CN103180520A - 动力传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种动力传动装置,所述动力传动装置谋求提高油耗性能、降低噪音以及提高热平衡性能,并且,谋求提高能量效率。所述动力传动装置包括:蓄电池(60);电动发电机(50),所述电动发电机能够切换到驱动状态或者发电状态;至少一个负荷;逆变器(70),所述逆变器能够将所述电动发电机(50)切换到所述发电状态或者所述驱动状态中的任一种状态;充电状态检测机构(117),所述充电检测机构检测蓄电池的充电量C;吸收功率检测机构(110),所述吸收功率检测机构检测所述负荷的吸收功率Lp;控制装置、即主控制器(100),所述控制装置根据由吸收功率检测机构(110)检测出的吸收功率Lp及由充电状态检测机构(117)检测出的蓄电池(60)的充电量C,利用逆变器(70)将电动发电机(50)切换到所述发电状态或者所述驱动状态中的任一种状态。

Description

动力传动装置
技术领域
本发明涉及利用发动机及电动机的动力传动装置的技术。
背景技术
过去,关于在油压挖掘机等建筑车辆等上具备的、借助来自于动力源的动力驱动负荷的动力传动装置的技术是公知的。例如,如专利文献1所记载的那样。
专利文献1中记载的动力传动装置包括:作为动力源的发动机和借助来自发动机的动力进行驱动并排出工作油的油压泵。
当油压泵被来自于发动机的动力驱动时,该油压泵排出工作油。通过由油压泵向作业用油压促动器及油压马达供应工作油,该作业用油压促动器及油压马达驱动。通过作业用油压促动器驱动,可以使作业机动作。另外,通过油压马达驱动,可以使作业车辆行驶。
在如专利文献1记载的动力传动装置中,为了防止在重负荷作业时发生发动机熄火,根据重负荷作业时的油压泵的吸收功率设定发动机的额定输出。即,发动机的额定输出被设定成比油压泵的吸收功率的最大值大的值。这里,所谓重负荷作业,指的是油压泵的吸收功率比较大的作业。作为重负荷作业的一个例子,有借助具备动力传动装置的油压挖掘机挖掘地面并装载到翻斗车上的“挖掘装载作业”、一边使该油压挖掘机行驶一边利用推土铲推土的“行驶推土作业”等。
但是,作为利用具备上述动力传动装置的油压挖掘机等作业车辆进行的作业,不仅是上述重负荷作业,还有轻负荷作业。这里,所谓轻负荷作业,指的是油压泵的吸收功率比较小的作业。作为轻负荷作业的一个例子,有利用具备上述动力传动装置的油压挖掘机挖取堆积在地面上的土的“挖取作业”、吊起负荷并使之移动的“起重作业”等。
在如上所述的根据重负荷作业的油压泵的吸收功率设定发动机的最大输出的情况下,在轻负荷作业时,该发动机的最大输出的设定过大,在导致发动机的油耗的恶化、噪音的增加以及热平衡性能降低,并且,导致能量效率降低方面是不利的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-338506号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的是提供一种动力传动装置,所述动力传动装置,谋求油耗性能的提高、噪音的降低以及热平衡性能的提高,并且,谋求能量效率的提高。
解决课题的手段
本发明所要解决的课题如上所述,下面,说明用于解决课题的手段。
即,在本发明中,包括:蓄电池;电动发电机,所述电动发电机能够切换成借助来自于所述蓄电池的电力的供应使输入输出轴旋转的驱动状态,或者切换成通过借助来自于发动机的动力使所述输入输出轴旋转来进行发电、对所述蓄电池充电的发电状态;至少一个负荷,所述负荷由所述发动机和/或所述电动发电机驱动;切换机构,所述切换机构将所述电动发电机切换成所述发电状态或者所述驱动状态中的任一种状态;充电状态检测机构,所述充电状态检测机构检测所述蓄电池的充电量;吸收功率检测机构,所述吸收功率检测机构检测所述负荷的吸收功率;控制装置,所述控制装置根据由所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率及由所述充电状态检测机构检测出的所述蓄电池的充电量,利用所述切换机构将所述电动发电机切换成所述发电状态或者所述驱动状态中的任一个状态。
在本发明中,在由所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率不足被设定成比所述发动机的最大输出低的值的切换用输出阈值、并且由所述充电状态检测机构检测出的所述蓄电池的充电量不足过充电阈值的情况下,所述控制装置利用所述切换机构将所述电动发电机切换成所述发电状态,在由所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率在所述切换用输出阈值以上的情况下,利用所述切换机构将所述电动发电机切换成所述驱动状态。
在本发明中,所述电动发电机能够切换成既不进行借助供应的电力进行的所述输入输出轴的旋转也不进行所述蓄电池的充电的中立状态,所述控制装置能够使所述发动机的额定输出上升,即使利用所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率在所述切换用输出阈值以上,在所述蓄电池的充电量不足过放电阈值的情况下,也使所述发动机的额定输出上升,并且,将所述电动发电机切换到中立状态。
在本发明中,所述负荷是通过排出工作油使作业用油压促动器驱动的至少一个油压泵,所述吸收功率检测机构具有检测所述油压泵的排出压力的压力检测机构、检测所述油压泵的排量的容积检测机构、和检测所述油压泵的转速的泵转速检测机构,所述控制装置根据所述压力检测机构、所述容积检测机构及所述泵转速检测机构的检测值,计算所述油压泵的吸收功率。
在本发明中,所述切换用输出阈值是被设定成包含在预先设定的低油耗区域中的值。
发明的效果
作为本发明的效果,可以起到下面所述的效果。
本发明可以根据负荷的吸收功率及蓄电池的充电量切换电动发电机的工作状态。
例如,可以在负荷的吸收功率大的情况下,利用电动发电机辅助该负荷的驱动,或者,在负荷的吸收功率小的情况下,利用发动机的动力对蓄电池充电。
从而,在谋求提高油耗性能、降低噪音及提高热平衡性能的同时,可以谋求提高能量效率。
本发明在负荷的吸收功率在切换用输出阈值以上(所谓的重负荷作业时)的情况下,可以将电动发电机切换到驱动状态,利用发动机及电动发电机驱动负荷。
从而,可以将发动机的转矩特性线向使额定输出减小的方向变更,从而可以谋求提高油耗性能、降低噪音及提高热平衡性能。
另外,在负荷的吸收功率不足切换用输出阈值(所谓的轻负荷作业时,或不作业时)、并且蓄电池的充电量不足过充电阈值的情况下,将电动发电机切换到发电状态,可以利用在输出中具有余量的发动机的动力对蓄电池充电。
从而,在发动机的输出具有余量的情况下,可以对蓄电池充电,可以谋求能量效率的提高。另外,通过只在蓄电池的充电量不足过充电阈值的情况下进行充电,可以防止该蓄电池被过剩地充电。
进而,在电动发电机的驱动状态及发电状态下的发动机的输出的变动幅度变小,可以抑制伴随着该发动机的输出的变动引起的油耗性能的恶化。
本发明在蓄电池的充电量不足过放电阈值的情况下,通过停止电动发电机的驱动,可以防止该蓄电池的过度的放电,并且,可以防止发动机熄火的发生,从而防止作业性能的降低。
本发明,在应用于利用油压泵使作业用油压促动器的作业车辆等的动力传动装置中,可以根据油压泵的吸收负荷及蓄电池的充电量,切换电动发电机的工作状态。
从而,可以谋求提高油耗性能、降低噪音及提高热平衡性能,并且,谋求提高能力效率。
本发明,即使在负荷的吸收功率增加到切换用输出阈值以上的情况下,也能够将发动机的输出限制在低油耗区域的附近。
从而,可以进一步谋求发动机的油耗性能的提高。
附图说明
图1是表示根据本发明的一个实施例的动力传动装置的整体结构的框图。
图2是表示发动机的转矩特性线及等油耗曲线的图示。
图3是表示电动发电机的控制形式的流程图。
图4是表示吸收功率的变化的情况的图示。
图5是表示怠速停止控制的控制形式的流程图。
图6是表示怠速停止控制的控制形式的流程图。
附图标记说明
1   动力传动装置
21  第一油压泵(负荷、油压泵)
22  第二油压泵(负荷、油压泵)
50  电动发电机
60  蓄电池
70  逆变器(切换机构)
100  主控制器(控制装置)
110  吸收功率检测机构
111  第一压力检测机构(压力检测机构)
112  第二压力检测机构(压力检测机构)
113  第一容积检测机构(容积检测机构)
114  第二容积检测机构(容积检测机构)
115  泵转速检测机构
117  充电状态检测机构
具体实施方式
下面,利用图1对于根据本发明的一种实施方式的动力传动装置1进行说明。
动力传动装置1用于传动来自于动力源的动力,使各种促动器驱动。
动力传动装置1包括:发动机10、第一油压泵21、第二油压泵22、离合器15、控制阀30、作业用油压促动器40、操作机构35、电动发电机50、蓄电池60、逆变器70、起动电动机80、吸收功率检测机构110、操作状态检测机构116、充电状态检测机构117、发动机转速设定机构121、怠速停止选择机构122、发动机控制器单元101、及主控制器100。
另外,根据本实施方式的动力传动装置1被配备在油压挖掘机上,但是,本发明并不局限于此。即,也可以配备在除油压挖掘机以外的建筑车辆、农业车辆、工业车辆等上,另外,本发明并不局限于车辆,可以配备到传递来自于动力源的动力并使各种促动器驱动的机械及装置上。
发动机10是驱动源。来自于发动机10的动力能够从设置在该发动机10上的输出轴11获取。
根据本实施方式的发动机10是柴油发动机,但是,本发明并不局限于此,也可以是汽油发动机。
第一油压泵21是根据本发明的负荷及油压泵的一种实施方式,被传动的动力旋转驱动,排出工作油。第一油压泵21是通过变更可动斜板21a的倾斜角度能够变更工作油的排出量的可变容量式的泵。可动斜板21a的倾斜角度可以通过图中未示出的促动器或者通过手动操作来变更。第一油压泵21利用从设置在该第一油压泵21上的输入轴23输入的动力旋转驱动。齿轮23a固定设置在输入轴23上。油路25的一端连接于第一油压泵21的排出口。
第二油压泵22是根据本发明的负荷及油压泵的一种实施方式,被传动的动力旋转驱动,排出工作油。第二油压泵22是可以通过变更可动斜板22a的倾斜角度来变更工作油的排出量的可变容量式的泵。可动斜板22a的倾斜角度可以通过图中未示出的促动器或者通过手动操作来变更。第二油压泵22利用从设置在该第二油压泵22上的输入轴24输入的动力旋转驱动。齿轮24a固定设置在输入轴24上。齿轮24a与固定设置在第一油压泵21的输入轴23上的齿轮23a啮合。油路26的一端连接到第二油压泵22的排出口上。
另外,齿轮24a的齿数被设定成和齿轮23a的齿数相同。从而,在齿轮24a和齿轮23a一边啮合一边旋转的情况下,该齿轮24a及齿轮23a的转速相同。即,第一油压泵21和第二油压泵22以相同的转速旋转。
另外,根据本实施方式的第一油压泵21及第二油压泵22是可以通过变更可动斜板21a及可动斜板22a的倾斜角度来变更工作油的排出量的斜板式的油压泵,但是,本发明并不局限于此。即,可以采用能够通过变更气缸体的中心轴的倾斜角度来变更工作油的排出量的斜轴式的油压泵。
离合器15夹设在发动机10的输出轴11与第一油压泵21的输入轴23之间,切断、接通在输出轴11和输入轴23之间被传动的动力。当离合器15被连接时,输出轴11和输入轴23被连接起来。在这种情况下,输出轴11及输入轴23能够以相同的转速旋转,从而,发动机10以及第一油压泵21及第二油压泵22能够以相同的转速旋转。当离合器15被切断时,输出轴11与输入轴23的连接被解除,即使发动机10的输出轴11旋转,该旋转动力也不被传递给输入轴23。
作为离合器15可以采用油压离合器或电磁离合器等各种离合器。
控制阀30用于适当地切换由第一油压泵21及第二油压泵22供应的工作油的方向及流量。控制阀30适当地具备方向切换阀、压力补偿阀等。
油路25的另一端连接于控制阀30,经由该油路25将从第一油压泵21排出的工作油供应给控制阀30。
油路26的另一端连接到控制阀30上,经由该油路26将从第二油压泵22排出的工作油供应给控制阀30。
作业用油压促动器40被从第一油压泵21及第二油压泵22经由控制阀30供应的工作油驱动。根据本实施方式的作业用油压促动器40包含:用于使油压挖掘机的作业机动作的转臂油压缸41、悬臂液压缸42、以及铲斗液压缸43、行驶用的左右一对行驶马达44、45、以及转弯用的转弯马达46。
操作机构35用于切换经由控制阀30供应给作业用液压促动器40的工作油的方向及流量。当操作机构35被操作者操作时,该操作信号(电信号)被发送到控制阀30。根据该信号,切换配备在控制阀30上的各种阀(方向切换阀等)。借此,可以将所希望的量的工作油供应给操作者所希望的作业用油压促动器40。
另外,根据本实施方式的操作机构35借助电信号使控制阀30动作,但是,本发明并不局限于此。即,也可以是根据操作者的操作赋予控制阀30先导压力(控制压力),借助该先导压力使控制阀30动作的油压式的操作机构。
在作为如上所述的操作机构35采用油压式的操作机构的情况下,另外设置用于向该油压式的操作机构供应工作油的油压泵、以及用于驱动该油压泵的电动机,以便在通过后面描述的怠速停止控制使发动机停止时,也能够向该该油压式的操作机构供应工作油。
电动发电机50,在被供应电力的情况下,作为电动机旋转驱动而产生动力,在被供应动力的情况下,作为发电机产生电力。电动发电机50配备有输入输出轴51,在该输入输出轴51上固定设置齿轮51a。齿轮51a与固定设置在第一油压泵21的输入轴23上的齿轮23a啮合。
电动发电机50在被供应电力的情况下,能够使输入输出轴51旋转驱动。
电动发电机50在被传递动力且输入输出轴51被旋转驱动的情况下,能够产生电力。
蓄电池60是能够蓄积供应给电动发电机50及其它电气设备的电力并进行放电的二次电池。
逆变器70是根据本发明的切换机构的一种实施方式,能够将来自于蓄电池60的电力供应给电动发电机50,或者将来自于电动发电机50的电力供应给蓄电池60。
逆变器70配备有将直流变换成交流的电路(逆变器电路)和将交流变换成直流的电路(转换器电路),可以选择该逆变器电路和转换器电路中的任一方,或者不选择其中的任一方。
在选择逆变器电路的情况下,逆变器70将从蓄电池60供应的直流电力变换成交流,供应给电动发电机50。这样,通过能够利用逆变器70将来自于蓄电池60的电力供应给电动发电机50,该电动发电机50使输入输出轴51旋转驱动。即,在这种情况下,可以将电动发电机50作为电动机使用。在这种情况下,从电动发电机50向蓄电池60的电力的供应被切断。下面,将电动发电机50使输入输出轴51旋转驱动的状态称为“驱动状态”。
在选择了转换器电路的情况下,逆变器70将从电动发电机50供应的交流电力变换成直流,将该电力蓄积到蓄电池60中。这样,通过能够借助逆变器70将来自于电动发电机50的电力供应给蓄电池60,该电动发电机50借助来自于发动机10的动力产生电力,能够将该电力蓄积(充电)到蓄电池60中。即,在这种情况下,可以将电动发电机50作为发电机使用。在这种情况下,从蓄电池60向电动发电机50的电力供应被切断。下面,将该电动发电机50使蓄电池60充电的状态称为“发电状态”。
在不选择逆变器电路及转换器电路中的任一个的情况下,逆变器70既不进行向电动发电机50的电力供应,也不进行向蓄电池60的电力供应。这样,由于不进行向电动发电机50的电力供应,所以,电动发电机50不使输入输出轴51驱动旋转。另外,由于即使电动发电机50的输入输出轴51被旋转驱动,也不向蓄电池60供应电力,所以,也不进行向蓄电池60的充电,这时的电动发电机50的输入输出轴51的旋转阻力变得比发电状态的输入输出轴51的旋转阻力小。下面,将这种既不进行电动发电机50的输入输出轴51的旋转驱动、也不进行蓄电池60的充电的状态称为“中立状态”。
起动电动机80是使发动机10起动用的电动机。起动电动机80被从蓄电池60供应的电力驱动。
吸收功率检测机构110用于检测由第一油压泵21及第二油压泵22产生的吸收功率Lp。这里,所谓吸收功率Lp指的是为了驱动第一油压泵21及第二油压泵22所必要的功率。吸收功率检测机构110具备有:第一压力检测机构111、第二压力检测机构112、第一容量检测机构113、第二容量检测机构114、及泵转速检测机构115。
第一压力检测机构111是根据本发明的压力检测机构的一种实施方式,是检测第一油压泵21的排出压力P1的传感器。第一压力检测机构111连接于油路25的中途部,通过检测该油路25内的压力,从而可以检测出第一油压泵21的排出压力P1。
第二压力检测机构112是根据本发明的压力检测机构的一种实施方式,是检测第二油压泵22的排出压力P2的传感器。第二压力检测机构112连接于油路26的中途部,通过检测该油路26内的压力,从而可以检测出第二油压泵22的排出压力P2。
第一容积检测机构113是根据本发明的容积检测机构的一种实施方式,用于检测第一油压泵21的排量q1。第一容积检测机构113是检测第一油压泵21的可动斜板21a的倾斜角度的传感器。根据该可动斜板21a的倾斜角度,可以由后面描述的主控制器100计算出第一油压泵21的排量q1。
第二容积检测机构114是根据本发明的容积检测机构的一种实施方式,用于检测第二油压泵22的排量q2。第二容积检测机构114是检测第二油压泵22的可动斜板22a的倾斜角度的传感器。根据该可动斜板22a的倾斜角度,可以由后面描述的主控制器100计算出第二油压泵22的排量q2。
泵转速检测机构115是检测第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np的传感器。泵转速检测机构115通过检测固定设置在第二油压泵22的输入轴24上的齿轮24a的转速,从而可以检测第二油压泵22的转速Np。另外,由于第二油压泵22及第一油压泵21的转速Np相同,所以,泵转速检测机构115通过检测第二油压泵22的转速Np,同时也检测出第一油压泵21的转速Np。
操作状态检测机构116是检测操作机构35是否被操作的传感器。操作状态检测机构116由电位计等构成,可以对操作机构35被操作者操作进行检测。
另外,根据本实施方式的操作状态检测机构116,利用电位计等对操作机构35被操作直接进行检测,但是,本发明并不局限于此。即,在操作机构35是油压式的情况下,也可以通过利用压力开关等检测使控制阀30的先导压力来对操作机构35被操作进行检测。
在如上所述的操作机构35是油压式的情况下,在该油压式的操作机构中另外设置供应工作油用的油压泵以及驱动该油压泵用的电动机,以便在通过后面描述的怠速停止控制而使发动机10停止时,也能够向该油压式的操作机构供应工作油。
充电状态检测机构117用于检测蓄电池60的充电量(剩余量)C。充电状态检测机构117可以检测表示蓄电池60的充电量(剩余量)C的信息(例如,电压、蓄电池液的比重等)。
发动机转速设定机构121用于设定发动机10的转速。发动机转速设定机构121由拨码开关构成,能够由操作者进行操作。发动机转速设定机构121的操作量可以由设置在该发动机转速设定机构121上的传感器(图中未示出)检测。
另外,发动机转速设定机构121并不局限于拨码开关,也可以是杆、踏板等。
怠速停止选择机构122用于选择是否进行后面描述的怠速停止控制。怠速停止选择机构122由拨码开关构成,能够由操作者进行操作。怠速停止选择机构122可以切换成不进行怠速停止控制的“OFF”位置、进行怠速停止控制的“ON”位置、或者使发动机10停止而只使电动发电机50驱动的“马达驱动”位置。怠速停止选择机构122的位置可以由设置在该怠速停止选择机构122上的传感器(图中未示出)检测。
发动机控制器单元(下面,简称为“ECU”)101是根据本发明的控制装置的一种实施方式,用于根据各种信号及程序控制发动机10的动作。具体地说,ECU101可以是由母线连接CPU、ROM、RAM、HDD等的结构,或者,也可以是由单芯片的LSI等构成的结构。
ECU101与检测发动机10的转速Ne的发动机转速检测机构(图中未示出)连接,可以取得由该发动机转速检测机构产生的发动机10的转速Ne的检测信号。
ECU101与起动电动机80连接,向该起动电动机80发送控制信号,通过由该起动电动机80使发动机10的曲轴旋转,借此,能够使该发动机10起动。
ECU101与用于调节发动机10的燃料喷射量的调速装置(图中未示出)连接,向该调速装置发送控制信号,可以通过调节发动机10的燃料喷射量,变更转速Ne或转矩特性,或者,可以通过停止发动机10的燃料供应,停止该电动机10。
主控制器100是根据本发明的控制装置的一种实施方式,根据各种信号及程序向离合器15、逆变器70及ECU101发送控制信号。主控制器100,具体地说,可以是由母线连接CPU、ROM、RAM、HDD等的结构,或者,也可以是由单芯片的LSI等构成的结构。
主控制器100被连接到第一压力检测机构111上,能够取得由第一压力检测机构111产生的第一油压泵21的排出压力P1的检测信号。
主控制器100被连接到第二压力检测机构112上,能够取得由第二压力检测机构112产生的第二油压泵22的排出压力P2的检测信号。
主控制器100被连接到第一容积检测机构113上,能够取得由第一容积检测机构113产生的第一油压泵21的可动斜板21a的倾斜角度的检测信号。在主控制器100中,存储有表示可动斜板21a的倾斜角度与第一油压泵21的排量q1的关系的映射图。该主控制器100根据该可动斜板21a的倾斜角度的检测信号,计算第一油压泵21的排量q1。
主控制器100连接到第二容积检测机构114上,能够取得由第二容积检测机构114产生的第二油压泵22的可动斜板22a的倾斜角度的检测信号。在主控制器100中,存储有表示可动斜板22a的倾斜角度与第二油压泵22的排量q2的关系的映射图。该主控制器100根据该可动斜板22a的倾斜角度的检测信号,计算出第二油压泵22的排量q2。
主控制器100连接到泵转速检测机构115上,能够取得由泵转速检测机构115产生的第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np的检测信号。
主控制器100连接到操作状态检测机构116上,能够取得表示由操作状态检测机构116产生的操作机构35被操作了的意思的检测信号。
主控制器100连接到充电状态检测机构117上,能够取得由充电状态检测机构117产生的蓄电池60的充电量(剩余量)C的检测信号。
主控制器100与ECU101连接,能够取得由该ECU101(更详细地说,连接到ECU101上的发动机转速检测机构)产生的发动机10的转速Ne的检测信号。另外,主控制器100能够发送表示使发动机10起动或者停止的意思以及表示指示发动机10的目标转速的意思的控制信号。
主控制器100连接到设置在发动机转速设定机构121上的传感器上,能够取得由该传感器产生的发动机转速设定机构121的操作量的检测信号。
主控制器100连接到设置在怠速停止选择机构122上的传感器上,能够取得由该传感器产生的怠速停止选择机构122的位置的检测信号。
主控制器100连接到离合器15上,能够向该离合器15发送表示将该离合器15接通、断开的意思的控制信号。
主控制器100连接到逆变器70上,能够向该逆变器70发送表示选择逆变器电路或转换器电路中的任一方的意思、或者表示不选择其中的任一方的意思的控制信号。
下面,对于如上所述构成的动力传动装置1的基本动作形式进行说明。
当图中未示出的钥匙开关等被操作、起动发动机的意思的信号被发送给主控制器100时,主控制器100向ECU101发送使发动机10起动的意思的控制信号。接受到该控制信号的ECU101将控制信号发送给起动电动机80,使发动机10起动。
另外,当图中未示出的钥匙开关等被操作、停止发动机的意思的信号被发送给主控制器100时,主控制器100向ECU101发送使发动机10停止的意思的控制信号。接受到该控制信号的ECU101将控制信号发送给所述调速装置,使发动机10停止。
在发动机10起动了的情况下,主控制器100根据发动机转速设定机构121的操作量,决定发动机10的目标转速。主控制器100将该发动机10的目标转速作为控制信号发送给ECU101。接受到该控制信号的ECU101将控制信号发送给所述调速装置,调节该发动机10的转速Ne,以便发动机10的转速Ne成为目标转速。
在发动机10起动(驱动),离合器15被连接的情况下,该发动机10的动力经由输出轴11、离合器15、以及输入轴23被传递给第一油压泵21。另外,来自于发动机10的动力还经由齿轮23a、齿轮24a及输入轴24被传递给第二油压泵22。借此,第一油压泵21及第二油压泵22以相同的转速Np旋转。
当第一油压泵21及第二油压泵22被驱动(旋转)时,从该第一油压泵21及第二油压泵22排出工作油。该工作油经由油路25及油路26被供应给控制阀30。控制阀30根据来自于操作机构35的操作信号向操作者所希望的作业用油压促动器40供应工作油。
另一方面,在由主控制器100向逆变器70发送了选择逆变器电路的意思的控制信号的情况下,电动发电机50被切换到驱动状态。在这种情况下,电动发电机50借助蓄电池60的电力使输入输出轴51旋转驱动,产生动力。该动力经由输入输出轴51、齿轮51a、齿轮23a及输入轴23被传递给第一油压泵21,并且,经由齿轮24a、及输入轴24被传递给第二油压泵22。即,在这种情况下,在来自于发动机10的动力的基础上,进而借助来自于电动发电机50的动力,使第一油压泵21及第二油压泵22驱动。
另外,在由主控制器100向逆变器70发送了选择转换器电路的意思的控制信号的情况下,电动发电机50被切换到发电状态。在这种情况下,电动发电机50被经由齿轮51a及输入输出轴51传递的来自于发动机10的动力旋转驱动,产生电力。该电力经由逆变器70蓄积在蓄电池60中。即,在这种情况下,第一油压泵21及第二油压泵22被来自于发动机10的动力驱动,并且,电动发电机50被旋转驱动而使电力被蓄积到蓄电池60中。
另外,在由主控制器100向逆变器70发送了逆变器电路及转换器电路均不选择的意思的控制信号的情况下,电动发电机50被切换到中立状态。在这种情况下,电动发电机50尽管被经由齿轮51a及输入输出轴51传递的来自于发动机10的动力旋转驱动,但是,不进行蓄电池60的充电。因此,电动发电机50的输入输出轴51的旋转阻力比发电状态时小。
下面,利用图2至图4,对于动力传动装置1的控制形式进行说明。
首先,利用图2,对于发动机10的控制形式进行说明。
图2表示发动机10的转矩特性线及发动机10的等油耗曲线。图2的横轴表示发动机10的转速Ne,纵轴表示发动机10的转矩Tr。另外,图2中的粗实线X表示发动机10的本来的转矩特性线,粗的虚线Y表示变更了发动机10的本来的转矩特性线X之后的转矩特性线,细的实线Z表示发动机10的等油耗曲线。
发动机10的本来的转矩特性线由粗的实行X表示。所谓转矩特性线是将对每个发动机转速设定的最高转矩点连接起来的线。在转矩特性线X上包含有发动机10的额定输出(额定点)Px,在该额定输出Px,发动机10的输出变成最大。
发动机10的等油耗曲线是用细的实线Z表示的曲线。所谓等油耗曲线,是对各个转速及各个负荷计测在发动机10的输出时的燃料消耗量(下面,简称为“燃料消耗量”)(g/kWh)并将相同的燃料消耗量的点连接起来的曲线。在本实施方式中,作为具体的例子,表示以图2中的等油耗曲线Z1(图中的等油耗曲线Z之中位于最内侧的等油耗曲线)中的燃料消耗量作为基准(100%),燃料消耗量每增加2%示出等油耗曲线Z。
这里,在本实施方式中,将燃料消耗量以Z1为基准在102%以下的区域(等油耗曲线Z2的内侧的区域)定义为“低油耗区域”。所谓低油耗区域,在图2中,是发动机10的燃料消耗量不足规定的值(发动机10的燃料消耗量比较少)的区域。这里所说的“规定的值”,是使用动力传动装置1的操作者可以任意设定的值,可以根据应用该动力传动装置1的车辆或装置等适当地设定。例如,可以用发动机10的理想的燃料消耗量(燃料消耗量成为最小的值)作为基准(100%),任意设定所述规定的值(例如,相对于理想的燃料消耗量为105%的值等)。
变更了发动机10的本来的转矩特性线X之后的转矩特性线由虚线Y表示。ECU101可以调节发动机10的燃料喷射量,以便发动机10的额定输出(额定点)Py包含在所述低油耗区域中。借此,可以将发动机10的本来的转矩特性线X向转矩特性线Y变更。另外,转矩特性线Y中的额定输出Py被设定成比主特性线X中的额定输出Px小的值。
如上所述,根据本实施方式的发动机10在由ECU101设定成转矩特性线X或者转矩特性线Y中的任一方中的状态下运转。
其次,利用图2到图4。对于电动发电机50的控制形式进行说明。
另外,在下面说明的控制开始之前(初始状态),发动机10在设定成转矩特性线Y的状态下运转。
在图3的步骤S101,主控制器100根据排出压力P1、排出压力P2、排量q1、排量q2及转速Np,计算由第一油压泵21及第二油压泵22产生的吸收功率Lp。利用Lp=K×((P1×q1×Np)+(P2×q2×Np))的公式(K为常数)计算吸收功率Lp。
主控制器100在进行上述处理之后转移到步骤S102。
在步骤S102,主控制器100判定吸收功率Lp是否不足预先设定的切换用输出阈值Dp1。
这里,本实施方式中的切换用输出阈值Dp1被设定成和图2所示的转矩特性线Y的额定输出Py相同的值。即,切换用输出阈值Dp1被设定成包含在低油耗区域内的值。
在步骤S102中,在主控制器100判定为吸收功率Lp不足切换用阈值Dp1的情况下,转移到步骤S103。
在主控制器100判定为吸收功率Lp没有不足切换用输出阈值Dp1的情况下,即,判定为在切换用输出阈值Dp1以上的情况下,转移到步骤S104。
在步骤S103,主控制器100判定充电量C是否不足预先设定的过充电阈值Dc1。
这里,过充电阈值Dc1是任意设定的值,被设定成能够防止蓄电池60被过度充电的值。
在步骤S103,在主控制器100判定为充电量C不足过充电阈值Dc1的情况下,转移到步骤S105。
在主控制器100判定为充电量C没有不足过充电阈值Dc1,即,在过充电阈值Dc1以上的情况下,转移到步骤S106。
在步骤S105,主控制器100向ECU101发送控制信号,由该ECU101将发动机10的转矩特性线设定成Y(参照图2)(在发动机10的转矩特性线是原来的Y的情况下,原样保持转矩特性线Y)。
主控制器100在进行了上述处理之后,转移到步骤S109。
在步骤S109,主控制器100向逆变器70发送选择转换器电路的意思的控制信号,将电动发电机50切换到发电状态。
在步骤S106,主控制器100向ECU101发送控制信号,由该ECU101将发动机10的转矩特性线设定成Y(参照图2)(在发动机10的转矩特性线是原来的Y的情况下,原样保持转矩特性线Y)。
主控制器100在进行了上述处理之后,转移到步骤S110。
在步骤S110,主控制器100向逆变器70发送转换器电路及逆变器电路均不选择的意思的控制信号,将电动发电机50切换到中立状态。
在步骤S104,主控制器100判定充电量C是否不足预先设定的过放电阈值Dc2。
这里,过放电阈值Dc2是任意设定的值,是比过充电阈值Dc1小的值,并且被设定成能够防止蓄电池60的过度的放电的值。
在步骤S104,在主控制器100判定为充电量C不足过放电阈值Dc2的情况下,转移到步骤S107。
在主控制器100判定为充电量C没有不足过放电阈值Dc2,即,在过放电阈值Dc2以上的情况下,转移到步骤S108。
在步骤S107,主控制器100向ECU101发送控制信号,由该ECU101将发动机10的转矩特性线设定成X(参照图2)(在发动机10的转矩特性线是原来的X的情况下,原样地保持转矩特性线X)。
在主控制器100进行了上述处理之后,转移到步骤S111。
在步骤S111,主控制器向逆变器70发送转换器电路及逆变器电路均不选择的意思的控制信号,将电动发电机50切换到中立状态。
在步骤S108,主控制器100向ECU101发送控制信号,由该ECU101将发动机10的转矩特性线设定成Y(参照图2)(在发动机10的转矩特性线是原来的Y的情况下,原样保持转矩特性线Y)。
主控制器100在进行上述处理之后,转移到步骤S112。
在步骤S112,主控制器100向逆变器70发送选择逆变器电路的意思的控制信号,将电动发电机50切换到驱动状态。
下面,利用图2至图4,对于从上述步骤S109到步骤S112的详细情况进行说明。
图4是表示在将根据本实施方式的动力传动装置1应用于油压挖掘机的情况下的第一油压泵21及第二油压泵22的吸收功率Lp的变化(变动)的形式的图示。图4的横轴表示该油压挖掘机的作业时间t,纵轴表示吸收功率Lp的变化。
如图4所示,在由应用了动力传动装置1的油压挖掘机进行作业的情况下,第一油压泵21及第二油压泵22的吸收功率Lp随着作业时间t的经过(作业内容的变化)而产生大的变动。
例如,在由油压挖掘机挖掘地面并装载到翻斗车上的“挖掘装载作业”、一边使该油压挖掘机行驶一边利用推土铲推土的“行驶推土作业”等所谓重负荷作业的情况下,如图4的区域Tm所示,吸收功率Lp变大。另外,在由油压挖掘机进行挖取堆积在地面上的土的“挖取作业”,吊起负荷使之移动的“起重作业”等所谓轻负荷作业的情况下,如图4的区域Tu所示,吸收功率Lp变小。
在图4中,与第一油压泵21及第二油压泵22的吸收功率Lp一起,还表示出了切换用输出阈值Dp1(额定输出Py)及额定输出Px的值。
本来,在不进行上述发动机10及电动发电机50的控制的情况下,即,在只用发动机10一直驱动第一油压泵21及第二油压泵22的情况下(在不考虑第一油压泵21及第二油压泵以外的负荷的情况下),发动机10的输出和吸收功率Lp大致相同。在这种情况下,为了防止在油压挖掘机作业时发生发动机10的发动机熄火,将额定输出Px设定成比吸收功率Lp的最大值高的值(将发动机10的转矩特性线设定成X)。
但是,在本实施方式中,如前面所述,在上述控制的开始之前(初始状态),通过将发动机10的转矩特性线X变更成转矩特性线Y,将该发动机10的额定输出Py设定成比额定输出Px小的值(参照图2)。如图4所示,这种情况下的额定输出Py被设定成比吸收功率Lp的最大值低的值。
在图3的步骤S102中,在判定为吸收功率Lp不足切换用输出阈值Dp1的情况下,即,在图4中的区域Tu中,处于相对于发动机10的转矩特性线Y中的额定输出Py而言吸收功率Lp小、在发动机10的输出中存在余量的状态。
在这种状态下,在步骤S103中,在判定为充电量C不足过充电阈值Dc1的情况下,即,在蓄电池60的充电量C少(应当充电)的情况下,在步骤S109,电动发电机50被切换成发电状态。
借此,利用发动机10的输出的余量,旋转驱动电动发电机50的输入输出轴51,可以将由该电动发电机50产生的电力给蓄电池60充电。这时,发动机10为了除了驱动第一油压泵21及第二油压泵22之外还驱动电动发电机50,该发动机10的输出变成比吸收功率Lp大的值(比切换用输出阈值Dp1(额定输出Py)小的值)。
在图3的步骤S103中,在判定为充电量C在过充电阈值Dc1以上的情况下,即,在蓄电池60的充电量C足够多(没有必要充电)的情况下,在步骤S110,将电动发电机50切换到中立状态。
借此,即使在发动机10的输出中存在余量的情况下,也不利用电动发电机50进行发电,可以防止蓄电池60被过度充电。
在图3的步骤S102,在判定为吸收功率Lp在切换用输出阈值Dp1以上的情况下,即,在图4的区域Tm中,处于相对于发动机10的转矩特性线Y中的额定输出Py而言吸收功率Lp大、发动机10的输出不足的状态。
在这种状态下,在步骤S104,在判定为充电量C在过放电阈值Dc2以上的情况下,即,在蓄电池60的充电量C多(为了驱动电动发电机50而蓄积有足够的充电量C)的情况下,在步骤S112,将电动发电机50切换成驱动状态。
借此,电动发电机50的输入输出轴51被蓄电池60的电力旋转驱动,第一油压泵21及第二油压泵22除了发动机10之外还被该电动发电机50所驱动。即,由电动发电机50辅助第一油压泵及第二油压泵22的驱动。这样,在相对于吸收功率Lp而言,发动机10的输出不足的情况下,由于电动发电机50补充该不足的部分的输出,所以,该发动机10的输出成为与切换用输出阈值Dp1(额定输出Py)大致相同的值。
在图3的步骤S104,在判定为充电量C不足过放电阈值Dc2的情况下,即,在蓄电池60的充电量C少(为了驱动电动发电机50而没有蓄积足够的充电量C)的情况下,在步骤S107,在发动机10的转矩特性线从Y变更成X之后,在步骤S111,电动发电机50被切换成中立状态。
借此,由于发动机10的额定输出Px被设定成比吸收功率Lp的最大值高的值(参照图4),所以,可以防止发生发动机10的发动机熄火,从而可以防止作业性的降低。
如上所述,通过控制发动机10及电动发电机50,可以将区域Tu中的发动机10的输出控制在接近于额定输出Py的值,将区域Tm中的发动机10的输出控制在与额定输出Py大致相同的值。从而,即使在第一油压泵21及第二油压泵22的吸收功率Lp如图4所示地变动的情况下,也能够将发动机10的输出正常化(减小发动机10的输出的变动幅度)。
另外,在发动机10的转矩特性线仍旧设定成Y不变、相对于吸收功率Lp而言该发动机10的输出不足的情况下,可以将发动机10的转矩特性线变更成X,防止该发动机10发生发动机熄火。
如上所述,根据本实施方式的动力传动装置1具备:蓄电池60;电动发电机50,所述电动发电机50能够切换成借助从蓄电池60的电力供应来旋转输入输出轴51的驱动状态,或者切换成通过借助来自于发动机10的动力使输入输出轴51旋转而进行发电,给蓄电池60充电的发电状态;至少一个负荷(第一油压泵21及第二油压泵22),所述负荷被发动机10和/或电动发电机50驱动;切换机构(逆变器70),所述切换机构将电动发电机50切换成所述发电状态或者所述驱动状态中的任一状态;充电状态检测机构117,所述充电状态检测机构117检测蓄电池60的充电量C;吸收功率检测机构110,所述吸收功率检测机构110检测所述负荷的吸收功率Lp;控制装置(主控制器100),所述控制装置根据由所述吸收功率检测机构110检测出的吸收功率Lp及由充电状态检测机构117检测出的蓄电池60的充电量C,利用逆变器70将电动发电机50切换成所述发电状态或者所述驱动状态中的任一状态。
通过这样构成,可以根据负荷的吸收功率Lp及蓄电池60的充电量C来切换电动发电机50的工作状态。
例如,在负荷的吸收功率Lp大的情况下,可以利用电动发电机50辅助该负荷的驱动,或者,在负荷的吸收功率Lp小的情况下,利用发动机10的动力给蓄电池60充电。
从而,能够谋求油耗性能的提高、噪音的降低以及热平衡性能的提高,并且,谋求能量效率的提高。
另外,在由吸收功率检测机构110检测出的吸收功率Lp不足被设定成比发动机10的最大输出(额定输出)Px低的值的切换用输出阈值Dp1、并且由充电状态检测机构117检测出的蓄电池60的充电量C不足过充电阈值Dc1的情况下,主控制器100利用逆变器70将电动发电机50切换成所述发电状态,在由吸收功率检测机构110检测出的吸收功率Lp在切换用输出阈值Dp1以上的情况下,主控制器100利用逆变器70将电动发电机50切换成所述驱动状态。
通过这样构成,在负荷的吸收功率Lp在切换用输出阈值Dp1以上(所谓重负荷作业时)的情况下,可以将电动发电机50切换成驱动状态,利用发动机10及电动发电机50驱动负荷。
从而,可以将发动机10的转矩特性线X向使额定输出Px减小的方向(转矩特性线Y)变更,从而,可以谋求提高油耗性能、降低噪音、以及提高热平衡性能。
另外,在负荷的吸收功率Lp不足切换用输出阈值Dp1(所谓的轻负荷作业时、或者非作业时),并且在蓄电池60的充电量C不足过充电阈值Dc1的情况下,将电动发电机50切换到发电状态,可以利用输出具有余量的发动机10的动力对蓄电池60充电。
从而,在发动机10的输出具有余量的情况下,可以对蓄电池60充电,可以谋求能量效率的提高。另外,通过只在蓄电池60的充电量不足过充电阈值Dc1的情况下进行充电,可以防止该蓄电池60被过度充电。
进而,在电动发电机50的驱动状态及发电状态下的发动机10的输出的变动幅度变小,可以抑制与该发动机10的输出的变动相伴的油耗性能的恶化。
另外,电动发电机50能够切换成既不由供应的电力使输入输出轴51旋转也不由供应的电力对蓄电池60充电的中立状态,主控制器100能够使发动机10的额定输出Py上升,在即使由吸收功率检测机构110检测出的吸收功率Lp在切换用输出阈值Dp1以上,蓄电池60的充电量C也不足过放电阈值Dc2的情况下,使发动机10的额定输出Py上升至Px,并且,将电动发电机50切换到中立状态。
通过这样构成,在蓄电池60的充电量C不足过放电阈值Dc2的情况下,通过停止电动发电机50的驱动,可以防止该蓄电池60的过度的放电,并且,可以防止发动机10发生发动机熄火,从而防止作业性能的降低。
另外,所述负荷是通过排出工作油而使作业用油压促动器40驱动的至少一个油压泵(第一油压泵21及第二油压泵22),吸收功率检测机构110具有:检测所述油压泵的排出压力(排出压力P1及排出压力P2)的压力检测机构(第一压力检测机构111及第二压力检测机构112)、检测所述油压泵的排量(排量q1及排量q2)的容积检测机构(第一容积检测机构113及第二容积检测机构114)、和检测所述油压泵的转速Np的泵转速检测机构115,主控制器110基于所述压力检测机构、所述容积检测机构及所述泵转速检测机构115的检测值,计算所述油压泵的吸收功率Lp。
通过这样构成,在应用于利用所述油压泵使作业用油压促动器40驱动的作业车辆等中的动力传动装置1中,可以根据所述油压泵的吸收功率Lp及蓄电池60的充电量C来切换电动发电机50的工作状态。
从而,能够谋求提高油耗性能、降低噪音及提高热平衡性能,并且,谋求提高能量效率。
另外,切换用输出阈值Dp1被设定成包含在预先设定的低油耗性能区域内的值。
通过这样构成,即使在负荷的吸收功率Lp增加到了切换用输出阈值Dp1以上的情况下,也可以将发动机10的输出限制在低油耗性能区域的附近。
从而,可以进一步谋求发动机10的油耗性能的提高。
另外,在本实施方式中,作为负荷,采用第一油压泵21及第二油压泵22,但是,本发明并不局限于此。即,作为负荷,可以采用其它的被发动机10的动力驱动的各种促动器。
另外,在本实施方式中,作为吸收功率检测机构110,使用第一压力检测机构111、第二压力检测机构112、第一容积检测机构113、第二容积检测机构114、以及泵转速检测机构115,但是,本发明并不局限于此。即,作为吸收功率检测机构110,可以采用能够检测动力传动装置1具备的负荷的吸收功率的机构(各种传感器等)。
下面,利用图5及图6,对于和动力传动装置1的怠速停止控制相关的动作形式进行说明。所谓怠速停止控制,是在规定的情况下,自动地进行发动机10的起动及停止、电动发电机50的工作状态的切换、以及离合器15的断开和接通的控制。
在怠速停止选择机构122被切换到“ON”的位置的情况下,主控制器100进行怠惰停止控制。
下面,利用图5及图6对于怠速停止控制进行详细地说明。
在图5的步骤S121,主控制器100判定操作机构35是否被操作。
在主控制器100判定为操作机构35未被操作的情况下,转移到步骤S122。
在主控制器100判定为操作机构35正被操作的情况下,再次进行步骤S121的处理。
在步骤S122,主控制器100开始非作业经过时间ti的计数。非作业经过时间ti是持续不对操作机构35进行操作的时间,即,是持续地不驱动作业用油压促动器40(不进行作业)的时间。
主控制器100在进行了上述处理之后,转移到步骤S123。
在步骤S123,主控制器100判定操作机构35是否正在被操作。
在主控制器100判定为操作机构35正未被操作的情况下,转移到步骤S124。
在主控制器100判定操作机构35正被操作的情况下,再次进行步骤S121的处理。
在步骤S124,主控制器100判定非作业经过时间ti是否在预先设定的非作业判定阈值t1以上。
这里,非作业判定阈值t1是任意设定的值,被设定成与在后面描述的步骤S125中认为应当使发动机10停止的非作业经过时间ti相同的值。即,优选地,非作业判定阈值t1被设定成比断续进行作业的情况下的作业与作业的间隔的时间长、并且尽可能短的时间,抑制发动机10的燃料的无用的消耗。
在步骤S124,主控制器100在判定为非作业经过时间ti在非作业判定阈值t1以上的情况下,转移到步骤S125。
主控制器100在判定为非作业经过时间ti不在非作业判定阈值t1以上、即不足非作业判定阈值t1的情况下,再次进行步骤S123的处理。
在步骤S125,主控制器100向ECU101发送使发动机10停止的意思的控制信号。接受到该控制信号的ECU101使发动机10停止。
另外,主控制器100向离合器15发送切断该离合器15的意思的控制信号。接受到该控制信号的离合器15被切断,断开输出轴11与输入轴23之间的动力传递。
进而,主控制器100向逆变器70发送不选择转换器电路及逆变器电路其中的任何一个的意思的控制信号,将电动发电机50切换成中立状态。
主控制器100在进行上述处理之后,转移到步骤S126(参照图6)。
在图6的步骤S126中,主控制器100判定操作机构35是否正被操作。
主控制器100在判定为操作机构正被操作的情况下,转移到步骤S127。
主控制器100在判定为操作机构35未被操作的情况下,再次进行步骤S126的处理。
在步骤S127,主控制器100向逆变器70发送选择逆变器电路的意思的控制信号,将电动发电机50切换成驱动状态。
在这种情况下,主控制器100控制电动发电机50的转速,以便被电动发电机50驱动的第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np与在步骤S125中将发动机10停止时的该发动机10的目标转速相一致。这里,在本实施方式中,在离合器15被连接的情况下,发动机10的转速Ne与第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np相同。即,在步骤S127由电动发电机50驱动的第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np被控制成使之成为与在步骤S125中将发动机10停止时的转速Np相同的转速。
另外,在本实施方式中,由泵转速检测机构115检测第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np,但是,本发明并不局限于此。即,可以通过根据逆变器70的频率检测电动发电机50的转速,检测出连接到该电动发电机50上的第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np。
主控制器100在进行上述处理(步骤S127)之后,转移到步骤S128。
在步骤S128,主控制器100根据排出压力P1、排出压力P2、排量q1、排量q2及转速Np,计算第一油压泵21及第二油压泵22的吸收功率Lp。
主控制器100在进行了上述处理之后,转移到步骤S129。
在步骤S129,主控制器100判定吸收功率Lp是否在预先设定的起动用输出阈值Dp2以上。
这里,起动用输出阈值Dp2是任意设定的值,设定成与在后面描述的步骤S130中认为应当使发动机10起动的吸收功率Lp相同的值。即,起动用输出阈值Dp2被设定成不要大的输出(吸收功率LP)、和重视低速转矩及顺滑的旋转的吸收功率Lp的最大值相同的值,对于抑制发动机10的燃料的白白地消耗是有利的。
在步骤S129,在主控制器100判定为吸收功率Lp在起动用阈值Dp2以上的情况下,转移到步骤S130。
主控制器100在判定为吸收功率Lp不在起动用输出阈值Dp2以上、即不足起动用输出阈值Dp2的情况下,再次进行步骤S129的处理。
在步骤S130,主控制器100向ECU101发送使发动机10起动的意思的控制信号。接受到该控制信号的ECU101使发动机10起动。
主控制器100在进行了上述处理之后,转移到步骤S131。
在步骤S131,主控制器100判定发动机10的转速Ne是否在第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np以上。
主控制器10在判定为转速Ne在转速Np以上的情况下,转移到步骤S132。
主控制器100在判定为转速Ne不在转速Np以上、即不足转速Np的情况下,再次进行步骤S131的处理。
在步骤S132,主控制器100向离合器15发送将该离合器15接通的意思的控制信号。接受该控制信号的离合器15被接通,输出轴11和输入轴23之间的动力传动成为可能。
另外,主控制器100向逆变器70发送不选择转换器电路及逆变器电路中的任一个的意思的控制信号,将电动发电机50切换到中立状态。
下面,对于上述步骤S125、步骤S127、步骤S130及步骤S132的详细情况进行说明。
在图5的步骤S124中,在判定为非作业经过时间ti在非作业判定阈值t1以上的情况下,推定为由操作者进行的作业被中断了。
在这种情况下,通过在步骤S125将发动机10停止,可以抑制无用的燃料消耗。另外,通过将电动发电机50切换到中立状态,可以抑制蓄积在蓄电池60中的电力的无用的消耗。
在图6的步骤S126,在判定为操作机构35被操作了的情况下,推定为再次开始由操作者进行的作业。
在这种情况下,在步骤S127,通过将电动发电机50切换到驱动状态,一般地可以借助低速高转矩的电动发电机50(电动机)迅速地驱动第一油压泵21及第二油压泵22。
在步骤S129,当判定为吸收功率Lp在起动用输出阈值Dp2以上的情况下,推定为吸收功率Lp大,应当由发动机10驱动第一油压泵21及第二油压泵22。
在这种情况下,在步骤S130,可以使发动机10自动地起动。
在步骤S131,在判定为发动机10的转速Ne在第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np以上的情况下,推定为发动机10的转速Ne达到了足以驱动第一油压泵21及第二油压泵22的转速。
在这种情况下,通过在步骤S132中将离合器15接通,并且,将电动发电机50切换到中立状态,可以顺畅地将发动机10和第一油压泵21及第二油压泵22连接起来。另外,由于直到发动机10的转速Ne增加到足够的转速为止,第一油压泵及第二油压泵22被电动发电机50驱动,所以,可以防止接通离合器15时的该第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np的降低。
特别是,通过在发动机10的转速Ne变成与第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np相同时将离合器15接通,可以进一步顺畅地将发动机10和第一油压泵21及第二油压泵22连接起来。
另外,在本实施方式中,在发动机10的转速Ne变成第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np以上的情况下(步骤S131),转移到步骤S132,但是本发明并不局限于此。
在本实施方式中,在离合器15被接通的情况下,发动机10的转速Ne和第一油压泵21及第二油压泵22的转速Np相同,但是,例如,在发动机10与第一油压泵21及第二油压泵22之间设有减速装置的情况下,两个转速(转速Ne及转速Np)变成不同的值。在这种情况下,在离合器15的即将接通之前的转速(在本实施方式中,为输出轴11的转速)变成离合器15的刚刚接通之后的转速(在本实施方式中,为输入轴23的转速)以上的情况下,也可以转移到步骤S132。
即,在发动机10的转速Ne变成能够将发动机10和第一油压泵21及第二油压泵22顺畅地连接起来的规定的值以上的情况下,只要转移到步骤S132即可。
在怠速停止选择机构122被切换到“开”位置的情况下,主控制器100进行上述怠速停止控制,但是,当怠速停止选择机构122被切换到“关”位置的情况下,主控制器100不进行怠速停止控制。即,在这种情况下,即使操作机构35未被操作的状态继续,发动机10也不会停止,电动发电机50的动作状态也不会被切换。这样,通过操作者将怠速停止选择机构122切换到“开”位置或者“关”位置,可以任意地选择是否进行上述怠速停止控制。
在怠速停止选择机构122被切换到“电动机驱动”位置的情况下,主控制器100通过停止发动机10,切断离合器15,将电动发电机50切换到驱动状态,只由电动发电机50驱动第一油压泵21及第二油压泵22。这样,在操作者判断为没有必要起动发动机10的情况下,通过将怠速停止选择机构122切换到“电动机驱动”位置,可以不使发动机10起动,只用电动发电机50驱动第一油压泵21及第二油压泵22。借此,可以根据操作者的意愿抑制由发动机10产生的燃料的消耗。另外,能够在使发动机10停止不变的状态下进行作业,可以不使该发动机10产生噪音而安静地进行作业。
如上所述,根据本实施方式的动力传动装置1包括:蓄电池60;电动机(电动发电机50),所述电动机通过来自于蓄电池60的电力供应被旋转驱动;发动机10;起动电动机80,所述起动电动机用于起动发动机10;至少一个油压泵(第一油压泵21及第二油压泵22),所述至少一个油压泵被电动发电机50或者发动机10驱动;离合器15,所述离合器切断或接通从发动机10向所述油压泵传递的动力;切换机构(逆变器70),所述切换机构允许或者断开从蓄电池60向电动发电机50的电力供应;操作机构35,所述操作机构操作作业用油压促动器40;操作状态检测机构116,所述操作状态检测机构检测操作机构35是否被操作;发动机转速检测机构,所述发动机转速检测机构检测发动机10的转速Ne;泵转速检测机构115,所述泵转速检测机构检测所述油压泵的转速Np;控制装置(主控制器100及ECU101),所述控制装置进行如下所述的怠速停止控制,即,在检测出操作机构35在规定时间(非作业判定阈值t1)以上未被操作的情况下,停止发动机10,切断离合器15,并且切断从蓄电池60向电动发电机50的电力供应,在检测出该操作机构35被操作了的情况下,利用起动电动机80起动发动机10,并且允许从蓄电池60向电动发电机50的电力供应,在发动机10的转速Ne变成规定的值(转速Np)以上之后,接通离合器15,并且切断从蓄电池60向电动发电机50的电力供应。
通过这样构成,在不操作作业用油压促动器40的情况下,通过停止发动机10,可以抑制燃料无用的消耗。
在发动机10再起动时,直到发动机10的转速Ne变成规定值(转速Np)以上为止,利用电动发电机50驱动油压泵,在变成规定的值以上之后,利用发动机10驱动油压泵。借此,在发动机10刚刚再次起动之后,即使在该发动机10的转速Ne低的情况下,也可以防止油压泵的转速Np的降低,进而可以防止油压泵排出的工作油的流量的降低。从而,可以防止发动机10再起动时的作业用油压促动器40的操作感的恶化。
进而,在发动机10再起动时,由于切断了离合器15,所以,油压泵的起动转矩不会加到发动机10上。从而,特别是,即使在低温环境下工作油的粘度高、油压泵的起动转矩变得比常温时大的情况下,也可以防止发动机10的起动性的恶化。
另外,动力传动装置1包括:检测所述油压泵的排出压力(排出压力P1及排出压力P2)的压力检测机构(第一压力检测机构111及第二压力检测机构112);检测所述油压泵的排量(排量q1及排量q2)的容积检测机构(第一容积检测机构113及第二容积检测机构114),所述控制装置根据所述压力检测机构、所述容积检测机构及所述泵转速检测机构115的检测值,计算出所述油压泵的吸收功率Lp,在所述怠速停止控制中,即使在检测出操作机构35被操作的情况下,在吸收功率Lp不足规定值(起动用输出阈值Dp2)时,也不起动发动机10,允许从蓄电池60向电动发电机50供应电力,在吸收功率Lp变成规定值以上时,起动发动机10。
通过这样构成,在所述油压泵的吸收功率Lp小的情况下(轻负荷作业时),可以不再次起动发动机10,只由电动发电机50驱动所述油压泵。借此,可以抑制燃料的消耗,并且,利用低速转矩大、旋转顺畅的电动发电机50驱动所述油压泵,可以提高作业性。另外,能够在使发动机10保持停止的状态下进行作业,不使该发动机10产生噪音,进行安静的作业。
另外,动力传动装置1具有用于选择是否进行所述怠速控制的怠速停止选择机构122,所述控制装置,在所述怠速停止选择机构122选择不进行怠速停止控制的情况下,不进行所述怠速停止控制。
通过这样构成,操作者可以任意选择是否进行所述怠速停止控制。
另外,在图6的步骤S132,主控制器100简单地接通离合器15,但是,本发明并不局限于此。主控制器100也可以按照下述方式构成,即,在规定时间不完全接通离合器15、而保持在所谓的半接合状态,一边使发动机10的输出逐渐上升,一边将离合器15接通。借此,可以防止向发动机10急剧地施加负荷,发动机10的转速Ne急剧地减少。
工业上的利用可能性
本发明可以利用于使用发动机及电动机的动力传动装置的技术。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种动力传动装置,包括:
蓄电池;
发动机,所述发动机能够将转矩特性线设定成多个转矩特性线中的任一个;
电动发电机,所述电动发电机能够切换成借助来自于所述蓄电池的电力的供应旋转输入输出轴的驱动状态,或者,切换成借助来自于发动机的动力通过使所述输入输出轴旋转来进行发电,对所述蓄电池充电的发电状态;
至少一个负荷,所述负荷被所述发动机和/或所述电动发电机驱动;
切换机构,所述切换机构将所述电动发电机切换成所述发电状态或所述驱动状态中的任一种状态;
充电状态检测机构,所述充电状态检测机构检测所述蓄电池的充电量;
吸收功率检测机构,所述吸收功率检测机构检测所述负荷的吸收功率;
控制装置,所述控制装置根据由所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率及由所述充电状态检测机构检测出的所述蓄电池的充电量,将所述转矩特性线设定成多个转矩特性线中的任一个,并且,利用所述切换机构将所述电动发电机切换成所述发电状态或所述驱动状态中的任一种状态。
2.如权利要求1所述的动力传动装置,
所述控制装置,
在由所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率不足被设定成比所述发动机的最大输出低的值的切换用输出阈值、并且由所述充电状态检测机构检测出的所述蓄电池的充电量不足过充电阈值的情况下,利用所述切换机构将所述电动发电机切换成所述发电状态,
在由所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率在所述切换用输出阈值以上的情况下,利用所述切换机构将所述电动发电机切换成所述驱动状态。
3.如权利要求2所述的动力传动装置,
所述电动发电机,
能够切换成既不进行借助供应的电力进行所述输入输出轴的旋转也不进行所述蓄电池的充电的中立状态,
所述控制装置,
能够使所述发动机的额定输出上升,
即使利用所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率在所述切换用输出阈值以上,在所述蓄电池的充电量不足过放电阈值的情况下,也使所述发动机的额定输出上升,并且,将所述电动发电机切换到中立状态。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的动力传动装置,
所述负荷,
是通过排出工作油来使作业用油压促动器驱动的至少一个油压泵,
所述吸收功率检测机构具有:
检测所述油压泵的排出压力的压力检测机构;
检测所述油压泵的排量的容积检测机构;
检测所述油压泵的转速的泵转速检测机构,
所述控制装置,
根据所述压力检测机构、所述容积检测机构、及所述泵转速检测机构的检测值,计算所述油压泵的吸收功率。
5.如权利要求2至4中任何一项所述的动力传动装置,
所述切换用输出阈值,
被设定成包含在预先设定的低油耗区域内的值。

Claims (5)

1.一种动力传动装置,包括:
蓄电池;
电动发电机,所述电动发电机能够切换成借助来自于所述蓄电池的电力的供应旋转输入输出轴的驱动状态,或者,切换成借助来自于发动机的动力通过使所述输入输出轴旋转来进行发电,对所述蓄电池充电的发电状态;
至少一个负荷,所述负荷被所述发动机和/或所述电动发电机驱动;
切换机构,所述切换机构将所述电动发电机切换成所述发电状态或所述驱动状态中的任一种状态;
充电状态检测机构,所述充电状态检测机构检测所述蓄电池的充电量;
吸收功率检测机构,所述吸收功率检测机构检测所述负荷的吸收功率;
控制装置,所述控制装置根据由所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率及由所述充电状态检测机构检测出的所述蓄电池的充电量,利用所述切换机构将所述电动发电机切换成所述发电状态或所述驱动状态中的任一种状态。
2.如权利要求1所述的动力传动装置,
所述控制装置,
在由所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率不足被设定成比所述发动机的最大输出低的值的切换用输出阈值、并且由所述充电状态检测机构检测出的所述蓄电池的充电量不足过充电阈值的情况下,利用所述切换机构将所述电动发电机切换成所述发电状态,
在由所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率在所述切换用输出阈值以上的情况下,利用所述切换机构将所述电动发电机切换成所述驱动状态。
3.如权利要求2所述的动力传动装置,
所述电动发电机,
能够切换成既不进行借助供应的电力进行所述输入输出轴的旋转也不进行所述蓄电池的充电的中立状态,
所述控制装置,
能够使所述发动机的额定输出上升,
即使利用所述吸收功率检测机构检测出的吸收功率在所述切换用输出阈值以上,在所述蓄电池的充电量不足过放电阈值的情况下,也使所述发动机的额定输出上升,并且,将所述电动发电机切换到中立状态。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的动力传动装置,
所述负荷,
是通过排出工作油来使作业用油压促动器驱动的至少一个油压泵,
所述吸收功率检测机构具有:
检测所述油压泵的排出压力的压力检测机构;
检测所述油压泵的排量的容积检测机构;
检测所述油压泵的转速的泵转速检测机构,
所述控制装置,
根据所述压力检测机构、所述容积检测机构、及所述泵转速检测机构的检测值,计算所述油压泵的吸收功率。
5.如权利要求2至4中任何一项所述的动力传动装置,
所述切换用输出阈值,
被设定成包含在预先设定的低油耗区域内的值。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107298093A (zh) * 2016-04-13 2017-10-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制混合动力系的再生和升压功能的方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5764310B2 (ja) * 2010-10-27 2015-08-19 ヤンマー株式会社 動力伝達装置
JP5989476B2 (ja) * 2012-09-19 2016-09-07 ヤンマー株式会社 油圧ポンプ装置
JP2014062469A (ja) * 2012-09-19 2014-04-10 Yanmar Co Ltd 油圧ポンプ制御装置
JP6160090B2 (ja) * 2013-01-25 2017-07-12 コベルコ建機株式会社 建設機械
JP6425617B2 (ja) * 2015-05-28 2018-11-21 日立建機株式会社 作業機械
JP2017226284A (ja) 2016-06-21 2017-12-28 株式会社クボタ 作業機
KR101961597B1 (ko) * 2018-10-01 2019-03-22 안종하 지향식 수평 굴착공사용 확공기
JP7393872B2 (ja) * 2019-03-20 2023-12-07 株式会社Subaru 駆動システム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6086501A (en) * 1995-06-09 2000-07-11 Komatsu Ltd. Hydro-mechanical transmission
JP2001099103A (ja) * 1999-09-27 2001-04-10 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd ハイブリッド油圧システム及び油圧式建設機械
JP2005076507A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Nissan Motor Co Ltd 燃料消費量測定装置
CN100398369C (zh) * 2004-10-20 2008-07-02 丰田自动车株式会社 混合动力车及其控制方法
JP4140532B2 (ja) * 2004-02-17 2008-08-27 日産自動車株式会社 内燃機関の発電制御装置
CN101300415A (zh) * 2005-11-01 2008-11-05 洋马株式会社 液压挖掘机的发动机控制装置
CN101861455A (zh) * 2007-09-19 2010-10-13 株式会社小松制作所 发动机的控制装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5586613A (en) * 1993-04-22 1996-12-24 The Texas A&M University System Electrically peaking hybrid system and method
JP2005237178A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業機械の動力源装置
US7980073B2 (en) * 2008-05-08 2011-07-19 Caterpillar Inc. Hybrid system for a powertrain and hydraulic system
NO332138B2 (no) * 2009-11-09 2016-04-11 Rolls Royce Marine As Power Electric Systems Bergen Hybrid fremdriftssystem for et fartøy

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6086501A (en) * 1995-06-09 2000-07-11 Komatsu Ltd. Hydro-mechanical transmission
JP2001099103A (ja) * 1999-09-27 2001-04-10 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd ハイブリッド油圧システム及び油圧式建設機械
JP2005076507A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Nissan Motor Co Ltd 燃料消費量測定装置
JP4140532B2 (ja) * 2004-02-17 2008-08-27 日産自動車株式会社 内燃機関の発電制御装置
CN100398369C (zh) * 2004-10-20 2008-07-02 丰田自动车株式会社 混合动力车及其控制方法
CN101300415A (zh) * 2005-11-01 2008-11-05 洋马株式会社 液压挖掘机的发动机控制装置
CN101861455A (zh) * 2007-09-19 2010-10-13 株式会社小松制作所 发动机的控制装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107298093A (zh) * 2016-04-13 2017-10-27 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制混合动力系的再生和升压功能的方法
CN107298093B (zh) * 2016-04-13 2019-10-08 通用汽车环球科技运作有限责任公司 控制混合动力系的再生和升压功能的方法

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JP5764311B2 (ja) 2015-08-19
US20130221751A1 (en) 2013-08-29
JP2012092577A (ja) 2012-05-17
US20150331397A2 (en) 2015-11-19

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