JP2007270820A

JP2007270820A - Pump torque control device for working machine

Info

Publication number: JP2007270820A
Application number: JP2006264006A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Yokoyama; 明義横山
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2007-10-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To promptly achieve matching of engine output torque and pump input torque without requiring operation to determine an error between reference engine speed and actual engine speed. <P>SOLUTION: This pump torque control device for a working machine is provided with a discharge pressure detector 17 for detecting discharge pressure of a variable displacement hydraulic pump 12, a tilting and rotating angle detector 19 for detecting a tilting and rotating angle of the variable displacement hydraulic pump 12, and an suction air amount detector 21 provided in an air supply line 5 for connecting an engine 1 with a turbosupercharger 4 and detecting suction air amount guided to the air supply line 5. The pump torque control device is further provided with a controller 15 for performing operation for calculating a pump input torque target value based on the discharge pressure detected by the discharge pressure detector 17, the tilting and rotating angle detected by the tilting and rotating angle detector 19 and the suction air amount detected by the suction air amount detector 21. A control signal corresponding to the calculated pump input torque target value is output to a regulator 13, so as to control the tilting and rotating angle of the variable displacement hydraulic pump 12. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

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。 The present invention relates to a pump torque control device for a work machine that is provided in a work machine such as a hydraulic excavator and realizes matching between an output torque of an engine and an input torque of a variable displacement hydraulic pump.

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。
特開平１０−１４１１１０号公報 There exists a thing shown by patent document 1 as this type of prior art. This prior art calculates an error between a reference engine speed set in advance according to a work environment and an actual engine speed, and adjusts a reference output torque of the engine according to the calculated error. The pump input torque corresponding to the adjusted reference output torque is used, thereby matching the engine output torque and the pump input torque.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-141110

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。 The above-described prior art requires a complicated calculation for obtaining an error between the reference engine speed and the actual engine speed, and thus has a problem that it takes time. Along with this, it takes time to realize matching between the engine output torque and the pump input torque. That is, a response delay occurs between the engine output torque and the pump input torque. For this reason, the operativity of each operation implemented with this work machine tends to fall.

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。 The present invention has been made from the actual situation in the prior art described above, and its purpose is to quickly calculate the engine output torque and the pump input torque without requiring an operation for obtaining an error between the reference engine speed and the actual engine speed. It is an object of the present invention to provide a pump torque control device for a work machine that can realize the above matching.

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。 To achieve this object, the present invention provides an engine, a turbocharger that supplies compressed air to the engine, a variable displacement hydraulic pump that is driven by the engine, and a variable displacement hydraulic pump. In a pump torque control device for a work machine having a regulator for controlling displacement, a discharge pressure detector for detecting a discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump and a tilt for detecting a tilt angle of the variable displacement hydraulic pump. A discharge angle detector, a discharge pressure detected by the discharge pressure detector, a tilt angle detected by the tilt angle detector, and the engine and the turbocharger. A controller for calculating a pump input torque target value based on the intake air amount guided to the air supply line, and the pump input torque value calculated by the controller A control signal corresponding to the value, is characterized by controlling the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump is outputted to the regulator.

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。 According to the present invention configured as described above, in the controller, calculation for obtaining pump input torque is performed based on the discharge pressure detected by the discharge pressure detector and the tilt angle detected by the tilt angle detector. An engine output torque corresponding to the pump input torque is obtained. Further, since the amount of air sucked into the engine has a functional relationship with the engine output torque, an actual engine output torque corresponding to the amount of intake air guided to the air supply line is obtained. The pump input torque described above is adjusted according to the actual engine output torque to obtain a pump input torque target value. A control signal corresponding to the determined pump input torque target value is output to the regulator.

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。 Therefore, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump is controlled to be a pump input torque corresponding to the actual engine output torque. In this way, matching between the engine output torque and the pump input torque can be realized quickly according to the intake air amount of the engine without requiring calculation for obtaining an error between the reference engine speed and the actual engine speed. Can do.

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。 Further, the present invention is the above invention, further comprising an intake air amount detector that is provided in the air supply line and detects the intake air amount, wherein the controller has a functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure. In addition to storing, the storage unit stores a functional relationship between the intake air amount and the engine output torque.

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。 The present invention further comprises an engine control dial angle detector for detecting an angle of an engine control dial for controlling the engine speed, wherein the controller is a function of the tilt angle and the discharge pressure. The storage unit stores the relationship and the functional relationship between the intake air amount and the engine output torque, and stores the functional relationship between the engine control dial angle and the intake air amount.

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。 The present invention further includes an exhaust gas temperature detector for detecting a temperature of exhaust gas discharged from the engine in the above invention, wherein the controller has a functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure, and The storage unit stores a functional relationship between the intake air amount and the engine output torque, and stores a functional relationship between the exhaust gas temperature and the intake air amount.

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。 The present invention further includes a turbine rotation speed detector for detecting the rotation speed of the exhaust turbine of the turbine-type supercharger in the above-described invention, wherein the controller has a functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure. The storage unit stores a functional relationship between the intake air amount and the engine output torque, and stores a functional relationship between the turbine speed and the intake air amount.

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。 The present invention further includes a centrifugal compressor outlet air temperature detector for detecting an outlet air temperature of the centrifugal compressor of the turbocharger in the above invention, wherein the controller includes the tilt angle and the It has a storage unit for storing a functional relationship between the discharge pressure, a functional relationship between the intake air amount and the engine output torque, and a functional relationship between the centrifugal compressor outlet air temperature and the intake air amount. It is characterized by.

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。 The present invention further includes a supercharging pressure detector for detecting a supercharging pressure of the intake air compressed by the centrifugal compressor of the turbo supercharger in the above invention, wherein the controller includes the tilt angle. And a storage unit that stores a functional relationship between the intake air amount and the engine output torque and a functional relationship between the supercharging pressure and the intake air amount. It is said.

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。 Further, the present invention is characterized in that, in the above invention, when the calculation for determining the pump torque target value is performed by the controller, the calculation for determining the pump input torque target value that does not cause engine stall is performed.

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。 The present invention quickly matches the engine output torque to the pump input torque according to the intake air amount of the engine without requiring the calculation for obtaining the error between the reference engine speed and the actual engine speed as in the prior art. As a result, it is possible to reduce the response delay between the engine output torque and the pump input torque as in the prior art, and to improve the operability of each operation performed on this work machine.

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。 The best mode for carrying out a pump torque control device for a working machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

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。 FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram showing a first embodiment of a pump torque control device for a work machine according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a controller provided in the first embodiment shown in FIG.

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。 As shown in FIG. 1, the first embodiment is provided in a work machine such as a hydraulic excavator, and includes an engine 1 and a fuel injection pump 2 that supplies fuel to the engine 1 via a supply line 3. Yes. Further, a turbo-type supercharger 4 that supplies compressed air to the engine 1, an air supply line 5 that guides external air to the engine 1, and a discharge line 6 that exhausts exhaust gas from the engine 1 to the outside are provided. Yes. The air supply line 5 includes a centrifugal compressor 7 of a turbo-type supercharger 4 that compresses air taken from outside for supercharging, and an intercooler that cools the air compressed by the centrifugal compressor 7. 8 and a throttle valve 9 for adjusting the flow rate of air sent to the engine 1 is arranged. The exhaust line 6 is provided with an exhaust turbine 10 of a turbocharger 4 that drives a centrifugal compressor 7 on the air supply line 5 side, and a muffler 11 provided on the downstream side of the exhaust turbine 10. .

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。 Further, the variable displacement hydraulic pump 12 driven by the engine 1, the regulator 13 for controlling the displacement of the variable displacement hydraulic pump 12, that is, the tilt angle, and a control signal for driving the regulator 13 are signal lines 16. , A hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the variable displacement hydraulic pump 12 to operate a boom, an arm, a bucket, etc., a control valve for controlling these hydraulic actuators, and the like The hydraulic drive circuit 14 is provided.

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。 In particular, the first embodiment detects the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 12 and outputs it to the controller 15 via the signal line 18 and the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 12. A tilt angle detector 19 that detects and outputs to the controller 15 via the signal line 20 and a throttle valve 9 of the above-described air supply line 5 are detected downstream of the throttle valve 9 and detects the amount of intake air taken into the engine 1. And an intake air amount detector 21 that outputs to the controller 15 via the signal line 22.

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。 As shown in FIG. 2, the controller 15 includes a discharge pressure output from the discharge pressure detector 17, a tilt angle output from the tilt angle detector 17, and an intake air output from the intake air amount detector 21. An input unit 15a to which a quantity is input, an output unit 15b that outputs the above-described control signal to the regulator 2, a storage unit 15c, and an arithmetic processing unit 15d that executes various arithmetic processes are provided.

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。 In the storage unit 15c of the controller 15, as shown in FIG. 4, a functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure related to the variable displacement hydraulic pump 12, that is, a PQ diagram is stored in advance as a parameter. As shown in FIG. 3, the functional relationship between the intake air amount of the engine 1 and the engine output torque is stored in advance. The inventor has confirmed that there is a substantially proportional relationship between the intake air amount and the engine output torque.

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。 The controller 15, the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, the intake air amount detector 21, and the regulator 13 described above constitute the pump torque control device according to the first embodiment. That is, the controller 15 in the first embodiment detects the discharge pressure detected by the discharge pressure detector 17, the tilt angle detected by the tilt angle detector 19, and the intake air amount detector 21. Based on the intake air amount, a pump input torque target value that does not cause an engine stall is calculated, and a control signal corresponding to the pump input torque target value is output to the regulator 13.

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。 In the first embodiment configured as described above, the variable displacement hydraulic pump 12 is driven by driving the engine 1 and pressure oil is supplied to the hydraulic drive circuit 14, for example, excavation work by a boom, an arm, a bucket, or the like. In the state in which the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, and the intake air amount detector 21 output the discharge pressure, the tilt angle, and the intake air amount are input to the input unit 15 a of the controller 15. To the arithmetic processing unit 15d. The arithmetic processing unit 15d performs a calculation for obtaining the pump input torque, that is, the corresponding PQ diagram, based on the input discharge pressure and tilt angle.

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。 Now, for example, if the intake air amount is A1, the engine output torque B1 corresponding to A1 is obtained from the functional relationship of FIG. 3 stored in the storage unit 15c in the arithmetic processing unit 15d. The PQ diagram described above is obtained as F1 of FIG. 4 stored in the storage unit 15c, assuming that it can take a value close to the engine output torque B1 within a range not exceeding the engine output torque B1. That is, the pump input torque target value is obtained. A tilt angle corresponding to the discharge pressure is obtained based on the PQ diagram of F1. A control signal corresponding to the tilt angle is output to the regulator 13. Therefore, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 12 is controlled to be a pump input torque corresponding to an actual engine output torque corresponding to the intake air amount A1.

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。 If, for example, the intake air amount becomes A2 smaller than A1 from such a state, the engine output torque B2 corresponding to A2 is calculated from the functional relationship of FIG. 3 stored in the storage unit 15c in the arithmetic processing unit 15d. That is, B2 smaller than B1 described above is obtained. The PQ diagram described above is obtained as F2 in FIG. 4 stored in the storage unit 15c, assuming that it can take a value close to the engine output torque B2 within a range that does not exceed the engine output torque B2. That is, the pump input torque target value is obtained. A tilt angle corresponding to the discharge pressure is obtained based on the PQ diagram of F2. A control signal corresponding to the tilt angle is output to the regulator 13. Therefore, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 12 is controlled to be a pump input torque corresponding to the actual engine output torque corresponding to the intake air amount A2.

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。 According to the present embodiment configured as described above, the intake air amount of the engine 1 is detected without requiring a complicated calculation for obtaining an error between the reference engine speed and the actual engine speed as in the above-described prior art. By doing so, it is possible to quickly realize matching between the engine output torque and the pump input torque. Thereby, a response delay between the engine output torque and the pump input torque can be reduced, and the operability of each operation performed by the hydraulic excavator can be improved.

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。 FIG. 5 is a circuit block diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing a functional relationship between the control dial angle and the intake air amount stored in the storage unit of the controller shown in FIG.

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。 The second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 includes an engine control dial angle detector 23 that detects an angle of an engine control dial that controls the rotational speed of the engine 1 and outputs the detected angle to the controller 15 via a signal line 33. ing. Further, in the storage unit 15c of the controller 15, the function relationship shown in FIG. 4 between the tilt angle and the discharge pressure related to the variable displacement hydraulic pump 12 and the intake of the engine 1 are stored in the storage unit 15c as in the first embodiment. The function relationship shown in FIG. 3 between the air amount and the engine output torque is stored in advance, and the function relationship between the engine control dial angle and the intake air amount is stored in advance as shown in FIG. The inventor has confirmed that there is a substantially proportional relationship between the engine control dial angle and the intake air amount.

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。 The other configuration is the same as the configuration in the first embodiment except for the intake air amount detector 21 and the signal line 22.

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。 The controller 15, the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, the engine control dial angle detector 23, and the regulator 13 described above constitute the pump torque control device according to the second embodiment. That is, the controller 15 in the second embodiment is detected by the discharge pressure detected by the discharge pressure detector 17, the tilt angle detected by the tilt angle detector 19, and the engine control dial angle detector 23. Based on the intake air amount corresponding to the engine control dial angle, a pump input torque target value that does not cause engine stall is calculated, and a control signal corresponding to the pump input torque target value is output to the regulator 13. .

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。 In the second embodiment, the discharge pressure, the tilt angle, and the engine control dial angle output from the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, and the engine control dial angle detector 23 are input to the controller 15. The data is input from 15a to the arithmetic processing unit 15d. The arithmetic processing unit 15d performs a calculation for obtaining the pump input torque, that is, the corresponding PQ diagram as shown in FIG. 4, based on the input discharge pressure and tilt angle. Further, the intake air amount corresponding to the engine control dial angle detected by the engine control dial angle detector 23 is obtained from the relationship of FIG. 6 stored in the storage unit 15c, and the obtained intake air amount is further calculated. The corresponding engine output torque is obtained from the relationship of FIG. 3 stored in the storage unit 15c. The above-described PQ diagram is obtained as a value that can take a value close to the obtained engine output torque within a range not larger than the obtained engine output torque. A tilt angle corresponding to the discharge pressure is obtained based on the PQ diagram thus obtained. A control signal corresponding to the tilt angle is output to the regulator 13. Therefore, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 12 is controlled to be a pump input torque corresponding to an actual engine output torque corresponding to the intake air amount guided to the air supply line 5.

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。 The second embodiment configured as described above can quickly detect the engine output torque and the pump by detecting the engine control dial angle without requiring a complicated calculation for obtaining an error between the reference engine speed and the actual engine speed. Matching with the input torque can be realized, and an effect equivalent to that of the first embodiment described above can be obtained.

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。 FIG. 7 is a circuit block diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing a functional relationship between the exhaust gas temperature and the intake air amount stored in the storage unit of the controller shown in FIG.

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。 The third embodiment of the present invention shown in FIG. 7 includes an exhaust gas temperature detector 24 that detects the temperature of the exhaust gas discharged from the engine 1 and outputs it to the controller 15 via the signal line 34. In addition, in the storage unit 15c of the controller 15, the function relationship shown in FIG. 4 between the tilt angle and the discharge pressure related to the variable displacement hydraulic pump 12, and the intake of the engine 1 are stored in the storage unit 15c. The function relationship shown in FIG. 3 between the air amount and the engine output torque is stored in advance, and as shown in FIG. 8, the function relationship between the exhaust gas temperature and the intake air amount is stored in advance. The inventor has confirmed that there is a substantially proportional relationship between the exhaust gas temperature and the intake air amount.

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。 The controller 15, the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, the exhaust gas temperature detector 24, and the regulator 13 described above constitute the pump torque control device according to the third embodiment. That is, the controller 15 in the third embodiment detects the discharge pressure detected by the discharge pressure detector 17, the tilt angle detected by the tilt angle detector 19, and the exhaust gas temperature detector 24. Based on the intake air amount corresponding to the exhaust gas temperature, a pump input torque target value that does not cause engine stall is calculated, and a control signal corresponding to the pump input torque target value is output to the regulator 13.

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。 In the third embodiment, the discharge pressure, the tilt angle, and the exhaust gas temperature output from the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, and the exhaust gas temperature detector 24 are input from the input unit 15 a of the controller 15. The data is input to the arithmetic processing unit 15d. The arithmetic processing unit 15d performs a calculation for obtaining the pump input torque, that is, the corresponding PQ diagram as shown in FIG. 4, based on the input discharge pressure and tilt angle. Further, the intake air amount corresponding to the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detector 24 is obtained from the relationship of FIG. 8 stored in the storage unit 15c, and further according to the obtained intake air amount. The engine output torque is obtained from the relationship of FIG. 3 stored in the storage unit 15c. The above-described PQ diagram is obtained as a value that can take a value close to the obtained engine output torque within a range not larger than the obtained engine output torque. A tilt angle corresponding to the discharge pressure is obtained based on the PQ diagram thus obtained. A control signal corresponding to the tilt angle is output to the regulator 13. Therefore, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 12 is controlled to be a pump input torque corresponding to an actual engine output torque corresponding to the intake air amount guided to the air supply line 5.

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。 The third embodiment configured in this way also quickly detects the engine output by detecting the exhaust gas temperature of the exhaust line 6 without requiring a complicated calculation for obtaining the error between the reference engine speed and the actual engine speed. Matching between the torque and the pump input torque can be realized, and an effect equivalent to that of the first embodiment described above can be obtained.

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。 FIG. 9 is a circuit block diagram showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram showing a functional relationship between the turbine speed and the intake air amount stored in the storage unit of the controller shown in FIG.

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。 The fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 9 includes a turbine rotational speed detector 25 that detects the rotational speed of the exhaust turbine 10 and outputs the detected rotational speed to the controller 15 via the signal line 35. Further, in the storage unit 15c of the controller 15, the function relationship shown in FIG. 4 between the tilt angle and the discharge pressure related to the variable displacement hydraulic pump 12 and the intake of the engine 1 are stored in the storage unit 15c as in the first embodiment. The function relationship shown in FIG. 3 between the air amount and the engine output torque is stored in advance, and the function relationship between the rotational speed of the exhaust turbine 10 and the intake air amount is stored in advance as shown in FIG. The inventor has confirmed that there is a substantially proportional relationship between the rotational speed of the exhaust turbine 10 and the intake air amount.

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。 The controller 15, the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, the turbine rotational speed detector 25, and the regulator 13 described above constitute the pump torque control device according to the fourth embodiment. That is, the controller 15 in the fourth embodiment detects the discharge pressure detected by the discharge pressure detector 17, the tilt angle detected by the tilt angle detector 19, and the turbine rotation speed detector 25. Based on the intake air amount corresponding to the rotational speed of the exhaust turbine 10, a pump input torque target value that does not cause engine stall is calculated, and a control signal corresponding to the pump input torque target value is output to the regulator 13. is there.

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。 In the fourth embodiment, the discharge pressure, the tilt angle, and the rotation speed of the exhaust turbine 10 output from the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, and the turbine rotation speed detector 25 are input to the controller 15. Input from the unit 15a to the arithmetic processing unit 15d. The arithmetic processing unit 15d performs a calculation for obtaining the pump input torque, that is, the corresponding PQ diagram as shown in FIG. 4, based on the input discharge pressure and tilt angle. Further, the intake air amount corresponding to the rotational speed of the exhaust turbine 10 detected by the turbine rotational speed detector 25 is obtained from the relationship of FIG. 10 stored in the storage unit 15c, and the obtained intake air amount is further obtained. The engine output torque corresponding to is obtained from the relationship of FIG. 3 stored in the storage unit 15c. The above-described PQ diagram is obtained as a value that can take a value close to the obtained engine output torque within a range not larger than the obtained engine output torque. A tilt angle corresponding to the discharge pressure is obtained based on the PQ diagram thus obtained. A control signal corresponding to the tilt angle is output to the regulator 13. Therefore, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 12 is controlled to be a pump input torque corresponding to an actual engine output torque corresponding to the intake air amount guided to the air supply line 5.

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。 The fourth embodiment configured as described above also quickly detects the engine output torque by detecting the rotational speed of the exhaust turbine 10 without requiring a complicated calculation for obtaining an error between the reference engine rotational speed and the actual engine rotational speed. And pump input torque can be realized, and the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.

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。 FIG. 11 is a circuit block diagram showing a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a diagram showing a functional relationship between the centrifugal compressor outlet air temperature and the intake air amount stored in the storage unit of the controller shown in FIG. is there.

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。 The fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 11 detects the outlet air temperature of the centrifugal compressor 7 of the turbocharger 4 and outputs it to the controller 15 via the signal line 36. A temperature detector 26 is provided. In addition, in the storage unit 15c of the controller 15, the function relationship shown in FIG. 4 between the tilt angle and the discharge pressure related to the variable displacement hydraulic pump 12, and the intake of the engine 1 are stored in the storage unit 15c. The function relationship shown in FIG. 3 between the air amount and the engine output torque is stored in advance, and the function relationship between the centrifugal compressor outlet air temperature and the intake air amount is stored in advance as shown in FIG. . The inventor has confirmed that there is a substantially proportional relationship between the above-described centrifugal compressor outlet air temperature and the intake air amount.

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。 The controller 15, the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, the centrifugal compressor outlet air temperature detector 26, and the regulator 13 described above constitute the pump torque control device according to the fifth embodiment. . That is, the controller 15 in the fifth embodiment includes the discharge pressure detected by the discharge pressure detector 17, the tilt angle detected by the tilt angle detector 19, and the centrifugal compressor outlet air temperature detector 26. The pump input torque target value that does not cause engine stall is calculated based on the intake air amount corresponding to the outlet air temperature of the centrifugal compressor 7 detected in step 1, and a control signal corresponding to the pump input torque target value is calculated. This is output to the regulator 13.

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。 In the fifth embodiment, the discharge pressure, the tilt angle, and the outlet of the centrifugal compressor 7 output from the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, and the centrifugal compressor outlet air temperature detector 26. The air temperature is input from the input unit 15a of the controller 15 to the arithmetic processing unit 15d. The arithmetic processing unit 15d performs a calculation for obtaining the pump input torque, that is, the corresponding PQ diagram as shown in FIG. 4, based on the input discharge pressure and tilt angle. Further, the amount of intake air corresponding to the outlet air temperature of the centrifugal compressor 7 detected by the centrifugal compressor outlet air temperature detector 26 is obtained from the relationship of FIG. 12 stored in the storage unit 15c. The engine output torque corresponding to the obtained intake air amount is obtained from the relationship of FIG. 3 stored in the storage unit 15c. The above-described PQ diagram is obtained as a value that can take a value close to the obtained engine output torque within a range not larger than the obtained engine output torque. A tilt angle corresponding to the discharge pressure is obtained based on the PQ diagram thus obtained. A control signal corresponding to the tilt angle is output to the regulator 13. Therefore, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 12 is controlled to be a pump input torque corresponding to an actual engine output torque corresponding to the intake air amount guided to the air supply line 5.

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。 The fifth embodiment configured as described above can also quickly detect the outlet air temperature of the centrifugal compressor 7 without requiring a complicated calculation for obtaining an error between the reference engine speed and the actual engine speed. Matching between the engine output torque and the pump input torque can be realized, and an effect equivalent to that of the first embodiment described above can be obtained.

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。 FIG. 13 is a circuit block diagram showing a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a diagram showing a functional relationship between the supercharging pressure and the intake air amount stored in the storage unit of the controller shown in FIG.

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。 In the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 13, the supercharging pressure of the intake air compressed by the centrifugal compressor 7 of the turbo supercharger 4 is detected and output to the controller 15 via the signal line 37. A supercharging pressure detector 27 is provided. In addition, in the storage unit 15c of the controller 15, the function relationship shown in FIG. 4 between the tilt angle and the discharge pressure related to the variable displacement hydraulic pump 12, and the intake of the engine 1 are stored in the storage unit 15c. The function relationship shown in FIG. 3 between the air amount and the engine output torque is stored in advance, and as shown in FIG. 14, the function relationship between the supercharging pressure and the intake air amount is stored in advance. The inventor has confirmed that there is a substantially proportional relationship between the above-described supercharging pressure and the intake air amount.

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。 The controller 15, the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, the supercharging pressure detector 27, and the regulator 13 described above constitute the pump torque control device according to the sixth embodiment. That is, the controller 15 in the sixth embodiment detects the discharge pressure detected by the discharge pressure detector 17, the tilt angle detected by the tilt angle detector 19, and the supercharging pressure detector 27. Based on the intake air amount corresponding to the supercharging pressure, a pump input torque target value that does not cause engine stall is calculated, and a control signal corresponding to the pump input torque target value is output to the regulator 13.

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。 In the second embodiment, the discharge pressure, the tilt angle, and the supercharging pressure output from the discharge pressure detector 17, the tilt angle detector 19, and the supercharging pressure detector 27 are input from the input unit 15 a of the controller 15. The data is input to the arithmetic processing unit 15d. The arithmetic processing unit 15d performs a calculation for obtaining the pump input torque, that is, the corresponding PQ diagram as shown in FIG. 4, based on the input discharge pressure and tilt angle. Further, the intake air amount corresponding to the supercharging pressure detected by the supercharging pressure detector 27 is obtained from the relationship of FIG. 14 stored in the storage unit 15c, and further according to the obtained intake air amount. The engine output torque is obtained from the relationship of FIG. 3 stored in the storage unit 15c. The above-described PQ diagram is obtained as a value that can take a value close to the obtained engine output torque within a range not larger than the obtained engine output torque. A tilt angle corresponding to the discharge pressure is obtained based on the PQ diagram thus obtained. A control signal corresponding to the tilt angle is output to the regulator 13. Therefore, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump 12 is controlled to be a pump input torque corresponding to an actual engine output torque corresponding to the intake air amount guided to the air supply line 5.

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。 The sixth embodiment configured as described above also quickly detects the engine output torque and the pump input by detecting the supercharging pressure without requiring a complicated calculation for obtaining an error between the reference engine speed and the actual engine speed. Matching with torque can be realized, and an effect equivalent to that of the first embodiment described above can be obtained.

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。1 is a hydraulic circuit diagram showing a first embodiment of a pump torque control device for a work machine according to the present invention. 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。It is a circuit block diagram which shows the structure of the controller with which 1st Embodiment shown in FIG. 1 is equipped. 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。It is a figure which shows the functional relationship of the intake air amount memorize | stored in the memory | storage part of the controller shown in FIG. 2, and an engine output torque. 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。It is a figure which shows the functional relationship of the tilt angle memorize | stored in the memory | storage part of the controller shown in FIG. 2, and discharge pressure. 本発明の第２実施形態を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows 2nd Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the functional relationship of the control dial angle memorize | stored in the memory | storage part of the controller shown in FIG. 5, and intake air amount. 本発明の第３実施形態を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows 3rd Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the functional relationship between the exhaust gas temperature memorize | stored in the memory | storage part of the controller shown in FIG. 7, and intake air amount. 本発明の第４実施形態を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows 4th Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the functional relationship of the turbine speed memorize | stored in the memory | storage part of the controller shown in FIG. 9, and intake air amount. 本発明の第５実施形態を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows 5th Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the functional relationship of the centrifugal compressor exit air temperature memorize | stored in the memory | storage part of the controller shown in FIG. 11, and intake air amount. 本発明の第６実施形態を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows 6th Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the functional relationship of the supercharging pressure memorize | stored in the memory | storage part of the controller shown in FIG. 13, and intake air amount.

Explanation of symbols

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 4 Turbo type supercharger 5 Air supply line 6 Exhaust line 7 Centrifugal compressor 10 Exhaust turbine 12 Variable displacement hydraulic pump 13 Regulator 14 Hydraulic drive circuit 15 Controller 15a Input part 15b Output part 15c Storage part 15d Calculation processing part 16 Signal line 17 Discharge pressure detector 18 Signal line 19 Tilt angle detector 20 Signal line 21 Intake air amount detector 22 Signal line 23 Engine control dial angle detector 24 Exhaust gas temperature detector 25 Turbine rotation speed detector 26 Centrifugal Compressor outlet air temperature detector 27 Boost pressure detector 33 Signal line 34 Signal line 35 Signal line 36 Signal line 37 Signal line

Claims

An engine, a turbocharger that supplies compressed air to the engine, a variable displacement hydraulic pump that is driven by the engine, and a regulator that controls the displacement of the variable displacement hydraulic pump. In the pump torque control device,
A discharge pressure detector for detecting the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump; and a tilt angle detector for detecting the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump;
The amount of intake air that is guided to the supply line that communicates the discharge pressure detected by the discharge pressure detector, the tilt angle detected by the tilt angle detector, and the engine and the turbocharger. And a controller for calculating the pump input torque target value based on
A pump torque control device for a working machine, wherein a control signal corresponding to the pump input torque target value calculated by the controller is output to the regulator to control the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump. .

In the invention of claim 1,
An intake air amount detector provided in the air supply line for detecting the intake air amount;
The controller has a storage unit for storing a functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure and for storing a functional relationship between the intake air amount and the engine output torque. Control device.

In the invention of claim 1,
An engine control dial angle detector for detecting the angle of the engine control dial for controlling the engine speed;
The controller stores the functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure and the functional relationship between the intake air amount and the engine output torque, and the functional relationship between the engine control dial angle and the intake air amount. A pump torque control device for a work machine, characterized by having a storage unit for storing.

In the invention of claim 1,
An exhaust gas temperature detector for detecting the temperature of the exhaust gas discharged from the engine,
The controller stores the functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure, the functional relationship between the intake air amount and the engine output torque, and the functional relationship between the exhaust gas temperature and the intake air amount. A pump torque control device for a work machine, comprising:

In the invention of claim 1,
A turbine rotational speed detector for detecting the rotational speed of the exhaust turbine of the turbine supercharger;
The controller stores the functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure, the functional relationship between the intake air amount and the engine output torque, and the functional relationship between the turbine speed and the intake air amount. A pump torque control device for a work machine, comprising:

In the invention of claim 1,
A centrifugal compressor outlet air temperature detector for detecting the outlet air temperature of the centrifugal compressor of the turbocharger;
The controller stores a functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure, and a functional relationship between the intake air amount and the engine output torque, and a relationship between the centrifugal compressor outlet air temperature and the intake air amount. A pump torque control device for a work machine, comprising a storage unit for storing functional relationships.

In the invention of claim 1,
A supercharging pressure detector for detecting the supercharging pressure of the intake air compressed by the centrifugal compressor of the turbo supercharger;
The controller stores the functional relationship between the tilt angle and the discharge pressure, the functional relationship between the intake air amount and the engine output torque, and the functional relationship between the supercharging pressure and the intake air amount. A pump torque control device for a work machine, comprising:

In the invention according to any one of claims 1 to 7,
A pump torque control device for a working machine, wherein when calculating the pump torque target value by the controller, the calculation is performed to determine a pump input torque target value that does not cause an engine stall.