CN104033264A - 工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供工程机械，该工程机械包括：带增压器的发动机；由所述发动机驱动的可变容量型的液压泵；由从所述液压泵喷出的工作油驱动的液压致动器；检测所述增压器的增压压力的增压压力检测器；以及对所述液压泵的吸收转矩亦即泵转矩进行控制的控制器，其中，在所述发动机的转速从比目标转速低的转速到达目标转速的期间，所述控制器通过预先设定的发动机无负荷转速与目标泵转矩的关系求出目标泵转矩，并且基于由所述增压压力检测器检测出的增压压力，以该增压压力越低所述目标泵转矩越小的方式修正所述目标泵转矩，将实际的泵转矩限制为修正后的所述目标泵转矩。据此，能够实现发动机转速的迅速上升且能够在此期间进行所述液压致动器的动作。

Description

工程机械
技术领域
本发明涉及挖掘机等工程机械，尤其涉及具备控制泵转矩以使发动机转速从低转速迅速上升到目标转速的控制器的工程机械。
背景技术
以挖掘机(excavator)为例说明本发明的背景技术。
搭载于挖掘机的发动机的无负荷时的转速，通常由被称为加速位置计(accelerationpotentiometer)的发动机转速设定器的操作、作业模式的选择(有多个决定要素的情况下选择低位的值)等来决定。挖掘机将该决定的转速作为目标发动机转速，控制所述发动机中的燃料喷射量。
另一方面，具备自动减速(auto-deceleration)功能的挖掘机，在预先设定的减速条件(例如没有杆操作的状态持续了指定时间)成立时，进行使发动机转速下降到设定转速即减速转速的自动减速控制，另外，在减速条件不成立时，例如有了杆操作时，进行使发动机转速向目标转速上升的减速复位控制。
针对上述具备自动减速功能的挖掘机，若在减速复位时操作致动器，则泵负荷会引起发动机转速的上升难以顺利进行的情况，即存在到达目标转速延迟的问题。作为该解决策，日本专利公开公报特开平5-312082号公开了：通过在发动机的转速上升时将液压泵的吸收转矩亦即泵转矩抑制成最小转矩，从而减小发动机负荷，加快发动机转速的上升。但是如此地将泵转矩抑制成最小的对策，导致在发动机转速完全升高之前的期间，无法实质地进行致动器动作即挖掘机作业的问题。该问题不限于减速复位时，包括发动机起动时在内，在使发动机从低转速上升到目标转速的情况下也可能产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工程机械，其具备发动机、液压泵和液压致动器，其能够实现发动机转速的迅速上升且能够在此期间进行所述液压致动器的动作。
本发明提供的工程机械具备：带增压器的发动机；由所述发动机驱动的可变容量型的液压泵；由从所述液压泵喷出的工作油驱动的液压致动器；检测所述增压器的增压压力的增压压力检测器；以及对所述液压泵的吸收转矩亦即泵转矩进行控制的控制器，其中，在所述发动机的转速从比目标转速低的转速到达目标转速的期间，所述控制器通过预先设定的发动机无负荷转速与目标泵转矩的关系求出目标泵转矩，并且基于由所述增压压力检测器检测出的增压压力，以该增压压力越低所述目标泵转矩越小的方式修正所述目标泵转矩，将实际的泵转矩限制为修正后的所述目标泵转矩。
根据本发明，在发动机转速从比所述目标转速低的转速向该目标转速上升时限制泵转矩，能够使发动机转速迅速上升到目标转速。而且，由于并不是在发动机转速完全升高之前一直将泵转矩抑制为最小，而是根据作为发动机转矩的指标的增压压力的上升，缓和泵转矩的限制程度，所以在使发动机转速可靠地上升的同时，也能够确保一定程度的致动器的动作。因此本发明能够实现发动机转速的迅速上升且能够在此期间进行所述液压致动器的动作。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的工程机械的主要构成要素的框图。
图2是表示所述工程机械所具备的控制器的控制动作的流程图。
图3是表示发动机转速与增压压力的关系的曲线图。
图4是表示增压压力与泵转矩系数的关系的曲线图。
具体实施方式
图1表示本发明的实施方式所涉及的工程机械的主要构成要素。该工程机械具备：发动机2，具备增压器(涡轮增压器)1；液压泵3，被该发动机2驱动，喷出工作油；液压致动器5，通过从该液压泵3喷出的工作油的供应而工作；控制阀4，切换从所述液压泵3向所述液压致动器5供应工作油的状态；遥控阀6，为了切换该控制阀4而***作；以及控制器8。所述遥控阀6具有：操作杆6a；以及阀主体6b，基于施加于该操作杆6a的操作，输出用于使所述控制阀4工作的先导压。
所述液压泵3是可变容量型液压泵，其倾转经由调节器7和比例阀9而被所述控制器8控制。所述控制器8向所述比例阀9输入泵转矩指令(倾转指令)，由此，使所述调节器7进行改变所述液压泵3的倾转的动作。具体而言，所述控制阀8通过向所述比例阀9输入泵转矩指令，基于泵压即所述液压泵3的喷出压，对液压泵3的倾转以及液压泵3喷出的工作油的流量亦即泵流量进行控制，即进行所谓的PQ控制，以防止所述液压泵3的吸收转矩亦即泵转矩超过发动机转矩。
此外，该实施方式所涉及的工程机械包含用于决定发动机2的无负荷转速的多个要素、具体为发动机转速设定器10和作业模式选择开关11。控制器8将由这些要素和所述遥控阀6的操作杆6a的操作量分别决定的发动机无负荷转速的低位选择值设定为目标发动机转速。
控制器8向发动机2的未图示的调速器(governor)控制部输入通过上述方法决定的目标发动机转速的指令，由此，基于所述目标转速进行发动机转速的控制。此外，控制器8在预先设定的减速条件成立时，例如在所述操作杆6a持续设定时间未受到操作的条件成立时，进行使发动机转速降低到预先设定的低转速即减速转速的自动减速控制，在减速条件不成立时，进行使发动机转速复位到目标转速的转速复位控制。
另一方面，作为各种检测器，该工程机械具备检测增压器1的增压压力(boostpressure)的增压压力传感器12、检测液压泵3喷出的工作油的压力亦即泵压的泵压传感器13、以及检测所述操作杆6a的操作有无和作为关于其操作量的信息的所述遥控阀6的先导压的先导压传感器14。这些传感器12～14生成的信号被输入控制器8。
在所述减速复位控制时所述发动机转速从所述减速转速到达目标转速的期间，所述控制器8进行如下处理：
(i)目标泵转矩运算处理，通过预先提供的发动机无负荷转速(目标转速)和目标泵转矩的映射关系(map)，求出目标泵转矩；以及
(ii)目标泵转矩修正处理，根据发动机增压压力，将运算出的目标泵转矩向低增压压力侧减小的方向修正，并将实际的泵转矩限制为如此修正了的修正目标泵转矩。
对该点进行详述。以下的表1表示用于进行所述目标泵转矩运算处理的关于发动机无负荷转速与目标泵转矩的关系所准备的图的内容。该表1中的“H模式”“S模式”“E模式”分别表示重作业模式、标准作业模式、经济作业模式，对于各模式，设定与发动机目标转速即无负荷转速对应的目标泵转矩。对于如此的多个模式分别决定的发动机无负荷转速的例如低位选择值，被设定为目标泵转矩。
表1
图3表示发动机转速与发动机2的增压压力的关系。如该图3所示，根据发动机转速的增加，增压压力上升，发动机转矩也增加。即，增压压力作为发动机2能够输出的转矩的指标。因此，如图4所示，控制器8预先设定增压压力和泵转矩系数之间的特性关系，并基于此特性关系，进行将由所述(i)求出的目标泵转矩乘以由增压压力决定的系数的运算。在此，图4中的“BstA”是使泵转矩系数开始变化的增压压力，“BstB”是使该变化结束的增压压力，K1是泵转矩系数的最小值，K2是泵转矩系数的最大值。控制器8向图1所示的比例阀9输入用于对所述乘了泵转矩系数后的目标泵转矩进行PQ控制的泵转矩指令。
图2是表示所述控制器8进行的具体的动作的流程图。控制器8在减速复位控制开始的同时，在步骤S1中，进行所述(i)的目标泵转矩运算处理、在步骤S2中，进行所述(ii)的与增压压力相应的目标泵转矩修正处理，在步骤S3中，输出用于PQ控制的转矩指令。
控制器8通过如此地在发动机转速从自动低速控制用的低转速(低速转速)向目标转速上升时限制泵转矩，能够使发动机转速迅速地上升到目标转速。而且，由于并不是如以往般地在发动机转速提高之间一直将泵转矩抑制为最小，而是根据作为发动机转矩的指标的增压压力的上升，缓和泵转矩的限制程度，所以在使发动机转速可靠地上升的同时，保证必要最小限的泵转矩，也能够确保一定程度的致动器动作。由此，能够实现发动机的转速迅速上升即减速复位且能够在此期间进行液压致动器5的动作。
本发明所涉及的控制不限于所述实施方式般的具备自动减速功能的挖掘机的减速复位时，也能够广泛地应用于使发动机从低转速上升时。
此外，本发明提供的工程机械不限于挖掘机，例如也可以是转用挖掘机而构成的拆楼机、破碎机等其他的工程机械。
如上所述，本发明提供一种能够实现发动机转速的迅速上升且能够在此期间进行所述液压致动器的动作的工程机械。该工程机械具备：带增压器的发动机；由所述发动机驱动的可变容量型的液压泵；由从所述液压泵喷出的工作油驱动的液压致动器；检测所述增压器的增压压力的增压压力检测器；以及对所述液压泵的吸收转矩亦即泵转矩进行控制的控制器，其中，在所述发动机的转速从比目标转速低的转速到达目标转速的期间，所述控制器通过预先设定的发动机无负荷转速与目标泵转矩的关系求出目标泵转矩，并且基于由所述增压压力检测器检测出的增压压力，以该增压压力越低所述目标泵转矩越小的方式修正所述目标泵转矩，将实际的泵转矩限制为修正后的所述目标泵转矩。
通过如此地在发动机转速从比所述目标转速低的转速向该目标转速上升时限制泵转矩，能够使发动机转速迅速上升到目标转速。而且，由于并不是在发动机转速完全升高之前一直将泵转矩抑制为最小，而是根据作为发动机转矩的指标的增压压力的上升，缓和泵转矩的限制程度，所以在使发动机转速可靠地上升的同时，也能够确保一定程度的致动器的动作。
所述控制器例如也可以是具有自动减速功能的控制器，即，在预先设定的减速条件成立时进行使发动机转速降低到设定转速的自动减速控制，在所述自动减速控制开始后而所述减速条件不成立的时刻进行使发动机转速向目标发动机转速上升的减速复位控制。在该情况下，该控制器通过在所述减速复位控制时将所述泵转矩限制为修正后的所述目标泵转矩，能够实现迅速的减速复位以及在此期间的液压致动器的动作的确保。

Claims (2)

1.一种工程机械，其特征在于包括：
带增压器的发动机；
由所述发动机驱动的可变容量型的液压泵；
由从所述液压泵喷出的工作油驱动的液压致动器；
检测所述增压器的增压压力的增压压力检测器；以及
对所述液压泵的吸收转矩亦即泵转矩进行控制的控制器，其中，
在所述发动机的转速从比目标转速低的转速到达目标转速的期间，所述控制器通过预先设定的发动机无负荷转速与目标泵转矩的关系求出目标泵转矩，并且基于由所述增压压力检测器检测出的增压压力，以该增压压力越低所述目标泵转矩越小的方式修正所述目标泵转矩，将实际的泵转矩限制为修正后的所述目标泵转矩。
2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于：
所述控制器，在预先设定的减速条件成立时进行使发动机转速降低到设定转速的自动减速控制，在所述自动减速控制开始后而所述减速条件不成立的时刻进行使发动机转速向目标发动机转速上升的减速复位控制，在所述减速复位控制时，将所述泵转矩限制为修正后的所述目标泵转矩。
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