建筑机械转让专利

申请号 : CN201380006849.3

文献号 : CN104081028B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 吉田肇野口修平本图诚

申请人 : 日立建机株式会社

摘要 :

本发明具有根据来自温度状态检测器(30)、旋转检测器(31)以及转速设定装置(32)的信号驱动控制发动机(10)的控制装置(34)。控制装置(34)具有:启动时温度判定处理单元:其对发动机(10)的启动时的温度(T)是否降低到预定温度(Tw1)进行判定;以及启动控制处理单元,当通过所述启动时温度判定处理单元判定为温度(T)为预定温度(Tw1)以下时,按照转速设定装置(32)设定的目标转速(Nset)的设定值来进行发动机(10)的启动控制。该启动控制处理单元通过在温度(T)为预定温度(Tw1)以下、且发动机(10)的目标转速(Nset)比预定的阈值(Nca)高的范围内使发动机(10)的启动停止,来抑制气蚀的产生。

权利要求 :

1.一种建筑机械,具有:

发动机,其被电子控制式燃料喷射装置供给喷射燃料;温度状态检测器,其检测该发动机的温度状态;旋转检测器,其检测所述发动机的转速;转速设定装置,其设定所述发动机的目标转速;控制装置,其根据来自所述温度状态检测器、旋转检测器以及转速设定装置的信号驱动控制所述发动机;可变容量型的液压泵,其被所述发动机驱动而排出压力油,被进行转矩限制控制;以及液压致动器,其被从该液压泵排出的压力油驱动,所述建筑机械的特征在于,所述控制装置具有:

启动时温度判定处理单元,其根据从所述温度状态检测器输出的检测信号对所述发动机的启动时的温度是否降低到了预先决定的预定温度进行判定;以及启动控制处理单元,当通过该启动时温度判定处理单元判定为所述温度在预定温度以下时,按照所述转速设定装置设定的目标转速的设定值来进行所述发动机的启动控制,将泵气蚀极限转速预先决定为阈值,所述泵气蚀极限转速为所述液压泵在所述发动机的低温启动时进行旋转时,在工作油中产生气泡而引起气蚀的可能性高的极限值,所述启动控制处理单元构成为:在所述转速设定装置设定的目标转速的设定值为所述阈值以下的情况下,按照此时的设定值来启动所述发动机,在所述转速设定装置的设定值比所述阈值高的情况下,使所述发动机的启动停止,或按照预先设定的发动机启动用的临时的设定值来进行所述发动机的启动控制。

2.根据权利要求1所述的建筑机械,其特征在于,

所述临时的设定值预先设定为比所述转速设定装置的设定值低、且在所述阈值以下的值。

3.根据权利要求1所述的建筑机械,其特征在于,

所述控制装置具有:

启动后温度判定处理单元,其在所述发动机的启动后根据来自所述温度状态检测器的检测信号对所述发动机的温度是否上升到了所述预定温度以上的判定温度进行判定;以及启动后转速控制处理单元,当通过该启动后温度判定处理单元判定为所述温度上升到了判定温度时,按照所述转速设定装置设定的目标转速的设定值来控制所述发动机的转速。

4.根据权利要求3所述的建筑机械,其特征在于,

所述启动后转速控制处理构成为:当通过所述启动后温度判定处理单元判定为所述温度上升到了判定温度时,按照所述转速设定装置设定的目标转速的设定值使所述发动机的转速自动恢复。

5.根据权利要求1所述的建筑机械,其特征在于,

所述控制装置的所述启动控制处理单元,当通过所述启动时温度判定处理单元判定为所述温度在所述预定温度以下时,将所述转速设定装置设定的目标转速的设定值暂时固定为作为所述临时的设定值的与低速空转转速对应的值,按照固定设定值来启动控制发动机,而且,所述控制装置具有:启动后温度判定处理单元,其在所述发动机的启动后根据来自所述温度状态检测器的检测信号对所述发动机的温度是否上升到了所述预定温度以上的判定温度进行判定;以及启动后转速控制处理单元,当通过该启动后温度判定处理单元判定为所述温度上升到了判定温度时,解除基于所述固定设定值的目标转速的控制。

6.根据权利要求5所述的建筑机械,其特征在于,

所述启动后转速控制处理单元构成为:当通过所述启动后温度判定处理单元判定为所述温度上升到了判定温度时,在操作员将所述转速设定装置的设定值变更为与所述低速空转转速对应的值之前,继续进行基于所述固定设定值的目标转速的控制,在操作员进行了变更操作时解除基于所述固定设定值的目标转速的控制。

7.根据权利要求5所述的建筑机械,其特征在于,

所述启动后转速控制处理单元当解除了基于所述固定设定值的目标转速的控制时,按照所述转速设定装置设定的目标转速的设定值来控制所述发动机的转速。

说明书 :

建筑机械

技术领域

[0001] 本发明涉及搭载了电子控制式的发动机的液压挖掘机等建筑机械。

背景技术

[0002] 在以液压挖掘机为代表的建筑机械中,公开了作为原动机而搭载了电子控制式的柴油发动机的结构。在这样的柴油发动机中为了除去废气中的有害物质而设置有废气净化装置。另一方面,通过使用电子控制式燃料喷射装置,能够高精度地控制燃料的喷射量和喷射时机。因此,与机械式的燃料喷射装置相比能够提升寒冷地区的低温启动性,能够缩短暖机运转所需的时间(专利文献1)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2008-82303号公报

发明内容

[0006] 然而,在所述的现有技术中存在如下的优点:通过发动机的高性能化提升了低温启动性、缩短了暖机运转的时间。但是,产生了下述的未解决的问题。即,建筑机械的发动机是如下结构:发动机的输出轴与成为液压源的液压泵直接连接,从启动发动机时便旋转驱动液压泵。
[0007] 因此,即使能够在寒冷地区那样的低温环境下较快地启动发动机,液压泵从其启动初期开始持续吸入并排出低温且粘度高的工作油。由此,从工作油箱吸入到液压泵的工作油为负压倾向,容易产生气泡、气蚀(cavitation),从而成为降低液压设备的耐久性、寿命的原因。
[0008] 特别是,关于建筑机械的发动机,操作员以手动方式来操作转速设定装置的旋钮,由此在从低速空转转速到高速空转转速的范围内可变地控制发动机的目标转速。因此,通过将转速设定装置的旋钮操作到高速空转侧的状态下来进行发动机的低温启动的情况下,存在如下问题:发动机转速急剧地上升到高速空转转速,在工作油中容易产生气泡、气蚀。
[0009] 本发明是鉴于上述的现有技术的问题而完成的,本发明的目的在于提供一种建筑机械,能够抑制发动机的低温启动时工作油的气蚀的产生,能够实现稳定的发动机的启动控制。
[0010] (1).为了解决上述的课题,本发明适用于具有以下部分的建筑机械:发动机,其被电子控制式燃料喷射装置来供给喷射燃料;温度状态检测器,其检测该发动机的温度状态;旋转检测器,其检测所述发动机的转速;转速设定装置,其设定所述发动机的目标转速;控制装置,其根据来自所述温度状态检测器、旋转检测器以及转速设定装置的信号驱动控制所述发动机;可变容量型的液压泵,其被所述发动机驱动而排出压力油,被进行转矩限制控制;以及液压致动器,其被从该液压泵排出的压力油驱动。
[0011] 本发明采用的结构的特征在于,所述控制装置具有:启动时温度判定处理单元,其根据从所述温度状态检测器输出的检测信号对所述发动机的启动时的温度是否降低到了预先决定的预定温度进行判定;以及启动控制处理单元,当通过该启动时温度判定处理单元判定为所述温度在预定温度以下时,按照所述转速设定装置设定的目标转速的设定值来进行所述发动机的启动控制。
[0012] 根据上述结构,当发动机启动前的温度(例如,冷却水温度或工作油的温度)降低到预先决定的预定温度以下时,发动机的启动时的液压泵的吸入侧压力因粘度高的工作油而降低。由此,由于吸入侧压力为负压倾向,因此能够判定出在工作油中易于产生气蚀。因此,当通过启动时温度判定处理单元判定为所述温度为预定温度以下时,控制装置的启动控制处理单元能够按照转速设定装置设定的发动机转速的设定值来进行发动机的启动控制,能够抑制工作油中的气蚀的产生,能够防止液压泵的破损。
[0013] (2).根据本发明,所述启动控制处理单元构成为:在所述转速设定装置设定的目标转速的设定值为预先决定的阈值以下的情况下,按照此时的设定值来启动所述发动机,在所述转速设定装置的设定值比所述阈值高的情况下,使所述发动机的启动停止,或按照预先设定的发动机启动用的临时的设定值来进行所述发动机的启动控制。
[0014] 根据上述结构,当转速设定装置设定的目标转速的设定值为预先决定的阈值以下的情况下,能够以相对低的转速来启动发动机,能够将液压泵的旋转抑制得低,能够抑制气蚀的产生。另一方面,在所述转速设定装置的设定值比所述阈值高的情况下,通过使发动机的启动停止,能够抑制气蚀的产生。另外,还能够按照预先设定的发动机启动用的临时的设定值来进行发动机的启动控制,能够将液压泵的旋转抑制得低,能够抑制气蚀的产生。
[0015] (3).根据本发明,所述启动控制处理单元构成为:在所述转速设定装置设定的目标转速的设定值为预先决定的阈值以下的情况下,按照此时的设定值来启动所述发动机,在所述转速设定装置设定的目标转速的设定值比所述阈值高的情况下,按照预先设定为比所述转速设定装置的设定值低的值的发动机启动用的临时的设定值来进行所述发动机的启动控制。
[0016] 根据该结构,在转速设定装置的设定值比所述阈值高的情况下,能够按照预先设定的发动机启动用的临时的设定值(即,比转速设定装置的设定值低的值的临时的设定值)来进行发动机的启动控制,能够将液压泵的旋转抑制得低,能够抑制气蚀的产生。
[0017] (4).根据本发明,所述阈值是泵气蚀极限转速,所述泵气蚀极限转速为所述液压泵在所述发动机的低温启动时进行旋转时,在工作油中产生气泡而引起气蚀的可能性高的极限值。
[0018] (5).根据本发明,所述控制装置具有:启动后温度判定处理单元,其在所述发动机的启动后根据来自所述温度状态检测器的检测信号对所述发动机的温度是否上升到了所述预定温度以上的判定温度进行判定;以及启动后转速控制处理单元,当通过该启动后温度判定处理单元判定为所述温度上升到了判定温度时,按照所述转速设定装置设定的目标转速的设定值来控制所述发动机的转速。
[0019] 通过上述结构,启动后温度判定处理单元当在发动机的启动后发动机的温度(例如,冷却水温度或工作油的温度)上升到判定温度时,工作油的粘度伴随温度上升而降低,能够判定出气蚀产生的可能性低。因此,在该情况下,启动后温度判定处理单元能够在发动机的启动后按照转速设定装置设定的目标转速的设定值来控制发动机转速。即,操作员通过手动操作转速设定装置能够以按照目标转速的设定值的转速来进行发动机控制。
[0020] (6).根据本发明,所述启动后转速控制处理构成为:当通过所述启动后温度判定处理单元判定为所述温度上升到了判定温度时,按照所述转速设定装置设定的目标转速的设定值使所述发动机的转速自动恢复。由此,在发动机的启动后,能够使发动机转速自动恢复到转速设定装置设定的目标转速的设定值,之后能够以按照操作员手动操作的转速来进行发动机控制。
[0021] (7).根据本发明,所述控制装置的所述启动控制处理单元构成为:当通过所述启动时温度判定处理单元判定为所述温度在所述预定温度以下时,将所述转速设定装置设定的目标转速的设定值暂时固定为与低速空转转速对应的值,按照该固定设定值来启动控制发动机,而且,所述控制装置具有:启动后温度判定处理单元,其在所述发动机的启动后根据来自所述温度状态检测器的检测信号对所述发动机的温度是否上升到了所述预定温度以上的判定温度进行判定;以及启动后转速控制处理单元,当通过该启动后温度判定处理单元判定为所述温度上升到了判定温度时,解除基于所述固定设定值的目标转速的控制。
[0022] 根据该结构,当判定为在发动机的启动时液压泵的吸入压力降低而工作油易于产生气蚀时,能够按照与低速空转转速对应的固定设定值来启动控制发动机,能够将发动机启动时的转速抑制得低。另外,在工作油的粘度随着发动机启动后的温度上升而降低,气蚀产生的可能性为低的状态的情况下,能够解除基于所述固定设定值的发动机转速的控制。
[0023] (8).根据本发明,所述启动后转速控制处理单元构成为:当通过所述启动后温度判定处理单元判定为所述温度上升到了判定温度时,在操作员将所述转速设定装置的设定值变更为与所述低速空转转速对应的值之前,继续进行基于所述固定设定值的目标转速的控制,在操作员进行了变更操作时解除基于所述固定设定值的目标转速的控制。
[0024] 通过上述结构,在发动机的启动后操作员将转速设定装置的设定值变更为与低速空转转速对应的值之前,能继续进行基于所述固定设定值的发动机转速的控制,在操作员进行了变更操作时能够解除基于所述固定设定值的发动机转速的控制。由此,之后能够以按照操作员手动操作的转速(即,从低速空转转速到高速空转转速的范围)可变地控制发动机转速。
[0025] (9).根据本发明,所述启动后转速控制处理单元当解除了基于所述固定设定值的目标转速的控制时,按照所述转速设定装置设定的目标转速的设定值来控制所述发动机的转速。由此,在解除了基于所述固定设定值的目标转速的控制之后,能够按照转速设定装置设定的目标转速的设定值来控制发动机转速,操作员通过手动操作转速设定装置能够以按照目标转速的设定值的转速来进行发动机控制。

附图说明

[0026] 图1是表示本发明的第一实施方式涉及的液压挖掘机的主视图。
[0027] 图2是在除去了图1中的上部回转体中的驾驶室、外装罩的一部分的状态下放大表示液压挖掘机的局部剖视俯视图。
[0028] 图3是表示发动机、液压泵、控制阀、液压致动器、废气净化装置以及控制装置等的整体结构图。
[0029] 图4是表示用作图3中的转速设定装置的操作旋钮的主视图。
[0030] 图5是表示转速设定装置设定的发动机转速的设定值与目标转速的关系的特性线图。
[0031] 图6是表示发动机启动时的冷却水温度与发动机转速的关系的特性线图。
[0032] 图7是表示控制装置在发动机启动时的控制处理的流程图。
[0033] 图8是表示第二实施方式涉及的发动机启动时与启动后的控制处理的流程图。
[0034] 图9是表示第三实施方式涉及的发动机启动时与启动后的控制处理的流程图。
[0035] 图10是表示转速设定装置设定的发动机转速的设定值与目标转速的关系的特性线图。
[0036] 图11是表示发动机启动时与启动后的冷却水温度同发动机转速的关系的特性线图。
[0037] 图12是在发动起启动后根据冷却水的温度来使发动机的转速慢慢增大的恢复图的特性线图。
[0038] 图13是通过第一变形例在发动机启动后根据冷却水的温度来阶段性地使发动机转速增大的恢复图的特性线图。
[0039] 图14是通过第二变形例在发动机启动后按照冷却水的温度来使发动机转速增大的恢复图的特性线图。
[0040] 图15是表示第四实施方式涉及的发动机启动时与启动后的控制处理的流程图。

具体实施方式

[0041] 以下,作为本发明的实施方式涉及的建筑机械,列举小型的液压挖掘机为例,按照附图来进行详细说明。
[0042] 这里,图1至图7表示本发明的第一实施方式涉及的液压挖掘机。
[0043] 图中,1是用于砂土的挖掘作业、排土作业的小型液压挖掘机。该液压挖掘机1包括能够自行驶的履带式下部行驶体2、上部回转体4、以及能够进行仰俯动作地设置于该上部回转体4的前侧的作业装置5,所述上部回转体4经回转装置3能够回转地搭载于该下部行驶体2上,并与该下部行驶体2一起构成车体。
[0044] 这里,作业装置5构成为摆柱式的作业装置。该作业装置5具有:摆柱5A、动臂5B、斗杆5C、作为作业工具的挖斗5D、摆动气缸(未图示)、动臂气缸5E、斗杆气缸5F以及挖斗气缸5G。上部回转体4包括后述的回转架6、外装罩7、司机室8以及配重9。
[0045] 回转架6是上部回转体4的支撑结构体,该回转架6经回转装置3安装于下部行驶体2上。在回转架6的后部侧设施有后述的配重9、发动机10,在左前侧设置有后述的司机室8。
另外,在回转架6设置有外装罩7,所述外装罩7位于司机室8与配重9之间,在该外装罩7内除了收纳有发动机10、液压泵13、热交换器15之外,还收纳有燃料箱(未图示)。
[0046] 司机室8搭载于回转架6的左前侧,该司机室8在内部划分出了操作员乘坐的驾驶室。在司机室8的内部配设有操作员落座的驾驶席、各种操作杆(在图3中只图示后述的操作杆27A)、后述的启动开关29、转速设定装置32以及自动空转选择装置33等。
[0047] 配重9是取得与作业装置5的重量平衡的装置,该配重9位于后述的发动机10的后侧,安装于回转架6的后端部。如图2所示,配重9的后面侧形成为圆弧状,减小上部回转体4的回转半径。
[0048] 接下来,对发动机10、附设于该发动机10的液压泵13、以及废气净化装置16等进行说明。
[0049] 10是以横置状态配置于回转架6的后侧的发动机,该发动机10如上所述作为原动机而搭载于小型的液压挖掘机1,因此构成为例如使用小型的柴油发动机。如图2所示,在发动机10的左侧设置有构成废气通路的一部分的排气管11,在该排气管11连接设置有后述的废气净化装置16。
[0050] 这里,发动机10具有电子调节器12(参照图3),所述电子调节器12具有电子控制式燃料喷射装置,利用该电子调节器12来可变地控制喷射燃料的供给量。即,电子调节器12根据从后述的发动机控制装置36输出的控制信号而可变地控制要供给到发动机10的燃料的喷射量。由此,发动机10的转速被控制成与基于所述控制信号的目标转速对应的转速。
[0051] 13是设置于发动机10的左侧的液压泵,该液压泵13与工作油箱14(参照图3)一起构成主液压源。液压泵13使用被进行转矩限制控制的可变容量型的液压泵,以便有效利用发动机10的有限的输出马力。这里,被进行转矩限制控制的可变容量型的液压泵13被控制成压力油的排出压力P与排出量Q的关系满足公知的“P-Q特性”。液压泵13例如由可变容量型的斜板式、斜轴式或径向柱塞式液压泵构成。
[0052] 如图2所示,液压泵13经动力传递装置(未图示)安装于发动机10的左侧,通过该动力传递装置将发动机10的旋转输出传递至液压泵13。当液压泵13被发动机10驱动时,吸入工作油箱14内的油液,而向后述的控制阀25等排出压力油。
[0053] 热交换器15以夹着发动机10的方式位于液压泵13的相反侧,并设置于回转架6上。该热交换器15例如包括以下部分而构成:散热器、油冷却器、以及中间冷却器。即,热交换器
15进行发动机10的冷却,并且还进行返回到工作油箱14的压力油(工作油)的冷却。
[0054] 16是除去发动机10的废气所包含的有害物质来进行净化的废气净化装置。如图2所示,该废气净化装置16在发动机10的左侧上部配置于成为液压泵13的上侧的位置。在废气净化装置16的上游侧连接有发动机10的排气管11。废气净化装置16与排气管11一起构成废气通路,在使废气从上游侧向下游侧流通期间,废气净化装置16除去该废气所含有的有害物质。
[0055] 即,由柴油发动机构成的发动机10高效且耐久性也出众。但是,在这样的发动机10的废气中包含:颗粒状物质(PM:Particulate Matter)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)等有害物质。因此,安装于排气管11的废气净化装置16通过包括以下部分而构成:氧化并除去一氧化碳(CO)、碳化氢(HC)的后述的氧化催化剂18;以及捕集并除去颗粒状物质(PM)的后述的颗粒状物质除去过滤器19。
[0056] 如图3所示,废气净化装置16具有筒状的壳体17,该壳体17为在前后能够装卸地连接多个筒体而构成的。在该壳体17内能够拆卸地收纳有氧化催化剂18(通常,称为Diesel Oxidation Catalyst,简称为DOC)以及颗粒状物质除去过滤器19(通常,称为Diesel Particulate Filter,简称为DPF)。
[0057] 所述氧化催化剂18例如由具有与壳体17的内径尺寸同等的外径尺寸的陶瓷制的贯通孔状筒体构成,在其轴向形成有多个贯穿孔(未图示),在其内表面涂布有贵金属。氧化催化剂18通过在预定的温度下使废气流通到各贯穿孔内,来氧化除去该废气所包含的一氧化碳(CO)、碳化氢(HC),并将氮氧化物(NO)作为二氧化氮(NO2)除去。
[0058] 颗粒状物质除去过滤器19在壳体17内配置于氧化催化剂18的下游侧。颗粒状物质除去过滤器19捕集从发动机10排出的废气中的颗粒状物质,并且燃烧、除去捕集到的颗粒状物质,由此进行废气的净化。因此,颗粒状物质除去过滤器19通过贯通孔状筒体构成,该贯通孔状筒体是例如在由陶瓷材料构成的多孔质部件沿轴向设置大量小孔(未图示)而得到的。由此,颗粒状物质除去过滤器19经多个小孔来捕集颗粒状物质,如上所述燃烧除去捕集到的颗粒状物质。其结果为,颗粒状物质除去过滤器19得以再生。
[0059] 如图3所示,废气的排出口20设置于废气净化装置16的下游侧。该排出口20位于比颗粒状物质除去过滤器19靠下游侧的位置,且与壳体17的出口侧连接。该排出口20例如构成为包括烟筒,所述烟筒将净化处理后的废气排放到大气中。
[0060] 排气温度传感器21是检测废气的温度的装置。该排气温度传感器21安装于废气净化装置16的壳体17,例如对从排气管11侧排出的废气的温度进行检测。通过排气温度传感器21检测出的温度作为检测信号被输出给后述的发动机控制装置36。
[0061] 气压传感器22、23设置于废气净化装置16的壳体17。这些气压传感器22、23以夹着颗粒状物质除去过滤器19的方式彼此间隔开地配置。一个气压传感器22在颗粒状物质除去过滤器19的上游侧(入口侧)将废气的气压作为压力P1检测出来,另一气压传感器23在颗粒状物质除去过滤器19的下游侧(出口侧)将废气的气压作为压力P2检测出来。气压传感器22、23将各自的检测信号输出给后述的发动机控制装置36。
[0062] 发动机控制装置36按照下述的数学式1从通过气压传感器22检测出的上游侧压力P1和通过气压传感器23检测出的下游侧压力P2,运算出两者的压力差ΔP。另外,发动机控制装置36从压力差ΔP的运算结果推定出附着在颗粒状物质除去过滤器19上的颗粒状物质、未燃烧残留物等的堆积量,即捕集量。该情况下,当所述捕集量少时所述压力差ΔP为小压力值,随着所述捕集量增加,所述压力差ΔP为高压力值。
[0063] [数学式1]
[0064] △P=P1-P2
[0065] 多个液压致动器24(图3中只图示一个)被从液压泵13排出的压力油驱动。所述液压致动器24例如通过包括以下部分而构成:作业装置5的摆动气缸(未图示)、动臂气缸5E、斗杆气缸5F或挖斗气缸5G(参照图1)。作为搭载于液压挖掘机1的液压致动器24例如还包括:行驶用的液压马达、回转用的液压马达、排土板用的升降气缸(均未图示)。
[0066] 多个控制阀25(图3中只图示一个)构成液压致动器24用的方向控制阀。所述控制阀25分别设置于由液压泵13与工作油箱14构成的液压源和各液压致动器24之间。各控制阀25通过被从后述的操作阀27供给引导压力,而可变地控制供给到各液压致动器24的压力油的流量和方向。
[0067] 引导泵26是与工作油箱14一起构成辅助液压源的辅助液压泵。如图3所示,该引导泵26与主液压泵13一起被发动机10旋转驱动。引导泵26将从工作油箱14内吸入的工作油排出到后述的操作阀27等。
[0068] 操作阀27由减压阀型的引导操作阀构成。该操作阀27设置于液压挖掘机1的司机室8(参照图1)内,具有由操作员倾转操作的操作杆27A。操作阀27为了分别远程操作多个液压致动器24而以与多个控制阀25对应的个数配置。即,在操作员对操作杆27A进行了倾转操作时,各操作阀27将与其操作量对应的引导压力供给给各控制阀25的液压引导部(未图示)。
[0069] 由此,控制阀25被从中立位置切换到左、右的切换位置。当控制阀25被切换到一个切换位置时,来自液压泵13的压力油被向一个方向供给,从而液压致动器24被向相应的方向驱动。另一方面,当控制阀25被切换到另一个切换位置时,来自液压泵13的压力油被向另一个方向供给,从而液压致动器24被向反方向驱动。
[0070] 启动器28是进行发动机10的启动的装置。该启动器28由旋转驱动发动机10的曲柄轴的电动马达(均未图示)构成。通过操作员手动操作(即,接通(keyon))设置于液压挖掘机1的司机室8内的启动开关29,启动器28进行发动机10的启动。由此启动发动机10。
[0071] 接下来,对用于发动机10的启动时和启动后的控制的水温传感器30、旋转检测器31、转速设定装置32、以及控制装置34等进行说明。
[0072] 30是作为检测发动机10的温度状态的温度状态检测器的水温传感器。该水温传感器30将发动机10的冷却水温度作为发动机的温度(T)检测出来、将该检测信号输出给后述的车体控制装置35。另外,作为检测发动机10的温度状态的温度状态检测器除了能够使用水温传感器30之外,还能够使用检测发动机10的吸入空气温度的温度传感器、发动机油的温度传感器、检测工作油的油温的温度传感器、或在发动机10的附近位置检测周围温度(外气温度)的温度传感器。在本实施方式中,作为温度状态检测器列举使用水温传感器30的情况为例进行说明。
[0073] 31是检测发动机10的转速的旋转检测器,该旋转检测器31检测发动机转速N、将该检测信号输出给后述的发动机控制装置36。发动机控制装置36根据发动机转速N的检测信号来监视发动机10的实际转速,按照由后述的转速设定装置32设定的目标转速Nset来控制发动机转速N。
[0074] 32是设定发动机10的目标转速Nset的转速设定装置,该转速设定装置32设置于液压挖掘机1的司机室8(参照图1)内,由操作员手动操作的操作旋钮(参照图4)构成。另外,转速设定装置32并非限定于图4所示的操作旋钮,例如也可以由公知的上下开关或发动机杆(均未图示)构成。
[0075] 如图4所示,转速设定装置32具有由操作员以手动方式转动操作的旋钮32A。操作员以手动方式在设定值“Lo”~“Hi”的范围内对旋钮32A进行转动操作,由此转速设定装置32将按照此时的设定值得到的目标转速Nset的指令信号输出给后述的车体控制装置35。关于转速设定装置32,当操作员将旋钮32A转动到图4中用双点划线表示的位置时,发动机转速的设定值为“Lo”,当将旋钮32A转动到图4中用虚线表示的位置时,发动机转速的设定值为“Hi”。
[0076] 如图5所示,当操作员将转速设定装置32的旋钮32A转动到设定值“Lo”的位置时,发动机10的目标转速Nset被设定为低速空转转速NLo(作为一个示例,1200rpm)。当将转速设定装置32的旋钮32A转动到设定值“Hi”的位置时,发动机10的目标转速Nset被设定为高速空转转速NHi(作为一个示例,2400rpm)。
[0077] 像这样,通过操作员在设定值“Lo”~“Hi”的范围内可变地转动操作转速设定装置32的旋钮32A,在从低速空转转速NLo到高速空转转速NHi的范围内可变地控制发动机10的目标转速Nset。另外,在第一实施方式中,当转速设定装置32的旋钮32A被转动操作到图4中所示的设定值“ca”的位置时,目标转速Nset如图5中实线所示的特性线38那样被设定为泵气蚀极限转速Nca(其中,NHi>Nca>NLo)。另外,泵气蚀极限转速Nca有时在寒冷地区等的严苛气候条件下可能成为低速空转转速NLo以下的转速(Nca≤NLo)。
[0078] 自动空转选择装置33用于进行发动机10的自动空转控制。该自动空转选择装置33由设置于液压挖掘机1的司机室8内的选择开关构成,由操作员来进行接通、切断操作。自动空转选择装置33将此时的接通信号或切断信号输出给后述的车体控制装置35。即,当对自动空转选择装置33进行了接通操作时,如后所述地进行用于将发动机转速N下降到预先决定的自动空转转速(例如,低速空转转速NLo)的自动空转控制。但是,当对自动空转选择装置33进行了切断操作时,不进行自动空转控制,按照由转速设定装置32设定的目标转速Nset来控制发动机转速N。
[0079] 34是液压挖掘机1的控制装置,该控制装置34如图3所示通过包括车体控制装置35以及发动机控制装置36而构成。构成控制装置34的车体控制装置35的输入侧与启动开关29、水温传感器30、转速设定装置32以及自动空转选择装置33连接,输出侧与启动器28、报知装置37连接。该报知装置37构成为使用设置于司机室8内的播放器等的显示器、警报灯、声音合成装置以及警报蜂鸣器中的一个以上。
[0080] 这里,当对启动开关29进了行接通操作时,车体控制装置35启动启动器28从而进行发动机10的启动控制。另一方面,车体控制装置35还具有如下功能:按照从转速设定装置32以及自动空转选择装置33输出的信号对发动机控制装置36输出设定发动机10的目标转速的指令信号。
[0081] 另一方面,构成控制装置34的发动机控制装置36根据从车体控制装置35输出的所述指令信号、和从旋转检测器31输出的发动机转速N的检测信号来进行预定的运算处理,将指示目标燃料喷射量的控制信号输出给发动机10的电子调节器12。发动机10的电子调节器12按照该控制信号来增加或减少应喷射供给到发动机10的燃烧室(未图示)内的燃料的喷射量,或停止燃料的喷射。其结果为,发动机10的转速被控制成与来自车体控制装置35的所述指令信号指示的目标转速对应的转速。
[0082] 即,对自动空转选择装置33进行了切断操作时,发动机控制装置36按照转速设定装置32设定的设定值(目标转速)来控制发动机10的转速。但是具有如下功能:当对自动空转选择装置33进行了接通操作、通过操作阀27侧的操作检测器(未图示)检测到所有的控制阀25处于中立位置时,不拘于所述设定值而将发动机10的转速控制为所述自动空转转速。
[0083] 发动机控制装置36的输入侧与排气温度传感器21、气压传感器22、23、旋转检测器31以及车体控制装置35连接,输出侧与发动机10的电子调节器12以及车体控制装置35连接。另外,发动机控制装置36具有由ROM、RAM、非易失性存储器等构成的存储部(未图示)。该存储部内存储有:用于进行后述的图7所示的发动机10的启动控制等的处理程序、作为预先决定的阈值的泵气蚀极限转速Nca、发动机启动识别转速Nsr、以及作为冷却水的温度T而预先决定的预定温度Tw1(例如Tw1=-5℃)。
[0084] 这里,泵气蚀极限转速Nca、发动机启动识别转速Nsr以及预定温度Tw1是预先按照实验数据等而决定的数值。即,发动机启动识别转速Nsr用于通过发动机10的启动时发动机转速N是否为转速Nsr以上,来判断是否能够通过启动器28来使发动机10启动。如图5所示,发动机启动识别转速Nsr是比低速空转转速NLo低的转速。
[0085] 接下来,对冷却水的温度T降到了预定温度Tw1(例如-5℃)以下的情况进行研究。当发动机转速N为泵气蚀极限转速Nca以下时,由于液压泵13的转速也低,因此能够判定出在由液压泵13吸入、排出的工作油中产生气泡而引起气蚀的可能性低。但是,在冷却水的温度T低的状态下,当发动机转速N(即,液压泵13的转速)比泵气蚀极限转速Nca高时,能够判定出通过液压泵13在工作油中产生气泡而引起气蚀的可能性高。在第一实施方式中,泵气蚀极限转速Nca是比低速空转转速NLo高、比高速空转转速NHi低的转速。
[0086] 因此,在图7所示的发动机10的启动控制处理中,在后述的步骤2的启动时温度判定处理单元中,判定发动机10的启动时的冷却水的温度T是否是降到了预定温度Tw1。另外,在后述的步骤3~6、步骤8~10的启动控制处理单元中,按照发动机转速的设定值来进行发动机10的启动控制。
[0087] 图6中的特性线39是冷却水的温度T与发动机转速N的关系,且划分出了气蚀的产生区域。在特性线39的上侧斜线所示的范围39A表示这样的区域:在发动机10的启动时通过旋转驱动液压泵13而在工作油中容易产生气蚀的区域。即,基于特性线39的范围39A是冷却水的温度T降到预定温度Tw1以下,且发动机10的目标转速Nset比泵气蚀极限转速Nca高的范围。
[0088] 第一实施方式涉及的液压挖掘机1具有如上所述的结构,接下来,对其动作进行说明。
[0089] 首先,液压挖掘机1的操作员乘坐到上部回转体4的司机室8,启动发动机10来驱动液压泵13和引导泵26。由此,压力油从液压泵13排出,该压力油经控制阀25被供给到液压致动器24。从其他的控制阀(未图示)向其他的液压致动器(例如,行驶用、回转用的液压马达、或其他的液压缸等)供给。乘坐于司机室8的操作员对行驶用的操作杆(未图示)进行了操作时,能够通过下部行驶体2使车辆前进或后退。
[0090] 另一方面,通过由司机室8内的操作员操作作业用的操作杆(即,图3所示的操作阀27的操作杆27A),能够使作业装置5进行仰俯运动从而进行砂土的挖掘作业。小型的液压挖掘机1由于上部回转体4的回转半径小,因此即使在市区这样狭窄的作业现场也能够一边回转驱动上部回转体4一边利用作业装置5来进行侧沟挖掘作业,在这样的情况下,有时通过以负载轻的状态运转发动机10来实现噪音的降低化。
[0091] 在发动机10的运转时,作为有害物质的颗粒状物质从发动机10的排气管11排出。此时废气净化装置16能够通过氧化催化剂18氧化除去废气中的碳化氢(HC)、氮氧化物(NO)、一氧化碳(CO)。颗粒状物质除去过滤器19捕集废气中所含有的颗粒状物质、燃烧除去(再生)捕集到的颗粒状物质。由此,能够将净化后的废气从下游侧的排出口20排放到外部。
[0092] 另外,由于发动机10具备具有了电子控制式燃料喷射装置的电子调节器12(参照图3)而高性能化,因此存在能够提升低温启动性、缩短暖机运转的时间这样的优点。但是,成为液压挖掘机1的原动机的发动机10是如下的结构:其输出轴与成为液压源的液压泵13直接连接,从发动机启动时开始旋转驱动液压泵13。因此,在周围温度为冰点下的寒冷地区,即使较早地启动发动机10,液压泵13从发动机启动初期开始就持续吸入且排出低温且粘度高的工作油。
[0093] 特别是,关于液压挖掘机1的发动机10,通过由操作员以手动方式对转速设定装置32的旋钮32A(参照图4)进行转动操作,而在从低速空转转速NLo到高速空转转速NHi的范围内可变地控制发动机10的目标转速Nset。因此,在将转速设定装置32的旋钮32A转动操作到高速空转侧(即,图4中的设定值“Hi”侧)的状态下进行发动机10的低温启动时,发动机转速N急剧地上升到高速空转转速NHi、在工作油中易于产生气泡、气蚀。
[0094] 因此,在第一实施方式中,通过按照图7所示的处理程序来进行发动机10的启动控制,即使在发动机10的低温启动时也能够抑制工作油的气蚀的产生,能够实现稳定的发动机10的启动控制。另外,如上所述的问题是具备具有了电子控制式燃料喷射装置的电子调节器12而高性能化的发动机10的情况所独有的问题。与此相对,在使用了机械式的燃料喷射装置的情况下,由于发动机的提升性能低下,因此几乎不会成为问题。
[0095] 当图7所示的处理动作开始、在步骤1“接通”启动开关29时,在接下来的步骤2中对发动机10的启动时的冷却水的温度T是否在预定温度Tw1(例如,-5℃)以下进行判定。当在步骤2中判定为“否”时,由于冷却水的温度T比预定温度Tw1高,因此即使伴随发动机10的启动而利用液压泵13吸入工作油,也能够判定为不可能产生气蚀。
[0096] 因此,在该情况下,向步骤4转移使启动器28工作,进行发动机10的启动。在接下来的步骤5中,对发动机10的启动时转速N是否达到了发动机启动识别转速Nsr,即基于旋转检测器31的检测转速是否在转速Nsr以上进行判定。当在步骤5中判定为“否”时,发动机转速N比发动机启动识别转速Nsr低,是无法启动发动机10的情况,因此向后述的步骤7转移,等待操作员“切断(keyoff)”启动开关29。
[0097] 当在步骤5判定为“是”时,在通过启动器28起动而能够启动发动机10的情况下,向下面的步骤6转移,进行发动机10的转速控制(即,电子调节器12进行的燃料的喷射量控制),以使发动机10的转速N成为与通过转速设定装置32选择出的目标转速Nset对应的转速。在那之后,继续进行这样的步骤6的发动机控制处理,直到在步骤7中操作员对启动开关29进行“切断”。
[0098] 另一方面,当在所述步骤2判定为“是”时,冷却水的温度T降到了预定温度Tw1以下。因此,在接下来的步骤3中对由转速设定装置32选择性地设定的目标转速Nset是否降低到了泵气蚀极限转速Nca以下进行判定。当在步骤3判定为“是”时,发动机转速N降到泵气蚀极限转速Nca以下,能够判断出通过液压泵13的动作而在工作油中产生气泡从而引起气蚀的可能性低。因此,进行所示的步骤4~6的处理。
[0099] 但是,当在步骤3判定为“否”时,在冷却水的温度T降到预定温度Tw1以下的低温启动时的状态下,发动机10的目标转速Nset比泵气蚀极限转速Nca高。因此,能够判断出:在该状态下,在通过发动机10来旋转驱动液压泵13的情况下,在工作油中产生气泡从而引起气蚀的可能性高。因此,在这样的低温启动时的情况下,即使在步骤8中通过启动器28来进行发动机10的起动,也立即向接下来的步骤9转移,中止这样的低温时的启动控制,在发动机10的启动前强制性地停止启动器28的旋转。
[0100] 因此,在步骤8~9的处理中,发动机10不启动,能够将发动机10保持为停止状态。在接下来的步骤10中,通过报知装置37将强制性停止了发动机10的启动的信息告知给操作员。即,在冷却水的温度T降到预定温度Tw1以下的条件下,由于发动机10的目标转速Nset比泵气蚀极限转速Nca高,因此将处于防止气蚀的产生的目的而停止了发动机10的启动的信息告知给操作员。
[0101] 因此,在接下来的步骤7中,通过操作员对启动开关29进行“切断”来结束处理动作。在该情况下,通过报知装置37将应该使用转速设定装置32而使发动机10的目标转速Nset降到泵气蚀极限转速Nca以下的转速的信息告知给操作员。
[0102] 因此,当操作员再次在步骤1中进行“接通”时,操作员已经进行了将发动机10的目标转速Nset降到泵气蚀极限转速Nca以下的转速的处理。即,操作员对转速设定装置32的旋钮32A进行转动操作以便使发动机10的目标转速Nset降到设定值“ca”以下且“Lo”以上的范围。由此,发动机10的目标转速Nset被设定在从低速空转转速NLo到泵气蚀极限转速Nca的范围内。因此,通过在图5中实线所示的特性线38上进行目标转速Nset的选择控制,能够进行步骤2~6的控制处理。其结果为,即使在发动机10的低温启动时也能够抑制工作油的气蚀的产生,能够实现稳定的发动机10的启动控制。
[0103] 因此,根据第一实施方式,当发动机启动前的温度T(例如,冷却水的温度T)降低到预定温度Tw1以下时,能够判断出在发动机10的启动时在由液压泵13吸入的工作油中容易产生气蚀。因此,在发动机10的目标转速Nset在图6中所示的特性线39之上,且在斜线所示的范围39A(即,冷却水的温度T降到预定温度Tw1以下,且转速比泵气蚀极限转速Nca高的范围)中时,发动机控制装置36停止发动机10的启动。由此,能够抑制气蚀的产生。
[0104] 另一方面,即使在冷却水的温度T为预定温度Tw1以下的低温条件下,当基于转速设定装置32设定的发动机10的目标转速Nset降到泵气蚀极限转速Nca以下时,即使启动发动机10而使液压泵13旋转,也能够将液压泵13的转速抑制得低,因此能够抑制气蚀的产生。由此,能够稳定地进行低温条件下的发动机10的启动控制,能够提升液压设备的耐久性、寿命。
[0105] 另外,在所述第一实施方式中,图7所示的步骤2的处理是本发明的构成要件即启动时温度判定处理单元的具体示例,步骤3~6、步骤8~10涉及的处理示出了启动控制处理单元的具体示例。
[0106] 接下来,图8示出了本发明的第二实施方式。在第二实施方式中,对与所述的第一实施方式相同的构成要素标注相同的符号,省略其说明。但是,第二实施方式的特征在于构成为:在冷却水的温度T降到预定温度Tw1以下的状态下,且在目标转速Nset比泵气蚀极限转速Nca高的情况下,进行使启动发动机10时的转速暂时降到临时的目标转速Ntem的控制。
[0107] 在第二实施方式中列举如下的情况为例进行说明:在使用了液压挖掘机1的前一次作业时,司机室8内的操作员将转速设定装置32的旋钮32A转动到图4所示的设定值“Hi”的位置,并停止了发动机10。由此,在通过启动器28重新起动发动机10时,发动机10的目标转速Nset被设定到图5所示的高速空转转速NHi的情况是前提。
[0108] 这里,当图8所示的处理动作开始时,与所述第一实施方式的图7所示的步骤1~步骤7同样地进行步骤11~步骤17涉及的处理。另外,当在步骤13判定为“否”时,向步骤18转移,与图7所示的步骤8同样地进行发动机10的启动。但是,在第二实施方式中,在继步骤18之后的步骤19的处理中进行如下的控制:从所述发动机控制装置36的存储部内读出临时的目标转速Ntem、将临时的目标转速Ntem暂时设定为发动机启动用的目标转速。临时的目标转速Ntem作为与泵气蚀极限转速Nca相等的转速(Ntem=Nca),被预先存储到所述发动机控制装置36的存储部内即可。
[0109] 在图8中的步骤19中,如上所述,即使在发动机10的目标转速Nset被设定为高速空转转速NHi的情况下,也将代替目标转速Nset的临时的目标转速Ntem(Ntem<Nhi)作为临时的设定值暂时置换为发动机目标转速。因此,按照临时的目标转速Ntem来执行基于启动器28的发动机10的刚启动之后的转速控制。
[0110] 在接下来的步骤20中,对发动机10的启动时转速N是否达到了发动机启动识别转速Nsr,即是否在转速Nsr以上进行判定。当在步骤20判定为“否”时,发动机转速N比启动识别转速Nsr低,是无法启动发动机10的情况,因此向步骤17转移等待操作员对启动开关29进行“切断”。
[0111] 当在步骤20判定为“是”时,是通过启动器28能够启动发动机10的情况,因此向接下来的步骤21转移,进行发动机10的转速控制(即,基于电子调机器12的燃料的喷射量控制),以使发动机10的转速N成为与临时的目标转速Ntem对应的转速。在接下来的步骤22中,对冷却水的温度T是否上升到了预先决定的判定温度Tw2以上进行判定。
[0112] 该判定温度Tw2被设定为与所述的预定温度Tw1相同的温度、或比其高的温度(例如,Tw2=0℃)。即,通过下述的数学式2来设定判定温度Tw2。当在步骤22判定为“否”时,继续使基于临时的目标转速Ntem的发动机10的转速控制为暖机运转,由此,等待冷却水的温度T上升到判定温度Tw2以上。当在步骤22判定为“是”时,能够判定出基于临时的目标转速Ntem的发动机10的暖机运转结束。
[0113] [数学式2]
[0114] Tw2≥Tw1
[0115] 在接下来的步骤23中,通过报知装置37来对操作员进行告知,催促应该进行如下的操作:使转速设定装置32的旋钮32A在图4中降到设定值“ca”以下且设定值“Lo”以上的位置。在步骤24中等待操作员对旋钮32A进行操作。如上所示,在该阶段,也是司机室8内的转速设定装置32的旋钮32A处于图4所示的设定值“Hi”的位置,发动机10的目标转速Nset被设定为图5所示的高速空转转速NHi的状态。即,由于所述的临时的目标转速Ntem只在发动机的启动后被暂时使用,因此目标转速Nset是在发动机的启动后返回到由转速设定装置32的旋钮32A设定的转速的转速。
[0116] 因此,在接下来的步骤25中,对操作员是否进行了如下的操作进行判定:使转速设定装置32的旋钮32A从设定值“Hi”的位置向“ca”和“Lo”之间的位置下降,即,判定是否进行了将发动机10的目标转速Nset从所述的高速空转转速NHi降到泵气蚀极限转速Nca以下的转速的操作。当在步骤25判定为“否”的期间,例如等待操作员手动操作旋钮32A。
[0117] 当在步骤25中判定为“是”时,操作员按照报知装置37的报知内容进行了将发动机10的目标转速Nset降到泵气蚀极限转速Nca以下的转速的操作,因此向步骤16转移进行按照目标转速Nset的发动机控制。即,发动机10的转速N恢复为按照目标转速Nset的转速。其结果为,在步骤16中,进行发动机10的转速控制(即,基于电子调节器12的燃料的喷射量控制)以使发动机10的转速N成为与通过转速设定装置32的旋钮32A选择出的目标转速Nset对应的转速。
[0118] 在那之后,继续进行这样的步骤16的发动机控制处理,直到在步骤17中操作员进行对启动开关29进行“切断”的操作。因此,通过由操作员在设定值“Lo”~“Hi”的范围内可变地操作转速设定装置32的旋钮32A,操作员能够使用液压挖掘机来进行所希望的作业。在像这样在操作液压挖掘机的期间,在步骤16的处理中,能够在从低速空转转速NLo到高速空转转速NHi的范围内可变地控制发动机10的目标转速Nset,能够进行与作业内容对应的发动机10的转速控制。
[0119] 因此,即使是像这样构成的第二实施方式,也能够抑制在发动机10的低温启动时工作油的气蚀的产生,能够与第一实施方式同样地实现稳定的发动机10的启动控制。特别是,在第二实施方式中构成为,在启动时的冷却水的温度T降到预定温度Tw1以下的状态下,且当目标转速Nset比泵气蚀极限转速Nca高时,进行将发动机10的目标转速暂时置换为发动机启动用的临时的目标转速Ntem的控制。
[0120] 因此,能够按照比转速设定装置32的设定值低的临时的设定值(即,作为一例与泵气蚀极限转速Nca相等的临时的目标转速Ntem)来进行发动机10的启动控制,能够将液压泵13的旋转抑制得低从而抑制气蚀的产生。
[0121] 另外,在所述第二实施方式中,图8所示的步骤12的处理是本发明的构成要件即启动时温度判定处理单元的具体示例,步骤13~16、步骤18~21涉及的处理示出了启动控制处理单元的具体示例。另外,图8所示的步骤22是启动后温度判定处理单元的具体示例,步骤23~25以及步骤16涉及的处理示出了启动后转速控制处理单元的具体示例。
[0122] 另外,在所述第二实施方式中,列举如下情况为例进行了说明:将临时的目标转速Ntem设定为与泵气蚀极限转速Nca相等的值。但是,本发明不限于此,例如也可以构成为在从低速空转转速NLo到泵气蚀极限转速Nca的范围(即,NLo~Nca的范围)内适当地选择临时的目标转速Ntem,还可以将临时的目标转速Ntem设定为低速空转转速NLo。即,临时的目标转速Ntem也可以设定为比泵气蚀极限转速Nca低、低速空转转速NLo以上的目标转速。
[0123] 接下来,图9~图12示出了本发明的第三实施方式。在第三实施方式中,对与所述的第一实施方式相同的构成要素标注相同的符号,省略其说明。但是,第三实施方式的特征在于构成为:在发动机10的启动后进行的启动后转速控制处理单元中,使发动机10的转速N慢慢地自动恢复到转速设定装置32设定的目标转速的设定值。
[0124] 在第三实施方式中也与所述第二实施方式同样地列举如下情况为例进行说明:当通过启动器28来重新启动发动机10时,转速设定装置32的旋钮32A被转动到设定值“Hi”的位置。由此,以发动机10的目标转速Nset被设定为图5所示的高速空转转速NHi的情况为前提。
[0125] 这里,当图9所示的处理动作开始时,与所述第一实施方式的图7所示的步骤1~步骤7同样地进行步骤31~步骤37涉及的处理。另外,当在步骤33判定为“否”时,向步骤38转移,与图7所示的步骤8同样地进行发动机10的启动。但是,在第三实施方式中,在继步骤38之后的步骤39的处理中从所述发动机控制装置36的存储部内读出临时的目标转速Ntem、将临时的目标转速Ntem暂时设定为发动机启动用的目标转速。临时的目标转速Ntem作为与泵气蚀极限转速Nca相等的转速(Ntem=Nca),被预先存储到所述发动机控制装置36的存储部内即可。
[0126] 在图9中的步骤39中,如上所述,即使在发动机10的目标转速Nset被设定为高速空转转速NHi的情况下,将代替其的临时的目标转速Ntem(Ntem<Nhi)暂时置换为发动机目标转速。因此,按照临时的目标转速Ntem来执行基于启动器28的发动机10的启动后的转速控制。
[0127] 在接下来的步骤40中,对发动机10的启动时转速N是否达到发动机启动识别转速Nsr,即转速Nsr以上进行判定。当在步骤40判定为“否”时,在无法启动发动机10的情况下,向步骤37转移等待操作员对启动开关29进行“切断”。
[0128] 当在步骤40判定为“是”时,是通过启动器28能够启动发动机10的情况,因此通过接下来的步骤41的处理进行发动机10的转速控制(即,基于电子调机器12的燃料的喷射量控制),以使发动机10的转速N成为与临时的目标转速Ntem对应的转速。在接下来的步骤42中,对冷却水的温度T是否上升到了预先决定的判定温度Tw2(例如,Tw2=0℃)以上进行判定。
[0129] 在步骤42判定为“否”的期间,继续使基于临时的目标转速Ntem的发动机10的转速控制为暖机运转,由此,等待冷却水的温度T上升到判定温度Tw2以上。当在步骤42判定为“是”时,能够判定出基于临时的目标转速Ntem的发动机10的暖机运转结束。
[0130] 因此,在接下来的步骤43中,读出例如图12所示的发动机转速的恢复图。图12所示的恢复图如下:冷却水的温度T沿着特性线41从判定温度Tw2达到成为目标的温度Tw3(Tw3>Tw2),使发动机10的转速N从临时的目标转速Ntem慢慢地增大到目标转速Nset。在接下来的步骤44中,根据图12所示的恢复图来进行使发动机10的转速N自动恢复到按照转速设定装置32的旋钮32A设定的设定值的目标转速Nset的控制。通过该自动恢复控制,冷却水的温度T沿着图12所示的特性线41从判定温度Tw2达到设为目标的温度Tw3(Tw3>Tw2),发动机10的转速N慢慢地从临时的目标转速Ntem增大到目标转速Nset,能够抑制发动机转速的剧烈变动。
[0131] 这里,列举具体示例来对沿着图10中所示的特性线42以及图11中所示的特性线42A进行自动恢复控制的情况进行说明。即,在转速设定装置32的旋钮32A如上所述在图4所示的设定值“Hi”的位置,如图10中虚线所示的特性线42那样将目标转速Nset设定为高速空转转速NHi的情况下,如图11中虚线所示的特性线42A那样进行自动恢复控制。
[0132] 即,在步骤44中进行沿着图11中的特性线42A的自动恢复控制的情况下,冷却水的温度T从判定温度Tw2达到设为目标的温度Tw3,使发动机10的转速N从临时的目标转速Ntem慢慢地增大到目标转速Nset即高速空转转速NHi。当冷却水的温度T达到设为目标的温度Tw3时,向接下来的步骤36转移进行将发动机10的转速N维持在目标转速Nset即高速空转转速NHi的控制。在该步骤36中,进行发动机10的转速控制,以使发动机10的转速N成为与转速设定装置32选择出的目标转速Nset对应的转速。然后,继续进行这样的步骤36涉及的发动机控制处理,直到在步骤37中操作员对启动开关29进行“切断”。
[0133] 另外,在所述第三实施方式中列举如下情况为例进行说明:当重新起动发动机10时,转速设定装置32的旋钮32A被转动到设定值“Hi”的位置,发动机10的目标转速Nset被设定为高速空转转速NHi。但是,本发明涉及的自动恢复控制并非限定于此,例如除了沿着图10中所示的特性线42来进行自动恢复控制之外,还可以沿着特性线43、44来进行自动恢复控制。
[0134] 即,还存在如下情况:在重新启动发动机10时,转速设定装置32的旋钮32A被转动到图4例示的中高速旋转的设定值“Mh”的位置。由此,发动机10的目标转速Nset如图10中虚线所示的特性线43那样被设定为比高速空转转速NHi低的中高速的转速NMh。在这样的情况下,如图11中虚线所示的特性线43A那样进行自动恢复控制。
[0135] 即,在步骤44中进行沿着图11中的特性线43A的自动恢复控制的情况下,冷却水的温度T从判定温度Tw2达到设为目标的温度Tw3,使发动机10的转速N从临时的目标转速Ntem慢慢地增大到目标转速Nset即转速NMh。当冷却水的温度T达到设为目标的温度Tw3时,向接下来的步骤36转移按照目标转速Nset即转速NMh来控制发动机10的转速N。关于该步骤36的处理,当操作员通过转速设定装置32来变更目标转速Nset的设定值时,进行发动机10的转速控制,以使发动机10的转速N成为与转速设定装置32设定的目标转速Nset对应的转速。
[0136] 另一方面,还存在如下情况:转速设定装置32的旋钮32A被转动到图4例示的中低速旋转的设定值“ML”的位置。由此,发动机10的目标转速Nset如图10中虚线所示的特性线44那样被设定为比转速NMh低的中低速的转速NML(其中,NMh>NML>Nca)。在这样的情况下,在步骤44中进行沿着图11中虚线所示的特性线44A的自动恢复控制。即,使发动机10的转速N从临时的目标转速Ntem慢慢地增大到目标转速Nset即转速NML,直到冷却水的温度T从判定温度Tw2达到设为目标的温度Tw3为止。当冷却水的温度T达到设为目标的温度Tw3时,通过步骤36的处理按照目标转速Nset即转速NML来控制发动机10的转速N。
[0137] 另外,在转速设定装置32的旋钮32A在图4例示的设定值“ca”的位置,目标转速Nset如图10中实线所示的特性线45那样被设定为泵气蚀极限转速Nca(其中,NML>Nca>NLo)的情况下,由于在步骤33判定为“是”,因此通过之后的步骤34~36的处理来进行沿着图11中实线所示的特性线45A的控制。在该情况下,即使冷却水的温度T从判定温度Tw2上升到温度Tw3以上,也使发动机10的转速N维持在目标转速Nset即泵气蚀极限转速Nca。
[0138] 当冷却水的温度T达到设为目标的温度Tw3时,通过步骤36的处理按照目标转速Nset即泵气蚀极限转速Nca来控制发动机10的转速N。在该情况下,当在步骤36的处理中操作员通过转速设定装置32来变更目标转速Nset的设定值时,进行发动机10的转速控制,以使发动机10的转速N成为与转速设定装置32设定的目标转速Nset对应的转速。
[0139] 另外,在假设转速设定装置32的旋钮32A在图4例示的设定值“Lo”的位置,且目标转速Nset如图10中实线所示的特性线46那样被设定为低速空转转速NLo的情况下,由于在步骤33判定为“是”,因此执行之后的步骤34~36。但是,在假设进行了步骤38~44涉及的处理的情况下,进行沿着图11中虚线所示的特性线46A的控制。即,冷却水的温度T从判定温度Tw2达到设为目标的温度Tw3,使发动机10的转速N从临时的目标转速Ntem慢慢地降到目标转速Nset即低速空转转速NLo。当冷却水的温度T达到设为目标的温度Tw3时,通过步骤36的处理按照目标转速Nset即低速空转转速NLo来控制发动机10的转速N。
[0140] 因此,即使是这样构成的第三实施方式也能够抑制发动机10的低温启动时气蚀的产生,能够与第一实施方式同样地实现稳定的发动机10的启动控制。特别是在第三实施方式中构成为,在发动机10的启动后使发动机10的转速N慢慢地自动恢复到基于转速设定装置32的发动机转速的设定值。
[0141] 因此,即使在发动机10的启动后临时的设定值与转速设定装置32的设定值之差(即,转速差)大的情况下,通过使发动机10的转速N慢慢地自动恢复,也能够防止发动机转速N的剧烈变动,由此还能够抑制气蚀的产生。然后,能够以按照操作员手动操作的转速来进行发动机控制。
[0142] 另外,在所述第三实施方式中,图9所示的步骤32的处理是本发明的构成要件即启动时温度判定处理单元的具体示例,步骤33~36、步骤38~41涉及的处理示出了启动控制处理单元的具体示例。另外,步骤42的处理是启动后温度判定处理单元的具体示例,步骤43、44的处理示出了启动后转速控制处理单元的具体示例。
[0143] 另外,在所述第三实施方式中列举如下情况为例进行了说明:沿着图12所示的恢复图的特性线41来进行发动机10的启动后进行的自动恢复控制。但是本发明不限于此,例如也可以构成为,如图13所示的第一变形例涉及的恢复图那样,以沿着特性线51使发动机10的转速N从临时的目标转速Ntem阶段性地增大到目标转速Nset的方式来进行自动恢复控制,直到冷却水的温度T从判定温度Tw2达到设为目标的温度Tw3为止。另外也可以构成为,例如图14所示的第二变形例涉及的恢复图那样,以沿着特性线61使发动机10的转速N从临时的目标转速Ntem增大到目标转速Nset的方式来进行自动恢复控制。
[0144] 接下来,图15示出了本发明的第四实施方式。在第四本实施方式中,对与所述的第一实施方式相同的构成要素标注相同的符号,省略其说明。但是,第四实施方式的特征在于构成为:在发动机10的低温启动时强制性地使目标转速降到低速空转转速NLo来进行发动机10的启动控制。
[0145] 在第四实施方式中也与所述第二实施方式同样地列举如下情况为例进行说明:当通过启动器28来重新启动发动机10时,转速设定装置32的旋钮32A被转动到设定值“Hi”的位置。由此,以发动机10的目标转速Nset被设定为图5所示的高速空转转速NHi的情况为前提。
[0146] 这里,当图15所示的处理动作开始时,与所述第一实施方式的图7所示的步骤1、2同样地进行步骤51、52的处理。当在步骤52判定为“否”时,由于发动机10的启动时的冷却水的温度T比预定温度Tw1高,因此即使随着发动机10的启动通过液压泵13来搅拌工作油,也能够判定为不可能产生气蚀。
[0147] 因此,在该情况下,向步骤53转移,直接输出由转速设定装置32选择出的目标转速Nset的指令信号(设定值)。在接下来的步骤54中,使启动器28工作来进行发动机10的启动。与第一实施方式的图7所示的步骤5~7同样地进行接下来的步骤55~57涉及的处理。由此,通过与转速设定装置32设定的目标转速Nset对应的转速N来进行发动机10的运转控制。
[0148] 但是,当在步骤52判定为“是”时,为如下情况:冷却水的温度T为预定温度Tw1以下从而进行发动机10的低温启动。因此,在接下来的步骤58中,不拘于转速设定装置32的设定值,将低速空转转速NLo的指令信号作为暂时固定的固定设定值(即,临时的设定值)来输出,以使发动机10的低温启动时的目标转速Nset成为与低速空转转速NLo对应的临时的转速。
[0149] 在接下来的步骤59中,在将目标转速Nset暂时设定为与固定设定值对应的低速空转转速NLo的状态下,利用启动器28来起动发动机10。与所述第二实施方式的图8所示的步骤20同样地进行接下来的步骤60的处理。在接下来的步骤61中,进行发动机10的运转控制,以使发动机10的起动后的转速N成为与低速空转转速NLo对应的转速。由此,在发动机10的低温启动时,通过比泵气蚀极限转速Nca低的低速空转转速NLo来进行发动机10的转速控制(即,基于电子调节器12的燃料的喷射量控制)。
[0150] 因此,能够防止在发动机10的低温启动时发动机10的转速成为比泵气蚀极限转速Nca高的转速,能够将液压泵13的转速抑制得低从而防止在工作油中产生气泡、气蚀。在发动机10的启动后,在接下来的步骤62对冷却水的温度T是否上升到了预先决定的判定温度Tw2以上进行判定。
[0151] 该判定温度Tw2被设定为与所述的预定温度Tw1同等的温度,或比其高的温度(例如,Tw2=0℃)。在步骤62判定为“否”的期间,继续使基于临时的目标转速(即,低速空转转速NLo)的发动机10的转速控制为暖机运转,等待冷却水的温度T上升到判定温度Tw2以上。当在步骤62判定为“是”时,能够判定为基于低速空转转速NLo的发动机10的暖机运转结束。
[0152] 在接下来的步骤63中,通过报知装置37对操作员进行报知,催促应该进行使转速设定装置32的旋钮32A降到图4所示的设定值“Lo”的位置的变更操作。即,在操作员进行旋钮32A的变更操作之前,如上所述,发动机10的目标转速Nset保持被设定为高速空转转速NHi。因此,在步骤64中,等待操作员操作旋钮32A。在接下来的步骤65中,对操作员是否进行了使转速设定装置32的旋钮32A降到设定值“Lo”的位置的操作进行判定,即对是否进行了使发动机10的目标转速Nset降到低速空转转速NLo的操作进行判定。在步骤65判定为“否”的期间,例如等待操作员进行基于手动的旋钮32A的变更操作。
[0153] 当在步骤65判定为“是”时,由于操作员按照报知装置37的报知内容进行了使发动机10的目标转速Nset降到比泵气蚀极限转速Nca低的转速(即,低速空转转速NLo)的操作,因此向步骤66转移,执行解除低速空转转速NLo的运转的控制。
[0154] 因此,在发动机10的目标转速Nset降到与低速空转转速NLo对应的转速,并且解除了上述的控制的状态下,返回到步骤56的处理。由此,司机室8内的操作员能够将基于转速设定装置32的旋钮32A的设定值从“Lo”的位置向“Hi”的位置上升到任意的设定值。
[0155] 即,在步骤56的控制处理中,能够进行发动机10的转速控制,以使发动机10的转速N成为与转速设定装置32选择出的目标转速Nset对应的转速。即,通过操作员在设定值“Lo”~“Hi”的范围可变地操作转速设定装置32的旋钮32A,能够在从低速空转转速NLo到高速空转转速NHi的范围内可变地控制发动机10的目标转速Nset,能够进行与作业内容对应的发动机10的转速控制。
[0156] 因此,在这样构成的第四实施方式也能够抑制发动机10的低温启动时气蚀的产生,能够与第一实施方式同样地实现稳定的发动机10的启动控制。特别是在第四实施方式中构成为:当启动时的冷却水的温度T降到预定温度Tw1以下时,进行将发动机10的目标转速暂时置换为基于发动机启动用的固定设定值的临时的目标转速(即,低速空转转速NLo)。
[0157] 因此,能够按照比转速设定装置32的设定值低的固定设定值(即,低速空转转速NLo)来进行发动机10的启动控制,能够将液压泵13的旋转抑制得低从而抑制气蚀的产生。另外,在随着发动机启动后的温度上升工作油的粘度降低、气蚀产生的可能性低的状态的情况下,能够解除基于所述固定设定值的发动机转速的控制。
[0158] 更进一步,可以继续进行基于所述固定设定值的发动机转速的控制直到发动机10的启动后操作员将转速设定装置32的设定值变更为与低速空转转速对应的值为止,在操作员进行了变更操作时,能够解除基于所述固定设定值的发动机转速的控制。由此,之后能够通过按照操作员手动操作的转速(即,从低速空转转速NLo到高速空转转速NHi的范围)可变地进行发动机控制。
[0159] 另外,在所述第四实施方式中,图15所示的步骤52的处理是本发明的构成要件即启动时温度判定处理单元的具体示例,步骤58~61示出了启动控制处理单元的具体示例。另外,步骤62的处理是启动后温度判定处理单元的具体示例,步骤63~66以及步骤56涉及的处理示出了启动后转速控制处理单元的具体示例。
[0160] 另外,在所述各实施方式中列举如下情况为例进行了说明:使用水温传感器30作为检测发动机10的温度状态的温度状态检测器。但是,本发明不限于此,例如也可以使用检测发动机10的吸入空气温度的温度传感器、发动机油的温度传感器、检测工作油的油温的温度传感器、或在发动机10的附近位置检测周围温度(外气温度)的温度传感器来构成检测发动机10的温度状态的温度状态检测器。
[0161] 另外还可以构成为:使用搭载于上部回转体4(车体)的、进行面向车载的复用通信的、作为串行通信部的CAN通信等单元,来进行针对控制装置34的车体控制装置35以及发动机控制装置36的信号输入、输出。
[0162] 另外,在所述的各实施方式中,以搭载了电子控制式的发动机的小型液压挖掘机1为例进行了说明。但是,本发明涉及的搭载了电子控制式发动机的建筑机械并非限制于此,例如也可以应用到中型以上的液压挖掘机。另外,还能够广泛应用于具备了轮式下部行驶体的液压挖掘机、轮式装载机、叉车、液压起重机等建筑机械。
[0163] 符号说明
[0164] 1液压挖掘机(建筑机械)
[0165] 2下部行驶体(车体)
[0166] 4上部回转体(车体)
[0167] 5作业装置
[0168] 6回转架(框架)
[0169] 9配重
[0170] 10发动机
[0171] 11排气管
[0172] 12电子调节器(电子控制式燃料喷射装置)
[0173] 13液压泵
[0174] 15热交换器
[0175] 16废气净化装置
[0176] 24液压致动器
[0177] 25控制阀
[0178] 26引导泵
[0179] 27引导操作阀
[0180] 27A操作杆
[0181] 28启动器
[0182] 29启动开关
[0183] 30水温传感器(温度状态检测器)
[0184] 31旋转检测器
[0185] 32转速设定装置
[0186] 34控制装置
[0187] 35车体控制装置
[0188] 36发动机控制装置
[0189] 37报知装置
[0190] Nca泵气蚀极限转速(阈值)
[0191] Nsr发动机启动识别转速
[0192] Ntem临时的目标转速(临时的设定值)
[0193] NHi高速空转转速
[0194] NLo低速空转转速
[0195] Tw1预定温度
[0196] Tw2判定温度