工程機械的發(fā)動機及液壓泵的統(tǒng)合控制裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械的發(fā)動機及液壓栗的統(tǒng)合控制裝置及其方法，更詳細而言，涉及一種用于在諸如挖掘機的工程機械中控制發(fā)動機及液壓栗的裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]—般而言，諸如挖掘機的工程機械作為原動機而具備發(fā)動機，利用所述發(fā)動機，對至少一個可變容量型的液壓栗進行旋轉驅動，借助于從所述液壓栗排出的工作油而驅動液壓執(zhí)行器，可以執(zhí)行所需的作業(yè)。
[0003]作業(yè)者根據作業(yè)情況而直接判斷并選擇所述液壓栗的動力模式，所述發(fā)動機及所述液壓栗可以在由作業(yè)者選擇的動力模式下，按照預先設定的輸出比率進行控制。
[0004]但是，非熟練者難以根據作業(yè)情況而選擇適當?shù)膭恿δＪ剑瑢嶋H在工程機械的啟動中，無法同時考慮作業(yè)負載變化與作業(yè)者意圖而以與之相應的動力模式自動選擇，因而無法恰當?shù)貙崿F(xiàn)發(fā)動機-栗動力匹配，存在燃料消耗增加的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠自動變更動力模式并改善發(fā)動機燃料效率的工程機械的發(fā)動機及液壓栗的統(tǒng)合控制裝置。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用所述統(tǒng)合控制裝置而控制工程機械的發(fā)動機及液壓栗的方法。
[0007]為了達成所述本發(fā)明的一個目的，本發(fā)明的示例性實施例的工程機械的發(fā)動機及液壓栗的統(tǒng)合控制裝置用于工程機械的發(fā)動機系統(tǒng)，該工程機械的發(fā)動機系統(tǒng)具備:發(fā)動機；被所述發(fā)動機驅動的液壓栗；用于控制從所述液壓栗所排出的工作油的控制閥；以及利用來自所述控制閥的工作油而運轉的執(zhí)行器，其中，工程機械的發(fā)動機及液壓栗的統(tǒng)合控制裝置包括:動力模式判斷部，其利用表示所述液壓栗的作業(yè)負載的第一狀態(tài)值及表示作業(yè)者所要求的作業(yè)速度的第二狀態(tài)值的函數(shù)，計算自動模式變更指數(shù)，從而決定所述液壓栗的動力模式的變更與否；栗動力設定部，其根據所述動力模式的變更與否而設定所述液壓栗的動力模式；以及發(fā)動機轉數(shù)設定部，其根據所述動力模式的變更與否而設定所述發(fā)動機的轉數(shù)。
[0008]在示例性實施例中，所述動力模式判斷部可以包括:變更指數(shù)計算部，其以所述第一狀態(tài)值及所述第二狀態(tài)值的比率來計算所述自動模式變更指數(shù)；以及變更指數(shù)判斷部，其利用所述算出的自動模式變更指數(shù)，判斷是否從所述液壓栗的當前動力模式變更為其它動力模式。
[0009]在示例性實施例中，所述動力模式判斷部還可以包括變動基準設定部，該變動基準設定部以當前動力模式及所述自動模式變更指數(shù)為輸入值，設定動力模式變動基準。
[0010]在示例性實施例中，所述第一狀態(tài)值可以為所述液壓栗的排出壓力，所述第二狀態(tài)值根據液壓控制方式可以為反饋壓力或先導壓力。
[0011]在示例性實施例中，所述第一狀態(tài)值可以為所述液壓栗的栗動力或栗扭矩，所述第二狀態(tài)值根據液壓控制方式可以為反饋壓力或先導壓力。
[0012]在示例性實施例中，還可以包括栗動力計算部，其從所述液壓栗的栗扭矩及所述發(fā)動機的轉數(shù)算出所述液壓栗的栗動力。
[0013]在示例性實施例中，可以通過所述液壓栗的排出容積及所述液壓栗的所述排出壓力而獲得所述栗扭矩。
[0014]在示例性實施例中，可以將通過測量試驗獲得的表作為參照而計算所述排出容積或所述栗扭矩。
[0015]在示例性實施例中，可以根據所述液壓栗的所述排出壓力、所述反饋壓力及動力換檔控制用壓力而計算所述排出容積。
[0016]在示例性實施例中，當所述液壓栗的動力模式被選擇開關選擇為自動模式時，可以利用所述動力模式判斷部來判斷當前液壓栗的動力模式的變更與否。
[0017]在示例性實施例中，所述動力模式判斷部可以在所述液壓栗的栗動力位于動力模式間邊界區(qū)域期間，比較所述自動模式變更指數(shù)與持續(xù)時間，從而決定所述動力模式的變更與否。
[0018]在本發(fā)明的示例性實施例的工程機械的發(fā)動機及液壓栗的統(tǒng)合控制方法中，獲得表示液壓栗的作業(yè)負載的第一狀態(tài)值及表示作業(yè)者所要求的作業(yè)速度的第二狀態(tài)值，其中，所述液壓栗被發(fā)動機驅動并排出用于使執(zhí)行器運轉的工作油。利用所述第一狀態(tài)值及所述第二狀態(tài)值的函數(shù)來計算自動模式變更指數(shù)而決定所述液壓栗的動力模式的變更與否。根據所述動力模式的變更與否而設定所述液壓栗的動力模式。根據所述動力模式的變更與否而設定所述發(fā)動機的轉數(shù)。
[0019]在示例性實施例中，決定所述液壓栗的動力模式的變更與否的步驟可以包括:以所述第一狀態(tài)值及所述第二狀態(tài)值的比率來計算所述自動模式變更指數(shù)的步驟；以及利用所述計算出的自動模式變更指數(shù)來判斷是否從所述液壓栗的當前動力模式變更為其它動力模式的步驟。
[0020]在示例性實施例中，決定所述液壓栗的動力模式的變更與否的步驟還可以包括以當前動力模式及所述自動模式變更指數(shù)為輸入值而設定動力模式變動基準的步驟。
[0021]在示例性實施例中，所述第一狀態(tài)值可以為所述液壓栗的排出壓力，所述第二狀態(tài)值根據液壓控制方式，可以為反饋壓力或先導壓力。
[0022]在示例性實施例中，所述第一狀態(tài)值可以為所述液壓栗的栗動力或栗扭矩，所述第二狀態(tài)值根據液壓控制方式，可以為反饋壓力或先導壓力。
[0023]在示例性實施例中，所述方法還可以包括從所述液壓栗的栗扭矩及所述發(fā)動機的轉數(shù)計算出所述液壓栗的栗動力的步驟。
[0024]在示例性實施例中，可以通過所述液壓栗的排出容積及所述液壓栗的所述排出壓力而獲得所述栗扭矩。
[0025]在示例性實施例中，可以將通過測量試驗獲得的表作為參照而計算所述排出容積或所述栗扭矩。
[0026]在示例性實施例中，可以根據所述液壓栗的所述排出壓力、反饋壓力及動力換檔控制用壓力而計算所述排出容積。
[0027]在示例性實施例中，當所述液壓栗的動力模式被選擇開關選擇為自動模式時，可以決定所述液壓栗的動力模式的變更與否。
[0028]在示例性實施例中，決定所述液壓栗的動力模式的變更與否的步驟可以包括:在所述液壓栗的栗動力位于動力模式間邊界區(qū)域期間，比較所述自動模式變更指數(shù)與持續(xù)時間，從而決定所述動力模式的變更與否。
[0029]本發(fā)明的效果如下。
[0030]根據示例性實施例，在液壓系統(tǒng)中，作為動力模式而提供自動模式，在作業(yè)者選擇所述自動模式的情況下，可以考慮所述液壓栗的作業(yè)負載及作業(yè)者要求的作業(yè)速度，計算自動模式變更指數(shù)并基于此而判斷當前液壓栗的動力模式的變更與否。根據所述動力模式的變更與否，不僅可以設定所述液壓栗的動力模式，也可以設定發(fā)動機的轉數(shù)。
[0031]因此，不僅向根據作業(yè)情況而無法恰當選擇動力模式的非熟練者提供自動模式選擇的便利，而且根據裝備的輸出(動力)而同時控制發(fā)動機及液壓栗，從而能夠獲得液壓栗的要求扭矩減小所帶來的燃料效率的改善。
[0032]不過，本發(fā)明的效果并非限定于所述言及的效果，在不超出本發(fā)明的思想及領域的范圍內，可以多樣地擴張。
【附圖說明】
[0033]圖1是表示示例性實施例的工程機械的發(fā)動機系統(tǒng)的框圖。
[0034]圖2是表示圖1的發(fā)動機及液壓栗的統(tǒng)合控制裝置的框圖。
[0035]圖3是表示圖2的動力模式判斷部的框圖。
[0036]圖4是表示示例性實施例的發(fā)動機及液壓栗的統(tǒng)合控制裝置的框圖。
[0037]圖5是表示圖4的栗動力計算部的框圖。
[0038]圖6是表示圖4的動力模式判斷部的框圖。
[0039]圖7是表示隨著時間而變化的液壓栗的栗動力及自動模式變更指數(shù)的圖表。
[0040]圖8是表示在自動模式變更指數(shù)的變化率中動力模式變動基準的圖表。
[0041]圖9是表示示例性實施例的發(fā)動機及液壓栗的統(tǒng)合控制方法的順序圖。
[0042]圖中:
[0043]10一發(fā)動機，20一液壓栗，22一調節(jié)器，30一控制閥，40—執(zhí)行器，50一操作部，60—栗控制裝置，62—栗動力計算部，62a—栗扭矩推定部，62b—栗動力演算部，64—動力模式判斷部，64a—變更指數(shù)計算部，64b—變動基準設定部，64c—變更指數(shù)判斷部，66—發(fā)動機轉數(shù)設定部，67—栗動力設定部，68—栗控制器，70—發(fā)動機控制裝置，72—發(fā)動機控制器。
【具體實施方式】
[0044]對于正文中公開的本發(fā)明的實施例，特定的結構性以及功能性說明只是出于說明本發(fā)明實施例的目的而舉例的，本發(fā)明的實施例可以以多樣的形態(tài)實施，不得解釋為限定于正文中說明的實施例。
[0045]本發(fā)明可以加以多種變更，可以具有多種形態(tài)，在附圖中圖示特定實施例并在正文中加以詳細說明。但這并非要把本發(fā)明限定于特定的公開形態(tài)，應理解為包括本發(fā)明的思想及技術范圍中包含的所有變更、等同物以及替代物。
[0046]第一、第二等術語可以用于說明多樣的構成要素，但所述構成要素不得由所述術語限定。所述術語可以用于把一個構成要素區(qū)別于其它構成要素的目的。例如，在不脫離本發(fā)明的權利范圍的情況下，第一構成要素可以命名為第二構成要素，類似地，第二構成要素也可以命名為第一構成要素。
[0047]當言及某種構成要素“連接于”或“接續(xù)于”其它構成要素時，應理解為既可以直接連接于或接續(xù)于其它構成要素，也可以在中間存在其它構成要素。相反，當言及某種構成要素“直接連接于”或“直接接續(xù)于”其它構成要素時，應理解為中間不存在其它構成要素。說明構成要素間關系的其它表現(xiàn)，例如，“?之間”與“?兩者之間”或“相鄰于?”與“直接相鄰于?”等