[發明專利]作業機械的發動機控制裝置及其發動機控制方法

有效

• 申請號: 201380003160.5
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN104487682B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 村上健太郎;河口正
• 申請（專利權）人: 株式會社小松制作所
• 主分類號: F02D29/00
• 分類號: F02D29/00;E02F9/20;F02D29/04
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 楊黎峰;金丹

技術領域

本發明涉及包括液壓挖掘機、推土機、自動卸貨車、輪式裝載機等建筑機械在內的作業機械的發動機控制裝置及其發動機控制方法。

背景技術

在用于作業機械的柴油發動機（以下稱發動機）的發動機控制中，若作業機械的操作者任意設定設于駕駛室內的燃料調整撥盤（節流撥盤），則發動機控制器對燃料噴射系統輸出控制信號，以將對應于設定的燃料噴射量噴射至發動機。而且，發動機控制器為了維持由燃料調整撥盤（節流撥盤）設定的發動機目標轉速，將與安裝在作業機械上的作業機的負載變動對應的控制信號輸出至燃料噴射系統，來調整發動機轉速。另外，發動機控制器或者泵控制器計算與發動機目標轉速相對應的液壓泵的目標吸收扭矩。該目標吸收扭矩被設定為使發動機的輸出馬力與液壓泵的吸收馬力相平衡。

下面，使用圖24來說明通常的發動機控制。發動機被控制為不超過基于發動機的最大輸出扭矩線P1和從最大的發動機轉速引出的發動機衰減線Fe而成立的發動機輸出扭矩線TL。而且，例如在作業機械為液壓挖掘機等的情況下，發動機控制器生成控制信號，以使發動機轉速根據操作桿的操作量以及作業機等的負載來變化，上述操作桿的操作量是為了使上部回轉體的回轉動作或作業機動作而進行的操作桿的操作量。例如，若在發動機目標轉速被設定成N2的狀態下進行沙土等的挖掘操作，則發動機從怠速動作時的發動機轉速（怠速轉速N1)轉變為發動機目標轉速N2。此時，燃料噴射系統接收到來自發動機控制器的控制信號，對應于上述轉變來將燃料噴射至發動機，若實施作業機動作等而負載增加，則以使發動機轉速和發動機輸出扭矩到達匹配點M1的方式，發動機轉速轉變，該匹配點相當于可變容量型液壓泵（典型代表為斜板式液壓泵）的泵吸收扭矩線PL與發動機輸出扭矩線TL的交點。此外，在額定點P，發動機輸出為最大。

在此，為了改善發動機的燃料效率以及液壓泵的泵效率，存在如圖25所示設置經過燃料消耗率好的區域的目標發動機運轉線（目標匹配軌跡）ML、且在該目標匹配軌跡ML上設置發動機輸出與泵吸收扭矩的匹配點的發動機控制裝置。在圖25中，曲線M表示發動機的等燃料消耗率曲線，越靠近曲線M的中心（環（M1))，燃料消耗率越優良。另外，曲線J示出了由液壓泵吸收的馬力變成等馬力的等馬力曲線。因此，在要得到相同的馬力的情況下，與使之匹配于發動機衰減線Fe上的匹配點pt1的情況相比，使之匹配于目標匹配軌跡ML上的匹配點pt2的情況在燃料消耗率上更卓越。另外，液壓泵的流量Q是發動機轉速n與泵容量q之積（Q=n·q)，若要得到相同的液壓油流量，則降低發動機轉速而增大泵容量在泵效率上更優良。

專利文獻1：日本特開2007-120426號公報

專利文獻2：日本特開2012-241585號公報

發明內容

然而，在例如專利文獻2所述的現有發動機控制裝置中，能夠改變發動機的目標輸出，不過即使將操作桿向減少方向移動，雖然發動機的實際輸出會減少，但是并未考慮到使發動機目標輸出減少。此外，以往，在操作桿返回空擋的情況下，發動機目標輸出才會下降。

在即使通過減少操作桿來減少發動機實際輸出，而發動機目標輸出并不減少的情況下，存在以下問題：發動機實際輸出減少的同時，發動機轉速卻在經過發動機目標輸出的匹配點的衰減線上移動，而使發動機轉速增大，導致燃料消耗率惡化。

本發明鑒于上述問題而完成，目的在于提供一種能夠設定反映出操作者意圖的發動機目標輸出并提高燃料消耗率的作業機械的發動機控制裝置及其發動機控制方法。

為解決上述問題，達成本發明的目的，本發明所涉及的作業機械的發動機控制裝置具備：發動機、由至少發動機的動力驅動的作業機以及實施至少作業機的操作的操作桿，上述作業機械的發動機控制裝置的特征在于，具備：發動機輸出減少許可信息生成部，其在操作桿的桿操作總量減少的期間，生成允許發動機輸出減少的發動機輸出減少許可信息；發動機實際輸出運算部，其根據發動機扭矩與發動機轉速計算發動機實際輸出；鎖定（latch）功能部，其在沒有生成上述發動機輸出減少許可信息的期間，保持且輸出至此為止的最大的上述發動機實際輸出，在生成了上述發動機輸出減少許可信息的期間，輸出當前的上述發動機實際輸出；發動機目標輸出運算部，其根據上述鎖定功能部所輸出的發動機輸出來計算發動機目標輸出并將其輸出；以及發動機控制器，其在上述發動機目標輸出的限制下，控制發動機轉速。