工程機械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及液壓挖掘機等的工程機械。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，具有如下液壓執(zhí)行機構(gòu)的液壓挖掘機等工程機械是主流，該液壓執(zhí)行機構(gòu)由發(fā)動機驅(qū)動液壓泵，且通過該液壓泵的動力對作業(yè)機進行驅(qū)動操作。但是，近年來，為了謀求發(fā)動機的油耗改善、噪音水準的降低及廢氣量的降低等，開發(fā)了如下的混合動力式工程機械并將其實用化，該工程機械具有能夠由發(fā)動機帶動發(fā)電的液壓泵輔助用的發(fā)電電動機，且具有蓄電設(shè)備(電容器、蓄電池)，該蓄電設(shè)備用于供給驅(qū)動發(fā)電電動機的電力以及用由發(fā)電電動機所產(chǎn)生的電力進行充電。
[0003]例如，在專利文獻I中，記載有一種設(shè)定發(fā)動機輸出的大小的方式，該方式在具有液壓泵、以能夠向液壓泵傳遞動力的方式連接的發(fā)動機、與發(fā)動機獨立且以能夠驅(qū)動液壓泵的方式連接的電動機、和蓄電池的混合動力式作業(yè)機械中，檢測與該混合動力式作業(yè)機械的輸出狀態(tài)相對應(yīng)的變量，且在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時間內(nèi)運算該變量的平均值，并根據(jù)算出的平均值來設(shè)定發(fā)動機輸出的大小。在該方式中，根據(jù)將混合動力式作業(yè)機械的輸出狀態(tài)平均化了的參數(shù)來控制發(fā)動機輸出，因此，能夠平穩(wěn)地改變發(fā)動機輸出，從而能夠使發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定化。
[0004]在先技術(shù)文獻
[0005]專利文獻1:日本特開第2007-262978號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]近年來，伴隨著世界范圍內(nèi)的針對環(huán)境應(yīng)對的動態(tài)，即使在液壓挖掘機等工程機械中，也正在發(fā)展對油耗降低的措施。從這種背景出發(fā)，相對于以往的標準模式還具有重視油耗模式的工程機械正在增加，且在上述的混合動力式工程機械中，該傾向尤其顯著。
[0007]駕駛員通過設(shè)在駕駛室內(nèi)的開關(guān)或觸摸面板對這些模式(以下稱為作業(yè)模式)進行手動設(shè)定的方式是主流，通常，在進行平整作業(yè)那樣的輕負載作業(yè)的情況下選擇重視油耗模式，并在進行除此以外的作業(yè)的情況下選擇以往的標準模式。在重視油耗模式中，大多采用重視油耗并以某種程度抑制液壓執(zhí)行機構(gòu)的輸出(以下稱為作業(yè)輸出)的規(guī)格，且在標準模式中，大多采用能夠最大限度地發(fā)揮作業(yè)輸出的規(guī)格。
[0008]在專利文獻I所述的混合動力式作業(yè)機械中，由于在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時間內(nèi)計算作業(yè)輸出平均值并將其反映在發(fā)動機輸出的大小中，所以在當計算平均值時的作業(yè)模式與當反映發(fā)動機輸出的大小時的作業(yè)模式是相同的情況下，上述方式是有效的。然而，在這些作業(yè)模式不同的情況下，例如，將在重視油耗模式下算出的平均值反映在標準模式的發(fā)動機輸出的大小中的情況下，會因作業(yè)的不同而在作業(yè)輸出與發(fā)動機輸出之間產(chǎn)生盈虧，為了彌補該盈虧，電動機的輸出會變大。該結(jié)果為，當蓄電池充電量的變化增大且蓄電池充電量要超過規(guī)定的使用范圍時，需要限制電動機的輸出，因此無法產(chǎn)生所期望的作業(yè)輸出的可能性會增高。
[0009]對于該課題，使用圖7來具體說明。圖7是表示作業(yè)模式、泵輸出及蓄電池充電量的動作的時間圖。在圖7中，橫軸表示時間，縱軸從上依次表示根據(jù)駕駛員的操作而選擇的作業(yè)模式、液壓泵的輸出和蓄電池的充電量。另外，在表示液壓泵輸出的圖中，用虛線重疊地表示發(fā)動機的輸出，這些輸出通過以發(fā)動機的最大輸出為100 %而規(guī)格化所得的值來表不O
[0010]首先，在時刻to，當駕駛員選擇重視油耗模式來開始作業(yè)時，產(chǎn)生液壓泵的輸出。在此，考慮將發(fā)動機的輸出設(shè)定為90%左右，且燃料重視模式下的液壓泵的平均輸出比90%小的情況。如圖7所示，在液壓泵的輸出比發(fā)動機的輸出小的情況下，進行基于發(fā)電電動機的發(fā)電，且液壓泵的輸出比發(fā)動機的輸出大的情況下進行基于發(fā)電電動機的動力輔助。從由駕駛員選擇了重視油耗模式的時刻to至時刻tl，液壓泵的輸出比發(fā)動機的輸出小的狀態(tài)多，因此通過發(fā)電電動機的發(fā)電電力來增加蓄電池的充電量。
[0011]接著，考慮如下情況:在時刻tl以后，當駕駛員選擇標準模式來進行作業(yè)時，將到時刻tl為止的液壓泵輸出平均值反映在時刻tl以后的發(fā)動機的輸出中。如上述那樣地到時刻tl為止，液壓泵的輸出比發(fā)動機的輸出小的狀態(tài)多，因此發(fā)動機的輸出設(shè)定得小于90%。
[0012]然而，在時刻tl以后，由駕駛員選擇了標準模式，因此液壓泵的輸出比時刻tl以前變高。在該狀態(tài)下，液壓泵的輸出比發(fā)動機的輸出大的狀態(tài)多，因此，通過發(fā)電電動機的動力運行電力而導(dǎo)致蓄電池的充電量急劇地減少。然后，當駕駛員繼續(xù)該作業(yè)而至時刻t2時，由于蓄電池的充電量到達至下限值并超出能夠使用范圍，所以成為如下狀態(tài):為了抑制蓄電池的充電量降低則限制發(fā)電電動機的動力運行輸出而使其不能進行動力輔助。因此，在時刻t2以后，無法進行如由圖中實線所示那樣的液壓泵的輸出。
[0013]像這樣，在將燃料重視模式下算出的液壓泵的輸出平均值反映在標準模式的發(fā)動機的輸出的大小中的情況下，因由駕駛員設(shè)定的作業(yè)模式與該作業(yè)的不同而會在液壓泵的輸出與發(fā)動機的輸出之間產(chǎn)生盈虧，為了彌補該盈虧，發(fā)電電動機的輸出會變大。該結(jié)果為，當蓄電池的充電量的變化增大，且蓄電池的充電量要超過規(guī)定的使用范圍時，需要限制發(fā)電電動機的輸出，因此限制液壓泵的輸出。
[0014]本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)中的實際情況而做出的，其目的在于，提供一種能夠?qū)γ總€作業(yè)模式恰當?shù)卦O(shè)定發(fā)動機輸出的大小的工程機械。
[0015]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的工程機械的特征在于，具有:發(fā)動機；發(fā)電電動機，其能夠由所述發(fā)動機帶動發(fā)電；液壓泵，其能夠由所述發(fā)動機及所述發(fā)電電動機驅(qū)動；液壓執(zhí)行機構(gòu)，其通過所述液壓泵的動力對作業(yè)機進行驅(qū)動操作；蓄電設(shè)備，其用于進行驅(qū)動所述發(fā)電電動機的電力的供給以及由所述發(fā)電電動機所產(chǎn)生的電力的充電；作業(yè)模式選擇裝置，其根據(jù)駕駛員的操作而從多個作業(yè)模式中選擇任意一種作業(yè)模式；和發(fā)動機輸出設(shè)定部，其根據(jù)由所述作業(yè)模式選擇裝置所選擇的作業(yè)模式來設(shè)定所述發(fā)動機的輸出的大小，對于每個所述作業(yè)模式來存儲過去輸出的作業(yè)輸出的大小的歷史記錄，所述發(fā)動機輸出設(shè)定部反映相對于與本次選擇的所述作業(yè)模式相同的作業(yè)模式的、所述過去作業(yè)輸出的大小的歷史記錄，來設(shè)定本次選擇的所述作業(yè)模式下的所述發(fā)動機輸出的大小。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]本發(fā)明具有上述構(gòu)成，由此能夠?qū)Ω鶕?jù)駕駛員的操作而選擇的每個作業(yè)模式恰當?shù)卦O(shè)定發(fā)動機輸出的大小。另外，上述以外的課題、構(gòu)成及效果可以通過以下實施方式的說明來明確。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的實施方式的液壓挖掘機的側(cè)視圖。
[0019]圖2是圖1所示的液壓挖掘機的主要電動/液壓設(shè)備的系統(tǒng)構(gòu)成圖。
[0020]圖3是表示圖2所示的控制單元(HCU100)的電氣構(gòu)成的構(gòu)成圖。
[0021]圖4是表示圖2所示的控制單元(HCU100)的處理內(nèi)容的控制流程圖。
[0022]圖5是表示在圖1所示的液壓挖掘機中，作業(yè)模式、泵輸出以及蓄電池充電量的動作的時間圖。
[0023]圖6是表示在圖1所示的液壓挖掘機中，根據(jù)駕駛員的操作而選擇的作業(yè)模式的判定方法及其實施例的圖。
[0024]圖7是表示在以往技術(shù)的液壓挖掘機中，作業(yè)模式、泵輸出以及蓄電池充電量的動作的時間圖。
【具體實施方式】
[0025]以下，參照附圖對本發(fā)明工程機械的一個實施方式進行說明。圖1是本發(fā)明的實施方式的液壓挖掘機的側(cè)視圖。圖1所示的液壓挖掘機的構(gòu)成為，主要具有:下部行駛體10 ;能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)在下部行駛體10上的上部旋轉(zhuǎn)體20 ;駕駛室5 ;設(shè)在上部旋轉(zhuǎn)體20上且進行各種作業(yè)的作業(yè)機30 ;以及驅(qū)動作業(yè)機30的液壓執(zhí)行機構(gòu)。
[0026]下部行駛體10由一對履帶11及履帶架12、對各履帶11獨立地進行驅(qū)動控制的一對行駛用液壓馬達和減速機構(gòu)等(未圖示)構(gòu)成。
[0027]上部旋轉(zhuǎn)體20由旋轉(zhuǎn)架21、設(shè)在旋轉(zhuǎn)架21上的發(fā)動機22、能夠由發(fā)動機22發(fā)電的發(fā)電電動機23、旋轉(zhuǎn)用液壓馬達(以下稱為旋轉(zhuǎn)馬達)25、與發(fā)電電動機23電連接的蓄電池(蓄電設(shè)備)24、對旋轉(zhuǎn)馬達25的旋轉(zhuǎn)進行減速的減速機構(gòu)(未圖示)、和用于通過旋轉(zhuǎn)馬達25的驅(qū)動力而使上部旋轉(zhuǎn)體20 (旋轉(zhuǎn)架21)相對于下部行駛體10旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)26等構(gòu)成。
[0028]作業(yè)機30構(gòu)成為，主要具有:動臂31、旋轉(zhuǎn)自如地軸支承在動臂31的前端部附近的斗桿33、和能夠旋轉(zhuǎn)地軸支承在斗桿33的前端部附近的鏟斗35。作業(yè)機30由液壓執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動。具體而言，由動臂液壓缸32驅(qū)動動臂31，由斗桿液壓缸34驅(qū)動斗桿33，由鏟斗液壓缸36驅(qū)動鏟斗35。
[0029]另外，在上部旋轉(zhuǎn)體20的旋轉(zhuǎn)架21上，搭載有包括液壓泵41和控制閥42的液壓系統(tǒng)40，其中，液壓泵41產(chǎn)生用于驅(qū)動動臂液壓缸32、斗桿液壓缸34、鏟斗液壓缸36、旋轉(zhuǎn)馬達25以及行駛用液壓馬達(未圖示)等液壓執(zhí)行機構(gòu)的液壓，控制閥42用于對各液壓執(zhí)行機構(gòu)進行