KR100801930B1

KR100801930B1 - 작업차량의 엔진의 부하 제어장치

Info

Publication number: KR100801930B1
Application number: KR1020067008753A
Authority: KR
Inventors: 유이치 이와모토
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2008-02-12
Also published as: DE112005000083B4; KR20060086377A; DE112005000083T5; CN1898471A; SE0600990L; US7810323B2; WO2006028042A1; JP2006070877A; SE531422C2; JP4410640B2; US20090101101A1

Abstract

본 발명은, 작업차량 엔진의 부하 제어장치에 있어서, 급격한 유압부하 상승에 엔진의 토크 상승이 맞춰지지 못하여, 엔진이 정지되어 버리는 것을 방지하는 것이다.

본 발명은, 로우 아이들 회전수로부터 하이 아이들 회전수 사이에서 목표 회전수가 설정되는 엔진(1)과, 엔진(1)에 의해 구동되는 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)와, 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 토출된 압유가 공급되는 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)와, 1개 이상의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)에 대해서, 흡수토크를 변화시키는 흡수토크 변화수단(19, 22, 23)과, 엔진의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단(1a)과, 검출된 엔진 회전수가 소정의 한계값 이하로 저하된 경우에, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어수단(18)을 구비한 작업차량의 엔진의 부하 제어장치로서 구성된다.

Description

작업차량의 엔진의 부하 제어장치{LOAD CONTROLLER FOR ENGINE OF WORK VEHICLE}

본 발명은, 작업차량의 엔진의 부하 제어장치에 관한 것이다.

휠로더는, 엔진을 구동원으로 해서 토크컨버터를 통해서 구동륜(차륜)이 구동되어, 주행된다. 또한, 엔진은, 스티어링 기구나 로더 등의 작업기의 구동원으로 되어 있다. 즉, 엔진에 의해 스티어링용 유압펌프가 구동되어, 스티어링용 유압펌프로부터 토출된 압유가, 스티어링용 유압실린더에 공급되고, 이것에 따라서 스티어링 기구가 작동된다. 또한, 엔진에 의해 로더용 유압펌프가 구동되어, 로더용 유압펌프로부터 토출된 압유가, 로더용 유압실린더에 공급되고, 이것에 따라서 로더가 작동된다. 스티어링용 유압펌프, 로더용 유압펌프에는, 용량이 일정한 고정용량형 유압펌프가 사용되고 있다.

휠로더의 주행속도는, 가속페달의 밟는량에 따라서 변화된다. 즉, 가속페달의 밟는량에 따라서, 엔진의 회전수가 변화되고, 그것에 따라서 차속이 변화된다. 엔진의 목표 회전수는, 로우 아이들 회전수에서 하이 아이들 회전수까지 변화된다.

가속페달을 밟지 않는 상태로 함으로써, 차속이 0이 되어, 정지상태에서 작업이 행해진다.

이 때문에 휠로더는, 다른 유압셔블 등의 작업차량과 비교해서, 엔진의 목표 회전수를 로우 아이들 회전수(아이들링 상태)로 설정하는 기회가 많다.

한편, 엔진은, 고회전 영역, 즉 하이 아이들 회전수에 있을 때와 비교해서, 저회전 영역, 즉 로우 아이들 회전수에 있을 때의 쪽이, 급격한 유압부하의 상승에 대한 엔진 토크의 상승이 더뎌진다는 특성이 있다.

작업자로서는, 아이들링 상태인 채로, 스티어링을 꺾으면서, 적재물이 실어진 로더(붐 및 버킷)를 들어 올린다는 고유압부하가 급격하게 걸리는 작업을 행하는 일이 있다.

도 3은, 엔진 회전수(N)와 엔진 토크(Te)의 관계를 나타내고 있다.

지금, 엔진의 목표 회전수가 로우 아이들 회전수(NL)로 설정되어 있는 경우에는, 엔진은, 로우 아이들 회전수(NL)에 대응되는 레귤레이션 라인(FL)상에서 유압부하와 매칭된다. 유압부하가 저부하인 경우에는, 레귤레이션 라인(FL)상의 저토크의 매칭점(V0)에서 매칭되고 있지만, 여기에서, 오퍼레이터가 스티어링 핸들, 조작레버를 급조작해서, 상술한 「스티어링을 꺾으면서 로더를 들어 올린다는 고유압부하가 급격하게 걸리는 작업」이 행해지면, 유압부하가 급상승하여, 유압부하는 Tp1로 나타내는 라인으로 바뀐다. 이 때문에 엔진으로서는, 이 고유압부하(Tp1)(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V1))와 매칭시키기 위해서, 토크가 상승하려고 하지만, (B)로 나타내는 것처럼, 급격한 유압부하 상승에, 엔진의 토크 상승이 맞춰지지 못하여(시간 지연이 발생), 결국은 엔진이 정지(엔진 스톨)되는 일 있었다.

그래서, 이러한 문제를 해결하기 위해서, 엔진의 로우 아이들 회전수를 높게 설정하여, 엔진 아이들링시의 토크 상승을 빠르게 해서, 고유압부하의 급격한 상승에 엔진 토크의 상승을 맞춰지게 하는 것이 생각된다.

그러나, 엔진의 로우 아이들 회전수를 높게 설정하면, 아이들링 상태에 있어서의 연비가 악화된다는 문제가 초래된다. 또한, 엔진의 로우 아이들 회전수를 높게 설정하면, 토크컨버터에서 발생하는 크립이 강해진다는 문제도 초래된다.

또한, 유압펌프에서 흡수되는 토크 자체를 줄이기 위해서, 고정용량형 유압펌프의 용량을 작게 설정하는 것이 생각된다. 그러나, 고정용량형 유압펌프의 용량을 작게 설정하면, 로우 아이들시에 스티어링을 충분히 꺾을 수 없게 된다는 문제가 발생한다. 휠로더에서는, 엔진이 아이들링 상태(로우 아이들 회전시)에서도, 충분히 스티어링을 꺾을 수 있는 것이 요구된다. 로우 아이들 회전시이여도, 스티어링용 유압실린더에 많은 유량의 압유가 흐르도록 하기 위해서는, 펌프의 용량은 일정 레벨 이상 확보하는 것이 필요하게 된다. 만약 펌프용량을 작게 하면, 로우 아이들 회전시에 유압실린더에 공급될 수 있는 최대 유량이 줄어서, 스티어링을 꺾는 속도가 늦어진다는 문제가 발생한다. 또한, 로더용 유압펌프의 용량을 작게 설정하면, 마찬가지로 유량이 줄어서, 로더를 올리고내리는 속도가 늦어져, 작업 효율이 손상된다. 이렇게 고정용량형 유압펌프의 용량을 줄이는 것은, 차체성능의 다운에 연결된다.

당연히, 엔진을 대형화해서 엔진 토크에 여유를 갖게 함으로써, 대처하는 것도 생각되지만, 드물게밖에 일어나지 않는 엔진정지 때문에, 엔진을 대형화하는 것은, 비용상승을 초래하는 동시에, 에너지의 낭비로 된다.

로우 아이들 회전시에 급격한 고유압부하가 걸린 경우에 대해서 설명했지만, 가속페달을 밟은 상태에서 급격한 고유압부하가 걸린 경우에 대해서도 마찬가지로 엔진정지의 우려가 있어, 이러한 경우도 엔진정지를 미연에 방지할 필요가 있다.

본 발명은 이러한 실상을 감안해서 이루어진 것이며, 휠로더 등의 작업차량에 있어서, 연비악화나, 차체성능의 다운이나, 에너지의 낭비 등의 문제를 발생시키지 않아, 급격한 고유압부하가 걸린 경우의 엔진정지를 확실하게 방지하는 것을 해결과제로 하는 것이다.

제 1발명은,

로우 아이들 회전수로부터 하이 아이들 회전수 사이에서 목표 회전수가 설정되는 엔진(1)과,

엔진(1)에 의해 구동되는 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)와,

복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 토출된 압유가 공급되는 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)와,

1개 이상의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)에 대해서, 흡수토크를 변화시키는 흡수토크 변화수단(19, 22, 23)과,

엔진의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단(1a)과,

검출된 엔진 회전수가 소정의 한계값 이하로 저하된 경우에, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어수단(18)을 구비한 것을 특징으로 한다.

제 2발명은, 제 1발명에 있어서,

상기 소정의 한계값은, 로우 아이들 회전수 이하의 회전수인 것을 특징으로 한다.

제 3발명은, 제 1발명에 있어서,

스티어링 기구를 작동시키는 유압 엑츄에이터(13)와, 작업기를 작동시키는 유압 엑츄에이터(14)를 구비한 것을 특징으로 한다.

제 4발명은, 제 1발명에 있어서,

상기 흡수토크 변화수단은, 유압펌프의 최대 흡수토크를 변화시키는 수단(19)인 것을 특징으로 한다.

제 5발명은, 제 1발명에 있어서,

상기 흡수토크 변화수단은,

가변용량형 유압펌프(8)의 토출압과 유압 엑츄에이터(14)의 부하압의 차압이 설정차압으로 되도록 가변용량형 유압펌프(8)의 용량을 제어하는 용량 제어수단(22)과,

상기 설정차압을 변화시키는 수단(23)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제 6발명은, 제 1발명에 있어서,

복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)에 대하여, 각각 독립된 유로(油路)를 경유해서 압유가 공급되는 것을 특징으로 한다.

제 1발명~제 6발명의 작용, 효과에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

즉, 오퍼레이터가 스티어링 핸들을 조작하면서, 로더용 조작레버를 상승방향으로 급조작하면, 스티어링용 유압펌프(7), 로더용 유압펌프(8)의 유압부하가 급상승한다.

이 때문에 도 4의 (a)에 있어서, 유압부하는, Tp1로 나타내는 고유압부하의 라인으로 이동된다. 이 때문에 엔진(1)으로서는, 이 고유압부하(Tp1)(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V1))와 매칭시키기 위해서, 토크를 상승시키고자 하지만, C1로 나타내는 것처럼, 급격한 유압부하 상승에, 엔진의 토크 상승이 맞춰지지 못하여(시간 지연이 발생), 엔진(1)의 실제의 회전수(Nr)가, 한계값(Nc) 이하로 된다.

컨트롤러(18)는, 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc) 이하로 저하되었다고 판단되면, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 실행한다.

이것에 의해, 도 4의 (b)에 나타내는 것처럼, 유압부하는, Tp2로 나타내는 저유압부하의 라인으로 이동된다. 유압부하가 고유압부하(Tp1)로부터, 저유압부하(Tp2)(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V2))로 변화된 것으로, 지금 현재의 엔진(1)의 토크가 저유압부하(Tp2)에 대하여 여유를 가진 크기로 되어, C2로 나타내는 것처럼, 엔진(1)의 실제의 회전수(Nr)가 상승하여, 한계값(Nc)을 넘어서, 레귤레이션 라인(FL)상으로 복귀된다.

다음에, 컨트롤러(18)는, 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc)을 넘었다고 판단되면, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 종료시킨다. 이것에 의해, 도 4의 (c)에 나타내는 것처럼, 유압부하는, 현재의 작업내용에 따른 고부하인 라인(Tp1)으로 복귀되지만, 이미 엔진(1)의 토크(Te)는, 그 동안에, 어느 정도 상승되어 있으므로, 고유압부하(Tp1)의 매칭점(V1)에서 매칭할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc)을 넘은 경우에, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 종료시켜도 좋고, 또한, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 개시하고 나서 소정시간 경과 후에, 동제어를 종료시켜도 좋다.

이상과 같이, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 시간은, 엔진정지를 방지하기 위해서 필요한 최소한의 시간뿐이며, 엔진정지의 우려가 없을 때는, 흡수토크는 통상의 크기인 채이다. 또한, 로우 아이들 회전수(NL)도 올릴 필요는 없고, 엔진을 대형화해서 엔진 토크에 여유를 갖게 할 필요도 없다.

이 때문에, 휠로더 등의 작업차량에 있어서, 연비악화나, 차체성능의 다운이나, 에너지의 낭비 등의 문제를 발생시키지 않아, 급격한 고유압부하가 걸린 경우의 엔진정지를 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 도 7에 나타내는 것처럼, 휠로더(100)에 기존의 PC제어, 「모드」선택의 기능, 장치를 이용해서, 도 5의 화살표(D)로 나타내는 것처럼, PC제어를 실행하여, 엔진 회전수(Nr)가 한계값(Nc) 이하가 된 경우에, 유압펌프(7, 8, 9)의 최대 흡수토크를 저하시켜도 좋다(제 4발명). 이렇게 작업차량에 기존의 PC제어, 「모드」선택의 기능, 장치를 이용하면, 엔진정지 방지 제어를 실현하기 위해서 필요한 장치비용을 더욱 저하시킬 수 있다.

또한, 도 8에 나타내는 것처럼, 휠로더(100)에 기존의 LS제어, 차압 설정값 변경 제어의 기능, 장치를 이용해서, 도 6에 화살표(E)로 나타내는 것처럼, 차압 설정값 변경 제어를 실행하여, 엔진 회전수(Nr)가 한계값(Nc) 이하가 된 경우에, 유압펌프(7, 8, 9)의 용량을 저하시켜도 좋다(제 5발명). 이렇게 작업차량에 기존의 LS제어, 차압 설정값 변경 제어의 기능, 장치를 이용하면, 엔진정지 방지 제어를 실현하기 위해서 필요한 장치비용을 더욱 저하시킬 수 있다. 제 6발명에서는, 도 1에 나타내는 것처럼, 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)에 대하여, 각각 독립된 유로를 경유해서 압유가 공급되는 유압회로를 전제로 해서, 상술한 엔진정지 방지 제어가 행해진다.

이렇게 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)에 대하여, 각각 독립된 유로를 경유해서 압유가 공급되는 유압회로를 채용한 경우에는, 각 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)의 최대 부하에 따라서, 각각 대응되는 유압펌프(7, 8, 9)의 용량을 정하지 않으면 안되기 때문에, 각 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 용량이 커지는 경향이 있다.

이것에 대하여 복수의 가변용량형 유압펌프로부터 토출된 압유를 합류시켜서, 압력보상밸브에 의해, 각 제어밸브의 전후 차압을 조정한 후에, 복수의 유압 엑츄에이터에 압유를 분류해서 공급하는 유압회로를 채용한 경우에는, 각 유압 엑츄에이터의 부하에 따라서 유량을 배분할 수 있기 때문에, 각 가변용량형 유압펌프의 용량을 작게 할 수 있다.

이 때문에 도 1에 나타내는 제 6발명의 유압회로는, 압력보상밸브를 사용한 유압회로와 비교해서, 유압부하가 커지는 경향이 있어, 엔진정지 방지 제어를 행할 필요성이 높다.

제 7발명은,

조작량에 따라서 엔진의 목표 회전수를 설정하는 조작자(操作子)(17)가 구비되고,

상기 조작자(17)의 조작량에 따라서, 상기 소정의 한계값이 설정되어 있고,

상기 제어수단(18)은, 검출된 엔진 회전수가 상기 소정의 한계값 이하로 저하된 경우에, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 것을 특징으로 한다.

제 7발명의 작용, 효과에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

즉, 오퍼레이터가, 예를 들면, 가속페달(17)을 밟은 상태에서, 스티어링 핸들을 조작하면서, 로더용 조작레버를 상승방향으로 급조작하면, 스티어링용 유압펌프(7), 로더용 유압펌프(8)의 유압부하가 급상승한다.

가속페달(17)이 밟아졌을 때는, 그 밟는량(SM)에 대응되는 엔진 목표 회전수(NM)가 설정된다(도 10, 도 9의 (a)참조). 또한, 그 때의 가속페달의 밟는량(SM)에 따라서, 한계값(Nc(SM))이 정해진다(도 10, 도 9의 (a)참조).

도 9의 (a)에 나타내는 것처럼, 가속페달(17)이 조작량(SM)까지 밟아져, 저회전 저유압부하의 매칭점(V0)(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V0))으로부터, 고회전 고유압부하의 매칭점(V2)(레귤레이션 라인(FM)상의 포인트(V2))으로 이행되는 과정에서, 컨트롤러(18)는, 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 상기 소정의 한계값(Nc(SM)) 이하로 저하되었는지의 여부를 판단한다. 컨트롤러(18)에서, 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 상기 소정의 한계값(Nc(SM)) 이하로 저하된 것이 판단되면, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 실행한다. 이것에 의해, 도 9의 (a)에 나타내는 것처럼, 유압부하는, (Tp2)로 나타내는 저유압부하의 라인으로 이동된다. 유압부하가 고유압부하(Tp1)로부터, 저유압부하(Tp2)로 변화됨으로써, 지금 현재의 엔진(1)의 토크가 저유압부하(Tp2)에 대하여 여유를 가진 크기로 되어, 엔진(1)의 실제의 회전수(Nr)는 신속하게 상승한다.

저회전 저유압부하의 매칭점(V0)(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V0))으로부터, 고회전 고유압부하의 매칭점(V2)(레귤레이션 라인(FM)상의 포인트(V2))으로 이행되는 과정에서, 컨트롤러(18)에서, 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 상기 소정의 한계값(Nc(SM)) 이하에서는 없어졌다고 판단된 경우에는, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 종료시킨다. 또한, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 개시하고 나서 소정시간 경과 후에, 동제어를 종료시켜도 좋다.

이 결과, 레귤레이션 라인(FM)상의 매칭점(V2)으로 신속하게 이행된다.

이상과 같이, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 시간은, 엔진정지나 가속악화를 방지하기 위해서 필요한 최소한의 시간뿐이며, 엔진정지의 우려가 없을 때는, 흡수토크는 통상의 크기인 채이다. 또한, 엔진을 대형화해서 엔진 토크에 여유를 갖게 할 필요도 없다.

이 때문에, 휠로더 등의 작업차량에 있어서, 연비악화나, 차체성능의 다운이나, 에너지의 낭비 등의 문제를 발생시키지 않아, 가속페달을 밟을 때에 급격한 고유압부하가 걸린 경우의 엔진정지를 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 고유압부하 상태이여도 가속페달(17)을 밟았을 때에, 목표 회전수(Nc(SM))까지 신속하게 상승하기 때문에, 가속성이 뛰어나서, 작업효율이 비약적으로 향상된다는 효과도 얻어진다.

도 1은 실시형태의 작업차량의 구성을 나타내는 도이다.

도 2는 엔진 회전수와 엔진 토크의 관계를 나타내는 도이다.

도 3은 종래기술에서 엔진이 정지되는 모양을 설명하는 도이다.

도 4의 (a), (b), (c)는 실시형태의 엔진정지 방지 제어의 내용을 설명하는 도이다.

도 5는 유압펌프의 최대 흡수토크를 변경하는 제어를 설명하는 도이다.

도 6은 유압펌프의 용량을 변경하는 제어를 설명하는 도이다.

도 7은 PC제어를 행하기 위한 구성예를 나타낸 도이다.

도 8은 LS제어를 행하기 위한 구성예를 나타낸 도이다.

도 9의 (a)는 실시형태의 엔진정지 방지 제어의 내용을 설명하는 도이며, 도 9의 (b)는 엔진정지 방지 제어를 행하지 않는 경우를 비교예로서 나타내는 도이다.

도 10은 가속페달 개도와 엔진 목표 회전수, 한계값의 관계를 나타낸 도이다.

도 11의 (a), (b)는 실시예의 제어내용을 설명하는 플로우 차트이다.

이하 도면을 참조해서 본 발명에 따른 작업차량의 엔진부하 제어장치의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1은, 실시형태의 휠로더의 구성을, 본 발명에 따른 부분에 대해서 나타내고 있다.

동도 1에 나타내는 것처럼, 휠로더(100)의 엔진(1)의 출력축은, PTO축(6)에 연결되어 있다. PTO축(6)은, 토크컨버터(2)에 연결되어 있는 동시에, 스티어링용 유압펌프(7), 로더용 유압펌프(8), 팬용 유압펌프(9), 토크컨버터 윤활용 유압펌프(10)에 연결되어 있다.

스티어링용 유압펌프(7), 로더용 유압펌프(8), 팬용 유압펌프(9)는, 가변용량형 유압펌프이며, 각각 경사판(7a, 8a, 9a)의 경전각이 변화됨으로써, 펌프용량(q)(cc/rev)이 변화된다.

엔진(1)의 출력은, 토크컨버터(2), 트랜스미션(3), 디퍼렌셜 기어(4)를 통해서 구동륜(5)에 전달된다.

또한, 엔진(1)의 출력은, 스티어링용 유압펌프(7), 로더용 유압펌프(8), 팬용 유압펌프(9), 토크컨버터 윤활용 유압펌프(10)에 전달된다.

스티어링용 유압펌프(7)가 구동되면, 토출압유가 스티어링용 제어밸브(11)를 통해서 스티어링용 유압실린더(13)에 공급된다.

스티어링용 유압실린더(13)는 스티어링 기구에 접속되어 있다. 스티어링용 유압실린더(13)에 압유가 공급되면, 스티어링 기구가 작동하여, 차체가 선회된다. 스티어링용 제어밸브(11)의 스풀은, 도면에 나타내지 않은 스티어링 핸들의 조작에 따라서 이동되고, 그것에 따라서 제어밸브(11)의 개구면적이 변화되어, 스티어링용 유압실린더(13)에 공급되는 유량이 변화된다.

로더용 유압펌프(8)가 구동되면, 토출압유가 로더용 제어밸브(12)를 통해서 로더용 유압실린더(14)에 공급된다.

로더용 유압실린더(14)는, 차체 전부의 로더에 접속되어 있다. 로더용 유압실린더(14)에 압유가 공급되면, 로더가 작동된다. 즉, 로더를 구성하는 붐이 상승 내지는 하강하여, 버킷이 틸트된다. 로더용 제어밸브(12)의 스풀은, 도면에 나타내지 않은 로더용 조작레버의 조작에 따라서 이동되고, 그것에 따라서 제어밸브(12)의 개구면적이 변화되어, 로더용 유압실린더(14)에 공급되는 유량이 변화된다.

팬용 유압펌프(9)가 구동되면, 토출압유가 팬용 유압모터(15)에 공급되어, 냉각용 팬(16)이 작동된다.

토크컨버터 윤활용 유압펌프(10)가 구동되면, 토출압유가 토크컨버터(2)에 공급되어, 토크컨버터(2)가 윤활된다.

엔진(1)의 출력축에는, 엔진(1)의 실제의 회전수(Nr)를 검출하는 엔진 회전수 검출센서(1a)가 설치되어 있다. 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)는, 컨트롤러(18)에 입력된다.

가속페달(17)은, 오퍼레이터에 의해 조작되고, 가속페달(17)에 설치된 스트로크 센서(17a)에 의해 조작량(밟는량)이 검출되어, 조작량을 나타내는 신호가 컨 트롤러(18)에 입력된다.

컨트롤러(18)는, 가속페달(17)의 조작량에 따른 목표 회전수로 되도록 엔진(1)을 제어한다. 엔진(1)은 디젤엔진이며, 그 출력의 제어는, 실린더 내에 분사되는 연료량을 조정함으로써 행해진다. 이 조정은 엔진(1)의 연료분사 펌프에 부설된 가버너를 제어함으로써 행해진다. 가버너로서는, 일반적으로 올스피드 제어방식의 가버너가 이용되어, 가속페달의 밟는량에 따른 목표 회전수로 되도록, 부하에 따라서 엔진 회전수와 연료 분사량을 조정한다. 즉 가버너는 목표 회전수와 실제의 엔진 회전수의 차가 없어지도록 연료 분사량을 증감시킨다.

도 2는 엔진(1)의 제어방법을 나타내고 있다. 도 2의 가로축은, 엔진 회전수(N)이며, 세로축이 엔진 토크(Te)이다.

도 2에 있어서 최대 토크선으로 규정되는 영역이 엔진(1)이 낼 수 있는 성능을 나타낸다. 가버너는 토크가 최대 토크선을 넘어서 배기연 한계로 되지 않도록, 또한 엔진 회전수(N)가 하이 아이들 회전수(NH)를 넘어서 과회전으로 되지 않도록 엔진(1)을 제어한다.

가속페달(17)이 최대한으로 밟아지면 최대 목표 회전수가 설정되어, 가버너는 정격점과 하이 아이들 점(NH)을 연결하는 최고속 레귤레이션 라인(Fe)상에서 조속(調速)을 행한다.

가속페달(17)의 밟는량이 작아져서 목표 회전수가 작아짐에 따라 레귤레이션 라인 (Fe-1, Fe-2···Fe-n ···FL)이 순차적으로 정해져, 각 레귤레이션 라인상에서 조속이 행해진다.

가속페달(17)의 밟는량이 최소, 즉 밟고 있지 않을 때는, 목표 회전수로서 로우 아이들 회전수(NL)가 설정되어, 로우 아이들 점(NL)을 연결하는 레귤레이션 라인(FL)상에서 조속을 행한다. 유압부하(Tp)가 화살표(A)로 나타내는 것처럼 변동되면, 엔진(1)의 출력과 펌프흡수 마력이 균형을 이루는 매칭점(V)은, 그 변동에 따라서 레귤레시션 라인(FL)상을 이동한다.

여기에서, 엔진(1)의 특성상, 레귤레이션 라인상에서 매칭점이 저부하로부터 고부하까지 이동하는 시간은, 고회전수 영역(하이 아이들 회전수(NH))보다 저회전수 영역(로우 아이들 회전수(NL)) 쪽이 오래 걸린다(엔진(1)의 응답성이 둔하다). 이 때문에 종래기술에 있어서는, 도 3에서 상술한 바와 같이, 고유압부하(Tp1)가 급격하게 걸렸을 때에, 엔진이 정지되는 일이 있었다.

그래서, 본 실시형태에서는, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)에, 흡수토크를 변화시키는 흡수토크 변화수단을 설치하고, 컨트롤러(18)에 의해 도 4에 나타내는 것처럼 흡수토크를 저하시키는 제어를 실행한다.

이하, 도 11의 (a)에 나타내는 플로우 차트를 아울러 참조해서 설명한다.

도 4의 (a)에 나타내는 것처럼, 로우 아이들 회전수(NL) 이하의 회전수(Nc)가 한계값으로서 설정된다. 이 한계값(Nc)은, 엔진(1)이 정지될 우려가 있다고 판단되는 회전수로 설정된다.

가속페달(17)이 밟아져 있지 않은 상태이며, 유압부하가 저부하인 경우에는, 레귤레이션 라인(FL)상의 저토크의 매칭점(V0)에서 매칭되어 있다.

여기에서, 오퍼레이터가 스티어링 핸들을 조작하면서, 로더용 조작레버를 상 승방향으로 급조작하면, 스티어링용 유압펌프(7), 로더용 유압펌프(8)의 유압부하가 급상승한다.

이 때문에 도 4의 (a)에 있어서, 유압부하는, Tp1로 나타내는 고유압부하의 라인으로 이동된다. 이 때문에 엔진(1)으로서는, 이 고유압부하(Tp1)(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V1))와 매칭시키기 위해서, 토크를 상승시키고자 하지만, (C1)로 나타내는 것처럼, 급격한 유압부하 상승에, 엔진의 토크 상승이 맞춰지지 못하여(시간 지연이 발생), 엔진(1)의 실제의 회전수(Nr)가, 한계값(Nc) 이하로 된다.

컨트롤러(18)는, 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc) 이하로 저하되었다고 판단되면(스텝(201)의 판단 (YES)), 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 실행한다.

이것에 의해, 도 4의 (b)에 나타내는 것처럼, 유압부하는, Tp2로 나타내는 저유압부하의 라인으로 이동된다. 유압부하가 고유압부하(Tp1)로부터, 저유압부하(Tp2)(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V2))로 변화된 것으로, 지금 현재의 엔진(1)의 토크가 저유압부하(Tp2)에 대하여 여유를 가진 크기로 되어, (C2)로 나타내는 것처럼, 엔진(1)의 실제의 회전수(Nr)가 상승해서, 한계값(Nc)을 넘어서, 레귤레이션 라인(FL)상으로 복귀된다(스텝(202)).

다음에, 컨트롤러(18)는, 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc)을 넘었다고 판단되면(스텝(203)의 판단 (YES)), 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 종료시킨다. 이것에 의해, 도 4의 (c)에 나타내는 것처럼, 유압부하는, 현재의 작업내용에 따른 고부하인 라인(Tp1)으로 복귀되지만, 이미 엔진(1)의 토크(Te)는, 그 동안에, 어느 정도 상승되어 있으므로, 고유압부하(Tp1)의 매칭점(V1)에서 매칭할 수 있다(스텝(204)).

또한, 상술한 바와 같이, 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc)을 넘은 경우에(스텝(203)의 판단 (YES)), 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 종료시켜도 좋고(스텝(204)), 또한, 도 11의 (b)에 나타내는 것처럼, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 개시하고 나서 소정시간 경과 후에 (스텝(203')의 판단 (YES)), 동제어를 종료시켜도 좋다(스텝(204)).

다음에, 흡수토크를 변화시키는 수단의 구체적인 구성예에 대해서, 설명한다.

도 7은, 로더용 유압펌프(8)를 PC제어하기 위한 구성을 나타내고 있다. 도 7에서는, 로더용 유압펌프(8)를 대표시켜서 나타내고 있지만, 다른 가변용량형 유압펌프(7, 9)를 PC제어하는 경우도 마찬가지로 구성된다.

PC밸브(19)는, 유압펌프(8)의 토출압(Pp)(kg/cm²)과 유압펌프(8)의 용량(q)(cc/rev)의 곱이 일정 토크를 넘지않도록, 유압펌프(8)의 경사판(7a)의 경전각을 제어한다. 엔진(1)의 회전수가 일정하면, 유압펌프(8)의 토출압(Pp)(kg/cm²)과 유압펌프(8)의 유량 Q(1/min)의 곱이 일정한 마력을 넘지않도록, 유압펌프(8)의 경사판(8a)을 제어하게 된다.

또한, 유압펌프(7, 8, 9)를 통합해서 PC제어하는 경우는, 이들 펌프(7, 8, 9)의 토출압의 평균값이 PC밸브(19)에 입력된다.

PC밸브(19)는, 유압펌프(8)의 토출압(Pp)을 파일럿압으로서 입력하고, 토출압(Pp)에 따른 구동압유를 서보밸브(20)에 공급함으로써, 유압펌프(8)의 용량(q)을 제어한다.

PC제어의 내용은, 도 5를 이용해서 설명된다. 도 5의 가로축은 유압펌프(8)의 토출압(Pp)(kg/cm²)이며, 세로축은 유압펌프(8)의 용량(q)(cc/rev), 즉 경사판(8a)의 경전각이다.

동도 5에 나타내는 것처럼, 유압펌프(8)의 토출압(Pp)이 일정압 이하이면, 유압펌프(8)의 경사판(8a)의 경전각이 최대로 설정되어, 최대용량(qmax)으로 되어 있다. 유압부하가 커져서, 펌프 토출압(Pp)이 일정압을 넘으면, 특성(LN1)에 따라 펌프용량(q)을 감소시켜서, 경사판 경전각을 최소, 최소용량(qmin)으로 한다.

이상과 같이 해서, 유압펌프(8)에서는, 유압부하, 즉 흡수토크가, 최대 흡수토크(Tp1)를 넘지 않는 범위에서, 펌프 토출압(Pp)에 따라서 펌프용량(q)이 제어된다.

PC밸브(19)에는, 컨트롤러(18)로부터 제어신호(i1)가 추가되어 있고, 이 제어신호(i1)에 따라서, 최대 흡수토크가 변화된다. 도면에 나타내지 않은 조작반에는, 「모드 스위치」가 설치되어 있고, 모드 스위치로 선택된 모드에 따라서 최대 흡수토크값이 변화된다.

지금, 어떤 모드가 선택되어 있는 경우에는, 유압펌프(8)의 최대 흡수토크가 (Tp1)이라는 큰 값으로 설정되고, 유압펌프(8)는, 특성(LN1)에 따라서, 제어된다. 또한, 다른 모드가 선택된 경우에는, 화살표(D)로 나타내는 것처럼, 특성(LN1)으로부터 특성(LN2)으로 변화되어, 펌프용량의 감소를 개시하는 펌프 토출압의 값이 작아져서, 최대 흡수토크값이 작은 값(Tp2)으로 설정된다.

이러한, 휠로더(100)에 설치된 PC제어의 기능, 「모드」설정의 기능, 장치를 이용해서, 본 실시예에서는, 엔진정지를 방지하는 제어가 행해진다.

즉, 컨트롤러(18)는, 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc)을 넘고 있는 경우에는, PC밸브(19)에 대하여, 유압펌프(8)의 최대 흡수토크를 큰 값(Tp1)으로 설정하는 제어신호(i1)를 출력한다. 그리고, 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc) 이하가 된 경우에는, PC밸브(19)에 대하여, 유압펌프(8)의 최대 흡수토크를 작은 값(Tp2)으로 설정하는 제어신호(i1)를 출력한다. 그리고, 다시, 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc) 이하를 넘은 경우에는, PC밸브(19)에 대하여, 유압펌프(8)의 최대 흡수토크를 큰 값(Tp1)으로 설정하는 제어신호(i1)를 출력한다. 이것에 의해 도 4의 (a), (b), (c)에 나타내는 제어가 실현되어, 엔진(1)을 정지시키지 않고, 엔진(1)의 토크를 유압부하에 맞춰서 상승시켜, 고유압부하(Tp1)의 매칭점(V1)에서 매칭시킬 수 있게 된다.

또한, 유압펌프(8)의 최대 흡수토크를 작은 값(Tp2)으로 설정하고 나서 소정시간 후에, 유압펌프(8)의 최대 흡수토크의 설정값을 큰 값(Tp1)으로 되돌려도 좋 다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 휠로더(100)에 기존의 PC제어, 「모드」선택의 기능, 장치를 이용해서, 고유압부하가 급격하게 걸린 경우의 엔진정지를 방지할 수 있다.

도 8의 (a)는, 로더용 유압펌프(8)를 LS제어하기 위한 구성을 나타내고 있다. 도 8의 (a)에서는, 로더용 유압펌프(8)를 대표시켜서 나타내고 있지만, 다른 가변용량형 유압펌프(7, 9)를 LS제어하는 경우도 마찬가지로 구성된다.

LS밸브(22)는, 유압펌프(8)의 토출압(Pp)과, 로더용 유압실린더(14)의 부하압(PLS)의 차압 △P가 일정 차압(△PLS)으로 되도록, 유압펌프(8)의 경사판(8a)의 경전각을 제어한다.

LS밸브(22)에는, 일정 차압(△PLS)을 설정하는 용수철이 부여되어 있다. LS 밸브(22)의 용수철측과 반대측의 파일럿포트에는, 유압펌프(8)의 토출압(Pp)이 파일럿압으로서 가해지고, 용수철측의 파일럿포트에는, 로더용 유압실린더(14)의 부하압(PLS)이 파일럿압으로서 가해진다. LS밸브(22)로부터 구동압유가 서보밸브(20)에 공급됨으로써, 유압펌프(8)의 용량(q)이 제어된다.

로더용 제어밸브(12)의 개구면적을 A, 저항 계수를 c로 하면, 유압펌프(8)의 토출유량 Q는,

Q = c·A·√(△P)

로 나타내어진다. 차압 △P는, LS밸브(22)에 의해 일정하게 되므로 펌프유량 Q는 제어밸브(12)의 스풀의 개구면적 A에 의해서만 변화된다.

로더용 조작레버를 조작하면 조작량에 따라서 로더용 제어밸브(12)의 개구면적 A가 증가하고, 개구면적 A의 증가에 따라서 펌프유량 Q가 증가한다. 이 때 펌프유량 Q는 유압부하의 영향을 받지 않고 로더용 조작레버의 조작량에 의해서만 정해진다. 이렇게 LS밸브(22)를 설치함으로써, 펌프유량 Q는 유압부하에 의해 증감되지 않고 오퍼레이터의 의사대로(로더용 조작레버의 조작위치에 따라서) 변화되어 파인컨트롤성 즉 중간조작 영역에 있어서의 조작성이 향상된다.

그러나, 파인컨트롤시 등, 유압펌프(8)의 최대유량을 넘지 않는 영역에서도, 항상 로더용 유압실린더(14)가 요구하는 대로의 유량을 공급하기 때문에, 엔진(1)이 저회전 영역에서도 고회전 영역과 같은 토출유량으로 되어버린다.

이 때문에 컨트롤러(18)에서는, 엔진(1)의 회전수가 낮은 경우에는, 차압 설정값(△PLS)을 낮춰서, 토출유량을 낮추는 제어가 행해진다. LS밸브(22)에는, 용수철의 설정 용수철 힘을 변화시키는 차압설정부(23)가 부설되어, 컨트롤러(18)로부터 차압설정부(23)에 대하여 제어신호(i2)를 출력하면, 차압설정부(23)는, LS밸브(22)의 용수철의 설정 용수철 힘을 변화시켜, 차압 설정값(△PLS)을 변경한다.

또한, 도 8의 (b)에 나타내는 것처럼, LS밸브(22)의 전자 솔레노이드에 제어신호(i2)를 가함으로써, LS밸브(22)의 용수철의 설정 용수철 힘을 변화시켜서, 차압 설정값(△PLS)을 변경해도 좋다.

이러한 차압 설정값 변경 제어의 내용은, 도 6을 이용해서 설명된다. 도 6의 가로축은 유압펌프(8)의 토출압(Pp)(kg/cm²)이며, 세로축은 유압펌프(8)의 용 량(q)(cc/rev), 즉 경사판(8a)의 경전각이다.

동도 6에 나타내는 것처럼, 유압펌프(8)의 토출압(Pp)이, 어떤 값 (Pp1)이 되어 있고, 펌프용량(q)이 최대값(qmax)으로 되어 있을 때에, 차압 설정값(△PLS)을 작은 값으로 변경하면, 상기 식(Q = c·A·√(△P))의 우변이 작아진 것에 상당하고, 이것에 의해 화살표(E)로 나타내는 것처럼, 펌프용량(q)은, 최대값(qmax)으로부터 작은 값(q1)으로 변경된다. 펌프용량(q)이 작아짐으로써, 유압펌프(8)의 흡수토크, 즉 유압부하가 작아진다.

상술한 휠로더(100)에 설치된 LS제어의 기능, 차압 설정값 변경의 기능을 이용해서, 본 실시예에서는, 엔진정지를 방지하는 제어가 행해진다.

즉, 컨트롤러(18)는, 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc)을 넘고 있는 경우에는, LS밸브(22)에 대하여, 차압 설정값(△PLS)을 큰 값으로 설정해서 유압펌프(8)의 흡수토크를 크게 하는 제어신호(i2)를 출력한다. 그리고, 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc) 이하가 된 경우에는, LS밸브(22)에 대하여, 차압 설정값(△PLS)을 작은 값으로 설정해서 유압펌프(8)의 흡수토크를 작게 하는 제어신호(i2)를 출력한다. 그리고, 다시, 엔진 회전수 검출센서(1a)로 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc) 이하를 넘은 경우에는, LS밸브(22)에 대하여, 차압 설정값(△PLS)을 큰 값으로 설정해서 유압펌프(8)의 흡수토크를 크게 하는 제어신호(i2)를 출력한다. 이것에 의해 도 4의 (a), (b), (c)에 나타내는 엔진정지 방지 제어가 실현되어, 엔진(1)을 정지시키지 않고, 엔진(1)의 토크를 유압부하에 맞춰서 상승시켜, 고유압부하(Tp1)의 매칭 점(V1)에서 매칭시킬 수 있게 된다.

또한, 차압 설정값(△PLS)을 작은 값으로 설정해서 유압펌프(8)의 흡수토크를 작게 하고 나서 소정시간 후에, 차압 설정값(△PLS)을 큰 값으로 설정해서 유압펌프(8)의 흡수토크를 큰 값으로 되돌려도 좋다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면, 휠로더(100)에 기존의 LS제어, 차압 설정값 변경 제어의 기능, 장치를 이용해서, 고유압부하가 급격하게 걸린 경우의 엔진정지를 방지할 수 있다.

또한, 도 5에 나타내는 최대 흡수토크를 변경하는 제어와, 도 6에 나타내는 펌프용량을 변경하는 제어를 조합시켜서, 엔진정지를 방지해도 좋다.

또한, 엔진 회전수(Nr)가, 한계값(Nc) 이하가 된 경우에, 모든 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)에 대해서, 최대 흡수토크 또는 용량을 작게 해도 좋고, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9) 중 1개 또는 2개의 가변용량형 유압펌프에 대해서, 최대 흡수토크 또는 용량을 작게 해도 좋다.

그런데, 상술한 실시예에서는, 도 1에 나타내는 것처럼, 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)에 대하여, 각각 독립된 유로를 경유해서 압유가 공급되는 유압회로를 채용하고 있다.

이렇게 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)에 대하여, 각각 독립된 유로를 경유해서 압유가 공급되는 유압회로를 채용한 경우에는, 각 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)의 최대부하에 따라서, 각각 대응되는 유압펌프(7, 8, 9)의 용량을 정하지 않으면 안되기 때문에, 각 가변용량 형 유압펌프(7, 8, 9)의 용량이 커지는 경향이 있다.

이 때문에 도 1에 나타내는 유압회로는, 압력보상밸브를 사용한 유압회로와 비교해서, 유압부하가 커지는 경향이 있어, 엔진정지 방지 제어를 행할 필요성이 높다.

상술한 설명에서는, 가속페달(17)이 밟아져 있지 않고 엔진 회전수가 로우 아이들 회전수(NL)인 경우에, 도 4에 나타내는 엔진정지 방지 제어를 행하는 것으로서 설명했지만, 본 발명으로서는, 엔진(1)의 회전수가 어떠한 회전수이여도, 마찬가지로 도 4에 나타내는 엔진정지 방지 제어를 행해도 좋다. 단, 엔진(1)이 정지될 우려가 있다고 판단하기 위한 한계값(Nc)은, 현재의 엔진 회전수(Nr)에 따라서 다른 값으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 로우 아이들 회전수(NL)보다 높은 회전수(Nr)로 가동중인 경우에는, 엔진정지를 판단하기 위한 한계값(Nc)으로서는, 로우 아이들 회전수(NL)보다 조금 높은 회전수로 설정해도 좋다. 물론, 엔진 회전수(Nr)가 어떠한 회전수이여도, 한계값(Nc)을 일률적으로, 로우 아이들 회전수(NL) 이하의 회전수로 설정해도 좋다.

또한, 상기 한계값은, 가속페달(17)의 밟는량(가속페달 개도)(S)에 따라서 설정하고, 이 가속페달 조작량(S)을 변수로 하는 한계값(Nc(S))을 이용해서 마찬가지로 펌프 흡수토크를 저하시키는 제어를 행하는 실시도 가능하다.

이러한 상황에서 본 발명의 제어를 행한 경우의 엔진의 과도특성(도 9의 (a))과, 본 발명의 제어를 행하지 않는 경우의 엔진의 과도특성(도 9의 (b))을 대비해서 설명한다.

도 9의 (b)에 있어서, 유압부하는, (Tp0)로 나타내는 저유압부하의 라인으로부터, (Tp1)로 나타내는 고유압부하의 라인으로 이동된다. 또한, 가속페달(17)을 밟고 있기 때문에, 엔진(1)의 목표 회전수는, 로우 아이들 회전수(NL)로부터, 고회전수의 목표 회전수(NM)로 변화된다.

엔진(1)의 레귤레이션 라인으로서는, 저회전의 레귤레이션 라인(FL)으로부터, 고회전의 레귤레이션 라인(FM)으로 이행시킬 필요가 있다. 또한, 엔진 토크로서는, 저유압부하(Tp0)에 대응되는 저토크로부터, 고유압(Tp1)에 대응되는 고토크로 이행시킬 필요가 있다.

이 때문에 엔진(1)으로서는, 엔진 회전을 상승시키고자 하고, 엔진 토크와 유압부하의 매칭점은, 저회전 저유압부하의 V0(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V0))으로부터, 고회전 고유압부하의 V2(레귤레이션 라인(FM)상의 포인트(V2))로 변화되고자 하지만, 유압부하가 높은 값(Tp1)인 채이며 엔진 토크에 여유가 없기 때문에, 엔진(1)의 회전수(Nr)의 상승이 둔해서, 매칭점(V2)으로 이행될 때까지 장시간을 필요로 한다. 또한, 경우에 따라서는, 도 4의 (a)에 나타낸 상태에 이르러, 엔진정지에 이를 우려도 있다.

이것에 대하여, 본 발명의 경우에는, 도 10에 나타내는 것처럼, 가속페달(17)의 조작량(S)(가속페달 개도)에 따라서, 한계값(Nc(S))이 설정된다. 이 한계값(Nc(S))은, 엔진정지의 우려나 가속의 악화의 우려가 있다고 판단되는 한계값이며, 실제의 엔진 회전수(Nr)가 한계값(Nc(S)) 이하(동도 10에 사선으로 나타내는 영역)이면, 엔진정지의 우려나 가속악화의 우려가 있다고 판단되어, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 실행한다.

도 10에 있어서, (N(S))로 나타내는 직선은, 가속페달(17)의 조작량(S)(가속페달 개도)에 따라서, 설정되는 엔진 목표 회전수(무부하상태 회전수)를 나타내고 있다.

도 9의 (a)에 나타내는 것처럼, 가속페달(17)이 조작량(SM)까지 밟아져서, 저회전 저유압부하의 매칭점(V0)(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V0))으로부터, 고회전 고유압부하의 매칭점(V2)(레귤레이션 라인(FM)상의 포인트(V2))으로 이행되는 과정에서, 컨트롤러(18)는, 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 상기 소정의 한계값(Nc(SM)) 이하로 저하되었는지의 여부를 판단한다. 컨트롤러(18)에서, 검출된 엔 진 회전수(Nr)가, 상기 소정의 한계값(Nc(SM)) 이하로 저하된 것이 판단되면, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 실행한다. 이것에 의해, 도 9의 (a)에 나타내는 것처럼, 유압부하는, Tp2로 나타내는 저유압부하의 라인으로 이동된다. 유압부하가 고유압부하(Tp1)로부터, 저유압부하(Tp2)로 변화된 것으로, 지금 현재의 엔진(1)의 토크가 저유압부하(Tp2)에 대하여 여유를 가진 크기로 되어, 엔진(1)의 실제의 회전수(Nr)는 신속하게 상승한다.

저회전 저유압부하의 매칭점(V0)(레귤레이션 라인(FL)상의 포인트(V0))으로부터, 고회전 고유압부하의 매칭점(V2)(레귤레이션 라인(FM)상의 포인트(V2))으로 이행되는 과정에서, 컨트롤러(18)에서, 검출된 엔진 회전수(Nr)가, 상기 소정의 한계값(Nc(S)) 이하에서는 없어졌다고 판단된 경우에는, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 종료시킨다. 또한, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어를 개시하고 나서 소정시간 경과 후에, 동제어를 종료시켜도 좋다.

이상과 같이, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키고 있는 시간은, 엔진정지나 가속악화를 방지하기 위해서 필요한 최소한의 시간뿐이며, 엔진정지의 우려나 가속악화의 우려가 없을 때는, 흡수토크는 통상의 크기인 채이다. 또한, 엔진을 대형화해서 엔진 토크에 여유를 갖게 할 필요도 없다.

이 때문에, 휠로더 등의 작업차량에 있어서, 연비악화나, 차체성능의 다운이나, 에너지의 낭비 등의 문제를 발생시키지 않아, 가속페달을 밟았을 때에 급격한 고유압부하가 걸린 경우의 엔진정지를 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 고유압부하 상태이여도 가속페달(17)을 밟았을 때에, 목표 회전수(Nc(SM))까지 신속하게 상승하기 때문에, 가속성이 뛰어나서, 작업효율이 비약적으로 향상된다는 효과도 얻어진다.

본 발명은, 휠로더에 한정되지 않고, 엔진 회전수가 넓은 회전수로 변화되는 (로우 아이들 회전수에서 하이 아이들 회전수까지) 작업차량이면, 마찬가지로 적용할 수 있다.

Claims

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로우 아이들 회전수로부터 하이 아이들 회전수 사이에서 목표 회전수가 설정되는 엔진(1);

엔진(1)에 의해 구동되는 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9);

복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 토출된 압유가 공급되는 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15);

1개 이상의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)에 대해서, 흡수토크를 변화시키는 흡수토크 변화수단(19, 22, 23);

엔진의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단(1a); 및

검출된 엔진 회전수가 소정의 한계값 이하로 저하된 경우에, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어수단(18)을 구비하며,

상기 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15)는 스티어링 기구를 작동시키는 유압 엑츄에이터(13)와, 작업기를 작동시키는 유압 엑츄에이터(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업차량의 엔진의 부하 제어장치.
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로우 아이들 회전수로부터 하이 아이들 회전수 사이에서 목표 회전수가 설정되는 엔진(1);

엔진(1)에 의해 구동되는 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9);

복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 토출된 압유가 공급되는 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15);

1개 이상의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)에 대해서, 흡수토크를 변화시키는 흡수토크 변화수단(19, 22, 23);

엔진의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단(1a); 및

검출된 엔진 회전수가 소정의 한계값 이하로 저하된 경우에, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어수단(18)을 구비하며,

상기 흡수토크 변화수단은,

가변용량형 유압펌프(8)의 토출압과 유압 엑츄에이터(14)의 부하압의 차압이 설정차압으로 되도록 가변용량형 유압펌프(8)의 용량을 제어하는 용량 제어수단(22); 및

상기 설정차압을 변화시키는 수단(23)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 작업차량의 엔진의 부하 제어장치.
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로우 아이들 회전수로부터 하이 아이들 회전수 사이에서 목표 회전수가 설정되는 엔진(1);

엔진(1)에 의해 구동되는 복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9);

복수의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)로부터 토출된 압유가 공급되는 복수의 유압 엑츄에이터(13, 14, 15);

1개 이상의 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)에 대해서, 흡수토크를 변화시키는 흡수토크 변화수단(19, 22, 23);

엔진의 회전수를 검출하는 회전수 검출수단(1a); 및

검출된 엔진 회전수가 소정의 한계값 이하로 저하된 경우에, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 제어수단(18)을 구비하며,

조작량에 따라서 엔진의 목표 회전수를 설정하는 조작자(17)가 구비되고,

상기 조작자(17)의 조작량에 따라서, 상기 소정의 한계값이 설정되어 있고,

상기 제어수단(18)은 검출된 엔진 회전수가 상기 소정의 한계값 이하로 저하된 경우에, 가변용량형 유압펌프(7, 8, 9)의 흡수토크를 저하시키는 것을 특징으로 하는 작업차량의 엔진의 부하 제어장치.