順のうち、前述した第１実施形態に係る図９に示すフローチャートと異なるのは、手順Ｓ１３と手順Ｓ１４だけである。
【００９４】
この第４実施形態は、前述した図８に示すスピードセンシング制御手段の補正トルク演算部４２に、所定の閾値ΔＴａを設定してあり、今回のトルク補正値、すなわちスピードセンシングトルクΔＴが、所定の閾値ΔＴａよりも大きいときには、上述したポンプトルク抑制手段によるトルク調整手段の抑制制御を無効にさせる手段を備えている。図１５の手順Ｓ１３−Ｓ１４−Ｓ７−Ｓ８−Ｓ９と続く処理が、上述のポンプトルク抑制手段による抑制制御を無効にさせる手段の内容である。
【００９５】
所定の閾値ΔＴａは、例えば操作装置５によってなされるハーフ操作時に想定されるスピードセンシングトルクΔＴよりもわずかに小さい値に設定される。その他の構成は、前述した第１実施形態におけるのと同等である。
【００９６】
このように構成した第４実施形態は、例えばエンジン１を目標回転数Ｎｒに保持している状態で、非操作である操作装置５がハーフ操作され、このハーフ操作によってエンジンラグダウンを生じた際には、図１５の手順Ｓ４で求められるスピードセンシングトルクΔＴが所定の閾値ΔＴａよりも小さくならないので、手順Ｓ５−Ｓ１３−Ｓ１４−Ｓ７−Ｓ８−Ｓ９と処理され、従前通りのスピードセンシング制御手段による最大ポンプトルクの目標値Ｔが求められ、この目標値Ｔによってトルク制御弁７、ポジション制御弁８を含むトルク調整手段が抑制制御される。
【００９７】
従って、このようなエンジンラグダウンを生じた際に、エンジン回転数が目標回転数Ｎｒまで復帰する時間は、従前の単にスピードセンシング制御手段を備えた建設機械におけるのと同等である。一般にハーフ操作時におけるエンジン負荷は小さく、これによりエンジンラグダウンの規模が小さく、これによりエンジン回転数の目標回転数Ｎｒへの復帰が比較的早く、これに伴ってメインポンプ２が本来出し得る最大ポンプトルクＴへの復帰も早い。このような状況から、このハーフ操作時にあっては、エンジン回転数が目標回転数Ｎｒに復帰する際の作業能率の低下を無視することができる。
【００９８】
なお、例えば操作装置５を急操作し、エンジン１に大負荷がかかることに伴ってエンジンラグダウンを生じた際には、図１５の手順Ｓ４で求められる今回のスピードセンシングトルクΔＴが、所定の閾値ΔＴａより小さくなり、図１５の手順Ｓ１３の判断がＹｅｓとなって、手順Ｓ６で所定の待ち時間Ｃ１が設定される。したがって、今回のスピードセンシングトルクΔＴが、前回のスピードセンシングトルクΔＴprv 以上となったとき、カウンタの値（Ｃ１）が０より大きいことから、手順Ｓ５−Ｓ１０−Ｓ１１−Ｓ９と続く処理がなされ、前述した第１実施形態において述べたように、ポンプトルク抑制手段によるトルク調整手段の抑制制御が実施される。この処理動作については、前述した第１実施形態におけるのと同等である。
【００９９】
以上のように、この第４実施形態では、エンジンラグダウンを生じた際に、エンジン回転数の目標回転数Ｎｒへの復帰に時間がかかるような場合には、ポンプトルク抑制手段によるトルク調整手段の抑制制御を実施するものの、エンジン回転数の目標回転数Ｎｒへの復帰が短時間と考えられる場合には、ポンプトルク抑制手段による抑制制御を無効にするものである。このように構成した第４実施形態も、基本的には、ポンプトルク抑制手段によるトルク調整手段の抑制制御を実施可能とするものであり、前述した第１実施形態で得られる作用効果と同等の作用効果を得ることができる。
【０１００】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スピードセンシング制御手段を備えたものにあって、エンジンラグダウンが発生した際のエンジン回転数の目標回転数への復帰を早めることができ、これに伴ってエンジンラグダウンの発生に際しメインポンプが本来出し得る最大ポンプトルクに復帰するまでの時間も早めることができ、このエンジンラグダウン発生時における作業能率の低下を従来に比べて抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジンラグダウン抑制装置が備えられる建設機械の要部構成を示す図である。
【図２】図１に示す建設機械が保有する基本特性のうちのポンプ吐出圧−押し除け容積特性（ＰＱ特性に対応）、及びポンプ吐出圧−ポンプトルク特性を示す図である。
【図３】図１に示す建設機械が保有する基本特性のうちのＰＱ線図移動特性を示す図であるる
【図４】図１に示す建設機械が保有する基本特性のうちの目標回転数−トルク特性を示す図である。
【図５】図１に示す建設機械が保有する基本特性のうちのポジション制御特性を示す図である。
【図６】図１に示す建設機械が保有するエンジン制御特性を示す図である。
【図７】本発明のエンジンラグダウン抑制装置の第１実施形態に含まれる車体制御コントローラに記憶されるパイロット圧−押し除け容積特性を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に含まれる車体制御コントローラに備えられるスピードセンシング制御手段を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１実施形態に含まれる車体制御コントローラにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態で得られる時間−エンジン回転数特性、及び時間−最大ポンプトルク特性を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態で得られる時間−エンジン回転数特性、及び時間−最大ポンプトルク特性を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に含まれる車体制御コントローラにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態に含まれる車体制御コントローラに備えられる設定手段を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施形態で得られる時間−エンジン回転数特性、及び時間−最大ポンプトルク特性を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に含まれる車体制御コントローラにおける処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
１ａ 回転センサ
２ メインポンプ
５ 操作装置
７ トルク制御弁（トルク調整手段）
８ ポジション制御弁（トルク調整手段）
１２ 目標回転数指示器
１３ 車体制御コントローラ（ポンプトルク抑制手段）
１５ エンジンコントローラ
１６ 電磁弁
４０ 減算部
４１ 馬力制御トルク演算部
４２ 補正トルク演算部
４３ 加算部
５０ 操作開始時点
５２ 第１実施形態の時間−エンジン回転数特性
５３ 復帰時点
５６ 第１実施形態の時間−最大ポンプトルク特性
５７ 前回の最大ポンプトルク
６０ 第２実施形態の時間−エンジン回転数特性
６１ 復帰時点
６２ 第２実施形態の時間−最大ポンプトルク特性
７１ 第３実施形態の時間−エンジン回転数特性
７２ 復帰時点
７５ 第３実施形態の最大ポンプトルク特性
７６ 前回の最大ポンプトルク
ｔ１ 時間
ｔ１ａ 時間
ｔ２ 時間
ｔ２ａ 時間
ｔ３ 時間
ｔ３ａ 時間
Ｔｂ 馬力制御トルク
Ｃ１ 待ち時間
Ｔ 最大ポンプトルク（目標値）
ΔＴａ 所定の閾値
ΔＴprv 前回のスピードセンシングトルク
ΔＴ 今回のスピードセンシングトルク

Claims (5)

1. エンジンと、このエンジンによって駆動するメインポンプと、このメインポンプの最大ポンプトルクを調整するトルク調整手段と、上記メインポンプから吐出される圧油により駆動する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作する操作装置と、
   上記エンジンの目標回転数と実回転数との回転数偏差に応じてトルク補正値を求め、このトルク補正値に基づいて上記トルク調整手段によって制御される最大ポンプトルクの目標値を決めるスピードセンシング制御手段とを有する建設機械に備えられ、
   上記エンジンの回転数が目標回転数に保持されているときに、上記操作装置の非操作状態からの操作に伴って上記エンジン回転数の落ち込みであるエンジンラグダウンを生じた際、上記トルク補正値のうちの今回のトルク補正値が、前回のトルク補正値よりも大きくなった後に、上記スピードセンシング制御手段によって決定される最大ポンプトルクの上記目標値よりも小さい最大ポンプトルクとなるように、上記トルク調整手段を所定の待ち時間だけ抑制し、上記所定の待ち時間経過直後には上記ポンプトルクを上記スピードセンシング制御手段によって決定される最大ポンプトルクの上記目標値に復帰させるように制御するポンプトルク抑制手段を備えたことを特徴とする建設機械のエンジンラグダウン抑制装置。
2. 上記請求項１記載の発明において、
   上記ポンプトルク抑制手段は、上記前回のトルク補正値に応じた前回の最大ポンプトルクを上記所定の待ち時間維持する手段から成ることを特徴とする建設機械のエンジンラグダウン抑制装置。
3. 上記請求項１記載の発明において、
   上記ポンプトルク抑制手段は、上記前回のトルク補正値に応じた前回の最大ポンプトルクを基準値として、上記所定の待ち時間の間、時間経過に従って徐々に最大ポンプトルクを上記基準値から増加させる手段から成ることを特徴とする建設機械のエンジンラグダウン抑制装置。
4. 上記請求項１記載の発明において、
   上記所定の待ち時間が、上記トルク補正値に応じた可変時間から成ることを特徴とする建設機械のエンジンラグダウン抑制装置。
5. 上記請求項１記載の発明において、
   上記今回のトルク補正値が所定の閾値よりも大きいときは、上記ポンプトルク抑制手段による抑制制御を無効にさせる手段を備えたことを特徴とする建設機械のエンジンラグダウン抑制装置。

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