特開 2024-162665 建設機械制御方法、建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162665

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】建設機械制御方法、建設機械

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/00 20060101AFI20241114BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20241114BHJP

   B66C 13/20 20060101ALI20241114BHJP

   F02D 29/00 20060101ALN20241114BHJP

   F02D 29/04 20060101ALN20241114BHJP

【ＦＩ】

F15B11/00 E

E02F9/20 Z

B66C13/20

F02D29/00 B

F02D29/04 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023078404

(22)【出願日】2023-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100141298

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 文典

(72)【発明者】

【氏名】寺田 稜

(72)【発明者】

【氏名】宇澤 亮太

【テーマコード（参考）】

2D003

3F204

3G093

3H089

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB06

2D003BA05

2D003BA06

2D003CA02

2D003DA04

2D003DB03

2D003DB04

3F204AA04

3F204BA02

3F204CA07

3F204GA01

3G093AA08

3G093AB02

3G093BA04

3G093CA07

3G093DA01

3G093DA02

3G093DB21

3G093DB22

3G093DB27

3G093EB07

3H089AA07

3H089AA83

3H089BB28

3H089BB30

3H089CC08

3H089DA03

3H089DA07

3H089DA13

3H089DB43

3H089EE36

3H089FF03

3H089FF10

3H089GG02

3H089JJ08

(57)【要約】

【課題】油圧装置におけるエネルギーロスを低減しつつエンジンのラグダウンを抑制すること。
【解決手段】回転数検出部７４は、エンジン４１の回転数を検出する。トルク補正装置５５は、油圧レギュレータ５２の制限トルクを補正する。圧力検出部７３は、前記エンジン４１における過給圧を検出する。操作部６１～６３は、油圧アクチュエータ５４ａ～５４ｃに対応して設けられ、前記油圧アクチュエータ５４ａ～５４ｃの動作を指示する操作を受け付ける。制御装置８は、前記圧力検出部７３の検出過給圧が基準圧力を下回る状況下で前記操作部６１～６３への操作が行われたときに、前記回転数検出部７４による検出回転数に応じて補正値を導出する（Ｓ２）。前記制御装置８は、既定値を超える前記補正値が導出されてから解除条件が成立するまでの期間に前記補正値に応じて前記制限トルクを補正する動作を前記トルク補正装置５５に実行させる（Ｓ４）。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建設機械を制御する建設機械制御方法であって、
前記建設機械が、
エンジンと、
前記エンジンの排気ガスのエネルギーを用いて前記エンジンに圧縮空気を供給する過給機と、
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出部と、
前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより駆動される１つ以上の油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプの容量を調節することにより前記油圧ポンプの出力トルクを制限トルク以下に調節する油圧レギュレータと、
前記油圧レギュレータの前記制限トルクを補正するトルク補正装置と、
前記圧縮空気の過給圧を検出する圧力検出部と、
前記油圧アクチュエータに対応して設けられ、前記油圧アクチュエータの動作を指示する操作を受け付ける１つ以上の操作部と、を備える場合に、
制御装置が、前記圧力検出部の検出過給圧が基準圧力を下回る状況下で前記操作部への操作が行われたときに、前記回転数検出部による検出回転数に応じて補正値を導出することと、
前記制御装置が、既定値を超える前記補正値が導出されてから解除条件が成立するまでの期間に前記補正値に応じて前記制限トルクを補正する動作を前記トルク補正装置に実行させることと、を含む、建設機械制御方法。

【請求項2】

前記建設機械が、複数の前記油圧アクチュエータと複数の前記操作部とを備える場合に、
前記制御装置は、前記回転数検出部による前記検出回転数と複数の前記操作部への操作内容とに応じて前記補正値を導出する、請求項１に記載の建設機械制御方法。

【請求項3】

前記建設機械が、
ブームを起伏させる第１油圧アクチュエータと前記ブームから垂下され吊荷が吊るされる吊りロープの巻き取りおよび繰り出しを行う第２油圧アクチュエータとを含む複数の前記油圧アクチュエータと、
前記ブームの角度を検出するブーム角度検出部と、
前記吊りロープに加わる吊荷重を検出する吊荷重検出部と、を備えるクレーンである場合に、
前記制御装置は、前記回転数検出部による前記検出回転数と複数の前記操作部への操作内容と前記ブーム角度検出部の検出角度と前記吊荷重検出部の検出荷重とに応じて前記補正値を導出する、請求項２に記載の建設機械制御方法。

【請求項4】

前記制御装置が、前記解除条件が成立したときに前記制限トルクの補正を漸減する処理を前記トルク補正装置に実行させること、をさらに含む、請求項１または請求項２に記載の建設機械制御方法。

【請求項5】

エンジンと、
前記エンジンの排気ガスのエネルギーを用いて前記エンジンに圧縮空気を供給する過給機と、
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出部と、
前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより駆動される１つ以上の油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプの容量を調節することにより前記油圧ポンプの出力トルクを制限トルク以下に調節する油圧レギュレータと、
前記油圧レギュレータの前記制限トルクを補正するトルク補正装置と、
前記圧縮空気の過給圧を検出する圧力検出部と、
前記油圧アクチュエータに対応して設けられ、前記油圧アクチュエータの動作を指示する操作を受け付ける１つ以上の操作部と、
請求項１または請求項２に記載の建設機械制御方法を実現する制御装置と、を備える建設機械。

【請求項6】

建設機械を制御する建設機械制御方法であって、
前記建設機械が、
エンジンと、
前記エンジンの排気ガスのエネルギーを用いて前記エンジンに圧縮空気を供給する過給機と、
前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプの容量を調節することにより前記油圧ポンプの出力トルクを制限トルク以下に調節する油圧レギュレータと、
前記油圧レギュレータの前記制限トルクを補正するトルク補正装置と、
前記圧縮空気の過給圧を検出する圧力検出部と、
前記複数の油圧アクチュエータに対応して設けられ、前記複数の油圧アクチュエータ各々の動作を指示する操作を受け付ける複数の操作部と、を備える場合に、
制御装置が、前記複数の操作部への操作が行われており、かつ、前記圧力検出部の検出過給圧が基準圧力を下回るときに、前記複数の操作部への操作内容に応じて補正値を導出することと、
前記制御装置が、既定値を超える前記補正値が導出されてから解除条件が成立するまでの期間に前記補正値に応じて前記制限トルクを補正する動作を前記トルク補正装置に実行させることと、を含む、建設機械制御方法。

【請求項7】

前記建設機械が、
ブームを起伏させる第１油圧アクチュエータと前記ブームから垂下され吊荷が吊るされる吊りロープの巻き取りおよび繰り出しを行う第２油圧アクチュエータとを含む複数の前記油圧アクチュエータと、
前記ブームの角度を検出するブーム角度検出部と、
前記吊りロープに加わる吊荷重を検出する吊荷重検出部と、を備えるクレーンである場合に、
前記制御装置は、複数の前記操作部への操作内容と前記ブーム角度検出部の検出角度と前記吊荷重検出部の検出荷重とに応じて前記補正値を導出する、請求項６に記載の建設機械制御方法。

【請求項8】

エンジンと、
前記エンジンの排気ガスのエネルギーを用いて前記エンジンに圧縮空気を供給する過給機と、
前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプの容量を調節することにより前記油圧ポンプの出力トルクを制限トルク以下に調節する油圧レギュレータと、
前記油圧レギュレータの前記制限トルクを補正するトルク補正装置と、
前記圧縮空気の過給圧を検出する圧力検出部と、
前記複数の油圧アクチュエータに対応して設けられ、前記複数の油圧アクチュエータ各々の動作を指示する操作を受け付ける複数の操作部と、
請求項６に記載の建設機械制御方法を実現する制御装置と、を備える建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧装置におけるエネルギーロスを低減しつつエンジンのラグダウンを抑制する建設機械制御方法および建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

クレーンなどの建設機械において、エンジンが油圧ポンプを駆動し、前記油圧ポンプが複数の油圧アクチュエータへ作動油を供給する。前記油圧ポンプにおいて急峻な負荷変動が発生すると、前記エンジンの回転数が一時的に低下するラグダウンが発生する。

【0003】

前記ラグダウンが発生すると、ガバナが前記エンジンの回転数のフィードバック制御によって前記エンジンへの燃料供給量を増やし、前記エンジンにおいて燃料過多が生じやすい。

【0004】

前記エンジンにおける前記燃料過多は、黒煙の排出および燃費の悪化を招く。さらに前記燃料過多がＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）の溶損を招くおそれもある。

【0005】

そこで、前記油圧ポンプにおいて急峻な負荷変動が発生したときに、前記エンジンのラグダウンを抑制することが望まれる。

【0006】

例えば、前記エンジンへ供給される空気の過給圧が第１の所定値以下になってから第２の所定値へ上昇するまでの間に、前記油圧ポンプのトルクの制限値を基準トルクより小さい一定の値に維持することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０００－１６１３０２号広報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、前記建設機械において、前記油圧ポンプの制限トルクを下げることは、油圧装置におけるエネルギーロスの増大を招く。そのため、前記油圧装置におけるエネルギーロスを低減するためには、前記油圧ポンプの制限トルクを下げる制御は、必要最小限にすることが望ましい。

【0009】

一方、前記過給圧が低下したときの前記エンジンにおける前記燃料過多の程度および発生し易さは、各種の状況に応じて異なる。

【0010】

本発明の目的は、油圧装置におけるエネルギーロスを低減しつつエンジンのラグダウンを抑制するための建設機械制御方法および建設機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一の局面に係る第１建設機械制御方法は、建設機械を制御する方法である。前記第１建設機械制御方法は、前記建設機械が、エンジンと、過給機と、回転数検出部と、油圧ポンプと、１つ以上の油圧アクチュエータと、油圧レギュレータと、トルク補正装置と、圧力検出部と、１つ以上の操作部と、を備える場合に適用される。前記過給機は、前記エンジンの排気ガスのエネルギーを用いて前記エンジンに圧縮空気を供給する。前記回転数検出部は、前記エンジンの回転数を検出する。前記油圧ポンプは、前記エンジンにより駆動される。前記油圧アクチュエータは、前記油圧ポンプにより駆動される。前記油圧レギュレータは、前記油圧ポンプの容量を調節することにより前記油圧ポンプの出力トルクを制限トルク以下に調節する。前記トルク補正装置は、前記油圧レギュレータの前記制限トルクを補正する。前記圧力検出部は、前記圧縮空気の過給圧を検出する。前記操作部は、前記油圧アクチュエータに対応して設けられ、前記油圧アクチュエータの動作を指示する操作を受け付ける。前記第１建設機械制御方法は、制御装置が、前記圧力検出部の検出過給圧が基準圧力を下回る状況下で前記操作部への操作が行われたときに、前記回転数検出部による検出回転数に応じて補正値を導出することを含む。さらに前記第１建設機械制御方法は、前記制御装置が、既定値を超える前記補正値が導出されてから解除条件が成立するまでの期間に前記補正値に応じて前記制限トルクを補正する動作を前記トルク補正装置に実行させることを含む。

【0012】

本発明の他の局面に係る第１建設機械は、前記エンジンと、前記過給機と、前記回転数検出部と、前記油圧ポンプと、前記油圧アクチュエータと、１つ以上の前記油圧レギュレータと、前記トルク補正装置と、前記圧力検出部と、１つ以上の前記操作部と、前記第１建設機械制御方法を実現する前記制御装置と、を備える。

【0013】

本発明の他の局面に係る第２建設機械制御方法は、建設機械を制御する方法である。前記第２建設機械制御方法は、前記建設機械が、前記エンジンと、前記過給機と、前記油圧ポンプと、複数の前記油圧アクチュエータと、前記油圧レギュレータと、前記トルク補正装置と、前記圧力検出部と、複数の前記操作部と、を備える場合に適用される。前記第２建設機械制御方法は、制御装置が、前記複数の操作部への操作が行われており、かつ、前記圧力検出部の検出過給圧が基準圧力を下回るときに、前記複数の操作部への操作内容に応じて補正値を導出することを含む。さらに前記第２建設機械制御方法は、前記制御装置が、既定値を超える前記補正値が導出されてから解除条件が成立するまでの期間に前記補正値に応じて前記制限トルクを補正する動作を前記トルク補正装置に実行させることを含む。

【0014】

本発明の他の局面に係る第２建設機械は、前記エンジンと、前記過給機と、前記油圧ポンプと、前記油圧アクチュエータと、複数の前記油圧レギュレータと、前記トルク補正装置と、前記圧力検出部と、複数の前記操作部と、前記第２建設機械制御方法を実現する前記制御装置と、を備える。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、油圧装置におけるエネルギーロスを低減しつつエンジンのラグダウンを抑制するための建設機械制御方法および建設機械を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、第１実施形態に係るクレーンの構成図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るクレーンにおける制御関連機器の構成を表すブロック図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るクレーンにおける制御装置の構成を表すブロック図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るクレーンにおける制限トルク制御の手順の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第１実施形態に係るクレーンにおける検出過給圧と、トルク制御弁の制御電流と、油圧ポンプの制限トルクおよび出力トルクと、の変化の第１例を示すタイムチャートである。

【図6】図６は、第１実施形態に係るクレーンにおける検出過給圧と、トルク制御弁の制御電流と、油圧ポンプの制限トルクおよび出力トルクと、の変化の第２例を示すタイムチャートである。

【図7】図７は、第２実施形態に係るクレーンにおける制御関連機器の構成を表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0018】

［第１実施形態：クレーン１０の構成］
本発明の第１実施形態に係るクレーン１０は、建設機械の一例である。クレーン１０は、吊り荷９を吊り上げつつ移動させる作業機械である。以下、クレーン１０が移動式クレーンである場合の例について説明する。

【0019】

図１に示されるように、クレーン１０は、下部走行体１１、上部旋回体１２、キャブ１３、ガントリ１５、ウインチ装置１６、カウンターウェイト１７、ブーム２１、フック３０、起伏ロープ３１および吊りロープ３２などを備える。ウインチ装置１６は、第１ウインチ装置１６１および第２ウインチ装置１６２を含む。

【0020】

ガントリ１５は、上部旋回体１２から起立する状態で上部旋回体１２に固定されている。カウンターウェイト１７は、上部旋回体１２に連結され、上部旋回体１２の後方に張り出している。

【0021】

下部走行体１１は、上部旋回体１２を旋回可能に支持する台座部分である。上部旋回体１２は、下部走行体１１の上部に、下部走行体１１に対し旋回可能に設けられている。下部走行体１１は、下部基体の一例である。

【0022】

キャブ１３は、操縦室である。キャブ１３は、上部旋回体１２の前部に連結されている。上部旋回体１２は、キャブ１３、ガントリ１５、ウインチ装置１６およびカウンターウェイト１７とともに一体に旋回する旋回部１２０を構成している。

【0023】

図１に示されるクレーン１０は移動式クレーンである。そのため、下部走行体１１は、走行装置１４を備える。走行装置１４は、下部走行体１１に連結されている。

【0024】

図１は、走行装置１４がクローラー式の装置である例を示す。なお、走行装置１４がホイール式走行装置である場合もある。

【0025】

ブーム２１は、その根元部が上部旋回体１２に連結されている。ブーム２１は、上部旋回体１２と連結された前記根元部を中心にして起伏可能である。

【0026】

ブーム２１は、吊り荷９を吊り下げる吊りロープ３２を支持する。吊りロープ３２は、ブーム２１の先端部から垂下され、フック３０を吊り下げる。吊り荷９は、フック３０に吊される。即ち、吊り荷９は、フック３０を介して吊りロープ３２に吊るされる。

【0027】

起伏ロープ３１は、ブーム２１の先端部に設けられたブームポイントアイドラーシーブ２２に掛けられている。吊りロープ３２は、ガントリ１５の先端部に設けられたガントリシーブ２３に掛けられている。

【0028】

第１ウインチ装置１６１は、起伏ロープ３１を介してブーム２１を支える。また、第２ウインチ装置１６２は、吊りロープ３２を介してフック３０を支える。

【0029】

第１ウインチ装置１６１は、起伏ロープ３１の巻き取り、および、繰り出しを行うことにより、ブーム２１の仰角を変更する。即ち、ブーム２１は、第１ウインチ装置１６１および起伏ロープ３１によって仰角を変更可能に駆動される。

【0030】

第２ウインチ装置１６２は、吊りロープ３２の巻き取り、および、繰り出しを行うことにより、フック３０を昇降させる。

【0031】

カウンターウェイト１７は、ブーム２１、フック３０および吊り荷９の荷重とのバランスをとる。

【0032】

図２に示されるように、クレーン１０は、動力装置４と、油圧装置５と、操作装置６と、状態検出装置７と、制御装置８と、を備える。さらにクレーン１０は、表示装置６ｘを備える。

【0033】

［動力装置４］
動力装置４は、エンジン４１を含む。エンジン４１は、ディーゼルエンジンである。動力装置４は、ガバナ４２、ＤＰＦ４３および過給機４４なども含む。

【0034】

ガバナ４２は、エンジン４１への燃料の供給量を調節することにより、エンジン４１の回転数を調節する。

【0035】

ＤＰＦ４３は、エンジン４１の排気ガス中の微粒子を捕集するフィルターである。エンジン４１の負荷を増大させる再生処理が行われることにより、ＤＰＦ４３に蓄積された前記微粒子が燃焼する。

【0036】

過給機４４は、エンジン４１の排気ガスのエネルギーを用いてエンジン４１に圧縮空気を供給する。例えば、過給機４４は、エンジン４１の排気ガスのエネルギーによって回転する排気タービンを含む。

【0037】

［油圧装置５］
油圧装置５は、エンジン４１によって駆動される。油圧装置５は、複数の油圧ポンプ５１と、複数の油圧レギュレータ５２と、複数の制御弁５３と、複数の油圧アクチュエータ５４と、を含む。

【0038】

複数の油圧ポンプ５１は、エンジン４１によって駆動される。複数の油圧ポンプ５１は、それぞれ対応する複数の油圧アクチュエータ５４へ作動油を供給する。本実施形態において、複数の油圧ポンプ５１は、第１ポンプ５１ａ、第２ポンプ５１ｂおよび第３ポンプ５１ｃを含む。

【0039】

本実施形態において、複数の油圧レギュレータ５２は、それぞれ第１ポンプ５１ａ、第２ポンプ５１ｂおよび第３ポンプ５１ｃに対応する第１レギュレータ５２ａ、第２レギュレータ５２ｂおよび第３レギュレータ５２ｃを含む。

【0040】

油圧レギュレータ５２各々は、対応する油圧ポンプ５１各々の容量を調節することにより油圧ポンプ５１各々の出力トルクを制限トルク以下に調節する。油圧レギュレータ５２各々は、対応する油圧ポンプ５１各々の傾転角を調節することにより油圧ポンプ５１各々の容量を調節する。

【0041】

油圧レギュレータ５２各々は、油圧ポンプ５１各々の吐出圧力と前記制限トルクに対応する制限圧力との差に応じて油圧ポンプ５１各々の傾転角を調節する。例えば、前記制限圧力は、油圧レギュレータ５２各々が備えるバネによって付与される。

【0042】

油圧レギュレータ５２各々は、油圧ポンプ５１各々の吐出圧力が前記制限圧力を超えないように対応する油圧ポンプ５１各々の吐出油量を制限する。これにより、油圧ポンプ５１各々の出力トルクが前記制限トルク以下に調節される。

【0043】

複数の制御弁５３各々は、複数の油圧アクチュエータ５４各々に対応して設けられた油圧制御弁である。制御弁５３各々は、制御装置８から供給される弁制御信号に従って油圧アクチュエータ５４各々への作動油の供給量を調節する。

【0044】

複数の油圧ポンプ５１は、それぞれ対応する複数の制御弁５３を通じて複数の油圧アクチュエータ５４へ作動油を供給する。即ち、複数の油圧アクチュエータ５４は、複数の油圧ポンプ５１によって駆動される。

【0045】

複数の油圧アクチュエータ５４は、第１ポンプ５１ａに対応する旋回アクチュエータ５４ａと、第２ポンプ５１ｂに対応する起伏アクチュエータ５４ｂと、第３ポンプ５１ｃに対応する吊りアクチュエータ５４ｃとを含む。

【0046】

旋回アクチュエータ５４ａは、上部旋回体１２を回転させる油圧モーターである。起伏アクチュエータ５４ｂは、第１ウインチ装置１６１を駆動する油圧モーターである。吊りアクチュエータ５４ｃは、第２ウインチ装置１６２を駆動する油圧モーターである。

【0047】

起伏アクチュエータ５４ｂは、ブーム２１を起伏させる第１油圧アクチュエータの一例である。吊りアクチュエータ５４ｃは、吊りロープ３２の巻き取りおよび繰り出しを行う第２油圧アクチュエータの一例である。

【0048】

［状態検出装置７］
状態検出装置７は、クレーン１０が備える各種の機器の状態を検出する。

【0049】

制御装置８は、状態検出装置７および操作装置６などの他の機器と車載ネットワーク１００を通じて通信可能である。車載ネットワーク１００は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）などである。

【0050】

状態検出装置７の検出結果は、車載ネットワーク１００を通じて制御装置８へ伝送される。制御装置８から出力される制御信号は、車載ネットワーク１００を通じて制御対象の機器へ伝送される。

【0051】

状態検出装置７は、荷重計７１、ブーム角度計７２、過給圧センサー７３および回転数センサー７４などを含む。

【0052】

荷重計７１は、吊りロープ３２に加わる吊荷重を検出する。ブーム角度計７２は、ブーム２１の角度、即ち、ブーム２１の仰角を検出する。荷重計７１は、吊荷重検出部の一例である。ブーム角度計７２は、ブーム角度検出部の一例である。

【0053】

過給圧センサー７３は、エンジン４１における過給圧を検出する圧力センサーである。前記過給圧は、過給機４４からエンジン４１へ供給される前記圧縮空気の圧力である。

【0054】

過給圧センサー７３は、前記圧縮空気の供給路の圧力と大気圧との差圧を前記過給圧として検出する。過給圧センサー７３は、圧力検出部の一例である。

【0055】

回転数センサー７４は、エンジン４１の回転数を検出する。回転数センサー７４は、回転数検出部の一例である。

【0056】

［操作装置６、表示装置６ｘ］
操作装置６は、操縦者の操作を受け付ける装置である。表示装置６ｘは情報を表示する装置である。

【0057】

例えば、表示装置６ｘは、液晶表示ユニットなどのパネル表示装置を含む。操作装置６および表示装置６ｘなどのヒューマンインターフェースのための装置は、キャブ１３内に設けられている。

【0058】

操作装置６は、油圧装置５における複数の油圧アクチュエータ５４に対応して設けられた複数の操作部６１，６２，６３を含む。複数の操作部６１，６２，６３各々は、複数の油圧アクチュエータ５４各々の動作を指示する操作を受け付ける。

【0059】

具体的には、操作装置６は、旋回アクチュエータ５４ａに対応する旋回操作部６１と、起伏アクチュエータ５４ｂに対応する起伏操作部６２と、吊りアクチュエータ５４ｃに対応する吊り操作部６３と、を含む。

【0060】

旋回操作部６１、起伏操作部６２および吊り操作部６３は、それぞれ旋回アクチュエータ５４ａ、起伏アクチュエータ５４ｂおよび吊りアクチュエータ５４ｃの動作を指示する操作を受け付ける。

【0061】

旋回操作部６１、起伏操作部６２および吊り操作部６３は、対応するアクチュエータの動作方向および動作速度を指示する操作を受け付ける操作レバーである。

【0062】

さらに操作装置６は、アクセル操作部６４と操作検出装置６０とを含む。アクセル操作部６４は、エンジン４１の回転数の増減を指示する操作を受け付ける。例えば、アクセル操作部６４は、ダイヤル式の操作部である。

【0063】

操作検出装置６０は、複数の操作部６１～６４に対する操作を検出し、検出された操作の内容を表す操作信号を車載ネットワーク１００を通じて制御装置８へ出力する。

【0064】

ガバナ４２は、アクセル操作部６４に対する操作の内容を表す前記操作信号に応じてエンジン４１への燃料供給量を調節する。

【0065】

［制御装置８］
制御装置８は、油圧装置５に関する操作の内容を表す前記操作信号に応じて複数の制御弁５３を制御する。油圧装置５に関する操作は、旋回操作部６１、起伏操作部６２および吊り操作部６３の各々に対する操作を含む。

【0066】

図３に示されるように、制御装置８は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）８０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）８０２、不揮発性メモリー８０３および通信インターフェイス８０４などを備える。なお、ＲＡＭ８０２および不揮発性メモリー８０３は、コンピューター読み取り可能な記憶装置である。

【0067】

ＭＰＵ８０１は、予め不揮発性メモリー８０３に記憶されたプログラムを実行することにより、各種のデータ処理および制御を実行するプロセッサーの一例である。

【0068】

ＲＡＭ８０２は、ＭＰＵ８０１によって実行される前記プログラムおよびＭＰＵ８０１が導出もしくは参照するデータを一時記憶する揮発性のメモリーである。

【0069】

不揮発性メモリー８０３は、ＭＰＵ８０１によって実行される前記プログラムおよびＭＰＵ８０１が参照するデータを予め記憶する。例えば、不揮発性メモリー８０３がＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）またはフラッシュメモリーなどであることが考えられる。

【0070】

通信インターフェイス８０４は、車載ネットワーク１００を通じて状態検出装置７などの他の機器と通信する装置である。ＭＰＵ８０１は、通信インターフェイス８０４を通じて状態検出装置７の検出結果を取得する。さらに、ＭＰＵ８０１は、通信インターフェイス８０４を通じて他の機器へ制御信号を出力する。

【0071】

ＭＰＵ８０１が予め定められた制御プログラムを実行することにより、制御装置８は、各種のデータ処理および制御を実行する。

【0072】

制御装置８は、車載ネットワーク１００を通じて状態検出装置７の検出結果および操作装置６への操作内容を表す前記操作信号を取得する処理を実行する。

【0073】

さらに制御装置８は、旋回操作部６１、起伏操作部６２および吊り操作部６３に対応する前記操作信号に応じて旋回アクチュエータ５４ａ、起伏アクチュエータ５４ｂおよび吊りアクチュエータ５４ｃに対応する複数の制御弁５３を制御する。

【0074】

さらに制御装置８は、状態検出装置７の検出結果および各種の制御状況を表す情報を表示装置６ｘに出力する。

【0075】

複数の油圧ポンプ５１の一部または全部において急峻な負荷変動が発生すると、ガバナ４２による燃料供給の調節が負荷変動に十分に追従できない事態が生じる場合がある。この場合、エンジン４１の回転数が一時的に低下するラグダウンが発生する。

【0076】

前記ラグダウンが発生すると、ガバナ４２がエンジン４１の回転数のフィードバック制御によってエンジン４１への燃料供給量を増やし、エンジン４１において燃料過多が生じやすい。

【0077】

エンジン４１における前記燃料過多は、黒煙の排出および燃費の悪化を招く。さらに前記燃料過多がＤＰＦ４３の溶損を招くおそれもある。

【0078】

そこで、複数の油圧ポンプ５１の一部または全部において急峻な負荷変動が発生したときに、エンジン４１のラグダウンを抑制することが望まれる。

【0079】

例えば、前記過給圧の低下に応じて複数の油圧ポンプ５１の一部または全部の出力トルクの制限値を下げることが考えられる。これにより、エンジン４１のラグダウンが抑制される。

【0080】

［トルク制御弁５５］
本実施形態において、油圧装置５は、１つ以上のトルク制御弁５５をさらに備える（図２参照）。

【0081】

トルク制御弁５５は、複数の油圧レギュレータ５２の一部または全部へ補正油圧を付与することが可能な電磁比例弁である。トルク制御弁５５は、パイロット圧を圧力源として前記補正油圧を出力する。

【0082】

トルク制御弁５５は、制御装置８から供給される制御電流Ａ１のレベルに応じて前記補正油圧を増減させる。図２に示される例において、油圧装置５は、２つのトルク制御弁５５を備える。

【0083】

２つのトルク制御弁５５は、第２ポンプ５１ｂおよび第２レギュレータ５２ｂに対応する第１トルク制御弁５５ｂと、第３ポンプ５１ｃおよび第３レギュレータ５２ｃに対応する第２トルク制御弁５５ｃと、を含む。

【0084】

トルク制御弁５５各々が対応する油圧レギュレータ５２各々へ前記補正油圧を付与しているときに、油圧レギュレータ５２各々は、対応する油圧ポンプ５１各々の吐出圧力および前記補正油圧の合計圧力と前記制限圧力との差に応じて油圧ポンプ５１各々の傾転角を調節する。

【0085】

即ち、油圧レギュレータ５２各々は、前記補正油圧に応じて対応する油圧ポンプ５１各々の容量を低減する。その結果、油圧ポンプ５１各々の前記制限トルクが前記補正油圧に応じて低減する。

【0086】

以上に示されるように、トルク制御弁５５各々は、制御電流Ａ１のレベルに応じて対応する油圧レギュレータ５２各々の前記制限トルクを補正する。トルク制御弁５５各々は、トルク補正装置の一例である。

【0087】

トルク制御弁５５各々が前記補正油圧を出力することにより、対応する油圧ポンプ５１各々の前記制限トルクを下げることが可能である。トルク制御弁５５各々が前記過給圧の低下に応じて制御されることにより、エンジン４１のラグダウンが抑制される。

【0088】

ところで、クレーンにおいて、油圧ポンプ５１各々の前記制限トルクを下げることは、油圧装置５におけるエネルギーロスの増大を招く。そのため、油圧装置５におけるエネルギーロスを低減するためには、油圧ポンプ５１各々の前記制限トルクを下げる制御は、必要最小限にすることが望ましい。

【0089】

一方、前記過給圧が低下したときのエンジン４１における前記燃料過多の程度および発生し易さは、各種の状況に応じて異なる。

【0090】

クレーン１０において、制御装置８は、後述する制限トルク制御を実行する（図４参照）。これにより、油圧装置５におけるエネルギーロスを低減しつつエンジン４１のラグダウンを抑制することが可能になる。

【0091】

[制限トルク制御]
以下、図４に示されるフローチャートを参照しつつ、前記制限トルク制御の手順の一例について説明する。

【0092】

前記制限トルク制御は、クレーン１０を制御するクレーン制御方法を実現する処理の一例である。制御装置８は、エンジン４１が始動したときに前記制限トルク制御を開始する。制御装置８は、前記クレーン制御方法を実現する装置の一例である。前記クレーン制御方法は、建設機械を制御する建設機械制御方法の一例である。

【0093】

以下の説明において、Ｓ１，Ｓ２，…は、前記制限トルク制御における複数の工程の識別符号を表す。前記制限トルク制御において、まずは工程Ｓ１の処理が実行される。

【0094】

＜工程Ｓ１＞
工程Ｓ１において、制御装置８は、予め定められた補正条件が成立するか否かを判別する。

【0095】

例えば、前記補正条件は、過給圧センサー７３の検出過給圧Ｐ１が第１基準圧力ＰＳ１を下回る状況下で油圧装置５に関する操作部６１～６３への操作が行われたという条件である（図５，６参照）。第１基準圧力ＰＳ１は、予め設定される。

【0096】

前記補正条件が、過給圧センサー７３の検出過給圧Ｐ１が第１基準圧力ＰＳ１を下回る状況下で操作部６１～６３のうちの複数に並行して操作が行われたという条件であってもよい。

【0097】

図５，６は、前記制限トルク制御が実行される場合における検出過給圧Ｐ１と、トルク制御弁５５の制御電流Ａ１と、油圧ポンプ５１の制限トルクＴＬ１と、油圧ポンプ５１の出力トルクＴ１と、の変化の第１例および第２例を示す。図５，６において、第１時点ＴＭ１は、前記補正条件が成立した時点である。

【0098】

制御装置８は、前記補正条件が成立するまで前記補正条件の判別を繰り返す。制御装置８は、前記補正条件が成立したときに工程Ｓ２の処理を実行する。

【0099】

＜工程Ｓ２＞
工程Ｓ２において、制御装置８は、第２ポンプ５１ｂおよび第３ポンプ５１ｃ各々についての前記制限トルクの補正の程度を表す補正値を導出する。本実施形態において、前記補正値は、トルク制御弁５５の制御電流Ａ１の値である。

【0100】

本実施形態において、制御装置８は、第１トルク制御弁５５ｂおよび第２トルク制御弁５５ｃ各々に対応する前記補正値を個別に導出する。換言すれば、制御装置８は、第２ポンプ５１ｂおよび第３ポンプ５１ｃ各々に対応する前記補正値を個別に導出する。

【0101】

例えば、制御装置８は、第１導出処理、第２導出処理、第３導出処理、第４導出処理、第５導出処理または第６導出処理のいずれかによって前記補正値を導出する。

【0102】

前記第１導出処理は、回転数センサー７４による検出回転数に応じて前記補正値を導出する処理である。

【0103】

例えば、前記第１導出処理は、前記検出回転数を予め定められた数式またはルックアップテーブルに適用することにより前記補正値を導出する処理である。前記第１導出処理において、エンジン４１のトルク特性における最大トルクの発生回転数と前記検出回転数との差が大きいほど、より大きな前記補正値が導出されることが考えられる。

【0104】

ここで、油圧装置５に関する複数の操作部６１～６３のうち並行して操作された操作部の数のことを並行操作数と称する。

【0105】

前記第２導出処理は、前記並行操作数に応じて前記補正値を導出する処理である。前記第２導出処理において、前記並行操作数が多いほど、より大きな前記補正値が導出されることが考えられる。

【0106】

前記第３導出処理は、複数の操作部６１～６３に対する操作方向に応じて前記補正値を導出する処理である。例えば、複数の操作部６１～６３に対する操作方向の複数の組み合わせと複数の候補値との対応関係を表す導出ルールが予め設定される。この場合、前記第３導出処理は、前記導出ルールに従って前記複数の候補値の中から前記補正値を選択する処理である。

【0107】

一般に、起伏アクチュエータ５４ｂの負荷は、起伏アクチュエータ５４ｂがブーム２１を起立させる方向へ動作するときの方が、起伏アクチュエータ５４ｂがブーム２１を傾倒させる方向へ動作するときよりも大きい。

【0108】

例えば、前記第３導出処理において、起伏操作部６２に対する起立操作が行われたときに起伏操作部６２に対する傾倒操作が行われたときよりもより大きな前記補正値が導出される。

【0109】

前記起立操作は、起伏アクチュエータ５４ｂにブーム２１を起立させる動作を指示する操作である。前記傾倒操作は、起伏アクチュエータ５４ｂにブーム２１を傾倒させる動作を指示する操作である。

【0110】

同様に、吊りアクチュエータ５４ｃの負荷は、吊りアクチュエータ５４ｃが吊りロープ３２を巻き取る方向へ動作するときの方が、吊りアクチュエータ５４ｃが吊りロープ３２を繰り出す方向へ動作するときよりも大きい。

【0111】

例えば、前記第３導出処理において、吊り操作部６３に対する巻き取り操作が行われたときに吊り操作部６３に対する繰り出し操作が行われたときよりもより大きな前記補正値が導出される。

【0112】

前記巻き取り操作は、吊りアクチュエータ５４ｃに吊りロープ３２の巻き取り動作を指示する操作である。前記繰り出し操作は、吊りアクチュエータ５４ｃに吊りロープ３２の繰り出し動作を指示する操作である。

【0113】

前記第４導出処理は、複数の操作部６１～６３に対する操作内容とブーム角度計７２の検出角度と荷重計７１の検出荷重とに応じて前記補正値を導出する処理である。

【0114】

例えば、前記第４導出処理は、ブーム角度計７２の検出角度と荷重計７１の検出荷重とに基づいてブーム２１に作用するトルクを導出する処理を含む。さらに前記第４導出処理は、前記複数の候補値から前記導出ルールに従って１つの補正基準値を選択する処理を含む。

【0115】

さらに前記第４導出処理は、選択された前記補正基準値をブーム２１に作用するトルクで補正することにより前記補正値を導出する処理を含む。

【0116】

前記第５導出処理は、回転数センサー７４の検出回転数と、複数の操作部６１～６３に対する操作内容と、ブーム角度計７２の検出角度と、荷重計７１の検出荷重と、に応じて前記補正値を導出する処理である。前記並行操作数および前記操作方向は、複数の操作部６１～６３に対する操作内容の一例である。

【0117】

例えば、前記第５導出処理は、ブーム角度計７２の検出角度と荷重計７１の検出荷重とに基づいてブーム２１に作用するトルクを導出する処理を含む。さらに前記第５導出処理は、前記複数の候補値から前記導出ルールに従って１つの補正基準値を選択する処理を含む。

【0118】

さらに前記第５導出処理は、エンジン４１の最大トルクの発生回転数と前記検出回転数との差と、ブーム２１に作用するトルクと、に応じて補正係数を導出する処理を含む。さらに前記第５導出処理は、選択された前記補正基準値を前記補正係数によって補正することにより前記補正値を導出する処理を含む。

【0119】

前記第６導出処理は、複数の操作部６１～６３に対する操作内容と、ブーム角度計７２の検出角度と、荷重計７１の検出荷重と、に応じて前記補正値を導出する処理である。例えば、前記第６導出処理は、前記第５導出処理から回転数センサー７４の検出回転数に関する処理が除かれた処理である。

【0120】

以上に示される前記補正値の導出方法は、あくまで一例であり、前記補正値が他の方法で導出されてもよい。

【0121】

制御装置８は、工程Ｓ２の処理を実行した後、工程Ｓ３の処理を実行する。

【0122】

＜工程Ｓ３＞
工程Ｓ３において、制御装置８は、導出された前記補正値が予め定められた有意値以上であるか否かに応じて次の処理を判定する。

【0123】

制御装置８は、導出された前記補正値が前記有意値未満である場合に、工程Ｓ１から始まる処理を繰り返す。

【0124】

一方、制御装置８は、導出された前記補正値が前記有意値以上である場合に、工程Ｓ４の処理を実行する。なお、工程Ｓ３の処理が省略されてもよい。

【0125】

＜工程Ｓ４＞
工程Ｓ４において、制御装置８は、前記補正値に相当する制御電流Ａ１を対象のトルク制御弁５５へ出力する。これにより、制御装置８は、第２ポンプ５１ｂおよび第３ポンプ５１ｃの一方または両方の制限トルクＴＬ１を制御電流Ａ１に応じて補正する動作をトルク制御弁５５に実行させる（図５，６参照）。

【0126】

図５，６において、下限電流ＡＳ１は、制御電流Ａ１の下限値である。下限電流ＡＳ１が制御電流Ａ１としてトルク制御弁５５へ出力されている場合、トルク制御弁５５は励磁されず、制限トルクＴＬ１の補正は行われない。

【0127】

図５，６において、補正電流ＡＳ２は、前記補正値に相当する制御電流Ａ１である。図５は、補正電流ＡＳ２が比較的大きい場合の例を示し、図６は、補正電流ＡＳ２が比較的小さい場合の例を示す。

【0128】

図５，６において、基準制限トルクＴＬ１１は、トルク制御弁５５によるトルク補正が行われないときの制限トルクＴＬ１である。図５，６において、補正制限トルクＴＬ１２は、トルク制御弁５５によって補正された制限トルクＴＬ１である。

【0129】

図５，６に示されるように、制限トルクＴＬ１の補正は、前記補正条件が成立する第１時点ＴＭ１から開始される。また、制限トルクＴＬ１の補正量ＤＴ１は、回転数センサー７４による前記検出回転数または油圧装置５に関する複数の操作部６１～６３への操作内容などに応じて異なる。

【0130】

制御装置８は、工程Ｓ４の処理を実行した後、工程Ｓ５の処理を実行する。

【0131】

＜工程Ｓ５＞
工程Ｓ５において、制御装置８は、予め定められた解除条件が成立するか否かを判別する。図５，６において、第２時点ＴＭ２は、前記解除条件が成立した時点である。

【0132】

例えば、前記解除条件は、過給圧センサー７３の検出過給圧Ｐ１が第２基準圧力ＰＳ２以上であるという圧力条件を含む（図５，６参照）。

【0133】

図５，６に示される例では、第２基準圧力ＰＳ２が第１基準圧力ＰＳ１よりも高いが、第２基準圧力ＰＳ２が第１基準圧力ＰＳ１と同じであってもよい。なお、前記圧力条件が、検出過給圧Ｐ１が予め定められた変化パターンで上昇したという条件を含んでもよい。

【0134】

また、前記解除条件が、回転数センサー７４による前記検出回転数に関する回転数条件を含んでもよい。例えば、前記回転数条件は、前記検出回転数が予め定められた変化パターンで上昇したという条件である。

【0135】

制御装置８は、前記解除条件が成立するまで工程Ｓ５の処理を繰り返す。制御装置８は、前記解除条件が成立したときに工程Ｓ６の処理を実行する。

【0136】

＜工程Ｓ６＞
工程Ｓ６において、制御装置８は、補正漸減処理を実行する。前記補正漸減処理は、制限トルクＴＬ１の補正を漸減する処理である。

【0137】

制御装置８は、前記補正漸減処理において、制御電流Ａ１を補正電流ＡＳ２から下限電流ＡＳ１まで漸減させる（図５，６参照）。

【0138】

制御装置８は、工程Ｓ６の処理を実行した後、工程Ｓ１から始まる処理を繰り返す。

【0139】

以上に示されるように、制御装置８は、前記補正条件が成立したときに状況に応じて異なる前記補正値を導出する（工程Ｓ１～Ｓ２）。

【0140】

さらに制御装置８は、前記有意値を超える前記補正値が導出されてから前記解除条件が成立するまでの期間に、前記補正値に応じて制限トルクＴＬ１を補正する動作をトルク制御弁５５ｂ，５５ｃに実行させる（工程Ｓ３～Ｓ５）。前記有意値は、既定値の一例である。

【0141】

制御装置８が工程Ｓ１～Ｓ５の処理を実行することにより、エンジン４１の前記過給圧が低下したときにエンジン４１のラグダウンが抑制される。

【0142】

また、前記過給圧が低下したときのエンジン４１における燃料過多の程度および発生し易さの状況に応じた値が前記補正値として導出される。その結果、油圧装置５におけるエネルギーロスを低減しつつエンジン４１のラグダウンを抑制することが可能である。

【0143】

［第２実施形態：クレーン１０Ａの構成］
次に、図７を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係るクレーン１０Ａについて説明する。クレーン１０Ａは、建設機械の一例である。

【0144】

以下、クレーン１０Ａにおけるクレーン１０と異なる点について説明する。クレーン１０Ａは、クレーン１０から第２トルク制御弁５５ｃが除かれた構成を備える。

【0145】

クレーン１０Ａにおいて、第１トルク制御弁５５ｂは、下限電流ＡＳ１を超える制御電流Ａ１を供給されたときに、第２レギュレータ５２ｂおよび第３レギュレータ５２ｃの両方に前記補正油圧を出力する。

【0146】

本実施形態において、制御装置８は、第２ポンプ５１ｂおよび第３ポンプ５１ｃに共通の前記補正値を導出する。

【0147】

例えば、制御装置８は、前記第１導出処理、前記第２導出処理、前記第３導出処理、前記第４導出処理または前記第５導出処理によって前記補正値を導出する。クレーン１０Ａが採用される場合も、クレーン１０が採用される場合と同様の効果が得られる。

【0148】

［応用例］
クレーン１０またはクレーン１０Ａにおける前記制限トルク制御が、クレーン以外の建設機械に適用されてもよい。例えば、前記制限トルク制御が、ディーゼルエンジンおよび油圧装置を備える油圧ショベルなどに適用されてもよい。

【符号の説明】

【0149】

４ ：動力装置
５ ：油圧装置
６ ：操作装置
７ ：状態検出装置
８ ：制御装置
１０，１０Ａ：クレーン（建設機械）
３１ ：起伏ロープ
３２ ：吊りロープ
４１ ：エンジン
４２ ：ガバナ
４４ ：過給機
５１ ：油圧ポンプ
５２ ：油圧レギュレータ
５３ ：制御弁
５４ ：油圧アクチュエータ
５５ ：トルク制御弁（トルク補正装置）
５５ｂ ：第１トルク制御弁
５５ｃ ：第２トルク制御弁
６１ ：旋回操作部
６２ ：起伏操作部
６３ ：吊り操作部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】