JPH042789B2

JPH042789B2 -

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Publication number: JPH042789B2
Application number: JP1105826A
Authority: JP
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1992-01-20
Also published as: JPH0261340A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は油圧シヨベルのように内燃機関によつ
て駆動される可変吐出量液圧ポンプを備えた作業
機械における内燃機関と液圧ポンプとを含む駆動
系の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、油圧シヨベルのように、内燃機関と油圧
ポンプを駆動して油圧動力を発生する作業機械に
おいて、内燃機関の出力を油圧ポンプの入力とし
て有効に利用する手段として、 (イ) 個別制御方式 (ロ) クロスセンシング方式 (ハ) エンジンスピードセンシング方式の３種類の制御方式が用いられていた。

(イ)の個別制御方式は、例えば油圧ポンプが２台
の場合には、それぞれの油圧ポンプに内燃機関の
最大出力馬力の1/2ずつ配分し、それぞれの油圧
ポンプの回路圧力を単独に検出してポンプの吐出
量を制御する方式である。この方式では、片方の
油圧ポンプが無負荷の場合でも、もう一方の油圧
ポンプはその余剰馬力を活用することができず、
不具合なことがある。

(ロ)のクロスセンシング方式は、２台の油圧ポン
プでそれぞれの回路圧力を相互に伝達し合うこと
により、片方の油圧ポンプの負荷が軽いときには
他方の油圧ポンプがその余剰の馬力の一部を利用
できるようにしたものである。この方式は馬力制
御の面では個別制御方式より優れているが、ポン
プ吐出量を制御するレギユレータの構造が複雑に
なる。

それに対して(ハ)のエンジンスピードセンシング
方式は内燃機関の回転数低下を検出して油圧ポン
プの吐出量を制限するものであり、馬力利用の面
からは最も優れた方式である。その従来例として
は、例えばSAE−paper 760687（T.P.Neal 著
Electrohydraulic Control of Hydrostatic
Transmissions）がある。この方法は内燃機関の
回転数低下を検出して油圧ポンプの傾転角に制限
を加えるという点では原理的にすぐれたものであ
る。このSAE−paper760687に記載の油圧ポンプ
の制御装置（以下適宜「アンチストール回路」と
いう）においては、内燃機関のストールを防止す
るため、アクセルレバーの変位を検出するポテン
シヨメータの出力信号と内燃機関の実際の回転数
を検出する回転検出器の出力信号の偏差ΔNを演
算し、その偏差ΔNがある値以上に増大すると油
圧ポンプの斜板傾転角（ポンプ吐出量）を減少さ
せ、液圧ポンプの入力トルクを制限するようにし
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記SAE−paper760687に記載の制
御装置には以下に述べるような問題点があつた。
即ち、内燃機関の出力を最大限有効に油圧ポンプ
で使うには燃料噴射量が最大値になる直前に油圧
ポンプの斜板傾転角が減少するように制御する必
要がある。しかし、一般に、内燃機関の燃料噴射
量の制御には、アンチストール回路とは別にメカ
ニカルオールスピードガバナを用いている。この
ため、上記従来装置では燃料噴射量が最大値にな
る直前に斜板傾転角が減少するように制御するこ
とは困難であつた。即ち、メカニカルオールスピ
ードガバナはフライウエイトの遠心力とばねの釣
り合いで燃料噴射量を制御するものであり、フラ
イウエイトの遠心力は出力回転数の２乗に比例す
るため、アクセルレバーによる設定回転数が異な
ると回転数偏差ΔNの増減による燃料噴射量の調
整量が異なつてしまう。それ故、たとえ定格出力
を発生する回転数で最大燃料噴射量に達する回転
数偏差ΔNの値とアンチストール回路の斜板傾転
量の減少を開始する回転数偏差ΔNの値を一致す
るように設定できたとしても、アクセルレバーで
設定回転数を変えるとこれらの値には“ずれ”を
生じ内燃機関の出力を有効に油圧ポンプの入力と
して利用できなくなる。

また、メカニカルオールスピードガバナのレギ
ユレーシヨン領域は、設定回転数が500〜
2000rpmと広い範囲に対して150rpmと非常にわ
ずかである。そして、当該メカニカルオールスピ
ードガバナはこの150rpm間で最低燃料噴射量か
ら最大燃料噴射量まで、即ち、内燃機関の最低出
力から最高出力までを制御している。ところで、
前述のように内燃機関の出力を油圧ポンプで最大
限有効に利用するには、内燃機関の最大燃料噴射
量の直前にアンチストール回路の斜板傾転量の減
少開始点を正確に設定しなければならないし、し
かも、内燃機関のいかなる設定回転数においても
上記減少開始点の正確な設定が必要である。しか
しながら、上間のようにメカニカルオールスピー
ドガバナのレギユレーシヨン領域が極めて僅かで
あるため、製品毎の僅かな製作誤差又は組立誤
差、あるいは経年変化による誤差が大きく影響
し、上記減少開始点の設定は極めて困難である。

また、たとえ燃料噴射量の制御に電子素子を使
用する電子ガバナを用いても、抵抗やコンデンサ
やオペアンプ等の電子部品の精度のバラツキから
同様の問題を生じる。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を
解決し、燃料噴射量と油圧ポンプの入力トルクの
設定関係を、内燃機関におけるいかなる設定回転
数においても予め設定した通りに維持することが
でき、これにより内燃機関の出力を最大限有効に
油圧ポンプで使うことができ、かつ、制御系の安
定性の良い内燃機関と液圧ポンプとを含む駆動系
の制御装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、燃料噴
射ポンプの燃料噴射量の調整により制御される内
燃機関と、この内燃機関により駆動される少なく
とも１つの可変容量型液圧ポンプとを含む駆動系
に対し、前記内燃機関の目標回転数を設定しそれ
に対応する目標回転数信号を発生する操作装置
と、前記内燃機関の出力回転数を検出しそれに対
応する出力回転数信号を発生する回転数検出装置
と、前記目標回転数信号と前記出力回転数信号と
の差である回転数偏差信号を演算する演算装置
と、前記回転数偏差信号が所定の設定値を超える
と当該回転数偏差信号の増加に伴い前記液圧ポン
プの入力トルクを減少させる入力トルク減少手段
とを備えた内燃機関と液圧ポンプとを含む駆動系
の制御装置において、前記入力トルク減少手段で
用いられるのと同じ回転数偏差信号に基づきその
増加に伴い前記燃料噴射ポンプの目標ラツク変位
量を増加させ前記回転数偏差信号が前記設定値付
近の他の設定値に達すると前記目標ラツク変位量
の増加を抑制する関数を記憶する第１の記憶部
と、この記憶部から取り出される目標ラツク変位
量により前記燃料噴射ポンプのラツク位置を調整
して燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置と
を設け、かつ、前記入力トルク減少手段を、前記
液圧ポンプの吐出圧力を検出しそれに対応する圧
力信号を発生する圧力検出装置と、前記所定の設
定値を超える各回転数偏差信号毎に前記圧力信号
に対し入力トルクを予め定められた値とするよう
な傾転量目標値を記憶する第２の記憶部と、当該
第２の記憶部から取り出された傾転量目標値によ
り前記液圧ポンプの斜板傾転角を制御する斜板傾
転角制御装置とで構成したことを特徴とする。

〔作用〕

操作装置で目標回転数Nrを与えると、この目
標回転数Nrと内燃機関の出力回転数Neから回転
数偏差信号ΔNを求め、この回転数偏差信号ΔN
に基づいて第１の記憶部から目標ラツク変位量Ｍ
を求め、ラツク位置が目標ラツク変位量Ｍになる
ように燃料噴射量を制御する。同時に、上記と同
一の回転数偏差信号ΔNと油圧ポンプの吐出圧力
Ｐに基づいて第２の記憶部から目標斜板傾転量
X_Hを取出し、斜板傾斜角がこの値になるように
制御する。

油圧ポンプの負荷が大きくなつていくと内燃機
関の出力回転数Neは低下し回転数偏差信号ΔN
はだんだん大きくなり、目標ラツク変位量Ｍは次
第に大きくなり、燃料噴射量が増加するように制
御され、内燃機関の出力は増大する。更に、油圧
ポンプの負荷が増大すると回転数偏差信号ΔNは
前記他の設定値ΔN₁に達し、燃料噴射量の増加
が制限される。一方、油圧ポンプ側では上記設定
値ΔN₁と近接した値ΔN₀を超えた時点から、油
圧ポンプの入力トルク減少手段における第２の記
憶部から取出された目標斜板傾転量X_Hにより予
め定められた入力トルクとなるように斜板の傾転
量が制御され、この結果、油圧ポンプのトルクを
減少させるので、内燃機関の出力特性と油圧ポン
プの入力トルクとの整合を容易に行うことができ
る。

しかも、設定値ΔN₁，ΔN₀の設定は予め第１
および第２の記憶部に記憶させておくので正確に
設定できるとともに、燃料噴射量および油圧ポン
プの斜板傾転量の目標値を同じ回転数偏差信号を
使用して制御しているので、たとえ操作装置で目
標回転数をどのような目標回転数に設定しても、
両者の関係は精度よく再現できる。

また油圧ポンプの斜板傾転量の制御で、制御す
べき入力トルクを回転数偏差信号ΔNおよび油圧
ポンプの吐出圧力Ｐから目標斜板傾転量X_Hとし
て求めているので、吐出圧力Ｐの変化に対して安
定した制御系を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の制御装置の一実施例に係る内
燃機関とと可変吐出量ポンプとの系を示す系統図
である。第１図において、１は内燃機関、２およ
び３は内燃機関１によつて駆動される可変吐出量
油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプという。）で
ある。４および５はそれぞれ油圧ポンプ２および
３の斜板（もしくは斜軸、以下、斜板で代表す
る。）の傾転角を制御する斜板操作機構で、その
具体的構成例は第３図に示してある。６は内燃機
関１の燃料噴射ポンプで、この燃料噴射ポンプ６
はこれに設けたラツクを操作することにより所望
量の燃料を内燃機関に供給する。この燃料噴射ポ
ンプ６のラツク駆動手段の具体的な構成例は第２
図に示してある。７は内燃機関１のスロツトルレ
バー（図示せず）の操作量検出器、８，９は油圧
ポンプ２，３の斜板傾転量の最大値を外部から操
作するための操作レバー（図示せず）の操作量検
出器、１０は内燃機関１の出力回転数を検出する
検出器、１１は燃料噴射ポンプ６のラツク変位を
検出する検出器である。１２は内燃機関１の制御
装置で、この制御装置１２は検出器７からのスロ
ツトルレバーの操作量信号（内燃機関１の回転数
の目標値）７ａ、検出器１０からの内燃機関１の
回転数信号１０ａおよび検出器１１からの燃料噴
射ポンプ６のラツク変位信号１１ａに基づいてラ
ツク操作信号１２ａを燃料噴射ポンプ６へ出力す
ると共に、内燃機関１の回転数偏差信号１２ｂを
油圧ポンプ２，３の制御装置１３へ出力する。

油圧ポンプ２，３の制御装置１３は油圧ポンプ
２の斜板傾転量の外部操作信号８ａ、油圧ポンプ
３の斜板傾転量の外部操作信号９ａ、油圧ポンプ
２の斜板傾転量信号４ａ、油圧ポンプ３の斜板傾
転量信号５ａ、圧力検出器１４で検出した油圧ポ
ンプ２の吐出圧力信号１４ａ、圧力検出器１５で
検出した油圧ポンプ３の吐出圧力信号１５ａおよ
び内燃機関１の制御装置１２から与えられる内燃
機関１の回転数偏差信号１２ｂに基づいて、油圧
ポンプ２の斜板操作信号１３ａおよび油圧ポンプ
５の斜板操作信号１３ｂをそれぞれの油圧ポンプ
の斜板操作機構４，５に出力する。

前述した燃料噴射ポンプ６およびラツク操作装
置の具体的実施例を第２図について説明する。こ
の図において第１図と同符号のものは同一部分を
示す。内燃機関１への燃料噴射量はラツク１６の
変位と関数関係にある。このラツク１６は可動線
輪１７によつて駆動される。１８はヨーク、１９
は永久磁石、２０はラツク戻しばねである。２１
は電流増幅器で、この電流増幅器２１は内燃機関
１の制御装置１２からのラツク操作信号１２ａを
受けて、直流電流信号もしくはパルス幅変調信号
２１ａの形にして、可動線輪１７を駆動する。ラ
ツク変位検出器１１はその出力を増幅器もしくは
波形整形回路２２を介して、ラツク変位信号１１
ａとして内燃機関１の制御装置１２に帰還する。

前述した油圧ポンプ２の斜板操作機構４の具体
的実施例を第３図について説明する。この図にお
いて第１図と同符号のものは同一部分を示す。油
圧ポンプ２の斜板２ａは油圧シリンダ２３ａおよ
び２３ｂで駆動される。油圧シリンダ２３ａ，２
３ｂは４個の２位置２方電磁弁２４〜２７で制御
される。すなわち電磁弁２４および２５のソレノ
イド２４ａおよび２５ａを励磁すると、パイロツ
ト油圧源２８からの圧油が油圧シリンダ２３ａに
作用すると共に、油圧シリンダ２３ｂはタンク２
９につながるから、油圧ポンプ２の斜板２ａの傾
斜量は増加する。逆に電磁弁２６，２７のソレノ
イド２６ａ，２７ａを励磁すると、油圧ポンプ２
の斜板傾転量は減少する。そして電磁弁２５，２
７のソレノイド２５ａ，２７ａを励磁すると、電
磁弁２４〜２７はすべて回路を閉じるから、油圧
ポンプ２の斜板傾転量はその状態を維持する。３
０は油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転量を検出する
検出器で、その出力信号は増幅量もしくは波形整
形回路３１を介して斜板傾転量信号４ａとしてポ
ンプの制御装置１３へ帰還される。油圧ポンプ３
の斜板操作機構５についても同様に構成されてい
るので、その詳細な説明は省略する。

次に内燃機関１の制御装置１２における制御手
順を第４図について説明する。第４図は制御装置
１２としてマイクロコンピユータを用いた場合の
制御フローチヤートである。

まず最初に手順40で状態量、すなわちスロツト
ルレバー操作量（目標回転数Nr）、出力回転数
Neおよびラツク変位Ｚを読込んで、制御装置１
２の記憶部におけるしかるべき記憶番地へ記憶す
る。次に手順41で内燃機関１の回転数偏差ΔN＝
Nr−Neを演算して、その結果を記憶するととも
に、手順42で回転数偏差ΔNの値を信号１２ｂと
して油圧ポンプの制御装置１３へ出力する。次
に、目標回転数Nrの値からアイドリングか否か
を判断し、アイドリング状態ならば、手順44で、
予め読み出し専用メモリ（ROM）に書込まれて
いるアイドリング時のラツク変位目標関数Ｍ＝fi
（ΔN）を照会し、アイドリング時のラツク変位
目標値Ｍの値を決めて手順45へ移る。

ここで、ラツク変位目標関数は第５図に示すよ
うな形をしている。すなわち、回転数偏差ΔNに
対してラツク変位目標値Ｍは単調増加関数であ
る。第５図で関数ｆ（ΔN）は予め定められた設
定値ΔN₁を折点とする折線関数として示したが、
必ずしもこのような折線ではなく、曲線であつて
も良い。なお、折線関数とすることにより、内燃
機関の出力特性を適切な特性に変化させることが
できる。また、ラツク変位目標値関数として、ア
イドリング時、中速時および高速時の３種類を準
備し、目標回転数Nrに応じて使い分ける方式も
ある。第４図はこの方式を示している。すなわち
手順43でアイドリング状態でない場合には手順46
で中速か高速かを判断し（中速回転範囲の最大値
が値Nroで示されている）、その結果、高速であ
るならば、手順47で高速時用のラツク変位目標値
関数Ｍ＝f_h（ΔN）を照会し、このときのラツク変
位目標値Ｍの値を決めてから手順45へ移る。また
中速時の場合には手順48で中速時用のラツク変位
目標値関数Ｍ＝f_p（ΔN）を照会して、このときの
ラツク変位目標値Ｍの値を決めてから手順45へ移
る。

手順45では出力回転数Neから、ROMに予め書
込まれているラツク変位目標値Ｍの最大値M_nax
＝ｇ（Ne）を照会し、次の手順46ではこのラツク
変位目標値Ｍの値とその最大値M_naxとの値を比
較する。そしてＭ＞M_naxならば、手順47でＭの
値をM_naxと置換えて手順48に移る。もしＭ
M_naxならばＭの値を変えずに手順48に移る。

ラツク変位目標値の最大値M_nax＝ｇ（Ne）は
出力回転数Neに対して第６図に示すように低下
する関係になつている。この目的は次の通りであ
る。すなわち、一般に燃料噴射ポンプ６の１サイ
クル当りの燃料噴射量は、ラツク変位が著しい場
合、内燃機関１の回転数が増加するにつれて増大
する性質がある。したがつて回転数の低下につれ
て出力トルクが低下する。そこで低回転域でのト
ルクを確保するために、ラツク変位の最大値を大
きく調整しておくと、高速回転域での燃料噴射量
が多くなりすぎて不完全燃焼が起こり、内燃機関
１から黒煙が吹き出す。このような問題点を克服
するために、第６図に示したように出力回転数
Neとラツク変位の目標値の最大値M_naxとの関係
を右下がりの特性にしておけばよい。これをアン
グライヒ（angleich）特性と呼んでいる。この特
性は機械式ガバナでは非常に複雑な機構を組合わ
せて実現しているが、マイクロコンピユータを制
御装置として用いると、非常に簡単に実現するこ
とができる。

以上のようにしてラツク変位の目標値Ｍを決め
た後、第４図に示す手順48ではラツク変位目標値
Ｍとラツク変位Ｚとからラツク変位偏差ΔZを演
算し、手順49でその値を第３図に示す電流増幅器
２１に出力し、始めに戻る。

次にポンプの制御装置１３における制御手順を
第７図について説明する。第７図はポンプの制御
装置１３をマイクロコンピユータを用いて実現し
た場合の制御フローチヤートである。

まず手順50で油圧ポンプ２に関する駆動系の状
態量、すなわち油圧ポンプ２の外部操作信号X_L、
斜板傾転量Ｙ、回転圧力Ｐおよび内燃機関１の回
転数偏差ΔNを読込み記憶する。続いて手順51で
入力トルク制御関数f₁（ΔN，Ｐ）に基づく斜板傾
転量指令値X_Hを決定する。この斜板傾転量指令
値X_Hを決定する手順について説明する。

油圧ポンプ２の入力トルクＴは油圧ポンプ２の
斜板傾転量Ｙと吐出圧力Ｐとの積に比例する。そ
して、本実施例において、入力トルクＴは内燃機
関１の出力回転数Neの増減、すなわち回転数偏
差ΔNの減増に従つて制御されることになる。こ
のような制御における回転数偏差ΔNに対する油
圧ポンプの入力トルクＴの関係を第８図に示す。
すなわち油圧ポンプの入力トルクＴは、ΔN≦
ΔN₀（値ΔN₀は所定の設定値）では最大値T_naxで
あり、回転数偏差ΔNが設定値ΔN₀を超えると回
転数偏差ΔNの増加とともに減少し、回転数偏差
ΔNがある設定値ΔN_naxを超えると入力トルクＴ
は最小値T₀となるように決定される。

ところで、さきに述べたように、油圧ポンプの
入力トルクＴは油圧ポンプの吐出圧力と傾転量の
積に比例する。そこで、本実施例では、ある回転
数偏差ΔNに対応する第８図に示す関数にしたが
つた入力トルクＴを得る。そして、検出された吐
出圧力と斜板傾転量との積が、得られた入力トル
クＴとなるように斜板傾転量（斜板傾転量の目標
値）を求める。このようにして求められた斜板傾
転量により斜板の傾転を制御すれば、結局、ある
回転数偏差ΔNに対し第８図において対応する入
力トルクＴを得ることができる。これらの関係を
表わしたものが第９図に示す入力トルク制御関数
f₁（ΔN，Ｐ）である。第９図における横軸は回路
圧力Ｐであり、縦軸は入力馬力制御数f₁（ΔN，
Ｐ）に基づく斜板傾転量の目標値X_Hである。入
力トルク制御関数f₁（ΔN，Ｐ）は双曲線群または
近似双曲線群であり、第８図の入力トルク特性を
満足するような曲線群で表わされている。内燃機
関１の回転数偏差ΔNを用いてこれに対応する入
力トルク関数f₁を求め、油圧回路圧力Ｐから最適
な斜板傾転量指令値X_Hを決定することができる。
即ち、入力トルク制御関数f₁（ΔN，Ｐ）は回転数
偏差ΔNの大きさに対応して、f₁₀，（ΔN₀，Ｐ）、
f₁₁（ΔN₁，Ｐ）………f1_i（ΔN_i，Ｐ）と複数個の
関数表を制御装置１３の記憶部に予め記憶してお
き、実際の回転数偏差に最も近い回転数偏差に対
応した関数表から直線補間を用いて所望の斜板傾
転量指令値を演算するようにして構成すればよ
い。

このとき回転数偏差ΔNが設定値ΔN₀以下のと
きは、入力トルク関数f₁は関数f₁₀が求められ、回
転数偏差ΔNが設定値ΔN₀より大きくなるに従つ
て関数f₁₁・f₁₂………f1_iが求められる。

またトルク制御関数f₁の求め方として次のよう
な近似的な手法を用いてもよい。これは、第１０
図に示したような１本の双曲線f₀（Ｐ）を回転数
偏差ΔNの値に応じて平行移動して、油圧回路圧
力Ｐと回転数偏差ΔNに対応した斜板傾転量の目
標値X_Hを求めるものである。このときの平行移
動の方法を第１１図を用いて次に述べる。

第１１図において、いま基準となる双曲線f₀
（ΔP）として、油圧ポンプ２の吸収トルクＴの最
小吸収トルクT₀となるような圧力Ｐと斜板傾転
量指令値X_Hとの関係を用いるものとする。この
ときに内燃機関１の回転数偏差ΔNに応じて変化
するΔP＝g₁（ΔN）なる関数を用いて圧力信号Ｐ
の代りにP′＝Ｐ−ΔPとおきかえて関数f₀からX_H
を求めるようにすると、第１１図にf₀（Ｐ−ΔP）
として示した曲線のようにf₀（Ｐ）をΔPだけ横軸
方向に移動したような形となる。この曲線は吸収
トルクがほぼ一定の曲線とはかなりかけ離れた曲
線となる。そこで、もう１つ、回転数偏差ΔNに
応じて変化するΔX＝g₂（ΔN）なる関数を用いて
斜板傾転量の目標値X_Hを補正する。すなわち、 X_H＝f₀（Ｐ−ΔP）＋ΔX なる演算を施して曲線f₀（Ｐ−ΔP）をΔXだけ縦
軸方向に移動する。その結果得られる曲線を第１
１図に破線で示した。このような方法で平行移動
すると、それぞれの回転数偏差に応じて、かなり
良好な吸収トルク一定の曲線が得られる。

ここで内燃機関１の回転数偏差ΔNの増加に対
して油圧ポンプ２の吸収トルクＴが第８図のよう
な形で減少するように制御するためには、補正関
数ΔP＝g₁（ΔN）、ΔX＝g₂（ΔN）はそれぞれ第１
２図，第１３図に示したような形となる。

以上で説明した手順をフローチヤートの形で表
記したのが第１４図である。なお、基準となる入
力トルク制御関数f₀として双曲線ではなく直線を
用いると、入力トルク一定曲線からの誤差が大き
くなるが、それでも回路圧力Ｐと無関係に油圧ポ
ンプの斜板傾転量を制御する従来の方法よりもは
るかに安定性が良好になるので、入力トルク制御
関数f₀として直線を用いる場合も本発明の趣旨に
反するものではない。

第７図における手順51で求められるX_H＝f₁
（ΔN，Ｐ）は上記のようにして定められるが、
この場合、第５図に示した燃料噴射量が制限開始
される折点の回転数偏差ΔNの設定値ΔN₁を第８
図に示す油圧ポンプの入力トルクＴの制限が開始
される回転数偏差ΔN₀よりわずかに大きい値に
設定すれば、内燃機関の出力を最も有効に油圧ポ
ンプの入力トルクとして使うことができる。

再び第７図に戻つて手順52以下の制御手順を設明
する。入力トルク制御関数f₁（ΔN，Ｐ）から入ト
ルクに関する斜板傾転量の目標値X_Hを決定した
後で、その値を一時記憶して次の手順52に移る。
手順52は、回路圧力Ｐが異常に上昇した場合に、
レバー操作量X_Lや入力トルクを制限するための
目標値X_Hとは無関係に斜板傾転量Ｙを減じて、
油圧回路のリリーフ弁（図示せず）から圧油がリ
リーフしてエネルギ損失となることを防ぐための
ものである。そのために第１５図に示したような
関数X_c＝f₂（Ｐ）を記憶部に用意しておく。そし
てこの関数を照会することによつて回路圧力に応
じた斜板傾転量の目標値X_cを決定する。次に手
順53では、以上の手順で決定した斜板傾転量の目
標値X_L，X_H，X_Cの３者を比較し、その最小値を
最終的な斜板傾転量の目標値Ｘとして選択して、
手順５４の斜板傾転量の制御に移る。

次に手順54で実行する油圧ポンプ制御ルーチン
を第１６図を用いて説明する。まず手順61では、
油圧ポンプ２の斜板傾転量の目標値Ｘと油圧ポン
プ２の傾転角X₁₀とからポンプ２の傾転角偏差Z₂
＝Ｘ−X₁₀を演算する。続いて手順62ではポンプ
２の傾転角偏差Z₂の正負の判定する。その結果正
ならば、手順63で傾転角偏差Z₂が不感帯Δより大
きいか否かをチエツクする。もしZ₂＞Δならば、
手順64に移り、油圧ポンプ２の傾転角増加指令
（第３図に示す電磁弁２４，２５のソレノイド２
４ａ，２５ａを励磁する指令）を出力してメイン
ルーチンに戻る。もし手順63でZ₂Δならば手順
65で油圧ポンプ２の傾転角保持指令（第３図に示
す電磁弁２５，２７のソレノイド２５ａ，２７ａ
を励磁する指令）を出力してメインルーチンに戻
る。手順62で傾転角偏差Z₂の値が負ならば、手順
66に移り、傾転角偏差Z₂の絶対値をとり、新たに
Z₂＝｜Z₂｜とする。次に手順67で傾転角偏差Z₂と
不感帯Δとの大小を比較する。そして、Z₂＞Δな
らば、手順68で油圧ポンプ２の傾転角減少指令
（第３図に示す電磁弁２６，２７のソレノイド２
６ａ，２７ａを励磁する指令）を出力しメインル
ーチンに戻る。もし、手順57でZ₂Δならば、手
順65に移つ油圧ポンプ２の傾転角保持指令を出し
てメインルーチンに戻る。これまでの説明は油圧
ポンプ２に関するものであるが、油圧ポンプ３の
制御ルーチンもこれと同様であるので、説明は省
略する。

以上、第７図に示す手順50から手順54で油圧ポ
ンプ２の制御を行なつたが、同様の手順を油圧ポ
ンプ３についても行ない、それを終ると再び始め
に戻つて同様の制御手順を繰返す。ここで、も
し、油圧ポンプ２と油圧ポンプ３との吸収馬力の
配分を同一にとるのであれば、手順51で決定した
X_Hをそのまま手順55でも用いることができるか
ら、X_Hの決定の手順は手順55では省略すること
ができる。

以上の説明は油圧ポンプ２，３の斜板傾転量Ｙ
が正の値のみとれる、いわゆる片傾転形の油圧ポ
ンプについて述べたが、Ｙの正負の値をとれる、
いわゆる両傾転形の油圧ポンプを用いた油圧閉回
路の駆動装置にも同様の考え方を適応することが
できる。

なお、上述の実施例では本発明の内容をわかり
易くするために、内燃機関１の制御装置１２と油
圧ポンプの制御装置１３とを別々のハードウエア
として説明したが、一個のマイクロコンピユータ
を用いて同一のハードウエアとして構成すること
も可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、燃料噴射量を
制御するため、回転数偏差信号ΔNに対する目標
ラツク変位量の関数を第１の記憶部に記憶し、
又、液圧ポンプ入力トルク制御のため、上記と同
じ回転数偏差信号ΔNと液圧ポンプ吐出圧力に対
する傾転量目標値の関数を第２の記憶部に記憶す
るようにしたので、燃料噴射量および液圧ポンプ
の斜板傾転量の目標値を同一の回転数偏差信号で
同時に制御されることになり、たとえ操作装置に
より目標回転数としてどのような値が設定されて
も、両者の関係は精度良く再現される。

又、内燃機関を制御する回転数偏差ΔNと同一
の回転数偏差ΔNを油圧ポンプの制御に用い、燃
料噴射量の制限が開始される回転数偏差ΔN₁と
油圧ポンプの入力トルクの制限が開始される回転
数偏差ΔN₀とを近接した値に選定するようにし
たので、内燃機関の出力特性と油圧ポンプの入力
トルクとの整合を容易に行うことができ、ひいて
は、内燃機関の出力を油圧ポンプに効果的に利用
することができる。

さらに、斜板の傾転量目標値を回転数偏差信号
ΔNと併せて油圧ポンプの吐出圧力Ｐから求める
ようにしたので、吐出圧力Ｐの変化に対して、安
定した制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の実施例に係る内燃
機関と液体ポンプとの駆動系の系統図、第２図は
第１図に示す内燃機関の燃料噴射ポンプとラツク
駆動手段の構成を示す系統図、第３図は第１図に
示す油圧ポンプの斜板操作機構の構成を示す系統
図、第４図は内燃機関制御装置の動作を説明する
フローチヤート、第５図は内燃機関の回転数偏差
とラツク変位指令値との関係を示す特性図、第６
図は内燃機関の回転数とラツク変位指令値の最大
値との関係を示す特性図、第７図は油圧ポンプの
制御装置の動作を説明するフローチヤート、第８
図は内燃機関の回転数偏差と液圧ポンプ入力トル
クとの関係の一例を示す特性図、第９図は回路圧
力と回転数偏差と液圧ポンプの斜板傾転量の指令
値との関係を示す特性図、第１０図は第９図の関
係を近似的に実現するために用いる油圧ポンプ入
力一定曲線の基準を示すためのグラフ図、第１１
図は第１０図に示す線図を平行移動する方法を説
明するための説明図、第１２図は回転数偏差と回
路圧力の補正値との関係を示す特性図、第１３図
は回転数偏差とポンプ斜板傾転量の補正値との関
係を示す特性図、第１４図は入力トルク制御関数
にもとづく斜板傾転量指令値を決定する動作を説
明するフローチヤート、第１５図は回路圧力の最
高値を規制するために用いる制御関数を示す特性
図、第１６図は斜板操作機構の制御動作を説明す
るフローチヤートである。１……内燃機関、２，３……油圧ポンプ、４，
５……斜板操作機構、６……燃料噴射ポンプ、７
……スロツトルレバー操作量検出器、８，９……
操作レバーの操作量検出器、１０……出力回転数
検出器、１１……ラツク位置検出器、１２……内
燃機関の制御装置、１３……油圧ポンプの制御装
置。

Claims

【特許請求の範囲】

１燃料噴射ポンプの燃料噴射量の調整により制
御される内燃機関と、この内燃機関により駆動さ
れる少なくとも１つの可変容量型液圧ポンプとを
含む駆動系に対し、前記内燃機関の目標回転数を
設定しそれに対応する目標回転数信号を発生する
操作装置と、前記内燃機関の出力回転数を検出し
それに対応する出力回転数信号を発生する回転数
検出装置と、前記目標回転数信号と前記出力回転
数信号との差である回転数偏差信号を演算する演
算装置と、前記回転数偏差信号が所定の設定値を
超えると当該回転数偏差信号の増加に伴い前記液
圧ポンプの入力トルクを減少させる入力トルク減
少手段とを備えた内燃機関と液圧ポンプとを含む
駆動系の制御装置において、前記入力トルク減少
手段で用いられるのと同じ回転数偏差信号に基づ
きその増加に伴い前記燃料噴射ポンプの目標ラツ
ク変位量を増加させ前記回転数偏差信号が前記設
定値付近の他の設定値に達すると前記目標ラツク
変位量の増加を抑制する関数を記憶する第１の記
憶部と、この記憶部から取り出される目標ラツク
変位量により前記燃料噴射ポンプのラツク位置を
調整して燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装
置とを設け、かつ、前記入力トルク減少手段を、
前記液圧ポンプの吐出圧力を検出しそれに対応す
る圧力信号を発生する圧力検出装置と、前記所定
の設定値を超える各回転数偏差信号毎に前記圧力
信号に対し入力トルクを予め定められた値とする
ような傾転量目標値を記憶する第２の記憶部と、
当該第２の記憶部から取り出された傾転量目標値
により前記液圧ポンプの斜板傾転角を制御する斜
板傾転角制御装置とで構成したことを特徴とする
内燃機関と液圧ポンプを含む駆動系の制御装置。