JPH0261340A - 内燃機関と液圧ポンプとを含む駆動系の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧ショベルのように内燃機関によって駆動さ
れる可変吐出量液圧ポンプを備えた作業機械における内
燃機関と液圧ポンプとを含む駆動系の制御装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来、油圧ショベルのように、内燃機関と油圧ポンプを
駆動して油圧動力を発生する作業機械において、内燃機
関の出力を油圧ポンプの人力として有効に利用する手段
として、 （イ）個別制御方式 （ロ）クロスセンシング方式 （ハ）エンジンスピードセンシング方式０３種類の１１
′４ｎ方式が用いられていた。

（イ）の個別制御方式は、例えば油圧ポンプが２台の場
合には、それぞれの油圧ポンプに内燃機関の最大出力馬
力の１／２ずつ配分し、それぞれの油圧ポンプの回路圧
力を単独に検出してポンプの吐出量を制御する方式であ
る。この方式では、片方の油圧ポンプが無負荷の場合で
も、もう一方の油圧ポンプはその余剰馬力を活用するこ
とができず、不具合なことがある。

（ロ）のクロスセンシング方式は、２台の油圧ポンプで
それぞれの回路圧力を相互に伝達し合うことにより、片
方の油圧ポンプの負荷が軽いときには他方の油圧ポンプ
がその余剰の馬力の一部を利用できるようにしたもので
ある。この方式は馬力制御の面では個別制御方式より優
れているが、ポンプ吐出量を制御するレギュレータの構
造が複雑になる。

それに対して（ハ）のエンジンスピードセンシング方式
は内燃機関の回転数低下を検出して油圧ポンプの吐出量
を制限するものであり、馬力利用の面からは最も優れた
方式である。その従来例としては、例えばＳ　Ａ　Ｅ　
−ｐａｐｅｒ　７６０６８７　（Ｔ、　　Ｐ　。

Ｎｅａｌ著Ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒａｕｌｉｃ　　Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ　　ｏｆＨｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ　　Ｔｒａ
ｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）がある０この方法は内燃機関の
回転数低下を検出して油圧ポンプの傾転角に制限を加え
るという点では原理的にすぐれたものである。このＳ　
Ａ　Ｅ　−ｐａｐｅｒ　７６０６８７に記載の油圧ポン
プの制御装置（以下適宜「アンチストール回路」という
）においては、内燃機関のストールを防止するため、ア
クセルレバ−の変位を検出するポテンショメータの出力
信号と内燃機関の実際の回転数を検出する回転検出器の
出力信号の偏差ΔＮを演算し、その偏差ΔＮがある値以
上に増大すると油圧ポンプの斜板傾転角（ポンプ吐出量
）を減少させ、液圧ポンプの入力トルクを制限するよう
にしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記Ｓ　Ａ　Ｅ　−ｐａｐｅｒ　７６０６８
７に記載の制御装置には以下に述べるような問題点があ
った。

即ち、内燃機関の出力を最大限有効に油圧ポンプで使う
には燃料噴射量が最大値になる直前に油圧ポンプの斜板
傾転角が減少するように制御する必要がある。しかし、
一般に、内燃機関の燃料噴射量の制御には、アンチスト
ール回路とは別にメカニカルオールスピードガバナを用
いている。このため、上記従来装置では燃料噴射量が最
大値になる直前に斜板傾転角が減少するように制御する
ことは困難であった。即ち、メカニカルオールスピード
ガバナはフライウェイトの遠心力とばねの釣り合いで燃
料噴射量を制御するものであり、フライうエイトの遠心
力は出力回転数の２乗に比例するため、アクセルレバ−
による設定回転数が異なると回転数偏差ΔＮの増減によ
る燃料噴射量の調整量が異なってしまう。それ故、たと
え定格出力を発生する回転数で最大燃料噴射量に達する
回転数偏差ΔＮの値とアンチストール回路の斜板傾転量
の減少を開始する回転数偏差ΔＮの値を一致するように
設定できたとしても、アクセルレバ−で設定回転数を変
えるとこれらの値には“ずれ”を生じ内燃機関の出力を
有効に油圧ポンプの入力として利用できなくなる。

また、メカニカルオールスピードガバナのレギュレーシ
ョン領域は、設定回転数が５００〜２０００ｒｐｍと広
い範囲に対して１５０ｒｐｍと非常にわずかである。そ
して、当該メカニカルオールスピードガバナはこの１５
０ｒｐｍ間で最低燃料噴射量から最大燃料噴射量まで、
即ち、内燃機関の最低出力から最高出力までを制御して
いる。ところで、前述のように内燃機関の出力を油圧ポ
ンプで最大限有効に利用するには、内燃機関の最大燃料
噴射量の直前にアンチス＋−ル回路の斜板傾転量の減少
開始点を正確に設定しなければならないし、しかも、内
燃機関のいかなる設定回転数においても上記減少開始点
の正確な設定が必要である。

しかしながら、上記のようにメカニカルオールスピード
ガバナのレギュレーション領域が極めて僅かであるため
、製品毎の僅かな製作誤差又は組立誤差、あるいは経年
変化による誤差が大きく影響し、上記減少開始点の設定
は極めて困難である。

また、たとえ燃料噴射量の制御に電子素子を使用する電
子ガバナを用いても、抵抗やコンデンサやオペアンプ等
の電子部品の精度のバラツキから同様の問題を生じる。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
燃料噴射量と油圧ポンプの入力トルクの設定関係を、内
燃機関におけるいかなる設定回転数においても予め設定
した通りに維持することができ、これにより内燃機関の
出力を最大限有効に油圧ポンプで使うことができ、かつ
、制御系の安定性の良い内燃機関と液圧ポンプとを含む
駆動系の制御装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、燃料噴射ポンプ
の燃料噴射量の調整により制御される内燃機関と、この
内燃機関により駆動される少な（とも１つの可変容量型
液圧ポンプとを含む駆動系に対し、前記内燃機関の目標
回転数を設定しそれに対応する目標回転数信号を発生す
る操作装置と、前記内燃機関の出力回転数を検出しそれ
に対応する出力回転数信号を発生する回転数検出装置と
、前記目標回転数信号と前記出力回転数信号との差であ
る回転数偏差信号を演算する演算装置と、前記回転数偏
差信号が所定の設定値を超えると当該回転数偏差信号の
増加に伴い前記液圧ポンプの入力トルクを減少させる入
力トルク減少手段とを備えた内燃機関と液圧ポンプとを
含む駆動系の制御装置において、前記入力トルク減少手
段で用いられるのと同じ回転数偏差信号に基づきその増
加に伴い前記燃料噴射ポンプの目標ラック変位量を増加
させ前記回転数偏差信号が前記設定値より僅かに大きい
、最大燃料噴射量付近の他の設定値に達すると前記目標
ラック変位量の増加を抑制する関数を記憶する第１の記
憶部と、この記憶部から取り出される目標ラック変位量
により前記燃料噴射ポンプのラック位置を調整して燃料
噴射量を制御する燃料噴射量制御装置とを設け、かつ、
前記入力トルク減少手段を、前記液圧ポンプの吐出圧力
を検出しそれに対応する圧力信号を発生する圧力検出装
置と、前記所定の設定値を超える各回転数偏差信号毎に
前記圧力信号に対し入力トルクを予め定められた値とす
るような傾転量目標値を記憶する第２の記憶部と、当該
筒２の記憶部がら取り出された傾転量目標値により前記
液圧ポンプの斜板傾転角を制御する斜板傾転角制御装置
とで構成したことを特徴とする。

〔作用〕

操作装置で目標回転数Ｎｒを与えると、この目標回転数
Ｎｒと内燃機関の出力回転数Ｎｅから回転数偏差信号Δ
Ｎを求め、この回転数偏差信号ΔＮに基づいて第１の記
憶部から目標ラック変位量Ｍを求め、ラック位置が目標
ラック変位量Ｍになるように燃料噴射量を制御する。同
時に、上記と同一の回転数偏差信号ΔＮと油圧ポンプの
吐出圧力Ｐに基づいて第２の記憶部から目標斜板傾転量
Ｘイを取出し、斜ｖｉＷ４斜角がこの値になるように制
御する。

油圧ポンプの負荷が大きくなっていくと内燃機関の出力
回転数Ｎｅは低下し回転数偏差信号ΔＮはだんだん大き
くなり、目標ラック変位ｆｉＭは次第に大きくなり、燃
料噴射量が増加するように制御され、内燃機関の出力は
増大する。更に、油圧ポンプの負荷が増大すると回転数
偏差信号ΔＮは前記他の設定値ΔＮ、に達し、燃料噴射
量の増加が制限される。すなわち内燃機関の出力は最大
出力点付近に達する。しかし、設定値ΔＮ、に達する直
前の前記所定の設定値ΔＮ０を超えた時点から、油圧ポ
ンプの入力トルク減少手段における第２の記憶部から取
出された目標斜板傾転量Ｘ、（により予め定められた入
力トルクとなるように斜板の傾転量が制御され、この結
果、油圧ポンプのトルクを減少させるので、内燃機関の
出力は最大のまま油圧ポンプの入力トルクと釣り合う。

しかも、設定値ΔＮ１、ΔＮ０の設定は予め第１および
第２の記憶部に記憶させておくので正確に設定できると
ともに、燃料噴射量および油圧ポンプの斜板傾転量の目
標値を同じ回転数偏差信号を使用して制御しているので
、たとえ操作装置で目標回転数をどのような目標回転数
に設定しても、両者の関係は精度よく再現できる。

また油圧ポンプの斜板傾転量の制御で、制御すべき入力
トルクを回転数偏差信号ΔＮおよび油圧ポンプの吐出圧
力Ｐから目標斜板傾転ｆｆｌ　Ｘ　Ｈとして求めている
ので、吐出圧力Ｐの変化に対して安定した制御系を得る
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の制御装置の一実施例に係る内燃機関と
可変吐出量ポンプとの系を示す系統図である。第１図に
おいて、１は内燃機関、２および３は内燃機関１によっ
て駆動される可変吐出量油圧ポンプ（以下、単に油圧ポ
ンプという。）である。４および５はそれぞれ油圧ポン
プ２および３の斜板（もしくは斜軸、以下、斜板で代表
する。）の傾転角を制御する斜板操作機構で、その具体
的構成例は第３図に示しである。６は内燃機関１の燃料
噴射ポンプで、この燃料噴射ポンプ６はこれに設けたラ
ックを操作することにより所望量の燃料を内燃機関に供
給する。この燃料噴射ホンプロのラック駆動手段の具体
的な構成例は第２図に示しである。７は内燃機関１のス
ロットルレバー（図示せず）の操作量検出器、８．９は
油圧ポンプ２，３の斜板傾転量の最大値を外部から操作
するための操作レバー（図示せず）の操作量検出器、１
０は内燃機関１の出力回転数を検出する検出器、１１は
燃料噴射ポンプ６のラック変位を検出する検出器である
。１２は内燃機関１の制御装置で、この制御袋？！ｉ１
２は検出器７からのスロットルレバーの操作量信号（内
燃機関１０回転数の目標値）？ａ、検出器１０からの内
燃機関１０回転数信号１０ａおよび検出器１１からの燃
料噴射ポンプ６のラック変位信号１１ａに基づいてラッ
ク操作信号１２ａを燃料噴射ポンプ６へ出力すると共に
、内燃機関１の回転数偏差信号１２ｂを油圧ポンプ２．
３の制？Ｉ装置１３へ出力する。

油圧ポンプ２．３の制御装置１３は油圧ポンプ２の斜板
傾転量の外部操作信号８ａ、油圧ポンプ３の斜板傾転量
の外部操作信号９ａ、油圧ポンプ２の斜板傾転量信号４
ａ、油圧ポンプ３の斜板傾転量信号５ａ、圧力検出器１
４で検出した油圧ポンプ２の吐出圧力信号１４ａ、圧力
検出器１５で検出した油圧ポンプ３の吐出圧力信号１５
ａおよび内燃機関１の制御装置１２から与えられる内燃
機関１の回転数偏差信号１２ｂに基づいて、油圧ポンプ
２の斜板操作信号１３ａおよび油圧ポンプ５の斜板操作
信号１３ｂをそれぞれの油圧ポンプの斜板操作機構４，
５に出力する。

前述した燃料噴射ポンプ６およびラック操作装置の具体
的実施例を第２図について説明する。この図において第
１図と同符号のものは同一部分を示す。内燃機関１への
燃料噴射量はラック１６の変位と関数関係にある。この
ラック１６は可動線輪１７によって駆動される。１８は
ヨーク、１９は永久磁石、２０はラック戻しばねである
。２１は電流増幅器で、この電流増幅器２１は内燃機関
１の制御装置１２からのラック操作信号１２ａを受けて
、直流電流信号もしくはパルス幅変調信号２１ａの形に
して、可動線輪１７を駆動する。ラック変位検出器１１
はその出力を増幅器もしくは波形整形回路２２を介して
、ラック変位信号１１ａとして内燃機関１の制御装置１
２に帰還する。

前述した油圧ポンプ２の斜板操作機構４の具体的実施例
を第３図について説明する。この図において第１図と同
符号のものは同一部分を示す。油圧ポンプ２の斜板２ａ
は油圧シリンダ２３ａおよび２３ｂで駆動される。油圧
シリンダ２３ａ、２３ｂは４個の２位Ｗ２方′ｒｉ磁弁
２４〜２７で制御される。すなわちｔ磁弁２４および２
５のソレノイド２４ａおよび２５ａを励磁すると、パイ
ロット油圧ａ２８からの圧油が油圧シリンダ２３ａに作
用すると共に、油圧シリンダ２３ｂはタンク２９につな
がるから、油圧ポンプ２の斜板２ａの傾斜量は増加する
。逆に電磁弁２６．２７のソレノイド２６ａ、２７ａを
励磁すると、油圧ポンプ２の斜板傾転量は減少する。そ
して電磁弁２５．２７のソレノイド２５ａ、２７ａを励
磁すると、電磁弁２４〜２７はすべて回路を閉じるから
、油圧ポンプ２の斜板傾転量はその状態を維持する。３
０は油圧ポンプ２の斜板２ａの傾転量を検出する検出器
で、その出力信号は増幅量もしくは波形整形回路３１を
介して斜板回転量信号４ａとしてポンプの制御装置１３
へ帰還される。油圧ポンプ３の斜板操作機構５について
も同様に構成されているので、その詳細な説明は省略す
る。

次に内燃機関１の制御装置１２における制御手順を第４
図について説明する。第４図は制御装置１２としてマイ
クロコンピュータを用いた場合の制御フローチャートで
ある。

まず最初に手順４０で状態量、すなわちスロットルレバ
ー操作量（目標回転数Ｎｒ）、出力回転数Ｎｏおよびラ
ック変位Ｚを読込んで、制御ＩＩ装置１２の記憶部にお
けるしかるべき記憶番地へ記憶する。次に手順４１で内
燃機関１の回転数偏差ΔＮ＝Ｎ　ｒ　−Ｎ　ｅを演算し
て、その結果を記憶するとともに、手順４２で回転数偏
差ΔＮの値を信号１２ｂとして油圧ポンプの制御装置１
３へ出力する。次に、目標回転数Ｎｒの値からアイドリ
ングか否かを判断し、アイドリング状態ならば、手順４
４で、予め読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）に書込まれて
いるアイドリング時のラック変位目標関数Ｍｗｆｉ（Δ
Ｎ）を照会し、ア・イドリング時のラック変位目標値Ｍ
の値を決めて手順４５へ移る。

ここで、ラック変位目標関数は第５図に示すような形を
している。すなわち、回転数偏差ΔＮに対してラック変
位目標値Ｍは単調増加関数である。

第５図で関数ｆ　（ΔＮ）は予め定められた設定値ΔＮ
１を折点とする折線関数として示したが、必ずしもこの
ような折線ではなく、曲線であっても良い。なお、折線
関数とした理由は内燃関数の最大トルク点以下の回転数
でも最大燃料噴射量に達する直前に出力トルクを徐々に
上昇させるためである。また、ラック変位目標値関数と
して、アイドリング時、中速時および高速時の３種類を
準備し、目標回転数Ｎｒに応じて使い分ける方式もある
。第４図はこの方式を示している。すなわち手順４３で
アイドリング状態でない場合には手順４６で中速か高速
かを判断しく中速回転範囲の最大値が値Ｎｒｏで示され
ている）、その結果、高速であるならば、手順４７で高
速時用のラック変位目標値関数Ｍ　＝ｆ　ｈ　　（ΔＮ
）を照会し、このときのラック変位目標値Ｍの値を決め
てから手順４５へ移る。また中速時の場合には手順４８
で中速時用のラック変位目標値関数Ｍ＝ｆ、（ΔＮ）を
照会して、このときのラック変位目標値Ｍの値を決めて
から手順４５へ移る。

手：ｌｉ　４５では出力回転数Ｎｅから、ＲＯＭに予め
書込まれているラック変位目標値Ｍの最大値Ｍ、Ａ、　
＝ｇ　（Ｎθ）を照会し、次の手順４６ではこのラック
変位目標値Ｍの値とその最大値Ｍ　ｍ　ｍ　ｘとの値を
比較する。そしてＭ　＞　Ｍ　ｍ　ａ　ｘならば、手順
４７でＭの値をＭ□８と置換えて手順４８に移る。もし
Ｍ　＜Ｍ　ｍ　ｍ　ＸならばＭの値を変えずに手順４８
に移る。

ラック変位目標値の最大値Ｍｍｓｘ　＝　ｇ　（Ｎ　ｅ
　）は出力回転数Ｎｅに対して第６図に示すように低下
する関係になっている。この目的は次の通りである。す
なわち、一般に燃料噴射ポンプ６の１サイクル当りの燃
料噴射量は、ラック変位が著しい場合、内燃機関１の回
転数が増加するにつれて増大する性質がある。したがっ
て回転数の低下につれて出力トルクが低下する。そこで
低回転域でのトルクを確保するために、ラック変位の最
大値を大きく調整しておくと、高速回転域での燃料噴射
量が多くなりすぎて不完全燃焼が起こり、内燃機関ｌか
ら黒煙が吹き出す。このような問題点を克服するために
、第６図に示したように出力回転数Ｎｅとラック変位の
目標値の最大値Ｍ３．Ｘとの関係を右下がりの特性にし
ておけばよい。これをアングライヒ（ａｎｇｌｅｉｃｈ
）特性と呼んでいる。この特性は機械式ガバナでは非常
に複雑な機構を組合わせて実現しているが、マイクロコ
ンピュータを制御装置として用いると、非常に簡単に実
現することができる。

以上のようにしてラック変位の目標値Ｍを決めた後、第
４図に示す手順４８ではラック変位目標（直Ｍとラック
変位Ｚとからラック変位偏差ΔＺを演算し、手順４９で
その値を第３図に示す電流増幅器２１に出力し、始めに
戻る。

次にポンプの制御装置１３における制御手順を第７図に
ついて説明する。第７図はポンプの制御装置１３をマイ
クロコンピュータを用いて実現した場合の制御フローチ
ャートである。

まず手順５０で油圧ポンプ２に関する駆動系の状態量、
すなわち油圧ポンプ２の外部操作信号Ｘい斜板傾転量Ｙ
、回転圧力Ｐおよび内燃機関１の回転数偏差ΔＮを読込
み記憶する。続いて手順５１で入力トルク制御関数ｆ、
（ΔＮ、Ｐ）に基づく斜板傾転量指令値Ｘ）ｌを決定す
る。この斜板傾転量指令値Ｘ、を決定する手順について
説明する。

油圧ポンプ２の入力トルクＴは油圧ポンプ２の斜板傾転
量Ｙと吐出圧力Ｐとの積に比例する。そして、本実施例
において、入力トルクＴは内燃機関１の出力回転数Ｎｅ
の増減、すなわち回転数偏差ΔＮの減増に従って制御さ
れることになる。このような制御における回転数偏差Δ
Ｎに対する油圧ポンプの入力トルクＴの関係を第８図に
示す。

すなわち油圧ポンプの入力トルクＴは、ΔＮ≦ΔＮＯ（
値ΔＮ０は所定の設定値）では最大値Ｔ’ｎａｘであり
、回転数偏差ΔＮが設定値ΔＮ０を超えると回転数偏差
ΔＮの増加とともに減少し、回転数偏差ΔＮがある設定
値ΔＮ　ｍｉｘを超えると入力トルク、Ｔは最小値Ｔ。

となるように決定される。

ところで、さきに述べたように、油圧ポンプの入力トル
クＴは油圧ポンプの吐出圧力と傾転量の積に比例する。

そこで、本実施例では、ある回転数偏差ΔＮに対応する
第８図に示す関数にしたがった入力トルクＴを得る。そ
して、検出された吐出圧力と斜板傾転量との積が、得ら
れた入力トルクＴとなるように斜板傾転量（斜板傾転量
の目標値）を求める。このようにして求められた斜板傾
転量により斜板の傾転を制御すれば、結局、ある回転数
偏差ΔＮに対し第８図において対応する入力トルクＴを
得ることができる。これらの関係を表わしたものが第９
図に示す入力トルク制御関数ｆ、（ΔＮ、Ｐ）である。

第９図における横軸は回路圧力Ｐであり、縦軸は入力馬
力制御関数ｆ。

（ΔＮ、Ｐ）に基づく斜板傾転量の目標値Ｘ、である。

入力トルク制御開数ｆ、（ΔＮ、Ｐ）は双曲線群または
近似双曲線群であり、第８図の入力トルク特性を満足す
るような曲線群で表わされている。内燃機関１の回転数
偏差ΔＮを用いてこれに対応する入力トルク関数ｆ、を
求め、油圧回路圧力Ｐから最適な斜板傾転量指令値Ｘ１
４を決定することができる。即ち、入力トルク制御関数
ｆ。

（ΔＮ、Ｐ）は回転数偏差ΔＮの大きさに対応して、ｆ
ｌ。（ΔＮｏ　、Ｐ）　、ｆ＋＋　（ΔＮ、、Ｐ）・・
・・・・・・・ｆｌ（ΔＮ！、Ｐ）と複数個の関数表を
制御装置１３の記憶部に予め記憶しておき、実際の回転
数偏差に最も近い回転数偏差に対応した関数表から直線
補間を用いて所望の斜板傾転量指令値を演算するように
して構成すればよい。

このとき回転数偏差ΔＮが設定値ΔＮｏ以下のときは、
入力トルク関数ｆ、は関数ｆ、。が求められ、回転数偏
差ΔＮが設定値ΔＮ０より大きくなるに従って関数ｆｌ
ｌ”ｆｌ！・・・・・・・・・ｆｌｉが求められる。

またトルク制御関数ｆ、の求め方として次のような近４
ｍ的な手法を用いてもよい。これは、第１０図に示した
ような１本の双曲線ｆｏ　　（Ｐ）を回転数偏差ΔＮの
値に応じて平行移動して、油圧回路圧力Ｐと回転数偏差
ΔＮに対応した斜板傾転量の目標値ＸＩＩを求めるもの
である。このときの平行移動の方法を第１１図を用いて
次に述べる。

第１１図において、いま基準となる双曲線ｆ０（ΔＰ）
として、油圧ポンプ２の吸収トルクＴの最小吸収トルク
Ｔ０となるような圧力Ｐと斜板傾転量指令値ＸＭとの関
係を用いるものとする。このときに内燃機関１の回転数
偏差ΔＮに応じて変化するΔＰ　”　ｇ　＋　（ΔＮ）
なる関数を用いて圧力信号Ｐの代りにＰ’＝Ｐ−ΔＰと
おきかえて関数ｆ。

からＸ）ｌを求めるようにすると、第１１図にｆｏ（Ｐ
−ΔＰ）として示した曲線のようにｒ、（Ｐ）をΔＰだ
け横軸方向に移動したような形となる。

この曲線は吸収トルクがほぼ一定の曲線とはかなりかけ
離れた曲線となる。そこで、もう１つ、回転数偏差ΔＮ
に応じて変化するΔＸ＝ｇｚ（ΔＮ）なる関数を用いて
斜板傾転量の目標値ＸＨを補正する。すなわち、 ＸＨ−ｆａ（Ｐ−ΔＰ）十ΔＸ なる演算を施して曲線ｆｏ　　（Ｐ−ΔＰ）をΔＮだけ
縦軸方向に移動する。その結果得られる曲線を第１１図
に破線で示した。このような方法で平行移動すると、そ
れぞれの回転数偏差に応じて、かなり良好な吸収トルク
一定の曲線が得られる。

ここで内燃機関１の回転数偏差ΔＮの増加に対して油圧
ポンプ２の吸収トルクＴが第８図のような形で減少する
ように制御するためには、補正関数ΔＰ＝ｇ＋（ΔＮ）
、Δｘ＝ｇ２　（ΔＮ）はそれぞれ第１２図、第１３図
に示したような形となる。

以上で説明した手順をフローチャートの形で表記したの
が第１４図であ°る。なお、基準となる入力トルク制御
関数ｆ０として双曲線ではなく直線を用いると、人力ト
ルク一定曲線からの誤差が大きくなるが、それでも回路
圧力Ｐと無関係に油圧ポンプの斜板傾転量を制御する従
来の方法よりもはるかに安定性が良好になるので、入力
トルク制御関数ｆ０として直線を用いる場合も本発明の
趣旨に反するものではない。

第７図における手順５１で求められるＸ１ｌ＝ｆ＋（Δ
Ｎ、Ｐ）は上記のようにして定められるが、この場合、
第５図に示した燃料噴射量が制限開始される折点の回転
数偏差ΔＮの設定値ΔＮ、は第９図に示したように油圧
ポンプの入力トルクＴの制限が開始される回転数偏差Δ
Ｎ０よりわずかに大きい値に設定されているので、内燃
機関の出力を最も有効に油圧ポンプの人力トルクとして
使うことができる。

再び第７図に戻って手順５２以下の制御手順を説明する
。入力トルク制御関数ｆｌ　　（ΔＮ、　　Ｐ）から人
力トルクに関する斜板傾転量の目標値ＸＨを決定した後
で、その値を一時記憶して次の手順５２に移る。手順５
２は、回路圧力Ｐが異常に上昇した場合に、レバー操作
量ＸＬや入力トルクを制限するための目標値Ｘｌｌとは
無関係に斜板傾転ｉ１Ｙを減じて、油圧回路のリリーフ
弁（図示せず）から圧油がリリーフしてエネルギ損失と
なることを防ぐためのものである。そのために第１５図
に示したような関数ｘｃ　＝ｆｚ　　（Ｐ）を記憶部に
用意しておく。そしてこの関数を照会することによって
回路圧力に応じた斜板傾転量の目標値Ｘｅを決定する。

次に手順５３では、以上の手順で決定した斜板傾転量の
目標値ＸＬ　、Ｘ、ｌ、Ｘｃの３者を比較し、その最小
値をＪｉ柊的な斜板傾転ｌの目標値Ｘとして選択して、
手順５４の斜板傾転量の制御に移る。

次に手順５４で実行する油圧ポンプ制御ルーチンを第１
６図を用いて説明する。まず手順６１では、油圧ポンプ
２の斜板傾転量の目標値Ｘと油圧ポンプ２の傾転角Ｘ、
。とからポンプ２の傾転角偏差Ｚｔ　”’Ｘ　　Ｘｒ。

を演算する。続いて手順６２ではポンプ２の傾転角偏差
Ｚ２の正負を判定する。

その結果正ならば、手順６３で傾転角偏差Ｚ２が不感帯
Δより大きいか否かをチエツクする。もしＺｚ　＞Δな
らば、手順６４に移り、油圧ポンプ２の傾転角増加指令
（第３図に示す電磁弁２４．２５のソレノイド２４ａ、
２５ａを励磁する↑旨令）を出力してメインルーチンに
戻る。もし手順６３でＺｚ＜Δならば手順６５で油圧ポ
ンプ２の傾転角保持指令（第３図に示す電磁弁２５．２
７のソレノイド２５ａ、２７ａを励磁する指令）を出力
してメインルーチンに戻る。手順６２で傾転角偏差Ｚ２
の値が負ならば、手順６６に移り、傾転角偏差Ｚ２の絶
対値をとり、新たに２２＝１２２１とする。次に手順６
７で傾転角偏差Ｚ２と不感帯Δとの大小を比較する。そ
して、Ｚｚ＞Δならば、手順６Ｂで油圧ポンプ２の傾転
角減少指令（第３図に示す電磁弁２６．２７のソレノイ
ド２６ａ。

２７ａを励磁する指令）を出力しメインルーチンに戻る
。もし、手順５７でＺ、＜Ａならば、手順６５に移って
油圧ポンプ２の傾転角保持指令を出してメインルーチン
に戻る。これまでの説明は油圧ポンプ２に関するもので
あるが、油圧ポンプ３の制御ルーチンもこれと同様であ
るので、説明は省略する。

以上、第７図に示す手順５０から手順５４で油圧ポンプ
２の制御を行なったが、同様の手順を油圧ポンプ３につ
いても行ない、それを終ると再び始めに戻って同様の制
御手順を繰返す。ここで、もし、油圧ポンプ２と油圧ポ
ンプ３との吸収馬力の配分を同一にとるのであれば、手
順５１で決定したＸＨをそのまま手順５５でも用いるこ
とができるから、ＸＨの決定の手順は手順５５では省略
することができる。

以上の説明は油圧ポンプ２，３の斜板傾転量Ｙが正の値
のみとれる、いわゆる片傾転形の油圧ポンプについて述
べたが、Ｙの正負の値をとれる、いわゆる両傾転形の油
圧ポンプを用いた油圧閉口路の駆動装置にも同様の考え
方を適応することができる。

なお、上述の実施例では本発明の内容をわかり易くする
ために、内燃機関１の制御装置１２と油圧ポンプの制御
装置１３とを別々のハードウェアとして説明したが、−
個のマイクロコンピュータを用いて同一のハードウェア
として構成することも可能である。

〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明では、燃料噴射量を制御する
ため、回転数偏差信号ΔＮに対する目標ラック変位量の
関数を第１の記憶部に記憶し、又、液圧ポンプ入力トル
ク制御のため、上記と同じ回転数偏差信号ΔＮと液圧ポ
ンプ吐出圧力に対する傾転量目標値の関数を第２の記憶
部に記憶するようにしたので、燃料噴射量および液圧ポ
ンプの斜板傾転量の目標値を同一の回転数偏差信号で同
時に制御されることになり、たとえ操作装置により目標
回転数としてどのような値が設定されても、両者の関係
は精度良く再現される。

又、各記憶部への上記記憶では、併せて、燃料噴射量の
増加が制限はじめる点の設定値ΔＮ３、および入力トル
クを減少させはじめる点の設定値ΔＮ０も記憶されるの
で、正確な設定が可能となるとともに、これら設定値Δ
Ｎ１が設定値ΔＮ。

より僅かに大きな値に設定されているので、内燃機関の
出力を油圧ポンプの入力トルクとして最大限利用するこ
とができる。そして、このことは、前述の精度の良い再
現性という効果と併せると、内燃機関がどのような運転
状態にあっても、その出力を油圧ポンプに最大限利用で
きる効果を有することとなる。

さらに、斜板の傾転量目標値を回転数偏差信号ΔＮと併
せて油圧ポンプの吐出圧力Ｐから求めるようにしたので
、吐出圧力Ｐの変化に対して、安定した制御を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の実施例に係る内燃機関と液
体ポンプとの駆動系の系統図、第２図は第１図に示す内
燃機関の燃料噴射ポンプとラック駆動手段の構成を示す
系統図、第３図は第１図に示す油圧ポンプの斜板操作機
構の構成を示す系統図、第４図は内燃機関制御装置の動
作を説明するフローチャート、第５図は内燃機関の回転
数偏差とラック変位指令値との関係を示す特性図、第６
図は内燃機関の回転数とラック変位指令値の最大機関の
回転数偏差と液圧ポンプ入力トルクとの関係の一例を示
す特性図、第９図は回路圧力と回転数偏差と液圧ポンプ
の斜板傾転量の指令値との関係を示す特性図、第１０図
は第９図の関係を近似的に実現するために用いる油圧ポ
ンプ入カ一定曲線の基準を示すためのグラフ図、第１１
図は第１０図に示す線図を平行移動する方法を説明する
ための説明図、第１２図は回転数偏差と回路圧力の補正
値との関係を示す特性図、第１３図は回転数偏差とポン
プ斜板傾転量の補正値との関係を示す特性図、第１４図
は入力トルク制御関数にもとづく斜板傾転量指令値を決
定する動作を説明するフロ−チャート、第１５図は回路
圧力の最高値を規制するために用いる制御関数を示す特
性図、第１６図は斜板操作機構の制御動作を説明するフ
ローチャートである。 １・・・・・・・・・内燃機関、２，３・・・・・・・
・・油圧ポンプ、４．５・・・・・・・・・斜板操作機
構、６・・・・・・・・・燃料噴射ポンプ、７・・・・
・・・・・スロットルレバーｆｉ　作！　検出器、８．
９・・・・・・・・・操作゛レバーの操作量検出器、Ｉ
Ｏ・・・・・・・・・出力回転数検出器、１１・・・・
・・・・・ラック位置検出器、１２・・・・・・・・・
内燃機関の制御装置、１３・・・・・・・・・油圧ポン
プの制御装置。 第 図 第３２ 第４図 予 Ｍｍａｘ　１ Ｉ ■ 第５図 第８図 第９図 第７図 第 ０図 第１１図 第１２図 八Ｎ０ ΔＮｍａｘ ΔＮ 第１３図 ΔＮ０ ΔＮｍａｘ ΔＮ 第 ４図 第１５図 Ｐｃ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃料噴射ポンプの燃料噴射量の調整により制御される
   内燃機関と、この内燃機関により駆動される少なくとも
   １つの可変容量型液圧ポンプとを含む駆動系に対し、前
   記内燃機関の目標回転数を設定しそれに対応する目標回
   転数信号を発生する操作装置と、前記内燃機関の出力回
   転数を検出しそれに対応する出力回転数信号を発生する
   回転数検出装置と、前記目標回転数信号と前記出力回転
   数信号との差である回転数偏差信号を演算する演算装置
   と、前記回転数偏差信号が所定の設定値を超えると当該
   回転数偏差信号の増加に伴い前記液圧ポンプの入力トル
   クを減少させる入力トルク減少手段とを備えた内燃機関
   と液圧ポンプとを含む駆動系の制御装置において、前記
   入力トルク減少手段で用いられるのと同じ回転数偏差信
   号に基づきその増加に伴い前記燃料噴射ポンプの目標ラ
   ック変位量を増加させ前記回転数偏差信号が前記設定値
   より僅かに大きい、最大燃料噴射量付近の他の設定値に
   達すると前記目標ラック変位量の増加を抑制する関数を
   記憶する第１の記憶部と、この記憶部から取り出される
   目標ラック変位量により前記燃料噴射ポンプのラック位
   置を調整して燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置
   とを設け、かつ、前記入力トルク減少手段を、前記液圧
   ポンプの吐出圧力を検出しそれに対応する圧力信号を発
   生する圧力検出装置と、前記所定の設定値を超える各回
   転数偏差信号毎に前記圧力信号に対し入力トルクを予め
   定められた値とするような傾転量目標値を記憶する第２
   の記憶部と、当該第２の記憶部から取り出された傾転量
   目標値により前記液圧ポンプの斜板傾転角を制御する斜
   板傾転角制御装置とで構成したことを特徴とする内燃機
   関と液圧ポンプとを含む駆動系の制御装置。