专利名称：挖土机的制作方法
技术领域：
本申请主张基于2011年6月7日申请的日本专利申请第2011-127264号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。本发明涉及一种具备辅助引擎的驱动的电动发电机的挖土机，尤其涉及一种具备辅助动臂提升动作的电动发电机的挖土机。
背景技术：
以往已知有具有引擎、引擎驱动的液压泵、通过液压泵排出的压力油驱动的挖掘附属装置用的液压驱动器、可执行辅助运行及发电运行的电动发电机的混合式挖土机(例如，参考专利文献I)。 该混合式挖土机按照基于液压泵的引擎负载的大小确定与当前的引擎转速不同的目标引擎转速，为了实现该目标引擎转速，使电动发电机以辅助运行或发电运行的方式动作。如此，专利文献I的混合式挖土机不仅在基于液压泵的引擎负载较低时，而且在基于液压泵的引擎负载较高时，也提高燃料消耗率。专利文献I :国际公开第09/157511号小册子然而，专利文献I的混合式挖土机中，由于基于液压泵的引擎负载增大的结果，使电动发电机辅助运行，因此无法避免挖掘动作中的挖掘附属装置的动作一时钝化，有可能给操作员带来迟缓感。
发明内容
鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种不会使操作员感觉到附属装置动作迟缓的挖土机。为了实现上述目的，本发明的实施例所涉及的挖土机具有引擎、通过该引擎驱动的液压泵、包含通过该液压泵排出的压力油驱动的动臂的附属装置、辅助该引擎的驱动的电动发电机、对该电动发电机发电的电力进行蓄电的蓄电部、检测该附属装置的动作状态的动作状态检测部、及控制基于利用蓄电于该蓄电部的电力的该电动发电机的辅助执行的辅助控制部，其特征在于，所述辅助控制部在挖掘动作后的动臂提升动作中，通过所述电动发电机辅助所述引擎。发明效果根据上述构件本发明能够提供一种不会使操作员感觉到附属装置动作迟缓的挖土机。
图I是表示本发明的实施例所涉及的挖土机的结构例的侧视图。图2是表示挖掘附属装置的动作状态的推移的图。
图3是表示挖土机的驱动系统的结构例的块图(其I)。图4是表示辅助开始判定处理的流程的流程图。图5是表示进行基于挖掘附属装置的一系列动作时的各液压驱动器的输出及排出输出的推移的图。图6是表示开始辅助运行时的动臂提升先导压、动臂角度、动臂缸的缸底压、电动发电机的辅助输出及主泵的排出量各自的时间性推移的图。图7是表示挖土机的驱动系统的结构例的块图(其2)。图中1_下部行走体，1B、1A_行走用液压马达，2-回转机构，3-上部回转体，4-动臂，5-斗杆，6- 产斗,7-动臂缸,8-斗杆缸,9- 产斗缸,10-驾驶室，11-弓丨擎,12-电动发电机，13-变速器，14-主泵，14Α-调整器，15-先导泵，17-控制阀，18Α-逆变器，20-逆变器，21-回转用电动发电机，22-分解器，23-机械制动器，24-回转变速器，26-操作装置，29-先 导压传感器，29Α-排出压力传感器，29Β-动臂缸压传感器，30-控制器，40-回转用液压马达，120-驱动系统，300-动作状态检测部，301-辅助控制部，SI-动臂角度传感器。
具体实施例方式以下，参考附图对本发明的优选实施例进行说明。[实施例I]图I是表示本发明的第I实施例所涉及的挖土机的侧视图。挖土机在履带式下部行走体I的上面经回转机构2回转自如地搭载上部回转体3。上部回转体3上安装有动臂4。在动臂4的前端安装斗杆5，在斗杆5的前端安装有作为末端附属装置的铲斗6。由动臂4、斗杆5及铲斗6构成作为附属装置的一例的挖掘附属装置。而且，动臂4、斗杆5、铲斗6分别通过动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9被液压驱动。上部回转体3上设置有驾驶室10且搭载有引擎等动力源。另外，图I中示出了作为末端附属装置的铲斗6，但铲斗6可由起重磁铁、破碎锤、叉子等代替。动臂4相对上部回转体3支承为可上下转动，转动支承部(关节)上安装有作为动臂动作状态检测部的动臂角度传感器SI。能够通过动臂角度传感器SI检测出作为动臂4的倾斜角度的动臂角度α (从将动臂4降低到最下面的状态的上升角度)。接着，参考图2对作为挖土机的动作的一例的挖掘及装载动作进行说明。首先，如图2 (A)所示，操作员在使上部回转体3回转、铲斗6位于挖掘位置的上方、斗杆5打开并且铲斗6打开的状态下，降低动臂4，并以铲斗6的前端从挖掘对象成为所希望的高度的方式降低铲斗6。通常，操作员在回转上部回转体3时以及降低动臂4时，目视确认铲斗6的位置。而且，通常上部回转体3的回转与动臂4的下降同时进行。将以上动作称为动臂下降回转动作，将该动作区间称为动臂下降回转动作区间。当操作员判断出铲斗6的前端已达到所希望的高度时，如图2 (B)所示，将斗杆5闭合至斗杆5相对于地面大致垂直。由此，挖掘预定深度的土并用铲斗6搂取，直至斗杆5大致垂直于地表面。接着，如图2 (C)所示，操作员进一步闭合斗杆5及铲斗6，如图2 (D)所示，将铲斗6闭合至铲斗6相对于斗杆5大致垂直。即，将铲斗6闭合至铲斗6的上边缘呈大致水平，将聚集的土收纳于铲斗6内。将以上动作称为挖掘动作，将该动作区间称为挖掘动作区间。
接着，当操作员判断出铲斗6闭合至相对于斗杆5大致垂直，如图2 (E)所示，以闭合铲斗6的状态将动臂4提升，直至铲斗6的底部与地面的距离成为所希望的高度。将该动作称为动臂提升动作，将该动作区间称为动臂提升动作区间。操作员接着该动作或同时使上部回转体3回转，如箭头ARl所示将铲斗6回转移动至卸土位置。将包含动臂提升动作的该动作称为动臂提升回转动作，将该动作区间称为动臂提升回转动作区间。另外，将动臂4提升，直至铲斗6的底部成为所希望的高度的原因在于，例如若在翻斗车的装货台面上卸土时，不将铲斗6抬高到高于装货台面的高度，则铲斗6会撞到装货台面。接着，当操作员判断出已完成动臂提升回转动作时，如图2(F)所示，打开斗杆5及铲斗6，排出铲斗6内的土。将该动作称为翻卸动作，将该动作区间称为翻卸动作区间。在翻卸动作中可以仅打开铲斗6来卸土。接着，当操作员判断出已完成翻卸动作时，如图2 (G)所示，如箭头AR2所示回转上部回转体3，向挖掘位置的正上方移动铲斗6。此时，回转的同时降低动臂4并将铲斗6 降低至距离挖掘对象所希望的高度的位置。该动作为在图2 (A)中说明的动臂下降回转动作的一部分。如图2 (A)所示，操作员将铲斗6降低至所希望的高度，再进行挖掘动作以后的动作。操作员将上述的“动臂下降回转动作”、“挖掘动作”、“动臂提升回转动作”及“翻卸(即倾倒)动作”作为一个循环并重复进行该循环的同时进行挖掘及装载。图3是表示挖土机的驱动系统的结构例的块图，分别用双重线、实线、虚线及点线表示机械动力系统、高压液压管路、先导管路、及电力驱动或控制系统。挖土机的驱动系统主要由引擎11、电动发电机12、变速器13、主泵14、调整器14A、先导泵15、控制阀17、逆变器18A、蓄电系统120、回转用电动机构、操作装置26、先导压传感器29、排出压力传感器29A、动臂缸压传感器29B、及控制器30构成。引擎11为挖土机的驱动源，例如为以维持预定的转速的方式动作的引擎，引擎11的输出轴经变速器13与主泵14及先导泵15的输入轴连接。电动发电机12是选择性地执行如下运行的装置通过引擎11驱动而旋转并进行发电的发电运行；及通过蓄电于蓄电系统120的电力旋转并辅助引擎输出的辅助运行。变速器13为具备2个输入轴和I个输出轴的变速机构，输入轴的一方与引擎11的输出轴连接，输入轴的另一方与电动发电机12的旋转轴连接，输出轴与主泵14的旋转轴连接。主泵14是用于经高压液压管路向控制阀17供给压力油的装置，例如为斜板式可变容量型液压泵。调整器14A是用于控制主泵14的排出量的装置，例如通过按照主泵14的排出压力、来自控制器30的控制信号等调节主泵14的斜板偏转角来控制主泵14的排出量。先导泵15是用于经先导管路向各种液压控制设备供给压力油的装置，例如为固定容量型液压泵。控制阀17是控制挖土机中的液压系统的液压控制装置。控制阀17例如对动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、行走用液压马达IB (左用)及行走用液压马达IA (右用)中的一个或多个要件选择性地供给从主泵14接受的压力油。另外，以下将动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、行走用液压马达IB (左用)及行走用液压马达IA (右用)统称为“液压驱动器”。逆变器18A是相互转换交流电力与直流电力的装置，将电动发电机12发电的交流电力转换为直流电力并蓄电于蓄电系统120 (充电动作)，将蓄电于蓄电系统120的直流电力转换为交流电力并供给于电动发电机12 (放电动作)。而且，逆变器18A按照控制器30输出的控制信号控制充放电动作的停止、切换或者开始等，并对控制器30输出关于充放电动作的信息。蓄电系统120为用于对直流电力进行蓄电的系统，例如包括作为蓄电部的电容器、升降压转换器及DC母线(均未图示)。DC母线控制电容器与电动发电机12之间的电力授受。电容器具备用于检测电容器电压值的电容器电压检测部(未图示)和用于检测电容器电流值的电容器电流检测部(未图示)。电容器电压检测部及电容器电流检测部分别对控制器30输出电容器电压值及电容器电流值。另外，作为蓄电部不仅可使用电容器，还可使用锂离子电池等可充放电的二次电池、锂离子电容器、或者可授受电力的其他形态的电源。回转用电动机构主要由逆变器20、回转用电动发电机21、分解器22、机械制动器23、及回转变速器24构成。 逆变器20为相互转换交流电力与直流电力的装置，将回转用电动发电机21发电的交流电力转换为直流电力并蓄电于蓄电系统120 (充电动作)，将蓄电于蓄电系统120的直流电力转换为交流电力并供给于回转用电动发电机21 (放电动作)。而且，逆变器20按照控制器30输出的控制信号控制充放电动作的停止、切换或者开始等，并对控制器30输出关于充放电动作的信息。回转用电动发电机21是选择性地执行如下运行的装置根据蓄电于蓄电系统120的电力旋转并使回转机构2回转的动力运行；及将回转的回转机构2的动能转换为电能的再生运行。分解器22是用于检测回转机构2的回转速度的装置，对控制器30输出检测出的值。机械制动器23是用于制动回转机构2的装置，使回转机构2无法按照控制器30输出的控制信号机械地回转。回转变速器24是具备输入轴和输出轴的变速机构，输入轴与回转用电动发电机21的旋转轴连接，输出轴与回转机构2的旋转轴连接。操作装置26是操作员为了进行液压驱动器的操作而使用的装置，经先导管路将从先导泵15接受的压力油供给至对应于各个液压驱动器的流量控制阀的先导端口。另外，供给至各个先导端口的压力油的压力(先导压)成为与对应于各个液压驱动器的操作装置26的杆或踏板(未图示)的操作方向及操作量相应的压力。先导压传感器29是用于检测使用了操作装置26的操作员的操作内容的操作状态检测部，例如以压力形式检测对应于各个液压驱动器的操作装置26的杆或踏板的操作方向及操作量，并对控制器30输出检测出的值。另外，操作装置26的操作内容可使用压力传感器以外的其他传感器来检测。排出压力传感器29A是检测施加于附属装置的负载的负载压力传感器的一例，例如为检测主泵14的排出压力的传感器，其对控制器30输出检测出的值。动臂缸压传感器29B是检测施加于附属装置的负载的负载压力传感器的其他一例，例如为用于检测动臂缸7的缸底侧腔室的压力的传感器，其对控制器30输出检测出的值。控制器30是用于控制挖土机的控制装置,例如由具备CPU (Central ProcessingUnit)、RAM (Random Access Memory)、ROM (Read Only Memory)等的计算机构成。而且，控制器30从ROM读出分别对应于动作状态检测部300及辅助控制部301的程序并展开至RAM,同时使CPU执行与各自对应的处理。具体而言，控制器30接收动臂角度传感器SI、逆变器18A、逆变器20、分解器22、先导压传感器29、排出压力传感器29A、动臂缸压传感器29B及蓄电系统120等输出的检测值。而且，控制器30根据这些检测值执行基于动作状态检测部300及辅助控制部301各自的处理。之后，控制器30向逆变器18A、逆变器20适当输出与动作状态检测部300及辅助控制部301各自的处理结果相应的控制信号。动作状态检测部300是用于检测附属装置的动作状态的功能要件，例如根据各种传感器的输出检测基于挖掘附属装置的预定的动作。具体而言，动作状态检测部300根据动臂角度传感器SI及先导压传感器29的输出检测为动臂提升动作，并且，根据动臂缸压传感器29B的输出检测为挖掘动作后的高负载动作。这样，动作状态检测部300检测动臂提升动作中推断为需要基于电动发电机12的辅助的动臂提升动作(以下，称为“高负载动臂提升动作”)。更具体而言，动作状态检测部300在动臂操作杆(未图示)的提升方向的先导压PL(以下称为“动臂提升先导压PL”)成为预定压力PLth以上、动臂角度α成为预定角度范围(a I ^ a ^ α 2)内且动臂缸7的缸底压PC成为预定压力PCth以上时，检测高负载动臂提升动作的开始。另外，PLth、α I、a 2、PCTH是按挖掘机的机种预先设定的值。在此，α I是根据工作内容是否为深挖挖掘或者挖掘时铲斗6的前端是否在视野内等而预先设定的角度。并且，α 2是根据工作内容是否为抬高工作或者工作时铲斗6的前端是否在视野内等而预先设定的角度。并且，动作状态检测部300也可利用排出压力传感器29Α的检测值作为负载压力传感器的检测值来代替动臂缸压传感器29Β的检测值。此时，动作状态检测部300在动臂提升先导压PL成为预定压力PLth以上、动臂角度α成为预定角度范围(α I < a ^ α 2)内且主泵14的排出压力P成为预定压力Pth以上时，检测高负载动臂提升动作的开始。并且，当操作装置26为电气式操作时，动作状态检测部300将从操作装置26输出的电信号用作操作状态检测部的检测值来代替从先导压传感器29输出的电信号。并且，动作状态检测部300可仅根据动臂角度传感器SI的输出或者根据动臂角度传感器SI的输出和排出压力传感器29Α或动臂缸压传感器29Β的输出，检测高负载动臂提升动作的开始。并且，动作状态检测部300可追加考虑斗杆角度传感器及铲斗角度传感器(均未图示)的输出中的至少一个，检测高负载动臂提升动作的开始。此时，动作状态检测部300只有在挖土机的机体姿势处于预定状态时，才能够检测高负载动臂提升动作的开始。并且，动作状态检测部300可追加考虑斗杆缸压力传感器及铲斗缸压力传感器(均未图示)的输出中的至少一个，检测高负载动臂提升动作的开始。此时，动作状态检测部300能够在进一步准确地确认到预定的负载施加于附属装置之后，方可检测高负载动臂提升动作的开始。并且，动作状态检测部300可追加考虑斗杆用先导压传感器、铲斗用先导压传感器及回转用先导压传感器(均未图示)的输出中的至少一个，检测高负载动臂提升动作的开始。此时，动作状态检测部300只有在进行动臂4与回转机构2、斗杆5及铲斗6的至少一个的复合动作时，才能够检测高负载动臂提升动作的开始。并且，动作状态检测部300在检测出高负载动臂提升动作的开始时，对辅助控制部301输出表不该内容的控制信号。辅助控制部301是用于控制基于电动发电机12的辅助运行的执行的功能要件，例如根据动作状态检测部300的检测结果确定是否开始或是否结束基于电动发电机12的辅助运行。
具体而言，当动作状态检测部300检测出高负载动臂提升动作的开始时，辅助控制部301开始基于电动发电机12的辅助运行。这样，辅助控制部301在动臂提升动作中动臂4的上升速度受到限制之前，开始基于电动发电机12的辅助运行。而且，辅助控制部301在通过动作状态检测部300检测出完成高负载动臂提升动作时，立即或在从检测经过预定时间的时刻，结束基于电动发电机12的辅助运行。另外，辅助控制部301也可以在开始辅助运行之后，检测出动臂提升回转动作、翻卸动作、动臂下降回转动作等基于挖掘附属装置的其他动作的开始或完成时，结束基于电动发电机12的辅助运行。在此，参考图4对控制器30判定是否需要进行基于电动发电机12的辅助运行的处理(以下称为“辅助开始判定处理”)的流程进行说明。另外，图4是表示辅助开始判定处理的流程的流程图，辅助开始判定处理在挖土机的运行中以预定的控制周期重复执行。起初，控制器30通过动作状态检测部300比较作为先导压传感器29的检测值的动臂提升先导压PL和预定压力PLth (步骤ST1)。当判定为动臂提升先导压PL小于预定压力PLth时(步骤STl的否)，控制器30认为不需要基于电动发电机12的辅助，结束本次的辅助开始判定处理。当判定为动臂提升先导压PL为预定压力PLth以上时(步骤STl的是)，控制器30通过动作状态检测部300判定作为动臂角度传感器SI的检测值的动臂角度α是否在预定角度范围(α I彡α彡α 2)内(步骤ST2)。当判定为动臂角度α不在预定角度范围(α I ^ a ^ α 2)内时(步骤ST2的否)，控制器30认为不需要基于电动发电机12的辅助，结束本次的辅助开始判定处理。当判定为动臂角度α在预定角度范围(α I ^ a ^ α 2)内时(步骤ST2的是)，控制器30通过动作状态检测部300比较作为动臂缸压传感器29Β的检测值的缸底压PC和预定压力PCth (步骤ST3)。当判定为缸底压PC小于预定压力PCth时(步骤ST3的否)，控制器30认为负载较小且不需要基于电动发电机12的辅助，结束本次的辅助开始判定处理。当判定为缸底压PC为预定压力PCth以上时(步骤ST3的是)，控制器30通过辅助控制部301开始基于电动发电机12的辅助运行，对调整器14Α进行调整来增加主泵14的马力(步骤ST4)。另外，控制器30可以代替动臂缸7的缸底压PC而检测主泵14的排出压力P，当判定为排出压力P为预定压力Pth以上时，开始基于电动发电机12的辅助运行。这样，控制器30开始基于电动发电机12的辅助运行，以增加赋予到主泵14的输入轴的转矩，对调整器14A进行调整来增加主泵14的排出量，并增加主泵14的马力。并且，控制器30在结束本次的辅助开始判定处理之后，在下一个控制周期内再次执行辅助开始判定处理。另外，动臂提升先导压PL是否为预定压力PLth以上的判定、动臂角度α是否在预定角度范围内的判定、及缸底压PC是否为预定压力PCth以上的判定的顺序不同，也可同时进行3个判定。在此，参考图5对在动臂提升回转动作区间进行基于电动发电机12的辅助运行时的效果进行说明。图5是表示进行基于挖掘附属装置的一系列动作时的各液压驱动器的输出及排出输出的推移的图。另外，“输出”是指为了使各液压驱动器动作而所需的输出，“排出输出” 是指各液压驱动器产生的输出。图5 (A)表不动臂缸7、斗杆缸8及伊斗缸9各自的输出以及基于动臂缸7的排出输出的推移。另外，图5 (A)表示未进行基于电动发电机12的辅助运行时的推移。而且，图5 (B)是表示承担将图5 (A)中的各液压驱动器的各个输出相加后的总计输出的主泵14的必要最小限度的输出(泵马力)的推移(实线)的图，用点线追加表示进行基于电动发电机12的辅助运行时的主泵14的输出的推移。而且，图5 (C)表示在动臂提升回转动作区间进行基于电动发电机12的辅助运行时的泵马力的推移和动臂缸7的输出及排出输出的推移。在此，参考图5 (A)及图5 (B)，对未进行基于电动发电机12的辅助运行的情况进行说明。如图5 (A)及图5 (B)所示，若开始挖掘动作，则泵马力将斗杆缸8的输出作为主要的承担对象，同时随着挖掘动作的进行而增加，达到引擎输出的最大值。若在时刻t0开始动臂提升回转动作，则斗杆缸8的输出下降，因此泵马力暂时下降。之后，若在时刻tl动臂缸7的输出成为泵马力的主要的承担对象，则泵马力随着动臂提升回转动作的进行而再次增加。并且，在时刻t2泵马力达到引擎输出的最大值。此时，由于无法使泵马力大于引擎输出的最大值，因此动臂缸7的输出受到限制。因此，动臂4的上升速度受到限制。之后，若为了进行翻卸动作而动臂抬高至充分的高度，则动臂缸7的输出下降。因此，泵马力也随着动臂缸7的输出下降而下降。另外，动臂提升回转中，斗杆操作杆及铲斗操作杆不被操作。因此，斗杆缸8及铲斗缸9各自的输出随着开始动臂提升回转动作而下降。接着，若操作员对斗杆操作杆和铲斗操作杆进行斗杆打开操作及铲斗打开操作，则开始翻卸动作。此时，操作员对动臂操作杆进行动臂下降操作。由于通过动臂4的下降动作对动臂缸7施加自重，因此动臂缸7产生排出输出。因此，泵马力主要承担斗杆缸8及铲斗缸9各自的输出。斗杆缸8及铲斗缸9各自的输出在翻卸动作开始后增加，以大致恒定的值推移之后下降。翻卸动作中的泵马力不会达到引擎输出的最大值而进行推移，随着翻卸动作的完成而逐渐下降。若翻卸动作结束，则操作员朝向挖掘位置，对动臂操作杆和回转用杆进行动臂下降动作和回转动作的操作。由此，操作员开始动臂下降回转动作。
在此，参考图5 (B)及图5 (C)，对在动臂提升回转动作区间的一部分，为了超过引擎输出的最大值来增加泵马力而进行基于电动发电机12的辅助运行的情况进行说明。另外，图5 (B)及图5 (C)中用实线示出的推移表示泵马力的推移，图5 (B)的斜线阴影部分表示基于电动发电机12的辅助运行的泵马力的增大量。而且，图5 (C)中的泵马力是包含电动发电机12的输出的值。并且，图5 (C)的格子状阴影部分表示在动臂提升回转动作中动臂缸7的输出相对未进行辅助运行时的动臂缸7的输出的增大量。电动发电机12在时刻tl开始辅助运行。伴随此，控制器30进行调整器14A的调整，使泵马力增加。动臂角度α在时刻t3超过预定角度α2。在时刻t3以后，排出量Q根据主泵14的调整器的调整缓慢下降，由此泵马力缓慢下降。并且，电动发电机12在从时刻t3经过预定时间之后的时刻结束辅助运行。这样，通过电动发电机12的辅助运行，泵马力在动臂提升回转动作中超过引擎输出的最大值而增加。
其结果，控制器30可使动臂提升动作中的动臂缸7的输出超过引擎输出的最大值而增加，并能够防止动臂4的上升速度因由引擎输出的最大值确定的速度而受到限制。接着，参考图6对控制器30开始基于电动发电机12的辅助运行时的动臂提升先导压PL (参考图6 (A))、动臂角度α (参考图6 (B))、动臂缸7的缸底压PC (参考图6(C))、电动发电机12的辅助输出Wa (参考图6 (D))及主泵14的排出量Q (参考图6 (E))各自的时间性推移进行说明。另外，图6的时刻t0 t4设为与图5 (B)的时刻t0 t4对应。并且，图6 (A) 图6 (E)各自中用实线表示的推移说明执行基于电动发电机12的辅助运行时的效果。并且，图6 (B)及图6 (E)各自中用虚线表示的推移说明未执行基于电动发电机12的辅助运行时的效果。若在时刻t0向提升方向操作动臂操作杆，则动臂提升先导压PL成为大于预定压力PLth的压力，动臂角度α、缸底压PC及排出量Q开始上升。另外动臂角度α已在预定角度范围(α 彡α ( α2)内。当未在时刻tl开始辅助运行时，如用图6 (E)的虚线所示，直至泵马力达到引擎输出的最大值(直至时刻t2为止)为止通过调整器14A的调整，排出量Q以与开始辅助运行时的增加率相比较低的增加率增加至Q1。但是，泵马力达到引擎输出的最大值之后(时刻t2以后)被限制在Q1。其结果，动臂角度α如用图6 (B)的虚线所示，大概在超过时刻tl的时刻增加率受到限制，并缓慢增加直至向中立位置的方向操作动臂操作杆的时刻t4。本实施例中，若在时刻tl缸底压PC成为预定压力PCth以上，则开始基于电动发电机12的辅助运行，辅助输出Wa成为预定值％。当开始辅助运行时，主泵14的排出量Q即使在时刻tl至时刻t3，也以与时刻t0至时刻tl为止相同的增加率增加。这是因为能够使泵马力超过引擎输出的最大值而增加。其结果，动臂角度α及缸底压PC均从时刻tl到时刻t3为止增加。若开始辅助运行之后，在时刻t3中动臂角度α达到预定角度α 2，则主泵14的排出量Q由于调整器14Α的调整而减少并达到Q1，辅助运行从时刻t3经过预定时间之后中止。其结果，动臂角度α与时刻t3以前相比以较低的增加率缓慢增加，缸底压PC以时刻t3的压力推移。并且，泵马力随着排出量Q的减少而下降至相当于引擎输出的最大值的级别(参考图5 (B)及图5 (O)0
之后，若在时刻t4中向中立位置的方向操作动臂操作杆，则动臂提升先导压PL成为小于预定压力PLti^A压力。并且，动臂角度α以时刻t4中的角度维持，缸底压PC恢复到向提升方向操作动臂操作杆之前的级别，排出量Q减少至小于Ql的流量(例如，为液压驱动器未动作时采用的最小流量)。根据以上结构，第I实施例所涉及的挖土机能够通过在检测出高负载动臂提升动作的开始时开始基于电动发电机12的辅助运行来使动臂提升动作中的附属装置的动作更加顺畅，并能够防止工作效率下降。并且，第I实施例所涉及的挖土机能够通过开始基于电动发电机12的辅助运行来防止高负载动臂提升动作中的动臂4的上升速度受到限制，并能够避免给操作员带来迟缓感。并且，第I实施例所涉及的挖土机由于在检测出高负载动臂提升动作的开始之后，开始基于电动发电机12的辅助运行，因此能够防止进行不必要的辅助运行(为负载较小时的辅助运行等)。 并且，第I实施例中示出在检测出高负载动臂提升动作的开始时开始基于电动发电机12的辅助动作的事例，但在开始高负载动臂提升动作之前已进行辅助动作时，也可在检测出高负载动臂提升动作的开始时进一步增加基于电动发电机12的辅助输出。由此，能够进一步增加主泵14的马力，并能够使动臂提升动作中的附属装置的动作更不易受到限制。[实施例2]接着，参考图7对第2实施例所涉及的挖土机的驱动系统的结构例进行说明。图7是表示第2实施例所涉及的挖土机的驱动系统的结构例的块图，与图3相同分别用双重线、实线、虚线、及点线表示机械动力系统、高压液压管路、先导管路及电力驱动或控制系统。图7的驱动系统在代替回转用电动机构而具备回转用液压马达40的方面与图3的驱动系统不同，但在其他方面相同。根据该结构，第2实施例所涉及的挖土机能够实现与第I实施例所涉及的挖土机相同的效果。以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下能够对上述的实施例加以各种变形及置换。
权利要求
1.一种挖土机，具有引擎、通过该引擎驱动的液压泵、包含通过该液压泵排出的压力油驱动的动臂的附属装置、辅助该引擎的驱动的电动发电机、对该电动发电机发电的电力进行蓄电的蓄电部、检测该附属装置的动作状态的动作状态检测部、及控制基于利用蓄电于该蓄电部的电力的该电动发电机的辅助执行的辅助控制部，其特征在于， 所述辅助控制部在挖掘动作后的动臂提升动作中，通过所述电动发电机辅助所述引擎。
2.如权利要求I所述的挖土机，其特征在于， 该挖土机进一步具备检测施加于所述动臂的负载的负载压力传感器， 当基于所述负载压力传感器的负载压力检测值超过预定压力时，所述辅助控制部通过所述电动发电机辅助所述引擎。
3.如权利要求I或2所述的挖土机，其特征在于， 该挖土机进一步具备检测所述动臂的动作状态的动臂动作状态检测部， 当所述动作状态检测部根据所述动臂动作状态检测部的检测值检测出所述动臂提升动作时，所述辅助控制部通过所述电动发电机辅助所述引擎。
4.如权利要求I或2所述的挖土机，其特征在于， 该挖土机进一步具备对操作所述附属装置的操作装置的操作内容进行检测的操作状态检测部， 当所述动作状态检测部根据所述操作状态检测部的检测值检测出所述动臂提升动作时，所述辅助控制部通过所述电动发电机辅助所述引擎。
5.如权利要求I或2所述的挖土机，其特征在于， 所述辅助控制部在动臂提升回转动作中，通过所述电动发电机辅助所述引擎。
6.一种挖土机的控制方法，该挖土机具有引擎、通过该引擎驱动的液压泵、包含通过该液压泵排出的压力油驱动的动臂的挖掘附属装置和辅助该引擎的驱动的电动发电机，该方法包括下述步骤， 在基于所述挖掘附属装置挖掘后的动臂提升动作中，通过所述电动发电机辅助所述引擎。
7.如权利要求6所述的挖土机的控制方法，其特征在于， 上述挖土机的控制方法还包括通过负载压力传感器检测施加于所述动臂的负载的步骤， 当基于所述负载压力传感器的负载压力检测值超过预定压力时，通过所述电动发电机辅助所述引擎。
8.如权利要求6或7所述的挖土机的控制方法，其特征在于， 上述挖土机的控制方法还包括通过动臂动作状态检测部检测上述动臂的动作状态的步骤， 当所述动作状态检测部根据所述动臂动作状态检测部的检测值检测出所述动臂提升动作时，通过所述电动发电机辅助所述引擎。
9.如权利要求6或7所述的挖土机的控制方法，其特征在于， 上述挖土机的控制方法还包括通过操作状态检测部对操作所述附属装置的操作装置的操作内容进行检测的步骤，当所述动作状态检测部根据所述操作状态检测部的检测值检测出所述动臂提升动作时，通过所述电动发电机辅助所述引擎。
10.如权利要求6或7所述的挖土机的控制方法，其特征在于， 在动臂提升回转动作中，通过所述电动发电机辅助所述引擎。
全文摘要
本发明提供一种不会使操作员感觉到附属装置动作迟缓的挖土机。本发明所涉及的挖土机具有引擎(11)、通过引擎(11)驱动的液压泵(14)、包含通过液压泵(14)排出的压力油驱动的动臂(4)的附属装置、辅助引擎(11)的驱动的电动发电机(12)、对电动发电机(12)发电的电力进行蓄电的蓄电部(120)、检测附属装置的动作状态的动作状态检测部(300)、及控制基于利用蓄电于蓄电部(120)的电力的电动发电机(12)的辅助执行的辅助控制部(301)，其中，辅助控制部(301)在挖掘动作后的动臂提升动作中，通过电动发电机(12)辅助引擎(11)。
文档编号E02F3/43GK102817385SQ20121018677
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者曲木秀人, 白谷龙二, 竹尾实高 申请人:住友建机株式会社