[发明专利]发动机的控制装置、发动机及液压泵的控制装置、以及发动机、液压泵及发电电动机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机的控制装置、发动机及液压泵的控制装置、以及发动机、液压泵及发电电动机的控制装置，尤其涉及在通过发动机驱动液压泵的情况下使用的控制装置。

背景技术

在液压挖掘机、推土机、翻斗车、轮式装载机等的建筑机械中，安装有狄赛尔发动机。

参照图1概略地说明目前的建筑机械1的构成，如同图1所示，以狄赛尔发动机2作为驱动源驱动液压泵3。液压泵3使用可变容量型液压泵，通过改变其斜板3a的倾转角等，改变容量q(cc/rev)。由液压泵3以喷出压PRP、流量Q(cc/min)喷出来的压力油通过操作阀21～26向大臂用液压缸31等的各液压致动器31～36供给。各操作阀21～26通过各操作杆41、42的操作而动作。通过向各液压致动器31～36供给压力油，而驱动各液压致动器31～36，从而使与各液压致动器31～36连接着的大臂、小臂、铲斗构成的作业机、下部行进体、上部旋转体进行动作。在建筑机械1工作期间，作业机、下部行进体、上部旋转体的负荷根据掘削土质、行进路坡度等而不断变化。根据此，改变液压机器(液压泵3)的负荷(以下称油机负荷)，即作用于发动机2的负荷。

对狄赛尔发动机2的输出P(马力；kw)的控制通过调整向缸内喷射的燃料量进行。该调整通过安装于发动机1的燃料喷射泵上的调速器4进行。作为调速器4，通常使用全速控制方式的调速器，其根据负荷调整发动机转速n和燃料喷射量(扭矩T)，以维持由燃料表盘设定好的目标发动机转速。即，调速器4增减燃料喷射量以消除目标转速和发动机转速的差。

图2表示发动机1的扭矩线图，横轴表示发动机转速n(rpm；rev/min)，纵轴表示扭矩T(N·m)。

图2表示在由最大扭矩线R规定的区域发动机2能够输出的性能。调速器4控制发动机2，使扭矩T超过最大扭矩线R但达不到排气界限，并且使发动机转速n超过高怠速转速nH但达不到过旋转。在最大扭矩线R上的额定点V发动机2的输出(马力)P为最大。J表示通过液压泵3吸收的马力为等马力的等马力曲线。

当由燃料表盘设定最大目标转速时，调速器4在连结额定点V和高怠速转速nH的最高速调节线Fe上进行调速。

随着液压泵3的负荷增大，发动机2的输出和泵吸收马力平衡的匹配点在最高速调节线Fe上向额定点V侧移动。在匹配点移动到额定点V侧时，发动机转速n逐渐减小，在额定点V发动机转速n为额定转速。

这样，当将发动机转速n固定在大致一定的高转速下进行作业时，就存在燃料消耗率大(不良)、泵效率低的问题。另外，所谓燃料消耗率(以下称燃费)，是指每输出1kw的燃料的消耗量，为发动机2的效率的一个指标。所谓泵效率，是指以容积效率、扭矩效率规定的液压泵3的效率。

图2中，M表示等燃费曲线。在燃费曲线M的谷底M1燃费最小，燃费随着从燃费最小点M1向外侧而增大。

由同图2可知，调节线Fe相当于在等燃费曲线M上燃费比较大的区域。因此，根据目前的控制方法，燃费大(不良)，在发动机效率方面很不理想。

另一方面，我们知道，在采用可变容量型的液压泵3的情况下，通常，如果为相同喷出压PRP，则泵容量q(斜板倾转角度)越大，容积效率、扭矩效率越高，泵效率越高。

另外，从下述(1)式可知，如果由液压泵3喷出的压力油的流量Q相同，则发动机2的转速越低，越能够使泵容量q增大。因此，越使发动机2低速化，越能够提高泵效率。

Q＝n·q  …(1)

因此，为了提高液压泵3的泵效率，只要使发动机2在转速n低的低速区域工作即可。

但是，由图2可知，调节线Fe相当于发动机2的高旋转区域。所以，根据目前的控制方法，存在泵效率低的问题。

另外，当使发动机2在调节线上工作时，一成为高负荷，发动机转速就下降，因此就有可能导致发动机停机。

对于不作用于这样的负荷而使发动机转速大致固定的控制方法，专利文献1中记载了根据杆操作量以及负荷使发动机转速发生变化的控制方法。

即，该专利文献1如图2所示，设定通过燃费最小点的目标发动机运转线L0。