JPS61502114A - 静液圧形車輌制御装置 - 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】 静液圧形車輌制御装置 技術分野 本発明は一般に静液圧形車輌に対する制御装置に関し、更に詳細には、静液圧形 車輌にかかる負荷に応答して機関速度及び液圧ポンプ行程容積を制御するための 電子装置に関する。

背景技術 静液圧形車輌１例えば掘削機の分野においては、一般に可変行程容積液圧ポンプ が原動機によって駆動され、複数の作業器具及び駆動装置に液圧動力を提供する 。掘削機は、極めて多能的の機械であり、多数の相異なり且つ変化する仕事（例 えば、管理設、大量掘削、ａＦＡす、木材伐採、等）を行なうのに有用であり、 各仕事はそれ自体の独特の液圧流量及び圧力の必要条件を有している。例えば、 大量掘削中は、液力の要求は極めて高いが、短時間であって必要量は小さい。し かし、管理設においては、待機中は低流量が長時間続くのが普通であるが、中程 度から高い流量までの期間が時々ある。

これらの長く続く待機期間中は機関速度を低い空転状態まで低下させることによ り、かなりの燃料節減が得られるということが従来から示されている。この方法 は、燃料節減のための最も明白な領域を指すものであるが、要求される機関速度 及びポンプ流量が最大値よりも小さいという作動時間中に燃料を節約することの 可能性については何も示していない。例えば、］９９８３７７月２６に米国特許 ＄４，３９５，１９９号には、制御レバーを介する運転者の入力に応答して可変 行程容積ポンプに対する回転斜板の傾斜を制御する液圧式掘削機のための電子式 制御装置が開示されている。このようにして、この装置は、運転者によって要求 される液圧流量を提供し、所要動力が最大値よりも小さい期間中の機関にかかる 負荷を減少し、従って燃料消費を減少する。この装置は燃料を節減するものでは あるが、行程容積が低下した状態での液圧ポンプの運転及び単一の折衷的回転速 度での機関の連続運転から生ずる非効率性という生たる原因のために、燃料所要 量を最小限とはしない。実働中は運転者が手動で機関速度を網筒してポンプ行程 容積を比較的高く保持することができるが、掘削機の運転には運転者が両手両足 を使うことが必要であるということが認められている。大半の掘削機運転者が有 効な第５の手足を欠いているという事実を考えると、機関速度の手動調節に与え られる優先性はかなり低くならざるを得ない。

本発明は上述の諸問題の一つまたはそれ以上のものを克服しようとするものであ る。

発明の開示 本発明の一つの態様に従えば、燃料噴射ポンプを制御するためのラック、及び少 なくとも１つの可変行程容積ポンプを有する内燃機関を制御するための装置が提 供される。この装置は、上記可変行程容積液圧ポンプの所要流量に応答して第１ の信号を送り出す第１の手段を存す。制御手段が、上記第１の信号を受信し、該 第１の信号の大きさに応答する所望機関速度信号を送り出す、燃料制御手段が、 上記所望機関速度信号を受信し、該所望機関速度信号の大きさに応答する信号を 送り出す。ラックアクチュエータ手段が、上記信号を受信し、この第５の信号の 大きさに応答して機関への燃料の供給を制御する。

図面の簡単な説明 第１図は静液圧式制御装置、機関、及び液圧ポンプの配置をブロック線図方式で 示すものであり、第２図は回転斜板の傾斜を制御するための負荷感知手段を示す ものであり、第３図は燃料噴射ポンプを、一部は断面で詳細に、一部はブロック 線図方式で示すものであり、第４図はポンプ制御方法の一実施例を説明するブロ ック線図であり、第５図は燃料制御方法の一実施例を説明するブロック線図であ り、第６図は機関速度設定機能を詳細に説明するブロック線図であり、第７図は 第６図において説明した液圧ポンプ行程容積に対する所望機関速度の特性の一例 を示す線図である。

発明を実施するための最良の態様 次に図面について説明すると、図面は本発明装置１ｏの好ましい実施例を示すも のであり、第１図は、好ましくは、燃料噴射ポンプ２０のラック１８によって制 御される内燃機関１６である原動機１４のための電子式制御装置１２を示すもの である。ランク１８は、制御装置１２からの指令の下で周知の電動液圧式ラック アクチェエータ手段２２によって位置決めされる。可変行程容積液圧ポンプ２４ ．２６が機関１６によって駆動され、そして一方、流体力学式負荷感知装置２８ （第２図に詳細に示し、且つ本明細書において後述する）が、検出された液圧負 荷に応答して回転斜板３０．３２の傾斜を制御する。制御装置１２は３つの主た る構成部材、即ち、燃料制御手段３４、不足速度制御手段３６、及び制御手段３ ８に分割される。

制御手段３８は、液圧ポンプ２４．２６の各々の行程容積に応答して線路４０． ４２を通じて第１の手段３９から第１の信号を受信し、最大の大きさの上記第１ の信号に応答して所望機関速度を計算し、上記所望機関速度を表わす第３の信号 を線路４４を介して燃料制御手段３４及び不足速度制御手段３６の両方へ送る。

第２の手段４６が機関１６の実際回転速度を検出し、この実際機関速度を示す第 ２の信号を燃料及び不足速度の各制御子１１３４．３６の両方へ送る。燃料制御 手段３４は実際及び所望の各機関速度をそれぞれ表わす上記第２及び第３の信号 を受信し、これら２つの信号を比較し、実際機関速度よりも小さい所望機関速度 に応答して第５の信号を送り出す、ラックアクチュエータ手段２２が上記第５の 信号を受信し、この第５の信号の大きさに応答して機関１６への燃料供給を制御 する。同様に、不足速度制御手段３６は上記第２及び第３の信号を受信し、これ ら２つの信号を比較し、実際機関速度よりも大きい所望機関速度に応答して第４ の信号を送り出す。回転斜板アクチュエータ５０が上記第４の信号を受信し、こ の第４の信号大きさに応答して回転斜板の傾斜角を制御する。要するに、実際機 関速度が所望機関速度よりも下に「それる」と、不足速度制御手段３６がポンプ 行程容積を減少させるように作用し、より低い負荷制約の下で機関速をより効率 的な作動点へ速度低下させる。

第２図は流体力学式負荷感知装置２８の一実施例を示すものである。装置２８は 、位置調整可能な回転斜板３０付きの液圧ポンプ２４、複数の作業器具５６．５ ８への液圧流体流量をそれぞれ制御するための複数の運転者作動弁５２，５４、 流量優先性制御弁６ｏ、及び、最大の大きさの負荷圧力信号を回転斜板アクチェ エータ６４へ送るためのボール形すゾルバ弁６２を存す。流量優先性制御弁６０ は、器具５８に優る液圧流体流量の優先性を器具５６に与えるように働く、弁５ ２が一杯に作動すると、制御弁６ｏは、全ての液圧流れが器具５６へ導かれる方 向に偏向させられる。これに対して、弁５２を作動させないと、流量制御弁６０ を反対方向に偏倚させる圧力信号が生じ、これにより流れは弁５４へ導かれる。

弁５２の作動程度をいろいろに変えることにより、通切な量の流れが器具５６へ 送られ、残りの流量は器具５８へ送られる。ポール形すゾルバ弁６２は、上記器 具のシリンダに加えられる負荷に対応する負荷圧力信号を弁５２．５４の各々か ら受信する。最大の大きさの信号が回転斜板アクチュエータ６４へ通過させられ 、そこにおいて、回転斜板３０の位置が上記信号の大きさに対応して設定される 。また、ポンプ行程容積圧力信号が線路６５を介して回転斜板アクチュエータす る。

負荷感知装置２８の電子的制御は、バイロフト供給源６６、比例圧力弁６Ｂ、及 びソレノイド７０の使用によって得られる。比例弁６８は、回転斜板アクチェエ ータ６４に与えられるバイロフト供給源６６の圧力を制御する。不足速度制御手 段３６からの指令の下でのソｌ／ノイド７０の作動は、比例圧力弁６８を規制し 、回転斜板アクチュエータ６４に与えられる圧力を制御し、従って回転斜板の位 置を決める。

例えば、掘削機の作動中において、所望機関速度が実際機関速度と等しくなって いると仮定する。従って、不足速度制御手段３６は回転斜板の位置を変更しよう とする動作をなさない、実際機関速度が所望機関速度よりも低下したとすると、 上記負荷感知装置は、所要のｆＬ量を提供するようにポンプ行程容積を増大させ 続ける。しかし、不足速度制御手段３６は、ソレノイド７０を作動させて不足速 度圧力信号を回転斜板アクチェエータ６４に与えることにより、ポンプ行程容積 を減少させるように働く、上記不足速度信号の大きさは、不足速度制御手段３６ により、所望機関速度と実際機関速度との間の差の関数として変化させられる（ 本明細書において後で詳述する）。

第３図は、燃料噴射ポンプ２０のラック１８を制御可能に位置決めするための電 動液圧式ラックアクチュエータ手段２２を示すものである。従来と同じように、 燃料噴射ポンプ２０は、燃料噴射ポンプハウジング７０、並びに、互いに反対の 燃料増加方向及び燃料減少方向（第３図に、左方及び右方としてそれぞれ示す） に軸方向に可動である往復式燃料ラック１８を有す。

アクチュエータ手段２２は更にラック制御部材７２を有しており、該部材も互い に反対の燃料増加方向及び燃料減少方向に可動である。

ここに図示した装置においては、ラック制御部材７２は環状スリーブまたはカラ ーの形式になっている。液圧サーボ装置７４が設けられており、燃料ランク】８ を、ランク制御部材７２の移動に応答して、且つラック制御部材７２を動かすの に必要な力よりも大きな力をもって、その対応の燃料増加方向及び燃料減少方向 に移動させるための手段として働く。ここに図示する液圧サーボ装置７４は、シ リンダ７６、ピストン７８、スリーブ８０、及びパイロット弁スプール８２を有 す。

シリンダ７６は燃料噴射ポンプハウジング７０に固定されており、そして、ポン プハウジング７０の内部と連通ずる通路を有しており、加圧された機関潤滑油が 上記通路を通って流れることができる。ピストン７８は、出入口付き及び段付き であって燃料ランク１８にこれとともに軸方向移動するように接続されており、 シリンダ７６内に軸方向移動できるように配置されている。シリンダ７６内に固 定されているスリーブ８０内で漸動するピストン７８の左端部８６の直径はピス トン７８の右端部８８の直径よりも小さく、そしてこれら両方の直径は中間のピ ストンヘッド９０の直径よりも小さい。ピストン７８の左端部８６、ピストンヘ ッド９０、及びシリンダ７６は環状室９２を形成する２、ピストンへソド９０は その右側に環状面９４を有す。

パイロット弁スプール８２は、ピストン７８内にこれに対する軸方向移動が制限 されるように取付けられており、且つ、ピストン出入口９８と絶えず連通してい る径小の凹部９６を存す、凹部９６の軸方向長さの、ピストン出入口１００及び １０２に対する寸法は、凹部９６が、パイロット弁スプール８２が第３図の平衡 位置にあるときにはピストン出入口１００及び１０２のいずれとも連通しないが 、ピストン７８に対して右または左へそれぞれ移動させられるとピストン出入口 １００または１０２と連通するという如くになっている。

ラック制御部材７２は、パイロット弁スプール８２の左端ステム１０４上に軸方 向情動が制限されるように取付けられている。ランク制御部材７２は、ばね保持 子１０８に対して肩押ししているばね１０６によって右へ偏倚されており、ラッ ク制御部材７２の右方移動は、パイロット弁スプールのステム１０４に固定され た保持クリップ１１０によって制限されている。ラック制御部材７２は、その一 方の側に、半径方向に延びて相対向する肩部１１４及び１１６を提供する１対の フランジ１１２を有す。

電気的に賦勢されるブラシ無し直流トルクモータ１１８がサーボ装置７４のシリ ンダ７６に対して固定された関係に取付けられており、モータ１１Ｂは、互いに 反対の燃料増加方向及び燃料減少方向に可動の回転可能ロータ１２０を有す、モ ータ１１８に給電されてないときにそのロータ１２０がその軸受内で自由に回転 するということが、このようなトルクモータ１１８の機能的特性である。給電さ れると、ロータ１２０は予め選定されたトルクを一つの方、向に発生し、そのト ルクの程度は加えられた電流の量に比例する。この好ましい実施例においては、 加えられる電流は、本明細書において後述するように、印加信号の持続時間を規 制することによって制御される。

トルクモータ１１８のロータ１２０をラック制御部材７２に接続するための結合 手段１２２が設けられており、ロータ１２０の燃料増加方向または燃料減少方向 の移動に応答してランク制御装置７２をその対応の燃料増加方向または燃料減少 方向の一つに移動させるようになっている。ここに示す装置においては、結合手 段１２２は、ロータ】２０に固定されておって遊端１２６をランク制御部材７２ の肩部１１４．１１６の間に閉じ込めている制御レバー１２４を備えている。

第３図に示す装置においては、トルクモータ１１８は、これに給電されると制御 レバー１２４に対してトルクが発生させられ、これを時針方向、即ち燃料増加方 向に動かすように押し、引き続いてラック制御部材７２をその左方、即ち燃料増 加方向に押すように構成されている。偏倚手段１２８が設けられており、トルク モータ　ｌ１８が賦勢されるときに結合手段１２２がラック制御部材７２を移動 させる方向と反対の方向にランク制御部材７２を偏倚するようになっている。第 ３図に示すラックアクチュエータ手段２２においては、偏倚手段１２８は、固定 ばね座１３２と制御レバー１２４の延長部１３４との間に閉じ込められた低率圧 縮ばね１３０を具備している。このように構成されているので、ばね１３０は制 御レバー１２４をその燃料減少方向に偏倚し、制御レバー１２４の遊端１２６を ラック制御部材７２の肩部１１４に対して働かせてこのラック制御部材７２をそ の燃料減少方向に移動するように偏倚する。

上記不足速度制御手段の作動を第４図によりブロック線図方式で示す、不足速度 制御手段３６の一つの実施態様を、上記第４の信号の大きさ制御し、そしてこれ によって液圧ポンプ行程容積を制御するための第１の比例及び導関数帰還手段１ ３６として示す。実際機関速度信号は第２の手段４６から受取られて低域フィル タ１３８へ送られ、個々のシリンダ点火に伴う過渡電流が除去される。このフィ ルタ済みの機関速度信号は次いで第１の加算手段１４０へ送られ、該加算手段に おいて所望機関速度信号の負の表示に加算される。その結果得られた信号は、実 際機関速度と所望機関速度との間の＠差信号または差を示すものである。この誤 差信号は次いでこれに第１の予め選定された係数ＫＰ２が乗ぜられ、そして制御 式の比例項として第２の加算手段１４２へ送られる。同時に、実際機関速度信号 が第２の低域フィルタ１４４へ送られ、そして第３の加算手段１４６の負の入力 端子へ送られる。第３の加算手段１４６ψ正の入力端子は未フィルタの実際機関 速度信号を受信し、そしてその結果、上記第３の加算手段は、上記フィルタ済み 信号と未フィルタ信号との間の差に基づく信号、即ち、更に詳細に言うと、機関 速度の変化率または実際機関速度の導関数を示す信号を送り出す、この導関数信 号はこれに第２の係数Ｋｏが乗ぜられ、そして第２の加算手段１４２へ送られる 。第１のアクチュエータ設定値手段１４８が、上記回転斜板の最大傾斜角を表わ す一定大きさの第７の信号を第２の加算手段１４２へ送る。第２の加算手段１４ ２は、上記の比例信号、導関数信号、及び定数信号を加算し、そしてこの和を、 上記第４の信号の大きさを制御するための第８の信号として送り出す、処理手段 １５０が上記第８の信号を受信し、そして、上記第４の信号の大きさを示す予め 選定された記憶場所にアクセスする。ソフトウェアテーブルルックアップルーチ ンが上記第３の、信号の大きさを決定し、そして、上記第８の信号の、大きさに よって決定された記憶場所から二進数を検索する。この二進数は上記第４の信号 の持続時間を決定し、従って、液圧ポンプ行程容積を制御する０例えば、数ｏｏ ｏｏｏｏｏｏが検索されると、最小パルス中の第４の信号が送り出され、数１１ １１１１’ｌｌが検索されると、上記処理手段が散大持続時間のパルス中を送り 出す。

上記２つの末端値の間で大きさが変化する二進数により、対応の可変持続時間の パルス中が生ずる。電子工学装置設計の当業者は解るように、！４図に示すよう な比例及び導関数帰還制御式の実施態様は、ハードウェア装置、ソフトウェアプ ログラム、またはこれら２つの組合せとして実施することができる１例えば、低 域フィルタは一般市販のハードウェア回路であり、低域フィルタのソフトウェア コンフィギ皐レージロンも業界に知られている。同様に、加算手段は、ソフトウ ェアまたはハードウェアのいずれによっても設けることができる。

以上の説明から、実１ｌＩ１機関速度が所望機関速度よりも上にあるときの電子 式制御装置１２の作動中は、不足速度制御手段３６が、最大ポンプ行程容積より も大きいポンプ行程容積を要求する第８の信号を送り出すということが解る。最 大値よりも大きいポンプ行程容積を要求する第８の信号は、ポンプは最大値より も大きいものは供「それる」ときにのみポンプ行程容積を変化させるように働く 。

燃料制御手段３４の作動を第５図によりブロック線図方式で示す。

燃料制御手段３４の一つの実施態様を不足速度制御手段３６と類似させて示して あり、この実施態様においては、第２の比例及び導関数帰還手段１５２が上記第 ５の信号の大きさを制御し、これにより機関への燃料供給を制御する。

実際機関速度信号が第２の手段４６から受取られ、そして第３の低域フィルタ１ ５４の負の入力端子へ送られる。このフィルタ済みの機関速度信号は次いで第４ の加算手段１５６へ送られ、該加算手段において所望機関速度信号に加算される 。その結果得られた信号は、これも、実際機関速度と所望機関速度との間の誤差 信号または差を示すものであるが、符号は、上記不足速度制御手段における対応 の誤差信号と反対である。この誤差信号は、次いで、これに第３の予め選定され た係数に町が乗ぜられ、そして、制御式の比例項として第５の加算手段１５８へ 送られる。同時に、実際機関速度信号が第４の低域フィルタ１６０へ送られ、そ して第６の加算手ａ　１６２の負の入力端子へ送られる。第６の加算手′ｆｌｔ 、１６２の正の入力端子は未フィルタの実際機関速度信号を受信し、そしてその 結果、第６の加算手段１６２は実際機関速度の導関数に基づく信号を送り出す。

この導関数信号は、これに第４の係数ＫＤＩが乗ぜられ、そして第５の加算手段 １５８へ送られる。第２のアクチェエータ設定値手段１６４が、最大許容ラック 位置を表わす一定大きさの第１０の信号を第５の加算手段１５８へ送る。第５の 加算手段１５８は、上記の比例信号、導関数信号、及び定数信号を加算し、そし て、この和を上記第５の信号の大きさを制御するための第１１の信号として送り 出す。

処理手段１６６が上記第１１の信号を受信し、そして、上記第５の信号の大きさ を示す予め選定された記憶場所にアクセスする。不足速度制御手Ｂｔ３６の作動 において述べたと同じように、ソフトウェアのルックアップルーチンが上記第１ １の信号の大きさを決定し、そして、上記第ｔｉの信号の大きさによって決定さ れた記憶場所から二進数を検索する。この二進数は上記第５の信号の持続時間を 決定し、従って上記のランクの位置及び燃料供給を制御する。

燃料制御手段３４の作動は、比例項の符号が異っていることを除き、不足速度制 御手段３６の作動と類似している。定数項が最大ラックを要求するように設定さ れると、比例項だけが、減少するラック位置に対して影響を有す、即ち、より詳 しく言うと、実際機関速度が所望機関速度を越えると、上記燃料制御手段が燃料 供給を減少させるように働く、不足速度制御手段３６とは異り、最大許容ランク １８よりも大きい値を要求すると、ラック１８をその定格位置を越えて増加させ るという結果になる。この現象の生起を防止するために、実際機関速度信号が所 望機関速度信号よりも小さいということに応答して比例項をゼロに設定するとい う追加のステップが上記燃料制御手段に付は加えられている。誤差信号がゼロよ りも大きいかどうかを調べるための検査、及び、この状態が存在する場合に誤差 をゼロに設定することを、上記誤差信号に定数ＫＰ＋を乗することの後に生ずる こととして示しである。誤差がゼロよりも小さいならば、その信号は無変更で通 過させられる。

第６図は制御手段３８をブロック線図方式で示すものであり、第７図に示す機関 速度対ポンプ行程容積のグラフ的表示と関連させて最もよく説明することができ る。前述したように、制御手＠３８は、液圧ポンプの行程容積に基づいて所望機 関速度を決定する働きをなす、第６図のブロック線図はソフトウェアルーチンに おけるステップとして最も容易に説明することのできるものであるが、電子工学 的制御装置設計の当業者は、ソフトウェアの一部または全部を、本発明の精神を 逸脱することなしに、ハードウェア回路で置き換えることができるということが 解る。第７図は、複数の範囲のうちの一つ内にある液圧ポンプ行程容積信号に応 答して複数の対応の予め選定された値のうちの一つに制御可能に設定することの できる所望機関速度信号を示すものである。詳述すると、所望機関速度信号は、 予め選定された持続時間に対してポンプ行程容積信号が第１の予め選定された大 きさよりル小さくなることに応答する第１の予め選定された値である０例えば、 所望機関速度を、ポンプ行程容積が約２秒間にわたって５％未満であることに応 答して約１１４Ｏｒｐｍの待機速度に設定する。更にまた、所望機関速度信号は 、上記ポンプ行程容積信号が上記第１の予め選定された大きさと第２の予め選定 された大きさとの間の範囲内にあることに応答する第２の予め選定された値であ る。詳述すると、所望機関速度を、ポンプ行程容積が５％と４０％との間にある ときに何等かの運転者選択作業速度に設定する。上記第１の信号が上記第２の予 め選定された大きさよりも大きいときに所望機関速度信号が上記第１の信号に正 比例するという第３の範囲が存在する０作業速度と最大、速度との間にあるグラ フの傾斜部は一つの可能な比例曲線を示すものである。しかし、作業速度は複数 の個別値に調節可能である。その−例は第７図の破線であり、上記傾斜部の傾斜 を、最大速度と新たな作業速度との間に適合するように調節することを必要と、 する、、′ａ大の所望機関速度を、最大ポンプ行程容積と対応するように有利に 設定する。

第６図は第７図のグラフの一つの実８１態様を示すものである。ポンプ行程容量 信号は線路４０．４２を通じてポンプ２４．２６の各々に対してブロック２００ によって受信される。最大の大きさの信号が選択されてブロック２０２へ送られ 、該ブロックにおいて上記信号はフィルタされ、極めて低いポンプ行程容積にお いて生ずる可能性のある遷移行程容積が除去される。ブロック２０４がこのフィ ルタ済み信号を受取り、２つの値のうちの一つに対して変数ＤＥＳＮＥ５を設定 する。その第１の値は待機機関速度に対応し、そして、ポンプ行程容積信号が２ 秒よりも大きい期間にわたって５％を下回る場合に変数ＤＥＳＮＥ　５に割当て られる。第２の値は最大の所望機関速度に対応し、そして、ポンプ行程容積信号 が５％を上回ると常に変数ＤＥＳＮＥ　５に割当てられる ブロック２α６も最大の大ぎさのポンプ行程容積信号を受信し、ソフトウェアテ ーブルルックア７プビレーチンを用いて比例する所望の機関速度を可変ＤＥＳＮ Ｅ　３に割当てる。上記テーブルルックアップルーチンは上記ポンプ行程容積に 基づいて記憶場所にアクセスし、そこに記憶されている所望機関速度を検索する ０例えば、第７図のグラフは、約１７００ｒρ−の所望機関速度に対応する約５ ０％のポンプ行程容積を示すものである。この例においては、テーブルルックア ップルーチンは、５０％ポンプ行程容積に対応する記憶場所にアクセスし、１７ ００ｒｐｍの所望機関速度を検索し、変数ＤＥＳＮＥ　３を１７００ｒｐ−に設 定する。

ブロック２０８は、これもテーブルルックアンプル−チンの使用を採用して所望 機関速度変数を設定するので、その作動がブロック２０６に類伯している。可変 ＤＥＳＮＥ　１が、運転者位置決め式の指回し形スイッチ２】０に応答して作業 速度に設定される。ブロック２０８は指回し形スイッチ２１０から運転者選択値 を示す信号を受信し、適切な記憶場所にアクセスし、この記憶場所に記憶されて いる値を変数ＤＥＳＮ［！　１に割当てる。

変数ＤＥＳＮＥ　１、ＤＥＳＮＥ　３、［１ＥＳＮＩｌ：　５の各々はブロック ２１２によって受取られ、該ブロックにおいて、変数口ＥＳＮＥは、先ず、変数 ’　Ｄ’ＥＳＮＥ　１に含まれている値を割当てられる。変数Ｄ’ＥＳＮＥ　５ ＤＥＳＮＥ　３は比較され、変数ＤＥＳＮＥ　３が変数ＤＥＳＮＥよりも大きい 場合には、変数ＤＥＳＮＥは変数ＤＥＳＮＥ　３と等しくなるように再定義され る。簡単に言うと、作業速度を比例速度と比較し、上記比例速度が作業速度より も大きい場合には、所望機関速度を上記比例速度に設定する０次いで、変数ＤＥ ＳＮＥを変数ＤＥＳＮＥ　５と比較し、変数ＤＥＳＮＥが変数ＤＥＳＮＥ５より も大きい場合には、変数ＤＥＳＮＥを変数［ＩＥＳＮＥ　５と等しくなるように 再定義する。このステップは、作業速度または比例速度に設定されている所・望 機関速度を、ブロック２０４がどの値を変数［ＩＥＳＮＥ　５に割当てたかに応 じて、最大速度または待機速度と比較するものである。所望機関速度が最大速度 よりも大きい場合には、過大速度状態が存在するのであり、所望機関速度を最大 速度と等しくなるように再定義する。或いはまた、ポンプ行程容積が２秒よりも 長い時間にわたって５％未満であった場合には、変数ＤＥＳＮＥ　５を待機速度 に設定した。このとき、所望機関速度が待機速度よりも大きい場合には、所望機 関速度を待機速度になるように再定義する。

変数ＤＥＳＮＥは、機関速度の急激な変化を妨げるためにフィルタ２１４へ送ら れる０例えば、機関が最大速度で運転しているときに、運転者が、高い出力を必 要とする運転を中止したとすると、所望機関速度が極めて短時間内にかなり急激 に変化し、ぐいと作動するという様相を呈する。フィルタ２１４は所望機関速度 をよりゆっくりと変化させ、作動は道かになだらかになる。この所望機関速度は 、前に述べたように、燃料制御及び不足速度制御の各手段３４．３６へ送られる 。

産業上の通用性 掘削機の全体的作業において、運転者が溝掘りをしつつあり、そして、作業サイ クルのこの部分において運転者は切込みを行なうようにパケットを位置決めしつ つあるものとする。液圧器具５６゜５８にかかる負荷は低レベルから中レベルま でであり、液圧負荷感知装置が、例えば、約２５％のポンプ行程容積を与えるよ うに、回転斜板３０を既に位置決めしている。このポンプ行程容積が検出され、 そして制御手段３８が、所望機関速度を、運転者が要求する作業速度に設定する 。

上記パケットが切込みを始めると、器具５６．５８にがかる液圧負荷が増大する 。負荷感知装置２８が応答し、ポンプ行程容積を約９０％まで増大させて所要の 追加流量を提供する。この増加したポンプ行程容積に応答して所望機関速度が対 応的に１９００ｒｐ−に増大するが、この増大した液圧負荷は機関応答性を低下 させ、そして実際機関速度は所望機関速度の下にそれる。不足速度制御手段３６ が応答し、第４図に示す比例及び導関数手段１３６に従って斜［３０を後戻りさ せる。この低下した回転斜板位置は制御手段３８によって検出され、該制御手段 は即座に所望の機関速度信号を減少させて上記の新しい回転斜板３０の位置に対 応させる。燃料制御手段３４は、所望機関速度が実際機関速度よりも大きくなっ ている限りは、ランクを一杯に保持する。従って、機関は低下した負荷の下で加 速され、不足速度制御手段３６は、所望速度と実際速度との間の差が小さくなる につれて回転斜板位置を増大させる。しかし、この回転斜板位置が増大すると、 所望機関速度信号も増大する。利得Ｋ　Ｐ２　＋　Ｋ　０２を慎重に選択するこ とにより、第７図に示す曲線の比例部分上で作動するときに制御手段３８及び不 足速度制御手段３６が相互作用し、機関速度とポンプ行程容積との間の所望の関 係を提供するようにすることができる。

切込みの終りにおいて、液圧負荷は低下し、上記負荷感知装置は行程容積を減少 させ、所望機関速度は低下し、上記燃料制御手段は、実Ｆｌｉ機関速度が所望機 関速度よりも大きいことに応答し、所望機関速度が実際機関速度と等しくなるま でポンプ行程容積を減少させる。

上記第１の比例及び導関数帰還手段は、実際機関速度と所望機関速度との間の差 が益々速く減少するにつれて、上記燃料制御手段をしてランク位置を更に小さく せしめる。

作業サイクル中のいずれかの点において、運転者が休止し、そして、上記負荷感 知装置がポンプ行程容積を２秒よりも長い時間にわたって５％未満にストローク させるようにならせたとすると、制御手段３８が所望速度を約１１４Ｏｒｐｍの 待機速度に設定する。上記燃料制御手段はランク位置を小さくし、機関をして実 際速度をこの目標の待機速度まで遅くさせる。

以上、本発明を主として液圧式掘削機について説明したが、本発明は大部分のい かなる原動機及び液圧ポンプ装置に対しても実施することができる。

本発明の他の態様、目的、及び利点は、図面、上記の開示、及び添付の請求の範 囲の検討から得られる。

ポンプ暫將誓様 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃料噴射ポンプを制御するためのラック（１８）、及び少なくとも１つの可 変行程容積液圧ポンプ（２４）を有する内燃機関（１６）を制御するための装置 （１０）において、上記可変行程容積液圧ポンプ（２４）の所要液圧流量に応答 する第１の信号を送り出すための第１の手段（３９）と、上記第１の信号を受信 し、上記第１の信号の大きさに応答する所望機関速度信号を送り出すための制御 手段（３８）と、上記所望機関速度信号を受信し、上記所望機関速度信号の大き さに応答する信号を送り出すための燃料制御手段と、上記信号を受信し、上記信 号の大きさに応答して上記機関（１６）への燃料の供給を制御するためのラック アクチュエータ手段（２２）とを備えて成る装置（１０）。 ２．第１の信号が複数の範囲のうちの一つ内にあるのに応答して、所望の機関速 度信号が対応の復数の予め選定されたレベルのうちの一つに制御可能に設定され る請求の範囲第１項記載の装置（１０）。 ３．第１の信号が予め選定された持続時間にわたって第１の予め選定された大き さよりも小さくなるのに応答して所望機関速度信号が第１の予め選定されたレベ ルになる請求の範囲第２項記載の装置（１０）。 ４．第１の信号が第２の予め選定された大きさよりも小さくなるのに応答して所 望機関速度信号が第２の予め選定されたレベルになる請求の範囲第３項記載の装 置（１０）。 ５．第１の信号が第２の予め選定された大きさよりも大きくなるのに応答して所 望機関速度信号が上記第１の信号に正比例する請求の範囲第４項記載の装置（１ ０）。 ６．第２の予め選定されたレベルが複数の個別レベルのうちの一つに調節可能で ある請求の範囲第４項記載の装置（１０）。 ７．制御信号の持続に応答してラックアクチュエータ手段が噴射される燃料の量 を制御する請求の範囲第１項記載の装置（１０）。 ８．機関（１６）の実際回転速度を検出し、上記実際速度に応答する第２の信号 を送り出すための第２の手段（４６）を含んでおり、燃料制御手段（３４）が、 実際及び所望の各機関速度信号を受信し、上記実際及び所望の各機関速度信号を 比較し、上記実際速度信号が上記所望速度信号よりも小さくなるのに応答してラ ック制御信号を送り出す請求の範囲第１項記載の装置（１０）。