作業機械的發動機控制裝置及其發動機控制方法

專利名稱：作業機械的發動機控制裝置及其發動機控制方法
技術領域：
本發明涉及包括液壓挖掘機、推土機、自動卸貨機、輪式裝載機等的工程機械在內的作業機械的發動機控制裝置及其發動機控制方法。
背景技術：
在用于作業機械的柴油發動機(以下，發動機)的發動機控制中，若作業機械的操作者任意設定設于運轉室內的燃料調整撥盤(節流撥盤)，則發動機控制器對燃料噴射系統輸出用于將與設定相應的燃料噴射量噴射至發動機的控制信號。而且，發動機控制器為了維持由燃料調整撥盤(節流撥盤)設定的發動機目標轉速，將與安裝于作業機械的作業機的負載變動對應的控制信號輸出至燃料噴射系統來調整發動機轉速。另外，發動機控制器或者泵控制器計算與發動機目標轉速相應的液壓泵的目標吸收扭矩(torque)。該目標吸收扭矩被設定為發動機的輸出馬力與液壓泵的吸收馬力相平衡。使用圖27來說明通常的發動機控制。發動機基于發動機的最大輸出扭矩線Pl和從最大的發動機轉速引出的發動機下垂線Fe成立，被控制為不超過發動機輸出扭矩線TL。而且，例如在作業機械為液壓挖掘機等的情況下，發動機控制器生成用于根據上部轉向體的轉向動作或作業機動作所操作的操作桿的操作量、以及作業機等的負載來使發動機轉速變化的控制信號。例如，若在發動機目標轉速被設定成N2的狀態下進行沙土等的掘削操作，則發動機從空轉動作時的發動機轉速(空轉轉速NI)轉移至發動機目標轉速N2。此時，燃料噴射系統接受來自發動機控制器的控制信號，根據該轉移將燃料噴射至發動機，若作業機動作等的執行使負載增加，則按照發動機轉速和發動機輸出扭矩到達相當于可變容量型液壓泵(典型地，斜板式液壓泵)的泵吸收扭矩線PL與發動機輸出扭矩線TL的交點的、匹配點Ml的方式，發動機轉速發生轉移。此外，在額定點P，發動機輸出為最大。在此，為了改善發動機的燃油效率以及液壓泵的泵效率，如圖28所示，存在設置經過燃料消耗率好的區域的目標發動機運轉線(目標匹配路線)ML、且在該目標匹配路線ML上設置發動機輸出與泵吸收扭矩的匹配點的發動機控制裝置。在圖28中，曲線M表示發動機的等燃油消耗率曲線，越靠近曲線M的中心(環(M1))，燃料消耗率越優良。另外，曲線J示出了由液壓泵吸收的馬力變為了等馬力的等馬力曲線。因此，在要得到相同的馬力的情況下，較之于使之匹配于發動機下垂線Fe上的匹配點ptl的情況，使之匹配于目標匹配路線ML上的匹配點pt2的情況在燃料消耗率上更卓越。另外，液壓泵的流量Q是發動機轉速η與泵容量q之積(Q = n/q)，若要得到相同的液壓油流量，則降低發動機轉速且增大泵容量在泵效率上更優良。先行技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2007-120426號公報發明的概要發明要解決的課題
在使用上述的目標匹配路線ML來進行發動機控制的情況下，如圖29的扭矩線圖所示，例如，若要使之匹配于目標匹配路線ML上的目標匹配轉速η I下的匹配點MI，則無負載時的發動機轉速被規定在經過匹配點Ml的下垂線DLl所限定的低轉速η2(例如，IlOOrpm附近)之處。而且，若加載負載，則沿下垂線DL1，發動機扭矩增加，在匹配點Ml進行匹配。即，若要使發動機輸出和泵吸收扭矩匹配在目標匹配路線ML上，則發動機輸出(目標匹配點Ml)和發動機轉速(無負載時的發動機轉速η2)根據下垂線DLl來聯動地確定。在此，在由作業機械移動大的巖石等的作業時，在對作業機加載了負載的情況下，沿圖29所示的下垂線DL1，發動機扭矩上升并轉移至匹配點Ml。在此，盡管作業機輸出被獲取，對于作業較便利，但在移動完大的巖石而負載脫離后的短暫期間，發動機仍以下垂線DLl所限定的低旋轉的發動機轉速來進行驅動。液壓泵以該低轉速進行旋轉，液壓泵的斜板的斜板角不比某給定值(最大容量)大，因此從液壓泵噴出的液壓油流量不會被充分供應至作業機的液壓缸。因此，在這樣的情況下，存在如下問題點:作業機不能應對操作者想迅速啟動作業機來進行作業的意愿，在操作上會產生不適感。作為用于解決該問題點的第I方案，如圖30的扭矩線圖所示，將無負載時的發動機轉速設定在高轉速nl I (例如，2050rpm附近)之處，將對液壓泵相對于發動機轉速而可吸收的最大扭矩進行表示的泵吸收扭矩線設定為PL1。如此，在負載低的情況下，發動機輸出馬力與泵吸收馬力匹配于匹配點Mil。因此，由于即使液壓泵的斜板角任意，發動機轉速也高，因此能確保從液壓泵噴射至作業機的液壓缸的液壓油流量，謀求作業機速度的充足。其后，在對作業機加載了負載的情況下，發動機扭矩沿下垂線DL2上升，能通過匹配于與匹配點Ml為相同的等馬力曲線ELl上的匹配點M12，來得到期望的作業機輸出。然而，若要進行這樣的控制，則在從圖28所示的等燃油消耗率曲線的環Ml偏離的、燃油消耗率差的位置上，發動機進行驅動，因此要考慮不能謀求低燃油消耗率這樣的問題。另外，作為用于解決上述的問題點的第2方案，如圖30的扭矩線圖所示，將泵吸收扭矩線設定為PL2，在目標匹配路線ML上設定匹配點M13來代替匹配點M12。在對作業機加載了負載的情況下，發動機的輸出從匹配點Mll起沿下垂線DL2在匹配點M13匹配。盡管在此情況下，是在離等燃油消耗率曲線的環Ml近的位置上匹配，但由于發動機以馬力高的等馬力曲線EL2上的發動機輸出進行驅動，因此會產生超過需要的能量消耗，從而認為燃油消耗率較之于低旋轉且低輸出的匹配點Ml會更加惡化。

發明內容
本發明鑒于上述事實而提出，其目的在于，提供能兼顧低燃油消耗率和作業性的提高的作業機械的發動機控制裝置及其發動機控制方法。用于解決課題的手段為了解決上述的課題、達成目的，本發明的作業機械的發動機控制裝置的特征在于具備:檢測單元，其檢測作業機械的運轉狀態；無負載最大轉速運算單元，其基于所述運轉狀態，運算在作業機械的負載脫離了的情況下被最大限度提升的發動機的轉速即無負載最大轉速；目標匹配轉速運算單元，其基于所述運轉狀態，以與所述無負載最大轉速不同的方式運算在加載了負載的情況下被提升的發動機的轉速即目標匹配轉速；發動機目標輸出運算單元，其基于所述運轉狀態，運算能最大限度輸出的發動機目標輸出；以及發動機控制單元，其在所述發動機目標輸出的限制下，將發動機轉速控制在所述無負載最大轉速與所述目標匹配轉速之間。另外，本發明的作業機械的發動機控制裝置在上述的發明的基礎上，其特征在于，具備變動幅度設定單元，其預先設定發動機轉速的變動幅度；以及匹配最小轉速運算單元，其將從所述無負載最大轉速降低了所述變動幅度量的轉速后的發動機的轉速作為最小轉速限制值，并基于所述運轉狀態，來運算在加載了負載的情況下必須最低限度提升的發動機的轉速即匹配最小轉速，所述發動機控制單元在所述發動機目標輸出的限制下，將發動機轉速控制在所述無負載最大轉速與所述匹配最小轉速之間。另外，本發明的作業機械的發動機控制裝置在上述的發明的基礎上，其特征在于，所述發動機控制單元將對所述目標匹配轉速相加下限轉速偏移值而得到的發動機轉速輸出為發動機轉速指令值。另外，本發明的作業機械的發動機控制裝置在上述的發明的基礎上，其特征在于，具備可變容量型液壓泵；以及容量檢測單元，其檢測所述可變容量型液壓泵的泵容量，所述發動機控制單元在所述泵容量為閾值以上的情況下，輸出提升發動機轉速的發動機轉速指令值，在泵容量小于閾值的情況下，輸出降低發動機轉速的發動機轉速指令值。另外，本發明的作業機械的發動機控制裝置在上述的發明的基礎上，其特征在于，所述匹配最小轉速運算單元，在對所述作業機械的轉向體的轉速進行檢測的轉速檢測單元得到的檢測值接近零的情況下提升匹配最小轉速，將隨著所述轉速檢測單元得到的檢測值變大而降低了匹配最小轉速后的值設為最小轉速限制值，且基于所述運轉狀態，運算在對作業機械加載了負載的情況下必須被最低限度提升的發動機的轉速即匹配最小轉速。另外，本發明的作業機械的發動機控制方法的特征在于包括檢測步驟，檢測作業機械的運轉狀態；無負載最大轉速運算步驟，基于所述運轉狀態，運算在作業機械的負載脫離了的情況下被最大限度提升的發動機的轉速即無負載最大轉速；目標匹配轉速運算步驟，基于所述運轉狀態，以與所述無負載最大轉速不同的方式運算在加載了負載的情況下被提升的發動機的轉速即目標匹配轉速；發動機目標輸出運算步驟，基于所述運轉狀態，運算能最大限度輸出的發動機目標輸出；以及發動機控制步驟，在所述發動機目標輸出的限制下，將發動機轉速控制在所述無負載最大轉速與所述目標匹配轉速之間。另外，本發明的作業機械的發動機控制方法在上述的發明的基礎上，其特征在于，包括變動幅度設定步驟，預先設定發動機轉速的變動幅度；以及匹配最小轉速運算步驟，將從所述無負載最大轉速降低了所述變動幅度量的轉速后的發動機的轉速作為最小轉速限制值，并基于所述運轉狀態，來運算在對作業機械加載了負載的情況下必須最低限度提升的發動機的轉速即匹配最小轉速，所述發動機控制步驟中，在所述發動機目標輸出的限制下，將發動機轉速控制在所述無負載最大轉速與所述匹配最小轉速之間。根據本發明，由于在發動機目標輸出的限制下將發動機轉速控制在無負載最大轉速與目標匹配轉速之間，因此能兼顧低燃油消耗率和作業性的提高。


圖1是表示本發明的實施方式I的液壓挖掘機的整體構成的立體圖。圖2是表示圖1所示的液壓挖掘機的控制系統的構成的示意圖。
圖3是說明發動機控制器或者泵控制器所執行的發動機控制內容的扭矩線圖。圖4是說明發動機控制器或者泵控制器所執行的發動機控制內容的扭矩線圖。圖5是表示發動機控制器或者泵控制器所執行的整體控制流程的圖。圖6是表示圖5所示的無負載最大轉速運算塊的詳細控制流程的圖。圖7是表示圖5所示的發動機最小輸出運算塊的詳細控制流程的圖。圖8是表示圖5所示的發動機最大輸出運算塊的詳細控制流程的圖。圖9是表示圖5所示的發動機目標輸出運算塊的詳細控制流程的圖。圖10是表示圖5所示的匹配最小轉速運算塊的詳細控制流程的圖。圖11是表示圖5所示的目標匹配轉速運算塊的詳細控制流程的圖。圖12是表示圖5所示的發動機轉速指令值運算塊的詳細控制流程的圖。圖13是表示圖5所示的泵吸收扭矩指令值運算塊的詳細控制流程的圖。圖14是說明發動機控制器或者泵控制器所執行的發動機控制內容的扭矩線圖。圖15是表示現有的發動機控制中的、泵偏差所帶來的發動機輸出偏差的狀態的扭矩線圖。圖16是表示本發明的實施方式I中的、泵偏差所帶來的發動機輸出偏差的狀態的扭矩線圖。圖17是表示現有的發動機控制中的、過渡時的發動機輸出轉移狀態的扭矩線圖。圖18是表示本發明的實施方式I中的、過渡時的發動機輸出轉移狀態的扭矩線圖。圖19是表示作為本發明的實施方式2的混合動力液壓挖掘機的控制系統的構成的示意圖。圖20是表示本發明的實施方式2的發動機控制器或者泵控制器、混合動力控制器所執行的整體控制流程的圖。圖21是表示圖20所示的無負載最大轉速運算塊的詳細控制流程的圖。圖22是表示圖20所示的發動機最大輸出運算塊的詳細控制流程的圖。圖23是表示圖20所示的匹配最小轉速運算塊的詳細控制流程的圖。圖24是表示圖20所示的目標匹配轉速運算塊的詳細控制流程的圖。圖25是表示圖20所示的泵吸收扭矩指令值運算塊的詳細控制流程的圖。圖26是表示發電啟用/禁用時的目標匹配轉速的設定狀態的扭矩線圖。圖27是說明現有的發動機控制的扭矩線圖。圖28是說明利用了目標匹配路線的現有的發動機控制的扭矩線圖。圖29是說明現有的發動機控制的扭矩線圖。圖30是說明現有的發動機控制的扭矩線圖。
具體實施例方式以下，參照附圖來說明用于實施本發明的方式。(實施方式I)[整體構成]首先，圖1以及圖2示出了作為作業機械的一例即液壓挖掘機I的整體構成。該液壓挖掘機I具備車輛主體2和作業機3。車輛主體2具有下部行駛體4和上部轉向體5。下部行駛體4具有一對行駛裝置4a。各行駛裝置4a具有履帶4b。各行駛裝置4a通過由右行駛電動機和左行駛電動機(行駛電動機21)驅動履帶4b來使液壓挖掘機I行駛或者轉向。上部轉向體5以可轉向的方式設于下部行駛體4上，由轉向液壓電動機31進行驅動來轉向。另外，在上部轉向體5設置運轉室6。上部轉向體5具有:燃料罐7、液壓油罐8、發動機室9、以及配重10。燃料罐7貯存用于驅動發動機17的燃料。液壓油罐8對從液壓泵18向動臂缸14等的液壓缸或轉向液壓電動機31、行駛電動機21等的液壓設備噴出的液壓油進行貯存。發動機室9容納發動機17或液壓泵18等的設備。配重10配置于發動機室9的后方。作業機3安裝于上部轉向體5的前部中央位置，具有:動臂(boom) 11、斗桿(arm) 12、鏟斗13、動臂缸14、斗桿缸15、以及鏟斗缸16。動臂11的基端部以可旋轉的方式與上部轉向體5連結。另外，動 臂11的前端部以可旋轉的方式與斗桿12的基端部連結。斗桿12的前端部以可旋轉的方式與I產斗13連結。動臂缸14、斗桿缸15、以及 產斗缸16是通過從液壓泵18噴出的液壓油來驅動的液壓缸。動臂缸14使動臂11動作。斗桿缸15使斗桿12動作。鏟斗缸16使鏟斗13動作。在圖2中，液壓挖掘機I具有作為驅動源的發動機17、以及液壓泵18。使用柴油發動機來作為發動機17，使用可變容量型液壓泵(例如斜板式液壓泵)來作為液壓泵18。液壓泵18以機械方式與發動機17的輸出軸結合，液壓泵18通過驅動發動機17來驅動。液壓驅動系統根據設于車輛主體2的運轉室6中所設置的作業機桿、行駛桿、轉向桿等的操作桿26的操作來進行驅動。操作桿26的操作量由桿操作量檢測部27變換成電信號。桿操作量檢測部27由壓力傳感器構成。壓力傳感器探測根據操作桿的操作而產生的先導液壓，并將由壓力傳感器輸出的電壓等換算成桿操作量，由此來求取桿操作量。桿操作量作為電信號被輸出至泵控制器33。此外,在操作桿26為電氣式桿的情況下,桿操作量檢測部27由電位器等的電氣上的檢測單元構成，將根據桿操作量而產生的電壓等換算成桿操作量來求取桿操作量。在運轉室6內設置燃料調整撥盤(節流撥盤)28以及模式切換部29。燃料調整撥盤(節流撥盤)28是用于設定對發動機17的燃料供應量的開關，燃料調整撥盤(節流撥盤)28的設定值被變換成電信號后輸出至發動機控制器30。發動機控制器30由CPU(數值運算處理器)等的運算裝置、存儲器(存儲裝置)構成。發動機控制器30基于燃料調整撥盤(節流撥盤)28的設定值來生成控制指令的信號，共軌控制部32接收控制信號，并調整對發動機17的燃料噴射量。即，發動機17是能進行基于共軌式的電子控制的發動機，能通過適當地控制燃料噴射量來得到作為目標的輸出，能自由地設定某瞬間的發動機轉速下的可輸出的扭矩。模式切換部29是將液壓挖掘機I的作業模式設定成功率模式或省電模式的部分，例如由設于運轉室6中的操作按鈕、開關或觸摸面板構成，液壓挖掘機I的操作者通過對這些操作按鈕等進行操作，能切換作業模式。功率模式是指，在維持大的作業量的同時進行抑制了燃油消耗率的發動機控制以及泵控制的作業模式，省電模式是指，按照一邊進一步抑制燃油消耗率一邊以輕負載作業來確保作業機3的動作速度的方式進行發動機控制以及泵控制的作業模式。在基于該模式切換部29的設定(作業模式的切換)中，電信號被輸出至發動機控制器30、泵控制器33。此外，在功率模式下，使發動機17的輸出扭矩和液壓泵18的吸收扭矩匹配于發動機17的轉速以及輸出扭矩較高的區域。另外，在省電模式下，以比功率模式的情況下更低的發動機輸出使之匹配。泵控制器33接收從發動機控制器30、模式切換部29、桿操作量檢測部27發送的信號，生成用于對液壓泵18的斜板角進行傾倒控制來調整來自液壓泵18的液壓油的噴出量的控制指令的信號。此外，對泵控制器33輸入來自檢測液壓泵18的斜板角的斜板角傳感器18a的信號。通過由斜板角傳感器18a檢測斜板角，能運算液壓泵18的泵容量。在控制閥20內，設有用于檢測液壓泵18的泵噴出壓力的泵壓檢測部20a。檢測出的泵噴出壓力被變換成電信號后輸入至泵控制器33。此外，發動機控制器30與泵控制器33按照信息彼此進行交互的方式以CAN(Controller Area Network)這樣的車內LAN進行連接。[發動機控制的概要]首先，參照圖3所示的扭矩線圖來說明發動機控制的概要。發動機控制器30取得桿操作量、作業模式以及燃料調整撥盤(節流撥盤)28的設定值、上部轉向體5的轉向速度(轉向轉速)等的信息(表示運轉狀態的信號)，來求取發動機輸出指令值。該發動機輸出指令值成為扭矩線圖上的等馬力曲線(發動機輸出指令值曲線)EL，是對發動機的輸出進行限制的曲線。而且，在對作業機3施加了負載的情況下，使發動機輸出不被下垂線限定地，使發動機輸出和液壓泵輸出匹配于發動機輸出指令值曲線EL與泵吸收扭矩線PL的交點(匹配點)MPl來使作業機3動作。此外，優選使該匹配點MPl位于目標匹配路線ML上。該目標匹配點MPl上的發動機轉速是目標匹配轉速npl，例如，在圖3中為IOOOrpm附近。由此，不僅作業機3不能得到充分的輸出，而且發動機17以低轉速進行驅動，因此能將燃料消耗抑制得較低。另一方面，在作業機3的負載已脫離、且到作業機3的液壓缸14、15、16的液壓油流量需要的情況下，即需要確保作業機3的動作速度的情況下，發動機控制器30決定與桿操作量、上部轉向體5的轉向轉速、燃料調整撥盤(節流撥盤)28的設定值等的信息對應的無負載最大轉速np2 (例如在圖3中，2050rpm附近)，在目標匹配轉速npl與無負載最大轉速np2之間的發動機轉速范圍內控制發動機下垂來使發動機17驅動。通過進行這樣的控制，在從作業機3的負載施加了的狀態轉移至負載脫離了的狀態的情況下，從低旋轉側的匹配點MPl轉移至高旋轉側的匹配點MP2，因此能將從液壓泵18噴出的液壓油流量充分地供應至液壓缸14、15、16，能確保作業機3的動作速度。另外，由于根據發動機輸出指令值曲線EL來限制發動機輸出，因此不會消耗多余的能量。此外，無負載最大轉速np2不局限于發動機可輸出的最大轉速。在此，在作業機3的負載進一步脫離了的情況下，若直接使發動機17在高旋轉域進行驅動，則燃料消耗，從而燃油消耗率惡化。因此，在負載已脫離了，例如像僅鏟斗13動作那樣，不需要使來自液壓泵18的液壓油的噴出流量以及噴出壓力較多的情況下，即泵容量有富余的情況下，如圖4所示，進行使高旋轉域的下垂線DL移動至低旋轉域的控制。如上所述，泵容量由斜板角傳感器18a檢測，基于該檢測值的大小來移動下垂線DL。例如，在檢測到泵容量大于給定值的情況下，需要液壓油流量，因此使下垂線DL移動至高旋轉域來提升發動機轉速，在檢測到泵容量小于給定值的情況下，不需要液壓油流量，因此使下垂線DL移動至低旋轉域來降低發動機轉速。通過進行這樣的控制，能抑制高旋轉域下的發動機驅動所帶來的多余的燃料消耗。[發動機控制的細節]圖5示出了基于發動機控制器30或者泵控制器33的整體控制流程。發動機控制器30或者泵控制器33最終地運算作為發動機控制指令的發動機轉速指令值和發動機輸出指令值，并運算泵吸收扭矩指令值作為泵控制指令。無負載最大轉速運算塊110基于圖6所示的詳細控制流程，來運算作為發動機轉速指令值的上限值的值即無負載最大轉速D210(np2)。在液壓泵18的泵容量最大的狀態下，液壓泵18的流量(液壓泵噴出流量)是發動機轉速與泵容量之積，液壓泵18的流量(液壓泵噴出流量)與發動機轉速成正比，因此無負載最大轉速D210與液壓泵18的流量(泵最大噴出量)處于正比關系。故而，首先，作為無負載最大轉速D210的候補值，由總和部212來求取根據各桿值信號DlOO (桿操作量)而求出的無負載轉速的總和。作為各桿值信號DlOO (表不各桿操作量的信號)，有轉向桿值、動臂桿值、斗桿桿值、纟產斗桿值、行駛右桿值、行駛左桿值、以及服務桿值。該服務桿值是表示在具有能連接新的液壓致動器的液壓電路的情況下的、操作該液壓致動器的桿操作量的值。各桿值信號通過圖6所示那樣的桿值/無負載轉速變換表211被變換成無負載轉速，由總和部212求出了該變換后的值后的總和的無負載轉速被輸出至最小值選擇部(MIN選擇)214。另一方面，無負載轉速限幅值選擇塊210使用各桿值信號DlOO的操作量、液壓泵18的噴出壓力即泵壓力D104、D105、以及由模式切換部29設定的作業模式D103的4個信息，液壓挖掘機I的操作者判定當前正在執行怎樣的操作類型(作業類型)，選擇并決定針對所預先設定的操作類型的無負載轉速限幅值。該決定出的無負載轉速限幅值被輸出至最小值選擇部214。該操作類型(作業類型)的判定是指，例如，在斗桿桿向掘削方向傾倒，泵壓力也比某設定值高的情況下，液壓挖掘機I判定為想要執行重掘削作業，在轉向桿不僅傾倒且動臂桿也欲向升高方向傾倒那樣的復合操作的情況下，液壓挖掘機I判定為想要執行提升轉向作業。如此，操作類型(作業類型)的判定是指，估計此時操作者想要執行的操作的動作。此外，提升轉向作業是指，對于以鏟斗13掘削出的沙土，在升高動臂11的同時使上部轉向體5轉向、并在期望的轉向停止的位置上對鏟斗13的沙土進行排土那樣的作業。另一方面，還根據燃料調整撥盤28 (節流撥盤D102)的設定狀態(設定值)來決定無負載最大轉速的候補值。S卩，接受表示燃料調整撥盤28 (節流撥盤D102)的設定值的信號，設定值通過節流撥盤/無負載轉速變換表213被變換成無負載最大轉速的候補值，并被輸出至最小值選擇部214。最小值選擇部214從根據桿值信號DlOO求出的無負載轉速、由無負載轉速限幅值選擇塊210求出的無負載轉速限幅值和根據節流撥盤D102的設定值求出的無負載轉速的3個值中選擇最小值，并輸出無負載最大轉速D210 (np2)。圖7是發動機最小輸出運算塊120的詳細控制流程。如圖7所示，發動機最小輸出運算塊120運算作為發動機輸出指令值的下限的值即發動機最小輸出D220。桿值/發動機最小輸出變換表220與無負載最大轉速的運算同樣地，將各桿值信號DlOO變換成發動機最小輸出，總和部221將它們的總和輸出至最小值選擇部(MIN選擇)223。另一方面，發動機最小輸出的最大值選擇塊222將與由模式切換部29設定的作業模式D103對應的上限值輸出至最小值選擇部223。最小值選擇部223對與各桿值信號DlOO對應的發動機最小輸出的總和、和與作業模式D103對應的上限值進行比較，選擇最小值并作為發動機最小輸出D220進行輸出。圖8是發動機最大輸出運算塊130的詳細控制流程。如圖8所示，發動機最大輸出運算塊130運算作為發動機輸出指令值的上限的值即發動機最大輸出D230。泵輸出限幅值選擇塊230與無負載最大轉速運算塊110所進行的運算同樣地，使用各桿值信號DlOO的操作量和泵壓力D104、D105和作業模式D103的設定值的信息，判定當前的操作類型，并按每種操作類型來選擇泵輸出限幅值。對于該選擇出的泵輸出限幅值，將根據未圖示的轉速傳感器檢測出的發動機轉速D107而由風扇馬力運算塊231運算出的風扇馬力通過加法部233進行相加。該相加得到的值(以下，和值)、以及由節流撥盤/發動機輸出限幅變換表232對應于燃料調整撥盤28 (節流撥盤D102)的設定值而變換后的發動機輸出限幅值被輸出至最小值選擇部(MIN選擇)234。最小值選擇部234選擇和值和發動機輸出限幅值當中的最小值，并作為發動機最大輸出D230進行輸出。此外，風扇是指，設置于用于冷卻發動機17的散熱器的附近的風扇，朝著散熱器使空氣送風，與發動機17的驅動聯動地進行旋轉驅動。此外,風扇馬力通過使用下式，風扇馬力=風扇額定馬力X (發動機轉速/風扇額定時發動機轉速)~3簡單地運算來求取。圖9是發動機目標輸出運算塊140的詳細控制流程。如圖9所示，發動機目標輸出運算塊140運算發動機目標輸出D240。減法部243從前次運算求出的前次發動機目標輸出D240中減去被設定為固定值的發動機輸出加法用偏移值241。減法部244求取從該減法得到的值中減去由發動機實際輸出運算塊242運算出的發動機實際輸出而得到的偏差。乘法部245乘以對該偏差相乘了某增益(-Ki)后的值，并由積分部246對該乘法值進行積分。加法部247對該積分值相加由發動機最小輸出運算塊120運算求出的發動機最小輸出D220。最小值選擇部(MIN選擇)248將該和值、以及由發動機最大輸出運算塊130運算求出的發動機最大輸出D230當中的最小值作為發動機目標輸出D240進行輸出。發動機目標輸出D240如圖5所示，被用作發動機控制指令的發動機輸出指令值，發動機目標輸出D240表示圖3或者圖4所示的發動機輸出指令值曲線EL。此外，發動機實際輸出運算塊242基于發動機控制器30所指令的燃料噴射量和發動機轉速、根據大氣溫度等而預測出的發動機扭矩D106以及由未圖示的轉速傳感器檢測出的發動機轉速D107，使用下式發動機實際輸出(kW) = 2 +60X發動機轉速X發動機扭矩+1000進行運算來求取發動機實際輸出。圖10是匹配最小轉速運算塊150的詳細控制流程。如圖10所示，匹配最小轉速運算塊150運算在作業時必須最低限度上升的發動機轉速即匹配最小轉速D150。關于匹配最小轉速D150，將各桿值信號DlOO由桿值/匹配最小轉速變換表251變換后的各值成為匹配最小轉速D150的候補值，且分別被輸出至最大值選擇部(MAX選擇)255。另一方面，無負載轉速/匹配轉速變換表252中，與目標匹配轉速npl相同地，將在無負載最大轉速即2相交的下垂線DL與目標匹配路線ML的交點上的發動機轉速作為匹配轉速np2’，對由無負載最大轉速運算塊110求出的無負載最大轉速D210(np2)進行變換并輸出(參照圖14)。進而，從該匹配轉速np2’中減去低速偏移轉速，得其結果的值作為匹配最小轉速D150的候補值被輸出至最大值選擇部(MAX選擇)255。使用低速偏移轉速的意義和其值的大小將后述。另外，轉向轉速/匹配最小轉速變換表250將轉向轉速DlOl作為匹配最小轉速D150的候補值進行變換并輸出至最大值選擇部255。轉向轉速DlOl是由解析器或旋轉編碼器等的旋轉傳感器檢測圖2的轉向液壓電動機31的轉向轉速(速度)而得到的值。此外，該轉向轉速/匹配最小轉速變換表250，如圖10所示，在轉向轉速DlOl為零時增大匹配最小轉速，以隨著轉向轉速DlOl變大而減小匹配最小轉速那樣的特性來進行轉向轉速DlOl的變換。最大值選擇部255選擇這些匹配最小轉速當中的最大值并作為匹配最小轉速D150進行輸出。在此，在本實施方式中，在負載脫離了的情況下，發動機轉速最大增加至無負載最大轉速np2，在負載足量施加了的情況下，發動機轉速下降至目標匹配轉速npl。在此情況下，發動機轉速根據負載的大小而較大地變動。存在如下擔憂該發動機轉速的大的變動會作為對液壓挖掘機I的操作者而言感到液壓挖掘機I的力出不來那樣的不適感(乏力感)被操作者感知。因此，如圖14所示，使用低速偏移轉速，通過該設定的低速偏移轉速的大小，能使發動機轉速的變動幅度變化從而消除不適感。即，若減小低速偏移轉速，則發動機轉速的變動幅度變小，若增大低速偏移轉速，則發動機轉速的變動幅度變大。此外，根據上部轉向體5進行著轉向的狀態或作業機3進行著掘削作業的狀態等的液壓挖掘機I的工作狀態，即使是相同的發動機轉速的變動幅度，操作者感受到的不適感也是不同的。在上部轉向體5進行著轉向的狀態下，較之于作業機3進行著掘削作業的狀態，即使發動機轉速下降一些，操作者也不易感到乏力，在上部轉向體5進行著轉向的狀態下，較之于作業機3進行著掘削作業的狀態，即使設定為發動機轉速進一步下降，也沒有問題。在此情況下，由于發動機轉速下降，因此燃油消耗率變好。此外，不限于轉向，能進行與其他的致動器的動作相應的、同樣的發動機轉速的變動幅度設定。對圖14所示的扭矩線圖進行補充說明。如圖14的圖表中所示，HPl HP5相當于圖28所示的等馬力線J, ps表示馬力單位(ps),隨著HPl HP5的走勢,馬力變大，5條曲線如例示所示。根據所求取的發動機輸出指令值，來求取并設定等馬力曲線(發動機輸出指令值曲線)EL。由此，該等馬力曲線(發動機輸出指令值曲線)EL不限于HPl HP5這5條，是從存在的無數條中選擇出的那一條。圖14示出了在馬力變為HP3ps與HP4ps之間的馬力的等馬力曲線(發動機輸出指令值曲線)EL被求取設定了的情況。圖11是目標匹配轉速運算塊160的詳細控制流程。如圖11所示，目標匹配轉速運算塊160運算如圖3所示的目標匹配轉速npl (D260)。目標匹配轉速D260是發動機目標輸出D240(發動機輸出指令值曲線EL)與目標匹配路線ML交叉的發動機轉速。目標匹配路線ML被設定為在發動機17以某發動機輸出進行動作時經過燃料消耗率好的點，因此優選在與該目標匹配路線ML上的發動機目標輸出D240的交點上決定目標匹配轉速D260。故而，在發動機目標輸出/目標匹配轉速變換表260中，接受由發動機目標輸出運算塊140求出的發動機目標輸出D240(發動機輸出指令值曲線EL)的輸入，求取在發動機目標輸出D240 (發動機輸出指令值曲線EL)與目標匹配路線ML的交點上的目標匹配轉速，并輸出至最大值選擇部(MAX選擇)261。然而，根據圖10所示的匹配最小轉速運算塊150所進行的運算，在要減小發動機轉速的變動幅度的情況下，匹配最小轉速D150比由發動機目標輸出/目標匹配轉速變換表260求出的匹配轉速大。故而，在最大值選擇部(MAX選擇)261中，對匹配最小轉速D150和根據發動機目標輸出D240求出的匹配轉速進行比較，選擇最大值來作為目標匹配轉速D260的候補值，由此限制了目標匹配轉速的下限。在圖14中，若將低速偏移轉速設定得小，則會偏離目標匹配路線ML，目標匹配點不是MPl而變成MP1’，目標匹配轉速D260不是npl而變成npl’。另外，與由無負載最大轉速運算塊110求出的無負載最大轉速D210同樣，目標匹配轉速D260還通過燃料調整撥盤28(節流撥盤D102)的設定值來限制上限。即，節流撥盤/目標匹配轉速變換表262接受燃料調整撥盤28 (節流撥盤D102)的設定值的輸入，輸出變換成與燃料調整撥盤28 (節流撥盤D102)的設定值對應的下垂線(扭矩線圖上，是能從與燃料調整撥盤28 (節流撥盤D102)的設定值對應的發動機轉速引出的下垂線)與目標匹配路線ML的交點的匹配轉速后的目標匹配轉速D260的候補值，并將該輸出的目標匹配轉速D260的候補值、與由最大值選擇部261選擇出的目標匹配轉速D260的候補值在最小值選擇部(MIN選擇)263中進行比較，最小值被選擇，最終的目標匹配轉速D260被輸出。圖12是發動機轉速指令值運算塊170的詳細控制流程。以下，參照圖4所示的扭矩線圖來進行說明。如圖12所示，發動機轉速指令值運算塊170根據基于由2個液壓泵18的斜板角傳感器18a檢測出的斜板角而求出的泵容量Dl 10、D111，來計算平均部270對泵容量D110、Dlll進行了平均后的平均泵容量，并根據該平均泵容量的大小，由發動機轉速指令選擇塊272求取發動機轉速指令值D270 (無負載最大轉速np2)。即，發動機轉速指令選擇塊272，在平均泵容量大于某設定值(閾值)的情況下，使發動機轉速指令值D270接近無負載最大轉速np2(D210)。也就是,使發動機轉速增大。另一方面,在平均泵容量小于某設定值的情況下，使接近后述的發動機轉速nml，也就是使發動機轉速減少。從目標匹配轉速npl (D260)與目標匹配點MPl上的扭矩的交點起，沿下垂線，將相當于發動機扭矩朝著零的方向下降的位置的發動機轉速作為無負載轉速npla,并作為對該無負載轉速npla相加了下限轉速偏移值Anm而得到的值來求取發動機轉速nml。此外，到與目標匹配轉速D260對應的無負載轉速的變換通過匹配轉速/無負載轉速變換表271進行變換。因此，發動機轉速指令值D270根據泵容量的狀態,確定在無負載最小轉速nml與無負載最大轉速np2之間。下限轉速偏移值Anm是預先設定的值，被存儲于發動機控制器30的存儲器。若具體說明，在平均泵容量大于某設定值q_coml的情況下，使發動機轉速指令值D270接近無負載最大轉速np2,在平均泵容量小于某設定值q_coml的情況下,使發動機轉速指令值D270接近使用下式，發動機轉速指令值D270 =將目標匹配轉速npl變換成無負載轉速后的轉速npla+下限轉速偏移值Anm所求取的值。通過如此求出的發動機轉速指令值D270，能控制下垂線，在泵容量有富余的情況下(平均泵容量小于某設定值的情況下)，如圖4所示，能降低發動機轉速(使發動機轉速為nml (無負載最小轉速))，能抑制燃料消耗來實現燃油消耗率提高。設定值q_coml是預先設定的值,被存儲于泵控制器33的存儲器。此外，設定值1_(301111可以分發動機轉速增加側和發動機轉速減少側來設置2個不同的設定值，可以設置發動機轉速不變化的范圍。圖13是泵吸收扭矩指令值運算塊180的詳細控制流程。如圖13所示，泵吸收扭矩指令值運算塊180使用當前的發動機轉速D107、發動機目標輸出D240以及目標匹配轉速D260來求取泵吸收扭矩指令值D280。風扇馬力運算塊280使用發動機轉速D107來運算風扇馬力。此外，風扇馬力使用先前講述的計算式而求取。減法部281將從由發動機目標輸出運算塊140求出的發動機目標輸出D240中減去該求出的風扇馬力而得到的輸出(泵目標吸收馬力)輸入至泵目標匹配轉速以及扭矩運算塊282。對該目標匹配轉速以及扭矩運算塊282進一步輸入由目標匹配轉速運算塊160求出的目標匹配轉速D260。目標匹配轉速D260被設為液壓泵18的目標匹配轉速(泵目標匹配轉速)。而且，在泵目標匹配轉速以及扭矩運算塊282中，如下式所示，對泵目標匹配扭矩= (60 X 1000X (發動機目標輸出-風扇馬力))/(2 31 X目標匹配轉速)進行運算。求出的泵目標匹配扭矩被輸出至泵吸收扭矩運算塊283。對于泵吸收扭矩運算塊283，輸入從泵目標匹配轉速以及扭矩運算塊282輸出的泵目標匹配扭矩、由旋轉傳感器檢測出的發動機轉速D107、以及目標匹配轉速D260。在泵吸收扭矩運算塊283中，如下式所示，對泵吸收扭矩=泵目標匹配扭矩-KpX (目標匹配轉速-發動機轉速)進行運算，作為運算結果的泵吸收扭矩值D280被輸出。在此，Kp是控制增益。通過執行這樣的控制流程，在實際的發動機轉速D107比目標匹配轉速D260大的情況下，從上述的式子可知，泵吸收扭矩指令值D280將增加，反之，在實際的發動機轉速D107比目標匹配轉速D260小的情況下，泵吸收扭矩指令值D280將減少。另一方面，發動機的輸出被控制為以發動機目標輸出D240為上限，因此結果是按照發動機轉速穩定在目標匹配轉速D260附近的轉速的方式，發動機17進行驅動。在此，在發動機轉速指令值運算塊170中，發動機轉速指令值D270的最小值如上所述，成為通過發動機轉速指令值=將目標匹配轉速npl變換成無負載轉速后的轉速npla+下限轉速偏移值Anm的運算所求取的值，相對于目標匹配轉速，發動機的下垂線最低也被設定在加上了下限轉速偏移值Anm后的高的轉速之處。故而，根據本實施方式1，即使在液壓泵18的實際的吸收扭矩(泵實際吸收扭矩)對于泵吸收扭矩指令多少有些偏差的情況下，也在下垂線不涉及的范圍進行匹配，即使發動機17的匹配轉速多少有些變動，也將發動機輸出限制在發動機輸出指令值曲線EL上，將發動機目標輸出控制成恒定，因此即使實際的吸收扭矩(泵實際吸收扭矩)相對于泵吸收扭矩指令產生偏差，也能減小發動機輸出的變動。其結果是，還能將燃油消耗率的偏差抑制得較小，能滿足針對液壓挖掘機I的燃油消耗率的規格。針對燃油消耗率的規格例如是指較之于現有的液壓挖掘機能將燃油消耗率降低10%那樣的規格。S卩，如圖15所示，現有技術中，是將泵吸收扭矩線PL與目標匹配轉速的交點設為了目標匹配點MPl的情況，因此在液壓泵的連續性能的偏差大的情況下，隨之在下垂線DL上發動機輸出的偏差也變大。其結果是，存在燃油消耗率的偏差大、難以滿足針對液壓挖掘機I的燃油消耗率的規格的情況。與此相對，根據本實施方式1，如圖16所示，將泵吸收扭矩線PL、與作為等馬力曲線的表示發動機輸出的上限的發動機輸出指令值曲線EL的交點作為了目標匹配點MP1，因此即使在液壓泵的連續性能的偏差大的情況下，目標匹配點MPl也將沿發動機輸出指令值曲線EL發生偏離。故而，發動機輸出的偏差幾乎消除，其結果是，燃油消耗率的偏差也幾乎消除。此外，在現有的發動機控制中，如圖17所示，在進行從發動機17正在進行空轉旋轉的狀態起使發動機轉速上升而發動機輸出移動至目標匹配點MPl的過渡時，發動機輸出經由了最大輸出扭矩線TL、以及經過目標匹配點MPl的下垂線DL，因此過渡時的發動機輸出如圖17中的包圍部A所示，變得比目標發動機輸出過度大，燃油消耗率惡化。與此相對，根據本實施方式I，如圖18所示，是將泵吸收扭矩線PL與發動機輸出指令值曲線EL的交點設為了目標匹配點MP1，因此在過渡時，如圖18中的包圍部A'所示，發動機輸出沿發動機輸出指令值曲線EL而轉移至目標匹配點MP1。故而，即使在過渡時也將得到與目標發動機輸出相同的發動機輸出，因此燃油消耗率得以提高。(實施方式2)盡管在實施方式I中，是對于將上部轉向體5由液壓電動機(轉向液壓電動機31)進行轉向、且具有作業機3以全部液壓缸14、15、16進行驅動那樣的構造的液壓挖掘機I應用了本發明的例子，而本實施方式2是對于具有使上部轉向體5由電動轉向電動機進行轉向的構造的液壓挖掘機I應用了本發明的例子。以下，以液壓挖掘機I為混合動力液壓挖掘機I進行說明。以下，只要無特別說明，本實施方式2與實施方式I采取公共的構成。混合動力液壓挖掘機I與實施方式I所示的液壓挖掘機I進行比較，上部轉向體
5、下部行駛體4、以及作業機3這樣的主要構成是相同的。然而，混合動力液壓挖掘機I如圖19所示，與液壓泵18不同，是發電機19以機械的方式與發動機17的輸出軸進行結合，并通過驅動發動機17，來驅動液壓泵18以及發電機19。此外，發電機19既可以與發動機17的輸出軸以機械方式直接連結，也可以經由掛在發動機17的輸出軸上的傳送帶或鏈條等的傳遞單元進行旋轉驅動。另外，代替液壓驅動系統的液壓電動機的轉向液壓電動機31，使用進行電動驅動的轉向電動機24，與之相伴，作為電動驅動系統，具備電容器22、逆變器23。由發電機19發電的電力或者從電容器22放電的電力經過由電力電纜被供應至轉向電動機24來使上部轉向體5轉向。即，轉向電動機24通過以從發電機19供應(發電)的電能或從電容器22供應(放電)的電能發揮牽引(力行)作用來轉向驅動，在轉向減速時，轉向電動機24通過再生作用將電能供應(充電)至電容器22。作為該發電機19，例如使用SR(開關磁阻)電動機。發電機19與發動機17的輸出軸以機械方式進行結合，通過發動機17的驅動來使發電機19的轉子軸旋轉。電容器22例如使用雙電荷層電容器。還可以取代電容器22，而是鎳氫蓄電池或鋰離子蓄電池。在轉向電動機24設置旋轉傳感器25，對轉向電動機24的旋轉速度進行檢測，變換成電信號，并輸出至設于逆變器23內的混合動力控制器23a。作為轉向電動機24，例如使用嵌入式磁鐵同步電動機。作為旋轉傳感器25，例如使用解析器或旋轉編碼器等。此外，混合動力控制器23a由CPU(數值運算處理器等的運算裝置)、存儲器(存儲裝置)等構成。混合動力控制器23a接受發電機19或轉向電動機24、電容器22以及逆變器23所具備的、熱敏電阻或熱電偶等的溫度傳感器得到的檢測值的信號，不僅管理電容器22等各設備的過升溫，而且進行電容器22的充放電控制或發電機19所執行的發電/發動機的輔助控制，進行轉向電動機24的牽引/再生控制。本實施方式2的發動機控制與實施方式I幾乎相同，以下針對不同的控制部分進行說明。圖20示出了該混合動力液壓挖掘機I的發動機控制的整體控制流程。與圖5所示的整體控制流程不同之處在于，代替轉向液壓電動機31的轉向轉速D101，將轉向電動機24的轉向電動機轉速D301、轉向電動機扭矩D302作為輸入參數，進而將發電機輸出D303作為輸入參數來加入。轉向電動機24的轉向電動機轉速D301被輸入至無負載最大轉速運算塊110以及發動機最大輸出運算塊130,進而被輸入至匹配最小轉速運算塊150。轉向電動機扭矩D302被輸入至發動機最大輸出運算塊130。另外,發電機輸出D303被輸入至發動機最大輸出運算塊130、匹配最小轉速運算塊150、目標匹配轉速運算塊160、以及泵吸收扭矩指令值運算塊180。圖21示出了與圖6對應的、實施方式2中的無負載最大轉速運算塊110的控制流程。搭載了電氣驅動的轉向電動機24的混合動力液壓挖掘機I不需要將液壓作為轉向的驅動源。故而，可以從液壓泵18噴出的液壓油當中減去轉向的驅動量的來自液壓泵18的液壓油噴出流量。因此，由減法部311從基于燃料調整撥盤28(節流撥盤D102)的設定值而通過節流撥盤/無負載轉速變換表213所求取的無負載轉速中，減去基于轉向電動機轉速D301而通過轉向電動機轉速/無負載轉速削減量變換表310所求取的無負載轉速削減量，并將所得到的轉速設為了無負載最大轉速D210的候補值。此外，最大值選擇部(MAX選擇)313按照無負載轉速削減量比基于燃料調整撥盤28 (節流撥盤D102)的設定值所求取的無負載最大轉速大、輸入至最大值選擇部313的值成為負的值、且經由了用于進行與由無負載轉速限幅值選擇塊210輸出的無負載轉速限幅值的比較的最小值選擇部(MIN選擇)314的結果是無負載最大轉速不成為負的值的方式，在最大值選擇部313中進行零值312這樣的最大值選擇，不對最小值選擇部314給予負的值。圖22示出了與圖8對應的、實施方式2中的發動機最大輸出運算塊130的控制流程。在該發動機最大值輸出運算塊130中，將轉向電動機轉速D301以及轉向電動機扭矩D302用作輸入參數，由轉向馬力運算塊330運算轉向馬力，并使用發動機轉速D107由風扇馬力運算塊335運算風扇馬力。轉向馬力和風扇馬力分別經由減法部331以及加法部336被加至泵輸出限幅值。另外，發電機19的發電機輸出D107經由減法部334被加至泵輸出限幅值。此外，轉向馬力能通過運算下式，轉向馬力(kW) = 2ji +60X轉向電動機轉速X轉向電動機扭矩+1000X系數(設定值)來求取。此外，對轉向馬力以及發電機輸出的泵輸出限幅值的加法如圖22所示變成了減法。混合動力液壓挖掘機I使用與發動機17這樣的驅動源不同的、以電氣這樣驅動源進行電動驅動的轉向電動機24，因此需要求取轉向馬力并從泵輸出限幅值中減去轉向量。發電機輸出在發電機19發電時，將值的正負的符號定義為負，在最小值選擇部333中進行零值332這樣的比較，并對泵輸出限幅值減去負的值，因此實質上成為加法。在發電機19進行發動機17的輸出輔助的情況下，關于發電機輸出，值的正負變為正。在發電機19發電時，發電機輸出是負的值，因此在進行了零值332這樣的最小值選擇后，從泵輸出限幅中減去負的發電機輸出，實質上變成對泵輸出限幅相加發電機輸出。即，僅在發電機輸出D303變成了負的值時進行加法運算。由發電機19執行的發動機17的輔助是在需要使發動機轉速從某給定的轉速起上升至高的轉速時為了提高作業機3的響應性而進行的，而若去掉發動機17的輔助量的輸出來作為此時的發動機輸出，則將無法產生作業機3的響應性的改善，因此不是說輔助了發動機17就減少發動機最大輸出。也就是，即使正的發電機輸出被輸入至最小值選擇部333，通過零值332這樣的最小值選擇，也能從最小值選擇部333輸出零。不用從泵輸出限幅中進行減法地求取發動機最大輸出D230。圖23示出了與圖10對應的、實施方式2中的匹配最小轉速運算塊150的控制流程。發電機19被設定了能最大輸出的扭矩的臨界值(發電機最大扭矩)，因此若要以一定程度大的輸出進行發電，就需要使發動機轉速上升。故而，根據隨時要求的發電機輸出的大小，使用發電機輸出/匹配轉速變換表351來求取最低限度必須上升的發動機轉速，并將該求出的發動機轉速作為匹配最小轉速D150的候補值而輸出至最大值選擇部(MAX選擇)352。此外，由于發電機輸出D303為負，因此對配置于發電機輸出D303的后級的柵極350進行設置來將發電機輸出D303變換成正的值。圖24示出了與圖11對應的、實施方式2中的目標匹配轉速運算塊160的控制流程。首先，目標匹配轉速D260基本上是發動機目標輸出與目標匹配路線ML的交點上的轉速，但發動機最大輸出D230如圖22所示，是對泵輸出限幅值相加了風扇馬力和發電機輸出而得到的值，使用該發動機最大輸出D230，如圖9所示來決定發動機目標輸出D240。進而，如圖24所示，對目標匹配轉速運算塊160輸入發動機目標輸出D240來決定目標匹配轉速D260。另外，根據要求發電機19的發電機輸出D303，目標匹配轉速D260的值發生變化。在此，發電機19在以小的發電扭矩進行發電時效率差。故而，在發電機19進行發電的情況下，控制為以預先設定的最小發電扭矩以上來進行發電。其結果是，在從發電機19不發電的狀態(發電禁用)切換至要發電的狀態(發電啟用)時，發電的啟用和禁用以最小發電扭矩為邊界進行切換，因此發電機輸出不連續地變化。也就是，由于將匹配點確定為發動機目標輸出D240與目標匹配路線ML的交點，因此對應于該發電機輸出D303的不連續的變化，目標匹配轉速D260基于發電啟用/禁用的切換而較大地變動。故而，關于目標匹配轉速運算塊160，最小發電輸出運算塊362使用發動機轉速D107，運算下式，最小發電輸出(kW) = 2ji +60X發動機轉速X最小發電扭矩(值為負的設定值)+1000來求取最小發電輸出，在所要求的發電機輸出小于所求出的最小發電輸出的情況下，由加法部365將相對于最小發電輸出而不足的輸出量加至發動機目標輸出，使用該相加得到的發動機目標輸出，通過發動機目標輸出/目標匹配轉速變換表260來作為目標匹配轉速的候補值進行運算，防止伴隨發電啟用/禁用的轉速變動。此外，發電機輸出D303的后級的最小值選擇部(MIN選擇)361為了在沒有所要求的發電機輸出的情況下(進行發動機17的輸出輔助等情況下)進行零輸出，進行與零值360的比較。因此，對發動機目標輸出D240不加任何值。另外，最大值選擇部(MAX選擇)364在所要求的發電機輸出為最小發電輸出以上的情況下不會出現最小發電輸出不足的情形，因此不需要對于發動機目標輸出D240進行相加。由此，對最大值選擇部364輸入負的值，以與零值363的比較來選擇作為最大值的零，最大值選擇部364進行零輸出。圖25示出了與圖13對應的、實施方式2中的泵吸收扭矩指令值運算塊180的控制流程。在此情況下，從發動機目標輸出D240不僅將風扇馬力，而且將減去了發電機輸出D303后的輸出(泵目標吸收馬力)輸出至泵目標匹配轉速以及扭矩運算塊282。此外，由于所要求的發電機輸出的值的正負為負，因此在最小值選擇部(MIN選擇)381中與零值380的比較中選擇最小值，所選擇的值由運算部382加至發動機目標輸出D240的情況實質上是從發動機目標輸出D240中減去發電機輸出D303。在此，關于由上述的目標匹配轉速運算塊160運算的目標匹配轉速D260，如圖26所示，在發電禁用的情況下，表示發電禁用的情況下的發動機目標輸出D240的發動機輸出指令值曲線ELa與目標匹配路線ML的交點成為目標匹配點Ma，此時變為目標匹配轉速npa。另外，在進行最小發電輸出Pm的發電的情況下，成為表示用于滿足最小發電輸出Pm的發動機目標輸出D240的發動機輸出指令值曲線ELb，發動機輸出指令值曲線ELb與目標匹配路線ML的交點成為目標匹配點Mb，此時變為目標匹配轉速npa’。若不進行圖24所示的發動機控制，則在小于最小發電輸出Pm的發電中實際的發電輸出小，因此會因發電的啟用/禁用而在目標匹配點Ma、Mb間頻繁地轉移，此時，目標匹配轉速也頻繁地變化。在本實施方式2中，在為小于最小發電輸出Pm的發電的情況下，發電禁用時預先將目標匹配轉速設為了 npa’，因此目標匹配轉速不會因發電的啟用/禁用而變動。而且，發電禁用時的目標匹配點成為發動機輸出指令值曲線ELa與目標匹配轉速npa’的交點Ma’。因此，若不進行圖24所示的發動機控制，則隨著發電機輸出的增大，匹配點按照Ma — Mb — Mc進行轉移，而在本實施方式2中，隨著發電機輸出的增大，匹配點按照Ma’-Mb-Mc進行轉移，在為對發電的啟用禁用進行切換那樣的程度的發電機輸出的情況下，沒有目標匹配轉速的變動，混合動力液壓挖掘機I的操作者不會感受到不適感。符號說明I 液壓挖掘機、混合動力液壓挖掘機2 車輛主體3 作業機4 下部行駛體5 上部轉向體11 動臂12 斗桿13 鏟斗14動臂缸15 斗桿缸16鏟斗缸17發動機18液壓泵18a斜板角傳感器19發電機20控制閥
20a泵壓檢測部21行駛電動機22電容器23逆變器23a混合動力控制器24轉向電動機25旋轉傳感器26操作桿27桿操作量檢測部28燃料調整撥盤29模式切換部30發動機控制器31轉向液壓電動機

32共軌控制部33泵控制器
權利要求
1.一種作業機械的發動機控制裝置，其特征在于，具備:檢測單元，其檢測作業機械的運轉狀態；無負載最大轉速運算單元，其基于所述運轉狀態，運算在作業機械的負載脫離了的情況下被最大限度提升的發動機的轉速即無負載最大轉速；目標匹配轉速運算單元，其基于所述運轉狀態，以與所述無負載最大轉速不同的方式運算在加載了負載的情況下被提升的發動機的轉速即目標匹配轉速；發動機目標輸出運算單元，其基于所述運轉狀態，運算能最大限度輸出的發動機目標輸出；和發動機控制單元，其在所述發動機目標輸出的限制下，將發動機轉速控制在所述無負載最大轉速與所述目標匹配轉速之間。
2.根據權利要求1所述的作業機械的發動機控制裝置，其特征在于，具備:變動幅度設定單元，其預先設定發動機轉速的變動幅度；和匹配最小轉速運算單元，其將從所述無負載最大轉速降低了所述變動幅度量的轉速后的發動機的轉速作為最小轉速限制值，并基于所述運轉狀態，來運算在加載了負載的情況下必須最低限度提升的發動機的轉速即匹配最小轉速，所述發動機控制單元在所述發動機目標輸出的限制下，將發動機轉速控制在所述無負載最大轉速與所述匹配最小轉速之間。
3.根據權利要求1或2所述的作業機械的發動機控制裝置，其特征在于，所述發動機控制單元將對所述目標匹配轉速相加下限轉速偏移值而得到的發動機轉速作為發動機轉速指令值輸出。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的作業機械的發動機控制裝置，其特征在于，具備:可變容量型液壓泵；和容量檢測單元，其檢測所述可變容量型液壓泵的泵容量，所述發動機控制單元在所述泵容量為閾值以上的情況下，輸出提升發動機轉速的發動機轉速指令值，在泵容量小于閾值的情況下，輸出降低發動機轉速的發動機轉速指令值。
5.根據權利要求2所述的作業機械的發動機控制裝置，其特征在于，所述匹配最小轉速運算單元，在對所述作業機械的轉向體的轉速進行檢測的轉速檢測單元得到的檢測值接近零的情況下提升匹配最小轉速，將隨著所述轉速檢測單元得到的檢測值變大而降低了匹配最小轉速后的值設為最小轉速限制值，且基于所述運轉狀態，運算在對作業機械加載了負載的情況下必須被最低限度提升的發動機的轉速即匹配最小轉速。
6.—種作業機械的發動機控制方法,其特征在于,包括:檢測步驟，檢測作業機械的運轉狀態； 無負載最大轉速運算步驟，基于所述運轉狀態，運算在作業機械的負載脫離了的情況下被最大限度提升的發動機的轉速即無負載最大轉速；目標匹配轉速運算步驟，基于所述運轉狀態，以與所述無負載最大轉速不同的方式運算在作業機械上加載了負載的情況下被提升的發動機的轉速即目標匹配轉速；發動機目標輸出運算步驟，基于所述運轉狀態，運算能最大限度輸出的發動機目標輸出；和發動機控制步驟，在所述發動機目標輸出的限制下，將發動機轉速控制在所述無負載最大轉速與所述目標匹配轉速之間。
7.根據權利要求6所述的作業機械的發動機控制方法，其特征在于， 包括: 變動幅度設定步驟，預先設定發動機轉速的變動幅度；和 匹配最小轉速運算步驟，將從所述無負載最大轉速降低了所述變動幅度量的轉速所得到的發動機的轉速作為最小轉速限制值，并基于所述運轉狀態，來運算在對作業機械加載了負載的情況下必須最低限度提升的發動機的轉速即匹配最小轉速， 所述發動機控制步驟中，在所述發動機目標輸出的限制下，將發動機轉速控制在所述無負載最大轉速與所述匹配最小轉`速之間。
全文摘要
本發明提供一種作業機械的發動機控制裝置，為了兼顧低燃油消耗率和作業性的提高，具備檢測單元，其檢測作業機械的運轉狀態；無負載最大轉速運算單元，其基于所述運轉狀態，運算在作業機械的負載脫離了的情況下被最大限度提升的發動機的轉速即無負載最大轉速(np2)；目標匹配轉速運算單元，其基于所述運轉狀態，以與所述無負載最大轉速不同的方式運算在對作業機械加載了負載的情況下被提升的發動機的轉速即目標匹配轉速(np1)；發動機目標輸出運算單元，其基于所述運轉狀態，運算能最大限度輸出的發動機目標輸出(EL)；以及發動機控制單元，其在發動機目標輸出(EL)的限制下，將發動機轉速控制在無負載最大轉速(np2)與目標匹配轉速(np1)之間。
文檔編號F02D29/04GK103080511SQ201280002546
公開日2013年5月1日 申請日期2012年4月17日 優先權日2011年5月18日
發明者河口正, 末廣孝雄, 村上健太郎, 森永淳 申請人:株式會社小松制作所