工程机械的动力控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及工程机械的动力控制装置，包括：引擎，与液压泵连接，用于驱动所述液压泵；引擎控制装置，用于控制所述引擎，从而当在重负载状态时，使引擎旋转数指令上升预设的引擎旋转数，然后根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降至滞后形态；当在轻负载状态时，使引擎旋转数指令下降预设的引擎旋转数，然后根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降至滞后形态；以及泵控制装置，用于利用反映有引擎动特性的扭矩倾斜度分布图来控制所述液压泵。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及工程机械的动力控制装置。
技术介绍
通常，诸如挖掘机的工程机械利用从与引擎直接连接的容量可变型液压泵吐出液压油，驱动包括动臂、斗杆以及铲斗等多个作业装置。这种液压泵的吐出流量通过多种变量来控制，以能够满足作业的效率性和燃油费等多种条件。图1a至图1c为说明现有的液压泵控制方法的示意图。图1a为说明流量控制的示意图。根据P-Q线图可以控制流量。即，由于引擎输出的最大扭矩是既定的，因此引擎在没有停止的情况下的稳定范围内运行液压泵。例如，若需要较高的压力，则降低流量；当压力较小时，控制并突出最大流量。图1b为说明马力控制的示意图。马力控制是指事先选择负载模式以控制液压泵。即，需要提高作业性能时，选择上位的负载模式以输出最大扭矩；需要进行轻负载作业时，选择下位的负载模式以降低最大扭矩。上述的负载模式可以表现为轻负载模式、标准负载模式以及重负载模式。并且，可以表现为全功率模式、功率模式、标准模式、经济模式、空载模式等。即，负载模式可以根据负载的轻重或者输出的扭矩大小来予以表现。图1c为复合流量控制和马力控制并予以适用的液压泵的控制示意图。即，当作业形态为重负载时，选择上位的功率模式(P模式)并进行作业；当作业形态为轻负载时，选择下位的标准模式(S模式)并进行作业。据此，功率模式变更为标准模式时，控制最大吐出流量并限制其朝向减少的一侧。如图1c所示，当复合流量控制和马力控制以控制液压泵时，参考图2及图3说明泵扭矩和引擎旋转数之间的相互关系。图2为与引擎旋转数和泵扭矩有关的时间推移曲线图。图3为与引擎旋转数有关的泵扭矩曲线图。在图2中，A、B为当紧急操作操纵杆时需要值(流量/液压)急剧上升的情形。此时，引擎旋转数(rpm)急剧地瞬间下降，并且呈现出实际泵扭矩不稳定地下降的形态。参考图3，引擎旋转数(rpm)在额定旋转数1800～1900rpm前后呈现出线性形态；但是如C部分，产生跳动不稳定的部分。C部分相当于图2的A部分、B部分。即，可以得知，当紧急操作操纵杆时最终输出的泵扭矩不稳定，因此存在作业期间控制性下降的问题。针对C部分进行详细说明则如下：当紧急操作操纵杆，则根据操纵杆档位最大所需扭矩(Max Torque)增加，引擎旋转数(rpm)减少，液压泵的输出扭矩(T)减少。只要控制最大所需扭矩(Max Torque)变化量，则在实际扭矩变化量骤变的部分引擎旋转数(rpm)减少，这样会导致限制能够使用的能量，即性能低下。即，一般而言按照喷射量喷射燃料，但是如果引擎旋转数下降，则即使存在能够弥补消耗燃料的能量总和，也会导致扩大损失恶化燃油费的结果。另一方面，监控引擎旋转数(rpm)以使得扭矩的大小在控制限度时，作为后续处理，由于反馈(feed back)结果值，因此难以应对引擎旋转数(rpm)的骤变。并且，由于最终输出的液压泵的最终扭矩不稳定，因此会存在作业期间的控制性下降的问题。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于，提供工程机械的动力控制装置，通过根据引擎负载率控制引擎旋转数和泵扭矩以改善燃油费，从而解决上述问题。本专利技术的另一目的在于，提供工程机械的动力控制装置，通过在使用流量较低的低负载作业时，主动地控制引擎速度，从而可以改善燃油费。为了实现上述目的，根据本专利技术一实施例，根据本专利技术的工程机械的动力控制装置包括：引擎，与液压泵连接，用于驱动所述液压泵；引擎控制装置，用于控制所述引擎，从而当在重负载状态时，使引擎旋转数指令上升预设的引擎旋转数，然后根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降至滞后(Hysteresis)形态；当在轻负载状态时，使引擎旋转数指令下降预设的引擎旋转数，然后根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降至滞后形态；以及泵控制装置，用于利用反映有引擎动特性的扭矩倾斜度分布图来控制所述液压泵。优选地，通过引擎负载率(％)＝实际引擎扭矩/引擎最大扭矩*100，计算所述引擎负载率。优选地，在所述引擎旋转数指令小于最大额定的指令区域，所述引擎控制装置用于限制根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降的动作。优选地，重负载状态为挖掘(Digging)或者动臂提升(Boom up)+旋转(Swing)区间；轻负载状态装车(Dumping)或者回旋+复原(Return)区间。优选地，所述泵控制装置，用于当把引擎负载率分为多个区间并且按照各个区间产生引擎负载时，分别求出引擎旋转数下降现象稳定的时间点的扭矩倾斜度，生成所述扭矩倾斜度分布图。优选地，所述引擎控制装置包括：所需扭矩计算部，用于利用流量和压力计算所需扭矩；目标速度算出部，用于将所述所需扭矩适用于滞后形态的所需扭矩及目标速度分布图以算出目标速度，利用所述所需扭矩限制算出的目标速度的上升斜坡和下降斜坡；以及速度控制部，用于根据在所述目标速度算出部算出的目标速度来控制引擎速度。优选地，所述目标速度算出部包括：所需扭矩以及目标速度映射部，用于将所述所需扭矩适用于所述所需扭矩及目标速度分布图以算出目标速度；变化率计算部，用于利用所述所需扭矩，计算在所述所需扭矩以及目标速度映射部算出的目标速度的上升斜坡和下降斜坡；以及变化率限制部，用于根据在所述变化率计算部计算的目标速度的上升斜坡和下降斜坡来限制所述目标速度。优选地，所述目标速度算出部，用于当动臂或者斗杆中的至少一个处于高负载作业时，使引擎速度上升；当动臂和斗杆处于低负载作业时，使引擎速度下降。优选地，当所述动臂或者所述动臂的导向器信号在动臂提升或者斗杆聚拢压力以上时为高负载作业。根据如上所述的本说明书，通过提供工程机械的动力控制装置，其根据引擎负载率把引擎旋转数控制成滞后形态，利用反映有引擎动特性的扭矩倾斜度分布图控制泵扭矩，从而可以最小化工程机械的作业性能限制并且改善作业燃油费。并且，通过提供工程机械的动力控制装置，其当在使用较低流量的低负载作业时主动地控制引擎速度，从而可以改善燃油费效率。并且，通过提供工程机械的动力控制装置，仅在诸如动臂提升及斗杆聚拢的实际高负载作业中，增加引擎旋转数，从而在低负载区域及低负载区域可以使引擎旋转数明确地上升或者下降。附图说明图1a至图1c为说明现有的液压泵控制方法的示意图。图2为与引擎旋转数和泵扭矩有关的时间推移曲线图。图3为与引擎旋转数有关的泵扭矩曲线图。图3为与引擎旋转数有关的泵扭矩曲线图。图4为根据引擎旋转数的引擎负载率曲线示意图。图5为根据本专利技术一实施例的工程机械的动力控制装置结构示意图。图6a至图6c为说明在工程机械的液压系统中的液压泵控制的示意图。图7为说明根据本专利技术一实施例的工程机械的动力控制装置的引擎旋转数控制区域的示意图。图8为说明根据本专利技术一实施例的工程机械的动力控制装置的当按照阶段使引擎负载上升时的引擎旋转数变化的示意图。图9a至图9f说明在根据本专利技术一实施例的工程机械的动力控制装置中按照负载范围设定扭矩倾斜度的例子的示意图。图10为根据本专利技术一实施例的工程机械的仪表盘的示意图。图11为在工程机械的各个作业区间中引擎旋转数曲线示意图。图12为根据本专利技术一实施例的工程机械的引擎控制装置的结构示意图。图13为根据本专利技术一实施例的目标速度算出部的结构示意图。图14为滞后(Hysteresis)形态的所需扭矩及目标速度分布图的示意图。图15为按照所需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程机械的动力控制装置，其特征在于，包括：引擎，与液压泵连接，用于驱动所述液压泵；引擎控制装置，用于控制所述引擎，从而当在重负载状态时，使引擎旋转数指令上升预设的引擎旋转数，然后根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降至滞后形态；当在轻负载状态时，使引擎旋转数指令下降预设的引擎旋转数，然后根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降至滞后形态；以及泵控制装置，用于利用反映有引擎动特性的扭矩倾斜度分布图来控制所述液压泵。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.26 KR 10-2013-0164557;2013.12.26 KR 10-2011.一种工程机械的动力控制装置，其特征在于，包括：引擎，与液压泵连接，用于驱动所述液压泵；引擎控制装置，用于控制所述引擎，从而当在重负载状态时，使引擎旋转数指令上升预设的引擎旋转数，然后根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降至滞后形态；当在轻负载状态时，使引擎旋转数指令下降预设的引擎旋转数，然后根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降至滞后形态；以及泵控制装置，用于利用反映有引擎动特性的扭矩倾斜度分布图来控制所述液压泵。2.根据权利要求1所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，根据下面的数学式1计算所述引擎负载率，[数学式1]引擎负载率＝实际引擎扭矩/引擎最大扭矩*100。3.根据权利要求1所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，在所述引擎旋转数指令小于最大额定的指令区域，所述引擎控制装置用于限制根据引擎负载率使引擎旋转数上升或者下降的动作。4.根据权利要求1所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，重负载状态为挖掘或者动臂提升+旋转区间；轻负载状态装车或者回旋+复原区间。5.根据权利要求1所述的工程机械的动力控制装置，其特征在于，所述泵控制装置，用于当把引擎负载率分...

【专利技术属性】
技术研发人员：房在锡，郑雨容，孙元旋，
申请(专利权)人：斗山英维高株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR