專利名稱：建筑機械及建筑機械的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備作為驅(qū)動源的相互連接的發(fā)動機及發(fā)電電動機并具 備由發(fā)動機及發(fā)電電動機驅(qū)動的液壓泵的建筑機械及建筑機械的控制方 法。
背景技術(shù)：
以往，將相互連接的發(fā)動機及發(fā)電電動機作為驅(qū)動源的混合動力車 輛，具備在與發(fā)電電動機之間進行電力授受的蓄電器、將蓄電器的電壓升 壓的升壓器、對發(fā)電電動機進行驅(qū)動的逆變器等電氣設(shè)備。這些電氣設(shè)備 若過度積存熱量則會發(fā)生破損，有時會導致混合動力車輛的系統(tǒng)不能動作 的狀態(tài)。為了解決該問題，已開發(fā)出了通過適當冷卻混合動力車輛所具備 的電氣設(shè)備來防止電氣設(shè)備過熱的技術(shù)(例如，參照專利文獻l)。
專利文獻l:日本特開2005 — 344524號公報
為了可靠地避免混合動力車輛的系統(tǒng)變成不能動作，優(yōu)選在對電氣設(shè) 備進行冷卻的基礎(chǔ)上還將蓄電器大容量化。然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，若 將蓄電器大容量化，則隨著該大容量化不得不將冷卻系統(tǒng)大型化、復雜化， 從而在重量、蓄電裝置及冷卻系統(tǒng)的搭載空間、成本方面等出現(xiàn)了問題。
另外，對于還包括由發(fā)動機及發(fā)電電動機驅(qū)動的液壓泵的混合動力型 的建筑機械來說，在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速小于規(guī)定的設(shè)定轉(zhuǎn)速的低速區(qū)域中進行 使發(fā)動機的輸出與液壓泵的泵吸收馬力匹配的低速匹配時，有可能會因操 作指示反復輸入而造成電氣設(shè)備過熱。以下，對這一點進行更為詳細的說 明。
在進行低速匹配時，在沒有操作指示輸入的期間，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)為低速。 因此，在進行了操作指示輸入時，必須使發(fā)動機旋轉(zhuǎn)迅速從低速向高速上 升。在使發(fā)動機旋轉(zhuǎn)迅速從低速向高速上升時，需要將發(fā)電電動機作為電 動機進行驅(qū)動來輔助發(fā)動機旋轉(zhuǎn)。若將發(fā)電電動機作為電動機進行驅(qū)動，則在電氣設(shè)備中增加負荷而產(chǎn)生熱。因而，若反復進行發(fā)電電動機的驅(qū)動， 則電氣設(shè)備有可能超過額定溫度而過熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而實現(xiàn)的，目的在于提供通過簡單的結(jié)構(gòu)能夠 可靠地防止所搭載的電氣設(shè)備過熱的建筑機械及建筑機械的控制方法。
為了解決上述問題、達到目的，本發(fā)明的建筑機械，包括相互連接 的發(fā)動機及發(fā)電電動機；對所述發(fā)電電動機發(fā)出的電力進行蓄積且向所述
發(fā)電電動機供給電力的蓄電器；由所述發(fā)動機及所述發(fā)電電動機驅(qū)動的液
壓泵；被供給從所述液壓泵噴出的壓力油的液壓促動器；對所述液壓促動 器進行操作的操作機構(gòu)，所述建筑機械的特征在于，還包括泵目標噴出 流量算出機構(gòu)，其基于所述操作機構(gòu)的操作量算出所述液壓泵的泵目標噴 出流量；溫度檢測機構(gòu)，其檢測該建筑機械所搭載的電氣設(shè)備的溫度；存 儲機構(gòu)，其將在所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速的低速區(qū)域中進行使所述 發(fā)動機的輸出與所述液壓泵的泵吸收馬力匹配的低速匹配時所述發(fā)動機 能夠獲取的最小轉(zhuǎn)速即發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速，以所述電氣設(shè)備的溫度的函數(shù)即 隨著該溫度的上升而增加或取恒定值的函數(shù)的方式進行存儲；發(fā)動機最小 轉(zhuǎn)速算出機構(gòu)，其基于所述電氣設(shè)備的溫度及所述存儲機構(gòu)中存儲的所述 函數(shù)，算出與所述溫度檢測機構(gòu)檢測出的所述電氣設(shè)備的溫度對應的發(fā)動 機最小轉(zhuǎn)速；發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速候補生成機構(gòu)，其生成所述泵目標噴出流量 算出機構(gòu)算出的泵目標噴出流量的轉(zhuǎn)速換算值及所述發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算 出機構(gòu)算出的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速中的最大值，作為發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速的候補。
另外，本發(fā)明的建筑機械，根據(jù)上述建筑機械，其特征在于，所述電 氣設(shè)備是所述蓄電器。
另外，本發(fā)明的建筑機械，根據(jù)上述建筑機械，其特征在于，所述建 筑機械還包括將所述蓄電器的電壓升壓并輸出的升壓器，所述電氣設(shè)備是 所述升壓器。
另外，本發(fā)明的建筑機械，根據(jù)上述建筑機械，其特征在于，所述建 筑機械還包括將所述蓄電器的電壓升壓并輸出的升壓器，所述電氣設(shè)備是 所述蓄電器及所述升壓器，所述發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出機構(gòu)算出分別與所述溫度檢測機構(gòu)檢測出的所述蓄電器的溫度及所述升壓器的溫度對應的第 一及第二發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的建筑機械的控制方法，所述建筑機械包括相互連接的發(fā)動 機及發(fā)電電動機；對所述發(fā)電電動機發(fā)出的電力進行蓄積且向所述發(fā)電電 動機供給電力的蓄電器；由所述發(fā)動機及所述發(fā)電電動機驅(qū)動的液壓泵；
被供給從所述液壓泵噴出的壓力油的液壓促動器；對所述液壓促動器進行 操作的操作機構(gòu)，所述建筑機械的控制方法的特征在于，包括泵目標噴 出流量算出步驟，其基于所述操作機構(gòu)的操作量算出所述液壓泵的泵目標 噴出流量；溫度檢測步驟，其檢測該建筑機械所搭載的電氣設(shè)備的溫度； 發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出步驟，其利用在所述溫度檢測步驟中檢測出的所述電 氣設(shè)備的溫度，算出在所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速的低速區(qū)域中進行 使所述發(fā)動機的輸出與所述液壓泵的泵吸收馬力匹配的低速匹配時所述 發(fā)動機能夠獲取的最小轉(zhuǎn)速即發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速；發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速候補生成 步驟，其生成在所述泵目標噴出流量算出步驟中算出的泵目標噴出流量的 轉(zhuǎn)速換算值及在所述發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出步驟中算出的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速 中的最大值作為發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速的候補，所述發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速是所述電氣 設(shè)備的溫度的函數(shù)即隨著該溫度的上升而增加或取恒定值的函數(shù)。 發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，進行低速匹配時的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速隨著電氣設(shè)備的溫度 的上升而上升或取恒定值，所以發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)變動幅度縮小.，龜氣設(shè)備的 負荷降低。其結(jié)果，能夠抑制電氣設(shè)備的溫度上升。因而，不依賴于蓄電 器的大容量化，能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)可靠地防止所搭載的電氣設(shè)備的過 執(zhí)。


圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的建筑機械的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明的一實施方式的建筑機械(液壓挖掘機)的外部結(jié) 構(gòu)的圖。
圖3是表示本發(fā)明的一實施方式的建筑機械的控制方法的處理概要的 流程圖。圖4是表示圖3所示的流程圖的更為詳細的內(nèi)容的控制模塊圖。
圖5是表示發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第二候補算出部所參照的函數(shù)關(guān)系的圖。
圖6是表示發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第三候補算出部所參照的函數(shù)關(guān)系的圖。
圖中l(wèi)-液壓挖掘機；2-發(fā)動機；3-液壓泵；5-泵控制閥；6-控制器; 7、 8、 9-液壓傳感器；10-PT0軸；11-發(fā)電電動機；12-蓄電器；13、 17-
溫度傳感器；16-升壓器；50-液壓促動器目標流量算出部；51-動臂目標 流量算出部；52-斗桿目標流量算出部；53-,產(chǎn)斗目標流量算出部；54-回 旋馬達速度指令部；55-右行駛目標流量算出部；56-左行駛目標流量算出 部；58-回旋流量算出部；60-泵目標噴出流量算出部；61-發(fā)動機目標轉(zhuǎn) 速第一候補算出部；62-發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第二候補算出部；63-發(fā)動機目標 轉(zhuǎn)速第三候補算出部；66-第二發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速設(shè)定部；68-泵輸出限制算
出部；69-第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速算出部；70-最小值選擇部；80-存儲裝置；102-
回旋控制器；103-回旋馬達；105-回旋速度傳感器；201-行駛體；202-回
旋體；203-動臂;204-斗桿；205-鏟斗。
具體實施例方式
以下，參照附圖對用于實施本發(fā)明的最佳方式(以后，稱為"實施方 式")進行說明。圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的建筑機械的整體結(jié)構(gòu) 的圖。本實施方式中，作為建筑機械假定的是具有挖掘功能的液壓挖掘機。
圖2是表示液壓挖掘機的外觀結(jié)構(gòu)的圖。該圖所示的液壓挖掘機1包 括行駛體201和回旋體202。行駛體201由左右履帶構(gòu)成。在回旋體202 上安裝有由動臂203、斗桿204、鏟斗205構(gòu)成的工作機。
在液壓挖掘機1中，在動臂工作缸31的驅(qū)動下動臂203動作，在斗 桿工作缸32的驅(qū)動下斗桿204動作，在鏟斗工作缸33的驅(qū)動下鏟斗205 動作。另外，在右行駛馬達35、左行駛馬達36各自的驅(qū)動下，右履帶、 左履帶進行旋轉(zhuǎn)。此外，動臂工作缸31、斗桿工作缸32、鏟斗工作缸33 是液壓工作缸，右行駛馬達35、左行駛馬達36是液壓馬達。
發(fā)動機2是柴油發(fā)動機，其輸出(馬力)的控制通過調(diào)節(jié)向工作缸內(nèi) 噴射的燃料量來進行。該調(diào)節(jié)通過控制在發(fā)動機2的燃料噴射泵上設(shè)置的 調(diào)節(jié)器4來進行。
7控制器6向調(diào)節(jié)器4輸出用于將發(fā)動機轉(zhuǎn)速設(shè)為目標轉(zhuǎn)速n一com的旋 轉(zhuǎn)指令值。調(diào)節(jié)器4使燃料噴射量增減，以獲得目標轉(zhuǎn)速n一com。
發(fā)動機2的輸出軸通過PT0軸10與發(fā)電電動機11的驅(qū)動軸連接。發(fā) 電電動機ll進行發(fā)電作用和電動作用。即，發(fā)電電動機ll一方面作為電 動機(馬達)動作，另一方面還作為發(fā)電機動作。
發(fā)電電動機11還作為使發(fā)動機2起動的起動器發(fā)揮作用。起動器開 關(guān)接通時，發(fā)電電動機11進行電動作用，使發(fā)動機2的輸出軸以低旋轉(zhuǎn) (例如400 500rpm)旋轉(zhuǎn)，并使發(fā)動機2起動。
發(fā)電電動機11由發(fā)電電動機控制器100控制扭矩。發(fā)電電動機控制 器100根據(jù)從控制器6輸出的發(fā)電電動機指令值GEN—com對發(fā)電電動機11 進行扭矩控制。
發(fā)電電動機控制器100通過直流電源線與蓄電器12電連接。此外， 控制器6以蓄電器12為電源進行動作。
蓄電器12由電容器及蓄電池等構(gòu)成，對發(fā)電電動機11發(fā)電作用時發(fā) 出的電力進行蓄積(充電)。蓄電器12將蓄電器12中蓄積的電力向發(fā)電 電動機控制器100供給。蓄電器12由電容器、鉛電池、鎳氫電池、或鋰 離子電池等的任一個實現(xiàn)。蓄電器12的內(nèi)部溫度BATT—temp由溫度傳感 器13 (溫度檢測機構(gòu))測量，并輸入給控制器6。
在蓄電器12與發(fā)電電動機控制器100及回旋控制器102之間，設(shè)有 將蓄電器12的電壓升壓并輸出的升壓器16。升壓器16的內(nèi)部溫度 CNV一temp由溫度傳感器17 (溫度檢測機構(gòu))測量，并輸入給控制器6。
在發(fā)動機2的輸出軸上通過PT0軸10連接有液壓泵3的驅(qū)動軸，通 過發(fā)動機2的輸出軸的旋轉(zhuǎn)，液壓泵3進行驅(qū)動。液壓泵3是可變?nèi)萘啃?的液壓泵，通過斜板的傾轉(zhuǎn)角的變化來改變?nèi)萘縬 (cc/rev)。
從液壓泵3以噴出壓力PRp、流量Q (cc/min)噴出的壓力油，分別 供給到動臂用操作閥21、斗桿用操作閥22、鏟斗用操作閥23、右行駛用 操作閥25、左行駛用操作閥26。泵噴出壓力PRp由液壓傳感器7進行檢 測，將液壓檢測信號輸入給控制器6。
從動臂用操作閥21、斗桿用操作閥22、鏟斗用操作閥23、右行駛用 操作閥25、左行駛用操作閥26輸出的壓力油，分別供給到動臂工作缸31、斗桿工作缸32、,產(chǎn)斗工作缸33、右行駛馬達35、左行駛馬達36。由此， 動臂工作缸31、斗桿工作缸32、鏟斗工作缸33、右行駛馬達35、左行駛 馬達36分別被驅(qū)動，動臂203、斗桿204、鏟斗205、行駛體201的右履 帶、行駛體201的左履帶動作。
面向液壓挖掘機1的駕駛席的前方，在右側(cè)設(shè)有作業(yè)回旋用右操作桿 41及行駛用右操作桿43。另外，面向液壓挖掘機1的駕駛室的前方，在 左側(cè)設(shè)有作業(yè)回旋用左操作桿42及行駛用左操作桿44。
作業(yè)回旋用右操作桿41是用于使動臂203、鏟斗205動作的操作桿， 根據(jù)操作方向使動臂203、鏟斗205動作，并且以與操作量對應的速度使 動臂203、鏟斗205動作。
在作業(yè)回旋用右操作桿41上設(shè)有檢測操作方向、操作量的傳感器45。 傳感器45將表示作業(yè)回旋用右操作桿41的操作方向、操作量的桿信號輸 入給控制器6。在作業(yè)回旋用右操作桿41被沿使動臂203動作的方向操作 時，根據(jù)相對于作業(yè)回旋用右操作桿41的中立位置的傾動方向、傾動量， 將表示動臂提升操作量、動臂下降操作量的動臂桿信號Lbo輸入給控制器 6。另外，在作業(yè)回旋用右操作桿41被沿使鏟斗動作的方向操作時，根據(jù) 相對于作業(yè)回旋用右操作桿41的中立位置的傾動方向、傾動量，將表示 鏟斗挖掘操作量、鏟斗翻卸操作量的鏟斗桿信號Lbk輸入給控制器6。
在作業(yè)回旋用右操作桿41被沿使動臂203動作的方向操作時，將與 作業(yè)回旋用右操作桿41的傾動量對應的先導壓力(PPC壓力)PRbo施加 給動臂用操作閥21的各先導口中與桿傾動方向(動臂提升方向、動臂下 降方向)對應的先導口 21a。
同樣，在作業(yè)回旋用右操作桿41被沿使鏟斗205動作的方向操作時， 將與作業(yè)回旋用右操作桿41的傾動量對應的先導壓力(PPC壓力)PRbk 施加給鏟斗用操作閥23的各先導口中與桿傾動方向(鏟斗挖掘方向、鏟 斗翻卸方向)對應的先導口 23a。
作業(yè)回旋用左操作桿42是用于使斗桿204、回旋體202動作的操作桿， 根據(jù)操作方向使斗桿204、回旋體202動作，并且以與操作量對應的速度 使斗桿204、回旋體202動作。
在作業(yè)回旋用左操作桿42上設(shè)有檢測操作方向、操作量的傳感器46。
9傳感器46將表示作業(yè)回旋用左操作桿42的操作方向、操作量的桿信號輸 入給控制器6。在作業(yè)回旋用左操作桿42被沿使斗桿204動作的方向操作 時，根據(jù)相對于作業(yè)回旋用左操作桿42的中立位置的傾動方向、傾動量， 將表示斗桿挖掘操作量、斗桿翻卸操作量的斗桿桿信號Lar輸入給控制器 6。另外，在作業(yè)回旋用左操作桿42被沿使回旋體202動作的方向操作時， 根據(jù)相對于作業(yè)回旋用左操作桿42的中立位置的傾動方向、傾動量，將 表示右回旋操作量、左回旋操作量的回旋桿信號Lsw輸入給控制器6。
在作業(yè)回旋用左操作桿42被沿使斗桿動作的方向操作時，將與作業(yè) 回旋用左操作桿42的傾動量對應的先導壓力(PPC壓力)PRar施加給斗 桿用操作閥22的各先導口中與桿傾動方向(斗桿挖掘方向、斗桿翻卸方 向)對應的先導口 22a。
行駛用右操作桿43、行駛用左操作桿44是用于使右履帶、左履帶分
別動作的操作桿，根據(jù)操作方向使履帶動作，并且以與操作量對應的速度 使履帶動作。
將與行駛用右操作桿43的傾動量對應的行駛右先導壓力(PPC壓力) PRcr施加給右行駛用操作閥25的先導口 25a。
行駛右先導壓力PRcr由液壓傳感器9檢測，將表示右行駛量的右行 駛先導壓力PRcr輸入給控制器6。
同樣，將與行駛用左操作桿44的傾動量對應的行駛左先導壓力(PPC 壓力)PRcl施加給左行駛用操作閥26的先導口 26a。
行駛左先導壓力PRcl由液壓傳感器8檢測，將表示左行駛量的左行 駛先導壓力PRcl輸入給控制器6。
各種操作閥21 23、 25、 26是流量方向控制閥，使滑柱沿著與對應 的各種操作桿41 44的操作方向?qū)姆较蛞苿?，并按照油路以與各種 操作桿41 44的操作量對應的開口面積開口的方式使滑柱移動。
本實施方式中，動臂工作缸31、斗桿工作缸32、鏟斗工作缸33、右 行駛馬達35、左行駛馬達36是被供給從液壓泵3噴出的壓力油的液壓促 動器。另外，作業(yè)回旋用右操作桿41、作業(yè)回旋用左操作桿42、行駛用 右操作桿43、行駛用左操作桿44構(gòu)成操作機構(gòu)的至少一部分。
泵控制閥5在從控制器6輸出的控制電流pc—印c的作用下動作。泵控制閥5以使液壓泵3的噴出壓力PRp (kg/cm2)與液壓泵3的容量q (cc/rev)之積不超過與控制電流pc—印c對應的泵吸收扭矩的方式控制 液壓泵3的斜板的傾轉(zhuǎn)角。該控制稱為PC控制。
在發(fā)電電動機11上設(shè)有檢測發(fā)電電動機11的當前的實際轉(zhuǎn)速 GEN一spd即發(fā)動機2的實際轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)傳感器14。將表示旋轉(zhuǎn)傳感器14 檢測的實際轉(zhuǎn)速GEN—spd的信號輸入給控制器6。
在蓄電器12上設(shè)有檢測蓄電器12的電壓BATT一volt的電壓傳感器 15。將表示電壓傳感器15檢測的電壓BATT一volt的信號輸入給控制器6。
控制器6向調(diào)節(jié)器4輸出旋轉(zhuǎn)指令值，由此以能夠獲得與當前的液壓 泵3的負荷對應的目標轉(zhuǎn)速的方式增減燃料噴射量，調(diào)節(jié)發(fā)動機2的轉(zhuǎn)速 n和扭矩T。
另外，控制器6向發(fā)電電動機控制器100輸出發(fā)電電動機指令值 GEN—com，驅(qū)動發(fā)電電動機11。若從控制器6向發(fā)電電動機控制器100輸 出用于使發(fā)電電動機11作為發(fā)電機動作的指令值GEN—com,則由發(fā)動機2 產(chǎn)生的輸出扭矩的一部分通過發(fā)動機輸出軸傳遞給發(fā)電電動機11的驅(qū)動 軸，吸收發(fā)動機2的扭矩而進行發(fā)電。并且，由發(fā)電電動機11產(chǎn)生的交 流電通過發(fā)電電動機控制器100變換為直流電，并通過直流電源線在蓄電 器12中蓄積電力(充電)。
若從控制器6向發(fā)電電動機控制器100輸出用于使發(fā)電電動機11作 為電動機動作的指令值GEN—com，則發(fā)電電動機控制器100以使發(fā)電電動 機11作為電動機動作的方式進行控制。即，從蓄電器12輸出電力(放電)， 蓄電器12中蓄積的直流電通過發(fā)電電動機控制器100變換為交流電并向 發(fā)電電動機ll供給，使發(fā)電電動機ll的驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)動作。由此，由發(fā)電 電動機11產(chǎn)生扭矩。該扭矩通過發(fā)電電動機11的驅(qū)動軸傳遞給發(fā)動機輸 出軸，并加到發(fā)動機2的輸出扭矩上(輔助發(fā)動機2的輸出)。該合計的 輸出扭矩被液壓泵3吸收。
發(fā)電電動機ll的發(fā)電量(吸收扭矩量)、電動量(輔助量；產(chǎn)生扭矩 量)根據(jù)發(fā)電電動機指令值GEN—com的內(nèi)容變化。
在回旋機械104的驅(qū)動軸上連接有電動的回旋馬達103，在該回旋馬 達103的驅(qū)動下回旋機械104進行驅(qū)動，通過回轉(zhuǎn)小齒輪、回轉(zhuǎn)環(huán)等使回旋體202回旋?；匦R達103進行發(fā)電作用和電動作用?；匦R達103作為電動機進 行動作，另一方面還作為發(fā)電機進行動作。在回旋馬達103作為電動機動 作時，回旋體202進行回旋動作，在回旋體202的回旋速度減小時，回旋 體202的扭矩被吸收，回旋馬達103作為發(fā)電機進行動作?；匦R達103被回旋控制器102驅(qū)動控制?；匦刂破?02通過直流 電源線與蓄電器12電連接，并與發(fā)電電動機控制器100電連接?；匦?制器102、發(fā)電電動機控制器100根據(jù)從控制器6輸出的指令而被控制。向回旋馬達103供給的電流即表示回旋體202的負荷的回旋負荷電流 SWG一curr由電流傳感器101檢測。電流傳感器101檢測出的回旋負荷電流 SWG—ciirr輸入給控制器6。另外，回旋馬達103的旋轉(zhuǎn)速度SWG—spd由回 旋速度傳感器105檢測，并輸入給控制器6。圖3是表示本實施方式的建筑機械的控制方法的概要的流程圖。另外， 圖4是表示圖3所示的流程圖的更為詳細的處理內(nèi)容的控制模塊圖。以下， 參照圖3及圖4對本實施方式的建筑機械的控制方法進行說明。首先，液壓促動器目標流量算出部50算出液壓促動器的目標流量(步 驟Sl)。如圖4所示，液壓促動器目標流量算出部50基于動臂桿信號Lbo、 斗桿桿信號Lar、鏟斗桿信號Lbk、右行駛先導壓力PRcr、左行駛先導壓 力PRcl，運算對應的動臂工作缸31的目標流量Qbo、斗桿工作缸32的斗 桿目標流量Qar、,產(chǎn)斗工作缸33的鏟斗目標流量Qbk、右行駛馬達35的 右行駛目標流量Qcr、左行駛馬達36的左行駛目標流量Qcl。在存儲裝置80 (存儲機構(gòu))中，按照各液壓促動器分別以數(shù)據(jù)表形式 存儲有操作量與目標流量的函數(shù)關(guān)系51a、 52a、 53a、 55a、 56a。液壓促 動器目標流量算出部50從存儲裝置80分別讀出上述函數(shù)關(guān)系51a、 52a、 53a、 55a、 56a，并分別算出上述的各種目標流量Qbo、 Qar、 Qbk、 Qcr、 Qcl。動臂目標流量算出部51按照函數(shù)關(guān)系51a運算與當前的動臂提升方 向的操作量或動臂下降方向的操作量Lbo對應的動臂目標流量Qbo。斗桿目標流量算出部52按照函數(shù)關(guān)系52a運算與當前的斗桿挖掘方 向的操作量或斗桿翻卸方向的操作量Lar對應的斗桿目標流量Qar。與當前的鏟斗挖掘方 向的操作量或鏟斗翻卸方向的操作量Lbk對應的伊斗目標流量Qbk。右行駛目標流量算出部55按照函數(shù)關(guān)系55a運算與當前的右行駛先 導壓力PRcr對應的右行駛目標流量Qcr。左行駛目標流量算出部56按照函數(shù)關(guān)系56a運算與當前的左行駛先 導壓力PRcl對應的左行駛目標流量Qcl。此外，在運算處理上，動臂提升操作量、斗桿挖掘操作量、鏟斗挖掘 操作量作為正符號的操作量進行處理，動臂下降操作量、斗桿翻卸操作量、 鏟斗翻卸操作量作為負符號的操作量進行處理。接著，利用液壓促動器目標流量算出部50算出的各促動器的目標流 量來算出泵目標噴出流量(步驟S2)。在該步驟S2中，首先，加法部59 根據(jù)下式(1)求出液壓促動器目標流量算出部50運算出的各液壓促動器 目標流量Qbo、 Qar、 Qbk、 Qcr、 Qcl的總和來作為泵目標噴出流量Qsum。Qsum=Qbo+Qar + Qbk+Qcr+Qcl …(1)在此，作為泵目標噴出流量，也可以代替使用式(1)的Qsim，而利 用各液壓促動器目標流量Qbo、 Qar、 Qbk、 Qcr、 Qcl中的最大值?？刂破?利用回旋桿信號Lsw計算回旋馬達速度指令54，由絕對值算 出部57算出其絕對值SwgSpdCom?；匦髁克愠霾?8將回旋馬達速度指 令的絕對值SwgSpdCom變換為回旋流量SwgFlow。然后，泵目標噴出流量算出部60選擇由加法部59求出的各液壓促動 器的目標流量的總和Qsmn與由回旋流量算出部58算出的回旋流量 SwgFlow中的較大一方，作為泵目標噴出流量Q1來算出。接著，發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第一候補算出部61讀出存儲裝置80所存儲的 函數(shù)關(guān)系61a，并基于該讀出的函數(shù)關(guān)系61a算出與當前的泵目標噴出流 量Ql對應的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第一候補nO—coml (步驟S3)。對于發(fā)動機目 標轉(zhuǎn)速第一候補n0—coml而言，根據(jù)泵目標噴出流量Q1的增加，發(fā)動機 目標轉(zhuǎn)速第一候補nO一coml增加，將變換常數(shù)設(shè)為a，作為使液壓泵3以 最大容量qmax動作時能夠噴出泵目標噴出流量Ql的最小的發(fā)動機轉(zhuǎn)速， 通過下式(2)被賦予。n0—coml= (Ql/qmax)- a…(2)步驟S3中算出的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第一候補n0—coml作為后述步驟S6 中生成的第一目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速的候補。接著，對與步驟S1 S3并行的第一目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速的另一候補(第 二候補)的算出進行說明。發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第二候補算出部62利用蓄電 器12的內(nèi)部溫度BATT—te卿，算出基于存儲裝置80所存儲的函數(shù)關(guān)系62a 的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速n—batt (第一發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速)作為發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第 二候補(步驟S4)。在這個意義上，發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第二候補算出部62 構(gòu)成發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出機構(gòu)的一部分。圖5是表示在步驟S4中發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第二候補算出部62從存儲裝 置80中讀出并參照的函數(shù)關(guān)系62a的圖。隨著蓄電器12的內(nèi)部溫度 BATT—temp從第一規(guī)定值Tl向第二規(guī)定值T2 (<T1)減小，發(fā)動機最小 轉(zhuǎn)速n一batt作為逐漸減小的值被求出并輸出。另一方面，在使減小過一 次的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速n—batt增加時，隨著蓄電器12的內(nèi)部溫度BATT—temp 從第一規(guī)定值T1向第三規(guī)定值T3 (>T1)增加，發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速n—batt 作為逐漸增加的值被求出并輸出。函數(shù)關(guān)系62a的最小值nL及最大值nH 與函數(shù)關(guān)系61a的最小值及最大值分別相同。如圖5所示，以與蓄電器12的溫度BATT—temp對應的發(fā)動機最小轉(zhuǎn) 速n—batt隨著溫度BATT—temp的上升而增加或取恒定值的方式建立對應 關(guān)系。因此，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)變動幅度縮小，蓄電器12的負荷降低。因而， 能夠抑制蓄電器12的溫度上升，并能夠防止蓄電器12的過熱。本實施方式中，還算出第一目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速的又一候補(第三候補)。 發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第三候補算出部63利用升壓器16的內(nèi)部溫度CNV一temp， 算出基于存儲裝置80所存儲的函數(shù)關(guān)系63a的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速n—crw(第 二發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速)作為發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第三候補(步驟S5)。在這個意 義上，發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第三候補算出部63構(gòu)成發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出機構(gòu) 的一部分。此外，從圖3也明確可知，步驟S5與步驟S4并行。圖6是表示在步驟S5中發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第三候補算出部63從存儲裝 置80讀出并參照的函數(shù)關(guān)系63a的圖。隨著升壓器16的內(nèi)部溫度 CNV—temp從第一規(guī)定值T4向第二規(guī)定值T5 (<T4)減小，發(fā)動機最小轉(zhuǎn) 速n—cnv作為逐漸減小的值被求出并輸出。另一方面，在使減小過一次的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速n—crw增加時，隨著升壓器16的內(nèi)部溫度CNV—temp從第 一規(guī)定值T4向第三規(guī)定值T6 (〉T4)增加，發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速n—cnv作為 逐漸增加的值被求出并輸出。函數(shù)關(guān)系63a的最小值nL及最大值nH與函 數(shù)關(guān)系61a的最小值及最大值分別相同。如圖6所示，以與升壓器16的溫度CNV—temp對應的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速 n_cnv隨著溫度CNV—temp的上升而增加或取恒定值的方式建立對應關(guān)系。 因此，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)變動幅度縮小，升壓器16的負荷降低。因而，能夠 抑制升壓器16的溫度上升，并能夠防止升壓器16的過熱。另外，在函數(shù)關(guān)系62a及63a上，使發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速n一batt及n一cnv 的與溫度對應的變化方式帶有滯后現(xiàn)象。由此，能夠防止控制上的波動， 實現(xiàn)穩(wěn)定的控制。此外，本實施方式中，對在兩個電氣設(shè)備即蓄電器12及升壓器16上 分別設(shè)有溫度檢測機構(gòu)的情況進行了說明，不過，也可以僅在上述兩個設(shè) 備中的任一個上設(shè)置溫度檢測機構(gòu)。另外，也可以檢測發(fā)電電動機控制器 100及回旋控制器102等其他電氣設(shè)備的溫度，參照與檢測出的溫度建立 了對應關(guān)系的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速，由此設(shè)定第一發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速。最大值判定部64選擇發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第一候補n0一coml、發(fā)動機目標 轉(zhuǎn)速第二候補n—batt、發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第三候補n—cvn中的最大值，并將 該最大值作為第一發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速n一coml (發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速的候補)(步 驟S6)。本實施方式中，發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速第二候補算出部62、發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速 第三候補算出部63及最大值判定部64構(gòu)成發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速候補生成機構(gòu) 的至少一部分。這樣一來，在求出第一發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速n一coml時，通過考慮不耐熱 的蓄電器12及升壓器16的各內(nèi)部溫度，能夠防止這些設(shè)備的過熱所造成 的系統(tǒng)故障。上述步驟S2中算出的泵目標噴出流量Q1還適用于基于與規(guī)定流量的 比較而得出的第二發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速的算出(步驟S7)。在該步驟S7中，首 先，判定部65判定當前的泵目標噴出流量Ql是否大于規(guī)定的流量ql (例 如10 (L/m in))。在此，作為閾值的規(guī)定流量設(shè)定成用于判斷各種操作15桿41 44是否被從中立位置操作的流量。
然后，第二發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速設(shè)定部66在判定部65的判定結(jié)果為當前 的泵目標噴出流量Ql在流量ql以下即判定結(jié)果為否時，將第二發(fā)動機目 標轉(zhuǎn)速n一com2設(shè)定為發(fā)動機2的轉(zhuǎn)速的最小值即低速空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速nL附近的 轉(zhuǎn)速nj (例如1000rpm)。與此相對，在當前的泵目標噴出流量Ql大于流 量ql時，即判定結(jié)果為是時，將第二發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速n—com2設(shè)定為大于 發(fā)動機2的低速空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速nL的轉(zhuǎn)速nM (例如1400 (rpm))。
最大值選擇部67選擇步驟S6中算出的第一發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速n一coml 和步驟S7中算出的第二發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速rucom2中大的一方作為發(fā)動機目 標轉(zhuǎn)速n—coml2 (步驟S8)。
與以上說明的步驟S1 S8并行，泵輸出限制算出部68根據(jù)動臂工作 缸31、斗桿工作缸32、鏟斗工作缸33、右行駛馬達35、左行駛馬達36 的作業(yè)模式，運算液壓泵3的輸出(馬力)限制值Pp—limit (步驟S9)。 此處所說的作業(yè)模式是指例如"斗桿挖掘操作和鏟斗挖掘操作的組合"等， 并根據(jù)各先導壓力的值來設(shè)定。
接著步驟S9,第三發(fā)動機轉(zhuǎn)速算出部69按照存儲裝置80中以數(shù)據(jù)表 形式存儲的函數(shù)關(guān)系69a來運算與由泵輸出限制算出部68運算出的液壓 泵3的輸出限制值Pp—limit對應的第三發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速n—com3 (步驟 SIO)。對于函數(shù)關(guān)系69a而言，根據(jù)液壓泵3的輸出限制值Pp一limit的 增加，第三發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速n一com3增加。
最后，最小值選擇部70將由最大值選擇部67選擇的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速 n一coml2和第三發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速n—com3中小的一方作為發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速 n—com (步驟Sll)。
然后，控制器6利用由最小值選擇部70選擇的發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速n一com、 由旋轉(zhuǎn)傳感器14檢測的發(fā)電電動機11的當前的實際轉(zhuǎn)速GEN—spd、由電 壓傳感器15檢測的蓄電器12的當前的電壓BATT—volt、表示由電流傳感 器101檢測的回旋體202的負荷的回旋負荷電流SWG—curr，求出與發(fā)動機 目標轉(zhuǎn)速n—com對應的發(fā)電電動機ll的目標轉(zhuǎn)速、發(fā)電電動機ll的要求 發(fā)電量、與泵吸收扭矩對應的控制電流pc一印c等。其中，發(fā)電電動機ll 的目標轉(zhuǎn)速及要求發(fā)電量輸出給發(fā)電電動機控制器100。發(fā)電電動機控制
16器100基于收到的指令驅(qū)動發(fā)電電動機11。另外，控制電流PC—印C輸出
給泵控制閥5。泵控制閥5基于收到的指令調(diào)節(jié)液壓泵3的斜板的傾轉(zhuǎn)角。
根據(jù)以上說明的本發(fā)明的一實施方式，由于設(shè)定成進行低速匹配時的 發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速隨著電氣設(shè)備(蓄電器、升壓器)的溫度上升而上升或取 恒定值的結(jié)構(gòu)，所以發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)變動幅度縮小，電氣設(shè)備的負荷降低。 其結(jié)果，能夠抑制電氣設(shè)備的溫度上升。因而，能夠不依賴于蓄電器的大 容量化而通過簡單的結(jié)構(gòu)可靠地防止所搭載的電氣設(shè)備的過熱。
另外，根據(jù)本實施方式，由于無需設(shè)置大型的電氣設(shè)備的冷卻機構(gòu)， 所以能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化，并且還能夠節(jié)約搭載空間、抑制成本。
至此，對用于實施本發(fā)明的最佳方式進行了說明，不過，本發(fā)明不應 僅由上述一實施方式限定。例如，本發(fā)明不僅能夠應用于具有電動的回旋 馬達的混合動力建筑機械，還能夠應用于具有液壓式的回旋馬達的液壓挖 掘機等混合動力建筑機械。
另外，本發(fā)明還能夠應用于建筑機械以外的混合動力車輛。
此外，本發(fā)明中，作為由溫度檢測機構(gòu)檢測溫度的電氣設(shè)備，也可以 是蓄電器及升壓器中的任一方。另外，本發(fā)明中，也可以檢測蓄電器及升 壓器以外的電氣設(shè)備(各種控制器及逆變器等)的溫度，利用與該檢測溫 度建立了對應關(guān)系的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速來求出發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速。
這樣，本發(fā)明還可以包括在此沒有記載的各種實施方式等，還能夠在 不脫離權(quán)利要求書特定的技術(shù)思想的范圍內(nèi)實施各種設(shè)計變更等。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
如上所述，本發(fā)明在對具備作為驅(qū)動源的相互連接的發(fā)動機及發(fā)電電 動機并具備由發(fā)動機及發(fā)電電動機驅(qū)動的液壓泵的建筑機械的系統(tǒng)進行 控制上是有用的，特別是適合于在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速小于規(guī)定的設(shè)定轉(zhuǎn)速的低 速區(qū)域中進行使發(fā)動機的輸出與液壓泵的泵吸收馬力匹配的低速匹配的 情況。
1權(quán)利要求
1.一種建筑機械，包括相互連接的發(fā)動機及發(fā)電電動機；對所述發(fā)電電動機發(fā)出的電力進行蓄積且向所述發(fā)電電動機供給電力的蓄電器；由所述發(fā)動機及所述發(fā)電電動機驅(qū)動的液壓泵；被供給從所述液壓泵噴出的壓力油的液壓促動器；對所述液壓促動器進行操作的操作機構(gòu)，所述建筑機械的特征在于，還包括泵目標噴出流量算出機構(gòu)，其基于所述操作機構(gòu)的操作量算出所述液壓泵的泵目標噴出流量；溫度檢測機構(gòu)，其檢測該建筑機械所搭載的電氣設(shè)備的溫度；存儲機構(gòu)，其將在所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速的低速區(qū)域中進行使所述發(fā)動機的輸出與所述液壓泵的泵吸收馬力匹配的低速匹配時所述發(fā)動機能夠獲取的最小轉(zhuǎn)速即發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速，以所述電氣設(shè)備的溫度的函數(shù)即隨著該溫度的上升而增加或取恒定值的函數(shù)的方式進行存儲；發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出機構(gòu)，其基于所述電氣設(shè)備的溫度及所述存儲機構(gòu)中存儲的所述函數(shù)，算出與所述溫度檢測機構(gòu)檢測出的所述電氣設(shè)備的溫度對應的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速；發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速候補生成機構(gòu)，其生成所述泵目標噴出流量算出機構(gòu)算出的泵目標噴出流量的轉(zhuǎn)速換算值及所述發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出機構(gòu)算出的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速中的最大值，作為發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速的候補。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述建筑機械，其特征在于， 所述電氣設(shè)備是所述蓄電器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述建筑機械，其特征在于， 所述建筑機械還包括將所述蓄電器的電壓升壓并輸出的升壓器， 所述電氣設(shè)備是所述升壓器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述建筑機械，其特征在于， 所述建筑機械還包括將所述蓄電器的電壓升壓并輸出的升壓器， 所述電氣設(shè)備是所述蓄電器及所述升壓器，所述發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出機構(gòu)算出分別與所述溫度檢測機構(gòu)檢測出 的所述蓄電器的溫度及所述升壓器的溫度對應的第一及第二發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速。
5. —種建筑機械的控制方法，所述建筑機械包括相互連接的發(fā)動 機及發(fā)電電動機；對所述發(fā)電電動機發(fā)出的電力進行蓄積且向所述發(fā)電電 動機供給電力的蓄電器；由所述發(fā)動機及所述發(fā)電電動機驅(qū)動的液壓泵； 被供給從所述液壓泵噴出的壓力油的液壓促動器；對所述液壓促動器進行 操作的操作機構(gòu)，所述建筑機械的控制方法的特征在于，包括泵目標噴出流量算出步驟，其基于所述操作機構(gòu)的操作量算出所述液 壓泵的泵目標噴出流量；溫度檢測步驟，其檢測該建筑機械所搭載的電氣設(shè)備的溫度；發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出步驟，其利用在所述溫度檢測步驟中檢測出的所 述電氣設(shè)備的溫度，算出在所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速的低速區(qū)域中 進行使所述發(fā)動機的輸出與所述液壓泵的泵吸收馬力匹配的低速匹配時 所述發(fā)動機能夠獲取的最小轉(zhuǎn)速即發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速；發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速候補生成步驟，其生成在所述泵目標噴出流量算出步 驟中算出的泵目標噴出流量的轉(zhuǎn)速換算值及在所述發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速算出 步驟中算出的發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速中的最大值作為發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速的候補，所述發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速是所述電氣設(shè)備的溫度的函數(shù)即隨著該溫度的 上升而增加或取恒定值的函數(shù)。
全文摘要
一種建筑機械及建筑機械的控制方法，能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)可靠地防止搭載的電氣設(shè)備的過熱。為了達到該目的，基于操作機構(gòu)的操作量算出液壓泵的泵目標噴出流量，檢測該建筑機械所搭載的電氣設(shè)備的溫度，基于檢測出的電氣設(shè)備的溫度，使用并算出在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速的低速區(qū)域中進行使發(fā)動機的輸出與液壓泵的泵吸收馬力匹配的低速匹配時發(fā)動機能夠獲取的最小轉(zhuǎn)速即發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速，生成泵目標噴出流量的轉(zhuǎn)速換算值及發(fā)動機最小轉(zhuǎn)速中的最大值作為發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速的候補。
文檔編號E02F9/20GK101636542SQ20088000867
公開日2010年1月27日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者井上宏昭, 森永淳, 河口正 申請人:株式會社小松制作所