JPH041434A - エンジンの制御装置 - 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〕 本発明はクレーンのエンジンのように油圧ポンプとトル
クコンバータ等といった複数の対象物を同時に駆動する
エンジンの制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

クレーンを例にとって従来技術を説明する。

第３図において、１はエンジンで、このエンジン１の動
力がパワーデバイダ２を介して駆動対象物であるトルク
コンバータ３と油圧ポンプ４とに加えられる。５はエン
ジン１の無負荷回転数を設定するガバナレバーである。

トルクコンバータ３には、グリップ６の回転操作に基づ
くモジュレートクラッチコントローラ７からの信号によ
って結合度（動力伝達度）を自由に変えられるモジュレ
ートクラッチが設けられ、このモジュレートクラッチ付
きトルクコンバータ３によって巻上ウィンチ（図示せず
）が回転駆動される。

一方、旋回モータ等の油圧アクチュエータを駆動する油
圧ポンプ４は、レバー８で操作されるレギュレータ９か
らの信号によって傾転角が指令され、これによってポン
プ吐出流量（ポンプ馬力）が制御される。

このようなりレーンの駆動系においては、経済上の理由
から、エンジン容量を、トルクコンバータ３と油圧ポン
プ４の一方単独では定格運転できるが両方同時の定格運
転はできないような大きさに設定するのが通例である。

従って、両方が同時に運転された場合に、合計の負荷ト
ルクがエンジン１の定格トルクを超える可能性かある。

これを第４図に示すエンジンのトルク−回転数特性を参
照しながら説明する。

図中、曲線■はエンジントルクカーブ、曲線■はトルク
コンバータトルクカーブ（破線はモジュレートクラッチ
の結合度を変えた場合のトルクカーブを示す）で、この
両カーブＩ、■の間の斜線を付した部分、すなわち、エ
ンジントルクからトルクコンバータ負荷トルクを引いた
値が油圧ポンプ４に配分される負荷トルク（ポンプ負荷
トルク）となる。

また、図中、直線■は無負荷回転数Ａｉｄ（ｒｐｍ１以
下同以下跡らの負荷の増加に対するエンジン回転数とト
ルクの変化状態を示している。

無負荷状態から負荷がかかるとエンジン回転数とトルク
は直線■上で変化し、回転数Ａ白でそのときのエンジン
定格トルク（無負荷回転数によって異なる）に達する。

そして、この点（黒点で示す）を変曲点として、以後は
負荷の増加に連れエンジントルクカーブＩに沿って回転
数とトルクが変化し、エンジンピークトルクＴＥＰの回
転数Ａｊ＋を超える負荷状態となるとエンストが起こる
。

一方、無負荷回転数がＡｊＯ以下の場合は、直線■で示
すように回転数Ａｊ＋以下でそのときのエンジン定格ト
ルクに達し、以後負荷が増加すると直ちにエンストが起
こる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、このようにトルクコンバータ負荷と油圧ポンプ負
荷の合計がそのときのエンジン定格トルクを超える危険
性が生じた場合、運転者がエンジン音によりこれを察知
してレバー８またはグリップ６を減負荷方向に操作する
ようにしている。この場合、エンジン回転数をあまり落
したくないとき（たとえばアクチュエータの高速作動を
維持したいとき）には回転数Ａ１１を目標値として、ま
たエンジン回転数を下げても負荷トルク合計を大きくし
たいとき（たとえば重負荷作業時）にはエンジンビーク
トルクＴＥＰが得られる回転数Ａｊ＋を目標値としてそ
れぞれ操作される。

しかし、このような操作は、主としてエンジン音を頼り
に運転者の勘と経験によって行なうため、運転者の操作
負担が大きいとともに、狂いが生じやすく、エンストを
起こしたり、目標回転数と実際回転数の差が大きくてエ
ンジントルクを効率良く使用できなかったりする問題が
あった。

そこで本発明は、エンストを回避しつつエンジントルク
を効率良く使用するためのエンジン制御を自動的にかつ
正確に行なうことができるエンジンの制御装置を提供す
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、エンジンによって駆動される油圧ポンプ等の
駆動対象物の運転を制御するコントローラと、ガバナレ
バーによって設定されたエンジンの無負荷回転数を検出
する設定無負荷回転数検出手段と、エンジンの実際の回
転数を検出する実際回転数検出手段とを具備し、上記コ
ントローラは記憶部と演算部とを備え、記憶部には、複
数の無負荷回転数と、これに対応して予め設定された制
御開始回転数および目標回転数が制御データとして記憶
され、上記演算部は、上記設定無負荷回転数検出手段に
よって検出された設定無負荷回転数と上記制御データと
からそのときの制御開始回転数と目標回転数とを求め、
上記実際回転数検出手段によって検出された実際回転数
が上記制御開始回転数に達したときに実際回転数を目標
回転数に近付ける方向に駆動対象物を制御するように構
成されたものである。

〔作用〕

この構成により、駆動対象物の制御を通じてエンジン回
転数が目標回転数に近付く方向にエンジンが自動的に制
御される。このため、エンストを確実に回避しつつエン
ジントルクを効率良く使用することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図および第２図によって説明する
。

第１図において、第３図の従来技術との相違点のみを説
明すると、油圧ポンプ４の傾転角を指令するレギュレー
タ９は、従来通りレバー８の手動操作によって制御され
るほか、電磁比例減圧弁１０を介してポンプコントロー
ラ１１によっても制御される。

すなわち、コントローラ１１は、記憶部１２と演算部１
３とを育し、この演算部１３から出力される電気制御信
号が電磁比例減圧弁１０で油圧信号に変換されてレギュ
レータ９に傾転角指令信号として送られる。

コントローラ１１の記憶部１２には、第２図に示すよう
に、複数通りのガバナレバー位置り、１ｊ、ｋ・・・と
、この各ガバナレバー位置に対応するエンジンの無負荷
回転数ＡｈＯ３Ａｉｄ、　　Ａｉｄ、　　ＡｋＯｌおよ
び制御開始回転数、Ａｋｉ、Ａ口、　Ａｊｉ、　　Ａｋ
ｉ・・・ならびに目標回転数が予め設定され記憶されて
いる。

この場合、無負荷回転数かＡｊＯ（エンジンビークトル
クＴＥＰがエンジン定格トルクとなる無負荷回転数）以
上となるガバナレバー位置り、ｉ、ｊ・・・では、すべ
て、エンジンピークトルクＴＥＰ時の回転数Ａｉ＋が目
標回転数として設定され、無負荷回転数がＡｊＯ未満と
なるガバナレバー位置ｋ・・では、それぞれのガバナレ
バー位置に対応するエンジン定格トルク時の回転数Ａｋ
ｉ・・・が目標回転数として設定されている。

すなわち、各ガバナレバー位置において、最大のエンジ
ントルクが発揮される回転数が目標回転数として設定さ
れている。

また、制御開始回転数Ａｂｔ、　Ａｉｄ、　Ａｉｄ、　
　Ａｋｉ・・・は、各ガバナレバー位置におけるエンジ
ン定格トルク時の回転数Ａｈｌ。Ａｌｔ、　　、Ａｉｔ
、　　Ａｋｉ・・・に近い回転数、すなわち、そのまま
放置すればエンストが起こる危険性のある回転数が設定
される。

一方、演算部１３には、ガバナレバー５の位置を検出す
るポテンショメータ等のガバナレバー位置検出器１４か
らのガバナレバー位置信号と、エンジン１の運転中の実
際の回転数を検出する回転数検出器１５からの実際回転
数信号とが入力される。

演算部１３では、予め記憶された制御データとこれら入
力信号とに基づき、次のような演算・ポンプ制御を行な
う。

たとえばガバナレバー位置信号がガバナレバー位置１に
応当する場合には、記憶部１２の制御データ中からこの
ガバナレバー位置】に対応する無負荷回転数ＡｉＯと、
制御開始回転数ＡＩＳと、目標回転数Ａｊ＋とを読出す
。一方、ガバナレバー位置信号が、記憶されたガバナレ
バー位置に該当しない場合には、これに近いデータ値に
基づき補間演算にて制御開始回転数および目標回転数を
求める。

たとえば、無負荷回転数、制御開始回転数、目標回転数
がそれぞれＡ１１ｌ、　　Ａｉｄ、　　Ａｊｔの場合、
回転数検出器１５で検出されたエンジン１の実際回転数
Ａｉと制御開始回転数Ａｉｓとの差ΔＡｉ（Ａ−Ａ　ｉ
＋）を求める。

この結果、ΔＡ１≧０のときには、エンストの危険性が
ないものとして制御は行なわれない。

そして、ΔＡｉ＜Ｑとなったとき（実際回転数が制御開
始回転数以下となったとき）に制御が開始され、実際回
転数Ａ１を目標回転数Ａｊｒに近付けるために、ΔＡ１
に応したＰＩＤ制御を行なう。

すなわち、電磁比例減圧弁１０の励磁電流をＰＩＤ演算
によって求め、これを出力することによりレギュレータ
９経由で油圧ポンプ４を制御する。

この制御により、エンジン回転数Ａｉを目標回転数Ａｊ
１に近付けることができる。たたし、制御開始時のトル
クコンバータ負荷とポンプ負荷の組合せは多種多様であ
ることから、この制御だけではエンジン回転数Ａｉを目
標回転数Ａノ！に等しくできない場合がある。

そこで、一定時間経過後、演算部１３により、そのとき
のエンジン回転数Ａ１′と目標回転数Ａ」ｔの偏差ΔＡ
ｉ　’　　（Ａｉ　’−Ａｉｔ）を求め、再び前記同様
のＰＩＤ制御を行なうことにより、エンジン回転数Ａｉ
’を目標回転数Ａｊｌに最大限に近付ける。

このようにして、エンジン回転数を、エンストを回避し
つつそのときのガバナレバー位置（無負荷回転数）にお
ける最大エンジントルクが発揮される回転数に自動的に
設定することができる。

なお、無負荷回転数がＡｉＯ以上となるガバナレバー位
置の場合にはすべて、エンジンピークトルクＴＥＰ時の
回転数Ａｊ＋を目標回転数に設定しているため、最大限
に大きな負荷トルクに対応することができる。

ただし、無負荷回転数がＡｉＯ以上となるガバナレバー
位置の場合も、無負荷回転数がＡｉＧ未満となるガバナ
レバー位置の場合と同様に、その各ガバナレバー位置に
おけるエンジン定格トルク時の回転数を目標回転数とし
て設定してもよい。この場合でも、エンストを回避しつ
つエンジントルクを効率良く使用するという所期の目的
は十分達成することができる。

また、上記実施例では、エンジンの駆動対象物がトルク
コンバータ３と油圧ポンプ４の組合せにおいて油圧ポン
プ４を通してエンジン１を制御する構成としたが、トル
クコンバータ３を制御することによってエンジンを制御
する構成をとってもよい。一方、駆動対象物の組合せと
して、複数台の油圧ポンプの組合せの場合、複数のトル
クコンバータの組合せの場合、複数ずつのトルクコンバ
ータと油圧ポンプの組合せの場合にも適用することがで
きる。さらに、複数の駆動対象物を優先度をつけて（た
とえば第１対象物と第２対象物を１２の割合で）制御す
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

上記のように本発明によるときは、エンジンによって駆
動される油圧ポンプ等の駆動対象物の運転を制御するコ
ントローラの記憶部に、複数の無負荷回転数と、これに
対応して予め設定された制御開始回転数および目標回転
数を制御データとして記憶させておき、コントローラの
演算部により、設定無負荷回転数検出手段で検出された
設定無負荷回転数と上記制御データとからそのときの制
御開始回転数と目標回転数とを求め、実際回転数検出手
段で検出された実際回転数が上記制御開始回転数に達し
たときに実際回転数を目標回転数に近付ける方向に駆動
対象物を制御するように構成したから、エンストを確実
に回避しつつエンジントルクを効率良く使用することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するためのブロック構成図
、第２図はコントロー、うに予め記憶される制御データ
をエンジンのトルクカーブを用いて示す図、第３図は従
来の技術を説明するためのブロック構成図、第４図はエ
ンジンのトルクカーブばかを示す図である。 １・・・エンジン、３・・・駆動対象物としてのトルク
コンバータ、４・・・同油圧ポンプ、５・・・エンジン
のガバナレバー　９・・・油圧ポンプのレギュレータ、
１０・・・同レギュレータを制御する電磁比例減圧弁、
１１・・・コントローラ、１２・・・コントローラの記
憶部、１３・・・同演算部、１４・・・ガバナレバー位
置（無負荷回転数）を検出するガバナレバー位置検出器
、１５・・・実際のエンジン回転数を検出するためのエ
ンジン回転数検出器。 特許出願人　　　　　　株式会社神戸製網所代　理　人
　　　　　弁理士　小谷悦司同　　　　　　　弁理士　
長１）正 量　　　　　　　弁理士　伊藤孝夫 第 囚 エンシ゛ン同転数 （ｒｌ）ｍ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンによって駆動される油圧ポンプ等の駆動対
   象物の運転を制御するコントローラと、ガバナレバーに
   よって設定されたエンジンの無負荷回転数を検出する設
   定無負荷回転数検出手段と、エンジンの実際の回転数を
   検出する実際回転数検出手段とを具備し、上記コントロ
   ーラは記憶部と演算部とを備え、記憶部には、複数の無
   負荷回転数と、これに対応して予め設定された制御開始
   回転数および目標回転数が制御データとして記憶され、
   上記演算部は、上記設定無負荷回転数検出手段によって
   検出された設定無負荷回転数と上記制御データとからそ
   のときの制御開始回転数と目標回転数とを求め、上記実
   際回転数検出手段によって検出された実際回転数が上記
   制御開始回転数に達したときに実際回転数を上記目標回
   転数に近付ける方向に駆動対象物を制御するように構成
   されたことを特徴とするエンジンの制御装置。