(57)【要約】【課題】基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める演算を要せずに、迅速にエンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができる。【解決手段】可変容量型油圧ポンプ１２の吐出圧を検出する吐出圧検出器１７と、可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角を検出する傾転角検出器１９と、エンジン１とターボ式過給器４とを連絡する給気ライン５に設けられ、この給気ライン５に導かれた吸入空気量を検出する吸入空気量検出器２１とを備えるとともに、吐出圧検出器１７で検出された吐出圧と、傾転角検出器１９で検出された傾転角と、吸入空気量検出器２１で検出された吸入空気量とに基づいてポンプ入力トルク目標値を求める演算を行うコントローラ１５を備え、演算されたポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号を、レギュレータ１３に出力させて可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角を制御する構成にしてある。【選択図】図１
2007270820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンに圧縮空気を供給するターボ式過給器と、上記エンジンによって駆動される可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御するレギュレータとを有する作業機械のポンプトルク制御装置において、
上記可変容量型油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、上記可変容量型油圧ポンプの傾転角を検出する傾転角検出器とを備えるとともに、
上記吐出圧検出器で検出された吐出圧と、上記傾転角検出器で検出された傾転角と、上記エンジンと上記ターボ式過給器とを連絡する給気ラインに導かれる吸入空気量とに基づいてポンプ入力トルク目標値を求める演算を行うコントローラを備え、
このコントローラで演算された上記ポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号を、上記レギュレータに出力させて上記可変容量型油圧ポンプの傾転角を制御することを特徴とする作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項２】
上記請求項１記載の発明において、
上記給気ラインに設けられ、上記吸入空気量を検出する吸入空気量検出器を備え、
上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係を記憶するとともに、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴とする作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項３】
上記請求項１記載の発明において、
上記エンジンの回転数を制御するエンジンコントロールダイヤルの角度を検出するエンジンコントロールダイヤル角度検出器を備え、
上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、エンジンコントロールダイヤル角度と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴とする作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項４】
上記請求項１記載の発明において、
上記エンジンから排出される排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出器を備え、
上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、排気ガス温度と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴とする作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項５】
上記請求項１記載の発明において、
上記タービン式過給器の排気タービンの回転数を検出するタービン回転数検出器を備え、
上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、タービン回転数と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴とする作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項６】
上記請求項１記載の発明において、
上記ターボ式過給器の遠心式圧縮機の出口空気温度を検出する遠心式圧縮機出口空気温度検出器を備え、
上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、遠心式圧縮機出口空気温度と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴とする作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項７】
上記請求項１記載の発明において、
上記ターボ式過給器の遠心式圧縮機で圧縮された吸入空気の過給圧を検出する過給圧検出器を備え、
上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、過給圧と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴とする作業機械のポンプトルク制御装置。
【請求項８】
上記請求項１〜７のいずれか１項記載の発明において、
上記コントローラでポンプトルク目標値を求める演算を行う際に、エンジンストールを生じさせないポンプ入力トルク目標値を求める演算を行うことを特徴とする作業機械のポンプトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に備えられ、エンジンの出力トルクと可変容量型油圧ポンプの入力トルクとのマッチングを実現させる作業機械のポンプトルク制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、作業環境に応じて予め設定される基準エンジン回転数と、現実のエンジン回転数との誤差を演算し、この演算された誤差に応じてエンジンの基準出力トルクを調整し、その調整された基準出力トルクに応じたポンプ入力トルクとし、これによりエンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させるようにしたものである。
【特許文献１】特開平１０−１４１１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来技術では、基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数との誤差を求める煩雑な演算を要し、したがってこの演算に時間がかかる問題がある。これに伴ってエンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させるために時間がかかる。すなわち、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとの間で応答遅れを生じる。このために、この作業機械で実施される各操作の操作性が低下しやすい。
【０００４】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める演算を要することなく、迅速にエンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができる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】
【０００５】
この目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンに圧縮空気を供給するターボ式過給器と、上記エンジンによって駆動される可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプの押しのけ容積を制御するレギュレータとを有する作業機械のポンプトルク制御装置において、上記可変容量型油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出器と、上記可変容量型油圧ポンプの傾転角を検出する傾転角検出器とを備えるとともに、上記吐出圧検出器で検出された吐出圧と、上記傾転角検出器で検出された傾転角と、上記エンジンと上記ターボ式過給器とを連絡する給気ラインに導かれる吸入空気量とに基づいてポンプ入力トルク目標値を求める演算を行うコントローラを備え、このコントローラで演算された上記ポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号を、上記レギュレータに出力させて上記可変容量型油圧ポンプの傾転角を制御することを特徴としている。
【０００６】
このように構成した本発明は、コントローラにおいて、吐出圧検出器で検出された吐出圧と傾転角検出器によって検出された傾転角とに基づいて、ポンプ入力トルクを求める演算が行われ、このポンプ入力トルクに相応するエンジン出力トルクが求められる。さらに、エンジンに吸入される空気量はエンジン出力トルクと関数関係を有することから、給気ラインに導かれる吸入空気量に応じた現実のエンジン出力トルクが求められる。この現実のエンジン出力トルクに応じて、上述のポンプ入力トルクを調整し、ポンプ入力トルク目標値を求めることが行われる。求められたポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号がレギュレータに出力される。
【０００７】
したがって、可変容量型油圧ポンプの傾転角が現実のエンジン出力トルクに相応するポンプ入力トルクとなるように制御される。このようにして、基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める演算を要することなく、エンジンの吸入空気量に応じて迅速に、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができる。
【０００８】
また、本発明は、上記発明において、上記給気ラインに設けられ、上記吸入空気量を検出する吸入空気量検出器を備え、上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係を記憶するとともに、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、上記発明において、上記エンジンの回転数を制御するエンジンコントロールダイヤルの角度を検出するエンジンコントロールダイヤル角度検出器を備え、上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、エンジンコントロールダイヤル角度と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明は、上記発明において、上記エンジンから排出される排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出器を備え、上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、排気ガス温度と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、上記タービン式過給器の排気タービンの回転数を検出するタービン回転数検出器を備え、上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、タービン回転数と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、上記発明において、上記ターボ式過給器の遠心式圧縮機の出口空気温度を検出する遠心式圧縮機出口空気温度検出器を備え、上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、遠心式圧縮機出口空気温度と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記発明において、上記ターボ式過給器の遠心式圧縮機で圧縮された吸入空気の過給圧を検出する過給圧検出器を備え、上記コントローラが、上記傾転角と上記吐出圧との関数関係と、上記吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係とを記憶するとともに、過給圧と上記吸入空気量との関数関係を記憶する記憶部を有することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記発明において、上記コントローラでポンプトルク目標値を求める演算を行う際に、エンジンストールを生じさせないポンプ入力トルク目標値を求める演算を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、従来のように基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める演算を要することなく、エンジンの吸入空気量に応じて迅速に、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができ、これにより従来のようなエンジン出力トルクとポンプ入力トルクとの間の応答遅れを少なくし、この作業機械で実施される各操作の操作性を向上させることができる。
【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いて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る作業機械のポンプトルク制御装置の第１実施形態を示す油圧回路図、図２は図１に示す第１実施形態に備えられるコントローラの構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示すように第１実施形態は、作業機械例えば油圧ショベルに備えられるものであり、エンジン１と、このエンジン１に供給ライン３を介して燃料を供給する燃料噴射ポンプ２とを備えている。また、エンジン１に圧縮空気を供給するターボ式過給器４と、外部の空気をエンジン１へ導く給気ライン５と、エンジン１からの排気ガスを外部へ排出する排出ライン６とを備えている。給気ライン５には、過給のために外部から取り入れた空気を圧縮するターボ式過給器４の遠心式圧縮機７と、この遠心式圧縮機７で圧縮された空気を冷却するインタークーラ８と、エンジン１へ送る空気の流量を調節するスロットルバルブ９を配置してある。排気ライン６には、給気ライン５側の遠心式圧縮機７を駆動するターボ式過給器４の排気タービン１０と、この排気タービン１０の下流側に設けたマフラー１１とを配置してある。
【００１９】
また、エンジン１によって駆動される可変容量型油圧ポンプ１２と、この可変容量型油圧ポンプ１２の押しのけ容積、すなわち傾転角を制御するレギュレータ１３と、このレギュレータ１３を駆動する制御信号を信号ライン１６を介して出力するコントローラ１５と、可変容量型油圧ポンプ１２から吐出される圧油によって駆動し、ブーム、アーム、バケット等を作動させる油圧アクチュエータ、及びこれらの油圧アクチュエータを制御するコントロールバルブ等が含まれる油圧駆動回路１４とを備えている。
【００２０】
特にこの第１実施形態は、可変容量型油圧ポンプ１２の吐出圧を検出し、信号ライン１８を介してコントローラ１５に出力する吐出圧検出器１７と、可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角を検出し、信号ライン２０を介してコントローラ１５に出力する傾転角検出器１９と、上述の給気ライン５のスロットルバルブ９の下流に配置され、エンジン１に吸入される吸入空気量を検出し、信号ライン２２を介してコントローラ１５に出力する吸入空気量検出器２１とを備えている。
【００２１】
コントローラ１５は、図２に示すように、吐出圧検出器１７から出力される吐出圧、傾転角検出器１７から出力される傾転角、及び吸入空気量検出器２１から出力される吸入空気量が入力される入力部１５ａ、上述の制御信号をレギュレータ２に出力する出力部１５ｂと、記憶部１５ｃと、各種の演算処理を実行する演算処理部１５ｄとを備えている。
【００２２】
コントローラ１５の記憶部１５ｃには、図４に示すように、可変容量型油圧ポンプ１２に関連した傾転角と吐出圧との関数関係、すなわちＰ−Ｑ線図がパラメータとして予め記憶されるとともに、図３に示すように、エンジン１の吸入空気量とエンジン出力トルクとの関数関係が予め記憶されている。上述の吸入空気量とエンジン出力トルクとの間には、ほぼ比例的な関係が存在することを発明者は確認している。
【００２３】
上述したコントローラ１５、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、吸入空気量検出器２１、及びレギュレータ１３によって、この第１実施形態に係るポンプトルク制御装置が構成されている。すなわち、この第１実施形態におけるコントローラ１５は、吐出圧検出器１７で検出された吐出圧と、傾転角検出器１９で検出された傾転角と、吸入空気量検出器２１で検出された吸入空気量とに基づいて、エンジンストールを生じさせないポンプ入力トルク目標値を演算し、そのポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号をレギュレータ１３に出力するものである。
【００２４】
このように構成したこの第１実施形態は、エンジン１の駆動によって可変容量型油圧ポンプ１２が駆動し、油圧駆動回路１４に圧油が供給されて、例えばブーム、アーム、バケット等による掘削作業などが実施されている状態において、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、及び吸入空気量検出器２１から出力される吐出圧、傾転角、及び吸入空気量がコントローラ１５の入力部１５ａから演算処理部１５ｄに入力される。演算処理部１５ｄでは、入力した吐出圧と傾転角とに基づいて、ポンプ入力トルクすなわち該当するＰ−Ｑ線図を求める演算を行う。
【００２５】
今、例えば吸入空気量がＡ１であったとすると、演算処理部１５ｄにおいて、記憶部１５ｃに記憶される図３の関数関係から、Ａ１に対応するエンジン出力トルクＢ１が求められる。このエンジン出力トルクＢ１よりも大きくならない範囲で、しかもエンジン出力トルクＢ１に近い値を取り得るものとして、上述のＰ−Ｑ線図は、記憶部１５ｃに記憶される図４のＦ１と求められる。すなわち、ポンプ入力トルク目標値が求められる。このＦ１のＰ−Ｑ線図に基づいて、吐出圧に相応する傾転角が求められる。その傾転角に相応する制御信号がレギュレータ１３に出力される。したがって、可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角が、吸入空気量Ａ１に応じた現実のエンジン出力トルクに相応するポンプ入力トルクとするように制御される。
【００２６】
また、このような状態から例えば吸入空気量がＡ１よりも小さいＡ２になったとすると、演算処理部１５ｄにおいて、記憶部１５ｃに記憶される図３の関数関係から、Ａ２に対応するエンジン出力トルクＢ２、すなわち上述のＢ１よりも小さいＢ２と求められる。このエンジン出力トルクＢ２よりも大きくならない範囲で、しかもエンジン出力トルクＢ２に近い値を取り得るものとして、上述のＰ−Ｑ線図は、記憶部１５ｃに記憶される図４のＦ２と求められる。すなわち、ポンプ入力トルク目標値が求められる。このＦ２のＰ−Ｑ線図に基づいて、吐出圧に相応する傾転角が求められる。その傾転角に相応する制御信号がレギュレータ１３に出力される。したがって、可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角が、吸入空気量Ａ２に応じた現実のエンジン出力トルクに相応するポンプ入力トルクとするように制御される。
【００２７】
以上のように構成した本実施形態によれば、上述した従来技術におけるような基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める煩雑な演算を要することなく、エンジン１の吸入空気量を検出することによって迅速に、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができる。これにより、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとの間の応答遅れを少なくし、この油圧ショベルで実施される各操作の操作性を向上させることができる。
【００２８】
図５は本発明の第２実施形態を示す回路ブロック図、図６は図５に示すコントローラの記憶部に記憶されるコントロールダイヤル角度と吸入空気量との関数関係を示す図である。
【００２９】
図５に示す本発明の第２実施形態は、エンジン１の回転数を制御するエンジンコントロールダイヤルの角度を検出し、信号ライン３３を介してコントローラ１５に出力するエンジンコントロールダイヤル角度検出器２３を備えている。また、コントローラ１５の記憶部１５ｃには、第１実施形態におけるのと同様に、可変容量型油圧ポンプ１２に関連した傾転角と吐出圧との図４に示す関数関係と、エンジン１の吸入空気量とエンジン出力トルクとの図３に示す関数関係を予め記憶させてあるとともに、図６に示すように、エンジンコントロールダイヤル角度と吸入空気量との関数関係を予め記憶させてある。上述のエンジンコントロールダイヤル角度と吸入空気量との間には、ほぼ比例的な関係が存在することを発明者は確認している。
【００３０】
他の構成は、第１実施形態における構成から吸入空気量検出器２１及び信号ライン２２を除いた構成と同等である。
【００３１】
上述したコントローラ１５、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、エンジンコントロールダイヤル角度検出器２３、及びレギュレータ１３によって、この第２実施形態に係るポンプトルク制御装置が構成されている。すなわち、この第２実施形態におけるコントローラ１５は、吐出圧検出器１７で検出された吐出圧と、傾転角検出器１９で検出された傾転角と、エンジンコントロールダイヤル角度検出器２３で検出されたエンジンコントロールダイヤル角度に相応する吸入空気量とに基づいて、エンジンストールを生じさせないポンプ入力トルク目標値を演算し、そのポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号をレギュレータ１３に出力するものである。
【００３２】
この第２実施形態では、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、及びエンジンコントロールダイヤル角度検出器２３から出力される吐出圧、傾転角、及びエンジンコントロールダイヤル角度がコントローラ１５の入力部１５ａから演算処理部１５ｄに入力される。演算処理部１５ｄは、入力した吐出圧と傾転角に基づいて、ポンプ入力トルクすなわち図４に示すような該当するＰ−Ｑ線図を求める演算を行なう。また、エンジンコントロールダイヤル角度検出器２３で検出されたエンジンコントロールダイヤル角度に応じた吸入空気量が記憶部１５ｃに記憶されている図６の関係から求められ、さらに、この求められた吸入空気量に応じたエンジン出力トルクが、記憶部１５ｃに記憶されている図３の関係から求められる。このようにして求められたエンジン出力トルクより大きくしない範囲で、しかも求められたエンジン出力トルクに近い値を取り得るものとして、上述のＰ−Ｑ線図が求められる。このようにして求められたＰ−Ｑ線図に基づいて、吐出圧に相応する傾転角が求められる。その傾転角に相応する制御信号がレギュレータ１３に出力される。したがって、可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角が給気ライン５に導かれる吸入空気量に応じた現実のエンジン出力トルクに相応するポンプ入力トルクとするように制御される。
【００３３】
このように構成した第２実施形態も、基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める煩雑な演算を要することなく、エンジンコントロールダイヤル角度を検出することによって迅速に、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができ、上述した第１実施形態と同等の効果が得られる。
【００３４】
図７は本発明の第３実施形態を示す回路ブロック図、図８は図７に示すコントローラの記憶部で記憶される排気ガス温度と吸入空気量との関数関係を示す図である。
【００３５】
図７に示す本発明の第３実施形態は、エンジン１から排出される排気ガスの温度を検出し、信号ライン３４を介してコントローラ１５に出力する排気ガス温度検出器２４を備えている。また、コントローラ１５の記憶部１５ｃには、第１実施形態におけるのと同様に、可変容量型油圧ポンプ１２に関連した傾転角と吐出圧との図４に示す関数関係と、エンジン１の吸入空気量とエンジン出力トルクとの図３に示す関数関係を予め記憶させてあるとともに、図８に示すように、排気ガス温度と吸入空気量との関数関係を予め記憶させてある。上述の排気ガス温度と吸入空気量との間には、ほぼ比例的な関係が存在することを発明者は確認している。
【００３６】
他の構成は、第１実施形態における構成から吸入空気量検出器２１及び信号ライン２２を除いた構成と同等である。
【００３７】
上述したコントローラ１５、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、排気ガス温度検出器２４、及びレギュレータ１３によって、この第３実施形態に係るポンプトルク制御装置が構成されている。すなわち、この第３実施形態におけるコントローラ１５は、吐出圧検出器１７で検出された吐出圧と、傾転角検出器１９で検出された傾転角と、排気ガス温度検出器２４で検出された排気ガス温度に相応する吸入空気量とに基づいて、エンジンストールを生じさせないポンプ入力トルク目標値を演算し、そのポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号をレギュレータ１３に出力するものである。
【００３８】
この第３実施形態では、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、及び排気ガス温度検出器２４から出力される吐出圧、傾転角、及び排気ガス温度がコントローラ１５の入力部１５ａから演算処理部１５ｄに入力される。演算処理部１５ｄは、入力した吐出圧と傾転角に基づいて、ポンプ入力トルクすなわち図４に示すような該当するＰ−Ｑ線図を求める演算を行なう。また、排気ガス温度検出器２４で検出された排気ガス温度に応じた吸入空気量が記憶部１５ｃに記憶されている図８の関係から求められ、さらに、この求められた吸入空気量に応じたエンジン出力トルクが、記憶部１５ｃに記憶されている図３の関係から求められる。このようにして求められたエンジン出力トルクより大きくしない範囲で、しかも求められたエンジン出力トルクに近い値を取り得るものとして、上述のＰ−Ｑ線図が求められる。このようにして求められたＰ−Ｑ線図に基づいて、吐出圧に相応する傾転角が求められる。その傾転角に相応する制御信号がレギュレータ１３に出力される。したがって、可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角が給気ライン５に導かれる吸入空気量に応じた現実のエンジン出力トルクに相応するポンプ入力トルクとするように制御される。
【００３９】
このように構成した第３実施形態も、基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める煩雑な演算を要することなく、排気ライン６の排気ガス温度を検出することによって迅速に、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができ、上述した第１実施形態と同等の効果が得られる。
【００４０】
図９は本発明の第４実施形態を示す回路ブロック図、図１０は図９に示すコントローラの記憶部に記憶されるタービン回転数と吸入空気量の関数関係を示す図である。
【００４１】
図９に示す本発明の第４実施形態は、排気タービン１０の回転数を検出し、信号ライン３５を介してコントローラ１５に出力するタービン回転数検出器２５を備えている。また、コントローラ１５の記憶部１５ｃには、第１実施形態におけるのと同様に、可変容量型油圧ポンプ１２に関連した傾転角と吐出圧との図４に示す関数関係と、エンジン１の吸入空気量とエンジン出力トルクとの図３に示す関数関係を予め記憶させてあるとともに、図１０に示すように、排気タービン１０の回転数と吸入空気量との関数関係を予め記憶させてある。上述の排気タービン１０の回転数と吸入空気量との間には、ほぼ比例的な関係が存在することを発明者は確認している。
【００４２】
他の構成は、第１実施形態における構成から吸入空気量検出器２１及び信号ライン２２を除いた構成と同等である。
【００４３】
上述したコントローラ１５、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、タービン回転数検出器２５、及びレギュレータ１３によって、この第４実施形態に係るポンプトルク制御装置が構成されている。すなわち、この第４実施形態におけるコントローラ１５は、吐出圧検出器１７で検出された吐出圧と、傾転角検出器１９で検出された傾転角と、タービン回転数検出器２５で検出された排気タービン１０の回転数に相応する吸入空気量とに基づいて、エンジンストールを生じさせないポンプ入力トルク目標値を演算し、そのポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号をレギュレータ１３に出力するものである。
【００４４】
この第４実施形態では、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、及びタービン回転数検出器２５から出力される吐出圧、傾転角、及び排気タービン１０の回転数がコントローラ１５の入力部１５ａから演算処理部１５ｄに入力される。演算処理部１５ｄは、入力した吐出圧と傾転角に基づいて、ポンプ入力トルクすなわち図４に示すような該当するＰ−Ｑ線図を求める演算を行なう。また、タービン回転数検出器２５で検出された排気タービン１０の回転数に応じた吸入空気量が記憶部１５ｃに記憶されている図１０の関係から求められ、さらに、この求められた吸入空気量に応じたエンジン出力トルクが、記憶部１５ｃに記憶されている図３の関係から求められる。このようにして求められたエンジン出力トルクより大きくしない範囲で、しかも求められたエンジン出力トルクに近い値を取り得るものとして、上述のＰ−Ｑ線図が求められる。このようにして求められたＰ−Ｑ線図に基づいて、吐出圧に相応する傾転角が求められる。その傾転角に相応する制御信号がレギュレータ１３に出力される。したがって、可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角が給気ライン５に導かれる吸入空気量に応じた現実のエンジン出力トルクに相応するポンプ入力トルクとするように制御される。
【００４５】
このように構成した第４実施形態も、基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める煩雑な演算を要することなく、排気タービン１０の回転数を検出することによって迅速に、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができ、上述した第１実施形態と同等の効果が得られる。
【００４６】
図１１は本発明の第５実施形態を示す回路ブロック図、図１２は図１１に示すコントローラの記憶部に記憶される遠心式圧縮機出口空気温度と吸入空気量との関数関係を示す図である。
【００４７】
図１１に示す本発明の第５実施形態は、ターボ式過給器４の遠心式圧縮機７の出口空気温度を検出し、信号ライン３６を介してコントローラ１５に出力する遠心式圧縮機出口空気温度検出器２６を備えている。また、コントローラ１５の記憶部１５ｃには、第１実施形態におけるのと同様に、可変容量型油圧ポンプ１２に関連した傾転角と吐出圧との図４に示す関数関係と、エンジン１の吸入空気量とエンジン出力トルクとの図３に示す関数関係を予め記憶させてあるとともに、図１２に示すように、遠心式圧縮機出口空気温度と吸入空気量との関数関係を予め記憶させてある。上述の遠心式圧縮機出口空気温度と吸入空気量との間には、ほぼ比例的な関係が存在することを発明者は確認している。
【００４８】
他の構成は、第１実施形態における構成から吸入空気量検出器２１及び信号ライン２２を除いた構成と同等である。
【００４９】
上述したコントローラ１５、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、遠心式圧縮機出口空気温度検出器２６、及びレギュレータ１３によって、この第５実施形態に係るポンプトルク制御装置が構成されている。すなわち、この第５実施形態におけるコントローラ１５は、吐出圧検出器１７で検出された吐出圧と、傾転角検出器１９で検出された傾転角と、遠心式圧縮機出口空気温度検出器２６で検出された遠心式圧縮機７の出口空気温度に相応する吸入空気量とに基づいて、エンジンストールを生じさせないポンプ入力トルク目標値を演算し、そのポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号をレギュレータ１３に出力するものである。
【００５０】
この第５実施形態では、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、及び遠心式圧縮機出口空気温度検出器２６から出力される吐出圧、傾転角、及び遠心式圧縮機７の出口空気温度がコントローラ１５の入力部１５ａから演算処理部１５ｄに入力される。演算処理部１５ｄは、入力した吐出圧と傾転角に基づいて、ポンプ入力トルクすなわち図４に示すような該当するＰ−Ｑ線図を求める演算を行なう。また、遠心式圧縮機出口空気温度検出器２６で検出された遠心式圧縮機７の出口空気温度に応じた吸入空気量が記憶部１５ｃに記憶されている図１２の関係から求められ、さらに、この求められた吸入空気量に応じたエンジン出力トルクが、記憶部１５ｃに記憶されている図３の関係から求められる。このようにして求められたエンジン出力トルクより大きくしない範囲で、しかも求められたエンジン出力トルクに近い値を取り得るものとして、上述のＰ−Ｑ線図が求められる。このようにして求められたＰ−Ｑ線図に基づいて、吐出圧に相応する傾転角が求められる。その傾転角に相応する制御信号がレギュレータ１３に出力される。したがって、可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角が給気ライン５に導かれる吸入空気量に応じた現実のエンジン出力トルクに相応するポンプ入力トルクとするように制御される。
【００５１】
このように構成した第５実施形態も、基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める煩雑な演算を要することなく、遠心式圧縮機７の出口空気温度を検出することによって迅速に、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができ、上述した第１実施形態と同等の効果が得られる。
【００５２】
図１３は本発明の第６実施形態を示す回路ブロック図、図１４は図１３に示すコントローラの記憶部に記憶される過給圧と吸入空気量との関数関係を示す図である。
【００５３】
図１３に示す本発明の第６実施形態は、ターボ式過給器４の遠心式圧縮機７で圧縮された吸入空気の過給圧を検出し、信号ライン３７を介してコントローラ１５に出力する過給圧検出器２７を備えている。また、コントローラ１５の記憶部１５ｃには、第１実施形態におけるのと同様に、可変容量型油圧ポンプ１２に関連した傾転角と吐出圧との図４に示す関数関係と、エンジン１の吸入空気量とエンジン出力トルクとの図３に示す関数関係を予め記憶させてあるとともに、図１４に示すように、過給圧と吸入空気量との関数関係を予め記憶させてある。上述の過給圧と吸入空気量との間には、ほぼ比例的な関係が存在することを発明者は確認している。
【００５４】
他の構成は、第１実施形態における構成から吸入空気量検出器２１及び信号ライン２２を除いた構成と同等である。
【００５５】
上述したコントローラ１５、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、過給圧検出器２７、及びレギュレータ１３によって、この第６実施形態に係るポンプトルク制御装置が構成されている。すなわち、この第６実施形態におけるコントローラ１５は、吐出圧検出器１７で検出された吐出圧と、傾転角検出器１９で検出された傾転角と、過給圧検出器２７で検出された過給圧に相応する吸入空気量とに基づいて、エンジンストールを生じさせないポンプ入力トルク目標値を演算し、そのポンプ入力トルク目標値に相応する制御信号をレギュレータ１３に出力するものである。
【００５６】
この第２実施形態では、吐出圧検出器１７、傾転角検出器１９、及び過給圧検出器２７から出力される吐出圧、傾転角、及び過給圧がコントローラ１５の入力部１５ａから演算処理部１５ｄに入力される。演算処理部１５ｄは、入力した吐出圧と傾転角に基づいて、ポンプ入力トルクすなわち図４に示すような該当するＰ−Ｑ線図を求める演算を行なう。また、過給圧検出器２７で検出された過給圧に応じた吸入空気量が記憶部１５ｃに記憶されている図１４の関係から求められ、さらに、この求められた吸入空気量に応じたエンジン出力トルクが、記憶部１５ｃに記憶されている図３の関係から求められる。このようにして求められたエンジン出力トルクより大きくしない範囲で、しかも求められたエンジン出力トルクに近い値を取り得るものとして、上述のＰ−Ｑ線図が求められる。このようにして求められたＰ−Ｑ線図に基づいて、吐出圧に相応する傾転角が求められる。その傾転角に相応する制御信号がレギュレータ１３に出力される。したがって、可変容量型油圧ポンプ１２の傾転角が給気ライン５に導かれる吸入空気量に応じた現実のエンジン出力トルクに相応するポンプ入力トルクとするように制御される。
【００５７】
このように構成した第６実施形態も、基準エンジン回転数と現実のエンジン回転数の誤差を求める煩雑な演算を要することなく、過給圧を検出することによって迅速に、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとのマッチングを実現させることができ、上述した第１実施形態と同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る作業機械のポンプトルク制御装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１実施形態に備えられるコントローラの構成を示す回路ブロック図である。
【図３】図２に示すコントローラの記憶部に記憶される吸入空気量とエンジン出力トルクの関数関係を示す図である。
【図４】図２に示すコントローラの記憶部に記憶される傾転角と吐出圧の関数関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す回路ブロック図である。
【図６】図５に示すコントローラの記憶部に記憶されるコントロールダイヤル角度と吸入空気量との関数関係を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態を示す回路ブロック図である。
【図８】図７に示すコントローラの記憶部で記憶される排気ガス温度と吸入空気量との関数関係を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態を示す回路ブロック図である。
【図１０】図９に示すコントローラの記憶部に記憶されるタービン回転数と吸入空気量の関数関係を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態を示す回路ブロック図である。
【図１２】図１１に示すコントローラの記憶部に記憶される遠心式圧縮機出口空気温度と吸入空気量との関数関係を示す図である。
【図１３】本発明の第６実施形態を示す回路ブロック図である。
【図１４】図１３に示すコントローラの記憶部に記憶される過給圧と吸入空気量との関数関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    エンジン
４    ターボ式過給器
５    給気ライン
６    排気ライン
７    遠心式圧縮機
１０    排気タービン
１２    可変容量型油圧ポンプ
１３    レギュレータ
１４    油圧駆動回路
１５    コントローラ
１５ａ  入力部
１５ｂ  出力部
１５ｃ  記憶部
１５ｄ  演算処理部
１６    信号ライン
１７    吐出圧検出器
１８    信号ライン
１９    傾転角検出器
２０    信号ライン
２１    吸入空気量検出器
２２    信号ライン
２３    エンジンコントロールダイヤル角度検出器
２４    排気ガス温度検出器
２５    タービン回転数検出器
２６    遠心式圧縮機出口空気温度検出器
２７    過給圧検出器
３３    信号ライン
３４    信号ライン
３５    信号ライン
３６    信号ライン
３７    信号ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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