專利名稱：發(fā)動機的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基于所設定的發(fā)動機的目標發(fā)動機轉速進行發(fā)動機的驅動控制的發(fā)動機的控制裝置，尤其是關于實現(xiàn)發(fā)動機的燃料消耗量的改善的發(fā)動機的控制裝置。
背景技術：
在工程機械中，泵吸收扭矩為發(fā)動機的額定扭矩以下的情況下，在表示發(fā)動機轉速和發(fā)動機輸出扭矩的關系的發(fā)動機輸出扭矩特性線中的高速控制區(qū)域，進行發(fā)動機輸出扭矩與泵吸收扭矩的匹配。例如，與燃料指令旋鈕的設定相對應設定目標發(fā)動機轉速，從而確定與被設定的目標發(fā)動機轉速對應的高速控制區(qū)域?；蛘?，與燃料指令旋鈕的設定相對應確定高速控制區(qū)域，與被確定的高速控制區(qū)域相對應設定發(fā)動機的目標發(fā)動機轉速。而且，在被確定的高速控制區(qū)域中，進行使泵吸收扭矩和發(fā)動機輸出扭矩匹配的控制。 一般情況下，大多數(shù)作業(yè)者為提高作業(yè)量，將目標發(fā)動機轉速設定成發(fā)動機的額定轉速或其附近轉速的情況較多。然而，發(fā)動機的燃料消耗量少的區(qū)域，即，燃燒效率好的區(qū)域通常存在于發(fā)動機輸出扭矩特性線上的中等轉速區(qū)域或高扭矩區(qū)域。由此，從空載高怠速旋轉到額定旋轉之間被確定的高速控制區(qū)域從燃燒效率方面來說不會成為效率好的區(qū)域。以往，為使發(fā)動機在燃燒效率好的區(qū)域驅動，公知一種控制裝置，對每個作業(yè)模式 將發(fā)動機的目標發(fā)動機轉速的值和發(fā)動機的目標輸出扭矩的值預先設定為具有對應關系，能夠選擇多個作業(yè)模式(例如參照專利文獻I )。在這種控制裝置中，作業(yè)者例如選擇了第二作業(yè)模式的情況下，與第一作業(yè)模式相比，能夠將設定發(fā)動機的轉速設定為較低，改善燃燒效率。但是，使用上述作業(yè)模式切換方式的情況下，若作業(yè)者不一一地操作模式切換機構，則不能進行燃燒效率的改善。另外，將選擇了第二作業(yè)模式時的發(fā)動機轉速一律設定成比選擇了第一作業(yè)模式時的發(fā)動機轉速低的轉速值時，選擇第二作業(yè)模式時，會引起如下問題。S卩，工程機械的作業(yè)裝置(以下稱為作業(yè)機)的最大速度比選擇了第一作業(yè)模式的情況下低。其結果，與選擇了第一作業(yè)模式時的作業(yè)量相比，選擇了第二作業(yè)模式時的作業(yè)量變少。為解決這樣的問題，申請人已經(jīng)提出了發(fā)動機的控制裝置及其控制方法(參照專利文獻2)。根據(jù)該發(fā)動機控制裝置的發(fā)明，泵容量及發(fā)動機輸出扭矩低的狀態(tài)時，基于第二目標發(fā)動機轉速，進行發(fā)動機的驅動控制，該第二目標發(fā)動機轉速處于比設定的第一目標發(fā)動機轉速低的旋轉區(qū)域側，由此能夠進行發(fā)動機的驅動控制，使其與被發(fā)動機驅動的可變容量型液壓泵的泵容量或所檢測的發(fā)動機輸出扭矩相對應成為預先設定的目標發(fā)動機轉速。尤其，根據(jù)上述發(fā)動機控制裝置的發(fā)明，能夠提高發(fā)動機的燃燒效率，確保作業(yè)機所需的泵排出量的同時，使發(fā)動機轉速非常平滑地變化。而且，實現(xiàn)能夠防止發(fā)動機旋轉聲音不連續(xù)變化的不適感這樣的效果。現(xiàn)有技術文獻專利文獻I日本特開平10- 273919號公報專利文獻2國際公開第2009/104636號小冊子在專利文獻2的上述發(fā)動機控制裝置的發(fā)明中，代替從利用燃料指令旋鈕等指示的第一目標發(fā)動機轉速開始發(fā)動機的驅動控制，從比第一目標發(fā)動機轉速低的轉速即第二目標發(fā)動機轉速開始發(fā)動機的驅動控制。但是，在專利文獻2的發(fā)明中，使第一目標發(fā)動機轉速從發(fā)動機的額定轉速降低時，沒有記載如何與降低了的第一目標發(fā)動機轉速相應地設定第二目標發(fā)動機轉速。這里，比第一目標發(fā)動機轉速低的轉速即第二目標發(fā)動機轉速設定得越低，降低 燃料消耗的效果越大。但是，使第一目標發(fā)動機轉速從發(fā)動機的額定轉速開始降低時，代替第一目標發(fā)動機轉速，設定第二目標發(fā)動機轉速時的降低幅度相同時，發(fā)生引起泵流量不足的情況。在發(fā)動機輸出扭矩特性線上的最大扭矩點附近，根據(jù)為防止失速而設定的泵吸收扭矩限制線，泵容量會被限制。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是進一步改進上述專利文獻2的發(fā)明，是對專利文獻2的發(fā)明中沒有公開的上述情況實施了改進的發(fā)明，其目的是提供一種發(fā)動機的控制裝置，以更良好的效率且低燃料消耗進行發(fā)動機控制，并且，能夠得到液壓泵所需的吸收扭矩。本發(fā)明的目的能夠通過關于發(fā)動機控制裝置的第一發(fā)明至第四發(fā)明良好地實現(xiàn)。S卩，在本申請第一發(fā)明中的發(fā)動機的控制裝置中，具有被發(fā)動機驅動的可變容量型的液壓泵；液壓執(zhí)行機構，通過來自所述液壓泵的排出壓力油被驅動；控制閥，控制從所述液壓泵排出的壓力油并向所述液壓執(zhí)行機構給排壓力油；檢測機構，檢測所述液壓泵的泵容量；燃料噴射裝置，對向所述發(fā)動機供給的燃料進行控制；指令機構，從能夠可變地指示的指令值中選擇一個指令值進行指示；第一設定機構，與由所述指令機構指示的指令值相應地設定第一目標發(fā)動機轉速，基于所述第一目標發(fā)動機轉速設定所述第一目標發(fā)動機轉速以下的轉速即第二目標發(fā)動機轉速；第二設定機構，將所述第二目標發(fā)動機轉速作為下限值來設定與泵容量對應的目標發(fā)動機轉速；控制機構，控制所述燃料噴射裝置，以使發(fā)動機轉速成為由所述第二設定機構求出的目標發(fā)動機轉速；所述第一設定機構在降低所述第一目標發(fā)動機轉速時，所述第二目標發(fā)動機轉速被設定成恒定或變低，并且被設定為使所述第一目標發(fā)動機轉速向所述第二目標發(fā)動機轉速降低的降低幅度減小，所述第一目標發(fā)動機轉速成為最大扭矩點處的發(fā)動機轉速以下的情況下，所述降低幅度被設定為零。另外，在本申請第二發(fā)明中，主要特征在于，在預先設定的第一目標發(fā)動機轉速的范圍內，降低所述第一目標發(fā)動機轉速時，所述第一設定機構將所述第二目標發(fā)動機轉速設定為變低。而且，在本申請第三發(fā)明中，主要特征在于，在使所述第一目標發(fā)動機轉速從發(fā)動機的額定轉速降低時，將所述第一目標發(fā)動機轉速設定成所述液壓泵中的泵吸收扭矩特性線開始移動時的發(fā)動機轉速以上的情況下，所述第一設定機構將所述第二目標發(fā)動機轉速設定成預先設定的恒定的轉速。而且，在本申請第四發(fā)明中，主要特征在于，還具有檢測發(fā)動機輸出扭矩的檢測機構，所述第二設定機構將所述第二目標發(fā)動機轉速作為下限值來設定與泵容量或發(fā)動機輸出扭矩對應的目標發(fā)動機轉速。發(fā)明的效果在本發(fā)明的發(fā)動機的控制裝置中，能夠與設定的第一目標發(fā)動機轉速相應地設定第二目標發(fā)動機轉速。而且，將第一目標發(fā)動機轉速設定得低時，能夠與設定為低的第一目標發(fā)動機轉速相對應將第二目標發(fā)動機轉速設定低，從而能夠降低燃料消耗量。而且，能夠與第一目標發(fā)動機轉速相對應減少設定第二目標發(fā)動機轉速時的降低幅度。 即，使第一目標發(fā)動機轉速向第二目標發(fā)動機轉速降低的降低幅度隨著第一目標發(fā)動機轉速變低而減小。根據(jù)該結構，隨著降低由指令機構指示的第一目標發(fā)動機轉速，第二目標發(fā)動機轉速和第一目標發(fā)動機轉速的差變小，變得難以基于泵吸收扭矩限制線對泵排出流量進行限制。而且，第一目標發(fā)動機轉速降低到最大扭矩點處的發(fā)動機轉速以下的轉速時，第二目標發(fā)動機轉速被設定成與此時的第一目標發(fā)動機轉速相同的轉速。根據(jù)該結構，由于從成為與第一目標發(fā)動機轉速為相同轉速的第二目標發(fā)動機轉速開始發(fā)動機控制，所以液壓泵能夠從發(fā)動機的輸出扭矩得到與基于第一目標發(fā)動機轉速實施的控制相同的泵吸收扭矩。另外，如本申請第二發(fā)明那樣，通過以隨著降低第一目標發(fā)動機轉速也降低第二目標發(fā)動機轉速的方式進行設定，由此，與通過燃料指令旋鈕降低第一目標發(fā)動機轉速無關，不會給作業(yè)者帶來第二目標發(fā)動機轉速不會變低這樣的不適感。而且，如本申請第三發(fā)明那樣，使第一目標發(fā)動機轉速從發(fā)動機的額定轉速降低時，將第一目標發(fā)動機轉速設定成液壓泵中的泵吸收扭矩特性線開始移動時的發(fā)動機轉速以上的轉速的情況下，能夠將第二目標發(fā)動機轉速預先設定成恒定的轉速。即使這樣地構成，泵吸收扭矩限制線和與第二目標發(fā)動機轉速對應的高速控制區(qū)域的關系也不變。由此，能夠預先確保液壓泵所需的泵吸收扭矩。而且，關于設定了第一目標發(fā)動機轉速的作業(yè)者所要達到的液壓執(zhí)行機構的操作性，在作業(yè)者的操作性方面不會感到不適感。而且，即使提高第一目標發(fā)動機轉速，第二目標發(fā)動機轉速也能夠預先成為低的轉速，從而能夠大幅度提高燃燒效率。另外，通過本申請第四發(fā)明那樣地構成，能夠不會給液壓執(zhí)行機構的操作帶來不良影響地進一步平滑地進行效率良好的動作。


圖I是本發(fā)明的實施方式的液壓回路圖。圖2是控制器的框圖。圖3是表示發(fā)動機轉速和發(fā)動機輸出扭矩之間關系的圖。
圖4是發(fā)動機輸出扭矩特性線。圖5是使發(fā)動機輸出扭矩增加時的發(fā)動機輸出扭矩特性線。圖6是用于說明目標發(fā)動機轉速和泵吸收扭矩限制線之間關系的圖。圖7是用于設定第二目標發(fā)動機轉速的說明圖。圖8是表示發(fā)動機轉速和發(fā)動機輸出扭矩之間關系的圖。圖9是本發(fā)明的控制流程圖。 圖IOA是表示第一目標發(fā)動機轉速和第二目標發(fā)動機轉速之間關系的圖。圖IOB是表示泵容量和目標發(fā)動機轉速之間關系的圖。圖IOC是表示發(fā)動機輸出扭矩和目標發(fā)動機轉速之間關系的圖。圖11是表示第一目標發(fā)動機轉速和第二目標發(fā)動機轉速之間關系的圖。圖12是表示泵容量和目標發(fā)動機轉速之間關系的圖。圖13是表示發(fā)動機輸出扭矩和目標發(fā)動機轉速之間關系的圖。
具體實施例方式關于本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，基于附圖如下具體地說明。本發(fā)明的發(fā)動機的控制裝置能夠作為對搭載在液壓挖掘機、推土機、輪式裝載機等工程機械上的發(fā)動機進行控制的控制裝置良好地使用。另外，作為本發(fā)明的發(fā)動機的控制裝置，除了以下說明的形狀、結構以外，只要是能夠解決本發(fā)明的課題的形狀、結構，也能夠采用這些形狀、結構。由此，本發(fā)明不限于以下說明的實施例，能夠進行各種變更。實施例圖I是本發(fā)明的實施方式的發(fā)動機的控制裝置的液壓回路圖。發(fā)動機2是柴油發(fā)動機，該發(fā)動機輸出扭矩的控制是通過調整向發(fā)動機2的氣缸內噴射的燃料的量而進行的。該燃料的調整能夠如以往那樣通過公知的燃料噴射裝置3進行。在發(fā)動機2的輸出軸5上連結有可變容量型液壓泵6 (以下稱為液壓泵6)，通過輸出軸5旋轉,驅動液壓泵6。液壓泵6的斜盤6a的傾轉角被泵控制裝置8控制,斜盤6a的傾轉角變化，由此，液壓泵6的泵容量D (cc/rev)變化。泵控制裝置8由控制斜盤6a的傾轉角的伺服缸12、和通過泵壓和液壓執(zhí)行機構10的負載壓力的壓差被控制的LS閥(負載傳感閥)17構成。伺服缸12具有作用于斜盤6a的伺服活塞14，來自液壓泵6的排出壓力經(jīng)由油路27a、27b被供給。LS閥17對應于油路27a的液壓(泵排出壓力)和先導油路28的液壓(液壓執(zhí)行機構10的負載壓力)之間的壓差而動作，來控制伺服活塞14。通過伺服活塞14的控制，來控制液壓泵6中的斜盤6a的傾轉角。另外，根據(jù)與操作桿Ila的操作量相應地從操作桿裝置11輸出的先導壓來控制控制閥9，由此，控制向液壓執(zhí)行機構10供給的流量。該泵控制裝置8可以由公知的負載傳感控制裝置構成。另外，向被供給油路27a的液壓(泵排出壓力)的LS閥17的一端，供給來自從油路27a分支的油路而經(jīng)由電磁比例閥16的先導壓。電磁比例閥16能夠根據(jù)來自控制器7的指令值，調整被向LS閥17的一端供給的先導壓?？刂破?通過控制電磁比例閥16的指令值，能夠限制液壓泵6的斜盤6a的角度(與泵容量相當)。
因此，控制器7能夠通過設定后述的泵吸收扭矩限制線，對應于發(fā)動機轉速傳感器20檢測的發(fā)動機轉速來限制泵吸收扭矩。此外，限制泵吸收扭矩的機構也可以由上述以外的機構構成。限制泵吸收扭矩的機構也可以另外設置目前公知的扭矩控制閥來進行限制。從液壓泵6排出的壓力油通過排出油路25被供給到控制閥9?？刂崎y9構成為能夠切換成五通三位的切換閥，通過將從控制閥9輸出的壓力油有選擇地向油路26a、26b供給，能夠使液壓執(zhí)行機構10動作。此外，作為液壓執(zhí)行機構不限于例示的液壓缸型的液壓執(zhí)行機構，也可以是液壓馬達，另外，還可以作為轉子型的液壓執(zhí)行機構構成。另外，僅例示了一組控制閥9和液壓執(zhí)行機構10，但也可以構成多組控制閥9和液壓執(zhí)行機構10，也可以構成為利用一個控制閥操作多個液壓執(zhí)行機構。S卩，例如作為工程機械以液壓挖掘機為例對液壓執(zhí)行機構進行說明，則大臂用液壓缸、小臂用液壓缸、鏟斗用液壓缸、左行駛用液壓馬達、右行駛用液壓馬達及旋回馬達等作為液壓執(zhí)行機構被使用。在圖I中，以這些各液壓執(zhí)行機構中的例如大臂用液壓缸為代表進行表不。從中立位置操作了操作桿IIa時，與操作桿IIa的操作方向及操作量相對應，從操作桿裝置11輸出先導壓。被輸出的先導壓施加在控制閥9的左右先導端口中的任意一個。由此，控制閥9從作為中立位置的(II)位置被切換到左右的(I)位置或(III)位置。控制閥9從(II)位置被切換到(I)位置后，能夠將來自液壓泵6的排出壓力油從油路26b供給到液壓執(zhí)行機構10的底側，并能夠使液壓執(zhí)行機構10的活塞伸長。此時，液壓執(zhí)行機構10的頂側的壓力油從油路26a通過控制閥9被排出到壓力油箱22。同樣地，控制閥9被切換到(III)位置后，能夠將來自液壓泵6的排出壓力油從油路26a供給到液壓執(zhí)行機構10的頂側，并能夠使液壓執(zhí)行機構10的活塞縮小。此時，液壓執(zhí)行機構10的底側的壓力油從油路26b通過控制閥9被排出到壓力油箱22。這里，液壓執(zhí)行機構10的頂側是指液壓缸的桿側的油室。另外，液壓執(zhí)行機構10的底側是指液壓缸的桿的相反側的油室。從排出油路25的中途分支出油路27c，在油路27c上配置有卸載閥15。卸載閥15與壓力油箱22連接，能夠切換成切斷油路27c的位置和連通油路27c的位置。油路27c中的液壓作為將卸載閥15切換到連通位置的推壓力發(fā)揮作用。另外，液壓執(zhí)行機構10的負載壓力所作用的先導油路28的先導壓及彈簧的推壓力作為將卸載閥15切換到切斷位置的推壓力發(fā)揮作用。而且，卸載閥15通過先導油路28的先導壓及彈簧的推壓力與油路27c中的液壓之間的壓差被控制?？刂破?能夠通過例如具有作為程序存儲器或工作存儲器使用的存儲裝置和執(zhí)行程序的CPU的計算機實現(xiàn)。而且，在控制器7的存儲裝置中存儲有圖IOA 圖IOC所示的表I 表3、圖12所不的對應關系及圖13那樣的對應關系等。以下，關于控制器7的控制，使用圖2的框圖進行說明。在圖2中，向控制器7內的高速控制區(qū)域選擇計算部32輸入燃料指令旋鈕4的指令值37，并且輸入由泵扭矩計算部31計算的液壓泵6所需的泵扭矩的指令值、與液壓泵6的斜盤角對應的泵容量。向泵扭矩計算部31輸入由泵壓力傳感器38檢測的從液壓泵6排出的泵壓力、和、由對液壓泵6的斜盤角進行指令的斜盤角指令值計算部30計算出的液壓泵6的斜盤角。在泵扭矩計算部31中，從輸入的液壓泵6的斜盤角和液壓泵6的泵壓力計算液壓泵6所需的泵扭矩的指令值(發(fā)動機輸出扭矩的指令值)。即，一般情況下，液壓泵6的泵排出壓力P (泵壓力P)、排出容量D (泵容量D)和發(fā)動機輸出扭矩T的關系可以作為T = P* D/200 表示。從該關系式，在斜盤角指令值計算部30中，將被發(fā)動機2驅動的液壓泵6的轉速作為發(fā)動機轉速檢測，通過泵壓力傳感器38檢測來自液壓泵6的排出壓力即泵壓力，由此，能夠計算發(fā)動機輸出扭矩(泵扭矩)。對于泵扭矩計算部31中計算的液壓泵6所需的泵扭矩的指令值(發(fā)動機輸出扭矩 的指令值)，還可以代替使用由泵壓力檢測值和斜盤角指令值計算部30計算出的指令值進行計算的方式，使用泵壓力檢測值和斜盤角傳感器39的檢測值進行計算。使用泵壓力檢測值和斜盤角傳感器39的檢測值通過泵扭矩計算部31進行計算的方法使用圖2中的虛線箭頭表示。斜盤角指令值計算部30的計算可以使用由泵壓力傳感器38檢測出的泵壓力P和來自發(fā)動機轉速傳感器20的檢測值進行計算。斜盤角指令值計算部30的計算結果被輸入泵扭矩計算部31。即，能夠從泵壓力P和液壓泵6的轉速計算此時的液壓泵6的泵容量D，并能夠計算與泵容量D對應的泵斜盤角。在高速控制區(qū)域選擇計算部32中，將使發(fā)動機2進行驅動控制的高速控制區(qū)域指令值33發(fā)送給發(fā)動機2。此外，泵壓力傳感器38能夠配置為例如能夠檢測圖I的排出油路25中的泵壓力。另外，斜盤角傳感器39能夠作為檢測液壓泵6的斜盤角的傳感器構成。在泵扭矩計算部31中，能夠使用圖3所示的發(fā)動機輸出扭矩T和發(fā)動機轉速N之間的關系圖等，使用被輸入泵扭矩計算部31的值計算發(fā)動機輸出扭矩(泵扭矩)。S卩，如圖3所示，在與目標發(fā)動機轉速Nn相對應由燃料指令旋鈕4的指令值37設定的高速控制區(qū)域Fn中，能夠從該時刻的目標發(fā)動機轉速Nn與由發(fā)動機轉速傳感器20檢測的該時刻的發(fā)動機轉速Nr的交點，求出該時刻的發(fā)動機的推定扭矩Tg。此外，在泵扭矩計算部31中，還能夠從設置在控制器7中的未圖示的發(fā)動機輸出扭矩指令值和由發(fā)動機轉速傳感器20檢測出的發(fā)動機轉速，計算該時刻的發(fā)動機輸出扭矩。在泵扭矩計算部31中，能夠從由斜盤角傳感器39檢測出的泵容量和由泵壓力傳感器38檢測出的泵排出壓力，計算液壓泵6的輸出扭矩，將該計算出的輸出扭矩作為該時刻的發(fā)動機輸出扭矩求出。此外，泵扭矩計算部31、泵壓力傳感器38、斜盤角指令值計算部30、發(fā)動機轉速傳感器20及斜盤角傳感器39通過它們的組合而具有作為檢測液壓泵的泵容量的檢測機構和檢測發(fā)動機輸出扭矩的檢測機構的功能。這里，作業(yè)者能夠操作作為指令機構的燃料指令旋鈕4，從能夠可變地進行指令的指令值中選擇一個指令值后，設定與選擇的指令值對應的第一目標發(fā)動機轉速。能夠與這樣設定的第一目標發(fā)動機轉速相對應設定使泵吸收扭矩和發(fā)動機輸出扭矩匹配的高速控制區(qū)域。
S卩，如圖4所示，與燃料指令旋鈕4的操作相對應設定第一目標發(fā)動機轉速即目標發(fā)動機轉速Nb (N/ b)后，與第一目標發(fā)動機轉速Nb (N/ b)相對應的高速控制區(qū)域Fb被選擇。此時，發(fā)動機的目標發(fā)動機轉速成為轉速Nb (N/ b)。此外，第一目標發(fā)動機轉速N' b被確定為將目標發(fā)動機轉速控制成轉速Nb時的、空載時的發(fā)動機的摩擦扭矩和液壓系統(tǒng)的扭矩損失的合計值、與發(fā)動機輸出扭矩匹配的點。而且，在實際的發(fā)動機控制中，將連結第一目標發(fā)動機轉速N' b和匹配點Kb的線設定為高速控制區(qū)域Fb。以下，使用目標發(fā)動機轉速N' b與目標發(fā)動機轉速Nb相比處于高轉速側的例子進行說明，但也可以使目標發(fā)動機轉速N' b和目標發(fā)動機轉速Nb —致，也可以使目標發(fā)動機轉速N' b與目標發(fā)動機轉速Nb相比處于低轉速側。另外，在以下的說明中，例如目標發(fā)動機轉速Ne (N' c)這樣地記作帶單引號的轉速N' C，帶單引號的轉速N' c的情況如上所述的那樣。
另外，作業(yè)者操作燃料指令旋鈕4，設定比最初選擇的第一目標發(fā)動機轉速Nb低的新的第一目標發(fā)動機轉速Ne后，作為高速控制區(qū)域設定低轉速區(qū)域側的高速控制區(qū)域Fe。這樣，通過設定燃料指令旋鈕4，能夠與能夠由燃料指令旋鈕4選擇的第一目標發(fā)動機轉速相對應設定一個高速控制區(qū)域。即，通過設定燃料指令旋鈕4，例如，能夠從如圖4所示地通過最大馬力點Kl的高速控制區(qū)域Fa、該高速控制區(qū)域Fa至低轉速區(qū)域側的多個高速控制區(qū)域Fb、Fe、…中設定任意的高速控制區(qū)域、或處于這些高速控制區(qū)域中間的任意高速控制區(qū)域。在圖5的發(fā)動機輸出扭矩特性線中，被最大扭矩線R限定的區(qū)域示出了發(fā)動機2獲得的性能。發(fā)動機2的輸出(馬力)成為最大之處是最大扭矩線R上的最大馬力點Kl。M表示發(fā)動機2的等燃燒效率曲線，等燃燒效率曲線的中心側成為燃燒效率最小區(qū)域。最大扭矩線R上的K3表示發(fā)動機2的扭矩成為最大的最大扭矩點。以下，與燃料指令旋鈕4的指令值37相對應設定發(fā)動機的最大目標發(fā)動機轉速即第一目標發(fā)動機轉速NI，與第一目標發(fā)動機轉速NI相對應設定通過最大馬力點Kl的高速控制區(qū)域F1，以該情況為例進行說明。此外，與圖I所示的燃料指令旋鈕4的指令值37相對應設定作為發(fā)動機轉速成為額定轉速的第一目標發(fā)動機轉速NI (在圖4中，將額定轉速作為Nh表示，但在圖5中，第一目標發(fā)動機轉速NI也是額定轉速)、與第一目標發(fā)動機轉速NI對應的通過最大馬力點Kl的高速控制區(qū)域F1，關于該情況進行如下說明，但本發(fā)明不限于設定通過最大馬力點Kl的高速控制區(qū)域Fl的情況。例如，作為與設定的第一目標發(fā)動機轉速對應的高速控制區(qū)域，從圖4中的多個高速控制區(qū)域Fb、Fc、…中設定,或設定處于多個高速控制區(qū)域Fb、Fc、…中間的任意的高速控制區(qū)域，即使在該情況下，對于所設定的各高速控制區(qū)域，也能夠良好地適用本發(fā)明。圖5示出了發(fā)動機輸出扭矩開始增大時的情況。在本發(fā)明中，作業(yè)者能夠根據(jù)與燃料指令旋鈕4的指令值相對應設定的第一目標發(fā)動機轉速NI，設定高速控制區(qū)域F1。而且，設定比第一目標發(fā)動機轉速NI低的轉速即第二目標發(fā)動機轉速N2，基于與第二目標發(fā)動機轉速N2相應的高速控制區(qū)域F2，開始發(fā)動機的驅動控制。
此外，圖2所示的高速控制區(qū)域選擇計算部32具有從由燃料指令旋鈕4的指令值37設定的第一目標發(fā)動機轉速NI設定第二目標發(fā)動機轉速N2的作為第一設定機構的功倉泛。以下，關于設定了第一目標發(fā)動機轉速NI時，如何設定比第一目標發(fā)動機轉速NI低的轉速即第二目標發(fā)動機轉速N2進行說明。在液壓泵的控制中，為了防止失速及發(fā)動機馬力過度降低，以不使發(fā)動機降低到預定的轉速以下的方式設置泵吸收扭矩限制線。即，泵吸收扭矩限制線設置為對液壓泵能夠吸收的發(fā)動機輸出扭矩的量進行限制的線。而且，通過泵吸收扭矩限制線限制液壓泵的容量。例如，如圖6所示，由燃料指令旋鈕4選擇的第一目標發(fā)動機轉速NI被設定成從 發(fā)動機2的額定轉速減少了的轉速N20、N21…時，泵吸收扭矩限制線Pc如Pc20、Pc21…那樣地向低轉速、高扭矩側移動。即，隨著第一目標發(fā)動機轉速NI減少，泵吸收扭矩限制線Pc一律向低轉速側降低。這樣，通過設定泵吸收扭矩限制線Pc，來防止失速并進行發(fā)動機馬力調整。另外，泵吸收扭矩限制線在第一目標發(fā)動機轉速接近最大扭矩點K3的轉速時，急劇地向低扭矩側移動。這是為了防止發(fā)動機轉速降低到最大扭矩點K3的轉速以下而發(fā)生失速。而且，第一目標發(fā)動機轉速如轉速N22那樣地接近最大扭矩點K3的轉速時，通過與第一目標發(fā)動機轉速N22對應的泵吸收扭矩限制線Pc22，對于液壓泵6能夠吸收的發(fā)動機輸出扭矩施加限制。換言之，液壓泵6能夠吸收的發(fā)動機輸出扭矩成為與第一目標發(fā)動機轉速N22對應的高速控制區(qū)域F22和泵吸收扭矩限制線Pc22的交點即匹配點K' 22處的發(fā)動機輸出扭矩，能夠抑制得比高速控制區(qū)域F22和最大扭矩線R的交點即輸出扭矩點K22處的發(fā)動機輸出扭矩低很多。泵吸收扭矩限制線像這樣從最大扭矩線R上急劇地向低扭矩側降低時，將目標發(fā)動機轉速設定成更低的轉速，該情況下，不能使泵容量增大來確保泵排出流量。因此，在本發(fā)明中，第一目標發(fā)動機轉速接近最大扭矩點K3處的轉速時，第一目標發(fā)動機轉速NI和第二目標發(fā)動機轉速N2成為相同的目標發(fā)動機轉速。而且，在本發(fā)明中，由燃料指令旋鈕4設定的第一目標發(fā)動機轉速越低，使第一目標發(fā)動機轉速NI向第二目標發(fā)動機轉速N2降低的降低幅度越少。另外，由燃料指令旋鈕4設定的第一目標發(fā)動機轉速NI成為最大扭矩點K3處的發(fā)動機轉速以下的情況下，將使第一目標發(fā)動機轉速NI向第二目標發(fā)動機轉速N2降低的降低幅度設定為零。這里，在本實施方式中，泵吸收扭矩限制線被設計成將發(fā)動機轉速作為變量的、發(fā)動機轉速越低扭矩越小的單調遞增函數(shù)。而且，根據(jù)與燃料指令旋鈕4的指令值對應的第一目標發(fā)動機轉速設定泵吸收扭矩限制線。例如，如圖7所示，第一目標發(fā)動機轉速為NI時，作為泵吸收扭矩限制線被設定成Pcl。第一目標發(fā)動機轉速被設定成預定的轉速以下的轉速時，泵吸收扭矩限制線也如圖7所示的箭頭那樣被設計成與第一目標發(fā)動機轉速相應地從Pcl向Pc2移動。S卩，第一目標發(fā)動機轉速被設定成預定的轉速以下的轉速時，泵吸收扭矩限制線向低轉速、高扭矩側移動。而且，即使工程機械的形式等被變更，也能夠通過相同的燃料指令旋鈕指令輸出相同的馬力。此外，作為泵吸收扭矩限制線Pcl能夠被設定成例如，不向圖7所示的箭頭方向移動，直到第一目標發(fā)動機轉速被設定成預定轉速NlO以下的轉速。而且，作為第二目標發(fā)動機轉速，能夠預先以恒定的狀態(tài)被設定成N2所示的轉速，直到第一目標發(fā)動機轉速被設定成轉速NlO以下的轉速。通過這樣構成，第一目標發(fā)動機轉速為NlO以上的轉速的情況下，能夠將第二目標發(fā)動機轉速設定得更低，直到泵吸收扭矩限制線Pcl和最大扭矩線R的交點處的轉速N2附近。如圖7所示，沿目標發(fā)動機轉速N2處的高速控制區(qū)域F2進行發(fā)動機2的驅動控制時，即使發(fā)動機2的輸出扭矩達到最大扭矩線R，若高速控制區(qū)域F2和最大扭矩線R的交 點即輸出扭矩點K2位于泵吸收扭矩限制線Pcl和最大扭矩線R的交點上或趨向比交點更靠最大馬力點Kl側，則液壓泵6也能夠吸收輸出扭矩點K2處的發(fā)動機輸出扭矩。由此，液壓泵6能夠通過輸出扭矩點K2處的發(fā)動機馬力進行驅動。但是，通過設定第一目標發(fā)動機轉速NI，作為泵吸收扭矩限制線設定Pcl所示的泵吸收扭矩限制線時，進行高速控制區(qū)域F12的發(fā)動機的驅動控制后，不能夠通過液壓泵6吸收比高速控制區(qū)域F12和泵吸收扭矩限制線Pcl的交點即Lx處的發(fā)動機輸出扭矩大的發(fā)動機輸出扭矩。由此，液壓泵6被限制成基于Lx處的發(fā)動機馬力的驅動。由此，發(fā)動機的輸出扭矩上升到交點Lx時，泵容量降低，向液壓執(zhí)行機構供給的流量減少。S卩，在圖7中，沿高速控制區(qū)域F2進行發(fā)動機的驅動控制時，例如，發(fā)動機輸出LI點處的發(fā)動機輸出扭矩時，在施加了急負載時，能夠使液壓泵6能夠吸收的發(fā)動機輸出扭矩從LI的發(fā)動機輸出扭矩狀態(tài)增大到K2的發(fā)動機輸出扭矩狀態(tài)。因此，由于能夠使液壓泵6能夠吸收的發(fā)動機輸出扭矩急增，所以即使施加了急負載，向液壓執(zhí)行機構供給的壓力油的流量也不會減少。但是，沿高速控制區(qū)域F12進行發(fā)動機的驅動控制時，例如，在輸出與LI點相同的發(fā)動機輸出扭矩的L2點施加了急負載時，作為液壓泵6能夠吸收的發(fā)動機輸出扭矩，是從L2的發(fā)動機輸出扭矩狀態(tài)到被泵吸收扭矩限制線Pcl限制的Lx的發(fā)動機輸出扭矩狀態(tài)。由此，不能象沿高速控制區(qū)域F2進行發(fā)動機的驅動控制時那樣，使發(fā)動機輸出扭矩增大直到輸出扭矩點K2，使液壓泵6吸收大的發(fā)動機馬力。由此，在施加了急負載時，液壓泵6的排出流量減少，向液壓執(zhí)行機構供給的壓力油的流量減少。其結果，在作業(yè)者的操作性方面會產(chǎn)生不適感。因此，作為第二目標發(fā)動機轉速，例如，優(yōu)選使用泵吸收扭矩限制線Pcl和最大扭矩線R的交點或與該交點相比更靠最大馬力點側的發(fā)動機轉速。在圖示的例子中，示出了將泵吸收扭矩限制線Pcl和最大扭矩線R的交點處的發(fā)動機轉速作為第二目標發(fā)動機轉速N2的例子。換言之，優(yōu)選與泵吸收扭矩限制線和最大扭矩線R的匹配點處的轉速增減相匹配地設定第二目標發(fā)動機轉速。另外，在本發(fā)明中，如圖7所示，作為第二目標發(fā)動機轉速被設定成N2所示的恒定的轉速，直到將第一目標發(fā)動機轉速NI設定成轉速NlO以下。即，根據(jù)由燃料指令旋鈕4的指令值設定的第一目標發(fā)動機轉速，作為高速控制區(qū)域，在從Fl所示的高速控制區(qū)域到FlO所示的高速控制區(qū)域之間選擇對應的高速控制區(qū)域時，作為第二目標發(fā)動機轉速被設定成N2的目標發(fā)動機轉速。而且，沿與第二目標發(fā)動機轉速N2對應的高速控制區(qū)域F2，開始發(fā)動機的驅動控制。若使用橫軸表示第一目標發(fā)動機轉速且縱軸表示第二目標發(fā)動機轉速的圖11說明該狀態(tài)，則將第一目標發(fā)動機轉速設定成處于大于2000rpm (在圖7中，作為轉速NlO表示)的轉速到2000rpm之間的轉速時，作為第二目標發(fā)動機轉速被設定成恒定的1800rpm(在圖7中，作為轉速N2表示)。返回圖7繼續(xù)說明，第一目標發(fā)動機轉速被設定成轉速NlO以下且最大扭矩點K3處的發(fā)動機轉速N3以上的轉速時，與此時設定的第一目標發(fā)動機轉速對應的泵吸收扭矩限制線向Pc2移動后，優(yōu)選將泵吸收扭矩限制線Pc2和最大扭矩線R的交點即輸出扭矩點K12處的目標發(fā)動機轉速N12以上的轉速作為第二目標發(fā)動機轉速設定。在圖示的例子中，示出了作為第二目標發(fā)動機轉速設定了轉速N12的情況。 若使用圖11說明該狀態(tài)，則第一目標發(fā)動機轉速成為發(fā)動機轉速2000rpm以下，與趨向最大扭矩點K3處的發(fā)動機轉速1500rpm變低的情況相對應使第一目標發(fā)動機轉速向第二目標發(fā)動機轉速N12降低時的降低幅度也如圖11的實線所示地被設定成以直線狀減小。而且，在圖11中，能夠設定與從發(fā)動機轉速1500rpm到發(fā)動機轉速2000rpm之間被設定的第一目標發(fā)動機轉速對應的第二目標發(fā)動機轉速。返回圖7繼續(xù)說明，第一目標發(fā)動機轉速被設定成轉速N3以下的情況下，作為第二目標發(fā)動機轉速，與第一目標發(fā)動機轉速一致。即，將降低幅度設定為零。若使用圖11說明該狀態(tài)，則第一目標發(fā)動機轉速為發(fā)動機轉速1500rpm以下時，使第一目標發(fā)動機轉速向第二目標發(fā)動機轉速降低時的降低幅度為零，使第二目標發(fā)動機轉速與第一目標發(fā)動機轉速一致。此外，圖11所示的第一目標發(fā)動機轉速及第二目標發(fā)動機轉速的具體數(shù)值僅是例示性的，本發(fā)明不限于圖11所示的數(shù)值。能夠與搭載在工程機械上的發(fā)動機、液壓泵等的特性相應地適當變更。通過這樣構成，能夠基于由燃料指令旋鈕4的指令值37設定的第一目標發(fā)動機轉速決定設定第二目標發(fā)動機轉速時的條件。而且，燃料指令旋鈕4的指令值37越低，即，將第一目標發(fā)動機轉速設定得越低，能夠使第一目標發(fā)動機轉速和第二目標發(fā)動機轉速之差越小。因此，能夠與第一目標發(fā)動機轉速變低的情況相應地將第二目標發(fā)動機轉速設定得更低，從而能夠實現(xiàn)進一步的燃料消耗降低。而且，使第一目標發(fā)動機轉速向第二目標發(fā)動機轉速降低時的降低幅度也被設定成連續(xù)地(直線狀)減小，由此，與通過燃料指令旋鈕使第一目標發(fā)動機轉速減小的情況無關地，不會使作業(yè)者感到第二目標發(fā)動機轉速沒有降低這樣的不適感。另外，在燃料指令旋鈕4的指令值37為預先設定的一定值以下時，即，將第一目標發(fā)動機轉速設定成最大扭矩點K3處的發(fā)動機轉速以下時，能夠將第二目標發(fā)動機轉速設定成與第一目標發(fā)動機轉速一致的轉速。因此，發(fā)動機的驅動控制成為基于第一目標發(fā)動機轉速的控制，從而作業(yè)者沒有操作性上的不適感。而且，變更了第一目標發(fā)動機轉速時，能夠與第一目標發(fā)動機轉速的值無關地，將第二目標發(fā)動機轉速設定成預先設定的一定的轉速，直到泵吸收扭矩限制線移動。這樣，由于能夠設定第一目標發(fā)動機轉速和第二目標發(fā)動機轉速的關系，所以若與燃料指令旋鈕4的指令值37相對應設定第二目標發(fā)動機轉速，則能夠大幅度提高燃燒效率的同時，能夠充分地確保液壓泵所需的泵吸收扭矩。另外，被燃料指令旋鈕4的指令值37指令的第一目標發(fā)動機轉速接近最大扭矩點K3處的轉速N3時，為防止失速，必須使泵吸收扭矩限制線向低扭矩側降低。因此，僅以一定的降低幅度從第一目標發(fā)動機轉速設定第二目標發(fā)動機轉速時，在發(fā)生了急負載時，隨著發(fā)動機輸出扭矩的上升，泵流量被泵吸收扭矩限制線限制。而在本發(fā)明中，將使第一目標發(fā)動機轉速向第二目標發(fā)動機轉速降低時的降低幅度設定成隨著第一目標發(fā)動機轉速變低而連續(xù)地減小的降低幅度。而且，第一目標發(fā)動機轉速成為最大扭矩點K3處的轉速N3時，將降低幅度設定為零。這里，第一目標發(fā)動機轉速成為最大扭矩點K3處的轉速N3時，泵吸收扭矩限制線被設 定在第一目標發(fā)動機轉速的高速控制區(qū)域中。這是因為，設定比第一目標發(fā)動機轉速低的第二目標發(fā)動機轉速時，在急負載時，發(fā)生泵流量不足。以下，使用圖5及圖12，對第二目標發(fā)動機轉速N2中的沿高速控制區(qū)域F2進行的發(fā)動機的驅動控制進行說明。作為發(fā)動機2的驅動控制，進行沿基于第二目標發(fā)動機轉速N2的高速控制區(qū)域F2的控制時，進行沿高速控制區(qū)域F2的控制，直到液壓泵6的泵容量D成為預先設定的第二泵容量D2。例如，進行沿高速控制區(qū)域F2的控制，直到發(fā)動機的輸出扭矩達到B點。而且，液壓泵6的泵容量D成為第二泵容量D2以上時，基于預先設定的泵容量D和目標發(fā)動機轉速N的對應關系，求出發(fā)動機2的目標發(fā)動機轉速N。這樣，發(fā)動機2進行通過目標發(fā)動機轉速N從高速控制區(qū)域F2向高速控制區(qū)域Fl過渡的控制。而且，被發(fā)動機2驅動的液壓泵6的泵容量D成為預先設定的第一泵容量Dl(Dl > D2)時，沿基于第一目標發(fā)動機轉速NI的高速控制區(qū)域Fl進行發(fā)動機2的驅動控制。例如，發(fā)動機的輸出扭矩達到第一設定位置即A點時，進行沿高速控制區(qū)域Fl的控制。此外，在圖5中，將液壓泵6的泵容量D成為第二泵容量D2的位置表示成第二設定位置B，將成為第一泵容量Dl的位置表示成第一設定位置A。進行了直到高速控制區(qū)域Fl的變速之后，液壓執(zhí)行機構10的負載逐漸增大時，發(fā)動機輸出扭矩沿高速控制區(qū)域Fl上升。在高速控制區(qū)域Fl中，液壓執(zhí)行機構10的負載增大了的情況下，發(fā)動機輸出扭矩上升到最大馬力點K1。另外，在高速控制區(qū)域Fl和高速控制區(qū)域F2之間，液壓執(zhí)行機構10的負載增大，發(fā)動機輸出扭矩T上升到最大扭矩線R的情況、或從高速控制區(qū)域Fl上升到最大馬力點Kl的情況下，然后，在最大扭矩線R上，發(fā)動機轉速和發(fā)動機輸出扭矩匹配。由于能夠這樣地推移，所以進行了直到高速控制區(qū)域Fl的變速的情況下，作業(yè)機能夠如以往那樣吸收最大馬力。在進行發(fā)動機的輸出扭矩沿高速控制區(qū)域下降的控制時，能夠進行與上述發(fā)動機的輸出扭矩在高速控制區(qū)域上升時的控制相同的控制。關于這些控制，詳細記載在上述國際公開第2009/104636號文本中。以下，關于圖9所示的控制流程進行說明。
在圖9的步驟SI中，控制器7讀取燃料指令旋鈕4的指令值37?？刂破?讀取燃料指令旋鈕4的指令值37后，進入步驟S2。在步驟S2中，控制器7與讀取的燃料指令旋鈕4的指令值37相應地設定第一目標發(fā)動機轉速NI，基于設定的第一目標發(fā)動機轉速NI設定高速控制區(qū)域F1。此外，說明了與讀取的燃料指令旋鈕4的指令值37相應地最先設定發(fā)動機2的第一目標發(fā)動機轉速NI的情況，但控制器7也能夠最先設定高速控制區(qū)域Fl，與設定的高速控制區(qū)域Fl相對應設定第一目標發(fā)動機轉速NI?；蛘撸刂破?也能夠與讀取的燃料指令旋鈕4的指令值37相應地同時設定第一目標發(fā)動機轉速NI和高速控制區(qū)域Fl。如圖5所示，第一目標發(fā)動機轉速NI及高速控制區(qū)域Fl被設定后，進入步驟S3。在步驟S3中，圖2所示的高速控制區(qū)域選擇計算部32設定與第一目標發(fā)動機轉速NI相對應被預先設定在低轉速域側的第二目標發(fā)動機轉速N2、和與目標發(fā)動機轉速N2對應的高速控制區(qū)域F2。S卩，能夠基于圖IOA的表I所示的第一目標發(fā)動機轉速NI和第二目標發(fā)動機轉速N2的對應關系，設定第二目標發(fā)動機轉速N2及高速控制區(qū)域F2。此外，圖IOA的表I的放大圖如圖11所示。另外，圖IOA的表I及圖11所示的轉速的數(shù)值僅是例示性的，能夠根據(jù)工程機械適當設定。這樣，使用圖IOA的表1，能夠與能夠由燃料指令旋鈕4設定的各高速控制區(qū)域Fl相對應，將與該高速控制區(qū)域Fl相比處于更靠低轉速域側的高速控制區(qū)域F2預先設定為與各高速控制區(qū)域Fl對應的高速控制區(qū)域。高速控制區(qū)域F2由控制器7設定，并進入步驟S4。在步驟S4中，使用與設定的第一目標發(fā)動機轉速NI及第二目標發(fā)動機轉速N2相應地基于泵容量設定目標發(fā)動機轉速的表2 (圖10B)、基于發(fā)動機輸出扭矩設定目標發(fā)動機轉速的表3 (圖10C)，進行目標發(fā)動機轉速的計算，并進入步驟S5。即，在步驟S4中，圖IOB的表2及圖IOC的表3中的第一目標發(fā)動機轉速NI (上限值)及第二目標發(fā)動機轉速N2 (下限值)分別修改成步驟S3中設定的第一目標發(fā)動機轉速NI及第二目標發(fā)動機轉速N2。因此，作為圖IOB的表2及圖IOC的表3中的目標發(fā)動機轉速的上限值設定成第一目標發(fā)動機轉速NI，作為下限值設定成第二目標發(fā)動機轉速N2。對于圖IOB的表2及圖IOC的表3中的第一目標發(fā)動機轉速NI及第二目標發(fā)動機轉速N2進行了修正時，作為圖IOB的表2及圖IOC的表3中的第一目標發(fā)動機轉速NI和第二目標發(fā)動機轉速N2之間的曲線部的形狀，能夠設定成例如與第一目標發(fā)動機轉速NI和第二目標發(fā)動機轉速N2的轉速差對應的相似形狀?；蛘撸€能夠預先設定成與第一目標發(fā)動機轉速NI及第二目標發(fā)動機轉速N2的組合相應的曲線形狀。除此以外，還能夠通過適當?shù)姆椒ㄔO定。在步驟S5中，在與設定的第二目標發(fā)動機轉速N2相應的高速控制區(qū)域F2，開始發(fā)動機2的驅動控制，并進入步驟S6或步驟S9。以與檢測的泵容量D對應的目標發(fā)動機轉速N進行發(fā)動機2的驅動控制時，進行 從步驟S6到步驟S8的控制。以與檢測的發(fā)動機輸出扭矩T對應的目標發(fā)動機轉速N進行發(fā)動機2的驅動控制時，進行從步驟S9到步驟S12的控制。
最初，關于從步驟S6到步驟S8中的求出與檢測的泵容量對應的目標發(fā)動機轉速的控制步驟進行說明。在步驟S6中，讀取由斜盤角傳感器39檢測的液壓泵6的泵容量D。在步驟S6中，泵容量D被讀取后，進入步驟S7。此外，作為泵容量D的求出方法，也可以如上所述地從泵排出壓力P、排出容量D (泵容量D)和發(fā)動機輸出扭矩T的關系等求出。步驟S7中的求出與檢測的泵容量D對應的目標發(fā)動機轉速N的控制大致情況如下所述。即，如圖12所示，發(fā)動機的驅動控制是，進行基于第二目標發(fā)動機轉速N2的控制，直到液壓泵6的泵容量D成為第二規(guī)定泵容量D2。檢測的液壓泵6的泵容量D成為第二規(guī)定泵容量D2以上時，基于圖12所示的預先設定的泵容量D和目標發(fā)動機轉速N的對應關系，求出與檢測的泵容量D對應的目標發(fā)動機轉速N。而且，此時，作為發(fā)動機2的驅動控制，以成為求出的目標發(fā)動機轉速Nn的方式進行控制。而且，目標發(fā)動機轉速Nn升高到第一目標發(fā)動機轉速NI，或者，降低到第二目標發(fā)動機轉速N2的期間，始終預先求出與檢測的泵容量Dn對應的目標發(fā)動機轉速Nn，并始終以求出的目標發(fā)動機轉速Nn控制發(fā)動機2的驅動。此外，在該控制中，高速控制區(qū)域選擇計算部32具有將第二目標發(fā)動機轉速作為下限值來設定與泵容量對應的目標發(fā)動機轉速的作為第二設定機構的功能。例如，當前時刻所檢測的泵容量D為泵容量Dn時，目標發(fā)動機轉速N能夠作為目標發(fā)動機轉速Nn求出。而且，若檢測到從泵容量Dn的狀態(tài)變換到泵容量Dn+Ι的狀態(tài)的情況，則從圖12重新求出與泵容量Dn+Ι對應的目標發(fā)動機轉速Nn+1。而且，對于發(fā)動機2進 行驅動控制，以使其成為重新求出的目標發(fā)動機轉速Nn+1。被檢測出的泵容量D成為第一規(guī)定泵容量Dl時，基于第一目標發(fā)動機轉速NI，進行發(fā)動機2的驅動控制。而且，基于第一目標發(fā)動機轉速NI進行發(fā)動機2的驅動控制時，基于第一目標發(fā)動機轉速NI持續(xù)進行發(fā)動機2的驅動控制，直到液壓泵6的泵容量D成為第一規(guī)定泵容量Dl以下。另外，被檢測出的泵容量D處于第一規(guī)定泵容量Dl和第二規(guī)定泵容量D2之間的狀態(tài)下，如圖5所示，達到最大扭矩線R的情況下，進行沿最大扭矩線R的發(fā)動機控制。返回圖9，繼續(xù)關于控制步驟S7的說明。在步驟S7中，基于圖IOB的表2所示的預先設定的泵容量D和目標發(fā)動機轉速N的對應關系，求出與檢測的泵容量D對應的目標發(fā)動機轉速N后，進入步驟S8。在步驟S8中，與液壓泵6的泵容量的變化率、泵排出壓力的變化率或發(fā)動機輸出扭矩T的變化率相應地修正目標發(fā)動機轉速N的值。即，這些變化率，即，增加的程度高時，還能夠將目標發(fā)動機轉速N向提高的一側修正。此外，作為步驟S8，記載了對目標發(fā)動機轉速N的值進行修正的控制步驟，但也可以進行跳過步驟S8的控制。以下，對于從步驟S9到步驟S12中的求出與檢測的發(fā)動機輸出扭矩對應的目標發(fā)動機轉速的控制步驟進行說明。在步驟S9至步驟S12中，能夠根據(jù)圖2中的來自斜盤角指令值計算部30的指令值信號和來自泵壓力傳感器38的檢測信號，從泵扭矩計算部31輸出發(fā)動機輸出扭矩T(泵扭矩T)。但是，作為如上所述地檢測發(fā)動機輸出扭矩T的結構，也可以采用使用了來自斜盤角傳感器39的檢測信號和來自泵壓力傳感器38的檢測信號的結構。在步驟S9中，例如，讀取來自斜盤角傳感器39的檢測信號和來自泵壓力傳感器38的檢測信號后，進入步驟S10。在步驟SlO中，基于步驟S9中讀取的泵容量及泵壓力的檢測信號，算出發(fā)動機輸出扭矩T。算出發(fā)動機輸出扭矩T后，進入步驟S11。步驟Sll中的求出與檢測的發(fā)動機輸出扭矩T對應的目標發(fā)動機轉速N的控制的大致情況如下所述。即，如圖13所示，發(fā)動機的驅動控制基于第二目標發(fā)動機轉速Ν2被控制時，進行基于第二目標發(fā)動機轉速Ν2的控制，直到被檢測出的發(fā)動機輸出扭矩T成為第二規(guī)定的發(fā)動機輸出扭矩Τ2。被檢測出的發(fā)動機輸出扭矩T成為第二規(guī)定的發(fā)動機輸出扭矩Τ2以上時，基于圖 13所示的預先設定的發(fā)動機輸出扭矩T和目標發(fā)動機轉速N的對應關系，求出與檢測的發(fā)動機輸出扭矩T對應的目標發(fā)動機轉速N。而且，此時，作為發(fā)動機2的驅動控制，以成為求出的目標發(fā)動機轉速N的方式進行控制。而且，目標發(fā)動機轉速N成為第一目標發(fā)動機轉速NI或第二目標發(fā)動機轉速Ν2的期間，始終預先求出與檢測的發(fā)動機輸出扭矩T對應的目標發(fā)動機轉速N，并根據(jù)求出的目標發(fā)動機轉速N進行發(fā)動機2的驅動控制。例如，當前時刻檢測出的發(fā)動機輸出扭矩T為發(fā)動機輸出扭矩Tn時，作為目標發(fā)動機轉速N求出目標發(fā)動機轉速Nn。而且，若檢測出發(fā)動機輸出扭矩T從發(fā)動機輸出扭矩Tn的狀態(tài)變化到發(fā)動機輸出扭矩Tn+1的狀態(tài)，則重新求出與發(fā)動機輸出扭矩Τη+1對應的目標發(fā)動機轉速Nn+1。而且，以成為重新求出的目標發(fā)動機轉速Nn+1的方式進行對于發(fā)動機2的驅動控制。被檢測出的發(fā)動機輸出扭矩T成為第一規(guī)定的發(fā)動機輸出扭矩Tl時，基于第一目標發(fā)動機轉速NI進行發(fā)動機2的驅動控制。而且，基于第一目標發(fā)動機轉速NI進行發(fā)動機2的驅動控制時，基于第一目標發(fā)動機轉速NI持續(xù)進行發(fā)動機2的驅動控制，直到檢測出的發(fā)動機輸出扭矩T成為第一規(guī)定的發(fā)動機輸出扭矩Tl以下。這樣，被檢測出的發(fā)動機輸出扭矩T成為第一規(guī)定的發(fā)動機輸出扭矩Tl時，基于第一目標發(fā)動機轉速NI進行發(fā)動機2的驅動控制，由此，如圖8所示，能夠使發(fā)動機2得出的最大馬力點Kl在發(fā)動機輸出扭矩特性線上通過。返回圖9，繼續(xù)關于控制步驟Sll的說明。在步驟Sll中，基于表示預先設定的發(fā)動機輸出扭矩T和目標發(fā)動機轉速N的對應關系的表3 (圖10C)，求出與檢測的發(fā)動機輸出扭矩T對應的目標發(fā)動機轉速N后，進入步驟S12。在步驟S12中，與液壓泵6的泵容量的變化率、泵排出壓力的變化率或發(fā)動機輸出扭矩T的變化率相應地修正目標發(fā)動機轉速N的值。即，這些變化率即增加的程度高時，還能夠將目標發(fā)動機轉速N向提高的一側修正。此外，作為步驟S12，記載了對目標發(fā)動機轉速N的值進行修正的控制步驟，但也可以進行跳過步驟S12的控制。步驟S6 步驟S8的控制及步驟S9 步驟S12的控制是在使用與檢測的泵容量D對應的目標發(fā)動機轉速N、和與檢測的發(fā)動機輸出扭矩T對應的目標發(fā)動機轉速N中的轉速高的一方的目標發(fā)動機轉速的情況下，進行步驟S6 步驟S8的控制和步驟S9 步驟S12的控制這雙方。該情況下，緊接著步驟S8及步驟S12，進行步驟S13的控制。根據(jù)與檢測的泵容量D對應的目標發(fā)動機轉速N進行發(fā)動機2的驅動控制的情況、或根據(jù)與檢測的發(fā)動機輸出扭矩T對應的目標發(fā)動機轉速N進行發(fā)動機2的驅動控制的情況下，跳過步驟S13的控制，進入步驟S14。S卩，僅進行步驟S6 步驟S8的控制或步驟S9 步驟S12的控制中的任意一方的情況下，跳過步驟S13的控制，進入步驟S14。在步驟S13中，選擇與檢測的泵容量D對應的目標發(fā)動機轉速N和與檢測的發(fā)動機輸出扭矩T對應的目標發(fā)動機轉速N中的轉速高的一方的目標發(fā)動機轉速。高的一方的目標發(fā)動機轉速被選擇后，進入步驟S14。由于步驟S14使用目標發(fā)動機轉速N進行發(fā)動機的驅動控制，所以從圖2所示的高速控制區(qū)域選擇計算部32輸出指令值。此外，在該控制中，高速控制區(qū)域選擇計算部32具有以成為從第二設定機構求出的目標發(fā)動機轉速的方式控制燃料噴射裝置的作為控制機構的功能。進行步驟S14中的控制后，返回步驟SI中的控制，并反復進行控制。以下，關于作業(yè)時的控制，使用圖I簡要說明。即，作業(yè)者操作燃料指令旋鈕4并設定第一目標發(fā)動機轉速NI后，基于圖11所示的第一目標發(fā)動機轉速NI和第二目標發(fā)動機轉速N2的對應關系，設定第二目標發(fā)動機轉速N2。而且，能夠進行沿與第二目標發(fā)動機轉速N2對應的高速控制區(qū)域F2的發(fā)動機的驅動控制。從該狀態(tài)開始，說明作業(yè)者更深地操作操作桿Ila要使液壓挖掘機的作業(yè)機速度增速的情況下，如何進行檢測泵容量D的控制。省略關于檢測發(fā)動機輸出扭矩T的控制的說明，但能夠進行與檢測泵容量D的控制同樣的控制。圖I中的操作桿Ila被更深操作，由此，控制閥9被切換到例如(I)位置后，控制閥9的(I)位置處的開口面積9a增大，排出油路25中的泵排出壓力和先導油路28中的負載壓力的壓差降低。此時，作為負載傳感控制裝置構成的泵控制裝置8向使液壓泵6的泵容量D增大的方向動作。此外，第二規(guī)定泵容量D2能夠作為比液壓泵6中的最大泵容量小的泵容量預先設定。以下，以作為第二規(guī)定泵容量D2設定了規(guī)定泵容量的情況為例進行說明。液壓泵6的泵容量增大到第二規(guī)定泵容量D2狀態(tài)時，進行使目標發(fā)動機轉速N成為從第二目標發(fā)動機轉速N2到圖12所示的與檢測的泵容量D對應的目標發(fā)動機轉速N的控制。液壓泵6的泵容量成為第二規(guī)定泵容量D2的狀態(tài)能夠使用以下說明的各種參數(shù)的值進行檢測。作為泵容量的檢測機構，能夠構成為能夠檢測以下說明的各種參數(shù)值的檢測機構。作為能夠檢測液壓泵6的泵容量D的參數(shù)值使用了發(fā)動機輸出扭矩T的值的情況下，控制器7能夠基于存儲在控制器7中的發(fā)動機輸出扭矩特性線，從由發(fā)動機轉速傳感器20檢測的發(fā)動機轉速，確定與該發(fā)動機轉速對應的高速控制區(qū)域F2上的位置。能夠基于被確定的位置，求出此時的發(fā)動機輸出扭矩值。這樣，通過將發(fā)動機輸出扭矩值作為參數(shù)值使用，能夠檢測在高速控制區(qū)域F2中來自液壓泵6的排出量成為從液壓泵6排出的最大排出量的狀態(tài)。另外，將液壓泵6的泵容量作為參數(shù)值使用的情況下，液壓泵6的排出壓力P、排出容量D (泵容量D)和發(fā)動機輸出扭矩T的關系能夠表示成T = P · D/200 。能夠從使用、了該關系式導出的數(shù)式D = 200 π ·Τ/Ρ，求出此時的液壓泵6的泵容量。作為發(fā)動機輸出扭矩T還能夠使用例如被保持在控制器內部的發(fā)動機輸出扭矩的指令值。能夠以這樣求出的液壓泵6的泵容量檢測在高速控制區(qū)域F2中液壓泵6的泵容量成為第二規(guī)定泵容量D2的狀態(tài)。在高速控制區(qū)域F2中，從液壓泵6的泵容量成為第二規(guī)定泵容量D2的狀態(tài)，為使作業(yè)機速度增速，作業(yè)者更深地操作了操作桿Ila時，以成為圖12所示的與檢測的泵容量D對應的目標發(fā)動機轉速N的方式進行發(fā)動機2的驅動控制。而且，此時，在從高速控制區(qū)域F2到高速控制區(qū)域Fl之間，依次進行變速到最佳的高速控制區(qū)域的控制。進行了直到高速控制區(qū)域Fl的變速之后，液壓執(zhí)行機構10的負載開始增大時，發(fā)動機輸出扭矩上升。在高速控制區(qū)域Fl中，液壓執(zhí)行機構10的負載增大了的情況下，液壓泵6的泵容量D增大到最大泵容量，并且發(fā)動機輸出扭矩上升到最大馬力點Kl。另外，在高 速控制區(qū)域Fl和高速控制區(qū)域F2之間，液壓執(zhí)行機構10的負載增大，發(fā)動機輸出扭矩T上升到最大扭矩線R的情況、或從高速控制區(qū)域Fl上升到最大馬力點Kl的情況下，然后，發(fā)動機轉速和發(fā)動機輸出扭矩在最大扭矩線R上匹配。由于能夠這樣地推移，所以進行了直到高速控制區(qū)域Fl的變速的情況下，作業(yè)機能夠如以往那樣吸收最大馬力。S卩，從高速控制區(qū)域F2變速到高速控制區(qū)域Fl的情況下，進行沿圖5的虛線L51朝向最大扭矩線R上升的控制。另外，虛線L52的狀態(tài)示出了從高速控制區(qū)域F2變速到高速控制區(qū)域Fl的中途的高速控制區(qū)域Fn直接朝向最大扭矩線R上升的控制。虛線L53的箭頭所示的狀態(tài)示出了在以往那樣進行的高速控制區(qū)域Fl的狀態(tài)下進行控制的情況。此夕卜，由于高速控制區(qū)域Fn是根據(jù)檢測出的泵容量D的值而使目標發(fā)動機轉速N變動，所以高速控制區(qū)域Fn也變動。作為決定第二設定位置B的其他機構，還存在如下機構。S卩，來自液壓泵6的排出壓力和液壓執(zhí)行機構10的負載壓力的壓差小于負載傳感壓差的情況下，判斷為來自液壓泵6的排出流量不足，也可以將液壓泵6的排出壓力和液壓執(zhí)行機構10的負載壓力的壓差從與負載傳感壓差一致的狀態(tài)成為減小傾向時這樣的條件，作為決定第二設定位置B的手段使用。此時，在高速控制區(qū)域F2上，泵排出流量成為不足的狀態(tài)，換言之，能夠判斷為液壓泵6成為第二規(guī)定泵容量D2狀態(tài)。因此，為能夠使發(fā)動機在高轉速區(qū)域旋轉，進行使高速控制區(qū)域F2向高轉速區(qū)域側變速的控制。在上述實施例中，作為液壓回路以具有負載傳感控制裝置的液壓回路的例子進行了說明。但是，從發(fā)動機轉速的實測值和發(fā)動機輸出扭矩特性線求出液壓泵6的泵容量的方法、或利用泵的斜盤角傳感器直接求出泵容量的方法中，即使液壓回路作為中立開口式構成的情況下，也能夠同樣地進行。這樣，在本發(fā)明中，提高發(fā)動機的燃燒效率，根據(jù)與作業(yè)者操作燃料指令旋鈕4的指令值相對應設定的第一目標發(fā)動機轉速NI，設定高速控制區(qū)域Fl，與設定的第一目標發(fā)動機轉速NI、高速控制區(qū)域Fl相應地設定預先設定的低轉速域側的第二目標發(fā)動機轉速Ν2及高速控制區(qū)域F2，能夠基于第二目標發(fā)動機轉速Ν2或高速控制區(qū)域F2，開始發(fā)動機的驅動控制。
而且，第一目標發(fā)動機轉速NI和第二目標發(fā)動機轉速N2的關系能夠預先采用圖11所示的關系。此外，在圖11中，示出了隨著第一目標發(fā)動機轉速NI的減少，第二目標發(fā)動機轉速以直線狀減少的結構例，但也可以是隨著第一目標發(fā)動機轉速NI的減少，第二目標發(fā)動機轉速以曲線狀減少。另外，在圖11中，第一目標發(fā)動機轉速為1500rpm至2000rpm的范圍，也可以將第二目標發(fā)動機轉速設定成如雙點劃線所示地從開始下降經(jīng)過一段時間成為恒定的關系。但是，在第一目標發(fā)動機轉速為2000rpm至1500rpm的范圍內，作為使第一目標發(fā)動機轉速NI向第二目標發(fā)動機轉速N2降低時的降低幅度，優(yōu)選設定成連續(xù)地減小的值。通過燃料指令旋鈕4降低指令值37 (參照圖2)的值，再使第二目標發(fā)動機轉速恒定的區(qū)域中，發(fā)動機轉速開始降低，給作業(yè)者帶來不適感。在本發(fā)明中，在不需要大的泵容量的區(qū)域中，能夠基于低轉速區(qū)域側的第二目標發(fā)動機轉速N2控制發(fā)動機的轉速，能夠提高發(fā)動機的燃燒效率。另外，能夠以與檢測的泵容量D相應地成為預先設定的目標發(fā)動機轉速N的方式，進行發(fā)動機的驅動控制，能夠充分地得到在操作作業(yè)機方面所需的作業(yè)速度。 另外，即使從發(fā)動機的聞輸出狀態(tài)開始使發(fā)動機輸出扭矩T減小時,也以與檢測的泵容量D相應地成為預先設定的目標發(fā)動機轉速N的方式，進行發(fā)動機的驅動控制，由此，能夠實現(xiàn)燃燒效率的提高。工業(yè)實用性本發(fā)明能夠將本發(fā)明的技術思想適用于工程機械的發(fā)動機控制。附圖標記說明2…發(fā)動機，3…燃料噴射裝置，4…燃料指令旋鈕(指令機構)，6···可變容量型液壓泵，7···控制器，8···泵控制裝置，9···控制閥，10···液壓執(zhí)行機構，11···操作桿裝置，12…伺服缸，17··· LS閥，30···斜盤角指令值計算部，31···泵扭矩計算部，32···高速控制區(qū)域選擇計算部，33…高速控制區(qū)域指令值，F(xiàn)l F3、F10、F12、F20 F22、Fa Fe…高速控制區(qū)域，Pc、Pci、Pc2、Pc20 Pc22…泵吸收扭矩限制線，A…第一設定位置，B…第二設定位置，Nh…額定轉速，KL···最大馬力點，K3…最大扭矩點，R…最大扭矩線，M…等燃燒效率曲線。
權利要求
1.一種發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，具有 被發(fā)動機驅動的可變容量型的液壓泵； 液壓執(zhí)行機構，通過來自所述液壓泵的排出壓力油被驅動； 控制閥，控制從所述液壓泵排出的壓力油并向所述液壓執(zhí)行機構給排壓力油； 檢測機構，檢測所述液壓泵的泵容量； 燃料噴射裝置，對向所述發(fā)動機供給的燃料進行控制； 指令機構，從能夠可變地指示的指令值中選擇一個指令值進行指示； 第一設定機構，與由所述指令機構指示的指令值相應地設定第一目標發(fā)動機轉速，基于所述第一目標發(fā)動機轉速設定所述第一目標發(fā)動機轉速以下的轉速即第二目標發(fā)動機轉速； 第二設定機構，將所述第二目標發(fā)動機轉速作為下限值來設定與泵容量對應的目標發(fā)動機轉速； 控制機構，控制所述燃料噴射裝置，以使發(fā)動機轉速成為由所述第二設定機構求出的目標發(fā)動機轉速； 所述第一設定機構在降低所述第一目標發(fā)動機轉速時，所述第二目標發(fā)動機轉速被設定成恒定或變低，并且被設定為使所述第一目標發(fā)動機轉速向所述第二目標發(fā)動機轉速降低的降低幅度減小，所述第一目標發(fā)動機轉速成為最大扭矩點處的發(fā)動機轉速以下的情況下，所述降低幅度被設定為零。
2.如權利要求I所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，在預先設定的第一目標發(fā)動機轉速的范圍內，所述第一設定機構降低所述第一目標發(fā)動機轉速時，將所述第二目標發(fā)動機轉速設定為變低。
3.如權利要求I或2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，在使所述第一目標發(fā)動機轉速從發(fā)動機的額定轉速降低時，將所述第一目標發(fā)動機轉速設定成所述液壓泵中的泵吸收扭矩特性線開始移動時的發(fā)動機轉速以上的情況下，所述第一設定機構將所述第二目標發(fā)動機轉速設定成預先設定的恒定的轉速。
4.如權利要求廣3中任一項所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 還具有檢測發(fā)動機輸出扭矩的檢測機構， 所述第二設定機構將所述第二目標發(fā)動機轉速作為下限值來設定與泵容量或發(fā)動機輸出扭矩對應的目標發(fā)動機轉速。
全文摘要
一種發(fā)動機控制裝置。與由指令機構指示的指令值相應地設定第一目標發(fā)動機轉速，基于第一目標發(fā)動機轉速設定第一目標發(fā)動機轉速以下的轉速即第二目標發(fā)動機轉速。降低第一目標發(fā)動機轉速時，將第二目標發(fā)動機轉速設定成恒定或變低，并且將第一目標發(fā)動機轉速向第二目標發(fā)動機轉速降低的降低幅度設定為減小，第一目標發(fā)動機轉速成為至少最大扭矩點處的發(fā)動機轉速以下的情況下，降低幅度被設定為零。
文檔編號F02D41/14GK102741529SQ201180008340
公開日2012年10月17日 申請日期2011年2月1日 優(yōu)先權日2010年2月3日
發(fā)明者大井健, 市原將志, 淺田壽士, 秋山照夫 申請人:株式會社小松制作所