混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法，包括：電動(dòng)機(jī)，其作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)；電能存儲(chǔ)裝置，其存儲(chǔ)由電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的電；液壓泵馬達(dá)，其由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，向動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)工作油；動(dòng)臂控制閥，其構(gòu)成使液壓泵馬達(dá)的吐出管線/流入管線選擇性地與動(dòng)臂缸的蓋側(cè)/桿側(cè)連接或者切斷的閉回路；第一控制閥，其連接流入管線與工作油的排泄槽；第二控制閥，其連接吐出管線與工作油的排泄槽，并以在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)度面積根據(jù)作用于動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)的扭矩大小而可變的方式進(jìn)行控制；及控制部，其控制電動(dòng)機(jī)、液壓泵馬達(dá)、動(dòng)臂控制閥和第一、第二控制閥。
【專利說(shuō)明】混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法，更詳細(xì)而言，涉及一 種驅(qū)動(dòng)液壓泵馬達(dá)而使動(dòng)臂升降運(yùn)轉(zhuǎn)，借助于電動(dòng)機(jī)回收動(dòng)臂的再生動(dòng)力，提高燃油效率 的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] -般而言，混合動(dòng)力挖掘機(jī)具備用于使動(dòng)臂進(jìn)行升降運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓泵馬達(dá)，在液壓 泵馬達(dá)的一端，連接有體現(xiàn)發(fā)電與電動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，在電動(dòng)機(jī)的另一端，包括對(duì)發(fā)電的電力進(jìn) 行充電的超級(jí)電容器等電能存儲(chǔ)裝置構(gòu)成。
[0003] 另外，從液壓泵馬達(dá)吐出的工作油經(jīng)由動(dòng)臂控制閥提供給動(dòng)臂，根據(jù)動(dòng)臂控制閥 的控制，動(dòng)臂進(jìn)行上升、停止或下降。
[0004] 參照附圖圖1，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如上所述的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的構(gòu)成。
[0005] 動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100連接于動(dòng)臂控制閥125,動(dòng)臂控制閥125連接于液壓泵馬達(dá)120。
[0006] 動(dòng)臂控制閥125有三個(gè)位置，在第一位置126,使得動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100進(jìn)行上升運(yùn)轉(zhuǎn)， 在第二位置127,使得動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100進(jìn)行下降運(yùn)轉(zhuǎn)，第三位置128作為中立位置，使動(dòng)臂驅(qū) 動(dòng)器100的升降停止。
[0007] 所述的液壓泵馬達(dá)120可以兼?zhèn)湟簤罕门c液壓馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0008] 在液壓泵馬達(dá)120中，連接有吐出管線121和流入管線122。另外，吐出管線121 與流入管線122的另一端連接于所述動(dòng)臂控制閥125。
[0009] 另外，在流入管線122的一端，在連接到排泄槽的路徑上，連接有第一控制閥151。 第一控制閥151在借助于動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的下降而回收再生能時(shí)進(jìn)行關(guān)閉控制，當(dāng)在不回 收再生能，或液壓泵馬達(dá)120超過(guò)允許容量的情況下進(jìn)行開(kāi)放控制，排出工作油。
[0010] 另外，在吐出管線121的一端，在連接到排泄槽的路徑上連接有第二控制閥152。 第二控制閥152在動(dòng)臂上升運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行關(guān)閉控制，在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行開(kāi)放 控制，排出工作油。
[0011] 另外，具備分別連接于吐出管線121和流入管線122的馬達(dá)旁通閥200,馬達(dá)旁通 閥200連接或切斷吐出管線121與流入管線122之間。
[0012] 另一方面，在所述吐出管線121上，可以連接有動(dòng)臂輔助管線145的一端，在動(dòng)臂 輔助管線145的另一端，可以具備動(dòng)臂輔助閥144。動(dòng)臂輔助閥144進(jìn)行控制，使得從主液 壓泵向吐出管線121補(bǔ)充供應(yīng)工作油。
[0013] 如上所述的以往的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被指出如下問(wèn)題。
[0014] 圖1是假設(shè)動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中液壓泵馬達(dá)的允許流量多于再生流量的情形。
[0015] 動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的動(dòng)臂缸蓋側(cè)高壓的流體（工作油）傳遞到液壓泵馬達(dá)120的吸 入側(cè)。液壓泵馬達(dá)120借助于壓力油（工作油）而體現(xiàn)液壓馬達(dá)功能，使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。結(jié) 果，電動(dòng)機(jī)把動(dòng)臂的勢(shì)能再生為電能，電能充電到電能存儲(chǔ)裝置。
[0016] 通過(guò)液壓泵馬達(dá)120的低壓的工作油向動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的動(dòng)臂缸桿側(cè)供應(yīng)，因缸 面積差而導(dǎo)致的過(guò)量流量經(jīng)由第二控制閥152排出到排泄槽。
[0017] 當(dāng)動(dòng)臂下降時(shí)，動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的收縮速度根據(jù)動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度而控制。 艮P，如圖2的（a)所示，使得電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度與動(dòng)臂下降操縱桿壓力成比例地增加。
[0018] 在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的動(dòng)臂缸蓋側(cè)供應(yīng)的流量及壓力充分的情況下，動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)借 助于作為液壓馬達(dá)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓泵馬達(dá)120而驅(qū)動(dòng)，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)體現(xiàn)發(fā)電機(jī)功能，因而 電動(dòng)機(jī)的扭矩具有如圖2的（b)的實(shí)線所示的負(fù)（-)值。
[0019] 但是，諸如傾斜面挖掘作業(yè)等，在挖掘機(jī)的動(dòng)臂下降時(shí)，在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的動(dòng)臂 缸蓋側(cè)供應(yīng)的流量及壓力不充分。由此，從動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的動(dòng)臂缸向液壓泵馬達(dá)120供 應(yīng)的動(dòng)力會(huì)不夠充分。
[0020] 如圖2的（a)所示，電動(dòng)機(jī)為了以希望的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，如圖2的（b)的虛線所 示，利用電能存儲(chǔ)裝置（capacitor)的電力，作為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的扭矩具有 正⑴值。
[0021] 就諸如挖掘機(jī)動(dòng)臂下降時(shí)的情形而言，在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器中，為了體現(xiàn)既定速度以上 的收縮速度，需在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的缸桿側(cè)形成高壓，但在以往的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，雖然電動(dòng)機(jī)能夠以目標(biāo)速度旋轉(zhuǎn)，但吐出流路121經(jīng)由第二控制閥152與排泄 槽連接在一起，因此，吐出流路121內(nèi)的壓力保持較低。
[0022] 由此，在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100中，存在無(wú)法提高控制桿收縮的速度和力量的問(wèn)題。
[0023][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0024] 專利文獻(xiàn)1 :大韓民國(guó)公開(kāi)專利公報(bào)第10-2011-0072723號(hào)（2011. 06. 29.)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0025] 技術(shù)課題
[0026] 因此，本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)課題的目的在于提供一種混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)及其控制方法，使得在動(dòng)臂下降時(shí)，能夠以目標(biāo)速度控制動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器的收縮速度及力 量，使得電動(dòng)機(jī)（發(fā)電機(jī)）能夠正常地生產(chǎn)電。
[0027] 本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)課題并不限定于以上言及的技術(shù)課題，未言及的其它技術(shù)課 題是本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員能夠從以下記載明確理解的。
[0028] 課題解決方案
[0029] 旨在達(dá)成所述技術(shù)課題的本發(fā)明的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括：電動(dòng) 機(jī)，其作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)；電能存儲(chǔ)裝置，其存儲(chǔ)由所述電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的電；液壓泵 馬達(dá)120,其由所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，向動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100供應(yīng)工作油；動(dòng)臂控制閥125,其構(gòu)成使 所述液壓泵馬達(dá)120的吐出管線121和所述液壓泵馬達(dá)120的流入管線122選擇性地與使 所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)臂缸的蓋側(cè)或桿側(cè)閉回路或切斷的閉回路；第一控制閥151， 其連接所述流入管線122與排泄槽；第二控制閥300,其連接所述吐出管線121與所述排泄 槽，并以在所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器1〇〇下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)度面積根據(jù)作用于動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)的扭矩大小而 可變的方式進(jìn)行控制；及控制部160,其控制所述電動(dòng)機(jī)、所述液壓泵馬達(dá)120、所述動(dòng)臂控 制閥125和所述第一、第二控制閥151、300。
[0030] 另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力挖掘機(jī)動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的所述第一控制閥151可以在所述 動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100上升運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)連接，在所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切斷；所述第二控制閥 300可以在所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100上升運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切斷，在所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)連接。
[0031] 另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法包括：第一檢測(cè)步驟 (S10)，檢測(cè)動(dòng)臂下降操縱桿壓力值；第二檢測(cè)步驟（S20)，檢測(cè)動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩；判 斷步驟（S30)，判斷在所述第二檢測(cè)步驟（S20)中的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩為正（+)值還是負(fù)（-)值；第 一執(zhí)行步驟（S40)，如果所述判斷步驟（S30)中的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩值為負(fù)（-)，則最大限度開(kāi)放第 二控制閥300 ;及第二執(zhí)行步驟（S50)，如果所述判斷步驟（S30)中的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩值為正（+)， 則控制第二控制閥300,使得開(kāi)度面積減小。
[0032] 其它實(shí)施例的具體事項(xiàng)包含于詳細(xì)說(shuō)明及附圖中。
[0033] 發(fā)明效果
[0034] 如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法，能夠在 動(dòng)臂下降時(shí)，以目標(biāo)速度及力量控制動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器的收縮速度，由此能夠在電動(dòng)機(jī)（發(fā)電機(jī)） 中正常地生產(chǎn)力。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1及圖2是用于說(shuō)明以往的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的圖。
[0036] 圖3及圖4作為用于說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及 其控制方法的圖，是用于說(shuō)明在動(dòng)臂下降時(shí)動(dòng)臂再生下降與動(dòng)臂負(fù)載下降作用的圖。
[0037] 圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特性的 曲線圖。
[0038] 圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制 方法的流程圖。
[0039] 符號(hào)說(shuō)明
[0040] 100-動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器，110-電子裝置（電動(dòng)機(jī)、電能存儲(chǔ)裝置、逆變器等），120-液壓 泵馬達(dá)，121-吐出管線，122-流入管線，125-動(dòng)臂控制閥，126、127、128_第一、第二、第三位 置，144-動(dòng)臂輔助閥，145-動(dòng)臂輔助管線，151、152-第一、第二控制閥，160-控制部200-馬 達(dá)旁通閥，300-第二控制閥，301-完全開(kāi)放位置，302-開(kāi)度面積減小位置，303-完全關(guān)閉位 置。

【具體實(shí)施方式】
[0041] 參照附圖及一同詳細(xì)說(shuō)明的后述的實(shí)施例，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征以及達(dá)成其的方 法將會(huì)明確。
[0042] 在通篇說(shuō)明書(shū)中，相同參照符號(hào)指代相同構(gòu)成要素，對(duì)于與以往的技術(shù)相同的構(gòu) 成要素，賦予相同的符號(hào)并省略重復(fù)的詳細(xì)說(shuō)明。
[0043] 另一方面，后述的術(shù)語(yǔ)作為考慮在本發(fā)明中的功能而設(shè)定的術(shù)語(yǔ)，其會(huì)因生產(chǎn)者 的意圖或慣例而異，因此，其定義應(yīng)以本說(shuō)明書(shū)通篇內(nèi)容為基礎(chǔ)而作出。
[0044] 下面參照?qǐng)D3至圖6,對(duì)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及 其控制方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0045] 附圖圖3及圖4作為用于說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)及其控制方法的圖，是用于說(shuō)明在動(dòng)臂下降時(shí)的動(dòng)臂再生下降與動(dòng)臂負(fù)載下降的運(yùn)轉(zhuǎn)的 圖。附圖圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特性的曲 線圖。附圖圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制 方法的流程圖。
[0046] 本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合有電子裝置和液壓裝 置。
[0047] 電子裝置包括電動(dòng)機(jī)、電能存儲(chǔ)裝置、逆變器等。電動(dòng)機(jī)作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)而運(yùn) 轉(zhuǎn)。逆變器使電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化。電能存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的電。
[0048] 液壓裝置包括動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100、液壓泵馬達(dá)120和動(dòng)臂控制閥125構(gòu)成。
[0049] 所述液壓泵馬達(dá)120可以兼?zhèn)湟簤罕门c液壓馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)。在液壓泵馬達(dá)120作為 液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，向動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100供應(yīng)工作油。在液壓泵馬達(dá)120作 為液壓馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，借助于從動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100排出的工作油而驅(qū)動(dòng)，使所述電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)。
[0050] 在液壓泵馬達(dá)120的一端，連接有吐出管線121和流入管線122。吐出管線121和 流入管線122的另一端連接于所述動(dòng)臂控制閥125。
[0051] 所述動(dòng)臂控制閥125為使所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100上升運(yùn)轉(zhuǎn)而可以正向連接，為使所 述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100下降運(yùn)轉(zhuǎn)而可以逆向連接，可以提供中立位置，以便使所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器 100的升降停止。
[0052] 另一方面，在所述吐出管線121，可以連接有動(dòng)臂輔助管線145的一端，在動(dòng)臂輔 助管線145的另一端，可以具備動(dòng)臂輔助閥144。動(dòng)臂輔助閥144進(jìn)行控制，使得從主液壓 泵向吐出管線121補(bǔ)充供應(yīng)工作油。
[0053] 再一方面，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還可以包括連接 流入管線122與工作油的排泄槽的第一控制閥151，其中，所述流入管線122連接液壓泵馬 達(dá)120與動(dòng)臂控制閥125。另外，還可以包括連接吐出管線121與工作油的排泄槽的第二控 制閥300,其中，所述吐出管線121連接液壓泵馬達(dá)120與動(dòng)臂控制閥125。
[0054] 控制部160控制第一控制閥151和第二控制閥300。
[0055] 更詳細(xì)而言，第一控制閥151在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100上升運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)連接，在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器 100下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切斷。
[0056] 第二控制閥300在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100上升運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切斷，在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100下降運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)連接。
[0057] 另外，第二控制閥300可以以三位置二通型提供。第一位置可以為完全開(kāi)放位置 301,第二位置可以為開(kāi)度面積減小位置302,第三位置可以為完全關(guān)閉位置303。
[0058] 其中，就第二控制閥300而言，流量通過(guò)的開(kāi)度面積隨著閥柱的位置而可變。
[0059] 另一方面，在與動(dòng)臂上升信號(hào)對(duì)應(yīng)的要求流量超過(guò)液壓泵馬達(dá)120的供應(yīng)流量或 超過(guò)電動(dòng)機(jī)110的容量時(shí)，動(dòng)臂輔助閥144可以進(jìn)行開(kāi)放控制，使得第一液壓泵141吐出的 工作油供應(yīng)給動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100。
[0060] 另外，第一控制閥151可以是在動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)從動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100 流入液壓泵馬達(dá)120側(cè)的流量超過(guò)液壓泵馬達(dá)120的容許容量或超過(guò)電動(dòng)機(jī)110的發(fā)電容 量時(shí)進(jìn)行連接，使過(guò)量的流量排出到排泄槽。
[0061] 下面參照附圖圖5及圖6,說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的控制方法。
[0062] 第一檢測(cè)步驟（S10)，檢測(cè)動(dòng)臂下降操縱桿壓力值。
[0063] 第二檢測(cè)步驟（S20)，檢測(cè)動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩。
[0064] 判斷步驟（S30)，判斷第二檢測(cè)步驟（S20)中的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩為正（+)值還是負(fù)（_) 值。
[0065] 第一執(zhí)行步驟（S40)，如果判斷步驟（S30)中的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩值為負(fù)（_)，則最大限度 開(kāi)放第二控制閥300。即，以完全開(kāi)放位置301進(jìn)行控制。
[0066] 第二執(zhí)行步驟（S50)，如果所述判斷步驟（S30)中的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩值為正（+)，則控制 第二控制閥300,使得開(kāi)度面積減小。即，控制使得開(kāi)度面積具有比最大開(kāi)放狹小的開(kāi)度面 積。
[0067] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，作為判斷再生下降或負(fù)載下降的根據(jù)，以作用于電動(dòng) 機(jī)的作用扭矩值進(jìn)行判斷。更詳細(xì)而言，把作用扭矩值為負(fù)（_)的情形判斷為再生下降，把 作用扭矩值為正（+)的情形判斷為負(fù)載下降。其中，作用扭矩是為了使電動(dòng)機(jī)以目標(biāo)旋轉(zhuǎn) 速度旋轉(zhuǎn)而控制的電動(dòng)機(jī)扭矩。
[0068] 在動(dòng)臂進(jìn)行負(fù)載下降時(shí)，控制第二控制閥300,當(dāng)動(dòng)臂下降時(shí)，在與動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器的 缸桿連接的吐出管線121內(nèi)，壓力受到控制。
[0069] 在動(dòng)臂進(jìn)行負(fù)載下降時(shí)，第二控制閥300以開(kāi)度面積減小位置302進(jìn)行控制，從而 能夠減小與排泄槽連接的流路，由此，吐出管線121內(nèi)的壓力上升。如此上升的壓力傳遞到 動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的缸桿側(cè)，由此使得動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100能夠按所需速度控制收縮的速度。
[0070] 下面參照?qǐng)D5所示曲線圖，說(shuō)明第二控制閥300的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0071] 在動(dòng)臂進(jìn)行再生下降時(shí)，第二控制閥300打開(kāi)到最大。動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)借助于液壓泵 馬達(dá)120而驅(qū)動(dòng)，其中，所述液壓泵馬達(dá)120借助于從動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的缸蓋通過(guò)流入管線 122供應(yīng)的壓力油，作為液壓馬達(dá)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，操縱桿的壓力定義為pl，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn) 速度定義為wl。
[0072] 此時(shí)，作用于動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的外部負(fù)載為Π ，借助于此，最終傳遞給動(dòng)臂電動(dòng)機(jī) 的扭矩為T(mén)1。動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)使與wlXTl相應(yīng)的動(dòng)力再生。此時(shí)，第二控制閥300如圖5的 (c)所示，開(kāi)放到最大。
[0073] 另一方面，由于外力作用于鏟斗，存在能夠再生的負(fù)載從Π 減小到f2的情形。 此時(shí)，傳遞到動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)的扭矩從T1減小到T2。但是，在這種情況下，動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)也使與 wlXT2相應(yīng)的動(dòng)力再生。同樣地，第二控制閥300如圖5的（c)所示，開(kāi)放到最大。
[0074] 又一方面，如果更大的外力作用于鏟斗，則發(fā)生流入管線122的壓力無(wú)法使動(dòng)臂 電動(dòng)機(jī)按照?qǐng)D5的（a)中的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的情形。動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)利用電能存儲(chǔ)裝置的電 力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，外部負(fù)載定義為f3,電動(dòng)機(jī)扭矩定義為T(mén)3。
[0075] 此時(shí)，動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)的扭矩從負(fù)㈠ 變更為正⑴后，控制部160控制第二控制閥 300,控制使得流體將通過(guò)的開(kāi)度面積減小，達(dá)到a3。如果在外部負(fù)載變得大于f3,因而所 需電動(dòng)機(jī)扭矩更大的情況下，最終使第二控制閥300關(guān)閉，把借助于液壓泵馬達(dá)而吐出的 工作油全部傳遞到動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的桿側(cè)，從而能夠使動(dòng)臂下降時(shí)的下降力增加。
[0076] 如果連接到排泄槽的第二控制閥300的開(kāi)度面積減小，則吐出管線121的流路壓 力上升。該壓力傳遞到動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器100的動(dòng)臂缸桿側(cè)，使得能夠按所需速度控制動(dòng)臂缸。
[0077] 如上所述構(gòu)成的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制 方法，可以在動(dòng)臂下降時(shí)，按目標(biāo)速度控制動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器的收縮速度，由此，電動(dòng)機(jī)（發(fā)電機(jī)） 能夠正常地生產(chǎn)電。
[0078] 以上參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】了本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以理 解，本發(fā)明可以在不變更其技術(shù)思想或必需特征的前提下以其他具體形態(tài)實(shí)施。
[0079] 因此，以上記述的實(shí)施例應(yīng)理解為在所有方面只是示例，而非限定，本發(fā)明的范圍 應(yīng)解釋為由后述的權(quán)利要求書(shū)表現(xiàn)，由權(quán)利要求書(shū)的意義及范圍以及其均等概念導(dǎo)出的所 有變更或變形的形態(tài)包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0080] 工業(yè)上的利用可能性
[0081] 本發(fā)明的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法可以用于體現(xiàn)動(dòng)臂升降， 在動(dòng)臂下降時(shí)回收再生能。
【權(quán)利要求】
1. 一種混合動(dòng)力挖掘機(jī)動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 電動(dòng)機(jī)，其作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)； 電能存儲(chǔ)裝置，其存儲(chǔ)由所述電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的電； 液壓泵馬達(dá)（120)，其由所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，向動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器（100)供應(yīng)工作油； 動(dòng)臂控制閥（125)，其構(gòu)成使所述液壓泵馬達(dá)（120)的吐出管線（121)和所述液壓泵馬 達(dá)（120)的流入管線（122)選擇性地與使所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器（100)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)臂缸的蓋側(cè)或桿 側(cè)連接或切斷的閉回路； 第一控制閥（151)，其連接所述流入管線（122)與排泄槽； 第二控制閥（300)，其連接所述吐出管線（121)與所述排泄槽，并以在所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器 (100)下降運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)度面積根據(jù)作用于動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)的扭矩大小而可變的方式進(jìn)行控制；及 控制部（160)，其控制所述電動(dòng)機(jī)、所述液壓泵馬達(dá)（120)、所述動(dòng)臂控制閥（125)和所 述第一、第二控制閥（151、300)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一控制閥（151)在所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器（100)進(jìn)行上升作用時(shí)連接，在所述動(dòng)臂驅(qū) 動(dòng)器（100)進(jìn)行下降作用時(shí)切斷； 所述第二控制閥（300)在所述動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)器（100)進(jìn)行上升作用時(shí)切斷，在所述動(dòng)臂驅(qū) 動(dòng)器（100)進(jìn)行下降作用時(shí)連接。
3. -種混合動(dòng)力挖掘機(jī)動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括： 第一檢測(cè)步驟（S10)，檢測(cè)動(dòng)臂下降操縱桿壓力值； 第二檢測(cè)步驟（S20)，檢測(cè)動(dòng)臂電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩； 判斷步驟（S30)，判斷在所述第二檢測(cè)步驟（S20)中的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩為正（+)值還是負(fù)（-) 值； 第一執(zhí)行步驟（S40)，如果所述判斷步驟（S30)中的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩值為負(fù)（-)，則最大限度 開(kāi)放第二控制閥（300);及 第二執(zhí)行步驟（S50)，如果所述判斷步驟（S30)中的運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩值為正（+)，則控制第二 控制閥（300)，使得開(kāi)度面積減小。
【文檔編號(hào)】E02F3/43GK104093911SQ201380007127
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月30日
【發(fā)明者】姜秉一 申請(qǐng)人:斗山英維高株式會(huì)社