工程机械的液压驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种设置在液压挖掘机等工程机械中的液压驱动装置。
【背景技术】
[0002]设置在液压挖掘机等工程机械中的液压驱动装置一般具备发动机、由该发动机驱动以喷出工作油的液压泵、及接受该工作油的供应来工作的液压致动器。对于单位时间内的所述发动机的转速即发动机转速，在驾驶室中设置操作员能够操作的油门杆，基于与该油门杆的操作量对应的目标发动机转速来控制所述发动机转速。
[0003]此外，该技术中，由所述油门杆指定的发动机的转速与驾驶员所要求的液压致动器的工作速度有时未必一致。例如，在驾驶员未对所述液压致动器要求高作业速度的情况下，具体而言，在该驾驶员对作业用操作杆的操作量少的情况下，若所述油门杆的操作量大，则发动机转速也会被保持得较高。这会显著妨碍燃耗的改善。
[0004]以往，作为用于改善此种工程机械中的发动机燃耗的技术，已知有日本专利4812843号中公开的装置。该装置具备可变容量型的液压泵、检测其泵容量的泵容量检测机构、用于指示发动机转速的发动机转速指令机构、及设定目标发动机转速的设定机构。该设定机构根据由所述发动机转速指令机构所指示的指令值来设定所述发动机的第一目标转速，并且设定比所述第一目标转速低的转速即所述发动机的第二目标转速，基于所述发动机的第二目标转速来进行发动机转速控制。由此，实现所述发动机燃耗的改善。
[0005]此外，所述设定机构在基于所述第二目标转速的运转过程中，在由所述泵容量检测机构检测出的泵容量增大至第一指定泵容量以上的时刻，将所述发动机的目标转速由所述第二目标转速变更为大于该第二目标转速且小于等于所述第一目标转速的转速即第三目标转速，从而控制发动机转速。由此，确保与要求高速驱动的运转对应的泵喷出量。
[0006]然而，在所述日本专利4812843号所公开的装置中，控制液压泵的泵容量根据操作杆的操作量或液压泵的负荷而被控制，因此无法将该液压泵的能力充分用于发动机的燃耗改善。另一方面，要求进行与上述以往的泵容量的控制同等的控制，S卩，进行与基于所述操作杆即速度指定用操作部件的操作量来增减泵容量的正控制、以及基于液压泵的负荷来增减泵容量以确保发动机的马力适当的马力控制同等的控制。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种工程机械的液压驱动装置，其具备发动机及由该发动机驱动的可变容量型的液压泵，该工程机械的液压驱动装置能够进行与以往的正控制或马力控制相当的控制，且能够有效利用所述液压泵的泵容量来改善所述发动机的燃耗。
[0008]为了实现所述目的，本案发明人们着眼于可变容量型的液压泵对工作油的喷出量。以往，为了进行所谓的正控制(positive control)或马力控制，所述液压泵的泵容量是根据用于指定致动器工作速度的操作杆等致动器操作部件的操作量与所述液压泵的泵负荷压力而被操作，但由于该泵容量的操作最终是为了控制所述液压泵的泵喷出量而进行的，因此，即使该泵容量与所述致动器操作部件的操作量或所述泵负荷压力不对应，只需使实际的泵喷出量与基于该操作量或该泵负荷压力的目标泵喷出压力对应，就能够实质上实现所述正控制或马力控制。因而，通过将所述泵容量设定得较大，且设定能够在与该泵容量的关系上获得所述目标泵喷出量的目标发动机转速，因此，与以往的控制相比，能够抑制实际的发动机转速而实现燃耗的改善。
[0009]本发明基于此种观点而完成。本发明所提供的工程机械的液压驱动装置包括:发动机；至少一个液压泵，是可变容量型的液压泵，由所述发动机驱动而喷出工作油；液压致动器，被供应所述液压泵喷出的工作油而工作；发动机操作部件，接受用于指定所述发动机的目标转速的操作；致动器操作部件，接受用于指定所述液压致动器的工作速度的操作；泵负荷压力检测器，检测所述液压泵的负荷压力；发动机操作检测器，检测所述发动机操作部件的操作量；致动器操作检测器，检测所述致动器操作部件的操作量；以及控制器，基于所述泵负荷压力检测器检测出的泵负荷压力与所述发动机操作检测器及所述致动器操作检测器分别检测出的操作量，输出关于所述至少一个液压泵的泵容量的指令及关于所述发动机的转速的指令，其中，所述控制器包括:假设目标发动机转速运算部，计算与所述发动机操作部件的操作量对应的假设目标发动机转速；假设目标泵容量运算部，分别计算与所述致动器操作部件的操作量对应的第一控制用目标泵容量及与所述泵负荷压力对应的第二控制用目标泵容量，并选定其中的较小值作为所述至少一个液压泵的假设目标泵容量；以及指令部，根据所述假设目标发动机转速及所述假设目标泵容量来计算最终目标发动机转速及最终目标泵容量，并基于所述最终目标发动机转速及最终目标泵容量来输出关于所述发动机的转速及所述泵容量的指令，在所述假设目标泵容量大于所述至少一个液压泵的最大泵容量时，所述指令部将所述最终目标发动机转速设定为所述假设目标发动机转速，并将所述最终目标泵容量设定为所述最大泵容量，在所述假设目标泵容量小于等于所述至少一个液压泵的最大泵容量时，所述指令部基于所述假设目标发动机转速与所述假设目标泵容量来运算关于所述至少一个液压泵的工作油的喷出量的目标泵喷出量，将所述最终目标泵容量设定为大于所述假设目标泵容量且小于等于所述最大泵容量的容量，将所述最终目标发动机转速设定为满足以下条件的发动机转速:所述发动机转速小于所述假设目标发动机转速，并且，通过所述最终目标发动机转速与所述最终目标泵容量能够获得与所述目标泵喷出量相同的泵喷出量。
[0010]根据本发明，能够进行与正控制或马力控制相当的控制，且能够有效利用液压泵的泵容量来改善发动机的燃耗。
【附图说明】
[0011]图1是表示本发明的实施方式所涉及的工程机械的液压驱动装置的回路图。
[0012]图2是表示所述液压驱动装置中的控制器的功能构成的方框图。
[0013]图3是表示所述控制器的运算控制动作的流程图。
[0014]图4是表示所述控制器的运算控制动作的时间图。
[0015]图5是表示所述液压驱动装置中的油门杆的操作量与所述控制器运算的假设目标发动机转速的关系的图表。
[0016]图6是表示所述液压驱动装置中的马达操作杆的操作量与所述控制器运算的正控制用目标发动机转速的关系的图表。
[0017]图7是表示所述液压驱动装置中的液压泵的泵负荷压力与所述控制器运算的马力控制用目标发动机转速的关系的图表。
[0018]图8是表示所述液压驱动装置中的发动机的转速与燃耗率的关系的图表。
[0019]图9是表示所述液压泵的泵负荷压力与对应于最大泵吸收扭矩的泵容量的关系的图表。
[0020]图10是表示所述液压驱动装置中的液压泵的泵容量的增大不受限制时的、随着发动机转速下降的发动机扭矩的增大的图表。
[0021]图11是表示所述液压驱动装置中的液压泵的泵容量的增大受到限制时的、随着发动机转速下降的发动机扭矩的增大的图表。
【具体实施方式】
[0022]参照附图来说明本发明的较佳实施方式。
[0023]图1表示本实施方式所涉及的工程机械的液压驱动装置。该液压驱动装置具备发动机10、第一液压泵11、第二液压泵12、包含液压缸14及液压马达16的多个液压致动器、液压控制回路18、油门杆20、包含遥控阀21及22的多个操作装置、液压缸用遥控阀24、先导压传感器25、26、泵压传感器27、28以及控制器30。
[0024]所述第一及第二液压泵11、12连结于所述发动机10的输出轴，由该发动机10驱动，从而相互独立地喷出油罐内的工作油。所述第一及第二液压泵11、12为可变容量型，在各液压泵11、12中分别附设有调节器lla、12a。这些调节器11a、12a接受后述的泵容量指令的输入来工作，以改变所述第一及第二液压泵11、12的容量。
[0025]所述液压控制回路18设置在所述第一及第二液压泵11、12与所述多个液压致动器之间，对从该液压泵11、12供应至该液压致动器的工作油的方向及流量进行控制。该液压控制回路18包含与各液压致动器对应地设置的多个控制阀，本实施方式中，各控制阀包含先导切换阀。该先导切换阀设置在对应的液压致动器与分配给该液压致动器的液压泵11或12之间，接受先导压的供应而进行开闭工作，并且以与该先导压对应的流量将工作油导向所述液压致动器。本实施方式所涉及的液压控制回路18将包含所述液压缸14的至少一个液压致动器连接至所述第一液压泵11，并将包含所述液压马达16的至少一个液压致动器连接至所述第二液压泵12。
[0026]所述油门杆20具备:杆主体，受到操作，以指示所述发动机10的目标转速即目标发动机转速；以及杆传感器，检测该杆主体的操作量即油门杆操作量Ls。其中，杆主体相当于本发明所涉及的“发动机操作部件”，杆传感器相当于“发动机操作检测器”。杆传感器将与所述杆主体的操作量对应的电信号即操作检测信号输入至所述控制器30。
[0027]所述多个操作装置分别对应于所述多个液压致动器而设置，接受用于使该液压致动器动作的操作。具体而言，该多个操作装置中所含的所述遥控阀21对应于所述液压缸14，所述遥控阀22对应于所述液压马达16。各遥控阀21、22分别包含相当于本发明所涉及的“致动器操作