建設機械の制御装置、および入力トルク演算方法
本発明は、原動機（２０）により駆動される可変容量油圧ポンプ（１０）と、この油圧ポンプ（１０）からの吐出油により駆動される油圧アクチュエータ（５）と、原動機（２０）の実回転数（Ｎｒ）を検出する回転数検出手段（３１）とを有する建設機械の制御装置において、操作手段（１４ａ）の操作量に応じて原動機（２０）の回転数を制御する原動機制御手段（４０Ｂ）と、回転数検出手段（３１）により検出された実回転数（Ｎｒ）と操作手段（１４ａ）の操作による制御回転数（Ｎθ）との偏差（ΔＮ）に応じて油圧ポンプ（１０）の入力トルク（Ｔ２）を増減する入力トルク制御手段（４０Ａ）とを備え、入力トルク制御手段（４０Ａ）が、制御回転数（Ｎθ）が実回転数（Ｎｒ）より大きく、かつ、その偏差（ΔＮ）が所定値（Ｎ２）以上のとき、入力トルク（Ｔ２）を減少するような制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、建設機械の原動機に作用する入力トルクを制御する建設機械の制御装置、および入力トルク演算方法に関する。
【背景技術】
エンジンにより駆動される可変容量油圧ポンプからの吐出油によって駆動される走行用油圧モータを備え、例えば走行ペダルの操作に応じて油圧モータに導かれる圧油量を制御して車両を走行させるとともに、走行ペダルの操作に応じてエンジン回転数も制御可能とした建設機械が知られている（例えば特許第２６３３０９５号公報）。
上記公報記載の建設機械では、以下のようなスピードセンシングによる入力トルク制御を行う。すなわち、回転数センサにより検出される実際のエンジン回転数と、エンジンのガバナレバー位置に対応した目標回転数との偏差からエンジンストールを防止するための目標トルクを演算し、この目標トルクから目標ポンプ傾転角を求めてポンプ傾転角を制御する。目標トルクの演算にあたっては、入力トルクが増加する方向の制御のみ行い、入力トルクが減少する方向の制御を行わない。これにより油圧ポンプの傾転角は所定値以上に保持され、スムーズな加速性を確保することができる。
ところで、近年、黒煙の発生を抑えるために排ガス対応のエンジンが使用される。排ガス対応のエンジンとは、エンジンの全負荷性能曲線における低回転側のエンジン出力トルクを従来のものに比べて小さくしたものである。より具体的にはエンジンの最高出力トルクを高回転側にシフトするとともに、低回転域から中回転域のトルクライズを小さくし、中回転域から高回転域のトルクライズを大きくしたものである。これにより低回転側の燃料消費が抑えられ、黒煙の発生が抑制される。
このような排ガス対応のエンジンを用いた場合に上記公報記載の入力トルク制御を行うと、次のような問題が発生する。すなわち、上記公報記載の建設機械では、入力トルクを減少させる制御を行わないので、走行開始時や登坂走行時等、走行負荷が増加した場合に入力トルクがエンジン出力トルクを上回り、エンジンストールを引き起こすおそれがある。
【発明の開示】
本発明の目的は、排ガス対応のエンジンに用いて好適な建設機械の制御装置、および入力トルク演算方法を提供することにある。
本発明は、原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、原動機の実回転数を検出する回転数検出手段とを有する建設機械に適用される。そして、この制御装置は、操作手段の操作量に応じて原動機の回転数を制御する原動機制御手段と、回転数検出手段により検出された実回転数と操作手段の操作による制御回転数との偏差に応じて油圧ポンプの入力トルクを増減する入力トルク制御手段とを備え、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のとき、入力トルクを減少するような制御を行う。
また、本発明による建設機械の制御装置は、操作手段の操作量に応じて原動機の回転数を制御する原動機制御手段と、回転数検出手段により検出された実回転数と操作手段の操作による制御回転数との偏差に応じて油圧ポンプの入力トルクを増減する入力トルク制御手段とを備え、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のとき、偏差が前記所定値未満のときより入力トルクを大きく減少するような制御を行う。
これにより、エンジンストールを防止することができるとともに、良好な加速性を得ることができ、排ガス対応のエンジンに用いて好適である。
制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値未満のときは、入力トルクの増減量を０にすることが好ましい。制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のときの入力トルクの変化率を、制御回転数が実回転数よりも小さいときの入力トルクの変化率よりも大きくしてもよい。
油圧アクチュエータを走行用油圧モータとし、操作手段を走行ペダルとして構成することができる。非走行時の入力トルクを走行時の入力トルクより大きく減少させてもよい。
本発明はホイール式油圧ショベルに適用することが好ましい。
原動機の制御回転数と実回転数の偏差に応じた基準トルクを演算し、制御回転数が実回転数よりも大きく、かつ、その偏差が所定値以下のときは補正トルクを０、偏差が所定値以上のときは補正トルクを負の値とし、この補正トルクに基準トルクを加算して入力トルクを演算してもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態に適用されるホイール式油圧ショベルの外観を示す図。
図２は、本発明の実施の形態に係わる制御装置の油圧回路を示す図。
図３は、可変容量油圧ポンプのＰ−ｑｐ線図。
図４は、本発明の実施の形態に適用されるエンジンの全負荷性能曲線を示す図。
図５は、本発明の実施の形態に係わる制御装置のブロック図。
図６は、入力トルクの制御回路の詳細を説明する図。
図７は、エンジン回転数の制御回路の詳細を説明する図、
図８は、エンジン回転数の制御手順を示すフローチャート。
図９は、本発明の実施の形態に係わる制御装置による動作特性を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、図１〜図９を参照して本発明による建設機械の制御装置をホイール式油圧ショベルに適用した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、ホイール式油圧ショベルは、走行体１と、走行体１の上部に旋回可能に搭載された旋回体２とを有する。旋回体２には運転室３とブーム４ａ、アーム４ｂ、バケット４ｃからなる作業用フロントアタッチメント４が設けられている。ブーム４ａはブームシリンダ４ｄの駆動により起伏し、アーム４ｂはアームシリンダ４ｅの駆動により起伏し、バケット４ｃはバケットシリンダ４ｆの駆動によりクラウドまたはダンプする。走行体１には油圧駆動による走行用油圧モータ５が設けられ、走行モータ５の回転はプロペラシャフト、アクスルを介して車輪６（タイヤ）に伝達される。
走行用および作業用の油圧回路を図２に示す。可変容量型油圧ポンプ１０は、制御弁１１を介して油圧モータ５に接続され、制御弁１２を介して油圧シリンダ（例えばブームシリンダ４ｄ）に接続されている。制御弁１１のパイロットポートは前後進切換弁１３を介してパイロットバルブ１４に接続され、制御弁１２のパイロットポートはパイロットバルブ１５に接続されている。
前後進切換バルブ１３は図示しないスイッチにより切り換えられ、パイロットバルブ１４は走行ペダル１４ａの操作量に応じて駆動される。スイッチ操作により前後進切換バルブ１３を前進位置または後進位置に切り換え、走行ペダル１４ａを操作すると、制御弁１１には油圧源１６からのパイロット圧が作用する。これにより制御弁１１が駆動されて油圧ポンプ１０からの圧油が油圧モータ５に供給され、油圧モータ５の回転により車両を前進または後進させることができる。
一方、パイロットバルブ１５は操作レバー１５ａの操作量に応じて駆動される。操作レバー１５ａを操作すると、制御弁１２には油圧源１７からのパイロット圧が作用する。これにより制御弁１２が駆動されて油圧ポンプ１０からの圧油がブームシリンダ４ｄに供給され、ブームシリンダ４ｄの駆動により掘削作業等を行うことができる。
油圧ポンプ１０はエンジン２０によって駆動され、ポンプ傾転角ｑｐはレギュレータ３０により変更される。レギュレータ３０にはポンプ吐出圧力がフィードバックされ、馬力制御が行われる。馬力制御とは図３に示すようないわゆるＰ−ｑｐ制御である。これと同時に本実施の形態では、後述するようにスピードセンシングを行って入力トルクを演算し、この入力トルクに応じてポンプ傾転角ｐｑを制御する。これにより図３の矢印に示すように入力トルクが増減される。
本実施の形態では、黒煙の発生を抑制するたために排ガス対応のエンジンが用いられる。図４はエンジンの全負荷性能曲線を示す特性図であり、排ガス対応のエンジン特性を実線で、排ガス対応でないエンジン特性を点線で示す。排ガス対応のエンジンとは、図４に示すように、低回転側の出力トルクＴを小さくしたものである。より具体的には最高出力トルクを高回転側にシフトさせるとともに、低回転域から中回転域のトルクライズを小さくし、中回転域から高回転域のトルクライズを大きくしたものである。このような特性のエンジンを用いることで低回転側の燃料消費が抑えられ、黒煙の発生が抑制される。
図５は、本実施の形態に係わる制御装置のブロック図である。エンジン２０のガバナレバー２１は、リンク機構２２を介してパルスモータ２３に接続され、パルスモータ２３の回転によりエンジン回転数が制御される。すなわちパルスモータ２３の正転でエンジン回転数が上昇し、逆転で低下する。このパルスモータ２３の回転はコントローラ４０からの制御信号により後述するように制御される。ガバナレバー２１にはリンク機構２２を介してポテンショメータ２４が接続され、ポテンショメータ２４によりエンジン２０の回転数に応じたガバナレバー角度を検出し、エンジン制御回転数Ｎθとしてコントローラ４０に入力される。
さらにコントローラ４０には、エンジン２０の実回転数Ｎｒを検出する回転数センサ３１と、ブレーキスイッチ３２と、前後進切換弁１３の切換位置を検出する位置センサ３３と、エンジン回転数指令用の操作部材である燃料レバー３４の操作量Ｘを検出する検出器３５と、走行ペダル１４ａの操作量に応じたパイロット圧力Ｐｔを検出する圧力センサ３６が接続されている。
ブレーキスイッチ３２は走行、作業および駐車位置に切り換えられて作業／走行信号を出力する。走行位置に切り換えられると駐車ブレーキを解除し、ブレーキペダルによりサービスブレーキの作動を許容する。作業位置に切り換えられると駐車ブレーキとサービスブレーキを作動する。駐車位置に切り換えられると駐車ブレーキを作動する。走行位置に切り換えられるとブレーキスイッチ３２はオン信号を出力し、作業および駐車位置に切り換えられるとオフ信号を出力する。
コントローラ４０は、入力トルクを制御するトルク制御部４０Ａとエンジン回転数を制御する回転数制御部４０Ｂとを有する。図６は、トルク制御部４０Ａの詳細を説明する概念図である。
トルク制御部４０Ａは、エンジン実回転数Ｎｒと制御回転数Ｎθの偏差ΔＮを演算する偏差演算部４１と、基準トルクＴＢ１，ＴＢ２をそれぞれ演算する基準トルク演算部４２，４３と、補正トルクΔＴ１，ΔＴ２をそれぞれ演算する補正トルク演算部４４，４５と、係数をそれぞれ演算する係数演算部４６，４７と、補正トルクΔＴ１，ΔＴ２と係数をそれぞれ乗じる乗算部４８，４９と、乗算後の補正トルクΔＴ１，ΔＴ２と基準トルクＴＢ１，ＴＢ２をそれぞれ加算して目標入力トルクＴ１，Ｔ２を演算する加算部５０，５１と、目標入力トルクＴ１，Ｔ２の一方を選択する選択部５２と、選択した目標入力トルクＴ１またはＴ２に制御するための制御信号ｉを出力する変換部５３とを有する。
基準トルク演算部４２と補正トルク演算部４４と係数演算部４６にはそれぞれ作業に適した特性が設定され、基準トルク演算部４３と補正トルク演算部４５と係数演算部４７にはそれぞれ走行に適した特性が設定される。
トルク制御部４０Ａにおける演算について詳細に説明する。
偏差演算部４１は、回転数センサ３１で検出されたエンジン実回転数Ｎｒとポテンショメータ２４で検出された制御回転数Ｎθとの偏差ΔＮ（＝Ｎｒ−Ｎθ）を演算し、この偏差ΔＮは補正トルク演算部４４，４５にそれぞれ入力される。各補正トルク演算部４４，４５には、図示のように偏差ΔＮと補正トルクΔＴ１、ΔＴ２の関係が予め記憶されており、この特性から偏差ΔＮに応じた補正トルクΔＴ１，ΔＴ２をそれぞれ演算する。
補正トルク演算部４４の特性によれば、偏差ΔＮが正のとき補正トルクΔＴ１も正であり、偏差ΔＮの増加に伴い補正トルクΔＴ１は比例的に増加する。偏差ΔＮが負のとき補正トルクΔＴ１も負であり、偏差ΔＮの減少に伴い補正トルクΔＴ１は比例的に減少（｜ΔＴ１｜は増加）する。この場合、偏差ΔＮが正のときの特性の傾きは、偏差ΔＮが負のときの特性の傾きに等しい。
一方、補正トルク演算部４５の特性によれば、偏差ΔＮが正のとき補正トルクΔＴ２も正であり、偏差ΔＮの増加に伴い補正トルクΔＴは比例的に増加する。これに対して偏差ΔＮが負のときは、偏差ΔＮが０から所定値Ｎ２までは補正トルクΔＴ２は０であり、偏差ΔＮが所定値Ｎ２より小さくなると偏差ΔＮの減少に伴い補正トルクΔＴ２は比例的に減少する。偏差ΔＮが所定置Ｎ２より小さいときの特性の傾きは、偏差ΔＮが正のときの特性の傾きより急である。
各基準トルク演算部４２，４３には、図示のように制御回転数Ｎθと基準トルクＴＢ１，ＴＢ２の関係が予め記憶され、この特性から制御回転数Ｎθに応じた基準トルクＴＢ１，ＴＢ２をそれぞれ演算する。各係数演算部４６，４７には、図示のように制御回転数Ｎθに対して係数が比例的に増加する特性が予め記憶され、この特性から制御回転数Ｎθに応じた係数を演算する。各乗算部４８，４９は、補正トルク演算部４４，４５で演算された補正トルクΔＴ１，ΔＴ２に係数演算部４６，４７で演算された係数を乗じる。
各加算部５０，５１は、乗算部４８，４９で乗算された補正トルクΔＴと基準トルク演算部４２，４３で演算された基準トルクＴＢ１，ＴＢ２をそれぞれ加算し、目標入力トルクＴ１，Ｔ２を演算する。
選択部５２は、ブレーキスイッチ３２と位置センサ３３と圧力センサ３６からの信号により車両走行か否かを判定する。すなわち、ブレーキスイッチ３２がオフし、かつ、前後進切換弁１３が中立位置以外にあり、かつ、走行ペダル１４ａの操作によるパイロット圧Ｐｔが所定値以上のとき車両走行と判定し、これ以外の条件では車両非走行と判定する。そして、車両走行時には目標入力トルクＴ２を選択し、車両非走行時（例えば作業時）には目標入力トルクＴ１を選択する。
変換部５３は、選択された目標入力トルクＴ１またはＴ２に応じた制御信号ｉを演算する。図示は省略するが、ポンプレギュレータ３０には傾転角調整用シリンダとこのシリンダへの圧油の流れを制御する電磁弁が設けられ、この電磁弁に変換部５３からの制御信号ｉが出力される。これによりポンプ傾転角ｑｐが変更され、入力トルクが目標入力トルクＴ１またはＴ２に制御される。
図７は、回転数制御部４０Ｂの詳細を説明する概念図である。目標回転数演算部６１には、図示のように検出器３５による検出値Ｘと目標回転数Ｎｘの関係が予め記憶されており、この特性から燃料レバー３４の操作量に応じた目標回転数Ｎｘを演算する。目標回転数演算部６２には、図示のように圧力センサによる検出値Ｐｔと目標回転数Ｎｔの関係が予め記憶されており、この特性から走行ペダル１４ａの操作量に応じた目標回転数Ｎｔを演算する。
この場合、各目標回転数演算部６１，６２の特性とも、操作量の増加に伴い目標回転数Ｎｘ，Ｎｔがアイドル回転数Ｎｉから直線的に増加している。目標回転数演算部６１の最大目標回転数Ｎｘｍａｘはエンジン２０の最高回転数よりも低く設定され、目標回転数演算部６２の最大目標回転数Ｎｔｍａｘはエンジン２０の最高回転数にほぼ等しく設定されている。したがって最大目標回転数Ｎｔｍａｘは最大目標回転数Ｎｘｍａｘよりも大きい。
選択部６３は、目標回転数演算部６１，６２で演算された目標回転数Ｎｘ，Ｎｔのうち大きい方の値を選択する。サーボ制御部６４は、選択された回転数（回転数指令値Ｎｉｎ）とポテンショメータ２４により検出されたガバナレバー２１の変位量に相当する制御回転数Ｎθとを比較する。そして、図８に示す手順にしたがって両者が一致するようにパルスモータ２３を制御する。
図８において、まずステップＳ２１で回転数指令値Ｎｉｎと制御回転数Ｎθとをそれぞれ読み込み、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、Ｎθ−Ｎｉｎの結果を回転数差Ａとしてメモリに格納し、ステップＳ２３において、予め定めた基準回転数差Ｋを用いて、｜Ａ｜≧Ｋか否かを判定する。肯定されるとステップＳ２４に進み、回転数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞０ならば制御回転数Ｎθが回転数指令値Ｎｉｎよりも大きい、つまり制御回転数が目標回転数よりも高いから、エンジン回転数を下げるためステップＳ２５でモータ逆転を指令する信号をパルスモータ２３に出力する。これによりパルスモータ２３が逆転しエンジン回転数が低下する。
一方、Ａ≦０ならば制御回転数Ｎθが回転数指令値Ｎｉｎよりも小さい、つまり制御回転数が目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるためステップＳ２６でモータ正転を指令する信号を出力する。これにより、パルスモータ２３が正転し、エンジン回転数が上昇する。ステップＳ２３が否定されるとステップＳ２７に進んでモータ停止信号を出力し、これによりエンジン回転数が一定値に保持される。ステップＳ２５〜Ｓ２７を実行すると始めに戻る。
次に、本実施の形態に係わる制御装置の特徴的な動作について説明する。
車両走行開始時には、ブレーキスイッチ３２を走行位置に操作し、前後進切換弁１３を前進または後進位置に切り換える。この状態で、例えば燃料レバー３４をアイドル位置に操作するとともに、駆動力を最大に発揮するために走行ペダル１４ａを最大操作すると、油圧ポンプ１０からの圧油により走行モータ５が駆動され、車両が走行を開始する。このとき走行ペダル１４ａによる目標回転数Ｎｔは燃料レバー３４による目標回転数Ｎｘより大きいので、選択部６３は回転数指令値Ｎｉｎとして目標回転数Ｎｔを選択し、図８の手順にしたがい実際の回転数が回転数指令値Ｎｉｎに一致するようにガバナレバー位置を制御する。これによりガバナレバー２１が大きく変位し、図９（ａ）に破線で示すように制御回転数Ｎθが増加する。
制御回転数Ｎθが増加すると実際のエンジン回転数Ｎｒも増加するが、エンジン実回転数Ｎｒが制御回転数Ｎθに達するまでにはタイムラグがあるため、このタイムラグの間は偏差ΔＮは負となる。この場合のエンジン出力トルクＴは図９（ｂ）に示すとおりであり、この特性は図４の特性から導かれる。
車両走行時において、選択部５２は目標入力トルクＴ２を選択する。したがって、トルク制御部４０Ａは補正トルク演算部４５の特性に基づいてスピードセンシングを行う。走行ペダル１４ａの操作開始直後は偏差｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２より大きいため、補正トルク演算部４５は負の補正トルクΔＴ２を演算する。したがって図９（ｂ）に示すように走行開始時の入力トルクＴ２は出力トルクＴよりも小さくなり、エンジンストールを回避することができる。
エンジン実回転数Ｎｒが上昇して偏差｜ΔＮ｜が減少すると、それに伴い負の補正トルクΔＴ２は減少し、偏差｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２以下になると補正トルクΔＴ２は０になる。このように偏差｜ΔＮ｜が０になる前に補正トルクΔＴを０にすることで、入力トルクＴ２を基準トルクＴＢ２相当まで早期に回復することができ、良好な加速性を得ることができる。なお、図９（ｂ）に示すように、入力トルクＴ２が増加する過程で、短期的に入力トルクＴ２が出力トルクＴを上回るおそれがあるが、入出力トルクの差（Ｔ−Ｔ２）は小さいため、実用上問題ない。なお、上記実施の形態は、車両にかかる負荷が大きくなる場合により効果的であり、走行開始時だけでなく登坂走行時においても同様に動作する。
図９（ｂ）の特性Ｔ２０は、従来の入力トルク特性、すなわち偏差ΔＮが負の場合に補正トルクΔＴを一律に０に保持する場合の特性である。この特性によれば、偏差ΔＮが負の場合に入力トルクＴ２０は基準トルクよりも小さくならない。したがって、出力トルクの小さい排ガス対応のエンジンを用いると、走行開始時の入力トルクＴ２０がエンジン出力トルクＴを上回り、エンジンストールを引き起こすおそれがある。
作業時にはブレーキスイッチ３２を作業位置に操作するとともに、前後進切換弁１３を中立位置に切り換える。この状態で走行ペダル１４ａの操作をやめて燃料レバー３４を所定量操作すると、回転数制御部４０Ｂの選択部６３は回転数指令値Ｎｉｎとして燃料レバー３４による目標回転数Ｎｘを選択し、実際の回転数が回転数指令値Ｎｉｎに一致するようにガバナレバー位置を制御する。このときトルク制御部４０Ａの選択部５２は目標入力トルクＴ１を選択し、トルク制御部４０Ａは補正トルク演算部４４の特性に基づいてスピードセンシングを行う。補正トルク演算部４４の偏差ΔＮが負のとき補正トルクΔＴも負であるため、図９（ｃ）に示すように入力トルクＴ１は出力トルクＴよりも常に小さくなる。
本実施の形態によれば以下のような効果を奏することができる。
（１） エンジン実回転数Ｎｒと制御回転数Ｎθの偏差ΔＮが負で、かつ、偏差｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２より大きいときは補正トルクΔＴ２を負にし、｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２以下のときは補正トルクΔＴ２を０にするようにした。これにより排ガス対応のエンジンを用いた場合であっても、走行開始時の入力トルクＴ２を出力トルクＴより小さくすることができ、エンジンストールを防止することができるとともに、良好な加速性を確保することができる。
（２）偏差ΔＮが負で、かつ、偏差｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２より大きいときの補正トルクΔＴの傾きを、少なくとも偏差ΔＮが正のときの補正トルクΔＴの傾きより大きくした。これにより、偏差ΔＮが所定値Ｎ２に近づいたときに入力トルクＴ２を早期に基準トルクＴＢ２まで回復することができるとともに、偏差ΔＮが正のときのハンチングも防止できる。
（３）走行と非走行で補正トルクΔＴを算出するための特性を変更し、非走行時には加速性がさほど問題にならないため、偏差ΔＮが負のとき補正トルクΔＴも負になるようにした。これにより、作業時には常に入力トルクＴ１を出力トルクＴ以下に抑えることができる。
なお、上記実施の形態では、偏差ΔＮがＮ２≦ΔＮ≦０の範囲で補正トルクΔＴ２を０にしたが、偏差ΔＮが負の場合に所定値Ｎ２を境にして補正トルクΔＴ２の傾きを２段階に変更するような特性をもつのであれば、補正トルクΔＴ２を必ずしも０にしなくてもよい。
以上では、車両走行時に走行用油圧モータ５の加速性を確保する例を示したが、これに限定されず、例えば車両の上部旋回体を旋回させる旋回用油圧モータに適用してもよい。したがって、操作手段も走行ペダル１４ａに限定されない。
【産業上の利用の可能性】
以上では、建設機械としてホイール式油圧ショベルを例に挙げて説明したが、ホイール式以外の建設機械にも本発明を適用することができる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【技術分野】
本発明は、建設機械の原動機に作用する入力トルクを制御する建設機械の制御装置、および入力トルク演算方法に関する。
【背景技術】
エンジンにより駆動される可変容量油圧ポンプからの吐出油によって駆動される走行用油圧モータを備え、例えば走行ペダルの操作に応じて油圧モータに導かれる圧油量を制御して車両を走行させるとともに、走行ペダルの操作に応じてエンジン回転数も制御可能とした建設機械が知られている（例えば特許第２６３３０９５号公報）。
上記公報記載の建設機械では、以下のようなスピードセンシングによる入力トルク制御を行う。すなわち、回転数センサにより検出される実際のエンジン回転数と、エンジンのガバナレバー位置に対応した目標回転数との偏差からエンジンストールを防止するための目標トルクを演算し、この目標トルクから目標ポンプ傾転角を求めてポンプ傾転角を制御する。目標トルクの演算にあたっては、入力トルクが増加する方向の制御のみ行い、入力トルクが減少する方向の制御を行わない。これにより油圧ポンプの傾転角は所定値以上に保持され、スムーズな加速性を確保することができる。
ところで、近年、黒煙の発生を抑えるために排ガス対応のエンジンが使用される。排ガス対応のエンジンとは、エンジンの全負荷性能曲線における低回転側のエンジン出力トルクを従来のものに比べて小さくしたものである。より具体的にはエンジンの最高出力トルクを高回転側にシフトするとともに、低回転域から中回転域のトルクライズを小さくし、中回転域から高回転域のトルクライズを大きくしたものである。これにより低回転側の燃料消費が抑えられ、黒煙の発生が抑制される。
このような排ガス対応のエンジンを用いた場合に上記公報記載の入力トルク制御を行うと、次のような問題が発生する。すなわち、上記公報記載の建設機械では、入力トルクを減少させる制御を行わないので、走行開始時や登坂走行時等、走行負荷が増加した場合に入力トルクがエンジン出力トルクを上回り、エンジンストールを引き起こすおそれがある。
【発明の開示】
本発明の目的は、排ガス対応のエンジンに用いて好適な建設機械の制御装置、および入力トルク演算方法を提供することにある。
本発明は、原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、原動機の実回転数を検出する回転数検出手段とを有する建設機械に適用される。そして、この制御装置は、操作手段の操作量に応じて原動機の回転数を制御する原動機制御手段と、回転数検出手段により検出された実回転数と操作手段の操作による制御回転数との偏差に応じて油圧ポンプの入力トルクを増減する入力トルク制御手段とを備え、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のとき、入力トルクを減少するような制御を行う。
また、本発明による建設機械の制御装置は、操作手段の操作量に応じて原動機の回転数を制御する原動機制御手段と、回転数検出手段により検出された実回転数と操作手段の操作による制御回転数との偏差に応じて油圧ポンプの入力トルクを増減する入力トルク制御手段とを備え、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のとき、偏差が前記所定値未満のときより入力トルクを大きく減少するような制御を行う。
これにより、エンジンストールを防止することができるとともに、良好な加速性を得ることができ、排ガス対応のエンジンに用いて好適である。
制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値未満のときは、入力トルクの増減量を０にすることが好ましい。制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のときの入力トルクの変化率を、制御回転数が実回転数よりも小さいときの入力トルクの変化率よりも大きくしてもよい。
油圧アクチュエータを走行用油圧モータとし、操作手段を走行ペダルとして構成することができる。非走行時の入力トルクを走行時の入力トルクより大きく減少させてもよい。
本発明はホイール式油圧ショベルに適用することが好ましい。
原動機の制御回転数と実回転数の偏差に応じた基準トルクを演算し、制御回転数が実回転数よりも大きく、かつ、その偏差が所定値以下のときは補正トルクを０、偏差が所定値以上のときは補正トルクを負の値とし、この補正トルクに基準トルクを加算して入力トルクを演算してもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態に適用されるホイール式油圧ショベルの外観を示す図。
図２は、本発明の実施の形態に係わる制御装置の油圧回路を示す図。
図３は、可変容量油圧ポンプのＰ−ｑｐ線図。
図４は、本発明の実施の形態に適用されるエンジンの全負荷性能曲線を示す図。
図５は、本発明の実施の形態に係わる制御装置のブロック図。
図６は、入力トルクの制御回路の詳細を説明する図。
図７は、エンジン回転数の制御回路の詳細を説明する図、
図８は、エンジン回転数の制御手順を示すフローチャート。
図９は、本発明の実施の形態に係わる制御装置による動作特性を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、図１〜図９を参照して本発明による建設機械の制御装置をホイール式油圧ショベルに適用した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、ホイール式油圧ショベルは、走行体１と、走行体１の上部に旋回可能に搭載された旋回体２とを有する。旋回体２には運転室３とブーム４ａ、アーム４ｂ、バケット４ｃからなる作業用フロントアタッチメント４が設けられている。ブーム４ａはブームシリンダ４ｄの駆動により起伏し、アーム４ｂはアームシリンダ４ｅの駆動により起伏し、バケット４ｃはバケットシリンダ４ｆの駆動によりクラウドまたはダンプする。走行体１には油圧駆動による走行用油圧モータ５が設けられ、走行モータ５の回転はプロペラシャフト、アクスルを介して車輪６（タイヤ）に伝達される。
走行用および作業用の油圧回路を図２に示す。可変容量型油圧ポンプ１０は、制御弁１１を介して油圧モータ５に接続され、制御弁１２を介して油圧シリンダ（例えばブームシリンダ４ｄ）に接続されている。制御弁１１のパイロットポートは前後進切換弁１３を介してパイロットバルブ１４に接続され、制御弁１２のパイロットポートはパイロットバルブ１５に接続されている。
前後進切換バルブ１３は図示しないスイッチにより切り換えられ、パイロットバルブ１４は走行ペダル１４ａの操作量に応じて駆動される。スイッチ操作により前後進切換バルブ１３を前進位置または後進位置に切り換え、走行ペダル１４ａを操作すると、制御弁１１には油圧源１６からのパイロット圧が作用する。これにより制御弁１１が駆動されて油圧ポンプ１０からの圧油が油圧モータ５に供給され、油圧モータ５の回転により車両を前進または後進させることができる。
一方、パイロットバルブ１５は操作レバー１５ａの操作量に応じて駆動される。操作レバー１５ａを操作すると、制御弁１２には油圧源１７からのパイロット圧が作用する。これにより制御弁１２が駆動されて油圧ポンプ１０からの圧油がブームシリンダ４ｄに供給され、ブームシリンダ４ｄの駆動により掘削作業等を行うことができる。
油圧ポンプ１０はエンジン２０によって駆動され、ポンプ傾転角ｑｐはレギュレータ３０により変更される。レギュレータ３０にはポンプ吐出圧力がフィードバックされ、馬力制御が行われる。馬力制御とは図３に示すようないわゆるＰ−ｑｐ制御である。これと同時に本実施の形態では、後述するようにスピードセンシングを行って入力トルクを演算し、この入力トルクに応じてポンプ傾転角ｐｑを制御する。これにより図３の矢印に示すように入力トルクが増減される。
本実施の形態では、黒煙の発生を抑制するたために排ガス対応のエンジンが用いられる。図４はエンジンの全負荷性能曲線を示す特性図であり、排ガス対応のエンジン特性を実線で、排ガス対応でないエンジン特性を点線で示す。排ガス対応のエンジンとは、図４に示すように、低回転側の出力トルクＴを小さくしたものである。より具体的には最高出力トルクを高回転側にシフトさせるとともに、低回転域から中回転域のトルクライズを小さくし、中回転域から高回転域のトルクライズを大きくしたものである。このような特性のエンジンを用いることで低回転側の燃料消費が抑えられ、黒煙の発生が抑制される。
図５は、本実施の形態に係わる制御装置のブロック図である。エンジン２０のガバナレバー２１は、リンク機構２２を介してパルスモータ２３に接続され、パルスモータ２３の回転によりエンジン回転数が制御される。すなわちパルスモータ２３の正転でエンジン回転数が上昇し、逆転で低下する。このパルスモータ２３の回転はコントローラ４０からの制御信号により後述するように制御される。ガバナレバー２１にはリンク機構２２を介してポテンショメータ２４が接続され、ポテンショメータ２４によりエンジン２０の回転数に応じたガバナレバー角度を検出し、エンジン制御回転数Ｎθとしてコントローラ４０に入力される。
さらにコントローラ４０には、エンジン２０の実回転数Ｎｒを検出する回転数センサ３１と、ブレーキスイッチ３２と、前後進切換弁１３の切換位置を検出する位置センサ３３と、エンジン回転数指令用の操作部材である燃料レバー３４の操作量Ｘを検出する検出器３５と、走行ペダル１４ａの操作量に応じたパイロット圧力Ｐｔを検出する圧力センサ３６が接続されている。
ブレーキスイッチ３２は走行、作業および駐車位置に切り換えられて作業／走行信号を出力する。走行位置に切り換えられると駐車ブレーキを解除し、ブレーキペダルによりサービスブレーキの作動を許容する。作業位置に切り換えられると駐車ブレーキとサービスブレーキを作動する。駐車位置に切り換えられると駐車ブレーキを作動する。走行位置に切り換えられるとブレーキスイッチ３２はオン信号を出力し、作業および駐車位置に切り換えられるとオフ信号を出力する。
コントローラ４０は、入力トルクを制御するトルク制御部４０Ａとエンジン回転数を制御する回転数制御部４０Ｂとを有する。図６は、トルク制御部４０Ａの詳細を説明する概念図である。
トルク制御部４０Ａは、エンジン実回転数Ｎｒと制御回転数Ｎθの偏差ΔＮを演算する偏差演算部４１と、基準トルクＴＢ１，ＴＢ２をそれぞれ演算する基準トルク演算部４２，４３と、補正トルクΔＴ１，ΔＴ２をそれぞれ演算する補正トルク演算部４４，４５と、係数をそれぞれ演算する係数演算部４６，４７と、補正トルクΔＴ１，ΔＴ２と係数をそれぞれ乗じる乗算部４８，４９と、乗算後の補正トルクΔＴ１，ΔＴ２と基準トルクＴＢ１，ＴＢ２をそれぞれ加算して目標入力トルクＴ１，Ｔ２を演算する加算部５０，５１と、目標入力トルクＴ１，Ｔ２の一方を選択する選択部５２と、選択した目標入力トルクＴ１またはＴ２に制御するための制御信号ｉを出力する変換部５３とを有する。
基準トルク演算部４２と補正トルク演算部４４と係数演算部４６にはそれぞれ作業に適した特性が設定され、基準トルク演算部４３と補正トルク演算部４５と係数演算部４７にはそれぞれ走行に適した特性が設定される。
トルク制御部４０Ａにおける演算について詳細に説明する。
偏差演算部４１は、回転数センサ３１で検出されたエンジン実回転数Ｎｒとポテンショメータ２４で検出された制御回転数Ｎθとの偏差ΔＮ（＝Ｎｒ−Ｎθ）を演算し、この偏差ΔＮは補正トルク演算部４４，４５にそれぞれ入力される。各補正トルク演算部４４，４５には、図示のように偏差ΔＮと補正トルクΔＴ１、ΔＴ２の関係が予め記憶されており、この特性から偏差ΔＮに応じた補正トルクΔＴ１，ΔＴ２をそれぞれ演算する。
補正トルク演算部４４の特性によれば、偏差ΔＮが正のとき補正トルクΔＴ１も正であり、偏差ΔＮの増加に伴い補正トルクΔＴ１は比例的に増加する。偏差ΔＮが負のとき補正トルクΔＴ１も負であり、偏差ΔＮの減少に伴い補正トルクΔＴ１は比例的に減少（｜ΔＴ１｜は増加）する。この場合、偏差ΔＮが正のときの特性の傾きは、偏差ΔＮが負のときの特性の傾きに等しい。
一方、補正トルク演算部４５の特性によれば、偏差ΔＮが正のとき補正トルクΔＴ２も正であり、偏差ΔＮの増加に伴い補正トルクΔＴは比例的に増加する。これに対して偏差ΔＮが負のときは、偏差ΔＮが０から所定値Ｎ２までは補正トルクΔＴ２は０であり、偏差ΔＮが所定値Ｎ２より小さくなると偏差ΔＮの減少に伴い補正トルクΔＴ２は比例的に減少する。偏差ΔＮが所定置Ｎ２より小さいときの特性の傾きは、偏差ΔＮが正のときの特性の傾きより急である。
各基準トルク演算部４２，４３には、図示のように制御回転数Ｎθと基準トルクＴＢ１，ＴＢ２の関係が予め記憶され、この特性から制御回転数Ｎθに応じた基準トルクＴＢ１，ＴＢ２をそれぞれ演算する。各係数演算部４６，４７には、図示のように制御回転数Ｎθに対して係数が比例的に増加する特性が予め記憶され、この特性から制御回転数Ｎθに応じた係数を演算する。各乗算部４８，４９は、補正トルク演算部４４，４５で演算された補正トルクΔＴ１，ΔＴ２に係数演算部４６，４７で演算された係数を乗じる。
各加算部５０，５１は、乗算部４８，４９で乗算された補正トルクΔＴと基準トルク演算部４２，４３で演算された基準トルクＴＢ１，ＴＢ２をそれぞれ加算し、目標入力トルクＴ１，Ｔ２を演算する。
選択部５２は、ブレーキスイッチ３２と位置センサ３３と圧力センサ３６からの信号により車両走行か否かを判定する。すなわち、ブレーキスイッチ３２がオフし、かつ、前後進切換弁１３が中立位置以外にあり、かつ、走行ペダル１４ａの操作によるパイロット圧Ｐｔが所定値以上のとき車両走行と判定し、これ以外の条件では車両非走行と判定する。そして、車両走行時には目標入力トルクＴ２を選択し、車両非走行時（例えば作業時）には目標入力トルクＴ１を選択する。
変換部５３は、選択された目標入力トルクＴ１またはＴ２に応じた制御信号ｉを演算する。図示は省略するが、ポンプレギュレータ３０には傾転角調整用シリンダとこのシリンダへの圧油の流れを制御する電磁弁が設けられ、この電磁弁に変換部５３からの制御信号ｉが出力される。これによりポンプ傾転角ｑｐが変更され、入力トルクが目標入力トルクＴ１またはＴ２に制御される。
図７は、回転数制御部４０Ｂの詳細を説明する概念図である。目標回転数演算部６１には、図示のように検出器３５による検出値Ｘと目標回転数Ｎｘの関係が予め記憶されており、この特性から燃料レバー３４の操作量に応じた目標回転数Ｎｘを演算する。目標回転数演算部６２には、図示のように圧力センサによる検出値Ｐｔと目標回転数Ｎｔの関係が予め記憶されており、この特性から走行ペダル１４ａの操作量に応じた目標回転数Ｎｔを演算する。
この場合、各目標回転数演算部６１，６２の特性とも、操作量の増加に伴い目標回転数Ｎｘ，Ｎｔがアイドル回転数Ｎｉから直線的に増加している。目標回転数演算部６１の最大目標回転数Ｎｘｍａｘはエンジン２０の最高回転数よりも低く設定され、目標回転数演算部６２の最大目標回転数Ｎｔｍａｘはエンジン２０の最高回転数にほぼ等しく設定されている。したがって最大目標回転数Ｎｔｍａｘは最大目標回転数Ｎｘｍａｘよりも大きい。
選択部６３は、目標回転数演算部６１，６２で演算された目標回転数Ｎｘ，Ｎｔのうち大きい方の値を選択する。サーボ制御部６４は、選択された回転数（回転数指令値Ｎｉｎ）とポテンショメータ２４により検出されたガバナレバー２１の変位量に相当する制御回転数Ｎθとを比較する。そして、図８に示す手順にしたがって両者が一致するようにパルスモータ２３を制御する。
図８において、まずステップＳ２１で回転数指令値Ｎｉｎと制御回転数Ｎθとをそれぞれ読み込み、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、Ｎθ−Ｎｉｎの結果を回転数差Ａとしてメモリに格納し、ステップＳ２３において、予め定めた基準回転数差Ｋを用いて、｜Ａ｜≧Ｋか否かを判定する。肯定されるとステップＳ２４に進み、回転数差Ａ＞０か否かを判定し、Ａ＞０ならば制御回転数Ｎθが回転数指令値Ｎｉｎよりも大きい、つまり制御回転数が目標回転数よりも高いから、エンジン回転数を下げるためステップＳ２５でモータ逆転を指令する信号をパルスモータ２３に出力する。これによりパルスモータ２３が逆転しエンジン回転数が低下する。
一方、Ａ≦０ならば制御回転数Ｎθが回転数指令値Ｎｉｎよりも小さい、つまり制御回転数が目標回転数よりも低いから、エンジン回転数を上げるためステップＳ２６でモータ正転を指令する信号を出力する。これにより、パルスモータ２３が正転し、エンジン回転数が上昇する。ステップＳ２３が否定されるとステップＳ２７に進んでモータ停止信号を出力し、これによりエンジン回転数が一定値に保持される。ステップＳ２５〜Ｓ２７を実行すると始めに戻る。
次に、本実施の形態に係わる制御装置の特徴的な動作について説明する。
車両走行開始時には、ブレーキスイッチ３２を走行位置に操作し、前後進切換弁１３を前進または後進位置に切り換える。この状態で、例えば燃料レバー３４をアイドル位置に操作するとともに、駆動力を最大に発揮するために走行ペダル１４ａを最大操作すると、油圧ポンプ１０からの圧油により走行モータ５が駆動され、車両が走行を開始する。このとき走行ペダル１４ａによる目標回転数Ｎｔは燃料レバー３４による目標回転数Ｎｘより大きいので、選択部６３は回転数指令値Ｎｉｎとして目標回転数Ｎｔを選択し、図８の手順にしたがい実際の回転数が回転数指令値Ｎｉｎに一致するようにガバナレバー位置を制御する。これによりガバナレバー２１が大きく変位し、図９（ａ）に破線で示すように制御回転数Ｎθが増加する。
制御回転数Ｎθが増加すると実際のエンジン回転数Ｎｒも増加するが、エンジン実回転数Ｎｒが制御回転数Ｎθに達するまでにはタイムラグがあるため、このタイムラグの間は偏差ΔＮは負となる。この場合のエンジン出力トルクＴは図９（ｂ）に示すとおりであり、この特性は図４の特性から導かれる。
車両走行時において、選択部５２は目標入力トルクＴ２を選択する。したがって、トルク制御部４０Ａは補正トルク演算部４５の特性に基づいてスピードセンシングを行う。走行ペダル１４ａの操作開始直後は偏差｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２より大きいため、補正トルク演算部４５は負の補正トルクΔＴ２を演算する。したがって図９（ｂ）に示すように走行開始時の入力トルクＴ２は出力トルクＴよりも小さくなり、エンジンストールを回避することができる。
エンジン実回転数Ｎｒが上昇して偏差｜ΔＮ｜が減少すると、それに伴い負の補正トルクΔＴ２は減少し、偏差｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２以下になると補正トルクΔＴ２は０になる。このように偏差｜ΔＮ｜が０になる前に補正トルクΔＴを０にすることで、入力トルクＴ２を基準トルクＴＢ２相当まで早期に回復することができ、良好な加速性を得ることができる。なお、図９（ｂ）に示すように、入力トルクＴ２が増加する過程で、短期的に入力トルクＴ２が出力トルクＴを上回るおそれがあるが、入出力トルクの差（Ｔ−Ｔ２）は小さいため、実用上問題ない。なお、上記実施の形態は、車両にかかる負荷が大きくなる場合により効果的であり、走行開始時だけでなく登坂走行時においても同様に動作する。
図９（ｂ）の特性Ｔ２０は、従来の入力トルク特性、すなわち偏差ΔＮが負の場合に補正トルクΔＴを一律に０に保持する場合の特性である。この特性によれば、偏差ΔＮが負の場合に入力トルクＴ２０は基準トルクよりも小さくならない。したがって、出力トルクの小さい排ガス対応のエンジンを用いると、走行開始時の入力トルクＴ２０がエンジン出力トルクＴを上回り、エンジンストールを引き起こすおそれがある。
作業時にはブレーキスイッチ３２を作業位置に操作するとともに、前後進切換弁１３を中立位置に切り換える。この状態で走行ペダル１４ａの操作をやめて燃料レバー３４を所定量操作すると、回転数制御部４０Ｂの選択部６３は回転数指令値Ｎｉｎとして燃料レバー３４による目標回転数Ｎｘを選択し、実際の回転数が回転数指令値Ｎｉｎに一致するようにガバナレバー位置を制御する。このときトルク制御部４０Ａの選択部５２は目標入力トルクＴ１を選択し、トルク制御部４０Ａは補正トルク演算部４４の特性に基づいてスピードセンシングを行う。補正トルク演算部４４の偏差ΔＮが負のとき補正トルクΔＴも負であるため、図９（ｃ）に示すように入力トルクＴ１は出力トルクＴよりも常に小さくなる。
本実施の形態によれば以下のような効果を奏することができる。
（１） エンジン実回転数Ｎｒと制御回転数Ｎθの偏差ΔＮが負で、かつ、偏差｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２より大きいときは補正トルクΔＴ２を負にし、｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２以下のときは補正トルクΔＴ２を０にするようにした。これにより排ガス対応のエンジンを用いた場合であっても、走行開始時の入力トルクＴ２を出力トルクＴより小さくすることができ、エンジンストールを防止することができるとともに、良好な加速性を確保することができる。
（２）偏差ΔＮが負で、かつ、偏差｜ΔＮ｜が所定値Ｎ２より大きいときの補正トルクΔＴの傾きを、少なくとも偏差ΔＮが正のときの補正トルクΔＴの傾きより大きくした。これにより、偏差ΔＮが所定値Ｎ２に近づいたときに入力トルクＴ２を早期に基準トルクＴＢ２まで回復することができるとともに、偏差ΔＮが正のときのハンチングも防止できる。
（３）走行と非走行で補正トルクΔＴを算出するための特性を変更し、非走行時には加速性がさほど問題にならないため、偏差ΔＮが負のとき補正トルクΔＴも負になるようにした。これにより、作業時には常に入力トルクＴ１を出力トルクＴ以下に抑えることができる。
なお、上記実施の形態では、偏差ΔＮがＮ２≦ΔＮ≦０の範囲で補正トルクΔＴ２を０にしたが、偏差ΔＮが負の場合に所定値Ｎ２を境にして補正トルクΔＴ２の傾きを２段階に変更するような特性をもつのであれば、補正トルクΔＴ２を必ずしも０にしなくてもよい。
以上では、車両走行時に走行用油圧モータ５の加速性を確保する例を示したが、これに限定されず、例えば車両の上部旋回体を旋回させる旋回用油圧モータに適用してもよい。したがって、操作手段も走行ペダル１４ａに限定されない。
【産業上の利用の可能性】
以上では、建設機械としてホイール式油圧ショベルを例に挙げて説明したが、ホイール式以外の建設機械にも本発明を適用することができる。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記原動機の実回転数を検出する回転数検出手段とを有する建設機械における制御装置において、
前記操作手段の操作量に応じて前記原動機の回転数を制御する原動機制御手段と、
前記回転数検出手段により検出された実回転数と前記操作手段の操作による制御回転数との偏差に応じて前記油圧ポンプの入力トルクを増減する入力トルク制御手段とを備え、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のとき、入力トルクを減少するような制御を行うことを特徴とする建設機械の制御装置。
【請求項２】
原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記原動機の実回転数を検出する回転数検出手段とを有する建設機械における制御装置において、
前記操作手段の操作量に応じて前記原動機の回転数を制御する原動機制御手段と、
前記回転数検出手段により検出された実回転数と前記操作手段の操作による制御回転数との偏差に応じて前記油圧ポンプの入力トルクを増減する入力トルク制御手段とを備え、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のとき、偏差が前記所定値未満のときより入力トルクを大きく減少するような制御を行うことを特徴とする建設機械の制御装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載の建設機械の制御装置において、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が前記所定値未満のときには、入力トルクの増減量を０にする。
【請求項４】
請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置において、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より小さいとき、その偏差の増加に伴い入力トルクを増加するような制御を行い、
制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が前記所定値以上のときの入力トルクの変化率を、制御回転数が実回転数より小さいときの入力トルクの変化率よりも大きくする。
【請求項５】
請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置において、
前記油圧アクチュエータは、走行用油圧モータであり、前記操作手段は走行ペダルである。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載の建設機械の制御装置において、
走行、非走行を検出する走行検出手段を備え、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より大きいときに前記走行検出手段により非走行が検出されると、走行が検出されたときよりも入力トルクを大きく減少する。
【請求項７】
原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記原動機の実回転数を検出する回転数検出手段と、
請求の範囲第１項〜第６項に記載の制御装置とを備えるホイール式油圧ショベル。
【請求項８】
原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータとを少なくとも有する油圧回路により入力される入力トルク演算方法は、
前記原動機の制御回転数と実回転数の偏差に応じた基準トルクを演算し、
制御回転数が実回転数よりも大きく、かつ、その偏差が所定値以下のときには補正トルクを０にし、偏差が前記所定値以上のときは補正トルクを負の値とし、
この補正トルクに前記基準トルクを加算して入力トルクを演算する。
【請求項１】
原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記原動機の実回転数を検出する回転数検出手段とを有する建設機械における制御装置において、
前記操作手段の操作量に応じて前記原動機の回転数を制御する原動機制御手段と、
前記回転数検出手段により検出された実回転数と前記操作手段の操作による制御回転数との偏差に応じて前記油圧ポンプの入力トルクを増減する入力トルク制御手段とを備え、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のとき、入力トルクを減少するような制御を行うことを特徴とする建設機械の制御装置。
【請求項２】
原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記原動機の実回転数を検出する回転数検出手段とを有する建設機械における制御装置において、
前記操作手段の操作量に応じて前記原動機の回転数を制御する原動機制御手段と、
前記回転数検出手段により検出された実回転数と前記操作手段の操作による制御回転数との偏差に応じて前記油圧ポンプの入力トルクを増減する入力トルク制御手段とを備え、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が所定値以上のとき、偏差が前記所定値未満のときより入力トルクを大きく減少するような制御を行うことを特徴とする建設機械の制御装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載の建設機械の制御装置において、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が前記所定値未満のときには、入力トルクの増減量を０にする。
【請求項４】
請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置において、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より小さいとき、その偏差の増加に伴い入力トルクを増加するような制御を行い、
制御回転数が実回転数より大きく、かつ、その偏差が前記所定値以上のときの入力トルクの変化率を、制御回転数が実回転数より小さいときの入力トルクの変化率よりも大きくする。
【請求項５】
請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置において、
前記油圧アクチュエータは、走行用油圧モータであり、前記操作手段は走行ペダルである。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載の建設機械の制御装置において、
走行、非走行を検出する走行検出手段を備え、
前記入力トルク制御手段は、制御回転数が実回転数より大きいときに前記走行検出手段により非走行が検出されると、走行が検出されたときよりも入力トルクを大きく減少する。
【請求項７】
原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、
この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記原動機の実回転数を検出する回転数検出手段と、
請求の範囲第１項〜第６項に記載の制御装置とを備えるホイール式油圧ショベル。
【請求項８】
原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される油圧アクチュエータとを少なくとも有する油圧回路により入力される入力トルク演算方法は、
前記原動機の制御回転数と実回転数の偏差に応じた基準トルクを演算し、
制御回転数が実回転数よりも大きく、かつ、その偏差が所定値以下のときには補正トルクを０にし、偏差が前記所定値以上のときは補正トルクを負の値とし、
この補正トルクに前記基準トルクを加算して入力トルクを演算する。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０２９４６０
【国際公開日】平成１６年４月８日（２００４．４．８）
【発行日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５３９４３９（Ｐ２００４−５３９４３９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００２／００９９６７
【国際出願日】平成１４年９月２６日（２００２．９．２６）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年４月８日（２００４．４．８）
【発行日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００２／００９９６７
【国際出願日】平成１４年９月２６日（２００２．９．２６）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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