JP4773989B2 - Torque control device for 3-pump system for construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置に係わり、特に、1台の原動機(エンジン)により駆動される少なくとも3つの可変容量型の油圧ポンプを備え、この3つの油圧ポンプの吸収トルクがエンジンの出力トルクを超えないよう制御する油圧ショベル等の建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置に関する。 The present invention relates to a torque control device for a three-pump system for construction machinery, and in particular, includes at least three variable displacement hydraulic pumps driven by one prime mover (engine), and the absorption torque of these three hydraulic pumps is The present invention relates to a torque control device for a three-pump system for a construction machine such as a hydraulic excavator that is controlled so as not to exceed an output torque of an engine.
油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置として、1台のエンジンにより駆動される3つの油圧ポンプを備え、これら3つの油圧ポンプから吐出される圧油によって複数の油圧アクチュエータを駆動する3ポンプシステムが知られており、その一例が特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載の3ポンプシステムは、第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力に基づいて第1及び第2油圧ポンプの容量を制御することで、第1及び第2油圧ポンプの最大吸収トルクが第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを超えないよう第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御する第1レギュレータと、第3油圧ポンプの吐出圧力に基づいて第3油圧ポンプの容量を制御することで、第3油圧ポンプの最大吸収トルクが第3油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを超えないよう第3油圧ポンプの吸収トルクを制御する第2レギュレータとを備えている。第1レギュレータは、第1及び第2油圧ポンプの容量増加方向に作用するバネ手段を有し、このバネ手段により第1及び第2油圧ポンプの最大吸収トルクの制御特性(トルク制御特性)を設定している。また、第1レギュレータは、第1及び第2油圧ポンプの容量減少方向に作用する受圧部を有し、この受圧部に第3油圧ポンプの吐出圧力を減圧弁を介して導き、受圧部に導かれる圧力が減圧弁に設定される所定圧力を超えないように制御する。これにより第3油圧ポンプの吐出圧力が上昇するとき、第3油圧ポンプの吐出圧力が所定圧力に達するまでは、第1及び第2油圧ポンプの最大吸収トルク(割り当て最大吸収トルク)を減らすよう調整し、第1、第2及び第3油圧ポンプの合計の吸収トルクを制御する。ここで、減圧弁に設定される所定圧力は、第2レギュレータによる吸収トルク制御(入力トルク制限制御ともいう)が実施される第3油圧ポンプの吐出圧力範囲の最小吐出圧力(第2レギュレータによる吸収トルク制御が実施されない第3油圧ポンプの吐出圧力範囲の最大吐出圧力)である。
As a hydraulic drive device for a construction machine such as a hydraulic excavator, there is a three-pump system that includes three hydraulic pumps driven by a single engine and that drives a plurality of hydraulic actuators by pressure oil discharged from these three hydraulic pumps. One known example is described in
特許文献1記載のような従来の3ポンプシステムにおいては、第3油圧ポンプの吐出圧力が低いときは、第3油圧ポンプで使用していない吸収トルクを第1及び第2油圧ポンプ側で使用できるようになり、その分、エンジンの出力トルクを有効利用することができる。しかし、バネ手段により設定されるトルク制御特性はトルク一定曲線に一致しないため、その分、第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを利用しきれておらず、エンジン出力トルクの有効利用という観点では更なる改善の余地があった。
In the conventional three-pump system as described in
すなわち、第1レギュレータにおいては、バネ手段により第1及び第2油圧ポンプの最大吸収トルクの制御特性が設定されている。このトルク制御特性は、ポンプ圧−ポンプ容量線図において折れ線で表される特性となり、双曲線で表されるトルク一定曲線に一致しない。また、第3ポンプの吐出圧力の上昇により第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクが減少するとき、ポンプ圧−ポンプ容量線図においてトルク制御特性を表す折れ線はポンプ容量を表す縦軸側にシフトするため、トルク一定曲線に対する差の値も変化する。したがって、バネ手段により設定されたトルク制御特性に基づいて第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御した場合は、トルク一定曲線に対する差の値分、割り当て最大吸収トルクを利用することができない。 That is, in the first regulator, the control characteristics of the maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps are set by the spring means. This torque control characteristic is a characteristic represented by a polygonal line in the pump pressure-pump capacity diagram, and does not coincide with a constant torque curve represented by a hyperbola. Further, when the assigned maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps decreases due to the increase in the discharge pressure of the third pump, the broken line representing the torque control characteristic in the pump pressure-pump capacity diagram shows the pump capacity. Therefore, the difference value with respect to the constant torque curve also changes. Therefore, when the absorption torques of the first and second hydraulic pumps are controlled based on the torque control characteristic set by the spring means, the allocated maximum absorption torque cannot be used for the difference value with respect to the constant torque curve.
本発明の目的は、第3油圧ポンプの吐出圧力に応じて第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを増減する3ポンプシステムにおいて、第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができ、エンジン出力トルクの更なる有効利用を図ることができる建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置を提供することである。 It is an object of the present invention to efficiently allocate the maximum absorption torque allocated to the first and second hydraulic pumps in a three-pump system that increases or decreases the maximum absorption torque allocated to the first and second hydraulic pumps according to the discharge pressure of the third hydraulic pump. It is an object of the present invention to provide a torque control device for a three-pump system for a construction machine that can be used well and can achieve further effective use of engine output torque.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、前記原動機によって駆動される可変容量型の第1及び第2油圧ポンプと、前記原動機によって駆動される可変容量型の第3油圧ポンプと、前記第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第1及び第2油圧ポンプの容量を制御することで、前記第1及び第2油圧ポンプの最大吸収トルクが前記第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを超えないよう前記第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御する第1レギュレータと、前記第3油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第3油圧ポンプの容量を制御することで前記第3油圧ポンプの吸収トルクを制御する第2レギュレータとを備え、前記第1レギュレータは、前記第1及び第2油圧ポンプのトルク制御特性を設定するバネ手段を有する建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置において、前記第1油圧ポンプの吐出圧力を検出する第1圧力センサと、前記第2油圧ポンプの吐出圧力を検出する第2圧力センサと、前記第3油圧ポンプの吐出圧力を検出する第3圧力センサと、前記第3油圧ポンプの吐出圧力が所定圧力以下にあるとき、前記第3油圧ポンプの吐出圧力が上昇するにしたがって前記第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを減らすよう前記第1レギュレータを制御する第1制御手段と、前記第1〜第3圧力センサにより検出した前記第1〜第3油圧ポンプの吐出圧力に基づいて、前記第1及び第2油圧ポンプの最大吸収トルクが前記割り当て最大吸収トルクに近づくよう、前記第1及び第2油圧ポンプの前記トルク制御特性により得られる吸収トルクを補正するための第1トルク補正値を求め、この第1トルク補正値に基づいて前記第1レギュレータを制御する第2制御手段とを備えるものとする。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a prime mover, variable displacement first and second hydraulic pumps driven by the prime mover, and variable displacement third hydraulic pressure driven by the prime mover. By controlling the capacities of the first and second hydraulic pumps based on the discharge pressures of the pump and the first and second hydraulic pumps, the maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps can be set to the first and second hydraulic pumps. A first regulator that controls the absorption torque of the first and second hydraulic pumps so as not to exceed an allocated maximum absorption torque of the second hydraulic pump; and a capacity of the third hydraulic pump based on a discharge pressure of the third hydraulic pump And a second regulator for controlling the absorption torque of the third hydraulic pump by controlling the first hydraulic pump, and the first regulator sets torque control characteristics of the first and second hydraulic pumps. In the torque control device for a three-pump system for construction machinery having a spring means, a first pressure sensor for detecting a discharge pressure of the first hydraulic pump, a second pressure sensor for detecting a discharge pressure of the second hydraulic pump, A third pressure sensor for detecting a discharge pressure of the third hydraulic pump; and when the discharge pressure of the third hydraulic pump is equal to or lower than a predetermined pressure, the first and the second hydraulic pumps increase as the discharge pressure of the third hydraulic pump increases. Based on the first control means for controlling the first regulator to reduce the assigned maximum absorption torque of the second hydraulic pump, and the discharge pressures of the first to third hydraulic pumps detected by the first to third pressure sensors. The torque control characteristics of the first and second hydraulic pumps are adjusted so that the maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps approaches the assigned maximum absorption torque. It obtains a first torque correction value for correcting the absorption torque obtained Ri assumed and a second control means for controlling the first regulator on the basis of the first torque correction value.
このように第1制御手段により第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクが制御されるとき、第2制御手段により第1トルク補正値を求め、この第1トルク補正値に基づいて第1レギュレータを制御することにより、前記第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクのトルク一定曲線に対するトルク制御特性の差が補正されるため、第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができ、エンジン出力トルクの更なる有効利用が可能となる。 Thus, when the assigned maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps is controlled by the first control means, the first torque correction value is obtained by the second control means, and the first torque correction value is calculated based on the first torque correction value. By controlling the regulator, the difference in torque control characteristics with respect to the constant torque curve of the assigned maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps is corrected. Therefore, the assigned maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps is efficiently used. The engine output torque can be utilized more effectively.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記第2制御手段は、前記第3油圧ポンプの複数の吐出圧力範囲に対応した、前記第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力と前記第1トルク補正値との関係を設定した複数のトルク補正テーブルを有し、前記第3圧力センサにより検出した前記第3油圧ポンプの吐出圧力に応じて前記複数のトルク補正テーブルの1つを選択し、その選択したトルク補正テーブルに前記第1及び第2圧力センサにより検出した前記第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力を参照して前記第1トルク補正値を求める。 (2) In the above (1), preferably, the second control means is configured such that the discharge pressure and the first torque of the first and second hydraulic pumps corresponding to a plurality of discharge pressure ranges of the third hydraulic pump. A plurality of torque correction tables in which a relationship with a correction value is set, and one of the plurality of torque correction tables is selected according to a discharge pressure of the third hydraulic pump detected by the third pressure sensor; The first torque correction value is obtained with reference to the discharge pressures of the first and second hydraulic pumps detected by the first and second pressure sensors in the selected torque correction table.
(3)上記(1)又は(2)において、好ましくは、前記原動機の目標回転数を指令する指令手段と、前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記原動機の回転数を制御する原動機制御装置とを更に備え、前記第2制御手段は、前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記第1〜第3油圧ポンプに対する基準トルクを演算し、この基準トルクに前記第1トルク補正値を加算して前記第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御するための目標吸収トルクを求め、この目標吸収トルクが得られるよう前記第1レギュレータを制御する。 (3) In the above (1) or (2), preferably, the speed of the prime mover is controlled based on command means for commanding the target speed of the prime mover and the target speed commanded by the command means. And a motor control device, wherein the second control means calculates a reference torque for the first to third hydraulic pumps based on a target rotational speed commanded by the command means, and the first torque is calculated based on the first torque. A target absorption torque for controlling the absorption torque of the first and second hydraulic pumps is obtained by adding a torque correction value, and the first regulator is controlled so as to obtain this target absorption torque.
(4)また、上記(1)又は(2)において、好ましくは、前記第1レギュレータは、前記第1及び第2油圧ポンプの容量増加方向に作用するよう前記バネ手段を配置し、かつ前記第1及び第2油圧ポンプの容量減少方向に作用する複数の受圧部を有し、前記第1制御手段は、前記第3油圧ポンプの吐出圧力が前記所定圧力以下にあるときは、前記第3油圧ポンプの吐出圧力をそのまま出力し、前記第3油圧ポンプの吐出圧力が前記所定圧力を超えると、前記第3油圧ポンプの吐出圧力を前記所定圧力に減圧して出力する減圧弁を有し、前記第2制御手段は、前記第1トルク補正値に基づいて前記第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御するための目標吸収トルクを演算する演算手段と、前記目標吸収トルクを油圧信号に変換する電磁比例弁とを有し、前記第1レギュレータの複数の受圧部の少なくとも1つに前記第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力を導くとともに、前記複数の受圧部の他の1つを前記第1制御手段の一部として構成し、この受圧部に前記減圧弁の出力圧力を導き、前記複数の受圧部の更に他の1つを前記第2制御手段の一部として構成し、この受圧部に前記電磁比例弁の出力圧力を導く。 (4) In the above (1) or (2), preferably, the first regulator arranges the spring means so as to act in a capacity increasing direction of the first and second hydraulic pumps, and the first regulator The first and second hydraulic pumps have a plurality of pressure receiving portions that act in a capacity decreasing direction, and the first control unit is configured to perform the third hydraulic pressure when the discharge pressure of the third hydraulic pump is equal to or lower than the predetermined pressure. A pressure reducing valve for outputting the discharge pressure of the pump as it is and reducing the discharge pressure of the third hydraulic pump to the predetermined pressure when the discharge pressure of the third hydraulic pump exceeds the predetermined pressure; A second control unit configured to calculate a target absorption torque for controlling the absorption torque of the first and second hydraulic pumps based on the first torque correction value; and to convert the target absorption torque into a hydraulic signal. Electromagnetic ratio A discharge pressure of the first and second hydraulic pumps to at least one of the plurality of pressure receiving portions of the first regulator, and another one of the plurality of pressure receiving portions to the first control Configured as a part of the means, the output pressure of the pressure reducing valve is guided to the pressure receiving part, and another one of the plurality of pressure receiving parts is configured as a part of the second control means, and the pressure receiving part includes the Leads the output pressure of the proportional solenoid valve.
(5)また、上記(1)又は(2)において、好ましくは、前記原動機の目標回転数を指令する指令手段と、前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記原動機の回転数を制御する原動機制御装置と、前記原動機の実回転数を検出する回転数センサとを更に備え、前記第2制御手段は、前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記第1〜第3油圧ポンプに対する基準トルクを演算するとともに、前記指令手段により指令される目標回転数と前記回転数センサにより検出される前記原動機の実回転数との偏差からスピードセンシング制御の第2トルク補正値を演算し、この第2トルク補正値と前記第1トルク補正値を前記基準トルクに加算して前記第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御するための目標吸収トルクを求め、この目標吸収トルクが得られるよう前記第1レギュレータを制御する。 (5) In the above (1) or (2), preferably, the commanding means for commanding the target rotational speed of the prime mover, and the rotational speed of the prime mover based on the target rotational speed commanded by the commanding means. A motor controller for controlling the engine; and a rotational speed sensor for detecting an actual rotational speed of the motor, wherein the second control unit is configured to control the first to third based on the target rotational speed commanded by the command unit. A reference torque for the hydraulic pump is calculated, and a second torque correction value for speed sensing control is calculated from a deviation between the target rotational speed commanded by the command means and the actual rotational speed of the prime mover detected by the rotational speed sensor. And a target absorption torque for controlling the absorption torque of the first and second hydraulic pumps by adding the second torque correction value and the first torque correction value to the reference torque. Look, for controlling the first regulator to the target absorption torque is obtained.
本発明によれば、第3油圧ポンプの吐出圧力に応じて第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを増減する3ポンプシステムにおいて、第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができ、エンジン出力トルクの更なる有効利用を図ることができる。 According to the present invention, in the three-pump system that increases or decreases the allocated maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps according to the discharge pressure of the third hydraulic pump, the allocated maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps is efficiently used. It can be used well, and the engine output torque can be used more effectively.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態に係わるトルク制御装置を備えた建設機械用3ポンプシステムの全体を示す構成図である。本実施の形態は建設機械として油圧ショベルを対象としたものである。 FIG. 1 is a block diagram showing the whole of a three-pump system for a construction machine provided with a torque control device according to an embodiment of the present invention. This embodiment is intended for a hydraulic excavator as a construction machine.
図1において、本実施の形態に係わる建設機械用3ポンプシステムは、原動機1と、この原動機1によって駆動される可変容量型の第1油圧ポンプ2、第2油圧ポンプ3、第3油圧ポンプ4の3つの主ポンプと、原動機1によって駆動される固定容量型のパイロットポンプ5と、第1、第2及び第3油圧ポンプ2,3,4に接続されたコントロールバルブユニット6と、コントロールバルブユニット6に接続された複数の油圧アクチュエータ7,8,9,10,11,12,…とを備えている。
In FIG. 1, a three-pump system for a construction machine according to the present embodiment includes a
コントロールバルブユニット6は第1、第2及び第3油圧ポンプ2,3,4に対応した3つの弁グループ6a,6b,6cを有しており、3つの弁グループ6a,6b,6cはそれぞれ複数の流量制御弁からなり、これら流量制御弁により第1、第2及び第3油圧ポンプ2,3,4から複数の油圧アクチュエータ7,8,9,10,11,12,…に供給される圧油の流れ(方向及び流量)が制御される。また、3つの弁グループ6a,6b,6cの流量制御弁は公知のセンタバイパスタイプであり、対応する油圧アクチュエータの操作手段(操作レバー装置)が操作されておらず、流量制御弁が中立位置にあるときは第1、第2及び第3油圧ポンプ2,3,4の吐出ライン2a,3a,4aをタンクに連通させている。このとき、第1、第2及び第3油圧ポンプ2,3,4の吐出圧力はタンク圧に低下する。
The control valve unit 6 has three valve groups 6a, 6b and 6c corresponding to the first, second and third
複数の油圧アクチュエータ7,8,9,10,11,12,…は例えば油圧ショベルの旋回モータ、アームシリンダ、左右走行モータ、バケットシリンダ、ブームシリンダを含み、例えば油圧アクチュエータ7が旋回モータであり、油圧アクチュエータ8がアームシリンダであり、油圧アクチュエータ9が左走行モータであり、油圧アクチュエータ10が右走行モータであり、油圧アクチュエータ11がバケットシリンダであり、油圧アクチュエータ12がブームシリンダである。
The plurality of
第1、第2及び第3油圧ポンプ2,3,4の吐出ライン2a,3a,4aにはメインリリーフ弁15,16,17が設けられ、パイロットポンプ5の吐出ライン5aにはパイロットリリーフ弁18が設けられている。メインリリーフ弁15,16,17は第1、第2及び第3油圧ポンプ2,3,4の吐出圧力を規制し、主回路の最大圧力を設定するものである。パイロットリリーフ弁18はパイロットポンプ5の最大吐出圧力を規制し、パイロット油圧源の圧力を設定するものである。
Main relief valves 15, 16, 17 are provided in the
原動機1はディーゼルエンジンであり、このディーゼルエンジン(以下単にエンジンという)1に、ダイヤル式の回転数指令操作装置21とエンジン制御装置22とが設けられている。回転数指令操作装置21はエンジン1の目標回転数を指令する指令手段であり、エンジン制御装置22はコントローラ23と、ガバナモータ24と、燃料噴射装置(ガバナ)25とを有している。コントローラ23は回転数指令操作装置21からの指令信号を入力し、所定の演算処理を行い、ガバナ制御モータ24に駆動信号を出力する。ガバナ制御モータ24は、その駆動信号に応じて回動し、回転数指令操作装置21が指令する目標回転数が得られるように燃料噴射装置25の燃料噴射量を制御する。
The
本実施の形態に係わるトルク制御装置はこのような3ポンプシステムに設けられるものであり、第1及び第2油圧ポンプ2,3の容量(押しのけ容積或いは斜板の傾転)を制御することで第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルク(消費トルク)を制御する第1レギュレータ31と、第3の油圧ポンプ4の容量(押しのけ容積或いは斜板の傾転)を制御することで第3油圧ポンプ4の吸収トルク(消費トルク)を制御する第2レギュレータ32と、第3油圧ポンプ4の吐出圧力がバネ33aにより設定される所定圧力(図3のP2)以下にあるときは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力をそのまま出力し、第3油圧ポンプ4の吐出圧力がバネ33aにより設定される所定圧力(図3のP2)を超えると、第3油圧ポンプ4の吐出圧力をその所定圧力に減圧して出力する減圧弁33と、第1〜第3油圧ポンプ2,3,4の吐出圧力をそれぞれ検出する圧力センサ34a,34b,34cと、電磁比例弁35と、上記のコントローラ23とを備えている。
The torque control device according to the present embodiment is provided in such a three-pump system, and controls the capacity of the first and second hydraulic pumps 2 and 3 (the displacement volume or the inclination of the swash plate). The
第1レギュレータ31は、第1及び第2油圧ポンプ2,3の容量増加方向に作用するバネ31a,31bと、第1及び第2油圧ポンプ2,3の容量減少方向に作用する4つの受圧部31c,31d,31e,31fとを有している。受圧部31c,31dには第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力がパイロットライン37,38を介して導入され、受圧部31eには電磁比例弁35の出力圧力(制御圧力)が油路39aを介して導入され、受圧部31fには減圧弁33の出力圧力が油路39bを介して導入される。バネ31a,31bと受圧部31e,31fは、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクを設定する機能を有している。このような構成により第1レギュレータ31は、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクがバネ31a,31bと受圧部31e,31fに導かれる制御圧力とにより設定される最大吸収トルク(割り当て最大吸収トルク)を超えないよう第1及び第2油圧ポンプ2,3の容量を制御する。
The
また、バネ31a,31bは第1及び第2油圧ポンプ2,3のトルク制御特性を設定する機能を有し、減圧弁33及び受圧部31fは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が減圧弁33に設定される所定圧力(図3のP2)以下にあるとき、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が上昇するにしたがって第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルク(割り当て最大吸収トルク)を減らすよう第1レギュレータ31を制御する機能を有し、受圧部31eは、バネ31a,31bにより設定されるトルク制御特性とトルク一定曲線との差を補正する機能(トルク補正制御)を有している。
The
第2レギュレータ32は、第3油圧ポンプ4の容量増加方向に作用するバネ32aと、第3油圧ポンプ4の容量減少方向に作用する受圧部32bとを有し、受圧部31bには第3油圧ポンプ4の吐出圧力がパイロットライン40を介して導入される。バネ32aは、第3油圧ポンプ4の最大吸収トルク(割り当て最大吸収トルク)を設定する機能を有している。このような構成により第2レギュレータ32は、第3油圧ポンプ4の吸収トルクがバネ32aにより設定される最大吸収トルクを超えないよう第3油圧ポンプ4の容量を制御する。
The
圧力センサ34a,34b,34cはそれぞれ第1〜第3油圧ポンプ2,3,4の吐出圧力に応じた検出信号を出力し、これらの検出信号はコントローラ23に入力される。コントローラ23は所定の演算処理を行い、電磁比例弁35に駆動信号を出力する。電磁比例弁35はパイロットポンプ5の吐出圧力を元圧としてコントローラ23からの駆動信号に応じた制御圧力を生成し、この制御圧力は信号ライン39を介して第1レギュレータ31の受圧部31eへと導かれる。これにより第1レギュレータ31は、受圧部31eに導かれる制御圧力に応じて第1及び第2油圧ポンプの最大吸収トルクを調整する。
The
図2は、本発明のトルク補正制御を行わない場合の第1レギュレータ31による第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力(平均値)と第1及び第2油圧ポンプ2,3の容量(押しのけ容積或いは斜板の傾転)との関係を示す図である。
FIG. 2 shows the discharge pressure (average value) of the first and second
図2において、折れ線A,B,Cは、バネ31a,31bにより設定されたトルク制御特性であり、折れ線Aは、第3油圧ポンプ4に係わる油圧アクチュエータ、例えば油圧アクチュエータ12が作動しておらず、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が最小圧力P0(図3参照)に低下しているときのもの、折れ線Bは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が最小圧力P0(図3参照)と、第2レギュレータ32による吸収トルク制御の開始圧力(第2レギュレータ32による吸収トルク制御が実施される第3油圧ポンプ4の最小吐出圧力)P2(図3参照)との中間の圧力P1(図3参照)にあるときのもの、折れ線Cは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が前記P2にあるときのものである。
In FIG. 2, broken lines A, B, and C are torque control characteristics set by the
第3油圧ポンプ4の吐出圧力が最小圧力P0にあるとき、折れ線Aのトルク制御特性(以下、適宜、特性線Aという)に基づいて第1及び第2油圧ポンプの容量は次のように変化する。 When the discharge pressure of the third hydraulic pump 4 is at the minimum pressure P0, the capacities of the first and second hydraulic pumps change as follows based on the torque control characteristic of the broken line A (hereinafter referred to as characteristic line A as appropriate). To do.
第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力の平均値がP0〜P1Aの範囲内にあるときは吸収トルク制御は実施されず、第1及び第2油圧ポンプ2,3の容量は最大容量特性線L1上にあり、最大(一定)である。このとき、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクはそれらの吐出圧力の上昇に応じて増大する。第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力の平均値がP1Aを超えると吸収トルク制御が実施され、第1及び第2油圧ポンプ2,3の容量は特性線Aに沿って減少する。これにより第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクはトルク一定曲線TAで表される規定トルクTa(第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルク)を超えないよう制御される。この場合、圧力P1Aが第1レギュレータ31による吸収トルク制御の開始圧力であり、P1A〜Pmaxは第1レギュレータ31による吸収トルク制御が実施される第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力範囲である。また、Pmaxは第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力の平均値の最大値であり、メインリリーフ弁15,16のリリーフ設定圧力に相当する値である。第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力がPmaxまで上昇すると、メインリリーフ弁15,16が作動し、それ以上のポンプ吐出圧力の上昇は制限される。
When the average value of the discharge pressures of the first and second
ここで、第1レギュレータ31の受圧部31fに減圧弁33の出力圧力が油路39bを介して導入される。減圧弁33は、第3油圧ポンプ4の吐出圧力がバネ33aにより設定される所定圧力に達するまでは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力をそのまま出力し、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が当該所定圧力を超えると、第3油圧ポンプ4の吐出圧力をその所定圧力に減圧して出力する。この減圧弁33の出力圧力は、受圧部31fにおいて、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクの設定値を減らす方向に導入される。これにより第3油圧ポンプ4の吐出圧力が上昇すると、吸収トルク制御の特性線は折れ線A,B,Cのように横軸方向にシフトし、それに応じて第1レギュレータ31による吸収トルク制御の開始圧力はP1AからP1B,P1Cへと変化(低下)し、第1レギュレータ31による吸収トルク制御が実施される吐出圧力範囲はP1A〜PmaxからP1A〜Pmax,P1A〜Pmaxへと変化する。また、それに応じて、第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクはTaからTb,Tcへと減少する。
Here, the output pressure of the
また、減圧弁33において、バネ33aにより設定される所定圧力は、第2レギュレータ32による吸収トルク制御が実施される第3油圧ポンプ4の最小吐出圧力であるP2に一致するよう設定されている。
In the
図3は第2レギュレータ32による第3油圧ポンプ4の吐出圧力と第3油圧ポンプ4の容量(押しのけ容積或いは斜板の傾転)との関係を示す図である。図3において、実線Dは、バネ32aにより設定されるトルク制御特性である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the discharge pressure of the third hydraulic pump 4 by the
第3油圧ポンプ4の吐出圧力がP0〜P2の範囲内にあるときは吸収トルク制御は実施されず、第3油圧ポンプ4の容量は最大容量特性線L2上にあり、最大(一定)である。このとき、第3油圧ポンプ4の吸収トルクはその吐出圧力の上昇に応じて増大する。第3油圧ポンプ4の吐出圧力がP2を超えると吸収トルク制御が実施され、第3油圧ポンプ4の容量は実線Dの特性線に沿って減少する。これにより第3油圧ポンプ4の吸収トルクはトルク一定曲線TDで表される規定トルクTd(第3油圧ポンプの割り当て最大吸収トルク)を超えないよう制御される。この場合、圧力P2が第2レギュレータ32による吸収トルク制御の開始圧力であり、P2〜Pmaxは第2レギュレータ32による吸収トルク制御が実施される第3油圧ポンプ4の吐出圧力範囲である。Pmaxは第3油圧ポンプ4の吐出圧力の最大値であり、メインリリーフ弁17のリリーフ設定圧力に相当する値である。第3油圧ポンプ4の吐出圧力がPmaxまで上昇すると、メインリリーフ弁17が作動し、それ以上のポンプ吐出圧力の上昇は制限される。
When the discharge pressure of the third hydraulic pump 4 is within the range of P0 to P2, the absorption torque control is not performed, and the capacity of the third hydraulic pump 4 is on the maximum capacity characteristic line L2 and is maximum (constant). . At this time, the absorption torque of the third hydraulic pump 4 increases as the discharge pressure increases. When the discharge pressure of the third hydraulic pump 4 exceeds P2, absorption torque control is performed, and the capacity of the third hydraulic pump 4 decreases along the characteristic line of the solid line D. Thus, the absorption torque of the third hydraulic pump 4 is controlled so as not to exceed the specified torque Td (the maximum absorption torque assigned to the third hydraulic pump) represented by the constant torque curve TD. In this case, the pressure P2 is the starting pressure of the absorption torque control by the
図4は、コントローラ23のトルク制御装置に係わる処理機能を示す機能ブロック図である。コントローラ23は、ポンプベーストルク演算部42と、平均ポンプ吐出圧力演算部43aと、補正トルク選択部43bと、第1補正トルク演算部44a、第2補正トルク演算部44b、第3補正トルク演算部44cと、第1加算部45及び第2加算部46と、電磁弁出力圧力演算部47と、電磁弁駆動電流演算部48とを備えている。
FIG. 4 is a functional block diagram showing processing functions related to the torque control device of the
ポンプベーストルク演算部42は、上述した第1、第2及び第3油圧ポンプ2,3,4の3つのポンプで使用可能な合計の最大吸収トルクをポンプベーストルク(基準トルク)Trとして算出するものであり、回転数指令操作装置21から目標回転数の指令信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その目標回転数に対応するポンプベーストルクTrを演算する。メモリのテーブルには、目標回転数が低くなるにしたがってポンプベーストルクTrが減少するよう、目標回転数とポンプベーストルクTrの関係が設定されている。
The pump base
ここで、第3油圧ポンプ4の吐出圧力がP1にあるときの第3油圧ポンプ4の吸収トルクをTb2、第3油圧ポンプ4の吐出圧力がP2にあるときの第3油圧ポンプ4の吸収トルクをTc2とすると、ポンプベーストルク(基準トルク)Trは、上記規定トルクTa,Tb,Tcとその吸収トルクTb2,Tc2に対して次のような関係にある。 Here, the absorption torque of the third hydraulic pump 4 when the discharge pressure of the third hydraulic pump 4 is at P1 is Tb2, and the absorption torque of the third hydraulic pump 4 when the discharge pressure of the third hydraulic pump 4 is at P2. Is Tc2, the pump base torque (reference torque) Tr has the following relationship with respect to the specified torques Ta, Tb, Tc and the absorption torques Tb2, Tc2.
Tr=Ta
=Tb+Tb2
=Tc+Tc2
図5は、エンジン出力トルクTeとポンプベーストルク(ポンプ最大吸収トルク)Trの関係を示す図である。エンジン1の出力トルクTeはエンジン回転数が低くなるにしたがって低くなる。ポンプ最大吸収トルクTrはエンジン1の出力トルクTeの範囲内である必要がある。したがって、ポンプ最大吸収トルクTrも目標回転数が低くなるにしたがって減少する。
Tr = Ta
= Tb + Tb2
= Tc + Tc2
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the engine output torque Te and the pump base torque (pump maximum absorption torque) Tr. The output torque Te of the
平均ポンプ吐出圧力演算部43aは、圧力センサ34a,34bから第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力の検出信号を入力し、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力の平均値を演算する。
The average pump discharge
補正トルク選択部43bは、第3油圧ポンプの吐出圧力(以下符号Pp3を付す)に応じて第1〜第3補正トルク演算部44a,44b,44cの1つを選択し、その選択した補正トルク演算部に平均ポンプ吐出圧力演算部43aで演算した第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力の平均値(以下、適宜、平均吐出圧力といい、符号Pp12を付す)を出力する。補正トルク選択部43bは、第3油圧ポンプの吐出圧力Pp3に応じて第1〜第3補正トルク演算部44a,44b,44cの1つを次のように選択する。
The
(1)P0≦Pp3≦P01 → 第1補正トルク演算部44aを選択
(2)P01<Pp3≦P12 → 第2補正トルク演算部44bを選択
(3)P12<Pp3 → 第3補正トルク演算部44cを選択
ここで、P01はP0<P01<P1の範囲にある任意の圧力であり、P12はP1<P12<P2の範囲にある任意の圧力である。
(1) P0 ≦ Pp3 ≦ P01 → select first
第1補正トルク演算部44aは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP0≦Pp3≦P01の範囲にあるときに、図2に示したトルク一定曲線TAで表される規定トルクTaに対する折れ線Aのトルク制御特性に基づく吸収トルクの差の値をトルク補正値として算出するものである。
When the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is in the range of P0 ≦ Pp3 ≦ P01, the first
すなわち、第1補正トルク演算部44aは、第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12を入力し、これをメモリに記憶してある第1トルク補正テーブルT1に参照させ、その平均吐出圧力Pp12に対応する第1トルク補正値Tm1を演算する。第1トルク補正テーブルT1には、下記のような平均吐出圧力Pp12と第1トルク補正値Tm1との関係が設定されている。
That is, the first correction
図6(a)は、図2に示したトルク一定曲線TAで表される規定トルクTaと折れ線Aのトルク制御特性に基づく吸収トルクとの関係を示す図である。 6A is a diagram showing the relationship between the prescribed torque Ta represented by the constant torque curve TA shown in FIG. 2 and the absorption torque based on the torque control characteristic of the broken line A. FIG.
図6(a)に示すように、第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12がP0〜P1Aの範囲にあるとき、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクは平均吐出圧力Pp12の増加に応じて比例的に増加する(直線E1)。第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12がP1Aを超えると図2の折れ線Aに基づく吸収トルク制御が実施され、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクは図2の折れ線Aで表されるトルク制御特性に基づいて制御される(曲線E2)。
As shown in FIG. 6A, when the average discharge pressure Pp12 of the first and second
第1レギュレータ31において、図2の折れ線Aで表されるトルク制御特性はバネ31a,31bにより設定されており、このトルク制御特性の折れ線Aは双曲線で表されるトルク一定曲線TAとは一致しない。このため折れ線Aに対応する曲線E2の吸収トルクとトルク一定曲線TAの吸収トルクTaとの間には斜線部E3で示される領域があり、この斜線部E3の領域は第1及び第2油圧ポンプ2,3が使い切っていないトルク部分であって、補正可能な領域である。
In the
図6(b)は、図6(a)の斜線部E3の平均吐出圧力Pp12と吸収トルクの関係を示す図であり、曲線M1は図6(a)の曲線E2に対応している。第1トルク補正テーブルT1には、図6(b)に示される曲線M1が平均吐出圧力Pp12と第1トルク補正値Tm1との関係として設定されている。 FIG. 6B is a diagram showing the relationship between the average discharge pressure Pp12 and the absorption torque at the shaded portion E3 in FIG. 6A, and the curve M1 corresponds to the curve E2 in FIG. 6A. In the first torque correction table T1, a curve M1 shown in FIG. 6B is set as a relationship between the average discharge pressure Pp12 and the first torque correction value Tm1.
第2補正トルク演算部44bは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP01<Pp3≦P12の範囲にあるときに、図2に示したトルク一定曲線TBで表される規定トルクTbに対する折れ線Bのトルク制御特性に基づく吸収トルクの差の値をトルク補正値として算出するものである。
When the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is in the range of P01 <Pp3 ≦ P12, the second
すなわち、第2補正トルク演算部44bは、第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12を入力し、これをメモリに記憶してある第2トルク補正テーブルT2に参照させ、その平均吐出圧力Pp12に対応する第2トルク補正値Tm2を演算する。第2トルク補正テーブルT2には、下記のような平均吐出圧力Pp12と第2トルク補正値Tm2との関係が設定されている。
That is, the second correction
図7(a)は、図2に示したトルク一定曲線TBで表される規定トルクTbと折れ線Bのトルク制御特性に基づく吸収トルクとの関係を示す図である。 FIG. 7A is a diagram showing the relationship between the prescribed torque Tb represented by the constant torque curve TB shown in FIG. 2 and the absorption torque based on the torque control characteristic of the broken line B. FIG.
図7(a)に示すように、第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12がP0〜P1Bの範囲にあるとき、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクは平均吐出圧力Pp12の増加に応じて比例的に増加する(直線F1)。第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12がP1B超えると図2の折れ線Bに基づく吸収トルク制御が実施され、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクは図2の折れ線Bで表されるトルク制御特性に基づいて制御される(曲線F2)。
As shown in FIG. 7A, when the average discharge pressure Pp12 of the first and second
第1レギュレータ31において、図2の折れ線Aの場合と同様、トルク制御特性の折れ線Bも双曲線で表されるトルク一定曲線TBとは一致せず、折れ線Bに対応する曲線F2の吸収トルクとトルク一定曲線TBの吸収トルクTbとの間にも斜線部F3で示される、第1及び第2油圧ポンプ2,3が使い切っていない補正可能な領域がある。
In the
また、図2において、第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP1であるときに設定されるトルク制御特性の折れ線Bは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP0であるときに設定されるトルク制御特性の折れ線Aを横軸方向にシフトした特性であるのに対して、最大吸収トルクTa,Tbの曲線TA,TBは双曲線であり、最大吸収トルクがTaからTbに変化したとき、縦軸と横軸に対する位置関係は均等に変化する。このため、折れ線Aが設定されたときと折れ線Bが設定されたときとでは、トルク一定曲線TA,TBとの差も変化する。すなわち、図7(a)の曲線F2は図6(a)の曲線E2と一致せず、斜線部F3も斜線部E3と一致しない。 In FIG. 2, a broken line B of the torque control characteristic set when the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is P1 is set when the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is P0. While the curve A of the torque control characteristic is shifted in the horizontal axis direction, the curves TA and TB of the maximum absorption torques Ta and Tb are hyperbolic curves, and when the maximum absorption torque changes from Ta to Tb, The positional relationship with respect to the axis and the horizontal axis changes equally. For this reason, the difference between the constant torque curves TA and TB changes when the polygonal line A is set and when the polygonal line B is set. That is, the curve F2 in FIG. 7A does not match the curve E2 in FIG. 6A, and the hatched portion F3 does not match the hatched portion E3.
図7(b)は、図7(a)の斜線部F3の平均吐出圧力Pp12と吸収トルクの関係を示す図であり、曲線M2は図7(a)の曲線F2に対応している。第2トルク補正テーブルT2には、図7(b)に示される曲線M2が平均吐出圧力Pp12と第2トルク補正値Tm2との関係として設定されている。 FIG. 7B is a diagram showing the relationship between the average discharge pressure Pp12 and the absorption torque at the shaded portion F3 in FIG. 7A, and the curve M2 corresponds to the curve F2 in FIG. 7A. In the second torque correction table T2, a curve M2 shown in FIG. 7B is set as the relationship between the average discharge pressure Pp12 and the second torque correction value Tm2.
第3補正トルク演算部44cは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP13<Pp3の範囲にあるときに、図2に示したトルク一定曲線TCで表される規定トルクTcに対する折れ線Cのトルク制御特性に基づく吸収トルクの差の値をトルク補正値として算出するものである。
When the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is in the range of P13 <Pp3, the third
すなわち、第3補正トルク演算部44cは、第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12を入力し、これをメモリに記憶してある第3トルク補正テーブルT3に参照させ、その平均吐出圧力Pp12に対応する第3トルク補正値Tm3を演算する。第3トルク補正テーブルT3には、下記のような平均吐出圧力Pp12と第3トルク補正値Tm3との関係が設定されている。
That is, the third correction
図8(a)は、図2に示したトルク一定曲線TCで表される規定トルクTcと折れ線Cのトルク制御特性に基づく吸収トルクとの関係を示す図である。 FIG. 8A is a diagram showing the relationship between the prescribed torque Tc represented by the constant torque curve TC shown in FIG. 2 and the absorption torque based on the torque control characteristic of the broken line C.
図8(a)に示すように、第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12がP0〜P1Cの範囲にあるとき、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクは平均吐出圧力Pp12の増加に応じて比例的に増加する(直線G1)。第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12がP1C超えると図2の折れ線Cに基づく吸収トルク制御が実施され、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクは図2の折れ線Cで表されるトルク制御特性に基づいて制御される(曲線G2)。
As shown in FIG. 8A, when the average discharge pressure Pp12 of the first and second
第1レギュレータ31において、図2の折れ線Cで表されるトルク制御特性はバネ31a,31bにより設定されており、このトルク制御特性の折れ線Cは双曲線で表されるトルク一定曲線TCとは一致しない。このため折れ線Cに対応する曲線G2の吸収トルクとトルク一定曲線TCの吸収トルクTbとの間には斜線部G3で示される領域があり、この斜線部G3の領域は第1及び第2油圧ポンプ2,3が使い切っていないトルク部分であって、補正可能な領域である。
In the
また、図2において、第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP2であるときに設定されるトルク制御特性の折れ線Cは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP1であるときに設定されるトルク制御特性の折れ線Bを更に横軸方向にシフトした特性であるのに対して、最大吸収トルクTb,Tcの曲線TB,TCは双曲線であるため、折れ線Bの場合と同様、曲線G2は図6(a)及び図7(a)のの曲線E2,F2と一致せず、斜線部G3も図6(a)及び図7(a)の斜線部E3,F3と一致しない。 In FIG. 2, a broken line C of the torque control characteristic set when the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is P2 is set when the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is P1. While the curve B of the torque control characteristic is further shifted in the horizontal axis direction, the curves TB and TC of the maximum absorption torques Tb and Tc are hyperbolic curves. 6 (a) and FIG. 7 (a) do not coincide with the curves E2 and F2, and the shaded portion G3 does not coincide with the shaded portions E3 and F3 of FIG. 6 (a) and FIG. 7 (a).
図8(b)は、図8(a)の斜線部G3の平均吐出圧力Pp12と吸収トルクの関係を示す図であり、曲線M3は図8(a)の曲線G2に対応している。第3トルク補正テーブルT3には、図8(b)に示される曲線M3が平均吐出圧力Pp12と第3トルク補正値Tm3との関係として設定されている。 FIG. 8B is a diagram showing the relationship between the average discharge pressure Pp12 and the absorption torque at the shaded portion G3 in FIG. 8A, and the curve M3 corresponds to the curve G2 in FIG. 8A. In the third torque correction table T3, a curve M3 shown in FIG. 8B is set as a relationship between the average discharge pressure Pp12 and the third torque correction value Tm3.
第1加算部45は第1〜第3補正トルク演算部44a,44b,44cの演算値を加算することにより、補正トルク選択部43bで選択した補正トルク演算部にて演算したトルク補正値をトルク補正値Tmとして出力する。
The
第2加算部46は、ポンプベーストルク演算部42で演算したポンプベーストルクTrに第1加算部45から出力されたトルク補正値Tmを加算し、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクを制御するための目標吸収トルクTnを算出する。つまり、
Tn=Tr+Tm
電磁弁出力圧力演算部47は、第1レギュレータ31において、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクとして目標トルクTnを設定するための制御圧力を算出するものであり、第2加算部46で求めた目標吸収トルクTnをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その目標吸収トルクTnに対応する電磁比例弁35の出力圧力Pcを演算する。メモリのテーブルには、目標吸収トルクTnが増大するにしたがって出力圧力Pcが小さくなるよう、目標吸収トルクTnと出力圧力Pcとの関係が設定されている。
The
Tn = Tr + Tm
The solenoid valve output
電磁弁駆動電流演算部48は、電磁弁出力圧力演算部47で求めた電磁比例弁35の出力圧力Pcを得るための電磁比例弁35の駆動電流Icを算出するものであり、電磁弁出力圧力演算部47で求めた電磁比例弁35の出力圧力Pcをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、その出力圧力Pcに対応する電磁比例弁35の駆動電流Icを演算する。メモリのテーブルには、出力圧力Pcが増大するにしたがって駆動電流Icが増大するよう、出力圧力Pcと駆動電流Icとの関係が設定されている。この駆動電流Icは図示しないアンプにより増幅され、電磁比例弁35に出力される。
The solenoid valve drive
以上において、減圧弁33及び第1レギュレータ31の受圧部31fは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が所定圧力P2以下にあるとき、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が上昇するにしたがって第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを減らすよう第1レギュレータ31を制御する第1制御手段を構成し、コントローラ23、電磁比例弁35及び第1レギュレータ31の受圧部31eは、圧力センサ34a,34b,34c(第1〜第3圧力センサ)により検出した第1〜第3油圧ポンプ2,3,4の吐出圧力に基づいて、第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルクが割り当て最大吸収トルクに近づくよう、第1及び第2油圧ポンプ2,3のトルク制御特性により得られる吸収トルクを補正するための第1トルク補正値を求め、この第1トルク補正値に基づいて第1レギュレータ31を制御する第2制御手段を構成する。
In the above, the
次に、以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。 Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
第1及び第2油圧ポンプ2,3に係わる油圧アクチュエータの1つ、例えば、油圧アクチュエータ7を作動させた場合、第1油圧ポンプ2からの圧油がコントロールバルブユニット6の弁グループ6aに含まれる対応する流量制御弁を介して油圧アクチュエータ7に供給される。このとき、第1油圧ポンプ2の吐出圧力は油圧アクチュエータ7の負荷圧により増大し、この第1油圧ポンプ2の吐出圧力が第1レギュレータ31の受圧部31cに導かれ、第1及び第2油圧ポンプ2の平均吐出圧力が所定の値を超えると第1油圧ポンプ2の容量を減少するよう制御することで、第1及び第2油圧ポンプ2の最大吸収トルクが第1及び第2油圧ポンプ2の割り当て最大吸収トルクを超えないように制御される。
When one of the hydraulic actuators related to the first and second
また、第3油圧ポンプ4に係わる油圧アクチュエータ、例えば油圧アクチュエータ12を作動させた場合は、第3油圧ポンプの吐出圧力が減圧弁33を介して第1レギュレータ31の受圧部31fに導かれ、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が減圧弁33に設定される所定圧力P2以下にあるときは、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が上昇するにしたがって第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルク(割り当て最大吸収トルク)を減らすよう第1レギュレータ31を制御する。これにより第3油圧ポンプ4の吐出圧力が所定圧力P2より低いときは、第3油圧ポンプ4で使用していない吸収トルクを第1及び第2油圧ポンプ2,3で使用できるようになり、その分、エンジン1の出力トルクを有効利用することができる。
When the hydraulic actuator related to the third hydraulic pump 4, for example, the
更に、上記のように第1レギュレータ31が第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクを制御するとき、コントローラ23は圧力センサ34a,34b,34cにより検出した第1〜第3油圧ポンプ2〜4の吐出圧力に基づいて電磁比例弁35を制御し、第1レギュレータ31の受圧部31eに電磁比例弁35の出力圧力を導くことで第1レギュレータ31を制御し、これにより第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができる。
Further, when the
すなわち、第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP0≦Pp3≦P01の範囲内にあるときは、コントローラ23の補正トルク選択部43bは第1補正トルク演算部44aを選択し、第1補正トルク演算部44aでは、第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12を第1トルク補正テーブルT1に参照させ、その平均吐出圧力Pp12に対応する第1トルク補正値Tm1を演算する。コントローラ23の第2加算部46では、目標吸収トルクTnとして、ポンプベーストルクTrにその第1トルク補正値Tm1を加算した値を演算し、この目標吸収トルクTnに基づいて電磁比例弁35を駆動し、第1レギュレータ31の受圧部31eに対応する制御圧力を導く。この制御圧力は第1レギュレータ31のバネ31a,31bの付勢力に対向して作用し、図6(a)の斜線部E3の吸収トルク分、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクを増やすよう制御する。これにより 第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルク(例えば図2の折れ線Aのトルク制御特性に基づく最大吸収トルク)は割り当て最大吸収トルク(例えば図2のトルク一定曲線TAの規定トルクTa)に近づくよう補正され、第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができる。
That is, when the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is within the range of P0 ≦ Pp3 ≦ P01, the correction
第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP01<Pp3≦P12の範囲内にあるときは、コントローラ23の補正トルク選択部43bは第2補正トルク演算部44bを選択し、第2補正トルク演算部44bでは、第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12を第2トルク補正テーブルT2に参照させ、その平均吐出圧力Pp12に対応する第2トルク補正値Tm2を演算する。コントローラ23の第2加算部46では、目標吸収トルクTnとして、ポンプベーストルクTrにその第2トルク補正値Tm2を加算した値を演算し、この目標吸収トルクTnに基づいて電磁比例弁35を駆動し、第1レギュレータ31の受圧部31eに対応する制御圧力を導く。この制御圧力は第1レギュレータ31のバネ31a,31bの付勢力に対向して作用し、図7(a)の斜線部F3の吸収トルク分、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクを増やすよう制御する。これにより 第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルク(例えば図2の折れ線Bのトルク制御特性に基づく最大吸収トルク)は割り当て最大吸収トルク(例えば図2のトルク一定曲線TBの規定トルクTb)に近づくよう補正され、第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができる。
When the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is within the range of P01 <Pp3 ≦ P12, the correction
第3油圧ポンプ4の吐出圧力Pp3がP13<Pp3の範囲内にあるときは、コントローラ23の補正トルク選択部43bは第3補正トルク演算部44cを選択し、第3補正トルク演算部44cでは、第1及び第2油圧ポンプ2,3の平均吐出圧力Pp12を第3トルク補正テーブルT3に参照させ、その平均吐出圧力Pp12に対応する第3トルク補正値Tm3を演算する。コントローラ23の第2加算部46では、目標吸収トルクTnとして、ポンプベーストルクTrにその第3トルク補正値Tm3を加算した値を演算し、この目標吸収トルクTnに基づいて電磁比例弁35を駆動し、第1レギュレータ31の受圧部31eに対応する制御圧力を導く。この制御圧力は第1レギュレータ31のバネ31a,31bの付勢力に対向して作用し、図8(a)の斜線部G3の吸収トルク分、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクを増やすよう制御する。これにより 第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルク(例えば図2の折れ線Cのトルク制御特性に基づく最大吸収トルク)は割り当て最大吸収トルク(例えば図2のトルク一定曲線TCの規定トルクTc)に近づくよう補正され、第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができる。
When the discharge pressure Pp3 of the third hydraulic pump 4 is within the range of P13 <Pp3, the correction
以上のように本実施の形態によれば、第3油圧ポンプ4の吐出圧力に応じて第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを増減する3ポンプシステムにおいて、第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができ、エンジン1の出力トルクを一層有効利用することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the three-pump system that increases or decreases the allocated maximum absorption torque of the first and second
本発明の第2の実施の形態を図9〜図11を用いて説明する。図9は、本実施の形態に係わるトルク制御装置を備えた建設機械用3ポンプシステムの全体を示す構成図であり、図10は、コントローラのトルク制御装置に係わる処理機能を示す機能ブロック図である。図中、図1及び図4に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態は、第1の実施の形態におけるトルク制御機能を利用し、そのトルク制御機能にいわゆるスピードセンシング制御の機能を付加したものである。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a block diagram showing the entire construction machine three-pump system provided with the torque control device according to the present embodiment, and FIG. 10 is a functional block diagram showing processing functions related to the torque control device of the controller. is there. In the figure, the same components as those shown in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals. The present embodiment uses the torque control function in the first embodiment, and adds a so-called speed sensing control function to the torque control function.
図9において、本実施の形態に係わるトルク制御装置は、コントローラ23B、第1レギュレータ31、第2レギュレータ32、圧力センサ34a,34b,34c、減圧弁33、電磁比例弁35に加えて、更に、エンジン1の回転数を検出する回転数センサ51を備えている。
9, in addition to the controller 23B, the
図10において、本実施の形態に係わるコントローラ23Bは、図4に示した構成要素(ポンプベーストルク演算部42、総ポンプ吐出圧力演算部43a、補正トルク選択部43b、第1補正トルク演算部44a、第2補正トルク演算部44b、第3補正トルク演算部44c、第1加算部45、第2加算部46、電磁弁出力圧力演算部47、電磁弁駆動電流演算部48)に加えて、減算部52と、ゲイン乗算部53と、第3加算部54とを更に備えている。
10, the controller 23B according to the present embodiment includes the components shown in FIG. 4 (pump base
減算部52は、回転数センサ51で検出したエンジン1の実回転数から目標回転数を減算し、回転数偏差ΔNを演算する。
The
ゲイン乗算部53は、減算部52で演算した回転数偏差ΔNにスピードセンシング制御の補正トルクゲイン(スピードセンシング制御ゲイン)KTを掛けてスピードセンシング制御のトルク補正値ΔNを演算する。
The
第2加算部46は、ポンプベーストルク演算部42で演算したポンプベーストルクTrに第1加算部45から出力されたトルク補正値Tmを加算し、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクを制御するための第1目標吸収トルクTn0を算出する。つまり、
Tn0=Tr+Tm
第3加算部54は、第2加算部46で演算した第1目標吸収トルクTn0にゲイン乗算部53で演算したスピードセンシング制御のトルク補正値ΔNを加算し、第2目標吸収トルクTnを演算する。
The
Tn0 = Tr + Tm
The third addition unit 54 adds the torque correction value ΔN of the speed sensing control calculated by the
このように演算した第2目標吸収トルクTnは、第1の実施の形態と同様、電磁弁出力圧力演算部47及び電磁弁駆動電流演算部48により電磁比例弁35の駆動信号に変換し、電磁比例弁35より目標吸収トルクTnに応じた制御圧力を出力し、第1レギュレータの受圧部31eに導く。第1レギュレータ31は最大吸収トルクをTnに設定し、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクがTnを超えないように制御する。
The second target absorption torque Tn calculated in this way is converted into a drive signal for the electromagnetic
スピードセンシング制御による減トルク制御及び増トルク制御の効果を図11を用いて説明する。 The effects of torque reduction control and torque increase control by speed sensing control will be described with reference to FIG.
図11は、エンジン出力トルク及びポンプ吸収トルクとスピードセンシング制御との関係を示す図である。図中、直線DRは、目標エンジン回転数が定格回転数Nratedにあるときに燃料噴射装置25により燃料噴射量が制御される領域であるレギュレーション領域の特性線であり、P点はレギュレーション領域の最大燃料噴射点である。また、図示の例では、燃料噴射装置25は、最大燃料噴射点Pからエンジン負荷が減少するにしたがってエンジン回転数が増大するよう制御するドループ特性を有している。また、直線Gは、図10のゲイン乗算部53におけるスピードセンシング制御ゲインKTの特性線である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between engine output torque, pump absorption torque, and speed sensing control. In the figure, a straight line DR is a characteristic line of a regulation region in which the fuel injection amount is controlled by the
<減トルク制御>
エンジン1の出力トルクと第1〜第3油圧ポンプ2〜4の吸収トルクが図11のM1点でバランスした状態でエンジン1と第1〜第3油圧ポンプ2〜4が動作しているとする。この状態から第1及び第2油圧ポンプ2,3或いは第3油圧ポンプ4の負荷(吐出圧力)が急激に増大すると、燃料噴射装置25の制御の応答遅れによってエンジン1の回転数が過渡的に低下する。このような場合、図10の減算部52では回転数偏差ΔNを負の値として演算し、ゲイン乗算部53でもスピードセンシング制御のトルク補正値ΔTを負の値として演算し、加算部54では、第1目標吸収トルクTn0に負の値としてのトルク補正値ΔTを加算することで、第1目標吸収トルクTn0よりもトルク補正値ΔTの絶対値分だけ小さい第2目標吸収トルクTnを演算する。これにより第1レギュレータ31に設定される最大吸収トルクもΔT分だけ減少し、第1レギュレータ31により制御される第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクも同様に減少する(減トルク制御)。すなわち、図11において、第1〜第3油圧ポンプ2〜4に対する吸収トルク制御の動作点は、エンジン1の出力トルクと第1〜第3油圧ポンプ2〜4の吸収トルクのバランス点M1からスピードセンシング制御ゲインKTの特性線Gに沿ってM2点へと移動する。このように第1〜第3油圧ポンプ2〜4の吸収トルクが減少する結果、エンジン1の回転数は速やかに上昇してエンジン性能の低下を防止し、作業性能を向上することができる。
<Decrease torque control>
Assume that the
<増トルク制御>
エンジン1の出力トルクと第1〜第3油圧ポンプ2〜4の吸収トルクがバランスする図11のM1点では、図10の減算部52では、回転数偏差ΔNが正の値として演算され、ゲイン乗算部53で演算されるスピードセンシング制御のトルク補正値ΔTも正の値として演算され、加算部54において演算される第2目標吸収トルクTnは第1目標吸収トルクTn0よりもトルク補正値ΔTの絶対値分だけ増大する。その結果、第1レギュレータ31に設定される最大吸収トルクもΔT分だけ増大し、第1レギュレータ31により制御される第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクもそれに応じて増大する(増トルク制御)。これによりベースポンプトルクTrをエンジン出力トルクTeに対して余裕を持って設定した場合でも、定常状態でのバランス点M1において、第1レギュレータ31の最大吸収トルク(第1及び第2油圧ポンプの吸収トルク)をベースポンプトルクTrよりも増大させた制御が可能となり、これによりエンジン出力の有効利用が可能となる。また、エンジン1の動作点が最大燃料噴射点Pに近づくため、燃費を向上することができる。
<Increase torque control>
At the point M1 in FIG. 11 where the output torque of the
このように構成した本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様、第3油圧ポンプ4の吐出圧力に応じて第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを増減する3ポンプシステムにおいて、第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができ、エンジン1の出力トルクを一層有効利用することができる。
Also in the present embodiment configured as described above, the assigned maximum absorption torque of the first and second
また、本実施の形態においては、回転数センサ51を設け、コントローラ23Bに減算部52、ゲイン乗算部53及び加算部54の演算機能を追加したので、3ポンプトルク制御に対してスピードセンシング制御を実施することが可能となり、原動機の過負荷時は減トルク制御によりエンジン性能の低下を防止し、作業性能を向上することができるとともに、回転数偏差ΔNが正の動作時は増トルク制御によりエンジン出力の有効利用が可能となり、かつ燃費を向上することができる。
In the present embodiment, the rotational speed sensor 51 is provided, and the arithmetic functions of the
更に、本実施の形態においては、同じ制御手段(コントローラ23B)を用いて、3ポンプトルク制御とスピードセンシング制御の演算を行い、1つの制御信号により両方の制御を行うので、電磁比例弁35、電磁比例弁35からの制御圧力が導かれる第1レギュレータ31の受圧部31e等の機器が1セットで済み、簡単な構成で、3ポンプトルク制御においてスピードセンシング制御を実施することができる。
Further, in the present embodiment, the same control means (controller 23B) is used to calculate the three pump torque control and the speed sensing control, and both are controlled by one control signal. One set of devices such as the pressure receiving portion 31e of the
本発明の第3の実施の形態を図12を用いて説明する。図12は第3の実施の形態に係わるトルク制御装置のレギュレータ部分を示す図である。図中、図1に示した部材と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態は、第1レギュレータ及び第2レギュレータに対し、要求流量に応じて第1〜第3油圧ポンプの容量(吐出流量)を制御する機能を持たせた場合のものである。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram showing a regulator portion of the torque control device according to the third embodiment. In the figure, the same components as those shown in FIG. In the present embodiment, the first regulator and the second regulator are provided with a function of controlling the capacity (discharge flow rate) of the first to third hydraulic pumps according to the required flow rate.
図12において、第1及び第2油圧ポンプ2,3は第1レギュレータ131を備え、第3油圧ポンプ4は第2レギュレータ132を備えている。第1及び第2油圧ポンプ2,3は第1レギュレータ131により押しのけ容積可変部材である斜板2b,3bの傾転角を調整することで押しのけ容積(容量)を調整し、要求流量に応じてポンプ吐出流量を制御するとともに、ポンプ吸収トルクを調整する。第3油圧ポンプ4は第2レギュレータ131により押しのけ容積可変部材である斜板4bの傾転角を調整することで押しのけ容積(容量)を調整し、要求流量に応じてポンプ吐出流量を制御するとともに、ポンプ吸収トルクを調整する。
In FIG. 12, the first and second
第1レギュレータ131は、斜板2b,3bを作動する傾転制御アクチュエータ112と、このアクチュエータ112を制御するトルク制御サーボ弁113とポジション制御弁114とを有している。傾転制御アクチュエータ112は、斜板2b,3bに連係されかつ両端に設けられた受圧部の受圧面積が異なるポンプ傾転制御スプール112aと、このポンプ傾転制御スプール112aの小面積受圧部側に位置する傾転制御増トルク受圧室112bと、大面積受圧部側に位置する傾転制御減トルク受圧室112cとを備えている。傾転制御増トルク受圧室112bはパイロットポンプ5の吐出ライン5aに油路135を介して接続され、傾転制御減トルク受圧室112cはパイロットポンプ5の吐出ライン5aに油路135と、トルク制御サーボ弁113及びポジション制御弁114を介して接続されている。
The
トルク制御サーボ弁113は、トルク制御スプール113aと、トルク制御スプール113aの一端側に位置するバネ113b1,113b2と、トルク制御スプール113aの他端側に位置するPQ制御受圧室113c、第1減トルク制御受圧室113d及び第2減トルク制御受圧室113eとを備えている。第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出ライン2a,2bには第1及び第2油圧ポンプ2,3の高圧側の吐出圧力を検出するシャトル弁136が設けられ、PQ制御受圧室113cは信号ライン115を介してシャトル弁136の出力ポートに接続され、第1減トルク制御受圧室113dは電磁比例弁35出力ポートに油路39を介して接続され、第2減トルク制御受圧室113eは減圧弁33の出力ポートに制御油路39bを介して接続されている。電磁比例弁35は前述したとおり、コントローラ23(図1)からの駆動信号(電気信号)により作動し、減圧弁33は、第3油圧ポンプ4の吐出圧力がバネ33aにより設定される所定圧力(P2)を超えると、第3油圧ポンプ4の吐出圧力をその所定圧力に減圧して出力する。
The torque
ポジション制御弁114は、ポジション制御スプール114aと、ポジション制御スプール114aの一端側に位置する位置保持用の弱いバネ114bと、ポジション制御スプール114aの他端側に位置する制御受圧室114cとを備えている。制御受圧室114cには第1及び第2油圧ポンプ2,3に係わる操作系の操作量(要求流量)に応じた油圧信号116が導かれる。この油圧信号116は、公知の種々の方法で生成することができる。例えば、操作レバー装置により生成される操作パイロット圧のうちの最も高圧の操作パイロット圧を選択し、油圧信号116としてもよい。また、流量制御弁がセンタバイパスタイプのバルブである場合、センタバイパスラインの下流側に絞りを設け、その絞りの上流側の圧力をネガコン圧として取り出し、このネガコン圧力を反転して油圧信号116としてもよい。
The position control valve 114 includes a position control spool 114a, a
ポンプ傾転制御スプール112aは受圧室112b,112cの圧油の圧力バランスで、第1及び第2油圧ポンプ2,3の斜板の傾転角(容量)を制御する。トルク制御サーボ弁113のPQ制御受圧室113cに第1及び第2油圧ポンプ2,3の高圧側の吐出圧力が導かれ、その圧力が高くなる程、トルク制御スプール113aが図示左方に移動する。これにより受圧室112cにパイロットポンプ5の吐出油が流れ込み、ポンプ傾転制御スプール112aを図示右方に移動し、第1及び第2油圧ポンプ2,3の斜板2b,3bをポンプ押しのけ容積減少方向に駆動し、ポンプ容量を小さくしてポンプ吸収トルクを減少させる。第1及び第2油圧ポンプ2,3の吐出圧力が低くなる程、上記の逆動作が行われ、第1及び第2油圧ポンプ2,3の斜板2b,3bをポンプ押しのけ容積増加方向に駆動し、ポンプ押し除け容積を大きくしてポンプ吸収トルクを増加させる。
The pump tilt control spool 112a controls the tilt angle (capacity) of the swash plate of the first and second
また、トルク制御サーボ弁113の第1及び第2油圧ポンプ2,3に対するトルク制御特性はバネ113b1,113b2と第1及び第2減トルク制御受圧室113d,113eに導かれる圧力によって定まり、減圧弁33の出力圧に応じて前述したようにトルク制御特性がシフトする(図2参照)。また、電磁比例弁35を制御し、その出力圧力を変えることによって、前述したように、図6(a)の斜線部E3、図7(a)の斜線部F3、図8(a)の斜線部G3の吸収トルク分、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクを増やすよう制御する。これにより 第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルク(例えば図2の折れ線Aのトルク制御特性に基づく最大吸収トルク)は割り当て最大吸収トルク(例えば図2のトルク一定曲線TAの規定トルクTa)に近づくよう補正され、第1及び第2油圧ポンプ2,3の割り当て最大吸収トルクを効率良く利用することができる。
The torque control characteristics of the torque
第2レギュレータ131は、斜板4bを作動する傾転制御アクチュエータ212と、このアクチュエータ212を制御するトルク制御サーボ弁213とポジション制御弁214とを有している。傾転制御アクチュエータ212、トルク制御サーボ弁213及びポジション制御弁214は、第1レギュレータ131の傾転制御アクチュエータ112、トルク制御サーボ弁113及びポジション制御弁114と同様に構成されており、図中、同等の部分には、10番台の数字を200番台の数字に変えた符号を付して示している。ただし、トルク制御サーボ弁113では設定トルクの調整は不要であるため、第1及び第2減トルク制御受圧室113d,113eに相当するものは設けられていない。
The
第2レギュレータ132の動作も、第1レギュレータ131の動作と実質的に同じである。ただし、その吸収トルク制御の特性はトルク制御サーボ弁213のバネ213bによって定まり、一定である(図3参照)。
The operation of the second regulator 132 is substantially the same as the operation of the
以上のように構成した本実施の形態においては、第1レギュレータ131及び第2レギュレータ132に、要求流量に応じて第1〜第3油圧ポンプ2〜4の容量(吐出流量)を制御する機能を持たせたもので、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment configured as described above, the
以上に本発明の幾つかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は本発明の精神の範囲内で種々の変形が可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described above, various modifications can be made to these embodiments within the spirit of the present invention.
例えば、上記実施の形態では、第1〜第3補正トルク演算部44a〜44cの第1〜第3トルク補正テーブルT1〜T3に設定される第1及び第3トルク補正値Tm1〜Tm3を第1及び第2油圧ポンプの平均吐出圧力の関数としたが、第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力の和(合計吐出圧力)の関数としてもよい。
For example, in the above embodiment, the first and third torque correction values Tm1 to Tm3 set in the first to third torque correction tables T1 to T3 of the first to third
また、上記の実施の形態では、減圧弁33及び受圧部31fを設け、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が所定圧力(図3のP2)以下にあるとき、第3油圧ポンプ4の吐出圧力が上昇するにしたがって第1及び第2油圧ポンプ2,3の最大吸収トルク(割り当て最大吸収トルク)を減らすよう第1レギュレータ31を制御したが、コントローラ23(又は23B)内で演算される目標吸収トルクTn(又はTn1)にその情報を含め、電磁比例弁を制御し、その出力圧を受圧部31eに導くことで、同様の機能を持たせてもよい。例えば、図4に示す第1の実施の形態において、コントローラ23内で、圧力センサ34cにより検出した第3油圧ポンプ4の吐出圧力に基づいて第3油圧ポンプの吸収トルクを演算し、この吸収トルクをポンプベーストルク演算部42で演算したポンプベーストルクTrから減算して第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを求め、この割り当て最大吸収トルクに第1加算部45から出力されたトルク補正値Tmを加算し、第1及び第2油圧ポンプ2,3の吸収トルクを制御するための目標吸収トルクTnを算出する。これにより減圧弁33及び受圧部31fを設けなくても同様の制御を行うことができ、しかも、回路構成を簡素化することができる。
In the above embodiment, when the
更に、上記の実施の形態では、コントローラ23(又は23B)において第3油圧ポンプ4の吐出圧力を3つの圧力範囲に分け、これに対応して3つの補正トルク演算部44a,44b,44cを設けたが、第3油圧ポンプ4の吐出圧力の分割数及び補正トルク演算部の数は3つに限らず、2つでもよいし、4以上であってもよい。第3油圧ポンプ4の吐出圧力の分割数及び補正トルク演算部の数を2つにした場合は、上記実施の形態の3つの場合に比べ、トルク一定曲線とトルク制御特性との差の吸収トルクを利用するための補正精度は低下するが、何もしない従来技術に比べ割り当て最大吸収トルクの利用効率は向上する。第3油圧ポンプ4の吐出圧力の分割数及び補正トルク演算部の数を4以上にした場合は、トルク一定曲線とトルク制御特性との差の吸収トルクを利用するための補正精度は更に向上し、割り当て最大吸収トルクを更に効率良く利用することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the controller 23 (or 23B) divides the discharge pressure of the third hydraulic pump 4 into three pressure ranges, and three correction
1 原動機(エンジン)
2 第1油圧ポンプ
3 第2油圧ポンプ
4 第3油圧ポンプ
6 コントロールバルブユニット
6a,6b,6c 弁グループ
7〜12 複数の油圧アクチュエータ
15,16,17 メインリリーフ弁
18 パイロットリリーフ弁
21 回転数指令操作装置
22 エンジン制御装置
23,23B コントローラ
24 ガバナ制御モータ
25 燃料噴射装置
31 第1レギュレータ
31a,31b バネ
31c,31d,31e,31f 受圧部
32 第2レギュレータ
33 減圧弁
34a,34b,34c 圧力センサ
35 電磁比例弁
42 ポンプベーストルク演算部
43a 平均ポンプ吐出圧力演算部
43b 補正トルク選択部
44a 第1補正トルク演算部
44b 第2補正トルク演算部
44c 第3補正トルク演算部
45 第1加算部
46 第2加算部
47 電磁弁出力圧力演算部
48 電磁弁駆動電流演算部
51 回転数センサ
52 減算部
53 ゲイン乗算部
54 第3加算部
131 第1レギュレータ
132 第2レギュレータ
112,212 傾転制御アクチュエータ
113,213 トルク制御サーボ弁113
113b1,113b2 バネ
113d 第1減トルク制御受圧室
113e 第2減トルク制御受圧部
114,214 ポジション制御弁
1 prime mover (engine)
2 1st
113b1, 113b2 Spring 113d First reduced torque control pressure receiving chamber 113e Second reduced torque control
Claims (5)
前記原動機によって駆動される可変容量型の第1及び第2油圧ポンプと、
前記原動機によって駆動される可変容量型の第3油圧ポンプと、
前記第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第1及び第2油圧ポンプの容量を制御することで、前記第1及び第2油圧ポンプの最大吸収トルクが前記第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを超えないよう前記第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御する第1レギュレータと、
前記第3油圧ポンプの吐出圧力に基づいて前記第3油圧ポンプの容量を制御することで前記第3油圧ポンプの吸収トルクを制御する第2レギュレータとを備え、
前記第1レギュレータは、前記第1及び第2油圧ポンプのトルク制御特性を設定するバネ手段を有する建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置において、
前記第1油圧ポンプの吐出圧力を検出する第1圧力センサと、
前記第2油圧ポンプの吐出圧力を検出する第2圧力センサと、
前記第3油圧ポンプの吐出圧力を検出する第3圧力センサと、
前記第3油圧ポンプの吐出圧力が所定圧力以下にあるとき、前記第3油圧ポンプの吐出圧力が上昇するにしたがって前記第1及び第2油圧ポンプの割り当て最大吸収トルクを減らすよう前記第1レギュレータを制御する第1制御手段と、
前記第1〜第3圧力センサにより検出した前記第1〜第3油圧ポンプの吐出圧力に基づいて、前記第1及び第2油圧ポンプの最大吸収トルクが前記割り当て最大吸収トルクに近づくよう、前記第1及び第2油圧ポンプの前記トルク制御特性により得られる吸収トルクを補正するための第1トルク補正値を求め、この第1トルク補正値に基づいて前記第1レギュレータを制御する第2制御手段とを備えることを特徴とする建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置。 Prime mover,
Variable displacement first and second hydraulic pumps driven by the prime mover;
A variable displacement third hydraulic pump driven by the prime mover;
By controlling the capacities of the first and second hydraulic pumps based on the discharge pressures of the first and second hydraulic pumps, the maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps becomes the first and second hydraulic pumps. A first regulator for controlling the absorption torque of the first and second hydraulic pumps so as not to exceed an allocated maximum absorption torque of the pump;
A second regulator for controlling the absorption torque of the third hydraulic pump by controlling the capacity of the third hydraulic pump based on the discharge pressure of the third hydraulic pump;
In the torque control device for a three-pump system for construction machinery, the first regulator has spring means for setting torque control characteristics of the first and second hydraulic pumps.
A first pressure sensor for detecting a discharge pressure of the first hydraulic pump;
A second pressure sensor for detecting a discharge pressure of the second hydraulic pump;
A third pressure sensor for detecting a discharge pressure of the third hydraulic pump;
When the discharge pressure of the third hydraulic pump is less than or equal to a predetermined pressure, the first regulator is configured to reduce the assigned maximum absorption torque of the first and second hydraulic pumps as the discharge pressure of the third hydraulic pump increases. First control means for controlling;
Based on the discharge pressures of the first to third hydraulic pumps detected by the first to third pressure sensors, the first and second hydraulic pumps so that the maximum absorption torque approaches the allocated maximum absorption torque. Second control means for determining a first torque correction value for correcting the absorption torque obtained by the torque control characteristics of the first and second hydraulic pumps and controlling the first regulator based on the first torque correction value; A torque control device for a three-pump system for a construction machine.
前記第2制御手段は、前記第3油圧ポンプの複数の吐出圧力範囲に対応した、前記第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力と前記第1トルク補正値との関係を設定した複数のトルク補正テーブルを有し、前記第3圧力センサにより検出した前記第3油圧ポンプの吐出圧力に応じて前記複数のトルク補正テーブルの1つを選択し、その選択したトルク補正テーブルに前記第1及び第2圧力センサにより検出した前記第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力を参照して前記第1トルク補正値を求めることを特徴とする建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置。 The torque control device for a three-pump system for construction machinery according to claim 1,
The second control means has a plurality of torque corrections that set a relationship between the discharge pressures of the first and second hydraulic pumps and the first torque correction values corresponding to a plurality of discharge pressure ranges of the third hydraulic pump. One of the plurality of torque correction tables is selected according to the discharge pressure of the third hydraulic pump detected by the third pressure sensor, and the first and second torque correction tables are selected in the selected torque correction table. A torque control device for a three-pump system for a construction machine, wherein the first torque correction value is obtained by referring to discharge pressures of the first and second hydraulic pumps detected by a pressure sensor.
前記原動機の目標回転数を指令する指令手段と、
前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記原動機の回転数を制御する原動機制御装置とを更に備え、
前記第2制御手段は、前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記第1〜第3油圧ポンプに対する基準トルクを演算し、この基準トルクに前記第1トルク補正値を加算して前記第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御するための目標吸収トルクを求め、この目標吸収トルクが得られるよう前記第1レギュレータを制御することを特徴とする建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置。 In the torque control device for a three-pump system for construction machinery according to claim 1 or 2,
Command means for commanding a target rotational speed of the prime mover;
A prime mover control device that controls the number of revolutions of the prime mover based on the target number of revolutions commanded by the command means;
The second control means calculates a reference torque for the first to third hydraulic pumps based on a target rotational speed commanded by the command means, and adds the first torque correction value to the reference torque. Torque control of a three-pump system for construction machinery characterized in that a target absorption torque for controlling the absorption torque of the first and second hydraulic pumps is obtained, and the first regulator is controlled so as to obtain this target absorption torque. apparatus.
前記第1レギュレータは、前記第1及び第2油圧ポンプの容量増加方向に作用するよう前記バネ手段を配置し、かつ前記第1及び第2油圧ポンプの容量減少方向に作用する複数の受圧部を有し、
前記第1制御手段は、前記第3油圧ポンプの吐出圧力が前記所定圧力以下にあるときは、前記第3油圧ポンプの吐出圧力をそのまま出力し、前記第3油圧ポンプの吐出圧力が前記所定圧力を超えると、前記第3油圧ポンプの吐出圧力を前記所定圧力に減圧して出力する減圧弁を有し、
前記第2制御手段は、前記第1トルク補正値に基づいて前記第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御するための目標吸収トルクを演算する演算手段と、前記目標吸収トルクを油圧信号に変換する電磁比例弁とを有し、
前記第1レギュレータの複数の受圧部の少なくとも1つに前記第1及び第2油圧ポンプの吐出圧力を導くとともに、前記複数の受圧部の他の1つを前記第1制御手段の一部として構成し、この受圧部に前記減圧弁の出力圧力を導き、前記複数の受圧部の更に他の1つを前記第2制御手段の一部として構成し、この受圧部に前記電磁比例弁の出力圧力を導くことを特徴とする建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置。 In the torque control device for a three-pump system for construction machinery according to claim 1 or 2,
The first regulator includes a plurality of pressure receiving portions arranged with the spring means acting in the capacity increasing direction of the first and second hydraulic pumps and acting in the capacity decreasing direction of the first and second hydraulic pumps. Have
The first control means outputs the discharge pressure of the third hydraulic pump as it is when the discharge pressure of the third hydraulic pump is below the predetermined pressure, and the discharge pressure of the third hydraulic pump is the predetermined pressure. A pressure reducing valve for reducing and outputting the discharge pressure of the third hydraulic pump to the predetermined pressure,
The second control means includes calculation means for calculating a target absorption torque for controlling the absorption torque of the first and second hydraulic pumps based on the first torque correction value, and the target absorption torque as a hydraulic signal. An electromagnetic proportional valve to convert,
The discharge pressures of the first and second hydraulic pumps are guided to at least one of the plurality of pressure receiving portions of the first regulator, and the other one of the plurality of pressure receiving portions is configured as a part of the first control means. Then, the output pressure of the pressure reducing valve is guided to the pressure receiving portion, and another one of the plurality of pressure receiving portions is configured as a part of the second control means, and the output pressure of the electromagnetic proportional valve is set in the pressure receiving portion. Torque control device for a three-pump system for construction machinery
前記原動機の目標回転数を指令する指令手段と、
前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記原動機の回転数を制御する原動機制御装置と、
前記原動機の実回転数を検出する回転数センサとを更に備え、
前記第2制御手段は、前記指令手段により指令される目標回転数に基づいて前記第1〜第3油圧ポンプに対する基準トルクを演算するとともに、前記指令手段により指令される目標回転数と前記回転数センサにより検出される前記原動機の実回転数との偏差からスピードセンシング制御の第2トルク補正値を演算し、この第2トルク補正値と前記第1トルク補正値を前記基準トルクに加算して前記第1及び第2油圧ポンプの吸収トルクを制御するための目標吸収トルクを求め、この目標吸収トルクが得られるよう前記第1レギュレータを制御することを特徴とする建設機械用3ポンプシステムのトルク制御装置。 In the torque control device for a three-pump system for construction machinery according to claim 1 or 2,
Command means for commanding a target rotational speed of the prime mover;
A prime mover control device for controlling the rotational speed of the prime mover based on a target rotational speed commanded by the command means;
A rotation speed sensor for detecting an actual rotation speed of the prime mover;
The second control means calculates a reference torque for the first to third hydraulic pumps based on the target rotational speed commanded by the commanding means, and the target rotational speed commanded by the commanding means and the rotational speed. A second torque correction value for speed sensing control is calculated from a deviation from the actual rotational speed of the prime mover detected by a sensor, and the second torque correction value and the first torque correction value are added to the reference torque to calculate the second torque correction value. Torque control of a three-pump system for construction machinery characterized in that a target absorption torque for controlling the absorption torque of the first and second hydraulic pumps is obtained, and the first regulator is controlled so as to obtain this target absorption torque. apparatus.
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