JPH02104992A - エンジンの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、建設機械に装備した可変容量形油圧ポンプ
を駆動するエンジンの制御方法に関する従来の技術 油圧ショベルの作業時にはその作業の負荷の大小により
、Ｈ’　　（重負荷時用）、Ｓ″　（通常負荷時用）、
ＦＣ’（微操作作業時用〉など複数種類の作業モードを
それぞれ選択して操作できるようにしているものがある
。第４図は、油圧ショベルに装備した可変容量膨油圧ポ
ンプのポンプ馬力制御曲線図である。第４図図表におい
て、Ｘ軸は油圧ポンプ吐出圧力、Ｙ軸は油圧ポンプ吐出
流量を示す０曲線Ｈ′は重負荷のかかる重作業時モード
、曲線Ｓ′は標準的負荷のかかる通常作業時モード曲線
ＦＣ’は微小速度で行う微操作作業時モードとしてそれ
ぞれ使用する吸収馬力曲線である。それで建設機械の作
業時には、その作業の負荷の大小に応じて、運転者が上
記モードのうちいずれかを選択し作業を行っていた。

発明が解決しようとする課題 エンジンにより油圧ポンプを駆動する場合に、エンジン
の回転数Ｎとその出力トルクＴとの関係は、第５図のよ
うな性能曲線にて示される。図において、α、β、γは
エンジンの時間当り燃料消費量（ｉ／ｈ）を示す等燃費
カーブである。また従来技術Ｈ′モード時における定格
点はイ、Ｓ′モード時の定格点は口である。定格点口の
トルクは、定格点イに比べて小さくなっているが、定格
点イにおけるエンジン回転数Ｎ１に対して、定格点口の
回転数は低下していない、しかも、定格点４２口におけ
るそれぞれ燃費は、はぼ同じくα（１／ｈ）である。つ
まり従来技術制御方法では、重負荷作業時モードＨ°よ
り通常負荷作業時モードＳ′に切換操作したときに、エ
ンジン回転数を落とさずに油圧ポンプの斜板傾転角を変
化させポンプ馬力を減少するようにしていた。そのため
に油圧ショベルの通常負荷作業時（ｓ’モード時）には
、たとえば掘削時の単位作業当たりの燃費が増大する結
果となり、無駄なエンジン馬力を浪費していた。このよ
うにエンジン馬力の使い方が合理的でないので、エンジ
ン騒音が大きくまた燃料を無駄に消費していた。

この発明は上記の課題を解決し、各作業時モードに対し
てエンジンの無負荷時最高回転数を設定するとともに、
斜板傾転角を油圧ポンプの基本馬力曲線に適合して調整
できるエンジン制御方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 イ、建設機械の各作業時モードに対するエンジンの無負
荷時最高回転数をそれぞれ設定し、上記条件下のエンジ
ン馬力に相当するポンプ吸収馬力を超えない範囲で油圧
ポンプの最適基準馬力曲線を設定し、 口、上記各無負荷時最高回転数に対応する油圧ポンプの
最適基準馬力曲線設定群と、その基準馬力に対するエン
ジンの目標回転数とをメモリーにインプット可能とし、 ハ、上記モード切換スイッチを所要のモードに切換えて
作業を行うとき上記油圧ポンプの基準馬力とエンジンの
目標回転数に対して、上記斜板角検出器と回転数検出器
によって検出された斜板傾転角とエンジン回転数をコン
トローラにて比較演算し、 二、上記比較演算した演算信号をコントローラよりエン
ジンのガバナ制御装置、および油圧ポンプのサーボ機構
に出力可能に設定した。

作　　　　　　用 イ、建設機械の各作業時モードに対するエンジンの無負
荷時最高回転数をそれぞれ設定し、その各無負荷時最高
回転数に対応する油圧ポンプの最適基準馬力設定群とそ
の基準馬力に対応するエンジンの目標回転数をメモリー
にインプットするようにしたので、コントローラは上記
基準馬力および目標回転数をすべて記憶している。

口、コントローラでは、油圧ポンプの基準馬力およびエ
ンジンの目標回転数に対して、斜板角検出器および回転
数検出器によってそれぞれ検出された斜板傾転角および
エンジン回転数を比較演算できる。

ハ、上記ロ項において比較演算した演算信号は、コント
ローラよりエンジンのガバナ制御装置、および油圧ポン
プのサーボ機構に出力される。それにより、上記ガバナ
制御装置は作動してエンジン回転数を目標の回転数に変
更する。それとともに上記サーボ機構も作動して油圧ポ
ンプの斜板傾転角を基準の角度に変更する。

実　　　施　　　例 以下、この発明にかかるエンジンの制御方法を図面に基
づいて詳細に説明する。第１図は、この発明にかかるエ
ンジンおよび油圧ポンプの制御装置を示すブロック図で
ある。図において、１はエンジン、２はエンジン１のガ
バナ制御装置、３はエンジン１の回転数を検出する回転
数検出器、４は可変容量形油圧ポンプ、５は油圧ポンプ
４のサーボ機構、６は油圧ポンプ４の斜板傾転角を検出
する斜板角検出器、７はコントローラ、８はポンプ馬力
制御用モード切換スイッチ、９は油圧ポンプの基準馬力
曲線設定群、１０はエンジンの目標回転数設定群、１１
はコントローラ７のメモリーである。第２図は、この発
明のモード切換（Ｈ。

Ｓ、ＦＣ）時における、それぞれエンジン回転数（変更
）とトルクとの関係を示す図表である。第３図は、第１
図内メモリー１１にインプットせしめる油圧ポンプ４の
基準馬力曲線設定群９を示す図表である。

次に、この発明にかかるエンジン１および油圧ポンプ４
を配置している制御装置の構成について説明する。油圧
ポンプ４用基準馬力曲線設定群つとその基準馬力に対応
するエンジン１用目標回転数（１０）をメモリー１１に
インプットできるようにしている。また、モード切換ス
イッチ８を所要のモードに切換えて作業を行うとき上記
油圧ポンプ４の基準馬力とエンジン１の目標回転数に対
して、上記斜板角検出器６と回転数検出器３によってそ
れぞれ検出された斜板傾転角とエンジン回転数をコント
ローラ７にて比較演算できるようにしている。そして、
上記比較演算した演算信号をコントローラ７よりエンジ
ン１のガバナ制御装置２および油圧ポンプ４のサーボ機
構５に出力できるようにしている。　次に、この発明に
かかるエンジン１の制御方法について述べる。建設機械
の各作業時モード（Ｈ，Ｓ、ＦＣなど）に対するエンジ
ン１の無負荷時最高回転数に対応する油圧ポンプ４の最
適基準馬力設定群９と、その基準馬力に対応するエンジ
ン１の目標回転数（１０）をメモリー（１］）にインプ
ットするようにしたのでコントローラ７は上記基準馬力
および目標回転数をすべて記憶している。コントローラ
７では、油圧ポンプ４の基準馬力およびエンジン１の目
標回転数に対して、斜板角検出器６および回転数検出器
３によってそれぞれ検出された斜板傾転角およびエンジ
ン回転数を比較演算できる。このようにして比較演算し
た演算信号は、コントローラ７よりエンジン１のガバナ
制御装置２、および油圧ポンプ４のサーボ機ｆｊＩ５に
出力される。それにより上記ガバナ制御装置２は作動し
てエンジン回転数を目標の回転数に変更する。それとと
もに、上記サーボ機構５も作動して油圧ポンプ４の斜板
傾転角を基準の角度に変更する。

なお、上記のように油圧ポンプ４の最適基準馬力に対応
するエンジン１の目標回転数（１０）をメモリー１１に
インプットするようにしたので、たとえば通常作業Ｓモ
ード時の定格点を第５図におけるハ位置に設定できる。

エンジン回転数をＨモード時回転数Ｎ１より低回転数Ｎ
２に落とし、最高のトルクを有効に使用できると同時に
、その燃費をγ（ｊ２／ｈ）に低減させることができる
。

したがって、油圧ポンプ４の吐出量調整とともにエンジ
ン１を最適の目標回転数にて回転作動させるようにした
ので、エンジン馬力を有効に使用し、かつ燃費率を向上
させる。

発明の効果 油圧ショベルに装備したエンジンを高速回転させたとき
と低速回転側せたときにおいて、同じ大きさのトルクを
出力させるためにそれぞれ要する燃費は高速回転させた
ときの方がかなり大であるところが従来技術制御方法で
は、たとえば重負荷作業時モードＨ′より通常負荷作業
時モードＳ′に切換操作したときに、エンジン回転数を
落とさずに油圧ポンプの斜板傾転角を変化させポンプ馬
力を減少するようにしていた。そのために油圧ショベル
の通常負荷作業時（Ｓ’モード時）には、たとえば掘削
時の単位作業土量者たりの燃費が増大する結果となり、
無駄なエンジン馬力を浪費していた。このようにエンジ
ン馬力の使い方が合理的でないので、エンジン騒音が大
きくまた燃料を無駄に浪費していた。

しかしこの発明にかかるエンジンの制御方法では、建設
機械の各作業時モードに対するエンジンの無負荷時最高
回転数をそれぞれ設定し、その無負荷時最高回転数に対
応する油圧ポンプの最適基準馬力曲線設定群と、その基
準馬力に対するエンジンの目標回転数とをメモリーにイ
ンプットするようにし、またモード切換スイッチを所要
のモードに切換えて作業を行うとき油圧ポンプの基準馬
力とエンジンの目標回転数に対して、斜板角検出器およ
び回転数検出器によってそれぞれ検出された斜板傾転角
とエンジン回転数をコントローラにて比較演算し、その
比較演算した演算信号をコントローラよりエンジンのガ
バナ制御装置、および油圧ポンプのサーボ機構に出力す
るようにした。

それにより、運転者がモード切換スイッチをいずれかの
モードに切換えた場合でも、エンジン馬力を有効に使用
して、最適の目標回転数にてエンジンを回転作動させる
ことができる。

したがって、この発明にかかるエンジンの制御方法では
、各作業時モードにおけるエンジンの無負荷時最高回転
数をそれぞれ設定し、油圧ポンプが最適のポンプ馬力を
発揮できるようにしたのでエンジンの燃費を低減し省エ
ネルギー効果をもたらすとともに、エンジンの騒音公害
防止に役立つ

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるエンジンおよび油圧ポンプの
制御装置を示すブロック図、第２図はこの発明のモード
切換（Ｈ，Ｓ、ＦＣ）時におけるそれぞれエンジン回転
数（変更）とトルクとの関係を示す図表、第３図は第１
図内メモリーにインプットせしめる油圧ポンプの基準馬
力曲線設定前用４図は油圧ポンプの従来技術ポンプ馬力
制御曲線図、第５図はエンジンの性能曲線図である。 １　−−−−−−−−−−−−−−一〜−−−−−−　
エンジン２　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−　ガバナ制御装置３　−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−一　回転数検出器４　−−−一−
−−−−−−−−−−−−−−−−−一　油圧ポンプ５
　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−　レ
ギュレータ６　−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−一　斜板角検出器７　−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−　コントローラ８　−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−　モード切換ス
イッチ９　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−一　基準馬力曲線設定群１０　−−−−−−−−
−−−−−−−一　目標回転数設定群１１　−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−　メモリー以　　　　　
　上 特　　許　　出　　願　　人 油谷重工株式会社 代表者　早良　俊昭 １］ 第１図 圧力−−） Ｐ 第３図 圧力−−−〉 粥４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンおよびそのエンジンによって駆動される可変容
   量形油圧ポンプをそなえ、また上記エンジンの回転数を
   検出する回転数検出器、上記油圧ポンプの斜板傾転角を
   検出する斜板角検出器、およびポンプ馬力制御用モード
   切換スイッチを設け建設機械の作業時にその作業負荷に
   応じて油圧ポンプの斜板傾転角を調整せしめるようにし
   たエンジンおよび油圧ポンプの制御装置において、建設
   機械の重負荷作業Ｈモード、通常負荷作業Ｓモード、微
   操作作業ＦＣモードなどに対するエンジンの無負荷時最
   高回転数をそれぞれ設定し、上記条件下のエンジン馬力
   に相当するポンプ吸収馬力を超えない範囲で油圧ポンプ
   の最適基準馬力曲線を設定し、上記各無負荷時最高回転
   数に対応する油圧ポンプの最適基準馬力曲線設定群と、
   その基準馬力に対するエンジンの目標回転数とをメモリ
   ーにインプット可能とし、上記モード切換スイッチを所
   要のモードに切換えて作業を行うとき上記油圧ポンプの
   基準馬力とエンジンの目標回転数に対して、上記斜板角
   検出器と回転数検出器によってそれぞれ検出された斜板
   傾転角とエンジン回転数をコントローラにて比較演算し
   、その比較演算した演算信号をコントローラよりエンジ
   ンのガバナ制御装置、および油圧ポンプのサーボ機構に
   出力可能に設定せしめたことを特徴とするエンジンの制
   御方法。