JPH0425427B2 - - Google Patents

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JPH0425427B2
JPH0425427B2 JP59123843A JP12384384A JPH0425427B2 JP H0425427 B2 JPH0425427 B2 JP H0425427B2 JP 59123843 A JP59123843 A JP 59123843A JP 12384384 A JP12384384 A JP 12384384A JP H0425427 B2 JPH0425427 B2 JP H0425427B2
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JP
Japan
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rotational speed
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rotation speed
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Yasuo Tanaka
Eiki Izumi
Katsuaki Ishizuka
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication of JPH0425427B2 publication Critical patent/JPH0425427B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/04Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving pumps
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2296Systems with a variable displacement pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/08Introducing corrections for particular operating conditions for idling
    • F02D41/083Introducing corrections for particular operating conditions for idling taking into account engine load variation, e.g. air-conditionning

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は原動機の目標回転数信号と出力回転数
信号との回転数偏差信号に基づいて原動機の燃料
噴射量と油圧ポンプの吐出量とを制御する原動機
と油圧ポンプとを含む系の制御装置に関する。
〔発明の背景〕
第4図は特開昭57−65822号公報に詳細に開示
されるような従来の原動機と油圧ポンプを含む系
の制御装置を示すブロツク図である。
図において、1はデイーゼルエンジン等の原動
機を示し、2は電気的に原動機への燃料噴射量を
制御する、所謂電子式燃料噴射ポンプである。3
は原動機1によつて駆動される可変容量形の油圧
ポンプ、4は油圧ポンプ3の斜坂(もしくは斜
軸)の傾転角を電気信号によつて制御する、所謂
電子式ポンプレギユレータである。原動機1へ目
標回転数信号Noは燃料スロツトルレバー5によ
り運転者によつて設定され、一方原動機1の出力
回転数信号Nは回転数検出器により検出されて、
加算器7は目標回転数信号Noと出力回転数Nと
の回転数偏差信号ΔNを演算出力する。燃料噴射
ポンプ2のラツク(図示せず)の変位はラツク位
置検出器(図示せず)によつて検出され、ラツク
位置信号Lが出力される。加算器8はラツク目標
位置信号として与えられた回転数偏差信号ΔNと
ラツク位置信号Lとの偏差信号Loに基てラツク
位置を制御し、燃料噴射ポンプ2の燃料噴射量が
決定される。
また、9はポンプ制御関数発生器で、油圧ポン
プ3の吐出管10に設けられた圧力検出器11か
らの圧力信号Pと加算器7よりの回転数偏差信号
ΔNを入力し、油圧ポンプ3のレギユレータ4に
吐出量を制御するためのポンプ傾転指令信号Xq
を出力する。
12は吐出管10を介して油圧ポンプ3に回路
接続されるアクチユレータ(図示せず)の作動速
度を制御るためにレギユレータ4に操作信号Xo
を発し、油圧ポンプ3の吐出量を制御するポンプ
傾転指令用操作レバーである。
レギユレータ4は操作レバー12からの操作信
号Xoとポンプ制御関数発生器9からのポンプ傾
転信号Xqとの内の最小値によつて油圧ポンプ3
の吐出量を制御する。
回転数偏差信号ΔNは油圧ポンプ3の負荷が大
きくなつて、出力回転数Nが低下して行くと大き
くなり、逆に油圧ポンプ3の負荷が軽くなつて、
出力回転数Nが上昇すると小さくなる。そこで
ΔNが大きくなるに伴つて電子式燃料ポンプ2は
ラツク位置を燃料噴射量が増大する方向に移動し
て原動機1の出力を増加させ、出力回転数信号N
の低下を抑制し、またΔNが小さくなると燃料噴
射量を減少させて原動機1の出力回転数Nが過回
転になるのを防止している。
油圧ポンプ3の入力トルクは斜坂傾転量と吐出
圧力との積に比例する。したがつて、油圧ポンプ
3の負荷が増大(吐出圧力Pが上昇)し、原動機
1の出力回転数信号Nが低下し、回転数偏差信号
ΔNが増大すると、ポンプ制御関数発生器9は
ΔNの増加に伴つてポンプ傾転量信号Xqと吐出
圧力信号Pとの積を小さくし、油圧ポンプ3の入
力トルクが原動機1のスロツトレバー5により設
定された原動機1の出力トルク線(図示せず)に
沿つて減少するようにポンプ傾転信号Xqを出力
し、油圧ポンプ3の吐出量を減少する。第4図の
ポンプ制御関数発生器9にΔNの増加に伴つて減
少する油圧ポンプ入力トルク線S1→S0→S2が示さ
れている。
上記のように構成された従来の原動機と油圧ポ
ンプを含む系の制御装置では、ポンプ傾転指令用
操作レバー12を操作して非作業状態から作業状
態に入るとき、同時に燃料スロツトルレバー5を
操作して原動機1の目標回転数を上昇する必要が
あり、操作レバー12の操作信号Xoを急増する
と、油圧ポンプ3の吐出量はレギユレータ4を介
して制御され増加する。一方、スロツトルレバー
5により目標回転数信号Noを急増して、原動機
1はフライホイールを持つ大きな慣性体であるた
め、出力回転数信号Nはすぐには増加しないの
で、目標回転数信号Noと出力回転数信号Nとの
差である回転数偏差信号ΔNは大きくなり、油圧
ポンプ3の入力トルク曲線は、例えば、S1→S0
S2と急激に減少して、ポンプ制御関数発生器9の
出力Xqは減少するので、直ちにXq<Xoとなり、
油圧ポンプ3の吐出量は減少する。その後原動機
1が加速されて出力回転数信号Nが目標回転数信
号Noに近ずくと、回転数偏差ΔNが減少し、ポ
ンプ制御関数発生器9の出力は、S2→S0→S1と上
昇して出力Xqは増加し、油圧ポンプ3の吐出量
は増大する。
この作業状況は油圧ポンプ3の負荷を増大させ
たときに、まず油圧ポンプ3の負荷を減少させ、
原動機1の出力回転数を早く上昇させてやるとい
う利点はあるが、操作レバー12の操作信号Xo
を増大させてアクチユエータを加速する操作をし
たにもかかわらず、一時的に油圧ポンプ3の吐出
量が減つて、アクチユエータの速度が下がるとい
うことになり、運転者はアクチユエータの速度制
御を操作レバー12によつて出来ないために不快
感を覚えるという欠点があつた。
〔発明の目的〕
本発明は上記従来の制御装置の欠点に鑑み成さ
れたもので、ポンプ傾転指令用操作レバーの操作
と共に原動機の目標回転数を急増する操作を行つ
ても、目標回転数信号が急増せず回転数偏差の急
激な変化を抑制して油圧ポンプ3の吐出量を連続
的になめらかに増大させ得る原動機と油圧ポンプ
を含む系の制御装置を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
この目的を達成するため本発明は、操作レバー
信号に基いて発生した第1の目標回転数信号と回
転数偏差信号の増減に対応して設定出力された目
標回転数増分値の積算による第2の目標回転数信
号の内の最小値を目標回転数信号として、出力回
転数との偏差を求め、この回転数偏差信号に基い
て燃料噴射量と油圧ポンプの吐出量を制御するこ
とにより、回転数偏差信号の急激な増加を制御
し、油圧ポンプ3の吐出量を連続的になめらかに
増減するようにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下本発名の一実施例を第1図を用いて説明す
る。第1図において第4図と同符号のものは同一
部分を示す。
13は目標回転数増分値関数発生器で、目標回
転数信号Noと出力回転数Nとの回転数偏差信号
ΔNを入力し、目標回転数増分値δ1を発生する。
目標回転数増分値関数発生器13は回転数偏差
ΔNに対して、ΔNが設定値cにより小さい範囲
では一定の最大値eなる増分値δ1を発生し、c<
ΔN<dではΔNの大きさに比例して減少する増
分値δ1を発生し、ΔNが設定値d以上では一定の
最小値fなる増分値δ1を発生する。14は積算器
で増分値δ1を遂次加算して目標回転数信号N2
出力する。15は最小値選択器で、燃料スロツト
ルレバー5から出力された第1の目標回転数信号
N1と積算器14より出力された第2の目標回転
数信号N2の内の最小値を求めて原動機1の目標
回転数Noとするものである。また最小値選択器
15はスロツトルレバー5の出力N1で積算器1
4の出力N2にリミツタをかけるように働く。
操作レバー12を徐々に操作すると、積算器1
4が起動し、第2の目標回転数信号N2が増加す
るが、その増分値δ1は目標回転数信号ΔNが小さ
いので、δ1=e(最大値)である。最小値選択器
15は積算器14の出力N2に対して、スロツト
ルレバー5の出力N1でリミツタをかけるよう働
くので、目標回転数信号Noは、積算器14によ
つて徐々に増加し、スロツトルレバー5の出力
N1に達すると積算器14は停止し、目標回転数
信号Noは所定の時間後にはN1と等しくなり、結
局原動機1はスロツトルレバー5の操作信号N1
で出力を制御されることになる。
次に操作レバー12とスロツトルレバー5を同
時に急操作すると、スロツトルレバー5による目
標回転数信号N1は急増し、回転数偏差信号ΔNが
増大しようとすると、目標回転数増分値関数発生
器13は増分値δ1を、例えばδ1=fと小くして、
第2の目標回転数信号N2の増加速度を減少する。
このとき、最小値選択器15はN1とN2の最小値
N2を選択し、目標回転数信号Noの急増を押える
ので、目標回転数信号NoはN2がN1の値になるま
で徐々に増加し、目標回転数信号ΔNを下げるの
で、回転数偏差信号ΔNは急増しすぎることはな
い。したがつて、ポンプ制御関数発生器11に入
力されるΔNも大きくならないため、油圧ポンプ
3の入力トルクはスロツトルレバー5によつて設
定された原動機1の高い出力領域における出力ト
ルク線に沿つて制御されることになり、油圧ポン
プ3の吐出量は操作レバー12の操作信号Xoに
応じてなめらかに増加させることができる。
したがつて、運転者はアクチユエータの速度制
御を行なうために操作レバー12とスロツトルレ
バー5を同時操作すると、その操作信号Xoの上
昇に応じて、原動機の出力回転数と、油圧ポンプ
3の吐出量を徐々になめらかに増加することがで
き、操作感覚が良好となる。
第2図は本発明の他の実施例を示すもので、第
1図と同符号のものは同一部分を示す。
16は操作信号Xoを第1の目標回転数信号N1
に変換する関数発生器で、操作信号Xoに対して、
操作信号Xoが設定値aより小さい範囲では一定
の低速目標回転数信号NLを発生し、操作信号Xo
が設定値aとの間ではXoに比例して増加し、操
作信号Xoが設定値b以上では最大目標回転数信
号XHを発生するものである。また第1図に示し
た燃料スロツトルレバー5は廃止している。
上記のように構成されたこの実施例では、操作
レバー12′の非作動時または操作レバー12′が
操作されて操作信号Xoが設定値以下の範囲では、
関数発生器16は一定の低速目標回転数信号NL
を第1の目標回転数信号N1として発生するので、
原動機1は低速回転で且つ出力の低い領域で自動
的に駆動され燃料消費率が少ない。
また、操作レバー12′を操作して操作信号Xo
を設定値a以上にすると、操作信号Xoの大きさ
に比例して第1の目標回転数信号N1は自動的に
上昇し、操作レバー12′の操作信号Xoを設定値
b以上にすると、関数発生器16から最大目標回
転数信号NHが第1の目標回転数信号N1として出
力される。
上記の実施例によれば第1図の実施例の効果に
加えて、ポンプ傾転指令用操作レバーのみの操作
によつて原動機の目標回転数と油圧ポンプの斜坂
傾転量とを制御することができ、軽負荷時の燃料
消費率の向上が図れ、操作性をさらに向上させる
ことができる。
第3図はさらに本発明の他の実施例を示すもの
で、第2図同符号のものは同一部分を示す。
17は回転数検出器6よりの出力回転数信号N
を微分する微分器である。18は回転数偏差補正
値を演算する関数発生器で微分器17よりの出力
dN/dtを入力し、dN/dtが設定値gより小さい
範囲では補正値δ2=Oを出力し、dN/dtより大
きくなと補正値δ2をdN/dtに比例して増加し、
dN/dtが設定値h以上になると、δ2=i(最大
値)を出力するものである。19は加算器で、回
転数偏差信号ΔNと関数発生器18よりの補正値
δ2を入力し、第2の回転数偏差ΔN2=ΔN−δ2
もとめる。加算器19より出力されたΔN2はポ
ンプ制御関数発生器9へ入力され、ΔN2の増加
に基いてポンプ傾転信号Xqが制御される。
操作レバー12′を急激に操作して原動機1の
目標回転数Noが上昇すると、出力回転数信号N
も上昇し、微分値dN/dtが大きくなる。dN/dt
がgより大きくなると関数発生器18は補正値δ2
を零から増加させ、第2の回転数偏差ΔN2=ΔN
−δ2を出力回転数信号Nの増加に伴つて減少させ
る。関数発生器9は入力ΔN2の減少によつて油
圧ポンプ3の入力トルク(吸収馬力)を増大する
ようにポンプ傾転信号Xqを変化させるので、原
動機1に加わる負荷が増大し、原動機1の出力回
転数Nの過剰な増加を制限する。
以上の実施例によれば、操作レバー12を急操
作したとき、原動機1の出力回転数信号の増加、
すなわち原動機1の加速度を所定の大きさ以下に
抑制しつつ、油圧ポンプ3の入力トルクを増大す
るように制御するので、第1図および第2図の実
施例の効果に加えて、原動機1の出力回転数およ
び油圧ポンプ3の吐出量の増加をよりなめらかに
増加させることが可能となり、操作感覚をより良
好とする効果を奏する。
以上本発明の実施例の制御装置を全て演算ブロ
ツク図を用いて説明したが、オペアンプを用いた
アナログ回路で構成しても良く、またマイクロコ
ンピユータを用いたデジタル回路で構成しても本
発明は同様の効果を奏するものである。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、ポンプ傾転指令
用操作レバーを急操作してアクチユエータの速度
上昇を図つたとき、操作レバーの操作信号の増加
に応じて原動機の出力回転数と油圧ポンプ吐出量
をなめらかに増加することが出来、運転者の操作
感覚を良好ならしめる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る原動機と油圧
ポンプを含む系の制御ブロツク図、第2図は本発
明の他の実施例に係る原動機と油圧ポンプを含む
系の制御ブロツク図、第3図はさらに本発明の他
の実施例に係る原動機と油圧ポンプを含む系の制
御ブロツク図、第4図は従来の原動機と油圧ポン
プを含む系の制御ブロツク図である。 1……原動機、2……燃料噴射ポンプ、3……
油圧ポンプ、4……ポンプレギユレータ、7,8
……加算器、9……ポンプ制御関数発生器、12
……,12′……ポンプ傾転指令用操作レバー、
13……目標回転数増分値関数発生器、14……
積算器、15……最小値選択器、17……微分
器、18……回転数偏差補正値を演算する関数発
生器、N……出力回転数信号、No……目標回転
数信号、N1……第1の目標回転数信号、N2……
第2の目標回転数信号、ΔN……回転数偏差信
号、ΔN2……第2の回転数偏差信号、δ1……目標
回転数、増分値、δ2……回転数偏差補正値、e…
…目標回転数増分値の最大値、f……目標回転数
増分値の最小値。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 原動機と、この原動機によつて駆動される油
    圧ポンプとを含み、且つ原動機の目標回転数信号
    と出力回転数信号との差を求め、この回転数偏差
    信号に基づいて原動機の燃料噴射量を制御すると
    共に回転数偏差信号の増加に応じて減少するポン
    プ制御関数発生器からのポンプ傾転信号とポンプ
    傾転指令用操作レバーからの操作信号との内の最
    小値によつて油圧ポンプの吐出量を制御する原動
    機と油圧ポンプとを含む系の制御装置において、
    上記回転数偏差信号の値が大きくなるにしたがつ
    て小さな値となる目標回転数増分値を発生させる
    増分値発生手段と、この増分値発生手段で発生さ
    せた増分値を逐次加算して第2の目標回転数信号
    を求める積算手段と、上記原動機の回転数を指令
    するレバーの操作に基づいて発生した第1の目標
    回転数信号と上記第2の目標回転数信号の内の最
    小値を求めて上記原動機の目標回転数信号として
    出力する最小値選択手段とを備えたことを特徴と
    する原動機と油圧ポンプを含む系の制御装置。 2 増分値発生手段で設定される目標回転数増分
    値と回転数偏差信号の関数関係は、回転数偏差信
    号が第1の設定値以下では目標回転数増分値が一
    定の最大値をとり、回転数偏差信号が第1の設定
    値より大きく第2の設定値よりも小さい範囲で
    は、その値の増加に応じて目標回転数増分値が減
    小し、回転数偏差信号が第2の設定値以上では一
    定の最小値をとる関数関係であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の原動機と油圧ポン
    プを含む系の制御装置。 3 出力回転数信号を微分して微分値を求める微
    分手段と、この微分手段から出力される微分値が
    大きくなるにしたがつて大きな値となる回転数偏
    差補正値を発生させる補正値発生手段と、回転数
    偏差信号から上記補正値発生手段で発生させた回
    転数偏差補正値を減じて第2の回転数偏差信号を
    求め、この第2の回転数偏差信号をポンプ制御関
    数発生器に出力する加算手段とを備えたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の原動機と油
    圧ポンプを含む系の制御装置。
JP59123843A 1984-06-18 1984-06-18 原動機と油圧ポンプを含む系の制御装置 Granted JPS614848A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59123843A JPS614848A (ja) 1984-06-18 1984-06-18 原動機と油圧ポンプを含む系の制御装置

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JPS614848A JPS614848A (ja) 1986-01-10
JPH0425427B2 true JPH0425427B2 (ja) 1992-04-30

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JP59123843A Granted JPS614848A (ja) 1984-06-18 1984-06-18 原動機と油圧ポンプを含む系の制御装置

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IN171213B (ja) * 1988-01-27 1992-08-15 Hitachi Construction Machinery

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JPS614848A (ja) 1986-01-10

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