JPWO2017126049A1 - 作業車両およびエンジン出力制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施形態に基づく作業車両101の外観を説明する図である。図1に示されるように、作業車両101として、本例においては、主に油圧ショベルを例に挙げて説明する。
図2は、運転室8の内部構成を示す斜視図である。図2に示されるように、運転室8は、運転席9と、走行操作部10と、アタッチメント用ペダル15と、左右の側方窓16と、計器盤17と、作業機レバー18,19と、ロックレバー20と、モニタ装置21と、前方窓22と、縦枠23と、スロットルダイヤル39とを有する。
図3は、作業車両101の制御システムの構成を示す簡略図である。図3に示されるように、作業車両101の制御システムは、一例として、作業機レバー18,19、走行レバー11,12と、ロックレバー20と、モニタ装置21と、第1油圧ポンプ31Aと、第2油圧ポンプ31Bと、斜板駆動装置32と、コントロールバルブ34と、油圧アクチュエータ35と、エンジン36と、エンジンコントローラ38と、スロットルダイヤル39と、回転センサ40と、作業機レバー装置41と、圧力スイッチ42と、バルブ43と、ポテンショメータ45と、スタータスイッチ46と、圧力センサ47と、メインコントローラ50とを含む。
(d1.制御の概要)
図4は、エンジン出力の制御の概要を説明するための図である。具体的には、図4は、メインコントローラ50で実行される処理を説明するための図である。
図4においては、エンジン出力制御の概要を説明した。以下では、図5および図6を参照して、作業車両101において行われるエンジン出力制御の詳細について説明する。詳しくは、等馬力曲線を用いた制御を説明する。より詳しくは、新たなエンジン出力トルクカーブの設定方法の一例を説明する。
図7は、作業車両101の制御システムのメインコントローラ50を説明する機能ブロック図である。なお、以下の図7に関する説明においては、説明の便宜上、新たに設定されるエンジン出力トルクカーブとして、図6に示したエンジン出力トルクカーブLcを例に挙げて説明する。
図8は、メインコントローラ50における処理の流れを説明するフローチャートである。具体的には、以下では、スロットルダイヤル39の設定値に応じて一意に決定する無負荷最大回転数の情報を基に、複数のエンジン出力トルクカーブの中から、使用するエンジン出力トルクカーブ(たとえば、エンジン出力トルクカーブLa)を決定する構成について説明する。
ステップS10において、エンジン出力制御部54は、検出されたエンジンの回転数と要求トルクRとに基づき、エンジン出力トルクカーブを新たに設定する。具体的には、エンジン出力制御部54は、ダイナミックトルクの設定値(%)を演算する。ステップS11において、エンジン出力制御部54は、演算により得られたダイナミックトルクの設定値を、エンジンコントローラ38に通知する。
(g1.第1の変形例)
負荷の軽い作業では、最大馬力点における馬力(最大馬力)が必要でない場合もある。また、最大馬力を出さなければ、燃費が向上する。そこで、以下では、操作内容に応じて異なる制御を行う構成について説明する。詳しくは、負荷特定部541(図7)を利用する構成について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、エンジン出力制御部54によって、エンジン出力トルクカーブLaが選択されているものとして説明する。
上記第1の変形例においては、負荷特定部541は、作業機レバー18,19の操作内容に応じて負荷を特定した。しかしながら、負荷の特定方法は、これに限定されるものではない。負荷特定部541は、作動油の油圧に応じて、負荷を特定してもよい。
実施の形態においては、回転センサ40によって検出された回転数が目標回転数よりも低くなったことを条件に、エンジン出力制御部54が、現在利用しているエンジン出力トルクカーブ(たとえば、エンジン出力トルクカーブLa)よりもトルクの高いエンジン出力トルクカーブ(たとえば、エンジン出力トルクカーブLb,Lc)を新たに設定する構成を例に挙げて説明した。しかしながら、これに限定されず、回転センサ40によって検出された回転数が目標回転数f0よりも低くなる前に、現在利用しているエンジン出力トルクカーブよりもトルクの高いエンジン出力トルクカーブを新たに設定するように、エンジン出力制御部54を構成してもよい。
実施の形態においては、式(1)に示したように、作業馬力Hから要求トルクRを求めたが、これに限定されるものではない。ファン馬力H1および補機(たとえば、オイルネータ、エアーコンディショナ)の動作に要する馬力H2を考慮して、要求トルクRを算出するように、エンジン出力制御部54を構成してもよい。具体的には、以下の式(2)の演算によって、要求トルクRを算出すればよい。
なお、実施の形態の作業車両101の構成に対して、上述した複数の変形例(第1の変形例、第2の変形例、第3の変形例、第4の変形例)の少なくとも2つを適宜組み合わせてもよい。
上記の実施の形態においては、たとえば図6に示されるように、エンジン出力制御部54は、回転センサ40によって検出された実回転数が目標回転数よりも低くなった場合、実回転数におけるトルクがエンジン出力トルクカーブLa(第1のエンジン出力トルクカーブ)よりも大きいトルクを有するエンジン出力トルクカーブLc(第2のエンジン出力トルクカーブ)を設定し、エンジンの出力の制御を、エンジン出力トルクカーブLaを用いた制御からエンジン出力トルクカーブLcを用いた制御に切り替えた。
Claims (11)
- エンジンと、
第1のエンジン出力トルクカーブを用いて前記エンジンの目標回転数を設定し、前記エンジンの出力を制御するエンジン出力制御部と、
前記エンジンの実回転数を検出する回転数検出部とを備え、
前記エンジン出力制御部は、前記第1のエンジン出力トルクカーブを用いて得られる前記実回転数におけるトルクよりも高いトルクとなるように前記エンジンの出力を制御する、作業車両。 - 前記エンジン出力制御部は、前記回転数検出部によって検出された前記実回転数が前記目標回転数よりも低くなった場合、前記実回転数におけるトルクが前記第1のエンジン出力トルクカーブよりも大きいトルクを有する第2のエンジン出力トルクカーブを設定し、前記エンジンの出力の制御を、前記第1のエンジン出力トルクカーブを用いた制御から前記第2のエンジン出力トルクカーブを用いた制御に切り替える、請求項1に記載の作業車両。
- 前記エンジン出力制御部は、前記実回転数が前記目標回転数よりも低くなったことを条件に、前記第2のエンジン出力トルクカーブを設定する、請求項2に記載の作業車両。
- 前記エンジン出力制御部は、
前記実回転数に基づき、前記エンジンの回転数が前記目標回転数よりも低くなるか否かを予測し、
前記エンジンの回転数が前記目標回転数よりも低くなると予測されたことを条件に、前記第2のエンジン出力トルクカーブを設定する、請求項2に記載の作業車両。 - 前記作業車両は、
作業機と、
前記作業機を駆動する油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに対して、前記エンジンの駆動により作動油を供給する油圧ポンプとをさらに備え、
前記エンジン出力制御部は、
前記第1のエンジン出力トルクカーブと前記油圧ポンプのポンプ吸収トルク特性線との交点における前記エンジンの回転数を前記目標回転数とし、
前記交点を通る等馬力曲線に基づき、前記実回転数における前記等馬力曲線上の点を通るエンジン出力トルクカーブを前記第2のエンジン出力トルクカーブに設定する、請求項2から4のいずれか1項に記載の作業車両。 - 前記エンジン出力制御部は、前記等馬力曲線を用いて、前記実回転数を前記目標回転数に近づける、請求項5に記載の作業車両。
- 前記作業車両によって行われる作業の負荷を特定する負荷特定手段をさらに備え、
特定された前記負荷が前記第1の負荷の場合であって、前記実回転数が前記目標回転数よりも高いときには、前記エンジン出力制御部は、前記実回転数と前記実回転数におけるトルクとが、前記交点を通る等馬力曲線上で変化するように、前記エンジンの出力を制御する、請求項5または6に記載の作業車両。 - 特定された前記負荷が第1の負荷よりも大きい第2の負荷の場合であって、前記実回転数が前記目標回転数よりも高いときには、前記エンジン出力制御部は、前記実回転数と前記トルクとが、前記第1のエンジン出力トルクカーブ上で変化するように、前記エンジンの出力を制御する、請求項7に記載の作業車両。
- 操作レバーをさらに備え、
前記負荷特定手段は、
前記操作レバーが第1の操作を受け付けた場合には、前記作業の負荷を前記第1の負荷と特定し、
前記操作レバーが第2の操作を受け付けた場合には、前記作業の負荷を前記第2の負荷と特定する、請求項7または8に記載の作業車両。 - 前記負荷特定手段は、
前記作動油の油圧が第1の値の場合には、前記作業の負荷を前記第1の負荷と特定し、
前記作動油の油圧が前記第1の値よりも大きい第2の値の場合には、前記作業の負荷を前記第2の負荷と特定する、請求項7または8に記載の作業車両。 - エンジンを備えた作業車両におけるエンジン出力制御方法であって、
前記エンジンの実回転数を検出するステップと、
予め定められたエンジン出力トルクカーブを用いて前記エンジンの目標回転数を設定し、前記エンジンの出力を制御するステップとを備え、
前記出力制御を行うステップでは、前記予め定められたエンジン出力トルクカーブを用いて得られる前記実回転数におけるトルクよりも高いトルクとなるように前記エンジンの出力を制御する、エンジン出力制御方法。
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