JP2690355B2 - 油圧式建設機械の原動機回転数制御装置 - Google Patents
油圧式建設機械の原動機回転数制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、油圧ショベルに代表される油圧式建設機械
の原動機回転数制御装置に関する。
の原動機回転数制御装置に関する。
B.従来の技術 従来、この種の原動機回転数制御装置として特開昭62
−94622号公報に開示されたものが知られている。
−94622号公報に開示されたものが知られている。
この原動機回転数制御装置は、作業レバーの操作量を
検出して油圧アクチュエータの必要流量を求め、この必
要流量に基づいてエンジン回転数を低回転高効率側に、
ポンプ吐出容積（以下、傾転角と呼ぶ）を高傾転高効率
側に制御し、燃費の向上と騒音の低減を図るものであ
る。
検出して油圧アクチュエータの必要流量を求め、この必
要流量に基づいてエンジン回転数を低回転高効率側に、
ポンプ吐出容積（以下、傾転角と呼ぶ）を高傾転高効率
側に制御し、燃費の向上と騒音の低減を図るものであ
る。
C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、この従来装置には次のような問題があ
る。
る。
検出された作業レバーの操作量に基づいてエンジン回
転数とポンプ傾転角の両方を一つの組として電子制御す
る場合、そのコントローラに異常が生じると制御不能と
なる。また、制御が複雑化してコストアップにつなが
る。
転数とポンプ傾転角の両方を一つの組として電子制御す
る場合、そのコントローラに異常が生じると制御不能と
なる。また、制御が複雑化してコストアップにつなが
る。
エンジン回転数とポンプ傾転角のいずれか一方を制御
する場合は、期待するほどの効果が得られない。
する場合は、期待するほどの効果が得られない。
本発明の技術的課題は、トルクレギュレータを備え
た油圧式建設機械において、作業レバーの操作量に基づ
いて原動機回転数のみを最適値に制御することにより油
圧ポンプの吐出容積を同時に制御するのと同等の油圧効
率を得ること、 原動機の設定回転数を設定する回転数設定手段を備
えた油圧式建設機械において、この設定回転数と、アク
チュエータの要求流量と負荷圧力とに基づいて演算され
る必要回転数との最適なマッチングをとること、 にある。
た油圧式建設機械において、作業レバーの操作量に基づ
いて原動機回転数のみを最適値に制御することにより油
圧ポンプの吐出容積を同時に制御するのと同等の油圧効
率を得ること、 原動機の設定回転数を設定する回転数設定手段を備
えた油圧式建設機械において、この設定回転数と、アク
チュエータの要求流量と負荷圧力とに基づいて演算され
る必要回転数との最適なマッチングをとること、 にある。
D.課題を解決するための手段 一実施例を示す図により説明すると、本発明は、原動
機１によって駆動される可変容量油圧ポンプ６と、この
油圧ポンプ６から吐出される圧油により駆動される少な
くとも一つのアクチュエータ８と、原動機１がストール
しないように油圧ポンプ６の吸収トルクを原動機出力ト
ルクより所定値だけ低く制御するトルクレギュレータ6a
と、操作部材10の操作に応じて油圧ポンプ６からの圧油
を制御してアクチュエータ８の駆動を制御する制御弁７
とを備えた油圧式建設機械の原動機回転数制御装置に適
用される。
機１によって駆動される可変容量油圧ポンプ６と、この
油圧ポンプ６から吐出される圧油により駆動される少な
くとも一つのアクチュエータ８と、原動機１がストール
しないように油圧ポンプ６の吸収トルクを原動機出力ト
ルクより所定値だけ低く制御するトルクレギュレータ6a
と、操作部材10の操作に応じて油圧ポンプ６からの圧油
を制御してアクチュエータ８の駆動を制御する制御弁７
とを備えた油圧式建設機械の原動機回転数制御装置に適
用される。
そして請求項１の装置は、第２図にも示すように、操
作部材10の操作に応じたアクチュエータ８の要求流量を
検出する要求流量検出手段21と、アクチュエータ８の負
荷圧力を検出する圧力検出手段９と、アクチュエータ８
の要求流量により求まるポンプ吐出流量一定線とレギュ
レータ6aにより制御される原動機１の馬力一定曲線とが
負荷圧力点で交差するように原動機１の必要回転数を演
算する演算手段22と、原動機１の回転数をこの必要回転
数に制御する回転数制御手段24とを具備することによ
り、上述の技術的課題を解決する。
作部材10の操作に応じたアクチュエータ８の要求流量を
検出する要求流量検出手段21と、アクチュエータ８の負
荷圧力を検出する圧力検出手段９と、アクチュエータ８
の要求流量により求まるポンプ吐出流量一定線とレギュ
レータ6aにより制御される原動機１の馬力一定曲線とが
負荷圧力点で交差するように原動機１の必要回転数を演
算する演算手段22と、原動機１の回転数をこの必要回転
数に制御する回転数制御手段24とを具備することによ
り、上述の技術的課題を解決する。
請求項３の装置は、原動機１の設定回転数を設定する
回転数設定手段13aを備えるとともに、第６図にも示す
ように、要求流量検出手段21と、圧力検出手段９と、演
算手段22とを備え、この必要回転数と回転数設定手段13
aで設定される設定回転数のうちいずれか大きい方に原
動機１の回転数を制御する回転数制御手段24,26とを具
備することにより、上述の技術的課題を解決する。
回転数設定手段13aを備えるとともに、第６図にも示す
ように、要求流量検出手段21と、圧力検出手段９と、演
算手段22とを備え、この必要回転数と回転数設定手段13
aで設定される設定回転数のうちいずれか大きい方に原
動機１の回転数を制御する回転数制御手段24,26とを具
備することにより、上述の技術的課題を解決する。
請求項４の装置は、第８図にも示すように、必要回転
数と回転数設定手段13aにより設定された設定回転数と
の差が所定値以上になった所定時間後に原動機１の回転
数を両者の小さい値に制御する回転数制御手段23,24,2
8,29,30,31により、上述の技術的課題を解決する。
数と回転数設定手段13aにより設定された設定回転数と
の差が所定値以上になった所定時間後に原動機１の回転
数を両者の小さい値に制御する回転数制御手段23,24,2
8,29,30,31により、上述の技術的課題を解決する。
E.作用 操作部材10の操作量に応じてアクチュエータ８の要求
流量が求まり、この要求流量とアクチュエータ８の負荷
圧力とに応じて必要回転数が求まる。この必要回転数
は、要求流量により求まるポンプ吐出流量一定線とトル
クレギュレータで制御される原動機の馬力一定曲線とが
負荷圧力点で交差するような値として演算されるから、
燃料消費率が向上できるとともに、騒音も低減できる。
流量が求まり、この要求流量とアクチュエータ８の負荷
圧力とに応じて必要回転数が求まる。この必要回転数
は、要求流量により求まるポンプ吐出流量一定線とトル
クレギュレータで制御される原動機の馬力一定曲線とが
負荷圧力点で交差するような値として演算されるから、
燃料消費率が向上できるとともに、騒音も低減できる。
請求項３のように、必要回転数と設定回転数のいずれ
か大きい方を目標回転数にすれば、設定回転数を所定値
以上の適切な値に定めることによりそれが回転数下限値
となり、頻繁な原動機回転数変動が防止でき、燃費，騒
音の点で有利となる。
か大きい方を目標回転数にすれば、設定回転数を所定値
以上の適切な値に定めることによりそれが回転数下限値
となり、頻繁な原動機回転数変動が防止でき、燃費，騒
音の点で有利となる。
請求項４のように、必要回転数と設定回転数との差が
所定値以上になった所定時間後に両者のうち小さい方を
目標回転数とすれば、設定回転数が大きな値に設定され
ていても、原動機は比較的低い目標回転数で回転できる
から、燃費，騒音の点で有利となる。
所定値以上になった所定時間後に両者のうち小さい方を
目標回転数とすれば、設定回転数が大きな値に設定され
ていても、原動機は比較的低い目標回転数で回転できる
から、燃費，騒音の点で有利となる。
なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ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。
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。
F.実施例 −第１の実施例− 第１図〜第５図により第１の実施例を説明する。
第１図は原動機の回転数制御装置の全体構成を示し、
ディーゼルエンジン（原動機）１はガバナ1aによってそ
の回転数が制御される。ガバナ1aはリンク機構２によっ
てパルスモータ３と連結され、パルスモータ３の回転に
したがって駆動されてエンジン回転数を制御する。ガバ
ナ1aにはポテンショメータ５がリンク機構４により連結
され、その回転位置が後述するガバナレバー位置検出値
Ｎθとして検出されてコントローラ20に入力される。パ
ルスモータ３の回転はコントローラ20からのモータ駆動
信号で制御される。
ディーゼルエンジン（原動機）１はガバナ1aによってそ
の回転数が制御される。ガバナ1aはリンク機構２によっ
てパルスモータ３と連結され、パルスモータ３の回転に
したがって駆動されてエンジン回転数を制御する。ガバ
ナ1aにはポテンショメータ５がリンク機構４により連結
され、その回転位置が後述するガバナレバー位置検出値
Ｎθとして検出されてコントローラ20に入力される。パ
ルスモータ３の回転はコントローラ20からのモータ駆動
信号で制御される。
一方、エンジン１に駆動される可変容量油圧ポンプ６
の吐出油は制御弁７で流量と方向を制御されてアクチュ
エータ８に導かれる。この可変容量油圧ポンプ６の単位
吐出容積ｑは、トルクレギュレータ6aにより第３図に示
すようなポンプ圧力PPの関数として定められる。油圧ポ
ンプ６の吐出圧はポンプ圧力センサ９で検出され、ポン
プ圧力PPとしてコントローラ20に入力される。
の吐出油は制御弁７で流量と方向を制御されてアクチュ
エータ８に導かれる。この可変容量油圧ポンプ６の単位
吐出容積ｑは、トルクレギュレータ6aにより第３図に示
すようなポンプ圧力PPの関数として定められる。油圧ポ
ンプ６の吐出圧はポンプ圧力センサ９で検出され、ポン
プ圧力PPとしてコントローラ20に入力される。
作業レバー10は、その操作量に応じたパイロット圧力
を出力するパイロット弁11を操作して制御弁７を制御す
る。パイロット弁11は、エンジン１で駆動されるパイロ
ット油圧ポンプ15からの油圧を操作量に応じて減圧し、
そのパイロット圧力はパイロット圧力センサ12により検
出され、パイロット圧力Piとしてコントローラ20に入力
される。また、燃料レバー13は、その操作量に比例した
設定回転数N1を出力する回転数設定器13aを有し、その
回転数指令N1がコントローラ20に入力される。さらに選
択スイッチ14は、燃料レバー13により設定された設定回
転数N1でエンジンを制御する第１のモードと、後述する
ように作業レバー10の操作量に応じてエンジン回転数を
制御する第２のモードのいずれかを選択するスイッチで
ある。
を出力するパイロット弁11を操作して制御弁７を制御す
る。パイロット弁11は、エンジン１で駆動されるパイロ
ット油圧ポンプ15からの油圧を操作量に応じて減圧し、
そのパイロット圧力はパイロット圧力センサ12により検
出され、パイロット圧力Piとしてコントローラ20に入力
される。また、燃料レバー13は、その操作量に比例した
設定回転数N1を出力する回転数設定器13aを有し、その
回転数指令N1がコントローラ20に入力される。さらに選
択スイッチ14は、燃料レバー13により設定された設定回
転数N1でエンジンを制御する第１のモードと、後述する
ように作業レバー10の操作量に応じてエンジン回転数を
制御する第２のモードのいずれかを選択するスイッチで
ある。
コントローラ20は第２図に示すように構成される。
関数発生器21は、パイロット圧力センサ12のパイロッ
ト圧力信号Piを受け作業レバー10の操作量に応じた要求
流量Q1を出力する。必要回転数演算器22は、この要求流
量Q1とポンプ圧力センサ９のポンプ圧力信号PPを受け以
下に示すように必要回転数N2を演算する。
ト圧力信号Piを受け作業レバー10の操作量に応じた要求
流量Q1を出力する。必要回転数演算器22は、この要求流
量Q1とポンプ圧力センサ９のポンプ圧力信号PPを受け以
下に示すように必要回転数N2を演算する。
まずポンプ単位吐出容積（傾転量）ｑは、上述したよ
うにポンプ圧力PPの関数として例えば第３図に示すよう
に定められ、ポンプ入力トルクＴを用いて、 のように表わされる。また、ポンプ傾転量ｑと要求流量
Q1とにより必要回転数N2は、 と表わされる。したがって、（１），（２）式により、 ここで、K1〜K3は定数 なお、ポンプ入力トルクＴをエンジン回転数の関数と
して表わすと（３）式は、 となる。
うにポンプ圧力PPの関数として例えば第３図に示すよう
に定められ、ポンプ入力トルクＴを用いて、 のように表わされる。また、ポンプ傾転量ｑと要求流量
Q1とにより必要回転数N2は、 と表わされる。したがって、（１），（２）式により、 ここで、K1〜K3は定数 なお、ポンプ入力トルクＴをエンジン回転数の関数と
して表わすと（３）式は、 となる。
再び第２図において、切換器23は、選択スイッチ14が
オフのとき常閉接点が閉じて回転数設定器13aからの設
定回転数N1を目標回転数N3として出力し、選択スイッチ
14がオンのとき常開接点が閉じて、必要回転数N2を目標
回転数N3として出力する。
オフのとき常閉接点が閉じて回転数設定器13aからの設
定回転数N1を目標回転数N3として出力し、選択スイッチ
14がオンのとき常開接点が閉じて、必要回転数N2を目標
回転数N3として出力する。
24はサーボ制御部であり、目標回転数N3とポテンショ
メータ５で検出されるガバナレバー位置信号Ｎθとの偏
差に応じてパルスモータ３の制御信号を出力する。この
サーボ制御部24は、目標回転数N3とガバナレバー位置信
号Ｎθの偏差Ａをとる偏差器241と、偏差Ａの絶対値を
求める絶対値演算回路242と、|A|と基準回転数差Ｋと大
小を比較し|A|≧Ｋのときにハイレベルをそれ以外でロ
ーレベルをそれぞれ出力する比較器243と、比較器243の
ハイレベル出力でイネーブルされ偏差Ａを出力するアン
ドゲート244とで構成される。
メータ５で検出されるガバナレバー位置信号Ｎθとの偏
差に応じてパルスモータ３の制御信号を出力する。この
サーボ制御部24は、目標回転数N3とガバナレバー位置信
号Ｎθの偏差Ａをとる偏差器241と、偏差Ａの絶対値を
求める絶対値演算回路242と、|A|と基準回転数差Ｋと大
小を比較し|A|≧Ｋのときにハイレベルをそれ以外でロ
ーレベルをそれぞれ出力する比較器243と、比較器243の
ハイレベル出力でイネーブルされ偏差Ａを出力するアン
ドゲート244とで構成される。
モータドライバ25は、偏差Ａの分だけパルスモータ３
を正転または逆転するためのパルスモータ駆動信号を形
成してパルスモータ３へ入力する。|A|＜Ｋのときはア
ンドゲート244がローレベルを出力しパルスモータ３は
停止される。
を正転または逆転するためのパルスモータ駆動信号を形
成してパルスモータ３へ入力する。|A|＜Ｋのときはア
ンドゲート244がローレベルを出力しパルスモータ３は
停止される。
このように構成された第１の実施例の動作を第４図お
よび第５図により説明する。
よび第５図により説明する。
第４図は、エンジン回転数Na＝2000r.p.m.、Nb＝2500
r.p.m.、Nc＝3000r.p.m.におけるＰ−Ｑ（ポンプ圧力−
ポンプ吐出流量）線図を示し、第５図は、エンジン回転
数に対する馬力、トルク、燃料消費率を表すＮ−PS線
図、Ｎ−Ｔ線図、Ｎ−ｇ線図をそれぞれ示す。
r.p.m.、Nc＝3000r.p.m.におけるＰ−Ｑ（ポンプ圧力−
ポンプ吐出流量）線図を示し、第５図は、エンジン回転
数に対する馬力、トルク、燃料消費率を表すＮ−PS線
図、Ｎ−Ｔ線図、Ｎ−ｇ線図をそれぞれ示す。
今、燃料レバー13によって設定回転数N1をNbにセット
し、作業レバー10の操作による要求流量Q1がQCになると
ともにポンプ圧力PPがP2になったとすると、油圧ポンプ
６はエンジン回転数NbのPQ線上のＤ点でマッチングし、
油圧ポンプ６の吐出流量はQDとなり、所望の必要流量QC
が得られない。
し、作業レバー10の操作による要求流量Q1がQCになると
ともにポンプ圧力PPがP2になったとすると、油圧ポンプ
６はエンジン回転数NbのPQ線上のＤ点でマッチングし、
油圧ポンプ６の吐出流量はQDとなり、所望の必要流量QC
が得られない。
次に、ポンプ圧力PPがP0になったとする。
エンジン回転数をNb一定とすると、油圧ポンプ６は、
エンジン回転数NbのＰ−Ｑ線上のＡ点でマッチングし、
油圧ポンプ６の吐出流量はQ2となる。したがつて、（Q2
−QC）の流量がタンクへ戻されることになり、油圧効率
が悪い。一方、第１図に示す油圧回路に周知のロードセ
ンシング制御を使用すれば、油圧ポンプ６の傾転量ｑが
QC／Q2に制御され、油圧ポンプ６はエンジン回転数Nbの
Ｐ−Ｑ線図上のＢ点でマッチングし、油圧効率が改善さ
れる。しかし、エンジン回転数はNbのままであり、次に
説明するように燃料消費率を改善する余地がある。
エンジン回転数NbのＰ−Ｑ線上のＡ点でマッチングし、
油圧ポンプ６の吐出流量はQ2となる。したがつて、（Q2
−QC）の流量がタンクへ戻されることになり、油圧効率
が悪い。一方、第１図に示す油圧回路に周知のロードセ
ンシング制御を使用すれば、油圧ポンプ６の傾転量ｑが
QC／Q2に制御され、油圧ポンプ６はエンジン回転数Nbの
Ｐ−Ｑ線図上のＢ点でマッチングし、油圧効率が改善さ
れる。しかし、エンジン回転数はNbのままであり、次に
説明するように燃料消費率を改善する余地がある。
第５図において、ガバナ1aはＢ（Ｂ′）に設定され、
ポンプ負荷（エンジン出力）がPS1でエンジン回転数がN
bでマッチングしているとすると、第５図の各線図から
燃料消費率はg2となる。もし、ここでガバナ1aをＡ
（Ａ′）に設定すれば、エンジン回転数は出力馬力PS1
に最適なNaでマッチングし、燃料消費率をg1まで低減で
きる。
ポンプ負荷（エンジン出力）がPS1でエンジン回転数がN
bでマッチングしているとすると、第５図の各線図から
燃料消費率はg2となる。もし、ここでガバナ1aをＡ
（Ａ′）に設定すれば、エンジン回転数は出力馬力PS1
に最適なNaでマッチングし、燃料消費率をg1まで低減で
きる。
そこで次のようにエンジン回転数を制御する。
ポンプ圧力P2においては、必要流量QC一定線とエンジ
ン回転数の出力馬力一定線との交点Ｅで油圧ポンプ６が
マッチングするようにエンジン回転数を制御する。これ
により、エンジン回転数はNCに制御され、所望の必要流
量QCが得られる。
ン回転数の出力馬力一定線との交点Ｅで油圧ポンプ６が
マッチングするようにエンジン回転数を制御する。これ
により、エンジン回転数はNCに制御され、所望の必要流
量QCが得られる。
次に、ポンプ圧力P0においては、ポンプ吐出流量QC一
定線とエンジン回転数の出力馬力一定線との交点Ｂで油
圧ポンプ６がマッチングするようにエンジン回転数を制
御する。これにより、エンジン回転数はNaに制御され、
エンジン出力馬力PS1における燃料消費率はg1となり、
燃費が（g2−g1）だけ良くなる。
定線とエンジン回転数の出力馬力一定線との交点Ｂで油
圧ポンプ６がマッチングするようにエンジン回転数を制
御する。これにより、エンジン回転数はNaに制御され、
エンジン出力馬力PS1における燃料消費率はg1となり、
燃費が（g2−g1）だけ良くなる。
このように作業レバー10の操作量に基づいてエンジン
回転数を最適値に制御する第１の実施例では、エンジン
ポンプの能力範囲内で常に所望の流量が得られるととも
に、静的には油圧効率が最適となり、燃費低減，騒音低
減を実現できる。
回転数を最適値に制御する第１の実施例では、エンジン
ポンプの能力範囲内で常に所望の流量が得られるととも
に、静的には油圧効率が最適となり、燃費低減，騒音低
減を実現できる。
なお、コントローラ20でポンプ吐出圧力PPより単位吐
出容積ｑを演算し、トルクレギュレータ6aを電子制御し
て第３図のＰ−ｑ特性を得るようにしてもよい。
出容積ｑを演算し、トルクレギュレータ6aを電子制御し
て第３図のＰ−ｑ特性を得るようにしてもよい。
しかし、油圧ショベルなどの建設機械においては、作
業中にレバー10を頻繁に操作するので、エンジン回転数
もそれに応じて頻繁に低回転域〜高回転域の間で変動す
る。そのため、 イ）エンジンのフライホイールの加速によるエネルギー
損失が大きく、燃費はそれほどよくならないばかりか、
運転条件によっては悪化する。
業中にレバー10を頻繁に操作するので、エンジン回転数
もそれに応じて頻繁に低回転域〜高回転域の間で変動す
る。そのため、 イ）エンジンのフライホイールの加速によるエネルギー
損失が大きく、燃費はそれほどよくならないばかりか、
運転条件によっては悪化する。
ロ）作業レバー10の操作に連動してエンジン回転が噴き
上がるが、それに要する時間は作業レバー10の操作時間
に比べてかなり長く、油圧アクチュエータが所望の速度
に達するのにタイムラグが生じる。
上がるが、それに要する時間は作業レバー10の操作時間
に比べてかなり長く、油圧アクチュエータが所望の速度
に達するのにタイムラグが生じる。
ハ）頻繁なエンジン回転数の変動に伴って黒煙が発生す
る。
る。
ニ）頻繁なエンジン回転数は耳障りでオペレータに不快
感を与える。
感を与える。
そこで、このような問題を解決した第２〜第６の実施
例を以下に説明する。
例を以下に説明する。
−第２の実施例− 第６図は第２の実施例におけるコントローラ20のブロ
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
切換器23に代えて最大値選択回路26を設け、必要回転
数N2と設定回転数N1のうち大きい方を目標回転数N3とし
て選択する。したがって、選択スイッチ14も廃止する。
数N2と設定回転数N1のうち大きい方を目標回転数N3とし
て選択する。したがって、選択スイッチ14も廃止する。
これにより、目標回転数N3の下限値が、設定回転数N1
に制限されるので、設定回転数N1を作業に最適な所定以
上の値に決めておけば、エンジン回転数が頻繁に変動せ
ず、燃費，騒音の点で有利となる。第６図の実施例にお
いては、設定回転数N1を作業に合致した最適値に設定し
ておけば、上記タイムラグを小さくできるとともに、所
望のアクチュエータ加速度が得られる。
に制限されるので、設定回転数N1を作業に最適な所定以
上の値に決めておけば、エンジン回転数が頻繁に変動せ
ず、燃費，騒音の点で有利となる。第６図の実施例にお
いては、設定回転数N1を作業に合致した最適値に設定し
ておけば、上記タイムラグを小さくできるとともに、所
望のアクチュエータ加速度が得られる。
−第３の実施例− 第７図は第３の実施例におけるコントローラ20のブロ
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
選択スイッチ14による切換器23の切換えに代え、関数
発生器27の出力により切換える。要求流量Q1が所定値以
上のときに必要回転数N2を選択するように切換器23の常
開接点を閉じ、所定値未満のときに選択回転数N1を選択
するように切換器23の常閉接点を閉じる。
発生器27の出力により切換える。要求流量Q1が所定値以
上のときに必要回転数N2を選択するように切換器23の常
開接点を閉じ、所定値未満のときに選択回転数N1を選択
するように切換器23の常閉接点を閉じる。
ここで、上記要求流量Q1の所定値を制御弁７のメータ
リング領域の上限値とすれば、メータリング領域内では
設定回転数N1でエンジンが回転し、メータリング領域を
越えると、必要回転数N2によりエンジンが回転する。し
たがって、メータリング領域内でのエンジン回転数の変
動を防止でき、騒音の低減が図られるとともに操作性を
向上できる。また、メータリング領域を越えた領域では
要求流量に応じた回転数でエンジンが回転し、燃費を向
上できる。また、通常作業では、メータリング領域内で
作業する割合が多いので頻繁なエンジン回転数の変動が
少なく前述の問題点が解消される。
リング領域の上限値とすれば、メータリング領域内では
設定回転数N1でエンジンが回転し、メータリング領域を
越えると、必要回転数N2によりエンジンが回転する。し
たがって、メータリング領域内でのエンジン回転数の変
動を防止でき、騒音の低減が図られるとともに操作性を
向上できる。また、メータリング領域を越えた領域では
要求流量に応じた回転数でエンジンが回転し、燃費を向
上できる。また、通常作業では、メータリング領域内で
作業する割合が多いので頻繁なエンジン回転数の変動が
少なく前述の問題点が解消される。
−第４の実施例− 第８図は第４の実施例におけるコントローラ20のブロ
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
この実施例は、設定回転数N1と必要回転数N2との偏差
が所定値以上になった後所定時間が経過したときに、設
定回転数N1と必要回転数N2のいずれか小さい値を選択し
て目標回転数N3とするものである。
が所定値以上になった後所定時間が経過したときに、設
定回転数N1と必要回転数N2のいずれか小さい値を選択し
て目標回転数N3とするものである。
そのため、この実施例によるコントローラ20は、設定
回転数N1と必要回転数N2との偏差ΔＮをとる偏差器28
と、タイマ29と、ΔＮが所定値以上のときにタイマ29を
起動する関数発生器30と、設定回転数N1と必要回転数N2
のいずれか小さい値を選択する最小値選択回路31とを備
え、切換器23は、タイマ29が所定時間を計時するまでは
常閉接点が閉じ、所定時間を計時すると常開接点が閉じ
るように構成される。
回転数N1と必要回転数N2との偏差ΔＮをとる偏差器28
と、タイマ29と、ΔＮが所定値以上のときにタイマ29を
起動する関数発生器30と、設定回転数N1と必要回転数N2
のいずれか小さい値を選択する最小値選択回路31とを備
え、切換器23は、タイマ29が所定時間を計時するまでは
常閉接点が閉じ、所定時間を計時すると常開接点が閉じ
るように構成される。
このような実施例では、同一の負荷状態が所定時間以
上継続するときに、切換器23の常開接点を閉じ目標回転
数N3として必要回転数N2を選択する。したがって、作業
レバー10を頻繁に操作するような場合は燃料レバー13に
より設定された設定回転数N1でエンジンが回転し、エン
ジン回転数の頻繁な変動が防止され、燃費，騒音の点で
有利となる。また、比較的低い負荷条件での運転が続く
ときは、燃費が向上するとともに騒音も低くなる。
上継続するときに、切換器23の常開接点を閉じ目標回転
数N3として必要回転数N2を選択する。したがって、作業
レバー10を頻繁に操作するような場合は燃料レバー13に
より設定された設定回転数N1でエンジンが回転し、エン
ジン回転数の頻繁な変動が防止され、燃費，騒音の点で
有利となる。また、比較的低い負荷条件での運転が続く
ときは、燃費が向上するとともに騒音も低くなる。
−第５の実施例− 第９図は第５の実施例におけるコントローラ20のブロ
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
この実施例は、パイロット圧力Piが所定値以上であり
かつポンプ圧力PPが所定値未満のときに切換器23を介し
て必要回転数N2を選択するものである。そのためこの実
施例によるコントローラ20は、パイロット圧力Piが所定
値以上で１を出力する関数発生器32と、ポンプ圧力PPが
所定値未満で１を出力する関数発生器33と、両関数発生
器32,33のアンドをとるアンドゲート34とを備え、アン
ドゲート34がローレベルのときには切換器23を常閉接点
にして設定回転数N1を選択し、ハイレベルのときには切
換器23を常開接点にして必要回転数N2を選択する。
かつポンプ圧力PPが所定値未満のときに切換器23を介し
て必要回転数N2を選択するものである。そのためこの実
施例によるコントローラ20は、パイロット圧力Piが所定
値以上で１を出力する関数発生器32と、ポンプ圧力PPが
所定値未満で１を出力する関数発生器33と、両関数発生
器32,33のアンドをとるアンドゲート34とを備え、アン
ドゲート34がローレベルのときには切換器23を常閉接点
にして設定回転数N1を選択し、ハイレベルのときには切
換器23を常開接点にして必要回転数N2を選択する。
このような実施例によれば、メータリング領域外でか
つ低負荷時にのみ必要回転数N2によりエンジンが制御さ
れるので、エンジン回転数が頻繁に変動せず、燃費およ
び騒音の点で有利となる。
つ低負荷時にのみ必要回転数N2によりエンジンが制御さ
れるので、エンジン回転数が頻繁に変動せず、燃費およ
び騒音の点で有利となる。
−第６の実施例− 第10図は第６の実施例におけるコントローラ20のブロ
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
ック図を示し、第２図と同様な箇所には同一の符号を付
して相違点を中心に説明する。
この実施例は、例えば、ホイール式油圧ショベルの走
行制御等に有効であり、走行ペダル等に連結されるパイ
ロット弁の吐出圧により求まる要求流量Q1およびポンプ
圧PPに応じて必要回転数演算回路22で演算された必要回
転数N2と、パイロット圧力Piに応じて定められる設定回
転数N1のうちいずれか大きい方を選択して目標回転数N3
とするものである。そのため、この実施例によるコント
ローラ20は、パイロット圧力Piに応じた設定回転数N1を
出力する関数発生器35と、必要回転数N2と設定回転数N1
のうち最大値を選択する最大値選択回路36とを備える。
行制御等に有効であり、走行ペダル等に連結されるパイ
ロット弁の吐出圧により求まる要求流量Q1およびポンプ
圧PPに応じて必要回転数演算回路22で演算された必要回
転数N2と、パイロット圧力Piに応じて定められる設定回
転数N1のうちいずれか大きい方を選択して目標回転数N3
とするものである。そのため、この実施例によるコント
ローラ20は、パイロット圧力Piに応じた設定回転数N1を
出力する関数発生器35と、必要回転数N2と設定回転数N1
のうち最大値を選択する最大値選択回路36とを備える。
この実施例は第６図に示した第２の実施例の変形例で
あり、パイロット圧力Piで定まる設定回転数N1により目
標回転数N3の下限値が決まるので、良好な操作性と、燃
費の向上，低騒音化が図れる。
あり、パイロット圧力Piで定まる設定回転数N1により目
標回転数N3の下限値が決まるので、良好な操作性と、燃
費の向上，低騒音化が図れる。
G.発明の効果 本発明によれば、操作部材の操作に応じた要求流量に
より求まるポンプ吐出流量一定線とトルクレギュレータ
で制御される原動機の馬力一定曲線とが検出された負荷
圧力点で交差するように原動機回転数が制御されるの
で、エンジン，ポンプの能力範囲内で常に所望の流量が
得られると共に燃料消費率が向上でき、騒音も低減でき
る。
より求まるポンプ吐出流量一定線とトルクレギュレータ
で制御される原動機の馬力一定曲線とが検出された負荷
圧力点で交差するように原動機回転数が制御されるの
で、エンジン，ポンプの能力範囲内で常に所望の流量が
得られると共に燃料消費率が向上でき、騒音も低減でき
る。
第１図〜第５図は第１の実施例を説明するもので、第１
図は本発明にかかる原動機回転数制御装置の全体構成
図、第２図はそのコントローラの詳細ブロック図、第３
図はＰ−ｑ線図、第４図はＰ−Ｑ線図、第５図はエンジ
ンの特性線図である。 第６図〜第10図は第２〜第６の実施例のコントローラの
ブロック図である。 1:原動機、3:パルスモータ 5:ポテンショメータ、6:可変容量油圧ポンプ 6a:トルクレギュレータ、7:制御弁 8:アクチュエータ、9:ポンプ圧力センサ 10:操作レバー、11:パイロット弁 12:パイロット圧力センサ 13:燃料レバー、13a:回転数設定器 14:選択スイッチ、20:コントローラ 21:関数発生器、22:必要回転数演算器 23:切換器、24:サーボ制御部 25:モータドライバ
図は本発明にかかる原動機回転数制御装置の全体構成
図、第２図はそのコントローラの詳細ブロック図、第３
図はＰ−ｑ線図、第４図はＰ−Ｑ線図、第５図はエンジ
ンの特性線図である。 第６図〜第10図は第２〜第６の実施例のコントローラの
ブロック図である。 1:原動機、3:パルスモータ 5:ポテンショメータ、6:可変容量油圧ポンプ 6a:トルクレギュレータ、7:制御弁 8:アクチュエータ、9:ポンプ圧力センサ 10:操作レバー、11:パイロット弁 12:パイロット圧力センサ 13:燃料レバー、13a:回転数設定器 14:選択スイッチ、20:コントローラ 21:関数発生器、22:必要回転数演算器 23:切換器、24:サーボ制御部 25:モータドライバ
Claims (5)
- 【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、 この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される少
なくとも一つのアクチュエータと、 原動機がストールしないように前記油圧ポンプの吸収ト
ルクを原動機出力トルクより所定値だけ低く制御するト
ルクレギュレータと、 操作部材の操作に応じて前記油圧ポンプからの圧油を制
御して前記アクチュエータの駆動を制御する制御弁とを
備えた油圧式建設機械の原動機回転数制御装置におい
て、 前記操作部材の操作に応じた前記アクチュエータの要求
流量を検出する要求流量検出手段と、 前記アクチュエータの負荷圧力を検出する圧力検出手段
と、 前記アクチュエータの要求流量により求まるポンプ吐出
流量一定線と前記トルクレギュレータで制御される原動
機の馬力一定曲線とが負荷圧力点で交差するような値で
ある原動機の必要回転数を演算する演算手段と、 前記原動機の回転数をこの必要回転数に制御する回転数
制御手段とを具備することを特徴とする油圧式建設機械
の原動機回転数制御装置。 - 【請求項２】前記回転数制御手段は、前記要求流量が所
定値以上の場合にのみ前記原動機回転数を前記必要回転
数に制御することを特徴とする請求項１に記載の油圧式
建設機械の原動機回転数制御装置。 - 【請求項３】原動機によって駆動される可変容量油圧ポ
ンプと、 この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される少
なくとも一つのアクチュエータと、 原動機がストールしないように前記油圧ポンプの吸収ト
ルクを原動機出力トルクより所定値だけ低く制御するト
ルクレギュレータと、 操作部材の操作に応じて前記油圧ポンプからの圧油を制
御して前記アクチュエータの駆動を制御する制御弁と、 前記原動機の設定回転数を設定する回転数設定手段とを
備えた油圧式建設機械の原動機回転数制御装置におい
て、 前記操作部材の操作に応じた前記アクチュエータの要求
流量を検出する要求流量検出手段と、 前記アクチュエータの負荷圧力を検出する圧力検出手段
と、 前記アクチュエータの要求流量により求まるポンプ吐出
流量一定線と前記トルクレギュレータで制御される原動
機の馬力一定曲線とが負荷圧力点で交差するような値で
ある原動機の必要回転数を演算する演算手段と、 この必要回転数と前記回転数設定手段で設定される設定
回転数のうちいずれか大きい方に前記原動機の回転数を
制御する回転数制御手段とを具備することを特徴とする
油圧式建設機械の原動機回転数制御装置。 - 【請求項４】原動機によって駆動される可変容量油圧ポ
ンプと、 この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される少
なくとも一つのアクチュエータと、 原動機がストールしないように前記油圧ポンプの吸収ト
ルクを原動機出力トルクより所定値だけ低く制御するト
ルクレギュレータと、 操作部材の操作に応じて前記油圧ポンプからの圧油を制
御して前記アクチュエータの駆動を制御する制御弁と、 前記原動機の設定回転数を設定する回転数設定手段を備
えた油圧式建設機械の原動機回転数制御装置において、 前記操作部材の操作に応じた前記アクチュエータの要求
流量を検出する要求流量検出手段と、 前記アクチュエータの負荷圧力を検出する圧力検出手段
と、 前記アクチュエータの要求流量より求まるポンプ吐出流
量一定線と前記トルクレギュレータで制御される原動機
の馬力一定曲線とが負荷圧力点で交差するような値であ
る原動機の必要回転数を演算する演算手段と、 この必要回転数と前記回転数設定手段により設定された
設定回転数との差が所定値以上になった所定時間後に前
記原動機の回転数を両者の小さい値に制御する回転数制
御手段とを具備することを特徴とする油圧式建設機械の
原動機回転数制御装置。 - 【請求項５】前記演算手段は、前記トルクレギュレータ
の制御範囲内で最大の吐出容積を用いて前記原動機の必
要回転数を演算することを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項に記載の油圧式建設機械の原動機回転数制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1099864A JP2690355B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 油圧式建設機械の原動機回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1099864A JP2690355B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 油圧式建設機械の原動機回転数制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02279837A JPH02279837A (ja) | 1990-11-15 |
| JP2690355B2 true JP2690355B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=14258672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1099864A Expired - Fee Related JP2690355B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 油圧式建設機械の原動機回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690355B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2568507Y2 (ja) * | 1991-09-27 | 1998-04-15 | 株式会社小松製作所 | 建設機械の微操作モード制御装置 |
| KR102388531B1 (ko) * | 2021-07-07 | 2022-04-21 | 이재호 | 특장차용 스마트 유압 시스템 |
-
1989
- 1989-04-19 JP JP1099864A patent/JP2690355B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02279837A (ja) | 1990-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |