建筑机械及建筑机械的控制方法

专利名称：建筑机械及建筑机械的控制方法
技术领域：
本发明涉及具备作为驱动源的相互连接的发动机及发电电动机并具 备由发动机及发电电动机驱动的液压泵的建筑机械及建筑机械的控制方 法。
背景技术：
以往，将相互连接的发动机及发电电动机作为驱动源的混合动力车 辆，具备在与发电电动机之间进行电力授受的蓄电器、将蓄电器的电压升 压的升压器、对发电电动机进行驱动的逆变器等电气设备。这些电气设备 若过度积存热量则会发生破损，有时会导致混合动力车辆的系统不能动作 的状态。为了解决该问题，已开发出了通过适当冷却混合动力车辆所具备 的电气设备来防止电气设备过热的技术(例如，参照专利文献l)。
专利文献l:日本特开2005 — 344524号公报
为了可靠地避免混合动力车辆的系统变成不能动作，优选在对电气设 备进行冷却的基础上还将蓄电器大容量化。然而，在上述现有技术中，若 将蓄电器大容量化，则随着该大容量化不得不将冷却系统大型化、复杂化， 从而在重量、蓄电装置及冷却系统的搭载空间、成本方面等出现了问题。
另外，对于还包括由发动机及发电电动机驱动的液压泵的混合动力型 的建筑机械来说，在发动机的转速小于规定的设定转速的低速区域中进行 使发动机的输出与液压泵的泵吸收马力匹配的低速匹配时，有可能会因操 作指示反复输入而造成电气设备过热。以下，对这一点进行更为详细的说 明。
在进行低速匹配时，在没有操作指示输入的期间，发动机旋转为低速。 因此，在进行了操作指示输入时，必须使发动机旋转迅速从低速向高速上 升。在使发动机旋转迅速从低速向高速上升时，需要将发电电动机作为电 动机进行驱动来辅助发动机旋转。若将发电电动机作为电动机进行驱动，则在电气设备中增加负荷而产生热。因而，若反复进行发电电动机的驱动， 则电气设备有可能超过额定温度而过热。

发明内容
本发明是鉴于上述情况而实现的，目的在于提供通过简单的结构能够 可靠地防止所搭载的电气设备过热的建筑机械及建筑机械的控制方法。
为了解决上述问题、达到目的，本发明的建筑机械，包括相互连接 的发动机及发电电动机；对所述发电电动机发出的电力进行蓄积且向所述
发电电动机供给电力的蓄电器；由所述发动机及所述发电电动机驱动的液
压泵；被供给从所述液压泵喷出的压力油的液压促动器；对所述液压促动 器进行操作的操作机构，所述建筑机械的特征在于，还包括泵目标喷出 流量算出机构，其基于所述操作机构的操作量算出所述液压泵的泵目标喷 出流量；温度检测机构，其检测该建筑机械所搭载的电气设备的温度；存 储机构，其将在所述发动机的转速小于设定转速的低速区域中进行使所述 发动机的输出与所述液压泵的泵吸收马力匹配的低速匹配时所述发动机 能够获取的最小转速即发动机最小转速，以所述电气设备的温度的函数即 随着该温度的上升而增加或取恒定值的函数的方式进行存储；发动机最小 转速算出机构，其基于所述电气设备的温度及所述存储机构中存储的所述 函数，算出与所述温度检测机构检测出的所述电气设备的温度对应的发动 机最小转速；发动机目标转速候补生成机构，其生成所述泵目标喷出流量 算出机构算出的泵目标喷出流量的转速换算值及所述发动机最小转速算 出机构算出的发动机最小转速中的最大值，作为发动机目标转速的候补。
另外，本发明的建筑机械，根据上述建筑机械，其特征在于，所述电 气设备是所述蓄电器。
另外，本发明的建筑机械，根据上述建筑机械，其特征在于，所述建 筑机械还包括将所述蓄电器的电压升压并输出的升压器，所述电气设备是 所述升压器。
另外，本发明的建筑机械，根据上述建筑机械，其特征在于，所述建 筑机械还包括将所述蓄电器的电压升压并输出的升压器，所述电气设备是 所述蓄电器及所述升压器，所述发动机最小转速算出机构算出分别与所述温度检测机构检测出的所述蓄电器的温度及所述升压器的温度对应的第 一及第二发动机最小转速。
本发明的建筑机械的控制方法，所述建筑机械包括相互连接的发动 机及发电电动机；对所述发电电动机发出的电力进行蓄积且向所述发电电 动机供给电力的蓄电器；由所述发动机及所述发电电动机驱动的液压泵；
被供给从所述液压泵喷出的压力油的液压促动器；对所述液压促动器进行 操作的操作机构，所述建筑机械的控制方法的特征在于，包括泵目标喷 出流量算出步骤，其基于所述操作机构的操作量算出所述液压泵的泵目标 喷出流量；温度检测步骤，其检测该建筑机械所搭载的电气设备的温度； 发动机最小转速算出步骤，其利用在所述温度检测步骤中检测出的所述电 气设备的温度，算出在所述发动机的转速小于设定转速的低速区域中进行 使所述发动机的输出与所述液压泵的泵吸收马力匹配的低速匹配时所述 发动机能够获取的最小转速即发动机最小转速；发动机目标转速候补生成 步骤，其生成在所述泵目标喷出流量算出步骤中算出的泵目标喷出流量的 转速换算值及在所述发动机最小转速算出步骤中算出的发动机最小转速 中的最大值作为发动机目标转速的候补，所述发动机最小转速是所述电气 设备的温度的函数即随着该温度的上升而增加或取恒定值的函数。 发明效果
根据本发明，进行低速匹配时的发动机最小转速随着电气设备的温度 的上升而上升或取恒定值，所以发动机的旋转变动幅度縮小.，龟气设备的 负荷降低。其结果，能够抑制电气设备的温度上升。因而，不依赖于蓄电 器的大容量化，能够通过简单的结构可靠地防止所搭载的电气设备的过 执。


图1是表示本发明的一实施方式的建筑机械的主要部分的结构的图。
图2是表示本发明的一实施方式的建筑机械(液压挖掘机)的外部结 构的图。
图3是表示本发明的一实施方式的建筑机械的控制方法的处理概要的 流程图。图4是表示图3所示的流程图的更为详细的内容的控制模块图。
图5是表示发动机目标转速第二候补算出部所参照的函数关系的图。
图6是表示发动机目标转速第三候补算出部所参照的函数关系的图。
图中l-液压挖掘机；2-发动机；3-液压泵；5-泵控制阀；6-控制器; 7、 8、 9-液压传感器；10-PT0轴；11-发电电动机；12-蓄电器；13、 17-
温度传感器；16-升压器；50-液压促动器目标流量算出部；51-动臂目标 流量算出部；52-斗杆目标流量算出部；53-,产斗目标流量算出部；54-回 旋马达速度指令部；55-右行驶目标流量算出部；56-左行驶目标流量算出 部；58-回旋流量算出部；60-泵目标喷出流量算出部；61-发动机目标转 速第一候补算出部；62-发动机目标转速第二候补算出部；63-发动机目标 转速第三候补算出部；66-第二发动机目标转速设定部；68-泵输出限制算
出部；69-第三发动机转速算出部；70-最小值选择部；80-存储装置；102-
回旋控制器；103-回旋马达；105-回旋速度传感器；201-行驶体；202-回
旋体；203-动臂;204-斗杆；205-铲斗。
具体实施例方式
以下，参照附图对用于实施本发明的最佳方式(以后，称为"实施方 式")进行说明。图1是表示本发明的一实施方式的建筑机械的整体结构 的图。本实施方式中，作为建筑机械假定的是具有挖掘功能的液压挖掘机。
图2是表示液压挖掘机的外观结构的图。该图所示的液压挖掘机1包 括行驶体201和回旋体202。行驶体201由左右履带构成。在回旋体202 上安装有由动臂203、斗杆204、铲斗205构成的工作机。
在液压挖掘机1中，在动臂工作缸31的驱动下动臂203动作，在斗 杆工作缸32的驱动下斗杆204动作，在铲斗工作缸33的驱动下铲斗205 动作。另外，在右行驶马达35、左行驶马达36各自的驱动下，右履带、 左履带进行旋转。此外，动臂工作缸31、斗杆工作缸32、铲斗工作缸33 是液压工作缸，右行驶马达35、左行驶马达36是液压马达。
发动机2是柴油发动机，其输出(马力)的控制通过调节向工作缸内 喷射的燃料量来进行。该调节通过控制在发动机2的燃料喷射泵上设置的 调节器4来进行。
7控制器6向调节器4输出用于将发动机转速设为目标转速n一com的旋 转指令值。调节器4使燃料喷射量增减，以获得目标转速n一com。
发动机2的输出轴通过PT0轴10与发电电动机11的驱动轴连接。发 电电动机ll进行发电作用和电动作用。即，发电电动机ll一方面作为电 动机(马达)动作，另一方面还作为发电机动作。
发电电动机11还作为使发动机2起动的起动器发挥作用。起动器开 关接通时，发电电动机11进行电动作用，使发动机2的输出轴以低旋转 (例如400 500rpm)旋转，并使发动机2起动。
发电电动机11由发电电动机控制器100控制扭矩。发电电动机控制 器100根据从控制器6输出的发电电动机指令值GEN—com对发电电动机11 进行扭矩控制。
发电电动机控制器100通过直流电源线与蓄电器12电连接。此外， 控制器6以蓄电器12为电源进行动作。
蓄电器12由电容器及蓄电池等构成，对发电电动机11发电作用时发 出的电力进行蓄积(充电)。蓄电器12将蓄电器12中蓄积的电力向发电 电动机控制器100供给。蓄电器12由电容器、铅电池、镍氢电池、或锂 离子电池等的任一个实现。蓄电器12的内部温度BATT—temp由温度传感 器13 (温度检测机构)测量，并输入给控制器6。
在蓄电器12与发电电动机控制器100及回旋控制器102之间，设有 将蓄电器12的电压升压并输出的升压器16。升压器16的内部温度 CNV一temp由温度传感器17 (温度检测机构)测量，并输入给控制器6。
在发动机2的输出轴上通过PT0轴10连接有液压泵3的驱动轴，通 过发动机2的输出轴的旋转，液压泵3进行驱动。液压泵3是可变容量型 的液压泵，通过斜板的倾转角的变化来改变容量q (cc/rev)。
从液压泵3以喷出压力PRp、流量Q (cc/min)喷出的压力油，分别 供给到动臂用操作阀21、斗杆用操作阀22、铲斗用操作阀23、右行驶用 操作阀25、左行驶用操作阀26。泵喷出压力PRp由液压传感器7进行检 测，将液压检测信号输入给控制器6。
从动臂用操作阀21、斗杆用操作阀22、铲斗用操作阀23、右行驶用 操作阀25、左行驶用操作阀26输出的压力油，分别供给到动臂工作缸31、斗杆工作缸32、,产斗工作缸33、右行驶马达35、左行驶马达36。由此， 动臂工作缸31、斗杆工作缸32、铲斗工作缸33、右行驶马达35、左行驶 马达36分别被驱动，动臂203、斗杆204、铲斗205、行驶体201的右履 带、行驶体201的左履带动作。
面向液压挖掘机1的驾驶席的前方，在右侧设有作业回旋用右操作杆 41及行驶用右操作杆43。另外，面向液压挖掘机1的驾驶室的前方，在 左侧设有作业回旋用左操作杆42及行驶用左操作杆44。
作业回旋用右操作杆41是用于使动臂203、铲斗205动作的操作杆， 根据操作方向使动臂203、铲斗205动作，并且以与操作量对应的速度使 动臂203、铲斗205动作。
在作业回旋用右操作杆41上设有检测操作方向、操作量的传感器45。 传感器45将表示作业回旋用右操作杆41的操作方向、操作量的杆信号输 入给控制器6。在作业回旋用右操作杆41被沿使动臂203动作的方向操作 时，根据相对于作业回旋用右操作杆41的中立位置的倾动方向、倾动量， 将表示动臂提升操作量、动臂下降操作量的动臂杆信号Lbo输入给控制器 6。另外，在作业回旋用右操作杆41被沿使铲斗动作的方向操作时，根据 相对于作业回旋用右操作杆41的中立位置的倾动方向、倾动量，将表示 铲斗挖掘操作量、铲斗翻卸操作量的铲斗杆信号Lbk输入给控制器6。
在作业回旋用右操作杆41被沿使动臂203动作的方向操作时，将与 作业回旋用右操作杆41的倾动量对应的先导压力(PPC压力)PRbo施加 给动臂用操作阀21的各先导口中与杆倾动方向(动臂提升方向、动臂下 降方向)对应的先导口 21a。
同样，在作业回旋用右操作杆41被沿使铲斗205动作的方向操作时， 将与作业回旋用右操作杆41的倾动量对应的先导压力(PPC压力)PRbk 施加给铲斗用操作阀23的各先导口中与杆倾动方向(铲斗挖掘方向、铲 斗翻卸方向)对应的先导口 23a。
作业回旋用左操作杆42是用于使斗杆204、回旋体202动作的操作杆， 根据操作方向使斗杆204、回旋体202动作，并且以与操作量对应的速度 使斗杆204、回旋体202动作。
在作业回旋用左操作杆42上设有检测操作方向、操作量的传感器46。
9传感器46将表示作业回旋用左操作杆42的操作方向、操作量的杆信号输 入给控制器6。在作业回旋用左操作杆42被沿使斗杆204动作的方向操作 时，根据相对于作业回旋用左操作杆42的中立位置的倾动方向、倾动量， 将表示斗杆挖掘操作量、斗杆翻卸操作量的斗杆杆信号Lar输入给控制器 6。另外，在作业回旋用左操作杆42被沿使回旋体202动作的方向操作时， 根据相对于作业回旋用左操作杆42的中立位置的倾动方向、倾动量，将 表示右回旋操作量、左回旋操作量的回旋杆信号Lsw输入给控制器6。
在作业回旋用左操作杆42被沿使斗杆动作的方向操作时，将与作业 回旋用左操作杆42的倾动量对应的先导压力(PPC压力)PRar施加给斗 杆用操作阀22的各先导口中与杆倾动方向(斗杆挖掘方向、斗杆翻卸方 向)对应的先导口 22a。
行驶用右操作杆43、行驶用左操作杆44是用于使右履带、左履带分
别动作的操作杆，根据操作方向使履带动作，并且以与操作量对应的速度 使履带动作。
将与行驶用右操作杆43的倾动量对应的行驶右先导压力(PPC压力) PRcr施加给右行驶用操作阀25的先导口 25a。
行驶右先导压力PRcr由液压传感器9检测，将表示右行驶量的右行 驶先导压力PRcr输入给控制器6。
同样，将与行驶用左操作杆44的倾动量对应的行驶左先导压力(PPC 压力)PRcl施加给左行驶用操作阀26的先导口 26a。
行驶左先导压力PRcl由液压传感器8检测，将表示左行驶量的左行 驶先导压力PRcl输入给控制器6。
各种操作阀21 23、 25、 26是流量方向控制阀，使滑柱沿着与对应 的各种操作杆41 44的操作方向对应的方向移动，并按照油路以与各种 操作杆41 44的操作量对应的开口面积开口的方式使滑柱移动。
本实施方式中，动臂工作缸31、斗杆工作缸32、铲斗工作缸33、右 行驶马达35、左行驶马达36是被供给从液压泵3喷出的压力油的液压促 动器。另外，作业回旋用右操作杆41、作业回旋用左操作杆42、行驶用 右操作杆43、行驶用左操作杆44构成操作机构的至少一部分。
泵控制阀5在从控制器6输出的控制电流pc—印c的作用下动作。泵控制阀5以使液压泵3的喷出压力PRp (kg/cm2)与液压泵3的容量q (cc/rev)之积不超过与控制电流pc—印c对应的泵吸收扭矩的方式控制 液压泵3的斜板的倾转角。该控制称为PC控制。
在发电电动机11上设有检测发电电动机11的当前的实际转速 GEN一spd即发动机2的实际转速的旋转传感器14。将表示旋转传感器14 检测的实际转速GEN—spd的信号输入给控制器6。
在蓄电器12上设有检测蓄电器12的电压BATT一volt的电压传感器 15。将表示电压传感器15检测的电压BATT一volt的信号输入给控制器6。
控制器6向调节器4输出旋转指令值，由此以能够获得与当前的液压 泵3的负荷对应的目标转速的方式增减燃料喷射量，调节发动机2的转速 n和扭矩T。
另外，控制器6向发电电动机控制器100输出发电电动机指令值 GEN—com，驱动发电电动机11。若从控制器6向发电电动机控制器100输 出用于使发电电动机11作为发电机动作的指令值GEN—com,则由发动机2 产生的输出扭矩的一部分通过发动机输出轴传递给发电电动机11的驱动 轴，吸收发动机2的扭矩而进行发电。并且，由发电电动机11产生的交 流电通过发电电动机控制器100变换为直流电，并通过直流电源线在蓄电 器12中蓄积电力(充电)。
若从控制器6向发电电动机控制器100输出用于使发电电动机11作 为电动机动作的指令值GEN—com，则发电电动机控制器100以使发电电动 机11作为电动机动作的方式进行控制。即，从蓄电器12输出电力(放电)， 蓄电器12中蓄积的直流电通过发电电动机控制器100变换为交流电并向 发电电动机ll供给，使发电电动机ll的驱动轴旋转动作。由此，由发电 电动机11产生扭矩。该扭矩通过发电电动机11的驱动轴传递给发动机输 出轴，并加到发动机2的输出扭矩上(辅助发动机2的输出)。该合计的 输出扭矩被液压泵3吸收。
发电电动机ll的发电量(吸收扭矩量)、电动量(辅助量；产生扭矩 量)根据发电电动机指令值GEN—com的内容变化。
在回旋机械104的驱动轴上连接有电动的回旋马达103，在该回旋马 达103的驱动下回旋机械104进行驱动，通过回转小齿轮、回转环等使回旋体202回旋。回旋马达103进行发电作用和电动作用。回旋马达103作为电动机进 行动作，另一方面还作为发电机进行动作。在回旋马达103作为电动机动 作时，回旋体202进行回旋动作，在回旋体202的回旋速度减小时，回旋 体202的扭矩被吸收，回旋马达103作为发电机进行动作。回旋马达103被回旋控制器102驱动控制。回旋控制器102通过直流 电源线与蓄电器12电连接，并与发电电动机控制器100电连接。回旋控 制器102、发电电动机控制器100根据从控制器6输出的指令而被控制。向回旋马达103供给的电流即表示回旋体202的负荷的回旋负荷电流 SWG一curr由电流传感器101检测。电流传感器101检测出的回旋负荷电流 SWG—ciirr输入给控制器6。另外，回旋马达103的旋转速度SWG—spd由回 旋速度传感器105检测，并输入给控制器6。图3是表示本实施方式的建筑机械的控制方法的概要的流程图。另外， 图4是表示图3所示的流程图的更为详细的处理内容的控制模块图。以下， 参照图3及图4对本实施方式的建筑机械的控制方法进行说明。首先，液压促动器目标流量算出部50算出液压促动器的目标流量(步 骤Sl)。如图4所示，液压促动器目标流量算出部50基于动臂杆信号Lbo、 斗杆杆信号Lar、铲斗杆信号Lbk、右行驶先导压力PRcr、左行驶先导压 力PRcl，运算对应的动臂工作缸31的目标流量Qbo、斗杆工作缸32的斗 杆目标流量Qar、,产斗工作缸33的铲斗目标流量Qbk、右行驶马达35的 右行驶目标流量Qcr、左行驶马达36的左行驶目标流量Qcl。在存储装置80 (存储机构)中，按照各液压促动器分别以数据表形式 存储有操作量与目标流量的函数关系51a、 52a、 53a、 55a、 56a。液压促 动器目标流量算出部50从存储装置80分别读出上述函数关系51a、 52a、 53a、 55a、 56a，并分别算出上述的各种目标流量Qbo、 Qar、 Qbk、 Qcr、 Qcl。动臂目标流量算出部51按照函数关系51a运算与当前的动臂提升方 向的操作量或动臂下降方向的操作量Lbo对应的动臂目标流量Qbo。斗杆目标流量算出部52按照函数关系52a运算与当前的斗杆挖掘方 向的操作量或斗杆翻卸方向的操作量Lar对应的斗杆目标流量Qar。与当前的铲斗挖掘方 向的操作量或铲斗翻卸方向的操作量Lbk对应的伊斗目标流量Qbk。右行驶目标流量算出部55按照函数关系55a运算与当前的右行驶先 导压力PRcr对应的右行驶目标流量Qcr。左行驶目标流量算出部56按照函数关系56a运算与当前的左行驶先 导压力PRcl对应的左行驶目标流量Qcl。此外，在运算处理上，动臂提升操作量、斗杆挖掘操作量、铲斗挖掘 操作量作为正符号的操作量进行处理，动臂下降操作量、斗杆翻卸操作量、 铲斗翻卸操作量作为负符号的操作量进行处理。接着，利用液压促动器目标流量算出部50算出的各促动器的目标流 量来算出泵目标喷出流量(步骤S2)。在该步骤S2中，首先，加法部59 根据下式(1)求出液压促动器目标流量算出部50运算出的各液压促动器 目标流量Qbo、 Qar、 Qbk、 Qcr、 Qcl的总和来作为泵目标喷出流量Qsum。Qsum=Qbo+Qar + Qbk+Qcr+Qcl …(1)在此，作为泵目标喷出流量，也可以代替使用式(1)的Qsim，而利 用各液压促动器目标流量Qbo、 Qar、 Qbk、 Qcr、 Qcl中的最大值。控制器6利用回旋杆信号Lsw计算回旋马达速度指令54，由绝对值算 出部57算出其绝对值SwgSpdCom。回旋流量算出部58将回旋马达速度指 令的绝对值SwgSpdCom变换为回旋流量SwgFlow。然后，泵目标喷出流量算出部60选择由加法部59求出的各液压促动 器的目标流量的总和Qsmn与由回旋流量算出部58算出的回旋流量 SwgFlow中的较大一方，作为泵目标喷出流量Q1来算出。接着，发动机目标转速第一候补算出部61读出存储装置80所存储的 函数关系61a，并基于该读出的函数关系61a算出与当前的泵目标喷出流 量Ql对应的发动机目标转速第一候补nO—coml (步骤S3)。对于发动机目 标转速第一候补n0—coml而言，根据泵目标喷出流量Q1的增加，发动机 目标转速第一候补nO一coml增加，将变换常数设为a，作为使液压泵3以 最大容量qmax动作时能够喷出泵目标喷出流量Ql的最小的发动机转速， 通过下式(2)被赋予。n0—coml= (Ql/qmax)- a…(2)步骤S3中算出的发动机目标转速第一候补n0—coml作为后述步骤S6 中生成的第一目标发动机转速的候补。接着，对与步骤S1 S3并行的第一目标发动机转速的另一候补(第 二候补)的算出进行说明。发动机目标转速第二候补算出部62利用蓄电 器12的内部温度BATT—te卿，算出基于存储装置80所存储的函数关系62a 的发动机最小转速n—batt (第一发动机最小转速)作为发动机目标转速第 二候补(步骤S4)。在这个意义上，发动机目标转速第二候补算出部62 构成发动机最小转速算出机构的一部分。图5是表示在步骤S4中发动机目标转速第二候补算出部62从存储装 置80中读出并参照的函数关系62a的图。随着蓄电器12的内部温度 BATT—temp从第一规定值Tl向第二规定值T2 (<T1)减小，发动机最小 转速n一batt作为逐渐减小的值被求出并输出。另一方面，在使减小过一 次的发动机最小转速n—batt增加时，随着蓄电器12的内部温度BATT—temp 从第一规定值T1向第三规定值T3 (>T1)增加，发动机最小转速n—batt 作为逐渐增加的值被求出并输出。函数关系62a的最小值nL及最大值nH 与函数关系61a的最小值及最大值分别相同。如图5所示，以与蓄电器12的温度BATT—temp对应的发动机最小转 速n—batt随着温度BATT—temp的上升而增加或取恒定值的方式建立对应 关系。因此，发动机的旋转变动幅度縮小，蓄电器12的负荷降低。因而， 能够抑制蓄电器12的温度上升，并能够防止蓄电器12的过热。本实施方式中，还算出第一目标发动机转速的又一候补(第三候补)。 发动机目标转速第三候补算出部63利用升压器16的内部温度CNV一temp， 算出基于存储装置80所存储的函数关系63a的发动机最小转速n—crw(第 二发动机最小转速)作为发动机目标转速第三候补(步骤S5)。在这个意 义上，发动机目标转速第三候补算出部63构成发动机最小转速算出机构 的一部分。此外，从图3也明确可知，步骤S5与步骤S4并行。图6是表示在步骤S5中发动机目标转速第三候补算出部63从存储装 置80读出并参照的函数关系63a的图。随着升压器16的内部温度 CNV—temp从第一规定值T4向第二规定值T5 (<T4)减小，发动机最小转 速n—cnv作为逐渐减小的值被求出并输出。另一方面，在使减小过一次的发动机最小转速n—crw增加时，随着升压器16的内部温度CNV—temp从第 一规定值T4向第三规定值T6 (〉T4)增加，发动机最小转速n—cnv作为 逐渐增加的值被求出并输出。函数关系63a的最小值nL及最大值nH与函 数关系61a的最小值及最大值分别相同。如图6所示，以与升压器16的温度CNV—temp对应的发动机最小转速 n_cnv随着温度CNV—temp的上升而增加或取恒定值的方式建立对应关系。 因此，发动机的旋转变动幅度缩小，升压器16的负荷降低。因而，能够 抑制升压器16的温度上升，并能够防止升压器16的过热。另外，在函数关系62a及63a上，使发动机最小转速n一batt及n一cnv 的与温度对应的变化方式带有滞后现象。由此，能够防止控制上的波动， 实现稳定的控制。此外，本实施方式中，对在两个电气设备即蓄电器12及升压器16上 分别设有温度检测机构的情况进行了说明，不过，也可以仅在上述两个设 备中的任一个上设置温度检测机构。另外，也可以检测发电电动机控制器 100及回旋控制器102等其他电气设备的温度，参照与检测出的温度建立 了对应关系的发动机最小转速，由此设定第一发动机目标转速。最大值判定部64选择发动机目标转速第一候补n0一coml、发动机目标 转速第二候补n—batt、发动机目标转速第三候补n—cvn中的最大值，并将 该最大值作为第一发动机目标转速n一coml (发动机目标转速的候补)(步 骤S6)。本实施方式中，发动机目标转速第二候补算出部62、发动机目标转速 第三候补算出部63及最大值判定部64构成发动机目标转速候补生成机构 的至少一部分。这样一来，在求出第一发动机目标转速n一coml时，通过考虑不耐热 的蓄电器12及升压器16的各内部温度，能够防止这些设备的过热所造成 的系统故障。上述步骤S2中算出的泵目标喷出流量Q1还适用于基于与规定流量的 比较而得出的第二发动机目标转速的算出(步骤S7)。在该步骤S7中，首 先，判定部65判定当前的泵目标喷出流量Ql是否大于规定的流量ql (例 如10 (L/m in))。在此，作为阈值的规定流量设定成用于判断各种操作15杆41 44是否被从中立位置操作的流量。
然后，第二发动机目标转速设定部66在判定部65的判定结果为当前 的泵目标喷出流量Ql在流量ql以下即判定结果为否时，将第二发动机目 标转速n一com2设定为发动机2的转速的最小值即低速空转转速nL附近的 转速nj (例如1000rpm)。与此相对，在当前的泵目标喷出流量Ql大于流 量ql时，即判定结果为是时，将第二发动机目标转速n—com2设定为大于 发动机2的低速空转转速nL的转速nM (例如1400 (rpm))。
最大值选择部67选择步骤S6中算出的第一发动机目标转速n一coml 和步骤S7中算出的第二发动机目标转速rucom2中大的一方作为发动机目 标转速n—coml2 (步骤S8)。
与以上说明的步骤S1 S8并行，泵输出限制算出部68根据动臂工作 缸31、斗杆工作缸32、铲斗工作缸33、右行驶马达35、左行驶马达36 的作业模式，运算液压泵3的输出(马力)限制值Pp—limit (步骤S9)。 此处所说的作业模式是指例如"斗杆挖掘操作和铲斗挖掘操作的组合"等， 并根据各先导压力的值来设定。
接着步骤S9,第三发动机转速算出部69按照存储装置80中以数据表 形式存储的函数关系69a来运算与由泵输出限制算出部68运算出的液压 泵3的输出限制值Pp—limit对应的第三发动机目标转速n—com3 (步骤 SIO)。对于函数关系69a而言，根据液压泵3的输出限制值Pp一limit的 增加，第三发动机目标转速n一com3增加。
最后，最小值选择部70将由最大值选择部67选择的发动机目标转速 n一coml2和第三发动机目标转速n—com3中小的一方作为发动机目标转速 n—com (步骤Sll)。
然后，控制器6利用由最小值选择部70选择的发动机目标转速n一com、 由旋转传感器14检测的发电电动机11的当前的实际转速GEN—spd、由电 压传感器15检测的蓄电器12的当前的电压BATT—volt、表示由电流传感 器101检测的回旋体202的负荷的回旋负荷电流SWG—curr，求出与发动机 目标转速n—com对应的发电电动机ll的目标转速、发电电动机ll的要求 发电量、与泵吸收扭矩对应的控制电流pc一印c等。其中，发电电动机ll 的目标转速及要求发电量输出给发电电动机控制器100。发电电动机控制
16器100基于收到的指令驱动发电电动机11。另外，控制电流PC—印C输出
给泵控制阀5。泵控制阀5基于收到的指令调节液压泵3的斜板的倾转角。
根据以上说明的本发明的一实施方式，由于设定成进行低速匹配时的 发动机最小转速随着电气设备(蓄电器、升压器)的温度上升而上升或取 恒定值的结构，所以发动机的旋转变动幅度縮小，电气设备的负荷降低。 其结果，能够抑制电气设备的温度上升。因而，能够不依赖于蓄电器的大 容量化而通过简单的结构可靠地防止所搭载的电气设备的过热。
另外，根据本实施方式，由于无需设置大型的电气设备的冷却机构， 所以能够实现轻量化，并且还能够节约搭载空间、抑制成本。
至此，对用于实施本发明的最佳方式进行了说明，不过，本发明不应 仅由上述一实施方式限定。例如，本发明不仅能够应用于具有电动的回旋 马达的混合动力建筑机械，还能够应用于具有液压式的回旋马达的液压挖 掘机等混合动力建筑机械。
另外，本发明还能够应用于建筑机械以外的混合动力车辆。
此外，本发明中，作为由温度检测机构检测温度的电气设备，也可以 是蓄电器及升压器中的任一方。另外，本发明中，也可以检测蓄电器及升 压器以外的电气设备(各种控制器及逆变器等)的温度，利用与该检测温 度建立了对应关系的发动机最小转速来求出发动机目标转速。
这样，本发明还可以包括在此没有记载的各种实施方式等，还能够在 不脱离权利要求书特定的技术思想的范围内实施各种设计变更等。
产业上的可利用性
如上所述，本发明在对具备作为驱动源的相互连接的发动机及发电电 动机并具备由发动机及发电电动机驱动的液压泵的建筑机械的系统进行 控制上是有用的，特别是适合于在发动机的转速小于规定的设定转速的低 速区域中进行使发动机的输出与液压泵的泵吸收马力匹配的低速匹配的 情况。
1权利要求
1.一种建筑机械，包括相互连接的发动机及发电电动机；对所述发电电动机发出的电力进行蓄积且向所述发电电动机供给电力的蓄电器；由所述发动机及所述发电电动机驱动的液压泵；被供给从所述液压泵喷出的压力油的液压促动器；对所述液压促动器进行操作的操作机构，所述建筑机械的特征在于，还包括泵目标喷出流量算出机构，其基于所述操作机构的操作量算出所述液压泵的泵目标喷出流量；温度检测机构，其检测该建筑机械所搭载的电气设备的温度；存储机构，其将在所述发动机的转速小于设定转速的低速区域中进行使所述发动机的输出与所述液压泵的泵吸收马力匹配的低速匹配时所述发动机能够获取的最小转速即发动机最小转速，以所述电气设备的温度的函数即随着该温度的上升而增加或取恒定值的函数的方式进行存储；发动机最小转速算出机构，其基于所述电气设备的温度及所述存储机构中存储的所述函数，算出与所述温度检测机构检测出的所述电气设备的温度对应的发动机最小转速；发动机目标转速候补生成机构，其生成所述泵目标喷出流量算出机构算出的泵目标喷出流量的转速换算值及所述发动机最小转速算出机构算出的发动机最小转速中的最大值，作为发动机目标转速的候补。
2. 根据权利要求l所述建筑机械，其特征在于， 所述电气设备是所述蓄电器。
3. 根据权利要求1所述建筑机械，其特征在于， 所述建筑机械还包括将所述蓄电器的电压升压并输出的升压器， 所述电气设备是所述升压器。
4. 根据权利要求l所述建筑机械，其特征在于， 所述建筑机械还包括将所述蓄电器的电压升压并输出的升压器， 所述电气设备是所述蓄电器及所述升压器，所述发动机最小转速算出机构算出分别与所述温度检测机构检测出 的所述蓄电器的温度及所述升压器的温度对应的第一及第二发动机最小转速。
5. —种建筑机械的控制方法，所述建筑机械包括相互连接的发动 机及发电电动机；对所述发电电动机发出的电力进行蓄积且向所述发电电 动机供给电力的蓄电器；由所述发动机及所述发电电动机驱动的液压泵； 被供给从所述液压泵喷出的压力油的液压促动器；对所述液压促动器进行 操作的操作机构，所述建筑机械的控制方法的特征在于，包括泵目标喷出流量算出步骤，其基于所述操作机构的操作量算出所述液 压泵的泵目标喷出流量；温度检测步骤，其检测该建筑机械所搭载的电气设备的温度；发动机最小转速算出步骤，其利用在所述温度检测步骤中检测出的所 述电气设备的温度，算出在所述发动机的转速小于设定转速的低速区域中 进行使所述发动机的输出与所述液压泵的泵吸收马力匹配的低速匹配时 所述发动机能够获取的最小转速即发动机最小转速；发动机目标转速候补生成步骤，其生成在所述泵目标喷出流量算出步 骤中算出的泵目标喷出流量的转速换算值及在所述发动机最小转速算出 步骤中算出的发动机最小转速中的最大值作为发动机目标转速的候补，所述发动机最小转速是所述电气设备的温度的函数即随着该温度的 上升而增加或取恒定值的函数。
全文摘要
一种建筑机械及建筑机械的控制方法，能够通过简单的结构可靠地防止搭载的电气设备的过热。为了达到该目的，基于操作机构的操作量算出液压泵的泵目标喷出流量，检测该建筑机械所搭载的电气设备的温度，基于检测出的电气设备的温度，使用并算出在发动机的转速小于设定转速的低速区域中进行使发动机的输出与液压泵的泵吸收马力匹配的低速匹配时发动机能够获取的最小转速即发动机最小转速，生成泵目标喷出流量的转速换算值及发动机最小转速中的最大值作为发动机目标转速的候补。
文档编号E02F9/20GK101636542SQ20088000867
公开日2010年1月27日 申请日期2008年3月27日 优先权日2007年3月29日
发明者井上宏昭, 森永淳, 河口正 申请人:株式会社小松制作所