[發(fā)明專利]工程機(jī)械的控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280065950.1
• 申請(qǐng)日: 2012-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN104159803A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石原新士;星野雅俊;園田光夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立建機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B60W10/06
• 分類號(hào): B60W10/06;B60K6/485;B60W10/10;B60W20/00;F02D29/00;F02D29/04;F02D29/06;F04B49/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 陳偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械的控制裝置，該工程機(jī)械具有發(fā)動(dòng)機(jī)以及與該發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械式連結(jié)的液壓泵。

背景技術(shù)

以往，在具有用于驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)裝置的液壓系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)等工程機(jī)械中，具備有對(duì)最大負(fù)荷時(shí)的作業(yè)進(jìn)行估計(jì)而選定的大型發(fā)動(dòng)機(jī)，以能夠應(yīng)對(duì)從輕負(fù)荷到重負(fù)荷的全部作業(yè)。但是，在工程機(jī)械的作業(yè)整體中，為重負(fù)荷的作業(yè)只不過(guò)為一部分，由此，在輕負(fù)荷時(shí)和中度負(fù)荷時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的能力沒有完全發(fā)揮，從油耗的觀點(diǎn)來(lái)看，大型發(fā)動(dòng)機(jī)并不是優(yōu)選的。

相對(duì)于此，具有如下的技術(shù)：構(gòu)成在為了改善油耗而使發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的同時(shí)而具有電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的混合動(dòng)力系統(tǒng)，該電動(dòng)/發(fā)電機(jī)用于補(bǔ)充隨著該發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化而發(fā)生的輸出低下，通過(guò)輸出應(yīng)答迅速的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)來(lái)進(jìn)行輸出輔助，由此，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行可變控制而使其在高效率點(diǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)，由此能夠抑制燃料消耗量(日本特開平11-2144號(hào)公報(bào))。

另外，在具有液壓系統(tǒng)的工程機(jī)械中，重要的是改善“作業(yè)量油耗”，該“作業(yè)量油耗”是液壓致動(dòng)裝置相對(duì)于所投入的燃料而能夠進(jìn)行多少作業(yè)的指標(biāo)。而且，為了改善作業(yè)量油耗，并非僅使發(fā)動(dòng)機(jī)在高效率點(diǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)即可，也必須使液壓泵也在使工程機(jī)械整體上的效率變好的動(dòng)作點(diǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)。

在專利文獻(xiàn)2中，提出了試圖解決這種問題的技術(shù)。在日本特開2009-74405號(hào)公報(bào)中，記載了如下技術(shù)：對(duì)根據(jù)用于操作液壓致動(dòng)裝置的桿操作來(lái)運(yùn)算液壓泵的目標(biāo)流量的目標(biāo)流量運(yùn)算部、和根據(jù)該目標(biāo)流量所運(yùn)算的發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(第1目標(biāo)轉(zhuǎn)速)、和從液壓泵的負(fù)荷壓和操作桿輸入而運(yùn)算的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(第4目標(biāo)轉(zhuǎn)速)進(jìn)行比較，將其中較低的轉(zhuǎn)速作為最終的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，由此，能夠提高高負(fù)荷時(shí)的泵效率以及發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

另外，在日本特開2004-84470號(hào)公報(bào)中，記載了如下的技術(shù)：在發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵之間具有無(wú)級(jí)變速機(jī)(Continuously?Variable?Transmission：CVT)，由此，使發(fā)動(dòng)機(jī)以及液壓泵分別在效率良好的動(dòng)作點(diǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-2144號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-74405號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3:日本特開2004-84470號(hào)公報(bào)

在日本特開2004-84470號(hào)公報(bào)的技術(shù)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)以及液壓泵之間分別具有無(wú)級(jí)變速機(jī)，由此，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))會(huì)變得復(fù)雜，無(wú)法避免動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)整體的容積的增加，作為工程機(jī)械整體而不得不成為大型的設(shè)備。另外，因在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的要素之間具有無(wú)級(jí)變速機(jī)而會(huì)使機(jī)械損失增加，由此，作為結(jié)果而有可能使系統(tǒng)整體的效率降低。

在日本特開2009-74405號(hào)公報(bào)的技術(shù)中，通過(guò)將可變?nèi)萘啃偷囊簤罕玫谋萌莘e取得較大來(lái)進(jìn)行泵的高效率化，在此基礎(chǔ)上，將提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的動(dòng)作點(diǎn)作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速，但是，泵效率并不是僅由泵容積單一決定的。在圖19中表示在使泵容積固定的情況下的泵效率相對(duì)于轉(zhuǎn)速的變化的情況。如圖19可知，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速增加時(shí)，摩擦等會(huì)隨之增加，由此機(jī)械效率會(huì)減少，泵的整體效率(機(jī)械效率與容積效率的積)會(huì)降低。在日本特開2009-74405號(hào)公報(bào)的技術(shù)中，沒有考慮這種隨著轉(zhuǎn)速的增加而使液壓泵的整體效率降低的情況，其等效于在使液壓泵以最大容積動(dòng)作時(shí)能夠確保泵目標(biāo)轉(zhuǎn)速和流出量這一限制的基礎(chǔ)上，決定僅對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率點(diǎn)。而且，在為了降低油耗低而使發(fā)動(dòng)機(jī)大幅度地小型化的情況下，而會(huì)產(chǎn)生為了確保某一固定的輸出，不得不以比圖19所示的以往的發(fā)動(dòng)機(jī)更高的轉(zhuǎn)速來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性。該情況會(huì)導(dǎo)致上述的泵效率的降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種構(gòu)成簡(jiǎn)單且能夠在效率較高的動(dòng)作點(diǎn)上控制發(fā)動(dòng)機(jī)以及液壓泵的工程機(jī)械的控制裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種工程機(jī)械的控制裝置，該工程機(jī)械具有發(fā)動(dòng)機(jī)、和由該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變?nèi)萘啃鸵簤罕茫渲校趯⑾蛩霭l(fā)動(dòng)機(jī)的能量效率乘以所述液壓泵的能量效率所得到的值作為系統(tǒng)效率時(shí)，所述控制裝置具有：第1動(dòng)作點(diǎn)運(yùn)算部，其計(jì)算能夠產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)的要求動(dòng)力的、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的多個(gè)組合，并根據(jù)所述液壓泵的排出壓力來(lái)計(jì)算該各組合中的所述系統(tǒng)效率；轉(zhuǎn)速運(yùn)算部，其作為所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速而計(jì)算如下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是在由所述第1動(dòng)作點(diǎn)運(yùn)算部算出的由所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩以及所述系統(tǒng)效率構(gòu)成的多個(gè)組合中包含所期望的系統(tǒng)效率的組合中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；和容量運(yùn)算部，其基于由所述轉(zhuǎn)速運(yùn)算部算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和所述液壓泵的要求流量來(lái)計(jì)算所述液壓泵的目標(biāo)容量。

發(fā)明的效果