混合动力建筑机械、控制器以及非易失性存储器的写入处理方法
【专利摘要】混合动力建筑机械包括：液压装置，其包含泵；再生装置，其使用自液压装置排出的能量而发电；非易失性存储器，其存储液压装置与再生装置中的至少一者的状态是正常还是异常的状态信息；检测部，其用于检测状态；状态判断部，其生成所检测出的状态是正常还是异常的状态信息；信息比较部，其比较由状态判断部生成的状态信息和存储于非易失性存储器的状态信息之间的内容是否相同；以及更新部，在信息比较部的比较结果不同的情况下，该更新部将由状态判断部生成的状态信息写入非易失性存储器。
【专利说明】混合动力建筑机械、控制器以及非易失性存储器的写入处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力建筑机械、控制器以及非易失性存储器的写入处理方法。
【背景技术】
[0002]在JP2012 - 205466A中公开了一种使自液压装置排出的能量再生的混合动力建筑机械。
[0003]这样的混合动力建筑机械包括:液压装置，其包含排出工作流体而驱动驱动器的泵；再生装置，其使用自液压装置排出的能量而发电；以及非易失性存储器，其能够存储这些液压装置、再生装置的状态信息。在非易失性存储器中记录有表示在液压装置、再生装置等中发生了何种异常的状态信息。每隔预定时间重复判断是否发生了异常。在判断为发生了异常的情况下，向非易失性存储器记录状态信息。
[0004]然而，由于每隔预定时间重复判断是否发生了异常，因此在某种异常长时间持续的情况下，表示该异常的状态信息将会重复被记录到非易失性存储器。由于非易失性存储器的信息可改写次数(信息可更新次数)受限，因此若用于始终更新数据这样的用途，则非易失性存储器的寿命变短，存在不能记录发生了何种异常的隐患。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种能够延长信息可更新次数受限的非易失性存储器的寿命的混合动力建筑机械、控制器以及非易失性存储器的写入处理方法。
[0006]根据本发明的某一实施方式，混合动力建筑机械包括:液压装置，其包含排出工作流体而驱动驱动器的泵；再生装置，其使用自上述液压装置排出的能量而发电；非易失性存储器，其存储上述液压装置与上述再生装置中的至少一者的状态是正常还是异常的状态信息；检测部，其用于检测上述状态；状态判断部，其基于上述检测部的检测结果生成上述状态是正常还是异常的状态信息；信息比较部，其比较由上述状态判断部生成的状态信息和存储于上述非易失性存储器的状态信息之间的内容是否相同；以及更新部，在上述信息比较部的比较结果不同的情况下，该更新部将由上述状态判断部生成的状态信息写入上述非易失性存储器。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明的实施方式的混合动力建筑机械的流体压控制系统的简要结构图。
[0008]图2是连接于流体压控制系统的辅助再生机构的简要结构图。
[0009]图3是搭载于混合动力建筑机械的控制器所执行的状态信息更新处理的流程图。
[0010]图4是例示包含与混合动力建筑机械的状态相关的信息在内的状态信息的图。
[0011]图5是表示状态信息更新处理的一个例子的图。
【具体实施方式】
[0012]以下，参照附图对本发明的实施方式的混合动力建筑机械进行说明。
[0013]图1是本实施方式的混合动力建筑机械所具备的流体压控制系统100的简要结构图。流体压控制系统100是控制液压挖掘机等的液压作业机械的动作的装置。例如，流体压控制系统100控制动臂缸10的伸缩动作，该动臂缸10用于驱动液压挖掘机的挖掘附件的动臂I (负载)。
[0014]流体压控制系统100包括作为驱动器的动臂缸10、排出工作油而驱动动臂缸10的主泵21、先导泵22、主控制阀30、主通路23、第I通路41、第2通路42、以及控制器50。利用这些动臂缸10、主泵21、先导泵22、主控制阀30、主通路23、第I通路41以及第2通路42等构成液压装置110。
[0015]利用在动臂缸10内以滑动自如的方式移动的活塞杆13将该动臂缸10的内部划分成杆侧压力室11与底侧压力室12。在位于动臂缸10的外侧的活塞杆13的顶端连结有动臂I。
[0016]主泵21以及先导泵22是用于排出工作油(工作流体)的液压供给源，并且是能够通过控制各个斜板的倾斜角而调整工作油的排出量的变量型液压泵。主泵21以及先导泵22被搭载于混合动力建筑机械的发动机驱动。
[0017]自主泵21排出的工作油通过主通路23供给到主控制阀30。这样，主泵21与主控制阀30通过主通路23相连接。除了自主泵21排出的工作油之外，自辅助再生机构200 (参照图2)的辅助泵61排出的工作油通过辅助通路62也导入主通路23。
[0018]主控制阀30与动臂缸10的杆侧压力室11通过第I通路41相连接，主控制阀30与动臂缸10的底侧压力室12通过第2通路42相连接。在第2通路42连接有供自底侧压力室12排出的工作油的一部分流入的返回通路72。流入返回通路72的工作油驱动辅助再生机构200 (参照图2)的再生马达71。
[0019]主控制阀30是用于切换工作油相对于动臂缸10的供排的装置。主控制阀30被自先导泵22供给到该主控制阀30的先导室31、32的工作油的液压(先导压力)操作。控制器50基于液压挖掘机的乘务员所进行的杆操作来控制先导电磁阀24，从而对供给到先导室31、32的先导压力进行控制。
[0020]在先导室31被供给了先导压力的情况下，主控制阀30的阀机构切换到位置a。由此，自主泵21排出的工作油通过第I通路41而供给到杆侧压力室11，底侧压力室12的工作油通过第2通路42而向罐体T排出。结果，动臂缸10内的活塞杆13向图1中的下侧移动，动臂缸10收缩，动臂I下降。
[0021]在先导室32被供给了先导压力的情况下，主控制阀30的阀机构切换到位置b。由此，自主泵21排出的工作油通过第2通路42而供给到底侧压力室12，杆侧压力室11的工作油通过第I通路41而向罐体T排出。结果，动臂缸10内的活塞杆13向图1中的上侧移动，动臂缸10伸长,动臂I上升。
[0022]另一方面，在先导室31、32未被供给先导压力的情况下，主控制阀30的阀机构切换到位置C。由此，工作油相对于动臂缸10的供排被切断。结果，动臂缸10的伸缩停止，动臂I保持在预定位置。
[0023]这样，主控制阀30具有使动臂缸10收缩的收缩位置a、使动臂缸10伸长的伸长位置b、以及保持动臂缸10的负载的切断位置C这三个切换位置。
[0024]流体压控制系统100还包括图2所示的辅助再生机构200。辅助再生机构200执行在动臂缸10收缩时将自底侧压力室12排出的工作油的液压能量作为电能量回收的再生控制、以及在动臂缸10伸长时施加辅助力的辅助控制。这样，辅助再生机构200具有作为使用自液压装置110排出的工作油的液压能量发电的再生装置的功能。
[0025]如图2所示，辅助再生机构200包括电动发电机81、再生马达71、辅助泵61、电池91、变换器92、返回通路72以及辅助通路62。
[0026]电动发电机81是具有作为基于电池91的电力驱动辅助泵61的电动机的功能、以及作为被再生马达71驱动而发电的发电机的功能在内的旋转电机。
[0027]电动发电机81、再生马达71、以及辅助泵61的旋转轴分别配置在同轴上。若电动发电机81的旋转轴旋转，则再生马达71以及辅助泵61的旋转轴协同旋转。同样，若再生马达71的旋转轴旋转，则电动发电机81以及辅助泵61的旋转轴协同旋转。
[0028]再生马达71是能够通过控制斜板的倾斜角而控制输出转矩的变量型液压马达。再生马达71被自动臂缸10的底侧压力室12排出而流经返回通路72的工作油驱动。通过倾斜角控制器73来控制再生马达71的斜板的倾斜角。倾斜角控制器73被控制器50控制。通过控制再生马达71的斜板的倾斜角而使再生马达71的排出容量变化，从而使再生马达71所能够产生的转矩的最大值变化。
[0029]在返回通路72中设有控制工作油相对于再生马达71的供给的返回控制阀74。返回控制阀74的阀机构根据自先导泵22供给到先导室74A的先导压力而切换到向再生马达71供给工作油的连通位置d、以及停止向再生马达71供给工作油的切断位置e。控制器50基于液压挖掘机的乘务员所进行的杆操作而控制先导电磁阀75，从而对供给到先导室74A的先导压力进行控制。
[0030]辅助泵61是能够通过控制斜板的倾斜角而控制排出量的变量型液压泵。辅助泵61被电动发电机81驱动，并通过辅助通路62向主通路23供给工作油。利用倾斜角控制器63控制辅助泵61的斜板的倾斜角。利用控制器50控制倾斜角控制器63。通过控制辅助泵61的斜板的倾斜角，辅助泵61的排出容量变化，从而使辅助泵61能够排出的工作油的流量的最大值变化。
[0031]在辅助通路62中设有控制工作油向主通路23的供给的辅助控制阀64。辅助控制阀64的阀机构根据自先导泵22供给到先导室64A的先导压力而切换到向主通路23供给工作油的连通位置f、以及停止向主通路23供给工作油的切断位置g。控制器50基于液压挖掘机的乘务员所进行的杆操作而控制先导电磁阀65，从而对供给到先导室64A的先导压力进行控制。
[0032]电动发电机81借助变换器92连接于作为蓄电装置的电池91。电池91通过将多个能够充电、放电的锂离子电池等的二次电池单元以串联方式连接而成。在将电池91与变换器92之间相连的电配线93设有用于控制电连接状态的继电器开关94。利用控制器50对继电器开关94进行ON、OFF控制。
[0033]变换器92被控制器50控制，将直流变换为交流或者将交流变换为直流。在使电动发电机81作为电动机发挥功能的情况下，将自电池91输出的直流电力变换为任意频率的三相交流电力并供给到电动发电机81。另一方面，在使电动发电机81作为发电机发挥功能的情况下，将自电动发电机81输出的三相交流电力变换为直流电力并供给到电池91。
[0034]参照图1以及图2对混合动力建筑机械的流体压控制系统100的作用进行说明。
[0035]首先，对在动臂I下降时根据需要实施的、利用辅助再生机构200进行的再生控制进行说明。
[0036]若由液压挖掘机的乘务员进行使动臂缸10收缩的杆操作，则主控制阀30的阀机构被切换到收缩位置a。由此，向动臂缸10的杆侧压力室11供给工作油并且自底侧压力室12排出工作油。
[0037]此时，在需要对电池91进行充电的情况下，将返回控制阀74的阀机构切换到连通位置d，使得自底侧压力室12排出的工作油的一部分通过返回通路72而供给到再生马达71。同时，控制辅助泵61的斜板的倾斜角，以使辅助泵61的容量达到最小。
[0038]由此，由于电动发电机81的旋转轴与再生马达71的旋转轴同步旋转，因此能够利用电动发电机81发电，从而能够对电池91进行充电。换句话说，能够将自动臂缸10排出的工作油的液压能量转换为电能量。
[0039]另一方面，在不需要对电池91进行充电的情况下，将返回控制阀74的阀机构切换到切断位置e，使得自动臂缸10的底侧压力室12排出的所有工作油通过第2通路42向罐体T排出。
[0040]接下来，对在动臂I上升时根据需要实施的、利用辅助再生机构200进行的辅助控制进行说明。
[0041]若由液压挖掘机的乘务员进行使动臂缸10伸长的杆操作，则主控制阀30的阀机构被切换到伸长位置b。由此，向动臂缸10的底侧压力室12供给工作油，并且杆侧压力室11的工作油经由第I通路41向罐体T排出。
[0042]由于驱动主泵21等的发动机以运转效率较高的预定的旋转速度以及负载运转，因此在要使动臂缸10迅速伸长的情况下，仅靠主泵21的排出量有时会导致供给至底侧压力室12的工作油的流量不足。在该情况下，执行辅助再生机构200的辅助控制。
[0043]在辅助控制中，利用电池91将电动发电机81作为电动机而驱动，从而驱动辅助泵61。同时，控制再生马达71的斜板的倾斜角，以使再生马达71的转矩达到最小。由此，能够使自辅助泵61排出的工作油通过辅助通路62而与主通路23合流，从而能够在动臂缸10的伸长时利用辅助泵61施加辅助力。因此，能够使动臂缸10迅速伸长。
[0044]在上述混合动力建筑机械中，控制器50构成为监视运转中的车辆的状态。控制器50包括能够存储车辆的状态信息的E2PROM 51 (参照图1)，执行图3所示的状态信息更新处理而将E2PR0M51的状态信息更新为最新信息。E2PR0M51是信息可改写次数(信息可更新次数)受限的非易失性存储器。此外，在本实施方式中，作为状态信息存储用的非易失性存储器使用了 E2PROM,但也可以使用闪存、MRAM等。
[0045]参照图3对混合动力建筑机械的控制器50所执行的状态信息更新处理进行说明。在混合动力建筑机械的运转过程中以几毫秒的周期执行状态信息更新处理。
[0046]在步骤101 (SlOl)中，控制器50读出存储于E2PR0M51的混合动力建筑机械(车辆)的状态信息。此外，在自E2PR0M51读出状态信息时，读出保存于E2PR0M51的最新的状态息。
[0047]车辆的状态信息是用于判断液压装置110与作为再生装置的辅助再生机构200中的至少一者的状态是正常还是异常的信息。如图4所示，车辆的状态信息具有多个判断项目和根据每个判断项目进行判断的判断信息。判断信息O表示正常状态，判断信息I表示异常状态。此外，控制器50对例如控制器50的电源电压以及基板温度、电池91的电流值以及温度、电动发电机81的温度、检测工作油的液压的压力传感器的工作状态、倾斜角控制器63、73的工作状态这样的判断项目进行判断。
[0048]在S102中，控制器50执行状态检测处理。在该处理中，控制器50检测多个判断项目的当前的状态。这样，控制器50包含用于检测由液压装置110以及辅助再生机构200等构成的车辆的状态的检测部。
[0049]在S103中，控制器50执行状态判断处理。在该处理中，控制器50对多个判断项目的每一个判断是正常状态还是异常状态，生成包含图4所示的每一判断项目的判断信息在内的状态信息。这样，控制器50包含判断车辆的状态而生成状态信息的状态判断部。
[0050]在S104中，控制器50判断在S103中生成的这次的状态信息是否包含异常判断信息(判断信息I)。
[0051]在于S104中判断为状态信息的任意一者的判断项目包含异常判断信息的情况下，控制器50执行S105的处理。
[0052]在S105中，控制器50执行报知处理。在该处理中，控制器50向乘务员等报知在S104中判断的状态信息所包含的异常判断信息。这样，控制器50包含向乘务员等报知异常判断信息的报知部。控制器50用显示器、灯等显示、或用蜂鸣器、声音等通知哪一个判断项目包含异常判断。由此，乘务员能够识别异常的发生。此外，优选的是借助显示器等不仅向乘务员通知包含异常判断，还通知在哪个判断项目发生了异常。
[0053]在S106中，控制器50比较在SlOl中自E2PR0M51读出的状态信息和在S103中生成的这次的状态信息，判断这两个状态信息是否为相同的内容。这样，控制器50包含比较上述两个状态信息的信息比较部。
[0054]在S106中，在判断为于自E2PROM 51读出的状态信息与在S103中生成的状态信息之间的、所对应的判断项目的判断信息不同的情况下，控制器50执行S107的处理。此外，在于SlOl中存储于E2PR0M51的状态信息不存在的情况下，也判断为判断信息不同。
[0055]在S107中，由于允许对E2PROM 51进行状态信息的更新，因此控制器50将写入标志设定为0N。
[0056]另一方面，在于S104中判断为状态信息不包含异常判断信息的情况下，或者在于S106中判断为两个状态信息之间全部的判断项目的判断信息相同的情况下，控制器50执行S108的处理。
[0057]在S108中，由于禁止对E2PR0M51进行状态信息的更新，因此控制器50将写入标志设定为OFF。
[0058]在S107或者S108的处理之后的S109中，控制器50判断写入标志是否被设定为
ON0
[0059]在于S109中判断为写入标志被设定为ON的情况下，控制器50判断为这次判断后的状态信息包含新的异常判断信息，执行SllO的更新处理。
[0060]在SllO中，控制器50将在S103中生成的状态信息写入E2PR0M51，更新E2PR0M51的状态信息，结束状态信息更新处理。这样，控制器50包含用于更新E2PR0M51的状态信息的更新部。
[0061]另一方面，在于S109中判断为写入标志被设定为OFF的情况下，控制器50判断为不需要更新存储于E2PR0M51的状态信息，不进行SllO的更新处理而结束状态信息更新处理。
[0062]此外，在状态信息更新处理中，按照S104、S105、S106的顺序执行了处理，但是也可以在S103的处理之后执行S106的处理，然后依次执行S104以及S105的处理。
[0063]根据上述本实施方式的混合动力建筑机械的控制器50，起到以下的效果。
[0064]控制器50以预定周期执行状态信息更新处理，仅在于状态信息更新处理执行中生成的车辆的状态信息与存储于E2PR0M51的状态信息之间的内容不同的情况下，将这次生成的状态信息写入E2PR0M51而更新状态信息。因此,与每次判断车辆的状态信息(与液压装置110和辅助再生机构200中的至少一者的状态相关的信息)时都更新状态信息的现有方法相比较，能够减少状态信息的更新频率。由此，能够延长作为非易失性存储器的E2PR0M51的寿命。
[0065]另外，状态信息具有多个判断项目和每个判断项目的正常判断信息或者异常判断信息。控制器50在于状态信息更新处理执行中生成的车辆的状态信息与存储于E2PR0M51的状态信息之间所对应的判断项目的判断信息不同的情况下更新状态信息。由此，不仅能够一次性管理、更新多个判断项目的状态，还能够减少信息量较大的状态信息的更新频率。因此，能够进一步延长E2PROM 51的寿命。
[0066]以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。
[0067]在本实施方式的混合动力建筑机械的控制器50进行的状态信息更新处理中，也可以将过去几次的状态信息存储于E2PR0M51。例如，如图5的㈧?(C)所示，可考虑将过去三次的状态信息存储于E2PR0M51中。
[0068]在该情况下，若在混合动力建筑机械中检测出判断项目B异常，则如图5的(A)所示那样将判断项目B中包含异常信息(判断信息I)的状态信息作为第I状态信息写入E2PROM 51。之后，若判断项目B变为正常而在判断项目A中检测出异常，则如图5的(B)所示，将存储于第I状态信息的状态信息作为第2状态信息存储于E2PR0M51,将判断项目A中包含异常信息的最新的状态信息作为第I状态信息写入E2PR0M51。这样，作为第I状态信息而存储的数据被移至第2状态信息的地址。之后，若不仅判断项目A中检测出异常，而判断项目C中也检测出异常，则如图5的(C)所示，将存储于第2状态信息的状态信息作为第3状态信息存储于E2PR0M51，将存储于第I状态信息的状态信息作为第2状态信息存储于E2PR0M51，将判断项目A以及判断项目C中包含异常信息的最新的状态信息作为第I状态信息写入E2PR0M51中。这样,作为第2状态信息而存储的数据被移至第3状态信息的地址，作为第I状态信息而存储的数据被移至第2状态信息的地址。
[0069]如上述那样，如果将过去三次的状态信息存储于E2PR0M51，就能够分析出何种异常以何种顺序发生，从而使追查在混合动力建筑机械中发生异常的原因变得容易。在上述说明中，在E2PR0M51中存储过去三次的状态信息，但是根据需要任意地设定存储几次的状态息。
[0070]另外，在控制器50所进行的状态信息更新处理中，也可以计算不连续进行状态信息的更新的情况下的非更新连续次数，并执行将该非更新连续次数写入E2PR0M51的处理。此外，在已进行E2PR0M51的状态信息的更新的情况下，将非更新连续次数设定为O。
[0071]而且，在控制器50所进行的状态信息更新处理中，也可以在状态信息不包含异常判断信息的情况下向E2PR0M51记录状态信息，进而一并记录时间信息等。由此，能够记录何时发生了异常、以及何时自异常状态回复到正常状态。
[0072]而且，流体压控制系统100作为了控制动臂缸10的动作的系统，但也可以是控制混合动力建筑机械的斗杆缸、铲斗缸、行进马达、以及旋转马达等的多个驱动器的动作的系统。
[0073]而且，在流体压控制系统100中，使用了工作油作为工作流体，但也可以取代工作油而使用水、水溶性代替液体等。
[0074]而且，在流体压控制系统100中，利用自驱动器排出的工作流体驱动再生马达而进行再生。然而，在流体压控制系统100中，也可以用钢缆等的驱动力传递机构将驱动器与电动发电机机械地连结，并利用运动能量执行再生控制或者辅助控制。
[0075]本申请是基于2013年2月28日向日本国特许厅提出申请的日本特愿2013 —38976要求优先权，并将该申请的全部内容以参照的方式编入到本说明书中。
【权利要求】
1.一种混合动力建筑机械,其中， 该混合动力建筑机械包括: 液压装置，其包含排出工作流体而驱动驱动器的泵； 再生装置，其使用自上述液压装置排出的能量而发电； 非易失性存储器，其存储上述液压装置与上述再生装置中的至少一者的状态是正常还是异常的状态信息； 检测部，其用于检测上述状态； 状态判断部，其基于上述检测部的检测结果生成上述状态是正常还是异常的状态信息； 信息比较部，其比较由上述状态判断部生成的状态信息和存储于上述非易失性存储器的状态信息之间的内容是否相同；以及 更新部，在上述信息比较部的比较结果不同的情况下，该更新部将由上述状态判断部生成的状态信息写入上述非易失性存储器。
2.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械,其中， 各上述状态信息表示多个判断项目的每一个正常还是异常， 上述信息比较部比较由上述状态判断部生成的状态信息和存储于上述非易失性存储器的状态信息之间所对应的全部的判断项目是否相同， 在上述信息比较部的比较结果中至少一个判断项目不同的情况下，上述更新部将由上述状态判断部生成的状态信息写入上述非易失性存储器。
3.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械,其中， 上述信息比较部或者上述更新部仅在由上述状态判断部生成的状态信息中包含异常信息的情况下执行处理。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合动力建筑机械，其中， 上述混合动力建筑机械还包括报知部，在由上述状态判断部生成的状态信息中包含异常信息的情况下，该报知部报知上述状态判断部的判断结果是异常。
5.—种控制器，其是混合动力建筑机械的控制器，该混合动力建筑机械具有:液压装置，其包含排出工作流体而驱动驱动器的泵；以及再生装置，其使用自上述液压装置排出的能量而发电；其中， 上述控制器包括: 非易失性存储器，其存储上述液压装置与上述再生装置中的至少一者的状态是正常还是异常的状态信息； 检测部，其用于检测上述状态； 状态判断部，其基于上述检测部的检测结果生成上述状态是正常还是异常的状态信息； 信息比较部，其比较由上述状态判断部生成的状态信息和存储于上述非易失性存储器的状态信息之间的内容是否相同；以及 更新部，在上述信息比较部的比较结果不同的情况下，该更新部将由上述状态判断部生成的状态信息写入上述非易失性存储器。
6.一种非易失性存储器的写入处理方法，该非易失性存储器存储液压装置和再生装置中的至少一者的状态是正常还是异常的状态信息，该液压装置包含排出工作流体而驱动驱动器的泵，该再生装置使用自上述液压装置排出的能量而发电，其中， 上述非易失性存储器的写入处理方法包括: 检测步骤，检测上述状态； 状态判断步骤，基于上述检测部的检测结果生成上述状态是正常还是异常的状态信息； 信息比较步骤，比较在上述状态判断步骤中生成的状态信息和存储于上述非易失性存储器的状态信息之间的内容是否相同；以及 更新步骤，在上述信息比较步骤的比较结果不同的情况下，将在上述状态判断步骤中生成的状态信息写入上述非易失性存储器。
【文档编号】E02F9/20GK104350215SQ201380030891
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】小林将之 申请人:萱场工业株式会社