[发明专利]作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括液压挖掘机、推土机、自卸汽车、轮式装载机等建设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

在用于作业机械的柴油发动机(以下，称为发动机)的发动机控制中，当作业机械的操作员任意设定在驾驶室内设置的燃料调整标度盘(节流标度盘)时，发动机控制器向燃料喷射系统输出用于将与设定值对应的燃料喷射量向发动机喷射的控制信号。而且，发动机控制器为了维持由燃料调整标度盘(节流标度盘)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向燃料喷射系统输出，对发动机转速进行调整。另外，发动机控制器或者泵控制器算出与发动机目标转速对应的液压泵的目标吸收转矩。该目标吸收转矩设定成使发动机的输出马力和液压泵的吸收马力达到平衡。

利用图26对通常的发动机控制进行说明。发动机被控制成不会超过由发动机的最大输出转矩线P1和被最大的发动机转速制约的发动机下降线Fe构成的发动机输出转矩线TL。而且，例如在作业机械为液压挖掘机等的情况下，发动机控制器根据为了进行上部回旋体的回旋动作或作业机的动作而被操作的操作杆的操作量和作业机等的负载，生成用于使发动机转速变化的控制信号。例如，当在发动机目标转速设定成N2的状态下进行砂土等的挖掘操作时，发动机从空转动作时的发动机转速(空转转速N1)转移到发动机目标转速N2。此时，当燃料喷射系统接收到来自发动机控制器的控制信号而对应于上述转移向发动机喷射燃料，作业机进行动作等造成负载增加时，以使发动机转速和发动机输出转矩到达与可变容量型液压泵(典型如斜板式液压泵)的泵吸收转矩线PL和发动机输出转矩线TL的交点相当的匹配点M1的方式，使发动机转速产生转移。需要说明的是，在额定点P，发动机输出达到最大。

在此，存在为了改善发动机的燃料效率及液压泵的泵效率而如图27所示设置穿过燃料消耗率良好的区域的目标发动机运转线(目标匹配轨迹)ML，将发动机输出和泵吸收转矩的匹配点设置在该目标匹配轨迹ML上的发动机控制装置。在图27中，曲线M表示发动机的等燃料效率曲线，越往曲线M的中心(眼球(M1))，燃料消耗率越优。另外，曲线J表示被液压泵吸收的马力成为等马力的等马力曲线。因此，在想要得到相同的马力时，与在发动机下降线Fe上的匹配点pt1匹配相比，在目标匹配轨迹ML上的匹配点pt2匹配时燃料消耗率更优。另外，液压泵的流量Q是发动机转速n和泵容量q之积(Q＝n·q)，如果想要得到相同的工作油流量，则降低发动机转速而使泵容量增大在泵效率方面更优。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2007-218111号公报

发明内容

【发明想要解决的问题】

另一方面，在混合动力液压挖掘机等建设机械中，存在将上部回旋体用电动回旋马达进行驱动的类型。在混合动力液压挖掘机中，从电容器等蓄电装置向该电动回旋马达供给电力(放电)而使上部回旋体回旋加速，在使上部回旋体回旋减速时利用电动回旋马达的再生向电容器供给电力(充电)，因此与以往的液压挖掘机相比，实现了较低的燃料消耗率。进而，在混合动力液压挖掘机中，响应作业机的负载等，使由发动机的驱动带动驱动的发电机发挥发电作用(发电开启)，将由发电机发出的电力向电容器供给(充电)，或者将由发电机发出的电力向电动回旋马达供给而用于电动回旋马达的回旋加速。另外，发电机根据混合动力液压挖掘机的负载进行对发动机的输出进行补充的辅助作用，实现较低的燃料消耗率。

在此，如图28所示，开始作业机动作之前的发动机转速处于匹配点MP0，为较低的空转转速，处于低负载，液压泵的斜板角也较小，泵容量在最低的状态。在从该状态开始作业机动作时，液压泵的泵容量无法立即变大而是逐渐变大，所以需要立刻增大发动机转速来确保从液压泵喷出的工作油的喷出量。例如，需要增大到由区域E1表示的目标无负载最大转速np2附近的发动机转速。但是，为了改善燃料效率及泵效率，目标匹配转速(目标辅助转速)np1被控制成使发动机转速成为较低的转速。因此，随着发动机负载的增大，如箭头A1所示，在发动机转速还没有达到足够大时，发动机转速到达目标辅助转速np1而稳定。其结果，考虑到存在以下问题，即，无论发电机是否进行了发动机的辅助，都无法从液压泵向作业机的液压促动器(液压驱动缸)充分供给工作油，从而无法充分确保作业机的响应性。