JPS5970851A - 油圧補機装備車輌の用途別負荷に対応した運転指令装置 - 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】 この発明は建設機種や産業車輛等の如き油圧補機を備え
た車輛の用途別負荷率に応じて該車輛の最適走行条件を
得るための車輛運転指令装置に関する。

この種の車幅のエンジン出力は、車輛走行のみでなく、
特に消費馬力が大きな土工作挙用補機類の稼動にも用い
られる。

このため、エンジンの燃料消費量を基に算出１７た馬力
だけに基づいて走行条件を設定した場合、該走行条件は
必らずしも最適になるとは限らない。

即ち、建設車輛の場合、例えば非作業状態での定常走行
時と作業遂行時とでは走行系負荷率に大きな差異が生じ
、また、作業遂行時における補機系負荷の変動も撤しい
ため、それらの用途別負荷率を全く考１亮せずに前述の
如く燃料消費量に某づいた走行系馬力だけで前記車輛の
最適走行条件を設定することは不可能である。

この発明１叶上記事情に鑑みてなされ、その主たる目的
は、エンジン系、油圧ｍ機構、走行系のそれぞれの負荷
を個別的に求めることができ、それに基づいて車輌の最
適走行条件を設定し得る油圧補機装備車輛の用途別負荷
に対応した運転指令装置を提供するにある。

この発明の他の目的は、油圧補機系および走行系の個別
的負荷実態値に基づいてそれらの系統を最適状態に信号
制御１７得る油圧補機装備車輛の用途別負荷に対応した
プ軍転指令装置を提供するにある。

この発明のまだの目的は、車輛走行と補機作業のザイク
ルを正確に棺梱することが可能で、その結果に基づいた
効果的な運行管理やエンジン制御が可能な運転指令装置
を提供するにある。

以下、この発明の好適実施例を図面に某づいて説明する
。

第１図において、１け油圧作業装置を補機として備えた
建設車輛のエンジン、２は補機駆動系の油圧ポンプであ
る。

エンジン１の系統には、少なくともエンジン回転数、燃
料消費量（例えばコントロールラックストローク）、燃
料温度のそれぞれを個々に検出するためのセンサ３〜５
が設けである。

一方、油圧ポンプ２の系統には、該ポンプの回転数と吐
出圧および油温を個々に検出するためのセンサ６〜８が
設けである。

これらのセンリー６〜８において、エンジン系セン１３
〜５はエンジン出力演算処理機構１１の入力部に、かつ
ポンプ系センサ６〜８は補機駆動油圧系の消費馬力演算
処理機構１２の入力部にそれぞれＡ／Ｉ）変換器９およ
び１０′５Ｃ介し°Ｃ接続されている。

図示例の演算処理機構１１．１２は個々にＲＯＭ１１Ａ
、１２Ａを備えたマイクロコンピュータシステム構成と
なっている〇 −そして、エンジン系のＲ，０Ｍ１１Ａには、エンジン
１の特性曲線とそれに某づいた演算手順（演算式）が記
憶させＣある。一方、ボンボ系のＲＯＭ１２Ａには、ポ
ンプ特性曲線とそれに基づいた演算手順（演算式）が記
憶させである。

第２図には、３２屯ダンプトラック塔載ゴ、ンジンの回
転数と燃料滴＊晴と出力の関係を表わすｌ特性曲線が示
しである。

この特性曲線を用いれば、ポンプ〉′回転数と燃料消ｇ
＋骨とから前記ダンプトラックの場合の正確なエンジン
出力を求めることができる０即ち、エンジン出力は基本
的にエンジンの燃料消費婿によって決定されるため、該
消費量を計測すれば、その時点でのエンジン出方が判明
する。

その結果をエンジン回転数で除すれば、エンジンの出力
トルク寸たは平均有効圧力の推定も可能である。

かかる事由から、エンジン系の総負荷は次式で求めると
とがてきる。

ｑｏｃＰ　Ｓ　＝　Ｋ　＊　Ｐｍｅ　ＩＩＮ−＝　（１
）（ｑ：燃料消費計　ｐ　Ｓ；エンジン出力、　Ｐｍｅ
　：平均有効圧力、Ｎ：エンジン回転数、に：エンジン
個有の定数） 従って、上述のエンジン特性曲線と（１）式がエンジン
系几０Ｍ１１Ａに記憶される。

一方、ボンボ系ＲＯＭ　１２　Ａには、第３図に示す如
〜ポンプ特性曲線と下記演算式（１１）が記憶される０ 即ち、油用補機系については、ポンプ吐出油の圧力と流
睦およびポンプ駆動効率（機械効率）が判明すれば、そ
の系統の正確な負荷（消費馬方）を推定できる。

従って、上記第３図のポンプ特性曲線を用いれば、補機
系負荷を次式（１１）によって求めることができる。

Ｑ ＰＳ＝□・・・・・・・・・（１１） η （ｐｓ：補機系消費馬力、Ｐ：油圧力、Ｑ：圧油流晴、
η：機械効率や容ｆ青効率等の全効率）この場合の王油
流惜Ｑはエンジン１で駆動されろポンプ２の回転数に比
例するので、その回転数から圧油流Ｐ＋Ｑを求めること
ができる。

なお、ポンプ系の使用油の粘性は補機駆動に必要な馬力
に大きく影響するので、前記補機系負荷の推定に際して
は、油粘度と該粘度に影響を及ぼす油温を充分に考慮す
る必要がある。このため、補機系ＩＬＯＭ　１２　Ａに
は、油の温吠と粘度の特性基準データをも記憶させてお
く。

しかして、各系統の演１マ処理機溝１１，１２は、車輛
稼動時にそれぞれの系統のセンサろ〜５および６〜８か
らの信号を入力することにより、それぞれの系統の几０
Ｍ１１Ａ、１２Ａから各特性曲線と演算式（１）および
（１１）を院出し、蚊式（でよって前記センサからの入
力信号を特性曲線に基づいて演算処理する。その結果、
エンジン系の総負荷と補機系負荷とを個りに算出す為。

この場合、補機系の演算処理機構１２Ｊ−を同系統の負
、荷算出時に油己−←ンザ８からの入力信号によりＲ，
ＯＭ　１　’１２　Ａから油管性基準データを前、出し
て油の粘度補正を行なうため、前述の如く算出された補
機系負荷は油粘度補正後の正確ンｆ値となる。

斯くして、前記両演算処理機構１１．１２は、それぞれ
の系統の負荷算出Ｍ号を走行系馬力演算処理機構１３に
伝送する。

該演算処理機構１３の場合もＣＰＵを中心としたマイク
ロコンピュータシステム構成になっており、前記負荷算
出信号を入力することにより、前記演算式（１）で求め
られたエンジン系の総負荷から演算式（１１）で求めら
れだ補機系負荷を７ｔ／、算する。これによって、車輛
走行のみに消費される負荷、所謂、走行系消費馬力を舞
出する。

かかる走行系馬力演算（幾構１３は、出力機器として例
示したディジタル表示器１４とプリンタ１５とを備えて
いる。

これらの表示器１４とプリンタ１５は、前記演算処理機
［３からの入力信号によって、エンジン系の総負荷、補
機系負荷、走行系負荷のディジタル表示と実績記録を遂
行する。これにより、車輛走行と補機作業のザイクルを
正確に５握でき、千の結果に基づいた効果的な運行管理
やエンジン制御が可能と々る。

また、前記演算処理機４キ１３は演埠結果の信号を自動
制御装置１６に出力する。

該装置１６の場合もＣＰＵを中心としたマイクロコンピ
ュータシステム構成になっており、大刀側にインタフェ
ースを介して接続されたキーボード１７と、出力側に同
じく接続された操作指令用表示器１８とを備えている。

キーボード１７は車輛走行条件や作業条件および現場状
況等の必要データを自動制御装＠１６に入力設定する。

もって、該装置１６は、前記演算処理機構１５からの入
力信号とキーボード１７による入力データとの比較演算
を行ない、その結果の適正制御指令信号を操作指令用表
示器１４か、壕だけエンジン系統や補機系統に伝送する
。

前記表示器１４の場合は、オペレータに対する操作制御
の指示、例えば、エンジン系統におけるエンジンスロッ
トル（燃料噴射量）や速度段、および補機系統における
ポンプ吐出油回路の切換弁（補機系操作油用力）等を操
作制御させるべく、その操作個所と操作要領等を表示す
る。従って、この場合、オペレータが表示器１４による
指示通りの操作を行なえば、油・圧ｗＲ機装備１ｊ輛を
最適走行状態に制御し得る。

自動制御装置１６からの制御信号がエンジン系統や補機
系統にダイレクトに伝送された場合、それらの系統のコ
ンポーネントが選択的に自動制御される。これによって
、油田補機装備車輛を各系統の負荷に対応した最適走行
状態に自動制御し得る０ 有装置１６はディジタル演算回路構成のものに限らず、
パラメータ間の相互関係を函数化してそれに基づいた７
Ｓ換定数を燃料消費系やエンジン回転系などのセンザ出
力に付加するアナログ演算回路構成のものであってもよ
い。

まだ、この発明の装置は電動モータ哄載車輛にも適用で
尊、この場合、車輛の全負荷はモータ出力によって算出
できるので、前実施例の場合と同じく各系統の用途別負
荷の算定上、その結果に基づいた車輛の走行制御等を遂
行させ？する。

更に、この発明は、ダンプトラック、パケットローダ、
ブルドーザなど、要するに油圧作業装置等の油田補機を
備えた車輛であれば、その全ての車輛に適用できる。

以上、この発明によれば、油圧補機装備車輛のエンジン
系、補機系、走行系の個別的負荷を正確に自々Ｉ、算定
で外、それらの負荷実聾値に基づいてエンジン系などを
制御し得るので、この種の車輛の最適走行条件を容易に
設定できる。

例えげ、車輛走行時において、補機系に急激な負荷がか
かった時は、その負荷に対応してエンジン出力馬力を−
ヒげる必要があるが、との場合の該馬力制御を正確に遂
行し得る。

まだ、前記各系統の個別的負荷実態値を表示乃至配録さ
せれば、車輌走行と補機作業のサイクルを正確に把握で
鴬、その結果に基づいた効果的か運行管］１！等にも大
渇く寄与する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の好、適実施仰１を示すもので、第１図
は車輌運転指令制御装置のブロック図、第２図はダンプ
トラック搭載エンジンの／庁性曲紳図、第３図は補機駆
動系油圧ポンプの特性曲線図である。 １けエンジン、２け補機駆動系油圧ポンプ、ろ〜８は七
／す、１１〜１３は演算処理機構である。 出　願　人　　キャタピラ−三菱株式会社３２２ ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、油圧補機を備え九車輛を用途別負荷率に応じて
   運転制御指令する装置にして、車輛塔載エンジン系の少
   なくともエンジン回転数と燃料消費量を個りに検出する
   セン・す′と、該センサからの入力信号でエンジン特性
   曲線に基づいた演算処理を行なってエンジン系総負荷を
   算出するエンジン出力演算処理機構と、補機駆動用油圧
   系統の少なくともポンプ回転数またはポンプ吐出油流量
   と該吐出油圧力を検出するセンサと、該センサかもの入
   力信号でポンプ特性曲線に基づいた演算を行なって油圧
   系負荷を算出する補機系消費馬力演算処理機構ど、前記
   各演算処理機構からそれぞれの演算結果の負荷信号を入
   力することにより前記エンジン系の総負荷から油圧系負
   荷を減算して車輛走行系のみに消費される負荷を算出す
   るための走行系負荷演算処理機構どを備え、該機構から
   の出力信号で前記車輛の最適走行条件の設定、指令、制
   御が行なえる構成□にしたことを特徴とする油圧補機装
   備車輛の用途別負荷に対応した運転指令装置、。 （２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、補機
   系消費馬力演算処理機構は、油圧系の油温センサを備え
   、該センサかもの入力信号で油特性基準データに基づい
   た油粘度（機械効率）の自動補正を行なうようになって
   いることを特徴とする油圧補機装備車輛の用途別負荷に
   対［むした運転指令装置。 （３）、特許請求の範囲第１項記載の装置において、エ
   ンジン出力演算処理機構および補機系消費馬力演算処理
   機構は、エンジン特性曲線およびポンプ特性曲線等をそ
   れぞれ記憶させておくためのＲＯＭを備えていることを
   特徴とする油圧補機共（１！車輛の用途別負荷に対応し
   た運転指令装置。 （４）、特許請求の範囲第１項記載の装置において、走
   行系負荷演算処理機構は、エンジン系、補機系、走行系
   のそれぞれの負荷実績を表示する表示器と、前記負荷実
   績記録用のプリンタとを備えているととを特徴とする油
   圧補機装備車輛の用途別負荷に対応した運転指令装置。 （５）、特許請求の範囲第１項また第４項記載の装置に
   おいて、走行系負荷演算処理機構はその出力信号を車輛
   自動制御装置に伝送１７、該装置からの制御信号でエン
   ジン系または補機系のコンポーネントを自動制御するよ
   うに疫っていることを特徴とする油圧補機装備車輛の用
   途別負荷に対応した運転指令製置。 （６）、特許請求の範囲第５項記載の装置において、車
   輛自動制御装置は、車輛走行条件、作業条件、現場状況
   等の必要データを予め入力設定しておくためのキーボー
   ドと、制御操作指令用の表示器とを備えていることを特
   徴とする油圧補機装備車輛の用途別負荷に対応した運転
   指令装置。