CN104420496B - 挖土机 - Google Patents

Abstract

提供一种挖土机，即使在难以根据需要增大增压压力的情况下，也能够维持引擎输出。本发明的实施例的挖土机包括具备可变喷嘴涡轮机(25)的引擎(11)、以及控制可变喷嘴涡轮机(25)的涡轮轴(25c)的转速的控制器(30)。控制器(30)在施加液压负荷之前增大涡轮轴(25c)的转速来增大可变喷嘴涡轮机(25)的增压压力。控制器(30)通过减小喷嘴叶片(25a)的喷嘴开度来在施加液压负荷之前增大涡轮轴(25c)的转速。

Description

挖土机

技术领域

本发明涉及一种挖土机，将通过内燃机来驱动的液压泵所吐出的工作油供给到液压致动器来进行作业。

背景技术

近年来，作为液压式挖土机的引擎，使用带涡轮增压机(涡轮式增压机)的引擎的情况较多(例如参照专利文献1)。涡轮增压机将利用引擎的排气使涡轮机回转而得到的压力导入到引擎的吸气系统，从而进行增压来增大引擎输出。

具体地说，若在挖土机运转时开始动臂的驱动，则液压负荷增大，对之前维持一定转速的引擎的引擎负荷也增大。对于该引擎负荷的增大，引擎为了维持引擎转速，通过增大增压压力(Boost pressure)及燃料喷射量来增大引擎输出。

尤其是，专利文献1所公开的输出控制装置为了迅速地应对引擎负荷的增大，在检测到引擎负荷增大的作业时控制为，提高带涡轮增压机的引擎的增压压力，增大引擎输出。

专利文献1：日本特开2008-128107号公报

然而，专利文献1所公开的输出控制装置在检测到液压负荷的增大的情况下增大增压压力。即，在挖掘反力等外力引起的液压负荷增大某一程度之后增大增压压力。因此，在相对于引擎的输出而言由于挖掘反力等外力而导致液压负荷急剧增大的情况下，无法使增压压力的增大追随该液压负荷的增大，引起引擎输出的不足，存在停止引擎的可能性。

发明内容

因此，希望提供一种即使在难以根据需要增大增压压力的情况下，也能够维持引擎输出的挖土机。

本发明的实施例的一种挖土机，具备：下部行走体；上部回转体，搭载在上述下部行走体上；动臂，安装在上述上部回转体上；动臂缸，驱动上述动臂；斗杆，安装在上述动臂上；斗杆缸，驱动上述斗杆；液压泵，搭载在上述上部回转体上，且向上述动臂缸及上述斗杆缸供给工作油；内燃机，搭载在上述上部回转体上，具备增压机，并且在与上述液压泵连接的状态下被控制为一定转速；以及控制装置，控制上述增压机的转速，上述控制装置在施加液压负荷之前增大上述增压机的转速来增大上述增压机的增压压力。

发明效果：

根据上述方案，能够提供即使在难以根据需要增大增压压力的情况下也能够维持引擎输出的挖土机。

附图说明

图1是本发明的实施例的挖土机的侧视图。

图2是表示图1的挖土机的驱动系统的结构例的框图。

图3是表示图1的挖土机上所搭载的液压系统的结构例的概略图。

图4是表示图1的挖土机上所搭载的增压机的结构例的概略图。

图5是表示增压压力增大处理的流程的流程图。

图6是表示执行图5的增压压力增大处理的情况下的各种物理量随时间推移的图。

图7是表示其他增压压力增大处理的流程的流程图。

图8是表示其他增压压力增大处理的流程的流程图。

图9是表示执行图8的增压压力增大处理的情况下的各种物理量随时间推移的图。

图10是表示增压机的其他结构例的概略图。

符号说明

1···下部行走体

1A，1B···行走用液压马达

2···旋转机构

2A···旋转用液压马达

3···上部回转体

4···动臂

5···斗杆

6···铲斗

7···动臂缸

8···斗杆缸

9···铲斗缸

10···驾驶室

11···引擎

11a···排气口

13，13L，13R···调节器

14，14L，14R···主泵

15···先导泵

17···控制阀

18L，18R···负控节流阀

25···增压机(可变喷嘴涡轮机)

25a···喷嘴叶片

25b···涡轮叶片

25c···涡轮轴

25d···压缩机叶片

26···操作装置

26A···动臂操作杆

29，29A···压力传感器

30···控制器

40L，40R···中心旁通管路

41L，41R···负控压管路

50···开关

60···增压压力调整部(喷嘴致动器)

60a···增压机用电动马达

75···引擎转速调整旋钮

170～178···流量控制阀

300···增压压力增大要否判定部

301···增压压力控制部

P1···大气压传感器

P2···吐出压传感器

具体实施方式

首先，参照图1说明本发明的实施例的挖土机。另外，图1是本实施例的挖土机的侧视图。在图1所示的挖土机的下部行走体1上，经由旋转机构2搭载有上部回转体3。在上部回转体3上安装有作业附属装置。作业附属装置例如包括动臂4、斗杆5及铲斗6。具体地说，在上部回转体3上安装有动臂4，在动臂4的前端安装有斗杆5，在斗杆5的前端安装有铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6分别被动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。在上部回转体3上设置有驾驶室10，且搭载有引擎11等动力源。

图2是表示图1的挖土机上所搭载的驱动系统的结构例的框图，分别用双重线、实线、虚线及点线表示机械动力系统、高压液压管路、先导管路及电控制系统。

挖土机的驱动系统主要包括引擎11、调节器13、主泵14、先导泵15、控制阀17、操作装置26、压力传感器29、控制器30、大气压传感器P1、吐出压传感器P2、增压机25及引擎转速调整旋钮75。

引擎11是挖土机的驱动源，例如是作为以维持预定的转速的方式动作的内燃机的柴油引擎。此外，引擎11的输出轴与主泵14及先导泵15的输入轴连接。在本实施例中，引擎11在其输出轴与主泵14的输入轴连接的状态下被控制为一定转速。

调节器13是用于控制主泵14的吐出量的装置，例如根据主泵14的吐出压、或来自控制器30的控制信号等调节主泵14的斜板倾转角，从而控制主泵14的吐出量。

主泵14是用于经由高压液压管路向控制阀17供给工作油的液压泵，例如为斜板式可变容量型液压泵。

先导泵15是用于经由先导管路向各种液压控制设备供给工作油的液压泵，例如为固定容量型液压泵。

控制阀17是控制挖土机中的液压系统的液压控制装置。控制阀17例如向动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、行走用液压马达1A(左用)、行走用液压马达1B(右用)及旋转用液压马达2A中的1个或多个构件选择性地供给主泵14吐出的工作油。另外，以下将动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、行走用液压马达1A(左用)、行走用液压马达1B(右用)及旋转用液压马达2A统称为“液压致动器”。

增压机25是强制性地向引擎11送入空气的装置，例如利用来自引擎11的排放气体增大吸气压(产生增压压力)。另外，增压机25也可以利用引擎11的输出轴的回转来产生增压压力。在本实施例中，增压机25是能够根据引擎11的转速来控制排放气体的流量的可变喷嘴涡轮机。另外，在后文详细说明可变喷嘴涡轮机25。

操作装置26是操作者为了操作液压致动器而使用的装置，经由先导管路向与各液压致动器对应的流量控制阀的先导端口供给由先导泵15吐出的工作油。另外，向各先导端口供给的工作油的压力(先导压)是对应于与各液压致动器对应的操作装置26的杆或踏板(未图示)的操作方向及操作量的压力。

压力传感器29是用于检测使用了操作装置26的操作者的操作内容的传感器，例如以压力的形式检测与各液压致动器对应的操作装置26的杆或踏板的操作方向及操作量，并对控制器30输出检测到的值。另外，操作装置26的操作内容也可以使用压力传感器以外的其他传感器来检测。

控制器30是用于控制挖土机的控制装置，例如由具备CPU(Central ProcessingUnit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等的计算机构成。此外，控制器30从ROM读出与增压压力增大要否判定部300及增压压力控制部301分别对应的程序并加载到RAM，使CPU执行分别对应的处理。

具体地说，控制器30接收压力传感器29等输出的检测值，并根据这些检测值，执行增压压力增大要否判定部300及增压压力控制部301各自的处理。之后，控制器30适当地对增压机25等输出与增压压力增大要否判定部300及增压压力控制部301各自的处理结果对应的控制信号。

更具体地说，增压压力增大要否判定部300判定是否需要增大增压机25的增压压力。并且，在增压压力增大要否判定部300判定为需要增大增压压力的情况下，增压压力控制部301驱动后述的增压压力调整部60，调整增压机25的增压压力。

大气压传感器P1是用于检测大气压的传感器，并对控制器30输出检测到的值。此外，吐出压传感器P2是用于检测主泵14的吐出压的传感器，并对控制器30输出检测到的值。

引擎转速调整旋钮75是用于切换引擎转速的装置。在本实施例中，引擎转速调整旋钮75能够以3阶段以上的阶段切换引擎转速。引擎11以通过引擎转速调整旋钮75设定的引擎转速将转速控制为一定。

在此，参照图3说明图1的挖土机上所搭载的液压系统。另外，图3是表示图1的挖土机上所搭载的液压系统的结构例的概略图，与图2同样，分别用双重线、实线、虚线及点线表示机械动力系统、高压液压管路、先导管路及电控制系统。

在图3中，液压系统使工作油从由引擎11驱动的主泵14L、14R分别经由中心旁通管路40L、40R到工作油箱进行循环。另外，主泵14L、14R对应于图2的主泵14。

中心旁通管路40L是经过配置在控制阀17内的流量控制阀171、173、175及177的高压液压管路，中心旁通管路40R是经过配置在控制阀17内的流量控制阀170、172、174、176及178的高压液压管路。

流量控制阀173、174是为了将主泵14L、14R吐出的工作油向动臂缸7供给、且将动臂缸7内的工作油向工作油箱排出而切换工作油的流动的滑阀。另外，流量控制阀174是在动臂操作杆26A被操作的情况下始终工作的滑阀。此外，流量控制阀173是仅在动臂操作杆26A以预定操作量以上被操作的情况下工作的滑阀。

流量控制阀175、176是为了将主泵14L、14R吐出的工作油向斗杆缸8供给、且将斗杆缸8内的工作油向工作油箱排出而切换工作油的流动的滑阀。另外，流量控制阀175是在斗杆操作杆(未图示)被操作的情况下始终工作的阀。此外，流量控制阀176是仅在斗杆操作杆以预定操作量以上被操作的情况下工作的阀。

流量控制阀177是为了使主泵14L吐出的工作油在旋转用液压马达2A中循环而切换工作油的流动的滑阀。

流量控制阀178是用于将主泵14R吐出的工作油向铲斗缸9供给、且将铲斗缸9内的工作油向工作油箱排出的滑阀。

调节器13L、13R根据主泵14L、14R的吐出压来调节主泵14L、14R的斜板倾转角，从而控制主泵14L、14R的吐出量。另外，调节器13L、13R对应于图2的调节器13。具体地说，调节器13L、13R在主泵14L、14R的吐出压达到预定值以上的情况下，调节主泵14L、14R的斜板倾转角，从而减小吐出量。这是为了防止用吐出压与吐出量之积表示的主泵14的吸收马力超过引擎11的输出马力。另外，将该控制称为“全马力控制”。

动臂操作杆26A是操作装置26的一例，为了操作动臂4而使用。此外，动臂操作杆26A利用先导泵15吐出的工作油，使与杆操作量对应的控制压导入到流量控制阀174的左右某一个先导端口。另外，动臂操作杆26A在杆操作量为预定操作量以上的情况下，向流量控制阀173的左右任何先导端口都导入工作油。

压力传感器29A是压力传感器29的一例，以压力的形式检测操作者对动臂操作杆26A的操作内容，并对控制器30输出检测到的值。操作内容例如是杆操作方向、杆操作量(杆操作角度)等。

左右行走杆(或踏板)、斗杆操作杆、铲斗操作杆及旋转操作杆(均未图示)分别是用于操作下部行走体1的行走、斗杆5的开闭、铲斗6的开闭及上部回转体3的旋转的操作装置。这些操作装置与动臂操作杆26A同样，利用先导泵15吐出的工作油，使与杆操作量(或踏板操作量)对应的控制压导入到与各液压致动器对应的流量控制阀的左右某一个先导端口。此外，操作者对这些操作装置各自的操作内容与压力传感器29A同样，由所对应的压力传感器以压力的形式检测出来，检测值输出到控制器30。

控制器30接收压力传感器29A等的输出，根据需要对调节器13L、13R输出控制信号，改变主泵14L、14R的吐出量。

开关50是切换控制器30增大增压机25的增压压力的处理(以下称为“增压压力增大处理”)的工作/停止的开关，例如设置在驾驶室10内。操作者通过将开关50切换到接通位置，使得执行增压压力增大处理，通过将开关50切换到断开位置，使得不执行增压压力增大处理。具体地说，若开关50被切换到断开位置，则控制器30禁止增压压力增大要否判定部300及增压压力控制部301的执行，将它们的功能设为无效。

在此，说明图3的液压系统中所采用的负控控制。

中心旁通管路40L、40R在位于最下游的各流量控制阀177、178与工作油箱之间具备负控节流阀18L、18R。主泵14L、14R吐出的工作油的流动被负控节流阀18L、18R限制。并且，负控节流阀18L、18R产生用于控制调节器13L、13R的控制压(以下称为“负控压”)。

用虚线表示的负控压管路41L、41R是用于将在负控节流阀18L、18R的上游产生的负控压传递到调节器13L、13R的先导管路。

调节器13L、13R根据负控压来调节主泵14L、14R的斜板倾转角，从而控制主泵14L、14R的吐出量。此外，所导入的负控压越大，调节器13L、13R越减小主泵14L、14R的吐出量，所导入的负控压越小，越增大主泵14L、14R的吐出量。

具体地说，如图3所示，在挖土机的任何液压致动器都没有被操作的情况下(以下称为“待机模式”)，主泵14L、14R吐出的工作油通过中心旁通管路40L、40R到达负控节流阀18L、18R。并且，主泵14L、14R吐出的工作油的流动使在负控节流阀18L、18R的上游产生的负控压增大。其结果，调节器13L、13R将主泵14L、14R的吐出量减小到容许最小吐出量，抑制吐出的工作油通过中心旁通管路40L、40R时的压力损失(泵压损失)。

另一方面，在某个液压致动器被操作的情况下，主泵14L、14R吐出的工作油经由与操作对象的液压致动器对应的流量控制阀，流入操作对象的液压致动器。并且，主泵14L、14R吐出的工作油的流动使到达负控节流阀18L、18R的量减小或消失，降低在负控节流阀18L、18R的上游产生的负控压。其结果，接受下降的负控压的调节器13L、13R使主泵14L、14R的吐出量增大，使足够的工作油循环到操作对象的液压致动器，切实地驱动操作对象的液压致动器。

通过上述结构，图3的液压系统在待机模式下，能够抑制主泵14L、14R中的能量浪费。另外，能量浪费包括主泵14L、14R吐出的工作油在中心旁通管路40L、40R上产生的泵压损失。

此外，图3的液压系统在使液压致动器工作的情况下能够切实地从主泵14L、14R向工作对象的液压致动器供给必要充分的工作油。

接着，参照图4说明作为增压机的可变喷嘴涡轮机25的功能。另外，图4是表示可变喷嘴涡轮机25的结构例的概略图。

可变喷嘴涡轮机25主要包括喷嘴叶片25a、涡轮叶片25b、涡轮轴25c及压缩机叶片25d。

喷嘴叶片25a是控制从引擎11的排气口11a向涡轮叶片25b流动的排放气体的流量的构件。在本实施例中，喷嘴叶片25a被作为增压压力调整部的喷嘴致动器60控制，以增减喷嘴开度(开口面积)。

涡轮叶片25b是接受引擎11的排放气体而回转的构件，经由涡轮轴25c与压缩机叶片25d结合。因此，涡轮叶片25b的回转经由涡轮轴25c的回转传递到压缩机叶片25d。

压缩机叶片25d是压缩外气并向引擎11的吸气口供给的构件，和涡轮叶片25b一起回转而使外气强制性地流入引擎11的吸气口。

喷嘴致动器60是增压压力调整部的1例，同时驱动多个喷嘴叶片25a来同时控制多个喷嘴叶片25a各自的喷嘴开度。

具体地说，喷嘴致动器60以引擎11的转速越高则使喷嘴开度越大的方式驱动喷嘴叶片25a。图4中的上图表示处于引擎转速比较高、喷嘴开度比较大的状态的可变喷嘴涡轮机25。在这种情况下，通过喷嘴叶片25a的排放气体的排气压力维持比喷嘴开度比较小的情况低的状态，通过涡轮叶片25b的排放气体的相对流速也维持比较低的状态。另外，通过涡轮叶片25b的排放气体的相对流速是指，通过引擎11的排气口11a的排放气体的流速与通过涡轮叶片25b的排放气体的流速之差。

另一方面，图4中的下图表示处于引擎转速比较低、喷嘴开度比较小的状态的可变喷嘴涡轮机25。在这种情况下，通过喷嘴叶片25a的排放气体的排气压力维持比喷嘴开度大的情况高的状态，通过涡轮叶片25b的排放气体的相对流速也维持比较高的状态。其结果，即使通过引擎11的排气口11a的排放气体的流速相同，喷嘴开度越小，通过涡轮叶片25b的排放气体的相对流速越大，涡轮叶片25b的转速也增大。并且，经由涡轮轴25c与涡轮叶片25b结合的压缩机叶片25d的转速也增大。其结果，压缩机叶片25d使增压压力增大，将更多的空气供给到引擎11的吸气口。

另外，图4中的上图中，用细实线的箭头表示由于喷嘴叶片25a间的流路比较宽，因此通过涡轮叶片25b的排放气体的相对流速比较小的状态。此外，图4中的上图中用细实线的箭头分别表示涡轮轴25c的回转比较慢的状态及通过压缩机叶片25d的空气的流速比较小的状态。另一方面，图4中的下图中，用粗实线的箭头表示由于喷嘴叶片25a间的流路比较窄，因此通过涡轮叶片25b的排放气体的相对流速比较大的状态。此外，图4中的下图中用粗实线的箭头分别表示涡轮轴25c的回转比较快的状态及通过压缩机叶片25d的空气的流速比较大的状态。此外，以下将如上所述的由喷嘴致动器60进行的与引擎转速对应的喷嘴开度的控制称为“通常控制”。通过该通常控制，控制器30在引擎转速低的情况下，能够提高增压效率，此外在引擎转速高的情况下，能够降低排气压力。

也可以具备转速传感器作为引擎转速检测单元。控制器也可以根据检测到的引擎转速进行将引擎转速维持预定的值的所谓一定转速控制。也可以构筑速度(转速)反馈控制这样的控制回路。根据这种结构，即使引擎转速下降而产生目标引擎转速与所检测的引擎转速之间的偏差，也能够增加燃料喷射量来维持引擎转速。也可以代替引擎转速而使用与引擎连接的电动发电机的转速(速度)。

此外，喷嘴致动器60除了通常控制以外，在增压压力增大要否判定部300判定为需要增大增压压力的情况下，根据控制器30输出的控制信号，将喷嘴开度A调整为比通常控制时的喷嘴开度小的增压压力增大时喷嘴开度As。另外，以下将由喷嘴致动器60进行的该喷嘴开度的控制称为“增压压力增大控制”。

更具体地说，增压压力增大要否判定部300例如在高地上的挖土机处于待机模式的情况下，判定为需要增大增压压力。并且，增压压力控制部301对喷嘴致动器60输出控制信号，使得喷嘴叶片25a的喷嘴开度A被调整为增压压力增大时喷嘴开度As。

接着，参照图5说明本实施例的挖土机的控制器30根据需要增大增压压力的处理(以下称为“增压压力增大处理”)。另外，图5是表示增压压力增大处理的流程的流程图，控制器30以预定周期反复执行该增压压力增大处理。此外，在本实施例中，挖土机处于高地等大气压低的环境，开关50通过手动被切换到接通位置，因此控制器30能够使增压压力增大要否判定部300及增压压力控制部301有效地发挥作用。

首先，控制器30的增压压力增大要否判定部300判定挖土机是否处于待机模式(步骤S1)。在本实施例中，增压压力增大要否判定部300根据主泵14的吐出压是否为预定压以上来判定挖土机是否处于待机模式。例如，若主泵14的吐出压小于预定压，则增压压力增大要否判定部300判定为挖土机处于待机模式。另外，增压压力增大要否判定部300也可以根据液压致动器的压力来判定挖土机是否处于待机模式。

在增压压力增大要否判定部300判定为挖土机处于待机模式(不存在液压负荷)的情况下(步骤S1的是)，控制器30停止喷嘴开度的通常控制(步骤S2)。并且，控制器30启动喷嘴开度的增压压力增大控制，将喷嘴叶片25a的喷嘴开度A调整为比通常控制时的喷嘴开度小的增压压力增大时喷嘴开度As(步骤S3)。在本实施例中，控制器30的增压压力控制部301对喷嘴致动器60输出控制信号。接收到该控制信号的喷嘴致动器60中断喷嘴开度的通常控制。并且，将喷嘴叶片25a的喷嘴开度减小到增压压力增大时喷嘴开度As。由此，能够增大通过涡轮叶片25b的排放气体的相对流速，提高涡轮轴25c的转速，增大通过压缩机叶片25d的空气的流速来增大增压压力。

另一方面，增压压力增大要否判定部300判定为挖土机没有处于待机模式(存在液压负荷)的情况下(步骤S1的否)，控制器30停止喷嘴开度的增压压力增大控制，启动喷嘴开度的通常控制(步骤S4)。并且，控制器30根据引擎转速改变喷嘴叶片25a的喷嘴开度A。

这样，控制器30在待机模式时增大增压压力。因此，控制器30能够在因外力而导致液压负荷增大之前预先将增压压力增大预定幅度。其结果，即使在因大气压低而无法迅速增大增压压力的情况下，也能够在引起引擎转速下降(作业性下降)或引擎停止之前，产生与增大的液压负荷相应的增压压力。

接着，参照图6说明执行增压压力增大处理的情况下的各种物理量随时间的推移。另外，图6是表示这些各种物理量的时间推移的图，从上依次表示大气压、杆操作量、液压负荷(吸收马力)、喷嘴开度、增压压力、燃料喷射量及引擎转速各自的时间推移。此外，图6中用虚线表示的推移表示挖土机位于低地(大气压比较高的环境)的情况下不执行增压压力增大处理时的推移，图6中用单点划线表示的推移表示挖土机位于高地(大气压比较低的环境)的情况下不执行增压压力增大处理时的推移。此外，图6中用实线表示的推移表示挖土机位于高地(大气压比较低的环境)的情况下执行增压压力增大处理时的推移。用这3种线表示的推移用于以容易理解的方式说明增压压力增大处理的效果。具体地说，挖土机在高地等大气压比较低的环境下，在不执行增压压力增大处理的情况下，即使在检测到了液压负荷增大的时点要增大增压压力，也无法像处于大气压比较高的环境中的情况那样增大增压压力，引发引擎输出的不足，存在使引擎停止的可能性。而在高地等大气压比较低的环境下执行增压压力增大处理的情况下，挖土机能够防止发生引擎输出的不足。

在本实施例中，假设在时刻t1例如为了进行挖掘而进行了用于移动斗杆5的杆操作的情况。

首先，为了进行比较，说明挖土机处于低地(大气压比较高的环境)的情况下不执行增压压力增大处理时、以及挖土机处于高地(大气压比较低的环境)的情况下不执行增压压力增大处理时的各种物理量的时间推移。

在时刻t1，为了进行挖掘动作，开始斗杆操作杆的操作。斗杆操作杆的操作量(使操作杆倾斜的角度)从时刻t1到时刻t2增大，在时刻t2，斗杆操作杆的操作量维持一定。即，从时刻t1起，斗杆操作杆被操作而倾斜，在时刻t2，斗杆操作杆的斜率保持一定。

从斗杆操作杆成为最为倾斜的状态的时刻t2起，由于对斗杆5施加的负荷，主泵14的吐出压上升，主泵14的液压负荷开始上升。即，主泵14的液压负荷如虚线及单点划线所示那样，从时刻t2附近开始上升。此外，主泵14的液压负荷相当于引擎11的负荷，引擎11的负荷也和主泵14的液压负荷一起上升。其结果，在挖土机处于低地(大气压比较高的环境)的情况下，引擎11的转速如虚线所示那样维持预定转速，但是在挖土机处于高地(大气压比较低的环境)的情况下，引擎11的转速如单点划线所示那样过了时刻t2后不久开始大幅下降。这是因为，在大气压比较低的环境下，增压压力降低，无法实现与引擎11的负荷相应的引擎输出。

具体地说，若引擎11的负荷增大，则在通常情况下，引擎11的控制起作用，燃料喷射量增大。由此，增压压力也增大，引擎11的燃烧效率提高，引擎11的输出也增大。然而，在增压压力低的期间，燃料喷射量的增大被限制，无法充分提高引擎11的燃烧效率。其结果，无法实现与引擎11的负荷相应的引擎输出，导致引擎11的转速降低。

因此，控制器30在挖土机处于高地(大气压比较低的环境)的情况下，通过执行增压压力增大处理，在进行杆操作之前提高增压压力。

另外，在此，关于挖土机处于高地(大气压比较低的环境)的情况下执行增压压力增大处理时的各种物理量随时间的推移，同样参照图6进行说明。在图6中，用实线来表示挖土机处于高地(大气压比较低的环境)的情况下执行增压压力增大处理时的各种物理量随时间的推移。另外，在图6中，挖土机到时刻t1为止处于无负荷状态，且处于待机模式。

作为操作员进行的杆操作，如上所述，在时刻t1，为了进行挖掘动作，开始斗杆操作杆的操作。斗杆操作杆的操作量(使操作杆倾斜的角度)从时刻t1到时刻t2增大，在时刻t2，斗杆操作杆的操作量维持一定。即，从时刻t1起，斗杆操作杆被操作而倾斜，在时刻t2，斗杆操作杆的斜率保持一定。若在时刻t1开始斗杆操作杆的操作，则斗杆5开始移动，若达到时刻t2，则斗杆操作杆成为最倾斜的状态。

在执行增压压力增大处理的情况下，控制器30在时刻t1以前，即进行杆操作之前，将喷嘴叶片25a的喷嘴开度A调整为比通常控制时的喷嘴开度小的增压压力增大时喷嘴开度As。因此，增压压力处于与挖土机位于低地(大气压比较高的环境)的情况同样的比较高的状态。此外，处于能够在斗杆操作杆成为最倾斜的状态的时刻t2立即上升的状态。此外，控制器30若主泵14的液压负荷在时刻t2上升，则判定为挖土机没有处于待机模式，停止喷嘴开度的增压压力增大控制，启动通常控制。其结果，喷嘴开度被控制为与引擎转速对应的值。另外，在图6中，为了便于理解，通常控制时的喷嘴开度被表示为以一定的值推移，但是实际上其根据引擎转速等发生变动。

通过这样将喷嘴叶片25a的喷嘴开度A调整为比通常控制时的喷嘴开度小的增压压力增大时喷嘴开度As，能够在液压负荷开始上升的时刻t2使增压压力立即增大。

若过了时刻t2，则液压负荷上升，从而引擎11的负荷也增大，发出进一步增大燃料喷射量的指示，燃料消耗量逐渐增加。此时的燃料消耗量的增加量仅是与液压负荷的增大对应的量。这是因为，引擎转速已维持在预定转速，不需要使引擎转速上升的燃料消耗量。此外，在时刻t3，增压压力上升到预定值以上，因此即使液压负荷增大，引擎11也处于能够有效地增大引擎输出的状态。

如上所述，在进行杆操作之前，将喷嘴叶片25a的喷嘴开度A调整为比通常控制时小的增压压力增大时喷嘴开度As，由此能够在液压负荷开始上升的时点之前增大增压压力。

此外，如上所述，在大气压比较高的环境下，即使不执行增压压力增大处理，增压压力(参照虚线)在时刻t1也已经处于比较高的状态。

因此，即使不执行增压压力增大处理，可变喷嘴涡轮机25也处于能够迅速增大增压压力的状态。此外，引擎11处于不会引起引擎转速下降(作业性下降)或引擎停止而能够供给与外力引起的液压负荷相应的驱动力的状态。

然而，在大气压比较低的环境下，在不执行增压压力增大处理的情况下，增压压力(参照单点划线)在时刻t2也处于比较低的状态。此外，由于处于大气压比较低的环境，因此可变喷嘴涡轮机25无法迅速增大增压压力。具体地说，可变喷嘴涡轮机25到时刻t3为止无法实现足够的增压压力，引擎11无法充分增大燃料喷射量。

其结果，引擎11无法输出使引擎转速维持一定的驱动力，而是降低引擎转速(参照单点划线)，根据情况，无法增大引擎转速而直接停止。

因此，控制器30在大气压比较低的环境下，通过执行增压压力增大处理，在时刻t1以前，即进行杆操作之前，将喷嘴叶片25a的喷嘴开度调整为比通常控制时小的增压压力增大时喷嘴开度As。因此，增压压力(参照实线)在时刻t2已处于比较高的状态。

其结果，即使在大气压比较低的环境下，可变喷嘴涡轮机25也与大气压比较高的环境的情况同样处于能够迅速增大增压压力的状态。此外，引擎11处于不会引起引擎转速下降(作业性下降)或引擎停止而能够供给与因外力引起的液压负荷相应的驱动力的状态。

在这种情况下，若在时刻t2，斗杆5接触到地面，则与挖掘反力的增大相应地，液压负荷增大。并且，对应于与主泵14的吸收马力相当的该液压负荷的增大，引擎11的负荷也增大。此时，引擎11为了维持预定的引擎转速，能够通过可变喷嘴涡轮机25迅速增大增压压力。

这样，控制器30在大气压比较低的情况下，在进行杆操作之前减小喷嘴开度，由此能够将增压压力维持比较高的水平，在进行杆操作之后没有延迟地增大增压压力。其结果，能够防止在进行了杆操作时引擎转速下降或引擎停止。

接着，参照图7说明增压压力增大处理的其他实施例。另外，图7是表示本实施例的增压压力增大处理的流程的流程图。图7的增压压力增大处理中，步骤S11中的判定条件与图5的增压压力增大处理中的步骤S1的判定条件不同，但步骤S12～S14与图5的增压压力增大处理的步骤S2～S4相同。因此，详细说明步骤S11，省略其他步骤的说明。此外，在本实施例中，省略了开关50，控制器30能够使增压压力增大要否判定部300及增压压力控制部301始终有效地发挥作用。

在步骤S11中，增压压力增大要否判定部300判定是否满足挖土机处于待机模式且挖土机周边的大气压小于预定压的条件。另外，在本实施例中，控制器30根据挖土机上所搭载的大气压传感器P1的输出，判定挖土机周边的大气压是否小于预定压。

并且，在判定为满足上述条件的情况下(步骤S11的是)，控制器30执行步骤S12及S13。

而在判定为不满足上述条件的情况下(步骤S11的否)，控制器30执行步骤S14。

由此，控制器30能够实现与图5的增压压力增大处理的情况相同的效果。

此外，在使用大气压传感器P1的输出的本实施例中，控制器30还可以根据大气压的大小来决定增压压力增大时喷嘴开度As的大小。具体地说，大气压越低，控制器30越减小增压压力增大时喷嘴开度As。在这种情况下，控制器30根据大气压的大小，既可以将增压压力增大时喷嘴开度As的大小分阶段设定，也可以无阶段地设定。通过该结构，控制器30能够将待机模式中的减小后的喷嘴开度的大小分阶段或无阶段地控制，能够进一步抑制能量浪费。

接着，参照图8说明增压压力增大处理的其他实施例。另外，图8是表示本实施例的增压压力增大处理的流程的流程图。图8的增压压力增大处理与大气压的大小无关地，在杆操作开始的时点，暂时减小喷嘴叶片25a的喷嘴开度。因此，在本实施例中，省略了开关50，控制器30能够使增压压力增大要否判定部300及增压压力控制部301始终有效地发挥作用。但是，也可以使用开关50或大气压传感器P1，只要是大气压比较低的情况，就使本实施例的增压压力增大处理发挥作用。

首先，控制器30的增压压力增大要否判定部300判定挖土机是否处于待机模式(步骤S21)。在本实施例中，与图5的增压压力增大处理同样，增压压力增大要否判定部300根据主泵14的吐出压是否为预定压以上，来判定挖土机是否处于待机模式。

在增压压力增大要否判定部300判定为挖土机处于待机模式(不存在液压负荷)的情况下(步骤S21的是)，控制器30判定杆操作是否已开始(步骤S22)。在本实施例中，控制器30根据压力传感器29的输出，判定杆操作是否已开始。

在判定为杆操作已开始的情况下(步骤S22的是)，控制器30停止喷嘴开度的通常控制(步骤S23)。并且，控制器30启动喷嘴开度的增压压力增大控制，将喷嘴叶片25a的喷嘴开度调整为比通常控制时小的增压压力增大时喷嘴开度As(步骤S24)。

而在判定为杆操作没有开始的情况下(步骤S22的否)，控制器30不启动喷嘴开度的增压压力增大控制，而是启动喷嘴开度的通常控制(步骤S25)。这是为了将喷嘴叶片25a的喷嘴开度调整为与引擎转速对应的喷嘴开度。

此外，在增压压力增大要否判定部300判定为挖土机没有处于待机模式(存在液压负荷)的情况下(步骤S21的否)，例如判定为主泵14的吐出压为预定压以上的情况下，控制器30也不启动喷嘴开度的增压压力增大控制，或停止喷嘴开度的增压压力增大控制，启动喷嘴开度的通常控制(步骤S25)。

另外，增压压力增大要否判定部300也可以根据主泵14的吐出压是否为预定压以上，或停止喷嘴开度的通常控制之后是否经过了预定时间，或它们的组合，来判定挖土机是否处于待机模式。

这样，控制器30在杆操作已开始的情况下，暂时降低喷嘴叶片25a的喷嘴开度。因此，控制器30即使在尚未发生因外力引起的液压负荷的情况下，也能够增大可变喷嘴涡轮机25的增压压力。即，能够在因外力引起的液压负荷增大之前将增压压力增大预定幅度。其结果，可变喷嘴涡轮机25即使在因外力引起的液压负荷急剧增大的情况下，也能够在引起引擎转速下降(作业性下降)或引擎停止之前，产生与根据外力增大的液压负荷相应的增压压力。另外，在增压压力的增大跟不上因外力引起的液压负荷(引擎负荷)的增大的情况下，引擎11无法充分增大燃料喷射量，降低引擎转速，根据情况，无法增大引擎转速而直接停止。

接着，参照图9说明执行图8的增压压力增大处理的情况下的各种物理量随时间的推移。另外，图9是表示这些各种物理量随时间推移的图，从上依次表示杆操作量、液压负荷(吸收马力)、喷嘴开度、增压压力、燃料喷射量及引擎转速各自的时间推移。此外，图9中用实线表示的推移表示执行图8的增压压力增大处理时的推移，图9中用虚线表示的推移表示不执行图8的增压压力增大处理时的推移。

在本实施例中，假设在时刻t1例如为了进行挖掘而进行了用于移动斗杆5的杆操作的情况。

首先，为了进行比较，说明不执行图8的增压压力增大处理时的各种物理量随时间的推移。另外，斗杆操作杆的杆操作量随时间的推移与图6的情况相同，因此省略其说明。

在不执行图8的增压压力增大处理的情况下，液压负荷(参照虚线)到时刻t2为止不增大而是不变地推移。之后，若在时刻t2，斗杆5接触到地面，则与挖掘反力的增大相应地，液压负荷增大。

此外，增压压力(参照虚线)也是到时刻t2为止不增大而是不变地推移，在时刻t2也处于比较低的状态。因此，可变喷嘴涡轮机25无法使增压压力的增大追随时刻t2后的液压负荷的增大。其结果，引擎11无法充分增大燃料喷射量，引起引擎输出的不足，无法维持引擎转速而降低引擎转速，有时无法增大引擎转速而直接停止。

而在执行图8的增压压力增大处理的情况下，喷嘴叶片25a的喷嘴开度(参照实线)在时刻t1开始减小，在到时刻t2之前减小到预定水平。因此，增压压力(参照实线)在时刻t1开始增大，在到时刻t2之前增大到预定水平。因此，可变喷嘴涡轮机25在时刻t2之后，也能够不大幅延迟于液压负荷的增大地增大增压压力。其结果，引擎11不会引发引擎输出的不足，能够维持引擎转速(参照实线)。

此外，若在时刻t2，主泵14的液压负荷上升，则控制器30判定为挖土机没有处于待机模式，停止喷嘴开度的增压压力增大控制，启动通常控制。其结果，喷嘴开度被控制为与引擎转速对应的值。另外，在图9中，为了便于理解，通常控制时的喷嘴开度被表示为以一定的值推移，但是实际上根据引擎转速等发生变动。

这样，控制器30在杆操作开始之后，在挖掘反力等外力引起的液压负荷增大之前，减小喷嘴叶片25a的喷嘴开度，从而将增压压力增大到比较高的水平。其结果，控制器30即使在因挖掘反力等外力引起的液压负荷急增的情况下，也能够迅速增大已处于比较高的水平的增压压力。此外，在增大增压压力时，还不会引起引擎转速下降(作业性下降)、引擎11停止等。

以上，详细说明了本发明的优选实施例，但本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的范围的情况下能够对上述实施例实施各种变形及置换。

例如，在上述实施例中，压缩机叶片25d和受到引擎11的排放气体而回转的涡轮叶片25b一起回转来使外气强制性地流入引擎11的吸气口。然而，本发明不限于该结构。压缩机叶片25d的回转例如如图10所示，也可以由增压机用电动马达60a控制。具体地说，增压机用电动马达60a根据来自增压压力调整部60的控制信号改变转速。在这种情况下，通过引擎11的排气口11a的排放气体不需要使涡轮叶片回转。

此外，在上述实施例中，主泵14的吐出量根据负控控制而被控制，但也可以根据正控控制、负载传感控制等而被控制。

此外，在上述实施例中，旋转机构2为液压式，但旋转机构2也可以是电动式。

此外，在上述实施例中，说明了在仅通过引擎11驱动主泵14的挖土机中适用了本发明的例子，但本发明还能够适用于将引擎11及电动发电机连接到主泵14来驱动主泵14的挖土机。在这种情况下，挖土机能够将引擎11的回转动力通过电动发电机转换为电能，并在蓄电装置中蓄积该电能。进一步，能够将蓄电装置中所蓄积的电能通过电动发电机转换为回转动力来驱动主泵14。

Claims (6)

1.一种挖土机，具备：

下部行走体；

上部回转体，搭载在上述下部行走体上；

动臂，安装在上述上部回转体上；

动臂缸，驱动上述动臂；

斗杆，安装在上述动臂上；

斗杆缸，驱动上述斗杆；

铲斗，安装在上述斗杆上；

铲斗缸，驱动上述铲斗；

液压泵，搭载在上述上部回转体上，且向上述动臂缸、上述斗杆缸以及上述铲斗缸供给工作油；

内燃机，搭载在上述上部回转体上，具备增压机，并且在与上述液压泵连接的状态下被控制为一定转速；以及

控制装置，控制上述增压机的转速，

上述控制装置在施加液压负荷之前增大上述增压机的转速来增大上述增压机的增压压力。

2.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

上述增压机是可变喷嘴涡轮机，

上述控制装置通过减小上述可变喷嘴涡轮机中的可变喷嘴的喷嘴开度，增大施加液压负荷之前的上述增压机的转速。

3.根据权利要求1或2所述的挖土机，其中，

上述增压机的转速由增压机用马达来控制。

4.根据权利要求1或2所述的挖土机，其中，

具有开关，切换施加液压负荷之前的上述增压机的转速的调整的工作/停止。

5.根据权利要求1或2所述的挖土机，其中，

上述控制装置根据大气压来控制施加液压负荷之前的上述增压机的转速。

6.根据权利要求1或2所述的挖土机，其中，

上述控制装置根据杆操作来开始进行施加液压负荷之前的上述增压机的转速的调整。