JP2006112280A - 油圧建設機械の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】演算部700vは、ポンプ吐出圧最大値信号PDMAXに基づく回転数補正ゲインKNPに応じた基準回転数低下補正量DNLRを算出する。演算部700gは、エンジン回転数補正ゲインKNLに基準回転数低下補正量DNLと前記DNLRとを掛け合わせ、DNLRで補正した操作パイロット圧の入力変化によるエンジン回転数低下補正量DNDを算出する。操作指令手段のレバー操作量がフルからハーフに変わる場合、ポンプ吐出圧がポンプ吸収トルク制御領域Xより低い領域Yの圧力範囲にあるときは、基準回転数低下補正量演算部700vにより補正量DNLRが0と計算されるため、オートアクセル制御による目標エンジン回転数の低下は生じない。
【選択図】 図9
Description
流量制御弁5a〜5d及び流量制御弁5e〜5iはセンタバイパスタイプであり、油圧ポンプ1,2から吐出された圧油はこれらの流量制御弁によりアクチュエータ50〜56の対応するものに供給される。アクチュエータ50は走行右用の油圧モータ(右走行モータ)、アクチュエータ51はバケット用の油圧シリンダ(バケットシリンダ)、アクチュエータ52はブーム用の油圧シリンダ(ブームシリンダ)、アクチュエータ53は旋回用の油圧モータ(旋回モータ)、アクチュエータ54はアーム用の油圧シリンダ(アームシリンダ)、アクチュエータ55は予備の油圧シリンダ、アクチュエータ56は走行左用の油圧モータ(左走行モータ)であり、流量制御弁5aは走行右用、流量制御弁5bはバケット用、流量制御弁5cは第1ブーム用、流量制御弁5dは第2アーム用、流量制御弁5eは旋回用、流量制御弁5fは第1アーム用、流量制御弁5gは第2ブーム用、流量制御弁5hは予備用、流量制御弁5iは走行左用である。即ち、ブームシリンダ52に対しては2つの流量制御弁5g,5cが設けられ、アームシリンダ54に対しても2つの流量制御弁5d,5fが設けられ、ブームシリンダ52とアームシリンダ54には、それぞれ、2つの油圧ポンプ1,2からの圧油が合流して供給可能になっている。
操作パイロット装置38〜44は、それぞれ、1対のパイロット弁(減圧弁)38a,38b〜44a,44bを有し、操作パイロット装置38,39,44はそれぞれ更に操作ペダル38c,39c、44cを有し、操作パイロット装置40,41は更に共通の操作レバー40cを有し、操作パイロット装置42,43は更に共通の操作レバー42cを有している。操作ペダル38c,39c、44c及び操作レバー40c,42cを操作すると、その操作方向に応じて関連する操作パイロット装置のパイロット弁が作動し、ペダル又はレバーの操作量に応じた操作パイロット圧が生成される。
図1において、油圧ポンプ1,2にはそれぞれレギュレータ7,8が備えられ、これらレギュレータ7,8で油圧ポンプ1,2の容量可変機構である斜板1a,2aの傾転位置を制御し、ポンプ吐出流量を制御する。
全馬力制御用の各第2サーボ弁22は、油圧ポンプ1,2の吐出圧力とソレノイド制御弁32からの制御圧力により作動して油圧ポンプ1,2の吸収トルクを制御し、全馬力制御をする弁である。
基準ポンプ流量演算部70aは、油圧ポンプ1側の制御パイロット圧PL1の信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの制御パイロット圧PL1に応じた油圧ポンプ1の基準吐出流量QR10を演算する。この基準吐出流量QR10はパイロット操作装置38,40,41,42の操作量に対するポジティブ傾転制御の基準流量メータリングである。メモリのテーブルには制御パイロット圧PL1が高くなるに従って基準吐出流量QR10が増大するようPL1とQR10の関係が設定されている。
目標ポンプ流量演算部70cは、目標エンジン回転数NR1(後述)の信号を入力し、基準吐出流量QR10をその目標エンジン回転数NR1と予めメモリに記憶してある最高回転数NRCとの比(NRC/NR1)で割り、油圧ポンプ1の目標吐出流量QR11を演算する。この演算の目的は、オペレータの意志による入力の目標エンジン回転数分のポンプ流量補正を行い、目標エンジン回転数NR1に応じた目標のポンプ吐出流量を算出することである。即ち、目標エンジン回転数NR1を大きく設定する場合は、ポンプ吐出流量としても大流量を欲している場合であるので、目標吐出流量QR11もそれに応じて増大させ、目標エンジン回転数NR1を小さく設定する場合は、ポンプ吐出流量としても小流量を欲している場合であるので、目標吐出流量QR11もそれに応じて減少させる。
目標ポンプ傾転演算部70eは、実エンジン回転数NE1の信号を入力し、目標吐出流量QR11を実エンジン回転数NE1で割り、更にこれを予めメモリに記憶してある定数K1で割って油圧ポンプ1の目標傾転θR1を算出する。この演算の目的は、目標エンジン回転数NR1の変化に対しエンジン制御に応答遅れがあり、実エンジン回転数が直ちにNR1にならなくても、実エンジン回転数NE1で目標吐出流量QR11を割って目標傾転θR1とすることにより、目標吐出流量QR11が応答遅れなく速やかに得られるようにすることである。
基準ポンプ流量演算部70b、目標ポンプ流量演算部70d、目標ポンプ傾転演算部70f、出力圧力演算部70h、ソレノイド出力電流演算部70mでも、同様にポンプ制御信号PL2と目標エンジン回転数NR1と実エンジン回転数NE1とから油圧ポンプ2の傾転制御用の駆動電流SI2を算出し、これをソレノイド制御弁31に出力する。
ポンプ最大吸収トルク演算部70iは、目標エンジン回転数NR1の信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの目標エンジン回転数NR1に応じた油圧ポンプ1,2の最大吸収トルクTRを算出する。この最大吸収トルクTRは目標エンジン回転数NR1で回転するエンジン10の出力トルク特性にマッチングする油圧ポンプ1,2の目標とする最大吸収トルクである。
演算部700d1〜700d4のメモリのテーブルには、以上の条件に対応して操作パイロット圧と補正ゲインKBU,KAC,KSW,KTRとの関係が設定されている。
操作指令手段のレバー操作量をフルからハーフに変えたとき、エンジン出力トルク、エンジン出力馬力、ポンプ吐出流量は次のように変化する。
<本発明>
操作指令手段のレバー操作量をフルからハーフに変えたとき、エンジン出力トルク、エンジン出力馬力、ポンプ吐出流量は次のように変化する。
(4)図7に示すポンプ制御部において、操作パイロット圧の変化による油圧ポンプ1,2の制御パイロット圧PL1,PL2の変化で、基準ポンプ流量演算部70a,70b及び目標ポンプ流量演算部70c,70dで演算される油圧ポンプ1,2の目標吐出流量QR11,QR21が変化したとき、目標ポンプ傾転演算部70e,70fで目標吐出流量QR11を実エンジン回転数NE1で割って目標傾転θR1,θR2を算出するので、油圧ポンプ1,2の吐出流量は目標吐出流量QR11を応じた流量となり、エンジン10の目標回転数NR1と実回転数NE1に差が生じた際、エンジン回転数の制御に応答遅れがあっても、操作パイロット圧の変化(目標吐出流量QR11,QR21の変化)に応じて油圧ポンプ1,2の吐出流量を応答良く制御でき、優れた操作性が得られる。
(5)基準ポンプ流量演算部70a,70bで計算された基準吐出流量QR10,QR20をそのまま目標吐出流量とするのではなく、目標ポンプ流量演算部70c,70dでその基準吐出流量QR10,QR20を目標エンジン回転数NR1に応じた目標吐出流量QR11,QR21に変換するので、基準吐出流量QR10,QR20の基準流量メータリングに対しオペレータの意志による入力の目標エンジン回転数分のポンプ流量補正が行える。このため、オペレータが微操作を意図して目標エンジン回転数NR1を小さく設定した場合は、ポンプ吐出流量は小流量となり、目標エンジン回転数NR1を大きく設定した場合は、ポンプ吐出流量は大流量となり、しかも、いずれの場合もレバー操作量の全範囲でメータリング特性を確保できる。
(6)図9に示すエンジン制御部において、アームクラウド操作や走行操作に際して、回転数補正量演算部700gで操作パイロット圧による回転数低下補正量DNDが演算されると共に、演算部700q,700r及び最大値選択部700sでポンプ吐出圧による回転数補正ゲインKNPを操作パイロット圧による補正ゲインKACH又はKTRHで補正したポンプ吐出圧による回転数上昇補正量DNHが演算され、その回転数低下補正量DNDと回転数上昇補正量DNHにより基準目標エンジン回転数NROが補正され、エンジン回転数が制御されるので、操作レバー又はペダルの操作量の増大によってエンジン回転数が上昇するだけでなく、ポンプ吐出圧の上昇によってもエンジン回転数が上昇することとなり、アームクラウド操作では力強い掘削作業が行え、走行時には高速走行又は力強い走行が可能となる。一方、アームクラウドや走行以外の操作では、補正ゲインKACH又はKTRHは0となり、基準目標エンジン回転数NROは操作パイロット圧による回転数低下補正量DNDによってのみ補正され、エンジン回転数が制御されるので、例えばブーム上げのようにフロント作業機の姿勢でポンプ吐出圧が変動する操作では、ポンプ吐出圧が変動してもエンジン回転数は変化しないので、良好な操作性を確保できる。また、操作量の少ないときにはエンジン回転数が低下し、省エネ効果が大きい。
(7)オペレータが基準目標回転数NROを低く設定した場合は、基準回転数低下補正量演算部700a及び基準回転数上昇補正量演算部700bで基準回転数低下補正量DNL及び基準回転数上昇補正量DNPがそれぞれ小さい値として演算され、基準目標エンジン回転数NROに対する補正量DND及びDNHが小さくなる。このため、均し作業や吊り荷作業のようにオペレータがエンジン回転数を低い領域で使用する作業では、エンジン目標回転数の補正幅が自動的に小さくなり、細かい作業が行い易くなる。
(8)補正ゲイン演算部700d1〜700d4において、操作するアクチュエータ毎に操作レバー又はペダルの入力変化(操作パイロット圧の変化)に対するエンジン回転数の変化を補正ゲインとして予め設定したので、アクチュエータの特性に応じた良好な作業性が得られる。
(9)上記以外の操作では、演算部700d5,700d6の補正ゲインPL1,PL2で代表してエンジン回転数が補正される。
1a,2a 斜板
5 弁装置
7,8 レギュレータ
10 原動機
14 燃料噴射装置
20A,20B 傾転アクチュエータ
21A,21B 第1サーボ弁
22A,22B 第2サーボ弁
30〜32 ソレノイド制御弁
38〜44 操作パイロット装置
50〜56 アクチュエータ
70 コントローラ
70a,70b 基準ポンプ流量演算部
70c,70d 目標ポンプ流量演算部
70e,70f 目標ポンプ傾転演算部
70g,70h 出力圧力演算部
70k,70m ソレノイド出力電流演算部
70i ポンプ最大トルク演算部
70j 出力圧力演算部
70n ソレノイド出力電流演算部
700a 基準回転数低下補正量演算部
700b 基準回転数上昇補正量演算部
700c 最大値選択部
700d1〜d6 エンジン回転数補正ゲイン演算部
700e 最小値選択部
700f ヒステリシス演算部
700g 操作レバーエンジン回転数補正量演算部
700h 第1基準目標エンジン回転数補正部
700i 最大値選択部
700j ヒステリシス演算部
700k ポンプ吐出圧信号補正部
700m 補正ゲイン演算部
700n 最大値選択部
700p 補正ゲイン演算部
700q 第1ポンプ吐出圧エンジン回転数補正量演算部
700r 第2ポンプ吐出圧エンジン回転数補正量演算部
700s 最大値選択部
700t 第2基準目標エンジン回転数補正部
700u リミッタ演算部
700v 基準回転数低下補正量演算部
Claims (11)
- 原動機と、
この原動機によって駆動される少なくとも1つの可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプの圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、
前記原動機の基準目標回転数を指令する入力手段と、
前記原動機の回転数を制御する回転数制御手段と、
前記油圧アクチュエータの操作を指令する操作指令手段とを備えた油圧建設機械の制御装置において、
前記基準目標回転数に基づいて前記回転数制御手段の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記操作指令手段の指令量を検出する操作検出手段と、
前記油圧ポンプの負荷圧を検出する負荷圧検出手段とを備え、
前記目標回転数設定手段は、
前記操作検出手段により検出した操作指令手段の指令量に応じて前記目標回転数を変化させる第1補正部と、
前記負荷圧検出手段により検出した負荷圧に応じて前記第1補正部による目標回転数の変化を補正する第2補正部とを有することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 請求項1記載の油圧建設機械の制御装置において、
前記第2補正部は、前記負荷圧検出手段により検出した負荷圧がある値より低いときは前記第1補正部による目標回転数の変化が最小となるよう補正することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 請求項1記載の油圧建設機械の制御装置において、
前記油圧ポンプの負荷圧の上昇に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させ、前記油圧ポンプの最大吸収トルクが設定値を超えないよう制御するポンプ吸収トルク制御手段を更に備え、
前記第2補正部は、前記ポンプ吸収トルク制御手段による制御領域よりも前記油圧ポンプの負荷圧が低い領域において、前記第1補正部による目標回転数の変化が最小となるよう補正することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 請求項1記載の油圧建設機械の制御装置において、
前記油圧ポンプの負荷圧が第1の値より高くなると、その油圧ポンプの負荷圧の上昇に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させ、前記油圧ポンプの最大吸収トルクが設定値を超えないよう制御するポンプ吸収トルク制御手段を更に備え、
前記第2補正部は、前記負荷圧検出手段により検出した負荷圧が第2の値より低いときは前記第1補正部による目標回転数の変化が最小となるよう補正し、前記第2の値を前記第1の値付近に設定したことを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 請求項1記載の油圧建設機械の制御装置において、
前記第2補正部は、前記負荷圧検出手段により検出した負荷圧に応じて変化する回転数補正値を演算し、この回転数補正値により前記第1補正部による目標回転数の変化を補正することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 請求項1記載の油圧建設機械の制御装置において、
前記第1補正部は、前記操作検出手段により検出した操作指令手段の操作量に応じて第1回転数補正値を演算する第1手段を有し、
前記第2補正部は、前記負荷検出手段により検出した負荷圧の大きさに応じて第2回転数補正値を演算する第2手段と、前記第1回転数補正値と第2回転数補正値とで演算を行って第3回転数補正値を求める第3手段とを有し、
前記第1及び第2補正部は、更に、前記第3回転数補正値と前記基準目標回転数とで演算を行って前記目標回転数を求める第4手段を有することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 請求項6記載の油圧建設機械の制御装置において、
前記第1手段は、前記第1回転数補正値として第1補正回転数を演算する手段であり、
前記第2手段は、前記第2回転数補正値として補正係数を演算する手段であり、
前記第3手段は、前記第3回転数補正値として、前記第1補正回転数に前記補正係数を乗じて第2補正回転数を演算する手段であり、
前記第4手段は、前記基準目標回転数から前記第2補正回転数を減算する手段であることを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 請求項7記載の油圧建設機械の制御装置において、
前記第2手段は、前記負荷圧の大きさが予め定めた第1の値より小さいときは前記補正係数が0であり、前記負荷圧の大きさが前記第1の値よりも大きくなると、それに応じて前記補正係数が0より大きくなり、前記負荷圧の大きさが予め定めた第2の値に達すると前記補正係数が1となるよう、前記補正係数を演算することを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 請求項1記載の油圧建設機械の制御装置において、
前記油圧ポンプの負荷圧の上昇に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させ、前記油圧ポンプの最大吸収トルクが設定値を超えないよう制御するポンプ吸収トルク制御手段と、
前記第1補正部により前記目標回転数が予め定めた定格回転数よりも低くなるように補正されるときに前記油圧ポンプの最大吸収トルクが増加するように前記設定値を補正する最大吸収トルク補正手段とを更に備えることを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 原動機と、
この原動機によって駆動される少なくとも1つの可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプの圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、
前記原動機の基準目標回転数を指令する入力手段と、
前記原動機の回転数を制御する回転数制御手段とを備えた油圧建設機械の制御装置において、
前記基準目標回転数に基づいて設定される目標回転数とは別に、前記回転数制御手段の目標回転数を最大の定格回転数よりも低い回転数に設定する目標回転数設定手段と、
前記油圧ポンプの負荷圧の上昇に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させ、前記油圧ポンプの最大吸収トルクが設定値を超えないよう制御するポンプ吸収トルク制御手段と、
前記目標回転数設定手段により前記回転数制御手段の目標回転数が最大の定格回転数よりも低い回転数に設定されるとき、前記回転数制御手段の目標回転数が最大の定格回転数にあるときに比べて前記油圧ポンプの最大吸収トルクが増加し、この最大吸収トルクの増加により前記油圧ポンプの最大吐出流量の減少量が最小となるように前記最大吸収トルクの設定値を補正する最大吸収トルク補正手段とを備えることを特徴とする油圧建設機械の制御装置。 - 原動機と、
この原動機によって駆動される少なくとも1つの可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプの圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、
前記原動機の基準目標回転数を指令する入力手段と、
前記原動機の回転数を制御する回転数制御手段と、
前記油圧アクチュエータの操作を指令する操作指令手段とを備えた油圧建設機械の制御装置において、
前記操作指令手段の指令量を検出する操作検出手段と、
前記操作検出手段により検出した操作指令手段の指令量に応じて前記基準目標回転数を補正し、前記回転数制御手段の目標回転数設定する目標回転数設定手段と、
前記油圧ポンプの負荷圧の上昇に応じて前記油圧ポンプの押しのけ容積を減少させ、前記油圧ポンプの最大吸収トルクが設定値を超えないよう制御するポンプ吸収トルク制御手段と、
前記目標回転数設定手段により前記回転数制御手段の目標回転数が最大の定格回転数よりも低い回転数に設定されるとき、前記回転数制御手段の目標回転数が最大の定格回転数にあるときに比べて前記油圧ポンプの最大吸収トルクが増加し、この最大吸収トルクの増加により前記油圧ポンプの最大吐出流量の減少量が最小となるように前記最大吸収トルクの設定値を補正する最大吸収トルク補正手段とを備えることを特徴とする油圧建設機械の制御装置。
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