專利名稱：液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置，其設置于建筑機械等 液壓作業機械，用于抑制伴隨著液壓致動器的動作的發動機加載減速(engine lug-down), 所述建筑機械等液壓作業機械通過由柴油發動機等內燃機構成的發動機來驅動可變容量 型液壓泵，通過該可變容量型液壓泵的吐出油來驅動液壓致動器。
背景技術：
作為液壓作業機械的液壓挖掘機的發動機，一般采用柴油發動機。在該柴油發動 機中進行調速控制。在調速控制中，當實際檢測到的發動機轉速(以下稱為“實際發動機轉 速”)隨著發動機負載的增大而低于目標發動機轉速的時候，控制燃料噴射量以使得實際發 送機轉速接近目標發動機轉速。在液壓挖掘機中，通過柴油發動機來驅動可變容量型液壓泵，通過該可變容量型 液壓泵的吐出油來驅動動臂缸等液壓致動器。因此，當泵吐出壓力隨著液壓致動器的動作 而上升時，發動機負載增大，實際發動機轉速降低。當這樣實際發動機轉速降低時，進行上 述的調速控制。由于在調速控制中針對實際發動機轉速的降低存在響應延遲，因此，產生了 在響應時間內實際發動機轉速降低的現象，即，產生了發動機加載減速。液壓致動器的從停 止狀態起的動作越劇烈，即泵吸收轉矩的增大越激烈，該發動機加載減速越容易增大。以往，對作為指示使液壓致動器進行的動作的動作指令單元的操作桿裝置的非操 作時的泵吸收轉矩、以及操作桿裝置的操作時的泵吸收轉矩進行控制，來抑制發動機加載 減速。(參照專利文獻1、2)現有技術文獻專利文獻1 日本特開2005-163913號公報專利文獻2 日本特開2000-1M803號公報另外，液壓致動器的動作速度根據可變容量型液壓泵的吐出流量而變化。因此，關 于液壓致動器的開始動作時的泵吐出流量，首先，隨著發動機加載減速導致的實際發動機 轉速的降低，比與操作桿裝置的操作對應的泵吐出流量減少，然后，隨著實際發動機及轉速 通過調速控制而向接近目標發動機轉速的方向上升，增加到與操作桿裝置的操作對應的泵 吐出流量。液壓致動器從停止狀態起的動作越劇烈，該泵吐出流量的變動越劇烈。上述的現有技術進行這樣的控制在操作桿裝置的非操作時始終將泵吸收轉矩保 持為預先設定的小泵吸收轉矩，即可變容量型液壓泵的性能上的最小泵吸收轉矩，或者比 該最小泵吸收轉矩大的預先設定的泵吸收轉矩的下限值。該控制的進行與發動機轉速無 關。因此，當發動機在相對于最大泵吸收轉矩能夠獲得具有裕量發動機輸出轉矩的發動機 轉速范圍工作的狀態下，操作桿裝置從非操作狀態被突然操作到最大操作量等泵吸收轉矩 急劇且大幅度增大的情況下，該泵吸收轉矩的急劇且大幅度的增大與所述泵吐出流量的變 動相加，導致液壓致動器的操作性降低。即，液壓致動器的從停止狀態起的開始動作時的行 為成為相對于操作桿裝置的操作錯開的不靈活的動作。
本發明是考慮上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠抑制使液壓致動器從 停止狀態起進行突然的動作時的液壓致動器的操作性的降低的液壓作業機械的發動機加 載減速抑制裝置。
發明內容
1為了達成上述目的，本申請的發明的液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝 置設置于液壓作業機械，該液壓作業機械具有發動機；可變容量型液壓泵，其由該發動機 進行驅動；液壓致動器，其通過該可變容量型液壓泵的吐出油而被驅動；動作指令單元，其 用于指示使該液壓致動器進行的動作；以及目標發動機轉速指令單元，其用于指示所述發 動機的目標發動機轉速，所述發動機加載減速抑制裝置具有檢測單元，其用于檢測是否有 所述動作指令單元的指令；以及泵吸收轉矩控制單元，其根據所述檢測單元的檢測結果來 控制所述可變容量型液壓泵的泵吸收轉矩，所述液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置 的特征在于，所述泵吸收轉矩控制單元被設定成在通過所述檢測單元沒有檢測到指令的 時候，所述泵吸收轉矩控制單元作為根據目標發動機轉速控制泵吸收轉矩的第一控制單元 發揮作用，在通過所述檢測單元檢測到了指令的時候，所述泵吸收轉矩控制單元作為根據 目標發動機轉速控制泵吸收轉矩的第二控制單元發揮作用，由所述第一控制單元確定的泵 吸收轉矩被設定成在所有的目標發動機轉速下，由所述第一控制單元確定的泵吸收轉矩 都在由所述第二控制單元確定的泵吸收轉矩以下的范圍內，并且，目標發動機轉速越高，由 所述第一控制單元確定的泵吸收轉矩越接近由所述第二控制單元確定的泵吸收轉矩。在這樣構成的本發明中，當通過檢測單元沒有檢測到指令的時候，第一控制單元 根據目標發動機轉速來控制泵吸收轉矩。此時，由第一控制單元確定的泵吸收轉矩被設定 成在所有的目標發動機轉速下，由第一控制單元確定的泵吸收轉矩都被控制在由第二控 制單元確定的泵吸收轉矩以下的范圍內，并且，目標發動機轉速越高，由第一控制單元確定 的泵吸收轉矩被控制成越接近由第二控制單元確定的泵吸收轉矩。由此，在發動機在能夠 獲得相對于最大泵吸收轉矩具有裕量的發動機輸出轉矩的發動機轉速的范圍內工作的狀 態下，能夠使液壓致動器的停止狀態下的泵吸收轉矩接近液壓致動器的開始動作時的泵吸 收轉矩，能夠減小使液壓致動器從停止狀態進行突然的動作的時候的泵吐出流量的增大幅 度。因此，能夠抑制使液壓致動器從停止狀態進行突然的動作時的液壓致動器的操作性的 降低。2可以是，根據1所述的液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置，其特征在 于，具有水溫檢測單元，其用于檢測對所述發動機進行冷卻的發動機冷卻水的溫度；以及 修正單元，其根據該水溫檢測單元檢測到的發動機冷卻水的溫度，來修正由所述第一控制 單元確定的泵吸收轉矩。3可以是，根據1或2所述的液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置，其 特征在于，具有油溫檢測單元，其用于檢測作為所述可變容量型液壓泵的吐出油的工作油 的溫度；以及修正單元，其根據該油溫檢測單元檢測到的工作油的溫度，來修正由所述第一 控制單元確定的泵吸收轉矩。根據本發明的液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置，能夠提供一種液壓作業 機械的發動機加載減速抑制裝置，其能夠抑制使液壓致動器從停止狀態進行突然的動作時的液壓致動器的操作性的降低。
圖1是具有本發明的一個實施方式所涉及的液壓作業機械的發動機加載減速抑 制裝置的液壓挖掘機的左視圖。圖2是簡化表示包括本發明的一個實施方式所涉及的液壓作業機械的發動機加 載減速抑制裝置的、裝備于圖1所示的液壓挖掘機的液壓控制裝置的液壓回路圖。圖3是表示圖2所示的可變容量型液壓泵的傾轉控制部的詳細情況的液壓回路 圖。圖4是本發明的一個實施方式所涉及的液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝 置的方框圖。圖5是表示圖4所示的控制器中預先存儲的目標發動機轉速與泵吸收轉矩之間的 關系的圖。圖6是表示圖4所示的控制器進行的處理的步驟的流程圖。圖7是表示對圖2所示的可變容量型液壓泵進行的轉矩恒定控制的特性與圖6所 示的各種泵吸收轉矩之間的關系的圖。
具體實施例方式首先，使用圖1對具備本發明的實施方式所涉及的液壓作業機械的發動機加載減 速抑制裝置的液壓挖掘機進行說明。圖1是具備本發明的一個實施方式涉及的液壓作業機 械的發動機加載減速抑制裝置的液壓挖掘機的左視圖。如圖1所示，液壓挖掘機1具有驅動履帶加來進行行走的行走體2 ；可回轉地設 置于該行走體2上并且包括駕駛室3a和機房北的回轉體3 ；以及設置在該回轉體3的前 部中央的前方作業機4。行走體2在左右兩側分別具有由液壓馬達構成的行走馬達10，以 它們來作為驅動源。回轉體3也以由液壓馬達構成的回轉馬達(未圖示)來作為驅動源。前方作業機4包括以能夠向上下方向轉動的方式結合于回轉體3的前部中央 的斗桿(boom) 5 ；以能夠轉動的方式與該斗桿5的靠回轉體3側相反的一側的端部結合的 動臂(arm)6 ；以及以能夠轉動的方式與該動臂6的靠斗桿5側相反的一側的端部的挖斗 (bucket) 7。所述斗桿5、動臂6以及挖斗7分別通過由液壓缸構成的斗桿缸11、動臂缸12 以及挖斗缸13而被驅動。接下來，對包括本發明的一個實施方式涉及的液壓作業機械的發動機加載減速抑 制裝置的液壓挖掘機1的液壓控制裝置使用圖2、圖3進行說明。圖2是簡化表示包括本發 明的一個實施方式所涉及的液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置的、裝備于圖1所示 的液壓挖掘機的液壓控制裝置的液壓回路圖。圖3是表示圖2所示的可變容量型液壓泵的 傾轉控制部的詳細情況的液壓回路圖。液壓控制裝置20構成為能夠驅動所述的多個液壓致動器、即兩個行走馬達10、回 轉馬達、斗桿缸11、動臂缸12以及挖斗13所有這些部件，為了簡化說明，僅圖示驅動這些液 壓致動器中的動臂缸12的構成部分進行說明。液壓控制裝置20包括發動機21 (柴油發動機)；作為主泵的可變容量型液壓泵23，該發動機21的輸出通過傳動裝置22被傳遞至該可變容量型液壓泵23，從而該可變容 量型液壓泵23被驅動；液壓先導式方向控制閥30，其介于該可變容量型液壓泵23與動臂 缸12之間，用于控制從可變容量型液壓泵23供給到動臂缸12的壓力油的流動；以及先導 回路31，其對該方向控制閥30進行操作。方向控制閥30具有用于對閥柱(spool)(未圖示)向相反的兩個方向進行操作的 液壓先導部30a、30b。先導回路31具有一對先導型減壓閥32、33 ；能夠通過操作桿3 有 選擇地操作這一對減壓閥32、33的操作桿裝置34 ；以及先導泵35，發動機21的輸出通過傳 動裝置22被傳遞至該先導泵35從而該先導泵35被驅動，該先導泵35用于吐出供給到減 壓閥32、33的先導壓力油。先導泵35的吐出油通過一次壓力管道36被導向減壓閥32、33 的入口。減壓閥32的出口與方向控制閥30的一個液壓先導部30a經由先導管道37連通。 減壓閥33的出口與方向控制閥30的另一液壓先導部30b經由先導管道38連通。這樣構 成的先導回路31中，伴隨著操作桿裝置34的操作桿34a的傾動，減壓閥32或者33生成先 導壓力，該先導壓力經由先導管道37或者38被導向方向控制閥30的液壓先導部30a或者 30b。由此，方向控制閥30進行切換，從可變容量型液壓泵23供給到動臂缸12的壓力油的 流動被控制。即，先導回路31構成了指示使動臂缸12進行的動作的動作指令單元。另外，液壓控制裝置20具有對發動機21指示目標發動機轉速的作為目標發動機 轉速指令單元的輸入裝置40。如在背景技術一欄所述的那樣，發動機21在實際發動機轉速 隨著發動機負載的增大而低于目標發動機轉速的時候，進行控制燃料噴射量的調速控制以 使實際發動機轉速接近目標發動機轉速。可變容量型液壓泵23是能夠進行傾轉控制的軸向活塞泵(axial piston pump)， 例如是斜板式可變容量型泵，具有控制斜板M的傾轉角的傾轉控制部25。該傾轉控制部25 具有缸膛沈；具有與斜板M連接的活塞桿27a并在缸膛沈內進行往復運動的活塞27 ； 對該活塞27向壓縮缸膛沈的桿側室26a的方向施力的施力彈簧28。在缸膛沈內，通過將 壓力油供給到桿側室26a，活塞27抵抗施力彈簧觀一邊壓縮底側室26b —邊移動，隨著桿 側室^a的壓力的降低，活塞27通過施力彈簧28而被推壓返回，從而向壓縮桿側室^a的 方向移動。與活塞27向壓縮底側室^b的方向移動聯動地，斜板M向排出容積增大的方 向傾轉，相反地，與活塞27向壓縮桿側室^a的方向移動聯動地，斜板M向減小排出容積 的方向傾轉。接下來，在上述的圖2、圖3的基礎上，進一步使用圖4 7對本實施方式涉及的發 動機加載減速抑制裝置進行說明。圖4是本發明的一個實施方式所涉及的液壓作業機械的 發動機加載減速抑制裝置的方框圖。圖5是表示圖4所示的控制器中預先存儲的目標發動 機轉速與泵吸收轉矩之間的關系的圖。圖6是表示圖4所示的控制器進行的處理的步驟的 流程圖。圖7是表示對圖2所示的可變容量型液壓泵進行的轉矩恒定控制的特性與圖6所 示的各種泵吸收轉矩之間的關系的圖。如圖2、圖4所示，本實施方式涉及的液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置50 具備檢測裝置51，該檢測裝置51用于檢測先導回路31中是否有先導壓力。該檢測裝置51 具備壓力開關52，其通過作用設定壓力以上的壓力而接通從而輸出檢測信號，所述設定 壓力是作為方向控制閥30的切換所需要的最小先導壓力而設定了的壓力；以及梭形滑閥 53，其具有分別與先導管道37、38連接的兩個入口和一個出口，并且其出口與壓力開關52連接。在這樣構成的檢測裝置51中，當隨著操作桿3 的傾動而通過減壓閥32或者33生 成先導壓力時，壓力開關52接通。如圖2、圖3所示，發動機加載減速抑制裝置50具有電磁閥M來作為控制閥，電磁 閥M能夠控制傾轉控制部25的桿側室^a內的壓力。該電磁閥M介于一次壓力管道36 與桿側室26a之間，能夠進行一次壓力管道36內的壓力向桿側室^a的供給，以及從桿側 室^a向工作油箱39的壓力釋放。圖3所示的電磁閥M的狀態是沒有向電磁閥M供給驅動電流的電磁閥M的非 工作狀態。在該狀態下，桿側室26a與工作油箱39連通而形成油箱壓力，活塞27容易被施 力彈簧觀施力而向減小斜板M的傾轉角的方向、即減少排出容積的方向移動。在向電磁 閥M供給了驅動電流的電磁閥M的工作狀態(未圖示)下，一次壓力管道36的壓力被導 入桿側室^a，活塞27容易抵抗施力彈簧觀向增大斜板M的傾轉角的方向、即增大排出容 積的方向移動。發動機加載減速抑制裝置50具備控制提供電磁閥M的驅動電流的控制器55。該 控制器55包括CPU、ROM、RAM、以及輸入輸出接口，通過預先存儲在ROM中的計算機程序來 進行運算處理以及信號的輸入輸出處理。與從輸入裝置40輸出的目標發動機轉速相應的 目標發動機轉速信號、以及從壓力開關52輸出的檢測信號被輸入該控制器55。控制器55設定成作為判定操作桿裝置34是處于操作狀態還是非操作狀態的操作 判定單元發揮作用。具體來說，控制器55在未從壓力開關52提供檢測信號時判定為操作 桿裝置34處于非操作狀態，在提供了檢測信號時，控制器55判定為操作桿裝置34處于操 作狀態。由該控制器陽和前述的檢測裝置51構成了檢測是否有基于操作桿裝置34 (動作 指令單元)的指令的檢測單元。電磁閥M和控制器55構成了控制可變容量型液壓泵23的泵吸收轉矩的泵吸收 轉矩控制單元。另外，控制器55設定成在作為操作判定單元而判定為操作桿裝置34處 于非操作狀態時，即未檢測到用于使動臂缸12動作的指令的時候，作為控制電磁閥M的驅 動電流的第一閥控制單元發揮作用。由此，泵吸收轉矩控制單元(電磁閥M和控制器55) 作為根據目標發動機轉速來控制泵吸收轉矩的第一控制單元發揮作用。另外，控制器陽設 定為在作為操作判定單元而判定為操作桿裝置34處于操作狀態時，即在檢測到了用于使 動臂缸12動作的指令的時候，作為控制電磁閥M的驅動電流的第二閥控制單元發揮作用。 由此，泵吸收轉矩控制單元(電磁閥討和控制器5 作為根據目標發動機轉速來控制泵吸 收轉矩的第二控制單元發揮作用。對在未檢測到用于使動臂缸12動作的指令的時候，即在操作桿裝置34的非操作 時，由第一控制單元控制的泵吸收轉矩(下文中稱為“非操作時泵吸收轉矩Tl”)的特性進 行說明。如圖5所示，非操作時泵吸收轉矩Tl，在目標發動機轉速N處于“0彡N彡附1”的 范圍的時候，與目標發動機轉速N的變化無關而處于最小值Tlmin。另外，在目標發動機轉 速N處于“mi < N彡附2”的范圍的時候，非操作時泵吸收轉矩Tl與目標發動機轉速N成 比例。另外，當目標發動機轉速N處于‘112 < N彡附3”的范圍的時候，非操作時泵吸收轉 矩Tl與目標發動機轉速N的變化無關而成為恒定值Timid ( > Tlmin)。另外，當目標發動 機轉速N處于“附3 < N彡附4”的范圍的時候，非操作時泵吸收轉矩Tl與目標發動機轉速N成比例。另外，當目標發動機轉速N處于‘114 < N”的范圍的時候，非操作時泵吸收轉矩 Tl與目標發動機轉速N的變化無關而成為最大值Tlmax ( > Timid)。對在檢測到用于使動臂缸12動作的指令的時候，即在操作桿裝置34的操作時，由 第二控制單元控制的泵吸收轉矩(下文中稱為“操作時泵吸收轉矩T2”)的特性進行說明。操作時泵吸收轉矩T2設定為比額定發動機輸出轉矩小的范圍。該操作時泵吸收 轉矩T2的特性線的形狀是將額定發動機輸出轉矩的特性線進行了幾何學簡化而得到的。 并且，該操作時泵吸收轉矩T2，在目標發動機轉速N處于“0彡N彡N21, N21 < Nil"的范 圍的時候，與目標發動機轉速N的變化無關而成為比非操作時泵吸收轉矩Tl大的最小值 T2min( > Tlmin)。另外，在目標發動機轉速N處于“N21 < N彡N22”的范圍的時候，非操 作時泵吸收轉矩T2與目標發動機轉速N成比例，并且為比非操作時泵吸收轉矩Tl大的值。 另外，當目標發動機轉速N處于“N22 < N，N22 <附2”的范圍的時候，操作時泵吸收轉矩T2 與目標發動機轉速N的變化無關而成為最大值T2max ( > Tlmax)。另外，該最大值T2max是 可變容量型液壓泵23的最大泵吸收轉矩。從所述非操作時泵吸收轉矩Tl和操作時泵吸收轉矩T2的特性可知，由第一 控制單元確定的非操作時泵吸收轉矩Tl被設定成在目標發動機轉速N的所有范圍 (O^N^ Nb, Nb = Nmax)內，處于由第二控制單元確定的操作時泵吸收轉矩T2以下的范 圍內，并且，目標發動機轉速N越高，越接近操作時泵吸收轉矩T2。如圖2、圖4所示，發動機加載減速抑制裝置50具備作為水溫檢測單元的水溫檢 測器56，其用于檢測冷卻發動機21的發動機冷卻水的溫度；以及油溫檢測器57，其用于檢 測成為可變容量型液壓泵23的吐出油的工作油的溫度。水溫檢測器56輸出與檢測值相應 的水溫檢測信號，該水溫檢測信號被輸入到控制器55。油溫檢測器57輸出與檢測值相應的 油溫檢測信號，該油溫檢測信號也被輸入到控制器55。控制器55設定成，作為根據水溫檢測信號和油溫檢測信號來控制電磁閥M的驅 動電流的第三閥控制單元發揮作用。由此，泵吸收轉矩控制單元作為修正由第一控制單元 確定的非操作時泵吸收轉矩Tl的修正單元發揮作用。該修正單元，在發動機冷卻水的溫度 超過了預先設定的閾值的時候，以及在工作油的溫度超過了預先設定的閾值的時候，對非 操作時泵吸收轉矩Tl進行減小修正。通過修正單元修正后的泵吸收轉矩(下文中稱為“修 正時泵吸收轉矩Tl’”)的特性例如被設定成描繪出與非操作時泵吸收轉矩Tl同樣的形 狀的特性線，并且設定成修正時泵吸收轉矩Tl’取比非操作時泵吸收轉矩Tl小的值。發動 機冷卻水的溫度的閾值設定為這樣的溫度范圍內的值發動機21加熱到能夠獲得額定發 動機輸出轉矩的程度。工作油的溫度的閾值設定為這樣的溫度范圍內的值能夠獲得適合 可變容量型液壓泵23的運轉的工作油粘度。這樣構成的本實施方式涉及的發動機加載減速抑制裝置50如下進行動作。如圖6所示，控制器55，首先輸入來自輸入裝置40的目標發動機轉速信號、來自水 溫檢測器56的水溫檢測信號以及來自油溫檢測器57的油溫檢測信號(步驟Si)。接著，控 制器陽，根據是否從壓力開關52提供了檢測信號來判定壓力開關52是接通還是斷開，即判 斷操作桿裝置34是操作狀態還是非操作狀態(步驟S2)。在判定為操作桿裝置34為非操 作狀態的時候，控制器陽作為第一閥控制單元發揮作用，控制器55將非操作時泵吸收轉矩 Tl作為泵吸收轉矩T計算出來(步驟S3)。此時，如果從水溫檢測信號獲得的發動機冷卻水溫與從油溫檢測信號獲得的工作油的溫度兩者都超過了各自的閾值，則控制器陽根據 目標發動機轉速N來控制電磁閥M的驅動電流、即斜板M的傾轉角(排出容積)，以獲得 非操作時泵吸收轉矩Tl來作為泵吸收轉矩(步驟S4 —步驟S5 —步驟S6)。S卩，電磁閥M 和控制器55作為第一控制單元發揮作用。之后，只要是操作桿裝置34的非操作狀態，而且 水溫發動機冷卻水溫和工作油的溫度兩者都超過了各自的閾值的狀態持續，則重復“步驟 Sl —步驟S2 —步驟S3 —步驟S4 —步驟S5 —步驟S6 “的例行程序(routine)，電磁閥M 和控制器55維持作為第一控制單元發揮作用的狀態。另一方面，即使操作桿裝置34處于非操作狀態，在發動機冷卻水的溫度和工作油 的溫度的至少一方在閾值以下的時候，控制器陽作為第三閥控制單元發揮作用，由此，電 磁閥M和控制器55作為修正單元發揮作用。即，控制器55根據目標發動機轉速N來控制 電磁閥M的驅動電流、即斜板M的傾轉角(排出容積)，以獲得修正時泵吸收轉矩Tl’來 作為泵吸收轉矩(步驟S4或者S5—步驟S7)。此后，只要是操作桿裝置34的非操作狀態， 而且水溫發動機冷卻水溫和工作油的溫度的至少一方在閾值以下的狀態持續，則重復“步 驟Sl —步驟S2 —步驟S3 —步驟S4 —步驟S7”或者“步驟Sl —步驟S2 —步驟S3 —步驟
54—步驟S5 —步驟S7”的例行程序，電磁閥M和控制器55作維持為修正單元發揮作用 的狀態。并且，當發動機21或者工作油充分變暖而使得發動機冷卻水的溫度、工作油的溫 度超過了各自的閾值時，轉移到重復上述的“步驟Sl —步驟S2 —步驟S3 —步驟S4 —步驟
55—步驟S6 “的例行程序的狀態，即電磁閥M和控制器55作為第一控制單元發揮作用的 狀態。當壓力開關52隨著操作桿裝置34的操作而接通時，控制器55作為第二閥控制單 元發揮作用，由此，電磁閥M和控制器55，即泵吸收轉矩控制單元作為第二控制單元發揮 作用。即，控制器55根據目標發動機轉速N來控制電磁閥M的驅動電流，以獲得操作時泵 吸收轉矩T2來作為泵吸收轉矩(步驟Si—步驟S2—步驟S8)。然后，只要是操作桿裝置 34的操作狀態持續，則重復“步驟Sl —步驟S2 —步驟S8”的例行程序，電磁閥M和控制 器55維持在作為第二控制單元發揮作用的狀態。通過控制器55這樣進行動作，來控制可變容量型液壓泵23的排出容量q，例如，如 圖7所示，可變容量型液壓泵23的P-q特性發生變動。即，如圖5所示，操作桿裝置34的非操作狀態下的目標發動機轉速N，例如為“N12
<N < m3”的范圍內的值Na的時候，獲得非操作時泵吸收轉矩Timid。由此，在操作桿裝 置34的非操作狀態下且在是目標發動機轉速Na的狀態下，如圖7所示，以非操作時泵吸收 轉矩Tlmid作為泵吸收轉矩T的上限值，進行控制相對于泵吐出壓力P的排出容積q的轉 矩恒定控制。當操作桿裝置34在該狀態下被操作時，如圖5所示獲得操作時泵吸收轉矩 T2max。與此相伴，如圖7中箭頭A所示，泵吸收轉矩T的上限值從Tlmid轉移到T2max，將 操作時泵吸收轉矩T2maX作為泵吸收轉矩T的上限值來進行轉矩恒定控制。另外，如圖5所示，操作桿裝置34的非操作時的目標發動機轉速N例如為114
<N”的范圍內的值Nb的時候，獲得非操作時泵吸收轉矩Tlmax。由此，在操作桿裝置34 的非操作狀態下且在是目標發動機轉速Nb的狀態下，如圖7所示，以非操作時泵吸收轉矩 Tlmax作為泵吸收轉矩T的上限值進行轉矩恒定控制。當操作桿裝置34在該狀態下被操作 時，如圖5所示獲得操作時泵吸收轉矩T2maX。與此相伴，如圖7中箭頭B所示，泵吸收轉矩T的上限值從Tlmax轉移到T2max，將操作時泵吸收轉矩T2max作為泵吸收轉矩T的上限值 來進行轉矩恒定控制。根據本實施方式涉及的發動機加載減速抑制裝置50能夠獲得以下效果。在本實施方式涉及的發動機加載減速抑制裝置50中，由第一控制單元確定的非 操作時泵吸收轉矩Tl被設定成在所有的目標發動機轉速N下，都在由第二控制單元確定 的操作時泵吸收轉矩T2以下的范圍內，并且，目標發動機轉速N越高，該非操作時泵吸收轉 矩Tl越接近操作時泵吸收轉矩T2。由此，在發動機在能夠獲得相對于操作時泵吸收轉矩 T2maX(最大泵吸收轉矩)具有裕量的發動機輸出轉矩的發動機轉速的范圍內工作的狀態 下，能夠使動臂缸12的停止狀態(非操作時)的非操作時泵吸收轉矩Tl接近動臂缸12的 動作開始時(操作時)的操作時泵吸收轉矩T2，能夠減小使動臂缸12從停止狀態進行突然 的動作時的泵吐出流量的增大幅度。因此，能夠抑制使動臂缸12從停止狀態進行突然的動 作時的動臂缸12的操作性的降低。在本實施方式涉及的發動機加載減速抑制裝置50中，在發動機21沒有加熱到能 夠獲得額定發動機輸出轉矩的程度的時候，或在工作油沒有升溫到能夠獲得適合可變容量 型泵23的運轉的粘度的溫度的時候，能夠將非操作時泵吸收轉矩Tl修正為修正時泵吸收 轉矩Tl’，使得發動機輸出轉矩與非操作時泵吸收轉矩Tl的差不會過小。在上述的實施方式所涉及的發動機加載減速抑制裝置50中，作為由第一控制單 元確定的非操作時泵吸收轉矩Tl的一例，列舉圖5所示的特性的泵吸收轉矩為一例，但是， 本發明中由第一控制單元確定的泵吸收轉矩的特性并不限定于圖5所示的特性，第一控制 單元確定的泵吸收轉矩的特性只要設定成以下結果即可在所有的目標發動機轉速N下， 都在操作時泵吸收轉矩以下的范圍內，并且在能夠至少獲得操作時泵吸收轉矩T2maX的目 標發動機轉速N22以上時接近操作時泵吸收轉矩T2。在上述實施方式的發動機加載減速抑制裝置50中，作為液壓挖掘機的一例列舉 了動臂缸12。這并不限定于本發明僅對動臂缸12利用泵吸收轉矩控制單元進行可變容量 型液壓泵23的泵吸收轉矩的控制。即，對于動臂缸12以外的液壓致動器、即行走馬達10、 回轉馬達、斗桿缸11、挖斗缸13，也同樣可以利用泵吸收轉矩控制單元進行泵吸收轉矩的 控制。在上述的實施方式所涉及的發動機加載減速抑制裝置50中，用于檢測是否有使 液壓致動器進行的動作的指令的檢測單元包括用于檢測通過操作桿裝置34生成的先導 壓力的檢測裝置51 ；以及控制器55 (操作判定單元)，其設定成根據該檢測裝置51的壓力 開關52的檢測信號的有無來判定操作桿裝置34的操作狀態和非操作狀態。本發明涉及的 檢測單元并不限定于此，也可以代替檢測裝置51和控制器55使檢測單元由以下部分構成 將操作桿裝置34的動作轉換成電信號的可變電阻器或電位計等檢測設備；以及控制器，其 設定成作為操作判定單元發揮作用，該操作判定單元根據來自該檢測器的電信號來判定操 作桿裝置34的操作狀態和非操作狀態。在作為上述實施方式涉及的液壓作業機械的一例的液壓挖掘機1中，液壓控制裝 置20具備液壓先導式方向控制閥30和對該方向控制閥30供給先導壓力的操作桿裝置34。 并且，發動機加載減速抑制裝置50，為了能夠應用到具有這些方向控制閥30和操作桿裝置 34的液壓控制裝置20，而具備檢測單元，該檢測單元具備具有梭形滑閥53和壓力開關52的檢測裝置51 ；以及控制器55，其設定成根據壓力開關52的檢測信號的有無來判定操作 桿裝置34的操作狀態和非操作狀態。本發明的發動機加載減速抑制裝置并不限定于應用 于液壓控制裝置20，還包括應用于以下結構，該結構代替液壓控制裝置20中的方向控制閥 30和操作桿裝置34而具有通過電磁鐵的驅動而進行切換的電氣操作式方向控制閥以及 輸出用于指示該方向控制閥的閥位置的電信號的電氣式操作桿裝置。與該液壓控制裝置對 應的檢測單元由代替上述的控制器55的控制器構成，該控制器設定成代替壓力開關52的 檢測信號，來自所述電氣式操作桿裝置的電信號被輸入到該控制器，該控制器根據該電信 號來判定操作桿裝置的操作狀態和非操作狀態。根據該檢測單元，無需設置壓力開關52和 梭形滑閥53。在上述的實施方式涉及的發動機加載減速抑制裝置50中，控制器55，發動機冷卻 水的溫度在閾值以下時的修正時泵吸收轉矩和工作油的溫度在閾值以下的時候的修正時 泵吸收轉矩被設定成相同的修正時泵吸收轉矩Tl’，但是本發明并不限定于如上述那樣修 正泵吸收轉矩，也可以使發動機冷卻水的溫度在閾值以下時的修正時泵吸收轉矩和工作油 的溫度在閾值以下的時候的修正時泵吸收轉矩被設定成彼此不同的修正時泵吸收轉矩。上述實施方式涉及的發動機加載減速抑制裝置50設置于液壓挖掘機1，但是設置 有本發明的液壓作業機械并不限定于液壓挖掘機，也可以是輪式裝載機(wheel loader),
反鏟挖泥船(backhoe ship)等
標號說明
1液壓挖掘機
2行走體
2a履帶
3回轉體
3a駕駛室
3b機房
4前方作業機
5斗桿
6動臂
7挖斗
10行走馬達
11斗桿缸
10動臂缸
12挖斗缸
20液壓控制裝置
21發動機
22傳動裝置
23可變容量型液壓泵
24斜板
25傾轉控制部
26缸膛
26a桿側室
26b底側室
27活塞
27a活塞桿
28施力彈簧
30方向控制閥
30a液壓先導部
30b液壓先導部
31先導回路
32、33減壓閥
34操作桿裝置
35先導泵
36 一次壓力管道
37,38先導管道
39工作油箱
40輸入裝置
50發動機加載減速抑制裝置
51檢測裝置
52壓力開關
53梭形滑閥
54電磁閥
55控制器
56水溫檢測器
57油溫檢測器
權利要求
1.一種液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置，其設置于液壓作業機械，該液壓作業機械具有發動機；可變容量型液壓泵，其由該發動機進行驅動；液壓致動 器，其通過該可變容量型液壓泵的吐出油而被驅動；動作指令單元，其用于指示使該液壓致 動器進行的動作；以及目標發動機轉速指令單元，其用于指示所述發動機的目標發動機轉 速，所述發動機加載減速抑制裝置具有檢測單元，其用于檢測是否有所述動作指令單元 的指令；以及泵吸收轉矩控制單元，其根據所述檢測單元的檢測結果來控制所述可變容量 型液壓泵的泵吸收轉矩，所述液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置的特征在于，所述泵吸收轉矩控制單元被設定成在通過所述檢測單元沒有檢測到指令的時候，所 述泵吸收轉矩控制單元作為根據目標發動機轉速控制泵吸收轉矩的第一控制單元發揮作 用，在通過所述檢測單元檢測到了指令的時候，所述泵吸收轉矩控制單元作為根據目標發 動機轉速控制泵吸收轉矩的第二控制單元發揮作用，由所述第一控制單元確定的泵吸收轉矩被設定成在所有的目標發動機轉速下，由所 述第一控制單元確定的泵吸收轉矩都在由所述第二控制單元確定的泵吸收轉矩以下的范 圍內，并且，目標發動機轉速越高，由所述第一控制單元確定的泵吸收轉矩越接近由所述第 二控制單元確定的泵吸收轉矩。
2.根據權利要求1所述的液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置，其特征在于，具有水溫檢測單元，其用于檢測對所述發動機進行冷卻的發動機冷卻水的溫度；以及 修正單元，其根據該水溫檢測單元檢測到的發動機冷卻水的溫度，來修正由所述第一 控制單元確定的泵吸收轉矩。
3.根據權利要求1或2所述的液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置，其特征在于， 具有油溫檢測單元，其用于檢測作為所述可變容量型液壓泵的吐出油的工作油的溫度；以及修正單元，其根據該油溫檢測單元檢測到的工作油的溫度，來修正由所述第一控制單 元確定的泵吸收轉矩。
全文摘要
本發明提供一種液壓作業機械的發動機加載減速抑制裝置，其用于抑制使液壓致動器從停止狀態進行突然動作時的液壓致動器的操作性的降低。通過電磁閥(54)控制提供給可變容量型液壓泵(23)的傾轉控制部(25)的先導壓力。控制器(55)根據來自輸入裝置(40)的目標轉速信號來進行電磁閥(54)的控制。該控制在檢測裝置(51)檢測不到由操作桿裝置(34)生成的先導壓力的時候和檢測到該先導壓力的時候不同，檢測不到時的泵吸收轉矩在所有的目標發動機轉速下位于檢測到時的泵吸收轉矩以下的范圍內，并且，目標發動機轉速越高，越接近檢測到時的泵吸收轉矩。
文檔編號E02F9/22GK102124233SQ20098013149
公開日2011年7月13日 申請日期2009年8月11日 優先權日2008年8月14日
發明者有賀修榮, 楢崎昭廣 申請人:日立建機株式會社