作業(yè)機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作業(yè)機(jī)械，更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，涉及液壓挖掘機(jī)等具有旋轉(zhuǎn)體的作業(yè)機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]在將液壓馬達(dá)和電動(dòng)馬達(dá)用于旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力式工程機(jī)械(作業(yè)機(jī)械)中，具有在旋轉(zhuǎn)體和其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)合動(dòng)作時(shí)，無(wú)論電動(dòng)馬達(dá)的工作狀況如何都能夠確保該復(fù)合動(dòng)作的操作性的混合動(dòng)力式工程機(jī)械(作業(yè)機(jī)械)(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-241653號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0007]根據(jù)上述的現(xiàn)有技術(shù)，由于通過(guò)旋轉(zhuǎn)用的液壓馬達(dá)和電動(dòng)馬達(dá)的合計(jì)轉(zhuǎn)矩來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體，所以能夠由電動(dòng)馬達(dá)將旋轉(zhuǎn)體減速時(shí)的動(dòng)能再生。因此，與僅通過(guò)液壓馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體的工程機(jī)械(作業(yè)機(jī)械)相比，實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。
[0008]在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)體由始終產(chǎn)生的液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩和根據(jù)需要而附加的電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩來(lái)驅(qū)動(dòng)，在操作員的旋轉(zhuǎn)操作量小時(shí)或在旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速低時(shí)，出于以下所述的理由，存在從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到液壓馬達(dá)輸出的效率惡化，作為作業(yè)機(jī)械整體而無(wú)法充分降低油耗的問(wèn)題。
[0009]在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，如其中的圖4所示，來(lái)自液壓泵的液壓油通過(guò)從中立位置B連續(xù)地切換至A位置(例如右轉(zhuǎn)位置)或C位置(例如左轉(zhuǎn)位置)的旋轉(zhuǎn)用控制閥而被向旋轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)切換供給。另外，以當(dāng)旋轉(zhuǎn)用控制閥位于中立位置B時(shí)，使來(lái)自液壓泵的液壓油通過(guò)中間旁通切換閥(旁路節(jié)流孔)返回至油箱的方式進(jìn)行了配管連接。
[0010]例如，在旋轉(zhuǎn)操作桿處于中立狀態(tài)的情況下，旋轉(zhuǎn)用控制閥的滑閥位于中立位置，從液壓泵排出的工作油通過(guò)中間旁通切換閥的旁路節(jié)流孔全部返回至油箱。另一方面，在操作旋轉(zhuǎn)操作桿以進(jìn)行左轉(zhuǎn)的情況下，旋轉(zhuǎn)用控制閥的滑閥切換至A位置。由此，由于中間旁通切換閥的旁路節(jié)流孔的開口面積減少，旋轉(zhuǎn)用控制閥的入口節(jié)流孔、出口節(jié)流孔的開口面積增加，所以從液壓泵排出的工作油通過(guò)該A位置的入口節(jié)流孔被輸送至旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的A端口，來(lái)自旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的返回油通過(guò)A位置的出口節(jié)流孔返回至油箱。通過(guò)進(jìn)行這樣的工作油的控制，使旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)向左方向旋轉(zhuǎn)。
[0011]在進(jìn)行了右轉(zhuǎn)操作的情況下，旋轉(zhuǎn)用控制閥的滑閥切換至C位置，通過(guò)同樣的動(dòng)作使旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)向右方向旋轉(zhuǎn)。
[0012]然而，在旋轉(zhuǎn)操作量位于中立與最大操作量之間時(shí)，旋轉(zhuǎn)用控制閥的滑閥位于中立位置B與A位置的中間或中立位置B與C位置的中間。此時(shí)，液壓泵排出的工作油被分配至中間旁通切換閥的旁路節(jié)流孔和旋轉(zhuǎn)用控制閥的入口節(jié)流孔，但旋轉(zhuǎn)操作量越小，中間旁通切換閥的旁路節(jié)流孔的開口面積變得越大，旋轉(zhuǎn)用控制閥的入口節(jié)流孔和出口節(jié)流孔的開口面積變得越小。
[0013]因此，旋轉(zhuǎn)操作量越小，從液壓泵排出的工作油中的不通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)而向油箱流出的比例變得越高，另外，在通過(guò)旋轉(zhuǎn)用控制閥的入口節(jié)流孔或出口節(jié)流孔時(shí)的阻力也變得越大，因此，能量損失變多。
[0014]另外，在旋轉(zhuǎn)體處于轉(zhuǎn)速低的狀態(tài)時(shí)，即使增大了旋轉(zhuǎn)操作量，流入旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的端口的工作油的流量也有限。因此，存在從液壓泵排出的工作油不通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)而向油箱流出的比例變高、從而能量損失變多的問(wèn)題。
[0015]本發(fā)明是基于上述的事態(tài)而提出的，其目的在于提供一種作業(yè)機(jī)械，將液壓馬達(dá)和電動(dòng)馬達(dá)用于旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)，并能夠在旋轉(zhuǎn)操作量小時(shí)等，降低基于液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)的效率惡化區(qū)域內(nèi)的油耗。
[0016]用于解決問(wèn)題的手段
[0017]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第I發(fā)明為一種作業(yè)機(jī)械，其具有發(fā)動(dòng)機(jī)、由上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵、旋轉(zhuǎn)體、上述旋轉(zhuǎn)體驅(qū)動(dòng)用的電動(dòng)馬達(dá)、由上述液壓泵驅(qū)動(dòng)的上述旋轉(zhuǎn)體驅(qū)動(dòng)用的液壓馬達(dá)以及對(duì)上述旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)發(fā)出指令的旋轉(zhuǎn)用操作桿裝置，其中，還具有控制裝置，該控制裝置基于上述操作桿裝置的操作量及/或上述旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速，利用以上述電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩為主體來(lái)驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)體的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)模式和以上述液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩為主體來(lái)驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)體的液壓旋轉(zhuǎn)模式中的某一模式進(jìn)行控制。
[0018]發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，在將液壓馬達(dá)和電動(dòng)馬達(dá)用于旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)的作業(yè)機(jī)械中，能夠在旋轉(zhuǎn)操作量小時(shí)等，降低基于液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)的效率惡化區(qū)域內(nèi)的油耗。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第I實(shí)施方式的側(cè)視圖。
[0021]圖2是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第I實(shí)施方式的電動(dòng)/液壓設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第I實(shí)施方式的控制器的控制框圖。
[0023]圖4是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第2實(shí)施方式的控制器的控制框圖。
[0024]圖5是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第3實(shí)施方式的控制器的控制框圖。
[0025]圖6是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第4實(shí)施方式的控制器的控制框圖。
[0026]圖7是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第5實(shí)施方式的控制器的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下，作為作業(yè)機(jī)械而以液壓挖掘機(jī)為例，利用【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。此夕卜，本發(fā)明能夠應(yīng)用于具備旋轉(zhuǎn)體的全部作業(yè)機(jī)械，本發(fā)明的應(yīng)用不限于液壓挖掘機(jī)。例如，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于具備旋轉(zhuǎn)體的起重車等其他工程機(jī)械。
[0028]實(shí)施例1
[0029]圖1是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第I實(shí)施方式的側(cè)視圖，圖2是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第I實(shí)施方式的電動(dòng)/液壓設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖3是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的第I實(shí)施方式的控制器的控制框圖。
[0030]在圖1中，液壓挖掘機(jī)具有行駛體10、以能夠旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)在行駛體10上的旋轉(zhuǎn)體20及裝設(shè)在旋轉(zhuǎn)體20上的挖掘機(jī)構(gòu)(前裝置)30。
[0031]行駛體10由一對(duì)履帶11a、Ilb及履帶架12a、12b (在圖1中僅示出了一側(cè))、獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)控制各履帶lla、llb的一對(duì)行駛用液壓馬達(dá)13a、13b及其減速機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。
[0032]旋轉(zhuǎn)體20由旋轉(zhuǎn)架21、設(shè)在旋轉(zhuǎn)架21上的作為原動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)22、由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助發(fā)電馬達(dá)23、旋轉(zhuǎn)用電動(dòng)馬達(dá)25及旋轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)27、與輔助發(fā)電馬達(dá)23及旋轉(zhuǎn)用電動(dòng)馬達(dá)25連接的雙電層電容器24、以及對(duì)旋轉(zhuǎn)用電動(dòng)馬達(dá)25和旋轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)27的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速的減速機(jī)構(gòu)26等構(gòu)成，經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)26傳遞旋轉(zhuǎn)用電動(dòng)馬達(dá)25和旋轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)27的驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)該驅(qū)動(dòng)力使旋轉(zhuǎn)體20 (旋轉(zhuǎn)架21)相對(duì)于行駛體10旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0033]另外，在旋轉(zhuǎn)體20上搭載有挖掘機(jī)構(gòu)30。挖掘機(jī)構(gòu)30由動(dòng)臂31、用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂31的動(dòng)臂液壓缸32、以自由旋轉(zhuǎn)的方式被軸支承在動(dòng)臂31的前端部附近的斗桿33、用于驅(qū)動(dòng)斗桿33的斗桿液壓缸34、以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被軸支承在斗桿33的前端的鏟斗35、以及用于驅(qū)動(dòng)鏟斗35的鏟斗液壓缸36等構(gòu)成。
[0034]而且，在旋轉(zhuǎn)體20的旋轉(zhuǎn)架21上搭載有液壓系統(tǒng)40，其用于驅(qū)動(dòng)上述行駛用液壓馬達(dá)13a、13b、旋轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)27、動(dòng)臂液壓缸32、斗桿液壓缸34、鏟斗液壓缸36等液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。液壓系統(tǒng)40包括可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?1 (參照?qǐng)D2)、通過(guò)改變液壓泵41的傾轉(zhuǎn)角來(lái)改變?nèi)萘康恼{(diào)節(jié)器42(參照?qǐng)D2)以及用于驅(qū)動(dòng)控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制閥43(參照?qǐng)D2) ο液壓泵41由發(fā)動(dòng)機(jī)22旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，排出與轉(zhuǎn)速和容量之積呈正比例的工作油。
[0035]接著，概略說(shuō)明液壓挖掘機(jī)的電動(dòng)/液壓設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖2所示，控制閥43根據(jù)來(lái)自旋轉(zhuǎn)用操作桿裝置72的旋轉(zhuǎn)操作指令(液壓先導(dǎo)信號(hào))使旋轉(zhuǎn)用滑閥動(dòng)作，控制向旋轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)27供給的液壓油的流量和方向。另外，控制閥43根據(jù)來(lái)自旋轉(zhuǎn)用以外的操作桿裝置的操作指令(液壓先導(dǎo)信號(hào))使各種滑閥動(dòng)作，控制向動(dòng)臂液壓缸32、斗桿液壓缸34、鏟斗液壓缸36及行駛用液壓馬達(dá)13a、13b供給的液壓油的流量和方向。
[0036]電動(dòng)系統(tǒng)由上述的輔助發(fā)電馬達(dá)23、電容器24、旋轉(zhuǎn)用電動(dòng)馬達(dá)25、動(dòng)力控制單元55及主接觸器56等構(gòu)成。動(dòng)力控制單元55具有斬波器51、逆變器52、53以及平滑電容器54等，主接觸器56具有主繼電器57、沖擊電流防止電路58等。另外，在動(dòng)力控制單元55上設(shè)有檢測(cè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)速