DE112011101714T5

DE112011101714T5 - Hybridbaumaschine und Verfahren zur Messung einer Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung einer Hybridbaumaschine

Info

Publication number: DE112011101714T5
Application number: DE112011101714T
Authority: DE
Inventors: Shimon Jinbo
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2013-04-25
Also published as: KR101445956B1; US20130057305A1; CN102884439B; CN102884439A; JP2011242344A; JP5226733B2; WO2011145531A1; KR20120137415A

Abstract

Um eine Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung wie etwa eines Kondensators genauer zu messen, sind eine Messeinheit 202, die eine Kapazität eines Kondensators 22 misst, und eine Überwachungseinheit 202 bereitgestellt, die eine erste Bedingung, in der eine Maschine angetrieben wird, eine zweite Bedingung, in der ein Anpassungswert eines Drosselstellknopfs 60, der eine an die Maschine zugeführte Kraftstoffmenge anpasst, ein Maximalwert ist, eine dritte Bedingung, in der eine Betriebseinheit und/oder ein oberer Schwenkkörper festgestellt sind/ist, und eine vierte Bedingung, in der eine Betriebsart als ein Leistungsmodus eingestellt ist, überwacht und ein Steuersignal zum Starten der Messung der Kapazität des Kondensators 22 an die Messeinheit 202 überträgt, wenn alle Bedingungen der ersten bis vierten Bedingungen erfüllt sind. Ferner, wenn vor dem Start der Messung der Kapazität des Kondensators oder während der Messung der Kapazität des Kondensators nicht alle der Bedingungen erfüllt sind, unterbindet die Anzeigesteuereinheit 203 den Start und die Fortsetzung der Messung durch Anzeige eines Bildschirms zum Anzeigen einer Nichterfüllungsbedingung.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hybridbaumaschine, die eine Maschine, einen Generatormotor und einen elektrische Speichervorrichtung umfasst und im Stande ist, eine Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung zu messen, sowie ein Verfahren zur Messung einer Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung einer Hybridbaumaschine.
Hintergrund
Im Gebiet moderner Baumaschinen wurde ebenso wie bei gewöhnlichen Automobilen ein Hybridfahrzeug entwickelt. Diese Art von Hybridbaumaschine ist mit einer Brennkraft-/Maschine bzw. einem Verbrennungs-/Motor, einem Generatormotor, einer elektrischen Speichervorrichtung bzw. einer Elektrizitätsspeichervorrichtung und einer Betriebseinheit ausgestattet. Als die elektrische Speichervorrichtung bzw. die Elektrizitätsspeichervorrichtung kann ein Kondensator verwendet werden. Der Kondensator ist eine elektrische Speichervorrichtung bzw. eine Elektrizitätsspeichervorrichtung, die im Stande ist, ein Aufladen und ein Entladen frei durchzuführen, und die elektrische Energie sammelt, die erzeugt wird, wenn der Generatormotor angetrieben wird, um elektrische Energie zu erzeugen. Ferner liefert der Kondensator die in dem Kondensator gesammelte elektrische Energie über eine Antriebseinrichtung wie etwa einen Inverter bzw. Wechselrichter an einen Generatormotor oder einen zum Antreiben einer Betriebseinheit oder eines oberen Schwenkkörpers installierten Elektromotor.
Wenn der Kondensator für eine lange Zeitdauer verwendet wird oder eine übermäßige Aufladung oder eine übermäßige Entladung wiederholt, kann infolge von Wärme oder dergleichen allmählich eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit auftreten. Wenn die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Kondensators allmählich auftritt, wird die Betriebsfähigkeit der Hybridbaumaschine aufgrund einer Verringerung der Menge der an den Elektromotor gelieferten elektrischen Energie verschlechtert. Aus diesem Grund wird eine Wartung bzw. Instandsetzung wie etwa einen Austausch des Kondensators durchgeführt, wenn die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit allmählich auftritt, nachdem der Leistungsfähigkeitverschlechterungszustand des Kondensators untersucht wurde.
Patentdruckschrift 1 offenbart eine Konfiguration, bei der eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Kondensators bestimmt wird, indem die Kapazität des Kondensators unter Verwendung eines Systems, das an einer Hybridbaumaschine installiert ist, anstelle einer externen Vorrichtung berechnet wird, während eine elektrische Speichervorrichtung wie etwa ein Kondensator in einem Fahrzeug installiert ist.
Literaturliste
Patentliteratur

Patentdruckschrift 1: Internationale Patentoffenlegungsschrift Nr. WO 2009/116495

Kurzfassung
Technisches Problem
In der vorstehend beschriebenen Patentdruckschrift 1 ist hierbei eine Technik offenbart, bei der eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit durch Messung der Kapazität des Kondensators bestimmt wird, wobei ein Generatormotor während der Messung der Kapazität des Kondensators mit einer vorbestimmten Drehzahl und einem vorbestimmten Drehmoment angetrieben wird. Es besteht jedoch eine Anforderung zum genaueren Messen der Kapazität des Kondensators.
Die Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe von dieser, eine Hybridbaumaschine, die im Stande ist, eine Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung wie etwa eines Kondensators genauer zu messen, und ein Verfahren zur Messung einer Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung einer Hybridbaumaschine bereitzustellen.
Problemlösung
Um die Probleme zu überwinden und die Aufgabe zu erreichen, weist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Hybridbaumaschine auf: eine Messeinheit, die konfiguriert ist zum Messen einer Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung; und eine Überwachungseinheit, die konfiguriert ist zum Überwachen einer ersten Bedingung, in der eine Maschine bzw. Brennkraftmaschine angetriebene wird, einer zweiten Bedingung, in der ein Anpassungswert einer Kraftstoffanpassungseinheit, die eine an die Maschine bzw. Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge anpasst, ein vorbestimmter Wert ist, und einer dritten Bedingung, in der eine Betriebeinheit und/oder eine oberer Schwenkkörper festgestellt sind/ist, und zum Übertragen eines Steuersignals zum Starten einer Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung an die Messeinheit, wenn alle Bedingungen der ersten bis dritten Bedingung erfüllt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der zweiten Bedingung der Anpassungswert der Kraftstoffanpassungseinheit ein Maximalwert in einem anpassbaren bzw. einstellbaren Bereich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Überwachungseinheit konfiguriert zum Setzen einer vierten Bedingung, in der eine Betriebsart zur Steuerung einer Drehzahl der Maschine bzw. Brennkraftmaschine und eines Pumpenabsorptionsdrehmoments einer Hydraulikpumpe auf einen konstanten Zustand eingestellt ist, und ist die Überwachungseinheit konfiguriert zum Übertragen des Steuersignals zum Starten der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung an die Messeinheit, wenn alle Bedingungen der ersten bis vierten Bedingung erfüllt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Überwachungseinheit konfiguriert zum Erzeugen eines Steuersignals zum Stoppen der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung, wenn zumindest eine Bedingung der ersten bis vierten Bedingungen während der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung nicht erfüllt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Hybridbaumaschine zusätzlich auf: eine Anzeigeeinheit, die konfiguriert ist zum Durchführen einer Anzeige und einer Anweisung, die zumindest mit der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung in Beziehung stehen; und eine Anzeigesteuereinheit, die konfiguriert ist zum Steuern der Anzeigeeinheit, um eine Führungsanzeige durchzuführen, die zumindest mit der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung in Beziehung steht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anzeigesteuereinheit konfiguriert zum Umschalten eines Bildschirms der Anzeigeeinheit auf einen Bildschirm zum Anweisen eines Starts der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung, wenn alle Bedingungen der ersten bis vierten Bedingung erfüllt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anzeigesteuereinheit konfiguriert zum Anzeigen eines Fortschrittszustands der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung, wenn die Messeinheit die Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung misst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Messeinheit konfiguriert zum Durchführen der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung unter einer Bedingung, dass ein Ladungsfreigabeprozess der elektrischen Speichervorrichtung durchgeführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Messung einer Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung einer Hybridbaumaschine auf: Überwachen einer ersten Bedingung, in der eine Maschine bzw. Brennkraftmaschine angetrieben wird, einer zweiten Bedingung, in der ein Anpassungswert einer Kraftstoffanpassungseinheit, die eine an die Maschine bzw. Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge anpasst, ein vorbestimmter Wert ist, und einer dritten Bedingung, in der eine Betriebseinheit und/oder ein oberer Schwenkkörper festgestellt sind/ist, um ein Steuersignal zum Starten einer Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung zu übertragen, wenn alle Bedingungen der ersten bis dritten Bedingung erfüllt sind; und Messen der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung, wenn das Steuersignal zum Starten der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung empfangen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Überwachen ein Setzen einer vierten Bedingung, in der eine Betriebsart zur Steuerung einer Drehzahl der Maschine bzw. Brennkraftmaschine und eines Pumpenabsorptionsdrehmoments einer Hydraulikpumpe auf einen konstanten Zustand eingestellt ist, und ein Übertragen des Steuersignals zum Starten der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung, wenn alle Bedingungen der ersten bis vierten Bedingungen erfüllt sind.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird die Maschine bzw. Brennkraftmaschine im Zustand maximaler Ausgabe bzw. Leistung angetrieben, da die Überwachungseinheit die erste Bedingung, in der die Maschine bzw. Brennkraftmaschine angetrieben wird, die zweite Bedingung, in der der Anpassungswert der Kraftstoffanpassungseinheit, die die an die Maschine bzw. Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge anpasst, ein vorbestimmter Wert ist, und die dritte Bedingung, in der die Betriebseinheit und/oder der obere Schwenkkörper festgestellt sind/ist, überwacht und das Steuersignal zum Starten der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung an die Messeinheit überträgt, wenn alle Bedingungen der ersten bis dritten Bedingung erfüllt sind. Dementsprechend wird auch der Generatormotor mit einer hohen Drehrate angetrieben, so dass die erzeugte Ausgabe bzw. Leistung stabil ist. Da der Feststell- bzw. Verriegelungshebel festgestellt ist, ist es weiterhin möglich, eine instabile Messung der Kapazität infolge des Betriebs bzw. der Betätigung der Betriebseinheit zu verhindern und somit die Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung genauer zu messen. Da der Generatormotor mit einer hohen Drehrate angetrieben wird, ist außerdem die Ladezeit der elektrischen Speichervorrichtung verkürzt und kann somit die Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung in einer kurzen Zeit gemessen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung, die eine äußere Konfiguration einer Hybridbaumaschine als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung, die eine äußere Konfiguration eines Fahrersitzes bzw. -platzes der gemäß 1 veranschaulichten Hybridbaumaschine veranschaulicht.
3 ist ein Blockschaltbild, das eine innere Konfiguration der gemäß 1 veranschaulichten Hybridbaumaschine veranschaulicht.
4 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Vorrichtung veranschaulicht, die mit einer Messung einer Kapazität eines Kondensators befasst ist.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Betriebsart-Auswahlbildschirms veranschaulicht, der auf einem Anzeigschirm eines Monitors angezeigt wird.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang eines Anzeigesteuerprozesses durch eine Anzeigesteuereinheit veranschaulicht.
7 ist eine Darstellung, die einen Anzeigezustandsübergang eines Monitorschirms veranschaulicht.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang eines Überwachungsprozesses durch eine Überwachungseinheit veranschaulicht.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang eines Prozesses zur Messung einer Kapazität eines Kondensators durch eine Messeinheit veranschaulicht.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Nachstehend wird hierin unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Hybridbaumaschine, von der eine Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung gemessen werden kann, als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Außerdem ist die Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.
(Gesamtkonfiguration)
1 ist eine Darstellung, die eine äußere Konfiguration einer Hybridbaumaschine 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Weiterhin ist 2 eine Darstellung, die eine äußere Konfiguration eines Fahrersitzes bzw. -platzes 70 veranschaulicht, der gemäß 1 veranschaulicht ist. Außerdem ist die Hybridbaumaschine 1 ein Bagger.
Gemäß 1 und 2 umfasst die Hybridbaumaschine 1 einen oberen Schwenkkörper bzw. Schwenkaufbau 2 und einen unteren Fahrkörper bzw. Fahrunterbau 3 und umfasst der untere Fahrkörper bzw. Fahrunterbau ein linkes und ein rechtes Raupenfahrwerk. An dem oberen Schwenkkörper bzw. Schwenkaufbau 2 ist eine Betriebseinheit angebracht, die einen Ausleger 4, einen Arm 5 und eine Schaufel 6 umfasst. Der Ausleger 4 wird durch Antrieb eines Auslegerzylinders 4a betätigt bzw. betrieben, der Arm 5 wird durch Antrieb eines Armzylinders 5a betätigt bzw. betrieben, und die Schaufel 6 wird durch Antrieb eines Schaufelzylinders 6a betätigt bzw. betrieben. Außerdem ist im Fall der Spezifikation, in der die Hybridbaumaschine 1 einen Fracht- bzw. Lasthebebetrieb durchführt, ein Haken zum Heben einer Fracht bzw. Last an einem Bolzen bzw. Stift einer Verbindung angebracht, die die Schaufel 6 und den Arm 5 miteinander verbindet. Ferner umfasst der untere Fahrkörper bzw. Fahrunterbau 3 Fahrmotoren 8 und 9, und drehen sich das rechte Raupenfahrwerk und das linke Raupenfahrwerk jeweils durch die jeweiligen Antriebszustände von diesen. Wenn ein Schwenkmechanismus 114 durch elektrischen Antrieb eines Schwenkmotors 113 über eine Schwenksteuereinheit 112 angetrieben wird, schwenkt der obere Schwenkkörper bzw. Schwenkaufbau 2 durch ein Schwenkritzel, einen Schwenkring und dergleichen.
Eine Maschine bzw. Brennkraftmaschine 12 ist ein Dieselmotor, und die Steuerung der Ausgabe bzw. Leistung (Pferdestärke; kw) wird durch Anpassung der in einen Zylinder eingespritzten Kraftstoffmenge durchgeführt. Diese Anpassung wird durch Steuerung eines Reglers durchgeführt, der an einer Kraftstoffeinspritzpumpe der Maschine bzw. Brennkraftmaschine 12 angebracht ist, und eine Motorsteuereinheit 14 führt die Steuerung der Maschine bzw. Brennkraftmaschine einschließlich der Steuerung des Reglers durch. Außerdem ist ein Drosselstellknopf 60 ein Kraftstoffanpassungsstellknopf, der als eine Kraftstoffanpassungseinheit dient, die die Kraftstoffeinspritzmenge definiert. Außerdem ist der Drosselstellknopf 60 nicht auf die Stellknopfausführung beschränkt und kann er jede Handbetriebsausführung aufweisen wie etwa eine Hebelausführung oder eine Tastenausführung.
Wie es gemäß 2 veranschaulicht ist, sind ein rechter Bedienhebel 41 zum Betreiben bzw. Betätigen einer Betriebseinheit und ein linker Bedienhebel 42 zum Schwenken der Betriebseinheit auf der rechten Seite beziehungsweise der linken Seite vor dem Fahrersitz 70 der Hybridbaumaschine 1 installiert, und sind ein rechter Bedienhebel 43 zum Betätigen eines Fahrbetriebs und ein linker Bedienhebel 44 zum Betätigen eines Fahrbetriebs installiert. Weiterhin ist ein Feststell- bzw. Verriegelungshebel 26 auf der linken Seite des Fahrersitzes 70 installiert.
Der rechte Bedienhebel 43, der den Fahrbetrieb betätigt, und der linke Bedienhebel 44, der den Fahrbetrieb betätigt, sind Bedienhebel zum jeweiligen Betreiben bzw. Betätigen des rechten Raupenfahrwerks und des linken Raupenfahrwerks. Die Bedienhebel betreiben bzw. betätigen die Raupenfahrwerke in Erwiderung auf die Betätigungsrichtungen und bzw. betätigen die Raupenfahrwerke mit einer dem Betätigungsbetrag entsprechenden Geschwindigkeit.
Ferner, wie es gemäß 2 veranschaulicht ist, ist ein Monitor 50 am Eck der vorderen rechten Seite des Fahrersitzes 70 installiert. Der Monitor 50 ist elektrisch mit einer gemäß 3 veranschaulichten Steuereinheit 16 verbunden und umfasst einen Monitorschirm 51. Der Monitor 50 ist eine Anzeigevorrichtung, die verschiedene Informationselemente auf dem Monitorschirm 51 anzeigt, und durch die verschiedenen Betriebsanweisungen und dergleichen an die Hybridbaumaschine 1 eingegeben werden.
Der Monitor 50 ist mit einer Bedientaste 51a versehen. Die Bedientaste 51a umfasst eine Vielzahl von Bedientasten, und es werden verschiedene Bedienungsanweisungssignale der Hybridbaumaschine 1 an die Steuereinheit 16 übertragen, wenn die jeweiligen Tasten durch einen Bediener oder einen Kundendienstmitarbeiter gedrückt werden. Als eine der Bedientasten 51a ist eine Betriebsart-Auswahltaste installiert. Wenn die Taste durch den Bediener gedrückt wird, kann die optimale Betriebsart in Erwiderung auf die Bedienungs- bzw. Betriebsinhalte aus der Vielzahl von Betriebsarten eingestellt werden. Zum Beispiel ist es möglich, einen ”Schwerbaggermodus (Leistungsmodus)”, der im Stande ist, eine schwere bzw. große Arbeitsmenge (die Menge von Erde und Sand, die pro Zeiteinheit gebaggert wird) zu erreichen, oder einen ”Kraftstoffverbrauchssparmodus (Wirtschaftlichkeitsmodus)”, der im Stande ist, einen Kraftstoffverbrauch während eines leichten Lastbetriebs noch niedriger zu halten, einzustellen. Wenn irgendeine Betriebsart ausgewählt ist, wird das Abtriebsdrehmoment (das Motordrehmoment) der Maschine bzw. Brennkraftmaschine 12 (siehe 3) oder das Absorptionsdrehmoment (das Pumpenabsorptionsdrehmoment) einer durch die Maschine bzw. Brennkraftmaschine 12 angetriebenen Hydraulikpumpe 13 (siehe 3) in Erwiderung auf die Betriebsart ausgewählt und gesteuert. Die Auswahl und die Steuerung werden in einer solchen Art und Weise durchgeführt, dass die Motorsteuereinheit 14 (siehe 3) oder die Steuereinheit 16 das Steuersignal an die Maschine bzw. Brennkraftmaschine 12 oder die Hydraulikpumpe 13 überträgt und das Motordrehmoment und das Pumpenabsorptionsdrehmoment in Erwiderung auf die eingestellte Betriebsart ausgewählt und gesteuert werden, wobei eine Steuerung so durchgeführt wird, dass die Motordrehzahl in der Nähe des Übereinstimmungs- bzw. Abstimmungspunkts, wo zwei Drehmomente gleich zueinander sind, gehalten wird.
(Innere Konfiguration)
Als Nächstes wird eine innere Konfiguration der Hybridbaumaschine 1 beschrieben. 3 ist ein Blockschaltbild, das die innere Konfiguration der gemäß 1 veranschaulichten Hybridbaumaschine 1 veranschaulicht. Gemäß 3 gibt die Steuereinheit 16 einen Drehungsanweisungswert, der ermöglicht, dass eine Motordrehzahl eine Sollmotordrehzahl n_com ist, an die Motorsteuereinheit 14 aus und erhöht oder verringert die Motorsteuereinheit 14 die Kraftstoffeinspritzmenge, so dass die Motor-Sollmotordrehzahl n_com auf einer Solldrehmomentlinie erhalten werden kann. Ferner gibt die Motorsteuereinheit 14 Motordaten eng_data, die ein Motordrehmoment umfassen, das aus der Motordrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge der Maschine 12 geschätzt wird, an die Steuereinheit 16 aus.
Die Antriebswelle der Hydraulikpumpe 13 ist mit einer Abtriebswelle der Maschine 12 verbunden, und die Hydraulikpumpe 13 wird angetrieben, wenn sich dich Abtriebswelle der Maschine dreht. Die Hydraulikpumpe 13 ist eine Verstellhydraulikpumpe, und eine Förderleistung q (cm³/U) ändert sich durch Änderung eines Neigungswinkels einer Schräg-/Taumelscheibe. Außerdem kann die Hydraulikpumpe 13 eine Doppelpumpe oder eine Tandempumpe sein. Ferner ist eine PTO- bzw. Zapfwelle 20 zwischen der Maschine 12 und der Hydraulikpumpe 13 oder einem Generatormotor 21 installiert, aber können die Abtriebswelle der Maschine 12 und die Rotorwelle des Generatormotors 21 koaxial bereitgestellt sein und können die Rotorwelle des Generatormotors 21 und eine Eingangswelle der Hydraulikpumpe 13 koaxial bereitgestellt sein. Das heißt, dass die Maschine 12, der Generatormotor 21 und die Hydraulikpumpe 13 in Reihe angeordnet sein können. Außerdem kann das Ausführungsbeispiel ohne Verwendung PTO- bzw. Zapfwelle 20 implementiert werden.
Das Drucköl, das von der Hydraulikpumpe 13 mit einem Ausstoßdruck PRp und einer Flussrate Q (cm³/min) ausgestoßen wird, wird an jedes eines Auslegerbetätigungsventils 31, eines Armbetätigungsventils 32, eines Schaufelbetätigungsventils 33, eines rechten Fahrbetätigungsventils 35 und eines linken Fahrbetätigungsventils 36 zugeführt. Der Pumpenausstoßdruck PRp wird durch einen Hydrauliksensor 17 erfasst, und ein Hydraulikdruck-Erfassungssignal wird an die Steuereinheit 16 eingegeben.
Die jeweiligen Drucköle, die von den Betätigungsventilen 31, 32, 33, 35 und 36 ausgestoßen werden, werden an den Auslegerzylinder 4a, den Armzylinder 5a, den Schaufelzylinder 6a, den rechten Fahrmotor 8 beziehungsweise den linken Fahrmotor 9 zugeführt. Dementsprechend werden der Auslegerzylinder 4a, der Armzylinder 5a, der Schaufelzylinder 6a, der Fahrmotor 8 und der Fahrmotor 9 jeweils angetrieben und werden der Ausleger 4, der Arm 5, die Schaufel 6, sowie das rechte und das linke Raupenfahrwerk des unteren Fahrkörpers bzw. Fahrunterbaus 3 betätigt bzw. betrieben.
Der rechte Bedienhebel 41 zum Betreiben bzw. Betätigen der Betriebseinheit ist ein Bedienhebel, der den Ausleger 4 und die Schaufel 6 betätigt, wobei der Ausleger 4 und die Schaufel 6 in Erwiderung auf die Betätigungsrichtung betätigt werden und der Ausleger 4 und die Schaufel 6 mit einer Geschwindigkeit entsprechen dem Betätigungsbetrag betätigt werden.
Der Bedienhebel 41 ist mit einem Sensor 45 versehen, der die Betätigungsrichtung und den Betätigungsbetrag erfasst. Der Sensor 45 gibt ein Hebelsignal, das die Betätigungsrichtung und den Betätigungsbetrag des Bedienhebels 41 darstellt, an die Steuereinheit 16 ein. In einem Fall, in dem der Bedienhebel 41 in einer Richtung betätigt wird, um den Ausleger 4 zu betätigen, wird ein Auslegerhebelsignal Lb0, das einen Auslegeranhebebetriebsbetrag und einen Auslegerabsenkbetriebsbetrag in Erwiderung auf die Betätigungsrichtung und den Betätigungsbetrag mit Bezug auf die Neutralstellung des Bedienhebels 41 darstellt, an die Steuereinheit 16 eingegeben. Ferner wird einem Fall, in dem der Bedienhebel 41 in einer Richtung betätigt wird, um die Schaufel 6 zu betätigen, ein Schaufelhebelsignal Lbk, das einen Schaufelaushubbetriebsbetrag und einen Schaufelabladebetriebsbetrag in Erwiderung auf die Betätigungsrichtung und den Betätigungsbetrag mit Bezug auf die Neutralstellung des Bedienhebels 41 darstellt, an die Steuereinheit 16 eingegeben.
In einem Fall, in dem der Bedienhebel 41 in einer Richtung betätigt wird, um den Ausleger 4 zu betätigen, wird ein Pilot- bzw. Vorsteuerdruck (PPC-Druck) PRbo in Erwiderung auf den Betätigungsbetrag des Bedienhebels 41 an einen Pilot- bzw. Vorsteueranschluss 31a, der der Betätigungsrichtung (der Auslegeranheberichtung bzw. der Auslegerabsenkrichtung) des Bedienhebels entspricht, unter den jeweiligen Pilot- bzw. Vorsteueranschlüssen des Auslegerbetätigungsventils 31 angelegt.
Gleichermaßen wird ein einem Fall, in dem der Bedienhebel 41 in einer Richtung betätigt wird, um die Schaufel 6 zu betätigen, ein Pilot- bzw. Vorsteuerdruck (PPC-Druck) PRbk in Erwiderung auf den Betätigungsbetrag des Bedienhebels 41 an einen Pilot- bzw. Vorsteueranschluss 33a, der der Betätigungsrichtung (der Schaufelaushubrichtung bzw. der Schaufelabladerichtung) des Bedienhebels entspricht, aus den jeweiligen Pilot- bzw. Vorsteueranschlüssen des Schaufelbetätigungsventils 33 angelegt.
Der linke Bedienhebel 42 zum Schwenken der Betriebseinheit ist ein Bedienhebel, der den Arm 5 und den oberen Schwenkkörper 2 betätigt, wobei der Arm 5 und der obere Schwenkkörper 2 in Erwiderung auf die Betätigungsrichtung betätigt werden und der Arm 5 und der obere Schwenkkörper 2 mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem Betätigungsbetrag betätigt werden.
Der Bedienhebel 42 ist mit einem Sensor 46 versehen, der die Betätigungsrichtung und den Betätigungsbetrag erfasst. Der Sensor 46 gibt ein Hebelsignal, das die Betätigungsrichtung und den Betätigungsbetrag des Bedienhebels 42 darstellt, an die Steuereinheit 16 ein. In einem Fall, in dem der Bedienhebel 42 in einer Richtung betätigt wird, um den Arm 5 zu betätigen, wird ein Armhebelsignal Lar, das einen Armaushubbetriebsbetrag und einen Armabladebetriebsbetrag in Erwiderung auf die Betätigungsrichtung und den Betätigungsbetrag mit Bezug auf die Neutralstellung des Bedienhebels 42 darstellt, an die Steuereinheit 16 eingegeben. Ferner wird in einem Fall, in dem der Bedienhebel 42 in einer Richtung betätigt wird, um den oberen Schwenkkörper 2 zu betätigen, ein Schwenkhebelsignal Lsw, das einen rechten Schwenkbetriebsbetrag und einen linken Schwenkbetriebsbetrag in Erwiderung auf die Betätigungsrichtung und den Betätigungsbetrag mit Bezug auf die Neutralstellung des Bedienhebels 42 darstellt, an die Steuereinheit 16 eingegeben.
In einem Fall, in dem der Bedienhebel 42 in einer Richtung betätigt wird, um den Arm 5 zu betätigen, wird ein Pilot- bzw. Vorsteuerdruck (PPC-Druck) PRar in Erwiderung auf den Betätigungsbetrag des Bedienhebels 42 an einen Pilot- bzw. Vorsteueranschluss 32a, der der Betätigungsrichtung (der Armaushubrichtung bzw. der Armabladerichtung) des Bedienhebels entspricht, aus den jeweiligen Pilot- bzw. Vorsteueranschlüssen des Armbetätigungsventils 32 angelegt.
Andererseits wird in einem Fall, in dem der Bedienhebel 42 in einer Richtung betätigt wird, um den oberen Schwenkkörper 2 zu betätigen, das Schwenkhebelsignal Lsw, das dem Betätigungsbetrag (der rechten Schwenkrichtung bzw. der linken Schwenkrichtung) des Bedienhebels 42 entspricht, an die Steuereinheit 16 eingegeben, und gibt die Steuereinheit 16 ein Schwenksignal SWG_com, das dem Schwenkhebelsignal Lsw entspricht, an die Schwenksteuereinheit 112 aus, so dass der Schwenkmotor 113 drehend angetrieben wird.
Ein Pilot- bzw. Vorsteuerdruck (PPC-Druck) PRcr, der dem Betätigungsbetrag des Bedienhebels 43 entspricht, wird an einen Pilot- bzw. Vorsteueranschluss 35a des rechten Fahrbetötigungsventils 35 angelegt. Gleichermaßen wird ein Pilot- bzw. Vorsteuerdruck (PPC-Druck) PRcl, der dem Betätigungsbetrag des Bedienhebels 44 entspricht, an einen Pilot- bzw. Vorsteueranschluss 36a des linken Fahrbetätigungsventils 36 angelegt.
Der Pilot- bzw. Vorsteuerdruck PRcr und der Pilot- bzw. Vorsteuerruck PRcl werden durch Hydrauliksensor 18 beziehungsweise Hydrauliksensor 19 erfasst und an die Steuereinheit 16 eingegeben.
Die jeweiligen Betriebs- bzw. Betätigungsventile 31, 32, 33, 35 und 36 sind Flussratenrichtungssteuerventile, bewegen Kolben in einer Richtung, die den Betätigungsrichtungen der entsprechenden Bedienhebel 41 bis 44 entspricht, und bewegen die Kolben so, dass Öldurchgänge durch die Öffnungsbereiche, die den Betätigungsbeträgen der Bedienhebel 41 bis 44 entsprechen, geöffnet werden.
Ein Pumpensteuerventil 15 wird durch einen Steuerstrom pc-epc gesteuert, der von der Steuereinheit 6 ausgegeben wird, und das Pumpensteuerventil 5 wird durch einen Servokolben betätigt.
Das Pumpensteuerventil 15 steuert den Neigungswinkel der Schräg-/Taumelscheibe der Hydraulikpumpe 13, so dass das Produkt des Ausstoßdrucks PRp (kg/cm²) der Hydraulikpumpe 13 und der Förderleistung q (cm³/U) der Hydraulikpumpe 13 ein Pumpenabsorptionsdrehmoment Tpcom nicht überschreitet, das dem Steuerstrom pc-epc entspricht. Diese Steuerung wird PC-Steuerung genannt.
Der Feststell- bzw. Verriegelungshebel 26 ist ein Hebel, der ein Schaltventil 26a betätigt, das zwischen der Hydraulikpumpe 13 und jedem der Betriebs bzw. Betätigungsventile 31, 32, 33, 35 und 36 installiert ist, und es kann ein Feststell- bzw. Verriegelungszustand ermöglicht bzw. aktiviert werden, in dem die Übertragung des Öldrucks von der Hydraulikpumpe 13 an jedes der Betriebs- bzw. Betätigungsventile 31, 32, 33, 35 und 36 abgesperrt ist, wenn der Feststell- bzw. Verriegelungshebel 26 betätigt wird/ist. In dem Feststell- bzw. Verriegelungszustand wird der durch den Hydrauliksensor 17 erfasste Ausstoßdruck PRp gleich null und wird selbst dann, wenn sich die Bedienhebel 41 und 42 und die Fahrhebel 43 und 44 bewegen, der Hydraulikaktuator bzw. -stellantrieb wie etwa der Auslegerzylinder 4a nicht in Erwiderung auf den Betätigungsbetrag betätigt.
Die Steuereinheit 16 gibt einen Drehungsanweisungswert an die Motorsteuereinheit 14 mit dem Regler aus und passt die Motordrehzahl n und das Drehmoment T der Maschine 12 durch Erhöhen oder Verringern der Kraftstoffeinspritzmenge so an, dass die Motor-Sollmotordrehzahl erhalten wird, die der aktuellen Last der Hydraulikpumpe 13 entspricht.
Andererseits ist die Abtriebswelle der Maschine 12 mit der Antriebswelle der Hydraulikpumpe 13 und der Antriebswelle des Generatormotors 21 über die PTO- bzw. Zapfwelle 20 verbunden. Der Generatormotor 21 führt eine Energieerzeugungstätigkeit und einen elektrischen Antrieb durch. Das heißt, dass der Generatormotor 21 als elektrische Maschine (ein Motor) betrieben wird, und auch als ein Generator betrieben wird. Ferner dient der Generatormotor 21 auch als ein Anlasser, der die Maschine 12 anlässt. Wenn der Anlassschalter eingeschaltet wird, führt der Generatormotor 21 einen elektrischen Antrieb durch, so dass die Abriebswelle der Maschine 12 mit einer geringen Drehzahl (zum Beispiel 400 bis 500 U/min) gedreht wird und die Maschine 12 angelassen wird. Die Maschine 12 kann auch durch eine Lichtmaschine bzw. einen Wechsel-/Drehstromgenerator unter Verwendung des Anlassschalters angelassen werden.
Das Drehmoment des Anlassmotors 21 wird durch die Inverterfunktion innerhalb einer Generatormotorsteuereinheit 110 gesteuert. Die Inverterfunktion steuert das Drehmoment des Generatormotors 21 in Erwiderung auf einen Generatormotor-Anweisungswert GEN_com, der von der Steuereinheit 16 ausgegeben wird.
Die Generatormotorsteuereinheit 110 ist über eine Gleichstromleitung elektrisch mit einem Kondensator 22 verbunden, der eine elektrische Speichervorrichtung bzw. Elektrizitätsspeichervorrichtung darstellt. Außerdem kann die Energieversorgung der Steuereinheit 16 der Kondensator 22 oder eine (nicht veranschaulichte) andere elektrische Speichervorrichtung bzw. Elektrizitätsspeichervorrichtung sein.
Der Kondensator 22 sammelt (lädt) die elektrische Energie, die erzeugt wird, wenn der Generatormotor 21 eine Energieerzeugungstätigkeit durchführt. Ferner liefert der Kondensator 22 die elektrische Energie, in der Ladung als Kapazität angesammelt ist, an die Generatormotorsteuereinheit 110. Außerdem ist der Kondensator 22 (zum Beispiel ein elektrischer Doppelschichtkondensator) ein Beispiel der elektrischen Speichervorrichtung bzw. Elektrizitätsspeichervorrichtung, und umfassen Beispiele der elektrischen Speichervorrichtung bzw. Elektrizitätsspeichervorrichtung abgesehen von dem Kondensator eine Bleibatterie, eine Nickelhydridbatterie und eine Lithiumionenbatterie.
Der Generatormotor 21 ist mit einem Drehsensor 24 versehen, der die momentane tatsächliche Motordrehzahl GEN_spd (U/min) des Generatormotors 21 erfasst, das heißt, die tatsächliche Motordrehzahl der Maschine 12. Ein Signal, das die tatsächliche Motordrehzahl GEN_spd darstellt, die durch den Drehsensor 24 erfasst wird, wird an die Steuereinheit 16 eingegeben.
Ferner ist der Kondensator 22 mit einem Spannungssensor 25 ausgestattet, der eine Spannung BATT_volt des Kondensators 22 erfasst. Ein Signal, das die Spannung BATT_volt darstellt, die durch den Spannungssensor 25 erfasst wird, wird an die Steuereinheit 16 eingegeben. Ferner ist der Kondensator 22 mit einem Temperatursensor 22a ausgestattet, der die Temperatur des Kondensators 22 erfasst. Der durch den Temperatursensor 22a erfasste Wert wird an die Steuereinheit 16 eingegeben.
Ferner gibt die Steuereinheit 16 den Generatormotor-Anweisungswert GEN_com an die Generatormotorsteuereinheit 110 aus, und führt sie eine Energieerzeugungstätigkeit oder einen elektrischen Antrieb des Generatormotors 21 durch. Wenn der Anweisungswert GEN_com zum Ermöglichen, dass der Generatormotor 21 als ein Generator betrieben wird, von der Steuereinheit 16 an die Generatormotorsteuereinheit 110 ausgegeben wird, wird ein Teil des durch die Maschine 12 erzeugten Abtriebsdrehmoments über die PTO- bzw. Zapfwelle 20 an die Antriebswelle des Generatormotors 21 übertragen und wird durch Aufnahme des Drehmoments der Maschine 12 Leistung erzeugt. Dann wird durch den Generatormotor 21 erzeugte Wechselstromenergie durch die Generatormotorsteuereinheit 110 in Gleichstromenergie gewandelt und wird die Energie über eine Gleichstromleitung in den Kondensator 22 gesammelt (geladen).
Ferner, wenn der Generatormotor-Anweisungswert GEN_com zum Ermöglichen, dass der Generatormotor 21 als ein Elektromotor betrieben wird, von der Steuereinheit 16 an die Generatorsteuereinheit 110 ausgegeben wird, führt die Generatormotorsteuereinheit 110 eine Steuerung so durch, dass der Generatormotor 21 als ein Elektromotor betrieben wird. Das heißt, dass die in dem Kondensator 22 gesammelte elektrische Energie durch die Generatormotorsteuereinheit 110 in elektrische Wechselstromenergie gewandelt wird und an den Generatormotor 21 zugeführt wird, um die Antriebswelle des Generatormotors 21 zu drehen. Dementsprechend wird durch den Generatormotor 21 ein Drehmoment erzeugt und wird das Drehmoment über die Antriebswelle des Generatormotors 21 an die PTO- bzw. Zapfwelle 20 übertragen, so dass das Drehmoment zu dem Abtriebsdrehmoment der Maschine 12 addiert wird (die Ausgabe bzw. Leistung der Maschine 12 unterstützt wird). Das addierte Abriebsdrehmoment wird an der Hydraulikpumpe 13 aufgenommen. Außerdem ist gemäß 2 die PTO- bzw. Zapfwelle 20 zwischen der Maschine 12 und der Hydraulikpumpe 13 oder dem Generatormotor 21 installiert, aber können die Abtriebswelle der Maschine 12 und die Rotorwelle des Generatormotors 21 koaxial bereitgestellt sein und können die Rotorwelle des Generatormotors 21 und die Eingangswelle der Hydraulikpumpe 13 koaxial bereitgestellt sein. Das heißt, dass die Maschine 12, der Generatormotor 21 und die Hydraulikpumpe 13 in Reihe angeordnet sein können. Außerdem kann das Ausführungsbeispiel ohne Verwendung der PTO- bzw. Zapfwelle 20 implementiert werden.
Der Energieerzeugungsbetrag (der absorbierte Drehmomentbetrag) und der elektrische Antriebsbetrag (der Unterstützungsbetrag; der erzeugte Drehmomentbetrag) des Generatormotors 21 ändern sich in Erwiderung auf die Inhalte des Generatormotor-Anweisungswerts GEN_com.
Die Steuereinheit 16 berechnet die Sollmotordrehzahl Ngen_com des Generatormotors 21, die der aktuellen Motor-Sollmotordrehzahl n_com entspricht, durch die folgende Gleichung. Ngen_com = n_com × K2
Hier ist K2 ein Drehzahlverminderungsverhältnis der PTO- bzw. Zapfwelle 20.
Die Generatormotorsteuereinheit 110 führt die Drehzahlsteuerung oder die Drehmomentsteuerung des Generatormotors 21 durch. Hierbei bezeichnet die Drehzahlsteuerung eine Steuerung, bei der die Drehzahl des Generatormotors 21 so angepasst wird, dass die Solldrehzahl erlangt wird, indem die Solldrehzahl als der Generatormotor-Anweisungswert GEN_com angegeben wird. Ferner bezeichnet die Drehmomentsteuerung eine Steuerung, bei der das Drehmoment des Generatormotors 21 so angepasst wird, dass das Solldrehmoment erlangt wird, indem das Solldrehmoment als der Generatormotor-Anweisungswert GEN_com angegeben wird.
In einem Fall, in dem die Steuereinheit 16 die Drehzahlsteuerung durchführt, wird, wenn eine Differenz zwischen der Motor-Solldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Maschine 12 zu einem vorbestimmten Schwellenwert oder größer wird, eine Unterstützungssteuerung durchgeführt, indem ein Generatormotor-Anweisungswert GEN_com zur Unterstützung der Maschine 12 durch den Generatormotor 21 an die Generatormotorsteuereinheit 110 gesendet wird.
In einem Fall, in dem die Unterstützung des Generatormotors 21 durchgeführt wird, wird die Maschine 12 beschleunigt. In diesem Fall erhöht sich das Absorptionsdrehmoment der Hydraulikpumpe 13 im anfänglichen Schritt einer Steigerung der Drehung der Maschine verglichen mit einem Fall ohne jegliche Unterstützung, da die Unterstützung des Generatormotors 21 vorliegt. Aus diesem Grund bewegt sich die Betriebseinheit mit Bezug auf die Bewegung des Bedienhebels schnell und kann eine Verschlechterung der Betriebseffizienz unterdrückt bzw. verhindert werden, wodurch ein unangenehmes Bedien- bzw. Betriebsgefühl, das einem Bediener gegeben wird, verringert wird.
Andererseits ist die Hybridbaumaschine 1 dazu konfiguriert, den oberen Schwenkkörper 2 durch den elektrischen Antrieb zu schwenken, wie es vorstehend beschrieben ist. Das heißt, dass die Antriebswelle des Schwenkmechanismus 114 mit dem Schwenkmotor 113 verbunden ist, der den Elektromotor darstellt, und, wenn der Schwenkmotor 113 angetrieben wird, der Schwenkmechanismus 114 angetrieben wird und der obere Schwenkkörper 2 durch das Schwenkritzel, den Schwenkring und dergleichen geschwenkt wird.
Der Schwenkmotor 113 führt eine Energieerzeugungstätigkeit und einen elektrischen Antrieb durch. Das heißt, dass der Schwenkmotor 113 als ein Elektromotor betrieben wird und auch als ein Generator betrieben wird. Wenn der Schwenkmotor 113 als ein Elektromotor betrieben wird, schwenkt der obere Schwenkkörper 2. Wenn der Schwenkbetrieb des oberen Schwenkkörpers 2 anhält, wird das Drehmoment des oberen Schwenkkörpers 2 absorbiert und wird der Schwenkmotor 113 als ein Generator betrieben.
Der Antrieb des Schwenkmotors 113 wird durch die Schwenksteuereinheit 112 gesteuert. Die Schwenksteuereinheit 112 ist über eine Gleichstromleitung elektrisch mit dem Kondensator 22 verbunden, und sie ist über die Generatormotorsteuereinheit 110 elektrisch mit dem Generatormotor 21 verbunden. Die Schwenksteuereinheit 112 und die Generatormotorsteuereinheit 110 werden in Erwiderung auf die von der Steuereinheit 116 ausgegebene Anweisung gesteuert.
Der an den Schwenkmotor 113 zugeführte Strom, das heißt, der Schwenklaststrom SWG_curr, der die Last des oberen Schwenkkörpers 2 darstellt, wird durch einen Stromsensor 111 erfasst. Der Schwenklaststrom SWG_curr, der durch den Stromsensor 111 erfasst wird, wird an die Steuereinheit 16 eingegeben. Hierbei wird, mit Bezug auf eine gemäß 3 veranschaulichte Schwenkmotorfeststelltaste 61, wenn die Taste gedrückt ist/wird, die Zuführung des Stroms an den Schwenkmotor 113 elektrisch unterbrochen. Wenn der Bediener die Schwenkmotorfeststelltaste 61 drückt, kann der obere Schwenkkörper 2 sich selbst dann nicht drehen, wenn der linke Bedienhebel 42 für den Schwenkbetrieb betätigt wird.
(Kondensatorkapazität-Messprozess)
Bevor die Messung der Kapazität des Kondensators durchgeführt wird, wird ein Prozess zur Freigabe (Entladung) von in dem Kondensator 22 gesammelten Ladungen durchgeführt. Es ist nicht unbedingt notwendig, dass die Ladungsfreigabe durchgeführt wird, aber es ist wünschenswert, die Ladungsfreigabe durchzuführen, um jedwedes Problem im Vergleich zu einem Fall zu verhindern, in dem die Messung der Kapazität des Kondensators an einem anderen Datum bzw. zu einer anderen Zeit durchgeführt ist/wird.
Bei dem Ladungsfreigabeprozess führt zunächst die Generatormotorsteuereinheit 110 eine Bemessungs- bzw. Nennfeststromsteuerung an dem Generatormotor 21 durch, und führt sie eine Bemessungs- bzw. Nennfestspannungssteuerung an einem (nicht veranschaulichtem) Verstärker durch. Die Generatormotorsteuereinheit 110 setzt die Bemessungs- bzw. Nennfestspannungssteuerung fort, während eine Kondensatorspannung Vcap höher ist als die erste Spannung V1. Es ist wünschenswert, dass der Wert der ersten Spannung V1 auf den Minimalwert in dem Spannungsänderungsbereich im Standardbetrieb des Kondensators 22 eingestellt ist.
Wenn die Generatormotorsteuereinheit 110 die Bemessungs- bzw. Nennfestspannungssteuerung fortsetzt, beginnt die Kondensatorspannung Vcap, ausgehend von einem Anfangswert Vcap0 über die Zeit zu fallen. Im Gegensatz dazu bleibt eine Verstärkerausgangsspannung Vcnv während der Benennungs- bzw. Nennfestspannungssteuerung gleich dem Anfangswert Vcnv0.
Anschließend, wenn die Kondensatorspannung Vcap auf die erste Spannung V1 abfällt, ändert die Generatormotorsteuereinheit 110 die Steuerungsinhalte. Im Speziellen führt die Generatormotorsteuereinheit 110 die Bemessungs- bzw. Nennfeststromsteuerung an dem Generatormotor 22 durch, und führt sie eine Spannungssteuerung an dem Verstärker durch, bei der ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der Verstärkerausgangsspannung Vcnv und der Kondensatorspannung Vcap beibehalten wird. Nachdem die Kondensatorspannung die erste Spannung V1 erreicht, fällt die Verstärkerausgangsspannung Vcnv allmählich ab, während das konstante Verhältnis (Vcnv/Vcap) mit Bezug auf die Kondensatorspannung Vcap beibehalten wird. Zum Beispiel ist das Verhältnis auf einen Wert eingestellt, bei dem die Induktivität innerhalb des Verstärkers nicht gesättigt ist und der Verlust des Verstärkers minimal wird. Anschließend, wenn die Kondensatorspannung Vcap auf die dritte Spannung V3 abfällt, hält die Generatormotorsteuereinheit 110 die Steuerung an.
Als Nächstes wird der Kondensatorkapazität-Messprozess durch die Steuereinheit 16 beschrieben. 4 ist ein Blockschaltbild, das eine Vorrichtungskonfiguration oder dergleichen, die mit der Messung der Kapazität des Kondensators befasst ist, der gemäß 3 veranschaulichten Steuereinheit 16 veranschaulicht. Wie es gemäß 4 veranschaulicht ist, umfasst die Steuereinheit 16 eine Kondensatorkapazität-Messsteuereinheit 200 und eine Speichereinheit 210. Die Kondensatorkapazität-Messsteuereinheit 200 umfasst eine Überwachungseinheit 201, eine Messeinheit 202, die einen Kondensatorkapazität-Messprozess durchführt, und eine Anzeigesteuereinheit 203, die die Anzeige, die bei dem Kondensatorkapazität-Messprozess beteiligt ist, an dem Monitor 50 steuert. Ferner wird, wenn der Drosselstellknopf 60 durch den Bediener oder den Kundendienstmitarbeiter betätigt wird, das elektrische Signal gemäß dem Betätigungsbetrag (Drehbetrag) des Drosselstellknopfs 60 an die Motorsteuereinheit 14 übertragen.
Die Überwachsungseinheit 201 führt einen Prozess zum Bestimmen durch, ob vier Bedingungen zur Durchführung der Messung der Kapazität des Kondensators alle erfüllt sind, nämlich
Bedingung 1: Die Maschine 12 muss angetrieben sein/werden.
Bedingung 2: Der Drosselstellknopf 60 muss maximal eingestellt sein/werden.
Bedingung 3: Der Feststell- bzw. Verriegelungshebel 26 muss in dem Feststell- bzw. Verriegelungszustand (umfassend den Feststell- bzw. Verriegelungszustand gemäß der Betätigung der Schwenkmotor-Feststell- bzw. Verriegelungstaste 61) positioniert sein/werden.
Bedingung 4: Die Betriebsart muss als der Leistungsmodus ausgewählt und eingestellt sein/werden.
Die Überwachungseinheit 201 überträgt ein Steuersignal zum Starten oder Fortsetzen der Messung der Kapazität des Kondensators an die Messeinheit 202. Hierbei besteht der Grund dafür, warum Bedingungen 2 und 4 gesetzt sind, darin, dass die Maschine 12 mit einer stabilen Drehzahl angetrieben werden kann und der Generatormotor 21 auch mit einer stabilen Drehzahl gedreht werden kann, indem der Drosselstellknopf 60 maximal eingestellt wird und der Leistungsmodus als die Betriebsart ausgewählt wird. Das heißt, dass der Generatormotor 21 die stabile Energieerzeugungstätigkeit sowie die stabile und genaue Messung der Kapazität des Kondensators durchführen kann. Ferner besteht der Grund dafür, warum Bedingung 3 gesetzt ist, darin, dass angenommen wird, dass sich der Kundendienstmitarbeiter oder der Bediener während der Messung der Kapazität des Kondensators von dem Fahrersitz bzw. -platz 70 weg bewegt. Dabei, wenn der Feststell- bzw. Verriegelungshebel 26 nicht festgestellt bzw. verriegelt ist, kann ein Teil des Körpers des Kundendienstmitarbeiters oder Bedieners mit dem Bedienhebel in Kontakt kommen. Die Einstellung verhindert eine ungenaue Messung der Kapazität des Kondensators mit einer Änderung der Ausgabe bzw. Leistung der Maschine 12 infolge der Bewegung des Bedienhebels. Ferner stellt die Überwachungseinheit 201 als den Bestimmungsbezug zum Starten oder Fortsetzen der Messung der Kapazität des Kondensators ein, ob alle vier Bedingungen von Bedingungen 1 bis 4 erfüllt sind. Selbst wenn nur Bedingungen 1 bis 3 mit der Ausnahme von Bedingung 4 erfüllt sind, kann die Kapazität des Kondensators jedoch stabil und genau gemessen werden. Zum Beispiel ist die Betriebsart als der Wirtschaftlichkeitsmodus anstelle des Leistungsmodus eingestellt. Da die Hybridbaumaschine 1 durch die Steuereinheit 16 und die Motorsteuereinheit 14 so gesteuert wird, dass die Maschine 12 selbst in dem Wirtschaftlichkeitsmodus mit der konstanten Drehzahl angetrieben wird, ist Bedingung 4 keine wesentliche Bedingung zum Bestimmen, ob die Kapazität des Kondensators stabil und genau gemessen wird. Außerdem ist der Antrieb der Maschine 12 in Bedingung 1 bei der Messung der Kapazität des Kondensators ein wesentliches Erfordernis, aber ist sie für die Erfüllung der Bedingung nicht unbedingt notwendig.
Die Speichereinheit 210 speichert Motorantrieb-Zustandsdaten 211, Drossel-Zustandsdaten 212, Feststellhebel-Zustandsdaten 213 und Betriebsart-Zustandsdaten 214, und die Überwachungseinheit 201 bestimmt, ob vorstehend beschriebene Bedingungen 1 bis 4 erfüllt sind, durch Bezugnahme auf die jeweiligen gespeicherten Zustandsdatenelemente, die darin gespeichert sind. Die Motorantrieb-Zustandsdaten 211 speichern die Drehzahl in den Motordaten eng_data, die von der Motorsteuereinheit 14 übertragen werden, und die Überwachungseinheit 201 bestimmt, dass Bedingung 1 erfüllt ist, wenn die Drehzahl einen vorbestimmten Wert oder mehr aufweist. Die Drehzahl kann durch Verwendung eines Drehsensors oder dergleichen erfasst werden, der an der Maschine 12 angebracht ist. Die Drossel-Zustandsdaten 212 speichern den Drosselstellknopfwert (die Daten, die durch Änderung eines elektrischen Signals als ein numerischer Wert erhalten werden) des Drosselstellknopfs 60, und die Überwachungseinheit 201 bestimmt, dass Bedingung 2 erfüllt ist, wenn der Drosselstellknopfwert einen Maximalwert annimmt. Die Feststellhebel-Zustandsdaten 213 speichern den Ausstoßdruck PRp, und es wird bestimmt, dass Bedingung 3 erfüllt ist, wenn die Daten des Ausstoßdrucks PRp null darstellen. Außerdem kann die Position des Feststellhebels 26 durch einen Positionserfassungssensor wie etwa einen Grenz- bzw. Endschalter erfasst werden, und kann das Erfassungssignal in den Feststellhebel-Zustandsdaten 213 gespeichert werden. Die Betriebsart-Zustandsdaten 214 speichern die von dem Monitor 50 angewiesene Betriebsart, und es wird bestimmt, dass Bedingung 4 erfüllt ist, wenn die Betriebsart der Leistungsmodus ist.
Außerdem wird die Auswahl der Betriebsart unter Verwendung des Monitors 50 in einer solchen Art und Weise durchgeführt, dass ein gemäß 5 veranschaulichter Betriebsartauswahl-Anzeigebildschirm 52 auf dem Monitorschirm 51 angezeigt wird und der Modus durch Verwendung des Betriebsartauswahl-Anzeigebildschirms 52 ausgewählt wird. Hierbei umfasst die Betriebsart einen P-Modus (einen Leistungsmodus), einen E-Modus (einen Wirtschaftlichkeitsmodus), einen L-Modus (einen Armkranmodus: einen Fracht- bzw. Lasthebemodus), einen B-Modus (einen Brechermodus), einen ATT-Modus (einen Anbaumodus) und dergleichen. Der P-Modus oder der E-Modus ist ein Modus, wenn ein gewöhnlicher Baggerbetrieb oder dergleichen durchgeführt wird, und in dem E-Modus wird die maximale Ausgabe bzw. Leistung der Maschine im Vergleich zu dem P-Modus niedrig gehalten. Der L-Modus ist ein exakter Betriebsmodus, bei dem sich die Baumaschine langsam bewegt, indem die Drehzahl in dem Armkranbetrieb, bei dem eine an dem Haken hängende Fracht bzw. Last angehoben wird, (auf der mittleren Drehzahl) niedrig gehalten wird. Der B-Modus ist ein Modus, bei dem ein Betrieb durchgeführt wird, indem ein Brecher zum Brechen von Stein bzw. Fels als ein Anbauteil angebaut wird, und ist ein Modus, bei dem der Betrieb durch Einstellung der Drehzahl auf die mittelhohe Drehzahl durchgeführt wird. Der ATT-Modus ist ein Modus, bei dem ein Betrieb durchgeführt wird, während die Drehzahl zwischen der mittleren Drehzahl und der hohen Drehzahl eingestellt ist, und ist ein vorbereitender bzw. vorübergehender Modus, bei dem ein spezielles Anbauteil wie etwa ein Mehrschalengreifer angebaut wird.
(Anzeigesteuerprozess)
6 ist ein Ablaufdiagram, das einen Vorgang eines Anzeigesteuerprozesses gemäß der Anzeigesteuereinheit 203 veranschaulicht. Ferner ist 7 eine Darstellung, die einen Übergang eines Bildschirmanzeigezustands des Monitorschirms 51 durch die Anzeigesteuereinheit 203 veranschaulicht. Gemäß 6 und 7 zeigt die Anzeigesteuereinheit 203 zunächst einen Dienstmenü-Anzeigebildschirm 53 auf den Monitorschirm 51 an (Schritt S101). Der Dienstmenü-Anzeigebildschirm 53 ist ein Fehlerdiagnosebildschirm, der ausgehend von einem (nicht veranschaulichtem) Hauptmenübildschirm von dem Kundendienstmitarbeiter angezeigt wird, der eine ID oder ein Passwort eingibt, indem die Bedientaste 51a betätigt wird. Hierbei wird ein Fall angenommen, bei dem die Kapazität des Kondensators durch den Kundendienstmitarbeiter gemessen wird, aber die Kapazität des Kondensators kann auch durch den Manager bzw. Verantwortlichen der Hybridbaumaschine 1 oder den Manager bzw. Verantwortlichen einer Firma gemessen werden, die die Hybridbaumaschine 1 ver-/mietet, je nach Bedarf. Das heißt, dass die Messung nicht auf den speziellen Kundendienstmitarbeiter beschränkt ist. Ferner kann der Dienstmenü-Anzeigebildschirm 53 durch die spezielle Betätigung der Bedientaste 51a (zum Beispiel die Betätigung eines gleichzeitigen Drückens der Vielzahl von Bedientasten) anstelle der Eingabe der ID oder des Passworts angezeigt werden. Ferner kann ein System angenommen werden, bei dem der Dienstmenü-Anzeigebildschirm 53 durch Verwendung des ID-Schlüssels der Wegfahrsperre anstelle der Eingabe der ID oder des Passworts angezeigt wird. Der Dienstmenü-Anzeigebildschirm umfasst die Auswahlelemente der Kondensatorladungsfreigabe, der Kondensatorkapazitätsmessung und dergleichen.
Hierbei wird durch die Betätigung der Bedientaste 51a ein Cursor bewegt und wird die Bedientaste 51a gedrückt, die dem Kontrollkästchen ”Re (Markierung anhacken)” des Dienstmenü-Anzeigebildschirms 53 entspricht, wodurch bestimmt wird, ob das Element der Kondensatorkapazitätsmessung ausgewählt wird (Schritt S102). Wenn das Element der Kondensatorkapazitätsmessung ausgewählt wird (JA in Schritt S102), wird bestimmt, ob ein Bedingungserfüllungssignal, das darstellt, dass alle Bedingungen von Bedingungen 1 bis 4 erfüllt sind, von der Überwachungseinheit 201 empfangen wird (Schritt S103). Wenn das Bedingungserfüllungssignal empfangen wird (JA in Schritt S103), wird ein Messstartanweisung-Anzeigebildschirm 55 angezeigt (Schritt S104) und schreitet die Routine zu Schritt S106 voran. Wenn das Bedingungserfüllungssignal nicht empfangen wird (NEIN in Schritt S103), wird ein Bedingungsnichterfüllung-Anzeigebildschirm 54 angezeigt (Schritt S105) und schreitet die Routine zu Schritt S103 voran. Dabei zeigt der Bedingungsnichterfüllung-Anzeigebildschirm 54 die Bedingungselemente an, die nicht erfüllt sind, und zeigt er nicht die Bedingungselemente an, die erfüllt sind. Dann werden auf dem Bedingungsnichterfüllung-Anzeigebildschirm 54 Führungs- bzw. Anleitungsinhalte zum Erbitten der Erfüllung der Bedingungselemente angezeigt, die nicht erfüllt sind. Andererseits zeigt der Messstartanweisung-Anzeigebildschirm 55 den Messungsfreigabezustand und die Messstartanweisungstaste ”START” an. Wenn die Bedientaste 51a, die der Messstartanweisungstaste ”START” entspricht, gedrückt wird, startet die Messung der Kapazität des Kondensators. Dementsprechend kann, wenn Bedingungen 1 bis 4 nicht erfüllt sind, die Messung der Kapazität des Kondensators nicht durch Drücken der Messstartanweisungstaste ”START” gestartet werden.
Anschließend bestimmt die Anzeigesteuereinheit 203, ob ein Messstartanweisungssignal durch das Drücken der Bedienungstaste 51a, die der Messstartanweisungstaste ”START” entspricht, empfangen wird (Schritt S106). Wenn das Messstartanweisungssignal empfangen wird (JA in Schritt S106), wird die Messung der Kapazität des Kondensators durch die Messeinheit 202 gestartet, aber berechnet die Messeinheit 202 im Speziellen das Verhältnis der verstrichenen Zeit mit Bezug auf die Gesamtzeit, die für die Messung der Kapazität des Kondensators notwendig ist. Die Gesamtzeit, die für die Messung der Kapazität des Kondensators notwendig ist, ist im Voraus in einer (nicht veranschaulichten) Speichereinheit in der Steuereinheit 16 gespeichert. Wenn Fortschrittszustand-Anzeigebildschirme 56 und 57, die den Fortschrittszustand der Messung der Kapazität des Kondensators darstellen, angezeigt werden (Schritt S107) und die Messstartanweisung nicht vorliegt (NEIN in Schritt S106), schreitet die Routine zu Schritt S103 voran und wird der Prozess vor dem Start der Messung wiederholt. Die Fortschrittszustand-Anzeigebildschirme 56 und 57 können das Verhältnis (%) der verstrichenen Zeit anzeigen, indem die Gesamtzeit, die für die Messung der Kapazität des Kondensators notwendig ist, als 100% eingestellt wird, und den Fortschrittszustand der Messung der Kapazität des Kondensators dem Kundendienstmitarbeiter durch die Anzeige eines Balkens oder einer Uhr gemäß der graphischen Anzeige visuell anzeigen. Wie es in dem Fortschrittszustand-Anzeigebildschirm 57 gemäß 7 veranschaulicht ist, wird der Fortschrittzustand, der auf der rechten Seite der Zeichen während der Messung angezeigt wird, als 100% angezeigt und wird dieser Bildschirm für mehrere Sekunden beibehalten, wenn die Messung der Kapazität des Kondensators endet. In diesem Fall kann das Ende der Messung dem Kundendienstmitarbeiter durch Erzeugung eines Summertons einhergehend mit der Anzeige gemeldet werden. Außerdem bezeichnet der Fall, in dem die Messstartanweisung nicht vorliegt, einen Fall, in dem die Bedientaste 51a, die der Messstartanweisungstaste ”START” entspricht, für eine vorbestimmte Zeit nicht gedrückt wird, oder einen Fall, in dem die spezielle Bedientaste 51a gedrückt wird. Außerdem kann der Fortschrittszustand der Messung der Kapazität des Kondensators den Fortschrittszustand der Messung der Kapazität des Kondensators anzeigen, die für jeden nachstehend zu beschreibenden Ladebetrieb berechnet wird, und können mehrere Male bzw. Ausführungen der Messung der Kapazität des Kondensators als der Fortschrittszustand in der Gesamtzeit angezeigt werden, die für die Messung der Kapazität des Kondensators notwendig ist.
Anschließend führt die Anzeigesteuereinheit 203 einen Prozess zum Bestimmen durch, ob ein Signal zum Melden der endgültigen Kapazität des Kondensators von der Messeinheit 202 empfangen wird, das heißt, ob die Messung der Kapazität des Kondensators endet (Schritt S108). Wenn das Signal zum Melden der endgültigen Kapazität des Kondensators empfangen wird (JA in Schritt S108), wird der Fortschrittszustand-Anzeigebildschirm 57 in einen Messergebnis-Anzeigebildschirm 58 umgeschaltet, der das Messergebnis darstellt (Schritt S111), und endet der Anzeigesteuerprozess. Andererseits, wenn das Signal zum Melden der endgültigen Kapazität des Kondensators nicht empfangen wird (NEIN in Schritt S108), wird bestimmt, ob das Bedingungserfüllungssignal von der Überwachungseinheit 201 empfangen wird (Schritt S109). Wenn das Bedingungserfüllungssignal empfangen wird (JA in Schritt S109), schreitet die Routine zu Schritt S107 voran und werden die Fortschrittszustand-Anzeigebildschirme 56 und 57 aktualisiert und angezeigt. Wenn das Bedingungserfüllungssignal nicht empfangen wird (NEIN in Schritt S109), schreitet die Routine zu dem Bedingungsnichterfüllung-Anzeigebildschirm 54 voran, wird die Nichterfüllungsbedingung angezeigt (Schritt S110) und schreitet die Routine zu Schritt S103 voran, um zu dem Prozess vor dem Start der Messung der Kapazität des Kondensators zurückzukehren. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird die Messung der Kapazität des Kondensators nicht genau durchgeführt, wenn zumindest eine der Bedingungen 1 bis 4 während der Messung der Kapazität des Kondensators nicht erfüllt ist. Dementsprechend wird ein Prozess durchgeführt, der den Vorgang einer erneuten Messung durch den Kundendienstmitarbeiter veranlasst, indem die Messung angehalten wird.
Außerdem kann die Temperatur während der Messung der Kapazität des Kondensators durch Anbringung eines Temperatursensors 26a wie etwa eines Thermistors an das Gehäuse des Kondensators 22 oder einer, den Kondensator 22 bildenden, Kondensatorzelle erfasst werden. Der Messergebnis-Anzeigebildschirm 58 zeigt einen Wert an, in dem der Wert der endgültigen Kapazität des Kondensators in Bezug auf die Temperatur korrigiert ist, wenn der Wert des Temperatursensors 26a 0°C oder weniger ist oder der Wert des Temperatursensors 26a 25°C überschreitet.
Ferner kann, wenn die Bedientaste 51a, die der Rückkehrtaste entspricht, auf den Fortschrittszustand-Anzeigebildschirmen 56 und 57 gedrückt wird, der Messstartanweisung-Anzeigebildschirm 55 vor der Messung zwingend angezeigt werden. Das heißt, wenn die Bedientaste 51a gedrückt wird, wird ein Messstoppsignal von dem Monitor 50 an die Steuereinheit 16 übertragen und überträgt die Steuereinheit 16 ein Steuersignal zum Antreiben der Maschine 12 auf der Leerlaufdrehzahl an die Motorsteuereinheit 14, wodurch die Messung zwingend angehalten wird.
(Überwachsungsprozess)
8 ist ein Ablaufdiagram, das einen Vorgang eines Überwachungsprozesses durch die Überwachungseinheit 201 veranschaulicht. Gemäß 8 bestimmt die Überwachungseinheit 201 ob ein Signal, das die Auswahl der Elemente der Messung der Kapazität des Kondensators darstellt, von der Anzeigesteuereinheit 203 empfangen wird (Schritt S201). Wenn das Signal, das die Auswahl der Elemente der Messung der Kapazität des Kondensators darstellt, empfangen wird (JA in Schritt S201), wird bestimmt, ob Bedingungen 1 bis 4 alle erfüllt sind, indem auf die Speichereinheit 210 Bezug genommen wird (Schritt S202). Wenn Bedingungen 1 bis 4 alle erfüllt sind (JA in Schritt S202), wird ein Bedingungserfüllungssignal erzeugt, das den aktuellen Zustand darstellt, wird das Signal an die Messeinheit 202 und die Anzeigesteuereinheit 203 ausgegeben (Schritt S203), und schreitet die Routine dann zu Schritt S205 voran. Andererseits, wenn Bedingungen 1 bis 4 nicht alle erfüllt sind (NEIN in Schritt S202), wird ein Bedingungsnichterfüllungssignal, das das Nichterfüllungselement oder das Erfüllungselement umfasst und den Bedingungsnichterfüllungszustand darstellt, an die Messeinheit 202 und die Anzeigesteuereinheit 203 ausgegeben (Schritt S204), und wird der Bestimmungsprozess von Schritt S202 wiederholt.
Anschließend bestimmt die Überwachungseinheit 201, ob ein Messstartanweisungssignal von der Anzeigesteuereinheit 203 empfangen wird (Schritt S205). Wenn das Messstartanweisungssignal empfangen wird (JA in Schritt S205), wird wie in Schritt S202 bestimmt, ob Bedingungen 1 bis 4 alle erfüllt sind (Schritt S206). Andererseits, wenn das Messstartanweisungssignal nicht empfangen wird (NEIN in Schritt 205), kehrt die Routine zu Schritt S202 zurück, so dass sie den Zustand vor der Messung annimmt.
Wenn in Schritt S206 alle Bedingungen erfüllt sind (JA in Schritt S206), wird bestimmt, ob ein Signal zum Melden der endgültigen Kapazität des Kondensators von der Messeinheit 202 empfangen wird (Schritt S209). Dann, wenn das Signal zum Melden der endgültigen Kapazität des Kondensators empfangen wird (JA in Schritt S209), endet der Überwachungsprozess. Wenn das Signal zum Melden der endgültigen Kapazität des Kondensators nicht empfangen wird (NEIN in Schritt S209), schreitet die Routine zu Schritt S206 voran, um den Prozess von Schritt S206 zu wiederholen, da die Kapazität des Kondensators gerade gemessen wird. Andererseits, wenn in Schritt S206 nicht alle Bedingung erfüllt sind (NEIN in Schritt S206), wird ein Bedingungsnichterfüllungssignal ausgegeben (Schritt S207), wird ein Kondensatorkapazitätsmessstoppanweisungssignal an die Messeinheit 202 ausgegeben (Schritt S208), und kehrt die Routine zu Schritt S202 zurück.
Da die Überwachungseinheit 201 den vorstehend beschriebenen Überwachungsprozess durchführt, kann die Kapazität des Kondensators gemessen werden, während Bedingungen 1 bis 4 erfüllt sind. Da der Erfüllungszustand von Bedingungen 1 bis 4 selbst während der Messung der Kapazität des Kondensators überwacht wird, kann die Kapazität des Kondensators auch stabil und genau gemessen werden.
(Messprozess)
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang eines Kondensatorkapazitätsmessprozesses durch die Messeinheit 202 veranschaulicht. Außerdem wird der Kondensatorkapazitätsmessprozess durch die Messeinheit 202 unter der Annahme durchgeführt, dass der Ladungsfreigabeprozess des Kondensators im Voraus durchgeführt wird. Wie es vorstehend beschrieben ist, muss die Kondensatorladungsfreigabe nicht notwendigerweise durchgeführt werden, aber es ist wünschenswert, die Ladungsfreigabe durchzuführen, um jegliches Problem im Vergleich zu einem Fall zu verhindern, bei dem die Messung der Kapazität des Kondensators an einem anderen Datum bzw. zu einer anderen Zeit durchgeführt wird.
Gemäß 9 bestimmt die Messeinheit 202 zunächst, ob das Messstartanweisungssignal von der Anzeigesteuereinheit 203 empfangen wird (Schritt S301). Dann, und zwar nur für den Fall, dass das Messstartanweisungssignal empfangen wird (JA in Schritt S301), wird die Festspannungssteuerung des Generatormotors 21 durchgeführt und wird der Spannungswert des Kondensators 22 auf einen Ladestartspannungswert V0 eingestellt (Schritt S302). Anschließend wird die Drehmomentsteuerung des Generatormotors 21 durchgeführt, so dass die Aufladung des Kondensators 22 gestartet wird und ein (nicht veranschaulichter) Zeitgeber gesetzt wird (Schritt S303).
Um den Zustand des Kondensators 22 als eine Spannung zu erfassen, ist der Spannungssensor 25 elektrisch mit dem Kondensator 22 verbunden. Die Messeinheit 202 empfängt ein Signal, das speziell den Spannungswert darstellt, von dem Spannungssensor 25. Anschließend wird bestimmt, ob der Spannungswert des Kondensators 22 zu einem vorbestimmten Ladeendspannungswert V1 wird (Schritt S304). Dann, und zwar nur für den Fall des Ladeendspannungswerts V1 (JA in Schritt S304), endet die Aufladung des Kondensators 22 und werden die Daten der Ladezeit ΔT seit dem Start der Aufladung von dem Zeitgeber erfasst (Schritt S305). Dann setzt die Messeinheit 202 den Zeitgeber zurück (Schritt S306).
Anschließend wird bestimmt, ob das Messstoppanweisungssignal von der Überwachungseinheit 201 empfangen wird (Schritt S307). Wenn das Messstoppanweisungssignal empfangen wird (JA in Schritt S307), kehrt die Routine zu Schritt S301 zurück, um auf den Empfang des Messstartanweisungssignals zu warten. Andererseits, wenn das Messstoppanweisungssignal nicht empfangen wird (NEIN in Schritt S307), wird der Messprozess fortgesetzt und wird die Kapazität des Kondensators berechnet (Schritt S308).
Die Berechnung der Kapazität des Kondensators wird basierend auf dem Drehzahlwert Ne und dem Drehmomentwert Tr des Generatormotors 21, dem Ladestartspannungswert V0 und dem Ladeendspannungswert V1, sowie der Ladezeit ΔT durchgeführt. Der Drehzahlwert Ne wird durch den Drehsensor 24 erfasst, der an dem Generatormotor 21 angebracht ist, und der Drehmomentwert Tr wird durch einen (nicht veranschaulichten) Drehmomentsensor erfasst, der an dem Generatormotor 21 angebracht ist. Ferner werden der Ladestartspannungswert V0 und der Ladeendspannungswert V1 durch den Spannungssensor 25 erfasst, der elektrisch mit dem Kondensator 22 verbunden ist, wie es gemäß 4 veranschaulicht ist. Eine erzeugte Energie ΔW des Generatormotors 21 wird als eine geladene Energie ΔJ des Kondensators 22 zugeführt. Die erzeugte Energie ΔW kann durch Verwendung des Drehzahlwerts Ne und des Drehmomentwerts Tr des Generatormotors 21 erhalten werden. Das heißt, dass die erzeugte Energie ΔW durch die Multiplikation des Drehzahlwerts Ne und des Drehmomentwerts Tr erhalten werden kann. Dann, wenn die Energieeffizienz bei Zuführung von Energie von dem Generatormotor 21 an die Generatormotorsteuereinheit 110 mit α bezeichnet wird und die Invertereffizienz in der Generatormotorsteuereinheit 110 mit β bezeichnet wird, wird die geladene Energie ΔJ des Kondensators 22 durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt. ΔJ = ΔW × α – (β × ΔT) (1)
Andererseits wird die geladene Energie ΔJ des Kondensators 22 unter Verwendung einer Kapazität C des Kondensators 22 und dem Ladestartspannungswert V0 sowie dem Ladeendspannungswert V1 des Kondensators 22 durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt. ΔJ = (1/2)·C·(V1 – V0) (2)
Wenn Gleichungen (1) und (2) verwendet werden, kann die Kapazität C des Kondensators 22 dann berechnet werden.
Die Messung und die Berechnung der Kapazität C des Kondensators 22 werden mehrere Male durchgeführt. Dies ist deshalb so, da die Kapazität des Kondensators genauer gemessen wird, indem die Messung mehrere Male durchgeführt wird, wobei eine Schankung des Messergebnisses berücksichtigt wird. Die Messeinheit 202 führt die Messung und die Berechnung der Kapazität des Kondensators durch mehrere Ladebetriebe mehrere Male durch, aber die Messeinheit 202 bestimmt, ob die Messung der Kapazität des Kondensators mit einer vorbestimmten Häufigkeit (zum Beispiel 10 mal) durchgeführt ist (Schritt S309). Wenn die Messung der Kapazität des Kondensators nicht mit einer vorbestimmten Häufigkeit durchgeführt ist (NEIN in Schritt S309), kehrt die Routine in Schritt S302 zurück und wird die Messung der Kapazität des Kondensators wiederholt durchgeführt, bis die vorbestimmte Anzahl der Messungen der Kapazität des Kondensators endet (Schritt S302 bis Schritt S309). Wenn die Messung der Kapazität des Kondensators mit einer vorbestimmten Häufigkeit durchgeführt ist (JA in Schritt S309), wird die durchschnittliche Kapazität des Kondensators berechnet (Schritt S310). Das heißt, dass eine Berechnung zum Erhalten des Werts der durchschnittlichen Kapazität des Kondensators durchgeführt wird, die mit einer vorbestimmten Häufigkeit gemessen wurde. Weiterhin wird die durchschnittliche Kapazität des Kondensators in Bezug auf die Temperatur basierend auf einer durch den Temperatursensor 22a erfassten Kondensatortemperatur tc korrigiert (Schritt S311).
Die Korrektur in Bezug auf die Temperatur wird durch Verwendung der Beziehung zwischen der Kondensatortemperatur tc und einem Korrekturkoeffizienten K durchgeführt. Die Korrektur wird in einer derartigen Art und Weise durchgeführt, dass der Korrekturkoeffizient K, der der durch den Temperatursensor 22a erfassten Kondensatortemperatur tc entspricht, erhalten wird und der Korrekturkoeffizient k mit der durchschnittlichen Kapazität des Kondensators multipliziert wird. Die Beziehung zwischen der Kondensatortemperatur tc und dem Korrekturkoeffizienten K ist zum Beispiel so, wie es nachstehend dargelegt ist.

Kondensatortemperatur tc → Korrekturkoeffizient K
0°C → 1,03
25°C → 1,00
40°C → 0,99
60°C → 0,98
Außerdem ist der Korrekturkoeffizient K in einer vorbestimmten Speichereinheit (Speicher) der Steuereinheit 16 gespeichert und ist der Temperaturkoeffizient K mit Bezug auf die Kondensatortemperatur tc nicht auf das repräsentative Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann die genaue durchschnittliche Kapazität des Kondensators in einer derartigen Art und Weise erhalten werden, dass der Korrekturkoeffizient K mit Bezug auf die angenommene Kondensatortemperatur tc im Voraus als Tabellendaten in der Speichereinheit gespeichert ist und der Korrektureffizient K, der der erfassten Kondensatortemperatur tc entspricht, aus der Speichereinheit ausgelesen wird. Zum Beispiel, wenn die Kondensatortemperatur tc als eine normale Temperatur (25°C) erfasst wird, zeigt die Anzeigesteuereinheit 203 den Wert der durchschnittlichen Kapazität des Kondensators auf dem Messergebnis-Anzeigebildschirm 58 gemäß 7 an, und wenn die Kondensatortemperatur tc als eine niedrige Temperatur (0°C) erfasst wird, wird die durchschnittliche Kapazität des Kondensators mit 1,03 als Korrekturfaktor K multipliziert und wird der Wert des Berechnungsergebnisses auf dem Messergebnis-Anzeigebildschirm 58 angezeigt.
Anschließend erzeugt die Messeinheit 202 ein Signal zum Melden der durchschnittlichen Kapazität des Kondensators, die in Bezug auf die Temperatur korrigiert ist, als die endgültige Kapazität des Kondensators, und gibt sie dieses aus (Schritt S312), und beendet sie den Messprozess.
Außerdem ist bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Feststell- bzw. Verriegelungszustand des Feststell- bzw. Verriegelungshebels 26 als eine Bedingung aufgestellt, aber kann nicht nur die Hydraulikfeststellung sondern auch die Elektrikfeststellung bzw. -verriegelung durch die Betätigung des elektromagnetischen Schalters durch die Steuereinheit 16 durchgeführt werden. Dies ist deshalb so, da der Bedienhebel als ein elektrischer Hebel konfiguriert sein kann. Das heißt, dass der elektrische Feststell- bzw. Verriegelungszustand durch Verwendung einer elektrischen Schaltung realisiert werden kann, die kein elektrisches Signal (zum Beispiel keine Spannung) ausgibt, das der Betätigung entspricht, selbst wenn der elektrische Hebel betätigt wird. Ferner, wenn der Betrieb der Betriebseinheit oder dergleichen durch Verwendung des elektrischen Schalters festgestellt bzw. verriegelt ist, wie etwa bei/mit der gemäß 2 veranschaulichten Schwenkmotor-Feststelltaste 61, kann die Schwenkmotor-Feststelltaste 61 als Bedingung 3 gesetzt werden.
Außerdem bestimmt die Messeinheit 202, ob die Messung anhält, immer wenn der Zeitgeber rückgesetzt wird, das heißt, immer wenn eine Messung endet, aber ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Wenn das Messstoppanweisungssignal von der Überwachungseinheit 201 empfangen wird, kann ein Messstoppunterbrechungsprozess in dem Prozess der Messeinheit 202 durchgeführt werden.
Ferner ist die Anzeigesteuereinheit 203 in der Steuereinheit 16 installiert, aber ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Anzeigesteuereinheit 203 in dem Monitor 50 bereitgestellt sein.
Außerdem ist der Drosselstellknopf 60 als vorstehend beschriebene Bedingung 2 maximal eingestellt, aber kann der Anpassungswert anstelle eines Maximalwerts ein vorbestimmter Wert sein.
Ferner wird bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung bzw. Elektrizitätsspeichervorrichtung vorzugsweise unter der Annahme durchgeführt, dass der Kondensatorladungsfreigabeprozess der elektrischen Speichervorrichtung bzw. Elektrizitätsspeichervorrichtung durchgeführt ist/wird. Die Überwachungseinheit 201 kann jedoch eine Bedingung setzen, in der der Kondensatorladungsfreigabeprozess durchgeführt wird, bevor die Messung der Kapazität des Kondensators der Messeinheit 202 gestartet wird, und kann die Messung der Kapazität des Kondensators starten, wenn alle Bedingungen einschließlich dieser Bedingung erfüllt sind. In diesem Fall kann die Anzeigesteuereinheit 203 auf dem Bedingungsnichterfüllung-Anzeigebildschirm 54, wie bei Bedingungen 1 bis 4, ferner eine Bedingung anzeigen, in der der Kondensatorladungsfreigabeprozess durchgeführt wird/ist, wenn die Messung der Kapazität des Kondensators gestartet wird. Dementsprechend kann die Kapazität des Kondensators genauer gemessen werden.
Ferner ist die vorstehend beschriebene Hybridbaumaschine 1 dazu konfiguriert, den oberen Schwenkkörper bzw. Schwenkaufbau 2 durch den elektrischen Aktuator bzw. Stellantrieb unter Verwendung der in dem Kondensator 22 gesammelten elektrischen Energie zu schwenken, aber ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Der obere Schwenkkörper bzw. Schwenkaufbau 2 kann auch durch Verwendung eines Hydraulikmotors geschwenkt werden.
Bezugszeichenliste

1: Hybridbaumaschine
2: oberer Schwenkkörper
3: unterer Fahrkörper
4: Ausleger
4a: Auslegerzylinder
5: Arm
5a: Armzylinder
6: Schaufel
6a: Schaufelzylinder
8, 9: Fahrmotor
12: Brennkraft-/Maschine bzw. Verbrennungs-/Motor
13: Hydraulikpumpe
14: Motorsteuereinheit
15: Pumpensteuerventil
16: Steuereinheit
17 bis 19: Hydrauliksensor
20: PTO- bzw. Zapfwelle
21: Generatormotor
22: Kondensator
22a: Temperatursensor
24: Drehsensor
25: Spannungssensor
26: Feststellhebel
26a: Schaltventil
31, 32, 33, 35, 36: Betriebs- bzw. Betätigungsventil
31a bis 36a: Pilot- bzw. Vorsteueranschluss
41 bis 44: Bedienhebel
45, 46: Sensor
50: Monitor
51: Monitorschirm
51a: Bedientaste bzw. -knopf
52: Betriebsartauswahl-Anzeigebildschirm
53: Dienstmenü-Anzeigebildschirm
54: Bedingungsnichterfüllung-Anzeigebildschirm
55: Messstartanweisung-Anzeigebildschirm
56, 57: Fortschrittszustand-Anzeigebildschirm
58: Messergebnis-Anzeigebildschirm
60: Drosselstellknopf
61: Schwenkmotor-Feststelltaste bzw. -knopf
70: Fahrersitz bzw. -platz
110: Generatormotorsteuereinheit
111: Stromsensor
112: Schwenksteuereinheit
113: Schwenkmotor
114: Schwenkmechanismus
115: Schwenkgeschwindigkeitssensor

Claims

Hybridbaumaschine mit: einer Messeinheit, die konfiguriert ist zum Messen einer Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung; und einer Überwachungseinheit, die konfiguriert ist zum Überwachen einer ersten Bedingung, in der eine Maschine angetrieben wird, einer zweiten Bedingung, in der ein Anpassungswert einer Kraftstoffanpassungseinheit, die eine an die Maschine zugeführte Kraftstoffmenge anpasst, ein vorbestimmter Wert ist, und einer dritten Bedingung, in der eine Betriebseinheit und/oder ein oberer Schwenkkörper festgestellt sind/ist, und zum Übertragen eines Steuersignals zum Starten einer Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung an die Messeinheit, wenn alle Bedingungen der ersten bis dritten Bedingung erfüllt sind.
Hybridbaumaschine gemäß Anspruch 1, wobei in der zweiten Bedingung der Anpassungswert der Kraftstoffanpassungseinheit ein Maximalwert in einem anpassbaren Bereich ist.
Hybridbaumaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Überwachungseinheit konfiguriert ist zum Setzen einer vierten Bedingung, in der eine Betriebsart zur Steuerung einer Drehzahl der Maschine und eines Pumpenabsorptionsdrehmoments einer Hydraulikpumpe auf einen konstanten Zustand eingestellt ist, und die Überwachungseinheit konfiguriert ist zum Übertragen des Steuersignals zum Starten der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung an die Messeinheit, wenn alle Bedingungen der ersten bis vierten Bedingung erfüllt sind.
Hybridbaumaschine gemäß Anspruch 3, wobei die Überwachungseinheit konfiguriert ist zum Erzeugen eines Steuersignals zum Stoppen der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung, wenn zumindest eine der ersten bis vierten Bedingung während der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung nicht erfüllt ist.
Hybridbaumaschine gemäß Anspruch 3, zusätzlich mit: einer Anzeigeeinheit, die konfiguriert ist zum Durchführen einer Anzeige und einer Anweisung, die zumindest mit der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung in Beziehung stehen; und einer Anzeigesteuereinheit, die konfiguriert ist zum Steuern der Anzeigeeinheit, um eine Führungsanzeige durchzuführen, die zumindest mit der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung in Beziehung steht.
Hybridbaumaschine gemäß Anspruch 5, wobei die Anzeigesteuereinheit konfiguriert ist zum Umschalten eines Bildschirms der Anzeigeeinheit auf einem Bildschirm zum Anweisen eines Starts der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung, wenn alle Bedingungen der ersten bis vierten Bedingung erfüllt sind.
Hybridbaumaschine gemäß Anspruch 5, wobei die Anzeigesteuereinheit konfiguriert ist zum Anzeigen eines Fortschrittzustands der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung, wenn die Messeinheit die Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung misst.
Hybridbaumaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Messeinheit konfiguriert ist zum Durchführen der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung unter einer Bedingung, dass ein Ladungsfreigabeprozess der elektrischen Speichervorrichtung durchgeführt wird.
Verfahren zur Messung einer Kapazität einer elektrischen Speichervorrichtung einer Hybridbaumaschine mit: Überwachen einer ersten Bedingung, in der eine Maschine betrieben wird, einer zweiten Bedingung, in der ein Anpassungswert einer Kraftstoffanpassungseinheit, die eine an die Maschine zugeführte Kraftstoffmenge anpasst, ein vorbestimmter Wert ist, und einer dritten Bedingung, in der eine Betriebseinheit und/oder ein oberer Schwenkkörper festgestellt sind/ist, um ein Steuersignal zum Starten einer Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung zu übertragen, wenn alle Bedingungen der ersten bis dritten Bedingung erfüllt sind; und Messen der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung, wenn das Steuersignal zum Starten der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung empfangen wird.
Verfahren zur Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung der Hybridbaumaschine gemäß Anspruch 9, wobei das Überwachen ein Setzen einer vierten Bedingung, in der eine Betriebsart zur Steuerung einer Drehzahl der Maschine und eines Pumpenabsorptionsdrehmoments einer Hydraulikpumpe auf einen konstanten Zustand eingestellt ist, und ein Übertragen des Steuersignals zum Starten der Messung der Kapazität der elektrischen Speichervorrichtung umfasst, wenn alle Bedingungen der ersten bis vierten Bedingung erfüllt sind.