DE112008002526T5 - Motorsteuervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Motorsteuervorrichtung, mit:
einer durch einen Motor angetriebenen Hydraulikpumpe;
einem hydraulischen Aktuator, dem Drucköl zugeführt wird, das von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird;
einer Operationseinheit, die eingerichtet ist, den hydraulischen Aktuator zu betätigen;
einer ersten Solldrehzahleinstelleinheit, die eingerichtet ist, eine erste Solldrehzahl des Motors einzustellen;
einer zweiten Solldrehzahlberechnungseinheit, die eingerichtet ist, eine zweite Solldrehzahl zu berechnen, die eine Maximalsolldrehzahl des Motors gemäß einem Anstieg eines Lastdrucks der Hydraulikpumpe begrenzt; und
einer Drehzahlsteuereinheit, die eingerichtet ist, eine Motordrehzahl derart zu steuern, dass die Motordrehzahl gleich der kleineren der ersten Solldrehzahl oder der zweiten Solldrehzahl ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung, die eingerichtet ist, eine Hydraulikpumpe über einem Motor anzutreiben.
  • STAND DER TECHNIK
  • Im Stand der Technik werden Dieselmotoren in Arbeitsmaschinen, wie etwa hydraulischen Schaufelbaggern, Planierraupen, Muldenkippern und Radladern, eingesetzt.
  • 21 veranschaulicht eine Konfiguration einer herkömmlichen Arbeitsmaschine 100. Mit Bezugnahme auf 21 gilt, dass die Arbeitsmaschine 100 einen Motor 2, der ein Dieselmotor ist, als eine Antriebsquelle zum Antreiben einer Hydraulikpumpe 3 verwendet. Eine Hydraulikpumpe der kapazitätsvariablen Art wird als die Hydraulikpumpe 3 verwendet, und ein Neigungswinkel einer geneigten Platte 3a der Hydraulikpumpe 3 wird verändert, um eine Kapazität q (cc/rev) zu ändern. Drucköl, das bei einem Austrittsdruck PRP und einer Durchflussrate Q (cc/min) von der Hydraulikpumpe 3 ausgestoßen wird, wird hydraulischen Aktuatoren 31, 32, 33, 34, 35 und 36, inklusive eines Auslegerzylinders 31, über Betriebsventile 21, 22, 23, 24, 25 und 26 zugeführt. Die Betriebsventile 21, 22, 23, 24, 25 und 26 werden über Betriebsbedienhebel 41 und 42 bedient. Drucköl wird jedem der hydraulischen Aktuatoren 31, 32, 33, 34, 35 und 36 zugeführt, um diese anzutreiben, und anschließend werden eine Arbeitseinrichtung bzw. ein Arbeitsgerät, wie etwa ein Ausleger, ein Arm und eine Schaufel, die mit den hydraulischen Aktuatoren 31, 32, 33, 34, 35 und 36 verbunden sind, ein unterer Fahrkörper und ein oberer Schwenkkörper betätigt. Während die Arbeitsmaschine 100 betätigt wird, variieren an das Arbeitsgerät, dem unteren Fahrkörper und dem oberen Schwenkkörper angelegte Lasten kontinuierlich gemäß der Qualität des zu bearbeitenden Erdreichs bzw. dem Gefälle eines Fahrweges. Demzufolge schwankt eine Last auf die Hydraulikeinrichtung (die Hydraulikpumpe 3), das heißt, eine an dem Motor 2 angelegte Last wird variiert.
  • Eine Ausgabe P (Pferdestärken; kW) des Motors 2 wird durch Anpassen einer in den Zylinder eingespritzte Treibstoffmenge gesteuert. Das Anpassen der Treibstoffmenge wird durch Steuern einer an einer Treibstoffeinspritzpumpe des Motors 1 bereitgestellten Regler 4 (im Folgenden als Drehzahlregler bezeichnet) durchgeführt. Ein Drehzahlregler der Gesamtdrehzahlsteuerungsart wird im Allgemeinen als der Drehzahlregler 4 verwendet. Eine Motordrehzahl n und eine Treibstoffeinspritzmenge (Moment T) werden gemäß einer Last angepasst, um eine Sollmotordrehzahl, die mit einer Treibstoffeinstelleinrichtung eingestellt ist, beizubehalten. Das heißt, dass der Drehzahlregler 4 die Treibstoffeinspritzmenge derart erhöht oder verringert, dass die Solldrehzahl gleich der Motordrehzahl ist.
  • 22 ist ein Momentengraph des Motors 2, wobei die horizontale Achse die Motordrehzahl n (rpm; U/min) darstellt, und die vertikale Achse das Moment T (Nm) darstellt. Mit Bezugnahme auf 10 gilt, dass eine als eine maximale Momentlinie R definierte Region die Betriebseigenschaft des Motors 2 bezeichnet. Der Drehzahlregler 4 steuert den Motor 2, um das Moment T davor zu bewahren, eine übermäßige Gasbegrenzung oberhalb der maximalen Momentlinie R zu erreichen, und bewahrt die Motordrehzahl n davor, eine Drehzahl über einer hohen Leerlaufdrehzahl nH zu erreichen. Die Ausgabe (Pferdestärke) P des Motors 2 ist an einem bezeichneten Punkt V auf der maximalen Momentenlinie R maximal. Entlang einer Pferdestärkenkurve nach ISO J, werden an der Hydraulikpumpe 3 verbrauchte bzw. absorbierte Pferdestärken dargelegt.
  • Wenn die maximale Solldrehzahl mit der Treibstoffeinstelleinrichtung eingestellt wird, passt die Drehzahlsteuerung 4 eine Drehzahl auf eine maximale Drehzahlregulierungslinie Fe an, die den bezeichneten Punkt V bei einem hohen Leerlaufpunkt nH durchläuft.
  • Wenn die Last der Hydraulikpumpe 3 erhöht wird, bewegt sich ein Schnittpunkt, an dem die Ausgabe des Motors 2 und eine Pumpenverbrauchspferdestärke im Gleichgewicht sind, in Richtung des bezeichneten Punkts V auf der maximalen Drehzahlregulationslinie Fe. Wenn sich der Schnittpunkt zu dem bezeichneten Punkt V bewegt, wird die Motordrehzahl n langsam verringert. Die Motordrehzahl n ist eine bezeichnete Drehzahl an dem bezeichneten Punkt V.
  • Daher gilt, dass in dem Zustand, in dem die Motordrehzahl n auf eine im Wesentlichen konstante hohe Drehzahl festgelegt ist, wenn eine Arbeit durchgeführt wird, die Treibstoffverbrauchsrate erhöht (verschlechtert) ist, und eine Pumpeneffizienz verringert ist. Die Treibstoffverbrauchsrate (nachstehende als Treibstoffseffizienz bezeichnet) bezeichnet eine Treibstoffsverbrauchsmenge pro Stunde und Ausgabe von 1 kW, was ein Index ist, der eine Effizienz des Motors 2 bezeichnet. Zusätzlich ist die Pumpeneffizienz eine Effizienz der Hydraulikpumpe 3, die als Volumeneffizienz und Momenteffizienz definiert ist.
  • Mit Bezugnahme auf 22 gilt, dass eine Treibstoffeffizienzkurve M nach ISO einen Tiefpunkt M1 aufweist, an dem die Treibstoffeffizienz minimal ist. Die Treibstoffeffizienz wird von dem Punkt M1 minimaler Treibstoffeffizienz nach Außen erhöht.
  • Wie in 22 veranschaulicht ist, entspricht die Regulierungslinie Fe einem Bereich, in dem die Treibstoffeffizienz auf der Treibstoffeffizienzkurve M nach ISO relativ groß ist. Daher sind gemäß einem herkömmlichen Steuerverfahren die Treibstoffeffizienz und die Motoreffizienz schlecht.
  • In dem Fall der Hydraulikpumpe 3 der kapazitätsvariablen Art gilt, dass wenn der Entladungsdruck PRP konstant ist, wenn die Pumpenkapazität q (der Neigungswinkel der geneigten Platte) erhöht wird, die Volumeneffizienz und die Momenteneffizienz erhöht werden, so dass die Pumpeneffizienz hoch ist.
  • Mit Bezugnahme auf Formal 1 gilt, dass in dem Zustand, in dem die Durchflussrate Q von Drucköl, das von der Hydraulikpumpe 3 entladen bzw. ausgestoßen wird, konstant ist, wenn die Drehzahl n des Motors 2 verringert wird, die Pumpenkapazität q erhöht werden kann. Daher gilt, dass wenn die Drehzahl des Motors 2 verringert wird, die Pumpeneffizienz erhöht werden kann. Q = n·q (1)
  • Daher gilt, um die Effizienz der Hydraulikpumpe 3 zu erhöhen, dass der Motor 2 in einem Bereich niedriger Drehzahl betrieben wird, indem die Drehzahl n des Motors 2 klein ist.
  • Jedoch gilt, wie in 22 veranschaulicht ist, dass die Regulierungslinie Fe dem Bereich hoher Drehzahl des Motors entspricht. Daher gilt, dass gemäß einem herkömmlichen Steuerverfahren die Pumpeneffizienz niedrig ist.
  • Zusätzlich gilt, dass wenn der Motor 2 auf der Regulierungslinie Fe betrieben wird, die Motordrehzahl bei einem hohen Lastzustand verringert wird. Daher kann ein Motorabsterben auftreten.
  • Ein Steuerverfahren eines im Wesentlichen Festsetzens einer Motordrehzahl, ungeachtet der Last, ist vorstehend beschrieben worden. Andererseits ist ein Steuerverfahren, in dem eine Motordrehzahl gemäß einem Hebelbetätigungsumfang und einer Last variiert wird, in der zitierten Patentschrift 1 offenbart.
  • In der Patentschrift 1, wie in 22 veranschaulicht ist, ist eine Soll-Motorantriebslinie L0, die einen Treibstoffeffizienzminimalpunkt M1 durchläuft, eingestellt.
  • Zusätzlich wird eine notwendige Drehzahl der Hydraulikpumpe 3 basierend auf Betätigungsumfänge der Bedienhebel 41, 42, 43 und 44 berechnet, und eine erste notwendige Motordrehzahl entsprechend der notwendigen Drehzahl der Hydraulikpumpe 3 wird berechnet. Weiterhin wird die notwendige Motorpferdestärke basierend auf Betätigungsumfängen der Bedienhebel 41, 42, 43 und 44 berechnet, und eine zweite notwendige Motordrehzahl entsprechend der notwendigen Motorpferdestärke wird berechnet.
  • In diesem Fall wird die zweite notwendige Motordrehzahl als die Motordrehzahl auf der Soll-Motorantriebslinie L0 von 22 berechnet. Die Motordrehzahl und das Motormoment werden gesteuert, um die Höhere der ersten oder zweiten notwendigen Motordrehzahlen zu erhalten.
  • Wie in 22 veranschaulicht ist, wenn die Drehzahl des Motors 2 entlang der Soll-Motorantriebslinie L0 gesteuert wird, werden eine Treibstoffeffizienz, eine Motoreffizienz und eine Pumpeneffizienz verbessert. Dies liegt daran, dass auch wenn eine identische Pferdestärke ausgegeben wird, um eine identische notwendige Durchflussrate zu erhalten, ein Übereinstimmen mit einem Punkt pt2 auf der Pferdestärkelinie J nach ISO mit der Soll-Motorantriebslinie L0 für eine Bewegung von einer hohen Drehzahl und einem niedrigen Moment zu einer niedrigen Drehzahl und einem hohen Moment zum Erhöhen der Pumpenkapazität q, und ein Annähern zu dem Treibstoffeffizienzminimalpunkt M1 auf der Treibstoffeffizienz M nach ISO hinsichtlich eines Übereinstimmens mit einem Punkt pt1 auf der Regulierungslinie Fe, angepasst wird. Zusätzlich gilt, weil der Motor 2 in einem Bereich niedriger Rotation betrieben wird, dass Geräusche, Motorreibung und Pumpenentladungsverluste reduziert werden.
  • Zusätzlich gilt in dem Gebiet der Arbeitsmaschinen, dass Arbeitsmaschinen, die einen Hybridantrieb nutzen, bei dem die Antriebskraft eines Motors über einen Generatormotor unterstützt bzw. assistiert wird, entwickelt wurden, was in vielen Patenten niedergelegt ist.
  • Zum Beispiel ist in der zitierten Patentschrift 2, wie in 22 veranschaulicht ist, der Motor 2 entlang einer Regulierungslinie Fe0 entsprechend einer eingestellten Drehzahl gesteuert, die mit der Treibstoffeinstelleinrichtung eingestellt ist. Eine Solldrehzahl nr entsprechend einem Punkt A, an dem die Regulierungslinie Fe0 die Soll-Motoransteuerlinie L0 schneidet, wird bestimmt. Wenn eine Abweichung zwischen der Motorsolldrehzahl nr und der gegenwärtigen Motordrehzahl n positiv ist, führt ein Generatormotor eine elektrische Motoraktion durch, um die Antriebskraft des Motors 2 durch Verwenden eines durch den Generatormotor erzeugten Moments zu unterstützen. Wenn die Abweichung negativ ist, führt der Generatormotor eine Generatoraktion durch, um Elektrizität zu erzeugen, um Energie in einer Speicherbatterie zu speichern.
    • [Patentschrift 1] Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift ( JP-A) Nr. 11-2144
    • [Patentschrift 2] Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift ( JP-A) Nr. 2003-28071
  • OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • In der Patentschrift 1 wird die Motordrehzahl gemäß der Last auf die Hydraulikpumpe 3 bestimmt. Zusätzlich gilt, wie in 22 gezeigt, dass wenn sich die Hydraulikpumpe 3 nahe dem hohen Lastzustand befindet, sich ein auf Seiten der hohen Last af der Soll-Motorantriebslinie L0 befindlicher Schnittpunkt von B nach A verschoben wird. in diesem Fall gilt, dass wenn sich das Arbeitsgerät in dem hohen Lastzustand befindet, beispielsweise in Kontakt mit einem schweren Felsen, der Pumpendruck schnell erhöht wird, und ein Ablassventil betätigt wird, wodurch en zusätzlicher Energieverlust auftritt. Daher wird im Stand der Technik eine geneigte Platte einer Hydraulikpumpe gesteuert, um eine Pumpenkapazität zu variieren, wodurch eine Ablassdurchflussrate verringert wird.
  • Wenn jedoch die Pumpenkapazität verringert wird, um die Ablassdurchflussrate zu reduzieren, wird die Pumpeneffizienz herabgesetzt. Weiterhin gilt in diesem Fall, dass weil die Motordrehzahl größer als eine optimale Motordrehzahl ist, die Motoreffizienz herabgesetzt wird.
  • Um diesen Nachteilen zu begegnen, stellt die Erfindung eine Motorsteuervorrichtung bereit, die dazu fähig ist, eine Pumpeneffizienz und eine Motoreffizienz bei einem hohen Lastzustand, wie etwa einer Ablassoperation, zu erhöhen.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Motorsteuervorrichtung: eine durch einen Motor angetriebene Hydraulikpumpe; einen hydraulischen Aktuator, dem Drucköl zugeführt wird, das von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird; eine Operationseinheit, die eingerichtet ist, den hydraulischen Aktuator zu betätigen; eine erste Solldrehzahleinstelleinrichtung, die eingerichtet ist, eine erste Solldrehzahl des Motors einzustellen; eine zweite Solldrehzahlberechnungseinheit, die eingerichtet ist, eine zweite Solldrehzahl zu berechnen, die eine Maximalsolldrehzahl des Motors gemäß einem Anstieg eines Lastdrucks der Hydraulikpumpe begrenzt; und eine Drehzahlsteuereinheit, die eingerichtet ist, eine Motordrehzahl derart zu steuern, dass die Motordrehzahl gleich der Kleineren der ersten Solldrehzahl oder der zweiten Solldrehzahl ist.
  • Vorteilhafterweise gilt in der Motorsteuervorrichtung, dass die erste Solldrehzahleinstelleinheit die erste Solldrehzahl des Motors gemäß einem Betätigungsumfang der Betätigungseinheit berechnet.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Motorsteuervorrichtung weiterhin: eine Pferdestärken-Grenzwert-Berechungseinheit, die eingerichtet ist, einen Pumpen-Pferdestärken-Grenzwert derart zu berechnen, dass eine absorbierbare Pferdestärke der Hydraulikpumpe gemäß dem Anstieg des Lastdrucks der Hydraulikpumpe verringert wird. Die zweite Solldrehzahlberechnungseinheit berechnet die zweite Solldrehzahl, um die Maximalsolldrehzahl des Motors gemäß dem Pferdestärken-Grenzwert der Hydraulikpumpe, der durch die Pferdestärken-Grenzwert-Berechungseinheit berechnet wird, zu begrenzen.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Motorsteuervorrichtung weiterhin: eine Pferdestärken-Grenzwert-Berechnungseinheit, die eingerichtet ist, einen Pumpen-Pferdestärken-Grenzwert derart zu berechnen, dass eine absorbierbare Pferdestärke der Hydraulikpumpe verringert wird, wenn der Lastdruck der Hydraulikpumpe größer als ein Wert ist, der kleiner als ein voreingestellter Wert hinsichtlich eines Ablassdrucks ist. Die zweite Solldrehzahlberechungseinheit berechnet die zweite Solldrehzahl, um die Maximalsolldrehzahl des Motors gemäß dem Pferdestärken-Grenzwert der Hydraulikpumpe, der durch die Pferdestärken-Grenzwert-Berechnungseinheit berechnet wird, zu begrenzen.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Motorsteuervorrichtung weiterhin: eine Maximal-Absorptionsmoment-Steuereinheit, die eingerichtet ist, ein absorbierbares Maximalmoment der Hydraulikpumpe gemäß dem Pferdestärken-Grenzwert der Hydraulikpumpe, der durch die Pferdestärken-Grenzwert-Berechnungseinheit berechnet wird, zu begrenzen.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Motorsteuervorrichtung weiterhin: einen Generatormotor, der mit einer Ausgabewelle des Motors verbunden ist; eine Speicherbatterie, die eingerichtet ist, um elektrische Energie, die der Generatormotor erzeugt, zu speichern, und dem Generatormotor elektrische Energie zuzuführen; und eine Steuereinheit. Wenn der Lastdruck der Hydraulikpumpe schnell von einem hohen Zustand zu einem niedrigen Zustand umgeschaltet wird, bis eine reale Drehzahl des Motors erhöht wird, um größer oder gleich einem hinsichtlich der Solldrehzahl voreingestellten Wert zu sein, verwendet die Steuereinheit eine MotormomentAssistenzaktion des Generatormotors, um die Motordrehzahl zu steuern, gleich der Solldrehzahl zu sein.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Motorsteuervorrichtung weiterhin: einen Generatormotor, der mit einer Abtriebswelle des Motors verbunden ist; eine Speicherbatterie, die eingerichtet ist, elektrische Energie, die der Generatormotor erzeugt, zu speichern, und dem Generatormotor elektrische Energie zuzuführen; und eine Steuereinheit. Durch Erhöhen der zweiten Solldrehzahl gemäß einem Fall, in dem der Lastdruck der Hydraulikpumpe von einem hohen Zustand zu einem niedrigen Zustand verringert wird, wenn eine reale Drehzahl des Motors kleiner als ein voreingestellter Wert und der Solldrehzahl ist, bis die reale Drehzahl erhöht wird, um gleich oder größer einem Wert zu sein, der kleiner als der voreingestellte Wert und die Solldrehzahl ist, verwendet die Steuereinheit eine MotormomentAssistenzaktion des Generatormotors, um die Motordrehzahl zu steuern, um gleich der Solldrehzahl zu sein.
  • EFFEKT DER ERFINDUNG
  • In einer Motorsteuervorrichtung gemäß der Erfindung wird eine erste Solldrehzahl des Motors über eine erste Drehzahleinstelleinrichtung eingestellt, eine zweite Solldrehzahlberechnungseinheit berechnet einen zweiten Sollwert, der die Maximalsolldrehzahl des Motors gemäß dem Anstieg eines Lastdrucks einer Hydraulikpumpe begrenzt, und eine Drehzahlsteuereinrichtung steuert und verringert die Motordrehzahl derart, dass die Motordrehzahl gleich der kleineren der ersten oder zweiten Solldrehzahl ist. Daher können eine Pumpeneffizienz und eine Motoreffizienz bei einem hohen Lastzustand, wie etwa einer Ablassoperation, verbessert werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das einen schematischen Aufbau einer Arbeitsmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
  • 2 ist ein erstes Flussdiagramm, das einen Steuerablauf einer Steuerung aus 1 veranschaulicht.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Stauerablauf einer in 2 veranschaulichten Solldurchflussraten-Berechnungseinheit veranschaulicht.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, as eine Prozess einer in 1 veranschaulichten Motorsolldrehzahl-Zuatzwertberechnungseinheit veranschaulicht.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses einer in 2 veranschaulichten Solldrehzahlzusatzwertberechnungseinheit veranschaulicht.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf einer in 2 gezeigten Pumpenausgabebegrenzungsberechnungseinheit veranschaulicht.
  • 7 ist ein Momentengraph, der einen Prozess durch eine Motorsolldrehzahl-Zuatzwertberechnungseinheit veranschaulicht.
  • 8 ist ein Graph, der zeitliche Schwankungen einer Motordrehzahl und eines Motormoments zum Beschreiben eines Prozesses durch eine Motorsolldrehzahl-Zuatzwertberechnungseinheit veranschaulicht.
  • 9 ist ein Graph, der Pumpenausgabegrenzwerte entsprechend zu Arbeitskennfeldern veranschaulicht.
  • 10 ist ein zweites Flussdiagramm, das einen Steuerablauf einer in 1 gezeigten Steuerung veranschaulicht.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf einer Assistenz-Präsenz-(Unsterstützungs-Vorhandenseins-)Bestimmungseinheit veranschaulicht.
  • 12 ist ein Graph, der eine Operation veranschaulicht, bei der ein Modulationsprozess nicht durchgeführt wird, wenn ein Motor beschleunigt wird.
  • 13 ist ein Graph, der eine Operation veranschaulicht, bei der ein Modulationsprozess durchgeführt wird, wenn ein Motor beschleunigt wird.
  • 14 ist ein Graph, der eine Operation veranschaulicht, bei der ein Modulationsprozess nicht durchgeführt wird, wenn ein Motor verzögert wird.
  • 15 ist ein Graph, der eine Operation veranschaulicht, bei der ein Modulationsprozess durchgeführt wird, wenn ein Motor verzögert wird.
  • 16 veranschaulicht einen Momentengraphen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 17 veranschaulicht einen Momentengraphen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 18 veranschaulicht einen Momentengraphen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 19 ist ein Blockschaltbild, das einen schematischen Aufbau einer Arbeitsmaschine gemäß einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
  • 20 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerablauf einer Steuerung aus 19 zeigt.
  • 21 ist ein Blockschaltbild, das einen schematischen Aufbau einer herkömmlichen Arbeitsmaschine zeigt.
  • 22 veranschaulicht einen Momentengraphen gemäß dem Stand der Technik.
    • 1
    Arbeitsmaschine
    2
    Motor
    3
    Hydraulikpumpe
    4
    Motorsteuerung
    5
    Pumpensteuerventil
    6
    Steuerung
    7–9
    Hydrauliksensor
    10
    PTO-Welle
    11
    Generatormotor
    12
    Speicherbatterie
    31–36
    Hydraulischer Aktuator
    41, 42
    Bedienhebel
    43, 44
    Fahrhebel
    50
    Solldurchflussratenberechnungseinheit
    61
    erste Motorsolldrehzahlberechnungseinheit
    62
    vierte Motorsolldrehzahlberechnungseinheit
    64
    Maximalwertauswahleinheit
    65, 501
    Minimalwertauswahleinheit
    70
    Pumpenausgabenbegrenzungsberechnungseinheit
    101
    Filter
    102
    Motorausgabeberechnungseinheit
    103
    Soll-Motorausgabeberechnungseinheit
    104
    Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit
    105
    Zusatzeinheit
    106
    Abzweigungseinheit
    500
    Pumpenausgabengrenzwertberechnungseinheit in Ablasszustand
  • BESTE METHODE(N) ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Nachstehend wird eine Motorsteuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben. In dem Ausführungsbeispiel werden Fälle eines Steuerns eines Dieselmotors und einer Hydraulikpumpe, die in einer Arbeitsmaschine, wie etwa einem hydraulischen Schaufelbagger, installiert sind, beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die einen Gesamtaufbau einer Arbeitsmaschine 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Die Arbeitsmaschine 1 ist ein hydraulischer Schaufelbagger.
  • Die Arbeitsmaschine 1 umfasst einen oberen Schwenkkörper und einen unteren Fahrkörper, der Gleisketten an dessen linker und rechter Seite umfasst. An einem Maschinenkörper sind eine Arbeitsvorrichtung bzw. ein Arbeitsgerät, umfassend einen Ausleger, einen Arm und eine Schaufel, gekoppelt. Ein Schaufelauslegerzylinder 31 wird betrieben, um den Ausleger zu betätigen. Ein Armzylinder 32 wird betrieben, um den Arm zu betätigen. Ein Schaufelzylinder 33 wird betrieben, um die Schaufel zu betätigen. Fahrmotoren 36 und 35 werden entsprechend angetrieben, um die linke Gleiskette und die rechte Gleiskette zu betätigen. Zusätzlich wird ein Schwenkmotor 34 angetrieben, um eine Schwenkmaschine zu betätigen. Der obere Schwenkkörper wird über ein Schwenkzahnrad und einen Schwenkring gedreht.
  • Ein Motor 2 ist ein Dieselmotor. Die Menge von Treibstoff, die in den Zylinder eingespritzt wird, wird angepasst, um eine Ausgabe (Pferdestärke; kW) des Motors 2 zu steuern. Diese Anpassung wird durch Steuern eines an einer Treibstoffeinspritzpumpe des Motors 2 bereitgestellten Drehzahlreglers durchgeführt. Eine Motorsteuerung 4 steuert sowohl den Motor als auch den Drehzahlregler.
  • Eine Steuerung 6 bezüglich der Motorsteuerung 4 gibt einen Drehbefehlswert aus, um die Anzahl von Umdrehungen als eine Sollanzahl von Umdrehungen n_com einzustellen. Die Motorsteuerung 4 erhöht oder verringert eine Treibstoffeinspritzmenge, um eine Solldrehzahl n_com auf der Sollmomentenlinie L1 zu erhalten. Zusätzlich gibt die Motorsteuerung 4 Motordaten eng_data, die ein aus einer Drehzahl des Motors 2 und einer Treibstoffeinspritzmenge des Motors 2 abgeschätztes Motormoment umfasst, an eine Steuerung 6 aus.
  • Eine Abtriebswelle des Motors 2 ist mit einer Antriebswelle eines Generatormotors 11 (Generator/Motor) über eine PTO-Welle 10 verbunden (PTO = Power Take Off = Zapfwelle). Der Generatormotor 11 führt eine Erzeugungsaktion und eine elektrische Motoraktion durch. Das heißt, der Generatormotor 11 arbeitet als ein Elektromotor (ein Motor), und arbeitet als ein elektrischer Generator. Zusätzlich arbeitet der Generatormotor 11 als ein Starter, der eingerichtet ist, den Motor 2 zu starten. Wenn ein Startschalter eingeschaltet wird, führt der Generatormotor 11 eine elektrische Motoraktion durch, und die Abtriebswelle des Motors 2 wird bei einer kleinen Drehzahl (zum Beispiel in einem Bereich von 400 bis 500 U/min) gedreht, um so den Motor 2 zu starten.
  • Das Moment des Generatormotors 11 wird über einen Inverter 13 gesteuert. Der Inverter 13, der nachstehend beschrieben wird, steuert das Moment des Generatormotors 11 gemäß einem Generatormotorbefehlswert GEN_com, der von der Steuerung 6 ausgegeben wird.
  • Der Inverter 13 ist elektrisch mit der Speicherbatterie 12 über eine Gleichstromleitung verbunden. Zusätzlich arbeitet die Steuerung 6 durch Verwenden einer Speicherbatterie 12 als eine Energiequelle.
  • Die Speicherbatterie 12 ist durch eine Kapazität oder eine Speicherzelle aufgebaut. Wenn der Generatormotor 11 eine Erzeugungsaktion (Generatorbetrieb) durchführt, speichert die Speicherbatterie 12 die Elektrizität (Ladung). Zusätzlich führt die Speicherbatterie 12 die in der Speicherbatterie 12 gespeicherte Elektrizität dem Inverter 13 zu. Gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung wird eine Speicherzelle, wie etwa eine Lithiumionenspeicherbatterie, eine Nickelwasserstoffbatterie, eine Bleispeicherbatterie oder eine Kapazität, die elektrische Energie als statische Energie speichert, als Speicherbatterie bezeichnet.
  • Die Abtriebswelle des Motors 2 ist mit einer Antriebswelle einer Hydraulikpumpe 3 über die PTO-Welle 10 verbunden. Wenn die Abtriebswelle des Motors gedreht wird, wird die Hydraulikpumpe 3 betrieben. Die Hydraulikpumpe 3 ist eine Hydraulikpumpe der variablen Kapazitätsart. Auf diese Weise gilt, dass wenn ein Neigungswinkel einer geneigten Platte variiert wird, eine Kapazität q (cc/rev) variiert bzw. verändert wird.
  • Drucköl, das bei einem Ausstoßdruck PRp und einer Durchflussrate Q (cc/min) von der Hydraulikpumpe 3 ausgestoßen wird, wird einem Auslegerbetätigungsventil 21, einem Armbetätigungsventil 22, einem Schaufelbetätigungsventil 23, einem Schwenkbetätigungsventil 24, einem rechten Armbetätigungsventil 25 und einem linken Armbetätigungsventil 26 zugeführt. Der Pumpenausstoßdruck PRp wird durch den Hydrauliksensor 7 erfasst, und das Hydraulikerfassungssignal wird in die Steuerung 6 eingegeben.
  • Das aus dem Betätigungsventil 21 ausgegebene Drucköl wird dem Auslegerzylinder 31 zugeführt. Das von dem Betätigungsventil 22 ausgegebene Drucköl wird dem Armzylinder 32 zugeführt. Das von dem Betätigungsventil 23 ausgegeben Drucköl wird dem Schaufelzylinder 33 zugeführt. Das von dem Betätigungsventil 24 ausgegebene Drucköl wird dem Schwenkmotor 34 zugeführt. Das von dem Betätigungsventil 25 ausgegebene Drucköl wird dem rechten Fahrmotor 35 zugeführt. Das von dem Betätigungsventil 26 ausgegebene Drucköl wird dem linken Fahrmotor 36 zugeführt. Demzufolge werden der Auslegerzylinder 31, der Armzylinder 32, der Schaufelzylinder 33, der Schwenkmotor 34, der rechte Fahrmotor 35 und der linke Fahrmotor 36 angetrieben, um entsprechend den Ausleger, den Arm, die Schaufel, den oberen Schwenkkörper und die rechte Gleiskette und die linke Gleiskette eines unteren Fahrkörpers zu betätigen.
  • Ein Arbeits- nach rechts-Schwenkbedienhebel 41 und nach rechts-Fahrbedienhebel 43 sind an der rechten vorderen Seite eines Fahrersitzes der Arbeitsmaschine 1 angebracht. Ein Arbeits- nach links-Schwenkbedienhebel 42 und ein nach links-Fahrbedienhebel 44 sind an der linken vorderen Seite des Fahrersitzes der Arbeitsmaschine 1 angebracht.
  • Der Arbeits- nach rechts-Schwenkbedienhebel 41 ist ein Bedienhebel, der eingerichtet ist, um den Ausleger und die Schaufel zu betätigen, die den Ausleger und die Schaufel gemäß einer Betätigungsrichtung betätigen, und den Ausleger und die Schaufel mit einer Geschwindigkeit gemäß einem Betätigungsumfang betätigen.
  • Ein Sensor 45, der eingerichtet ist, um eine Betätigungsrichtung und einen Betätigungsumfang zu erfassen, ist an dem Bedienhebel 41 angebracht. Der Sensor 45 gibt ein Hebelsignal, das eine Betätigungsrichtung und einen Betätigungsumfang des Bedienhebels 41 angibt, in die Steuerung 6 ein. Wenn der Bedienhebel 41 in einer Richtung betätigt wird, in der der Ausleger betätigt wird, wird ein Auslegerhebelsignal LbO, das einen Auslegeraufwärtsbetätigungsumfang und einen Auslegerabwärtsbetätigungsumfang gemäß einer Neigungsrichtung und einem Neigungsumfang hinsichtlich einer neutralen Position des Bedienhebels 41 angibt, in die Steuerung 6 ein. Zusätzlich gilt, dass wenn der Bedienhebel 41 in einer Richtung betätigt wird, in der die Schaufel betätigt wird, wird ein Schaufelhebelsignal Lbk, das einen Schaufelaufnahmebetätigungsumfang und eine Schaufelabladebetätigungsumfang gemäß einer Neigungsrichtung und einem Neigungsumfang hinsichtlich der neutralen Position des Bedienhebels 41 angibt, in die Steuerung 6 eingegeben.
  • Wenn der Bedienhebel 41 in eine Richtung betätigt wird, in der der Ausleger betätigt wird, wird ein Hauptdruck (PPC-Druck) PRbo gemäß einem Neigungsumfang des Bedienhebels 41 zu einem 21a von Hauptanschlüssen des Auslegerbetätigungsventils 21 gemäß einer Hebelneigungsrichtung (einer Auslegeranheberichtung oder einer Auslegerabsenkrichtung) hinzugefügt.
  • Auf die gleiche Weise gilt, dass wenn der Bedienhebel 41 in einer Richtung betätigt wird, in der die Schaufel betätigt wird, ein Hauptdruck (PPC-Druck) PRbk gemäß einem Neigungsumfang des Bedienhebels 41 zu einem 23a von Hauptanschlüssen des Schaufelbetätigungsventils 23 entsprechend einer Hebelneigungsrichtung (einer Schaufelaufnahmerichtung oder einer Schaufelabladerichtung) hinzugefügt.
  • Der Arbeits- nach links-Schwenkbedienhebel 42 ist ein Bedienhebel, der eingerichtet ist, um den Arm und den oberen Schwenkkörper zu betätigen, der den Arm und den oberen Schwenkkörper gemäß einer Betätigungsrichtung betätigt, und den Arm und den oberen Schwenkkörper mit einer Geschwindigkeit gemäß einem Betätigungsumfang betätigt.
  • Ein Sensor 46, der eingerichtet ist, um eine Betätigungsrichtung und einen Betätigungsumfang zu erfassen, ist an dem Bedienhebel 42 angebracht. Der Sensor 46 gibt ein Hebelsignal, das eine Betätigungsrichtung und einen Betätigungsumfang des Bedienhebels angibt, in die Steuerung 6 ein. Wenn der Bedienhebel 42 in eine Richtung betätigt wird, in dem der Arm betätigt wird, wird ein Armhebelsignal Lar, das einen Armaufnahmebetätigungsumfang und einen Armabladebetätigungsumfang angibt, in die Steuerung 6 gemäß einer Neigungsrichtung und einem Neigungsumfang hinsichtlich einer neutralen Position des Bedienhebels 42 eingegeben. Zusätzlich gilt, dass wenn der Bedienhebel 42 in einer Richtung betätigt wird, in der der obere Schwenkkörper betätigt wird, ein Schwenkhebelsignal Lsw, das einen nach rechts-Schwenkbetätigungsumfang und einen nach links-Schwenkbetätigungsumfang angibt, in die Steuerung 6 gemäß einer Neigungsrichtung und einem Neigungsumfang hinsichtlich der neutralen Position des Bedienhebels 42 eingegeben wird.
  • Wenn der Bedienhebel 42 in einer Richtung betätigt wird, in der der Arm betätigt wird, wird ein Hauptdruck (PPC-Druck) PRar gemäß einem Neigungsumfang des Bedienhebels 42 zu einem 22a von Hauptanschlüssen des Armbetätigungsventils 22 entsprechend einer Hebelneigungsrichtung (einer Armaufnahmerichtung oder einer Armabladerichtung) hinzugefügt.
  • Auf die gleiche Weise gilt, dass wenn der Bedienhebel 42 in einer Richtung betätigt wird, in der der obere Schwenkkörper betätigt wird, ein Hauptdruck (PPC-Druck) PRsw gemäß einem Neigungsumfang gemäß des Bedienhebels 42 zu einem 24a von Hauptanschlüssen des Schwenkbetätigungsventils 24 entsprechend einer Hebelneigungsrichtung (einer nach rechts-Schwenkrichtung oder einer links-Schwenkrichtung) hinzugefügt wird.
  • Der rechts-Fahrbedienhebel 43 und der links-Fahrbedienhebel 44 sind Bedienhebel, die eingerichtet sind, um entsprechend die rechte Gleiskette und die linke Gleiskette zu betätigen, und die Gleisketten gemäß den Betätigungsrichtungen zu betätigen und die Gleisketten mit Geschwindigkeiten gemäß den Betätigungsumfängen zu betätigen.
  • Ein Hauptdruck (PPC-Druck) PRtr gemäß einem Neigungsumfang des Bedienhebels 43 wird einem Hauptanschluss 25a des rechten Fahrbetätigungsventils 25 hinzugefügt.
  • Der Hauptdruck PRtr wird über einen Hydrauliksensor 9 erfasst, und ein nach rechts-Fahr-Hauptdruck PRcr, der einen nach recht-Fahrumfang angibt, wird in die Steuerung 6 eingegeben. Auf die gleiche Weise wird ein Hauptdruck (PPC-Druck) PRtl gemäß einem Neigungsumfang des Bedienhebels 44 zu einem Hauptanschluss 26a des linken Fahrbetätigungsventils 26 hinzugefügt. Der Hauptdruck PRtl wird über einen Hydrauliksensor 8 erfasst, und ein nach links-Fahr-Hauptdruck PRcl, der einen nach links-Fahrumfang angibt, wird in die Steuerung 6 eingegeben.
  • Die Betätigungsventile 21, 22, 23, 24, 25 und 26 sind Durchflussraten-Richtungssteuerventile, die Kolben in Richtungen gemäß den Betätigungsrichtungen der entsprechenden Bedienhebel 41, 42, 43 und 44 bewegen, und die Kolben bewegen, um Kanäle durch Öffnungsbereiche gemäß Betätigungsumfänge der Bedienhebel 41, 42, 43 und 44 zu öffnen.
  • Ein Pumpensteuerventil 5 wird über einen Steuerstrom pc-epc-Ausgabe von einer Steuerung 6 betätigt, und wird über einen Servokolben geändert.
  • Das Pumpensteuerventil 5 steuert einen Neigungswinkel der geneigten Platte der Hydraulikpumpe 3, so dass das Produkt des Entladungsdrucks PRp (kg/cm2) der Hydraulikpumpe 3 und der Kapazität q (cc/rev) der Hydraulikpumpe 3 kleiner als ein Pumpenabsorptionsmoment Tpcom entsprechend dem Steuerstrom pc_epc ist. Diese Steuerung wird als eine PC-Steuerung bezeichnet.
  • In dem Generatormotor 11 ist ein Rotationssensor 14, der eingerichtet ist, um eine gegenwärtige Realdrehzahl GEN_spd (rpm) des Generatormotors 11 zu erfassen, das heißt, eine reale Drehzahl des Motors 2, installiert. Ein Signal, das die durch den Rotationssensor 14 erfasste reale Drehzahl GEN_spd angibt, wird in die Steuerung 6 eingegeben.
  • Zusätzlich ist an der Speicherbatterie 12 ein Spannungssensor 15 installiert, der eingerichtet ist, um eine Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 zu erfassen. Ein Signal, das die durch den Spannungssensor 15 erfasste Spannung BATT_volt angibt, wird in die Steuerung 6 eingegeben.
  • Zusätzlich gibt die Steuerung 6 den Generatormotorbefehlswert GEN_com an den Inverter 13 aus, so dass der Generatormotor 11 eine Erzeugungsaktion oder elektrische Motoraktion (motorischer Betrieb) durchführt. Wenn die Steuerung 6 den Befehlswert GEN_com an den Inverter 13 ausgibt, um den Generatormotor 11 als einen Generator zu betätigen, wird ein Teil eines an den Motor 2 erzeugten Ausgabemoments an die Antriebswelle des Generatormotors 11 über die Abtriebswelle des Motors derart übertragen, um das Moment des Motors 2 zu absorbieren, und Elektrizität zu erzeugen.
  • Ein von dem Generatormotor 11 erzeugter Wechselstrom wird in dem Inverter 13 in einen Gleichstrom konvertiert, und anschließend wird die Gleichstromenergie in der Speicherbatterie 12 über die Gleichstromenergieleitung (Laden) gespeichert.
  • Wenn die Steuerung 6 den Befehlswert GEN_com an den Inverter 13 ausgibt, um den Generatormotor 11 als einen Elektromotor zu betätigen, steuert der Inverter 13 den Generatormotor 11, um als ein Elektromotor zu funktionieren. Das heißt, Energie wird von der Speicherbatterie 12 ausgegeben (Entladen), und ein in der Speicherbatterie 12 gespeicherter Gleichstrom wird in dem Inverter 13 in einen Wechselstrom konvertiert, und der Strom wird dem Generatormotor zugeführt, um die Antriebswelle des Generatormotors 11 zu drehen. Demzufolge wird das Moment von dem Generatormotor 11 erzeugt, und das Moment wird an die Abtriebswelle des Motors über die Antriebswelle des Generatormotors 11 übertragen, und wird dem Ausgangsmotors 2 hinzugefügt (die Ausgabe des Motors 2 wird unterstützt). Das hinzugefügte Ausgangsmoment wird an der Hydraulikpumpe 3 absorbiert.
  • Ein Erzeugungsumfang (Absorptionsmomentumfang) und ein elektromotorischer Umfang (Assistenzumfang; ein erzeugter Momentenumfang) des Generatormotors 11 werden gemäß Inhalten des Generatormotorsbefehlswerts GEN_com variiert.
  • Die Steuerung 6 gibt einen Drehbefehlswert an die Motorsteuerung 4, die den Drehzahlregler enthält, aus, um eine Treibstoffeinspritzmenge derart zu erhöhen oder zu vermindern, um eine Solldrehzahl gemäß einer gegenwärtigen Last auf die Hydraulikpumpe 3 zu erhalten, so dass eine Drehzahl n des Motors 2 und ein Moment T angepasst werden.
  • Als nächstes wird ein Steuerprozess durch die Steuerung 6 beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerablauf durch die Steuerung 6 veranschaulicht. 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf einer in 2 gezeigten Solldurchflussratenberechnungseinheit veranschaulicht. 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess einer in 2 gezeigten Motorsolldrehzahlzusatzwertberechnungseinheit veranschaulicht. 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf einer in 2 gezeigten Pumpenausgabenbegrenzungsberechnungseinheit veranschaulicht.
  • Zunächst gilt unter Bezugnahme auf die 2 und 3, dass das Auslegerhebelsignal Lbo, das Armhebelsignal Lar, das Schaufelhebelsignal Lbk, das Schwenkhebelsignal Lsw, der Rechtsfahrhauptdruck PRcr und der Linksfahrhauptdruck PRcl in eine Solldurchflussratenberechnungseinheit 50 eingegeben werden. Basierend auf diesen Werten werden eine Solldurchflussrate Qbo des Auslegerzylinders 31, eine Solldurchflussrate Qar des Armzylinders 32, eine Solldurchflussrate Qbk des Schaufelzylinders 33, eine Solldurchflussrate Qsw des Schwenkmotors 34, eine Solldurchflussrate Qcr des rechten Fahrmotors 35 und eine Solldurchflussrate Qcl des linken Fahrmotors 36 berechnet.
  • Funktionale Relationen 51a, 52a, 53a, 54a, 55a und 56a zwischen Betätigungsumfängen bzw. Solldurchflussraten von hydraulischen Aktuatoren werden in einer Speichereinrichtung in der Steuerung 6 in Datentabellen gespeichert.
  • Eine Auslegersolldurchflussratenberechnungseinheit 51 berechnet die Auslegersolldurchflussrate Qbo entsprechend Lbo, das einen gegenwärtigen Auslegeranheberichtungsbetätigungsumfang oder einen gegenwärtigen Auslegerabwärtsrichtungsbetätigungsumfang gemäß der funktionalen Relation 51a angibt.
  • Eine Armsolldurchflussratenberechnungseinheit 52 berechnet die Armsolldurchflussrate Qa entsprechend Lar, das einen gegenwärtigen Armaufnahmerichtungsbetätigungsumfang oder einen gegenwärtigen Armabladerichtungsbetätigungsumfang gemäß der funktionalen Relation 52a angibt.
  • Eine Schaufelsolldurchflussratenberechnungseinheit 53 berechnet die Schaufelsolldurchflussrate Qbk entsprechend Lbk, das eine gegenwärtige Schaufelaufnahmerichtungsbetätigungsumfang oder einen gegenwärtigen Schaufelabladerichtungsbetätigungsumfang gemäß der funktionalen Relation 53a darstellt.
  • Eine Schwenksolldurchflussratenberechnungseinheit 54 berechnet die Schwenksolldurchflussrate Qsw entsprechend Lsw, das einen gegenwärtigen Rechtsschwenkrichtungsbetätigungsumfang oder einen Linksschwenkrichtungsbetätigungsumfang gemäß der funktionalen Relation 54a darstellt.
  • Eine Rechtsfahr-Solldurchflussratenberechnungseinheit 55 berechnet die Rechtsfahr-Solldurchflussrate Qcr entsprechend dem gegenwärtigen Rechtsfahr-Hauptdruck PRcr gemäß der funktionalen Relation 55a.
  • Eine Linksfahr-Solldurchflussratenberechnungseinheit 56 berechnet die Linksfahr-Solldurchflussrate Qcl entsprechend dem gegenwärtigen Linksfahr-Hauptdruck PRcr gemäß der funktionalen Relation 56a.
  • Zusätzlich werden der Auslegeranhebebetätigungsumfang, der Armaufnahmebetätigungsumfang, der Schaufelaufnahmebetätigungsumfang, der Rechtsschwenkbetätigungsumfang als Operationsumfänge mit einem positiven Vorzeichen in dem Berechnungsprozess betrachtet, und der Auslegersenkbetätigungsumfang, der Armabladebetätigungsumfang, der Schaufelabladebetätigungsumfang, der Linksschwenkbetätigungsumfang werden als Betätigungsumfänge mit einem negativen Vorzeichen in dem Berechnungsprozess berücksichtigt.
  • Eine Pumpensollentladungsdurchflussratenberechnungseinheit 60 führt einen Berechnungsprozess gemäß Formel 2 durch, wobei die Summe der Solldurchflussraten der hydraulischen Aktuatoren Qbo, Qar, Qbk, Qsw, Qcr und Qcl, die in der Solldurchflussratenberechnungseinheit der hydraulischen Aktuatoren 50 berechnet wurden, als eine Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum berücksichtigt. Qsum = Qbo + Qar + Qbk + Qsw + Qcr + Qcl (2)wobei gilt, dass obwohl die Summe der Solldurchflussraten der hydraulischen Aktuatoren als die Pumpensollentladungsdurchflussrate berücksichtigt wird, können die maximal Solldurchflussrate der Solldurchflussraten Qbo, Qar, Qbk, Qsw, Qcr und Qcl der entsprechenden hydraulischen Aktuatoren als eine Sollentladungsdurchflussrate der Hydraulikpumpe 3 berücksichtigt werden.
  • Eine erste Motorsolldrehzahlberechnungseinheit 61 berechnet eine erste Motorsolldrehzahl ncom1 entsprechend der berechneten und durch die Solldurchflussratenberechnungseinheit 50 ausgegebenen Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum. Eine funktionale Relation 61a, dass die ersten Motorsolldrehzahl ncom1 gemäß dem Anstieg der Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum ansteigt, wird in der Speichereinrichtung der Steuerung 6 in einer Datentabelle gespeichert. Die erste Motorsolldrehzahl ncom1 ist eine minimale Motordrehzahl, bei der die Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum entladen werden kann, wenn die Hydraulikpumpe 3 bei einer maximalen Kapazität gmax gemäß Formel 3 mit einer Übertragungskonstante α betrieben wird. ncom1 = Qsum/gmax·α (3)
  • In der ersten Motorsolldrehzahlberechnungseinheit 61 wird die erste Motorsolldrehzahl ncom1 entsprechend der gegenwärtigen Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum gemäß der funktionalen Relation 61a, das heißt gemäß Formel 3, berechnet.
  • Eine Bestimmungseinheit 62 der Steuerung 6 bestimmt, ob die gegenwärtige Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum größer als eine vorbestimmte Durchflussrate Qmin ist. Die vorbestimmte Durchflussrate, die einen Schwellenwert darstellt, ist als eine Durchflussrate eingestellt, um zu bestimmen, ob die Bedienhebel 41, 42, 43 und 44 sich auf den neutralen Positionen befinden.
  • In einer dritten Motorsolldrehzahleinstelleinrichtung 68 in der Steuerung 6 gilt, dass wenn die gegenwärtige Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum kleiner oder gleich der vorbestimmten Durchflussrate Qmin gemäß einem bestimmten Ergebnis der Bestimmungseinheit 62 ist, das heißt, wenn ein bestimmtes Ergebnis NEIN ist, wird eine dritte Motorsolldrehzahl ncom3 auf eine Drehzahl nJ (z. B. 1000 U/min) benachbart zu einer niedrigen Leerlaufdrehzahl nL des Motors 2 eingestellt. Wenn demzufolge die gegenwärtige Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum größer als die vorbestimmte Durchflussrate Qmin ist, das heißt, wenn ein bestimmtes Ergebnis JA ist, wird die dritte Motorsolldrehzahl ncom3 auf eine Drehzahl nM (z. B. 1400 U/min), größer als die niedrige Leerlaufdrehzahl nL des Motors 2 eingestellt.
  • Von der Motorsteuerung 4 zu der Steuerung 6 werden eine gegenwärtige Motordrehzahl Ne des Motors 2 und ein Motormoment Te des Motors 2, das anhand eines Treibstoffeinspritzumfangs abgeschätzt wird, eingegeben. Ein Filter 101 in der Steuerung 6 besitzt eine Zeitkonstante von ungefähr 0,5 s, und gibt ein Motormoment Te_f aus, das durch Filtern des Wertes des eingegebenen Motormoments Te erhalten wird. Eine Motorausgabeberechnungseinheit 102 in der Steuerung 6 bestimmt eine Motorausgabe (Pferdestärke) Pe durch Multiplizieren der Motordrehzahl Ne, die von der Motorsteuerung 4 eingegeben wird, mit dem Motormoment Te_f, das von dem Filter 101 ausgegeben ist, und eine Übertragungskonstante Const.
  • Eine Sollmotorausgabeberechnungseinheit 103 in der Steuerung 6 berechnet eine Sollmotorausgabe (Pferdestärke) Pe_aim entsprechend einer zweiten Motorsolldrehzahl ncom2, zu der ein Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add (nachstehend beschrieben) entsprechend einer funktionalen Relation 103a hinzugefügt wird. Ein Startwert der zweiten Motorsolldrehzahl ncom2 ist die erste Motorsolldrehzahl ncom1. Da die funktionale Relation 103a in der Speichereinrichtung in der Steuerung 6 gespeichert ist, verwendet die Sollmotorausgabeberechnungseinheit 103 die funktionale Relation 103a, um die Sollmotorausgabe Pe_aim auszugeben.
  • Die funktionale Beziehung 103a ist eine Lastabtastgrenze, die durch Subtrahieren einer vorbestimmten Pferdestärkenzahl von einer Sollpferdestärkenlinie, die durch Multiplizieren einer Sollmomentlinie L1, wie diese in 7 veranschaulicht ist, die gleich einer Sollmotorantriebslinie L0 ist, wie diese in 22 veranschaulicht ist, durch eine Motordrehzahl erhalten wird.
  • Eine Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 in der Steuerung 6 gibt einen Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add gemäß dem in 4 gezeigten Flussdiagramm aus. Mit Bezugnahme auf 4 gilt in Schritt S101, dass die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 den Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add 0 als Startwert einstellt. Anschließend, in Schritt S102, wird die Motorausgabe Pe aus der Motorausgabeberechnungseinheit 102 erhalten, und die Sollmotorausgabe Pe_aim wird aus der Sollmotorausgabeberechnungseinheit 103 erhalten. An diesem Punkt verwendet die Sollmotorausgabeberechnungseinheit 103 die erste Motorsolldrehzahl ncom1 als einen Startwert, um so die Sollmotorausgabe Pe_aim auszugeben, und anschließend wird folgend die zweite Motorsolldrehzahl ncom2 verwendet, um die Sollmotorausgabe Pe_aim auszugeben.
  • Zusätzlich subtrahiert die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 in Schritt S103 die Sollmotorausgabe Pe_aim von der Motorausgabe Pe, und multipliziert einen Wert, der durch Subtrahieren der Sollmotorausgabe Pe_aim von der Motorausgabe Pe erhalten wird, mit einem Konversionskoeffizienten Ie, um einen Wert Iadd zu erhalten, der eine Motordrehzahl ist.
  • Anschließend bestimmt die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 in Schritt S104, ob die Pumpensollausstoßdurchflussrate Qsum, die durch die Solldurchflussratenberechnungseinheit 50 ausgegeben wird, erhöht ist, oder erhöht und konstant ist. Wenn die Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum nicht erhöht ist, oder nicht erhöht und konstant ist (Schritt S104, NEIN), wird der Wert Iadd zu dem Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add in Schritt S106 hinzugefügt.
  • Wenn die Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum erhöht ist, oder erhöht und konstant ist (Schritt S104, JA), wird in Schritt S105 bestimmt, ob der Wert Iadd negativ ist. Wenn der Wert Iadd nicht negativ ist (Schritt S105, NEIN), wird Schritt S106 durchgeführt, um den Wert Iadd zu dem Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add zu addieren. Wenn der Wert Iadd negativ ist (Schritt S105, JA), wird Schritt S107 ohne die Addieroperation des Wertes Iadd durchgeführt.
  • In den Schritten S104, S105 und S106 gilt, dass wenn der Wert Iadd in einem Zustand negativ ist, in dem die Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum, welche die Solldurchflussratenberechnungseinheit 50 ausgibt, erhöht ist, oder erhöht und konstant ist, wird der Wert Iadd nicht zu dem Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add hinzuaddiert. Besonders in einem Zustand, in dem ein Anstiegsumfang ΔQsum der Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum größer oder gleich als 0 ist, wie in 5 veranschaulicht ist, auch wenn der Wert Iadd negativ ist, wird der Absolutwert des Wertes Iadd nicht von dem Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add subtrahiert, und die gegenwärtige zweite Motorsolldrehzahl ncom2 wird beibehalten. Demzufolge gilt in dem Zustand, in dem die Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum größer oder gleich 0 ist, auch wenn der Wert Iadd negativ ist, eine Motordrehzahl nicht verringert wird, bis ein Bediener einen Hebel bedient, um Energie zu senken, um ein Steuersystem zu stabilisieren.
  • Anschließend wird in Schritt S107 bestimmt, ob der Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add positiv ist. Wenn der Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add positiv ist (Schritt S107, JA) wird bestimmt, ob die gesamte Hebeleingabe (Hebelpotentiometersignal) ein neutraler Zustand oder ein Zustand benachbart dem neutralen Zustand, oder nicht ist, in Schritt S108. Wenn die gesamte Hebeleingabe nicht eines des neutralen Zustands oder des Zustands benachbart dem neutralen Zustand ist (Schritt S108, NEIN) wird bestimmt, ob ein Assistenz-Markierungszeichen assist_flag, das nachstehend beschrieben wird, wahr ist oder nicht, in Schritt S109.
  • Wenn der Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add positiv ist (Schritt S107, JA), wenn die gesamte Hebeleingabe keine des neutralen Zustands oder des Zustands benachbart dem neutralen Zustand ist (Schritt S108, NEIN), und wenn das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag nicht wahr ist (Schritt S109, NEIN), wird der Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add zu der ersten Motorsolldrehzahl ncom1 in Schritt S110 hinzuaddiert, um die zweite Motorsolldrehzahl ncom2 zu erzeugen (entsprechend einer Korrekturmotorsolldrehzahl), wird Schritt S102 wiederum durchgeführt, und anschließend der vorgenannte Prozess wiederholt.
  • Wenn der Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add nicht positiv ist (Schritt S107, NEIN), wenn die gesamte Hebeleingabe eine des neutralen Zustands oder dem Zustand benachbart zu dem neutralen Zustand ist (Schritt S108, JA), oder wenn das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag wahr ist (Schritt S109, JA), wird der Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add nicht zu der ersten Motorsolldrehzahl ncom1 hinzuaddiert, die gegenwärtige erste Motorsolldrehzahl ncom1 als die zweite Motorsolldrehzahl ausgegeben (entsprechend einer Korrekturmotorsolldrehzahl), Schritt S102 wiederum durchgeführt, und anschließend wird der vorstehende Prozess wiederholt.
  • Der Fall, in dem der Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add nicht positiv ist, bedeutet, dass der Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add nicht näher an der Lastabtastgrenze liegt, und eine Last nicht groß ist. Daher ist es unnötig, die Drehzahl des Motors zu erhöhen. Zusätzlich gilt, dass wenn die gesamte Hebeleingabe eines des neutralen Zustands oder des Zustands benachbart zu dem neutralen Zustand ist, eine Auswahl eines Nutzers priorisiert wird. Weiterhin gilt, dass wenn das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag wahr ist, der Motor 2 durch den Elektromotor unterstützt wird, ohne eine Motordrehzahl zu erhöhen.
  • Demzufolge wird der ausgegebene Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add zu der ersten Motorsolldrehzahl ncom1 über eine Additionseinheit 105 hinzuaddiert, und als die zweite Motorsolldrehzahl ncom2 ausgegeben. Zusätzlich gilt, dass die zweite Motorsolldrehzahl ncom2 an die Sollmotorausgabeberechnungseinheit 103 über eine Verzweigungseinheit 106 ausgegeben wird.
  • Eine Maximalwertauswahleinheit 64 in der Steuerung 6 wählt die größere ncom23 der zweiten Motorsolldrehzahl ncom2 oder der dritten Motorsolldrehzahl ncom3 aus.
  • Eine Pumpenausgabebegrenzungsberechnungseinheit 70 arbeitet gemäß dem in 6 veranschaulichten Flussdiagramm. Nachstehend wird das bestimmte Ergebnis WAHR als T bezeichnet, und ein bestimmtes Ergebnis UNWAHR als F bezeichnet.
  • Ein Arbeitsmuster bzw. Kennfeld der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 wird als ein Betriebsmuster 1, das eine Fahroperation ist, bestimmt, und ein Ausgabegrenzwert Pplimit1 der Hydraulikpumpe 3 wird als Pplimit1 eingestellt, um für die Fahroperation als das Arbeitsmuster angepasst zu sein.
  • In der Pumpenausgabebegrenzungsberechnungseinheit 70 wird der Ausgabe-(Pferdestärke)-Grenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 gemäß den Arbeitsmustern der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 berechnet.
  • Pplimit1, Pplimit3, Pplimit4, Pplimit5 und Pplimit6 sind zuvor als Ausgabegrenzwerte der Hydraulikpumpe 3 berechnet. Die Ausgabegrenzwerte der Hydraulikpumpe 3 sind in absteigender Reihenfolge von Pplimit1, Pplimit2, Pplimit3, Pplimit4, Pplimit5 und Pplimit6, wie in einem Momentenliniengraphen in 9 veranschaulicht, eingestellt.
  • Das heißt, wenn der Rechtsfahrhauptdruck PRcr größer als ein vorbestimmter Druck Kc ist, oder wenn der Linksfahrhauptdruck PRcl größer als der vorbestimmte Druck Kc ist (eine Bestimmung T in Schritt 71) bestimmt wird, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 das Arbeitsmuster 1 als die Fahroperation ist, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 eingestellt, um für den Fahrbetrieb als das Arbeitsmuster angepasst zu sein.
  • Nachstehend werden die Schritte 72 bis 79 auf die gleiche Weise wie folgt durchgeführt. Das heißt, in Schritt 72 wird bestimmt, ob der Rechtsschwenkbetätigungsumfang Lsw größer als ein vorbestimmter Betätigungsumfang Ksw ist oder nicht, und ob der Linksschwenkbetätigungsumfang Lsw kleiner als ein vorbestimmter Betätigungsumfang-Ksw ist oder nicht.
  • In Schritt 73 wird bestimmt, ob der Auslegeranhebebetätigungsumfang Lbo kleiner als ein vorbestimmter Betätigungsumfang-Kbo ist oder nicht.
  • In Schritt 74 wird bestimmt, ob der Auslegeranhebebetätigungsumfang Lbo größer als ein vorbestimmter Betätigungsumfang Kbo ist oder nicht, oder ob ein Armaufladebetätigungsumfang La größer als ein vorbestimmter Betätigungsumfang Ka ist oder nicht, oder ob der Armabladebetätigungsumfang La kleiner als ein vorbestimmter Betätigungsumfang-Ka ist oder nicht, oder ob der Schaufelaufnahmebetätigungsumfang Lbk größer als ein vorbestimmter Betätigungsumfang Kbk ist oder nicht, oder ob der Schaufelabladebetätigungsumfang Lbk kleiner als ein vorbestimmter Betätigungsumfang Kbk ist oder nicht.
  • In Schritt 75 wird bestimmt, ob der Armaufnahmebetätigungsumfang La größer als der vorbestimmte Betätigungsumfang Ka ist oder nicht.
  • In Schritt 76 wird bestimmt, ob der Schaufelaufladebetätigungsumfang Lbk größer als der vorbestimmte Betätigungsumfang Kbk ist oder nicht.
  • In Schritt 77 wird bestimmt, ob der Entladungsdruck PRp der Hydraulikpumpe 3 kleiner als ein vorbestimmter Druck Kp1 ist oder nicht.
  • In Schritt 78 wird bestimmt, ob der Armabladebetätigungsumfang La kleiner als der vorbestimmte Betätigungsumfang-Ka ist oder nicht.
  • In Schritt 79 wird bestimmt, ob der Schaufelabladebetätigungsumfang Lbk kleiner als der vorbestimmte Betätigungsumfang-Kbk ist oder nicht.
  • In Schritt 80 wird bestimmt, ob der Entladungsdruck PRp der Hydraulikpumpe 3 größer als ein vorbestimmter Druck Kp2 ist oder nicht.
  • In Schritt 81 wird bestimmt, ob der Entladungsdruck PRp der Hydraulikpumpe 3 größer als ein vorbestimmter Druck Kp3 ist oder nicht.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 T ist und wenn eine Bestimmung in Schritt 73 T ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 2 einer Schwenkoperation und einer Auslegerabsenkoperation ist, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit6 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 2 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung von Schritt 72 T ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 73 F ist, und wenn eine Bestimmung in Schritt 74 T ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 3 einer Operation der Arbeitsmaschine außer die Schwenkoperation und die Auslegerabsenkoperation ist, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 3 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 T ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 73 F ist, und wenn eine Bestimmung in Schritt 74 F ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 4 der Einzelschwenkoperation ist, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit6 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 4 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 75 T ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 76 T ist und wenn eine Bestimmung in Schritt 77 T ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 5 einer Armaufnahmeoperation und einer Schaufelaufnahmeoperation bei einer kleinen Last (beispielsweise eine Operation des Aufnehmens von Erde und Sand), und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit2 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 5 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 75 T ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 76 T ist und wenn eine Bestimmung in Schritt 77 F ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 6 einer Armaufnahmeoperation und einer Schaufelaufnahmeoperation bei einer großen Last ist (beispielsweise einer Aufnahmeoperation sowohl des Arms als auch der Schaufel), und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 6 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 75 T ist, und wenn eine Bestimmung in Schritt 76 F ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 7 einer Armaufnahmeoperation ist, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 7 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 75 F, wenn eine Bestimmung in Schritt 78 T ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 79 T ist, und wenn eine Bestimmung in Schritt 80 T ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 8 einer Arm-Erd-Abladeoperation und einer Schaufel-Erd-Abladeoperation bei einer großen Last ist (beispielsweise eine Operation des Drückens von Erde und Sand sowohl durch den Arm als auch die Schaufel), und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit3 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 8 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 75 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 78 T ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 79 T ist, und wenn eine Bestimmung in Schritt 80 F ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 9 einer Arm-Erdabladeoperation und einer Schaufel-Erdabladeoperation bei einer kleinen Last ist (beispielsweise einer Operation des simultanen Abladens sowohl des Arms als auch der Schaufel in der Luft), und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit5 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 9 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 F, wenn eine Bestimmung in Schritt 75 F ist, wenn eine Bestimmung 78 T ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 79 F ist, und wenn eine Bestimmung in Schritt 81 T ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 10 einer Einzel-Armerdabladeoperation bei einer großen Last ist (beispielsweise eine Operation des Drückens von Erde und Sand durch den Arm), und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit3 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 10 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 75 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 78 T ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 79 F ist, und wenn eine Bestimmung in Schritt 81 F ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 1 einer Einzel-Armerdabladeoperation bei einer kleinen Last ist (beispielsweise einer Operation des Umkehrens des Arms in der Luft), und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit5 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 11 angepasst zu sein.
  • Wenn eine Bestimmung in Schritt 71 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 72 F ist, wenn eine Bestimmung in Schritt 75 F ist, und wenn eine Bestimmung in Schritt 78 F ist, wird bestimmt, dass das Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 ein Arbeitsmuster 12 der weiteren Operation ist, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 wird auf Pplimit1 eingestellt, um für das Arbeitsmuster 12 angepasst zu sein.
  • Bei einer Abladeoperation wird der Entladungsdruck PRp der Hydraulikpumpe 3 in eine Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit 500 eingegeben, und der Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3 hinsichtlich des Entladungsdrucks PRp der Hydraulikpumpe 3 wird berechnet. Der Ausgabegrenzwert Pplimit wird basierend auf einer funktionalen Relation 500a des Ausgabegrenzwerts Pplimit hinsichtlich des Entladungsdrucks PRp berechnet, um eine schnelle Pumpenausgabeschwankung in der Abladeoperation zu verhindern. Die funktionale Relation ist in der Speichereinrichtung der Steuerung 6 gespeichert.
  • Anschließend gibt eine Minimum-Auswahleinheit 501 selektiv den kleineren des Ausgabegrenzwerts Pplimit, die von der Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit 70 ausgegeben wird, und dem Ausgabegrenzwert Pplimit, der von der Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit 500 in der Abladeoperation ausgegeben wird, aus.
  • Als nächstes berechnet eine vierte Motorsolldrehzahlberechnungseinheit 63 in der Steuerung 6 eine vierte Motorsolldrehzahl ncom4 entsprechend dem Ausgabegrenzwert Pplimit, der durch die Minimum-Auswahleinheit 501 ausgewählt wird.
  • Eine funktionale Relation 63a, dass die dritte Sollmotordrehzahl ncom3 gemäß dem Anstieg des Ausgabegrenzwerts Pplimit der Hydraulikpumpe 3 ansteigt, ist in der Speichereinrichtung der Steuerung 6 in einer Datentabelle gespeichert.
  • In der vierten Motorsolldrehzahlberechnungseinheit 63 wird die vierte Motorsolldrehzahl ncom4 entsprechend dem gegenwärtigen Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26, das heißt, dem Ausgabegrenzwert Pplimit der Hydraulikpumpe 3, gemäß der funktionalen Relation 63a berechnet.
  • In einer Minimalwertauswahleinheit 65 wird eine kleinere ncom der Motorsolldrehzahl ncom23 in der Maximalwertauswahleinheit 64 und der vierten Motorsolldrehzahl ncom4 ausgewählt.
  • Die Steuerung 6 gibt einen Rotationsbefehlswert zum Einstellen einer Motordrehzahl n als die Solldrehzahl ncom an die Motorsteuerung 4 aus, und die Steuerung 4 erhöht oder verringert eine Treibstoffeinspritzmenge, um die Motorsolldrehzahl ncom auf der Sollmomentenlinie L1, wie in 7 veranschaulicht, zu erhalten.
  • Mit Bezugnahme auf 7 gilt, dass wenn der Motor 2 und die Hydraulikpumpe 3 gemäß der Sollmomentenlinie L1 gesteuert werden, in der ein Pumpenabsorptionsmoment Tpcom gemäß dem Abfall der Motordrehzahl n verringert wird, eine Treibstoffeffizienz, eine Motoreffizienz und eine Pumpeneffizienz verbessert, Geräusche reduziert, ein Motorabsterben verhindert, aber ein Ansprechverhalten des Motors 2 herabgesetzt werden. Wenn beispielsweise der Bedienhebel 41 von der neutralen Position geneigt wird, um eine niedrige Drehzahl des Motors 2 zu erhöhen, um eine Aufnahmeoperation zu starten, wird bei einem Initialzustand (Überlastzustand), in dem das Neigen des Bedienhebels gestartet wird, die Last auf die Hydraulikpumpe 3 rapide erhöht, sodass ein Pumpenabsorptions-Pferdestärkenanteil der Ausgabe des Motors unausreichend ist, sodass eine Kraft zum Beschleunigen des Motors 2 nicht ausreichend ist. Demzufolge wird die Drehzahl des Motors 2 nicht auf eine Solldrehzahl erhöht, oder nur übermäßig langsam erhöht.
  • Zu diesem Punkt gilt in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass die zweite Motorsolldrehzahl ncom2, die durch Addieren des Motorsolldrehzahl-Zusatzwerts ncom_add zu der ersten Motorsolldrehzahl ncom1 gegeben ist, die für die gegenwärtige Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum angepasst ist, eingestellt ist. Wenn zwischenzeitlich bestimmt wird, dass die gegenwärtige Pumpensollentladungsdurchflussrate Qsum größer als eine vorbestimmte Durchflussrate ist (beispielsweise 10 L/min), wird die dritte Motorsolldrehzahl ncom3 auf die Drehzahl nM eingestellt (beispielsweise 1400 U/min), die größer als die niedrige Leerlaufdrehzahl nL des Motors ist. Wenn die dritte Motorsolldrehzahl ncom3 größer oder gleich der zweiten Motorsolldrehzahl ncom2 ist, wird die Drehzahl des Motors gesteuert, um die dritte Motorsolldrehzahl ncom3 zu erhalten.
  • Daher gilt, dass wenn beispielsweise der Bedienhebel 41 von der neutralen Position geneigt wird, um eine Aufnahmeoperation zu beginnen, bevor die Last der Hydraulikpumpe 3 rapide erhöht wird, die Drehzahl des Motors erhöht wird, und das Moment des Motors erhöht wird, sodass die Kraft zum Beschleunigen des Motors 2 ausreichend ist. Daher wird das Ansprechverhalten des Motors 2 verbessert, sodass eine niedrige Drehzahl des Motors 2 schnell auf eine Solldrehzahl erhöht wird.
  • Zusätzlich gilt in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 den Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add zu der ersten Motorsolldrehzahl ncom1 hinzuaddiert. Wenn die gegenwärtige Motorausgabe Pe größer als die Sollmotorausgabe Pe_aim entsprechend der zweiten Motorsolldrehzahl ncom2 ist, addiert die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 den Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add gemäß der Differenz zwischen der gegenwärtigen Motorausgabe Pe und der Sollmotorausgabe Pe_aim zu der ersten Motorsolldrehzahl ncom1 hinzu, um so die Drehzahl des Motors zu erhöhen.
  • Mit Bezugnahme auf die 7 und 8 wird ein Prozess, in dem die Drehzahl des Motors durch die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 erhöht wird, beschrieben. Zusätzlich, zur Vereinfachung der Beschreibung, ist anstelle eines Pferdestärken-Graphs ein Momentengraph veranschaulicht. 7 ist ein Momentengraph, der eine Motormomentschwankung gemäß einer Motordrehzahl veranschaulicht. Der Momentengraph ist der gleich wie der in 22. Die Sollmotorantriebslinie L0 entspricht der Sollmomentenlinie L1. Eine Lastabtastmomentgrenze L2 ist um ein vorbestimmtes Moment niedriger als die Sollmomentenlinie L1. Die Lastabtastgrenze wird durch Multiplizieren der Lastabtastmomentgrenze L2 mit einer Motordrehzahl erhalten, und ist die funktionale Relation 103a der Sollmotorausgabeberechnungseinheit 103. Eine Region, die durch die Sollmomentenlinie L1 und die Lastabtastmomentlinie L2 eingegrenzt ist, wird als Lastabtastregion E bezeichnet, und die Lastabtastmomentgrenze L2 ist die Grenze der Lastabtastregion E. Das heißt, dass die Lastabtastregion E als eine Region definiert ist, die sich näher an der Sollmomentenlinie L1 befindet. Es wird angenommen, dass eine Arbeitsmaschine eine Ausgabe in der Lastabtastregion E benötigt, und daher wird eine Motordrehzahl in der Lastabtastregion E erhöht.
  • 8 ist ein Graph, der Schwankungen einer Motordrehzahl und eines Motormoments über die Zeit veranschaulicht, wenn eine Hebeleingabe durchgeführt wird. In den 7 und 8 ist ein Zustand 1 ein Leerlaufzustand, und die Motordrehzahl ist GOV_1. Wenn die Hebeleingabe zu einem Zeitpunkt T1 startet, wird die Motordrehzahl gemäß einer Hebelbetätigung erhöht, und erreicht einen Zustand 2. Die Motordrehzahl ist an einem Zeitpunkt T2 bei GOV_2, wenn ein Hebel fixiert ist. In dem Zustand 2 wird das Moment langsam über die Zeit erhöht. Zu einem Zeitpunkt T3, wenn der Zustand 2 beendet ist, befindet sich die Motordrehzahl und das Moment über der Lastabtastmomentgrenze L2. Das heißt, die Motordrehzahl ist kleiner oder gleich der Motordrehzahl der Lastabtastmomentgrenze L2, und das Motormoment ist größer oder gleich dem Moment der Lastabtastmomentgrenze L2. Ein Zustand, in dem das Motormoment über der Lastabtastmomentgrenze L2 liegt, und in der Lastabtastregion E ist, ist ein Zustand 3. In dem Zustand 3 addiert die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 den Motorsolldrehzahl-Zusatzwert ncom_add zu der ersten Motorsolldrehzahl ncom1 hinzu, um so die Motordrehzahl zu erhöhen. Daher wird die Motordrehzahl erhöht und das Motormoment in dem hinteren Teil des Zustands 3 verringert, und zu einem Zeitpunkt T4, wenn der Zustand 3 beendet ist, befinden sich die Motordrehzahl und das Motormoment unter der Lastabtastmomentgrenze L2, und die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 erhöht die Motordrehzahl nicht.
  • Demzufolge gilt in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass wenn die Motordrehzahl und das Motormoment in dem Lastabtastbereich E liegen, da die Erhöhung der Ausgabe notwendig ist, die Motordrehzahl erhöht wird. Insbesondere ist eine zusätzliche Hebelbetätigung für eine Last notwendig, die angelegt wird, nachdem der Hebel betätigt wird, und eine Motordrehzahl wird automatisch erhöht, sodass sich die Ausgabe erhöht, wodurch die Bedienbarkeit durch einen Bediener verbessert wird. Das heißt, dass wenn eine große Last angelegt wird, eine Ausgabe automatisch erhöht wird.
  • Zusätzlich gilt in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass die zweite Motorsolldrehzahl ncom2, die durch Addieren des Motorsolldrehzahl-Zusatzwerts ncom_add zu der ersten Sollmotordrehzahl ncom1 gegeben ist, die für die gegenwärtige Pumpensollausstoßdurchflussrate Qsum eingestellt ist, und ein minimaler Ausgabegrenzwert Pplimit des Ausgabegrenzwerts Pplimit der Hydraulikpumpe 3, der gemäß dem Arbeitsmuster der hydraulischen Aktuatoren 21, 22, 23, 24, 25 und 26 eingestellt ist, und der Ausgabegrenzwert Pplimit entsprechend einem Entladungsdruck der Hydraulikpumpe 3, die einen hohen Lastdruckzustand in der Abladeoperation ausgewählt ist, und die vierte Motorsolldrehzahl ncom4 entsprechend dem ausgewählten Ausgabegrenzwert Pplimit eingestellt wird. Wenn die vierte Motorsolldrehzahl ncom4 kleiner oder gleich der Motorsolldrehzahl ncom23 ist, wird eine Motordrehzahl gesteuert, um die vierte Motorsolldrehzahl ncom4 zu erhalten.
  • Das heißt, dass in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel durch die vierte Motorsolldrehzahlberechnungseinheit 63 und die Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit 500 in der Abladeoperation, wenn ein Abladezustand erreicht wird, eine Motordrehzahl verringert wird, anstatt ein Pumpenabsorptionsmoment zu begrenzen. In diesem Fall gilt, da die gleiche Pumpenausgabe wie in dem Fall, in dem das Pumpenabsorptionsmoment begrenzt wird, erhalten werden kann, und die Motordrehzahl verringert wird, die Motoreffizienz verbessert wird, ohne die Pumpeneffizienz zu verschlechtern, wodurch ein Energieverbrauch reduziert wird und eine Geräuschentwicklung verbessert werden.
  • Zusätzlich gilt in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, dass der Minimalwert des Ausgabegrenzwerts, der aus der Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit 70 ausgegeben wird, und der Ausgabegrenzwert, der aus der Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit 500 in der Abladeoperation ausgegeben ist, ausgewählt wird, und anschließend die vierte Motorsolldrehzahl bestimmt wird, aber die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Daher gilt, dass unabhängig von einem Prozessablauf von der Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit 70 über die Minimum-Auswahleinheit 501 zu der vierten Motorsolldrehzahlberechnungseinheit 63 die Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit 500 in der Abladeoperation und die vierte Motorsolldrehzahlberechnungseinheit 63 angeordnet sind, und eine fünfte Motorsolldrehzahl entsprechend der vierten Motorsolldrehzahl hinsichtlich einem Entladungsdruck direkt berechnet werden kann, und an die Minimalwertauswahleinheit 65 ausgegeben werden kann.
  • Mit Bezugnahme auf die 10 und 11 wird ein Assistenz-Steuerprozess, der durch die Steuerung 6 der Arbeitsmaschine 1 durchgeführt wird, beschrieben.
  • Die in der in 2 veranschaulichten Minimalwertauswahleinheit 65 ausgewählte Motorsolldrehzahl ncom wird zu dem in 10 veranschaulichten Assistenz-(Unterstützungs-)Steuerprozess eingegeben.
  • Zusätzlich werden anschließend eine Motordrehzahl und eine Motorsolldrehzahl entsprechend in eine Generatormotordrehzahl und eine Generatormotorsolldrehzahl umgewandelt, und anschließend ein Berechnungsprozess durchgeführt. Alternativ können die Generatormotordrehzahl und die Generatormotorsolldrehzahl entsprechend mit der Motordrehzahl und der Motorsolldrehzahl ausgetauscht werden, und anschließend kann ein Berechnungsprozess durchgeführt werden.
  • In der Generatormotorsolldrehzahlberechnungseinheit 96 wird eine Solldrehzahl Ngen_com des Generatormotors 11 entsprechend der gegenwärtigen Motorsolldrehzahl ncom gemäß Formel 4 berechnet. Ngen_com = ncom × K2 (4)wobei K2 das Untersetzungsverhältnis der PTO-Welle 10 ist.
  • In einer Assistenz-Präsenz-(Vorhandensein-)Bestimmungseinheit 90 wird basierend auf der Solldrehzahl Ngen_com des Generatormotors 11, der gegenwärtigen realen Drehzahl GEN_spd des Generatormotors 11, die in dem Rotationssensor 14 erfasst wird, und der gegenwärtigen Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12, die in dem Spannungssensor 15 erfasst wird, bestimmt, ob der Motor 2 durch den Generatormotor 11 unterstützt wird oder nicht (Assistenz-Vorhandensein).
  • Mit Bezugnahme auf 11 gilt, dass in einer Abweichungsberechnungseinheit 91 der Assistenz-Präsenz-Bestimmungseinheit 90 eine Abweichung Δgen_spd der Solldrehzahl Ngen_com und der realen Drehzahl GEN_spd des Generatormotors berechnet wird. Als nächstes wird in einer ersten Bestimmungseinheit 92 bestimmt, dass wenn die Abweichung Δgen_spd der Solldrehzahl Ngen_com und der realen Drehzahl GEN_spd des Generatormotors größer oder gleich einem ersten Schwellenwert ΔGC1 ist, der Generatormotor 11 eine Elektromotoraktion durchführt, und das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag ist T. Wenn die Abweichung Δgen_spd der Solldrehzahl Ngen_com und der realen Drehzahl GEN_spd des Generatormotors kleiner oder gleich einem zweiten Schwellenwert ΔGC2 ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ΔGC1 ist, wird bestimmt, dass der Generatormotor 11 keine Elektromotoraktion durchführt (eine Erzeugungsaktion kann durchgeführt werden, um Energie in der Speicherbatterie 12 zu speichern, falls notwendig), und das Assistenz-Markierungszeichen ist F.
  • Wenn die Abweichung Δgen_spd der Solldrehzahl Ngen_com und der realen Drehzahl GEN_spd des Generatormotors kleiner oder gleich einem dritten Schwellenwert ΔGC3 ist, wird bestimmt, dass der Generatormotor 11 eine Erzeugungsaktion (generatorischer Betrieb) durchführt, und das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag ist T. Wenn die Abweichung Δgen_spd der Solldrehzahl Ngen_com und der realen Drehzahl GEN_spd des Generatormotors größer oder gleich einem vierten Schwellenwert ΔGC4, der größer als der dritte Schwellenwert ΔGC3 ist, wird bestimmt, dass der Generatormotor 11 keine Erzeugungsaktion durchführt (Erzeugungsaktion kann durchgeführt werden, um Energie in der Speicherbatterie 12 zu speichern, falls notwendig), und das Assistenz-Markierungszeichen ist F.
  • Als solches gilt, dass wenn die Abweichung Δgen_spd einer Drehzahl positiv ist, und erhöht wird, um größer als ein vorbestimmter Wert zu sein, der Generatormotor 11 eine Elektromotoraktion durchführt, um den Motor 2 zu unterstützen bzw. assistieren. Daher gilt, dass wenn eine gegenwärtige Motordrehzahl und eine Motorsolldrehzahl voneinander abweichen, die Motordrehzahl schnell in Richtung der Motorsolldrehzahl erhöht wird.
  • Wenn beispielsweise die Hydraulikpumpe schnell von einem hohen Lastdruckzustand zu einem niedrigen Lastdruckzustand geändert wird, bis eine reale Motordrehzahl über einem hinsichtlich einer Motorsolldrehzahl voreingestellten Wert liegt, wird die Motordrehzahl derart gesteuert, dass die Motormomentassistenzaktion des Generatormotors verwendet wird, um die reale Motordrehzahl die gleiche zu machen, wie die Motorsolldrehzahl. Das heißt, dass wenn die Hydraulikpumpe schnell von einem hohen Lastdruckzustand zu einem niedrigen Lastdruckzustand geändert wird, die vierte Motorsolldrehzahl erhöht wird, sodass eine Abweichung der vierten Motorsolldrehzahl und einer realen Drehzahl erhöht wird. Jedoch gilt in diesem Fall, dass die Motormomentassistenzaktion durchgeführt wird.
  • Zusätzlich gilt, wie vorstehend beschrieben, dass die vierte Motorsolldrehzahl als Antwort auf den Fall, in dem die Hydraulikpumpe von einem hohen Lastdruckzustand zu einem niedrigen Lastdruckzustand geändert wird, erhöht wird, und daher, wenn eine reale Drehzahl des Motors kleiner als eine Motorsolldrehzahl und einem voreingestellten Wert ist, bis die reale Drehzahl über dem Wert erhöht wird, der kleiner als die Motorsolldrehzahl und der voreingestellte Wert ist, die Motormomentassistenzaktion des Generatormotors verwendet wird, um die Motordrehzahl derart zu steuern, dass die Motordrehzahl gleich der Solldrehzahl wird.
  • Wenn zusätzlich die Drehzahlabweichung Δgen_spd negativ ist, und erhöht wird, um größer einem vorbestimmten Wert zu sein, führt der Generatormotor 11 eine Erzeugungsaktion durch, um den Motor 2 in umgekehrter Weise zu unterstützen. Daher, wenn eine Motordrehzahl verringert wird, wird eine Erzeugungsaktion durchgeführt, um schnell die Motordrehzahl zu verringern, und Energie des Motors 2 wiederzugewinnen.
  • Zwischen dem ersten Schwellenwert ΔGC1 und dem zweiten Stellenwert ΔGC2 ist eine Hysterese ausgebildet, und zwischen dem dritten Schwellenwert ΔGC3 und dem vierten Schwellenwert ΔGC4 ist eine Hysterese ausgebildet, wodurch ein Nacheilen der Steuerung verhindert wird.
  • In einer zweiten Bestimmungseinheit 93 ist, wenn die Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 stabil in einem vorbestimmten Bereich von BC1 bis BC4 (BC2 bis BC3) anliegt, ist das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag T, und wenn die Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 außerhalb des vorbestimmten Bereichs von BC1 bis BC4 (BC2 bis BC3) liegt, ist das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag F.
  • Ein erster Schwellenwert BC1, ein zweiter Schwellenwert BC2, ein dritter Schwellenwert BC3 und ein vierter Schwellenwert BC4 werden bei der Spannung BATT_volt in aufsteigender Reihenfolge des ersten Schwellenwerts BC1, des zweiten Schwellenwerts BC2, des dritten Schwellenwerts BC3 und des vierten Schwellenwerts BC4 eingestellt.
  • Wenn die Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 kleiner oder gleich dem dritten Schwellenwert BC3 ist, ist das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag T. Wenn die Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 größer oder gleich dem vierten Schwellenwert BC4 ist, ist das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag F. Wenn die Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert BC2 ist, ist das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag T. Wenn die Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert BC1 ist, ist das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag F.
  • Als solches gilt, dass nur wenn die Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 stabil in dem vorbestimmten Bereich von BC1 bis BC4 (BC2 bis BC3) liegt, die Assistenzoperation durchgeführt wird. Demzufolge wird eine Assistenzoperation nicht bei niedriger Spannung und einer hohen Spannung außerhalb des vorbestimmten Bereichs durchführt, wodurch ein Überladen oder eine vollständige Entladung der Speicherbatterie 12 verhindert wird.
  • Zwischen dem ersten Schwellenwert BC1 und dem zweiten Schwellenwert BC2 ist eine Hysterese ausgebildet, und zwischen dem dritten Schwellenwert BC3 und dem vierten Schwellenwert BC4 ist eine Hysterese ausgebildet, wodurch ein Nacheilen der Steuerung verhindert wird.
  • In einer UND-Schaltung 94, wenn das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag, das in der ersten Bestimmungseinheit 92 erhalten wird, und das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag, das in der zweiten Bestimmungseinheit 93 erhalten wird, gleichzeitig T sind, ist der Inhalt des Assistenz-Markierungszeichen assist_flag letztendlich T, und in den anderen Fällen ist der Inhalt des Assistenz-Markierungszeichens assist_flag letztendlich F.
  • Das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag wird von der Assistenz-Präsenz-Bestimmungseinheit 90 an die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 ausgegeben. Wenn das Assistenz-Markierungszeichen assist_flag WAHR ist, führt die Motorsolldrehzahl-Zusatzwertberechnungseinheit 104 keine zusätzliche Ausgabe des Motorsolldrehzahl-Zusatzwerts ncom_add durch.
  • In einer Unerstützungs-Markierungszeichen-Bestimmungseinheit 95 wird bestimmt, ob der Inhalt des Assistenz-Markierungszeichens assist_flag, das von der Assistenz-Präsenz-Bestimmungseinheit 90 ausgegeben wird, T oder nicht ist.
  • In einer Generatormotorbefehlswertumschalteinheit 87 wird der Inhalt des Generatormotorbefehlswerts GEN_com, der dem Inverter 13 bereitzustellen ist, in eine Solldrehzahl oder ein Sollmoment umgewandelt, gemäß darauf, ob das in der Assistenz-Markierungszeichen-Bestimmungseinheit 95 bestimmte Ergebnis T ist oder nicht (F).
  • Die Drehzahl oder das Moment des Generatormotors 11 wird über den Inverter 13 gesteuert.
  • In diesem Fall wird die Steuerung der Drehzahl durch Bereitstellen einer Solldrehzahl als der Generatormotorbefehlswert GEN_com durchgeführt, um die Drehzahl des Generatormotors 11 anzupassen, und die Solldrehzahl zu erhalten. Die Steuerung des Moments wird durch Bereitstellen eines Sollmoments als der Generatormotorbefehlswert GEN_com durchgeführt, um das Moment des Generatormotors 11 anzupassen, um das Sollmoment zu erhalten.
  • In einer Modulationsprozesseinheit 97 wird eine Solldrehzahl des Generatormotors 11 berechnet und ausgegeben. Zusätzlich wird in einer Generatormotormomentberechnungseinheit 68 ein Sollmoment des Generatormotors 11 berechnet und ausgegeben.
  • Das heißt, dass hinsichtlich der Generatormotorsolldrehzahl Ngen_com, die in der Generatormotorsolldrehzahlberechnungseinheit 96 erhalten wird, die Modulationsprozesseinheit 97 die Drehzahl Ngen_com ausgibt, an der ein Modulationsprozess gemäß einer Charakteristik 97a durchgeführt wird. Anstatt eines Ausgebens der Generatormotorsolldrehzahl Ngen_com, die von der Generatormotorsolldrehzahlberechungseinheit 96 wie diese ist eingegeben wird, wird die Generatormotorsolldrehzahl Ngen_com mit einer Zeit t multipliziert, um langsam eine Drehzahl zu erhöhen, und die Generatormotorsolldrehzahl Ngen_com zu erreichen, die von der Generatormotorsolldrehzahlberechnungseinheit 96 eingegeben wird.
  • Im Vergleich mit einem Fall, in dem der Modulationsprozess nicht durchgeführt wird, wird der Effekt eines Falls, in dem Modulationsprozess durchgeführt, mit Bezugnahme auf die in den 12 bis 15 veranschaulichten Momentengraphen beschrieben.
  • 12 ist ein Graph, der eine Bewegung eines Drehzahlreglers veranschaulicht, bei dem der Modulationsprozess nicht durchgeführt wird, wenn ein Motor beschleunigt wird. 13 ist ein Graph, der eine Bewegung eines Drehzahlreglers veranschaulicht, bei dem der Modulationsprozess durchgeführt wird, wenn ein Motor beschleunigt wird. 14 ist ein Graph, der eine Bewegung eines Drehzahlreglers veranschaulicht, bei dem der Modulationsprozess nicht durchgeführt wird, wenn ein Motor verzögert wird. 15 ist ein Graph, der eine Bewegung eines Drehzahlreglers veranschaulicht, bei dem der Modulationsprozess durchgeführt wird, wenn ein Motor verzögert wird. Wenn ein mechanischer Drehzahlregler als ein Drehzahlregler verwendet wird, kann eine durch den Drehzahlregler bestimmte Drehzahl kleiner als eine reale Motordrehzahl sein.
  • Mit Bezugnahme auf die 12 und 13 gilt, dass wenn eine Last auf die Hydraulikpumpe 3 groß ist, der Motor 2 von einem niedrigen Rotations-Schnittpunkt P0 zu einer Seite hoher Rotation beschleunigt wird. In den 12 und 13 entspricht P2 einem Motormoment. Die Summe eines Assistenzmoments und des Motormoments ist ein Gesamtmoment P3 des Motors 2 und des Generatormotors 11. P1 entspricht einem Pumpenabsorptionsmoment, und die Summe des Pumpenabsorptionsmoments und eines Beschleunigungsmoments entspricht dem Gesamtmoment P3.
  • Mit Bezugnahme auf 12 gilt, dass wenn der Modulationsprozess nicht durchgeführt wird, ein Assistenzmoment entsprechend einer Abweichung einer Motorsolldrehzahl und einer realen Motordrehzahl erzeugt wird. Wenn die Abweichung groß ist, entsprechend der großen Abweichung, wird das Assistenzmoment durch den Generatormotor 11 erhöht. Daher wird der Motor 2 schneller beschleunigt als der Drehzahlregler vorgibt, sodass eine reale Drehzahl größer als eine durch den Drehzahlregler bestimmte Drehzahl ist. Wenn der Motor 2 schnell beschleunigt wird, wird ein Treibstoffeinspritzumfang durch Anpassen des Drehzahlreglers verringert, um ein Motormoment zu verringern. Demzufolge gilt, obwohl der Motor 2 durch den Generatormotor 11 unterstützt wird, sich der Motor 2 in einem Friktionszustand befindet, sodass die Beschleunigung des Motors 2 nicht erhöht wird. Daher gilt, dass während ein Treibstoffeinspritzumfang und ein Motormoment verringert werden, sich der Motor 2 in einem Verlustzustand befindet, und der Motor 2 beschleunigt wird, wodurch Energie verloren wird, und der Motor 2 nicht ausreichend beschleunigt wird.
  • Mit Bezugnahme auf 13 gilt, dass wenn der Modulationsprozess durchgeführt wird, der Modulationsprozess an einer Motorsolldrehzahl durchgeführt wird, und eine Abweichung zwischen der Motorsolldrehzahl und der realen Motordrehzahl wird verringert, daher wird ein kleines Assistenzmoment in dem Generatormotor 11 erzeugt. Demzufolge wird der Drehzahlregler durch Folgen des Motors beschleunigt, und die durch den Drehzahlregler bestimmte Drehzahl ist gleich der realen Drehzahl. Daher wird ein Energieverlust reduziert, um den Motor 2 ausreichend zu beschleunigen.
  • Als nächstes wird ein Fall, in dem der Motor 2 verzögert wird, beschrieben. Mit Bezugnahme auf die 14 und 15 gilt, dass wenn eine Last auf die Hydraulikpumpe 3 groß ist, der Motor 2 von einem hohen Rotations-Schnittpunkt P0 zu einer Seite niedriger Rotation verzögert wird.
  • In den 14 und 15 entspricht P2 einem Motormoment. Die Summe eines Rückführmoments und dem Motormoment ist ein Gesamtmoment P3 der Unterstützung 2 und dem Generatormotor 11. P1 entspricht einem Pumpenabsorptionsmoment, und die Summe des Pumpenabsorptionsmoments und einem Verzögerungsmoment entspricht dem Gesamtmoment P3.
  • Mit Bezugnahme auf 14 gilt, dass wenn der Modulationsprozess nicht durchgeführt wird, ein Rückführmoment entsprechend einer Abweichung einer Motorsolldrehzahl und einer realen Motordrehzahl erzeugt wird. Wenn die Abweichung groß ist, entsprechend der großen Abweichung, wird das Assistenzmoment durch den Generatormotor 11 erhöht. Daher wird der Motor 2 schneller verzögert, als der Drehzahlregler vorgibt, sodass eine reale Drehzahl kleiner als die durch den Drehzahlregler erfasste Drehzahl ist. Wenn der Motor 2 schnell verzögert wird, wird ein Treibstoffeinspritzumfang durch Betätigen des Drehzahlreglers erhöht, um so ein Motormoment zu erhöhen. Demzufolge erhöht der Motor 2 ein Moment, und Elektrizität wird an dem Generatormotor 11 erzeugt, um den Motor 2 zu verzögern. Als eine Folge erhöht der Motor 2 ein Moment, und erhöhte Motorenergie wird durch den Generatormotor 11 rückgeführt, sodass der Motor 2 verzögert wird, wodurch nutzlose Energie erzeugt wird, und Energie verbraucht wird.
  • Mit Bezugnahme auf 15 gilt, dass wenn der Modulationsprozess durchgeführt wird, der Modulationsprozess an einer Motorsolldrehzahl durchgeführt wird, und eine Abweichung der Motorsolldrehzahl und einer realen Motordrehzahl verringert wird, und daher ein kleines Assistenzmoment in dem Generatormotor 11 erzeugt wird. Demzufolge wird der Drehzahlregler schneller beschleunigt als der Motor 2, und die durch den Drehzahlregler bestimmte Drehzahl ist gleich der realen Drehzahl. Daher ist das Moment des Motors 2 negativ, und eine Umlaufenergie des Motors 2 wird durch den Generatormotor 11 rückgeführt, sodass der Motor 2 verzögert wird, wodurch ein Energieverlust verhindert wird, und der Motor 2 mit verbesserter Effizienz verzögert wird.
  • In der Generatormotormomentberechnungseinheit 68 wird ein Sollmoment Tgen_com entsprechend der gegenwärtigen Spannung BATT_volt basierend auf der gegenwärtigen Spannung BATT_volt der Speicherbatterie, die in dem Spannungssensor 15 erfasst wird, berechnet.
  • In der Speichereinrichtung wird eine funktionale Relation 68a mit einer Hysterese, dass das Sollmoment Tgen_com gemäß dem Anstieg der Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 verringert wird, und das Sollmoment Tgen_com gemäß dem Rückgang der Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 erhöht wird, in einer Datentabelle gespeichert. Die funktionale Relation 68a passt einen Erzeugungsumfang des Generatormotors 11 an, und ist eingestellt, um einen Spannungswert der Spannungsbatterie 12 in einem vorbestimmten Bereich beizubehalten.
  • In der Generatormotormomentberechnungseinheit 68 wird das Sollmoment Tgen_com entsprechend der gegenwärtigen Spannung BATT_volt der Speicherbatterie 12 bezüglich der funktionalen Relation 68a ausgegeben.
  • In der Assistenz-Markierungszeichen-Bestimmungseinheit 95 gilt, dass wenn der Inhalt des Assistenz-Markierungszeichens assist_flag T ist, die Generatormotorbefehlswertumschalteinheit 87 auf die Modulationsprozesseinheit 97 umgeschaltet wird, und die Solldrehzahl Ngen_com, die in der Modulationsprozesseinheit 97 als der Generatormotorbefehlswert GEN_com ausgegeben wird, an den Inverter 13 ausgegeben wird, um die Drehzahl des Generatormotors 11 zu steuern, und der Generatormotor 11 führt eine Erzeugungsaktion oder eine Elektromotoraktion durch.
  • Zusätzlich gilt in der Assistenz-Markierungszeichen-Bestimmungseinheit 95, dass wenn der Inhalt des Assistenz-Markierungszeichens assist_flag F ist, die Generatormotorbefehlswertumschalteinheit 87 auf die Generatormotormomentberechnungseinheit 68 umgeschaltet wird, und das Sollmoment Tgen_com, das in der Generatormotormomentberechnungseinheit 68 als der Generatormotorbefehlswert GEN_com ausgegeben wird, an den Inverter 13 ausgegeben wird, um das Moment des Generatormotors 11 zu steuern, und der Generatormotor 11 führt eine Erzeugungsaktion durch.
  • In der Pumpenabsorptionsmomentbefehlswertumschalteinheit 88 wird gemäß darauf, ob ein bestimmtes Ergebnis der Assistenz-Markierungszeichen-Bestimmungseinheit 95 T oder nicht ist (F), ein Inhalt eines Pumpensollabsorptionsmoments T, das einer Steuerstromberechnungseinheit 67 bereitgestellt wird, auf ein erstes Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1 oder ein zweites Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2 umgeschaltet.
  • Das erste Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1 wird in der ersten Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 66 berechnet (der gleiche Aufbau wie eine in 2 veranschaulichte erste Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 66).
  • Das heißt, das erste Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1 ist als ein Momentenwert auf einer ersten Sollmomentenlinie L1 in einem Momentengraph von 18 bereitgestellt. Die erste Sollmomentenlinie L1 ist als eine Sollmomentenlinie eingestellt, in der das Sollabsorptionsmoment Tp_com1 der Hydraulikpumpe 3 verringert wird, wenn die Motorsolldrehzahl n verringert wird.
  • Das zweite Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2 wird in der zweiten Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 85 berechnet. Das heißt, das zweite Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2 ist als ein Momentenwert auf einer zweiten Sollmomentenlinie L12 bereitgestellt, auf der ein Pumpensollabsorptionsmoment in einer niedrigen Rotationsregion hinsichtlich der ersten Sollmomentenlinie L1 in dem Graph von 18 erhöht wird.
  • In der ersten Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 66 wird das erste Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1 der Hydraulikpumpe 3 entsprechend der Motorsolldrehzahl ncom berechnet.
  • In der Speichereinrichtung wird eine funktionale Relation 66a, dass das erste Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1 der Hydraulikpumpe 3 gemäß dem Anstieg der Motorsolldrehzahl ncom erhöht wird, in einer Datentabelle gespeichert. Die Funktion 66a ist eine Kurve entsprechend einer ersten Sollmomentenlinie L1 auf einem Momentengraph in 16.
  • 16 veranschaulicht einen Momentengraph des Motors 2, wobei eine horizontale Achse eine Motordrehzahl n ist (rpm; U/min) und eine vertikale Achse ein Moment T (Nm) ist. Die Funktion 66a entspricht der Sollmomentenlinie L1 in dem Momentengraph von 16.
  • In der ersten Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 66 wird das erste Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1 entsprechend der gegenwärtigen Motorsolldrehzahl ncom gemäß der funktionalen Relation 66a berechnet.
  • In der zweiten Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 85 wird das zweite Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2 der Hydraulikpumpe 3 entsprechend der realen Drehzahl GEN_spd des Generatormotors 11 berechnet.
  • In der Speichereinrichtung ist eine funktionale Relation 85a, dass das zweite Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2 der Hydraulikpumpe 3 gemäß der realen Drehzahl GEN_spd des Generatormotors 11 variiert wird, in einer Datentabelle gespeichert. Die Funktion 85a ist eine Kurve entsprechend der zweiten Sollmomentenlinie L12 in dem Momentengraph von 16, und weist eine Charakteristik auf, dass ein Pumpensollabsorptionsmoment in einer Niedrigrotationsregion hinsichtlich der ersten Sollmomentenlinie L1 erhöht wird. Zum Beispiel ist die zweite Sollmomentenlinie L12 eine Kurve entsprechend einer Pferdestärkenlinie nach ISO, und weist eine Charakteristik auf, dass ein Moment gemäß dem Anstieg einer Motordrehzahl verringert wird.
  • In der zweiten Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 85 wird das zweite Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2 gemäß der gegenwärtigen realen Drehzahl GEN_spd des Generatormotors 11 gemäß der funktionalen Relation 85a berechnet.
  • In der Assistenz-Markierungszeichen-Bestimmungseinheit 95 gilt, dass wenn der Inhalt des Assistenz-Markierungszeichens assist_flag T ist, die Pumpenabsorptionsmomentbefehlswertumschalteinheit 88 auf die zweite Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 85 umgeschaltet wird, und das zweite Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2, das in der zweiten Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 85 ausgegeben wird, als ein Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com zu einer Filterprozesseinheit 89 an dem hinteren Ende ausgegeben wird.
  • Zusätzlich wird in der Assistenz-Markierungszeichen-Bestimmungseinheit 95, wenn der Inhalt des Assistenz-Markierungszeichens assist_flag F ist, die Pumpenabsorptionsmomentbefehlswertumschalteinheit 88 auf die erste Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 66 umgeschaltet, und das erste Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1, das in der ersten Pumpensollabsorptionsmomentberechnungseinheit 66 ausgegeben wird, als das Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com an eine Filterprozesseinheit 89 an dem hinteren Ende ausgegeben.
  • Wie vorstehend beschrieben gilt in der Pumpenabsorptionsmomentbefehlswertumschalteinheit 88, dass die Sollabsorptionsmomente Tp_com1 und Tp_com2 der Hydraulikpumpe 3, das heißt, die Sollmomentenlinien L1 und L12 von 16 selektiv umgeschaltet bzw. ausgewählt werden.
  • In der Filterprozesseinheit 89 gilt, dass wenn die Sollmomentenlinien L1 und L12 selektiv umgeschaltet werden, ein Filterprozess durchgeführt wird, um langsam von dem Pumpensollabsorptionsmoment (dem zweiten Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2) auf der Sollmomentenlinie (beispielsweise der zweiten Sollmomentenlinie L12), vor dem Umschalten auf das Pumpensollabsorptionsmoment (dem ersten Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2) auf der Sollmomentenlinie (beispielsweise der ersten Sollmomentenlinie L1) nach dem Umschalten, umzuschalten.
  • Das heißt, wenn die Sollmomentenlinien L1 und L12 selektiv umgeschaltet werden, die Filterprozesseinheit 89 die Sollmomentenwerte Tp_com2, auf denen der Filterprozess durchgeführt wird, gemäß einer Charakteristik 89a ausgibt. Wenn die Sollmomentenlinien L1 und L12 selektiv umgeschaltet werden, anstatt eines Durchführens einer Ausgabeoperation von dem Pumpensollabsorptionsmoment (dem zweiten Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2) auf der Sollmomentenlinie (beispielsweise der zweiten Sollmomentenlinie L12) vor dem Umschalten auf das Pumpensollabsorptionsmoment (dem ersten Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1) auf der Sollmomentenlinie (beispielsweise der ersten Sollmomentenlinie L1) nach dem Umschalten, wie diese ist, wird das Umschalten langsam über die Zeit t von dem Pumpensollabsorptionsmoment (dem zweiten Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2 auf der Sollmomentenlinie (der zweiten Sollmomentenlinie L12) vor dem Umschalten auf das Pumpensollabsorptionsmoment (das erste Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1) auf der Sollmomentenlinie (der ersten Sollmomentenlinie L1) nach dem Umschalten durchgeführt.
  • Mit Bezugnahme auf 16 gilt, dass das Schalten langsam über eine Zeit von dem zweiten Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com2 an einem Punkt G auf der zweiten Sollmomentenlinie L12 auf das erste Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com1 an einem Punkt H auf der ersten Sollmomentenlinie L1 durchgeführt wird.
  • Demzufolge kann ein Ruck auf einen Nutzer oder einen Körper aufgrund einer schnellen Momentenschwankung gesteuert werden, und eine Unannehmlichkeit bei einem Betriebsverhalten entfernt werden.
  • Der Filterprozess kann durchgeführt werden, wenn ein bestimmtes Ergebnis der Assistenz-Markierungszeichen- Bestimmungseinheit 95 sowohl von T auf F als auch von F auf T umgeschaltet wird. Alternativ kann der Filterprozess durchgeführt werden, wenn ein bestimmtes Ergebnis der Assistenz-Markierungszeichen-Bestimmungseinheit 95 entweder von T auf F oder von F auf T umgeschaltet wird. Insbesondere gilt in dem Fall, in dem ein bestimmtes Ergebnis der Assistenz-Markierungszeichen-Bestimmungseinheit 95 von T auf F umgeschaltet wird, und das Schalten von der zweiten Sollmomentenlinie L12 auf die erste Sollmomentenlinie L1 durchgeführt wird, wenn der Filterprozess nicht durchgeführt wird, ein Moment schnell verringert wird, und eine Unannehmlichkeit des Betriebsverhaltens erhöht wird. Wenn daher ein Bestimmungsergebnis von T auf F geschaltet wird, und das Umschalten von der zweiten Sollmomentenlinie L12 auf die erste Sollmomentenlinie L1 durchgeführt wird, kann der Filterprozess durchgeführt werden.
  • Das Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com, das in der Filterprozesseinheit 89 ausgegeben wird, wird der Steuerstromberechnungseinheit 67 bereitgestellt. In der Steuerstromberechnungseinheit 67 wird ein Steuerstrom pc_epc entsprechend dem Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com berechnet.
  • In der Speichereinrichtung ist eine funktionale Relation 67a, dass der Steuerstrom pc_epc gemäß dem Anstieg des Pumpensollabsorptionsmoments Tp_com erhöht wird, in einer Datentabelle gespeichert.
  • In der Steuerstromberechnungseinheit 67 wird der Steuerstrom pc_epc entsprechend dem gegenwärtigen Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com gemäß der funktionalen Relation 67a berechnet.
  • Der Steuerstrom pc_epc wird von der Steuerung 6 zu dem Pumpensteuerventil 5 ausgegeben, um das Pumpensteuerventil 5 über einen Servokolben abzustimmen. Das Pumpensteuerventil 5 steuert den Neigungswinkel der geneigten Platte der Hydraulikpumpe 3 derart, dass das Produkt des Entladungsdrucks PRp (kg/cm2) der Hydraulikpumpe 3 und der Kapazität q (cc/rev) der Hydraulikpumpe 3 nicht größer als das Pumpensollabsorptionsmoment Tp_com entsprechend dem Steuerstrom pc_epc ist.
  • Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gilt, wie in 16 veranschaulicht ist, dass die erste Sollmomentenlinie L1, in der das Sollabsorptionsmoment der Hydraulikpumpe 3 gemäß dem Abfall der Motorsolldrehzahl abfällt, eingestellt ist. Zusätzlich gilt, dass die zweite Sollmomentenlinie L12, in der das Pumpenabsorptionsmoment in der Niedrigrotationsregion hinsichtlich der ersten Sollmomentenlinie L1 ist, eingestellt ist.
  • Zusätzlich wird die Motordrehzahl gesteuert, um gleich der Motorsolldrehzahl zu sein. Zum Beispiel gilt hinsichtlich der Betätigungsumfänge der Bedienhebel 41, 42, 43 und 44, wenn bestimmt wird, dass die Last auf die Hydraulikpumpe 3 klein ist, eine Motorsolldrehzahl auf eine niedrige Drehzahl nD eingestellt wird. Hinsichtlich der Betätigungsumfänge der Bedienhebel 41, 42, 43 und 44 gilt, dass wenn bestimmt wird, dass die Last auf die Hydraulikpumpe 3 groß ist, eine Motorsolldrehzahl auf eine große Drehzahl nE eingestellt wird.
  • Zusätzlich wird bestimmt, ob die Abweichung zwischen der Motorsolldrehzahl und der realen Drehzahl des Motors 2 größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist oder nicht, das heißt, ob der Generatormotor 11 den Motor 2 unterstützt oder nicht.
  • Wenn die Abweichung zwischen der Motorsolldrehzahl und der realen Drehzahl des Motors 2 nicht größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, wird die erste Sollmomentenlinie L1 ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 wird gesteuert, um das Pumpenabsorptionsmoment auf der ersten Sollmomentenlinie L1 entsprechend der Motorsolldrehzahl zu erhalten.
  • Wenn daher die Motorsolldrehzahl eingestellt ist, die niedrige Rotation nD zu sein, wird der Drehzahlregler auf eine Regulationslinie FeD entsprechend der Motorsolldrehzahl nD betrieben, sodass ein Treibstoffeinspritzumfang derart erhöht oder verringert wird, dass der Motor 2 und das Hydraulikpumpenabsorptionsmoment im Gleichgewicht mit einem Punkt D, der die erste Sollmomentenlinie L1 als ein oberer Momentgrenzwert schneidet. Statistisch wird ein Übereinstimmen bei dem Punkt D auf der ersten Sollmomentenlinie L1 erreicht.
  • Wenn zusätzlich die Motorsolldrehzahl auf die hohe Rotation nE eingestellt ist, wird der Drehzahlregler auf einer Regulationslinie FeE entsprechend der Motorsolldrehzahl nE betrieben, sodass ein Treibstoffeinspritzumfang derart erhöht oder verringert wird, dass der Motor 2 und das Hydraulikpumpenabsorptionsmoment im Gleichgewicht mit einem Punkt E, der die erste Sollmomentenlinie L1 als ein oberer Momentgrenzwert schneidet, befindet. Statistisch wird ein Übereinstimmen in dem Punkt E auf der ersten Sollmomentenlinie L1 erreicht.
  • Wenn daher die Assistenzoperation nicht durch den Generatormotor 11 durchgeführt wird, weil der Motor 2 entlang der Sollmomentenlinie L1 auf die gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel gesteuert wird, werden eine Treibstoffeffizienz, eine Pumpeneffizienz und eine Motoreffizienz verbessert, und Geräusche reduziert, und ein Motorabsterben verhindert.
  • Wenn die Abweichung zwischen der Motorsolldrehzahl und der realen Drehzahl des Motors 2 größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist, führt der Generatormotor 11 eine Elektromotoraktion durch. Demzufolge wird der in 16 veranschaulichte Momentenanteil zu dem Motormoment hinzugefügt.
  • Zusätzlich gilt, wenn diese größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist, wird die zweite Sollmomentenlinie L12 ausgewählt, und die Kapazität der Hydraulikpumpe 3 gesteuert, um das Pumpensollabsorptionsmoment auf der zweiten Sollmomentenlinie L12 entsprechend der Motordrehzahl zu erhalten.
  • Wenn beispielsweise der Bedienhebel 41 von der neutralen Position geneigt wird, um eine Aufnahmearbeit zu starten, kann es notwendig sein, dass die Motordrehzahl von einer niedrigen Drehzahl auf den Schnittpunkt E mit einer hohen Last oder einen hohen Drehzahl erhöht wird.
  • Wenn die Assistenzsteueroperation nicht durchgeführt wird, wird der Motor 2 entlang eines Pfades LN1 in 17 beschleunigt. In einem Anfangsabschnitt der Aufnahmearbeit kann es notwendig sein, dass ein Arbeitsgerät mit einer erhöhten Motordrehzahl betätigt wird. Wenn eine Bewegung zu der zweiten Sollmomentenlinie L12 oder der Assistenzoperation gemäß dem Generatormotor 2 nicht vorhanden sind, wird in einem Anfangsabschnitt des Anstiegs der Motordrehzahl das Absorptionsmoment der Hydraulikpumpe 3 verringert. Daher kann ein Bewegungsstart eines Arbeitsgeräts bezüglich einer Bewegung des Bedienhebels verzögert sein, und eine Arbeitseffizienz verringert werden, und eine Unannehmlichkeit eines Bedieners erhöht werden.
  • In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gilt, dass weil die Assistenzoperation durch den Generatormotor 11 hinzugefügt wird, der Motor 2 entlang eines Pfades LN2 beschleunigt wird. In diesem Fall gilt, dass weil die Assistenzoperation durch den Generatormotor 2 durchgeführt wird, das Absorptionsmoment der Hydraulikpumpe 3 in dem Startbereich der Erhöhung der Motordrehzahl erhöht wird. Daher wird ein Bewegungsstart eines Arbeitsgeräts schnell hinsichtlich einer Bewegung des Bedienhebels, und eine Arbeitseffizienz wird erhöht, und eine Unannehmlichkeit eines Bedieners reduziert.
  • In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gilt, dass der Motor 2 entlang eines Pfades LN3 in 18 beschleunigt wird. Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel erreicht der Motor 2 einen Punkt E über einen Punkt F auf der zweiten Sollmomentenlinie L12 bei einer niedrigen Drehzahl. Das heißt, dass direkt nachdem der Bedienhebel 41 geneigt wird, weil das Hydraulikpumpenabsorptionsmoment umgehend einem Punkt F bei hohem Moment erreicht, ein Bewegungsstart eines Arbeitsgeräts bezüglich des Bedienhebels schnell wird. Daher gilt, dass während der Motor 2 beschleunigt wird, das Arbeitsgerät nicht bezüglich des Bedienhebels langsam ist, und umgehend mit großer Kraft bewegt wird. Demzufolge wird eine Arbeitseffizienz verbessert, und eine Unannehmlichkeit des Bedienens verringert. Zusätzlich gilt in dem Zustand, in dem die Assistenzoperation durch den Generatormotor 11 nicht durchgeführt wird (der schraffierte Bereich in 18 ist entfernt), wenn eine Bewegung entlang der zweiten Sollmomentenlinie L12 durchgeführt wird, dem Motor 2 eine Überlastung zugeführt werden kann. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird die Bewegung, die entlang der zweiten Sollmomentenlinie L12 durchgeführt wird, basierend auf der Assistenzoperation durch den Generatormotor 11 sichergestellt.
  • Insbesondere gilt, dass weil eine Motordrehzahl in der Abladeoperation bei einem hohen Lastdruckzustand verringert wird, die Abweichung zwischen einer Motorsolldrehzahl und einer realen Motordrehzahl erhöht wird, und direkt nach der Abladeoperation die Motorsolldrehzahl erhöht wird, aber die reale Motordrehzahl verringert wird, und Zeit benötigt wird, dass die reale Motordrehzahl die Motorsolldrehzahl annähert. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gilt, dass wenn diese große Abweichung auftritt, die Assistenzsteuerung durchgeführt wird. Daher wird die reale Motordrehzahl schnell auf die Motorsolldrehzahl zurückgeführt, wodurch eine Arbeit ohne das Gefühl einer Arbeitsumfangsreduktion durchzuführen.
  • In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel werden eine Motoreffizienz und eine Pumpeneffizienz verbessert, und ein Arbeitsgerät mit verbessertem Ansprechverhalten gemäß einer Auswahl durch den Bediener kann betätigt werden.
  • Zusätzlich kann das gegenwärtige Ausführungsbeispiel bei einer Arbeitsmaschine ohne Assistenzaktion, ohne einen Generatormotor und einer Speicherbatterie, wie die in 21 veranschaulichte Arbeitsmaschine, angewendet werden. 19 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Arbeitsmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. 20 ist ein Flussdiagramm einer Steuerung von 19. Die Arbeitsmaschine weist denselben Steuerablauf wie der der Steuerung aus 2 auf, außer den Steueroperationen, die ohne einen Generatormotor und einer Speicherbatterie nicht durchgeführt werden.
  • Zusätzlich gilt, dass in der Arbeitsmaschine die Pumpenabsorptionsmomentberechnungseinheit 66 das Sollabsorptionsmoment Tpcom der Hydraulikpumpe 3 entsprechend der Motorsolldrehzahl ncom berechnet.
  • In der Speichereinrichtung in der Steuerung 6 ist die funktionale Beziehung 66a, dass das Sollabsorptionsmoment Tpcom der Hydraulikpumpe 3 gemäß dem Anstieg einer Motorsolldrehzahl ncom erhöht wird, in einer Datentabelle gespeichert. Die funktionale Beziehung 66a ist eine Kurve entsprechend der Sollmomentenlinie L1 auf dem in 7 veranschaulichten Momentengraph.
  • 7 veranschaulicht den Momentengraph des Motors 2 auf die gleiche Weise wie 22, in der die horizontale Achse die Motordrehzahl n (rpm; U/min) ist, und die vertikale Achse das Moment T (Nm) ist. Die funktionale Beziehung 66a ist eine Kurve, entsprechend der Sollmomentenlinie L1 in dem in 7 veranschaulichten Momentengraphen.
  • In der Pumpenabsorptionsmomentberechnungseinheit 66 wird das Sollabsorptionsmoment Tpcom der Hydraulikpumpe 3 entsprechend der gegenwärtigen Motorsolldrehzahl ncom gemäß der Funktion 66a berechnet.
  • In der Steuerstromberechnungseinheit 67 wird der Steuerstrom pc_epc entsprechend dem Pumpensollabsorptionsmoment Tpcom berechnet.
  • In der Speichereinrichtung in der Steuerung 6 ist die funktionale Beziehung 67a, dass der Steuerstrom pc_epc gemäß dem Anstieg des Pumpensollabsorptionsmoments Tpcom erhöht wird, in einer Datentabelle gespeichert.
  • In der Pumpenabsorptionsmomentberechnungseinheit 66 wird der Steuerstrom pc_epc entsprechend dem Sollpumpenabsorptionsmoment Tpcom gemäß der funktionalen Relation 67a berechnet.
  • Der Steuerstrom pc_epc wird von der Steuerung 6 an das Pumpensteuerventil 5 ausgegeben, um das Pumpensteuerventil 5 über einen Servokolben abzustimmen. Das Pumpensteuerventil 5 steuert den Neigungswinkel der geneigten Platte der Hydraulikpumpe 3 derart, dass das Produkt des Entladungsdrucks PRp (kg/cm2) der Hydraulikpumpe 3 und der Kapazität q (cc/rev) der Hydraulikpumpe 3 nicht größer als das Pumpensollabsorptionsmoment Tpcom entsprechend dem Steuerstrom pc_epc ist.
  • Zusätzlich kann das gegenwärtige Ausführungsbeispiel bei einer Arbeitsmaschine, die mit einem elektrischen Schwenksystem ausgestattet ist, das eingerichtet ist, den oberen Schwenkkörper der Arbeitsmaschine durch einen elektrischen Aktuator zu drehen, angewendet werden.
  • Zusätzlich ist eine Bestimmung, ob die Bedienhebel 41, 42, 43 und 44 von Nicht-Betätigungszuständen zu Betätigungszuständen geschaltet werden, nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt. Daher gilt, dass wenn ein Betätigungsumfang der Bedienhebel 41, 42, 43 und 44 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, es angenommen werden kann, dass die Bedienhebel 41, 42, 43 und 44 von den Nicht-Betätigungszuständen zu den Betätigungszuständen umgeschaltet werden.
  • Eine Motorsteuervorrichtung umfasst eine durch einen Motor angetriebene Hydraulikpumpe, einen hydraulischen Aktuator, dem Drucköl, das von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird, zugeführt wird, einen Bedienhebel, der eingerichtet ist, die hydraulischen Aktuatoren zu betätigen, eine Erfassungseinrichtung, die Betätigungsumfänge der Bedienhebeleinrichtungen erfasst, eine Solldurchflussratenberechnungseinheit (50), die eine Solldurchflussrate der Hydraulikpumpe basierend auf dem Betätigungsumfang der Bedienhebel berechnet, eine erste Solldrehzahlberechungseinheit (61), die eine erste Solldrehzahl des Motors gemäß der Solldurchflussrate berechnet, eine Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit (500), die die Maximalsolldrehzahl des Motors bei einer Ablassoperation gemäß einem Lastdruck der Hydraulikpumpe begrenzt, einer vierten Motorsolldrehzahlberechungseinheit (63), und einer Drehzahlsteuereinrichtung, die eine Motordrehzahl derart steuert, dass die Motordrehzahl gleich der kleineren der ersten Solldrehzahl und der vierten Solldrehzahl ist. Eine Pumpeneffizienz und eine Motoreffizienz bei einem hohen Lastzustand, wie etwa einer Ablassoperation, werden verbessert.
  • Zusammenfassung
  • Eine Motorsteuervorrichtung umfasst eine durch einen Motor angetriebene Hydraulikpumpe, einen hydraulischen Aktuator, dem Drucköl, das von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird, zugeführt wird, einen Bedienhebel, der eingerichtet ist, die hydraulischen Aktuatoren zu betätigen, eine Erfassungseinrichtung, die Betätigungsumfänge der Bedienhebeleinrichtungen erfasst, eine Solldurchflussratenberechnungseinheit (50), die eine Solldurchflussrate der Hydraulikpumpe basierend auf dem Betätigungsumfang der Bedienhebel berechnet, eine erste Solldrehzahlberechungseinheit (61), die eine erste Solldrehzahl des Motors gemäß der Solldurchflussrate berechnet, eine Pumpenausgabegrenzwertberechnungseinheit (500), die die Maximalsolldrehzahl des Motors bei einer Ablassoperation gemäß einem Lastdruck der Hydraulikpumpe begrenzt, einer vierten Motorsolldrehzahlberechungseinheit (63), und einer Drehzahlsteuereinrichtung, die eine Motordrehzahl derart steuert, dass die Motordrehzahl gleich der kleineren der ersten Solldrehzahl und der vierten Solldrehzahl ist. Eine Pumpeneffizienz und eine Motoreffizienz bei einem hohen Lastzustand, wie etwa einer Ablassoperation, werden verbessert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 11-2144 A [0022]
    • - JP 2003-28071 A [0022]

Claims (7)

  1. Motorsteuervorrichtung, mit: einer durch einen Motor angetriebenen Hydraulikpumpe; einem hydraulischen Aktuator, dem Drucköl zugeführt wird, das von der Hydraulikpumpe ausgestoßen wird; einer Operationseinheit, die eingerichtet ist, den hydraulischen Aktuator zu betätigen; einer ersten Solldrehzahleinstelleinheit, die eingerichtet ist, eine erste Solldrehzahl des Motors einzustellen; einer zweiten Solldrehzahlberechnungseinheit, die eingerichtet ist, eine zweite Solldrehzahl zu berechnen, die eine Maximalsolldrehzahl des Motors gemäß einem Anstieg eines Lastdrucks der Hydraulikpumpe begrenzt; und einer Drehzahlsteuereinheit, die eingerichtet ist, eine Motordrehzahl derart zu steuern, dass die Motordrehzahl gleich der kleineren der ersten Solldrehzahl oder der zweiten Solldrehzahl ist.
  2. Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Solldrehzahleinstelleinheit die erste Solldrehzahl des Motors gemäß einem Betätigungsumfang der Operationseinheit berechnet.
  3. Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin mit: einer Pferdestärken-Grenzwert-Berechungseinheit, die eingerichtet ist, einen Pumpen-Pferdestärken-Grenzwert derart zu berechnen, dass eine absorbierbare Pferdestärke der Hydraulikpumpe gemäß dem Anstieg des Lastdrucks der Hydraulikpumpe verringert wird, wobei die zweite Solldrehzahlberechnungseinheit die zweite Solldrehzahl berechnet, um die Maximalsolldrehzahl des Motors gemäß dem Pferdestärken-Grenzwert der Hydraulikpumpe, der durch die Pferdestärken-Grenzwert-Berechungseinheit berechnet wird, zu begrenzen.
  4. Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin mit: einer Pferdestärken-Grenzwert-Berechnungseinheit, die eingerichtet ist, einen Pumpen-Pferdestärken-Grenzwert derart zu berechnen, dass eine absorbierbare Pferdestärke der Hydraulikpumpe verringert wird, wenn der Lastdruck der Hydraulikpumpe größer als ein Wert ist, der kleiner als ein voreingestellter Wert hinsichtlich eines Ablassdrucks ist, wobei die zweite Solldrehzahlberechungseinheit die zweite Solldrehzahl berechnet, um die Maximalsolldrehzahl des Motors gemäß dem Pferdestärken-Grenzwert der Hydraulikpumpe, der durch die Pferdestärken-Grenzwert-Berechnungseinheit berechnet wird, zu begrenzen.
  5. Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, weiterhin mit: einer Maximal-Absorptionsmoment-Steuereinheit, die eingerichtet ist, ein absorbierbares Maximalmoment der Hydraulikpumpe gemäß dem Pferdestärken-Grenzwert der Hydraulikpumpe, der durch die Pferdestärken-Grenzwert-Berechnungseinheit berechnet wird, zu begrenzen.
  6. Motorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin mit: einem Generatormotor, der mit einer Abtriebswelle des Motors verbunden ist; einer Speicherbatterie, die eingerichtet ist, um elektrische Energie, die der Generatormotor erzeugt, zu speichern, und dem Generatormotor elektrische Energie zuzuführen; und einer Steuereinheit, wobei, wenn der Lastdruck der Hydraulikpumpe schnell von einem hohen Zustand zu einem niedrigen Zustand umgeschaltet wird, bis eine reale Drehzahl des Motors erhöht wird, um größer oder gleich einem hinsichtlich der Solldrehzahl voreingestellten Wert zu sein, die Steuereinheit eine Motormomentassistenzaktion des Generatormotors verwendet, um die Motordrehzahl zu steuern, um gleich der Solldrehzahl zu sein.
  7. Motorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin mit: einem Generatormotor, der mit einer Abtriebswelle des Motors verbunden ist; einer Speicherbatterie, die eingerichtet ist, elektrische Energie, die der Generatormotor erzeugt, zu speichern, und dem Generatormotor elektrische Energie zuzuführen; und einer Steuereinheit, wobei, durch Erhöhen der zweiten Solldrehzahl gemäß einem Fall, in dem der Lastdruck der Hydraulikpumpe von einem hohen Zustand zu einem niedrigen Zustand verringert wird, wenn eine reale Drehzahl des Motors kleiner als ein voreingestellter Wert und die Solldrehzahl ist, bis die reale Drehzahl erhöht wird, um größer oder gleich einem Wert zu sein, der kleiner als der voreingestellte Wert und die Solldrehzahl ist, die Steuereinheit eine Motormomentassistenzaktion des Generatormotors verwendet, um die Motordrehzahl zu steuern, um gleich der Solldrehzahl zu sein.
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