KR20090127126A - 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치는, 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 유압 펌프로부터의 압유에 의해 구동되는 주행용 유압 모터와, 조작량에 따른 주행 지령을 출력하는 조작 부재와, 조작 부재의 조작량에 따라 출력되는 주행 지령에 기초하여, 유압 펌프로부터 유압 모터로의 압유의 흐름 또는 유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 제어하는 흐름 제어 장치와, 지령에 기초하여 원동기의 목표 회전수를 출력하는 목표 회전수 출력 장치와, 원동기 회전수를 목표 회전수로 되도록 제어하는 회전수 제어 장치와, 차속을 검출하는 차속 검출 장치와, 조작 부재의 조작량에 따른 목표 차속을 연산하는 차속 연산 장치를 구비한다. 회전수 제어 장치는, 차속 검출 장치에 의해 검출된 차속과 차속 연산 장치에 의해 연산된 목표 차속에 기초하여, 목표 회전수를 보정하는 보정 장치를 갖는다.
원동기 회전수, 조작량, 유압 모터, 목표 차속, 보정 장치

Description

유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치{ENGINE SPEED CONTROL DEVICE FOR HYDRAULICALLY DRIVEN VEHICLE}
본 발명은, 휠식 유압 셔블 등의 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 휠식 유압 셔블 등의 유압 구동 차량은 주행 페달의 조작에 의해 원동기 회전수를 증감시킴으로써 펌프 토출량을 조정하여 원하는 주행 속도를 얻는다. 이러한 종류의 유압 구동차 차량에 있어서, 주행 부하가 소정값 이상이며 또한 주행 페달이 풀 조작되었을 때에 원동기의 최고 회전수를 소정량 증가시켜 출력 마력을 크게 하도록 한 장치가 알려져 있다(특허 문헌1 참조).
특허 문헌1 : 일본 특허 출원 공개 제2001-295681호 공보
상기 특허 문헌1에 기재된 장치에서는 주행 부하가 소정값 미만일 때, 주행 페달을 부가하는 조작을 해도 원동기의 최고 회전수는 증가하지 않기 때문에 원하는 주행 속도가 얻어지지 않을 우려가 있다.
본 발명의 제1 형태에 따른 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치는 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 유압 펌프로부터의 압유에 의해 구동되는 주행용 유압 모터와, 조작량에 따른 주행 지령을 출력하는 조작 부재와, 조작 부재의 조작량에 따라 출력되는 주행 지령에 기초하여, 유압 펌프로부터 유압 모터로의 압유의 흐름 또는 유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 제어하는 흐름 제어 장치와, 지령에 기초하여 상기 원동기의 목표 회전수를 출력하는 목표 회전수 출력 장치와, 원동기 회전수를 상기 목표 회전수로 되도록 제어하는 회전수 제어 장치와, 차속을 검출하는 차속 검출 장치와, 조작 부재의 조작량에 따른 목표 차속을 연산하는 차속 연산 장치를 구비하고, 회전수 제어 장치는 차속 검출 장치에 의해 검출된 차속과 차속 연산 장치에 의해 연산된 목표 차속에 기초하여 목표 회전수를 보정하는 보정 장치를 갖는다.
본 발명의 제2 형태는, 제1 형태에 따른 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치에 있어서, 목표 회전수 출력 장치는 조작 부재의 조작량에 따라 출력되는 주행 지령에 기초하여 목표 회전수를 출력해도 좋다.
본 발명의 제3 형태는, 제1 형태에 따른 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치에 있어서, 원동기의 목표 회전수를 지령하는 회전수 설정 장치를 더 구비하고, 목표 회전수 출력 장치는 회전수 설정 장치로부터 출력되는 지령에 기초하여 목표 회전수를 출력해도 좋다.
본 발명의 제4 형태는, 제2 형태에 따른 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치에 있어서, 보정 장치는 조작 부재의 최대 조작에 대응한 목표 회전수를, 검출된 차속과 목표 차속에 기초하여 증감시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 제5 형태는, 제3 형태에 따른 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치에 있어서, 보정 장치는 회전수 설정 장치의 최대 지령값에 대응한 목표 회전수를, 검출된 차속과 목표 차속에 기초하여 증감시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 제6 형태는, 제1 내지 제5 중 어느 한 형태에 따른 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치에 있어서, 보정 장치는 검출된 차속과 목표 차속의 편차가 클수록 목표 회전수의 보정량을 크게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제7 형태는, 제6 형태에 따른 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치에 있어서, 보정 장치는, 편차가 소정값 이상으로 되면 목표 회전수의 보정량을 소정 보정량으로 제한해도 된다.
본 발명의 제8 형태는 제1 내지 제7 중 어느 한 형태에 따른 기재의 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치에 있어서, 유압 구동 차량의 주행 부하를 검출하는 부하 검출 장치를 더 갖고, 보정 장치는 부하 검출 장치에 의해 검출된 주행 부하가 소정값 이상으로 되면 차속 연산 장치에 의해 연산된 목표 차속에 상관없이 목표 회전수를 최고 회전수로 보정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 조작 부재의 조작량에 따른 목표 차속과 실제 차속에 기초하여 원동기 회전수를 보정하도록 했으므로, 목표 차속에 의한 주행이 가능하여 원하는 주행 속도를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 원동기 제어 장치의 구성을 도시하는 유압 회로도이다.
도 2는 도 1의 컨트롤러 내의 처리의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 원동기 제어 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 4는 도 3의 일부 상세를 도시하는 타이밍 차트이다.
도 5는 고 마력 운전의 예를 도시하는 특성도이다.
도 6은 본 실시 형태의 효과를 설명하기 위한 PQ 선도이다.
도 7은 본 실시 형태의 효과를 설명하기 위한 주행 성능 선도이다.
도 8은 도 2의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 9는 도 1의 변형예를 도시하는 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명을 휠식 유압 셔블에 적용한 실시 형태에 대하여 설명한다.
휠식 유압 셔블은 주행체 상에 선회체를 선회 가능하게 탑재하고, 이 선회체에 작업용 어태치먼트를 설치한 것이다. 주행체에는 도 1에 도시된 주행 유압 회로에서 구동되는 주행용 가변 유압 모터(5)가 설치되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(10)에 의해 구동되는 가변 용량형 메인 펌프(11)로부터의 토출유는 컨트롤 밸브(12)에 의해 그 방향 및 유량이 제어되어, 카운터 밸런스 밸브(13)를 내장한 브레이크 밸브(14)를 거쳐 가변 용량형 주행 모터(5)로 공급된다. 주행 모터(5)의 회전은 트랜스미션(7)에 의해 변속되고, 변속 후의 회전은 프로펠러 샤프트(8), 액슬(9)을 통하여 타이어(6)로 전달되어 휠식 유압 셔블이 주행한다.
메인 펌프(11)의 틸팅량은 펌프 레귤레이터(11A)에 의해 조정된다. 펌프 레귤레이터(11A)는 토크 제한부를 구비하고, 이 토크 제한부에 펌프 토출 압력이 피드백되어, 마력 제어가 행하여진다. 마력 제어란, 펌프 토출 압력과 펌프 배기 용적에 의해 결정되는 부하가 엔진 출력을 상회하지 않도록, 펌프 배기 용적을 제어하는 것이다. 또한, 레귤레이터(11A)에는 최대 틸팅 제한부가 설치되고, 이 최대 틸팅 제한부에 의해 메인 펌프(11)의 최대 유량이 결정된다.
컨트롤 밸브(12)는 파일럿 회로로부터의 주행 파일럿압에 의해 그 절환 방향과 스트로크량이 제어된다. 컨트롤 밸브(12)의 스트로크량을 조절함으로써 주행 모터(5)로 공급되는 압유의 유량 및 압력이 조정되어, 차량의 주행 속도를 제어할 수 있다. 파일럿 회로는 파일럿 펌프(21)와, 주행 페달(22)의 스테핑에 따라 파일럿 2차 압력을 발생시키는 한 쌍의 주행 파일럿 밸브(23A, 23B)와, 이 파일럿 밸브(23A, 23B)에 후속하여 파일럿 밸브(23A, 23B)로의 복귀 오일을 지연시키는 한 쌍의 슬로우 리턴 밸브(24A, 24B)를 갖는다.
주행 페달(22)은 그 전방측의 스테핑 조작(전방측 밟기) 및 후방측의 스테핑 조작(후방측 밟기)에 따라 각각 전방향 및 후방향으로 회전 가능하다. 주행 페달(22)의 전방측 밟기 조작에 따라 파일럿 밸브(23A)가 구동되고, 후방측 밟기 조작에 따라 파일럿 밸브(23B)가 구동된다. 파일럿 밸브(23A, 23B)의 구동에 의해 주행 페달(22)의 조작량에 따른 파일럿압이 발생한다.
주행 모터(5)는 자기압 틸팅 제어 기구를 구비하고 있으며, 구동압이 고압으로 됨에 따라 용량을 크게 하여 저속·고 토크로 구동하고, 구동압이 저압으로 됨 에 따라 용량을 작게 하여 고속·저 토크로 구동한다. 구동압은 브레이크 밸브(14) 내의 셔틀 밸브(16)로부터 주행 모터(5)의 컨트롤 피스톤(17), 서보 피스톤(18)으로 작용한다.
도 1에 있어서, 주행 페달(22)을 전방측 밟기 또는 후방측 밟기 조작하면 컨트롤 밸브(12)가 대응하는 파일럿 포트에 메인 펌프(21)로부터의 파일럿압이 작용하여 그 파일럿압에 따라 컨트롤 밸브(12)는 F 위치 또는 R 위치로 절환된다. 이 절환에 의해 메인 펌프(11)로부터의 토출유가 컨트롤 밸브(12), 센터 조인트(15), 브레이크 밸브(14)를 경유하여 주행 모터(5)로 유도되는 동시에, 카운터 밸런스 밸브(13)에 파일럿압으로서 작용하여 카운터 밸런스 밸브(13)가 중립 위치로부터 절환된다. 그 결과, 주행 모터(5)가 구동되어, 휠식 유압 셔블이 주행한다.
주행 페달(22)의 전방측 밟기 및 후방측 밟기 조작에 대응한 주행 파일럿압(Pf, Pr)은 각각 압력 센서(41A, 41B)에 의해 검출되고, 압력 센서(41A, 41B)의 검출값에 의해 페달 조작량이 검출된다. 유압 펌프(11)의 토출압(주행 구동압)은 압력 센서(43)에 의해 검출된다. 주행 모터(5)의 출력 회전수는 차속 센서(42)에 의해 검출된다. 차속(v)은 모터(5)의 출력 회전수와 트랜스미션의 감속비에 의해 정해져, 차속 센서(42)의 검출값에 기초하여 차속(v)이 검출된다. 이들 각 센서(41A, 41B, 42, 43)로부터의 신호는 컨트롤러(40)에 입력되어, 이하와 같이 엔진 회전수가 제어된다.
도 2는 컨트롤러(40) 내의 엔진 회전수 제어에 따른 처리를 도시하는 블록도이다. 컨트롤러(40)는 CPU, ROM, RAM, 기타 주변 회로 등을 갖는 연산 처리 장치 를 포함하여 구성된다. 함수 발생기(501)에는, 미리 도시한 바와 같이 주행 파일럿압(Pf, Pr)(페달 조작량)에 대응한 목표 회전수(Nt)의 특성(f1)이 기억되어 있다. 이 특성(f1)에 의하면, 주행 파일럿압(Pf, Pr)의 증가에 수반하여 목표 회전수(Nt)가 최저 회전수(Nmin)로부터 최고 회전수(Nmax)까지 비례적으로 증가하고 있으며, 함수 발생기(501)로부터는 특성(f1)에 기초하여 주행 파일럿압(Pf, Pr)에 따른 목표 회전수(Nt)가 출력된다.
함수 발생기(502)에는, 미리 도시한 바와 같이 주행 파일럿압(Pf, Pr)(페달 조작량)에 대응한 목표 차속(va)의 특성(f2)이 기억되어 있다. 이 특성(f2)에 의하면, 주행 파일럿압(Pf, Pr)의 증가에 수반하여 목표 차속(va)이 O부터 최고 차속(vmax)까지 비례적으로 증가하고 있어, 함수 발생기(502)로부터는 특성(f2)에 기초하여 주행 파일럿압(Pf, Pr)에 따른 목표 차속(va)이 출력된다. 도면에서의 최고 차속(vmax)은 주행 페달(22)의 풀 조작 시의 주행 성능 선도(도 7 참조)에 있어서의 최고 차속(vmax)에 상당한다.
감산기(504)에서는, 목표 차속(va)로부터 실제 차속(v)이 감산되어, 속도 편차(Δv)(=va-v)가 연산된다.
함수 발생기(503)에는, 미리 도시한 바와 같이 속도 편차(Δv)에 따른 보정 회전수(ΔNa)의 특성(f3)이 기억되어 있다. 이 특성(f3)에 의하면, 속도 편차(Δv)가 0일 때는 보정 회전수(ΔNa)는 O이며, 속도 편차(Δv)의 절대값이 커짐에 따라, 보정 회전수(ΔNa)의 절대값은 커지고 있다. 즉 속도 편차(Δv)가 소정값(-Δv1) 이상 또한 소정값(Δv1) 미만의 범위(-Δv1≤Δv<Δv1)에서는, 속도 편차(Δv) 의 증가에 수반하여 보정 회전수(ΔNa)는 비례적으로 증가하고, 속도 편차(Δv)가 소정값(-Δv1) 미만의 범위(Δv<-Δv1) 및 소정값(Δv) 이상의 범위(Δv≥Δv1)에서는 보정 회전수(ΔNa)는 각각 소정값(-ΔN1) 및 소정값(+ΔN1)에 제한되고 있다. 함수 발생기(503)로부터는, 이 특성(f3)에 기초하여 속도 편차(Δv)에 따른 보정 회전수(ΔNa)가 출력된다.
가산기(505)에서는, 목표 회전수(Nt)에 보정 회전수(ΔNa)가 가산되어, 보정후의 목표 회전수[Na(=Nt+ΔNa)]가 연산된다.
함수 발생기(506)에는 미리 도시한 바와 같이 펌프 토출압(Pp)에 대응한 보정 회전수(ΔNb)의 특성(f4)이 기억되어 있다. 특성(f4)에 의하면, 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp1) 미만의 범위(Pp<Pp1)에서는 보정 회전수(ΔNb)는 0이다. 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp1) 이상 또한 소정값(Pp2) 미만의 범위(Pp1≤Pp<Pp2)에서, 펌프 토출압(Pp)의 증가에 수반하여 보정 회전수(ΔNb)는 비례적으로 증가하고, 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp2) 이상의 범위(Pp≥Pp2)에서 보정 회전수(ΔNb)는 최대(ΔN1)로 되어 있다.
가산기(507)에서는, 목표 회전수(Na)에 보정 회전수(ΔNb)가 가산되어, 이것이 최종적인 목표 회전수[N(=Na+ΔNb)]로서 출력된다. 컨트롤러(40)는 엔진 회전수가 이 목표 회전수(N)로 되도록 엔진 회전을 제어한다. 예를 들어 엔진(10)의 실제 회전수를 검출하는 회전수 검출기를 설치하고, 이 검출값과 목표 회전수(N)의 편차에 따른 신호를 전자 거버너 등의 엔진 회전 제어부에 출력하여 엔진(10)의 실제 회전수를 목표 회전수(N)로 제어한다.
이상의 처리에 의하면, 최고 회전수(Nmax)에 보정 회전수 최대값(ΔN1)을 가산한 값이 목표 회전수(N)의 최대값으로 되고, 이것을 최대 목표 회전수[Nx(=Nmax+ΔN1)]라고 칭한다. 최대 목표 회전수(Nx)는 엔진(10)이 정상적으로 동작 가능한 엔진 회전수의 상한값에 상당한다.
본 실시 형태에 따른 원동기 제어 장치의 주요한 동작을 설명한다. 도 3에 본 실시 형태에 따른 원동기 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트를 나타낸다. 초기 상태에서는 주행 페달(22)은 비조작, 차속(v)은 0, 엔진 회전수는 최저 회전수(Nmin), 펌프 토출압(Pp)은 최소로 한다. 이 상태로부터 도 3의 시점(t1)에서 주행 페달(22)을 최대로 조작하면, 컨트롤 밸브(12)가 개방되어 유압 펌프(11)로부터 주행 모터(5)로 압유가 공급되어 차량이 주행한다.
이때, 함수 발생기(502)로부터는 최대 차속(vmax)이 목표 차속(va)으로서 출력된다. 속도 편차(Δv)가 소정값(Δv1)보다도 크면, 보정 회전수(ΔN)로서 ΔN1이 출력된다. 따라서, 목표 회전수(N)는 최대 목표 회전수[Nx(=Nmax+ΔN1)]로 되어, 엔진 회전수가 최고 회전수(Nmax)보다도 ΔN1만큼 커진다. 이에 의해 유압 펌프(11)가 흡수할 수 있는 최대 마력이 상승되어, 주행 시의 가속성이 향상되므로, 차속(v)을 페달 조작에 따른 목표 차속(va)(=vmax)까지 빠르게 상승시킬 수 있다.
시점(t2)에서, 차속(v)이 최고 차속(vmax)에 도달하면, 속도 편차(Δv)는 O으로 된다. 이에 의해 보정 회전수(ΔN1)가 0으로 되어, 최고 차속(vmax)을 유지한 채 엔진 회전수가 최고 회전수(Nmax)까지 저하된다. 따라서, 차속(v)이 최고 차속(vmax)보다도 빨라지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 엔진(10) 및 유압 펌 프(11) 등의 기기류의 개체차에 따른 성능의 편차가 있어도, 차속에 따라 엔진 회전수를 보정함으로써 성능의 편차를 흡수하여 일정한 최고 차속(vmax)으로 주행할 수 있다. 이에 의해, 주행 페달(22)의 조작에 따른 목표 차속(va)으로 고정밀도로 제어할 수 있다.
도 4는, 시점(t1 내지 t2)에 있어서의 엔진 회전수와 차속(v)의 변화를 보다 자세하게 도시하는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 주행 페달(22)의 조작량에 대응하는 목표 차속(va)과 실제 차속(v)의 차[즉, 속도 편차(Δv)]에 따라 보정 회전수(ΔNa)(사선부)가 출력되고 있으며, 시점(t1)으로부터 시점(t2)에 걸쳐 차속(v)의 증가[즉, 속도 편차(Δv)의 감소]에 수반하여 보정 회전수(ΔNa)가 서서히 감소되어, 시점(t2) 이후에는 엔진 회전수가 최고 회전수(Nmax)로 제어되고 있다.
도 3의 시점(t3 내지 t4)의 범위에 있어서, 주행 페달(22)을 최대로 조작하여 엔진 회전수를 최고 회전수(Nmax)로 하여 최고 차속(vmax)으로 주행하고 있는 상태에서, 주행 부하[펌프 토출압(Pp)]가 증가되면 차속(v)이 감소된다. 이 때문에 함수 발생기(503)로부터 속도 편차(Δv)에 따른 플러스의 보정 회전수(ΔNa)가 출력되어, 엔진 회전수가 증가된다. 그 후, 주행 부하가 감소되어 차속(v)이 증가되면, 속도 편차(Δv)가 감소되기 때문에 보정 회전수(ΔNa)는 감소되고, 엔진 회전수도 감소된다. 이렇게 주행 부하의 증감에 의해 차속(v)이 변동되면 그에 따라 엔진 회전수도 증감되어 차속(v)이 목표 차속(va)(=vmax)으로 유지된다.
예를 들어 시점(t5)에서 주행 페달(22)을 최대로 조작한 채 오르막길 주행을 개시하여, 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp2) 이상으로 되면 함수 발생기(506)로부터 보정 회전수[Nb(=ΔN1)]가 출력된다. 이에 의해 목표 회전수(Nt)에 보정 회전수(ΔNb)가 가산되어, 엔진 회전수는 차속(v)에 상관없이 최대 목표 회전수(Nx)로 제어된다. 이로 인해, 차량에 고부하가 작용하면 거기에 대응하여 고 마력을 출력할 수 있어 고부하 주행이 용이해진다.
여기서, 고 마력 운전과의 비교로 본 실시 형태의 효과를 설명한다. 고 마력 운전이란, 주행 페달(22)이 소정량 이상 조작(예를 들어 풀 조작)되어, 목표 회전수(Nt)로서 최고 회전수(Nmax)가 출력되고 있는 상태에서, 주행 부하가 소정값 이상으로 되면 엔진(10)의 최고 회전수를 증가시키는 운전이다. 고 마력 운전에 있어서는, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp1) 미만에서는 페달 풀 조작 시의 엔진(1)의 목표 회전수(N)는 최고 회전수(Nmax)이며, 펌프 토출압(Pp)의 증가에 따라 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp1) 이상으로 되면 펌프 토출압(Pp)의 증가에 수반하여 목표 회전수(N)는 비례적으로 증가하고, 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp2) 이상으로 되면 목표 회전수(N)는 최대 목표 회전수[Nx(=Nmax+ΔN1)]로 된다. 그 후, 펌프 토출압(Pp)의 감소에 따라 펌프 토출압이 소정값(Pp2') 미만으로 되면 펌프 토출압(Pp)의 감소에 수반하여 목표 회전수(N)는 비례적으로 감소하고, 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp1') 미만으로 되면 목표 회전수(N)는 최고 회전수(Nmax)로 된다. 또한, 도 5에서는 목표 회전수의 특성에 히스테리시스를 설치하고 있지만, 필수적이지 않다.
도 6은 유압 펌프(11)의 PQ 특성을 도시하는 도면이다. 도 6에서, 엔진 회전수가 최고 회전수(Nmax)일 때의 PQ 특성을 f10, 최대 목표 회전수(Nx0)일 때의 PQ 특성을 f11로 나타난다. 고 마력 운전에서는 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp1)으로부터 소정값(Pp2) 사이에서 목표 회전수가 Nmax로부터 Nx까지 상승한다. 그로 인해, 이 경우의 PQ 특성은, 도 6의 점 a, 점 b, 점 c, 점 d, 점 e를 연결하는 선으로 나타나다. 즉 PQ 특성은, 고부하 시에는 특성(f11)에 의해, 저부하 시에는 특성(f10)에 의해 각각 나타나고, 고 마력 운전을 행함으로써 특히 고부하 시의 펌프 토출 유량(Q)을 증가시킬 수 있다. 이에 대해, 본 실시 형태에서는, 페달 최대 스테핑 시에 실제 차속(v)이 목표 차속(va)보다도 소정값(Δv1) 이상 작으면, 주행 부하에 상관없이, 엔진 회전수를 최대 목표 회전수(Nx)로 제어한다. 따라서, 이 경우의 PQ 특성은, 도 6의 점 a, 점 b, 점 c, 점 f를 연결하는 선, 즉 특성(f11)으로 나타나고, 고부하 시뿐만 아니라 저부하 시에 있어서도 펌프 유량(Q)을 증가시킬 수 있다. 특히 고 마력 운전과 비교하면, 도 6의 사선 영역에서 펌프 유량(Q)을 증가시킬 수 있다.
도 7은 차속(v)과 견인력의 관계를 나타내는 주행 성능 선도이다. 도 7에서 특성(f20)은 엔진 회전수가 최고 회전수(Nmax)일 때의 특성이며, 특성(f21)은 엔진 회전수가 최대 목표 회전수(Nx)일 때의 특성이다. 상술한 바와 같이 고 마력 운전에서는 고부하 주행 시에 펌프 유량(Q)이 증가되기 때문에(도6 참조), 고 마력 운전에서의 주행 성능 선도는 도 7의 점 a, 점 b, 점 c, 점 d, 점 e를 연결하는 선으로 나타난다. 이에 대해, 본 실시 형태에서는 주행 부하에 상관없이 속도 편차(Δv)에 따라 엔진 회전수를 최대 목표 회전수(Nx)까지 증가시킬 수 있기 때문에, 주행 성능 선도는 특성(f21), 즉 도 7의 점 a, 점 b, 점 c, 점 f를 연결하는 선으로 나타난다. 따라서, 본 실시 형태에서는 고 마력 운전에서는 차속을 증속시킬 수 없는 저부하 영역(도 7의 사선 영역)에 있어서도, 차속(v)을 증속시킬 수 있어, 주행 부하에 상관없이 차속(v)을 최대 차속(vmax)으로 제어할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면 이하와 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다.
(1) 주행 페달(22)의 조작량에 따른 목표 차속(va)을 연산하여, 이 목표 차속(va)과 실제 차속(v)의 편차(Δv)에 따라 엔진 회전수를 보정하도록 했다. 이에 의해 주행 페달(22)의 풀 조작 시에 차속(v)이 최고 차속(vmax)에 도달하지 않을 경우에, 엔진 회전수를 최고 회전수(Nmax)보다도 증가시킴으로써 차속(v)을 증속시킬 수 있어 페달 조작량에 따른 원하는 주행 속도를 용이하게 얻을 수 있다.
(2) 일반적으로, 엔진의 최고 회전수 및 유압 펌프의 용량 등에는 개체차가 있기 때문에, 성능의 편차에 따라 유압 구동 차량의 주행 속도가 변동될 가능성이 있다. 본 실시 형태에서는, 목표 차속(va)과 실제 차속(v)의 편차(Δv)에 따라 엔진 회전수를 증감시키기 때문에 개개의 엔진 성능 등에 편차가 있어도, 주행 페달(22)의 최대 스테핑 시에 고정밀도로 최고 차속(vmax)으로 제어할 수 있다. 또한, 목표 차속(va)과 실제 차속(v)의 편차(Δv)에 기초하여 목표 회전수(N)를 보정함으로써, 양호한 가속성을 얻을 수 있다.
(3) 속도 편차(Δv)의 절대값이 클수록 엔진 회전수의 보정량(ΔNa)의 절대값을 크게 했으므로, 차속(v)을 페달 조작량에 따른 목표 차속(va)으로 용이하게 제어할 수 있어 유압 구동 차량의 차속 제어를 최적으로 실현할 수 있다.
(4) 속도 편차(Δv)가 소정값(Δv1) 이상일 때, 엔진 회전수의 보정량(ΔNa) 을 소정값(ΔN1)으로 제한하도록 했으므로, 엔진 회전수의 상한이 최대 목표 회전수(Nx)로 억제되어 엔진(1)의 과회전에 의한 손상을 방지할 수 있다.
(5) 펌프 토출압(Pp)(주행 부하)이 소정값(Pp2) 이상으로 되면 페달 조작에 의한 목표 차속(va)의 크기에 관계없이, 엔진 회전수를 소정값(ΔN1)만큼 크게 하도록 했으므로, 오르막길 주행 등도 용이하게 행할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 함수 발생기(506)의 특성(f4)에 기초하여 주행 부하에 따른 보정 회전수(ΔNb)를 연산하여, 이 보정 회전수(ΔNb)를 가산기(507)에 의해 목표 회전수(Na)에 가산하도록 했지만, 함수 발생기(506)의 특성(f4)은 이것에 한하지 않는다. 예를 들어 펌프 토출압(Pp)이 소정값(Pp2) 이상일 때에 목표 회전수가 최대 목표 회전수(Nx)가 되는 특성을 함수 발생기(506)에 설정해도 좋다. 이 경우, 가산기(507) 대신에 최대값 선택 회로를 설치하여, 함수 발생기(506)로부터 최대 목표 회전수(Nx)가 출력되었을 때는 주행 페달(22)의 조작량에 상관없이 엔진 회전수를 최대 목표 회전수(Nx)로 제어하도록 해도 좋다. 이에 의해 주행 페달(22)을 최대로 밟지 않아도, 고부하에 적합한 주행이 가능해진다.
상기 실시 형태에서는, 주행 시의 엔진 회전수 제어에 대하여 설명했지만, 작업 시에 엔진 회전수를 제어할 경우에는, 예를 들어 도 2의 함수 발생기(501)에, 미리 주행 페달(22)의 조작량에 따른 작업 엔진 회전수의 특성(f5)(점선)을 설정하고, 이 특성(f5)에 기초하여 엔진 회전수를 제어하면 된다. 이 경우, 작업 브레이크의 작동/비작동을 검출하고, 작업 브레이크의 작동 시, 즉 작업 시에 특성(f5)을 선택하고 작업 브레이크의 비작동 시, 즉 비작업 시에 특성(f1)을 선택하면 된다. 특성(f5)이 선택된 경우에는, 가산기(505)에서의 처리를 패스하고, 고부하 작업 시에 가산기(507)에서 엔진 회전수를 증가시키면 된다. 도 2에서는, 주행 시의 특성(f1)에 비해, 작업 시의 특성(f5)의 기울기를 완만하게, 또한 최고 회전수도 작게 하고 있지만, 특성(f5)의 형상은 이것에 한하지 않는다.
상기 실시 형태에서는, 페달 조작량에 따른 목표 차속(va)과 실제 차속(v)의 편차(Δv)를 연산하여, 이 편차(Δv)가 클수록 엔진 회전수의 보정량(Δa)을 크게 했다. 그러나, 적어도 차속(v)과 목표 차속(va)에 기초하여 목표 회전수를 보정하는 것이면, 보정 수단의 구성은 상술한 것에 한하지 않는다. 함수 발생기(501)에서는, 특성(f1)에 기초하여 페달 조작량에 따른 목표 차속(va)을 연산하도록 했지만 차속 연산 수단의 구성도 이것에 한정하지 않는다.
상기 실시 형태에서는, 함수 발생기(501)에서 주행 페달(22)의 조작량에 따라 목표 회전수(Nt)를 설정하고, 엔진(1)의 실제 회전수와 목표 회전수(N)의 편차(Δv)에 따른 신호를 엔진 회전수 제어부로 출력함으로써, 페달 조작량에 따른 목표 회전수(N)로 엔진 회전수를 제어하도록 했다. 단, 회전수 제어 수단의 구성은 이것에 한하지 않는다. 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 목표 회전수 설정용의 조작 부재(45)를 별도 설치하여 조작 부재(45)의 조작량에 따라 목표 회전수(Nt)를 설정해도 좋다. 회전수 설정 수단으로서의 조작 부재(45)는 다이얼 등에 의해 구성하면 되고, 도시한 바와 같이 미리 정한 다이얼 조작량에 따른 지령값(s)과 목표 회전수(Nt)의 특성(f10)에 기초하여 함수 발생기(501)로부터 목표 회전수(Nt)를 출력하여, 이 목표 회전수(Nt)와 속도 편차(Δv)에 따른 보정 회전수(ΔNa)에 기초하 여 엔진 회전수를 제어하면 된다. 즉 함수 발생기(501)로부터 출력되는 목표 회전수(Nt)를 일정하게 유지한 채, 주행 페달(22)의 조작에 의해 컨트롤 밸브(12)를 절환함으로써 모터(5)로 공급되는 유량을 제어하고 차속을 제어하도록 구성해도 좋다. 또한, 특성(f10)에 있어서, 조작 부재(45)의 조작에 의한 최대 지령값에 대응한 목표 회전수는 Nmax로 하면 된다.
주행 페달(22) 이외의 조작 부재에 의해, 주행 지령을 출력하도록 해도 좋다. 유압 펌프(11)로부터 유압 모터(5)로의 압유의 흐름을 컨트롤 밸브(12)에 의해 제어했지만, 흐름 제어 수단은 이것에 한하지 않는다. 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같이 유압 펌프(11)와 유압 모터(5)를 폐쇄 회로에 접속한 HST 회로로서 구성하고, 주행 페달(22)의 조작량에 따라 유압 펌프(11)로부터 토출되는 압유의 유량을 제어하도록 해도 좋다. 차속 센서(42)에 의해 차속을 검출하도록 했지만, 차속 검출 수단은 어떠한 것이어도 좋다. 압력 센서(43)에 의해 주행 부하를 검출했지만, 부하 검출 수단은 어떠한 것이어도 좋다.
이상에서는, 본 발명의 원동기 회전수 제어 장치를 휠식 유압 셔블에 적용할 경우에 대하여 설명했지만, 휠 로더 등, 다른 유압 구동 차량에도 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다. 즉, 본 발명의 특징, 기능을 실현할 수 있는 한, 본 발명은 실시 형태의 원동기 회전수 제어 장치에 한정되지 않는다.
본 출원은 일본 특허 출원2007-049723호(2007년 2월 28일 출원)을 기초로 하여, 그 내용은 인용문으로서 여기에 포함시킨다.

Claims (8)

  1. 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치이며,
    원동기에 의해 구동되는 유압 펌프와,
    상기 유압 펌프로부터의 압유에 의해 구동되는 주행용 유압 모터와,
    조작량에 따른 주행 지령을 출력하는 조작 부재와,
    상기 조작 부재의 조작량에 따라 출력되는 주행 지령에 기초하여, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터로의 압유의 흐름 또는 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유의 유량을 제어하는 흐름 제어 장치와,
    지령에 기초하여 상기 원동기의 목표 회전수를 출력하는 목표 회전수 출력 장치와,
    원동기 회전수를 상기 목표 회전수로 되도록 제어하는 회전수 제어 장치와,
    차속을 검출하는 차속 검출 장치와,
    상기 조작 부재의 조작량에 따른 목표 차속을 연산하는 차속 연산 장치를 구비하고,
    상기 회전수 제어 장치는 상기 차속 검출 장치에 의해 검출된 상기 차속과 상기 차속 연산 장치에 의해 연산된 목표 차속에 기초하여 상기 목표 회전수를 보정하는 보정 장치를 갖는, 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 목표 회전수 출력 장치는 상기 조작 부재의 조작량에 따라 출력되는 주행 지령에 기초하여 상기 목표 회전수를 출력하는, 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 원동기의 목표 회전수를 지령하는 회전수 설정 장치를 더 구비하고,
    상기 목표 회전수 출력 장치는 상기 회전수 설정 장치로부터 출력되는 지령에 기초하여 상기 목표 회전수를 출력하는, 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보정 장치는 상기 조작 부재의 최대 조작에 대응한 목표 회전수를, 상기 검출된 차속과 상기 목표 차속에 기초하여 증감시키는, 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 보정 장치는 상기 회전수 설정 장치의 최대 지령값에 대응한 목표 회전수를 상기 검출된 차속과 상기 목표 차속에 기초하여 증감시키는, 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보정 장치는 상기 검출된 차속과 목표 차속의 편차가 클수록 상기 목표 회전수의 보정량을 크게 하는, 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 보정 장치는, 상기 편차가 소정값 이상으로 되면 상기 목표 회전수의 보정량을 소정 보정량으로 제한하는, 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 구동 차량의 주행 부하를 검출하는 부하 검출 장치를 더 갖고,
    상기 보정 장치는 상기 부하 검출 장치에 의해 검출된 주행 부하가 소정값 이상으로 되면 차속 연산 장치에 의해 연산된 목표 차속에 상관없이 상기 목표 회전수를 최고 회전수로 보정하는, 유압 구동 차량의 원동기 회전수 제어 장치.
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