JP7119833B2 - Pump controller for construction machinery and construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は、可変容量型ポンプと固定容量型ポンプとを含むポンプ制御装置に関する。 The present invention relates to a pump controller including a variable displacement pump and a fixed displacement pump.
従来の油圧ショベルにおいて、ポンプレギュレータによって吐出量を変更できる可変容量型ポンプと、当該吐出量を変更できない固定容量型ポンプとを併用するものが知られている。例えば、特許文献１では、可変容量型ポンプでアタッチメント動作等を行う油圧アクチュエータを駆動する一方、固定容量型ポンプでドーザシリンダを駆動する油圧ショベルが開示されている。
Among conventional hydraulic excavators, there is known one that uses both a variable displacement pump whose discharge amount can be changed by a pump regulator and a fixed displacement pump whose discharge amount cannot be changed. For example,
このような油圧ショベルでは、固定容量型ポンプ（ドーザポンプ）を含む全ポンプの合計のポンプ圧に応じてトータルのポンプトルク（馬力）を一定に保つ制御が行われる。詳細には、全ポンプ圧からトータルのポンプトルクが算出され、算出されたポンプトルクがエンジンの許容トルクを超えないように可変容量型ポンプの吐出量が制御される。詳細には、ドーザ操作時において、トータルのポンプトルクが設定値を超えるおそれがある場合には、固定容量型ポンプのポンプ圧の上昇に応じて可変容量型ポンプのトルクを低減する減馬力制御が行われる。 In such a hydraulic excavator, control is performed to keep the total pump torque (horsepower) constant according to the total pump pressure of all pumps including fixed displacement pumps (dozer pumps). Specifically, the total pump torque is calculated from the total pump pressure, and the discharge amount of the variable displacement pump is controlled so that the calculated pump torque does not exceed the allowable torque of the engine. Specifically, during dozer operation, if there is a risk that the total pump torque will exceed the set value, power reduction control is performed to reduce the torque of the variable displacement pump according to the increase in the pump pressure of the fixed displacement pump. done.
ところが、ドーザ操作時点と、上述の減馬力制御による吐出量変更完了時点とには時間的遅れが生じるため、ドーザポンプ圧が急上昇した場合には減馬力制御が間に合わず、オーバトルクによるエンストが発生する可能性がある。 However, since there is a time delay between the time when the dozer is operated and the time when the discharge amount is changed by the above-mentioned horsepower reduction control, when the dozer pump pressure suddenly rises, the horsepower reduction control cannot be done in time, and the engine may stall due to overtorque. have a nature.
上記に鑑み、特許文献１では、ドーザポンプ（固定容量型ポンプ）のポンプ回路に可変リリーフ弁を設け、ドーザポンプの設定圧力を、ドーザシリンダの操作時に、予め設定された設定値まで予め設定された遅延時間をもって増加させるリリーフ圧漸増制御を行っている。
In view of the above, in
しかしながら、特許文献１の記載の発明では、馬力制御を行うために、固定容量型ポンプ（ドーザポンプ）のポンプ回路に可変リリーフ弁（電磁リリーフバルブ）を追加で設ける必要があり、コストが増加するという問題がある。
However, in the invention described in
そこで、本発明は、吐出量を変更できる可変容量型ポンプと吐出量を変更できない固定容量型ポンプとを備える建設機械において、より簡易な構成で減馬力制御を行うことが可能な技術を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a technique that enables horsepower reduction control with a simpler configuration in a construction machine equipped with a variable displacement pump whose discharge amount can be changed and a fixed displacement pump whose discharge amount cannot be changed. for the purpose.
上記目的を達成するために、本発明は、吐出量を変更できる可変容量型ポンプの吸収トルクを設定する吸収トルク設定手段と、前記吸収トルクと前記可変容量型ポンプのポンプ圧とに基づいて、前記可変容量型ポンプの吐出量を制御するポンプ制御手段と、前記吐出量を変更できない固定容量型ポンプの作動を検出する作動検出手段と、前記作動検出手段により前記固定容量型ポンプの作動が検出されたことに応答して、前記吸収トルクの低減に用いられる第１トルク低減値を出力する第１出力部と、エンジン目標回転数とエンジン実回転数との偏差に基づいて、前記吸収トルクの低減に用いられる第２トルク低減値を出力する第２出力部と、前記第１トルク低減値と前記第２トルク低減値とに基づいて、前記可変容量型ポンプのポンプトルク低減量を決定する決定手段と、を備え、前記決定手段は、前記固定容量型ポンプの作動が検出されてからの経過時間が大きくなるにつれて、前記第１トルク低減値の重み付けを小さく、前記第２トルク低減値の重み付けを大きくすることを特徴とする、建設機械のポンプ制御装置を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides absorption torque setting means for setting absorption torque of a variable displacement pump capable of changing the discharge amount, and based on the absorption torque and the pump pressure of the variable displacement pump, Pump control means for controlling the discharge amount of the variable displacement pump, operation detection means for detecting operation of the fixed displacement pump whose discharge amount cannot be changed, and operation of the fixed displacement pump is detected by the operation detection means. A first output unit that outputs a first torque reduction value used to reduce the absorption torque in response to the absorption torque, based on the deviation between the engine target rotation speed and the engine actual rotation speed. A determination for determining a pump torque reduction amount of the variable displacement pump based on a second output unit that outputs a second torque reduction value used for reduction, and the first torque reduction value and the second torque reduction value wherein the determining means reduces the weighting of the first torque reduction value and the weighting of the second torque reduction value as the elapsed time from detection of the operation of the fixed displacement pump increases. To provide a pump control device for a construction machine characterized by enlarging .
ここで、前記作動検出手段は、レバー操作量を検出するレバー操作検出センサを含み、前記レバー操作量は、前記固定容量型ポンプを油圧源として駆動する駆動対象を操作するためのレバーの操作量であり、前記作動検出手段は、前記レバー操作検出センサによって検出された前記レバー操作量に基づいて、前記固定容量型ポンプの作動を検出するのが好ましい。 Here, the actuation detection means includes a lever operation detection sensor that detects a lever operation amount, and the lever operation amount is an operation amount of a lever for operating an object to be driven using the fixed displacement pump as a hydraulic pressure source. and the operation detection means preferably detects the operation of the fixed displacement pump based on the lever operation amount detected by the lever operation detection sensor.
また、前記第１トルク低減値は、前記レバー操作の操作量が大きいほど大きくなるのが好ましい。 Moreover, it is preferable that the first torque reduction value increases as the operation amount of the lever operation increases.
更に、前記作動検出手段は、前記固定容量型ポンプのポンプ圧を検出するポンプ圧センサを含み、前記第１トルク低減値は、前記ポンプ圧センサによって検出された前記ポンプ圧が大きいほど大きくなるのが好ましい。 Further, the operation detection means includes a pump pressure sensor that detects the pump pressure of the fixed displacement pump, and the first torque reduction value increases as the pump pressure detected by the pump pressure sensor increases. is preferred.
また、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体上に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記下部走行体に設けられ、ドーザシリンダによって駆動するドーザと、吐出量を変更できる可変容量型ポンプと、前記吐出量を変更できない固定容量型ポンプとして構成され、前記ドーザシリンダの油圧源であるドーザポンプと、前記可変容量型ポンプの吸収トルクを設定する吸収トルク設定手段と、前記吸収トルクと前記可変容量型ポンプのポンプ圧とに基づいて、前記可変容量型ポンプの吐出量を制御するポンプ制御手段と、前記ドーザポンプの作動を検出する作動検出手段と、前記作動検出手段により前記ドーザポンプの作動が検出されたことに応答して、前記吸収トルクを低減するための第１トルク低減値を出力する第１出力部と、エンジン目標回転数とエンジン実回転数との偏差に基づいて、前記吸収トルクを低減するための第２トルク低減値を出力する第２出力部と、前記第１トルク低減値と前記第２トルク低減値とに基づいて、前記可変容量型ポンプのポンプトルク低減量を決定する決定手段と、を備え、前記決定手段は、前記ドーザポンプの作動が検出されてからの経過時間が大きくなるにつれて、前記第１トルク低減値の重み付けを小さく、前記第２トルク低減値の重み付けを大きくすることを特徴とする建設機械を更に提供している。 Further, the present invention comprises a lower traveling body, an upper revolving body rotatably mounted on the lower traveling body, a dozer provided on the lower traveling body and driven by a dozer cylinder, and a variable dozer capable of changing the discharge amount. a displacement pump, a dozer pump configured as a fixed displacement pump whose discharge amount cannot be changed and serving as a hydraulic source for the dozer cylinder, absorption torque setting means for setting an absorption torque of the variable displacement pump, and the absorption torque. and the pump pressure of the variable displacement pump, pump control means for controlling the discharge amount of the variable displacement pump, operation detection means for detecting the operation of the dozer pump, and operation of the dozer pump by the operation detection means. Based on the deviation between the target engine speed and the actual engine speed, the a second output unit that outputs a second torque reduction value for reducing absorption torque; and a pump torque reduction amount of the variable displacement pump based on the first torque reduction value and the second torque reduction value. determining means for determining, the determining means weighting the first torque reduction value less and weighting the second torque reduction value as the elapsed time from detection of the operation of the dozer pump increases. The present invention further provides a construction machine characterized by enlarging .
請求項１に記載のポンプ制御装置によれば、固定容量型ポンプの作動検出直後は第１トルク低減値の重み付けが大きく、第２トルク低減値の重み付けが小さくなるため、固定容量型ポンプに対する負荷の急激な立ち上がりに対応できる。その後、徐々に第１トルク低減値が小さく、第２トルク低減値の重み付けが大きくなっていくため、エンジン出力とポンプ負荷との双方を考慮した制御が可能である。そのため、吐出量を変更できる可変容量型ポンプと吐出量を変更できない固定容量型ポンプとを備える建設機械において、電磁リリーフバルブ等を追加することなく、より簡易な構成で減馬力制御を行うことが可能である。
According to the pump control device of
請求項２に記載の建設機械のポンプ制御装置によれば、レバー操作検出センサによって検出されるレバー操作量に基づいて固定容量型ポンプの作動が検出される。よって、固定容量型ポンプにポンプ圧センサを設け、当該ポンプ圧センサを用いて固定容量型ポンプの作動を検出する場合等に比べて、コストを低減することが可能である。 According to the construction machine pump control device of the second aspect, the operation of the fixed displacement pump is detected based on the lever operation amount detected by the lever operation detection sensor. Therefore, the cost can be reduced compared to the case where the fixed displacement pump is provided with a pump pressure sensor and the pump pressure sensor is used to detect the operation of the fixed displacement pump.
請求項３に記載のポンプ制御装置によれば、第１トルク低減値は、レバー操作量が大きいほど大きくなるため、レバー操作量が小さく固定容量型ポンプの負荷も小さいと想定される場合に、可変容量型ポンプのポンプトルク低減量が過大にならずに済む。
According to the pump control device of
請求項４に記載のポンプ制御装置によれば、第１トルク低減値は、ポンプ圧センサで検出される固定容量型ポンプのポンプ圧が大きいほど大きくなるため、固定容量型ポンプの負荷が小さい場合に、可変容量型ポンプのポンプトルク低減量が過大にならずに済む。また、固定容量型ポンプのポンプ圧の実測値に基づき第１トルク低減値が出力されるため、レバー操作の操作量に応じて第１トルク低減値を出力する場合に比べて、当該第１トルク低減値をより正確に出力することも可能である。
According to the pump control device of
請求項５に記載の建設機械によれば、吐出量を変更できる可変容量型ポンプと吐出量を変更できない固定容量型ポンプであるドーザポンプとを備える建設機械において、電磁リリーフバルブ等を追加することなく、より簡易な構成で減馬力制御を行うことが可能である。 According to the construction machine described in claim 5, the construction machine equipped with the variable displacement pump whose discharge amount can be changed and the dozer pump which is a fixed displacement pump whose discharge amount cannot be changed can be used without adding an electromagnetic relief valve or the like. , it is possible to perform the horsepower reduction control with a simpler configuration.
＜１．第１実施形態＞
本発明の第１実施形態による建設機械のポンプ制御装置について図１乃至図４に基づき説明する。ここでは、建設機械の一例として図１に示す油圧ショベル１を例示する。
<1. First Embodiment>
A construction machine pump control system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. Here, the
油圧ショベル１は、図１に示されるように、クローラ式の下部走行体１１と、下部走行体１１上に旋回自在に搭載された上部旋回体１２と、上部旋回体１２に装着される作業アタッチメント１３とを備えて構成されている。
The
下部走行体１１には、ドーザ１４が装着される。このドーザ１４は、図示しないドーザシリンダによって昇降駆動され、接地状態で走行しながら地面を平らにする地均し作業や、土を押して運ぶ土運び作業等を行う。
A
図２に示されるように、油圧ショベル１は、エンジン２を動力源として駆動する可変容量型ポンプ３，４と、同じくエンジン２を動力源として駆動する固定容量型ポンプ５とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
可変容量型ポンプ３，４は、下部走行体１１を旋回駆動する旋回モータ、及び作業アタッチメント１３の各動作のための油圧アクチュエータの油圧源として設けられるポンプの一例である。
The
可変容量型ポンプ３，４には、傾転（吐出流量）を変化させるためのポンプレギュレータ３１，４１が設けられている。可変容量型ポンプ３，４は、後述のポンプ制御部７からの傾転指令信号に応じてポンプレギュレータ３１，４１を介して傾転が制御される。
The
また、可変容量型ポンプ３，４には、可変容量型ポンプ３，４のポンプ圧を検出するポンプ圧センサ３３，４３が設けられている。ポンプ圧センサ３３，４３により検出された各ポンプ圧は、ポンプ制御装置１０のポンプ制御部７に入力される。
Further, the
固定容量型ポンプ５は、ドーザ１４のドーザシリンダ（図示せず）の油圧源として設けられるドーザポンプの一例である。可変容量型ポンプ３，４とは異なり、固定容量型ポンプ５にはポンプレギュレータが設けられていない。そのため、固定容量型ポンプ５の吐出流量は、変更されることなく、常に一定である。
The fixed displacement pump 5 is an example of a dozer pump provided as a hydraulic source for a dozer cylinder (not shown) of the
上述した可変容量型ポンプ３，４及び固定容量型ポンプ５に関しては、それらの合計のポンプ圧（トータルポンプ圧とも称する）に応じてトータルの最大ポンプ馬力を一定に保つための馬力一定制御が行われる。具体的には、全ポンプ圧からトータルのポンプトルクを算出し、算出されたポンプトルクがエンジン２の許容トルクを超えないように可変容量型ポンプ３，４の吐出量を制御している。
Regarding the
図２に示されるように、油圧ショベル１は、エンジン回転数検出部２５と、レバー操作検出センサ９とを備えている。
As shown in FIG. 2 , the
エンジン回転数検出部２５は、エンジン２のエンジン回転数（詳細には、エンジン実回転数Ｎｇ）を検出し、後述の第２出力部８２に出力する。
The engine
レバー操作検出センサ９は、ドーザ１４を操作するレバー（図示せず）のレバー操作量Ｓを検出し、後述の第１出力部８１に出力する。なお、レバー操作検出センサ９は、本発明に係る作動検出手段の一例である。また、ドーザ１４は、固定容量型ポンプ５を油圧源として駆動し、レバー（図示せず）によって操作されることから、本発明に係る駆動対象の一例である。
The lever
続いて、可変容量型ポンプ３，４のポンプ圧を制御するポンプ制御装置１０（図２の破線で囲んだ部分）について説明する。
Next, the pump control device 10 (the portion surrounded by the dashed line in FIG. 2) that controls the pump pressures of the
ポンプ制御装置１０は、吸収トルク設定部６と、ポンプ制御部７と、第１出力部８１と、第２出力部８２と、トルク低減量決定部８３とを備えて構成される。
The
吸収トルク設定部６は、可変容量型ポンプ３，４の吸収トルク（ポンプトルク）を設定する処理部である。
The absorption
ポンプ制御部７は、吸収トルク設定部６から入力される吸収トルクと可変容量型ポンプ３，４の各ポンプ圧とに基づいて、可変容量型ポンプ３，４の各吐出量（傾転）を制御する処理部である。詳細には、ポンプ制御部７は、各傾転指令信号をポンプレギュレータ３１，４１に出力し、ポンプレギュレータ３１，４１を介して可変容量型ポンプ３，４の各吐出量を制御する。
The
第１出力部８１は、吸収トルク設定部６から出力される吸収トルクの低減に用いられる第１トルク低減値Ｔ３を出力する処理部である。
The
具体的には、第１出力部８１は、レバー操作検出センサ９から出力されたレバー操作量Ｓに基づき、ドーザ１４のレバー操作が行われたことを固定容量型ポンプ５（ドーザポンプ）の作動として検出する。固定容量型ポンプ５の作動が検出されると、第１出力部８１は、下記の式（１）を用いて第１トルク低減値Ｔ３を算出する。
Specifically, based on the lever operation amount S output from the lever
Ｔ３＝ＰＰ３ｍａｘ×ｑ３÷２π （１） T3= PP3max ×q3÷2π (1)
式（１）において、ＰＰ３ｍａｘ（Ｍｐａ）は、固定容量型ポンプ５のリリーフ設定圧（最大値）である。ｑ３（ｃｃ／ｒｅｖ）は、固定容量型ポンプ５の吐出量である。Ｔ３（Ｎ・ｍ）は、式（１）によって算出される第１トルク低減値である。 In equation (1), PP3 max (Mpa) is the relief set pressure (maximum value) of the fixed displacement pump 5 . q3 (cc/rev) is the discharge amount of the fixed displacement pump 5; T3 (N·m) is the first torque reduction value calculated by Equation (1).
第１出力部８１は、式（１）によって算出された第１トルク低減値Ｔ３をトルク低減量決定部８３に出力する。
The
第２出力部８２は、吸収トルク設定部６から出力される吸収トルクを低減するための第２トルク低減値Ｔｅｓｓを出力する処理部である。
The
具体的には、第２出力部８２は、エンジン目標回転数Ｎｇｒとエンジン実回転数Ｎｇとの偏差に基づく下記の式（２）を用いて第２トルク低減値Ｔｅｓｓを出力する。
Specifically, the
Ｔｅｓｓ＝Ｋｐ×（Ｎｇｒ－Ｎｇ）＋Ｋｉ∫（Ｎｇｒ－Ｎｇ）ｄｔ （２） T ess =K p ×(N gr −N g )+K i ∫(N gr −N g )dt (2)
式（１）において、Ｎｇｒは予め設定されたエンジン目標回転数であり、Ｎｇはエンジン回転数検出部２５から出力されたエンジン実回転数である。ＫｐはＰＩ制御における比例ゲイン、Ｋｉは同じくＰＩ制御における積分ゲインである。Ｔｅｓｓ（Ｎ・ｍ）は、式（２）によって算出される第２トルク低減値である。
In equation (1), N gr is a preset engine target rotation speed, and N g is an actual engine rotation speed output from the engine rotation
第２出力部８２は、式（２）によって算出された第２トルク低減値Ｔｅｓｓをトルク低減量決定部８３に出力する。
The
トルク低減量決定部８３は、第１トルク低減値Ｔ３及び第２トルク低減値Ｔｅｓｓに基づいて、可変容量型ポンプ３，４のポンプトルク低減量Ｔｄを決定する処理部である。
The torque reduction
具体的には、トルク低減量決定部８３は、固定容量型ポンプ５の作動が検出されてからの時間（以下、単に経過時間Ｔとも称する）に基づく下記の式（３）を用いてポンプトルク低減量Ｔｄを決定する。
Specifically, the torque reduction
Ｔｄ＝α×Ｔ３＋（１－α）×Ｔｅｓｓ （３） Td=α×T3+(1−α)× Tess (3)
式（３）において、αは、図３のグラフで示される特性、すなわち、経過時間Ｔが大きくなるにつれて小さくなるという特性を有する係数である。詳細には、係数αは、経過時間Ｔが０（Ｔ＝０）の場合に「１」となり、その後、経過時間Ｔが大きくなるほど小さくなり、経過時間ＴがＴｎになった時点（Ｔ＝Ｔｎ）で「０」になる。よって、式（３）によれば、経過時間Ｔが大きくなるほど、第１トルク低減値Ｔ３の重み付けが小さく、かつ、第２トルク低減値Ｔｅｓｓの重み付けが大きくなるように、ポンプトルク低減量Ｔｄが決定される。 In Equation (3), α is a coefficient that has the characteristic shown in the graph of FIG. 3, that is, the characteristic that it decreases as the elapsed time T increases. Specifically, the coefficient α becomes “1” when the elapsed time T is 0 (T=0), then decreases as the elapsed time T increases, and becomes smaller when the elapsed time T becomes Tn (T=Tn ) becomes “0”. Therefore, according to the formula (3), the pump torque reduction amount Td is calculated so that the greater the elapsed time T, the smaller the weighting of the first torque reduction value T3 and the larger the weighting of the second torque reduction value Tess . is determined.
トルク低減量決定部８３は、式（３）によって算出されたポンプトルク低減量Ｔｄを出力する。詳細には、トルク低減量決定部８３は、吸収トルク設定部６とポンプ制御部７との間に設けられた減算器にポンプトルク低減量Ｔｄを出力する。当該減算器は、吸収トルク設定部６から出力された吸収トルクをポンプトルク低減量Ｔｄに基づいて低減し、低減された低減吸収トルクをポンプ制御部７に出力する。
The torque reduction
図２に示されるように、トルク低減量決定部８３には、レバー操作検出センサ９から出力されるレバー操作量Ｓが入力される。トルク低減量決定部８３は、レバー操作量Ｓが入力されたことを固定容量型ポンプ５の作動として検出する。固定容量型ポンプ５の作動が検出されると、トルク低減量決定部８３は、経過時間Ｔの計測を開始する。
As shown in FIG. 2 , the lever operation amount S output from the lever
続いて、図４のフローチャートを参照しながら、本実施形態におけるポンプ制御装置１０（トルク低減量決定部８３）の動作について説明する。なお、図４のフローチャートの処理は一定のタイミングで繰り返し実行される。 Next, the operation of the pump control device 10 (torque reduction amount determining section 83) in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. It should be noted that the processing of the flowchart of FIG. 4 is repeatedly executed at a constant timing.
ステップＳ１において、トルク低減量決定部８３は、固定容量型ポンプ５の作動が検出された否かを判定する。上述したように、本実施形態では、ドーザ１４のレバー操作が固定容量型ポンプ５（ドーザポンプ）の作動として検出される。
In step S1, the torque reduction
固定容量型ポンプ５の作動が検出されると（すなわち、ドーザ１４のレバー操作が行われると）（Ｓ１：ＹＥＳ）、トルク低減量決定部８３は、経過時間Ｔのカウントを開始する（ステップＳ２）。
When the operation of the fixed displacement pump 5 is detected (that is, when the lever of the
ステップＳ３において、トルク低減量決定部８３は、経過時間Ｔに基づいて係数αを決定する。係数αを決定した後、トルク低減量決定部８３は、上述の式（３）を用いてポンプトルク低減量Ｔｄを算出する（ステップＳ４）。
In step S3, the torque reduction
ステップ５では、固定容量型ポンプ５の作動（すなわち、ドーザ１４のレバー操作）が終了したか否かが判定される。固定容量型ポンプ５の作動が終了したと判定されると（Ｓ５：ＹＥＳ）、図４のフローチャートの処理が終了する。一方、固定容量型ポンプ５の作動が終了していないと判定されると（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、上述した処理が繰り返される。 In step 5, it is determined whether or not the operation of the fixed displacement pump 5 (that is, the operation of the lever of the dozer 14) has ended. When it is determined that the operation of the fixed displacement pump 5 has ended (S5: YES), the processing of the flowchart of FIG. 4 ends. On the other hand, if it is determined that the operation of the fixed displacement pump 5 has not ended (S5: NO), the process returns to step S3 and the above-described processes are repeated.
他方、上述のステップＳ１において、固定容量型ポンプ５の作動が検出されない場合（すなわち、ドーザ１４のレバー操作が行われていない場合）（Ｓ１：ＮＯ）、トルク低減量決定部８３は、経過時間Ｔを初期化（Ｔ＝０）し（ステップＳ６）、更に、ポンプトルク低減量Ｔｄを初期化（Ｔｄ＝０）する（ステップＳ７）。
On the other hand, when the operation of the fixed displacement pump 5 is not detected in the above-described step S1 (that is, when the lever operation of the
上述した実施形態によるポンプ制御装置１０によれば、固定容量型ポンプ５の作動検出直後は、第１トルク低減値Ｔ３の重み付けが大きく、第２トルク低減値Ｔｅｓｓの重み付けが小さいため、固定容量型ポンプ５に対する負荷の急激な立ち上がりに対応できる。その後、徐々に第１トルク低減値Ｔ３が小さく、第２トルク低減値Ｔｅｓｓの重み付けが大きくなっていくため、エンジン出力とポンプ負荷との双方を考慮した制御が可能である。したがって、吐出量を変更できる可変容量型ポンプ３，４と吐出量を変更できない固定容量型ポンプ５とを備える油圧ショベル１において、電磁リリーフバルブ等を追加することなく、より簡易な構成で減馬力制御を行うことが可能である。
According to the
また、上述した実施形態によるポンプ制御装置１０によれば、ドーザ１４のレバー操作量Ｓに基づいて固定容量型ポンプ５の作動が検出される。よって、例えば、固定容量型ポンプ５にポンプ圧センサを別途設け、当該ポンプ圧センサを用いて固定容量型ポンプ５の作動を検出する場合に比べて、コストを低減することが可能である。
Further, according to the
＜２．第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態について図５に基づき説明する。第２実施形態では、固定容量型ポンプ５の実際のポンプ圧（実測値）に基づいてトルク低減量を決定する態様を例示する。以下、上記第１実施形態との相違点を中心に説明するものとし、既に説明した内容については適宜説明を省略する。
<2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. The second embodiment exemplifies a mode in which the torque reduction amount is determined based on the actual pump pressure (actually measured value) of the fixed displacement pump 5 . In the following, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of the contents that have already been described will be omitted as appropriate.
図５に示されるように、第２実施形態では、レバー操作検出センサ９（図２）が設けられず、その代りとして、ポンプ圧センサ５３が設けられる。ポンプ圧センサ５３は、固定容量型ポンプ５のポンプ圧を検出するためのセンサであり、固定容量型ポンプ５のポンプ圧ＰＰ３を実測値として出力する。
As shown in FIG. 5, in the second embodiment, the lever operation detection sensor 9 (FIG. 2) is not provided, and a
ポンプ圧センサ５３から出力されるポンプ圧ＰＰ３は、第１出力部８１と、トルク低減量決定部８３とにそれぞれ入力される。
Pump pressure PP3 output from
第１出力部８１は、ポンプ圧ＰＰ３に基づいて第１トルク低減値Ｔ３を算出する。具体的には、第１出力部８１は、下記の式（４）を用いて第１トルク低減値Ｔ３を算出する。
The
Ｔ３＝ＰＰ３×ｑ３÷２π （４） T3=PP3×q3÷2π (4)
式（４）において、ＰＰ３（Ｍｐａ）は、ポンプ圧センサ５３から出力された固定容量型ポンプ５のポンプ圧（実測値）である。ｑ３（ｃｃ／ｒｅｖ）は、第１実施形態と同様に固定容量型ポンプの吐出量を示している。Ｔ３（Ｎ・ｍ）は、トルク低減量決定部８３によるポンプトルク低減量Ｔｄの算出（式（３））に用いられる第１トルク低減値である。
In equation (4), PP3 (Mpa) is the pump pressure (actually measured value) of the fixed displacement pump 5 output from the
また、トルク低減量決定部８３は、入力されたポンプ圧ＰＰ３に基づいて固定容量型ポンプ５の作動を検出し、経過時間Ｔのカウントを開始する。
Further, the torque reduction
上記第１実施形態では、ポンプ圧センサ５３が設けられていないため、上述した式（１）に示されるように、第１トルク低減値Ｔ３の算出において、固定容量型ポンプ５のリリーフ設定圧ＰＰ３ｍａｘ（最大値）が用いられている。そのため、実際には、固定容量型ポンプ５の負荷が小さい場合であっても、第１トルク低減値Ｔ３が大きく設定され、結果として、可変容量型ポンプ３，４のトルクが必要以上に低減される場合がある。
Since the
これに対して、第２実施形態では、上述した式（４）に示されるように、第１トルク低減値Ｔ３の算出において、ポンプ圧センサ５３から出力されるポンプ圧ＰＰ３（実測値）が用いられる。そのため、固定容量型ポンプ５の負荷が小さい場合に、第１トルク低減値Ｔ３、ひいては、可変容量型ポンプ３，４のポンプトルク低減量Ｔｄが過大にならずに済む。また、固定容量型ポンプ５のポンプ圧ＰＰ３の実測値に基づき第１トルク低減値Ｔ３が出力される。よって、レバー操作の操作量の入力に伴って第１トルク低減値Ｔ３を出力する上記第１実施形態に比べて、当該第１トルク低減値Ｔ３をより正確に出力できる。
In contrast, in the second embodiment, the pump pressure PP3 (actually measured value) output from the
＜３．変形例＞
本発明による建設機械のポンプ制御装置は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
<3. Variation>
The construction machine pump control device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements are possible within the scope of the claims.
上述した実施形態では、第１トルク低減値Ｔ３を上述の式（１）を用いて算出する場合を例示したが、これに限定されず、図６に示されるレバー操作量Ｓに応じたグラフ（関数）に基づいて算出してもよい。図６に示されるグラフ（関数）では、レバー操作量Ｓが０からＳｎへ増加するのに伴って、第１トルク低減値Ｔ３も０から徐々に増加している。そして、レバー操作量ＳがＳｎになった時点で第１トルク低減値Ｔ３は最大値Ｔ３ｍａｘになる。その後、レバー操作量Ｓの増加に追従せず、第１トルク低減値Ｔ３は最大値Ｔ３ｍａｘを維持する。 In the above-described embodiment, the case where the first torque reduction value T3 is calculated using the above-described formula (1) was exemplified, but the present invention is not limited to this, and the graph ( function). In the graph (function) shown in FIG. 6, the first torque reduction value T3 gradually increases from 0 as the lever operation amount S increases from 0 to Sn. Then, when the lever operation amount S reaches Sn, the first torque reduction value T3 reaches the maximum value T3max . Thereafter, the first torque reduction value T3 maintains the maximum value T3max without following the increase in the lever operation amount S.
かかる変形例によれば、第１トルク低減値Ｔ３は、レバー操作量Ｓが大きいほど大きくなる可変値として出力される。そのため、レバー操作量Ｓが小さく固定容量型ポンプ５の負荷が小さいと想定される場合に、第１トルク低減値Ｔ３、ひいては、可変容量型ポンプ３，４のポンプトルク低減量Ｔｄが過大にならずに済む。
According to this modification, the first torque reduction value T3 is output as a variable value that increases as the lever operation amount S increases. Therefore, when it is assumed that the lever operation amount S is small and the load of the fixed displacement pump 5 is small, the first torque reduction value T3 and, by extension, the pump torque reduction amount Td of the
１ 油圧ショベル、２ エンジン、３，４ 可変容量型ポンプ、５ 固定容量型ポンプ、
６ 吸収トルク設定部、７ ポンプ制御部、９ レバー操作検出センサ、
１０ ポンプ制御装置、１１ 下部走行体、１２ 上部旋回体、
１３ 作業アタッチメント、１４ ドーザ、２５ エンジン回転数検出部、
３１，４１ ポンプレギュレータ、３３，４３ ポンプ圧センサ、５３ ポンプ圧センサ、
８１ 第１出力部、８２ 第２出力部、８３ トルク低減量決定部、
Ｎｇ エンジン実回転数、Ｎｇｒ エンジン目標回転数、ＰＰ３ ポンプ圧、
ＰＰ３ｍａｘ リリーフ設定圧、Ｓ レバー操作量、Ｔ 経過時間、Ｔ３ トルク低減値、
Ｔ３ｍａｘ 最大値、Ｔｄ ポンプトルク低減量、Ｔｅｓｓ トルク低減値、α 係数
1 hydraulic excavator, 2 engine, 3, 4 variable displacement pump, 5 fixed displacement pump,
6 absorption torque setting unit, 7 pump control unit, 9 lever operation detection sensor,
10 pump control device, 11 undercarriage, 12 upper rotating body,
13 work attachment, 14 dozer, 25 engine speed detector,
31, 41 pump regulator, 33, 43 pump pressure sensor, 53 pump pressure sensor,
81 first output unit, 82 second output unit, 83 torque reduction amount determination unit,
N g engine actual speed, N gr engine target speed, PP3 pump pressure,
PP3 max relief setting pressure, S lever operation amount, T elapsed time, T3 torque reduction value,
T3 max maximum value, Td pump torque reduction amount, Tess torque reduction value, α coefficient
Claims (5)
前記吸収トルクと前記可変容量型ポンプのポンプ圧とに基づいて、前記可変容量型ポンプの吐出量を制御するポンプ制御手段と、
前記吐出量を変更できない固定容量型ポンプの作動を検出する作動検出手段と、
前記作動検出手段により前記固定容量型ポンプの作動が検出されたことに応答して、前記吸収トルクの低減に用いられる第１トルク低減値を出力する第１出力部と、
エンジン目標回転数とエンジン実回転数との偏差に基づいて、前記吸収トルクの低減に用いられる第２トルク低減値を出力する第２出力部と、
前記第１トルク低減値と前記第２トルク低減値とに基づいて、前記可変容量型ポンプのポンプトルク低減量を決定する決定手段と、
を備え、
前記決定手段は、前記固定容量型ポンプの作動が検出されてからの経過時間が大きくなるにつれて、前記第１トルク低減値の重み付けを小さく、前記第２トルク低減値の重み付けを大きくすることを特徴とする、建設機械のポンプ制御装置。 Absorption torque setting means for setting the absorption torque of the variable displacement pump capable of changing the discharge amount;
pump control means for controlling the discharge amount of the variable displacement pump based on the absorption torque and the pump pressure of the variable displacement pump;
an operation detection means for detecting the operation of the fixed displacement pump whose discharge amount cannot be changed;
a first output unit configured to output a first torque reduction value used to reduce the absorption torque in response to detection of the operation of the fixed displacement pump by the operation detection means;
a second output unit that outputs a second torque reduction value used to reduce the absorption torque based on the deviation between the target engine speed and the actual engine speed;
determining means for determining a pump torque reduction amount of the variable displacement pump based on the first torque reduction value and the second torque reduction value;
with
The determination means reduces the weighting of the first torque reduction value and increases the weighting of the second torque reduction value as the elapsed time from detection of the operation of the fixed displacement pump increases. and a construction machine pump control device.
前記レバー操作量は、前記固定容量型ポンプを油圧源として駆動する駆動対象を操作するためのレバーの操作量であり、
前記作動検出手段は、前記レバー操作検出センサによって検出された前記レバー操作量に基づいて、前記固定容量型ポンプの作動を検出することを特徴とする請求項１に記載の建設機械のポンプ制御装置。 the actuation detection means includes a lever operation detection sensor that detects an amount of lever operation;
The lever operation amount is an operation amount of a lever for operating a drive target driven by using the fixed displacement pump as a hydraulic pressure source,
2. The pump control device for construction machinery according to claim 1, wherein the operation detection means detects the operation of the fixed displacement pump based on the lever operation amount detected by the lever operation detection sensor. .
3. The pump control device for construction machinery according to claim 2, wherein the first torque reduction value increases as the lever operation amount increases.
前記第１トルク低減値は、前記ポンプ圧センサによって検出された前記ポンプ圧が大きいほど大きくなることを特徴とする請求項１に記載の建設機械のポンプ制御装置。 the actuation detection means includes a pump pressure sensor that detects the pump pressure of the fixed displacement pump;
2. The pump control device for construction machinery according to claim 1, wherein the first torque reduction value increases as the pump pressure detected by the pump pressure sensor increases.
前記下部走行体上に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記下部走行体に設けられ、ドーザシリンダによって駆動するドーザと、
吐出量を変更できる可変容量型ポンプと、
前記吐出量を変更できない固定容量型ポンプとして構成され、前記ドーザシリンダの油圧源であるドーザポンプと、
前記可変容量型ポンプの吸収トルクを設定する吸収トルク設定手段と、
前記吸収トルクと前記可変容量型ポンプのポンプ圧とに基づいて、前記可変容量型ポンプの吐出量を制御するポンプ制御手段と、
前記ドーザポンプの作動を検出する作動検出手段と、
前記作動検出手段により前記ドーザポンプの作動が検出されたことに応答して、前記吸収トルクを低減するための第１トルク低減値を出力する第１出力部と、
エンジン目標回転数とエンジン実回転数との偏差に基づいて、前記吸収トルクを低減するための第２トルク低減値を出力する第２出力部と、
前記第１トルク低減値と前記第２トルク低減値とに基づいて、前記可変容量型ポンプのポンプトルク低減量を決定する決定手段と、
を備え、
前記決定手段は、前記ドーザポンプの作動が検出されてからの経過時間が大きくなるにつれて、前記第１トルク低減値の重み付けを小さく、前記第２トルク低減値の重み付けを大きくすることを特徴とする建設機械。 a lower running body;
an upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body;
a dozer mounted on the undercarriage and driven by a dozer cylinder;
A variable displacement pump that can change the discharge volume,
a dozer pump configured as a fixed displacement pump whose discharge rate cannot be changed and serving as a hydraulic source for the dozer cylinder;
Absorption torque setting means for setting absorption torque of the variable displacement pump;
pump control means for controlling the discharge amount of the variable displacement pump based on the absorption torque and the pump pressure of the variable displacement pump;
actuation detection means for detecting actuation of the dozer pump;
a first output unit that outputs a first torque reduction value for reducing the absorption torque in response to detection of the operation of the dozer pump by the operation detection means;
a second output unit that outputs a second torque reduction value for reducing the absorption torque based on the deviation between the target engine speed and the actual engine speed;
determining means for determining a pump torque reduction amount of the variable displacement pump based on the first torque reduction value and the second torque reduction value;
with
The determining means reduces the weighting of the first torque reduction value and increases the weighting of the second torque reduction value as the elapsed time from the detection of the operation of the dozer pump increases. machine.
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