JPWO2008087847A1 - エンジンの制御装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
即ち、本願の第1特定発明では、エンジンによって駆動される少なくとも1つの可変容量型油圧ポンプと、前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、前記可変容量型油圧ポンプから吐出した圧油を制御して前記油圧アクチュエータに給排する制御弁と、前記可変容量型油圧ポンプのポンプ容量を検出するポンプ容量検出手段と、を備えたエンジンの制御装置において、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択して指令する指令手段と、前記指令手段で指令された指令値に応じて第1目標回転数を設定し、設定した前記第1目標回転数に基づいて、前記第1目標回転数よりも低い回転数である第2目標回転数を設定する設定手段と、を有し、
前記第2目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時に、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第1の所定ポンプ容量以上に増大したときには、エンジンの目標回転数を前記第2目標回転数から、前記第2目標回転数よりも高い回転数であり前記第1目標回転数以下の回転数である第3目標回転数に変更してなることを最も主要な特徴となしている。
更に、本願の第1特定発明では、第3目標回転数と第1目標回転数との関係を特定したことを主要な特徴となしている。
を備えたエンジンの制御装置において、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択して指令する指令手段と、前記指令手段で指令された指令値に応じて第1目標回転数を設定し、設定した前記第1目標回転数に基づいて、前記第1目標回転数よりも低い回転数である第2目標回転数を設定する設定手段と、を有し、
前記第1目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時に、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第2の所定ポンプ容量よりも減少したときには、エンジンの目標回転数を前記第1目標回転数から、前記第1目標回転数よりも低い回転数であり前記第2目標回転数以上の回転数である第4目標回転数に変更してなることを他の最も主要な特徴となしている。
更に、本願の第2特定発明では、第4目標回転数と第2目標回転数との関係を特定したことを主要な特徴となしている。
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択して指令する指令手段と、前記指令手段で指令された指令値に応じて第1目標回転数を設定し、設定した前記第1目標回転数に基づいて、前記第1目標回転数よりも低い回転数である第2目標回転数を設定する設定手段と、を有し、
前記第2目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時に、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第1の所定ポンプ容量以上に増大したときには、エンジンの目標回転数を前記第2目標回転数から、前記第2目標回転数よりも高い回転数であり前記第1目標回転数以下の回転数である第3目標回転数に変更してなり、
前記第3目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時に、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第2の所定ポンプ容量よりも減少したときには、エンジンの目標回転数を前記第3目標回転数から、前記第3目標回転数よりも低い回転数であり前記第2目標回転数以上の回転数である第5目標回転数に変更してなることを別の最も主要な特徴となしている。
更に、本願の第3特定発明では、第3目標回転数と第1目標回転数との関係、及び/または、第4目標回転数と第2目標回転数との関係をそれぞれ特定したことを主要な特徴となしている。
また、本願の第4特定発明では、エンジンの目標回転数を第2目標回転数から第3目標回転数に変更した後の所定時間の間は、第3目標回転数が更に変更されるのを禁止したことを主要な特徴となしている。
更に、本願の第4特定発明では、第1の所定ポンプ容量の値を変更させる条件を限定したことを主要な特徴となしている。
また、本願の第5特定発明では、エンジンの目標回転数を第1目標回転数から第4目標回転数に変更した後の所定時間の間は、第4目標回転数が更に変更されるのを禁止したことを主要な特徴となしている。
更に、本願の第5特定発明では、第2の所定ポンプ容量の値を変更させる条件を限定したことを主要な特徴となしている。
また、本願の第6特定発明では、エンジンの目標回転数を第2目標回転数から第3目標回転数に変更した後の所定時間の間は、第3目標回転数が更に変更されるのを禁止し、また、エンジンの目標回転数を第3目標回転数から第5目標回転数に変更した後の所定時間の間は、第5目標回転数が更に変更されるのを禁止したことを主要な特徴となしている。
更に、本願の第6特定発明では、第1の所定ポンプ容量の値を変更させる条件及び第2の所定ポンプ容量の値を変更させる条件をそれぞれ限定したことを主要な特徴となしている。
このように、第3目標回転数を順次設定していくことができる。
即ち、エンジン出力トルクが低い間あるいはエンジンで駆動される可変容量型油圧ポンプのポンプ容量が小さい間は、第2目標回転数においてエンジンの制御を行うことができる。そして、作業機の作業速度を高速にする必要のあるエンジン出力トルクの範囲では、最大で第1目標回転数まで高めることができる第3目標回転数に基づいてエンジンの駆動制御を行うことができる。
しかも、第3目標回転数としては、最大で第1目標回転数まで高めることができる目標回転数であり、第5目標回転数としては、最小で第2目標回転数まで低下させることができる目標回転数である。
また、第1目標回転数〜第5目標回転数に基づいて、エンジンのT−N線図(エンジン出力トルク軸とエンジン回転数軸とからなるトルク線図)において、それぞれ対応した高速制御の領域を設定することができ、各高速制御の領域での制御を行うことができる。しかも、これらの高速制御の領域における制御も本願発明では、第1目標回転数〜第5目標回転数に基づいた各制御に包含されているものである。
4・・・燃料ダイヤル
6・・・可変容量型油圧ポンプ
7・・・コントローラ
8・・・ポンプ制御装置
9・・・制御弁
11・・・操作レバー装置
12・・・サーボシリンダ
17・・・LS弁
50・・・可変容量型油圧ポンプ
53・・・第三制御弁
54・・・センターバイパス回路
55・・・絞り
57・・・サーボアクチュエータ
58・・・サーボ案内弁
59・・・ネガティブコントロール弁
71・・・第一パイロット弁
72・・・第二パイロット弁
73・・・第三パイロット弁
75・・・コントローラ
76・・・ポンプ制御装置
F1〜F4・・・高速制御の領域
Fa〜Fc・・・高速制御の領域
A・・・第1設定位置
B・・・第2設定位置
Nh・・・定格回転数
K1・・・定格点
R・・・最大トルク線
M・・・等燃費曲線
ステップ2では、コントローラ7は読み取った燃料ダイヤル4の指令値に応じて、第1目標回転数としてエンジン2の目標回転数Nh(N´h)を設定し、設定した目標回転数Nh(N´h)に基づいて高速制御の領域F1を設定する。
尚、図3において、最大目標回転数Nhのハイアイドル点N´hと定格点K1とを結ぶ線を高速制御の領域F1として示している。このハイアイドル点N´hは、図2を用いた高速制御の領域Fbの説明において既に説明したように、エンジンの目標回転数を最大目標回転数Nhに制御するときにおける、無負荷時のエンジンの摩擦トルクと油圧系のロストルクとの合計値とエンジン出力トルクとがマッチングする点として定めることができる。
高速制御の領域F2としては、例えば、油圧ショベルの作業機レバー11aを操作したときに、高速制御の領域F1で制御した場合に比べても、ロードセンシング制御によって操作速度が殆ど低下することのない高速制御の領域として予め設定しておくことができる。
高速制御の領域F2がコントローラ7によって決定され、ステップ4に移る。
作業者が操作レバー11aを操作して、油圧ショベルの作業機速度を増速させる制御が開始されると、ステップ5に移る。
ここで、作業者が操作レバー11aを深く操作して、油圧ショベルの作業機速度を増速させようとした場合について説明する。操作レバー11aが深く操作され、これによって制御弁9が例えば(I)位置に切り換えられたとすると、制御弁9の(I)位置における開口面積9aは増大し、油路25におけるポンプ吐出圧とパイロット油路28における負荷圧との差圧は低下する。このとき、ロードセンシング制御装置として構成されているポンプ制御装置8は、油圧ポンプ6のポンプ容量を増大する方向に作動する。
コントローラ7は、コントローラ7に記憶されているトルク線図に基づいて、回転センサ20により検出されているエンジン回転数から、同エンジン回転数に対応した高速制御の領域F2上の位置を特定することができる。特定された位置に基づいて、そのときのエンジン出力トルクの値を求めることができる。このようにして、エンジン出力トルクの値をパラメータの値として用いることで、高速制御の領域F2において油圧ポンプ6からの吐出量が、油圧ポンプ6から吐出し得る最大の吐出量となった状態を検出できる。
このように、油圧ポンプ6のポンプ容量やエンジン出力トルクを把握して得られた値等を用いることで、高速制御の領域F2において油圧ポンプ6が吐出し得る最大の吐出量となった状態を検出することができる。
第1設定位置Aが検出されると、ステップ6に移る。検出されないときには、ステップ11に移ることになる。
即ち、それ以上高速制御の領域F1側にシフトすることが必要なくなる。この場合、図3の一点鎖線で示す高速制御の領域F3での制御が行われることになる。
あるいは、可変容量型油圧ポンプ6のポンプ容量を、エンジン回転数の実測値とエンジン出力トルクとから求める方法や、ポンプ斜板角センサで直接ポンプ容量を求める方法を用いても、エンジン回転数を制御することも可能である。
従って、本発明における油圧回路としては、ロードセンシングタイプの油圧回路に限定されるものではない。
ステップ6での制御が行われると、ステップ7に移ることになる。
所定時間としては、予め実験等により求めておくことも、制御フローにおける1サイクルの時間等として設定しておくことができる。
ステップ7では、所定時間が経過するまでは、ステップ7での制御を繰り返し、所定時間が経過した後にはステップ8に移ることになる。
第2設定位置Bが検出されるまでは、ステップ8での制御が繰り返されることになり、第2設定位置Bが検出されるとステップ9に移る。
ステップ9での制御が行われると、ステップ10に移ることになる。
そのため、ステップ10では、所定時間が経過するまでは、ステップ10での制御を繰り返し、所定時間が経過した後にはステップ11に移ることになる。
ステップ12では、燃料ダイヤル4での指令値に対応する第1目標回転数の値が、他の目標回転数の値に変更されているか否かの判断を行う。第1目標回転数の値が変更されているときには、ステップ2に戻り、ステップ2以降の制御が行われることになる。また、第1目標回転数の値が変更されていないときには、ステップ5に戻り、ステップ5以降の制御が順次行われることになる。
尚、ステップ11及びステップ12の制御は必ずしも必要な制御ステップではないので、これらのステップを省略して制御フローを構成することもできる。
尚、図9では、横軸に絞り55の前後差圧(Pt−Pd)を示し、縦軸にネガティブコントロール弁59から出力される出力圧Pnを示している。
尚、図10では、横軸にネガティブコントロール弁59から出力される出力圧Pnを示し、縦軸に可変容量型油圧ポンプ50のポンプ容量Dを示している。
Claims (18)
- エンジンによって駆動される少なくとも1つの可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、
前記可変容量型油圧ポンプから吐出した圧油を制御して前記油圧アクチュエータに給排する制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプのポンプ容量を検出するポンプ容量検出手段と、
を備えたエンジンの制御装置において、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択して指令する指令手段と、
前記指令手段で指令された指令値に応じて第1目標回転数を設定し、設定した前記第1目標回転数に基づいて、前記第1目標回転数よりも低い回転数である第2目標回転数を設定する設定手段と、
を有し、
前記第2目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時に、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第1の所定ポンプ容量以上に増大したときには、エンジンの目標回転数を前記第2目標回転数から、前記第2目標回転数よりも高い回転数であり前記第1目標回転数以下の回転数である第3目標回転数に変更してなることを特徴とするエンジンの制御装置。 - 前記エンジンの目標回転数が、前記第3目標回転数に変更された後の所定時間の間は、前記第3目標回転数を更に変更することが禁止されてなることを特徴とする請求の範囲第1項記載のエンジンの制御装置。
- 前記第3目標回転数と前記第1目標回転数とが、同一の回転数であることを特徴とする請求の範囲第1項または第2項記載のエンジンの制御装置。
- エンジンによって駆動される少なくとも1つの可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、
前記可変容量型油圧ポンプから吐出した圧油を制御して前記油圧アクチュエータに給排する制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプのポンプ容量を検出するポンプ容量検出手段と、
を備えたエンジンの制御装置において、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択して指令する指令手段と、
前記指令手段で指令された指令値に応じて第1目標回転数を設定し、設定した前記第1目標回転数に基づいて、前記第1目標回転数よりも低い回転数である第2目標回転数を設定する設定手段と、
を有し、
前記第1目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時に、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第2の所定ポンプ容量よりも減少したときには、エンジンの目標回転数を前記第1目標回転数から、前記第1目標回転数よりも低い回転数であり前記第2目標回転数以上の回転数である第4目標回転数に変更してなることを特徴とするエンジンの制御装置。 - 前記エンジンの目標回転数が、前記第4目標回転数に変更された後の所定時間の間は、前記第4目標回転数を更に変更することが禁止されてなることを特徴とする請求の範囲第4項記載のエンジンの制御装置。
- 前記第4目標回転数と前記第2目標回転数とが、同一の回転数であることを特徴とする請求の範囲第4項または第5項記載のエンジンの制御装置。
- エンジンによって駆動される少なくとも1つの可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、
前記可変容量型油圧ポンプから吐出した圧油を制御して前記油圧アクチュエータに給排する制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプのポンプ容量を検出するポンプ容量検出手段と、
を備えたエンジンの制御装置において、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択して指令する指令手段と、
前記指令手段で指令された指令値に応じて第1目標回転数を設定し、設定した前記第1目標回転数に基づいて、前記第1目標回転数よりも低い回転数である第2目標回転数を設定する設定手段と、
を有し、
前記第2目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時に、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第1の所定ポンプ容量以上に増大したときには、エンジンの目標回転数を前記第2目標回転数から、前記第2目標回転数よりも高い回転数であり前記第1目標回転数以下の回転数である第3目標回転数に変更してなり、
前記第3目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時に、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第2の所定ポンプ容量よりも減少したときには、エンジンの目標回転数を前記第3目標回転数から、前記第3目標回転数よりも低い回転数であり前記第2目標回転数以上の回転数である第5目標回転数に変更してなることを特徴とするエンジンの制御装置。 - 前記エンジンの目標回転数が、前記第3目標回転数に変更された後の所定時間の間は、前記3目標回転数を更に変更することが禁止されてなり、
前記エンジンの目標回転数が、前記第5目標回転数に変更された後の所定時間の間は、前記第5目標回転数を更に変更することが禁止されてなることを特徴とする請求の範囲第7項記載のエンジンの制御装置。 - 前記第3目標回転数と前記第1目標回転数とが、同一の回転数であり、及び/または、前記第5目標回転数と前記第2目標回転数とが、同一の回転数であることを特徴とする請求の範囲第7項または第8項記載のエンジンの制御装置。
- エンジンによって駆動される少なくとも1つの可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、
前記可変容量型油圧ポンプから吐出した圧油を制御して前記油圧アクチュエータに給排する制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプのポンプ容量を検出するポンプ容量検出手段と、
を備えた制御装置におけるエンジンの制御方法において、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択し、選択した指令値に応じて第1目標回転数を設定すること、
設定した前記第1目標回転数に基づいて、前記第1目標回転数よりも低い回転数である第2目標回転数を設定すること、
前記第2目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時において、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第1の所定ポンプ容量以上に増大したときには、エンジンの目標回転数を前記第2目標回転数から、前記第2目標回転数よりも高い回転数であり前記第1目標回転数以下の回転数である第3目標回転数に変更すること、
を特徴とするエンジンの制御方法。 - 前記エンジンの目標回転数を前記第3目標回転数に変更した後の所定時間の間は、前記3目標回転数の更なる変更を禁止すること、を特徴とする請求の範囲第10項記載のエンジンの制御方法。
- エンジン出力トルクの変化率、または、前記ポンプ容量の変化率に応じて、前記第1の所定ポンプ容量の値が変更可能であること、を特徴とする請求の範囲第10項または第11項記載のエンジンの制御方法。
- エンジンによって駆動される少なくとも1つの可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、
前記可変容量型油圧ポンプから吐出した圧油を制御して前記油圧アクチュエータに給排する制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプのポンプ容量を検出するポンプ容量検出手段と、
を備えた制御装置におけるエンジンの制御方法において、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択し、選択した指令値に応じて第1目標回転数を設定すること、
設定した前記第1目標回転数に基づいて、前記第1目標回転数よりも低い回転数である第2目標回転数を設定すること、
前記第1目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時において、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第2の所定ポンプ容量よりも減少したときには、エンジンの目標回転数を前記第1目標回転数から、前記第1目標回転数よりも低い回転数であり前記第2目標回転数以上の回転数である第4目標回転数に変更すること、
を特徴とするエンジンの制御方法。 - 前記エンジンの目標回転数を前記第4目標回転数に変更した後の所定時間の間は、前記4目標回転数の更なる変更を禁止すること、を特徴とする請求の範囲第13項記載のエンジンの制御方法。
- エンジン出力トルクの変化率、または、前記ポンプ容量の変化率に応じて、前記第2の所定ポンプ容量の値が変更可能であること、を特徴とする請求の範囲第13項または第14項記載のエンジンの制御方法。
- エンジンによって駆動される少なくとも1つの可変容量型油圧ポンプと、
前記可変容量型油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される少なくとも1つの油圧アクチュエータと、
前記可変容量型油圧ポンプから吐出した圧油を制御して前記油圧アクチュエータに給排する制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプのポンプ容量を検出するポンプ容量検出手段と、
を備えた制御装置におけるエンジンの制御方法において、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択し、選択した指令値に応じて第1目標回転数を設定すること、
設定した前記第1目標回転数に基づいて、前記第1目標回転数よりも低い回転数である第2目標回転数を設定すること、
前記第2目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時において、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第1の所定ポンプ容量以上に増大したときには、エンジンの目標回転数を前記第2目標回転数から、前記第2目標回転数よりも高い回転数であり前記第1目標回転数以下の回転数である第3目標回転数に変更すること、
前記第3目標回転数に基づく前記エンジンの駆動制御時において、前記ポンプ容量検出手段で検出されたポンプ容量が第2の所定ポンプ容量よりも減少したときには、エンジンの目標回転数を前記第3目標回転数から、前記第3目標回転数よりも低い回転数であり前記第2目標回転数以上の回転数である第5目標回転数に変更すること、
を特徴とするエンジンの制御方法。 - 前記エンジンの目標回転数を前記第3目標回転数に変更した後の所定時間の間は、前記第3目標回転数の更なる変更を禁止すること、
前記エンジンの目標回転数を前記第5目標回転数に変更した後の所定時間の間は、前記第5目標回転数の更なる変更を禁止すること、
を特徴とする請求の範囲第16項記載のエンジンの制御方法。 - エンジン出力トルクの変化率、または、前記ポンプ容量の変化率に応じて、前記第2目標回転数から第3目標回転数に変更する基準となる前記第1の所定ポンプ容量の値が変更可能であること、
エンジン出力トルクの変化率、または、前記ポンプ容量の変化率に応じて、前記第3目標回転数から第5目標回転数に変更する基準となる前記第2の所定ポンプ容量の値が変更可能であること、
を特徴とする請求の範囲第16項または第17項記載のエンジンの制御方法。
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