CN100410517C - 工程建筑机械的发动机控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种工程建筑机械的发动机控制装置，设有压力传感器(73、74)、位置传感器(75、76)、目标转速修正值运算部(90)及修正值加法部(70r)，根据状态量的变化运算控制用的目标转速NR2，以使得其从输入部(71)输入的目标转速NR1上升，然后缓慢地返回到其目标转速NR1，根据其控制用的目标转速NR2运算目标燃料喷射量FN1，控制燃料喷射量。由此，在不牺牲作业的情况下，可以减少发动机负荷急剧增加时的发动机转速的降低，而且，可以防止由发动机转速的过度上升而引起的耐久性下降。
Description
技术领域
本发明涉及工程建筑机械的发动机控制装置，特别涉及由柴油发动机驱动可变容量型的液压泵而驱动液压作动器的工程建筑机械的发动机控制装置。
背景技术
液压挖掘机等工程建筑机械一般具有：发动机，由该发动机驱动的至少一个的变量液压泵，由来自该液压泵的输出油驱动的多个液压作动器、控制从液压泵向多个液压作动器供给压力油的流量的多个流量控制阀，作为操作多个流量控制阀的操作机构的多个操作杆装置。驱动液压泵的发动机使用的是柴油发动机，该柴油发动机由称为调节器的燃料喷射装置控制燃料喷射量，控制其转速。
在具有这样的燃料喷射装置的柴油发动机中，当非常快地操作操作杆装置的操作杆，切换流量控制阀时，液压泵的输入扭矩(负荷)急剧上升，发动机转速急剧下降。该发动机转速的急剧下降导致燃料消耗增多及排气的恶化，而且还产生噪音等问题。
作为降低这样的发动机转速下降的技术，在日本专利公报特开2000-154803号和特开2001-173605号中有记载。
日本特开2000-154803号记载的技术，是检测液压泵的负荷状态，当检测到液压泵上被加上了负荷时，通过减小液压泵的输入扭矩的限制值来进行减扭矩控制，降低液压泵的吸收扭矩(发动机负荷)，减少发动机转速的降低。
日本特开2001-173605号公报记载的技术，是检测操作杆的操作速度，当操作速度超过规定值时，通过根据来自控制器的指令信号增加向发动机供给燃料的量，以此增大发动机的输出功率，减少发动机转速的降低。
可是在上述现有技术中存在下述的问题。
日本特开2000-154803号公报中记载的技术，通过降低液压泵的吸收扭矩来减少发动机转速的下降，相应于此，液压泵的输出流量减少，液压作动器的速度减小。为此，降低了作业量，牺牲了作业。
日本特开2001-173605号公报中记载的技术，通过向发动机增量供给燃料，增大发动机输出功率，减少发动机转速的降低。可是用燃料的增量不能控制发动机的转速，有可能使转速上升到大于所需要的转速，也有时会超过耐久性能上的转速。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工程建筑机械的发动机控制装置，该装置不牺牲作业，可以减少发动机负荷急剧增加时的发动机转速的降低，同时可以防止由发动机转速的过度上升引起的耐久性下降。
(1)为了达到上述目的，本发明是一种工程建筑机械的发动机控制装置，该工程建筑机械具有发动机、由该发动机驱动的至少一个的变量液压泵、由来自该液压泵的输出油驱动的多个液压作动器、控制从前述液压泵供给到前述多个液压作动器的压力油的流量的多个流量控制阀、操作前述多个流量控制阀的操作机构、控制前述发动机的转速的燃料喷射装置、指令前述发动机的目标转速的输入机构、基于前述发动机的目标转速运算目标燃料喷射量来控制前述燃料喷射装置的燃料喷射量控制机构，其中，上述发动机控制装置具有：检测与前述液压泵的负荷有关的状态量的状态量检测机构；目标转速修正机构，其运算控制用的目标转速，使该控制用的目标转速基于前述状态量的变化从由前述输入机构的指令指定的发动机的目标转速起进行上升，然后缓慢地返回由其输入机构的指令指定的发动机的目标转速，另外，前述燃料喷射量控制机构根据上述控制用的目标转速运算前述目标燃料喷射量，前述目标转速修正机构将前述控制用的目标转速的增加量作为根据发动机的目标转速变化的可变值进行运算，其中，所述发动机的目标转速由前述输入机构的指令指定。
如此，由于即使由输入机构的指令指定的发动机的目标转速变化，与其相应控制用的目标转速的增加量也变化，所以不管发动机的目标转速如何都可运算出最佳的控制用的目标转速的增加量。
(2)另外，在上述(1)中，最好是前述目标转速修正机构具有：运算基于前述状态量的变化从0增加规定量然后缓慢地返回到0的发动机转速修正值的第1机构；把前述发动机转速修正值加到发动机的目标转速上的第2机构，该发动机的目标转速由前述输入机构的指令指定。
由此，控制用的目标转速，根据状态量的变化从由输入机构的指令指定的发动机的目标转速上升，然后缓慢地返回由其输入机构的指令指定的发动机的目标转速。
(3)另外，在上述(1)中，最好是前述状态量检测机构检测作为与前述液压泵的负荷相关的状态量的如下各项中的至少一个，即，检测前述操作机构的操作信号、前述液压泵的输出量、前述液压泵的输出压力。
由此，可以高精度地检测液压泵的负荷状态。
(4)再有，在上述(1)中，最好前述目标转速修正机构在前述状态量没有变化时，在其后的一定时间内维持前述上升的控制用的目标转速。
由此，可以确实减少发动机负荷急速增加时的发动机转速的降低。
附图说明
图1是表示具有本发明的第1实施方式的液压工程建筑机械的发动机控制装置的发动机·泵控制装置的图。
图2是阀装置及作动器的液压回路图。
图3是表示流量控制阀的操作控制系统的图。
图4是表示由泵调节器的第2伺服阀控制的泵吸收扭矩的控制特性的图。
图5是表示构成发动机·泵控制装置的运算控制部的控制器(车体控制器及发动机燃料喷射装置控制器)和其输入输出关系的图。
图6是表示车体控制器的处理功能的功能框图。
图7是表示车体控制器中发动机负荷增加量运算部的处理功能的功能框图。
图8是表示燃料喷射装置控制器的处理功能的功能框图。
图9是表示在现有技术中的加负荷时的发动机转速的变化的时间图。
图10是表示在本发明的第1实施方式中的加负荷时的发动机转速的变化的时间图。
具体实施方式
下面用附图说明本发明的实施方式，下面的实施方式是在液压挖掘机的发动机控制装置上使用本发明的例子。
首先，由图1～图8说明本发明的第1实施方式。
在图1中，1及2是例如斜板式的变量式液压泵，9是定量式液控泵，液压泵1、2及液控泵9与原动机10的输出轴11连接，由原动机10驱动旋转。
在液压泵1、2的输出路3、4上连接有图2所示的阀装置5，经该阀装置5把压力油送往液压作动器50～56，驱动这些液压作动器。在液控泵9的输出路9a上连接有使液控泵9的输出压力保持一定的液控溢流阀9b。
下面详细说明阀装置5。
在图2中，阀装置5具有流量控制阀5a～5d和流量控制阀5e～5i这二个阀群，流量控制阀5a～5d位于与液压泵1的输出路3连结的中间旁通管路5j上，流量控制阀5e～5i位于与液压泵2的输出路4连结的中间旁通管路5k上。在输出路3、4上设置决定液压泵1、2的输出压力的最大压力的主溢流阀5m。
流量控制阀5a～5d及流量控制阀5e～5i是中间位置旁通型，从液压泵1、2输出的压力油，由这些流量控制阀供给到液压作动器50～56中对应的液压作动器。作动器50是右行驶用的液压马达(右行驶马达)，作动器51是铲斗用的液压缸(铲斗缸)，作动器52是斗杆用的液压缸(斗杆缸)，作动器53是回转用的液压马达(回转马达)，作动器54是动臂用液压缸(动臂用缸)，作动器55是预备液压油缸，作动器56是左行驶用液压马达(左行驶马达)，流量控制阀5a是右行驶用，流量控制阀5b是铲斗用，流量控制阀5c是第1斗杆用，流量控制阀5d是第2动臂用，流量控制阀5e是回转用，流量控制阀5f是第1动臂用，流量控制阀5g是第2斗杆用，流量控制阀5h是预备用，流量控制阀5i是左行驶用。即，对斗杆缸52设置了2个流量控制阀5g、5c，对动臂缸54也设置了2个流量控制阀5d、5f，来自2个液压泵1、2的压力油可以合流后分别供给斗杆缸52和动臂缸54的底侧。
图3表示流量控制阀5a～5i的操作控制系统。
流量控制阀5i、5a由来自操作装置35的操作控制装置39、38的操作先导压力TR1、TR2和TR3、TR4切换操作，流量控制阀5b及流量控制阀5c、5g由来自操作装置36的操作控制装置40、41的操作先导压力BKC、BKD及BOD、BOU切换操作，流量控制阀5d、5f及流量控制阀5e由来自操作装置37的操作控制装置42、43的操作先导压力ARC、ARD及SW1、SW2切换操作，流量控制阀5h由来自操作控制装置44的操作先导压力AU1、AU2切换操作。
操作控制装置38～44分别具有一对先导阀(减压阀)38a、38b～44a、44b，操作控制装置38、39、44分别还具有操作踏板38c、39c、44c，操作控制装置40、41还具有共同的操作杆40c，操作控制装置42、43还具有共同的操作杆42c。当操作操作踏板38c、39c、44c及操作杆40c、42c时，根据其操作方向，相关的操作控制装置的先导阀进行动作，产生与操作量对应的先导压力。
另外，在操作控制装置38～44的各先导阀的输出管路上分级地连接有梭阀61～67、梭阀68、69、100、梭阀101、102、梭阀103，由梭阀61、63、64、65、68、69、101检测出操作控制装置38、40、41、42的操作先导压力的最高压力，将其作为液压泵1的控制先导压力PP 1，由梭阀62、64、65、66、67、69、100、102、103检测出操作控制装置39、41、42、43、44的操作先导压力的最高压力，将其作为液压泵2的控制先导压PP2。
在以上那样的液压驱动系统中，设置了具有本发明的发动机控制装置的发动机·泵控制装置。下面说明其详细内容。
在图1中，在液压泵1、2上分别具有调节器7、8，用这些调节器7、8控制作为液压泵1、2的容量可变机构的斜板1a、2a的偏转位置，控制泵输出流量。
液压泵1、2的调节器7、8分别具有：偏转液压作动器20A、20B(下面有时用20代表)，根据图3所示的操作控制装置38～44的操作先导压力进行正偏转控制的第1伺服阀21A、21B(下面有时用21代表)，进行液压泵1、2的全马力控制的第2伺服阀22A、22B(下面有时用22代表)，由这些伺服阀21、22控制从液控泵9作用到偏转液压作动器20上的压力油的压力，从而控制液压泵1、2的偏转位置。
下面说明偏转液压作动器20、第1及2伺服阀21、22的详细情况。
各偏转液压作动器20具有：在两端具有大直径的受压部20a和小直径的受压部20b的工作活塞20c，放置受压部20a、20b的大内径的受压室20d及小内径的受压室20e，当两受压室20d、20e的压力相等时，由于受压面积差而使工作活塞20c向图示右方向移动，使斜板1a或2a的偏转减小而使泵输出流量减少，当大内径的受压室20d的压力降低时，使工作活塞20向图示左方向移动，增大斜板1a或2a的偏转而使泵输出流量增大。大内径的受压室20d经第1及第2伺副阀21、22有选择地与液控泵9的输出路9a和返回到油箱12的油路13连接，小内径的受压室20e直接与液控泵9的输出路9a连接。
正偏转控制用的各第1伺服阀21，是在来自电磁控制阀30或者31的控制压力作用下动作来控制液压泵1、2的偏转位置的阀，当控制压力低时，伺服阀21的阀体21a在弹簧21b的力的作用下向图示左方向移动，偏转液压作动器20的大内径的受压室20d经油路13与油箱12连通，加大液压泵1或2的偏转，当控制压力上升时，伺服阀21的阀体21a向图示右方向移动，把来自液控泵9的先导压力导向大内径的受压室20d，减小液压泵1或2的偏转。
全马力控制用的各第2伺服阀22，是在液压泵1、2的输出压力和来自电磁控制阀32的控制压力作用下动作来进行液压泵1、2的全马力控制的阀，由来自电磁控制阀32的控制压力控制液压泵1、2的最大吸收扭矩。
即，液压泵1及2的输出压力和来自电磁控制阀32的控制压力被分别导入第2伺服阀22的受压室22a、22b、22c，当液压泵1、2的输出压力的液压力之和比由弹簧22d的力和被导入受压室22c的控制压力的液压力之差决定的设定值低时，阀体22e向图示右方向移动，偏转液压作动器20的大内径的受压室20d经油路13与油箱12连通，增大液压泵1、2的偏转，当液压泵1、2的输出压力的液压力之和比上述设定值高时，使阀体22e向图示左方向移动，把来自液控泵9的先导压力传递给受压力室20d，减小液压泵1、2的偏转。当来自电磁控制阀32的控制压力低时，使上述设定值增大，液压泵1、2的高的输出压力使液压泵1、2的偏转减少，随着来自电磁控制阀32的控制压力变高而使上述设定值减小，液压泵1、2的低的输出压力使液压泵1、2的偏转减少。
图4表示第2伺服阀22的吸收扭矩控制的特性。横轴是液压泵1、2的输出压力的平均值，纵轴是液压泵1、2的偏转(排量)。随着来自电磁控制阀32的控制压力变高(由弹簧22d的力和受压室22c的液压力之差决定的设定值变小)，第2伺服阀22的吸收扭矩特性变化为A1、A2、A3，液压泵1、2的最大吸收扭矩减少为T1、T2、T3。随着来自电磁32的控制压力变低(由弹簧22d的力和受压室22c的液压力之差决定的设定值变大)，第2伺服阀22的吸收扭矩特性变化为A1、A4、A5，液压泵1、2的最大吸收扭矩增大为T1、T4、T5。即，如果增高控制压力且减小设定值，则液压泵1、2的最大吸收的扭矩减少，如果降低控制压力且增大设定值，则液压泵1、2的最大吸收扭矩增大。
电磁控制阀30、31、32是由驱动电流SI1、SI2、SI3驱动的比例减压阀，当驱动电流SI1、SI2、SI3最小时，输出的控制压力成为最高，随着驱动电流SI1、SI2、SI3增大，输出的控制压力变低。驱动电流SI1、SI2、SI3由图5所示的车体控制器70输出。
原动机10是柴油机，具有由目标燃料喷射量FN1的信号作动的电子燃料喷射装置14。指令信号由图5所示的燃料喷射装置控制器80输出。电子燃料喷射装置14控制原动机(以下称发动机)10的转速和输出。
设有目标发动机转速输入部71，该输入部由操作者手动输入发动机10的目标转速NR1，其目标转速NR1的输入信号输入给车体控制器70及发动机燃料喷射装置控制器80。目标发动机转速输入部71是例如电位计之类的电气输入装置，是操作者指令成为基准的目标转速(目标基准转速)的机构。
另外，设有如下传感器：检测发动机10的实际转速NE1的转速传感器72，检测液压泵1、2的控制先导压力PP1、PP2的压力传感器73、74(参照图3)，检测液压泵1、2的偏转SR1、SR2的位置传感器75、76，检测液压泵1、2的输出压DP1、DP2的压力传感器77、78。
图5表示车体控制器70及燃料喷射装置控制器80的全体的信号的输入输出关系。
车体控制器70中输入如下信号，即，来自目标发动机转速输入部71的目标转速NR1的信号，来自压力传感器73、74的泵控制先导压力PP1、PP2的信号，来自位置传感器75、76的偏转SR1、SR2的信号，来自压力传感器77、78的泵输出压DP1、DP2的信号，进行规定的运算处理后将驱动电流SI1、SI2、SI3输出给电磁控制阀30～32，同时把目标转速NR1的信号输出给燃料喷射装置控制器80。燃料喷射装置控制器80中输入来自车体控制器70的目标转速NR1的信号、转速传感器72的实际转速NE1的信号，进行规定的运算处理后将目标燃料喷射量FN1的信号输出给电子燃料喷射装置14。
图6及图7表示关于车体控制器70的液压泵1、2的控制及目标转速NR1算出的处理功能。
在图6中，车体控制器70具有如下各部的功能，各部包括：泵目标偏转运算部70a、70b，电磁输出电流运算部70c、70d，发动机负荷增加量运算部70f，发动机转速增加增益运算部70g，乘法部70h，发动机转速增量值选择部70i，一次滞后要素70j，减法部70k，减法部70m，增益乘法部70n，积分加法部70p，一次滞后要素70q，修正值加法部70r，基础扭矩运算部70s，电磁输出电流运算部70t。
泵目标偏转运算部70a输入液压泵1侧的控制先导压力PP1的信号，使记忆在存储器中的表参照该信号，运算与当时的控制先导压PP1对应的液压泵1的目标偏转θR1。该目标偏转θR1是相对于先导操作装置38、40、41、42的操作量的正偏转控制的基准流量计量，在存储器的表上，以随着控制先导压PP1变高目标偏转θR1也增大的方式设定PP1和θR1的关系。
电磁输出电流运算部70c求出相对于θR1得到该θR1的液压泵1的偏转控制用的驱动电流SI1，并将其输出给电磁控制阀30。
泵目标偏转运算部70b、电磁输出电流运算部70d也同样地根据泵控制先导压力PP2的信号算出液压泵2的偏转控制用的驱动电流SI2，并将其输出给电磁控制阀31。
发动机负荷增加量运算部70f、发动机转速增加增益运算部70g、乘法部70h、发动机转速增量值选择部70i、一次滞后要素70j、减法部70k、减法部70m、增益乘法部70n、积分加法部70、一次滞后要素70q，是构成根据作为与液压泵1、2的负荷相关的状态量的控制先导压PP1、PP2、泵偏转SR1、SR2、泵输出压DP1、DP2的变化速度把发动机转速增加量作为转速修正值ΔT3进行运算的机构90(下面称为转速修正值运算部)的部分，修正值加法70r把其转速修正值ΔT3加在从输入部71输入的目标转速NR1上，作为控制用的目标转速指令NR2输入基础扭矩运算部70s中。下面说明其详细的内容。
发动机负荷增加量运算部70f中输入与液压泵的负荷有关的状态量，并运算发动机负荷增加量ΔT1。
图7是表示发动机负荷增加量运算部70f的处理功能的详细情况的图，发动机负荷增加量运算部70f具有下述各部的功能，该各部是：一次滞后要素701a、701b、701c、701d、701e、701f，减法部702a、702b、702c，702d、702e、702f，增益乘法部703a、703b、703c、703d、703e、703f，过滤处理器704a、704b、704c、704d、704e、704f，加法部705a、705b、705c，过滤处理部706。
输入控制先导压力PP1、PP2的信号、泵偏转SR1、SR2的信号、泵输出压力DP1、DP2的信号，通过在各个减法部702a～702f中取得的与上次的输入值之差来运算各自的输入速度。该输入速度相当于各状态量的变化速度。接下来，在增益乘法部703a～703f中，把各自的输入速度乘以各增益knn的值作为负荷增加量来求出。接着，在过滤处理部704a～704f中，在这些负荷增加量进行微小变化的场合使其通过增加量为零的过滤器，在加法部705a～705c中，将它们全部合计，在过滤处理部706中，只使负荷增加方向的正值通过，将其值作为负荷增加量ΔT1进行运算。
返回到图6，发动机转速增加增益运算部70g，运算作为输入的目标转速NR1的函数的增益KΔT1，在乘法部70h中，在负荷增加量ΔT1上乘以其增益KΔT1来算出发动机转速增加量ΔT2。在发动机转速增加增益运算部70g中，设定NR1和KΔT1的关系，使增益KΔT1随着目标转速NR1变低而变小，当目标转速NR 1低时，通过把增益KΔT1定为小的值，来把用乘法部70h运算的发动机转速增加量ΔT2定为小的值。
减法部70k采用发动机转速增加量ΔT2的本次值和来自一次滞后要素70j的上次值之差产生判定值α。判定值α根据发动机转速上升量ΔT2的变化的有无及变化方向取正、负、0中的某个值。即，如果发动机转速增加量ΔT2的变化是增加方向，则判定值α为正值，如果是减少方向，则判定值为负值，如果发动机转速增加量ΔT不变化(是定值)，则判定值α为0。
发动机转速增量值选择部70i判断判定值α是正负还是0，根据其判断结果，切换给予减法部70m的发动机转速的增量值ΔT2A，如果α≥0(如果发动机转速增加量ΔT2的变化是增加方向或ΔT2没有变化)，则选择状态B的发动机转速增加量ΔT2，使给予减法部70m的增量值ΔT2A为发动机转速增加量ΔT2，如果α＜0(如果发动机转速增加量ΔT2的变化是减少方向)，则选择状态A的0并使给予减法部70m的增量值ΔT2A为0。但是，从状态B切换到状态A时，具有一定时间(例如3秒钟)的滞后，具有维持上次值的保留功能。
减法部70m从用发动机转速增量值选择部70i选择的增量值ΔT2A中扣除上次的转速修正值ΔT4并求出偏差ΔΔT2。
增益乘法部70n相对于偏差ΔΔT2保持一次滞后，该一次滞后的增益把增加方向(ΔΔT2≥0)作为1，把减少方向(ΔΔT2＜0)作为比其小的值，ΔΔT2乘其增益而得到偏差ΔΔT4。
积分加法部70p使在来自一次滞后要素70q的转速修正值ΔT4的上次值上加ΔΔT4而成为本次的转速修正值ΔT3。
以上那样运算的转速修正值ΔT3被给予修正值加法部70r，修正值加法部70r在目标转速NR1上加上其转速修正值ΔT3，得到控制用的目标转速指令NR2。
基础扭矩运算部70s中输入来自修正值加法部70r的目标转速指令NR2，使存储在存储器中的表参照其计算出对应这时的目标转速指令NR2的泵基础扭矩TR0。电磁输出电流运算部70t求出电磁控制阀32的驱动电流SI3，以使由第2伺服阀22控制的液压泵1、2的最大吸收扭矩为TR0，并将驱动电流SI3输出给电磁控制阀32。
这样，接受了驱动电流SI3的电磁控制阀32根据驱动电流SI3输出控制压力，控制第2伺服阀22的设定值，控制成使液压泵1、2的最大吸收扭矩成为TR0。
图8表示燃料喷射装置控制器80的处理功能。
燃料喷射装置控制器80具有以下各部的控制功能，该各部是：转速偏差运算部80a，燃料喷射量变换部80b，积分加法部80c，限制器运算部80d，一次滞后要素80e。
转速偏差运算部80a，比较目标转速NR2和实际转速NE 1，算出转速偏差ΔN(＝NR2-NE1)，燃料喷射量变换部80b在其转速偏差ΔN上乘以增益KF，运算目标燃料喷射量的增量ΔFN，积分加法部80c在来自一次滞后要素80e的目标燃料喷射量FN1的上次值FN2上加上其增量ΔFN，运算新的目标燃料喷射量FN3，限制器运算部80d在其目标燃料喷射量FN3上乘以上限·下限限制值，作为目标燃料喷射量FN1。该目标燃料喷射量FN1被变换成控制电流，输出给电子燃料喷射装置14来控制燃料喷射量。由此，当实际转速NE1比目标转速NR2小时(转速偏差ΔN为正时)，使目标燃料喷射量FN1增大，当实际转速NE 1比目标转速NR2大时(转速偏差ΔN为负时)，使目标燃料喷射量FN1减少，即，使目标转速NR2和实际转速NE1的偏差ΔN为0，以这样的方式通过积分运算来运算目标燃料喷射量FN1，以使实际转速NE1与目标转速NR2一致的方式控制燃料喷射量。
下面用图9及图10说明以上那样构成的本实施方式的动作特征。
图9是表示现有技术中相对于操作输入变化的发动机转速的变化的时间图，图10是表示本实施方式中相对于操作输入变化的发动机转速的变化的时间图。在图9及图10中，从上面开始依次表示泵控制先导压力PP1或者PP2(用PP代表)、泵输出压力DP1、DP2(用DP代表)、泵偏转SR1、SR2(用SR代表)、目标转速NR1(图9)或者NR2(图10)、实际发动机转速NE1。泵控制先导压PP是与图3所示的操作控制装置38～44任何一个杆操作量对应的值。设想把由输入部71指定的目标转速NR1为一定，并在时刻t1进行微操作，在时刻t2快速操作操作杆，在时刻t3停止杆操作，假定为在时刻t1～t2期间、t2～t3期间的泵控制先导压力PP、泵输出压力DP、泵偏转SR的变化速度是一定的。
在现有的技术中，如图9所示，在时刻t1微操作操作杆的场合，发动机转速的降低很少，而在时刻t2快速操作操作杆时，与其相应，泵输出压DP及泵偏转SR急剧增加，实际发动机转速NE 1急速降低。其降低量也大。
与此相对，在本实施方式中，在时刻t2急速操作操作杆时，通过上述的转速修正值运算部90，使目标转速指令NR2被修正为从由输入部71指定的目标转速NR1上升，然后缓慢地返回其目标转速NR1，所以实际发动机转速NE1的急速降低被防止，而且其降低量也小。其详细说明如下。
时刻t1～t2：
由于是操作杆的微操作时，所以控制先导压力PP、泵输出压力DP、泵偏转SR的变化速度小，在图7所示的发动机负荷增加量运算部70f的过滤处理部704a～704f中进行过滤处理，使它们都为零。因而，在该场合，用发动机负荷增加量运算部70f运算的负荷增加量ΔT1是0，转速修正值ΔT3也为0，所以目标NR2(＝NR1)为一定。因而，实际发动机转速NE 1与现有技术中的同样变化。
时刻t2～t3：
由于是操作杆的急速操作时，所以在发动机负荷增加量运算部70f中运算负荷增加量ΔT1，在乘法部70h将上述负荷增加量ΔT1乘以与当时的目标转速NR1相对应的增益ΔT1而算出发动机转速增加量ΔT2。
这时，在时刻t2的最初的运算处理中，由于发动机转速增加量ΔT2的上次值是零，所以在减法部70k中运算出正的判定值α，发动机转速增量值选择部70i成为B状态，用乘法部70h运算的发动机转速增加量ΔT2作为增量值ΔT2A给予减法部70m。而在减法部70m中，由于修正转速AT3的上次值是零，所以增量值ΔT2A(＝发动机转速增加量ΔT2)成为偏差ΔΔT2，在增益乘法部70n中，在偏差ΔΔT2乘上增益1的值作为偏差ΔΔT4(＝ΔΔT2)运算，并被付予积分加法部70p。这时，由于修正转速ΔT3的前次值是零，所以偏差ΔΔT4成为修正转速ΔT3。由此，如图10所示，目标转速NR2在时刻t2只增加ΔT3。
在此，在时刻t2～t3之间，由于泵控制先导压力PP、泵输出压力DP、泵偏转SR的变化速度是一定的，所以在各运算处理中，在图7的减法部702a～702f中运算的输入速度运算出相同值，负荷增加量ΔT1也运算出相同值，发动机转速增加量ΔT2也运算出相同值。为此，在减法部70k中运算出判定值α＝0，发动机转速增加值选择部70i维持状态B，在乘法部70h运算出的发动机转速增加量ΔT2作为增量值ΔT2A而被给予减法部70m。
因此，在第二次以后的运算处理中，由于修正转速ΔT3的上次值与本次运算的增量值ΔT2A相等，所以在减法部70m中运算出偏差ΔΔT2＝0，在增益乘法部70n中也是运算出偏差ΔΔT4＝0，维持了修正转速ΔT3的前次值。由此，如图10所示，在时刻t2～t3期间维持了增加后的目标转速NR2。
时刻t3～t4：
当在时刻t3停止杆操作时，泵控制先导压力PP、泵输出压力DP、泵偏转SR成为一定，图7的减法部702a～702f中运算的输入速度为负值，负荷增加量ΔT1也为负值，发动机转速增加量ΔT2也为负值。为此，在减法部70k运算出负的判定值α，发动机转速增加值选择部70i在一定时间内(例如3秒)维持上次值。因而，该期间与上述t2～t3期间同样，维持修正转速ΔT3的上次值，如图10所示，在t3后的一定时间内也维持增加后的目标转速NR2。
时刻t4～t5：
当经过上述一定时间到达时刻t4时，发动机转速增量值选择部70i从状态B切换到状态A，使增加值ΔT2A为0。为此，在减法部70m中，修正转速ΔT3的上次值的负的值作为偏差ΔΔT2被运算，在增益乘法部70n，以在偏差ΔΔT2上乘以比增益1小的增益的值作为偏差ΔΔT4(＜0)被运算，并给予积分加法部70p。因而，被积分加法部70p运算的修正转速ΔT3比上次值小，目标转速NR2也比上次值小，由此，如图10所示，在时刻t4以后，目标转速NR2慢慢变小。
时刻t5以后：
当在时刻t5修正转速ΔT3＝0时，在减法部70m中运算的偏差ΔΔT2也为0，所以修正转速ΔT3维持为0。为此，在时刻t5以后，目标转速NR2回归为NR1。
如上所述，根据本实施方式，由于设置了由压力传感器73、74、位置传感器75、76、压力传感器77、78构成的用于检测与液压泵1、2的负荷有关的状态量的状态量检测机构和由目标转速修正值运算部90及修正值加法部70r构成的目标转速修正机构，基于状态量的变化运算控制用的目标转速NR2，使之从由输入部71指定的目标转速NR1上升，然后缓慢地返回其目标转速NR1，基于其控制用的目标转速NR2运算目标燃料喷射量FN1并控制燃料喷射量，所以可以减低发动机负荷急剧增加时的发动机转速的下降，同时可以使发动机转速不上升到必要以上，防止由于发动机转速过度上升所引起的耐久性下降。
另外，由于是在不减少液压泵1、2的吸收扭矩的状态下是控制发动机转速，所以液压泵1、2可以维持与没有控制时同样的最大输出流量，不牺牲作业。
再有，运算并控制该控制用的目标转速NR2，使之基于状态量的变化从由输入部71指定的目标转速NR1开始上升，当状态量的变化没有时，在其后的一定时间内维持上升了的目标转速，然后缓慢地返回到其目标转速NR1，所以可以可靠地减低发动机负荷急增时的发动机转速的下降。
另外，由于设有发动机转速增加增益运算部70g，把作为目标转速的增加量的转速修正值ΔT3作为根据目标转速NR1变化的可变值进行运算，其中，目标转速NR1由输入部71的指令确定，因此当根据输入部71的指令目标转速NR1改变了时，由于与其相应的目标转速的增加量(转速修正值ΔT3)也变化，所以不管目标转速度NR1如何都可运算出最佳的目标转速的增加量(转速修正值ΔT3)，可以适当地进行发动机转速下降的减低控制而不引起发动机转速的过度上升。
另外，由于检测出作为与液压泵1、2的负荷有关的状态量的控制先导压力PP 1、PP2(杆操作量)、泵偏转SR1、SR2、泵输出压力DP 1、DP2将它们用于控制，所以可以高精度地把握液压泵1、2的负荷状态，在该点上也可以适当地进行减少发动机转速降低的控制。
根据本发明，可以不牺牲作业而减少发动机负荷急增时的发动机转速的下降，而且可以防止由发动机转速的过度上升引起的耐久性的下降。
Claims (4)
1. 一种工程建筑机械的发动机控制装置，该工程建筑机械具有：发动机(10)；由该发动机驱动的至少一个变量液压泵(1、2)；由来自该液压泵的输出油驱动的多个液压作动器(50～56)；控制从前述液压泵供给到前述多个液压作动器的压力油的流量的多个流量控制阀(5a～5i)；操作前述多个流量控制阀的操作机构(38～44)；控制前述发动机的转速的燃料喷射装置(14)；指令前述发动机的目标转速(NR1)的输入机构(71)；基于前述发动机的目标转速运算目标燃料喷射量(FN1)并控制上述燃料喷射装置的燃料喷射量控制机构(80)，
所述发动机控制装置具有：状态量检测机构(73～78)，其用于检测与前述液压泵(1、2)的负荷有关的状态量；目标转速修正机构(70f～70r)，其运算控制用的目标转速(NR2)，使所述控制用的目标转速(NR2)根据前述状态量的变化从基于前述输入机构(71)的指令的发动机的目标转速(NR1)上升，然后缓慢地返回基于其输入机构的指令的发动机的目标转速，
前述燃料喷射量控制机构(80)根据控制用的目标转速运算前述目标燃料喷射量(FN1)，
其特征在于，
前述目标转速修正机构(70f～70r、70g、70h)将前述控制用的目标转速(NR2)的增加量作为根据发动机的目标转速(NR1)变化的可变值进行运算，其中，所述发动机的目标转速(NR1)由前述输入机构(71)的指令指定。
2. 如权利要求1所述的工程建筑机械的发动机控制装置，其特征在于，前述目标转速修正机构(70f～70r)具有第1机构(70f～70q)和第2机构(70r)，其中，所述第1机构(70f～70q)运算发动机转速修正值(ΔT3)，该发动机转速修正值基于前述状态量的变化从0增加规定量，然后缓慢地返回0；所述第2机构(70r)将前述发动机转速修正值加到由上述输入机构的指令指定的发动机的目标转速(NR1)上。
3. 如权利要求1所述的工程建筑机械的发动机控制装置，其特征在于，前述状态量检测机构(73～78)将前述操作机构(38～44)的操作信号、前述液压泵的排量、前述液压泵的输出压力中的至少一方作为与前述液压泵(1、2)的负荷有关的状态量进行检测。
4. 如权利要求1～3的任一项所述的工程建筑机械的发动机控制装置，其特征在于，前述目标转速修正机构(70f～70r、70i、70j、70k)在前述状态量没有变化时，在其后的一定时间内维持前述上升的控制用的目标转速(NR2)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080813 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |