JP4557205B2 - Control equipment for hydraulic equipment - Google Patents
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Description
この発明は、油圧機器の制御装置に関し、特に、油圧ショベル等の建設機械に使用される油圧機器の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control apparatus for hydraulic equipment, and more particularly to a control apparatus for hydraulic equipment used in construction machines such as hydraulic excavators.
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、図3に示すように、下部走行体50と、上部旋回体51と、この上部旋回体51に連設される作業機52とを備える。また、作業機52は、上部旋回体51から突設されるブーム53と、このブーム53に連結されるアーム54と、このアーム54に付設されるバケット55等を有する。そして、ブーム53はブーム用シリンダ機構56の駆動にて揺動し、アーム54はアーム用シリンダ機構57の駆動にて揺動し、バケット55はバケット用シリンダ機構58の駆動にて揺動する。この際、各シリンダ機構は油圧にて駆動する。すなわち、使用する油圧機器としては、油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動するエンジンとを備え、この油圧ポンプの駆動によって、アクチェータである上記各シリンダ機構が駆動する。 In general, as shown in FIG. 3, a construction machine such as a hydraulic excavator includes a lower traveling body 50, an upper swing body 51, and a work machine 52 connected to the upper swing body 51. The work machine 52 includes a boom 53 protruding from the upper swing body 51, an arm 54 connected to the boom 53, a bucket 55 attached to the arm 54, and the like. The boom 53 swings by driving the boom cylinder mechanism 56, the arm 54 swings by driving the arm cylinder mechanism 57, and the bucket 55 swings by driving the bucket cylinder mechanism 58. At this time, each cylinder mechanism is driven by hydraulic pressure. That is, the hydraulic equipment to be used includes a hydraulic pump and an engine that drives the hydraulic pump, and the cylinder mechanisms that are actuators are driven by the driving of the hydraulic pump.
ところで、このような油圧ショベルの建設機械に使用する場合、油圧ポンプが最大出力を必要としない作業(例えば、通常の掘削作業以外の作業機旋回作業やブームのみの単独作業等の軽負荷作業)がある。そのため、従来では、通常の掘削作業に対して少ない油量で行われる作業(バケットの代わりにアタッチメントとして油圧ブレーカを装着して行うブレーカ作業等の作業)において、油圧ポンプをロードセンシング制御して最適な油量を設定すると共に、油圧ポンプを駆動するエンジンを低燃費となる回転数で駆動するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 By the way, when used in such a construction machine of a hydraulic excavator, work in which the hydraulic pump does not require maximum output (for example, light load work such as work machine turning work other than normal excavation work or single work only with a boom) There is. Therefore, in the past, it is optimal to perform load sensing control of the hydraulic pump in work that requires less oil than normal excavation work (such as work that uses a hydraulic breaker as an attachment instead of a bucket) There is a type in which an appropriate amount of oil is set and an engine that drives a hydraulic pump is driven at a rotational speed that reduces fuel consumption (see, for example, Patent Document 1).
すなわち、目標値設定器により目標エンジン回転数と目標エンジントルクを設定し、最小燃料消費率となるように、この目標エンジン回転数と目標エンジントルクにて上記ブレーカ作業等を行うものである。
そして、上記特許文献1に記載のものでは、エンジンが最小燃料消費率で運転される制御は、エンジン等馬力カーブ上の最小燃料消費率となるエンジントルクとエンジン回転数により設定される。しかしながら、従来のエンジンでは、出力トルクカーブが一義的に決まってしまうため、このような制御では、最小燃料消費率となる等燃費カーブの中心部に近づけることが困難であった。 And in the thing of the said patent document 1, the control by which an engine is drive | operated by the minimum fuel consumption rate is set by the engine torque and engine speed which become the minimum fuel consumption rate on a horsepower curve, such as an engine. However, in the conventional engine, the output torque curve is unambiguously determined. Therefore, with such control, it is difficult to approach the central portion of the equal fuel consumption curve at which the minimum fuel consumption rate is obtained.
ところで、掘削作業等の通常負荷状態での作業時には、図4のエンジン回転数軸とトルク軸とをもつ線図(エンジン回転数−トルク線図)に示すように、エンジン最大出力トルクカーブaとポンプ最大吸収トルクカーブbとの交点が、ポンプが吸収する馬力の最大であるマッチング点Aとなる。そこで、作業上最大馬力を必要としない作業パターンや油圧条件のときに、ポンプ吸収トルクに制限を設け、ポンプが吸収する最大馬力をマッチング点Bに下げ、これにより燃費低減を図る場合がある。 By the way, at the time of work in a normal load state such as excavation work, as shown in a diagram (engine speed-torque diagram) having an engine speed axis and a torque axis in FIG. The intersection with the pump maximum absorption torque curve b is a matching point A which is the maximum horsepower absorbed by the pump. Therefore, there is a case where the pump absorption torque is limited when the operation pattern or hydraulic condition does not require the maximum horsepower for the work, and the maximum horsepower absorbed by the pump is lowered to the matching point B, thereby reducing fuel consumption.
しかしながら、このマッチング点Bにおける燃料消費率では、あまり燃費低減を図ることができない。すなわち、図4において、c、d、e、f、及びgはそれぞれ等燃費カーブであり、その燃料消費率は、c<d<e<f<gとなっており、マッチング点Bがeの外側に位置するからである。また、h、i、j、k、及びmはそれぞれ等馬力線を示し、馬力は、h>i>j>k>mである。そして、nは燃費改善のためポンプ吸収トルクに制限をかけた場合のトルクラインである。 However, with the fuel consumption rate at the matching point B, the fuel consumption cannot be reduced so much. That is, in FIG. 4, c, d, e, f, and g are equal fuel consumption curves, the fuel consumption rate is c <d <e <f <g, and the matching point B is e. This is because it is located outside. In addition, h, i, j, k, and m each indicate an equal horsepower line, and the horsepower is h> i> j> k> m. N is a torque line when the pump absorption torque is limited to improve fuel efficiency.
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、効果的に燃費改善を図ることが可能な油圧機器の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and an object of the present invention is to provide a control device for a hydraulic device capable of effectively improving fuel efficiency.
請求項1の油圧機器の制御装置は、油圧ポンプ1と、この油圧ポンプ1を駆動するエンジン2と、このエンジン2によって駆動されるアクチェータとを備えた油圧機器の制御装置であって、エンジン2の出力トルクを制御するエンジン制御手段3と、油圧ポンプ1の吸収トルクを制御するポンプ制御手段4と、燃料消費率が最小となる燃費最小の等燃費カーブ内の領域を通過するエンジン出力トルクカーブa1を形成するエンジン記憶手段6と、上記燃費最小の等燃費カーブ内の領域を通過するポンプ吸収トルクカーブb1を形成するポンプ記憶手段7とを備え、上記油圧ポンプ1がその最大馬力を必要とする通常負荷状態では、エンジン2及び油圧ポンプ1が最大馬力出力可能とする通常運転とすると共に、上記油圧ポンプ1がその最大馬力を必要としない軽負荷状態では、切換手段8からの切換信号にて、エンジン記憶手段3に記憶されたエンジン出力トルクカーブa1とポンプ記憶手段7にて記憶されたポンプ吸収トルクカーブb1となるように、上記エンジン制御手段3によるエンジン2の出力トルクの制御とポンプ制御手段4による油圧ポンプ1の吸収トルクの制御とを行う省エネ運転に切換えることを特徴としている。 The control apparatus for hydraulic equipment according to claim 1 is a control apparatus for hydraulic equipment comprising a hydraulic pump 1, an engine 2 that drives the hydraulic pump 1, and an actuator that is driven by the engine 2. Engine control means 3 for controlling the output torque of the engine, pump control means 4 for controlling the absorption torque of the hydraulic pump 1, and an engine output torque curve passing through a region within the equal fuel consumption curve where the fuel consumption rate is minimized and where the fuel consumption is minimized. engine storage means 6 for forming a1 and pump storage means 7 for forming a pump absorption torque curve b1 passing through a region within the equal fuel consumption curve with the minimum fuel consumption , and the hydraulic pump 1 requires its maximum horsepower In the normal load state, the engine 2 and the hydraulic pump 1 are in a normal operation in which the maximum horsepower can be output, and the hydraulic pump 1 has the maximum horsepower. In the light load state that does not require the engine, the engine output torque curve a1 stored in the engine storage unit 3 and the pump absorption torque curve b1 stored in the pump storage unit 7 are obtained by the switching signal from the switching unit 8. Furthermore, the engine control means 3 is switched to an energy saving operation in which the output torque of the engine 2 is controlled and the absorption torque of the hydraulic pump 1 is controlled by the pump control means 4.
上記請求項1の油圧機器の制御装置では、油圧ポンプ1がその最大馬力を必要としない軽負荷状態において、切換手段8からの切換信号にて、(一例として、負荷作業スイッチにより)エンジン記憶手段3に記憶されたエンジン出力トルクカーブa1とポンプ記憶手段7にて記憶されたポンプ吸収トルクカーブb1となる省エネ運転を行うことになる。このため、軽負荷状態での低燃費運転が可能である。 In the control apparatus for hydraulic equipment according to claim 1, in the light load state in which the hydraulic pump 1 does not require its maximum horsepower, the engine storage means (by a load work switch as an example) in response to a switching signal from the switching means 8 Thus, an energy-saving operation is performed in which the engine output torque curve a1 stored in 3 and the pump absorption torque curve b1 stored in the pump storage means 7 are obtained. For this reason, low fuel consumption operation in a light load state is possible.
請求項2の油圧機器の制御装置は、上記エンジン記憶手段6は最大馬力を出力する通常運転エンジン出力トルクカーブaを形成すると共に、上記ポンプ記憶手段7は最大馬力を出力する通常運転ポンプ吸収トルクカーブbを形成し、上記通常運転時には、エンジン記憶手段3に記憶された通常運転エンジン出力トルクカーブaとポンプ記憶手段7にて記憶された通常運転ポンプ吸収トルクカーブbとなるように、上記エンジン制御手段3によるエンジン2の出力トルクの制御とポンプ制御手段4による油圧ポンプ1の吸収トルクの制御を行う通常運転とすることを特徴としている。 In the control apparatus for hydraulic equipment according to claim 2, the engine storage means 6 forms a normal operation engine output torque curve a that outputs a maximum horsepower, and the pump storage means 7 outputs a normal operation pump absorption torque that outputs a maximum horsepower. A curve b is formed, and at the time of the normal operation, the engine operates so that the normal operation engine output torque curve a stored in the engine storage unit 3 and the normal operation pump absorption torque curve b stored in the pump storage unit 7 are obtained. A normal operation is performed in which the output torque of the engine 2 is controlled by the control means 3 and the absorption torque of the hydraulic pump 1 is controlled by the pump control means 4.
請求項2の油圧機器の制御装置は、上記油圧ポンプ1がその最大馬力を必要とする通常負荷状態において、エンジン2及び油圧ポンプ1が最大馬力出力可能とする通常運転とすることができる。このため、通常負荷状態において、最大馬力出力にて掘削作業等の作業を行うことができ、しかも低燃費運転が可能である。 The control apparatus for hydraulic equipment according to claim 2 can perform a normal operation in which the engine 2 and the hydraulic pump 1 can output the maximum horsepower in a normal load state in which the hydraulic pump 1 requires the maximum horsepower. For this reason, in a normal load state, work such as excavation work can be performed with the maximum horsepower output, and fuel-efficient driving is possible.
請求項3の油圧機器の制御装置は、上記切換信号は、軽負荷状態の運転とする操作レバーの作動にて送信されることを特徴としている。 The control apparatus for hydraulic equipment according to claim 3 is characterized in that the switching signal is transmitted by the operation of an operation lever that is operated in a light load state.
上記請求項3の油圧機器の制御装置では、操作レバーを操作することによって、この操作が軽負荷運転となる場合、切換信号が送信され、軽負荷状態での省エネ運転(省エネパターン)と通常負荷状態での最大馬力出力可能とする通常運転(通常パターン)との切換を確実に行うことができる。 In the control apparatus for hydraulic equipment according to claim 3 , when this operation becomes a light load operation by operating the operation lever, a switching signal is transmitted, and the energy saving operation (energy saving pattern) and the normal load in the light load state are transmitted. Switching to normal operation (normal pattern) that enables maximum horsepower output in the state can be performed reliably.
請求項4の油圧機器の制御装置は、上記切換信号は、油圧ポンプ1の油圧が設定値よりも低いときに送信されることを特徴としている。 The control apparatus for a hydraulic device according to a fourth aspect is characterized in that the switching signal is transmitted when the hydraulic pressure of the hydraulic pump 1 is lower than a set value.
上記請求項4の油圧機器の制御装置では、油圧ポンプ1の油圧を検知することによって、この油圧が設定値よりも低いときに、つまり軽負荷状態となったときに、切換信号が送信される。このため、軽負荷状態での省エネ運転(省エネパターン)と通常負荷状態での最大馬力出力可能とする通常運転(通常パターン)との切換を確実に行うことができる。 In the control apparatus for hydraulic equipment according to the fourth aspect , by detecting the hydraulic pressure of the hydraulic pump 1, a switching signal is transmitted when the hydraulic pressure is lower than a set value, that is, when a light load state occurs. . For this reason, it is possible to reliably switch between the energy saving operation (energy saving pattern) in the light load state and the normal operation (normal pattern) that enables the maximum horsepower output in the normal load state.
請求項1の油圧機器の制御装置によれば、軽負荷状態での低燃費運転が可能となり、燃費改善を図ることができる。 According to the control system for a hydraulic device of claim 1, it is possible to lower fuel efficiency under light load conditions, it is possible to improve fuel efficiency.
請求項2の油圧機器の制御装置によれば、通常負荷状態おいて、最大馬力出力にて掘削作業等の作業を行うことができ、しかも低燃費運転が可能である。これにより、作業パターンや油圧条件に関係なく、低燃費運転が可能となる。 According to the control system for a hydraulic device of claim 2, usually allowed load state, it is possible to perform excavation work or the like at the maximum horsepower output, yet it is possible to reduce the fuel efficiency operating. As a result, fuel-efficient driving is possible regardless of work patterns and hydraulic conditions.
請求項3又は請求項4の油圧機器の制御装置によれば、軽負荷状態での省エネ運転と通常負荷状態での最大馬力出力可能とする通常運転との切換を確実に行うことができる。これにより、この制御装置を搭載した建設機械は極めて効果的な燃費改善を達成できる。 According to the control device for hydraulic equipment of claim 3 or claim 4 , it is possible to surely switch between the energy saving operation in the light load state and the normal operation that enables the maximum horsepower output in the normal load state. Thereby, the construction machine equipped with this control device can achieve a very effective fuel efficiency improvement.
次に、この発明の油圧機器の制御装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1にこの発明の油圧機器の制御装置の簡略ブロック図を示す。この油圧機器は、油圧ポンプ1と、この油圧ポンプ1を駆動するエンジン2等を備え、例えば油圧ショベル等の建設機械に使用される。すなわち、建設機械は、下部走行体と、上部旋回体と、この上部旋回体に連設される作業機とを備える。また、作業機は、上部旋回体から突設されるブームと、このブームに連結されるアームと、このアームに付設されるバケット等を有する。そして、ブームはブーム用シリンダ機構の駆動にて揺動し、アームはアーム用シリンダ機構の駆動にて揺動し、バケットはバケット用シリンダ機構の駆動にて揺動する。この際、この油圧機器の上記油圧ポンプ1の駆動によって、アクチェータである上記各シリンダ機構が駆動することになる。 Next, specific embodiments of the control apparatus for hydraulic equipment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a simplified block diagram of a control apparatus for hydraulic equipment according to the present invention. The hydraulic device includes a hydraulic pump 1 and an engine 2 that drives the hydraulic pump 1, and is used for construction machines such as a hydraulic excavator. That is, the construction machine includes a lower traveling body, an upper swing body, and a work machine that is connected to the upper swing body. The work implement includes a boom protruding from the upper swing body, an arm connected to the boom, a bucket attached to the arm, and the like. The boom swings by driving the boom cylinder mechanism, the arm swings by driving the arm cylinder mechanism, and the bucket swings by driving the bucket cylinder mechanism. At this time, the cylinder mechanisms as actuators are driven by driving the hydraulic pump 1 of the hydraulic equipment.
そして、この油圧機器の油圧回路には、エンジン2の出力トルクを可変とするエンジンコントローラ(エンジン制御手段)3と、油圧ポンプ1の吸収トルクを調整するポンプコントローラ(ポンプ制御手段)4と、各コントローラ3、4を制御する制御手段5と、エンジン記憶手段6と、ポンプ記憶手段7と、作業パターン等に応じてエンジン2の出力トルク及び油圧ポンプ1の吸収トルクを切換える切換手段8と、エンジン出力軸の回転数を検出する回転数センサ10等を備える。 The hydraulic circuit of the hydraulic equipment includes an engine controller (engine control means) 3 that makes the output torque of the engine 2 variable, a pump controller (pump control means) 4 that adjusts the absorption torque of the hydraulic pump 1, Control means 5 for controlling the controllers 3, 4, engine storage means 6, pump storage means 7, switching means 8 for switching the output torque of the engine 2 and the absorption torque of the hydraulic pump 1 according to the work pattern, etc., engine A rotation speed sensor 10 for detecting the rotation speed of the output shaft is provided.
作業上最大馬力を必要としない場合(軽負荷状態)には、作業機の旋回単独作業やブーム下げ単独作業等の単独操作状態や作業機の旋回とブーム下げの混合操作状態がある。このような場合には、上部旋回体に設けられたキャブ内の操作レバー(図示省略)の操作にて軽負荷作業を各種センサにより検知して、切換信号を制御手段5に送信することができる。また、作業上最大馬力を必要としない場合とは、油圧ポンプ1の油圧が所定の圧力(設計事に設定された設定値)よりも低い作業等である。このため、油圧ポンプ1の油圧を油圧センサ(図示省略)にて検知して、油圧ポンプ1の油圧が所定の圧力(設定値)よりも低い負荷状態において、切換信号を制御手段5に送信するようにすることができる。すなわち、操作レバーや油圧センサ等にて切換信号を送信する切換手段8を構成することができる。また、ポンプコントローラ4と油圧ポンプ1との間にはサーボ機構11が介設されている。このため、回転数センサ10からの回転数に応じて、このポンプコントローラ4からの信号にて、サーボ機構11が作動して、油圧ポンプ1の斜板12の角度を調整して、ポンプ吸収トルクの上限ラインを設定し、この上限ラインを越えない範囲で、設定した吸収トルクラインに応じて吸収トルクを変動させることができる。この場合、電子制御等にて回転数を一定のまま燃料噴射量を可変とすることによって、エンジン出力トルクを変動させることができる。 When the maximum horsepower is not required for the work (light load state), there are a single operation state such as a single work of turning the work machine and a single work of lowering the boom, and a mixed operation state of turning of the work machine and lowering the boom. In such a case, a light load operation can be detected by various sensors by operating an operation lever (not shown) in a cab provided in the upper swing body, and a switching signal can be transmitted to the control means 5. . Moreover, the case where the maximum horsepower is not required for work is work or the like in which the hydraulic pressure of the hydraulic pump 1 is lower than a predetermined pressure (set value set in the design). For this reason, the hydraulic pressure of the hydraulic pump 1 is detected by a hydraulic pressure sensor (not shown), and a switching signal is transmitted to the control means 5 in a load state where the hydraulic pressure of the hydraulic pump 1 is lower than a predetermined pressure (set value). Can be. That is, it is possible to configure the switching means 8 that transmits a switching signal using an operation lever, a hydraulic sensor, or the like. A servo mechanism 11 is interposed between the pump controller 4 and the hydraulic pump 1. For this reason, the servo mechanism 11 is operated by a signal from the pump controller 4 in accordance with the rotational speed from the rotational speed sensor 10, and the angle of the swash plate 12 of the hydraulic pump 1 is adjusted to obtain the pump absorption torque. The upper limit line is set, and the absorption torque can be varied according to the set absorption torque line within a range not exceeding the upper limit line. In this case, it is possible to vary the engine output torque by changing the fuel injection amount while keeping the rotational speed constant by electronic control or the like.
次にこの制御装置による制御を説明する。まず、上記した軽負荷作業以外の掘削作業等の通常負荷状態での作業時には、切換手段8から制御手段5には切換信号が送信されず、エンジンコントローラ3とポンプコントローラ4とによって、エンジン2及び油圧ポンプ1が最大馬力出力可能とするようにコントロールされる。すなわち、上記エンジン記憶手段6にて、図2のエンジン回転数軸とトルク軸とをもつ線図(エンジン回転数−トルク線図)おけるエンジン最大出力トルクカーブ(通常運転エンジン出力トルクカーブ)aが形成され、ポンプ記憶手段7にて、上記線図におけるポンプ最大吸収トルクカーブ(通常運転ポンプ吸収トルクカーブ)bが形成される。そして、掘削作業等の通常負荷状態で、エンジン記憶手段6に記憶された通常運転エンジン出力トルクカーブaとポンプ記憶手段7にて記憶された通常運転ポンプ吸収トルクカーブbとなるように、上記エンジン制御手段3によるエンジン2の出力トルクの制御とポンプ制御手段4による油圧ポンプ1の吸収トルクの制御を行うことになる。 Next, control by this control device will be described. First, at the time of work in a normal load state such as excavation work other than the light load work described above, no switching signal is transmitted from the switching means 8 to the control means 5, and the engine controller 3 and the pump controller 4 The hydraulic pump 1 is controlled so that the maximum horsepower can be output. That is, in the engine storage means 6, the engine maximum output torque curve (normal operation engine output torque curve) a in the diagram (engine speed-torque diagram) having the engine speed axis and the torque axis in FIG. The pump storage means 7 forms a pump maximum absorption torque curve (normal operation pump absorption torque curve) b in the above diagram. Then, in the normal load state such as excavation work, the engine operates so that the normal operation engine output torque curve a stored in the engine storage unit 6 and the normal operation pump absorption torque curve b stored in the pump storage unit 7 are obtained. The control means 3 controls the output torque of the engine 2 and the pump control means 4 controls the absorption torque of the hydraulic pump 1.
この場合、通常運転エンジン出力トルクカーブaと通常運転ポンプ吸収トルクカーブbとの交点が、油圧ポンプ1が吸収する馬力の最大であるマッチング点Aとなる。なお、図2において、c、d、e、f、及びgはそれぞれ等燃費カーブであり、燃料消費率は、c<d<e<f<gとなっている。このため、燃料消費率が最小となる燃費最小点は、上記cの等燃費カーブ内部(燃費最小の等燃費カーブc内の領域)に形成されることになる。また、h、i、j、k、及びmはそれぞれ等馬力線を示し、馬力は、h>i>j>k>mである。そして、nは上記図4で示したトルクラインであって、燃費改善のためポンプ吸収トルクに制限をかけたラインである。 In this case, the intersection of the normal operation engine output torque curve a and the normal operation pump absorption torque curve b is a matching point A that is the maximum horsepower absorbed by the hydraulic pump 1. In FIG. 2, c, d, e, f, and g are equal fuel consumption curves, and the fuel consumption rate is c <d <e <f <g. For this reason, the fuel efficiency minimum point at which the fuel consumption rate is minimized is formed within the above-mentioned c constant fuel consumption curve (region within the uniform fuel consumption curve c with the minimum fuel consumption) . Moreover, h, i, j, k, and m each show an equal horsepower line, and the horsepower is h>i>j>k> m. In addition, n is the torque line shown in FIG. 4 and is a line that limits the pump absorption torque to improve fuel efficiency.
次に、作業上最大馬力を必要としない作業パターンや油圧条件のとき、つまり軽負荷状態のときには、切換手段8から切換信号が送信され、エンジンコントローラ3にて、エンジン出力トルクカーブ(通常運転エンジン出力トルクカーブ)aを、燃料消費率が最小となる等燃費カーブcの内の領域を通過するa1のように変化させると共に、ポンプコントローラ4にて、ポンプ吸収トルクカーブ(通常運転ポンプ吸収トルクカーブ)bを、上記燃費最小点を通過するb1のように変化させる。これによって、エンジン回転数に対するトルク線図上のエンジン出力トルクカーブa1とポンプ吸収トルクカーブb1とのマッチング点A1を上記燃費最小点に近づけることになって、省エネ運転となる。すなわち、a1は等燃費カーブcを通過するエンジン出力トルクカーブであり、b1は等燃費カーブcを通過するポンプ最大吸収トルクカーブである。このため、エンジン記憶手段6にて上記エンジン出力トルクカーブa1が形成され、ポンプ記憶手段7にて上記ポンプ吸収トルクカーブb1が形成されている。そして、軽負荷状態のときに、記憶されたエンジン出力トルクカーブa1となるように、制御手段5からエンジンコントローラ3に指示され、このエンジンコントローラ3にてエンジン出力トルクが変更され、また、記憶されたポンプ吸収トルクカーブb1となるように、制御手段5からポンプコントローラ4に指示され、このポンプコントローラ4にてポンプ吸収トルクが変更される。 Next, a switching signal is transmitted from the switching means 8 when the operation pattern or hydraulic conditions do not require the maximum horsepower for the operation, that is, in a light load state, and the engine controller 3 causes the engine output torque curve (normally operated engine). the output torque curve) a, with varying as a1 fuel consumption rate through the region of the equal fuel consumption curve c minimum and ing at pump controller 4, pump absorption torque curve (normal operation pump absorption torque The curve (b) is changed like b1 passing through the fuel efficiency minimum point. As a result, the matching point A1 between the engine output torque curve a1 and the pump absorption torque curve b1 on the torque diagram with respect to the engine speed is brought close to the fuel efficiency minimum point, and energy saving operation is performed. That is, a1 is an engine output torque curve passing through the equal fuel consumption curve c, and b1 is a pump maximum absorption torque curve passing through the equal fuel consumption curve c. Therefore, the engine storage torque curve a1 is formed by the engine storage means 6, and the pump absorption torque curve b1 is formed by the pump storage means 7. Then, in the light load state, the control means 5 instructs the engine controller 3 so that the stored engine output torque curve a1 is obtained, and the engine output torque is changed and stored by the engine controller 3. The pump controller 4 is instructed by the control means 5 so that the pump absorption torque curve b1 is obtained, and the pump absorption torque is changed by the pump controller 4.
この図2に示す場合では、エンジン出力トルクカーブa1とポンプ吸収トルクカーブb1とのマッチング点はA1となり、燃費改善を達成できることがわかる。これに対して、従来のように、ポンプ吸収トルクに制限を設けて油圧ポンプ1が吸収する最大馬力をマッチング点Bに下げた場合、このマッチング点Bにおける燃料消費率では、燃費改善をあまり達成できない。このように、油圧ポンプ1が吸収する最大馬力が同じでも、上記制御装置の制御による省エネ運転を行えば、エンジン2の燃費特性上より効率の高い所で、エンジン出力トルクとポンプ吸収トルクとをマッチングすることができ、燃費低減を図れる。 In the case shown in FIG. 2, the matching point between the engine output torque curve a1 and the pump absorption torque curve b1 is A1, and it can be seen that fuel efficiency can be improved. On the other hand, when the maximum horsepower absorbed by the hydraulic pump 1 is lowered to the matching point B by limiting the pump absorption torque as in the past, the fuel consumption rate at the matching point B achieves much improvement in fuel consumption. Can not. As described above, even if the maximum horsepower absorbed by the hydraulic pump 1 is the same, if the energy saving operation is performed by the control of the control device, the engine output torque and the pump absorption torque are obtained at a place where the efficiency is higher than the fuel efficiency characteristics of the engine 2. Matching can be achieved and fuel consumption can be reduced.
上記制御装置によれば、エンジン出力トルクとポンプ吸収トルクとの両者を制御することによって、エンジン2の燃費効率の良いところでのマッチングを行うことができる。これにより、燃費改善を達成できる。また、油圧ポンプ1がその最大馬力を必要としない軽負荷状態において、上記制御の省エネ運転を自動的に行うことになるので、軽負荷状態での低燃費運転を達成できる。 According to the above control device, it is possible to perform matching at a place where the fuel efficiency of the engine 2 is good by controlling both the engine output torque and the pump absorption torque. Thereby, fuel consumption improvement can be achieved. Further, since the energy saving operation of the control is automatically performed in a light load state where the hydraulic pump 1 does not require the maximum horsepower, a low fuel consumption operation in the light load state can be achieved.
さらに、切換手段8等を備えたことにより、軽負荷状態では省エネ運転を行い、通常負荷状態ではエンジン2及び油圧ポンプ1が最大馬力出力可能とする通常運転を行うことができる。これにより、作業パターンや油圧条件に関係なく、低燃費運転が可能となる。さらに、操作レバーを操作することによって、この操作が軽負荷運転となる場合、切換信号が送信されたり、油圧ポンプ1の油圧を検知することによって、この油圧が設定値よりも低いときに、つまり軽負荷状態となったときに、切換信号が送信されたりするので、軽負荷状態での省エネ運転(省エネパターン)と通常負荷状態での最大馬力出力可能とする通常運転(通常パターン)との切換を確実に行うことができる。これにより、軽負荷状態での省エネ運転と通常負荷状態での最大馬力出力可能とする通常運転との切換を確実に行うことができ、この制御装置を搭載した建設機械は極めて効果的な燃費改善を達成できる。 Further, by providing the switching means 8 and the like, it is possible to perform an energy saving operation in a light load state and perform a normal operation in which the engine 2 and the hydraulic pump 1 can output a maximum horsepower in a normal load state. As a result, fuel-efficient driving is possible regardless of work patterns and hydraulic conditions. Further, when this operation is a light load operation by operating the operation lever, a switching signal is transmitted, or when the oil pressure is lower than the set value by detecting the oil pressure of the hydraulic pump 1, that is, When a light load condition is reached, a switching signal is sent, so switching between energy-saving operation under light load conditions (energy-saving pattern) and normal operation that allows maximum horsepower output under normal load conditions (normal pattern) Can be performed reliably. This makes it possible to reliably switch between energy-saving operation under light load conditions and normal operation that enables maximum horsepower output under normal load conditions. Construction machines equipped with this control device are extremely effective in improving fuel efficiency. Can be achieved.
ところで、上記制御では、エンジン出力トルクカーブをaからa1に切換えると共に、ポンプ吸収トルクカーブをbからb1に切換えて、マッチング点をAからA1としていたが、変更するマッチング点を複数個設定できるようにしてもよい。また、エンジン出力トルクカーブとポンプ吸収トルクカーブとをそれぞれ設定範囲内において可変であるようにしてもよい。この場合、エンジン出力トルクカーブ及びポンプ吸収トルクカーブを作業パターンや作業油圧により上記設定範囲間を段階的に又は連続可変に自動的に変えることができる。これにより、上記図2に示すエンジン回転数−トルク線図(マッチング特性線図)上において、マッチング点の軌跡を、エンジン2の燃費特性上最良となるように描くことができ、より効果の高い燃費改善を図ることができる。 By the way, in the above control, the engine output torque curve is switched from a to a1, and the pump absorption torque curve is switched from b to b1. It may be. Further, the engine output torque curve and the pump absorption torque curve may be variable within a set range. In this case, the engine output torque curve and the pump absorption torque curve can be automatically changed stepwise or continuously variable between the set ranges by a work pattern or work hydraulic pressure. Thereby, on the engine speed-torque diagram (matching characteristic diagram) shown in FIG. 2, the locus of the matching point can be drawn so as to be the best in terms of the fuel consumption characteristics of the engine 2, and it is more effective. Fuel consumption can be improved.
また、エンジン2の燃費特性に合わせて、マッチング点を変更するようにすれば、エンジン2側のより燃費効率の良いところでマッチングできる。これにより、確実に低燃費運転を達成できる。 Further, if the matching point is changed in accordance with the fuel consumption characteristics of the engine 2, matching can be performed at a place where the fuel efficiency is better on the engine 2 side. Thereby, low fuel consumption driving can be achieved reliably.
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記実施形態では、油圧ショベルに使用したが、建設機械として油圧ショベル以外の他の種々の建設機械であっても、建設機械以外の油圧機器が使用される機械にも適用することができる。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, although used for a hydraulic excavator, various construction machines other than a hydraulic excavator can be applied to a machine in which hydraulic equipment other than the construction machine is used. .
1・・油圧ポンプ、2・・エンジン、3・・エンジン制御手段(エンジンコントローラ)、4・・ポンプ制御手段(ポンプコントローラ)、6・・エンジン記憶手段、7・・ポンプ記憶手段、8・・切換手段、A1・・マッチング点、a、a1・・エンジン出力トルクカーブ、b、b1・・ポンプ吸収トルクカーブ 1..Hydraulic pump 2..Engine 3..Engine control means (engine controller) 4..Pump control means (pump controller) 6..Engine storage means 7..Pump storage means 8 .. Switching means, A1 .. matching point, a, a1 .. engine output torque curve, b, b1 .. pump absorption torque curve
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