JPH0463212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はデイーゼルエンジン駆動の建設機械
における可変容量ポンプの制御方法に関するもの
である。

（従来技術） 従来、デイーゼルエンジン駆動の建設機械にお
いて、負荷によるエンジンの出力馬力の低下を防
止する方法として、例えば特開昭56−159580号公
報に示されるものが知られている。これはアクセ
ルレバーから目標回転数を、回転数センサーから
回転数をそれぞれ求め、この差（回転数偏差）を
使つてポンプ入力トルクを制御するようにしてい
る。また修正値発生回路で修正値を求め、これに
上記偏差を加えて修正回転数偏差とし、この偏差
からポンプ制御係数を求め、これと操作量との積
を傾転角目標値としてポンプの傾転角を制御する
ようにしている。

上記制御を行うことにより、目標回転数が大き
いときには回転数偏差がある程度大きくなつたと
きにポンプ制御係数を減少させ、目標回転数が小
さいときには回転数偏差が小さいときにポンプ制
御係数を減少させて馬力制御を実現している。こ
の制御の特徴は、目標回転数をアクセルレバーの
各位置に応じて補正して修正回転数としているこ
とにある。

上記方法では、目標回転数を補正することによ
り、高回転域では回転数偏差が大きくなつてから
傾転角目標値を減少し、低回転域では回転数偏差
が小さいうちから傾転角目標値を減少することに
より全馬力制御を行つている。このように回転数
偏差が小さいうちから傾転角を減少させているた
め、エンジンの中、低回転域での出力馬力を有効
に利用することができないという欠点がある。

（発明の目的） この発明はこのような従来の欠点を解消するた
めになされたものであり、エンジンの出力馬力の
低下を防止することができるとともに、エンジン
の中、低回転域での出力馬力を有効に利用するこ
とができる可変容量ポンプの制御方法を提供する
ものである。

（発明の構成） この発明は、エンジン駆動の可変容量ポンプと
このポンプから吐出される作動油によつて駆動さ
れるアクチユエータとからなる建設機械の制御装
置において、スロツトルレバーで設定されるエン
ジンの目標回転数よりエンジン回転数が低い場合
にのみ上記目標回転数とエンジン回転数との偏差
とこの偏差の一定時間の積算の加算値により可変
容量ポンプの吐出流量を制御し、エンジンの出力
馬力の低下を防止する制御方法において、エンジ
ンが最大トルクを有する目標回転数の位置で２分
される領域で上記偏差値に掛ける係数と、積算値
に掛ける係数とが、高回転域では低回転域に比較
して回転数偏差の係数が大きく、積算の係数が小
さくなるように、低回転域では回転数偏差の係数
が小さく、積算の係数が大きくなるように係数設
定を切換えるようにしたものである。上記係数切
換えが行われる目標回転数を２個設定し、係数の
切換えにヒステリシスを持たせるようにしてもよ
い。

上記構成においては、比例制御および積算制御
を行うとともに、高回転域と低回転域とで制御係
数を異ならせることにより、エンジンの出力の低
下を防止するとともに低回転域での出力馬力を有
効に利用することができるようにしている。

（実施例） 第１図において、スロツトルレバー１には検出
器２が設けられ、この検出器２による検出信号は
制御装置５に送られ、一方スロツトルレバー１に
より操作されるエンジン３にはエンジン回転数の
検出器４が設けられ、この検出信号も上記制御装
置５に送られる。エンジン３により駆動される可
変容量ポンプ７はコントロールバルブ８を通して
圧油を油圧シリンダ９に送る。上記制御装置５か
らの信号は流量制御機構６に送られて可変容量ポ
ンプ７の傾転角を制御する。

上記制御装置５は、第２図に示すように構成さ
れている。すなわちエンジン回転数の検出器４か
ら送られる回転パルスの時間間隔より開数発生器
５１でエンジン回転数が求められ、またスロツト
ルレバー１の操作量を検出する検出器２からの操
作量信号が関数発生器５２に送られて目標回転数
が求められる。これらの値の差が加算器５０で加
算され、その偏差がマイナスの場合のみ微分器５
３で微分される。また上記偏差がマイナスの場合
のみ積算器５４で積算される。この積算器５４は
演算開始時よりＣ時間前から演算開始時までの間
の積算を行う。

また係数発生器５２からの目標回転数は係数切
換信号発生器５５に送られ、この係数切換信号発
生器５５には切換目標回転数設定器５５ａから、
予め定めた切換目標回転数N₁およびN₂が入力さ
れる。第３図に示すように、低回転域の上限に
N₁、高回転域の下限にN₂をそれぞれ設定し、か
つ回転数N₁とN₂との間に最大トルクＡが位置す
るようにN₁およびN₂を設定する。そして第４図
に示すように、低回転域では最大トルクを越えて
からN₁で、高回転域では最大トルクを越えてか
らN₂でそれぞれ回転数を切換えるようにヒステ
リシスを持たせている。回転数N₁とN₂との間は
例えば、50rpm程度に設定すればよい。

このように切換え位置を互いに異なる２箇所
（N₁およびN₂）に設定してヒステリシスを持た
せているので、目標回転数がどの値に設定されて
も、スムーズな切換えが行われる。

上記積算器５４による積算は、常に積算開始よ
り所定時間前から積算開始時までの間について行
うものであり、したがつてこの積算値は一定間隔
例えば５ｍsecの間隔で常に更新される。

係数器５５，５６，５７では、各入力すなわち
微分器５３からの微分値、加算器５０からの偏差
および積算器５４からの積算値に対し、それぞれ
上記各係数器で設定した係数を掛けるようにして
おり、各係数器５６，５７，５８においてそれぞ
れ高回転域用と低回転域用の２種類の係数が設定
されている。この係数は、使用されるエンジンの
特性に応じて最も好ましい制御がなされるように
設定されるが、高回転域では低回転域に比較して
係数器５７における偏差の係数が大きく、係数器
５８における積算の係数が小さくなるように設定
され、また低回転域では偏差の係数が小さく、積
算の係数が大きくなるように設定される。

またこの係数器５６，５７，５８には上記係数
切換信号発生器５５から、目標回転数がN₁また
はN₂の上下の領域で設定係数を切換えるための
信号が入力される。そして、所定の係数が乗算さ
れた各数値が加算器５９ａで加算され、それを電
流増幅器５９に送り、それを入力電圧に比例した
出力電流にして上記流量制御機構６に送つて可変
容量ポンプ７を制御する。これによつて後述する
所定量の偏差が残されるようにしている。

上記積算のＣ時間は、30〜150ｍsecの範囲内に
設定されている。この範囲は実験的に求めたもの
で、この時間が30ｍsec以下では積算範囲が小さ
すぎて積算の効果がなく、また150ｍsec以上では
応答性が悪く、また定常状態に安定するのが遅く
なる。

なお、上記微分器５３および係数器５６は、こ
れによつて偏差の変化量を微分制御するものであ
るが、これは省略することも可能である。

上記構成において、スロツトルレバー１の操作
によつて目標回転数を設定し、エンジン３の回転
数と目標回転数との間に偏差が生じると、その偏
差がマイナスの場合（エンジン回転数が目標回転
数より小さい場合）のみ微分器５３、係数器５６
による微分制御、係数器５７による比例制御およ
び積算器５４、係数器５８による積算制御が行わ
れる。

また上記目標回転数は係数切換信号発生器５５
に送られ、切換目標回転数設定器５５ａにより設
定された切換目標回転数N₁およびN₂と上記目標
回転数とが比較される。そして目標回転数が低回
転域から上昇してN₁を越えた場合および高回転
域から下降してN₂を下回つた場合は、それぞれ
係数切換信号発生器５５からの信号で係数器５
６，５７，５８の係数を切換える。そして所定の
係数が掛けられた値は電流制御増幅器５９に送ら
れ、流量制御機構６を介して可変容量ポンプ７が
制御される。

この制御によつて高回転域では偏差の係数が大
きく、積算の係数が小さく設定されているため
に、エンジンの出力特性に応じた安定な馬力制御
が行われる。すなわち、高回転域ではエンジン回
転低下に対し、エンジン出力トルクは最大トルク
点まで増加傾向にあるため、負荷の増加に対して
エンジンそのものが調速機能を持つている。した
がつて、比例制御のゲインを大きくして即応性を
高めるようにしても安定して制御することができ
る。また低回転域では偏差の係数が小さく設定さ
れているために、制御のハンチングが防止される
とともに、積算の係数が大きく設定されているた
めに回転数偏差が小さくなる。低回転域では、エ
ンジン出力以上の負荷がかかると、エンジン回転
の低下に伴つてエンジン出力トルクが減少するた
めにエンストが生じることになる。このエンスト
を防止するためには、エンジン回転数制御の即応
性を高める必要があるが、これを比例制御だけで
行なおうとすると、エンスト防止を確実にするた
めには安定性が犠牲になり、ハンチングを生じる
ところまで比例ゲインを大きくする必要がある。
そこで積分制御を付加し、かつ積分制御を主にし
てエンジン回転数の維持を図るようにしている。
このようにこの発明ではエンジンの特性に応じた
出力馬力を有効に利用しながらエンストが防止さ
れ、安定な馬力制御が行われる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明は比例制御およ
び積算制御を行うとともに、高回転域と低回転域
とで制御係数を異ならせることにより、高回転域
および低回転域のいずれにおいても馬力制御を安
定して行うとともに、低回転域でのエンストを防
止して出力馬力を有効に利用することができるよ
うにしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する装置の１例を示す
概念図、第２図はその制御装置のブロツク図、第
３図はエンジン回転数−出力トルク特性図、第４
図は係数切換えヒステリシスを示す説明図であ
る。 １……スロツトルレバー、２……目標回転数検
出器、３……エンジン、４……エンジン回転数検
出器、５……制御装置、７……可変容量ポンプ、
５３……微分器、５４……積算器、５５……係数
切換信号発生器、５６，５７，５８……係数器、
Ａ……最大トルク、N₁，N₂……係数切換目標回
転数。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン駆動の可変容量ポンプとこのポンプ
   から吐出される作動油によつて駆動されるアクチ
   ユエータとからなる機械の制御装置において、ス
   ロツトルレバーで設定されるエンジンの目標回転
   数よりエンジン回転数が低い場合にのみ上記目標
   回転数とエンジン回転数との偏差とこの偏差の一
   定時間の積算の加算値により可変容量ポンプの吐
   出流量を制御し、エンジンの出力馬力の低下を防
   止する制御方法において、エンジンが最大トルク
   を有する目標回転数の位置で２分される領域で上
   記偏差値に掛ける係数と、積算値に掛ける係数と
   が、高回転域では低回転域に比較して回転数偏差
   の係数が大きく、積算の係数が小さくなるよう
   に、低回転域では回転数偏差の係数が小さく、積
   算の係数が大きくなるように係数設定を切換える
   ことを特徴とする可変容量ポンプの制御方法。 ２ 上記係数切換えが行われる目標回転数を２個
   設定し、係数の切換えにヒステリシスを持たせた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可
   変容量ポンプの制御方法。