CN102713089A

CN102713089A - 工程机械的动力控制装置及动力控制方法

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Publication number: CN102713089A
Application number: CN2010800589656A
Authority: CN
Inventors: 孙元旋; 朴德雨; 房在锡
Original assignee: Doosan Infracore Co Ltd
Current assignee: HD Hyundai Infracore Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-12-22
Also published as: BR112012015598B1; WO2011078578A3; EP2518222A2; BR112012015598A2; US20120251332A1; US8720629B2; EP2518222A4; CN102713089B; EP2518222B1; WO2011078578A2

Abstract

根据本发明的一个方案的工程机械的动力控制装置，包括：与液压泵（20）相连而驱动上述液压泵（20）的发动机（10）；以及算出发动机负荷率，并算出根据上述发动机负荷率的发动机旋转速度指令值并向上述发动机输出使得以上述目标旋转速度驱动上述发动机的控制部（60），其中，上述发动机负荷率以上述发动机的负荷转矩对于从输入的发动机目标旋转速度算出的发动机最大转矩的比率定义。根据本发明的另一方案的动力控制装置用于控制由发动机（10）驱动的液压泵（20）该装置包括：使上述液压泵（20）的斜盘角可变而使上述液压泵（20）的所需马力可变的马力调节单元（30）；用于检测从上述液压泵（20）排出的工作油的负荷压力（Pd）的压力传感器（50），以及根据通过上述压力传感器（50）检测的负荷压力（Pd）算出目标泵所需马力，控制上述马力调节单元（30）使得上述液压泵（20）的所需马力在既已设定的时间（Δt）以内渐进地接近上述目标泵所需马力的控制部（60）。

Description

工程机械的动力控制装置及动力控制方法

技术领域

本发明涉及如挖掘机等的工程机械的动力控制装置，尤其涉及根据发动机的负荷率控制发动机的旋转速度以使发动机以目标旋转速度恒定地驱动从而能够提高单位油量的行驶公里数的工程机械的动力控制装置。

另外，本发明涉及如挖掘机等的工程机械的动力控制装置及控制方法，尤其涉及按照液压泵的负荷压力渐进地增加泵所需马力从而能够防止液压冲击的工程机械的动力控制装置及控制方法。

背景技术

一般来讲，如挖掘机的工程机械利用从与发动机直接连接的可变容量型液压泵排出的工作油而驱动动臂、小臂以及铲斗等多种作业装置。

这种液压泵的排出流量由各种变量而控制以满足作业的效率性和单位油量的行驶公里数等各种条件。

更具体地讲，液压泵的控制方法包括根据从操作部输入的操作信号而控制排出流量的作业流量控制（flow control）、根据液压泵的排出压力而控制液压泵的排出流量以使液压泵的所需马力恒定的恒定马力控制（constant horsepower control）、根据发动机的负荷状态而控制液压泵的排出流量的马力控制（power shift control）。

为了如上所述的控制方法，在液压泵安装有调节器，上述调节器包括用于控制上述作业流量的作业流量调节部、用于控制上述恒定马力的恒定马力调节部、用于上述马力控制（power shift control）的马力调节部。上述作业流量调节部输入中立旁通的反向控制压力或操作部的先导压力或各传动装置的活塞杆传感压力而控制上述液压泵的排出流量。上述恒定马力调节部在输入液压泵的排出压力（负荷压力）之后按照设定的恒定马力线图控制液压泵的排出流量。最后，上述马力调节部根据由发动机的度盘式指示器等而设定的目标发动机旋转速度和从当前发动机旋转速度算出的发动机的负荷来控制液压泵的排出流量。

如在图1中所图示，就如上所述的动力控制装置而言，若操作部的操作量急剧增加则操作信号输入到上述作业流量控制部从而液压泵的流量急剧增加，由此液压泵的排出压力急剧增加使得液压泵的所需马力急剧增加。而且，急剧增加的上述液压泵的排出压力输入到恒定马力调节部从而开始减少液压泵的排出流量。

但因恒定马力调节部的响应性延迟时间而从液压泵的排出压力上升的时刻经过了一定时间之后通过恒定马力调节部来减少液压泵的流量。在恒定马力控制时刻这样延迟的时间以内液压泵的排出压力持续地上升而产生液压冲击。因这种液压冲击而产生如图1的A区间那样的液压泵的所需马力急剧增加的区间。

这样，液压泵的急剧的所需马力的增加作为较大的负荷作用在发动机上，从而发动机的旋转速度急剧下降到设定的目标旋转速度以下。若发动机旋转速度如此地急剧下降，则不仅废气量增加而且产生振动变大的问题。尤其，发动机在如图1的B区间那样涡轮增压器的驱动到达正常状态的区间（turbo chargertime lack区间）处于发动机的输出增加率较低的状态，因而前面所述的发动机旋转速度进一步下降，从而废气量和振动进一步变大。

另一方面，若发动机的旋转速度从目标旋转速度急剧地下降，则马力调节部为了使发动机的旋转速度上升而使液压泵的驱动从最高马力（200mA）下降到最低马力（600mA）。由此，从液压泵排出的工作油的流量变小从而导致工程机械的作业效率降低。

图2概略地表示了如上所述的过程的恒定马力线图。参照图2可知，由于恒定马力控制时刻的延时，如C线图那样在液压泵的排出压力急剧地增加之后流量和压力重新回归恒定马力线图。

概括如上所述的现有的动力控制装置所引起的问题如下。

由于通过恒定马力调节部的恒定马力控制时刻的延时而产生液压泵的所需马力急剧增加的液压冲击，由此发动机的旋转速度急剧下降从而废气量以及振动变大，在马力调节部为了将发动机的旋转速度恢复到目标旋转速度而以最小马力驱动液压泵的过程中液压泵的所需马力急剧下降，因而存在工程机械的作业性能下降的问题。

另外，更具体地说明上述发动机的马力控制的话如下：若发动机旋转速度小于目标旋转速度则控制部为了使发动机旋转速度回归到目标旋转速度而向马力调节部输出控制信号以减少液压泵的流量。而且，若控制成液压泵的排出流量变小使得发动机的旋转速度大于目标旋转速度，则重新向马力调节部输出控制信号而使液压泵的流量增加。这样，发动机的旋转速度由液压泵的负荷而被动地控制，如图3所示，若发动机负荷率（对于发动机最大转矩的发动机的负荷转矩）变大则发动机的旋转速度接近目标旋转速度，若发动机负荷率变小则发动机的旋转速度高于目标旋转速度。由此，即使在从液压泵向发动机传递的负荷较少的情况下也维持发动机的旋转速度较高的状态，因而能量损失变大。

发明内容

技术课题

本发明是鉴于如上所述的问题而研究出的，其目的在于提供一种以目标旋转速度恒定地维持发动机的旋转速度从而能够提高单位油量的行驶公里数的工程机械的动力控制装置。

本发明的其它目的在于提供一种能够防止恒定马力控制时刻的延时所导致的液压冲击的产生的工程机械的液压泵动力控制装置。

本发明的另一目的在于提供一种即便从操作部急剧地输入较大的操作量也防止发动机的旋转速度的急剧下降从而能够提高工程机械的作业性能的工程机械的动力控制装置。

解决课题手段

旨在达到如上所述的目的的根据本发明的一个方案的工程机械的动力控制装置，包括：与液压泵20相连而驱动上述液压泵20的发动机10；以及算出发动机负荷率，并算出根据上述发动机负荷率的发动机旋转速度指令值并向上述发动机输出使得以上述目标旋转速度驱动上述发动机的控制部60，其中，上述发动机负荷率以上述发动机的负荷转矩对于从输入的发动机目标旋转速度算出的发动机最大转矩的比率定义。

根据本发明的一实施例，上述控制部60包括：从上述发动机目标旋转速度算出上述发动机最大转矩，从输出到上述发动机10的燃料喷射量指令值算出上述发动机负荷转矩，从上述算出的发动机最大转矩和上述发动机负荷转矩算出并输出上述发动机负荷率的发动机控制部61；以及基于从上述发动机控制部61输出的上述发动机负荷率算出上述发动机旋转速度指令值并向上述发动机控制部61输出的设备控制部62，上述发动机控制部61根据从上述设备控制部62传输到的发动机旋转速度指令值而算出上述燃料喷射量指令值并向上述发动机10输出。

如上所述的动力控制装置进一步包括：使上述液压泵20的斜盘角可变而使上述液压泵20的所需马力可变的马力调节单元30；以及用于检测从上述液压泵20排出的工作油的负荷压力Pd的压力传感器50，上述设备控制部62从通过上述压力传感器50检测的负荷压力Pd算出目标泵所需马力，并控制上述马力调节单元30使得上述液压泵20的所需马力在既已设定的时间Δt以内渐进地接近上述目标泵所需马力。

另一方面，在从上述压力传感器50检测的负荷压力Pd为无负荷压力Pd1的情况下，上述目标泵所需马力设定为最小马力POmin，若从上述压力传感器50检测的负荷压力为最大设定压力Pd2，则上述目标泵所需马力设定为最大马力POmax，上述最大设定压力Pd2设定为小于等于上述液压泵20的最大马力POmax的恒定马力控制起始点的压力Pd2。

上述马力调节单元30包括：根据从先导泵33输入的先导压力而调节上述液压泵20的斜盘角的马力调节部31；以及根据从上述设备控制部62输入的电流指令值的大小使连接上述先导泵33和上述马力调节部31的流道的开度量可变的电子比例减压阀32。

另外，根据本发明的另一方案的动力控制装置用于控制由发动机10驱动的液压泵20，该装置包括：使上述液压泵20的斜盘角可变而使上述液压泵20的所需马力可变的马力调节单元30；用于检测从上述液压泵20排出的工作油的负荷压力Pd的压力传感器50；以及从通过上述压力传感器50检测的负荷压力Pd算出目标泵所需马力，控制上述马力调节单元30使得上述液压泵20的所需马力在既已设定的时间Δt以内渐进地接近上述目标泵所需马力的控制部60。

根据本发明的一实施例，在从上述压力传感器50检测的负荷压力Pd为无负荷压力Pd1的情况下，上述目标泵所需马力设定为最小马力POmin，若从上述压力传感器50检测的负荷压力为最大设定压力Pd2，则上述目标泵所需马力设定为最大马力POmax，上述最大设定压力Pd2小于等于上述液压泵20的最大马力POmax的恒定马力控制起始点的压力Pd2。

另外，上述既已设定的时间Δt与上述液压泵20的当前泵所需马力和上述目标泵所需马力的马力差值ΔPO成比例。

上述马力调节单元30包括：根据从先导泵33输入的先导压力而调节上述液压泵20的斜盘角的马力调节部31；以及根据从上述控制部60输入的电流指令值的大小使连接上述先导泵33和上述马力调节部31的流道的开度量可变的电子比例减压阀32。

另一方面，如上所述的目的通过一种用于控制由发送机10驱动的液压泵20的工程机械的动力控制方法也能实现，该工程机械的动力控制方法包括：算出液压泵20的当前泵所需马力的步骤；基于从上述液压泵20排出的工作油的负荷压力Pd算出目标泵所需马力的步骤；以及使上述液压泵20的所需马力在既已设定的时间Δt以内从上述当前泵所需马力渐进地接近至上述目标泵所需马力的步骤。

根据本发明的一实施例，上述动力控制方法可进一步包括从上述当前泵所需马力与上述目标泵所需马力的马力差值ΔPO算出上述既已设定的时间Δt的步骤。

发明效果

根据如上所述的解决课题手段，算出根据发动机负荷率的发动机旋转速度指令值并向发动机输出，从而能够以目标旋转速度维持发动机的旋转速度，由此能够提高工程机械的单位油量的行驶公里数，并且能够降低振动。

另外，从发动机控制部接收到发动机负荷率的设备控制部运算发动机旋转速度指令值并向发动机控制部输出从而能够分散运算负担，且容易在现有的系统适用本发明的动力控制装置。

另外，使液压泵的所需马力按照负荷压力渐进地可变，从而能够防止因现有恒定马力控制时刻的延时而产生的液压冲击。另外，防止液压冲击，从而能够防止发动机旋转速度因液压泵负荷而急剧下降，由此能够使发动机的废气量和振动最小化。

另外，过去存在为了进行发动机旋转速度的恢复而急剧减少液压泵的所需马力导致工程机械的操作性下降的问题，但使液压泵的所需马力在既已设定的时间以内渐进地接近目标泵所需马力，因而无需恢复发动机的旋转速度，由此能够防止液压泵的所需马力减少，从而能够提高工程机械的操作性。

尤其，在负荷压力Pd为无负荷压力Pd1的情况下设定目标泵所需马力为最小马力POmin，从而能够使液压泵施加给发动机的负荷最小化，由此能够改进单位油量的行驶公里数。

另外，将目标泵所需马力成为最大马力POmax的最大设定压力Pd2设定为小于等于液压泵的最大马力POmax的恒定马力控制起始点的压力Pd2，从而液压泵的所需马力达到目标泵所需马力时能够确保液压泵的排出流量尽可能大，由此能够进一步提高操作性。

另外，将既已设定的时间Δt设定为与上述液压泵的当前泵所需马力和上述目标泵所需马力的马力差值ΔPO成比例，从而在马力差值ΔPO较小时能够迅速进行马力控制，在马力差值ΔPO较大时可确保防止产生液压冲击的足够的控制时间。

另一方面，以电子比例减压阀构成使连接马力调节部和先导泵和马力调节部的流道的开度量可变的马力调节单元，从而可将本发明的思想广泛地适用于通常的液压系统中。

附图说明

图1是概略地表示了操作部的急剧操作条件下根据现有动力控制装置的泵排出流量和所需马力、发动机输出和旋转速度、马力控制电流指令值的变化量的曲线图。

图2是在液压泵的压力-流量线图（恒定马力线图）表示了图1的控制过程的曲线图。

图3是概略地表示了根据现有发动机负荷率的发动机旋转速度的曲线图。

图4是概略地表示了根据本发明一实施例的工程机械的动力控制装置的概念图。

图5是概略地表示了根据设定于图4的设备控制部的发动机负荷率的发动机旋转速度指令值的曲线图。

图6是概略地表示了由在图4中图示的动力控制装置而控制的发动机的根据发动机负荷率的发动机旋转速度曲线图。

图7是概略地表示了通过在图4中图示的动力控制装置的动力控制过程的流程图。

图8是概略地表示了对设定于图3的控制部的负荷压力的目标泵所需马力和电流指令值的曲线图。

图9是概略地表示了对设定于图3的控制部的目标泵所需马力和当前泵所需马力的马力差值的上升时间的曲线图。

图10是概略地表示了对设定于图4的控制部的特定马力差值的马力上升率的曲线图。

图11是概略地表示了在图4中图示的液压泵的最大恒定马力线图和最小恒定马力线图的曲线图。

图12是概略地表示了在操作部的急剧操作条件下根据在图4中图示的动力控制装置的泵排出流量和所需马力、发动机输出和旋转速度的曲线图。

图13是在液压泵的压力-流量线图（恒定马力线图）表示了图12的控制过程曲线图。

图14a是将通过图1的控制过程的动臂上升速度和发动机旋转速度测定而表示的曲线图。

图14b是测定基于图12的控制过程的动臂上升速度和发动机旋转速度而表示的曲线图。

符号说明

10-发动机，20-液压泵，30-马力调节单元，31-马力调节部，32-电子比例减压阀，33-先导泵，40-调节器，50-压力传感器，60-控制部，61-发动机控制部，62-设备控制部，ΔPO-马力差值，Δt-上升时间、既已设定时间，POmin-泵最小马力，POmax-泵最大马力，Pd-负荷压力，Pd1-无负荷压力，Pd2-最大设定压力。

具体实施方式

下面参照附图详细说明根据本发明的一实施例的工程机械的动力控制装置。

参照图4，根据本发明的一实施例的工程机械的动力控制装置包括用于驱动液压泵20的发动机10、根据输入的马力控制信号使液压泵20的斜盘角可变而使液压泵20的所需马力可变的马力调节单元30、用于检测从上述液压泵20排出的工作油的压力的压力传感器50、用于向上述马力调节单元30输出上述马力控制信号并且控制上述发动机的旋转速度的控制部60。

上述控制部60包括如ECU（Electronic Control Unit）的发动机控制部61和设备控制部62。

上述发动机控制部61向上述发动机10输出燃料喷射量指令值而控制上述发动机10的旋转速度。另外，上述发动机控制部61从当前燃料喷射量指令值和发动机的当前旋转速度算出发动机的负荷转矩。另外，在发动机设定有对于各旋转速度的发动机的最大转矩。于是，若从度盘式指示器11输入了发动机的目标旋转速度，则发动机控制部61就能算出与目标旋转速度对应的发动机的最大转矩。另外，上述发动机控制部61算出对于最大转矩的负荷转矩的比率即发动机负荷率并向上述设备控制部62输出。

如在图5中所图示，在上述设备控制部62设定有旨在以输入的目标旋转速度恒定地维持发动机10的旋转速度的对于发动机负荷率的发动机旋转速度指令值。这里，在上述目标旋转速度为可变的情况下，对于上述发动机负荷率的发动机旋转速度指令值也可变。于是，如在图5中所图示的设定值设定成随发动机的目标旋转速度的大小而不同。即、如在图5中所图示的设定值按照发动机的目标旋转速度而存储在存储器或设备控制部62。

于是，若在上述设备控制部62输入了发动机的目标旋转速度，则设备控制部62在如图5的模式中选择与输入的目标旋转速度对应的模式。然后，上述设备控制部62从所选择的模式算出与输入的发动机负荷率对应的发动机旋转速度指令值并向上述发动机控制部61输出。这样一来，发动机控制部61算出与发动机旋转速度指令值对应的燃料喷射量指令值并向发动机10输出。由此控制发动机的旋转速度。此时，如在图5中所图示，随着发动机负荷率变大发动机旋转速度指令值也增加。即、若从液压泵20施加到发动机10的负荷变大，则发动机10的燃料喷射量就变大，若从液压泵20施加到发动机10的负荷变小，则发动机10的燃料喷射量就变小。

其结果，控制燃料喷射量使得转矩按照发动机的负荷率上升，从而如在图6中所图示，能够总是以目标旋转速度恒定地维持发动机10的旋转速度。

下面详细说明具有如上所述的构成的发动机的旋转速度控制方法。

参照图7，首先若在度盘式指示器11设定有发动机目标旋转速度，则发动机目标旋转速度传输到发动机控制部61和设备控制部62（S110）。

这样一来，发动机控制部61算出对于输入的发动机目标旋转速度的发动机最大转矩，并算出当前发动机负荷转矩（S120）。然后，发动机控制部61算出发动机负荷率（S130）。发动机负荷率由下面的数学式1算出。

数学式1

若算出发动机负荷率，则发动机控制部61向设备控制部62输出算出的发动机负荷率。

另一方面，若从上述度盘式指示器11输入了发动机目标旋转速度，则设备控制部62基于输入的发动机目标旋转速度选择设定有如在图5中所图示的根据发动机负荷率的发动机旋转速度指令值的模式。然后，设备控制部62基于所选择的如图5的模式算出与从上述发动机控制部61输出的发动机负荷率对应的发动机旋转速度指令值（S140）。然后，设备控制部62向发动机控制部61输出算出的发动机旋转速度指令值。这样一来，发动机控制部61从输入的发动机旋转速度指令值算出燃料喷射量指令值并向发动机10输出（S150）。

以上说明了通过发动机的旋转速度控制的动力控制装置和动力控制方法，下面说明通过液压泵20的控制的动力控制装置和动力控制方法。

参照图4，上述液压泵20是利用斜盘23的斜度使排出流量可变的可变型泵，在上述液压泵20安装有用于调节斜盘23的调节器40。

上述调节器40包括根据对于操作部42的操作量的信号使上述液压泵20的排出流量可变的作业流量调节部41、用于使上述液压泵20的所需马力维持恒定马力的恒定马力调节部43、用于调节上述液压泵20的所需马力的马力调节部31。

上述作业流量调节部41用于根据与上述操作部42的操作信号对应的信号而调节液压泵20的排出流量，与操作部42的操作信号的大小成比例而增加上述液压泵20的排出流量。这里，与上述操作部42的操作信号对应的信号可由对于通过了主控制阀21的旁通压力即反向控制压力、通过上述操作部42的操作的先导压力即正向压力、以及各传动装置22的活塞杆传感压力中所选择的某一个压力的信号构成。

上述恒定马力调节部43用来根据液压泵20的排出压力而调节上述液压泵20的排出流量从而使上述液压泵20的所需马力维持恒定马力。这里，上述恒定马力由上述马力调节部31可变。于是，上述恒定马力调节部43按照已变化的当前状态的恒定马力线图而调节上述液压泵20的排出流量。

上述马力调节部31用于使上述液压泵20的所需马力可变，被施加从先导泵33排出的先导压力。这里，在上述马力调节部31与先导泵33的之间设有电子比例减压阀32，由上述电子比例减压阀32而调节连接上述先导泵33与上述马力调节部31之间的流道的开度量。上述电子比例减压阀32由从上述设备控制部62输出的电流指令值而转换。于是，马力调节部31根据从上述设备控制部62输出的电流指令值而使上述液压泵20的斜盘角可变。

在本实施例包括上述马力调节部31和上述电子比例减压阀32而定义为马力调节单元30，在电子控制式泵中上述马力调节部31和上述电子比例减压阀32可由一个电子比例减压阀实现因而不同于本实施例。因此，马力调节单元30不仅可以由马力调节部31和电子比例减压阀32构成，在电子控制式泵还可以由一个电子比例减压阀构成。

更具体地观察上述马力调节单元30的运转过程，若从上述设备控制部62向上述电子比例减压阀32输出较高的电流指令值（如600mA），则上述电子比例减压阀32使上述先导泵33和上述马力调节部31的流道开度量增加。这样一来，马力调节部31调节上述斜盘角使得上述液压泵20的排出流量减少，从而减少液压泵20的所需马力。

与前面所述相反，若向上述电子比例减压阀32输出较低的电流指令值（如200mA），则上述电子比例减压阀32使上述先导泵33和上述马力调节部31的流道开度量减少。这样一来，马力调节部31调节上述斜盘角使得上述液压泵20的排出流量增加，从而使液压泵20的所需马力增加。

上述压力传感器50检测上述液压泵20的排出压力并向上述设备控制部62传输。上述液压泵20的排出压力由于可由从传动装置22通过上述主控制阀21传递的负荷而可变，因而还可以用负荷压力来表示。

上述设备控制部62除了前面所述的发动机旋转速度控制之外还执行如下控制功能。

上述设备控制部62算出要输出到上述电子比例减压阀32的电流指令值后向上述电子比例减压阀32输出。更具体地讲，在上述设备控制部62如图8所示那样设定有对于由上述压力传感器50而检测的负荷压力Pd的目标泵所需马力。这里，上述目标泵所需马力可换算成向上述电子比例减压阀32输出的电流指令值。由于本实施例的系统是与电流指令值成反比而使液压泵20的所需马力上升的反向系统，因而在图8中电流指令值与目标泵所需马力的大小随负荷压力Pd而相反地可变。

另外，如图9所示，在上述设备控制部62设定有泵马力增减率。图9的泵马力增减率表示的是用于使液压泵20从当前泵所需马力上升至目标泵所需马力的时间，设定为当前泵所需马力与目标泵所需马力的马力差值ΔPO越大则泵所需马力上升时间就越大。另外，如图10所示，在上述设备控制部62设定有对于选择的特定上升时间Δt1的泵所需马力增加率。如图10的泵所需马力增加率是根据上升时间的大小分别设定的值，可以对于上升时间的表格的形态存储。

如上所述的设备控制部62若从压力传感器50输入了负荷压力Pd，则从如图8的设定值算出目标泵所需马力。然后，设备控制部62算出液压泵20的当前泵所需马力与算出的目标泵所需马力的马力差值ΔPO。根据由压力传感器50而检测的负荷压力Pd和当前液压泵20的斜盘角能够算出液压泵20的当前泵所需马力。

若算出马力差值ΔPO，则设备控制部62从如图9的泵马力增减率算出上升时间Δt。若算出上升时间Δt，则算出如图10的马力上升率。

若结束马力上升率的算出，则设备控制部62以算出的上升率在算出的上升时间Δt以内使当前泵所需马力上升至目标泵所需马力。即、设备控制部62在一定时间以内使液压泵20的所需马力渐进地上升至目标泵所需马力。

另一方面，如在图8中所图示，目标泵所需马力在由上述压力传感器50检测的负荷压力Pd为无负荷压力Pd1的情况下，设定为最小马力POmin，若负荷压力Pd为最大设定压力Pd2，则设定为最大马力POmax。此时，如在图11中所图示，上述最大设定压力Pd2设定为小于等于上述液压泵20的最大马力POmax的恒定马力控制起始点Pd2，这是为了在上述液压泵20的所需马力达到目标泵所需马力时尽可能大地确保液压泵20的排出流量从而提高工程机械的作业性能。

下面详细说明具有如上所述的构成的基于液压泵控制的动力控制方法。

参照图12，首先，在无操作部42的操作量的状态下，由上述压力传感器50而检测的负荷压力Pd是无负荷压力Pd1。若无负荷压力Pd1信号传输到设备控制部62，则设备控制部62从图8将目标泵所需马力算出为最小马力POmin，向上述电子比例减压阀32输出最大电流指令值（例如，600mA）。这样一来，电子比例减压阀32最大地敞开连接马力调节部31和先导泵33的流道的开度量，由此马力调节部31以最小马力POmin驱动液压泵20。

在这种状态下，如在图12中所图示，若使操作部42的操作量急剧增加，则对于操作量的信号施加到作业流量调节部41。这样一来，作业流量调节部41使液压泵20的流量急剧增加。但即便流量急剧增加，在马力调节部31也以最小马力POmin驱动液压泵20，因而不会像现有技术那样流量急剧地增加或者负荷压力Pd增加。但为了使作业装置的驱动力上升应当通过上述马力调节部31来提升液压泵20的所需马力。

为此，设备控制部62被输入在压力传感器50检测的上升后的负荷压力Pd，并从如图8的设定值算出根据被输入的负荷压力Pd的目标泵所需马力。然后，设备控制部62算出液压泵20的当前泵所需马力与目标泵所需马力的马力差值ΔPO，并从图9和图10中所图示的设定值算出对于所算出的马力差值ΔPO的上升时间Δt和上升率。然后，设备控制部62使当前泵所需马力渐进地增加至以在上升时间Δt以内所算出的上升率算出的目标泵所需马力。

这样，设备控制部62使液压泵20的所需马力渐进地上升至从最小马力POmin算出的目标泵所需马力，从而如在图12中所图示，不会产生液压冲击。另外，如在图12中所图示，防止发动机的旋转速度的急剧下降从而不仅能够使废气量最小化还能减少因发动机旋转速度下降而产生的振动。

另一方面，过去若发动机旋转速度度降低到低于在盘式指示器11设定的目标发动机旋转速度则进行将液压泵20的所需马力降至最低的马力控制从而导致工程机械的操作性降低，而在本实施例中，不仅发动机的旋转速度降低程度较小而且使液压泵20的所需马力从最低马力渐进地上升至目标泵所需马力，从而能够提高工程机械的操作性。

参照图13，该图在压力-流量线图（恒定马力线图）概略地表示了将液压泵20从最小马力POmin提升至目标泵所需马力的过程。参照图13，设备控制部62在上升时间Δt以内使液压泵20的所需马力从最小马力POmin上升至目标泵所需马力，恒定马力调节部43在上升时间Δt以内按照可变的恒定马力线图进行恒定马力控制。这样，随着同时进行液压泵20的马力控制和恒定马力控制，马力、流量和负荷压力变化按照如图13的线图变化，从而可知能够防止如在图2中所图示的液压冲击。

图14a表示的是根据现有动力控制装置的动臂上升速度和发动机旋转速度，图14b表示的是通过根据本实施例的动力控制装置的动臂上升速度和发动机旋转速度的变化量。

参照图14a，就过去的动臂上升速度而言，由于流量和负荷压力急剧增加，使得动臂上升速度急剧增加。但由于液压冲击，发动机旋转速度如E区域那样急剧下降，因此，开始进行马力控制使得液压泵20的所需马力下降到最低马力。由此在D区域产生动臂上升速度反而减少的区间。因此，存在不仅工程机械的操作性非常恶化还使废气量和振动变大的问题。

但参照图14b，虽然本实施例的动臂上升速度的增加率与图14a相比稍低，但在F区间动臂上升速度并不降低，并且如G区间那样发动机旋转速度并不是较大地降低。因此，不仅能够提高工程机械的操作性还能使废气和振动的产生最小化。

另一方面，在负荷压力上升至基准压力而不变动的情况下，考虑到发动机旋转速度而可进行液压泵20的马力控制。另外，即便在因产生负荷压力的变动而发动机旋转速度变动的情况下也考虑到发动机旋转速度而可进行液压泵20的马力控制。

Claims

1.一种工程机械的动力控制装置，其特征在于，包括：

与液压泵（20）相连而驱动上述液压泵（20）的发动机（10）；以及

算出发动机负荷率，并算出根据上述发动机负荷率的发动机旋转速度指令值并向上述发动机输出使得以上述目标旋转速度驱动上述发动机的控制部（60），其中，上述发动机负荷率以上述发动机的负荷转矩对于根据输入的发动机目标旋转速度算出的发动机最大转矩的比率定义。

2.根据权利要求1所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，

上述控制部（60）包括：

从上述发动机目标旋转速度算出上述发动机最大转矩，从输出到上述发动机（10）的燃料喷射量指令值算出上述发动机负荷转矩，根据上述算出的发动机最大转矩和上述发动机负荷转矩算出上述发动机负荷率并输出该负荷率的发动机控制部（61）；以及

基于从上述发动机控制部（61）输出的上述发动机负荷率算出上述发动机旋转速度指令值并向上述发动机控制部（61）输出的设备控制部（62），

上述发动机控制部（61）根据从上述设备控制部（62）传输的发动机旋转速度指令值而算出上述燃料喷射量指令值并向上述发动机（10）输出。

3.根据权利要求2所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，

进一步包括：

使上述液压泵（20）的斜盘角可变而使上述液压泵（20）的所需马力可变的马力调节单元（30）；以及

用于检测从上述液压泵（20）排出的工作油的负荷压力（Pd）的压力传感器（50），

上述设备控制部（62）从通过上述压力传感器（50）检测的负荷压力（Pd）算出目标泵所需马力，并控制上述马力调节单元（30）使得上述液压泵（20）的所需马力在既已设定的时间（Δt）以内渐进地接近上述目标泵所需马力。

4.根据权利要求3所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，

在从上述压力传感器（50）检测的负荷压力（Pd）为无负荷压力（Pd1）的情况下，上述目标泵所需马力设定为最小马力（POmin），

若从上述压力传感器（50）检测的负荷压力为最大设定压力（Pd2），则上述目标泵所需马力设定为最大马力（POmax），上述最大设定压力（Pd2）设定为小于等于上述液压泵（20）的最大马力（POmax）的恒定马力控制起始点的压力（Pd2）。

5.根据权利要求3所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，

上述马力调节单元（30）包括：

根据从先导泵（33）输入的先导压力而调节上述液压泵（20）的斜盘角的马力调节部（31）；以及

根据从上述设备控制部（62）输入的电流指令值的大小使连接上述先导泵（33）和上述马力调节部（31）的流道的开度量可变的电子比例减压阀（32）。

6.一种工程机械的动力控制装置，用于控制由发动机（10）驱动的液压泵（20），其特征在于，包括：

使上述液压泵（20）的斜盘角可变而使上述液压泵（20）的所需马力可变的马力调节单元（30）；

用于检测从上述液压泵（20）排出的工作油的负荷压力（Pd）的压力传感器（50）；以及

从通过上述压力传感器（50）检测的负荷压力（Pd）算出目标泵所需马力，控制上述马力调节单元（30）使得上述液压泵（20）的所需马力在既已设定的时间（Δt）以内渐进地接近上述目标泵所需马力的控制部（60）。

7.根据权利要求6所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，

若从上述压力传感器（50）检测的负荷压力为最大设定压力（Pd2），则上述目标泵所需马力设定为最大马力（POmax），上述最大设定压力（Pd2）小于等于上述液压泵（20）的最大马力（POmax）的恒定马力控制起始点的压力（Pd2）。

8.根据权利要求6所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，

上述既已设定的时间（Δt）与上述液压泵（20）的当前泵所需马力和上述目标泵所需马力的马力差值（ΔPO）成比例。

9.根据权利要求6所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，

上述马力调节单元（30）包括：

根据从上述控制部（60）输入的电流指令值的大小使连接上述先导泵（33）和上述马力调节部（31）的流道的开度量可变的电子比例减压阀（32）。

10.一种工程机械的动力控制方法，用于控制由发动机（10）驱动的液压泵（20），其特征在于，包括：

算出液压泵（20）的当前泵所需马力的步骤；

基于从上述液压泵（20）排出的工作油的负荷压力（Pd）算出目标泵所需马力的步骤；以及

使上述液压泵（20）的所需马力在既已设定的时间（Δt）以内从上述当前泵所需马力渐进地接近至上述目标泵所需马力的步骤。

11.根据权利要求10所述的工程机械的动力控制方法，其特征在于，

进一步包括从上述当前泵所需马力与上述目标泵所需马力的马力差值（ΔPO）算出上述既已设定的时间（Δt）的步骤。