专利名称：工程机械的发动机滞后抑制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在液压挖掘机等工程机械中所配备的、将从非操作状态操作操作装置时暂时产生的发动机转数下降抑制到较小的工程机械的发动机滞后抑制装置。
背景技术：
作为此种技术，以前提出了具有发动机、驱动该发动机的可变容量型液压泵即主泵、控制该主泵的偏转角的偏转控制传动装置、调整主泵的最大泵转矩的转矩调整机构例如控制偏转控制传动装置以与主泵的排放压力的变化无关地使上述最大泵转矩保持一定的手段的可改变最大泵转矩的电磁阀、通过从主泵排放的压力油而运转的液压缸即液压传动装置、操作该液压传动装置的操作杆装置即操作装置的液压工程机械中所具备的发动机滞后抑制装置。
该现有发动机滞后抑制装置由控制器内存储的处理程序及该控制器的输入输出功能、运算功能构成，包括在操作装置的非操作状态经过预定监视时间时将以与当前的目标发动机转数相应的最大泵转矩作为预定的低泵转矩的控制信号输出到上述电磁阀的转矩控制机构，同时，还包括在由该转矩控制机构控制期间从非操作状态操作操作装置后在预定保持时间内保持为上述预定低泵转矩的转矩控制机构。
在该现有技术中，在从非操作状态紧急操作操作装置时，在保持时间经过前保持为预定低泵转矩，并在保持时间经过后马上改变以成为与额定泵转矩即发动机的目标转数相对应的最大泵转矩。在保持时间内，由于用预定低泵转矩进行控制以减轻对发动机的负荷，所以可抑制发动机滞后，即，在发动机上作用骤增负荷时将发动机转数的瞬时下降抑制到较小，可实现防止对操作性的不良影响、燃料消耗恶化及黑烟的增加等(例如参照特开2000-154803公报，第0013、0028、0053段)。
上述现有技术，在操作处于非操作状态下的操作装置后在预定保持时间内控制为预定低泵转矩，所以对发动机的负荷变轻，其间的发动机转数的下降抑制到较小，但由于控制为在保持时间经过后马上成为与发动机的目标转数相对应的最大泵转矩，所以在发动机刚到达目标转数后或发动机到达目标转数之前，虽然发动机转数的下降再次较小但是不能避免产生发动机滞后。现在，期望从此类现状抑制保持时间经过后的发动机滞后。再有，上述保持时间经过后产生的发动机滞后易对作业性、操作性产生不良影响。
发明内容
本发明根据上述现有技术的实际状况而提出，目的在于提供一种工程机械的发动机滞后抑制装置，其能够将操作装置从非操作状态操作时的及在保持为低泵转矩的保持时间经过后的发动机滞后抑制到尽可能地小。
为实现上述目的，本发明配备于具有发动机、由该发动机驱动的主泵、调整该主泵的最大泵转矩的转矩调整机构、由从上述主泵排出的压力油驱动的液压传动装置、操作该液压传动装置的操作装置的工程机械中，其特征在于，包括在上述操作装置的非操作状态经过预定监视时间时控制上述转矩调整机构以成为比上述最大泵转矩低的预定的低泵转矩的第一转矩控制机构、在由该第一转矩控制机构进行控制期间从上述非操作状态操作上述操作装置后控制上述转矩调整机构以在预定保持时间内成为上述预定的低泵转矩或该预定的低泵转矩附近的泵转矩的第二转矩控制机构，在将从上述非操作状态操作上述操作装置时产生的上述发动机的转数的暂时下降抑制到尽量小的工程机械的发动机滞后抑制装置中，具备控制上述转矩调整机构以便从上述预定保持时间的经过时刻来使泵转矩根据预定的转矩增长率而随时间经过逐渐增加的第三转矩控制机构。
如此构成的本发明，在从操作装置的非操作状态转为操作状态时的低泵转矩的预定保持时间经过后，通过第三转矩控制机构来根据预定的转矩增长率使泵转矩逐渐增加。随之，在上述预定保持时间经过后作用于发动机的负荷不是一下成为大的负荷，即逐渐成为大的负荷，这样，能够抑制预定的保持时间经过后的发动机滞后而使其较小。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，上述第三转矩控制机构包括在从上述预定的低泵转矩转变为根据上述发动机的目标转数的最大泵转矩期间，使上述转矩增长率保持一定地进行控制的机构。
再有，本发明的特征在于，在上述发明中，上述第三转矩控制机构包括在从上述预定的低泵转矩转变为根据上述发动机的目标转数的最大泵转矩期间，使上述转矩增长率可变地进行控制的机构。
而且，本发明的特征在于，在上述发明中，可变地控制上述转矩增长率的机构包括连续地运算每单位时间的转矩增长率的机构。
还有，本发明的特征在于，在上述发明中，具备速度传感控制机构，其具有求出根据上述发动机的目标转数和实际转数的转数偏差的转矩修正值的修正转矩运算部，根据由该修正转矩运算部所求出的转矩修正值，确定由上述第一转矩控制机构进行控制的最大泵转矩的目标值；并且，上述第三转矩控制机构包括预先设定转矩修正值和转矩增长率的函数关系的函数设定部、从上述速度传感控制机构在上述修正转矩运算部所求的转矩修正值和在上述函数设定部设定的函数关系来运算相应的转矩增长率的机构。
如此构成的本发明在实施速度传感控制时可将低泵转矩的预定保持时间经过后的发动机滞后抑制到很小。
此外，本发明特征在于，在上述发明中，在具备检测增压的增压传感器的同时，上述第三转矩控制机构包括根据由上述增压传感器检测出的增压来修正上述相应转矩增长率的转矩增长率修正机构。
本发明由于在操作装置从非操作状态进行操作时的保持为低泵转矩的预定保持时间经过后通过第三转矩控制机构逐渐增加泵转矩，所以在该预定保持时间经过后也可减轻作用于发动机上的负荷，从而可比以往尽量小地抑制预定的保持时间经过后的发动机滞后，并可缩短到达与发动机目标转数相对应的最大泵转矩的时间。同时，可在预定保持时间经过后的早期阶段确保大的泵转矩，并可比以往提高作业性及操作线。
图1是表示具备本发明的发动机滞后抑制装置的工程机械的重要部分构成的图。
图2是表示图1所示的工程机械所具有的基本特性中的泵排放压力-压缩容积特性(根据PQ特性)及泵排放压力-泵转矩特性的图。
图3是表示图1所示的工程机械所具有的基本特性中的PQ线移动特性的图。
图4是表示图1所示的工程机械所具有的基本特性中的发动机目标转数-转矩特性的图。
图5是表示图1所示的工程机械所具有的基本特性中的位置控制特性的图。
图6是表示图1所示的工程机械所具有的发动机控制特性的图。
图7是表示本发明的发动机滞后抑制装置的第一实施方式中所包括的车体控制器中所存储的主控压力-压缩容积特性的图。
图8是表示本发明的第一实施方式中所包括的车体控制器中所具备的速度传感控制机构的方框图。
图9是表示本发明的第一实施方式中所包括的车体控制器中的处理顺序的流程图。
图10是表示图8所示的速度传感控制机构中所包括的修正转矩运算部的图。
图11是表示本发明的第一实施方式中所包括的车体控制器中所存储的函数设定部的图。
图12是表示本发明的第一实施方式中所得的时间-发动机转数特性及时间-最大泵转矩特性和时间-发动机转数特性的图。
图13是表示本发明的第二实施方式中所得的时间-最大泵转矩特性和时间-发动机转数特性的图。
图14是表示本发明的第三实施方式中所得的时间-最大泵转矩特性和时间-发动机转数特性的图。
图15是表示本发明的第四实施方式的重要部分构成的图。
图16是表示本发明的第四实施方式中所得的时间-最大泵转矩特性和时间-发动机转数特性的图。
具体实施例方式
下面根据附图来说明用于实施本发明的工程机械的发动机滞后抑制装置的优选方式。
图1是表示具备本发明的发动机滞后抑制装置的工程机械的重要部分构成的图。本发明的发动机滞后抑制装置的第一实施方式是工程机械例如液压挖掘机中所具备的装置，如图1所示，该液压挖掘机作为重要部分构成具备发动机1、由该发动机1驱动的例如可变容积型液压泵即主泵2、主控泵3、箱体4。
此外，还具备由从主泵2排出的压力油驱动的起重臂缸和悬臂缸等未图示的液压传动装置、操作该液压传动装置的操作装置5、控制主泵2的偏转角的偏转控制传动装置6、调整主泵2的最大泵转矩的转矩调整机构。
该转矩调整机构包括进行控制偏转控制传动装置以与主泵2的排出压力的变化无关地使最大泵转矩保持一定的转矩控制阀7、根据操作装置5的操作量来调整最大泵转矩的位置控制阀8。
再有，还具备检测主泵2的偏转角的偏转传感器9、检测主泵2的排放压力的排放压力检测机构即排放压力传感器10、检测随着操作装置5的操作而输出的主控压力的主控压力检测机构即主控压力传感器11、指示发动机1的目标转数的转数指示器12。
而且，具备在输入来自上述传感器9-11及转数指示器12的信号的同时具有存储功能和包含理论判断的运算功能并输出与运算结果相应的控制信号的车体控制器13、根据从该车体控制器13输出的控制信号而输出控制发动机1的燃料喷射泵14的发动机控制器15。燃料喷射泵14附近具备检测增压并向发动机控制器15输出检测信号的增压传感器17、检测发动机1的实际转数的转动传感器1a。
再有，具备根据从车体控制器13输出的控制信号而动作并克服弹簧7b的力而使上述转矩控制阀7的滑阀动作的电磁阀16。
图2-5是表示图1所示的工程机械即液压挖掘机所具有的基本特性的图，图2是表示泵排放压力-压缩容积特性(对应PQ特性)及泵排放压力-泵转矩特性的图，图3是表示PQ线移动特性的图，图4是表示发动机目标转数-转矩特性的图，图5是表示位置控制特性的图。
作为该液压挖掘机所具有的基本特性，具有以PQ曲线20所示的特性图，表示与2(a)所示的泵排放压力P-压缩容积q的关系，即，与泵排放压力P-压缩容积q相对应的排放流量Q的关系。该PQ曲线20与泵转矩一定的曲线21相对应。此外，如图2的(b)所示，具有作为泵排放压力P-泵转矩的关系的PQ控制所产生的泵转矩曲线22所示的特性。
再有，如上所述，如果将主泵2的排放压力设为P、压缩容积设为q、另外，将泵转矩设为Tp，机械效率设为ηm，则已知有如下关系Tp＝(P×q)/(628×ηm) (1)此外，作为该液压挖掘机所具有的基本特性，如图3所示，具有PQ曲线移动特性。在同一图3中，23是与基于目标发动机转数的最大泵转矩相对应的PQ曲线，24是与比上述最大泵转矩低的低转矩控制所产生的泵转矩例如后述的最小泵转矩(Min值)相对应的PQ曲线。通过进行后述的转矩控制处理，可在PQ曲线23与PQ曲线24之间移动，其中，PQ曲线23与根据原来的发动机1的目标转数的最大泵转矩相对应，PQ曲线24与最小泵转矩相对应。
而且，作为该液压挖掘机所具有的基本特性，具有以图4所示的发动机1的目标转数-转矩关系表示的发动机最大转矩曲线25的特性及抑制为不超过该发动机最大转矩曲线25的最大泵转矩曲线26的特性。最大泵转矩在发动机1的目标转数为比较小的n1时，成为最大泵转矩曲线26上的最小值Tp1，如果发动机1的转数为与额定转数相对应的目标转数n2，则成为最大泵转矩曲线26上的最大值Tp2。
在图4所示的最大泵转矩曲线26上成为最大值Tp2时的PQ曲线成为图3的PQ曲线23，在图4所示的最大泵转矩曲线26上成为最小值Tp1时的PQ曲线成为例如图3的PQ曲线24。
此外，如图5所示，作为该液压挖掘机所具有的基本特性，具有通过与操作装置5的操作相伴的位置控制阀8的动作所产生的位置控制特性。在同一图5中，表示了主泵2的排放压力P为P1时的位置控制线27。
如图1所示，由于位置控制阀8和转矩控制阀7串联连接，所以在该液压挖掘机中，泵排放压力P为P1时，根据图5的PQ曲线20和位置控制曲线27中的最小值来控制最大泵转矩。
图6是表示图1所示的工程机械即液压挖掘机所具有的发动机控制特性的图，图7是表示车体控制器中所存储的主控压力-压缩容积特性的图。
如图6所示，该液压挖掘机作为发动机控制特性具有通过例如电子调速控制而实现的同步特性。
此外，如图7所示，在上述车体控制器13中存储了与操作装置5的操作量相对应的主控压力Pi和主泵2的压缩容积q的关系。随着主控压力Pi的增加而成为主泵2的压缩容积q逐渐增加的关系。
而且，在车体控制器13中包括图8所示的速度传感控制机构。如图8所示，速度传感控制机构包括求出发动机1的目标转数Nr和实际转数Ne的转数偏差ΔN的减法部40、上述图4所示的最大泵转矩曲线即作为目标转数Nr和驱动控制转矩Tb之间关系的最大泵转矩曲线所设定的马力控制转矩运算部41、求出与从减法部40输出的转数偏差ΔN对应的速度传感转矩ΔT的修正转矩运算部42、将从上述马力控制转矩运算部41输出的马力控制转矩Tb和从修正转矩运算部42输出的速度传感转矩ΔT相加的加法部43，且将该加法部43所求的最大泵转矩的目标值T输出到上述图1所示的电磁阀16的控制部。
而且，特别地，该第一实施方式具备控制包括上述转矩控制阀7和位置控制阀8的转矩调整机构，以从保持为上述预定低泵转矩的预定保持时间TX2的经过时刻而随时间经过使泵转矩根据预定转矩增长率逐渐增加。该第三转矩控制机构例如由车体控制器13、电磁阀16等构成。
在上述各构成要素中，通过车体控制器13、电磁阀16及配置于与转矩控制阀7的弹簧7b相对一侧并导引从电磁阀16供给的压力油的受压室7c，构成了抑制在从非操作状态操作操作装置5时瞬时产生的发动机转数的明显降低的本发明的发动机滞后抑制装置的第一实施方式。
再有，通过车体控制器13、电磁阀16及转矩控制阀7的受压室7c，构成了在操作装置5的非操作状态经过预定监视时间TX1时移动转矩控制阀7的滑阀7a，以成为比该最大泵转矩低的预定的低泵转矩例如预定的最小泵转矩(Min值)而不是与发动机1的目标转数相对应的最大泵转矩的第一转矩控制机构，和在由该第一转矩控制机构进行控制期间从上述非操作状态操作操作装置5后在预定的保持时间TX2内保持转矩控制阀7的滑阀7a以成为例如上述最小泵转矩的第二转矩控制机构。
图10是表示图8所示的速度传感控制机构中所包括的修正转矩运算部的图，图11是表示第一实施方式中所包括的上述车体控制器中所存储的函数设定部的图。
如图10所示，在转数偏差ΔN为较小的转数偏差ΔN1时，用修正转矩运算部42求出小的速度传感转矩ΔT1以作为速度传感转矩ΔT，在转数偏差ΔN为比转数偏差ΔN1大的转数偏差ΔN2时，求出比速度传感转矩ΔT1大的速度传感转矩ΔT2来作为速度传感转矩ΔT。
此外，在图11所示的函数设定部44中，设定速度传感转矩ΔT和转矩增长率K之间关系，设定为例如随着速度传感转矩ΔT增大而逐渐增大的转矩增长率K的直线关系。
如图11所示，当在车体控制器13中储存的函数设定部44中速度传感转矩ΔT是小速度传感转矩ΔT1时，作为每单位时间的转矩变化量的转矩增长率K成为作为小值的转矩增长率K1，当速度传感转矩ΔT是比ΔT1大的ΔT2时，转矩增长率K成为比K1大的值的K2。
构成上述第三转矩控制机构的车体控制器13包括在从预定低泵转矩转变到与发动机1的目标转数相应的最大泵转矩期间根据图11所示的函数设定部44的函数关系使转矩增长率保持一定地进行控制的机构。
此外，构成上述第三转矩控制机构的车体控制器13还包括从由图10所示的修正演算部42所求的转矩修正值即速度传感转矩ΔT和由图11所示的函数设定部44设定的速度传感转矩ΔT以及转矩增长率K之间关系来运算转矩增长率K的机构。
图9是表示第一实施方式中所包括的车体控制器中的处理顺序的流程图。根据该图9所示的流程图来说明本发明第一实施方式中的处理动作。
车体控制器13从图9所示的步骤S1开始来判断保持为非操作状态的保持时间TX是否经过预定的保持时间TX2。如果该判断为是，则为保持时间TX没到预定保持时间TX2的状态，且控制转矩控制阀7以使最大转矩T保持为上述低泵转矩即最小泵转矩(Min值)。
再有，在操作装置5为操作状态时，图1所示的偏转控制传动装置6在通过转矩控制阀7和位置控制阀8向受压室6a供给的压力油的压力所产生的力大于供给到受压室6b的主控泵3的主控压力所产生的力时，滑阀6c向同一图1的右向移动，且主泵2的偏转角如箭头30所示般减少。相反，如果受压室6b的压力所产生的力大于受压室6a的压力所产生的力，则滑阀6c向同一图1的左向移动，且主泵2的偏转角如箭头31所示般增加。
此外，转矩控制阀7例如在作用于受压室7d的主泵2的排放压力P所产生的力和经电磁阀16作用于受压室7c的主控压力所产生的力的合力大于弹簧7b的力时，则滑阀7a向同一图1的左向移动，变为趋向于向偏转控制传动装置6的受压室6a供给压力油，即变为趋向于减少主泵2的偏转角。相反，如果作用于受压室7d的压力所产生的力和作用于受压室7c的压力所产生的力的合力小于弹簧7b的力，则滑阀7a向同一图1的右向移动，变为趋向于使偏转控制传动装置6的受压室6a的压力油回到箱体4，即变为趋向于增加主泵2的偏转角。
当前情况下，通过从车体控制器13输出的控制信号，电磁阀16成为克服弹簧16a的力而切换为图1中下段位置侧的倾向，转矩控制阀7的受压室7c成为经电磁阀16连通到箱体4的倾向。因此，转矩控制阀7根据作用于受压室7d的主泵2的排放压力P所产生的力和弹簧7b的力的大小关系来移动滑阀7a。
此外，如果随操作装置5的操作而经主控管线32传递的主控压力所产生的力大于弹簧8a的力，则位置控制阀8的滑阀8b向同一图1的右向移动，变为趋向于使偏转控制传动装置6的受压室6a的压力油回到箱体4，即变为趋向于增加主泵2的偏转角。相反，经主控管线32传递的主控压力所产生的力大于弹簧8a的力，则滑阀8b向同一图1的左向移动，变为趋向于向偏转控制传动装置6的受压室6a供给来自主控泵3的压力油，即变为趋向于减少主泵2的偏转角。
通过此类作用，控制与主泵2的排放压力P相应的偏转角即压缩容积q，并控制主泵2的泵转矩以成为上述(1)式所求的最大泵转矩Tp。此时的PQ曲线成为上述的图3中PQ曲线23。
而且，如果操作装置5成为非操作，并累计监视时间TX1，则进行处理以使泵转矩成为与图3的PQ曲线相应的低泵转矩即最小泵转矩。这时，从构成第一转矩控制机构的车体控制器13输出切换电磁阀11的控制信号。
这样，电磁阀16通过弹簧16a的力而变为趋向于切换到图1所示的上端位置侧，经电磁阀16向转矩控制阀7的受压室7c供给主控压力，如果受压室7d的压力所产生的力与受压室7c的压力所产生的力的合力大于弹簧7d的力，则转矩控制机构7的滑阀7a向同一图1的左向移动。经该转矩控制阀7向偏转控制传动装置6的受压室6a供给主控压力，受压室6a的压力所产生的力大于受压室6b的压力所产生的力，则该偏转控制传动装置6的滑阀6c向同一图1的右向移动，主泵2的偏转角向箭头30方向变化并成为最小。这时，从上述(1)式可知，泵转矩Tp成为最小。此时的PQ曲线如上所述般向图3的PQ曲线24变化。
而且，如上所，从泵转矩被保持为最小泵转矩(Min值)的状态，在紧急操作未图示的液压传动装置时，由车体控制器13所包括的第二转矩控制机构来在预定保持时间TX2内实行保持上述低泵转矩即最小泵转矩的控制。
如果从此类状态到预定保持时间TX2，且上述图9所示的步骤S1的判断为否，则在车体控制器13中所包括的速度传感控制机构所进行的基本控制中，实施考虑第三转矩控制机构的控制的处理。
这里，对通常实施的速度传感控制进行说明，如下。
车体控制器13根据从目标转数指示器12输入的信号来进行求出发动机1的目标转数Nr的运算。此外，根据经发动机控制器15从转动传感器1a输入的信号来进行求出发动机1的实际转数Ne的运算。用图8所示的驱动控制转矩运算部41来进行求出与发动机1的目标转数Nr相对应的驱动控制转矩Tb的运算。再有，在用减法部40求出上述目标转数Nr和上述实际转数Ne的转数偏差ΔN的同时，用修正转矩运算部42来进行求出与转数偏差ΔN对应的速度传感转矩ΔT的运算。
在图9的步骤S2求出转数偏差ΔN的处理及在步骤S3从转数偏差ΔN求出ΔT的处理如上所述。
在通常的速度传感控制中，其后用加法器43将用修正转矩运算部42所求的速度传感转矩ΔT加到用驱动控制转矩运算部41所求的驱动控制转矩Tb，并进行求出最大泵转矩的目标值T的运算。与该目标值T相当的控制信号输出到电磁阀16的控制部。
对此，如图9的步骤S4所示，本发明的第一实施方式进行了从用修正转矩运算部42所求的速度传感转矩ΔT来求出转矩增长率K的运算。现在假设由图8中减法部40所求的发动机1的转数偏差ΔN是图10所示的ΔN1，如果由修正转矩运算部42所求的速度传感转矩ΔT是图10所示的ΔT1，则从图11所示的函数设定部44的关系求出转矩增长率K比较小的K1。
接着，如图9的步骤S5所示，实施运算T＝{(K＝K1)×time}+Min (2)与该目标值T对应的控制信号从车体控制器13输出到电磁阀16的控制部。上述time是预定的经过保持时间TX2后的时间。此外，上述Min是预定的低泵转矩，即在预定的保持时间TX2内所保持的最小泵转矩的值。在该第一实施方式中，在经过预定保持时间TX2后，不是如通常的速度传感控制般泵转矩马上增加到与目标转数Nr对应的最大泵转矩地进行控制，而是根据转矩增长率K(＝K1)并随时间经过逐渐增加泵转矩地实施控制。
图12是表示本发明的第一实施方式中所得的时间-最大泵转矩特性和时间-发动机转数特性的图。
在图12中，50表示从在非操作状态下保持为低泵转矩即最小泵转矩的状态操作操作装置5的时刻即操作开始时刻。51表示到预定的保持时间TX2的时刻即保持时间经过时刻。此外，(b)图的52表示发动机目标转数，(a)图的58表示与发动机目标转数对应的Max值的最大泵转矩T。
在不具备作为该第一实施方式的特征的第三转矩控制机构的发动机滞后抑制装置，即只进行速度传感控制的发动机滞后抑制装置中，如(b)图中现有的发动机转数53所示，由于实施了在到达预定保持时间TX2时瞬时将泵转矩增加到与发动机目标转数对应的最大泵转矩的控制，所以虽然在预定保持时间TX2经过后小，但也产生比较大的发动机滞后。通过与之相伴的速度传感控制，实际上如用(a)图的现有控制转矩54所示，在泵转矩成为Max值的最大泵转矩T前经过了一点时间。此外，如控制转矩54所示，成为比较小的值的泵转矩。这样，作业性和操作性易下降。
该第一实施方式是如上述般通过第三控制机构来使泵转矩根据转矩增长率K(＝K1)使之逐渐增加的实施方式，实施泵转矩控制以成为作为具有倾斜度的特性线的(a)图所示的实际泵转矩55。这样，在经过预定的保持时间TX2后，作用于发动机1上的负荷变得较小，且如(b)图的发动机转数56所示般将发动机滞后抑制得小于仅通过通常的速度传感控制所进行得抑制。通过与该发动机转数56相伴的速度传感控制，实际上如(a)图的控制转矩57所示，比现有控制转矩54更早到达最大泵转矩T的Max值。此外，可成为比较大的值的泵转矩。
再有，在用速度传感控制机构的减法部40所求的转数偏差ΔN为比上述ΔN1稍大的图10所示的ΔN2时，用修正转矩运算部42所求的速度传感转矩ΔT成为比上述ΔT1大的图10所示的ΔT2。因此，此时的转矩增长率K根据图11的关系成为比上述K1大的K2。
在该情况下，如图12(a)的时间泵转矩59所示，特性线的倾斜度比上述实际泵转矩55大，随之，如图12(b)的发动机转数60所示，可将发动机滞后抑制得比上述时刻更小。通过与之相伴得速度传感控制，实际上如(a)图的控制转矩60a所示，更早地达到最大泵转矩T的Max值。此外，可成为更大的值的泵转矩。
如上，根据该第一实施方式，由于在操作装置5从非操作状态进行操作时的保持为低泵转矩即最小泵转矩(Min值)的预定保持时间TX2经过后，使用第三转矩控制机构，通过使转矩增长率K保持为一定的K1，或通过保持为一定的K2，随着其后的时间经过而逐渐使泵转矩增加，所以可将该预定保持时间TX2经过后的发动机滞后抑制得比通常的仅使用速度传感控制的情况小。这样，可减少到达与目标转数Nr对应的Max值的最大泵转矩T的时间。此外，在预定的保持时间Tx2经过后的初期阶段可确保大的泵转矩。这样，可提高作业性及操作性。
图13是表示本发明的第二实施方式中所得的时间-最大泵转矩特性和时间-发动机转数特性的图。
该第二实施方式具备构成第三转矩控制机构的车体控制器13在上述的图9的步骤S5中进行下述运算的机构。
T＝K/(time)2+Min (3)即，在按图9的车体控制器13中所实施的流程图进行说明时，在图9的步骤S1中，如果判断为从非操作状态操作操作装置5后的保持时间TX到达预定的保持时间TX2，则前进到图9的步骤S2，并由速度传感控制机构所包括的图8的减法部40来求出目标转数Nr和实际转数Ne的转数偏差ΔN。此时所求的ΔN现在假设为图10所示的ΔN1。
接着，前进到图9的步骤S3，由速度传感控制机构中所包括的图8的修正转矩运算部42求出与转数偏差ΔN(＝ΔN1)对应的速度传感转矩ΔT。这时，从图10的关系求出ΔT为ΔT1。
接着，前进到图9的步骤S4，从图11所示的关系求出与ΔT1相应的转矩增长率K为K1。
接着，前进到图9的步骤S4，根据作为该第二实施方式的特征的上述(3)式来实施下面的运算，T＝K1/(time)2+Min (4)与该目标值T对应的控制信号从车体控制器13输出到电磁阀16的控制部。如上所述，time是经过预定保持时间TX2后的时间，Min是预定的保持时间TX2内所保持的最小泵转矩的值。
该第二实施方式也如上述(4)式中所示，进行控制以使转矩增长率K保持为K1即保持一定。
该第二实施方式由构成包括进行上述(4)式的运算的运算机构的第三转矩控制机构的车体控制器13，通过实施泵转矩控制以成为作为使泵转矩依赖于转矩增长率K(＝K1)而形成使其逐渐增加的曲线的特性线的图13(a)所示的实际泵转矩61，可与上述第一实施方式中的装置同样，如(b)图的发动机转数62所示那样，发动机滞后抑制到较小。通过与之相伴的速度传感控制，实际上如(a)图的控制转矩63所示，比相应控制转矩54更快地成为与发动机1的目标转数对应的最大泵转矩T。此外，在预定的保持时间TX2经过后的初期阶段可确保比较大的泵转矩。
如此构成的第二实施方式由于控制电磁阀16以在预定的保持时间TX2经过后逐渐增加泵转矩，所以可得到与上述第一实施方式同样的作用效果。
图14是表示本发明的第三实施方式中所得的时间-最大泵转矩特性和时间-发动机转数特性的图。
该第三实施方式中，构成第三转矩控制机构的车体控制器13具备在预定保持时间TX2经过后从预定的低泵转矩即最小泵转矩(Min值)转变为与发动机1的目标转数Nr对应的最大泵转矩(Max值)期间可变地控制转矩增长率K的机构。
可变地控制该转矩增长率K的机构包括在例如经过预定的保持时间TX2后连续地运算每单位时间的转矩增长率K的机构。
该第三实施例中，在每单位时间内实施上述图9的步骤S2-S5的处理，即周期地实施，与该每单位时间内所得的最大泵转矩的目标值T对应的控制信号从车体控制器13输出到电磁阀16的控制部。
如此构成的第三实施方式，通过转矩增长率K成为根据发动机1的转数偏差ΔN而变化的值，且实施泵转矩控制以成为作为形成使泵转矩依赖于该可变转矩增长率K并使之逐渐增加的曲线的特性线的图14(a)中所示的实际泵转矩65，与例如上述第一实施方式中所得的图14(b)的发动机转数60相比，可成为更小地抑制发动机滞后的发动机转数66。通过伴随该发动机转数66的速度传感控制，可成为实际上比第一实施方式中得到的图14的控制转矩60a精度更高的控制转矩67。即，根据该第三实施方式，可确保比第一实施方式精度高的作业性及操作性。再有，同一图14中的64表示发动机转数到达目标转数的时刻即回归结束时刻。
图15是表示本发明的第四实施方式的重要部分构成的图，图16是表示本发明的第四实施方式中所得的时间-最大泵转矩特性和时间-发动机转数特性的图。
该第四实施方式中，车体控制器13中所包括的第三转矩控制机构具备设定速度传感转矩ΔT和转矩增长率K之间关系的函数设定部44，还具备求出与图1所示的增压传感器17对应的比α的增压的比的运算部45、将从函数设定部44输出的转矩增长率K和从运算部45输出的比α相乘的乘法部46。
此外，该第四实施方式中，构成第三转矩控制机构的车体控制器13具备在上述图9的步骤S5中进行下述运算的机构。
T＝(K·α×time)+Min (5)这里，α是由乘法部46所求的比。
如此构成的第四实施方式中，例如发动机1的转数偏差ΔN是图10所示的ΔN2，速度传感转矩ΔT是同一图10中所示的ΔT2，转矩增长率K是图11所示的K2，如果与由增压传感器17检测的增压对应的比α是1＜α＜2范围内的值，则在上述图9的步骤S2-S5的处理时，与由上述(5)式所求的最大泵转矩的目标值T对应的控制信号从车体控制器13输出到电磁阀16的控制部。
即，通过实施泵转矩控制以成为作为形成使泵转矩依赖于可变转矩增长率K·α(＞K)并使之逐渐直线增加的特性线的图16中所示的实际泵转矩70，即成为形成比第一实施方式的实际泵转矩59的特性线倾斜率大的直线的实际泵转矩70，与第一实施方式中所得情况的图16(b)的发动机转数60相比，可成为更小地抑制发动机滞后的发动机转数71。通过与该发动机转数71相伴的速度传感控制，可实际上成为比上述第一实施方式中得到的图16(a)的控制转矩60a精度更高的控制转矩72。即，即使在该第四实施方式中，也可确保比第一实施方式精度高的作业性及操作性。
权利要求
1.一种工程机械的发动机滞后抑制装置，其特征在于配备于具有发动机、由该发动机驱动的主泵、调整该主泵的最大泵转矩的转矩调整机构、由从所述主泵排出的压力油驱动的液压传动装置、操作该液压传动装置的操作装置的工程机械中；包括在所述操作装置的非操作状态经过预定监视时间时控制所述转矩调整机构以成为比所述最大泵转矩低的预定的低泵转矩的第一转矩控制机构、在由该第一转矩控制机构进行控制期间从所述非操作状态操作所述操作装置后控制所述转矩调整机构以在预定保持时间内成为所述预定的低泵转矩或该预定的低泵转矩附近的泵转矩的第二转矩控制机构，在从所述非操作状态操作所述操作装置时产生的所述发动机的转数暂时下降抑制到较小的工程机械的发动机滞后抑制装置中，具备控制所述转矩调整机构以从所述预定保持时间的经过时刻来使泵转矩根据预定转矩增长率而随时间经过逐渐增加的第三转矩控制机构。
2.根据权利要求1所述的工程机械的发动机滞后抑制装置，其特征在于所述第三转矩控制机构包括在从所述预定的低泵转矩转变为与所述发动机的目标转数对应的最大泵转矩期间使所述转矩增长率保持一定地进行控制的机构。
3.根据权利要求1所述的工程机械的发动机滞后抑制装置，其特征在于所述第三转矩控制机构包括在从所述预定的低泵转矩转变为与所述发动机的目标转数对应的最大泵转矩期间可变地控制所述转矩增长率的机构。
4.根据权利要求3所述的工程机械的发动机滞后抑制装置，其特征在于可变地控制所述转矩增长率的机构包括连续地运算每单位时间的转矩增长率的机构。
5.根据权利要求1所述的工程机械的发动机滞后抑制装置，其特征在于具备速度传感控制机构，其具有求出与所述发动机的目标转数和实际转数之间的转数偏差对应的转矩修正值的修正转矩运算部，根据由该修正转矩运算部所求出的转矩修正值来确定通过所述第一转矩控制机构进行控制的最大泵转矩的目标值；同时，所述第三转矩控制机构包括预先设定转矩修正值和转矩增长率的函数关系的函数设定部、从由所述速度传感控制机构的所述修正转矩运算部所求出的转矩修正值和在所述函数设定部设定的函数关系来运算相应的转矩增长率的机构。
6.根据权利要求5所述的工程机械的发动机滞后抑制装置，其特征在于具备检测增压的增压传感器，同时，所述第三转矩控制机构包括根据由所述增压传感器检测出的增压来修正所述相应转矩增长率的转矩增长率修正机构。
全文摘要
本发明的发动机滞后抑制装置，在操作装置从非操作状态操作时为了将保持为低泵转矩的预定保持时间经过后的发动机滞后抑制到较小，具备构成在操作装置(5)的非操作状态经过监视时间(TX1)时将转矩控制阀(7)控制为与目标发动机转数(Nr)对应的最小泵转矩(Min值)的第一转矩控制机构及在从非操作状态操作操作装置后控制转矩控制阀(7)以在预定保持时间(TX2)内保持上述最小泵转矩的第二转矩控制机构的车体控制器(13)、电磁阀(16)等，同时，还具备控制转矩控制阀(7)以从预定保持时间(TX2)的经过时刻根据预定转矩增长率(K)使泵转矩随时间经过逐渐增加的第三转矩控制机构。
文档编号E02F9/22GK1842660SQ200480024508
公开日2006年10月4日 申请日期2004年8月27日 优先权日2003年8月28日
发明者古渡阳一, 荒井康, 石川广二, 中村和则, 有贺修荣, 柄泽英男, 后藤勇树, 薮内基行 申请人:日立建机株式会社