CN110325688B - 工程机械 - Google Patents

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Abstract

工程机械的主控制器(28)进行在满足了预先决定的自动停止条件的情况下将发动机停止的自动停止控制,该主控制器(28)具有控制从蓄电器向电气电子设备(70)供给的电力的电气设备用电源控制处理部(283),电气设备用电源控制处理部(283)推定在发动机(9)工作中的从交流发电机(41)向蓄电器(40)的充电量,并推定在基于自动停止控制执行的发动机(9)的停止中从蓄电器(40)向电气电子设备(70)供给的电力、即放电量,在基于自动停止控制执行的发动机(9)的停止中判断为放电量超出充电量时,停止电力从蓄电器(40)向电气电子设备(70)的供给。由此,能够更确实地抑制发动机自动停止控制中的蓄电器劣化。

Description

工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械。
背景技术
作为工程机械的降低油耗功能之一,而具有在没有进行作业的状态下将发动机自动停止的自动停止控制。自动停止控制与操作员的意思无关地使发动机停止,由此操作员大多没有意识到是在持续向电气电子设备供给电力的状态停止了发动机。由此,担心因长时间放电而导致蓄电器成为过放电状态(即蓄电池耗尽状态)而劣化。
作为抑制这种因自动停止控制导致的蓄电器劣化的技术,例如具有专利文献1所述的技术。在专利文献1中公开了一种技术,具有:基于发动机开关的操作而起动/停止的作为动力源的发动机;当预先设定的自动停止条件成立时进行使上述发动机自动停止的自动停止控制的发动机控制机构;包括上述发动机控制机构的作为电气电子设备的电源的蓄电器;控制从上述蓄电器向上述电气电子设备的电力供给/截断的电源控制机构;和由与上述发动机开关不同的路径向上述发动机控制机构发送发动机再起动指令的再起动指令机构,在基于上述自动停止控制执行的发动机的自动停止后,判断在预先设定的延缓时间内有无从上述再起动指令机构对上述发动机控制机构的发动机再起动指令,当在上述延缓时间内有发动机再起动指令时上述发动机控制机构使上述发动机再起动,另一方面在上述延缓时间内无发动机再起动指令时上述电源控制机构进行使从上述蓄电器向上述电气电子设备的电力供给自动停止的电源截断控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5978606号公报
发明内容
在上述以往技术中,在发动机的自动停止后规定预先设定的再起动延缓时间,在延缓时间经过后进行使从蓄电器向电气电子设备的电力供给自动停止的电源截断控制。但是蓄电器通过与发动机连接的发电机而仅在发动机的工作中被充电,由此根据因发动机的作业状态而变化的蓄电器的充电状态,有可能无法抑制发动机自动停止中的蓄电池耗尽、即蓄电器的劣化。另外,进行向电气电子设备的电力供给的电源大多使用铅蓄电池作为蓄电器,铅蓄电池难以如锂离子蓄电池那样地通过监视电压来管理蓄电量。由此,仅因铅蓄电池的电压管理,就难以抑制发动机自动停止中的铅蓄电池的劣化。
本发明是鉴于上述问题做出的,其目的在于提供一种工程机械,能够更确实地抑制发动机的自动停止控制中的蓄电器的劣化。
本申请包括多个解决上述课题的方式,但若例举其一例,则本发明的工程机械具有:发动机;由所述发动机驱动的发电机;蓄存由所述发电机发出的电力的蓄电器;由从所述蓄电器供给的电力驱动或者控制的电气电子设备;和进行自动停止控制的控制装置,该自动停止控制在满足了预先决定的自动停止条件的情况下将所述发动机停止,其中,所述控制装置控制从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的电力,推定在所述发动机的工作中从所述发电机向所述蓄电器的充电量,并推定在基于所述自动停止控制执行的所述发动机的停止中从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的电力、即放电量,通过所述自动停止控制使所述发动机停止,在判断为所述放电量超出所述充电量的情况下,停止电力从所述蓄电器向所述电气电子设备的供给。
发明效果
根据本发明,能够更确实地抑制发动机的自动停止控制中的蓄电器的劣化。
附图说明
图1是示意表示作为工程机械一例的混合动力式液压挖掘机的外观的侧视图。
图2是将电动驱动系统以及液压驱动系统抽出并与相关构成一同表示的示意图。
图3是概略表示主控制器的处理功能的功能框图。
图4是表示基于辅助发电机控制部执行的辅助发电机通常起动控制处理的流程图。
图5是表示辅助发电机的发动机自动停止再起动控制处理的流程图。
图6是表示基于首次作业判断处理部执行的首次作业判断处理的流程图。
图7是表示基于自动停止处理部执行的发动机自动停止处理的流程图。
图8是表示电气设备用电源控制处理部中的电气设备用电源控制处理的流程图。
图9是与包括车身状态的其他状态的时间变化一同表示充放电计数值的时间变化的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明实施方式。此外,在本实施方式中,作为工程机械的一例例举混合动力式液压挖掘机来说明,但并不限于此,只要是在自动停止控制下的发动机停止中从蓄电器向电气电子设备进行电力供给的工程机械,本申请发明也能够适用于混合动力式以外的工程机械。
图1是示意表示作为本实施方式的工程机械一例的混合动力式液压挖掘机的外观的侧视图,图2是将电动驱动系统以及液压驱动系统抽出并与相关构成一同表示的示意图。另外,图3是概略表示主控制器的处理功能的功能框图。
在图1以及图2中,混合动力式液压挖掘机1(以下,仅称为液压挖掘机)具有:能够自行驶的履带式的下部行驶体2;设在下部行驶体2上的旋转轴承装置3;经由旋转轴承装置3能够旋转地搭载于下部行驶体2上且与下部行驶体2一同构成车身(基体)的上部旋转体4;和能够俯仰动地安装在上部旋转体4的前侧并进行土砂的挖掘作业等的作业装置5。
下部行驶体2的构成包括:履带架2A;设在履带架2A的左右两侧的前后方向上的一端侧的驱动轮2B;设在履带架2A的左右两侧的前后方向上的另一端侧的从动轮2C;和卷绕于驱动轮2B和从动轮2C的履带2D(均仅图示左侧)。左右的驱动轮2B通过作为液压执行机构的左右的行驶液压马达2E、2F(参照图2)来旋转驱动。在履带架2A的中央部的上侧安装有旋转轴承装置3。
上部旋转体4具有构成支承构造体的旋转架6。在旋转架6的下表面侧安装有旋转轴承装置3,经由旋转轴承装置3对于下部行驶体2能够旋转地搭载。在旋转架6上设有驾驶舱7、配重8、发动机9、辅助发电机10、液压泵11、驱动用蓄电池19和旋转装置20A等。
作业装置5的构成包括:将基端能够俯仰动地安装于旋转架6的前侧的动臂5A;能够俯仰动地安装于与动臂5A的基端为相反侧的一端的斗杆5B;能够转动地安装于斗杆5B的另一端的铲斗5C;和由驱动这些部件的液压缸(液压执行机构)组成的动臂液压缸5D、斗杆液压缸5E、以及铲斗液压缸5F。
驾驶舱7设在旋转架6的左前侧,在驾驶舱7内设有供操作员落座的驾驶席(未图示)。在驾驶席的周围,除了操作装置14之外,还配设有在与后述的主控制器(控制装置)28之间进行信号收发的按键开关29、显示装置30、再起动开关60等。
配重8安装于旋转架6的后端侧,以取得与配置于旋转架6的前侧的作业装置5之间的重量平衡的方式构成。
发动机9配置于旋转架6上的驾驶舱7与配重8之间。发动机9例如使用柴油发动机构成,作为混合动力式液压挖掘机1的内燃机而以沿左右方向延伸的横置状态下搭载于上部旋转体4。在发动机9的输出侧,除了辅助发电机10以及液压泵11之外,还机械性地连接有交流发电机41和启动机43。
在发动机9上设有控制发动机9的动作的发动机控制单元9A(以下称为ECU9A)。表示按键开关29的位置(开位置或者关位置)的位置信号向主控制器28输入,主控制器28基于该位置信号向ECU9A输出控制信号。ECU9A在按键开关29处于工作位置(即,开位置)且发动机9为工作中的情况下,基于从主控制器28输出的控制信号控制燃料向发动机9的燃料喷射装置(未图示)供给的供给量,由此可变地控制燃料向液压缸(未图示)内喷射的喷射量(燃料喷射量)。由此,发动机9以与操作员的驾驶操作和车辆的运转状态等对应的转速运转。另外,在按键开关29被停止操作(即,操作至关位置)时,ECU9A根据主控制器28的指令停止燃料喷射装置的燃料喷射,使发动机9停止。
辅助发电机10机械性地连接于发动机9与液压泵11之间。辅助发电机10例如为永磁铁式的同步电动机,通过由发动机9旋转驱动而进行发电,另外,通过电力供给而辅助(assist)发动机9的驱动。即,辅助发电机10具有通过由发动机9旋转驱动而进行发电的功能(发电机功能)、和通过供给的电力而辅助发动机9的驱动的功能(电动机功能)。
交流发电机41例如为永磁铁式的发电机,通过由发动机9驱动而进行发电,将用于驱动后述的电气电子设备70的电力向蓄电以及放电(给电)的蓄电器40蓄存。
启动机43是从按键开关29被操作至开位置的状态且被操作至启动位置的情况下驱动发动机9的输出轴而起动的、例如永磁铁式的电动机。启动机43基于来自按键开关29的控制信号,通过从蓄电器40供给的电力而驱动。按键开关29以针对启动位置进行瞬时动作的方式构成,当操作员停止向启动位置的操作时自动地返回至开位置。
液压泵11配置于辅助发电机10与先导泵12之间,经由辅助发电机10与发动机9机械性地连接。液压泵11与先导泵12以及工作液压油油箱13一同构成液压源。液压泵11例如为斜盘式、斜轴式、或者径向活塞式的各种液压泵,由发动机9以及辅助发电机10而驱动。液压泵11作为用于驱动行驶液压马达2E、2F和液压缸5D~5F、旋转液压马达21等的动力源,将工作液压油油箱13内的工作液压油升压,并向控制阀16排出。
先导泵12与液压泵11一同经由辅助发电机10与发动机9机械性地连接。从先导泵12排出的液压油的液压(先导压)向操作装置14供给,通过操作装置14的操作而生成操作信号并向控制阀16供给。
操作装置14由配置于驾驶舱7内的行驶用的操作杆和踏板、作业用的操作杆等(均未图示)构成。另外,操作装置14具有流量控制阀15。流量控制阀15根据从先导泵12排出的先导压,与操作装置14的操作量对应地生成操作信号,并向控制阀16供给。
控制阀16设在旋转架6上,其构成包括控制从液压泵11向液压马达2E、2F、21、液压缸5D~5F供给的液压油的流量以及方向的多个方向切换阀。控制阀16的多个方向切换阀分别由来自操作装置14的操作信号(先导压)驱动。从液压泵11向控制阀16供给的液压油恰当分配至各个液压马达2E、2F、21、液压缸5D~5F、驱动液压马达2E、2F、21、液压缸5D~5F(旋转、伸长、缩短)。
门锁杆17构成对液压挖掘机1能否动作进行设定的锁定装置,配置于驾驶舱7内。门锁杆17具有先导截断阀18。先导截断阀18通过切换从先导泵12向流量控制阀15供给的先导压的通流和截断,而切换从操作装置14向与液压马达2E、2F、21、液压缸5D~5F分别对应的控制阀16的方向切换阀发送的操作信号的无效和无效。例如,当门锁杆17移动至锁定位置(抬起位置)时,通过向先导截断阀18的门锁信号而截断从先导泵12向流量控制阀15供给的液压油,无法进行基于操作装置14的液压马达2E、2F、21、液压缸5D~5F的操作。当门锁杆17移动至锁定解除位置(落下位置)时,通过向先导截断阀18的门锁信号而使从先导泵12向流量控制阀15供给的液压油通流,能够进行基于操作装置14的液压马达2E、2F、21、液压缸5D~5F的操作。另外,在门锁杆17移动至锁定解除位置的情况下构成为,启动机切断继电器(未图示)运转,截断电力向与启动机43一同作为启动机而起作用的辅助发电机10供给,使发动机9不会起动。表示门锁杆17的位置的门锁信号也向后述的主控制器28输入。此外,锁定装置不限于如门锁杆17那样地沿上下方向转动的杆式,可以由例如各种开关和踏板等构成。
旋转装置20A设在上部旋转体4的旋转架6上,由减速机20、旋转液压马达21、旋转电动机22等构成。旋转装置20A是与旋转液压马达21和旋转电动机22协作而对上部旋转体4旋转驱动的、所谓混合动力型的旋转装置,将旋转液压马达21和旋转电动机22的旋转力经由减速机20向旋转轴承装置3传递,由此使上部旋转体4相对于下部行驶体2旋转。
旋转电动机22与旋转液压马达21一同安装于减速机20的上部侧。旋转电动机22例如为永磁铁型同步电动机,通过电力供给而辅助(assist)基于旋转液压马达21执行的上部旋转体4的旋转驱动。另外,旋转电动机22将在对上部旋转体4的旋转动作减速时产生的能量转换(发电)为电能。即,旋转电动机22具有通过电力供给辅助(assist)旋转液压马达21而使上部旋转体4旋转的作为电动机的功能(旋转辅助功能)、和将上部旋转体4的旋转减速时的动能(旋转能量)向电能转换(再生发电)的作为发电机的功能(旋转再生功能)。
如上所述地构成的液压挖掘机1的电动系统在辅助发电机10、驱动用蓄电池19、旋转电动机22的基础上,还由第一换流器24、电动发电机控制单元24A(以下称为MGCU24A)、第二换流器25、旋转电动机控制单元25A(以下称为RMCU25A)、斩波器26、斩波器控制单元26A(以下称为CCU26A)、驱动用蓄电池19、以及蓄电池控制单元19A(以下称为BCU19A)等构成。在此,第一换流器24、MGCU24A、第二换流器25、RMCU25A、斩波器26、CCU26A、驱动用蓄电池19、以及BCU19A构成电力转换装置(PCU:电源控制单元)23。电力转换装置23搭载于上部旋转体4。
电力转换装置23控制向辅助发电机10以及旋转电动机22供给的电力、以及由辅助发电机10以及旋转电动机22发出的电力。辅助发电机10以及旋转电动机22通过从电力转换装置23供给的电力而作为电动机起作用,另外作为发电机起作用而向电力转换装置23供给电力。
另外,电力转换装置23与主控制器28、发动机9、ECU9A、电气设备用电源控制装置42、以及电气负载44一同构成电气电子设备70。电气电子设备70中,主控制器28、ECU9A、BCU29A、MGCU24A、RMCU25A、CCU26A、以及电气负载44通过经由电气设备用电源控制装置42从蓄电器40供给的电力而动作。电气设备用电源控制装置42基于来自主控制器28的控制指令,来控制从蓄电器40向电气电子设备70的各构成供给的电力的供给、停止(截断)。此外,电气负载44是将通过从蓄电器40供给的电力而动作(即,消耗电力)的其他构成汇总表示的构成,例如考虑了空调的压缩机和室内灯等。
第一换流器24与辅助发电机10电连接,控制辅助发电机10的驱动。具体地,第一换流器24例如使用晶体管或由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等组成的多个(例如六个)切换元件而构成,与一对直流母线27A、27B连接。第一换流器24的切换元件的开闭动作由从MGCU24A输出的三相(U相、V相、W相)PWM信号控制。当辅助发电机10的发电时,第一换流器24将基于辅助发电机10的发电电力转换为直流电力并向直流母线27A、27B供给。另一方面,当辅助发电机10的电机驱动时,第一换流器24根据直流母线27A、27B的直流电力生成三相的交流电力并向辅助发电机10供给。
第二换流器25与旋转电动机22电连接,控制旋转电动机22的驱动。具体地,第二换流器25与第一换流器24同样地使用多个(例如六个)切换元件构成,与一对直流母线27A、27B连接。第二换流器25的切换元件的开闭动作由从RMCU25A输出的三相PWM信号控制。旋转电动机22的旋转驱动时,第二换流器25根据直流母线27A、27B的直流电力生成三相的交流电力并向旋转电动机22供给。另一方面,旋转电动机22的旋转减速时(再生时),第二换流器25将基于旋转电动机22的再生电力转换为直流电力并向直流母线27A、27B供给。
斩波器26以将驱动用蓄电池19与直流母线27A、27B连接的方式配置。即,斩波器26和第一以及第二换流器24、25经由一对直流母线27A、27B而相互电连接。斩波器26例如具有由IGBT等组成的多个(例如两个)切换元件和电感器而构成。斩波器26通过CCU26A控制切换元件的开闭动作。斩波器26在驱动用蓄电池19的充电时作为降压回路(降压斩波器)起作用,对从直流母线27A、27B供给的直流电压降压并向驱动用蓄电池19供给。另一方面,斩波器26在驱动用蓄电池19的放电时作为升压回路(升压斩波器)起作用,将从驱动用蓄电池19供给的直流电压升压并向直流母线27A、27B供给。
第一以及第二换流器24、25和斩波器26在正极侧(+侧)和负极侧(-侧)通过一对直流母线27A、27B而相互连接。在直流母线27A、27B上连接有用于使直流母线27A、27B的电压稳定的平滑用的电容器(未图示)。对直流母线27A、27B施加了例如几百V程度的规定的直流电压。
辅助发电机10作为发电机起作用的情况下的发电电力经由第一换流器24向第二换流器25以及斩波器26供给,用于旋转电动机22的驱动和驱动用蓄电池19的充电(蓄电)。另外,辅助发电机10作为辅助发动机9的驱动的电动机起作用的情况下,通过向驱动用蓄电池19充电的电力、或者旋转电动机22的再生电力来驱动辅助发电机10。
旋转电动机22作为发电机起作用的情况下的发电电力(再生电力)经由第二换流器25以及直流母线27A、27B向第一换流器24以及斩波器26供给,用于辅助发电机10的驱动和驱动用蓄电池19的充电(蓄电)。另外,在旋转电动机22作为辅助旋转液压马达21的驱动的电动机起作用的情况下,通过由辅助发电机10发电的发电电力、或者从驱动用蓄电池19供给的电力来驱动旋转电动机22。
驱动用蓄电池19配置于旋转架6上,经由斩波器26以及第一换流器24与辅助发电机10电连接,并且经由斩波器26以及第二换流器25与旋转电动机22电连接。驱动用蓄电池19蓄存电力,例如使用锂离子蓄电池或镍氢蓄电池等二次电池、或者电气双层电容器而构成。驱动用蓄电池19通过基于辅助发电机10的发电电力、以及基于旋转电动机22的旋转减速时的发电电力(再生电力)而充电(蓄电),另外,将充电后的电力向辅助发电机10、以及旋转电动机22放电(给电)。
驱动用蓄电池19具有基于来自主控制器28的指令控制驱动用蓄电池19的充电动作和放电动作的BCU19A。BCU19A构成电力剩余量检测机构,检测作为驱动用蓄电池19的电力剩余量的蓄电率(SOC)并向主控制器28输出。
主控制器28例如配置于驾驶舱7内,与ECU9A、BCU19A、MGCU24A、RMCU25A、CCU26A连接,取得来自这些构成的信息并且控制动作,由此控制发动机9、驱动用蓄电池19、斩波器26、第一换流器24、第二换流器25的动作。主控制器28例如从ECU9A取得发动机转速,从BCU19A取得驱动用蓄电池19的蓄电率(SOC)等信息。主控制器28例如由微型计算机等构成。
如图3所示,主控制器28具有电动控制处理部281、发动机控制处理部282、和电气设备用电源控制处理部(电源控制处理部)283。
电动控制处理部281生成对于BCU19A和MGCU24A、RMCU25A、CCU26A等的控制指令并进行辅助发电机10和旋转电动机22的驱动控制,具有驱动控制辅助发电机10的辅助发电机控制部281a、和驱动控制旋转电动机22的的旋转电动机控制部281b。
图4是表示基于辅助发电机控制部执行的辅助发电机通常起动控制处理的流程图,图5是表示辅助发电机的发动机自动停止再起动控制处理的流程图。
图4中,辅助发电机控制部281a判断按键信号是否为开、即,按键开关29是否设定至开位置(步骤S400),在判断结果为是的情况下,判断发动机转速是否为N1以上,和发动机转速是否为N2以下(步骤S410、S420)。在步骤S400~S420的判断结果全部为是的情况下,进行辅助发电机驱动控制(步骤S430),并结束处理,在除此之外的情况(即,步骤S400~S420的判断结果的至少一个为否的情况)下,进行辅助发电机停止控制(步骤S431)并结束处理。
在此,发动机转速N1是指用于规定发动机9是否停止的基准值,设为在发动机转速不足N1的情况下,发动机9处于停止状态。另外,发动机转速N2是指用于规定发动机9是否处于作业状态的基准值,设为在发动机转速比N2大的情况下,发动机9处于作业状态。另外,能够设为在发动机转速为N1以上且为N2以下的情况下,发动机9处于停止状态与作业状态之间的中间状态。辅助发电机驱动控制(S430)是通过辅助发电机10使发动机9起动(或者对起动辅助)的控制,辅助发电机停止控制(S431)是通过辅助发电机10对发动机9的起动辅助的控制。即,在辅助发电机通常起动控制处理中,在发动机9的初始起动时由辅助发电机10辅助启动机43的动作。
图5中,辅助发电机控制部281a判断再起动开关60是否被开操作(按下)(步骤S500),在判断结果为是的情况下,判断发动机转速是否为N2以下、即发动机9是否没有处于作业状态(步骤S510)。在步骤S500、S510的判断结果均为是的情况、即再起动开关60被操作且发动机9没有处于作业状态的情况下,进行辅助发电机驱动控制(步骤S520)并结束处理,在除此之外的情况(即步骤S500、S510的判断结果的至少一方为否的情况)下,进行辅助发电机停止控制(步骤S521)并结束处理。即在辅助发电机的发动机自动停止再起动控制处理中,由辅助发电机10进行发动机9的再起动。
发动机控制处理部282生成对ECU9A等的控制指令并进行发动机9的驱动控制,具有进行在满足了预先决定的自动停止条件的情况下停止发动机9的、所谓的自动停止控制的自动停止处理部282b、和在发动机9起动后的情况下判断是初始起动还是再起动中的首次作业判断处理部282a。在此,发动机9的初始起动是指,发动机9从按键开关29被设定为关位置的状态(即,发动机9为停止中且电力从蓄电器40向电气电子设备70的供给停止的状态)起动。另外,发动机9的再起动是指,在基于自动停止控制执行的发动机9的停止状态下,基于再起动开关60的操作(按下)而通过辅助发电机10使发动机9起动。
图6是表示基于首次作业判断处理部执行的首次作业判断处理的流程图,图7是表示基于自动停止处理部执行的发动机自动停止处理的流程图。
图6中,首次作业判断处理部282a判断发动机转速是否比N2大(步骤S600),在判断结果为是的情况下,判断首次作业标志是否为关(步骤S610)。在步骤S600、S610中的判断结果为是的情况下,判断发动机作业计数值是否为预先决定的阈值T1以下(步骤S620),在除此之外的情况(即,步骤S600、S610的判断结果的至少一方为否的情况)下结束处理。在步骤S620中的判断结果为是的情况下,对发动机作业计数值增加(即,加上1)(步骤S630),并结束处理,在判断结果为否的情况下,将首次工作标志设为开(步骤S631),并结束处理。首次工作判断处理是,在从发动机9的初始起动经过某个时间(在此为直到发动机工作计数值成为T1的时间)之前将首次工作标志设为关、且当发动机工作计数值成为T1时将首次工作标志设为开的处理。首次工作判断处理例如基于由主控制器28使用的时钟信号来重复执行。
图7中,自动停止处理部282b判断发动机转速是否比N2大(步骤S700),在判断结果为否的情况、即,发动机9没有处于工作状态的情况下结束处理。另外,在步骤S700中的判断结果为是的情况、即,判断为发动机9处于工作状态的情况下,判断门锁杆17是否处于锁定状态(步骤S710),在判断结果为是的情况下,将自动停止计数值增加(即,加上1)(步骤SS720),接着,判断首次工作标志是否为开、和自动停止计数值是否为预先决定的阈值T2以上(步骤S730、S740)。在步骤S730、S740的判断结果均为是的情况下,生成向使发动机9中的燃料喷射停止而使发动机9停止的ECU9A的指令、即燃料喷射停止指令(步骤S750)并结束处理,在除此之外的情况(即,步骤S730、S740的判断结果的至少一方为否的情况)下结束处理。另外,在步骤S710中的判断结果为否的情况、即判断为门锁杆17处于解除状态的情况下,将自动停止计数值清零(步骤S721),并结束处理。
发动机自动停止处理是进行所谓的自动停止控制的处理,该自动停止控制在首次工作标志为开的情况、即从发动机9的初始起动经过了直到发动机工作计数值成为T1的时间的状态下,若从发动机9的起动(初始起动或者再起动)经过某一时间(在此为直到自动停止计数值成为T2的时间),则使发动机9停止。发动机自动停止处理例如基于由主控制器28使用的时钟信号来重复执行。即,在发动机自动停止处理中,从发动机9的初始起动在经过了由阈值T1设定的充分时间之前不进行发动机9的自动停止。此外,自动停止条件包括从初始起动直到发动机工作计数值成为T1的时间(第一连续工作时间条件)、和从再起动直到自动停止计数值成为T2的时间(第二连续工作时间条件),第一连续工作时间条件比第二连续工作时间条件设定得长。
电气设备用电源控制处理部(电源控制处理部)283控制电气设备用电源控制装置42,并控制从蓄电器40向电气电子设备70的各构成供给的电力的供给和停止(截断),具有:推定在发动机9的工作中从交流发电机(发电机)41向蓄电器40的充电量的充电量推定处理部283a;推定在基于自动停止控制的发动机9停止中从蓄电器40向电气电子设备70供给的电力、即放电量的放电量推定处理部283b;和在基于自动停止控制的发动机9的停止中,放电量成为充电量以上的情况下(即判断为放电量高于充电量时),停止电力从蓄电器40向电气电子设备70的供给的电力供给判断处理部283c。
图8是表示电气设备用电源控制处理部中的电气设备用电源控制处理的流程图。
图8中,电气设备用电源控制处理部283判断发动机9的转速是否比N2大、即,发动机9是否处于工作中(步骤S800)。
在步骤S800中的判断结果为是的情况下,充电量推定处理部283a判断充放电计数值是否比预先决定的计数MAX小(步骤S810),在判断结果为是的情况下,作为充电量积算处理而向蓄电器40的蓄电量的推定值、即充放电计数值CNT输入CNT+k1(步骤S820),并结束处理。另外,在步骤S810中的判断结果为否的情况下也结束处理。
另外,在步骤S800中的判断结果为否的情况下,判断发动机转速是否比N1小、即,发动机9是否停止(步骤S830),在判断结果为是的情况下,作为放电量积算处理而向充放电计数值CNT输入CNT-k2(步骤S840)。接着,电力供给判断处理部283c判断充放电计数值是否为0(零)以下(步骤S850),在判断结果为是的情况下,生成使电力从蓄电器40向电气电子设备70的供给在电气设备用电源控制装置42中停止的电力供给停止指令(步骤S860),并结束处理。另外,在步骤S830或者步骤S850中的判断结果为否的情况下,结束处理。
在此,说明充放电计数值CNT。充放电计数值CNT为蓄电器40的蓄电量的推定值,计数值MAX表示蓄电器40的最大蓄电量。另外,充放电计数值CNT将蓄电器40的劣化充分少的蓄电量设为为基准(即,充放电计数值=0)而作为蓄电器40的蓄电量的最低值。另外,常数k1表示发动机9的工作时的交流发电机41的单位时间(该情况下为电气设备用电源控制处理的一个循环)中的发电量的推定值,例如设定交流发电机41的额定发电量或实验求得的发电量。另外,常数k2表示基于自动停止控制的发动机9的停止中的单位时间(该情况下也为电气设备用电源控制处理的一个循环)中的电气电子设备70的耗电量(换言之,蓄电器40的放电量)的推定值,例如,设定根据电气电子设备70的各构成的规定求得的放电量或实验求得的放电量。此外,在图8的流程图中,例如在步骤S830中的判断结果为是的情况、即,发动机9停止的情况下,表示基于自动停止控制的发动机9的停止中。例如在将按键开关29设定为关位置的情况下的发动机9的停止中,不进行向电气电子设备70的电力供给,由此不会执行电气设备用电源控制处理。
参照图9说明如上构成的本实施方式的动作。
图9是与包括车身状态的其他状态的时间变化一同表示充放电计数值的时间变化的一例的图
图9中,为了简化说明,将直到发动机工作计数值成为T1的时间、以及直到自动停止计数值成为T2的时间分别作为时间T1、T2来说明。图9中,首先,当进行发动机9的初始起动时,车身状态从停车状态(a区间)向发动机作业状态(b区间)转移。在发动机作业状态下,操作门锁杆17而将门锁信号从解除状态切换至锁定状态(c区间),若经过了T2时间,则发动机停止条件成立,但由于是首次起动,所以发动机9不会自动停止。另外,从首次起动经过了T1时间(d区间),首次发动机9成为基于自动停止控制的停止状态。在发动机9处于工作中的b区间、c区间、以及d区间中,充放电计数值CNT通过充电量积算处理而以斜率k1增加。e区间中,发动机9自动停止并成为待机状态,充放电计数值CNT通过放电量积算处理而以斜率k2减少。在发动机9的自动停止控制中的自动停止中,当对再起动开关60进行开操作(按下)时,发动机9再起动,车身状态向发动机作业状态(f区间)转移。发动机再起动后,当操作门锁杆17而将门锁信号从解除状态切换至锁定状态时,若经过了T2时间(g区间),则再次发动机9转移至基于自动停止控制的自动停止状态(h区间)。然后,再度使发动机再起动,若在将门锁信号设为锁定状态的状态下经过了T2时间(i区间),则向基于自动停止控制的自动停止状态转移(j区间)。该j区间中,在直到充放电计数值到达0为止再起动开关60也没有被按下操作(按下)的情况下,从蓄电器40向电气电子设备70的电力供给停止(截断),车身状态成为电源关。
接下来说明上述各实施方式的特征。
(1)在上述实施方式中,工程机械具有:发动机9;由所述发动机驱动的发电机(例如,交流发电机41);蓄存由所述发电机发出的电力的蓄电器40;通过从所述蓄电器供给的电力而驱动或者控制的电气电子设备70;和进行当满足了预先决定的自动停止条件的情况下将所述发动机停止的自动停止控制的控制装置(例如,主控制器28),其中,所述控制装置具有控制从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的电力的电源控制处理部283,所述电源控制处理部具有:推定所述发动机的工作中从所述发电机向所述蓄电器的充电量的充电量推定处理部283a;推定在基于所述自动停止控制执行的所述发动机的停止中从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的电力、即放电量的放电量推定处理部283b;和在由所述自动停止控制使所述发动机停止且判断为所述放电量超出所述充电量的情况下,停止电力从所述蓄电器向所述电气电子设备的供给的电力供给判断处理部283c。
由此,能够更确实地抑制发动机自动停止控制中的蓄电器劣化。
(2)另外,在上述实施方式中,根据(1)所述的工程机械,所述充电量推定处理部基于对所述发动机的作业时间与所述蓄电器的充电量之间的关系预先决定的常数k1来推定从所述发电机向所述蓄电器的充电量,并基于对由所述自动停止控制执行的所述发动机的停止时间与所述电气电子设备的放电量之间的关系预先决定的常数k2来推定从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的电力、即放电量。
由此,作为结果,从发动机9自动停止直到没有进行基于再起动开关60的操作的情况下的电源设为关为止的时间根据从蓄电器40向电气电子设备70供给的电力、即、所推定的放电量而变动。
(3)另外,在上述实施方式中,根据(1)所述的工程机械,所述自动停止控制的所述自动停止条件至少包括作为从所述发动机的起动已经工作的时间的第一连续作业时间条件以及第二连续作业时间条件,初始起动中的所述第一连续作业时间条件比再起动中的所述第二连续作业时间条件设定得长,其中,该初始起动是指所述发动机从所述发动机停止中且停止了电力从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的状态起动,该再起动是指所述发动机从基于所述自动停止控制执行的停止状态起动。
<附记>
此外,本发明并不限于上述实施方式,包括在不脱离其要旨范围内的各种变形例和组合。另外,本发明不限于具有上述实施方式所说明的全部构成,也包括将一部分构成删除的方案。另外,上述的各构成、功能等也可以通过例如设计集成电路等来实现其一部分或者全部。另外,上述的各构成、功能等也可以通过解释并执行处理器实现各个功能的程序而由软件实现。
附图标记说明
1…液压挖掘机,2…下部行驶体,2A…履带架,2B…驱动轮,2C…从动轮,2D…履带,2E、2F…行驶液压马达,3…旋转轴承装置,4…上部旋转体,5…作业装置,5A…动臂,5B…斗杆,5C…铲斗,5D…动臂液压缸,5E…斗杆液压缸,5F…铲斗液压缸,6…旋转架,7…驾驶舱,8…配重,9…发动机,9A…发动机控制单元,10…辅助发电机,11…液压泵,12…先导泵,13…工作液压油油箱,14…操作装置,15…流量控制阀,16…控制阀,17…门锁杆,18…先导截断阀,19…驱动用蓄电池,19A…蓄电池控制单元,20…减速机,20A…旋转装置,21…旋转液压马达,22…旋转电动机,23…电力转换装置,24…第一换流器,24A…电动发电机控制单元,25…第二换流器,25A…旋转电动机控制单元,26…斩波器,26A…斩波器控制单元,27A…直流母线,27B…直流母线,28…主控制器,29…按键开关,30…显示装置,40…蓄电器,41…交流发电机,42…电气设备用电源控制装置,43…启动机,44…电气负载,60…再起动开关,281…电动控制处理部,281a…辅助发电机控制部,281b…旋转电动机控制部,282…发动机控制处理部,282a…首次作业判断处理部,282b…自动停止处理部,283…电气设备用电源控制处理部,283a…充电量推定处理部,283b…放电量推定处理部,283c…电力供给判断处理部。

Claims (3)

1.一种工程机械,具有:
发动机;
由所述发动机驱动的发电机;
蓄存由所述发电机发出的电力的蓄电器;
由从所述蓄电器供给的电力驱动或者控制的电气电子设备;和
进行自动停止控制的控制装置,该自动停止控制在满足了预先决定的自动停止条件的情况下使所述发动机停止,所述工程机械的特征在于,
所述控制装置控制从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的电力,推定在所述发动机的工作中从所述发电机向所述蓄电器的充电量,并推定在基于所述自动停止控制执行的所述发动机的停止中从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的电力、即放电量,在通过所述自动停止控制使所述发动机停止的状态下,在判断为推定的所述放电量超出推定的所述充电量的情况下,停止电力从所述蓄电器向所述电气电子设备的供给。
2.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,所述控制装置基于对所述发动机的作业时间与所述蓄电器的充电量之间的关系预先决定的常数来推定从所述发电机向所述蓄电器的充电量,并基于对由所述自动停止控制执行的所述发动机的停止时间与所述电气电子设备的放电量之间的关系预先决定的常数来推定从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的电力、即放电量。
3.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,所述自动停止控制的所述自动停止条件至少包括作为从所述发动机的起动已经工作的时间的第一连续作业时间条件以及第二连续作业时间条件,
初始起动中的所述第一连续作业时间条件比再起动中的所述第二连续作业时间条件设定得长,其中,该初始起动是指所述发动机从所述发动机停止中且停止了电力从所述蓄电器向所述电气电子设备供给的状态起动,该再起动是指从基于所述自动停止控制执行的所述发动机的停止状态起动。
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