[发明专利]工程机械的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械的控制装置，该工程机械具有发动机以及与该发动机机械式连结的液压泵。

背景技术

以往，在具有用于驱动液压致动装置的液压系统的液压挖掘机和轮式装载机等工程机械中，具备有对最大负荷时的作业进行估计而选定的大型发动机，以能够应对从轻负荷到重负荷的全部作业。但是，在工程机械的作业整体中，为重负荷的作业只不过为一部分，由此，在轻负荷时和中度负荷时发动机的能力没有完全发挥，从油耗的观点来看，大型发动机并不是优选的。

相对于此，具有如下的技术：构成在为了改善油耗而使发动机小型化的同时而具有电动/发电机的混合动力系统，该电动/发电机用于补充随着该发动机的小型化而发生的输出低下，通过输出应答迅速的电动/发电机来进行输出辅助，由此，对发动机的转速进行可变控制而使其在高效率点上运转，由此能够抑制燃料消耗量(日本特开平11-2144号公报)。

另外，在具有液压系统的工程机械中，重要的是改善“作业量油耗”，该“作业量油耗”是液压致动装置相对于所投入的燃料而能够进行多少作业的指标。而且，为了改善作业量油耗，并非仅使发动机在高效率点上运转即可，也必须使液压泵也在使工程机械整体上的效率变好的动作点上运转。

在专利文献2中，提出了试图解决这种问题的技术。在日本特开2009-74405号公报中，记载了如下技术：对根据用于操作液压致动装置的杆操作来运算液压泵的目标流量的目标流量运算部、和根据该目标流量所运算的发动机的目标转速(第1目标转速)、和从液压泵的负荷压和操作杆输入而运算的目标转速(第4目标转速)进行比较，将其中较低的转速作为最终的目标转速，由此，能够提高高负荷时的泵效率以及发动机效率。

另外，在日本特开2004-84470号公报中，记载了如下的技术：在发动机和液压泵之间具有无级变速机(Continuously Variable Transmission：CVT)，由此，使发动机以及液压泵分别在效率良好的动作点上运转。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平11-2144号公报

专利文献2:日本特开2009-74405号公报

专利文献3:日本特开2004-84470号公报

在日本特开2004-84470号公报的技术中，在发动机、电动/发电机以及液压泵之间分别具有无级变速机，由此，动力传动系统(动力驱动系统)会变得复杂，无法避免动力传动系统整体的容积的增加，作为工程机械整体而不得不成为大型的设备。另外，因在动力传动系统的要素之间具有无级变速机而会使机械损失增加，由此，作为结果而有可能使系统整体的效率降低。

在日本特开2009-74405号公报的技术中，通过将可变容量型的液压泵的泵容积取得较大来进行泵的高效率化，在此基础上，将提高发动机效率的动作点作为目标转速，但是，泵效率并不是仅由泵容积单一决定的。在图19中表示在使泵容积固定的情况下的泵效率相对于转速的变化的情况。如图19可知，当泵的转速增加时，摩擦等会随之增加，由此机械效率会减少，泵的整体效率(机械效率与容积效率的积)会降低。在日本特开2009-74405号公报的技术中，没有考虑这种随着转速的增加而使液压泵的整体效率降低的情况，其等效于在使液压泵以最大容积动作时能够确保泵目标转速和流出量这一限制的基础上，决定仅对于发动机的高效率点。而且，在为了降低油耗低而使发动机大幅度地小型化的情况下，而会产生为了确保某一固定的输出，不得不以比图19所示的以往的发动机更高的转速来控制发动机的可能性。该情况会导致上述的泵效率的降低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种构成简单且能够在效率较高的动作点上控制发动机以及液压泵的工程机械的控制装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种工程机械的控制装置，该工程机械具有发动机、和由该发动机驱动的可变容量型液压泵，其中，在将向所述发动机的能量效率乘以所述液压泵的能量效率所得到的值作为系统效率时，所述控制装置具有：第1动作点运算部，其计算能够产生所述发动机的要求动力的、发动机转速以及发动机转矩的多个组合，并根据所述液压泵的排出压力来计算该各组合中的所述系统效率；转速运算部，其作为所述发动机的目标转速而计算如下的发动机转速，该发动机转速是在由所述第1动作点运算部算出的由所述发动机转速、所述发动机转矩以及所述系统效率构成的多个组合中包含所期望的系统效率的组合中的发动机转速；和容量运算部，其基于由所述转速运算部算出的目标转速和所述液压泵的要求流量来计算所述液压泵的目标容量。

发明的效果