JPS61502112A - 油圧式車両制御装置 - 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】 油圧式車両制御装置 〔技術分野〕 より詳しくは、油圧式車両が受ける負荷に応じてエンジン速度および油圧ポンプ 容量を制御するための電子装置に関する。

〔背景技術〕

例えば掘さく機の様な油圧式車両の分野に於ては、可変容量型油圧ポンプは典型 的には原動機によって駆動され、複数の作業装置ならびに駆動装置に油圧力を提 供する。掘さく機は極めて多目的な機械であって、例えばパイプ敷設や大規模掘 さくや溝掘り作業や抜根等の様な異なる多様な仕事を遂行するために使用され、 夫々の仕事は独自の要求油圧流量と要求油圧とを持つている。例えば、大規模掘 さくの際には、要求油圧動力は極めて高く、要求動力が低減する期間は短かいが 、パイプ敷設作業に於ては、一般に待機中は流量が低い期間が継続し作業中の流 量は中から高である。

従来技術によれば、この様な長い待機期間中にエンジン速度をアイドルまで低下 させれば燃料をかなシ節減できることが知られている。この方法は燃料節約の最 も明白な方法を述べたものであるが、最大エンジン速度および最大デンプ流量よ シも小さなエンジン速度およびＬ量が要求さね−る一様な動作時に燃料を節約で きることについては触れていない。例えば、１９８３年７月２６日に泉等に付与 された米国特許第４，３９５，１９９号には油圧式掘さく機の電子制御装置が開 示してあシ、この装置は制御レバーによるオペレータの入力に応答して可変容量 ポンプの斜板の傾斜を制御する。この様にして、この装置はオペレータが要求す る油圧流量を提供し、最大要求動力よりも小さな期間の間エンジンに対する負荷 を低減させ、従って燃料消費率を減少させる。この装置は燃料を節約するもので あるが、燃料に対する要求を最小限にするものではない。その主な理由は、ポン プ容量を減少させて油圧ポンプを作動させれば効率が悪くなること、および、妥 協的な１つの回転速度でエンジンが連続的に作動せられることである。

オペレータは実際の作業中にエンジン速度を手動で調節してポンプ容量を比較的 高く維持することが可能ではあるが、掘さく機を操作するにはオペレータはその 両手および両足を使用しなければならないということに注意すべきである。掘さ く機の殆んどのオペレータは使用可能な第５の手足を備えていないので、エンジ ン速度を手動によシ調節することには必然的に低い優先順位が与えられることと なる。

本発明は前述した問題点を解消することを目的とするものである。

〔発明の開示〕

本発明の一態様に於ては、本発明は内燃機関の制御装置を提供するもので、この 内燃機関は燃料噴射ポンプのアクチーエータと少なくとも１つの可変容量型油圧 ポンプとを備えておシ、この油圧ポンプは負荷検出手段を備えていてこの負荷検 出手段は油圧負荷を検出して要求油圧流量および要求負荷に応じて斜板の傾斜を 調節する。この制御装置は油圧ポンプの容量を検出してポンプ装量に応じて第１ 信号を出力する第１手段を備えている。第２手段はエンジンの回転速度を検出し てこの回転速度に応じて第２信号を出力する。制御手段はこの第１信号を受取っ てこの第１信号の大きさに応じた第３信号を出力する。アンダースピード制御手 段はこの第２信号および第３信号を受取って、第２信号と第３信号とを比較し、 第３信号が第２信号よシ大きい時に第４信号を出力する。斜板アクチュエータ手 段はこの第４信号を受取って、第４信号の大きさに応じて斜板の傾斜角を制御す る。燃料制御手段は第２信号および第３信号を受取って、それらを比較し、第３ 信号が第２信号よシ小さい時に第５信号を出力する。ラック作動手段はこの第５ 信号を受取って、第５信号の犬きさに応じてエンジンへの燃料供給を制御する。

図面の簡単な説明 第１図は油圧制御装置とエンジンと油圧ポンプとのレイアウトのブロック図、 第２図は斜板の傾斜を制御するための負荷検出手段を示し、 第３図は燃料噴射ポンプのアクチュエータを示すもので、その一部は断面図とし てまたその一部はブロック図として示してあシ、 第４図はポンプ制御方法の一実施例を示すブロック図、 第５図は燃料制御方法の一実施例を示すブロック図、 第６図はエンジン速度設定機能の詳細なブロック図、 第７図は油圧ポンプ容量に対する第６図の目標エンジン速度の特性の一例を示す グラフである。

〔発明を実施するための最良の形態〕

添附図面には本発明の装置１０の好ましい実施態様が示されている。第１図には 原動機１４を制御するための電子制御装置１２が示してあシ、この原動機１４は 好ましく、は燃料噴射ポンｆ２０のラック１８によって制御される内燃機関１６ である。ラック１８は制御装置１２からの指令に基づいて公知の電気油圧式ラッ クアクチュエータ手段２２によって位置決めされる。可変容量油圧ポンプ２４． ２６はエンジン１６によって駆動され、油圧式機械式負荷検出装置２８（第２図 に詳細に説明してあシかつこの明細書で以下に説明しである）は検出された油圧 負荷に応じて斜板３０，３２の傾斜を制御する。この制御装置１２は３つの主要 構成部分に分けることができる。即ち、燃料制御手段３４と、アンダースビー− 制御手段３６と、制御手段３８とである。

制御手段３８は夫々の油圧ポンプ２４．２６の容量に応じて配線４０．４２を介 して第１手段３９から第１信号を受取シ、最大レベルの第１信号に応じテ目標エ ンジン速度を演算し、この目標エンジン速度を表わす第３信号を配線４４を介し て燃料制御手段３４およびアンダースピード制御手段３６の両方に出力する。第 ２手段４６はエンジン１６の現実の回転速度を検出して、現実のエンジン速度を 表わす第２信号を燃料制御手段３４およびアンダースピード制御手段３６の両方 に出力する。燃料制御手段３４は現実エンジン速度を表わす第２信号ならびに目 標エンジン速度を表わす第３信号を受取って、これら２つの信号を比較し、目標 ニンジン速度が現実エンジン速度よシも小さな時に第５信号を出力する。

ラックアクチュエータ手段２２はこの第５信号を受取って、第５信号の大きさに 応じてエンジン１６の燃料供給を制御する。同様にして、アンダースピード制御 手段３６は第２信号および第３信号を受取って、・これら２つの信号を比較し、 目標エンジン速度が現実エンジン速度よシも大きい時に第４信号を出力する。斜 板アクチュエータ手段５０はこの第４信号を受取って、第４信号の大きさに応じ て斜板の傾斜角を制御する。よシ簡単に云うならば、現実エンジン速度が目標エ ンジン速度を下まわる時には、アンダースピード制御手段３６はポンプ容量を低 減させて、よシ小さな負荷のもとでエンジン速度を増加させる様に作動する。現 実エンジン速度が目標エンジン速度を上まわる場合には、燃料制御手段はエンジ ンへの燃料供給を減少させて、よシ効率的な作動条件までエンジン速度を低下さ せる。

第２図は油圧式機械式負荷検出装置２８の実施例を示す。この負荷検出装置２８ は、位置決め可能な斜板３０を持った油圧ボンｆ２４と、複数の作業装置５６． ５８への油圧流体の流れを夫々制御するためのオイレータによって作動される複 数のパルプ５２．５４と、流れの優先頴位を制御するための制御パルプ６０と、 最大レベルの負荷圧力信号を斜板アクチュエータ６４に出力するためのゾール式 レゾルバ−パルプ６２とを備えている。優先制御パルプ６０は作業装置５８に優 先して作業装置５６の方に油圧流体を供給する様に作動する。パルプ５２を全開 にすれば、全ての油圧流体が作業装置５６の方に流れる様な方向にこの制御パル プ６ｏは付勢される。

反対に、パルプ５２を作動させなければ、圧力信号は制御弁６０を逆方向に付勢 し、その結果油圧流体はパルプ５４の方へと流れる。パルプ５２の開度を変えれ ば、適当量の流体は装置５６へ供給され、残る流体は装置５８の方に流れる。ゴ ール式レゾルパーパルプ６２は夫々の作業装置シリンダに加わる負荷に対応して 夫々のパルプ５２．５４から負荷圧力信号を受取る。最大レベルの信号は斜板ア クチュエータ６４に送られ、斜板３０の位置は信号の大きさに応じて設定される 。ポンプ吐出圧信号はまた配線６５を介して斜板アクチュエータ６４に送られ、 この信号はポンプの吐出圧を負荷圧力信号が要求する圧力よりも例えば３００　 ｐｓｉ高い圧力に維持する。

負荷検出装置２８の電子制御はパイロット供給６６と圧力比例パルプ６８とソレ ノイド７ｏとを用いて行なうことができる。比例パルプ６８は斜板アクチュエー タ６４に出力される／４’イロット供給圧力６６を制御する。アンダースピード 制御手段３６からの指令に基づいてソレノイド７ｏを作動させれば圧力比例パル プ６８が制御され、この圧力比例パルプ６８は斜板アクチュエータ６４に出力さ れる圧力を制御し、従って斜板の位置を制御する。

例えば、掘さく機の作動中に、目標エンジン速度が現実エンジン速度に等しいも のと仮定すると、アンダースピード制御手段３６は斜板の位置を変更する様な動 作は行なわないであろう。現実のエンジン速度が目標エンジン速度よシも低下し た場合には、負荷検出装置は連続的にポンプ容量を増加させて必要な流量を提供 しようとするであろう。しかし、アンダースピード制御手段３６はソレノイド７ ０を作動させることおよび斜板アクチュエータ６４にアンダースピード圧力信号 を送ることによってボン７′。容量を低下させようとするであろう。このアンダ ースピード圧力信号の大きさはアンダースピード制御手段３６によって目標エン ジン速度と現実のエンジン速度との差に応じて増減される（よシ詳しくは後述す る）。

第３図は燃料噴射ポンプ２０のラック１８の位置を制御するための電気油圧式ラ ックアクチュエータ手段２２を示す。従来と同様に、燃料噴射ポンプ２０はハウ ジング７０と往復動式燃料ラック１８とを備えておシ、このラック１８は相反す る燃料増加方向および燃料減少方向に軸方向移動可能である（第３図に於ては、 これらの方向は夫々左方向およぴ右方向である）。

このアクチュエータ手段２２は更にラック制御部材７２を備えておシ、このラッ ク制御部材７２も相反する燃料増加方向および燃料減少方向に移動可能である。

ここに示した特定の装置に於ては、このラック制御部材７２は環状スリーブまた はカラーの形に形成されている。ラック制御部材７２の移動に応じて燃料ラック １８を燃料増加方向または燃料減少方向に移動させるための手段として油圧サー が装置７４が設けてあシ、このサーぎ装置７４はラック制御部材７２を移動させ るに要する力よシも大きな力でラック１８を移動させる様になっている。この油 圧サー？装置７４は図示した実施例ではシリンダ７６とピストン７８とスリーブ ８０とパイロットパルプスプール８２とを備えている。

シリンダ７６は燃料噴射ポンプのハウジング７０に固定してチシ、このシリンダ はポンプハウジング７０の内部と連通した通路８４を有する。加圧されたエンジ ン潤滑オイルはこの通路８４を通って流れることができる。ピストン７８．には ポートが設けてあシ、段状であって、ラック１８とともに軸方向移動し得る様に ラック１８に連結されている。このピストン７８はシリンダ７６内に軸方向移動 可能に配置されている。ピストン７８の左端８６の直径はピストン７８の右端８ ８の直径よシも小さく、ピストン右端８８はシリンダ７６内に固定されたスリー ブ８０内で摺動する。これらの直径はいずれもピストンの中間頭部９０の直径よ シも小さい。ピストン７８の左端８６と頭部９０とシリンダ７６とは環状室９２ を形成している。ピストン頭部９０はその右側に環状表面９４を有する。

ノセイロットパルブスゾール８２はピストンに対して限られた軸方向運動をし得 る様にピストン７８内に装着されておシ、ピストンの、ｊ？−）９８と連続的に 連通した小径切欠き９６を備えている。ピストンのポート１００および１０２に 対するこの切欠き９６の軸方向長さは、パイロットパルプスプール８２が第３図 のバランス位置にある時にはこの切欠き９６がピストンポート１００および１０ ２のいずれにも連通しないが、ピストン７８に対してスプール８２が右または左 に移動した時には切欠き９６がピストンポート１００または１０２に連通ずる様 に定められている。

ラック制御部材７２は限られた軸方向摺動運動をシ得る様にパイロットパルプス プール８２の左端軸部１０４に装着されている。ラック制御部材７２はスプリン グリテーナ１０８に当接したスプリング１０６によって右向きに付勢されておシ 、ラック制御部材７２の右方向運動はパイロットパルプスプールの軸部１０４に 固定された止め輪１１０によって制限される。このラック制御部材７２の側方に は一対９半径方向フランツ１１２が設けてあシ、相対峙した肩部１１４および１ １６を形成している。

サーボ装置７４のシリンダ７６には電気的に励起可能なブラシレス式の直流トル クモータ１ｘ８ｄ［ｌ定関係で装着しである。このモータ１１８は燃料増加方向 およびこれと反対の燃料減少方向に移動可能な回転ロータ１２０を備えている。

この様なトルクモータ１１８の機能的特性はモータ１１８に電流を供給しない時 にはロータ１２０は軸受は内で自由に回転するということである。電流を供給し た時には、ロータ１２０は予め設定されたトルクを一方向に作用させる。このト ルクの大きさは印加された電流値に比例する。この好ましい実施態様に於ては、 供給電流は以下に詳述する様に印加信号の持続期間を調節することによシ制御さ れる。

トルクモータ１１８のロータ１２０をラック制御部材７２に連結するため連結手 段１２２が設けてあシ、この連結手段１２２はロータ１２０が燃料増加方向また は燃料減少方向に移動するのに応じてラック制御部材７２を燃料増加方向または 燃料減少方向に移動させる様になっている。図示した特定の装置に於ては、この 連結手段１２２はロータ１２０に固定された制御レバー１２４から成シ、この制 御レバー１２４の自由端１２６はラック制御部材７２の肩部１１４と１１６との 間に規制されている。

第３図に示した装置に於ては、トルクモータ１１８は、電流を印加すれば制御レ バー１２４にトルクが作用してこのレバーを時計方向の燃料増加方向に付勢し、 ラック制御部材７２を左方向の燃料増加方向に移動させる様に構成されている。

トルクモータ１８を励起した時に連結手段１２２がラック制御部材７２を移動さ せる方向とは逆方向にラック制御部材７２を付勢するため、付勢手段１２８が設 けである。第３図に示したラックアクチュエータ手段２２に於ては、との付勢手 段１２８はばね力の小さな圧縮ばね１３０から成シ、このばね１３０は固定ばね 座１３２と制御レバー１２４の延長部１３４との間に規制されている。この様な 構成であるから、ばね１３０は制御レバー１２４を燃料減少方向に付勢し、制御 レバー１２４の自由端１２６はラック制御部材７２の肩部１１４に作用してラッ ク制御部材７２を燃料減少方向に付勢する。

アンダースピード制御手段の作動は第４図のブロック図に示されている。この実 施態様に於ては、このアンダースピード制御手段３６は第１の比例デラス微分フ ィードバック手段ｆ３６として示してあり、この第１手段１３６は第４信号の大 きさを制御して油圧ポンプの容量を制御し得る様になっている。現実のエンジン 速度信号は第２手段４６から送られ、ローフ４スフイルタ１３８に出力さレル。

コノローパスフィルタ１３８は個々のシリンダ点火に伴なう過渡成分を除去する ものでおる。フィルタで処理されたエンジン速度信号は次に第１加算手段１４０ に送られ、目標エンジン速度信号の負の値に加算される。

得られた信号はエラー信号を表わすか、現実のエンジン速度と目標エンジン速度 との差を表わす。このエラー信号は次に所定の第１係数ＫＰ２によって逓倍され 、制御等式の比例項として第２の加算手段１４２に出力される。同時に、現実エ ンジン速度信号は第２のローパスフィルタ１４４に出力され、第３加算手段１４ ６の負入力に送られる。この第３加算手段１４６の正入力はフィルタ処理されな い現実エンジン速度信号を受取る。従って、この第３加算手段は濾過された信号 と濾過されない信号との差に基づいて信号を出力するのでアシ、よシ詳しくは、 この出力信号はエンジン速度の変化率または現実エンジン速度の微分値を表わす 。この微分信号は第２の係数ＫＤによって逓倍され、第２加算手段１４２に出力 される０第１のアクチュエータ設定値手段１４８は斜板の最大傾斜角を表わす一 定レベルの第７信号を第２加算手段１４２に出力する。第２加算手段１４２は比 例信号と微分信号と一定信号とを加算して、この加算値を第４信号の大きさを制 御するための第８信号として出力する６演算処理手段１５０はこの第８信号を受 取って、第４信号の大きさを表わす所定のメモリ領域を呼出す。ソフトウェアに よるテーブル・ルックアップ・ルーチンは第８信号の大きさを決定し、この第８ 信号の大きさによシ定まる２進数をメモリ領域から呼出す。この２進数は第４信 号の持続期間を決定するもので１、従って、油圧ポンプ容量を制御するものであ る。例えば、２進数ｏｏｏｏｏｏｏｏが呼出されたならば最小パルス幅の第４信 号が出力され、２進数１１１１１１１１が呼出されたならばこのエンジン処理手 段は最大・ぐルス幅の信号を出力する。これら２つの極端値の間の大きさの２進 数の場合には対応するパルス幅が出力される。電子設計の分野に於ける当業者が 理解できる様に、第４図に示した比例プラス微分フィードバック制御方式はハー ドウェア装置によって実施することもできるし４、ソフトウェアプログラムによ って実施することもできるし、或はそれ等の組合せとして実施することもできる 。例えば、ローフ４スフイルタは広く入手可能なノー−ドウエア回路であシ、そ のン７トウエア構成も知られている。同様に、加算手段はソフトウェアまたはハ ードウェアのいずれによって構成してもよい。

以上の説明かられかる様に、この電子制御装置１２の作動中は、現実のエンジン 速度が目標エンジン速度よシ高い時はアンダースピード制御手段３６は最大ポン プ容量よシも大きなポンプ容量を要求する第８信号を出力するであろう。ポンプ は最大容量よシも大きな容量にすることはできないので、最大容量より大きなポ ンプ容量を要求する第８信号はポンプ容量に何らの影響を与えない。従って、ア ンダースヒート制御手段は現実のエンジン速度が目標エンジン速度を下まわった 場合にのみポンプ容量を変化させる様に動作する。

燃料制御手段３４の作動は第５図のブロック図に示されている。この燃料制御手 段３４の一実施態様はアンダースピード制御手段３６に類似したもので、この燃 料制御手段３４は第２の比例プラス微分フィードバック手段１５２として実施さ れている。この第２手段１５２は第５信号の大きさを制御してエンジンへの燃料 供給を制御するものである。

現実のエンジン速度信号は第２手段４６から入力し、第３のローパスフィルタ１ ５４の負入力に出力される。フィルタ処理されたエンジン速度信号は次に第４加 算手段１５６に送られ、目標エンジン速度信号に加算される。得られた信号は、 この場合でも、二妄−信号を表わすか現実エンジン速度と目標エンジン速度との 差を表わすものであるが、アンダースピード制御手段に於けるエラー信号とは反 対の符号を有する。このエラー信号は次に所定の第３係数に、１によりて逓倍さ れ、制御等式の比例項として第５加算手段１５８に出力される。同時に、現実エ ンジン速度信号は第４のローパスフィルタ１６０に送られ、第６の加算手段１６ ２の負入力に出力される。

第６加算手段１６２の正入力は濾過されない現実エンジン速度信号を受取る。従 って、この第６加算手段１６２は現実エンジン速度の微分値に基づいた信号を出 力する。この微分信号は第４の係数ＫＤ、によって逓倍され、第５加算手段１５ ８に出力される。

第２のアクチーエータ設定値手段１６４は最大ラック位置を表わす一定レベルの 第１０信号を第５加算手段１５８に出力する。この第５加算手段１５８は比例信 号と微分信号と一定信号とを加算し、その加算値を第５信号レベルを制御するた めの第１１信号として出力する。演算処理手段１６６はこの第１１信号を受取っ て、第５信号の大きさを表わす所定のメモリ領域を呼出す。アンダースピード制 御手段３６の作動について前述したところと同様に、ン７トウエアによるルック アップルーチンはこの第１１信号の大きさを決定し、第１１信号の大きさによシ 定まるメモリ領域から２進数を呼出す。この２進数は第５信号の長さを決めるも のでロシ、従って、ラックの位置および燃料供給を制御するものでらる０この燃 料制御手段３４の作動は比例項の符号が異なる点を除けばアンダースピード制御 手段３６の作動と同様である。一定項は最大ラックを要求する様に設定されてい るので、負の比例項のみがラック位置を減少させる様に作用するのであり、よシ 詳しく云えば、燃料制御手段は現実のエンジン速度が要求エンジン速度を越えた 場合に燃料供給を減少させる様に作動するのである。アンダースピード制御手段 ３６の場合と異なシ、ラック１８の最大位置よシもるのを防止するため、この燃 料制御手段には現実のエンジン速度信号が目標エンジン速度信号よシ小さい時に 比例項をゼロに設定するための追加的なステップが設けられている。エラー信号 がゼロよシ大きいかどうかをチェックするステップおよびこの条件が成立した時 にエラー信号をゼロに設定するステップがエラー信号を定数に、１によって逓倍 するステップの後に設けられている。エラーがゼロよシも小さい場合には、信号 はそのまｉ通過する。

第６図は制御手段３８をブロック図で示したものであシ、エンジン速度とポンプ 容量との関係を示す第７図のグラフを参照することによシ最もよく説明すること ができる。前述した様に、制御手段３８は油圧ポンプの容量に基づいて目標エン ジン速度を決定するという機能を有するものである。第６図のブロック図はソフ トウェアルーチンのステップとして最も容易に説明することができるのであるが 、電子制御装置の設計の分野の当業者が理解できる様に、本発明の精神から逸脱 することなくこのソフトウェアの一部または全部をノ・−ドウエア回路で置き換 えることも可能である。第７図は、複数の範囲のうちのいずれかの範囲にある油 圧ポンプ容量信号に応じて、予め設定された複数のレベルのうちのいずれかのレ ベルに目標エンジン速度信号を制御可能に設定し得ることを示している。よシ詳 しくは、所定の時さい時には目標エンジン速度信号は第１の設定レベルとなる０ 例えば、ポンプ容量が約２秒間にわたシ５チよシも小さい時には、目標エンジン 速度は約１１４Ｏｒｐｍの待機速度に設定される。更に、ポンプ容量信号が第１ 設定値と第２設定値との間の範囲におる時には、目標エンノン速度信号は第２設 定レベルとなる。よシ詳しくは、ポンプ容量が５％と４０チとの間にある時には 、目標エンジン速度はオペレータが選んだ作業速度に設定される。第３の範囲は 目標エンジン速度が第１信号に直接に比例する場合であシ、これは第１信号が第 ２設定値よシ大きい場合である。このグラフのうち作業速度と最大速度との間の 傾斜部分は比例カーブの一例を表わす。しかし、作業速度は別々の複数の値に設 定することが可能でアシ、その−例は第７図に於て破線で示されている。この場 合にはグラフの傾斜部分の勾配は最大速度と新たな作業速度との間に適合する様 に調節することが必要である。目標エンジン速度の最大値は最大ポンプ容量に対 応するべく設定するのが望ましい。

第６図は第７図のグラフを実行するための構成例を示す。ポンプ容量信号は夫々 のポンプ２４　、２６について配線４０．４２を介してブロック２００に送られ る。最大レベルの信号が選ばれてブロック２０２に送られ、このブロック２０２ に於てはポンプ容量が極めて小さい時に起こる過渡成分を除去すずれかに設定す る。第１の値はエンジンの待機速度に対応しており、−ンデ容量が２秒以上の時 間にわ九って５％以下に落ちた場合には変数ＤＥＳＮＥ　５はこの第１の値に設 定される。第２の値は最大目標エンジン速度に対応するものであり、ポンプ容量 信号が５ｅＩＩを越えた時には必ず変数ＤＥＳＮＥ　５はこの第２の値に設定さ れる。

また、ブロック２０６は最大レベルのポンプ容量信号を受取り、ソフトウェアに よるテーブル・ルックアップ・ルーチンを用いて変数ＤＥＳＮＥ　３を比例的目 標二ンジ／速度に設定する。テーブル・ルックアップ・ルーチンはポンプ容量に 基づいてメモリ領域を呼出し、そこに格納された目標エンジン速度を読取る。例 えば、第７図のグラフは約５０％のポンプ容量は約１７０Ｏｒｐｍの目標エンジ ン速度に対応することを示している。この場合には、テーブル・ルックアップ・ ルーチンは５０％ポンプ容量に対応するメモリ領域を呼出し、目標エンジン速度 １７００ｒｐｍを読込み、変数ＤＥＳＮＥ　３を１７００ｒｐｍに設定する。

ブロック２０８は目標エンジン速度の変数を設定するためにテーブル・ルックア ップ・ルーチンを用いている点に於てブロック２０６の作動と類似している。変 数ＤＥＳＮＥ　１はオペレータが位置決め可能なダイヤルスイッチ２１０によっ て定まる作業速度に設定される。ブロック２０８はオペレータが選んだレベルを 表わすダイヤルスイッチ２１０から信号を受取シ、適当なメモリ領域を呼出し、 そのメモリ領域に格納された値に変数ＤＥＳＮＥ　１を設定する。

夫々ノ変数ＤＥＳＮＥ　１　、　ＤＥＳＮＥ　３　、　ＤＥＳＮＥ　５はブロッ ク２１２に送られ、このブロック２１２に於ては変数ＤＥＳＮＥはまず変数ＤＥ ＳＮＥ　ｌ内に含まれる値を与えられる。変数ＤＥＳＮＥとＤＥＳＮＥ　３とを 比較し、変数ＤＥＳＮＥ　３が変数ＤＥＳＮＥよシ大きい場合には変数ＤＥＳＮ Ｅは複数の変数ＤＥＳＮＥＳに等しくなる様にリセットされる。

簡単に云えば、作業速度と比例速度とを比較し、比例速度が作業速度よシ大きい 場合には目標エンジン速度は比例速度に設定される。次に変数ＤＥＳＮＥと変数 ＤＥＳ邪５とを比較し、変数ＤＢＳ耶が変数ＤＥＳＮＥ　５よシ大きい場合には 変数Ｉ）ＥＳＮＥは変数ＤＥＳＮＥ　５に等しくなる様にリセットされる。この ステップでは、ブロック２０４が変数ＤＥＳＮＥ　５をどの様な値に設定したか に応じて、目標エンジン速度（これは作業速度か比例速度かのいずれかに設定さ れている）が最大速度または待機速度と比較される。もし目標エンジン速度が最 大速度よシも大きいならば、オーバースピード条件が成立し、目標エンジン速度 は最大速度に等しくなる様にリセットされる。或は、？７７″容量が２秒間以上 にわたって５チよシも小さい場合には、変数ＤＥＳＮＥ　５は待機速度に設定さ れる。この時、もし目標エンジン速度が待機速度よシも大きいならば、目標エン ジン速度は待機速度にリセットされる。

エンジン速度が急激に変化するのを防ぐため、変数ＤＥＳＮＥはフィルタ２１４ に送られる。例えば、エンジンが最大速度で回転している時に、オペレータが高 出力を要する作業を停止した時には、目標エンジン速度は非常に短かい時間内に やや急激に変化して振動を生じさせるであろう。この場合、フィルタ２１４は目 標エンジン速度をよシ緩慢に変化させ、操作をよシスムースにする。前述した様 に、目標エンジン速度は燃料制御手段３４およびアンダースピード制御手段３６ の両方に送られる。

〔産業上の利用可能性〕

掘さく機の操作に於て、オペレータが溝掘シ作業を行なっておシ、この作業サイ クルの特定の部分に於てオペレータがカットを行なうためにパケットを位置決め しているものと仮定する。油圧装置５６゜５８に作用する負荷は低から中でオシ 、油圧負荷検出装置は例えば約２５％のポンプ容量を提供する様に斜板３０を位 置決めしている。ポンプ容量は検出され、制御手段３８はオペレータが要求した 作業速度に目標エンジン速度を設定している。

パケットがカットを始めたならば、油圧装置５６゜５８に作用する油圧負荷が増 加する。負荷検出装置２８が応答してポンプ容量を約９０チに増加させて、必要 な追加的な流量を提供する。ポンプ容量の増加に応答して目標エンジン速度は１ ９００ｒｐｍに増加するが、油圧負荷の増大はエンジンの応答性を低下させるの で現実のエンジン速度は目標エンジン速度を下まわる。これに応答して、アンダ ースピード制御手段３６は第４図に示した比例プラス微分手段１３６ニ応シてポ ンプ３０を後退させる。斜板位置のこの減少は制御手段３８によって検出され、 この制御手段３８は新たな斜板３０の位置に対応する様に目標エンジン速度を直 ちに低下させる。燃料制御手段３４は目標エンノン速度が現実のエンジン速度よ シ大きな限りラックを全開位置に維持する。従って、負荷が減少してエンジンが 加速せられ、アンダースピード制御手段３６は目標速度と現実速度との差が減少 するにつれて斜板の位置を増加させる。しかし、斜板の位置が増加するにつれて 、目標エンジン速度信号も増加する。ゲインＫｐ２　＃　Ｋｏ２を適切に選ぶこ とによシ、第７図のカーブの比例部分で作動している時に制御手段３８とアンダ ースピード制御手段３６とを相互作用させることが可能となシ、エンジン速度と ポンプ容量との所望の関係を確保することができる。

カットが終れば、油圧負荷が減少し、負荷検出装置はポンプ容量を減少させ、目 標エンジン速度が低下し、燃料制御手段は現実のエンジン速度が目標エンジン速 度よシ大きいことに対応して目標エンジン速度が現実のエンジン速度に等しくな るまでラックの変位を減少させる。現実エンジン速度と目標エンジン速度との差 は加速度的に小さくなるので、第１の比例プラス微分フィードバック手段はラッ ク位置が小さくなる様に燃料制御手段を制御する。

作業サイクルのうちの任意の時点に於てオペレータが作業を中断することによ９ ２秒よシ長い時間にわたって負荷検出装置がポンプ容量を５％以下に移　・動さ せた時には、制御手段３８は目標エンジン速度を約１１４Ｏｒｐｍの待機速度に 設定するであろう。燃料制御手段はラック位置を減少させて、エンジンの現実の 速度を目標待機速度まで低下させる。

以上には油圧穴掘さく機に関連して本発明を説明したが、本発明は殆んど全ての 原動機および油圧ポンプに実施することが可能である。

本発明の他の観点、目的、および利点は図面、開示、および添附の請求の範囲を 検討することによシ理解することができる。

第　２　図 第　７　図 ポンプ容量 国際調査報告

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃機関（１６）を制御するための制御装置（１０）であって、前記内燃機 関（１６）は燃料噴射ポンプを制御するためのラック（１８）と少なくとも１つ の可変容量型油圧ポンプ（２４）とを備えており、前記ポンプ（２４）は油圧負 荷を検出して要求油圧流量および要求負荷に応じて斜板（３０）の傾斜を調節す るための負荷検出手段（２８）を備えており、前記制御装置（１０）は、 前記油圧ポンプ（２４）の容量を検出して前記油圧ポンプ（２４）の容量に応じ て第１信号を出力するための第１手段（３９）と、 前記エンジン（１６）の回転速度を検出して前記回転速度に応じて第２信号を出 力するための第２手段（４６）と、 前記第１信号を受取って前記第１信号の大きさに応じて第３信号を出力するため の制御手段（３８）と、 前記第２信号および第３信号を受取り、前記第２信号と第３信号とを比較し、前 記第３信号が第２信号より大きい時に第４信号を出力するためのアンダースピー ド制御手段（３６）と、 前記第４信号を受取って前記第４信号の大きさに応じた量だけ前記斜板（３０） の傾斜角を減少させるための斜板アクチュエータ手段（５０）と、前記第２信号 および第３信号を受取り、第２信号と第３信号とを比較し、前記第３信号が第２ 信号より小さい時に第５信号を出力するための燃料制御手段（３４）と、 前記第５信号を受取って前記第５信号の大きさに応じて前記エンジン（１６）へ の燃料供給を制御するためのうックァクチュエータ手段（２２）、とを備えて成 る制御装置。
2. ２．請求の範囲第１項記載の装置（１０）であって、複数の可変容量型油圧ポン プ（２４，２６）を備え、夫々のポンプ（２４，２６）は各ポンプの斜板（３０ ，３２）の傾斜を調節して要求油圧流量および要求負荷に適合させるための負荷 検出装置（２８）を備え、前記制御装置（１０）は前記各ポンプの容量を検出し て各油圧ポンプ（２４，２６）の容量に応じて第１信号を出力するための複数の 第１手段（３９）を備え、前記制御手段（３８）は前記第１信号を受取って最大 レベルの第１信号に応じて目標エンジン速度信号を出力することを特徴とする装 置（１０）。
3. ３．前記斜板アクチュエータ手段（５０）は第４信号の持続時間に応じてポンプ 容量を制御し、前記ラフクァクチュエータ手段（２２）は第５信号の持続時間に 応じて燃料噴射量を制御する請求の範囲第１項記載の装置（１０）。
4. ４．前記アンダースピード制御手段（３６）は前記第４信号の大きさを制御する ための第１の比例プラス微分フィードバック手段を備えている請求の範囲第１項 記載の装置（１０）。
5. ５．前記第１比例プラス微分フイードパック手段（１３６）は第６信号を出力し 、前記第１比例プラス微分フィードバック手段（１３６）は、前記斜板（３０） の最大傾斜角を表わす一定の大きさの第７信号を出力するための第１のアクチュ エータ設定値手段（１４８）と、前記第４信号の大きさを制御するため前記第６ 信号と第７信号とを加算して合計値に応じた第８信号を出力する手段（１４２） 、とを備えている請求の範囲第４項記載の装置（１０）。
6. ６．前記第８信号を受取って前記第４信号の大きさを表わす２進数が格納された 所定のメモリ領域を読み出すための演算処理手段（１５０）を備えている請求の 範囲第５項記載の装置（１０）。
7. ７．前記燃料制御手段（３４）は前記第５信号の大きさを制御するための第２の 比例プラス微分フイードパック手段（１５２）を備えている請求の範囲第１項記 載の装置（１０）。
8. ８．前記第２信号が前記目標エンジン速度信号より小さい時には前記比例項はゼ ロである請求の範囲第７項記載の装置（１０）。
9. ９．前記第２の比例プラス微分フィードバック手段（１５２）は第９信号を出力 し、前記第２フィードパック手段（１５２）は、ラック（１８）の最大可能位置 を表わす一定の大きさの第１０信号を出力するための第２のアクチュエータ設定 値手段（１６４）と、前記第５信号の大きさを制御するため前記第９信号と第１ ０信号とを加算して加算値に応じて第１１信号を出力する手段（１５８）、とを 備えている請求の範囲第８項記載の装置（１０）。
10. １０．前記第１１信号を受取って前記第５信号の大きさを表わす２進数が格納さ れた所定のメモリ領域を読み出すための演算処理手段（１６６）を備えている請 求の範囲第９項記載の装置（１０）。
11. １１．前記第３信号は前記第１信号が複数の範囲のいずれかにある時に複数の設 定レベルのいずれかに制御可能に設定される目標エンジン速度信号である請求の 範囲第１項記載の装置（１０）。
12. １２．前記目標エンジン速度信号は前記第１信号が所定の時間にわたり所定の第 １の大きさより小さい時には所定の第１レベルとなる請求の範囲第１１項記載の 装置（１０）。
13. １３．前記目標エンジン速度信号は前記第１信号が所定の第１の大きさと所定の 第２の大きさとの間の範囲にある時に所定の第２のレベルとなる請求の範囲第１ ２項記載の装置（１０）。
14. １４．前記目標エンジン速度信号は前記第１信号が前記所定の第２の値より大き い時に前記第１信号に直接に比例する請求の範囲第１３項記載の装置（１０）。
15. １５．前記所定の第２レベルは異なる複数のレベルに調節可能である請求の範囲 第１３項記載の装置（１０）。
16. １６．油圧駆動装置を制御するための方法であって、前記装置は、燃料噴射ポン プのアクチュエータによって制御される内燃機関と、油圧負荷を検出して斜板の 傾斜を要求油圧流量と要求負荷とに適合させるべく調節するための負荷検出手段 を備えた少なくとも１つの可変容量型油圧ポンプ、とを備えており、前記方法は 、 （ａ）前記エンジンの現実の回転速度を検出する工程と、 （ｂ）前記現実エンジン速度に応じて第１信号を出力する工程と、 （ｃ）前記油圧ポンプの容量を検出する工程と、（ｄ）油圧ポンプの前記容量に 応じて第２信号を出力する工程と、 （ｅ）前記第２信号を受取る工程と、 （ｆ）前記第２信号を目標エンジン速度に変換する工程と、 （ｇ）前記目標エンジン速度に応じて第３信号を出力する工程と、 （ｈ）前記第１信号および第３信号を受取る工程と、（ｉ）前記第１信号と第３ 信号とを比較する工程と、（ｊ）前記第３信号が第１信号より大きい時に前記斜 板の傾斜角を減少させる工程と、 （ｋ）前記第１信号が第３信号より大きい時にエンジンへの燃料供給を減少させ る工程、 とを含んで成る方法。
17. １７．前記工程（ｄ）は第１信号と第３信号との差の大きさを決定することを含 み、前記工程（ｅ）は前記差の大きさに応じた量だけ斜板の傾斜角を減少させる ことを含み、前記工程（ｆ）は前記差の大きさに応じた量だけエンジンへの燃料 供給を減少させることを含む請求の範囲第１６項記載の方法。