作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置、作業(yè)機(jī)械以及作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對設(shè)置在作業(yè)機(jī)械中并作為動力源的動力機(jī)械進(jìn)行控制的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]作業(yè)機(jī)械例如具有內(nèi)燃機(jī)作為動力源，該動力源產(chǎn)生用于行走的動力或用于使作業(yè)機(jī)動作的動力。近年來，例如有如專利文獻(xiàn)I中記載的作業(yè)機(jī)械:組合內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電電動機(jī)，將內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的動力作為作業(yè)機(jī)械的動力，并且通過由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動發(fā)電電動機(jī)來產(chǎn)生電力。
[0003]專利文獻(xiàn)I:日本特開2012-241585號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]作業(yè)機(jī)械中具備回轉(zhuǎn)體的的作業(yè)機(jī)械如果在回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生操作員預(yù)料之外的液壓油溢流，則會存在內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速增加的情況。例如，在內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)負(fù)荷而變動的作業(yè)機(jī)械中，如果在未預(yù)料到液壓油溢流的操作中產(chǎn)生液壓油溢流，則會存在內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速由于負(fù)荷變動而上升的情況。在作業(yè)機(jī)械的操作員不能容許該轉(zhuǎn)速上升的情況下，存在操作員會感覺到不適感的可能性。
[0005]本發(fā)明的方式的目的在于，在具有回轉(zhuǎn)體的作業(yè)機(jī)械中，在進(jìn)行伴隨有回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)的操作時，抑制內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的上升。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供一種作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置，其對上述作業(yè)機(jī)械的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制，上述作業(yè)機(jī)械具有:回轉(zhuǎn)體;作業(yè)機(jī)，其安裝于上述回轉(zhuǎn)體;液壓驅(qū)動器，其使上述作業(yè)機(jī)動作;液壓栗，其使上述液壓驅(qū)動器動作；以及上述內(nèi)燃機(jī)，其驅(qū)動上述液壓栗并且其轉(zhuǎn)速根據(jù)負(fù)荷而變動，上述作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置包括:判斷部，其判斷不需要上述作業(yè)機(jī)進(jìn)行作業(yè)的條件是否成立；以及動力機(jī)械控制部，其在上述條件成立的情況下使溢流時控制有效，在上述條件不成立的情況下使上述溢流時控制無效，上述溢流時控制為，基于上述液壓栗排出的液壓油被溢流的情況下上述液壓栗吸收的馬力，來決定上述內(nèi)燃機(jī)的作為目標(biāo)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置，在第一方式涉及的作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置中，上述條件為至少是處于診斷上述作業(yè)機(jī)械的情況下即診斷時以及處于對上述作業(yè)機(jī)械所具有的回轉(zhuǎn)體的回轉(zhuǎn)進(jìn)行固定的情況下即回轉(zhuǎn)鎖定時中的任一方。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，提供作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置，在第一方式或第二方式涉及的作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置中，上述液壓驅(qū)動器是液壓缸。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，提供作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置，在第一方式至第三方式中任一個涉及的作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置中，上述作業(yè)機(jī)械包括:發(fā)電電動機(jī)，其由上述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動；以及蓄電裝置，其對上述發(fā)電電動機(jī)產(chǎn)生的電力進(jìn)行蓄積，并將蓄積的電力供給到上述發(fā)電電動機(jī)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，提供一種作業(yè)機(jī)械，其包括第一方式至第四方式中任一個涉及的作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制裝置。
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明的第六方式，提供一種作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制方法，用于對上述作業(yè)機(jī)械的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制，上述作業(yè)機(jī)械具有:回轉(zhuǎn)體;作業(yè)機(jī)，其安裝于上述回轉(zhuǎn)體;液壓驅(qū)動器，其使上述作業(yè)機(jī)動作;液壓栗，其使上述液壓驅(qū)動器動作；以及上述內(nèi)燃機(jī)，其驅(qū)動上述液壓栗并且其轉(zhuǎn)速根據(jù)負(fù)荷而變動，上述作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制方法，當(dāng)對上述作業(yè)機(jī)械的上述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制時，包括:判斷不需要上述作業(yè)機(jī)進(jìn)行作業(yè)的條件是否成立；以及在上述條件成立的情況下使溢流時控制有效，在上述條件不成立的情況下使上述溢流時控制無效，上述溢流時控制為，基于上述液壓栗排出的液壓油被溢流的情況下上述液壓栗吸收的馬力，來決定上述內(nèi)燃機(jī)的作為目標(biāo)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0012]本發(fā)明的方式在具有回轉(zhuǎn)體的作業(yè)機(jī)械中，在進(jìn)行伴隨有回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)的操作時，能夠抑制內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的上升。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示作為實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的液壓挖掘機(jī)的立體圖。
[0014]圖2是表示實(shí)施方式涉及的液壓挖掘機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)的概略圖。
[0015]圖3是表示實(shí)施方式涉及的動力機(jī)械的控制所利用的轉(zhuǎn)矩線圖的一個示例的圖。
[0016]圖4是用于說明溢流時控制的圖。
[0017]圖5是用于說明在液壓油溢流時執(zhí)行溢流時控制的情況下的內(nèi)燃機(jī)的動作的圖。
[0018]圖6是表示發(fā)動機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)示例的圖。
[0019]圖7是發(fā)動機(jī)控制器所具有的判斷部的控制模塊圖。
[0020]圖8是發(fā)動機(jī)控制器所具有的動力機(jī)械控制部的控制模塊圖。
[0021]圖9是發(fā)動機(jī)控制器所具有的目標(biāo)輸出運(yùn)算部的控制模塊圖。
[0022]圖10是表示實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的動力機(jī)械控制方法的一個示例的流程圖。
[0023]符號說明
[0024]I液壓挖掘機(jī)
[0025]5上部回轉(zhuǎn)體
[0026]17內(nèi)燃機(jī)
[0027]18液壓栗
[0028]I Sr溢流閥
[0029]19發(fā)電電動機(jī)
[0030]20控制閥
[0031]20a栗壓檢測部
[0032]22蓄電裝置
[0033]23混合動力控制器
[0034]26L、26R 操作桿
[0035]30發(fā)動機(jī)控制器
[0036]30C動力機(jī)械控制部
[0037]30E目標(biāo)輸出運(yùn)算部
[0038]30M存儲部
[0039]30P處理部
[0040]3010輸入輸出部[0041 ]30J判斷部
[0042]33栗控制器
[0043]36動力機(jī)械
[0044]37回轉(zhuǎn)鎖定開關(guān)
[0045]38顯示器
[0046]50回轉(zhuǎn)狀態(tài)輸出部
[0047]51運(yùn)轉(zhuǎn)模式輸出部
[0048]52邏輯或運(yùn)算部
[0049]53邏輯積運(yùn)算部
[0050]54最大值選擇部[0051 ]55溢流判斷部
[0052]56加減法計算部
[0053]57選擇部
[0054]58最大值選擇部
[0055]59目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部
【具體實(shí)施方式】
[0056]參照附圖來詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式(實(shí)施方式)。
[0057]作業(yè)機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)
[0058]圖1是表示作為實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的液壓挖掘機(jī)I的立體圖。液壓挖掘機(jī)I具有車輛主體2和作業(yè)機(jī)3。車輛主體2具有下部行走體4和上部回轉(zhuǎn)體5。下部行走體4具有一對行走裝置4a、4a。各行走裝置4a、4a分別具有履帶4b、4b。各行走裝置4a、4a具有行走馬達(dá)21。圖1所示的行走馬達(dá)21驅(qū)動左側(cè)的履帶4b。圖1中沒有記載，不過液壓挖掘機(jī)I還具有驅(qū)動右側(cè)履帶4b的行走馬達(dá)。將驅(qū)動左側(cè)履帶4b的行走馬達(dá)稱為左行走馬達(dá)，將驅(qū)動右側(cè)履帶4b的行走馬達(dá)稱為右行走馬達(dá)。右行走馬達(dá)和左行走馬達(dá)分別驅(qū)動履帶4b、4b，由此使液壓挖掘機(jī)I行走或回轉(zhuǎn)。
[0059]作為回轉(zhuǎn)體的一個示例的上部回轉(zhuǎn)體5可回轉(zhuǎn)地設(shè)置在下部行走體4上。液壓挖掘機(jī)I通過用于使上部回轉(zhuǎn)體5回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)馬達(dá)而使其回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)可以是將電力變換成旋轉(zhuǎn)力的電動馬達(dá)，可以是將液壓油的壓力(液壓)變換成旋轉(zhuǎn)力的液壓馬達(dá)，也可以是液壓馬達(dá)和電動馬達(dá)的組合。在實(shí)施方式中，回轉(zhuǎn)馬達(dá)是電動馬達(dá)。
[0060]上部回轉(zhuǎn)體5具有駕駛室6。上部回轉(zhuǎn)體5還具有燃料箱7、液壓油箱8、動力機(jī)械室9和配重10。燃料箱7貯存用于驅(qū)動發(fā)動機(jī)的燃料。液壓油箱8貯存從液壓栗向動臂缸14、斗桿缸15和鏟斗缸16等液壓缸、以及行走馬達(dá)21等液壓驅(qū)動器排出的液壓油。動力機(jī)械室9收納作為液壓挖掘機(jī)的動力源的動力機(jī)械和向液壓設(shè)備供給液壓油的液壓栗等設(shè)備。配重10配置在動力機(jī)械室9的后方。在上部回轉(zhuǎn)體5的上部安裝有扶手5T。
[0061]作業(yè)機(jī)3安裝在上部回轉(zhuǎn)體5的前部中央位置。作業(yè)機(jī)3具有動臂11、斗桿12、鏟斗13、動臂缸14、斗桿缸15、以及鏟斗缸16。動臂11的基端部用銷結(jié)合于上部回轉(zhuǎn)體5。通過這樣的結(jié)構(gòu)，動臂11相對于上部回轉(zhuǎn)體5動作。
[0062]動臂11與斗桿12用銷結(jié)合。更具體而言，動臂11的前端部與斗桿12的基端部用銷結(jié)合。斗桿12的前端部與鏟斗13用銷結(jié)合。通過這樣的結(jié)構(gòu)，斗桿12相對于動臂11動作。此夕卜，鏟斗13相對于斗桿12動作。
[0063]動臂缸14、斗桿缸15和鏟斗缸16是由從液壓栗排出的液壓油驅(qū)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。這樣，作為液壓驅(qū)動器的動臂缸14、斗桿缸15和鏟斗缸16使作業(yè)機(jī)3動作。
[0064]液壓挖掘機(jī)I的驅(qū)動系統(tǒng)IPS
[0065]圖2是表示實(shí)施方式涉及的液壓挖掘機(jī)I的驅(qū)動系統(tǒng)的概略圖。在實(shí)施方式中，液壓挖掘機(jī)I是混合動力作業(yè)機(jī)械，其組合有:內(nèi)燃機(jī)17、由內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電電動機(jī)19、積蓄電力的蓄電裝置22、供給由發(fā)電電動機(jī)19產(chǎn)生的電力或從蓄電裝置22釋放的電力來進(jìn)行驅(qū)動的電動機(jī)。更具體而言，液壓挖掘機(jī)I通過電動機(jī)24(以下可稱為“回轉(zhuǎn)馬達(dá)24”)使上部回轉(zhuǎn)體5回轉(zhuǎn)。在實(shí)施方式中，液壓挖掘機(jī)I除了是混合動力作業(yè)機(jī)械之外，也可以是例如不具有發(fā)電電動機(jī)19的作業(yè)機(jī)械。
[0066]液壓挖掘機(jī)I具有內(nèi)燃機(jī)17、液壓栗18、發(fā)電電動機(jī)19和回轉(zhuǎn)馬達(dá)24。內(nèi)燃機(jī)17是液壓挖掘機(jī)I的動力源。在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17是柴油發(fā)動機(jī)。發(fā)電電動機(jī)19與內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17S連結(jié)。通過這樣的結(jié)構(gòu)，發(fā)電電動機(jī)19由內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動而產(chǎn)生電力。此外，在內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生的動力不足時，發(fā)電電動機(jī)19由蓄電裝置22供給的電力驅(qū)動，來輔助內(nèi)燃機(jī)17。
[0067]在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17是柴油發(fā)動機(jī)，不過不局限于此。發(fā)電電動機(jī)19例如是SR(開關(guān)磁阻)馬達(dá)，不過不局限于此。在實(shí)施方式中，發(fā)電電動機(jī)19的轉(zhuǎn)子19R與內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17S直接連結(jié)，不過不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如發(fā)電電動機(jī)19的轉(zhuǎn)子19R與內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17S也可以經(jīng)由PT0(Power Take Off:動力輸出裝置)連接。發(fā)電電動機(jī)19的轉(zhuǎn)子19R也可以連結(jié)于與內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17S連接的減速器等傳遞裝置，而由內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動。在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17和發(fā)電電動機(jī)19的組合成為液壓挖掘機(jī)I的動力源。將內(nèi)燃機(jī)17和發(fā)電電動機(jī)19的組合稱為動力機(jī)械36。動力機(jī)械36是組合內(nèi)燃機(jī)17和發(fā)電電動機(jī)19的、產(chǎn)生作為作業(yè)機(jī)械的液壓挖掘機(jī)I所需的動力的混合動力方式的動力機(jī)械。
[0068]液壓栗18向液壓驅(qū)動器供給液壓油，來使其動作。在本實(shí)施方式中，液壓栗18例如使用斜板式液壓栗這樣的可變?nèi)萘啃鸵簤豪?。液壓?8的輸入部181與動力傳遞軸19S連結(jié)，該動力傳遞軸19S連結(jié)于發(fā)電電動機(jī)19的轉(zhuǎn)子。通過這樣的結(jié)構(gòu)，液壓栗18由內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動。
[0069]從與液壓栗18排出液壓油的排出口連接的第一配管18T分支出向溢流閥ISr導(dǎo)入液壓油的第二配管18TS。在第二配管18TS安裝溢流閥18r。溢流閥ISr當(dāng)達(dá)到預(yù)先決定的壓力就打開，來釋放液壓油。溢流閥ISr抑制