KR20020079393A - Controller for hydraulic drive system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 예컨대 유압 셔블의 유압구동계를 제어하는 유압구동제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic drive control device for controlling a hydraulic drive system of a hydraulic excavator, for example.
종래에는, 예컨대 유압 셔블(shovel)과 같은 건설기계에 있어서는, 연료분사펌프에 의한 연료분사 량의 조정에 의하여 제어되는 엔진(내연기관)과 이 엔진에 의하여 구동되는 가변용량형 유압펌프를 갖추어 그의 가변용량형 유압펌프로부터 토출(吐出)되는 유압유(油壓油)에 의하여 붐, 암(arm) 및 버킷(bucket) 등의 각종 작업기를 구동하도록 되어 있다. 여기에서, 상기 가변용량형 유압펌프(가변유압펌프)의 토출 유량을 제어하는 제어장치로서는 이 가변유압펌프의 사판각도(斜板角度)를 조정하는 서보밸브(servo valve)에 대하여 유압 유를 공급하는 유압회로 중에 제어밸브를 설치하고 이 제어밸브를 상기 가변유압펌프의 토출 압력에 따라 조정하여 그 가변유압펌프의 토출 량을 제어하고 이에 의하여 가변유압펌프의 입력토크를 일정하게 제어하도록 되어 있는 것이 알려져 있다.Conventionally, for example, in a construction machine such as a hydraulic shovel, an engine (internal combustion engine) controlled by adjustment of fuel injection amount by a fuel injection pump and a variable displacement hydraulic pump driven by the engine are provided. Hydraulic oil discharged from the variable displacement hydraulic pump is used to drive various work machines such as booms, arms, and buckets. Here, as a controller for controlling the discharge flow rate of the variable displacement hydraulic pump (variable hydraulic pump), hydraulic oil is supplied to a servo valve for adjusting the swash plate angle of the variable hydraulic pump. A control valve is installed in the hydraulic circuit, and the control valve is adjusted according to the discharge pressure of the variable hydraulic pump to control the discharge amount of the variable hydraulic pump, thereby controlling the input torque of the variable hydraulic pump to be constant. Known.
이 제어장치에 있어서는 가변유압펌프의 입력토크가 일정 값으로 됨으로서 이 입력토크의 최대 값을 설정된 엔진회전수에 있어서의 엔진의 최대설정출력상태의 정격 점(定格 点)의 토크에 맞는 값으로 설정하도록 되어 있다. 그리고, 실제작업에 있어서 예컨대 중굴삭(heavy duty excavation)과 같은 큰 동력을 필요로 하는 경우에는 엔진의 목표회전수를 최대로 설정하여 가변유압펌프의 입력토크 제한 값을 엔진의 정격출력시의 출력토크 값으로 설정하도록 되어 엔진출력토크가 거의 한계에 달하며, 또, 가변유압펌프의 입력토크가 증가경향에 있는 경우에는 이 가변유압펌프의 입력토크를 엔진의 실 회전수와 목표회전수와의 편차의 증대에 따라 감소되도록 제어된다. 또한, 비교적 작은 동력으로 가능한 작업의 경우에는, 엔진의 목표회전수를 낮게 설정하여, 가변유압펌프의 흡수동력을 저감시켜서 사용하도록되어 있다.In this control apparatus, the input torque of the variable hydraulic pump is a constant value, so that the maximum value of the input torque is set to a value corresponding to the torque of the rated point of the maximum set output state of the engine at the set engine speed. It is supposed to be. In the case of actual work requiring large power, such as heavy duty excavation, the target torque of the engine is set to the maximum, and the input torque limit value of the variable hydraulic pump is output at the rated output of the engine. When the engine output torque is almost at the limit, and the input torque of the variable hydraulic pump tends to increase, the input torque of the variable hydraulic pump is different from the actual rotational speed and the target rotational speed of the engine. It is controlled to decrease with increasing. In addition, in the case of the work which can be performed with relatively small power, the target rotation speed of an engine is set low and the absorption power of a variable hydraulic pump is reduced and used.
그러나, 이와 같은 제어장치에 있어서는, 엔진의 목표회전수가 설정되면 가변유압펌프의 입력토크 제한 값이 한 개의 값으로 결정됨으로서 작업내용 또는 작업환경에 따라서는, 그 입력토크 제한 값이 적절하지 못하여 여러 가지 좋지 않은 결과가 생기는 경우가 있다. 예컨대, 작업 환경 상 소음을 낮게 억제하여 작업하는 경우에는 엔진회전수를 낮추어, 작업할 필요가 있으나, 이와 같이 엔진의 회전수를 낮추면 그에 비례하여 액추에이터(actuator)에 공급되는 유압유의 최대공급량이 저하됨으로서 액추에이터의 최대속도가 저하하여 작업능률이 저하되어 버린다.However, in such a control device, when the target rotational speed of the engine is set, the input torque limit value of the variable hydraulic pump is determined as one value, and according to the contents of the work or the working environment, the input torque limit value is not appropriate. There are times when you get bad results. For example, in the case of working with a low noise in the working environment, it is necessary to work by lowering the engine speed, but if the engine speed is lowered in this way, the maximum amount of the hydraulic oil supplied to the actuator decreases in proportion to the engine speed. As a result, the maximum speed of the actuator decreases, resulting in a decrease in work efficiency.
이와 같은 문제점에 대처하는 것으로서 엔진의 출력토크에 대응하는 가변유압펌프의 입력토크의 최대 값을 조작자가 작업모드에 따라서 복수의 값 중에서 선택하여 지정할 수 있도록 하고, 이 선정된 입력토크의 최대 값과 검출된 가변유압펌프의 토출 압력으로부터, 선정한 입력토크 최대 값에 대응하는 토출 량 제어수단의 목표 변위(變位)를 설정하도록 한 유압펌프구동계 제어장치가 있다(일본 국 특공헤이세이4-59457호 공보참조).In response to this problem, the operator can select the maximum value of the input torque of the variable hydraulic pump corresponding to the output torque of the engine according to the working mode and select the maximum value of the selected input torque and There is a hydraulic pump drive system control device for setting a target displacement of the discharge amount control means corresponding to the selected input torque maximum value from the discharge pressure of the detected variable hydraulic pump (Japanese Patent Application No. Heisei 4-59457). See publication).
그러나 상기 일본국 특허공보 특공헤이세이4-59457호에 기재한 제어장치에서는 조작자가 어느 특정한 작업모드를 선택하면 그 작업모드에 대응하여 가변유압펌프의 입력토크 최대 값이 소정 값으로 설정되기 때문에, 예를 들면 중굴삭의 작업모드에 있어서 굴삭작업에 의하여 버킷 내에 담겨진 토사를 쏟아 낸 후, 재차 붐을 선회시키면서 하강시켜 가는 동작, 소위 「다운선회」라고 칭하는 동작을 행한 경우에, 버킷에는 자체중량낙하에 의하여 하강력(下降力)이 작용함으로서 가변유압펌프에 과외의 일을 시키게 되어, 쓸데없는 연료소비가 되어 연비가 악화되는 요인이 되어버린다. 요컨대, 이러한 종래의 장치에서는 조작 자에 의하여 작업모드가 한번 설정되면 그 작업모드에서 작업내용이 바뀌어도 가변유압펌프의 입력토크 최대 값은 변하지 않음으로 작업내용에 따라서는 쓸데없는 연료소비가 발생하는 문제점이 있다.However, in the control apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-59457, when the operator selects a particular work mode, the maximum input torque of the variable hydraulic pump is set to a predetermined value in response to the work mode. For example, in the heavy excavation working mode, when the soil contained in the bucket is poured out by excavating, the bucket is lowered while turning the boom again, so-called "downturning". The lowering force acts as a result of the drop, causing extra work to the variable hydraulic pump, which leads to wasteful fuel consumption and deterioration of fuel economy. In short, in such a conventional apparatus, once the working mode is set by the operator, the maximum input torque value of the variable hydraulic pump does not change even if the working contents are changed in the working mode, which causes unnecessary fuel consumption depending on the working contents. There is this.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로 작업내용에 따라서 가변유압펌프의 최적한 출력특성을 자동적으로 얻을 수가 있어 이로 인해 연비의 저감을 기할 수가 있는 유압구동제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an hydraulic drive control device capable of automatically obtaining optimum output characteristics of a variable hydraulic pump according to the contents of the operation, thereby reducing fuel consumption. .
본 발명의 목적에 따른 상기 문제를 해결하기 위한 수단을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the means for solving the above problems according to the object of the present invention will be described in detail.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유압구동제어장치는, 엔진에 의하여 구동되는 가변용량형 유압펌프와, 이 유압펌프로부터 토출 되는 유압유에 의하여 구동되는 작업기와, 상기 유압펌프의 토출 유량을 제어하는 토출 량 제어수단과, 상기 유압펌프의 토출압에 따라서 그 유압펌프의 입력토크가 거의 일정하게 되도록 상기 토출 량 제어수단을 제어하는 컨트롤러를 갖춘 유압구동제어장치에 있어서,In order to achieve the object of the present invention, the hydraulic drive control apparatus according to the present invention includes a variable displacement hydraulic pump driven by an engine, a work machine driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and a discharge flow rate of the hydraulic pump. In the hydraulic drive control device having a discharge amount control means for controlling the discharge amount and the controller for controlling the discharge amount control means so that the input torque of the hydraulic pump is substantially constant in accordance with the discharge pressure of the hydraulic pump,
조작 자에 의하여 조작되는 조작레버와, 이 조작레버에 의한 상기 작업기의 특정한 조작상태를 검출하여 상기 컨트롤러에 그 검출신호를 송신하는 특정조작상태지시수단을 가지고 있으며, 상기 컨트롤러는 상기 특정조작상태지시수단으로부터신호에 따라 상기 유압펌프의 입력토크의 최대 값을 소정 값으로 설정하는 최대 값 설정수단을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 것이다(제1발명).An operation lever operated by an operator, and a specific operation state instructing means for detecting a specific operation state of the work machine by the operation lever and transmitting the detection signal to the controller, wherein the controller indicates the specific operation state And a maximum value setting means for setting the maximum value of the input torque of the hydraulic pump to a predetermined value in accordance with a signal from the means (first invention).
본 발명에 의하면 조작 자에 의하여 조작되는 조작레버에 의한 작업기의 특정한 조작상태가 검출되어, 이 조작레버, 다시 말해서 작업기가 특정한 조작상태에 있을 때에 유압펌프의 입력토크의 최대 값이 그 조작상태에 맞추어 소정 값으로 설정된다. 따라서 유압펌프의 입력토크의 최대 값이 작업기의 작업내용에 따라 최적한 값으로 설정되게 되어, 불필요한 연료소비를 없애고 연비의 저감을 기할 수가 있다According to the present invention, a specific operating state of the work machine is detected by the operating lever operated by the operator, so that the maximum value of the input torque of the hydraulic pump when the operating lever, that is, the work machine is in the specific operating state, It is set to a predetermined value accordingly. Therefore, the maximum value of the input torque of the hydraulic pump is set to an optimal value according to the work content of the work machine, thereby eliminating unnecessary fuel consumption and reducing fuel consumption.
본 발명에 있어서, 또한, 상기 작업기에 의하여 행해지는 복수의 작업모드 중 원하는 작업모드를 선택하는 작업모드선택수단과, 이 작업모드선택수단에 의하여 선택된 작업모드에 따라서 엔진의 출력토크특성을 설정하는 출력토크설정수단이 설치되는 것이 바람직하다(제2발명).In the present invention, there is also provided a work mode selection means for selecting a desired work mode among a plurality of work modes performed by the work machine, and setting the output torque characteristic of the engine in accordance with the work mode selected by the work mode selection means. It is preferable that an output torque setting means is provided (second invention).
이렇게 함으로서 작업모드선택수단에 의하여 선택된 작업모드에 따라서 작업에 적합한 엔진출력 토크특성을 얻을 수 있음과 동시에, 이 엔진의 출력토크특성에 대하여, 작업내용에 따른 유압펌프의 입력토크의 최대 값을 얻게됨으로, 작업의 종류뿐만 아니라, 동일 작업 내에서 작업내용이 변경된 경우에도 그 작업내용에 맞는 최적한 펌프 최대토크 값을 얻을 수가 있다.In this way, an engine output torque characteristic suitable for the operation can be obtained according to the operation mode selected by the operation mode selection means, and with respect to the output torque characteristic of the engine, the maximum value of the input torque of the hydraulic pump according to the operation content can be obtained. As a result, the optimum pump maximum torque value suitable for the work can be obtained even if the work is changed in the same work as well as the type of work.
상기 각 발명에 있어서 상기 작업기는 유압셔블의 붐이며, 상기 특정조작상태는 이 붐의 하강조작과 선회조작과의 복합조작상태인 것이 바람직하다(제3발명).In each of the above inventions, the work machine is a boom of a hydraulic excavator, and the specific operation state is preferably a combined operation state of the lowering operation and the turning operation of the boom (third invention).
이와 같이 붐의 하강조작과 선회조작의 복합조작상태(다운선회 상태)에서는버킷이 자체중량으로 강하하는 상태가 됨으로 펌프의 마력을 저하시켜도 작업상 지장이 없으며, 또한, 부조화감 없이 유압펌프의 입력토크를 떨어뜨려 연비의 저감을 기할 수가 있다. 또, 이 다운선회상태에 있어서 상술한 바와 같은 입력토크의 최대값을 설정함으로서, 붐의 움직임이 원활하게 이루어지는 이점도 있다.In this way, the bucket is lowered by its own weight in the combined operation of the boom lowering and swinging operation (down swinging state), so there is no problem in reducing the horsepower of the pump. The torque can be reduced to reduce fuel consumption. In addition, by setting the maximum value of the input torque as described above in this down-turning state, there is an advantage that the boom moves smoothly.
도1은 유압셔블에 적용한 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 유압구동제어장치의 시스템구성도.1 is a system configuration diagram of a hydraulic drive control device according to one embodiment of the present invention applied to a hydraulic excavator.
도2는 펌프입력토크의 한계 값을 설명하는 그래프.2 is a graph illustrating the limit value of the pump input torque.
도3은 본 실시형태에 의한 제어의 처리순서를 도시한 순서도(flow chart).3 is a flow chart showing a processing procedure of the control according to the present embodiment.
〔도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〕[Explanation of symbols for the main parts of the drawings]
1 : 엔진, 2, 3 : 가변용량형 유압펌프 , 4 : 연료분사펌프 5 :거버너,1 engine, 2, 3 variable displacement hydraulic pump, 4 fuel injection pump 5 governor,
6 : 거버너 구동모터, 8 : 컨트롤러(최대 값 설정수단, 출력토크설정수단,)6: governor drive motor, 8: controller (maximum value setting means, output torque setting means)
9 : 연료다이얼, 10 : 회전수 센서, 11 : 조작밸브, 12, 13 : 서보밸브,9: fuel dial, 10: speed sensor, 11: operation valve, 12, 13: servo valve,
14,15 : 유압센서, 16 : 선회/암 조작레버, 17 : 붐/버킷조작레버,14,15: hydraulic sensor, 16: swing / arm lever, 17: boom / bucket lever,
19, 20, 21 : 유압스위치(특정조작상태지시수단),19, 20, 21: hydraulic switch (specific operation state indicating means),
22 : 노브 스위치(특정 조작상태 지시수단), 23 : 모니터패널.22: Knob switch (specific operation status indicating means), 23: Monitor panel.
(실시 예)(Example)
다음에 본 발명에 의한 유압구동제어장치의 구체적인 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.Next, a specific embodiment of the hydraulic drive control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도1에는 유압셔블에 적용한 본 발명의 한 실시형태에 관한 유압구동제어장치의 시스템구성도가 도시되어 있다.1 is a system configuration diagram of a hydraulic drive control apparatus according to an embodiment of the present invention applied to a hydraulic excavator.
본 실시형태에 있어서는, 엔진(1)이 설치됨과 동시에 이 엔진(1)에 의하여 구동되는 제1가변용량형 유압펌프(2) 및 제2가변용량형 유압펌프(3)가 설치되어 있다. 엔진(1)에는 연료분사펌프(4)와 거버너(governor)(5)가 병설되어 이 거버너(5)의 연료컨트롤레버(5a)가 거버너 구동모터(6)로 구동되도록 구성되어 있다. 또한, 이 연료컨트롤레버(5a)의 구동위치는 포텐쇼미터(potentiometer)(7)에 의하여 검출되며, 그 검출신호가 컨트롤러(8)에 입력된다. 또 엔진(1)의 스로틀(throttle) 량을 설정하기 위하여 연료다이얼(9)이 설치되어, 이 연료다이얼(9)에 부설된 포텐쇼미터(9a)로부터 스로틀 신호가 상기 컨트롤러(8)에 입력된다. 또한, 엔진(1)의 출력축의 실 회전수는 회전수센서(10)에 의해 검출되고 그 검출신호도 컨트롤러(8)에 입력된다.In the present embodiment, the first variable displacement hydraulic pump 2 and the second variable displacement hydraulic pump 3 driven by the engine 1 are provided while the engine 1 is installed. The engine 1 is provided with a fuel injection pump 4 and a governor 5 so that the fuel control lever 5a of the governor 5 is driven by the governor drive motor 6. In addition, the driving position of this fuel control lever 5a is detected by the potentiometer 7, and the detection signal is input to the controller 8. As shown in FIG. A fuel dial 9 is provided to set the throttle amount of the engine 1, and a throttle signal is input to the controller 8 from the potentiometer 9a attached to the fuel dial 9. In addition, the actual rotation speed of the output shaft of the engine 1 is detected by the rotation speed sensor 10, and the detection signal is also input to the controller 8.
상기 제1가변용량형 유압펌프(2)의 토출유압유(吐出油壓油) 및 제2가변용량형 유압펌프(3)의 토출유압유는 조작밸브(11)(붐용 조작밸브, 암용 조작 밸브 등)를 경유하여 도시되어 있지 않은 붐 실린더, 암 실린더, 버킷실린더, 주행모터, 선행 모터 등에 각각 공급되어 이들 작업기 등을 구동한다. 이들 가변용량형 유압펌프(2,3)는 서보밸브(12, 13)에 의하여 그들 유압펌프(2, 3)의 사판(斜板)(2a, 3a)의 경전 각(傾轉角)이 변화되어 1회전 당 토출유량이 각각 변환된다. 또한 이들 서보밸브(12, 13)는 상기 경전 각(傾轉角)을 검출하는 검출기를 갖추고 있어 그 경전 각 신호가 컨트롤러(8)에 입력된다.The discharge hydraulic oil of the first variable displacement type hydraulic pump 2 and the discharge hydraulic oil of the second variable displacement type hydraulic pump 3 are provided with an operation valve 11 (operation valve for boom, operation valve for arm, etc.). Via boom cylinders, arm cylinders, bucket cylinders, traveling motors, preceding motors, etc., which are not shown, are supplied to each other to drive these work machines. These variable displacement hydraulic pumps 2 and 3 are changed by the servo valves 12 and 13, and the tilt angles of the swash plates 2a and 3a of the hydraulic pumps 2 and 3 are changed. The discharge flow rate per revolution is converted respectively. Moreover, these servo valves 12 and 13 are equipped with the detector which detects the said tilt angle, and the tilt angle signal is input into the controller 8. As shown in FIG.
상기 각 가변용량형 유압펌프(2, 3)의 토출유로 중에는 토출유압을 검출하는 유압센서(14, 15)가 각각 설치되어 이들 유압센서(14, 15)에서 검출된 압력신호가 컨트롤러(8)에 입력된다.In the discharge passages of the variable displacement hydraulic pumps 2 and 3, hydraulic sensors 14 and 15 for detecting the discharge hydraulic pressure are respectively installed, and the pressure signals detected by these hydraulic sensors 14 and 15 are transferred to the controller 8. Is entered.
한편, 운전실내에는 작업기를 조작하기 위하여 선회/암 조작레버(16), 붐/버킷조작레버(17) 및 주행조작레버(18)가 각각 설치되어 이들 각 조작레버(16, 17,18)의 각 조작레버신호는 유압스위치(19, 20, 21)를 통하여 컨트롤러(8)에 입력된다. 또한 상기 선회/암 조작레버(16)에는 노브 스위치(파워 업 스위치(22)가 부설되어 이 노브 스위치(22)의 조작신호도 컨트롤러(8)에 입력되도록 되어 있다.On the other hand, in the cab, the turning / arm operating lever 16, the boom / bucket operating lever 17 and the traveling operating lever 18 are respectively installed in order to operate the work machine. Each operation lever signal is input to the controller 8 via the hydraulic switches 19, 20, 21. In addition, a knob switch (power-up switch 22 is attached to the swing / arm operating lever 16 so that an operation signal of the knob switch 22 is also input to the controller 8.
또한, 유압셔블에 있어서 중굴삭모드, 굴삭모드, 정정(整正)모드, 미 조작 (微操作)모드 등의 작업모드를 선택하기 위한 모니터패널(monitor panel)(작업모드선택수단)(23)이 설치되어 이 모니터패널(23)에 의한 작업모드선택신호도 컨트롤러 (8)로 입력된다.In addition, a monitor panel (work mode selection means) 23 for selecting a work mode such as a heavy excavation mode, an excavation mode, a correct mode, and an unmanipulated mode in the hydraulic excavator. Is provided, and the operation mode selection signal by this monitor panel 23 is also input to the controller 8. As shown in FIG.
상기 컨트롤러(8)는 연료다이얼(9)에 의하여 입력되는 스로틀 신호(목표회전수신호)와 회전수센서(10)로 검출되는 엔진(1)의 실제회전수신호와의 편차신호에 의하여 소정의 관수관계(關數關係)를 만족시키는 전압을 구동신호로 발생하고 이 구동신호에 의거하여 거버너 구동모터(6)를 구동한다. 또한, 거버너(5)는 도2에 도시한바와 같은 특성에 따라서 엔진(1)의 출력토크를 제어한다.The controller 8 has a predetermined irrigation relation due to a deviation signal between the throttle signal (target speed signal) input by the fuel dial 9 and the actual speed signal of the engine 1 detected by the speed sensor 10. A voltage satisfying (i) is generated as a drive signal, and the governor drive motor 6 is driven based on this drive signal. The governor 5 also controls the output torque of the engine 1 in accordance with the characteristics as shown in FIG.
지금, 한가지 예로서 연료다이얼(9)이 최대위치로 설정되어 있으면 포텐쇼미터(9a)로부터의 출력신호는 최대목표엔진회전수Ns´를 나타내는 크기로 설정되어 컨트롤러(8)로부터는 그 최대목표엔진회전수Ns´'에 대응하는 모터구동신호가 거버너 구동모터(6)에 가해진다. 이에 의하여 거버너 구동모터(6)는 최 고속 레귤레이션 라인(regulation line) Ls가 설정되도록 연료컨트롤레버(5a)를 작동시켜, 엔진(1)의 출력토크와 가변용량형 유압펌프(2, 3)의 합성흡수토크가 Ps 점(최대마력 점)에서 매칭(matching)하게 된다. 이렇게 해서 엔진(1)의 출력마력 및 엔진회전수가 자동 설정된다.Now, as an example, if the fuel dial 9 is set to the maximum position, the output signal from the potentiometer 9a is set to a magnitude indicating the maximum target engine speed Ns', and the controller 8 outputs the maximum target engine speed. The motor drive signal corresponding to the number Ns ' is applied to the governor drive motor 6. As a result, the governor drive motor 6 operates the fuel control lever 5a so that the highest speed regulation line Ls is set, so that the output torque of the engine 1 and the variable displacement hydraulic pumps 2 and 3 are reduced. The synthetic absorption torque is matched at the Ps point (maximum horsepower point). In this way, the output horsepower and engine speed of the engine 1 are automatically set.
본 실시 형태에 있어서는, 모니터패널(23)에서 선택된 작업모드가 중굴삭모드인 경우에는 거버너(5)는, 도2에 도시되어 있는 레귤레이션라인LA를 설정하고, 선택된 작업모드가 굴삭모드인 경우에는, 거버너(5)는 도2에 도시되어 있는 레귤레이션라인LE를 설정한다.In the present embodiment, when the work mode selected on the monitor panel 23 is the heavy excavation mode, the governor 5 sets the regulation line L A shown in FIG. 2 and the selected work mode is the excavation mode. The governor 5 sets the regulation line L E shown in FIG.
또한, 컨트롤(8)에 있어서는, 선회/암 조작레버(16), 붐/버킷조작레버(17) 및 주행조작레버(18)로부터의 조작레버신호에 의하여 작업기의 특정조작상태가 검출되면, 가변용량형 유압펌프(2, 3)의 입력토크의 최대 값(한계 값)을 소정 값으로 제한하도록, 환언하면 작업기의 패턴에 따라서 가변용량형 유압펌프(2, 3)의 입력토크의 최대 값을 본래 설정된 입력토크보다 낮은 값으로 설정할 수 있도록 제어가 실행된다.In addition, in the control 8, when the specific operating state of the work machine is detected by the operating lever signals from the swing / arm operating lever 16, the boom / bucket operating lever 17 and the traveling operating lever 18, In order to limit the maximum value (limit value) of the input torque of the capacitive hydraulic pumps 2 and 3 to a predetermined value, in other words, set the maximum value of the input torque of the variable displacement hydraulic pumps 2 and 3 according to the pattern of the work machine. Control is executed to set the value lower than the originally set input torque.
다음에 이 입력토크한계 값을 설정하기 위한 제어의 구체적 내용에 대하여 도3에 도시되어 있는 순서도(flow chart)를 참조하여 설명한다.Next, specific details of the control for setting the input torque limit value will be described with reference to a flow chart shown in FIG.
S1: 모니터패넬(23)에 의하여 선택된 작업모드가 중굴삭모드 인가 아닌가를 판정한다. 그리고, 중굴삭모드인 경우에는 다음의 스텝S2로 진행하고, 중굴삭모드 이외의 모드가 선택되어 있는 경우에는 다른 순서로 진행한다. 또한 이 다른 순서에 대하여는 이하에 설명하는 스텝2-S11의 순서와 거의 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.S1: It is determined whether or not the work mode selected by the monitor panel 23 is the medium digging mode. In the medium digging mode, the flow advances to the next step S2, and when a mode other than the medium digging mode is selected, the process proceeds in a different order. This other procedure is almost the same as the procedure of Step 2-S11 described below, so the detailed description thereof will be omitted.
S2: 선회/암 조작레버(16)에 부설된 노브 스위치(파워 업 스위치)(22)가 ON조작되어 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 이 노브 스위치(22)가 ON조작되어 있는 경우에는 다음의 스텝S3으로 진행하고, ON조작이 되어 있지 않는 경우에는 스텝S5로 건너뛴다.S2: It is determined whether or not the knob switch (power up switch) 22 attached to the swing / arm operating lever 16 is ON. If this knob switch 22 is ON, the process proceeds to the next step S3. If the knob switch 22 is not ON, the process jumps to step S5.
S3: 노브 스위치(22)가 ON조작되어 있는 경우에는, 다음으로 선회동작이 단독으로 행해지고 있지 않는지 여부, 환언하면 선회동작과 다른 작업기동작이 복합해서 행해지고 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 선회동작이 단독으로 행하여지고 있지 않는 경우(YES)에는 다음의 스텝S4로 진행하고 선회동작이 단독으로 행하여지고 있는 경우(NO의 경우)에는 스텝5로 건너뛴다.S3: When the knob switch 22 is turned ON, it is next judged whether the turning operation is performed alone, in other words, whether the turning operation and the other work machine operation are performed in combination. If the turning operation is not performed alone (YES), the process proceeds to the next step S4, and if the turning operation is performed alone (NO), the process jumps to step 5.
S4: 노브 스위치(22)가 ON조작되고 있고 또한 선회동작이 단독으로 행하여지지 않는 경우에는 조작레버(16, 17)가 중립위치에 없는지 여부, 환언하면 붐, 암, 버킷 등의 작업기를 움직이고 있는 상태에 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 조작레버(16, 17)가 중립위치에 있을 때(NO)에는 다음의 스텝S5로 진행한다. 한편 노브 스위치(파워 업 스위치)(22)가 ON조작되어 있고, 또한 선회동작이 단독으로 행하여지지 않고 있으며, 또한 조작레버(16, 17)가 중립위치가 아닌 경우에는 스텝S8로 진행한다.S4: When the knob switch 22 is ON and the turning operation is not performed alone, whether the operation levers 16 and 17 are not in the neutral position, in other words, working machines such as booms, arms and buckets are moving. Determine whether it is in a state. When the operation levers 16 and 17 are in the neutral position (NO), the process proceeds to the next step S5. On the other hand, when the knob switch (power up switch) 22 is turned ON, and the turning operation is not performed independently, and the operation levers 16 and 17 are not in the neutral position, the flow advances to step S8.
S5: 노브 스위치(22)가 ON조작되어 있지 않은 것, 선회동작이 단독으로 행하여지고 있는 것, 또는 조작레버(16, 17)가 중립위치에 있는 것, 이 세 가지 중 한 조건이 충족되고 있는 경우에는, 다음으로 선회상태에 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 선회상태에 있다고 판정되었을 때에는 다음의 스텝S6으로 진행하고, 선회상태가 아닌 것으로 판정될 때에는 스텝S8로 진행한다.S5: The knob switch 22 is not turned ON, the swinging operation is performed independently, or the operating levers 16 and 17 are in the neutral position, and one of the three conditions is satisfied. In the case of next, it is determined whether it is in the turning state. When it is determined that the vehicle is in the swinging state, the process proceeds to the next step S6. When it is determined that the vehicle is not in the swinging state, the process proceeds to step S8.
S6: 전 단계인 스텝S5의 판정에 있어서 선회상태에 있다고 판정될 때에는 다음으로 선회단독동작인지 여부를 판정한다. 이 판정결과 선회단독이 아닌 경우에는 다음스텝7로 진행하고 선회단독인 경우에는 스텝9로 진행한다.S6: When it is determined in the turning state in the determination of step S5 that is the previous step, it is determined whether or not the turning-only operation is next. If the result of this determination is not the turning alone, the process proceeds to the next step 7. In the case of the turning alone, the process proceeds to the step 9.
S7: 다음으로 붐 하강상태인가 여부를 판정한다. 그리고, 붐 하강상태인 때에는 스텝S10으로 진행하고, 붐 하강상태가 아닌 때에는 스텝S11로 진행한다.S7: Next, it is determined whether the boom is in a lowered state. When the boom is in the lowered state, the flow advances to step S10. When the boom is not in the lowered state, the flow advances to step S11.
S8: 노브 스위치(파워 업 스위치)(22)가 ON조작되어 있고, 또한 선회동작이 단독으로 행하여지고 있지 않으며, 더욱이 조작레버(16, 17)가 중립위치가 아닌 경우이므로 상기의 가변용량형 유압펌프(2, 3)의 입력토크의 최대 값을 소정 값으로제한하는 제어를 행할 필요가 없기 때문에, 펌프입력토크한계 값(상한토크 값)을 도2의 「작업1」로 표시된 값, 환언하면 엔진(1)의 출력토크특성의 최대토크 값으로 설정한다.S8: When the knob switch (power-up switch) 22 is ON, the swinging operation is not performed independently, and the operation levers 16 and 17 are not in the neutral position, the above variable displacement hydraulic pressure Since it is not necessary to control to limit the maximum value of the input torque of the pumps 2 and 3 to a predetermined value, the pump input torque limit value (upper limit torque value) is converted to the value indicated by "Work 1" in FIG. The maximum torque value of the output torque characteristic of the engine 1 is set.
S9: 선회동작이 단독으로 행하여지는 경우이므로 펌프입력토크한계 값(상한토크 값)을 도2의 「작업2」로서 표시되는 값(중정도 값)으로 설정한다.S9: Since the turning operation is performed alone, the pump input torque limit value (upper torque value) is set to the value (medium value) displayed as "job 2" in FIG.
S10: 선회동작과 붐 하강동작과의 복합작업상태인 경우, 환언하면 소위 다운선회동작 상태인 경우이므로 펌프입력 토크한계 값(상한토크 값)을 도2의「작업3」으로 표시되는 낮은 값으로 설정한다.S10: In the case of the combined operation state between the swinging operation and the boom lowering operation, in other words, the pump input torque limit value (upper limit torque value) is set to a low value represented by "work 3" in FIG. Set it.
S11:선회단독동작이 아니며 또한 붐 하강상태도 아닌 경우, 환언하면 예컨대 선회동작과 붐 상승동작과의 복합작업(호이스트 선회), 선회동작과 암 덤프(arm dump)동작의 복합작업, 또는 선회동작과 버킷덤프(bucket dump)와의 복합작업등의 동작상태인 경우이므로 펌프입력토크한계 값(상한토크 값)을 도2의 「작업4」로 표시되는 약간 높은 값으로 설정한다.S11: If the swing alone operation is not and the boom is not lowered, in other words, for example, the hybrid operation between the swing operation and the boom raising operation (hoist swing), the combined operation of the swing operation and the arm dump operation, or the swing operation. The pump input torque limit value (upper limit torque value) is set to a slightly higher value as shown in "Work 4" in FIG. 2 because it is an operation state such as a combined operation with a bucket dump.
상기와 같이 본 실시형태에 의하면, 유압펌프의 입력토크한계 값을 작업기의 작업내용에 따라서 최적인 값으로 자동적으로 설정할 수가 있다. 따라서, 조작자가 조작레버에 의한 수동조작으로 유압을 컨트롤하여 작업기조작을 행하는 것이 매우 곤란한 작업을 용이하게 할 수가 있다. 특히, 붐의 하강조작과 선회조작과를 복합하여 행하는, 소위, 다운선회동작상태에 있어서는 버킷이 자체중량으로 강하하는 상태가 되므로 펌프마력을 저하시켜도 작업상 지장이 없고, 또한 위화감이 없이 유압펌프의 입력토크를 낮추어서 연비저감을 기할 수가 있다. 또한, 이러한 다운 선회동작 시에 붐이 수평방향으로 이동한 후에 아래쪽으로 이동하는 등의 부자연스러운 동작을 하는 일이 없어져서 이동목표점을 향하여 원만한 커브를 그리며 스무스 (smooth)하게 이동될 수가 있는 효과도 있다.As described above, according to the present embodiment, the input torque limit value of the hydraulic pump can be automatically set to an optimal value according to the work content of the work machine. Therefore, it is possible to facilitate the work which is very difficult for the operator to perform the work machine operation by controlling the hydraulic pressure by the manual operation by the operation lever. In particular, in the so-called down-turning operation, which is a combination of the lowering operation and the lowering operation of the boom, the bucket is lowered to its own weight. The fuel consumption can be reduced by lowering the input torque of. In addition, during such down turning operation, there is no effect of unnatural operation such as moving down the boom after moving in the horizontal direction, so that it can be smoothly moved by drawing a smooth curve toward the moving target point. .
또한, 본 실시형태에 의하면 작업모드가 변경되었을 때에 모니터패널(23)에 의하여 그의 작업모드를 적당히 선택할 수 있으므로 선택된 작업모드에 따라서 항상 작업에 적합한 엔진출력토크특성을 얻을 수가 있으며, 또한 당해 선택된 작업모드에 대하여 작업내용에 따른 유압펌프의 입력토크의 최대 값을 얻게 된다.Further, according to the present embodiment, when the work mode is changed, the work mode can be appropriately selected by the monitor panel 23, so that the engine output torque characteristic suitable for the work can always be obtained according to the selected work mode, and the selected work For the mode, the maximum value of the input torque of the hydraulic pump is obtained according to the work content.
본 실시형태에 있어서는, 선회동작과 붐 하강동작과의 복합동작을 중심으로 하여 설명하였으나 다른 작업내용, 예를 들자면, 붐 하강과 암 굴삭 또는 버킷굴삭과 복합동작, 나아가서는 암 덤프 또는 버킷덤프 등과 복합동작에 대해서도 각각 펌프입력토크한계 값을 경우별로 설정할 수도 있다. 또한 작업기의 작업내용뿐만 아니라 차량본체의 주행동작과 작업과를 복합하는 경우에도 각각 펌프입력토크한계 값을 개별적으로 설정할 수도 있다.In the present embodiment, a description has been made mainly on the combined operation between the swinging operation and the boom lowering operation. However, other operations, for example, the boom lowering and the arm excavation or the bucket excavation and the compound operation, and the arm dump or the bucket dump, For the combined operation, the pump input torque limit value can be set on a case-by-case basis. In addition, the pump input torque limit value can be set individually in case of not only the work content of the work machine but also the driving motion and work of the vehicle body.
상기와 같이 본 발명은, 조작 자에 의하여 조작되는 조작레버에 의한 작업기의 특정조작상태가 검출되어, 이 조작레버, 환언하면, 작업기가 특정조작상태에 있을 때에 유압펌프의 입력토크의 최대 값이, 그 조작상태에 맞추어서 소정 값으로 설정된다.As described above, in the present invention, the specific operating state of the work machine is detected by the operating lever operated by the operator, and the operating lever, in other words, the maximum value of the input torque of the hydraulic pump when the working machine is in the specific operating state. It is set to a predetermined value in accordance with the operation state.
따라서, 유압펌프의 입력토크의 최대 값을 작업기의 작업내용에 따라서 최적인 값으로 설정하게되어 쓸데없는 연료소비를 억제하여 연료절감을 기할 수가 있다.Therefore, the maximum value of the input torque of the hydraulic pump is set to an optimal value according to the work content of the work machine, thereby reducing fuel consumption by reducing wasteful fuel consumption.
이렇게 함으로서, 작업모드선택수단에 의하여 선택된 작업모드에 따라서, 작업에 적합한 엔진출력토크특성을 얻음과 동시에, 이 엔진출력토크특성에 대하여 작업내용에 따른, 유압펌프의 입력토크의 최대 값을 얻을 수가 있으며, 작업의 종류와 무관하게 동일작업 내에 있어서, 작업내용이 변경될 경우에도 그 작업내용에 알맞은 최적의 펌프출력토크 값을 얻을 수가 있다.In this way, the engine output torque characteristic suitable for the work can be obtained according to the work mode selected by the work mode selection means, and the maximum value of the input torque of the hydraulic pump according to the work content can be obtained for this engine output torque characteristic. It is possible to obtain an optimum pump output torque value suitable for the work even when the work is changed in the same work regardless of the type of work.
이와 같이, 붐의 하강조작과 선회조작과의 복합조작상태(down 조작상태)에 있어서, 버킷이 자체중량으로 하강하는 상태가 되어, 펌프마력을 저하시켜도 작업상 지장이 없고, 더구나, 부조화감(不調和感) 없이 유압펌프의 입력토크를 저하시켜서 연료저감을 기할 수가 있다.In this way, in the combined operation state (down operation state) between the lowering operation of the boom and the turning operation, the bucket is lowered by its own weight, and there is no problem in operation even if the pump horsepower is lowered. It is possible to reduce fuel by lowering the input torque of the hydraulic pump without any inconvenience.
또한, 이 다운선회상태에 있어서, 상기와 같은 입력토크의 최대 값을 설정함으로서 붐의 동작이 원활하게 행해진다는 이점도 있다.Further, in this down swing state, there is an advantage that the operation of the boom is smoothly performed by setting the maximum value of the input torque as described above.
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