JP2008128107A - Output control device for working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型油圧ポンプとを有する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ポンプ入力トルクとのマッチングを実現させた作業機械の出力制御装置に関する。 The present invention is provided in a working machine such as a hydraulic excavator having an engine and a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, and outputs the working machine that realizes matching between the engine output torque and the pump input torque. The present invention relates to a control device.
この種の従来の出力制御装置、すなわち可変容量型油圧ポンプのトルク制御装置として、例えば特許文献1に示されるものがある。この従来技術は、大気圧、エンジンの燃料噴射量をパラメータとし、大気圧と燃料噴射量の関係から大気圧に相応する燃料噴射量を求め、さらに、燃料噴射量と可変容量型油圧ポンプの傾転角との関係から上述のようにして求められた燃料噴射量に相応する傾転角を求め、エンジン回転数に応じたエンジン出力トルクとマッチングするように、この求められた傾転角に相応する制御信号を、コントローラからレギュレータに出力させるようにしたものである。
上述した従来技術では、例えば作業機械が油圧ショベルである場合、掘削作業等に際して、エンジン出力トルクとポンプ入力トルクとの良好なマッチングを実現させることができる。この場合、エンジンに対する負荷が大きくなる特定作業、例えば重掘削作業にあっては、エンジンストールを防ぐために、ポンプ傾転角を小さくせざるを得ない。これに伴って、ポンプ吐出流量が少なくなり、重掘削作業に係るアクチュエータの作動速度が遅くなり、重掘削作業にあっては作業性が悪くなりやすい。 In the above-described conventional technology, for example, when the work machine is a hydraulic excavator, it is possible to achieve a good matching between the engine output torque and the pump input torque during excavation work or the like. In this case, in a specific work that increases the load on the engine, for example, heavy excavation work, the pump tilt angle must be reduced to prevent engine stall. Along with this, the pump discharge flow rate decreases, the operating speed of the actuator related to heavy excavation work becomes slow, and the workability tends to deteriorate in heavy excavation work.
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、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維持しながらも、エンジンにかかる負荷が大きくなる特定作業時に、ポンプ入力トルクをそれまでよりも大きくすることができる作業機械の出力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 above-described prior art. The purpose of the present invention is to maintain the matching between the engine output torque and the pump input torque, while maintaining the matching between the engine output torque and the pump input torque. An object of the present invention is to provide an output control device for a work machine that can increase the size of the working machine.
上記目的を達成するために、本発明は、ターボ式過給器が付設されたエンジンと、このエンジンによって駆動す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傾転角を制御するレギュレータと、上記可変容量型油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する油圧アクチュエータと、上記可変容量型油圧ポンプの入力トルクを制御するポンプ入力トルク制御手段とを備えた作業機械の出力制御装置において、上記エンジンにかかる負荷が大きくなる特定作業であることを検出する特定作業検出手段と、この特定作業検出手段で上記特定作業であることが検出されたときに、過給圧をそれまでに比べて高くなるように制御する過給圧制御手段と、この過給圧制御手段によって高くなるように制御された過給圧に応じて上記ポンプ入力トルク制御手段で制御されているポンプ入力トルクを大きくなるように変更させるポンプ入力トルク変更手段とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides an engine provided with a turbocharger, a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, and a regulator for controlling a tilt angle of the variable displacement hydraulic pump. An output control device for a work machine comprising: a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the variable displacement hydraulic pump; and pump input torque control means for controlling input torque of the variable displacement hydraulic pump. The specific work detecting means for detecting that the load applied to the engine is large, and when the specific work detecting means detects that the specific work is detected, the supercharging pressure is compared with that before. The supercharging pressure control means for controlling to be high, and the pump input according to the supercharging pressure controlled to be high by the supercharging pressure control means It is characterized in that a pump input torque change means for changing to be larger the pump input torque being controlled by torque control means.
このように構成した本発明は、ホンプ入力トルク制御手段によって、エンジンストールを生じさせない範囲でポンプ入力トルクをエンジン出力トルクに近づけ、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。 In the present invention configured as described above, the pump input torque control means can bring the pump input torque close to the engine output torque within a range in which engine stall does not occur, and the matching between the engine output torque and the pump input torque can be realized.
また特に、特定作業検出手段によって、例えば油圧ショベルにおける重掘削作業のようにエンジンにかかる負荷が大きくなる特定作業時であることが検出されると、過給圧制御手段によって、過給圧がそれまでよりも高くなるように制御され、その高くなった過給圧に応じてポンプ入力トルク変更手段は、ポンプ入力トルクをそれまでよりも大きくなるように変更させる。ここで、過給圧とエンジンの吸入空気量とは比例関係にあり、吸入空気量と燃料噴射量とは比例関係にある。また、燃料噴射量が増加すると、エンジン出力トルクが大きくなる。すなわち本発明では、特定作業時に過給圧を高くすることにより、エンジン出力トルクをそれまでよりも大きくすることができる。これに伴って、エンジンストールを生じさせない範囲でポンプ入力トルクを大きく変更させることができ、これによって可変容量型油圧ポンプの吐出流量を増加させることができる。 In particular, when it is detected by the specific work detection means that the load is applied to the engine such as heavy excavation work in a hydraulic excavator, for example, the supercharging pressure is controlled by the supercharging pressure control means. The pump input torque changing means changes the pump input torque so as to be larger than before according to the increased supercharging pressure. Here, the boost pressure and the intake air amount of the engine are in a proportional relationship, and the intake air amount and the fuel injection amount are in a proportional relationship. Further, when the fuel injection amount increases, the engine output torque increases. That is, in the present invention, the engine output torque can be increased more than before by increasing the supercharging pressure during specific work. Along with this, the pump input torque can be greatly changed within a range in which engine stall does not occur, and thereby the discharge flow rate of the variable displacement hydraulic pump can be increased.
また、本発明は上記発明において、上記過給圧制御手段は、上記エンジンの排気管路の排気の流れを抑制する制御が可能な過給圧制御弁を含むことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the above invention, the supercharging pressure control means includes a supercharging pressure control valve capable of controlling the flow of exhaust gas in the exhaust pipe of the engine.
このように構成した本発明は、特定作業検出手段で、エンジンにかかる負荷が大きくなる特定作業が検出されると、過給圧制御弁がエンジンの排気管路の排気の流れを抑制する制御が実施される。これによって、過給圧を高くすることができる。 In the present invention configured as described above, when the specific work detecting means detects a specific work that increases the load on the engine, the supercharging pressure control valve controls the exhaust flow in the exhaust pipe of the engine. To be implemented. As a result, the supercharging pressure can be increased.
また、本発明は上記発明において、上記ターボ式過給器の排気タービンから排出される排気を放出するマフラを備え、上記過給圧制御手段が、上記エンジンの排気管路から分岐し、上記マフラに接続される分岐管路を含むとともに、この分岐管路に上記過給圧制御弁を設けたことを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, further comprising a muffler that discharges exhaust discharged from an exhaust turbine of the turbocharger, wherein the supercharging pressure control means branches from the exhaust pipe of the engine, and the muffler And the supercharging pressure control valve is provided in the branch line.
このように構成した本発明は、特定作業検出手段でエンジンにかかる負荷が大きくなる特定作業が検出されると、例えば過給圧制御弁によって、排気管路からマフラに接続される分岐管路が閉じられる。これによって、マフラからの排気の放出が抑えられ、過給圧を高くすることができる。 In the present invention configured as described above, when a specific work that increases the load on the engine is detected by the specific work detecting means, a branch pipe connected to the muffler from the exhaust pipe by, for example, a supercharging pressure control valve is provided. Closed. As a result, exhaust emission from the muffler can be suppressed, and the boost pressure can be increased.
また、本発明は上記発明において、上記ポンプ入力トルク変更手段が、上記エンジンの吸気管路の吸入空気量を検出する吸入空気量検出器と、この吸入空気量検出器が接続されるコントローラとを含み、このコントローラは、上記吸入空気量検出器で検出された吸入空気量が入力される入力部と、あらかじめ吸入空気量と燃料噴射量との関係、及び燃料噴射量と上記可変容量型油圧ポンプの傾転角との関係を記憶する記憶部と、上記吸入空気量検出器で検出された吸入空気量と上記記憶部に記憶された吸入空気量−燃料噴射量の関係とに基づいて燃料噴射量を求め、この求められた燃料噴射量と上記記憶部に記憶された燃料噴射量−傾転角の関係とに基づいて、目標傾転角を求める演算を行なう演算処理部と、この演算処理部で演算された目標傾転角に相応する制御信号を上記レギュレータに出力する出力部とを有することを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, wherein the pump input torque changing means includes an intake air amount detector for detecting an intake air amount in the intake pipe of the engine, and a controller to which the intake air amount detector is connected. The controller includes an input unit to which the intake air amount detected by the intake air amount detector is input, a relationship between the intake air amount and the fuel injection amount, and the fuel injection amount and the variable displacement hydraulic pump. And a fuel injection unit based on the relationship between the intake angle detected by the intake air amount detector and the relationship between the intake air amount and the fuel injection amount stored in the storage unit. An arithmetic processing unit that calculates an amount and calculates a target tilt angle based on the calculated fuel injection amount and the relationship between the fuel injection amount and the tilt angle stored in the storage unit; Eyes calculated by the department A control signal corresponding to the tilting angle is characterized by an output unit for outputting to the regulator.
このように構成した本発明は、上述のように過給圧制御弁の制御によって過給圧が高くなりエンジン出力トルクが大きくなった状態で、そのときの吸入空気量が吸入空気量検出器で検出されると、コントローラの演算処理部で、吸入空気量−燃料噴射量の関係から燃料噴射量が求められ、この求められた燃料噴射量と、あらかじめ記憶されている燃料噴射量−傾転角の関係から目標傾転角が求められる。この目標傾転角は、過給圧を大きくする以前の傾転角よりも大きな傾転角であり、この目標傾転角によってレギュレータは可変容量型油圧ポンプの傾転角を大きくするように制御する。 In the present invention configured as described above, when the supercharging pressure is increased by the control of the supercharging pressure control valve as described above and the engine output torque is increased, the intake air amount at that time is the intake air amount detector. When detected, the arithmetic processing unit of the controller obtains the fuel injection amount from the relationship between the intake air amount and the fuel injection amount, and the obtained fuel injection amount and the previously stored fuel injection amount-tilt angle. From this relationship, the target tilt angle is obtained. This target tilt angle is larger than the tilt angle before the boost pressure is increased, and the regulator is controlled to increase the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump by this target tilt angle. To do.
また、本発明は上記発明において、上記特定作業検出手段は、上記油圧アクチュエータの負荷に関係する圧力を検出する圧力検出器を含み、上記過給圧制御手段が、上記圧力検出器が接続されるコントローラを含み、このコントローラが、上記圧力検出器で検出された検出圧力が入力される入力部と、あらかじめ検出圧力と上記過給圧制御弁開度との関係を記憶する記憶部と、上記圧力検出器で検出された検出圧力と上記記憶部に記憶された検出圧力−上記過給圧制御弁開度の関係とに基づいて、目標過給圧制御弁開度を求める演算を行なう演算処理部と、この演算処理部で演算された目標過給圧制御弁開度に相応する制御信号を上記過給圧制御弁の駆動部に出力する出力部とを有することを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, wherein the specific work detection means includes a pressure detector that detects a pressure related to a load of the hydraulic actuator, and the supercharging pressure control means is connected to the pressure detector. A controller including an input unit to which the detected pressure detected by the pressure detector is input; a storage unit for storing a relationship between the detected pressure and the boost pressure control valve opening; and the pressure An arithmetic processing unit that calculates a target boost pressure control valve opening based on the detected pressure detected by the detector and the relationship between the detected pressure stored in the storage unit and the boost pressure control valve opening And an output section for outputting a control signal corresponding to the target boost pressure control valve opening calculated by the calculation processing section to the drive section of the boost pressure control valve.
このように構成した本発明は、圧力検出器によって特定作業に相応する圧力であることが検出されると、コントローラの演算部で、検出圧力−過給圧制御弁開度の関係から、目標過給圧制御弁開度が求められる。このときの目標過給圧制御弁開度は、エンジンの排気管路の排気の流れを抑制する開度である。これによって過給圧を高くすることができる。 In the present invention configured as described above, when the pressure detector detects that the pressure corresponds to the specific work, the controller calculates the target excess from the relationship between the detected pressure and the boost pressure control valve opening degree. A supply pressure control valve opening is required. The target boost pressure control valve opening at this time is an opening that suppresses the flow of exhaust in the exhaust pipe of the engine. As a result, the supercharging pressure can be increased.
本発明は、ポンプ入力トルク制御手段によ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維持しながらも、エンジンにかかる負荷が大きくなる特定作業時には、過給圧制御手段によって過給圧を高くし、エンジンの出力トルクをそれまでよりも大きくすることができる。これに伴って、ポンプ入力トルク変更手段によりエンジンストールを生じさせない範囲で、ポンプ入力トルクを、それまで上述のようにエンジン出力トルクとの間でマッチングを維持させていた状態のものよりも大きくすることができる。これにより、可変容量型油圧ポンプの吐出流量を大きくすることができ、特定作業時のアクチュエータの作動速度の低下を抑制することができ、エンジンにかかる負荷が大きくなる特定作業の作業性を従来に比べて向上させることができる。 In the present invention, while maintaining the matching between the engine output torque and the pump input torque by the pump input torque control means, the boost pressure is increased by the boost pressure control means at the time of specific work in which the load on the engine is increased, The engine output torque can be made larger than before. Accordingly, the pump input torque is made larger than that in the state where the matching with the engine output torque has been maintained as described above within a range in which the engine stall is not caused by the pump input torque changing means. be able to. As a result, the discharge flow rate of the variable displacement hydraulic pump can be increased, the decrease in the operating speed of the actuator during a specific operation can be suppressed, and the workability of the specific operation that increases the load on the engine has been conventionally achieved. It can be improved as compared.
以下,本発明に係る作業機械の出力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 an output control device for a work 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出力制御装置の一実施形態を示す回路図、図2は本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。図3〜6は本実施形態に備えられるコントローラの記憶部に記憶される相関関係を示す図で、図3はポンプ吐出圧とポンプ吐出流量の関係を示すP−Q線図、図4は圧力検出器の検出圧力と過給圧制御弁開度との関係を示す図、図5は吸入空気量と燃料噴射量との関係を示す図、図6は燃料噴射量と可変容量型油圧ポンプの傾転角との関係を示す図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of an output 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 this embodiment. 3 to 6 are diagrams showing the correlation stored in the storage unit of the controller provided in this embodiment, FIG. 3 is a PQ diagram showing the relationship between the pump discharge pressure and the pump discharge flow rate, and FIG. 4 is the pressure FIG. 5 shows the relationship between the detected pressure of the detector and the boost pressure control valve opening, FIG. 5 shows the relationship between the intake air amount and the fuel injection amount, and FIG. 6 shows the fuel injection amount and the variable displacement hydraulic pump. It is a figure which shows the relationship with a tilt angle.
本実施形態は、作業機械例えば油圧ショベルに備えられるものであり、この油圧ショベルは、図1に示すように、遠心式圧縮機4a及び排気タービン4bを含むターボ式過給器4が付設されるエンジン1と、このエンジン1に供給管路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。
The present embodiment is provided in a work machine such as a hydraulic excavator, and this hydraulic excavator is provided with a turbo-type supercharger 4 including a
また、ターボ式過給器4の遠心式圧縮機4aに接続され、吸い込んだ外気をエンジン1に供給する吸気管路5と、エンジン1から排出された排気をターボ式過給器4の排気タービン4bに導く排気管路6とを備えている。吸気管路5には、圧縮された空気を冷却するインタクーラ8と、エンジン1へ送る空気の量を調節するスロットルバルブ9を配置してある。また、排気タービン4bの下流には、排気を外部に放出するマフラ10を設けてある。
In addition, the turbocharger 4 is connected to a
また、この油圧ショベルは、エンジン1によって駆動する可変容量型油圧ポンプ11と、この油圧ポンプ11の傾転角を制御するレギュレータ12と、油圧ポンプ11から吐出される圧油が供給されるブームシリンダ、アームシリンダ等の油圧アクチュエータ13,14と、レギュレータ19に制御信号を出力するコントローラ19とを備えている。
The hydraulic excavator includes a variable displacement hydraulic pump 11 driven by the
このような油圧ショベルに備えられる本実施形態に係る出力制御装置は、油圧ポンプ11の吐出圧を検出し、検出信号をコントローラ19に出力する吐出圧検出器15と、油圧ポンプ11の傾転角を検出し、検出信号をコントローラ19に出力する傾転角検出器16とを備えている。
The output control device according to the present embodiment provided in such a hydraulic excavator detects the discharge pressure of the hydraulic pump 11 and outputs a detection signal to the
また特に、油圧アクチュエータ13,14の負荷に関係する圧力、例えば油圧アクチュエータ13,14のリリーフ圧力を検出し、検出信号をコントローラ19に出力する圧力検出器17,18を備えている。
In particular,
また、吸気管路5のインタクーラ8とスロットルバルブ9の間に、吸気管路5によって吸い込まれた吸入空気量を検出し、検出信号をコントローラ19に出力する吸入空気量検出器20を備えている。
In addition, an intake
また、エンジン1の排気管路6から分岐し、マフラ10に接続される分岐管路21を設けてあるとともに、この分岐管路21に、エンジン1の排気管路6の排気の流れを抑制可能な、例えば分岐管路21を開閉可能な過給圧制御弁22を配置してある。
In addition, a
上述したコントローラ19は、図2に示すように、入力部19aと、演算処理部19bと、記憶部19cと、出力部19dとを備えている。
As shown in FIG. 2, the
コントローラ19の入力部19aには、上述した吐出圧検出器15で検出される吐出圧、傾転角検出器16で検出される傾転角、圧力検出器17,18で検出される検出圧力、吸入空気量検出器20で検出される吸入空気量のそれぞれに係る検出信号が入力される。
The
コントローラ19の記憶部19cには、図3に示すように、エンジン1のストールを生じない範囲で、エンジン出力トルクとほぼ同等のトルク値となるポンプ入力トルクを与えるポンプ吐出圧Pとポンプ吐出流量Qの関係であるP−Q線図が記憶されている。また、図4に示すように、圧力検出器17,18、例えば圧力検出器17の検出圧力が油圧アクチュエータ13のリリーフ圧力Prに至るまでは過給圧制御弁22の開度が全開になり、リリーフ圧力Pr以上では全閉となる検出圧力と過給圧制御弁開度との関係が記憶されている。なお、図示しないが圧力検出器18の検出圧力と過給圧制御弁開度との関係も同様であり、これも記憶部19cに記憶される。また、図5に示すように、吸入空気量の増加に応じて燃料噴射量が比例的に増加する関係である吸入空気量と燃料噴射量との関係が記憶されている。さらに、図6に示すように、最小傾転角と最大傾転角との間で、燃料噴射量の増加に応じて傾転角が比例的に増加する関係である燃料噴射量と傾転角との関係が記憶されている。
In the storage unit 19c of the
コントローラ19の演算処理部19bは、吐出圧検出器15、傾転角検出器16でそれぞれ検出される吐出圧、傾転角に基づいてポンプ入力トルクを演算し、エンジンストールを生じさせない範囲で、エンジン出力トルクとほぼ同等のトルク値となるポンプ入力トルクを与える目標傾転角を求める演算を行なう。また、上述のように、例えば圧力検出器17で検出された検出圧力と、図4に示すように記憶部19cに記憶された検出圧力−過給圧制御弁開度の関係とに基づいて、目標過給圧制御弁開度を求める演算を行なう。さらに、吸入空気量検出器20で検出された吸入空気量と、図5に示すように記憶部19cに記憶された吸入空気量−燃料噴射量の関係とに基づいて、燃料噴射量を求める演算を行い、この求められた燃料噴射量と、図6に示すように記憶部19cに記憶された燃料噴射量−傾転角の関係とに基づいて、目標傾転角を求める演算を行なう。
The
また、コントローラ19の出力部19dからは、例えば演算処理部19cで求められた目標傾転角に相応する制御信号をレギュレータ12に出力する。また、演算処理部19cで求められた過給圧制御弁開度に相応する制御信号を過給圧制御弁22の駆動部に出力する。
Further, from the
なお、上述した吐出圧検出器15と、傾転角検出器16と、吐出圧検出器15で検出された吐出圧と傾転角検出器で検出された傾転角に基づいて、エンジンストールを生じない範囲で、エンジン出力トルクにマッチングしたポンプ入力トルクを求める演算を行なう演算処理部19c等を含むコントローラ19とは、可変容量型油圧ポンプ11の入力トルクを制御するポンプ入力トルク制御手段を構成している。
The engine stall is determined based on the
また、上述した油圧アクチュエータ13,14のリリーフ圧力Prを検出し、コントローラ19に出力する圧力検出器17,18は、エンジン1にかかる負荷が大きくなる特定作業、例えば重掘削作業であることを検出する特定作業検出手段を構成している。
Further, the
また、上述した過給圧制御弁21と、この過給圧制御弁21が配置される分岐管路21と、検出圧力と過給圧制御弁開度との関係を記憶する記憶部19c、及び目標過給圧制御弁開度を求める演算を行なう演算処理部19bを含むコントローラ19とは、上述の特定作業検出手段で特定作業、例えば重掘削作業であることが検出されたときに、過給圧をそれまでに比べて高くなるように制御する過給圧制御手段を構成している。
Further, the above-described supercharging
さらに、上述した吸入空気量検出器20と、この吸入空気量検出器20で検出された吸入空気量と、図5に示す関係とに基づいて燃料噴射量を求めるとともに、この求められた燃料噴射量と図6に示す関係とに基づいて目標傾転角を求める演算を行なう演算処理部19bを含むコントローラ19とによって、上述した過給圧制御手段によって高くなるように制御された過給圧に応じて、上述したポンプ入力トルク制御手段で制御されているそれまでのポンプ入力トルクを、大きくなるように変更させるポンプ入力トルク変更手段が構成されている。
Further, the fuel injection amount is obtained based on the intake
このように構成した本実施形態にあっては、例えばエンジン1にかかる負荷がそれほど大きくなり過ぎず、油圧アクチュエータ13,14の負荷が図4に示すリリーフ圧力Prに至らない比較的軽い掘削作業等が実施される場合には、図4に示す関係からコントローラ19の演算処理部19bで過給圧制御弁開度は全開と求められ、この全開に相応する制御信号が過給圧制御弁22に出力される。これによって、分岐管路21は開かれ、エンジン1から排出される排気は、排気管路6、ターボ式過給器4の排気タービン4bを介してマフラ10に導かれ、このマフラ10から外部に放出される。すなわち、エンジン1の排気が円滑に行なわれるので、過給圧は比較的低いものとなる。
In the present embodiment configured as described above, for example, a relatively light excavation work in which the load on the
図7は本実施形態で得られる過給圧制御弁開度と過給圧との関係を示す図、図8は本実施形態で得られる過給圧と吸入空気量との関係を示す図である。図7に示すように、過給圧が低いときには、上述のように過給圧制御弁開度は開かれた状態に保たれるが、このとき図8に示すように吸入空気量も、過給圧に応じて比較的小さい量となる。このような状態にあっては、吐出圧検出器15で検出される吐出圧、及び傾転角検出器16で検出される傾転角に応じたP−Q線図、すなわち図3の特性線Aによってポンプ入力トルクが制御される。このような動作が行なわれる間、エンジン出力トルクとのマッチングが維持される。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the supercharging pressure control valve opening degree and the supercharging pressure obtained in this embodiment, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the supercharging pressure and the intake air amount obtained in this embodiment. is there. As shown in FIG. 7, when the supercharging pressure is low, the supercharging pressure control valve opening is kept open as described above. At this time, as shown in FIG. The amount is relatively small depending on the supply pressure. In such a state, a PQ diagram corresponding to the discharge pressure detected by the
また、例えばエンジン1にかかる負荷が大きくなる特定作業、例えば重掘削作業が実施される場合には、圧力検出器17でリリーフ圧力Prが検出される。このとき、図4に示す記憶部19cに記憶される関係からコントローラ19の演算処理部19bで、過給圧制御弁開度が全閉と求められる。この全閉に相応する制御信号が、出力部19dから過給圧制御弁22の駆動部に出力され、この過給圧制御弁22が閉となり、分岐管路21が閉じられる。これにより、排気管路6の排気の流れが抑制され、過給圧が高くなる。このように過給圧が高くなると、上述した図8に示す関係から明らかなように吸入空気量が増加する。したがって、吸入空気量検出器20で検出される吸入空気量がそれまでよりも大きくなり、コントローラ19の記憶部19cに記憶される図5の関係から、演算処理部19bで求められる燃料噴射量が大きくなる。
Further, for example, when a specific work in which a load on the
なお、この間の現象として、上述のように吸入空気量が大きくなると、エンジン1の燃料噴射量が大きくなって、エンジン1の出力トルクが大きくなる。すなわち、エンジンストールを生じない範囲で、大きくなったエンジン出力トルクとほぼ同等のトルク値となるように、それまでのポンプ入力トルクよりも大きなポンプ入力トルクに変更させることが可能となる。
As a phenomenon during this time, when the intake air amount increases as described above, the fuel injection amount of the
上述したコントローラ19の演算処理部19bでは、燃料噴射量を求める演算に続いて、記憶部19cに記憶される図6に示す関係から、大きくなった燃料噴射量に相応する、それまでよりも大きな傾転角が目標傾転角として求められる。この目標傾転角に相応する制御信号が出力部19dからレギュレータ12に出力される。これにより、図3に示すP−Q線図を特性線Aから特性線Bに変更させることができ、特性線Bによ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が維持される。上述のように、傾転角をそれまでよりも大きくしたことにより、ポンプ吐出流量が増加し、油圧アクチュエータ13,14の作動速度の低下が抑制される。
In the
このように構成した本実施形態によれば、ポンプ入力トルク制御手段によ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維持しながらも、エンジン1にかかる負荷が大きくなって、圧力検出器17で油圧アクチュエータ13のリリーフ圧力Prが検出される重掘削作業時には、過給圧制御弁22を含む過給圧制御手段によって過給圧を高くし、エンジン1の出力トルクをそれまでよりも大きくすることができる。これに伴って、上述したポンプ入力トルク変更手段により油圧ポンプ11の傾転角を大きくし、エンジンストールを生じさせない範囲で、ポンプ入力トルクをそれまでよりも大きくすることができ、油圧ポンプ11の吐出量を大きくすることができる。これにより、重掘削作業時の油圧アクチュエータ13,14の作動速度の低下を抑えることができ、エンジン1にかかる負荷が大きくなるこのような重掘削作業における作業性を向上させることができる。
According to the present embodiment configured as described above, the load applied to the
なお、上記実施形態では、エンジン1にかかる負荷が大きくなる重掘削作業等の特定作業を検出する特定作業検出手段として、油圧アクチュエータ13,14のリリーフ圧力を検出する圧力検出器17,18を設けた構成にしてあるが、本発明は、このように構成することには限られず、この特定作業検出手段を、油圧ポンプ11の吐出圧を検出する吐出圧検出器15によって構成するようにしてもよい。
In the above embodiment,
1 エンジン
4 ターボ式過給器
4a 遠心式圧縮機
4b 排気タービン
5 吸気管路
6 排気管路
10 マフラ
11 可変容量型油圧ポンプ
12 レギュレータ
13 油圧アクチュエータ
14 油圧アクチュエータ
15 吐出圧検出器(ポンプ入力トルク制御手段)
16 傾転角検出器(ポンプ入力トルク制御手段)
17 圧力検出器(特定作業検出手段)
18 圧力検出器(特定作業検出手段)
19 コントローラ(ポンプ入力トルク制御手段)(過給圧制御手段)(ポンプ入力トルク変更手段)
19a 入力部
19b 演算処理部
19c 記憶部
19d 出力部
20 吸入空気量検出器(ポンプ入力トルク変更手段)
21 分岐管路(過給圧制御手段)
22 過給圧制御弁(過給圧制御手段)
DESCRIPTION OF
16 Tilt angle detector (pump input torque control means)
17 Pressure detector (specific work detection means)
18 Pressure detector (specific work detection means)
19 Controller (pump input torque control means) (supercharging pressure control means) (pump input torque change means)
21 Branch line (supercharging pressure control means)
22 Supercharging pressure control valve (Supercharging pressure control means)
Claims (5)
上記エンジンにかかる負荷が大きくなる特定作業であることを検出する特定作業検出手段と、
この特定作業検出手段で上記特定作業であることが検出されたときに、過給圧をそれまでに比べて高くなるように制御する過給圧制御手段と、
この過給圧制御手段によって高くなるように制御された過給圧に応じて上記ポンプ入力トルク制御手段で制御されているポンプ入力トルクを大きくなるように変更させるポンプ入力トルク変更手段とを備えたことを特徴とする作業機械の出力制御装置。 An engine equipped with a turbocharger, a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, a regulator that controls the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump, and the variable displacement hydraulic pump that discharges In an output control device for a work machine comprising a hydraulic actuator driven by pressure oil and pump input torque control means for controlling input torque of the variable displacement hydraulic pump,
A specific work detecting means for detecting that the load on the engine is a specific work;
A supercharging pressure control means for controlling the supercharging pressure to be higher than before when the specific work detecting means detects that the specific work is performed;
And a pump input torque changing means for changing the pump input torque controlled by the pump input torque control means so as to increase in accordance with the boost pressure controlled to be higher by the supercharging pressure control means. An output control device for a work machine.
上記過給圧制御手段は、上記エンジンの排気管路の排気の流れを抑制する制御が可能な過給圧制御弁を含むことを特徴とする作業機械の出力制御装置。 In the invention of claim 1,
The output control device for a work machine, wherein the supercharging pressure control means includes a supercharging pressure control valve capable of controlling an exhaust flow of an exhaust pipe of the engine.
上記ターボ式過給器の排気タービンから排出される排気を放出するマフラを備え、
上記過給圧制御手段が、上記エンジンの排気管路から分岐し、上記マフラに接続される分岐管路を含むとともに、この分岐管路に上記過給圧制御弁を設けたことを特徴とする作業機械の出力制御装置。 In the invention of claim 2,
A muffler that discharges exhaust discharged from an exhaust turbine of the turbocharger,
The supercharging pressure control means includes a branch pipe branched from the exhaust pipe of the engine and connected to the muffler, and the supercharging pressure control valve is provided in the branch pipe. Output control device for work machines.
上記ポンプ入力トルク変更手段が、上記エンジンの吸気管路の吸入空気量を検出する吸入空気量検出器と、この吸入空気量検出器が接続されるコントローラとを含み、
このコントローラは、上記吸入空気量検出器で検出された吸入空気量が入力される入力部と、あらかじめ吸入空気量と燃料噴射量との関係、及び燃料噴射量と上記可変容量型油圧ポンプの傾転角との関係を記憶する記憶部と、上記吸入空気量検出器で検出された吸入空気量と上記記憶部に記憶された吸入空気量−燃料噴射量の関係とに基づいて燃料噴射量を求め、この求められた燃料噴射量と上記記憶部に記憶された燃料噴射量−傾転角の関係とに基づいて、目標傾転角を求める演算を行なう演算処理部と、この演算処理部で演算された目標傾転角に相応する制御信号を上記レギュレータに出力する出力部とを有することを特徴とする作業機械の出力制御装置。 In the invention of claim 2,
The pump input torque changing means includes an intake air amount detector for detecting an intake air amount of the intake pipe of the engine, and a controller to which the intake air amount detector is connected,
The controller includes an input unit to which the intake air amount detected by the intake air amount detector is input, a relationship between the intake air amount and the fuel injection amount in advance, and the inclination of the fuel injection amount and the variable displacement hydraulic pump. The fuel injection amount is determined based on the storage unit that stores the relationship with the turning angle, the intake air amount detected by the intake air amount detector, and the relationship between the intake air amount and the fuel injection amount stored in the storage unit. An arithmetic processing unit that performs an operation for calculating a target tilt angle based on the calculated fuel injection amount and the relationship between the fuel injection amount and the tilt angle stored in the storage unit, and the arithmetic processing unit An output control device for a work machine, comprising: an output unit that outputs a control signal corresponding to the calculated target tilt angle to the regulator.
上記特定作業検出手段は、上記油圧アクチュエータの負荷に関係する圧力を検出する圧力検出器を含み、
上記過給圧制御手段が、上記圧力検出器が接続されるコントローラを含み、
このコントローラが、上記圧力検出器で検出された検出圧力が入力される入力部と、あらかじめ検出圧力と上記過給圧制御弁開度との関係を記憶する記憶部と、上記圧力検出器で検出された検出圧力と上記記憶部に記憶された検出圧力−上記過給圧制御弁開度の関係とに基づいて、目標過給圧制御弁開度を求める演算を行なう演算処理部と、この演算処理部で演算された目標過給圧制御弁開度に相応する制御信号を上記過給圧制御弁の駆動部に出力する出力部とを有することを特徴とする作業機械の出力制御装置。 In the invention of claim 2,
The specific work detection means includes a pressure detector that detects a pressure related to a load of the hydraulic actuator,
The supercharging pressure control means includes a controller to which the pressure detector is connected;
This controller has an input unit to which the detected pressure detected by the pressure detector is input, a storage unit for storing the relationship between the detected pressure and the boost pressure control valve opening in advance, and the pressure detector. An arithmetic processing unit for calculating a target boost pressure control valve opening based on the detected pressure and the relationship between the detected pressure stored in the storage unit and the boost pressure control valve opening; and An output control device for a work machine, comprising: an output unit that outputs a control signal corresponding to the target boost pressure control valve opening calculated by the processing unit to the drive unit of the boost pressure control valve.
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