WO2011096383A1 - エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、第1目標エンジン回転数をエンジンの定格回転数から下げていったとき、第1目標エンジン回転数の代わりに第2目標エンジン回転数を設定するときの下げ幅が一律であると、ポンプ流量不足を引き起こす場合が生じる。エンジン出力トルク特性ライン上の最大トルク点付近では、エンスト防止のために設定されているポンプ吸収トルク制限ラインによって、ポンプ容量が制限されてしまうからである。
即ち、本願第1発明におけるエンジンの制御装置では、エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから吐出した圧油を制御して前記油圧アクチュエータに給排する制御弁と、前記油圧ポンプのポンプ容量を検出する検出手段と、前記エンジンに供給する燃料を制御する燃料噴射装置と、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択して指令する指令手段と、前記指令手段で指令された指令値に応じて第1目標エンジン回転数を設定し、前記第1目標エンジン回転数に基づいて、前記第1目標エンジン回転数以下の回転数である第2目標エンジン回転数を設定する第1設定手段と、前記第2目標エンジン回転数を下限値として、ポンプ容量に対応した目標エンジン回転数を設定する第2設定手段と、前記第2設定手段から求めた目標エンジン回転数となるように前記燃料噴射装置を制御する制御手段と、を備え、
前記第1設定手段は、前記第1目標エンジン回転数を低くすると、前記第2目標エンジン回転数が一定又は低くなるように設定されるとともに前記第1目標エンジン回転数を前記第2目標エンジン回転数に下げる下げ幅が減少するよう設定されており、前記第1目標エンジン回転数が最大トルク点でのエンジン回転数以下となる場合には、前記下げ幅はゼロに設定されてなることを最も主要な特徴としている。
即ち、第1目標エンジン回転数を第2目標エンジン回転数に下げる下げ幅は、第1目標エンジン回転数を低くするのに伴って減少させる構成としている。
ここで、油圧アクチュエータ10のヘッド側とは、油圧シリンダのロッド側の油室をいう。また、油圧アクチュエータ10のボトム側とは、油圧シリンダのロッドの反対側の油室をいう。
即ち、一般に、油圧ポンプ6のポンプ吐出圧P(ポンプ圧力P)と吐出容量D(ポンプ容量D)とエンジン出力トルクTとの関係は、T=P・D/200πとして表すことができる。
ポンプ圧力の検出値と斜板角センサ39の検出値とを用いてポンプトルク演算部31で演算する方法は、図2においては点線矢印を用いて示している。
高速制御領域選択演算部32では、エンジン2の駆動制御を行わせる高速制御領域指令値33をエンジン2に指令させる。
言い換えると、ポンプ吸収トルク制限ラインと最大トルク線Rのマッチング点における回転数の増減に合わせて第2目標エンジン回転数を設定することが好ましい。
しかも、第1目標エンジン回転数が最大トルク点K3での回転数N3になったときには、下げ幅をゼロに設定している。ここでは、第1目標エンジン回転数が最大トルク点K3での回転数N3になったときには、第1目標エンジン回転数の高速制御領域上にポンプ吸収トルク制限ラインが設定される。従って、第1目標エンジン回転数よりも低い第2目標エンジン回転数を設定すると、急負荷時にポンプ流量不足が生じるからである。
エンジン2の駆動制御として、第2目標エンジン回転数N2に基づいた高速制御領域F2に沿った制御が行われているときには、油圧ポンプ6のポンプ容量Dが予め設定した第2のポンプ容量D2になるまでは、高速制御領域F2に沿った制御が行われる。例えば、エンジンの出力トルクがB点に達するまでは、高速制御領域F2に沿った制御が行われる。
このように推移することができるので、高速制御領域F1までのシフトが行われた場合には、作業機は従来どおりに最大馬力を吸収することができる。
図9のステップS1において、コントローラ7は燃料ダイヤル4の指令値37を読み取る。コントローラ7が燃料ダイヤル4の指令値37を読み取ると、ステップS2に移る。
ステップS3では、図2で示す高速制御領域選択演算部32は、第1目標エンジン回転数N1に対応して予め低回転域側に設定してある第2目標エンジン回転数N2と、目標エンジン回転数N2に対応した高速制御領域F2を設定する。
尚、図10AのTable1の拡大図は、図11に示している。また、図10AのTable1及び図11で示している回転数の数値は、例示であって建設機械に応じて適宜設定することができるものである。
高速制御領域F2がコントローラ7によって設定され、ステップS4に移る。
検出したポンプ容量Dに対応した目標エンジン回転数Nでエンジン2の駆動制御が行われるときには、ステップS6からステップS8の制御が行われる。
検出したエンジン出力トルクTに対応した目標エンジン回転数Nでエンジン2の駆動制御が行われるときには、ステップS9からステップS12の制御が行われる。
ステップS6では、斜板角センサ39で検出した油圧ポンプ6のポンプ容量Dが読み取られる。ステップS6において、ポンプ容量Dが読み取られるとステップS7に移動する。尚、ポンプ容量Dの求め方としては、上述したようにポンプ吐出圧Pと吐出容量D(ポンプ容量D)とエンジン出力トルクTとの関係等から求めることもできる。
尚、ステップS8として、目標エンジン回転数Nの値を修正する制御ステップを記載しているが、ステップS8の制御をスキップするように構成しておくこともできる。
ステップS9からステップS12では、図2における斜板角指令値演算部30からの指令値信号とポンプ圧力センサ38からの検出信号によって、ポンプトルク演算部31からエンジン出力トルクT(ポンプトルクT)が出力される構成にしておくことができる。しかし、上述したようにエンジン出力トルクTを検出する構成としては、斜板角センサ39からの検出信号とポンプ圧力センサ38からの検出信号を用いた構成にしておくこともできる。
ステップS10では、ステップS9において読み取ったポンプ容量及びポンプ圧力の検出信号に基づいて、エンジン出力トルクTを算出する。エンジン出力トルクTが算出されるとステップS11に移動する。
尚、ステップS12として、目標エンジン回転数Nの値を修正する制御ステップを記載しているが、ステップS12の制御をスキップするように構成しておくこともできる。
ステップS14は、目標エンジン回転数Nを用いてエンジンの駆動制御を行わせるため、図2で示す高速制御領域選択演算部32から指令値が出力されるようにする。尚、この制御において、高速制御領域選択演算部32は、第2設定手段から求めた目標エンジン回転数となるように燃料噴射装置を制御する制御手段としての機能を備えている。ステップS14での制御が行われるとステップS1での制御に戻って制御が繰り返し行われることになる。
う。エンジン出力トルクTを検出して行う制御についての説明は省略するが、ポンプ容量Dを検出する制御と同様の制御が行われることになる。
このようにして求めた油圧ポンプ6のポンプ容量で、高速制御領域F2において油圧ポンプ6のポンプ容量が、第2の所定ポンプ容量D2となった状態を検出できる。
即ち、高速制御領域F2から高速制御領域F1にシフトした場合には、図5の点線L51に沿って最大トルク線Rに向かって上昇する制御が行われることになる。また、点線L52の状態は、高速制御領域F2から高速制御領域F1にシフトしている途中の高速制御領域Fnから直接最大トルク線Rに向かって上昇する制御を示している。点線L53の矢印で示した状態が、従来から行われている高速制御領域F1の状態のままで制御が行われた場合の様子を示している。尚、高速制御領域Fnは、検出したポンプ容量Dの値によって、目標エンジン回転数Nが変動するため、高速制御領域Fnも変動することになる。
Claims (4)
- エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの吐出圧油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプから吐出した圧油を制御して前記油圧アクチュエータに給排する制御弁と、
前記油圧ポンプのポンプ容量を検出する検出手段と、
前記エンジンに供給する燃料を制御する燃料噴射装置と、
可変に指令できる指令値の中から一つの指令値を選択して指令する指令手段と、
前記指令手段で指令された指令値に応じて第1目標エンジン回転数を設定し、前記第1目標エンジン回転数に基づいて、前記第1目標エンジン回転数以下の回転数である第2目標エンジン回転数を設定する第1設定手段と、
前記第2目標エンジン回転数を下限値として、ポンプ容量に対応した目標エンジン回転数を設定する第2設定手段と、
前記第2設定手段から求めた目標エンジン回転数となるように前記燃料噴射装置を制御する制御手段と、
を備え、
前記第1設定手段は、前記第1目標エンジン回転数を低くすると、前記第2目標エンジン回転数が一定又は低くなるように設定されるとともに前記第1目標エンジン回転数を前記第2目標エンジン回転数に下げる下げ幅が減少するよう設定されており、前記第1目標エンジン回転数が最大トルク点でのエンジン回転数以下となる場合には、前記下げ幅はゼロに設定されてなることを特徴とするエンジンの制御装置。 - 前記第1設定手段は、予め設定された第1目標エンジン回転数の範囲内では、前記第1目標エンジン回転数を低くすると、前記第2目標エンジン回転数は低くなるように設定されてなることを特徴とする請求項1記載のエンジンの制御装置。
- 前記第1設定手段は、前記第1目標エンジン回転数が、前記第1目標エンジン回転数をエンジンの定格回転数から低くさせていったときに前記油圧ポンプにおけるポンプ吸収トルク特性ラインが移動を開始するときのエンジン回転数以上に設定される場合には、前記第2目標エンジン回転数は、予め設定した一定の回転数に設定されてなることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のエンジンの制御装置。
- エンジン出力トルクを検出する検出手段を更に備え、
前記第2設定手段は、前記第2目標エンジン回転数を下限値として、ポンプ容量又はエンジン出力トルクに対応した目標エンジン回転数を設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
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