專利名稱：液壓工程機械的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓工程機械的原動機的控制裝置，尤其涉及作為原動機具有發(fā)動機、通過從被該發(fā)動機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的液壓泵排出的壓力油來驅(qū)動液壓執(zhí)行機構(gòu)、并進行必要的作業(yè)的液壓挖掘機等的液壓工程機械的原動機的轉(zhuǎn)速控制裝置。
背景技術(shù)：
液壓挖掘機等的液壓工程機械，一般地，作為原動機具有發(fā)動機，通過該發(fā)動機對至少一個可變?nèi)萘啃偷囊簤罕眠M行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，通過從液壓泵排出的壓力油來驅(qū)動多個液壓執(zhí)行機構(gòu)，從而進行挖掘等必要的作業(yè)。在液壓挖掘機中，具有對發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速進行指令的設(shè)定機構(gòu)，根據(jù)該目標轉(zhuǎn)速控制燃料噴射量，從而控制轉(zhuǎn)速。這樣的轉(zhuǎn)速控制裝置，通常，以轉(zhuǎn)速成為恒定的方式進行控制。但是，從提高作業(yè)性及改進燃料消耗率的觀點出發(fā)，也有優(yōu)選進行根據(jù)載荷使原動機的轉(zhuǎn)速增加的控制的情況。尤其是，挖掘作業(yè)容易成為重載荷，希望與輕載荷時的轉(zhuǎn)速相比進一步使發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加(增速)。例如，專利文獻1記載的轉(zhuǎn)速控制裝置具有操作狀態(tài)判別機構(gòu)，其根據(jù)操作桿有無操作、操作方向以及液壓泵的壓力來判別是否處于需要原動機轉(zhuǎn)速的增量的操作狀態(tài)； 原動機轉(zhuǎn)速修正機構(gòu)，其與通過該操作狀態(tài)判別機構(gòu)判別得到的操作狀態(tài)對應(yīng)地，使原動機轉(zhuǎn)速增加規(guī)定值的量。操作狀態(tài)判別機構(gòu)具有根據(jù)與各執(zhí)行機構(gòu)相對應(yīng)的操作桿有無操作和操作方向的檢測結(jié)果進行選擇的轉(zhuǎn)速修正圖A C。挖掘作業(yè)時，檢測斗桿鏟裝(crowd)操作和鏟斗鏟裝操作，并根據(jù)檢測結(jié)果選擇所對應(yīng)的圖C。在選擇了圖C后，與泵壓力無關(guān)地，首先使發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加lOOrpm，并且，在泵壓力超過20MPa (第一閾值)后，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速逐漸地增加 500rpm的量，在泵壓力成為17MPa (第二閾值)以下時，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加量逐漸地成為 IOOrpm0專利文獻1 日本特許四05324號公報但是，現(xiàn)有技術(shù)存在以下技術(shù)問題。挖掘作業(yè)時的液壓泵壓力，會因挖掘?qū)ο?、操作員的操作方法等而較大地變動。在現(xiàn)有技術(shù)中，挖掘作業(yè)中若液壓泵壓力跨越第一閾值及第二閾值地變動，則會反復(fù)進行增速及增速結(jié)束的動作，操作員的操作感會感到不適，操作性降低。操作性降低會使操作員的集中力降低，從而會削弱基于增速所實現(xiàn)的提高作業(yè)性的效果。另外，現(xiàn)有技術(shù)中，從區(qū)分挖掘作業(yè)和挖掘作業(yè)以外的作業(yè)的觀點出發(fā)，設(shè)定有相當于挖掘開始的第一閾值及相當于挖掘結(jié)束的第二閾值。若沒有依據(jù)地降低第一閾值及第二閾值，則可能在挖掘作業(yè)以外的作業(yè)時進行非本意的增速。因此，為了以防萬一，第一閾值及第二閾值設(shè)定在安全側(cè)(較高的值)。但是，若將第一閾值及第二閾值設(shè)定得比需要高，那么，會從挖掘的途中開始增速 (難以進入增速控制)，并在挖掘的途中增速結(jié)束(容易退出)，無法充分地獲得基于增速所實現(xiàn)的提高作業(yè)性的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種液壓工程機械的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置，通過更可靠地判別挖掘狀態(tài)，能夠謀求挖掘時的操作性的提高，進而能夠謀求作業(yè)性的提高。(1)為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是一種液壓工程機械的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置， 具有原動機；通過該原動機而被驅(qū)動的至少一個可變?nèi)萘恳簤罕茫煌ㄟ^該液壓泵的壓力油而被驅(qū)動的多個液壓執(zhí)行機構(gòu)；多個控制閥，其分別對從所述液壓泵向所述多個液壓執(zhí)行機構(gòu)的壓力油的流量和方向進行控制；操作指令機構(gòu)，其分別與所述多個液壓執(zhí)行機構(gòu)相對應(yīng)地設(shè)置，分別驅(qū)動所述控制閥，由此，與各操作方向的操作量相應(yīng)地指令所述多個液壓執(zhí)行機構(gòu)的操作；操作指令檢測機構(gòu)，其檢測該操作指令機構(gòu)的指令信號；泵壓力檢測機構(gòu)，其檢測所述液壓泵的壓力；基準目標轉(zhuǎn)速設(shè)定機構(gòu)，其設(shè)定所述原動機的基準目標轉(zhuǎn)速；目標轉(zhuǎn)速修正機構(gòu)，其與所述操作指令機構(gòu)的操作狀態(tài)相應(yīng)地、將規(guī)定的修正值與所述基準目標轉(zhuǎn)速相加，從而得到所述原動機的目標轉(zhuǎn)速，還具有挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)，其根據(jù)所述操作方向、操作量以及泵壓力來判別是否處于挖掘狀態(tài)，在所述挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)判別為處于挖掘狀態(tài)后，所述目標轉(zhuǎn)速修正機構(gòu)將規(guī)定的修正值與所述基準目標轉(zhuǎn)速相加?，F(xiàn)有技術(shù)中，挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)根據(jù)操作方向、有無操作以及泵壓力來判別是否處于挖掘狀態(tài)。本發(fā)明中，挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)根據(jù)操作方向、操作量以及泵壓力來判別是否處于挖掘狀態(tài)。由此，能夠更可靠地判別是否處于挖掘狀態(tài)。現(xiàn)有技術(shù)中，判別是否處于挖掘狀態(tài)存在不可靠的情況，泵壓力的閾值被設(shè)定得較高(安全側(cè))。本發(fā)明中，通過更可靠地判別挖掘狀態(tài)，能夠確保安全性，并將泵壓力的閾值設(shè)定得比現(xiàn)有技術(shù)低?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于泵壓力的閾值被設(shè)定得較高，因此，若泵壓力跨越閾值而變動， 則反復(fù)進行增速及非增速的動作，在操作性上存在技術(shù)問題。本發(fā)明中，通過將泵壓力的閾值設(shè)定得較低，能夠?qū)崿F(xiàn)始終增速，操作性提高。另外，現(xiàn)有技術(shù)中，由于泵壓力的閾值設(shè)定得較高，從挖掘的中途進行增速且在挖掘的中途增速結(jié)束，增速范圍窄，存在無法充分地獲得基于增速所實現(xiàn)的提高作業(yè)性的效果的技術(shù)問題。本發(fā)明中，通過將泵壓力的閾值設(shè)定得較低，從開始挖掘起進行增速且在挖掘結(jié)束時增速結(jié)束，增速范圍比現(xiàn)有情況寬，能夠進一步提高作業(yè)性。(2)在上述(1)中，優(yōu)選地，所述挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)，當在上一次判別中判別為非挖掘狀態(tài)時，如果滿足第一判別條件，則判別為挖掘狀態(tài)開始，所述第一判別條件是泵壓力為規(guī)定的第一閾值以上、且斗桿鏟裝操作量為相當于滿程操作的值以上、且動臂抬升操作量和鏟斗鏟裝操作量的至少一方為最小操作量以上；當在上一次判別中判別為非挖掘狀態(tài)時，如果不滿足第一判別條件，則判別為非挖掘狀態(tài)維持；當在上一次判別中判別為處于挖掘狀態(tài)時，若滿足第二判別條件，則判別為挖掘狀態(tài)繼續(xù)，所述第二判別條件是泵壓力為比所述第一閾值低的第二閾值以上、且斗桿鏟裝操作量為相當于半程操作的值以上這一；當在上一次判別中判別為處于挖掘狀態(tài)時，如果不滿足第二判別條件，則判別為挖掘狀態(tài)結(jié)束。由此，本發(fā)明的挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)，能夠更可靠地判別是否處于挖掘狀態(tài)。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過更可靠地判別挖掘狀態(tài)，能夠謀求挖掘時的操作性的提高，進而能夠謀求作業(yè)性的提高。


圖1是表示液壓挖掘機的外觀的圖。圖2是液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)的概要構(gòu)成圖。圖3是對發(fā)動機及液壓系統(tǒng)進行控制的控制系統(tǒng)的概念圖。圖4是挖掘狀態(tài)判別功能和目標轉(zhuǎn)速修正功能及隨附的處理功能的功能框圖。圖5A是對現(xiàn)有技術(shù)中的泵壓力的變動PD與增速狀況的關(guān)系進行說明的圖。圖5B是對本實施方式中的泵壓力的變動PD與增速狀況的關(guān)系進行說明的圖(第一效果)。圖6A是對現(xiàn)有技術(shù)中的泵壓力的變動PD與增速狀況的關(guān)系進行說明的圖。圖6B是對本實施方式中的泵壓力的變動PD與增速狀況的關(guān)系進行說明的圖(第
二效果)。附圖標記的說明
1發(fā)動機
2、3液壓泵
4先導(dǎo)泵
11旋轉(zhuǎn)馬達
12斗桿液壓缸
13動臂液壓缸
14鏟斗液壓缸
15左行駛馬達
16右行駛馬達
21 28控制閥
41 44操作指令裝置
45、46壓力傳感器(泵壓力)
47 49力傳感器(操作先導(dǎo)壓)
51車身控制器
52發(fā)動機控制器
53發(fā)動機控制刻度盤
54轉(zhuǎn)速檢測傳感器
55電子調(diào)節(jié)器
61基準目標轉(zhuǎn)速設(shè)定功能
62挖掘狀態(tài)判別功能
63修正值設(shè)定功能
64目標轉(zhuǎn)速修正功能
65過濾器
100下部行駛體101上部旋轉(zhuǎn)體102前作業(yè)機103 動臂104 斗桿105 鏟斗106 履帶
具體實施例方式(結(jié)構(gòu))以下，利用附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。以下的實施方式，是將本發(fā)明適用于液壓挖掘機的情況下的實施方式。圖1是表示液壓挖掘機的外觀的圖。液壓挖掘機具有下部行駛體100、上部旋轉(zhuǎn)體101、前作業(yè)機102。在下部行駛體100上配置有左右的行駛馬達15、16，通過該行駛馬達15、16旋轉(zhuǎn)驅(qū)動履帶106，從而向前方或后方行駛。在上部旋轉(zhuǎn)體101上搭載有旋轉(zhuǎn)馬達11，通過該旋轉(zhuǎn)馬達11，上部旋轉(zhuǎn)體101相對于下部行駛體100向右方向或左方向旋轉(zhuǎn)。 前作業(yè)機102包括動臂103、斗桿104、鏟斗105，動臂103通過動臂液壓13上下運動，斗桿 104通過斗桿液壓12而向卸載(dump)側(cè)(展開側(cè))或鏟裝(crowd)側(cè)(鏟入側(cè))操作，鏟斗105通過鏟斗液壓14向卸載側(cè)或鏟裝側(cè)操作。圖2是液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)的概要構(gòu)成圖。液壓系統(tǒng)具有發(fā)動機1 ；通過發(fā)動機1而被驅(qū)動的可變?nèi)萘啃鸵簤罕?、3 ；先導(dǎo)泵4 ；通過液壓泵2、3的壓力油而被驅(qū)動的多個液壓執(zhí)行機構(gòu)11 16 ；分別對從液壓泵2、3向多個液壓執(zhí)行機構(gòu)11 16的壓力油的流量和方向進行控制的多個控制閥21 觀；操作指令裝置41 44，其分別與多個液壓執(zhí)行機構(gòu)11 16相對應(yīng)地設(shè)置，通過先導(dǎo)泵4的壓力油分別驅(qū)動控制閥21 28，由此，根據(jù)各操作方向的操作量對液壓執(zhí)行機構(gòu)11 16的操作進行指令。執(zhí)行機構(gòu)11是旋轉(zhuǎn)用的液壓馬達(旋轉(zhuǎn)馬達)，執(zhí)行機構(gòu)12是斗桿用的液壓缸 (斗桿液壓缸)，執(zhí)行機構(gòu)13是動臂用的液壓缸(動臂液壓缸)，執(zhí)行機構(gòu)14是鏟斗用的液壓缸(鏟斗液壓缸)，執(zhí)行機構(gòu)15是左行駛用的液壓馬達(左行駛馬達)，執(zhí)行機構(gòu)16是右行駛用的液壓馬達(右行駛馬達)?？刂崎y21 M位于與液壓泵2相連的中央旁路線(center bypassline)上，控制閥21供旋轉(zhuǎn)馬達11用，控制閥22供斗桿液壓缸12用，控制閥23供動臂液壓缸13用，控制閥M供左行駛馬達15用?？刂崎y25 觀位于與液壓泵3相連的中央旁路線上，控制閥25供斗桿液壓缸12用，控制閥沈供動臂液壓缸13用，控制閥27供鏟斗液壓缸14用， 控制閥觀供右行駛馬達16用。針對斗桿液壓缸12設(shè)有兩個控制閥22、25，針對動臂液壓缸13設(shè)有兩個控制閥 23、26，來自兩個液壓泵2、3的壓力油能夠合流地供給。操作指令裝置41是左行駛用的操作踏板，根據(jù)操作踏板41的操作方向和操作量生成操作先導(dǎo)壓TR1、TR2，并切換控制閥M。操作指令裝置42是右行駛用的操作踏板，根據(jù)操作踏板42的操作方向和操作量生成操作先導(dǎo)壓TR3、TR4，并切換控制閥28。操作指令裝置43是動臂用及鏟斗用共用的操作桿，根據(jù)操作桿43的一方向的操作方向和操作量生成操作先導(dǎo)壓B0D、B0U，并切換控制閥23、26 ；根據(jù)操作桿43的另一方向的操作方向和操作量生成操作先導(dǎo)壓BKD、BKC，并切換控制閥27。操作指令裝置44是斗桿用及旋轉(zhuǎn)用共用的操作桿，根據(jù)操作桿44的一方向的操作方向和操作量生成操作先導(dǎo)壓ARD、ARC,并切換控制閥22、25;根據(jù)操作桿44的另一方向的操作方向和操作量生成操作先導(dǎo)壓511、512，并切換控制閥21。液壓系統(tǒng)具有檢測各壓力的壓力傳感器。為便于說明，對下述壓力傳感器進行圖示檢測液壓泵2的排出壓PDl的壓力傳感器45 ；檢測液壓泵3的排出壓PD2的壓力傳感器 46 ；檢測與斗桿鏟裝操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓ARC的壓力傳感器47 ；檢測與動臂抬升操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓BOU的壓力傳感器48 ；檢測與鏟斗鏟裝操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓BKC 的壓力傳感器49。圖3是對發(fā)動機及液壓系統(tǒng)進行控制的控制系統(tǒng)的概念圖?？刂葡到y(tǒng)具有車身控制器51和發(fā)動機控制器52。車身控制器51對液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)進行電子控制，例如，以經(jīng)由壓力傳感器 47 49檢測操作指令裝置41 44的操作量并排出與該操作量相應(yīng)的流量的方式對液壓泵2、3進行傾轉(zhuǎn)控制。另外，車身控制器51根據(jù)來自發(fā)動機控制刻度盤53的指示信號等運算發(fā)動機1的目標轉(zhuǎn)速NR，并輸出至發(fā)動機控制器52。發(fā)動機控制器52從發(fā)動機1所具有的檢測發(fā)動機1的實際轉(zhuǎn)速NE的轉(zhuǎn)速檢測傳感器M輸入實際轉(zhuǎn)速NE，并以將實際轉(zhuǎn)速NE維持為目標轉(zhuǎn)速NR的方式對發(fā)動機1所具有的電子調(diào)節(jié)器陽輸出燃料噴射指令。本實施方式的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置的特征結(jié)構(gòu)即挖掘狀態(tài)判別功能62和目標轉(zhuǎn)速修正功能64，是車身控制器51的處理功能的一部分。(控制)車身控制器51具有基準目標轉(zhuǎn)速設(shè)定功能61、挖掘狀態(tài)判別功能62、修正值設(shè)定功能63、目標轉(zhuǎn)速修正功能64、泵壓力過濾器65的處理功能。圖4是挖掘狀態(tài)判別功能62和目標轉(zhuǎn)速修正功能64及隨附的處理功能的功能框圖?；鶞誓繕宿D(zhuǎn)速設(shè)定功能61根據(jù)來自發(fā)動機控制刻度盤53的指示信號運算發(fā)動機 1的基準目標轉(zhuǎn)速NR0。來自發(fā)動機控制刻度盤53的指示信號與發(fā)動機1的基準目標轉(zhuǎn)速 NRO的關(guān)系被設(shè)定為，隨著來自發(fā)動機控制刻度盤53的指示信號電壓增大，基準目標轉(zhuǎn)速 NRO增大。挖掘狀態(tài)判別功能62根據(jù)操作指令裝置41 44的操作方向、操作量以及液壓泵 2、3的泵壓力，判別是否為挖掘狀態(tài)，若判別為處于挖掘狀態(tài)則輸出系數(shù)1.0，若判別為非挖掘狀態(tài)則輸出系數(shù)0.0。另外，將判別結(jié)果輸出至挖掘狀態(tài)判別功能62自身。挖掘狀態(tài)判別的詳細情況后述。修正值設(shè)定功能63預(yù)先設(shè)定修正值ΔΝ。為便于說明，本實施方式中，令ΔΝ為恒定，但也可以與液壓泵2、3的泵壓力相應(yīng)地變動。目標轉(zhuǎn)速修正功能64將基于挖掘狀態(tài)判別功能62而得到的系數(shù)乘以基于修正值設(shè)定功能63而得到的修正值△ N，并與基于基準目標轉(zhuǎn)速設(shè)定功能61而得到的基準目標轉(zhuǎn)速NRO相加，得出目標轉(zhuǎn)速NR，并輸出至發(fā)動機控制器52。對基于挖掘狀態(tài)判別功能62的挖掘狀態(tài)判別的詳細情況進行說明。挖掘狀態(tài)判別功能62將前次判別結(jié)果從挖掘狀態(tài)判別功能62自身輸入。另外，從壓力傳感器45輸入液壓泵2的排出壓PD1，從壓力傳感器46輸入液壓泵3的排出壓PD2， 并將排出壓PDl和排出壓PD2的平均值作為泵壓力PD。在泵壓力PD中設(shè)置過濾器65，消除啟動時產(chǎn)生的泵沖擊壓力(surge pressure)的影響，由此能夠避免不必要的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加。挖掘狀態(tài)判別功能62從壓力傳感器47輸入與斗桿鏟裝操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓 ARC，從壓力傳感器48輸入與動臂抬升操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓B0U，從壓力傳感器49輸入與鏟斗鏟裝操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓BKC。當在上一次判別中判別為非挖掘狀態(tài)時，如果滿足以下第一判別條件，即泵壓力 PD為規(guī)定的第一閾值(13MPa)以上，且斗桿鏟裝操作量ARC為滿程值O. 5MPa)以上，動臂抬升操作量BOU和鏟斗鏟裝操作量BKC的至少一方為與操作狀態(tài)相當?shù)闹?所謂操作狀態(tài)，是與通過操作桿的操作來開始動臂抬升動作及鏟斗鏟裝動作的最小操作量相當?shù)闹担?例如0. 7MPa)以上，則判別為處于挖掘狀態(tài)(挖掘狀態(tài)開始)。當在上一次判別中判別為非挖掘狀態(tài)時，如果不滿足第一判別條件所示的泵壓力PD為規(guī)定的第一閾值(13MPa)以上、斗桿鏟裝操作量ARC為相當于滿程操作的值 (2. 5MPa)以上、動臂抬升操作量BOU和鏟斗鏟裝操作量BKC的至少一方為最小操作量 (0. 7MPa)以上的條件中的任一項，則判別為非挖掘狀態(tài)(非挖掘狀態(tài)維持)。當在上一次判別中判別為處于挖掘狀態(tài)時，若滿足泵壓力PD為第二閾值(IOMPa) 以上、且斗桿鏟裝操作量ARC為相當于半程操作的值(1.5MPa)以上這一第二判別條件，則判別為處于挖掘狀態(tài)(挖掘狀態(tài)繼續(xù))。當在上一次判別中判別為處于挖掘狀態(tài)時，如果不滿足第二判別條件所示的泵壓力PD為第二閾值(IOMPa)以上、且斗桿鏟裝操作量ARC為相當于半程操作的值(1. 5MPa) 以上的條件中的任一項，則判別為非挖掘狀態(tài)(挖掘狀態(tài)結(jié)束)。(與權(quán)利要求的對應(yīng)關(guān)系)以上說明中，操作踏板41、42、操作桿43、44構(gòu)成操作指令機構(gòu)，該操作指令機構(gòu)分別與多個液壓執(zhí)行機構(gòu)11 16相對應(yīng)地設(shè)置，通過分別驅(qū)動控制閥21 觀，從而與各操作方向的操作量相應(yīng)地指令多個液壓執(zhí)行機構(gòu)11 16的操作；壓力傳感器47 48構(gòu)成操作指令檢測機構(gòu)，該操作指令檢測機構(gòu)檢測操作桿43、44的指令信號；壓力傳感器45、 46構(gòu)成泵壓力檢測機構(gòu)，該泵壓力檢測機構(gòu)檢測液壓泵2、3的壓力。發(fā)動機控制刻度盤53及基準目標轉(zhuǎn)速設(shè)定功能61構(gòu)成對發(fā)動機1的基準目標轉(zhuǎn)速NRO進行設(shè)定的基準目標轉(zhuǎn)速設(shè)定機構(gòu)；挖掘狀態(tài)判別功能62構(gòu)成挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)， 該挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)根據(jù)斗桿鏟裝操作量ARC、動臂抬升操作量B0U、鏟斗鏟裝操作量BKC 和泵壓力PD，判別是否處于挖掘狀態(tài)；修正值設(shè)定功能63及目標轉(zhuǎn)速修正功能64構(gòu)成目標轉(zhuǎn)速修正機構(gòu)，當挖掘狀態(tài)判別功能62判別為處于挖掘狀態(tài)時，該目標轉(zhuǎn)速修正機構(gòu)對基準目標轉(zhuǎn)速NRO加上修正值Δ N，從而得到發(fā)動機1的目標轉(zhuǎn)速NR。(動作)對本實施方式的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置的挖掘時的動作進行說明。挖掘作業(yè)開始前，操作桿43、44未被操作，另外，泵壓力PD為最低，不滿足全部第一判別條件，挖掘狀態(tài)判別功能62判別為非挖掘狀態(tài)，輸出系數(shù)0. 0。目標轉(zhuǎn)速修正功能 64將基準目標轉(zhuǎn)速NRO作為目標轉(zhuǎn)速NR。當然，原動機轉(zhuǎn)速控制裝置不進行增速。當操作員意圖進行挖掘作業(yè)而將操作桿44向斗桿鏟裝方向操作時，斗桿液壓缸 12伸長，斗桿104向斗桿鏟裝方向轉(zhuǎn)動(參照圖1)。此時，操作桿44被滿程操作，與斗桿鏟裝操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓ARC達到2. 5MPa以上。另外，挖掘開始操作是斗桿鏟裝和動臂抬升的復(fù)合操作或斗桿鏟裝和鏟斗鏟裝的復(fù)合操作(參照圖1)，操作桿43也一并被操作，動臂抬升操作量BOU或鏟斗鏟裝操作量BKC的一方達到0. 7MPa以上。僅斗桿104在空中轉(zhuǎn)動不會產(chǎn)生重載荷，泵壓力PD不會達到13MPa以上。因此， 不滿足第一判別條件，挖掘狀態(tài)判別功能62判別為非挖掘狀態(tài)繼續(xù)，輸出系數(shù)0. 0。目標轉(zhuǎn)速修正功能64將基準目標轉(zhuǎn)速NRO作為目標轉(zhuǎn)速NR。原動機轉(zhuǎn)速控制裝置不進行增速。當斗桿104轉(zhuǎn)動，且鏟斗105鏟入挖掘?qū)ο?，則產(chǎn)生載荷，泵壓力PD上升。當泵壓力PD達到13MPa以上后，滿足全部第一判別條件，挖掘狀態(tài)判別功能62判別為挖掘狀態(tài)開始，并輸出系數(shù)1.0。目標轉(zhuǎn)速修正功能64對基準目標轉(zhuǎn)速NRO加上修正值ΔΝ而作為目標轉(zhuǎn)速NR。即，原動機轉(zhuǎn)速控制裝置開始增速。進而，若繼續(xù)挖掘作業(yè)，則載荷繼續(xù)，很少有泵壓力PD不足IOMPa的情況。另外，在幾乎所有情況下，對操作桿44進行半程操作以上的操作，與斗桿鏟裝操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓ARC達到1. 5MPa以上。因此，滿足全部第二判別條件，挖掘狀態(tài)判別功能62判別為挖掘狀態(tài)繼續(xù)，并輸出系數(shù)1.0。目標轉(zhuǎn)速修正功能64對基準目標轉(zhuǎn)速NRO加上修正值ΔΝ 而作為目標轉(zhuǎn)速NR。即，原動機轉(zhuǎn)速控制裝置繼續(xù)增速。此外，挖掘繼續(xù)中的操作，并不限于必須始終是斗桿鏟裝和動臂抬升的復(fù)合操作或斗桿鏟裝和鏟斗鏟裝的復(fù)合操作。因此，第二判別條件不以動臂抬升操作量BOU或鏟斗鏟裝操作量BKC為要件。若挖掘?qū)ο蠡旧媳煌诰颍瑥亩d荷減輕，泵壓力PD變得不足lOMPa，則不滿足第二判別條件，挖掘狀態(tài)判別功能62判別為挖掘狀態(tài)結(jié)束，并輸出系數(shù)0. 0。目標轉(zhuǎn)速修正功能64將基準目標轉(zhuǎn)速NRO作為目標轉(zhuǎn)速NR。原動機轉(zhuǎn)速控制裝置結(jié)束增速。另外，在挖掘過程中，若操作員意圖停止挖掘，且對操作桿44的操作不足半程操作，則與斗桿鏟裝操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓ARC變得不足1. 5MPa，不滿足第二判別條件，挖掘狀態(tài)判別功能62判別為挖掘狀態(tài)結(jié)束，并輸出系數(shù)0. 0。目標轉(zhuǎn)速修正功能64將基準目標轉(zhuǎn)速NRO作為目標轉(zhuǎn)速NR。原動機轉(zhuǎn)速控制裝置結(jié)束增速。這樣，原動機轉(zhuǎn)速控制裝置通過挖掘開始而開始增速，且原動機轉(zhuǎn)速控制裝置通過挖掘結(jié)束而結(jié)束增速。對本實施方式的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置的挖掘時以外的動作進行說明。與挖掘作業(yè)同樣地，空中作業(yè)(懸吊)、平整作業(yè)的操作也存在著斗桿鏟裝和動臂抬升的復(fù)合操作或斗桿鏟裝和鏟斗鏟裝的復(fù)合操作的情況。若操作桿44被滿程操作，則與斗桿鏟裝操作量相當?shù)牟僮飨葘?dǎo)壓ARC達到2. 5MPa以上，若操作桿43也一并被操作，則動臂抬升操作量BOU或鏟斗鏟裝操作量BKC達到0. 7MPa以上。另一方面，在空中作業(yè)(懸吊)以及平整作業(yè)中，不產(chǎn)生重載荷，泵壓力PD不會達到13MPa以上。因此，不滿足第一判別條件，挖掘狀態(tài)判別功能62判別為非挖掘狀態(tài)繼續(xù)， 并輸出系數(shù)0.0。目標轉(zhuǎn)速修正功能64將基準目標轉(zhuǎn)速NRO作為目標轉(zhuǎn)速NR。原動機轉(zhuǎn)速控制裝置不進行增速。(效果)對本實施方式的效果與現(xiàn)有技術(shù)進行比較并進行說明?，F(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)速控制裝置，具有操作狀態(tài)判別機構(gòu)，其根據(jù)操作桿有無操作、操作方向以及液壓泵的壓力來判別是否處于需要原動機轉(zhuǎn)速的增量的操作狀態(tài)；原動機轉(zhuǎn)速修正機構(gòu)，其與通過該操作狀態(tài)判別機構(gòu)判別的操作狀態(tài)對應(yīng)地，使原動機轉(zhuǎn)速增加規(guī)定值的量。操作狀態(tài)判別機構(gòu)具有根據(jù)與各執(zhí)行機構(gòu)相對應(yīng)的操作桿有無操作和操作方向的檢測結(jié)果而被選擇的轉(zhuǎn)速修正圖。挖掘作業(yè)時，檢測出有斗桿鏟裝操作和鏟斗鏟裝操作，并根據(jù)檢測結(jié)果選擇所對應(yīng)的圖。根據(jù)該圖，若泵壓力達到第一閾值(20MPa)以上，則原動機轉(zhuǎn)速控制裝置開始增速，若泵壓力變得不足第二閾值(17MPa)，則結(jié)束增速。另外，從區(qū)分挖掘作業(yè)和挖掘作業(yè)以外的作業(yè)的觀點出發(fā)，設(shè)定有第一閾值及第二閾值。若無根據(jù)地降低第一閾值及第二閾值，則存在著在挖掘作業(yè)以外的作業(yè)時進行非本意的增速的可能性。因此，為了以防萬一，第一閾值及第二閾值被設(shè)定在安全側(cè)(較高的值)。圖5A是對現(xiàn)有技術(shù)中的泵壓力PD的變動與增速狀況的關(guān)系進行說明的圖。橫軸表示時間經(jīng)過，縱軸表示泵壓力PD。挖掘作業(yè)時的泵壓力PD，存在著因挖掘?qū)ο笠约安僮鲉T的操作方法而較大地變動的情況。挖掘作業(yè)中，當泵壓力PD跨越第一閾值及第二閾值地變動時，反復(fù)進行增速開始及增速結(jié)束的動作。例如，對圖示那樣泵壓力PD發(fā)生了變動的情況的增速狀況進行說明。若泵壓力PD不足20MPa，則為非增速。若泵壓力PD達到20MPa 以上，則增速開始，若不足17MI^則增速結(jié)束。非增速繼續(xù)一段時間后，再次成為增速開始、 然后成為增速結(jié)束。在這樣的增速狀況中，操作員的操作感會感到不適，操作性降低。操作性降低會使操作員的集中力降低，從而會削弱基于增速所實現(xiàn)的提高作業(yè)性的效果。圖5B是對本實施方式中的泵壓力PD的變動與增速狀況的關(guān)系進行說明的圖。此外，本實施方式的挖掘狀態(tài)判別功能62，根據(jù)操作桿43、44的操作方向、操作量(ARC、B0U、 BKC)以及液壓泵2、3的泵壓力PD來判別是否處于挖掘狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)僅檢測有無操作的情況不同的是，本實施方式還對操作量進行檢測。挖掘開始時，斗桿鏟裝操作量ARC為滿程操作，且成為斗桿鏟裝和動臂抬升的復(fù)合操作或斗桿鏟裝和鏟斗鏟裝的復(fù)合操作，挖掘繼續(xù)時，斗桿鏟裝操作量ARC成為半程操作以上。通過檢測操作量，能夠更可靠地判別挖掘狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠更可靠地區(qū)分挖掘作業(yè)和挖掘作業(yè)以外的作業(yè)，由此，即使將第一閾值及第二閾值設(shè)定得比現(xiàn)有技術(shù)低，也能夠通過交替使用(trade-off)的關(guān)系來確保與現(xiàn)有技術(shù)相同的安全性。換言之，既能夠確保安全性，還能夠?qū)⒌谝婚撝导暗诙撝翟O(shè)定得比現(xiàn)有技術(shù)低。例如，現(xiàn)有技術(shù)中，第一閾值被設(shè)定為20MPa，而本實施方式中則設(shè)定為13MPa?，F(xiàn)有技術(shù)中，第二閾值被設(shè)定為17MPa，而本實施方式中則設(shè)定為lOMPa。對本實施方式的第一效果進行說明。圖5B所示的泵壓力PD的變動與圖5A所示的泵壓力PD的變動相同。若泵壓力PD 不足13MPa，則為非增速。若泵壓力PD達到13MPa以上，則增速開始，增速繼續(xù)一段時間，若不足IOMI^a則增速結(jié)束。這樣，本實施方式的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置由于在挖掘作業(yè)中始終進行增速，因此操作性提高。操作性提高會使操作員的集中力提高，并進一步提高基于增速
10所實現(xiàn)的提高作業(yè)性的效果。對本實施方式的第二效果進行說明。圖6A是對現(xiàn)有技術(shù)中的泵壓力PD的變動與增速狀況的關(guān)系進行說明的圖。圖6A 所示的泵壓力PD的變動與圖5A所示的泵壓力PD的變動相比更穩(wěn)定。在這樣的情況下，與操作性相關(guān)的技術(shù)問題不明顯。但是，由于第一閾值及第二閾值設(shè)定得較高，因此，從挖掘的中途進行增速(難以進入增速控制)，在挖掘的中途增速結(jié)束(容易退出)，無法充分地獲得基于增速所實現(xiàn)的提高作業(yè)性的效果。圖6B是對本實施方式中的泵壓力PD的變動與增速狀況的關(guān)系進行說明的圖。圖 6B所示的泵壓力PD的變動與圖6A所示的泵壓力PD的變動相同。本實施方式中，能夠?qū)⒌谝婚撝导暗诙撝翟O(shè)定得比現(xiàn)有技術(shù)更低，由此，從開始挖掘起進行增速(容易進入)，在挖掘結(jié)束時增速結(jié)束(不易退出)，與現(xiàn)有技術(shù)相比增速時間長。將增速時間的概念置換為增速范圍的概念，并補記在圖1中。虛線圓弧表示現(xiàn)有技術(shù)的增速范圍，實線圓弧表示本實施方式的增速范圍?，F(xiàn)有技術(shù)中，從挖掘的中途進行增速且在挖掘的中途增速結(jié)束，增速范圍窄，無法充分地獲得基于增速所實現(xiàn)的提高作業(yè)性的效果。本實施方式中，從開始挖掘起進行增速且在挖掘結(jié)束時增速結(jié)束，增速范圍比現(xiàn)有情況寬，能夠充分地獲得基于增速所實現(xiàn)的提高作業(yè)性的效果。即，能夠謀求作業(yè)性的進一步提尚。
權(quán)利要求
1.一種液壓工程機械的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置，具有 原動機；通過該原動機而被驅(qū)動的至少一個可變?nèi)萘恳簤罕茫?通過該液壓泵的壓力油而被驅(qū)動的多個液壓執(zhí)行機構(gòu)；多個控制閥，其分別對從所述液壓泵向所述多個液壓執(zhí)行機構(gòu)的壓力油的流量和方向進行控制；操作指令機構(gòu)，其分別與所述多個液壓執(zhí)行機構(gòu)相對應(yīng)地設(shè)置，分別驅(qū)動所述控制閥， 由此，與各操作方向的操作量相應(yīng)地指令所述多個液壓執(zhí)行機構(gòu)的操作； 操作指令檢測機構(gòu)，其檢測該操作指令機構(gòu)的指令信號； 泵壓力檢測機構(gòu)，其檢測所述液壓泵的壓力； 基準目標轉(zhuǎn)速設(shè)定機構(gòu)，其設(shè)定所述原動機的基準目標轉(zhuǎn)速； 目標轉(zhuǎn)速修正機構(gòu)，其與所述操作指令機構(gòu)的操作狀態(tài)相應(yīng)地、將規(guī)定的修正值與所述基準目標轉(zhuǎn)速相加，從而得到所述原動機的目標轉(zhuǎn)速， 其特征在于，還具有挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)，其根據(jù)所述操作方向、操作量以及泵壓力來判別是否處于挖掘狀態(tài)，在所述挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)判別為處于挖掘狀態(tài)時，所述目標轉(zhuǎn)速修正機構(gòu)將規(guī)定的修正值與所述基準目標轉(zhuǎn)速相加。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓工程機械的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置，其特征在于， 所述挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)，當在上一次判別中判別為非挖掘狀態(tài)時，如果滿足第一判別條件，則判別為挖掘狀態(tài)開始，所述第一判別條件是泵壓力為規(guī)定的第一閾值以上、且斗桿鏟裝操作量為相當于滿程操作的值以上、且動臂抬升操作量和鏟斗鏟裝操作量的至少一方為最小操作量以上；當在上一次判別中判別為非挖掘狀態(tài)時，如果不滿足第一判別條件，則判別為非挖掘狀態(tài)維持；當在上一次判別中判別為處于挖掘狀態(tài)時，若滿足第二判別條件，則判別為挖掘狀態(tài)繼續(xù)，所述第二判別條件是泵壓力為比所述第一閾值低的第二閾值以上、且斗桿鏟裝操作量為相當于半程操作的值以上；當在上一次判別中判別為處于挖掘狀態(tài)時，如果不滿足第二判別條件，則判別為挖掘狀態(tài)結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液壓工程機械的原動機轉(zhuǎn)速控制裝置，通過更可靠地判別挖掘狀態(tài)，能夠謀求挖掘時的操作性的提高，進而能夠謀求作業(yè)性的提高。操作桿(44)被向斗桿鏟裝方向滿程操作，操作桿(43)也被一并操作，若泵壓力(PD)達到13MPa以上，則滿足全部第一判別條件，則挖掘狀態(tài)判別機構(gòu)(62)判別為挖掘狀態(tài)開始。目標轉(zhuǎn)速修正功能(64)將修正值(ΔN)與基準目標轉(zhuǎn)速(NR0)相加，作為目標轉(zhuǎn)速(NR)，開始增速。挖掘中，若操作桿(44)向斗桿鏟裝方向以半程操作以上的程度被操作，若泵壓力(PD)為10MPa以上，則滿足全部第二判別條件，判別為挖掘狀態(tài)繼續(xù)，并繼續(xù)增速。若不滿足第二判別條件，則判別為挖掘狀態(tài)結(jié)束，并結(jié)束增速。
文檔編號E02F9/20GK102277890SQ20111012015
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者東宏行, 中村剛志, 佐藤謙輔, 岡野康雄, 金濱充彥 申請人:日立建機株式會社