KR101391104B1 - 건설 기계 및 건설 기계의 제어 방법 - Google Patents

건설 기계 및 건설 기계의 제어 방법 Download PDF

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다다시 가와구치
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Abstract

탑재된 전기 기기의 과열을 간이한 구성에 의해 적확하게 방지할 수 있는 건설 기계 및 건설 기계의 제어 방법을 제공한다. 이 목적을 위해, 조작 수단의 조작량에 기초하여 유압 펌프의 펌프 목표 토출 유량을 산출하고, 당해 건설 기계에 탑재된 전기 기기의 온도를 검출하고, 엔진의 회전수가 설정 회전수보다 작은 저속 영역에서 엔진의 출력과 유압 펌프의 펌프 흡수 마력을 매칭하는 저속 매칭을 행할 때에 엔진이 취할 수 있는 최소의 회전수인 엔진 최소 회전수를, 검출된 전기 기기의 온도에 기초하여 사용하여 산출하고, 펌프 목표 토출 유량의 회전수 환산값 및 엔진 최소 회전수 중 최대값을 엔진 목표 회전수의 후보로서 생성한다.
Figure R1020097020118
건설 기계

Description

건설 기계 및 건설 기계의 제어 방법 {CONSTRUCTION MACHINE AND CONTROL METHOD OF CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은 서로 연결된 엔진 및 발전 전동기를 구동원으로서 구비함과 함께, 엔진 및 발전 전동기에 의해 구동되는 유압 펌프를 구비한 건설 기계 및 건설 기계의 제어 방법에 관한 것이다.
종래부터 서로 연결된 엔진 및 발전 전동기를 구동원으로 하는 하이브리드 차량은, 발전 전동기와의 사이에서 전력의 수수 (授受) 를 실시하는 축전기, 축전기의 전압을 승압시키는 승압기, 발전 전동기를 구동시키는 인버터 등의 전기 기기를 구비하고 있다. 이들 전기 기기는 열을 지나치게 담아두고 있으면 파손되어, 하이브리드 차량의 시스템의 동작 불능 상태를 초래하는 경우가 있었다. 이 문제를 해결하기 위해, 하이브리드 차량이 구비하는 전기 기기를 적절히 냉각시킴으로써 전기 기기의 과열을 방지하는 기술이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 을 참조).
하이브리드 차량의 시스템이 동작 불능이 되는 것을 확실하게 회피하기 위해서는, 전기 기기를 냉각시키는 것에 추가하여 축전기를 대용량화하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 서술한 종래 기술에서 축전기를 대용량화하면, 이 대용량 화에 따라 냉각 시스템을 대형화, 복잡화하지 않을 수 없어, 중량, 축전 장치 및 냉각 시스템의 탑재 공간, 비용면 등에서 문제가 발생되는 경우가 있었다.
또, 엔진 및 발전 전동기에 의해 구동되는 유압 펌프를 추가로 구비한 하이브리드형 건설 기계의 경우에는, 엔진의 회전수가 소정의 설정 회전수보다 작은 저속 영역에서 엔진의 출력과 유압 펌프의 펌프 흡수 마력을 매칭하는 저속 매칭을 행할 때, 조작 지시 입력이 반복됨으로써 전기 기기가 과열될 우려가 있었다. 이하, 이 점에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
저속 매칭을 행하는 경우, 조작 지시 입력이 없는 동안에는 엔진의 회전이 저속이다. 이 때문에, 조작 지시 입력이 행해졌을 때에는, 엔진의 회전을 저속에서 고속으로 신속하게 상승시켜야 한다. 엔진의 회전을 저속에서 고속으로 신속하게 상승시키려면, 발전 전동기를 전동기로서 구동시킴으로써 엔진의 회전을 어시스트할 필요가 있다. 발전 전동기를 전동기로서 구동시키면, 전기 기기에 부하가 가해져서 열이 발생된다. 따라서, 발전 전동기의 구동이 반복적으로 행해지면, 전기 기기는 정격 온도를 초과하여 과열될 우려가 있었다.
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2005-344524호
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 탑재된 전기 기기의 과열을 간단한 구성에 의해 적확하게 방지할 수 있는 건설 기계 및 건설 기계의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 건설 기계는, 서로 연결된 엔진 및 발전 전동기와, 상기 발전 전동기가 발전한 전력을 축전하는 한편, 상기 발전 전동기에 전력을 공급하는 축전기와, 상기 엔진 및 상기 발전 전동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유가 공급되는 유압 액추에이터와, 상기 유압 액추에이터를 조작하는 조작 수단을 구비한 건설 기계로서, 상기 조작 수단의 조작량에 기초하여 상기 유압 펌프의 펌프 목표 토출 유량을 산출하는 펌프 목표 토출 유량 산출 수단과, 당해 건설 기계에 탑재된 전기 기기의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 상기 엔진의 회전수가 설정 회전수보다 작은 저속 영역에서 상기 엔진의 출력과 상기 유압 펌프의 펌프 흡수 마력을 매칭하는 저속 매칭을 행할 때에 상기 엔진이 취할 수 있는 최소의 회전수인 엔진 최소 회전수를, 상기 전기 기기의 온도 함수로서 그 온도의 상승과 함께 증가되거나 또는 일정한 값을 취하는 함수로서 기억하는 기억 수단과, 상기 온도 검출 수단에 의해 검출된 상기 전기 기기의 온도에 대응하는 엔진 최소 회전수를, 상기 전기 기기의 온도 및 상기 기억 수단에 의해 기억되는 상기 함수에 기초하여 산출하는 엔진 최소 회전수 산출 수단과, 상기 펌프 목표 토출 유량 산출 수단에 의해 산출된 펌프 목표 토출 유량의 회전수 환산값 및 상기 엔진 최소 회전수 산출 수단에 의해 산출된 엔진 최소 회전수 중 최대값을 엔진 목표 회전수의 후보로서 생성하는 엔진 목표 회전수 후보 생성 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관련된 건설 기계는, 상기 발명에 있어서, 상기 전기 기기는 상기 축전기인 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관련된 건설 기계는, 상기 발명에 있어서, 상기 축전기의 전압을 승압시켜 출력하는 승압기를 구비하고, 상기 전기 기기는 상기 승압기인 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관련된 건설 기계는, 상기 발명에 있어서, 상기 축전기의 전압을 승압시켜 출력하는 승압기를 구비하고, 상기 전기 기기는 상기 축전기 및 상기 승압기이고, 상기 엔진 최소 회전수 산출 수단은, 상기 온도 검출 수단이 검출한 상기 축전기의 온도 및 상기 승압기의 온도에 각각 대응하는 제 1 및 제 2 엔진 최소 회전수를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련된 건설 기계의 제어 방법은, 서로 연결된 엔진 및 발전 전동기와, 상기 발전 전동기가 발전한 전력을 축전하는 한편, 상기 발전 전동기에 전력을 공급하는 축전기와, 상기 엔진 및 상기 발전 전동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유가 공급되는 유압 액추에이터와, 상기 유압 액추에이터를 조작하는 조작 수단을 구비한 건설 기계의 제어 방법으로서, 상기 조작 수단의 조작량에 기초하여 상기 유압 펌프의 펌프 목표 토출 유량을 산출하는 펌프 목표 토출 유량 산출 단계와, 당해 건설 기계에 탑재된 전기 기기의 온도를 검출하는 온도 검출 단계와, 상기 온도 검출 단계에서 검출된 상기 전기 기기의 온도를 사용함으로써, 상기 엔진의 회전수가 설정 회전수보다 작은 저속 영역에서 상기 엔진의 출력과 상기 유압 펌프의 펌프 흡수 마력을 매칭하는 저속 매칭을 행할 때에 상기 엔진이 취할 수 있는 최소의 회전수인 엔진 최소 회전수를 산출하는 엔진 최소 회전수 산출 단계와, 상기 펌프 목표 토출 유량 산출 단계에서 산출된 펌프 목표 토출 유량의 회전수 환산값 및 상기 엔진 최소 회전수 산출 단계에서 산출된 엔진 최소 회전수 중 최대값을 엔진 목표 회전수의 후보로서 생성하는 엔진 목표 회전수 후보 생성 단계를 갖고, 상기 엔진 최소 회전수는, 상기 전기 기기의 온도 함수로서 그 온도의 상승과 함께 증가되거나 또는 일정한 값을 취하는 함수인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 저속 매칭을 행할 때의 엔진 최소 회전수가 전기 기기의 온도 상승과 함께 상승되거나 또는 일정한 값을 취하는 구성으로 했기 때문에, 엔진의 회전 변동폭이 줄어 전기 기기의 부하가 저감된다. 이 결과, 전기 기기의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 탑재된 전기 기기의 과열을 축전기의 대용량화에 상관없이 간이한 구성에 의해 적확하게 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 건설 기계의 주요부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 건설 기계 (유압 셔블) 의 외부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 건설 기계 제어 방법의 처리 개요를 나타내는 플로우 차트이다.
도 4 는 도 3 에 나타내는 플로우 차트의 보다 상세한 내용을 나타내는 제어 블록도이다.
도 5 는 엔진 목표 회전수 제 2 후보 산출부가 참조하는 함수 관계를 나타내는 도면이다.
도 6 은 엔진 목표 회전수 제 3 후보 산출부가 참조하는 함수 관계를 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 유압 셔블
2 : 엔진
3 : 유압 펌프
5 : 펌프 제어 밸브
6 : 컨트롤러
7, 8, 9 : 유압 센서
10 : PTO 축
11 : 발전 전동기
12 : 축전기
13, 17 : 온도 센서
16 : 승압기
50 : 유압 액추에이터 목표 유량 산출부
51 : 붐 목표 유량 산출부
52 : 아암 목표 유량 산출부
53 : 버킷 목표 유량 산출부
54 : 선회 모터 속도 지령부
55 : 우측 주행 목표 유량 산출부
56 : 좌측 주행 목표 유량 산출부
58 : 선회 유량 산출부
60 : 펌프 목표 토출 유량 산출부
61 : 엔진 목표 회전수 제 1 후보 산출부
62 : 엔진 목표 회전수 제 2 후보 산출부
63 : 엔진 목표 회전수 제 3 후보 산출부
66 : 제 2 엔진 목표 회전수 설정부
68 : 펌프 출력 제한 산출부
69 : 제 3 엔진 회전수 산출부
70 : 최소값 선택부
80 : 기억 장치
102 : 선회 컨트롤러
103 : 선회 모터
105 : 선회 속도 센서
201 : 주행체
202 : 선회체
203 : 붐
204 : 아암
205 : 버킷
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태 (이후, 「실시형태」라고 한다) 를 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 건설 기계의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시형태에서는, 건설 기계로서 굴삭 기능을 갖는 유압 셔블을 상정하고 있다.
도 2 는 유압 셔블의 외관 구성을 나타내는 도면이다. 동 도면에 나타내는 유압 셔블 (1) 은, 주행체 (201) 와 선회체 (202) 를 구비한다. 주행체 (201) 는 좌우의 크롤러 트랙으로 이루어진다. 선회체 (202) 에는 붐 (203), 아암 (204), 버킷 (205) 으로 이루어지는 작업기가 장착되어 있다.
유압 셔블 (1) 에서는, 붐 실린더 (31) 가 구동됨으로써 붐 (203) 이 작동되고, 아암 실린더 (32) 가 구동됨으로써 아암 (204) 이 작동되고, 버킷 실린더 (33) 가 구동됨으로써 버킷 (205) 이 작동된다. 또, 우측 주행 모터 (35), 좌측 주행 모터 (36) 가 각각 구동됨으로써 우측 크롤러 트랙, 좌측 크롤러 트랙이 회전한다. 또한, 붐 실린더 (31), 아암 실린더 (32), 버킷 실린더 (33) 는 유압 실린더이고, 우측 주행 모터 (35), 좌측 주행 모터 (36) 는 유압 모터이다.
엔진 (2) 은 디젤 엔진으로서, 그 출력 (마력) 은, 실린더 내로 분사되는 연료량을 조정함으로써 제어된다. 이 조정은, 엔진 (2) 의 연료 분사 펌프에 부설된 거버너 (4) 를 제어함으로써 행해진다.
컨트롤러 (6) 는, 거버너 (4) 에 대하여 엔진 회전수를 목표 회전수 (n_com) 로 하기 위한 회전 지령값을 출력한다. 거버너 (4) 는, 목표 회전수 (n_com) 가 얻어지도록 연료 분사량을 증감시킨다.
엔진 (2) 의 출력축은, PTO 축 (10) 을 통하여 발전 전동기 (11) 의 구동축에 연결되어 있다. 발전 전동기 (11) 는 발전 작용과 전동 작용을 행한다. 즉, 발전 전동기 (11) 는, 전동기 (모터) 로서 작동하는 한편, 발전기로서도 작동한다.
발전 전동기 (11) 는, 엔진 (2) 을 시동시키는 스타터로서도 기능한다. 스타터 스위치가 온되면, 발전 전동기 (11) 가 전동 작용하여, 엔진 (2) 의 출력축을 저회전 (예를 들어, 400 ∼ 500 rpm) 으로 회전시켜서 엔진 (2) 을 시동시킨다.
발전 전동기 (11) 는, 발전 전동기 컨트롤러 (100) 에 의해 토크 제어된다. 발전 전동기 컨트롤러 (100) 는, 컨트롤러 (6) 로부터 출력되는 발전 전동기 지령값 (GEN_com) 에 따라 발전 전동기 (11) 를 토크 제어한다.
발전 전동기 컨트롤러 (100) 는, 직류 전원선을 통하여 축전기 (12) 에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 컨트롤러 (6) 는, 축전기 (12) 를 전원으로 하여 동작한다.
축전기 (12) 는, 커패시터나 축전지 등에 의해 구성되며, 발전 전동기 (11) 가 발전 작용한 경우에 발전된 전력을 축적시킨다 (충전시킨다). 축전기 (12) 는, 축전기 (12) 에 축적된 전력을 발전 전동기 컨트롤러 (100) 에 공급한다. 축전기 (12) 는 커패시터, 납 전지, 니켈 수소 전지 또는 리튬 이온 전지 등 중 어느 것에 의해 실현된다. 축전기 (12) 의 내부 온도 (BATT_temp) 는 온도 센서 (13) (온도 검출 수단) 에 의해 계측되며, 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
축전기 (12) 와 발전 전동기 컨트롤러 (100) 및 선회 컨트롤러 (102) 사이에 는, 축전기 (12) 의 전압을 승압시켜 출력하는 승압기 (16) 가 형성되어 있다. 승압기 (16) 의 내부 온도 (CNV_temp) 는, 온도 센서 (17) (온도 검출 수단) 에 의해 계측되며, 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
엔진 (2) 의 출력축에는 PTO 축 (10) 을 통하여 유압 펌프 (3) 의 구동축이 연결되어 있어, 엔진 (2) 의 출력축이 회전함으로써 유압 펌프 (3) 가 구동된다. 유압 펌프 (3) 는 가변 용량형 유압 펌프로서, 사판의 경전각 (傾轉角) 이 변화됨으로써 용량 (q) (cc/rev) 이 변화된다.
유압 펌프 (3) 로부터 토출압 (PRp), 유량 (Q) (cc/min) 으로 토출된 압유는, 붐용 조작 밸브 (21), 아암용 조작 밸브 (22), 버킷용 조작 밸브 (23), 우측 주행용 조작 밸브 (25), 좌측 주행용 조작 밸브 (26) 에 각각 공급된다. 펌프 토출압 (PRp) 은 유압 센서 (7) 에 의해 검출되며, 유압 검출 신호가 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
붐용 조작 밸브 (21), 아암용 조작 밸브 (22), 버킷용 조작 밸브 (23), 우측 주행용 조작 밸브 (25), 좌측 주행용 조작 밸브 (26) 로부터 출력된 압유는, 붐 실린더 (31), 아암 실린더 (32), 버킷 실린더 (33), 우측 주행 모터 (35), 좌측 주행 모터 (36) 에 각각 공급된다. 이로써, 붐 실린더 (31), 아암 실린더 (32), 버킷 실린더 (33), 우측 주행 모터 (35), 좌측 주행 모터 (36) 가 각각 구동되어, 붐 (203), 아암 (204), 버킷 (205), 주행체 (201) 의 우측 크롤러 트랙, 주행체 (201) 의 좌측 크롤러 트랙이 작동된다.
유압 셔블 (1) 의 운전석의 전방을 향하고 있는 우측에는, 작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 및 주행용 우측 조작 레버 (43) 가 형성되어 있다. 또, 유압 셔블 (1) 의 운전실의 전방을 향하고 있는 좌측에는, 작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 및 주행용 좌측 조작 레버 (44) 가 형성되어 있다.
작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 는, 붐 (203), 버킷 (205) 을 작동시키기 위한 조작 레버로서, 조작 방향에 따라 붐 (203), 버킷 (205) 을 작동시킴과 함께, 조작량에 따른 속도로 붐 (203), 버킷 (205) 을 작동시킨다.
작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 에는 조작 방향, 조작량을 검출하는 센서 (45) 가 형성되어 있다. 센서 (45) 는 작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 의 조작 방향, 조작량을 나타내는 레버 신호를 컨트롤러 (6) 에 입력한다. 작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 가 붐 (203) 을 작동시키는 방향으로 조작된 경우에는, 작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 의 중립 위치에 대한 경동 (傾動) 방향, 경동량에 따라 붐 상승 조작량, 붐 하강 조작량을 나타내는 붐 레버 신호 (Lbo) 가 컨트롤러 (6) 에 입력된다. 또, 작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 가 버킷을 작동시키는 방향으로 조작된 경우에는, 작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 의 중립 위치에 대한 경동 방향, 경동량에 따라 버킷 굴삭 조작량, 버킷 덤프 조작량을 나타내는 버킷 레버 신호 (Lbk) 가 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 가 붐 (203) 을 작동시키는 방향으로 조작된 경우에는, 작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 의 경동량에 따른 파일럿압 (PPC 압; PRbo) 이, 붐용 조작 밸브 (21) 의 각 파일럿 포트 중 레버 경동 방향 (붐 상승 방향, 붐 하강 방향) 에 대응하는 파일럿 포트 (21a) 에 가해진다.
마찬가지로, 작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 가 버킷 (205) 을 작동시키는 방향으로 조작된 경우에는, 작업 선회용 우측 조작 레버 (41) 의 경동량에 따른 파일럿압 (PPC 압; PRbk) 이, 버킷용 조작 밸브 (23) 의 각 파일럿 포트 중 레버 경동 방향 (버킷 굴삭 방향, 버킷 덤프 방향) 에 대응하는 파일럿 포트 (23a) 에 가해진다.
작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 는 아암 (204), 선회체 (202) 를 작동시키기 위한 조작 레버로서, 조작 방향에 따라 아암 (204), 선회체 (202) 를 작동시킴과 함께, 조작량에 따른 속도로 아암 (204), 선회체 (202) 를 작동시킨다.
작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 에는 조작 방향, 조작량을 검출하는 센서 (46) 가 형성되어 있다. 센서 (46) 는 작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 의 조작 방향, 조작량을 나타내는 레버 신호를 컨트롤러 (6) 에 입력한다. 작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 가 아암 (204) 을 작동시키는 방향으로 조작된 경우에는, 작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 의 중립 위치에 대한 경동 방향, 경동량에 따라 아암 굴삭 조작량, 아암 덤프 조작량을 나타내는 아암 레버 신호 (Lar) 가 컨트롤러 (6) 에 입력된다. 또, 작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 가 선회체 (202) 를 작동시키는 방향으로 조작된 경우에는, 작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 의 중립 위치에 대한 경동 방향, 경동량에 따라 우측 선회 조작량, 좌측 선회 조작량을 나타내는 선회 레버 신호 (Lsw) 가 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 가 아암을 작동시키는 방향으로 조작된 경우에는, 작업 선회용 좌측 조작 레버 (42) 의 경동량에 따른 파일럿압 (PPC 압; PRar) 이, 아암용 조작 밸브 (22) 의 각 파일럿 포트 중 레버 경동 방향 (아암 굴삭 방향, 아암 덤프 방향) 에 대응하는 파일럿 포트 (22a) 에 가해진다.
주행용 우측 조작 레버 (43), 주행용 좌측 조작 레버 (44) 는, 우측 크롤러 트랙, 좌측 크롤러 트랙을 각각 작동시키기 위한 조작 레버로서, 조작 방향에 따라 크롤러 트랙을 작동시킴과 함께, 조작량에 따른 속도로 크롤러 트랙을 작동시킨다.
주행용 우측 조작 레버 (43) 의 경동량에 따른 주행 우측 파일럿압 (PPC 압; PRcr) 이, 우측 주행용 조작 밸브 (25) 의 파일럿 포트 (25a) 에 가해진다.
주행 우측 파일럿압 (PRcr) 은 유압 센서 (9) 에 의해 검출되며, 우측 주행량을 나타내는 우측 주행 파일럿압 (PRcr) 이 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
마찬가지로, 주행용 좌측 조작 레버 (44) 의 경동량에 따른 주행 좌측 파일럿압 (PPC 압; PRcl) 이, 좌측 주행용 조작 밸브 (26) 의 파일럿 포트 (26a) 에 가해진다.
주행 좌측 파일럿압 (PRcl) 은 유압 센서 (8) 에 의해 검출되며, 좌측 주행량을 나타내는 좌측 주행 파일럿압 (PRcl) 이 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
각종 조작 밸브 (21 ∼ 23, 25, 26) 는 유량 방향 제어 밸브로서, 대응하는 각종 조작 레버 (41 ∼ 44) 의 조작 방향에 따른 방향으로 스풀을 이동시킴과 함께, 각종 조작 레버 (41 ∼ 44) 의 조작량에 따른 개구 면적만큼 유로가 개구되도록 스풀을 이동시킨다.
본 실시형태에서는 붐 실린더 (31), 아암 실린더 (32), 버킷 실린더 (33), 우측 주행 모터 (35), 좌측 주행 모터 (36) 가 유압 펌프 (3) 로부터 토출된 압유 가 공급되는 유압 액추에이터이다. 또, 작업 선회용 우측 조작 레버 (41), 작업 선회용 좌측 조작 레버 (42), 주행용 우측 조작 레버 (43), 주행용 좌측 조작 레버 (44) 가 조작 수단의 적어도 일부를 이룬다.
펌프 제어 밸브 (5) 는, 컨트롤러 (6) 로부터 출력되는 제어 전류 (pc_epc) 에 의해 동작된다. 펌프 제어 밸브 (5) 는, 유압 펌프 (3) 의 토출압 (PRp) (㎏/㎠) 과 유압 펌프 (3) 의 용량 (q) (cc/rev) 의 곱이, 제어 전류 (pc_epc) 에 대응하는 펌프 흡수 토크를 초과하지 않도록 유압 펌프 (3) 의 사판의 경전각을 제어한다. 이 제어는 PC 제어라고 한다.
발전 전동기 (11) 에는 발전 전동기 (11) 의 현재의 실회전수 (GEN_spd), 즉 엔진 (2) 의 실회전수를 검출하는 회전 센서 (14) 가 부설되어 있다. 회전 센서 (14) 에 의해 검출되는 실회전수 (GEN_spd) 를 나타내는 신호는 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
축전기 (12) 에는 축전기 (12) 의 전압 (BATT_volt) 을 검출하는 전압 센서 (15) 가 형성되어 있다. 전압 센서 (15) 에 의해 검출되는 전압 (BATT_volt) 을 나타내는 신호는 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
컨트롤러 (6) 는 거버너 (4) 에 회전 지령값을 출력함으로써, 현재의 유압 펌프 (3) 의 부하에 따른 목표 회전수가 얻어지도록 연료 분사량을 증감시켜, 엔진 (2) 의 회전수 (n) 와 토크 (T) 를 조정한다.
또, 컨트롤러 (6) 는, 발전 전동기 컨트롤러 (100) 에 발전 전동기 지령값 (GEN_com) 을 출력하여 발전 전동기 (11) 를 구동시킨다. 컨트롤러 (6) 로부터 발전 전동기 컨트롤러 (100) 에 대하여, 발전 전동기 (11) 를 발전기로서 작동시키기 위한 지령값 (GEN_com) 이 출력되면, 엔진 (2) 에서 발생된 출력 토크의 일부는, 엔진 출력축을 통하여 발전 전동기 (11) 의 구동축에 전달되고, 엔진 (2) 의 토크를 흡수하여 발전이 행해진다. 그리고, 발전 전동기 (11) 에서 발생된 교류 전력은, 발전 전동기 컨트롤러 (100) 에서 직류 전력으로 변환되고, 직류 전원선을 통하여 축전기 (12) 에 전력이 축적된다 (충전된다).
컨트롤러 (6) 로부터 발전 전동기 컨트롤러 (100) 에 대하여, 발전 전동기 (11) 를 전동기로서 작동시키기 위한 지령값 (GEN_com) 이 출력되면, 발전 전동기 컨트롤러 (100) 는, 발전 전동기 (11) 가 전동기로서 작동되도록 제어한다. 즉, 축전기 (12) 로부터 전력이 출력되고 (방전되고), 축전기 (12) 에 축적된 직류 전력이 발전 전동기 컨트롤러 (100) 에 의해 교류 전력으로 변환되어 발전 전동기 (11) 에 공급되어, 발전 전동기 (11) 의 구동축을 회전 작동시킨다. 이로써, 발전 전동기 (11) 에서 토크가 발생된다. 이 토크는, 발전 전동기 (11) 의 구동축을 통하여 엔진 출력축에 전달되어, 엔진 (2) 의 출력 토크에 가산된다 (엔진 (2) 의 출력이 어시스트된다). 이 가산된 출력 토크는, 유압 펌프 (3) 에 의해 흡수된다.
발전 전동기 (11) 의 발전량 (흡수 토크량), 전동량 (어시스트량; 발생 토크량) 은, 발전 전동기 지령값 (GEN_com) 의 내용에 따라 변화된다.
선회 장치 (104) 의 구동축에는 전동 선회 모터 (103) 가 연결되어 있어, 이 선회 모터 (103) 가 구동됨으로써 선회 장치 (104) 가 구동되며, 스윙 피니언, 스 윙 서클 등을 통하여 선회체 (202) 가 선회된다.
선회 모터 (103) 는 발전 작용과 전동 작용을 한다. 선회 모터 (103) 는 전동기로서 작동하는 한편, 발전기로서도 작동한다. 선회 모터 (103) 가 전동기로서 작동되었을 때에는 선회체 (202) 가 선회 작동되고, 선회체 (202) 의 선회 속도가 감소되었을 때에는, 선회체 (202) 의 토크가 흡수되어 선회 모터 (103) 가 발전기로서 작동된다.
선회 모터 (103) 는 선회 컨트롤러 (102) 에 의해 구동 제어된다. 선회 컨트롤러 (102) 는, 직류 전원선을 통하여 축전기 (12) 에 전기적으로 접속되어 있음과 함께, 발전 전동기 컨트롤러 (100) 에 전기적으로 접속되어 있다. 선회 컨트롤러 (102), 발전 전동기 컨트롤러 (100) 는, 컨트롤러 (6) 로부터 출력되는 지령에 따라 제어된다.
선회 모터 (103) 에 공급되고 있는 전류, 즉 선회체 (202) 의 부하를 나타내는 선회 부하 전류 (SWG_curr) 는, 전류 센서 (101) 에 의해 검출된다. 전류 센서 (101) 가 검출한 선회 부하 전류 (SWG_curr) 는 컨트롤러 (6) 에 입력된다. 또, 선회 모터 (103) 의 회전 속도 (SWG_spd) 는 선회 속도 센서 (105) 에 의해 검출되며, 컨트롤러 (6) 에 입력된다.
도 3 은 본 실시형태에 관련된 건설 기계의 제어 방법의 개요를 나타내는 플로우 차트이다. 또, 도 4 는 도 3 에 나타내는 플로우 차트의 보다 상세한 처리 내용을 나타내는 제어 블록도이다. 이하, 도 3 및 도 4 를 참조하여 본 실시형태에 관련된 건설 기계의 제어 방법을 설명한다.
먼저, 유압 액추에이터 목표 유량 산출부 (50) 가 유압 액추에이터의 목표 유량을 산출한다 (단계 S1). 도 4 에 나타내는 바와 같이, 유압 액추에이터 목표 유량 산출부 (50) 에서는, 붐 레버 신호 (Lbo), 아암 레버 신호 (Lar), 버킷 레버 신호 (Lbk), 우측 주행 파일럿압 (PRcr), 좌측 주행 파일럿압 (PRcl) 에 기초하여, 대응하는 붐 실린더 (31) 의 목표 유량 (Qbo), 아암 실린더 (32) 의 아암 목표 유량 (Qar), 버킷 실린더 (33) 의 버킷 목표 유량 (Qbk), 우측 주행 모터 (35) 의 우측 주행 목표 유량 (Qcr), 좌측 주행 모터 (36) 의 좌측 주행 목표 유량 (Qcl) 이 연산된다.
기억 장치 (80) (기억 수단) 에는 각 유압 액추에이터마다 조작량과 목표 유량의 함수 관계 (51a, 52a, 53a, 55a, 56a) 가 각각 데이터 테이블 형식으로 기억 되어 있다. 유압 액추에이터 목표 유량 산출부 (50) 는, 이들의 함수 관계 (51a, 52a, 53a, 55a, 56a) 를 기억 장치 (80) 로부터 각각 판독하여, 상기 서술한 각종 목표 유량 (Qbo, Qar, Qbk, Qcr, Qcl) 을 각각 산출한다.
붐 목표 유량 산출부 (51) 에서는, 현재의 붐 상승 방향의 조작량 또는 붐 하강 방향의 조작량 (Lbo) 에 대응하는 붐 목표 유량 (Qbo) 이 함수 관계 (51a) 에 따라서 연산된다.
아암 목표 유량 산출부 (52) 에서는, 현재의 아암 굴삭 방향의 조작량 또는 아암 덤프 방향의 조작량 (Lar) 에 대응하는 아암 목표 유량 (Qar) 이 함수 관계 (52a) 에 따라서 연산된다.
버킷 목표 유량 산출부 (53) 에서는, 현재의 버킷 굴삭 방향의 조작량 또는 버킷 덤프 방향의 조작량 (Lbk) 에 대응하는 버킷 목표 유량 (Qbk) 이 함수 관계 (53a) 에 따라서 연산된다.
우측 주행 목표 유량 산출부 (55) 에서는, 현재의 우측 주행 파일럿압 (PRcr) 에 대응하는 우측 주행 목표 유량 (Qcr) 이 함수 관계 (55a) 에 따라서 연산된다.
좌측 주행 목표 유량 산출부 (56) 에서는, 현재의 좌측 주행 파일럿압 (PRcl) 에 대응하는 좌측 주행 목표 유량 (Qcl) 이 함수 관계 (56a) 에 따라서 연산된다.
또한, 연산 처리 상, 붐 상승 조작량, 아암 굴삭 조작량, 버킷 굴삭 조작량은 + 부호의 조작량으로서 취급하고, 붐 하강 조작량, 아암 덤프 조작량, 버킷 덤프 조작량은 - 부호의 조작량으로서 취급하는 것으로 한다.
다음으로, 유압 액추에이터 목표 유량 산출부 (50) 가 산출한 각 액추에이터의 목표 유량을 사용하여 펌프 목표 토출 유량을 산출한다 (단계 S2). 이 단계 S2 에서는, 먼저 가산부 (59) 가, 유압 액추에이터 목표 유량 산출부 (50) 에서 연산된 각 유압 액추에이터 목표 유량 (Qbo, Qar, Qbk, Qcr, Qcl) 의 총합을 펌프 목표 토출 유량 (Qsum) 으로 하고, 다음 식 (1) 에 따라서 구한다.
Qsum = Qbo ＋ Qar ＋ Qbk ＋ Qcr ＋ Qcl … (1)
여기에서, 펌프 목표 토출 유량으로서 식 (1) 의 Qsum 을 사용하는 대신에, 각 유압 액추에이터 목표 유량 (Qbo, Qar, Qbk, Qcr, Qcl) 중 최대값을 사용해도 된다.
컨트롤러 (6) 는 선회 레버 신호 (Lsw) 를 사용하여 선회 모터 속도 지령 (54) 을 계산하고, 절대값 산출부 (57) 에서 그 절대값 (SwgSpdCom) 을 산출한다. 선회 유량 산출부 (58) 에서는, 선회 모터 속도 지령의 절대값 (SwgSpdCom) 을 선회 유량 (SwgFlow) 으로 변환한다.
이후에 펌프 목표 토출 유량 산출부 (60) 는, 가산부 (59) 에서 구한 각 유압 액추에이터의 목표 유량의 총합 (Qsum) 과 선회 유량 산출부 (58) 에서 산출한 선회 유량 (SwgFlow) 중 큰 쪽을 선택하여 펌프 목표 토출 유량 (Q1) 으로서 산출한다.
계속해서, 엔진 목표 회전수 제 1 후보 산출부 (61) 는, 기억 장치 (80) 가 기억하는 함수 관계 (61a) 를 판독하고, 이 판독된 함수 관계 (61a) 에 기초하여, 현재의 펌프 목표 토출 유량 (Q1) 에 대응하는 엔진 목표 회전수 제 1 후보 (n0_com1) 를 산출한다 (단계 S3). 엔진 목표 회전수 제 1 후보 (n0_com1) 는, 펌프 목표 토출 유량 (Q1) 의 증가에 따라 엔진 목표 회전수 제 1 후보 (n0_com1) 가 증가되고, 변환 상수를
Figure 112009059082063-pct00001
로 하고, 유압 펌프 (3) 를 최대 용량 (qmax) 으로 작동시켰을 때에 펌프 목표 토출 유량 (Q1) 을 토출시킬 수 있는 최소의 엔진 회전수로 하여, 다음 식 (2) 에 의해 주어진다.
n0_com1 = (Q1/qmax)ㆍ
Figure 112009059082063-pct00002
…(2)
단계 S3 에서 산출된 엔진 목표 회전수 제 1 후보 (n0_com1) 는, 후술하는 단계 S6 에서 생성되는 제 1 목표 엔진 회전수의 후보가 된다.
다음으로, 단계 S1 ∼ S3 에 병행하여 행해지는 제 1 목표 엔진 회전수의 다 른 후보 (제 2 후보) 의 산출에 대하여 설명한다. 엔진 목표 회전수 제 2 후보 산출부 (62) 에서는, 축전기 (12) 의 내부 온도 (BATT_temp) 를 사용함으로써, 기억 장치 (80) 가 기억하는 함수 관계 (62a) 에 기초한 엔진 최소 회전수 (n_batt) (제 1 엔진 최소 회전수) 를 엔진 목표 회전수 제 2 후보로서 산출한다 (단계 S4). 이 의미에서 엔진 목표 회전수 제 2 후보 산출부 (62) 는, 엔진 최소 회전수 산출 수단의 일부를 이룬다.
도 5 는 단계 S4 에서 엔진 목표 회전수 제 2 후보 산출부 (62) 가 기억 장치 (80) 로부터 판독하여 참조하는 함수 관계 (62a) 를 나타내는 도면이다. 축전기 (12) 의 내부 온도 (BATT_temp) 가 제 1 소정값 (T1) 에서 제 2 소정값 (T2) (＜ T1) 으로 감소됨에 따라서 엔진 최소 회전수 (n_batt) 가 서서히 감소되는 값으로서 구해져서 출력된다. 한편, 한번 감소된 엔진 최소 회전수 (n_batt) 를 증가시키는 경우에는, 축전기 (12) 의 내부 온도 (BATT_temp) 가 제 1 소정값 (T1) 에서 제 3 소정값 (T3) (＞ T1) 으로 증가됨에 따라서 엔진 최소 회전수 (n_batt) 가 서서히 증가되는 값으로서 구해져서 출력된다. 함수 관계 (62a) 의 최소값 (nL) 및 최대값 (nH) 은, 함수 관계 (61a) 의 최소값 및 최대값과 각각 동일하다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 축전기 (12) 의 온도 (BATT_temp) 에 따른 엔진 최소 회전수 (n_batt) 는, 온도 (BATT_temp) 의 상승에 따라 증가되거나 또는 일정한 값을 취하도록 대응되어 있다. 이 때문에, 엔진의 회전 변동폭이 줄어, 축전기 (12) 의 부하가 저감된다. 따라서, 축전기 (12) 의 온도 상승을 억제할 수 있어, 축전기 (12) 의 과열을 방지할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제 1 목표 엔진 회전수의 또 다른 후보 (제 3 후보) 도 산출한다. 엔진 목표 회전수 제 3 후보 산출부 (63) 에서는, 승압기 (16) 의 내부 온도 (CNV_temp) 를 사용함으로써, 기억 장치 (80) 가 기억하는 함수 관계 (63a) 에 기초한 엔진 최소 회전수 (n_cnv) (제 2 엔진 최소 회전수) 를 엔진 목표 회전수 제 3 후보로서 산출한다 (단계 S5). 이런 의미에서 엔진 목표 회전수 제 3 후보 산출부 (63) 는, 엔진 최소 회전수 산출 수단의 일부를 이룬다. 또한, 도 3 으로부터도 명백한 바와 같이, 단계 S5 는 단계 S4 와 병행하여 행해진다.
도 6 은 단계 S5 에서 엔진 목표 회전수 제 3 후보 산출부 (63) 가 기억 장치 (80) 로부터 판독하여 참조하는 함수 관계 (63a) 를 나타내는 도면이다. 승압기 (16) 의 내부 온도 (CNV_temp) 가, 제 1 소정값 (T4) 에서 제 2 소정값 (T5) (＜ T4) 으로 감소됨에 따라서 엔진 최소 회전수 (n_cnv) 가 서서히 감소되는 값으로서 구해져서 출력된다. 한편, 한번 감소된 엔진 최소 회전수 (n_cnv) 를 증가시키는 경우에는, 승압기 (16) 의 내부 온도 (CNV_temp) 가 제 1 소정값 (T4) 에서 제 3 소정값 T6 (＞ T4) 으로 증가됨에 따라서, 엔진 최소 회전수 (n_cnv) 가 서서히 증가되는 값으로서 구해져서 출력된다. 함수 관계 (63a)의 최소값 (nL) 및 최대값 (nH) 은, 함수 관계 (61a) 의 최소값 및 최대값과 각각 동일하다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 승압기 (16) 의 온도 (CNV_temp) 에 따른 엔진 최소 회전수 (n_cnv) 는, 온도 (CNV_temp) 의 상승에 따라 증가되거나 또는 일정한 값을 취하도록 대응되어 있다. 이 때문에, 엔진의 회전 변동폭이 줄어, 승압기 (16) 의 부하가 저감된다. 따라서, 승압기 (16) 의 온도 상승을 억제할 수 있어, 승압기 (16) 의 과열을 방지할 수 있다.
그런데, 함수 관계 (62a 및 63a) 에서는, 엔진 최소 회전수 (n_batt 및 n_cnv) 를 온도에 따라 변화시키는 방법에 히스테리시스를 갖게 한다. 이로써, 제어 상의 헌팅을 방지하여 안정된 제어를 실현시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 2 개의 전기 기기인 축전기 (12) 및 승압기 (16) 에 온도 검출 수단을 각각 형성한 경우에 대하여 설명했는데, 이들 중 어느 일방에만 온도 검출 수단을 형성해도 된다. 또, 발전 전동기 컨트롤러 (100) 나 선회 컨트롤러 (102) 등의 다른 전기 기기의 온도를 검출하고, 검출된 온도에 대응된 엔진 최소 회전수를 참조함으로써 제 1 엔진 목표 회전수를 설정해도 된다.
최대값 판정부 (64) 에서는, 엔진 목표 회전수 제 1 후보 (n0_com1), 엔진 목표 회전수 제 2 후보 (n_batt), 엔진 목표 회전수 제 3 후보 (n_cvn) 중 최대값을 선택하고, 이 최대값을 제 1 엔진 목표 회전수 (n_com1) (엔진 목표 회전수의 후보) 로 한다 (단계 S6).
본 실시형태에서는, 엔진 목표 회전수 제 2 후보 산출부 (62), 엔진 목표 회전수 제 3 후보 산출부 (63) 및 최대값 판정부 (64) 가, 엔진 목표 회전수 후보 생성 수단의 적어도 일부를 이루고 있다.
이와 같이 하여 제 1 엔진 목표 회전수 (n_com1) 를 구할 때에, 열에 약한 축전기 (12) 나 승압기 (16) 의 각 내부 온도를 고려함으로써, 이들 기기의 과열에 의한 시스템 다운을 방지할 수 있다.
상기 서술한 단계 S2 에서 산출된 펌프 목표 토출 유량 (Q1) 은, 소정 유량과의 비교에 기초하여 얻어지는 제 2 엔진 목표 회전수의 산출에도 적용된다 (단계 S7). 이 단계 S7 에서, 먼저 판정부 (65) 는, 현재의 펌프 목표 토출 유량 (Q1) 이, 소정의 유량 (q1) (예를 들어, 10 (L/min)) 보다 큰지 여부를 판정한다. 여기에서, 임계값이 되는 소정의 유량은, 각종 조작 레버 (41 ∼ 44) 가 중립 위치로부터 조작되었는지 여부를 판단하기 위한 유량으로 설정된다.
그 후, 제 2 엔진 목표 회전수 설정부 (66) 는, 판정부 (65) 의 판정 결과, 현재의 펌프 목표 토출 유량 (Q1) 이 유량 (q1) 이하, 즉 판정 결과가 NO 인 경우에는, 제 2 엔진 목표 회전수 (n_com2) 가, 엔진 (2) 회전수의 최소값인 로우 아이들 회전수 (nL) 부근의 회전수 (nJ) (예를 들어, 1000 rpm) 로 설정된다. 이에 대하여, 현재의 펌프 목표 토출 유량 (Q1) 이 유량 (q1) 보다 큰 경우, 즉 판정 결과가 YES 인 경우에는, 제 2 엔진 목표 회전수 (n_com2) 가 엔진 (2) 의 로우 아이들 회전수 (nL) 보다 큰 회전수 (nM) (예를 들어, 1400 (rpm)) 로 설정된다.
최대값 선택부 (67) 에서는, 단계 S6 에서 산출된 제 1 엔진 목표 회전수 (n_com1) 와, 단계 S7 에서 산출된 제 2 엔진 목표 회전수 (n_com2) 중 큰 쪽을 선택 엔진 목표 회전수 (n_com12) 로 한다 (단계 S8).
이상 설명한 단계 S1 ∼ S8 과 병행하여, 펌프 출력 제한 산출부 (68) 에서는, 붐 실린더 (31), 아암 실린더 (32), 버킷 실린더 (33), 우측 주행 모터 (35), 좌측 주행 모터 (36) 의 작업 패턴에 따라 유압 펌프 (3) 의 출력 (마력) 제한값 (Pp_limit) 이 연산된다 (단계 S9). 여기에서 말하는 작업 패턴이란, 예를 들 어 「아암 굴삭 조작과 버킷 굴삭 조작의 조합」등을 말하는 것으로서, 각 파일럿압의 값에 따라 설정된다.
단계 S9 에 계속해서, 제 3 엔진 회전수 산출부 (69) 에서는, 펌프 출력 제한 산출부 (68) 에서 연산된 유압 펌프 (3) 의 출력 제한값 (Pp_limit) 에 대응하는 제 3 엔진 목표 회전수 (n_com3) 가, 기억 장치 (80) 에 데이터 테이블 형식으로 기억되는 함수 관계 (69a) 에 따라서 연산된다 (단계 S10). 함수 관계 (69a) 는, 유압 펌프 (3) 의 출력 제한값 (Pp_limit) 의 증가에 따라 제 3 엔진 목표 회전수 (n_com3) 가 증가된다.
마지막으로, 최소값 선택부 (70) 는 최대값 선택부 (67) 에서 선택된 엔진 목표 회전수 (n_com12) 와 제 3 엔진 목표 회전수 (n_com3) 중 작은 쪽을 엔진 목표 회전수 (n_com) 로 한다 (단계 S11).
이후에 컨트롤러 (6) 는, 최소값 선택부 (70) 에서 선택된 엔진 목표 회전수 (n_com) 와, 회전 센서 (14) 에 의해 검출되는 발전 전동기 (11) 의 현재의 실회전수 (GEN_spd) 와, 전압 센서 (15) 에 의해 검출되는 축전기 (12) 의 현재의 전압 (BATT_volt) 과, 전류 센서 (101) 에 의해 검출되는 선회체 (202) 의 부하를 나타내는 선회 부하 전류 (SWG_curr) 를 사용함으로써, 엔진 목표 회전수 (n_com) 에 대응하는 발전 전동기 (11) 의 목표 회전수, 발전 전동기 (11) 의 요구 발전량, 펌프 흡수 토크에 대응하는 제어 전류 (pc_epc) 등을 구한다. 이 중에서 발전 전동기 (11) 의 목표 회전수나 요구 발전량은, 발전 전동기 컨트롤러 (100) 에 출력된다. 발전 전동기 컨트롤러 (100) 는, 수취한 지령에 기초하여 발전 전동기 (11) 를 구동시킨다. 또, 제어 전류 (pc_epc) 는 펌프 제어 밸브 (5) 에 출력된다. 펌프 제어 밸브 (5) 는, 수취한 지령에 기초하여 유압 펌프 (3) 의 사판의 경전각을 조정한다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 저속 매칭을 행할 때의 엔진 최소 회전수가 전기 기기 (축전기, 승압기) 의 온도의 상승과 함께 상승되거나 또는 일정한 값을 취하는 구성으로 했기 때문에, 엔진의 회전 변동폭이 줄어, 전기 기기의 부하가 저감된다. 이 결과, 전기 기기의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 탑재된 전기 기기의 과열을 축전기의 대용량화에 상관없이 간이한 구성에 의해 적확하게 방지할 수 있다.
또, 본 실시형태에 의하면, 대규모 전기 기기의 냉각 기구를 형성할 필요가 없기 때문에 경량화시킬 수 있음과 함께, 탑재 공간도 절약할 수 있어 비용을 억제할 수 있다.
지금까지 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명해 왔는데, 본 발명은 상기 서술한 일 실시형태에 의해서만 한정되어서는 안 된다. 예를 들어, 본 발명은 전동 선회 모터를 갖는 하이브리드 건설 기계뿐만 아니라, 유압식 선회 모터를 갖는 유압 셔블 등의 하이브리드 건설 기계에도 적용할 수 있다.
또, 본 발명은 건설 기계 이외의 하이브리드 차량에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 온도 검출 수단이 온도를 검출하는 전기 기기로서 축전기 및 승압기 중 어느 일방이어도 된다. 또, 본 발명에서는 축전기나 승압기 이외의 전기 기기 (각종 컨트롤러나 인버터 등) 의 온도를 검출하고, 그 검출 온도 에 대응된 엔진 최소 회전수를 사용함으로써 엔진 목표 회전수를 구하도록 해도 된다.
이와 같이, 본 발명은 여기에서는 기재하지 않은 여러 실시형태 등을 포함할 수 있으며, 특허청구의 범위에 의해 특정되는 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 설계 변경 등을 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 서로 연결된 엔진 및 발전 전동기를 구동원으로서 구비함과 함께, 엔진 및 발전 전동기에 의해 구동되는 유압 펌프를 구비한 건설 기계의 시스템을 제어하는 데에 유용하고, 특히 엔진의 회전수가 소정의 설정 회전수보다 작은 저속 영역에서 엔진의 출력과 유압 펌프의 펌프 흡수 마력을 매칭하는 저속 매칭을 행하는 경우에 적합하다.

Claims (5)

  1. 서로 연결된 엔진 및 발전 전동기와, 상기 발전 전동기가 발전한 전력을 축전하는 한편, 상기 발전 전동기에 전력을 공급하는 축전기와, 상기 엔진 및 상기 발전 전동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유가 공급되는 유압 액추에이터와, 상기 유압 액추에이터를 조작하는 조작 수단을 구비한 건설 기계로서,
    상기 조작 수단의 조작량에 기초하여 상기 유압 펌프의 펌프 목표 토출 유량을 산출하는 펌프 목표 토출 유량 산출 수단과,
    당해 건설 기계에 탑재된 전기 기기의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과,
    상기 엔진의 회전수가 설정 회전수보다 작은 저속 영역에서 상기 엔진의 출력과 상기 유압 펌프의 펌프 흡수 마력을 매칭하는 저속 매칭을 행할 때에 상기 엔진이 취할 수 있는 최소의 회전수인 엔진 최소 회전수를, 상기 전기 기기의 온도 함수로서 그 온도의 상승과 함께 증가되거나 또는 일정한 값을 취하는 함수로서 기억하는 기억 수단과,
    상기 온도 검출 수단에 의해 검출된 상기 전기 기기의 온도에 대응하는 엔진 최소 회전수를, 상기 전기 기기의 온도 및 상기 기억 수단에 의해 기억되는 상기 함수에 기초하여 산출하는 엔진 최소 회전수 산출 수단과,
    상기 펌프 목표 토출 유량 산출 수단에 의해 산출된 펌프 목표 토출 유량의 회전수 환산값 및 상기 엔진 최소 회전수 산출 수단에 의해 산출된 엔진 최소 회전 수 중 최대값을 엔진 목표 회전수의 후보로서 생성하는 엔진 목표 회전수 후보 생성 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 기기는 상기 축전기인 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 축전기의 전압을 승압시켜 출력하는 승압기를 구비하고,
    상기 전기 기기는 상기 승압기인 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 축전기의 전압을 승압시켜 출력하는 승압기를 구비하고,
    상기 전기 기기는 상기 축전기 및 상기 승압기이고,
    상기 엔진 최소 회전수 산출 수단은, 상기 온도 검출 수단이 검출한 상기 축전기의 온도 및 상기 승압기의 온도에 각각 대응하는 제 1 및 제 2 엔진 최소 회전수를 산출하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
  5. 서로 연결된 엔진 및 발전 전동기와, 상기 발전 전동기가 발전한 전력을 축전하는 한편, 상기 발전 전동기에 전력을 공급하는 축전기와, 상기 엔진 및 상기 발전 전동기에 의해 구동되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출된 압유가 공급되는 유압 액추에이터와, 상기 유압 액추에이터를 조작하는 조작 수단을 구비한 건설 기계의 제어 방법으로서,
    상기 조작 수단의 조작량에 기초하여 상기 유압 펌프의 펌프 목표 토출 유량을 산출하는 펌프 목표 토출 유량 산출 단계와,
    당해 건설 기계에 탑재된 전기 기기의 온도를 검출하는 온도 검출 단계와,
    상기 온도 검출 단계에서 검출된 상기 전기 기기의 온도를 사용함으로써, 상기 엔진의 회전수가 설정 회전수보다 작은 저속 영역에서 상기 엔진의 출력과 상기 유압 펌프의 펌프 흡수 마력을 매칭하는 저속 매칭을 행할 때에 상기 엔진이 취할 수 있는 최소의 회전수인 엔진 최소 회전수를 산출하는 엔진 최소 회전수 산출 단계와,
    상기 펌프 목표 토출 유량 산출 단계에서 산출된 펌프 목표 토출 유량의 회전수 환산값 및 상기 엔진 최소 회전수 산출 단계에서 산출된 엔진 최소 회전수 중 최대값을 엔진 목표 회전수의 후보로서 생성하는 엔진 목표 회전수 후보 생성 단계를 갖고,
    상기 엔진 최소 회전수는, 상기 전기 기기의 온도 함수로서 그 온도의 상승과 함께 증가되거나 또는 일정한 값을 취하는 함수인 것을 특징으로 하는 건설 기계의 제어 방법.
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