JP2003028074A - 建設機械のエンジン及びポンプの制御装置 - Google Patents

建設機械のエンジン及びポンプの制御装置

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JP2003028074A
JP2003028074A JP2001211740A JP2001211740A JP2003028074A JP 2003028074 A JP2003028074 A JP 2003028074A JP 2001211740 A JP2001211740 A JP 2001211740A JP 2001211740 A JP2001211740 A JP 2001211740A JP 2003028074 A JP2003028074 A JP 2003028074A
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JP
Japan
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engine
pump
torque
hydraulic pump
rack position
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JP2001211740A
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Mamoru Konishi
守 小西
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Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Construction Crane Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、建設機械におけるエンジンとポン
プの組合せが多種多様化しても、エンジン及びポンプ制
御を容易に行えるようにする制御装置を提供することに
ある。 【解決手段】 燃料噴射ポンプのラックを変位させてエ
ンジン回転数を増減し、該エンジン回転数の変化によ
り、油圧ポンプの必要トルクを調整する制御装置におい
て、エンジン回転数を検出する手段と、ラック位置を検
出する手段を設け、エンジン回転数から目標ラック位置
を算出し、実際に検出した前記ラックの位置と目標ラッ
ク位置との差により油圧ポンプの目標トルクを演算し、
油圧ポンプのトルク指令値が、エンジンの持っているト
ルク+△Tを超えないように制限を加えて、油圧ポンプ
のトルク指令信号を出力するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械における
エンジン及びポンプの制御装置に関するものである。特
に建設機械においてこれを駆動する多種多様なエンジン
と、このエンジンに駆動されるポンプとの組合せが変っ
ても、その制御を可能とする制御装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】エンジンの出力を油圧ポンプの入力とし
て効率よく利用するために、エンジンの回転数Nを検出
し、目標の回転数との偏差△Nが油圧ポンプの入力トル
クTに対応するものとし、偏差△Nの値により油圧ポン
プの傾転角を制御する方法が知られている。 【0003】又、特公平2−40873号公報には、エ
ンジンの燃料噴射ポンプのラックの位置を検出し、この
ラックが所定の位置を超えたとき、油圧ポンプの傾転角
を△N−T特性(△Nは、目標回転数と測定された回転
数Nとの偏差、Tは油圧ポンプの入力トルク)に基づき
減少させる方法も提案されている。 【0004】このような従来技術のうち、前者はスロッ
トルレバーの位置等により△N−T特性にばらつきが生
じ、エンジンの出力を最大限に有効利用することができ
ない。 【0005】一方、後者は上記問題点を改良している
が、ガバナのアングライヒ(ungleich)特性に従い、ス
ロットルレバーの位置によって前記ラック所定の位置が
変化するので、エンジンの出力の有効利用の妨げとな
る。 【0006】これ等の問題に対処するために、電子式ラ
ック制御装置と油圧ポンプ入力トルク制御装置とを備
え、スロットルレバーの位置別に回転数偏差△Nと目標
ラック位置Mとの△N−M特性並びに回転数偏差△Nと
油圧ポンプの目標傾転角Xとの△N−X特性を記憶
しておき、前記回転数偏差△N、ラック位置、回路圧を
検出してエンジンの出力の有効利用を図ることが考えら
れている。然し、△N−M特性及び△N−X特性を記
憶するには制御装置の記憶容量の増大を招き、機器の個
別差及び経年変化等に対処するために、その都度△N−
M特性及び△N−X特性を再記憶させなくてはならな
い。そのために費やされる時間及びコストが大きくなら
ざるを得ない。 【0007】そこで、制御装置のコストを低く抑えつ
つ、エンジンの出力を油圧ポンプの入力として効率よく
利用し、且つ、機器の個別差及び経年変化等にも即座に
対応できる技術の必要性が生じた。 【0008】このような必要性に対応するものとして特
開平4−325783号が開示されている。これは図5
〜図7に示すように、燃料噴射ポンプ2のラックの位置
を検出するラック位置検出器3と、スロットルレバー4
の位置を検出するスロットルレバー位置検出器7を設
け、スロットルレバー4の位置を示す信号THと、ラッ
クの位置を示す信号RWを読み込み、制御装置8で目標
ラック位置を算出する。そして、目標ラック位置と実際
のラックの位置との差から油圧ポンプ5の傾転角を演算
し、レギュレータ6へ傾転角指令信号Qを出力する構成
としたものである。 【0009】このようにエンジン1にかかるポンプ負荷
の状態をエンジン1のラック位置検出器3で読み取り、
またエンジン回転数をスロットルレバー位置検出器7で
検出して、エンジン馬力が負荷に負けないよう、油圧ポ
ンプ5のトルク(負荷)値を演算して、油圧ポンプ5の
レギュレータ6により、油圧ポンプ5のトルクを決定す
る油圧ポンプ傾転角を制御する制御システムである。 【0010】しかし、建設機械の設計手法として、モジ
ュール思想が取りこまれ、エンジンとポンプの組合せに
おいて、小型・中型・大型というように様々な組合せで
使用される。しかし、上記の如き制御システムでは、た
とえばエンジンとポンプとの組合せで、ポンプの必要ト
ルク値がエンジンの発生トルク値よりも過大になると、
無負荷の状態から負荷を掛けた場合、ポンプの制御の追
従が十分でなく、制御がハンチングを起す。制御応答を
速くできれば対応は可能ではあるが、システム構成上応
答を速くすると安定性が無くなるので対応できないのが
現状である。 【0011】次に、図7のフローチャートに従って上記
公知システムの制御手順は次の如くである。先ず、前記
スロットルレバー位置検出器7によってスロットルレバ
ー4の位置THを読み込み、ラック位置検出器3によっ
てそのときのラックの位置RWを読み込んで、制御装置
8の内部メモリーへ記憶する(ステップ101)。制御
装置8では、前記スロットルレバー4の位置THから、
次に述べる手順で目標ラック位置RWを算出する(ス
テップ102)。 【0012】図6はスロットルレバー4の位置THとエ
ンジン最大出力時のラック位置RWFLとの関係を示し
ており、スロットルレバーの位置がTH0まではエンジ
ン最大出力時のラック位置RWFLは右下がりの特性と
なっている。これがアングライヒ特性と称されるもので
あって、このグラフのRWFL特性は予め制御装置8の
メモリーに記憶されている。そして、スロットルレバー
4の位置THに対応したRWFLを算出し、次式によっ
て目標ラック位置RWを求める。 【0013】RW=k・RWFL…(1) k:定数(≦1) (1)式によって目標ラック位置RWを算出すれば、
アングライヒ特性に対する補償もなされる。尚、kの値
を変更すれば、機器の個別差及び経年変化等の外乱に対
しても、即座に対処することができる。 【0014】制御装置8では、この目標ラック位置RW
と前述した実際に検出したラックの位置RWとの差か
らラックの位置偏差△RWを算出する(ステップ10
3)。 △RW=RW−RW…(2) 【0015】ステップ104では、ラックの位置偏差△
RWの絶対値|△RW|が不感帯△内であるか否かを判
断し、不感帯△内であればラックの位置偏差△RWに基
づいて油圧ポンプ5の傾転角を演算し、レギュレータ6
へ傾転角指令信号Qを一定に保持して出力し(ステップ
105)、スタートへ戻る。 【0016】ステップ104において|△RW|が不感
帯△より大であるときは、ステップ106へ進んでラッ
クの位置偏差△RWが正であるか否かを判断する。△R
Wが正(>0)であるときは前記傾転角指令信号Qを増
加する信号をレギュレータ6へ出力し(ステップ10
7)、△RWが負(<0)であるときは傾転角指令信号
Qを減少する信号をレギュレータ6へ出力して(ステッ
プ108)スタートへ戻るというものである。 【0017】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、建設機械に
おけるエンジンとポンプの組合せが多種多様化しても、
エンジン及びポンプ制御を容易に行えるようにする制御
装置を提供することにある。 【0018】 【課題を解決するための手段】燃料噴射ポンプのラック
を変位させてエンジン回転数を増減し、該エンジン回転
数の変化により、油圧ポンプの必要トルクを調整する制
御装置において、エンジン回転数を検出する手段と、ラ
ック位置を検出する手段を設け、エンジン回転数から目
標ラック位置を算出し、実際に検出した前記ラックの位
置と目標ラック位置との差により油圧ポンプの目標トル
クを演算し、油圧ポンプのトルク指令値が、エンジンの
持っているトルク+△Tを超えないように制限を加え
て、油圧ポンプのトルク指令信号を出力するようにし
た。 【0019】 【発明の実施の形態】図1〜図5に基づいて説明する。
図1は本発明にかかわるエンジン及びポンプの制御装置
の系統図である。図1において、11はエンジン、12
は燃料噴射ポンプ、13はラック位置検出器、14はス
ロットルレバー、15は油圧ポンプ、16はレギュレー
タ、17はエンジン回転検出器、18は演算装置であ
る。公知技術の図5と比較して、スロットルレバー位置
検出器7がエンジン回転検出器となっている点で異って
いる。図2はエンジンの全負荷時における、ラック位置
検出器13の回転数Nとラック位置Vとの関係を示すN
V特性線図である。 【0020】図1でエンジン11に対し、最大トルクが
大きなポンプ15を使用した場合、従来技術では、ラッ
ク位置によってポンプ必要トルクを調整した。そしてエ
ンジン11が無負荷のときに演算装置18は、ポンプ1
5が最大トルクまで仕事をするようポンプトルク値をT
又はTに制御していた(図3)。このためポンプト
ルク値はエンジントルクを大きく超えてしまい、負荷が
さらに加わると、ポンプ15の必要トルクをエンジント
ルクよりも小さな値に抑えるよう制御するのであるが、
制御されたポンプトルク値T及びTとエンジントル
クとの偏差△T 及び△Tの関係が△T<<△T
ため、既定の制御値ではハンチングが発生してしまう
(図3)。 【0021】そこで、本発明における制御システムで
は、図4に示すごとく、ラック位置の状態によりポンプ
トルク値を調整すると同時に、ポンプトルクの値が、そ
のエンジン回転数での(エンジントルク+△T)より大
きくならないように制御するようにしたものである(図
4参照)。 【0022】 【発明の効果】本発明によれば、エンジン回転数を検出
する手段と、ラック位置を検出する手段を設け、エンジ
ン回転数から目標ラック位置を算出し、実際に検出した
前記ラックの位置と目標ラック位置との差により油圧ポ
ンプの目標トルクを演算し、油圧ポンプのトルク指令値
が、エンジンの持っているトルク+△Tを超えないよう
に制限を加えて、油圧ポンプのトルク指令信号を出力す
る制御手段を設けたことにより、建設機械におけるエン
ジンとポンプの組合せが如何に変化しても、エンジンと
ポンプの制御を容易に行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明における油圧ポンプの入力制御装置の系
統図。 【図2】エンジン全負荷時における、ラック位置検出器
の回転数Nとラック位置Vとの関係を示す図。 【図3】回転数Nとポンプの必要トルクTとの関係グラ
フ。 【図4】本発明によりポンプトルク値Tがエンジン回転
数Nでのエンジントルク+△Tより大きくならないよう
にしたグラフ。 【図5】公知装置における油圧ポンプの入力制御装置の
系統図。 【図6】スロットルレバーの位置とエンジン最大出力時
のラック位置との関係を示すグラフ。 【図7】制御手順を示すフローチャート。 【符号の説明】 11 エンジン 12 燃料噴射ポンプ 13 ラック位置検出器 14 スロットルレバ
ー 15 油圧ポンプ 16 レギュレータ 17 スロットルレバー位置検出器 18 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2D003 AA00 AB05 AB06 BA02 BB02 CA02 DA02 DA04 DB01 DB03 DB05 3G093 AA10 AA15 AB01 AB05 BA24 BA27 CA05 DA06 DA10 DB22 EB05 EC04 FA12 3H045 AA04 AA10 AA13 AA24 AA33 BA19 BA42 CA00 CA09 CA29 DA25 EA33

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 燃料噴射ポンプのラックを変位させてエ
    ンジン回転数を増減し、該エンジン回転数の変化によ
    り、油圧ポンプの必要トルクを調整する制御装置におい
    て、エンジン回転数を検出する手段と、ラック位置を検
    出する手段を設け、エンジン回転数から目標ラック位置
    を算出し、実際に検出した前記ラックの位置と目標ラッ
    ク位置との差により油圧ポンプの目標トルクを演算し、
    油圧ポンプのトルク指令値が、エンジンの持っているト
    ルク+△Tを超えないように制限を加えて、油圧ポンプ
    のトルク指令信号を出力する制御手段を設けたことを特
    徴とする建設機械のエンジン及びポンプの制御装置。
JP2001211740A 2001-07-12 2001-07-12 建設機械のエンジン及びポンプの制御装置 Pending JP2003028074A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008169593A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Komatsu Ltd 作業車両のエンジン負荷制御装置
CN100460649C (zh) * 2007-02-13 2009-02-11 三一重机有限公司 一种挖掘机发动机转速控制方法
JP2009249875A (ja) * 2008-04-03 2009-10-29 Yanmar Co Ltd 作業機械
US11332183B2 (en) * 2017-11-23 2022-05-17 Robert Bosch Gmbh Method for operating a steering system, and steering system

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JP2009249875A (ja) * 2008-04-03 2009-10-29 Yanmar Co Ltd 作業機械
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Effective date: 20061031

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Effective date: 20070306