KR20090101221A - 엔진 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

지령 수단에 의한 지령치에 따라서, 제1목표 회전수Nh 및 고속 제어 영역F1이 설정된다. 제1목표 회전수Nh를 따른, 저 회전측의 제2목표 회전수N2 및 고속 제어 영역F2이 설정된다. 고속 제어 영역F2에서의 엔진 제어중에, 제1 소정 펌프 용량인 제1설정 위치A를 엔진 부하와 엔진 출력 토크의 매칭점을 초과할 때, 고속 제어 영역F2를 고속 제어 영역F1측으로 시프트시킨다. 펌프 토출압과 액추에이터의 부하압과의 차압이 펌프 제어 장치(8)에서의 로드 센싱 차압을 충족하도록 된 고속 제어 영역F3을 새로운 고속 제어 영역으로서 고속 제어 영역F3에서의 엔진의 제어를 행한다. 로드 센싱 차압을 충족하지 않을 때에는, 고속 제어 영역F1까지 시프트한다. 이것에 의해, 엔진의 연비를 향상시키며, 또한 작업기의 최대속도를 필요로 할 경우에는 필요로 하는 작업기의 최대속도를 저하시키지 않고 제거되는 엔진의 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.

제1목표 회전수, 부하압, 토출압, 차압, 고속제어 영역

Description

엔진 제어 장치 및 그 제어 방법{ENGINE CONTROL DEVICE, AND ITS CONTROL METHOD}

본 발명은 설정한 엔진의 목표회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행하는 엔진 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이며, 특히, 엔진의 연비 소비량의 개선을 도모한 엔진 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

작업 차량에서는 엔진 부하가 엔진의 정격 토크 이하의 경우에는 토크 선도에 있어서의 고속 제어의 영역에서 엔진 출력 토크와의 매칭이 행하여 지고 있다.

예를 들면, 연료 다이얼에서의 설정에 대응하여 목표 회전수가 설정되어, 설정된 목표 회전수에 대응한 고속 제어의 영역이 정해진다.

또는 연료 다이얼에서의 설정에 대응하여 고속 제어의 영역이 정해지며, 정해진 고속 제어의 영역에 대응해서 엔진의 목표 회전수가 설정된다. 그리고, 정해진 고속 제어의 영역에서, 엔진 부하와 엔진 출력 토크를 매칭시키는 제어가 행해진다.

일반적으로, 많은 작업자는 작업량을 높이기 위하여, 목표 회전수를 엔진의 정격 회전수 또는 그 근방의 회전수가 되도록 설정하는 일이 많다. 그러나, 엔진 연료소비량이 적은 영역, 즉, 연비가 좋은 영역은 통상, 엔진의 토크 선도상에서는 중속도 회전수 영역 이나 고 토크 영역에 존재하고 있다. 이 때문에, 무부하 하이 아이들(high idle) 회전으로부터 정격 회전의 사이에서 정해지는 고속 제어의 영역은 연비의 면으로부터 보면 효과적인 영역은 아니다.

종래, 엔진을 연비가 좋은 영역에서 구동시키기 위하여, 작업 모드마다 엔진의 목표 회전수의 값과 엔진의 목표출력 토크의 값을 미리 대응시켜 설정하고, 복수의 작업 모드를 선택할 수 있도록 한 제어 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조). 이 종류의 제어 장치에서는 작업자가, 예를 들면, 제2작업 모드를 선택했을 경우에는 제1작업 모드에 비해 엔진의 회전수를 낮게 설정할 수 있고, 연비를 개선할 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 작업 모드 전환(switching)방식을 이용했을 경우에는 작업자가 모드 전환수단을 세세하게 조작해 가지 않으면 연비의 개선을 행할 수 없다. 또한, 제2작업 모드를 선택했을 때의 엔진 회전수를, 제1작업 모드를 선택했을 때의 엔진 회전수에 대하여 일률적으로 내린 회전수의 값으로서 설정해 두었을 때에, 제2작업 모드가 선택되면, 다음과 같은 문제가 발생된다. 다시 말해, 작업 차량의작업 장치(이하, 작업기라고 한다)에서의 최대 속도는 제1작업 모드를 선택했을 경우에 비교해서 저하되어버린다. 그 결과, 제1작업 모드를 선택했을 때의 작업량 에 비해, 제2작업 모드를 선택했을 때의 작업량은 적어져 버린다.

특허문헌 1: 일본국공개특허특개 평10-273919호 공보

(발명이 해결하고자 하는 과제)

본 발명에서는 상술한 바와 같은 종래 기술이 지닌 과제를 해결하기 위해, 엔진 출력 토크가 낮은 상태일 때에는 설정한 제1목표 회전수보다도 저회전 영역측에 있는 제2목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행하고, 엔진 출력 토크가 높은 상태에서 엔진을 사용할 때에는 제1목표 회전수 측으로 시프트되어 엔진의 구동 제어를 행할 수 있는 엔진 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공한다. 특히, 엔진의 연비를 향상시킬 수 있고, 또한 작업기의 최대 속도가 필요로 되는 경우에, 필요한 작업기의 최대 속도를 저하시킴이 없이 부여할 수 있는 엔진 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명의 과제는 청구의 범위 제1∼18항에 기재된 각 발명에 의해 달성될 수 있다.

다시 말해, 본원의 제1특정 발명에서는 엔진에 의해 구동되는 최소한 1개의 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 가변 용량형 유압 펌프로부터의 토출 압유에 의해 구동되는 최소한 1개의 유압 액추에이터(actuator)와, 상기 가변 용량형 유압 펌프로부터 토출된 압유를 제어해서 상기 유압 액추에이터로 공급하는 제어 밸브와, 상기 가변 용량형 유압 펌프의 펌프 용량을 검출하는 펌프 용량 검출 수단을 구비한 엔진 제어 장치에 있어서,

가변적으로 지령할 수 있는 지령치(指令値) 내에서 하나의 지령치를 선택해서 지령하는 지령 수단과, 상기 지령 수단으로 지령된 지령치에 따라 제1목표 회전수를 설정하고, 설정된 상기 제1목표 회전수에 따라 상기 제1목표 회전수보다도 낮은 회전수인 제2목표 회전수를 설정하는 설정 수단과을 포함하며,

상기 제2목표 회전수를 토대로 상기 엔진의 구동 제어시에, 상기 펌프 용량 검출 수단으로 검출된 펌프 용량이 제1 소정의 펌프 용량이상으로 증대되었을 때에는 엔진의 목표 회전수를 상기 제2목표 회전수로부터 상기 제2목표 회전수보다도 높은 회전수이며 상기 제1목표 회전수 이하의 회전수인 제3목표 회전수로 변경하는 것을 가장 중요한 특징으로 하고 있다.

게다가, 본원의 제1특정 발명에서는 엔진의 목표 회전수를 제3목표 회전수로 변경한 후의 소정 시간의 사이는 제3목표 회전수가 또한 변경되는 것을 금지하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제1특정 발명에서는 제3목표 회전수와 제1목표 회전수와의 관계를 특정하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

본원의 제2특정 발명에서는 엔진에 의해 구동되는 최소한 1개의 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 가변 용량형 유압 펌프로부터의 토출 압유에 의해 구동되는 최소한 1개의 유압 액추에이터와, 상기 가변 용량형 유압 펌프로부터 토출된 압유를 제어해서 상기 유압 액추에이터로 공급하는 제어 밸브와, 상기 가변 용량형 유압 펌프의 펌프 용량을 검출하는 펌프 용량 검출 수단과,

를 구비한 엔진 제어 장치에 있어서,

가변적으로 지령할 수 있는 지령치 내에서 하나의 지령치를 선택해서 지령하는 지령 수단과, 상기 지령 수단으로 지령된 지령치에 따라 제1목표 회전수를 설정하고, 설정한 상기 제1목표 회전수에 따라, 상기 제1목표 회전수보다도 낮은 회전수인 제2목표 회전수를 설정하는 설정 수단을 포함하며, 상기 제1목표 회전수를 토대로 상기 엔진의 구동 제어시에, 상기 펌프 용량 검출 수단으로 검출된 펌프 용량이 제2 소정의 펌프 용량보다도 감소했을 때에는 엔진의 목표 회전수를 상기 제1목표 회전수로부터 상기 제1목표 회전수보다도 낮은 회전수이며 상기 제2목표 회전수 이상의 회전수인 제4목표 회전수로 변경하는 것을 또 다른 가장 중요한 특징으로 하고 있다.

게다가, 본원의 제2특정 발명에서는 엔진의 목표 회전수를 제4목표 회전수로 변경한 후의 소정시간의 사이는 제4목표 회전수가 또한 변경되는 것을 금지하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제2특정 발명에서는 제4목표 회전수와 제2목표 회전수와의 관계를 특정하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

본원의 제3특정 발명에서는 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나의 가변 용량형 유압 펌프와, 상기 가변 용량형 유압 펌프로부터의 토출 압유에 의해 구동되는 적어도 하나의 유압 액추에이터와, 상기 가변 용량형 유압 펌프로부터 토출된 압유를 제어하여 상기 유압 액추에이터에 공급하는 제어 밸브와, 상기 가변 용량형 유압 펌프의 펌프 용량을 검출하는 펌프 용량 검출 수단을 구비한 엔진 제어 장치에 있어서,

가변으로 지령가능한 지령치 중에서 하나의 지령치를 선택하여 지령하는 지령 수단과, 상기 지령 수단으로 지령된 지령치에 따라서 제1목표 회전수를 설정하고, 설정한 상기 제1목표 회전수에 따라, 상기 제1목표 회전수보다도 낮은 회전수인 제2목표 회전수를 설정하는 설정 수단을 가지고 있으며,

상기 제2목표 회전수에 따른 상기 엔진의 구동 제어시에, 상기 펌프 용량 검출 수단으로 검출된 펌프 용량이 제1의 소정 펌프 용량이상으로 증대되었을 때에는 엔진의 목표 회전수를 상기 제2목표 회전수로부터 상기 제2목표 회전수보다도 높은 회전수이며 상기 제1목표 회전수 이하의 회전수인 제3목표 회전수로 변경해서,

상기 제3목표 회전수를 토대로 상기 엔진의 구동 제어시에, 상기 펌프 용량 검출 수단으로 검출된 펌프 용량이 제2 소정의 펌프 용량보다도 감소했을 때에는 엔진의 목표 회전수를 상기 제3목표 회전수로부터 상기 제3목표 회전수보다도 낮은 회전수이며 상기 제2목표 회전수 이상의 회전수인 제5목표 회전수로 변경하는 것을 또 다른 가장 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제3특정 발명에서는 엔진의 목표 회전수를 제3목표 회전수로 변경된 후의 소정시간 동안에 제3목표 회전수가 또한 변경되는 것을 금지하고, 또한, 엔진의 목표 회전수를 제5목표 회전수로 변경한 후의 소정시간의 사이는 제5목표 회전수가 다시 변경되는 것을 금지하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제3특정 발명에서는 제3목표 회전수와 제1목표 회전수와의 관계 및/또는 제4목표 회전수와 제2목표 회전수와의 관계를 각각 특정하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

본원의 제4특정 발명에서는 제1특정 발명을 이용한 제어 방법을 가장 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제4특정 발명에서는 엔진의 목표 회전수를 제2목표 회전수로부터 제3목표 회전수로 변경한 후의 소정시간의 사이는 제3목표 회전수가 또한 변경되는 것을 금지하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제4특정 발명에서는 제1 소정의 펌프 용량의 값을 변경시키는 조건을 한정하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

본원의 제5특정 발명에서는 제2특정 발명을 이용한 제어 방법을 가장 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제5특정 발명에서는 엔진의 목표 회전수를 제1목표 회전수로부터 제4목표 회전수로 변경한 후의 소정시간의 사이는 제4목표 회전수가 또한 변경되는 것을 금지하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제5특정 발명에서는 제2소정의 펌프 용량의 값을 변경시키는 조건을 한정하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

본원의 제6특정 발명에서는 제3특정 발명을 이용한 제어 방법을 가장 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제6특정 발명에서는 엔진의 목표 회전수를 제2목표 회전수로부터 제3목표 회전수로 변경한 후의 소정시간의 사이는 제3목표 회전수가 또한 변경되는 것을 금지하고, 또한, 엔진의 목표 회전수를 제3목표 회전수로부터 제5목표 회전수로 변경한 후의 소정시간의 사이는 제5목표 회전수가 또한 변경되는 것을 금지하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

또한, 본원의 제6특정 발명에서는 제1 소정의 펌프 용량의 값을 변경시키는 조건 및 제2소정의 펌프 용량의 값을 변경시키는 조건을 각각 한정하는 것을 중요한 특징으로 하고 있다.

(발명의 효과)

본 발명에서는 지령 수단에 의해 지령한 지령치에 따라, 제1목표 회전수를 설정하고, 설정한 제1목표 회전수에 따라 저회전 영역측에 제2목표 회전수를 설정할 수 있다. 그리고, 엔진 출력 토크가 낮은 상태에서 엔진을 구동 제어할 때에는 제2목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행할 수 있다. 이에 따라, 작업 차량에 있어서의 작업 성능을 실질적으로 바꿀 일 없고, 엔진을 연비효율의 효과적인 영역으로 시프트되어서 사용하는 것이 가능하게 되고, 엔진 연료소비량을 저감(低減)시킬 수 있다.

게다가, 제2목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행하고 있을 때에, 펌프 용량 검출 수단으로 검출된 펌프 용량이 제1 소정의 펌프 용량이상으로 증대되었을 때에는 작업기의 작업 속도를 증속시키기 때문에, 엔진의 목표 회전수를 제2목표 회전수로부터, 제2목표 회전수보다도 높은 회전수이며 제1목표 회전수 이하의 회전수인 제3목표 회전수로 변경하여, 엔진의 구동 제어를 행할 수 있다.

이에 따라, 작업자가 요구하는 작업기의 조작 상황에 따른 최적인 상태에서 엔진을 회전 구동시킬 수 있고, 가변 용량형 유압 펌프로서는 최적 상태에서 회전 구동하고 있는 엔진에 있어서의 최대 출력을 흡수해서 압유(壓油)를 토출할 수 있다. 이때문에, 중굴착 작업 등에 있어서 엔진의 최대 출력을 필요로 하는 작업에서는 종래와 같은 작업 성능을 발휘할 수 있다.

제3목표 회전수로서는 제2목표 회전수와 제1목표 회전수와의 사이에서 미리 고정된 회전수로서 설정해 두는 것도, 제2목표 회전수와 제1목표 회전수와의 사이에서 조건에 따라 임의로 설정되는 회전수로서 둘 수도 있다. 또는 필요에 따라 제3목표 회전수와 제1목표 회전수를 일치시켜 둘 수도 있다.

조건에 따라 임의로 설정되는 회전수에 대해서 이하에 설명한다. 엔진의 목표 회전수를 제2목표 회전수로부터 제1목표 회전수 측으로 증속시켜 갔을 때에는 제2 목표 회전수에 있어서 제1 소정의 펌프 용량 이상인 펌프 용량은 목표 회전수의 증가에 따라서 제1 소정의 펌프 용량보다도 감소하게 된다.

제2목표 회전수로부터 제1목표 회전수 측으로 목표 회전수를 시프트하는 도중에, 예를 들면, 펌프 토출압과 액추에이터의 부하 압력간의 차압이 유압 펌프의 펌프 용량을 제어하는 펌프 제어 장치에 있어서 설정된 차압(통상, 로드 센싱 차압이라 칭한다)을 만족시키게 되면, 이때의 회전수를 제3목표 회전수로서 설정할 수 있다.

다시 말하면, 그 이상 제1목표 회전수 측으로 목표 회전수를 시프트시키는 것이 필요 없게된다. 그리고, 이 제3목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행하고 있을 때에, 펌프 용량 검출 수단으로 검출된 펌프 용량이 제1 소정의 펌프 용량 이상으로 증대되었을 때에는 이 제3목표 회전수로부터 제1목표 회전수 측으로 목표 회전수를 또한 시프트된다.

이 제3목표 회전수로부터 제1목표 회전수 측으로 목표 회전수를 시프트시킨 도중에, 전술한 바와 같이 펌프 토출압과 액추에이터의 부하 압력과의 차압이 로드 센싱 차압을 채우게 되면, 이때의 회전수가 새로운 제3목표 회전수로서 설정된다.

이와 같이, 제3목표 회전수를 순차적으로 설정할 수 있다.

이와 같이, 작업기의 최대 속도가 필요한 엔진 출력 토크의 범위에서는 제3목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행할 수 있다.

또한, 제3목표 회전수는 작업자가 구입하는 작업기의 조작 상황에 따른 최적인 상태에서 엔진을 회전 구동시킬 수 있는 목표 회전수가 되어, 최대로 제1목표 회전수가 될 수 있다.

이 때문에, 제3목표 회전수를 토대로 한 엔진의 구동 제어에서는 작업자가 설정한 제1목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행했을 경우와 같은 조작 상태에서, 작업기의 조작을 행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 엔진 부하와 엔진 출력 토크를 매칭시키는 제어를 행함과 동시에, 필요로 하는 엔진 출력 토크에 따라, 엔진의 목표 회전수를 제1목표 회전수와 제2목표 회전수와 제3목표 회전수로 구분하여 사용할 수 있는데, 즉, 엔진 출력 토크가 낮은 사이 또는 엔진으로 구동되는 가변 용량형 유압 펌프의 펌프 용량이 작은 사이는 제2목표 회전수에 있어서 엔진의 제어를 행할 수 있다. 그리고, 작업기의 작업 속도를 고속으로 할 필요가 있는 엔진 출력 토크의 범위에서는 최대로 제1목표 회전수까지 높일 수 있는 제3목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 제1목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행하고 있을 때에, 펌프 용량 검출 수단으로 검출된 펌프 용량이 제2 소정의 펌프 용량보다도 감소했을 때에는 엔진의 목표 회전수를, 제1목표 회전수로부터 제1목표 회전수보다도 낮은 회전수이며 제2목표 회전수 이상의 회전수인 제4목표 회전수로 변경한다.

이에 따라, 높은 엔진 출력 토크를 필요로 하지 않을 때에는 연비효율의 효과적인 제4목표 회전수(제4목표 회전수로서는 최소에서 제2목표 회전수까지 회전수를 저하시킬 수 있다)에서, 엔진의 구동 제어를 행하는 것이 가능하게 되고, 엔진 연료소비량을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 제2목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행하고 있을 때에, 펌프 용량 검출 수단으로 검출된 펌프 용량이 제1 소정의 펌프 용량 이상으로 증대되었을 때에는 엔진의 목표 회전수를 제2목표 회전수로부터 제3목표 회전수로 변경할 수 있고, 또한, 제3목표 회전수에 따라 엔진의 구동 제어를 행하고 있을 때에, 펌프 용량 검출 수단으로 검출된 펌프 용량이 제2 소정의 펌프 용량보다도 감소했을 때에는 엔진의 목표 회전수를 제3목표 회전수로부터 제5목표 회전수로 변경할 수 있다.

또한, 제3목표 회전수로서는 최대로 제1목표 회전수까지 높일 수 있는 목표 회전수이며, 제5목표 회전수로서는 최소에서 제2목표 회전수까지 저하시킬 수 있는 목표 회전수이다.

제4목표 회전수, 제5목표 회전수도 상술한 제3목표 회전수와 마찬가지로, 제1목표 회전수와 제2목표 회전수와의 사이, 제3목표 회전수와 제2목표 회전수와의 사이에서 미리 고정된 회전수로서 각각 설정해 둘 수도 있다.

또한, 제1목표 회전수와 제2목표 회전수와의 사이, 제3목표 회전수와 제2목표 회전수와의 사이에서 조건에 따라 각각의 임의로 설정되는 회전수로서 둘 수도 있다.

또는 필요에 따라 제4목표 회전수, 제5목표 회전수를 제2목표 회전수에 일치시켜 둘 수도 있다.

조건에 따라 임의로 설정되는 회전수에 대하여 설명하면, 제4목표 회전수, 제5목표 회전수로부터 제2목표 회전수 측으로 목표 회전수를 시프트하는 도중에, 예를 들면, 펌프 토출압과 액추에이터의 부하 압력과의 차압이, 로드 센싱 차압을 상회했을 때에는 그 때의 회전수를 제3목표 회전수로서 설정할 수 있다.

또한, 일단 설정된 제4목표 회전수, 제5목표 회전수에 있어서 엔진 제어를 행하고 있을 때에, 펌프 용량이 제2 소정의 펌프 용량보다도 감소했을 때에는 제4목표 회전수, 제5목표 회전수로부터 제2목표 회전수 측으로 목표 회전수를 또한 시프트할 수도 있다.

또는 일단 설정된 제4목표 회전수, 제5목표 회전수에 있어서 엔진 제어를 행하고 있을 때에, 펌프 용량이 제1 소정의 펌프 용량보다도 증대되었을 때에는 제4목표 회전수, 제5목표 회전수로부터 제1목표 회전수 측으로 목표 회전수를 시프트할 수도 있다.

이와 같이, 높은 엔진 출력 토크를 필요로 하지 않을 때에는 목표 회전수를 제2 목표 회전수 또는 제5목표 회전수로 할 수 있으므로, 엔진을 연비효율의 효과적인 영역으로 시프트하여 사용하는 것이 가능하게 되고, 엔진 연료소비량을 저감시킬 수 있다.

한편, 높은 엔진 출력 토크를 필요로 하는 작업, 예를 들면, 중굴착 작업 등에 있어서 엔진의 최대 출력을 필요로 하는 작업에서는 목표 회전수를 제3목표 회전수 또는 제1목표 회전수까지 상승시키고, 종래와 같은 작업 성능을 발휘 시킬 수 있다.

이렇게 간단한 구성이면서, 가변 용량형 유압 펌프에 엔진의 최대 출력을 흡수시키는 것을 가능하게 하면서, 엔진 연료소비량을 저감 시킬 수 있다. 또한, 엔진의 목표 회전수를 제2목표 회전수로부터 제3목표 회전수로 변경하는 위치, 제1목표 회전수로부터 제4목표 회전수로 변경하는 위치 및 제3목표 회전수로부터 제5목표 회전수로 변경하는 위치는 가변용량 펌프의 펌프 용량으로서 미리 설정해 둘 수 있다. 따라서, 이들의 위치는 실험적으로 요구해 두는 것이 용이하게 된다.

또한, 상술된 위치를 특정하기 위한 펌프 용량으로서는 가변용량 펌프의 펌프 용량 자체를 실측(實測)한 값 또는 펌프 용량을 나타내는 관계식을 이용해서 구해질 수 있다. 또한, 상술한 위치를 특정한 때문에 펌프 용량의 값을 그대로 이용하지 않고, 가변 용량형 유압 펌프로부터의 토출량이, 가변 용량형 유압 펌프로부터 토출될 수 있는 최대의 토출량이 된 상태, 그 때의 엔진 출력 토크의 값이나 엔진 회전수의 값, 가변 용량형 유압 펌프의 경사판 각을 제어하는 펌프 제어 장치에 있어서 설정되어 있는 차압(통상, 로드 센싱 차압이라 칭한다)에 대하여 가변 용량형 유압 펌프의 펌프 토출압과 액추에이터의 부하 압력과의 차압의 관계 등, 이들의 파라메타의 값을, 펌프 용량의 값에 대응하는 값으로서 펌프 용량의 값을 직접 이용하는 대신에 이용할 수도 있다.

따라서, 본원 발명에 있어서 상술한 위치를 특별히 정하기 위해서 이용하고 있는 펌프 용량으로서는 상술한 바와 같은 팩, 파라메타의 값도 포함하고 있다.

또한, 제1목표 회전수 ∼ 제5목표 회전수에 따라, 엔진의 T-N선도(엔진 출력 토크 축과 엔진 회전수 축으로 이루어지는 토크 선도)에 있어서, 각각 대응한 고속 제어의 영역을 설정할 수 있고, 각 고속 제어의 영역에서의 제어를 행할 수 있다.

또한, 이들의 고속 제어의 영역에 있어서의 제어도 본원 발명에서는 제1목표 회전수 ∼ 제5목표 회전수에 근거한 각 제어에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태예에 관계되는 유압 회로도.(실시 예)

도 2는 엔진의 토크 선도.(실시 예)

도 3은 엔진 출력 토크를 증가시킬 때의 토크 선도.(실시 예)

도 4는 엔진 출력 토크를 감소시킬 때의 토크 선도.(실시 예)

도 5는 본 발명에 따른 제어 플로우 도면.(실시 예)

도 6은 컨트롤러의 블럭도.(실시 예)

도 7은 오픈 센터 타입으로서 구성된 유압 회로도.(실시 예)

도 8은 오픈 센터 타입중에서 네가티브 컨트롤 타입의 유압회로도.(실시 예)

도 9는 도 8의 네가티브 컨트롤 타입의 제어특성을 나타내는 도면.(실시 예)

도 10은 도 8의 네가티브 컨트롤 타입에 있어서의 펌프 제어 특성을 나타내는 도면.(실시 예)

도 11은 오픈 센터 타입중에서 포지티브컨트롤 타입의 유압회로도.(실시 예)

도 12는 도 11의 포지티브 컨트롤 타입에 있어서의 펌프 제어 특성을 나타내 는 도면.(실시 예)

(부호의 설명)

2… 엔진, 4… 연료 다이얼,

6… 가변 용량형 유압 펌프, 7… 컨트롤러,

8… 펌프 제어 장치, 9… 제어 밸브,

11… 조작 레버 장치, 12… 서보 실린더,

17… LS밸브,

50… 가변 용량형 유압 펌프, 53… 제3제어 밸브,

54… 센터 바이패스 회로, 55… 스로틀(throttle),

57… 서보액추에이터, 58… 서보 안내 밸브,

59… 네가티브 컨트롤 밸브, 71… 제1파일럿 밸브,

72… 제2파일럿 밸브, 73… 제3파일럿 밸브,

75… 컨트롤러, 76… 펌프 제어 장치,

F1∼F4… 고속 제어의 영역, Fa∼Fc… 고속 제어의 영역,

A… 제 1 설정 위치, B… 제2 설정 위치,

Nh… 정격 회전수, Kl… 정격점,

R… 최대 토크 선, M…등연비 곡선.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명이 바람직한 실시형태예에 대해서, 첨부 도면에 따라 이하에서 구체적으로 설명한다.

본 발명의 엔진 제어 장치 및 엔진의 제어 방법은 유압 셔블, 불도저(bulldozer), 휠 로더(wheel loader) 등의 작업 차량에 탑재되는 디젤 엔진을 제어하는 제어 장치 및 제어 방법으로서 적합하게 적용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 엔진 제어 장치 및 엔진의 제어 방법으로서는 이하에 설명되는 형상, 구성 이외에도 본 발명의 과제를 해결할 수 있는 형상, 구성이면, 그것들의 형상, 구성을 채용할 수 있다.

이 때문에, 본 발명은 이하에 설명하는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변경이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시형태예에 관계되는 엔진 제어 장치 및 엔진의 제어 방법에 있어서의 유압 회로도이다.

엔진(2)은 디젤 엔진이며, 그 엔진 출력 토크의 제어는 엔진(2)의 실린더내에 분사하는 연료의 량을 조정함으로써 행하여 진다. 이 연료의 조정은 종래부터 공지된 연료 분사 장치(3)에 의해 행할 수 있다.

엔진(2)의 출력 축(5)에는 가변 용량형의 유압 펌프(6)(이하, 유압 펌프(6)라고 한다)가 연결되어 있으며, 출력 축(5)이 회전함으로써 유압 펌프(6)가 구동된다. 유압 펌프(6)의 경사판(6a)의 틸트각은 펌프 제어 장치(8)에 의해 제어되어, 경사판(6a)의 틸트각이 변화됨으로써 유압 펌프(6)의 펌프 용량(D) (cc/rev)이 변화된다.

펌프 제어 장치(8)은 경사판(6a)의 틸트각(傾轉角)을 제어하는 서보 실린 더(12)와 펌프 압과 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압에 따라 제어되는 LS밸브 (로드 센싱 밸브)(17)로 구성된다. 서보 실린더(12)는 경사판(6a)에 작용하는 서보 피스톤(14)을 구비하고 있어, 유압 펌프(6)로부터의 토출압은 유로(27a 및 27b)로 취출될 수 있다. 유로(27a)로 취출된 토출압과 파일럿 유로(28)로 취출된 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압에 따라, LS밸브(17)가 작동하고, LS밸브(17)의 작동에 의해 서보 피스톤(14)을 제어하는 구성으로 되어 있다.

서보 피스톤(14)의 제어에 따라 유압 펌프(6)에 있어서의 경사판(6a)의 틸트각이 제어된다. 또한, 조작 레버(11a)의 조작량에 따라 제어 밸브(9)가 제어되어 액추에이터(10)로 공급되는 유량이 제어된다. 이 펌프 제어 장치(8)는 공지된 로드 센싱 제어 장치로 구성될 수 있다.

유압 펌프(6)로부터 토출된 압유는 토출 유로(25)를 통해서 제어 밸브(9)로 공급된다. 제어 밸브(9)는 5포트 3위치로 전환활 수 있는 전환 밸브로서 구성되어, 제어 밸브(9)로부터 출력되는 압유를 유로(26a 및 26b)에 대하여 선택적으로 공급하여, 액추에이터(10)를 작동시킬 수 있다.

또, 액추에이터로서는 예시한 유압 실린더형의 액추에이터로 한정되어서 해석되는 것이 아니라, 유압 모터로도 좋으며, 또한, 로터리형 액추에이터로서 구성될 수도 있다. 또한, 제어 밸브(9)와 액추에이터(10)의 쌍을 한 쌍만 예시하고 있지만, 제어 밸브(9)와 액추에이터(10)의 쌍을 복수 쌍으로 구성하는 것도, 1개의 제어 밸브로 복수개의 액추에이터를 조작하도록 구성할 수도 있다.

즉, 예를 들면 작업 차량으로서 유압 셔블을 예로 들어 액추에이터를 설명하 면, 붐(boom)용 유압 실린더, 암(arm)용 유압 실린더, 버킷용 유압 실린더, 좌 주행용 유압 모터, 우 주행용 유압 모터 및 선회 모터 등이 액추에이터로서 이용될 수 있다.

도 1에서는 이들의 각 액추에이터 중에서, 예를 들면, 붐용 유압 실린더를 대표적으로 도시한다.

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

제어 밸브(9)가 (II)위치부터 (I)위치로 전환할 수 있으면, 유압 펌프(6)로부터의 토출 압유를 유로(26b)으로부터 액추에이터(10)의 저부측으로 공급할 수 있고, 액추에이터(10)의 피스톤을 신장시킬 수 있다. 이 때, 액추에이터(10)의 헤드측에 있어서의 압유는 유로(26a)로부터 제어 밸브(9)를 통해서 탱크(22)로 배출된다.

마찬가지로, 제어 밸브(9)가 (III)위치로 전환되면, 유압 펌프(6)로부터의 토출 압유는 유로(26a)로부터 액추에이터(10)의 헤드측으로 공급될 수 있고, 액추에이터(10)의 피스톤을 축소시킬 수 있다. 이 때, 액추에이터(10)의 저부측에 있어서의 압유는 유로(26b)으로부터 제어 밸브(9)을 통해서 탱크(22)로 배출된다.

토출 유로(25)의 도중으로부터는 유로(27c)이 분기되어 있어, 유로(27c)에는 언로드(unload) 밸브(15)가 배치되어 있다. 언로드 밸브(15)는 탱크(22)에 접속하고 있어, 유로(27c)을 차단하는 위치와 연통되는 위치로 전환할 수 있다. 유로(27c)에 있어서의 유압은 언로드 밸브(15)를 연통 위치로 전환하는 가압력으로서 작용한다.

또한, 액추에이터(10)의 부하 압력을 취출하는 파일럿 유로(28)의 파일럿 압 및 일정 차압을 부여하는 스프링의 스프링 힘은 언로드 밸브(15)를 차단 위치로 전환하는 가압력으로서 작용한다. 그리고, 언로드 밸브(15)는 파일럿 유로(28)의 파일럿 압 및 스프링의 스프링 힘과 유로(27c)에 있어서의 유압과의 차압에 의해 제어되게 된다.

작업자가 지령 수단으로서의 연료 다이얼(4)을 조작하고, 가변적으로 지령할 수 있는 지령치 내에서 하나의 지령치를 선택하면, 선택한 지령치에 대응한 목표 회전수를 설정할 수 있다. 이렇게하여 설정한 목표 회전수에 따라, 엔진 부하와 엔진 출력 토크를 매칭시키는 고속 제어의 영역을 설정할 수 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 연료 다이얼(4)의 조작에 따라 제1목표 회전수인 목표 회전수Nb(N'b)가 설정되면, 목표 회전수Nb(N'b)에 따른 고속 제어의 영역Fb가 선택된다. 이 때, 엔진의 목표 회전수는 회전수Nb(N+)이 된다.

또한, 엔진의 목표 회전수(N'b)은 엔진의 목표 회전수를 전수Nb로 제어할 때에, 무부하 시의 엔진의 마찰 토크와 유압계의 손실 토크와의 합계 값과 엔진 출력 토크가 매칭하는 점으로서 정해지게 된다. 그리고, 실제의 엔진 제어에서는 목표 회전수N'b 및 매칭점Ps을 연결한 선을 고속 제어의 영역Fb으로서 설정하게 된다.

이하에서는 목표 회전수N'b이 목표 회전수Nb보다도 고회전측에 있는 예를 이용해서 설명하지만, 목표 회전수N'b과 목표 회전수Nb을 일치시키고, 목표 회전수N'b를 목표 회전수Nb보다도 저회전측으로 하도록 구성할 수도 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 예를 들면 목표 회전수Nc(N'c)과 같이, 대쉬(dash)가 부여된 회전수(N'c)을 기재하지만, 대쉬가 부여된 회전수(N'c)는 상술한 설명된 바와 같다.

여기에서, 작업자가 연료 다이얼(4)을 조작하고, 최초에 선택한 목표 회전수Nb(N'b)와 상이한 낮은 목표 회전수Nc(N'c)를 설정하면, 고속 제어의 영역으로서는 저회전 영역측에 있어서의 고속 제어의 영역Fc이 설정된다. 이때 설정된 목표 회전수Nc(N'c)가 제1목표 회전수가 된다.

이와 같이, 연료 다이얼(4)이 설정되는 것에 의해, 연료 다이얼(4)로 선택할 수 있는 목표 회전수에 대응해서 1개의 고속 제어의 영역을 설정할 수 있다. 다시 말해, 연료 다이얼(4)을 선택함으로써, 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이 정격점K1을 통하는 고속 제어의 영역Fa과 동고속 제어의 영역Fa로부터 저회전 영역측에 있어서의 복수개의 고속 제어의 영역Fb, Fc,... 내에서 임의의 고속 제어의 영역, 또는 이들의 고속 제어의 영역의 중간에 있는 임의의 고속 제어의 영역을 설정할 수 있다.

도 3의 토크 선도에 있어서 최대 토크 선R에서 규정되는 영역은 엔진(2)이 낼 수 있는 성능을 나타내고 있다. 최대 토크 선R상의 정격점K1에서 엔진(2)의 출력(마력)이 최대가 된다. M은 엔진(2)의 등연비 곡선을 나타내고 있어, 등연비 곡선의 중심측이 연비 최소 영역이 된다.

이하에서는 연료 다이얼(4)의 지령치에 대응해서 엔진의 최대 목표 회전수인 목표 회전수Nh(N'h)로 설정되어, 목표 회전수Nh(N'h)에 대응해서 정격점K1을 통하는 고속 제어의 영역F1이 설정되었을 경우를 예를 들어서 설명한다. 다시 말해, 제1목표 회전수로서 목표 회전수Nh(N'h)가 설정되었을 경우에 대하여 설명한다. 이때, 엔진 부하와 엔진 출력 토크를 매칭시키면서 고속 제어의 영역F1위를 이동시키는 제어 플로우에 대해서는 주로 도 1, 도 3 및 도 4을 참조하면서 도 5의 제어 플로우 도 및 도 6의 컨트롤러의 블럭도를 이용해서 설명하기로 한다.

연료 다이얼(4)의 지령치에 대응하고, 엔진 회전수로서의 최대목표 회전수Nh(N'h), 정격점K1을 통하는 고속 제어의 영역F1이 제1목표 회전수로서 설정되었을 경우에 대해서는 아래에서 설명하겠지만, 본 발명은 정격점K1을 통하는 고속 제어의 영역F1이 설정되었을 경우에 한정되지 않다. 예를 들면, 설정된 제1목표 회전수에 따라, 도 2에 있어서의 복수개의 고속 제어의 영역Fb, Fc,... 내에서, 또는 복수개의 고속 제어의 영역Fb, Fc,...의 중간에 있어서의 임의의 고속 제어의 영역을 설정했을 경우이었다고 하여도, 설정된 각 고속 제어의 영역에 대하여 본 발명을 적합하게 적용할 수 있다.

도 3은 엔진 출력 토크가 증대되어 갈 때의 상태를 도시되고 있으며, 도 4는 엔진 출력 토크가 감소해 갈 때의 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 5은 제어 플로우를 도시하고 있다. 또한, 도 6에 있어서 일점쇄선으로 둘러싼 바가 컨트롤러(7)을 도시하고 있다.

도 5의 단계 1에 있어서, 컨트롤러(7)는 연료 다이얼(4)의 지령치를 판독한 다. 컨트롤러(7)가 연료 다이얼(4)의 지령치를 판독하면, 단계 2로 진행한다. 단계(step) 2에서는 컨트롤러(7)는 읽어낸 연료 다이얼(4)의 지령치에 따라, 제1목표 회전수로서 엔진(2)의 목표 회전수Nh(N'h)을 설정하고, 설정한 목표 회전수Nh(N'h) 에 기초해서 고속 제어의 영역F1을 설정한다.

또한, 읽어낸 연료 다이얼(4)의 지령치에 따라, 엔진(2)의 목표 회전수Nh(N'h)을 최초에 설정하는 취지의 설명하고 있지만, 최초에 고속 제어의 영역F1을 설정하고, 설정한 고속 제어의 영역F1에 대응해서 목표 회전수Nh(N'h)을 설정할 수도 있다. 또한, 읽어낸 연료 다이얼(4)의 지령치에 따라, 목표 회전수Nh(N'h)과 고속 제어의 영역F1을 동시에 설정할 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1목표 회전수로서의 목표 회전수Nh(N'h) 및 고속 제어의 영역F1이 설정되면, 단계 3으로 진행한다. 또한, 도 3에 있어서, 최대목표 회전수Nh의 하이 아이들 점N'h과 정격점K1을 연결하는 선을 고속 제어의영역F1으로서 나타내고 있다. 이 하이 아이들 점N'h는 도 2을 이용한 고속 제어의 영역Fb의 설명에 있어서 이미 설명한 바와 같이, 엔진의 목표 회전수를 최대목표 회전수Nh로 제어할 때에 있어서의, 무부하시의 엔진의 마찰 토크와 유압계의 손실 토크와의 합계 값과 엔진 출력 토크가 매칭하는 점으로서 정할 수 있다.

단계 3에서는 컨트롤러(7)는 설정 수단을 이용하고, 제1목표 회전수Nh(N'h), 고속 제어의 영역F1에 대응해서 미리 설정되어 있는 저회전 영역측에 있는 제2목표 회전수로서의 목표 회전수N2(N'2), 목표 회전수N2(N'2)에 대응한 고속 제어의 영역F2을 결정한다. 고속 제어의 영역F2으로서는 예를 들면, 유압 셔블의 작업기 레 버(11a)를 조작했을 때에, 고속 제어의 영역F1으로 제어했을 경우에 비해, 로드 센싱 제어에 의해 조작 속도가 대부분 저하됨이 없이 고속 제어의 영역으로서 미리 설정해 둘 수 있다.

즉, 고속 제어의 영역F2에 대응한 목표 회전수N2를 고속 제어의 영역F1에 대응한 목표 회전수Nh에 대하여, 예를 들면 10% 낮게 설정할 수 있다. 만일 목표 회전수를 10% 낮아지도록 설정했을 경우를 예를 들어서 설명했지만, 여기에서 제시한 수치(數値)는 예시로서, 본 발명은 이 수치에 한정되지 않는다.

이와 같이 하여, 연료 다이얼(4)로 설정할 수 있는 각 고속 제어의 영역F1에 대응하고, 동고속 제어의 영역F1보다도 저회전 영역측에 있는 고속 제어의 영역F2을 미리 각각의 고속 제어의 영역F1에 대응한 고속 제어의 영역으로서 설정해 둘 수 있다. 고속 제어의 영역F2이 컨트롤러(7)에 의해 결정되어, 단계 4로 진행한다.

단계 4에서는 조작 레버(11a)가 조작되면, 도 3이 미세한 점선에서 나타낸 바와 같이, 컨트롤러(7)는 엔진 부하와 엔진 출력 토크와의 매칭이 고속 제어의 영역F2위에서 행해지게, 연료 분사 장치(3)의 제어를 행한다. 작업자가 조작 레버(11a)를 조작하고, 유압 셔블의 작업기 속도를 증속시키는 제어가 개시되면, 단계 5로 진행한다.

단계 5에서는 고속 제어의 영역F2에 있어서 유압 펌프(6)로부터의 토출량이 유압 펌프(6)로부터 토출될 수 있는 최대의 토출량이 되는지 여부가 판단된다. 여기에서, 작업자가 조작 레버(11a)를 깊이 조작하고 유압 셔블의 작업기 속도를 증속시키고자 했을 경우에 대하여 설명한다. 조작 레버(11a)가 깊이 조작되어, 이에 따라 제어 밸브(9)가 예를 들면 (I)위치로 전환될 수 있다고 하면, 제어 밸브(9)의 (I)위치에 있어서의 개구면적(9a)는 증대되고, 유로(25)에 있어서의 펌프 토출압과 파일럿 유로(28)에 있어서의 부하 압력과의 차압은 저하된다. 이때, 로드 센싱 제어 장치로서 구성되는 펌프 제어 장치(8)는 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 증대되는 방향으로 작동한다.

제1의 소정 펌프 용량은 유압 펌프(6)에 있어서의 최대 펌프 용량의 값을 이용해서 설정해 둘 수 있으며, 최대 펌프 용량 이하의 펌프 용량으로서 설정해 둘 수도 있다. 이하에서는 제1 소정의 펌프 용량으로서 최대 펌프 용량을 설정했을 경우를 예로 들어서 설명하기로 한다. 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 최대 펌프 용량 상태로까지 증대되면, 고속 제어의 영역F2에 있어서 유압 펌프(6)로부터의 토출량은 고속 제어의 영역F2에 있어서 유압 펌프(6)로부터 토출될 수 있는 최대의 토출량이 된다.

이 유압 펌프(6)로부터의 토출량이 최대가 된 상태는 다음에 설명하는 것 같은 각종 파라메타의 값을 이용해서 검출할 수 있고, 펌프 용량 검출 수단으로서는 이하에 설명된 각종 파라메타의 값을 검출하는 검출 수단으로서 구성할 수 있다.

최초로, 유압 펌프(6)로부터의 토출량이 최대가 된 상태를 검출할 수 있는 파라메타의 값으로서, 엔진 출력 토크의 값을 이용했을 경우에 대하여 설명한다. 컨트롤러(7)는 컨트롤러(7)에 기억되어 있는 토크 선도에 따라, 회전 센서(20)에 의해 검출되어 있는 엔진 회전수로부터, 동 엔진 회전수에 대응한 고속 제어의 영역F2위의 위치를 특정할 수 있다. 특정된 위치에 따라, 그때의 엔진 출력 토크의 값을 요구 할 수 있다. 이와 같이 하여, 엔진 출력 토크의 값을 파라메타의 값으로서 이용하는 것으로, 고속 제어의 영역F2에 있어서 유압 펌프(6)로부터의 토출량이 유압 펌프(6)로부터 토출될 수 있는 최대의 토출량이 된 상태를 검출할 수 있다.

또한, 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 파라메타의 값으로서 이용했을 경우에는 유압 펌프(6)의 토출압P와 토출 용량D [펌프 용량(D)]과 엔진 출력 토크T와의 관계는 T=P·D/200π로서 나타낼 수 있다. 이 관계식을 이용한 D=200π·T/P의 식으로부터, 그때의 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 요구할 수 있다. 엔진 출력 토크T로서는 예를 들면, 컨트롤러 내부에 유지되고 있는 엔진 출력 토크의 지령치를 이용할 수도 있다.

또는 유압 펌프(6)에 경사판각(斜板角) 센서(도시하지 않음)를 장착하고, 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 직접 계측함으로써, 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 구할 수 있다. 이렇게 하여 구해진 유압 펌프(6)의 펌프 용량으로, 고속 제어의 영역F2에 있어서 유압 펌프(6)로부터의 토출량이, 유압 펌프(6)로부터 토출될 수 있는 최대의 토출량이 된 상태를 검출할 수 있다. 이와 같이, 유압 펌프(6)의 펌프 용량이나 엔진 출력 토크를 파악해서 얻어진 값 등을 이용함으로써, 고속 제어의 영역F2에 있어서 유압 펌프(6)이 토출될 수 있는 최대의 토출량이 된 상태를 검출할 수 있다.

고속 제어의 영역F2에 있어서 유압 펌프(6)가 토출할 수 있는 최대의 토출량이 된 상태로부터, 작업기 속도를 증속시키기 위하여 작업자가 조작 레버(11a)를 또한 깊이 조작했을 때에는 고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F1을 향 해서 시프트(shift)되는 제어를 행하며, 이 때의 고속 제어의 영역F2위에서의 위치를 제1설정 위치A(다시 말해, 제1 소정의 펌프 용량)로 할 수 있다.

즉, 고속 제어의 영역F2으로 엔진 회전수가 제1설정 위치A를 특정한 값이 되었을 때에, 또는 유압 펌프(6)의 펌프 용량이나 엔진 출력 토크를 파악해서 얻어진 값이 제1설정 위치A를 특정한 값이 되었을 때에, 작업자가 또한 조작 레버(11a)를 또한 깊이 조작했을 경우에는 작업기 속도를 증속시키기 위하여 고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F1 측을 향해서 시프트되는 제어를 행하게 된다. 제1설정 위치A가 검출되면, 단계 6로 진행한다. 검출되지 않을 때에는 단계 11로 진행한다.

제1설정 위치A는 엔진 출력 토크T의 변화율, 또는 유압 펌프(6)의 펌프 용량의 변화율에 따라 그 위치를 변경시킬 수도 있다. 또한, 유압 펌프(6)의 토출압P과 토출용량D [펌프 용량(D)]와 엔진 출력 토크T와의 관계는 상술한 바와 같이 T=P·D/200π로서 나타낼 수 있으므로, 제1설정 위치A로서는 유압 펌프(6)의 토출압P의 변화율에 따라 그 위치를 변경시킬 수도 있다.

즉, 이들의 변화율, 다시 말해, 증가하는 정도가 높을 때에는 제1설정 위치A의 위치를 엔진 출력 토크가 낮은 측으로 설정하고, 조기에 고속 제어의 영역F1측으로 시프트를 행할 수도 있다.

단계 6에서는 고속 제어의 영역F2으로 엔진 회전수가 제1설정 위치A를 특정한 값이 되었을 때에, 또는 유압 펌프(6)의 펌프 용량이나 엔진 출력 토크를 파악해서 얻어진 값이 제1설정 위치A를 특정한 값이 되었을 때에, 작업자가 조작 레 버(11a)를 또한 깊이 조작했을 경우에는 작업기 속도를 증속시키기 위하여 고속 제어의 영역F2 으로부터 고속 제어의 영역F1을 향해서 시프트되는 제어를 행하게 된다.

이 경우, 고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F1측으로 시프트되고 있는 도중에, 펌프 토출압과 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압이, 펌프 제어 장치(8)로 설정된 차압(통상, 로드 센싱 차압)이라고 칭한다. 이하, 로드 센싱 차압이라고 한다)을 만족시키게 되면, 고속 제어의 영역으로서는 그 위치를 통하는 고속 제어의 영역이 새로운 고속 제어의 영역F3으로서 설정된다. 다시 말해, 그 이상 고속 제어의 영역F1측으로 시프트하는 것이 필요 없어진다. 이 경우, 도 3의 일점쇄선으로 나타내는 고속 제어의 영역F3에서의 제어가 행해진다.

고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F1측으로 시프트되고 있는 중에 있어서의 엔진 회전수에서는 유압 펌프(6)로부터의 토출압과 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압이, 상기 로드 센싱 차압을 채우지 않을 경우에는 고속 제어의 영역은 또한 고회전 영역측에 있는 고속 제어의 영역F1까지 시프트되는 제어가 행해진다. 그리고, 엔진 회전수를, 최대목표 회전수Nh까지 증속하는 제어가 행해진다.

이때에 행해지고 있는 컨트롤러(7)의 제어에 대해서, 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6에 있어서, 컨트롤러(7) 내의 연료 다이얼 지령치 연산부(32)에는 연료 다이얼(4)의 지령치(37)이 입력되는 동시에, 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 연산하는 펌프 용량 연산부(33)로부터 출력된 펌프 용량이 입력된다. 또한, 펌프압과 액추에 이터(10)의 부하 압력과의 차압을 검출하는 차압 센서(36)로부터의 검출 신호 또는 펌프 용량 센서(39)(모두 도 1에 도시되지 않음)로부터의 검출 신호를 연료 다이얼 지령치 연산부(32)에 입력시킬 수도 있다.

도 6에서는 차압 센서(36)로부터 연료 다이얼 지령치 연산부(32)에 출력되는 검출 신호,및 유압 펌프(6)로부터 펌프 용량 센서(39)에의 검출 신호와 펌프 용량 센서(39)로부터 연료 다이얼 지령치 연산부(32)에 출력되는 검출 신호를, 각각 파선을 이용해서 나타내고 있다. 이는, 이들의 검출 수단은 이하에 설명하는 바와 같이 펌프 용량 연산부(33)의 대체 수단으로서 이용할 수 있는 것을 나타내기 위하여 파선을 이용해서 나타내고 있다. 또한, 차압 센서(36)와 펌프 용량 센서(39)는 독립적으로 이용될 수 있다.

펌프 용량 연산부(33)는 펌프 압력 센서(38)에 의해 검출한 유압 펌프(6)의 펌프 압력과, 예를 들면, 회전 센서(20)로 검출한 고속 제어의 영역에 있어서의 엔진 회전수를 이용해서 엔진의 토크 선도로부터 추구한 엔진 토크(34)가 펌프 용량 연산부(33)에 입력되어 있다. 펌프 용량 연산부(33)에서는 이들의 입력된 값으로부터, 펌프 용량을 연산해서 연료 다이얼 지령치 연산부(32)으로 출력하게 된다. 펌프 압력 센서(38)는 예를 들면, 도 1의 토출 유로(25)에 있어서의 펌프 압력을 검출할 수 있게 배치해 둘 수 있다.

또한, 펌프 용량 연산부(33)로부터 출력되는 펌프 용량을 이용하는 대신에, 펌프 용량 센서(39)로부터의 검출 신호를 연료 다이얼 지령치 연산부(32)로 입력하는 구성으로 둘 수도 있다. 펌프 용량 센서(39)는 유압 펌프(6)의 경사판각을 검출 하는 센서 등으로서 구성해 둘 수 있다.

연료 다이얼 지령치 연산부(32)은 다음과 같은 조건이 채워져 있는 것을 판단하면, 고속 제어의 영역F2로부터 고속 제어의 영역F1측을 향해서 시프트되는 제어를 행하게 하기 위해, 새연료 다이얼 지령치(35)을 설정한다. 그리고, 설정한 새연료 다이얼 지령치(35)을 엔진(2)의 연료 분사 장치(3)에 지령한다.

고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F1측을 향해서 시프트되는 제어를 행하게 하기 위한 조건으로서는 펌프 용량 연산부(33)로부터 출력된 펌프 용량, 또는 펌프 용량 센서(39)로부터 검출된 펌프 용량에 따라 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 최대 펌프 용량 상태로까지 증대된 것이 검지되었을 경우, 또는 차압 센서(36)로부터의 검출 신호에서, 펌프 토출압과 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압이, 펌프 제어 장치(8)로 설정된 로드 센싱 차압을 하회한 것이 검지되었을 경우 등이다.

그리고, 고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F1측을 향해서 시프트되는 제어를 행하고 있는 사이에, 예를 들면, 차압 센서(36)로부터의 검출 신호에서, 펌프 토출압과 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압이 펌프 제어 장치(8)로 설정된 로드 센싱 차압을 만족시키게 된 것이 검지되면, 그때의 연료 다이얼 지령치가 새연료 다이얼 지령치(35)이 되고, 그 위치를 통하는 고속 제어의 영역이 새로운 고속 제어의 영역F3으로서 설정된다.

도 5의 제어 플로우로 되돌아가서 설명을 계속한다. 고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 역F1측을 향해서 시프트되는 제어에 있어서, 고속 제어의 영역F2 으로부터 고속 제어의 영역F3으로 시프트되지 않고, 고속 제어의 영역F1으로 직접 시프트되게 하는 제어를 행하는 것도 가능한다. 이 경우에는 고속 제어의 영역F1에 있어서의 엔진 회전수가, 고속 제어의 영역F3에 있어서의 엔진 회전수보다도 높아지는 만큼, 유압 펌프(6)로부터의 펌프 토출량도 많아진다.

이에 따라, 로드 센싱 차압으로서는 펌프 제어 장치(8)로 설정되어 있는 설정 값보다도 높아진다. 이 때문에, 펌프 제어 장치(8)에 있어서의 로드 센싱의 기능에 따라 고속 제어의 영역F3의 때보다도 유압 펌프(6)의 펌프 용량은 작아지고, 유압 펌프(6)로부터는 소정의 펌프 토출량을 토출하게 된다. 또 마찬가지로, 고속 제어의 영역F2로부터 고속 제어의 영역F3으로 시프트되었을 경우에도, 유압 펌프(6)의 펌프 용량은 최대 펌프 용량으로부터 그것보다도 작은 펌프 용량에 감소하고, 유압 펌프(6)로부터는 소정의 펌프 토출량을 토출한다.

고속 제어의 영역F3 또는 고속 제어의 영역F1까지의 시프트가 행하여 진 후에, 액추에이터(10)의 부하가 또한 증대되어 가면, 엔진 출력 토크는 상승한다.

고속 제어의 영역F1에 있어서 액추에이터(10)의 부하가 또한 증대되었을 경우에는 유압 펌프(6)의 펌프 용량은 최대 펌프 용량까지 증대되는 동시에, 엔진 출력 토크는 정격 토크 점K1까지 상승한다. 또한, 고속 제어의 영역F3에 있어서 액추에이터(10)의 부하가 또한 증대되었을 경우에는 유압 펌프(6)의 펌프 용량은 최대 펌프 용량까지 증대되는 동시에, 엔진 출력 토크는 고속 제어의 영역F3에 따라 최대 토크 선R까지 상승한다.

고속 제어의 영역F3 또는 고속 제어의 영역F1에 있어서, 또한 부하가 증대되 면, 최대 토크 선R상에서 엔진 출력 토크와 매칭 한다. 이렇게 추이할 수 있으므로, 작업기는 종래대로 최대마력을 흡수할 수 있다.

즉, 고속 제어의 영역F2로부터 고속 제어의 영역F1로 시프트되었을 경우에는 도 3이 미세한 점선에 따라 최대 토크 선R를 향해서 상승하는 제어가 행해진다. 또한, 고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F1으로 시프트되었을 경우의 제어 상태를 나타내고 있는 도 3이 미세한 점선의 도중으로부터 분기되고, 직접 최대 토크 선R을 향해서 상승하는 제어가 고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F3으로 시프트된 후의 제어를 나타내고 있다.

일점쇄선으로 나타내는 제어는 고속 제어의 영역F3에 있어서의 제어를 나타내고 있어, 굵은 점선의 화살표로 나타낸 상태가, 종래부터 행하여 지고 있는 고속 제어의 영역F1의 상태인 채로 제어가 행해진 경우의 모양을 나타내고 있다.

제1의 소정 펌프 용량으로서 최대 펌프 용량을 설정했을 경우에 대해서 상술하였지만, 제1 소정의 펌프 용량으로서는 최대 펌프 용량 이하의 펌프 용량의 값을 제1 소정의 펌프 용량으로서 설정해 둘 수도 있다. 이때의 제1 소정의 펌프 용량으로서는 미리 실험적으로 설정해 둘 수 있다.

예를 들면, 고속 제어의 영역F2 상에서 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 최대 펌프 용량의 90%까지 도달하고, 또한, 증대 경향일 때는 90%에 도달한 점을 제1설정 위치A로서 설정해 둘 수 있다. 이 경우에서는 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 90%에 도달한 직후에 100%에 도달하는 것이라고 예측하고, 고속 제어의 영역F2로부터 고회전 영역측의 고속 제어의 영역으로 시프트되도록 제어를 행할 수 있다.

고속 제어의 영역F2을 고회전 영역측으로 시프트할 때의 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 최대 펌프 용량의 몇%가 되었을 때로 하면 좋은 것일지에 대해서는 유압 펌프(6)의 펌프 용량의 증가에 의해 초래되는 작업기 속도의 증가 비율과, 엔진 회전수의 증가에 의해 초래되는 작업기 속도의 증가 비율이 매끄러운 모양에 접속할 수 있는 것은 몇% 또는 몇% ∼ 몇%의 사이의 때인 것일지를 실험을 통해서 구할 수 있다.

제1설정 위치A를 결정하는 다른 수단으로서는 다음과 같은 수단도 존재한다. 다시 말해, 유압 펌프(6)로부터의 토출압과 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압이 로드 센싱 차압을 하회했을 경우에는 유압 펌프(6)로부터의 토출유량이 부족한 것을 나타내고 있다고 판단하고, 유압 펌프(6)의 토출압과 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압이 로드 센싱 차압과 일치하고 있는 상태로부터 감소 경향으로 결정되었을 때를, 제1설정 위치(A)를 결정하는 수단으로서 이용할 수도 있다.

이때, 고속 제어의 영역F2 위에서는 펌프 토출 유량이 부족하는 상태로 되되는데, 즉, 유압 펌프(6)이 최대 펌프 용량 상태로 되었다고 판단할 수 있다. 따라서, 엔진을 고회전 영역에서 회전시킬 수 있게, 고속 제어의 영역F2을 고회전 영역측으로 시프트되게 하는 제어를 행하게 한다.

상술의 실시예에서는 유압 회로로서 로드 센싱 제어 장치를 구비한 유압 회로의 예로 설명했다. 그러나, 유압 펌프(9)의 펌프 용량을 엔진 회전수의 실측값과 엔진의 토크 선도로부터 추구하는 방법이나, 펌프 경사판각 센서로 직접 펌프 용량을 추구하는 방법에서는 도 7에 도시한 바와 같은 유압 회로가 오픈 센터 타입로서 구성된 경우라도, 동일하게 행할 수 있다.

유압 셔블 등의 건설 기계에 이용되고 있는 유압 회로로서는 종래부터 오픈 센터 타입의 것이 공지되어 있다. 이 유압 회로의 하나의 예로서는 도 7에 도시한 바와 같은 유압 회로가 있다. 도 7에 있어서, 부호 8로 나타내는 장치는 공지된 펌프 용량제어 장치이며, 그 상세한 것은 예를 들면 일본국특허공개 특공평 6-58111호 공보로 공개되어 있는 것 같은 구성으로 이루어 진다. 도 7에 있어서의 펌프 제어 장치(8)의 개략을 설명하면, 제어 밸브(9)의 센터 바이패스 회로에 설치한 스로틀(throttle)(30)의 상류압이, 파일럿 유로(28)을 통해서 가변 용량형 유압 펌프(6)의 펌프 제어 장치(8)에 유도되고 있다.

그리고, 제어 밸브(9)가 중립 위치(II)로부터 (I)위치 또는 (III)위치의 방향으로 조작되어 가면, 제어 밸브(9)의 센터 바이패스 회로를 통과하는 유량이, 서서히 저감되어, 스로틀(30) 상류측의 압력도 서서히 저감된다. 스로틀(30) 상류측의 압력에 반비례하는 형태로, 가변 용량형 유압 펌프(6)의 펌프 용량은 증가해 간다. 제어 밸브(9)가 (I)위치 또는 (III)위치로 완전히 전환할 수 있으면, 센터 바이패스 회로는 블록된 상태가 되므로, 스로틀(30) 상류측의 압력은 탱크(22)와 같은 수준의 압력이 된다.

이 때, 가변 용량형 유압 펌프(6)는 최대 펌프 용량이 되는 구성으로 된다. 따라서, 파일럿 유로(28)의 압력이 탱크(22)의 압력으로 된 것을 검출함으로써, 엔진 회전수를 제어하는 것이 가능하게 된다.

또는 가변 용량형 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 엔진 회전수의 실측값과 엔진 출력 토크로부터 구하는 방법이나, 펌프 경사판각 센서로 직접 펌프 용량을 구하는 방법을 이용하여도 엔진 회전수를 제어하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 있어서의 유압 회로로서는 로드 센싱 타입의 유압 회로로 한정되지 않다.

도 5의 제어 플로우로 되돌아가서 설명을 계속한다. 액추에이터(10)의 부하가 증대된 상태로부터 감소하면, 컨트롤러(4)는 최대 토크 선R상에서 엔진 출력 토크와 매칭시키면서 하강된다. 단계 6에 있어서, 목표 회전수가 제2목표 회전수로부터 제3목표 회전수로 시프트될 때에는 다시 말해, 고속 제어의 영역을 고속 제어의 영역F3으로 시프트되었을 때에는 최대 토크 선R과 고속 제어의 영역F3과의 매칭점에서 고속 제어의 영역F3을 하강하게 된다.

또한, 단계 6에 있어서, 목표 회전수가 제2목표 회전수로부터 제1목표 회전수로 시프트되어져 있을 때에는 다시 말해, 고속 제어의 영역을 고속 제어의 영역F1으로 시프트시켰을 때에는 엔진 출력 토크를 정격 토크 점K1까지 하강시키게 된다.

그리고, 조작 레버(11a)가 깊이 조작되어 있었던 상태로부터 복귀되면 유압 펌프(6)의 경사판각은 작아지고, 컨트롤러(7)는 연료 분사 장치(3)을 제어하여 연료분사량을 내린다. 이와 같이, 고속 제어의 영역(F3) 또는 고속 제어의 영역F1에서는 엔진 부하와 엔진 출력 토크를 매칭시키면서 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 최대 펌프 용량상태로부터 감소시키는 제어가 행해진다. 단계 6에서의 제어가 행해지면, 단계 7로 진행한다.

단계 7에서는 고속 제어의 영역F2을 고회전 영역측이 새로운 고속 제어의 영역F3[가장 높은 회전 영역측으로 시프트시킨 경우에는 고속 제어의 영역F3이 고속 제어의 영역F1과 일치하게 된다] 으로 시프트시키는 제어를 행하고나서 소정의 시간이 경과 하였는지 여부의 판단을 행한다. 소정의 시간이 경과할때 까지의 사이에 컨트롤러(7)는 고속 제어의 영역F3으로부터 다음 고속 제어의 영역측으로의 시프트가 행하여 지지 않도록 제어한다.

소정의 시간으로서는 미리 실험 등에 의해서 구해 둘 수도 있고, 제어 플로우에 있어서의 1사이클의 시간등으로 설정해 둘 수 있다.

단계 7에서는 소정의 시간이 경과할때 까지는 단계 7에서의 제어를 반복하고, 소정의 시간이 경과한 후에는 단계 8로 진행한다.

또한, 고속제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F3으로 시프트함으로써, 엔진 회전수가 상승하고, 유압 펌프(6)로부터의 토출 유량을 증대시킬 수 있다. 따라서, 유압 펌프(6)의 펌프 용량으로서는 고속 제어의 영역F2에 있어서의 펌프 용량보다도 시프트시의 고속 제어의 영역F3에 있어서의 펌프 용량 쪽이 작아진다.

이 때문에, 고속 제어의 영역F2으로부터 고속 제어의 영역F3으로의 시프트가 완료된 후, 소정의 시간이 경과하고 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 다시 제1 소정의 펌프 용량이상, (예를 들면, 유압 펌프(6)의 최대 펌프 용량)이 되었을 경우에는 고속 제어의 영역F3으로부터 고속 제어의 영역F1측에 있는 다른 고속 제어의 영역으로 시프트 시킬 수 있다. 그리고, 상기 별도의 고속 제어의 영역으로의 시프트 후에, 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 다시 제1 소정의 펌프 용량 이상이 되었을 경우 에는 또한 고속 제어의 영역F1측에 있는 다른 고속 제어의 영역으로 시프트시키는 것을 순차 반복할 수 있다.

단계 8에서는 컨트롤러(7)가 고속 제어의 영역F3 또는 고속 제어의영역F1으로 엔진 부하와 엔진 출력 토크를 매칭시키면서 엔진 출력 토크를 감소시키는 제어를 행하고 있을 때에, 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 제2 소정의 펌프 용량보다도 감소하고, 유압 펌프(6)의 펌프 용량을 더욱 감소하는 경향일 때, 고속 제어의 영역F3 또는 고속 제어의 영역F1으로부터 고속 제어의 영역F2측으로의 시프트가 행하여 진다.

이 때의 고속 제어의 영역F3 또는 고속 제어의 영역F1위의 점을 제2설정 위치B(다시 말해, 제2 소정의 펌프 용량)로서 설정해 둘 수 있다. 제2 소정의 펌프 용량으로서는 유압 펌프(6)의 최대 펌프 용량으로서 설정해 둘 수도 있있고, 최대 펌프 용량 이하의 값으로서 설정해 둘 수도 있다.

제2설정 위치B로서는 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 제2 소정의 펌프 용량보다도 감소하고, 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 감소하는 경향일 때의 위치로 설정해 두는 것 이외에도, 다음과 같이 설정해 둘 수 있다. 다시 말해, 유압 펌프(6)의 토출압과 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압이 펌프 제어 장치(8)로 설정되어 있는 로드 센싱 차압보다도 상회했을 때에 있어서 고속 제어의 영역F3 또는 고속 제어의 영역F1위의 점을, 제2설정 위치B로서 설정해 둘 수도 있다.

또한, 예를 들면, 고속 제어의 영역F1 또는 고속 제어의 영역F3으로 제어를 행했을 때의 액추에이터(10)의 작동 속도와, 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5(각각 고속 제어의 영역F1 또는 고속 제어의 영역F3으로부터 시프트된 고속 제어의 영역으로서, 가장 낮은 회전 영역측에 까지 시프트되었을 때에는 고속 제어의 영역F2이 된다)에서 제어를 행했을 때의 액추에이터(10)의 작동 속도가 대략 손색이 없는 상태로서 얻을 수 있는 위치로서, 제2설정 위치B를 설정해 둘 수도 있다.

즉, 엔진 출력 토크를 감소시키면서, 엔진 부하와 엔진 출력 토크를 매칭시키면서 고속 제어의 영역F1 또는 고속 제어의 영역F3위를 이동시켰을 경우에 있어서의 액추에이터(10)의 작업기 속도의 감소 비율과, 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5으로 시프트할 때의 액추에이터(10)의 작업기 속도의 감소 비율이, 어떤 조건을 채우면 원활한 접속으로서 실현할 수 있는 것인가를 실험적으로 구하여 두고, 원활한 접속을 할 수 있는 위치를 제2설정 위치B로서 설정해 둘 수도 있다.

상술한 제1설정 위치A를 특정하기 위해서 이용한 각종 파라메타의 값을 이용하고, 이들의 파라메타의 값이 미리 제2설정 위치B를 특정한 값이 되었을 때를 검출할 수도 있다. 제2설정 위치B가 검출 될때까지는 단계 8에서의 제어가 반복되어, 제2설정 위치B이 검출되는 단계 9로 진행한다.

단계 9에서는 컨트롤러(7)는 엔진 회전수를 감소시켜서, 고속 제어의 영역F1(단계 6에 있어서, 고속 제어의 영역F3이 설정되었을 경우에는 고속 제어의 영역F1의 대신에 고속 제어의 영역F3이 된다)를 저회전 영역측인 고속 제어의 영역F2측으로 시프트시키는 제어를 행한다. 고속 제어의 영역F1 또는 고속 제어의 영역F3으 로부터 고속 제어의 영역F2측으로의 시프트 제어를 행하고 있을 때에, 유압 펌프(6)의 펌프 용량이 다시 제1 소정의 펌프 용량 이상 또는 유압 펌프(6)의 최대 펌프 용량이 되었을 때 또는 유압 펌프(6)의 토출압과 액추에이터(10)의 부하 압력과의 차압이 로드 센싱 차압을 상회했을 때에는 그때의 고속 제어의 영역을 새로운 고속 제어의 영역F4(고속 제어의 영역F3으로부터의 시프트의 경우는 고속 제어의 영역F5이 되지만, 고속 제어의 영역F5은 도시되지 않았다)로서 설정할 수 있다.

즉, 이렇게 하여 설정된 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5이, 고속 제어의 영역F1 또는 고속 제어의 영역F3과 고속 제어의 영역F2과의 사이에 있게 되었다라고 하여도, 이 새로운 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5을 보유하게 된다. 상술한 바와 같은 상황이 일어나지 않았을 때에는 고속 제어의 영역F2으로 시프트된다.

새로운 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5에서의 제어에 있어서, 다른 고속 제어의 영역측으로 시프트를 행하는 것이 필요할 때에는 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5으로부터 다른 고속 제어의 영역으로의 시프트가 행하여 진다. 단, 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5으로의 시프트가 행하고나서, 소정의 시간이 경과할때 까지는 후술하는 단계 10에 따라서 이들의 고속 제어의 영역에서 다른 고속 제어의 영역측으로의 시프트는 금지된다.

또한, 이 때의 시프트를 행하는 조건으로서는 상술한 제2설정 위치B를 검출하는 것과 같은 상태가 생겼을 때에 행할 수 있다. 단계 10에 있어서의 소정시간으로서는 단계 7에 있어서의 소정시간과 마찬가지로, 미리 실험 등에 의해서 구할 수 있고, 제어 플로우에 있어서의 1사이클의 시간등으로서 설정해 둘 수 있다.

고속 제어의영역F1으로부터 고속 제어의 영역F2으로 시프트되었을 경우에는 도 4에 있어서, 미세한 점선에 따른 제어가 행해진다. 또한, 고속 제어의 영역F1으로부터 고속 제어의 영역F2으로 시프트 중에, 새로운 고속 제어의 영역F4에서 제어가 행해진 경우에는 도 4의 미세한 점선의 도중으로부터 분기되고, 엔진 회전수를 N'4로 하는 새로운 고속 제어의 영역F4에 따른 제어가 행해진다. 고속 제어의 영역F4에서의 제어는 도 4에서는 일점쇄선으로 나타내고 있다. 또한, 종래부터 행하여 지고 있는 고속 제어의 영역F1의 상태인채로 제어가 행해지 경우에는 굵은 점선의 화살표로 나타낸 것 같이 제어가 행해진다.

도 4에서는 고속 제어의 영역F3로부터 고속 제어의 영역F5(도시하지 않음)으로 시프트되는 상태는 생략되어 있지만, 도시하지 않은 고속 제어의 영역F5은 고속 제어의 영역F3과 고속 제어의 영역F2과의 사이에 고속 제어의 영역F4을 묘사한 것과 마찬가지로 도시할 수 있다.

이에 따라, 고속 제어의 영역F1 또는 고속 제어의 영역F3보다도 저회전 영역측에 있는 새로운 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5(가장 낮은 회전 영역측으로 시프트되었을 때에는 고속 제어의 영역F4 및 고속 제어의 영역F5은 고속 제어의 영역F2이 된다) 에서, 엔진 부하와 엔진 출력 토크를 매칭시키는 제어를 행할 수 있게 된다. 따라서, 엔진(2)을 저회전 영역측에서 회전시킬 수 있고, 엔진(2)의 연비 향상을 도모할 수 있다.

제1설정 위치A를 판단하는 펌프 용량의 값과 제2설정 위치B을 판단하는 펌프 용량의 값은 동일 값으로서 설정해 두는 것도 다른 값으로서 설정해 두는 것도 가능하다. 또한, 고속 제어의 영역F1으로부터 고속 제어의 영역F2측으로 시프트시키는 제2설정 위치B와 고속 제어의 영역F3으로부터 고속 제어의 영역F2측으로 시프트시키는 제2설정 위치B를 동일 값으로서 설정해 두는 것도 다른 값으로서 설정해 두는 것도 가능하다.

또한, 제2설정 위치B은 엔진 출력 토크T의 변화율, 유압 펌프(6)의 펌프 용량의 변화율, 또는 유압 펌프(6)의 토출압P의 변화율에 따라 그 위치를 변경시킬 수도 있다. 다시 말해, 이들의 변화율, 즉, 감소하는 정도가 높을 때에는 제2설정 위치B의 위치로서 엔진 출력 토크가 높은 위치측으로 설정하고, 조기에 고속 제어의 영역F2측으로의 시프트를 행할 수도 있다.

단계 9에서의 제어가 행해지면, 단계 10으로 진행한다.

단계 10에서는 고속 제어의 영역F1 또는 고속 제어의 영역F3을 저회전 영역측이 새로운 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5으로 시프트되도록 한 제어를 행하고나서 소정의 시간이 경과 하였는지 여부의 판단을 행한다. 소정의 시간이 경과할때 까지는 컨트롤러(7)는 고속 제어의 영역F4 또는 고속 제어의 영역F5으로부터 또한 다른 고속 제어의 영역으로의 시프트가 행하지 않도록 제어한다.

소정시간이 경과할 때까지의 사이에 또한 고회전 영역측에 있는 고속 제어의 영역으로의 시프트나 저회전 영역측에 있는 고속 제어의 영역으로의 시프트가 행하여 지면, 고속 제어의 영역간에서의 시프트가 빈번에 일어나버리게 된다. 다른 고속 제어의 영역간에서의 시프트가 빈번히 행하여 지면, 엔진의 회전수에 변동을 초 래하고, 액추에이터의 작동 속도를 변조시킬 우려가 있다.

이로 인해, 단계 10에서는 소정의 시간이 경과할때 까지는 단계 10에서의 제어를 반복하고, 소정의 시간이 경과한 후에는 단계 11로 진행한다.

단계 11에서는 컨트롤러(7)는 연료 다이얼(4)에서의 지령치에 대응하는 제1목표 회전수를 확인하고, 확인이 끝나면 단계 12로 진행한다.

단계 12에서는 연료 다이얼(4)에서의 지령치에 대응하는 제1목표 회전수의 값이, 다른 목표 회전수의 값으로 변경되는지 여부의 판단을 행한다. 제1목표 회전수의 값이 변경되어 있을 때에는 단계 2로 되돌아가고, 단계 2 이후의 제어가 행해진다. 또한, 제1목표 회전수의 값이 변경되지 않을 때에는 단계 5로 되돌아가고, 단계 5 이후의 제어가 순차적으로 행해진다.

또한, 단계 11 및 단계 12의 제어는 반드시 필요한 제어 단계가이 아니므로, 이들의 단계를 생략해서 제어 플로우를 구성할 수도 있다.

본 발명에 따라 엔진의 연비 효율을 높이고, 작업자가 연료 다이얼(4)에서의 지령치에 대응해서 설정한 제1목표 회전수에 따라 고속 제어의 영역F1을 설정하고, 설정한 제1목표 회전수, 고속 제어의 영역F1에 대응하여 미리 설정한 저회전 영역측의 제2목표 회전수 및 고속 제어의 영역F2을 설정하고, 제2목표 회전수 또는 고속 제어의 영역F2에 따라 엔진의 구동 제어를 개시할 수 있다.

이에 따라, 높은 엔진 출력 토크를 필요로 하지 않는 영역에서는 저회전 영역측의 제2목표 회전수에 따라 엔진의 회전을 제어할 수 있고, 엔진의 연비효율을 높일 수 있다. 또한, 높은 엔진 출력 토크를 필요로 하는 영역에서는 고회전 영역 측의 고속 제어의 영역으로 시프트되어서 엔진의 구동 제어를 행할 수 있고, 작업기를 조작하는 동시에 필요로 하는 작업 속도를 충분히 얻을 수 있다.

또한, 엔진의 고출력 상태로부터 엔진 출력 토크를 감소시켜 갈 때에는 저회전 영역측의 제4목표 회전수 (고속 제어의 영역F4) 또는 제5목표 회전수 (고속 제어의 영역F5)으로 시프트되어 엔진의 구동 제어를 행할 수 있으므로, 연비의 향상을 도모할 수 있다.

그런데, 도 7을 이용해서 오픈 센터 타입의 유압 회로에 있어서도, 본원 발명을 적합하게 적용할 수 있는 취지가 설명되었지만, 오픈 센터 타입의 유압 회로로서는 네가티브 컨트롤 타입의 유압 회로와 포지티브 컨트롤 타입의 유압 회로가 공지되어 있다. 따라서, 네가티브 컨트롤 타입의 유압 회로 및 포지티브 컨트롤 타입의 유압 회로에 있어서의 실시 예에 대하여 더욱 자세히 설명하겠다.

네가티브 컨트롤 타입의 유압 회로를 이용한 실시 예에 대해서, 도 8을 이용해서 설명한다. 또한, 도 8에 도시된 네가티브 컨트롤 타입에 있어서의 네가티브 컨트롤 밸브(59)의 제어 특성에 대해서는 도 9을 이용해서 그 설명을 행하고, 동일하게 도 8에 도시된 네가티브 컨트롤 타입에 있어서의 펌프 제어 특성에 대해서는 도 10을 이용해서 그 설명한다.

도 8 에 도시한 바와 같이,네가티브 컨트롤 타입의 유압 회로에서는 도시되지 않은 엔진에 의해 가변 용량형 유압 펌프(50)이 회전 구동되어, 가변 용량형 유압 펌프(50)로부터 토출된 토출유량은 제1 제어 밸브(51), 제2 제어 밸브 (52) 및 제3 제어 밸브(53)에 공급된다. 제3 제어 밸브(53)는 액추에이터(60)를 조작하는 조작밸브로서 구성되고 있어, 액추에이터의 부호에 관한 기재는 생략하고 있지만, 제1 제어 밸브(51)및 제2 제어 밸브(52)도 각각 액추에이터를 조작하는 조작밸브로서 구성된다.

또한, 도 8에서는 각 제1 제어 밸브(51)∼제3 제어 밸브(53)을 각각 조작하는 파일럿 밸브의 구성은 후술하는 포지티브 컨트롤 타입의 유압 회로를 도시한 도 11과 같이 구성해 둘 수 있지만, 도 8에서는 파일럿 밸브의 도시는 생략하고 있다.

제1 제어 밸브(51)의 센터 바이패스 회로(54a)는 제2 제어 밸브(52)의 센터 바이패스 회로 (54b)에 접속하고 있어, 제2 제어 밸브(52)의 센터 바이패스 회로 (54b)는 제3 제어 밸브(53)의 센터 바이패스 회로(54c)에 접속하고 있다. 제3 제어 밸브(53)의 센터 바이패스 회로(54c)는 탱크(22)에 연통된 센터 바이패스 회로(54)에 접속하고 있어, 센터 바이패스 회로(54)에는 스로틀(55)가 설치되어 있다.

스로틀(55)의 상류측에 있어서의 압력Pt는 유로(63)에 의해 인출되고, 스로틀(55)의 하류측에 있어서의 압력Pd는 유로(64)에 의해 인출된다. 스로틀(55)의 전후 차압(Pt-Pd), 다시 말해, 유로(63) 및 유로(64)의 사이에 있어서의 압력차는 압력 센서(62)에 의해 검출할 수 있다.

도시되지 않은 엔진의 구동에 따라 파일럿 유압 펌프(56)가 회전 구동되는 구성이 되고 있다. 파일럿 유압 펌프(56)로부터의 토출유량은 네가티브 컨트롤 밸브(59)와 서보 안내 밸브(58)에 공급되어 있다. 또한, 파일럿 유압 펌프(56)로부터의 토출압은 릴리프 밸브(relief valve)(67)에 의해 소정의 압력 이상으로 상승하지 않도록 압력조정된다.

가변 용량형 유압 펌프(50)의 펌프 용량을 제어하는 경사판(50a)의 경사판각은 서보액추에이터(57), 서보 안내 밸브(58) 및 네가티브 컨트롤 밸브(59)에 의해 제어된다. 네가티브 컨트롤 밸브(59)는 2위치 3포트의 전환 밸브로서 구성되어, 네가티브 컨트롤 밸브(59)의 일단측에는 스플링 힘과 센터 바이패스 회로(54)에 설치한 스로틀(55)의 하류측의압력Pd가 유로(64)를 통해서 작용하고 있다.

또한, 네가티브 컨트롤 밸브(59)의 타단측에는 스로틀(55)의 상류측의 압력Pt이 유로(63)를 통해서 작용함과 동시에, 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터의 출력압Pn이 작용하고 있다. 출력압Pn은 유로(65)를 통해서 공급된 파일럿 유압 펌프(56)로부터의 토출압을 원압(元壓)으로서, 네가티브 컨트롤 밸브(59)에 의해 제어된 출력압으로서, 압력 센서(61)에 의해 검출할 수 있다.

네가티브 컨트롤 밸브(59)는 통상, 스프링 힘에 의해 유로(65)를 통해서 공급된 파일럿 유압 펌프(56)로부터의 토출유량을 출력하는 전환 위치에 전환하고 있지만, 스로틀(55)의 전후 차압(Pt-Pd)이 커지면, 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터의 출력 유량을 감소시키는 전환 위치에 전환하게 된다.

즉, 네가티브 컨트롤 밸브(59)는 스로틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)에 따른 제어를 행한다. 그리고, 전후차압(Pt-Pd)이 커졌을 때에는 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터의 출력 유량을 감소시키는 제어를 행하고, 전후차압(Pt-Pd)이 작아졌을 때에는 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터의 출력 유량을 증대시키는 제어를 행한다.

서보 안내 밸브(58)는 3위치 4포트의 전환 밸브로서 구성되어, 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터 출력한 출력압Pn이 서보 스풀의 일단측에 작용하고, 스프링 힘이 서보 스풀의 타단측에 작용하고 있다. 또한, 파일럿 유압 펌프(56)로부터의 토출유량이, 서보 안내 밸브(58)의 서보 작동부를 통해서 공급되어 있다. 그리고, 서보 안내 밸브(58)의 서보 작동부는 가변 용량형 유압 펌프(50)의 경사판(50a)를 회전(회동)시키는 서보액추에이터(57)의 서보 피스톤(57a)와 연동 부재(66)을 거쳐서 연결되어 있다.

서보 안내 밸브(58)의 서보 작동부를 통해서 서보 안내 밸브(58)의 포트와 서보액추에이터(57)의 유압실에 접속하고 있다. 그리고, 서보액추에이터(57)의 서보 피스톤(57a)는 스프링의 부세력에 의해 경사판(50a)을 최소 경사판 방향으로 가압하고 있다.

다음에, 가변 용량형 유압 펌프(50)의 펌프 용량을 제어하는 작동에 대하여 설명한다. 예를 들면, 제3제어 밸브(53)가 도시되지 않은 파일럿 밸브에 의해 조작되는 것으로, 중립 위치(II)로부터 (I)위치 또는 (III)위치로 조작되어 가면, 제3제어 밸브(53)의 센터 바이패스 회로(54c)는 서서히 교축되어 간다. 동시에, 액추에이터(60)에 접속하는 회로가 서서히 열려, 액추에이터(60)에 작동을 행할 수 있다. 또한, 센터 바이패스 회로(54c)가 서서히 교축되어 가는데도 수반하고, 센터 바이패스 회로(54)를 흐르는 유량이 감소되고, 스로틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)은 감소한다.

스로틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)이 감소하면, 스로틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)이 작용하고 있는 네가티브 컨트롤 밸브(59)는 스프링의 부세력에 의해 도 8의 우측의 전환 위치로 전환되어 가게 된다. 다시 말해, 도 9에서 나타낸 바와 같이, 스로 틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)은 감소하는것에 따라서 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터 출력되는 출력압Pn은 상승해 가게 된다.

또한, 도 9에서는 횡축에 스로틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)을 나타내고, 종축에 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터 출력되는 출력압Pn을 나타내고 있다.

출력압Pn이 상승하면, 서보 안내 밸브(58)의 스풀은 도 8의 좌측방향에 슬라이드 하고, 서보 안내 밸브(58)를 도 8에 있어서의 우측의 전환 위치로 전환된다.

그리고, 서보 안내 밸브(58)에 공급되어 있었던 파일럿 유압 펌프(56)로부터의 토출유량은 서보 안내 밸브(58)로부터 서보액추에이터(57)의 우측의 유압실로 도입된다.

이로 인해, 서보액추에이터(57)의 서보 피스톤(57a)는 스프링에 저항해서 도 8의 좌측방향에 슬라이드 하게 되어, 가변 용량형 유압 펌프(50)의 펌프 용량을 증대시키는 경사판(50a)을 회동시킬 수 있다. 그리고, 가변 용량형 유압 펌프(50)로부터 토출되는 토출유량이, 액추에이터(60)을 작동시키는데 필요한 유량이 되도록 가변 용량형 유압 펌프(50)에 있어서의 경사판각의 제어가 행해진다.

서보 피스톤(57a)이 도 8의 좌측 방향으로 슬라이드 함으로써, 연동 부재(66)를 개재하여 서보 안내 밸브(58)의 서보 작동부는 도 8의 좌측방향으로 슬라이드 하게되어, 서보 안내 밸브(58)를 중립 위치로 되돌린다.

그리고, 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터의 출력압Pn이 스로틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)에 따른 출력압이 되었을 때에, 서보 안내 밸브(58)는 밸런스 해서 중립 위치로 유지된다. 이때, 서보액추에이터(57)의 서보 피스톤(57a)에 있어서의 슬라 이드위치는 출력압Pn에 따른 위치로 되고, 도 1O에 도시된 바와 같이, 가변 용량형 유압 펌프(50)의 펌프 용량D으로서는 출력압Pn에 따른 펌프 용량D, 다시 말해, 스로틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)에 따른 펌프 량D이 될 수 있다.

또한, 도 1O에서는 횡축에 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터 출력되는 출력압Pn을 나타내고, 종축에 가변 용량형 유압 펌프(50)의 펌프 용량D를 나타내고 있다.

전술한 바와 같이, 도 7에 도시된 오픈 센터 타입의 유압 회로를 이용한 설명에 있어서, 유압 펌프의 펌프 용량을 추구하는 방법으로서, 엔진 회전수의 실측 값과 엔진의 토크 선도로부터 구한 방법이나, 유압 펌프의 경사판각 센서로 직접 펌프 용량을 구하는 방법에 대하여 설명했다. 또한, 파일럿 유로(28)에 있어서의 압력이 탱크압이 되는 것을 검출함으로써 엔진 회전수를 제어하는 것을 설명했지만, 도 8과 같은 네가티브 컨트롤 타입의 유압 회로에서는 또한, 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터 출력되는 출력압Pn을 검출하는 압력 센서(61)를 설치하고, 도 1O의 특성도를 이용해서 가변 용량형 유압 펌프의 펌프 용량을 지령하는 지령치D을 알 수 있다.

또한, 스로틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)을 검출하는 압력 센서(62)를 설치하는 것에 따라 도 9, 도 10의 특성도를 이용하면, 가변 용량형 유압 펌프(50)의 펌프 용량을 지령하는 지령치D를 알 수 있다.

따라서, 네가티브 컨트롤 타입의 유압 회로에 있어서도, 가변 용량형 유압 펌프(50)의 펌프 용량을 지령하는 지령치D를 알게되어, 엔진 회전수를 제어하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 이렇게 하여 구해진 값을 도 1에 도시된 컨트롤러(7)에 입력함으로써, 엔진 회전수의 제어를 행할 수 있다.

도 8에 있어서 가변 용량형 유압 펌프(50)을 구동을 도시하지 않는 엔진의 회전수를 저속측으로 설정했을 경우에는 센터 바이패스 회로(54)의 스로틀(55)을 통과하는 센터 바이패스 유량이 감소하게 된다. 이로 인해, 스로틀(55)의 전후차압(Pt-Pd)이 작아지고, 도 9에 나타낸 바와 같이 네가티브 컨트롤 밸브(59)로부터 출력되는 출력압Pn이 증가하게 된다. 그리고, 도 1O의 특성도에 따라, 가변 용량형 유압 펌프(50)의 펌프 용량D은 증가하게 된다.

이와 같이, 엔진의 회전수를 저속측으로 설정했을 경우이어도, 엔진 회전수를 저속측 이외의 상태로 설정했을 경우와 마찬가지로, 펌프 용량D의 제어를 행할 수 있다. 이는 로드 센싱 타입에 있어서의 유압 회로의 경우와 마찬가지로, 엔진 회전수를 저속측으로 설정해도, 저속측 이외로 설정했을 경우와 마찬가지로, 펌프 용량(D)의 제어를 행할 수 있다는 것을 의미하고 있다.

다음에, 포지티브 컨트롤 타입의 유압 회로를 이용한 실시예에 대해서, 도 11을 이용해서 설명한다. 도 11로 나타낸 포지티브 컨트롤 타입에 있어서의 펌프 제어 특성에 대해서는 도 12을 이용해서 설명한다. 또한, 포지티브 컨트롤 타입의 유압 회로에 있어서, 도 8에서 나타낸 네가티브 컨트롤 타입의 유압 회로와 같은 구성 부재에 대해서는 도 8에서 이용한 부재 번호를 이용함으로, 동 부재에 관한 설명을 생략한다.

도 11에 도시한 바와 같이, 포지티브 컨트롤 타입의 유압 회로에서는 제1 제어 밸브(51), 제2 제어 밸브(52) 및 제3 제어 밸브(53)를 각각 조작하는 제1파일럿 밸브(71), 제2 파일럿 밸브(72) 및 제3 파일럿 밸브(73)을 도시하고 있다. 제1 파일럿 밸브(71) ∼ 제3 파일럿 밸브(73)을 각각 조작함으로써, 파일럿 유압 펌프(56)로부터의 토출 압유를 파선으로 나타내는 배관을 통하여, 제1 제어 밸브(51)∼ 제3 제어 밸브(53)의 각스풀에 작용시킬 수 있다.

그리고, 제1 파일럿 밸브(71) ∼ 제3 파일럿 밸브(73)에 있어서의 각각의 조작량 및 조작 방향으로 대응하고, 대응하는 제1 제어 밸브(51) ∼ 제3 제어 밸브(53)을 각각 제어할 수 있다.

제1 파일럿 밸브(71) ∼ 제3 파일럿 밸브(73)에 있어서의 각각의 조작량은 제1 파일럿 밸브(71) ∼ 제3 파일럿 밸브(73)와 제1 제어 밸브(51) ∼ 제3 제어 밸브(53)를 접속하는 파선으로 나타낸 각 배관에 각각 설치한 압력 센서(74a∼74f)에 의해 검출할 수 있다.

각 압력 센서(74a∼74f)상에서 검출한 검출압은 (a∼f)로 도시한 하니스(harnesses)를 통해서 컨트롤러(75)에 입력된다. 제1 제어 밸브(51) ∼ 제3 제어 밸브(53)에 대하여 복수개의 조작이 행하여 졌을 때에는 검출한 압력 센서(74a∼74f)로부터의 검출압이 각각 컨트롤러(75)에 입력된다. 컨트롤러(75)에서는 입력한 복수개의 검출 압의 합계 값이 연산되어, 도 12의 횡축에 나타내는 검출압의 합계 값으로부터, 동합계값에 대응한 펌프 용량의 지령치D이 결정된다.

결정된 펌프 용량의 지령치D이 펌프 제어 장치(76)에 출력되어 가변 용량형 유압 펌프(50)의 펌프 용량이 지령치D이 되도록 펌프 제어 장치(76)이 제어된다. 예를 들면, 제1 파일럿 밸브(71) 및 제2 파일럿 밸브(72)가 조작되어 있을 경우에 는 가변 용량형 유압 펌프(50)로부터의 토출유량은 제1 제어 밸브(51) 및 제2 제어 밸브(52)을 통해서, 도시하지 않은 액추에이터에 공급된다.

또한, 상술한 예의 경우에, 제1 파일럿 밸브(71) 및 제2 파일럿 밸브(72)가 풀 스트로크(full stroke)까지 조작되지 않으면, 제1 파일럿 밸브(71) 및 제2 파일럿 밸브(72)로 각각 조작되는 제1 제어 밸브(51) 및 제2 제어 밸브(52)도 풀 스트로크 위치로 전환되지 않음으로, 잉여오일은 센터 바이패스 회로(54)을 통하여 탱크(22)로 환류된다.

따라서, 이러한 포지티브 컨트롤 타입의 유압 회로에 있어서도, 각 제1 파일럿 밸브(71) ∼ 제3 파일럿 밸브(73)을 각각 조작함으로써, 각 제1 파일럿 밸브(71) ∼ 제3 파일럿 밸브(73)에 의해 조작되는 각각의 액추에이터의 속도 제어를 행할 수 있다.

게다가, 상술한 포지티브 컨트롤 타입에 있어서의 펌프 용량의 지령치D은 컨트롤러(75)에 의해 결정되므로, 컨트롤러(75)로 결정된 펌프 용량의 지령치D을 이용함으로써 엔진 회전수를 제어하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 있어서의 유압 회로로서는 로드 센싱 타입의 유압 회로로 한정되는 것이 아니라, 오픈 센터 타입의 유압 회로이여도, 또한, 오픈 센터 타입의 유압 회로에 있어서의 네가티브 컨트롤 타입의 유압 회로나 포지티브 컨트롤 타입의 유압 회로이어도, 적합하게 적용할 수 있다.

본 발명은 디젤 엔진에 대한 엔진 제어에 대하여, 본 발명의 기술사상을 적 용할 수 있다.

Claims (18)

1. 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나의 가변용량형 유압펌프와,

   상기 가변용량형 유압펌프로부터의 토출압유에 의해 구동되는 적어도 하나의 유압액추에이터와,

   상기 가변용량형 유압펌프로부터 토출된 압유를 제어하여 상기 유압액추에이터로 공급(供給)하는 제어밸브와,

   상기 가변용량형 유압펌프의 펌프용량을 검출하는 펌프용량검출수단을 구비한 엔진의 제어장치에 있어서,

   가변으로 지령가능한 지령치(指令値) 중에서 하나의 지령치를 선택하여 지령하는 지령수단과,

   상기 지령수단에 의해 지령된 지령치에 따라서 제1목표 회전수를 설정하고, 설정한 상기 제1목표 회전수에 따라 상기 제1목표 회전수보다 낮은 회전수인 제2목표 회전수를 설정하는 설정수단을 가지고 있으며,

   상기 제2목표 회전수에 따른 상기 엔진의 구동제어시에 상기 펌프용량검출수단에 의해 검출한 펌프용량이 제1의 소정펌프용량 이상으로 증대한 경우에는, 엔진의 목표회전수를 상기 제2목표 회전수로부터, 상기 제2목표 회전수보다 높은 회전수이며 상기 제1목표 회전수 이하의 회전수인 제3목표 회전수로 변경하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 엔진의 목표 회전수가 상기 제3목표 회전수로 변경된 후의 소정시간 동안에는 상기 제3목표 회전수를 다시 변경하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제3목표 회전수와 상기 제1목표 회전수가 동일한 회전수인 것을 특징으로 하는 엔진의 제어장치.
4. 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나의 가변용량형 유압펌프와,

   상기 가변용량형 유압펌프로부터의 토출압유에 의해 구동되는 적어도 하나의 유압액추에이터와,

   상기 가변용량형 유압펌프로부터 토출된 압유를 제어하여 상기 유압액추에이터로 공급하는 제어밸브와,

   상기 가변용량형 유압펌프의 펌프용량을 검출하는 펌프용량검출수단을 구비한 엔진의 제어장치에 있어서,

   가변으로 지령가능한 지령치 중에서 하나의 지령치를 선택하여 지령하는 지령수단과,

   상기 지령수단에 의해 지령된 지령치에 따라서 제1목표 회전수를 설정하고, 설정한 상기 제1목표 회전수에 따라 상기 제1목표 회전수보다 낮은 회전수인 제2목 표 회전수를 설정하는 설정수단을 가지고 있으며,

   상기 제1목표 회전수에 따른 상기 엔진의 구동제어시에 상기 펌프용량검출수단에 의해 검출한 펌프용량이 제2의 소정펌프용량보다도 감소한 경우에는, 엔진의 목표회전수를 상기 제1목표 회전수로부터, 상기 제1목표 회전수보다 낮은 회전수이며 상기 제2목표 회전수 이상의 회전수인 제4목표 회전수로 변경하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 엔진의 목표 회전수가 상기 제4목표 회전수로 변경된 후의 소정시간 동안에는 상기 제4목표 회전수를 다시 변경하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 제4목표 회전수와 상기 제2목표 회전수가 동일한 회전수인 것을 특징으로 하는 엔진의 제어장치.
7. 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나의 가변용량형 유압펌프와,

   상기 가변용량형 유압펌프로부터의 토출압유에 의해 구동되는 적어도 하나의 유압액추에이터와,

   상기 가변용량형 유압펌프로부터 토출된 압유를 제어하여 상기 유압액추에이 터로 공급하는 제어밸브와,

   상기 가변용량형 유압펌프의 펌프용량을 검출하는 펌프용량검출수단을 구비한 엔진의 제어장치에 있어서,

   가변으로 지령가능한 지령치 중에서 하나의 지령치를 선택하여 지령하는 지령수단과,

   상기 지령수단에 의해 지령된 지령치에 따라서 제1목표 회전수를 설정하고, 설정한 상기 제1목표 회전수에 따라 상기 제1목표 회전수보다 낮은 회전수인 제2목표 회전수를 설정하는 설정수단을 가지고 있으며,

   상기 제2목표 회전수에 따른 상기 엔진의 구동제어시에 상기 펌프용량검출수단에 의해 검출한 펌프용량이 제1의 소정펌프용량 이상으로 증대한 경우에는, 엔진의 목표 회전수를 상기 제2목표 회전수로부터, 상기 제2목표 회전수보다 높은 회전수이며 상기 제1목표 회전수 이하의 회전수인 제3목표 회전수로 변경하며,

   상기 제3목표 회전수에 따른 상기 엔진의 구동제어시에 상기 펌프용량검출수단에 의해 검출한 펌프용량이 제2의 소정펌프용량보다 감소한 경우에는, 엔진의 목표 회전수를 상기 제3목표 회전수로부터, 상기 제3목표 회전수보다 낮은 회전수이며 상기 제2목표 회전수 이상의 회전수인 제5목표 회전수로 변경하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 엔진의 목표 회전수가 상기 제3목표 회전수로 변경된 후의 소정시간 동 안에는 상기 제3목표 회전수를 다시 변경하는 것을 금지하며,

   상기 엔진의 목표 회전수가 상기 제5목표 회전수로 변경된 후의 소정시간 동안에는 상기 제5목표 회전수를 다시 변경하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,

   상기 제3목표 회전수와 상기 제1목표 회전수가 동일한 회전수이고 또는 상기 제5목표 회전수와 상기 제2목표 회전수가 동일한 회전수인 것을 특징으로 하는 엔진의 제어장치.
10. 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나의 가변용량형 유압펌프와,

    상기 가변용량형 유압펌프로부터의 토출압유에 의해 구동되는 적어도 하나의 유압액추에이터와,

    상기 가변용량형 유압펌프로부터 토출된 압유를 제어하여 상기 유압액추에이터로 공급하는 제어밸브와,

    상기 가변용량형 유압펌프의 펌프용량을 검출하는 펌프용량검출수단을 구비한 제어장치에서의 엔진의 제어방법에 있어서,

    가변으로 지령가능한 지령치 중에서 하나의 지령치를 선택하여 선택한 지령치에 따라서 제1목표 회전수를 설정하는 것과,

    설정한 상기 제1목표 회전수에 따라 상기 제1목표 회전수보다 낮은 회전수인 제2목표 회전수를 설정하는 것과,

    상기 제2목표 회전수에 따른 상기 엔진의 구동제어시에 있어서, 상기 펌프용량검출수단에 의해 검출한 펌프용량이 제1의 소정펌프용량 이상으로 증대한 경우에는, 엔진의 목표 회전수를 상기 제2목표 회전수로부터, 상기 제2목표 회전수보다 높은 회전수이며 상기 제1목표 회전수 이하의 회전수인 제3목표 회전수로 변경하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 엔진의 목표 회전수를 상기 제3목표 회전수로 변경한 후의 소정시간 동안에는 상기 제3목표 회전수를 다시 변경하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    엔진출력토크의 변화율 또는 상기 펌프용량의 변화율에 따라서, 상기 제1의 소정펌프용량의 값이 변경가능 한 것을 특징으로 하는 엔진의 제어방법.
13. 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나의 가변용량형 유압펌프와,

    상기 가변용량형 유압펌프로부터의 토출압유에 의해 구동되는 적어도 하나의 유압액추에이터와,

    상기 가변용량형 유압펌프로부터 토출된 압유를 제어하여 상기 유압액추에이 터로 공급하는 제어밸브와,

    상기 가변용량형 유압펌프의 펌프용량을 검출하는 펌프용량검출수단을 구비한 제어장치에서의 엔진의 제어방법에 있어서,

    가변으로 지령가능한 지령치 중에서 하나의 지령치를 선택하여 선택한 지령치에 따라서 제1목표 회전수를 설정하는 것과,

    설정한 상기 제1목표 회전수에 따라 상기 제1목표 회전수보다 낮은 회전수인 제2목표 회전수를 설정하는 것과,

    상기 제1목표 회전수에 따른 상기 엔진의 구동제어시에 있어서, 상기 펌프용량검출수단에 의해 검출한 펌프용량이 제2의 소정펌프용량보다 감소한 경우에는, 엔진의 목표회전수를 상기 제1목표 회전수로부터, 상기 제1목표 회전수보다 낮은 회전수이며 상기 제2목표 회전수 이상의 회전수인 제4목표 회전수로 변경하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 엔진의 목표 회전수를 상기 제4목표 회전수로 변경한 후의 소정시간 동안에는 상기 제4목표 회전수를 다시 변경하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어방법.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,

    엔진출력토크의 변화율 또는 펌프용량의 변화율에 따라서, 제2의 소정펌프용 량의 값이 변경가능 한 것을 특징으로 하는 엔진의 제어방법.
16. 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나의 가변용량형 유압펌프와,

    상기 가변용량형 유압펌프로부터의 토출압유에 의해 구동되는 적어도 하나의 유압액추에이터와,

    상기 가변용량형 유압펌프로부터 토출된 압유를 제어하여 상기 유압액추에이터로 공급하는 제어밸브와,

    상기 가변용량형 유압펌프의 펌프용량을 검출하는 펌프용량검출수단을 구비한 제어장치에서의 엔진의 제어방법에 있어서,

    가변으로 지령가능한 지령치 중에서 하나의 지령치를 선택하여 선택한 지령치에 따라서 제1목표 회전수를 설정하는 것과,

    설정한 상기 제1목표 회전수에 따라 상기 제1목표 회전수보다 낮은 회전수인 제2목표 회전수를 설정하는 것과,

    상기 제2목표 회전수에 따른 상기 엔진의 구동제어시에 있어서, 상기 펌프용량검출수단에 의해 검출한 펌프용량이 제1의 소정펌프용량 이상으로 증대한 경우에는, 엔진의 목표 회전수를 상기 제2목표 회전수로부터, 상기 제2목표 회전수보다 높은 회전수이며 상기 제1목표 회전수 이하의 회전수인 제3목표 회전수로 변경하는 것과,

    상기 제3목표 회전수에 따른 상기 엔진의 구동제어시에 있어서, 상기 펌프용량검출수단에 의해 검출한 펌프용량이 제2의 소정펌프용량보다 감소한 경우에는, 엔진의 목표 회전수를 상기 제3목표 회전수로부터, 상기 제3목표 회전수보다 낮은 회전수이며 상기 제2목표 회전수 이상의 회전수인 제5목표 회전수로 변경하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어방법.
17. 제16항에 있어서,

    상기 엔진의 목표 회전수를 상기 제3목표 회전수로 변경한 후의 소정시간 동안에는 상기 제3목표 회전수를 다시 변경하는 것을 금지하는 것과,

    상기 엔진의 목표 회전수를 상기 제5목표 회전수로 변경한 후의 소정시간 동안에는 상기 제5목표 회전수를 다시 변경하는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는 엔진의 제어방법.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서,

    엔진출력토크의 변화율 또는 펌프용량의 변화율에 따라서, 상기 제2목표 회전수로부터 제3목표 회전수로 변경되는 기준이 되는 상기 제1의 소정펌프용량의 값이 변경가능한 것과,

    엔진출력토크의 변화율 또는 상기 펌프용량의 변화율에 따라서, 상기 제3목표 회전수로부터 제5목표 회전수로 변경되는 기준이 되는 상기 제2의 소정펌프용량의 값이 변경가능한 것을 특징으로 하는 엔진의 제어방법.

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