WO2007074670A1

WO2007074670A1 - 油圧作業機のポンプ制御装置、ポンプ制御方法、および建設機械

Info

Publication number: WO2007074670A1
Application number: PCT/JP2006/325190
Authority: WO
Inventors: Gen Yasuda; Akihide Yamazaki
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2007-07-05
Also published as: JP4741606B2; KR20080078856A; CN101346549A; KR101021252B1; EP1967745A4; JPWO2007074670A1; AU2006329421B2; US8136355B2; US20100218494A1; EP1967745A1; AU2006329421A1; CN101346549B

Abstract

　油圧作業機のポンプ制御装置は、エンジンの目標回転数を設定する回転数設定装置と、エンジン回転数を目標回転数に制御する回転数制御装置と、エンジンにより駆動される作業用油圧アクチュエータ駆動用の第１可変油圧ポンプと、エンジンにより駆動される冷却ファン駆動用の第２可変油圧ポンプと、第１可変油圧ポンプの吸収トルクと第２可変油圧ポンプの吸収トルクの和が目標回転数により予め定めたエンジン出力トルクを越えないように、第１可変油圧ポンプの吐出流量および第２可変油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御装置とを備える。ポンプ制御装置は、（ａ）目標回転数と、冷却ファンが必要とする冷却風量を得ることができる第２可変油圧ポンプの目標吐出流量とに基づいて、第２可変油圧ポンプの吐出流量を制御するとともに、（ｂ）第２可変油圧ポンプの吸収トルクを演算し、目標回転数により予め定めたエンジン出力トルクから第２可変油圧ポンプの吸収トルクを減じることにより、第１可変油圧ポンプの吸収トルクを制限制御する。

Description

明細書

油圧作業機のポンプ制御装置、ポンプ制御方法、および建設機械技術分野

[0001] 本発明は、エンジンによって駆動される複数の油圧ポンプを制御する油圧作業機のポンプ制御装置、ポンプ制御方法、および建設機械に関する。

背景技術

[0002] この種のポンプ制御装置として、以下の特許文献 1記載の装置が知られている。特許文献 1記載の装置によれば、エンジンによって駆動されるァクチユエータ駆動用油圧ポンプとファン駆動用油圧ポンプを以下のように制御する。すなわち、冷却水温や潤滑油温に応じて冷却ファンの必要回転数を演算し、この必要回転数に応じてファン駆動用油圧ポンプの吐出流量を制御する。そして、この吐出流量力もファン駆動用油圧ポンプの吸収トルクを演算し、吸収トルクの増減に応じてァクチユエータ駆動用油圧ポンプの吸収トルクを調整する。これによりファン駆動用油圧ポンプで使用しない吸収トルクをァクチユエータ駆動用油圧ポンプの吸収トルクに配分する。

[0003] 特許文献 1 :特開 2005— 188674号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら、上記特許文献 1記載の装置では、エンジン回転数の検出値に応じて油圧ポンプを制御するため、エンジン回転数が変動した場合にポンプの制御が不安定となる。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明の第 1の態様は、油圧作業機のポンプ制御装置であって、エンジンの目標回転数を設定する回転数設定装置と、エンジン回転数を目標回転数に制御する回転数制御装置と、エンジンにより駆動される作業用油圧ァクチユエータ駆動用の第 1 可変油圧ポンプと、エンジンにより駆動される冷却ファン駆動用の第 2可変油圧ボンプと、第 1可変油圧ポンプの吸収トルクと第 2可変油圧ポンプの吸収トルクの和が目標回転数により予め定めたエンジン出力トルクを越えないように、第 1可変油圧ボンプの吐出流量および第 2可変油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御装置とを備え、ポンプ制御装置は、（a)目標回転数と、冷却ファンが必要とする冷却風量を得ることができる第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量とに基づいて、第 2可変油圧ボンプの吐出流量を制御するとともに、（b)第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを演算し、目標回転数により予め定めたエンジン出力トルク力も第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを減じることにより、第 1可変油圧ポンプの吸収トルクを制限制御する。

第 1の態様による油圧作業機のポンプ制御装置は、潤滑油温を検出する油温検出装置と、エンジン冷却水温を検出する水温検出装置の少なくとも一方をさらに備え、ポンプ制御装置は、油温検出装置により検出された潤滑油温に応じた目標流量と、水温検出装置により検出されたエンジン冷却水温に応じた目標流量の少なくとも一方に基づき、第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量を演算することが好ましい。

第 1の態様による油圧作業機のポンプ制御装置は、作業用油圧ァクチユエ一タカの戻り油の油温 (以降、作動油温と呼ぶ)を検出する油温検出装置と、エンジン冷却水温を検出する水温検出装置の少なくとも一方をさらに備え、ポンプ制御装置は、油温検出装置により検出された作動油温に応じた目標流量と、水温検出装置により検出されたエンジン冷却水温に応じた目標流量の少なくとも一方に基づき、第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量を演算してもよ!/、。

第 1の態様による油圧作業機のポンプ制御装置は、エンジンの実回転数を検出する回転数検出装置と、回転数検出装置により検出された実回転数と回転数設定装置により設定された目標回転数との偏差に応じた補正トルクを演算する補正トルク演算装置とをさらに備え、ポンプ制御装置は、補正トルク演算装置により演算された補正トルクにより第 1可変油圧ポンプの吸収トルクを補正することが好まし!/、。

ポンプ制御装置は、（c)目標回転数と第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量とに基づいて冷却ファンのファン回転数を演算し、 (d)予め定められた特性に基づきファン回転数に応じた第 2可変油圧ポンプの吐出圧を演算し、 (e)演算した吐出圧に応じて第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを演算してもよい。

本発明の第 3の態様は、油圧作業機のポンプ制御装置であって、エンジンの目標回転数を設定する回転数設定装置と、エンジン回転数を目標回転数に制御する回転数制御装置と、エンジンにより駆動される作業用油圧ァクチユエータ駆動用の第 1 可変油圧ポンプと、エンジンにより駆動される冷却ファン駆動用の第 2可変油圧ボンプと、第 1可変油圧ポンプの吸収トルクと第 2可変油圧ポンプの吸収トルクの和が目標回転数により予め定めたエンジン出力トルクを越えないように、第 1可変油圧ボンプの吐出流量および第 2可変油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御装置とを備え、ポンプ制御装置は、（a)目標回転数と、冷却ファンが必要とする冷却風量を得ることができる第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量とに基づいて、第 2可変油圧ボンプの吐出流量を制御するとともに、（b)第 2可変油圧ポンプの吸収トルクと目標回転数とに基づいて、第 1可変油圧ポンプの吸収トルクがエンジンの実回転数によらず安定するように調整する。

本発明の第 3の態様は、目標回転数に制御されたエンジンにより駆動される、作業用油圧ァクチユエータ駆動用の第 1可変油圧ポンプおよび冷却ファン駆動用の第 2 可変油圧ポンプの各吸収トルクの和が、目標回転数により予め定めたエンジン出力トルクを越えな、ように、第 1可変油圧ポンプおよび第 2可変油圧ポンプを制御する油圧作業機のポンプ制御方法であって、目標回転数と、冷却ファンが必要とする冷却風量を得ることができる第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量とに基づいて、第 2可変油圧ポンプの吐出流量を制御し、第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを演算し、目標回転数により予め定めたエンジン出力トルク力も第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを減じることにより、第 1可変油圧ポンプの吸収トルクを制限制御する。

本発明の第 4の態様による建設機械は、第 1の態様による油圧作業機のポンプ制御装置を備える。

発明の効果

本発明によれば、冷却ファン駆動用の第 2の可変油圧ポンプの吸収トルクとェンジンの目標回転数とに基づき、作業用油圧ァクチユエータ駆動用の第 1可変油圧ボンプの吸収トルクを制御するので、作業用油圧ァクチユエータの負荷変動によってェンジンの実回転数が変動した場合にも第 1可変油圧ポンプを安定して制御することができる。

図面の簡単な説明 [0007] [図 1]図 1は、本発明の一実施の形態が適用される油圧ショベルの側面図。

[図 2]図 2は、図 1の油圧ショベルに搭載されたエンジンとその周辺機器の概略構成を示す図。

[図 3]図 3は、本発明の一実施の形態に係るポンプ制御装置の構成を示す油圧回路図。

[図 4]図 4は、図 3のコントローラ内の構成を示すブロック図。

[図 5]図 5は、コントローラ内における具体的処理内容を示すブロック図。

[図 6]図 6は、スピードセンシング制御を行う場合の一特性を示す図。

[図 7]図 7は、一実施の形態の変形例に係るポンプ制御装置の構成を示す油圧回路図。

発明を実施するための最良の形態

[0008] 以下、図 1〜図 6を参照して本発明によるポンプ制御装置の一実施の形態について説明する。

図 1は、本発明の一実施の形態が適用される大型の油圧ショベル 1の側面図である。履帯 2が装着された走行体 3の上方には旋回可能に旋回体 4が設けられている。旋回体 4には運転室 5が搭載されるとともに、フロント作業機 6が俯仰動可能に設けられている。フロント作業機 6はブーム 7、アーム 8およびパケット 9により構成され、これらはそれぞれブームシリンダ 10、アームシリンダ 11およびバケツトシリンダ 12により動作する。

[0009] 図 2は、油圧ショベル 1に搭載されたエンジン 13とその周辺機器の概略構成を示す図である。エンジン 13には吸気配管 14を介して空気が吸い込まれ、この空気と燃料との混合ガスは気筒 15で燃焼し、排気配管 16を介して排気される。排気ガスはタービン 17を駆動し、吸気配管 14からの吸気がインタークーラ 18で冷却される。ェンジン 13の冷却水は冷却水配管 19を介してラジェータ 20を循環し、ラジェータ 20で冷却される。インタークーラ 18とラジェータ 20とオイルクーラ 22には、それぞれ冷却ファン 21aの駆動により冷却風が送風される。

[0010] エンジン 13の出力軸 23には、トランスミッション 25を介して可変容量型の一対の油圧ポンプ 26, 27と固定容量型の油圧ポンプ 28が連結されている。エンジン 13の出力軸 23の回転は回転数センサ 24により検出される。

[0011] 油圧ポンプ 26は、複数の油圧ァクチユエータ（ブームシリンダ 10、アームシリンダ 1 1、バケツトシリンダ 12、走行用油圧モータ，旋回用油圧モータ等）に駆動圧油を供給するァクチユエータ用ポンプである。一方、油圧ポンプ 27は、油圧配管 29を介して油圧モータ 21 (ファン用モータ）に駆動圧油を供給するファン用ポンプである。ファン用モータ 21は供給された圧油量に応じて駆動し、冷却ファン 21aの回転を制御する。なお、これらァクチユエータ用ポンプ 26とファン用ポンプ 27は便宜上それぞれ 1 つとして説明するが、それぞれ複数設けてもよい。油圧ポンプ 28は、ミッションケーシング 31に貯留されたミッションオイル 30をオイルクーラ 22に供給するミッション用ボンプである。

[0012] 図 3は、本実施の形態に係るポンプ制御装置の構成を示す油圧回路図である。なお、図 3において、ブームシリンダ 10、アームシリンダ 11、バケツトシリンダ 12、走行用油圧モータ，旋回用油圧モータ等の油圧ァクチユエータは、説明を簡単にするために、 1つのァクチユエータ（油圧シリンダ 32)で代表して示す。

[0013] ァクチユエータ 32にはァクチユエータ用ポンプ 26から圧油が供給され、ァクチユエータ 32への圧油の流れはコントロールバルブ 33により制御される。コントロールバルブ 33は操作レバー 34aの操作に応じたパイロットポンプからのパイロット圧により切り換わる。ァクチユエータ用ポンプ 26からの吐出圧 Ptは圧力センサ 26aにより検出され、操作レバー 34aの操作によって発生するパイロット圧 Pia, Pibは圧力センサ 34b, 3 4cにより検出される。

[0014] ァクチユエータ用ポンプ 26の押し除け容積 (射板角や傾転と言うこともある）はレギユレータ 35により制御され、ファン用ポンプ 27の押し除け容積 (射板角や傾転と言うこともある）はレギユレータ 36により制御される。各レギユレータ 35, 36にはそれぞれ電磁比例減圧弁 45, 46の駆動量に応じたパイロットポンプ 48からのパイロット圧が作用する。電磁比例減圧弁 45, 46はコントローラ 38からの制御信号により後述するように制御される。

[0015] コントローラ 38には圧力センサ 26a, 34b, 34cと、オイルクーラ 22 (図 2参照）の潤滑油の温度 Toilを検出する油温センサ 38aとが接続されるとともに、ネットワーク 40を介してエンジン制御装置 39が接続されている。エンジン制御装置 39にはラジェータ 20 (図 2参照）の冷却水の温度 Twを検出する水温センサ 37aと、エンジン 13 (具体的には、出力軸 23)の目標回転数 Nrを設定する回転数設定器 39aが接続されている。回転数設定器 39aでは、例えばダイヤルの操作により目標回転数 Nrが設定される。なお、レバーやアクセルペダル等の操作により目標回転数 Nrを設定するようにしてもよい。エンジン制御装置 39は、図示しないガバナレバー駆動用のパルスモータに制御信号を出力し、エンジン 13の実回転数 (すなわち、回転数センサ 24により検出される回転数)を目標回転数 Nrに制御する。

[0016] 図 4は、コントローラ 38内の構成を示すブロック図である。コントローラ 38は、圧力センサ 26a, 34b, 34cおよび油温センサ 38aからの検出信号を AZD変換する AZD 変^ ^41と、制御プログラムや各種定数を記憶する ROM42と、 RAM42aと、 ROM 42に記憶された制御プログラムに基づいて所定の演算処理を行う CPU43と、ネットワーク 40を介して信号を送受信するネットワークインターフェース回路 44と、 CPU43 で生成した駆動信号をパルス幅変調出力信号に増幅し、電磁比例弁減圧弁 45, 46 のソレノイドに出力する出力回路 47とを備える。

[0017] 図 5は、コントローラ 38 (とくに CPU43)における処理内容を示すブロック図である。

油温センサ 38aにより検出された潤滑油温 Toilは信号発生部 43aに入力される。信号発生部 43aには、予め図示のように潤滑油温 Toilが高いほどファン用モータ 21に供給する流量 Qoilが大きくなるような特性、すなわち冷却ファン 21aの回転数を増加するような特性が記憶されている。信号発生部 43aでは、この特性に基づき潤滑油温 Toilに応じた流量 Qoilを演算する。

[0018] 水温センサ 37aにより検出された冷却水温 Twはネットワーク 40を介して信号発生部 43bに入力される。信号発生部 43bには、予め図示のように冷却水温 Twが高いほどファン用モータ 21に供給する流量 Qwが大きくなるような特性、すなわち冷却ファン 21aの回転数を増加するような特性が記憶されている。信号発生部 43bでは、この特性に基づき冷却水温 Twに応じた流量 Qwを演算する。 MAX選択部 43cでは、信号発生部 43a, 43bから出力された流量 Qoil, Qwのうち、大きい方の値を選択し、目標流量 Qp2として出力する。 [0019] 容積演算部 43dでは、 MAX選択部 43cから出力された目標流量 Qp2を回転数設定器 39aで設定された目標回転数 Nrで除算する。そして、この除算値 (Qp2ZNr)とファン用ポンプ 27の押し除け容積の最大値 Dp2maxのうち、小さい方の値を選択し、目標容積 D2として出力する。信号発生部 43qには、予め図示のように目標容積 D 2と制御電流 12との関係が記憶され、この関係に基づき信号発生部 43qでは目標容積 D2に応じた制御電流 12を演算し、出力回路 47に出力する。これによりファン用ポンプ 27の押し除け容積が目標容積 D2に制御される。

[0020] 回転数演算部 43eでは、回転数設定器 39aで設定された目標回転数 Nrと容積演算部 43dで演算された目標容積 D2を用いて所定の演算（D2 X NrX η v/Dm)を実行し、冷却ファン 21aの回転数 Nfを演算する。ここで、 7? Vはファン用ポンプ 27とフアン用モータ 21の容積効率の積、 Dmはファン用モータ 27の押し除け容積である。

[0021] 吐出圧演算部 43fでは予め記憶された図示の特性に基づき、回転数演算部 43eで演算された回転数 Nfをファン用ポンプ 27の吐出圧 Pfpに変換する。ここで、吐出圧演算部 43fの特性は、予め実験やシミュレーション等により設定される。すなわちファン用ポンプ 27の吐出流量を変化させて、ファン回転数 Nfまたはファンモータ 21の駆動流量またはポンプ 27の吐出流量と、ポンプ吐出圧 Pfpとの関係を求めることにより吐出圧演算部 43fの特性を設定することができる。

[0022] トルク演算部 43gでは、吐出圧演算部 43はり出力されたポンプ吐出圧 Pfpと容積演算部 43dより出力されたファン用ポンプ 27の目標容積 D2とを用い、トルク算出するための所定の演算（D2 X PfpZ27u )を実行する。そして、この演算値とレギユレ一タ 36で制限するポンプ 27の最大吸収トルク Tp2maxのうち、小さい方の値を選択し、ファン用ポンプ 27の吸収トルク Tp2として出力する。これにより圧力センサ等により吐出圧 Pfpを検出することなぐファン用ポンプ 27の吸収トルク Τρ2を求めることができる。

[0023] 基準トルク演算部 43hには予め図示のようにエンジン 13の目標回転数 Nrに対応した基準トルク Taの特性が記憶されて、る。この特性はエンジン 13の出力特性に基づき設定されており、エンジン 13の全負荷性能曲線に沿って、また全負荷性能曲線を越えないように設定されている。基準トルク演算部 43hでは、この特性に基づき回転数設定器 39aで設定された目標回転数 Nrに応じた基準トルク Taを演算する。減算部 43iでは、基準トルク演算部 43hより出力された基準トルク Taからトルク演算部 43g より出力されたポンプ吸収トルク Tp2を減算し (Ta—Tp2)、ァクチユエータ用ポンプ 2 6の吸収トルクの制限値 (制限トルク Tpl)を演算する。

[0024] 容積演算部 4¾には、予め図示のようにァクチユエータ用ポンプ 26の吐出圧 Ptと制限トルク Tplとに対応するポンプ 26の目標容積 Dtの特性が記憶されている。この特性によれば、吐出圧 Ptの増加に伴い目標容積 Dtが減少するとともに、制限トルク Tp 1が大きいほど吐出圧 Ptに対する目標容積 Dtが大きくなる。容積演算部 4¾では、この特性に基づき、圧力センサ 26aにより検出された吐出圧 Ptと減算部 43はり出力された制限トルク Tplとに応じた目標容積 Dtを演算する。

[0025] MAX選択部 43kでは、圧力センサ 34bで検出されたパイロット圧 Piaと圧力センサ 34cで検出されたパイロット圧 Pibのうち大きい方の値を選択し、これを代表圧 Piとして出力する。容積演算部 43mには、予め図示のようにパイロット圧 Piの増加に伴い目標容積 Diを増加させるような特性が記憶されている。容積演算部 43mでは、この特性に基づき、 MAX選択部 43kより出力されたノィロット圧 Piに応じた目標容積 Di を演算する。

[0026] MIN選択部 43ηでは、容積演算部 4¾より出力された目標容積 Dtと容積演算部 4 3mより出力された目標容積 Diのうち小さい方の値を選択し、これをァクチユエータ用ポンプ 26を制御するための目標容積 D1として出力する。信号発生部 43pには、予め図示のように目標容積 D1と制御電流 IIとの関係が記憶され、この関係に基づき信号発生部 43pは目標容積 D1に応じた制御電流 IIを演算し、出力回路 47に出力する。これによりァクチユエータ用ポンプ 26の押し除け容積が目標容積 D1に制御され、油圧ポンプ 26の吸収トルクが制限トルク Tpl以下に制限される。

[0027] 本実施の形態に係るポンプ制御装置の動作をまとめると次のようになる。

油圧ショベルにより作業を行う場合、オペレータはダイヤル操作によりエンジン 13の目標回転数 Nrを設定する。これによりエンジン制御装置 39がエンジン回転数を目標回転数 Nrに制御する。この状態で、オペレータが操作レバー 34aを操作すると、その操作量に応じてコントロールバルブ 33が切り換わってァクチユエータ 32が駆動し、油圧ショベルの作業負荷等に応じてエンジン 13の冷却水温 Twや潤滑油温 Toilが変化する。

[0028] このときコントローラ 38では、冷却水温 Tw、潤滑油温 Toilに対応したファン用ポンプ 27の吐出流量 Qoil, Qwを演算し、そのいずれか大きい方の値を目標流量 Qp2として設定する（43a〜43c)。さらに、目標回転数 Nrを用いて目標流量 Qp2に対応したポンプ 27の目標容積 D2を演算し (43d)、目標容積 D2に対応した制御信号 12を電磁比例減圧弁 46のソレノイドに出力し、油圧ポンプ 27の容積を目標容積 Q_P2に制御する。これにより冷却ファン 21aが目標速度で回転し、冷却水温 Twと潤滑油温 Toilの過度の上昇を抑えることができる。

[0029] また、コントローラ 38では、ファン用ポンプ 27の目標容積 D2とエンジン 13の目標回転数 Nrと容積効率 7?とを用いて冷却ファン 21aの回転数 Nfを演算し (43e)、予め定めた特性に基づきファン回転数 Nfに対応したポンプ 27の吐出圧 Pfpを演算する（43 f) ₀さらにポンプ吐出圧 Pfpと目標容積 D2を用いてポンプ 27の吸収トルク Tp2を演算し（43g)、エンジン 13の基準トルク Taから吸収トルク Tp2を減算してァクチユエ一タ用ポンプ 26の吸収トルクの制限値 Tplを求める（43i)。この制限トルク Tplとポンプ 26の吐出圧 Ptとによって求めたポンプ 26の押し除け容積 Dt、および操作レバー 34aの操作量に応じたポンプ 26の押し除け容積 Diのうち、小さい方の値を目標容積 D1として設定する（4¾, 43m, 43n)。そして、目標容積 D1に対応した制御信号 II を電磁比例減圧弁 45のソレノイドに出力し、油圧ポンプ 26の容積を目標容積 DI 制御する。これにより油圧ポンプ 26の吸収トルクが制限トルク Tpl以下に抑えられる

[0030] 例えばポンプ 26の押し除け容積 Dt, Diが Dtく Diのときは、目標容積 D1は Dtとなり、ポンプ 26の吸収トルクは制限トルク Tplに等しくなる。この場合、ポンプ 27の吸収トルク Tp2が小さくなるとその分だけポンプ 26の吸収トルク（制限トルク Tpl)が大きくなり、ポンプ 27の吸収トルク Tp2が大きくなるとその分だけポンプ 26の吸収トルクが小さくなる。これによりポンプ 26, 27の吸収トルクの和（Tpl +Τρ2)が基準トルク Ta 以下に抑えられた状態で、ファン用ポンプ 27で使用しない吸収トルクをァクチユエ一タ用ポンプ 26の吸収トルクに配分することができ、エンジンの出力トルクを効率よく油圧ポンプ 26に配分することができる。

[0031] 以上の実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。

(1)ダイヤル設定されたエンジン 13の目標回転数 Nrに基づきファン用ポンプ 27の吸収トルク Tp2を演算し、この吸収トルク Τρ2と目標回転数 Nrとに基づきァクチユエータ用ポンプ 26の吸収トルクを調整する。これにより、エンジン 13の実回転数が変動してもポンプ 26, 27の押し除け容積は変化せず、制御が安定する。

(2)目標回転数 Nrとファン用ポンプ 27の目標容積 D2を用いて冷却ファン 21aの回転数 Nfを演算するので (43e)、ファン回転数 Nfを検出するための回転数センサが不要である。

(3)ファン用ポンプ 27とファン用モータ 21の容積効率 ηを考慮してファン回転数 Nf を演算するので (43e)、回転数算出の精度が向上する。

(4)予め定めたファン回転数 Nfとポンプ 27の吐出圧 Pfpとの関係に基づき、ファン回転数 Nfに対応したポンプ吐出圧 Pfpを求めるので (43f)、圧力センサを用いることなぐポンプ吐出圧 Pfpを求めることができ、安価に構成することができる。

[0032] なお、本発明は上記実施の形態に限らず、種々の変形例が可能である。例えば上記実施の形態にカ卩え、以下のようなスピードセンシング制御を行うこともできる。図 6 は、スピードセンシング制御を行う場合の一特性であり、エンジン 13の実回転数と目標回転数との偏差 Δ Νが増加するほど補正トルク ΔΤが増加するような特性である。この特性は予めコントローラ 38に記憶されている。なお、スピードセンシングの特性は図 6のものに限らない。

[0033] スピードセンシング制御を行う場合、コントローラ 38では、回転数センサ 24により検出されたエンジン 13の実回転数と目標回転数 Nrとの偏差 Δ Nを求め、この偏差 Δ N に対応する補正トルク ΔΤを図 6の特性により求める。そして、この補正トルク ΔΤを減算部 43iの制限トルク Tplに加算してトルク補正を行い (Τρ1 + ΔΤ)、容積演算部 4 3jに出力する。これによりエンジン 13のトルクに余裕がある場合には、補正トルク ΔΤ が正となって制限トルク Tplが増加し、トルクオーバーの場合には、補正トルクが負となって制限トルク Tplが減少する。このため、ポンプ 26, 27の吸収トルクの和を定格トルクに近づけることができ、エンジン出力を有効利用することができる。 [0034] この場合、エンジン 13の実回転数を用いずに、補正トルク ΔΤを加算する前の制限トルク Tplを演算するので、スピードセンシング制御を良好に行うことができる。すなわち実回転数を用いて制限トルク Tplを演算する場合、エンジン回転数が変動すると制限トルク Tplと補正トルク ΔΤの両方が変動するため、 Tpl + ΔΤの変動量は大きぐ動作がより不安定となる。これに対して目標回転数 Nrを用いて制限トルク Tplを演算する場合、エンジン回転数が変動したとしても補正トルク ΔΤが変動するだけであり、 Tpl + ΔΤの変動量は小さぐ動作は安定する。

[0035] なお、吸収トルク Tp2の変動を緩和するために、例えばファン用ポンプ 27の目標流量 Q_P2の変化率を制限するようにしてもよい。回転数設定器 39aによりエンジン 13の目標回転数 Nrを設定するようにした力回転数設定手段はいかなるものでもよい。ェンジン制御装置 39によりエンジン回転数を目標回転数 Nrに制御するようにしたが、回転数制御手段はいかなるものでもよい。第 1可変油圧ポンプとしてのァクチユエ一タ用ポンプ 26および第 2可変油圧ポンプとしてのファン用ポンプ 27の構成も上述したものに限らない。

[0036] ァクチユエータ用ポンプ 26とファン用ポンプ 27の吸収トルクの和がエンジン 13の目標回転数 Nrにより予め定める基準トルク Taを越えないようにポンプ 26, 27の吐出流量を制御するのであれば、ポンプ制御手段としてのコントローラ 38における処理は上述したものに限らない。すなわち、目標回転数 Nrとポンプ 27の目標吐出流量 Qp2とに基づいてポンプ 27の吐出流量を制御するとともに、ポンプの吸収トルク Tp2を演算し、基準トルク Taからこの吸収トルク Τρ2を減じることによりポンプ 26の吸収トルク Τρ 1を制限制御するのであれば、ポンプ制御手段としてのコントローラ 38における処理は上述したものに限らない。また、油温センサ 38aにより潤滑油温 Toilを検出し、水温センサ 37aにより冷却水温 Twを検出した力油温検出手段および水温検出手段の構成もこれに限らない。

[0037] 図 7に示すように、潤滑油温 Toilを検出する油温センサ 38aの代わりに、ァクチユエータ 32の作動油の温度 (作動油温) Tfluidを検出する油温センサ 38bを油温検出手段として設けてもよい。油温センサ 38bは、例えば、ァクチユエータ 32からの戻り油をコントロールバルブ 33を介してタンクに導く管路に配置される。油温センサ 38bは、了クチユエータ 32からの戻り油の温度 Tfliudを検出し、検出信号をコントローラ 38に出力する。コントローラ 38は、作動油温 Tfluidに基づいてファン用モータ 21に供給する流量 Qoilを決定する。作動油温 Tfluidと流量 Qoilとの関係は、信号発生部 43aに記憶された潤滑油温 Toilと流量 Qoilとの関係と同様である (図 5参照)。コントローラ 3 8は、作動油温 Tfluidを用いる場合も、潤滑油温 Toilを用いる場合と同様に目標吐出流量 Qp2, 目標容積 Dl, D2等を演算する。

[0038] また、検出された潤滑油温 Toilもしくは作動油温 Tfluidに応じた目標流量 Qoilと、検出されたエンジン冷却水温 Twに応じた目標流量 Qwとに基づき、冷却ファン 21a が必要とする冷却風量を得ることができる目標吐出流量 Qp2を演算するのであれば、ポンプ制御手段としてのコントローラ 38における処理も上述したものに限らない。さらに、冷却ファン 21aが必要とする冷却風量を得ることができる目標吐出流量 Qp2を適切に算出することができれば、潤滑油温 Toilとエンジン冷却水温 Twの!、ずれか一方のみを用いてもよい。同様に、作動油温 Tfluidとエンジン冷却水温 Twのいずれか一方のみを用いて目標吐出流量 Qp2を算出するように構成してもよ、。潤滑油温 Toilもしくは作動油温 Tfluid、およびエンジン冷却水温 Twの少なくとも!/、ずれかを用いて目標吐出流量 Qp2を算出する場合は、油温センサ 38a, 38b、および水温センサ 37aのうち、いずれか不要なセンサを省略することができる。

[0039] 上記実施の形態はポンプ制御装置を油圧ショベルに適用した力エンジン 13により駆動されるァクチユエータ駆動用の油圧ポンプ 26と冷却ファン駆動用の油圧ボンプ 27を備える他の建設機械、および建設機械以外の油圧作業機にも本発明を同様に適用可能である。油圧作業機は、例えばフォークリフト等を含む。また、油圧ショべル 1は、クローラ式の代わりにホイール式でもよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のポンプ制御装置に限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

本出願は日本国特許出願 2005— 374120号（2005年 12月 27日出願）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。

Claims

請求の範囲

[1] 油圧作業機のポンプ制御装置であって、

エンジンの目標回転数を設定する回転数設定装置と、

エンジン回転数を前記目標回転数に制御する回転数制御装置と、

前記エンジンにより駆動される作業用油圧ァクチユエータ駆動用の第 1可変油圧ポンプと、

前記エンジンにより駆動される冷却ファン駆動用の第 2可変油圧ポンプと、前記第 1可変油圧ポンプの吸収トルクと前記第 2可変油圧ポンプの吸収トルクの和が前記目標回転数により予め定めたエンジン出力トルクを越えないように、前記第 1 可変油圧ポンプの吐出流量および前記第 2可変油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御装置とを備え、

前記ポンプ制御装置は、（a)前記目標回転数と、前記冷却ファンが必要とする冷却風量を得ることができる前記第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量とに基づいて、前記第 2可変油圧ポンプの吐出流量を制御するとともに、（b)前記第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを演算し、前記目標回転数により予め定めたエンジン出力トルク力前記第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを減じることにより、前記第 1可変油圧ポンプの吸収トルクを制限制御する油圧作業機のポンプ制御装置。

[2] 請求項 1に記載の油圧作業機のポンプ制御装置は、

潤滑油温を検出する油温検出装置と、エンジン冷却水温を検出する水温検出装置の少なくとも一方をさらに備え、

前記ポンプ制御装置は、前記油温検出装置により検出された前記潤滑油温に応じた目標流量と、前記水温検出装置により検出された前記エンジン冷却水温に応じた目標流量の少なくとも一方に基づき、前記第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量を演算する油圧作業機のポンプ制御装置。

[3] 請求項 1に記載の油圧作業機のポンプ制御装置は、

前記作業用油圧ァクチユエ一タカもの戻り油の油温 (以降、作動油温と呼ぶ)を検出する油温検出装置と、エンジン冷却水温を検出する水温検出装置の少なくとも一方をさらに備え、前記ポンプ制御装置は、前記油温検出装置により検出された前記作動油温に応じた目標流量と、前記水温検出装置により検出された前記エンジン冷却水温に応じた目標流量の少なくとも一方に基づき、前記第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量を演算する油圧作業機のポンプ制御装置。

[4] 請求項 1から請求項 3の、ずれ力 1項に記載の油圧作業機のポンプ制御装置は、前記エンジンの実回転数を検出する回転数検出装置と、

前記回転数検出装置により検出された前記実回転数と前記回転数設定装置により設定された前記目標回転数との偏差に応じた補正トルクを演算する補正トルク演算装置とをさらに備え、

前記ポンプ制御装置は、前記補正トルク演算装置により演算された前記補正トルクにより前記第 1可変油圧ポンプの吸収トルクを補正する油圧作業機のポンプ制御装置。

[5] 請求項 1から請求項 4の、ずれ力 1項に記載の油圧作業機のポンプ制御装置において、

前記ポンプ制御装置は、 (c)前記目標回転数と前記第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量とに基づいて前記冷却ファンのファン回転数を演算し、（d)予め定められた特性に基づき前記ファン回転数に応じた前記第 2可変油圧ポンプの吐出圧を演算し、 ( e)演算した吐出圧に応じて前記第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを演算する油圧作業機のポンプ制御装置。

[6] 油圧作業機のポンプ制御装置であって、

エンジンの目標回転数を設定する回転数設定装置と、

前記ポンプ制御装置は、（a)前記目標回転数と、前記冷却ファンが必要とする冷却風量を得ることができる前記第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量とに基づいて、前記第 2可変油圧ポンプの吐出流量を制御するとともに、（b)前記第 2可変油圧ポンプの吸収トルクと前記目標回転数とに基づいて、前記第 1可変油圧ポンプの吸収トルクが前記エンジンの実回転数によらず安定するように調整する油圧作業機のポンプ制御装置。

[7] 目標回転数に制御されたエンジンにより駆動される、作業用油圧ァクチユエータ駆動用の第 1可変油圧ポンプおよび冷却ファン駆動用の第 2可変油圧ポンプの各吸収トルクの和力前記目標回転数により予め定めたエンジン出力トルクを越えないように、前記第 1可変油圧ポンプおよび前記第 2可変油圧ポンプを制御する油圧作業機のポンプ制御方法であって、

前記目標回転数と、前記冷却ファンが必要とする冷却風量を得ることができる前記第 2可変油圧ポンプの目標吐出流量とに基づいて、前記第 2可変油圧ポンプの吐出流量を制御し、

前記第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを演算し、前記目標回転数により予め定めたエンジン出力トルク力も前記第 2可変油圧ポンプの吸収トルクを減じることにより、前記第 1可変油圧ポンプの吸収トルクを制限制御する油圧作業機のポンプ制御方法。

[8] 請求項 1から請求項 6の、ずれ力 1項に記載のポンプ制御装置を備える建設機械。