[发明专利]工程机械发动机的控制装置以及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械发动机的控制装置以及控制方法，更详细地，涉及一种运转工程机械时，在作业负载较低或者无作业负载的状态下将发动机旋转数降到不至于使发动机停止的程度的工程机械发动机的控制装置以及控制方法。

背景技术

一般而言，工程机械中搭载有油压系统以使各种工作机工作。油压系统从发动机接收动力以使油压泵工作，各种工作机则通过从油压泵吐出的工作油来工作。工作机有通过油压工作的执行元件。

一方面，由发动机达到的可用扭矩有限。因此作用于工作机的作业负载需要在发动机可用扭矩的范围之内运用。如果作业负载接近或者超过发动机可用扭矩的范围，则会对发动机造成负担。特别是为了达到要求的扭矩，瞬间性地消耗大量的燃料，并且产生煤烟。

另一方面，考虑燃料效率的话，在作业负载低的情况下仍然维持额定发动机旋转数(rpm)是很没效率的。其理由在于，会存在工作机不执行作业或者执行作业负载极低的作业的情况，此时由发动机产生的扭矩不能被工作机利用而是消失。

作为用于解决如上所述的问题的技术，有自动发动机无负载模式(Auto Engine Idle Mode)，该模式下维持不至于使发动机停止的程度的最低限度的发动机旋转数(rpm)。即，自动发动机无负载模式可以是虽然发动机在工作，但不产生实质上能够由作业机使用的程度的扭矩的状态。其目的在于，在不使用发动机扭矩时降低发动机旋转数以提高工程机械的燃料效率。

以往公开的自动发动机无负载模式是根据操作机的操作杆处于中立状态还是运转状态、以及自动无负载开关的选择与否而改变。

下面对以往的自动发动机无负载模式进行更为详细的说明。

如果自动无负载开关处于关闭(off)状态，则不管操作杆处于中立位置还是运转位置，发动机都会维持高于额定发动机旋转数的高发动机旋转数(high rpm)。

相反，如果自动无负载开关处于开启(on)状态，则仅在操作杆处于中立位置时才执行自动发动机无负载模式，而在操作杆处于运转位置时则会继续维持高发动机旋转数。

即，以往公开的工程机械发动机的控制装置以及控制方法中存在的问题是，通过自动发动机无负载模式能够在实质上实现燃料效率改善效果的区间有很大限制。

下面，参照图1至图3对以往的比较例涉及的工程机械发动机的控制装置以及控制方法进行更为详细的说明。

图1是用于说明比较例涉及的工程机械发动机的控制装置以及控制方法的示意图，图2是用于说明比较例涉及的工程机械发动机的控制装置以及控制方法中的无负载(idle)区间的示意图，图3是用于说明比较例涉及的工程机械发动机的控制装置以及控制方法中的无负载(idle)区间的作业事例的示意图。

如图1所示，查看比较例涉及的用于执行自动发动机无负载(auto engine idle)模式的控制的结构的话，向车辆控制装置10(VCU)提供能够判断工程机械运转与否的操作杆12的开(on)/关(off)第一信号、以及能够判断自动无负载开关14的选择与否的第二信号。车辆控制装置10算出当前状况下的适当的发动机旋转数并生成发动机旋转数指令。发动机旋转数指令提供到发动机控制装置22，发动机20基于发动机旋转数指令来运转。

如图2所示，比较例中，在工作机中立区间维持设定的时间之后，进入到自动发动机无负载模式。其中设定的时间一般可以在3秒至10秒的范围之内进行设定。

即，在比较例中，如果在自动无负载开关14开启的状态下不操作操作杆12，并且将发动机旋转数维持在高发动机旋转数(RH)，则将其切换到发动机无负载模式。发动机无负载模式是指将发动机旋转数切换到无负载发动机旋转数(RI)。无负载发动机旋转数(RI)如前所述，是指维持不至于使发动机停止的程度的低发动机旋转数。

此后，如果操作操作杆12，则从无负载发动机旋转数(RI)切换到高发动机旋转数(RH)，以在发动机产生足够使工作机工作的程度的大扭矩。

另一方面，从高发动机旋转数(RH)切换到无负载发动机旋转数(RI)或者反过来从无负载发动机旋转数(RI)恢复到高发动机旋转数(RH)时的发动机旋转数对时间的变化的斜率由发动机的管理速度决定。

参照图3，比较例涉及的工程机械的发动机控制方法会导致燃料效率反而降低的情况。