WO2007060948A1

WO2007060948A1 - 油圧作業機械のポンプトルク制御装置

Info

Publication number: WO2007060948A1
Application number: PCT/JP2006/323208
Authority: WO
Inventors: Kenji Kakizawa; Gen Yasuda
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2007-05-31
Also published as: JP4287425B2; CN101313155B; AU2006317096A1; AU2006317096B2; KR20080073714A; US20090126361A1; CN101313155A; EP1953392A1; US8056331B2; EP1953392B1; KR101045721B1; JP2007146924A; EP1953392A4

Abstract

【課題】主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続されている場合に、環境条件等に合わせて主ポンプのポンプ吸収トルクを正確に、簡単に調整できる。【解決手段】調整スイッチ２５を備え、メインコントローラ１２が、冷却ファンポンプ２０の吸収トルクの状態を使用上の最大吸収トルクにする処理手段と、メインポンプ１３に対する調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルクから緩やかな速度で増量する処理手段と、エンジン３の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内かどうか判断する第４判断手段と、この第４判断手段で偽とされる間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量を繰り返す処理手段と、第４判断手段で真とされた際に、調整用の目標吸収トルク等を調整値ＡｄｊＶａｌとして記憶する処理手段と、トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値ＡｄｊＶａｌで制限する処理手段とを含む。

Description

明細書

油圧作業機械のポンプトルク制御装置

技術分野

[0001] 本発明は、共に原動機によって駆動される可変容量型の主ポンプと可変容量型の副次ポンプとを有する油圧ショベルなどの油圧作業機械に備えられ、主ポンプの吸収トルクを制御する油圧作業機械のポンプトルク制御装置に関する。

背景技術

[0002] 高地に油圧作業機が配置されたり、気温が著しく低い環境で作業が行われるなどの種々の環境条件、あるいは、粗悪燃料を使用して作業が行われるとか、油圧作業機に異なる作業負荷が与えられるなどの油圧作業機械の使用条件によって、同じ油圧作業機械であっても原動機つまりエンジンが過負荷になることがある。このようなときには、エンジン出力を抑える必要があり、保守サービス員は現場に出かけて油圧作業機械の主ポンプの最大吸収トルクを調整しなければならな、。この主ポンプの最大吸収トルクの調整には、サービスツールの特殊な装置が必要であり、また、保守サービス員の熟練した技能や経験が必要となる。

[0003] エンジンには主ポンプの他に、この主ポンプとは制御方法や使用方法が異なるポンプである冷却ファンポンプやパイロットポンプなどの副次ポンプが接続されているので、すなわち、エンジンには互いに性質の異なる複数のポンプが接続されているので、前述の調整が上手く行かないと、互いの間でポンプ吸収トルクの干渉が起こり、このために油圧作業機械の操作性、作業性に悪影響を及ぼすことになる。

[0004] なお、この種の従来技術として、特許文献 1, 2に示されるものがある。特許文献 1に示される従来技術は、標高毎にエンジン回転数の設定を変更するようになっている。また、特許文献 2に示される従来技術は、大気圧に対して伸縮するべローズ状の密閉容器を使ってポンプの吸収トルクを大気圧に合わせて可変にできるようになつている。

特許文献 1 :特開 2004— 132197公報

特許文献 2：特開平 9— 126150号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 前述した特許文献 1に示される従来技術では、標高条件が同じであっても、気温、大気圧、燃料の種類、作業負荷等に応じて主ポンプの最大吸収トルクを調整する必要があり、前述したように保守サービス員が現地に出向いて調整を行わなければならず、煩雑なものとなっている。同様に、特許文献 2に示される従来技術では、大気圧条件が同じであっても、気温、作業負荷、燃料の種類等に応じて、やはり保守サービス員による煩雑な主ポンプの最大吸収トルクの調整が必要となる。

[0006] 本発明は、前述した従来技術における実状力なされたもので、その目的は、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続されて、る場合に、環境条件及び使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、し力も簡単に調整することができる油圧作業機械のポンプトルク制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] この目的を達成するために、本発明は、

原動機と、この原動機の回転数を設定する回転数設定手段と、

前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記設定回転数信号に基づ!/、て前記原動機の回転数を制御する制御手段、前記原動機の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及び前記原動機の出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラと、

可動体を駆動するァクチユエータと、前記原動機によって駆動され、前記ァクチュエータに圧油を供給する可変容量型の主ポンプと、この主ポンプから前記ァクチユエータに供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁と、前記主ポンプの押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギユレータと、

前記原動機によって駆動される可変容量型の副次ポンプと、この副次ポンプの押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギユレ一タとを有する油圧作業機械に備えられ前記主ポンプ用レギユレータを駆動する主ポンプ用電磁比例弁、及び前記副次ポンプ用レギユレータを駆動する副次ポンプ用電磁比例弁と、

前記方向切換弁の操作量を検出する操作量検出器、及び前記主ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、

前記回転数設定手段で設定された設定回転数信号を取り込む入力手段、前記操作量検出器から出力される操作量信号を取り込む入力手段、前記吐出圧検出器から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段、及び前記操作量検出器から出力される前記操作量信号に基づ!、て目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段、前記回転数設定手段から出力される設定回転数信号から前記主ポンプの目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクと前記吐出圧検出器力出力される吐出圧信号とから前記主ポンプの目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段、及び前記ポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と前記トルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さ、ほうを目標押しのけ容積に選択する選択手段、この選択手段で選択された主ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記主ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段、前記副次ポンプの目標押しのけ容積を演算する演算手段、この演算手段で演算された前記副次ポンプの目標押しのけ容積に基づいて前記副次ポンプ用電磁比例弁に制御信号を出力する出力手段を含むメインコントローラを備えるとともに、

前記主ポンプの最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段を備え、前記メインコントローラが、

前記開始手段の指示によって、前記回転数設定手段による設定回転数の設定が定格回転数に固定されているか否カゝ真偽を判断し、その判断結果を出力する第 1判断手段と、

前記開始手段の指示によって、前記吐出圧検出器で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第 2判断手段と、

前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第 3判断手段と、前記第 1、第 2、第 3判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、

前記原動機コントローラから出力される前記原動機の前記負荷率信号を取り込む入力手段と、

調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルク力緩やかな速度で増量する処理手段と、

前記原動機の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第 4判断手段と、

この第 4判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量を繰り返し行う処理手段と、

前記第 4判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、

前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴として、る。

このように構成した本発明は、開始手段によって主ポンプの最大吸収トルクの調整開始が指示されると、副次ポンプの負荷を最大負荷、すなわち最大吸収トルクにした状態において、原動機の負荷率が目標値、すなわち目標負荷率となるまで、主ボンプの吸収トルクを最小側からゆっくり増量させる処理が行われる。このようにゆっくり増量させることにより、静的なポイントでの調整が可能となる。原動機の負荷率が目標負荷率に一致したときに、主ポンプの吸収トルクが取得され、この取得値が調整値となる。この調整値以下となるように主ポンプの最大吸収トルクが制限された状態で、主ポンプの吸収トルク制御がなされる。これにより、原動機の負荷率が目標負荷率を超えないように制限される。すなわち、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続される場合に、環境条件及び使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、し力も簡単に調整することができる。また、副次ポンプの吸収トルクを最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにした状態で、現状の主ポンプの最大吸収トルクを正確に調整できるので、主ポンプと副次ポンプとの間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができる。

また、前述の目的を達成するために、本発明は、

前記開始手段の指示によって、前記操作量検出器で検出される操作量が予め設定した所定値を超えているか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第 3判断手段と、

前記第 1、第 2、第 3判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、

調整用の目標吸収トルクを前記原動機力 Sストールしない範囲で十分に大きな予め定めるポンプ吸収トルク力緩やかな速度で減量する処理手段と、

この第 4判断手段で偽と判断される間は、前記負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの減量を繰り返し行う処理手段と、前記第 4判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得した目標吸収トルクを、あるいは取得した目標吸収トルクと所定の基準トルクとの差を調整値として記憶する処理を行う処理手段と、

[0010] このように構成した本発明は、開始手段によって主ポンプの最大吸収トルクの調整開始が指示されると、主ポンプ以外の冷却ファンポンプ等の副次ポンプの負荷を最大負荷、すなわち最大吸収トルクにした状態において、原動機の負荷率が目標値、すなわち目標負荷率となるまで、主ポンプの吸収トルクを最大側からゆっくり減量させる処理が行われる。このようにゆっくり減量させることにより、静的なポイントでの調整が可能となる。原動機の負荷率が目標負荷率に一致したときに、主ポンプの吸収トルクが取得され、この取得値が調整値となる。この調整値以下となるように主ポンプの最大吸収トルクが制限された状態で、主ポンプの吸収トルク制御がなされる。これにより、原動機の負荷率が目標負荷率を超えないように制限される。すなわち、主ボンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続される場合に、環境条件及び使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、し力も簡単に調整することができる。また、副次ポンプの吸収トルクを最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにした状態で、現状の主ポンプの最大吸収トルクを正確に調整できるので、主ポンプと副次ポンプとの間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができる。

[0011] また、本発明は、前述のそれぞれの発明において、前記目標負荷率を変更可能な入力装置を備えたことを特徴として、る。

[0012] また、本発明は、前述の発明において、前記調整値、及び調整結果を報知可能な出力装置を備えたことを特徴として、る。

[0013] また、本発明は、前述のそれぞれの発明において、前記副次ポンプが冷却ファンポンプ力成ることを特徴として、る。

発明の効果

[0014] 本発明は、副次ポンプの吸収トルクを最大吸収トルクにした状態で、主ポンプの調整用の目標吸収トルクを、十分に小さなポンプ吸収トルク力緩やかな速度で増量させて、あるいは原動機がストールしない範囲で十分に大きな予め定められるポンプ吸収トルク力緩やかな速度で減量させて、ポンプ吸収トルクの制限値である調整値を所得し、この調整値によって主ポンプの最大吸収トルクを制限する構成にしてあることから、主ポンプとは性質の異なる副次ポンプが原動機に接続されている場合に、環境条件および使用条件に合わせて主ポンプの最大吸収トルクを正確に、しかも簡単に調整することができ、この油圧作業機械のオペレータによる主ポンプの最大吸収トルクの調整が可能となる。

[0015] また、副次ポンプの吸収トルクを最大吸収トルクにした状態で、現状の主ポンプの最大吸収トルクを正確に調整できるので、主ポンプと副次ポンプとの間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができ、これにより環境条件及び使用条件の違いに拘わらずこの油圧作業機械の優れた操作性、及び作業性を確保することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下，本発明に係る油圧作業機械のポンプトルク制御装置を実施するための最良の形態を図に基づ、て説明する。

[0017] [本実施形態が備えられる油圧ショベルの基本構成]

図 1は本発明の油圧作業機械のポンプトルク制御装置の一実施形態を示す油圧回路図である。

[0018] この図 1に示すように、本実施形態のポンプトルク制御装置は、油圧作業機械、例えば油圧ショベルに備えられるものである。この油圧ショベルは、原動機すなわちェンジン 3と、このエンジン 3の回転数を設定する回転数設定手段、例えばエンジンコントロールダイアル 1と、エンジン 3の実回転数を検出する回転ピックアップセンサ 4とを備えている。また、エンジンコントロールダイアル 1で設定された設定回転数信号 Nr を取り込む入力手段、エンジンコントロールダイアル 1で設定された設定回転数信号 Nrに基づ、てエンジン 3の回転数を制御する制御手段、回転ピックアップセンサ 4で検出されたエンジン 3の実回転数に相当する信号を外部に出力する出力手段、及びエンジン出力トルクに相当する負荷率信号を外部に出力する出力手段を有する原動機コントローラ、すなわちエンジンコントローラ 2を備えて、る。

[0019] また、この油圧ショベルは、ブーム、アーム等の可動体を駆動するシリンダァクチュエータ 16、及び旋回体、走行体等の可動体を駆動するモータァクチユエータ 17と、これらのァクチユエータ 16, 17に圧油を供給する主油圧ポンプ、すなわちメインポンプ 13と、このメインポンプ 13とは性質の異なる副次ポンプ、例えばパイロットポンプ 6 、冷却ファンポンプ 20を備えている。これらのメインポンプ 13、パイロットポンプ 6、冷却ファンポンプ 20はエンジン 3によって駆動される。

[0020] また、メインポンプ 13からァクチユエータ 16, 17に供給される圧油の流量と方向を制御する方向切換弁 9, 9aと、これらの方向切換弁 9, 9aを切換え操作するリモコン弁 5, 5aと、ゲートロック弁 8と、メインポンプ 13の押しのけ容積を制御する主ポンプ用レギユレータ、すなわちメインポンプレギユレータ 14を備えている。パイロットポンプ 6 の吐出管路にはフィルタ 7を設けてある。

[0021] さらに、前述した冷却ファンポンプ 20からの圧油が供給され、エンジン冷却水を循環させる放熱器、すなわちラジェータ 18a、及び作動油を循環させる放熱器、すなわち作動油クーラ 18と、これらのラジェータ 18a及び作動油クーラ 18に外気を送風する冷却ファン 22aと、前述した冷却ファンポンプ 20からの圧油が供給され、冷却ファン 22aを駆動する冷却ファンモータ 22と、冷却ファンポンプ 20の押しのけ容積を制御する副次ポンプ用レギユレータ、すなわち冷却ファンポンプレギユレータ 21とを備えている。同図 1中、符号 19は作動油タンクを示している。

[0022] [本実施形態のポンプトルク制御装置の基本構成]

このような油圧ショベルに備えられる本実施形態のポンプトルク制御装置は、同図 1 に示すように、メインポンプレギユレータ 14を駆動する主ポンプ用電磁比例弁、すなわちメインポンプ電磁比例弁 23、及び冷却ファンポンプレギユレータ 21を駆動する副次ポンプ用電磁比例弁、すなわち冷却ファンポンプ電磁比例弁 24を備えて、る。

[0023] また、シャトル弁 10を介して方向切換弁 9, 9aを切換えるリモコン弁 5, 5aの操作量を検出する操作量検出器、例えばポジコン圧センサ 11、及びメインポンプ 13の吐出圧を検出する吐出圧検出器、すなわちメインポンプ吐出圧センサ 15を備えている。なお図示しないが、エンジン 3の冷却水温を検出する冷却水温検出器、すなわち冷却水温センサ、及び作動油温を検出する作動油温検出器、すなわち作動油温センサも備えている。 [0024] さらに、エンジンコントロールダイアル 1及びエンジンコントローラ 2が接続されるとともに、前述したポジコン圧センサ 11、メインポンプ吐出圧センサ 15、及び図示しない冷却水温センサ、作動油温センサが接続されるメインコントローラ 12を備えている。

[0025] このメインコントローラ 12は、例えば基本的に以下に列挙する要素を含んでいる。

[0026] a. ポジコン圧センサ 11から出力される操作量信号に基づいて目標押しのけ容積を演算するポジティブ制御手段

b. エンジンコントロールダイアル 1から出力される設定回転数信号 Nrからメインポンプ 13の目標吸収トルクを演算し、この演算された目標吸収トルクとメインポンプ吐出圧センサ 15から出力される吐出圧信号力もメインポンプ 13の目標押しのけ容積を演算するトルク制限手段

c エンジンコントロールダイアル 1で設定された設定回転数信号 Nrを取り込む入力手段

d. ポジコン圧センサ 11から出力される操作量信号を取り込む入力手段

e. メインポンプ吐出圧センサ 15から出力される吐出圧信号を取り込む入力手段 f. 図示しない冷却水温センサ力出力される冷却水温信号を取り込む入力手段 g. 図示しない作動油温センサから出力される作動油温信号を取り込む入力手段 h. 前述のポジティブ制御手段で演算された目標押しのけ容積と、前述のトルク制限手段で演算された目標押しのけ容積とを比較し、小さ!、方を目標押しのけ容積に選択する選択手段

i. 前述の「h」の選択手段で選択されたメインポンプ 13の目標押しのけ容積に基づいてメインポンプ電磁比例弁 23に制御信号、すなわち制御電流を出力する出力手段

j . 図示しな!、冷却水温センサ、作動油温センサに基づ、て冷却ファンポンプ 20の目標押しのけ容積を演算する演算手段

k. 前述の「j」の演算手段で演算された冷却ファンポンプ 20の目標押しのけ容積に基づ、て冷却ファンポンプ電磁比例弁 24に制御信号、すなわち制御電流を出力する出力手段を備えている。

[0027] [本実施形態の特徴とする構成] 特に本実施形態は、メインポンプ 13の最大吸収トルクの調整開始を指示する開始手段、すなわちこの油圧ショベルのオペレータが操作可能な調整スィッチ 25と、ェンジン 3の目標負荷率を変更可能な入力装置 26と、後述の調整値、及び調整結果をオペレータに報知可能な出力装置 27とを備えている。これらの調整スィッチ 25、入力装置 26、及び出力装置 27は、運転室内に配置されるモニタ装置に含まれる構成要素である。また、これらの調整スィッチ 25、入力装置 26、及び出力装置 27は、メインコントローラ 12に接続されている。

[0028] また特に、本実施形態は、メインコントローラ 12が以下に列挙する要素を含んでいる。

[0029] A. 前述した調整スィッチ 25の指示によって、エンジンコントロールダイアル 1による設定回転数信号 Nrの設定が定格回転数に固定されているカゝ否カゝ真偽を判断し、その判断結果を出力する第 1判断手段

B. 調整スィッチ 25の指示によって、メインポンプ吐出圧センサ 15で検出される吐出圧が予め設定した所定値を超えてヽるカゝ否カゝ真偽を判断し、その判断結果を出力する第 2判断手段

C. 調整スィッチ 25の指示によって、ポジコン圧センサ 11で検出される操作量が予め設定した所定値を超えてヽるか否カゝ真偽を判断し、その判断結果を出力する第 3 判断手段

D. 前述の第 1、第 2、第 3判断手段における全ての判断が真とされると、冷却ファンポンプ 20のポンプ吸収トルクの状態を使用上の最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにするように、冷却ファンポンプ 20の目標押しのけ容積を切り替える処理手段

E. エンジンコントローラ 2から出力されるエンジン 3の負荷率信号を取り込む入力手段

F. 調整用の目標吸収トルクを十分に小さなポンプ吸収トルク力緩やかな速度で増量する処理手段

G. エンジン 3の負荷率と目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第 4判断手段

H. 前述の「G」の第 4判断手段で偽と判断される間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルクの増量とを繰り返し行う処理手段

I. 前述の「G」の第 4判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、この取得値を調整値として記憶する処理を行う処理手段

J. 前述のトルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値で制限する処理手段を備えている。

[0030] [油圧ショベルの動作の概要]

前述した本実施形態の構成を含むこの油圧ショベルの動作の概要について以下に説明する。

[0031] オペレータがエンジンコントロールダイアル 1で目標のエンジン回転数を設定すると、このエンジンコントロールダイアル 1の設定回転数信号 Nrは、エンジンコントローラ 2 に取り込まれる。同様に、エンジンコントロールダイアル 1の設定回転数信号 Nrがメインコントローラ 12に取り込まれる。エンジンコントローラ 2は、エンジン 3の回転数と出力を制御する。回転ピックアップセンサ 4で検出された実エンジン回転数信号 Nは、エンジンコントローラ 2に取り込まれ、エンジン制御に用いられる。エンジンコントローラ 2から出力される実エンジン回転数信号 Nと、エンジン負荷率信号 EngLoadはメインコントローラ 12に取り込まれる。

[0032] オペレータがリモコン弁 5あるいは 5aを操作すると、パイロットポンプ 6から吐出される油は、フィルタ 7、ゲートロック弁 8、リモコン弁 5あるいは 5aを経由して方向切換弁 9 あるいは 9aへ導かれる。シャトル弁 10を経由した油はポジコン圧センサ 11で検出され、ポジコン圧信号としてメインコントローラ 12に取り込まれる。

[0033] メインコントローラ 12は、ポジティブ制御手段によるポジティブ制御、トルク制限手段によるトルク制御に基づき、メインポンプ電磁比例弁 23に制御電流を出力する。

[0034] メインポンプ電磁比例弁 23は、メインポンプレギユレータ 14を駆動し、メインポンプ 13の傾転を制御する。メインポンプ 13から吐出される油は、メインポンプ吐出圧センサ 15で検出されポンプ吐出圧信号としてメインコントローラ 12に取り込まれる。また、メインポンプ 13から吐出される油は、方向切換弁 9または 9aによって流量と方向が制御され、シリンダァクチユエータ 16,モータァクチユエータ 17から戻された油は、方向切換弁 9, 9a、作動油クーラ 18を経由して作動油タンク 19へ戻される。 [0035] 図示しない冷却水温センサによって検出された冷却水温信号と作動油温センサによって検出された作動油温信号は、メインコントローラ 12に取り込まれる。メインコントローラ 12は、冷却水温信号、作動油温信号に応じて冷却ファンポンプ電磁比例弁 2 4に制御電流を出力する。

[0036] 冷却ファンポンプ電磁比例弁 24は、冷却ファンポンプレギユレータ 21を駆動し、冷却ファンポンプ 20の傾転を制御する。冷却ファンポンプ 20から吐出される油は冷却ファンモータ 22を駆動し、外気を送風して作動油、冷却水をクーリングする。冷却ファンモータ 22から戻された油は、作動油タンク 19に戻される。

[0037] [本実施形態におけるメインポンプの最大吸収トルクの調整]

次に、本実施形態におけるメインポンプ 13の最大吸収トルクの調整について説明する。

[0038] オペレータは、入力装置 26によってエンジン 3の目標負荷率をメインコントローラ 12 に入力する。また、エンジンコントロールダイアル 1を定格回転数に固定する。また、ブーム上げ操作に対応するリモコン弁 5を操作して、ブームに対応するシリンダァクチユエータ 16を伸長させ、ブーム上げリリーフ状態にする。これにより、メインポンプ 1 3の吐出圧はリリーフ圧 Pd— maxに保持される。この状態において調整スィッチ 25を ONにすると、メインポンプ 13の最大吸収トルクの調整が開始される。

[0039] 以下に示すポンプ流量がトルク制御により決まる流量であると判断できる条件が成立すると、メインコントローラ 12は、副次ポンプである冷却ファンポンプ 20の吸収トルクを使用上の最大吸収トルクに設定する。

[0040] 〔条件〕

• ポジコン圧センサ 11によって検出されるポジコン圧 Piが、ポンプ流量がトルク制御により決まると第 3判断手段で判断できる予め定められる操作圧値、すなわち所定値以上である。

[0041] · メインポンプ吐出圧センサ 15によって検出されるメインポンプ 13の吐出圧 Pdが、ほぼリリーフしていると第 2判断手段で判断できる若干低い、予め定められる圧力値、すなわち所定値以上である。

[0042] · エンジンコントロールダイアル 1は操作されていない（今回の Nr=前回の Nr)。 [0043] · エンジンコントロールダイアル 1から出力される設定回転数信号 Nrが、第 1判断手段で定格回転数であると判断されたとき。

[0044] 前述のように、冷却ファンポンプ 20の吸収トルクが最大吸収トルクに設定されると、吐出される油は使用上の最大流量になり、冷却ファンモータ 22は最高速度で回転する。次に、メインポンプ 13の吸収トルクを最小吸収トルクに設定する。メインポンプ 13 力も吐出される油は、最小吸収トルクに相当する流量となる。

[0045] 次に、エンジン 3の出力が目標負荷率に等しくなるまでメインポンプ 13の吸収トルクを緩やかに増量する。エンジン 3の負荷率が目標負荷率に等しくなつたときの吸収トルクを調整値として取得する。これは、メインポンプ 13に割り当て可能な最大吸収トルクである。図 3の P— Q線図に示すように、メインポンプ 13に割り当て可能な最大吸収トルク T2は、エンジン定格回転数の目標負荷率に相当するトルク T1から、ノイロットポンプ 6の吸収トルク分 t3と、冷却ファンポンプ 20の吸収トルク分 t2を差し引いたトルクである。なお、図 3中、 T3はメインポンプ 13の最小吸収トルクを、 tlはメインポンプ 13に割り当てられた吸収トルク分を示して！/、る。

[0046] [メインコントローラにおける処理の概要]

図 2は本実施形態に備えられるメインコントローラにおける処理の概要を説明する図である。

[0047] この図 2に示すように、メインコントローラ 12に電源が投入されると、はじめに初期化処理が行われ、このとき、不揮発性メモリ EEPROM力エンジン 3の目標負荷率、後述の調整値 AdjVal、調整結果、主に調整失敗要因を示す調整ステータス等のデータが読み出される。また、変数の初期化等も行われる。

[0048] 入力信号処理では、メインコントローラ 12に接続された調整スィッチ 25の ON, OF F信号、メインポンプ吐出圧センサ 15で検出されるメインポンプ吐出圧 Pd、エンジンコントロールダイアル 1から出力されるエンジン 3の目標回転数である設定回転数信号 Nr、エンジンコントローラ 2から出力される実回転数信号 N等の各信号が取り込まれる。次に後述する調整値 AdjValを求める処理 1、求められた調整値 AdjValに基づくメインポンプ 13の最大吸収トルク制御に係る処理 2が順次実行される。出力信号処理では、メインコントローラ 12に接続した冷却ファンポンプ電磁比例弁 24の制御電流 FanVal、メインポンプ電磁比例弁 23の制御電流 MainVal、調整値 AdjVal、調整結果、調整結果ステータスの信号が出力される。このような入力信号処理、処理処理 2、及び出力信号処理は、繰り返し行われる。

[0049] [メインコントローラで実施される処理 1]

図 4〜6は本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理

1を説明するフローチャートである。図 5は図 4に示す処理に続く処理を示すフローチヤート、図 6は図 5に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。以下、これらの図 4〜6に基づ!/、て調整値 AdjValを求める処理 1につ!/、て説明する。

[0050] 図 4に示すように、電源投入直後は、ステップ 0が実行される。このステップ 0では、冷却ファン制御フラグに通常制御がセットされ、トルク制御フラグに通常制御がセットされる。次にステップ 1へ移る。

[0051] ステップ 1では、調整スィッチ 25の OFF, ONエッジが検出されるまで、ステップ 1の処理を繰り返し実行する。調整スィッチ 25の OFF, ONエッジが検出されると、ステツプ 2へ移る。

[0052] ステップ 2では、リリーフ条件継続待ちタイマ timerlに初期値 TIME1がセットされ、ステップ 3へ移る。

[0053] ステップ 3では、調整スィッチ 25が OFFかどうかの判定とリリーフ条件継続待ちの判定を行う。調整スィッチ 25が OFFのとき、調整中止と判断してステップ 0へ戻る。リリーフ条件が成立し、一定時間継続した場合にはステップ 4へ移る。リリーフ条件が継続されるまでステップ 3を繰り返し行う。

[0054] 図 5に示すように、ステップ 4では、冷却ファン制御フラグに調整制御がセットされる。冷却ファン最高待ちタイマ timer2に初期値 TIME2がセットされ、ステップ 5へ移る

[0055] ステップ 5では、調整スィッチ 25が OFFかどうかの判定、リリーフ条件が成立したかどうかの判定、冷却ファン 22aの最高回転数待ちの判定を行う。調整スィッチ 25が O FFのとき、調整中止と判断してステップ 0へ戻る。リリーフ条件が不成立のとき、調整結果に失敗をセットする。また、調整結果ステータスに、リリーフ条件不成立の旨をセットし、ステップ 9へ移る。 [0056] 一方、調整スィッチ 25が ONであり、リリーフ条件が成立したときは、冷却ファン 22a が最高回転数になるまでの時間待ちを行い、ステップ 6に移る。

[0057] ステップ 6では、吸収トルク増減インターバルタイマ timer3に初期値 TIME3をセットし、調整タイムアウト検出タイマ timer4に初期値 TIME4をセットし、エンジン 3の目標負荷率継続カウンタ qに初期値 QTをセットし、調整用の目標吸収トルク Tr— temp に最小吸収トルクをセットし、トルク制御フラグに調整制御をセットし、ステップ 7へ移る

[0058] 図 6に示すように、ステップ 7では、調整スィッチ 25が OFFのとき、調整中止と判断してステップ 0へ移る。

[0059] リリーフ条件が不成立のとき、調整結果に失敗をセットし、調整結果ステータスに条件不成立の旨をセットし、ステップ 9へ移る。

[0060] 調整がタイムアウトしたとき、調整結果に失敗をセットし、調整結果ステータスに調整タイムアウトの旨をセットし、ステップ 9へ移る。

[0061] エンジン 3の負荷率 EngLoadが入力装置 26によって入力された目標負荷率よりも小さいと第 4判断手段で判断された場合には、調整用の目標吸収トルク Tr— tempを一定時間ごとに、一定量 ATr— tempずつ増量する処理がなされる。

[0062] エンジン 3の負荷率 EngLoadが目標負荷率よりも大きいと第 4判断手段で判断された場合には、調整用の目標吸収トルク Tr— tempを一定時間ごとに、一定量 ATr— t empずつ減量する処理がなされる。

[0063] エンジン 3の負荷率 EngLoadが目標負荷率に等しくなるまで、調整用の目標吸収トルク Tr— tempの増減を繰り返し行う。エンジン 3の負荷率 EngLoadが目標負荷率に等しくなり、一定時間等しい状態が継続した場合には、調整用の目標吸収トルク Tr — tempを調整値 AdjValに代入する。すなわち、調整値 AdjValが取得される。ここで調整結果に成功をセットする。調整結果ステータスに調整可能の旨をセットし、ステップ 8へ移る。

[0064] ステップ 8では、調整値 AdjValを不揮発性メモリに記憶させる処理がなされ、ステツプ 9へ移る。

[0065] ステップ 9では、調整結果、調整結果ステータスを不揮発性メモリに記憶させる処理がなされ、ステップ 0へ戻る。このようにして処理 1における調整値 AdjValの取得の処理がなされる。なお、調整値 AdjVal、調整結果、及び調整結果ステータスのそれぞれは、メインコントローラ 12から出力装置 27に出力され、この出力装置 27によってォペレータに報知される。

[0066] [メインコントローラで実施される処理 2]

図 7, 8は本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値に基づくメインポンプの最大吸収トルク制御に係る処理 2を説明するフローチャートである。図 8は図 7に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。

[0067] はじめに、図 7に示すように、ポジコン圧センサ 11で検出されたポジコン圧!^からメインポンプ 13の目標押しのけ容積 Dr— Piが求められる。すなわち、ポジティブ制御が実施される。次にトルク制御フラグが通常制御ならば、設定回転数信号 Nrカゝらメインポンプ 13の目標吸収トルク Trが求められる。トルク制御フラグが前述の調整制御ならば、目標吸収トルク Trに調整用の目標吸収トルク Tr— tempを代入する処理がなされる。

[0068] 調整結果が成功ならば、目標吸収トルク Trを、前述の処理 1で求められた調整値 A dj Valで制限する処理がなされる。

[0069] 目標吸収トルク Trの P— Q (Pd— Dr— Pd)特性曲線に基づき、メインポンプ吐出圧センサ 15によって検出されるメインポンプ 13の吐出圧 Pdからメインポンプ 13の目標押しのけ容積 Dr— Pdを求める処理、すなわちトルク制限手段によるトルク制御が実施される。

[0070] 次に、図 8に示すように、ポジティブ制御の目標押しのけ容積 Dr_Piとトルク制御の目標押しのけ容積 Dr—Pdとから最小押しのけ容積を選択する処理がなされ、メインポンプ 13の目標押しのけ容積 Dr—mが求められる。

[0071] 次に、メインポンプ 13の目標押しのけ容積 Dr—m力もメインポンプ電磁比例弁電流 MainValを求める処理がなされる。このようにして求められたメインポンプ電磁比例弁電流 MainValが前述したように制御電流としてメインポンプ電磁比例弁 23に出力され、これによつてメインポンプ 13の押しのけ容積を制御するメインポンプレギユレータ 14が駆動する。 [0072] また、冷却ファン制御フラグが通常制御ならば、冷却水温、作動油温から冷却ファンポンプ 20の目標押しのけ容積 Dr—fを求める処理がなされる。

[0073] また、冷却ファンフラグが通常制御でないときには、冷却ファンポンプ 20の目標押しのけ容積 Dr—fを最大押しのけ容積 DR—F— MAXとする処理、すなわち冷却フアンポンプ 20の吸収トルクを最大吸収トルクにする処理がなされる。

[0074] ここで、例えば冷却ファンポンプ 20の目標押しのけ容積 Dr—fに緩処理が実施される。この緩処理は、徐々に上述のようにして求められた目標押しのけ容積 Dr—fに一致させるようにする処理であり、冷却ファン装置の加減速によるエンジン 3の負荷変動の抑制のために、また、冷却ファン 22aの急激な運転による冷却ファン装置の破損防止のために実施される。

[0075] 次に、上述のようにして求められた冷却ファンポンプ 20の目標押しのけ容積 Dr—f から、冷却ファンポンプ電磁比例弁電流 FanValが求められる。このようにして求められた冷却ファンポンプ電磁比例弁電流 FanValが前述したように制御電流として冷却ファンポンプ電磁比例弁 24に出力され、これによつて冷却ファンポンプ 20の押しのけ容積を制御する冷却ファンポンプレギユレータ 21が駆動する。

[0076] 以上のように構成した本実施形態によれば、調整スィッチ 25によってメインポンプ 1 3の最大吸収トルクの調整開始が指示されると、冷却ファンポンプ 20の負荷が最大負荷に、すなわち最大吸収トルクにされた状態において、エンジン 3の負荷率 EngL oadが目標負荷率となるまで、メインポンプ 13の吸収トルクを最小側力緩やかに増量させる処理が行われる。このように緩やかに増量させることにより、静的なポイントでの調整が可能となる。エンジン 3の負荷率 EngLoadが入力装置 26によって入力された目標負荷率に一致したときに、メインポンプ 13の最大吸収トルクが取得され、この取得値が調整値 AdjValとなる。この調整値 AdjVal以下となるように、メインポンプ 13 の最大吸収トルクが制限された状態で、メインポンプ 13の吸収トルク制御がなされる。これにより、エンジン 3の負荷率 EngLoadが目標負荷率を超えないように制限され、メインポンプ 13とともに、メインポンプ 13とは性質の異なる副次ポンプ、例えば冷却ファンポンプ 20がエンジン 3に接続される場合に、環境条件及び使用条件に合わせてメインポンプ 13の最大吸収トルクを正確に、し力も簡単に調整することができる。これにより、この油圧ショベルのオペレータによるメインポンプ 13の最大吸収トルクの調整が可能となる。

[0077] また、冷却ファンポンプ 20を最大吸収トルクにした状態で、現状のメインポンプ 13 の最大吸収トルクを正確に調整できるので、メインポンプ 13と冷却ファンポンプ 20との間のポンプ吸収トルクの干渉を防ぐことができる。これにより、環境条件や使用条件の違いに拘わらず、この油圧ショベルの優れた操作性、及び作業性を確保できる。

[0078] なお、前記実施形態では、メインコントローラ 12が、特に、調整用の目標吸収トルク Tr— tempを十分に小さなポンプ吸収トルクから一定時間ごとに一定量 ATr— temp ずつ増量、すなわち、緩やかな速度で増量する処理手段と、エンジン 3の負荷率 En gLoadと目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第 4判断手段と、この第 4判断手段で偽と判断される間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルク Tr— tempの増量を繰り返し行う処理手段と、第 4判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルク Tr—t empを取得し、これを調整値 AdjValとして記憶する処理を行う処理手段と、トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値 AdjValで制限する処理手段とを備えた構成にしてあるが、本発明は、このように構成することには限定されない。

[0079] すなわち、メインコントローラ 12が、上述の構成に代えて、調整用の目標吸収トルク Tr— tempをエンジン 3がストールしない範囲で十分に大きな予め定めるポンプ吸収トルクから緩やかな速度で減量する処理手段と、エンジン 3の負荷率 EngLoadと目標負荷率との差が所定の範囲内に存在するか否か真偽を判断し、その判断結果を出力する第 4判断手段と、この第 4判断手段で偽と判断される間は、負荷率信号の取り込みと調整用の目標吸収トルク Tr— tempの減量を繰り返し行う処理手段と、第 4 判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルク Tr— tempを取得し、これを調整値 AdjValとして記憶する処理を行う処理手段と、トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを調整値 AdjValで制限する処理手段とを備えた構成にしてもよい。

[0080] このように構成したものも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

[0081] また、上記実施形態では、メインコントローラ 12が、第 4判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルクを取得し、これを調整値として記憶する処理手段を備えている力すなわち、エンジンの負荷率 EngLoadが目標負荷率に等しくなり、一定時間等しい状態が継続した場合には、そのときの調整用の目標吸収トルク Tr— tempを調整値 Adjvalとして不揮発性メモリに記憶させる処理を行うようにした 1S 本発明は、このように構成することには限らない。メインコントローラ 12が、第 4判断手段で真と判断された際に、このときの調整用の目標吸収トルク Tr— tempと所定の基準トルク Tb、例えばエンジン定格回転のトルクとの差を調整値 Adjvalとして不揮発性メモリに記憶させる処理手段を備え (Adjval=Tr— temp— Tb)、上述の差に基づく調整値 Adjvalでトルク制限手段で演算された目標吸収トルクを制限するようにしてもよい。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の油圧作業機械のポンプトルク制御装置の一実施形態を示す油圧回路図である。

[図 2]本実施形態に備えられるメインコントローラにおける処理の概要を説明する図である。

[図 3]本実施形態におけるメインポンプの吸収トルク、パイロットポンプの吸収トルク、及び冷却ポンプの吸収トルクの配分を説明する P— Q図である。

[図 4]本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理 1を説明するフローチャートである。

[図 5]本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理 1を説明するフローチャートであって、図 4に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。

[図 6]本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値を求める処理 1を説明するフローチャートであって、図 5に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。

[図 7]本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値に基づくメインポンプの最大吸収トルク制御に係る処理 2を説明するフローチャートである。

[図 8]本実施形態に備えられるメインコントローラにおける調整値に基づくメインポンプの最大吸収トルク制御に係る処理 2を説明するフローチャートであって、図 7に示す処理に続く処理を示すフローチャートである。

符号の説明

1 エンジンコントロールダイアル（回転数設定手段）

2 エンジンコントローラ (原動機コントローラ）

3 エンジン (原動機）

5 リモコン弁

5a リモコン弁

6 ノィロットポンプ

9 方向切換弁

9a 方向切換弁

11 ポジコン圧センサ (操作量検出器）

12 メインコントローラ

13 メインポンプ（主ポンプ）

14 メインポンプレギユレータ（主ポンプ用レギユレータ）

15 メインポンプ吐出圧センサ（吐出圧検出器）

16 シリンダァクチユエータ

17 モータァクチユエータ

20 冷却ファンポンプ（副次ポンプ）

21 冷却ファンポンプレギユレータ（副次ポンプ用レギユレータ)

22 冷却ファンモータ

22a 冷却ファン

23 メインポンプ電磁比例弁（主ポンプ用電磁比例弁）

24 冷却ファンポンプ電磁比例弁（副次ポンプ用電磁比例弁）

25 調整スィッチ（開始手段）

26 入力装置

27 出力装置

Claims

請求の範囲

前記第 1、第

2、第 3判断手段における全ての判断が真とされると前記副次ポンプの吸収トルクの状態を使用上の最大負荷にするように前記副次ポンプの目標押しのけ容積を切り替える処理手段と、

前記トルク制限手段で演算された目標吸収トルクを前記調整値で制限する処理手段とを含むことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。

[3] 前記請求項 1または 2記載の発明にお、て、

前記目標負荷率を変更可能な入力装置を備えたことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。

[4] 前記請求項 3記載の発明にお、て、

前記調整値、及び調整結果を報知可能な出力装置を備えたことを特徴とする油圧作業機械のポンプトルク制御装置。

[5] 前記請求項 1〜4の、ずれか 1項記載の発明にお、て、

前記副次ポンプが冷却ファンポンプ力成ることを特徴とする油圧作業機械のボンプトルク制御装置。