工程机械的控制装置制造方法及图纸

一种工程机械的控制装置，具有：系统动作点运算部(28)，其计算能够产生发动机(1)的要求动力的、发动机转速以及发动机转矩的多个组合，并根据液压泵(3)的排出压力来计算该各组合中的系统效率；转速运算部(33)，其作为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系统动作点运算部算出的由发动机转速、发动机转矩以及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(29)，其基于由转速运算部算出的目标转速和液压泵的要求流量来计算液压泵的目标容量。由此，能够在系统整体的效率良好的动作点上控制发动机以及液压泵。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工程机械的控制装置
本专利技术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。
技术介绍
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(ContinuouslyVariableTransmission：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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，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，本专利技术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。专利技术的效果根据本专利技术，成为简单的构成，且能够在使系统整体的效率良好的动作点上控制发动机以及液压泵。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式的混合动力式液压挖掘机中的液压驱动控制装置的概略构成图。图2是本专利技术的各实施方式的调节器的泵容积-泵排出压力特性图。图3是本专利技术的第1实施方式的控制器8的概略构成图。图4是表示泵要求流量运算部21的构成的一例的图。图5是表示泵要求流量运算部21的构成的一例的图。图6是基于控制时的蓄电剩余量和目标蓄电剩余量之差来进行电动/发电机的动作的判断的情况的说明图。图7是表示由第2动作点运算部27生成的泵效率图的图。图8是表示由本专利技术的第1实施方式的第1动作点运算部28生成的系统效率图的图。图9是表示本专利技术与在先技术的发动机的目标转速的差异的图。图10是表示由本专利技术的第1实施方式的第1动作点运算部28生成的系统效率图的其他图。图11是表示蓄电剩余量相对于目标蓄电量的变化的一例的图。图12是在规定的区域中指定发动机的目标转速的情况的说明图。图13是本专利技术的第2实施方式的控制器的概略构成图。图14是表示由本专利技术的第2实施方式的第1动作点运算部28生成的系统效率图的图。图15是本专利技术的第3实施方式的控制器的概略构成图。图16是表示由本专利技术的第3实施方式的第1动作点运算部28生成的系统效率图的图。图17是本专利技术的第4实施方式的控制器的概略构成图。图18是表示由本专利技术的第4实施方式的第1动作点运算部28生成的系统效率图的图。图19是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情况的图。具体实施方式以下，使用附图说明本专利技术的实施方式。图1是本专利技术的第1实施方式的混合动力式液压挖掘机中的液压驱动控制装置的概略构成图。该图所示的液压驱动控制装置具有：发动机1；调整发动机1的燃料喷射量的调整器7；检测发动机1的实际转速的转速传感器(实际转速检测机构)6；通过与发动机1机械式连结的发动机1而驱动的可变容量型液压泵3(以下，具有仅称为“液压泵3”的情况)；通过从液压泵3排出的压力油而驱动的液压致动装置5；由发动机1驱动的先导泵32；操作杆(操作装置)16，用于通过将从先导泵32排出的压力油减压并向阀装置4输出来控制液压致动装置5；电动/发电机2，配置在发动机1的驱动轴上，且进行基于发动机1的液压泵3的驱动的辅助或者被发动机1驱动而发电；用于蓄积电力的蓄电装置(蓄电机构)10，该电力用于驱动电动/发电机2；调节液压泵3的容量的包含在泵容量调节装置(泵容量调节机构)中的调节器14；逆变器(电力转换装置)9，控制电动/发电机2并控制电动/发电机2与蓄电装置10间的电力接收发送；控制器(控制装置)8，控制调整器7并调整燃料喷射量来控制发动机转速，并且控制逆变器9来控制电动/发本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.05 JP 2012-0008471.一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，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的工程机械的控制装置，其特征在于，还具有第2动作点运算部，其计算能够产生所述液压泵的要求流量的、泵转速以及泵容积的多个组合，并根据所述液压泵的排出压力来计算该各组合中的所述液压泵的能量效率，所述第1动作点运算部基于由所述第2动作点运算部算出的所述液压泵的能量效率、和所述发动机的能量效率来计算所述各组合中的所述系统效率。3.根据权利要求1或2所述的工程机械的控制装置，其特征在于，所述工程机械还具有电动/发电机，其辅助基于所述发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：石原新士，星野雅俊，园田光夫，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP