KR100682619B1 - 건설기계의 제어장치 - Google Patents

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히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

에너지절약의 실현과 작업성의 향상을 실현할 수 있음과 동시에, 오버히트를 방지할 수 있는 건설기계의 제어장치를 제공하기 위하여, 엔진(1)과, 유압펌프(2, 3)와, 펌프 레귤레이터(8, 9)와, 연료분사장치(13)와, 유압엑츄에이터(15)와, 복수의 유량제어밸브를 포함하는 제어밸브(14)와, 조작장치(16)를 가지는 건설기계에 구비되고, 제어기(17)가 입력되는 기준목표 엔진회전수(NR0)를 보정하고, 보정목표 엔진회전수(NR00)를 구하는 엔진회전수제어수단과, 펌프 최대 흡수토오크 목표값 (TRO)을 구하는 펌프 흡수토오크제어수단(26)을 포함하고, 보정목표 엔진회전수 (NROO)와, 펌프 최대흡수 토오크목표값(TR0)을 냉각수 온도검출기(7)로 검출된 냉각수 온도신호(TH1)에 따라 새로운 목표 엔진회전수(NR01)와, 새로운 목표 펌프 최대흡수토오크(TR1)로 보정하는 제 1 보정수단을 포함한 구성으로 하였다.

Description

건설기계의 제어장치{CONTROL DEVICE FOR CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은 유압셔블 등의 건설기계에 구비되어, 엔진회전수와 펌프 최대흡수 토오크를 제어하는 제어기를 구비한 건설기계의 제어장치에 관한 것이다.
이 종류의 종래기술로서 일본국 특개평7-119506호 공보에 개시되어 있는 것이 있다. 이 종래기술은 엔진과, 이 엔진에 의하여 구동하는 가변 용량형의 유압펌프와, 이 유압펌프의 토출유량을 제어하는 펌프레귤레이터와, 엔진의 연료분사장치, 즉 거버너와, 유압펌프로부터 토출되는 압유로 구동되는 주행모터, 아암실린더 등의 유압 엑츄에이터와, 유압펌프로부터 유압엑츄에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 주행용 제어밸브, 아암용 제어밸브 등의 유량제어밸브와, 이들 유량 제어밸브를 조작하는 아암레버 등의 조작레버, 즉 조작장치를 가지는 예를 들면 유압셔블에 구비되는 것으로, 조작레버의 조작량에 따라 그 때까지의 목표 엔진회전수를 보정하여 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 엔진회전수제어수단과, 상기한 새로운 목표 엔진회전수에 따른 펌프 최대 흡수토오크의 목표값을 구하는 펌프 흡수토오크 제어수단을 포함하는 제어기를 구비하고 있다.
이 종래기술은 조작레버의 조작량과, 유압펌프의 부하압력을 검출하여 이들에 따라 목표 엔진회전수를 보정하도록 하고 있다. 즉, 조작레버의 조작량이 작아 서 부하압력이 낮을 때에는 목표 엔진회전수가 낮아지도록 제어하여 에너지절약을 실현시키고, 조작레버의 조작량이 커서 부하압력이 높을 때에는 목표 엔진회전수가 높아지 도록 제어하여 작업성의 향상을 실현시키도록 하고 있다.
그런데 상기한 유압셔블 등의 건설기계에서는 부하압력이 높은 상태에서의 연속운전이 행하여지거나, 상기 건설기계가 설치되는 환경의 온도가 높은 경우에, 엔진냉각수의 온도가 상승하여 오버히트를 발생하여 상기 건설기계로 실시되는 작업을 여지없이 중단할 수 밖에 없게 될 염려가 있었다. 상기한 종래기술에서는 이와 같은 오버히트를 방지하는 점에 대해서는 고려되어 있지 않았다.
본 발명은 상기한 종래기술에 있어서의 실상으로부터 이루어진 것으로, 그 목적은 에너지절약의 실현과 작업성의 향상을 실현할 수 있음과 동시에, 오버히트를 방지할 수 있는 건설기계의 제어장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 제 1 발명은 엔진과, 이 엔진에 의하여 구동되는 가변 용량형의 유압펌프와, 이 유압펌프의 토출용량을 제어하는 펌프레귤레이터와, 상기 엔진의 연료분사장치와, 상기 유압펌프로부터 토출되는 압유로 구동되는 유압엑츄에이터와, 상기 유압펌프로부터 상기 유압엑츄에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 유량 제어밸브와, 이 유량 제어밸브를 조작하는 조작장치를 가지는 건설기계에 구비되어 조작자에 의하여 입력되는 기준목표 엔진회전수를 상기조작장치의 조작량에 따라 보정하여 보정목표 엔진회전수를 구하는 엔진회전수제어수단과, 상기 보정목표 엔진회전수에 따른 펌프 최대 흡수토오크 목표값을 구하는 펌프 흡수토오크 제어수단을 포함하는 제어기를 구비한 건설기계의 제어장치에 있어서, 엔진냉각수의 온도를 검출하는 냉각수 온도검출기를 구비함과 동시에, 상기 제어기가 상기 엔진회전수제어수단에서 구해지는 상기 보정목표 엔진회전수와, 상기 펌프 흡수토오크 제어수단에서 연산되는 펌프 최대흡수 토오크목표값을 상기 냉각수온도검출기에서 검출된 냉각수 온도에 따라 새로운 목표 엔진회전수와, 새로운 목표 최대 흡수토오크로 보정하는 제 1 보정수단을 포함하는 구성으로 하고 있다.
이와 같이 구성한 청구항 1에 관한 발명에서는 부하압력이 높은 상태에서의 연속운전에 의하여 엔진냉각수의 온도가 상승하면, 그 온도가 냉각수 온도검출기에서 검출되고, 제 1 보정수단은 이 검출된 냉각수 온도에 따라 그 때까지의 보정목표 엔진회전수를 오버히트를 일으키지 않는 범위의 새로운 목표 엔진회전수로 보정하고, 또 동시에 그 때까지의 펌프 최대 흡수토오크 목표값을 새로운 목표 엔진회전수에 따른 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크로 보정한다.
상기한 보정목표 엔진회전수, 펌프 최대 흡수토오크 목표값에 의하여 종래기술과 마찬가지로 에너지절약의 실현과 작업성의 향상을 실현할 수 있음과 동시에, 제 1 보정수단에 의한 상기한 새로운 목표 엔진회전수, 목표 펌프 최대 흡수토오크에 따라 오버히트를 확실하게 방지할 수 있다.
또 제 2 발명은 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 엔진회전수제어수단이 상기유압엑츄에이터의 종류에 따라 상기 기준목표 엔진회전수를 보정하는 제 1 보정치를 구하는 제 1 보정치 연산수단과, 상기 제 1 보정치와 상기 기준목표 엔진회전수에 따라 상기 보정목표 엔진회전수를 구하는 연산수단을 포함하고, 상기 제 1 보정 수단이 상기 냉각수 온도검출기에서 검출된 냉각수의 온도에 의거하여 미리 설정된 함수관계에 따라 상기 보정목표 엔진회전수를 보정하는 제 2 보정치를 구하는 제 2 보정치 연산수단과, 상기 제 2 보정치와 상기 보정목표 엔진회전수에 따라 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 제 1 엔진회전수 연산수단을 포함함과 동시에, 상기 냉각수 온도검출기에서 검출된 냉각수 온도에 의거하여 미리 설정된 함수관계에 따라 상기 펌프 최대 흡수토오크 목표값을 보정하는 제 3 보정치를 구하는 제 3 보정치 연산수단과, 상기 제 3 보정치와 상기 펌프 최대 흡수토오크 목표값에 따라 새로운 목표펌프최대 흡수토오크를 구하는 제 1 토오크연산수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 제 3 발명은 상기 제 2 발명에 있어서, 상기 엔진회전수제어수단이 상기유압엑츄에이터의 작동방향에 따라 상기 기준목표 엔진회전수를 보정하는 제 4 보정치를 구하는 제 4 보정치 연산수단을 포함하고, 상기 제 1 엔진회전수 연산수단이 상기 제 4 보정치와 상기 새로운 목표 엔진회전수에 따라 다시 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 것을 특징으로 한다.
또 제 4 발명은 엔진과, 이 엔진에 의하여 구동되는 가변 용량형의 유압펌프와, 이 유압펌프의 토출용량을 제어하는 펌프레귤레이터와, 상기 엔진의 연료분사장치와, 상기 유압펌프로부터 토출되는 압유로 구동되는 유압엑츄에이터와, 상기 유압펌프로부터 상기 유압엑츄에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 유량 제어밸브와, 이 유량 제어밸브를 조작하는 조작장치를 가지는 건설기계에 구비되어 조작자에 의하여 입력되는 기준목표 엔진회전수를 상기 조작장치의 조작량에 따라 보정하고, 보정목표 엔진회전수를 구하는 엔진회전수제어수단과, 상기 보정목표 엔진회전수에 따른 펌프 최대 흡수토오크 목표값을 구하는 펌프 흡수토오크 제어수단을 포함하는 제어기를 구비한 건설기계의 제어장치에 있어서, 작동유 온도검출기를 구비함과 동시에, 상기 제어기가 상기 엔진회전수 제어수단에서 구해지는 상기 보정목표 엔진회전수와, 상기 펌프 흡수토오크 제어수단에서 연산되는 펌프 최대 흡수토오크 목표치를 상기 작동유 온도검출기에서 검출된 작동유 온도에 따라 새로운 목표 엔진회전수와, 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크로 보정하는 제 2 보정수단을 포함하는 구성으로 되어 있다.
이와 같이 구성한 제 4 발명에서는 부하압력이 높은 상태에서의 연속운전에 의해 이 건설기계의 유압회로를 흐르는 작동유의 온도가 상승하면 그 온도가 작동유 온도검출기에서 검출되고, 제 2 보정수단은 이 검출된 작동유 온도에 따라 그때까지의 보정목표 엔진회전수를 오버히트를 일으키지 않는 범위의 새로운 목표 엔진회전수로 그 회전수를 내리도록 보정하고, 또 동시에 그 때까지의 펌프 최대 흡수토오크 보정치를 새로운 목표 엔진회전수에 따른 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크로 보정한다.
상기한 보정목표 엔진회전수, 펌프 최대 흡수토오크 목표값에 의하여 종래기술과 같이 에너지절약의 실현과 작업성의 향상을 실현할 수 있음과 동시에, 제 2 보정수단에의한 상기한 새로운 목표 엔진회전수, 목표 펌프 최대 흡수토오크에 따라 오버히트를 확실하게 방지할 수 있다.
또 제 5 발명은 상기 제 4 발명에 있어서, 상기 엔진회전수제어수단이 상기 유압엑츄에이터의 종류에 따라 상기 기준목표 엔진회전수를 보정하는 제 1 보정치를 구하는 제 1 보정치 연산수단과, 상기 제 1 보정치와 상기 기준목표 엔진회전수에 따라 상기 보정목표 엔진회전수를 연산하는 연산수단을 포함하고, 상기 제 2 보정수단이 상기 작동유 온도검출기에서 검출된 작동유 온도에 의거하여 미리 설정된 함수관계에 따라 상기 보정목표 엔진회전수를 보정하는 제 5 보정치를 구하는 제 5 보정치 연산수단과, 상기 제 5 보정치와 상기 보정목표 엔진회전수에 따라 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 제 2 엔진회전수 연산수단을 포함함과 동시에, 상기 작동유 온도검출기에서 검출된 작동유 온도에 의거하여 미리 설정된 함수관계에 따라 상기 펌프 최대 흡수토오크 목표값을 보정하는 제 6 보정치를 구하는 제 6 보정치 연산수단과, 상기 제 6 보정치와 상기 펌프 최대 흡수토오크 목표값에 따라 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크를 구하는 제 2 토오크연산수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 제 6 발명은 상기 제 5 발명에 있어서, 상기 엔진회전수제어수단이 상기유압엑츄에이터의 작동방향에 따라 상기 기준목표 엔진회전수를 보정하는 제 4 보정치를 구하는 제 4 보정치 연산수단을 포함하고, 상기 제 2 엔진회전수 연산수단이 상기 제 4 보정치와 상기 새로운 목표 엔진회전수에 따라 다시 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 것을 특징으로 하고 있다.
또 제 7 발명은 상기 제 1 내지 제 6 중 어느 하나의 발명에 있어서, 건설기계가 유압셔블인 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태가 구비되는 건설기계의 구동기구부를 나타내는 도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태가 구비되는 건설기계의 유압엑츄에이터 구동회로의 주요부를 나타내는 도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태가 구비되는 건설기계에 설치되는 조작장치를 나타내는 도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태를 구성하는 제어기에 있어서의 입력신호와 출력신호의 관계를 나타내는 도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태를 구성하는 제어기에 구비되는 제 1 보정치 연산수단, 제 4 보정치 연산수단을 포함하는 엔진회전수제어수단, 및 제 1 보정수단에 포함되는 제 2 보정치 연산수단, 제 1 엔진회전수 연산수단을 나타내는 도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태를 구성하는 제어기에 구비되는 펌프 흡수토오크제어수단, 및 제 1 보정수단에 포함되는 제 3 보정치 연산수단, 제 1 토오크연산수단을 나타내는 도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태가 구비되는 건설기계의 구동기구부를 나타내는 도,
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태를 구성하는 제어기에 구비되는 제 1 보정치 연산수단, 제 4 보정치 연산수단을 포함하는 엔진회전수제어수단, 및 제 2 보정수단에 포함되는 제 5 보정치 연산수단, 제 2 엔진회전수 연산수단을 나타내는 도,
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태를 구성하는 제어기에 구비되는 펌프 흡수토 오크제어수단, 및 제 2 보정수단에 포함되는 제 6 보정치 연산수단, 제 2 토오크연산수단을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 건설기계의 제어장치의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태가 구비되는 건설기계의 구동기구부를 나타내는 도, 도 2는 본 발명의 제 1 실시형태가 구비되는 건설기계의 유압엑츄에이터 구동회로의 주요부를 나타내는 도, 도 3은 본 발명의 제 1 실시형태가 구비되는 건설기계에 설치되는 조작장치를 나타내는 도면이다.
처음에 이들 도 1 내지 도 3에 의거하여 본 발명의 제 1 실시형태가 구비되는 건설기계, 예를 들면 유압셔블의 개략 구성에 대하여 설명한다.
제 1 실시형태가 구비되는 유압셔블은 원동기, 즉 엔진(1)과, 이 엔진(1)에 의하여 구동되는 가변 용량형의 제 1 유압펌프(2), 제 2 유압펌프(3) 및 파일롯펌프 (4)를 구비하고 있다.
유압펌프(2, 3)는 각각 펌프레귤레이터(8, 9)에 의하여 토출용량을 제어한다. 이들 펌프레귤레이터(8, 9)는 솔레노이드밸브(10, 11)에 의하여 제어된다. 또유압펌프(2, 3) 합계의 펌프 최대 흡수토오크가 솔레노이드밸브(12)에 의하여 제어된다. 즉 전마력제어가 실시된다. 이들 솔레노이드밸브(10, 11, 12)는 뒤에서 설명하는 구동전류(S11, S12, S13)에 의하여 구동한다.
엔진(1)은 연료분사장치(13)에 의하여 회전수 제어가 행하여진다. 연료분사 장치(13)는 거버너기능을 가지고, 뒤에서 설명하는 제어기(17)로부터 출력되는 목표 엔진회전수 신호(NR1)에 의하여 구동제어된다. 이 연료분사장치(13)의 거버너타입으로서는 전기적인 입력에 의한 전자 거버너, 거버너 레버를 모터로 구동하여 회전수 지령을 입력하는 기계식 거버너 중 어느 것이어도 좋다.
또 이 유압셔블에 구비되는 유압회로를 흐르는 작동유를 냉각하는 작동유 쿨러(5)와, 엔진냉각수를 냉각하는 라디에이터(6)를 구비하고, 이들 작동유 쿨러 (5)와, 라디에이터(6)는 엔진(1)의 팬에 의하여 송풍 냉각된다. 예를 들면 라디에이터(6)에는 냉각수의 온도를 검출하여 엔진냉각수 온도신호(TH1)를 출력하는 냉각수 온도검출기(7)를 설치하고 있다.
다시 상기 도 1에 나타내는 바와 같이 엔진(1)의 실제 회전수를 검출하여 실제 엔진회전수 신호(NE1)를 출력하는 실제 엔진회전수 검출기(1a)와, 제 1 유압펌프 (2)의 토출압(PA1)을 검출하고, 펌프토출압 신호(PD1)를 출력하는 펌프토출압 검출기(2a)와, 제 2 유압펌프(3)의 토출압(PA2)을 검출하고, 펌프토출압 신호(PD2)을 출력하는 펌프토출압 검출기(3a)를 구비하고 있다.
상기한 유압펌프(2, 3)의 토출압(PA1, PA2)은 도 2에 나타내는 바와 같이 복수의 유량제어밸브를 포함하는 제어밸브(14)를 거쳐 유압엑츄에이터(15)에 부여된다. 제 1 유압펌프(2)에 연락되는 제어밸브(14)에 포함되는 유량 제어밸브로서, 예를 들면 우측 주행용 유량제어밸브, 버킷용 유량제어밸브, 부움용 유량제어밸브, 아암용 유량제어밸브가 구비되어, 제 2 유압펌프(3)에 연락되는 제어밸브(14)에 포함되는 유량제어밸브로서, 예를 들면 선회용 유량제어밸브, 아암용 유량제어밸브, 부움용 유량제어밸브, 예비용 유량제어밸브, 좌측 주행용 유량제어밸브가 구비되어 있다. 또 유압엑츄에이터(15)로서 주행체의 예를 들면 한쪽의 캐터필러를 구동하는 우측 주행모터, 버킷을 구동하는 버킷실린더, 부움을 구동하는 부움실린더, 선회체를 구동하는 선회모터, 아암을 구동하는 아암실린더, 파쇄기 등의 특수 어태치먼트를 구동하는 예비용 엑츄에이터, 주행체의 다른쪽 캐터필러를 구동하는 좌측 주행모터가 구비되어 있다. 또한 제어밸브(14)에는 유압펌프(2, 3)의 토출압의 최대치를 규정하는 메인 릴리프밸브(14a)도 구비되어 있다.
이 유압셔블은 도 3에 나타내는 바와 같이 상기한 도 2에 나타내는 각 유압엑츄에이터를 조작하는 조작장치(16)를 구비하고 있다. 이 조작장치(16)에는 우측 주행용 조작레버, 좌측 주행용 조작레버, 버킷용 조작레버, 부움용 조작레버, 아암용조작레버, 선회용 조작레버, 예비용 조작레버 등이 포함되어 있다.
상기한 조작장치(16)에 관련시켜 압력검출기(16a 내지 16h)를 구비하고 있다. 즉 상기 도 3에 나타내는 바와 같이 제 1 유압펌프(2)에 연락되는 유압엑츄에이터(15)의 조작레버의 파일롯압의 최대치를 검출하여 신호(PL1)를 출력하는 압력검출기(16a)와, 제 2 유압펌프(3)에 연락되는 유압엑츄에이터(15)의 조작레버의 파일롯압의 최대치를 검출하여 신호(PL2)를 출력하는 압력검출기(16b)와, 우측 주행용 조작레버의 조작에 따라 출력되는 파일롯압을 검출하여 신호(PT34)를 출력하는 압력검출기(16c)와, 좌측 주행용 조작레버의 조작에 따라 출력되는 파일롯압을 검출하여 신호(PT12)를 출력하는 압력검출기(16d)와, 부움용 조작레버를 부움 올림측으로 조작하였을 때의 파일롯압을 검출하여 신호(PBU)를 출력하는 압력검출기(16e) 와, 아암용 조작레버를 암클라우드측으로 조작하였을 때의 파일롯압을 검출하여 신호(PAC)를 출력하는 압력검출기(16f)와, 선회용 조작레버의 조작에 따라 출력되는 파일롯압을 검출하여 신호(PSW)를 출력하는 압력검출기(169)와, 예비용 조작레버의 조작에 따라 출력되는 파일롯압을 검출하여 신호(PAD)를 출력하는 압력검출기(16h)를 구비하고 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이 상기한 압력검출기(16a 내지 16h), 실제 엔진회전수 검출기(1a), 펌프토출압 검출기(2a, 3a) 및 냉각수 온도검출기(7)는 예를 들면 도시 생략한 선회체의 운전실내에 배치되고, 이 제 1 실시형태의 제어장치를 구성하는 제어기(17)에 접속되어 있다.
또 상기 도 4에 나타내는 바와 같이 조작자에 의하여 조작되어 기준목표 엔진회전수 신호(NRO)를 출력하는 엔진회전수 입력장치(13a)를 구비하고 있다. 이 엔진회전수 입력장치(13a)도 제어기(17)에 접속되어 있다. 이 엔진회전수 입력장치 (13a)는 예를 들면 포텐시오미터를 포함하여 조작자, 즉 유압셔블의 운전자 자신이 수동조작으로 엔진회전수의 고저를 선택하도록 되어 있다. 토사나 암석 등의 굴삭작업에 있어서는 높은 엔진회전수가 선택되고, 지면의 고르기작업 등에 있어서는 낮은 엔진회전수가 선택된다.
제어기(17)에서 뒤에서 설명하는 연산처리가 이루어진 결과, 상기 도 4에 나타내는 바와 같이 상기한 도 1에 나타내는 솔레노이드밸브(10, 11, 12)를 구동하는 신호(S11, S12, S13)가 출력되고, 또 연료분사장치(13)를 구동하는 목표 엔진회전수신호(NR1)가 출력된다.
다음에 이 제 1 실시형태의 제어장치를 구성하는 제어기(17)에 대하여 도 5, 도 6에 의하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태를 구성하는 제어기에 구비되는 제 1 보정치 연산수단, 제 4 보정치 연산수단을 포함하는 엔진회전수제어수단 및 제 1 보정수단에 포함되는 제 2 보정치 연산수단, 제 1 엔진회전수 연산수단을 나타내는 도, 도 6은 본 발명의 제 1 실시형태를 구성하는 제어기에 구비되는 펌프 흡수토오크 제어수단, 및 제 1 보정수단에 포함되는 제 3 보정치 연산수단, 제 1 토오크연산수단을 나타내는 도면이다.
제어기(17)는 엔진회전수 입력장치(13a)로부터 출력되는 기준목표 엔진회전수신호(NR0)에 따라 기준회전수 상승 보정량(DNP)을 구하는 연산수단(32)과, 기준 회전수 저하 보정량(DNL)을 구하는 연산수단(37)을 구비하고 있다. 기준 회전수 상승 보정량(DNP)은 유압펌프(2, 3)의 토출압(PA1, PA2)의 입력변화에 의한 엔진회전수 보정의 기준폭이 되는 것으로, 기준목표 엔진회전수가 소정값 보다도 낮아지면 이것에 따라 작은 값이 되도록 설정되어 있다. 또 기준 회전수 저하 보정량(DNL)은 조작장치(16)의 조작레버의 입력변화에 의한 엔진회전수의 기준폭이 되는 것으로, 기준 목표 엔진회전수가 낮아지면 이것에 따라 작은 값이 되도록 설정되어 있다.
또 도 3에 나타낸 각 압력검출기(16e, 16f, 16g, 16d, 16c, 16a, 16b)로부터 출력되는 신호(PBU, PAC, PSW, PT12, PT34, PL1, PL2)에 따라 각각의 유압엑츄에이터(15)에 특유의 엔진회전수 보정게인, 즉 제 1 보정치(KBU, KAC, KSW, KTR, KL1, KL2)를 연산하는 연산수단(34)을 구비하고 있다. 상기 설명 중 주행에 관한 압력검출기(16d, 16c)로부터 출력되는 신호(PT12, PT34)에 대해서는 이들 중 최대치가 최대치 선택수단(30a)에서 선택되고, 선택된 신호(PTR)에 따라 엔진회전수 보정게인 (KTR)이 구해진다.
상기한 연산수단(34)은 유압엑츄에이터(15)의 종류에 따라 기준목표 엔진회전수 신호(NRO)를 보정하는 제 1 보정치(KBU, KAC, KSW, KTR, KL1, KL2)를 구하는 제 1 보정치 연산수단을 형성하고 있다.
또 연산수단(34)에서 구해진 제 1 보정치(KBU, KAC, KSW, KTR, KL1, KL2) 중최대치를 선택하여 신호(KMAX)를 출력하는 최대치 선택수단(35)과, 조작레버의 미소한 흔들림에 따르는 제어의 불안정성을 방지하는 히스테리시스를 가지고, 최대치 선택수단(35)으로부터 출력되는 신호(KMAX)에 따른 회전수 게인(KNL)을 출력하는 연산수단(36)과, 이 연산수단(36)으로부터 출력되는 게인(KNL)과 상기한 연산수단(37)으로부터 출력되는 신호(DNL)를 승산하여 조작레버 엔진회전수 보정량(DND)을 구하는 승산기(38)와, 엔진회전수 입력장치(13a)의 출력인 기준목표 엔진회전수 신호(NRO)로부터 상기한 승산기(38)의 출력인 보정량(DND)을 감산하여 조작레버의 조작후의 보정한 엔진회전수의 목표값, 즉 보정목표 엔진회전수(NROO)를 구하는 감산기(39)를 구비하고 있다.
상기한 감산기(39)는 상기한 제 1 보정치(KBU, KAC, KSW, KTR, KL1, KL2)와, 기준목표 엔진회전수 신호(NRO)에 따라 보정목표 엔진회전수(NR0O)를 구하는 연산수단을 구성하고 있다.
또 펌프토출압 검출기(2a)로부터 출력되는 신호(PD1)와, 펌프토출압 검출기 (3a)로부터 출력되는 신호(PD2) 중의 값이 큰 쪽의 신호를 선택하여 신호(PDMAX)를 출력하는 최대치 선택수단(30)과, 토출압이 미소한 변동에 따른 제어의 불안정성을 방지하는 히스테리시스를 가지고, 최대치 선택수단(30)으로부터 출력되는 신호 (PDMAX)에 따른 회전수 게인(KNP)을 출력하는 연산수단(31)과, 상기한 연산수단 (32)으로부터 출력되는 기준회전수 상승 보정량에 관한 신호(DNP)와, 연산수단(31)으로부터 출력되는 회전수 게인에 관한 신호(KNP)를 승산하여 신호(KNPH)를 출력하는 승산기(33)를 구비하고 있다.
또 압력검출기(16f)로부터 출력되는 아암클라우드 조작레버 파일롯압에 관한 신호에 비례하여 1 이하의 수치를 보정게인, 즉 제 4 보정치(KACH)로서 구하고, 이것을 출력하는 제 4 보정치 연산수단(40)과, 압력검출기(16h)로부터 출력되는 예비조작레버 파일롯압에 관한 신호에 비례하여 1 이하의 수치를 보정게인(KTRH)으로서 구하여 이것을 출력하는 연산수단(42)을 구비하고 있다.
상기한 압력검출기(16f)는 아암 동작 중의 아암클라우드를 실시하는 아암실린더의 작동방향을 검출하는 것이다. 따라서 상기한 제 4 보정치 연산수단(40)은 아암실린더의 작동방향에 따라 상기한 기준목표 엔진회전수 신호(NR0)를 보정하는 제 4 보정치(KACH)를 구하는 연산수단을 구성하고 있다.
또 제 4 보정치 연산수단(40)으로부터 출력되는 제 4 보정치(KACH)와, 상기한 연산수단(33)으로부터 출력되는 신호(KNPH)를 승산하여 신호(KNAC)를 출력하는 승산기(41)와, 연산수단(42)으로부터 출력되는 예비조작레버에 관한 보정게인(KTRH)과, 상기한 연산수단(33)으로부터 출력되는 신호(KTRH)를 승산하여 신호(KNTR)를 출력하는 승산기(43)와, 승산기(41)로부터 출력되는 신호(KNAC)와, 승산기(43)로부터 출력되는 신호(KNTR) 중 큰 쪽의 값을 선택하여 신호(DNH1)를 출력하는 최대치 선택수단 (44)을 구비하고 있다.
상기한 최대치 선택수단(30, 30a, 35, 44), 연산수단(31, 32, 36, 37, 42), 승산기(33, 38, 41, 43), 감산기(39), 제 1 보정치 연산수단(34) 및 제 4 보정치 연산수단(40)은 조작자에 의하여 입력되는 기준목표 엔진회전수(NRO)를 조작장치(16)의 조작에 따라 보정하여 보정목표 엔진회전수를 구하는 엔진회전수제어수단을 구성하고 있다.
이 제 1 실시형태는 특히 냉각수 온도검출기(7)에서 검출된 엔진냉각수 온도신호(TH1)에 의거하여 엔진(1)의 오버히트를 일으키지 않는 것을 고려하여 미리 설정된 함수관계에 따라 보정목표 엔진회전수의 상승폭을 보정하는 제 2 보정치(DTH)를 구하는 제 2 보정치 연산수단(45)을 구비하고 있다. 이 제 2 보정치 연산수단 (45)은 상기 도 5에 나타내는 바와 같이 엔진냉각수 온도가 소정온도에 도달할 때까지는 일정한 값을 제 2 보정치(DTH)로서 출력하고, 소정온도를 초과함에 따라 점차로 작은 값이 되는 제 2 보정치(DTH)를 출력하는 것이다.
또 상기한 최대치 선택수단(44)으로부터 출력되는 신호(DNH1)와, 제 2 보정치연산수단(45)으로부터 출력되는 제 2 보정치(DTH)를 승산하여 신호(DNH2)를 출력하는 승산기(46)와, 이 승산기(46)로부터 출력되는 신호(DNH2)와, 상기한 감산기(39)로부터 출력된 신호(NROO)를 가산하여 신호(NRO1)를 구하는 연산을 행하 는 가산기 (47)를 구비하고 있다.
이 가산기(47)는 제 2 보정치 연산수단(45)으로부터 출력되는 제 2 보정치 (DTH)와, 상기한 엔진회전수제어수단에서 연산된 보정목표 엔진회전수에 따라 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 제 1 엔진회전수 연산수단을 구성하고 있다.
그리고 다시 가산기(47)로부터 출력되는 신호(NRO1)에 따라 엔진(1)의 구동기구부의 구조상 결정되는 최저 회전수와 최고 회전수의 범위내의 값으로서 리미터를 작동시켜 목표 엔진회전수(NR1)를 구하는 연산수단(48)을 구비하고 있고, 이 연산수단 (48)으로부터 출력되는 목표 엔진회전수(NR1)가 연료분사장치(13)에 가해짐과 동시에, 뒤에서 설명하는 펌프유량제어 및 펌프 최대 흡수토오크제어에 활용된다. 연료분사장치(13)는 목표 엔진회전수(NR1)에 따른 엔진회전수가 되도록 연료분사량을 조절하는 동작을 행한다.
또 제어기(17)는 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 1 유압펌프(2)에 연락되는 유압엑츄에이터(15)에 관한 조작장치(16)의 조작레버의 조작에 따르는 파일롯압의 최대치를 검출하는 압력검출기(16a)로부터 출력되는 신호에 따라 포지티브제어의 기준유량 미터링, 즉 기준 펌프유량(QR1O)을 구하는 연산수단(18)과, 상기한 도 5에 나타내는 연산수단(48)으로부터 출력되는 목표 엔진회전수(NR1)와, 미리 제어기 (17)에 설정되는 최고 회전수(NRC)와의 비와, 상기한 연산수단(18)으로부터 출력되는 기준 펌프유량(QR10)을 승산하여 펌프 목표 토출유량(QR11)을 출력하는 연산수단 (19)과, 이 연산수단(19)으로부터 검출되는 펌프 목표 토출유량(QR11)을 실제 엔진회전수 검출기(1a)로부터 출력되는 실제 엔진회전수(NE1)로 나누고, 다시 미리 설정되는 펌프정수(K1)로 나누어 펌프 목표 경전위치(tilting position; 사판식 유압펌프에 있어서 사판의 경사 또는 기울어진 위치)(QR)를 구하는 연산을 행하는 연산수단(20)과, 이 연산수단(20)으로부터 출력되는 펌프 목표 경전위치(QR1)에 따른 출력전류치 신호(S11)를 구하는 연산수단(21)을 구비하고 있다. 이 연산수단(21)으로부터 출력되는 출력전류치 신호(S11)는 도 1에 나타내는 제 1 유압펌프(2)의 토출유량을 제어하는 펌프 레귤레이터(8)를 구동시키는 솔레노이드밸브(10)에 가해진다.
또 마찬가지로 제 2 유압펌프(3)에 연락되는 유압엑츄에이터(15)에 관한 조작장치(16)의 조작레버의 조작에 따른 파일롯압의 최대치를 검출하는 압력 검출기 (16b)로부터 출력되는 신호에 따라 포지티브제어의 기준유량 미터링, 즉 기준 펌프유량(QR20)을 구하는 연산수단(22)과, 상기한 도 5에 나타내는 연산수단(48)으로부터 출력되는 목표 엔진회전수(NR1)와, 미리 제어기(17)에 설정되는 최고 회전수 (NRC)와의 비와, 상기한 연산수단(22)으로부터 출력되는 기준 펌프유량(QR20)을 승산하여 펌프 목표 토출유량(QR21)을 출력하는 연산수단(23)과, 이 연산수단(23)으로부터 출력되는 펌프 목표 토출유량(QR21)을 실제 엔진회전수 검출기(1a)로부터 출력되는 실제 엔진회전수(NE1)로 나누고, 다시 미리 설정되는 펌프정수(K2)로 나누어 펌프 목표 경전위치(QR2)를 구하는 연산을 행하는 연산수단(24)과, 이 연산수단 (24)으로부터 출력되는 펌프 목표 경전위치(QR2)에 따른 출력 전류치신호(S12)를 구하는 연산수단(25)을 구비하고 있다. 이 연산수단(25)으로부터 출력되는 출력전류치신호(S12)는 도 1에 나타내는 제 2 유압펌프(3)의 토출유량을 제어하는 펌 프 레귤레이터(9)를 구동시키는 솔레노이드밸브(11)에 가해진다.
또 도 5에 나타내는 연산수단(48)으로부터 출력되는 목표 엔진회전수(NR1)에 따른 펌프(2, 3) 합계의 최대 흡수토오크, 즉 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)을 구하는 연산을 행하는 펌프 흡수토오크 제어수단(26)과, 냉각수 온도검출기(7)로 검출된 냉각수 온도신호(TH1)에 의거하여 엔진(1)의 오버히트를 일으키지 않는 것을 고려하여 미리 설정된 함수관계에 따라 상기한 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)을 보정하는 제 3 보정치(TTH11)를 구하는 제 3 보정치 연산수단(27)과, 상기한 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)으로부터 제 3 보정치(TTH11)를 감산하는 감산기(28)를 구비하고 있다. 이 감산기(28)는 제 3 보정치(TTH11)와 상기한 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)에 따라 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크(TR1)를 구하는 제 1 토오크 연산수단을 구성하고 있다.
또한 감산기(28)로부터 출력되는 목표 펌프 최대 흡수토오크(TR1)에 따른 출력전류치 신호(S13)를 구하는 연산수단(29)을 구비하고 있다. 이 연산수단(29)으로부터 출력되는 출력전류치 신호(S13)는 도 1에 나타내는 솔레노이드밸브(12)에 가해진다.
상기한 각 구성 중, 도 5에 나타내는 제 2 보정치 연산수단(45), 제 1 엔진회전수 연산수단을 구성하는 가산기(47) 및 도 6에 나타내는 제 3 보정치 연산수단 (27), 제 1 토오크 연산수단을 구성하는 감산기(28)는 상기한 엔진회전수제어수단에서 구해지는 보정목표 엔진회전수와, 펌프 흡수토오크 제어수단(26)에서 연산되는 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)을, 냉각수 온도검출기(7)에서 검출된 냉각수 온도신호(TH1)에 따라 새로운 목표 엔진회전수(NRO1)와, 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크(TR1)로 보정하는 제 1 보정수단을 구성하고 있다.
이와 같이 구성한 제 1 실시형태에 있어서는 예를 들면 토사의 굴삭작업 등에 있어서, 엔진회전수 입력장치(13a)를 조작하여 기준목표 엔진회전수(NR0)를 높게 설정하고, 부움용 조작레버를 부움올림측으로 조작하면 압력검출기(16e)로부터 신호 (PBU)가 출력되고, 제 1 보정치 연산수단(34)에서 이 PBU에 상당하는 제 1 보정치 (KBU)가 출력된다. 이 제 1 보정치(KBU)가 최대치 선택수단(35)에서 신호(KMAX)로서 인출되고, 연산수단(36)에서 회전수 게인(KNL)으로서 출력되어 승산기(38)에 입력된다. 한편 상기한 기준목표 엔진회전수(NRO)에 대응하는 기준 회전수저하 보정량(DNL)이 연산수단(37)에서 구해지고, 이 DNL이 승산기(38)에 입력된다. 승산기 (38)에서는 KNL과 DNL이 승산되어 DND로서 출력된다. 이 DND가 감산기(39)에 입력된다. 이 감산기(39)에서 기준목표 엔진회전수(NRO)로부터 DND가 감산되어 보정목표 엔진회전수(NROO)가 구해진다. 이 NROO는 가산기(47)에 입력된다.
한편, 펌프토출압 검출기(2a, 3a)로부터 출력되는 펌프토출압 신호(PD1, PD2)중 큰 쪽이 최대치 선택수단(30)으로 선택되고, 선택된 펌프토출압 최대치 신호 (PDMAX)에 따른 회전수 게인(KNP)이 연산수단(31)에서 구해지고 승산기(33)에 입력된다. 기준목표 엔진회전수(NR0)에 대응하는 기준 회전수 상승보정량(DNP)이 연산수단(32)에서 구해지고 이 DNP가 승산기(33)에 입력된다. 승산기(33)에서는 KNP와 DNP가 승산되어 KNPH로서 출력된다. 이 KNPH가 승산기(43)에 입력되고, 다 시 KNTR로서 출력되어, 최대치 선택수단(44)에서 DNH1로서 출력되어 승산기(46)에 입력된다.
지금 가령, 고부하가 되는 작업이 단시간으로서 작동유온도가 그다지 상승하지 않고, 이에 따라 냉각수 온도검출기(7)에서 검출되는 냉각수 온도신호(TH1)가 그다지 높아지지 않는 것으로 하면 제 2 보정치 연산수단(45)에서 일정값이 되는 회전수 상승보정량, 즉 제 2 보정치(DTH1)가 선택되어 승산기(46)에 입력된다. 승산기 (46)에서는 DNH1과 제 2 보정치(DTH)가 승산되고, 구해진 DNH2가 가산기(47)에 입력된다. 가산기(47)에서는 보정목표 엔진회전수(NROO와 DNH2)가 가산되고, 구해진 NRO1 이 출력된다. 이 NRO1은 냉각수 온도에 의한 보정을 받지 않은 값이다. NRO1에 따른 비교적 높은 목표 엔진회전수(NR1)가 연산수단(48)에서 구해지고, 이 목표 엔진회전수 (NR1)가 상기한 바와 같이 도 1에 나타내는 연료분사장치(13)에 출력된다. 또 목표 엔진회전수(NR1)는 펌프토출량제어, 펌프 최대 흡수토오크제어에 활용된다.
연료분사장치(13)는 목표 엔진회전수(NR1)에 따른 엔진회전수가 되도록 엔진 (1)을 구동한다. 이 엔진(1)의 실제 엔진회전수가 실제 엔진회전수 검출기(1a)에서 검출된다.
엔진(1)의 실제 회전수에 상응하여 유압펌프(2, 3) 및 라디에이터 펌프(4)가 구동한다.
부움용 조작레버를 부움올림측으로 조작함으로써 압력검출기(16a, 16b)로부터 펌프측 조작레버 파일롯압(PL1, PL2)이 출력되고, 각각 연산수단(18, 22)에 의 하여 기준 펌프유량(QR10, QR20)이 구해지고, 연산수단(19, 23)에서 펌프 목표 토출유량 (QR11, QR21)이 구해지고, 연산수단(20, 24)에서 펌프 목표 경전위치(QR1, QR2)가 구해지고, 이들 QR1, QR2에 대응하는 출력전류치 신호(S11, S12)가 연산수단 (21, 25)에서 구해지고, 이들 출력전류치 신호(S11, S12)가 도 1에 나타내는 솔레노이드밸브(10, 11)에 가해진다. 이에 의하여 솔레노이드밸브(10, 11)가 구동하고, 이에 따라 펌프 레귤레이터(8, 9)가 작동하여 유압펌프(2, 3)의 경전위치가 제어된다.
상기한 부움용 조작레버의 부움올림측의 조작에 따라 도 2에 나타내는 제어밸브(4)에 포함되는 2개의 부움용 유량제어밸브가 도면의 왼쪽위치로 전환되어, 유압펌프(2, 3)의 토출압(PA1, PA2)이 상기한 부움용 유량제어밸브의 각각을 거쳐 부움실린더에 공급된다. 이에 의하여 부움실린더가 신장되어 소망의 부움올림이 실시된다.
또 이 때 도 6에 나타내는 바와 같이 펌프 흡수토오크 제어수단(26)에서 목표 엔진회전수(NR1)에 따른 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)이 구해져 감산기(28)에 입력된다.
지금은 고부하가 되는 작업이 단시간으로서 작동유 온도가 그다지 상승하지않음에 따라 냉각수 온도신호(TH1)가 그다지 높아져 있지 않으므로, 상기 도 6에 나타내는 제 3 보정치 연산수단(27)에서 구해지는 제 3 보정치(TTH11)는 「0」이고, 이 「0」이 감산기(28)에 입력된다. 따라서 펌프 최대 흡수토오크 목표값 (TRO)과 값이 같은 TR1 이 감산기(28)로부터 출력되고, 이 TR1에 따른 출력전류치 신호(S13)가 연산수단(29)으로부터 출력되어 솔레노이드밸브(12)에 인가된다. 이에 의하여 솔레노이드밸브(12)가 구동하고, 유압펌프(2, 3)의 합계의 최대 흡수토오크가 엔진(1)의 출력토오크를 초과하지 않도록 전마력제어가 실시된다.
상기한 작업에 있어서, 부움용 조작레버의 조작량을 작게 한 경우에는 도 5에 나타내는 제 1 보정치 연산수단(34)의 신호(PBU)에 따른 제 1 보정치(KBU)의 값이 커져, 이에 따라 감산기(39)로부터 출력되는 보정목표 엔진회전수(NROO)의 값이 작아져 연산수단(48)으로부터 출력되는 목표 엔진회전수(NR1)가 그 때까지와 비교하여 낮아진다. 이에 따라 도 6에 나타내는 펌프 흡수토오크 제어수단(26)에서 구해지는 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)도 그 때까지 보다도 작아진다.
상기한 바와 같이 예를 들면 고부하가 되는 작업이 단시간으로서 작동유 온도가 그다지 상승하지 않아 냉각수 온도가 그다지 높아지지 않은 경우에는 목표 엔진회전수(NR1)가 높아져 펌프 최대 흡수토오크 목표값[TRO(TRl)]이 커져 작업성의 향상을 실현할 수 있다. 또 이와 같은 상황으로부터 예를 들면 조작레버의 조작량이 작아지고, 부하가 작아졌을 때에는 목표 엔진회전수(NR1)가 낮아져 펌프 최대 흡수토오크 목표값[TRO(TR1)]이 작아져서 에너지절약을 실현할 수 있다.
또 예를 들면 상기한 바와 같이 기준목표 엔진회전수(NR0)를 높게 설정하고, 부움용 조작레버를 부움올림측으로 조작하여 행하는 작업, 즉 부하가 높은 작업이 장시간 계속되거나, 또는 작업환경 온도의 상승 등에 따라 작동유 온도가 상승하고, 이에 따라 냉각수 온도신호(TH1)가 소정온도보다도 높아졌을 때에는 도 5에 나타내는 제 2 보정치 연산수단(45)에서 구해지는 제 2 보정치(DTH1)가 그 때까지보 다도 작아지고, 이에 따라 승산기(46)로부터 출력되는 신호(DNH2)의 값도 작아져 가산기(47)로 구해지는 목표 엔진회전수(NR01)의 값도 작아진다. 즉, 보정목표 엔진회전수[NROO(NRO1)]가 그 때까지와 비교하여 작아지도록 보정된 새로운 목표 엔진회전수 (NRO1)가 구해진다.
이에 의하여 연산수단(48)으로부터 출력되는 목표 엔진회전수(NR1)도 낮아져 도 1에 나타내는 연료분사장치(13)에 의하여 실제 엔진회전수(NE1)는 오버히트를 일으키지 않는 범위의 회전수로 저하한다.
또 상기한 바와 같이 목표 엔진회전수(NR1)가 낮아짐에 따라 펌프 흡수토오크제어수단(26)으로부터 출력되는 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)이 작아짐과 동시에 도 6에 나타내는 제 3 보정치 연산수단(27)에서 구해지는 제 3 보정치(TTH11)의 값이 커져 감산기(28)에서 구해지는 TR1의 값이 작아진다. 따라서 연산수단(29)에서 구해지는 출력전류치 신호(S13)가 작은 값이 된다. 이에 의하여 레귤레이터 (12)가 유압펌프(2, 3) 합계의 최대 흡수토오크가 그 때까지에 비하여 작아지도록 제어된다.
상기에서는 설명을 간단하게 하기 위하여 조작장치(16) 중의 부움용 조작레버를 부움올림측으로 조작하였을 때의 동작에 대하여 설명하였으나, 다른 유압엑츄에이터의 단독 동작시, 또는 복합 동작시에 있어서도 상기와 거의 동일하게 하여 행하여진다.
이와 같이 구성한 제 1 실시형태에 의하면 에너지절약의 실현과 작업성의 향상을 실현할 수 있음과 동시에, 오버히트를 방지할 수 있고, 이에 의하여 오버히트 에 따르는 작업의 중단을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태가 구비되는 건설기계의 구동기구부를 나타내는 도, 도 8은 본 발명의 제 2 실시형태를 구성하는 제 1 보정치 연산수단, 제 4 보정치 연산수단을 포함하는 엔진회전수제어수단 및 제 2 보정수단에 포함되는 제 5 보정치 연산수단, 제 2 엔진회전수 연산수단을 나타내는 도, 도 9는 본 발명의 제 2 실시형태를 구성하는 제어기에 구비되는 펌프 흡수토오크 제어수단 및 제 2 보정수단에 포함되는 제 6 보정치 연산수단, 제 2 토오크 연산수단을 나타내는 도면이다.
이 제 2 실시형태도 상기한 제 1 실시형태와 마찬가지로 예를 들면 유압셔블에 구비되는 것이다. 이 제 2 실시형태는 특히 도 7에 나타내는 바와 같이 탱크에 회로를 흐르는 작동유의 온도를 검출하여 작동유 탱크 온도신호(TH2)를 출력하는 작동유 온도검출기(50)를 설치하고 있다.
또 도 8에 나타내는 바와 같이 작동유 온도검출기(50)로 검출된 작동유 탱크 온도신호(TH2)에 의거하여 엔진(1)의 오버히트를 일으키지 않음을 고려하여 미리 설정된 함수관계에 따라 보정목표 엔진회전수의 상승폭을 보정하는 제 5 보정치(DTH2)를 구하는 제 5 보정치 연산수단(53)을 구비하고 있다. 이 제 5 보정치 연산수단(53)은 상기 도 8에 나타내는 바와 같이 작동유 탱크온도가 소정온도에 이르기까지는 일정한 값을 제 5 보정치(DTH2)로서 출력하여 소정온도를 초과함에 따라 점차로 작은 값이 되는 제 5 보정치(DTH2)를 출력한다.
또 최대치 선택수단(44)으로부터 출력되는 신호(DNH1)와, 제 5 보정치 연산 수단(53)으로부터 출력되는 제 5 보정치(DTH2)를 승산하여 신호(DNH2)를 출력하는 승산기(46)와, 이 승산기(46)로부터 출력되는 신호(DNH2)와, 감산기(39)로부터 출력된 신호(NROO)를 가산하여 신호(NRO1)를 구하는 연산을 행하는 가산기(54)를 구비하고 있다. 이 가산기(54)는 제 5 보정치 연산수단(53)으로부터 출력되는 제 5 보정치(DTH2)와, 상기한 엔진회전수제어수단에서 연산된 보정목표 엔진회전수에 따라 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 제 2 엔진회전수 연산수단을 구성하고 있다.
또 도 9에 나타내는 바와 같이 작동유 온도검출기(50)로 검출된 작동유 탱크 온도신호(TH2)에 의거하여 엔진(1)의 오버히트를 일으키지 않는 것을 고려하여 미리 설정된 함수관계에 따라 펌프 흡수토오크 제어수단(26)으로부터 출력되는 펌프 최대 흡수토오크 제어수단(26)으로부터 출력되는 펌프 최대 흡수토오크 목표값 (TRO)을 보정하는 제 6 보정치(TTH12)를 구하는 제 6 보정치 연산수단(51)과, 상기한 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)으로부터 제 6 보정치(TTH12)를 감산하는 감산기(52)를 구비하고 있다. 이 감산기(52)는 제 6 보정치(TTH12)와 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)에 따라 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크(TR1)를 구하는 제 2 토오크연산수단을 구성하고 있다.
그 밖의 구성은 상기한 제 1 실시형태와 예를 들면 동등한 구성으로 하고 있다.
상기한 구성, 즉 도 8에 나타내는 제 5 보정치 연산수단(53), 제 2 엔진회전수 연산수단을 구성하는 가산기(54) 및 도 9에 나타내는 제 6 보정치 연산수단 (51), 제 2 토오크 연산수단을 구성하는 감산기(52)는 상기한 엔진회전수제어수단 에서 구해지는 보정목표 엔진회전수와, 펌프 흡수토오크 제어수단(26)으로 연산되는 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)을, 작동유 온도검출기(50)로 검출된 작동유 탱크 온도신호(TH2)에 따라 새로운 목표 엔진회전수(NR01)와, 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크(TR1)로 보정하는 제 2 보정수단을 구성하고 있다.
이와 같이 구성한 제 2 실시형태에 있어도 작동유 온도에 따라 상기한 제 1 실시형태와 대략 동일한 동작이 행하여진다.
즉, 지금 가령 고부하가 되는 작업이 단시간으로 작동유 온도가 그다지 상승하지 않아 작동유 온도검출기(50)로 검출되는 작동유 탱크 온도신호(TH2)가 그다지높아지지 않는 것으로 하면, 제 5 보정치 연산수단(53)으로 일정값이 되는 회전수 상승보정량, 즉 제 5 보정치(DTH2)가 선택되어 승산기(46)에 입력된다. 승산기 (46)에서는 DNH1과 제 5 보정치(DTH2)가 승산되어 구해진 DNH2가 가산기(54)에 입력된다. 가산기(54)에서는 보정목표 엔진회전수(NROO와 DNH2)가 가산되어 구해진 NRO1이 출력된다. 이 NRO1은 작동유 온도에 의한 보정을 받지 않은 값이다. NRO1에 따른 비교적 높은 목표 엔진회전수(NR1)가 연산수단(48)에서 구해지고, 이 목표 엔진회전수(NR1)가 도 1에 나타내는 연료분사장치(13)에 출력된다. 또 목표 엔진회전수(NR1)는 펌프토출량 제어, 펌프 최대 흡수토오크제어에 활용된다.
연료분사장치(13)는 목표 엔진회전수(NR1)에 따른 엔진회전수가 되도록 엔진 (1)을 구동한다. 이 엔진(1)의 실제 엔진회전수(NE1)가 실제 엔진회전수 검출기 (1a)에서 검출된다.
또 예를 들면 고부하가 되는 작업시간이 단시간으로서 작동유 온도가 그다지 상승하지 않음으로써, 도 9에 나타내는 제 6 보정치 연산수단(51)에서 구해지는 제 6 보정치(TTH12)는 「O」이고, 이 「0」이 감산기(52)에 입력된다. 따라서 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)의 값과 같은 값의 TR1이 감산기(52)로부터 출력되고, 이 TR1에 따른 출력전류치 신호(S13)가 연산수단(29)으로부터 출력되어 도 1에 나타내는 솔레노이드밸브(12)에 부여된다. 이에 의하여 솔레노이드밸브(12)가 구동하고, 도 1에 나타내는 유압펌프(2, 3) 합계의 최대 흡수토오크가 엔진(1)의 출력토오크를 초과하지 않도록 전마력제어가 실시된다.
이와 같은 상태에 있어서, 예를 들면 도 3에 나타내는 부움용 조작레버의 조작량을 작게 한 경우에는 도 8에 나타내는 제 1 보정치 연산수단(34)의 신호(PBU)에 따른 제 1 보정치(KBU)의 값이 커지고, 이에 따라 연산기(39)로부터 출력되는 보정목표 엔진회전수(NROO)의 값이 작아지고, 연산수단(48)으로부터 출력되는 목표 엔진회전수(NR1)가 그 때까지와 비교하여 낮아진다. 이에 따라 도 9에 나타내는 펌프 흡수토오크 제어수단(26)에서 구해지는 펌프 최대 흡수토오크(TRO)도 그 때까지보다도 작아진다.
이와 같이 제 2 실시형태도 상기한 제 1 실시형태와 마찬가지로, 예를 들면 고부하가 되는 작업이 단시간으로 작동유 온도가 그다지 상승하지 않은 경우에는 목표 엔진회전수(NR1)를 높게 하여 펌프 최대 흡수토오크 목표값[TRO(TR1)]을 크게하여 작업성의 향상을 실현할 수 있다. 또 이와 같은 상태로부터 예를 들면 조작레버의 조작량이 작아졌을 때에는 목표 엔진회전수(NR1)가 낮아져 펌프 최대 흡수토오크 목표값[TRO(TR1)]이 작아져 에너지절약을 실현할 수 있다.
또 예를 들면 기준목표 엔진회전수(NR0)를 높게 설정한 상태에 있어서, 부하가 높은 작업이 장시간 계속되거나, 작업환경 온도가 높아지거나 하여 작동유 온도가 상승하였을 때에는 도 8에 나타내는 제 5 보정치 연산수단(53)에서 구해지는 제 5 보정치(DTH2)가 그 때까지보다도 작아지고, 이에 의하여 승산기(46)로부터 출력되는 신호(DNH2)의 값도 작아져, 가산기(54)에서 구해지는 목표 엔진회전수(NRO1)의 값도 작아진다. 즉, 보정목표 엔진회전수[NROO(NRO1)]가 그 때까지와 비교하여 작아지도록 다시 보정된 새로운 목표 엔진회전수(NRO01)가 구해진다.
이에 의하여 연산수단(48)으로부터 출력되는 목표 엔진회전수(NR1)도 낮아져 도 1에 나타내는 연료분사장치(13)에 의하여 실제 엔진회전수(NE1)는 오버히트를 일으키지 않는 범위의 회전수로 저하한다.
또 상기한 바와 같이 목표 엔진회전수(NR1)가 낮아진 것에 따라 펌프 흡수토오크제어수단(26)으로부터 출력되는 펌프 최대 흡수토오크 목표값(TRO)이 작아짐과 동시에 도 9에 나타내는 제 6 보정치 연산수단(51)에서 구해지는 제 6 보정치(TTH12)의 값이 커지고, 감산기(52)로 구해지는 TR1의 값이 작아진다. 따라서 연산수단(29)에서 구해지는 출력전류치 신호(S13)가 작은 값이 된다. 이에 의하여 레귤레이터 (12)가 유압펌프(2, 3) 합계의 최대 흡수토오크를 그 때까지와 비교하여 작아지도록 제어한다.
이와 같이 구성한 제 2 실시형태에서도 에너지절약의 실현과 작업성의 향상을 실현할 수 있음과 동시에, 오버히트를 방지할 수 있다. 이에 의하여 오버히트에 따르는 작업의 중단을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면 종래와 마찬가지로 에너지절약의 실현과 작업성의 향상을 실현할 수 있음과 동시에, 종래에는 고려되어 있지 않았던 오버히트를 확실하게 방지할 수 있고, 이에 의하여 오버히트에 따르는 작업의 중단을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 엔진과;
    상기 엔진에 의하여 구동되는 가변 용량형의 유압펌프와;
    상기 유압펌프의 토출용량을 제어하는 펌프레귤레이터와;
    상기 엔진의 연료분사장치와;
    상기 유압펌프로부터 토출되는 압유로 구동하는 유압엑츄에이터와;
    상기 유압펌프로부터 상기 유압엑츄에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 유량 제어밸브와;
    상기 유량 제어밸브를 조작하는 조작장치를 가지는 건설기계에 구비되어 조작자에 의하여 입력되는 기준목표 엔진회전수를 상기 조작장치의 조작량에 따라 보정하고, 보정목표 엔진회전수를 구하는 엔진회전수제어수단과;
    상기 보정목표 엔진회전수에 따른 펌프 최대 흡수토오크 목표값을 구하는 펌프 흡수토오크 제어수단을 포함하는 제어기를 구비한 건설기계의 제어장치에 있어서,
    엔진냉각수의 온도를 검출하는 냉각수 온도검출기를 구비함과 동시에,
    상기 제어기가:
    상기 엔진회전수제어수단에서 구해지는 상기 보정목표 엔진회전수와, 상기 펌프 흡수토오크 제어수단에서 연산되는 펌프 최대흡수 토오크 목표값을, 상기 냉각수 온도검출기에서 검출된 냉각수 온도에 따라 새로운 목표 엔진회전수와 새로운 목표펌프 최대 흡수토오크로 보정하고, 상기 냉각수 온도가 그만큼 높지 않으며 상기 조작장치의 조작량에 작을 때, 및 상기 냉각수 온도가 상승하여 소정 온도보다 높아졌을 때에는, 상기 보정목표 엔진회전수를 작게 하고, 상기 펌프 최대 흡수 토오크목표값을 작게 하는 상기 새로운 목표값으로 보정하는 제 1 보정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진회전수제어수단이 상기유압엑츄에이터의 종류에 따라 상기 기준목표 엔진회전수를 보정하는 제 1 보정치를 구하는 제 1 보정치 연산수단과, 상기 제 1 보정치와 상기 기준목표 엔진회전수에 따라 상기 보정목표 엔진회전수를 구하는 연산수단을 포함하고,
    상기 제 1 보정수단이,
    상기 냉각수 온도검출기에서 검출된 냉각수의 온도에 의거하여 미리 설정된 함수관계에 따라 상기 보정목표 엔진회전수를 보정하는 제 2 보정치를 구하는 제 2 보정치 연산수단과, 상기 제 2 보정치와 상기 보정목표 엔진회전수에 따라 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 제 1 엔진회전수 연산수단을 포함함과 동시에,
    상기 냉각수 온도검출기에서 검출된 냉각수 온도에 의거하여 미리 설정된 함수관계에 따라 상기 펌프 최대 흡수토오크 목표값을 보정하는 제 3 보정치를 구하는 제 3 보정치 연산수단과, 상기 제 3 보정치와 상기 펌프 최대 흡수토오크 목표값에 따라 새로운 목표펌프최대 흡수토오크를 구하는 제 1 토오크연산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 엔진회전수제어수단이 상기유압엑츄에이터의 작동방향에 따라 상기 기준목표 엔진회전수를 보정하는 제 4 보정치를 구하는 제 4 보정치 연산수단을 포함하고,
    상기 제 1 엔진회전수 연산수단이 상기 제 4 보정치와 상기 새로운 목표 엔진회전수에 따라 다시 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 것임을 특징으로 하는 건설기계의 제어장치.
  4. 엔진과;
    상기 엔진에 의하여 구동되는 가변 용량형의 유압펌프와;
    상기 유압펌프의 토출용량을 제어하는 펌프레귤레이터와;
    상기 엔진의 연료분사장치와;
    상기 유압펌프로부터 토출되는 압유로 구동하는 유압엑츄에이터와;
    상기 유압펌프로부터 상기 유압엑츄에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 유량 제어밸브와;
    상기 유량 제어밸브를 조작하는 조작장치를 가지는 건설기계에 구비되어 조작자에 의하여 입력되는 기준목표 엔진회전수를 상기 조작장치의 조작량에 따라 보정하고, 보정목표 엔진회전수를 구하는 엔진회전수제어수단과;
    상기 보정목표 엔진회전수에 따른 펌프 최대 흡수토오크 목표값을 구하는 펌프 흡수토오크 제어수단을 포함하는 제어기를 구비한 건설기계의 제어장치에 있어서,
    작동유 온도검출기를 구비함과 동시에,
    상기 제어기가:
    상기 엔진회전수제어수단에서 구해지는 상기 보정목표 엔진회전수와, 상기 펌프 흡수토오크 제어수단에서 연산되는 펌프 최대 흡수토오크목표값을 상기 작동유 온도검출기에서 검출된 작동유 온도에 따라 새로운 목표 엔진회전수와 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크로 보정하고, 상기 작동유 온도가 그만큼 높지 않으며 상기 조작장치의 조작량이 작을 때, 및 상기 작동유 온도가 상승하여 소정 온도보다도 높아졌을 때에는 상기 보정목표 엔진회전수를 작게 하고, 상기 펌프 최대 흡수토오크목표값을 작게 하는 상기 새로운 목표값을 보정하는 제 2 보정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 엔진회전수제어수단이 상기 유압엑츄에이터의 종류에 따라 상기 기준목표 엔진회전수를 보정하는 제 1 보정치를 구하는 제 1 보정치 연산수단과, 상기 제 1 보정치와 상기 기준목표 엔진회전수에 따라 상기 보정목표 엔진회전수를 연산하는 연산수단을 포함하고,
    상기 제 2 보정수단이,
    상기 작동유 온도검출기에서 검출된 작동유 온도에 의거하여 미리 설정된 함수관계에 따라 상기 보정목표 엔진회전수를 보정하는 제 5 보정치를 구하는 제 5 보정치 연산수단과, 상기 제 5 보정치와 상기 보정목표 엔진회전수에 따라 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 제 2 엔진회전수 연산수단을 포함함과 동시에,
    상기 작동유 온도검출기에서 검출된 작동유 온도에 의거하여 미리 설정된 함수관계에 따라 상기 펌프 최대 흡수토오크 목표값을 보정하는 제 6 보정치를 구하 는 제 6 보정치 연산수단과, 상기 제 6 보정치와 상기 펌프 최대 흡수토오크 목표값에 따라 새로운 목표 펌프 최대 흡수토오크를 구하는 제 2 토오크연산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 엔진회전수제어수단이 상기유압엑츄에이터의 작동방향에 따라 상기 기준목표 엔진회전수를 보정하는 제 4 보정치를 구하는 제 4 보정치 연산수단을 포함하고,
    상기 제 2 엔진회전수 연산수단이 상기 제 4 보정치와 상기 새로운 목표 엔진회전수에 따라 다시 새로운 목표 엔진회전수를 구하는 것임을 특징으로 하는 건설기계의 제어장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    건설기계가 유압셔블인 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어장치.
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