DE112016000010B4

DE112016000010B4 - Motor-Steuervorrichtung von Arbeitsmaschine, Arbeitsmaschine und Motorsteuerverfahren von Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112016000010B4
Application number: DE112016000010.3T
Authority: DE
Inventors: Tomotaka Imai; Tsubasa Ohira; Masaru Shizume
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2021-02-25
Anticipated expiration: 2036-01-21
Also published as: US10144409B2; WO2016108293A1; KR20170087824A; CN105723033A; US20170203749A1; DE112016000010T5; CN105723033B; JPWO2016108293A1; KR101840247B1; JP5957628B1

Abstract

Motorsteuervorrichtung (30) einer Arbeitsmaschine, wobei die Motorsteuervorrichtung (30) einen Verbrennungsmotor (17) der Arbeitsmaschine (1) mit einem Schwenkkörper (5), einem an dem Schwenkkörper (5) angebrachten Arbeitsgerät (3), einem Hydraulikaktor (14, 15, oder 16), der das Arbeitsgerät (3) betätigt, einer Hydraulikpumpe (18), die den Hydraulikaktor (14, 15, oder 16) betätigt, und dem Verbrennungsmotor (17), der die Hydraulikpumpe (18) antreibt und von dem eine Drehzahl gemäß einer Belastung geändert wird, steuert, umfassend:eine Bestimmungseinheit (30J), die zur Bestimmung konfiguriert ist, ob eine Bedingung, die keine Arbeit mit dem Arbeitsgerät (3) erfordert, hergestellt ist; undeine Motorsteuereinheit (30c), die konfiguriert ist, um die Steuerung während einer Entlastungszeit zu aktivieren, um eine Ziel-Drehzahl zu bestimmen, die durch den Verbrennungsmotor (17) auf der Grundlage der Leistung angestrebt wird, die durch die Hydraulikpumpe (18) in dem Fall gezogen wird, wenn ein durch die Hydraulikpumpe (18) ausgestoßenes Hydrauliköl entlastet wird, wenn die Bedingung hergestellt ist, und um die Steuerung während der Entlastungszeit zu deaktivieren, wenn die Bedingung nicht hergestellt ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein technisches Verfahren zur Steuerung eines Motors, der in einer Arbeitsmaschine mitumfasst ist und als Stromquelle dient.
Hintergrund
Arbeitsmaschinen weisen einen Verbrennungsmotor als Stromquelle auf, der beispielsweise Strom zum Fahren oder Strom zum Bedienen eines Arbeitsgeräts erzeugt. Es gibt neuerdings, wie beispielsweise in JP 2012 - 241 585 A und DE 11 2012 000 060 T5 beschrieben, eine Arbeitsmaschine, in der ein Verbrennungsmotors und ein Generatormotor kombiniert sind, und die den durch den Verbrennungsmotor erzeugten Strom als Strom der Arbeitsmaschine verwendet und den Generatormotor durch den Verbrennungsmotor zur Erzeugung von elektrischer Strom antreibt.
DE 11 2012 000 351 T5 beschreibt eine Verbrennungsmotorsteuervorrichtung für eine Baumaschine, wie einen Bagger, einen Bulldozer oder Radlader. Diese Anmeldung beschreibt die Steuerung der Ziel-Motordrehzahl zu einer Zeit der Entlastung.
Kurzdarstellung
Technisches Problem
Eine einen Schwenkkörper aufweisende Arbeitsmaschine der Arbeitsmaschinen kann eine erhöhte Drehzahl des Verbrennungsmotors aufweisen, wenn während des Schwenkens des Schwenkkörpers eine Entspannung eines Hydrauliköls eintritt, die von einer Bedienperson nicht gewollt ist. Beispielsweise kann in einer Arbeitsmaschine, in der die Drehzahl des Verbrennungsmotors je nach Last geändert wird, die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf Grund einer Laständerung zunehmen, wenn die Entspannung des Hydrauliköls während eines Betriebs, wobei die Entspannung des Hydrauliköls nicht gewollt ist, auftritt. Wenn die Zunahme in der Drehzahl nicht von der Bedienperson der Arbeitsmaschine zugelassen werden kann, könnte bei der Bedienperson ein ungutes Gefühl aufkommen.
Eine Form der vorliegenden Erfindung beabsichtigt die Unterdrückung einer Zunahme in einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors, wenn ein mit einer Schwenkung des Schwenkkörpers zusammenhängender Betrieb in einer Arbeitsmaschine, die einen Schwenkkörper aufweist, durchgeführt wird.
Lösung des Problems
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Motorsteuervorrichtung einer Arbeitsmaschine, wobei die Motorsteuervorrichtung steuert einen Verbrennungsmotor der Arbeitsmaschine mit einem Schwenkkörper, einem an dem Schwenkkörper angebrachten Arbeitsgerät, einen Hydraulikaktor, der das Arbeitsgerät betätigt, einer Hydraulikpumpe, die den Hydraulikaktor betätigt, und mit dem Verbrennungsmotor der die Hydraulikpumpe antreibt und von dem eine Drehzahl gemäß einer Belastung geändert wird, der folgendes aufweist: eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob eine Bedingung hergestellt ist, die keine Arbeit mit dem Arbeitsgerät erfordert; und eine Motorsteuereinheit, die konfiguriert ist, um während einer Entlastungszeit die Steuerung der Bestimmung einer Ziel-Drehzahl zu aktivieren, die durch den Verbrennungsmotor auf der Grundlage der Leistung (Englisch: horsepower) angestrebt wird, die durch die Hydraulikpumpe in dem Fall gezogen wird, wenn ein durch die Hydraulikpumpe ausgestoßenes Hydrauliköl entlastet wird, wenn die Bedingung hergestellt ist, und die Steuerung deaktiviert, wenn die Bedingung während der Entlastungszeit nicht hergestellt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Motorsteuervorrichtung einer Arbeitsmaschine gemäß dem ersten Aspekt die Bedingung entweder zu einer Zeit der Diagnose, die in dem Fall der Diagnose mindestens der Arbeitsmaschine vorliegt, oder zu einer Zeit der Schwenkverriegelung des in der Arbeitsmaschine mitumfassten Schwenkkörpers.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Motorsteuervorrichtung einer Arbeitsmaschine gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Hydraulikaktor ein Hydraulikzylinder.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist in der Motorsteuervorrichtung einer Arbeitsmaschine gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte die Arbeitsmaschine folgendes auf: einen durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Generatormotor und eine Speichervorrichtung, die durch den Generatormotor erzeugten elektrischen Strom speichert und den gespeicherten elektrischen Strom dem Generatormotor zuführt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Arbeitsmaschine die Motorsteuervorrichtung einer Arbeitsmaschine nach einem der ersten bis vierten Aspekte auf.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Motor-Steuerverfahren einer Arbeitsmaschine zur Steuerung eines Verbrennungsmotors der Arbeitsmaschine mit einem Schwenkkörper, einem an dem Schwenkkörper angebrachten Arbeitsgerät, einem Hydraulikaktor, der das Arbeitsgerät betätigt, einer Hydraulikpumpe, die den Hydraulikaktor betätigt, und dem Verbrennungsmotor, der die Hydraulikpumpe antreibt und von dem eine Drehzahl gemäß einer Belastung geändert wird, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Bestimmen, ob eine Bedingung, die keine Arbeit mit dem Arbeitsgerät erfordert, hergestellt ist; und Aktivieren der Steuerung während einer Entlastungszeit des Bestimmens einer Ziel-Drehzahl, die durch den Verbrennungsmotor auf der Grundlage der Leistung angestrebt wird, die durch die Hydraulikpumpe in dem Fall gezogen wird, wenn ein durch die Hydraulikpumpe ausgestoßenes Hydrauliköl entlastet wird, wenn die Bedingung hergestellt ist, und Deaktivieren der Steuerung, wenn die Bedingung während der Entlastungszeit nicht hergestellt ist.
Eine Form der vorliegenden Erfindung kann die Unterdrückung einer Zunahme in einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors unterdrücken, wenn eine mit dem Schwenken eines Schwenkkörpers zusammenhängende Bedienung in einer Arbeitsmaschine einschließlich Schwenkkörper durchgeführt wird.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht und erläutert einen Bagger, der eine Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform ist.
2 ist eine schematische Ansicht und erläutert ein Antriebssystem eines Baggers gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel eines Drehmoment-Kurvendiagramms, das zur Steuerung eines Motors einer Ausführungsform verwendet wird.
4 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Steuerung während der Entlastungszeit.
5 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Betriebs eines Verbrennungsmotors in einem Fall, wobei die Steuerung während der Entlastungszeit zur Zeit der Entspannung eines Hydrauliköls ausgeführt wird.
6 ist ein Schaubild und erläutert ein Konfigurierungsbeispiel einer Motorsteuerung.
7 ist ein Steuerblockschaubild einer in einer Motorsteuerung mitumfassten Bestimmungseinheit.
8 ist Steuerblockschaubild einer in einer Motorsteuerung mitumfassten Motorsteuereinheit.
9 ist Steuerblockschaubild einer in einer Motorsteuerung mitumfassten Zielleistungsrecheneinheit.
10 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Beispiel eines Motor-Steuerverfahrens einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Formen zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung (Ausführungsformen) werden im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
<Gesamtkonfiguration der Arbeitsmaschine>
1 ist eine perspektivische Ansicht und erläutert einen Bagger 1, der eine Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform ist. Der Bagger 1 weist einen Fahrzeug-Hauptkörper 2 und ein Arbeitsgerät 3 auf. Der Fahrzeug-Hauptkörper 2 weist ein unteres Fahrwerk 4 und einen oberen Schwenkkörper 5 auf. Das untere Fahrwerk 4 weist ein Paar von Fortbewegungsvorrichtungen 4a, 4a auf. Die Fortbewegungsvorrichtungen 4a, 4a weisen jeweils Gleisketten 4b, 4b auf. Die Fortbewegungsvorrichtungen 4a, 4a weisen jeweils Fahrmotoren 21 auf. Der Fahrmotor 21, der in 1 erläutert ist, treibt die linke Gleiskette 4b an. Obwohl nicht in 1 erläutert, weist der Bagger 1 auch einen Fahrmotor auf, der die rechte Gleiskette 4b antreibt. Der Fahrmotor, der die linke Gleiskette 4b antreibt, wird auch als linker Fahrmotor bezeichnet, und der Fahrmotor, der die rechte Gleiskette 4b bewegt, wird als rechter Fahrmotor bezeichnet. Der rechte Fahrmotor bzw. der linke Fahrmotor treiben die Gleisketten 4b und 4b an, um zu bewirken, dass sich der Bagger 1 fortbewegt oder dass er ausschwenkt.
Der obere Schwenkkörper 5, der ein Beispiel eines Schwenkkörpers ist, ist schwenkbar auf dem unteren Fahrwerk 4 bereitgestellt. Der Bagger 1 schwenkt durch einen Schwenkmotor, um zu bewirken, dass der obere Schwenkkörper 5 ausschwenkt. Der Schwenkmotor kann ein Elektromotor sein, der den elektrischen Strom in Drehkraft umwandelt, er kann ein Hydraulikmotor sein, der den Druck eines Hydrauliköls in Drehkraft umwandelt, oder er kann eine Kombination des Hydraulik- und Elektromotors sein. In einer Ausführungsform ist der Schwenkmotor ein Elektromotor.
Der obere Schwenkkörper 5 weist ein Führerhaus 6 auf. Weiterhin weist der obere Schwenkkörper 5 einen Kraftstofftank 7, einen Hydrauliköltank 8, einen Motorraum 9 und ein Gegengewicht 10 auf. Der Kraftstofftank 7 speichert den Kraftstoff zum Antreiben des Motors. Der Hydrauliköltank 8 speichert Hydrauliköl, das über eine Hydraulikpumpe zu Hydraulikzylindern eines Auslegerzylinders 14, eines Armzylinder 15 und eines Löffelzylinders 16 und zu Hydraulikaktoren der Fahrmotoren 21 und dergleichen ausgestoßen wird. Der Motorraum 9 beherbergt einen Motor, der als Stromquelle des Baggers dient, und Geräte, wie eine Hydraulikpumpe, die die hydraulischen Geräte mit einem Hydrauliköl versorgt. Das Gegengewicht 10 ist hinter dem Motorraum 9 angeordnet. Ein Geländer 5T ist am oberen Teil des oberen Schwenkkörpers 5 angebracht.
Das Arbeitsgerät 3 ist in einer frontal-mittigen Position des oberen Schwenkkörpers 5 angebracht. Das Arbeitsgerät 3 weist einen Ausleger 11, einen Arm 12, einen Löffel 43, den Auslegerzylinder 14, den Armzylinder 15 und den Löffelzylinder 16 auf. Ein Basis-Endteil des Auslegers 11 ist mit dem oberen Schwenkkörper 5 durch Bolzen verbunden. Mit einem solchen Aufbau wird der Ausleger 11 bezüglich des oberen Schwenkkörpers 5 bedient.
Der Ausleger 11 ist mit dem Arm 12 durch Bolzen verbunden. Genauer gesagt, sind ein Spitzen-Endteil des Auslegers 11 und ein Basis-Endteil des Arms 12 durch Bolzen verbunden. Ein Spitzen-Endteil des Arms 12 und der Löffel 13 sind durch Bolzen verbunden. Mit einem solchen Aufbau wird der Arm 12 bezüglich des Auslegers 11 bedient. Weiterhin wird der Löffel 13 bezüglich des Arms 12 bedient.
Der Auslegerzylinder 14, der Armzylinder 15, und der Löffelzylinder 16 sind Hydraulikzylinder, die mit dem durch die Hydraulikpumpe ausgestoßenen Hydrauliköl angetrieben werden. Der Auslegerzylinder 14 bedient den Ausleger 11. Der Armzylinder 15 bedient den Arm 12. Der Löffelzylinder 16 bedient den Löffel 13. Wie vorstehend beschrieben, bedienen der Auslegerzylinder 14, der Armzylinder 15, und der Löffelzylinder 16 als Hydraulikaktoren das Arbeitsgerät 3.
<Antriebssystem 1PS von Bagger 1>
2 ist eine schematische Ansicht und erläutert ein Antriebssystem des Baggers 1 gemäß einer Ausführungsform. In einer Ausführungsform ist der Bagger 1 eine Hybrid-Arbeitsmaschine, in der ein Verbrennungsmotor 17, ein Generatormotor 19, der durch den Verbrennungsmotor 17 angetrieben wird und Elektrizität erzeugt, eine Speichervorrichtung 22, die elektrische Energie speichert, ein Motor, der angetrieben wird, indem er mit dem durch den Generatormotor erzeugten elektrischen Strom 19 oder mit dem aus der Speichervorrichtung 22 abgegebenen elektrischen Strom oder mit beidem gespeist wird. Genauer gesagt bewirkt der Bagger 1, dass der obere Schwenkkörper 5 durch einen Motor 24 (hierin im Folgenden entsprechend als Schwenkmotor 24 bezeichnet) schwenkt. In einer Ausführungsform kann der Bagger 1 eine Arbeitsmaschine sein, ohne dass der Generatormotor 19 mit eingeschlossen ist, zum Beispiel anders als die Hybrid-Arbeitsmaschine.
Der Bagger 1 weist den Verbrennungsmotor 17, eine Hydraulikpumpe 18, den Generatormotor 19 und den Schwenkmotor 24 auf. Der Verbrennungsmotor 17 ist eine Stromquelle des Baggers 1. In einer Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 17 ein Dieselmotor. Der Generatormotor 19 ist mit einer Abtriebswelle 17S des Verbrennungsmotors 17 verbunden. Mit einem solchen Aufbau wird der Generatormotor 19 durch den Verbrennungsmotor 17 angetrieben und erzeugt den elektrischen Strom. Weiterhin wird der Generatormotor 19 durch den elektrischen Strom angetrieben, der aus der Speichervorrichtung 22 zugeführt wird, wenn der durch den Verbrennungsmotor 17 erzeugte Strom unzureichend wird, und unterstützt den Verbrennungsmotor 17.
In einer Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 17 ein Dieselmotor, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Generatormotor 19 ist ein geschalteter Reluktanz(SR)-Motor, ist jedoch nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform weist der Generatormotor 19 den Rotor 19R direkt verbunden mit der Abtriebswelle 17S des Verbrennungsmotors 17 auf. Allerdings ist ein Aufbau nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Beispielsweise kann bei dem Generatormotor 19 der Rotor 19R mit der Abtriebswelle 17S des Verbrennungsmotors 17 über die Zapfwelle (PTO) verbunden sein. Der Rotor 19R des Generatormotors 19 kann mit einer Getriebeeinrichtung, wie ein Reduziergetriebe, das mit der Abtriebswelle 17S des Verbrennungsmotors 17 verbunden ist und durch den Verbrennungsmotor 17 angetrieben wird, verbunden sein. In einer Ausführungsform dient die Kombination des Verbrennungsmotors 17 und des Generatormotors 19 als Stromquelle des Baggers 1. Die Kombination des Verbrennungsmotors 17 und des Generatormotors 19 wird entsprechend als Motor 36 bezeichnet. Der Motor 36 ist ein Hybridsystemmotor, in dem der Verbrennungsmotor 17 und der Generatormotor 19 kombiniert sind, und der Strom erzeugt, der für den Bagger 1 als Arbeitsmaschine erforderlich ist.
Die Hydraulikpumpe 18 versorgt den Hydraulikaktor mit dem Hydrauliköl und bedient den Hydraulikaktor. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Hydraulikpumpe 18 zum Beispiel eine variable hydraulische Verdrängerpumpe wie eine hydraulische Taumelscheibenpumpe verwendet. Eine Eingabe Ausgabe 181 der Hydraulikpumpe 18 ist mit einer Kraftübertragungswelle 19S verbunden, die mit dem Rotor des Generatormotors 19 verbunden ist. Mit einem solchen Aufbau wird die Hydraulikpumpe 18 durch den Verbrennungsmotor 17 angetrieben.
Von dem ersten Rohrsystem 18T, das mit einer Ausstoßöffnung verbunden ist, durch die die Hydraulikpumpe 18 das Hydrauliköl ausstößt, zweigt das zweite Rohrsystem 18TS ab, das das Hydrauliköl zu einem Entspannungsventil 18r lenkt. Das Entspannungsventil 18r ist mit dem zweiten Rohrsystem 18TS verbunden. Das Entspannungsventil 18r ist geöffnet, wenn der Druck zu einem vorbestimmten Druck wird und das Hydrauliköl entlädt. Das Entspannungsventil 18r unterdrückt eine zu starke Zunahme im hydraulischen Druck, den ein Antriebssystem 1PS des Baggers 1 aufweist. In einer Ausführungsform umfasst das hydraulische System die Hydraulikpumpe 18, den Auslegerzylinder 14, den Armzylinder 15, den Löffelzylinder 16, den Fahrmotor 21 und ein Steuerventil 20.
Das Antriebssystem 1PS weist die Speichervorrichtung 22 und eine Schwenkmotor-Steuervorrichtung 241 als elektrisches Antriebssystem zum Antreiben des Schwenkmotors 24 auf. In einer Ausführungsform ist die Speichervorrichtung 22 ein Kondensator, genauer ein elektrischer Doppelschichtkondensator. Allerdings ist die Speichervorrichtung 22 nicht darauf beschränkt, und ist zum Beispiel eine Sekundärbatterie wie eine Nickel-Wasserstoff-Batterie, eine Lithiumionenbatterie oder eine Bleispeicherbatterie. Die Schwenkmotor-Steuervorrichtung 241 ist zum Beispiel ein Umrichter.
Der durch den Generatormotor erzeugte elektrische Strom 19 oder die elektrische Energie, der aus der Speichervorrichtung 22 entladen wird, wird dem Schwenkmotor 24 über ein Elektrokabel zugeführt und bewirkt, dass der obere Schwenkkörper 5, der in 1 erläutert ist, schwenkt. D.h. der Schwenkmotor 24 führt durch den elektrischen Strom, der aus dem Generatormotor 19 zugeführt (erzeugt) wird, oder die elektrische Energie, die aus der Speichervorrichtung 22 zugeführt (entladen) wird, einen Stromlaufvorgang durch, um zu bewirken, dass der obere Schwenkkörper 5 schwenkt. Der Schwenkmotor 24 führt einen Regenerationsvorgang durch, wenn sich der obere Schwenkkörper 5 verlangsamt, um dadurch die elektrische Energie der Speichervorrichtung 22 zuzuführen (laden). Weiterhin führt der Generatormotor 19 der Speichervorrichtung 22 die selbst erzeugte elektrische Strom zu (lädt). D.h. die Speichervorrichtung 22 kann die durch den Generatormotor erzeugte elektrische Energie 19 speichern.
Der Generatormotor 19 wird durch den Verbrennungsmotor 17 angetrieben, um den elektrischen Strom zu erzeugen, oder er wird durch die elektrische Energie angetrieben, die aus der Speichervorrichtung 22 zugeführt wird, um den Verbrennungsmotor 17 anzutreiben. Eine Hybridsteuerung 23 steuert den Generatormotor 19 durch eine Generatormotor-Steuervorrichtung 191. D.h. die Hybridsteuerung 23 erzeugt ein Steuersignal zum Antreiben des Generatormotors 19 und liefert das Steuersignal an die Generatormotor-Steuervorrichtung 191. Die Generatormotor-Steuervorrichtung 19I bewirkt, dass der Generatormotor 19 den elektrischen Strom auf der Grundlage des Steuersignals (Regeneration) erzeugt, oder bewirkt, dass der Generatormotor 19 Strom (Stromlauf) erzeugt. Die Generatormotor-Steuervorrichtung 19I ist zum Beispiel ein Umrichter.
Ein Drehzahlsensor 25m ist im Generatormotor 19 bereitgestellt. Der Drehzahlsensor 25m weist eine Drehzahl des Generatormotors 19 nach, d.h. eine Motorgeschwindigkeit pro Zeiteinheit des Rotors 19R. Der Drehzahlsensor 25m wandelt die nachgewiesene Drehzahl in ein elektrisches Signal um, und gibt das elektrische Signal an die Hybridsteuerung 23 aus. Die Hybridsteuerung 23 nimmt die durch den Drehzahlsensor 25m nachgewiesene Drehzahl des Generatormotors 19 auf und verwendet die Drehzahl zur Steuerung der Betriebszustände des Generatormotors 19 und des Verbrennungsmotors 17. Als Drehzahlsensor 25m wird zum Beispiel ein Drehmelder oder ein Drehgeber verwendet. In einer Ausführungsform sind die Drehzahl des Generatormotors 19 und die Drehzahl des Verbrennungsmotors 17 die gleiche Drehzahl. In einer Ausführungsform kann der Drehzahlsensor 25m eine Motorgeschwindigkeit des Rotors 19R des Generatormotors 19 nachweisen, und die Hybridsteuerung 23 kann die Motorgeschwindigkeit in die Drehzahl umwandeln. In einer Ausführungsform kann die Drehzahl des Generatormotors 19 durch einen Wert ersetzt werden, der durch einen Drehzahlnachweissensor 17n des Verbrennungsmotors 17 nachgewiesen wird.
Der Drehzahlsensor 25m wird mit dem Schwenkmotor 24 bereitgestellt. Der Drehzahlsensor 25m weist die Drehzahl des Schwenkmotors 24 nach. Der Drehzahlsensor 25m wandelt die nachgewiesene Drehzahl in ein elektrisches Signal um, und gibt das elektrische Signal an die Hybridsteuerung 23 aus. Als Schwenkmotor 24 wird zum Beispiel ein eigebetteter Magnet-Synchronmotor verwendet. Als Drehzahlsensor 25m wird zum Beispiel ein Drehmelder oder ein Drehgeber verwendet.
Die Hybridsteuerung 23 nimmt die Signale der Nachweiswerte von Temperatursensoren auf, wie Thermistoren oder Thermoelemente, die im Generatormotor 19, im Schwenkmotor 24, in der Speichervorrichtung 22, in der Schwenkmotor Steuervorrichtung 241 und in der Generatormotor-Steuervorrichtung 19I, nachstehend beschrieben, bereitgestellt sind. Die Hybridsteuerung 23 verwaltet die Temperaturen der Vorrichtungen, wie die Speichervorrichtung 22, auf der Grundlage der gesammelten Temperaturen und führt Lade/Entlade-Steuerung der Speichervorrichtung 22, Stromerzeugungssteuerung des Generatormotors 19/Hilfssteuerung des Verbrennungsmotors 17, und Stromlaufsteuerung/Regenerationssteuerung des Schwenkmotors 24 aus. Weiterhin führt die Hybridsteuerung 23 ein Motor-Steuerverfahren gemäß einer Ausführungsform aus.
Die Speichervorrichtung 22 ist mit einem Transformator 22C verbunden. Der Transformator 22C ist mit der Generatormotor-Steuervorrichtung 19I und der Schwenkmotor Steuervorrichtung 241 verbunden. Der Transformator 22C überträgt elektrische Gleichstromenergie zu/aus der Generatormotor-Steuervorrichtung 19I und der Schwenkmotor-Steuervorrichtung 24I. Die Hybridsteuerung 23 überträgt die elektrische Gleichstromenergie zwischen dem Transformator 22C, und der Generatormotor-Steuervorrichtung 19I und der Schwenkmotor Steuervorrichtung 241, und überträgt die elektrische Gleichstromenergie zwischen Transformator 22C und Speichervorrichtung 22.
Das Antriebssystem 1PS weist Bedienhebel 26R, 26L und Verfahrhebel 39L, 39R auf, die rechts und links bezüglich einer Bedienperson-Sitzposition im Fahrerhaus 6 bereitgestellt sind, das auf dem Fahrzeug-Hauptkörper 2, der in 1 erläutert ist, bereitgestellt ist. Die Bedienhebel 26R, 26L sind Vorrichtungen zum Durchführen eines Betriebs des Arbeitsgeräts 3 und eines Fortbewegungsbetriebs des Baggers 1. Die Bedienhebel 26R, 26L bedienen das Arbeitsgerät 3 und den oberen Schwenkkörper 5 gemäß den jeweiligen Betrieben. Die Verfahrhebel 39L, 39R treiben mindestens einen des Paars von Fahrmotoren 21 und 21, die in den Fortbewegungsvorrichtungen 4a, 4a mitumfasst sind, gemäß den jeweiligen Betrieben an.
Ein hydraulischer Pilotdruck wird auf der Grundlage von Bedienbeträgen der Bedienhebel 26R, 26L und der Verfahrhebel 39L, 39R erzeugt. Der hydraulische Pilotdruck wir einem Steuerventil, das nachstehend beschrieben ist, zugeführt. Das Steuerventil treibt eine Spule des Arbeitsgeräts 3 gemäß dem hydraulischen Pilotdruck an. Das Hydrauliköl wird dem Auslegerzylinder 14, dem Armzylinder 15 und dem Löffelzylinder 16 gemäß der Bewegung der Spule zugeführt. Als Ergebnis werden zum Beispiel Auf/Ab-Betriebe des Auslegers 11 gemäß Vorwärts/Rückwärts-Bedienungen des Bedienhebels 26R durchgeführt, und Graben/Auskippen des Löffels 13 werden gemäß Rechts/Links-Bedienungen des Bedienhebels 26R durchgeführt. Weiterhin wird beispielsweise der Grabe/Auskipp-Betrieb des Arms 12 durch die Vorwärts/Rückwärts-Bedienungen des Bedienhebels 26L durchgeführt. Die Gleiskette der linken Fortbewegungsvorrichtung 4a wird in einer Vorwärtsrichtung und eine Rückwärtsrichtung durch das Vorwärts/Rückwärts-Bedienen des Verfahrhebels 39L gedreht, und die Gleiskette der rechten Fortbewegungsvorrichtung 4a wird in der Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung durch das Vorwärts/Rückwärts-Bedienen des Verfahrhebels 39 gedreht.
Weiterhin werden die Bedienbeträge der Bedienhebel 26R, 26L und der Verfahrhebel 39L, 39R durch eine Hebel-Bedienbetragsnachweiseinheit 27 in elektrische Signale umgewandelt. Die Hebel-Bedienbetragsnachweiseinheit 27 weist einen Drucksensor 27S auf. Der Drucksensor 27S weist die hydraulischen Pilotdrücke nach, die gemäß dem Betriebe der Bedienhebel 26L, 26R erzeugt werden. Der Drucksensor 27S gibt Spannungen entsprechend der nachgewiesenen hydraulischen Pilotdrücke aus. Der Hebel-Bedienbetragsnachweiseinheit 27 erhält Hebel-Bedienbeträge durch Umwandeln der durch den Drucksensor 27S ausgegebenen Spannungen in die Bedienbeträge.
Die Hebel-Bedienbetragsnachweiseinheit 27 gibt den Hebel-Bedienbetrag an mindestens von einer Pumpensteuerung 33 und der Hybridsteuerung 23 als elektrisches Signal aus. In einem Fall, wobei der Bedienhebel 26L, 26R und der Verfahrhebel 39L, 39R elektrische Hebel sind, weist die Hebel-Bedienbetragsnachweiseinheit 27 ein elektrisches Nachweisgerät wie ein Potentiometer auf. Die Hebel-Bedienbetragsnachweiseinheit 27 wandelt eine Spannung, die durch das elektrische Nachweisgerät gemäß dem Hebel-Bedienbetrag erzeugt wurde, in den Hebel-Bedienbetrag um und erhält den Hebel-Bedienbetrag. Als Ergebnis wird zum Beispiel der Schwenkmotor 24 in rechte und linke Schwenkrichtungen durch die Rechts/Links-Bedienung des Bedienhebels 26L angetrieben. Weiterhin wird der Fahrmotor 21 durch die Verfahrhebel 39L, 39R angetrieben.
Das Kraftstoff-Einstellrad 28 ist im Fahrerhaus 6 bereitgestellt, das in 1 erläutert ist. Hierin im Folgenden wird das Kraftstoff-Einstellrad 28 entsprechend als Drosselscheibe 28 bezeichnet. Die Drosselscheibe 28 stellt eine Kraftstoff-Zufuhrmenge für den Verbrennungsmotor 17 ein. Eine Sollwert (auch als Führungsgröße bezeichnet) der Drosselscheibe 28 wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und an eine Steuervorrichtung (hierin im Folgenden entsprechend als Motorsteuerung bezeichnet) 30 des Verbrennungsmotors ausgegeben.
Eine Motorsteuerung 30 nimmt die Drehzahl des Verbrennungsmotors 17 und Ausgabewerte der Sensoren für die Wassertemperatur und dergleichen aus den Sensoren 17C auf, die den Zustand des Verbrennungsmotors 17 nachweisen. Dann erfasst die Motorsteuerung 30 den Zustand des Verbrennungsmotors 17 aus den aufgenommenen Ausgabewerten der Sensoren 17C und stellt eine Ausstoßmenge des Kraftstoffs an den Verbrennungsmotor 17 ein, um dadurch eine Leistung des Verbrennungsmotors 17 zu steuern. In einer Ausführungsform weist die Motorsteuerung 30 einen Computer einschließlich Prozessor wie CPU und einen Speicher auf.
Die Motorsteuerung 30 erzeugt ein Steuerbefehlssignal zur Steuerung des Betriebs des Verbrennungsmotors 17 auf der Grundlage des Sollwerts der Drosselscheibe 28. Die Motorsteuerung 30 überträgt das erzeugte Steuersignal an eine Common-Rail-Steuereinheit 32. Die Common-Rail-Steuereinheit 32, die das Steuersignal empfangen hat, stellt den Kraftstoff-Injektionsbetrag für den Verbrennungsmotor 17 ein. D.h. in einer Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 17 ein elektronisch steuerbarer Dieselmotor in einem Common-Rail-System. Die Motorsteuerung 30 steuert die Kraftstoff-Injektionsmenge für den Verbrennungsmotor 17 über die Common-Rail-Steuereinheit 32, um dadurch zu bewirken, dass der Verbrennungsmotor 17 eine Zielleistung erzeugt. Weiterhin kann die Motorsteuerung 30 ein ausgabefähiges Drehmoment in der Drehzahl des Verbrennungsmotors 17 zu einem bestimmten Moment frei einstellen. Die Hybridsteuerung 23 und die Pumpensteuerung 33 empfangen den Sollwert der Drosselscheibe 28 aus der Motorsteuerung 30.
Der Verbrennungsmotor 17 weist den Drehzahlnachweissensor 17n auf. Der Drehzahlnachweissensor 17n weist die Drehzahl der Abtriebswelle 17S des Verbrennungsmotors 17, d.h. die Motorgeschwindigkeit pro Zeiteinheit der Abtriebswelle 17S nach. Die Motorsteuerung 30 und die Pumpensteuerung 33 nehmen die Drehzahl des Verbrennungsmotors 17 auf, die durch den Drehzahlnachweissensor 17n nachgewiesen wurde, und verwenden die Drehzahl zur Steuerung des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 17. In einer Ausführungsform weist der Drehzahlnachweissensor 17n die Motorgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 17 nach, und die Motorsteuerung 30 und die Pumpensteuerung 33 können die Motorgeschwindigkeit in die Drehzahl überführen. In einer Ausführungsform kann eine aktuelle Drehzahl des Verbrennungsmotors 17 durch den Wert ersetzt werden, der durch den Drehzahlsensor 25m des Generatormotors 19 nachgewiesen wurde.
Die Pumpensteuerung 33 steuert eine Durchflussrate des durch die Hydraulikpumpe 18 ausgestoßenen Hydrauliköls. In einer Ausführungsform weist die Pumpensteuerung 33 einen Computer einschließlich eines Prozessors wie eine CPU und einen Speicher auf. Die Pumpensteuerung 33 empfängt die aus der Motorsteuerung 30 und der Hebel-Bedienbetragsnachweiseinheit 27 übertragenen Signale. Die Pumpensteuerung 33 erzeugt dann ein Steuerbefehlssignal zum Einstellen der Fließgeschwindigkeit des durch die Hydraulikpumpe 18 ausgestoßenen Hydrauliköls. Die Pumpensteuerung 33 ändert die Fließgeschwindigkeit des durch die Hydraulikpumpe 18 ausgestoßenen Hydrauliköls durch Ändern eines Taumelscheibenwinkels der Hydraulikpumpe 18 unter Verwendung des erzeugten Steuersignals.
Ein Signal aus einem Taumelscheibenwinkelsensor 18a, der den Taumelscheibenwinkel der Hydraulikpumpe 18 nachweist, wird in die Pumpensteuerung 33 eingegeben. Der Taumelscheibenwinkelsensor 18a weist den Taumelscheibenwinkel nach, so dass die Pumpensteuerung 33 eine Pumpenkapazität der Hydraulikpumpe 18 berechnen kann. In dem Steuerventil 20 ist eine Pumpendruck-Nachweiseinheit 20a zum Nachweisen eines Ausstoßdrucks (hierin im Folgenden entsprechend als Pumpenausstoßdruck bezeichnet) der Hydraulikpumpe 18 bereitgestellt. Der nachgewiesene Pumpenausstoßdruck wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und in die Pumpensteuerung 33 eingegeben.
Die Motorsteuerung 30, die Pumpensteuerung 33 und die Hybridsteuerung 23 sind durch eine fahrzeuginternes lokale Netzwerk (LAN) 35 wie ein lokales Contoller Netzwerk (CAN) verbunden. Mit einem solchen Aufbau können die Motorsteuerung 30, die Pumpensteuerung 33 und die Hybridsteuerung 23 untereinander Informationen austauschen.
In einer Ausführungsform steuert mindestens die Motorsteuerung 30 den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 17. In diesem Fall steuert die Motorsteuerung 30 den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 17 unter Verwendung der durch mindestens eine der Pumpensteuerung 33 und der Hybridsteuerung 23 erzeugten Informationen. Wie vorstehend beschrieben, funktioniert in einer Ausführungsform mindestens eine der Motorsteuerung 30, der Pumpensteuerung 33 und der Hybridsteuerung 23 als Motorsteuervorrichtung einer Arbeitsmaschine (hierin im Folgenden entsprechend als Motorsteuervorrichtung bezeichnet). D.h. mindestens eine von ihnen setzt ein Motor-Steuerverfahren einer Arbeitsmaschine (hierin im Folgenden entsprechend als Motor-Steuerverfahren bezeichnet) gemäß einer Ausführungsform um und steuert den Betriebszustand des Motors 36. Hierin im Folgenden können, wenn die Motorsteuerung 30, die Pumpensteuerung 33 und die Hybridsteuerung 23 nicht unterschieden werden, diese Steuerungen als Motorsteuervorrichtung bezeichnet werden. In einer Ausführungsform setzt die Motorsteuerung 30 die Funktion der Motorsteuervorrichtung um.
Eine Schwenkverriegelungsschalter 37 ist mit der Hybridsteuerung 23 verbunden. Der Schwenkverriegelungsschalter 37 ist ein Schalter zum Bedienen einer Schwenkbremse. Die Schwenkbremse ist eine mechanische Bremse zum Feststellen des oberen Schwenkkörpers 5, damit sich der obere Schwenkkörper 5 nicht schwenken lässt. Wenn der Schwenkverriegelungsschalter 37 EIN geschaltet wird, weist die Hybridsteuerung 23 eine Bedienung der Schwenkbremse an. Wenn die Schwenkbremse bedient wird, stellt die Schwenkbremse den oberen Schwenkkörper 5 fest. Wenn der Schwenkverriegelungsschalter 37 AUS geschaltet wird, weist die Hybridsteuerung 23 die Unterbrechung der Schwenkbremse an, und die Schwenkbremse unterbricht das Feststellen des oberen Schwenkkörpers 5.
In einer Ausführungsform ist ein Monitor 38 mit dem fahrzeuginternen LAN 35 verbunden. Der Monitor 38 weist eine Anzeigeeinheit 38M und eine Bedieneinheit 38SW auf und zeigt Informationen mit Bezug auf den Zustand des Baggers 1 an, zum Beispiel die Drehzahl des Verbrennungsmotors 17, die Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors 17, die Temperatur des durch die Hydraulikpumpe 18 ausgestoßenen Hydrauliköls, die Temperatur der Speichervorrichtung 22, und dergleichen. Der Bedieneinheit 38SW ist ein Mechanismus zum Umschalten eines Bedienmodus des Baggers 1 und zum Anzeigen verschiedener Menüs und zur Selektionssteuerung. Ein Beispiel des Bedienmodus des Baggers 1 umfasst einen Diagnosemodus zur Diagnose des Zustands des Baggers 1. Der Diagnosemodus ist ein Modus zur Diagnose von Zuständen des Motors 36 und der in dem Bagger 1 mitumfassten Hydraulikpumpe 18, und diagnostiziert, ob die Zustände davon normal sind. Der Bedienmodus des Baggers 1 ist nicht auf das Beispiel in einer Ausführungsform begrenzt, und es existieren verschiedene Bedienmodi, die anders sind als das Beispiel. Der Bedienmodus des Baggers 1 kann durch einen Bedienmodus-Schalter geschaltet werden, der im Fahrerhaus 6 des in 1 erläuterten Baggers 1, zusätzlich zur Bedieneinheit 38SW des Monitors 38, angebracht ist.
<Steuerung von Motor 36>
3 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel eines Drehmoment-Kurvendiagramms, das gemäß einer Ausführungsform zur Steuerung des Motors 36 eingesetzt wird. Das Drehmoment-Kurvendiagramm wird zur Steuerung des Motors 36, genauer des Verbrennungsmotors 17 verwendet. Das Drehmoment-Kurvendiagramm erläutert eine Beziehung zwischen einem Drehmoment T (N x m) der Abtriebswelle 17S des Verbrennungsmotors 17 und der Drehzahl n (U/min) der Abtriebswelle 17S. In einer Ausführungsform ist, da der Rotor 19R des Generatormotors 19 mit der Abtriebswelle 17S des Verbrennungsmotors 17 verbunden ist, die Drehzahl n der Abtriebswelle 17S des Verbrennungsmotors 17 gleich einer Drehzahl des Rotors 19R des Generatormotors 19. Hierin im Folgenden bedeutet die Bezugnahme auf die Drehzahl n mindestens eine der Drehzahl der Abtriebswelle 17S des Verbrennungsmotors 17 und der Drehzahl des Rotors 19R des Generatormotors 19. In einer Ausführungsform sind Leistung des Verbrennungsmotors 17 und eine Leistung für den Fall, wenn der Generatormotor 19 als Motor betrieben wird, PS (Pferdestärke; Englisch: horsepower), und eine Einheit ist Strom. Die Leistung für den Fall, wenn der Generatormotor 19 als Generator betrieben wird, ist elektrische Energie, und eine Einheit ist Strom.
Das Drehmoment-Kurvendiagramm weist eine Maximaldrehmomentkurve TL, eine Grenzkurve VL, eine Pumpensaug-Drehmomentkurve PL, eine Anpassungsroute ML, und eine Leistungsanforderungskurve IL auf. Die Maximaldrehmomentkurve TL erläutert eine Maximalleistung, die durch den Verbrennungsmotor 17 während des Betriebs des Baggers 1, der in 1 erläutert ist, bereitgestellt wird. Die Maximaldrehmomentkurve TL erläutert eine Beziehung zwischen der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 und dem Drehmoment T, das durch den Verbrennungsmotor 17 bei jeder Drehzahl n erzeugt werden kann.
Das Drehmoment-Kurvendiagramm wird zur Steuerung des Verbrennungsmotors 17 verwendet. In einer Ausführungsform speichert die Motorsteuerung 30 das Drehmoment-Kurvendiagramm in der Speichereinheit und verwendet die Diagramm zur Steuerung des Verbrennungsmotors 17. Mindestens eine der Hybridsteuerung 23 und der Pumpensteuerung 33 können das Zungenkurvendiagramm in der Speichereinheit speichern.
Das Drehmoment T des Verbrennungsmotors 17, das durch die Maximaldrehmomentkurve TL erläutert ist, wird unter Berücksichtigung von Haltbarkeit, Rauchbegrenzung und dergleichen des Verbrennungsmotors 17 bestimmt. Daher kann der Verbrennungsmotor 17 ein größeres Drehmoment als das Drehmoment T entsprechend der Maximaldrehmomentkurve TL erzeugen. In der Realität steuert die Motorsteuervorrichtung, zum Beispiel die Motorsteuerung 30, den Verbrennungsmotor 17 so, dass das Drehmoment T des Verbrennungsmotors 17 die Maximaldrehmomentkurve TL nicht übersteigt.
An einem Schnittpunkt Pcnt der Grenzkurve VL und der Maximaldrehmomentkurve TL ist die Leistung, die durch den Verbrennungsmotor 17 erzeugt wird, d.h. die (Nutz)Leistung / PS (Pferdestärke; Englisch: horsepower), maximal. Der Schnittpunkt Pcnt wird als Nennpunkt bezeichnet. Die Leistung des Verbrennungsmotors 17 am Nennpunkt Pcnt wird als Nennleistung bezeichnet. Die Maximaldrehmomentkurve TL wird aus der Rauchbegrenzung, wie vorstehend beschrieben, bestimmt. Die Grenzkurve VL wird auf der Grundlage einer maximalen Drehzahl bestimmt. Daher ist die Nennleistung eine maximale Leistung des Verbrennungsmotors 17, die auf der Grundlage der Rauchbegrenzung und der maximalen Drehzahl des Verbrennungsmotors 17 bestimmt wird.
Die Grenzkurve VL begrenzt die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17. D.h. die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 wird durch die Motorsteuervorrichtung, zum Beispiel die Motorsteuerung 30, gesteuert, um die Grenzkurve VL nicht zu überschreiten. Die Grenzkurve VL definiert die maximale Drehzahl des Verbrennungsmotors 17. D.h. die Motorsteuervorrichtung, zum Beispiel die Motorsteuerung 30, steuert die maximale Drehzahl des Verbrennungsmotors 17, um nicht überschnell zu werden, um die Drehzahl zu überschreiten, die durch die Grenzkurve VL definiert ist.
Die Pumpensaug-Drehmomentkurve PL erläutert ein maximales Drehmoment, das durch die Hydraulikpumpe 18, die in 2 erläutert ist, bezüglich der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 gezogen werden kann. In einer Ausführungsform schafft der Verbrennungsmotor 17 einen Ausgleich zwischen der Leistung des Verbrennungsmotors 17 und einer Belastung der Hydraulikpumpe 18 auf der Anpassungsroute ML. 3 erläutert eine Anpassungsroute MLa und eine Anpassungsroute MLb. Die Anpassungsroute MLb ist der Maximaldrehmomentkurve TL näher als die Anpassungsroute MLa.
Die Anpassungsroute MLb wird so eingestellt, dass sie eine geringere Drehzahl n als die Anpassungsroute MLa aufweist, zum Beispiel in einem Fall der gleichen Leistung, wenn der Verbrennungsmotor 17 bei einer vorbestimmten Leistung betrieben wird. Dabei kann, wenn der Verbrennungsmotor 17 das gleiche Drehmoment T erzeugt, die Anpassungsroute MLb den Verbrennungsmotor 17 bei einer unteren Drehzahl n betreiben. Daher kann ein Verlust auf Grund von interner Reibung des Verbrennungsmotors 17 vermindert werden. Die Anpassungsroute ML kann so eingestellt werden, dass sie einen Punkt durchläuft, an dem eine Kraftstoffverbrauchsrate gut ist. Die Anpassungsroute MLb wird so eingestellt, dass sie von 80% bis 95%, beide Grenzen eingeschlossen, des Drehmoments T reicht, das durch die Maximaldrehmomentkurve TL in einem Bereich bis zu dem Fall, wenn der Verbrennungsmotor 17 das maximale Drehmoment T erzeugt, bestimmt wird.
Auf der Anpassungsroute ML wird, wenn die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 erhöht wird, das Drehmoment T erhöht. Die Anpassungsroute ML und die Grenzkurve TL schneiden sich in einem Bereich zwischen einer Drehzahl ntmax in einem Fall eines maximalen Drehmomentpunkts Pmax, der durch die Grenzkurve TL definiert ist, und einer Drehzahl ncnt in einem Fall des Nennleistungspunkts Pcnt. Im maximalen Drehmomentpunkt Pmax wird das durch den Verbrennungsmotor 1 erzeugte Drehmoment T maximal.
Die Leistungsanforderungskurve IL erläutert Ziele der Drehzahl n und des Drehmoments T des Verbrennungsmotors 17. D.h. der Verbrennungsmotor 17 wird gesteuert, um die Drehzahl n und das Drehmoment T aufzuweisen, das aus der Leistungsanforderungskurve IL erhalten wird. Wie vorstehend beschrieben, entspricht die Leistungsanforderungskurve IL einer zweiten Beziehung, die eine Beziehung zwischen dem Drehmoment T und der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 angibt, die verwendet wird, um die Größe der durch den Verbrennungsmotor 17 erzeugten Strom zu definieren. Die Leistungsanforderungskurve IL dient als die durch den Verbrennungsmotor 17 erzeugten PS, d.h. eine Führungsgröße der Leistung (hierin im Folgenden entsprechend als Leistungsführungsgröße bezeichnet). D.h. die Motorsteuervorrichtung, zum Beispiel die Motorsteuerung 30, steuert das Drehmoment T und die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17, um zum Drehmoment T und zur Drehzahl n auf der Leistungsanforderungskurve IL entsprechend der Leistungsführungsgröße zu werden. Beispielsweise, wenn eine Leistungsanforderungskurve ILe der Leistungsführungsgröße entspricht, werden das Drehmoment T und die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 gesteuert, um zu den Werten auf der Leistungsanforderungskurve ILe zu werden.
Das Drehmoment-Kurvendiagramm weist eine Vielzahl von Leistungsanforderungskurven IL auf. Ein Wert zwischen den nebeneinanderliegenden Leistungsanforderungskurven IL wird zum Beispiel durch Interpolation erhalten. In einer Ausführungsform ist die Leistungsanforderungskurve IL eine Iso-PS-Kurve. Die Iso-PS-Kurve definiert die Beziehung zwischen dem Drehmoment T und der Drehzahl n, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors 17 konstant wird. In einer Ausführungsform ist die Leistungsanforderungskurve IL nicht auf die Iso-PS-Kurve begrenzt und kann jede beliebige Kurve sein, die durch eine Drosselkurve oder dergleichen definiert wird, die mit der Drosselscheibe 28 eingestellt wird.
In einer Ausführungsform wird der Verbrennungsmotor 17 gesteuert, um das Drehmoment T und eine Drehzahl nm eines Anpassungspunkts MP aufzuweisen. Der Anpassungspunkt MP ist ein Schnittpunkt der Anpassungsroute ML, die durch die durchgezogene Kurve in 3 erläutert ist, der Leistungsanforderungskurve ILe, die durch die durchgezogene Kurve in 3 erläutert ist, und der Pumpensaug-Drehmomentkurve PL, die durch die durchgezogene Kurve erläutert ist. Der Anpassungspunkt MP ist ein Punkt, an dem die Leistung des Verbrennungsmotors 17 und die Belastung der Hydraulikpumpe 18 ausgeglichen sind. Die Leistungsanforderungskurve ILe, die durch die durchgezogene Kurve erläutert ist, entspricht einem Leistungsziel des Verbrennungsmotors 17, das durch die Hydraulikpumpe 18 am Anpassungspunkt MP gezogen wird, und einer Leistung, die durch den Verbrennungsmotor 17 angestrebt wird.
In einem Fall, wobei der Generatormotor 19 Elektrizität erzeugt, wird ein Befehl für die Pumpensteuerung 33 und die Hybridsteuerung 23 bereitgestellt, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors 17, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen wird, durch die PS klein wird, die durch den Generatormotor 19, d.h. eine Stromerzeugungsleistung Wga, gezogen werden. Die Pumpensaug-Drehmomentkurve PL wird in die Position verschoben, die durch die gepunktete Kurve erläutert ist. It ist einen Leistungsanforderungskurve ILp, die einer Leistung zu dieser Zeit entspricht. Die Pumpensaug-Drehmomentkurve PL schneidet die Leistungsanforderungskurve ILp bei einer Drehzahl nm am Anpassungspunkt MPa. Die Leistungsanforderungskurve ILe durchläuft den Anpassungspunkt MPa, wobei die Kurve ILe durch Addition der Stromerzeugungsleistung Wga, die durch den Generatormotor 19 gezogen wird, zur Leistungsanforderungskurve ILp erhalten wird.
In einer Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem die Leistung des Verbrennungsmotors 17 und die Belastung der Hydraulikpumpe 18 am Anpassungspunkt MPa ausgeglichen sind, d.h. ein Schnittpunkt der Anpassungsroute ML1, der Leistungsanforderungskurve ILe und der Pumpensaug-Drehmomentkurve PL. Allerdings ist eine Ausführungsform nicht auf das Beispiel begrenzt, und die Leistung des Verbrennungsmotors 17 und die Belastung der Hydraulikpumpe 18 können an einem Anpassungspunkt MPb ausgeglichen sein, der ein Schnittpunkt der Anpassungsroute MLb, der Leistungsanforderungskurve ILe und der Pumpensaug-Drehmomentkurve PL ist.
Wie vorstehend beschrieben, werden der Motor 36, d.h. der Verbrennungsmotor 17 und der Generatormotor 19, auf der Grundlage der Maximaldrehmomentkurve TL, der Grenzkurve VL, der Pumpensaug-Drehmomentkurve PL, der Anpassungsroute ML und der Leistungsanforderungskurve IL, die im Drehmoment-Kurvendiagramm mitumfasst sind, gesteuert. Als Nächstes wird die Steuerung des Motors 36, genauer die Steuerung des Verbrennungsmotors 17, zum Zeitpunkt der Entspannung des Hydrauliköls beschrieben, d.h. in einem Fall, wobei das Hydrauliköl, das von der Hydraulikpumpe 18 ausgestoßen wird, durch das Entspannungsventil 18r, entspannt wird.
<Steuerung des Verbrennungsmotors 17 zum Zeitpunkt der Entspannung des Hydrauliköls>
Zum Zeitpunkt der Bestätigung der Leistung des Baggers 1, bevor der Bagger 1 vom Werk ausgeliefert wird, und zum Zeitpunkt der Fehlerdiagnose durch einen Kundendienstmitarbeiter, ob der Verbrennungsmotor 17 und die Hydraulikpumpe 18 Anomalien aufweisen, unter Verwendung des Diagnosemodus. Genauer gesagt wird im Diagnosemodus ein Arbeitsgerät-Entlastungsbetrieb durchgeführt, nachdem das Verfahren den Diagnosemodus erreicht hat, und die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 sowie das Saug-Drehmoment und die Ausstoß-Fließgeschwindigkeit der Hydraulikpumpe 18 werden erhöht. Im Diagnosemodus wird unter diesem Zustand bestimmt, ob der Verbrennungsmotor 17 und die Hydraulikpumpe 18 Anomalien aufweisen, je nachdem, ob die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 bei der Entspannung des Hydrauliköls innerhalb eines Bestimmungswertes stabilisiert wird. Daher muss normalerweise, d.h. wenn keine Anomalien vorliegen, die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 zum Zeitpunkt der Entspannung des Hydrauliköls konstant sein. Der Arbeitsgerät-Entlastungsbetrieb ist ein Betrieb, um mindestens einen der Bedienhebel 26R, 26L in der gleichen Richtung in einen Zustand zu bewegen, wobei sich mindestens einer des Auslegerzylinders 14, des Armzylinders 15 und des Löffelzylinders 16 des Arbeitsgeräts 3 an einem Hubende befinden. Dadurch wird der Druck des Hydrauliköls im Rohrsystem, in dem das Hydrauliköl fließt, erhöht, und das Hydrauliköl wird entspannt. Der Druck des Hydrauliköls wird durch die Pumpendruck-Nachweiseinheit 20a, die in 2 erläutert ist, nachgewiesen.
Der Generatormotor 19 startet mit der Erzeugung der elektrischen Strom, d.h. er beginnt Elektrizität während des Arbeitsgeräte-Entlastungsbetriebs zu erzeugen, so dass eine Leistungsführungsgröße um eine Leistung zum Antreiben des Generatormotors 19 erhöht wird. Mit der Zunahme in der Leistungsführungsgröße wird eine Ziel-Drehzahl nmt, die durch den Verbrennungsmotor 17 angestrebt wird, erhöht. Die Ziel-Drehzahl nmt ist eine Drehzahl, die aus einem Schnittpunkt der Leistungsführungsgröße des Verbrennungsmotors 17 und der Anpassungsroute ML bestimmt wird, wobei die Leistungsführungsgröße eine Summe des Pumpensaug-Drehmoments ist, d.h. ein durch die Hydraulikpumpe 18 und die Stromerzeugungsleistung Wga gezogenes Drehmoment.
Zur Unterdrückung der Zunahme in der Drehzahl n während des Arbeitsgeräte-Entlastungsbetriebs wird in einer Ausführungsform die Ziel-Drehzahl nmt auf die Drehzahl nmr fixiert, die durch den Verbrennungsmotor 17 angestrebt wird, wenn der Generatormotor 19 eine Maximalerzeugungsenergie Wgmax zum Zeitpunkt der Entspannung des Hydrauliköls erzeugt. Diese Steuerung wird hierin entsprechend als Steuerung während der Entlastungszeit bezeichnet. Während der Steuerung während der Entlastungszeit wird die Ziel-Drehzahl nmt auf der Grundlage der PS, die erforderlich sind, wenn der Generatormotor 19 maximalen elektrischen Strom erzeugt, und der PS, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, wenn das Hydrauliköl, das durch die Hydraulikpumpe 18 ausgestoßen wird, entspannt wird, bestimmt.
4 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Steuerung während der Entlastungszeit. Die Leistungsanforderungskurve ILe von 4 ist eine Leistungsanforderungskurve für den Fall, wenn der Verbrennungsmotor 17 allein betrieben wird. In 4 ist, wenn der Verbrennungsmotor 17 die Hydraulikpumpe 18 in einem Zustand antreibt, wobei der Generatormotor 19 keine Elektrizität erzeugt, die für den Verbrennungsmotor 17 bereitgestellte Leistungsführungsgröße durch die Leistungsanforderungskurve ILe erläutert. Die durch die Leistungsanforderungskurve ILe bestimmten PS Wp sind die PS, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden.
Die Leistungsführungsgröße, die für den Verbrennungsmotor 17 für den Fall bereitgestellt wird, wenn der Verbrennungsmotor 17 die Hydraulikpumpe 18 in einem Zustand antreibt, wobei der Generatormotor 19 Elektrizität erzeugt, ist durch eine Leistungsanforderungskurve ILg erläutert. Wenn der Generatormotor 19 Elektrizität erzeugt, ist Strom zur Erzeugung erforderlich. Daher wird die Leistungsanforderungskurve ILg zum Zeitpunkt der Erzeugung von Elektrizität größer als die Leistungsanforderungskurve ILe zum Zeitpunkt der Nicht-Erzeugung von Elektrizität durch die Stromerzeugungsleistung Wga. D.h. der Verbrennungsmotor 17 erzeugt eine höhere Leistung zum Zeitpunkt der Erzeugung von Elektrizität als zum Zeitpunkt der Nicht-Erzeugung von Elektrizität.
Während der Steuerung während der Entlastungszeit ist Leistungsführungsgröße, die durch die Motorsteuerung für den Verbrennungsmotor 17 bereitgestellt wird, durch eine Leistungsanforderungskurve ILr erläutert. Die Leistungsanforderungskurve ILr ist eine für den Verbrennungsmotor 17 bereitgestellte Leistungsführungsgröße, wenn der Verbrennungsmotor 17 die Hydraulikpumpe 18 in einem Zustand antreibt, wobei der Generatormotor 19 den maximalen elektrischen Strom erzeugt, d.h. die maximale Stromerzeugungsleistung Wgmax. Die PS, die durch die Leistungsanforderungskurve ILr bestimmt werden, werden zu einem Wert, der durch Addieren der PS entsprechend der maximalen Stromerzeugungsleistung Wgmax, d.h. der PS mit dem gleichen Strom wie die maximale Stromerzeugungsleistung Wgmax, zu den PS Wp, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, erhalten wird. In einer Ausführungsform ist die maximale Stromerzeugungsleistung Wgmax ein fester Wert und wird in der Speichereinheit der Motorsteuerung 30 gespeichert.
In einer Ausführungsform wird als die PS Wp, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, ein Wert verwendet, der gemäß einer Antriebsbedingung der Hydraulikpumpe 18 bestimmt wird. In diesem Fall sind die PS Wp, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, kein fester Wert und werden je nach Antriebsbedingung der Hydraulikpumpe 18 geändert. Als die PS Wp, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, können die maximalen PS, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, d.h. die maximalen Saug-PS Wpmax verwendet werden. Die maximalen Saug-PS Wpmax werden einmalig bestimmt und sind ein fester Wert. In einem Fall, wobei die maximalen Saug-PS Wpmax zur Steuerung während der Entlastungszeit verwendet werden, werden die maximalen Saug-PS Wpmax in der Speichereinheit der Motorsteuerung 30 gespeichert.
In der Steuerung bestimmt während der Entlastungszeit in einem Fall, wobei der Verbrennungsmotor 17 den Generatormotor 19 antreibt, die Motorsteuerung 30 eine Ziel-Drehzahl nmr auf der Grundlage der PS, die erforderlich sind, wenn der Generatormotor 19 den maximalen elektrischen Strom erzeugt, d.h. die PS entsprechend der maximalen Stromerzeugungsleistung Wgmax und die PS Wp, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden. Genauer gesagt, addiert die Motorsteuerung 30 die PS Wp, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, und die maximale Stromerzeugungsleistung Wgmax, um die Leistungsanforderungskurve ILr entsprechend der Leistungsführungsgröße zu erhalten, und verwendet die Drehzahl am Schnittpunkt der Leistungsanforderungskurve ILr und auf der Anpassungsroute ML als Ziel-Drehzahl nmr. In einer Ausführungsform wird die Anpassungsroute ML auf die Maximaldrehmomentkurve TL in einem Bereich abgestimmt, der größer ist als die Drehzahl n, bei der der Verbrennungsmotor 17 das maximalen Drehmoment T erzeugt.
Die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 wird auf die Ziel-Drehzahl nmt abgestimmt d.h. auf eine Drehzahl, bei der die Leistungsführungsgröße und die Leistung des Verbrennungsmotors 1, d.h. eine Summe der Pumpensaug-Ziel-PS und der Stromerzeugungsleistung Wga, ausgeglichen ist. Wenn die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 zur Ziel-Drehzahl nmt oder größer wird, steigt die Pumpe entlang der Pumpensaug-Drehmomentkurve PL, und die Leistung, die für den Verbrennungsmotor 17 erforderlich ist, wird größer als die Leistungsführungsgröße für den Verbrennungsmotor 17. Der Verbrennungsmotor 17 verbraucht die Rotationsenergie um einen Betrag, der unter eine erforderliche Leistung fällt, und damit wird die Drehzahl n vermindert. Wenn die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 vermindert ist, werden die Pumpensaug-PS entlang der Pumpensaug-Drehmomentkurve PL vermindert, und die Leistung, die für den Verbrennungsmotor 17 erforderlich ist, wird kleiner als die Leistungsführungsgröße für den Verbrennungsmotor 17. Dann dient in dem Verbrennungsmotor 17 eine Restleistung, d.h. eine Differenz zwischen der Leistungsführungsgröße für den Verbrennungsmotor 17 und der Leistung, die für den Verbrennungsmotor 17 erforderlich ist, als Strom, der die Drehzahl n erhöht, und daher steigt die Drehzahl n.
Bei der Steuerung während der Entlastungszeit wird der Verbrennungsmotor 17 bei der Ziel-Drehzahl nmr betrieben. Wenn der Generatormotor 19 beginnt, Elektrizität zu erzeugen, wird die durch die Leistungsanforderungskurve ILg erläuterte Leistungsführungsgröße für den Verbrennungsmotor 17 bereitgestellt. Auch in diesem Fall betreibt die Motorsteuerung 30 den Verbrennungsmotor 17 bei der Ziel-Drehzahl nmr, und damit wird, auch wenn der Generatormotor 19 beginnt, Elektrizität zum Zeitpunkt der Entspannung des Hydrauliköls zu erzeugen, die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 nicht geändert. Daher kann ein Kundendienstmitarbeiter den Bagger 1, genauer den Verbrennungsmotor 17 und die Hydraulikpumpe 18, zuverlässig und genau diagnostizieren.
5 ist ein Diagramm zum Beschreiben des Betriebs des Verbrennungsmotors 17 in einem Fall, wobei die Steuerung während der Entlastungszeit zum Zeitpunkt der Entspannung des Hydrauliköls durchgeführt wird. In einem Fall, wobei der Verbrennungsmotor 17 am Anpassungspunkt MPa, d.h.an einem Schnittpunkt der Anpassungsroute MLa und der Leistungsanforderungskurve ILe, wenn die Steuerung während der Entlastungszeit durch die Entspannung des Hydrauliköls gestartet wird, betrieben wird, wird der Verbrennungsmotor 17 an einem Anpassungspunkt MPr betrieben. Der Anpassungspunkt MPr wird aus der Ziel-Drehzahl nmr an einem Schnittpunkt der Leistungsanforderungskurve ILr und der Anpassungsroute ML, die zur Steuerung während der Entlastungszeit verwendet werden, und des Drehmoments T, das aus der Leistungsanforderungskurve ILe bei der Ziel-Drehzahl nmr erhalten wird, bestimmt.
Für den Verbrennungsmotor 17, der am Anpassungspunkt MPa betrieben wird, wird die Steuerung während der Entlastungszeit gestartet, und der Verbrennungsmotor 17 wird am Anpassungspunkt MPr betrieben. Daher steigt, wenn die Steuerung während der Entlastungszeit für den Verbrennungsmotor 17 gestartet wird, die Ziel-Drehzahl von nma auf nmr an.
Indessen ist die Anpassungsroute MLb der Maximaldrehmomentkurve TL näher als die Anpassungsroute MLa. Für den Verbrennungsmotor 17, der am Anpassungspunkt MPb betrieben wird, wird die Steuerung während der Entlastungszeit gestartet, und der Verbrennungsmotor 17 wird am Anpassungspunkt MPr betrieben. Daher steigt, wenn die Steuerung während der Entlastungszeit für den Verbrennungsmotor 17 gestartet wird, die Ziel-Drehzahl von nmb auf nmr.
In einem Fall, wobei der Verbrennungsmotor 17 am Anpassungspunkt MPb betrieben wird, d.h. an einem Schnittpunkt der Anpassungsroute MLb und der Leistungsanforderungskurve ILe, ist eine Ziel-Drehzahl nmb geringer als die Ziel-Drehzahl nma am Anpassungspunkt MPa. Daher wird in einem Fall, wobei der Verbrennungsmotor 17 mit der Anpassungsroute MLb gesteuert wird, die Größe, um die die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 ansteigt, wenn die Steuerung während der Entlastungszeit gestartet wird, größer als die eines Falls, wobei der Verbrennungsmotor 17 mit der Anpassungsroute MLa gesteuert wird. Als Ergebnis ist, wenn die Steuerung während der Entlastungszeit gestartet wird, in dem Fall, wobei der Verbrennungsmotor 17 mit der Anpassungsroute MLb gesteuert wird, der Anstieg der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 groß, und für die Bedienperson des Baggers 1 entsteht ein Gefühl der Unsicherheit.
Wenn der Bagger 1 von einem Betrieb, der Abschwung genannt wird, in dem der Bagger 1 den Ausleger 11 des Arbeitsgeräts 3 senkt, während der obere Schwenkkörper 5 zum Schwenken zur Grabung gebracht wird, erfolgt die Entspannung des Hydrauliköls leicht. Daher wird in einem Fall, wobei der Verbrennungsmotor 17 mit der Anpassungsroute MLb gesteuert wird, die Steuerung während der Entlastungszeit gestartet, wenn der Bagger 1 vom Abschwung zur Grabung bewegt wird. Als Ergebnis kann der Anstieg der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 bei der Bedienperson des Baggers 1 das Gefühl der Unsicherheit aufkommen lassen.
Zur Unterdrückung des Anstiegs der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17, der auftritt, wenn der Bagger 1 vom Abschwung zur Grabung bewegt wird, deaktiviert die Motorsteuerung 30 die Steuerung während der Entlastungszeit zum Arbeitszeitpunkt einschließlich Schwenken des oberen Schwenkkörpers 5. Genauer gesagt, wenn der Schwenkverriegelungsschalter 37, der in 2 erläutert ist, AUS geschaltet ist, besteht die Möglichkeit, dass der obere Schwenkkörper 5 schwenkt. Daher erkennt die Motorsteuerung 30, dass ein Zeitpunkt der Schwenkverriegelung vorliegt, was einen Fall darstellt, wobei das Schwenken des oberen Schwenkkörpers 5 fixiert ist, wenn der Schwenkverriegelungsschalter 37 EIN geschaltet ist, und aktiviert die Steuerung während der Entlastungszeit. Die Motorsteuerung 30 erkennt dann, dass eine Möglichkeit besteht, dass der obere Schwenkkörper 5 schwenkt, wenn der Schwenkverriegelungsschalter 37 AUS geschaltet ist, und deaktiviert die Steuerung während der Entlastungszeit.
Dabei wird, wenn der Bagger 1 vom Abschwung zur Grabung bewegt wird, der Anstieg der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 unterdrückt. D.h. wenn die Steuerung während der Entlastungszeit deaktiviert ist, in einem Fall, wobei der Verbrennungsmotor 17 am Anpassungspunkt MPb betrieben wird, wird sogar, wenn zum Beispiel der Bagger 1 vom Abschwung zur Grabung bewegt wird und das Hydrauliköl entspannt wird, der Verbrennungsmotor 17 am Anpassungspunkt MPb betrieben. Daher wird die Ziel-Drehzahl nmb des Verbrennungsmotors 17 am Anpassungspunkt MPb nicht geändert. Als Ergebnis tritt ein Phänomen auf, dass die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 zum Arbeitszeitpunkt in Verbindung mit dem Schwenken des oberen Schwenkkörpers 5 unterdrückt wird.
Weiterhin aktiviert die Motorsteuerung 30 die Steuerung auch während der Entlastungszeit zum Diagnosezeitpunkt im Falle der Diagnose des Baggers 1. Dabei können sowohl der Zweck der Ausführung der Steuerung während der Entlastungszeit bei der Diagnose des Baggers 1 als auch der Unterdrückung des Anstiegs der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 zum Arbeitszeitpunkt in Verbindung mit dem Schwenken des oberen Schwenkkörpern 5 erfüllt werden.
Die Steuerung während der Entlastungszeit wird ausgeführt, wenn ein Zustand hergestellt wurde, um die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 zu einem konstanten Wert zu machen, zum Beispiel, wenn in Bagger 1 ein Zustand hergestellt wurde, der keine Arbeit mit dem Arbeitsgerät erfordert. Hierin im Folgenden wird die Bedingung, die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 zu einem konstanten Wert zu machen, entsprechend als konstante Geschwindigkeitsbedingung bezeichnet. Die Bedingung, die keine Arbeit mit dem Arbeitsgerät erfordert, ist in der konstanten Geschwindigkeitsbedingung mitumfasst. Hierin im Folgenden wird die Bedingung, die keine Arbeit mit dem Arbeitsgerät erfordert, entsprechend als Bedingung, die keine Arbeit erfordert, bezeichnet. Die Steuerung während der Entlastungszeit wird ausgeführt, wenn die konstante Geschwindigkeitsbedingung hergestellt ist, zum Beispiel, wenn Bedingung, die keine Arbeit erfordert, hergestellt ist und die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 bei einem konstanten Wert gehalten und der Verbrennungsmotor 17 betrieben wird.
In einem Fall, wobei der Bagger 1 eine Hybrid-Arbeitsmaschine ist, die den Generatormotor 19 und die Speichervorrichtung 22 aufweist, besteht eine Möglichkeit, dass die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 auf Grund des Anstiegs der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 auf Grund der beginnenden Erzeugung von Elektrizität durch den Generatormotor 19 während des Arbeitsgeräte-Entlastungsbetriebs nicht auf dem konstanten Wert gehalten werden kann. Weiterhin hat die Bedienperson auf Grund dessen, dass die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 nicht auf dem konstanten Wert gehalten wird, ein Gefühl der Unsicherheit. Sie ist ein ganz besonderes Problem für den Fall, wobei der Bagger 1 eine Hybrid-Arbeitsmaschine ist.
Weiterhin wird in dem Fall, wobei der Bagger 1 eine Hybrid-Arbeitsmaschine ist, wenn der Verbrennungsmotor 17 mit der Anpassungsroute MLb gesteuert wird, die Steuerung während der Entlastungszeit gestartet, wenn der Bagger 1 vom Abschwung zur Grabung bewegt wird. Als Ergebnis besteht eine Möglichkeit, dass der Anstieg der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 bei der Bedienperson das Gefühl der Unsicherheit hervorruft.
Die Motorsteuerung 30 aktiviert die Steuerung während der Entlastungszeit, wenn die Bedingung, die keine Arbeit erfordert, in der vorliegenden Ausführungsform ein Zustand, wobei der Schwenkverriegelungsschalter 37 EIN geschaltet ist, und ein Zustand, wobei der Bagger 1 diagnostiziert wird, hergestellt sind d.h., wenn eine Anforderung zum Halten der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 auf einem konstanten Wert vorliegt. Dabei können sowohl (1) dass die Diagnose unschwer durchgeführt werden kann, wenn die Steuerung während der Entlastungszeit zum Zeitpunkt der Diagnose in dem Fall erforderlich ist, wobei der Bagger 1 eine Hybrid-Arbeitsmaschine ist, und (2) dass der Anstieg der Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 zum Arbeitszeitpunkt in Verbindung mit Schwenken des oberen Schwenkkörpers 5 unterdrückt wird, erreicht werden. D.h. die Steuerung einer Ausführungsform hat einen Vorteil, das Problem mit der Hybrid-Arbeitsmaschine ganz speziell zu lösen. Weiterhin existiert ein Fall der Durchführung der Diagnose der Hydraulikpumpe 18 unter einem Umstand, wobei der obere Schwenkkörper 5 schwenkt. Daher kann die Herstellung von einer der Bedingung, wobei der Schwenkverriegelungsschalter37 EIN geschaltet ist, und der Bedingung, wobei der Bagger 1 diagnostiziert wird, als die Bedingung der Steuerung während der Entlastungszeit gemäß dem Inhalt der Diagnose der Hydraulikpumpe 18 eingesetzt werden, wie Aktivieren der Steuerung während der Entlastungszeit, wenn mindestens die Bedingung hergestellt ist, wobei der Bagger 1 diagnostiziert wird.
<Konfigurationsbeispiel der Motorsteuerung 30>
6 ist ein Diagramm und erläutert ein Konfigurierungsbeispiel der Motorsteuerung 30. Die Motorsteuerung 30 weist eine Prozessoreinheit 30P, eine Speichereinheit 30M, und eine Eingabe/Ausgabeeinheit 3010 auf. Die Prozessoreinheit 30P ist eine Zentraleinheit (CPU), ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer oder dergleichen.
In einer Ausführungsform, weist die Prozessoreinheit 30P eine Bestimmungseinheit 30J, eine Motorsteuereinheit 30C, und eine Zielleistungsrecheneinheit 30E auf. Die Prozessoreinheit 30P, genauer die Bestimmungseinheit 30J, die Motor-Steuereinheit 30C, und die Zielleistungsrecheneinheit 30E führen das Motor-Steuerverfahren einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform durch. Die Bestimmungseinheit 30J bestimmt, ob die Bedingung, die keine Arbeit erfordert, hergestellt ist, in einer Ausführungsform, ob es der Zeitpunkt der Diagnose ist, was der Fall bei der Diagnose des Baggers 1 ist, und ob es der Zeitpunkt der Schwenkverriegelung ist, was der Fall ist bei der Fixierung des Schwenkens des oberen Schwenkkörpers 5. Wenn die Bedingung, die keine Arbeit erfordert, hergestellt ist, in einer Ausführungsform, wenn mindestens einer des Zeitpunkts der Diagnose oder des Zeitpunkts der Schwenkverriegelung hergestellt ist, aktiviert die Motor-Steuereinheit 30C die Steuerung während der Entlastungszeit. Die Steuerung während der Entlastungszeit ist, wie vorstehend beschrieben, die Steuerung zur Bestimmung der Ziel-Drehzahl nmt, die durch den Verbrennungsmotor 17 angestrebt wird, auf der Grundlage der PS, die erforderlich sind, wenn der Generatormotor 19 den maximalen elektrischen Strom und die PS erzeugt, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, wenn das durch die Hydraulikpumpe 18 ausgestoßene Hydrauliköl durch das Entspannungsventil 18r entspannt wird. Wenn die Bedingung, die keine Arbeit erfordert, nicht hergestellt ist, in einer Ausführungsform, wenn sowohl der Zeitpunkt der Diagnose als auch der Zeitpunkt der Schwenkverriegelung nicht hergestellt sind, deaktiviert die Motor-Steuereinheit 30C die Steuerung während der Entlastungszeit. Die Zielleistungsrecheneinheit 30E erhält die Zielleistung (Ziel-PS) des Verbrennungsmotors 17 und die PS, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden.
In einem Fall, wobei die Prozessoreinheit 30P eine spezielle Hardware ist, zum Beispiel eines von einer Kombination verschiedener Schaltkreise, entsprechen ein programmierter Prozessor und ein Anwendungs-spezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) der Prozessoreinheit 30P.
Als Speichereinheit 30M werden mindestens einer von verschiedenen nichtflüchtigen oder flüchtigen Speichern wie ein Direktzugriffsspeicher (RAM) und ein Nurlesespeicher (ROM) und verschiedene Platten wie eine Magnetplatte verwendet. Der Speichereinheit 30M speichert ein Computerprogramm um zu bewirken, dass die Prozessoreinheit 30P die Motorsteuerung gemäß einer Ausführungsform ausführt und Informationen verwendet, wenn die Prozessoreinheit 30P die Motorsteuerung gemäß einer Ausführungsform ausführt. Die Prozessoreinheit 30P verwirklicht die Motorsteuerung gemäß einer Ausführungsform durch Lesen des Computerprogramms aus der Speichereinheit 30M und Ausführen des Computerprogramms.
Die Eingabe/Ausgabe-Einheit 3010 ist eine Schnittstellenschaltung zum Verbinden der Motorsteuerung 30 mit Vorrichtungen. Das Kraftstoff-Einstellrad 28, der Drehzahlnachweissensor 17n und die Common-Rail-Steuereinheit 32, die in 2 erläutert sind, sind mit der Eingabe/Ausgabe-Einheit 3010 verbunden. In einer Ausführungsform wurde ein Konfigurierungsbeispiel der Motorsteuerung 30 beschrieben. Allerdings weisen auch die Hybridsteuerung 23 und die Pumpensteuerung 33 eine der Motorsteuerung 30 ähnliche Konfigurierung auf.
<Steuerblock der Motorsteuerung 30>
7 ist Steuerblockschaubild der in der Motorsteuerung 30 mitumfassten Bestimmungseinheit 30J. Die Bestimmungseinheit 30J weist eine Schwenkzustandsausgabeeinheit 50, eine Bedienmodusausgabeeinheit 51, eine logische Summen-Recheneinheit 52, eine logische Produkt-Recheneinheit 53, eine Maximalwert-Selektionseinheit 54, und eine Entspannungsbestimmungseinheit 55 auf.
Die Schwenkzustandsausgabeeinheit 50 sammelt eine Ausgabe Srs des Schwenkverriegelungsschalters 37, der in 2 erläutert ist. Die Schwenkzustandsausgabeeinheit 50 gibt RICHTIG mit der logische Summen-Recheneinheit 52 aus, wenn die Ausgabe Srs EIN geschaltet ist, d.h. wenn der Schwenkverriegelungsschalter 37 EIN geschaltet ist, und gibt FALSCH mit der logische Summen-Recheneinheit 52 aus, wenn die Ausgabe Srs AUS geschaltet ist, d.h. wenn der Schwenkverriegelungsschalter 37 AUS geschaltet ist.
Der Bedienmodusausgabeeinheit 51 sammelt eine Ausgabe der Diagnosemodusausführungsausgabe Sce aus dem Monitor 38, der in 2 erläutert ist. Der Bedienmodusausgabeeinheit 51 gibt RICHTIG mit der logische Summen-Recheneinheit 52 aus, wenn die Diagnosemodusausführungsausgabe Sce EIN geschaltet ist, d.h. wenn die Diagnose durchgeführt wird, und gibt die Ausgabe FALSCH mit der logische Summen-Recheneinheit 52 aus, wenn die Diagnosemodusausführungsausgabe Sce AUS geschaltet ist, d.h. wenn die Diagnose nicht durchgeführt wird.
Die logische Summen-Recheneinheit 52 berechnet eine logische Summe des Leistungswerts der Schwenkzustandsausgabeeinheit 50 und des Leistungswerts der Bedienmodusausgabeeinheit 51 und gibt ein Rechenergebnis mit der logischen Produkt-Recheneinheit 53 aus. Die logische Summen-Recheneinheit 52 gibt FALSCH aus, wenn sowohl der Leistungswert der Schwenkzustandsausgabeeinheit 50 als auch der Leistungswert der Bedienmodusausgabeeinheit 51 FALSCH sind, und gibt ansonsten RICHTIG aus.
Ein Druck Pf des durch eine Hydraulikpumpe 18 ausgestoßenen Hydrauliköls, der durch die Pumpendruck-Nachweiseinheit 20a, die in 2 erläutert ist, nachgewiesen wird, und ein Druck Ps des durch die andere Hydraulikpumpe 18 ausgestoßenen Hydrauliköls werden in die Maximalwertselektionseinheit 54 eingegeben. Die Maximalwertselektionseinheit 54 vergleicht den Eingabedruck Pf und den Druck Ps, und gibt den größeren Druck an die Entspannungsbestimmungseinheit 55 als Bestimmungsdruck Pj aus.
In einer Ausführungsform weist der Bagger 1 zwei Hydraulikpumpen 18, 18 auf. Wenn allerdings drei oder mehr Hydraulikpumpen 18 vorhanden sind, werden die Drücke des durch die jeweiligen Hydraulikpumpen 18 ausgestoßenen Hydrauliköls in die Maximalwertselektionseinheit 54 eingegeben. Wenn die Anzahl der in Bagger 1 mitumfassten Hydraulikpumpen 18 1 ist, ist die Maximalwertselektionseinheit 54 unnötig. In diesem Fall wird der Druck des durch die eine Hydraulikpumpe 18 ausgestoßenen Hydrauliköls als Bestimmungsdruck Pj in die Entspannungsbestimmungseinheit 55 eingegeben.
Die Entspannungsbestimmungseinheit 55 bestimmt, ob sie sich im Entspannungszustand befindet, unter Verwendung einer ersten Schwelle Pc1 und einer zweite Schwelle Pc2, d.h. die größer ist als die erste Schwelle Pc1. Die Entspannungsbestimmungseinheit 55 gibt RICHTIG mit der logischen Produkt-Recheneinheit 53 aus, wenn der Bestimmungsdruck Pj zur zweiten Schwelle Pc2 oder größer wird, und gibt FALSCH an die logische Produkt-Recheneinheit 53 aus, wenn der Bestimmungsdruck Pj, in einem Zustand, bei dem RICHTIG ausgegeben wird, zur ersten Schwelle Pc1 oder geringer wird. Wie vorstehend beschrieben, wird eine Hysterese zur Bestimmung des Entspannungszustands angeben, wodurch das Auftreten einer Suche zum Zeitpunkt der Bestimmung des Entspannungszustands unterdrückt wird.
Die logische Produkt-Recheneinheit 53 gibt eine Steuerung während einer Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre aus. Die logischen Produkt-Recheneinheit 53 berechnet ein logisches Produkt der Ausgabe der logischen Summen-Recheneinheit 52 und der Ausgabe der Entspannungsbestimmungseinheit 55. Die logischen Produkt-Recheneinheit 53 stellt RICHTIG für die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre ein, wenn sowohl der Leistungswert der logischen Summen-Recheneinheit 52 als auch der Leistungswert der Ausgabe der Entspannungsbestimmungseinheit 55 RICHTIG sind und stellt ansonsten FALSCH für die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre ein. Wenn die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre RICHTIG ist, wird die Steuerung während der Entlastungszeit aktiviert, und wenn die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre FALSCH ist, wird die Steuerung während der Entlastungszeit deaktiviert.
8 ist Steuerblockschaubild der in der Motorsteuerung 30 mitumfassten Motorsteuerungseinheit 30C. Die Motor-Steuereinheit 30C weist eine Additions/Subtraktionseinheit 56, eine Selektionseinheit 57, eine Maximalwertselektionseinheit 58 und eine Ziel-Drehzahl Recheneinheit 59 auf. Die Pumpensaug-PS Wp d.h. die PS, die durch die Hydraulikpumpe 18 und die maximalen Stromerzeugungsleistung Wgmax gezogen werden, werden in die Additions/Subtraktionseinheit 56 eingegeben. In einer Ausführungsform ist, da die PS, die zum Antrieb des Generatormotors 19 notwendig sind, wenn der Generatormotor 19 Elektrizität erzeugt, durch einen negativen Wert ausgedrückt werden, die maximale Stromerzeugungsleistung Wgmax ein negativer Wert. Die Pumpensaug-PS Wp sind ein Wert, der gemäß der Antriebsbedingung der Hydraulikpumpe 18 bestimmt wird, und in einer Ausführungsform erhält die Zielleistungsrecheneinheit 30E, die in 6 erläutert ist, die Pumpensaug-PS Wp.
Die Additions/Subtraktionseinheit 56 subtrahiert die maximale Stromerzeugungsleistung Wgmax von den Pumpensaug-PS Wp und gibt das Ergebnis an die Selektionseinheit 57 aus. Wie vorstehend beschrieben, ist die maximale Stromerzeugungsleistung Wgmax ein negativer Wert, und somit ist eine Ausgabe der Additions/Subtraktionseinheit 56 ein Wert, der durch Addition eines absoluten Werts der maximalen Stromerzeugungsleistung Wgmax zu einem absoluten Wert der Pumpensaug-PS Wp erhalten wird. Dieser Wert sind die PS entsprechend der Leistungsanforderungskurve ILr, die in 4 und 5 erläutert ist, und sind die PS, die zur Steuerung während der Entlastungszeit verwendet werden. Hierin im Folgenden wird der Wert, der durch Addition des absoluten Werts der Pumpensaug-PS Wp und des absoluten Werts der maximalen Stromerzeugungsleistung Wgmax erhalten wird, entsprechend als Steuerung während der Entlastungszeit PS Wr bezeichnet. Der Wert aus der Additions/Subtraktionseinheit 56 und eine Minimalleistung (Minimal-PS) Wmin werden in die Selektionseinheit 57 eingegeben. Die Minimalleistung Wmin ist in einer Ausführungsform 0 [kW].
Die Selektionseinheit 57 gibt einen der zwei in die Maximalwertselektionseinheit 58 eingegebenen Werte auf der Grundlage des Wertes der Steuerung an die Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre aus. Genauer gesagt, selektiert die Selektionseinheit 57 die Ausgabe aus der Additions/Subtraktionseinheit 56 und gibt die Ausgabe der Maximalwertselektionseinheit 58 aus, wenn die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre RICHTIG ist. Weiterhin selektiert die Selektionseinheit 57 die Minimalleistung Wmin, und gibt die Minimalleistung Wmin an die Maximalwertselektionseinheit 58 aus, wenn die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre FALSCH anzeigt.
Eine Zielleistung (Ziel-PS) Wet des Verbrennungsmotors 17 und der durch die Selektionseinheit 57 ausgegebene Wert werden in die Maximalwertselektionseinheit 58 eingegeben. Die Maximalwertselektionseinheit 58 selektiert die größere der Zielleistung Wet des Verbrennungsmotors 17 und des Wertes, der durch die Selektionseinheit 57 ausgegeben wird, und gibt den ausgewählten Wert in die Ziel-Drehzahlrecheneinheit 59 als Verbrennungsmotorsteuerungs-PS We aus. Die Ziel-Drehzahlrecheneinheit 59 erhält die Ziel-Drehzahl nmt aus den Verbrennungsmotorsteuerungs-PS We. Die Ziel-Drehzahl nmt ist die Drehzahl am Schnittpunkt der Leistungsanforderungskurve IL entsprechend den Verbrennungsmotorsteuerungs-PS We und der Anpassungsroute ML. Wenn die Verbrennungsmotorsteuerungs-PS We die Steuerung während der Entlastungszeit-PS Wr sind, dient die Ziel-Drehzahl nmt, die durch die Ziel-Drehzahl Recheneinheit 59 erhalten wird, als Ziel-Drehzahl nmr, die zur Steuerung während der Entlastungszeit verwendet wird.
Wie vorstehend beschrieben, steuert die Motorsteuerung 30 den Verbrennungsmotor 17 unter Verwendung der Ziel-Drehzahl nmr, die zur Steuerung während der Entlastungszeit verwendet wird, die auf der Grundlage der Steuerung während der Entlastungszeit-PS Wr erhalten wird, wenn die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre RICHTIG ist. D.h. die Motorsteuerung 30 aktiviert die Steuerung während der Entlastungszeit, wenn die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre RICHTIG ist. Der Motorsteuerung 30 steuert den Verbrennungsmotor 17 unter Verwendung der Ziel-Drehzahl nmb, die unter Verwendung der Zielleistung Wet des Verbrennungsmotors 17 ohne Verwendung der Steuerung während der Entlastungszeit PS Wr, wenn die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre FALSCH ist, erhalten wird. D.h. die Motorsteuerung 30 deaktiviert die Steuerung während der Entlastungszeit, wenn die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre FALSCH ist.
9 ist Steuerblockschaubild der in der Motorsteuerung 30 mitumfassten Zielleistungsrecheneinheit 30E. Der Zielleistungsrecheneinheit 30E erhält die Zielleistung Wet des Verbrennungsmotors 17 und die Pumpensaug-PS Wp. Der Zielleistungsrecheneinheit 30E weist eine Pumpenleistungsrecheneinheit 60, eine Minimalwert-Selektionseinheit 61 und eine Additions/Subtraktionseinheit 62 auf. Ein Hebel-Bedienbetrag Lipt und die Drücke Pf, Ps des durch die Hydraulikpumpe 18 ausgestoßenen Hydrauliköls werden in die Pumpenleistungsrecheneinheit 60 eingegeben. Der Hebel-Bedienbetrag Lipt ist ein Wert gemäß dem Betriebszustand der Bedienhebel 26R, 26L und der Verfahrhebel 39L, 39R, die in 2 erläutert sind. Die Pumpenleistungsrecheneinheit 60 bestimmt ein aktuelles Betriebsschema gemäß dem Betriebszustand der Bedienhebel 26R, 26L und der Verfahrhebel 39L, 39R, und der Drücke Pf, Ps, und erhält für jedes bestimmte Betriebsschema die Pumpensaug-PS Wp. Der Pumpenleistungsrecheneinheit 60 gibt die erhaltenen Pumpensaug-PS Wp an die Additions/Subtraktionseinheit 62 aus.
Die Minimalwertselektionseinheit 61 vergleicht die Stromerzeugungsleistung Wga des Generatormotors 19, der in 2 erläutert ist, und 0 [kW], und gibt den kleineren Wert an die Additions/Subtraktionseinheit 62 aus. In einer Ausführungsform ist, da die zum Antrieb des Generatormotors 19 notwendigen PS, wenn der Generatormotor 19 Elektrizität erzeugt, durch einen negativen Wert ausgedrückt wird, die Stromerzeugungsleistung Wga ein negativer Wert. Wenn daher der Generatormotor 19 Elektrizität erzeugt, gibt die Minimalwert-Selektionseinheit 61 die Stromerzeugungsleistung Wga an die Additions/Subtraktionseinheit 62 aus.
Die Additions/Subtraktionseinheit 62 gibt einen durch Subtrahieren der Stromerzeugungsleistung Wga von den Pumpensaug-PS Wp erhaltenen Wert als Zielleistungswert des Verbrennungsmotors 17 aus. Wie vorstehend beschrieben, ist die Stromerzeugungsleistung Wga ein negativer Wert, und somit gibt die Additions/Subtraktionseinheit 62 einen durch Addition eines absoluten Werts |Wp| der Pumpensaug-PS Wp und eines absoluten Wertes |Wga| der Stromerzeugungsleistung Wga erhaltenen Wert als Zielleistung Wet des Verbrennungsmotors 17 aus.
Die Stromerzeugungsleistung Wga wird auf Grund einer Abnahme in einer Spannung zwischen den Ausgängen der Speichervorrichtung 22 durch den Schwenkbetrieb zum Schwenken des oberen Schwenkkörpers 5 oder dergleichen geändert. Die Zielleistung Wet des Verbrennungsmotors 17 wird als Antwort auf die Änderung ebenfalls geändert. Die Zielleistung Wet des Verbrennungsmotors 17 entspricht einer Belastung des Verbrennungsmotors 17, der die Hydraulikpumpe 18 antreibt. Daher wird die Belastung des Verbrennungsmotors 17 auf Grund der Stromerzeugungsleistung Wga geändert. Wie in 8 erläutert, wird die Ziel-Drehzahl nmt des Verbrennungsmotors 17 gemäß der Zielleistung Wet des Verbrennungsmotors 17 in einem Fall der Nichtsteuerung während der Entlastungszeit bestimmt. D.h. die Ziel-Drehzahl nmt des Verbrennungsmotors 17 wird gemäß der Stromerzeugungsleistung Wga geändert, die gemäß der Spannung zwischen Ausgängen der Speichervorrichtung 22 geändert wird. Während des Betriebs des Verbrennungsmotors 17 wird die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 gesteuert, um zur Ziel-Drehzahl nmt zu werden. Daher wird die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 gemäß der Stromerzeugungsleistung Wga geändert. Zum Zeitpunkt der Ausführung der Steuerung während der Entlastungszeit wird die Ziel-Drehzahl nmt des Verbrennungsmotors 17 durch die maximale Stromerzeugungsleistung Wgmax zu einem feststehendend Wert. Die Ziel-Drehzahl nmt wird durch die Stromerzeugungsleistung Wga nicht geändert, und somit wird die Drehzahl n des Verbrennungsmotors 17 nicht geändert.
<Motorsteuerverfahren der Arbeitsmaschine gemäß Ausführungsform>
10 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Beispiel eines Motor-Steuerverfahrens einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform. In Schritt S101 bestimmt die Bestimmungseinheit 30J der Motorsteuerung 30, ob der Diagnosemodus vorliegt. Wenn der Diagnosemodus vorliegt (Ja in Schritt S101), stellt die Motorsteuerung 30 die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre auf RICHTIG. In Schritt S103 aktiviert die Motor-Steuereinheit 30C die Steuerung während der Entlastungszeit als Antwort auf die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre, so dass sie RICHTIG anzeigt. Wenn der Diagnosemodus nicht vorliegt (Nein in Schritt S101), bestimmt in Schritt S102 die Bestimmungseinheit 30J, ob der Zeitpunkt der Schwenkverriegelung vorliegt. Wenn der Zeitpunkt der Schwenkverriegelung vorliegt (Ja in Schritt S102), stellt die Bestimmungseinheit 30J die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre ein, so dass sie RICHTIG anzeigt. In Schritt S103 deaktiviert die Motor-Steuereinheit 30C die Steuerung während der Entlastungszeit als Antwort auf die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre, die RICHTIG anzeigt.
Wenn nicht der Diagnosemodus (Nein in Schritt S101) und nicht der Zeitpunkt der Schwenkverriegelung (Nein in Schritt S102) vorliegen, stellt die Bestimmungseinheit 30J die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre auf FALSCH. In Schritt S104 deaktiviert die Motor-Steuereinheit 30C die Steuerung während der Entlastungszeit als Antwort auf die Steuerung an der Entlastungszeit-Aktivierungsflagge Fre, die FALSCH anzeigt.
In einer Ausführungsform wurde eine Hybrid-Arbeitsmaschine, in der der Generatormotor 19 durch den Verbrennungsmotor 17 angetrieben wird, als Beispiel beschrieben, und die Ziel-Drehzahl wurde auf der Grundlage der PS bestimmt, die notwendig sind, wenn der Generatormotor 19 den maximalen elektrischen Strom und die maximalen PS erzeugt, die durch die Hydraulikpumpe 18 während der Entlastungszeit in die Steuerung gezogen werden. In einer Ausführungsform ist der Generatormotor 19 nicht zwingend. D.h. der Motor 36, der in 2 erläutert ist, braucht keinen Generatormotor 19 aufzuweisen. In diesem Fall bestimmt bei der Steuerung während der Entlastungszeit die Motorsteuerung 30 die Ziel-Drehzahl nmt auf der Grundlage der PS Wp, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, wenn das durch die Hydraulikpumpe 18 ausgestoßene Hydrauliköl entspannt wird. Genauer gesagt, erhält die Motorsteuerung 30 die Leistungsanforderungskurve ILr als Leistungsführungsgröße aus den PS Wp, die durch die Hydraulikpumpe 18 gezogen werden, und setzt die Drehzahl am Schnittpunkt der Leistungsanforderungskurve ILr und der Anpassungsroute ML als Ziel-Drehzahl nmr ein.
In einer Ausführungsform wurde der Bagger 1, der den Verbrennungsmotor 17 aufweist, als Beispiel einer Arbeitsmaschine beschrieben. Allerdings ist die Arbeitsmaschine, auf die die Ausführungsform angewendet werden kann, nicht auf das Beispiel begrenzt. Die Arbeitsmaschine kann beispielsweise ein Radlader, ein Bulldozer, ein Kipplaster, oder dergleichen sein. Der Typ des in der Arbeitsmaschine montierten Motors ist ebenfalls nicht eingeschränkt.
Es wurden Ausführungsformen beschrieben. Allerdings ist die Ausführungsform nicht durch den vorstehend beschriebenen Inhalt eingeschränkt. Weiterhin umfassen die vorstehend beschriebenen Konfigurationselemente diejenigen, auf die ein Fachmann unschwer kommen kann, diejenigen, die im Wesentlichen die gleichen sind, und diejenigen, die sozusagen im Umfang der Erfindung liegen. Weiterhin können die oben beschriebenen Konfigurationselemente entsprechend kombiniert werden. Weiterhin können verschiedene Streichungen, Substitutionen und Änderungen der Konfigurationselemente durchgeführt werden, ohne vom Sinn der Ausführungsformen abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: BAGGER
5: OBERER SCHWENKKÖRPER
17: VERBRENNUNGSMOTOR
18: HYDRAULIKPUMPE
18r: ENTSPANNUNGSVENTIL
19: GENERATORMOTOR
20: STEUERVENTIL
20a: PUMPENDRUCKNACHWEISEINHEIT
22: SPEICHERVORRICHTUNG
23: HYBRIDSTEUERUNG
26L, 26R: BEDIENHEBEL
30: MOTORSTEUERUNG
30C: MOTORSTEUEREINHEIT
30E: ZIELLEISTUNGSBERECHNUNGSEINHEIT
30M: SPEICHEREINHEIT
30P: PROZESSOREINHEIT
3010: EINGABE/AUSGABE-EINHEIT
30J: BESTIMMUNGSEINHEIT
33: PUMPENSTEUERUNG
36: MOTOR
37: SCHWENKVERRIEGELUNGSSCHALTER
38: MONITOR
50: SCHWENKZUSTANDSAUSGABEEINHEIT
51: BEDIENMODUSAUSGABEEINHEIT
52: LOGISCHE SUMMEN-RECHENEINHEIT
53: LOGISCHE PRODUKT-RECHENEINHEIT
54: MAXIMALWERTSELEKTIONSEINHEIT
55: ENTSPANNUNGSBESTIMMUNGSEINHEIT
56: ADDITIONS/SUBTRAKTIONSEINHEIT
57: SELEKTIONSEINHEIT
58: MAXIMALWERTSELEKTIONSEINHEIT
59: ZIELDREHZAHLRECHENEINHEI

Claims

Motorsteuervorrichtung (30) einer Arbeitsmaschine, wobei die Motorsteuervorrichtung (30) einen Verbrennungsmotor (17) der Arbeitsmaschine (1) mit einem Schwenkkörper (5), einem an dem Schwenkkörper (5) angebrachten Arbeitsgerät (3), einem Hydraulikaktor (14, 15, oder 16), der das Arbeitsgerät (3) betätigt, einer Hydraulikpumpe (18), die den Hydraulikaktor (14, 15, oder 16) betätigt, und dem Verbrennungsmotor (17), der die Hydraulikpumpe (18) antreibt und von dem eine Drehzahl gemäß einer Belastung geändert wird, steuert, umfassend: eine Bestimmungseinheit (30J), die zur Bestimmung konfiguriert ist, ob eine Bedingung, die keine Arbeit mit dem Arbeitsgerät (3) erfordert, hergestellt ist; und eine Motorsteuereinheit (30c), die konfiguriert ist, um die Steuerung während einer Entlastungszeit zu aktivieren, um eine Ziel-Drehzahl zu bestimmen, die durch den Verbrennungsmotor (17) auf der Grundlage der Leistung angestrebt wird, die durch die Hydraulikpumpe (18) in dem Fall gezogen wird, wenn ein durch die Hydraulikpumpe (18) ausgestoßenes Hydrauliköl entlastet wird, wenn die Bedingung hergestellt ist, und um die Steuerung während der Entlastungszeit zu deaktivieren, wenn die Bedingung nicht hergestellt ist.
Motorsteuervorrichtung (30) einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Bedingung entweder zu einer Zeit der Diagnose, die in dem Fall der Diagnose von mindestens der Arbeitsmaschine (1) vorliegt, oder zu einer Zeit der Schwenkverriegelung, d.h. ein Fall der Fixierung des Schwenkens des in der Arbeitsmaschine (1) mitumfassten Schwenkkörpers (5), ist.
Motorsteuervorrichtung einer Arbeitsmaschine (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hydraulikaktor (14, 15, oder 16) ein Hydraulikzylinder ist.
Motorsteuervorrichtung (30) einer Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Arbeitsmaschine (1) einen durch den Verbrennungsmotor (17) angetriebenen Generatormotor (19) und eine Speichervorrichtung (22), die durch den Generatormotor (19) erzeugten elektrischen Strom speichert, und den gespeicherten elektrischen Strom an den Generatormotor (19) liefert, aufweist.
Arbeitsmaschine, die die Motorsteuervorrichtung (20) einer Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.
Motor-Steuerverfahren einer Arbeitsmaschine (1) zur Steuerung eines Verbrennungsmotors (17) der Arbeitsmaschine (1) mit einem Schwenkkörper (5), einem an dem Schwenkkörper (5) angebrachten Arbeitsgerät (3), einem Hydraulikaktor (14, 15, oder 16), der das Arbeitsgerät (3) betätigt, einer Hydraulikpumpe (18), die den Hydraulikaktor (14, 15, oder 16) betätigt, und dem Verbrennungsmotor (17), der die Hydraulikpumpe (18) antreibt und von dem eine Drehzahl gemäß einer Belastung geändert wird, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Bestimmen, ob eine Bedingung, die keine Arbeit mit dem Arbeitsgerät (3) erfordert, hergestellt ist; und Aktivieren der Steuerung während einer Entlastungszeit zur Bestimmung einer Ziel-Drehzahl, die durch den Verbrennungsmotor (17) auf der Grundlage der Leistung angestrebt wird, die durch die Hydraulikpumpe (18) in dem Fall gezogen wird, wenn ein durch die Hydraulikpumpe (18) ausgestoßenes Hydrauliköl entlastet wird, wenn die Bedingung hergestellt ist, und Deaktivieren der Steuerung während der Entlastungszeit, wenn die Bedingung nicht hergestellt ist.