JP2735978B2 - Hydraulic construction machine torque control device - Google Patents

Hydraulic construction machine torque control device

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JP2735978B2 JP8082892A JP8082892A JP2735978B2 JP 2735978 B2 JP2735978 B2 JP 2735978B2 JP 8082892 A JP8082892 A JP 8082892A JP 8082892 A JP8082892 A JP 8082892A JP 2735978 B2 JP2735978 B2 JP 2735978B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ホイール式油圧ショベ
ルなどの油圧建設機械に用いられる油圧モータのトルク
制御装置に関し、特に作動油温が低いときのエンスト防
止を図ったものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque control device for a hydraulic motor used in a hydraulic construction machine such as a wheel-type hydraulic excavator, and more particularly to an engine stall prevention when the operating oil temperature is low.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にホイール式油圧ショベルは、原動
機(エンジン)によって駆動される可変容量油圧ポンプ
を備え、この可変容量油圧ポンプからの吐出油を、制御
弁を介して走行用油圧モータや作業用シリンダなどのア
クチュエータに導き、これにより車両を走行させたり作
業用フロントを駆動する。このような油圧ショベルにお
いて、以下に示すようなポンプ傾転角制御を行うものが
知られている。すなわち、この種の油圧ショベルは、
(1)目標差圧と、LS差圧(油圧ポンプの吐出圧力と
アクチュエータの最大負荷圧力との差圧)との偏差を演
算し、この偏差から目標値の変化量を演算し、これを積
分して、ロードセンシング制御を行うための第1の目標
ポンプ傾転角を求めるLS制御部と、(2)エンジン回
転数と、エンジンガバナのガバナレバー位置との偏差か
らエンジンストール(以下、エンスト)を防止するため
の目標トルクを演算し、この目標トルクに基づいて、入
力トルク制限制御を行うための第2の目標ポンプ傾転角
を求めるトルク制御部と、を有する。そして、上記求め
られた第1および第2の目標ポンプ傾転角のうち、小さ
い方の値に実際のポンプ傾転角を制御する。
2. Description of the Related Art Generally, a wheel type hydraulic excavator includes a variable displacement hydraulic pump driven by a prime mover (engine), and discharges oil from the variable displacement hydraulic pump via a control valve to a traveling hydraulic motor or a work hydraulic motor. It leads to an actuator such as a cylinder, which drives the vehicle or drives the work front. Among such excavators, there is known one that performs pump tilt angle control as described below. That is, this type of excavator
(1) Calculate the deviation between the target differential pressure and the LS differential pressure (the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump and the maximum load pressure of the actuator), calculate the amount of change in the target value from this deviation, and integrate this. An LS control unit for obtaining a first target pump tilt angle for performing load sensing control; and (2) an engine stall (hereinafter, stall) based on a deviation between an engine speed and a governor lever position of an engine governor. A torque control unit that calculates a target torque for preventing the rotation and calculates a second target pump tilt angle for performing input torque limiting control based on the target torque. Then, the actual pump tilt angle is controlled to a smaller value among the first and second target pump tilt angles obtained above.

【0003】ここで、上記ロードセンシング制御によれ
ば、LS差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ
の傾転角が制御され、上記ポンプ圧がロードセンシング
圧よりも所定の目標値だけ高く保持されるので、ポンプ
吐出流量が上記制御弁の要求流量になるようにポンプ傾
転角が制御され、余分な流量を吐出することがなく絞り
損失による無駄がなくなり燃費および操作性の向上が図
れる。また、上記入力トルク制限制御によれば、油圧ポ
ンプのトルクがエンジン(原動機)の出力トルクの範囲
内に保持され、エンジンに過負荷が作用するのが防止さ
れる。
Here, according to the load sensing control, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump is controlled so that the LS differential pressure becomes a constant value, and the pump pressure is set to a predetermined target value lower than the load sensing pressure. Since it is kept high, the pump tilt angle is controlled so that the pump discharge flow rate is equal to the flow rate required by the control valve, so that excess flow rate is not discharged, waste due to throttle loss is eliminated, and fuel consumption and operability are improved. I can do it. Further, according to the input torque limiting control, the torque of the hydraulic pump is maintained within the range of the output torque of the engine (motor), thereby preventing the engine from being overloaded.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低温時
のエンジン始動直後のように作動油の温度が低く粘性が
高い場合には、油圧ポンプの摺動抵抗が大きくなるた
め、作動油の粘性が適度の場合と比べて入力トルクは増
大する。一方、低温時のエンジンの始動回転数は比較的
低く、エンジン構成機器の摺動摩擦などの要因も絡んで
エンジン出力トルクはかなり小さい状態となる。このよ
うに、低温時のエンジン始動直後は、ポンプ入力トルク
が大きいのに加えて、エンジン出力トルクが小さいた
め、ポンプ入力トルクがエンジン出力トルクを越えてエ
ンストが発生し易いという問題があった。
However, when the temperature of the hydraulic oil is low and the viscosity is high, such as immediately after the start of the engine at a low temperature, the sliding resistance of the hydraulic pump becomes large, so that the viscosity of the hydraulic oil becomes moderate. The input torque increases as compared with the case of. On the other hand, the starting rotation speed of the engine at a low temperature is relatively low, and the engine output torque is considerably small due to factors such as sliding friction of engine components. As described above, immediately after the start of the engine at a low temperature, the pump input torque exceeds the engine output torque because the pump input torque exceeds the engine output torque in addition to the large pump input torque.

【0005】本発明の目的は、低温時の原動機始動直後
のエンストを防止した油圧建設機械のトルク制御装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a torque control device for a hydraulic construction machine, which prevents engine stall immediately after starting a prime mover at a low temperature.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図2およ
び図4に対応付けて説明すると、本発明は、原動機27
によって駆動される可変容量油圧ポンプ1と、この可変
容量油圧ポンプ1からの吐出油により駆動される油圧ア
クチュエータ4,21と、可変容量油圧ポンプ1の入力
トルクを制御する制御手段60とを備えた油圧建設機械
のトルク制御装置に適用される。そして、請求項1の発
明は、上記制御手段60を次のように構成することによ
り上記問題点を解決する。すなわち制御手段60は、作
動油の温度が所定値未満の状態と判断したときには、所
定値以上の状態と判断したときよりも前記入力トルクを
低下させる。ここで、上記作動油の温度が所定値未満の
状態か否かは、実際の作動油温度toを検出して判断し
てもよいし、原動機冷却水の温度twを検出して判断し
てもよい。また、原動機始動時からの経過時間によって
判断してもよい。さらに、特に請求項5の発明は、手動
操作に応じて原動機27の回転数を制御する回転数制御
手段80を更に備え、作動油の温度が第1の所定値未満
の状態と判断したときには、原動機の回転数を、所定値
以上の原動機出力トルクが得られる値に制御するように
したものである。
The present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 4 showing an embodiment.
Variable hydraulic pump 1 driven by the hydraulic pump, hydraulic actuators 4 and 21 driven by oil discharged from the variable hydraulic pump 1, and control means 60 for controlling the input torque of the variable hydraulic pump 1. Applied to torque control devices of hydraulic construction machines. The first aspect of the present invention solves the above problem by configuring the control means 60 as follows. That is, when the control means 60 determines that the temperature of the hydraulic oil is lower than the predetermined value, the control means 60 lowers the input torque than when it determines that the temperature is higher than the predetermined value. Here, whether the temperature of the hydraulic oil is lower than a predetermined value may be determined by detecting the actual hydraulic oil temperature to or by detecting the temperature tw of the motor cooling water. Good. Alternatively, the determination may be made based on the elapsed time from the start of the prime mover. Furthermore, in particular, the invention of claim 5 further includes a rotation speed control means 80 for controlling the rotation speed of the prime mover 27 in accordance with a manual operation, and when it is determined that the temperature of the hydraulic oil is lower than the first predetermined value, The rotation speed of the prime mover is controlled to a value at which a prime mover output torque equal to or greater than a predetermined value is obtained.

【0007】[0007]

【作用】制御手段60は、作動油の温度が第1の所定値
未満の状態と判断したときには、第1の所定値以上の状
態と判断したときよりも油圧ポンプ1の入力トルクを低
下させる。これにより、作動油の温度が低い原動機始動
直後に油圧ポンプ1の入力トルクが原動機27の出力ト
ルクを上回ることが少なくなり、エンストが抑制され
る。また特に請求項5の発明では、作動油の温度が第1
の所定値未満の状態と判断したときには、原動機の回転
数が、所定値以上の原動機出力トルクが得られる値に制
御される。したがって、原動機始動時に油圧ポンプ1の
入力トルクが原動機27の出力トルクを上回ることがよ
り一層少なくなり、更に確実なエンスト抑制効果が得ら
れる。
When the control means determines that the temperature of the hydraulic oil is lower than the first predetermined value, the control means lowers the input torque of the hydraulic pump 1 than when the temperature is determined to be higher than the first predetermined value. As a result, the input torque of the hydraulic pump 1 is less likely to exceed the output torque of the prime mover 27 immediately after the start of the prime mover where the temperature of the hydraulic oil is low, and engine stall is suppressed. In particular, in the invention of claim 5, the temperature of the hydraulic oil is set to the first level.
Is determined to be less than the predetermined value, the rotation speed of the prime mover is controlled to a value at which a prime mover output torque equal to or greater than the predetermined value is obtained. Therefore, the input torque of the hydraulic pump 1 does not exceed the output torque of the prime mover 27 when the prime mover is started, and a more reliable engine stall suppression effect can be obtained.

【0008】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
[0008] In the means and means for solving the above-mentioned problems which explain the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments are used to make the present invention easy to understand. It is not limited to.

【0009】[0009]

【実施例】図1〜図6により本発明をホイール式油圧シ
ョベルのトルク制御装置に適用した場合の一実施例を説
明する。図3はホイール式油圧ショベルの側面図であ
る。4は走行用油圧モータであり、この油圧モータ4の
回転によりトランスミッション101およびプロペラシ
ャフト102を介して後輪103が駆動され、車両が走
行する。またブームシリンダ21の伸縮により、フロン
トアタッチメントの一部であるブーム104が昇降され
る。図1は上記油圧ショベルのトルク制御装置の全体構
成を示す図、図2はその一部分を拡大して示す図であ
り、1はエンジン(原動機)27により駆動される可変
容量油圧ポンプである。エンジン27の回転数は、ガバ
ナ27aのガバナレバー27bをパルスモータ28によ
り回動することにより制御される。そして、そのエンジ
ン回転数に応じた可変容量油圧ポンプ1の吐出油が走行
用制御弁2を介して上記油圧モータ4に導かれるととも
に、作業用制御弁20を介して作業用油圧シリンダ21
に導かれる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a torque control device of a wheel hydraulic excavator will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a side view of the wheel type hydraulic excavator. Reference numeral 4 denotes a traveling hydraulic motor. The rotation of the hydraulic motor 4 drives a rear wheel 103 via a transmission 101 and a propeller shaft 102, so that the vehicle travels. The boom 104, which is a part of the front attachment, is moved up and down by the expansion and contraction of the boom cylinder 21. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the torque control device of the above-mentioned hydraulic shovel, and FIG. 2 is a partially enlarged view showing the same. A reference numeral 1 denotes a variable displacement hydraulic pump driven by an engine (motor) 27. The rotation speed of the engine 27 is controlled by rotating a governor lever 27b of the governor 27a by a pulse motor 28. Then, the discharge oil of the variable displacement hydraulic pump 1 corresponding to the engine speed is guided to the hydraulic motor 4 via the traveling control valve 2 and the working hydraulic cylinder 21 via the working control valve 20.
It is led to.

【0010】今、例えば前後進切換スイッチSW1を
「F」に操作して前後進切換弁8を前進(F位置)に切
換え、次いでパイロット弁6のペダル6aを操作する
と、油圧ポンプ5からの吐出油がパイロット式制御弁2
のパイロットポート2aに導かれ、この制御弁2がパイ
ロット油圧に応じたストローク量で切換わる。これによ
り、可変容量油圧ポンプ1からの吐出油が管路91,圧
力補償弁23,制御弁2および管路93を経て油圧モー
タ4に供給され車両が走行する。車両の速度は走行ペダ
ル6aの踏込量に依存する。
Now, for example, when the forward / reverse selector switch SW1 is operated to "F" to switch the forward / reverse selector valve 8 to the forward position (F position), and then the pedal 6a of the pilot valve 6 is operated, the hydraulic pump 5 discharges. Oil is pilot control valve 2
The control valve 2 is switched by a stroke amount according to the pilot oil pressure. Thereby, the oil discharged from the variable displacement hydraulic pump 1 is supplied to the hydraulic motor 4 via the pipe 91, the pressure compensating valve 23, the control valve 2 and the pipe 93, and the vehicle runs. The speed of the vehicle depends on the depression amount of the travel pedal 6a.

【0011】走行中にペダル6aを離すとパイロット弁
6が圧油を遮断しその出口ポートがタンク10と連通さ
れる。この結果、パイロットポート2aに作用していた
圧油が前後進切換弁8、スローリターン弁7、パイロッ
ト弁6を介してタンク10に戻る。このとき、スローリ
ターン弁7の絞り7aにより戻り油が絞られるからパイ
ロット式制御弁2は徐々に中立位置に切換わりながら車
両が徐々に減速されていく。
When the pedal 6a is released during traveling, the pilot valve 6 shuts off the pressure oil, and its outlet port communicates with the tank 10. As a result, the pressure oil acting on the pilot port 2a returns to the tank 10 via the forward / reverse switching valve 8, the slow return valve 7, and the pilot valve 6. At this time, the return oil is throttled by the throttle 7a of the slow return valve 7, so that the vehicle is gradually decelerated while the pilot control valve 2 is gradually switched to the neutral position.

【0012】また作業レバー58を操作すると、その操
作量に応じて減圧弁59で減圧された圧力により油圧パ
イロット式の作業用制御弁20が切換わり、油圧ポンプ
1からの吐出油が管路94,圧力補償弁24および制御
弁20を介して作業用油圧シリンダ21に導かれ、油圧
シリンダ21の伸縮によりブーム104などの作業用ア
タッチメントが昇降する。ここで、圧力補償弁23,2
4は、油圧モータ4と油圧シリンダ21の作動を独立に
補償させ、これらにそれぞれの負荷圧よりも所定圧だけ
高い圧力を油圧ポンプ1から供給させるようにするもの
である。
When the work lever 58 is operated, the hydraulic pilot type work control valve 20 is switched by the pressure reduced by the pressure reducing valve 59 in accordance with the operation amount, and the discharge oil from the hydraulic pump 1 is supplied to the pipeline 94. , The pressure is guided to the working hydraulic cylinder 21 via the pressure compensating valve 24 and the control valve 20, and the working attachment such as the boom 104 is moved up and down by the expansion and contraction of the hydraulic cylinder 21. Here, the pressure compensating valves 23 and 2
Numeral 4 is for compensating the operations of the hydraulic motor 4 and the hydraulic cylinder 21 independently, and causing the hydraulic pump 1 to supply a pressure higher than each load pressure by a predetermined pressure.

【0013】可変容量油圧ポンプ1の傾転角、すなわち
押除け容積は、傾転角制御装置40により制御される。
傾転角制御装置40は、エンジン27により駆動される
油圧ポンプ41と、一対の電磁弁42,43と、電磁弁
42,43の切換に応じて油圧ポンプ41からの圧油に
よりピストン位置が制御されるサーボシリンダ44とか
ら成り、サーボシリンダ44のピストン位置に応じて油
圧ポンプ1の傾転角が制御される。ここで、一対の電磁
弁42,43はコントローラ50により切換制御され
る。
The displacement angle of the variable displacement hydraulic pump 1, that is, the displacement volume, is controlled by a displacement angle control device 40.
The tilt angle control device 40 controls a piston position by a hydraulic pump 41 driven by the engine 27, a pair of solenoid valves 42, 43, and pressure oil from the hydraulic pump 41 according to switching of the solenoid valves 42, 43. The tilt angle of the hydraulic pump 1 is controlled according to the piston position of the servo cylinder 44. Here, the pair of solenoid valves 42 and 43 are switch-controlled by the controller 50.

【0014】51は、油圧ポンプ1の傾転角θsを検出
する傾転角センサ、52は油圧ポンプ1の吐出圧力Pp
を検出する圧力センサ、53はエンジン27の回転数N
rを検出する回転数センサ、54は、油圧ポンプ1の吐
出圧力と、アクチュエータの最大負荷圧力(油圧モータ
4の負荷圧力と油圧シリンダ21の負荷圧力のうち大き
い方の値であり、シャトル弁29にて選択されたもので
ある)との差圧、つまりLS差圧ΔPLSを検出する差
圧センサである。また、55はガバナレバー27bの回
動量Nθを検出するポテンショメ−タ、56は作動油の
温度(作動油温)toを検出する油温センサであり、こ
れらの各センサの検出結果はコントローラ50に入力さ
れる。57は、燃料レバー57aの手動操作に応じた変
位量Xを指令する回転数設定装置であり、その指令信号
もコントローラ50に入力される。
Reference numeral 51 denotes a tilt angle sensor for detecting the tilt angle θs of the hydraulic pump 1, and 52 denotes a discharge pressure Pp of the hydraulic pump 1.
Is a pressure sensor for detecting the rotation speed N of the engine 27.
The rotational speed sensor 54 for detecting r is the larger of the discharge pressure of the hydraulic pump 1 and the maximum load pressure of the actuator (the load pressure of the hydraulic motor 4 or the load pressure of the hydraulic cylinder 21, This is a differential pressure sensor that detects a differential pressure between the pressure difference and the LS differential pressure ΔPLS. Reference numeral 55 denotes a potentiometer for detecting the amount of rotation Nθ of the governor lever 27b, and reference numeral 56 denotes an oil temperature sensor for detecting the temperature (hydraulic oil temperature) to of the hydraulic oil. Is entered. Reference numeral 57 denotes a rotation speed setting device for instructing a displacement X according to a manual operation of the fuel lever 57a, and a command signal thereof is also input to the controller 50.

【0015】コントローラ50は、図4に示すような第
1の制御回路部60を有し、この制御回路部60は、ロ
ードセンシング制御部(以下、LS制御部)61と、ト
ルク制御部62と、選択部63と、サーボ制御部64
と、関数発生器65と、乗算回路66とから成る。LS
制御部61は、目標差圧ΔPLSRと、差圧センサ54
で検出されたLS差圧ΔPLSとの偏差Δ(PLS)を
演算し、この偏差Δ(PLS)から目標値の変化量Δθ
Lを演算し、これを積分してロードセンシング制御のた
めの目標ポンプ傾転角θLを求めて出力する。
The controller 50 has a first control circuit section 60 as shown in FIG. 4, and this control circuit section 60 includes a load sensing control section (hereinafter, LS control section) 61, a torque control section 62, , A selector 63 and a servo controller 64
, A function generator 65, and a multiplication circuit 66. LS
The control unit 61 determines the target differential pressure ΔPLSR and the differential pressure sensor 54
The deviation Δ (PLS) from the LS differential pressure ΔPLS detected in the step is calculated, and the variation Δθ of the target value is calculated from the deviation Δ (PLS).
L is calculated and integrated to obtain and output a target pump tilt angle θL for load sensing control.

【0016】トルク制御部62は、回転数センサ53で
検出されたエンジン回転数Nrと、ポテンショメ−タ5
5で検出されたガバナレバー位置Nθとの偏差ΔTを演
算してスピードセンシングを行い、この偏差ΔTからエ
ンジンストールを防止するための目標トルクTpoを演
算し、この目標トルクTpoに圧力センサ52で検出さ
れたポンプ吐出圧力Ppの逆数を乗じて傾転角演算を行
い、その値θpsに一時遅れ要素のフィルタをかけて入
力トルク制限制御のための目標ポンプ傾転角θTを求め
る。
The torque control unit 62 controls the engine speed Nr detected by the speed sensor 53 and the potentiometer 5.
5 to calculate a deviation ΔT from the governor lever position Nθ, perform speed sensing, calculate a target torque Tpo for preventing engine stall from this deviation ΔT, and detect the target torque Tpo by the pressure sensor 52. Is calculated by multiplying the reciprocal of the pump discharge pressure Pp, and the value θps is filtered by a temporary delay element to obtain a target pump tilt angle θT for input torque limiting control.

【0017】選択部63は、上記2つの目標傾転角θ
L,θTのうち小さい方の値を目標傾転角θr1として
選択し、これを乗算回路66に入力する。一方、関数発
生器65には、油温センサ56の検出結果、すなわち作
動油温toが入力され、この作動油温toに基づいて目
標傾転角θr1に掛け合わせる定数αを決定する。この
定数αは、図示の如く0〜1の値であり、上記入力され
た作動油温toが所定値to1以上の場合にはαは1に
固定され、to1未満ではtoが低くなるほどαは小さ
くなる。決定された定数αは、上記乗算回路66に入力
され、選択部63から入力された目標傾転角θr1に乗
算され、その結果が傾転角指令値θrとしてサーボ制御
部64に入力される。サ−ボ制御部64は、上記傾転角
指令値θrと、傾転角センサ51により検出した傾転角
フィ−ドバック値θsとを比較し、ポンプ傾転角θsが
傾転角指令値θrに一致するよう傾転角制御装置40を
制御する。
The selecting section 63 determines the two target tilt angles θ
The smaller value of L and θT is selected as the target tilt angle θr1, and this is input to the multiplication circuit 66. On the other hand, the detection result of the oil temperature sensor 56, that is, the operating oil temperature to is input to the function generator 65, and a constant α to be multiplied by the target tilt angle θr 1 is determined based on the operating oil temperature to. The constant α is a value from 0 to 1 as shown in the drawing. When the input hydraulic oil temperature to is equal to or more than the predetermined value to 1, α is fixed to 1; Becomes smaller. The determined constant α is input to the multiplying circuit 66, is multiplied by the target tilt angle θr 1 input from the selector 63, and the result is input to the servo controller 64 as a tilt angle command value θr. . The servo control unit 64 compares the tilt angle command value θr with the tilt angle feedback value θs detected by the tilt angle sensor 51, and determines the pump tilt angle θs as the tilt angle command value θr. Is controlled so as to coincide with.

【0018】ここで、上記ロードセンシング制御によれ
ば、LS差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ
1の押除け容積(以下、傾転角ともいう)が制御され、
上記ポンプ圧がロードセンシング圧よりも所定の目標値
だけ高く保持されるので、ポンプ吐出流量が制御弁2ま
たは20の要求流量になるようにポンプ傾転角が制御さ
れ、余分な流量を吐出することがなく絞り損失による無
駄がなくなり燃費および操作性の向上が図れる。また入
力トルク制限制御によれば、油圧ポンプ1のトルクがエ
ンジン27の出力トルクの範囲内に保持され、エンジン
27に過負荷が作用するのが防止される。
Here, according to the load sensing control, the displacement of the variable displacement hydraulic pump 1 (hereinafter, also referred to as the tilt angle) is controlled so that the LS differential pressure becomes a constant value.
Since the pump pressure is maintained higher than the load sensing pressure by a predetermined target value, the pump tilt angle is controlled so that the pump discharge flow rate is equal to the required flow rate of the control valve 2 or 20, and an extra flow rate is discharged. This eliminates waste due to throttle loss and improves fuel efficiency and operability. Further, according to the input torque limiting control, the torque of the hydraulic pump 1 is maintained within the range of the output torque of the engine 27, and the overload on the engine 27 is prevented.

【0019】また、油温センサ56にて検出された作動
油温toが所定値to1以上のときには、関数発生器6
5が出力する定数αが1となるから、選択部63で選択
された目標傾転角θr1がそのまま目標傾転角θrとし
て出力され、これに応じて油圧ポンプ1の実際の傾転角
が制御される。すなわち従来と同様の傾転角制御が行わ
れ、油圧ポンプ1の入力トルクも従来通りとなる。一
方、上記作動油温toが所定値to1未満のときには、
定数αが1よりも小さくなるから、選択部63で選択さ
れた目標傾転角θr1よりも小さな値が目標傾転角θr
として出力され、これに応じて油圧ポンプ1の傾転角が
制御される。したがって、作動油温toが所定値to1
未満のときには油圧ポンプ1の入力トルクがto1以上
のときより低下し、このポンプ入力トルクがエンジン2
7の出力トルクを越えることが少なくなり、エンストが
抑制される。特に本実施例では、作動油温Toが所定値
to1未満の場合に、Toが低い程αを小さくして目標
傾転角θrを低下させるようにしたので、入力トルクを
最適な状態に保持することができる。
Further, when the oil temperature sensor 56 detected hydraulic oil temperature to at one or more predetermined values to the function generator 6
5 outputs the constant α, the target tilt angle θr 1 selected by the selector 63 is output as the target tilt angle θr as it is, and the actual tilt angle of the hydraulic pump 1 is accordingly changed. Controlled. That is, the same tilt angle control as that in the related art is performed, and the input torque of the hydraulic pump 1 becomes the same as the related art. On the other hand, when the hydraulic oil temperature to is less than the predetermined value to 1, the
Since the constant α becomes smaller than 1 , the value smaller than the target tilt angle θr 1 selected by the selector 63 is set to the target tilt angle θr.
And the tilt angle of the hydraulic pump 1 is controlled accordingly. Therefore, the operating oil temperature to becomes the predetermined value to 1
When the input torque of the hydraulic pump 1 is less than to 1 or more, the pump input torque
7 is less likely to be exceeded, and engine stall is suppressed. In particular, in this embodiment, held in the case the hydraulic oil temperature To is lower than the predetermined value-to 1, since the to lower the target tilting angle θr by reducing the extent To lower alpha, the input torque to the optimum state can do.

【0020】ところで、上記コントローラ50はまた、
図5に示す第2の制御回路部80を有している。この第
2の制御回路部80には、回転数設定装置57の燃料レ
バー57aの変位量Xと、上記ポテンショメ−タ55に
より検出されたガバナレバー27bの変位量(ガバナ位
置検出値)Nθと、油温センサ56によって検出された
作動油温toが入力される。第2の制御回路部80は、
入力された燃料レバー57aの変位量Xに応じた目標回
転数(ガバナ位置目標値)Nroaを演算するととも
に、このガバナ位置目標値Nroaと、ガバナ位置検出
値Nθと、作動油温toに基づき、図6に示す手順にし
たがってパルスモータ28を制御し、エンジン27の回
転数を制御する。
Incidentally, the controller 50 also includes:
It has a second control circuit section 80 shown in FIG. The second control circuit section 80 includes a displacement amount X of the fuel lever 57a of the rotation speed setting device 57, a displacement amount (governor position detection value) Nθ of the governor lever 27b detected by the potentiometer 55, The operating oil temperature to detected by the oil temperature sensor 56 is input. The second control circuit unit 80
A target rotation speed (governor position target value) Nroa according to the input displacement amount X of the fuel lever 57a is calculated, and based on the governor position target value Nroa, the governor position detection value Nθ, and the hydraulic oil temperature to, The pulse motor 28 is controlled according to the procedure shown in FIG.

【0021】図6において、まずステップS21でガバ
ナ位置目標値Nroa,ガバナ位置検出値Nθおよび作
動油温toをそれぞれ読み込み、ステップS21Aで図
示の特性から作動油温toに応じた適正目標回転数Nr
obを求める。ここで、この特性によれば、作動油温t
oが上記所定値to1以上ではNrobはアイドル回転
数となり、所定値to1未満のときには、toが低くな
るほどNrobは低下するようになっている。また、適
正目標回転数Nrobの最大値は、最大エンジン出力ト
ルクが得られる値となっている。ステップS21Bで
は、上記ガバナ位置目標値Nroaと、適正目標回転数
Nrobとを比較し、Nroa≧Nrobであればステ
ップS21CでNroaを目標回転数Nroとして設定
し、Nroa<NrobであればステップS21DでN
robを目標回転数Nroとして設定する。すなわち、
NroaとNrobのうち大きい方を目標回転数Nro
とする。
In FIG. 6, first, in step S21, the governor position target value Nroa, the governor position detected value Nθ, and the hydraulic oil temperature to are read, and in step S21A, the appropriate target rotational speed Nr corresponding to the hydraulic oil temperature to from the characteristics shown in the drawing.
Ob. Here, according to this characteristic, the hydraulic oil temperature t
When o is equal to or more than the predetermined value to 1 , Nrob becomes the idle speed, and when o is less than the predetermined value to 1 , Nrob decreases as to decreases. The maximum value of the appropriate target rotation speed Nrob is a value at which the maximum engine output torque is obtained. In step S21B, the governor position target value Nroa is compared with an appropriate target rotation speed Nrob. If Nroa ≧ Nrob, Nroa is set as the target rotation speed Nro in step S21C, and if Nroa <Nrob, step S21D is performed. N
rob is set as the target rotation speed Nro. That is,
The larger one of Nroa and Nrob is the target rotation speed Nro
And

【0022】次いでステップS22では、ガバナ位置検
出値Nθと目標回転数Nroとの差Nθ−Nroを回転
数差Aとしてメモリに格納し、ステップS23におい
て、予め定めた基準回転数差Kを用いて、|A|≧Kか
否かを判定する。肯定されるとステップS24に進み、
回転数差A>0か否かを判定し、A>0ならばガバナ位
置検出値Nθが目標回転数Nroよりも大きい、つまり
制御回転数が目標回転数よりも高いから、エンジン回転
数を下げるためステップS25でモータ逆転を指令する
信号をパルスモータ28に出力する。これによりパルス
モータ28が逆転しエンジン27の回転数が低下する。
Next, in step S22, the difference Nθ-Nro between the governor position detection value Nθ and the target rotation speed Nro is stored in a memory as a rotation speed difference A, and in step S23, a predetermined reference rotation speed difference K is used. , | A | ≧ K. If affirmative, the process proceeds to step S24,
It is determined whether or not the rotational speed difference A> 0. If A> 0, the governor position detected value Nθ is larger than the target rotational speed Nro, that is, since the control rotational speed is higher than the target rotational speed, the engine rotational speed is reduced. Therefore, in step S25, a signal for commanding motor reverse rotation is output to the pulse motor 28. As a result, the pulse motor 28 rotates in the reverse direction, and the rotation speed of the engine 27 decreases.

【0023】一方、A≦0ならばガバナ位置検出値Nθ
が目標回転数Nroよりも小さい、つまり制御回転数が
目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるた
めステップS26でモータ正転を指令する信号を出力す
る。これにより、パルスモータ28が正転し、エンジン
27の回転数が上昇する。ステップS23が否定される
とステップS27に進んでモータ停止信号を出力し、こ
れによりエンジン27の回転数が一定値に保持される。
ステップS25〜S27を実行すると始めに戻る。
On the other hand, if A ≦ 0, the governor position detection value Nθ
Is smaller than the target rotation speed Nro, that is, since the control rotation speed is lower than the target rotation speed, a signal for commanding the motor to rotate forward is output in step S26 to increase the engine rotation speed. As a result, the pulse motor 28 rotates forward and the rotation speed of the engine 27 increases. If step S23 is denied, the process proceeds to step S27 to output a motor stop signal, whereby the rotation speed of the engine 27 is maintained at a constant value.
After executing steps S25 to S27, the process returns to the beginning.

【0024】以上によれば、上記作動油温toが所定値
to1未満の場合には、作動油温toが低いほど適正目
標回転数Nrobが上昇して最大エンジン出力トルクが
得られる値に近づくので、作動油温toが所定値to1
以上のときよりもエンジン出力トルクが増加する。した
がって、上記入力トルクがエンジン27の出力トルクを
越えることがより一層少なくなり、エンスト抑制効果の
向上が図れる。
According above, if the hydraulic oil temperature to is less than the predetermined value to 1 approaches the value which the maximum engine output torque is obtained the lower the hydraulic oil temperature to the proper target speed Nrob increased Therefore, the hydraulic oil temperature to is equal to the predetermined value to 1
The engine output torque increases as compared with the above case. Therefore, the input torque does not exceed the output torque of the engine 27, and the engine stall suppressing effect can be improved.

【0025】以上の実施例の構成において、油圧モータ
4および作業用油圧シリンダ21が油圧アクチュエータ
を、第1の制御回路部60が制御手段を、第2の制御回
路部80が回転数制御手段をそれぞれ構成する。
In the configuration of the above embodiment, the hydraulic motor 4 and the working hydraulic cylinder 21 function as a hydraulic actuator, the first control circuit 60 controls the control means, and the second control circuit 80 controls the rotation speed control means. Configure each.

【0026】なお図7に示すように、上記油温センサ5
6に代えて、エンジン冷却水の温度twを検出する水温
センサ156を設け、上述と同様に、このエンジン冷却
水温twが所定値tw1未満のときには、所定値tw1
上のときよりもポンプ入力トルクを低下させる制御を行
うようにしても上述と同様の作用効果が得られる。ま
た、エンジン27始動時からの時間が所定時間に満たな
い場合に作動油の温度が所定値未満の状態であると判断
し、ポンプ入力トルクを低下させるようにしてもよい。
さらに、油温または水温が所定値未満のときには、その
温度が低いほどポンプ入力トルクが徐々に低くなるよう
にしたが、例えば図8に示すように、段階的にポンプ入
力トルクが低くなるように関数発生器を構成してもよ
い。さらにまた、ロードセンシング制御を行うものにつ
いて示したが、ロードセンシング制御を行わないもので
もよい。また、ホイール式油圧ショベルにて説明した
が、それ以外の建設機械にも本発明を適用できる。
As shown in FIG. 7, the oil temperature sensor 5
Instead of 6, a water temperature sensor 156 for detecting the temperature tw of the engine coolant provided, in the same manner as described above, when the engine coolant temperature tw is lower than the predetermined value tw 1, the pump input than when a predetermined value tw 1 or more The same operation and effect as described above can be obtained even when the control for reducing the torque is performed. Further, when the time from the start of the engine 27 is less than the predetermined time, it may be determined that the temperature of the hydraulic oil is lower than the predetermined value, and the pump input torque may be reduced.
Further, when the oil temperature or the water temperature is lower than the predetermined value, the pump input torque is made to gradually decrease as the temperature becomes lower, but for example, as shown in FIG. A function generator may be configured. Furthermore, although the one that performs the load sensing control has been described, the one that does not perform the load sensing control may be used. Further, although the description has been given of the wheel type excavator, the present invention can be applied to other construction machines.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、作動油の温度が所定値
未満の状態と判断したときには、所定値以上の状態と判
断したときよりも油圧ポンプの入力トルクを低下させる
ようにしたので、作動油の温度が低い原動機始動時に油
圧ポンプの入力トルクが原動機の出力トルクを上回るこ
とが少なくなり、エンストを抑制できる。また特に請求
項5の発明によれば、作動油の温度が所定値未満の状態
と判断したときには、所定値以上の原動機出力トルクが
得られる値に原動機の回転数を制御するようにしたの
で、作動油の温度が低い原動機始動時のエンジンの出力
トルクが増大して、油圧ポンプの入力トルクが原動機の
出力トルクを上回ることがより一層少なくなり、更に確
実なエンスト抑制効果が得られる。
According to the present invention, when it is determined that the temperature of the hydraulic oil is lower than the predetermined value, the input torque of the hydraulic pump is made lower than when it is determined that the temperature is higher than the predetermined value. The input torque of the hydraulic pump does not exceed the output torque of the prime mover when the prime mover starts when the temperature of the hydraulic oil is low, and engine stall can be suppressed. In particular, according to the invention of claim 5, when it is determined that the temperature of the hydraulic oil is lower than the predetermined value, the rotation speed of the motor is controlled to a value at which the engine output torque equal to or higher than the predetermined value is obtained. The output torque of the engine at the time of starting the prime mover with a low temperature of the hydraulic oil is increased, and the input torque of the hydraulic pump is less likely to exceed the output torque of the prime mover, so that a more reliable engine stall suppression effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る油圧建設機械のトルク制御装置の
全体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a torque control device for a hydraulic construction machine according to the present invention.

【図2】上記トルク制御装置の一部を拡大して示す図で
ある。
FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the torque control device.

【図3】油圧ショベルの側面図である。FIG. 3 is a side view of the hydraulic excavator.

【図4】第1の制御回路部を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a first control circuit unit.

【図5】第2の制御回路部を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a second control circuit unit.

【図6】エンジン回転数制御の手順を示すフローチャー
トである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of engine speed control.

【図7】別実施例を示す第1の制御回路部のブロック図
である。
FIG. 7 is a block diagram of a first control circuit unit showing another embodiment.

【図8】関数発生器の変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a modified example of the function generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 可変容量油圧ポンプ 2,20 制御弁 4 油圧モータ 27 エンジン 27a ガバナ 27b ガバナレバー 28 パルスモータ 40 傾転角制御装置 50 コントローラ 51 傾転角センサ 52 圧力センサ 53 回転数センサ 54 差圧センサ 55 ポテンショメ−タ 56 油温センサ 57 回転数設定装置 60 第1の制御回路部 61 LS制御部 62 トルク制御部 63 選択部 64 サーボ制御部 65 関数発生器 66 乗算部 80 第2の制御回路部 156 水温センサ Reference Signs List 1 variable displacement hydraulic pump 2, 20 control valve 4 hydraulic motor 27 engine 27a governor 27b governor lever 28 pulse motor 40 tilt angle control device 50 controller 51 tilt angle sensor 52 pressure sensor 53 rotation speed sensor 54 differential pressure sensor 55 potentiometer 56 56 Oil temperature sensor 57 Rotation speed setting device 60 First control circuit unit 61 LS control unit 62 Torque control unit 63 Selection unit 64 Servo control unit 65 Function generator 66 Multiplication unit 80 Second control circuit unit 156 Water temperature sensor

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 原動機によって駆動される可変容量油圧
ポンプと、 この可変容量油圧ポンプからの吐出油により駆動される
油圧アクチュエータと、 前記可変容量油圧ポンプの入力トルクを制御する制御手
段とを備えた油圧建設機械のトルク制御装置において、 前記制御手段は、作動油の温度が第1の所定値未満の状
態と判断したときには、第1の所定値以上の状態と判断
したときよりも前記入力トルクを低下させることを特徴
とする油圧建設機械のトルク制御装置。
1. A variable displacement hydraulic pump driven by a prime mover, a hydraulic actuator driven by oil discharged from the variable displacement hydraulic pump, and control means for controlling an input torque of the variable displacement hydraulic pump. In the torque control device for a hydraulic construction machine, when the control means determines that the temperature of the hydraulic oil is less than a first predetermined value, the control means may increase the input torque more than when the temperature is determined to be equal to or more than a first predetermined value. A torque control device for a hydraulic construction machine, wherein the torque control device reduces the torque.
【請求項2】 作動油の温度を検出する検出手段を備
え、前記制御手段は、前記検出された作動油の温度に基
づいて前記状態判定を行うことを特徴とする請求項1に
記載の油圧建設機械のトルク制御装置。
2. The hydraulic system according to claim 1, further comprising a detection unit that detects a temperature of the hydraulic oil, wherein the control unit performs the state determination based on the detected temperature of the hydraulic oil. Construction machine torque control device.
【請求項3】 原動機冷却水の温度を検出する検出手段
を備え、前記制御手段は、前記検出された原動機冷却水
の温度が第2の所定値未満の場合に前記作動油の温度が
第1の所定値未満の状態と判断することを特徴とする請
求項1に記載の油圧建設機械のトルク制御装置。
A detecting means for detecting a temperature of the motor cooling water, wherein the control means sets the temperature of the hydraulic oil to the first temperature when the detected temperature of the motor cooling water is less than a second predetermined value. The torque control device for a hydraulic construction machine according to claim 1, wherein the torque control device determines that the state is less than a predetermined value.
【請求項4】 前記制御手段は、原動機始動時からの経
過時間が所定時間に満たない場合に前記作動油の温度が
第1の所定値未満の状態であると判断することを特徴と
する請求項1に記載の油圧建設機械のトルク制御装置。
4. The system according to claim 1, wherein the controller determines that the temperature of the hydraulic oil is lower than a first predetermined value when an elapsed time from a start of the prime mover is less than a predetermined time. Item 2. A torque control device for a hydraulic construction machine according to item 1.
【請求項5】 手動操作に応じて前記原動機の回転数を
制御する回転数制御手段を更に備え、この回転数制御手
段は、前記作動油の温度が第1の所定値未満の状態と判
断したときには、前記原動機の回転数を、所定値以上の
原動機出力トルクが得られる値に制御することを特徴と
する請求項1〜4のいずれかに記載の油圧建設機械のト
ルク制御装置。
5. A rotation speed control means for controlling a rotation speed of the prime mover according to a manual operation, wherein the rotation speed control means determines that the temperature of the hydraulic oil is lower than a first predetermined value. The torque control device for a hydraulic construction machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotation speed of the prime mover is controlled to a value at which a prime mover output torque equal to or greater than a predetermined value is obtained.
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