工程機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及液壓挖掘機(jī)等的工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，具有如下液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓挖掘機(jī)等工程機(jī)械是主流，該液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，且通過(guò)該液壓泵的動(dòng)力對(duì)作業(yè)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操作。但是，近年來(lái)，為了謀求發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗改善、噪音水準(zhǔn)的降低及廢氣量的降低等，開發(fā)了如下的混合動(dòng)力式工程機(jī)械并將其實(shí)用化，該工程機(jī)械具有能夠由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電的液壓泵輔助用的發(fā)電電動(dòng)機(jī)，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(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)的電力以及用由發(fā)電電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電力進(jìn)行充電。
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)I中，記載有一種設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)力的方式連接的發(fā)動(dòng)機(jī)、與發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立且以能夠驅(qū)動(dòng)液壓泵的方式連接的電動(dòng)機(jī)、和蓄電池的混合動(dòng)力式作業(yè)機(jī)械中，檢測(cè)與該混合動(dòng)力式作業(yè)機(jī)械的輸出狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的變量，且在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)算該變量的平均值，并根據(jù)算出的平均值來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的大小。在該方式中，根據(jù)將混合動(dòng)力式作業(yè)機(jī)械的輸出狀態(tài)平均化了的參數(shù)來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，因此，能夠平穩(wěn)地改變發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，從而能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定化。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開第2007-262978號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]近年來(lái)，伴隨著世界范圍內(nèi)的針對(duì)環(huán)境應(yīng)對(duì)的動(dòng)態(tài)，即使在液壓挖掘機(jī)等工程機(jī)械中，也正在發(fā)展對(duì)油耗降低的措施。從這種背景出發(fā)，相對(duì)于以往的標(biāo)準(zhǔn)模式還具有重視油耗模式的工程機(jī)械正在增加，且在上述的混合動(dòng)力式工程機(jī)械中，該傾向尤其顯著。
[0007]駕駛員通過(guò)設(shè)在駕駛室內(nèi)的開關(guān)或觸摸面板對(duì)這些模式(以下稱為作業(yè)模式)進(jìn)行手動(dòng)設(shè)定的方式是主流，通常，在進(jìn)行平整作業(yè)那樣的輕負(fù)載作業(yè)的情況下選擇重視油耗模式，并在進(jìn)行除此以外的作業(yè)的情況下選擇以往的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)構(gòu)的輸出(以下稱為作業(yè)輸出)的規(guī)格，且在標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)I所述的混合動(dòng)力式作業(yè)機(jī)械中，由于在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時(shí)間內(nèi)計(jì)算作業(yè)輸出平均值并將其反映在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的大小中，所以在當(dāng)計(jì)算平均值時(shí)的作業(yè)模式與當(dāng)反映發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的大小時(shí)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(biāo)準(zhǔn)模式的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的大小中的情況下，會(huì)因作業(yè)的不同而在作業(yè)輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出之間產(chǎn)生盈虧，為了彌補(bǔ)該盈虧，電動(dòng)機(jī)的輸出會(huì)變大。該結(jié)果為，當(dāng)蓄電池充電量的變化增大且蓄電池充電量要超過(guò)規(guī)定的使用范圍時(shí)，需要限制電動(dòng)機(jī)的輸出，因此無(wú)法產(chǎn)生所期望的作業(yè)輸出的可能性會(huì)增高。
[0009]對(duì)于該課題，使用圖7來(lái)具體說(shuō)明。圖7是表示作業(yè)模式、泵輸出及蓄電池充電量的動(dòng)作的時(shí)間圖。在圖7中，橫軸表示時(shí)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(dòng)機(jī)的輸出，這些輸出通過(guò)以發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出為100 %而規(guī)格化所得的值來(lái)表不O
[0010]首先，在時(shí)刻to，當(dāng)駕駛員選擇重視油耗模式來(lái)開始作業(yè)時(shí)，產(chǎn)生液壓泵的輸出。在此，考慮將發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的輸出小的情況下，進(jìn)行基于發(fā)電電動(dòng)機(jī)的發(fā)電，且液壓泵的輸出比發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出大的情況下進(jìn)行基于發(fā)電電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助。從由駕駛員選擇了重視油耗模式的時(shí)刻to至?xí)r刻tl，液壓泵的輸出比發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出小的狀態(tài)多，因此通過(guò)發(fā)電電動(dòng)機(jī)的發(fā)電電力來(lái)增加蓄電池的充電量。
[0011]接著，考慮如下情況:在時(shí)刻tl以后，當(dāng)駕駛員選擇標(biāo)準(zhǔn)模式來(lái)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，將到時(shí)刻tl為止的液壓泵輸出平均值反映在時(shí)刻tl以后的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出中。如上述那樣地到時(shí)刻tl為止，液壓泵的輸出比發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出小的狀態(tài)多，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出設(shè)定得小于90%。
[0012]然而，在時(shí)刻tl以后，由駕駛員選擇了標(biāo)準(zhǔn)模式，因此液壓泵的輸出比時(shí)刻tl以前變高。在該狀態(tài)下，液壓泵的輸出比發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出大的狀態(tài)多，因此，通過(guò)發(fā)電電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力運(yùn)行電力而導(dǎo)致蓄電池的充電量急劇地減少。然后，當(dāng)駕駛員繼續(xù)該作業(yè)而至?xí)r刻t2時(shí)，由于蓄電池的充電量到達(dá)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(dòng)機(jī)的動(dòng)力運(yùn)行輸出而使其不能進(jìn)行動(dòng)力輔助。因此，在時(shí)刻t2以后，無(wú)法進(jìn)行如由圖中實(shí)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(biāo)準(zhǔn)模式的發(fā)動(dòng)機(jī)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(huì)在液壓泵的輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出之間產(chǎn)生盈虧，為了彌補(bǔ)該盈虧，發(fā)電電動(dòng)機(jī)的輸出會(huì)變大。該結(jié)果為，當(dāng)蓄電池的充電量的變化增大，且蓄電池的充電量要超過(guò)規(guī)定的使用范圍時(shí)，需要限制發(fā)電電動(dòng)機(jī)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(shí)際情況而做出的，其目的在于，提供一種能夠?qū)γ總€(gè)作業(yè)模式恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的大小的工程機(jī)械。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的工程機(jī)械的特征在于，具有:發(fā)動(dòng)機(jī)；發(fā)電電動(dòng)機(jī)，其能夠由所述發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電；液壓泵，其能夠由所述發(fā)動(dòng)機(jī)及所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其通過(guò)所述液壓泵的動(dòng)力對(duì)作業(yè)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操作；蓄電設(shè)備，其用于進(jìn)行驅(qū)動(dòng)所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)的電力的供給以及由所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)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(gè)作業(yè)模式中選擇任意一種作業(yè)模式；和發(fā)動(dòng)機(jī)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(lái)設(shè)定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的大小，對(duì)于每個(gè)所述作業(yè)模式來(lái)存儲(chǔ)過(guò)去輸出的作業(yè)輸出的大小的歷史記錄，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出設(shè)定部反映相對(duì)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(guò)去作業(yè)輸出的大小的歷史記錄，來(lái)設(shè)定本次選擇的所述作業(yè)模式下的所述發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)作業(yè)模式恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的大小。另外，上述以外的課題、構(gòu)成及效果可以通過(guò)以下實(shí)施方式的說(shuō)明來(lái)明確。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的液壓挖掘機(jī)的側(cè)視圖。
[0019]圖2是圖1所示的液壓挖掘機(jī)的主要電動(dòng)/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(jī)中，作業(yè)模式、泵輸出以及蓄電池充電量的動(dòng)作的時(shí)間圖。
[0023]圖6是表示在圖1所示的液壓挖掘機(jī)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(shí)施例的圖。
[0024]圖7是表示在以往技術(shù)的液壓挖掘機(jī)中，作業(yè)模式、泵輸出以及蓄電池充電量的動(dòng)作的時(shí)間圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明工程機(jī)械的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的液壓挖掘機(jī)的側(cè)視圖。圖1所示的液壓挖掘機(jī)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(jìn)行各種作業(yè)的作業(yè)機(jī)30 ;以及驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)30的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0026]下部行駛體10由一對(duì)履帶11及履帶架12、對(duì)各履帶11獨(dú)立地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的一對(duì)行駛用液壓馬達(dá)和減速機(jī)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(dòng)機(jī)22、能夠由發(fā)動(dòng)機(jī)22發(fā)電的發(fā)電電動(dòng)機(jī)23、旋轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)(以下稱為旋轉(zhuǎn)馬達(dá))25、與發(fā)電電動(dòng)機(jī)23電連接的蓄電池(蓄電設(shè)備)24、對(duì)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)25的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速的減速機(jī)構(gòu)(未圖示)、和用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)25的驅(qū)動(dòng)力而使上部旋轉(zhuǎn)體20 (旋轉(zhuǎn)架21)相對(duì)于下部行駛體10旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)26等構(gòu)成。
[0028]作業(yè)機(jī)30構(gòu)成為，主要具有:動(dòng)臂31、旋轉(zhuǎn)自如地軸支承在動(dòng)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(jī)30由液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。具體而言，由動(dòng)臂液壓缸32驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂31，由斗桿液壓缸34驅(qū)動(dòng)斗桿33，由鏟斗液壓缸36驅(qū)動(dòng)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(dòng)動(dòng)臂液壓缸32、斗桿液壓缸34、鏟斗液壓缸36、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)25以及行駛用液壓馬達(dá)(未圖示)等液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓，控制閥42用于對(duì)各液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行