JP4804499B2 - Engine speed control circuit for construction machinery - Google Patents

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Description

本発明は、建設機械のエンジン回転数制御回路に関するものであり、特に、駆動系にエンジンを使用している油圧ショベル等の建設機械において、高負荷圧の作業時に作業速度の低下を抑えながら燃費を低減することが可能な建設機械のエンジン回転数制御回路に関するものである。   The present invention relates to an engine speed control circuit for a construction machine, and in particular, in a construction machine such as a hydraulic excavator that uses an engine for a drive system, the fuel consumption is suppressed while suppressing a decrease in working speed when working at a high load pressure. The present invention relates to an engine speed control circuit for a construction machine capable of reducing the above.

従来の油圧ショベル等の建設機械におけるエンジン回転数制御回路では、掘削開始時に操作レバーを急操作した場合及び掘削操作中に掘削対称の硬さが急変した場合にエンジン回転数が低下し、この低下したエンジン回転数を元に戻すために燃焼噴射量を急激に増加させていた。このため、燃費が悪化するという不都合があった。   In an engine speed control circuit in a construction machine such as a conventional excavator, the engine speed decreases when the operation lever is suddenly operated at the start of excavation and when the symmetric hardness of excavation changes suddenly during excavation operation. In order to return the engine speed to the original value, the combustion injection amount was rapidly increased. For this reason, there was an inconvenience that fuel consumption deteriorated.

この点について図3〜図6を用いて説明する。図3は油圧ショベルの電気油圧回路の一例を示しており、エンジン1で駆動される可変容量油圧ポンプ2の吐出量が吐出量制御手段としてのレギュレータ3によって制御され、制御された圧油をセンタ油路4に供給している。該センタ油路4の下流には図示しないアクチュエータを制御する一群の方向切換弁5等が接続されている。該方向切換弁5はリモコン弁6の2次側のパイロット圧により切換えられる。   This point will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows an example of an electrohydraulic circuit of a hydraulic excavator. The discharge amount of a variable displacement hydraulic pump 2 driven by the engine 1 is controlled by a regulator 3 as discharge amount control means, and the controlled pressure oil is centered. The oil is supplied to the oil passage 4. A group of directional control valves 5 for controlling an actuator (not shown) are connected downstream of the center oil passage 4. The direction switching valve 5 is switched by the secondary pilot pressure of the remote control valve 6.

前記レギュレータ3には二つの油室3a,3bが設けられており、一方の油室3aは油路7を介してセンタ油路4に接続され、油圧ポンプ2の吐出圧の増加に応じて吐出量を減少させ、ポンプ出力トルクがほぼ一定に維持されるように構成されている。これにより、吐出圧が変化してもポンプ出力トルクがエンジントルクを超えないように馬力一定制御が行われる。他方の油室3bにはトルク制御手段としての電磁弁8の2次圧Pfが作用し、ポンプ出力トルクを増減できるようになっている。   The regulator 3 is provided with two oil chambers 3a and 3b. One oil chamber 3a is connected to the center oil passage 4 through an oil passage 7, and discharges in accordance with an increase in discharge pressure of the hydraulic pump 2. The amount is decreased, and the pump output torque is maintained substantially constant. Thus, constant horsepower control is performed so that the pump output torque does not exceed the engine torque even if the discharge pressure changes. The secondary pressure Pf of the electromagnetic valve 8 as torque control means acts on the other oil chamber 3b, so that the pump output torque can be increased or decreased.

前記電磁弁8のソレノイド8aはコントローラ9の出力側に接続され、該コントローラ9の入力側には重掘削、標準掘削及び軽掘削等の作業モードを選択するモード切換スイッチ10が接続されている。ここでは、前記電磁弁8に逆比例電磁弁を使用しているため、該逆比例電磁弁8に入力される制御信号(電流値)と逆比例電磁弁8の2次圧Pfとは反比例し、モード切換スイッチ10を重掘削モード「H」にすると逆比例電磁弁8のソレノイド8aには高い電流値が入力され、該逆比例電磁弁8の2次圧は低圧Pfとなり、レギュレータ3により可変容量油圧ポンプ2の吐出量が大きくなり、ポンプ出力トルクも増大する。これと逆に、モード切換スイッチ10を軽掘削モード「L」にすると逆比例電磁弁8のソレノイド8aには低い電流値が入力され、該逆比例電磁弁8の2次圧は高圧Pfとなり、可変容量油圧ポンプ2の吐出量が小さくなり、ポンプ出力トルクも減少する。 The solenoid 8a of the electromagnetic valve 8 is connected to the output side of the controller 9, and a mode changeover switch 10 for selecting a work mode such as heavy excavation, standard excavation and light excavation is connected to the input side of the controller 9. Here, since an inverse proportional solenoid valve is used as the solenoid valve 8, the control signal (current value) input to the inverse proportional solenoid valve 8 and the secondary pressure Pf of the inverse proportional solenoid valve 8 are inversely proportional. When the mode changeover switch 10 is set to the heavy excavation mode “H”, a high current value is input to the solenoid 8 a of the inverse proportional solenoid valve 8, and the secondary pressure of the inverse proportional solenoid valve 8 becomes the low pressure Pf 1 . The discharge amount of the variable displacement hydraulic pump 2 increases, and the pump output torque also increases. To the contrary, when the mode changeover switch 10 to the light excavation mode "L" low current value is inputted to the solenoid 8a of the reverse proportional solenoid valve 8, secondary pressure of the reverse proportional solenoid valve 8 pressure Pf 2 next The discharge amount of the variable displacement hydraulic pump 2 is reduced and the pump output torque is also reduced.

前記モード切換スイッチ10によりスピード・パワー重視の重掘削モード「H」、燃費優先の標準掘削モード「S」及び微操作に適した軽掘削モード「L」等の作業モードの選択が可能であるが、以下の説明では、モード切換スイッチ10により重掘削モード「H」を選択した場合の応答について説明する。なお、図4で、高出力トルクを選択した場合の馬力一定曲線をHモード、低出力トルクを選択した場合の馬力一定曲線をLモードとし、その場合のポンプ出力トルクをそれぞれ「Tmax」、「Tmin」とする。   The mode changeover switch 10 allows selection of a work mode such as a heavy excavation mode “H” that emphasizes speed and power, a standard excavation mode “S” that prioritizes fuel consumption, and a light excavation mode “L” that is suitable for fine operation. In the following description, a response when the heavy excavation mode “H” is selected by the mode changeover switch 10 will be described. In FIG. 4, the constant horsepower curve when the high output torque is selected is the H mode, and the constant horsepower curve when the low output torque is selected is the L mode, and the pump output torques in that case are “Tmax” and “Tmax”, respectively. Tmin ".

図4の左側の図は可変容量油圧ポンプ2の吐出量Qと吐出圧Pの関係を表す油圧ポンプ特性を示し、右側の図はエンジン1のトルク特性を示している。図5、図6は応答の時間変化を示したグラフで、横軸は時間tを示し、縦軸は可変容量油圧ポンプ2の吐出量Q、
吐出圧P、ポンプ出力トルクT、エンジン1の回転数N、燃料噴射量q、逆比例電磁弁8の2次圧Pfを示している。以下、これらの図4〜図6を用いて、掘削作業を開始する場合と途中で掘削対象の硬さが急変した場合とを例にとって説明する。
4 shows the hydraulic pump characteristics indicating the relationship between the discharge amount Q and the discharge pressure P of the variable displacement hydraulic pump 2, and the right figure shows the torque characteristics of the engine 1. 5 and 6 are graphs showing changes in response over time, the horizontal axis indicates time t, and the vertical axis indicates the discharge amount Q of the variable displacement hydraulic pump 2,
The discharge pressure P, the pump output torque T, the engine speed N, the fuel injection amount q, and the secondary pressure Pf of the inverse proportional solenoid valve 8 are shown. Hereinafter, a case where the excavation work is started and a case where the hardness of the excavation object suddenly changes in the middle will be described as an example with reference to FIGS. 4 to 6.

図5において、掘削開始時刻tよりリモコン弁6の操作レバー6aを急操作した場合は、可変容量油圧ポンプ2の吐出圧PがPからPまで一気に上昇する。一方、可変容量油圧ポンプ2の吐出量Qは時間(t〜t)にかけて図4の点C(Qmax)から2点鎖線の曲線Cに沿って点C(Q)になるまで減少する。即ち、吐出圧PがP〜Pの間は吐出量QがQmaxで、P〜Pの間は馬力一定のHモード曲線にのらずに曲線Cに沿って移動する。これはレギュレータ3の吐出量制御が機械的に構成されていることから遅れを生じるためである。その結果、曲線Dに示すようにポンプ出力トルクTがTmaxを超えてしまう。 5, when suddenly the operation lever 6a of the remote control valve 6 from the drilling start time t 1, the discharge pressure P of the variable capacity hydraulic pump 2 rises suddenly from P 0 to P 1. On the other hand, the discharge amount Q of the variable displacement hydraulic pump 2 is changed from the point C 0 (Qmax) in FIG. 4 to the point C 1 (Q 1 ) along the two-dot chain line curve C over time (t 1 to t 2 ). Decrease. That is, when the discharge pressure P is P 0 to P 5 , the discharge amount Q is Qmax, and during P 5 to P 1 , it moves along the curve C instead of the H-mode curve with constant horsepower. This is because a delay occurs because the discharge amount control of the regulator 3 is mechanically configured. As a result, the pump output torque T exceeds Tmax as shown by the curve D.

そのため、図6に示すように、エンジン回転数Nはこれと釣り合うようにNからNまで低下する。さらに、エンジン1は出力を確保するために、回転数をNまで戻そうとして燃料噴射量qをqからqを超えてqまで増加させ、その後にqの状態に落ち着く。即ち、図6の斜線で示した(イ)の部分は燃料が無駄に費やされた量を示している。 Therefore, as shown in FIG. 6, the engine speed N decreases from N 0 to N 1 so as to be balanced with this. Further, in order to secure the output, the engine 1 increases the fuel injection amount q from q 0 to over q 1 to q 2 in order to return the rotational speed to N 0 , and then settles to the state of q 1 . That is, the portion (a) indicated by the oblique lines in FIG. 6 indicates the amount of fuel wasted.

次に、時間t〜tは掘削開始後にゆっくりと操作をした場合を示す。この場合は、可変容量油圧ポンプ2の吐出圧PもPからPまでゆっくりと上昇する。したがって、この場合は、ポンプ吐出量Qも追従が可能であるために、ポンプ吐出量Qは点C(Q)から点C(Q)へゆっくりと減少し、Hモード曲線(実線)上を移動する。 Next, times t 3 to t 4 indicate a case where the operation is slowly performed after the start of excavation. In this case, the discharge pressure P of the variable capacity hydraulic pump 2 also rises slowly from P 1 to P 2. Therefore, in this case, since the pump discharge amount Q can also follow, the pump discharge amount Q slowly decreases from the point C 1 (Q 1 ) to the point C 2 (Q 2 ), and the H mode curve (solid line) ) Move up.

さらに、時間tでリモコン弁6の操作レバー6aの操作量が一定でも掘削対象の硬さが急変すると(油圧ショベルが地中の大きな岩にぶつかった場合等)油圧ポンプ2の吐出圧Pも図5に示すように、PからPに急上昇する。この場合も前記急操作の場合と同様にレギュレータ3の制御の応答が遅れてしまうために、ポンプ吐出量Qは図4の2点鎖線の曲線E上を移動し、ポンプ出力トルクTは曲線F上を移動し、一時的にTmaxを超えてしまう。その結果、図6に示すようにエンジン回転数NはNから急減し、燃料噴射量qは急増する。したがって、図6の斜線部(ロ)に示す量だけ燃料が余計に消費される結果になる。 Further, the discharge pressure P of the operating amount even hardness of the excavation suddenly changes at a constant (if the hydraulic excavator is bumped to a large rock underground, etc.) hydraulic pump 2 operating lever 6a of the remote control valve 6 at the time t 5 as shown in FIG. 5, to jump from P 2 to P 3. Also in this case, since the response of the control of the regulator 3 is delayed as in the case of the sudden operation, the pump discharge amount Q moves on the two-dot chain line curve E in FIG. It moves up and temporarily exceeds Tmax. As a result, the engine rotational speed N as shown in FIG. 6 is sharply from N 0, the fuel injection amount q is increasing rapidly. Accordingly, the fuel is consumed as much as the amount indicated by the shaded portion (b) in FIG.

また、操作レバーの急操作時や掘削対象の硬さの急変時にポンプ出力トルクを制御してエンジン回転数の変動を少なくして燃費の改善を図ったものとして、例えば、特許文献1に示す建設機械のエンジン制御装置が知られている。この従来技術は、エンジンによって駆動されるメインポンプと、このメインポンプのトルクを制御する電磁比例弁と、リモコン弁により操作されて油圧アクチュエータへ圧油を給配制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブのパイロット油路に設けられた圧力スイッチと、この圧力スイッチ、前記電磁比例弁及びエンジンコントロールアクチュエータにそれぞれ接続されるコントローラとを備えている。この特許文献1に記載のエンジン制御装置は、非操作時にメインポンプを所定の低トルクに設定し、圧力スイッチにより油圧アクチュエータの操作開始が検出されたときにメインポンプの設定トルクを所定時間で所定の低トルクから高トルクにすることにより、油圧アクチュエータの操作開始時におけるエンジン回転数の急速な低下を防ぎ、燃費及び排ガスの悪化を防止するものである。
特開2001−271677号公報。
Further, for example, a construction shown in Patent Document 1 is an example in which the pump output torque is controlled during sudden operation of the operation lever or when the hardness of the excavation target is changed to reduce fluctuations in the engine speed to improve fuel consumption. Machine engine control devices are known. This prior art includes a main pump driven by an engine, an electromagnetic proportional valve that controls the torque of the main pump, a control valve that is operated by a remote control valve to control the supply and distribution of pressure oil to a hydraulic actuator, and the control valve And a controller connected to each of the pressure switch, the electromagnetic proportional valve, and the engine control actuator. The engine control device described in Patent Document 1 sets the main pump to a predetermined low torque when not operated, and sets the set torque of the main pump for a predetermined time when the start of operation of the hydraulic actuator is detected by the pressure switch. By switching from low torque to high torque, the rapid decrease in engine speed at the start of operation of the hydraulic actuator is prevented, and fuel consumption and exhaust gas deterioration are prevented.
JP 2001-271777 A.

図3〜図6に示した従来技術においては、操作レバー6aを急操作した場合、図4の曲
線Dに示すように、ポンプ吐出圧PがP〜Pの間でポンプ出力トルクTが一時的に高トルク(Tmax)を大きく超えてしまい、また、掘削対象の硬さが急変した場合、図4の曲線Fに示すようにポンプ吐出圧がP〜Pの間でポンプ出力トルクTが一時的に高トルク(Tmax)を大きく超えることになり、その結果、エンジン回転数Nはこれと釣り合うように低下する。エンジン出力を確保するためには、燃料噴射量を増やして低下したエンジン回転数を元に戻してやる必要があり、必然的に燃料消費量が増加してしまう。
In the prior art shown in FIGS. 3 to 6, when the abrupt operation of the operation lever 6a, as shown by curve D in FIG. 4, the pump output torque T between the pump discharge pressure P is P 5 to P 1 is temporarily will exceed significantly high torque (Tmax), also when the hardness of the excavation is suddenly changed, the pump output torque between the pump discharge pressure as shown by curve F in FIG. 4 is P 2 to P 3 T temporarily exceeds the high torque (Tmax) temporarily, and as a result, the engine speed N decreases in proportion to this. In order to ensure engine output, it is necessary to increase the fuel injection amount and restore the reduced engine speed, which inevitably increases fuel consumption.

特許文献1に記載の従来技術においては、ポンプ出力トルクを制御して操作開始時におけるエンジン回転数の急速な低下を防ぎ、燃費及び排ガスの悪化を防止するものであるでるが、同特許文献仲の図3等に示されていうように、油圧アクチュエータの非操作時は電磁比例弁に所定の小電流iを入力してメインポンプを所定の低トルクtに設定し、圧力スイッチにより油圧アクチュエータの操作開始が検出されたときに、その時点から電磁比例弁を所定時間Tで所定の小電流iから所定の大電流iに上昇させ、それによってメインポンプのトルクを所定時間Tで所定の低トルクtから所定の高トルクtに変化させるので、エンジン回転数が低下することなく、過渡的な燃料の大量供給も必要なく、燃費も悪化することがないというものであるが、電磁比例弁にコントローラから所定時間Tで所定の小電流iから所定の大電流iに変化する信号が入力された場合、その信号が電磁比例弁に入力されてからメインポンプの傾転角を変えて吐出量及びトルクを増減させるまでに応答遅れが生じるために所定時間Tでポンプ出力トルクが高トルクtにならない場合があり、また所定時間Tの間に電流値を所定の小電流iから所定の大電流iに比例的に変化させるだけであるので、最適な制御ができないという問題がある。 In the prior art described in Patent Document 1, the pump output torque is controlled to prevent a rapid decrease in the engine speed at the start of operation and prevent deterioration of fuel consumption and exhaust gas. As shown in FIG. 3 and the like, when the hydraulic actuator is not operated, a predetermined small current i 1 is input to the electromagnetic proportional valve to set the main pump to a predetermined low torque t 1 , and the hydraulic actuator is operated by the pressure switch. When the start of operation is detected, the electromagnetic proportional valve is raised from a predetermined small current i 1 to a predetermined large current i 2 at a predetermined time T from that point, whereby the torque of the main pump is increased at a predetermined time T at a predetermined time T. since changing from a low torque t 1 to a predetermined high torque t 2, without the engine rotational speed is lowered, without need for a large supply of transient fuel, never fuel economy deteriorates Although those say, if the signal changes at the predetermined time T from a predetermined small current i 1 from the controller to the predetermined large current i 2 is input to the solenoid proportional valve, from the signal is inputted to the electromagnetic proportional valve Since a response delay occurs until the discharge amount and torque are increased or decreased by changing the tilt angle of the main pump, the pump output torque may not become the high torque t 2 at the predetermined time T. There is a problem in that optimal control cannot be performed because the value is only proportionally changed from the predetermined small current i 1 to the predetermined large current i 2 .

そこで、高負荷作業時において作業速度低下を抑えながら燃料消費を最小限に低減させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。   Thus, a technical problem to be solved in order to reduce fuel consumption to a minimum while suppressing a decrease in work speed during high-load work occurs, and the present invention aims to solve this problem.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、エンジンで駆動される可変容量油圧ポンプと、該可変容量油圧ポンプにおける吐出圧の増加に応じて吐出量を減少させポンプ出力トルクをほぼ一定に制御する吐出量制御手段とを備えた建設機械のエンジン回転数制御回路において、
前記吐出圧を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段で検出された吐出圧を入力し該吐出圧が前記吐出量制御手段によるポンプ出力トルク一定制御においてエンジン回転数の変更による前記可変容量油圧ポンプからの吐出量の変化幅が小さくなる所定の高圧力に達した時点からエンジン回転数を低下させ始めるとともに該エンジン回転数を前記吐出圧の上昇に伴って任意の回転数まで低下させる回転数制御手段とを有する建設機械のエンジン回転数制御回路を提供する。
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is a variable displacement hydraulic pump driven by an engine, and discharge according to an increase in discharge pressure in the variable displacement hydraulic pump. In the engine speed control circuit of the construction machine, comprising a discharge amount control means for reducing the amount and controlling the pump output torque substantially constant,
The pressure detecting means for detecting the discharge pressure, and the variable displacement hydraulic pressure by changing the engine speed in the pump output torque constant control by the discharge amount control means by inputting the discharge pressure detected by the pressure detecting means. The engine speed starts to decrease from a point when a predetermined high pressure is reached at which the amount of change in the discharge amount from the pump becomes small , and the engine speed decreases to an arbitrary speed as the discharge pressure increases. An engine speed control circuit for a construction machine having a control means is provided.

この構成によれば、可変容量油圧ポンプは吐出量制御手段によりポンプ出力トルクをほぼ一定に制御する馬力一定制御が行われている。この馬力一定制御の運転状態において、エンジン回転数の変更による可変容量油圧ポンプからの吐出量の変化幅は、吐出圧が高くなる領域ほど小さくなる。即ち、建設機械の実作業において吐出圧(負荷圧)が高いほどエンジン回転数を下げても作業速度はあまり下がらない。そこで高負荷圧の作業時に吐出圧の上昇に伴ってエンジン回転数を任意の回転数まで低下させることで、作業速度の低下を抑えながらエンジンの燃料消費を低減することが可能となる。また、エンジン回転数を任意の回転数まで一気に低下させると、一定制御されているポンプ出力トルクが一時的にトルクオーバーしてしまい、エンジン回転数は、これと釣り合うように一時的に前記任意の回転数以下に低下する。エンジンは、この低下したエンジン回転数を前記任意の回転数に戻そうとして燃料噴射量の急増が起こり、燃費を悪化させることになる。これに対し、エンジン回転数を低下させる際は、一気に低下させることなく、吐出圧が任意の高圧力に達した時点から低下させ始めることで、ポンプ出力トルクのトルクオーバーが防止されて、この点においてもエンジンの燃料消費を低減することが可能となる。   According to this configuration, the variable displacement hydraulic pump is subjected to constant horsepower control in which the pump output torque is controlled to be substantially constant by the discharge amount control means. In this operating condition of constant horsepower control, the amount of change in the discharge amount from the variable displacement hydraulic pump due to the change in the engine speed decreases as the discharge pressure increases. That is, as the discharge pressure (load pressure) is higher in the actual work of the construction machine, the work speed does not decrease much even if the engine speed is lowered. Therefore, by reducing the engine rotational speed to an arbitrary rotational speed as the discharge pressure increases during work at high load pressure, it is possible to reduce engine fuel consumption while suppressing a reduction in working speed. Also, if the engine speed is reduced to an arbitrary rotational speed at once, the pump output torque that is being controlled to a constant level will temporarily overrun, and the engine rotational speed will be temporarily adjusted to balance this. Decreases below rotation speed. The engine suddenly increases the fuel injection amount in an attempt to return the reduced engine speed to the arbitrary speed, thereby deteriorating fuel consumption. On the other hand, when the engine speed is reduced, the pump output torque is prevented from over-torque by starting to decrease when the discharge pressure reaches an arbitrary high pressure without reducing it at once. In this case, the fuel consumption of the engine can be reduced.

請求項1記載の発明は、可変容量油圧ポンプの吐出圧を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段で検出された吐出圧を入力し該吐出圧が前記吐出量制御手段によるポンプ出力トルク一定制御においてエンジン回転数の変更による前記可変容量油圧ポンプからの吐出量の変化幅が小さくなる所定の高圧力に達した時点から エンジン回転数を低下させ始めるとともに該エンジン回転数を前記吐出圧の上昇に伴って、任意の回転数まで低下させる回転数制御手段とを具備させたので、エンジン回転数の変更による可変容量油圧ポンプからの吐出量の変化幅は、吐出圧が高くなる領域ほど小さくなることから、作業速度の低下を抑えながらエンジンの燃料消費を低減することができる。また、従来技術に対し圧力検出手段と回転数制御手段とを追加配設するのみで大きな改造・改良を伴わないため、低コストで燃料消費の低減を実現することができるという利点がある。 According to the first aspect of the present invention, the pressure detection means for detecting the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump, and the discharge pressure detected by the pressure detection means are inputted, and the discharge pressure is constant in the pump output torque by the discharge amount control means. In control, when the engine reaches the predetermined high pressure at which the amount of change in the discharge amount from the variable displacement hydraulic pump becomes small due to the change in the engine speed, the engine speed starts to decrease and the engine speed increases to the discharge pressure. Accordingly, the rotation speed control means for reducing the rotation speed to an arbitrary rotation speed is provided, so that the change amount of the discharge amount from the variable displacement hydraulic pump due to the change in the engine rotation speed becomes smaller as the discharge pressure increases. As a result, the fuel consumption of the engine can be reduced while suppressing a decrease in working speed. Further, since only the pressure detecting means and the rotation speed control means are additionally provided with respect to the prior art and no major modification or improvement is involved, there is an advantage that fuel consumption can be reduced at a low cost.

高負荷作業時において作業速度低下を抑えながら燃料消費を最小限に低減させるという目的を、エンジンで駆動される可変容量油圧ポンプと、該可変容量油圧ポンプにおける吐出圧の増加に応じて吐出量を減少させポンプ出力トルクをほぼ一定に制御する吐出量制御手段とを備えた建設機械のエンジン回転数制御回路において、前記吐出圧を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段で検出された吐出圧を入力し該吐出圧が任意の高圧力に達した時点からエンジン回転数を低下させ始めるとともに該エンジン回転数を前記吐出圧の上昇に伴って任意の回転数まで低下させる回転数制御手段とを有することにより実現した。   The purpose of reducing fuel consumption to a minimum while suppressing a reduction in work speed during high-load work is the variable displacement hydraulic pump driven by the engine and the discharge amount according to the increase in the discharge pressure in the variable displacement hydraulic pump. In an engine speed control circuit of a construction machine having a discharge amount control means for reducing and controlling the pump output torque substantially constant, a pressure detection means for detecting the discharge pressure, and a discharge pressure detected by the pressure detection means And a rotation speed control means for starting to decrease the engine rotation speed from the time when the discharge pressure reaches an arbitrary high pressure and reducing the engine rotation speed to an arbitrary rotation speed as the discharge pressure increases. Realized by having.

以下、本発明の実施例を図面に従って詳述する。図1は建設機械のエンジン回転数制御回路の電気油圧回路図、図2はポンプ特性であるポンプ吐出圧とポンプ吐出量による馬力一定制御を示す特性図である。なお、図1において前記図3における構成要素と同一ないし均等のものは、前記と同一符号を以て示し、重複した説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an electrohydraulic circuit diagram of an engine speed control circuit of a construction machine, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing a constant horsepower control by pump discharge pressure and pump discharge amount, which are pump characteristics. In FIG. 1, the same or equivalent components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

まず、本実施例に係る建設機械のエンジン回転数制御回路の構成を説明する。本実施例では、吐出量制御手段としてのレギュレータ11に、制御信号として可変容量油圧ポンプ2の吐出圧(負荷圧)のみが導入され、該レギュレータ11により吐出圧の増加に応じて吐出量を減少させポンプ出力トルクをほぼ一定に制御する馬力一定制御が行われている。また、可変容量油圧ポンプ2の吐出圧を検出する圧力検出手段としての圧力センサ12が設けられ、該圧力センサ12で検出された吐出圧が主たるコントロ−ラ9に入力されている。   First, the configuration of the engine speed control circuit of the construction machine according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, only the discharge pressure (load pressure) of the variable displacement hydraulic pump 2 is introduced as a control signal into the regulator 11 as the discharge amount control means, and the discharge amount is decreased by the regulator 11 as the discharge pressure increases. The constant horsepower control for controlling the pump output torque to be almost constant is performed. In addition, a pressure sensor 12 is provided as pressure detection means for detecting the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 2, and the discharge pressure detected by the pressure sensor 12 is input to the main controller 9.

この主たるコントロ−ラ9は、可変容量油圧ポンプ2の吐出圧が任意の高圧力に達した時点からエンジン回転数を徐々に低下させ始める制御信号を出力し、この制御信号がエンジン1の回転数を制御するエンジンコントロ−ラ13に入力されている。そして、該エン
ジンコントロ−ラ13と前記主たるコントロ−ラ9とで、可変容量油圧ポンプ2の吐出圧が任意の高圧力に達した時点からエンジン回転数を徐々に低下させ始めるとともに該エンジン回転数を吐出圧の上昇に伴って任意の回転数まで低下させる回転数制御手段が構成されている。
The main controller 9 outputs a control signal that starts to gradually decrease the engine speed from the time when the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 2 reaches an arbitrary high pressure. Is input to an engine controller 13 for controlling the engine. The engine controller 13 and the main controller 9 start to gradually decrease the engine speed from the time when the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 2 reaches an arbitrary high pressure, and the engine speed. Rotational speed control means is configured to reduce the pressure to an arbitrary rotational speed as the discharge pressure increases.

次に、図2を用いて、上述のように構成された建設機械のエンジン回転数制御回路の作用を説明する。いま、馬力一定曲線PSで示す馬力一定制御の運転状態において、エンジン回転数を任意の回転数だけ落とすと馬力一定曲線PSは、そのまま下方向にシフトして馬力一定曲線PSとなる。可変容量油圧ポンプ2の油馬力はP×Q/450で表され、例えば吐出圧(負荷圧)PがPの場合の前記エンジン回転数変更による吐出量差ΔQは、
ΔQ=450(PS−PS)/P …(1)
となり、吐出圧Pが前記Pよりも高いPの場合、吐出量差ΔQは、
ΔQ=450(PS−PS)/P …(2)
となる。
Next, the operation of the engine speed control circuit of the construction machine configured as described above will be described with reference to FIG. Now, the operation state of horsepower constant control indicated horsepower constant curve PS 1, horsepower constant curve PS 1 Dropping the engine speed by an arbitrary rotational speed, a horsepower constant curve PS 2 and as it shifts downward. Oil horsepower variable displacement hydraulic pump 2 is expressed by P × Q / 450, for example, the discharge amount difference Delta] Q 1 by the engine speed changes when the discharge pressure (load pressure) P is P 1, the
ΔQ 1 = 450 (PS 1 -PS 2 ) / P 1 (1)
When the discharge pressure P is P 2 higher than P 1 , the discharge amount difference ΔQ 2 is
ΔQ 2 = 450 (PS 1 -PS 2 ) / P 2 (2)
It becomes.

式(1)、(2)から明らかなように、エンジン回転数の変更による可変容量油圧ポンプ2からの吐出量Qの変化幅ΔQは、吐出圧Pが高くなる領域ほど小さくなる。即ち、建設機械の実作業において吐出圧(負荷圧)Pが高いほどエンジン1の回転数を下げても作業速度はあまり下がらない。   As apparent from the equations (1) and (2), the change width ΔQ of the discharge amount Q from the variable displacement hydraulic pump 2 due to the change of the engine speed becomes smaller as the discharge pressure P becomes higher. That is, as the discharge pressure (load pressure) P is higher in actual work of the construction machine, the work speed does not decrease much even if the rotation speed of the engine 1 is decreased.

そこで圧力センサ2で可変容量油圧ポンプ2の吐出圧Pを検出し、該吐出圧Pが任意の高圧力に達した時点より、主たるコントロ−ラ9からエンジン回転数を徐々に低下させる制御信号をエンジンコントロ−ラ13へ出力し、エンジン1の回転数を吐出圧Pの上昇に伴って任意の回転数まで低下させることで、高負荷作業時において作業速度の低下を抑えながらエンジン1の燃料消費を低減することが可能となる。   Therefore, the pressure sensor 2 detects the discharge pressure P of the variable displacement hydraulic pump 2, and a control signal for gradually decreasing the engine speed from the main controller 9 from the time when the discharge pressure P reaches an arbitrary high pressure. By outputting to the engine controller 13 and reducing the rotational speed of the engine 1 to an arbitrary rotational speed as the discharge pressure P increases, the fuel consumption of the engine 1 is suppressed while suppressing a decrease in working speed during high-load work. Can be reduced.

また、エンジン回転数を任意の回転数まで一気に低下させると、馬力一定曲線PS等で示すように、一定制御されているポンプ出力トルクが一時的にトルクオーバーしてしまい、エンジン回転数は、これと釣り合うように一時的に前記任意の回転数以下に低下する。エンジン1は、この低下したエンジン回転数を前記任意の回転数に戻そうとして燃料噴射量の急増が起こり、燃費を悪化させることになる。 Further, when the engine speed is reduced to an arbitrary speed at a stretch, as shown by a constant horsepower curve PS 1 or the like, the pump output torque that is constantly controlled temporarily torques over, and the engine speed is In order to balance this, it temporarily falls below the arbitrary rotational speed. The engine 1 suddenly increases the fuel injection amount in an attempt to return the reduced engine speed to the above-mentioned arbitrary speed, thereby deteriorating fuel consumption.

これに対し、エンジン回転数を低下させる際は、一気に低下させることなく、吐出圧Pが任意の高圧力に達した時点から、前記したように徐々に低下させ始めることで、ポンプ出力トルクのトルクオーバーが防止されて、この点においてもエンジン1の燃料消費を低減することが可能となる。   On the other hand, when lowering the engine speed, the pump output torque can be reduced by gradually reducing the discharge pressure P from the point of time when the discharge pressure P reaches an arbitrary high pressure without reducing it at once. In this respect, the fuel consumption of the engine 1 can be reduced.

上述したように、本実施例に係る建設機械のエンジン回転数制御回路においては、エンジン回転数の変更による可変容量油圧ポンプ2からの吐出量Qの変化幅ΔQは、吐出圧Pが高くなる領域ほど小さくなることからエンジン1の回転数を吐出圧Pの上昇に伴って任意の回転数まで低下させることで、作業速度の低下を抑えながらエンジンの燃料消費を低減することができる。   As described above, in the engine speed control circuit of the construction machine according to the present embodiment, the change width ΔQ of the discharge amount Q from the variable displacement hydraulic pump 2 due to the change in the engine speed is a region where the discharge pressure P increases. Since the engine speed is reduced as much as the discharge pressure P increases, the engine fuel consumption can be reduced while suppressing a decrease in working speed.

エンジン回転数を低下させる際は、一気に低下させることなく、吐出圧Pが任意の高圧力に達した時点から、徐々に低下させ始めることで、ポンプ出力トルクのトルクオーバーが防止されて、この点においてもエンジン1の燃料消費を低減することができる。   When the engine speed is reduced, the pump output torque is prevented from over-torque by starting to gradually decrease from the point when the discharge pressure P reaches an arbitrary high pressure without reducing it at once. In this case, the fuel consumption of the engine 1 can be reduced.

従来技術に対し圧力センサ12とエンジンコントロ−ラ13とを追加配設するのみで大きな改造・改良を伴わないため、低コストで燃料消費の低減を実現することができる。   Since only the pressure sensor 12 and the engine controller 13 are additionally provided with respect to the prior art and no major modification or improvement is involved, the fuel consumption can be reduced at a low cost.

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。   The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.

本発明の実施例に係る建設機械のエンジン回転数制御回路の電気油圧回路図。1 is an electrohydraulic circuit diagram of an engine speed control circuit of a construction machine according to an embodiment of the present invention. 上記実施例におけるポンプ特性であるポンプ吐出圧とポンプ吐出量による馬力一定制御を示す特性図。The characteristic view which shows the horsepower constant control by the pump discharge pressure and pump discharge amount which are the pump characteristics in the said Example. 従来の建設機械の油圧ポンプ駆動系制御装置の電気油圧回路図。The electrohydraulic circuit diagram of the hydraulic pump drive system control apparatus of the conventional construction machine. 上記従来例におけるポンプ特性及びエンジントルク特性を示す特性図。The characteristic view which shows the pump characteristic and engine torque characteristic in the said prior art example. 上記従来例における各種の時間経過に対する応答曲線を示す図。The figure which shows the response curve with respect to various time passage in the said prior art example. 上記従来例における各種の時間経過に対する応答曲線を示す図。The figure which shows the response curve with respect to various time passage in the said prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 可変容量油圧ポンプ
3 レギュレータ
4 センタ油路
5 方向切換弁
6 リモコン弁
7 油路
8 逆比例電磁弁
9 コントロ−ラ
10 モード切換えスイッチ
11 レギュレータ(吐出量制御手段)
12 圧力センサ(圧力検出手段)
13 コントロ−ラとともに回転数制御手段を構成するエンジンコントロ−ラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Variable displacement hydraulic pump 3 Regulator 4 Center oil path 5 Directional switching valve 6 Remote control valve 7 Oil path 8 Inverse proportional solenoid valve 9 Controller 10 Mode change switch 11 Regulator (discharge amount control means)
12 Pressure sensor (pressure detection means)
13 Engine controller which constitutes the rotational speed control means together with the controller

Claims (1)

エンジンで駆動される可変容量油圧ポンプと、該可変容量油圧ポンプにおける吐出圧の増加に応じて吐出量を減少させポンプ出力トルクをほぼ一定に制御する吐出量制御手段とを備えた建設機械のエンジン回転数制御回路において、
前記吐出圧を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段で検出された吐出圧を入力し該吐出圧が前記吐出量制御手段によるポンプ出力トルク一定制御においてエンジン回転数の変更による前記可変容量油圧ポンプからの吐出量の変化幅が小さくなる所定の高圧力に達した時点からエンジン回転数を低下させ始めるとともに該エンジン回転数を前記吐出圧の上昇に伴って任意の回転数まで低下させる回転数制御手段とを有することを特徴とする建設機械のエンジン回転数制御回路。
An engine of a construction machine comprising: a variable displacement hydraulic pump driven by an engine; and a discharge amount control means for controlling a pump output torque to be substantially constant by decreasing a discharge amount according to an increase in discharge pressure in the variable displacement hydraulic pump. In the rotation speed control circuit,
The pressure detecting means for detecting the discharge pressure, and the variable displacement hydraulic pressure by changing the engine speed in the pump output torque constant control by the discharge amount control means by inputting the discharge pressure detected by the pressure detecting means. The engine speed starts to decrease from a point when a predetermined high pressure is reached at which the amount of change in the discharge amount from the pump becomes small , and the engine speed decreases to an arbitrary speed as the discharge pressure increases. And an engine speed control circuit for a construction machine.
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