CN113266055A - 工程机械的控制方法及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工程机械的控制方法，所述方法包括：将工程机械执行的作业区分为多个细部作业；决定所述工程机械的当前细部作业；根据所决定的所述细部作业来调整液压泵的最大吸收扭矩；以及根据所决定的所述细部作业来调整发动机转速变更图。

Description

工程机械的控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及一种工程机械的控制方法及工程机械的控制系统。更详细而言，涉及一种用于控制诸如挖掘机的工程机械中的发动机和液压泵的方法及用于执行该方法的工程机械的控制系统。
背景技术
通常，在诸如挖掘机的工程机械中，具备发动机作为原动机，并且可以利用所述发动机旋转驱动至少一个可变容量型液压泵，并通过从所述液压泵排出的压油驱动液压驱动器，以执行所需要的作业。
作业者在根据作业状况来直接判断并选择所述液压泵的功率模式时，可以选择符合最大负荷条件的功率模式。然而，当反复执行的作业内容中仅一部分是高负荷区域，而其余大部分是低负荷区域时，可能会消耗不必要的能量，从而导致燃料效率下降。
此外，在高速控制中，可以固定地使用根据负荷而变化的发动机转速轮廓曲线。在这种情况下，所存在的问题是，当作业所要求的作业速度变化时，作业性和操作性会下降。
发明内容
技术问题
本发明的一课题在于，提供一种工程机械的控制方法，该方法能够同时提高燃料效率和作业性。
本发明的另一课题在于，提供一种用于执行上述控制方法的工程机械的控制系统。
技术方案
用于达成上述本发明的一课题的一些示例性的实施例提供一种工程机械的控制方法，包括：将工程机械执行的作业区分为多个细部作业；决定所述工程机械的当前细部作业；根据所决定的所述细部作业来调整液压泵的最大吸收扭矩；以及根据所决定的细部作业来调整发动机转速变更图。
在一些示例性的实施例中，调整所述液压泵的所述最大吸收扭矩的步骤包括：根据所述当前细部作业的负荷大小来将液压泵控制为具有比所述液压泵的最初吸收扭矩值上升或下降已设定的比率的最大吸收扭矩。
在一些示例性的实施例中，所述最初吸收扭矩值由作业者选择的功率模式决定。
在一些示例性的实施例中，调整所述液压泵的所述最大吸收扭矩的步骤可以包括：当所述当前细部作业为高负荷区域时，控制为具有比所述最初吸收扭矩值上升第一比率的第一最大吸收扭矩；以及当所述当前细部作业为低负荷区域时，控制为具有比所述最初吸收扭矩值下降第二比率的第二最大吸收扭矩。
在一些示例性的实施例中，调整所述液压泵的所述最大吸收扭矩的步骤还可以包括：当所述当前细部作业为中负荷区域时，控制为具有小于所述第一最大吸收扭矩值且大于所述第二最大吸收扭矩值的第三最大吸收扭矩。
在一些示例性的实施例中，调整所述发动机转速变更图的步骤可以包括：根据所述当前细部作业的要求作业速度将发动机控制为在高速控制中具有比最初发动机转速增减率上升或下降已设定的比率的发动机转速增减率。
在一些示例性的实施例中，所述最初发动机转速增减率可以由作业者设定的燃料刻度盘设定值决定。
在一些示例性的实施例中，调整所述发动机转速变更图的步骤可以包括：当所述当前细部作业具有第一要求作业速度时，控制为在高速控制中具有第一发动机转速增减率；以及当所述当前细部作业具有小于所述第一要求作业速度的第二要求作业速度时，控制为在高速控制中具有小于所述第一发动机转速增减率的第二发动机转速增减率。
用于达成上述本发明的一课题的一些示例性的实施例的工程机械的控制系统具备发动机、由所述发动机驱动的液压泵、以及用于控制从所述液压泵排出的工作油的流动方向以控制驱动器的控制阀。所述工程机械的控制系统包括：控制部，其用于决定所述工程机械的当前细部作业，并根据所决定的所述细部作业来分别输出泵控制信号和发动机控制信号；泵调节器，其用于以具有对应于所述泵控制信号的最大吸收扭矩的方式调整所述液压泵的斜盘角度；以及发动机控制装置，其以具有对应于所述发动机控制信号的发动机转速变更图的方式调整发动机转速。
在一些示例性的实施例中，所述控制部可以根据所述当前细部作业的负荷大小将所述液压泵的斜盘角度控制为具有比所述液压泵的最初吸收扭矩值上升或下降已设定的比率的最大吸收扭矩。
在一些示例性的实施例中，所述最初吸收扭矩值可以由作业者选择的功率模式决定。
在一些示例性的实施例中，当所述当前细部作业为高负荷区域时，所述控制部可以以具有比所述最初吸收扭矩值上升第一比率的第一最大吸收扭矩的方式输出第一泵控制信号；当所述当前细部作业为低负荷区域时，所述控制部可以以具有比所述最初吸收扭矩值下降第二比率的第二最大吸收扭矩的方式输出第二泵控制信号。
在一些示例性的实施例中，当所述当前细部作业为中负荷区域时，所述控制部可以以具有小于所述第一最大吸收扭矩值且大于所述第二最大吸收扭矩值的第三最大吸收扭矩的方式输出第三泵控制信号。
在一些示例性的实施例中，所述控制部可以根据所述当前细部作业的要求作业速度将发动机控制为在高速控制中具有比最初发动机转速增减率上升或下降已设定的比率的发动机转速增减率。
在一些示例性的实施例中，所述最初发动机转速增减率可以由作业者设定的燃料刻度盘设定值决定。
在一些示例性的实施例中，当所述当前细部作业具有第一要求作业速度时，所述控制部可以以在高速控制中具有第一发动机转速增减率的方式输出第一发动机控制信号；当所述当前细部作业具有小于所述第一要求作业速度的第二要求作业速度时，所述控制部可以以在高速控制中具有小于所述第一发动机转速增减率的第二发动机转速增减率的方式输出第二发动机控制信号。
发明的效果
根据一些示例性的实施例，可以采用根据当前作业状况(负荷大小、作业速度)进行优化的液压泵的最大吸收扭矩和高速区域中的发动机转速增减率。从而，可以同时提高燃料效率和生产性。
但是，本发明的效果不限于以上提及的效果，而是可以在不脱离本发明的思想及领域的范围内被多样地扩展。
附图说明
图1是是出于一些示例性的实施例的工程机械的控制系统的液压回路图。
图2是示出图1的工程机械的控制系统的控制部的框图。
图3是示出一些示例性的实施例的挖掘机的装车作业中的液压泵的最大吸收扭矩的图表。
图4是示出图3的装车作业中对应于液压泵的扭矩控制的等马力线图的图表。
图5是示出图3的装车作业中的发动机转速控制的图表。
图6是示出图5的发动机转速控制中对应于百分比扭矩的发动机转速曲线的图表。
图7是示出图3的装车作业中的发动机的扭矩线图的图表。
图8是示出一些示例性的实施例的工程机械的控制方法的顺序图。
附图标记
10：发动机，20：液压泵，22：泵调节器，30：控制阀，40：驱动器，50：操作部，60：设定部，70：控制部，100：控制部，110：数据接收部，120：作业模式判断部，130：输出部，132：发动机控制信号输出部，134：泵控制信号输出部，200：压力传感器。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
在本发明的各图中，为了本发明的清楚性，结构物的尺寸是比实际放大而图示的。
在本发明中，第一、第二等术语可以用于说明多种多样的构成要素，但这些构成要素不应为这些术语所限定。这些术语仅用作区分一构成要素与另一构成要素的目的。
在本发明中使用的术语是仅为说明特定的实施例而使用的，并不意图限定本发明。除非上下文中明确不同地定义，单数的表达包括复数的表达。在本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为旨在指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在，而并不预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或可附加性。
对于本说明书中公开的本发明的实施例，特定的结构性乃至功能性说明仅仅是以用于说明本发明的实施例的目的例示的，本发明的实施例可以被实施为多样的形态，而不应解释为限于在本说明书中说明的实施例。
即，可以对本发明加以多样的变更，并且本发明可以具有多种形态，一些特定实施例例示于附图，并在本说明书中进行详细说明。但是，这并不意图将本发明限定于特定的公开方式，而是应理解为包括落入本发明的思想及技术范围内的所有变更、均等物乃至替代物。
图1是示出一些示例性的实施例的工程机械的控制系统的液压回路图。图2是示出图1的工程机械的控制系统的控制部的框。图3是示出一些示例性的实施例的挖掘机的装车作业中的液压泵的最大吸收扭矩的图表。图4是示出图3的装车作业中对应于液压泵的扭矩控制的等马力线图的图表。图5是示出图3的装车作业中的发动机转速控制的图表。图6是示出图5的发动机转速控制中对应于百分比扭矩的发动机转速曲线的图表。图7是示出图3的装车作业中的发动机的扭矩线图的图表。
参照图1至图7，工程机械的控制系统可以包括作为内燃机的发动机10、由发动机10驱动的至少一个液压泵20、用于控制从液压泵20排出的工作油的流动方向以控制驱动器40的控制阀30、以及用于根据正由工程机械执行的作业模式来控制发动机10和液压泵20的动作的控制装置。
在一些示例性的实施例中，所述工程机械可以包括挖掘机、轮式装载机、叉车等。在下文中，将对所述工程机械为挖掘机的情况进行说明。但是，可以理解的是，一些示例性的实施例的控制系统并不因此而仅限于用于控制挖掘机，而是也可以实质上相同地应用于轮式装载机、叉车等。
所述工程机械可以包括下部行驶体、以能够旋回的方式搭载于所述下部行驶体上的上部旋回体、以及设置于所述上部旋回体的驾驶室和前作业装置。所述前作业装置可以包括动臂、斗杆及铲斗。驱动器40可以包括：位于所述动臂与所述上部框架之间的用于控制所述动臂的移动的动臂缸、位于所述动臂与所述斗杆之间的用于控制所述斗杆的移动的斗杆缸、位于所述斗杆与所述铲斗之间的用于控制所述铲斗的移动的铲斗缸、位于所述上部旋回体与所述下部行驶体之间的用于控制所述上部旋回体的旋转的摆动电机、以及用于控制所述上部旋回体的行驶的行驶电机等。
在一些示例性的实施例中，发动机10可以包括柴油发动机作为诸如挖掘机的工程机械的驱动源。发动机10的扭矩控制可以通过调节喷射至发动机10的缸内的燃料的量来进行。燃料喷射装置12可以被控制为基于所输入的控制信号来调整所述燃料的量。
液压泵20可以连接于发动机10的输出轴，并且可以通过使所述输出轴旋转来驱动液压泵20。液压泵20可以包括可变容量型液压泵。液压泵20的排出流量可以由斜盘角度决定。液压泵20的斜盘角度可以由泵调节器22调整。电子比例控制阀可以具备于泵调节器22，以基于所输入的控制信号来控制液压泵20的排出流量。
从液压泵20排出的工作油可以被提供至控制阀30，并在控制阀30启动特定的滑阀，并且可以向与该滑阀相关联的驱动器40供应工作油。例如，所述工程机械的控制系统可以包括作为具有控制阀30的装配体的主控制阀(Main Control Valve，MCV)。所述主控制阀可以是电子液压式主控制阀，其包括根据所输入的电信号来控制施加于控制阀内的滑阀的先导工作油的电子比例减压阀(Electronic proportional pressure reducing valve，EPPRV)。不同于此，所述主控制阀可以包括由与操作信号成比例的先导压力控制的液压式控制阀。
作业者可以通过操作具备于操作部50的控制杆、踏板等来生成与操作量成比例的操作信号。例如，操作部50可以根据所述操作量以先导工作油为媒介来生成流量控制信号(先导压力)。所述流量控制信号可以被供应至控制阀30。
在一些示例性的实施例中，所述工程机械的控制装置可以包括发动机控制装置70(ECU)、控制部100、各种传感器200及设定器60，并执行对应于作业者期望的操作项目的合适的控制。
例如，在所述驾驶室可以设置有作为用于选择作业者期望的功率模式的设定器60发挥功能的监控板。所述功率模式可以表示发动机及液压泵的输出比率，即，液压泵的吸收扭矩(限制扭矩)值。
可以在所述功率模式的操作项目中提供A模式、P+模式、P模式、S模式、E模式。可以根据作业者直接选择的模式(P+模式、P模式、S模式及E模式)来设定发动机及液压泵的输出比率，即，液压泵的最初吸收扭矩值。
在一些示例性的实施例中，控制部100可以包括数据接收部110、细部作业判断部120及输出部130。输出部130可以包括发动机控制信号输出部132及泵控制信号输出部134。
数据接收部110可以接收决定工程机械当前执行中的作业模式(细部作业，子作业)所需的信号。例如，数据接收部110可以从操作部60接收控制杆位移量作为所述操作信号。数据接收部110可以从泵压力传感器200接收液压泵20的排出压力。数据接收部110可以从设定器60接收功率模式设定信号。
细部作业判断部120可以利用来自数据接收部110的数据来判断当前细部作业(子作业模式)。细部作业判断部120可以对所述数据进行正规化并执行机器学习算法来判断当前细部作业。
输出部130可以输出用于控制根据所述当前细部作业决定的发动机10和液压泵20的控制信号。发动机控制信号输出部132可以将根据所述当前细部作业决定的发动机转速控制信号输出至发动机控制装置70，发动机控制装置70可以控制发动机10的燃料喷射装置12。燃料喷射装置12可以基于所输入的所述发动机转速控制信号调整所述燃料的量来控制发动机转速(rpm)。泵控制信号输出部134可以将根据所述当前细部作业决定的液压泵控制信号输出至泵调节器22。泵调节器22可以基于所输入的所述液压泵控制信号调整液压泵20的斜盘角度来控制排出流量。
具体地，细部作业判断部120可以根据负荷的大小将所述当前细部作业区分为多个负荷区域，例如，高负荷区域、中负荷区域及低负荷区域，输出部130可以根据相应的负荷区域来控制液压泵20的吸收扭矩，并控制对应于发动机20的扭矩的发动机转速的增减率(发动机转速变更图)。
如图3和图4所示，当所述当前细部作业为高负荷区域时，泵控制信号输出部134可以以具有比最初吸收扭矩值上升第一比率的第一最大吸收扭矩的方式将第一泵控制信号输出至泵调节器22；当所述当前细部作业为低负荷区域时，泵控制信号输出部134可以以具有比最初吸收扭矩值下降第二比率的第二最大吸收扭矩的方式将第二泵控制信号输出至泵调节器22。当所述当前细部作业为中负荷区域时，泵控制信号输出部134可以以具有最初吸收扭矩值的方式将第三泵控制信号输出至泵调节器22。
例如，当挖掘机执行装车作业时，所述装车作业可以被区分为诸如挖掘作业1、动臂上升及摆动作业2、单独摆动作业3、倾卸作业4、单独摆动作业5以及动臂下降作业6的细部作业。
当作业者选择P模式时，可以设定液压泵20的最初吸收扭矩值P。在这种情况下，当所述当前细部作业为挖掘作业1和动臂上升及摆动作业2时，泵控制信号输出部134可以以具有作为比最初吸收扭矩值P上升第一比率的值(α％)的第一吸收扭矩的方式将第一泵控制信号输出至泵调节器22。当所述当前细部作业为单独摆动作业3、单独摆动作业5、倾卸作业4、以及动臂下降作业6时，泵控制信号输出部134可以以具有作为比最初吸收扭矩值P下降等同于所述第一比率的第二比率的值(-α％)的第二吸收扭矩的方式将第二泵控制信号输出至泵调节器22。
随着所述第一泵控制信号和所述第二泵控制信号被输入至泵调节器22，液压泵20的等马力线图可以被变更。在相同的外部负荷(压力)的情况下，对应于所述第一泵控制信号的液压泵20的排出流量可以被控制为大于对应于所述第二泵控制信号的液压泵20的排出流量。
作为高负荷区域的挖掘作业1和动臂上升及摆动作业2上位功率级的扭矩值，而作为低负荷区域的单独摆动作业3、单独摆动作业5、倾卸作业4和动臂下降作业6可以采用下位功率级的扭矩值。
从而，可以在高负荷区域提高生产性，并通过在低负荷区域限制扭矩来抑制可能因脉冲扰动而不必要地发生的燃料消耗。此外，作业者无需每次都手动设定功率模式，即使在较低的功率模式下也可以执行上位功率模式的高生产性的作业。再者，即使是对于180度装车作业中不包括的其他动作状况，也可以识别需要缩短循环时间的作业状况，并根据相应的状况来改变扭矩限制值。
如图5和图6所示，发动机控制信号输出部132可以在所述当前细部作业要求较快的作业速度时以在高速控制中具有第一发动机转速增减率的方式将第一发动机转速控制信号输出至发动机控制装置70，并在所述当前细部作业要求相对中等程度的速度时以在高速控制中具有小于所述第一发动机转速增减率的第二发动机转速增减率的方式将第二发动机转速控制信号输出至发动机控制装置70，当所述当前细部作业要求较慢的作业速度时以在高速控制中小于所述第二发动机转速增减率的第三发动机转速增减率的方式将第三发动机转速控制信号输出至发动机控制装置70。
在图6中，曲线图1(C1)表示在发动机20的高速控制中所述第一发动机转速增减率时的对应于百分比扭矩的发动机rpm轮廓，曲线图2(C2)表示在发动机20的高速控制中所述第二发动机转速增减率时的对应于百分比扭矩的发动机rpm轮廓，曲线图3(C3)表示发动机20在高速控制中所述第三发动机转速增减率时的对应于百分比扭矩的发动机rpm轮廓。
作业者可以通过操作燃料刻度盘来设定目标发动机转速。可以根据所述目标发动机转速来设定使发动机负荷与发动机扭矩匹配的高速控制区域。例如，通过操作所述燃料刻度盘，可以在包括最大额定马力点(maximum rated horsepower point)的第一高速控制区域与在相对低的速度区间定义的第二高速控制区域之间选择某一个高速控制区域。此时，最初发动机转速增减率可以根据所设定的所述高速控制区域来决定。
如图7所示，当以在一个所选择的高速控制区域具有所述第一发动机转速增减率的方式输出所述第一发动机转速控制信号时，随着发动机扭矩增加，发动机转速可以被控制为最初动作空转转速(No)沿曲线图1(C1)增加。当以在所述高速控制区域具有所述第二发动机转速增减率的方式输出所述第二发动机转速控制信号时，随着发动机扭矩增加，发动机转速可以被控制为从最初动作空转转速(No)沿曲线图2(C2)增加。当以在所述高速控制区域具有所述第三发动机转速增减率的方式输出所述第三发动机转速控制信号时，随着发动机扭矩增加，发动机转速可以被控制为从最初动作空转转速(No)沿曲线图3(C3)增加。
例如，在要求较快的循环时间的动臂上升及摆动作业2和单独摆动作业3中，可以采用rpm上升相对快的所述第一发动机转速增减率C1来提高生产性。另一方面，在rpm上升相对慢且在低负荷状态下有必要相对较长地维持低rpm的倾卸作业4、单独摆动作业5和动臂下降作业6中，可以采用所述第三发动机转速增减率C3，在燃料效率较好的区域(-100rpm)工作相对长的时间来提高燃料效率。从而，可以采用根据每个细部作业优化的rpm轮廓曲线来同时改善燃料效率和生产性。
此外，通过根据多样的细部作业形态转换发动机rpm轮廓曲线(发动机转速变更图)，在需要精细的作业的整平(Leveling)作业等中使rpm增减率最小化来提高作业性，而在需要较快的动作的挖掘或装车动作中使rpm增减率最大化以快速追随要求作业动作，从而可以缩短作业时间和燃料效率。
下面对利用图1的控制系统来控制工程机械的方法进行说明。
图8是示出一些示例性的实施例的工程机械的控制方法的顺序图。
参照图1、图2和图8，可以接收功率模式的设定信号(S100)，并判断工程机械的当前细部作业(S110)。
在一些示例性的实施例中，作业者可以通过选择部60选择特定的功率模式，控制部100的数据接收部110可以从选择部60接收所述功率模式设定信号。
例如，可以在所述功率模式的操作项目中提供P+模式、P模式、S模式、E模式。可以根据作业者直接选择的模式(P+模式、P模式、S模式及E模式)来决定发动机和液压泵的输出比率，即，液压泵20的最初吸收扭矩值。
在一些示例性的实施例中，可以从各种传感器接收用于决定所述工程机械当前执行中的细部作业所需的信号，并从中决定当前细部作业。
作业者可以为了特定作业而操作操作部50，控制部100的数据接收部110可以从操作部50接收对驱动器40的操作信号，例如，控制杆位移量、控制杆先导压力、控制杆位移量等。此外，数据接收部110可以从泵压力传感器200接收液压泵20的排出压力。
控制部100的细部作业判断部120可以利用来自数据接收部110的数据来判断当前细部作业。细部作业判断部120可以对所述数据进行正规化并执行机器学习算法来判断当前细部作业。
细部作业判断部120可以根据负荷的大小将所述当前细部作业区分为多个负荷区域，例如，高负荷区域、中负荷区域及低负荷区域。此外，细部作业判断部120可以根据作业速度将所述当前细部作业区分为多个作业速度区域，例如，较快作业速度区域、中等作业速度区域、较慢作业速度区域。
接着，可以根据所决定的所述细部作业形态来控制液压泵20的扭矩(S120)，并根据所决定的所述细部作业形态来控制高速控制区域中的发动机转速变更图(发动机转速变化率)(S130)。
在一些示例性的实施例中，可以根据所述当前细部作业的负荷大小来控制为具有比最初吸收扭矩值上升或下降已设定的比率的最大吸收扭矩。这里，所述最初吸收扭矩值可以由作业者选择的功率模式决定。
具体地，当所述当前细部作业为高负荷区域时，控制部130的泵控制信号输出部134可以以具有比最初吸收扭矩值上升第一比率的第一最大吸收扭矩的方式将第一泵控制信号输出至泵调节器22。泵调节器22可以通过根据所述第一泵控制信号调节液压泵20的斜盘角度来将液压泵20的最大吸收扭矩控制为所述第一最大吸收扭矩。
当所述当前细部作业为低负荷区域时，控制部130的泵控制信号输出部134可以以具有比最初吸收扭矩值下降第二比率的第二最大吸收扭矩的方式将第二泵控制信号输出至泵调节器22。泵调节器22可以通过根据所述第二泵控制信号调节液压泵20的斜盘角度来将液压泵20的最大吸收扭矩控制为所述第二最大吸收扭矩。
当所述当前细部作业为中负荷区域时，控制部130的泵控制信号输出部134以具有小于所述第一最大吸收扭矩值且大于所述第二最大吸收扭矩值的第三最大吸收扭矩的方式，例如以具有所述最初吸收扭矩的方式，将第二泵控制信号输出至泵调节器22。泵调节器22可以通过根据所述第三泵控制信号调节液压泵20的斜盘角度来将液压泵20的最大吸收扭矩控制为所述第三最大吸收扭矩。
例如，挖掘机执行装车作业时，当作业者选择P模式且当前细部作业为挖掘作业1和动臂上升及摆动作业2时，可以将液压泵20的最大吸收扭矩设定为比最初吸收扭矩值P上升第一比率的值(α％)。当所述当前细部作业为单独摆动作业3、单独摆动作业5、倾卸作业4及动臂下降作业6时，可以将液压泵20的最大吸收扭矩设定为比最初吸收扭矩值P下降等同于所述第一比率的第二比率的值(-α％)。
在一些示例性的实施例中，可以根据所述当前细部作业的作业速度来控制高速控制中的发动机转速变更图(发动机转速增减率)。这里，高速控制中的最初发动机转速增减率可以由作业者设定的燃料刻度盘的设定值决定。
具体地，当所述当前细部作业具有相对高速的作业速度时，控制部130的发动机控制信号输出部132可以以在高速控制中具有大于最初发动机转速增减率的第一发动机转速增减率的方式将第一发动机转速控制信号输出至发动机控制装置70。发动机控制装置70可以被控制为根据所述第一发动机转速控制信号来调整燃料喷射装置12的燃料喷射量。
当所述当前细部作业具有相对低速的作业速度时，控制部130的发动机控制信号输出部132可以以在高速控制中具有小于最初发动机转速增减率的第二发动机转速增减率的方式将第二发动机转速控制信号输出至发动机控制装置70。发动机控制装置70可以被控制为根据所述第二发动机转速控制信号来调整燃料喷射装置12的燃料喷射量。
例如，挖掘机执行装车作业时，当当前细部作业为动臂上升及摆动作业2和单独摆动作业3时，可以将高速控制中的发动机转速增减率设定为大于最初发动机转速增减率的第一发动机转速增减率C1。当所述当前细部作业为倾卸作业4、单独摆动作业5和动臂下降作业6时，可以将高速控制中的发动机转速增减率设定为小于最初发动机转速增减率的第二发动机转速增减率C3。另一方面，当当前细部作业为挖掘作业1时，可以将高速控制中的发动机转速增减率设定为小于第一发动机转速增减率C1且大于第二发动机转速增减率C3的第三发动机转速增减率C2，例如，所述最初发动机转速增减率。
如上所述，可以采用根据当前作业状况(负荷大小、作业速度)进行优化的液压泵20的最大吸收扭矩和高速控制中的发动机转速变更图(发动机转速增减率)。从而，可以同时提高燃料效率和生产性。
尽管上面参照本发明的一些实施例进行了说明，本领域的一般的技术人员可以理解，在不脱离下面的权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内，可以对本发明实施多样的修改和变更。

Claims (16)

1.一种工程机械的控制方法，其特征在于，包括：
将工程机械执行的作业区分为多个细部作业；
决定所述工程机械的当前细部作业；
根据所决定的所述细部作业来调整液压泵的最大吸收扭矩；以及
根据所决定的细部作业来调整发动机转速变更图。
2.根据权利要求1所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
调整所述液压泵的所述最大吸收扭矩的步骤包括：
根据所述当前细部作业的负荷大小来将液压泵控制为具有比所述液压泵的最初吸收扭矩值上升或下降已设定的比率的最大吸收扭矩。
3.根据权利要求2所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
所述最初吸收扭矩值由作业者选择的功率模式决定。
4.根据权利要求1所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
调整所述液压泵的所述最大吸收扭矩的步骤包括：
当所述当前细部作业为高负荷区域时，控制为具有比所述最初吸收扭矩值上升第一比率的第一最大吸收扭矩；以及
当所述当前细部作业为低负荷区域时，控制为具有比所述最初吸收扭矩值下降第二比率的第二最大吸收扭矩。
5.根据权利要求4所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
调整所述液压泵的所述最大吸收扭矩的步骤还包括：
当所述当前细部作业为中负荷区域时，控制为具有小于所述第一最大吸收扭矩值且大于所述第二最大吸收扭矩值的第三最大吸收扭矩。
6.根据权利要求1所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
调整所述发动机转速变更图的步骤包括：
根据所述当前细部作业的要求作业速度将发动机控制为在高速控制中具有比最初发动机转速增减率上升或下降已设定的比率的发动机转速增减率。
7.根据权利要求6所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
所述最初发动机转速增减率由作业者设定的燃料刻度盘设定值决定。
8.根据权利要求1所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
调整所述发动机转速变更图的步骤包括：
当所述当前细部作业具有第一要求作业速度时，控制为在高速控制中具有第一发动机转速增减率；以及
当所述当前细部作业具有小于所述第一要求作业速度的第二要求作业速度时，控制为在高速控制中具有小于所述第一发动机转速增减率的第二发动机转速增减率。
9.一种工程机械的控制系统，其具备发动机、由所述发动机驱动的液压泵、以及用于控制从所述液压泵排出的工作油的流动方向以控制驱动器的控制阀，所述工程机械的控制系统的特征在于，包括：
控制部，其用于决定所述工程机械的当前细部作业，并根据所决定的所述细部作业来分别输出泵控制信号和发动机控制信号；
泵调节器，其用于以具有对应于所述泵控制信号的最大吸收扭矩的方式调整所述液压泵的斜盘角度；以及
发动机控制装置，其以具有对应于所述发动机控制信号的发动机转速变更图的方式调整发动机转速。
10.根据权利要求9所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述控制部根据所述当前细部作业的负荷大小将所述液压泵的斜盘角度控制为具有比所述液压泵的最初吸收扭矩值上升或下降已设定的比率的最大吸收扭矩。
11.根据权利要求9所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述最初吸收扭矩值由作业者选择的功率模式决定。
12.根据权利要求9所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
当所述当前细部作业为高负荷区域时，所述控制部以具有比所述最初吸收扭矩值上升第一比率的第一最大吸收扭矩的方式输出第一泵控制信号；当所述当前细部作业为低负荷区域时，所述控制部以具有比所述最初吸收扭矩值下降第二比率的第二最大吸收扭矩的方式输出第二泵控制信号。
13.根据权利要求12所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
当所述当前细部作业为中负荷区域时，所述控制部以具有小于所述第一最大吸收扭矩值且大于所述第二最大吸收扭矩值的第三最大吸收扭矩的方式输出第三泵控制信号。
14.根据权利要求9所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述控制部根据所述当前细部作业的要求作业速度将发动机控制为在高速控制中具有比最初发动机转速增减率上升或下降已设定的比率的发动机转速增减率。
15.根据权利要求14所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述最初发动机转速增减率由作业者设定的燃料刻度盘设定值决定。
16.根据权利要求9所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
当所述当前细部作业具有第一要求作业速度时，所述控制部以在高速控制中具有第一发动机转速增减率的方式输出第一发动机控制信号；当所述当前的作业模式具有小于所述第一要求作业速度的第二要求作业速度时，所述控制部以在高速控制中具有小于所述第一发动机转速增减率的第二发动机转速增减率的方式输出第二发动机控制信号。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114263541B (zh) * 2021-12-29 2022-12-13 柳州柳工挖掘机有限公司 一种挖掘机控制方法及挖掘机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6170262B1 (en) * 1998-04-24 2001-01-09 Komatsu Ltd. Control device for hydraulically driven equipment
US6308516B1 (en) * 1998-05-22 2001-10-30 Komatsu Ltd. Control device for hydraulically-operated equipment
CN1756899A (zh) * 2003-08-12 2006-04-05 日立建机株式会社 作业车辆的控制装置
KR20110073082A (ko) * 2009-12-23 2011-06-29 두산인프라코어 주식회사 건설기계의 유압펌프 제어장치 및 제어방법
CN103534421A (zh) * 2011-05-11 2014-01-22 日立建机株式会社 工程机械的控制系统
EP3133212A1 (en) * 2014-04-15 2017-02-22 Volvo Construction Equipment AB Device for controlling engine and hydraulic pump of construction equipment and control method therefor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5222975B2 (ja) * 2011-05-18 2013-06-26 株式会社小松製作所 作業機械のエンジン制御装置およびそのエンジン制御方法
KR102015141B1 (ko) * 2013-03-29 2019-08-27 두산인프라코어 주식회사 건설기계 유압펌프 제어 장치 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6170262B1 (en) * 1998-04-24 2001-01-09 Komatsu Ltd. Control device for hydraulically driven equipment
US6308516B1 (en) * 1998-05-22 2001-10-30 Komatsu Ltd. Control device for hydraulically-operated equipment
CN1756899A (zh) * 2003-08-12 2006-04-05 日立建机株式会社 作业车辆的控制装置
KR20110073082A (ko) * 2009-12-23 2011-06-29 두산인프라코어 주식회사 건설기계의 유압펌프 제어장치 및 제어방법
CN103534421A (zh) * 2011-05-11 2014-01-22 日立建机株式会社 工程机械的控制系统
EP3133212A1 (en) * 2014-04-15 2017-02-22 Volvo Construction Equipment AB Device for controlling engine and hydraulic pump of construction equipment and control method therefor

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