JPH02115582A - 可変容量油圧ポンプの入力トルク制御装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、エンジンにより駆動される可変容量油圧ポン
プの入力トルク制御装置に関する。

Ｂ、従来の技術 第４図により従来例を説明する。ディーゼルエンジン（
以下、単にエンジンと呼ぶ）１により可変容量油圧ポン
プ２と固定油圧ポンプ３を駆動し、固定油圧ポンプ３の
吐出圧を１次圧としたパイロット弁４からのパイロット
圧力で流量制御弁５を切換制御して、可変容量油圧ポン
プ２の吐出流量で油圧シリンダ６を伸縮駆動する。エン
ジン１の実回転数Ｎｓを回転数検出センサ７で検出する
とともに、不図示の燃料レバーの操作量をポテンショメ
ータ８で検出する。ポテンショメータ８の出力はエンジ
ンの目標回転数ＮＡを表わし制御回路９に入力される。

この制御回路９には実回転数信号Ｎ８も入力される。エ
ンジン１は、たとえばメカニカルガバナＩＡと、このガ
バナＩＡにより燃料噴射圧力が制御されて噴射量を調節
する燃料噴射装置ＩＢを有する。制御回路９は、エンジ
ン目標回転数ＮＡと実回転数Ｎｓとの偏差を演算しそれ
に相応した駆動信号ＥＶを電磁比例弁１０のソレノイド
部１０Ｓに送る。これにより、固定油圧ポンプ３の吐出
圧が電磁比例弁１０で設定された圧力となってポンプレ
ギュレータ１１に導かれ可変容量油圧ポンプ２の吐出容
積が制御される。

このような装置においては、例えばエンジンに負荷がか
かって回転数が低下するとガバナＩＡの作用により燃料
噴射量が増加してトルクが上昇する。このとき、上述し
たようにエンジン目標回転数ＮＡとエンジン実回転数Ｎ
３との偏差がとられその偏差に応じた駆動信号が電磁比
例弁１１に送られ、レギュレータ１１が駆動されて可変
容量油圧ポンプ２の吐出容積が小さく、すなわちポンプ
入力トルクが低減される。したがって、出力トルクと減
馬力されたポンプ入力トルクとが等しくなった点で整定
される。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、メカニカルガバナＩＡの性能にはその内
部に設けたばねの公差などに起因してばらつきがある。

つまり、ガバナＩＡで設定されるＮ−Ｔ曲線（出力トル
クＴ−エンジン回転数Ｎ）が第５図の０１〜Ｃ３のよう
にばらつくことがあり、次のような問題が生じる。

いま、エンジン目標回転数ＮＡを第５図に示す定格回転
数ＮＯとし、ポンプ入力トルクとＮ−Ｔ曲線とのマツチ
ング点を特性Ｃ２の８２点に設定するとき、ガバナＩＡ
のセツティングによりエンジンのＮ−Ｔ曲線が特性Ｃ１
またはＣ３であると、特性Ｃ３の場合には点ａ３で示す
ようにオーバトルク、特性Ｃ１の場合には点ａ１で示す
ようにエンジン出力を充分に利用できない結果となる。

すなわち、第６図に示すように可変容量油圧ポンプ２の
Ｐ−Ｃ８図は、設計仕様に基づいた標準的なエンジン出
力トルクによる定トルク曲線Ｌ１に依存して定められる
。そのため、各ガバナ固有の特性から決まるエンジン出
力トルクがその標準的な出力トルクからばらつくと、上
述のように設定されたＰ−Ｑ線図にしたがい作業時のポ
ンプ圧力によって可変容量油圧ポンプ２の吐出容積を調
節する際、ポンプ入力トルクとエンジン出力トルクとの
間に不整合が生じ、上述したようなオーバトルクやエン
ジン出力トルクが有効に利用しきれないといった問題が
発生する。

本発明の技術的課題は、ガバナ固有のばらつきがあって
もポンプ入力トルクとエンジン出力トルクとを常に整合
させることにある。

００課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図により説明すると、本発明は、エ
ンジン１により駆動される可変容量油圧ポンプ２の吐出
容積がポンプレギュレータ１１によって任意に制御され
、レギュレータ駆動手段１０に入力される駆動信号ＥＶ
に応じてポンプレギュレータ１ｏが駆動制御される可変
容量油圧ポンプの入力トルク制御装置に適用される。

そして、エンジン１の回転数を検出しそれに相応した回
転数信号を出力する回転数検出センサ７と、燃料噴射量
［ＩＢからエンジン１に噴射される燃料の圧力を検出し
それに相応した燃料圧信号を出力する燃料圧検出センサ
２１と、燃料圧信号と回転数信号とに基づいてエンジン
１の実出力トルクを演算する実出力トルク演算手段４１
．４２と、可変容量油圧ポンプ２の入力トルクが、演算
された実出力トルクとなるような駆動信号ＥＶを演算す
る駆動信号演算手段４３とを具備することにより上述の
技術的課題が解決される。

Ｅ０作用 エンジンの実出力トルクを燃料圧力から求め、可変容量
油圧ポンプ２の入力トルクがその実出力トルクと等しく
なるように駆動信号が演算される。

したがって、その駆動信号ＥＶでポンプレギュレータ１
１が駆動制御され、可変容量油圧ポンプ２の入力トルク
がエンジン出力トルクと整合されるように吐出容積が調
節される。

なお１本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ、実施例 第１図〜第３図に基づいて本発明の一実施例を説明する
。第４図と同様な箇所には同一の符号を付し相異点のみ
を説明する。

第１図に示すとおり、燃料噴射装置ＩＢからエンジンに
噴射される燃料圧を検出しその大きさに比例する燃料圧
信号Ｐｆを出力する燃料圧検出センサ２１が燃料噴射装
置ＩＢに付設されている。

例えば第２図に示すように、燃料噴射装置ＩＢは燃料噴
射弁３１〜３４を有し、マニホルド３５から各燃料噴射
弁に燃料が供給される。各燃料噴射弁に供給される燃料
の圧力はメカニカルガバナ１Ａにより制御され、エンジ
ン回転数が低下すると燃料圧力が高くされてトルクの増
大を図る。そして、上述の燃料圧検出センサ２１はマニ
ホルド３５に取付けられている。その他の部位で燃料圧
力を検出してもよい。なお、第２図において、３６は燃
料ポンプ、３７は燃料タンク、３８は運転席の燃料レバ
ーである。

ここで、第３図に示すように燃料圧力Ｐｆと馬力ＨＰと
は比例関係にあり、燃料圧力Ｐｆを検出すればエンジン
の出力トルクを知ることができる。すなわち、馬力ＨＰ
は、燃料圧力Ｐｆにより、 ＨＰ＝に−Ｐｆ＋ｃ　　　　　　　（１）ここで、ｋ、
ｃはエンジン固有の定数で表わされ、エンジン出力トル
クＴは、馬力ＨＰとエンジン回転数Ｎにより、 Ｐ Ｔ＝７１６．２Ｘ　　　　　　（２） で表わされるから、式（１）で求めた馬力ＨＰと、エン
ジン回転数検出センサ７で検出したエンジン実回転数Ｎ
ｓを（２）式に代入してエンジン実トルクＴｓが求めら
れる。

このため、第１図に示すように燃料圧検出センサ２１か
らの燃料圧信号Ｐｆが上記（１）式の演算を行う馬力演
算回路４１に入力されると共に、馬力演算回路４１の出
力ＨＰと回転数検出センサ７からのエンジン実回転数信
号Ｎｓとが上記（２）式の演算を行うトルク演算回路４
２に入力されている。トルク演算回路４２の出力Ｔｓは
マツプ４３に入力されている。

このマツプ４３は駆動信号演算手段に対応するもので、
トルクＴと駆動信号ＥＶとを予め対応させたもので、入
力されへトルクＴからルックアップされる駆動信号ＥＶ
で電磁比例弁１ｏのソレノイド部１０Ｓを駆動すると、
可変容量油圧ポンプ２の入力トルクがエンジンの出力ト
ルクと整合する。すなわち、ポンプレギュレータ１１の
駆動手段である電磁比例弁１０に入力される駆動信号Ｅ
Ｖとポンプ入力トルクとは予め対応づけられるから、マ
ツプ４３にはトルクと駆動信号ＥＶとの対応テーブルを
格納しておけばよい。なお、電磁比例弁１０からの２次
圧力で可変容量油圧ポンプ２の吐出容積は最小〜最大ま
で制御できるように構成されている。ここで、馬力演算
回路４１、実トルク演算回路４２．マツプ４３で制御回
路４４を構成する。

したがって、エンジン実出方トルクＴｓが演算されると
マツプ４３から駆動信号ＥＶが得られ、電磁比例弁１０
のソレノイド部１ｏｓに供給される。電磁比例弁１ｏは
、固定ポンプ３がら供給される１次圧力を、印加される
駆動信号ＥＶに応じて減圧してポンプレギュレータ１１
に送出する。

それによりポンプレギュレータ１１は可変容量油圧ポン
プ２の吐出容積を制御する。

例えば、標準的なＮ−Ｔ曲線が第５図のｃ２であり、使
用されているガバナＩＡにょるＮ−Ｔ曲線が０１である
場合には、次のように動作する。

エンジン目標回転数ＮＡが実回転数Ｎｓよりも小さいと
、ガバナＩＡの作用により燃料噴射量が増大してエンジ
ン出力トルクが特性ｃ１にしたがって上昇し点ａ１とな
る。しかし、このとき可変容量油圧ポンプ２の入力トル
クは標準的なＮ−Ｔ曲線から予め定めたＰ−Ｑ線図に従
かいその吐出圧力に応じて吐出量が変動するので、その
設定入力トルク７は変わらずポンプが有効に利用するト
ルりは第５図の点ａ２である。したがって、エンジンの
出力トルクを充分有効に利用していない。そこで、可変
容量油圧ポンプ２の入力トルクがエンジンの実トルクＴ
Ａと等しくできるように吐出容積を大きくする。これに
より、ポンプ入力トルクとエンジン出力トルクが整合し
、エンジン馬力を有効に利用できるようになる。

ガバナＩＡの特性が０３のような場合には、ポンプ入力
トルクが低減されてエンジン出力トルクと整合されてエ
ンジンストールが防止される。

なお本発明は、燃料圧からエンジンの実トルクを検出し
て可変容量油圧ポンプの入力トルクがそれと等しくなる
ように吐出容積を調節するようにした点に特徴があり、
それを実現する制御回路４４などの構成は実施例に限定
されず１種々の形態の装置で実現できる。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、燃料圧からエンジンの実トルクを検出
し、可変容量油圧ポンプの入力トルクがそれと等しくな
るように吐出容積を調節するようにしたので、ガバナの
ばらつきによりＮ−Ｔ曲線が標準的な値からずれていて
も常にエンジン出力トルクとポンプ入力トルクとを整合
でき、エンジン馬力の有効利用と、不所望なエンジンス
トールが未然に防止される。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明に係る可変容量油圧ポンプの入力トルク制御装置を
搭載した油圧回路を含む全体の構成図、第２図は燃料圧
検出センサを示す構成図、第３図は燃料圧力と馬力との
関係を示すグラフ。 第４図は従来のエンジン回転数装置を示す図、第５図は
従来の問題点を説明するＮ−Ｔ線図、第６図は可変容量
油圧ポンプのＰ−Ｑ線図を示す図である。 １：エンジン　　　ＩＡ：メカニカルガバナＩＢ：燃料
噴射装置 ２：可変容量油圧ポンプ ７：回転数検出センサ １０：電磁比例弁　　１１：レギュレータ２１：燃料圧
検量センサ ４１：馬力演算回路 ４２：トルク演算回路 ４３：マツプ　　　　４４：制御回路 第１図 特許出願人　　日立建機株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンにより駆動される可変容量油圧ポンプの吐出容
   積がポンプレギュレータによって任意に制御され、レギ
   ュレータ駆動手段に入力される駆動信号に応じて前記ポ
   ンプレギュレータが駆動制御される前記可変容量油圧ポ
   ンプの入力トルク制御装置において、 前記エンジンの回転数を検出しそれに相応した回転数信
   号を出力する回転数検出センサと、燃料噴射装置から前
   記エンジンに噴射される燃料の圧力を検出しそれに相応
   した燃料圧信号を出力する燃料圧検出センサと、 前記燃料圧信号と前記回転数信号とに基づいてエンジン
   の実出力トルクを演算する実出力トルク演算手段と、 前記可変容量油圧ポンプの入力トルクが前記演算された
   実出力トルクとなるような前記駆動信号を演算する駆動
   信号演算手段とを具備することを特徴とする可変容量油
   圧ポンプの入力トルク制御装置。