工程机械

申请号 CN201880003438.1 申请日 2018-02-21 公开(公告)号 CN109689979A 公开(公告)日 2019-04-26
申请人 日立建机株式会社; 发明人 相泽大辉; 西川真司; 柴田浩一;
摘要 油压挖掘机(1)具备:油压 泵 (22),其被引擎(22)驱动;油压泵用电磁比例 阀 (24),其根据泵转矩目标值(Tp)来调整油压泵(22)的泵转矩;油压执行元件,其通过油压泵(22)的喷出压 力 来进行工作;与引擎(20)连接的电动发 电机 (30);以及运算泵转矩目标值(Tp)的 控制器 (26)。控制器(26)在驱动油压执行元件时,根据 对流 向电动发电机(30)的 电流 值进行累计所得的电流累计值(AH1)与电流累计基准值(AH0)之间的偏差(ΔAH),求出泵转矩修正量(Qadj)。
权利要求

1.一种工程机械,其具备:
油压,其通过引擎驱动;
泵转矩调整装置,其根据泵转矩目标值来调整上述油压泵的泵转矩;
油压执行元件,其通过上述油压泵的喷出压来进行工作;
电动发电机,其与上述引擎连接;
用于驱动上述电动发电机的逆变器和蓄电装置;以及
控制器,其对上述泵转矩目标值进行运算,
该工程机械的特征在于:
上述控制器具备:
指标取得部,其取得对从上述蓄电装置向上述电动发电机流动的电流的电流值进行累计所得的电流累计值和上述蓄电装置的充电率减少量中的至少任意一方作为指标,根据在上述油压执行元件进行驱动时通过上述指标取得部取得的指标与使用成为基准的引擎和油压泵预先测量上述指标所得的指标基准值之间的偏差,求出用于修正上述泵转矩目标值的泵转矩修正量。
2.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
上述控制器具备用于存储上述泵转矩修正量的存储部,并根据存储在上述存储部中的上述泵转矩修正量,调整上述泵转矩目标值。
3.根据权利要求2所述的工程机械,其特征在于,
上述控制器根据来自可通信的外部装置的指令,执行求出上述泵转矩修正量的处理和对存储在上述存储部中的上述泵转矩修正量进行初始化的处理中的任意一个处理。
4.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
该工程设备具备:电流测定部,其测定在上述蓄电装置和上述电动发电机之间授受的电流,
上述指标取得部对在上述油压执行元件进行驱动时通过上述电流测定部部测定出的向上述电动发电机流动的电流的电流值进行累计,取得电流累计值作为上述指标。
5.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
该工程机械具备:充电率运算部,其对上述蓄电装置的充电率进行运算,上述指标取得部求出在驱动上述油压执行元件时通过上述充电率运算部计算出的充电率的减少量,取得充电率减少量作为上述指标。

说明书全文

工程机械

技术领域

[0001] 本发明涉及能够修正油压的泵转矩的工程机械。

背景技术

[0002] 一般,工程机械具备作为动源的引擎、通过引擎驱动的油压泵、控制油压泵的倾斜的油压泵调节器、通过油压泵的喷出压力而工作的油压电动机、油压缸筒等那样的油压执行元件。在该情况下,通过控制器经由电磁比例控制油压泵调节器。控制器根据操作杆的操作量、油压泵的压力、引擎转速等,导出泵转矩目标值。控制器将泵转矩目标值换算为电流值指令,使得驱动油压泵调节器的电磁比例阀。由此,控制器决定油压泵的输出。
[0003] 另一方面,引擎和油压泵存在因个体差造成的制造偏差,根据设备,引擎输出或油压泵输出产生差异。在以没有公差的设备的输出特性为基准时,在引擎输出比基准低并且油压泵输出比基准高的组合的机械中,与没有公差的机械相比,工作量有可能降低,除此以外,还可以认为在重负荷工作时有可能引起引擎失速
[0004] 因此,已知一种泵转矩修正装置,其为了抑制油压泵输出的偏差,而修正油压泵输出(专利文献1)。该泵转矩修正装置求出通过压力测定器测定出的实际泵转矩压力与泵转矩目标值之间的偏差,根据该偏差修正泵转矩目标值。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2009-293428号公报

发明内容

[0008] 但是,专利文献1所记载的泵转矩修正装置在实施泵转矩的修正时,需要安装用于测定实际泵转矩压力的压力测定器。因此,除了压力测定器的安装工作繁琐,还存在完成包含安装工作在内的泵转矩的修正所需要的时间长的问题。设想在主要在组装机械后进行的性能试验的前阶段实施泵转矩的修正工作这样的校正工作。因此,如果考虑到生产线的协调时间,则进一步要求减少工作时间。
[0009] 另外,作为工程机械,已知对动力源同时使用引擎和电动机的混合式工程机械。在这样的混合式工程机械中,通过积蓄在蓄电装置中的能量来驱动电动机,由此补充引擎输出的不足量,因此蓄电装置的能量剩余量将对油压泵输出产生影响。因此,如果如专利文献1所记载的泵转矩修正装置那样,不考虑电动机的驱动特性而进行泵转矩的修正,则存在无法充分得到抑制油压泵输出的偏差的效果的问题。
[0010] 本发明就是鉴于上述现有技术的问题而提出的,本发明的目的在于:提供一种工程机械,其能够提高与泵转矩的修正有关的操作性。
[0011] 为了解决上述问题,本发明应用于一种工程机械,其具备:油压泵,其通过引擎驱动;泵转矩调整装置,其根据泵转矩目标值来调整上述油压泵的泵转矩;油压执行元件,其通过上述油压泵的喷出压力来进行工作;电动发电机,其与上述引擎连接;用于驱动上述电动发电机的逆变器和蓄电装置;以及控制器,其对上述泵转矩目标值进行运算。
[0012] 本发明的特征在于:上述控制器具备:指标取得部,其取得对从上述蓄电装置向上述电动发电机流动的电流的电流值进行累计所得的电流累计值和上述蓄电装置的充电率减少量中的至少任意一方作为指标,根据在上述油压执行元件进行驱动时通过上述指标取得部取得的指标与使用成为基准的引擎和油压泵预先测量上述指标所得的指标基准值之间的偏差,求出用于修正上述泵转矩目标值的泵转矩修正量。
[0013] 根据本发明,控制器在驱动油压执行元件时,将对从蓄电装置向电动发电机流过的电流的电流值进行累计所得的电流累计值和蓄电装置的充电率减少量中的至少任意一方作为指标,求出泵转矩修正量。因此,不需要为了求出泵转矩修正量而安装压力测定器那样的特别的设备。除此以外,只要使油压执行元件短时间地工作,就能够求出泵转矩修正量,因此还能够有助于缩短工作时间。附图说明
[0014] 图1是表示本发明的第一实施方式的油压挖掘机的正面图。
[0015] 图2是表示图1中的操作室内的主要部分立体图。
[0016] 图3是表示应用于图1的油压挖掘机的油压系统和电动系统的框图
[0017] 图4是表示泵压力与泵容积的关系的特性曲线图。
[0018] 图5是表示操作装置的操作量与泵流量的关系的特性曲线图。
[0019] 图6是表示PQ曲线图移动特性的说明图。
[0020] 图7是表示电池控制单元的结构的框图。
[0021] 图8是针对第一实施方式的控制器表示与泵转矩修正有关的部分的结构的框图。
[0022] 图9是针对第一实施方式的控制器表示根据来自外部装置的操作进行泵转矩修正的部分的结构的框图。
[0023] 图10是表示修正开始判定处理的流程图
[0024] 图11是表示修正执行处理的流程图。
[0025] 图12是表示初始化处理的流程图。
[0026] 图13是针对第二实施方式的控制器表示与泵转矩修正有关的部分的结构的框图。

具体实施方式

[0027] 以下,作为本发明的实施方式的工程机械,列举混合式的油压挖掘机为例子,依照附图详细进行说明。
[0028] 在此,图1~图12表示出本发明的第一实施方式。如图1和图2所示,油压挖掘机1具备可自走的履带式的下部行驶体2、在成为移动单元的下部行驶体2上经由转动装置3可转动地搭载的上部转动体4、被设置在上部转动体4的前侧而进行挖掘工作等的多关节构造的工作装置5。下部行驶体2具备用于进行行驶动作的油压电动机2A。转动装置3具备用于进行转动动作的油压电动机3A。此外,作为下部行驶体2示例了履带式,但也可以是车轮式。
[0029] 上部转动体4具备设置在转动框架6上而容纳引擎20等的建筑物外罩7、内置驾驶席8的操作室9。监视器装置10位于驾驶席8的前方,被设置在驾驶室9内。监视器装置10接收来自控制器26的信号,显示机械的运转信息。监视器装置10可以具备按键、触摸屏等输入装置。在该情况下,可以通过监视器装置10操作控制器26的各种处理。操作装置11例如由操作杆、操作踏板构成,位于驾驶席8的周围,被设置在操作室9内。引擎控制踏板12用于设定引擎20的目标转速,被设置在驾驶室9内。
[0030] 工作装置5是前置执行元件机构。工作装置5例如由动臂5A、臂5B、铲斗5C、驱动它们的动臂缸筒5D、臂缸筒5E、铲斗缸筒5F构成。工作装置5被安装在转动框架6上,通过使缸筒5D~5F伸长或收缩,进行俯仰的动作。此外,在图1中,示例了使用铲斗5C的情况,但除了铲斗5C以外,也可以使用拌浆机等各种附件。
[0031] 如图2所示,操作装置11例如被设置在操作室9内的驾驶席8的两侧,包括工作用和转动用的操作杆11A。这些操作杆11A通过向任意的方向进行倾斜操作,而进行工作装置5的驱动操作、转动装置3的转动操作。另外,操作装置11位于驾驶席8的前侧,还包括用于进行下部行驶体2的行驶操作的操作杆11B和操作踏板11C。
[0032] 杆13位于比驾驶席8更靠操作室9的出入口侧,并设置在操作室9内。具体地说,门锁杆13被配置在驾驶席8的左边。门锁杆13能够向上下方向进行倾斜操作。门锁杆13拉起的状态是上锁状态,在引擎运转中即使推倒操作装置11,也是车体不能动作的状态。另一方面,如果在引擎运转中拉下门锁杆13,则能够进行车体的动作。
[0033] 接着,参照图3说明搭载于油压挖掘机1的控制工作装置5等的动作的油压系统的结构。
[0034] 引擎20被搭载于转动框架6。该引擎20例如由柴油引擎等内燃机构成。在引擎20的输出侧机械地串联连接安装有油压泵22和电动发电机30,这些油压泵22和电动发电机30被引擎20驱动。引擎20具备检测引擎转速ωe的旋转传感器20A。
[0035] 在此,引擎20的工作被引擎控制单元21(以下称为ECU21)控制。ECU21例如由微型计算机构成。ECU21根据来自控制器26的引擎输出指令,控制引擎20的输出转矩、转速(引擎转速)等。另外,ECU21与旋转传感器20A连接。ECU21向控制器26输出通过旋转传感器20A检测出的引擎转速ωe。此外,引擎20的最大输出例如比油压泵22的最大动力小。
[0036] 油压泵22机械地与引擎20连接。能够通过引擎20单独的转矩驱动油压泵22。另外,也能够通过向引擎20的转矩加上了电动发电机30的辅助转矩所得的复合转矩(合计转矩)来驱动油压泵22。油压泵22对贮存在油罐(未图示)中的工作油加压,作为压油向下部行驶体2的油压电动机2A、转动装置3的油压电动机3A、工作装置5的缸筒5D~5F喷出。这时,行驶用的油压电动机2A、转动用的油压电动机3A、工作用的缸筒5D~5F构成油压执行元件。行驶用的油压电动机2A、转动用的油压电动机3A、工作用的缸筒5D~5F通过油压泵22的喷出压力而工作。
[0037] 油压泵22例如由斜板式或斜轴式的可变容量型油压泵构成,能够根据斜板或斜轴的倾斜角来调整容量。油压泵调节器23是控制斜板等的倾斜角的倾斜控制执行元件,被设置在油压泵22中。另外,在油压泵22中设置有检测工作油温度的温度传感器(未图示)。通过温度传感器检测出的工作油温度被输入到控制器。
[0038] 油压泵用电磁比例阀24构成泵转矩调整装置。油压泵用电磁比例阀24根据来自控制器26的泵转矩目标值Tp来驱动油压泵调节器23,使油压泵22的倾斜角变化。由此,油压泵用电磁比例阀24调整油压泵22的最大泵转矩。
[0039] 油压泵22经由控制阀25与油压电动机2A、3A、缸筒5D~5F连接。通过来自油压泵22的压油而驱动这些油压电动机2A、3A、缸筒5D~5F。控制阀25根据针对操作装置11的操作,向油压电动机2A、3A、缸筒5D~5F供给或排出从油压泵22喷出的压油。
[0040] 控制器26例如由微计算机构成。控制器26根据操作装置11的操作量OA、能够调整车体输出的引擎控制表盘12的调整量、从油压泵22和油压执行元件测量出的压力值等,计算引擎20的目标转速和泵转矩目标值Tp。目标转速被输出(发送)到ECU21。ECU21依照目标转速,控制引擎20的燃料喷射量。将泵转矩目标值Tp转换为电流指示值,对油压泵用电磁比例阀24进行励磁,驱动油压泵调节器23。由此,油压泵调节器23使油压泵22的倾斜角转换,控制油压泵22的最大泵转矩。
[0041] 图4表示出油压系统的P-Q特性曲线图。图5示出了操作装置11的操作量OA和泵流量Q之间的关系。用泵压力P和泵流量Q的积来表示油压泵22的输出(输出=P×Q)。一般,油压泵22的输出特性被设定为近似理想曲线L1的近似特性L2(参照图4)。即,作为基本特性,本实施方式所涉及的油压挖掘机1具有图4所示的泵喷出压力与冲压容积之间的关系、即泵喷出压力(泵压力P)和与冲压容积相应的喷出流量Q之间的关系即PQ曲线图所示的特性。
[0042] 这时,在泵压力P比预先确定的预定的泵压力值P1低时,油压泵22流过最大泵流量Qmax。与此相对,如果泵压力P达到泵压力值P1以上,则油压泵22依照近似特性L2限制泵流量Q。由此,油压泵22在不超过引擎输出特性L3的范围内,限制该泵输出。这时,主要根据操作装置11的操作量OA(杆操作量)决定油压泵22的泵流量Q。因此,如图5中的特性曲线L4那样,伴随着操作装置11的操作量OA的增加,油压泵22所要求的泵流量Q增加。这时,在操作量OA比预先确定的预定的操作量OA1大时,要求最大的泵流量Qmax。
[0043] 另外,如图6所示,作为基本特性,油压挖掘机1具有PQ曲线图移动特性。图6中的特性曲线L21是与基于引擎20的目标转速的最大泵转矩相应的PQ曲线图。与此相对,图6中的特性曲线L22是与基于比最大泵转矩低的低转矩控制的泵转矩、例如最小泵转矩相应的PQ曲线图。油压系统的特性能够与泵转矩目标值Tp对应地,在与最大泵转矩相应的PQ曲线图(特性曲线L21)和与最小泵转矩相应的PQ曲线图(特性曲线L22)之间移动。
[0044] 接着,参照图3和图7说明搭载在油压挖掘机1中的控制电动发电机30等的电动系统的结构。
[0045] 如图3所示,电动发电机30(motor generator)机械地与引擎20连接。电动发电机30例如由同步电动机等构成。电动发电机30起到以下2种作用,即将引擎20作为动力源而作为发电机进行动作并向蓄电装置34供给电力的发电、以及将来自蓄电装置34的电力作为动力源而作为电动机进行动作并辅助引擎20和油压泵22的驱动的电力运行。因此,与状况对应地向引擎20的转矩追加电动发电机30的辅助转矩,油压泵22通过这些转矩进行驱动。通过从该油压泵22喷出的压油,进行工作装置5的动作、车辆的行驶等。
[0046] 电动发电机30经由逆变器31与一对直流母线32A、32B连接。例如使用由晶体管、绝缘栅极双极晶体管(IGBT)等构成的多个开关元件构成逆变器31。逆变器31控制电动发电机30。逆变器31被功率控制单元33(以下称为PCU33)控制各开关元件的开/关。PCU33例如由微计算机构成。
[0047] 在电动发电机30的发电时,逆变器31将来自电动发电机30的交流电力转换为直流电力,供给到蓄电装置34。在电动发电机30的电力运行时,逆变器31将直流母线32A、32B的直流电力转换为交流电力,供给到电动发电机30。另外,PCU33根据来自控制器26的发电或辅助的指令,控制逆变器31的各开关元件的开/关。由此,PCU33控制电动发电机30的发电时的发电电力、动力运行时的驱动电力。
[0048] 蓄电装置34经由继电器35与逆变器31和电动发电机30进行电连接。蓄电装置34例如由多个单元(未图示)构成,该多个单元由锂离子电池构成,该蓄电装置34与直流母线32A、32B连接。继电器35在蓄电装置34和逆变器31之间进行电连接或切断。蓄电装置34在电动发电机30的发电时,通过电动发电机30的发电电力被充电。蓄电装置34在电动发电机30的电力运行时,向电动发电机30供给驱动电力。
[0049] 电池控制单元36(以下称为BCU36)控制蓄电装置34和继电器35。BCU36例如由微计算机构成,并且构成了检测蓄电装置34的状态的蓄电装置状态检测部。如图7所示,BCU36具备电压测定部37、电流测定部38、温度测定部39、SOC推定部40。电压测定部37测定搭载在蓄电装置34中的单元的电压。电压测定部37根据测定各单元的电压,例如计算最大(最高)单元电压、最小(最低)单元电压、单元整体的总电压等。
[0050] 电流测定部38测量流过单元内的电流I。即,电流测定部38测定在蓄电装置34与电动发电机30之间授受的电流I。温度测定部39测定各单元的温度。BCU36根据通过温度测定部39测定各单元的温度,例如求出最大(最高)单元温度TCmax、最小(最低)单元温度TCmin。SCO推定部40输入通过电压测定部37检测出的各种电压V(最大单元电压、最小单元电压、单元整体的总电压)、通过电流测定部38测定出的电流I。SOC推定部40根据这些电压V和电流I,推定蓄电装置34的蓄电率SOC(充电率)。因此,SOC推定部40成为对蓄电装置34的蓄电率SOC(充电率)进行运算的充电率运算部。这时,蓄电率SOC为与蓄电装置34的蓄电量对应的值。BCU36向控制器26输出(发送)电流I、蓄电率SOC、最大单元温度TCmax、最小单元温度TCmin等。
[0051] 接着,参照图8说明控制器26的泵转矩的修正处理。图8示出了针对控制器26执行泵转矩修正的部分的功能框图。
[0052] 控制器26具备辅助指令运算部41。另外,控制器26具备泵转矩修正运算部42、泵基准流量运算部43、乘法器44、泵转矩目标值运算部45。控制器26还具备存储部46、切换部47。
[0053] 辅助指令运算部41根据操作装置11的操作量OA、引擎20的驱动状态、蓄电率SOC,对用于使电动发电机30进行辅助动作的辅助指令Sa进行运算。因此,向辅助指令运算部41输入操作装置11的操作量OA、引擎转速ωe、蓄电率SOC。辅助指令运算部41根据操作装置11的操作量OA、蓄电率SOC,运算车体所要求的要求转矩。辅助指令运算部41根据引擎转速ωe,运算引擎20所产生的引擎转矩。辅助指令运算部41在引擎转矩比要求转矩小时,即在引擎转矩相对于要求转矩不足时,根据要求转矩与引擎转矩的差分来计算辅助转矩。辅助指令运算部41为了向电动发电机30供给与辅助转矩对应的电流,向PCU33输出与辅助转矩对应的辅助指令Sa。由此,PCU33根据辅助指令Sa来控制逆变器31,通过电动发电机30产生辅助转矩。
[0054] 此外,并不限于操作装置11的操作量OA、引擎20的驱动状态、蓄电率SOC,辅助指令运算部41例如也可以考虑到蓄电装置34的状态(电压、电流)来对辅助指令Sa进行运算。
[0055] 泵转矩修正运算部42根据从蓄电装置34向电动发电机30流过的电流I,对泵转矩修正量Qadj进行运算。泵转矩修正运算部42例如在针对搭载了有公差的油压泵22的油压挖掘机1来修正泵输出的情况下执行处理。泵转矩修正运算部42具备积分器42A、偏差运算部42B、正负判定器42C、特性图表42D。
[0056] 积分器42A在预定的时间(例如数秒钟)对流过蓄电装置34的电流值进行积分,求出电流累计值AH1。这时,积分器42A成为对在油压执行元件(油压电动机2A、3A、缸筒5D~5F)进行驱动时通过电流测定部38测定出的向电动发电机30流动的电流I的电流值进行累计并取得电流累计值AH1作为指标的指标取得部。偏差运算部42B从测定出的电流累计值AH1减去基准值AH0(电流累计基准值AH0),求出测定出的电流累计值AH1与基准值AH0之间的偏差ΔAH。
[0057] 在此,基准值AH0是在搭载了成为基准的引擎20和油压泵22的机械中作为预先测量出的指标基准值的电流累计值。具体地说,在搭载了没有公差的校正后的引擎20和油压泵22的机械中,预先测量电流累计值。该电流累计值是基准值AH0,基准值AH0被作为控制参数存储在控制器26中。
[0058] 正负判定器42C根据从偏差运算部42B输出的偏差ΔAH,判断车体输出相对于成为基准的机械是高还是低。特性图表42D考虑到正负判定器42C的判定结果,根据偏差ΔAH求出泵转矩修正量Qadj。如果偏差ΔAH的结果是负,则是比基准低的车体输出,因此特性图表42D求出使泵输出增加的泵转矩修正量Qadj。这时,泵转矩修正量Qadj例如为比1大的值(Qadj>1)。另一方面,如果偏差ΔAH的结果是正,则是比基准高的车体输出,因此特性图表
42D求出限制泵输出的泵转矩修正量Qadj。这时,泵转矩修正量Qadj例如为比1小的值(Qadj<1)。
[0059] 此外,在操作装置11的操作量OA比预定值大时(例如最大操作量时),针对车体的要求转矩高于引擎转矩。这时,开始基于电动发电机30的动力辅助,从蓄电装置34向电动发电机30供给动力辅助所需要的能量(电流)。另一方面,在操作装置11的操作量OA比预定量小时,针对车体的要求转矩低于引擎转矩,因此不执行动力辅助。因此,在执行动力辅助的状态下,泵转矩修正运算部42执行泵转矩修正量Qadj的运算处理。
[0060] 泵基准流量运算部43与操作装置11的操作量OA对应地,求出必要的泵流量Q0(以下称为要求泵流量Q0)作为泵基准流量。具体地说,在操作装置11的操作量OA大时,泵基准流量运算部43与操作量OA对应地使要求泵流量Q0增加。在操作装置11的操作量OA小时,泵基准流量运算部43与操作量OA对应地使要求泵流量Q0减少。
[0061] 乘法器44构成了对要求泵流量Q0进行基于泵转矩修正量Qadj的修正运算的修正运算部。具体地说,乘法器44将要求泵流量Q0乘以通过泵转矩修正运算部42求出的泵转矩修正量Qadj。由此,乘法器44根据泵转矩修正量Qadj,调整泵流量Q1。
[0062] 泵转矩目标值运算部45将调整后的泵流量Q1换算为泵转矩目标值Tp。泵转矩目标值运算部45将泵转矩目标值Tp输出到油压泵用电磁比例阀24。根据这样的结构,只要进行数秒的杆操作,就能够实施油压泵输出的修正,能够实现修正工作的效率提高。
[0063] 此外,作为修正运算,控制器26将用于计算泵转矩目标值Tp的要求泵流量Q0乘以泵转矩修正量Qadj。本发明并不限于此,控制器26例如也可以在求出泵转矩目标值Tp后,进行基于泵转矩修正量Qadj的修正运算(例如乘法)。另外,作为修正运算,控制器26也可以针对要求泵流量Q0或泵转矩目标值Tp,加上或减去与泵转矩修正量对应的值,由此进行修正运算。
[0064] 存储部46存储通过泵转矩修正运算部42计算出的泵转矩修正量Qadj。存储部46例如由非易失性存储器等构成。在泵转矩修正运算部42执行修正运算而计算出泵转矩修正量Qadj时,存储部46存储新计算出的泵转矩修正量Qadj。
[0065] 切换部47选择存储部46和泵转矩修正运算部42中的任意一方的泵转矩修正量Qadj。例如,在如组装机械后那样对泵转矩修正量Qadj进行运算时,切换部47选择通过泵转矩修正运算部42计算出的泵转矩修正量Qadj,并输入到乘法器44。另一方面,在泵转矩修正量Qadj的运算结束,泵转矩修正量Qadj被存储到存储部46中后,切换部47选择存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj,输入到乘法器44。即,在车体的出厂时、维护时,切换部47选择通过泵转矩修正运算部42计算出的泵转矩修正量Qadj。在除此以外的通常的动作时,切换部47选择存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj。
[0066] 接着,参照图9说明根据外部指令执行泵转矩修正量Qadj的运算处理的情况。
[0067] 执行泵转矩修正量Qadj的运算处理的工作状况例如设想组装机械后。操作者从作为外部装置的计算机50(以下称为PC50)访问搭载在油压挖掘机1中的控制器26,而进入用于执行泵转矩修正量Qadj的运算处理的工作准备。例如,如果有为了在组装机械后进行的试验而在日常中利用的服务器工具(PC50),则优选向该工具追加泵转矩修正菜单,从PC50上按下开始按键,设置使得执行修正的方法。
[0068] 针对根据外部指令执行泵转矩修正量Qadj的运算处理的部分,图9示出了控制器26的功能框图。控制器26除了具备泵转矩修正运算部42以外,还具备修正开始判定部51、计数器运算部52、存储处理部53。
[0069] 修正开始判定部51判定是否能够开始泵转矩修正量Qadj的运算处理。具体地说,在修正开始判定部51中,如果从PC50接收到开始触发,则判定是否能够开始泵转矩修正量Qadj的运算。修正开始判定部51根据判定结果来切换泵转矩修正开始标志F1的有效和无效。泵转矩修正开始标志F1被输入到计数器运算部52。
[0070] 计数器运算部52在泵转矩修正开始标志F1是有效时,使得开始泵转矩修正量Qadj的运算。计数器运算部52在计算出泵转矩修正量Qadj时,结束泵转矩修正量Qadj的运算。具体地说,计数器运算部52根据泵转矩修正开始标志F1,来切换泵转矩修正执行标志F2的有效和无效。计数器运算部52测量从泵转矩修正量Qadj的运算开始(测定开始)起的时间,如果经过了预先设定的测定所需要的时间(测定时间),则将泵转矩修正结束标志F3从无效切换为有效。
[0071] 存储处理部53在通过泵转矩修正运算部42计算出泵转矩修正量Qadj时,将泵转矩修正量Qadj写入到例如由EEPROM那样的非易失性存储器区域构成的存储部46。由此,在下次车体启动以后,控制器26根据存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj,修正泵转矩目标值Tp。因此,控制器26能够在修正后的状态下控制泵输出。其中,在发生了更换油压泵22的状况的情况下,需要再次重新计算泵转矩修正量Qadj。这时,存储处理部53对已经存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj进行初始化。初始化作业优选与执行泵转矩修正量Qadj的运算处理同样地,能够以从服务器工具的按键按下为触发,向控制器26发送初始化指令。
[0072] 接着,参照图10~图12说明执行泵转矩的修正时和对存储部46进行初始化时的处理内容。
[0073] 首先,参照图10说明修正开始判定部51执行的修正开始判定处理的内容。图10示出了修正开始判定部51执行的修正开始判定处理的流程图。在修正开始判定处理中,判定用于开始泵转矩修正量Qadj的运算的开始条件。
[0074] 在步骤S1中,判定开始触发是否有效。如果开始触发有效,则在步骤S1中判定为“是”,转移到步骤S2。在步骤S2中,判定机械是否没有异常。例如在泵控制所需要的传感器、电磁比例阀等电气设备断线或短路时,如发生了电动系统的系统错误时那样发生各种设备故障,此时无法计算正常值的泵转矩修正量Qadj。因此,将机械没有故障作为用于开始泵转矩修正量Qadj的运算的条件之一。在机械没有异常时,在步骤S2中判定为“是”,转移到步骤S3。
[0075] 在步骤S3中,判定引擎转速ωe是否为预定值以上。引擎转速ωe的预定值例如设定车体为了产生高输出所需要的转速。在引擎转速ωe为预定值以上时,在步骤S3中判定为“是”,转移到步骤S4。
[0076] 在步骤S4中,判定蓄电装置34的蓄电率SOC是否维持在预定值的范围内。如果在蓄电率SOC过度放电的状态下执行泵转矩修正量Qadj的运算,则电动发电机30的动力辅助量低下,有可能与事先确定的电流累计值的基准值AH0有很大偏离而无法判定出正常的测定结果。在蓄电装置34的蓄电率SOC处于预定值的范围内时,在步骤S4中判定为“是”,转移到步骤S5。
[0077] 在步骤S5中,判定从BCU36接收的最小单元温度是否收敛于预定值的范围内。在最小单元温度显著为低温的情况下,单元的内部电阻上升,与常温时相比,所得到的电动发电机30的输出低下。由此,对车体输出产生影响,因此以电动输出不降低的温度来设定最小单元温度的预定范围。在最小单元温度处于预定值的范围内时,在步骤S5中判定为“是”,转移到步骤S6。
[0078] 在步骤S6中,判定工作油温度是否收敛于预定值的范围内。如果工作油温度处于过度低温状态或高温状态,则工作油的粘度产生影响,压力特性有可能变化,或从防止低温状态和高温状态的观点出发,限制车体输出的控制有可能起作用。因此,在步骤S6中,判定工作油温度的温度条件。在工作油温度处于预定值的范围内时,在步骤S6中判定为“是”,转移到步骤S7。
[0079] 在步骤S7中,判定操作装置11的操作量OA是否是最大(全杆操作)。例如在前置执行元件(缸筒5D~5F)的驱动时,执行泵转矩修正量Qadj的运算处理。因此,根据操作杆11A的操作量进行判断。此外,步骤S7的判定内容的目的在于:将车体输出(泵输出)设为最大输出(最大要求泵流量)。因此,并不限于用于使工作装置5进行动作的工作操作,例如也可以是转动操作或行驶操作,还可以是组合了工作操作和转动操作的复合操作,只要是要求高输出的操作,则可以是任意的操作。另外,操作量OA并不一定必须是最大,只要是要求泵流量Q0为最大值的值(例如操作量OA1)以上即可。在操作装置11的操作量OA最大时,在步骤S7中判定为“是”,转移到步骤S8。
[0080] 这样,在全部步骤S1~S7中条件成立的情况下,即在全部步骤S1~S7中判定为“是”的情况下,在步骤S8中,将泵转矩修正开始标志F1设为有效。将泵转矩修正开始标志F1发送到计数器运算部52。另一方面,在步骤S1~S7的任意一个中条件不成立的情况下,即在步骤S1~S7的任意一个中判定为“否”的情况下,在步骤S9中,将泵转矩修正开始标志F1设为无效。
[0081] 接着,参照图11说明计数器运算部52执行的修正执行处理的内容。图11示出了修正执行处理的流程图。
[0082] 在步骤S11中,判定泵转矩修正开始标志F1。如果泵转矩修正开始标志F1有效,则在步骤S11中判定为“是”,转移到步骤S12。在步骤S12中,判定是否经过了预先确定的预定的等待时间。设定等待时间是因为在泵转矩修正的开始后会产生急剧的电流上升沿,无法稳定地测量电流值。由于电流值会上变得稳定,因此等待时间例如可以为数秒左右。在没有经过等待时间时,在步骤S12中判定为“否”,重复步骤S11以后的处理。在经过了等待时间时,在步骤S12中判定为“是”,转移到步骤S13。
[0083] 在步骤S13中,将泵转矩修正执行标志F2设为有效。在该泵转矩修正执行标志F2成为有效的时刻,控制器26启动泵转矩修正运算部42。在接下来的步骤S14中,判定是否经过了测定时间。考虑到车体输出能够维持怎样程度的高输出这一点地,确定测定时间。因此,作为能够充分进行测定的时间,例如将测定时间设定为数秒~十几秒左右。在没有经过测定时间时,在步骤S14中判定为“否”,保持待机。在经过了测定时间时,在步骤S14中判定为“是”,转移到步骤S15。
[0084] 在步骤S15中,将泵转矩修正结束标志F3设为有效。在本实施方式中,操作者在PC50上作业,因此需要通知测定是否结束了。在泵转矩修正结束标志F3有效时,在PC50上的画面中实施测定完成的通知动作。此外,除了测定完成通知以外,还可以用进度条来表示到测定完成为止的时间。在工作完成之后从PC50接收开始触发无效。这时,泵转矩修正开始标志F1成为无效,因此在步骤S11中判定为“否”,转移到步骤S16。在步骤S16中,将泵转矩修正执行标志F2和泵转矩修正结束标志F3设为无效。
[0085] 接着,参照图12说明对存储部46进行初始化的初始化处理的内容。图12示出了初始化处理的流程图。在图12中,设想了在作为服务器工具的PC50中按下了初始化按键时,执行泵转矩修正量Qadj的初始化。因此,由PC50和控制器26执行图12中的初始化处理。
[0086] 在步骤S21中,在服务器工具启动时,判定在PC50与控制器26之间是否能够相互通信。在能够通信时,在步骤S21中判定为“是”,转移到步骤S22。
[0087] 在步骤S22中,由控制器26判定泵转矩的修正处理是否结束了。即,在步骤S22中,判定泵转矩修正量Qadj是否已经存储在存储部46中。具体地说,PC50从控制器26接收与存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj对应的信号,根据该信号,判定修正处理是否结束了。在修正处理结束时,在步骤S22中判定为“是”,转移到步骤S23。
[0088] 此外,在服务器工具侧,可以只在从控制器26接收到修正处理结束时的信号时,激活初始化按键。具体地说,在存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj的数值成为0(零)或定义为无效数据的值的情况下,不激活初始化按键。
[0089] 在步骤S23中,操作者按下PC50的初始化按键。由此,从PC50向控制器26输出(发送)用于执行存储部46的初始化的触发。
[0090] 在接下来的步骤S24中,控制器26在从PC50接收到成为初始化的执行指令的触发时,对存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj进行清零。此外,一般在软件的升级时,对存储在由非易失性存储器构成的存储部46中的参数全部进行初始化。这时,如果也一起对泵转矩修正量Qadj进行清零,则产生必须每次都执行泵转矩的修正工作的问题。因此,将泵转矩修正量Qadj配置在存储部46中的在软件的升级时不进行初始化的区域中。优选执行图12所示的初始化处理,首先对泵转矩修正量Qadj进行初始化。
[0091] 这样,根据第一实施方式,控制器26具备:积分器42A(指标取得部),其取得对从蓄电装置34向电动发电机30流动的电流I的电流值进行累计所得的累计值AH1作为指标。具体地说,油压挖掘机1具备:电流测定部38,其测定在蓄电装置34与电动发电机30之间授受的电流I。积分器42A对在油压执行元件(油压电动机2A、3A、缸筒5D~5F)进行驱动时通过电流测定部38测定出的向电动发电机30流动的电流I的电流值进行累计,取得电流累计值AH1作为指标。控制器26根据在油压执行元件进行驱动时通过积分器42A(指标取得部)取得的电流累计值AH1(指标)与使用成为基准的引擎20和油压泵22预先测量电流累计值所得的电流累计基准值AH0(指标基准值)之间的偏差ΔAH,求出用于修正泵转矩目标值Tp的泵转矩修正量Qadj。因此,可以通过例如数十秒左右的车体的动作而执行泵转矩修正量Qadj的运算,可以对减少组装后的校准工时和缩短工作时间起作用。
[0092] 另外,根据在油压执行元件进行驱动时流向电动发电机30的电流I的电流值求出泵转矩修正量Qadj,因此能够还考虑到电动发电机30的驱动特性来进行泵转矩的修正。因此,即使在混合式的油压挖掘机1中电动发电机30进行辅助动作时,也能够还考虑到电动发电机30的辅助动作来抑制油压泵22的输出偏差。
[0093] 另外,控制器26具备用于存储泵转矩修正量Qadj的存储部46,根据存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj,调整泵转矩目标值Tp。因此,例如在组装后的校准工作中,执行泵转矩修正量Qadj的运算处理时,能够将计算出的泵转矩修正量Qadj存储到存储部46中。
在下次以后的启动时,控制器26能够使用存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj,调整泵转矩目标值Tp。其结果是与逐次地计算泵转矩修正量Qadj的情况相比,能够减少控制器26的运算负荷。
[0094] 进而,控制器26根据来自可通信的PC50(外部装置)的指令,执行求出泵转矩修正量Qadj的处理和对存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj进行初始化的处理中的任意一个处理。因此,在组装后的校准工作时,控制器26能够根据来自PC50的指令,执行求出泵转矩修正量Qadj的处理。另外,在更换油压泵22那样的维护时,控制器26能够根据来自PC50的指令,对存储在存储部46中的泵转矩修正量Qadj进行初始化。在该情况下,控制器26能够另外执行求出泵转矩修正量Qadj的处理,将泵转矩修正量Qadj更新为与新油压泵22对应的值。
[0095] 此外,在第一实施方式中,列举通过操作作为外部装置的PC50来执行泵转矩的修正处理的情况为例子进行了说明。本发明并不限于此,也可以不操作外部的计算机,而例如操作预先搭载在油压挖掘机1中的监视器装置10,由此执行泵转矩的修正处理。
[0096] 接着,图13示出了本发明的第二实施方式的控制器。第二实施方式的特征在于:控制器根据驱动油压执行元件时的充电率减少量(指标)与使用成为基准的引擎和油压泵预先测量充电率减少量所得的充电率减少量基准值(指标基准值)之间的偏差,求出泵转矩修正量。此外,在第二实施方式中,对与上述第一实施方式相同的构成要素附加相同的符号,省略其说明。
[0097] 第二实施方式的控制器61与第一实施方式的控制器26大致相同地构成。因此,控制器61具备辅助指令运算部41、泵转矩修正运算部62、泵基准流量运算部43、乘法器44、泵转矩目标值运算部45、存储部46、切换部47。但是,泵转矩修正运算部62根据蓄电装置34的蓄电率SOC的减少量Dsoc1(充电率减少量),对泵转矩修正量Qadj进行运算。在这一点上,第二实施方式的控制器61与第一实施方式的控制器26不同。泵转矩修正运算部62具备:减法处理部62A、偏差运算部62B、正负判定器62C、特性图表62D。
[0098] 减法处理部62A针对蓄电装置34的蓄电率SOC,从操作开始时的值减去经过了预定时间(例如数秒钟)后的值,求出减少量Dsoc1。这时,减法处理部62A成为指标取得部,该指标取得部求出油压执行元件(油压电动机2A、3A、缸筒5D~5F)进行驱动时通过BCU36的SOC推定部40运算出的蓄电率SOC的减少量Dsoc1,取得充电率减少量作为指标。偏差运算部62B从测定出的减少量Dsoc1减去基准值Dsoc0,求出测定出的减少量Dsoc1与基准值Dsoc0之间的偏差ΔD。
[0099] 在此,基准值Dsoc0是在搭载了成为基准的引擎20和油压泵22的机械中预先测量出的蓄电率SOC的减少量。具体地说,在搭载了没有公差的校正后的引擎20和油压泵22的机械中,预先测量蓄电率SOC的减少量。该减少量是基准值Dsoc0,将基准值Dsoc0作为控制参数存储在控制器61中。
[0100] 正负判定器62C根据从偏差运算部62B输出的偏差ΔD,判断车体输出相对于成为基准的机械是高还是低。特性图表62D考虑到正负判定器62D的判定结果,根据偏差ΔD求出泵转矩修正量Qadj。如果偏差ΔD的结果是负,则是比基准低的车体输出,因此特性图表62D求出使泵输出增加的泵转矩修正量Qadj。另一方面,如果偏差ΔD的结果是正,则是比基准高的车体输出,因此特性图表62D求出限制泵输出的泵转矩修正量Qadj。
[0101] 这样,在第二实施方式中,也能够得到与第一实施方式大致相同的作用效果。第二实施方式的控制器61具备取得蓄电装置34的蓄电率SOC的减少量Δsoc1作为指标的减法处理部62A(指标取得部)。具体地说,油压挖掘机1具备对蓄电装置34的蓄电率SOC(充电率)进行运算的SOC推定部40(充电率运算部)。减法处理部62A求出在油压执行元件(油压电动机2A、3A、缸筒5D~5F)进行驱动时通过SOC推定部40运算出的蓄电率SOC的减少量Δsoc1,取得充电率减少量作为指标。控制器61根据在油压执行元件进行驱动时通过减法处理部62A取得的减少量Δsoc1(指标)与使用成为基准的引擎20和油压泵22预先测量蓄电率SOC的减少量所得的基准值Dsoc0(指标基准值)之间的偏差,求出用于修正泵转矩目标值Tp的泵转矩修正量Qadj。即,控制器61使用蓄电率SOC的减少量Δsoc1代替电流累计值,而求出泵转矩修正量Qadj。这时,蓄电率SOC的减少量Δsoc1也与电流累计值对应地变化。因此,第二实施方式的控制器61的泵转矩修正运算部62也能够与第一实施方式同样地求出泵转矩修正量Qadj。
[0102] 此外,电流I的精度依存于BCU36(电流测定部38)的测定精度。另外,蓄电率SOC的精度除了依存于电流测定部38的测定精度以外,还依存于电压测定部37的测定精度和SOC推定部40的计算精度。因此,控制器也可以具备第一实施方式的泵转矩修正运算部42、第二实施方式的泵转矩修正运算部62的双方,并选择利用电流I和蓄电率SOC的任意一个。另外,也可以构成为根据来自外部的触发,切换第一实施方式的泵转矩修正运算部42和第二实施方式的泵转矩修正运算部62。
[0103] 在上述实施方式中,作为工程机械列举履带式的混合油压挖掘机1为例子进行了说明。本发明并不限于此,只要是具备与引擎和油压泵连接的电动发电机、通过油压泵驱动的油压执行元件的工程机械即可,例如可以应用于轮式的混合油压挖掘机、混合轮式装载机等各种工程机械。
[0104] 附图标记说明
[0105] 1:油压挖掘机(工程机械);2A、3A:油压电动机(油压执行元件);5D:动臂缸筒(油压执行元件);5E:臂缸筒(油压执行元件);5F:铲斗缸筒(油压执行元件);11:操作装置;20:引擎;22:油压泵;23:油压泵调节器;24:油压泵用电磁比例阀(泵转矩调整装置);26、61:控制器;30:电动发电机;34:蓄电装置;36:混合控制单元(BCU);37:电压测定部;38:电流测定部;40:SOC推定部(充电率运算部);41:辅助指令运算部;42、62:泵转矩修正运算部;43:泵基准流量运算部;44:乘法器;45:泵转矩目标值运算部;46:存储部;50:计算机(外部装置)。
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