发动机的控制装置及其控制方法

专利名称：发动机的控制装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及基于设定的发动机的目标转速进行发动机的驱动控制的 发动机的控制装置及其控制方法，特别是涉及改善发动机的燃料消耗量的 发动机的控制装置及其控制方法。
背景技术：
对于工作车辆而言，当发动机负载在发动机的额定扭矩以下时，在扭 矩线图的高速控制区域进行与发动机输出扭矩的匹配。例如，与燃料刻度 盘上的设定对应地设定目标转速，确定与设定的目标转速对应的高速控制 区域。
或者，与燃料刻度盘上的设定对应地确定高速控制区域，并与确定的 高速控制区域对应地设定发动机的目标转速。而且，在确定的高速控制区 域进行使发动机负载和发动机输出扭矩匹配的控制。
一般来说，多数工作者为了提高工作量，大多以使目标转速成为发动 机的额定转速或其附近的转速的方式进行设定。不过，发动机的燃料消耗 量少的区域即燃料消耗率好的区域通常在发动机的扭矩线图上存在于中 速转速区域或高扭矩区域。因此，在从无负载高空转到额定旋转的期间确 定的高速控制区域从燃料消耗率方面来说并不是效率好的区域。
以往，已知如下一种控制装置，即，为了在燃料消耗率好的区域驱动 发动机，而对每个工作模式预先对应地设定发动机的目标转速值和发动机 的目标输出扭矩值，从而能够选择多个工作模式(例如，参照专利文献1)。 在这种控制装置中，当工作者例如选择了第二工作模式时，能够相比第一 工作模式设定较低的发动机转速，从而能够改善燃料消耗率。
然而，在使用了上述工作模式切换方式时，如果工作者不去一一操作 模式切换机构，则无法改善燃料消耗率。另外，当预先将选择了第二工作 模式时的发动机转速设定成一律低于选择了第一工作模式时的发动机转速的转速值时，若选择第二工作模式则会产生以下问题。即，工作车辆的 工作装置(以下，称为工作机)的最大速度与选择了第一工作模式时相比 下降。结果，与选择了第一工作模式时的工作量相比，选择了第二工作模 式时的工作量变少。
专利文献1:特开平10 — 273919号公报

发明内容
本发明为了解决上述现有技术所存在的问题，提供一种发动机的控制 装置及其控制方法，能够在发动机输出扭矩低的状态时，基于比设定的第 一目标转速更靠低旋转区域侧的第二目标转速进行发动机的驱动控制，在 发动机输出扭矩高的状态下使用发动机时，移动到第一目标转速侧进行发 动机的驱动控制。特别是提供如下一种发动机的控制装置及其控制方法， 能够降低发动机的燃料消耗率，而且当需要工作机的最大速度时，能够在 不降低工作机的最大速度的情况下赋予所需要的工作机的最大速度。
本发明的课题可通过技术方案1 18所述的各发明来实现。
艮口，本申请的第l特定发明最主要的特征在于，提供一种发动机的控
制装置，包括由发动机驱动的至少一个可变容量型液压泵；由来自所述
可变容量型液压泵的排出压力油驱动的至少一个液压驱动器；对从所述可 变容量型液压泵排出的压力油进行控制并向所述液压驱动器进排的控制 阀；和对所述可变容量型液压泵的泵容量进行检测的泵容量检测机构，
所述发动机的控制装置还具有指令机构，其从能够可变地进行指令
的指令值中选择一个指令值来进行指令；和设定机构，其根据由所述指令 机构指令的指令值设定第一 目标转速，并基于设定的所述第一 目标转速设 定作为比所述第一 目标转速低的转速的第二目标转速，
在基于所述第二目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出的泵容量增大到第一规定泵容量以上时，将发动机的目 标转速从所述第二目标转速变更到作为比所述第二目标转速高的转速且 在所述第一 目标转速以下的转速的第三目标转速。
另外，本申请的第l特定发明主要的特征在于，在发动机的目标转速 变更到第三目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一步变更第三目标转速。
此外，本申请的第l特定发明主要的特征在于，确定了第三目标转速 和第一目标转速的关系。
本申请的第2特定发明最主要的特征在于，提供一种发动机的控制装 置，包括由发动机驱动的至少一个可变容量型液压泵；由来自所述可变 容量型液压泵的排出压力油驱动的至少一个液压驱动器；对从所述可变容 量型液压泵排出的压力油进行控制并向所述液压驱动器进排的控制阀；和
对所述可变容量型液压泵的泵容量进行检测的泵容量检测机构，
所述发动机的控制装置还具有指令机构，其从能够可变地进行指令 的指令值中选择一个指令值来进行指令；和设定机构，其根据由所述指令 机构指令的指令值设定第一目标转速，并基于设定的所述第一目标转速设 定作为比所述第一 目标转速低的转速的第二目标转速，
在基于所述第一目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出'的泵容量减少到小于第二规定泵容量时，将发动机的目 标转速从所述第一 目标转速变更到作为比所述第一 目标转速低的转速且 在所述第二目标转速以上的转速的第四目标转速。
另外，本申请的第2特定发明主要的特征在于，在发动机的目标转速 变更到第四目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一步变更第四目标转 速。
此外，本申请的第2特定发明主要的特征在于，确定了第四目标转速 和第二目标转速的关系。
本申请的第3特定发明最主要的特征在于，提供一种发动机的控制装 置，包括由发动机驱动的至少一个可变容量型液压泵；由来自所述可变 容量型液压泵的排出压力油驱动的至少一个液压驱动器；对从所述可变容 量型液压泵排出的压力油进行控制并向所述液压驱动器进排的控制阀；和 对所述可变容量型液压泵的泵容量进行检测的泵容量检测机构，
所述发动机的控制装置还具有指令机构，其从能够可变地进行指令 的指令值中选择一个指令值来进行指令；和设定机构，其根据由所述指令 机构指令的指令值设定第一 目标转速，并基于设定的所述第一 目标转速设 定作为比所述第一 目标转速低的转速的第二目标转速，在基于所述第二目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出的泵容量增大到第一规定泵容量以上时，将发动机的目 标转速从所述第二目标转速变更到作为比所述第二目标转速高的转速且 在所述第一目标转速以下的转速的第三目标转速，
在基于所述第三目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出的泵容量减少到小于第二规定泵容量时，将发动机的目 标转速从所述第三目标转速变更到作为比所述第三目标转速低的转速且 在所述第二目标转速以上的转速的第五目标转速。
另外，本申请的第3特定发明主要的特征在于，在发动机的目标转速 变更到第三目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一歩变更第三目标转 速，另外，在发动机的目标转速变更到第五目标转速后的规定时间的期间 内，禁止进一步变更第五目标转速。
此外，本申请的第3特定发明主要的特征在于，分别确定了第三目标 转速和第一 目标转速的关系及/或第四目标转速和第二目标转速的关系。
本申请的第4特定发明最主要的特征在于是使用了第1特定发明的控
制方法。
另外，本申请的第4特定发明主要的特征在于，在将发动机的目标转 速从第二目标转速变更到第三目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一 步变更第三目标转速。
此外，本申请的第4特定发明主要的特征在于，限定了变更第一规定 泵容量的值的条件。
本申请的第5特定发明最主要的特征在于是使用了第2特定发明的控
制方法。
另外，本申请的第5特定发明主要的特征在于，在将发动机的目标转 速从第一 目标转速变更到第四目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一 步变更第四目标转速。
此外，本申请的第5特定发明主要的特征在于，限定了变更第二规定 泵容量的值的条件。
本申请的第6特定发明最主要的特征在于是使用了第3特定发明的控
制方法。另外，本申请的第6特定发明主要的特征在于，在将发动机的目标转 速从第二目标转速变更到第三目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一 步变更第三目标转速，另外，在将发动机的目标转速从第三目标转速变更 到第五目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一步变更第五目标转速。
此外，本申请的第6特定发明主要的特征在于，分别限定了变更第一 规定泵容量的值的条件以及变更第二规定泵容量的值的条件。
在本发明中，能够根据由指令机构指令的指令值设定第一 目标转速， 基于设定的第一目标转速在低旋转区域侧设定第二目标转速。并且，在发 动机输出扭矩低的状态下驱动控制发动机时，能够基于第二目标转速进行 发动机的驱动控制。由此，实质上不会改变工作车辆的工作性能，能够使 发动机移动到燃料消耗率低的区域来使用，从而能够降低发动机的燃料消 耗量。
而且，在基于第二目标转速进行发动机的驱动控制时，在由泵容量检 测机构检测出的泵容量增大到第一规定泵容量以上时，为了增大工作机的 工作速度，能够将发动机的目标转速从第二目标转速变更到作为比第二目 标转速高的转速且在第一目标转速以下的转速的第三目标转速，进行发动 机的驱动控制。
由此，能够在与工作者所追求的工作机的操作状况对应的最佳状态下 旋转驱动发动机，作为可变容量型液压泵能够吸收以最佳状态旋转驱动的 发动机的最大输出来排出压力油。因此，在重挖掘作业等需要发动机的最 大输出的工作中，能够发挥与以往相同的工作性能。
作为第三目标转速，可以设定为在第二目标转速和第一目标转速之间 预先固定的转速，也可以设成在第二目标转速和第一目标转速之间根据条 件任意设定的转速。或者，也可以根据需要而使第三目标转速与第一目标 转速一致。
以下说明根据条件任意设定的转速。在将发动机的目标转速从第二目 标转速向第一 目标转速侧增加时，在第二目标转速下达到第一规定泵容量 以上的泵容量随着目标转速的增加而减少到小于第一规定泵容量。
在从第二目标转速向第一 目标转速侧移动目标转速的中途，例如若泵 排出压力和驱动器的负载压力的压力差满足在对液压泵的泵容量进行控制的泵控制装置中设定的压力差(通常，称为负载传感压力差。)，则可将 此时的转速设定为第三目标转速。换言之，不再需要进一步向第一目标转速侧移动目标转速。并且，在 基于该第三目标转速进行发动机的驱动控制时，在由泵容量检测机构检测 出的泵容量增大到第一规定泵容量以上时，从该第三目标转速向第一目标 转速侧进一步移动目标转速。在从该第三目标转速向第一目标转速侧移动目标转速的中途，若如上 所述泵排出压力和驱动器的负载压力的压力差满足负载传感压力差，则将 此时的转速设定为新的第三目标转速。这样，能够依次设定第三目标转速。这样，在需要工作机的最大速度的发动机输出扭矩的范围内，能够基 于第三目标转速进行发动机的驱动控制。而且，第三目标转速成为能够在 与工作者所追求的工作机的操作状况对应的最佳状态下旋转驱动发动机 的目标转速，最大可成为第一目标转速。因此，在基于第三目标转速的发 动机的驱动控制中，能够以与基于工作者设定的第一目标转速进行发动机 的驱动控制时同样的操作状态进行工作机的操作。这样，在本发明中，能够在进行使发动机负载和发动机输出扭矩匹配 的控制的基础上，根据需要的发动机输出扭矩，将发动机的目标转速分为 第一目标转速、第二目标转速和第三目标转速来使用。艮口，在发动机输出扭矩低的期间或由发动机驱动的可变容量型液压泵 的泵容量小的期间，能够在第二目标转速下进行发动机的控制。并且，在 需要使工作机的工作速度达到高速的发动机输出扭矩的范围内，可基于最 大能够提高到第一目标转速的第三目标转速来进行发动机的驱动控制。另外，在本发明中，在基于第一目标转速进行发动机的驱动控制时， 在由泵容量检测机构检测出的泵容量减少到小于第二规定泵容量时，将发 动机的目标转速从第一 目标转速变更到作为比第一 目标转速低的转速且 在第二目标转速以上的转速的第四目标转速。由此，在不需要高的发动机输出扭矩时，能够在燃料消耗率低的第四 目标转速(作为第四目标转速，最小能够将转速降低到第二目标转速)下， 能够进行发动机的驱动控制，由此能够降低发动机的燃料消耗量。目标转速进行发动机的驱动控制时， 在由泵容量检测机构检测出的泵容量增大到第一规定泵容量以上时，能够 将发动机的目标转速从第二目标转速变更到第三目标转速，另外，在基于 第三目标转速进行发动机的驱动控制时，在由泵容量检测机构检测出的泵 容量减少到小于第二规定泵容量时，能够将发动机的目标转速从第三目标 转速变更到第五目标转速。而且，第三目标转速是最大能够提高到第一目标转速的目标转速，第 五目标转速是最小能够降低到第二目标转速的目标转速。此外，第四目标转速、第五目标转速也和上述的第三目标转速同样， 能够分别预先设定成在第一 目标转速和第二目标转速之间、第三目标转速 和第二目标转速之间预先固定的转速。另外，也可以预先设成在第一目标 转速和第二目标转速之间、第三目标转速和第二目标转速之间根据条件分 别任意设定的转速。或者，也可以根据需要预先使第四目标转速、第五目 标转速与第二目标转速一致。若对根据条件任意设定的转速进行说明，则在从第四目标转速、第五 目标转速向第二目标转速侧移动目标转速的中途，例如泵排出压力和驱动 器的负载压力的压力差超过了负载传感压力差时，能够将此时的转速设定 为第三目标转速。另外，在暂时设定的第四目标转速、第五目标转速下进行发动机控制 时，当泵容量减少到小于第二规定泵容量时，还能够从第四目标转速、第 五目标转速向第二目标转速侧进一步移动目标转速。或者，在暂时设定的 第四目标转速、第五目标转速下进行发动机控制时，当泵容量增大到大于 第一规定泵容量时，还能够从第四目标转速、第五目标转速向第一目标转 速侧移动目标转速。这样，在不需要高的发动机输出扭矩时，能够将目标转速设成第二目 标转速或第五目标转速，所以能够将发动机移动到燃料消耗率低的区域来 使用，从而能够降低发动机的燃料消耗量。另一方面，在需要高的发动机 输出扭矩的工作、例如重挖掘工作等需要发动机的最大输出的工作中，能 够使目标转速上升到第三目标转速或第一 目标转速，发挥与以往相同的工 作性能。这种简单的结构就能够使可变容量型液压泵吸收发动机的最大输出 并且能够降低发动机的燃料消耗量。而且，将发动机的目标转速从第二目 标转速变更到第三目标转速的位置、从第一 目标转速变更到第四目标转速 的位置以及从第三目标转速变更到第五目标转速的位置，可作为可变容量 泵的泵容量来预先设定。因而，这些位置可预先容易地通过实验来求出。此外，作为上述的用于确定这些位置的泵容量，可利用对可变容量泵 的泵容量自身进行测量的值或表示泵容量的关系式来求出。另外，为了确 定上述的位置，也可以不是直接利用泵容量的值，而是将来自可变容量型 液压泵的排出量达到能够从可变容量型液压泵排出的最大排出量的状态 时的发动机输出扭矩的值以及发动机转速的值、可变容量型液压泵的泵排 出压力和驱动器的负载压力的压力差相对于在对可变容量型液压泵的斜 板角进行控制的泵控制装置中设定的压力差(通常，称为负载传感压力差) 的关系等这些参数的值，作为与泵容量的值对应的值来利用，而代替直接 利用泵容量的值。因而，作为本申请发明中为了确定上述的位置而利用的泵容量，还包 含有上述的要素、参数的值。另外，能够基于第一目标转速 第五目标转速，在发动机的T-N线图 (由发动机输出扭矩轴和发动机转速轴构成的扭矩线图)中设定分别对应 的高速控制区域，能够进行各高速控制区域中的控制。而且，这些高速控 制区域中的控制在本申请发明中也包含在基于第一目标转速 第五目标 转速的各控制中。 '


图1是本发明的实施方式的液压回路图(实施例)。 图2是发动机的扭矩线图(实施例)。图3是增加发动机输出扭矩时的扭矩线图(实施例)。 图4是减少发动机输出扭矩时的扭矩线图(实施例)。 图5是本发明的控制流程图(实施例)。 图6是控制器的框图(实施例)。图7是作为中立全开型而构成的液压回路图(实施例)。图8是中立全开型中的负控制型的液压回路图(实施例)。 图9是表示图8的负控制型的控制特性的图(实施例)。图10是表示图8的负控制型的泵控制特性的图(实施例)。图ll是中立全开型中的正控制型的液压回路图(实施例)。图12是表示图11的正控制型的泵控制特性的图(实施例)。图中2 —发动机；4 —燃料刻度盘；6 —可变容量型液压泵；7 —控制 器；8 —泵控制装置；9一控制阀；ll一操作杆装置；12 —伺服工作缸；17 —LS阀；50 —可变容量型液压泵；53 —第三控制阀；54—中间位置旁通回路；55 —节流器；57 —伺服驱动器；58 —伺服引导阀；59 —负控制阀； 71 —第一先导阀；72 —第二先导阀；73 —第三先导阀；75 —控制器；76 — 泵控制装置；F1 F4 —高速控制区域；Fa Fc—高速控制区域；A—第一 设定位置；B —第二设定位置；Nh—额定转速；Kl一额定点；R—最大扭 矩线；M —等燃料消耗率曲线。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的优选实施方式进行具体说明。本发明的发动 机的控制装置及发动机的控制方法能够适当作为对液压挖掘机、推土机、 轮式装载机等工作车辆上搭载的柴油机进行控制的控制装置及控制方法 来应用。另外，作为本发明的发动机的控制装置及发动机的控制方法，除了以 下说明的形状、结构以外，只要是能够解决本发明课题的形状、结构，就 能够采用这些形状、结构。因此，本发明并不限定于以下说明的实施例， 能够进行各种变更。实施例图1是本发明的实施方式的发动机的控制装置及发动机的控制方法的液压回路图。发动机2是柴油机，并通过调节向发动机2的工作缸内喷射的燃料量来进行该发动机输出扭矩的控制。该燃料的调节可通过以往公知的燃料喷射装置3来进行。在发动机2的输出轴5上连结有可变容量型液压泵6 (以下，称为液 压泵6)，通过输出轴5的旋转来驱动液压泵6。液压泵6的斜板6a的倾转角由泵控制装置8控制，由于斜板6a的倾转角的变化，液压泵6的泵 容量D (cc/rev)随之变化。泵控制装置8由控制斜板6a的倾转角的伺服工作缸12和根据泵压力 与驱动器10的负载压力的压力差而被控制的LS阀(负载传感阀)17构 成。伺服工作缸12包括作用于斜板6a的伺服活塞14，来自液压泵6的排 出压力能够通过油路27a、 27b取出。根据通过油路27a取出的排出压力 与通过先导油路28取出的驱动器10的负载压力的压力差，LS阀17工作， 通过LS阀17的工作控制伺服活塞14。通过伺服活塞14的控制来控制液压泵6的斜板6a的倾转角。另外， 根据操作杆lla的操作量对控制阀9进行控制，由此控制向驱动器10供 给的流量。该泵控制装置8可由公知的负载传感控制装置构成。从液压泵6排出的压力油通过排出油路25向控制阀9供给。控制阀9 作为能够切换为5 口 3位的切换阀而构成，将从控制阀9输出的压力油选 择性地向油路26a、 26b供给，由此能够使驱动器10工作。此外，作为驱动器，不应限定解释为例示的液压工作缸型的驱动器， 可以是液压马达，也可以作为旋转型驱动器而构成。另外，只例示了一组 控制阀9和驱动器10的组，不过，也可以构成多组控制阀9和驱动器10 的组，还可以由一个控制阀操作多个驱动器而构成。艮P，如果例如作为工作车辆以液压挖掘机为例说明驱动器，则起重臂 用液压工作缸、悬臂用液压工作缸、铲斗用液压工作缸、左行驶用液压马 达、右行驶用液压马达及旋转马达等用作驱动器。图1中，在上述各驱动 器中例如以起重臂用液压工作缸为代表来进行表示。在从中立位置操作了操作杆lla时，根据操作杆lla的操作方向及操 作量，从操作杆装置11输出先导压力。输出的先导压力施加在控制阀9 的左右的先导口的任一个上。由此，控制阀9从作为中立位置的(II)位 置切换到左右的(I)位置或(III)位置。若控制阀9从(II)位置切换到(I)位置，则来自液压泵6的排出压 力油能够从油路26b向驱动器10的底侧供给，从而能够使驱动器10的活 塞伸长。此时，驱动器10的头侧的压力油从油路26a通过控制阀9排出 到罐22中。同样，若控制阀9切换到(III)位置，则来自液压泵6的排出压力油能够从油路26a向驱动器10的头侧供给，从而能够使驱动器10的活塞缩 短。此时，驱动器10的底侧的压力油从油路26b通过控制阀9排出到罐 22中。从排出油路25的中途分支出油路27c，在油路27c上配置有卸载阀 15。卸载阀15与罐22连接，能够切换到隔断油路27c的位置和连通油路 27c的位置。油路27c中的油压作为将卸载阀15切换到连通位置的按压力 而发挥作用。另外，将驱动器10的负载压力取出的先导油路28的先导压力及赋予 恒定压力差的弹簧的弹力作为将卸载阀15切换到隔断位置的按压力而发 挥作用。并且，通过先导油路28的先导压力及弹簧的弹力与油路27c中 的油压的压力差来控制卸载阀15。若工作者操作作为指令机构的燃料刻度盘4，从能够可变地进行指令 的指令值中选择一个指令值，则能够设定与选择的指令值对应的目标转 速。根据这样设定的目标转速，能够设定使发动机负载和发动机输出扭矩 相匹配的高速控制区域。艮卩，如图2所示，若根据燃料刻度盘4的操作设定作为第一目标转速 的目标转速Nb (N、b)，则选择与目标转速Nb (N、b)对应的高速控制区 域Fb。此时，发动机的目标转速变为转速Nb (N、b)。此外，发动机的目标转速N'b确定为将发动机的目标转速控制为转速 Nb时的、无负载时的发动机的摩擦扭矩和液压系统的损耗扭矩的合计值 与发动机输出扭矩相匹配的点。并且，在实际的发动机控制中，将连结目 标转速N'b和匹配点Ps的线设定为高速控制区域Fb。以下，采用目标转速N、b比目标转速Nb更靠高旋转侧的例子进行说 明，不过，也可以使目标转速N、b与目标转速Nb—致，还可以使目标转 速N'b比目标转速Nb更靠低旋转侧而构成。另外，在以下的说明中，例 如像目标转速Nc(N、c)那样，以带"'"符号的转速N'c来表示，该带"'" 符号的转速N、c参照上述说明。在此，若工作者操作燃料刻度盘4，设定与最初选择的目标转速Nb (N、b)不同的低的目标转速Nc (N、c)，则作为高速控制区域设定低旋转定的目标转速NC (N、C)为第一目标转 速。这样，通过设定燃料刻度盘4，能够与可由燃料刻度盘4选择的目标 转速对应地设定一个高速控制区域。g卩，通过选择燃料刻度盘4，例如如 图2所示能够从通过额定点Kl的高速控制区域Fa和从该高速控制区域 Fa靠低旋转区域侧的多个高速控制区域Fb、 Fc、…中设定任意的高速控 制区域，或者设定位于这些高速控制区域中间的任意高速控制区域。在图3的扭矩线图中，由最大扭矩线R规定的区域表示发动机2可输 出的性能。在最大扭矩线R上的额定点K1，发动机2的输出(马力)变 为最大。M表示发动机2的等燃料消耗率曲线，等燃料消耗率曲线的中心 侧为燃料消耗率最大区域。以下，以对应于燃料刻度盘4的指令值设定了发动机的作为最大目标 转速的目标转速Nh (N、h)，对应于目标转速Nh (N、h)设定了通过额定 点K1的高速控制区域F1的情况为例进行说明。即，对作为第一目标转速 设定了目标转速Nh (N'h)的情况进行说明。此时，对于使发动机负载和 发动机输出扭矩匹配且同时在高速控制区域Fl上移动的控制流程，主要 参照图1、图3及图4并结合图5的控制流程图以及图6的控制器的框图 来进行说明。此外，以下说明对应于燃料刻度盘4的指令值，作为发动机转速的最 大目标转速Nh (N、h)、通过额定点K1的高速控制区域F1设定为第一目 标转速的情况，不过，本发明并不限定于设定了通过额定点Kl的高速控 制区域F1的情况。例如，即便是根据设定的第一目标转速而从图2中的 多个高速控制区域Fb、 Fc、…中设定高速控制区域或者设定多个高速控制 区域Fb、 Fc、…中间的任意高速控制区域的情况，也能够将本发明适当应 用在设定的各高速控制区域。图3表示发动机输出扭矩增大时的状态，图4表示发动机输出扭矩减 少时的状态。另外，图5表示控制流程。另外，图6中用单点划线围住的 区域表示控制器7。在图5的步骤1中，控制器7读取燃料刻度盘4的指令值。控制器7 读取燃料刻度盘4的指令值后，转移到步骤2。在步骤2中，控制器7根据读取的燃料刻度盘4的指令值，设定发动机2的目标转速Nh (N'h)作为第一目标转速，基于设定的目标转速Nh (N、h)设定高速控制区域F1。此外，尽管说明的是根据读取的燃料刻度盘4的指令值最初设定发动 机2的目标转速Nh (N'h)的意思，不过，也可以最初设定高速控制区域 Fl，对应于设定的高速控制区域F1设定目标转速Nh (N'h)。或者，也可 以根据读取的燃料刻度盘4的指令值同时设定目标转速Nh (N'h)和高速 控制区域F1。如图3所示，设定作为第一目标转速的目标转速Nh (N、h)及高速控 制区域F1后，转移到步骤3。此外，图3中，将连结最大目标转速Nh的高空转点N、h和额定点Kl 的线作为高速控制区域Fl来进行表示。该高空转点N、h如在使用了图2 的高速控制区域Fb的说明中已经说明的那样，能够确定为将发动机的目 标转速控制为最大目标转速Nh时的、无负载时的发动机的摩擦扭矩和液 压系统的损耗扭矩的合计值与发动机输出扭矩相匹配的点。在步骤3中，控制器7使用设定机构确定第一目标转速Nh (N'h)、 对应于高速控制区域Fl预先设定的位于低旋转区域侧的作为第二目标转 速的目标转速N2 (N'2)、对应于目标转速N2 (N、2)的高速控制区域F2。作为高速控制区域F2，例如能够预先设定为操作了液压挖掘机的工作 机杆lla时与在高速控制区域F1控制的情况相比，操作速度在负载传感 控制的作用下基本不会降低的高速控制区域。即，能够将与高速控制区域F2对应的目标转速N2相对于与高速控制 区域Fl对应的目标转速Nh设定为例如低10%。以假设将目标转速设定 为低10%的情况为例进行了说明，不过，在此举出的数值只是一个例示， 本发明并不限定于该数值。这样一来，与能够由燃料刻度盘4设定的各高速控制区域F1相对应， 能够将比该高速控制区域F1更靠低旋转区域侧的高速控制区域F2预先设 定为与各个高速控制区域F1对应的高速控制区域。高速控制区域F2由控制器7确定，转移到步骤4。在步骤4中，若操作操作杆lla，则如图3的细虚线所示，控制器7进行燃料喷射装置3的控制，以使发动机负载和发动机输出扭矩的匹配在 高速控制区域F2上进行。工作者操作操作杆lla，开始了增加液压挖掘机的工作机速度的控制 后，转移到步骤5。在步骤5中，进行高速控制区域F2中来自液压泵6的排出量是否达 到了能够从液压泵6排出的最大排出量的判断。在此，对工作者加大操作操作杆lla，使液压挖掘机的工作机速度增 加的情况进行说明。若加大操作操作杆lla，由此将控制阀9例如切换到 (I)位置，则控制阀9在(I)位置的开口面积9a增大，油路25的泵排 出压力和先导油路28的负载压力的压力差降低。此时，作为负载传感控 制装置构成的泵控制装置8向增大液压泵6的泵容量的方向动作。第一规定泵容量可以使用液压泵6的最大泵容量的值来预先设定，也 可以作为最大泵容量以下的泵容量来预先设定。以下，以作为第一规定泵 容量设定了最大泵容量的情况为例进行说明。若液压泵6的泵容量增大到 最大泵容量状态，则在高速控制区域F2中来自液压泵6的排出量达到高 速控制区域F2中能够从液压泵6排出的最大排出量。该来自液压泵6的排出量达到最大的状态能够使用接下来将要说明的 各种参数的值来检测，作为泵容量检测机构，可构成为能够检测出以下说 明的各种参数的值的检测机构。首先，对作为能够检测出来自液压泵6的排出量达到最大的状态的参 数的值使用了发动机输出扭矩的值的情况进行说明。控制器7能够基于控制器7中存储的扭矩线图，根据由旋转传感器20 检测出的发动机转速，确定与该发动机转速对应的高速控制区域F2上的 位置。能够基于确定的位置，求出此时的发动机输出扭矩的值。这样，通 过将发动机输出扭矩的值用作参数的值，能够检测出高速控制区域F2中 来自液压泵6的排出量达到能够从液压泵6排出的最大排出量的状态。另外，在将液压泵6的泵容量用作参数的值时，液压泵6的排出压力 P、排出容量D (泵容量D)和发动机输出扭矩T的关系能够表示为 T二P.D/200兀。从使用了该关系式的D二200兀.T/P的式子，能够求出此时 的液压泵6的泵容量。作为发动机输出扭矩T，例如还可以使用控制器内部保持的发动机输出扭矩的指令值。或者，还可以在液压泵6上安装斜板角传感器(未图示)，直接测量 液压泵6的泵容量，由此求出液压泵6的泵容量。根据这样求得的液压泵6的泵容量，能够检测出高速控制区域F2中来自液压泵6的排出量达到能 够从液压泵6排出的最大排出量的状态。这样，通过使用把握液压泵6的泵容量及发动机输出扭矩而得到的值 等，能够检测出高速控制区域F2中液压泵6达到能够排出的最大排出量 的状态。在从高速控制区域F2中液压泵6达到能够排出的最大排出量的状态 开始，工作者为了增大工作机速度而进一步加大操作操作杆lla时，进行 从高速控制区域F2朝向高速控制区域F1移动的控制，并能够将此时的高 速控制区域F2上的位置作为第一设定位置A (即，第一规定泵容量)。艮口，高速控制区域F2中发动机转速成为对第一设定位置A进行确定 的值时，或把握液压泵6的泵容量及发动机输出扭矩而得到的值成为对第 一设定位置A进行确定的值时，工作者更进一步加大操作操作杆lla的情 况下，为了增大工作机速度而进行从高速控制区域F2朝向高速控制区域 Fl侧移动的控制。检测出第一设定位置A后，转移到步骤6。没有检测出时，转移到步 骤l。此外，第一设定位置A也可以根据发动机输出扭矩T的变化率或液压 泵6的泵容量的变化率变更其位置。另外，液压泵6的排出压力P、排出 容量D (泵容量D)和发动机输出扭矩T的关系可以如上所述表示为 T=P D/200ti，所以作为第一设定位置A也可以根据液压泵6的排出压力 P的变化率变更其位置。艮P,上述变化率即增加的程度高时，还可以将第一设定位置A的位置 设定到发动机输出扭矩低的一侧，尽快进行向高速控制区域F1侧的移动。在步骤6中，高速控制区域F2中发动机转速成为对第一设定位置A 进行确定的值时，或把握液压泵6的泵容量及发动机输出扭矩而得到的值 成为对第一设定位置A进行确定的值时，工作者进一步加大操作操作杆 lla的情况下，为了增大工作机速度而进行从高速控制区域F2朝向高速控制区域F1移动的控制。此时，在从高速控制区域F2向高速控制区域F1侧移动的中途，泵排出压力和驱动器10的负载压力的压力差满足由泵控制装置8设定的压力差(通常，称为负载传感压力差。以下，称为负载传感压力差)时，作为 高速控制区域，将通过其位置的高速控制区域设定为新的高速控制区域F3。艮口，不再需要进一步向高速控制区域F1侧移动。此时，进行图3中 单点划线所表示的高速控制区域F3中的控制。在从高速控制区域F2向高速控制区域F1侧移动的中途的发动机转速 下，当来自液压泵6的排出压力和驱动器10的负载压力的压力差不满足 所述负载传感压力差时，进行高速控制区域移动到位于更高旋转区域侧的 高速控制区域F1的控制。然后，进行将发动机转速增大到最大目标转速 Nh的控制。结合图6对此时进行的控制器7的控制进行说明。图6中，向控制器 7内的燃料刻度盘指令值运算部32输入燃料刻度盘4的指令值37，并且 输入从运算液压泵6的泵容量的泵容量运算部33输出的泵容量。另外， 也可以向燃料刻度盘指令值运算部32输入来自检测泵压力和驱动器10的 负载压力的压力差的压力差传感器36的检测信号或来自泵容量传感器39 (图1中未图示)的检测信号。图6中，分别用虚线表示从压力差传感器36向燃料刻度盘指令值运 算部32输出的检测信号以及从液压泵6向泵容量传感器39输出的检测信 号和从泵容量传感器39向燃料刻度盘指令值运算部32输出的检测信号。 这是因为上述检测信号表示这些检测机构如以下所说明能够用作泵容量 运算部33的替代机构，所以用虚线表示。另外，压力差传感器36和泵容 量传感器39能够独立使用。对于泵容量运算部33而言，使用由泵压力传感器38检测出的液压泵 6的泵压力和例如由旋转传感器20检测出的高速控制区域的发动机转速 而从发动机的扭矩线图求出的发动机扭矩34输入到泵容量运算部33。泵 容量运算部33根据这些输入的值运算泵容量，并向燃料刻度盘指令值运 算部32输出。泵压力传感器38可预先配置成例如能够检测出图1的排出油路25的泵压力。此外，也可以代替使用从泵容量运算部33输出的泵容量，也可预先构成为将来自泵容量传感器39的检测信号输入到燃料刻度盘指令值运算 部32。泵容量传感器39可预先构成为检测液压泵6的斜板角的传感器等。 燃料刻度盘指令值运算部32若判断满足了以下的条件，则为了进行 从高速控制区域F2向高速控制区域F1侧移动的控制，设定新燃料刻度盘 指令值35。然后，将设定的新燃料刻度盘指令值35指令给发动机2的燃 料喷射装置3。作为用于进行从高速控制区域F2向高速控制区域F1侧移动的控制的 条件，包括根据从泵容量运算部33输出的泵容量或从泵容量传感器39检 测出的泵容量检测到液压泵6的泵容量增大到了最大泵容量状态的情况， 或者根据来自压力差传感器36的检测信号检测到泵排出压力和驱动器10 的负载压力的压力差低于了由泵控制装置8设定的负载传感压力差的情况 等。并且，在进行从高速控制区域F2向高速控制区域F1侧移动的控制的 期间，例如当根据来自压力差传感器36的检测信号检测到泵排出压力和 驱动器10的负载压力的压力差满足由泵控制装置8设定的负载传感压力 差时，此时的燃料刻度盘指令值的值成为新燃料刻度盘指令值35，通过其 位置的高速控制区域设定为新的高速控制区域F3。回到图5的控制流程继续说明。在从高速控制区域F2向高速控制区 域F1侧移动的控制中，也可以进行不从高速控制区域F2向高速控制区域 F3移动而是直接向高速控制区域F1移动的控制。此时，高速控制区域F1 的发动机转速高于高速控制区域F3的发动机转速，来自液压泵6的泵排 出量也相应增加。由此，作为负载传感压力差，高于由泵控制装置8设定的设定值。所 以，根据泵控制装置8的负载传感的功能，与高速控制区域F3时相比液 压泵6的泵容量减小，从液压泵6排出规定的泵排出量。另外同样地，在 从高速控制区域F2向高速控制区域F3移动时，液压泵6的泵容量从最大 泵容量减少到比其小的泵容量，从液压泵6排出规定的泵排出量。在进行了直到高速控制区域F3或高速控制区域F1的移动后，若驱动器10的负载进一步增大，则发动机输出扭矩上升。在高速控制区域F1中 驱动器10的负载进一步增大时，液压泵6的泵容量增大到最大泵容量，并且发动机输出扭矩上升到额定扭矩点K1。另外，在高速控制区域F3中 驱动器10的负载进一步增大时，液压泵6的泵容量增大到最大泵容量， 并且发动机输出扭矩沿着高速控制区域F3上升到最大扭矩线R。在高速控制区域F3或高速控制区域F1中，若负载进一步增大，则在 最大扭矩线R上与发动机输出扭矩匹配。由于能够如此进行推移，所以工 作机能够像以往那样吸收最大马力。艮口，在从高速控制区域F2向高速控制区域F1移动时，进行沿着图3 的细虚线朝向最大扭矩线R上升的控制。另外，从表示从高速控制区域 F2向高速控制区域F1移动时的控制状态的图3的细虚线的中途分支，直 接朝向最大扭矩线R上升的控制表示从高速控制区域F2向高速控制区域 F3移动后的控制。用单点划线表示的控制表示高速控制区域F3中的控制，用粗虚线的 箭头表示的状态表示以以往进行的髙速控制区域Fl的状态进行控制时的 情况。上面叙述了作为第一规定泵容量设定了最大泵容量的情况，但作为第 一规定泵容量，也可以将最大泵容量以下的泵容量的值预先设定为第一规 定泵容量。作为此时的第一规定泵容量，可以预先通过实验设定。例如，在高速控制区域F2上液压泵6的泵容量达到最大泵容量的 90%，有进一步增大倾向时，可以将达到了 90%的点预先设定为第一设定 位置A。此时，可以预测为液压泵6的泵容量达到了 90%之后即刻达到 100%，进行从高速控制区域F2向高旋转区域侧的高速控制区域移动的控 制。关于使高速控制区域F2向高旋转区域侧移动时的液压泵6的泵容量 达到最大泵容量的百分之多少时为好，可通过实验预先求出液压泵6的泵 容量达到最大泵容量的百分之多少或百分之多少至百分之多少之间时，能 够使通过液压泵6的泵容量的增加带来的工作机速度的增加比例和通过发 动机转速的增加带来的工作机速度的增加比例顺畅连接。作为确定第一设定位置A的其他手段，还存在以下手段。即，来自液压泵6的排出压力和驱动器10的负载压力的压力差低于了负载传感压力 差时，可以判断为表示来自液压泵6的排出流量不足，将液压泵6的排出压力和驱动器10的负载压力的压力差从与负载传感压力差一致的状态变 为减少的倾向时用作确定第一设定位置A的手段。此时，成为在高速控制区域F2上泵排出流量不足的状态，换言之， 可以判断为液压泵6达到了最大泵容量状态。因而，以能够使发动机在高 旋转区域旋转的方式，进行使高速控制区域F2向高旋转区域侧移动的控 制。在上述的实施例中，作为液压回路以具备负载传感控制装置的液压回 路为例进行了说明。不过，根据发动机转速的测量值和发动机的扭矩线图 求出液压泵9的泵容量的方法以及通过泵斜板角传感器直接求出泵容量的 方法中，即使图7所示的液压回路作为中立全开型而构成的情况下，也能 够同样进行。作为液压挖掘机等建筑机械中使用的液压回路，历来已知的是中立全 开型结构。作为该液压回路的一例，有图7所示的液压回路。图7中，符 号8所表示的装置是公知的泵容量控制装置，其详细结构为例如特公平6 一58111号公报所公开的结构。叙述图7中的泵控制装置8的概略，控制 阀9的中间位置旁通回路中设置的节流器30的上游压力通过先导油路28 导向可变容量型液压泵6的泵控制装置8。并且，控制阀9被从中立位置(II)向(I)位置或(III)位置的方向 操作时，在控制阀9的中间位置旁通回路中通过的流量逐渐减少，节流器 30上游侧的压力也逐渐减小。以与节流器30上游侧的压力成反比例的方 式，可变容量型液压泵6的泵容量增加。控制阀9完全切换到(I)位置或 (III)位置时，中间位置旁通回路呈被闭塞的状态，所以节流器30上游 侧的压力成为与罐22相同程度的压力。此时，可变容量型液压泵6成为最大泵容量的结构。因此，通过检测 先导油路28的压力成为罐22的压力的情况，能够控制发动机转速。或者，使用根据发动机转速的测量值和发动机输出扭矩求出可变容量 型液压泵6的泵容量的方法以及通过泵斜板角传感器直接求出泵容量的方 法，也能够控制发动机转速。因而，作为本发明的液压回路，并不限定于负载传感类型的液压回路。 回到图5的控制流程继续说明。若驱动器10的负载从增大了的状态开始减小，则控制器4使负载在最大扭矩线R上与发动机输出扭矩匹配并 同时下降。在步骤6中，目标转速从第二目标转速移动到第三目标转速时， 即，使高速控制区域移动到高速控制区域F3时，使高速控制区域F3从最 大扭矩线R和高速控制区域F3的匹配点下降。另外，在步骤6中，目标转速从第二目标转速移动到第一 目标转速时， 即，使高速控制区域移动到高速控制区域Fl时，使发动机输出扭矩下降 到额定扭矩点K1。然后，若操作杆lla从被加大操作后的状态开始返回，则液压泵6的 斜板角变小，控制器7控制燃料喷射装置3使燃料喷射量下降。这样，在 高速控制区域F3或高速控制区域F1中，进行使发动机负载与发动机输出 扭矩匹配并同时使液压泵6的泵容量从最大泵容量状态减少的控制。在进行步骤6中的控制后，转移到步骤7。步骤7中，进行如下判断，即，在进行了使高速控制区域F2移动到 高旋转区域侧的新的高速控制区域F3 (在移动到最高旋转区域侧的情况 下，高速控制区域F3与高速控制区域F1 —致。)的控制之后是否经过了 规定时间。在直到经过规定时间为止的期间，控制器7以不进行从高速控 制区域F3向下一高速控制区域侧的移动的方式来控制。作为规定时间，既可以预先通过实验等求出，也可以预先设定为控制 流程中的一个循环的时间等。步骤7中，经过规定时间之前，反复进行步骤7的控制，经过了规定 时间之后转移到步骤8。此外，通过从高速控制区域F2向高速控制区域F3移动，发动机转速 上升，能够增大来自液压泵6的排出流量。因而，作为液压泵6的泵容量， 与高速控制区域F2中的泵容量相比，移动时的高速控制区域F3中的泵容 量变小。因此，在从高速控制区域F2向高速控制区域F3的移动结束后，经过 规定时间，液压泵6的泵容量再次达到第一规定泵容量以上(例如液压泵 6的最大泵容量)时，能够从高速控制区域F3向位于高速控制区域F1侧的其他高速控制区域移动。并且，能够依次反复进行在向所述其他高速控 制区域移动后，液压泵6的泵容量再次达到第一规定泵容量以上时，进一 步向位于高速控制区域Fl侧的其他高速控制区域移动。步骤8中，在控制器7进行高速控制区域F3或高速控制区域Fl中使 发动机负载和发动机输出扭矩匹配并同时使发动机输出扭矩减少的控制 时，液压泵6的泵容量减少到小于第二规定泵容量，液压泵6的泵容量处 于进一步减少的倾向时，进行从高速控制区域F3或高速控制区域F1向高 速控制区域F2侧的移动。能够将此时的高速控制区域F3或高速控制区域F1上的点预先设定为 第二设定位置B (即，第二规定泵容量)。作为第二规定泵容量，既可以 预先设定为液压泵6的最大泵容量，也可以预先设定为最大泵容量以下的 值。作为第二设定位置B，除了设定为液压泵6的泵容量减少到小于第二 规定泵容量，液压泵6的泵容量处于减少倾向时的位置以外，也可以如下 设定。目卩，也可以将液压泵6的排出压力和驱动器10的负载压力的压力 差在由泵控制装置8设定的负载传感压力差之上时的高速控制区域F3或 高速控制区域F1上的点设定为第二设定位置B。另外，也可以预先设定第二设定位置B，作为能够以毫无逊色的状态 获得例如高速控制区域Fl或高速控制区域F3中进行控制时的驱动器10 的工作速度和高速控制区域F4或高速控制区域F5 (分别为从高速控制区 域F1或高速控制区域F3移动的高速控制区域，移动到最低旋转区域侧时 成为高速控制区域F2。)中进行控制时的驱动器10的工作速度的位置。艮P，可在减少发动机输出扭矩的同时，通过实验预先求出使发动机负 载和发动机输出扭矩匹配并同时在高速控制区域F1或高速控制区域F3上 移动时的驱动器10的工作机速度的减少比例、和移动到高速控制区域F4 或高速控制区域F5时的驱动器10的工作机速度的减少比例满足怎样的条 件才能够实现平滑连接，并可将能够平滑连接的位置设定为第二设定位置 B。使用为了确定上述的第一设定位置A而使用的各种参数的值，还能够 检测出这些参数的值成为预先确定第二设定位置B的值的时候。在检测出第二设定位置B之前，反复进行步骤8的控制，检测出第二设定位置B后转移到步骤9。步骤9中，控制器7进行减少发动机转速并使高速控制区域Fl (步骤 6中，设定了高速控制区域F3时，取代高速控制区域F1为高速控制区域 F3。)向作为低旋转区域侧的高速控制区域F2侧移动的控制。在进行从高 速控制区域Fl或高速控制区域F3向高速控制区域F2侧的移动控制时， 液压泵6的泵容量再次达到第一规定泵容量以上或液压泵6的最大泵容量 时，或者液压泵6的排出压力和驱动器10的负载压力的压力差在负载传 感压力差之上时，能够将此时的高速控制区域设定为新的高速控制区域F4 (从高速控制区域F3移动时为高速控制区域F5，不过高速控制区域F5 没有图示。)。艮口，即使这样设定的高速控制区域F4或高速控制区域F5位于高速控 制区域Fl或高速控制区域F3与高速控制区域F2之间，也会保持该新的 高速控制区域F4或高速控制区域F5。在没有产生上述状况时，移动到高 速控制区域F2。在新的高速控制区域F4或高速控制区域F5的控制中，在需要进行向 其他高速控制区域侧的移动时，进行从高速控制区域F4或高速控制区域 F5向其他高速控制区域的移动。不过，在进行向高速控制区域F4或高速 控制区域F5的移动之后，经过规定时间之前，根据后述的步骤IO，禁止 从这些高速控制区域向其他高速控制区域侧的移动。另外，作为进行此时的移动的条件，能够在产生了与检测出上述第二 设定位置B同样的状态时进行。作为步骤10中的规定时间，与步骤7中 的规定时间同样，可以预先通过实验等求出，也可以设定为控制流程中的 一个循环的时间等。在从高速控制区域F1移动到高速控制区域F2时，进行图4中沿着细 虚线的控制。另外，在从高速控制区域F1向高速控制区域F2移动的中途， 进行了新的高速控制区域F4的控制时，从图4的细虚线的中途分支，进 行沿着将发动机转速设为N'4的新的高速控制区域F4的控制。高速控制 区域F4的控制在图4中由单点划线表示。另外，在历来进行的高速控制 区域F1的状态下进行控制时，进行由粗虚线的箭头表示的控制。此外，图4中，省略了从高速控制区域F3向高速控制区域F5 (未图 示)移动的形态，不过，未图示的高速控制区域F5能够与在高速控制区 域F3和高速控制区域F2之间描绘高速控制区域F4同样图示。由此，在比高速控制区域F1或高速控制区域F3更靠低旋转区域侧的 新的高速控制区域F4或高速控制区域F5 (在移动到最低旋转区域侧时， 高速控制区域F4及高速控制区域F5成为高速控制区域F2。)中，能够进 行使发动机负载和发动机输出扭矩匹配的控制。因而，能够使发动机2在 低旋转区域侧旋转，能够降低发动机2的燃料消耗率。此外，判断第一设定位置A的泵容量的值和判断第二设定位置B的 泵容量的值，既可以预先设定为相同值，也可以预先设定为不同值。另外， 从高速控制区域F1向高速控制区域F2侧移动的第二设定位置B和从高速 控制区域F3向高速控制区域F2侧移动的第二设定位置B，既可以预先设 定为相同值，也可以预先设定为不同值。另外，第二设定位置B也可以根据发动机输出扭矩T的变化率、液压 泵6的泵容量的变化率或者液压泵6的排出压力P的变化率变更其位置。 即，这些变化率即减少的程度高时，作为第二设定位置B的位置设定在发 动机输出扭矩高的位置侧，能够尽早进行向高速控制区域F2侧的移动。进行步骤9的控制后，转移到步骤10。在步骤10中进行如下判断，g卩，在进行了使高速控制区域F1或高速 控制区域F3移动到低旋转区域侧的新的高速控制区域F4或高速控制区域 F5的控制后是否经过了规定时间。在经过规定时间之前，控制器7以不进 行从高速控制区域F4或高速控制区域F5进一步向其他高速控制区域的移 动的方式来控制。若在经过规定时间之前的期间进一步进行向位于高旋转区域侧的高 速控制区域的移动以及向位于低旋转区域侧的高速控制区域的移动，则会 频繁引起在高速控制区域间的移动。若频繁进行在不同高速控制区域间的 移动，则有可能在发动机的转速上产生变动，并在驱动器的工作速度上引 起异常。因此，在步骤10中，在经过规定时间之前反复进行步骤10的控制， 经过了规定时间后转移到步骤11。在步骤11中，控制器7确认与燃料刻度盘4上的指令值对应的第一目标转速，确认完后转移到步骤12。在步骤12中，进行与燃料刻度盘4上的指令值对应的第一目标转速 的值是否变更成了其他目标转速的值的判断。在第一目标转速的值已变更 时，回到步骤2，进行步骤2之后的控制。另外，在第一目标转速的值没 有变更时，回到步骤5，依次进行步骤5之后的控制。此外，步骤11及步骤12的控制不是必须的控制步骤，所以也可以省 略这些步骤来构成控制流程。根据本发明，能够降低发动机的燃料消耗率，工作者根据与燃料刻度 盘4上的指令值对应设定的第一 目标转速设定高速控制区域Fl ，并设定根 据设定的第一目标转速、高速控制区域F1预先设定的低旋转区域侧的第 二目标转速及高速控制区域F2，基于第二目标转速或高速控制区域F2， 开始发动机的驱动控制。由此，在不需要高的发动机输出扭矩的区域，能够基于低旋转区域侧 的第二目标转速控制发动机的旋转，降低发动机的燃料消耗率。另外，在 需要高的发动机输出扭矩的区域，能够移动到高旋转区域侧的高速控制区 域进行发动机的驱动控制，充分获得操作工作机所需要的工作速度。另外，在从发动机的高输出状态减少发动机输出扭矩时，能够移动到 低旋转区域侧的第四目标转速(高速控制区域F4)或第五目标转速(高速 控制区域F5)进行发动机的驱动控制，所以能够降低燃料消耗率。另外，使用图7进行了在中立全开型的液压回路中也能够适当应用本 发明的意思的说明，不过，作为中立全开型的液压回路，已知有负控制型 的液压回路和正控制型的液压回路。因此，对负控制型的液压回路及正控 制型的液压回路的实施例进一步进行详细叙述。对于使用了负控制型的液压回路的实施例结合图8进行说明。另外， 对于图8所示的负控制型的负控制阀59的控制特性，结合图9进行其说 明，对于同样图8所示的负控制型的泵控制特性，结合图10进行其说明。如图8所示，在负控制型的液压回路中，通过未图示的发动机旋转驱 动可变容量型液压泵50，从可变容量型液压泵50排出的排出流量向第一 控制阀51、第二控制阀52以及第三控制阀53供给。第三控制阀53作为器的符号的记载，不过，第一控制阀51以及第二控制阀52也分别作为操作驱动器的操作阀而构成。另外，在图8中，对各第一控制阀51 第三控制阀53分别进行操作 的先导阀的结构可以像表示后述的正控制型的液压回路的图11那样构成， 但在图8中省略了先导阀的图示。第一控制阀51的中间位置旁通回路54a与第二控制阀52的中间位置 旁通回路54b连接，第二控制阀52的中间位置旁通回路54b与第三控制 阀53的中间位置旁通回路54c连接。第三控制阀53的中间位置旁通回路 54c与连通于罐22的中间位置旁通回路54连接，中间位置旁通回路54上 设有节流器55。节流器55的上游侧的压力Pt由油路63取出，节流器55的下游侧的 压力Pd由油路64取出。节流器55的前后压力差(Pt-Pd)即油路63和油 路64之间的压力差能够由压力传感器62检测出。形成通过未图示的发动机的驱动来旋转驱动先导液压泵56的结构。 来自先导液压泵56的排出流量向负控制阀59和伺服引导阀58供给。另 外，来自先导液压泵56的排出压力由溢流阀67压力调整为不会上升到规 定的压力以上。对可变容量型液压泵50的泵容量进行控制的斜板50a的斜板角由伺 服驱动器57、伺服引导阀58及负控制阀59控制。负控制阀59作为2位 3 口切换阀而构成，在负控制阀59的一端侧经由油路64作用有弹力和中 间位置旁通回路54上设置的节流器55的下游侧的压力Pd。另外，在负控制阀59的另一端侧经由油路63作用有节流器55的上 游侧的压力Pt，并且作用有来自负控制阀59的输出压力Pn。输出压力Pn 是以经由油路65供给的来自先导液压泵56的排出压力为基础压力，且由 负控制阀59控制的输出压力，并能够由压力传感器61检测出。负控制阀59通常在弹力作用下切换到输出经由油路65供给的来自先 导液压泵56的排出流量的切换位置，不过，若节流器55的前后压力差 (Pt-Pd)变大，则切换到减少来自负控制阀59的输出流量的切换位置。艮P，负控制阀59进行与节流器55的前后压力差(Pt-Pd)对应的控制。并且，在前后压力差(Pt-Pd)变大时，进行减少来自负控制阀59的输出 流量的控制，在前后压力差(Pt-Pd)变小时，进行增大来自负控制阀59 的输出流量的控制。伺服引导阀58作为3位4 口的切换阀而构成，从负控制阀59输出的 输出压力Pn作用于伺服阀柱的一端侧，弹力作用于伺服阀柱的另一端侧。 另外，来自先导液压泵56的排出流量经由伺服引导阀58的伺服工作部供 给。并且，伺服引导阀58的伺服工作部经由连动构件66与使可变容量型 液压泵50的斜板50a转动的伺服驱动器57的伺服活塞57a连结。伺服引导阀58的口和伺服驱动器57的液压室经由伺服引导阀58的 伺服工作部连接。并且，伺服驱动器57的伺服活塞57a在弹簧的施力下 向最小斜板方向对斜板50a施力。接着，对控制可变容量型液压泵50的泵容量的动作进行说明。例如， 若第三控制阀53被未图示的先导阀操作而从中立位置(II)操作到(I) 位置或(III)位置，则第三控制阀53的中间位置旁通回路54c逐渐节流。 同时，与驱动器60连接的回路逐渐打开，能够使驱动器60进行工作。另 外，随着中间位置旁通回路54c逐渐节流，在中间位置旁通回路54中流 过的流量减少，节流器55的前后压力差(Pt-Pd)减少。若节流器55的前后压力差(Pt-Pd)减少，则作用有节流器55的前后 压力差(Pt-Pd)的负控制阀59在弹簧的施力下切换为图8的右侧的切换 位置。即，如图9所示，随着节流器55的前后压力差(Pt-Pd)减少，从 负控制阀59输出的输出压力Pn上升。此外，图9中，横轴表示节流器55的前后压力差(Pt-Pd)，纵轴表示 从负控制阀59输出的输出压力Pn。若输出压力Pn上升，则伺服引导阀58的阀柱向图8的左方向滑动， 将伺服引导阀58切换到图8中右侧的切换位置。并且，向伺服引导阀58 供给的来自先导液压泵56的排出流量从伺服引导阀58导入到伺服驱动器 57的右侧的液压室。由此，伺服驱动器57的伺服活塞57a克服弹簧向图8的左方向滑动， 以使可变容量型液压泵50的泵容量增大的方式使斜板50a转动。并且， 进行可变容量型液压泵50的斜板角的控制，以使从可变容量型液压泵50排出的排出流量达到使驱动器60工作所需要的流量。通过伺服活塞57a向图8的左方向滑动，经由连动构件66，伺服引导 阀58的伺服工作部向图8的左方向滑动，使伺服引导阀58返回中立位置。然后，来自负控制阀59的输出压力Pn成为与节流器55的前后压力 差(Pt-Pd)对应的输出压力时，伺服引导阀58平衡地维持在中立位置。 此时，伺服驱动器57的伺服活塞57a的滑动位置成为与输出压力Pn对应 的位置，如图10所示，作为可变容量型液压泵50的泵容量D，能够成为 与输出压力Pn对应的泵容量D即与节流器55的前后压力差(Pt-Pd)对 应的泵容量D。此外，图10中，横轴表示从负控制阀59输出的输出压力Pn，纵轴表 示可变容量型液压泵50的泵容量D。如前所述，在使用了图7所示的中立全开型的液压回路的说明中，作 为求出液压泵的泵容量的方法，说明了根据发动机转速的测量值和发动机 的扭矩线图求出的方法以及通过液压泵的斜板角传感器直接求出泵容量 的方法。另外，进行了通过检测出先导油路28的压力成为了罐压力的情 况而控制发动机转速的说明，不过，在图8中的负控制型的液压回路中， 进一步设置对从负控制阀59输出的输出压力Pn进行检测的压力传感器 61，能够获知利用图10的特性图对可变容量型液压泵的泵容量进行指令 的指令值D。再有，通过设置对节流器55的前后压力差(Pt-Pd)进行检测的压力 传感器62，如果利用图9、图10的特性图，则还能够获知对可变容量型 液压泵50的泵容量进行指令的指令值D。因而，在负控制型的液压回路中也能够明了对可变容量型液压泵50 的泵容量进行指令的指令值D，所以能够对发动机转速进行控制。并且， 通过将这样求得的值输入到图l所示的控制器7，能够进行发动机转速的 控制。此外，在将图8中驱动可变容量型液压泵50的未图示的发动机的转 速设定到低速侧的情况下，在中间位置旁通回路54的节流器55中通过的 中间位置旁通流量减少。由此，节流器55的前后压力差(Pt-Pd)减小， 如图9所示从负控制阀59输出的输出压力Pn增加。并且，基于图10的特性图，可变容量型液压泵50的泵容量D增加。这样，即使在将发动机的转速设定在低速侧的情况下，也与将发动机 转速设定在低速侧以外的状态的情况同样，能够进行泵容量D的控制。这 意味着与负载传感类型的液压回路的情况同样，即使将发动机转速设定在低速侧，也与设定在低速侧以外的情况同样，能够进行泵容量D的控制。接着，对使用了正控制型的液压回路的实施例结合图11进行说明。对于图11所示的正控制型的泵控制特性，结合图12进行其说明。另外， 在正控制型的液压回路中，对于与图8所示的负控制型的液压回路同样的 构成构件，通过使用图8所使用的构件符号而省略了对同一构件的说明。如图11所示，在正控制型的液压回路中，图示了对第一控制阀51、 第二控制阔52以及第三控制阀53分别进行操作的第一先导阀71、第二先 导阀72以及第三先导阀73。通过对第一先导阀71 第三先导阀73分别 进行操作，能够使来自先导液压泵56的排出压力油经由虚线所表示的配 管作用于第一控制阀51 第三控制阀53的各阀柱。并且，能够根据第一先导阀71 第三先导阀73中的各自的操作量以 及操作方向，分别控制对应的第一控制阀51 第三控制阀53。第一先导阀71 第三先导阀73中的各自的操作量，能够通过连接第 一先导阀71 第三先导阀73和第一控制阀51 第三控制阀53的虚线所 表示的各配管上分别设置的压力传感器74a 74f检测出。由各压力传感器74a 74f检测出的检测压力经由a f所表示的线束 输入到控制器75。在对第一控制阀51 第三控制阀53迸行了多种操作时， 检测出的来自压力传感器74a 74f的检测压力分别输入到控制器75。在 控制器75中运算输入的多个检测压力的合计值，根据图12的横轴所示的 检测压力的合计值确定与该合计值对应的泵容量的指令值D。然后，将确定的泵容量的指令值D输出给泵控制装置76，以可变容 量型液压泵50的泵容量成为指令值D的方式控制泵控制装置76。例如， 在操作了第一先导阀71和第二先导阀72的情况下，来自可变容量型液压 泵50的排出流量通过第一控制阀51及第二控制阀52向未图示的驱动器 供给。另外，在上述例子的情况下，如果第一先导阀71和第二先导阀72没有被操作到全程，则由第一先导阀71和第二先导阀72分别操作的第一控制阀51和第二控制阀52也没有切换到全程位置，所以剩余油通过中间位 置旁通回路54回流到罐22中。因而，通过在这样的正控制型的液压回路中也对各第一先导阀71 第 三先导阀73分别进行操作，能够进行由各第一先导阀71 第三先导阀73 操作的各个驱动器的速度控制。而且，上述的正控制型的泵容量的指令值D由控制器75确定，所以 通过使用由控制器75确定的泵容量的指令值D，能够控制发动机转速。因而，作为本发明的液压回路，不限定于负载传感型的液压回路，即 使是中立全开型的液压回路，而且是中立全开型的液压回路中的负控制型 的液压回路以及正控制型的液压回路，也能够适当应用。产业上的可利用性本发明能够在对柴油机的发动机控制中应用本发明的技术思想。
权利要求
1.一种发动机的控制装置，包括由发动机驱动的至少一个可变容量型液压泵；由来自所述可变容量型液压泵的排出压力油驱动的至少一个液压驱动器；对从所述可变容量型液压泵排出的压力油进行控制并向所述液压驱动器进排的控制阀；和对所述可变容量型液压泵的泵容量进行检测的泵容量检测机构，所述发动机的控制装置的特征在于，还具有指令机构，其从能够可变地进行指令的指令值中选择一个指令值来进行指令；和设定机构，其根据由所述指令机构指令的指令值设定第一目标转速，并基于设定的所述第一目标转速设定作为比所述第一目标转速低的转速的第二目标转速，在基于所述第二目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容量检测机构检测出的泵容量增大到第一规定泵容量以上时，将发动机的目标转速从所述第二目标转速变更到作为比所述第二目标转速高的转速且在所述第一目标转速以下的转速的第三目标转速。
2. 根据权利要求l所述的发动机的控制装置，其特征在于， 在所述发动机的目标转速变更到所述第三目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一步变更所述第三目标转速。
3. 根据权利要求1或2所述的发动机的控制装置，其特征在于， 所述第三目标转速和所述第一 目标转速为同一转速。
4. 一种发动机的控制装置，包括由发动机驱动的至少一个可变容量型液压泵；由来自所述可变容量型液压泵的排出压力油驱动的至少一个液压驱 动器；对从所述可变容量型液压泵排出的压力油进行控制并向所述液压驱 动器进排的控制阀；和对所述可变容量型液压泵的泵容量进行检测的泵容量检测机构， 所述发动机的控制装置的特征在于，还具有指令机构，其从能够可变地进行指令的指令值中选择一个指令值来进 行指令；和设定机构，其根据由所述指令机构指令的指令值设定第一目标转速， 并基于设定的所述第一目标转速设定作为比所述第一目标转速低的转速 的第二目标转速，在基于所述第一目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出的泵容量减少到小于第二规定泵容量时，将发动机的目 标转速从所述第一 目标转速变更到作为比所述第一 目标转速低的转速且 在所述第二目标转速以上的转速的第四目标转速。
5. 根据权利要求4所述的发动机的控制装置，其特征在于， 在所述发动机的目标转速变更到所述第四目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一步变更所述第四目标转速。
6. 根据权利要求4或5所述的发动机的控制装置，其特征在于，所述第四目标转速和所述第二目标转速为同一转速。
7. —种发动机的控制装置，包括 由发动机驱动的至少一个可变容量型液压泵；由来自所述可变容量型液压泵的排出压力油驱动的至少一个液压驱动器；对从所述可变容量型液压泵排出的压力油进行控制并向所述液压驱 动器进排的控制阀；和对所述可变容量型液压泵的泵容量进行检测的泵容量检测机构，所述发动机的控制装置的特征在于，还具有指令机构，其从能够可变地进行指令的指令值中选择一个指令值来进行指令；和设定机构，其根据由所述指令机构指令的指令值设定第一目标转速， 并基于设定的所述第一目标转速设定作为比所述第一目标转速低的转速 的第二目标转速，在基于所述第二目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容量检测机构检测出的泵容量增大到第一规定泵容量以上时，将发动机的目 标转速从所述第二目标转速变更到作为比所述第二目标转速高的转速且 在所述第一 目标转速以下的转速的第三目标转速，在基于所述第三目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出的泵容量减少到小于第二规定泵容量时，将发动机的目 标转速从所述第三目标转速变更到作为比所述第三目标转速低的转速且 在所述第二目标转速以上的转速的第五目标转速。
8. 根据权利要求7所述的发动机的控制装置，其特征在于， 在所述发动机的目标转速变更到所述第三目标转速后的规定时间的期间内，禁止进一步变更所述第三目标转速，在所述发动机的目标转速变更到所述第五目标转速后的规定时间的 期间内，禁止进一步变更所述第五目标转速。
9. 根据权利要求7或8所述的发动机的控制装置，其特征在于， 所述第三目标转速和所述第一 目标转速为同一转速，及/或所述第五目标转速和所述第二目标转速为同一转速。
10. —种发动机的控制方法，是具备下述机构的控制装置中的发动机的控制方法，所述机构包括由发动机驱动的至少一个可变容量型液压泵；由来自所述可变容量型液压泵的排出压力油驱动的至少一个液压驱 动器；对从所述可变容量型液压泵排出的压力油进行控制并向所述液压驱 动器进排的控制阀；和对所述可变容量型液压泵的泵容量进行检测的泵容量检测机构， 所述发动机的控制方法的特征在于，从能够可变地进行指令的指令值中选择一个指令值，根据选择的指令 值设定第一目标转速，基于设定的所述第一目标转速设定作为比所述第一目标转速低的转 速的第二目标转速，在基于所述第二目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出的泵容量增大到第一规定泵容量以上时，将发动机的目标转速从所述第二目标转速变更到作为比所述第二目标转速高的转速且 在所述第一目标转速以下的转速的第三目标转速。
11. 根据权利要求10所述的发动机的控制方法，其特征在于， 在将所述发动机的目标转速变更到所述第三目标转速后的规定时间的期间内，禁止所述第三目标转速的进一步变更。
12. 根据权利要求10或11所述的发动机的控制方法，其特征在于，能够根据发动机输出扭矩的变化率或所述泵容量的变化率变更所述 第一规定泵容量的值。
13. —种发动机的控制方法，是具备下述机构的控制装置中的发动机的控制方法，所述机构包括由发动机驱动的至少一个可变容量型液压泵；由来自所述可变容量型液压泵的排出压力油驱动的至少一个液压驱动器；对从所述可变容量型液压泵排出的压力油进行控制并向所述液压驱 动器进排的控制阀；和对所述可变容量型液压泵的泵容量进行检测的泵容量检测机构， 所述发动机的控制方法的特征在于，从能够可变地进行指令的指令值中选择一个指令值，根据选择的指令 值设定第一目标转速，基于设定的所述第一目标转速设定作为比所述第一目标转速低的转 速的第二目标转速，在基于所述第一目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出的泵容量减少到小于第二规定泵容量时，将发动机的目 标转速从所述第一 目标转速变更到作为比所述第一 目标转速低的转速且 在所述第二目标转速以上的转速的第四目标转速。
14. 根据权利要求13所述的发动机的控制方法，其特征在于， 在将所述发动机的目标转速变更到所述第四目标转速后的规定时间的期间内，禁止所述第四目标转速的进一步变更。
15. 根据权利要求13或14所述的发动机的控制方法，其特征在于， 能够根据发动机输出扭矩的变化率或所述泵容量的变化率变更所述第二规定泵容量的值。
16. —种发动机的控制方法，是具备下述机构的控制装置中的发动机 的控制方法，所述机构包括由发动机驱动的至少一个可变容量型液压泵；由来自所述可变容量型液压泵的排出压力油驱动的至少一个液压驱 动器；对从所述可变容量型液压泵排出的压力油进行控制并向所述液压驱动器进排的控制闽；和对所述可变容量型液压泵的泵容量进行检测的泵容量检测机构， 所述发动机的控制方法的特征在于，从能够可变地进行指令的指令值中选择一个指令值，根据选择的指令 值设定第一目标转速，基于设定的所述第一目标转速设定作为比所述第一目标转速低的转 速的第二目标转速，在基于所述第二目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出的泵容量增大到第一规定泵容量以上时，将发动机的目 标转速从所述第二目标转速变更到作为比所述第二目标转速高的转速且 在所述第一目标转速以下的转速的第三目标转速，在基于所述第三目标转速的所述发动机的驱动控制时，在由所述泵容 量检测机构检测出的泵容量减少到小于第二规定泵容量时，将发动机的目 标转速从所述第三目标转速变更到作为比所述第三目标转速低的转速且 在所述第二目标转速以上的转速的第五目标转速。
17. 根据权利要求16所述的发动机的控制方法，其特征在于， 在将所述发动机的目标转速变更到所述第三目标转速后的规定时间的期间内，禁止所述第三目标转速的进一步变更，在将所述发动机的目标转速变更到所述第五目标转速后的规定时间 的期间内，禁止所述第五目标转速的进一步变更。
18. 根据权利要求16或17所述的发动机的控制方法，其特征在于， 能够根据发动机输出扭矩的变化率或所述泵容量的变化率，变更作为从所述第二目标转速向第三目标转速变更的基准的所述第一规定泵容量的值，能够根据发动机输出扭矩的变化率或所述泵容量的变化率，变更作为 从所述第三目标转速向第五目标转速变更的基准的所述第二规定泵容量 的值。
全文摘要
提供一种发动机的控制装置及其控制方法，根据指令机构的指令值设定第一目标转速(Nh)和高速控制区域(F1)。基于第一目标转速(Nh)设定低旋转侧的第二目标转速(N2)和高速控制区域(F2)。在高速控制区域(F2)的发动机控制中，当作为第一规定泵容量的第一设定位置(A)超过发动机负载和发动机输出扭矩的匹配点时，将高速控制区域(F2)向高速控制区域(F1)侧移动。将泵排出压力和驱动器的负载压力的压力差达到满足泵控制装置(8)中的负载传感压力差的高速控制区域(F3)作为新的高速控制区域，进行高速控制区域(F3)的发动机控制，当不满足负载传感压力差时，移动到高速控制区域(F1)。由此，降低发动机的燃料消耗率，而且，当需要工作机的最大速度时，能够在不降低工作机的最大速度的情况下赋予所需要的工作机的最大速度。
文档编号F02D29/00GK101578441SQ20078004982
公开日2009年11月11日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年1月18日
发明者浅田寿士, 秋山照夫 申请人:株式会社小松制作所