DE112012000081T5

DE112012000081T5 - Maschinensteuerungsvorrichtung einer Arbeitsmaschine und Maschinensteuerungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE112012000081T5
Application number: DE201211000081
Authority: DE
Inventors: Takao Suehiro; Jun Morinaga; Tadashi Kawaguchi; Kentaro Murakami
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-08-14
Also published as: JP2012241586A; KR20130060269A; US20140054902A1; JP5244214B2; CN103080513A; CN103080513B; WO2012157388A1; US9004206B2; KR101452659B1

Abstract

Um eine Schwankung einer Maschinendrehzahl selbst dann zu unterdrücken, wenn sich eine Generatorausgabe aufgrund einer eingeschalteten/ausgeschalteten: elektrischen Leistungserzeugung durch einen Generator diskontinuierlich ändert, ist das Folgende vorgesehen: Erfassungseinheiten zum Erfassen eines Antriebszustands einer Arbeitsmaschine, die einen Generator verwendet, Sollmaschinendrehzahlfestlegungseinheiten zum Bewirken auf der Basis des Antriebszustands, dass eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem eine elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, die gleiche ist wie eine Sollmaschinendrehzahl (npa'), die für einen Fall festgelegt ist, in dem die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist, und Maschinensollausgabeberechnungseinheiten zum Berechnen einer Maschinensollausgabe (ELa) während einer ausgeschalteten elektrischen Leistungserzeugung, die höchstens ausgegeben werden kann, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, und zum Berechnen einer Maschinensollausgabe (ELb), die durch Addieren einer Ausgabe (Pm), die einem elektrischen Leistungserzeugungsbetrag durch den Generator entspricht, zu der Maschinensollausgabe erhalten wird, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschinensteuerungsvorrichtung einer Arbeitsmaschine einschließlich Baumaschinen, wie Bagger, Planierraupen, Kipper, Radlader, und ein Maschinensteuerungsverfahren dafür.
Hintergrund
In einer Maschinensteuerung, wie einer Dieselmaschine (nachstehend Maschine), die für eine Arbeitsmaschine verwendet wird, wenn eine Bedienperson der Arbeitsmaschine einen Kraftstoffeinstellschalter (Drosselschalter), der in einem Führerhaus vorgesehen ist, zu einer Position einstellt, gibt die Maschinensteuerungseinrichtung ein Steuerungssignal zum Einspritzen der Menge einer Kraftstoffeinspritzung gemäß der Festlegung in die Maschine zu einem Kraftstoffeinspritzsystem aus. Die Maschinensteuerungseinrichtung gibt ein Steuerungssignal gemäß einer Änderung der Last der Arbeitsmaschine aus, die an der Arbeitsmaschine befestigt ist, und stellt die Maschinendrehzahl ein, um die Sollmaschinendrehzahl aufrechtzuerhalten, die durch den Kraftstoffeinstellschalter (Drosselschalter) festgelegt ist. Die Maschinensteuerungseinrichtung oder eine Pumpensteuerungseinrichtung berechnet ein Sollabsorptionsmoment der hydraulischen Pumpe gemäß der Sollmaschinendrehzahl. Dieses Sollabsorptionsmoment ist derart festgelegt, dass die Ausgabeleistung der Maschine mit der Absorptionsleistung der hydraulischen Pumpe übereinstimmt.
Eine gewöhnliche Maschinensteuerung wird mit Bezug auf 20 erklärt. Wie in 20 dargestellt ist, wird die Maschine gesteuert, um nicht eine Maschinenausgabemomentlinie TL zu überschreiten, die durch eine maximale Ausgabemomentlinie P1 der Maschine und eine Maschinensinklinie Fe gebildet ist, bei der die Maschinendrehzahl maximal ist. Wenn beispielsweise die Arbeitsmaschine ein Bagger ist, erzeugt die Maschinensteuerungseinrichtung ein Steuerungssignal zum Ändern der Maschinendrehzahl gemäß einem Drehbetrieb des oberen Schwenkkörpers, dem Betätigungsbetrag eines Betätigungshebels, der zum Arbeitsmaschinenbetrieb betätigt wird, der Last der Arbeitsmaschine, und dergleichen. Wenn beispielsweise ein Betrieb zum Baggern von Erde und dergleichen durchgeführt wird, während die Sollmaschinendrehzahl wie N2 ist, wird eine Maschinendrehzahl (Leerlaufmaschinendrehzahl N1), während die Maschine in einem Leerlaufbetrieb ist, zu einer Sollmaschinendrehzahl N2 geändert. Bei dieser Gelegenheit spritzt das Kraftstoffeinspritzsystem, in Erwiderung auf das Steuersignal von der Maschinensteuerungseinrichtung, Kraftstoff zu der Maschine gemäß dieser Änderung ein, und wenn ein Arbeitsmaschinenbetrieb und dergleichen durchgeführt wird, um die Last zu erhöhen, wird die Maschinendrehzahl so geändert, dass die Maschinendrehzahl und das Maschinenausgabemoment einen Übereinstimmungspunkt M1 erreichen, der einem Schnittpunkt einer Maschinenausgabemomentlinie TL und einer Pumpenabsorptionsmomentlinie PL einer hydraulischen Pumpe mit variabler Verdrängung (typischerweise eine hydraulische Taumelscheibenpumpe) entspricht. Bei einem Nennpunkt P ist die Maschinenausgabe maximal.
In diesem Fall, um eine Kraftstoffeffizienz der Maschine und die Pumpeneffizienz der hydraulischen Pumpe zu verbessern, gibt es eine Maschinensteuerungsvorrichtung, wie in 21 dargestellt ist, in der eine Sollmaschinenantriebslinie (Sollübereinstimmungsroute) ML, die durch einen Bereich hindurchgeht, in dem eine Kraftstoffverbrauchsrate hoch ist, erstellt ist, und ein Übereinstimmungspunkt der Maschinenausgabe und des Pumpenabsorptionsmoments wird von dieser Sollübereinstimmungsroute ML genommen. In 21 kennzeichnet eine gekrümmte Linie M eine gekrümmte Linie einer gleichen Kraftstoffeffizienz einer Maschine und dergleichen, und ein Punkt näher zu der Mitte der gekrümmten Linie M (Auge (M1)) ist bezüglich der Kraftstoffverbrauchsrate vorteilhafter. Die gekrümmte Linie J kennzeichnet eine gekrümmte Linie gleicher Leistung, bei der die von der hydraulischen Pumpe absorbierte Leistung die gleiche Leistung ist. Deshalb, um eine gleiche Leistung zu erhalten, ist die Kraftstoffverbrauchsrate besser, falls eine Übereinstimmung an dem Übereinstimmungspunkt pt2 auf der Sollübereinstimmungsroute ML erhalten wird, im Vergleich zu dem Übereinstimmungspunkt pt1 auf der Maschinensinklinie Fe. Eine Strömungsrate Q der hydraulischen Pumpe ist ein Produkt aus der Maschinendrehzahl n und einer Pumpenkapazität q (Q = n·q), und um eine gleiche Betriebsölströmungsrate zu erhalten, ist die Pumpeneffizienz besser, wenn die Maschinendrehzahl verringert ist und die Pumpenkapazität erhöht ist.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2007-120426
Patentliteratur 2: japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2005-304206

Zusammenfassung
Technisches Problem
Im Übrigen gibt es eine Baumaschine, wie einen Hybridbagger, der den oberen Schwenkkörper mit dem elektrischen Schwenkmotor antreibt. In dem Hybridbagger wird elektrische Leistung von einer elektrischen Speichervorrichtung, wie einem Kondensator, zu diesem elektrischen Schwenkmotor vorgesehen (abgegeben), so dass das Schwenken des oberen Schwenkkörpers beschleunigt wird, und wenn das Schwenken des oberen Schwenkkörpers verzögert wird, wird elektrische Leistung zu dem Kondensator unter Verwendung einer Regeneration des elektrischen Schwenkmotors vorgesehen (aufgeladen), wodurch eine niedrigere Kraftstoffverbrauchsrate als bei herkömmlichen Baggern erreicht wird. Des Weiteren aktiviert der Hybridbagger, in Erwiderung auf die Last der Arbeitsmaschine, eine elektrische Leistungserzeugung durch einen Generator, der durch die Maschine angetrieben wird (schaltet eine elektrische Leistungserzeugung ein), so dass die elektrische Leistung, die durch den Generator erzeugt wird, zu dem Kondensator vorgesehen wird (geladen wird), oder die elektrische Leistung, die durch den Generator erzeugt wird, vorgesehen wird, um das Schwenken des elektrischen Schwenkmotors zu beschleunigen. Der Generator führt einen Unterstützungsvorgang durch, um die Ausgabe der Maschine gemäß der Last des Hybridbaggers zu kompensieren, wodurch eine niedrige Kraftstoffverbrauchsrate erreicht wird. Dieser Generator ist nicht effizient, wenn elektrische Leistung mit einem kleinen Moment erzeugt wird, wie ein gewöhnlicher Elektromotor. Aus diesem Grund, wenn der Generator elektrische Leistung erzeugt, erzeugt der Generator elektrische Leistung mit einem Moment, das gleich wie oder größer als ein minimales elektrisches Leistungserzeugungsmoment ist, das im Voraus festgelegt ist. Als eine Folge, wenn der Generator von dem AUS-Zustand der elektrischen Leistungserzeugung zu dem AN-Zustand der elektrischen Leistungserzeugung umgeschaltet wird, ändert sich die vorstehende Generatorausgabe diskontinuierlich. Wenn die Maschinendrehzahl auf der Basis der Maschinenausgabe einschließlich dieser diskontinuierlichen Änderung der Generatorausgabe gesteuert wird, ändert sich die Generatorausgabe wie folgt: wenn die elektrische Leistungserzeugung häufig an- und ausgeschaltet wird zwischen der elektrischen Leistungserzeugung AUS (Nullausgabe) und dem minimalen elektrischen Leistungserzeugungsmoment (elektrische Leistungserzeugung AN), ändert sich die Maschinendrehzahl (Übereinstimmungsdrehzahl) an dem Übereinstimmungspunkt häufig. Dies ist ein Problem dahingehend, dass es wahrscheinlich ist, dass sich die Bedienperson mit der Änderung des Maschinengeräuschs aufgrund der Änderung der Maschinendrehzahl unwohl fühlt.
Diese Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Maschinensteuerungsvorrichtung einer Arbeitsmaschine und ein Maschinensteuerungsverfahren dafür vorzusehen, die eine Änderung einer Maschinendrehzahl selbst dann unterdrücken können, wenn sich eine Generatorausgabe aufgrund eines Einschaltens/Ausschaltens einer elektrischen Leistungserzeugung durch einen Generator diskontinuierlich ändert.
Lösung des Problems
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, um die vorstehenden Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erreichen, ist eine Maschinensteuerungsvorrichtung einer Arbeitsmaschine vorgesehen, die Folgendes hat: eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Antriebszustands einer Arbeitsmaschine, die einen Generator verwendet; eine Sollmaschinendrehzahlfestlegungseinrichtung zum Bewirken auf der Basis des Antriebszustands, dass eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem eine elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, die gleiche wie eine Sollmaschinendrehzahl ist, die für einen Fall festgelegt ist, in dem die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist; und eine Maschinensollausgabeberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Maschinensollausgabe, während eine elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet ist und die höchstens ausgegeben werden kann, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, wobei die Maschinensollausgabeberechnungseinrichtung eine Maschinensollausgabe berechnet, die durch Addieren einer Ausgabe entsprechend einem Betrag einer elektrischen Leistungserzeugung durch den Generator zu der Maschinensollausgabe erhalten wird, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Maschinensteuerungsvorrichtung der Arbeitsmaschine gemäß dem ersten Aspekt vorgesehen, wobei die Sollmaschinendrehzahlfestlegungseinrichtung eine Steuerung so durchführt, dass sich eine Maschinendrehzahl nicht ändert, bis ein vorbestimmtes elektrisches Leistungserzeugungsmoment erhalten wird, während eines Übergangs von der ausgeschalteten elektrischen Leistungserzeugung zu der eingeschalteten elektrischen Leistungserzeugung.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Maschinensteuerungsvorrichtung der Arbeitsmaschine gemäß dem zweiten Aspekt vorgesehen, wobei das vorbestimmte elektrische Leistungserzeugungsmoment ein minimales elektrisches Leistungserzeugungsmoment ist, das im Voraus festgelegt ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Maschinensteuerungsvorrichtung der Arbeitsmaschine gemäß dem ersten Aspekt oder dem zweiten Aspekt vorgesehen, die des Weiteren Folgendes hat: eine Einrichtung zur Berechnung einer elektrischen Leistungserzeugungsausgabe unter Verwendung einer Maschinendrehzahl der Maschine, um die vorbestimmte elektrische Leistungserzeugungsausgabe durch den Generator zu erhalten; eine Pumpenabsorptionsleistungsberechnungseinrichtung zum Festlegen einer Absorptionsleistung einer hydraulischen Pumpe; eine Zusatzgerätleistungsberechnungseinrichtung zum Erhalten einer Leistung eines Zusatzgeräts, das in Synchronisation mit einem Antreiben der Maschine betrieben wird, wobei die Sollmaschinendrehzahlfestlegungseinrichtung eine Steuerung durchführt, um eine Maschinensollausgabe, die einer Ausgabe entspricht, die durch Addieren der festgelegten Pumpenabsorptionsleistung, der erhaltenen Zusatzgerätleistung und der vorbestimmten elektrischen Leistungserzeugungsausgabe durch den Generator erhalten wird, wenn die elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet ist, und eine Sollmaschinendrehzahl festzulegen, die von einer Sollübereinstimmungsroute definiert ist, die eine Maschinenausgabe zum Antreiben der Maschine mit einer niedrigen Kraftstoffverbrauchsrate anzeigt, und eine Steuerung so durchführt, dass die Maschinendrehzahl, die festgelegt ist, wenn die Leistungserzeugung eingeschaltet ist, die gleiche wird wie die Sollmaschinendrehzahl.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Maschinensteuerungsverfahren einer Arbeitsmaschine vorgesehen, das folgende Schritte hat: einen Erfassungsschritt zum Erfassen eines Antriebszustands einer Arbeitsmaschine, die einen Generator verwendet; und einen Festlegungsschritt zum Bewirken auf der Basis des Antriebszustands, dass eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem eine elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, die gleiche ist wie eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist, zum Berechnen und Festlegen einer Maschinensollausgabe während ausgeschalteter elektrischer Leistungserzeugung, die höchstens ausgegeben werden kann, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, und zum Berechnen und Festlegen einer Maschinensollausgabe, die durch Addieren einer Ausgabe, die einem elektrischen Leistungserzeugungsbetrag durch den Generator entspricht, zu der Maschinensollausgabe erhalten wird, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist.
Gemäß dieser Erfindung sind Sollmaschinendrehzahlen wie folgt festgelegt: eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem eine elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, ist die gleiche wie eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist, und eine Maschinensollausgabe während ausgeschalteter elektrischer Leistungserzeugung, die höchstens ausgegeben werden kann, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, wird berechnet, und eine Maschinensollausgabe, die durch Addieren einer Ausgabe, die einem elektrischen Leistungserzeugungsbetrag durch den Generator entspricht, zu der Maschinensollausgabe erhalten wird, wird festgelegt, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist, und deshalb kann, selbst wenn sich eine Generatorausgabe diskontinuierlich aufgrund eines Ein-/Ausschaltens einer elektrischen Leistungserzeugung durch den Generator diskontinuierlich ändert, eine Schwankung der Maschinendrehzahl unterdrückt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Gesamtaufbau eines Hybridbaggers gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung darstellt.
2 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Steuerungssystems eines Hybridbaggers, wie in 1 dargestellt ist, darstellt.
3 ist ein Momentliniendiagramm zum Erklären der Inhalte einer Maschinensteuerung durch eine Steuerungseinrichtung.
4 ist ein Momentliniendiagramm zum Erklären der Inhalte einer Maschinensteuerung durch die Steuerungseinrichtung.
5 ist ein Diagramm, das einen Gesamtsteuerungsablauf durch die Steuerungseinrichtung darstellt.
6 ist ein Diagramm, das einen detaillierten Steuerungsablauf eines Blocks zur Berechnung einer maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl darstellt, wie in 5 dargestellt ist.
7 ist ein Diagramm, das einen detaillierten Steuerungsablauf eines Blocks zur Berechnung einer minimalen Maschinenausgabe darstellt, der in 5 dargestellt ist.
8 ist ein Diagramm, das einen detaillierten Steuerungsablauf eines Blocks zur Berechnung einer maximalen Maschinenausgabe darstellt, der in 5 dargestellt ist.
9 ist ein Diagramm, das einen detaillierten Steuerungsablauf eines Blocks zur Berechnung einer Maschinensollausgabe darstellt, der in 5 dargestellt ist.
10 ist ein Diagramm, das einen detaillierten Steuerungsablauf eines Blocks zur Berechnung einer minimalen Übereinstimmungsmaschinendrehzahl darstellt, der in 5 dargestellt ist.
11 ist ein Diagramm, das einen detaillierten Steuerungsablauf eines Blocks zur Berechnung einer Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl darstellt, der in 5 dargestellt ist.
12 ist ein Diagramm, das einen detaillierten Steuerungsablauf eines Blocks zur Berechnung eines Maschinendrehzahlbefehlwerts darstellt, der in 5 dargestellt ist.
13 ist ein Diagramm, das einen detaillierten Steuerungsablauf eines Blocks zur Berechnung eines Pumpenabsorptionsmomentbefehlwerts darstellt, der in 5 dargestellt ist.
14 ist ein Momentliniendiagramm zum Erklären der Inhalte einer Maschinensteuerung durch eine Steuerungseinrichtung.
15 ist ein Momentliniendiagramm, das einen Festlegungszustand der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl darstellt, wenn die elektrische Leistungserzeugung ein-/ausgeschaltet ist.
16 ist ein Momentliniendiagramm, das den Schwankungszustand einer Maschinenausgabe aufgrund einer Schwankung einer Pumpe in einer herkömmlichen Maschinensteuerung darstellt.
17 ist ein Momentliniendiagramm, das den Schwankungszustand einer Maschinenausgabe aufgrund einer Schwankung einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung darstellt.
18 ist ein Momentliniendiagramm, das einen Maschinenausgabeübergangszustand während einer Änderung in einer herkömmlichen Maschinensteuerung darstellt.
19 ist ein Momentliniendiagramm, das einen Maschinenausgabeübergangszustand während einer Änderung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung darstellt.
20 ist ein Momentliniendiagramm zum Erklären einer herkömmlichen Maschinensteuerung.
21 ist ein Momentliniendiagramm zum Erklären einer herkömmlichen Maschinensteuerung unter Verwendung einer Sollübereinstimmungsroute.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend wird eine Ausführungsform zum Ausführen dieser Erfindung mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen erklärt.
[Gesamtaufbau]
Zuerst stellen 1 und 2 einen Gesamtaufbau eines Hybridbaggers 1 dar, der ein Beispiel einer Arbeitsmaschine ist. Der Hybridbagger 1 hat einen Fahrzeughauptkörper 2 und eine Arbeitsmaschine 3. Der Fahrzeughauptkörper 2 hat einen unteren Fahrkörper 4 und einen oberen Schwenkkörper 5. Der untere Fahrkörper 4 hat ein paar Fahrvorrichtungen 4a. Jede Fahrvorrichtung 4a hat eine Raupenkette 4b. Jede Fahrvorrichtung 4a fährt oder dreht den Hybridbagger 1 durch Antreiben der Raupenkette 4b mit einem rechten Fahrmotor und einem linken Fahrmotor (Fahrmotoren 21).
Der obere Schwenkkörper 5 ist an dem unteren Fahrkörper 4 drehbar vorgesehen und dreht, wenn ein Schwenkmotor 24 ihn antreibt. Der obere Schwenkkörper 5 ist mit einem Führerhaus 6 versehen. Der obere Schwenkkörper 5 hat einen Kraftstofftank 7, einen Betriebsöltank 8, eine Maschinenkammer 9 und ein Gegengewicht 10. Der Kraftstofftank 7 speichert Kraftstoff zum Antreiben einer Maschine 17. Der Betriebsöltank 8 speichert Betriebsöl, das von einer Hydraulikpumpe 18 zu einem Hydraulikzylinder, wie einem Auslegerzylinder 14, und einer hydraulischen Vorrichtung, wie dem Fahrmotor 21, abgegeben wird. Die Maschinenkammer 9 nimmt Vorrichtungen, wie die Maschine 17 und die hydraulische Pumpe 18, auf. Das Gegengewicht 10 ist hinter der Maschinenkammer 9 vorgesehen.
Die Arbeitsmaschine 3 ist an einer zentralen Position an der Front des oberen Schwenkkörpers 5 angebracht und hat einen Ausleger 11, einen Arm 12, eine Schaufel 13, den Auslegerzylinder 14, einen Armzylinder 15 und einen Schaufelzylinder 16. Der Basisendabschnitt des Auslegers 11 ist mit dem oberen Schwenkkörper 5 in einer drehbaren Weise gekoppelt. Der vordere Endabschnitt des Auslegers 11 ist mit dem Basisendabschnitt des Arms 12 in einer drehbaren Weise gekoppelt. Der vordere Endabschnitt des Arms 12 ist mit dem vorderen Endabschnitt der Schaufel 13 in einer drehbaren Weise gekoppelt. Der Auslegerzylinder 14, der Armzylinder 15 und der Schaufelzylinder 16 sind hydraulische Zylinder, die mit Betriebsöl angetrieben werden, das von der hydraulischen Pumpe 18 abgegeben wird. Der Auslegerzylinder 14 betätigt den Ausleger 11. Der Armzylinder 15 betätigt den Arm 12. Der Schaufelzylinder 16 betätigt die Schaufel 13.
In 2 hat der Hybridbagger 1 die Maschine 17, die als eine Antriebsquelle dient, die hydraulische Pumpe 18, und einen Generator 19. Eine Dieselmaschine wird als die Maschine 17 verwendet, und eine hydraulische Pumpe mit variabler Verdrängung (beispielsweise eine hydraulische Taumelscheibenpumpe) wird als die hydraulische Pumpe 18 verwendet. Die Ausgabewelle der Maschine 17 ist mit der hydraulischen Pumpe 18 und dem Generator 19 mechanisch gekoppelt, und durch Antreiben der Maschine 17 werden die hydraulische Pumpe 18 und der Generator 19 angetrieben. Es sei angemerkt, dass der Generator 19 mit der Ausgabewelle der Maschine 17 direkt mechanisch gekoppelt sein kann, oder er kann über eine Übertragungseinrichtung, wie einem Riemen und eine Kette, der/die mit der Ausgabewelle der Maschine 17 eingreift, gedreht und angetrieben werden. Das hydraulische Antriebssystem umfasst ein Steuerventil 20, den Auslegerzylinder 14, den Armzylinder 15, den Schaufelzylinder 16, den Fahrmotor 21 und dergleichen, und die hydraulische Pumpe 18 dient als eine Hydraulikquelle, um diese anzutreiben.
Das elektrische Antriebssystem umfasst einen Kondensator 22, einen Inverter 23 und den Schwenkmotor 24. Die elektrische Leistung, die durch den Generator 19 erzeugt wird, oder die elektrische Leistung, die von dem Kondensator 22 abgegeben wird, wird über ein Kabel für elektrische Leistung zu dem Schwenkmotor 24 vorgesehen, der den oberen Schwenkkörper 5 dreht. Im Speziellen führt der Schwenkmotor einen Leistungsfahrbetrieb mit elektrischer Energie, die von dem Generator 19 vorgesehen wird (durch diesen erzeugt wird), oder mit elektrischer Energie durch, die von dem Kondensator 22 vorgesehen wird (von diesem abgegeben wird), wodurch er ein Schwenken und Antreiben durchführt, und wenn das Schwenken verzögert wird, führt der Schwenkmotor 24 einen Regenerationsbetrieb durch, um die elektrische Energie zu dem Kondensator 22 vorzusehen (den Kondensator 22 zu laden). Beispielsweise wird ein SR(geschalteter Reluktanz-)-Motor als der Generator 19 verwendet. Der Generator 19 ist mit der Ausgabewelle der Maschine 17 mechanisch gekoppelt, und die Maschine 17 treibt die Rotorwelle des Generators 19 an und dreht diese. Beispielsweise wird ein elektrischer Doppellagenkondensator als der Kondensator 22 verwendet. Statt des Kondensators 22 kann es eine Nickelmetall-Hybridbatterie oder eine Lithiumionen-Batterie sein. Der Schwenkmotor 24 ist mit einem Drehsensor 25 versehen, der eine Drehzahl des Schwenkmotors 24 erfasst, diese in ein elektrisches Signal umwandelt, und das elektrische Signal zu einer Hybridsteuerungseinrichtung 23a ausgibt, die in dem Inverter 23 vorgesehen ist. Beispielsweise wird ein synchroner Innenmagnet-Motor als der Schwenkmotor 24 verwendet. Beispielsweise wird ein Drehgeber, ein Drehmelder, oder dergleichen als der Drehsensor 25 verwendet. Die Hybridsteuerungseinrichtung 23a hat beispielsweise eine CPU (Betriebsvorrichtung, wie einen Prozessor für numerische Daten) und einen Memory (Speichervorrichtung). Die Hybridsteuerungseinrichtung 23a empfängt Signale von Erfassungswerten, die durch einen Temperatursensor, wie einen Thermistor oder ein Thermoelement, der/das in dem Generator 19, dem Schwenkmotor 24, dem Kondensator 22 und dem Inverter 23 vorgesehen ist, vorgesehen werden, um eine Erhöhung und Verringerung der Temperatur jeder Vorrichtung, wie des Kondensators 22, zu steuern, und führt eine Lade-/Entladesteuerung des Kondensators 22, eine elektrische Leistungserzeugung und eine Maschinenunterstützungssteuerung des Generators 19 und eine Fahr- und Regenerationssteuerung des Schwenkmotors 24 durch.
Das hydraulische Antriebssystem und das elektrische Antriebssystem werden gemäß einer Betätigung eines Betätigungshebels 26, wie einem Arbeitsmaschinenhebel, einem Fahrhebel und einem Schwenkhebel, angetrieben, der in dem Führerhaus vorgesehen ist, das in dem Fahrzeughauptkörper 2 angeordnet ist. Der Betätigungsbetrag des Betätigungshebels 26 wird durch eine Hebelbetätigungsbetragerfassungseinheit 27 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die Hebelbetätigungsbetragerfassungseinheit 27 ist durch einen Drucksensor gebildet. Ein Pilothydraulikdruck, der gemäß einer Betätigung des Betätigungshebels erzeugt wird, wird durch einen Drucksensor erfasst, und eine Spannung und dergleichen, die von dem Drucksensor ausgegeben wird, wird in den Betätigungsbetrag des Hebels umgewandelt, wodurch der Betätigungsbetrag des Hebels erhalten wird. Der Betätigungsbetrag des Hebels wird zu einer Pumpensteuerungseinrichtung 33 als ein elektrisches Signal ausgegeben. Wenn der Betätigungshebel 26 ein elektrischer Hebel ist, ist die Hebelbetätigungsbetragerfassungseinheit 27 durch eine elektrische Erfassungseinrichtung, wie ein Potentiometer, gebildet, und die Spannung und dergleichen, die gemäß dem Betätigungsbetrag des Hebels erzeugt wird, wird in den Betätigungsbetrag des Hebels umgewandelt, und der Betätigungsbetrag des Hebels wird erhalten.
Der Kraftstoffeinstellschalter (Drosselschalter) 28 und eine Modusumschalteinheit 29 sind in dem Führerhaus 6 vorgesehen. Ein Kraftstoffeinstellschalter (Drosselschalter) 28 ist ein Schalter zum Festlegen der Kraftstoffmenge, die in die Maschine 17 vorgesehen wird, und der Festlegungswert des Kraftstoffeinstellschalters (Drosselschalter) 28 wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und zu einer Maschinensteuerungseinrichtung 30 ausgegeben.
Die Steuerungseinrichtung 30 ist durch eine Betriebsvorrichtung, wie eine CPU (Prozessor für numerische Daten) und einen Memory (Speichervorrichtung) gebildet. Die Maschinensteuerungseinrichtung 30 erzeugt ein Signal eines Steuerbefehls auf der Basis des Festlegungswerts des Kraftstoffeinstellschalters (Drosselschalters) 28, und eine Common-Rail-Steuerungseinheit 32 empfängt das Steuersignal und stellt die Kraftstoffeinspritzmenge zu der Maschine 17 ein. Im Speziellen ist die Maschine 17 eine Maschine, die eine elektronische Steuerung durch ein Common-Rail-Verfahren durchführen kann und die eine Ausgabe zum geeigneten Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge ausgeben kann und das Moment frei festlegen kann, das bei einer Maschinengeschwindigkeit in einem gewissen Fall ausgegeben werden kann.
Die Modusumschalteinheit 29 ist ein Abschnitt zum Festlegen des Arbeitsmodus des Hybridbaggers 1 auf einen Leistungsmodus oder einem Wirtschaftlichkeitsmodus, und beispielsweise ist die Modusumschalteinheit 29 durch einen Betätigungsknopf, einen Schalter oder ein Touchpaneel gebildet, der/das in dem Führerhaus 6 vorgesehen ist. Wenn die Bedienperson des Hybridbaggers 1 den Betätigungsknopf und dergleichen betätigt, kann die Modusumschalteinheit 29 den Arbeitsmodus umschalten. Der Leistungsmodus ist ein Arbeitsmodus zum Durchführen einer Maschinensteuerung und einer Pumpensteuerung in solch einer Weise, dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verringert ist, während ein großer Arbeitsumfang aufrechterhalten wird. Der Wirtschaftlichkeitsmodus ist ein Arbeitsmodus zum Durchführen einer Maschinensteuerung und einer Pumpensteuerung, um die Betriebsgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 3 während eines Leichtlastbetriebs zu gewährleisten, während die Kraftstoffeffizienz noch weiter verringert ist. Bei dem Festlegen mit der Modusumschalteinheit 29 (Umschalten des Arbeitsmodus), wird das elektrische Signal zu der Maschinensteuerungseinrichtung 30 und der Pumpensteuerungseinrichtung 33 ausgegeben. In dem Leistungsmodus stimmen die Ausgabe der Maschine 17 und das Absorptionsmoment der hydraulischen Pumpe 18 miteinander in einem Bereich überein, in dem die Maschinendrehzahl und das Ausgabemoment der Maschine 17 relativ hoch sind. In dem Wirtschaftlichkeitsmodus wird eine Übereinstimmung bei einer niedrigeren Maschinenausgabe im Vergleich zu dem Fall des Leistungsmodus erreicht.
Die Pumpensteuerungseinrichtung 33 empfängt Signale, die von der Maschinensteuerungseinrichtung 30, der Modusumschalteinheit 29 und der Hebelbetätigungsbetragerfassungseinheit 27 übertragen werden, und erzeugt ein Signal eines Steuerungsbefehls zum Einstellen der Menge des Betriebsöls, das von der Hydraulikpumpe 18 abgegeben wird, durch Steuern einer Neigung eines Taumelscheibenwinkels. Die Pumpensteuerungseinrichtung 33 empfängt ein Signal von einem Taumelscheibenwinkelsensor 18a zum Erfassen des Taumelscheibenwinkels der hydraulischen Pumpe 18. Durch Bewirken, dass der Taumelscheibenwinkelsensor 18a den Taumelscheibenwinkel erfasst, kann die Pumpenkapazität der hydraulischen Pumpe 18 berechnet werden. Innerhalb des Steuerungsventils 20 ist eine Pumpendruckerfassungseinheit 20a vorgesehen, um den Pumpenabgabedruck der hydraulischen Pumpe 18 zu erfassen. Der erfasste Pumpenabgabedruck wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und in die Pumpensteuerungseinrichtung 33 eingegeben. Die Maschinensteuerungseinrichtung 30 und die Pumpensteuerungseinrichtung 33 sind über ein Fahrzeug-LAN, wie einen CAN (Controller Area Network) verbunden, um Informationen miteinander auszutauschen.
[Überblick über eine Maschinensteuerung]
Zuerst wird ein Überblick über die Maschinensteuerung mit Bezug auf ein Momentliniendiagramm erklärt, wie es in 3 dargestellt ist. Die Maschinensteuerungseinrichtung 30 erhält Informationen hinsichtlich des Betätigungsbetrags des Hebels, eines Arbeitsmodus, einer Drehzahl, des Festlegungswerts des Kraftstoffeinschalteinstellschalters (Drosselschalters) 28 (Signale, die den Antriebszustand anzeigen), und erhält den Maschinenausgabebefehlswert. Der Maschinenausgabebefehlswert ist die gekrümmte Linie mit gleicher Leistung (gekrümmte Linie des Maschinenausgabebefehlswerts) EL in dem Momentliniendiagramm, und ist eine gekrümmte Linie zum Begrenzen der Ausgabe der Maschine.
Wenn die Arbeitsmaschine 3 keine Last aufnimmt, wird die Maschinenausgabe nicht durch die Sinklinie begrenzt, und die Maschinenausgabe und die Ausgabe der hydraulischen Pumpe werden an dem Schnittpunkt (Übereinstimmungspunkt) MP1 zwischen der gekrümmten Linie EL des Maschinenausgabebefehlwerts und der Pumpenabsorptionsmomentlinie PL in Übereinstimmung gebracht, wodurch die Arbeitsmaschine 3 betrieben wird. Der Übereinstimmungspunkt MP1 liegt bevorzugt auf der Sollübereinstimmungsroute ML. Die Maschinendrehzahl bei dem Sollübereinstimmungspunkt MP1 ist eine Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl np1, und ist beispielsweise in 3 ungefähr 1000 U/min. Deshalb kann die Arbeitsmaschine 3 eine ausreichende Ausgabe erzielen, und kann den Kraftstoffverbrauch verringern, da die Maschine 17 bei einer niedrigen Drehzahl betrieben wird.
Andererseits, wenn die Last auf die Arbeitsmaschine 3 verloren geht und die Betriebsölströmungsrate zu den hydraulischen Zylindern 14, 15, 16 der Arbeitsmaschine 3 erfordert ist, d. h. wenn eine Sicherstellung der Betriebsgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 3 erfordert ist, bestimmt die Maschinensteuerungseinrichtung 30 eine maximale Nichtlastmaschinendrehzahl np2 (in 3 beispielsweise ungefähr 2050 U/min) entsprechend Informationen, wie dem Betätigungsbetrag des Hebels, der Drehungsdrehzahl des oberen Schwenkkörpers 5 und dem Festlegungswert des Kraftstoffeinstellschalters (Drosselschalters) 28, und treibt die Maschine 17 durch Steuern des Maschinenabsinkens innerhalb des Maschinendrehzahlbereichs zwischen der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl np1 und der maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl np2 an. Wenn durch Durchführen solch einer Steuerung der Zustand, in dem die Last der Arbeitsmaschine 3 auferlegt ist, zu dem Zustand geändert wird, in dem keine Last auferlegt ist, ändert sich der Übereinstimmungspunkt MP1 an der Niedrigdrehseite zu dem Übereinstimmungspunkt MP2 an der Hochdrehseite, und deshalb kann die Betriebsölströmungsrate, die von der hydraulischen Pumpe 18 abgegeben wird, ausreichend zu den hydraulischen Zylindern 14, 15, 16 vorgesehen werden, und die Betriebsgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 3 kann sichergestellt werden. Da die Maschinenausgabe durch die gekrümmte Linie EL des Maschinenausgabebefehlwerts begrenzt ist, wird unbrauchbare Energie nicht verschwendet. Es sei angemerkt, dass die maximale Nichtlastmaschinendrehzahl np2 nicht auf die maximale Maschinendrehzahl begrenzt ist, die die Maschine ausgeben kann.
In diesem Fall, falls die Last der Arbeitsmaschine 3 weiter verlorengeht, würde die Maschine, die fortlaufend bei einem hohen Drehbereich angetrieben wird, mehr Kraftstoff verbrauchen, was die Kraftstoffeffizienz verringert. Deshalb, wenn die Last verlorengeht, und beispielsweise eine hohe Abgabeströmungsrate und ein hoher Abgabedruck des Betrieböls von der hydraulischen Pumpe 18 nicht erfordert sind, wie bei dem Betrieb mit nur der Schaufel 13, d. h. die Pumpenkapazität ausreichend ist, wird eine Steuerung durchgeführt, um die Sinklinie DL in dem Hochdrehbereich zu dem Niederdrehbereich zu verschieben, wie in 4 dargestellt ist. Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Pumpenkapazität durch den Taumelscheibenwinkelsensor 18a erfasst, und die Sinklinie wird gemäß der Größe des Erfassungswerts verschoben. Wenn beispielsweise die Pumpenkapazität als größer als eine vorbestimmte Zeit erfasst wird, ist die Betriebsölströmungsrate erfordert, und deshalb wird die Sinklinie DL zu der Hochdrehseite verschoben, um die Maschinendrehzahl zu erhöhen, und wenn die Pumpenkapazität als geringer als die vorbestimmte Zeit erfasst wird, ist die Betriebsölrate nicht erfordert, und deshalb wird die Sinklinie DL zu der Niedrigdrehseite verschoben, um die Maschinendrehzahl zu verringern. Durch Durchführen solch einer Steuerung kann ein unnützer Kraftstoffverbrauch aufgrund eines Antreiben der Maschine bei der Hochdrehseite unterdrückt werden.
[Details der Maschinensteuerung]
5 stellt einen Gesamtsteuerungsablauf durch die Maschinensteuerungseinrichtung 30 oder die Pumpensteuerungseinrichtung 33 dar. Die Maschinensteuerungseinrichtung 30 oder die Pumpensteuerungseinrichtung 33 berechnet letzt endlich den Maschinendrehzahlbefehlswert und den Maschinenausgabebefehlswert, die Maschinensteuerbefehle sind, und berechnet den Pumpenabsorptionsmomentbefehlswert als einen Pumpensteuerbefehl.
Ein Block 110 zur Berechnung einer maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl berechnet, gemäß dem detaillierten Steuerungsablauf, wie er in 6 dargestellt ist, eine maximale Nichtlastmaschinendrehzahl D210 (np2), die ein Wert des Obergrenzenwerts des Maschinendrehzahlbefehlwerts ist. Wenn die Pumpenkapazität der hydraulischen Pumpe 18 maximal ist, ist die Strömungsrate der hydraulischen Pumpe 18 (Abgabeströmungsrate der hydraulischen Pumpe) ein Produkt aus der Maschinendrehzahl und der Pumpenkapazität, und da die Strömungsrate der hydraulischen Pumpe 18 (Abgabeströmungsrate der hydraulischen Pumpe) proportional zu der Maschinendrehzahl ist, haben die maximale Nichtlastmaschinendrehzahl D210 und die Strömungsrate der hydraulischen Pumpe 18 (maximale Abgabemenge der Pumpe) eine proportionale Beziehung. Deshalb wird zuerst, als ein Kandidatenwert der maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl D210, eine Gesamtsumme von Maschinendrehzahlen, die von jedem Hebelwertsignal D100 (der Betätigungsbetrag des Hebels) erhalten werden, durch eine Gesamtsummierungseinheit 212 erhalten. Jedes Hebelwertsignal D100 (jedes Signal, das den Betätigungsbetrag des Hebels anzeigt, umfasst einen Schwenkhebelwert, einen Auslegerhebelwert, einen Armhebelwert, einen Schaufelhebelwert, einen Linksfahrhebelwert, einen Rechtsfahrhebelwert und einen Servicehebelwert. Dieser Servicehebelwert meint einen Wert, der den Betätigungsbetrag des Hebels zum Betätigen eines neuen hydraulischen Stellglieds anzeigt, wenn ein Hydraulikkreis vorgesehen ist, um mit dem neuen hydraulischen-Stellglied verbunden zu werden. Jedes Hebelwertsignal wird in eine Nichtlastmaschinendrehzahl durch eine Hebelwert/Nichtlastmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 211, wie in 6 dargestellt ist, umgewandelt, und eine Nichtlastmaschinendrehzahl der Gesamtsumme, die durch die Gesamtsummierungseinheit 212 auf der Basis dieses umgewandelten Werts erhalten wird, wird zu einer Einheit 218 zum Auswählen eines minimalen Werts ausgewählt (MIN-Auswahl).
Andererseits verwendet der Block 210 zur Auswahl eines Nichtlastmaschinendrehzahlgrenzwerts den Betätigungsbetrag jedes Betätigungshebelwertsignals D100, Pumpendrücke D105, D106, die Abgabedrücke der hydraulischen Pumpe 18 sind, und den Arbeitsmodus D104, der durch die Modusumschalteinheit 29 festgelegt ist, um zu bestimmen, welche Art von Betätigungsmuster (Arbeitsmuster) die Bedienperson des Hybridbaggers 1 derzeit ausführt, und wählt aus und bestimmt einen Nichtlastmaschinendrehzahlgrenzwert für das Betätigungsmuster, das im Voraus festgelegt ist. Der auf diese Weise bestimmte Nichtlastmaschinendrehzahlgrenzwert wird zu der Einheit 218 zum Auswählen eines minimalen Werts ausgegeben. Die Bestimmung des Betätigungsmusters (Arbeitsmusters) ist derart, dass beispielsweise in einem Fall, in dem der Armhebel in der Baggerrichtung geneigt ist, und der Pumpendruck auch höher als ein gewisser Festlegungswert ist, bestimmt wird, dass der Hybridbagger 1 eine schwere Baggerarbeit ausführt, und im Fall einer zusammengesetzten Betätigung, bei der beispielsweise der Schwenkhebel geneigt ist und der Auslegerhebel in eine Richtung nach oben geneigt ist, wird bestimmt, dass der Hybridbagger 1 eine Hebeschwenkarbeit ausführt. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Bestimmung des Betätigungsmusters (Arbeitsmusters) eine Schätzung der Betätigung, die durch die Bedienperson zu diesem Moment ausgeführt wird. Es sei angemerkt, dass die Hebeschwenkarbeit eine Arbeit ist, in der Erde und Sand, die von der Schaufel 13 abgetragen worden sind, angehoben werden, wobei der Ausleger 11 angehoben wird, und der obere Schwenkkörper 5 geschwenkt wird, und die Erde und der Sand in der Schaufel 13 bei einer gewünschten Drehstoppposition abgegeben werden.
Andererseits wird der Kandidatenwert der maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl auch von dem Festlegungszustand (Festlegungswert) des Kraftstoffeinstellschalters 28 (Drosselschalter D103) bestimmt. Im Speziellen wird bei Empfangen eines Signals, das den Festlegungswert des Kraftstoffeinstellschalters 28 (Drosselschalters D103) anzeigt, der Festlegungswert in einen Kandidatenwert einer maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl durch eine Drosselschalter/Nichtlastmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 213 umgewandelt und wird zu der Einheit 218 zum Auswählen eines minimalen Werts ausgegeben.
In diesem Fall braucht der Hybridbagger 1 mit dem elektrischen Schwenkmotor 24 keinen Hydraulikdruck als die Antriebsquelle einer Drehung. Aus diesem Grund kann von dem Betriebsöl, das von der hydraulischen Pumpe 18 abgegeben wird, die Betriebsölabgabeströmungsrate von der hydraulischen Pumpe 18 zum Antreiben der Drehung verringert werden. Deshalb wird ein Nichtfastmaschinendrehzahlverringerungsbetrag, der durch eine Schwenkmotormaschinendrehzahl/Nichtlastmaschinendrehzahlreduktionsbetrag-Umwandlungstabelle 214 von einer Schwenkmotormaschinendrehzahl D101 erhalten wird, durch eine Subtrahierungseinheit 215 von der Nichtlastmaschinendrehzahl abgezogen, die durch die Drosselschalter/Nichtlastmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 213 von dem Festlegungswert des Kraftstoffeinstellschalters 28 (des Drosselschalters D103) erhalten wird, und die erhaltene Drehzahl wird als ein Kandidatenwert der maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl D210 verwendet. Es sei angemerkt, dass eine Einheit 217 zum Auswählen eines maximalen Werts (MAX-Auswahl) wie folgt ist: die Einheit 217 zum Auswählen eines maximalen Werts führt eine Maximalwertauswahl mit einem Nullwert 216 aus, um keine negativen Wert zu der Einheit 218 zur Auswahl eines minimalen Werts zu geben, so dass der folgende Fall verhindert wird: wenn der Nichtlastmaschinendrehzahlverringerungsbetrag größer als die maximale Nichtlastmaschinendrehzahl ist, die von dem Festlegungswert des Kraftstoffeinstellschalters 28 (Drosselschalters D103) erhalten wird, wird der Wert, der zu der Einheit 217 zur Auswahl eines maximalen Werts gegeben wird, ein negativer Wert, und die maximale Nichtlastmaschinendrehzahl wird ein negativer Wert als eine Folge des Weitergebens an die Einheit 218 zur Auswahl eines minimalen Werts (MIN-Auswahl) zum Durchführen eines Vergleichs mit dem Nichtlastmaschinendrehzahlgrenzwert, der von dem Block 210 zur Auswahl eines Nichtlastmaschinendrehzahlgrenzwerts ausgegeben wird.
Die Einheit 218 zum Auswählen eines minimalen Werts wählt den minimalen Wert von den drei Werten der Nichtlastmaschinendrehzahlen aus, die von dem Festlegungswert des Drosselschalters D103 in Anbetracht der Nichtlastmaschinendrehzahl, die von dem Hebelwertsignal D100 erhalten wird, dem Nichtlastmaschinendrehzahlgrenzwert, der durch den Block 210 zur Auswahl eines Nichtlastmaschinendrehzahlgrenzwerts erhalten wird, und dem Nichtlastmaschinendrehzahlgrenzwert, der von der Schwenkmotormaschinendrehzahl D101 erhalten wird, erhalten werden, und gibt die maximale Nichtlastmaschinendrehzahl D210 (np2) aus.
7 ist ein detaillierter Steuerungsablauf eines Blocks 120 zur Berechnung einer minimalen Maschinenausgabe. Wie in 7 gezeigt ist, berechnet der Block 120 zur Berechnung einer minimalen Maschinenausgabe eine minimale Maschinenausgabe D220, die der Wert des Minimums des Maschinenausgabebefehlwerts ist. Wie die Berechnung der maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl wandelt eine Hebelwert/minimale Maschinenausgabe-Umwandlungstabelle 220 jedes Hebelwertsignal D100 in eine minimale Maschinenausgabe um, und die Gesamtsummierungseinheit 221 gibt die Gesamtsumme davon zu einer Einheit 223 zur Auswahl eines minimalen Werts (MIN-Auswahl) aus.
Andererseits gibt ein Block 222 zur Auswahl eines maximalen Werts der minimalen Maschinenausgabe einen oberen Grenzwert entsprechend dem Arbeitsmodus D104, der durch die Modusumschalteinheit 29 festgelegt ist, zu der Einheit 223 zum Auswählen eines minimalen Werts aus. Die Einheit 223 zum Auswählen eines minimalen Werts vergleicht die Gesamtsumme aus der minimalen Maschinenausgabe entsprechend jedem Hebelwertsignal D100 und dem oberen Grenzwert entsprechend dem Arbeitsmodus D104, und wählt den minimalen Wert aus und gibt diesen als die minimale Maschinenausgabe D220 aus.
8 ist ein detaillierter Steuerungsablauf eines Blocks 130 zur Berechnung einer maximalen Maschinenausgabe. Wie in 8 dargestellt ist, berechnet der Block 130 zur Berechnung einer maximalen Maschinenausgabe eine maximale Maschinenausgabe D230, die ein Wert der Obergrenze des Maschinenausgabebefehlswerts ist. Wie die Berechnung des Blocks 110 zur Berechnung einer maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl, verwendet ein Block 231 zur Auswahl eines Pumpenausgabegrenzwerts eine Information über den Betätigungsbetrag jedes Hebelwertsignals D100, die Pumpendrücke D105, D106 und den Festlegungswert des Arbeitsmodus D104, um das gegenwärtige Betätigungsmuster zu bestimmen, und wählt den Pumpenausgabegrenzwert für jedes Betätigungsmuster davon aus. Dieser ausgewählte Pumpenausgabegrenzwert wird durch eine Additionseinheit 238 mit einer Gebläseleistung addiert, die von einem Gebläseleistungsberechnungsblock 234 von der Maschinendrehzahl D108 berechnet wird, die durch den Maschinendrehzahlsensor erfasst wird, der nicht dargestellt ist.
Unter Verwendung der Schwenkmotormaschinendrehzahl D101 und des Schwenkmotormoments D102 als Eingabeparameter berechnet ein Schwenkleistungsberechnungsblock 230 die Schwenkleistung und unter Verwendung der Maschinendrehzahl D108 berechnet der Gebläseleistungsberechnungsblock 234 die Gebläseleistung. Die Schwenkleistung und die Gebläseleistung werden zu einem Pumpenausgabegrenzwert über jede von einer Subtraktionseinheit 237 bzw. der Additionseinheit 238 addiert. Die Generatorausgabe D109 des Generators 19 wird zu dem Pumpenausgabegrenzwert über die Subtraktionseinheit 237 addiert. Diese addierten Werte (nachstehend addierte Werte) und der Maschinenausgabegrenzwert, der durch eine Drosselschalter/Maschinenausgabegrenze-Umwandlungstabelle 235 gemäß dem Festlegungswert des Kraftstoffeinstellschalters 28 (Drosselschalters D103) umgewandelt wird, werden zu einer Einheit 239 zur Auswahl eines minimalen Werts (MIN-Auswahl) ausgegeben. Die Einheit 239 zur Auswahl eines minimalen Werts wählt den minimalen Wert der addierten Werte und des Maschinenausgabegrenzwerts aus, und gibt diesen als die maximale Maschinenausgabe D230 aus. Es sei angemerkt, dass die Pumpenausgabegrenze die Pumpenabsorptionsleistung meint. Wenn die Generatorausgabe D109 Null ist, ist die elektrische Leistungserzeugung in einem ausgeschalteten Zustand, und als eine Folge ist eine Maschinensollausgabe D240, die durch einen Maschinensollausgabeberechnungsblock 140 erhalten wird, ein Wert, der durch Addieren der Gebläseleistung, die durch den Gebläseleistungsberechnungsblock 234 erhalten wird, zu der Pumpenabsorptionsleistung erhalten wird, die von einer Betriebsvorrichtung 237 ausgegeben wird.
Es sei angemerkt, dass die Schwenkleistung durch Berechnen des folgenden Ausdrucks erhalten werden kann: Schwenkleistung (kW) = 2π ÷ 60 × Schwenkmotormaschinendrehzahl × Schwenkmotormoment ÷ 1000 × Koeffizient (Festlegungswert). Es sei angemerkt, dass das Gebläse ein Gebläse (Zusatzgerät) ist, das in der Nähe eines Radiators zum Kühlen der Maschine 17 vorgesehen ist, und das Gebläse bläst Luft zu dem Radiator und wird in Synchronisation mit einem Antreiben der Maschine 17 gedreht und angetrieben. Zusätzlich zu der Gebläseleistung kann eine Berechnung durch Addieren einer Klimaanlagenleistung (Klimaanlagenleistung) einer Klimaanlage (Zusatzgerät) durchgeführt werden, die in Synchronisation mit einem Antreiben der Maschine 17 gedreht und angetrieben wird. Es sei angemerkt, dass die Klimaanlage ein Klimatisierungsgerät zum Klimatisieren in dem Führerhaus 6 ist. Es sei angemerkt, dass die Gebläseleistung durch eine vereinfachte Berechnung unter Verwendung des folgenden Ausdrucks erhalten werden kann: Gebläseleistung = Gebläsenennleistung × (Maschinendrehzahl/Maschinendrehzahl, wenn das Gebläse bei der Nenndrehzahl ist)³. Es sei angemerkt, dass die Schwenkleistung und die Generatorausgabe zu dem Pumpenausgabegrenzwert addiert/von diesem subtrahiert werden, wie in 8 dargestellt ist. Der Hybridbagger 1 verwendet den Schwenkmotor 24, der durch die Elektrizitätsantriebsquelle elektrisch angetrieben wird, die sich von der Antriebsquelle der Maschine 17 unterscheidet, und deshalb ist es notwendig, die Schwenkleistung zu erhalten und den Wert des Schwenkens von dem Pumpenausgabegrenzwert abzuziehen. Wenn der Generator 19 elektrische Leistung erzeugt, ist die Generatorausgabe derart definiert, dass der Wert ein negatives Vorzeichen hat, und eine Einheit 233 zum Auswählen eines minimalen Werts vergleicht ihn mit dem Nullwert 232, und ein negativer Wert wird von dem Pumpenausgabegrenzwert abgezogen, und deshalb ist dies im Wesentlichen eine Addition. Wenn der Generator 19 die Ausgabe der Maschine 17 unterstützt, hat der Wert der Generatorausgabe ein positives Vorzeichen. Wenn der Generator 19 elektrische Leistung erzeugt, ist die Generatorausgabe ein negativer Wert, und deshalb wird, nachdem die Minimalwertauswahl mit dem Nullwert 232 durchgeführt worden ist, die negative Generatorausgabe von der Pumpenausgabegrenze subtrahiert, und die Generatorausgabe wird im Wesentlichen zu der Pumpenausgabegrenze addiert. Im Speziellen, nur wenn die Generatorausgabe D109 ein negativer Wert ist, wird eine Addition durchgeführt. Der Generator 19 unterstützt die Maschine 17, um das Ansprechverhalten der Arbeitsmaschine 3 zu verbessern, wenn es notwendig ist, die Maschinendrehzahl von einer vorbestimmten Drehzahl zu einer höheren Maschinendrehzahl zu erhöhen, aber wenn die Ausgabe zum Unterstützen der Maschine 17 als die Maschinenausgabe zu diesem Moment weggelassen ist, wird das Ansprechverhalten der Arbeitsmaschine 3 nicht erreicht, und deshalb wird, selbst obwohl die Maschine 17 unterstützt wird, die maximale Maschinenausgabe nicht verringert. Im Speziellen, selbst falls die positive Generatorausgabe in die Einheit 233 zur Auswahl eines minimalen Werts eingegeben wird, wird die Minimalwertauswahl mit dem Nullwert 232 durchgeführt, wodurch Null von der Einheit 232 zur Auswahl eines minimalen Werts ausgegeben wird, und die maximale Maschinenausgabe D230 wird erhalten, ohne dass eine Subtraktion von der Pumpenausgabegrenze nicht durchgeführt wird.
9 ist ein detaillierter Steuerungsablauf des Maschinensollausgabeberechnungsblocks 140. Wie in 9 dargestellt ist, berechnet der Maschinensollausgabeberechnungsblock 140 die Maschinensollausgabe D240. Eine Subtraktionseinheit 243 subtrahiert einen Maschinenausgabeadditionsversatzwert 241, der als ein fester Wert festgelegt ist, von der vorherigen Maschinensollausgabe D240, die vorher berechnet worden ist. Eine Subtraktionseinheit 244 erhält eine Abweichung, die durch Subtrahieren einer tatsächlichen Maschinenausgabe, die durch einen Block 242 zur Berechnung einer tatsächlichen Maschinenausgabe berechnet wird, von diesem subtrahierten Wert erhalten wird. Eine Multiplikationseinheit 245 multipliziert diese Abweichung mit einem Wert, der durch Multiplizieren einer gewissen Verstärkung (-Ki) erhalten wird, und eine Integrationseinheit 246 integriert diesen multiplizierten Wert. Eine Additionseinheit 247 addiert die minimale Maschinenausgabe D220, die durch den Block 120 zur Berechnung einer minimalen Maschinenausgabe erhalten und berechnet wird, zu dem Integrationswert. Eine Einheit 248 zur Auswahl eines minimalen Werts (MIN-Auswahl) gibt einen minimalen Wert von einem von dem addierten Wert und der maximalen Maschinenausgabe D230 aus, die durch den Block 130 zur Berechnung einer maximalen Maschinenausgabe erhalten und berechnet wird, und gibt den minimalen Wert als die Maschinensollausgabe D240 aus. Wie in 5 dargestellt ist, wird die Maschinensollausgabe D240 als der Maschinenausgabebefehlswert des Maschinensteuerungsbefehls verwendet, und die Maschinensollausgabe D240 meint die gekrümmte Linie EL eines Maschinenausgabebefehlswerts, wie in 3 oder 4 dargstellt ist. Der Block 242 zur Berechnung einer tatsächlichen Maschinenausgabe führt eine Berechnung auf der Basis der Kraftstoffeinspritzmenge und der Maschinendrehzahl, die durch die Maschinensteuerungseinrichtung 30 befehligt ist, dem Maschinenmoment D107, das von einer Atmosphärentemperatur und dergleichen vorausgesagt ist, der Maschinendrehzahl D108, die durch einen nicht dargestellten Maschinendrehzahlsensor erfasst wird, unter Verwendung des folgenden Ausdrucks durch: tatsächliche Maschinenausgabe (kW) = 2π ÷ 60 × Maschinendrehzahl × Maschinenmoment ÷ 1000, und erhält die tatsächliche Maschinenausgabe.
10 ist ein detaillierter Steuerungsablauf eines Blocks 150 zur Berechnung einer minimalen Übereinstimmungsmaschinendrehzahl. Wie in 10 dargestellt ist, berechnet der Block 150 zur Berechnung einer minimalen Übereinstimmungsmaschinendrehzahl eine minimale Übereinstimmungsmaschinendrehzahl D150, die die Maschinendrehzahl ist, die während einer Arbeit wenigstens erhöht werden sollte. Die minimale Übereinstimmungsmaschinendrehzahl D150 ist derart, dass jeder Wert, der durch Umwandeln jedes Hebelwertsignals D100 mit einer Hebelwert/minimale Übereinstimmungsmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 251 erhalten wird, als ein Kandidatenwert der minimalen Übereinstimmungsmaschinendrehzahl D150 verwendet wird, der zu jeder Einheit 257 zur Auswahl eines maximalen Werts (MAX-Auswahl) ausgegeben wird.
Andererseits ist die Nichtlastmaschinendrehzahl/Übereinstimmungsmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 252 derart, dass, wie die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl np1, die Maschinendrehzahl an dem Schnittpunkt der Sinklinie DL und der Sollübereinstimmungsroute ML, die bei der maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl np2 schneidet, als eine Übereinstimmungsmaschinendrehzahl np2' verwendet wird, und die maximale Nichtlastmaschinendrehzahl D210 (np2), die durch den Block 110 zur Berechnung einer maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl erhalten wird, wird umgewandelt und ausgegeben (siehe 14). Des Weiteren wird eine Niedriggeschwindigkeitsversatzmaschinendrehzahl von der Übereinstimmungsmaschinendrehzahl np2' subtrahiert, und der Wert, der als das Ergebnis erhalten wird, wird zu der Einheit 257 zur Auswahl eines maximalen Werts (MAX-Auswahl) als ein Kandidatenwert der minimalen Übereinstimmungsdrehzahl D150 ausgegeben. Der Grund, warum die Niedriggeschwindigkeitsversatzmaschinendrehzahl verwendet wird, und die Größe des Werts werden später im Detail erklärt.
Eine Schwenkmotormaschinendrehzahl/minimale Übereinstimmungsmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 250 ist derart, dass die Schwenkmotormaschinendrehzahl D101 als ein Kandidatenwert der minimalen Übereinstimmungsmaschinendrehzahl D150 umgewandelt wird und zu der Einheit 257 zur Auswahl eines maximalen Werts ausgegeben wird. Die Schwenkmotormaschinendrehzahl D101 ist ein Wert, der durch Erfassen der Schwenkmotormaschinendrehzahl (Geschwindigkeit) des Schwenkmotors 24 von 2 unter Verwendung eines Drehsensors, wie eines Drehgebers und eines Drehmelders, erhalten wird. Wie in 10 dargestellt ist, ist die Schwenkmotormaschinendrehzahl/minimale Übereinstimmungsmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 250 derart, dass, wenn die Schwenkmotormaschinendrehzahl D101 Null ist, die minimale Übereinstimmungsmaschinendrehzahl erhöht wird, und die Umwandlung der Schwenkmotormaschinendrehzahl D101 wird in solchen Charakteristiken durchgeführt, dass, wenn sich die Schwenkmotormaschinendrehzahl D101 erhöht, sich die minimale Übereinstimmungsmaschinendrehzahl verringert.
In diesem Fall hat der Generator 19 eine Festlegung des Grenzwerts des Moments, das maximal ausgegeben werden kann (maximales Generatormoment), und deshalb ist es, um elektrische Leistung mit einem gewissen Grad einer hohen Ausgabe zu erzeugen, notwendig, die Maschinendrehzahl zu erhöhen. Aus diesem Grund wird die Maschinendrehzahl, die wenigstens erhöht werden sollte, unter Verwendung einer Generatorausgabe/Übereinstimmungsmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 256 von der Größe der Generatorausgabe erhalten, die je nach Notwendigkeit erfordert ist, und diese Maschinendrehzahl, die auf diese Weise erhalten wird, wird zu der Einheit 257 zur Auswahl eines maximalen Werts (MAX-Auswahl) als ein Kandidatenwert der minimalen Übereinstimmungsmaschinendrehzahl D150 ausgegeben. Da die Generatorausgabe D109 negativ ist, ist ein Gate 255, das an einer Stufe stromabwärts der Generatorausgabe D109 vorgesehen ist, vorgesehen, um die Generatorausgabe D109 zu einem positiven Wert umzuwandeln.
Diese Einheit 257 zur Auswahl eines maximalen Werts wählt den maximalen Wert dieser minimalen Übereinstimmungsmaschinendrehzahlen aus, und gibt ihn als die minimale Übereinstimmungsmaschinendrehzahl D150 aus.
In diesem Fall, wenn in dieser Ausführungsform die Last verlorengeht, erhöht sich die Maschinendrehzahl höchstens auf die maximale Nichtlastmaschinendrehzahl np2, und wenn die Last in ausreichender Weise aufgebracht ist, verringert sich die Maschinendrehzahl auf die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl np1. In diesem Fall ändert sich die Maschinendrehzahl stark gemäß der Größe der Last. Die Bedienperson des Hybridbaggers 1 kann sich mit dieser starken Änderung der Maschinendrehzahl (Gefühl eines Leistungsdefizits) unwohl fühlen, falls die Leistung des Hybridbaggers 1 nicht erhalten wird. Deshalb kann, wie in 14 dargestellt ist, das Unbehaglichkeitsgefühl durch Ändern der Breite einer Änderung der Maschinendrehzahl gemäß der Größe der Niedriggeschwindigkeitsversatzmaschinendrehzahl, die auf diese Weise festgelegt ist, unter Verwendung der Niedriggeschwindigkeitsversatzmaschinendrehzahl beseitigt werden. Im Speziellen, wenn die Niedriggeschwindigkeitsversatzmaschinendrehzahl verringert wird, verringert sich die Breite einer Änderung der Maschinendrehzahl, und wenn die Niedriggeschwindigkeitsversatzmaschinendrehzahl sich erhöht, wird die Breite einer Änderung der Maschinendrehzahl erhöht. Selbst falls die Breite der Änderung der Maschinendrehzahl die gleiche ist, kann sich die Weise, wie sich die Bedienperson unwohl fühlt, gemäß dem Betriebszustand des Hybridbaggers, wie dem Zustand einer Drehung des oberen Schwenkkörpers 2, und dem Zustand einer Baggerarbeit der Arbeitsmaschine 3 unterscheiden. Im Vergleich zu einem Zustand, in dem die Arbeitsmaschine 3 eine Baggerarbeit durchführt, ist es in einem Zustand, in dem der obere Schwenkkörper 2 verschwenkt ist, weniger wahrscheinlich, dass die Bedienperson fühlt, dass die Leistung ungenügend ist, selbst falls die Maschinendrehzahl etwas verringert ist, und deshalb würde in dem Zustand, in dem der obere Schwenkkörper 2 verschwenkt ist, kein Problem verursacht durch Festlegen der Maschinendrehzahl auf ein Niveau niedriger als in dem Zustand, in dem die Arbeitsmaschine 3 eine Baggerarbeit durchführt. In diesem Fall verringert sich die Maschinendrehzahl, und deshalb verbessert sich die Kraftstoffeffizienz. Dies ist nicht nur auf das Schwenken begrenzt, und solch eine Festlegung der Breite der Änderung der Maschinendrehzahl kann auch gemäß einem Betrieb von anderen Stellgliedern erreicht werden.
Das Momentliniendiagramm, wie es in 14 dargestellt ist, wird als eine zusätzliche Erklärung erklärt. HP1 bis HP5 in dem Graphen, der in 14 dargestellt ist, entsprechen der Linie J gleicher Leistung, die in 21 dargestellt ist, und ps kennzeichnet eine Leistungseinheit (Ps), und die Leistung erhöht sich von HP1 bis HP5, und fünf gekrümmte Linien sind als Beispiele dargestellt. Die gekrümmte Linie gleicher Leistung (gekrümmte Linie eines Maschinenausgabebefehlwerts) EL wird gemäß dem erforderten Maschinenausgabebefehlswert erhalten und festgelegt. Deshalb ist die gekrümmte Linie gleicher Leistung (gekrümmte Linie eines Maschinenausgabebefehlswerts) EL nicht auf fünf Fälle von HP1 bis HP5 beschränkt, und zahlreiche Linien sind vorhanden, und eine Auswahl aus diesen wird getroffen. 14 stellt einen Fall dar, in dem die gekrümmte Linie gleicher Leistung (gekrümmte Linie eines Maschinenausgabebefehlswerts) EL, deren Leistung eine Leistung zwischen HP3ps und HP4ps ist, erhalten und festgelegt wird.
11 ist ein detaillierter Steuerungsablauf eines Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahlberechnungsblocks 160. Wie in 11 dargestellt ist, berechnet der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahlberechnungsblock 160 die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl np1 (D260), wie in 3 dargestellt ist. Die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 ist eine Maschinendrehzahl, bei der die Maschinensollausgabe D240 (gekrümmte Linie EL eines Maschinenausgabebefehlswerts) und die Sollübereinstimmungsroute ML sich schneiden. Die Sollübereinstimmungsroute ML ist festgelegt, um durch Punkte zu verlaufen, an denen die Kraftstoffverbrauchsrate hoch ist, wenn die Maschine 17 mit einem gewissen Niveau einer Maschinenausgabe arbeitet, und deshalb wird die Sollübereinstimmungsmaschinengeschwindigkeit D260 bevorzugt an einem Schnittpunkt auf dieser Sollübereinstimmungsroute ML mit der Maschinensollausgabe D240 bestimmt. Aus diesem Grund ist eine Maschinensollausgabe/Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 267 derart festgelegt, dass die Maschinensollausgabe D240 (gekrümmte Linie EL eines Maschinenausgabebefehlswerts), die durch den Maschinensollausgabeberechnungsblock 140 erhalten wird, empfangen wird, und die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl an dem Schnittpunkt der Maschinensollausgabe D240 (gekrümmte Linie EL eines Maschinenausgabebefehlswerts) und der Sollübereinstimmungsroute ML wird erhalten und wird zu einer Einheit 269 zur Auswahl eines maximalen Werts (MAX-Auswahl) ausgegeben.
Jedoch ist gemäß dem Betrieb, der durch den Block 150 zur Berechnung einer minimalen Übereinstimmungsmaschinendrehzahl, wie in 10 dargestellt ist, durchgeführt wird, wenn die Breite einer Änderung der Maschinendrehzahl verringert ist, die minimale Übereinstimmungsnaschinendrehzahl D150 größer als die Übereinstimmungsmaschinendrehzahl, die durch die Maschinensollausgabe/Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 267 erhalten wird. Aus diesem Grund vergleicht die Einheit 269 zum Auswählen eines maximalen Werts (MAX-Auswahl) die minimale Übereinstimmungsmaschinendrehzahl D150 und die Übereinstimmungsmaschinendrehzahl, die von der Maschinensollausgabe D240 erhalten wird, und wählt den maximalen Wert aus und verwendet ihn als einen Kandidatenwert der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260, wodurch die Untergrenze der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl begrenzt wird. In 14, wenn die Niedriggeschwindigkeitsversatzmaschinendrehzahl klein ist, ist der Sollübereinstimmungspunkt nicht MP1, sondern ist MP1', obwohl er sich außerhalb der Sollübereinstimmungsroute ML befindet, und die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 ist nicht np1, sondern ist np1'. Wie die maximale Nichtlastmaschinendrehzahl D210, die durch den Block 110 zur Berechnung einer maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl erhalten wird, ist die Obergrenze der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 auch durch den Festlegungswert des Kraftstoffeinstellschalters 28 (des Drosselschalters D103) begrenzt. Im Speziellen ist eine Drosselschalter/Sollübereinstimmungsmaschinengeschwindigkeits-Umwandlungstabelle 268 derart, dass der Festlegungswert des Kraftstoffeinstellschalters 28 (Drosselschalter D103) empfangen wird, und ein Kandidatenwert der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260, der in die Übereinstimmunngsmaschinendrehzahl des Schnittpunkts der Sollübereinstimmungsroute ML und der Sinklinie entsprechend dem festgelegten Wert des Kraftstoffeinstellschalters 28 (des Drosselschalters D103) (Absinklinie, die von der Maschinendrehzahl entsprechend dem festgelegten Wert des Kraftstoffeinstellschalters 28 (des Drosselschalters D103) in dem Momentliniendiagramm gezogen werden kann) umgewandelt ist, wird ausgegeben, und der Kandidatenwert der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260, der auf diese Weise ausgegeben wird, und der Kandidatenwert der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260, der durch die Einheit 269 zur Auswahl eines maximalen Werts ausgewählt ist, werden durch eine Einheit 270 zum Auswählen eines minimalen Werts (MIN-Auswahl) verglichen, und der minimale Wert wird ausgewählt, so dass die endgültige Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 ausgegeben wird.
In diesem Fall ist die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 grundsätzlich die Maschinendrehzahl an dem Schnittpunkt der Maschinensollausgabe und der Sollübereinstimmungsroute ML, aber, wie in 8 dargestellt ist, ist die maximale Maschinenausgabe D230 ein Wert, der durch Addieren der Gebläseleistung und der Generatorausgabe zu dem Pumpenausgabegrenzwert erhalten wird, und unter Verwendung dieser maximalen Maschinenausgabe D230 wird die Maschinensollausgabe D240 bestimmt, wie in 9 dargestellt ist. Des Weiteren wird, wie in 11 dargestellt ist, die Maschinensollausgabe D240 in den Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahlberechnungsblock 160 eingegeben, und die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 wird bestimmt. Der Wert der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 wird gemäß der Generatorausgabe D109 geändert, die von dem Generator 19 angefragt wird.
In diesem Fall ist der Generator 19 nicht effizient, wenn elektrische Leistung mit einem kleinen elektrischen Leistungserzeugungsmoment erzeugt wird. Aus diesem Grund, wenn der Generator 19 elektrische Leistung erzeugt, wird der Generator 19 gesteuert, um elektrische Leistung mit einem Moment zu erzeugen, das gleich wie oder größer als das minimale elektrische Leistungserzeugungsmoment ist, das im Voraus festgelegt ist. Als eine Folge, wenn der Generator den Zustand von dem Zustand, in dem der Generator keine elektrische Leistung erzeugt (elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet), zu dem Zustand ändert, in dem der Generator 19 elektrische Leistung erzeugt (elektrische Leistungserzeugung ist eingeschaltet), wird der eingeschaltete/ausgeschaltete Zustand der elektrischen Leistungserzeugung bei dem minimalen elektrischen Leistungserzeugungsmoment umgeschaltet, und die Generatorausgabe ändert sich diskontinuierlich. Im Speziellen wird der Übereinstimmungspunkt an dem Schnittpunkt der Maschinensollausgabe D240 und der Sollübereinstimmungsroute ML bestimmt, und deshalb ändert sich, gemäß der diskontinuierlichen Änderung der Generatorausgabe D109, eine Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 in starkem Umfang mit dem Umschalten des eingeschalteten/ausgeschalteten Zustands der elektrischen Leistungserzeugung.
Aus diesem Grund ist der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahlberechnungsblock 160 derart, dass ein Block 260 zur Berechnung einer minimalen elektrischen Leistungserzeugungsausgabe die Maschinendrehzahl D108 verwendet, um den folgenden Ausdruck zu berechnen: minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe (kW) = 2π ÷ 60 × Maschinendrehzahl × minimales elektrisches Leistungserzeugungsmoment (Wert ist ein negativer Festlegungswert) ÷ 1000, und die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe wird erhalten, und wenn die erforderte Generatorausgabe geringer als die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe ist, die auf diese Weise gesucht wird, wird die Ausgabe, die für die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe nicht ausreichend ist, zu der Maschinensollausgabe durch die Additionseinheit 266 addiert, und unter Verwendung der addierten Maschinensollausgabe wird sie als ein Kandidatenwert der Sollübereinstimmungsdrehzahl mit der Maschinensollausgabe/Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahll-Umwandlungstabelle 267 berechnet, so dass die Änderung der Maschinendrehzahl aufgrund des eingeschalteten/ausgeschalteten Zustands der elektrischen Leistungserzeugung verhindert wird. Wenn es keine erforderte Generatorausgabe gibt (wenn beispielsweise die Ausgabe der Maschine 17 zu unterstützen ist), führt eine Einheit 262 zur Auswahl eines minimalen Werts (MIN-Auswahl) bei einer Stufe stromabwärts der Generatorausgabe D109 einen Vergleich mit einem Nullwert 261 zur Nullausgabe durch. Deshalb wird nichts zu der Maschinensollausgabe D240 addiert. Eine Einheit 265 zum Auswählen eines maximalen Werts (MAX-Auswahl) ist derart, dass, wenn die erforderte Generatorausgabe gleich wie oder größer als die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe ist, die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe nicht ungenügend ist, und deshalb ist es nicht notwendig, eine Addition zu der Maschinensollausgabe D240 durchzuführen. Deshalb wird ein negativer Wert in die Einheit 265 zum Auswählen eines maximalen Werts eingegeben, und Null, was der maximale Wert ist, wird in dem Vergleich mit einem Nullwert 264 ausgewählt, und die Einheit 265 zum Auswählen eines maximalen Werts gibt Null aus. Wie in dem Ausdruck zum Erhalten der minimalen elektrischen Leistungserzeugungsausgabe zeigt die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe einen negativen Wert an. Dies ist so, weil das minimale elektrische Leistungserzeugungsmoment als ein negativer Wert festgelegt ist. Wie in 11 dargestellt ist, wenn die elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet ist, wird die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe in eine Betriebsvorrichtung 263 eingegeben, aber die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe ist ein negativer Wert, und in der Betätigungsvorrichtung 263 wird aus Minus und Minus Plus erhalten. Die positive minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe wird zu der Maschinensollausgabe D240 durch die Betriebsvorrichtung 266 addiert. Auf diese Weise wird die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl npa' erhalten. Wenn die elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet ist, wird die Maschine mit der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl npa' auf der Maschinensollausgabe ELa angetrieben, wie in 15 dargestellt ist, aber da die elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet ist, hat die Maschinensollausgabe ELa einen Wert, der durch Addieren der Gebläseleistung zu der Pumpenabsorptionsleistung erhalten wird. Wie jedoch vorstehend beschrieben ist, wird bei der Sollübereinstimmungsmaschinengeschwindigkeit npa' die Maschine 17 bei dem Übereinstimmungspunkt Ma' angetrieben, aber wenn die elektrische Leistungserzeugung eingeschaltet ist, wird die Maschine 17 mit der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl npa' angetrieben, bis die erforderte Generatorausgabe D109 die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe (Pm) erreicht, und der Generator 19 erzeugt elektrische Leistung.
12 ist ein detaillierter Steuerungsablauf eines Maschinendrehzahlbefehlswertberechnungsblocks 117. Nachstehend wird eine Erklärung mit Bezug auf das Momentliniendiagramm gegeben, das in 4 dargestellt ist. Wie in 12 dargestellt ist, ist der Maschinengeschwindigkeitsbefehlswertberechnungsblock 170 derart, dass auf der Basis der Pumpenkapazitäten D110, D111, die auf der Basis der Taumelscheibenwinkel erhalten werden, die durch die Taumelscheibenwinkelsensoren 18a der zwei hydraulischen Pumpen 18 erfasst werden, eine Durchschnittseinheit 271 eine Durchschnittspumpenkapazität berechnet, die durch Mitteln der Pumpenkapazitäten D110, D111 erhalten wird, und gemäß der Größe der Durchschnittspumpenkapazität erhält ein Maschinendrehzahlbefehlsauswahlblock 273 einen Maschinendrehzahlbefehlswert D270 (maximale Nichtlastmaschinendrehzahl np2). Im Speziellen ist der Maschinendrehzahlbefehlsauswahlblock 273 derart, dass, wenn die Durchschnittspumpenkapazität größer als ein gewisser Festlegungswert (Schwellenwert) ist, der Maschinendrehzahlbefehlswert D270 näher zu der maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl np2 (D210) gebracht wird. Im Speziellen wird die Maschinendrehzahl erhöht. Andererseits, wenn die Durchschnittspumpenkapazität geringer als ein gewisser Festlegungswert ist, wird sie näher zu einer Maschinendrehzahl nm1 gebracht, die später erklärt wird, d. h. die Maschinendrehzahl wird verringert. Eine Maschinendrehzahl entsprechend einer Position, wo das Maschinenmoment entlang der Sinklinie von dem Schnittpunkt des Moments auf dem Sollübereinstimmungspunkt MP1 und der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl np1 (D260) Null ist, wird als eine Nichtlastmaschinendrehzahl np1a verwendet, und die Maschinendrehzahl nm1 wird als ein Wert erhalten, der durch Addieren eines Untergrenzenmaschinendrehzahlversatzwerts Δnm zu der Nichtlastmaschinendrehzahl np1a erhalten wird. Es sei angemerkt, dass die Umwandlung in die Nichtlastmaschinendrehzahl entsprechend der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 durch eine Übereinstimmungsmaschinendrehzahl/Nichtlastmaschinendrehzahl-Umwandlungstabelle 272 durchgeführt wird. Deshalb wird der Maschinendrehzahlbefehlswert D270 zwischen der minimalen Nichtlastmaschinendrehzahl nm1 und der maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl np2 gemäß dem Zustand der Pumpenkapazität bestimmt. Der Untergrenzenmaschinendrehzahlversatzwert Δnm ist ein Wert, der im Voraus festgelegt ist, und ist in dem Memory der Maschinensteuerungseinrichtung 30 gespeichert.
Dies wird genauer erklärt. Wenn die Durchschnittspumpenkapazität größer als ein gewisser Festlegungswert q_com1 ist, wird der Maschinendrehzahlbefehlswert D270 näher zu der maximalen Nichtlastmaschinendrehzahl np2 gebracht, und wenn die Durchschnittspumpenkapazität geringer als der gewisse Festlegungswert q_com1 ist, wird sie näher zu dem erhaltenen Wert unter Verwendung des folgenden Ausdrucks gebracht: Maschinendrehzahlbefehlswert D270 = Maschinendrehzahl np1a, die durch Umwandeln der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl np1 in eine Nichtlastmaschinendrehzahl erhalten wird, + Untergrenzenmaschinendrehzahlversatzwert Δnm. Die Sinklinie kann durch den auf diese Weise erhaltenen Maschinendrehzahlbefehlswert D270 gesteuert werden, und wenn die Pumpenkapazität ausreichend ist (wenn die Durchschnittspumpenkapazität geringer als ein gewisser Festlegungswert ist), kann die Maschinendrehzahl verringert werden (Maschinendrehzahl wird als nm1 (minimale Nichtlastmaschinendrehzahl) festgelegt), wie in 4 dargestellt ist, und die Kraftstoffeffizienz kann verbessert werden, während der Kraftstoffverbrauch unterdrückt wird. Der Festlegungswert q_com1 ist ein Wert, der im Voraus festgelegt ist, und ist in dem Memory der Pumpensteuerungseinrichtung 33 gespeichert. Es sei angemerkt, dass der Festlegungswert q_com1 zwei Festlegungswerte sowohl für die Maschinendrehzahlerhöhungsseite als auch die Maschinendrehzahlverringerungsseite hat, und ein Bereich kann festgelegt sein, in dem sich die Maschinendrehzahl nicht ändert.
13 ist ein detaillierter Steuerungsablauf eines Pumpenabsorptionsmomentbefehlswertberechnungsblocks 180. Wie in 13 dargestellt ist, verwendet der Pumpenabsorptionsmomentbefehlswertberechnungsblock 180 die gegenwärtige Maschinendrehzahl D108, die Maschinensollausgabe D240 und die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260, um einen Pumpenabsorptionsmomentbefehlswert D280 zu erhalten. Ein Gebläseleistungsberechnungsblock 280 verwendet die Maschinendrehzahl D108, um die Gebläseleistung zu berechnen. Es sei angemerkt, dass die Gebläseleistung unter Verwendung eines Ausdrucks erhalten wird, der vorstehend erklärt ist. Die Subtraktionseinheit 283 gibt die Ausgabe, die durch Subtrahieren der Gebläseleistung erhalten wird, die auf diese Weise von der Maschinensollausgabe D240 erhalten wird, die durch den Maschinensollausgabeberechnungsblock 140 erhalten wird (Pumpensollabsorptionsleistung), in einen Block 284 zur Berechnung einer Pumpensollübereinstimmungsmaschinendrehzahl und eines Pumpensollübereinstimmungsmaschinenmoments ein. In diesem Fall wird die Ausgabe, die durch Subtrahieren nicht nur der Gebläseleistung sondern auch der Generatorausgabe D109 von der Maschinensollausgabe D240 (Pumpensollabsorptionsleistung) erhalten wird, zu dem Block 284 zur Berechnung einer Pumpensollübereinstimmungsmaschinendrehzahl und eines Pumpensollübereinstimmungsmaschinenmoments ausgegeben. Der Wert der erforderten Generatorausgabe hat ein negatives Vorzeichen, und deshalb wird der minimale Wert im Vergleich mit einem Nullwert 281 durch eine Einheit 282 zur Auswahl eines minimalen Werts (MIN-Auswahl) ausgewählt, und der ausgewählte Wert wird durch die Betriebseinheit 283 zu der Maschinensollausgabe D240 addiert, und dies bedeutet im Wesentlichen, dass die Generatorausgabe D109 von der Maschinensollausgabe D240 subtrahiert wird.
Des Weiteren empfängt dieser Block 284 zur Berechnung einer Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl und eines Sollübereinstimmungsmaschinenmoments die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260, die durch den Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahlberechnungsblock 160 erhalten wird. Die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 ist die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl der hydraulischen Pumpe 18 (Pumpensollübereinstimmungsmaschinendrehzahl). Somit berechnet der Block 284 zur Berechnung einer Pumpensollübereinstimmungsmaschinendrehzahl und eines Pumpensollübereinstimmungsmaschinenmoments, wie in dem folgenden Ausdruck gezeigt ist, ein Pumpensollübereinstimmungsmoment = (60 × 1000 × (Maschinensollausgabe – Gebläseleistung))/(2π × Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl). Das erhaltene Pumpensollübereinstimmungsmoment wird zu einem Pumpenabsorptionsmomentberechnungsblock 285 ausgegeben.
Der Pumpenabsorptionsmomentberechnungsblock 285 empfängt das Pumpensollübereinstimmungsmoment, das von dem Block 284 zur Berechnung einer Pumpensollübereinstimmungsmaschinendrehzahl und eines Pumpensollübereinstimmungsmoments ausgegeben wird, die Maschinendrehzahl 108, die durch den Drehsensor erfasst wird, und die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260. Der Pumpenabsorptionsnomentberechnungsblock 285 berechnet, wie in dem folgenden Ausdruck gezeigt ist, ein Pumpenabsorptionsmoment = Pumpensollübereinstimmungsmoment – Kp × (Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl – Maschinendrehzahl) und gibt den Pumpenabsorptionsmomentbefehlswert D280 als ein Ergebnis der Berechnung aus. In diesem Fall bezeichnet Kp eine Steuerverstärkung.
Solch ein Steuerungsablauf wird ausgeführt, wodurch, wenn die tatsächliche Maschinendrehzahl D108 größer als die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 ist, sich der Pumpenabsorptionsmomentbefehlswert D280 erhöht, wie von dem vorstehenden Ausdruck verstanden werden kann, und im Gegensatz dazu, wenn die tatsächliche Maschinendrehzahl D108 geringer ist als die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260, verringert sich der Pumpenabsorptionsmomentbefehlswert D280. Andererseits wird die Ausgabe der Maschine so gesteuert, dass die Maschinensollausgabe D240 die obere Grenze erreicht, und deshalb ist als eine Folge die Maschinendrehzahl derart, dass die Maschine 17 stabil bei einer Maschinendrehzahl in der Nähe der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 angetrieben wird.
In diesem Fall ist, wie in 15 gezeigt ist, die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260, die durch den Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahlberechnungsblock 160 berechnet wird, der vorstehend erklärt ist, derart, dass, wenn die elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet ist, ein Schnittpunkt der Sollübereinstimmungsroute ML und der gekrümmten Linie ELa eines Maschinenausgabebefehlswerts, die die Maschinensollausgabe D240 anzeigt, wenn die elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet ist, ein Sollübereinstimmungspunkt Ma ist, und die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 ist eine Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl npa zu diesem Moment. Wenn eine elektrische Leistungserzeugung mit der minimalen elektrischen Leistungserzeugungsausgabe Pm durchgeführt wird, wird eine gekrümmte Linie ELb eines Maschinenausgabebefehlswerts, die die Maschinensollausgabe D240 anzeigt, die die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe Pm erfüllt, verwendet, und ein Schnittpunkt der gekrümmten Linie ELb für einen Maschinenausgabebefehlswert und der Sollübereinstimmungsroute ML ist ein Sollübereinstimmungspunkt Mb, und die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl D260 ist eine Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl npa' zu diesem Moment.
Wenn die Maschinensteuerung, die in 11 dargestellt ist, nicht durchgeführt wird, ist die tatsächliche elektrische Leistungserzeugungsausgabe klein, wobei die elektrische Leistungserzeugung geringer als eine minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe Pm ist, und deshalb tritt ein Übergang zwischen den Sollübereinstimmungspunkten Ma, Mb häufig aufgrund des Einschaltens/Ausschaltens der elektrischen Leistungserzeugung auf, und zu dieser Gelegenheit ändert sich die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl häufig. In dieser Ausführungsform, wenn die elektrische Leistungserzeugung geringer als die minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe Pm ist, ist die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl als npa' im Voraus festgelegt, wenn die elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet ist, und die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl ändert sich nicht aufgrund des Einschalten/Ausschaltens der elektrischen Leistungserzeugung. Dann, wenn die elektrischen Leistungserzeugung ausgeschaltet ist, ist der Sollübereinstimmungspunkt ein Schnittpunkt Ma' zwischen der gekrümmten Linie ELa eines Maschinenausgabebefehlswerts und der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl npa'. Deshalb, wenn die Maschinensteuerung, die in 11 dargestellt ist, nicht durchgeführt wird, ändert sich der Übereinstimmungspunkt wie folgt: Ma → Mb → Mc, gemäß der Erhöhung der Generatorausgabe, aber in dieser Ausführungsform ändert sich der Übereinstimmungspunkt wie folgt: Ma' → Mb → Mc, gemäß der Erhöhung der Generatorausgabe, und wenn die Generatorausgabe solch ein Niveau ist, dass das Einschalten/Ausschalten der elektrischen Leistungserzeugung umgeschaltet wird (Übergang des eingeschalteten/ausgeschalteten Zustands der elektrischen Leistungserzeugung), ändert sich die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl nicht, und die Bedienperson des Hybridbaggers 1 fühlt sich nicht unwohl.
In dem Maschinendrehzahlbefehlswertberechnungsblock 170 ist, wie vorstehend beschrieben ist, der minimale Wert des Maschinendrehzahlbefehlswerts D270 ein Wert, der durch Berechnung von: Maschinendrehzahlbefehlswert = Maschinendrehzahl np1a, die durch Umwandeln einer Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl np1 in eine Nichtlastmaschinendrehzahl erhalten wird + Untergrenzenmaschinendrehzahlversatzwert Δnm, erhalten wird, und die Sinklinie der Maschine mit Bezug auf die Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl ist auf eine hohe Maschinendrehzahl wenigstens in Anbetracht des Untergrenzenmaschinendrehzahlversatzwerts Δnm festgelegt. Deshalb wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn das tatsächliche Absorptionsmoment (tatsächliches Pumpenabsorptionsmoment) der hydraulischen Pumpe 18 sich mit Bezug auf den Pumpenabsorptionsmomentbefehl ein wenig ändert, die Übereinstimmung innerhalb eines Bereichs von der Sinklinie entfernt erreicht, und selbst wenn sich die Übereinstimmungsmaschinendrehzahl der Maschine 17 ein wenig ändert, wird die Maschinenausgabe auf der gekrümmten Linie EL für einen Maschinenausgabewert begrenzt, und die Maschinensollausgabe wird gesteuert, um ein gewisses Niveau zu haben, und deshalb, selbst wenn das tatsächliche Absorptionsmoment (tatsächliches Pumpenabsorptionsmoment) mit Bezug auf den Pumpenabsorptionsmomentbefehl schwankt, kann eine Schwankung der Maschinenausgabe verringert werden. Als eine Folge kann auch eine Schwankung der Kraftstoffeffizienz verringert werden, und die Spezifikation der Kraftstoffeffizienz des Hybridbaggers 1 kann erfüllt werden. Die Spezifikation der Kraftstoffeffizienz ist beispielsweise, dass die Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu einem herkömmlichen Hybridbagger um 10% verringert werden kann.
Im Speziellen wurde, wie in 16 dargestellt ist, in der Vergangenheit ein Schnittpunkt der Pumpenabsorptionsmomentlinie PL und der Sollübereinstimmungsmaschinendrehzahl als ein Sollübereinstimmungspunkt MP1 verwendet, und deshalb, wenn das nachfolgende Verhalten der hydraulischen Pumpe stark schwankt, schwankt demzufolge die Maschinenausgabe stark auf der Sinklinie DL. Als eine Folge schwankt die Kraftstoffeffizienz stark, und es kann einen Fall geben, in dem es schwierig sein kann, die Spezifikation der Kraftstoffeffizienz des Hybridbaggers 1 zu erfüllen. Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 17 dargestellt ist, der Schnittpunkt zwischen der Pumpenabsorptionsmomentlinie PL und der gekrümmten Linie EL eines Maschinenausgabebefehlswerts, die die gekrümmte Linie gleicher Leistung ist und die Obergrenze der Maschinenausgabe anzeigt, als der Sollübereinstimmungspunkt MP1 verwendet, und selbst wenn das anschließende Verhalten der hydraulischen Pumpe stark schwankt, schwankt der Sollübereinstimmungspunkt MP1 entlang der gekrümmten Linie EL für einen Maschinenausgabebefehlswert. Deshalb schwankt die Maschinenausgabe kaum, und als eine Folge schwankt die Kraftstoffeffizienz kaum.
In der herkömmlichen Maschinensteuerung passiert, wie in 18 dargestellt ist, in einem Übergangszustand, in dem sich die Maschine 17 von dem Zustand einer Leerlaufdrehung zu einer Erhöhung der Maschinendrehzahl ändert, so dass sich die Maschinenausgabe zu dem Sollübereinstimmungspunkt MP1 ändert, die Maschinenausgabe die Sinklinie DL, die die Maximalausgabemomentlinie TL und den Sollübereinstimmungspunkt MP1 passiert, und deshalb wird die Maschinenausgabe während des Übergangs übermäßig größer als die Sollmaschinenausgabe, wie in einem eingeschlossenen Abschnitt A von 18 dargestellt ist, und dies verschlechtert die Kraftstoffeffizienz. Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 19 dargestellt ist, der Schnittpunkt der Pumpenabsorptionsmomentlinie PL und der gekrümmten Linie EL für einen Maschinenausgabebefehlswert als der Sollübereinstimmungspunkt MP1 verwendet, und deshalb ändert sich während des Übergangs die Maschinenausgabe zu dem Sollübereinstimmungspunkt MP1 entlang der gekrümmten Linie EL für einen Maschinenausgabebefehlswert, wie durch einen eingeschlossenen Abschnitt A von 19 dargestellt ist. Aus diesem Grund kann selbst in dem Übergang die gleiche Maschinenausgabe wie die Sollmaschinenausgabe erhalten werden, und dies verbessert die Kraftstoffeffizienz.
Bezugszeichenliste

1: Hybridbagger
2: Fahrzeughauptkörper
3: Arbeitsmaschine
4: unterer Fahrkörper
5: oberer Schwenkkörper
11: Ausleger
12: Arm
13: Schaufel
14: Auslegerzylinder
15: Armzylinder
16: Schaufelzylinder
17: Maschine
18: Hydraulische Pumpe
18a: Taumelscheibenwinkelsensor
19: Generator
20: Steuerungsventil
20a: Pumpendruckerfassungseinheit
21: Fahrmotor
22: Kondensator
23: Inverter
23a: Hybridsteuerungseinrichtung
24: Schwenkmotor
25: Drehsensor
26: Betätigungshebel
27: Hebelbetätigungsbetragerfassungseinheit
28: Kraftstoffeinstellschalter
29: Modusumschalteinheit
30: Maschinensteuerungseinrichtung
32: Common-Rail-Steuerungseinheit
33: Pumpensteuerungseinrichtung

Claims

Maschinensteuerungsvorrichtung einer Arbeitsmaschine mit: einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Antriebszustands einer Arbeitsmaschine, die einen Generator verwendet; einer Sollmaschinendrehzahlfestlegungseinrichtung zum Bewirken auf der Basis des Antriebszustands, dass eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem eine elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, die gleiche ist wie eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist; und einer Maschinensollausgabeberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Maschinensollausgabe während einer ausgeschalteten elektrischen Leistungserzeugung, die höchstens ausgegeben werden kann, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, wobei die Maschinensollausgabeberechnungseinrichtung eine Maschinensollausgabe berechnet, die durch Addieren einer Ausgabe entsprechend einem Betrag einer elektrischen Leistungserzeugung durch den Generator zu der Maschinensollausgabe erhalten wird, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist.
Maschinensteuerungsvorrichtung der Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Sollmaschinendrehzahlfestlegungseinrichtung eine Steuerung so durchführt, dass sich eine Maschinendrehzahl während eines Übergangs von der ausgeschalteten elektrischen Leistungserzeugung zu der eingeschalteten elektrischen Leistungserzeugung nicht ändert, bis ein vorbestimmtes elektrisches Leistungserzeugungsmoment zur erhalten wird.
Maschinensteuerungsvorrichtung der Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, wobei das vorbestimmte elektrische Leistungserzeugungsmoment ein minimales elektrisches Leistungserzeugungsmoment ist, das im Voraus festgelegt ist.
Maschinensteuerungsvorrichtung der Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, die des Weiteren Folgendes aufweist: eine Einrichtung zur Berechnung einer elektrischen Leistungserzeugungsausgabe, die eine Maschinendrehzahl der Maschine verwendet, um die vorbestimmte elektrische Leistungserzeugungsausgabe durch den Generator zu erhalten; eine Pumpenabsorptionsleistungsberechnungseinrichtung zum Festlegen einer Absorptionsleistung einer hydraulischen Pumpe; und eine Zusatzgerätleistungsberechnungseinrichtung zum Erhalten einer Leistung eines Zusatzgeräts, das in Synchronisation mit einem Antreiben der Maschine angetrieben wird, wobei die Sollmaschinendrehzahlfestlegungseinrichtung eine Steuerung durchführt, um eine Maschinensollausgabe, die einer Ausgabe entspricht, die durch Addieren der festgelegten Pumpenabsorptionsleistung, der erhaltenden Zusatzgerätleistung und der vorbestimmten elektrischen Leistungserzeugungsausgabe durch den Generator erhalten wird, wenn die elektrische Leistungserzeugung ausgeschaltet ist, erhalten wird, und eine Sollmaschinendrehzahl festlegt, die von einer Sollübereinstimmungsroute definiert ist, die eine Maschinenausgabe zum Antreiben der Maschine mit einer niedrigen Kraftstoffverbrauchsrate anzeigt, und eine Steuerung so durchführt, dass die Maschinendrehzahl, die festgelegt ist, wenn die elektrische Leistungserzeugung eingeschaltet ist, die gleiche wird wie die Sollmaschinendrehzahl.
Maschinensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte elektrische Leistungserzeugungsausgabe eine minimale elektrische Leistungserzeugungsausgabe ist.
Maschinensteuerungsverfahren einer Arbeitsmaschine, das folgende Schritte aufweist: einen Erfassungsschritt zum Erfassen eines Antriebszustands einer Arbeitsmaschine, die einen Generator verwendet; und einen Festlegungsschritt zum Bewirken auf der Basis des Antriebszustands, dass eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem eine elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, die gleiche ist wie eine Sollmaschinendrehzahl, die für einen Fall festgelegt ist, in dem die Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist, zum Berechnen und Festlegen einer Maschinensollausgabe während einer ausgeschalteten elektrischen Leistungserzeugung, die höchstens ausgegeben werden kann, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator ausgeschaltet ist, und zum Berechnen und Festlegen einer Maschinensollausgabe, die durch Addieren einer Ausgabe, die einem elektrischen Leistungserzeugungsbetrag durch den Generator entspricht, zu der Maschinensollausgabe erhalten wird, wenn die elektrische Leistungserzeugung durch den Generator eingeschaltet ist.