JP6412595B2 - 作業機械、動力ユニット及び作業機械のディーゼルエンジン - Google Patents
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Description
(2)エンジンからの排出ガスに対して後処理装置を設置して、これらを除去する方法。
また、エンジンコントローラは、回転数指示装置によって設定された目標回転数が前記第2回転数領域にあり、油圧アクチュエータが駆動されないときは回転数指示装置によって設定された目標回転数を指示し、回転数指示装置によって設定された目標回転数が第2回転数領域にあり、油圧アクチュエータが駆動されたときは、回転数指示装置によって設定された目標回転数における必要最大出力馬力を算出し、この必要最大出力馬力と同じ出力馬力が得られるよう第2回転数領域内の回転数から第1回転数領域内の回転数へと目標回転数を上昇させることにより、上記のように定格回転数を含む第1回転数領域よりも低い第2回転数領域におけるディーゼルエンジンの最大出力トルクが中間トルクの特性に制限されていても、油圧アクチュエータが駆動され、それに応じてエンジンの負荷トルクが増加するとき、目標回転数が第1回転数領域内の回転数に上昇するため、エンジンの出力トルクは第2回転数領域で制限された最大出力トルクよりも大きな必要最大トルクまで増加可能となり、作業機械として要求される出力トルクが得られ、操作性を確保することができる。
〜全体システム〜
図1は、本発明の第1の実施の形態である油圧ショベルの全体システムを示す図である。
〜作業機械〜
図2は、本発明のシステムを搭載した作業機械の一例である油圧ショベルの構成を示す図である。
〜ディーゼルエンジン1の制御〜
図3は、エンジンコントローラ2の出力制限制御によって得られるエンジン1の最大出力トルク線図(エンジン回転数対出力トルク線図)の一例を示す図である。
〜油圧ショベルシステム14側の制御〜
〜〜考え方〜〜
次に、本発明によるディーゼルエンジン1を使った場合の油圧ショベルのシステム14の制御について説明する。
図4は、そのような油圧ポンプ7の最大トルク制御と目標回転数増加制御を実現する車体コントローラ6の制御処理を示す制御フローである。図4において、Ni,Nec,t0はそれぞれ以下を意味する。
Nec:エンジン回転数指示ダイヤル12の設定回転数(例えば図5のA1点或いは図6のC2−D2の回転数)
t0:操作レバー装置13の無操作時にエンジン回転数を低下させるための無操作入力継続時間の設定値
図4において、まず、車体コントローラ6は、ゲートロックレバー(図示せず)の操作検出スイッチ18の信号を入力し、ゲートロックされているかどうかを判定する(ステップS100)。
〜動作例〜
次に、図4と図5及び図6を参照しつつシステムの動作例を説明する。
次に、本発明による第2の実施の形態である作業機械のシステムを、図7を用いて説明する。
図10〜図17に本発明に基づく様々なエンジンの最大出力トルク特性Xb〜Xiの例を示す。これらは全て本発明の概念に含まれる。
2 ンジンコントローラ
3 燃料噴射装置
4 エンジン本体
5 パティキュレートフィルタ
6 車体コントローラ
7 油圧ポンプ
8 エアコン・補機類
9 コントロールバルブ
10 油圧モータ
11 油圧シリンダ
12 エンジン回転数指示ダイヤル(回転数指示装置)
13 操作レバー装置
14 油圧ショベルシステム
15 触媒装置
24 電動機
25 動力ユニット
26 インバータ
27 蓄電装置
Claims (15)
- ディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記ディーゼルエンジンの目標回転数を設定するための回転数指示装置とを備えた作業機械において、
前記ディーゼルエンジンは、最大出力馬力点を持つ定格回転数を含む第1回転数領域と、前記第1回転数領域よりも回転数が低い第2回転数領域とを有し、前記第2回転数領域における前記ディーゼルエンジンの最大出力トルクは、前記第1回転数領域における前記最大出力馬力点のトルクよりも小さい中間トルクの特性となるようにエンジンコントローラにより燃料噴射量が制御され、前記ディーゼルエンジンの最大出力トルクが制限され、
前記エンジンコントローラは、
前記回転数指示装置によって設定された目標回転数が前記第2回転数領域にあり、前記油圧アクチュエータが駆動されないときは前記回転数指示装置によって設定された目標回転数を指示し、前記回転数指示装置によって設定された目標回転数が前記第2回転数領域にあり、前記油圧アクチュエータが駆動されたときは、前記回転数指示装置によって設定された目標回転数における必要最大出力馬力を算出し、この必要最大出力馬力と同じ出力馬力が得られるよう前記第2回転数領域内の回転数から前記第1回転数領域内の回転数へと前記目標回転数を上昇させることを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記第2回転数領域において制限された最大出力トルクは、前記ディーゼルエンジンの目標回転数を前記第2回転数領域内に設定し、その回転数で前記作業機械を駆動しようとしたときに、前記ディーゼルエンジンにかかり得る負荷トルクの最大値よりも小さいことを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記第2回転数領域において制限された最大出力トルクは前記ディーゼルエンジンの最大出力トルク点のトルクの75%以下であることを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記第1回転数領域は前記ディーゼルエンジンの最大出力トルク点の回転数を含みかつ前記最大出力トルク点の回転数は前記定格回転数の75%を超える回転数であり、
前記第2回転数領域は前記ディーゼルエンジンの最大出力トルク点の回転数よりも低い回転数領域であることを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記ディーゼルエンジンは、燃料噴射装置と、この燃料噴射装置を制御する電子制御装置とを含み、前記電子制御装置が前記燃料噴射装置から供給される燃料噴射量を制限することにより前記最大出力トルクを制限することを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記ディーゼルエンジンは、前記第2回転数領域において予混合燃焼を行うように燃料噴射装置を制御することを特徴とする作業機械。 - 請求項1又は6記載の作業機械において、
前記ディーゼルエンジンは、前記第1回転数領域において、低トルク側で予混合燃焼を行い、高トルク側で拡散燃焼を行うように燃料噴射装置を制御することを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記ディーゼルエンジンは実回転数を目標回転数に合わせる回転数制御により回転数とトルクを制御することを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記ディーゼルエンジンは、排出ガスに含まれる粒子状物質を除去するためのフィルタと排出ガスに含まれる有害物質を低減するための触媒の少なくとも一方を装備することを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記ディーゼルエンジンと併用して前記油圧ポンプを駆動する電動機を更に備えることを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記油圧ポンプが可変容量型の油圧ポンプであり、
前記エンジンコントローラは、前記油圧アクチュエータが駆動され、前記ディーゼルエンジンの回転数が前記第1回転数領域まで上昇したとき、前記油圧ポンプの吸収馬力が前記計算された必要最大出力馬力を超えないよう前記油圧ポンプの最大トルクを制御することを特徴とする作業機械。 - 請求項1又は11記載の作業機械において、
前記油圧ポンプが可変容量型の油圧ポンプであり、
前記エンジンコントローラは、前記油圧アクチュエータが駆動され目標回転数を前記第1回転数領域内の回転数に上昇させるとき、前記ディーゼルエンジンの回転数が前記第2回転数領域内にある間は前記ディーゼルエンジンの出力トルクが前記制限された最大出力トルクを超えないよう前記油圧ポンプの最大トルクを制御することを特徴とする作業機械。 - 最大出力馬力点を持つ定格回転数を含む第1回転数領域、および前記第1回転数領域よりも回転数が低い第2回転数領域を有し、前記第2回転数領域における最大出力トルクが、前記第1回転数領域における前記最大出力馬力点のトルクよりも小さい中間トルクの特性となるようにエンジンコントローラにより燃料噴射量が制御され、出力が制限されるディーゼルエンジンであって、
前記エンジンコントローラは、前記回転数指示装置によって設定された目標回転数が前記第2回転数領域にあり、前記油圧アクチュエータが駆動されないときは前記回転数指示装置によって設定された目標回転数を指示し、前記回転数指示装置によって設定された目標回転数が前記第2回転数領域にあり、前記油圧アクチュエータが駆動されたときは、前記回転数指示装置によって設定された目標回転数における必要最大出力馬力を算出し、この必要最大出力馬力と同じ出力馬力が得られるよう前記第2回転数領域内の回転数から前記第1回転数領域内の回転数へと前記目標回転数を上昇させるディーゼルエンジンと、
前記ディーゼルエンジンと併用して油圧ポンプを駆動する電動機とを一体化したことを特徴とする動力ユニット。 - 作業機械に備えられ、
最大出力馬力点を持つ定格回転数を含む第1回転数領域、および前記第1回転数領域よりも回転数が低い第2回転数領域を有し、前記第2回転数領域における最大出力トルクが、前記第1回転数領域における前記最大出力馬力点のトルクよりも小さい中間トルクの特性となるようにエンジンコントローラにより燃料噴射量が制御され、出力が制限され、
前記エンジンコントローラは、前記回転数指示装置によって設定された目標回転数が前記第2回転数領域にあり、前記油圧アクチュエータが駆動されないときは前記回転数指示装置によって設定された目標回転数を指示し、前記回転数指示装置によって設定された目標回転数が前記第2回転数領域にあり、前記油圧アクチュエータが駆動されたときは、前記回転数指示装置によって設定された目標回転数における必要最大出力馬力を算出し、この必要最大出力馬力と同じ出力馬力が得られるよう前記第2回転数領域内の回転数から前記第1回転数領域内の回転数へと前記目標回転数を上昇させることを特徴とする作業機械のディーゼルエンジン。 - 請求項2記載の作業機械において、
前記ディーゼルエンジンにかかり得る負荷トルクの最大値は、前記ディーゼルエンジンの目標回転数を前記第2回転数領域内に設定し、その回転数で前記作業機械を駆動しようとしたときに前記油圧ポンプに要求される最大トルクと前記ディーゼルエンジン及び前記油圧ポンプの引き摺りトルクとの合計であることを特徴とする作業機械。
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