DE112006002935B4

DE112006002935B4 - Steuervorrichtung einer Maschine, Steuervorrichtung einer Maschine und einer Hydraulikpumpe, und Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors

Info

Publication number: DE112006002935B4
Application number: DE112006002935T
Authority: DE
Inventors: Jun Morinaga; Tadashi Kawaguchi; Hiroaki Inoue
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2026-10-28
Also published as: DE112006002935T5; US20090320461A1; US8424302B2; CN101900043A; CN101900043B; WO2007049767A1

Abstract

Steuervorrichtung einer Maschine (2), mit einer Hydraulikpumpe (3), die durch die Maschine (2) angetrieben wird; Hydraulikstellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36), denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe (3) ausgestoßen wird; einer Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) zum Betrieb jedes Hydraulikstellglieds; einer Erfassungseinheit (45, 46) zur Erfassung eines Betriebsmaßes der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44); einer Zielfließrateberechnungseinheit zur Berechnung einer Zielfließrate (Qsum) der Hydraulikpumpe (3) auf der Grundlage des Betriebsmaßes der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44); einer ersten Zieldrehzahlberechnungseinheit (61) zur Berechnung einer ersten Zieldrehzahl (ncom1) der Maschine (2) gemäß der Zielfließrate (Qsum); einer Betriebszustandbestimmungseinheit (62) zur Bestimmung eines Schaltens der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) von einem Nichtbetriebszustand in einen Betriebszustand; einer zweiten Zieldrehzahlsetzeinheit (68) zum Setzen der Zieldrehzahl der Maschine (2) auf eine zweite Zieldrehzahl (ncom2), welche höher als eine niedrige Leerlaufdrehzahl ist, wenn es durch die Betriebszustandbestimmungseinheit (62) bestimmt wird, dass ein Schalten in den Betriebszustand vorgenommen ist; und einer Drehzahlsteuereinheit (6) zur Steuerung der Maschinendrehzahl, dass sie mit der höheren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl (ncom1) und der zweiten Zieldrehzahl (ncom2) übereinstimmt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung einer Maschine, eine Steuervorrichtung einer Maschine und einer Hydraulikpumpe, und eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors, insbesondere auf eine Steuervorrichtung, die verwendet wird, wenn die Hydraulikpumpe mit der Maschine angetrieben wird.
An Baumaschinen, wie beispielsweise einem Bagger, einem Bulldozer, einem Kipplastkraftwagen, einem Radlader und dergleichen ist eine Dieselmaschine montiert.
Bei Beschreibung des Überblicks der Konfiguration einer herkömmlichen Baumaschine 1 unter Verwendung von 1 wird eine Hydraulikpumpe 3 mit einer Dieselmaschine 2 als einer Antriebsquelle angetrieben, wie in 1 gezeigt. Es wird eine Hydraulikpumpe mit variablem Hubvolumen für die Hydraulikpumpe 3 verwendet, wobei die Kapazität q (cc/U) durch Änderung eines Neigungswinkels etc. einer Taumelscheibe 3a geändert wird. Die unter Druck stehende Flüssigkeit, die von der Hydraulikpumpe 3 mit einem Ausstoßdruck PRP und einer Fließrate Q (cc/min) ausgestoßen wird, wird jedem Hydraulikstellglied 31 bis 36, wie beispielsweise einem Hydraulikauslegerzylinder 31, über Betriebsventile 21 bis 26 zugeführt. Jedes Betriebsventil 21 bis 26 wird durch Betrieb jedes Betriebshebels 41, 42 betrieben. Wenn die unter Druck stehende Flüssigkeit jedem Hydraulikstellglied 31 bis 36 zugeführt wird, wird jedes Hydraulikstellglied 31 bis 36 angetrieben, und es werden eine Arbeitsmaschine, die einen Ausleger, einen Arm, eine Schaufel etc. umfasst, ein unterer Raupenkettenträger, und oberer Drehkörper betrieben, die mit jedem Hydraulikstellglied 31 bis 36 verbunden sind. Während die Baumaschine 1 einen Betrieb ausführt bzw. arbeitet, ändert sich die auf die Arbeitsmaschine, den unteren Raupenkettenträger, und den oberen Drehkörper aufgebrachte Last kontinuierlich gemäß der ausgehobenen Erdqualität, einem Fahrweggradienten und dergleichen. Die (nachfolgend als Hydraulikanlagelast bezeichnete) Last der Hydraulikanlage (Hydraulikpumpe 3), das heißt, die Last auf die Maschine 2 ändert sich dementsprechend.
Die Steuerung der Ausgabe P ((Leistung) kW) der Dieselmaschine 2 wird durch Einstellen der Kraftstoffmenge ausgeführt, die in den Zylinder einzuspritzen ist. Diese Einstellung wird durch Steuerung eines Drehzahlreglers 4 durchgeführt, der benachbart zu einer Kraftstoffeinspritzpumpe der Maschine 1 angeordnet ist. Im Allgemeinen wird ein Drehzahlregler des Gesamtgeschwindigkeitstyps für den Drehzahlregler 4 verwendet, und die Maschinenumdrehungen und die Kraftstoffeinspritzmenge (Drehmoment T) werden gemäß der Last derart eingestellt, dass eine durch Kraftstoffwahl gesetzte Sollmaschinendrehzahl bzw. Zielmaschinendrehzahl aufrechterhalten wird. Das heißt, der Drehzahlregler 4 erhöht und vermindert die Kraftstoffeinspritzenge derart, dass eine Differenz zwischen der Zieldrehzahl und der Maschinendrehzahl beseitigt wird.
2 zeigt ein Drehmomentkurvendiagramm der Maschine 1, bei welchem die horizontale Achse die Maschinendrehzahl n (rpm: U/min) und die vertikale Achse das Drehmoment T (N·m) ist.
In 2 zeigt die durch eine Maximumdrehmomentkurve R definierte Region die Leistungsfahigkeit, welche die Maschine 2 an den Tag legen kann. Der Drehzahlregler 4 steuert die Maschine 2 derart, dass das Drehmoment T nicht die Abgasgrenze wird, welche die Maximumdrehmomentkurve R überschreitet, und so dass die Maschinendrehzahl n keine Überdrehung wird, welche eine hohe Leerlaufdrehzahl nH überschreitet. Die Ausgabe (Leistung) P der Maschine 2 wird ein Maximum bei einem Nennpunkt V auf der Maximumdrehmomentkurve R. J gibt eine Kurve gleicher Leistung an, bei welcher die durch die Hydraulikpumpe 3 absorbierte Leistung die gleiche Leistung wird.
Wenn mit der Kraftstoffwahl die maximale Zieldrehzahl gesetzt ist, führt der Drehzahlregler 4 eine Geschwindigkeitsdrehzahlreglung auf einer maximalen Geschwindigkeitsregellinie Fe aus, die den Nennpunkt V und den Punkt nH hoher Drehzahl verbindet.
Mit größer werdender Last der Hydraulikpumpe 3, bewegt sich der Übereinstimmungspunkt, bei welchem sich die Ausgabe der Maschine 2 und die Pumpenabsorptionsleistung ausgleichen, in Richtung auf die Seite des Nennpunkts auf der maximalen Geschwindigkeitsregellinie Fe. Wenn sich der Übereinstimmungspunkt in Richtung auf die Seite des Nennpunkts bewegt, ist die Maschinendrehzahl n allmählich vermindert und die Maschinendrehzahl n wird bei dem Nennpunkt V eine Nenndrehzahl.
Folglich entstehen Probleme dahingehend, dass die Kraftstoffverbrauchsrate groß (schlecht) ist und die Pumpeneffizienz niedrig ist, wenn die Arbeit mit der Maschinendrehzahl n durchgeführt wird, die auf eine im Wesentlichen konstante hohe Drehzahl fixiert ist. Die (nachfolgend als Kraftstoffverbrauch bezeichnete) Kraftstoffverbrauchsrate ist das Verbrauchsmaß bzw. die Verbrauchsmenge von Kraftstoff pro eine Stunde und Ausgabe von 1 kW, und sie ist ein Index über Effizienz der Maschine 2. Die Pumpeneffizienz ist die Effizienz der Hydraulikpumpe 3, die durch Kapazitätseffizienz und Drehmomenteffizienz definiert wird.
In 2 zeigt M die Kurve gleichen Kraftstoffverbrauchs. Der Kraftstoffverbrauch wird bei M1 ein Minimum, welcher der Talabschnitt der Kurve M gleichen Kraftstoffverbrauchs ist, und der Kraftstoffverbrauch wird in Richtung auf die äußere Seite von dem Kraftstoffverbrauchsminimalpunkt M1 größer.
Wie auch aus 2 ersichtlich, entspricht die Regellinie Fe einer Region, in welcher der Kraftstoffverbrauch auf der Kurve M gleichen Kraftstoffverbrauchs relativ groß ist. Folglich ist gemäß dem herkömmlichen Steuerverfahren der Kraftstoffverbrauch groß (schlecht), was bei der Maschineneffizienz nicht wünschenswert ist.
Bei dem Fall der Hydraulikpumpe 3 mit variablem Hubvolumen ist es im Allgemeinen bekannt, dass die Kapazitätseffizienz und die Drehmomenteffizienz hoch sind und dass die Pumpeneffizienz hoch ist, je größer die Pumpenkapazität q (Taumelscheibenneigungswinkel) bei demselben Ausstoßdruck PRP ist.
Wie auch aus der folgenden Gleichung (1) ersichtlich, kann die Pumpenkapazität q, falls die Fließrate Q der unter Druck stehenden Flüssigkeit, die aus der Hydraulikpumpe 3 ausgestoßen wird, dieselbe ist, durch Verringerung der Drehzahl n der Maschine 2 erhöht werden. Folglich kann die Pumpeneffizienz durch Geschwindigkeitsreduktion bzw. Drehzahlreduktion der Maschine 2 verbessert werden. Q = n·q (1)
Daher wird die Maschine 2 in einer Region niedriger Geschwindigkeit betrieben, bei welcher die Drehzahl n niedrig ist, um die Pumpeneffizienz der Hydraulikpumpe 3 zu verbessern.
Wie jedoch auch aus 2 ersichtlich, entspricht die Regellinie Fe einem Hochdrehbereich der Maschine 2. Folglich hat das konventionelle Steuerverfahren ein Problem dahingehend, dass die Pumpeneffizienz niedrig ist.
Falls die Maschine 2 auf der Regellinie betrieben wird, verringert sich die Maschinendrehzahl bei hoher Last und könnte ein Maschinenabwürgen verursachen.
Im Gegensatz zu einem Steuerverfahren eines im Wesentlichen Fixierens der Maschinendrehzahl ungeachtet der Last ist in JP 11-002144 A (Patentdokument 1) ein Steuerverfahren eines Änderns der Maschinendrehzahl gemäß dem Hebelbetriebsmaß und der Last offenbart.
In dem Patentdokument 1 ist eine Zielmaschinenbetriebslinie L₀ gesetzt, die durch den Kraftstoffverbrauchsminimalpunkt läuft, wie in 2 gezeigt.
Die erforderliche Drehzahl der Hydraulikpumpe 3 wird auf der Grundlage des Betriebmaßes, etc. jedes Betriebshebels 41, 42, 43, 44 und einer ersten erforderlichen Maschinendrehzahl entsprechend der erforderlichen Pumpendrehzahl berechnet. Die erforderliche Maschinenleistung wird auf der Grundlage des Betriebsmaßes etc. jedes Betriebshebels 41, 42, 43, 44 und einer zweiten erforderlichen Maschinendrehzahl entsprechend der erforderlichen Maschinendrehzahl berechnet. Die zweite erforderliche Maschinendrehzahl wird als eine Maschinendrehzahl auf einer Zielbetrieblinie L₀ von 2 berechnet. Die Maschinendrehzahl und das Maschinendrehmoment werden derart gesteuert, dass eine größere Maschinenzieldrehzahl der ersten oder zweiten erforderlichen Maschinendrehzahl erlangt wird.
Wie in 2 gezeigt, werden der Kraftstoffverbrauch, die Maschineneffizienz und die Pumpeneffizienz durch Steuerung der Drehzahl der Maschine 2 entlang der Zielmaschinenbetriebslinie L₀ verbessert. Der Grund dafür liegt darin, dass auch wenn dieselbe Leistung ausgegeben wird und dieselbe erforderliche Fließrate erlangt wird, ein Übergang von hoher Drehzahl, niedrigem Drehmoment zu niedriger Drehzahl, hohem Drehmoment vorgenommen werden kann, die Pumpenkapazität groß wird, und ein Betrieb bei einem Punkt in der Nähe des Kraftstoffverbrauchsminimalpunkts M1 auf der Kurve M gleichen Kraftstoffverbrauchs vorgenommen wird, wenn sie bei dem Punkt auf der Linie J gleicher Leistung übereinstimmt, wobei der Punkt pt2 auf der Zielmaschinenbetriebslinie L₀ liegt, als wenn sie bei dem Punkt pt1 auf der Regellinie Fe übereinstimmt. Die Störung wird durch Betrieb der Maschine 2 in dem Niedrigdrehzahlbereich verbessert, und der Maschinenkraftschluss, der Pumpenentladeverlust, und dergleichen werden verbessert.
In dem Gebiet von Baumaschinen wird eine Baumaschine des Hybridtyps entwickelt, welche die Antriebskraft der Maschine durch den Generatormotor unterstützt, und viele sind zum Patent angemeldet worden.
In JP 2003-028071 A (Patentdokument 2) wird die Maschine 2 entlang der Regellinie Fe0 entsprechend der gesetzten Drehzahl gesteuert, die mit der Kraftstoffwahl wieder unter Bezugnahme auf 2 gesetzt wird. Die Zieldrehzahl nr entsprechend einem Punkt A, bei welchem der Schnittpunkt der Regellinie Fe0 und der Zielmaschinenbetriebslinie L₀ erlangt wird, bei welchem der Generatormotor elektromotorbetrieben wird, um die Antriebskraft der Maschine 2 mit dem Drehmoment zu unterstützen, das durch den Generatormotor erzeugt wird, falls die Abweichung der Maschinenzieldrehzahl nr und die derzeitige Maschinendrehzahl n positiv ist, und der Generatormotor wird generatorbetrieben, um in einer elektrischen Speichervorrichtung Energie zu speichern, falls die Abweichung negativ ist.
Die in Patentdokument 1 beschriebene Erfindung schätzt nur ab und berechnet auf der Grundlage des Betriebsmaßes etc. jedes Betriebshebels 41, 42, wie viel Drehzahl und Leistung die Hydraulikkraft 3 derzeit benötigt, und berechnet die dazu entsprechende Maschinenzieldrehzahl.
Jedoch hat die tatsächliche Maschinenausgabe entsprechend der derzeitigen Maschinendrehzahl in Wirklichkeit manchmal keine Marge in Bezug auf die tatsächliche Absorptionsleistung der derzeitigen Hydraulikpumpe. Folglich hat die Maschinenausgabe, auch wenn es versucht wird, die Maschinendrehzahl bis zu der Maschinenzieldrehzahl anzuheben, in Bezug auf die Energie für die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe keine Marge, und es fehlt die Energie zum Anheben der Maschinendrehzahl, wodurch die Drehzahl nicht bis zu der Maschinenzieldrehzahl angehoben werden kann oder nur mit einer sehr geringen Geschwindigkeit angehoben werden kann. Als eine Folge davon entstehen Nachteile dahingehend, dass die Arbeitsmaschine etc. (unterer Raupenkettenträger, oberer Drehkörper) der Baumaschine 1 nicht wie durch die Bedienperson beabsichtigt arbeitet, sich der Betrieb verzögert, oder dergleichen.
Darüber hinaus unterscheiden sich die erforderliche Maschinenleistung und die Maschinendrehzahl tatsächlich abhängig von dem Arbeitsmuster voneinander.
Bei dem Arbeitsmuster einer Aushubarbeit muss die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe angehoben werden. Andererseits kann die Absorptionsleistung der Hydraulikpumpe bei einer Erdeabnahmearbeit oder einer Arbeit eines Tragens von Erde und Sand mit einer Schaufel niedriger sein. Es könnte eine Energieverbrauchverschwendung auftreten, außer wenn die Maschinenleistung gemäß dem Arbeitsmuster richtig begrenzt ist.
Bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Erfindung ist die Maschinenzieldrehzahl gemäß der Last der Hydraulikpumpe 3 definiert. In 2 bewegt sich der Übereinstimmungspunkt mit höherer Last der Hydraulikpumpe von B → A in Richtung auf die Seite hoher Last der Zielmaschinenbetriebslinie L₀.
Wie jedoch zuvor beschrieben, auch wenn es versucht wird, die Maschinendrehzahl bis zu Punkt A einer hohen Zieldrehzahl von dem Zustand anzuheben, bei welchem die Maschine 2 bei Punkt B niedriger Drehzahl abgestimmt ist, arbeitet die Arbeitsmaschine etc. (unterer Raupenkettenträger, oberer Drehkörper), da das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 bei dem Abstimmungspunkt B niedriger Drehzahl klein ist, manchmal nur mit einer sehr kleinen Geschwindigkeit, auch wenn jeder Betriebshebel 41 bis 44 bei dem frühen Zustand eines Anstiegs beim Anheben der Maschinendrehzahl in großem Maße betrieben wird. Folglich arbeitet die Arbeitsmaschine etc. nicht mit zufrieden stellender Reaktion auf die Betriebshebel 41 bis 44, was der Bedienperson ein unbehagliches Gefühl beim Betrieb geben und die Arbeitseffizienz verringern könnte.
Bei der in Patentdokument 2 beschriebenen Erfindung bewegt sich der Abstimmungspunkt von C → A entlang der Regellinie Fe0. Mit höherer Last der Hydraulikpumpe 3 bewegt sich der Abstimmungspunkt auf der Regellinie Fe0 in Richtung der Seite hoher Last.
Die Maschinendrehzahl n nimmt allmählich ab, wenn sie sich vom Abstimmungspunkt C auf der Seite niedriger Last auf der Regellinie Fe0 zu Abstimmungspunkt A auf der Seite hoher Last bewegt. Mit Verringerung der Maschinendrehzahl n wird die an dem Schwungrad der Maschine 2 zurückgehaltene Ausgabe augenblicklich nach außen ausgegeben, und die ersichtliche Ausgabe wird größer als oder gleich der tatsächlichen Ausgabe der Maschine 2. Folglich wird es ermittelt, dass die Bewegung des Abstimmungspunkts entlang der Regellinie von Anfang an eine zufrieden stellende Reaktion hat.
Jedoch wird im Patentdokument 2 die Maschinenzieldrehzahl nr einzig durch das Setzen der Kraftstoffwahl definiert, und die Maschinendrehzahl n fluktuiert nur geringfügig entlang der Regellinie Fe0. Die Maschinendrehzahl fluktuiert entlang der Zielmaschinenbetriebslinie L₀ nicht stark gemäß der Last der Hydraulikpumpe 3, wie bei der Bewegung von Punkt B zu Punkt A auf der Zielmaschinenbetriebslinie L₀. Die Maschine 2 arbeitet nicht in dem niedrigen Drehzahlbereich, außer wenn sie durch die Kraftstoffwahl dorthin gesetzt ist, und die Pumpeneffizienz, der Kraftstoffverbrauch, und die Störung werden schlechter.
In Anbetracht derartiger Situationen hat die vorliegende Erfindung das Ziel, die Arbeitsmaschine etc. mit zufrieden stellender Reaktion bzw. Ansprechvermögen, wie es durch die Bedienperson beabsichtigt ist, zu betreiben, während die Maschineneffizienz, die Pumpeneffizienz und dergleichen verbessert werden, und um in einem derartigen Fall eine Energieverbrauchsverschwendung zu verhindern.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung einer Maschine eine Hydraulikpumpe, die durch die Maschine angetrieben wird; Hydraulikstellglieder, denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird; eine Betriebseinheit zum Betrieb jedes Hydraulikstellglieds; eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Betriebsmaßes der Betriebseinheit; eine Zielfließrateberechnungseinheit zur Berechnung einer Zielfließrate der Hydraulikpumpe auf der Grundlage des Betriebsmaßes der Betriebseinheit; eine erste Zieldrehzahlberechnungseinheit zur Berechnung einer ersten Zieldrehzahl der Maschine gemäß der Zielfließrate; eine Betriebszustandbestimmungseinheit zur Bestimmung eines Schaltens der Betriebseinheit von einem Nichtbetriebszustand in einen Betriebszustand; eine zweite Zieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen der Zieldrehzahl der Maschine auf eine zweite Zieldrehzahl, welche höher als eine niedrige Leerlaufdrehzahl ist, wenn es durch die Betriebszustandbestimmungseinheit bestimmt wird, dass ein Schalten in den Betriebszustand vorgenommen ist; und eine Drehzahlsteuereinheit zur Steuerung der Maschinendrehzahl, dass sie mit der höheren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl und der zweiten Zieldrehzahl übereinstimmt bzw. in Übereinstimmung gebracht wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt kann bei einer Steuervorrichtung einer Maschine die Betriebszustandbestimmungseinheit bestimmen, dass ein Schalten in den Nichtbetriebszustand vorgenommen ist, wenn das Betriebsmaß der Betriebseinheit kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Wert ist, und kann bestimmen, dass ein Schalten in den Betriebszustand vorgenommen ist, wenn das Betriebsmaß der Betriebseinheit größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt bei einer Steuervorrichtung einer Maschine kann die Betriebszustandbestimmungseinheit bestimmen, dass ein Schalten in den Nichtbetriebszustand vorgenommen ist, wenn die Zielfließrate der Hydraulikpumpe kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Wert ist, und kann bestimmen, dass ein Schalten in den Betriebszustand vorgenommen ist, wenn die Zielfließrate der Hydraulikpumpe größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung einer Maschine und einer Hydraulikpumpe eine Hydraulikpumpe, die durch die Maschine angetrieben wird; eine Vielzahl von Hydraulikstellgliedern, denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird; eine Betriebseinheit zum Betrieb jedes Hydraulikstellglieds; eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Betriebsmaßes bzw. Bedienmaßes der Betriebseinheit; eine erste Zieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer ersten Zieldrehzahl der Maschine gemäß dem durch die Erfassungseinheit erlangten Betriebsmaß; eine Bestimmungseinheit zur Bestimmung eines Arbeitsmusters der Vielzahl von Stellgliedern unter Verwendung der Betriebsmaße jeder Betriebseinheit und eines Hydraulikpumpenlastdrucks; eine Leistungsgrenzwertsetzeinheit zum Setzen eines Leistungsgrenzwerts der Hydraulikpumpe gemäß jedem Arbeitsmuster; eine zweite Zieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer zweiten Zieldrehzahl der Maschine gemäß dem Leistungsgrenzwert der Hydraulikpumpe; eine Kapazitätssteuereinheit zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe, um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment entsprechend der kleineren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl und der zweiten Zieldrehzahl zu erlangen; und eine Drehzahlsteuereinheit zur Steuerung der Maschinendrehzahl, dass sie mit der kleineren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl und der zweiten Zieldrehzahl übereinstimmt bzw. in Übereinstimmung gebracht wird.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung einer Maschine und einer Hydraulikpumpe eine Hydraulikpumpe, die durch die Maschine angetrieben wird; eine Vielzahl von Hydraulikstellgliedern, denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird; eine Betriebseinheit zum Betrieb jedes Hydraulikstellglieds; eine Erfassungseinheit zur Erfassung eines Betriebsmaßes bzw. Betriebsmaßes der Betriebseinheit; eine Einheit zum Setzen einer Maschinendrehzahl durch Kraftstoffwahl; eine erste Zieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer ersten Zieldrehzahl der Maschine gemäß dem gesetzten Wert der Kraftstoffwahl; eine Bestimmungseinheit zur Bestimmung eines Arbeitsmusters der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern unter Verwendung der Betriebsmaße jeder Betriebseinheit und eines Lastdrucks der Hydraulikpumpe; eine Leistungsgrenzwertsetzeinheit zum Setzen eines Leistungsgrenzwerts der Hydraulikpumpe gemäß jedem Arbeitsmuster; eine zweite Zieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer zweiten Zieldrehzahl der Maschine gemäß dem Leistungsgrenzwert der Hydraulikpumpe; eine Kapazitätssteuereinheit zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe, um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment entsprechend der kleineren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl und der zweiten Zieldrehzahl zu erlangen; und eine Drehzahlsteuereinheit zur Steuerung der Maschinendrehzahl, dass sie mit der kleineren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl und der zweiten Zieldrehzahl übereinstimmt bzw. in Übereinstimmung gebracht wird.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors eine Hydraulikpumpe, die durch die Maschine angetrieben wird; Hydraulikstellglieder, denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird; einen Generatormotor, der mit einer Ausgangswelle der Maschine verbunden ist; eine elektrische Speichervorrichtung zum Ansammeln von Energie, die durch den Generatormotor erzeugt wird, und Zuführen von Energie zu dem Generatormotor; eine Berechnungseinheit zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes des Generatormotors gemäß einem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung; eine Maschinenzieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer Zieldrehzahl der Maschine; eine Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit zum Setzen einer Maximumdrehmomentkurve, die ein maximales Absorptionsdrehmoment angibt, welches durch die Hydraulikpumpe absorbiert werden kann, gemäß der Zieldrehzahl der Maschine; eine Drehzahlsteuereinheit zur Steuerung der Maschinendrehzahl derart, dass die Maschinendrehzahl mit einer derzeitigen Maschinenzieldrehzahl übereinstimmt bzw. in Übereinstimmung gebracht wird; eine Kapazitätssteuereinheit zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe, um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen, das ein Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der Maximumdrehmomentkurve hat, das der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als einer oberen Grenze entspricht; eine Bestimmungseinheit zur Bestimmung, ob eine Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors zu betreiben ist oder nicht; und eine Generatormotorsteuereinheit, welche die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors betreibt, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist, und welche eine Energieerzeugung des Generatormotors gemäß dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß betreibt, wenn es bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist.
Gemäß einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors eine Hydraulikpumpe, die durch die Maschine angetrieben wird; Hydraulikstellglieder, denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird; einen Generatormotor, der mit einer Ausgangswelle der Maschine verbunden ist; eine elektrische Speichervorrichtung zum Ansammeln von Energie, die durch den Generatormotor erzeugt ist, und Zuführen von Energie zu dem Generatormotor; eine Berechnungseinheit zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes des Generatormotors gemäß einem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung; eine Maschinenzieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer Zieldrehzahl der Maschine; eine erste Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit zum Setzen einer ersten Maximumdrehmomentkurve, die ein maximales Absorptionsdrehmoment angibt, welches durch die Hydraulikpumpe absorbiert werden kann, gemäß der Zieldrehzahl der Maschine; eine zweite Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit zum Setzen einer zweiten Maximumdrehmomentkurve, in welcher ein maximales Absorptionsdrehmoment in einem niedrigen Maschinendrehzahlbereich groß wird, in Bezug auf die erste Maximumdrehmomentkurve; eine Drehzahlsteuereinheit zur Steuerung der Maschinendrehzahl derart, dass die Maschinendrehzahl mit einer derzeitigen Maschinenzieldrehzahl übereinstimmt bzw. in Übereinstimmung gebracht wird; eine Bestimmungseinheit zur Bestimmung, ob eine Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors zu betreiben ist oder nicht; eine Pumpenkapazitätssteuereinheit zur Auswahl der zweiten Maximumdrehmomentkurve als eine Maximumdrehmomentkurve und Steuerung der Kapazität der Hydraulikpumpe derart, um eine obere Grenze, welche ein Pumpenabsorptionsdrehmoment ist, welches das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl zu erlangen, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist, und Auswahl der ersten Maximumdrehmomentkurve als die Maximumdrehmomentkurve und Steuerung der Kapazität der Hydraulikpumpe derart, um eine obere Grenze, welche ein Pumpenabsorptionsdrehmoment ist, welches das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der ersten Maximumdrehmomentkurve hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl zu erlangen, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist; und eine Generatormotorsteuereinheit, welche die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors betreibt, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstutzung des Generatormotors ist, und welche eine Energieerzeugung des Generatormotors gemäß dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß betreibt, wenn es bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem sechsten Aspekt kann in einer Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors die Bestimmungseinheit bestimmen, die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors zu betreiben, wenn ein absoluter Wert einer Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl der Maschine größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und kann bestimmen, die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors nicht zu betreiben, wenn der absolute Wert der Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Maschine kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem achten Aspekt kann eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors zudem umfassen eine Speichermaßberechnungseinheit zur Berechnung des Speichermaßes, das derzeit in der elektrischen Speichervorrichtung gespeichert ist, und die Bestimmungseinheit kann bestimmen, die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors nicht zu betreiben, wenn das durch das Speichermaßberechnungseinheit berechnete Speichermaß kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem achten Aspekt kann eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors zudem umfassen einen Drehmotor zum Drehen eines oberen Drehkörpers einer Baumaschine; eine Drehbetriebseinheit zum Betreiben des Umdrehbetriebs des oberen Drehkörpers; eine Steuereinheit zur Steuerung des Drehmotors gemäß dem Umdrehbetrieb der Drehbetriebseinheit; eine Ausgabeberechnungseinheit zur Berechnung einer Stromausgabe des Drehmotors; und eine Berechnungseinheit zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes des Generatormotors gemäß dem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung und dem Antriebszustand des Drehmotors, und die Bestimmungseinheit kann bestimmen, die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors nicht zu betreiben, wenn die Stromausgabe des Drehmotors größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem sechsten Aspekt kann bei einer Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors die Generatormotorsteuereinheit ein Ausgabedrehmoment des Generatormotors derart steuern, dass die Maschinendrehzahl dieselbe Drehzahl wie die Maschinenzieldrehzahl wird, indem ein axiales Drehmoment der Maschine auf ein Drehmomentkurvendiagramm der Maschine addiert wird, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl kleiner als die Maschinenzieldrehzahl ist, und kann das Ausgabedrehmoment des Generatormotors derart steuern, dass die Maschinendrehzahl dieselbe Drehzahl wie die Maschinenzieldrehzahl wird, indem das axiale Drehmoment der Maschine auf dem Drehmomentkurvendiagramm der Maschine absorbiert wird, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl größer als die Maschinenzieldrehzahl ist.
Gemäß einem zwolften Aspekt der vorliegenden Erfindung gemaß dem sechsten Aspekt kann eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors zudem umfassen eine Drehmomentsteuereinheit zur Steuerung des Drehmoments des Generatormotors in einem Bereich von kleiner als oder gleich einem oberen Drehmomentgrenzwert während eines Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs des Generatormotors; und eine Setzeinheit eines oberen Drehmomentgrenzwerts zur allmählichen Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts mit Verminderung des Speichermaßes der elektrischen Speichervorrichtung von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem sechsten Aspekt kann eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors zudem umfassen eine Drehmomentsteuereinheit zur Steuerung des Drehmoments des Generatormotors in einem Bereich von kleiner als oder gleich einem oberen Drehmomentgrenzwert während eines Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs des Generatormotors; und eine Setzeinheit eines oberen Drehmomentgrenzwerts zur allmählichen Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts mit Verminderung des Speichermaßes der elektrischen Speichervorrichtung von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, und zur allmählichen Erhöhung des oberen Drehmomentgrenzwerts mit Erhöhung des Speichermaßes der elektrischen Speichervorrichtung von einem dritten vorbestimmten Wert auf einen vierten vorbestimmten Wert, der größer als der dritte vorbestimmte Wert ist, wenn der obere Drehmomentgrenzwert erhöht wird, nachdem er einmal vermindert wurde.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem zehnten Aspekt kann eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors zudem umfassen eine Drehmomentsteuereinheit zur Steuerung des Drehmoments des Generatormotors in einem Bereich von kleiner als oder gleich einem oberen Drehmomentgrenzwert während eines Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs des Generatormotors; und eine Setzeinheit eines oberen Drehmomentgrenzwerts zur allmählichen Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts mit Erhöhung der Stromausgabe des Drehmotors von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der größer als der erste vorbestimmte Wert ist.
Gemaß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem zehnten Aspekt kann eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors zudem umfassen eine Drehmomentsteuereinheit zur Steuerung des Drehmoments des Generatormotors in einem Bereich von kleiner als oder gleich einem oberen Drehmomentgrenzwert während eines Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs des Generatormotors; und eine Setzeinheit eines oberen Drehmomentgrenzwerts zur allmählichen Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts mit Erhöhung der Stromausgabe des Drehmotors von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der größer als der erste vorbestimmte Wert ist, und zur allmählichen Erhöhung des oberen Drehmomentgrenzwerts mit Verminderung der Stromausgabe des Drehmotors von einem dritten vorbestimmten Wert auf einen vierten vorbestimmten Wert, der kleiner als der dritte vorbestimmte Wert ist, wenn der obere Drehmomentgrenzwert erhöht wird, nachdem er einmal vermindert wurde.
Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem sechsten Aspekt kann bei einer Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors die Generatormotorsteuereinheit unmittelbar nach Schalten des Generatormotors von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb in den Energieerzeugungsbetrieb eine Steuerung zur allmählichen Änderung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors von dem Drehmoment bei der Beendigung einer Unterstützung auf das Energieerzeugungsdrehmoment durchführen, das dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß des Generatormotors entspricht.
Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors eine Hydraulikpumpe, die durch die Maschine angetrieben wird; Hydraulikstellglieder, denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird; einen Generatormotor, der mit einer Ausgangswelle der Maschine verbunden ist; eine elektrische Speichervorrichtung zum Ansammeln von Energie, die durch den Generatormotor erzeugt wird, und Zufuhren von Energie zu dem Generatormotor; eine Berechnungseinheit zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes des Generatormotors gemäß einem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung; eine Maschinenzieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer Zieldrehzahl der Maschine; eine erste Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit zum Setzen einer ersten Maximumdrehmomentkurve, die ein maximales Absorptionsdrehmoment angibt, welches durch die Hydraulikpumpe absorbiert werden kann, gemäß der Zieldrehzahl der Maschine; eine zweite Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit zum Setzen einer zweiten Maximumdrehmomentkurve, in welcher ein maximales Absorptionsdrehmoment in einem niedrigen Maschinendrehzahlbereich groß wird, in Bezug auf die erste Maximumdrehmomentkurve; eine Drehzahlsteuereinheit zur Steuerung der Maschinendrehzahl derart, dass die Maschinendrehzahl mit einer derzeitigen Maschinenzieldrehzahl übereinstimmt bzw. in Übereinstimmung gebracht wird; eine Bestimmungseinheit zur Bestimmung, ob eine Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors zu betreiben ist oder nicht; eine Generatormotorsteuereinheit zum Betreiben der Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist, und zum Betreiben der Energieerzeugung des Generatormotors gemäß dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß, wenn es bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist; eine dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit zur Berechnung eines dritten Maximumdrehmoments, auf welches sich das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe mit Verminderung eines oberen Drehmomentgrenzwerts mit der Zeit eines Unterstützungsbetriebs des Generatormotors von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, allmählich vermindert; und eine Pumpenkapazitätssteuereinheit zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe mit dem kleineren des Pumpenabsorptionsdrehmoments auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl und dem durch die dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit berechneten dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment als eine obere Grenze des Pumpenabsorptionsdrehmoments, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist, und zur Steuerung der Kapazität der Hydraulikpumpe, um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen, das das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der ersten Maximumdrehmomentkurve hat, das der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als ein oberer Grenzwert entspricht, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist.
Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors eine Hydraulikpumpe, die durch die Maschine angetrieben wird; Hydraulikstellglieder, denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird; einen Generatormotor, der mit einer Ausgangswelle der Maschine verbunden ist; eine elektrische Speichervorrichtung zum Ansammeln von Energie, die durch den Generatormotor erzeugt wird, und Zuführen von Energie zu dem Generatormotor; eine Berechnungseinheit zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes des Generatormotors gemäß einem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung; eine Maschinenzieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer Zieldrehzahl der Maschine; eine erste Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit zum Setzen einer ersten Maximumdrehmomentkurve, die ein maximales Absorptionsdrehmoment angibt, welches durch die Hydraulikpumpe absorbiert werden kann, gemäß der Zieldrehzahl der Maschine; eine zweite Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit zum Setzen einer zweiten Maximumdrehmomentkurve, in welcher ein maximales Absorptionsdrehmoment in einem niedrigen Maschinendrehzahlbereich groß wird, in Bezug auf die erste Maximumdrehmomentkurve; eine Drehzahlsteuereinheit zur Steuerung der Maschinendrehzahl derart, dass die Maschinendrehzahl mit einer derzeitigen Maschinenzieldrehzahl übereinstimmt bzw. in Übereinstimmung gebracht wird; eine Bestimmungseinheit zur Bestimmung, ob eine Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors zu betreiben ist oder nicht; eine Generatormotorsteuereinheit zum Betrieb der Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist, und zum Betrieb einer Energieerzeugung des Generatormotors gemäß dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß, wenn es bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist; eine dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit zur Berechnung eines dritten Maximumdrehmoments, auf welches sich das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe mit Verminderung eines oberen Drehmomentgrenzwerts mit der Zeit eines Unterstützungsbetriebs des Generatormotors von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, allmählich vermindert; und eine Pumpenkapazitätssteuereinheit zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe mit dem kleineren des Pumpenabsorptionsdrehmoments auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl und dem durch die dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit berechneten dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment als eine obere Grenze des Pumpenabsorptionsdrehmoments, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist, zur Steuerung der Kapazität der Hydraulikpumpe, um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen, das das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der ersten Maximumsdrehmomentkurve hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als ein oberer Grenzwert, wenn es durch die Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors ist, und zur allmählichen Änderung von einem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten zu einem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten, wenn eine Auswahl des maximalen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe geschaltet wird.
Gemäß einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem achtzehnten Aspekt wird bei einer Steuervorrichtung einer Maschine, einer Hydraulikpumpe und eines Generatormotors eine Zeitkonstante einer Änderung von dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten zu dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten auf einen großen Wert bei einem Fall, bei welchem das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten größer als das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten ist, als bei einem Fall gesetzt, bei welchem das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten kleiner als das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten ist.
Unter Bezugnahme auf 10 werden die Effekte gemäß den Konfigurationen der ersten bis zu dem dritten Aspekt beschrieben.
Wie in 10 gezeigt, werden, wenn die Maschine 2 und die Hydraulikpumpe 3 gemäß der Zieldrehmomentkurve L1 gesteuert werden, in welcher das Pumpenabsorptionsdrehmoment Tpcom mit Verminderung der Maschinendrehzahl n kleiner wird, eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs, der Maschineneffizienz und der Pumpeneffizienz erzielt, Störung reduziert, und ein Maschinenabwürgen verhindert, jedoch ist die Ansprechbarkeit der Maschine 2 nicht zufrieden stellend. Das heißt, auch wenn der Betriebshebel 41 etc. von der Nullstellung bewegt wird, um die Maschine 2 von niedriger Drehung in einem Versuch zum Starten der Aushubarbeit anzuheben, steigt die Last der Hydraulikpumpe 3 bei dem Anfangszustand (Übergangszustand) von dem Start einer Hebelbewegung schnell an, und folglich hat die Maschinenausgabe in Bezug auf die Energie der Pumpenabsorptionsleistung keine Spanne bzw. Bereich, und es fehlt die Energie zum Beschleunigen der Maschine 2. Folglich kann die Maschine 2 nur bis zu der Zieldrehzahl angehoben werden oder nur mit einer extrem geringen Geschwindigkeit angehoben werden.
Bei dem vorliegenden Aspekt wird jedoch die derzeitige Zielausstoßfließrate Qsum der Hydraulikpumpe 3 aus dem Betriebsmaß der Betriebseinheiten 41 bis 44 zum Bedienen bzw. Betreiben jedes Hydraulikstellglieds 31 bis 36 berechnet, und es wird eine erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 angepasst an die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum gesetzt. Es wird ein Schalten von dem Nichtbetriebszustand in den Betriebszustand der Betriebseinheiten 41 bis 44 bestimmt. Bei dem zweiten Aspekt wird ein Schalten von dem Nichtbetriebszustand in den Betriebszustand der Betriebseinheiten 41 bis 44 bestimmt, wenn das Betriebsmaß der Betriebseinheiten 41 bis 44 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Bei dem dritten Aspekt wird ein Schalten von dem Nichtbetriebszustand in den Betriebszustand der Betriebseinheiten 41 bis 44 bestimmt, wenn die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum größer als eine vorbestimmte Fließrate (beispielsweise 10 (L/min)) ist. Wenn es bestimmt wird, dass die Betriebseinheiten 41 bis 44 von dem Nichtbetriebszustand in den Betriebszustand geschaltet sind, wird eine Drehzahl nM (beispielsweise 1400 UpM), die größer als eine niedrige Maschinenleerlaufdrehzahl nL ist, als eine zweite Maschinenzieldrehzahl ncom2 gesetzt.
Falls die zweite Maschinenzieldrehzahl ncom2 größer als oder gleich der ersten Maschinenzieldrehzahl ncom1 ist, wird die Maschinendrehzahl gesteuert, um die zweite Maschinenzieldrehzahl ncom2 zu erlangen.
Folglich steigt die Maschinendrehzahl, wenn der Betriebshebel 41 etc. von der neutralen Position bzw. Nullposition in einem Versuch zum Starten der Aushubarbeit bewegt wird, im Voraus und das Maschinendrehmoment steigt, bevor die Last der Hydraulikpumpe 3 rapide ansteigt, und folglich gibt es einen Bereich bei der Energie zur Beschleunigung der Maschine 2. Die Maschine 2 kann dann schnell von dem Bereich niedriger Drehzahl auf die Zieldrehzahl angehoben werden, und es wird die Ansprechfähigkeit der Maschine 2 verbessert.
Bei dem vierten und funften Aspekt wird die derzeitige Pumpenzielausstoßflie0rate Qsum und dergleichen gemäß dem Betriebsmaß der Betriebseinheiten 41 bis 44 zum Betreiben jeder Hydraulikstellglieder 31 bis 36 erlangt, und es wird die erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 angepasst an die Pumpenzielausstoßfließrate Qsum gesetzt.
Der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird gemäß dem Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 gesetzt, und es wird eine dazu entsprechende dritte Maschinenzieldrehzahl ncom3 gesetzt.
Die Art und Weise eines Setzens der ersten Zieldrehzahl ist bei dem vorliegenden Aspekt beliebig. Bei dem zweiten Aspekt wird die Drehzahl der Maschine 2 durch die Kraftstoffwahl gesetzt, und die erste Zieldrehzahl ncom1 der Maschine 2 wird gemäß dem gesetzten Wert der Kraftstoffwahl gesetzt.
Wenn die dritte Maschinenzieldrehzahl ncom3 kleiner als oder gleich der ersten Maschinenzieldrehzahl ncom1 ist, wird die Maschinendrehzahl gesteuert, um die dritte Maschinenzieldrehzahl ncom3 zu erlangen, und die Hydraulikpumpe wird gesteuert, um das der dritten Maschinenzieldrehzahl ncom3 entsprechende Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen. Folglich kann das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf einen geeigneten Wert definiert werden, und es kann unterbunden werden, dass mehr Energie als erforderlich verschwendet wird.
12 zeigt eine Änderung über der Zeit in einem Auslegerhebelsignal Lbo oder ein Betriebsmaß jedes Betriebshebels 41, 42, ein Armhebelsignal Lar, ein Schaufelhebelsignal Lbk, und ein Drehhebelsignal Lsw, eine Änderung über der Zeit des Pumpenabsorptionsdrehmoments Tp, eine Änderung über der Zeit der Maschinendrehzahl n, wenn die Arbeit in der Reihenfolge eines Arbeitsmusters (7), eines Arbeitsmusters (5), eines Arbeitsmusters (3), eines Arbeitsmusters (11), eines Arbeitsmusters (12), und eines Arbeitsmusters (2) als Beispiel mit der horizontalen Achse als der Zeit t ausgeführt wird.
Gemäß dem vorliegenden Aspekt kann, wenn die Arbeit in einer Reihe von in 12 gezeigten Arbeitsmustern ausgeführt wird, das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf einem geeigneten Wert definiert werden, und es kann unterbunden werden, dass mehr Energie als erforderlich verschwendet wird.
Gemäß dem sechsten Aspekt wird, wie in 16 gezeigt, ein erforderliches Energieerzeugungsmaß Tgencom des Generatormotors 11 gemäß dem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung 12 in einer erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechnet.
In einer Unterstutzungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob der Generatormotor 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung (Bestimmungsergebnis T) zu betreiben ist oder ohne Maschinendrehmomentunterstützung (Bestimmungsergebnis F) zu betreiben ist.
Falls es in der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass der Generatormotor 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben ist (Bestimmungsergebnis T), wird eine Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 187 zu der T-Seite geschaltet, das heißt, einer Seite der Modulationsverarbeitungseinheit 97, wodurch der Generatormotor 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung betrieben wird. Falls es in der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass der Generatormotor 11 ohne Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben ist (Bestimmungsergebnis F), wird die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 187 zu der F-Seite geschaltet, das heißt, die Drehzahlsteuerung des Generatormotors 11 wird ausgeschaltet, so dass er ohne Maschinendrehmomentunterstutzung betrieben wird, und die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 wird zu der F-Seite geschaltet, das heißt, der Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120, so dass der Generatormotor 11 zur Energieerzeugung betrieben wird, um das Energieerzeugungsmaß entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß Tgencom zu erlangen, das in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechnet ist.
Gemäß dem sechsten Aspekt wird der Generatormotor 11 gemäß der Notwendigkeit eines Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs mit Maschinendrehmomentunterstützung betrieben oder zur Energieerzeugung ohne einen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb betrieben, und das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 wird immer stabil auf einem Zielzustand aufrecht erhalten, und die Betriebsfähigkeit der Arbeitsmaschine und des oberen Drehkörpers kann immer auf einem hohen Pegel aufrechterhalten bleiben.
Gemäß dem siebenten Aspekt wird, wie in 16 gezeigt, das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom des Generatormotors 11 gemäß dem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung 12 in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechnet.
In der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 wird die erste Maximumdrehmomentkurve 66a, welche das maximale Absorptionsdrehmoment zeigt, das in der Hydraulikpumpe 3 absorbiert werden kann, gemäß der Maschinenzieldrehzahl gesetzt.
In der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85 wird die zweite Maximumdrehmomentkurve 85a, bei welcher das maximale Absorptionsdrehmoment in dem niedrigen Maschinendrehzahlbereich größer wird, unter Bezugnahme auf die erste Maximumdrehmomentkurve 66a gesetzt.
In der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob der Generatormotor 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben ist (Bestimmungsergebnis T) oder ohne Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben ist (Bestimmungsergebnis F).
Falls es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass der Generatormotor 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben ist (Bestimmungsergebnis T), wird die Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 zu der T-Seite geschaltet, das heißt, der Seite der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85, die zweite Maximumdrehmomentkurve 85a wird als die Maximumdrehmomentkurve ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 wird gesteuert, um das Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen, das das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve 85a hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als der oberen Grenze. Falls es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass der Generatormotor 11 ohne Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben ist (Bestimmungsergebnis F), wird die Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 zu der F-Seite geschaltet, das heißt, der Seite der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66, die erste Maximumdrehmomentkurve 66a wird als die Maximumdrehmomentkurve ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 wird gesteuert, um das Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen, das das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der ersten Maximumdrehmomentkurve 66a hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als der oberen Grenze.
Falls es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass der Generatormotor 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben ist (Bestimmungsergebnis T), wird die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 187 zu der T-Seite geschaltet, das heißt, der Seite der Modulationsverarbeitungseinheit 97, wodurch der Generatormotor 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung betrieben wird. Falls es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass der Generatormotor 11 ohne Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben ist (Bestimmungsergebnis F), wird die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 187 zu der F-Seite geschaltet, das heißt, die Drehzahlsteuerung des Generatormotors 11 wird ausgeschaltet, so dass kein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb ausgeführt wird, und die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 wird zu der F-Seite geschaltet, das heißt, der Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120, und der Generatormotor 11 wird zur Energieerzeugung betrieben wird, um das Energieerzeugungsmaß entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß Tgencom zu erlangen, das in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechnet ist. Folglich wird bei dem zweiten Aspekt, ähnlich wie bei dem ersten Aspekt, der Generatormotor 11 gemäß der Notwendigkeit des Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs mit Maschinendrehmomentunterstützung betrieben oder gemäß dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß zur Energieerzeugung ohne Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb betrieben, und folglich wird das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 immer stabil auf dem Zielzustand aufrecht erhalten, und die Betriebsfähigkeit der Arbeitsmaschine und des oberen Drehkörpers wird immer auf einem hohen Pegel aufrechterhalten.
Zudem wird bei dem siebenten Aspekt die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 gesteuert, um das Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen, das das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve 85a hat, in welcher das Maximumsabsorptionsdrehmoment in dem niedrigen Maschinendrehzahlbereich als die obere Grenze in Bezug auf die erste Maximumdrehmomentkurve 66a groß wird, während der Generatormotor 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung betrieben wird, und folglich wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 bei dem Anfangszustand eines Anstiegs der Maschinendrehzahl größer. Der Start einer Bewegung der Arbeitsmaschine wird in Bezug auf die Bewegung des Betriebshebels schneller, wodurch eine Verringerung der Arbeitseffizienz unterbunden wird und das unbehagliche Gefühl für die Bedienperson beim Betrieb gemildert wird. Falls es versucht wird, die Steuerung gemäß der zweiten Maximumdrehmomentkurve L2 durchzuführen, ohne dass der Generatormotors 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung betrieben wird, könnte auf die Maschine 2 eine Überlast aufgebracht werden. Folglich absorbiert die Hydraulikpumpe 3, falls die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 gemäß der zweiten Maximumdrehmomentkurve 85a ohne den Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb gesteuert wird, das Drehmoment größer als oder gleich der Ausgabe der Maschine allein, wodurch die Maschinendrehzahl nicht erhöht werden kann, und darüber hinaus verringert sich die Maschinendrehzahl durch hohe Last und in dem schlimmsten Fall könnte ein Maschinenabwürgen auftreten. Folglich wird bei dem zweiten Steuerbeispiel die Steuerung gemäß der zweiten Maximumdrehmomentkurve 85a unter der Voraussetzung eines Betriebs des Generatormotors 11 mit Maschinendrehzahlunterstützung garantiert.
Bei dem achten Aspekt wird, wie in 17 gezeigt, eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchgeführt wird oder nicht, indem ein Schwellenwert in Bezug auf die Abweichung Δgenspd gesetzt wird, und folglich wird die Steuerung stabilisiert. Das heißt, wenn der Schwellenwert nicht unter Bezugnahme auf eine Abweichung bereitgestellt wird und der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb unmittelbar bzw. sofort durchgeführt wird, wenn eine Abweichung gefunden wird, wird der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb kontinuierlich mit der Maschinendrehzahl nahe der Maschinenzieldrehzahl durchgeführt, was zu einem Energieverlust führt. Der Grund dafür liegt darin, dass die Quelle der Energie für einen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb ursprünglich die Energie der Maschine 2 ist und der Energieverlust durch die Effizienz des Generatormotors 11 immer zunimmt, wenn der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchgeführt wird. Im Allgemeinen verringert sich die Effizienz, wenn der Generatormotor 11 mit kleinem Drehmoment und zur Energieerzeugung angetrieben wird.
Gemäß dem neunten Aspekt wird, wie in 17 gezeigt, eine Bestimmung vorgenommen, dass der Generatormotor 11 mit Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben ist, und die Unterstützungskennung wird auf F gesetzt, wenn der Spannungswert BATTvolt, das heißt das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert BC1 ist. Folglich wird eine Überladung der elektrischen Speichervorrichtung 12 vermieden und es kann eine Verringerung der Lebensdauer der elektrischen Speichervorrichtung 12 vermieden werden, indem der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb nicht durchgeführt wird, wenn das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 gering ist. Insbesondere ist in dem Fall des elektrischen Drehsystems die gespeicherte Energie zur Drehung des oberen Drehkörpers notwendig, wobei die Drehleistungsfähigkeit nachteilig beeinflusst wird, falls das Speichermaß übermäßig reduziert wird. Die Verschlechterung der Drehleistungsfähigkeit aufgrund einer Reduktion des Speichermaßes wird vermieden, indem der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb nicht durchgeführt wird, wenn das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 gering ist.
Wie in 17 gezeigt, wird gemäß dem zehnten Aspekt, wenn die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 größer als oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert SC1 ist, eine Bestimmung vorgenommen, den Generatormotor 11 nicht mit Maschinendrehmomentunterstützung zu betreiben und der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb wird verhindert, das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom des Generatormotors 11 wird in Bezug auf nicht nur den Speicherzustand (Spannungswert BATTvolt) der elektrischen Speichervorrichtung 12 sondern auch den Antriebszustand (Drehlaststrom SWGcurr) des Drehmotors 6 berechnet, in dem Generatormotor 11 wird eine Energieerzeugung entsprechend eines derartigen erforderlichen Energieerzeugungsmaßes Tgencom durchgeführt, und die erzeugte Energie wird dem Drehmotor 103 zugeführt. Der obere Drehkörper kann folglich umdrehbetrieben werden, ohne dass die Drehleistungsfähigkeit vermindert wird.
Gemäß dem elften Aspekt wird, wenn die Drehzahlabweichung Δgenspd ein positives Vorzeichen hat und größer als oder gleich ein gewisses Ausmaß wird, der Generatormotorgeschwindigkeitsbefehlswert (Generatormotorzieldrehzahl) Ngencom aus der Modulationsverarbeitungseinheit 97 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 ausgegeben, und die Generatormotorsteuereinrichtung 100 drehzahlsteuert den Generatormotor 11 derart, dass die Generatormotorzieldrehzahl Ngencom als Reaktion darauf erlangt wird und betreibt den Generatormotor 11 als Motor. Das heißt, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl kleiner als die Maschinenzieldrehzahl ist, wird der Generatormotor 11 motorbetrieben, das axiale Drehmoment der Maschine 2 wird zu dem Drehmomentkurvendiagramm der Maschine 2 addiert, um die Maschinendrehzahl anzuheben, und das Ausgabedrehmoment des Generatormotors 11 wird derart gesteuert, dass dieselbe Drehzahl wie die Maschinenzieldrehzahl erlangt wird.
Wenn die Drehzahlabweichung Δgenspd ein negatives Vorzeichen hat und größer als oder gleich ein gewisses Ausmaß wird, wird der Generatormotorgeschwindigkeitsbefehlswert (Generatormotorzieldrehzahl) Ngencom aus der Modulationsverarbeitungseinheit 97 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 ausgegeben, und die Generatormotorsteuereinrichtung 100 drehzahlsteuert den Generatormotor 11 derart, dass die Generatormotorzieldrehzahl Ngencom als Reaktion darauf erlangt wird und betreibt den Generatormotor 11 zur Energieerzeugung. Das heißt, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl größer als die Maschinenzieldrehzahl ist, wird der Generatormotor 11 zur Energieerzeugung betrieben, das axiale Drehmoment der Maschine 2 wird auf dem Drehmomentkurvendiagramm der Maschine 2 absorbiert, die Maschinendrehzahl wird verringert und das Ausgabedrehmoment des Generatormotors 11 wird derart gesteuert, dass dieselbe Drehzahl wie die Maschinenzieldrehzahl erlangt wird.
Gemäß dem zwölften Aspekt wird, wie in 18 gezeigt, der obere Grenzwert (Drehmomentgrenze) GENtrqlimit des durch den Generatormotor 11 auszugebenden Drehmoments gemäß einer Verminderung des Speichermaßes (Spannungswert BATTvolt) der elektrischen Speichervorrichtung 12 allmählich zu einem kleinen Wert gemacht, bevor entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß von dem Energiedrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand geschaltet wird, so dass die Änderung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 beim Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß sanft wird, und eine Verringerung der Maschinendrehzahl zu der Zeit des Schaltens wird vermieden.
Gemäß dem dreizehnten Aspekt wird, wie in 18 gezeigt, der obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit des Generatormotor 11 erlangt und als ein Wert ausgegeben, der sich mit Verminderung des Spannungswert BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 von dem ersten vorbestimmten Wert BD1 auf den zweiten vorbestimmten Wert BD2, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert BD1 ist, allmählich vermindert, und der obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit des Generatormotors 11 wird erlangt und als ein Wert ausgegeben, der sich mit Erhöhung des Spannungswerts BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 von dem dritten vorbestimmten Wert BD3 auf den vierten vorbestimmten Wert BD4, der größer als der dritte vorbestimmte Wert BD3 ist, allmählich erhöht, wenn der einmal verminderte obere Drehmomentgrenzwert GENtrqlimit erhöht wird. Die Steuerung wird durch Bereitstellen einer Hysterese auf die Weise eines Änderns der Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit stabil durchgeführt.
Gemäß dem vierzehnten Aspekt wird, wie in 18 gezeigt, der obere Grenzwert (Drehmomentgrenze) GENtrqlimit des durch den Generatormotor 11 auszugebenden Drehmoments gemäß einer Erhöhung der Stromausgabe SWGpow des Drhemotors 103 allmählich zu einem kleinen Wert gemacht, bevor entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß von dem Energiedrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand geschaltet wird, so dass die Änderung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 beim Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß sanft wird. Dadurch wird die Verringerung der Maschinendrehzahl zu der Zeit des Schaltens vermieden.
Gemäß dem fünfzehnten Aspekt wird, wie in 18 gezeigt, der obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit des Generatormotor 11 erlangt und als ein Wert ausgegeben, der sich mit Erhöhung der Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 von dem ersten vorbestimmten Wert SD1 auf den zweiten vorbestimmten Wert SD2, der größer als der erste vorbestimmte Wert SD1 ist, allmählich vermindert, und der obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit des Generatormotor 11 wird erlangt und als ein Wert ausgegeben, der sich mit Verminderung der Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 von dem dritten vorbestimmten Wert SD3 auf den vierten vorbestimmten Wert SD4, der kleiner als der dritte vorbestimmte Wert SD3 ist, allmählich erhöht, wenn der einmal verminderte obere Drehmomentgrenzwert GENtrqlimit erhöht wird. Die Steuerung wird durch Bereitstellen einer Hysterese auf die Weise eines Änderns der Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit stabil durchgeführt.
Gemäß dem sechzehnten Aspekt wird, wie in 19 gezeigt, unmittelbar bzw. sofort nach einem Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß, eine Steuerung eines allmählichen Änderns des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 von dem Drehmoment bei der Beendigung einer Unterstützung in das Energieerzeugungsdrehmoment entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß des Generatormotors 11 durchgeführt, und folglich wird eine Änderung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 beim Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß sanft. Dadurch wird die Verringerung der Maschinendrehzahl zu der Zeit eines Schaltens verhindert.
Gemäß dem siebzehnten Aspekt wird, wie in 16 gezeigt, die dritte Maximumdrehmomentkurve L3, in welcher sich das maximale Absorptionsdrehmoment (drittes maximales Absorptionsdrehmoment der Pumpe bzw. drittes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax) der Hydraulikpumpe 3 mit Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts Tgencom2 des Generatormotors 11 allmählich vermindert, in der dritten Pumpenmaximumabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 106 gesetzt. Gemäß dem zwölften Aspekt wird die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 derart gesteuert, dass sich das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 gemäß einer Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts des Generatormotors 11 allmählich vermindert, und folglich verringert sich das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 mit Verringerung der Unterstützungskraft der Maschine 2, wenn entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand geschaltet wird, wird die Änderung des axialen Drehmoments der Maschine 2 sanft, und es wird die Verminderung der Maschinendrehzahlbeschleunigung vermieden, die bei Verringerung der Unterstützungskraft der Maschine 2 involviert ist.
Gemäß dem achtzehnten Aspekt wird, wie in 16 gezeigt, ein Schalten nicht direkt von dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (drittes maximales Absorptionsdrehmoment der Pumpe bzw. drittes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax) auf der Maximumdrehmomentkurve (beispielsweise dritte Zieldrehmomentkurve L3) vor einem Schalten zu dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (erstes maximales Absorptionsdrehmoment der Pumpe bzw. erstes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom1) auf der Maximumdrehmomentkurve (erste Maximumdrehmomentkurve L1) nach einem Schalten vorgenommen, und es wird mit der Zeit t allmählich und sanft von dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (drittes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax) auf der Maximumdrehmomentkurve (beispielsweise dritte Zieldrehmomentkurve L3) vor einem Schalten zu dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (erstes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom1) auf der Maximumdrehmomentkurve (erste Maximumdrehmomentkurve L1) nach einem Schalten geändert. Auf diese Weise wird eine plötzliche Änderung der Last auf der Ausgabewelle der Maschine 2 aufgrund einer plötzlichen Änderung des Pumpenabsorptionsdrehmoments zu der Zeit eines Schaltens zwischen dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand und dem Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß vermieden, und es kann eine Verrinderung der Maschinendrehzahl vermieden werden.
Bei dem neunzehnten Aspekt wird unter Bezugnahme auf den achtzehnten Aspekt die Zeitkonstante τ zu der Zeit eines Ändern von dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten zu dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten vorzugsweise auf einen großen Wert in einem Fall, bei welchem das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten größer als das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten ist, als in einem Fall gesetzt, bei welchem das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten kleiner als dasjenige bei dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten ist. Der Grund dafür liegt darin, dass die Bewegung der Arbeitsmaschine, falls die Zeitkonstante τ gleichmäßig bzw. einheitlich auf einen großen Wert gesetzt wird, langsam wird, wenn das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment von klein nach groß geschaltet wird, da die Zeitkonstante beim Ändern des Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoments groß ist.
1 ist eine Konfigurationsansicht zur Durchführung eines ersten Beispiels;
2 ist ein Drehmomentkurvendiagramm, das zur Beschreibung der verwandten Technik verwendet wird;
3 ist eine Konfigurationsansicht zur Durchführung eines zweiten Beispiels;
4 ist ein Steuerblockschaltbild des ersten Beispiels;
5 ist ein Steuerblockschaltbild des zweiten Beispiels;
6 ist ein Steuerblockschaltbild, das dem ersten Beispiel und dem zweiten Beispiel gemeinsam ist;
7 ist ein Steuerblockschaltbild des zweiten Beispiels;
8 ist ein Steuerblockschaltbild des zweiten Beispiels;
9A ist ein Drehmomentkurvendiagramm, das zur Beschreibung des zweiten Beispiels verwendet wird;
9B ist ein Drehmomentkurvendiagramm, das zur Beschreibung des zweiten Beispiels verwendet wird;
9C ist ein Drehmomentkurvendiagramm, das zur Beschreibung des zweiten Beispiels verwendet wird;
10 ist ein Drehmomentkurvendiagramm, das zur Beschreibung des ersten Beispiels verwendet wird;
11 ist eine Ansicht, die einen Pumpenausgabegrenzwert entsprechend jedem Arbeitsmuster beschreibt;
12 ist eine Ansicht, die eine Änderung über der Zeit jedes Parameters mit der Zeit einer Arbeit der Baumaschine beschreibt;
13A ist eine Ansicht, die einen Betrieb beschreibt, wenn kein Modulationsvorgang bei einer Maschinenbeschleunigung durchgeführt wird;
13B ist eine Ansicht, die einen Betrieb beschreibt, wenn ein Modulationsvorgang bei einer Maschinenbeschleunigung durchgeführt wird;
14A ist eine Ansicht, die einen Betrieb beschreibt, wenn kein Modulationsvorgang bei einer Maschinenverlangsamung durchgeführt wird;
14B ist eine Ansicht, die einen Betrieb beschreibt, wenn ein Modulationsvorgang bei einer Maschinenverlangsamung durchgeführt wird;
15 ist eine Konfigurationsansicht des dritten Beispiels und zeigt eine Konfiguration der Baumaschine 1, die mit dem elektrischen Drehsystem montiert ist;
16 ist ein Steuerblockschaltbild, das einen in der Steuereinrichtung 6 durchgeführten Verarbeitungsinhalt zeigt;
17 ist ein Steuerblockschaltbild, das einen in der Steuereinrichtung 6 durchgeführten Verarbeitungsinhalt zeigt;
18 ist ein Steuerblockschaltbild, das einen in der Steuereinrichtung 6 durchgeführten Verarbeitungsinhalt zeigt; und
19 ist ein Steuerblockschaltbild, das einen in der Steuereinrichtung 6 durchgeführten Verarbeitungsinhalt zeigt.
Bezugszeichenliste

2: Maschine
3: Hydraulikpumpe
5: Pumpensteuerventil
6: Steuereinrichtung
11: Generatormotor
31, 32, 33, 34, 35, 36: Hydraulikstellglieder
41, 42, 43, 44: Betriebshebel
103: Drehmotor

Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Fall einer Steuerung einer Dieselmaschine und einer Hydraulikpumpe betrachtet, die an einer Baumaschine, wie beispielsweise einem Bagger, montiert ist.
3 zeigt eine Gesamtkonfiguration einer Baumaschine 1 des Ausführungsbeispiels. Die Baumaschine 1 ist ein Bagger.
Die Baumaschine 1 umfasst einen oberen Drehkörper und einen unteren Raupenkettenträger, wobei der untere Raupenkettenträger eine rechte und linke Raupenkettenschiene umfasst. An dem Fahrzeugkörper ist eine Arbeitmaschine angebracht, die einen Ausleger, einen Arm und eine Schaufel umfasst. Der Ausleger wird durch Antrieb eines Auslegerhydraulikzylinders 31 betrieben, der nachfolgend manchmal als „ein Auslegerhydraulikstellglied 31” bezeichnet ist, der Arm wird durch Antrieb eines Armhydraulikzylinders 32 betrieben, der nachfolgend manchmal als „ein Armhydraulikstellglied 32” bezeichnet ist, und eine Schaufel wird durch Antrieb eines Schaufelhydraulikzylinders 33 betrieben der nachfolgend manchmal als „ein Schaufelhydraulikstellglied 33” bezeichnet ist. Die linke Raupenkettenschiene und die rechte Raupenkettenschiene drehen sich jeweils durch Antrieb eines linken Raupenkettenhydraulikmotors 36 und eines rechten Raupenkettenhydraulikmotors 35.
Durch den Antrieb eines Drehhydraulikmotors 34 wird eine Schwingmaschine bzw. Schwenkmaschine angetrieben, und der obere Drehkorper dreht sich durch ein Schwenkritzel, einen Schwenkkreis und dergleichen um.
Die Maschine 2 ist eine Dieselmaschine, deren Ausgabe (Leistung: kW) durch Einstellen der in den Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffmenge gesteuert wird. Diese Einstellung wird durch Steuerung eines Drehzahlreglers 4 ausgeführt, der benachbart zu einer Kraftstoffeinspritzpumpe der Maschine 2 angeordnet ist.
Die Steuereinrichtung 6 gibt einen Drehzahlbefehlswert an den Drehzahlregler 4 aus, wie nachfolgend beschrieben, um die Maschinendrehzahl bei einer Solldrehzahl bzw. Zieldrehzahl ncom zu haben, und der Drehzahlregler 4 erhöht oder vermindert die Kraftstoffeinspritzmenge, so dass die Zieldrehzahl ncom auf der Zieldrehzahlkurve L1 erlangt wird.
Eine Ausgabewelle der Maschine 2 ist mit einer Antriebswelle des Generatormotors 11 mittels einer PTO-Welle 10 gekoppelt. Der Generatormotor 11 führt einen Energieerzeugungsbetrieb und einen Elektromotorbetrieb aus.
Das heißt, der Generatormotor 11 arbeitet als ein Motor und arbeitet auch als ein Energiegenerator. Der Generatormotor 11 hat auch eine Funktion als Starter bzw. Anlasser zum Starten bzw. Anlassen der Maschine 2. Wenn der Starterschalter EIN geschaltet ist, führt der Generatormotor 11 den Elektromotorbetrieb durch, dreht die Ausgabewelle der Maschine 2 mit niedriger Drehzahl (beispielsweise 400 bis 500 UpM), und startet die Maschine 2.
Der Generatormotor 11 wird durch einen Drehrichter 13 drehmomentgesteuert. Der Drehrichter 13 steuert das Drehmoment des Generatormotors 11 gemäß einem Generatormotorbefehlswert GENcom, der aus einer Steuereinrichtung 6 ausgegeben wird, wie nachfolgend beschrieben.
Der Drehrichter 13 ist mit einer elektrischen Speichervorrichtung 12 mittels Gleichspannungsenergieversorgungsleitungen elektrisch verbunden. Die Steuereinrichtung 6 wird durch die elektrische Speichervorrichtung 12 als eine Energiequelle mit Energie versorgt.
Die elektrische Speichervorrichtung 12 ist durch einen Kondensator, eine Batterie und dergleichen konfiguriert bzw. aufgebaut und sammelt (lädt) die Energie, welche erzeugt wird, wenn der Generatormotor 11 den Energieerzeugungsbetrieb durchführt. Die elektrische Speichervorrichtung 12 führt die in der elektrischen Speichervorrichtung 12 angesammelte Energie dem Drehrichter 13 zu. Bei der vorliegenden Spezifikation werden ein Kondensator zur Ansammlung von Energie als statische Elektrizität und Akkumulatoren einschließlich einer Bleibatterie, einer Nickelhybridbatterie, einer Lithiumbatterie und dergleichen kollektiv als „elektrische Speichervorrichtung 12” bezeichnet.
Mit der Ausgabewelle der Maschine 2 ist mittels der PTO-Welle 10 eine Antriebswelle der Hydraulikpumpe 3 gekoppelt, und die Hydraulikpumpe 3 wird angetrieben, wenn sich die Ausgabewelle der Maschine dreht. Die Hydraulikpumpe 3 ist eine Hydraulikpumpe mit variablem Hubvolumen, wobei sich die Kapazität q (cc/U) ändert, wenn sich ein Neigungswinkel einer Taumelscheibe 3a ändert.
Die unter Druck stehende Flüssigkeit, die aus der Hydraulikpumpe 3 mit einem Ausstoßdruck Prp und einer Fließrate Q (cc/min) ausgestoßen wird, wird einem Auslegerbetriebsventil 21, einem Armbetriebsventil 22, einem Schaufelbetriebsventil 23, einem Drehbetriebsventil 24, einem rechten Raupenkettenbetriebsventil 25 und einem linken Raupenkettenbetriebsventil 26 zugeführt. Der Pumpenausstoßdruck Prp wird mit einem Hydrauliksensor 7 erfasst, und das Hydraulikerfassungssignal wird in die Steuereinrichtung 6 eingegeben.
Die unter Druck stehende Flüssigkeit, die aus dem Auslegerbetriebsventil 21, dem Armbetriebsventil 22, dem Schaufelbetriebsventil 23, dem Drehbetriebsventil 24, dem rechten Raupenkettenbetriebsventil 25 und dem linken Raupenkettenbetriebsventil 26 ausgegeben wird, wird jeweils dem Auslegerhydraulikzylinder 31, dem Armhydraulikzylinder 32, dem Schaufelhydraulikzylinder 33, dem Drehhydraulikmotor 34, dem rechten Raupenkettenhydraulikmotor 35 und dem linken Raupenkettenhydraulikmotor 36 zugeführt. Der Auslegerhydraulikzylinder 31, der Armhydraulikzylinder 32, der Schaufelhydraulikzylinder 33, der Drehhydraulikmotor 34, der rechte Raupenkettenhydraulikmotor 35 und der linke Raupenkettenhydraulikmotor 36 werden dann angetrieben, um den Ausleger, den Arm, die Schaufel, den oberen Drehkörper, und die linke Raupenkettenschiene und die rechte Raupenkettenschiene des unteren Raupenkettenträgers zu betreiben.
Auf der rechten Seite und der linken Seiten an der Vorderseite eines Fahrersitzes der Baumaschine 1 ist ein Rechts-Arbeiten/Drehen-Betriebshebel 41 und ein Links-Arbeiten/Drehen-Betriebshebel 42 sowie ein Betriebshebel 43 der rechten Raupenkette und ein Betriebshebel 44 der linken Raupenkette angeordnet.
Der Rechts-Arbeiten/Drehen-Betriebshebel 41 ist ein Betriebshebel zum Betreiben des Auslegers und der Schaufel, und er betreibt den Ausleger und die Schaufel gemäß der Betriebsrichtung und betreibt auch den Ausleger und die Schaufel mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem Betriebsmaß.
In dem Betriebshebel 41 ist ein Sensor 45 zur Erfassung der Betriebsrichtung und des Betriebsmaßes angeordnet. Der Sensor 45 gibt ein Hebelsignal, das die Betriebsrichtung und das Betriebmaß des Betriebshebels anzeigt, in die Steuereinrichtung 6 ein. Wenn der Betriebshebel 41 in einer Richtung zum Betrieb des Auslegers betrieben wird, wird ein Auslegerhebelsignal Lb0, das ein Auslegeranhebebetriebsmaß und ein Auslegerabsenkbetriebsmaß angibt, gemäß der Neigungsrichtung und des Neigungsmaßes in Bezug auf eine neutrale Position bzw. Nullstellung des Betriebshebels 41 in die Steuereinrichtung 6 eingegeben. Wenn der Betriebhebel 41 in einer Richtung eines Betriebs der Schaufel betrieben wird, wird ein Schaufelhebelsignal Lbk, das ein Schaufelaushubbetriebsmaß und ein Schaufelabladebetriebsmaß angibt, gemäß der Neigungsrichtung und dem Neigungsmaß in Bezug auf eine neutrale Position bzw. Nullstellung des Betriebshebels 41 in die Steuereinrichtung 6 eingegeben.
Wenn der Betriebshebel 41 in einer Richtung eines Betriebs des Auslegers betrieben wird, wird ein Pilotdruck (pilot pressure) (PPC-Druck) PRbo entsprechend dem Neigungsmaß des Betriebshebels 41 zu einem Pilotanschluss (pilot port) 21a entsprechend der Hebelneigungsrichtung (Auslegeranheberichtung, Auslegerabsenkrichtung) jedes Pilotanschlusses des Auslegerbetriebsventils 21 addiert.
In ähnlicher Weise wird, wenn der Betriebshebel 41 in einer Richtung eines Betriebs der Schaufel betrieben wird, ein Pilotdruck (PPC-Druck) PRbk entsprechend dem Neigungsmaß des Betriebshebels 41 zu einem Pilotanschluss 23a entsprechend der Hebelneigungsrichtung (Schaufelaushubrichtung, Schaufelabladerichtung) jedes Pilotanschlusses des Schaufelbetriebsventils 23 addiert.
Der Links-Arbeiten/Drehen-Betriebshebel 42 ist ein Betriebshebel zum Betreiben des Arms und des oberen Drehkörpers, und er betreibt den Arm und den oberen Drehkörper gemäß der Betriebsrichtung und betreibt auch den Arm und den oberen Drehkörper mit einer dem Betriebsmaß entsprechenden Geschwindigkeit.
In dem Betriebshebel 42 ist ein Sensor 46 zur Erfassung der Betriebsrichtung und des Betriebsmaßes angeordnet. Der Sensor 46 gibt ein Hebelsignal, das die Betriebsrichtung und das Betriebmaß des Betriebshebels anzeigt, in die Steuereinrichtung 6 ein. Wenn der Betriebshebel 42 in einer Richtung eines Betriebs des Arms betrieben wird, wird ein Armhebelsignal Lar, das ein Armaushubbetriebsmaß und ein Armabladebetriebsmaß angibt, gemäß der Neigungsrichtung und des Neigungsmaßes in Bezug auf eine neutrale Position bzw. Nullstellung des Betriebshebels 42 in die Steuereinrichtung 6 eingegeben. Wenn der Betriebhebel 42 in einer Richtung eines Betriebs des oberen Drehkörpers betrieben wird, wird ein Drehhebelsignal Lsw, das ein Rechtsdrehbetriebsmaß und ein Linksdrehbetriebsmaß angibt, gemäß der Neigungsrichtung und dem Neigungsmaß in Bezug auf eine neutrale Position bzw. Nullstellung des Betriebshebels 42 in die Steuereinrichtung 6 eingegeben.
Wenn der Betriebshebel 42 in einer Richtung eines Betriebs des Arms betrieben wird, wird ein Pilotdruck (PPC-Druck) PRar entsprechend dem Neigungsmaß des Betriebshebels 42 zu einem Pilotanschluss 22a entsprechend der Hebelneigungsrichtung (Armaushubrichtung, Armabladerichtung) jedes Pilotanschlusses des Armbetriebsventils 22 addiert.
In ähnlicher Weise wird, wenn der Betriebshebel 42 in einer Richtung eines Betriebs des oberen Drehkörpers betrieben wird, ein Pilotdruck (PPC-Druck) PRsw entsprechend dem Neigungsmaß des Betriebshebels 42 zu einem Pilotanschluss 24a entsprechend der Hebelneigungsrichtung (Rechtsdrehrichtung, Linksdrehrichtung) jedes Pilotanschlusses des Drehbetriebsventils 24 addiert.
Der Betriebshebel 43 der rechten Raupenkette und der Betriebshebel 44 der linken Raupenkette sind jeweils Betriebshebel zum Betrieb der rechten Raupenkettenschiene und der linken Raupenkettenschiene und betreiben die Raupenkettenschiene gemäß der Betriebsrichtung und betreiben die Raupenkettenschiene auch mit einer dem Betriebsmaß entsprechenden Geschwindigkeit.
Ein Pilotdruck (PPC-Druck) PRcr entsprechend dem Neigungsmaß des Betriebshebels 43 wird zu einem Pilotanschluss 25a des Betriebsventils 25 der rechten Raupenkette addiert.
Der Pilotdruck PRcr wird mit einem Hydrauliksensor 9 erfasst, und in die Steuereinrichtung 6 wird der Pilotdruck PRcr der rechten Raupenkette, der das Maß der rechten Raupenkette angibt, eingegeben.
In ähnlicher Weise wird ein Pilotdruck (PPC-Druck) PRcl entsprechend dem Neigungsmaß des Betriebshebels 44 zu einem Pilotanschluss 26a des Betriebsventils 26 der linken Raupenkette addiert.
Der Pilotdruck PRcl wird mit einem Hydrauliksensor 8 erfasst, und in die Steuereinrichtung 6 wird der Pilotdruck PRcr der linken Raupenkette, der das Maß der linken Raupenkette angibt, eingegeben.
Jedes Betriebsventil 21 bis 26 ist ein Fließratenrichtungssteuerventil, welches den Kolben in einer Richtung entsprechend der Betriebsrichtung des entsprechenden Betriebshebels 41 bis 44 bewegt, und den Kolben derart bewegt, dass sich der Flüssigkeitspfad nur um einen Öffnungsbereich entsprechend dem Betriebsmaß des Betriebshebels 41 bis 44 öffnet.
Ein Pumpensteuerventil 5 führt einen Betrieb durch eine Ausgabe eines Steuerstroms pc-epc aus der Steuereinrichtung 6 aus, und das Pumpensteuerventil 5 wird durch einen Servokolben geändert.
Das Pumpensteuerventil 5 steuert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 3a der Hydraulikpumpe 3 derart, dass das Produkt des Ausstoßdrucks PRrp (kg/cm2) der Hydraulikpumpe 3 und die Kapazitat q (cc/U) der Hydraulikpumpe 3 nicht das Pumpenabsorptionsdrehmoment Tpcom entsprechend dem Steuerstrom pc-epc überschreitet. Diese Steuerung wird PC-Steuerung genannt.
Benachbart zu dem Generatormotor 11 ist ein Drehsensor 14 zur Erfassung der derzeitigen tatsächlichen Drehzahl GENspd (UpM) des Generatormotors 11 angeordnet, welche die tatsachliche Drehzahl der Maschine 2 ist. Ein mit dem Drehsensor 14 erfasstes Signal, das die tatsächliche Drehzahl GENspd angibt, wird in die Steuereinrichtung 6 eingegeben.
In der elektrischen Speichervorrichtung 12 ist ein Spannungssensor 15 zur Erfassung einer Spannung BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 angeordnet. In die Steuereinrichtung 6 wird ein die Spannung BATTvolt angebendes Signal eingegeben, die mit dem Spannungssensor 15 erfasst ist.
Die Steuereinrichtung 6 gibt einen Drehbefehlswert an den Drehzahlregler 4 aus, erhöht/vermindert die Kraftstoffeinspritzmenge derart, um eine Zieldrehzahl entsprechend der Last der derzeitigen Hydraulikpumpe 3 zu erlangen, und stellt die Drehzahl n und das Drehmoment T der Maschine 2 ein.
Die Steuereinrichtung 6 gibt an den Drehrichter 13 einen Generatormotorbefehlswert GENcom aus, um den Generatormotor 11 zu veranlassen, den Energieerzeugungsbetrieb oder den Elektromotorbetrieb durchzuführen. Wenn aus der Steuereinrichtung 6 ein Befehlswert GENcom zum Betrieb des Generatormotors 11 als ein Energiegenerator an den Drehrichter 13 ausgegeben wird, wird ein Teil des in der Maschine 2 erzeugten Ausgabedrehmoments durch die Maschinenausgabewelle an die Antriebswelle des Generatormotors 11 übertragen, wodurch das Drehmoment der Maschine 2 absorbiert wird und eine Energieerzeugung durchgeführt wird. Die in dem Generatormotor 11 erzeugte Wechselstromenergie wird in dem Drehrichter 13 in Gleichstromenergie umgewandelt, und die Energie wird durch die Gleichstromenergieversorgungsleitung in der elektrischen Speichervorrichtung 12 angesammelt (geladen).
Wenn aus der Steuereinrichtung 6 der Befehlswert GENcom zum Betrieb des Generatormotors 11 als einen Motor an den Drehrichter 13 ausgegeben wird, führt der Drehrichter 13 eine Steuerung derart durch, dass der Generatormotor 11 als der Motor arbeitet. Das heißt, die Energie wird aus der elektrischen Speichervorrichtung 12 ausgegeben (entladen), die in der elektrischen Speichervorrichtung 12 angesammelte Gleichstromenergie wird in dem Drehrichter 13 in Wechselstromenergie umgewandelt und dem Generatormotor 11 zugeführt, wodurch die Antriebswelle des Generatormotors 11 drehbetrieben wird. An dem Generatormotor 11 wird dadurch ein Drehmoment erzeugt, welches durch die Antriebswelle des Generatormotors 11 an die Maschinenausgabewelle übertragen wird, und es wird zu dem Ausgabedrehmoment der Maschine 2 addiert (Unterstützungsausgabe der Maschine 2). Das addierte Ausgabedrehmoment wird durch die Hydraulikpumpe 3 absorbiert.
Das Energieerzeugungsmaß (Absorptionsdrehmomentmaß), und das elektrische Steuermaß (Unterstützungsmaß, Generatordrehmomentmaß) des Generatormotors 11 ändern sich gemaß dem Inhalt des Generatormotorbefehlswert GENcom.
1 zeigt ein anderes Konfigurationsbeispiel der Baumaschine 1.
Wie aus einem Vergleich von 1 und 3 ersichtlich, sind bei dem in 1 gezeigten Konfigurationsbeispiel die PTO-Welle 10, der Generatormotor 11, die elektrische Speichervorrichtung 12, der Drehrichter 13, der Drehsensor 14 und der Spannungssensor 15 in 3 ausgelassen, und es wird durch den Generatormotor 11 kein Elektromotorbetrieb und Energieerzeugungsbetrieb ausgeführt.
Nachfolgend wird der in der Steuereinrichtung 6 ausgeführte Steuerinhalt beschrieben.
(Erstes Beispiel)
Zuerst wird das erste Beispiel beschrieben.
Das erste Beispiel basiert auf dem in 1 gezeigten Konfigurationsbeispiel. 4 und 6 sind Steuerblockschaltbilder, welche einen in der Steuereinrichtung 6 durchgeführten Verarbeitungsinhalt zeigen.
Wie in 4 gezeigt, werden die Zielfließrate Qbo des entsprechenden Auslegerhydraulikzylinders 31, die Zielfließrate Qar des Armhydraulikzylinders 32, die Zielfließrate Qbk des Schaufelhydraulikzylinders 33, die Zielfließrate Qsw des Drehhydraulikmotors 34, die Zielfließrate Qcr des rechten Raupenkettenmotors 35, und die Zielfließrate Qcl für jeden linken Raupenkettenmotor 36 jeweils in der Hydraulikstellglied-Zielfließrate-Berechnungseinheit 50 auf der Grundlage des Auslegerhebelsignals Lbo, des Armhebelsignal Lar, des Schaufelhebelsignals Lbk, des Drehhebelsignals Lsw, des rechte-Raupenkette-Pilotdrucks PRcr, und des linke-Raupenkette-Pilotdrucks PRcl berechnet.
Die Funktionsbeziehungen 51a, 52a, 53a, 54a, 55a und 56a des Betriebmaßes und die Zielfließrate sind in einem Datentabellenformat in einer Speichervorrichtung für jedes Hydraulikstellglied gespeichert.
In der Auslegerzielfließrate-Berechnungseinheit 51 wird die Auslegerzielfließrate Qbo, die dem Betriebsmaß in der derzeitigen Auslegeranheberichtung oder dem Betriebsmaß Qlo in der Auslegerabsenkrichtung entspricht, gemäß der Funktionsbeziehung 51a berechnet.
In der Armzielfließrate-Berechnungseinheit 52 wird die Armzielfließrate Qar, die dem Betriebsmaß in der derzeitigen Armaushubrichtung oder dem Betriebsmaß Lar in der Armabladerichtung entspricht, gemäß der Funktionsbeziehung 52a berechnet.
In der Schaufelzielfließrate-Berechnungseinheit 53 wird die Schaufelzielfließrate Qbk, die dem Betriebsmaß in der derzeitigen Schaufelaushubrichtung oder dem Betriebsmaß Lbk in der Schaufelabladerichtung entspricht, gemäß der Funktionsbeziehung 53a berechnet.
In der Drehzielfließrate-Berechnungseinheit 54 wird die Drehzielfließrate Qsw, die dem Betriebsmaß in der derzeitigen Rechtsdrehrichtung und dem Betriebsmaß Lsw in der Linksdrehrichtung entspricht, gemäß der Funktionsbeziehung 54a berechnet.
In der rechte-Raupenkette-Zielfließrate-Berechnungseinheit 55 wird die Zielfließrate Qcr der rechten Raupenkette, die dem derzeitigen Pilotdruck PRcr der rechten Raupenkette entspricht, gemäß der Funktionsbeziehung 55a berechnet.
In der linker-Raupenkette-Zielfließrate-Berechnungseinheit 56 wird die Zielfließrate Qcl der linken Raupenkette, die dem derzeitigen Pilotdruck PRcl der linken Raupenkette entspricht, gemäß der Funktionsbeziehung 56a berechnet.
Bei dem Berechnungsvorgang werden das Auslegeranhebebetriebsmaß, das Armaushubbetriebsmaß, das Schaufelaushubbetriebsmaß und das Rechtsdrehbetriebsmaß als Betriebsmaß mit positivem Vorzeichen behandelt, und das Auslegerabsenkbetriebsmaß, das Armabladebetriebsmaß, das Schaufelabladebetriebsmaß und das Linksdrehbetriebsmaß als Betriebsmaß mit negativem Vorzeichen behandelt.
In einer Pumpenzielausstoßfließrate-Berechnungseinheit 60 wird ein Vorgang eines Erlangens der Gesamtsumme jeder Hydraulikstellgliedzielfließrate Qbo, Qar, Qbk, Qsw, Qcr und Qcl, die in der Hydraulikstellgliedzielfließrate-Berechnungseinheit 50 berechnet sind, als eine Pumpenzielausstoßfließrate Qsum auf die folgende Weise ausgeführt. Qsum = Qbo + Qar + Qbk + Qsw + Qcr + Qcl (2)
Hier ist die Gesamtsumme der Zielfließrate jedes Hydraulikstellglieds die Pumpenzielausstoßfließrate, jedoch kann die maximale Zielfließrate jeder Hydraulikstellgliedzielfließrate Qbo, Qar, Qbk, Qsw, Qcr und Qcl die Zielausstoßfließrate der Hydraulikpumpe 3 sein.
Bei der ersten Maschinenzieldrehzahl-Berechnungseinheit 61 wird eine erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 entsprechend der Pumpenzielausstoßfließrate Qsum berechnet.
Eine Funktionsbeziehung 61a, in welcher sich eine erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 gemäß einer Erhöhung der Pumpenzielausstoßfließrate Qsum erhöht, ist in der Speichervorrichtung in dem Datentabellenformat gespeichert. Die erste Maschinenzieldrehzahl 61a ist als eine minimale Maschinendrehzahl bereitgestellt, mit welcher die Pumpenzielausstoßfließrate Qsum ausgestoßen werden kann, wenn die Hydraulikpumpe 3 mit einer maximalen Kapazität qmax mit einer Umwandlungskonstante von α betrieben wird, wie nachfolgend beschrieben. ncom1 = Qsum/qmax·α (3)
In der ersten Maschinendrehzahlberechnungseinheit 61 wird die erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 entsprechend der derzeitigen Pumpenzielausstoßfließrate Qsum gemäß der Funktionsbeziehung 61a, das heißt, Gleichung (3), berechnet.
Die Bestimmungseinheit 62 bestimmt, ob die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum größer als eine vorbestimmte Fließrate (beispielsweise 10 (L/min)) ist. Die vorbestimmte Fließrate, die als ein Schwellenwert dient, wird auf die Zielfließrate zur Bestimmung gesetzt, ob jeder Betriebshebel 41 bis 44 von der neutralen Position bzw. Nullstellung betrieben wird.
In einer zweiten Maschinenzieldrehzahlsetzeinheit 68 wird die zweite Maschinenzieldrehzahl ncom2 auf die Drehzahl nJ (beispielsweise 1000 UpM) um die niedrige Leerlaufdrehzahl nL der Maschine 2 gesetzt, falls die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum kleiner als oder gleich eine vorbestimmte Fließrate (beispielsweise 10 (L/min)) als ein Ergebnis einer Bestimmung der Bestimmungseinheit 62 ist, das heißt, falls das Bestimmungsergebnis NEIN ist. Falls die derzeitige Pumpenzielfließausstoßfließrate Qsum größer als die vorbestimmte Fließrate (beispielsweise 10 (L/min)) ist, das heißt, falls das Bestimmungsergebnis JA ist, wird die zweite Maschinenzieldrehzahl ncom2 auf die Drehzahl nM (beispielsweise 1400 UpM) gesetzt, die größer als die niedrige Leerlaufdrehzahl nL der Maschine 2 ist.
In einer Maximumwertauswahleinheit 64 wird die höhere Maschinenzieldrehzahl ncom12 von der ersten Maschinenzieldrehzahl ncom1 oder der zweiten Maschinenzieldrehzahl ncom2 ausgewählt.
Die in 4 gezeigte Pumpenausgabegrenze-Berechnungseinheit 70 ist insbesondere in 6 gezeigt. In der folgenden Beschreibung ist das Bestimmungsergebnis WAHR als T abgekürzt und das Bestimmungsergebnis FALSCH ist als F abgekürzt.
Das Arbeitsmuster einer Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 wird als das Betriebsmuster (1) eines „Laufbetriebs” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit 1 derart gesetzt, um auf das Arbeitsmuster „Laufbetrieb” einzustellen.
In der Pumpenausgabegrenze-Berechnungseinheit 70 wird der Ausgabe(leistungs)grenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 gemäß dem Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 berechnet.
Pplimit1, Pplimit3, Pplimit4, Pplimit5 und Pplimit6 werden im Voraus als Ausgabegrenzwerte der Hydraulikpumpe 3 berechnet. Die Größe des Ausgabegrenzwerts der Hydraulikpumpe 3 wird derart gesetzt, dass sie in der Reihenfolge Pplimit1, Pplimit2, Pplimit3, Pplimit4, Pplimit5 und Pplimit6 sequentiell klein wird, wie auf dem Drehmomentkurvendiagramm von 11 gezeigt.
Mit anderen Worten, wenn der Pilotdruck Prcr der rechten Raupenkette größer als der vorbestimmte Druck Kc ist oder der Pilotdruck Prcl der linken Raupenkette größer als der vorbestimmte Druck Kc ist (Bestimmung T von Schritt 71), wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (1) eines „Laufbetriebs” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 derart gesetzt, dass auf das Arbeitsmuster „Laufbetrieb” eingestellt wird.
In ähnlicher Weise wird die folgende Bestimmung in jedem Schritt 72 bis 79 vorgenommen.
Bei Schritt 72 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob das Rechtsdrehbetriebsmaß Lsw größer als ein vorbestimmtes Betriebsmaß Ksw ist und das Linksdrehbetriebsmaß Lsw kleiner als ein vorbestimmtes Betriebsmaß –Ksw ist.
Bei Schritt 73 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob das Auslegerabsenkbetriebsmaß Lbo kleiner als ein vorbestimmtes Betriebsmaß –Kbo ist oder nicht.
Bei Schritt 74 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob das Auslegeranhebebetriebsmaß Lbo größer als das vorbestimmte Betriebsmaß Kbo ist oder nicht; ob das Armaushubbetriebsmaß La größer als ein vorbestimmtes Betriebsmaß Ka ist oder nicht; ob das Armabladebetriebsmaß La kleiner als das vorbestimmte Betriebsmaß –Ka ist oder nicht; ob das Schaufelaushubbetriebsmaß Lbk größer als ein vorbestimmtes Betriebsmaß Kbk ist oder nicht; oder ob das Schaufelabladebetriebsmaß Lbk kleiner als das vorbestimmte Betriebsmaß –Kbk ist oder nicht.
Bei Schritt 75 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob das Armaushubbetriebsmaß La größer als das vorbestimmte Betriebsmaß Ka ist oder nicht.
Bei Schritt 76 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob das Schaufelaushubbetriebsmaß Lbk größer als das vorbestimmte Betriebsmaß Kbk ist oder nicht.
Bei Schritt 77 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob der Ausstoßdruck PRp der Hydraulikpumpe 3 kleiner als der vorbestimmte Druck Kp1 ist oder nicht.
Bei Schritt 78 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob das Armabladebetriebsmaß La kleiner als das vorbestimmte Betriebsmaß –Ka ist oder nicht.
Bei Schritt 79 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob das Schaufelabladebetriebsmaß Lbk kleiner als das vorbestimmte Betriebsmaß –Kbk ist oder nicht.
Bei Schritt 80 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob der Ausstoßdruck PRp der Hydraulikpumpe 3 größer als der vorbestimmte Druck Kp2 ist oder nicht.
Bei Schritt 81 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob der Ausstoßdruck PRp der Hydraulikpumpe 3 größer als der vorbestimmte Druck Kp3 ist oder nicht.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis T hat, und die Bestimmung von Schritt 73 das Ergebnis T hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (2) eines „Drehbetrieb und Auslegerabsenkbetrieb” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit6 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis T hat, die Bestimmung von Schritt 73 das Ergebnis F hat, und die Bestimmung von Schritt 74 das Ergebnis T hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (3) eines „Arbeitsmaschinenbetrieb, der kein Drehbetrieb und Auslegerabsenkbetrieb ist” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis T hat, die Bestimmung von Schritt 73 das Ergebnis F hat, und die Bestimmung von Schritt 74 das Ergebnis F hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (4) eines „Einzelbetrieb eines Drehbetriebs” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit6 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 75 das Ergebnis T hat, die Bestimmung von Schritt 76 das Ergebnis T hat, und die Bestimmung von Schritt 77 das Ergebnis T hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (5) eines „Wenn die Last beim Armaushubbetrieb und Schaufelaushubbetrieb (beispielsweise Arbeit eines Tragens von Erde und Sand) klein ist” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit2 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 75 das Ergebnis T hat, die Bestimmung von Schritt 76 das Ergebnis T hat, und die Bestimmung von Schritt 77 das Ergebnis F hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (6) eines „Wenn die Last beim Armaushubbetrieb und Schaufelaushubbetrieb (beispielsweise Aushubarbeit durch gleichzeitigen Betrieb des Arms und der Schaufel) groß ist” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 75 das Ergebnis T hat, und die Bestimmung von Schritt 76 das Ergebnis F hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (7) eines „Armaushubbetriebs” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 75 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 78 das Ergebnis T hat, die Bestimmung von Schritt 79 das Ergebnis T hat, und die Bestimmung von Schritt 80 das Ergebnis T hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (8) eines „Wenn die Last beim Armerdebeseitigungsbetrieb und Schaufelerdebeseitigungsbetrieb (beispielsweise Erde- und Sandschubarbeit eines gleichzeitigen Erdebeseitigungsbetriebs des Arms und der Schaufel) groß ist” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit3 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 75 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 78 das Ergebnis T hat, die Bestimmung von Schritt 79 das Ergebnis T hat, und die Bestimmung von Schritt 80 das Ergebnis F hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (9) eines „Wenn die Last beim Armerdebeseitigungsbetrieb und Schaufelerdebeseitigungsbetrieb (beispielsweise Arbeit eines Herumdrehens des Arms und des Schaufels zu derselben Zeit in der Luft) klein ist” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit5 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 75 des Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 78 des Ergebnis T hat, die Bestimmung von Schritt 79 das Ergebnis F hat, und die Bestimmung von Schritt 81 das Ergebnis T hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (10) eines „Wenn die Last beim Armalleinerdebeseitigungsbetrieb (beispielsweise Erde- und Sandschubarbeit durch den Erdebeseitigungsbetrieb des Arms) groß ist” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit3 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 75 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 78 das Ergebnis T hat, die Bestimmung von Schritt 79 das Ergebnis F hat, und die Bestimmung von Schritt 81 das Ergebnis F hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (11) eines „Wenn die Last beim Armalleinerdebeseitigungsbetrieb (beispielsweise Arbeit eines Herumdrehens des Arms in der Luft) klein ist” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit5 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
Falls die Bestimmung von Schritt 71 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 72 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 75 das Ergebnis F hat, die Bestimmung von Schritt 78 das Ergebnis F hat, wird das Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 als ein Arbeitsmuster (12) eines „Andere Arbeit” bestimmt, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 derart gesetzt, um auf das relevante Arbeitsmuster einzustellen.
In der dritten Maschinenzieldrehzahl-Berechnungseinheit 63 wird die dritte Maschinenzieldrehzahl ncom3 entsprechend dem in der Pumpenausgabegrenze-Berechnungseinheit 70 berechneten Ausgabe(leistungs)grenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 berechnet.
In der Speichervorrichtung wird eine Funktionsbeziehung 63a, bei welcher sich die dritte Maschinenzieldrehzahl ncom3 gemäß einer Erhöhung des Ausgabegrenzwerts Pplimit der Hydraulikpumpe 3 erhöht, in einem Datentabellenformat gespeichert.
In der dritten Maschinenzieldrehzahl-Berechnungseinheit 63 wird die dritte Maschinenzieldrehzahl ncom3 entsprechend dem derzeitigen Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 oder der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 gemäß der Funktionsbeziehung 63a berechnet.
In der Minimalwertauswahleinheit 65 wird die geringere Maschinenzieldrehzahl ncom der Maschinenzieldrehzahl ncom12, die in der Maximumwertauswahleinheit 64 ausgewählt wird, und der dritten Maschinenzieldrehzahl ncom3 ausgewahlt.
Die Steuereinrichtung 6 gibt an den Drehzahlregler 4 einen Drehzahlbefehlswert aus, um die Maschinendrehzahl n auf der Zieldrehzahl ncom zu haben, wodurch der Drehzahlregler 4 die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht/vermindert, um die Maschinenzieldrehzahl ncom auf der Zieldrehmomentkurve L1 zu haben, die in 10 gezeigt ist.
In der Pumpenabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 wird das Zielabsorptionsdrehmoment Tpcom der Hydraulikpumpe 3 entsprechend der Maschinenzieldrehzahl ncom berechnet.
In der Speichervorrichtung wird eine Funktionsbeziehung 66a, bei welcher sich das Zielabsorptionsdrehmoment Tpcom der Hydraulikpumpe 3 gemäß einer Erhöhung der Maschinenzieldrehzahl ncom erhöht, in einem Datentabellenformat gespeichert. Die Funktion 66a ist eine Kurve entsprechend der Zieldrehmomentkurve L1 des Drehmomentkurvendiagramms, das in 10 gezeigt ist.
10 zeigt ein Drehmomentkurvendiagramm der Maschine 2, ähnlich zu 2, wobei die horizontale Achse die Maschinendrehzahl n (UpM: U/min) und die vertikale Achse das Drehmoment T (N·m) zeigt. Die Funktion 66a entspricht der Zieldrehmomentkurve L1 des in 10 gezeigten Drehmomentkurvendiagramms.
In der Pumpenabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 wird das Zielabsorptionsdrehmoment Tpcom der Hydraulikpumpe 3 entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl ncom gemäß der Funktion 66a berechnet.
In der Steuerstromberechnungseinheit 67 wird der Steuerstrom pc-epc entsprechend dem Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom berechnet.
In der Speichervorrichtung wird eine Funktionsbeziehung 67a, bei welcher sich der Steuerstrom pc-epc gemäß einer Erhöhung des Pumpenzielabsorptionsdrehmoments Tpcom erhöht, in einem Datentabellenformat gespeichert.
In der Pumpenabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 wird der Steuerstrom pc-epc entsprechend dem derzeitigen Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom gemäß der Funktionsbeziehung 67a berechnet.
Der Steuerstrom pc-epc wird aus der Steuereinrichtung 6 an das Pumpensteuerventil 5 ausgegeben, wodurch das Pumpensteuerventil 5 durch den Servokolben geändert wird. Das Pumpensteuerventil 5 PC-steuert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 3a der Hydraulikpumpe 3, so dass das Produkt des Ausstoßdrucks PRp (kg/cm²) der Hydraulikpumpe 3 und die Kapazität q (cc/U) der Hydraulikpumpe 3 nicht das Pumpenabsorptionsdrehmoment Tpcom entsprechend dem Steuerstrom pc-epc überschreitet.
Unter Bezugnahme auf 10 werden Effekte des ersten Beispiels beschrieben.
Wie in 10 gezeigt, werden, wenn die Maschine 2 und die Hydraulikpumpe 3 gemäß der Zieldrehzahlkurve L1 gesteuert werden, in welcher das Pumpenabsorptionsdrehmoment Tpcom mit Verminderung der Maschinendrehzahl n kleiner wird, der Kraftstoffverbrauch, die Maschineneffizienz, und die Pumpeneffizienz verbessert, die Störung reduziert, das Maschinenabwürgen verhindert, jedoch ist die Reaktionsfähigkeit der Maschine 2 nicht zufrieden stellend. Das heißt, auch wenn der Betriebshebel 41 etc. von der Nullstellung in einem Versuch zum Starten der Aushubarbeit bewegt wird und die Maschine 2 von niedriger Drehzahl angehoben wird, hat die Maschinenausgabe keine Marge in Bezug auf die Energie für die Pumpenabsorptionsleistung bei dem Anfangszustand (Übergangszustand) bei dem Start einer Bewegung des Hebels, da die Last der Hydraulikpumpe 3 rapide ansteigt, und die Energie zum Beschleunigen der Maschine 2 fehlt. Folglich kann die Maschine 2 nicht bis zu der Zieldrehzahl angehoben werden, oder sie kann nur mit einer extrem langsamen Geschwindigkeit angehoben werden.
In diesen Hinsichten wird bei dem ersten Beispiel die erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 gesetzt, die auf die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum einstellt, und die Drehzahl nM (beispielsweise 1400 UpM), die größer als die niedrige Maschinenleerlaufdrehzahl nL ist, als die zweite Maschinenzieldrehzahl ncom2 gesetzt, falls die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum als größer als die vorbestimmte Fließrate (beispielsweise 10 (L/min)) bestimmt wird. Falls die zweite Maschinenzieldrehzahl ncom2 größer als oder gleich die erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 ist, wird die Maschinendrehzahl gesteuert, um die zweite Maschinenzieldrehzahl ncom2 zu erlangen. Die Hydraulikpumpe 3 wird gesteuert, um das Pumpenabsorptionsdrehmoment entsprechend der zweiten Maschinenzieldrehzahl ncom2 zu erlangen.
Auf diese Weise wird, wenn der Betriebshebel 41 etc. von der Nullstellung in einem Versuch zum Starten der Aushubarbeit bewegt wird, die Maschinendrehzahl im Voraus angehoben, und das Maschinendrehmoment wird angehoben, bevor die Last der Hydraulikpumpe 3 rapide ansteigt, wodurch überschüssige Energie bei der Energie zum Beschleunigen der Maschine 2 erzeugt wird. Die Maschine 2 kann dann rapide von dem niedrigen Drehzahlbereich auf die Zieldrehzahl angehoben werden, und die Reaktionsfähigkeit der Maschine 2 wird verbessert.
Bei dem ersten Beispiel wird die auf die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum eingestellte erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 gesetzt, wird der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 gemäß dem Arbeitsmuster der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern 21 bis 26 gesetzt, und wird die dazu entsprechende dritte Maschinenzieldrehzahl ncom3 gesetzt. Falls die dritte Maschinenzieldrehzahl ncom3 geringer als oder gleich der ersten Maschinenzieldrehzahl ncom1 ist, wird die Maschinendrehzahl gesteuert, um die dritte Maschinenzieldrehzahl ncom3 zu erlangen, und die Hydraulikpumpe 3 wird gesteuert, um das Pumpenabsorptionsdrehmoment entsprechend der dritten Maschinenzieldrehzahl ncom3 zu erlangen. Das Pumpenabsorptionsdrehmoment kann folglich auf einem geeigneten Wert definiert werden, und es kann unterbunden wird, das mehr Energieverbrauch als erforderlich verschwendet wird.
12 zeigt eine Änderung über der Zeit beim Auslegerhebelsignal Lbo, Armhebelsignal Lar, Schaufelhebelsignal Lbk, und Drehhebelsignal Lsw, welche das Betriebsmaß einer Änderung über der Zeit beim Pumpenabsorptionsdrehmoment Tp jedes Betriebshebels 41, 42, und eine Änderung über der Zeit bei der Maschinendrehzahl n repräsentieren, wenn die Arbeit in der Reihenfolge des Arbeitsmusters (7), des Arbeitsmusters (5), des Arbeitsmusters (3), des Arbeitsmusters (11), des Arbeitsmusters (12), und des Arbeitsmusters (2) als Beispiel mit der horizontalen Achse als der Zeit t ausgeführt wird.
Gemäß dem ersten Beispiel kann, wenn die Arbeit in einer Reihe von in 12 gezeigten Arbeitsmustern ausgeführt wird, das Pumpenabsorptionsdrehmoment mit einem geeigneten Wert definiert werden, und es kann unterbunden werden, dass mehr Energie als erforderlich verschwendet wird.
Wie zuvor beschrieben, wird bei dem vorliegenden Beispiel die derzeitige Zielausstoßfließrate Qsum der Hydraulikpumpe 3 durch das Betriebsmaß der Betriebshebel 41 bis 44 zum Betreiben jedes Hydraulikstellglieds 31 bis 36 berechnet, wird die auf die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum eingestellte erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 gesetzt, und wird eine Bestimmung vorgenommen, dass die Betriebshebel 41 bis 44 von dem Nichtbetriebszustand in den Betriebszustand geschaltet worden sind, wenn die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum größer als die vorbestimmte Fließrate (beispielsweise 10 (L/min)) ist, wobei, wenn eine derartige Bestimmung vorgenommen wird, die Drehzahl nM (beispielsweise 1400 UpM), die größer als die niedriger Maschinenleerlaufdrehzahl nL ist, als die zweite Maschinenzieldrehzahl ncom2 gesetzt.
Jedoch ist die Bestimmung, dass die Betriebshebel 41 bis 44 von dem Nichtbetriebszustand in den Betriebszustand geschaltet worden sind, nicht darauf beschränkt, und es kann eine Bestimmung vorgenommen werden, dass die Betriebshebel 41 bis 44 von dem Nichtbetriebszustand in den Betriebszustand geschaltet worden sind, wenn das Betriebsmaß der Betriebshebel 41 bis 44 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird die derzeitige Pumpenzielausstoßfließrate Qsum gemäß dem Betriebsmaß der Betriebshebel 41 bis 44 zum Betrieb jedes Hydraulikstellglieds 31 bis 36 erlangt, und es wird die auf die Pumpenzielausstoßfließrate Qsum eingestellte erste Maschinenzieldrehzahl ncom1 gesetzt.
Die Art und Weise eines Setzens der ersten Zieldrehzahl bei dem vorliegenden Beispiel ist jedoch beliebig. Beispielsweise kann die Drehzahl der Maschine 2 mit Kraftstoffwahl gesetzt werden, und die erste Zieldrehzahl ncom1 der Maschine 2 kann gemäß dem gesetzten Wert der Kraftstoffwahl gesetzt werden, ähnlich wie bei der verwandten Technik beschrieben.
(Zweites Beispiel)
Nun wird das zweite Beispiel beschrieben.
Die Konfiguration der Baumaschine 1 des zweiten Beispiels basiert auf dem in 3 gezeigten Konfigurationsbeispiel, in welchem die PTO-Welle 10, der Generatormotor 11, die elektrische Speichervorrichtung 12, der Drehrichter 13, der Drehsensor 14, und der Spannungssensor 15 zu dem Konfigurationsbeispiel von 1 hinzugefügt sind, und der Generatormotor 11 führt den Elektromotorbetrieb und den Energieerzeugungsbetrieb durch.
5, 6, 7 und 8 sind Steuerblockansichten, die einen in der Steuereinrichtung 6 durchgeführten Verarbeitungsinhalt zeigen.
5 ist eine Ansicht, die 4 des ersten Beispiels entspricht, und es wird eine Beschreibung der mit 4 uberlappenden Abschnitte ausgelassen.
Wie in 5 und 6 gezeigt, wird bei dem zweiten Beispiel, wenn ähnlich zu dem ersten Beispiel die Maschinenzieldrehzahl ncom in der Minimalwertauswahleinheit 65 ausgewählt wird, der nachfolgend beschriebene Vorgang unter Bezugnahme auf das in 7 gezeigte Steuerblockschaltbild ausgeführt.
Die Maschinendrehzahl und die Maschinenzieldrehzahl werden jeweils in eine Generatormotordrehzahl und eine Generatormotorzieldrehzahl umgewandelt, und dann wird der Berechnungsvorgang durchgeführt, jedoch kann bei der folgenden Beschreibung die Generatormotordrehzahl und die Generatorzieldrehzahl jeweils durch die Maschinendrehzahl und die Maschinenzieldrehzahl ersetzt werden, und danach kann der ähnliche Berechnungsvorgang durchgeführt werden.
In einer Generatormotorzieldrehzahl-Berechnungseinheit 96 wird eine Zieldrehzahl Ngencom des Generatormotors 11 entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl ncom mit der folgenden Gleichung berechnet. Ngencom = ncom × K2 (4) wobei K2 ein Reduktionsverhältnis der PTO-Welle 10 ist.
In der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 wird es auf der Grundlage der Zieldrehzahl Ngencom des Generatormotors 11, der in dem Drehsensor 14 erfassten derzeitigen tatsächlichen Drehzahl GENspd des Generatormotors 11, und der in dem Spannungssensor 15 erfassten derzeitigen Spannung BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 bestimmt, ob die Maschine 2 mit dem Generatormotor 11 zu unterstützen ist oder nicht (Notwendigkeit einer Unterstützung).
Die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 ist insbesondere in 8 gezeigt.
Zuerst wird in einer Abweichungsberechnungseinheit 91 eine Abweichung Δgenspd der Generatormotorzieldrehzahl Ngencom und der tatsachlichen Generatormotordrehzahl GENspd berechnet.
In einem ersten Bestimmungsteil 92 wird, wenn die Abweichung Δgenspd der Generatormotorzieldrehzahl Ngencom und der tatsächlichen Generatormotordrehzahl GENspd größer als oder gleich ein erster Schwellenwert ΔGC1 ist, eine Bestimmung vorgenommen, dass der Generatormotor 11 als Elektromotor zu betreiben ist, und die Unterstützungskennung wird auf T gesetzt; wohingegen, wenn die Abweichung Δgenspd der Generatormotorzieldrehzahl Ngencom und der tatsächlichen Generatormotordrehzahl GENspd kleiner als oder gleich ein zweiter Schwellenwert ΔGC2 ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ΔGC1 ist, eine Bestimmung vorgenommen wird, dass der Generatormotor 11 nicht als Elektromotor zu betreiben ist (Energieerzeugungsbetrieb zum Speichern von Energie wie erforderlich, und zum Speichern von Energie in der elektrischen Speichervorrichtung 12), und die Unterstützungskennung wird auf F gesetzt.
Wenn die Abweichung Δgenspd der Generatormotorzieldrehzahl Ngencom und der tatsächlichen Generatormotordrehzahl GENspd kleiner als oder gleich ein dritter Schwellenwert ΔGC3 ist, wird eine Bestimmung vorgenommen, dass der Generatormotor 11 zur Energieerzeugung zu betreiben ist, und die Unterstützungskennung wird auf T gesetzt; wohingegen, wenn die Abweichung Δgenspd der Generatormotorzieldrehzahl Ngencom und der tatsächlichen Generatormotordrehzahl GENspd größer als oder gleich ein vierter Schwellenwert ΔGC4 ist, der großer als der dritte Schwellenwert ΔGC3 ist, eine Bestimmung vorgenommen wird, dass der Generatormotor 11 nicht zur Energieerzeugung zu betreiben ist (Energieerzeugungsbetrieb zum Speichern von Energie wie erforderlich, um Energie in der elektrischen Speichervorrichtung 12 zu speichern), und die Unterstützungskennung wird auf F gesetzt.
Wenn das Vorzeichen der Drehzahlabweichung Δgenspd positiv ist und größer als oder gleich ein bestimmtes Ausmaß wird, wird der Generatormotor 11 als Elektromotor betrieben, um die Maschine 2 zu unterstützen, so dass die Maschinendrehzahl rapide in Richtung der Maschinenzieldrehzahl angehoben wird, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl und die Zieldrehzahl verschieden voneinander sind.
Falls das Vorzeichen der Drehzahlabweichung Δgenspd negativ ist und größer als oder gleich ein bestimmtes Ausmaß wird, wird der Generatormotor 11 zur Energieerzeugung betrieben, um die Maschine 2 umgekehrt zu unterstützen, so dass, wenn die Maschinendrehzahl geschwindigkeitsreduziert wird, der Energieerzeugungsbetrieb durchgeführt wird, um die Maschinenzieldrehzahl rapide zu verringern und die Energie der Maschine 2 wiederzugewinnen.
Zwischen dem ersten Schwellenwert ΔGC1 und dem zweiten Schwellenwert ΔGC2 ist eine Hysterese gegeben, und zwischen dem dritten Schwellenwert ΔGC3 und dem vierten Schwellenwert ΔGC4 ist eine Hysterese gegeben, wodurch ein Nachlauf in Hinblick auf die Steuerung vermieden wird.
In einem zweiten Bestimmungsteil 93 wird die Unterstützungskennung auf T gesetzt, wenn die Spannung BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 in einem vorbestimmten Bereich BC1 bis BC4 (BC2 bis BC3) liegt, und die Unterstützungskennung wird auf F gesetzt, falls sie außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
Ein erster Schwellenwert BC1, ein zweiter Schwellenwert BC2, ein dritter Schwellenwert BC3, und ein vierter Schwellenwert BC4 werden auf den Spannungswert BATTvolt gesetzt. Der erste Schwellenwert BC1, der zweite Schwellenwert BC2, der dritte Schwellenwert BC3, und der vierte Schwellenwert BC4 werden in dieser Reihenfolge groß.
Die Unterstützungskennung wird auf T gesetzt, wenn der Spannungswert BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 kleiner als oder gleich der dritte Schwellenwert BC3 ist, und die Unterstützungskennung wird auf F gesetzt, wenn der Spannungswert BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 größer als oder gleich der vierte Schwellenwert BC4 ist. Die Unterstützungskennung wird auf T gesetzt, wenn der Spannungswert BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 größer als oder gleich der zweite Schwellenwert BC2 ist, und die Unterstützungskennung wird auf F gesetzt, wenn der Spannungswert BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 kleiner als oder gleich der erste Schwellenwert BC1 ist.
Die Unterstützung wird nur ausgeführt, wenn der Spannungswert BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 in dem vorbestimmten Bereich BC1 bis BC4 (BC2 bis BC3) liegt, so dass eine Unterstützung nicht bei der niedrigen Spannung und bei der hohen Spannung außerhalb des vorbestimmten Bereichs ausgeführt wird, und es wird ein nachteiliger Effekt eines Überladens und Tiefentladens auf die elektrische Speichervorrichtung 12 vermieden.
Zwischen dem ersten Schwellenwert BC1 und dem zweiten Schwellenwert BC2 ist eine Hysterese gegeben, und zwischen dem dritten Schwellenwert BC3 und dem vierten Schwellenwert BC4 ist eine Hysterese gegeben, wodurch ein Nachlauf in Hinblick auf die Steuerung vermieden wird.
In der UND-Schaltung 94 wird, falls sowohl die in dem ersten Bestimmungsteil 92 erlangte Unterstutzungskennung als auch die in dem zweiten Unterstützungsteil 93 erlangte Unterstützungskennung beide T sind, der Inhalt der Unterstützungskennung letztendlich auf T gesetzt, oder andererseits wird der Inhalt der Unterstützungskennung letztendlich auf F gesetzt.
In einer Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob der Inhalt der aus der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 ausgegebenen Unterstützungskennung T ist oder nicht.
In einer Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 87 wird der an den Drehrichter 13 anzulegende Inhalt des Generatormotorbefehlswerts GENcom zu der Zieldrehzahl oder dem Zieldrehmoment demgemäß geschaltet, ob das Bestimmungsergebnis der Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 T ist oder nicht (F).
Der Generatormotor 11 wird durch die Drehzahlsteuerung oder die Drehmomentsteuerung durch den Drehrichter 13 gesteuert.
Die Drehzahlsteuerung ist eine Steuerung eines Einstellens der Drehzahl des Generatormotors 11 zum Erlangen der Zieldrehzahl durch Anwenden der Zieldrehzahl als der Generatormotorbefehlswert GENcom. Die Drehmomentsteuerung ist eine Steuerung eines Einstellens des Drehmoments des Generatormotors 11 zum Erlangen des Zieldrehmoments durch Anwenden des Zieldrehmoments als den Generatormotorbefehlswert GENcom.
In der Modulationsverarbeitungseinheit 97 wird die Zieldrehzahl des Generatormotors 11 berechnet und ausgegeben. In der Generatormotordrehmoment-Berechnungseinheit 68 wird das Zieldrehmoment des Generatormotors 11 berechnet und ausgegeben.
Das heißt, die Modulationsverarbeitungseinheit 97 gibt die Drehzahl Ngencom aus, die mit dem Modulationsvorgang gemäß einer Charakteristik 97a in Bezug auf die Generatormotorzieldrehzahl Ngencom durchgeführt wird, die in der Generatormotorzieldrehzahl-Berechnungseinheit 96 erlangt wird. Die durch die Generatormotorzieldrehzahl Berechnungseinheit 96 eingegebene Generatormotorzieldrehzahl Ngencom wird nicht ausgegeben wie sie ist, sondern wird über der Zeit allmählich erhöht, bis die Generatormotorzieldrehzahl Ngencom erreicht wird, die durch die Generatormotorzieldrehzahl-Berechnungseinheit 96 eingegeben wird.
Unter Bezugnahme auf 13 und 14 wird der Effekt, wenn der Modulationsvorgang durchgeführt wird im Gegensatz dazu, wenn der Modulationsvorgang nicht durchgeführt wird, beschrieben.
Ähnlich zu 2 und 10 zeigen 13A, 13B, 14A, und 14B ein Drehmomentkurvendiagramm, welches die horizontale Achse als die Maschinendrehzahl und die vertikale Achse als das Drehmoment T hat.
13A ist eine Ansicht, welche die Bewegung des Drehzahlreglers 4 beschreibt, wenn der Modulationsvorgang zur Zeit einer Maschinenbeschleunigung nicht durchgeführt wird, und 13B ist eine Ansicht, welche die Bewegung des Drehzahlreglers 4 beschreibt, wenn der Modulationsvorgang zur Zeit einer Maschinenbeschleunigung durchgeführt wird.
14A ist eine Ansicht, welche die Bewegung des Drehzahlreglers 4 beschreibt, wenn der Modulationsvorgang zur Zeit einer Maschinenverlangsamung nicht durchgeführt wird, und 14B ist eine Ansicht, welche die Bewegung des Drehzahlreglers 4 beschreibt, wenn der Modulationsvorgang zur Zeit einer Maschinenverlangsamung durchgeführt wird. Falls für den Drehzahlregler 4 ein mechanischer Drehzahlregler Verwendung findet, könnte die durch den Drehzahlregler 4 spezifizierte Drehzahl von der tatsächlichen Maschinendrehzahl verzogert sein.
Wie in 13A und 13B gezeigt, wird ein Fall eines Beschleunigens der Maschine 2 von dem Übereinstimmungspunkt P0 einer niedrigen Drehzahl zu der Seite hoher Drehzahl, wenn die Last der Hydraulikpumpe 3 groß ist, angenommen.
In 13A und 13B entspricht P2 dem Maschinendrehmoment, und das die Maschine 2 und den Generatormotor 11 verbindende Gesamtdrehmoment P3 ist dasjenige, bei welchem das Unterstützungsdrehmoment zu dem Maschinendrehmoment addiert wird. P1 entspricht dem Pumpenabsorptionsdrehmoment, und ein kombiniertes Drehmoment des Beschleunigungsdrehmoments und des Pumpenabsorptionsdrehmoments entspricht dem Gesamtdrehmoment P3.
Wie in 13A gezeigt, wird, wenn der Modulationsvorgang nicht durchgeführt wird, ein Unterstützungsdrehmoment entsprechend der Abweichung der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Maschinendrehzahl erzeugt. Falls die Abweichung groß ist, wird das Unterstutzungsdrehmoment durch den Generatormotor 11 entsprechend zu der großen Abweichung größer. Folglich beschleunigt die Maschine 2 schneller als die Bewegung des Drehreglers 4, und die tatsächliche Drehzahl wird großer als die durch den Drehregler 4 spezifizierte Drehzahl. Wenn die Maschine 2 rapide beschleunigt wird, vermindert sich die Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund einer Einstellung des Drehzahlreglers 4, und das Maschinendrehmoment vermindert sich. Als Folge davon wird die Maschine 2 im Reibungsschluss sein bzw. mitlaufen, auch wenn die Maschine 2 durch den Generatormotor 11 unterstützt wird, und die Beschleunigung der Maschine 2 wird nicht ansteigen. Das Maschinendrehmoment wird vermindert, während die Kraftstoffeinspritzmenge vermindert wird, und es tritt ein Verlust der Maschine 2 auf und die Maschine 2 beschleunigt, wodurch ein Energieverlust verursacht wird, und die Maschine 2 nicht zufriedenstellend beschleunigt werden kann.
Wenn der Modulationsvorgang durchgeführt wird, wie in 13B gezeigt, wird der Modulationsvorgang auf der Maschinenzieldrehzahl durchgeführt, die Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Maschinendrehzahl wird klein, und es wird dementsprechend ein kleines Unterstützungsdrehmoment bei dem Generatormotor 11 erzeugt. Die Bewegung des Drehreglers 4 folgt dann der Beschleunigung der Maschine 2, und die durch den Drehregler 4 spezifizierte Drehzahl stimmt mit der tatsächlichen Drehzahl überein.
Dadurch wird der Energieverlust reduziert, und die Maschine 2 wird zufriedenstellend beschleunigt.
Es wird ein Fall eines Verlangsamens der Maschine 2 beschrieben.
Wie in 14A und 14B gezeigt, wird ein Fall eines Verlangsamens der Maschine 2 von dem Abstimmungspunkt P0 hoher Drehzahl zu der Seite niedriger Drehzahl, wenn die Last der Hydraulikpumpe 3 groß ist, angenommen.
In 14A und 14B entspricht P2 dem Maschinendrehmoment, und das die Maschine 2 und den Generatormotor 11 verbindende Gesamtdrehmoment P3 entspricht dem kombinierten Drehmoment des Regenerationsdrehmoments und des Maschinendrehmoments. P1 entspricht dem Pumpenabsorptionsdrehmoment, und dasjenige, bei welchem das Verlangsamungsdrehmoment zu dem Pumpenabsorptionsdrehmoment addiert wird, entspricht dem Gesamtdrehmoment P3.
Wie in 14A gezeigt, wird, wenn der Modulationsvorgang nicht durchgeführt wird, ein Regenerationsdrehmoment entsprechend der Abweichung der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Maschinendrehzahl erzeugt. Falls die Abweichung groß ist, wird das Regenerationsdrehmoment durch den Generatormotor 11 entsprechend zu der großen Abweichung größer. Folglich verlangsamt sich die Maschine 2 schneller als die Bewegung des Drehreglers 4, und die tatsächliche Drehzahl wird kleiner als die durch den Drehregler 4 spezifizierte Drehzahl. Wenn die Maschine 2 schnell verlangsamt wird, erhöht sich die Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund einer Einstellung des Drehzahlreglers 4, und das Maschinendrehmoment erhöht sich. Als Folge davon wird die Maschine 2 verlangsamt, wobei der Generatormotor 11 Energie erzeugt, während die Maschine 2 das Drehmoment erhöht. Als Folge davon hebt die Maschine 2 das Drehmoment an, der Generatormotor 11 sammelt die sich erhöhende Maschinenenergie, und die Maschine 2 wird verlangsamt, wodurch eine Energieerzeugungsverschwendung durchgeführt wird und der Kraftstoff unnötig verbraucht wird.
Wenn der Modulationsvorgang durchgeführt wird, wie in 14B gezeigt, wird der Modulationsvorgang auf der Maschinenzieldrehzahl durchgeführt, die Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Maschinendrehzahl wird klein, und es wird dementsprechend ein kleines Regenerationsdrehmoment bei dem Generatormotor 11 erzeugt. Die Bewegung des Drehreglers 4 folgt dann der Verlangsamung der Maschine 2, und die durch den Drehregler 4 spezifizierte Drehzahl stimmt mit der tatsächlichen Drehzahl überein. Das Drehmoment der Maschine 2 wird folglich negativ und die Maschine 2 verlangsamt sich, während die Geschwindigkeitsenergie der Maschine 2 durch den Generatormotor 11 gesammelt wird. Dadurch wird die Maschine 2 effektiv verlangsamt, ohne eine Energieverbrauchsverschwendung zu verursachen.
In der Generatormotordrehmoment-Berechnungseinheit 68 wird das Zieldrehmoment Tgencom entsprechend der Spannung BATTvolt auf der Grundlage der derzeitigen Spannung BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 berechnet, die in dem Spannungssensor 15 erfasst wird.
In der Speichervorrichtung ist eine Funktionsbeziehung 68a, welche eine Hysterese hat, in welcher sich das Zieldrehmoment Tgencom gemäß einem Anstieg 68b in der Spannung BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 vermindert und sich das Zieldrehmoment Tgencom gemäß einer Verringerung 68c in der Spannung BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 erhöht, in einem Datentabellenformat gespeichert. Die Funktionsbeziehung 68a ist gesetzt, um den Spannungswert der elektrischen Speichervorrichtung 12 in einem gewunschten Bereich zu halten, indem das Energieerzeugungsmaß des Generatormotors 11 eingestellt wird.
In der Generatormotordrehmoment-Berechnungseinheit 68 wird das Zieldrehmoment Tcom entsprechend der derzeitigen Spannung BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 gemaß der Funktionsbeziehung 68a ausgegeben.
Wenn es in der Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 bestimmt wird, dass der Inhalt der Unterstützungskennung T ist, wird die Generatormotorbefehl-Schalteinheit 87 auf die Seite der Modulationsvorgangseinheit 97 geschaltet, die Generatormotorzieldrehzahl Ngencom, die aus der Modulationsvorgangseinheit 97 ausgegeben wird, wird an den Drehrichter 13 als ein Generatormotorbefehlswert GENcom ausgegeben, der Generatormotor 11 wird drehzahlgesteuert, und der Generatormotor 11 führt den Elektromotorbetrieb oder den Energieerzeugungsbetrieb durch.
Wenn es in der Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 bestimmt wird, dass der Inhalt der Unterstützungskennung F ist, wird die Generatormotorbefehl-Schalteinheit 87 auf die Seite der Generatormotordrehmoment-Berechnungseinheit 68 geschaltet, das Generatormotorzieldrehmoment Tgencom, das aus der Generatormotordrehmoment-Berechnungseinheit 68 ausgegeben wird, wird an den Drehrichter 13 als ein Generatormotorbefehlswert GENcom ausgegeben, der Generatormotor 11 wird drehzahlgesteuert, und der Generatormotor 11 führt den Energieerzeugungsbetrieb durch.
In der Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 wird der an die Steuerstrom-Berechnungseinheit 67 anzulegende Inhalt des Pumpenzielabsorptionsdrehmoments T zu dem ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom1 oder dem zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2 abhängig davon geschaltet, ob das Bestimmungsergebnis der Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 den Wert T hat oder nicht (F).
Das erste Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom1 wird in der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 (selbe Konfiguration wie die in 4 gezeigte Pumpenabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit) berechnet.
Das heißt, das erste Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom1 ist als ein Drehmomentwert auf der ersten Zieldrehmomentkurve L1 in dem Drehmomentkurvendiagramm von 9A bereitgestellt. Wie in 10 beschrieben, ist die erste Zieldrehmomentkurve L1 als eine Zieldrehmomentkurve gesetzt, in welcher das Zielabsorptionsdrehmoment Tpcom1 der Hydraulikpumpe 3 mit geringer werdender Maschinenzieldrehzahl n kleiner wird.
Das zweite Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2 wird in der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85 berechnet.
Das heißt, das zweite Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2 ist als ein Drehmomentwert auf der zweiten Zieldrehmomentkurve L2 bereitgestellt, in welcher das Pumpenzielabsorptionsdrehmoment in dem niedrigen Drehzahlbereich in Bezug auf die erste Zieldrehmomentkurve L1 in dem Drehmomentkurvendiagramm von 9A größer wird.
In der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 wird das erste Zielabsorptionsdrehmoment Tpcom1 der Hydraulikpumpe 3 entsprechend der Maschinenzieldrehzahl ncom berechnet.
In der Speichervorrichtung ist eine Funktionsbeziehung 66a, bei welcher sich das erste Zielabsorptionsdrehmoment Tpcom1 der Hydraulikpumpe 3 mit Erhöhung der Maschinenzieldrehzahl n erhöht, in einem Datentabellenformat gespeichert. Die Funktion 66a ist eine Kurve entsprechend der ersten Zieldrehmomentkurve L1 auf dem in 9A (10) gezeigten Drehmomentkurvendiagramm.
9A zeigt das Drehmomentkurvendiagramm einer Maschine 2, ähnlich zu 10, in welcher die horizontale Achse die Maschinendrehzahl n (UpM: U/min) und die vertikale Achse das Drehmoment T (N·m) zeigt. Die Funktion 66a entspricht der Zieldrehmomentkurve L1 auf dem in 9A gezeigten Drehmomentkurvendiagramm.
In der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 wird das erste Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom1 entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl ncom gemäß der Funktionsbeziehung 66a berechnet.
In der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85 wird das zweite Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2 der Hydraulikpumpe 3 entsprechend der Generatormotordrehzahl GENspd (tatsächliche Maschinendrehzahl) berechnet.
In der Speichervorrichtung ist eine Funktionsbeziehung 85a, bei welcher sich das zweite Zielabsorptionsdrehmoment Tpcom2 der Hydraulikpumpe 3 gemäß der Generatormotordrehzahl GENspd (tatsächliche Maschinendrehzahl) ändert, in einem Datentabellenformat gespeichert. Die Funktion 85a ist eine Kurve entsprechend der zweiten Zieldrehmomentkurve L2 auf dem in 9A gezeigten Drehmomentkurvendiagramm, und hat eine Charakteristik dahingehend, dass das Pumpenzielabsorptionsdrehmoment in dem niedrigen Drehzahlbereich in Bezug auf die erste Zieldrehmomentkurve L1 größer wird. Beispielsweise ist die zweite Zieldrehmomentkurve L2 eine Kurve entsprechend der Kurve gleicher Leistung, und sie hat eine Charakteristik dahingehend, dass sich das Drehmoment gemäß einem Anstieg bei der Maschinendrehzahl verringert.
In der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85 wird das zweite Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2 entsprechend der derzeitigen Generatormotordrehzahl GENspd (tatsächliche Maschinendrehzahl) gemäß der Funktionsbeziehung 85a berechnet.
Wenn es in der Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 bestimmt wird, dass der Inhalt der Unterstützungskennung T ist, schaltet die Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 auf die Seite der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85, und das aus der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85 ausgegebene zweite Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2 wird an eine nachgeschaltete Filterverarbeitungseinheit 89 als das Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom ausgegeben.
Wenn es in der Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 bestimmt wird, dass der Inhalt der Unterstützungskennung F ist, schaltet die Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlwert-Schalteinheit 88 auf die Seite der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66, und das aus der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 ausgegebene erste Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom1 wird an die nachgeschaltete Filterverarbeitungseinheit 89 als das Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom ausgegeben.
Die Auswahl des Zielabsorptionsdrehmoments Tpcom1, Tpcom2 der Hydraulikpumpe 3, das heißt der Zieldrehmomentkurve L1, L2 von 9A, wird in der Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 auf die vorangehende Weise geschaltet.
In der Filterverarbeitungseinheit 89 wird, wenn die Auswahl der Zieldrehmomentkurve L1, L2 geschaltet wird, ein Filtervorgang eines allmählichen Änderns von dem Pumpenzielabsorptionsdrehmoment (zweites Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2) auf der Zieldrehmomentkurve (beispielsweise der zweiten Zieldrehmomentkurve L2) vor einem Schalten zu dem Zielabsorptionsdrehmoment (zweites Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom1) auf der Zieldrehmomentkurve (erste Zieldrehmomentkurve L1) nach einem Schalten ausgeführt.
Das heißt, die Filterverarbeitungseinheit 89 gibt den Zieldrehmomentwert Tpcom, welcher dem Filtervorgang gemäß der Charakteristik 89a unterzogen ist, aus, wenn die Auswahl der Zieldrehmomentkurve L1, L2 geschaltet wird. Wenn die Auswahl der Zieldrehmomentkurve L1, L2 geschaltet wird, wird die Schaltausgabe nicht von dem Pumpenzielabsorptionsdrehmoment (zweites Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2) auf der Zieldrehmomentkurve (zweite Zieldrehmomentkurve L2) vor einem Schalten zu dem Pumpenzielabsorptionsdrehmoment (zweites Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom1) auf der Zieldrehmomentkurve (erste Zieldrehmomentkurve L1) nach einem Schalten ausgeführt, sondern wird allmählich und sanft mit der Zeit t von dem Pumpenzielabsorptionsdrehmoment (zweites Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2) auf der Zieldrehmomentkurve (zweite Zieldrehmomentkurve L2) vor einem Schalten zu dem Pumpenzielabsorptionsdrehmoment (zweites Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom1) auf der Zieldrehmomentkurve (erste Zieldrehmomentkurve L1) nach einem Schalten durchgeführt.
Wie es unter Verwendung von 9A beschrieben wird, ändert sich das Drehmoment allmählich mit der Zeit von dem zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2 bei Punkt G auf dem zweiten Zieldrehmoment L2 zu dem ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom2 bei Punkt H auf der ersten Zieldrehmomentkurve L1.
Dadurch wird der Stoß auf die Betriebsperson und den Fahrzeugkörper, der durch rapide Änderung des Drehmoments verursacht wird, unterbunden, und es kann ein unbehagliches Gefühl beim Betrieb beseitigt werden.
Das Filtern kann in beiden Fällen durchgeführt werden, wenn das Bestimmungsergebnis der Unterstützungskennungs-Bestimmungseinheit 95 von T nach F geschaltet wird, und wenn die Bestimmung von F nach T geschaltet wird, oder ein Filtern kann nur ausgeführt werden, wenn eine der Schaltungen ausgeführt wird. Insbesondere verringert sich das Drehmoment, wenn das Bestimmungsergebnis der Unterstützungskennungs-Bestimmungseinheit 95 von T nach F geschaltet wird und ein Schalten auch von der zweiten Zieldrehmomentkurve L2 zu der ersten Zieldrehmomentkurve L1 vorgenommen wird, rapide, falls kein Filtern bereitgestellt ist, wodurch die Bedienperson beim Betrieb ein signifikant unbehagliches Gefühl spürt. Folglich wird ein Filtern vorzugsweise durchgeführt, wenn das Bestimmungsergebnis von T nach F geschaltet wird, und ein Schalten von der zweiten Zieldrehmomentkurve L2 zu der ersten Zieldrehmomentkurve L1 vorgenommen wird.
Das aus der Filtereinheit 89 ausgegebene Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom wird einer Steuerstromberechnungseinheit 67 bereitgestellt, welche dieselbe Konfiguration wie diejenige hat, die in 4 gezeigt ist.
In der Steuerstromberechnungseinheit 67 wird der Steuerstrom pc-epc entsprechend dem Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom berechnet.
In der Speichervorrichtung ist eine Funktionsbeziehung 67a, in welcher der Steuerstrom pc-epc mit Zunahme bei dem Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom zunimmt, im Datentabellenformat gespeichert.
In der Steuerstromberechnungseinheit 67 wird der Steuerstrom pc-epc entsprechend dem derzeitigen Pumpenzielabsorptionsdrehmoment Tpcom gemäß der Funktionsbeziehung 67a berechnet.
Der Steuerstrom pc-epc wird aus der Steuereinrichtung 6 an das Pumpensteuerventil 5 ausgegeben, wodurch das Pumpensteuerventil 5 durch den Servokolben gesteuert wird. Das Pumpensteuerventil 5 PC-steuert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 3a der Hydraulikpumpe 3 derart, dass das Produkt des Ausstoßdrucks PRp (kg/cm2) der Hydraulikpumpe 3 und der Kapazität q (cc/U) der Hydraulikpumpe 3 nicht das Pumpenabsorptionsdrehmoment Tpcom entsprechend dem Steuerstrom pc-epc überschreitet.
Es werden die Effekte des zweiten Beispiels beschrieben.
Gemäß dem zweiten Beispiel wird die erste Zieldrehmomentkurve L1, in welcher das Zielabsorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 mit Verringerung der Maschinenzieldrehzahl kleiner wird, gesetzt, wie in 9A gezeigt. Die zweite Zieldrehmomentkurve L2, in welcher das Zielabsorptionsdrehmoment in dem niedrigen Drehzahlbereich größer wird, wird in Bezug auf die erste Ziellinie L1 gesetzt.
Die Maschinendrehzahl wird derart gesteuert, dass sie mit der Maschinenzieldrehzahl übereinstimmt. Die Maschinenzieldrehzahl wird auf eine niedrige Drehzahl nD gesetzt, wenn es aus dem Betriebsmaß jedes Betriebshebels 41 bis 44 bestimmt wird, dass die Last der Hydraulikpumpe 3 klein ist, und die Maschinenzieldrehzahl wird auf eine hohe Drehzahl nE gesetzt, wenn es aus dem Betrieb jedes Betriebshebels 41 bis 44 bestimmt wird, dass die Last der Hydraulikpumpe 3 groß ist.
Dann wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob die Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Maschine 2 größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht, das heißt, ob die Maschine 2 mit dem Generatormotor 11 zu unterstützen ist oder nicht.
Falls die Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Maschine 2 nicht größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist, wird die erste Zieldrehmomentkurve L1 ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 wird derart gesteuert, dass das Pumpenzielabsorptionsdrehmoment auf der ersten Zieldrehmomentkurve L1 entsprechend der Maschinenzieldrehzahl erlangt wird.
Folglich erhöht/vermindert der Drehregler 4, falls die Maschinenzieldrehzahl auf niedrige Drehzahl nD gesetzt wird, die Kraftstoffeinspritzmenge, um die Maschine 2 und das Hydraulikpumpenabsorptionsdrehmoment mit einem oberen Drehmomentgrenzwert auszugleichen, der durch Punkt D angegeben wird, bei welchem sich die erste Zieldrehmomentkurve L1 mit der Regellinie FeD entsprechend der Maschinenzieldrehzahl nD schneidet. Statistisch stimmt er mit Punkt D auf der ersten Zieldrehmomentkurve L1 überein.
Falls die Maschinenzieldrehzahl auf hohe Drehzahl nE gesetzt wird, erhöht/vermindert der Drehregler 4, die Kraftstoffeinspritzmenge, um die Maschine 2 und das Hydraulikpumpenabsorptionsdrehmoment mit Punkt E auszugleichen, welcher die erste Zieldrehmomentkurve L1 als ein oberer Drehmomentgrenzwert auf der Regellinie FeE entsprechend der Maschinenzieldrehzahl nE schneidet. Statistisch stimmt er mit Punkt E auf der ersten Zieldrehmomentkurve L1 überein.
Folglich wird, falls keine Unterstützung durch den Generatormotor 11 durchgeführt wird, die Maschine entlang der Zieldrehmomentkurve L1 gesteuert, ähnlich zu dem vergleichenden Beispiel, und folglich werden Effekte einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs, einer Verbesserung der Pumpeneffizienz und Maschineneffizienz, einer Reduktion einer Störung bzw. Rauschen, einer Verhinderung eines Maschinenabwürgens, und dergleichen erlangt.
Falls die Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Maschine 3 größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist, wird der Generatormotor 11 als Elektromotor betrieben. Das Maschinendrehmoment für das Drehmoment, das mit einer gestrichelten Linie in 9A angegeben ist, wird als ein Ergebnis eines Elektromotorbetriebs des Generatormotors 11 addiert.
Falls sie größer als oder gleich dem Schwellenwert ist, wird die zweite Zieldrehmomentkurve L2 ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 wird derart gesteuert, dass das Pumpenzielabsorptionsdrehmoment auf der zweiten Zieldrehmomentkurve L2 entsprechend der Maschinendrehzahl erlangt wird.
Die Steuerung des zweiten Beispiels wird im Vergleich zu dem ersten Beispiel beschrieben.
Es sei ein Fall eines Bewegens des Betriebshebels 41 etc. von der Nullstellung zum Starten der Aushubarbeit angenommen. In diesem Fall muss die Maschinendrehzahl zu dem Abstimmungspunkt E hoher Last von niedriger Drehzahl auf hohe Drehzahl angehoben werden.
Bei dem ersten Beispiel beschleunigt die Maschine 2 entlang dem Pfad LN1 von 9B. Bei dem Anfangszustand bei dem Start der Aushubarbeit muss die Arbeitsmaschine etc. betrieben werden, während (in der Zeit eines Übergangs) die Maschinendrehzahl angehoben wird. Bei dem ersten Beispiel ist die Ansprechbarkeit der Maschine 2 zufriedenstellend, jedoch wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 bei dem Anfangszustand des Anhebens der Maschinendrehzahl klein, da der Generatormotor 2 keine Unterstützung gibt, und es tritt kein Übergang zu der zweiten Zieldrehmomentkurve L2 auf. Der Start einer Bewegung der Arbeitsmaschine wird in Bezug auf die Bewegung des Betriebshebels langsam, wodurch die Arbeitseffizienz verringert wird und der Bedienperson beim Betrieb ein unbehagliches Gefühl vermittelt wird.
Die Maschine 2 beschleunigt entlang dem Pfad LN2, wenn in Bezug auf das erste Beispiel eine Unterstützung durch den Generatormotor 11 addiert wird. In diesem Fall wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 bei dem Anfangszustand beim Anheben der Maschinendrehzahl im Vergleich zu dem ersten Beispiel groß, da der Generatormotor 2 Unterstützung gibt. Der Start einer Bewegung der Arbeitsmaschine wird in Bezug auf die Bewegung des Betriebhebels schnell, wodurch eine Verringerung der Arbeitseffizienz unterbunden wird und das unbehagliche Gefühl der Bedienperson beim Betrieb gemildert wird. Daher ist eine Ausführung eines einfachen Hinzufügens einer Unterstützung durch den Generatormotor 11 in Bezug auf das erste Beispiel als eine Variante des zweiten Beispiels auch möglich.
Bei dem zweiten Beispiel beschleunigt die Maschine 2 entlang dem Pfad LN3 von 9C. Gemäß dem zweiten Beispiel wird Punkt E durch Punkt F auf der zweiten Zieldrehmomentkurve L2 von niedriger Drehung erreicht. Das heißt, da das Hydraulikpumpenabsorptionsdrehmoment unmittelbar bzw. sofort nach Bewegung des Betriebhebels 41 etc. Punkt F eines hohen Drehmoments erreicht, wird der Start einer Bewegung in Bezug auf die Bewegung des Betriebshebels schnell. Die Arbeitsmaschine kann folglich augenblicklich mit starker Kraft ohne Verzögerung von der Bewegung des Betriebshebels bewegt werden, während die Maschine 2 beschleunigt wird. Die Arbeitseffizienz verbessert sich dadurch, und der Bedienperson wird beim Betrieb kein unbehagliches Gefühl vermittelt. Wenn eine Unterstützung durch den Generatormotor 11 beseitigt ist (Beseitigen von dem in 9C gezeigten schraffierten Bereich) und zu der zweiten Zieldrehmomentkurve L2 übergegangen wird, könnte auf die Maschine 2 eine Überlast aufgebracht werden. Bei dem zweiten Beispiel wird der Übergang zu der zweiten Zieldrehmomentkurve L2 unter der Voraussetzung einer Unterstützung durch den Generatormotor 11 garantiert.
Dementsprechend kann die Arbeitsmaschine etc. mit zufriedenstellender Ansprechbarkeit betrieben werden, wie durch die Bedienperson beabsichtigt, während die Maschineneffizienz, die Pumpeneffizienz, und dergleichen gemäß dem zweiten Beispiel verbessert wird.
(Drittes Beispiel)
Bei dem zuvor beschriebenen zweiten Beispiel wird die Beschreibung auf der Grundlage des Hydraulikdrehsystems zum Drehen des oberen Drehkörpers der Baumaschine 1 pro Einheit des Hydraulikstellglieds (Hydraulikmotor) vorgenommen, jedoch wird nachfolgend das zweite Beispiel auf der Grundlage eines elektrischen Drehsystems eines Drehens des oberen Drehkörpers der Baumaschine 1 pro Einheit eines elektrischen Stellglieds beschrieben.
15 ist eine Konfigurationsansicht des dritten Beispiels und zeigt eine Konfiguration der Baumaschine 1, die mit dem elektrischen Drehsystem montiert ist.
Wie in 15 gezeigt, sind ähnlich wie bei der Konfiguration von 3, die PTO-Welle 10, der Generatormotor 11, die elektrische Speichervorrichtung 12, der Drehrichter 13, der Drehsensor 14, und der Spannungssensor 15 zu dem ersten Beispiel von 1 hinzugefügt, und durch den Generatormotor 11 werden der Elektromotorbetrieb und der Energieerzeugungsbetrieb durchgeführt, jedoch sind Komponenten zum Drehen des oberen Drehkörpers mit dem elektrischen Stellglied (Drehmotor 103), das heißt eine Generatormotorsteuereinrichtung 100, ein Stromsensor 101, eine Drehzahlsteuereinrichtung 102, ein Drehmotor 103 und ein Drehzahlsensor 105 hinzugefügt.
5, 6, 16, 17, 18 und 19 sind Steuerblockschaltbilder, welche den in der Steuereinrichtung 6 durchgeführten Verarbeitungsinhalt zeigen.
16 ist eine Ansicht, die einen Steuerblock 2 entsprechend 7 des zweiten Beispiels zeigt, wobei nachfolgend eine Beschreibung für die Abschnitte ausgelassen ist, die mit 7 überlappen.
Wie in 16 gezeigt, sind in dem Steuerblock 2 des dritten Beispiels eine Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110, eine dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 106, eine Minimalwert-Auswahleinheit 107 zu dem Steuerblock des zweiten Beispiels hinzugefügt, anstelle der Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 87 in dem Steuerblock 2 des ersten Beispiels sind Generatormotorbefehlswert-Schalteinheiten 187, 287 angeordnet, und anstelle der Generatormotordrehmoment-Berechnungseinheit 68 in dem Steuerblock 2 des ersten Beispiels ist eine erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 angeordnet.
17 ist ein Blockschaltbild, das eine interne Konfiguration der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 entsprechend 8 des zweiten Beispiels zeigt, wobei nachfolgend eine Beschreibung von Abschnitten ausgelassen ist, die mit 8 überlappen.
18 ist ein Blockschaltbild, das eine detaillierte interne Konfiguration der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Bestimmungseinheit 110 zeigt.
19 ist ein Blockschaltbild, das eine detaillierte interne Konfiguration der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 zeigt.
Beim Beschreiben des vorliegenden Beispiels ist der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb wie nachfolgend definiert.
Der Maschinenunterstutzungsbetrieb ist der Betrieb eines Addierens eines Drehmoments zu der Maschinenausgabewelle durch den Generatormotor 11, so dass die tatsächliche Maschinendrehzahl rapide die Zieldrehzahl erreicht, wenn eine Steuerung derart durchgeführt wird, dass die Drehzahl der Maschine 2 eine bestimmte Zieldrehzahl wird, indem die Drehzahlregler 4 und die Kraftstoffeinspritzpumpe eingestellt werden. Der Ausdruck ”Addiere Drehmoment” bedeutet nicht nur Addieren des axialen Drehmoments, um die Drehzahl beim Beschleunigen der Maschinendrehzahl zu erhöhen, sondern auch Absorbieren des axialen Drehmoments, um die Drehzahl rapide zu reduzieren, wenn die Maschinendrehzahl verlangsamt wird.
Das heißt, der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb ist äquivalent zu einem Elektromotorbetrieb des Generatormotors 11 und Unterstützen der Maschine 2, und Energieerzeugungsbetrieb des Generatormotors 11 und Umkehrunterstützung der Maschine 2 bei dem ersten Beispiel.
In Hinblick auf die Effekte des Maschinendrehmomentunterstutzungsbetriebs, de zuvor bei dem zweiten Beispiel beschrieben ist, verbessert sich die Ansprechbarkeit einer Maschinenbeschleunigung und die Arbeitsfähigkeit verbessert sich mit der Zeit einer Beschleunigung der Maschinendrehzahl, und die Maschinendrehzahl verringert sich mit Absorption des axialen Maschinendrehmoments rapide, und Störung und Vibration bei Verlangsamung der Maschinendrehzahl verbessern sich mit der Zeit einer Verlangsamung der Maschinendrehzahl. Da das axiale Maschinendrehmoment absorbiert wird, wenn die Maschinendrehzahl verringert wird, kann die kinetische Drehenergie der Trägheit um die Maschinenausgabewelle gesammelt werden, wodurch eine Verbesserung in Hinblick auf die Energieeffizienz eintritt.
Der Ausdruck ”kein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb” ist eine Betriebsart eines Energieerzeugungsbetriebs des Generatormotors 11 und Betreiben des elektrischen oberen Drehkörpers durch Zufuhr von Energie (Leistung) zu der elektrischen Speichervorrichtung 12 oder direkt zu dem Drehmotor 103.
Die Steuerung, den Maschinendrehmomentunterstutzungsbetrieb durchzuführen, oder den Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb nicht durchzuführen, wird durch die Generatormotorsteuereinrichtung 100 oder die Drehzahlsteuereinrichtung 102 auf der Grundlage eines Befehls von der Steuereinrichtung 6 ausgeführt, wie nachfolgend beschrieben.
Wie in 15 gezeigt, ist bei dem dritten Beispiel der als ein Elektromotor dienende Drehmotor 103 mit der Antriebswelle der Drehmaschine 104 gekoppelt, wobei, wenn der Drehmotor 103 angetrieben wird, die Drehmaschine 104 angetrieben wird und der obere Drehkörper durch das Schwingritzel, den Schwingkreis und dergleichen umdrehbetrieben wird.
Der Drehmotor 103 führt den Energieerzeugungsbetrieb und den Elektromotorbetrieb durch. Das heißt, der Drehmotor 103 kann als ein Elektromotor oder ein Generator betrieben werden. Wenn der Drehmotor 103b als der Elektromotor betrieben wird, dreht sich der obere Drehkörper, wobei, wenn der obere Drehkörper eine Drehung stoppt, wird das Drehmoment des oberen Drehkörpers absorbiert, und der Drehmotor 103 arbeitet als der Generator.
Der Drehmotor 103 wird durch die Drehzahlsteuereinrichtung 102 antriebsgesteuert. Die Drehzahlsteuereinrichtung 102 ist mittels einer Gleichspannungsenergieversorgungsleitung mit der elektrischen Speichervorrichtung 12 elektrisch verbunden, und ist mit dem Generatormotor 100 elektrisch verbunden. Die Generatormotorteuereinrichtung 100 ist konfiguriert, dass sie die Funktion des Drehrichters 13 des zweiten Beispiels umfasst (3). Die Drehzahlsteuereinrichtung 102 und die Generatormotorsteuereinrichtung 100 werden gemäß der Befehlsausgabe aus der Steuereinrichtung 6 gesteuert.
Der dem Drehmotor 103 zugeführte Strom, das heißt der Drehlaststrom SWGcurr, welcher die Last des oberen Drehkörpers angibt, wird durch den Stromsensor 101 erfasst. Der durch den Stromsensor 101 erfasste Drehlaststrom SWGcurr wird in die Steuereinrichtung 6 eingegeben.
In dem dritten Beispiel wird, wenn die Maschinenzieldrehzahl ncom in der Minimalwertauswahleinheit 65 ähnlich zu dem in 5 und 6 gezeigten zweiten Beispiel ausgewählt wird, der nachfolgend beschriebene Vorgang in dem in 16 gezeigten Steuerblock 2 ausgeführt. Nachfolgend wird jedes Steuerbeispiel beschrieben.
(Erstes Steuerbeispiel)
Bei dem ersten Steuerbeispiel wird das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom des Generatormotors 11 gemäß dem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung 12 in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechnet.
In der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob ein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb (Bestimmungsergebnis T) oder kein Maschinendrehmomentunterstutzungsbetrieb (Bestimmungsergebnis F) des Generatormotors 11 auszuführen ist.
Wenn es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass ein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb (Bestimmungsergebnis T) des Generatormotors 11 auszuführen ist, wird die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 187 zu der T-Seite geschaltet, das heißt der Seite der Modulationsverarbeitungseinheit 97, und es wird ein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 ausgeführt. In diesem Fall wird der Generatormotorgeschwindigkeitsbefehlswert (Generatormotorzieldrehzahl) Ngencom aus der Modulationsverarbeitungseinheit 97 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 ausgegeben. Als Reaktion dazu drehzahlsteuert die Generatorsteuereinrichtung 100 den Generatormotor 11, um die Generatormotorzieldrehzahl Ngencom zu erlangen, und führt einen Elektromotorbetrieb oder Energieerzeugungsbetrieb des Generatormotors 11 aus, um den Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchzuführen. Wenn es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass kein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb (Bestimmungsergebnis F) des Generatormotors 11 auszuführen ist, wird die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 187 zu der F-Seite geschaltet, und die Drehzahlsteuerung des Generatormotors 11 wird ausgeschaltet, so dass kein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchgeführt wird, und die Generatormotorbefehlswertschalteinheit 287 wird zu der F-Seite geschaltet, das heißt der Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120, und es wird ein Energieerzeugungsbetrieb des Generatormotors 11 ausgeführt, so dass das Energieerzeugungsmaß erlangt wird, das dem in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechneten erforderlichen Energieerzeugungsmaß Tgencom entspricht. In diesem Fall wird aus der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 als der Generatormotordrehmomentbefehlswert (Generatormotorzieldrehmoment) ausgegeben. Als Reaktion darauf drehmomentsteuert die Generatormotorsteuereinrichtung 100 den Generatormotor 11, um das Generatormotorzieldrehmoment Tgencom zu erlangen, und betreibt den Generatormotor 11 zur Energieerzeugung. In diesem Fall führt die Drehzahlsteuereinrichtung 102 eine Steuerung eines Betreibens des elektrischen oberen Drehkörpers durch Zufuhr von in dem Generatormotor 11 erzeugter Energie an die elektrische Speichervorrichtung 12 oder direkt an den Drehmotor 103 durch.
Bei dem ersten Steuerbeispiel erzeugt der Generatormotor 11 Energie entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß durch Durchführen des Energiedrehmomentunterstützungsbetriebs oder ohne Durchführen des Energiedrehmomentunterstützungsbetriebs abhängig von der Notwendigkeit des Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs, und auf diese Weise wird das Energiespeichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 immer stabil auf einem Zielzustand gehalten, und die Betreibbarkeit der Arbeitsmaschine, insbesondere des oberen Drehkörpers wird auf einem hohen Pegel gehalten.
(Zweites Steuerbeispiel)
Bei dem zweiten Steuerbeispiel wird das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom des Generatormotors 11 gemäß dem Energiespeicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung 12 in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechnet.
In der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 wird eine erste Maximumdrehmomentkurve 66a, die das maximale Absorptionsdrehmoment angibt, das durch die Hydraulikpumpe 3 absorbiert werden kann, gemäß der Maschinenzieldrehzahl gesetzt.
In der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85 wird eine zweite Maximumdrehmomentkurve 85a, in welcher das maximale Absorptionsdrehmoment in dem Bereich niedriger Maschinendrehzahl größer wird, in Bezug auf die erste Maximumdrehmomentkurve 66a gesetzt.
In der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob ein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb (Bestimmungsergebnis T) oder kein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb (Bestimmungsergebnis F) des Generatormotors 11 auszuführen ist.
Wenn es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass ein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb (Bestimmungsergebnis T) des Generatormotors 11 auszuführen ist, wird die Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 zu der T-Seite geschaltet, das heißt der Seite der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85, die zweite Maximumdrehmomentkurve 85a wird als die Maximumdrehmomentkurve ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 wird derart gesteuert, dass das Pumpenabsorptionsdrehmoment, welches das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve 85a hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als die obere Grenze erlangt wird. Wenn es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass kein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb (Bestimmungsergebnis F) des Generatormotors 11 auszuführen ist, wird die Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 zu der F-Seite geschaltet, das heißt der Seite der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66, die erste Maximumdrehmomentkurve 66a wird als die Maximumdrehmomentkurve ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 wird derart gesteuert, dass das Pumpenabsorptionsdrehmoment, welches das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der ersten Maximumdrehmomentkurve 66a hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als die obere Grenze erlangt wird. Die Steuerung der Pumpenkapazität wird durchgeführt, indem der Steuerstrom pc-epc aus der Steuereinrichtung 6 an das Pumpensteuerventil 5 ausgegeben wird und die Taumelscheibe 3a der Hydraulikpumpe 3 durch den Servokolben gesteuert wird, ähnlich wie bei dem ersten Beispiel.
Wenn es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmngseinheit 90 bestimmt wird, dass ein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb (Bestimmungsergebnis T) des Generatormotors 11 auszuführen ist, wird die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 187 zu der T-Seite geschaltet, das heißt der Seite der Modulationsverarbeitungseinheit 97, und es wird ein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 ausgeführt. In diesem Fall wird der Generatormotorgeschwindigkeitsbefehlswert (Generatormotorzieldrehzahl) Ngencom aus der Modulationsverarbeitungseinheit 97 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 ausgegeben. Als Reaktion dazu drehzahlsteuert die Generatorsteuereinrichtung 100 den Generatormotor 11 derart, dass die Generatormotorzieldrehzahl Ngencom erlangt wird, und es wird ein Elektrobetrieb oder ein Energieerzeugungsbetrieb und dann ein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 ausgeführt. Wenn es durch die Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass kein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb (Bestimmungsergebnis F) des Generatormotors 11 auszuführen ist, wird die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 187 zu der F-Seite geschaltet, die Drehzahlsteuerung des Generatormotors 11 wird ausgeschaltet, so dass kein Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb ausgeführt wird, und die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 wird zu der F-Seite geschaltet, das heißt der Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120, und es wird ein Energieerzeugungsbetrieb des Generatormotors 11 ausgeführt, dass das Energieerzeugungsmaß erlangt wird, das dem in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechneten erforderlichen Energieerzeugungsmaß entspricht. In diesem Fall wird aus der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 als der Generatormotordrehmomentbefehlswert (Generatormotorzieldrehmoment) ausgegeben. Als Reaktion darauf drehmomentsteuert die Generatormotorsteuereinrichtung 100 den Generatormotor 11, so dass das Generatormotorzieldrehmoment Tgencom erlangt wird, und betreibt den Generatormotor 11 zur Energieerzeugung. In diesem Fall führt die Drehzahlsteuereinrichtung 102 eine Steuerung eines elektrischen Betreibens des oberen Drehkörpers durch Zufuhr von in dem Generatormotor 11 erzeugter Energie an die elektrische Speichervorrichtung 12 oder direkt an den Drehmotor 103 durch.
Bei dem zweiten Steuerbeispiel erzeugt der Generatormotor 11, wie bei dem ersten Steuerbeispiel, Energie entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß durch Durchführen des Energiedrehmomentunterstützungsbetriebs oder ohne Durchführen des Energiedrehmomentunterstützungsbetriebs abhängig von der Notwendigkeit des Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs, und auf diese Weise wird das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 immer stabil auf dem Zielzustand gehalten, und die Betreibbarkeit der Arbeitsmaschine, insbesondere des oberen Drehkörpers wird immer auf einem hohen Pegel gehalten.
Ferner wird bei dem zweiten Steuerbeispiel die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 derart gesteuert, dass das Pumpenabsorptionsdrehmoment, welches das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve 85a hat, in welcher das maximale Absorptionsdrehmoment in dem niedrigen Maschinendrehzahlbereich größer als die obere Grenze wird, in Bezug auf die erste Maximumdrehmomentkurve 66a erlangt, während durch den Generatormotor 11 der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchgeführt wird, und auf diese Weise wird das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 bei dem Anfangszustand beim Anheben der Maschinendrehzahl groß. Der Start einer Bewegung der Arbeitsmaschine in Bezug auf die Bewegung des Betriebshebels wird folglich schnell, es kann eine Verringerung der Arbeitseffizienz unterbunden werden, und es wird ein unbehagliches Gefühl beim Betrieb für die Bedienperson gemildert. Wie in dem zweiten Beispiel beschrieben, könnte eine Überlast auf die Maschine 2 aufgebracht werden, falls sie gemäß der zweiten Maximumdrehmomentkurve L2 gesteuert wird, ohne dass der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durch den Generatormotor 11 durchgeführt wird. Das heißt, falls die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 gemaß der zweiten Maximumdrehmomentkurve 85a ohne den Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb gesteuert wird, wird durch die Hydraulikpumpe 3 das Drehmoment größer als oder gleich die Ausgabe in dem Maschineneinzelkörper absorbiert, und es wird nicht nur die Maschinendrehzahl erhöht, sondern die Maschinendrehzahl verringert sich aufgrund hoher Last, und in dem schlimmsten Fall könnte Maschinenabwürgen auftreten. Daher wird bei dem zweiten Steuerbeispiel 2 eine Steuerung gemäß der zweiten Maximumdrehmomentkurve 85a unter der Voraussetzung des Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs des Generatormotors 11 garantiert.
(Drittes Steuerbeispiel)
Bei dem ersten Steuerbeispiel und dem zweiten Steuerbeispiel wird eine in 17 gezeigte Bestimmung insbesondere in der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 durchgeführt. Das heißt, in dem ersten Bestimmungsteil 92 wird, wenn der absolute Wert der Abweichung Δgenspd der Generatormotorzieldrehzahl Ngencom und der tatsächlichen Generatormotordrehzahl GENspd größer als oder gleich ein vorbestimmter Wert ist, das heißt, wenn der absolute Wert der Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Maschine 2 größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist, eine Bestimmung vorgenommen, einen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen, und die Unterstützungskennung wird auf T gesetzt. Wenn der absolute Wert der Abweichung Δgenspd der Generatormotorzieldrehzahl Ngencom und der tatsächlichen Generatormotordrehzahl GENspd kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Wert ist, das heißt, wenn der absolute Wert der Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Maschine 2 kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, wird eine Bestimmung vorgenommen, keinen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen, und die Unterstützungskennung wird auf F gesetzt.
Wenn die Drehzahlabweichung Δgenspd ein positives Vorzeichen hat und größer als oder gleich ein gewisses Ausmaß ist, wird der Generatormotor 11 motorbetrieben, um die Maschine 2 zu unterstützen. Folglich steigt die Maschinendrehzahl rapide in Richtung auf die Maschinenzieldrehzahl an, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl und die Zieldrehzahl verschieden sind. Wenn die Drehzahlabweichung Δgenspd ein negatives Vorzeichen hat und größer als oder gleich ein gewisses Ausmaß ist, wird der Generatormotor 11 energieerzeugungsbetrieben, um die Maschine 2 umgekehrt zu unterstützen. Folglich wird ein Energieerzeugungsbetrieb zur Zeit einer Verlangsamung der Maschinendrehzahl durchgeführt, die Maschinendrehzahl wird rapide verringert, und die Energie der Maschine 2 wird wieder gewonnen bzw. regeneriert.
Daher ist bei dem dritten Steuerbeispiel die Steuerung stabilisiert, da der Schwellenwert in Bezug auf die Abweichung bereitgestellt ist, und es wird eine Bestimmung darüber vorgenommen, ob der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchzuführen ist oder nicht. Das heißt, wenn der Schwellenwert nicht in Bezug auf die Abweichung bereitgestellt ist und der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb unmittelbar bzw. sofort durchgeführt wird, wenn eine Abweichung gefunden ist, wird der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb kontinuierlich mit der Maschinendrehzahl nahe der Maschinenzieldrehzahl durchgeführt, was zu Energieverlust führt. Der Grund dafür liegt darin, dass die Quelle der Energie zum Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb ursprünglich die Energie der Maschine 2 ist, und der Energieverlust immer durch die Effizienz des Generatormotors 11 zunimmt, wenn der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchgeführt wird. Im Allgemeinen verringert sich die Effizienz, wenn der Generatormotor 11 mit kleinem Drehmoment und zur Energieerzeugung betrieben wird.
(Viertes Steuerbeispiel)
Bei dem ersten Steuerbeispiel und dem zweiten Steuerbeispiel wird eine in 17 gezeigte Bestimmung insbesondere in der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 durchgeführt. Das heißt, in dem zweiten Bestimmungsteil 93 wird eine Bestimmung vorgenommen, einen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen, und die Unterstützungskennung wird auf F gesetzt, wenn der Spannungswert BATTvolt, das heißt das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12, kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert BC1 ist. Auf diese Weise wird eine Überladung der elektrischen Speichervorrichtung 12 vermieden, und es kann eine Verringerung der Lebensdauer der elektrischen Speichervorrichtung 12 vermieden werden, indem der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb nicht durchgeführt wird, wenn das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 niedrig ist. Insbesondere basiert das dritte Beispiel auf dem elektrischen Drehsystem, und folglich ist die gespeicherte Energie zum Drehen des oberen Drehkörpers notwendig, wobei die Drehleistungsfähigkeit nachteilig beeinflusst wird, falls das Speichermaß übermäßig reduziert wird. Die Verschlechterung der Drehleistungsfähigkeit aufgrund einer Reduktion des Speichermaßes wird vermieden, indem der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb nicht durchgeführt wird, wenn das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 niedrig ist.
(Fünftes Steuerbeispiel)
Bei dem ersten Steuerbeispiel und dem zweiten Steuerbeispiel wird die in 17 gezeigte Bestimmung insbesondere in der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 durchgeführt. Das heißt, in der Drehzahlausgabe-Berechnungseinheit 95 wird die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 unter Verwendung des Drehlaststroms SWGcurr und des Spannungswerts BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 mit Gleichung (5) berechnet. SWGpow = SWGcurr × BATTvolt × Kswg (5)
Durchgeführt, wobei Kswg eine konstante Zahl ist.
In einem dritten Bestimmungsteil 96 wird, wenn die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert SC1 ist, eine Bestimmung vorgenommen, keinen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen, und die Unterstützungskennung wird auf F gesetzt. Wenn die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 kleiner als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert SC2 ist, der kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert SC1 ist, wird eine Bestimmung vorgenommen, einen Maschinendrehmomentunterstutzungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen, und die Unterstützungskennung wird auf T gesetzt. Zwischen dem Schwellenwert SC1 und dem Schwellenwert SC2 ist die Hysterese bereitgestellt, wodurch ein Nachlauf beim Steuern vermieden wird.
In der UND-Schaltung 94 wird der Inhalt der Unterstützungskennung letztendlich auf F gesetzt, wenn die in dem ersten Bestimmungsteil 92 erlangte Unterstützungskennung, die in dem zweiten Bestimmungsteil 93 erlangte Unterstützungskennung, und die in dem dritten Bestimmungsteil 96 erlangte Unterstützungskennung alle auf T gesetzt sind, und falls irgendeine der Unterstützungskennungen auf F gesetzt ist, wird der Inhalt der Unterstützungskennung letztendlich auf T gesetzt.
Andererseits wird, wie in 19 gezeigt, in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom des Generatormotors 11 gemäß der Spannung BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12, das heißt, dem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung 12, und dem Drehlaststrom SWGcurr, das heißt dem Antriebszustand des Drehmotors 103, berechnet.
In dem Fall des elektrischen Drehsystems wird elektrische Energie notwendig, um den oberen Drehkörper zu drehen. Die angesammelte Energie der elektrischen Speichervorrichtung 12 reicht nicht aus, um den oberen Drehkörper mit hoher Ausgabe umdrehzubetreiben, und der Generatormotor 11 muss energieerzeugungsbetrieben werden, um dem Drehmotor 103 Energie zuzuführen. Das heißt, in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 wird nicht nur der Speicherzustand (Spannungswert BATTvolt) der elektrischen Speichervorrichtung 12 sondern auch der Antriebszustand (Drehlaststrom SWGcurr) des Drehmotors 11 in Betracht gezogen.
Gemaß dem fünften Steuerbeispiel wird, wenn die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 großer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert SC1 ist, eine Bestimmung vorgenommen, keinen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen, und der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb wird verhindert. Das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom des Generatormotors 11 wird in Anbetracht von nicht nur dem Speicherzustand (Spannungswert BATTvolt) der elektrischen Speichervorrichtung 12 sondern auch dem Antriebszustand (Drehlaststrom SWGcurr) des Drehmotors 6 berechnet, in dem Generatormotor 11 wird eine Energieerzeugung entsprechend einem derartigen erforderlichen Energieerzeugungsmaß Tgencom durchgeführt, und die erzeugte Energie wird dem Drehmotor 103 zugeführt. Der obere Drehkörper kann folglich umdrehbetrieben werden, ohne dass die Drehleistungsfähigkeit verringert wird.
(Sechstes Steuerbeispiel)
Wie zuvor beschrieben, wenn die Drehzahlabweichung Δgenspd ein positives Vorzeichen hat und größer als oder gleich ein gewisses Ausmaß wird, wird der Generatormotorgeschwindigkeitsbefehlswert (Generatormotorzieldrehzahl) Ngencom aus der Modulationsverarbeitungseinheit 97 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 ausgegeben, und die Generatormotorsteuereinrichtung 100 drehzahlsteuert den Generatormotor 11 derart, dass als Reaktion darauf die Generatormotorzieldrehzahl Ngencom erlangt wird, und betreibt den Generatormotor 11 als Motor. Das heißt, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl kleiner als die Maschinenzieldrehzahl ist, wird der Generatormotor 11 motorbetrieben, das axiale Drehmoment der Maschine 2 wird zu dem Drehmomentkurvendiagramm der Maschine 2 addiert, um die Maschinendrehzahl anzuheben, und das Ausgabedrehmoment des Generatormotors 11 wird derart gesteuert, dass dieselbe Drehzahl wie die Maschinenzieldrehzahl erlangt wird.
Wenn die Drehzahlabweichung Δgenspd ein negatives Vorzeichen hat und größer als oder gleich ein gewisses Ausmaß wird, wird der Generatormotorgeschwindigkeitsbefehlswert (Generatormotorzieldrehzahl) Ngencom aus der Modulationsverarbeitungseinheit 97 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 ausgegeben, und die Generatormotorsteuereinrichtung 100 drehzahlsteuert den Generatormotor 11 derart, dass als Reaktion darauf die Generatormotorzieldrehzahl Ngencom erlangt wird, und betreibt den Generatormotor 11 zur Energieerzeugung. Das heißt, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl größer als die Maschinenzieldrehzahl ist, wird der Generatormotor 11 zur Energieerzeugung betrieben, das axiale Drehmoment der Maschine 2 wird von dem Drehmomentkurvendiagramm der Maschine 2 absorbiert, die Maschinendrehzahl wird verringert, und das Ausgabedrehmoment des Generatormotors 11 wird derart gesteuert, dass dieselbe Drehzahl wie die Maschinenzieldrehzahl erlangt wird.
(Siebentes Steuerbeispiel)
Wie zuvor beschrieben, wird, wenn es in der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass der Spannungswert BATTvolt, das heißt das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12, kleiner als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert BC1 ist, eine Bestimmung vorgenommen, einen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen (Bestimmungsergebnis F), die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 wird zu der F-Seite geschaltet, das heißt der Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120, und der Generatormotor 11 wird zur Energieerzeugung betrieben, so dass das Energieerzeugungsmaß erlangt wird, das dem in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechneten erforderlichen Energieerzeugungsmaß entspricht.
Falls das Speichermaß der elektrischen Speichervorrichtung 12 kleiner als oder gleich ein gewisser Schwellenwert ist, wird der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb sofort verhindert, und es wird entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß plötzlich eine Schaltung von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand vorgenommen, wobei in diesen Fall eine plötzliche Last auf die Ausgabewelle der Maschine 2 aufgebracht wird. Die Maschine 2 kann dann nicht mit der plötzlichen Last zurechtkommen, die Ausgabe des Drehmoments kann nicht aufholen, und die Maschinendrehzahl verringert sich plötzlich. Eine plötzliche Verringerung der Maschinendrehzahl führt zu einer Verringerung der Ausgabe der Arbeitsmaschine und ist folglich im Hinblick auf die Arbeitseffizienz nicht wünschenswert.
Bei dem siebenten Steuerbeispiel wird der obere Grenzwert (Drehmomentgrenze) des durch den Generatormotor 11 auszugebenden Drehmoments gemäß einer Verminderung des Speichermaßes (Spannungswert BATTvolt) der elektrischen Speichervorrichtung 12 vor einem Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstutzungsbetrieb in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß allmählich zu einem kleinen Wert gemacht. Insbesondere wird, wie in 18 gezeigt, in dem Berechnungsteil 111 der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 die obere Drehmomentgrenze des Generatormotors 11 (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich mit Verminderung des Spannungswerts BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 von dem ersten vorbestimmten Wert BD1 in den zweiten vorbestimmten Wert BD2, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert BD1 ist, allmählich vermindert.
Wenn es bestimmt wird, dass der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen ist (Bestimmungsergebnis T), und die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 zu der F-Seite geschaltet ist, das heißt, der Seite der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110, wird die Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit aus der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 als der Grenzwert des Generatormotordrehmomentbefehlswerts (Generatormotorzieldrehmoment) Tgencom ausgegeben.
Wenn es bestimmt wird, dass der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchzuführen ist, arbeitet der Generatormotor 11 mit Geschwindigkeitssteuerung, so dass die Zieldrehzahl erlangt wird. Der Generatormotordrehmomentbefehlswert (Generatormotorzieldrehmoment) Tgencom des Generatormotors 11 wird als Folge einer Geschwindigkeitssteuerschleife berechnet.
Die Generatormotorsteuereinrichtung 100 steuert den Generatormotor 11 derart, dass der aus der Geschwindigkeitssteuerschleife berechnete Generatormotordrehmomentbefehlswerts (Generatormotorzieldrehmoment) Tgencom nicht die in der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 berechnete Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit überschreitet, und führt einen Unterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 durch. Das heißt, das Drehmoment des Generatormotors 11 wird in dem Bereich geringer als oder gleich die Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit gesteuert. Wenn der Spannungswert BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 kleiner als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert BC1 wird, und die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 zu der F-Seite geschaltet ist, das heißt, der Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120, wird der Generatormotor 11 zur Energieerzeugung betrieben, um das Energieerzeugungsmaß zu erlangen, das dem in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechneten erforderlichen Energieerzeugungsmaß Tgencom entspricht. In diesem Fall wird das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom aus der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 als der Generatormotordrehmomentbefehlswert (Generatormotorzieldrehmoment) ausgegeben. Als Reaktion darauf drehmomentsteuert die Generatormotorsteuereinrichtung 100 den Generatormotor 11, um das Generatormotorzieldrehmoment Tgencom zu erlangen und führt den Energieerzeugungsbetrieb des Generatomotors 11 durch. Auf diese Weise wird bei dem siebenten Steuerbeispiel der obere Grenzwert (Dremomentgrenze) GENtrqlimit des durch den Generatormotor 11 auszugebenden Drehmoments gemäß einer Verminderung des Speichermaßes (Spannungswert BATTvolt) der elektrischen Speichervorrichtung 12 vor einem Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebzustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß allmählich zu einem kleinen Wert gemacht, so dass die Änderung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 beim Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebzustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß sanft wird, und es wird eine Verringerung der Maschinendrehzahl mit der Zeit eines Schaltens vermieden.
(Achtes Beispiel)
Bei dem achten Beispiel wird die folgende Steuerung in dem Berechnungsteil 111 der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 bei dem siebenten Steuerbeispiel durchgeführt. Das heißt, der obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit des Generatormotors 11 wird als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich mit Verminderung des Spannungswerts BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 von dem ersten vorbestimmten Wert BD1 auf den zweiten vorbestimmten Wert BD2, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert BD1 ist, allmählich vermindert, und wenn er erhöht wird, nachdem er einmal vermindert ist, wird der obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit des Generatormotors 11 als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich mit Erhöhung des Spannungswerts BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 von dem dritten vorbestimmten Wert BD3 auf den vierten vorbestimmten Wert BD4, der größer als der dritte vorbestimmte Wert BD3 ist, allmählich erhöht.
Die Steuerung wird stabil durchgeführt, indem eine Hysterese für die Weise eines Änderns des Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit bereitgestellt wird.
(Neuntes Steuerbeispiel)
Wie zuvor beschrieben, wird, wenn es in der Unterstutzungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 größer als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert SC1 ist, eine Bestimmung vorgenommen, keinen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen, die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 wird auf die F-Seite geschaltet, das heißt, die Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120, und der Generatormotor 11 wird zur Energieerzeugung betrieben, um das Energieerzeugungsmaß zu erlangen, das dem in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechneten erforderlichen Energieerzeugungsmaß Tgencom entspricht.
Ähnlich zu dem siebenten Steuerbeispiel wird, wenn die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 größer als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert SC1 wird, der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb sofort verhindert, wobei der Ausgabewelle der Maschine 2 eine plötzliche Last aufgebracht wird, falls entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß plötzlich eine Schaltung von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb in den Energieerzeugungsbetriebszustand vorgenommen wird. Die Maschine 2 kann dann nicht mit der plötzlichen Last zurechtkommen, die Ausgabe des Drehmoments kann nicht aufholen, und die Maschinendrehzahl verringert sich plötzlich. Eine plötzliche Verringerung der Maschinendrehzahl führt zu einer Verringerung der Ausgabe der Arbeitsmaschine und ist folglich im Hinblick auf die Arbeitseffizienz nicht wünschenswert.
Ähnlich zu dem siebenten Steuerbeispiel wird bei dem neunten Steuerbeispiel der obere Grenzwert (Drehmomentgrenze) des durch den Generatormotor 11 auszugebenden Drehmoments gemäß einer Erhöhung der Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 11 vor einem Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß allmählich zu einem kleinen Wert gemacht.
Insbesondere wird, wie in 18 gezeigt, in dem Drehzahlausgabe-Berechnungsteil 112 der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 durch Gleichung (5) (SWGpow = SWGcurr × BATTvolt × Kswg) erlangt, und dann wird in der Berechnungseinheit 113 der obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit des Generatormotors 11 als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich mit Erhöhung der Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 von dem ersten vorbestimmten Wert SD1 auf den zweiten vorbestimmten Wert SD2, der größer als der erste vorbestimmte Wert SD1 ist, allmählich vermindert.
In der Minimalwertauswahleinheit 114 wird der kleinere Wert des in dem Berechnungsteil 111 erlangten oberen Drehmomentgrenzwerts GENtrqlimit und des in der Berechnungseinheit 113 erlangten oberen Drehmomentgrenzwerts GENtrqlimit ausgewählt und aus der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 als der letztendliche obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit ausgegeben.
Wenn es bestimmt wird, dass einen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen ist (Bestimmungsergebnis T), und die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 auf die T-Seite geschaltet ist, das heißt, die Seite der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110, wird die Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit aus der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 als der Grenzwert des Generatormotordrehmomentbefehlswerts (Generatormotorzieldrehmoment) Tgencom ausgegeben.
Wenn es bestimmt wird, dass der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchzuführen ist, arbeitet der Generatormotor 11 mit Geschwindigkeitssteuerung, so dass die Zieldrehzahl erlangt wird. Der Generatormotordrehmomentbefehlswert (Generatormotorzieldrehmoment) Tgencom des Generatormotors 11 wird als Folge einer Geschwindigkeitssteuerschleife berechnet.
Die Generatormotorsteuereinrichtung 100 steuert den Generatormotor 11 derart, dass der aus der Geschwindigkeitssteuerschleife berechnete Generatormotordrehmomentbefehlswert (Generatormotorzieldrehmoment) Tgencom nicht die in der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 berechnete Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit überschreitet, und führt einen Unterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 durch. Das heißt, das Drehmoment des Generatormotors 11 wird in dem Bereich geringer als oder gleich der obere Drehmomentgrenzwert GENtrqlimit gesteuert.
Wenn die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 größer als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert SC1 wird, und die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 zu der F-Seite geschaltet ist, das heißt, der Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120, wird der Generatormotor 11 zur Energieerzeugung betrieben, um das Energieerzeugungsmaß zu erlangen, das dem in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechneten erforderlichen Energieerzeugungsmaß Tgencom entspricht. In diesem Fall wird das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom aus der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 als der Generatormotordrehmomentbefehlswert (Generatormotorzieldrehmoment) ausgegeben. Als Reaktion darauf drehmomentsteuert die Generatormotorsteuereinrichtung 100 den Generatormotor 11, um das Generatormotorzieldrehmoment Tgencom zu erlangen und führt den Energieerzeugungsbetrieb des Generatomotors 11 durch. Auf diese Weise wird bei dem neunten Steuerbeispiel der obere Grenzwert (Drehmomentgrenze) GENtrqlimit des durch den Generatormotor 11 auszugebenden Drehmoments gemäß einer Erhöhung der Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 vor einem Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß allmählich zu einem kleinen Wert gemacht, so dass die Änderung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 beim Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß sanft wird, und es wird eine Verringerung der Maschinendrehzahl mit der Zeit eines Schaltens vermieden.
(Zehntes Steuerbeispiel)
Bei dem zehnten Beispiel wird die folgende Steuerung in dem Berechnungsteil 113 der Unterstutzungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 bei dem neunten Steuerbeispiel durchgeführt. Das heißt, der obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit des Generatormotors 11 wird als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich mit Erhöhung der Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 von dem ersten vorbestimmten Wert SD1 auf den zweiten vorbestimmten Wert SD2, der größer als der erste vorbestimmte Wert SD1 ist, allmählich vermindert, und wenn er erhöht wird, nachdem er einmal vermindert ist, wird der obere Drehmomentgrenzwert (Generatormotordrehmomentgrenze) GENtrqlimit des Generatormotors 11 als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich mit Verminderung der Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 von dem dritten vorbestimmten Wert SD3 auf den vierten vorbestimmten Wert SD4, der kleiner als der dritte vorbestimmte Wert SD3 ist, allmählich erhöht.
Die Steuerung wird stabil durchgeführt, indem eine Hysterese für die Weise eines Änderns des Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit bereitgestellt wird.
(Elftes Steuerbeispiel)
Wie zuvor beschrieben, wird, wenn es in der Unterstützungsnotwendigkeit-Bestimmungseinheit 90 bestimmt wird, dass der Spannungswert BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 größer als oder gleich der vorbestimmte Wert BC1 ist, oder wenn es bestimmt wird, dass die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 größer als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert SC1 ist, eine Bestimmung vorgenommen, keinen Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb des Generatormotors 11 auszuführen (Bestimmungsergebnis F), die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 wird auf die F-Seite geschaltet, das heißt, die Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120, und der Generatormotor 11 wird zur Energieerzeugung betrieben, um das Energieerzeugungsmaß zu erlangen, das dem in der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 berechneten erforderlichen Energieerzeugungsmaß Tgencom entspricht.
Wenn der Spannungswert BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 kleiner als oder gleich der vorbestimmte Wert BC1 wird, oder die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 größer als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert SC1 wird, wird der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb sofort verhindert, wobei eine plötzliche Last auf die Ausgabewelle der Maschine 2 aufgebracht wird, falls entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß plötzlich eine Schaltung von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand vorgenommen wird. Die Maschine 2 kann dann nicht mit der plötzlichen Last zurechtkommen, die Ausgabe des Drehmoments kann nicht aufholen, und die Maschinendrehzahl verringert sich plötzlich. Eine plötzliche Verringerung der Maschinendrehzahl führt zu einer Verringerung der Ausgabe der Arbeitsmaschine und ist folglich im Hinblick auf die Arbeitseffizienz nicht wünschenswert.
Bei dem elften Steuerbeispiel wird anstelle einer Ausführung des siebenten Steuerbeispiels, des achten Steuerbeispiels, des neunten Steuerbeispiels, und des zehnten Steuerbeispiels, oder zusätzlich zu der Ausführung eines derartigen Steuerbeispiels eine Steuerung eines Änderns des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 allmählich von dem Drehmoment bei der Beendigung einer Unterstützung in das Energieerzeugungsdrehmoment entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß des Generatormotors 11 sofort nach der Schaltung von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß durchgeführt, um eine plötzliche Verringerung der Maschinendrehzahl zur Zeit eines Schaltens zu vermeiden.
Insbesondere wird, wie in 19 gezeigt, in der Berechnungseinheit 121 der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 die erforderliche Energieerzeugungsausgabe P als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich von der Nullausgabe zu der Energieerzeugungsausgabe Pmax entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß des Generatormotors 11 mit Verminderung des Spannungswerts BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 von dem ersten vorbestimmten Wert BE1 auf den zweiten vorbestimmten Wert BE2, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert BE1 ist, allmählich erhöht. Wenn er vermindert wird, nachdem er einmal erhöht ist, wird die erforderliche Energieerzeugungsausgabe P als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich mit Erhöhung des Spannungswerts BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 von dem dritten vorbestimmten Wert BE3 auf den vierten vorbestimmten Wert BE4, der größer als der dritte vorbestimmte Wert BE3 ist, allmählich vermindert.
Die Steuerung wird stabil durchgeführt, indem eine Hysterese für die Weise eines Änderns der erforderlichen Energieerzeugungsausgabe P bereitgestellt wird.
In dem Drehzahlausgabe-Berechnungsteil 122 wird die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 durch Gleichung (5) (SWGpow = SWGcurr × BATTvolt × Kswg) unter Verwendung des Drehlaststroms SWGcurr und des Spannungswerts BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 erlangt. In der Berechnungseinheit 123 wird die erforderliche Energieerzeugungsausgabe P als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich von der Nullausgabe zu der Energieerzeugungsausgabe Pmax entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß des Generatormotors 11 mit Erhöhung der Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 von dem ersten vorbestimmten Wert SE1 auf den zweiten vorbestimmten Wert SE2, der größer als der erste vorbestimmte Wert SE1 ist, allmählich erhöht. Wenn er vermindert wird, nachdem er einmal erhöht ist, wird die erforderliche Energieerzeugungsausgabe P als ein Wert erlangt und ausgegeben, der sich mit Verminderung der Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 von dem dritten vorbestimmten Wert SE3 auf den vierten vorbestimmten Wert SE4, der kleiner als der dritte vorbestimmte Wert SE3 ist, allmählich vermindert.
Die Steuerung wird stabil durchgeführt, indem eine Hysterese für die Weise eines Änderns der erforderlichen Energieerzeugungsausgabe P bereitgestellt wird.
In der Maximumwertauswahleinheit 124 wird der größere Wert der in der Berechnungseinheit 121 erlangten erforderlichen Energieerzeugungsausgabe P und der in der Berechnungseinheit 123 erlangten erforderlichen Energieerzeugungsausgabe P ausgewahlt und für die Berechnungseinheit 125 des erforderlichen Generatormotorenergieerzeugungsdrehmoments als eine letztendliche erforderliche Energieerzeugungsausgabe Pgencom bereitgestellt. In der Berechnungseinheit 125 des erforderlichen Generatormotorenergieerzeugungsdrehmoments wird das erforderliche Generatormotorenergieerzeugungsdrehmoment gencom mit Gleichung (6) unter Verwendung der Generatormotordrehzahl GENspd und der erforderlichen Energieerzeugungsausgabe Pgencom erlangt. Tgencom = Pgencom ÷ GENspd × Kgen (6)
Wobei Kgen eine Konstante ist.
Das letztendlich durch Gleichung (6) erlangte erforderliche Generatormotorenergieerzeugungsdrehmoment Pgencom, das heißt, das erforderliche Energieerzeugungsdrehmoment Tgencom zur allmählichen Erhöhung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 von dem Nulldrehmoment auf das Energieerzeugungsdrehmoment entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß des Generatormotors wird aus der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120 ausgegeben.
Wenn die Spannung BATTvolt der elektrischen Speichervorrichtung 12 kleiner als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert BC1 wird oder die Stromausgabe SWGpow des Drehmotors 103 kleiner als oder gleich der vorbestimmte Schwellenwert SC1 wird, wird die Generatormotorbefehlswert-Schalteinheit 287 zu der F-Seite geschaltet, das heißt der Seite der erforderliches-Energieerzeugungsmaß-Berechnungseinheit 120.
Unmittelbar bzw. sofort nach einem Schalten wird das erforderliche Energieerzeugungsdrehmoment zur allmählichen Erhöhung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 von dem Nulldrehmoment auf das Energieerzeugungsdrehmoment entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß des Generatormotors 11, das heißt das erforderliche Energieerzeugungsmaß Tgencom, an die Generatormotorsteuereinrichtung 100 als der Generatormotordrehmomentbefehlswert (Generatormotorzieldrehmoment) ausgegeben, wie zuvor beschrieben. Als Reaktion dazu drehmomentsteuert die Generatormotorsteuereinrichtung 100 den Generatormotor 11, um das Generatormotorzieldrehmoment Tgencom zu erlangen, und führt einen Energieerzeugungsbetrieb des Generatormotors 11 aus.
Bei dem elften Steuerbeispiel 11 wird sofort nach dem Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß eine Steuerung zur allmählichen Erhöhung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors von dem Nulldrehmoment auf das Energieerzeugungsdrehmoment entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß des Generatormotors 11 durchgeführt, und auf diese Weise wird eine Änderung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors 11 beim Schalten von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb in den Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß sanft, wodurch eine Verringerung der Maschinendrehzahl zu der Zeit eines Schaltens vermieden wird.
(Zwölftes Steuerbeispiel)
Bei dem siebenten, achten, neunten und zehnten Steuerbeispiel wurde die Steuerung eines allmählichen Verkleinerns des Drehmomentgrenzwerts des Generatormotors 11 während des Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs beschrieben.
Wenn jedoch die Steuerung eines allmählichen Verkleinerns des oberen Drehmomentgrenzwerts (Drehmomentgrenzwert) des Generatormotors 11 durchgeführt wird, während einer Durchführung des Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs durchgeführt wird, wird die die Maschine 2 unterstützende Kraft allmählich kleiner, und folglich verschlechtert sich die Beschleunigung der Maschine 2 natürlich, wenn entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb in den Energieerzeugungsbetriebszustand geschaltet wird.
Bei dem zwölften Steuerbeispiel wird die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 gesteuert, um das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 mit Reduktion des oberen Drehmomentgrenzwerts des Generatormotors 11 allmählich zu reduzieren, so dass sich das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 mit Verringerung der Unterstützungskraft der Maschine 2 verringert, und es wird die Verminderung der Maschinendrehzahlbeschleunigung mit Verringerung der Unterstützungskraft der Maschine 2 vermieden.
Das heißt, wie in 16 gezeigt, die Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit wird aus der Unterstützungsdrehmomentgrenze-Berechnungseinheit 110 an die dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 106 als der obere Drehmomentgrenzwert Tgencom2 des Generatormotors 11 ausgegeben. Die dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 106 wird mit einer dritten Maximumdrehmomentkurve L3, in welcher sich das maximale Absorptionsdrehmoment (drittes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment) Tpcommax der Hydraulikpumpe 3 mit Verminderung der Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit des Generatormotors 11 allmählich vermindert, als eine Funktionsbeziehung 106a der Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit und des dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax in einem Datentabellenformat gespeichert. In der dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 106 wird das dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax entsprechend der Generatormotordrehmomentgrenze GENtrqlimit des derzeitigen Generatormotors 11 gemäß der Funktionsbeziehung 106a berechnet.
Das erste Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (erstes Pumpenzielabsorptionsdrehmoment) Tpcom1 wird gemäß der Funktionsbeziehung 66a als ein Wert auf der ersten Maximumdrehmomentkurve (erste Zieldrehmomentkurve) in der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 berechnet.
Das zweite Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (zweites Pumpenzielabsorptionsdrehmoment) Tpcom2 wird gemäß der Funktionsbeziehung 85a als ein Wert auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve (zweite Zieldrehmomentkurve) L2 in der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85 berechnet.
In der Minimalwertauswahleinheit 107 wird der kleinere Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmomentwert des derzeitigen dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoments Tpcommax und des derzeitigen zweiten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoments Tpcom2 ausgewählt und zu dem T-Seitenanschluss der Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 ausgegeben.
Das derzeitige erste Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom wird an den F-Seitenanschluss der Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 angelegt.
Wenn es in der Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 bestimmt wird, dass der Inhalt der Unterstützungskennung T ist, wird die Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 zu der Seite der Minimalwertauswahleinheit 107 geschaltet, und der kleinere Wert des aus der zweiten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 85 ausgegebenen derzeitigen zweiten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoments Tpcom2 und des aus der dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 106 ausgegebenen derzeitigen dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoments Tpcommax wird an die Filtereinheit 89 einer späteren Stufe als das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom ausgegeben.
Wenn es in der Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 bestimmt wird, dass der Inhalt der Unterstützungskennung F ist, wird die Pumpenabsorptionsdrehmomentbefehlswert-Schalteinheit 88 zu der Seite der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 geschaltet und das aus der ersten Pumpenzielabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit 66 ausgegebene derzeitige erste Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom1 wird an die Filtereinheit 89 einer späteren Stufe als das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom ausgegeben. Die zuvor beschriebene Filterung wird in der Filtereinheit 89 durchgeführt, der Steuerstrom pc-epc wird aus der Steuerstromberechnungseinheit 67 an das Pumpensteuerventil 5 ausgegeben, und die Taumelscheibe 3a der Hydraulikpumpe 3 wird eingestellt. Das heißt, wenn der Energieerzeugungsbetrieb durchgeführt wird, wird das von der ersten Maximumdrehmomentkurve L1 definierte erste Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom1 ungeachtet der Größe des von der dritten Maximumdrehmomentkurve L3 definierten dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 wird mit dem ersten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom1 als die obere Grenze Tpcom des Pumpenabsorptionsdrehmoments gesteuert. Wenn der Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb durchgeführt wird, wird das kleinere des von der zweiten Maximumdrehmomentkurve L2 definierte zweite Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom2 oder des von der dritten Maximumdrehmomentkurve L3 definierten dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 wird mit dem kleineren Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment als die obere Grenze Tpcom des Pumpenabsorptionsdrehmoments gesteuert.
Gemäß dem vorliegenden Steuerbeispiel wird die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 derart gesteuert, dass sich das maximale Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 gemäß der Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts des Generatormotors 11 allmählich vermindert, und folglich verringert sich das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 3 mit Verringerung der Unterstützungskraft der Maschine 2, wenn entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungsbetriebszustand geschaltet wird, die Änderung des axialen Drehmoments der Maschine 2 wird sanft, und die Verschlechterung der in eine Verringerung der Unterstützungskraft der Maschine 2 involvierte Maschinendrehzahlbeschleunigung wird vermieden.
(Dreizehntes Steuerbeispiel)
Wie zuvor beschrieben, schaltet beim Schalten zwischen dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb und dem Energieerzeugungsbetriebszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß, die Auswahl des Maximumsabsorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe 3 zwischen dem zweiten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom2 oder dem dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax und dem ersten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom1. Auf diese Weise kann der Bedienperson beim Schalten ein unbehagliches Gefühl beim Betrieb, wie beispielsweise Fluktuation der Arbeitsmaschinengeschwindigkeit aufgrund einer Änderung der Pumpenausstoßfließrate durch plötzliche Änderung des Pumpenabsorptionsdrehmoments, vermittelt werden.
Bei dem vorliegenden Steuerbeispiel wird die Steuerung einer allmählichen Änderung von dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten zu dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten durchgeführt, wenn die Auswahl des maximalen Absorptionsdrehmoments der Hydraulikpumpe 3 geändert wird, so dass eine plötzliche Änderung der Pumpenausstoßfließrate beim Schalten verhindert wird, und es wird ein unbehagliches Gefühl, wie beispielsweise Fluktuation der Arbeitsmaschinengeschwindigkeit, für die Bedienperson vermieden.
Das heißt, wie in 16 gezeigt, wenn die Auswahl der Maximumdrehmomentkurve zwischen der zweiten Maximumdrehmomentkurve L2 oder der dritten Maximumdrehmomentkurve L3 und der ersten Maximumdrehmomentkurve L1 geschaltet wird, ändert die Filtereinheit 89 allmählich den maximalen Drehmomentwert Tpcom gemäß der Charakteristik 89a, in welcher sich der maximale Drehmomentwert Tpcom im Laufe der Zeit t ändert. Die Charakteristik 89a hat eine Kurve entsprechend einer Zeitkonstante τ. Das Schalten wird auf diese Weise nicht direkt von dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (drittes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax) auf der Maximumdrehmomentkurve (beispielsweise der dritten Zieldrehmomentkurve L3) vor einem Schalten zu dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (erstes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom1) auf der Maximumdrehmomentkurve (erste Maximumdrehmomentkurve L1) nach einem Schalten vorgenommen, und wird allmählich und sanft mit der Zeit t von dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (drittes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcommax) auf der Maximumdrehmomentkurve (beispielsweise der dritten Zieldrehmomentkurve L3) vor einem Schalten zu dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (erstes Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment Tpcom1) auf der Maximumdrehmomentkurve (erste Maximumdrehmomentkurve L1) nach einem Schalten geändert. Die Bewegung auf dem Drehmomentkurvendiagramm ist ähnlich zu derjenigen, welche in 9A verwendet wird.
Es wird ein unbehagliches Gefühl beim Betrieb auf die Bedienperson, wie beispielsweise Fluktuation der Arbeitsmaschinengeschwindigkeit aufgrund einer Änderung der Pumpenausstoßfließrate durch plötzliche Änderung des Pumpenabsorptionsdrehmoments, zur Zeit eines Schaltens zwischen dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebszustand in den Energieerzeugungszustand entsprechend dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß vermieden.
Das Filtern kann in beiden Fallen durchgeführt werden, wenn das Bestimmungsergebnis der Unterstützungskennung-Bestimmungseinheit 95 von T nach F geschaltet wird, und wenn das Bestimmungsergebnis von F nach T geschaltet wird, oder das Filtern kann nur durchgeführt werden, wenn eine der beiden Schaltungen durchgeführt wird.
(Vierzehntes Steuerbeispiel)
Bei dem dreizehnten Steuerbeispiel wird die Zeitkonstante τ zu der Zeit einer Änderung von dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten zu dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten vorzugsweise auf einen großen Wert in einem Fall, bei welchem das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten größer als das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten ist, als bei einem Fall gesetzt, bei welchem das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment vor einem Schalten kleiner als das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment nach einem Schalten ist.
Der Grund dafür liegt darin, dass, falls die Zeitkonstante τ gleichmäßig auf einen großen Wert gesetzt wird, die Bewegung der Arbeitsmaschine langsam wird, wenn das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment von klein nach groß geschaltet wird, da die Zeitkonstante bei einer Änderung des Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoments groß ist.
Daher sind die Steuervorrichtung der Maschine, die Steuervorrichtung der Maschine und der Hydraulikpumpe, sowie die Steuervorrichtung der Maschine, der Hydraulikpumpe und des Generatormotors gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Fall eines Antriebs der Hydraulikpumpe mit der Maschine und einem Steuern der Arbeitsmaschine einschließlich einer beliebigen Baumaschine effektiv.

Claims

Steuervorrichtung einer Maschine (2), mit einer Hydraulikpumpe (3), die durch die Maschine (2) angetrieben wird; Hydraulikstellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36), denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe (3) ausgestoßen wird; einer Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) zum Betrieb jedes Hydraulikstellglieds; einer Erfassungseinheit (45, 46) zur Erfassung eines Betriebsmaßes der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44); einer Zielfließrateberechnungseinheit zur Berechnung einer Zielfließrate (Qsum) der Hydraulikpumpe (3) auf der Grundlage des Betriebsmaßes der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44); einer ersten Zieldrehzahlberechnungseinheit (61) zur Berechnung einer ersten Zieldrehzahl (ncom1) der Maschine (2) gemäß der Zielfließrate (Qsum); einer Betriebszustandbestimmungseinheit (62) zur Bestimmung eines Schaltens der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) von einem Nichtbetriebszustand in einen Betriebszustand; einer zweiten Zieldrehzahlsetzeinheit (68) zum Setzen der Zieldrehzahl der Maschine (2) auf eine zweite Zieldrehzahl (ncom2), welche höher als eine niedrige Leerlaufdrehzahl ist, wenn es durch die Betriebszustandbestimmungseinheit (62) bestimmt wird, dass ein Schalten in den Betriebszustand vorgenommen ist; und einer Drehzahlsteuereinheit (6) zur Steuerung der Maschinendrehzahl, dass sie mit der höheren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl (ncom1) und der zweiten Zieldrehzahl (ncom2) übereinstimmt.
Steuervorrichtung der Maschine (2) nach Anspruch 1, wobei die Betriebszustandbestimmungseinheit bestimmt, dass ein Schalten in den Nichtbetriebszustand vorgenommen ist, wenn das Betriebsmaß der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Wert ist, und bestimmt, dass ein Schalten in den Betriebszustand vorgenommen ist, wenn das Betriebsmaß der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Steuervorrichtung der Maschine (2) nach Anspruch 1, wobei die Betriebszustandbestimmungseinheit (62) bestimmt, dass ein Schalten in den Nichtbetriebszustand vorgenommen ist, wenn die Zielfließrate (Qsum) der Hydraulikpumpe (3) kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Wert ist, und bestimmt, dass ein Schalten in den Betriebszustand vorgenommen ist, wenn die Zielfließrate (Qsum) der Hydraulikpumpe (3) größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Steuervorrichtung einer Maschine (2) und einer Hydraulikpumpe (3), mit einer Hydraulikpumpe (3), die durch die Maschine (2) angetrieben wird; einer Vielzahl von Hydraulikstellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36), denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe (3) ausgestoßen wird; einer Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) zum Betrieb jedes Hydraulikstellglieds; einer Erfassungseinheit (45, 46) zur Erfassung eines Betriebsmaßes der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44); einer ersten Zieldrehzahlsetzeinheit (61) zum Setzen einer ersten Zieldrehzahl (ncom1) der Maschine (2) gemäß dem durch die Erfassungseinheit (45, 46) erlangten Betriebsmaß; einer Bestimmungseinheit (70) zur Bestimmung eines Arbeitsmusters der Vielzahl von Stellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36) unter Verwendung der Betriebsmaße jeder Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) und eines Hydraulikpumpenlastdrucks; einer Leistungsgrenzwertsetzeinheit (70) zum Setzen eines Leistungsgrenzwerts (Pplimit) der Hydraulikpumpe (3) gemäß jedem Arbeitsmuster; einer zweiten Zieldrehzahlsetzeinheit (68) zum Setzen einer zweiten Zieldrehzahl (ncom2) der Maschine (2) gemäß dem Leistungsgrenzwert (Pplimit) der Hydraulikpumpe (3); einer Kapazitätssteuereinheit (6) zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe (3), um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment entsprechend der kleineren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl (ncom1) und der zweiten Zieldrehzahl (ncom2) zu erlangen; und einer Drehzahlsteuereinheit (6) zur Steuerung der Maschinendrehzahl, dass sie mit der kleineren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl (ncom1) und der zweiten Zieldrehzahl (ncom2) übereinstimmt.
Steuervorrichtung einer Maschine (2) und einer Hydraulikpumpe (3), mit einer Hydraulikpumpe (3), die durch die Maschine (2) angetrieben wird; einer Vielzahl von Hydraulikstellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36), denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe (3) ausgestoßen wird; einer Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) zum Betrieb jedes Hydraulikstellglieds; einer Erfassungseinheit (45, 46) zur Erfassung eines Betriebsmaßes der Betriebseinheit (41, 42, 43, 44); einer Einheit zum Setzen einer Maschinendrehzahl durch Kraftstoffwahl; einer ersten Zieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer ersten Zieldrehzahl (ncom1) der Maschine (2) gemäß dem gesetzten Wert der Kraftstoffwahl; einer Bestimmungseinheit (70) zur Bestimmung eines Arbeitsmusters der Vielzahl von Hydraulikstellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36) unter Verwendung der Betriebsmaße jeder Betriebseinheit (41, 42, 43, 44) und eines Lastdrucks der Hydraulikpumpe (3); einer Leistungsgrenzwertsetzeinheit (70) zum Setzen eines Leistungsgrenzwerts (Pplimit) der Hydraulikpumpe (3) gemäß jedem Arbeitsmuster; einer zweiten Zieldrehzahlsetzeinheit (68) zum Setzen einer zweiten Zieldrehzahl (ncom2) der Maschine (2) gemäß dem Leistungsgrenzwert (Pplimit) der Hydraulikpumpe (3); einer Kapazitätssteuereinheit (6) zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe (3), um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment entsprechend der kleineren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl (ncom1) und der zweiten Zieldrehzahl (ncom2) zu erlangen; und einer Drehzahlsteuereinheit (6) zur Steuerung der Maschinendrehzahl, dass sie mit der kleineren Zieldrehzahl der ersten Zieldrehzahl (ncom1) und der zweiten Zieldrehzahl (ncom2) übereinstimmt.
Steuervorrichtung einer Maschine (2), einer Hydraulikpumpe (3) und eines Generatormotors (11), mit einer Hydraulikpumpe (3), die durch die Maschine (2) angetrieben wird; Hydraulikstellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36), denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe (3) ausgestoßen wird; einem Generatormotor (11), der mit einer Ausgangswelle der Maschine (2) verbunden ist; einer elektrischen Speichervorrichtung (12) zum Ansammeln von Energie, die durch den Generatormotor (11) erzeugt wird, und Zuführen von Energie zu dem Generatormotor (11); einer Berechnungseinheit zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes (Tgencom) des Generatormotors (11) gemäß einem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung (12); einer Maschinenzieldrehzahlsetzeinheit zum Setzen einer Zieldrehzahl der Maschine (2); einer Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit (66, 85) zum Setzen einer Maximumdrehmomentkurve, die ein maximales Absorptionsdrehmoment (Tpcommax) angibt, welches durch die Hydraulikpumpe (3) absorbiert werden kann, gemäß der Zieldrehzahl der Maschine (2); einer Drehzahlsteuereinheit (6) zur Steuerung der Maschinendrehzahl derart, dass die Maschinendrehzahl mit einer derzeitigen Maschinenzieldrehzahl übereinstimmt; einer Kapazitätssteuereinheit (6) zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe (3), um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen, das ein Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der Maximumdrehmomentkurve hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als einer oberen Grenze; einer Bestimmungseinheit (90) zur Bestimmung, ob eine Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) zu betreiben ist oder nicht; und einer Generatormotorsteuereinheit (88), welche die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) betreibt, wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es die Maschinedrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist, und welche eine Energieerzeugung des Generatormotors (11) gemäß dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß (Tgencom) betreibt, wenn es bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist.
Steuervorrichtung einer Maschine (2), einer Hydraulikpumpe (3) und eines Generatormotors (11), mit einer Hydraulikpumpe (3), die durch die Maschine (2) angetrieben wird; Hydraulikstellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36), denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe (3) ausgestoßen wird; einem Generatormotor (11), der mit einer Ausgangswelle der Maschine (2) verbunden ist; einer elektrischen Speichervorrichtung (12) zum Ansammeln von Energie, die durch den Generatormotor (11) erzeugt ist, und Zuführen von Energie zu dem Generatormotor (11); einer Berechnungseinheit (120) zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes (Tgencom) des Generatormotors (11) gemäß einem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung (12); einer Maschinenzieldrehzahlsetzeinheit (6) zum Setzen einer Zieldrehzahl der Maschine (2); einer ersten Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit (66) zum Setzen einer ersten Maximumdrehmomentkurve, die ein maximales Absorptionsdrehmoment (Tpcommax) angibt, welches durch die Hydraulikpumpe (3) absorbiert werden kann, gemäß der Zieldrehzahl der Maschine (2); einer zweiten Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit (85) zum Setzen einer zweiten Maximumdrehmomentkurve, in welcher ein maximales Absorptionsdrehmoment (Tpcommax) in einem niedrigen Maschinendrehzahlbereich groß wird, in Bezug auf die erste Maximumdrehmomentkurve; einer Drehzahlsteuereinheit (6) zur Steuerung der Maschinendrehzahl derart, dass die Maschinendrehzahl mit einer derzeitigen Maschinenzieldrehzahl übereinstimmt; einer Bestimmungseinheit (90) zur Bestimmung, ob eine Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) zu betreiben ist oder nicht; einer Pumpenkapazitätssteuereinheit (6) zur Auswahl der zweiten Maximumdrehmomentkurve als eine Maximumdrehmomentkurve und Steuerung der Kapazität der Hydraulikpumpe (3) derart, um eine obere Grenze, welche ein Pumpenabsorptionsdrehmoment ist, welches das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl zu erlangen, wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist, und Auswahl der ersten Maximumdrehmomentkurve als die Maximumdrehmomentkurve und Steuerung der Kapazität der Hydraulikpumpe (3) derart, um eine obere Grenze, welche ein Pumpenabsorptionsdrehmoment ist, welches das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der ersten Maximumdrehmomentkurve hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl zu erlangen, wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstutzung des Generatormotors (11) ist; und einer Generatormotorsteuereinheit (88), welche die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) betreibt, wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist, und welche eine Energieerzeugung des Generatormotors (11) gemäß dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß (Tgencom) betreibt, wenn es bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Bestimmungseinheit (90) bestimmt, die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) zu betreiben, wenn ein absoluter Wert einer Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl der Maschine (2) größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und bestimmt, die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) nicht zu betreiben, wenn der absolute Wert der Abweichung zwischen der Maschinenzieldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Maschine (2) kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 8, zudem mit einer Speichermaßberechnungseinheit (15) zur Berechnung des Speichermaßes, das derzeit in der elektrischen Speichervorrichtung (12) gespeichert ist, wobei die Bestimmungseinheit (90) bestimmt, die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) nicht zu betreiben, wenn das durch das Speichermaßberechnungseinheit (15) berechnete Speichermaß kleiner als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 8, zudem mit einem Drehmotor (103) zum Drehen eines oberen Drehkörpers einer Baumaschine (1); einer Drehbetriebseinheit (41, 42) zum Betreiben des Umdrehbetriebs des oberen Drehkorpers; einer Steuereinheit (102) zur Steuerung des Drehmotors gemäß dem Umdrehbetrieb der Drehbetriebseinheit; einer Ausgabeberechnungseinheit (95, 112, 122) zur Berechnung einer Stromausgabe des Drehmotors (103); und einer Berechnungseinheit (120) zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes (Tgencom) des Generatormotors (11) gemäß dem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung (12) und dem Antriebszustand des Drehmotors (103), wobei die Bestimmungseinheit (90) bestimmt, die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) nicht zu betreiben, wenn die Stromausgabe des Drehmotors (103) größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Generatormotorsteuereinheit (88) ein Ausgabedrehmoment des Generatormotors (11) derart steuert, dass die Maschinendrehzahl dieselbe Drehzahl wie die Maschinenzieldrehzahl wird, indem ein axiales Drehmoment der Maschine (2) auf ein Drehmomentkurvendiagramm der Maschine (2) addiert wird, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl kleiner als die Maschinenzieldrehzahl ist, und das Ausgabedrehmoment des Generatormotors (11) derart steuert, dass die Maschinendrehzahl dieselbe Drehzahl wie die Maschinenzieldrehzahl wird, indem das axiale Drehmoment der Maschine (2) auf dem Drehmomentkurvendiagramm der Maschine (2) absorbiert wird, wenn die derzeitige Maschinendrehzahl großer als die Maschinenzieldrehzahl ist.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 6 oder 7, zudem mit einer Drehmomentsteuereinheit (100) zur Steuerung des Drehmoments des Generatormotors (11) in einem Bereich von kleiner als oder gleich einem oberen Drehmomentgrenzwert (GENtrqlimit) während eines Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs des Generatormotors (11); und einer Setzeinheit (110) eines oberen Drehmomentgrenzwerts zur allmählichen Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts (GENtrqlimit) mit Verminderung des Speichermaßes der elektrischen Speichervorrichtung (12) von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 6 oder 7, zudem mit einer Drehmomentsteuereinheit (100) zur Steuerung des Drehmoments des Generatormotors (11) in einem Bereich von kleiner als oder gleich einem oberen Drehmomentgrenzwert (GENtrqlimit) während eines Maschinendrehmomentunterstutzungsbetriebs des Generatormotors (11); und einer Setzeinheit eines oberen Drehmomentgrenzwerts zur allmählichen Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts (GENtrqlimit) mit Verminderung des Speichermaßes der elektrischen Speichervorrichtung (12) von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, und zur allmählichen Erhöhung des oberen Drehmomentgrenzwerts (GENtrqlimit) mit Erhöhung des Speichermaßes der elektrischen Speichervorrichtung (12) von einem dritten vorbestimmten Wert auf einen vierten vorbestimmten Wert, der größer als der dritte vorbestimmte Wert ist, wenn der obere Drehmomentgrenzwert (GENtrqlimit) erhöht wird, nachdem er einmal vermindert wurde.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 10, zudem mit einer Drehmomentsteuereinheit (100) zur Steuerung des Drehmoments des Generatormotors (11) in einem Bereich von kleiner als oder gleich ein oberer Drehmomentgrenzwert (GENtrqlimit) während eines Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs des Generatormotors (11); und einer Setzeinheit (110) eines oberen Drehmomentgrenzwerts zur allmählichen Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts (GENtrqlimit) mit Erhöhung der Stromausgabe des Drehmotors (103) von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der größer als der erste vorbestimmte Wert ist.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 10, zudem mit einer Drehmomentsteuereinheit (100) zur Steuerung des Drehmoments des Generatormotors (11) in einem Bereich von kleiner als oder gleich einem oberen Drehmomentgrenzwert (GENtrqlimit) während eines Maschinendrehmomentunterstützungsbetriebs des Generatormotors (11); und einer Setzeinheit (110) eines oberen Drehmomentgrenzwerts zur allmählichen Verminderung des oberen Drehmomentgrenzwerts (GENtrqlimit) mit Erhöhung der Stromausgabe des Drehmotors (103) von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der größer als der erste vorbestimmte Wert ist, und zur allmählichen Erhöhung des oberen Drehmomentgrenzwerts (GENtrqlimit) mit Verminderung der Stromausgabe des Drehmotors (103) von einem dritten vorbestimmten Wert auf einen vierten vorbestimmten Wert, der kleiner als der dritte vorbestimmte Wert ist, wenn der obere Drehmomentgrenzwert (GENtrqlimit) erhöht wird, nachdem er einmal vermindert wurde.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 6, wobei die Generatormotorsteuereinheit (100) unmittelbar nach Schalten des Generatormotors (11) von dem Maschinendrehmomentunterstützungsbetrieb in den Energieerzeugungsbetrieb eine Steuerung zur allmählichen Änderung des Energieerzeugungsdrehmoments des Generatormotors (11) von dem Drehmoment bei der Beendigung einer Unterstützung zu dem Energieerzeugungsdrehmoment durchführt, das dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß (Tgencom) des Generatormotors (11) entspricht.
Steuervorrichtung einer Maschine (2), einer Hydraulikpumpe (3) und eines Generatormotors (11), mit einer Hydraulikpumpe (3), die durch die Maschine (2) angetrieben wird; Hydraulikstellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36), denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe (3) ausgestoßen wird; einem Generatormotor (11), der mit einer Ausgangswelle der Maschine (2) verbunden ist; einer elektrischen Speichervorrichtung (12) zum Ansammeln von Energie, die durch den Generatormotor (11) erzeugt wird, und Zuführen von Energie zu dem Generatormotor (11); einer Berechnungseinheit (120) zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes (Tgencom) des Generatormotors (11) gemäß einem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung (12); einer Maschinenzieldrehzahlsetzeinheit (6) zum Setzen einer Zieldrehzahl der Maschine (2); einer ersten Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit (66) zum Setzen einer ersten Maximumdrehmomentkurve, die ein maximales Absorptionsdrehmoment (Tpcommax) angibt, welches durch die Hydraulikpumpe (3) absorbiert werden kann, gemäß der Zieldrehzahl der Maschine (2); einer zweiten Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit (85) zum Setzen einer zweiten Maximumdrehmomentkurve, in welcher ein maximales Absorptionsdrehmoment (Tpcommax) in einem niedrigen Maschinendrehzahlbereich groß wird, in Bezug auf die erste Maximumdrehmomentkurve; einer Drehzahlsteuereinheit (6) zur Steuerung der Maschinendrehzahl derart, dass die Maschinendrehzahl mit einer derzeitigen Maschinenzieldrehzahl übereinstimmt; einer Bestimmungseinheit (90) zur Bestimmung, ob eine Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) zu betreiben ist oder nicht; einer Generatormotorsteuereinheit (88) zum Betreiben der Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11), wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist, und zum Betreiben der Energieerzeugung des Generatormotors (11) gemäß dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß (Tgencom), wenn es bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist; einer dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit (106) zur Berechnung eines dritten Maximumdrehmoments, auf welches sich das maximale Absorptionsdrehmoment (Tpcommax) der Hydraulikpumpe (3) mit Verminderung eines oberen Drehmomentgrenzwerts (GENtrqlimit) mit der Zeit eines Unterstützungsbetriebs des Generatormotors (11) von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, allmählich vermindert; und einer Pumpenkapazitätssteuereinheit (6) zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe (3) mit dem kleineren des Pumpenabsorptionsdrehmoments auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl und dem durch die dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit (106) berechneten dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment als eine obere Grenze des Pumpenabsorptionsdrehmoments, wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist, und zur Steuerung der Kapazität der Hydraulikpumpe (3), um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen, das das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der ersten Maximumdrehmomentkurve hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als ein oberer Grenzwert, wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist.
Steuervorrichtung einer Maschine (2), einer Hydraulikpumpe (3) und eines Generatormotors (11), mit einer Hydraulikpumpe (3), die durch die Maschine (2) angetrieben wird; Hydraulikstellgliedern (31, 32, 33, 34, 35, 36), denen unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, die von der Hydraulikpumpe (3) ausgestoßen wird; einem Generatormotor (11), der mit einer Ausgangswelle der Maschine (2) verbunden ist; einer elektrischen Speichervorrichtung (12) zum Ansammeln von Energie, die durch den Generatormotor (11) erzeugt wird, und Zuführen von Energie zu dem Generatormotor (11); einer Berechnungseinheit (120) zur Berechnung eines erforderlichen Energieerzeugungsmaßes (Tgencom) des Generatormotors (11) gemäß einem Speicherzustand der elektrischen Speichervorrichtung (12); einer Maschinenzieldrehzahlsetzeinheit (6) zum Setzen einer Zieldrehzahl der Maschine (2); einer ersten Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit (66) zum Setzen einer ersten Maximumdrehmomentkurve, die ein maximales Absorptionsdrehmoment (Tpcommax) angibt, welches durch die Hydraulikpumpe (3) absorbiert werden kann, gemäß der Zieldrehzahl der Maschine (2); einer zweiten Maximumdrehmomentkurvensetzeinheit (85) zum Setzen einer zweiten Maximumdrehmomentkurve, in welcher ein maximales Absorptionsdrehmoment (Tpcommax) in einem niedrigen Maschinendrehzahlbereich groß wird, in Bezug auf die erste Maximumdrehmomentkurve; einer Drehzahlsteuereinheit (6) zur Steuerung der Maschinendrehzahl derart, dass die Maschinendrehzahl mit einer derzeitigen Maschinenzieldrehzahl übereinstimmt; einer Bestimmungseinheit (90) zur Bestimmung, ob eine Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) zu betreiben ist oder nicht; einer Generatormotorsteuereinheit (88) zum Betrieb der Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11), wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstutzung des Generatormotors (11) ist, und zum Betrieb einer Energieerzeugung des Generatormotors (11) gemäß dem erforderlichen Energieerzeugungsmaß (Tgencom), wenn es bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist; einer dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit (106) zur Berechnung eines dritten Maximumdrehmoments, auf welches sich das maximale Absorptionsdrehmoment (Tpcommax) der Hydraulikpumpe (3) mit Verminderung eines oberen Drehmomentgrenzwerts (GENtrqlimit) mit der Zeit eines Unterstützungsbetriebs des Generatormotors (11) von einem ersten vorbestimmten Wert auf einen zweiten vorbestimmten Wert, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, allmählich vermindert; und einer Pumpenkapazitätssteuereinheit (6) zur Steuerung einer Kapazität der Hydraulikpumpe (3) mit dem kleineren des Pumpenabsorptionsdrehmoments auf der zweiten Maximumdrehmomentkurve entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl und dem durch die dritte Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment-Berechnungseinheit (106) berechneten dritten Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment als eine obere Grenze des Pumpenabsorptionsdrehmoments, wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es die Maschinendrehmomentunterstützung des Generatormotors (11) ist, zur Steuerung der Kapazität der Hydraulikpumpe (3), um ein Pumpenabsorptionsdrehmoment zu erlangen, das das Pumpenabsorptionsdrehmoment auf der ersten Maximumsdrehmomentkurve hat, entsprechend der derzeitigen Maschinenzieldrehzahl als ein oberer Grenzwert, wenn es durch die Bestimmungseinheit (90) bestimmt wird, dass es nicht die Maschinendrehmomentunterstutzung des Generatormotors (11) ist, und zur allmählichen Änderung von einem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (Tpcommax) vor einem Schalten zu einem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (Tpcommax) nach einem Schalten, wenn eine Auswahl des maximalen Absorptionsdrehmoments (Tpcommax) der Hydraulikpumpe (3) geschaltet wird.
Steuervorrichtung der Maschine (2), der Hydraulikpumpe (3) und des Generatormotors (11) nach Anspruch 18, wobei eine Zeitkonstante einer Änderung von dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (Tpcommax) vor einem Schalten zu dem Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (Tpcommax) nach einem Schalten auf einen großen Wert bei einem Fall, bei welchem das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (Tpcommax) vor einem Schalten größer als das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (Tpcommax) nach einem Schalten ist, als bei einem Fall gesetzt wird, bei welchem das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (Tpcommax) vor einem Schalten kleiner als das Pumpenmaximumsabsorptionsdrehmoment (Tpcommax) nach einem Schalten ist.