建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法，更具體地涉及根據(jù)發(fā)動機的動態(tài)特性 而應(yīng)用可變額定速度來可控制油壓系統(tǒng)的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -般來講，建筑機械具有油壓系統(tǒng)。發(fā)動機向油壓系統(tǒng)提供動力。油壓系統(tǒng)包括： 油壓栗、主控制閥、致動器和操作部（操縱桿等）。
[0003] 油壓栗通過發(fā)動機動力驅(qū)動而排出形成有壓力的液壓油。主控制閥向多個致動器 中所需的致動器分配提供液壓油。致動器利用液壓油使相應(yīng)作業(yè)機器運轉(zhuǎn)來執(zhí)行所需的工 作。
[0004] 發(fā)動機一邊消耗燃料一邊產(chǎn)生動力。發(fā)動機在某一特定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速上實現(xiàn)不同 的發(fā)動機扭矩。這是通過參照圖1來說明。
[0005] 如圖1所示，發(fā)動機轉(zhuǎn)速過高或過低的時候扭矩反而會下降而使能量效率變差。 另外，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，則消耗的燃料也越多。即，考慮到能量效率，發(fā)動機要以適當(dāng)?shù)陌l(fā)動 機轉(zhuǎn)速運作，由此可提高燃料效率。
[0006] 發(fā)動機上提示有額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速。比額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的時候，實 際實現(xiàn)的扭矩會變小，因此比發(fā)動機所產(chǎn)生的扭矩更大的負(fù)荷施加的情況下，可能會發(fā)生 發(fā)動機停轉(zhuǎn)（stall)現(xiàn)象。特別是，油壓系統(tǒng)突然被施加大負(fù)荷的時候，會發(fā)生發(fā)動機轉(zhuǎn)速 過度下降（Drop)的現(xiàn)象。
[0007] 施加在油壓系統(tǒng)的負(fù)荷隨著操作部的操作位移而成比例地增減。作為操作部的一 例，有操縱桿、踏板等。以下，操作部以操縱桿為例進(jìn)行說明。
[0008] 當(dāng)作業(yè)人急速操作操縱桿時，意味著所需求的扭矩會急速增加。扭矩增加意味著 液壓油排出流量會增加或液壓油的壓力會增加。為了增加扭矩而維持一定量的液壓油排出 流量時，要增加液壓油的壓力。增加液壓油的壓力意味著液壓栗會被施加負(fù)荷，這也會對發(fā) 動機施加負(fù)荷。
[0009] 以往已知的反控制（negative control)方式（或被稱為"負(fù)控制"）的馬力控制 是通過調(diào)節(jié)附著在栗的電磁比例減壓閥（EPPR)的電流值來改變先導(dǎo)栗（Pilot Pump)的2 次壓力，由此來控制設(shè)定在栗的馬力。為此，車輛控制裝置通過刻度盤預(yù)設(shè)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速 (rpm)，并為了維持固定的額定轉(zhuǎn)速而通過F1D控制和補償（Offset)控制來決定電流值。
[0010] 另外，為了使栗能使用最大馬力，額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速的決定時在高怠速（high Idle) 狀態(tài)下以IOOrpm水平設(shè)定。雖然這設(shè)計（Design)成使栗充分利用最大馬力，但因發(fā)動機 的動態(tài)特性而很多情況下無法使用全（Full)馬力，所以為此的調(diào)整受到限制。另外，急速 操作操縱桿的時候，由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速之間的差距（Gap)而會發(fā)生不必要的燃料 消耗和廢氣等。
[0011] 參照圖2來說明急速操作操縱桿時發(fā)生的問題。如圖2所示，在某一瞬間突然操作 操縱桿，從而在需要大扭矩的時刻（tl)開始發(fā)動機轉(zhuǎn)速（rpm)急速下降，在某一瞬間（t2) 發(fā)動機轉(zhuǎn)速（rpm)比額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速（rpm)低而發(fā)生發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低現(xiàn)象。然后，啟動渦 輪增壓器（turbocharger)，等到渦輪增壓器發(fā)揮正常功能會需要時間。這樣，渦輪增壓器的 功能正常地執(zhí)行而發(fā)動機轉(zhuǎn)速也會逐漸恢復(fù)。
[0012] 若發(fā)動機動態(tài)特性改變，可能會發(fā)生更嚴(yán)重的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降現(xiàn)象，此時發(fā)動機 為了實現(xiàn)所需要的扭矩而會消耗更多的燃料。即，消耗大量燃料意味著燃料效率變得極差， 成為發(fā)生廢氣的原因。
[0013] 特別是，以往已知的油壓系統(tǒng)通過將發(fā)動機動態(tài)特性和扭矩曲線特性設(shè)定為常數(shù) 來一并反映上述特性，以修正額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速，但這樣的修正作業(yè)會有限制，由此存在無法 準(zhǔn)確地反映出發(fā)動機動態(tài)特性的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 技術(shù)課題
[0015] 由此，本發(fā)明要解決的技術(shù)課題是提供一種建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法，所述 方法通過以可變的方式應(yīng)用用于設(shè)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速的額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速，當(dāng)突然需要高負(fù)荷 時，可使發(fā)動機轉(zhuǎn)速維持在額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
[0016] 本發(fā)明要解決的技術(shù)課題不限于以上提到的技術(shù)課題，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域 中知曉普通知識的人員來說，可通過下述記載來明確理解沒有提到的其他技術(shù)課題。
[0017] 用于解決課題的手段
[0018] 用于解決上述技術(shù)課題的本發(fā)明的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟： 最大值設(shè)定步驟（S130)，當(dāng)發(fā)生對栗扭矩的需求值時，將上述需求值設(shè)定成最大值；動力 轉(zhuǎn)換步驟（S140)，輸出動力值，該動力值在當(dāng)前負(fù)荷模式下與上述最大值匹配；斜率限制 步驟（S150)，限制實現(xiàn)上述動力值為止的時間的斜率；發(fā)動機轉(zhuǎn)速預(yù)測步驟（S160)，從 發(fā)動機控制裝置（20)被輸入實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速（rpm)后，利用數(shù)字濾波器（Digital Lead Filter)，來預(yù)測以后要輸入的虛擬發(fā)動機轉(zhuǎn)速，且在輸入實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速之前輸出所預(yù)測 到的上述虛擬發(fā)動機轉(zhuǎn)速值；PID控制步驟（S170)，執(zhí)行PID控制，以使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速 (rpm)收斂到上述虛擬發(fā)動機轉(zhuǎn)速；和最終動力輸出步驟（S190)，對根據(jù)上述負(fù)荷模式?jīng)Q 定的第1動力值、根據(jù)上述需求值決定的第2動力值和通過上述PID控制導(dǎo)出的第3動力 值進(jìn)行相加而輸出最終動力值來控制栗；利用可變額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速來進(jìn)行控制，上述可變 額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速在大于標(biāo)準(zhǔn)額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速且比相對于上述標(biāo)準(zhǔn)額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速的高怠 速發(fā)動機轉(zhuǎn)速小的范圍內(nèi)變化。
[0019] 本發(fā)明的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法中，上述可變額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速的初始值被 控制為比上述標(biāo)準(zhǔn)額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速大70rpm~95rpm。
[0020] 本發(fā)明的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法中，在上述PID控制步驟（S170)與上述最 終動力輸出步驟（S190)之間還包括防止飽和執(zhí)行步驟（S180)，防止飽和執(zhí)行步驟（S180) 中，限制被控制的錯誤值的范圍，以使執(zhí)行上述PID控制時發(fā)生的錯誤值不脫離上限限制 和下限限制。
[0021] 其他實施例的具體事項被包含在詳細(xì)說明和附圖中。
[0022] 發(fā)明效果
[0023] 如上所述那樣構(gòu)成的本發(fā)明的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法通過以可變的方式 應(yīng)用額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速，當(dāng)突然需要高負(fù)荷時，可防止發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降到額定發(fā)動機轉(zhuǎn)速以 下的現(xiàn)象。
[0024] 另外，本發(fā)明的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法還可以維持適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機轉(zhuǎn)速，由 此可防止過多的燃料消耗來提高燃料效率。
【附圖說明】
[0025] 圖1是用于說明發(fā)動機動態(tài)特性的發(fā)動機動態(tài)特性線圖。
[0026] 圖2是用于說明現(xiàn)有的建筑機械油壓系統(tǒng)中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降現(xiàn)象的圖。
[0027] 圖3是示出本發(fā)明的一個實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的油壓線路圖。
[0028] 圖4至圖6是用于說明本發(fā)明的一個實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)中對第1栗和第 2栗分配發(fā)動機馬力的例子的概要圖。
[0029] 圖7是示出本發(fā)明的一個實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0030] 圖8是示出本發(fā)明的一個實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制部的結(jié)構(gòu)圖。
[0031] 圖9是示出本發(fā)明的一個實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的流量控制部的結(jié)構(gòu)圖。
[0032] 圖10是示出本發(fā)明的一個實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的動力換擋控制部的結(jié)構(gòu) 圖。
[0033] 圖11是示出本發(fā)明的一個實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的馬力分配控制部的結(jié)構(gòu) 圖。
[0034] 圖12是示出對本發(fā)明的一個實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)分配發(fā)動機馬力的例子 的結(jié)構(gòu)圖。
[0035] 圖13至圖15是示出根據(jù)圖12按分配比率將發(fā)動機的動力分配給第1栗和第2 栗的例子的圖。
[0036] 圖16是用于說明本發(fā)明的實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法的一例的圖。
[0037] 圖17是用于說明本發(fā)明的實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法的作用的圖。
[0038] 圖18是用于說明通過本發(fā)明的實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行控制 時的發(fā)動轉(zhuǎn)速的變化趨勢的圖。
【具體實施方式】
[0039] 參照附圖以及詳細(xì)后述的實施例，闡明本發(fā)明的優(yōu)點和特征以及實現(xiàn)這些的方 法。
[0040] 以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。以下說明的實施例是為了有助于理解 本發(fā)明而例示的，應(yīng)理解的是，本發(fā)明可對在此說明的實施例進(jìn)行多種變形而實施。只是， 在說明本發(fā)明時，當(dāng)判斷為相關(guān)的公知功能或構(gòu)成要素的具體說明會不必要地混淆本發(fā)明 主旨時，省略其詳細(xì)說明以及具體圖示。并且，為了有助于理解發(fā)明，附圖并不是以實際尺 寸圖示，可能會夸張地圖示一部分構(gòu)成要素的大小。
[0041] 另一方面，后述的用語是考慮到本發(fā)明中的功能而設(shè)定的用語，根據(jù)生產(chǎn)者的意 圖或慣例可能會變得不同，因此應(yīng)以本說明書整體內(nèi)容為基礎(chǔ)對其下定義。
[0042] 說明書整體上，相同參照標(biāo)號是指相同的構(gòu)成要素。
[0043] 圖3是示出本發(fā)明的一個實施例的建筑機械油壓系統(tǒng)的油壓線路圖。參照圖3,詳 細(xì)說明上述建筑機械油壓系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)和功能。
[0044] 參照圖3,圖示有建筑機械油壓系統(tǒng)，其包括中位關(guān)閉型主