KR101357047B1 - 엔진의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

지령 수단에 의해 지령된 지령값에 따라 제 1 목표 엔진 회전수를 설정하고, 제 1 목표 엔진 회전수에 의거해서 제 1 목표 엔진 회전수보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수를 설정한다. 조작 레버에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 종류 또는 조작 레버에 의해 조작되는 복수의 유압 액츄에이터의 조합에 따라 제 1 목표 엔진 회전수에 대한 제 2 목표 엔진 회전수의 내림 폭이 설정되어 있다.

Description

엔진의 제어 장치{ENGINE CONTROL DEVICE}

본 발명은 설정한 엔진의 목표 엔진 회전수에 의거해서 엔진의 구동 제어를 행하는 엔진의 제어 장치에 관한 것으로서, 특히, 엔진의 연료 소비량의 개선을 도모한 엔진의 제어 장치에 관한 것이다.

건설기계에서는 펌프 흡수 토크가 엔진의 정격 토크 이하인 경우에는 엔진 회전수와 엔진 출력 토크의 관계를 나타내는 엔진 출력 토크 특성 라인에 있어서의 고속 제어 영역에서 엔진 출력 토크와 펌프 흡수 토크의 매칭이 행해지고 있다. 예컨대, 연료 다이얼에 의한 설정에 대응해서 목표 엔진 회전수가 설정되어 설정된 목표 엔진 회전수에 대응한 고속 제어 영역이 정해진다.

또는, 연료 다이얼에 의한 설정에 대응해서 고속 제어 영역이 정해지고, 정해진 고속 제어 영역에 대응해서 엔진의 목표 엔진 회전수가 설정된다. 그리고, 정해진 고속 제어 영역에서 펌프 흡수 토크와 엔진 출력 토크를 매칭시키는 제어가 행해진다.

일반적으로 많은 작업자는 작업량을 향상시키기 위해 목표 엔진 회전수를 엔진의 정격 회전수 또는 그 근방의 회전수가 되도록 설정하는 것이 많다. 그런데, 엔진의 연료 소비량이 적은 영역, 즉 연비가 좋은 영역은 통상 엔진 출력 토크 특성 라인 상에서는 중속 회전수 영역이나 고토크 영역에 존재하고 있다. 이 때문에, 무부하 하이 아이들 회전으로부터 정격 회전의 사이에서 정해지는 고속 제어 영역은 연비면에서 보면 효율이 좋은 영역으로는 되어 있지 않다.

종래, 엔진을 연비가 좋은 영역에서 구동시키기 위해서 작업 모드마다 엔진의 목표 엔진 회전수의 값과 엔진의 목표 출력 토크의 값을 미리 대응시켜 설정하고, 복수의 작업 모드를 선택할 수 있도록 한 제어 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조.). 이 종류의 제어 장치에서는 작업자가, 예컨대 제 2 작업 모드를 선택했을 경우에는 제 1 작업 모드에 비해서 엔진의 회전수를 낮게 설정할 수 있어 연비를 개선할 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 작업 모드 스위칭 방식을 이용했을 경우에는 작업자가 모드 스위칭 수단을 일일이 조작해 가지 않으면 연비의 개선을 행할 수 없다. 또한, 제 2 작업 모드를 선택했을 때의 엔진 회전수를 제 1 작업 모드를 선택했을 때의 엔진 회전수에 대해서 일률적으로 내린 회전수의 값이 되도록 설정해 두었을 때에는 제 2 작업 모드가 선택되면 다음과 같은 문제가 일어나버린다.

즉, 건설기계의 작업 장치(이하, 작업기라고 한다.)에 있어서의 최대 속도는 제 1 작업 모드를 선택했을 경우에 비해서 저하해버린다. 이 결과, 제 1 작업 모드를 선택했을 때의 작업량에 비해서 제 2 작업 모드를 선택했을 때의 작업량은 적어져버린다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 출원인은 엔진의 제어 장치 및 그 제어 방법(특허문헌 2)을 이미 출원하였다. 이 엔진 제어 장치의 발명에 의해서 펌프 용량 및 엔진 출력 토크가 낮은 상태일 때에는 설정한 제 1 목표 엔진 회전수보다 저회전역측에 있는 제 2 목표 엔진 회전수에 의거해서 엔진의 구동 제어를 행하고, 엔진에 의해 구동되는 가변용량형 유압 펌프의 펌프 용량 또는 검출한 엔진 출력 토크에 대응해서 미리 설정한 목표 엔진 회전수가 되도록 엔진의 구동 제어를 행할 수 있다.

특히, 상술한 엔진 제어 장치의 발명에 의해서 엔진의 연비를 향상시킬 수 있고, 작업기가 필요로 하는 펌프 토출량을 확보하면서도 엔진 회전수를 매우 원활하게 변화시킬 수 있다. 또한, 엔진 회전음이 불연속으로 변화되는 위화감을 방지할 수 있다라는 효과를 발휘한다.

일본 특허 공개 평10-273919호 공보 국제공개 제2009/104636호 팜플렛

특허문헌 2로서 소개한 엔진 제어 장치의 발명에서는 연료 지령 다이얼 등에 의해 지시한 제 1 목표 엔진 회전수로부터 엔진의 구동 제어를 개시하는 대신에 제 1 목표 엔진 회전수보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수로부터 엔진의 구동 제어를 개시시키고 있다. 그러나, 특허문헌 2의 발명에는 조작 레버에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 종류나 조작 레버에 의해 조작되는 복수의 유압 액츄에이터의 조합에 따라 제 2 목표 엔진 회전수를 설정하는 것에 관한 기재는 없다.

특히, 유압 펌프에 있어서의 펌프 용량의 여유도는 어느 유압 액츄에이터를 조작하고 있는지 또는 어느 유압 액츄에이터를 복수 동시에 조작하는지에 따라 다르다. 예컨대, 버킷 조작과 암 조작을 동시에 행하게 할 때에는 각각의 유압 액츄에이터로 공급하는 압유 유량의 총량으로서는 많은 압유 유량을 필요로 한다.

그러나, 예컨대, 굴삭 작업을 버킷 단독으로 행하게 할 때에는 버킷을 작동하는 유압 액츄에이터에 공급하는 압유 유량으로서는 그 정도로 많이 필요로 하지 않는다. 그 때문에, 동일한 엔진 회전수로 유압 펌프가 회전 구동되고 있었더라도 유압 펌프의 펌프 용량을 크게 할 필요가 없다.

본원 발명은 상술한 특허문헌 2의 발명을 더욱 개량하는 것을 목적으로 한 것이며, 제 1 목표 엔진 회전수보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수에 의거해서 엔진의 구동 제어를 행하여도 유압 액츄에이터의 조작에 악영향을 주지 않고 유압 액츄에이터의 조작에 있어서 필요로 되는 압유 유량을 확보할 수 있고, 또한, 보다 효율적으로 엔진의 구동 제어를 저연비로 행할 수 있는 엔진의 제어 장치의 제공을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 과제는 엔진의 제어 장치에 관련된 제 1 발명~제 4 발명에 의해 바람직하게 달성할 수 있다.

즉, 본원 제 1 발명에 있어서의 엔진의 제어 장치에서는 엔진에 의해 구동되는 가변용량형 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터의 토출 압유에 의해 구동되는 복수의 유압 액츄에이터와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유를 제어해서 상기 복수의 유압 액츄에이터에 각각 급배하는 복수의 제어 밸브와, 상기 복수의 제어 밸브를 제어하는 적어도 1개의 조작 레버와, 상기 유압 펌프의 펌프 용량을 검출하는 검출 수단과, 상기 엔진에 공급하는 연료를 제어하는 연료 분사 장치와,

가변으로 지령할 수 있는 지령값 중에서 하나의 지령값을 선택해서 지령하는 지령 수단과, 상기 지령 수단에 의해 지령된 지령값에 따라 제 1 목표 엔진 회전수를 설정하고, 상기 제 1 목표 엔진 회전수에 의거해서 상기 제 1 목표 엔진 회전수보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수를 설정하는 제 1 설정 수단과, 상기 제 2 목표 엔진 회전수를 하한값으로 해서 펌프 용량에 대응한 목표 엔진 회전수를 설정하는 제 2 설정 수단과, 상기 제 2 설정 수단으로부터 구한 상기 목표 엔진 회전수가 되도록 상기 연료 분사 장치를 제어하는 제어 수단을 구비하고,

상기 제 1 설정 수단에는 상기 조작 레버에 의해 조작되는 상기 유압 액츄에이터의 종류 또는 상기 조작 레버에 의해 조작되는 상기 복수의 유압 액츄에이터의 조합에 따라 상기 제 1 목표 엔진 회전수에 대한 상기 제 2 목표 엔진 회전수의 내림 폭이 설정되어 이루어지는 것을 가장 주요한 특징으로 하고 있다.

본원 제 2 발명에서는 상기 내림 폭의 값은 상기 조작 레버에 의해 조작되는 상기 유압 액츄에이터의 종류에 따라 요구되는 최대 요구 유량 또는 상기 조작 레버에 의해 조작되는 상기 복수의 유압 액츄에이터의 조합에 의해 요구되는 최대 요구 유량에 따라 설정되어 이루어지는 것을 주요한 특징으로 하고 있다.

본원 제 3 발명에서는 상기 제 2 설정 수단에는 상기 내림 폭이 클수록 상기 목표 엔진 회전수를 상기 제 2 목표 엔진 회전수보다 증가시키는 펌프 용량의 값이 작아지도록 설정되어 이루어지는 것을 주요한 특징으로 하고 있다.

본원 제 4 발명에서는 엔진 출력 토크를 검출하는 검출 수단을 더 구비하고, 상기 제 2 설정 수단은 상기 제 2 목표 엔진 회전수를 하한값으로 해서 펌프 용량 또는 엔진 출력 토크에 대응한 목표 엔진 회전수를 설정하는 것을 주요한 특징으로 하고 있다.

<발명의 효과>

본 발명에 있어서의 엔진의 제어 장치에서는 설정한 제 1 목표 엔진 회전수에 의거해서 제 1 목표 엔진 회전수보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수를 설정할 수 있다. 또한, 조작 레버에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 종류 또는 조작 레버에 의해 조작되는 복수의 유압 액츄에이터의 조합에 따라 제 1 목표 엔진 회전수에 대한 제 2 목표 엔진 회전수의 내림 폭을 설정하고 있다. 즉, 조작되는 유압 액츄에이터의 종류 또는 조작되는 복수의 유압 액츄에이터의 조합마다 각각에 대응한 내림 폭을 설정하고 있다.

이와 같이 구성해 둠으로써 엔진의 연료 소비량을 저감시키면서 유압 액츄에이터의 조작에 악영향을 주지 않고 유압 액츄에이터의 조작을 행할 수 있다. 또한, 조작되는 유압 액츄에이터가 필요로 하는 압유 유량은 제 1 목표 엔진 회전수보다 낮은 제 2 목표 엔진 회전수로 유압 펌프를 회전 구동시킴으로써 얻을 수 있다. 또한, 제 1 목표 엔진 회전수보다 낮은 제 2 목표 엔진 회전수로 엔진의 구동 제어를 행하여도 유압 펌프의 펌프 용량을 크게 해 둠으로써 유압 액츄에이터의 작동에 필요한 압유 유량을 유압 펌프로부터 토출시켜 둘 수 있다.

또한, 본원 제 2 발명과 같이 구성해 둠으로써 통상 조작 레버에 의해 조작되는 유압 액츄에이터가 필요로 하는 압유 유량 또는 복수의 유압 액츄에이터가 필요로 하는 토털(total)의 압유 유량을 유압 펌프로부터 토출시킬 수 있다.

또한, 본원 제 3 발명과 같이 구성해 둠으로써 펌프 용량 증가에 대해서 빠르게 엔진 회전수를 상승시킬 수 있고, 제 1 목표 엔진 회전수보다 낮은 제 2 목표 엔진 회전수를 설정한 것에 기인하는 압유 유량의 유량 부족을 보충할 수 있다.

또한, 본원 제 4 발명과 같이 구성해 둠으로써 또한, 유압 액츄에이터의 조작에 악영향을 주지 않고 원활하고 효율이 좋은 동작을 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 유압 회로도이다.
도 2는 엔진 출력 토크 특성 라인이다.
도 3은 엔진 출력 토크를 증가시킬 때의 엔진 출력 토크 특성 라인이다.
도 4는 컨트롤러의 블록도이다.
도 5는 조작 레버에 따라 제 2 목표 엔진 회전수를 설정하는 설명도이다.
도 6A는 제 1 목표 엔진 회전수와 제 2 목표 엔진 회전수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6B는 제 1 목표 엔진 회전수와 제 2 목표 엔진 회전수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6C는 제 1 목표 엔진 회전수와 제 2 목표 엔진 회전수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 펌프 용량에 대한 제 1 및 제 2 목표 엔진 회전수와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 펌프 용량의 비율에 대한 제 1 및 제 2 목표 엔진 회전수와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 제어 플로우챠트이다.
도 10A는 제 1 목표 엔진 회전수와 제 2 목표 엔진 회전수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10B는 펌프 용량과 목표 엔진 회전수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10C는 엔진 출력 토크와 목표 엔진 회전수의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 펌프 용량과 목표 엔진 회전수의 관계를 나타낸 도면이다.
도 12는 엔진 출력 토크와 목표 엔진 회전수의 관계를 나타낸 도면이다.
도 13은 엔진 회전수와 엔진 출력 토크의 관계를 나타낸 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 첨부 도면에 의거해서 이하에 있어서 구체적으로 설명한다. 본 발명의 엔진의 제어 장치는 유압 셔블, 불도저, 휠 로더 등의 건설기계에 탑재되는 엔진을 제어하는 제어 장치로서 바람직하게 적용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 엔진의 제어 장치로서는 이하에서 설명하는 형상, 구성 이외에도 본 발명의 과제를 해결할 수 있는 형상, 구성이면 그들 형상, 구성을 채용할 수 있는 것이다. 이 때문에, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변경이 가능하다.

실시예

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 엔진의 제어 장치에 있어서의 유압 회로도이다. 엔진(2)은 디젤 엔진이며, 그 엔진 출력 토크의 제어는 엔진(2)의 실린더 내에 분사하는 연료의 양을 조정함으로써 행해진다. 이 연료의 조정은 종래부터 공지의 연료 분사 장치(3)에 의해 행할 수 있다.

엔진(2)의 출력축(5)에는 가변용량형 유압 펌프(6)[이하, 유압 펌프(6)라고 한다.]가 연결되어 있고, 출력축(5)이 회전함으로써 유압 펌프(6)가 구동된다. 유압 펌프(6)의 사판(swash plate)(6a)의 경전각(傾轉角)은 펌프 제어 장치(8)에 의해 제어되고, 사판(6a)의 경전각이 변화함으로써 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)(cc/rev)이 변화된다.

펌프 제어 장치(8)는 사판(6a)의 경전각을 제어하는 서보 실린더(12)와, 펌프압과 유압 액츄에이터(10)의 부하압의 차압에 따라 제어되는 LS 밸브(로드 센싱 밸브)(17)로 구성되어 있다. 서보 실린더(12)는 사판(6a)에 작용하는 서보 피스톤(14)을 구비하고 있고, 유압 펌프(6)로부터 토출된 유압이 유로(27a,27b)를 통해서 공급되어 있다. LS 밸브(17)는 유로(27a)의 유압(펌프 토출압)과 파일럿 유로(28)의 유압[유압 액츄에이터(10)의 부하압]의 차압에 따라 작동하고, 서보 피스톤(14)을 제어하는 구성으로 되어 있다.

서보 피스톤(14)의 제어에 의해 유압 펌프(6)에 있어서의 사판(6a)의 경전각이 제어된다. 또한, 조작 레버(11a)의 조작량에 따라 조작 레버 장치(11)로부터 출력되는 파일럿압에 의해 제어 밸브(9)가 제어됨으로써 유압 액츄에이터(10)에 공급하는 유량이 제어되게 된다. 이 펌프 제어 장치(8)는 공지의 로드 센싱 제어 장치로 구성할 수 있다.

유압 펌프(6)로부터 토출된 압유는 토출 유로(25)를 통해서 제어 밸브(9)에 공급된다. 제어 밸브(9)는 5포트 3위치로 스위칭 가능한 스위칭 밸브로서 구성되어 있고, 제어 밸브(9)로부터 출력되는 압유를 유로(26a,26b)에 대해서 선택적으로 공급함으로써 유압 액츄에이터(10)를 작동시킬 수 있다.

또한, 유압 액츄에이터로서는 예시한 유압 실린더형의 유압 액츄에이터에 한정되어 해석되는 것은 아니고, 유압 모터이여도 좋고, 또한, 로터리형 유압 액츄에이터로 하여 구성할 수도 있다. 또한, 제어 밸브(9)와 유압 액츄에이터(10)를 2세트만 예시하고 있지만 제어 밸브(9)와 유압 액츄에이터(10)의 세트는 3세트 이상으로 구성할 수도 있다. 또한, 1개의 제어 밸브로 복수의 유압 액츄에이터를 조작하도록 구성할 수도 있다.

예컨대, 조작 레버 장치(11)로서 조작 레버(11a)를 작업자로부터 보아서 전후 및 좌우의 2개의 조작 방향으로 조작할 수 있도록 구성하고, 각각의 조작 방향에 따라 다른 제어 밸브가 스위칭되도록 구성할 수 있다.

조작 레버 장치(11)에 의해 조작되는 유압 액츄에이터로서, 예컨대 건설기계에 있어서의 유압 셔블을 예에 들어서 설명하면 붐용 유압 실린더, 암용 유압 실린더, 버킷용 유압 실린더, 좌측 주행용 유압 모터, 우측 주행용 유압 모터 및 선회 모터 등이 유압 액츄에이터로서 이용되게 된다. 도 1에서는 이들 각 유압 액츄에이터 중에서, 예컨대 암용 유압 실린더와 붐용 유압 실린더를 대표로 해서 나타내고 있게 된다.

조작 레버(11a)를 중립 위치로부터 조작했을 때 조작 레버(11a)의 조작 방향 및 조작량에 따라 조작 레버 장치(11)로부터는 파일럿압이 출력된다. 출력된 파일럿압은 제어 밸브(9)의 좌우의 파일럿 포트 중 어느 하나에 가해지게 된다. 이에 따라, 제어 밸브(9)는 중립 위치인 (II) 위치로부터 좌우의 (I) 위치 또는 (III) 위치로 스위칭된다.

제어 밸브(9)가 (II) 위치로부터 (I) 위치로 스위칭되면 유압 펌프(6)로부터의 토출 압유를 유로(26b)로부터 유압 액츄에이터(10)의 보텀측으로 공급할 수 있고, 유압 액츄에이터(10)의 피스톤을 신장시킬 수 있다. 이 때, 유압 액츄에이터(10)의 헤드측에 있어서의 압유는 유로(26a)로부터 제어 밸브(9)를 통해서 탱크(22)로 배출되게 된다.

마찬가지로, 제어 밸브(9)가 (III) 위치로 스위칭되면 유압 펌프(6)로부터의 토출 압유는 유로(26a)로부터 유압 액츄에이터(10)의 헤드측으로 공급할 수 있고, 유압 액츄에이터(10)의 피스톤을 축소시킬 수 있다. 이 때, 유압 액츄에이터(10)의 보텀측에 있어서의 압유는 유로(26b)로부터 제어 밸브(9)를 통해서 탱크(22)로 배출되게 된다.

여기서, 유압 액츄에이터(10)의 헤드측은 유압 실린더의 로드측의 유실(油室)을 말한다. 또한, 유압 액츄에이터(10)의 보텀측은 유압 실린더의 로드의 반대측의 유실을 말한다.

토출 유로(25)의 도중으로부터는 유로(27c)가 분기되어 있고, 유로(27c)에는 언로드 밸브(15)가 배치되어 있다. 언로드 밸브(15)는 탱크(22)에 접속하고 있고, 유로(27c)를 차단하는 위치와 연통하는 위치로 스위칭할 수 있다. 유로(27c)에 있어서의 유압은 언로드 밸브(15)를 연통 위치로 스위칭하는 압박력으로서 작용한다.

또한, 유압 액츄에이터(10)의 부하압을 인출하고 있는 파일럿 유로(28)의 파일럿압 및 스프링의 압박력은 언로드 밸브(15)를 차단 위치로 스위칭하는 압박력으로서 작용한다. 그리고, 언로드 밸브(15)는 파일럿 유로(28)의 파일럿압 및 스프링의 압박력과 유로(27c)에 있어서의 유압의 차압에 의해 제어되게 된다.

여기서, 작업자가 지령 수단으로서의 연료 다이얼(4)을 조작해서 가변으로 지령할 수 있는 지령값 중에서 하나의 지령값을 선택하면 선택한 지령값에 대응한 제 1 목표 엔진 회전수를 설정할 수 있다. 이와 같이 하여 설정한 제 1 목표 엔진 회전수에 따라 펌프 흡수 토크와 엔진 출력 토크를 매칭시키는 고속 제어 영역을 설정할 수 있다.

즉, 도 2로 나타내는 바와 같이, 연료 다이얼(4)의 조작에 따라 제 1 목표 엔진 회전수인 목표 엔진 회전수[Nb(N'b)]가 설정되면 제 1 목표 엔진 회전수[Nb(N'b)]에 따른 고속 제어 영역(Fb)이 선택되게 된다. 이 때, 목표 엔진 회전수는 회전수[Nb(N'b)]가 된다.

또한, 목표 엔진 회전수(N'b)는 목표 엔진 회전수를 회전수(Nb)로 제어할 때에 있어서의 무부하시의 엔진의 마찰 토크와 유압계의 손실 토크의 합계값과 엔진 출력 토크가 매칭하는 점으로서 정해지게 된다. 그리고, 실제의 엔진 제어에 있어서는 목표 엔진 회전수(N'b)와 매칭점(Kb)을 연결한 선을 고속 제어 영역(Fb)으로서 설정하게 된다.

이하에서는 목표 엔진 회전수(N'b)가 목표 엔진 회전수(Nb)보다 고속 회전측에 있는 예를 이용하여 설명을 행하지만 목표 엔진 회전수(N'b)와 목표 엔진 회전수(Nb)를 일치시키는 것도 목표 엔진 회전수(N'b)를 목표 엔진 회전수(Nb)보다 저회전측으로 가지고 오도록 구성할 수도 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 예컨대 목표 엔진 회전수[Nc(N'c)]와 같이 대시(dash)가 부착된 회전수(N'c)를 기재하지만 대시가 부착된 회전수(N'c)는 상술한 설명과 같다.

여기서, 작업자가 연료 다이얼(4)을 조작해서 최초에 선택한 제 1 목표 엔진 회전수(Nb)보다 낮은 새로운 제 1 목표 엔진 회전수(Nc)를 설정하면 고속 제어 영역으로서는 저회전역측에 있어서의 고속 제어 영역(Fc)이 설정되게 된다.

이와 같이, 연료 다이얼(4)이 설정됨으로써 연료 다이얼(4)에 의해 선택할 수 있는 제 1 목표 엔진 회전수에 대응해서 1개의 고속 제어 영역을 설정할 수 있다. 즉, 연료 다이얼(4)을 선택함으로써, 예컨대 도 2에서 나타내는 바와 같이 최대 마력점(K1)을 지나는 고속 제어 영역(Fa)과, 동 고속 제어 영역(Fa)으로부터 저회전역측에 있어서의 복수의 고속 제어 영역(Fb,Fc,…) 중에서 임의의 고속 제어 영역, 또는 이들 고속 제어 영역 중간에 있는 임의의 고속 제어 영역을 설정할 수 있다.

도 3의 엔진 출력 토크 특성 라인에 있어서 최대 토크선(R)으로 규정되는 영역이 엔진(2)이 출력할 수 있는 성능을 나타내고 있다. 엔진(2)의 출력(마력)이 최대가 되는 곳은 최대 토크선(R) 상의 최대 마력점(K1)이다. M은 엔진(2)의 등연비곡선을 나타내고 있고, 등연비곡선의 중심측이 연비 최소 영역으로 되어 있다. 최대 토크선(R) 상의 K3은 엔진(2)의 토크가 최대가 되는 최대 토크점을 나타내고 있다.

이하에서는 연료 다이얼(4)의 지령값에 대응해서 엔진의 최대 목표 엔진 회전수인 제 1 목표 엔진 회전수(N1)가 설정되고, 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 대응해서 최대 마력점(K1)을 지나는 고속 제어 영역(F1)이 설정되었을 경우를 예로 들어서 설명한다.

또한, 도 1에서 나타낸 연료 다이얼(4)의 지령값에 대응해서 엔진 회전수로서 정격 회전수가 되는 제 1 목표 엔진 회전수(N1)(도 2에서는 정격 회전수를 Nh로서 표시하고 있지만 도 3에서는 제 1 목표 엔진 회전수(N1)는 정격 회전수이기도 한다.)가 설정되고, 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 대응한 최대 마력점(K1)을 지나는 고속 제어 영역(F1)이 설정되었을 경우에 대한 설명을 이하에서 행한다.

그러나, 본 발명은 최대 마력점(K1)을 지나는 고속 제어 영역(F1)이 설정되었을 경우에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 설정된 제 1 목표 엔진 회전수에 대응한 고속 제어 영역으로서 도 2에 있어서의 복수의 고속 제어 영역(Fb,Fc,…) 중에서, 또는 복수의 고속 제어 영역(Fb,Fc,…)의 중간에 있어서의 임의의 고속 제어 영역을 설정한 경우이었더라도 설정한 각 고속 제어 영역에 대해서 본 발명을 바람직하게 적용할 수 있다.

도 3은 엔진 출력 토크가 증대해 갈 때의 형태를 나타내고 있다. 본원 발명에서는 작업자가 연료 다이얼(4)에 의한 지령값에 대응해서 설정한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 따라 고속 제어 영역(F1)을 설정할 수 있다. 그리고, 제 1 목표 엔진 회전수(N1)보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 설정하고, 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 따른 고속 제어 영역(F2)에 의거해서 엔진의 구동 제어를 개시시키고 있다. 또한, 제 2 목표 엔진 회전수(N2)는 후술하는 바와 같이 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 따라 설정된다.

컨트롤러(7)는, 예컨대 프로그램 메모리나 워크 메모리로서 사용되는 기억 장치와, 프로그램을 실행하는 CPU를 갖는 컴퓨터에 의해 실현할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(7)의 기억 장치에는 도 10A~도 10C에 나타내는 Table1~Table3, 도 11에 나타내는 대응 관계, 및 도 12와 같은 대응 관계 등이 기억되어 있다.

이어서, 컨트롤러(7)의 제어에 대해서 도 4의 블록도를 이용하여 설명한다. 도 4에 있어서 컨트롤러(7) 내의 고속 제어 영역 선택 연산부(32)에는 연료 다이얼(4)의 지령값(37)이 입력됨과 아울러 펌프 토크 연산부(31)에서 연산한 유압 펌프(6)가 필요로 하는 펌프 토크의 지령값, 유압 펌프(6)의 사판각에 대응하는 펌프 용량 및 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합 판별부(34)로부터의 판별 결과가 입력된다.

펌프 토크 연산부(31)에는 펌프 압력 센서(38)로 검출한 유압 펌프(6)로부터 토출된 펌프 압력(펌프 토출압)과, 사판각 센서(swash-plate angle sensor)(39)로 검출한 유압 펌프(6)의 사판각이 입력된다. 펌프 토크 연산부(31)에서는 입력한 유압 펌프(6)의 사판각과 유압 펌프(6)의 펌프 압력으로부터 펌프 토크(엔진 출력 토크)를 연산한다.

즉, 일반적으로 유압 펌프(6)의 펌프 토출압(P)[펌프 압력(P)]과 토출 용량(D)[펌프 용량(D)]과 엔진 출력 토크(T)의 관계는 T=PㆍD/200π로서 나타낼 수 있다.

또한, 펌프 토크 연산부(31), 펌프 압력 센서(38) 및 사판각 센서(39)는 엔진 출력 토크를 검출하는 검출 수단으로서의 기능을 구비하게 된다. 또한, 사판각 센서(39)는 유압 펌프의 펌프 용량을 검출하는 검출 수단으로서의 기능을 구비하게 된다.

조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합 판별부(34)에서는 도 5에 나타내는 바와 같이 복수의 조작 레버 장치(11)가 조작되면 조작 레버 장치(11)로부터 출력된 파일럿압을 압력 센서(40)로 검출한 신호가 입력되고, 작업자에 의해 어느 유압 액츄에이터가 조작된 것인지를 판별할 수 있다.

즉, 조작 레버(11a)가 단독으로 조작되어 있을 경우에는 어느 조작 레버(11a)가 조작되어 있는지, 복수의 조작 레버(11a)가 조작되어 있을 경우에는 어느 조합으로 조작 레버(11a)가 각각 조작되어 있는지를 판별함으로써 조작되는 유압 액츄에이터의 종류, 조합을 판별할 수 있다. 도 5에서는 파일럿압을 압력 센서(40)로 검출하고 있지만 조작 레버(11a)의 변위를 포텐셔미터 등에 의해 검출해도 좋다.

고속 제어 영역 선택 연산부(32)에서는 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합 판별부(34)로부터의 입력 신호를 의거로 해서 도 6A~도 6C에서 나타내는 바와 같은 제 1 목표 엔진 회전수(N1)와 제 2 목표 엔진 회전수(N2)의 대응 관계를 나타낸 대응표 중에서 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합 판별부(34)로부터의 입력 신호에 대응한 대응표를 선택하게 된다. 그리고, 고속 제어 영역 선택 연산부(32)에서는 엔진(2)의 구동 제어를 행하게 하는 고속 제어 영역 지령값(33)을 엔진(2)에 지령시킨다. 또한, 도 6A~도 6C에서 나타낸 대응표는 예시이며 건설기계 등에 따른 대응표를 적절하게 설정할 수 있다.

도 7에는 유압 펌프의 펌프 용량(D)에 대한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)와 제 2 목표 엔진 회전수(N2)의 관계를 나타내고 있다. 도 7을 이용해서 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 따라 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 설정하는 것에 대해서 설명한다.

예컨대, 제 1 목표 엔진 회전수(N1)로서 2100rpm이 설정되었을 때에 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합을 고려하지 않을 경우에 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로서, 예컨대 1800rpm이 설정되었을 경우를 예로 들어서 설명을 행한다. 즉, 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로서는 일점 쇄선으로 나타내는 상태가 된다.

이 때에는 주행용 유압 액츄에이터(유압 모터)에 대해서 저속 주행을 행하게 하는 조작이 행해지는 경우에도 버킷 굴삭의 조작이 행해지는 경우에도 암 굴삭의 조작이 행해지는 경우에도 각각 실선의 동그라미로 둘러싼 바와 같이 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로서는 1800rpm으로 설정되게 된다.

또한, 도 7에 있어서의 1800rpm으로 나타낸 일점 쇄선 상에 있어서의 실선의 동그라미로 둘러싼 위치가 다르다. 이것은 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로서 1800rpm을 설정했을 때에 각각의 유압 액츄에이터를 조작함에 있어서 필요로 되는 펌프 용량(D), 즉 최대 요구 유량이 다르기 때문이다.

예컨대, 주행용 유압 액츄에이터에 대해서 저속 주행을 행하게 하는 조작을 행할 때쪽이 암 굴삭의 조작을 행할 때보다 압유 유량을 그만큼 많이 필요로 하지 않는다.

본원 발명에서는 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 대응시켜서 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 더욱 낮은 회전수로 설정하고 있다. 즉, 주행용 유압 액츄에이터에 대해서 저속 주행을 행하게 하는 조작을 행할 경우에는 필요로 되는 최대 요구 유량이 적으므로, 도 7에 나타내는 바와 같이, 이 조작에 있어서 필요로 되는 펌프 용량(D)에는 여유가 있다. 그 때문에, 펌프 용량(D)을 증대시킬 수 있다. 그리고, 펌프 용량(D)을 증대시킴으로써 실선의 동그라미로 둘러싼 위치로부터 화살표선으로 나타내는 바와 같이 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 1800rpm보다 낮은 1500rpm으로 설정해서 점선의 동그라미로 둘러싼 위치로 이동시킬 수 있다. 즉, 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로서는 굵은 선으로 나타내는 상태가 된다.

또한, 버킷 굴삭의 조작이 행해질 경우에도 펌프 용량(D)을 증대시키는 것이 가능하지만 저속 주행의 조작을 행할 때보다 필요로 하는 펌프 용량(D), 즉 최대 요구 유량은 크다. 그 때문에, 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 1800rpm으로부터 1500rpm까지는 낮게 할 수 없다. 그러나, 실선의 동그라미로 둘러싼 위치로부터 화살표선으로 나타내는 바와 같이 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 1800rpm보다 낮은 1600rpm으로 설정해서 점선의 동그라미로 둘러싼 위치로 이동시킬 수는 있다. 즉, 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로서는 세선으로 나타내는 상태가 된다.

암 굴삭의 조작 또는 선회와 붐 하강의 조합 조작이 행해질 경우에는 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 더욱 낮은 회전수로 설정하면 이 암 굴삭의 조작 또는 선회와 붐 하강의 조합 조작에 있어서 필요로 되는 펌프 용량(D)이 소정의 제 1 펌프 용량(D1) 이상으로 되어버린다. 그 때문에, 펌프 용량(D)을 증대시켜서 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 더욱 낮은 회전수로 설정할 수 없다. 그 때문에, 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 더욱 낮은 회전수로 설정하지 않고 1800rpm인 채로 설정하고 있다. 즉, 이 때 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로서는 일점 쇄선으로 나타내는 상태가 된다.

제 1 펌프 용량(D1)에 대해서 설명하면 도 3에 나타내는 바와 같이 엔진(2)의 구동 제어로서 제 2 목표 엔진 회전수(N2)(도 7에서는 예컨대 1800rpm으로 함)에 의거한 고속 제어 영역(F2)에 따른 제어가 행해지고 있을 때에는 도 7에서 나타내는 바와 같이 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)이 미리 설정한 제 1 펌프 용량(D1)[도 3에서는 제 1 설정 위치(B)로서 제 1 펌프 용량(D1)이 된 상태를 나타내고 있다.]이 될 때까지는 고속 제어 영역(F2)에 따른 제어가 행해진다.

그리고, 도 7에 나타내는 바와 같이 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)이 제 1 펌프 용량(D1) 이상이 되었을 때에는 펌프 용량(D)과 목표 엔진 회전수(N)의 대응 관계에 의거해서 엔진(2)의 목표 엔진 회전수(N)가 구해지게 된다. 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)이 제 2 펌프 용량(D2)[도 3에서는 제 2 설정 위치(A)로서 제 2 펌프 용량(D2)이 된 상태를 나타내고 있다.] 이상이 되었을 때에는 고속 제어 영역(F1)에 따른 제어가 행해진다.

또한, 도 3에 있어서 제 1 설정 위치(B)와 제 2 설정 위치(A)의 엔진 출력 토크(T) 방향(상하 방향)의 위치는 펌프 압력(P)에 의해 변동한다. 엔진 출력 토크(T)는 펌프 압력(P)과 펌프 용량(D)에 의해 T=PㆍD/200π로서 나타내어진다. 따라서, 제 1 펌프 용량(D1)이 된 상태를 나타내고 있는 제 1 설정 위치(B)는 유압 액츄에이터로의 부하에 의해 변동하는 펌프 압력(P)에 의해서 상하 방향으로 변동하게 된다. 제 2 펌프 용량(D2)이 된 상태를 나타내고 있는 제 2 설정 위치(A)도 마찬가지이다.

제 1 펌프 용량(D1)에 대해서 도 7을 이용해서 더욱 설명한다. 도 7에 있어서 주행용 유압 액츄에이터에 대해서 저속 주행을 행하게 하는 조작이 행해졌을 경우와 암 굴삭의 조작이 행해졌을 경우를 예에 들어서 설명한다. 제 1 펌프 용량(D1)의 값으로서는 주행용 유압 액츄에이터에 대해서 저속 주행을 행하게 하는 조작이 행해졌을 경우에 있어서의 제 1 펌프 용량(D1')의 값은 암 굴삭의 조작이 행해졌을 경우에 있어서의 제 1 펌프 용량(D1)의 값보다 작게 설정되어 있다.

이와 같이 설정해 둠으로써 고속 제어 영역(F2)에 따른 제어로부터 고속 제어 영역(F1)에 따른 제어로의 이행을 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 1800rpm보다 낮은 회전수인 1500rpm으로 설정한 경우에도 펌프 용량의 증가에 대해서 빠르게 엔진 회전수를 상승시킬 수 있다.

즉, 목표 엔진 회전수(N)를 제 2 목표 엔진 회전수(N2)보다 증가시키는 제 1 펌프 용량(D1)의 값은 제 1 목표 엔진 회전수(N1)를 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로 내리는 내림 폭의 값이 클수록 작아지도록 설정되어 있다.

본원 발명에서는 이와 같이 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 대응시켜서 각각의 경우에 있어서 유압 액츄에이터 또는 복수의 유압 액츄에이터의 조합으로 필요로 되는 펌프 용량(D), 즉 최대 요구 유량을 고려함으로써 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 더욱 낮은 회전수로 설정할 수 있다.

또한, 본원 발명에서는 제 1 목표 엔진 회전수(N1)와 제 2 목표 엔진 회전수(N2)의 대응 관계로서 조작 레버(11a)에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 종류 또는 조작되는 복수의 유압 액츄에이터의 조합에 대응시켜서 제 1 목표 엔진 회전수(N1)보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 설정할 때의 내림 폭을 정할 수 있다. 그 때문에, 예컨대 도 6A~도 6C에서 나타내는 바와 같은 대응표를 작성할 수 있다.

도 6A~도 6C의 대응표에 있어서의 제 1 목표 엔진 회전수(N1) 및 제 2 목표 엔진 회전수(N2)와, 도 7에 있어서의 제 1 목표 엔진 회전수(N1) 및 제 2 목표 엔진 회전수(N2)의 관계는 다음과 같아져 있다.

예컨대, 도 6A의 대응표에 있어서 제 1 목표 엔진 회전수(N1)를 도 7에 나타낸 제 1 목표 엔진 회전수(N1)(2100rpm)에 일치시켰을 때에 도 6A의 대응표에 있어서의 제 2 목표 엔진 회전수(N2)가 도 7에 나타낸 제 2 목표 엔진 회전수(N2)(1800rpm)와 일치하도록 구성되어 있다.

그리고, 도 6A~도 6C의 대응표에서는 도 7에서 나타낸 제 1 목표 엔진 회전수(N1)(2100rpm)와 제 2 목표 엔진 회전수(N2)(1800rpm, 또는 1600rpm, 또는 1500rpm)의 대응 관계를 일치하도록 구성한 후에 연료 다이얼(4)의 조작에 의해서 제 1 목표 엔진 회전수(N1)를 가변하도록 변경해 갔을 경우에 대해서 가변하도록 설정한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)와 제 2 목표 엔진 회전수(N2)의 대응 관계가 나타내어져 있다.

예컨대, 연료 다이얼(4)에 의해서 제 1 목표 엔진 회전수(N1)가 2100rpm으로부터 1700rpm으로 설정되었을 경우에 도 6C에 나타낸 대응표가 선택되어 있으면 제 1 목표 엔진 회전수(N1)(1700rpm)에 대응한 제 2 목표 엔진 회전수(N2)(1600rpm)를 설정할 수 있다. 즉, 낮은 회전수로 설정된 제 1 목표 엔진 회전수(N1)로부터 더욱 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 설정할 때의 내림 폭을 선택할 수 있다.

그리고, 조작하는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 따라 각각 대응한 대응표를 선택함으로써 연료 다이얼(4)에 의해 설정된 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 대응한 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 설정할 수 있다.

이와 같이 하여, 도 6A~도 6C에서 나타내는 대응표 중에서 선택한 대응표에 의거해서 도 4에 나타내는 바와 같이 연료 다이얼(4)의 지령값(37)으로 설정한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 대응한 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 고속 제어 영역 선택 연산부(32)에 있어서 설정하게 된다. 그 때문에, 고속 제어 영역 선택 연산부(32)는 연료 다이얼(4)의 지령값(37)으로 설정한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)로부터 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 설정하는 제 1 설정 수단으로서의 기능을 구비하고 있다.

예컨대, 암 굴삭만의 조작을 단독으로 행할 경우, 암 조작과 버킷 굴삭의 조작을 동시에 행할 경우, 버킷 굴삭만을 단독으로 행할 경우 등에 따라 도 6A~도 6C에서 나타내는 대응표 중에서 해당하는 대응표를 선택할 수 있다.

이 대응표를 이용함으로써 제 1 목표 엔진 회전수(N1)보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로 설정할 수 있다. 그리고, 유압 액츄에이터를 조작할 때에 유압 펌프의 펌프 용량이 최대 펌프 용량의 예컨대 85% 이하인 상태에서 사용할 수 있을 때에는 제 2 목표 엔진 회전수를, 예컨대 도 6C에서 나타내는 대응표에 의거해서 더욱 낮은 회전수로 설정할 수 있다.

도 8은 별도의 실시예에 대해서 설명하고 있는 것이다. 그리고, 도 7에는 나타내어져 있지 않은 유압 펌프(6)의 최대 펌프 용량에 대한 펌프 용량(D)의 비율을 도 8에서는 가로축으로서 나타내고 있다. 그리고, 최대 펌프 용량에 대한 펌프 용량(D)의 비율과 제 1 목표 엔진 회전수(N1) 및 제 2 목표 엔진 회전수(N2)와의 관계를 나타내고 있다.

이 도 8을 이용해서 도 7의 설명과 일부 중복되지만 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 관한 설명을 더 계속한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 예컨대 소정 유압 액츄에이터에 대한 조작을 행할 때에 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 상관 없이 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 설정했을 경우에는 1800rpm이 설정될 경우를 예로 들어서 설명한다.

제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 1800rpm으로 설정했을 때 이 조작에서 필요로 되는 유압 펌프의 펌프 용량(D)은 1800rpm의 선 상에 있어서 실선의 동그라미로 둘러싼 위치에 있어서의 펌프 용량(D)인 것으로 가정한다. 즉, 유압 펌프의 펌프 용량(D)이 최대 펌프 용량의 85% 정도인 상태에 있어서 이 조작을 행할 수 있는 것으로 한다. 여기서, 제 1 목표 엔진 회전수(N1)인 2100rpm으로부터 목표 엔진 회전수(N)가 감소를 개시하는 펌프 용량(D)은 95%[제 2 펌프 용량(D2)]이다.

그래서, 최대 펌프 용량의 85%정도까지밖에 사용되고 있지 않은 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)을 최대 펌프 용량의, 예컨대 88%까지 증대시키면 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로서는, 예컨대 1800rpm으로부터 1700rpm까지 낮게 할 수 있다.

여기서, 도 8의 실시예에서는 제 2 목표 엔진 회전수를 더욱 낮게 설정하기 위해서 제 1 펌프 용량(D1)과 제 2 펌프 용량(D2)을 연결하는 라인의 경사가 커지고 있다. 즉, 제 2 목표 엔진 회전수를 더욱 낮은 회전수로 설정해도 제 1 펌프 용량(D1)의 값은 작게 되어 있지 않아 거의 동일한 값이 되어 있다.

도 8의 실시예에서는 도 7의 실시예와 비교해서 제 2 목표 엔진 회전수를 더욱 낮은 회전수로 설정하는 것을 중시한 구성으로 되어 있다.

이어서, 도 9에서 나타낸 제어 플로우에 대해서 설명을 행한다.

도 9의 스텝 S1에 있어서 컨트롤러(7)는 조작되는 조작 레버에 대한 검출 신호에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합 판별부(34)로부터의 정보를 판독하면 스텝 S2로 이동한다.

스텝 S2에서는 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합 판별부(34)로부터의 정보에 의거해서 도 10A의 Table1 또는 도 6A~도 6C에 나타낸 제 1 목표 엔진 회전수(N1), 제 2 목표 엔진 회전수(N2)의 대응표 후보 중에서 해당하는 대응표를 선택한다.

제 1 목표 엔진 회전수(N1)를, 예컨대 엔진의 정격 회전수로 고정했을 때에는 이 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 대응한 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 도 7에 나타내는 바와 같이 조작하는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 따라 설정할 수 있다. 그래서, 연료 다이얼(4)의 조작에 의해 제 1 목표 엔진 회전수(N1)가 예컨대 엔진(2)의 정격 회전수보다 낮은 회전수로 설정되었을 경우에는 도 10A의 Table1 또는 도 6A~도 6C에 나타낸 대응표를 이용함으로써 가변으로 한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)보다 낮은 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 설정할 때의 내림 폭을 선택할 수 있다. 또한, 도 6A~도 6C는 도 10A의 Table1을 확대한 것이다.

즉, 조작하는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 따라 각각 대응한 대응표를 선택함으로써 가변으로 한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 대응한 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 선택할 수 있다. 대응표의 선택을 행하면 스텝 S3으로 이동한다.

스텝 S3에서는 컨트롤러(7)는 연료 다이얼(4)의 지령값(37)을 판독한다. 컨트롤러(7)가 연료 다이얼(4)의 지령값(37)을 판독하면 스텝 S4로 이동한다.

스텝 S4에서는 컨트롤러(7)는 판독한 연료 다이얼(4)의 지령값(37)에 따라 제 1 목표 엔진 회전수(N1)를 설정하고, 설정한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 의거해서 고속 제어 영역(F1)을 설정한다.

또한, 판독한 연료 다이얼(4)의 지령값(37)에 따라 엔진(2)의 제 1 목표 엔진 회전수(N1)를 최초에 설정한다는 취지의 설명을 행하고 있지만 최초에 고속 제어 영역(F1)을 설정하여 설정한 고속 제어 영역(F1)에 대응해서 제 1 목표 엔진 회전수(N1)를 설정할 수도 있다. 또는, 판독한 연료 다이얼(4)의 지령값(37)에 따라 제 1 목표 엔진 회전수(N1)와 고속 제어 영역(F1)을 동시에 설정할 수도 있다.

도 3에서 나타내는 바와 같이, 제 1 목표 엔진 회전수(N1) 및 고속 제어 영역(F1)이 설정되면 스텝 S5로 이동한다.

스텝 S5에서는 도 10A의 Table1 또는 도 6A~도 6C에 나타낸 대응표로부터 선택한 대응표에 의거해서 제 1 목표 엔진 회전수(N1), 고속 제어 영역(F1)에 대응한 제 2 목표 엔진 회전수(N2), 목표 엔진 회전수(N2)에 대응한 고속 제어 영역(F2)을 설정한다.

또한, 도 10A의 Table1 및 도 6A~도 6C에서 나타내고 있는 회전수의 수치는 예시이며 건설기계에 따라 적절하게 설정할 수 있는 것이다.

고속 제어 영역(F2)이 컨트롤러(7)에 의해 결정되면 스텝 S6으로 이동한다.

스텝 S6에서는 펌프 용량(D)로부터 목표 엔진 회전수(N)를 설정하는 Table2(도 10B)와, 엔진 출력 토크(T)로부터 목표 엔진 회전수(N)를 설정하는 Table3(도 10C)을 이하와 같이 보정한다.

도 10B의 Table2 및 도 10C의 Table3에 있어서의 목표 엔진 회전수(N)는 제 1 목표 엔진 회전수(N1)가 상한값으로서 설정되고, 제 2 목표 엔진 회전수(N2)가 하한값으로서 설정된다. 그 결과, 도 10B의 Table2 및 도 10C의 Table3은 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 따라 도 11, 도 12에 나타낸 바와 같은 대응 관계가 되도록 보정된다.

스텝 S7에서는 설정한 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 따른 고속 제어 영역(F2)에서 엔진(2)의 구동 제어를 개시해서 스텝 S8 또는 스텝 S11로 이동한다.

검출한 펌프 용량(D)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)로 엔진(2)의 구동 제어가 행해질 때에는 스텝 S8로부터 스텝 S10의 제어가 행해진다. 검출한 엔진 출력 토크(T)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)로 엔진(2)의 구동 제어가 행해질 때에는 스텝 S11로부터 스텝 S14의 제어가 행해진다.

최초에, 스텝 S8~스텝 S10에서 있어서의 검출한 펌프 용량에 대응한 목표 엔진 회전수를 구하는 제어 스텝에 대해서 설명한다.

스텝 S8에서는 사판각 센서(39)로 검출한 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)이 판독된다. 스텝 S8에 있어서 펌프 용량(D)이 판독되면 스텝 S9로 이동한다.

스텝 S9에서 있어서의 검출한 펌프 용량(D)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)를 구하는 제어의 개략은 다음과 같다. 즉, 도 11에서 나타내는 바와 같이, 엔진의 구동 제어가 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 의거해서 제어되어 있을 때에는 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)이 소정의 제 1 펌프 용량(D1)이 될 때까지는 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 의거한 제어가 행해진다.

검출한 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)이 제 1 펌프 용량(D1) 이상이 되었을 때에는 도 11에서 나타내는 바와 같은 미리 설정한 펌프 용량(D)과 목표 엔진 회전수(N)의 대응 관계에 의거해서 검출한 펌프 용량(D)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)가 구해지게 된다. 그리고 이 때에는 엔진(2)의 구동 제어로서는 구한 목표 엔진 회전수(Nn)가 되도록 제어되게 된다.

그리고, 목표 엔진 회전수(Nn)가 제 1 목표 엔진 회전수(N1) 또는 제 2 목표 엔진 회전수(N2)가 될 때까지의 사이는 검출한 펌프 용량(Dn)에 대응한 목표 엔진 회전수(Nn)를 항상 구해 가게 되고, 구한 목표 엔진 회전수(Nn)로 엔진(2)의 구동을 항상 제어하게 된다. 또한, 이 제어에 있어서 고속 제어 영역 선택 연산부(32)는 제 2 목표 엔진 회전수를 하한값으로 해서 검출 수단에 의해 검출되는 펌프 용량에 대응한 목표 엔진 회전수를 설정하는 제 2 설정 수단으로서의 기능을 구비하고 있다.

예컨대, 현시점에 있어서의 검출한 펌프 용량(D)이 펌프 용량(Dn)일 때에는 목표 엔진 회전수(N)로서는 목표 엔진 회전수(Nn)로서 구할 수 있다. 그리고, 펌프 용량(Dn)의 상태로부터 펌프 용량(Dn+1)의 상태로 변화된 것이 검출되면 도 11로부터 펌프 용량(Dn+1)에 대응한 목표 엔진 회전수(Nn+1)가 새롭게 구해진다. 그리고, 새롭게 구해진 목표 엔진 회전수(Nn+1)가 되도록 엔진(2)에 대한 구동 제어가 행해진다.

검출된 펌프 용량(D)이 소정의 제 2 펌프 용량(D2)이 되었을 때에는 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 의거해서 엔진(2)의 구동 제어가 행해지게 된다. 그리고, 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 의거해서 엔진(2)의 구동 제어가 행해지고 있을 때에는 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)이 제 2 펌프 용량(D2) 이하가 될 때까지는 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 의거해서 엔진(2)의 구동 제어가 계속해서 행해지게 된다.

도 9로 돌아와서 제어 스텝 S9에 관한 설명을 계속한다. 스텝 S9에 있어서 도 10B의 Table2에서 나타내는 미리 설정한 펌프 용량(D)과 목표 엔진 회전수(N)의 대응 관계에 의거해서 검출한 펌프 용량(D)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)가 구해지면 스텝 S10으로 이동한다. 스텝 S10에서는 유압 펌프(6)의 펌프 용량의 변화율, 펌프 토출 압력의 변화율, 또는 엔진 출력 토크(T)의 변화율에 따라 목표 엔진 회전수(N)의 값을 수정한다. 즉, 이들 변화율, 즉 증가하는 정도가 높을 때에는 목표 엔진 회전수(N)를 높은 쪽으로 수정시킬 수도 있다.

또한, 스텝 S10으로서 목표 엔진 회전수(N)의 값을 수정하는 제어 스텝을 기재하고 있지만 스텝 S10의 제어를 스킵하도록 구성해 둘 수도 있다.

이어서, 스텝 S11~스텝 S14에서 있어서의 검출한 엔진 출력 토크에 대응한 목표 엔진 회전수를 구하는 제어 스텝에 대해서 설명한다.

스텝 S11에 있어서 사판각 센서(39)로부터의 검출 신호와 펌프 압력 센서(38)로부터의 검출 신호를 판독하면 스텝 S12로 이동한다.

스텝 S12에서는 스텝 S11에 있어서 판독한 펌프 용량 및 펌프 압력의 검출 신호에 의거해서 엔진 출력 토크(T)를 산출한다. 엔진 출력 토크(T)가 산출되면 스텝 S13으로 이동한다.

스텝 S13에서 있어서의 검출한 엔진 출력 토크(T)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)를 구하는 제어의 개략은 다음과 같다. 즉, 도 12에서 나타내는 바와 같이, 엔진의 구동 제어가 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 의거해서 제어되어 있을 때에는 검출된 엔진 출력 토크(T)가 소정의 제 1 엔진 출력 토크(T1)가 될 때까지는 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 의거한 제어가 행해진다.

검출된 엔진 출력 토크(T)가 제 1 엔진 출력 토크(T1) 이상이 되었을 때에는 도 12에서 나타내는 바와 같은 미리 설정한 엔진 출력 토크(T)와 목표 엔진 회전수(N)의 대응 관계에 의거해서 검출한 엔진 출력 토크(T)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)가 구해지게 된다. 그리고 이 때에는 엔진(2)의 구동 제어로서는 구한 목표 엔진 회전수(N)가 되도록 제어되게 된다.

그리고, 목표 엔진 회전수(N)가 제 1 목표 엔진 회전수(N1) 또는 제 2 목표 엔진 회전수(N2)가 될 때까지의 사이는 검출한 엔진 출력 토크(T)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)가 항상 구해져 가게 되고, 구한 목표 엔진 회전수(N)에 의해 엔진(2)의 구동 제어가 행해진다. 또한, 이 제어에 있어서 고속 제어 영역 선택 연산부(32)는 제 2 목표 엔진 회전수를 하한값으로 해서 검출 수단에 의해 검출되는 엔진 출력 토크에 대응한 목표 엔진 회전수를 설정하는 제 2 설정 수단으로서의 기능을 구비하고 있다.

예컨대, 현시점에 있어서의 검출한 엔진 출력 토크(T)가 엔진 출력 토크(Tn)일 때에는 목표 엔진 회전수(N)로서는 목표 엔진 회전수(Nn)가 구해진다. 그리고, 엔진 출력 토크(T)가 엔진 출력 토크(Tn)의 상태로부터 엔진 출력 토크(Tn+1)의 상태로 변화된 것이 검출되면 엔진 출력 토크(Tn+1)에 대응한 목표 엔진 회전수(Nn+1)가 새롭게 구해진다. 그리고, 새롭게 구해진 목표 엔진 회전수(Nn+1)가 되도록 엔진(2)에 대한 구동 제어가 행해진다.

검출된 엔진 출력 토크(T)가 소정의 제 2 엔진 출력 토크(T2)가 되었을 때에는 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 의거해서 엔진(2)의 구동 제어가 행해지게 된다. 그리고, 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 의거해서 엔진(2)의 구동 제어가 행해지고 있을 때에는 검출한 엔진 출력 토크(T)가 제 2 엔진 출력 토크(T2) 이하가 될 때까지는 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 의거해서 엔진(2)의 구동 제어가 계속해서 행해지게 된다.

이 결과, 검출된 엔진 출력 토크(T)에서 대응한 목표 엔진 회전수(N)를 구해서 엔진(2)의 구동 제어를 행함으로써 도 13에서 나타내는 바와 같이 엔진 출력 토크 특성 라인 상에서 엔진(2)이 출력할 수 있는 최대 마력점(K1)을 통과시킬 수 있다.

도 9로 돌아와서 제어 스텝 S13에 관한 설명을 계속한다. 스텝 S13에 있어서 미리 설정한 엔진 출력 토크(T)와 목표 엔진 회전수(N)의 대응 관계를 나타낸 Table3(도 10C)에 의거해서 검출한 엔진 출력 토크(T)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)가 구해지면 스텝 S14로 이동한다.

스텝 S14에서는 유압 펌프(6)의 펌프 용량의 변화율, 펌프 토출 압력의 변화율, 또는 엔진 출력 토크(T)의 변화율에 따라 목표 엔진 회전수(N)의 값을 수정한다. 즉, 이들 변화율, 즉 증가하는 정도가 높을 때에는 목표 엔진 회전수(N)를 높은 쪽으로 수정시킬 수도 있다.

또한, 스텝 S14로서 목표 엔진 회전수(N)의 값을 수정하는 제어 스텝을 기재하고 있지만 스텝 S14의 제어를 스킵하도록 구성해 둘 수도 있다.

검출한 펌프 용량(D)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)와, 검출한 엔진 출력 토크(T)에 대응한 목표 엔진 회전수(N) 중에서 높은 쪽의 목표 엔진 회전수를 사용할 경우에는 스텝 S8~스텝 S10의 제어와 스텝 S11~스텝 S14 양쪽이 행해진다. 이 경우에는 스텝 S10 및 스텝 S14의 스텝이 종료한 후에 스텝 S15의 제어가 행해진다.

검출한 펌프 용량(D)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)에 의해 엔진(2)의 구동 제어를 행할 경우나 검출한 엔진 출력 토크(T)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)에 의해 엔진(2)의 구동 제어를 행할 경우에는 스텝 S15의 제어를 스킵해서 스텝 S16으로 이동한다. 즉, 스텝 S8~스텝 S10의 제어 또는 스텝 S12~스텝 S14의 제어 중 어느 한쪽만을 행할 경우에는 스텝 S15의 제어를 스킵해서 스텝 S16으로 이동한다.

스텝 S15에서는 검출한 펌프 용량(D)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)와 검출한 엔진 출력 토크(T)에 대응한 목표 엔진 회전수(N) 중에서 높은 쪽의 목표 엔진 회전수가 선택된다. 높은 쪽의 목표 엔진 회전수가 선택되면 스텝 S16으로 이동한다.

스텝 S16은 목표 엔진 회전수(N)를 이용해서 엔진의 구동 제어를 행하게 하기 때문에 도 4에서 나타내는 고속 제어 영역 선택 연산부(32)로부터 고속 제어 영역 지령값(33)이 출력되도록 한다. 또한, 이 제어에 있어서 고속 제어 영역 선택 연산부(32)는 제 2 설정 수단으로부터 구한 목표 엔진 회전수가 되도록 연료 분사 장치(3)를 제어하는 제어 수단으로서의 기능을 구비하고 있다. 스텝 S16에서의 제어가 행해지면 스텝 S1에서의 제어로 돌아와서 제어가 반복해서 행해지게 된다.

이어서, 작업시에 있어서의 제어에 대해서 도 1을 이용해서 개략적으로 설명한다. 즉, 작업자가 조작 레버(11a)를 깊게 조작하여 유압 셔블의 작업기 속도를 증속시키려고 했을 경우에 대해서 펌프 용량(D)을 검출해서 행하는 제어에 대해서 설명을 행한다. 엔진 출력 토크(T)를 검출해서 행하는 제어에 대한 설명은 생략하지만 펌프 용량(D)을 검출하는 제어와 같은 제어가 행해지게 된다.

도 1에 있어서의 조작 레버(11a)가 깊게 조작되고, 이것에 의해 제어 밸브(9)가 예컨대 (I) 위치로 스위칭된 것으로 하면 제어 밸브(9)의 (I) 위치에 있어서의 개구 면적(9a)은 증대하고, 토출 유로(25)에 있어서의 펌프 토출압과 파일럿 유로(28)에 있어서의 부하압의 차압은 저하된다. 이 때, 로드 센싱 제어 장치로서 구성되어 있는 펌프 제어 장치(8)는 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D)을 증대하는 방향으로 작동한다.

따라서, 조작되는 유압 액츄에이터에서 필요로 되는 요구 유량은 조작 레버(11a)에 대응하는 제어 밸브(9)의 개구 면적(9a)에 의해 결정할 수 있다. 그리고, 조작되는 유압 액츄에이터에서 필요로 되는 최대 요구 유량은 조작 레버(11a)에 의해 조작되는 제어 밸브(9)의 최대 개구 면적에 의해 결정할 수 있다. 또한, 조작되는 복수의 유압 액츄에이터에서 필요로 되는 요구 유량은 1개 또는 복수개의 조작 레버(11a)에 대응하는 복수의 제어 밸브(9)의 개구 면적(9a)의 총합에 의해 결정할 수 있다. 그리고, 조작되는 복수의 유압 액츄에이터에서 필요로 되는 최대 요구 유량은 조작되는 복수의 제어 밸브(9) 각각의 최대 개구 면적의 총합에 의해 결정할 수 있다.

또한, 제 1 펌프 용량(D1)은 유압 펌프(6)에 있어서의 최대 펌프 용량보다 작은 펌프 용량으로서 설정해 둘 수 있다. 이하에서는 제 1 펌프 용량(D1)로서 소정의 펌프 용량을 설정했을 경우를 예로 들어서 설명을 행하기로 한다. 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 제 1 펌프 용량(D1) 상태까지 증대하면 목표 엔진 회전수(N)를 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로부터 도 11에서 나타내는 바와 같은 검출한 펌프 용량(D)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)의 제어가 행해진다.

제 1 목표 엔진 회전수(N1)나 고속 제어 영역(F1)은 연료 다이얼(4)의 설정에 의해 설정할 수 있다. 그리고, 예컨대 엔진의 정격 회전으로 한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)와 제 2 목표 엔진 회전수(N2)의 대응 관계는 조작 레버(11a)에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 따라 설정할 수 있다.

조작 레버(11a)에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합이 정해지고, 연료 다이얼(4)의 설정에 의해 제 1 목표 엔진 회전수(N1)가 선택되었을 때에는 도 10A의 Table1에 있어서의 대응표를 이용해서 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로의 내림 폭을 설정할 수 있다.

이와 같이 하여 설정한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)와 제 2 목표 엔진 회전수(N2)의 대응 관계로부터 도 10B의 Table2 및 도 10C의 Table3에 있어서의 제 1 목표 엔진 회전수(N1)와 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 보정할 수 있다.

그리고, 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 대응한 고속 제어 영역(F2)에 따라 엔진 구동 제어를 행할 수 있다. 고속 제어 영역(F2)에 있어서 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 제 1 펌프 용량(D1)이 된 상태로부터 작업기 속도를 증속시키기 위해 작업자가 조작 레버(11a)를 더욱 깊게 조작했을 때에는 도 12에 나타낸 바와 같은 검출한 펌프 용량(D)에 대응한 목표 엔진 회전수(N)가 되도록 엔진(2)의 구동 제어가 행해지게 된다. 그리고, 이 때, 고속 제어 영역(F2)으로부터 고속 제어 영역(F1)의 사이에서 순차적으로 최적의 고속 제어 영역으로 시프트하는 제어가 행해지게 된다.

제 1 펌프 용량(D1)이나 제 2 펌프 용량(D2)의 값으로서는 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합에 따라 각각 설정해 둘 수 있다. 또한, 제 1 펌프 용량(D1)의 값으로서는 제 1 목표 엔진 회전수(N1)보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 설정할 때의 내림 폭이 클수록 작게 할 수 있다.

고속 제어 영역(F1)까지의 시프트가 행해진 후에 유압 액츄에이터(10)의 부하가 증대했을 경우 엔진 출력 토크는 상승한다. 고속 제어 영역(F1)에 있어서 유압 액츄에이터(10)의 부하가 증대했을 경우에는 엔진 출력 토크는 최대 마력점(K1)까지 상승한다. 또한, 고속 제어 영역(F1)과 고속 제어 영역(F2) 사이에서 유압 액츄에이터(10)의 부하가 증대해서 엔진 출력 토크(T)가 최대 토크선(R)까지 상승했을 경우나 고속 제어 영역(F1)으로부터 최대 마력점(K1)까지 상승했을 경우에는 그 후는 최대 토크선(R) 상에서 엔진 회전수와 엔진 출력 토크가 매칭한다.

이와 같이 추이할 수 있으므로 고속 제어 영역(F1)까지의 시프트가 행해졌을 경우에는 작업기는 종래와 같이 최대 마력을 흡수할 수 있다.

즉, 고속 제어 영역(F2)으로부터 고속 제어 영역(F1)으로 시프트했을 경우에는, 예컨대 도 3의 점선(L1)을 따라 최대 토크선(R)을 향해서 상승하는 제어가 행해지게 된다. 또한, 점선(L2)의 상태는 고속 제어 영역(F2)으로부터 고속 제어 영역(F1)으로 시프트하고 있는 도중의 고속 제어 영역(Fn)으로부터 직접 최대 토크선(R)을 향해서 상승하는 제어를 나타내고 있다. 점선(L3)의 화살표로 나타낸 상태가 종래부터 행해지고 있는 고속 제어 영역(F1)의 상태 그대로 제어가 행해졌을 경우의 형태를 나타내고 있다. 또한, 고속 제어 영역(Fn)은 검출한 펌프 용량(D) 또는 검출한 엔진 출력 토크(T)의 값에 의해 목표 엔진 회전수(N)가 변동하기 때문에 고속 제어 영역(Fn)도 변동하게 된다.

상술한 실시예에서는 유압 회로로서 로드 센싱 제어 장치를 구비한 유압 회로의 예로 설명을 행하였다. 그러나, 유압 회로가 오픈 센터 타입으로서 구성되어 있었을 경우이여도 마찬가지로 행할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 엔진의 연비 효율을 높여서 연료 다이얼(4)에 의한 지령값에 대응해서 설정한 제 1 목표 엔진 회전수(N1)에 따라 고속 제어 영역(F1)을 설정하고, 설정한 제 1 목표 엔진 회전수(N1), 고속 제어 영역(F1)에 따라 미리 설정한 저회전역측의 제 2 목표 엔진 회전수(N2) 및 고속 제어 영역(F2)을 설정하고, 제 2 목표 엔진 회전수(N2) 또는 고속 제어 영역(F2)에 의거해서 엔진의 구동 제어를 개시할 수 있다.

또한, 작업자가 조작하는 조작 레버(11a)의 종류 또는 조작 레버(11a)에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 조합에 따라 미리 설정한 대응표를 이용해서 제 1 목표 엔진 회전수(N1)를 제 2 목표 엔진 회전수(N2)로 내릴 때의 내림 폭을 설정할 수 있다.

이와 같이 본원 발명에서는 큰 펌프 용량을 필요로 하지 않는 영역 또는 높은 엔진 출력 토크를 필요로 하지 않는 영역에서는 저회전역측의 제 2 목표 엔진 회전수(N2)에 의거해서 엔진의 회전을 제어할 수 있고, 또한, 조작 레버(11a)에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 종류 또는 동시에 조작되는 조작 레버(11a)에 의해 조작되는 유압 액츄에이터의 조합에 의해 제 1 목표 엔진 회전수(N1)보다 낮은 제 2 목표 엔진 회전수(N2)를 설정할 때의 내림 폭을 선택할 수 있다. 이것에 의해 엔진의 연비 효율을 매우 높일 수 있다.

또한, 큰 펌프 용량 또는 높은 엔진 출력 토크를 필요로 하는 영역에서는 검출한 펌프 용량(D) 또는 엔진 출력 토크(T)에 따라 미리 설정한 목표 엔진 회전수(N)가 되도록 엔진의 구동 제어를 행하게 할 수 있고, 작업기를 조작함에 있어서 필요로 되는 작업 속도를 충분히 얻을 수 있다.

또한, 유압 펌프의 대용량 상태로부터 펌프 용량(D)을 감소시켜 갈 때 또는 엔진의 고출력 상태로부터 엔진 출력 토크(T)를 감소시켜 갈 때에도 검출한 펌프 용량(D) 또는 엔진 출력 토크(T)에 따라 미리 설정한 목표 엔진 회전수(N)가 되도록 엔진의 구동 제어를 행하게 함으로써 연비의 향상을 도모할 수 있다.

<산업상 이용가능성>

본 발명은 건설기계의 엔진에 대한 엔진 제어에 대해서 본 발명의 기술 사상을 적용할 수 있다.

2 … 엔진 3 … 연료 분사 장치
4 … 연료 다이얼(지령 수단) 6 … 가변용량형 유압 펌프
7 … 컨트롤러 8 … 펌프 제어 장치
9 … 제어 밸브 10 … 유압 액츄에이터
11 … 조작 레버 장치 11a … 조작 레버
12 … 서보 실린더 17 … LS 밸브
32 … 고속 제어 영역 선택 연산부
34 … 조작되는 유압 액츄에이터의 종류ㆍ조합 판별부
40 … 압력 센서 F1,F2,Fa~Fc … 고속 제어 영역
A … 제 2 설정 위치 B … 제 1 설정 위치
Nh … 정격 회전수 K1 … 최대 마력점
K3 … 최대 토크점 R … 최대 토크선
M … 등연비곡선

Claims (4)

1. 엔진에 의해 구동되는 가변용량형 유압 펌프와,
   상기 유압 펌프로부터의 토출 압유에 의해 구동되는 복수의 유압 액츄에이터와,
   상기 유압 펌프로부터 토출된 압유를 제어해서 상기 복수의 유압 액츄에이터에 각각 급배하는 복수의 제어 밸브와,
   상기 복수의 제어 밸브를 제어하는 적어도 1개의 조작 레버와,
   상기 유압 펌프의 펌프 용량을 검출하는 검출 수단과,
   상기 엔진에 공급하는 연료를 제어하는 연료 분사 장치와,
   가변으로 지령할 수 있는 지령값 중에서 하나의 지령값을 선택해서 지령하는 지령 수단과,
   상기 지령 수단에 의해 지령된 지령값에 따라 제 1 목표 엔진 회전수를 설정하고, 상기 제 1 목표 엔진 회전수에 의거해서 상기 제 1 목표 엔진 회전수보다 낮은 회전수인 제 2 목표 엔진 회전수를 설정하는 제 1 설정 수단과,
   상기 제 2 목표 엔진 회전수를 하한값으로 해서 펌프 용량에 대응한 목표 엔진 회전수를 설정하는 제 2 설정 수단과,
   상기 제 2 설정 수단으로부터 구한 상기 목표 엔진 회전수가 되도록 상기 연료 분사 장치를 제어하는 제어 수단을 구비하고;
   상기 제 1 설정 수단에는 상기 조작 레버에 의해 조작되는 상기 유압 액츄에이터의 종류 또는 상기 조작 레버에 의해 조작되는 상기 복수의 유압 액츄에이터의 조합에 따라 상기 제 1 목표 엔진 회전수에 대한 상기 제 2 목표 엔진 회전수의 내림 폭이 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내림 폭의 값은 상기 조작 레버에 의해 조작되는 상기 유압 액츄에이터의 종류에 따라 요구되는 최대 요구 유량 또는 상기 조작 레버에 의해 조작되는 상기 복수의 유압 액츄에이터의 조합에 의해 요구되는 최대 요구 유량에 따라 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 설정 수단에 있어서는 펌프 용량에 대응하여 상기 목표 엔진 회전수를 상기 제 2 목표 엔진 회전수로부터 증가시키는 제어가 상기 내림폭이 클수록 펌프 용량의 작은 값으로부터 개시되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   엔진 출력 토크를 검출하는 검출 수단을 더 구비하고,
   상기 제 2 설정 수단은 상기 제 2 목표 엔진 회전수를 하한값으로 해서 펌프 용량 또는 엔진 출력 토크에 대응한 목표 엔진 회전수를 설정하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어 장치.

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