JPS60195338A - 油圧ポンプ駆動系制御装置 - Google Patents

油圧ポンプ駆動系制御装置

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JPS60195338A
JPS60195338A JP59050166A JP5016684A JPS60195338A JP S60195338 A JPS60195338 A JP S60195338A JP 59050166 A JP59050166 A JP 59050166A JP 5016684 A JP5016684 A JP 5016684A JP S60195338 A JPS60195338 A JP S60195338A
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hydraulic pump
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宏明 大鐘
Kazuhiko Otsubo
大坪 和彦
Yukio Aoyanagi
青柳 幸雄
Kimio Katsuki
勝木 公雄
Yasuo Tanaka
康雄 田中
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2246Control of prime movers, e.g. depending on the hydraulic load of work tools
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/04Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving pumps

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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】 〔発明の利用分野〕 本発面は油圧シミベル等のように、内燃機関と、この内
燃機関によって駆動される可変容量油圧ポンプとを有す
る油圧機械に備えられる油圧ポンプ駆動系制御装置に関
する。
〔発明の背景〕
油圧シミベル等のように、燃料噴射ポンプの燃料噴射に
より制御される内燃機関(以下、「エンジン」とい5)
と、燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、エン
ジンによって駆動される可変容量油圧ポンプと、この可
変容量油圧ポンプの吐出し容量を制御する吐出量制御手
段と、エンジンの目標回転数と出力回転数との差すなわ
ち回転数偏差をめ、この回転数偏差に応じて燃料噴射量
制御手段および吐出量制御手段を制御する制御部とを備
えた従来の油圧ポンプ駆動系制御装置にあっては、アク
チーエータを駆動するための可変容量油圧ポンプ駆動ト
ルクがエンジンの出力トルクを上回ってエンストするこ
とを防止するために、可変容量油圧ポンプの入力トルク
の最大値、すなわち可変容量油圧ポンプへの最大入力馬
力を所定の値に制限することがおこなわれる。しかし、
この入力トルク制限値は、通常、エンジン定格出力時の
出力トルク付近にあらかじめ設定された一定の値である
から、つまり従来にあってはエンジン出力特性に対して
入力トルク制限値がただ一つのみ設定されるようになっ
ていることから、当該油圧シ■ベル等によって実施され
る作業内容あるいは作業環境によっては不都合を生じる
例えば、当核油圧シ四ベル等の作業機に加えられる負荷
が過大で、可変容量油圧ボンダの吐出し圧力が当該吐出
し圧力を設定するリリーフ弁設定圧力に達することが多
いような作業内容では、エンジン出力の大部分をリリー
フ損失として消費してしまい、エネルギの十分な活用が
できず不経済である。また、作業環境上の制約から騒音
を低く抑えて運転しなければならないときにも、従来に
あっては上述したように入力トルク制限値まで負荷され
ることから、エンジン定格出力付近の太きな騒音を発生
することになる。
したがって、このような作業内容あるいは作業環境にあ
っては、エンジンの回転数を大幅に下げることによって
対処されるが、このようにすると可変容量油圧ポンプか
らアクチュエータに供給される最大供給流量がエンジン
回転数に比例して低下し、このため当該アクチュエータ
の最大速度が低下して作業能率が低下する事態を招く。
〔発明の目的〕
本発明は、このような従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、作業内容あるいは作業環境
に応じた入力トルク制限値に変更することができ、しか
も可変容量油圧ポンプからアクチーエータに供給される
最大供給流量の低下を抑制することのできる油圧ボング
駆動系制鐸装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために本発明は、燃料噴射ポンプの
燃料噴射により制御されるエンジンと、燃料噴射ボンダ
の燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、エンジ
ンで駆動される可変容量油圧ポンプと、この可変容量油
圧ポンプの吐出し容量を制御する吐出量制御手段と、エ
ンジンの目標回転数と出力回転数との差である回転数偏
差をめ、この回転数偏差に応じて燃料噴射量制御手段、
および吐出量制御手段を制御する制御部とを備えたもの
において、制御部に接続して回転数偏差の補正および入
力トルクの補正のうちの少なくとも1つを指示する補正
指示手段を設けるとともに、制御部に補正指示手段から
出力された信号に応じて吐出量制御手段の目標変位を設
定する目標変位設定手段を設けた構成にしである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の油圧ポンプ駆動系制御装置を図に基づい
て説明する。
第1図は本発明の一実施例の概略構成を示す系統図であ
る。はじめに、この第1図によってこの実施例の概略゛
を説明する。第1図において、1はエンジン、2,3は
エンジン1によって駆動される可変容量油圧ポンプ、4
はエンジン1に燃料を噴射する燃料噴射ポンプである。
5,6はそれぞれ油圧ボンダ2,3の吐出し容量を制御
する吐出量制御手段すなわちレギュレータで、油圧ポン
プ2.3の斜板(または斜軸)の傾転量を制御するとと
もに当該傾転量を検出し、傾転量信号5a、6a(信号
値X1、X2)を出力する検出器を備えている。このよ
うなレギュレータ5.6の一例については後述する。
7はエンジン1の目標回転数と出力回転数の偏差である
回転数偏差の補正を指示する補正指示手段で、補正指示
信号7α(信号値S)を出力する。
このような補正指示手段7は、アナログ信号を出力する
手段や、デジタル信号を出力する手段等によって構成す
ることができる。8はエンジン1の目標回転数を設定す
る回転数設定器で、目標回転数信号8α(信号値Nr)
を出力する。
9はエンジン1の出力回転数を検出し、出力回転数信号
9α(信号値N)を出力する回転数検出器、10は燃料
噴射ポンプ4のコントロールラック位置を検出し、ラッ
ク位置信号10α((Ft号値R)を出力するラック位
置検出器、11.12は油圧ポンプ2.3の吐出し圧力
を検出し、圧力信号11α、12cL(信号値P 、、
P 、 )を出力する圧力検出器である。13は後述の
制御部で、燃料噴射ポンプ4のラック駆動手段、レギュ
レータ5.6、補正指示手段7、回転数設定器8、回転
数検出器9、ラック位置検出器1o、圧力検出器11.
12はこの制御部13に接続されている。この制御部1
3は、傾転量信号5α、6α、補正指示信号7α、エン
ジン1の目標回転数信号8α、出方回転数信号9α、ラ
ック位置信号1oα、圧力信号11α、1212に基づ
いて所定の演算をおこないラック作動信号13αを燃料
噴射ポンプ4のラック駆動手段に、レギュレータ作動信
号1:l。
13Cをレギュレータ5.6にそれぞれ出力する。
この一実施例の概略構成は以上のとおりである。
そして、上記したレギュレータ5.6は例えば第2図に
示すように構成しである。なお、この第2図は油圧ボン
ダ2のレギュレータ5の具体的な一例を示すものである
。油圧ボンダ2の斜板(もしくけ斜軸)2αは油圧シリ
ンダ14oおよび油圧シリンダ14AVcより駆動され
る。油圧シリンダ14α、14Aは4個の2位vIt2
方゛旺磁弁15.16.17.181Cより制御される
。すなわち、電磁弁15のソレノイド15αおよび電磁
弁16のソレノイド16αを励磁すると、パイロント油
圧源19からの圧油が油圧シリンダニ4αに作用すると
ともに、油圧シリンダ14hはタンク2oにつながるの
で、油圧ポンプ2の斜板(もしくは斜軸)2αの傾転量
は増加する。逆に電磁弁17のソレノイド17αおよび
電磁弁18のソレノイド18aを励磁すると、斜板(も
しくは斜軸)2αの傾転量は減少する。そして、電磁弁
16のソレノイド16αおよび電磁弁18のソレノイド
】8αヲ励磁すると、電磁弁15〜18はすべて回路を
閉じるから、斜板(もしくは斜軸)2αの傾転量はその
状態を維持する。21は斜板(もしく、は斜軸)2αの
傾転量を検出する検出器であり、その出力信号は増幅器
もしくは波形整形回路22を介して、傾転量信号5αと
して制御波#13に帰還される。
油圧ポンプ3のレギュレータ6についても同様に構成さ
れている。
また、上記した燃料噴射ボンダ4のランク駆動手段は特
には図示しないが、ラック、このラックを駆動する可動
線輪、この可動線輪を励磁、消磁する手段、ラック位置
検出器10等を備えている。
エンジン1への燃料噴射量はラックの変位の関数で決定
される。このようなラック駆動手段は公知である。
また、上述の制御部13は例えば第3図に示すように構
成しである。この第3図において、23は上記した回転
数設定器8、および回転数検出器9に接続される関数設
定部で、燃料噴射量を所与の条件で定まる最大値以下に
制限するものである。
この関数設定部23には第4図に例示する関数関係、す
なわち横軸に出力回転数N、縦軸に関数値RMをとり、
目標回転数信号8αの信号値すなわち目標回転数Nrの
変化に応じた複数の関数関係が設定されている。目標回
転数Nrは矢印の方向にその値が大きくなるように設定
しである。
また、24は第5図に例示する関数関係、すなわち出力
回転数信号9αの信号値である出力l!l!1転数Nと
目標回転数Nrとの回転数偏差ΔNに比例した関数値R
N、が設定される関数設定部で、回転数偏差ΔNに対応
した燃料噴射量を設定するものである。25は関数設定
部23.24に接続した最小値選定部で、関数設定部2
3.24から出力された関数値I(M、)tN、のうち
の小さい値を選択してラック指令値RLとして出力する
。26はラック位置信号10αの信号値Rとラック指令
値FLLとのラック位置偏差ΔRを増幅し、燃料噴射ポ
ンプ4のラック駆動手段にラック作動信号13αとして
出力する増幅部である。
また、27は補正指示手段7に接続される関数設定部で
、第7図に例示する関数関係、すなわち補正指示信号S
の大きさに応じて所定の範囲内で徐々にその値を大きく
する補正指令値ΔSを出力する。
また、28.29は圧力検出器工1.12にそそれ接続
された関数設定部で、第6図に例示する関数関係、すな
わち回転数偏差ΔNVC補正指令値ΔSを加えた偏差補
正値ΔN′の大きさに対応して変化する圧力信号11α
、12αの信号値Pl、P2と、レギーレータ目標変位
XL1、xL2との複数の一定入力トルク特性に近似さ
れた関数関係が設定される。なお、偏差補正値ΔN′は
矢印の方向忙その値が大きくなるように設定しである。
30.31はそれぞれレギーレータ目標変位XL I 
、xL 2と、傾転量信号5a、6αの信号値すなわち
傾転量Xl、X2との偏差ΔX1、Δx2を増幅し、レ
ギーレータ5.6にレギュレータ作動信号13 b、 
13cとして出力する増幅部である。
このように構成される制御部13は、種々の演算器、関
数発生器等によって構成することができ、またこれらに
代えてマイクロコンピュータで構成することもできる。
このように構成しである実施例にあっては、第3図に示
すように、回転数設定器8から出力される目標回転数N
rと回転数検出器9から出力される出力回転数Nとの回
転数偏差ΔNが関数設定部24に入力されることによ’
)15図に示すよ5に関数値RNが最小値選定部25に
出力され、一方、目標回転数Nrが関数設定部23に入
力されることにより第4図に示すように関数値I(Mが
最小値選定部25に出力される。したがって最小値選定
部25はこの関数値FLN、R,のうちの小さい方の値
をラック指令値RLとして出力し、増幅部26はラック
指令値RLとラック位置信号]0αの信号値Rとのラッ
ク位置偏差ΔRを増幅してラック作動信号13αとして
燃料噴射ポンプ4のラック駆動手段に出力する。そして
ΔRがゼロとなるようにこのラック駆動手段の制御がお
こなわれる。
これによって、エンジン1は目標回転数N、に近づくよ
うに制御される。
一方、関数設定部27に設定されるtg7図に示す関数
関係から、補正指示手段7から補正指示信号7α(信号
値S)が出力されていない場合には、関数設定部27か
ら出力される補正指令値ΔSはゼロであり、したがって
回転数偏差ΔNの値がそのまま偏差補正値ΔN′として
関数設定部28.29に出力され、また補正指示信号7
α(信号値S)が出力された場合には、関数設定部27
からゼロより大きい所定の値の補正指令値ΔSが出力さ
れ、回転数偏差ΔNに補正指令値ΔSを加えた偏差補正
値ΔN′が関数設定部28.29に出力される。
そして関数設定部28.29は第6図に示す可変容量油
圧ポンプ2.3への入力トルクを一定とするような曲線
群のうち、偏差補正値ΔN′に対応した特性線、例えば
特性線F上で油圧ポンプ2.3の吐出し圧力である信号
値P1、P2に対応したレギュレータ目標変位XI、t
、xL2を出力する。これらのレギーレータ目標変位x
L1、xL2と傾転量X1、X2との偏差ΔXl、ΔX
2が増幅部30.31で増幅され、レギュレータ作動信
号13h。
13?としてレギュレータ5.6に出力される。
そして、ΔX1、ΔX!がゼロとなるようにこのレギー
レータ5.6の制御がおこなわれ、油圧ポンプ2.3の
吐出し容量が制御される。
この実施例にあっては、第8図の回転数偏差ΔNとトル
ク′rとの関係を示した特性線図から明らかなように、
補正指示信号7αの信号値Sの値に応じて(Sの値が大
きくなるにつれて)油圧ポンプ2.30入カトルク特性
TPは同第8図の左方向に平行移動し、一方、エンジン
1の出力特性’I’Eは一定であることから、出力トル
ク特性’I’ 、と入力トルク特性TPとの交点である
平衡点、すなわち油圧ポンプ2.30入カトルク制限値
(l&大入力馬力)を信号値Sに応じて点Aから点B、
C5Dのように変更させることができる。
このように構成した実施例にあっては、補正指示手段7
を適宜操作することにより、その信号値Sに応じて油圧
ボンダ2.3の入力トルク特性を変更することができ、
作業内容あるいは作業環境に最も適した入力トルク制限
値に設定することができ、油圧ポンプ2.3かもアクチ
ュエータに供給される最大供給流量の低下を生じること
がな(、それ故、アクチーエータの最大速度の低下を招
くことなく、リリーフ損失を抑制し、エネルギの節約を
実現でき、また騒音を抑制することができる。
なお、第7図に示すように補正指示信号7αの信号値S
が大きくなるにつれて油圧ポンプ2.3の入力トルク制
限値は点A、B、C,Dのように移行し、これに伴って
回転数偏差ΔNはわずかに減少し、エンジンlの回転数
は回転数偏差ΔNに相応した分上昇するが、この上昇は
実用上はとんど問題にならない。
また、上記実施例にあっては、補正指示手段7および関
数設定部27を設け、補正指示信号7αに応じて回転数
偏差ΔNを補正して偏差補正値ΔN′をめ、この偏差補
正値ΔN′に応じてレギュレータ5.6を制御する構成
にしであるが、本発明はこれに限定されず、第8図に示
す入力トルク特性1’ Pを同第8図の上下方向に平行
移動させるよ5に入力トルクの補正を指示する補正指示
手段および関数設定部を設け、該補正指示手段を操作す
ることによってレギュレータ5.6を制御する構成にし
てもよい。このように構成した場合にも、入力トルク制
限値を点A、B、C,Dのように設定することができる
〔発明の効果〕
本発明の油圧ポンプ駆動系制御装置は、以上述べたよう
に、燃料噴射量制御手段および吐出を制御手段を制御す
る制御部に接続して、回転数偏差の補正および入力トル
クの補正のうちの少なくとも1つを指示する補正指示手
段を設けるとともに、制御部に補正指示手段から出力さ
れた信号に応じて吐出量制御手段の目標変位を設定する
目標変位設定手段を設けた構成にしであることから、作
業内容あるいは作業環境に応じた入力トルク制限値に変
更でき、しかも可変容量油圧ポンプからアクチーエータ
に供給される最大供給流量の低下を抑制することができ
、それ故アクチェエータの最大速度の低下による作業能
率の低下を招くことなくエネルギの節約および騒音の抑
制を図ることのできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の油圧ポンプ駆動系制御装置の一実施例
の概略構成を示す系統図、第2図は第1図に示す実施例
に備えられるレギュレータの一例を示す概略構成図、第
3図は第1図に示す実施例第2図 第4図 第5図 N 第6図 p、、 p。 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 燃料噴射ポンプの燃料噴射により制御される内燃機関と
    、該燃料噴射ポンプの燃料噴射量を制御する燃料噴射量
    制御手段と、上記内燃機関で駆動される可変容量油圧ポ
    ンプと、この可変容量油圧ポンプの吐出し容量を制御す
    る吐出量制御手段と、上記内燃機関の目標回転数と出力
    回転数との差である回転数偏差をめ、この回転数偏差に
    応じて上記燃料噴射量制御手段、および上記吐出量制御
    手段を制御する制御部とを備えた油圧ポンプ駆動系制御
    装置において、上記制御部に接続して上記回転数偏差の
    補正および入力トルクの補正のうちの少な(とも1つを
    指示する補正指示手段を設けるとともに、上記制御部に
    核補正指示手段から出力された信号に応じて上記吐出量
    制御手段の目標変位を設定する目標変位設定手段を設け
    たことを特徴とする油圧ボング駆動系制御装置。
JP59050166A 1984-03-17 1984-03-17 油圧ポンプ駆動系制御装置 Granted JPS60195338A (ja)

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