JPWO2009104636A1 - 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、本願発明におけるエンジンの制御装置では、エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記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、前記油圧ポンプのポンプ容量及びエンジントルクを検出する検出手段と、前記エンジンに供給する燃料を制御する燃料噴射装置と、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目標エンジン回転数を設定し、設定した前記第1目標エンジン回転数に基づいて、前記第1目標エンジン回転数よりも低い回転数である第2目標エンジン回転数を設定する第1設定手段と、前記検出手段で検出されるポンプ容量と目標エンジン回転数との対応関係及び前記検出手段で検出されるエンジントルクと目標エンジン回転数との対応関係を定めた第2設定手段と、
を備え、
前記第2目標エンジン回転数に基づいて開始された前記エンジンの駆動制御において、前記検出手段で検出したポンプ容量又はエンジントルクに対応して、前記第2設定手段から求めた目標エンジン回転数となるように前記燃料噴射装置が制御されてなることを最も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、選択した指令値に応じて第1目標エンジン回転数を設定すること、設定した前記第1目標エンジン回転数に基づいて、前記第1目標エンジン回転数よりも低い回転数である第2目標エンジン回転数を設定すること、前記検出手段で検出されるポンプ容量及び前記検出手段で検出されるエンジントルクに対応した目標エンジン回転数を、予め設定しておくこと、
前記第2目標エンジン回転数に基づいて開始された前記エンジンの駆動制御が、予め定めておいた前記目標エンジン回転数の中から、前記検出手段で検出しているポンプ容量又はエンジントルクに対応した目標エンジン回転数に基づいて制御されてなること、を他の最も主要な特徴となしている。
3・・・燃料噴射装置
4・・・燃料ダイヤル(指令手段)
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
32・・・燃料ダイヤル指令値演算部
32a・・・第1設定手段
32b・・・第2設定手段
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・・・サーボ油圧アクチュエータ
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・・・最大定格馬力点
R・・・最大トルク線
M・・・等燃費曲線
また、図5は、制御フローを示している。また、図6において一点鎖線で囲んだところが、コントローラ7を示している。尚、図5及び図7において、ポンプ容量Dと目標エンジン回転数Nとの関係、図5及び図10における検出トルクTと目標エンジン回転数Nとの関係、を示しているが、ここで示した関係は例示であって、他の関係曲線等に設定しておくこともできる。
ポンプ容量演算部33には、ポンプ圧力センサ38で検出したポンプ吐出圧とエンジントルク指令値41又はエンジントルク演算部II(42)からの出力信号が入力されている。一般に、油圧ポンプ6のポンプ吐出圧Pと吐出容量D(ポンプ容量D)とエンジントルクT(エンジントルクT)との関係は、T=P・D/200πとして表すことができる。この関係式から、D=200π・T/Pの式を導き引き出して、その時点での油圧ポンプ6のポンプ容量Dを求めることができる。
尚、エンジントルク演算部II(42)では、エンジントルク指令値41とエンジン回転数センサ20で検出したエンジン回転数とから、その時点におけるエンジントルクを演算することもできる。
エンジントルク演算部II(42)では、上述したような演算が行われて、エンジントルクが求められる。また、エンジントルク演算部I(40)では、ポンプ容量センサ39で検出したポンプ容量と、ポンプ圧力センサ38で検出したポンプ吐出圧とから、油圧ポンプ6の出力トルクを演算し、同演算した出力トルクを、その時点でのエンジントルクとして求めることができる。
図5のステップ1において、コントローラ7は燃料ダイヤル4の指令値を読み取る。コントローラ7が燃料ダイヤル4の指令値を読み取ると、ステップ2に移る。
尚、図3において、最大目標エンジン回転数N1のハイアイドル点N´1と最大定格馬力点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´1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、エンジンの目標エンジン回転数を最大目標エンジン回転数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、油圧ショベルの操作レバー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。
ステップ5では、ポンプ容量センサ39で検出した油圧ポンプ6のポンプ容量Dが読み取られる。ステップ5において、ポンプ容量Dが読み取られるとステップ6に移動する。ポンプ容量Dの求め方としては、上述したようにポンプ吐出圧Pと吐出容量D(ポンプ容量D)とエンジントルクT(エンジントルクT)との関係等から求めることもできる。
尚、ステップ7として、目標エンジン回転数Nの値を修正する制御ステップを記載しているが、ステップ7の制御を飛ばすように構成しておくこともできる。
ステップ8からステップ11では、図6におけるポンプ容量センサ39からの検出信号とポンプ圧力センサ38からの検出信号によって、エンジントルク演算部I(40)からエンジントルクTが出力される構成に基づいて説明を行っている。しかし、上述したようにエンジントルクTを検出する構成としては、エンジントルク演算部II(42)等を用いて構成しておくこともできる。エンジントルク演算部I(40)又はエンジントルク演算部II(42)からエンジントルクTを演算する構成については、上述したエンジントルク演算部I(40)及びエンジントルク演算部II(42)に関する説明をもって代えることにする。
ステップ9では、ステップ8において読み取った検出信号に基づいて、エンジントルクTを算出する。エンジントルクTが算出されるとステップ10に移動する。
尚、ステップ11として、目標エンジン回転数Nの値を修正する制御ステップを記載しているが、ステップ11の制御を飛ばすように構成しておくこともできる。
ステップ15では、新たに入力された新燃料ダイヤル指令値35が、直前に入力されていた新燃料ダイヤル指令値35とは異なる値であるか否かの判断を行う。
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。
尚、図4では、高速制御の領域F1から高速制御の領域Fnへシフトする様子を示している。また、第1設定位置Aを判断するポンプ容量の値と第2設定位置Bを判断するポンプ容量の値とは、同じ値として設定しておくことも異なる値として設定しておくこともできる。
尚、図13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14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 (10)
- エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記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、
前記油圧ポンプのポンプ容量及びエンジントルクを検出する検出手段と、
前記エンジンに供給する燃料を制御する燃料噴射装置と、
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目標エンジン回転数を設定し、設定した前記第1目標エンジン回転数に基づいて、前記第1目標エンジン回転数よりも低い回転数である第2目標エンジン回転数を設定する第1設定手段と、
前記検出手段で検出されるポンプ容量と目標エンジン回転数との対応関係及び前記検出手段で検出されるエンジントルクと目標エンジン回転数との対応関係を設定する第2設定手段と、
を備え、
前記第2目標エンジン回転数に基づいて開始された前記エンジンの駆動制御において、前記検出手段で検出したポンプ容量又はエンジントルクに対応して、前記第2設定手段から求めた目標エンジン回転数となるように前記燃料噴射装置が制御されてなることを特徴とするエンジンの制御装置。 - 前記燃料噴射装置における前記第2設定手段から求めた目標エンジン回転数に基づく燃料制御は、前記第2目標エンジン回転数に基づいたエンジンの制御中においては、前記油圧ポンプのポンプ容量が予め設定した第2の所定ポンプ容量又はエンジントルクが予め設定した第2の所定エンジントルクよりも大きくなった後に行わ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。
- 前記燃料噴射装置における前記第2設定手段から求めた目標エンジン回転数に基づく燃料制御は、前記第1目標エンジン回転数に基づいたエンジンの制御中においては、前記油圧ポンプのポンプ容量が予め設定した第1の所定ポンプ容量又はエンジントルクが予め設定した第1の所定エンジントルクよりも小さくなった後に行われてなることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項記載のエンジンの制御装置。
- 前記第2設定手段から求めた目標エンジン回転数が、前記検出手段で検出したポンプ容量に対応した目標エンジン回転数と前記検出手段で検出したエンジントルクに対応した目標エンジン回転数とのうちで、高い方の目標エンジン回転数であることを特徴とする請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに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可変容量型の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記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、
前記油圧ポンプのポンプ容量及びエンジントルクを検出する検出手段と、
を備えた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目標エンジン回転数を設定すること、
設定した前記第1目標エンジン回転数に基づいて、前記第1目標エンジン回転数よりも低い回転数である第2目標エンジン回転数を設定すること、
前記検出手段で検出されるポンプ容量及び前記検出手段で検出されるエンジントルクに対応した目標エンジン回転数を、予め設定しておくこと、
前記第2目標エンジン回転数に基づいて開始された前記エンジンの駆動制御が、予め設定した前記目標エンジン回転数の中から、前記検出手段で検出しているポンプ容量又はエンジントルクに対応した目標エンジン回転数に基づいて制御されてなること、
を特徴とするエンジンの制御方法。 - 前記目標エンジン回転数に基づく前記エンジンの駆動制御は、前記第2目標エンジン回転数に基づいたエンジンの制御中においては、前記油圧ポンプのポンプ容量が予め設定した第2の所定ポンプ容量又はエンジントルクが予め設定した第2の所定エンジントルクよりも大きくなった後に行われてなることを特徴とする請求の範囲第5項記載のエンジンの制御方法。
- 前記目標エンジン回転数に基づく前記エンジンの駆動制御は、前記第1目標エンジン回転数に基づいたエンジンの制御中においては、前記油圧ポンプのポンプ容量が予め設定した第1の所定ポンプ容量又はエンジントルクが予め設定した第1の所定エンジントルクよりも小さくなった後に行われてなることを特徴とする請求の範囲第5項又は第6項に記載のエンジンの制御方法。
- 前記目標エンジン回転数に基づく前記エンジンの駆動制御が、前記検出手段で検出しているポンプ容量に対応した目標エンジン回転数に基づいて制御されてなることを特徴とする請求の範囲第5項〜第7項のいずれかに記載のエンジンの制御方法。
- 前記目標エンジン回転数に基づく前記エンジンの駆動制御が、前記検出手段で検出しているエンジントルクに対応した目標エンジン回転数に基づいて制御されてなることを特徴とする請求の範囲第5項〜第7項のいずれかに記載のエンジンの制御方法。
- 前記目標エンジン回転数に基づく前記エンジンの駆動制御が、予め定めておいた目標エンジン回転数の中から、前記検出手段で検出しているポンプ容量に対応した目標エンジン回転数と、前記検出手段で検出しているエンジントルクに対応した目標エンジン回転数と、のうちで回転数が高い目標エンジン回転数に基づいて制御されてなることを特徴とする請求の範囲第5項〜第7項のいずれかに記載のエンジンの制御方法。
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