作业车辆及其控制方法_2

文档序号:9756247阅读:来源:国知局
>【附图说明】
[0033]图1是实施方式的作业车辆的立体图。
[0034]图2是表示作业车辆的电气设备系统以及液压设备系统的结构的示意图。
[0035]图3是表示作业车辆的排气处理系统的结构的示意图。
[0036]图4是表示作业车辆的控制系统的结构的示意图。
[0037]图5是表示发动机转矩曲线的一例的图。
[0038]图6是表示复合操作时的栗吸收转矩线的一例的图。
[0039]图7是表示输出限制控制中的处理的流程图。
[0040]图8是表示输出限制控制中的发动机转矩降低曲线的一例的图。
[0041]图9是表示实施方式以及比较例的发动机输出转矩的分配的图。
【具体实施方式】
[0042]以下,参照【附图说明】实施方式的作业车辆。图1是实施方式的作业车辆100的立体图。在本实施方式中,作业车辆100是液压挖掘机。作业车辆100具有车辆主体I和工作装置4。
[0043]车辆主体I具有行驶体2和旋转体3。行驶体2具有一对行驶装置2a、2b。各行驶装置2a、2b具有履带2d、2e。行驶装置2a、2b通过驱动履带2d、2e,从而使作业车辆100行驶。
[0044]旋转体3载置在行驶体2上。旋转体3相对于行驶体2能够旋转地设置。后述的旋转电机32 (参照图2)被驱动,从而使旋转体3旋转。在旋转体3上设置有驾驶室5。旋转体3具有发动机室20。发动机室20配置在驾驶室5的后方。发动机室20收纳后述的发动机21以及液压栗25等设备。
[0045]工作装置4安装在旋转体3上。工作装置4具有:大臂7、小臂8、作业附件9、大臂缸10、小臂缸11、以及附件缸12。大臂7的基端部能够动作地与旋转体3连结。大臂7的前端部能够动作地与小臂8的基端部连结。小臂8的前端部能够动作地与作业附件9连结。
[0046]大臂缸10、小臂缸11、以及附件缸12是由从后述的液压栗25排出的工作油驱动的液压促动器。大臂缸10使大臂7动作。小臂缸11使小臂8动作。附件缸12使作业附件9动作。这些缸10-12被驱动,从而驱动工作装置4。另外,在本实施方式中,作业附件9是铲斗,但也可以是压碎机或破碎机等其他附件。
[0047]图2是表示作业车辆100的电气设备系统以及液压设备系统的结构的示意图。发动机21例如是柴油发动机。发动机21的输出马力通过调节向发动机21的缸内喷射的燃料量而被控制。根据来自控制器60的指令信号对附设于发动机21的燃料喷射栗22的电子调节器23进行控制,从而进行该调节。作为调节器23,通常使用全速域控制方式的调节器,根据负荷对发动机转速和燃料喷射量进行调节,以使发动机转速达到后述的目标转速。即,调节器23对燃料喷射量进行增减,以消除目标转速与实际的发动机转速之间的偏差。
[0048]发动机21的实际转速由发动机转速检测部24检测。由发动机转速检测部24检测到的发动机转速作为检测信号被输入到控制器60。发动机21的输出被分配给液压设备系统和电气设备系统,对这些设备进行驱动。以下,对液压设备系统进行说明。
[0049]作业车辆100具有液压栗25。液压栗25与发动机21的输出轴连结。借助发动机21的输出轴旋转来驱动液压栗25。液压栗25是可变容量型的液压栗。液压栗25具有斜盘26,通过改变斜盘26的倾转角,液压栗25的容量产生变化。
[0050]栗控制阀27根据从控制器60输入的指令信号进行动作,经由伺服活塞对液压栗25进行控制。栗控制阀27对斜盘26的倾转角进行控制,以使液压栗25的排出压力与液压栗25的容量之积不超过与从控制器60输入到栗控制阀27的指令信号的指令值(指令电流值)对应的栗吸收转矩。
[0051]从液压栗25排出的工作油经由操作阀28被供给到液压促动器10-14。具体而言,工作油被供给到大臂缸1、小臂缸11、附件缸12、右行驶电机13、以及左行驶电机14。大臂缸
10、小臂缸11、附件缸12被驱动,从而使大臂7、小臂8、作业附件9工作。另外,右行驶电机13以及左行驶电机14被驱动,从而使行驶装置2a、2b工作,车辆进行行驶。
[0052]液压栗25的排出压力由排出压力检测部29检测。由排出压力检测部29检测到的液压栗25的排出压力作为检测信号被输入到控制器60。
[0053]操作阀28是具有与各液压促动器10-14对应的多个控制阀的流量方向控制阀。操作阀28控制向各个液压促动器10-14供给的工作油的流量。
[0054]接着,对电气设备系统进行说明。作业车辆100具有:发电机马达31、旋转电机32、蓄电装置33、以及电力控制装置34。发电机马达31与发动机21的输出轴连结。发电机马达31根据不同状况进行发电作用和电动作用。
[0055]通过使发电机马达31进行发电作用,电力被储存在蓄电装置33中。蓄电装置33例如是电容器。但是,蓄电装置33不限于电容器,也可以是其他种类的蓄电装置。蓄电装置33向旋转电机32供给电力。在发电机马达31进行电动作用时,蓄电装置33向发电机马达31供给电力。
[0056]在发动机21的输出不足时,发电机马达31进行电动作用。发电机马达31从蓄电装置33被供给电力而被驱动,由此,对发动机21进行辅助。
[0057]旋转电机32是通过从蓄电装置33或者发电机马达31供给电力而被驱动的电动马达。旋转电机32由来自蓄电装置33或者发电机马达31的电力驱动,从而使上述旋转体3旋转。另外,在旋转体3减速时,旋转电机32进行再生动作。即,旋转电机32对旋转体3的减速能量进行再生而发电,并将发出的电力供给到蓄电装置33。
[0058]在旋转电机32设置有检测旋转电机32的转速的电机旋转检测部35。由电机旋转检测部35检测到的旋转电机32的转速被输入到控制器60。
[0059]电力控制装置34与发电机马达31、旋转电机32以及蓄电装置33电连接。电力控制装置34对向发电机马达31、旋转电机32以及蓄电装置33供给的电力进行控制。电力控制装置34具有:第一变换器36、第二变换器37以及升压器38。
[0060]第一变换器36与发电机马达31连接。第二变换器37与第一变换器36连接,旋转电机32与第二变换器37连接。升压器38与第一变换器36和第二变换器37之间连接。升压器38经由接触器39与蓄电装置33连接。
[0061]接触器39在通常时将蓄电装置33和升压器38之间的电路接通而成为通电状态。接触器39在异常时根据来自控制器60的指令将电路断开而成为切断状态。
[0062]在将由发电机马达31发出的电力充电到蓄电装置33中时,第一变换器36将由发电机马达31产生的交流电转换为直流电。在从蓄电装置33向发电机马达31供给电力时,第一变换器36将蓄电装置33所储存的直流电转换为交流电。
[0063 ]在将由旋转电机32发出的电力充电到蓄电装置33中时,第二变换器37将由旋转电机32产生的交流电转换为直流电。在从蓄电装置33向旋转电机32供给电力时,第二变换器37将蓄电装置33所储存的直流电转换为交流电。
[0064]升压器38由控制器60控制,从而对从升压器38输出的输出电力进行控制。在发电机马达31进行电动作用时,升压器38使从蓄电装置33经由第一变换器36向发电机马达31供给的电力的电压升压。在旋转电机32被驱动时,升压器38使从蓄电装置33经由第二变换器37向旋转电机32供给的电力的电压升压。另外,在将由发电机马达31或旋转电机32发出的电力充电到蓄电装置33中时,升压器38使向蓄电装置33供给的电压降低。
[0065]在升压器38与第一、第二变换器36、37之间设置有电压检测部41。电压检测部41对由升压器38升压后的电压的大小进行检测。电压检测部41检测到的电压被输入到控制器
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[0066]在第二变换器37设置有电流检测部42。电流检测部42对向第二变换器37输入的电流进行检测。由电流检测部42检测到的向第二变换器37输入的电流被输入到控制器60。
[0067]在蓄电装置33设置有蓄电电压检测部43。蓄电电压检测部43检测储存于蓄电装置33的电力的电压。由蓄电电压检测部43检测到的储存于蓄电装置33的电力的电压被输入到控制器60。控制器60根据储存于蓄电装置33的电力的电压,对蓄电装置33的充电量进行监视。
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