JPH05280070A - Torque control device for hydraulic construction machine - Google Patents
Torque control device for hydraulic construction machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ホイール式油圧ショベ
ルなどの油圧建設機械に用いられる油圧モータのトルク
制御装置に関し、特に作動油温が低いときのエンスト防
止を図ったものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque control device for a hydraulic motor used in a hydraulic construction machine such as a wheel hydraulic excavator, and particularly to prevent engine stall when the hydraulic oil temperature is low.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般にホイール式油圧ショベルは、原動
機（エンジン）によって駆動される可変容量油圧ポンプ
を備え、この可変容量油圧ポンプからの吐出油を、制御
弁を介して走行用油圧モータや作業用シリンダなどのア
クチュエータに導き、これにより車両を走行させたり作
業用フロントを駆動する。このような油圧ショベルにお
いて、以下に示すようなポンプ傾転角制御を行うものが
知られている。すなわち、この種の油圧ショベルは、
（１）目標差圧と、ＬＳ差圧（油圧ポンプの吐出圧力と
アクチュエータの最大負荷圧力との差圧）との偏差を演
算し、この偏差から目標値の変化量を演算し、これを積
分して、ロードセンシング制御を行うための第１の目標
ポンプ傾転角を求めるＬＳ制御部と、（２）エンジン回
転数と、エンジンガバナのガバナレバー位置との偏差か
らエンジンストール（以下、エンスト）を防止するため
の目標トルクを演算し、この目標トルクに基づいて、入
力トルク制限制御を行うための第２の目標ポンプ傾転角
を求めるトルク制御部と、を有する。そして、上記求め
られた第１および第２の目標ポンプ傾転角のうち、小さ
い方の値に実際のポンプ傾転角を制御する。2. Description of the Related Art Generally, a wheel type hydraulic excavator includes a variable displacement hydraulic pump driven by a prime mover (engine), and discharge oil from the variable displacement hydraulic pump is passed through a control valve to a traveling hydraulic motor or a working hydraulic pump. It guides to an actuator such as a cylinder, which drives the vehicle and drives the work front. Among such hydraulic excavators, there are known hydraulic excavators that perform pump tilt angle control as described below. That is, this type of hydraulic excavator
(1) The deviation between the target differential pressure and the LS differential pressure (the differential pressure between the discharge pressure of the hydraulic pump and the maximum load pressure of the actuator) is calculated, the change amount of the target value is calculated from this deviation, and this is integrated. Then, the engine stall (hereinafter referred to as “stalling”) is calculated from the deviation between the LS control unit that obtains the first target pump tilt angle for performing the load sensing control, and (2) the engine speed and the governor lever position of the engine governor. And a torque control unit that calculates a target torque for prevention and obtains a second target pump tilt angle for performing input torque limit control based on the target torque. Then, the actual pump tilt angle is controlled to a smaller value of the first and second target pump tilt angles thus obtained.
【０００３】ここで、上記ロードセンシング制御によれ
ば、ＬＳ差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ
の傾転角が制御され、上記ポンプ圧がロードセンシング
圧よりも所定の目標値だけ高く保持されるので、ポンプ
吐出流量が上記制御弁の要求流量になるようにポンプ傾
転角が制御され、余分な流量を吐出することがなく絞り
損失による無駄がなくなり燃費および操作性の向上が図
れる。また、上記入力トルク制限制御によれば、油圧ポ
ンプのトルクがエンジン（原動機）の出力トルクの範囲
内に保持され、エンジンに過負荷が作用するのが防止さ
れる。According to the load sensing control, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump is controlled so that the LS differential pressure becomes a constant value, and the pump pressure is lower than the load sensing pressure by a predetermined target value. Since it is kept high, the pump tilt angle is controlled so that the pump discharge flow rate becomes the required flow rate of the control valve, no excess flow rate is discharged, waste due to throttling loss is eliminated, and fuel economy and operability are improved. Can be achieved. Further, according to the input torque limit control, the torque of the hydraulic pump is maintained within the output torque range of the engine (motor), and the engine is prevented from being overloaded.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低温時
のエンジン始動直後のように作動油の温度が低く粘性が
高い場合には、油圧ポンプの摺動抵抗が大きくなるた
め、作動油の粘性が適度の場合と比べて入力トルクは増
大する。一方、低温時のエンジンの始動回転数は比較的
低く、エンジン構成機器の摺動摩擦などの要因も絡んで
エンジン出力トルクはかなり小さい状態となる。このよ
うに、低温時のエンジン始動直後は、ポンプ入力トルク
が大きいのに加えて、エンジン出力トルクが小さいた
め、ポンプ入力トルクがエンジン出力トルクを越えてエ
ンストが発生し易いという問題があった。However, when the temperature of the hydraulic oil is low and the viscosity is high, such as immediately after the engine is started at a low temperature, the sliding resistance of the hydraulic pump increases, so the viscosity of the hydraulic oil is moderate. The input torque is increased compared to the case of. On the other hand, the engine starting rotational speed at a low temperature is relatively low, and the engine output torque becomes considerably small due to factors such as sliding friction of engine components. As described above, immediately after the engine is started at low temperature, the pump input torque is large and the engine output torque is small. Therefore, there is a problem that the pump input torque exceeds the engine output torque and engine stall easily occurs.
【０００５】本発明の目的は、低温時の原動機始動直後
のエンストを防止した油圧建設機械のトルク制御装置を
提供することにある。An object of the present invention is to provide a torque control device for a hydraulic construction machine in which engine stall is prevented immediately after starting the prime mover at a low temperature.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図２およ
び図４に対応付けて説明すると、本発明は、原動機２７
によって駆動される可変容量油圧ポンプ１と、この可変
容量油圧ポンプ１からの吐出油により駆動される油圧ア
クチュエータ４，２１と、可変容量油圧ポンプ１の入力
トルクを制御する制御手段６０とを備えた油圧建設機械
のトルク制御装置に適用される。そして、請求項１の発
明は、上記制御手段６０を次のように構成することによ
り上記問題点を解決する。すなわち制御手段６０は、作
動油の温度が所定値未満の状態と判断したときには、所
定値以上の状態と判断したときよりも前記入力トルクを
低下させる。ここで、上記作動油の温度が所定値未満の
状態か否かは、実際の作動油温度ｔｏを検出して判断し
てもよいし、原動機冷却水の温度ｔｗを検出して判断し
てもよい。また、原動機始動時からの経過時間によって
判断してもよい。さらに、特に請求項５の発明は、手動
操作に応じて原動機２７の回転数を制御する回転数制御
手段８０を更に備え、作動油の温度が第１の所定値未満
の状態と判断したときには、原動機の回転数を、所定値
以上の原動機出力トルクが得られる値に制御するように
したものである。The invention will be described with reference to FIGS. 2 and 4 showing an embodiment of the present invention.
The variable displacement hydraulic pump 1 driven by the variable displacement hydraulic pump 1, the hydraulic actuators 4 and 21 driven by the discharge oil from the variable displacement hydraulic pump 1, and the control means 60 for controlling the input torque of the variable displacement hydraulic pump 1. It is applied to the torque control device of hydraulic construction machinery. The invention according to claim 1 solves the above problem by configuring the control means 60 as follows. That is, the control means 60 reduces the input torque when it is determined that the temperature of the hydraulic oil is lower than the predetermined value than when it is determined that the temperature is equal to or higher than the predetermined value. Here, whether or not the temperature of the hydraulic oil is below a predetermined value may be determined by detecting the actual hydraulic oil temperature to or by detecting the temperature tw of the engine cooling water. Good. Alternatively, the determination may be made based on the time elapsed since the prime mover was started. Furthermore, in particular, the invention of claim 5 further comprises a rotation speed control means 80 for controlling the rotation speed of the prime mover 27 according to a manual operation, and when it is determined that the temperature of the hydraulic oil is less than the first predetermined value, The number of revolutions of the prime mover is controlled to a value at which a prime mover output torque equal to or higher than a predetermined value is obtained.
【０００７】[0007]
【作用】制御手段６０は、作動油の温度が第１の所定値
未満の状態と判断したときには、第１の所定値以上の状
態と判断したときよりも油圧ポンプ１の入力トルクを低
下させる。これにより、作動油の温度が低い原動機始動
直後に油圧ポンプ１の入力トルクが原動機２７の出力ト
ルクを上回ることが少なくなり、エンストが抑制され
る。また特に請求項５の発明では、作動油の温度が第１
の所定値未満の状態と判断したときには、原動機の回転
数が、所定値以上の原動機出力トルクが得られる値に制
御される。したがって、原動機始動時に油圧ポンプ１の
入力トルクが原動機２７の出力トルクを上回ることがよ
り一層少なくなり、更に確実なエンスト抑制効果が得ら
れる。The control means 60 lowers the input torque of the hydraulic pump 1 when it is judged that the temperature of the hydraulic oil is below the first predetermined value than when it is judged that the temperature is above the first predetermined value. As a result, the input torque of the hydraulic pump 1 rarely exceeds the output torque of the prime mover 27 immediately after the start of the prime mover where the temperature of the hydraulic oil is low, and engine stall is suppressed. Further, particularly in the invention of claim 5, the temperature of the hydraulic oil is the first
When it is determined that the state is less than the predetermined value of, the rotation speed of the prime mover is controlled to a value at which a prime mover output torque equal to or larger than the predetermined value is obtained. Therefore, the input torque of the hydraulic pump 1 will not exceed the output torque of the prime mover 27 at the start of the prime mover, and the engine stall suppression effect can be obtained more reliably.
【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、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。Incidentally, in the section of means and action for solving the above-mentioned problems for explaining the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments are used to make the present invention easy to understand. It is not limited to.
【０００９】[0009]
【実施例】図１〜図６により本発明をホイール式油圧シ
ョベルのトルク制御装置に適用した場合の一実施例を説
明する。図３はホイール式油圧ショベルの側面図であ
る。４は走行用油圧モータであり、この油圧モータ４の
回転によりトランスミッション１０１およびプロペラシ
ャフト１０２を介して後輪１０３が駆動され、車両が走
行する。またブームシリンダ２１の伸縮により、フロン
トアタッチメントの一部であるブーム１０４が昇降され
る。図１は上記油圧ショベルのトルク制御装置の全体構
成を示す図、図２はその一部分を拡大して示す図であ
り、１はエンジン（原動機）２７により駆動される可変
容量油圧ポンプである。エンジン２７の回転数は、ガバ
ナ２７ａのガバナレバー２７ｂをパルスモータ２８によ
り回動することにより制御される。そして、そのエンジ
ン回転数に応じた可変容量油圧ポンプ１の吐出油が走行
用制御弁２を介して上記油圧モータ４に導かれるととも
に、作業用制御弁２０を介して作業用油圧シリンダ２１
に導かれる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a torque control device for a wheel hydraulic excavator will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a side view of the wheel hydraulic excavator. Reference numeral 4 denotes a traveling hydraulic motor. The rotation of the hydraulic motor 4 drives the rear wheels 103 via the transmission 101 and the propeller shaft 102, and the vehicle travels. Further, the boom 104, which is a part of the front attachment, is moved up and down by the expansion and contraction of the boom cylinder 21. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the torque control device for the hydraulic excavator, FIG. 2 is an enlarged diagram showing a part thereof, and 1 is a variable displacement hydraulic pump driven by an engine (motor) 27. The rotation speed of the engine 27 is controlled by rotating the governor lever 27b of the governor 27a by the pulse motor 28. Then, the discharge oil of the variable displacement hydraulic pump 1 according to the engine speed is guided to the hydraulic motor 4 via the traveling control valve 2 and the working hydraulic cylinder 21 via the working control valve 20.
Be led to.
【００１０】今、例えば前後進切換スイッチＳＷ１を
「Ｆ」に操作して前後進切換弁８を前進（Ｆ位置）に切
換え、次いでパイロット弁６のペダル６ａを操作する
と、油圧ポンプ５からの吐出油がパイロット式制御弁２
のパイロットポート２ａに導かれ、この制御弁２がパイ
ロット油圧に応じたストローク量で切換わる。これによ
り、可変容量油圧ポンプ１からの吐出油が管路９１，圧
力補償弁２３，制御弁２および管路９３を経て油圧モー
タ４に供給され車両が走行する。車両の速度は走行ペダ
ル６ａの踏込量に依存する。Now, for example, when the forward / reverse selector switch SW1 is operated to "F" to switch the forward / rearward selector valve 8 to the forward position (F position), and then the pedal 6a of the pilot valve 6 is operated, the discharge from the hydraulic pump 5 is performed. Oil is pilot control valve 2
Is guided to the pilot port 2a of the control valve 2 and the control valve 2 is switched by the stroke amount according to the pilot hydraulic pressure. As a result, the oil discharged from the variable displacement hydraulic pump 1 is supplied to the hydraulic motor 4 via the pipeline 91, the pressure compensation valve 23, the control valve 2 and the pipeline 93, and the vehicle runs. The speed of the vehicle depends on the depression amount of the traveling pedal 6a.
【００１１】走行中にペダル６ａを離すとパイロット弁
６が圧油を遮断しその出口ポートがタンク１０と連通さ
れる。この結果、パイロットポート２ａに作用していた
圧油が前後進切換弁８、スローリターン弁７、パイロッ
ト弁６を介してタンク１０に戻る。このとき、スローリ
ターン弁７の絞り７ａにより戻り油が絞られるからパイ
ロット式制御弁２は徐々に中立位置に切換わりながら車
両が徐々に減速されていく。When the pedal 6a is released during traveling, the pilot valve 6 shuts off the pressure oil, and its outlet port communicates with the tank 10. As a result, the pressure oil acting on the pilot port 2a returns to the tank 10 via the forward / reverse switching valve 8, the slow return valve 7, and the pilot valve 6. At this time, since the return oil is throttled by the throttle 7a of the slow return valve 7, the pilot control valve 2 is gradually switched to the neutral position and the vehicle is gradually decelerated.
【００１２】また作業レバー５８を操作すると、その操
作量に応じて減圧弁５９で減圧された圧力により油圧パ
イロット式の作業用制御弁２０が切換わり、油圧ポンプ
１からの吐出油が管路９４，圧力補償弁２４および制御
弁２０を介して作業用油圧シリンダ２１に導かれ、油圧
シリンダ２１の伸縮によりブーム１０４などの作業用ア
タッチメントが昇降する。ここで、圧力補償弁２３，２
４は、油圧モータ４と油圧シリンダ２１の作動を独立に
補償させ、これらにそれぞれの負荷圧よりも所定圧だけ
高い圧力を油圧ポンプ１から供給させるようにするもの
である。When the work lever 58 is operated, the hydraulic pilot type work control valve 20 is switched by the pressure reduced by the pressure reducing valve 59 according to the operation amount, and the oil discharged from the hydraulic pump 1 is supplied to the conduit 94. The work attachment such as the boom 104 is moved up and down by being guided to the work hydraulic cylinder 21 via the pressure compensating valve 24 and the control valve 20 and expanding and contracting the hydraulic cylinder 21. Here, the pressure compensation valves 23, 2
4 independently compensates the operations of the hydraulic motor 4 and the hydraulic cylinder 21, and supplies the hydraulic pump 1 with a pressure higher than the respective load pressure by a predetermined pressure.
【００１３】可変容量油圧ポンプ１の傾転角、すなわち
押除け容積は、傾転角制御装置４０により制御される。
傾転角制御装置４０は、エンジン２７により駆動される
油圧ポンプ４１と、一対の電磁弁４２，４３と、電磁弁
４２，４３の切換に応じて油圧ポンプ４１からの圧油に
よりピストン位置が制御されるサーボシリンダ４４とか
ら成り、サーボシリンダ４４のピストン位置に応じて油
圧ポンプ１の傾転角が制御される。ここで、一対の電磁
弁４２，４３はコントローラ５０により切換制御され
る。The tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 1, that is, the displacement volume, is controlled by a tilt angle control device 40.
The tilt angle control device 40 controls the piston position by the hydraulic pump 41 driven by the engine 27, the pair of electromagnetic valves 42, 43, and the pressure oil from the hydraulic pump 41 according to the switching of the electromagnetic valves 42, 43. And the tilt angle of the hydraulic pump 1 is controlled according to the piston position of the servo cylinder 44. Here, the pair of solenoid valves 42 and 43 is switch-controlled by the controller 50.
【００１４】５１は、油圧ポンプ１の傾転角θｓを検出
する傾転角センサ、５２は油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｐ
を検出する圧力センサ、５３はエンジン２７の回転数Ｎ
ｒを検出する回転数センサ、５４は、油圧ポンプ１の吐
出圧力と、アクチュエータの最大負荷圧力（油圧モータ
４の負荷圧力と油圧シリンダ２１の負荷圧力のうち大き
い方の値であり、シャトル弁２９にて選択されたもので
ある）との差圧、つまりＬＳ差圧ΔＰＬＳを検出する差
圧センサである。また、５５はガバナレバー２７ｂの回
動量Ｎθを検出するポテンショメ−タ、５６は作動油の
温度（作動油温）ｔｏを検出する油温センサであり、こ
れらの各センサの検出結果はコントローラ５０に入力さ
れる。５７は、燃料レバー５７ａの手動操作に応じた変
位量Ｘを指令する回転数設定装置であり、その指令信号
もコントローラ５０に入力される。Reference numeral 51 is a tilt angle sensor for detecting a tilt angle θs of the hydraulic pump 1, and 52 is a discharge pressure Pp of the hydraulic pump 1.
Is a pressure sensor, 53 is the number of revolutions N of the engine 27.
A rotation speed sensor 54 for detecting r is the discharge pressure of the hydraulic pump 1 or the maximum load pressure of the actuator (the larger value of the load pressure of the hydraulic motor 4 and the load pressure of the hydraulic cylinder 21), and the shuttle valve 29. The differential pressure sensor that detects the differential pressure with the pressure selected by the above), that is, the LS differential pressure ΔPLS. Further, 55 is a potentiometer that detects the amount of rotation Nθ of the governor lever 27b, and 56 is an oil temperature sensor that detects the temperature (operating oil temperature) to of the operating oil. The detection results of these sensors are sent to the controller 50. Is entered. Reference numeral 57 is a rotation speed setting device that commands a displacement amount X according to a manual operation of the fuel lever 57a, and a command signal thereof is also input to the controller 50.
【００１５】コントローラ５０は、図４に示すような第
１の制御回路部６０を有し、この制御回路部６０は、ロ
ードセンシング制御部（以下、ＬＳ制御部）６１と、ト
ルク制御部６２と、選択部６３と、サーボ制御部６４
と、関数発生器６５と、乗算回路６６とから成る。ＬＳ
制御部６１は、目標差圧ΔＰＬＳＲと、差圧センサ５４
で検出されたＬＳ差圧ΔＰＬＳとの偏差Δ（ＰＬＳ）を
演算し、この偏差Δ（ＰＬＳ）から目標値の変化量Δθ
Ｌを演算し、これを積分してロードセンシング制御のた
めの目標ポンプ傾転角θＬを求めて出力する。The controller 50 has a first control circuit section 60 as shown in FIG. 4, and the control circuit section 60 includes a load sensing control section (hereinafter, LS control section) 61, a torque control section 62, and a load control section 62. , Selection unit 63 and servo control unit 64
And a function generator 65 and a multiplication circuit 66. LS
The control unit 61 controls the target differential pressure ΔPLSR and the differential pressure sensor 54.
The deviation Δ (PLS) from the LS differential pressure ΔPLS detected in step S1 is calculated, and the change amount Δθ of the target value is calculated from this deviation Δ (PLS).
L is calculated, and this is integrated to obtain and output a target pump tilt angle θL for load sensing control.
【００１６】トルク制御部６２は、回転数センサ５３で
検出されたエンジン回転数Ｎｒと、ポテンショメ−タ５
５で検出されたガバナレバー位置Ｎθとの偏差ΔＴを演
算してスピードセンシングを行い、この偏差ΔＴからエ
ンジンストールを防止するための目標トルクＴｐｏを演
算し、この目標トルクＴｐｏに圧力センサ５２で検出さ
れたポンプ吐出圧力Ｐｐの逆数を乗じて傾転角演算を行
い、その値θｐｓに一時遅れ要素のフィルタをかけて入
力トルク制限制御のための目標ポンプ傾転角θＴを求め
る。The torque control unit 62 controls the engine speed Nr detected by the speed sensor 53 and the potentiometer 5.
5, the deviation ΔT from the governor lever position Nθ is calculated to perform speed sensing, the target torque Tpo for preventing the engine stall is calculated from the deviation ΔT, and the pressure sensor 52 detects the target torque Tpo. The tilt angle calculation is performed by multiplying the reciprocal of the pump discharge pressure Pp, and the value θps is filtered by a temporary delay element to obtain the target pump tilt angle θT for the input torque limit control.
【００１７】選択部６３は、上記２つの目標傾転角θ
Ｌ，θＴのうち小さい方の値を目標傾転角θｒ１として
選択し、これを乗算回路６６に入力する。一方、関数発
生器６５には、油温センサ５６の検出結果、すなわち作
動油温ｔｏが入力され、この作動油温ｔｏに基づいて目
標傾転角θｒ1に掛け合わせる定数αを決定する。この
定数αは、図示の如く０〜１の値であり、上記入力され
た作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1以上の場合にはαは１に
固定され、ｔｏ1未満ではｔｏが低くなるほどαは小さ
くなる。決定された定数αは、上記乗算回路６６に入力
され、選択部６３から入力された目標傾転角θｒ1に乗
算され、その結果が傾転角指令値θｒとしてサーボ制御
部６４に入力される。サ−ボ制御部６４は、上記傾転角
指令値θｒと、傾転角センサ５１により検出した傾転角
フィ−ドバック値θｓとを比較し、ポンプ傾転角θｓが
傾転角指令値θｒに一致するよう傾転角制御装置４０を
制御する。The selector 63 selects the above-mentioned two target tilt angles θ.
The smaller value of L and θT is selected as the target tilt angle θr1 and is input to the multiplication circuit 66. On the other hand, the function generator 65 receives the detection result of the oil temperature sensor 56, that is, the hydraulic oil temperature to, and determines the constant α by which the target tilt angle θr 1 is multiplied based on the hydraulic oil temperature to. This constant α is a value of 0 to 1 as shown in the figure. When the input hydraulic oil temperature to is equal to or higher than the predetermined value to 1, α is fixed to 1 , and when it is less than to 1 , α becomes lower as to becomes lower. Becomes smaller. The determined constant α is input to the multiplication circuit 66, multiplied by the target tilt angle θr 1 input from the selection unit 63, and the result is input to the servo control unit 64 as a tilt angle command value θr. .. The servo control unit 64 compares the tilt angle command value θr with the tilt angle feedback value θs detected by the tilt angle sensor 51, and the pump tilt angle θs is the tilt angle command value θr. The tilt angle control device 40 is controlled so that
【００１８】ここで、上記ロードセンシング制御によれ
ば、ＬＳ差圧が一定値になるように可変容量油圧ポンプ
１の押除け容積（以下、傾転角ともいう）が制御され、
上記ポンプ圧がロードセンシング圧よりも所定の目標値
だけ高く保持されるので、ポンプ吐出流量が制御弁２ま
たは２０の要求流量になるようにポンプ傾転角が制御さ
れ、余分な流量を吐出することがなく絞り損失による無
駄がなくなり燃費および操作性の向上が図れる。また入
力トルク制限制御によれば、油圧ポンプ１のトルクがエ
ンジン２７の出力トルクの範囲内に保持され、エンジン
２７に過負荷が作用するのが防止される。According to the load sensing control, the displacement volume (hereinafter, also referred to as tilt angle) of the variable displacement hydraulic pump 1 is controlled so that the LS differential pressure becomes a constant value.
Since the pump pressure is kept higher than the load sensing pressure by a predetermined target value, the pump tilt angle is controlled so that the pump discharge flow rate becomes the flow rate required by the control valve 2 or 20, and an excessive flow rate is discharged. Therefore, it is possible to improve fuel efficiency and operability by eliminating waste due to diaphragm loss. According to the input torque limit control, the torque of the hydraulic pump 1 is kept within the range of the output torque of the engine 27, and the engine 27 is prevented from being overloaded.
【００１９】また、油温センサ５６にて検出された作動
油温ｔｏが所定値ｔｏ1以上のときには、関数発生器６
５が出力する定数αが１となるから、選択部６３で選択
された目標傾転角θｒ1がそのまま目標傾転角θｒとし
て出力され、これに応じて油圧ポンプ１の実際の傾転角
が制御される。すなわち従来と同様の傾転角制御が行わ
れ、油圧ポンプ１の入力トルクも従来通りとなる。一
方、上記作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1未満のときには、
定数αが１よりも小さくなるから、選択部６３で選択さ
れた目標傾転角θｒ1よりも小さな値が目標傾転角θｒ
として出力され、これに応じて油圧ポンプ１の傾転角が
制御される。したがって、作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1
未満のときには油圧ポンプ１の入力トルクがｔｏ1以上
のときより低下し、このポンプ入力トルクがエンジン２
７の出力トルクを越えることが少なくなり、エンストが
抑制される。特に本実施例では、作動油温Ｔｏが所定値
ｔｏ1未満の場合に、Ｔｏが低い程αを小さくして目標
傾転角θｒを低下させるようにしたので、入力トルクを
最適な状態に保持することができる。When the hydraulic oil temperature to detected by the oil temperature sensor 56 is equal to or higher than the predetermined value to 1 , the function generator 6
Since the constant α output from 5 becomes 1, the target tilt angle θr 1 selected by the selection unit 63 is output as it is as the target tilt angle θr, and the actual tilt angle of the hydraulic pump 1 is accordingly changed. Controlled. That is, the same tilt angle control as in the conventional case is performed, and the input torque of the hydraulic pump 1 becomes the same as in the conventional case. On the other hand, when the hydraulic oil temperature to is less than the predetermined value to 1 ,
Since the constant α is smaller than 1 , a value smaller than the target tilt angle θr 1 selected by the selection unit 63 is a target tilt angle θr.
Is output, and the tilt angle of the hydraulic pump 1 is controlled accordingly. Therefore, the hydraulic oil temperature to is the predetermined value to 1
When less than 1, the input torque of the hydraulic pump 1 is lower than when it is more than to 1 , and this pump input torque is lower than that of the engine 2.
The output torque of No. 7 is less often exceeded, and the engine stall is suppressed. Particularly, in the present embodiment, when the hydraulic oil temperature To is less than the predetermined value to 1 , the lower the value To is, the smaller the value α is made to lower the target tilt angle θr, so that the input torque is kept in the optimum state. can do.
【００２０】ところで、上記コントローラ５０はまた、
図５に示す第２の制御回路部８０を有している。この第
２の制御回路部８０には、回転数設定装置５７の燃料レ
バー５７ａの変位量Ｘと、上記ポテンショメ−タ５５に
より検出されたガバナレバー２７ｂの変位量（ガバナ位
置検出値）Ｎθと、油温センサ５６によって検出された
作動油温ｔｏが入力される。第２の制御回路部８０は、
入力された燃料レバー５７ａの変位量Ｘに応じた目標回
転数（ガバナ位置目標値）Ｎｒｏａを演算するととも
に、このガバナ位置目標値Ｎｒｏａと、ガバナ位置検出
値Ｎθと、作動油温ｔｏに基づき、図６に示す手順にし
たがってパルスモータ２８を制御し、エンジン２７の回
転数を制御する。By the way, the controller 50 is also
It has a second control circuit section 80 shown in FIG. In the second control circuit section 80, the displacement amount X of the fuel lever 57a of the rotation speed setting device 57, the displacement amount (governor position detection value) Nθ of the governor lever 27b detected by the potentiometer 55, The operating oil temperature to detected by the oil temperature sensor 56 is input. The second control circuit unit 80 has
While calculating the target rotation speed (governor position target value) Nroa according to the input displacement amount X of the fuel lever 57a, based on the governor position target value Nroa, the governor position detection value Nθ, and the hydraulic oil temperature to, The pulse motor 28 is controlled according to the procedure shown in FIG. 6 to control the rotation speed of the engine 27.
【００２１】図６において、まずステップＳ２１でガバ
ナ位置目標値Ｎｒｏａ，ガバナ位置検出値Ｎθおよび作
動油温ｔｏをそれぞれ読み込み、ステップＳ２１Ａで図
示の特性から作動油温ｔｏに応じた適正目標回転数Ｎｒ
ｏｂを求める。ここで、この特性によれば、作動油温ｔ
ｏが上記所定値ｔｏ1以上ではＮｒｏｂはアイドル回転
数となり、所定値ｔｏ1未満のときには、ｔｏが低くな
るほどＮｒｏｂは低下するようになっている。また、適
正目標回転数Ｎｒｏｂの最大値は、最大エンジン出力ト
ルクが得られる値となっている。ステップＳ２１Ｂで
は、上記ガバナ位置目標値Ｎｒｏａと、適正目標回転数
Ｎｒｏｂとを比較し、Ｎｒｏａ≧Ｎｒｏｂであればステ
ップＳ２１ＣでＮｒｏａを目標回転数Ｎｒｏとして設定
し、Ｎｒｏａ＜ＮｒｏｂであればステップＳ２１ＤでＮ
ｒｏｂを目標回転数Ｎｒｏとして設定する。すなわち、
ＮｒｏａとＮｒｏｂのうち大きい方を目標回転数Ｎｒｏ
とする。In FIG. 6, first, in step S21, the governor position target value Nroa, the governor position detection value Nθ, and the hydraulic oil temperature to are read, respectively, and in step S21A, the proper target rotational speed Nr corresponding to the hydraulic oil temperature to from the characteristics shown in the figure.
ask for ob. Here, according to this characteristic, the hydraulic oil temperature t
When o is equal to or more than the predetermined value to 1 , Nrob becomes the idling rotation speed, and when o is less than the predetermined value to 1 , Nrob decreases as to decreases. Further, the maximum value of the appropriate target rotation speed Nrob is a value at which the maximum engine output torque is obtained. In step S21B, the governor position target value Nroa is compared with the appropriate target rotation speed Nrob, and if Nroa ≧ Nrob, Nroa is set as the target rotation speed Nro, and if Nroa <Nrob, in step S21D. N
Set rob as the target rotation speed Nro. That is,
The larger of Nroa and Nrob is the target speed Nro.
And
【００２２】次いでステップＳ２２では、ガバナ位置検
出値Ｎθと目標回転数Ｎｒｏとの差Ｎθ−Ｎｒｏを回転
数差Ａとしてメモリに格納し、ステップＳ２３におい
て、予め定めた基準回転数差Ｋを用いて、｜Ａ｜≧Ｋか
否かを判定する。肯定されるとステップＳ２４に進み、
回転数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞０ならばガバナ位
置検出値Ｎθが目標回転数Ｎｒｏよりも大きい、つまり
制御回転数が目標回転数よりも高いから、エンジン回転
数を下げるためステップＳ２５でモータ逆転を指令する
信号をパルスモータ２８に出力する。これによりパルス
モータ２８が逆転しエンジン２７の回転数が低下する。Next, at step S22, the difference Nθ-Nro between the detected governor position value Nθ and the target rotational speed Nro is stored in the memory as the rotational speed difference A, and at step S23, a predetermined reference rotational speed difference K is used. , | A | ≧ K is determined. If the result is affirmative, the process proceeds to step S24,
It is determined whether or not the rotational speed difference A> 0. If A> 0, the governor position detection value Nθ is larger than the target rotational speed Nro, that is, the control rotational speed is higher than the target rotational speed, so the engine rotational speed is lowered. Therefore, in step S25, a signal for instructing motor reverse rotation is output to the pulse motor 28. As a result, the pulse motor 28 rotates in the reverse direction and the rotation speed of the engine 27 decreases.
【００２３】一方、Ａ≦０ならばガバナ位置検出値Ｎθ
が目標回転数Ｎｒｏよりも小さい、つまり制御回転数が
目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるた
めステップＳ２６でモータ正転を指令する信号を出力す
る。これにより、パルスモータ２８が正転し、エンジン
２７の回転数が上昇する。ステップＳ２３が否定される
とステップＳ２７に進んでモータ停止信号を出力し、こ
れによりエンジン２７の回転数が一定値に保持される。
ステップＳ２５〜Ｓ２７を実行すると始めに戻る。On the other hand, if A ≦ 0, the governor position detection value Nθ
Is smaller than the target rotation speed Nro, that is, the control rotation speed is lower than the target rotation speed. Therefore, in order to increase the engine rotation speed, a signal for instructing normal rotation of the motor is output in step S26. As a result, the pulse motor 28 rotates in the normal direction, and the rotation speed of the engine 27 increases. When step S23 is denied, the routine proceeds to step S27, where a motor stop signal is output, whereby the rotation speed of the engine 27 is maintained at a constant value.
When steps S25 to S27 are executed, the process returns to the beginning.
【００２４】以上によれば、上記作動油温ｔｏが所定値
ｔｏ1未満の場合には、作動油温ｔｏが低いほど適正目
標回転数Ｎｒｏｂが上昇して最大エンジン出力トルクが
得られる値に近づくので、作動油温ｔｏが所定値ｔｏ1
以上のときよりもエンジン出力トルクが増加する。した
がって、上記入力トルクがエンジン２７の出力トルクを
越えることがより一層少なくなり、エンスト抑制効果の
向上が図れる。According to the above, when the hydraulic oil temperature to is less than the predetermined value to 1 , the lower the hydraulic oil temperature to, the higher the appropriate target rotational speed Nrob, and the closer to the value at which the maximum engine output torque is obtained. Therefore, the hydraulic oil temperature to is the predetermined value to 1
The engine output torque increases more than in the above case. Therefore, the input torque is less likely to exceed the output torque of the engine 27, and the engine stall suppression effect can be improved.
【００２５】以上の実施例の構成において、油圧モータ
４および作業用油圧シリンダ２１が油圧アクチュエータ
を、第１の制御回路部６０が制御手段を、第２の制御回
路部８０が回転数制御手段をそれぞれ構成する。In the structure of the above embodiment, the hydraulic motor 4 and the working hydraulic cylinder 21 are hydraulic actuators, the first control circuit section 60 is control means, and the second control circuit section 80 is rotation speed control means. Configure each.
【００２６】なお図７に示すように、上記油温センサ５
６に代えて、エンジン冷却水の温度ｔｗを検出する水温
センサ１５６を設け、上述と同様に、このエンジン冷却
水温ｔｗが所定値ｔｗ1未満のときには、所定値ｔｗ1以
上のときよりもポンプ入力トルクを低下させる制御を行
うようにしても上述と同様の作用効果が得られる。ま
た、エンジン２７始動時からの時間が所定時間に満たな
い場合に作動油の温度が所定値未満の状態であると判断
し、ポンプ入力トルクを低下させるようにしてもよい。
さらに、油温または水温が所定値未満のときには、その
温度が低いほどポンプ入力トルクが徐々に低くなるよう
にしたが、例えば図８に示すように、段階的にポンプ入
力トルクが低くなるように関数発生器を構成してもよ
い。さらにまた、ロードセンシング制御を行うものにつ
いて示したが、ロードセンシング制御を行わないもので
もよい。また、ホイール式油圧ショベルにて説明した
が、それ以外の建設機械にも本発明を適用できる。As shown in FIG. 7, the oil temperature sensor 5 is
Instead of 6, a water temperature sensor 156 for detecting the temperature tw of the engine coolant provided, in the same manner as described above, when the engine coolant temperature tw is lower than the predetermined value tw 1, the pump input than when a predetermined value tw 1 or more Even if the control for reducing the torque is performed, the same effect as the above can be obtained. Further, when the time from the start of the engine 27 is less than the predetermined time, it may be determined that the temperature of the hydraulic oil is below the predetermined value, and the pump input torque may be reduced.
Further, when the oil temperature or the water temperature is lower than the predetermined value, the pump input torque is gradually reduced as the temperature is lower. For example, as shown in FIG. 8, the pump input torque is gradually reduced. A function generator may be configured. Furthermore, although the load sensing control is shown, the load sensing control may not be performed. Further, although the description has been given for the wheel type hydraulic excavator, the present invention can be applied to other construction machines.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明によれば、作動油の温度が所定値
未満の状態と判断したときには、所定値以上の状態と判
断したときよりも油圧ポンプの入力トルクを低下させる
ようにしたので、作動油の温度が低い原動機始動時に油
圧ポンプの入力トルクが原動機の出力トルクを上回るこ
とが少なくなり、エンストを抑制できる。また特に請求
項５の発明によれば、作動油の温度が所定値未満の状態
と判断したときには、所定値以上の原動機出力トルクが
得られる値に原動機の回転数を制御するようにしたの
で、作動油の温度が低い原動機始動時のエンジンの出力
トルクが増大して、油圧ポンプの入力トルクが原動機の
出力トルクを上回ることがより一層少なくなり、更に確
実なエンスト抑制効果が得られる。According to the present invention, when it is judged that the temperature of the hydraulic oil is below the predetermined value, the input torque of the hydraulic pump is made lower than when it is judged that the temperature is above the predetermined value. When the temperature of hydraulic oil is low, the input torque of the hydraulic pump rarely exceeds the output torque of the prime mover when starting the prime mover, and engine stall can be suppressed. Further, in particular, according to the invention of claim 5, when it is determined that the temperature of the hydraulic oil is less than the predetermined value, the rotation speed of the prime mover is controlled to a value at which the output torque of the prime mover of the predetermined value or more is obtained. The output torque of the engine at the time of starting the prime mover in which the temperature of the hydraulic oil is low increases, and the input torque of the hydraulic pump more than exceeds the output torque of the prime mover, so that a more reliable engine stall suppression effect can be obtained.
【図１】本発明に係る油圧建設機械のトルク制御装置の
全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a torque control device for a hydraulic construction machine according to the present invention.
【図２】上記トルク制御装置の一部を拡大して示す図で
ある。FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the torque control device.
【図３】油圧ショベルの側面図である。FIG. 3 is a side view of the hydraulic excavator.
【図４】第１の制御回路部を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a first control circuit unit.
【図５】第２の制御回路部を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a second control circuit unit.
【図６】エンジン回転数制御の手順を示すフローチャー
トである。FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of engine speed control.
【図７】別実施例を示す第１の制御回路部のブロック図
である。FIG. 7 is a block diagram of a first control circuit unit showing another embodiment.
【図８】関数発生器の変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a modification of the function generator.
１ 可変容量油圧ポンプ ２，２０ 制御弁 ４ 油圧モータ ２７ エンジン ２７ａ ガバナ ２７ｂ ガバナレバー ２８ パルスモータ ４０ 傾転角制御装置 ５０ コントローラ ５１ 傾転角センサ ５２ 圧力センサ ５３ 回転数センサ ５４ 差圧センサ ５５ ポテンショメ−タ ５６ 油温センサ ５７ 回転数設定装置 ６０ 第１の制御回路部 ６１ ＬＳ制御部 ６２ トルク制御部 ６３ 選択部 ６４ サーボ制御部 ６５ 関数発生器 ６６ 乗算部 ８０ 第２の制御回路部 １５６ 水温センサ 1 Variable capacity hydraulic pump 2, 20 Control valve 4 Hydraulic motor 27 Engine 27a Governor 27b Governor lever 28 Pulse motor 40 Tilt angle control device 50 Controller 51 Tilt angle sensor 52 Pressure sensor 53 Rotation speed sensor 54 Differential pressure sensor 55 Potentiometer 56 Oil temperature sensor 57 Rotation speed setting device 60 First control circuit unit 61 LS control unit 62 Torque control unit 63 Selection unit 64 Servo control unit 65 Function generator 66 Multiplying unit 80 Second control circuit unit 156 Water temperature sensor
Claims (5)
ポンプと、 この可変容量油圧ポンプからの吐出油により駆動される
油圧アクチュエータと、 前記可変容量油圧ポンプの入力トルクを制御する制御手
段とを備えた油圧建設機械のトルク制御装置において、 前記制御手段は、作動油の温度が第１の所定値未満の状
態と判断したときには、第１の所定値以上の状態と判断
したときよりも前記入力トルクを低下させることを特徴
とする油圧建設機械のトルク制御装置。1. A variable displacement hydraulic pump driven by a prime mover, a hydraulic actuator driven by discharge oil from the variable displacement hydraulic pump, and control means for controlling an input torque of the variable displacement hydraulic pump. In the torque control device for a hydraulic construction machine, the control means controls the input torque when the temperature of the hydraulic oil is lower than a first predetermined value than when the temperature is higher than a first predetermined value. A torque control device for a hydraulic construction machine, which is characterized by lowering the torque.
え、前記制御手段は、前記検出された作動油の温度に基
づいて前記状態判定を行うことを特徴とする請求項１に
記載の油圧建設機械のトルク制御装置。2. The hydraulic pressure according to claim 1, further comprising detection means for detecting the temperature of the hydraulic oil, wherein the control means makes the state determination based on the detected temperature of the hydraulic oil. Torque control device for construction machinery.
を備え、前記制御手段は、前記検出された原動機冷却水
の温度が第２の所定値未満の場合に前記作動油の温度が
第１の所定値未満の状態と判断することを特徴とする請
求項１に記載の油圧建設機械のトルク制御装置。3. A detection means for detecting the temperature of the engine cooling water, wherein the control means has a first temperature of the hydraulic oil when the detected temperature of the engine cooling water is less than a second predetermined value. The torque control device for a hydraulic construction machine according to claim 1, wherein the torque control device is determined to be less than a predetermined value of.
過時間が所定時間に満たない場合に前記作動油の温度が
第１の所定値未満の状態であると判断することを特徴と
する請求項１に記載の油圧建設機械のトルク制御装置。4. The control means determines that the temperature of the hydraulic oil is below a first predetermined value when the time elapsed from the start of the prime mover is less than a predetermined time. Item 2. A torque control device for a hydraulic construction machine according to Item 1.
制御する回転数制御手段を更に備え、この回転数制御手
段は、前記作動油の温度が第１の所定値未満の状態と判
断したときには、前記原動機の回転数を、所定値以上の
原動機出力トルクが得られる値に制御することを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の油圧建設機械のト
ルク制御装置。5. A rotation speed control means for controlling the rotation speed of the prime mover according to a manual operation is further provided, and the rotation speed control means judges that the temperature of the hydraulic oil is less than a first predetermined value. The torque control device for a hydraulic construction machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotational speed of the prime mover is sometimes controlled to a value at which a prime mover output torque of a predetermined value or more is obtained.
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|---|---|---|---|
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