混合动力式轮式装载机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及并用由发电机和蓄电装置产生的电力来行驶的混合动力式轮式装载机。
【背景技术】
[0002]近年来，从环境问题、原油价格升高等方面出发，对于各工业产品都加强了节能要求志向。至今在以柴油发动机的液压驱动系统为中心的作业车辆(例如，工程车辆、工业车辆等)的领域中，也存在该倾向，由电动化带来的高效率化、节能化的事例日益增加。
[0003]例如，使作业车辆的驱动部分电动化的情况下(即驱动源采用电动马达的情况下)，除了尾气的减少以外，还能够期待发动机的高效率驱动(发动机搭载的混合动力机种的情况下)、动力传递效率的提高、再生电力的回收等大量的节能效果。在这样的作业车辆的领域中，叉车的电动化效果是显著的，使用电池的电力来驱动马达的所谓的“电瓶叉车”正在实用化。另外，最近，在发动机式的液压挖掘机和叉车等中，作为驱动源组合了柴油发动机和电动马达的“混合动力车辆”开始产品化。而且，作为混合动力化的情况下能够期待油耗降低效果的作业车辆，可以列举轮式装载机。以往的轮式装载机例如有如下作业车辆，一边经由液力变矩器(Torque converter)及变速器(T/Μ)将发动机的动力传递到车轮来进行行驶，一边利用安装在车辆前方的液压作业装置的铲斗部分挖掘并运输砂土等。
[0004]然而，轮式装载机的典型的作业方式例如有V字挖掘作业。在V字挖掘作业中，轮式装载机首先相对于砂石堆等的挖掘对象物前进，铲入该挖掘对象物之后使铲斗倾转装载(倾斜)而将砂石等的运输物载入铲斗。然后，后退回到原位置，一边使铲斗上升一边朝向自卸车等的运输车辆前进。而且，使铲斗卸载并将运输物装入(放入)运输车辆之后，再次后退，并返回原位置。车辆如上所述地描绘V字轨迹并反复进行该作业。
[0005]在这样的V字挖掘作业中，轮式装载机将发动机的动力分配给行驶部分和液压作业装置的液压部分并实施作业。V字挖掘作业基本上是在大致平坦地面上进行的作业，由于实施利用液压作业装置铲入挖掘对象物，一边产生大的牵引力一边利用该液压作业装置挖起大量的挖掘物的动作，所以需要大的动力。
[0006]另一方面，从单位时间的作业效率(工作效率)的提高的观点出发，在较快的车辆速度下实施这样的挖掘作业中的行驶动作的情况下，铲入挖掘对象时，车辆速度大幅度降低，发动机转速的变动跟不上车辆速度的变化，在挖掘作业中，需要功率时，存在发动机转速不能充分地上升的可能性。像这样，发动机转速不能充分地上升的状态下，不能从发动机输出挖掘所需的动力，从而产生不能用铲斗充分地铲入挖掘对象物的可能性以及不能用铲斗顺畅挖起砂土的可能性。发生这样的事态的情况下，发动机转速上升到所需的转速之后，重新实施挖掘作业，其结果，作业效率降低。
[0007]作为这种功率不足的解决方法，有例如日本特开2008-008183号公报记载的技术。在该技术中，在自动驾驶式的轮式装载机中，事前检测出接近挖掘对象物的状态的情况下，使发动机转速上升，由此，通过在发动机转速高的状态下开始挖掘作业，避免来自发动机的动力不足的事态发生，实现顺畅地向挖掘作业过渡。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献I日本特开2008-008183号公报
[0011]在上述日本特开2008-008183号公报的技术中，行驶马达的驱动、与液压作业装置相关的液压栗的驱动及发动机加速等的全部的动力由发动机负担。由此，即使检测到挖掘动作，为实现发动机转速的增加而使发动机动力增加，也由于将该发动机动力用于行驶马达及液压栗，所以与仅将发动机动力分配给发动机的加速的情况相比，发动机转速的上升速度是有限制的。由此，根据挖掘动作检测时的发动机转速或直到挖掘对象物的距离，直到与该挖掘对象物接触，也不能使发动机转速上升到目标值。另外，还考虑以最大功率使发动机加速来赶上挖掘作业这样的对策，但该情况下，发生多余的燃料喷射，其结果，还存在燃料效率变差的可能性。
【发明内容】
[0012]因此，本发明的目的是提供一种混合动力式轮式装载机，在以油耗降低为目的而导入的混合动力式轮式装载机中，即使是发动机的转速降低而在之后的挖掘作业中存在发生功率不足的可能性的情况下，也能够不损害燃料效率地在挖掘时从发动机输出所需的功率。
[0013]为实现上述目的，本发明的混合动力式轮式装载机，利用由发动机驱动电动发电机发电的电力和蓄积在蓄电装置中的电力的至少一方驱动行驶电动机来行驶，在车辆前方具有液压作业装置，其特征在于，具有:用于检测上述轮式装载机的动作的动作检测器;控制装置，在基于上述动作检测器的输出值推定为上述轮式装载机为了开始挖掘作业而正在向挖掘对象行驶的情况下，推定上述发动机及上述蓄电装置输出过程中的输出功率，该输出功率小于挖掘作业所需的目标功率时，与没有进行上述推定的情况相比使从上述蓄电装置向上述行驶电动机供给的电力增加，并通过上述发动机及上述蓄电装置将上述发动机加速到用于输出上述目标功率所需的发动机转速。
[0014]发明效果
[0015]根据本发明，即使在发动机的转速降低，在之后的挖掘作业中存在发生功率不足的可能性的情况下，也能够不损害燃料效率地在挖掘时从发动机输出所需的功率。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施方式涉及的混合动力式轮式装载机的侧视图。
[0017]图2是图1所示的轮式装载机100的系统结构图。
[0018]图3是表示以往的轮式装载机的代表性的结构例的图。
[0019]图4是表示轮式装载机的作业模式的一例的V字挖掘动作的图。
[0020]图5是表示挖掘作业的前进动作中的举升臂与铲斗的位置状态(液压作业装置的姿势)的图。
[0021]图6是本发明的第一实施方式中的控制装置200的功能框图。
[0022]图7是表示本发明的第一实施方式涉及的避免挖掘时功率不足的控制的处理内容的流程图。
[0023]图8是分别关于适用了本发明涉及的一系列的控制处理的情况和不适用的情况，示意地表示向各部输出的功率的比例的一例的图。
[0024]图9是表示本发明和比较例中的蓄电装置的输出定时的不同的图。
[0025]图10是本发明的第二实施方式中的控制装置200的功能框图。
[0026]图11是表示本发明的第二实施方式涉及的避免挖掘时功率不足的控制的处理内容的流程图。
【具体实施方式】
[0027]如下详细说明的那样，在本发明的各实施方式中，利用由发动机驱动电动发电机而发电的电力、和蓄积在蓄电装置(二次电池或电容器)中的电力的至少一方来驱动行驶电动机而行驶，在车辆前方设置有包含铲斗及举升臂在内的液压作业装置，在这样的混合动力式轮式装载机中，具有:用于检测所述轮式装载机的动作的动作检测器;控制装置，在基于所述动作检测器的输出值推定为所述轮式装载机为开始挖掘作业而正在向挖掘对象行驶(后述的“(I)前进动作”)的情况下，所述发动机及所述蓄电装置推定输出过程中的输出功率，在该输出功率小于挖掘作业所需的目标功率时，与没有进行所述推定的情况相比使从所述蓄电装置向所述行驶电动机供给的电力增加，并通过所述发动机及所述蓄电装置使所述发动机加速到用于输出所述目标功率所需的发动机转速。
[0028]在像这样构成的混合动力式轮式装载机中，所述控制装置基于所述动作检测器的输出值，判定轮式装载机是否在进行挖掘作业时的一系列的挖掘动作中为了开始挖掘作业而正在向挖掘对象行驶。而且，在所述控制装置推定为正在通过轮式装载机进行该行驶动作的情况下，比较所述发动机及所述蓄电装置输出过程中的功率(输出功率)和作为为了实现顺畅的挖掘作业而应通过所述发动机及所述蓄电装置输出的功率的值而预先设定或预先算出的功率(目标功率)。其结果，若判明为输出功率小于目标功率，则与推定为没有进行所述行驶动作的情况相比使从所述蓄电装置向所述行驶电动机供给的电力增加，并通过所述发动机及所述蓄电装置使所述发动机加速到用于输出所述目标功率所需的发动机转速。像这样进行所述行驶电动机的驱动和所述发动机的加速时，能够使所述发动机的加速能够利用的发动机输出增加所述行驶电动机的驱动中利用了所述蓄