KR100188887B1 - Engine and pump control system for hydraulic construction machine - Google Patents

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Abstract

개시된 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법은 유압식 건설기계의 작업환경 및 작업특성에 따라 요구되는 사용마력에 대하여 펌프의 흡수마력과 엔진의 출력마력을 최대로 매칭하여 엔진-펌프 시스템의 최적 출력특성을 얻을 수 있도록 하는 것이다.The engine-pump control method of the hydraulic construction machine disclosed is the optimum output characteristic of the engine-pump system by maximally matching the absorbed horsepower of the pump and the output horsepower of the engine to the required horsepower according to the working environment and working characteristics of the hydraulic construction machine. To get it.

본 발명에 따른 유압식 건실기계의 엔진-펌프 제어방법은 기준토크와 기준엔진회전수를 입력받는 제1단계와, 펌프 토출압력 검출기로부터 펌프토출압력을 입력받고 엔진회전수 검출기로부터 현재 엔진회전수를 입력받으며 마이크로 컴퓨터로부터 마력조정기로 출력되는 현재의 마력조정제어전류를 체크하는 제2단계와, 제1단계에서 입력된 기준엔진회전수와 제2단계를 통하여 입력된 현재 엔진회전수의 오차연산을 수행하는 제3단계와, 제3단계에서 연산된 엔진회전수의 오차를 이용한 제어함수연산을 통해 기존토크조정 제어연산을 수행하는 제4단계와, 제1단계에서 입력된 기존토크와 제4단계에서 연산된 기준토크 조정신호를 이용하여 기준토크 조정연산을 수행하는 제5단계와, 제2단계에서 입력된 펌프 토출압력신호 및 마력조정 제어전류를 이용하여 펌프흡수토크 추정연산을 수행하는 제6단계와, 제5단계에서 조정된 기준토크와 제6단계에서 연산된 추정토크의 오차연산을 수행하는 제7단계와, 제7단계에서 연산된 오차연산을 이용하여 제어함수 연산을 통하여 마력조정제어전류를 연산하는 제8단계와, 제8단계에서 연산된 마력조정전류를 마력조정지로 출력하는 제9단계로 구성된다.The engine-pump control method of a hydraulic dry machine according to the present invention includes a first step of receiving a reference torque and a reference engine speed, a pump discharge pressure from a pump discharge pressure detector, and a current engine speed from an engine speed detector. The second step of checking the current horsepower adjustment control current received from the microcomputer to the horsepower regulator, and the error operation of the reference engine speed input in the first step and the current engine speed input through the second step A fourth step of performing an existing torque adjustment control operation by performing a third function, a control function calculation using an error of the engine speed calculated in the third step, and an existing torque and a fourth step input in the first step The fifth step of performing the reference torque adjustment operation using the reference torque adjustment signal calculated in step 2, and the pump discharge pressure signal and the horsepower adjustment control current input in the second step The sixth step of performing the pump absorption torque estimation operation, the seventh step of performing the error operation of the reference torque adjusted in the fifth step and the estimated torque calculated in the sixth step, and the error operation calculated in the seventh step The eighth step of calculating the horsepower adjustment control current through the control function calculation using the and the ninth step of outputting the horsepower adjustment current calculated in the eighth step to the horsepower adjustment paper.

따라서, 본 발명은 엔진의 제조공차에 따른 엔진의 출력특성변화, 작업환경의 변화 및 경년변화에 따른 엔진의 출력저하를 극복할 수 있으며, 요구되는 사용마력과 엔진의 출력마력을 최적으로 매칭할 수 있으므로 엔진-펌프 제어시스템을 사용하는 유압식 건설기계의 기본적인 성능이 향상되는 효과를 제공한다.Accordingly, the present invention can overcome the engine output characteristic change, the working environment change and the aging change of the engine output due to the manufacturing tolerances of the engine, it is possible to optimally match the required horsepower and the output horsepower of the engine This improves the basic performance of hydraulic construction machines using engine-pump control systems.

Description

유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법Engine-pump control method of hydraulic construction machine

본 발명은 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압식 건설기계의 작업환경 및 작업특성에 따라 요구되는 사용마력에 대하여 펌프의 흡수마력과 엔진의 출력마력을 최대로 매칭하여 엔진-펌프 시스템의 최적 출력특성을 얻을 수 있도록 하는 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling an engine-pump of a hydraulic construction machine, and more particularly, to maximizes the absorption horsepower of the pump and the output horsepower of the engine with respect to the required horsepower according to the working environment and working characteristics of the hydraulic construction machine. The present invention relates to a method for controlling an engine-pump of a hydraulic construction machine to obtain an optimum output characteristic of an engine-pump system.

일반적으로 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어시스템은 제1도에 도시된 바와 같이, 디젤엔진(diesel engine)(1)과 복수개의 가변용량형 유압펌프(이하, 펌프라 약칭함)(2)(3)가 직결 구동하는 형태로 구성된다.In general, the engine-pump control system of a hydraulic construction machine includes a diesel engine 1 and a plurality of variable displacement hydraulic pumps (hereinafter referred to as pumps) 2 (as shown in FIG. 1) ( 3) is configured in the form of direct drive.

에너지를 공급하는 동력원인 엔진(1)으로부터 발생된 기계적 에너지는 펌프(2)(3)에 의해 유체에너지로 변환된 후 유량제어밸브(4)를 통하여 작업장치(도시되어 있지 않음)를 구동하는 유압실린더(5)와 유압모터(6) 등의 유압식 엑츄에이터(actuator)로 공급된다.Mechanical energy generated from the engine 1, which is a power source for supplying energy, is converted into fluid energy by a pump 2, 3, and then drives a work device (not shown) through the flow control valve 4. It is supplied to hydraulic actuators, such as the hydraulic cylinder 5 and the hydraulic motor 6. As shown in FIG.

펌프제어시스템은 기계적인 유량 및 마력 제어의 수단으로서, 운전자의 작업 장치 조작수단인 조이스틱(7)의 조작에 비례하여 펌프토출유량을 제어하는 네거티브(negative), 해당펌프 및 다른 펌프의 토출압력을 피드백(feedback)하여 최대 사용마력을 제어하는 크로스센싱(cross sensing), 그리고 별도의 전기적 보조수단을 이용하여 마력조정기(8)로 구성된다.The pump control system is a means of mechanical flow rate and horsepower control, and the negative pressure controlling the pump discharge flow rate in proportion to the operation of the joystick 7, which is the operator's work device operation means, the discharge pressure of the pump and other pumps. It is composed of a horsepower regulator 8 using cross sensing to control the maximum horsepower by feeding back, and a separate electric auxiliary means.

전술한 각각의 특징은 제2도에 도시된 바와 같은 압력-유량(P-Q) 특성도로 표현할 수 있다.Each of the features described above can be represented by a pressure-flow rate (P-Q) characteristic diagram as shown in FIG.

즉, 제2도의 마력제어선도(i)는 크로스센싱에 의하여 펌프(2)(3)가 흡수할 수 있는 최대마력(최대토크)을 표현하고 있으며, 유량제어선도(ii)는 네거티브 컨트롤에 의하여 펌프(2)(3)가 전 마력 제어상태가 아닐 때 유량을 결정하는 특성을 표현하고 있다.That is, the horsepower control diagram (i) of FIG. 2 represents the maximum horsepower (maximum torque) that the pump (2) (3) can absorb by cross sensing, and the flow control diagram (ii) is controlled by the negative control. It expresses the characteristic which determines a flow volume when the pumps 2 and 3 are not in a full horsepower control state.

한편, 제3도의 마력조정 제어특성도에 있어서, 선도(iii)와 선도(iv)는 마력조정에 의한 마력선도의 이동상태를 나타낸다.On the other hand, in the horsepower adjustment control characteristic diagram of Fig. 3, the diagrams iii and iv indicate the movement state of the horsepower diagram by the horsepower adjustment.

즉, 마력조정전류(powershift current)의 크기에 따라 마력제어선도를 기준선도로부터 좌 또는 우측으로 이동시켜 펌프(2)(3)가 흡수할 수 있는 최대마력(최대토크)을 조정한다.That is, the horsepower control diagram is moved left or right from the reference diagram in accordance with the magnitude of the powershift current to adjust the maximum horsepower (maximum torque) that the pump 2 (3) can absorb.

마력제어는 엔진(1)의 출력특성이 제4도의 T=f(N)으로 설정되었을 때, 이 특성곡선을 따라 무부하상태(점 B)에서 작업상태(점 A)로 전환되도록 펌프를 제어하는 것이다.The horsepower control controls the pump to switch from the no-load state (point B) to the working state (point A) along this characteristic curve when the output characteristic of the engine 1 is set to T = f (N) in FIG. will be.

종래의 마력제어방법은 마력조정전류를 제1도의 마력조정기(8)의 제어입력으로 하여 엔진회전수 검출기(9)로부터 검출된 엔진(1)의 회전수가 정격출력마력(토크)점에 해당하는 기준압력인 정격엔진회전수와 동일하도록 마이크로 컴퓨터(10)를 통하여 제어한다.The conventional horsepower control method uses the horsepower adjustment current as the control input of the horsepower regulator 8 of FIG. 1, and the rotation speed of the engine 1 detected from the engine speed detector 9 corresponds to the rated output horsepower (torque) point. The control is controlled through the microcomputer 10 so as to be equal to the rated engine speed which is the reference pressure.

즉, 제어된 엔진(1)의 회전수가 정격회전수인 경우 펌프(2)(3)에서 엔진(1)이 정격출력토크를 완전히 흡수한다고 가정하고, 실제 엔진(1)의 회전수가 정격출력마력(토크)점에 해당하는 정격회전수와 동일한 값을 갖도록 하기 위하여 마력조정전류를 이용하여 펌프(2)(3)를 제어하는 것이다.That is, assuming that the engine 1 completely absorbs the rated output torque in the pumps 2 and 3 when the rotation speed of the controlled engine 1 is the rated speed, the actual engine speed is the rated output horsepower. In order to have the same value as the rated speed corresponding to the (torque) point, the pump (2) (3) is controlled using a horsepower adjustment current.

그런데, 전술한 바와 같은 종래의 엔진-펌프 제어방법은 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.However, the conventional engine-pump control method as described above has the following problems.

첫째, 엔진(1)의 제조공차(manufacturing error)에 의해 엔진(1)의 출력특성이 변화하는 경우, 동일한 종류의 엔진(1)일지라도 제어된 특성에 따른 다른 결과를 초래함으로써 작업의 성능이 저하된다.First, when the output characteristic of the engine 1 changes due to a manufacturing error of the engine 1, even if the same type of engine 1 causes different results according to the controlled characteristics, the performance of the work is lowered. do.

둘째, 고산지대의 작업등과 같이 작업환경이 변화하거나, 엔진(1)의 경년의 변화에 따라 엔진(1)의 출력이 저하되는 경우에도 전술한 첫째와 동일한 문제점이 발생하게 된다.Second, even when the working environment changes, such as the work in the high mountains, or the output of the engine 1 is lowered due to the aging of the engine 1, the same problem as described above occurs.

즉 제4도에 도시된 바와 같이, 기존의 제어방법에서는 엔진(1)의 회전수만을 기준으로 제어하므로, 실제 엔진(1)의 출력이 T=freal(N)인 상태에서 무부하시 엔진(1)의 회전수는 점 B가 아닌 점 Breal로 설정되고, 작업시 마력제어에 의하여 엔진(1)의 회전수만을 기준으로 제어하므로 점 A가 아닌 점 Areal로 설정된다.That is, as shown in FIG. 4, in the conventional control method, since only the rotation speed of the engine 1 is controlled, the engine 1 at no load in the state where the output of the actual engine 1 is T = freal (N) is shown. The rotational speed of) is set to the point Breal, not the point B, and is set to the point Areal, not the point A, because only the rotation speed of the engine 1 is controlled by the horsepower control during operation.

따라서 제4도에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 출력마력보다 펌프(2)(3)의 흡수마력이 과다하게 되어 과부하를 받는 현상이 발생하여 장비의 작업성능이 떨어지는 결과를 초래한다.Therefore, as shown in Figure 4, the absorbed horsepower of the pump (2) (3) than the output horsepower of the engine 1 is excessive and the phenomenon of overload occurs, which results in a drop in the work performance of the equipment.

본 발명의 목적은 엔진의 제조공차에 따른 엔진의 출력특성의 변동과 작업환경의 변화 및 경년변화에 따른 엔진의 출력저하를 극복하면서, 작업성격에 따라 해당장비로부터 요구되는 요구마력에 대하여 펌프의 흡수마력과 엔진의 출력마력을 최적으로 매칭시킴으로써, 장비의 출력특성을 최적의 상태로 설정하는 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to overcome the variation in the output characteristics of the engine according to the manufacturing tolerances of the engine and the change in the working environment and the decrease in the output of the engine due to the secular variation, while the pump is required for the horsepower required from the equipment according to the work characteristics. By optimally matching the absorption horsepower and the output horsepower of the engine, to provide an engine-pump control method of a hydraulic construction machine to set the output characteristics of the equipment to the optimum state.

제1도는 일반적인 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법을 수행하기 위한 개략적인 블록도.1 is a schematic block diagram for performing an engine-pump control method of a general hydraulic construction machine.

제2도는 제1도에 의한 압력-유량의 특성도.2 is a characteristic diagram of the pressure-flow rate according to FIG.

제3도는 제1도에 의한 마력조정 제어특성도.3 is a horsepower adjustment control characteristic diagram according to FIG.

제4도는 제1도에 의한 엔진출력 특성에 대한 마력 제어특성도.4 is a horsepower control characteristic diagram for the engine output characteristics according to FIG.

제5도는 본 발명에 의한 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법을 수행하기 위한 마이크로 컴퓨터의 동작흐름도이다.5 is an operation flowchart of a microcomputer for performing the engine-pump control method of the hydraulic construction machine according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 엔진 2,3 : 가변용량형 유압펌프1: engine 2,3: variable displacement hydraulic pump

4 : 유량제어밸브 5 : 유압실린더4: flow control valve 5: hydraulic cylinder

6 : 유압모터 7 : 조이스틱6: hydraulic motor 7: joystick

8 : 마력조정기 9 : 엔진회전수 검출기8: horsepower regulator 9: engine speed detector

10 : 마이크로 컴퓨터 11 : 펌프 토출압력 검출기10 microcomputer 11 pump discharge pressure detector

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유압식 건실기계의 엔진-펌프 제어방법은 기준토크와 기준엔진회전수를 입력받는 제1단계와, 펌프 토출압력 검출기로부터 펌프토출압력을 입력받고 엔진회전수 검출기로부터 현재 엔진회전수를 입력받으며 마이크로 컴퓨터로부터 마력조정기로 출력되는 현재의 마력조정제어전류를 체크하는 제2단계와, 제1단계에서 입력된 기준엔진회전수와 제2단계를 통하여 입력된 현재 엔진회전수의 오차연산을 수행하는 제3단계와, 제3단계에서 연산된 엔진회전수의 오차를 이용한 제어함수연산을 통해 기존토크조정 제어연산을 수행하는 제4단계와, 제1단계에서 입력된 기존토크와 제4단계에서 연산된 기준토크 조정신호를 이용하여 기준토크 조정연산을 수행하는 제5단계와, 제2단계에서 입력된 펌프 토출압력신호 및 마력조정 제어전류를 이용하여 펌프흡수토크 추정연산을 수행하는 제6단계와, 제5단계에서 조정된 기준토크와 제6단계에서 연산된 추정토크의 오차연산을 수행하는 제7단계와, 제7단계에서 연산된 오차연산을 이용하여 제어함수 연산을 통하여 마력조정제어전류를 연산하는 제8단계와, 제8단계에서 연산된 마력조정전류를 마력조정지로 출력하는 제9단계로 구성된 것을 특징으로 한다.An engine-pump control method of a hydraulic dry machine according to the present invention for achieving the above object includes a first step of receiving a reference torque and a reference engine speed, and a pump discharge pressure input from a pump discharge pressure detector to receive an engine speed detector. A second step of checking the current horsepower adjustment control current output from the microcomputer to the horsepower regulator from the microcomputer, and the reference engine speed input in the first step and the current engine input through the second step A third step of performing an error operation of the rotation speed, a fourth step of performing an existing torque adjustment control operation through a control function calculation using an error of the engine speed calculated in the third step, and the input of the first step. The fifth step of performing the reference torque adjustment operation using the existing torque and the reference torque adjustment signal calculated in the fourth step; and the pump discharge pressure input input in the second step. And a sixth step of performing the pump absorption torque estimation operation using the horsepower adjustment control current, a seventh step of performing an error operation of the reference torque adjusted in the fifth step and the estimated torque calculated in the sixth step; The eighth step of calculating the horsepower adjustment control current through the control function calculation using the error operation calculated in step 7 and the ninth step of outputting the horsepower adjustment current calculated in the eighth step to the horsepower adjustment paper do.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the engine-pump control method of the hydraulic construction machine of the present invention.

제5도는 본 발명에 의한 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법을 수행하기 위한 마이크로 컴퓨터의 동작흐름도이다.5 is an operation flowchart of a microcomputer for performing the engine-pump control method of the hydraulic construction machine according to the present invention.

제5도를 설명함에 있어서, 전술한 제1도 내지 제4도의 종래 기술이 본 발명에서도 동일하게 사용된다.In describing FIG. 5, the above-described prior art of FIGS. 1 to 4 is also used in the present invention.

먼저, 제4도에 도시된 바와 같이, 현재의 엔진출력특성이 T=f(N) 상태이고, 엔진출력특성이 변화하여 T=freal(N)의 상태에 있다고 가정하여 두 가지의 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.First, as shown in FIG. 4, two cases are assumed assuming that the current engine output characteristic is in a state of T = f (N), and that the engine output characteristic is in a state of T = freal (N). It will be described with an example.

마이크로 컴퓨터(10)는 작업환경에 따라 설정되는 기준토크(Tref)와 기준엔진회전수(Nref)를 입력받는다(S1).The microcomputer 10 receives a reference torque Tref and a reference engine speed Nref set according to the working environment (S1).

여기서, 기준토크(Tref)는 엔진-펌프시스템의 제어에 의하여 기준엔진회전수(Nref)에서 엔진(1)이 기준토크(Tref)를 출력하고, 펌프(2)(3)에서 흡수하는 토크가 기준토크(Tref)가 되어 정확하게 매칭되도록 제1도의 마력조정기(8)를 제어하는 것이다.Here, the reference torque Tref is a torque that the engine 1 outputs the reference torque Tref at the reference engine speed Nref under the control of the engine-pump system, and the torque absorbed by the pump 2 and 3 is reduced. The horsepower regulator 8 of FIG. 1 is controlled so as to be the reference torque Tref and to be matched correctly.

이와 같이 상술한 제1단계(S1)에서 기준토크(Tref)와 기준엔진회전수(Nref)가 입력되면, 마이크로 컴퓨터(10)는 제1도에 도시된 펌프 토출압력 검출기(11)로부터의 펌프(2)(3)의 토출압력(P1)(P2)과 엔진회전수 검출기(9)로부터의 현재 엔진회전수(N) 및 현재 마이크로 컴퓨터(10)에서 마력조정기(8)로 출력되는 마력조정 제어전류(ips)를 입력받는다(S2).When the reference torque Tref and the reference engine speed Nref are input in the above-described first step S1, the microcomputer 10 pumps the pump discharge pressure detector 11 shown in FIG. 1. (2) (3) Discharge pressure P1 (P2) and the current engine speed N from the engine speed detector 9 and the horsepower adjustment output from the current microcomputer 10 to the horsepower regulator 8 The control current (ips) is input (S2).

이후 마이크로 컴퓨터(10)는 상술한 제1, 제2단계(S1)(S2)로부터 입력된 기준엔진회전수(Nref)와 현재 엔진회전수(N)의 오차연산(eN=Nref-N)을 수행한다(S3).Thereafter, the microcomputer 10 calculates an error operation (eN = Nref-N) between the reference engine speed Nref and the current engine speed N input from the first and second steps S1 and S2 described above. Perform (S3).

여기서, 제4도에 도시된 바와 같이, 현재 엔진(1)의 출력특성이 기준설계치인 T=f(N)상태인 경우, 즉 엔진-펌프시스템의 제어가 수행되어 엔진(1)의 출력토크와 펌프(2)(3)의 흡수토크가 기준토크(Tref)로 매칭된 경우 이때의 엔진회전수는 Nref가 되어 결국 기준엔진회전수(Nref)와 현재 엔진회전수(N)의 오차는 0이 된다.Here, as shown in FIG. 4, when the output characteristic of the current engine 1 is in the state of T = f (N), that is, the reference design value, that is, the control of the engine-pump system is performed to output torque of the engine 1. And the absorption torque of the pumps (2) and (3) are matched with the reference torque (Tref), the engine speed at this time becomes Nref, and eventually the error between the reference engine speed (Nref) and the current engine speed (N) is 0. Becomes

또한, 제4도에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 제조공차 또는 경년변화 등의 원인으로 인하여 현재 엔진(1)의 출력특성이 변화되어 T=frealf(N)상태에 있는 경우 엔진-펌프시스템의 제어가 수행되어 엔진(1)의 출력토크와 펌프(2)(3)의 흡수토크가 Tref로 매칭된 경우 이때의 엔진회전수는 Nref가 될 수 없고, 결국 기준엔진회전수(Nref)와 현재 엔진회전수(N)의 오차는 0이 아닌 소정 크기의 값을 갖게 된다.In addition, as shown in FIG. 4, the engine-pump when the output characteristic of the engine 1 is changed to T = frealf (N) due to the manufacturing tolerance of the engine 1 or the secular variation. When the control of the system is performed and the output torque of the engine 1 and the absorption torque of the pump 2 and 3 are matched with Tref, the engine speed at this time cannot be Nref, and thus, the reference engine speed Nref. And the error of the current engine speed N has a value of a predetermined size other than zero.

따라서 제4도를 참조하여 엔진-펌프시스템의 제어가 수행되어 엔진(1)의 출력토크와 펌프(2)(3)의 흡수토크가 Tref로 매칭이 된 경우 엔진회전수에 따라 다음과 같은 경우를 유추할 수 있게 된다.Therefore, when the control of the engine-pump system is performed with reference to FIG. 4 and the output torque of the engine 1 and the absorption torque of the pump 2 and 3 are matched by Tref, Can be inferred.

첫째, 현재 엔진회전수(N)가 기준엔진회전수(Nref)보다 큰 경우는 기준토크(Tref)가 실제의 엔진(1)의 출력보다 낮게 설정되어 있을 때 나타나는 현상으로 운전자의 운전감각에는 문제가 없으나 작업성능의 저하를 초래한다.First, if the current engine speed (N) is greater than the reference engine speed (Nref) is a phenomenon that occurs when the reference torque (Tref) is set lower than the actual output of the engine (1) is a problem for the driver's sense of driving. There is no, but it causes a decrease in working performance.

이러한 경우는 엔진(1)의 제조공차에 의해 실제 엔진출력특성이 기준 엔진출력특성보다 높게 설정되는 경우는 해당하므로 기준토크를 상향 조정하여야 한다.In this case, since the actual engine power characteristic is set higher than the reference engine power characteristic by the manufacturing tolerance of the engine 1, the reference torque should be adjusted upward.

둘째, 현재 엔진회전수(N)가 기준엔진회전수(Nref)보다 작은 경우는 기준토크(Tref)가 실제의 엔진출력보다 높게 설정되어 있을 때 나타나는 현상으로 운전자는 엔진(1)에 과부하가 걸리고 있음을 느끼고 실제로 작업성능의 저하를 초래한다.Second, if the current engine speed (N) is less than the reference engine speed (Nref) is a phenomenon that occurs when the reference torque (Tref) is set higher than the actual engine output, the driver is overloaded with the engine (1) Feel the presence of the product and actually cause a decrease in work performance.

이러한 경우는 작업환경의 변화 또는 경년변화에 의하여 실제 엔진출력특성이 기준엔진출력특성보다 낮게 설정된 경우에 해당되므로 기준토크를 하향 조정하여야 한다.In this case, since the actual engine output characteristic is set lower than the reference engine output characteristic due to the change of working environment or secular variation, the reference torque should be adjusted downward.

이와 같이 전술한 제3단계(S3)를 통하여 오차연산을 수행한 후, 마이크로 컴퓨터(10)는 엔진회전수 오차신호(eN)를 이용한 제어함수연산을 통하여 기준토크조정 제어연산(Tref'=f(eN))을 수행한다(S4).After performing the error operation through the above-described third step S3, the microcomputer 10 performs the reference torque adjustment control operation Tref '= f through the control function calculation using the engine speed error signal eN. (eN)) (S4).

이후, 마이크로 컴퓨터(10)는 전술한 제1단계(S1)에서 입력받은 기준토크(Tref)와 제4단계(S4)에서 연산된 기준토크 조정신호(Tref')를 이용하여 기준토크조정 연산(Tref=Tref+Tref')을 수행한다(S5).Thereafter, the microcomputer 10 calculates a reference torque adjustment operation using the reference torque Tref received in the first step S1 and the reference torque adjustment signal Tref 'calculated in the fourth step S4. Tref = Tref + Tref ') is performed (S5).

이와 같이 기준토크조정 연산이 완료되면, 마이크로 컴퓨터(10)는 전술한 제2단계(S2)에서 입력받은 펌프(2)(3)의 토출압력(P1)(P2) 및 마력조정 제어전류(ips)를 이용하여 펌프(2)(3)의 흡수토크 추정연산(Tcal=g(P1,P2,ips))을 수행한다(S6).When the reference torque adjustment operation is completed as described above, the microcomputer 10 discharges the pressure P1 and P2 and the horsepower adjustment control current ips of the pump 2 and 3 received in the above-described second step S2. Then, the absorption torque estimation operation (Tcal = g (P1, P2, ips)) of the pump 2 and 3 is performed (S6).

여기서 펌프(2)(3)의 흡수토크는 펌프(2)(3)의 토출압력과 펌프(2)(3)의 토출체적(displacement)의 함수로 표현할 수 있고, 펌프(2)(3)의 토출체적은 제3도에 도시된 바와 같이 압력과 마력조정전류의 함수로 표현할 수 있으므로, 전술한 함수치를 초기에 마이크로 컴퓨터(10)에 내장하여 펌프(2)(3)의 흡수토크를 추정 연산한다.Here, the absorption torque of the pumps 2 and 3 can be expressed as a function of the discharge pressure of the pumps 2 and 3 and the displacement of the pumps 2 and 3, and the pumps 2 and 3 Since the discharge volume of can be expressed as a function of pressure and horsepower adjustment current as shown in FIG. 3, the above-mentioned function value is initially built into the microcomputer 10 to estimate the absorption torque of the pumps 2 and 3. Calculate

이와 같은 제6단계(S6)를 수행한 후, 마이크로 컴퓨터(10)는 제5단계(S5)에서 조정된 기준토크(Tref)와 제6단계(S6)에서 연산된 추정토크(Tcal)와의 오차연산(eT=Tref-Tcal)을 수행하고(S7), 제7단계(S7)에서 연산된 오차신호(eT)를 이용하여 제어함수연산(ips=h(eT))을 수행함으로써 마력조정전류신호를 구하며(S8), 제8단계(S8)에서 연산된 마력조정전류신호(ips)를 제1도에 도시된 마력조정기(8)로 출력한 후(S9), 제2단계(S2)로 귀환하여 무한루프를 구성한다.After performing the sixth step S6, the microcomputer 10 may have an error between the reference torque Tref adjusted in the fifth step S5 and the estimated torque Tcal calculated in the sixth step S6. By performing the operation (eT = Tref-Tcal) (S7) and the control function calculation (ips = h (eT)) using the error signal eT calculated in the seventh step S7, the horsepower adjustment current signal (S8), and outputs the horsepower adjustment current signal (ips) calculated in the eighth step (S8) to the horsepower regulator (8) shown in Figure 1 (S9), and then return to the second step (S2) To form an infinite loop.

전술한 본 발명의 내용을 요약하여 설명하면, 종래에는 제어된 엔진회전수가 정격회전수인 경우 펌프(2)(3)에서 엔진(1)의 정격출력토크를 완전히 흡수한다고 가정하고, 실제 엔진회전수를 정격출력마력(토크)점에 해당하는 정격회전수와 동일한 값을 갖도록 하기 위하여 마력조정전류를 이용하여 펌프(2)(3)를 제어하는 방식인 반면, 본 발명은 마이크로 컴퓨터(10) 내부에 미리 설정된 펌프(2)(3)의 흡수토크 모델식을 이용하여 기준입력으로서의 기준토크와 펌프 토출압력 검출기(11)로부터 검출된 펌프(2)(3)의 토출압력신호 및 현재 출력되고 있는 마력조정제어전류에 의한 펌프(2)(3)의 흡수토크를 직접 매칭시키는 방법을 사용하고, 엔진의 제조공차 또는 경년변화 등에 의한 엔진(1)의 출력특성변동에 대하여 제어시스템 내부에서 기준엔진회전수와 실제엔진회전수를 이용한 제어연산을 통하여 기존토크를 제어하도록 하였다.Summarizing and explaining the above-described contents of the present invention, it is conventionally assumed that when the controlled engine speed is the rated speed, the pump 2 and 3 completely absorb the rated output torque of the engine 1, and actual engine rotation is performed. In the present invention, the microcomputer 10 provides a method of controlling the pump 2 and 3 by using a horsepower adjustment current so that the number has the same value as the rated speed corresponding to the rated output horsepower (torque) point. By using the absorption torque model formula of the preset pumps 2 and 3 therein, the reference torque as a reference input and the discharge pressure signal of the pump 2 and 3 detected from the pump discharge pressure detector 11 and the current are output. Using the method of directly matching the absorption torque of the pump (2) and (3) by the horsepower adjustment control current which is present, the control system changes the output characteristic of the engine (1) due to the engine manufacturing tolerance or secular variation. Engine speed and actual The binary number of revolutions was so as to control the existing torque through the control operation using.

이상에서와 같이 본 발명의 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법에 의하면, 작업환경의 변화 및 경년변화에 따른 엔진출력변화에 적응할 수 있으므로 엔진의 출력마력과 펌프의 흡수마력이 항상 동일하게 유지되어 최적의 출력특성을 얻을 수 있는 이점이 있다.As described above, according to the engine-pump control method of the hydraulic construction machine of the present invention, the engine output horsepower and the pump absorption horsepower are always kept the same because it is adaptable to the change in the engine output according to the change in the working environment and the secular variation. There is an advantage to obtain the optimum output characteristics.

또한, 엔진의 제조공차에 따른 엔진의 출력특성변화, 작업환경의 변화 및 경년변화에 따른 엔진의 출력저하를 극복할 수 있으며, 요구되는 사용마력과 엔진의 출력마력을 최적으로 매칭할 수 있으므로 엔진-펌프 제어시스템을 사용하는 유압식 건설기계의 기본적인 성능이 향상되는 이점이 있다.In addition, it is possible to overcome the engine's output characteristic change, work environment change and secular change due to the manufacturing tolerance of the engine, and to match the required horsepower and the engine's output horsepower. -There is an advantage that the basic performance of the hydraulic construction machine using the pump control system is improved.

Claims (1)

엔진과, 적어도 하나 이상의 유압펌프와, 상기 엔진의 회전수를 검출할 수 있는 엔진회전수 검출기와, 상기 펌프의 토출압력을 검출할 수 있는 펌프 토출압력 검출기와, 펌프의 흡수마력을 조정할 수 있는 마력조정기와, 상기 마력조정기를 통하여 펌프의 마력을 제어하는 마이크로 컴퓨터를 구비하는 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법에 있어서, 기준토크(Tref)와 기준엔진회전수(Nref)를 입력받는 제1단계; 상기 펌프 토출압력 검출기로부터 펌프토출압력(P1)(P2)을 입력받고, 상기 엔진회전수 검출기로부터 현재 엔진회전수(N)를 입력받으며, 상기 마이크로 컴퓨터로부터 상기 마력조정기로 출력되는 현재의 마력조정제어전류를 체크하는 제2단계; 상기 제1단계에서 입력된 기준엔진회전수(Nref)와 상기 제2단계를 통하여 입력된 현재 엔진회전수(N)의 오차연산(eN=Nref-N)을 수행하는 제3단계; 상기 제3단계에서 연산된 엔진회전수의 오차(eN)를 이용한 제어함수연산을 통해 기존토크조정 제어연산(Tref'=f(eN))을 수행하는 제4단계; 상기 제1단계에서 입력된 기준토크(Tref)와 상기 제4단계에서 연산된 기준토크 조정신호(Tref')를 이용하여 기준토크 조정연산(Tref=Tref+Tref')을 수행하는 제5단계; 상기 제2단계에서 입력된 펌프 토출압력신호(P1)(P2) 및 마력조정 제어전류(ips)를 이용하여 펌프흡수토크 추정연산(Tcal=g(P1,P2,ips))을 수행하는 제6단계; 상기 제5단계에서 조정된 기준토크(Tref)와 상기 제6단계에서 연산된 추정토크(Tcal)의 오차연산(eT=Tref-Tcal)을 수행하는 제7단계; 상기 제7단계에서 연산된 오차연산(eT)을 이용하여 제어함수연산(ips=h(eT))을 통하여 마력조정제어전류를 연산하는 제8단계; 및 상기 제8단계에서 연산된 마력조정전류(ips)를 상기 마력조정기로 출력하는 제9단계로 구성된 것을 특징으로 하는 유압식 건설기계의 엔진-펌프 제어방법.An engine, at least one hydraulic pump, an engine speed detector capable of detecting the rotational speed of the engine, a pump discharge pressure detector capable of detecting the discharge pressure of the pump, and an absorption horsepower of the pump In the engine-pump control method of a hydraulic construction machine including a horsepower regulator and a microcomputer for controlling horsepower of a pump through the horsepower regulator, a first torque receiving reference torque (Tref) and reference engine speed (Nref) are input; step; The pump discharge pressure P1 and P2 are input from the pump discharge pressure detector, the current engine speed N is input from the engine speed detector, and the current horsepower is output from the microcomputer to the horsepower regulator. A second step of checking the control current; A third step of performing an error operation (eN = Nref-N) between the reference engine speed (Nref) input in the first step and the current engine speed (N) input through the second step; A fourth step of performing an existing torque adjustment control operation (Tref '= f (eN)) through a control function calculation using the error eN calculated in the third step; A fifth step of performing a reference torque adjustment operation (Tref = Tref + Tref ') using the reference torque Tref input in the first step and the reference torque adjustment signal Tref' calculated in the fourth step; A sixth step of performing pump absorption torque estimation operation Tcal = g (P1, P2, ips) using the pump discharge pressure signal P1 (P2) and the horsepower adjustment control current ips inputted in the second step; step; A seventh step of performing an error operation (eT = Tref-Tcal) of the reference torque Tref adjusted in the fifth step and the estimated torque Tcal calculated in the sixth step; An eighth step of calculating a horsepower adjustment control current through a control function calculation (ips = h (eT)) using the error operation (eT) calculated in the seventh step; And a ninth step of outputting the horsepower adjustment current (ips) calculated in the eighth step to the horsepower regulator.
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