KR100324575B1 - 유압건설기계의 유압펌프의 토오크 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환경의 변화에 의한 엔진의 출력저하 시는 센서(75 ~ 82)의 신호를 입력하여 보정게인 연산부(70m ~ 70u) 및 토오크보정치 연산부(70v)에서 엔진출력의 저하를 토오크보정치(△TFL)로서 추정하고 스피드센싱토오크편차보정부(70i)에서 스피드센싱토오크편차(△T1)로부터 토오크보정치(△TFL)를 감하고 이 감한 토오크편차(△TNL)를 펌프베이스토오크(TRO)에 가산하여 흡수토오크(△TR1)(목표최대 흡수토오크)를 구하여 솔레노이드 제어밸브(32)에 신호를 출력한다. 솔레노이드 제어밸브(32)는 전체마력제어용 서보밸브(22)를 제어하여 유압펌프(1, 2)의 최대흡수토오크를 제어한다. 이에 따라 원동기의 출력이 저하한 경우도 고부하시에 있어서 원동기의 회전수의 저하를 적게 할 수 있다.

Description

유압건설기계의 유압펌프의 토오크 제어장치{TORQUE CONTROL DEVICE FOR HYDRAULIC PUMP OF HYDRAULIC CONSTRUCTION EQUIPMENT}

유압셔블 등의 유압건설기계는 일반적으로 원동기로서 디젤엔진을 구비하고 이 엔진에 의해 적어도 하나의 가변용량형의 유압펌프를 회전구동하여 유압펌프로부터 토출되는 압유에 의해 유압액츄에이터를 구동하여 필요한 작업을 행하고 있다. 이 디젤엔진에는 액셀러레이터레버 등의 목표회전수를 지령하는 입력수단이 구비되고, 이 목표회전수에 따라 연료분사량이 제어되어 회전수가 제어된다.

이와 같은 유압건설기계에 있어서의 엔진과 유압펌프의 제어에 관해서 일본국 특공소 62-8618호 공보에「내연기관과 액압펌프를 포함하는 구동시스템의 제어방법」이라고 제목을 붙인 제어방법이 제안되어 있다. 이 제어방법은 목표회전수에 대하여 회전수센서로부터의 실엔진회전수와의 차(회전수편차)를 구하고 이 회전수편차를 사용하여 유압펌프의 입력토오크를 제어하는 소위 스피드센싱제어의 예이다.

이 제어의 목적은 목표회전수에 대하여 검출된 실엔진회전수가 저하한 경우 유압펌프의 부하토오크(입력토오크)를 저하시켜 엔진정지를 방지하여 엔진의 출력을 유효하게 이용하는 것이다.

본 발명은 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치에 관한 것으로, 특히 원동기로서 디젤엔진을 구비하고 이 엔진에 의해 회전구동되는 유압펌프로부터 토출되는 압유에 의해 유압액츄에이터를 구동하여 필요한 작업을 행하는 유압셔블 등의 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시형태에 의한 유압펌프의 토오크제어장치를 구비한 엔진·펌프 제어장치를 나타내는 도,

도 2는 도 1에 나타내는 유압펌프에 접속된 밸브장치 및 액츄에이터의 유압회로도,

도 3은 도 2에 나타내는 유량제어밸브의 조작파일롯시스템을 나타내는 도,

도 4는 도 1에 나타내는 컨트롤러의 입출력관계를 나타내는 도,

도 5는 컨트롤러의 처리기능의 일부를 나타내는 기능블록도,

도 6은 컨트롤러의 처리기능의 다른 일부를 나타내는 기능블록도,

도 7은 제1의 실시형태에 의한 스피드센싱제어에 의한 엔진출력토오크와 펌프흡수토오크의 매칭점을 나타내는 도,

도 8은 종래의 스피드센싱제어에 의한 엔진출력토오크와 펌프흡수토오크의매칭점을 나타내는 도,

도 9는 본 발명의 제2의 실시형태에 의한 컨트롤러의 처리기능의 일부를 나타내는 기능블록도,

도 10은 컨트롤러의 처리기능의 다른 일부를 나타내는 기능블록도,

도 11은 제 2의 실시형태에 의한 스피드센싱제어에 의한 엔진출력토오크와 펌프흡수토오크의 매칭점을 나타내는 도면이다.

그런데, 엔진의 출력저하는 엔진을 둘러싸는 환경에 의해 변한다. 예를 들어 사용하는 장소가 고지인 경우는 대기압의 저하로 엔진출력토오크는 저하한다.

엔진부하가 가벼울 때는 연료분사장치(거버너기구)의 규제상의 점이 엔진부하와 출력토오크의 매칭점이 되어 환경의 변화에 의한 엔진의 출력저하에 관계없이 엔진회전수는 목표회전수보다 조금 높은 거버너기구의 규제특성선상의 점이 된다.

엔진부하가 증가한 경우 엔진고유의 엔진출력토오크 특성으로 결정되는 목표회전수에 대한 출력토오크가 엔진부하와의 매칭점이 되고 이 매칭점에서는 환경의 변화에 의해 엔진출력이 저하하면 상기 스피드센싱제어는 엔진회전수의 저하에 따라 유압펌프의 흡수토오크를 저하시켜 유압펌프의 흡수토오크와 엔진의 출력토오크가 같아진 점에서 매칭한다.

이때문에 상기 종래기술에서는 엔진부하의 증가시는 환경의 변화로 엔진출력이 저하하면 엔진부하가 경부하로부터 고부하가 됨에 따라 엔진회전수가 크게 저하한다. 예를 들어 유압건설기계가 유압셔블이고 이 유압셔블로 표고가 높은 곳에서 굴삭작업을 하고자 하는 경우 버킷이 빈 상태에서는 엔진회전수는 오퍼레이터가 입력한 목표회전수보다 약간 높아지나 토사를 굴삭하면 엔진회전수가 대폭 저하한다.

이것에 의해서 소음이나 엔진회전수로부터 오는 차체의 진동이 변화하여 작업자에게 피로감을 주게 된다.

본 발명의 목적은 환경의 변화로 원동기의 출력이 저하한 경우도 고부하 시에 있어서 원동기의 회전수의 저하를 적게 할 수 있는 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명이 채용하는 구성 및 그것에 부수되는 특징은 다음과 같다.

(1) 상기목적을 달성하기 위해서 본 발명은 원동기와, 이 원동기에 의해서 구동되는 가변용량 유압펌프와, 상기 원동기의 목표회전수를 지령하는 입력수단과, 상기 원동기의 실회전수를 검출하는 제1검출수단과, 상기 목표회전수와 실회전수의 편차를 산출하여 그 편차에 의거하여 상기 유압펌프의 최대흡수토오크를 제어하는 스피드센싱 제어수단을 구비한 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치에 있어서, 상기 원동기의 환경에 관한 상태량을 검출하는 제 2검출수단과, 이 제2검출수단의 검출치에 의거하여 상기 스피드센싱 제어수단으로 제어되는 유압펌프의 최대흡수토오크를 보정하는 토오크보정수단을 구비하는 것으로 한다.

여기서 제 2검출수단이 검출하는 원동기의 환경에 관한 상태량이란, 냉각수온, 흡입공기온도, 엔진오일온도, 배기온도, 대기압, 흡기압력, 배기압력 등이 있다.

이와 같이 제 2검출수단으로 원동기의 환경에 관한 상태량을 검출하고 이 검출치에 의거하여 토오크보정수단으로 유압펌프의 최대흡수토오크를 보정함으로서 환경의 변화에 의한 원동기의 출력저하분만큼 유압펌프의 최대흡수토오크를 미리 감할 수 있어 환경의 변화에 의해 원동기의 출력이 저하하여도 최대 토오크매칭점에서의 원동기회전수는 크게 저하하지 않게되어 원동기회전수의 저하가 적은 양호한 작업성을 확보할 수 있다.

(2) 상기(1)에 있어서 바람직하게는 상기 스피드센싱제어수단은 상기 목표회전수와 회전수편차에 의거하여 상기 유압펌프의 목표최대흡수토오크를 계산하는 수단과, 이 목표최대흡수토오크에 의거하여 상기 유압펌프의 최대용량을 제한 제어하는 수단을 가지며 상기 토오크보정수단은 상기 제2검출수단의 검출치에 따라 상기 목표최대흡수토오크를 보정한다.

이와 같이 목표최대흡수토오크를 보정함으로서 유압펌프의 최대흡수토오크를 보정할 수 있다.

(3) 또한, 상기(1)에 있어서 바람직하게는 상기 토오크보정수단은 상기 원동기의 환경에 관한 상태량마다 미리 정한 상태량과 원동기의 출력변화와의 관계로부터 그때의 상태량의 검출치에 대응하는 출력변화를 구하는 수단과 이 출력변화에 따라 상기 유압펌프의 최대흡수토오크를 보정하는 수단을 가진다.

이로써, 토오크 보정수단은 환경의 변화에 의한 원동기의 출력저하분을 추측할 수 있고, 이 추측치에 의해 유압펌프의 최대흡수토오크를 감할 수 있다.

(4) 상기(3)에 있어서 바람직하게는 상기 토오크보정수단은 미리 정한 원동기의 환경에 관한 상태량에 대하는 출력변화의 가중함수로부터 그때의 원동기의 출력변화에 대응하는 보정치를 구하는 수단을 더욱 가지며, 상기 출력변화에 따라 유압펌프의 최대흡수토오크를 보정하는 수단은 그 보정치에 의거하여 유압펌프의 최대흡수토오크를 보정한다.

이에 따라 토오크보정수단은 원동기의 환경에 관한 상태량의 검출치로부터 원동기의 출력저하분에 상당하는 보정치를 계산할 수 있다.

(5)또한 상기(1)에 있어서 바람직하게는 상기 스피드센싱제어수단은 상기 목표회전수에 따라 펌프베이스토오크를 계산함과 동시에 상기 회전수편차에 따라 스피드센싱토오크 편차를 계산하여 펌프베이스토오크에 스피드센싱토오크 편차분을 가산하여 상기 유압펌프의 목표최대흡수토오크로 하는 제 1수단과, 이 목표최대흡수토오크에 의거하여 상기 유압펌프의 최대용량을 제한 제어하는 제 2수단을 가지며, 상기 토오크보정수단은 상기 제 2검출수단의 검출치에 따라 상기 목표최대흡수토오크에 대한 토오크보정치를 계산하는 제 3수단과, 상기 제 1수단으로 펌프베이스토오크에 스피드센싱토오크 편차를 가산할 때에 이 토오크보정치를 감하여 상기 목표최대흡수토오크를 보정하는 제 4수단을 가진다.

이와 같이 환경의 변화에 의한 원동기의 출력저하분을 토오크보정치로서 구하여 펌프베이스토오크에 이 토오크보정치를 감하여 목표최대흡수토오크를 보정함으로써, 유압펌프의 최대흡수토오크를 보정할 수 있다.

(6)또한 상기(1)에 있어서 바람직하게는 상기 스피드센싱 제어수단은 상기 목표회전수에 따라 펌프베이스토오크를 계산함과 동시에 상기 실회전수로부터 상기 목표회전수를 감하여 상기회전수편차를 구하고, 이 회전수 편차에 따라 상기 펌프베이스 토오크를 보정하여 상기 유압펌프의 목표최대 흡수토오크로 하는 제 l 수단과, 이 목표최대흡수토오크에 의거하여 상기 유압펌프의 최대용량을 제한 제어하는 제 2수단을 가지며, 상기 토오크보정수단은 상기 제 2검출수단의 검출치에 의거하여 상기 목표회전수에 대한 회전수보정치를 계산하는 제3수단과, 상기 제 1수단으로 실회전수로부터 목표회전수를 감할 때 상기 회전수보정치를 다시 감한다.

이와 같이 환경의 변화에 의한 원동기의 출력저하분을 회전수보정치로서 구하여도 좋고, 이 경우는 실회전수로부터 목표회전수를 감할 때 회전수보정치를 다시 감함으로서 목표최대흡수토오크를 보정할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 이용하여 설명한다. 이하의 실시형태는 본 발명을 유압셔블의 엔진·펌프제어장치에 적용한 경우의 것이다.

우선, 본 발명의 제 l의 실시형태를 도 1내지 도 8에 의해 설명한다.

도 1에 있어서 1 및 2는 예를 들어 경사판식의 가변용량형의 유압펌프이고,유압펌프(1, 2)의 토출로(3, 4)에는 도 2에 나타내는 밸브장치(5)가 접속되고, 이 밸브장치(5)를 거쳐 복수의 액츄에이터(50 ~ 56)에 압유를 보내어 이들 액츄에이터를 구동한다.

9는 고정용량형의 파일롯펌프이고, 파일롯펌프(9)의 토출로(9a)에는 파일롯펌프(9)의 토출압력을 일정압으로 유지하는 파일롯릴리프밸브(9b)가 접속되어 있다.

유압펌프(1, 2) 및 파일롯펌프(9)는 원동기(10)의 출력축(11)에 접속되고 원동기(10)에 의해 회전구동된다. 12는 냉각팬, 13은 열교환기이다.

밸브장치(5)의 상세를 설명한다.

도 2에 있어서 밸브장치(5)는 유량제어밸브(5a ~ 5d)와 유량제어밸브(5e ~ 5i)의 2개의 밸브그룹을 가지며, 유량제어밸브(5a ~ 5d)는 유압펌프(1)의 토출로(3)에 이어지는 센터바이패스라인(5j) 상에 위치하고, 유량제어밸브(5e ~ 5i)는 유압펌프(2)의 토출로(4)에 이어지는 센터바이패스라인(5k)상에 위치하고 있다. 토출로(3, 4)에는 유압펌프(1, 2)의 토출압력의 최대압력을 결정하는 메인릴리프밸브(5m)가 설치되어 있다.

유량제어밸브(5a ~ 5d) 및 유량제어밸브(5e ~ 5i)는 센터바이패스타입으로 유압펌프(1, 2)로부터 토출된 압유는 이들 유량제어밸브에 의해 대응하는 액츄에이터(50 ~ 56)에 공급된다. 액츄에이터(50)는 주행오른쪽용 유압모터(오른쪽주행모터), 액츄에이터(51)는 버킷용 유압실린더(버킷실린더), 액츄에이터(52)는 부움용의 유압실린더(부움실린더), 액츄에이터(53)는 선회용 유압모터(선회모터),액츄에이터(54)는 아암용 유압실린더(아암실린더), 액츄에이터(55)는 예비 유압실린더, 액츄에이터(56)는 주행왼쪽용 유압모터(왼쪽주행모터)이고, 유량제어밸브(5a)는 주행오른쪽용, 유량제어밸브(5b)는 버킷용, 유량제어밸브(5c)는 제 1부움용, 유량제어밸브(5d)는 제 2아암용, 유량제어밸브(5e)는 선회용, 유량제어밸브(5f)는 제 1아암용, 유량제어밸브(5g)는 제 2부움용, 유량제어밸브(5h)는 예비용, 유량제어밸브(5i)는 주행왼쪽용이다. 즉, 부움실린더(52)에 대해서는 2개의 유량제어밸브(5g, 5c)가 설치되고, 아암실린더(54)에 대해서도 2개의 유량제어밸브(5d, 5f)가 설치되고, 부움실린더(52)와 아암실린더(54)의 보텀(bottom)측에는 각각 2개의 유압펌프(1, 2)로부터의 압유가 합류하여 공급가능하게 되어 있다.

유량제어밸브(5a ~ 5i)의 조작파일롯시스템을 도 3에 나타낸다.

유량제어밸브(5i, 5a)는 조작장치(35)의 조작파일롯장치(39, 38)로부터의 조작파일롯압(TR1, TR2 및 TR3, TR4)에 의해 유량제어밸브(5b) 및 유량제어밸브(5c, 5g)는 조작장치(36)의 조작파일롯장치(40, 41)로부터의 조작파일롯압(BKC, BKD 및 BOD, BOU)에 의해 유량제어밸브(5d, 5f) 및 유량제어밸브(5e)는 조작장치(37)의 조작파일롯장치(42, 43)로부터의 조작파일롯압(ARC, ARD 및 SW1, SW2)에 의해 유량제어밸브(5h)는 조작파일롯장치(44)로부터의 조작파일롯압(AU1, AU2)에 의해 각각 전환되어 조작된다.

조작파일롯장치(38 ~ 44)는 각각 1쌍의 파일롯밸브(감압밸브)(38a, 38b ~ 44a, 44b)를 가지며, 조작파일롯장치(38, 39, 44)는 각각 다시 조작페달(38c, 39c, 44c)을 가지며, 조작파일롯장치(40, 41)는 다시 공통의 조작레버(40c)를 가지며, 조작파일롯장치(42, 43)는 다시 공통의 조작레버(42c)를 가지고 있다. 조작페달38c, 39c, 44c) 및 조작레버(40c, 42c)를 조작하면 그 조작방향에 따라 관련하는조작파일롯장치의 파일롯밸브가 작동하여 조작량에 따른 조작파일롯압이 생성된다.

또한 조작파일롯장치(38 ~ 44)의 각 파일롯밸브의 출력라인에는 셔틀밸브(61 ~ 67)가 접속되고 이들 셔틀밸브(61 ~ 67)에는 다시 셔틀밸브(68, 69, 100 ~ 103)가 계층적으로 접속되고, 셔틀밸브(61, 63, 64, 65, 68, 69, 101)에 의해 조작파일롯장치(38, 40, 41, 42)의 조작파일롯압의 최고압력이 유압펌프(1)의 제어파일롯압(PL1)으로서 검출되고, 셔틀밸브(62, 64, 65, 66, 67, 69. 100. 102, 103)에 의해 조작파일롯장치(39, 41, 42, 43, 44)의 조작파일롯압의 최고압력이 유압펌프(2)의 제어파일롯압(PL2)으로서 검출된다.

이상과 같은 유압구동시스템에 본 발명의 유압펌프의 토오크제어장치를 구비한 엔진·펌프제어장치가 설치되어 있다. 이하, 그 상세를 설명한다.

도 1에 있어서 유압펌프(1, 2)에는 각각 레귤레이터(7, 8)가 구비되고 이들레귤레이터(7, 8)로 유압펌프(1, 2)의 용량가변기구인 경사판(la, 2a)의 경전위치를 제어하여 펌프토출유량을 제어한다.

유압펌프(1, 2)의 레귤레이터(7, 8)는 각각 경전액츄에이터(20A, 20B)(이하, 적절히 20으로 대표한다)와, 도 3에 나타내는 조작파일롯장치(38 ~ 44)의 조작파일롯압에 의거하여 포지티브 경전제어를 하는 제 1서보밸브(21A, 21B)(이하, 적절히21로 대표한다)와, 유압펌프(1, 2)의 전체마력제어를 하는 제 2서보밸브(22A, 22B)(이하, 적절히 22로 대표한다)를 구비하고, 이들 서보밸브(21, 22)에 의해 파일롯펌프(9)로부터 경전액츄에이터(20)에 작용하는 압유의 압력을 제어하여 유압펌프(1, 2)의 경전위치가 제어된다.

경전액츄에이터(20), 제 1 및 제 2서보밸브(21, 22)의 상세를 설명한다.

각 경전액츄에이터(20)는 양쪽 끝에 큰 직경의 수압부(20a)와 작은 직경의 수압부(20b)를 가지는 작동피스톤(20c)과, 수압부(20a, 20b)가 위치하는 수압실(20d, 20e)을 가지며 양 수압실(20d, 20e)의 압력이 같을 때는 작동피스톤(20c)은 도시 오른쪽방향으로 이동하고, 이에 따라 경사판(1a 또는 2a)의 경전은 작아져 펌프토출유량이 감소하고 큰 직경측의 수압실(20d)의 압력이 저하하면, 작동피스톤(20c)은 도시 왼쪽방향으로 이동하고, 이에 따라 경사판(1a 또는 2a)의 경전이 커져 펌프토출유량이 증대한다. 또한 큰 직경측의 수압실(20d)은 제 l 및 제 2서보밸브(21, 22)를 거쳐 파일롯펌프(9)의 토출로(9a)에 접속되고, 작은 직경측의 수압실(20e)은 직접 파일롯펌프(9)의 토출로(9a)에 접속되어 있다.

포지티브 경전제어용 각 제 1서보밸브(21)는 솔레노이드 제어밸브(30 또는 31)로부터의 제어압력에 의해 작동하여 유압펌프(1, 2)의 경전위치를 제어하는 밸브이고, 제어압력이 높을 때는 밸브체(2la)가 도시 오른쪽방향으로 이동하여 파일롯펌프(9)로부터의 파일롯압을 감압시키지 않고 수압실(20d)에 전달하여 유압펌프(1 또는 2)의 경전을 작게 하고, 제어압력이 저하함에 따라 밸브체(21a)가 스프링(2lb)력으로 도시 왼쪽방향으로 이동하여 파일롯펌프(9)로부터의 파일롯압을 감압하여 수압실(20d)에 전달하고 유압펌프(1 또는 2)의 경전을 크게한다.

전체마력제어용 각 제 2서보밸브(22)는 유압펌프(1, 2)의 토출압력과 솔레노이드 제어밸브(32)로부터의 제어압력에 의해 작동하여 유압펌프(1, 2)의 전체마력제어를 하는 밸브이고, 솔레노이드 제어밸브(32)에 의해 유압펌프(1, 2)의 최대흡수토오크가 제한 제어된다.

즉, 유압펌프(1 및 2)의 토출압력과 솔레노이드 제어밸브(32)로부터의 제어압력이 조작구동부의 수압실(22a, 22b, 22c)로 각각 유도되고, 유압펌프(1, 2)의 토출압력의 유압력의 합이 스프링(22d)의 탄성력과 수압실(22c)로 유도되는 제어압력의 유압력과의 차로 결정되는 설정치보다 낮을 때는 밸브체(22e)는 도시 오른쪽방향으로 이동하여 파일롯펌프(9)로부터의 파일롯압을 감압하여 수압실(20d)에 전달하여 유압펌프(1, 2)의 경전을 크게 하고, 유압펌프(1, 2)의 토출압력의 유압력의 합이 동설정치보다도 높아짐에 따라 밸브체(22e)가 도시 왼쪽방향으로 이동하여 파일롯펌프(9)로부터의 파일롯압을 감압하지 않고 수압실(20d)로 전달하여 유압펌프(1, 2)의 경전을 작게 한다. 또한, 솔레노이드 제어밸브(32)로부터의 제어압력이 낮을 때는 상기 설정치를 크게하여 유압펌프(1, 2)의 조금 높은 토출압력으로부터 유압펌프(1, 2)의 경전을 감소시켜 솔레노이드 제어밸브(32)로부터의 제어압력이 높아짐에 따라 상기 설정치를 작게 하여 유압펌프(1, 2)의 조금 낮은 토출압력으로부터 유압펌프(1, 2)의 경전을 감소시킨다.

솔레노이드 제어밸브(30, 31, 32)는 구동전류(SI1, SI2, SI3)에 의해 작동하는 비례감압밸브이며, 구동전류(SI1, SI2, SI3)가 최소일 때는 출력하는 제어압력이 최고로 되어 구동전류(SI1, SI2, S13)가 증대함에 따라 출력하는 제어압력이 낮아지도록 동작한다. 구동전류(SI1, SI2, SI3)는 도 4에 나타내는 컨트롤러(70)로 부터 출력된다.

원동기(10)는 디젤엔진이고, 연료분사장치(14)를 구비하고 있다. 이 연료분사장치(14)는 거버너기구를 가지며 도 4에 나타내는 컨트롤러(70)로부터의 출력신호에 의한 목표엔진회전수지령(NR1)로 되도록 엔진회전수를 제어한다.

연료분사장치의 거버너기구의 타입은 컨트롤러로부터의 전기적인 신호에 의한 목표엔진회전수로 되도록 제어하는 전자거버너 제어장치나 기계식 연료분사 펌프의 거버너레버에 모터를 연결하여 컨트롤러로부터의 지령치에 의거하여 목표엔진회전수로 되도록 미리 정해진 위치에 모터를 구동하여 거버너레버위치를 제어하는기계식 거버너 제어장치가 있다. 본 실시형태의 연료분사장치(14)는 어느 타입도 유효한다.

원동기(10)에는 목표엔진회전수를 오퍼레이터가 수동으로 입력하는 목표엔진회전수 입력부(71)가 설치되며 도 4에 나타낸 바와 같이 그 목표엔진 회전수(NR0)의 입력신호가 컨트롤러(70)에 받아들여지고, 컨트롤러(70)로부터 목표회전수지령(NR1)신호가 연료분사장치(14)로 출력되어 원동기(10)의 회전수가 제어된다. 목표엔진회전수 입력부(71)는 포텐시오미터와 같은 전기적 입력수단에 의해서 직접 컨트롤러(70)에 입력하는 것도 좋고, 오퍼레이터가 기준이 되는 엔진회전수의 대소를 선택하는 것도 좋다.

또한 원동기(10)의 실회전수(NE1)를 검출하는 회전수센서(72)와, 유압펌프(1, 2)의 제어파일롯압(PLl, PL2)을 검출하는 압력센서(73, 74) (도 3참조)가 설치되어 있다.

또한 원동기(10)의 환경을 검출하는 센서로서 대기압센서(75), 연료온도센서(76), 냉각수온도센서(77), 흡기온도센서(78), 흡기압력센서(79), 배기온도센서(80), 배기압력센서(8l), 엔진오일 온도센서(82)가 설치되고 각각 대기압 센서신호 (TA), 연료온도 센서신호(TF), 냉각수온도 센서신호(TW), 흡기온도 센서신호(TI), 흡기압력 센서신호(PI), 배기온도 센서신호(T0), 배기압력 센서신호(P0), 엔진오일온도 센서신호(TL)를 출력한다.

컨트롤러(70)의 전체 신호의 입출력 관계를 도 4에 나타낸다. 컨트롤러(70)는 상기한 바와 같이 목표엔진회전수 입력부(71)의 목표엔진회전수(NRO)의 신호를입력하여 목표회전수(NR1)의 신호를 연료분사장치(14)로 출력하고 원동기(10)의 회전수를 제어한다. 또, 컨트롤러(70)는 회전수센서(72)의 실회전수(NE1)의 신호, 압력센서(73, 74)의 펌프제어 파일롯압(PL1, PL2)의 신호, 환경센서(75 ~ 82)의 대기압 센서신호(TA), 연료온도 센서신호(TF), 냉각수온도 센서신호(TW), 흡기온도 센서신호(TI), 흡기압력 센서신호(PI), 배기온도 센서신호(TO), 배기압력 센서신호 (PO), 엔진오일온도 센서신호(TL)를 입력하여 소정의 연산처리를 행하여 구동전류 (SI1, SI2, SI3)를 솔레노이드 제어밸브(30 ~ 32)에 출력하고 유압펌프(1, 2)의 경전위치, 즉 토출유량을 제어한다.

컨트롤러(70)의 유압펌프(1, 2)의 제어에 관한 처리기능을 도 5 및 도 6에 나타낸다.

도 5에 있어서 컨트롤러(70)는 펌프목표경전 연산부(70a, 70b), 솔레노이드출력전류 연산부(70c, 70d), 베이스토오크 연산부(70e), 회전수편차 연산부(70f), 토오크변환부(70g), 리미터연산부(70h), 스피드센싱토오크편차 보정부(70i), 베이스토오크 보정부(70j), 솔레노이드출력전류 연산부(70k)의 각 기능을 가지고 있다.

도 6에 있어서 컨트롤러(70)는 또한 보정게인 연산부(70m ~ 70u), 토오크보정치 연산부(70v)의 각 기능을 가지고 있다.

도 5에 있어서 펌프목표경전 연산부(70a)는 유압펌프(1)측의 제어파일롯압 (PL1)의 신호를 입력하고, 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 제어파일롯압(PL1)에 따른 유압펌프(1)의 목표경전(θR1)을 연산한다. 이 목표경전(θR1)은 파일롯조작장치(38, 40. 41, 42)의 조작량에 대한 포지티브 경전제어의 기준유량 미터링이고, 메모리의 테이블에는 제어파일롯압(PL1)이 높아짐에 따라 목표경전(θR1)도 증대하도록 PL1과 θR1의 관계가 설정되어 있다.

솔레노이드출력전류 연산부(70c)는 θR1에 대하여 이 θR1을 얻을 수 있는 유압펌프(1)의 경전제어용 구동전류(SI1)를 구하고 이것을 솔레노이드 제어밸브(30)에 출력한다.

펌프목표경전 연산부(70b), 솔레노이드출력전류 연산부(70d)에서도 마찬가지로 펌프제어파일롯압(PL2)의 신호로부터 유압펌프(2)의 경전제어용 구동전류(SI2)를 산출하고 이것을 솔레노이드 제어밸브(31)에 출력한다.

베이스토오크 연산부(70e)는 목표엔진회전수(NRO)의 신호를 입력하고 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 목표엔진회전수(NR0)에 따른 펌프베이스토오크(TRO)를 산출한다. 메모리의 테이블에는 목표엔진회전수(NR0)가 상승함에 따라 펌프베이스토오크(TRO)가 증대하도록 NR0 와 TRO의 관계가 설정되어 있다.

회전수편차 연산부(70f)는 목표엔진회전수(NR0)와 실엔진회전수(NE1)의 차의 회전수편차(△N)을 산출한다.

토오크변환부(70g)는 회전수편차(△N)에 스피드센싱의 게인(KN)을 곱하여 스피드센싱토오크편차(△T0)를 산출한다.

리미터연산부(70h)는 스피드센싱토오크편차(△T0)에 상한·하한리미터를 곱하여 스피드센싱 토오크편차(△T1)로 한다.

스피드센싱토오크편차 보정부(70i)는 이 스피드센싱토오크편차(△T1)로부터도 6의 처리로 구한 토오크보정치(△TEL)를 감산하여 토오크편차(△TNL)로 한다.

베이스토오크 보정부(70j)는 베이스토오크 연산부(70e)에서 구한 펌프베이스토오크(TRO)에 그 토오크편차(△TNL)를 가산하여 흡수토오크(TR1)로 한다. 이 TR1가 유압펌프(1, 2)의 목표최대흡수토오크로 된다.

솔레노이드출력전류 연산부(70k)는 TR1에 대하여 이 TR1을 얻을 수 있는 유압펌프(1, 2)의 최대흡수토오크제어용 솔레노이드 제어밸브(32)의 구동전류(SI3)를 구하여 이것을 솔레노이드 제어밸브(32)로 출력한다.

도 6에 있어서 보정게인 연산부(70m)는 대기압 센서신호(TA)를 입력하고 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 대기압 센서신호(TA)에 따른 보정게인(KTA)을 연산한다. 이 보정게인(KTA)은 미리 엔진단체의 특성에 대하여 사전에 파악한 값을 기억한 것으로, 이하에 기술하는 다른 보정게인도 마찬가지다.

여기서 대기압이 내려가면 엔진의 출력은 저하하기 때문에 메모리의 테이블에는 이것에 대응하여 대기압 센서신호(TA)가 작아짐에 따라 보정게인(KTA)이 커지 도록 대기압 센서신호(TA)와 보정게인(KTA)의 관계가 설정되어 있다.

보정게인 연산부(70n)는 연료온도 센서신호(TF)를 입력하고 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 연료온도 센서신호(TF)에 따른 보정게인 (KTF)을 연산한다.

여기서 연료온도가 낮은 경우 또는 높은 경우는 출력이 저하하기 때문에 메모리의 테이블에는 이것에 대응하여 연료온도 센서신호(TF)가 작아짐에 따라 보정게인(KTF)이 커지고, 또한 연료온도 센서신호(TF)가 커짐에 따라 보정게인(KTF)이 커지도록 연료온도 센서신호(TF)와 보정게인(KTF)과의 관계가 설정되어 있다.

보정게인 연산부(70p)는 냉각수온도 센서신호(TW)를 입력하고, 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 냉각수온도 센서신호(TW)에 따른 보정게인(KTW)을 연산한다.

여기서 냉각수온도가 낮은 경우 또는 높은 경우는 출력이 저하하기 때문에 메모리의 테이블에는 이것에 대응하여 냉각수온도 센서신호(TW)가 작아짐에 따라 보정게인(KTW)이 커지고, 또한 냉각수온도 센서신호(TW)가 커짐에 따라 보정게인 (KTW)이 커지도록 냉각수온도 센서신호(TW)와 보정게인(KTW)과의 관계가 설정되어 있다.

보정게인 연산부(70q)는, 흡기온도 센서신호(TI)를 입력하고 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 흡기온도 센서신호(TI)에 따른 보정게인(KTI)을 연산한다.

여기서 흡입공기온도가 낮은 경우 또는 높은 경우는 출력이 저하하기 때문에 메모리의 테이블에는 이것에 대응하여 흡기온도 센서신호(TI)가 작아짐에 따라 보정게인(KTI)이 커지고, 또한 흡기온도 센서신호(TI)가 커짐에 따라 보정게인(KTI)이 커지도록 흡기온도 센서신호(TI)와 보정게인(KTI)와의 관계가 설정되어 있다.

보정게인 연산부(70r)는 흡기압력 센서신호(PI)를 입력하du 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 흡기압력 센서신호(PI)에 따른 보정게인(KPI)을 연산한다.

여기서 흡입공기압력이 낮은 경우 또는 높은 경우는 출력이 저하하기 때문에 메모리의 테이블에는 이것에 대응하여 흡기압력 센서신호(PI)가 작아짐에 따라 보정게인(KPI)이 커지고, 또한 흡기압력 센서신호(PI)가 커짐에 따라 보정게인(KPI)이 커지도록 흡기압력 센서신호(PI)와 보정게인(KPI)과의 관계가 설정되어 있다.

보정게인 연산부(70s)는 배기온도 센서신호(T0)을 입력하고, 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 배기온도 센서신호(T0)에 따른 보정게인(KTO)을 연산한다.

여기서 배기온도가 낮은 경우 또는 높은 경우는 출력이 저하함으로서 메모리의 테이블에는 이것에 대응하여 배기온도 센서신호(T0)가 작아짐에 따라 보정게인 (KTO)이 커지고, 또한 배기온도 센서신호(T0)가 커짐에 따라 보정게인(KTO)이 커지도록 배기온도 센서신호(T0)와 보정게인(KTO)과의 관계가 설정되어 있다.

보정게인 연산부(70t)는 배기압력 센서신호(P0)를 입력하고 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 배기압력 센서신호(P0)에 따른 보정게인 (KPO)을 연산한다.

여기서 배기압력이 상승함에 따라 출력은 저하하기 때문에 메모리의 테이블에는 이것에 대응하여 배기압력 센서신호(P0)가 커짐에 따라 보정게인(KPO)이 커지도록 배기압력 센서신호(P0)와 보정게인(KPO)과의 관계가 설정되어 있다.

보정게인 연산부(70u)는 엔진오일온도 센서신호(TL)를 입력하여 이것을 메모리에 기억하고 있는 테이블에 참조시켜 그 때의 엔진오일온도 센서신호(TL)에 따른 보정게인(KTL)을 연산한다.

여기서 엔진오일온도가 낮은 경우 또는 높은 경우는 출력이 저하하기 때문에 메모리의 테이블에는 이것에 대응하여 엔진오일온도 센서신호(TL)가 작아짐에 따라보정게인(KTL)이 커지고, 또한 엔진오일온도 센서신호(TL)가 커짐에 따라 보정게인(KTL)이 커지도록 엔진오일온도 센서신호(TL)와 보정게인(KTL)과의 관계가 설정되어 있다.

토오크보정치 연산부(70v)는 상기의 보정게인 연산부(70m ~ 70u)에서 각각 연산한 보정게인을 가중하여 토오크보정치(△TFL)를 산출한다. 이 산출방법은 미리 엔진고유의 성능에 대하여 각각의 보정게인에 대한 출력저하의 양을 사전에 파악하고 구하고자 하는 토오크보정치(△TFL)에 대한 기준의 토오크보정치(△TB)를 정수로서 내부에 구비한다. 또한 각각의 보정게인의 가중을 미리 파악하고 그 가중의 보정분을 행렬(A, B, C, D, E, F, G, H)로서 컨트롤러 내부에 구비한다. 이들 값을 이용하여 도 6의 토오크보정치 연산블록으로 나타내는 것 같은 계산으로 토오크보정치(△TFL)를 산출한다.

도 6의 계산식은 일차식으로 표시하였으나 그 목적은 최종토오크보정치(△TFL)을 산출하는 것이기때문에 예를 들어 2차식 등으로 계산하여도 효과는 동일하다.

상기한 바와 같이 하여 생성된 구동전류(SI3)를 받은 솔레노이드 제어밸브(32)는 상술한 바와 같이 유압펌프(1, 2)의 최대흡수토오크를 제어한다.

이상에 있어서, 목표엔진회전수 입력부(71)는 원동기(엔진)(10)의 목표회전수를 지령하는 입력수단을 구성하고 회전수센서(72)는 원동기의 실회전수를 검출하는 제 1검출수단을 구성하며, 베이스토오크 연산부(70e), 회전수편차 연산부(70f), 토오크변환부(70g), 리미터연산부(70h), 베이스토오크보정부(70j), 솔레노이드출력전류 연산부(70k), 솔레노이드 제어밸브(32), 제 2서보밸브(22A, 22B)는 상기 목표회전수와 실회전수의 편차를 산출하고 그 편차에 의거하여 유압펌프(1, 2)의 최대흡수토오크를 제어하는 스피드센싱 제어수단을 구성한다.

또한 환경센서(75 ~ 82)는 원동기(10)의 환경에 관한 상태량을 검출하는 제2검출수단을 구성하고, 보정게인 연산부(70m ~ 70u), 토오크보정치 연산부(70v), 스피드센싱토오크편차 보정부(70i)는 제 2검출수단의 검출치에 의거하여 상기 스피드센싱 제어수단으로 제어하는 유압펌프(1, 2)의 최대흡수토오크를 보정하는 보정수단을 구성한다.

그리고 이상의 스피드센싱 제어수단, 제 2검출수단, 토오크 보정수단은 본 발명의 유압펌프의 토오크 제어장치를 구성한다.

이어서, 이상과 같이 구성한 본 실시형태의 동작의 특징을 설명한다.

도 7은 본 발명의 토오크 제어장치에 의한 엔진출력토오크와 펌프흡수토오크의 매칭점을 나타내는 도이다. 도 8은 비교를 위해 종래의 토오크 제어장치에 의한 엔진출력토오크와 유압펌프흡수토오크의 매칭점을 나타내는 도이다. 이들 매칭점은 모두 목표회전수를 일정하게 한 경우에 엔진의 출력토오크가 통상시와 환경의 변화에 의한 출력저하시의 것이다.

여기서 종래의 스피드센싱제어로서는 도 5의 스피드센싱토오크편차 보정부(70i)가 없고 리미터연산부(70h)에서 얻은 스피드센싱토오크편차(△T1)를 직접 베이스토오크 보정부(70j)에서 펌프베이스토오크(TR0)에 가산하고 이것을 목표최대흡수토오크로 하는 것을 상정한다.

우선, 엔진의 출력저하는, 엔진을 둘러싸는 환경에 의해 변한다. 예를 들어 사용하는 고도가 고지이었던 경우는 대기압의 저하로 엔진출력토오크는 곡선(A)으로부터 곡선(B)와 같이 저하한다.

엔진부하(유압펌프의 흡수토오크)가 가벼울 때는 연료분사장치(거버너기구)의 레귤레이션상의 점이 엔진부하와 출력토오크의 매칭점이 되고 목표회전수를 Na이라 한 경우, 경부하시에는 엔진의 출력저하에 상관없이 엔진회전수는 목표회전수 (Na)보다 조금 높은 거버너기구의 레귤레이션 특성선 상의 점 Na0 로 된다. 이는 도 7의 본 실시형태도 도 8의 종래 기술도 마찬가지다.

엔진부하가 증가한 경우, 엔진출력토오크곡선(A, B)상의 점이 엔진부하와 출력토오크의 매칭점으로 된다. 이 점을 최대토오크매칭점이라고 부른다.

통상출력시는 최대토오크 매칭점은 엔진출력토오크곡선(A)상의 목표회전수 (Na)에 대응하는 점(Ma)이다. 유압셔블의 작업중에 부하가 경부하로부터 고부하로 됨에 따라 엔진회전수가 Na0로부터 Na로 저하한다. 이것도 도 7의 본 실시형태와 도 8의 종래기술에서 동일하다.

환경의 변화에 의한 엔진출력 저하시, 종래기술의 경우는 스피드센싱제어에 의해 엔진회전수의 저하(회전수편차△N의 증대)에 따라 유압펌프의 흡수토오크를 저하시킨다. 이 때 엔진회전수의 저하(회전수편차△N의 증대)에 대한 펌프최대흡수토오크의 저하의 비율은 도 5에 나타내는 토오크변환부(70g)의 게인(KN)으로 정해진다. 이것을 펌프최대흡수토오크의 스피드센싱게인이라 하면, 도 8의「C」의 특성이 이것에 상당한다.

종래의 스피드센싱제어에서는 도 5의 스피드센싱토오크편차 보정부(70i)가 없기때문에, 환경의 변화로 엔진출력이 저하하여도 이 스피드센싱게인(C)의 특성은 일정하다. 이때문에 엔진부하의 증가시 엔진출력이 곡선(A)로부터 곡선(B)로 저하하면, 스피드센싱 제어에 의해 엔진회전수의 저하에 따라 게인(C)의 특성을 따라 유압펌프의 흡수토오크를 저하시켜 Mal의 점에서 유압펌프의 흡수토오크와 엔진의 출력토오크가 같아져 매칭한다. 즉, 매칭점은 Ma로부터 Mal로 이동한다.

이상으로 부터 환경의 변화로 엔진출력이 저하한 경우는 유압셔블의 작업중에 부하가 경부하로부터 고부하로 됨에 따라 엔진회전수가 Na0 로부터 Na1(<Na)로 크게 저하한다.

예를 들어 표고가 높은 곳에서 굴삭작업을 하고자 하는 경우 버킷이 빈 상태에서는 엔진회전수는 오퍼레이터가 입력한 목표회전수(Na)보다 약간 높은 Na0이 되나, 토사를 굴삭하면 엔진회전수가 Na1로 저하한다.

이것에 의해서 소음이나 엔진회전수로부터 오는 차체의 진동이 변화하여 작업자에게 피로감을 준다.

이상의 종래기술에 대하여 본 실시형태의 경우는 환경의 변화에 의해 엔진의 출력이 저하하면 센서(75 ~ 82)가 그 환경의 변화를 검출하여 보정게인 연산부(70m ~ 70u) 및 토오크보정치 연산부(70v)가 그 신호를 입력하여 엔진출력의 저하를 토오크보정치(△TFL)로서 추정하고, 스피드센싱토오크편차 보정부(70i) 및 베이스토오크보정부(70j)에서 스피드센싱토오크편차(△T1)로부터 토오크보정치(△TFL)를 감한 토오크편차(△TNL)를 펌프베이스토오크(TRO)에 가산하여 흡수토오크(TRl)(목표최대흡수토오크)를 구하는 처리를 행한다. 이 처리는 환경의 변화에 의한 엔진의 출력저하분을 토오크보정치(△TFL)로서 계산하여 이 분만큼 펌프베이스토오크(TRO)를 감함으로서 목표최대흡수토오크(TR1)를 미리 감한 것에 상당하여 엔진출력의 저하에 따라(토오크보정치△TFL의 증가에 따라)도 7에 나타내는 펌프최대흡수토오크의 스피드센싱의 게인(C)의 특성은 토오크보정치(△TFL)의 분만큼 아래쪽으로 이동한다.

그 결과, 엔진출력 저하시의 펌프흡수토오크와의 매칭점은 Ma2점이 되고, 엔진회전수는 통상출력시의 Na와 변함없고 엔진회전수의 저하가 적은 양호한 작업성을 확보할 수 있다.

이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 환경의 변화로 엔진출력이 저하한 경우도 고부하시에 있어 엔진회전수의 저하를 적게 할 수있고 양호한 작업성을 확보할 수 있다.

또한, 항상 회전수편차에 의한 유압펌프의 흡수토오크를 제어하는 스피드센싱은 종래대로 행하고 있고, 급부하가 인가되었을 때나 예기치 못한 일에 의한 엔진의 출력저하에 대해서도 엔진정지를 방지할 수 있다.

또한, 스피드센싱 제어를 하고 있기 때문에 유압펌프의 흡수토오크를 미리 여유를 가지고 설정할 필요가 없고, 엔진출력을 종래대로 유효하게 이용할 수 있다. 예를 들어 기기의 성능의 불균형이나 오랜동안의 변화 등으로 엔진출력이 저하하여도 고부하시의 엔진정지를 방지할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 스피드센싱토오크편차 보정부(70i)에서 스피드센싱토오크편차(△T1)로부터 토오크보정치(△TFL)를 감하였으나, 베이스토오크보정부(70j)에서 토오크편차(△TNL)로부터 토오크보정치(△TFL)를 감하더라도 좋은 것은 물론이다.

본 발명의 제2의 실시형태를 도 9 내지 도 11에 의해 설명한다. 도면중 도 5 ~ 도 7에 나타내는 것과 동등한 것에는 동일부호를 붙이고 있다.

도 9에 있어서 컨트롤러는 펌프목표경전 연산부(70a, 70b), 솔레노이드출력전류 연산부(70c, 70d), 베이스토오크 연산부(70e), 회전수편차 연산부(70Af), 토오크변환부(70g), 리미터연산부(70h), 베이스토오크 보정부(70j), 솔레노이드출력전류 연산부(70k)의 각 기능을 가지고 있다.

회전수편차 연산부(70Af)는 목표엔진회전수(NR0)와 실엔진회전수(NE1)의 차를 구하고, 또한 도 10의 처리로 구한 회전수보정치(△NFL)를 감산하여 회전수편차 (△N)를 산출한다.

토오크변환부(70g)에서는 이 회전수편차(△N)에 스피드센싱의 게인(KN)을 곱하여 스피드센싱토오크편차(△T0)를 산출한 후, 리미터연산부(70h)에서 스피드센싱토오크편차(△T0)에 상·하한리미터를 곱하여 스피드센싱토오크편차(△TNL)로 하고베이스토오크 보정부(70j)에서는 이 스피드센싱토오크편차(△TNL)와 펌프베이스토오크(TR0)로부터 흡수토오크(TR1)(목표최대흡수토오크)를 구한다.

그 이외는 도 5에 나타내는 제1의 실시형태와 동일한다.

도 10에 있어서 컨트롤러는 또한 보정게인연산부(70m ~ 70u), 회전수보정치연산부(70Av)의 각 기능을 가지고 있다.

보정게인 연산부(70m ~ 70u)에서의 처리는 도 6에 나타내는 제1의 실시형태와 동일한다.

회전수보정치 연산부(70Av)는, 보정게인 연산부(70m ~ 70u)에서 각각 연산한 보정게인을 가중하여 회전수보정치(△NFL)를 산출한다. 이 산출방법은 미리 엔진고유의 성능에 대하여 각각의 보정게인에 대한 출력저하의 양을 사전에 파악하고 구하고자 하는 회전수보정치(△NFL)에 대한 기준의 회전수보정치(△NB)를 정수로서 내부에 구비한다. 또한, 각각의 보정게인의 가중을 미리 파악하여 그 가중의 보정분을 행렬(A, B, C, D, E, F, G, H)로서 컨트롤러 내부에 구비한다. 이들 값을 이용하여 도 10의 회전수보정치 연산블록으로 나타내는 것 같은 계산으로 회전수보정치(△NFL)를 산출한다.

이 경우도 도 6의 계산식은 예를 들어 2차식등으로 계산하여도 효과는 동일하다.

솔레노이드출력전류 연산부(70k)에서 생성된 구동전류(SI3)는 도 1에 나타내는 솔레노이드 제어밸브(32)에 출력되어 상술한 바와 같이 유압펌프(1, 2)의 최대흡수토오크를 제어한다.

이상에 있어서, 본 실시형태에서는 보정게인 연산부(70m ~ 70u), 회전수보정치 연산부(70Av), 회전수편차 연산부(70Af)가 제 2검출수단(환경센서 75 ~ 82)의 검출치에 의거하여, 스피드센싱 제어수단(베이스토오크 연산부70e, 회전수편차 연산부70f, 토오크변환부70g, 리미터연산부70h, 베이스토오크 보정부70j, 솔레노이드출력전류 연산부70k, 솔레노이드 제어밸브32, 제 2서보밸브(22A, 22B)로 제어되는 유압펌프(1, 2)의 최대흡수토오크를 보정하는 토오크보정수단을 구성한다.

이상과 같이 구성한 본 실시형태에 있어서는 환경의 변화에 의한 엔진의 출력저하시는 센서(75 ~ 82)의 신호를 입력하여 보정게인 연산부(70m ~ 70u) 및 회전수보정치 연산부(70Av)에서 엔진출력의 저하를 회전수보정치(△NFL)로서 추정하고, 회전수편차 연산부(70Af)에서 목표엔진회전수(NR0)와 실엔진회전수(NE1)의 편차로부터 다시 회전수보정치(△NFL)를 감하고 이 감한 회전수편차(△N)로부터 스피드센싱토오크편차(△TNL)을 구하여 흡수토오크(TR1)(목표최대흡수토오크)를 구하는 처리를 행한다. 이 처리는 환경의 변화에 의한 엔진의 출력저하분을 회전수보정치(△NFL)로서 계산하여 이 분만큼 목표엔진회전수(NRO)를 감함으로서 목표최대흡수토오크(TR1)를 미리 감한 것에 상당하고 엔진출력의 저하에 따라(회전수보정치 △NFL의 증가에 따라)도 11에 나타내는 펌프최대흡수토오크의 스피드센싱의 게인(C)의 특성은 회전수보정치(△NFL)의 분만큼 도시 오른쪽으로 이동한다.

그 결과, 엔진출력 저하시의 펌프흡수토오크와의 매칭점은 도 7에 나타내는 제1의 실시형태와 마찬가지로 Ma2점으고 되고 엔진회전수는 통상출력시의 Na와 변하지 않는다.

따라서 본 실시형태에 의해서 엔진회전수의 저하가 적은 양호한 작업성을 확보할 수 있음과 동시에 스피드센싱 제어에 의해 급부하가 인가되었을 때나 예기치 못한 일에 의한 엔진의 출력저하에 대해서도 엔진정지를 방지할 수 있는 등, 제1의실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 회전수편차 연산부(70Af)에서 목표엔진회전수 (NR0)와 실엔진회전수(NE1)의 편차로 부터 다시 회전수보정치(△NFL)를 감하였으나 이것은 목표엔진회전수(NR0)에 회전수보정치(△NFL)를 가산한 것을 실엔진회전수 (NE1)로부터 감한 것과 동일하며, 목표엔진회전수(NR0)에 회전수보정치(△NFL)를 가산하는 수단을 설치하여 회전수편차 연산부(70Af)에서는 이 가산치를 실엔진회전수(NE1)로부터 감하여도 좋다.

본 발명에 의하면 환경의 변화로 원동기의 출력이 저하한 경우도 고부하 시에 있어서 원동기의 회전수의 저하를 적게 할 수 있어 양호한 작업성이 확보할 수 있다.

또한, 스피드센싱 제어는 종래대로 행하고 있기 때문에 급부하가 인가되었을 때나 예기치 못한 일에 의한 원동기의 출력저하에 대해서도 원동기의 정지를 방지할 수 있다.

또한, 스피드센싱 제어를 하고 있기 때문에 유압펌프의 흡수토오크를 미리 여유를 가지고 설정할 필요가 없고 원동기출력을 종래대로 유효하게 이용할 수 있다. 예를 들어 기기의 성능의 불균형이나 오랜동안의 변화 등으로 원동기출력이 저하하여도 고부하 시의 원동기의 정지를 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 원동기(10)와, 이 원동기에 의해서 구동되는 가변용량 유압펌프(1 또는 2)와, 상기 원동기의 목표회전수를 지령하는 입력수단(71)과, 상기 원동기의 실회전수를 검출하는 제 l검출수단(12)과, 상기 목표회전수와 실회전수의 편차(△N)를 산출하고 그 편차가 증대되면 감소되도록 상기 유압펌프의 최대흡수토오크를 제어하는 스피드센싱 제어수단(70e - 70h, 70j, 70k, 32, 22A, 22B)을 구비한 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치에 있어서,

   상기 원동기(10)의 환경에 관한 상태량을 검출하는 제 2검출수단(75 - 82)과, 이 제 2검출수단의 검출치에 의거하여 상기 상태량의 변화에 의한 상기 원동기의 출력변화에 대응하도록 상기 스피드센싱 제어수단(70e - 70h, 70j, 70k, 32, 22A, 22B)으로 제어되는 유압펌프(1 또는 2)의 최대흡수토오크를 보정하는 토오크보정수단(70m - 70u, 70v, 70i ; 70m - 70u, 70Av, 70Af)을 구비하는 것을 특징으로 하는 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스피드센싱 제어수단은 상기 목표회전수와 회전수편차에 의거하여 상기유압펌프(1 또는 2)의 목표최대흡수토오크(TR1)를 계산하는 수단(70e - 70h, 70j)과, 이 목표최대흡수토오크에 의거하여 상기 유압펌프의 최대용량을 제한 제어하는 수단(70k, 32, 22A, 22B)을 가지며, 상기 토오크보정수단(70m - 70u, 70v, 70i ; 70m - 70u, 70Av, 70Af)은 상기 제 2검출수단(75 - 82)의 검출치에 따라 상기 목표최대흡수토오크(TR1)를 보정하는 것을 특징으로 하는 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 토오크보정수단은 상기 원동기의 환경에 관한 상태량 마다 미리 정한 상태량과 원동기의 출력변화와의 관계로부터 그 때의 상태량의 검출치에 대응하는 출력변화를 구하는 수단(70m - 70u)과, 이 출력변화에 따라 상기 유압펌프(1 또는 2)의 최대흡수토오크를 보정하는 수단(70i ; 70Af)을 가지는 것을 특징으로 하는 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 토오크보정수단은 미리 정한 원동기의 환경에 관한 상태량에 대한 출력변화의 가중함수로부터 그 때의 원동기의 출력변화에 대응하는 보정치(△TFL ; △NFL)를 구하는 수단(70v ; 70Av)을 더욱 가지며, 상기 출력변화에 따라 유압펌프(1또는 2)의 최대흡수토오크를 보정하는 수단(70i ; 70Af)은 그 보정치(△TFL ; △NFL)에 의거하여 유압펌프의 최대흡수토오크를 보정하는 것을 특징으로 하는 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 스피드센싱 제어수단은 상기 목표회전수에 따라 펌프베이스토오크(TRO)를 계산함과 동시에 상기 회전수편차(△N)에 따라 스피드센싱토오크편차(△Tl)를 계산하고 펌프베이스토오크에 스피드센싱토오크편차분을 가산하여 상기 유압펌프(1또는 2)의 목표최대흡수토오크(TR1)로 하는 제 1수단(70e - 70h, 70j)과, 이 목표최대흡수토오크에 의거하여 상기 유압펌프의 최대용량을 제한 제어하는 제 2수단(70k, 32, 22A, 22B)을 가지며, 상기 토오크보정수단은 상기 제 2검출수단(75 - 82)의 검출치에 따라 상기 목표최대흡수토오크에 대한 토오크보정치(△TFL)를 계산하는 제 3수단(70m - 70u, 70 v)과, 상기 제 1수단으로 펌프베이스토오크에 스피드센싱토오크편차를 가산할 때 이 토오크보정치(△TFL)를 감하여 상기 목표최대흡수토오크(TR1)를 보정하는 제4수단(70i)을 가지는 것을 특징으로 하는 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 스피드센싱 제어수단은 상기 목표회전수에 따라 펌프베이스토오크(TRO)를 계산함과 동시에 상기 실회전수로부터 상기 목표회전수를 감하여 상기 회전수편차(△N)를 구하고, 이 회전수편차(△N)에 따라 상기 펌프베이스토오크를 보정하여 상기 유압펌프(1 또는 2)의 목표최대흡수토오크(TR1)로 하는 제 1수단(70e - 70h, 70j)과, 이 목표최대흡수토오크에 의거하여 상기 유압펌프의 최대용량을 제한 제어하는 제 2수단(70k, 32, 22A, 22B)을 가지며, 상기 토오크보정수단은 상기 제 2검출수단(75 - 82)의 검출치에 의거하여 상기 목표회전수에 대한 회전수보정치(△NFL)을 계산하는 제 3수단(70m - 70u, 70Av)과, 상기 제 1수단으로실회전수로부터 목표회전수를 감할 때 상기 회전수보정치를 다시 감하는 제 4수단(70Af)을 가지는 것을 특징으로 하는 유압건설기계의 유압펌프의 토오크제어장치.