CN106121839A - 作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法 - Google Patents

作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够设定反映出操作者的意图的发动机目标输出,提高燃料消耗率的作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法。其具备:发动机输出减少许可信息生成块,在操作杆的杆操作总量减少的期间,设立杆操作总量减少标志;发动机实际输出运算块,根据发动机扭矩与发动机转速计算发动机实际输出;发动机实际输出的锁定功能块,在杆操作总量减少标志没有设立的期间,锁定并输出至此为止最大的发动机实际输出,在杆操作总量减少标志设立了的期间,输出当前发动机实际输出;发动机目标输出运算部,根据发动机实际输出的锁定功能块所输出的发动机输出来计算发动机目标输出并将其输出;以及发动机控制器,在发动机目标输出的限制下,控制发动机转速。

Description

作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法
[0001 ] 本申请是申请号为201380003160.5、申请日为2013.05.31、发明名称为“作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法”的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及包括液压挖掘机、推土机、自动卸货车、轮式装载机等建筑机械在内的作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法。
背景技术
[0003]在用于作业机械的柴油发动机(以下称发动机)的发动机控制中,若作业机械的操作者任意设定设于驾驶室内的燃料调整拨盘(节流拨盘),则发动机控制器对燃料喷射系统输出控制信号,以将对应于设定的燃料喷射量喷射至发动机。而且,发动机控制器为了维持由燃料调整拨盘(节流拨盘)设定的发动机目标转速,将与安装在作业机械上的作业机的负载变动对应的控制信号输出至燃料喷射系统,来调整发动机转速。另外,发动机控制器或者栗控制器计算与发动机目标转速相对应的液压栗的目标吸收扭矩。该目标吸收扭矩被设定为使发动机的输出马力与液压栗的吸收马力相平衡。
[0004]下面,使用图24来说明通常的发动机控制。发动机被控制为不超过基于发动机的最大输出扭矩线Pl和从最大的发动机转速引出的发动机衰减线Fe而成立的发动机输出扭矩线TL。而且,例如在作业机械为液压挖掘机等的情况下,发动机控制器生成控制信号,以使发动机转速根据操作杆的操作量以及作业机等的负载来变化,上述操作杆的操作量是为了使上部回转体的回转动作或作业机动作而进行的操作杆的操作量。例如,若在发动机目标转速被设定成N2的状态下进行沙土等的挖掘操作,则发动机从怠速动作时的发动机转速(怠速转速NI)转变为发动机目标转速N2 ο此时,燃料喷射系统接收到来自发动机控制器的控制信号,对应于上述转变来将燃料喷射至发动机,若实施作业机动作等而负载增加,则以使发动机转速和发动机输出扭矩到达匹配点Ml的方式,发动机转速转变,该匹配点相当于可变容量型液压栗(典型代表为斜板式液压栗)的栗吸收扭矩线PL与发动机输出扭矩线TL的交点。此外,在额定点P,发动机输出为最大。
[0005]在此,为了改善发动机的燃料效率以及液压栗的栗效率,存在如图25所示设置经过燃料消耗率好的区域的目标发动机运转线(目标匹配轨迹)ML、且在该目标匹配轨迹ML上设置发动机输出与栗吸收扭矩的匹配点的发动机控制装置。在图25中,曲线M表示发动机的等燃料消耗率曲线,越靠近曲线M的中心(环(Ml)),燃料消耗率越优良。另外,曲线J示出了由液压栗吸收的马力变成等马力的等马力曲线。因此,在要得到相同的马力的情况下,与使之匹配于发动机衰减线Fe上的匹配点ptl的情况相比,使之匹配于目标匹配轨迹ML上的匹配点Pt2的情况在燃料消耗率上更卓越。另外,液压栗的流量Q是发动机转速η与栗容量q之积(Q = n.q),若要得到相同的液压油流量,则降低发动机转速而增大栗容量在栗效率上更优良。
[0006] 专利文献I:日本特开2007-120426号公报
[0007] 专利文献2:日本特开2012-241585号公报
发明内容
[0008]然而,在例如专利文献2所述的现有发动机控制装置中,能够改变发动机的目标输出,不过即使将操作杆向减少方向移动,虽然发动机的实际输出会减少,但是并未考虑到使发动机目标输出减少。此外,以往,在操作杆返回空挡的情况下,发动机目标输出才会下降。
[0009]在即使通过减少操作杆来减少发动机实际输出,而发动机目标输出并不减少的情况下,存在以下问题:发动机实际输出减少的同时,发动机转速却在经过发动机目标输出的匹配点的衰减线上移动,而使发动机转速增大,导致燃料消耗率恶化。
[0010]本发明鉴于上述问题而完成,目的在于提供一种能够设定反映出操作者意图的发动机目标输出并提高燃料消耗率的作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法。
[0011]为解决上述问题,达成本发明的目的,本发明所涉及的作业机械的发动机控制装置具备:发动机、由至少发动机的动力驱动的作业机以及实施至少作业机的操作的操作杆,上述作业机械的发动机控制装置的特征在于,具备:发动机输出减少许可信息生成部,其在操作杆的杆操作总量减少的期间,生成允许发动机输出减少的发动机输出减少许可信息;发动机实际输出运算部,其根据发动机扭矩与发动机转速计算发动机实际输出;锁定(latch)功能部,其在没有生成上述发动机输出减少许可信息的期间,保持且输出至此为止的最大的上述发动机实际输出,在生成了上述发动机输出减少许可信息的期间,输出当前的上述发动机实际输出;发动机目标输出运算部,其根据上述锁定功能部所输出的发动机输出来计算发动机目标输出并将其输出;以及发动机控制器,其在上述发动机目标输出的限制下,控制发动机转速。
[0012]此外,本发明所涉及的作业机械的发动机控制装置在上述发明的基础上,其特征在于,上述发动机输出减少许可信息生成部具有滞后处理部,其执行如下的滞后处理:在没有生成上述发动机输出减少许可信息的情况下,在所输入的上述杆操作总量的减少变化在规定量以上时,视为上述杆操作总量减少,而生成上述发动机输出减少许可信息;在生成了上述发动机输出减少许可信息的情况下,在所输入的上述杆操作总量的增大变化在规定量以上时,视为上述杆操作总量增大,而不生成上述发动机输出减少许可信息。
[0013]另外,本发明所涉及的作业机械的发动机控制装置在上述发明的基础上,其特征在于,上述发动机输出减少许可信息生成部在栗压超过规定高压阈值的情况下,不生成上述发动机输出减少许可信息。
[0014]此外,本发明所涉及的作业机械的发动机控制装置在上述发明的基础上,其特征在于,还包括一键式功率提升按键,其输出一键式功率提升信号,用于指示将发动机输出暂时增大,上述发动机输出减少许可信息生成部在输入了上述一键式功率提升信号的期间,不生成上述发动机输出减少许可信息。
[0015]另外,本发明所涉及的作业机械的发动机控制装置在上述发明的基础上,其特征在于,上述发动机目标输出运算部在生成了上述发动机输出减少许可信息的情况下,不进行使发动机目标输出增大的方向上的运算处理。
[0016]此外,本发明所涉及的作业机械的发动机控制方法,该作业机械具有:发动机、由至少发动机的动力驱动的作业机以及实施至少作业机的操作的操作杆,上述作业机械的发动机控制方法的特征在于,包括:发动机输出减少许可信息生成步骤,在操作杆的杆操作总量减少的期间,生成允许发动机输出减少的发动机输出减少许可信息;发动机实际输出运算步骤,根据发动机扭矩与发动机转速计算发动机实际输出;锁定功能步骤,在没有生成上述发动机输出减少许可信息的期间,保持且输出至此为止的最大的上述发动机实际输出,在生成了上述发动机输出减少许可信息的期间,输出当前的上述发动机实际输出;发动机目标输出运算步骤,根据在上述锁定功能步骤输出的发动机输出来计算发动机目标输出并将其输出;以及发动机控制步骤,在上述发动机目标输出的限制下,控制发动机转速。
[0017]另外,本发明所涉及的作业机械的发动机控制方法在上述发明的基础上,其特征在于,上述发动机输出减少许可信息生成步骤具有滞后处理步骤,其执行如下的滞后处理:在没有生成上述发动机输出减少许可信息的情况下,在所输入的上述杆操作总量的减少变化在规定量以上时,视为上述杆操作总量减少,而生成上述发动机输出减少许可信息;在生成了上述发动机输出减少许可信息的情况下,在所输入的上述杆操作总量的增大变化在规定量以上时,视为上述杆操作总量增大,而不生成上述发动机输出减少许可信息。
[0018]根据本发明,在操作杆的杆操作总量减少的期间,生成允许发动机输出减少的发动机输出减少许可信息,在没有生成上述发动机输出减少许可信息的期间,保持并输出至此为止的最大的发动机实际输出,在生成了上述发动机输出减少许可信息的期间,输出当前上述发动机实际输出,基于该输出的发动机输出来计算发动机目标输出并将其输出。其结果是,在杆操作总量减少的期间,也能可靠地设定与发动机实际输出相对应的发动机目标输出,并能够反映出操作者的意图提高燃料消耗率。
附图说明
[0019]图1是表示本发明的实施方式I所涉及的液压挖掘机的整体构造的立体图。
[0020]图2是表示图1所示的液压挖掘机的控制系统的结构的示意图。
[0021]图3是说明发动机控制器或栗控制器的发动机控制内容的扭矩线图。
[0022]图4是对使用了杆操作总量减少标志的发动机控制器或栗控制器的发动机控制内容进行说明的扭矩线图。
[0023]图5是说明发动机控制器或栗控制器的发动机控制内容的扭矩线图。
[0024]图6是表示发动机控制器或栗控制器的整体控制流程的图。
[0025]图7是表示图6所示的无负载最大转速运算块的详细控制流程的图。
[0026]图8是表示图6所示的发动机最小输出运算块的详细控制流程的图。
[0027]图9是表示图6所示的发动机最大输出运算块的详细控制流程的图。
[0028]图10是表示图6所示的发动机目标输出运算块的详细控制流程的图。
[0029]图11是表示图10所示的杆操作总量减少标志运算块的详细控制流程的图。
[0030]图12是表示图11所示的杆操作总量减少标志运算处理部的处理程序的流程图。
[0031]图13是表示图10所示的发动机实际输出的锁定功能块的详细控制流程的图。
[0032]图14是表示图10所示的积分部的积分处理程序的流程图。
[0033]图15是表示使用了杆操作总量减少标志的发动机目标输出的一个示例的时序图。
[0034]图16是表示使用了杆操作总量减少标志的发动机目标输出的一个示例的时序图。
[0035]图17是表示图6所示的匹配最小转速运算块的详细控制流程的图。
[0036]图18是表示图6所示的目标匹配转速运算块的详细控制流程的图。
[0037]图19是表示图6所示的发动机转速指令值运算块的详细控制流程的图。
[0038]图20是表示图6所示的栗吸收扭矩指令值运算块的详细控制流程的图。
[0039]图21是说明发动机控制器或栗控制器的发动机控制内容的扭矩线图。
[0040]图22是表示本发明的实施方式2亦即混合动力液压挖掘机的控制系统结构的示意图。
[0041]图23是表示本发明的实施方式2的发动机控制器或栗控制器、混合动力控制器的整体控制流程的图。
[0042]图24是说明现有发动机控制的扭矩线图。
[0043]图25是对使用了目标匹配轨迹的现有发动机控制进行说明的扭矩线图。
[0044]附图标记说明
[0045] I液压挖掘机、混合动力液压挖掘机
[0046] 2车辆主体
[0047] 3作业机
[0048] 4下部行驶体
[0049] 5上部回转体
[0050] 11 动臂[0051 ] 12 斗杆
[0052] 13 铲斗
[0053] 14动臂缸
[0054] 15斗杆缸
[0055] 16铲斗缸
[0056] 17发动机
[0057] 18液压栗
[0058] 18a斜板角传感器
[0059] 19发电机
[0060] 20控制阀[0061 ] 20a栗压检测部
[0062] 21行驶电动机
[0063] 22电容器
[0064] 23逆变器
[0065] 23a混合动力控制器
[0066] 24回转电动机
[0067] 25旋转式传感器
[0068] 26R、26L 操作杆
[0069] 27杆操作量检测部
[0070] 28燃料调整拨盘[0071 ] 29模式切换部
[0072] 29a 一键式功率提升按键
[0073] 30发动机控制器
[0074] 31回转液压电动机
[0075] 32共轨控制部
[0076] 33栗控制器
[0077] 140发动机目标输出运算块
[0078] 242发动机实际输出运算块
[0079] 246积分部
[0080] 301发动机输出减少许可信息生成块[0081 ] 302发动机实际输出的锁定功能块
[0082] 303发动机目标输出运算部
[0083] 304滞后处理部
[0084] 305杆操作总量减少标志运算处理部
[0085] Pth高压阈值
具体实施方式
[0086]下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
[0087](实施方式I)
[0088][整体构造]
[0089]首先,图1以及图2示出了作为作业机械的一例即液压挖掘机I的整体构造。该液压挖掘机I具备车辆主体2和作业机3。车辆主体2具有下部行驶体4和上部回转体5。下部行驶体4具有一对行驶装置4a ο各行驶装置4a具有履带4b。各行驶装置4a通过由右行驶电动机和左行驶电动机(行驶电动机21)驱动履带4b来使液压挖掘机I行驶或者回转。
[0090]上部回转体5以可回转的方式设于下部行驶体4上,由回转液压电动机31驱动来进行回转。另外,在上部回转体5设置有驾驶室6。上部回转体5具有:燃料罐7、液压油罐8、发动机室9、以及配重10。燃料罐7贮存用于驱动发动机17的燃料。液压油罐8对从液压栗18向动臂缸14等的液压缸或回转液压电动机31、行驶电动机21等的液压设备排出的液压油进行贮存。发动机室9容纳发动机17或液压栗18等的设备。配重10配置于发动机室9的后方。
[0091] 作业机3安装于上部回转体5的前部中央位置,具有:动臂(boom)ll、斗杆(arm) 12、铲斗13、动臂缸14、斗杆缸15、以及铲斗缸16。动臂11的基端部可旋转地与上部回转体5连接。另外,动臂11的前端部可旋转地与斗杆12的基端部连接。斗杆12的前端部可旋转地与铲斗13连接。动臂缸14、斗杆缸15、以及铲斗缸16是通过从液压栗18排出的液压油来驱动的液压缸。动臂缸14使动臂11做动作。斗杆缸15使斗杆12做动作。铲斗缸16使铲斗13做动作。
[0092]在图2中,液压挖掘机I具有作为驱动源的发动机17、以及液压栗18。使用柴油发动机作为发动机17,使用可变容量型液压栗(例如斜板式液压栗)作为液压栗18。液压栗18以机械方式与发动机17的输出轴结合,通过驱动发动机17而对液压栗18进行驱动。
[0093]在液压驱动系统中,在设置于车辆主体2的驾驶室6内,分别设置有驱动左右行驶装置4a的未图示的行驶用杆、以及驱动作业机3、上部回转体5等的操作杆26R、26L。操作杆26R的上下左右的操作分别设定与动臂缸14以及铲斗缸16的伸长、收缩相对应地供应的液压油的供应量。操作杆26L的上下左右的操作分别设定对将斗杆缸15以及上部回转体5进行驱动的回转液压发动机31供应的液压油的供应量。操作杆26R、26L的操作量由杆操作量检测部27变换成电信号。杆操作量检测部27由压力传感器构成。压力传感器探测基于操作杆26R、26L的操作而产生的先导液压,并将由压力传感器输出的电压等换算成杆操作量,由此来求取杆操作量。杆操作量作为电信号被输出至栗控制器33。此外,在操作杆26R、26L为电气式杆的情况下,杆操作量检测部27由电位器等的电气性检测单元构成,将基于杆操作量而产生的电压等换算成杆操作量来求取杆操作量。
[0094]在驾驶室6内,在操作杆26L的上部设置有燃料调整拨盘(节流拨盘)28、模式切换部29、以及一键式功率提升按键29a。此外,一键式功率提升按键29a还可以在操作杆26L的上部以外处独立设置。燃料调整拨盘(节流拨盘)28是用于设定对发动机17的燃料供应量的开关,燃料调整拨盘(节流拨盘)28的设定值变换为电信号并输出至发动机控制器30。
[0095]发动机控制器30由CPU(数值运算处理器)等的运算装置、存储器(存储装置)构成。发动机控制器30基于燃料调整拨盘(节流拨盘)28的设定值来生成控制指令的信号,共轨控制部32接收控制信号,并调整对发动机17的燃料喷射量。即,发动机17是能进行基于共轨式的电子控制的发动机,能通过适当地控制燃料喷射量来得到作为目标的输出,能自由地设定某瞬间的发动机转速下的可输出的扭矩。
[0096]模式切换部29是将液压挖掘机I的作业模式设定为功率模式或省电模式的部分,例如由设于驾驶室6中的操作按钮、开关或触摸面板构成,液压挖掘机I的操作者能够通过对这些操作按钮等进行操作,来切换作业模式。功率模式是指,在维持大的作业量的同时进行抑制了燃料消耗率的发动机控制以及栗控制的作业模式,省电模式是指,按照一边进一步抑制燃料消耗率一边以轻负载作业来确保作业机3的动作速度的方式进行发动机控制以及栗控制的作业模式。在基于该模式切换部29的设定(作业模式的切换)中,电信号被输出至发动机控制器30、栗控制器33。此外,在功率模式下,使发动机17的输出扭矩和液压栗18的吸收扭矩匹配于发动机17的转速以及输出扭矩较高的区域。另外,在省电模式下,以比功率模式的情况下更低的发动机输出使其匹配。
[0097] 一键式功率提升按键29a是指示暂时增大发动机输出的按键。按下一键式功率提升按键29a,则例如,在5〜1秒左右的期间,向发动机控制器30以及栗控制器33输出一键式功率提升信号。发动机控制器30以及栗控制器33在一键式功率提升信号被输入的期间,暂时性增大发动机输出。
[0098]栗控制器33接收从发动机控制器30、模式切换部29、一键式功率提升按键29a、杆操作量检测部27发送的信号,生成用于对液压栗18的斜板角进行倾倒控制来调整来自液压栗18的液压油的排出量的控制指令的信号。此外,对栗控制器33输入来自检测液压栗18的斜板角的斜板角传感器18a的信号。通过由斜板角传感器18a检测斜板角,能计算液压栗18的栗容量。在从液压栗18到控制阀20之间的配管,设有用于检测液压栗18的栗排出压力的栗压检测部20a。检测出的栗排出压力被变换成电信号后输入至栗控制器33。此外,发动机控制器30与栗控制器33以彼此收发信息的方式通过CAN(ControlIer Area Network控制器区域网络)这样的车内LAN(局域网)进行连接。
[0099][发动机控制的概要]
[0100]首先,参照图3及图4所示的扭矩线图来说明发动机控制的概要。发动机控制器30取得杆操作量、作业模式以及燃料调整拨盘(节流拨盘)28的设定值、上部回转体5的回转速度(回转转速)等的信息(表示运转状态的信号),来求取发动机输出指令值。该发动机输出指令值成为扭矩线图上的等马力曲线(发动机输出指令值曲线)ELl,是对发动机的输出进行限制的曲线。
[0101]而且,如图3所示,在对作业机3施加了负载的情况下,使发动机输出不被衰减线限定,而使发动机输出和液压栗输出匹配于发动机输出指令值曲线ELl与栗吸收扭矩线PL的交点(目标匹配点)MP1来使作业机3动作。此外,优选使该目标匹配点MPl位于目标匹配轨迹ML上。该目标匹配点MPl上的发动机转速是目标匹配转速npl,例如,在图3中为100rpm附近。由此,作业机3能得到充分的输出,而且发动机17以低转速进行驱动,因此能将燃料消耗抑制得较低。
[0102]在此,如图4所示,在进一步对作业机3施加了负载的情况下,发动机目标输出增大,从表示等马力的发动机实际输出HPll的发动机输出指令值曲线ELl向表示等马力的发动机实际输出HP13(HP11<HP13)的发动机输出指令值曲线EL3转移。于是,目标匹配点MPl在匹配轨迹ML上向发动机输出增大方向转移,成为发动机输出指令值曲线EL3与匹配轨迹ML的交点亦即目标匹配点MP3。此时,如果发动机实际输出(发动机负载)减少,则沿着经过该目标匹配点MP3的衰减线,发动机扭矩减少,且发动机转速增大。在此,如果由操作者进行杆操作使杆操作量减少,贝lJ随着该杆操作量的减少,发动机目标输出减少。例如,在图4中,发动机目标输出从发动机输出指令值曲线EL3向发动机输出指令值曲线ELl转移。
[0103]如此,如果随着杆操作量减少,发动机实际输出减少,就与该减少相对应地使发动机目标输出也降低。其结果是,在图4中,从目标匹配点MP3向目标匹配点MPl移动,与之相随地,发动机转速从np3大幅减少到npl,从而能够提高燃料消耗率。此外,在以往,发动机目标输出没有与随着杆操作量的减少而发动机实际输出的减少相对应地降低,因此即使随着杆操作量减少,发动机实际输出减少,也仍然保持在目标匹配点MP3 ο其结果是,随着杆操作量的减少,发动机实际输出减少时,经过目标匹配点MP3的衰减线与此时的发动机实际输出HP11所对应的发动机输出指令值曲线ELl之间的交点PPl成为动作点。此时的发动机转速高于npI,甚至还高于np3,因而燃料消耗率恶化。
[0104]然而,在发动机目标输出不变,作业机3的负载卸除的情况下,且对流到作业机3的液压缸14、15、16的液压油流量有需求的情况下,S卩,在需要确保作业机3的动作速度的情况下,发动机控制器30决定与杆操作量、上部回转体5的回转转速、燃料调整拨盘(节流拨盘)28的设定值等信息相对应的无负载最大转速np2(例如在图3中,2050rpm附近),在目标匹配转速npl与无负载最大转速np2之间的发动机转速范围内控制发动机衰减来使发动机17驱动。通过进行这样的控制,在从作业机3的施加有负载的状态转移至卸除了负载的状态的情况下,就从低旋转侧的目标匹配点MPl转移至高旋转侧的匹配点MP2,因此能将从液压栗18排出的液压油流量充分地供应至液压缸14、15、16,能确保作业机3的动作速度。另外,由于根据发动机输出指令值曲线EL来限制发动机输出,因此不会消耗多余的能量。此外,无负载最大转速np2不局限于发动机可输出的最大转速。
[0105]在此,在发动机目标输出不变、作业机3的负载进一步卸除了的情况下,如果仍旧使发动机17在高旋转域进行驱动,则燃料被消耗,因而燃料消耗率恶化。因此,在负载已卸除,且对来自液压栗18的液压油的排出流量以及排出压力没有很大需求,例如仅使铲斗13动作的情况下,即栗容量有富余的情况下,如图5所示,进行使高旋转域的衰减线DL移动至低旋转域的控制。如上所述,栗容量由斜板角传感器18a来检测,基于该检测值的大小来移动衰减线D L。例如,在检测到栗容量大于规定值的情况下,由于对液压油流量有需求,因此使衰减线DL移动至高旋转域来提升发动机转速,在检测到栗容量小于规定值的情况下,由于对液压油流量没有需求,因此使衰减线DL移动至低旋转域来降低发动机转速。通过进行这样的控制,能抑制高旋转域下的发动机驱动所带来的多余的燃料消耗。
[0106][发动机控制详情]
[0107]图6示出了发动机控制器30或栗控制器33的整体控制流程。发动机控制器30或者栗控制器33计算最终作为发动机控制指令的发动机转速指令值和发动机输出指令值,并计算栗吸收扭矩指令值作为栗控制指令。
[0108]无负载最大转速运算块110基于图7所示的详细控制流程,来计算作为发动机转速指令值的上限值的值亦即无负载最大转速D210(np2)。在液压栗18的栗容量最大的状态下,液压栗18的流量(液压栗排出流量)是发动机转速与栗容量之积,液压栗18的流量(液压栗排出流量)与发动机转速成正比,因此无负载最大转速D210与液压栗18的流量(栗最大排出量)处于正比关系。因此,首先,由总和部212求取根据各杆值信号DlOO(杆操作量)所求出的无负载转速的总和来作为无负载最大转速D210的候补值。作为各杆值信号DlOO(表示各杆操作量的信号),有回转杆值、动臂杆值、斗杆杆值、铲斗杆值、行驶右杆值、行驶左杆值、以及伺服(service)杆值。该伺服杆值是表示在具有能连接新的液压致动器的液压回路的情况下的、操作该液压致动器的杆操作量的值。各杆值信号DlOO通过图7所示那样的杆值/无负载转速变换表211被变换成无负载转速,接着由总和部212对该变换后的值求出的总和的无负载转速被输出至最小值选择部(MIN选择)214。
[0109]另一方面,无负载转速限幅值选择块210使用各杆值信号DlOO的操作量、液压栗18的排出压力即栗压力D104、D105、以及由模式切换部29设定的作业模式D103的这4个信息,对液压挖掘机I的操作者当前正在执行怎样的操作类型(作业类型)进行判定,选择并决定针对操作类型预先设定的无负载转速限幅值。该决定出的无负载转速限幅值被输出至最小值选择部214。该操作类型(作业类型)的判定是指,例如,在斗杆杆向挖掘方向倾倒,栗压力也比某设定值高的情况下,判定为液压挖掘机I想要执行重挖掘作业,在回转杆倾倒的同时动臂杆向提升方向倾倒那样的复合操作的情况下,判定为液压挖掘机I想要执行提升回转作业。如此,操作类型(作业类型)的判定是指,推断此时操作者想要执行的操作。此外,提升回转作业是指,对于用铲斗13挖掘出的沙土,在提升动臂11的同时使上部回转体5回转,并在期望的回转停止的位置上对铲斗13的沙土进行排倒那样的作业。
[0110]另一方面,还根据燃料调整拨盘28(节流拨盘D102)的设定状态(设定值)来决定无负载最大转速的候补值。即,接收表示燃料调整拨盘28(节流拨盘D102)的设定值的信号,设定值通过节流拨盘/无负载转速变换表213被变换成无负载最大转速的候补值,并被输出至最小值选择部214。
[0111]最小值选择部214从根据杆值信号DlOO求出的无负载转速、由无负载转速限幅值选择块210求出的无负载转速限幅值及根据节流拨盘D102的设定值求出的无负载转速这3个值中选择最小值,并输出无负载最大转速D210(np2)。
[0112]图8是发动机最小输出运算块120的详细控制流程。如图8所示,发动机最小输出运算块120计算作为发动机输出指令值的下限的值亦即发动机最小输出D220。在杆值/发动机最小输出变换表220中,与无负载最大转速的计算同样地,将各杆值信号DlOO变换成发动机最小输出,总和部221将它们的总和输出至最小值选择部(MIN选择)223。
[0113]另一方面,发动机最小输出的最大值选择块222将与由模式切换部29设定的作业模式D103相对应的发动机最小输出的最大值输出至最小值选择部223。最小值选择部223将与各杆值信号DlOO相对应的发动机最小输出的总和、和与作业模式D103相对应的发动机最小输出的最大值进行比较,选择最小值并作为发动机最小输出D220进行输出。
[0114]图9是发动机最大输出运算块130的详细控制流程。如图9所示,发动机最大输出运算块130计算作为发动机输出指令值的上限的值亦即发动机最大输出D230。栗输出限幅值选择块230与无负载最大转速运算块110所进行的计算同样地,使用各杆值信号DlOO的操作量和栗压力D104、D105和作业模式D103的设定值的信息,判定当前的操作类型,并按该每种操作类型来选择栗输出限幅值。接着通过加法部233将根据未图示的转速传感器检测出的发动机转速D107而由风扇马力运算块231计算出的风扇马力与该选择出的栗输出限幅值相加。该相加得到的值(以下称相加值)、以及基于燃料调整拨盘28(节流拨盘D102)的设定值通过节流拨盘/发动机输出限幅变换表232变换出的发动机输出限幅值被输出至最小值选择部(MIN选择)234。此外,在节流拨盘/发动机输出限幅变换表232中,如图9中所表示的那样节流拨盘的设定值为横轴,对应于拨盘值的发动机输出限幅值为竖轴。将在节流拨盘值为“O”时的发动机输出限幅值作为最小,并且设定成随着节流拨盘值的增大也使发动机输出限幅值增大。最小值选择部234选择相加值和发动机输出限幅值当中的最小值,并作为发动机最大输出D230进行输出。此外,风扇是指,设置于用于冷却发动机17的散热器的附近的风扇,朝着散热器进行空气送风,与发动机17的驱动联动地进行旋转驱动。此外,风扇马力通过使用下式,
[0115]风扇马力=风扇额定马力X (发动机转速/风扇额定时发动机转速广3
[0116]来简单地计算而求取。
[0117] <发动机目标输出运算处理>
[0118]图10是发动机目标输出运算块140的详细控制流程。如图10所示,发动机目标输出运算块140具有发动机输出减少许可信息生成块301、发动机实际输出运算块242、发动机实际输出的锁定功能块302以及发动机目标输出运算部303,计算发动机输出指令值亦即发动机目标输出D240。
[0119]首先,说明发动机目标输出运算部303。减法部243从前次计算求出的前次发动机目标输出D240中减去被设定为固定值的发动机输出加法用补偿值241。此外,前次发动机目标输出D240是经由延迟电路240输入的计算并输出了的前次发动机目标输出D240。减法部244求取从上述减法得到的值中减去、通过发动机实际输出的锁定功能块302考虑了锁定输出后的发动机实际输出D401而得到的偏差。乘法部245乘算出对该偏差相乘了某增益(-Ki)后的值,并由积分部246对该乘法值进行积分。加法部247将由发动机最小输出运算块120计算求出的发动机最小输出D220与该积分值相加。最小值选择部(MIN选择)248将该相加值、以及由发动机最大输出运算块130计算求出的发动机最大输出D230当中的最小值作为发动机目标输出D240进行输出。发动机目标输出D240如图6所示,被用作发动机控制指令的发动机输出指令值,发动机目标输出D240表示图3至图5所示的发动机输出指令值曲线EL1、EL3。
[0120]发动机实际输出运算块242基于根据发动机控制器30所指令的燃料喷射量和发动机转速、大气温度等而预测出的发动机扭矩D106以及由未图示的转速传感器检测出的发动机转速D107,使用下式
[0121 ] 发动机实际输出(kW) =231 + 60 X发动机转速X发动机扭矩+1000
[0122]进行计算来求取发动机实际输出D400。该求取的发动机实际输出D400被输出至发动机实际输出的锁定功能块302。如上所述,发动机实际输出的锁定功能块302计算考虑了锁定输出的发动机实际输出D401。
[0123]另外,发动机输出减少许可信息生成块301根据杆值信号(杆操作总量)D100、栗压力D104、D105、以及一键式功率提升信号D108,生成发动机输出减少许可信息,并输出至发动机实际输出的锁定功能块302以及积分部246。发动机输出减少许可信息是在操作杆的杆操作总量减少的期间允许发动机输出减少的信息。发动机输出减少许可信息具体而言,就是杆操作总量减少标志D300。发动机输出减少许可信息生成块301是在操作杆的杆操作总量D100减少的期间实施使杆操作总量减少标志D300设立的运算处理。此外,杆操作总量DlOO也被输出至发动机实际输出的锁定功能块302以及积分部246。另外,发动机输出减少许可信息不局限于上述杆操作总量减少标志D300那样的标志,也可以是允许发动机输出减少的信号,还可以输出允许发动机输出减少的数据。下面,以杆操作总量减少标志D300作为发动机输出减少许可信息的一个示例进行说明。
[0124] <杆操作总量减少标志运算处理>
[0125]如图11所示,发动机输出减少许可信息生成块301具有滞后处理部304与杆操作总量减少标志运算处理部305。
[0126] <滞后处理>
[0127] 如图11所示,滞后处理部304具有滞后特性,即直线Hl与直线H2在杆操作总量DlOO方向上错开杆操作总量DlOO的规定量Ah地被配置。其中,直线Hl是随着所输入的杆操作总量DlOO的增加,仅允许输出的杆操作总量DlOOh单方向增加,直线H2是随着所输入的杆操作总量DlOO减少,仅允许所输出的杆操作总量DlOOh单方向减少。此外,直线H2相较于直线Hl,其杆操作总量DlOO要少出杆操作总量DlOO的规定量Δ ho
[0128]在所输入的杆操作总量DlOO位于直线Hl上的情况下,所输出的杆操作总量DlOOh的增加是被允许的,而在减少的情况下,仅在减少了上述规定量A h以上时,才视为杆操作总量DlOO减少而转移至直线H2。另一方面,在所输入的杆操作总量DlOO位于直线H2上的情况下,所输出的杆操作总量DlOOh的减少是被允许的,而在增加的情况下,仅在增加了上述规定量Ah以上时,才视为杆操作总量DlOO增加而转移至直线Hl上。滞后处理部304将基于该滞后特性而变换出的杆操作总量DlOOh输出至杆操作总量减少标志运算处理部305。此夕卜,在杆操作总量DlOO位于直线Hl上的情况下,杆操作总量DlOO处于增加状态,杆操作总量减少标志D300为“FALSE(伪)”,标志处于取消状态。另外,在杆操作总量DlOO位于直线H2上的情况下,杆操作总量DlOO处于减少状态,杆操作总量减少标志D300为“TRUE(真)”,标志处于设立状态。即,该滞后处理在杆操作总量减少标志没有设立的情况下,在杆操作总量的减少变化在规定量Ah以上时,设立杆操作总量减少标志,在杆操作总量减少标志设立的情况下,在杆操作总量的增大变化在规定量以上时,取消杆操作总量减少标志。通过实施此类滞后处理,能够防止杆操作总量减少标志D300的状态频繁变动即所谓震颤(chattering)。
[0129] <杆操作总量减少标志运算处理>
[0130]杆操作总量减少标志运算处理部305实施是否设立杆操作总量减少标志D300的运算处理。该运算处理如图12所示,首先判断是否处于一键式功率提升信号D108输入中(步骤S101)。在一键式功率提升信号D108处于输入中的情况下(步骤SlOl,“是”),将杆操作总量减少标志D300设定为“FALSE(伪)”(步骤S107)。在该情况下,将杆操作总量减少标志D300设定为“FALSE (伪)”是因为在一键式功率提升被要求时,需要设定高发动机目标输出。
[0131]另一方面,在未处于一键式功率提升信号D108输入中的情况下(步骤SlOl,“否”),进一步判断栗压力D104、D105是否超过了高压阈值Pth(步骤S102)。该高压阈值Pth例如是接近释压状态的值。在栗压力D104、D105超过高压阈值Pth的情况下(步骤S102,“是”),将杆操作总量减少标志D300设定为“FALSE(伪)”(步骤S107)。在该情况下,将杆操作总量减少标志D300设定为“FALSE(伪)”是因为在栗压为高压时,需要设定高发动机目标输出。
[0132] 在栗压力D104、D105未超过高压阈值Pth的情况下(步骤S102,“否”),进一步判断杆操作总量减少标志D300是否为“FALSE(伪)”(步骤S103)。在杆操作总量减少标志D300为“FALSE(伪)”的情况下(步骤S103,“是”),判断杆操作总量是否小于前次杆操作总量(步骤S104)。而且,在杆操作总量小于前次杆操作总量的情况下(步骤S104,“是”),将杆操作总量减少标志D300设定为“TRUE(真)”(步骤S106)。另外,在杆操作总量不小于前次杆操作总量的情况下(步骤S104,“否”),将杆操作总量减少标志D300设定为“FALSE(伪)”(步骤S107)。
[0133]另一方面,在杆操作总量减少标志D300不是“FALSE(伪)”的情况下(步骤S103,“否”),判断杆操作总量是否大于前次杆操作总量(步骤S105)。并且,在杆操作总量大于前次杆操作总量的情况下(步骤S105,“是”),将杆操作总量减少标志D300设定为“FALSE(伪)”(步骤S107)。另外,在杆操作总量不大于前次杆操作总量的情况下(步骤S105,“否”),将杆操作总量减少标志D300设定为“TRUE(真)”(步骤S106)。这些设定后的杆操作总量减少标志D300被输出至发动机实际输出的锁定功能块302以及积分部246。
[0134] <发动机实际输出的锁定功能处理>
[0135]如图13所示,在发动机实际输出的锁定功能块302中,首先,判断部410对所输入的发动机实际输出D400是否超过借由延迟电路412输入的前次发动机实际输出D401进行判断。进而,判断部410根据杆值信号DlOO判断是否全杆为空挡。并且,判断部410判断杆操作总量减少标志D300是否为“TRUE(真)”。
[0136]在所输入的发动机实际输出D400超过借由延迟电路412输入的前次发动机实际输出D401的情况下,或者在全杆为空挡的情况下,或者在杆操作总量减少标志D300为“TRUE(真)”的情况下,处理部401实施将切换开关411与“T”端子连接的处理。在除此以外的情况下,处理部402实施将切换开关411与“F”端子连接的处理。发动机实际输出D400输入至“T”端子,前次发动机实际输出D401输入至端子。
[0137]因此,发动机实际输出的锁定功能块302在全杆不为空挡、杆操作总量减少标志D300为“FALSE(伪)”处于标志取消的增加状态下、发动机实际输出D400在前次发动机实际输出D401以下没有增加的情况下,锁定并输出前次发动机实际输出D401,除此以外,则输出所输入的发动机实际输出D400。
[0138] <积分部的积分处理>
[0139]下面说明积分部246的积分处理。如图14所示,积分部246的积分处理首先判断全杆是否为空挡(步骤S201)。在全杆为空挡(步骤S201,“是”)的情况下,重设积分值(步骤S205)o
[0140]在全杆不为空挡(步骤S201,“否”)的情况下,判断杆操作总量减少标志D300是否为“TRUE(真)”(步骤S202)。在杆操作总量减少标志D300为“TRUE(真)”的情况下(步骤S202,“是”),不实施加法方向的积分,实施加法方向以外的积分处理(步骤S203) ο另一方面,在杆操作总量减少标志D300不是“TRUE(真)”的情况下(步骤S202,“否”),不实施减法方向的积分,实施减法方向以外的积分处理(步骤S204)。根据此类积分处理,在杆操作总量为增大方向的情况下,发动机目标输出不会缩小。另外,在杆操作总量为减少方向的情况下,发动机目标输出不会增大。特别是,在杆操作总量为减少方向的情况下,发动机目标输出不增大,因此不会消耗多余的能量。
[0141] <发动机目标输出运算处理的一个示例(第I例)>
[0142]参照图15所示的时序图,说明发动机目标输出运算处理的一个示例。如图15所示,在时点tl,如果使杆操作总量为100%,则发动机实际输出D400逐渐增大。而且,发动机目标输出D240也因发动机实际输出的锁定功能块302等而不会减少只会增大。特别是,即使发动机实际输出D400在区域El出现瞬间的发动机实际输出下降,发动机目标输出D240也不会减少而是维持前次发动机目标输出。
[0143]之后,在时点t2,如果杆操作总量减少到50%,则通过发动机输出减少许可信息生成块301,杆操作总量减少标志D300变为“TRUE(真)”,标志设立,且发动机实际输出D400开始减少。而且,发动机目标输出D240也因发动机实际输出的锁定功能块302等而不会增大只会减少。特别是,即使发动机实际输出D400在区域E2出现瞬间的发动机实际输出增大,发动机目标输出D240也不会增大而是维持前次发动机目标输出。此外,在现有的发动机控制装置中,如图15(d)的直线L240所示,即使出现随着杆操作总量的减少而发动机实际输出D400减少,可是发动机目标输出不会减少。因此,如上所述,发动机转速停留在高速旋转状态,而无法提高燃料消耗率。
[0144]如此,发动机目标输出D240根据发动机实际输出D400来设定,如使用图4说明的那样,在杆操作总量减少的情况下,由于与发动机实际输出D400的减少相应地该发动机目标输出D240被设定得较小,因此发动机转速也变小,能够提高燃料消耗率。此外,随着杆操作总量的减少发动机实际输出D400减少,与之相对应地发动机目标输出D240也减少,这样即使发动机实际输出D400出现瞬间的增大,发动机目标输出D240也不会增大,因此能够防止燃料消耗率恶化。
[0145] <发动机目标输出运算处理的一个示例(第2例)>
[0146]下面,参照图16所示的时序图,说明发动机目标输出运算处理的另一个示例。在图16中,在时点til,杆操作总量增大到100%后,在时点tl2,杆操作总量进一步增大到200%,之后,在时点tl3,杆操作总量再返回到100%。此类状况是,例如在时点til使动臂11动作、在时点112〜113之间因误操作等使铲斗13动作的情况。
[0147]在此种情况下,在时点113,杆操作总量减少标志D300也变为“TRUE (真)”,标志设立。但是,在时点tl4,如果栗压力D104、D105超过高压阈值Pth,则杆操作总量减少标志D300变为“FALSE(伪)”,标志取消。其结果是,从时点114起,发动机目标输出D240增大。
[0148]此类状况为时点til的杆操作总量处于100%的状态,因此栗压也接近释压状态。而且,该杆操作总量在100%的状态下,减少发动机目标输出是违反操作者意图的处理。因此,在栗压超过高压阈值Pth的情况下,使其产生较高的发动机实际输出D400以作为反映了操作者意图的发动机目标输出。在此种情况下,发动机目标输出D240,显示出与表示杆操作总量减少标志D300未设立时的发动机目标输出的曲线LlO几乎相同的特性并追随,以获得较高的发动机实际输出。然而,如果不实施此类借助栗压的高压阈值Pth解除杆操作总量减少标志D300的“TRUE(真)”的处理,则如图16(b)的直线LI I所示,杆操作总量减少标志D300维持“TRUE(真)”的状态。其结果是,发动机目标输出D240也如图16(d)所示,变为直线L12而不再增大,而无法获得较高的发动机实际输出D400。
[0149]下面,说明图6所示的匹配最小转速运算块150的详细控制处理。如图17所示,匹配最小转速运算块150计算在作业时必须至少提升的发动机转速即匹配最小转速D150。关于匹配最小转速D150,将各杆值信号DlOO通过杆值/匹配最小转速变换表251变换后的各值为匹配最小转速D150的候补值,且分别被输出至最大值选择部(MAX选择)255。
[0150]另一方面,在无负载转速/匹配转速变换表252中,与目标匹配转速npl相同地,将在无负载最大转速np2相交的衰减线DL与目标匹配轨迹ML的交点上的发动机转速作为匹配转速np2’,对由无负载最大转速运算块110求出的无负载最大转速D210(np2)进行变换并输出(参照图21)。进而,从该匹配转速np2,中减去低速补偿转速253,其结果、得到的值作为匹配最小转速D150的候补值被输出至最大值选择部(MAX选择)255。关于使用低速补偿转速253的意义及其值的大小将后述。
[0151]另外,在回转转速/匹配最小转速变换表250中,将回转转速DlOl作为匹配最小转速D150的候补值进行变换并输出至最大值选择部255。回转转速DlOl是由解析器或回转式编码器等的旋转式传感器来检测图2的回转液压电动机31的回转转速(速度)而得到的值。此外,在该回转转速/匹配最小转速变换表250中,如图17所示,在回转转速DlOl为零时增大匹配最小转速,以随着回转转速DlOl变大而减小匹配最小转速那样的特性来进行回转转速DlOl的变换。最大值选择部255选择这些匹配最小转速当中的最大值并作为匹配最小转速D150进行输出。
[0152]在此,在本实施方式中,在负载卸除了的情况下,发动机转速最大增加至无负载最大转速np2,在充分施加了负载的情况下,发动机转速下降至目标匹配转速npl。在此情况下,发动机转速根据负载的大小而较大地变动。而有可能会让操作者产生不协调感(力量不足的感觉),即该发动机转速的较大变动会让液压挖掘机I的操作者感到液压挖掘机I的力量出不来。因此,如图21所示,使用低速补偿转速,基于该设定的低速补偿转速的大小,能使发动机转速的变动幅度变化从而消除不协调感。即,若减小低速补偿转速,则发动机转速的变动幅度变小,若增大低速补偿转速,则发动机转速的变动幅度变大。此外,根据上部回转体5正处于回转的状态或作业机3进行着挖掘作业的状态等的液压挖掘机I的工作状态,SP使是相同的发动机转速的变动幅度,操作者感受到的不协调感也是不同的。在上部回转体5正处于回转的状态下,较之于作业机3进行着挖掘作业的状态,即使发动机转速下降一些,也不易让操作者感觉到力量不足,因此在上部回转体5正处于回转的状态下,较之于作业机3进行着挖掘作业的状态,即使设定为发动机转速进一步下降也没有问题。在此情况下,由于发动机转速下降,因此燃料消耗率变好。此外,不限于回转,能进行与其他的致动器的动作对应的、同样的发动机转速的变动幅度设定。
[0Ί53] 对图21所示的扭矩线图进行补充说明。如图21的图表中所示,HPl至HP5相当于图25所示的等马力曲线J,ps表示马力单位(ps),从HPl至HP5马力逐渐变大,这5条曲线是例示性示出的。等马力曲线(发动机输出指令值曲线)EL是根据所求取的发动机输出指令值,来求取并设定的。因此,该等马力曲线(发动机输出指令值曲线)EL不限于HPl至HP5这5条而是存在有无数条,并是从无数条中选择出的曲线。图21示出了求取并设定了马力为HP3ps与HP4pS之间的马力的等马力曲线(发动机输出指令值曲线)EL的情况。
[0154]图18是目标匹配转速运算块160的详细控制流程。如图18所示,目标匹配转速运算块160计算图5所示的目标匹配转速npl (D260)。目标匹配转速D260是发动机目标输出D240(发动机输出指令值曲线EL)与目标匹配轨迹ML相交处的发动机转速。目标匹配轨迹ML被设定为经过发动机17以某发动机输出进行动作时燃料消耗率优异的点,因此优选以该目标匹配轨迹ML上的与发动机目标输出D240的交点来决定目标匹配转速D260。因此,在发动机目标输出/目标匹配转速变换表260中,接收由发动机目标输出运算块140求出的发动机目标输出D240 (发动机输出指令值曲线EL)的输入,求取在发动机目标输出D240 (发动机输出指令值曲线EL)与目标匹配轨迹ML的交点处的目标匹配转速,并输出至最大值选择部(MAX选择)261。
[0155]然而,根据图17所示的由匹配最小转速运算块150所进行的计算,在减小发动机转速的变动幅度的情况下,匹配最小转速D150大于通过发动机目标输出/目标匹配转速变换表260求出的匹配转速。因此,在最大值选择部(MAX选择)261中,对匹配最小转速D150和根据发动机目标输出D240求出的匹配转速进行比较,选择最大值来作为目标匹配转速D260的候补值,由此限制了目标匹配转速的下限。在图21中,若将低速补偿转速设定得小,则会偏离目标匹配轨迹ML,目标匹配点不是MPl而变成MP1’,目标匹配转速D260不是npl而变成npl,。另外,与由无负载最大转速运算块110求出的无负载最大转速D210同样,目标匹配转速D260还通过燃料调整拨盘28(节流拨盘D102)的设定值被限制了上限。即,节流拨盘/目标匹配转速变换表262接收燃料调整拨盘28(节流拨盘D102)的设定值的输入,输出变换成匹配转速后的目标匹配转速D260的候补值,该匹配转速为燃料调整拨盘28(节流拨盘D102)的设定值所对应的衰减线(扭矩线图上,是能从与燃料调整拨盘28(节流拨盘D102)的设定值相对应的发动机转速引出的衰减线)与目标匹配轨迹ML的交点处的转速,并将该输出的目标匹配转速D260的候补值、与由最大值选择部261选择出的目标匹配转速D260的候补值在最小值选择部(MIN选择)263中进行比较,选择最小值,并输出最终的目标匹配转速D260。
[0156]图19是发动机转速指令值运算块170的详细控制流程。下面,参照图5所示的扭矩线图来进行说明。如图19所示,发动机转速指令值运算块170中,基于由2个液压栗18的斜板角传感器18a检测出的斜板角而求出的栗容量Dl 10、D111,平均部270计算对栗容量Dl 10、Dlll进行了平均后所得的平均栗容量,并且基于该平均栗容量的大小,发动机转速指令选择块272求出发动机转速指令值D270(无负载最大转速np2)。即,发动机转速指令选择块272,在平均栗容量大于某设定值(阈值)的情况下,使发动机转速指令值D270接近无负载最大转速np2(D210)。也就是使发动机转速增大。另一方面,在平均栗容量小于某设定值的情况下,使其接近后述的发动机转速nml,也就是使发动机转速减少。将相当于从目标匹配转速npl(D260)与目标匹配点MPl上的扭矩的交点起沿衰减线、使发动机扭矩朝着零的方向下降的位置上的发动机转速作为无负载转速npla,求取对该无负载转速npla加上下限转速补偿值△ nm所得的值来作为发动机转速nml。此外,变换为与目标匹配转速D260相对应的无负载转速之变换通过匹配转速/无负载转速变换表271进行。因此,发动机转速指令值D270根据栗容量的状态,被确定在无负载最小转速nml与无负载最大转速np2之间。下限转速补偿值A nm是预先设定的值,被存储于发动机控制器30的存储器。
[0157]具体来说,在平均栗容量大于某设定值q_COml的情况下,使发动机转速指令值D270接近无负载最大转速np2,在平均栗容量小于某设定值q_coml的情况下,使发动机转速指令值D270接近使用下式求取的值,
[0158]发动机转速指令值D270 =将目标匹配转速npl变换成无负载转速后的转速npla+下限转速补偿值Δ nm。
[0159]通过如此求出的发动机转速指令值D270,能控制衰减线,在栗容量有富余的情况下(平均栗容量小于某设定值的情况下),如图5所示,能降低发动机转速(使发动机转速为nml(无负载最小转速)),能抑制燃料消耗来实现燃料消耗率提高。设定值1_001111是预先设定的值,被存储于栗控制器33的存储器。此外,设定值1_(301111可以将发动机转速增加侧和发动机转速减少侧分开,设置2个不同的设定值,并设置发动机转速不变化的范围。
[0160]图20是栗吸收扭矩指令值运算块180的详细控制流程。如图20所示,栗吸收扭矩指令值运算块180使用当前的发动机转速D107、发动机目标输出D240以及目标匹配转速D260来求取栗吸收扭矩指令值D280。风扇马力运算块280使用发动机转速D107来计算风扇马力。此外,风扇马力使用先前讲述的计算式来求取。减法部281将从发动机目标输出运算块140所求出的发动机目标输出D240中减去该求出的风扇马力而得到的输出(栗目标吸收马力)输入至栗目标匹配转速以及扭矩运算块282。对该栗目标匹配转速以及扭矩运算块282进一步输入由目标匹配转速运算块160求出的目标匹配转速D260。目标匹配转速D260被设为液压栗18的目标匹配转速(栗目标匹配转速)。而且,在栗目标匹配转速以及扭矩运算块282中,如下式所示,对
[0161]栗目标匹配扭矩=(60\1000\(发动机目标输出-风扇马力))/(23!\目标匹配转速)
[0162]进行计算。求出的栗目标匹配扭矩被输出至栗吸收扭矩运算块283。
[0163]对于栗吸收扭矩运算块283,输入从栗目标匹配转速以及扭矩运算块282输出的栗目标匹配扭矩、由旋转式传感器检测出的发动机转速D107、以及目标匹配转速D260。在栗吸收扭矩运算块283中,如下式所示,对
[0164] 栗吸收扭矩=栗目标匹配扭矩
[0165] -KpX (目标匹配转速-发动机转速)
[0166]进行计算,作为计算结果的栗吸收扭矩指令值D280被输出。在此,Kp是控制增益。
[0167]通过执行这样的控制流程,在实际的发动机转速D107比目标匹配转速D260大的情况下,从上述的式子可知,栗吸收扭矩指令值D280将增加,反之,在实际的发动机转速D107比目标匹配转速D260小的情况下,栗吸收扭矩指令值D280将减少。另一方面,发动机的输出被控制为以发动机目标输出D240为上限,因此结果是发动机转速稳定在目标匹配转速D260附近的转速,由此发动机17进行驱动。
[0168]在此,在发动机转速指令值运算块170中,发动机转速指令值D270的最小值如上所述,为通过“发动机转速指令值=将目标匹配转速npl变换成无负载转速后的转速npla+下限转速补偿值A nm”的运算所求取的值,相对于目标匹配转速,发动机的衰减线最差也被设定在加上了下限转速补偿值△ nm后的高转速之处。因此,根据本实施方式I,即使在液压栗18的实际的吸收扭矩(栗实际吸收扭矩)相对于栗吸收扭矩指令多少有些偏差的情况下,也在不涉及衰减线的范围进行匹配,即使发动机17的匹配转速多少有些变动,也将发动机输出限制在发动机输出指令值曲线EL上,将发动机目标输出控制为稳定,因此即使实际的吸收扭矩(栗实际吸收扭矩)相对于栗吸收扭矩指令产生偏差,也能减小发动机输出的变动。其结果是,还能将燃料消耗率的偏差抑制得较小,能满足液压挖掘机I的燃料消耗率的规格。
[0169](实施方式2)
[0170]实施方式I是对如下结构的液压挖掘机I应用本发明的例子,其中,该液压挖掘机I具有的结构为通过液压电动机(回转液压电动机31)使上部回转体5回转,且作业机3全部由液压缸14、15、16进行驱动,而本实施方式2是对具有通过电动回旋电动机使上部回转体5回转的构造的液压挖掘机I应用本发明的例子。下面,以液压挖掘机I为混合动力液压挖掘机I进行说明。下面,只要无特别说明,本实施方式2与实施方式I采用相同的结构。
[0171]混合动力液压挖掘机I与实施方式I所示的液压挖掘机I进行比较,上部回转体5、下部行驶体4、以及作业机3此类主要结构相同。然而,混合动力液压挖掘机I如图22所示,除了液压栗18以外,发电机19也以机械的方式与发动机17的输出轴相结合,并通过驱动发动机17来驱动液压栗18以及发电机19。此外,发电机19既可以与发动机17的输出轴以机械方式直接连接,也可以经由挂设在发动机17的输出轴上的传送带或链条等的传递单元进行旋转驱动。另外,取代液压驱动系统的液压电动机的回转液压电动机31,而使用电动驱动的回转电动机24,因此,作为电动驱动系统,具备电容器22、逆变器23。由发电机19发电的电力或者从电容器22放电的电力借助电力电缆而供应给回转电动机24来使上部回转体5回转。即,回转电动机24通过以从发电机19供应(发电)的电能或从电容器22供应(放电)的电能实现牵引作用来驱动回转,在回转减速时,回转电动机24通过再生作用将电能供应(充电)给电容器22。作为该发电机19,例如使用SR(开关磁阻)电动机。发电机19与发动机17的输出轴以机械方式进行结合,通过发动机17的驱动来使发电机19的转子轴旋转。电容器22例如使用双电荷层电容器。还可以取代电容器22,而采用镍氢蓄电池或锂离子蓄电池。在回转电动机24设置旋转式传感器25,对回转电动机24的旋转速度进行检测,变换成电信号,并输出至设于逆变器23内的混合动力控制器23a。作为回转电动机24,例如使用嵌入式磁铁同步电动机。作为旋转式传感器25,例如使用解析器或回转编码器等。此外,混合动力控制器23a由CPU(数值运算处理器等的运算装置)、存储器(存储装置)等构成。混合动力控制器23a接收发电机19或回转电动机24、电容器22以及逆变器23中所具备的、热敏电阻或热电偶等的温度传感器所测得的检测值的信号,对电容器22等各设备的过升温进行管理,并进行电容器22的充放电控制或发电机19所执行的发电/发动机的辅助控制,进行回转电动机24的牵引/再生控制。
[0172]本实施方式2的发动机控制与实施方式I基本相同,以下针对不同的控制部分进行说明。图23示出了该混合动力液压挖掘机I的发动机控制的整体控制流程。与图6所示的整体控制流程的不同之处在于,取代回转液压电动机31的回转转速DlOl,将回转电动机24的回转电动机转速D301、回转电动机扭矩D302作为输入参数,还将发电机输出D303作为输入参数进行加入。回转电动机24的回转电动机转速D301被输入至无负载最大转速运算块110以及发动机最大输出运算块130,还被输入至匹配最小转速运算块150。回转电动机扭矩D302被输入至发动机最大输出运算块130。另外,发电机输出D303被输入至发动机最大输出运算块130、匹配最小转速运算块150、目标匹配转速运算块160、以及栗吸收扭矩指令值运算块180。
[0173]根据本实施方式2,与实施方式I相同,能够实施设定发动机目标输出等发动机控制处理。

Claims (4)

1.一种作业机械的发动机控制装置,该作业机械具有:发动机、由至少发动机的动力驱动的作业机以及实施至少作业机的操作的操作杆, 所述作业机械的发动机控制装置的特征在于,具备: 发动机输出减少许可信息生成部,其在操作杆的基于用于至少作业机的操作的杆操作的杆操作总量减少的期间,生成允许发动机输出减少的发动机输出减少许可信息; 发动机实际输出运算部,其根据发动机扭矩与发动机转速计算发动机实际输出; 锁定功能部,其在没有生成所述发动机输出减少许可信息的期间,保持且输出至此为止的最大的所述发动机实际输出,在生成了所述发动机输出减少许可信息的期间,输出当前的所述发动机实际输出; 发动机目标输出运算部,其根据所述锁定功能部所输出的发动机输出来计算发动机目标输出并将其输出;以及 发动机控制器,其在所述发动机目标输出的限制下,控制发动机转速, 所述发动机输出减少许可信息生成部具有运算处理部,其执行如下的处理:在栗压超过规定高压阈值的情况下,不生成所述发动机输出减少许可信息,而在栗压未超过规定高压阈值的情况下,根据杆操作总量而在所述杆操作总量减少的期间,生成所述发动机输出减少许可信息。
2.根据权利要求1所述的作业机械的发动机控制装置,其特征在于,具备:一键式功率提升按键,其输出一键式功率提升信号,用于指示将发动机输出暂时增大, 所述发动机输出减少许可信息生成部在输入了所述一键式功率提升信号的期间,不生成所述发动机输出减少许可信息。
3.根据权利要求1或2所述的作业机械的发动机控制装置,其特征在于, 所述发动机目标输出运算部在生成了所述发动机输出减少许可信息的情况下,不进行使发动机目标输出增大的方向上的运算处理。
4.一种作业机械的发动机控制方法,该作业机械具有:发动机、由至少发动机的动力驱动的作业机以及实施至少作业机的操作的操作杆, 所述作业机械的发动机控制方法的特征在于,包括: 发动机输出减少许可信息生成步骤,在操作杆的基于用于至少作业机的操作的杆操作的杆操作总量减少的期间,生成允许发动机输出减少的发动机输出减少许可信息; 发动机实际输出运算步骤,根据发动机扭矩与发动机转速计算发动机实际输出; 锁定功能步骤,在没有生成所述发动机输出减少许可信息的期间,保持且输出至此为止的最大的所述发动机实际输出,在生成了所述发动机输出减少许可信息的期间,输出当前的所述发动机实际输出; 发动机目标输出运算步骤,根据在所述锁定功能步骤输出的发动机输出来计算发动机目标输出并将其输出;以及 发动机控制步骤,在所述发动机目标输出的限制下,控制发动机转速, 所述发动机输出减少许可信息生成步骤包括运算处理步骤,其执行如下的处理:在栗压超过规定高压阈值的情况下,不生成所述发动机输出减少许可信息,而在栗压未超过规定高压阈值的情况下,根据杆操作总量而在所述杆操作总量减少的期间,生成所述发动机输出减少许可信息。
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