CN109196170A - 混合动力建筑机械的控制系统 - Google Patents
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Abstract
混合动力建筑机械的控制系统(100)包括:第1主泵(71)和第2主泵(72);再生马达(88),其被回流的工作流体驱动而旋转;电动发电机(91),其与再生马达(88)连结;辅助泵(89),其与再生马达(88)和电动发电机(91)连结;以及控制器(90),控制器(90)用于在辅助泵驱动力(La)大于驱动力限制值(Lmax)的情况下控制辅助泵(89)或电动发电机(91),以使辅助泵驱动力(La)成为驱动力限制值(Lmax)以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力建筑机械的控制系统。
背景技术
在日本JP2014-37861A中公开了一种将发动机和被电池的电力驱动的电动机并用作动力源的混合动力建筑机械。在该混合动力建筑机械中,利用从驱动器回流的工作油驱动再生马达旋转,利用由与再生马达同轴地设置的发电机产生的再生电力对电池充电。此外,该混合动力建筑机械具备与再生马达和电动机连结的、能够向驱动器供给工作油的辅助泵。
发明内容
在日本JP2014-37861A所记载的混合动力建筑机械中,在仅进行驱动辅助泵的辅助控制的情况下,适当地控制辅助泵的偏转角,以便从辅助泵喷出与驱动器的操作量相对应的目标辅助流量。另一方面,在与辅助控制同时地进行再生控制的情况下,将辅助泵的偏转角和旋转速度控制为恒定值,以便从辅助泵喷出预定的辅助流量。因此,即使在驱动器的负载上升从而向驱动器供给的供给压力即辅助泵的喷出压力上升的情况下,辅助泵的喷出量也不变化,而驱动辅助泵旋转的驱动力随着喷出压力的上升而变大。
即,在与辅助控制同时地进行再生控制的情况下,与仅进行辅助控制的情况相比,用于驱动辅助泵旋转的驱动力变得过大。因此,在与辅助控制同时地进行再生控制的情况下,再生能量的大部分作为辅助泵的驱动力而被损耗,作为电力对电池充电的再生能量的比例减小。其结果,有混合动力建筑机械的系统效率降低的可能。
本发明的目的在于,通过适当地限制辅助泵的驱动力,使混合动力建筑机械的系统效率提高。
根据本发明的某一技术方案,混合动力建筑机械的控制系统包括:流体压泵,其用于向流体压驱动器供给工作流体;再生马达,其被由所述流体压泵喷出而回流的工作流体驱动而旋转;旋转电机,其与所述再生马达连结;蓄电部,其用于储存由所述旋转电机产生的电力;容量可变型的辅助泵,其与所述再生马达和所述旋转电机连结,能够向所述流体压驱动器供给工作流体;以及控制部,其用于控制所述辅助泵,以使所述辅助泵的喷出量成为目标喷出量,所述控制部在判断为施加于所述辅助泵的泵驱动力大于预定的泵驱动力限制值的情况下控制所述辅助泵或所述旋转电机,以使所述泵驱动力成为所述泵驱动力限制值以下。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制系统的回路图。
图2是混合动力建筑机械的控制系统中的辅助泵的驱动力限制控制的流程图。
图3是接着图2的流程图的部分流程图。
图4是接着图3的流程图的部分流程图。
图5是混合动力建筑机械的控制系统中的辅助泵的驱动力限制控制的变形例的流程图。
图6是接着图5的流程图的流程图。
图7是接着图6的流程图的流程图。
图8是表示对于电池的蓄电量的修正系数的图表。
图9是表示对于驱动器的负载的修正系数的图表。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
首先,参照图1说明本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制系统100的整体结构。在本实施方式中,对混合动力建筑机械为液压挖掘机的情况进行说明。在液压挖掘机中,使用工作油作为工作流体。
液压挖掘机包括作为流体压泵的第1主泵71和第2主泵72。第1主泵71和第2主泵72是能够调整斜板的偏转角的容量可变型泵。第1主泵71和第2主泵72被发动机73驱动而同轴地旋转。
在发动机73设有利用发动机73的余力来发电的发电机1。由发电机1产生的电力借助电池充电器25对作为蓄电部的电池26充电。电池充电器25在与通常的家庭用的电源27连接的情况下,也能够对电池26充电。
在电池26设有用于检测电池26的温度的温度传感器26a和用于检测电池26的电压的电压传感器(省略图示)。温度传感器26a将与检测到的电池26的温度相对应的电信号向作为控制部的控制器90输出。
由第1主泵71喷出的工作油向第1回路系统75供给。第1回路系统75从上游侧开始依次具有:操作阀2,其用于控制回转马达76;操作阀3,其用于控制斗杆缸(省略图示);动臂2档用的操作阀4,其用于控制动臂缸77;操作阀5,其用于控制预备用附件(省略图示);以及操作阀6,其用于控制左行驶用的第1行驶用马达(省略图示)。这些回转马达76、斗杆缸、动臂缸77、与预备用附件连接的液压装置以及第1行驶用马达属于流体压驱动器(以下,简称为“驱动器”。)。
各操作阀2~6用于控制由第1主泵71向各驱动器供给的喷出油的流量,从而控制各驱动器的动作。各操作阀2~6是利用随着液压挖掘机的操作者手动操作操作杆而供给的先导压力来进行操作的。
各操作阀2~6经由互相并行的中立流路7和并行流路8连接于第1主泵71。在中立流路7中的操作阀2的上游侧设有用于检测由第1主泵71向中立流路7供给的工作油的压力的第1供给压力传感器63。此外,在中立流路7中的操作阀2的上游侧设有主溢流阀65,其在中立流路7的工作液压超过预定的主溢流压力时开阀,从而将工作液压保持在主溢流压力以下。
在中立流路7中的操作阀6的下游侧设有开闭阀9,其具有与控制器90连接的螺线管并能够阻断中立流路7的工作油。开闭阀9在正常状态下保持在全开状态。开闭阀9根据控制器90的指令而切换至关闭状态。
在中立流路7中的开闭阀9的下游侧设有用于生成先导压力的先导压力生成机构10。若通过的工作油的流量较多,则先导压力生成机构10生成较高的先导压力,若通过的工作油的流量较少,则先导压力生成机构10生成较低的先导压力。
在操作阀2~6全部处于中立位置或中立位置附近的情况下,中立流路7将由第1主泵71喷出的工作油的全部或一部分导向罐。在该情况下,由于通过先导压力生成机构10的流量较多,因此生成较高的先导压力。
另一方面,若操作阀2~6切换至全行程的状态,则中立流路7关闭,工作油的流通停止。在该情况下,通过先导压力生成机构10的流量基本消失,先导压力保持为0。但是,根据操作阀2~6的操作量,由第1主泵71喷出的工作油的一部分被导向驱动器,剩余的部分从中立流路7被导向罐。因此,先导压力生成机构10生成与中立流路7的工作油的流量相对应的先导压力。即,先导压力生成机构10生成与操作阀2~6的操作量相对应的先导压力。
先导压力生成机构10与先导流路11连接。由先导压力生成机构10生成的先导压力被导向先导流路11。先导压力生成机构10与用于控制第1主泵71的喷出容量(斜板的偏转角)的调节器12连接。
调节器12与先导流路11的先导压力成比例(比例常数为负数)地控制第1主泵71的斜板的偏转角。由此,调节器12控制第1主泵71每旋转1次的排量。即,第1主泵71的喷出量根据先导流路11的先导压力而变化。若操作阀2~6切换至全行程,中立流路7的流动停止,先导流路11的先导压力成为0,则第1主泵71的偏转角成为最大值。此时,第1主泵71的每旋转1次的排量成为最大值。
在先导流路11设有用于检测先导流路11的压力的第1压力传感器13。由第1压力传感器13检测到的压力作为压力信号向控制器90输出。
由第2主泵72喷出的工作油向第2回路系统78供给。第2回路系统78从上游侧开始依次具有:操作阀14,其用于控制右行驶用的第2行驶用马达(省略图示);操作阀15,其用于控制铲斗缸(省略图示);操作阀16,其用于控制动臂缸77;以及斗杆2档用的操作阀17,其用于控制斗杆缸(省略图示)。这些第2行驶用马达、铲斗缸、动臂缸77以及斗杆缸属于流体压驱动器(以下,简称为“驱动器”。)。
各操作阀14~17用于控制由第2主泵72向各驱动器供给的喷出油的流量,从而控制各驱动器的动作。各操作阀14~17是利用随着液压挖掘机的操作者手动操作操作杆而供给的先导压力来进行操作的。
各操作阀14~17经由互相并行的中立流路18和并行流路19连接于第2主泵72。在中立流路18中的操作阀14的上游侧设有用于检测由第2主泵72向中立流路18供给的工作油的压力的第2供给压力传感器64。此外,在中立流路18中的操作阀14的上游侧设有主溢流阀66,其在中立流路18的工作液压超过预定的主溢流压力时开阀,将工作液压保持在主溢流压力以下。
另外,主溢流阀65、66设于第1回路系统75和第2回路系统78中的至少一者即可。在仅在第1回路系统75和第2回路系统78中的一者设有主溢流阀的情况下,以工作油也从第1回路系统75和第2回路系统78中的另一者被导向相同的主溢流阀的方式连接。这样,在设有单一主溢流阀的情况下,主溢流阀在第1回路系统75和第2回路系统78中共用。此外,在该情况下,供给压力传感器也仅设有1个,在第1回路系统75和第2回路系统78中共用。
在中立流路18中的操作阀17的下游侧设有开闭阀21,其具有与控制器90连接的螺线管并能够阻断中立流路18的工作油。开闭阀21在正常状态下保持在全开状态。开闭阀21根据控制器90的指令切换至关闭状态。
在中立流路18中的开闭阀21的下游侧设有用于生成先导压力的先导压力生成机构20。先导压力生成机构20具有与第1主泵71侧的先导压力生成机构10相同的功能。
先导压力生成机构20与先导流路22连接。由先导压力生成机构20生成的先导压力被导向先导流路22。先导流路22与用于控制第2主泵72的喷出容量(斜板的偏转角)的调节器23连接。
调节器23与先导流路22的先导压力成比例(比例常数为负数)地控制第2主泵72的斜板的偏转角。由此,调节器23控制第2主泵72的每旋转1次的排量。即,第2主泵的喷出量根据先导流路22的先导压力而变化。若操作阀14~17切换至全行程,中立流路18的流动停止,先导流路22的先导压力成为0,则第2主泵72的偏转角成为最大值。此时,第2主泵72的每旋转1次的排量成为最大值。
在先导流路22设有用于检测先导流路22的压力的第2压力传感器24。由第2压力传感器24检测到的压力作为压力信号向控制器90输出。
接着,说明回转马达76。
与回转马达76连通的流路28、29与操作阀2的驱动器口连接。溢流阀30与流路28连接,溢流阀31与流路29连接。在操作阀2保持在中立位置时,驱动器口关闭,回转马达76维持停止状态。
在回转马达76停止的状态下,若操作阀2从中立位置切换至一侧,则流路28与第1主泵71连接,流路29与罐连通。由此,从流路28供给工作油而使回转马达76向一个方向旋转,并且来自回转马达76的返回油经由流路29返回到罐。若操作阀2切换至另一侧,则流路29与第1主泵71连接,流路28与罐连通。由此,从流路29供给工作油而使回转马达76向另一个方向旋转,并且来自回转马达76的返回油经由流路28返回到罐。
接着,说明动臂缸77。
与动臂缸77连通的流路32、35与操作阀16的驱动器口连接。在操作阀16保持在中立位置时,驱动器口关闭,动臂缸77维持停止状态。
在动臂缸77停止的状态下,若操作阀16从中立位置切换至一侧,则由第2主泵72喷出的工作油经由流路32向动臂缸77的活塞侧室33供给,并且来自杆侧室34的返回油经由流路35返回到罐。由此,动臂缸77伸长。若操作阀16切换至另一侧,则由第2主泵72喷出的工作油经由流路35向动臂缸77的杆侧室34供给,并且来自活塞侧室33的返回油经由流路32返回到罐。由此,动臂缸77收缩。
第1回路系统75的动臂2档用的操作阀3根据动臂操作杆的操作量而与操作阀16联动地进行切换。在连接动臂缸77的活塞侧室33和操作阀16的流路32设有由控制器90控制开度的电磁比例节流阀36。电磁比例节流阀36在正常状态下保持在全开位置。
混合动力建筑机械的控制系统100包括用于执行再生控制的再生装置,该再生控制用于回收来自回转马达76和动臂缸77的工作油的能量。以下,说明该再生装置。
利用再生装置的再生控制由控制器90执行。控制器90包括:CPU(中央运算处理装置),其用于执行再生控制;ROM(只读存储器),其存储有CPU的处理动作所需要的控制程序、设定值等;以及RAM(随机存取存储器),其用于暂时地存储各种传感器检测到的信息。
首先,说明利用来自回转马达76的工作油进行能量再生的回转再生控制。
与回转马达76连接的流路28、29与用于将来自回转马达76的工作油导向再生用的再生马达88的回转再生流路47连接。在流路28设有仅允许工作油向回转再生流路47流动的单向阀48,在流路29设有仅允许工作油向回转再生流路47流动的单向阀49。回转再生流路47经由合流再生流路46与再生马达88连接。
再生马达88是能够调整斜板的偏转角的容量可变型马达,与作为兼用作发电机的旋转电机的电动发电机91以同轴地旋转的方式连结。再生马达88被从回转马达76、动臂缸77经由合流再生流路46回流的工作油驱动而旋转。此外,在执行后述的剩余流量再生的情况下,再生马达88被由第1主泵71和第2主泵72喷出而回流的工作油驱动而旋转。再生马达88的斜板的偏转角由偏转角控制器38控制。偏转角控制器38由控制器90的输出信号控制。
再生马达88能够驱动电动发电机91旋转。在电动发电机91作为发电机发挥功能的情况下,产生的再生电力借助逆变器92对电池26充电。再生马达88与电动发电机91既可以直接连结,也可以借助减速机连结。
在再生马达88的上游连接有吸入流路61,在向再生马达88供给的工作油的供给量不充足的情况下,该吸入流路61将工作油从罐吸入到合流再生流路46而向再生马达88供给。在吸入流路61设有仅允许工作油从罐向合流再生流路46流动的单向阀61a。
在回转再生流路47设有根据从控制器90输出的信号进行切换控制的电磁切换阀50。在电磁切换阀50与单向阀48、49之间设有用于检测回转马达76的回转动作时的回转压力或制动动作时的制动压力的压力传感器51。由压力传感器51检测到的压力作为压力信号向控制器90输出。
当在利用经由流路28、29供给的工作油使回转马达76回转之际将操作阀2切换至中立位置的制动动作时,利用回转马达76的泵作用喷出的工作油经由单向阀48、49流入回转再生流路47,并被导向再生马达88。
在回转再生流路47的电磁切换阀50的下游侧设有安全阀52。在例如回转再生流路47的电磁切换阀50等发生异常的情况下,安全阀52维持流路28、29的压力而防止回转马达76失控。
控制器90在判断为压力传感器51的检测压力成为回转再生开始压力Pt以上的情况下对电磁切换阀50的螺线管励磁。由此,电磁切换阀50切换至打开位置,回转再生开始。控制器90在判断为压力传感器51的检测压力小于回转再生开始压力Pt的情况下不对电磁切换阀50的螺线管励磁。由此,电磁切换阀50切换至关闭位置,回转再生停止。
为了执行上述的回转再生控制,在控制器90中存储有用于判断是否处于回转再生控制状态的回转再生开始压力Pt和执行回转再生控制时的电动发电机91的目标旋转速度、即回转再生时旋转速度Nr。
接着,说明利用来自动臂缸77的工作油进行能量再生的动臂再生控制。
流路32与从活塞侧室33与电磁比例节流阀36之间分支出来的动臂再生流路53连接。动臂再生流路53是用于将来自活塞侧室33的返回工作油导向再生马达88的流路。回转再生流路47和动臂再生流路53合流而与合流再生流路46连接。
在动臂再生流路53设有根据从控制器90输出的信号进行切换控制的电磁切换阀54。在不对螺线管励磁时,电磁切换阀54切换至关闭位置(图示的状态),阻断动臂再生流路53。在对螺线管励磁时,电磁切换阀54切换至打开位置,打开动臂再生流路53,仅允许工作油从活塞侧室33向合流再生流路46流动。
控制器90基于用于检测操作阀16的操作方向和操作阀16的操作量的传感器(省略图示)的检测结果来判断操作者要使动臂缸77伸长或是要使动臂缸77收缩。控制器90在判断是动臂缸77的伸长动作时将电磁比例节流阀36保持在正常状态即全开位置,并且将电磁切换阀54保持在关闭位置。另一方面,控制器90在判断是动臂缸77的收缩动作时根据操作阀16的操作量运算操作者所要求的动臂缸77的收缩速度,并且将电磁比例节流阀36关闭,将电磁切换阀54切换至打开位置。由此,来自动臂缸77的返回工作油的全部量被导向再生马达88,执行动臂再生。
在控制器90中存储有执行上述的动臂再生控制时的电动发电机91的目标旋转速度即动臂再生时旋转速度Nb。
接着,说明用于回收来自中立流路7、18的工作油的能量而进行能量再生的剩余流量再生控制。剩余流量再生控制与回转再生控制和动臂再生控制同样地由控制器90执行。
流路55与第1主泵71连接,流路56与第2主泵72连接。在流路55设有电磁阀58,在流路56设有电磁阀59。流路55在第1回路系统75的上游侧与第1主泵71连接,流路56在第2回路系统78的上游侧与第2主泵72连接。电磁阀58、59具有与控制器90连接的螺线管。
在不对螺线管励磁时,电磁阀58、59切换至关闭位置(图示的位置),在对螺线管励磁时,电磁阀58、59切换至打开位置。电磁阀58、59经由合流流路57和单向阀60与再生马达88连接。
控制器90在判断为第1供给压力传感器63的检测值为与主溢流阀65的主溢流压力相近的值的情况下对电磁阀58的螺线管励磁。由此,电磁阀58切换至打开位置。此时,控制器90对开闭阀9的螺线管励磁,将开闭阀9切换至关闭状态。由此,由第1主泵71喷出并经由主溢流阀65排出到罐的工作油经由流路55被导向合流再生流路46,执行第1回路系统75的剩余流量再生。
同样地,控制器90在判断为第2供给压力传感器64的检测值为与主溢流阀66的主溢流压力相近的值的情况下对电磁阀59的螺线管励磁。由此,电磁阀59切换至打开位置。此时,控制器90对开闭阀21的螺线管励磁,将开闭阀21切换至关闭状态。由此,由第2主泵72喷出并经由主溢流阀66排出到罐的工作油经由流路56被导向合流再生流路46,执行第2回路系统78的剩余流量再生。
这样,由第1主泵71喷出的工作油经由电磁阀58向再生马达88供给,由第2主泵72喷出的工作油经由电磁阀59向再生马达88供给,驱动再生马达88旋转。再生马达88驱动电动发电机91旋转,使电动发电机91发电。由电动发电机91产生的电力借助逆变器92对电池26充电。由此,执行由第1主泵71和第2主泵72喷出的工作油的剩余流量的剩余流量再生。
接着,说明利用由辅助泵89喷出的工作油的能量辅助第1主泵71和第2主泵72的输出的辅助控制。
辅助泵89与再生马达88同轴地旋转。辅助泵89利用将电动发电机91作为电动马达使用时的驱动力和由再生马达88产生的驱动力进行旋转。电动发电机91的旋转速度等由与逆变器92连接的控制器90控制。此外,辅助泵89的斜板的偏转角由偏转角控制器37控制。偏转角控制器37由控制器90的输出信号控制。
辅助泵89的喷出流路39分支为与第1主泵71的喷出侧合流的第1辅助流路40和与第2主泵72的喷出侧合流的第2辅助流路41。在喷出流路39设有作为用于检测辅助泵89的喷出压力Pa的喷出压力检测部的压力传感器39a。由压力传感器39a检测到的压力作为压力信号向控制器90输出。
在第1辅助流路40设有根据控制器90的输出信号控制开度的第1电磁比例节流阀42,在第2辅助流路41设有根据控制器90的输出信号控制开度的第2电磁比例节流阀43。此外,在第1辅助流路40的第1电磁比例节流阀42的下游设有仅允许工作油从辅助泵89向第1主泵71流动的单向阀44,在第2辅助流路41的第2电磁比例节流阀43的下游设有仅允许工作油从辅助泵89向第2主泵72流动的单向阀45。
为了执行上述的辅助控制,在控制器90中以运算式或映像的方式存储有对于与操作杆的向使动臂缸77伸长的方向的操作量相当的操作阀16的位移量(辅助控制指令)的辅助流量Qa和对于与操作各驱动器的操作杆的操作量相当的各操作阀2、3、5、6、14、15、17的位移量(辅助控制指令)的辅助流量Qa,并且存储有执行辅助控制时的电动发电机91的目标旋转速度即辅助时旋转速度Na。
接着,说明在混合动力建筑机械的控制系统100中用于限制作为为了驱动辅助泵89旋转而施加的泵驱动力的辅助泵驱动力La的辅助泵驱动力限制控制。
例如,在进行辅助泵89的偏转角α和旋转速度恒定的辅助控制时,若各驱动器的负载上升从而使向各驱动器供给的工作油的供给压力、即辅助泵89的喷出压力上升,则驱动辅助泵89旋转的辅助泵驱动力La随着喷出压力的上升而变大。这样,在执行辅助控制时,若为了驱动辅助泵89旋转而施加的辅助泵驱动力La变得过大,则在再生控制中时,由再生马达88再生的能量的大部分作为辅助泵89的驱动力而被损耗,不在再生控制中时,补充到电池26的电能被浪费。
若再生能量像这样被浪费,则混合动力建筑机械的系统效率降低。为了防止这种情况,在本实施方式中,在辅助泵89的辅助泵驱动力La大于预定的后述的驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3的情况下,进行控制辅助泵89或电动发电机91的辅助泵驱动力限制控制,以使辅助泵驱动力La成为驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3以下。
为了执行辅助泵驱动力限制控制,在控制器90中存储有:在动臂再生控制时进行辅助控制的情况下作为限制辅助泵驱动力La的泵驱动力限制值的第1驱动力限制值Lmax1;在回转再生控制时进行辅助控制的情况下作为限制辅助泵驱动力La的泵驱动力限制值的第2驱动力限制值Lmax2;以及在不进行动臂再生控制和回转再生控制而只进行利用电动发电机91驱动辅助泵89旋转的辅助控制的情况下作为限制辅助泵驱动力La的泵驱动力限制值的第3驱动力限制值Lmax3。
这些驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3设定为,通过将辅助泵驱动力La限制在驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3来抑制辅助泵驱动力La变得过大,使混合动力建筑机械的系统效率维持在较高的状态。
以下,参照图2~图4所示的流程图,具体地说明由控制器90执行的辅助泵驱动力限制控制。
首先,在步骤S11中,为了掌握液压挖掘机正在由操作者如何操作,控制器90获取各操作阀2~6、14~17的位移和由压力传感器51检测到的压力值。另外,作为在本步骤中控制器90所获取的参数,不限定于各操作阀2~6、14~17的位移,只要是与各操作阀2~6、14~17的位移相当的参数就可以是任何参数,例如,也可以是由操作者操作的各操作杆的操作量等。
接着,在步骤S12中,控制器90基于在步骤S11中获取的动臂缸77的操作阀16的位移来判断是否执行动臂再生控制、即是否处于能够执行动臂再生控制的状态。具体来讲,在根据操作阀16的位移量和位移方向判明动臂缸77处于收缩状态的情况下判断为处于能够执行动臂再生控制的状态,在判明动臂缸77处于伸长状态或停止状态的情况下判断为不处于能够执行动臂再生控制的状态。
在步骤S12中,在判断为执行动臂再生控制的情况下,进入步骤S13,利用控制器90进行动臂再生控制所需要的参数的设定。在步骤S13中,控制器90基于操作阀16的位移量运算流入再生马达88的动臂再生流量Qb,并且将电动发电机91的旋转速度N设定为预定的动臂再生时旋转速度Nb。而且,控制器90将再生马达88的偏转角β设定为第1偏转角β1。第1偏转角β1是工作油向与以动臂再生时旋转速度Nb旋转的电动发电机91同步地旋转的再生马达88流入的流量成为运算的动臂再生流量Qb时的偏转角。通过这样将再生马达88的偏转角β设定为第1偏转角β1,动臂的下降速度被控制在预定的速度。
在接下来的步骤S14中,控制器90基于在步骤S11中获取的各操作阀2~6、14~17的位移量判断是否执行辅助控制、即是否处于需要利用辅助泵89进行辅助的状态。具体来讲,在任一操作阀2~6、14~17的位移量较大,需要由第1主泵71和第2主泵72以及辅助泵89对任一驱动器供给工作油的情况下判断为需要辅助控制。另一方面,在各操作阀2~6、14~17的位移量较小,利用第1主泵71和第2主泵72的喷出量能够充分地使各驱动器驱动的情况下判断为不需要辅助控制。
在步骤S14中,在判断为执行辅助控制的情况下,进入步骤S15,利用控制器90进行辅助流量Qa的运算和辅助泵89的偏转角α的设定。另一方面,在步骤S14中,在判断为不需要执行辅助控制的情况下,进入步骤S20,将辅助泵89的偏转角α设定为0。
在步骤S15中,控制器90使用所存储的运算式或映像并基于各操作阀2~6、14~17的位移量运算应从辅助泵89喷出的辅助流量Qa,将辅助泵89的偏转角α设定为第1目标偏转角α1,以使辅助泵89的喷出量成为所运算的辅助流量Qa。第1目标偏转角α1是由与以动臂再生时旋转速度Nb旋转的电动发电机91同步地旋转的辅助泵89喷出所运算的辅助流量Qa时的偏转角。
而且,在步骤S16中,控制器90运算辅助泵89的辅助泵驱动力La成为第1驱动力限制值Lmax1时的第1限制偏转角αmax1。具体来讲,控制器90使用由压力传感器39a检测的辅助泵89的喷出压力Pa、在步骤S15中运算的辅助流量Qa、电动发电机91的动臂再生时旋转速度Nb,通过下述式(1)运算第1限制偏转角αmax1。
【式1】
αmax1=κ1×Lmax1/(Pa×Nb)···(1)
另外,κ1是由辅助泵89的最大排量、电动发电机91与辅助泵89之间的减速比、以及辅助泵89的容积效率决定的常数。
在步骤S17中,对在步骤S15中设定的第1目标偏转角α1和在步骤S16中运算的第1限制偏转角αmax1进行比较。
此处,在第1目标偏转角α1大于第1限制偏转角αmax1时,辅助泵89的辅助泵驱动力La超过第1驱动力限制值Lmax1,这表示由再生马达88再生的能量被浪费。因此,在步骤S17中,在判断为第1目标偏转角α1大于第1限制偏转角αmax1时,进入步骤S18,控制器90将辅助泵89的偏转角α改变为第1限制偏转角αmax1。辅助泵89的偏转角α减小,从而由辅助泵89喷出的流量减少,与辅助泵89的辅助泵驱动力La降低的量相应地,将由再生马达88再生的能量作为电力对电池26充电。此外,在辅助泵89被再生马达88和电动发电机91驱动而旋转的情况下、即电动发电机91为动力运行状态的情况下,电动发电机91损耗的电力降低,抑制电池26的充电量的减少。这样,通过限制辅助泵89的偏转角α,能够适当地控制辅助泵驱动力La,作为其结果,能够使混合动力建筑机械的系统效率提高。
另一方面,在步骤S17中,在判断为第1目标偏转角α1为第1限制偏转角αmax1以下时,进入步骤S19,控制器90将辅助泵89的偏转角α维持在第1目标偏转角α1。
接着,参照图3,说明在步骤S12中判断为不执行动臂再生控制的情况。
在步骤S12中,在判断为不处于能够执行动臂再生控制的状态的情况下,进入步骤S21,控制器90判断是否执行回转再生控制、即是否处于能够执行回转再生控制的状态。具体来讲,控制器90于在步骤S11中获取的压力传感器51的检测值为回转再生开始压力Pt以上的情况下判断为处于能够执行回转再生控制的状态,在压力传感器51的检测值小于回转再生开始压力Pt的情况下判断为不处于能够执行回转再生控制的状态。
在步骤S21中,在判断为执行回转再生控制的情况下,进入步骤S22,利用控制器90进行回转再生控制所需要的参数的设定。在步骤S22中,控制器90将电动发电机91的旋转速度N设定为预定的回转再生时旋转速度Nr,将与以回转再生时旋转速度Nr旋转的电动发电机91同步地旋转的再生马达88的偏转角β设定为第2偏转角β2。将第2偏转角β2设定为压力传感器51的检测值维持在回转再生开始压力Pt。
在接下来的步骤S23中,控制器90基于在步骤S11中获取的各操作阀2~6、14~17的位移量来判断是否执行辅助控制、即是否处于需要利用辅助泵89进行辅助的状态。具体来讲,在任一操作阀2~6、14~17的位移量较大,需要由第1主泵71和第2主泵72以及辅助泵89对任一驱动器供给工作油的情况下,判断为需要辅助控制。另一方面,在各操作阀2~6、14~17的位移量较小,以第1主泵71和第2主泵72的喷出量能够充分地使各驱动器驱动的情况下,判断为不需要辅助控制。
在步骤S23中,在判断为执行辅助控制的情况下,进入步骤S24,利用控制器90进行辅助流量Qa的运算和辅助泵89的偏转角α的设定。另一方面,在步骤S23中,在判断为不需要辅助控制的执行的情况下,进入步骤S29,将辅助泵89的偏转角α设定为0。
在步骤S24中,控制器90使用所存储的运算式或映像并基于各操作阀2~6、14~17的位移量运算应由辅助泵89喷出的辅助流量Qa,将辅助泵89的偏转角α设定为第2目标偏转角α2,以使辅助泵89的喷出量成为运算的辅助流量Qa。第2目标偏转角α2是由与以回转再生时旋转速度Nr旋转的电动发电机91同步地旋转的辅助泵89喷出运算的辅助流量Qa时的偏转角。
然后,在步骤S25中,控制器90运算辅助泵89的辅助泵驱动力La成为第2驱动力限制值Lmax2时的第2限制偏转角αmax2。具体来讲,控制器90使用由压力传感器39a检测的辅助泵89的喷出压力Pa、在步骤S24中运算的辅助流量Qa、电动发电机91的回转再生时旋转速度Nr,通过下述式(2)运算第2限制偏转角αmax2。
【式2】
αmax2=κ1×Lmax2/(Pa×Nr)···(2)
另外,κ1是由辅助泵89的最大排量、电动发电机91与辅助泵89之间的减速比、以及辅助泵89的容积效率决定的常数。
在步骤S26中,对在步骤S24中设定的第2目标偏转角α2和在步骤S25中运算的第2限制偏转角αmax2进行比较。
此处,在第2目标偏转角α2大于第2限制偏转角αmax2时,辅助泵89的辅助泵驱动力La超过第2驱动力限制值Lmax2,这表示由再生马达88再生的能量被浪费。因此,在步骤S26中,在判断为第2目标偏转角α2大于第2限制偏转角αmax2时,进入步骤S27,控制器90将辅助泵89的偏转角改变为第2限制偏转角αmax2。辅助泵89的偏转角减小,从而由辅助泵89喷出的流量也减少,与辅助泵89的辅助泵驱动力La降低的量相应地,将由再生马达88再生的能量作为电力对电池26充电。此外,在辅助泵89被再生马达88和电动发电机91驱动而旋转的情况下、即电动发电机91为动力运行状态的情况下,电动发电机91损耗的电力降低,抑制电池26的充电量的减少。这样,通过限制辅助泵89的偏转角α,能够适当地控制辅助泵驱动力La,作为其结果,能够使混合动力建筑机械的系统效率提高。
另一方面,在步骤S26中,在判断为第2目标偏转角α2为第2限制偏转角αmax2以下时,进入步骤S28,控制器90将辅助泵89的偏转角α维持在第2目标偏转角α2。
接着,参照图4,说明在步骤S21中判断为不执行回转再生控制的情况。
在步骤S21中,在判断为不处于能够执行回转再生控制的状态的情况下,进入步骤S30,控制器90将再生马达88的偏转角β设定为0,设为不进行动臂再生控制和回转再生控制的状态。
在接下来的步骤S31中,控制器90基于在步骤S11中获取的各操作阀2~6、14~17的位移量来判断是否执行辅助控制、即是否处于需要利用辅助泵89进行辅助的状态。具体来讲,在任一操作阀2~6、14~17的位移量较大,需要由第1主泵71和第2主泵72以及辅助泵89对任一驱动器供给工作油的情况下,判断为需要辅助控制。另一方面,在各操作阀2~6、14~17的位移量较小,以第1主泵71和第2主泵72的喷出量能够充分地使各驱动器驱动的情况下,判断为不需要辅助控制。
在步骤S31中,在判断为执行辅助控制的情况下,进入步骤S32,利用控制器90进行辅助流量Qa的运算、电动发电机91的旋转速度N和辅助泵89的偏转角α的设定。另一方面,在步骤S31中,在判断为不需要执行辅助控制的情况下,进入步骤S37,将辅助泵89的偏转角α和电动发电机91的旋转速度N设定为0。
在步骤S32中,控制器90使用所存储的运算式或映像,基于各操作阀2~6、14~17的位移量运算应从辅助泵89喷出的辅助流量Qa和驱动辅助泵89旋转的电动发电机91的辅助时旋转速度Na,将辅助泵89的偏转角α设定为第3目标偏转角α3,以使辅助泵89的喷出量成为运算的辅助流量Qa。第3目标偏转角α3是由被以辅助时旋转速度Na旋转的电动发电机91驱动而旋转的辅助泵89喷出运算的辅助流量Qa时的偏转角。
然后,在步骤S33中,控制器90运算作为驱动辅助泵89旋转的电动发电机91的输出即旋转电机输出的马达输出P,也就是说,控制器90运算辅助泵89的辅助泵驱动力La成为第3驱动力限制值Lmax3时的电动发电机91的旋转速度即限制旋转速度Nmax。具体来讲,控制器90根据由逆变器92向电动发电机91供给的电流值运算电动发电机91的实际转矩T,通过下述式(3)运算限制旋转速度Nmax。
【式3】
Nmax=κ2×Lmax3/T···(3)
另外,κ2是常数。
在步骤S34中,对在步骤S32中设定的辅助时旋转速度Na和在步骤S33中运算的限制旋转速度Nmax进行比较。
此处,在辅助时旋转速度Na大于限制旋转速度Nmax时,驱动辅助泵89旋转的电动发电机91的马达输出P、即辅助泵89的辅助泵驱动力La超过第3驱动力限制值Lmax3,这表示储存在电池26的电能被浪费。因此,在步骤S34中,在判断为辅助时旋转速度Na大于限制旋转速度Nmax时,进入步骤S35,控制器90将电动发电机91的旋转速度N改变为限制旋转速度Nmax。电动发电机91的旋转速度N降低,从而由辅助泵89喷出的流量也减少,与驱动辅助泵89旋转的电动发电机91损耗的电力降低的量相应地,抑制电池26的充电量的减少。这样,通过限制电动发电机91的旋转速度N,能够适当地控制辅助泵驱动力La,作为其结果,能够使混合动力建筑机械的系统效率提高。
另一方面,在步骤S34中,在判断为辅助时旋转速度Na为限制旋转速度Nmax以下时,进入步骤S36,控制器90将电动发电机91的旋转速度N维持在辅助时旋转速度Na。
另外,在步骤S34中,通过比较电动发电机91的旋转速度,判断辅助泵89的辅助泵驱动力La是否达到限制值,根据判断结果改变或维持电动发电机91的旋转速度。也能够取而代之,与步骤S17和步骤S26同样地,比较辅助泵89的偏转角,根据判断结果改变或维持辅助泵89的偏转角。
然而,辅助泵89的泵效率随着偏转角减小而降低。因此,在为了限制辅助泵驱动力La而减小辅助泵89的偏转角的情况下,有泵效率降低从而使混合动力建筑机械的整体的系统效率降低的可能。此外,在不进行再生控制而只进行辅助控制的情况下,即便使电动发电机91的旋转速度变化也不会对再生效率造成影响。而且,在容量可变型的泵的情况下,由于偏转角的变化具有滞后特性,因此有偏转角不按照指令变化的情况,另一方面,由于电动发电机91的旋转速度的改变是利用电来进行的,因此精度和响应性较好。由于这些理由,因此优选的是,在步骤S34和步骤S35中,不对辅助泵89的偏转角进行比较、改变,而是对电动发电机91的旋转速度进行比较、改变。
在步骤S18~S20和步骤S27~S29的处理结束时,如图2所示,转换至步骤S38。在步骤S38中,控制器90执行对电动发电机91的再生电力进行限制的控制。
例如,在电池26的充电量较高的情况下,有可能成为不能将在再生控制时由电动发电机91产生的电能全部回收至电池26的状态。因此,在步骤S38中,在预测为这样的状态的情况下,控制器90适当地调整辅助泵89的偏转角α、再生马达88的偏转角β,限制电动发电机91的发电量。另外,为了限制电动发电机91的发电量而调整的对象不限定于辅助泵89的偏转角α、再生马达88的偏转角β,也可以是电磁比例节流阀36、电磁切换阀50、54的开度等。
在步骤S35~S38的处理结束时再次返回“开始”,控制器90在混合动力建筑机械被操作者运转期间,反复执行图2~图4所示的流程图的处理。
根据以上的实施方式,起到以下所示的效果。
在混合动力建筑机械的控制系统100中,施加于辅助泵89的辅助泵驱动力La被限制在预定的驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3以下。这样,通过抑制辅助泵驱动力La变得过大,能够抑制为了驱动辅助泵89旋转而浪费再生能量,使作为电力对电池26充电的再生能量增加。其结果,能够使混合动力建筑机械的系统效率提高。
接着,说明上述实施方式的变形例。
在上述实施方式中,在步骤S17中,比较辅助泵89的第1目标偏转角α1和第1限制偏转角αmax1。也可以取而代之,运算辅助泵89的实际的驱动力即第1辅助泵驱动力La1,比较第1辅助泵驱动力La1和第1驱动力限制值Lmax1。
具体来讲,如图5所示,在步骤S16的处理结束后,在步骤S16-2中,控制器90运算与以动臂再生时旋转速度Nb旋转的电动发电机91同步地旋转的辅助泵89的实际的驱动力即第1辅助泵驱动力La1。使用由压力传感器39a检测的辅助泵89的喷出压力Pa、在步骤S15中运算的第1目标偏转角α1、电动发电机91的动臂再生时旋转速度Nb,通过下述式(4)运算出第1辅助泵驱动力La1。
【式4】
La1=κ3×Pa×α1×Nb···(4)
另外,κ3是由辅助泵89的最大排量、电动发电机91与辅助泵89之间的减速比、以及辅助泵89的容积效率决定的常数,第1目标偏转角α1是0≤α1≤1所示的范围内的数值。
在接下来的步骤S17-2中,比较第1辅助泵驱动力La1和第1驱动力限制值Lmax1。
在步骤S17-2中,在判断为第1辅助泵驱动力La1大于第1驱动力限制值Lmax1时,进入步骤S18,控制器90将辅助泵89的偏转角α改变为第1限制偏转角αmax1。另一方面,在步骤S17-2中,在判断为第1辅助泵驱动力La1为第1驱动力限制值Lmax1以下时,进入步骤S19,控制器90将辅助泵89的偏转角α维持在第1目标偏转角α1。
此外,在上述实施方式中,在步骤S26中,比较辅助泵89的第2目标偏转角α2和第2限制偏转角αmax2。也可以取而代之,运算辅助泵89的实际的驱动力即第2辅助泵驱动力La2,比较第2辅助泵驱动力La2和第2驱动力限制值Lmax2。
具体来讲,如图6所示,在步骤S25的处理结束后,在步骤S25-2中,控制器90运算与以回转再生时旋转速度Nr旋转的电动发电机91同步地旋转的辅助泵89的实际的驱动力即第2辅助泵驱动力La2。使用由压力传感器39a检测的辅助泵89的喷出压力Pa、在步骤S24中运算的第2目标偏转角α2、电动发电机91的回转再生时旋转速度Nr,通过下述式(5)运算出第2辅助泵驱动力La2。
【式5】
La2=κ3×Pa×α2×Nr···(5)
另外,κ3是由辅助泵89的最大排量、电动发电机91与辅助泵89之间的减速比、以及辅助泵89的容积效率决定的常数,第2目标偏转角α2是0≤α2≤1所示的范围内的数值。
在接下来的步骤S26-2中,比较第2辅助泵驱动力La2和第2驱动力限制值Lmax2。
在步骤S26-2中,在判断为第2辅助泵驱动力La2大于第2驱动力限制值Lmax2时,进入步骤S27,控制器90将辅助泵89的偏转角α改变为第2限制偏转角αmax2。另一方面,在步骤S26-2中,在判断为第2辅助泵驱动力La2为第2驱动力限制值Lmax2以下时,进入步骤S28,控制器90将辅助泵89的偏转角α维持在第2目标偏转角α2。
此外,在上述实施方式中,在步骤S34中,比较电动发电机91的辅助时旋转速度Na和限制旋转速度Nmax。也可以取而代之,运算与辅助泵89的实际的驱动力相当的电动发电机91的实际的输出即实际马达输出La3,比较实际马达输出La3和第3驱动力限制值Lmax3。
具体来讲,如图7所示,在步骤S33的处理结束后,在步骤S33-2中,控制器90运算电动发电机91的实际的输出即实际马达输出La3。使用在步骤S32中设定的辅助时旋转速度Na、根据从逆变器92向电动发电机91供给的电流值运算的电动发电机91的实际转矩T,通过下述式(6)运算出实际马达输出La3。
【式6】
La3=κ4×T×Na···(6)
另外,κ4是常数。
在接下来的步骤S34-2中,比较实际马达输出La3和第3驱动力限制值Lmax3。
在步骤S34-2中,在判断为实际马达输出La3大于第3驱动力限制值Lmax3时,进入步骤S35,控制器90将电动发电机91的旋转速度N改变为限制旋转速度Nmax。另一方面,在步骤S34-2中,在判断为实际马达输出La3为第3驱动力限制值Lmax3以下时,进入步骤S36,控制器90将电动发电机91的旋转速度N维持在辅助时旋转速度Na。
此外,在上述实施方式中,将驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3分别设定为恒定的值。也可以取而代之,使驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3根据电池26的温度、电池26的充电量、驱动器的负载而变化。
例如,通常在伴随有化学反应的形式的电池26的情况下,在低温区域和高温区域的充放电效率大幅降低。因此,也可以是,在电池26的温度低于预定的下限值T1的区域和温度高于预定的上限值T2的区域,使再生时的驱动力限制值Lmax1、Lmax2与再生马达88的再生输出相对应地变化,仅利用由再生马达88再生的能量驱动辅助泵89,以使在电动发电机91与电池26之间不怎么进行电力的传输。
此外,在电池26的蓄电量SO较少的情况下,优先利用电动发电机91发电,在电池26的蓄电量SO较多的情况下,需要抑制利用电动发电机91发电。因此,也可以如图8所示那样,设定与电池26的蓄电量SO相对应地变化的修正系数K1,将再生时的驱动力限制值Lmax1、Lmax2乘以修正系数K1。在该情况下,在电池26的蓄电量SO为第1蓄电量SO1以下时,由于修正系数K1成为0,因此驱动力限制值Lmax1、Lmax2成为0,来自辅助泵89的喷出量成为0。其结果,由再生马达88再生的能量作为电力对电池26蓄电。另一方面,在电池26的蓄电量SO为第2蓄电量SO2以上时,修正系数K1成为1,由再生马达88再生的能量中的成为辅助泵89的辅助泵驱动力La的比例增加。其结果,利用电动发电机91的发电被抑制。
此外,在驱动器的负载较高时、即第1主泵71和第2主泵72的喷出量较多时,需要增加来自辅助泵89的喷出量,另一方面,在驱动器的负载较低时、即第1主泵71和第2主泵72的喷出量较少时,不需要来自辅助泵89的喷出量。因此,也可以如图9所示那样,设定与第1主泵71和第2主泵72的输出相对应地变化的修正系数K2,将驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3乘以修正系数K2。在该情况下,在驱动器的负载为第1负载P1以下时,由于修正系数K2成为0,因此驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3成为0,来自辅助泵89的喷出量成为0。另一方面,在驱动器的负载为第2负载P2以上时,由于修正系数K2成为1,因此来自辅助泵89的喷出量变得较多。
以下,将本发明的实施方式的结构、作用以及效果概括起来进行说明。
混合动力建筑机械的控制系统100包括:第1主泵71和第2主泵72,该第1主泵71和第2主泵72用于向驱动器供给工作油;再生马达88,其被由第1主泵71和第2主泵72喷出而回流的工作油驱动而旋转;电动发电机91,其与再生马达88连结;电池26,其用于储存由电动发电机91产生的电力;容量可变型的辅助泵89,其与再生马达88和电动发电机91连结,能够向驱动器供给工作油;以及控制器90,其用于控制辅助泵89,以使辅助泵89的喷出量成为目标喷出量,控制器90在判断为施加于辅助泵89的辅助泵驱动力La大于预定的驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3的情况下控制辅助泵89或电动发电机91,以使辅助泵驱动力La成为驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3以下。
在该结构中,施加于辅助泵89的辅助泵驱动力La被限制在预定的驱动力限制值Lmax1、Lmax2、Lmax3以下。这样,通过抑制辅助泵驱动力La变得过大,能够抑制为了驱动辅助泵89旋转而浪费再生能量,增加作为电力对电池26充电的再生能量。其结果,能够使混合动力建筑机械的系统效率提高。
此外,混合动力建筑机械的控制系统100还包括用于检测辅助泵89的喷出压力的压力传感器39a,控制器90运算辅助泵89的喷出量成为目标喷出量的辅助泵89的目标偏转角α1、α2,并且基于压力传感器39a的检测值运算辅助泵驱动力La成为驱动力限制值Lmax1、Lmax2时的辅助泵89的限制偏转角αmax1、αmax2,比较目标偏转角α1、α2和限制偏转角αmax1、αmax2,在目标偏转角α1、α2大于限制偏转角αmax1、αmax2的情况下判断为辅助泵驱动力La大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2。
在该结构中,在目标偏转角α1、α2大于基于压力传感器39a的检测值运算的限制偏转角αmax1、αmax2的情况下,判断为辅助泵驱动力La大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2。在辅助泵89的旋转速度恒定的情况下,辅助泵驱动力La根据偏转角α的大小而变化。因此,通过比较辅助泵89的目标偏转角α1、α2和运算的限制偏转角αmax1、αmax2,能够容易地判断辅助泵驱动力La是否大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2。
此外,控制器90在判断为辅助泵驱动力La大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2时,进行控制,以使辅助泵89的偏转角α成为限制偏转角αmax1、αmax2以下。
在该结构中,在判断为辅助泵驱动力La大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2时,进行控制,以使辅助泵89的偏转角α成为限制偏转角αmax1、αmax2以下。若辅助泵89的偏转角α减小,则辅助泵89的喷出量减少,并且辅助泵驱动力La减小。这样,通过改变直接对辅助泵驱动力La造成影响的辅助泵89的偏转角α,能够容易地抑制辅助泵驱动力La,作为其结果,能够容易地抑制为了驱动辅助泵89旋转而浪费再生能量。
此外,混合动力建筑机械的控制系统100还包括用于检测辅助泵89的喷出压力Pa的压力传感器39a,由控制器90基于压力传感器39a的检测值来运算辅助泵驱动力La。
在该结构中,基于用于检测辅助泵89的喷出压力Pa的压力传感器39a的检测值来运算辅助泵驱动力La。通常是根据喷出压力和喷出流量来运算泵的驱动力。通过设置用于检测辅助泵89的喷出压力Pa的压力传感器39a,能够容易地运算辅助泵驱动力La,并且能够容易地判断辅助泵驱动力La是否大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2。
此外,控制器90基于压力传感器39a的检测值运算辅助泵驱动力La成为驱动力限制值Lmax1、Lmax2时的辅助泵89的限制偏转角αmax1、αmax2,在判断为辅助泵驱动力La大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2时,进行控制,以使辅助泵89的偏转角α成为限制偏转角αmax1、αmax2以下。
在该结构中,在判断为辅助泵驱动力La大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2时,进行控制,以使辅助泵89的偏转角α成为限制偏转角αmax1、αmax2以下。容量可变型的辅助泵89在偏转角α减小时喷出量减少,并且辅助泵驱动力La降低。这样,通过改变对辅助泵驱动力La造成影响的偏转角α,能够容易地抑制辅助泵驱动力La,作为其结果,能够容易地抑制为了驱动辅助泵89旋转而浪费再生能量。
此外,控制器90运算辅助泵89的喷出量成为目标喷出量的电动发电机91的辅助时旋转速度Na,并且运算电动发电机91的马达输出P(辅助泵驱动力La)成为预定的第3驱动力限制值Lmax3时的电动发电机91的限制旋转速度Nmax,比较辅助时旋转速度Na和限制旋转速度Nmax,在辅助时旋转速度Na大于限制旋转速度Nmax的情况下判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3。
在该结构中,在电动发电机91的辅助时旋转速度Na大于限制旋转速度Nmax的情况下判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3。在辅助泵89仅被电动发电机91驱动的情况下,电动发电机91的输出与辅助泵驱动力La相当。此外,通常,输出与旋转速度具有相关性。因此,通过比较电动发电机91的辅助时旋转速度Na和限制旋转速度Nmax,能够容易地判断辅助泵驱动力La是否大于第3驱动力限制值Lmax3。
此外,控制器90在判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3时,进行控制,以使电动发电机91的旋转速度N成为限制旋转速度Nmax以下。
在该结构中,在判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3时,进行控制,以使电动发电机91的旋转速度N成为限制旋转速度Nmax以下。若电动马达即电动发电机91的旋转速度N降低,则辅助泵89的旋转速度也降低,辅助泵89的喷出量减少,并且辅助泵驱动力La减小。这样,通过改变对辅助泵驱动力La造成影响的电动发电机91的旋转速度N,能够容易地抑制辅助泵驱动力La,作为其结果,能够容易地抑制为了驱动辅助泵89旋转而浪费再生能量。
此外,控制器90运算驱动辅助泵89旋转的电动发电机91的实际马达输出La3,在实际马达输出La3大于预定的第3驱动力限制值Lmax3的情况下判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3。
在该结构中,在实际马达输出La3大于预定的第3驱动力限制值Lmax3的情况下判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3。在辅助泵89仅被电动发电机91驱动的情况下,电动发电机91的实际马达输出La3与辅助泵驱动力La相当。因此,通过比较电动发电机91的实际马达输出La3和第3驱动力限制值Lmax3,能够容易地判断辅助泵驱动力La是否大于第3驱动力限制值Lmax3。
此外,控制器90运算旋转电机输出成为第3驱动力限制值Lmax3时的电动发电机91的限制旋转速度Nmax,在判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3时,进行控制,以使电动发电机91的旋转速度N成为限制旋转速度Nmax以下。
在该结构中,在判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3时,进行控制,以使电动发电机91的旋转速度N成为限制旋转速度Nmax以下。电动马达即电动发电机91的旋转速度N降低,辅助泵89的旋转速度也降低,辅助泵89的喷出量变少,并且辅助泵驱动力La减小。这样,通过改变对辅助泵驱动力La造成影响的电动发电机91的旋转速度N,能够容易地抑制辅助泵驱动力La,作为其结果,能够容易地抑制为了驱动辅助泵89旋转而浪费再生能量。
此外,混合动力建筑机械的控制系统100还包括用于检测辅助泵89的喷出压力的压力传感器39a,控制器90在再生马达88被工作油驱动而旋转时运算辅助泵89的喷出量成为目标喷出量的辅助泵89的目标偏转角α1、α2,并且基于压力传感器39a的检测值运算辅助泵驱动力La成为驱动力限制值Lmax1、Lmax2时的辅助泵89的限制偏转角αmax1、αmax2,比较目标偏转角α1、α2和限制偏转角αmax1、αmax2,在目标偏转角α1、α2大于限制偏转角αmax1、αmax2的情况下判断为辅助泵驱动力La大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2,控制器90在再生马达88未被工作油驱动旋转时运算辅助泵89的喷出量成为目标喷出量的电动发电机91的辅助时旋转速度Na,并且运算电动发电机91的马达输出P(辅助泵驱动力La)成为预定的第3驱动力限制值Lmax3时的电动发电机91的限制旋转速度Nmax,比较辅助时旋转速度Na和限制旋转速度Nmax,在辅助时旋转速度Na大于限制旋转速度Nmax的情况下判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3。
在该结构中,在再生马达88被工作油驱动而旋转时,在目标偏转角α1、α2大于基于压力传感器39a的检测值运算的限制偏转角αmax1、αmax2的情况下判断为辅助泵驱动力La大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2,在再生马达88未被工作油驱动旋转时,在电动发电机91的辅助时旋转速度Na大于限制旋转速度Nmax的情况下判断为辅助泵驱动力La大于第3驱动力限制值Lmax3。在被再生马达88驱动而旋转的辅助泵89的旋转速度恒定的情况下,辅助泵驱动力La根据偏转角α而变化。因此,通过比较辅助泵89的目标偏转角α1、α2和运算的限制偏转角αmax1、αmax2,能够容易地判断辅助泵驱动力La是否大于驱动力限制值Lmax1、Lmax2。此外,在辅助泵89仅被电动发电机91驱动的情况下,电动发电机91的输出与辅助泵驱动力La相当。此外,通常,输出与旋转速度具有相关性。因此,通过比较电动发电机91的辅助时旋转速度Na和限制旋转速度Nmax,能够容易地判断辅助泵驱动力La是否大于第3驱动力限制值Lmax3。
以上,说明了本发明的实施方式,但上述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分,其主旨并不是将本发明的保护范围限定在上述实施方式的具体结构。
本申请主张基于2016年5月23日向日本国专利局提出申请的日本特愿2016-102747号的优先权,通过参照将该申请的全部内容编入本说明书中。
Claims (10)
1.一种混合动力建筑机械的控制系统,其包括:
流体压泵,其用于向流体压驱动器供给工作流体;
再生马达,其被由所述流体压泵喷出而回流的工作流体驱动而旋转;
旋转电机,其与所述再生马达连结;
蓄电部,其用于储存由所述旋转电机产生的电力;
容量可变型的辅助泵,其与所述再生马达和所述旋转电机连结,能够向所述流体压驱动器供给工作流体;以及
控制部,其用于控制所述辅助泵,以使所述辅助泵的喷出量成为目标喷出量,
所述控制部在判断为施加于所述辅助泵的泵驱动力大于预定的泵驱动力限制值的情况下控制所述辅助泵或所述旋转电机,以使所述泵驱动力成为所述泵驱动力限制值以下。
2.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统,其中,
还包括用于检测所述辅助泵的喷出压力的喷出压力检测部,
所述控制部运算所述辅助泵的喷出量成为所述目标喷出量的所述辅助泵的目标偏转角,并且基于所述喷出压力检测部的检测值运算所述泵驱动力成为所述泵驱动力限制值时的所述辅助泵的限制偏转角,比较所述目标偏转角和所述限制偏转角,在所述目标偏转角大于所述限制偏转角的情况下判断为所述泵驱动力大于所述泵驱动力限制值。
3.根据权利要求2所述的混合动力建筑机械的控制系统,其中,
所述控制部在判断为所述泵驱动力大于所述泵驱动力限制值时进行控制,以使所述辅助泵的偏转角成为所述限制偏转角以下。
4.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统,其中,
还包括用于检测所述辅助泵的喷出压力的喷出压力检测部,
由所述控制部基于所述喷出压力检测部的检测值来运算所述泵驱动力。
5.根据权利要求4所述的混合动力建筑机械的控制系统,其中,
所述控制部基于所述喷出压力检测部的检测值运算所述泵驱动力成为所述泵驱动力限制值时的所述辅助泵的限制偏转角,在判断为所述泵驱动力大于所述泵驱动力限制值时进行控制,以使所述辅助泵的偏转角成为所述限制偏转角以下。
6.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统,其中,
所述控制部运算所述辅助泵的喷出量成为所述目标喷出量的所述旋转电机的目标旋转速度,并且运算所述旋转电机的旋转电机输出成为所述泵驱动力限制值时的所述旋转电机的限制旋转速度,比较所述目标旋转速度和所述限制旋转速度,在所述目标旋转速度大于所述限制旋转速度的情况下判断为所述泵驱动力大于所述泵驱动力限制值。
7.根据权利要求6所述的混合动力建筑机械的控制系统,其中,
所述控制部在判断为所述泵驱动力大于所述泵驱动力限制值时进行控制,以使所述旋转电机的旋转速度成为所述限制旋转速度以下。
8.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统,其中,
所述控制部运算用于驱动所述辅助泵旋转的所述旋转电机的旋转电机输出,在所述旋转电机输出大于所述泵驱动力限制值的情况下判断为所述泵驱动力大于所述泵驱动力限制值。
9.根据权利要求8所述的混合动力建筑机械的控制系统,其中,
所述控制部运算所述旋转电机输出成为所述泵驱动力限制值时的所述旋转电机的限制旋转速度,在判断为所述泵驱动力大于所述泵驱动力限制值时进行控制,以使所述旋转电机的旋转速度成为所述限制旋转速度以下。
10.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统,其中,
还包括用于检测所述辅助泵的喷出压力的喷出压力检测部,
所述控制部在所述再生马达被工作流体驱动而旋转时运算所述辅助泵的喷出量成为所述目标喷出量的所述辅助泵的目标偏转角,并且基于所述喷出压力检测部的检测值运算所述泵驱动力成为所述泵驱动力限制值时的所述辅助泵的限制偏转角,比较所述目标偏转角和所述限制偏转角,在所述目标偏转角大于所述限制偏转角的情况下判断为所述泵驱动力大于所述泵驱动力限制值,
所述控制部在所述再生马达未被工作流体驱动旋转时运算所述辅助泵的喷出量成为所述目标喷出量的所述旋转电机的目标旋转速度,并且运算所述旋转电机的旋转电机输出成为所述泵驱动力限制值时的所述旋转电机的限制旋转速度,比较所述目标旋转速度和所述限制旋转速度,在所述目标旋转速度大于所述限制旋转速度的情况下判断为所述泵驱动力大于所述泵驱动力限制值。
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