作業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、具備該驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械以及該作業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使液壓馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)協(xié)作而使作業(yè)機(jī)械的結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的作業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、具備該驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械以及該作業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油壓挖掘機(jī)以及起重機(jī)等的作業(yè)機(jī)械是公知的作業(yè)機(jī)械，對(duì)于這些作業(yè)機(jī)械，通過使挖掘機(jī)以及起重機(jī)等的作業(yè)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作，以此可以進(jìn)行各種作業(yè)。又，這些作業(yè)機(jī)械具有形成為可行駛的結(jié)構(gòu)的下部體，在其上設(shè)置有安裝有挖掘機(jī)以及起重機(jī)等作業(yè)設(shè)備的上部旋轉(zhuǎn)體。上部旋轉(zhuǎn)體形成為相對(duì)于下部體可旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，從而改變作業(yè)設(shè)備的方向。像這樣構(gòu)成的上部旋轉(zhuǎn)體形成為可以通過驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
[0003]驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)示例記載于專利文獻(xiàn)I。專利文獻(xiàn)I的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)具備電動(dòng)機(jī)和油壓馬達(dá)。電動(dòng)機(jī)以及油壓馬達(dá)相互協(xié)作并使上部旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，它們的輸出轉(zhuǎn)矩由控制裝置控制?？刂蒲b置在使上部旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)算出從電動(dòng)機(jī)能夠輸出的轉(zhuǎn)矩(即，最大轉(zhuǎn)矩)并且從電動(dòng)機(jī)輸出該最大轉(zhuǎn)矩，進(jìn)一步地將剩余的轉(zhuǎn)矩從油壓馬達(dá)輸出。像這樣，通過使油壓馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)協(xié)作并使上部旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，以此在專利文獻(xiàn)I的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，減少驅(qū)動(dòng)油壓馬達(dá)所需的能量。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-62653號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的問題:
在專利文獻(xiàn)I的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，在使上部旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí)，從旋轉(zhuǎn)開始時(shí)至儲(chǔ)存在蓄電器中的電力耗盡為止以最大轉(zhuǎn)矩連續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，對(duì)于無法從電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩由油壓馬達(dá)補(bǔ)充。然而，在以最大轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)電力效率較差，如果在該狀態(tài)下連續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，則儲(chǔ)存在蓄電器中的電力立刻耗盡而電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)被停止。這樣一來，由油壓馬達(dá)單獨(dú)進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，其結(jié)果是驅(qū)動(dòng)油壓馬達(dá)所需的能量的減少效果降低。
[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供能夠使驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)所需的能量進(jìn)一步減少的作業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0007]解決問題的手段:
本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)具備:儲(chǔ)存電力的蓄電裝置；從所述蓄電裝置接收電力的供給而工作，使作業(yè)機(jī)械的結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)；調(diào)節(jié)從所述蓄電裝置向所述電動(dòng)機(jī)供給的電力，以與供給的所述電力相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置；接收工作液的供給而工作，與所述電動(dòng)機(jī)協(xié)作而使所述結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)；調(diào)節(jié)流入所述液壓馬達(dá)的工作液的流量以及液壓，并且以與供給的所述工作液的流量以及液壓相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)所述液壓馬達(dá)的工作液供給裝置；用于輸入所述結(jié)構(gòu)體的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的輸入裝置；和決定用于使所述結(jié)構(gòu)體加速至所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，并且以使所述電動(dòng)機(jī)和所述液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩總和達(dá)到所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的形式控制所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及所述工作液供給裝置的動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)控制裝置；所述驅(qū)動(dòng)控制裝置在使所述結(jié)構(gòu)體加速至所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，以能夠用高效率轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的形式控制所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作，且以由液壓馬達(dá)輸出從所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩減去所述高效率轉(zhuǎn)矩而得到的剩余轉(zhuǎn)矩的形式控制所述工作液供給裝置的動(dòng)作，所述高效率轉(zhuǎn)矩是在達(dá)到所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度為止的各旋轉(zhuǎn)速度下得到最高的電力效率的轉(zhuǎn)矩。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，可以使電動(dòng)機(jī)以較高的電力效率工作，因此可以抑制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的蓄電裝置的電力使用量。借助于此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以使結(jié)構(gòu)體加速時(shí)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，可以進(jìn)一步減少為了驅(qū)動(dòng)輔助性地使用的液壓馬達(dá)所需的耗能。
[0009]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述驅(qū)動(dòng)控制裝置存儲(chǔ)基于所述電動(dòng)機(jī)和所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)定且與轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的等效率曲線，還存儲(chǔ)所述結(jié)構(gòu)體達(dá)到所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度為止的各旋轉(zhuǎn)速度與對(duì)于該各旋轉(zhuǎn)速度而言效率最高的所述等效率曲線的切點(diǎn)、即高效率轉(zhuǎn)矩，并且以使所述電動(dòng)機(jī)以所述高效率轉(zhuǎn)矩進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的形式控制所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作。
[0010]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，基于表示輸出的機(jī)械能(旋轉(zhuǎn)速度X轉(zhuǎn)矩)相對(duì)由電動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置消耗的電能(電力=電流X電壓)的比率的電力效率的等效率曲線，以使電動(dòng)機(jī)以高效率轉(zhuǎn)矩進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的形式控制，因此可以抑制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的蓄電裝置的電力使用量。借助于此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以使結(jié)構(gòu)體加速時(shí)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)。
[0011]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述電動(dòng)機(jī)是接收交流電流的供給而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的交流馬達(dá)，所述蓄電裝置形成為放出直流電流的結(jié)構(gòu)；所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置形成為將從所述蓄電裝置放出的直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流后向所述電動(dòng)機(jī)供給的結(jié)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)控制裝置以能夠用高效率轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的形式控制所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作，其中，所述高效率轉(zhuǎn)矩是對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)和所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置所消耗的電力而言得到最高的電力效率的轉(zhuǎn)矩。
[0012]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電力消耗量也考慮在其中并決定高效率轉(zhuǎn)矩，因此可以進(jìn)一步抑制蓄電裝置的電力使用量。借助于此，可以使結(jié)構(gòu)體加速時(shí)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間進(jìn)一步變長(zhǎng)，可以進(jìn)一步減少為了驅(qū)動(dòng)輔助性地使用的液壓馬達(dá)所需的耗能。
[0013]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述電動(dòng)機(jī)的所述高效率轉(zhuǎn)矩在規(guī)定的速度范圍內(nèi)與規(guī)定轉(zhuǎn)矩大致相等；所述驅(qū)動(dòng)控制裝置在達(dá)到所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度為止的各旋轉(zhuǎn)速度在所述規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，所述高效率轉(zhuǎn)矩為所述規(guī)定轉(zhuǎn)矩并進(jìn)行計(jì)算。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，無需通過目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的增減進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的控制，可以防止驅(qū)動(dòng)控制裝置的控制的復(fù)雜化。
[0015]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述電動(dòng)機(jī)具有使旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電力而使所述結(jié)構(gòu)體減速的發(fā)電功能；所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置將由所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換的電力向蓄電裝置供給并進(jìn)行儲(chǔ)存。
[0016]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以將旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)體的動(dòng)能作為電力回收，并且可以在使結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)時(shí)使用所回收的電力。在這樣的再生運(yùn)行中，即將減速之前回收結(jié)構(gòu)體所具有的全部能量，并非能夠使用于下一個(gè)施力，因此能夠使用于施力動(dòng)作中的電力是有限的。本發(fā)明如上所述通過抑制蓄電裝置的電力使用量，以此可以使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作，并且可以有效利用通過再生運(yùn)行得到的有限的電力。因此，本發(fā)明在具有再生功能的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中，尤其可以有益地使用。
[0017]本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械具備上述任意一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，可以提供具有如上述那樣的功能的作業(yè)機(jī)械。
[0019]本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)控制方法，是使根據(jù)蓄電裝置通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置供給的電力進(jìn)行工作的電動(dòng)機(jī)、和根據(jù)從工作液供給裝置供給的工作液的流量以及液壓進(jìn)行工作的液壓馬達(dá)相互協(xié)作，而使作業(yè)機(jī)械的結(jié)構(gòu)體旋轉(zhuǎn)的作業(yè)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)控制方法，具有:計(jì)算出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩計(jì)算工序，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩用于使所述結(jié)構(gòu)體加速至由輸入裝置輸入的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度；以能夠用高效率轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的形式控制從所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置向所述電動(dòng)機(jī)供給的電力的電力供給動(dòng)作控制工序，所述高效率轉(zhuǎn)矩是在達(dá)到所述目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度為止的各旋轉(zhuǎn)速度下得到最高的電力效率的轉(zhuǎn)矩；和以能夠?qū)乃瞿繕?biāo)轉(zhuǎn)矩減去所述高效率轉(zhuǎn)矩而得到的剩余轉(zhuǎn)矩從液壓馬達(dá)輸出的形式控制由所述工作液供給裝置供給的工作液的供給量的工作液供給動(dòng)作控制工序。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，可以使電動(dòng)機(jī)以較高的電力效率運(yùn)行，因此可以抑制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的蓄電裝置的電力使用量。借助于此，可以與現(xiàn)有技術(shù)相比，使結(jié)構(gòu)體加速時(shí)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，可以進(jìn)一步減少為了驅(qū)動(dòng)輔助性地使用的液壓馬達(dá)所需的耗能。
[0021]本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)是在參照附圖的基礎(chǔ)上，可以由以下優(yōu)選的實(shí)施形態(tài)的詳細(xì)說明得以明了。
[0022]發(fā)明效果:
根據(jù)本發(fā)明，可以進(jìn)一步減少為了驅(qū)動(dòng)油壓馬達(dá)所需的能量。
【附圖說明】
[0023]圖1是示出具備根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的油壓挖掘機(jī)的側(cè)視圖； 圖2是示出圖1的油壓挖掘機(jī)所具備的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的油壓回路的油壓回路圖；
圖3是示出構(gòu)成圖2的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)所具備的控制裝置的控制模塊的框圖；
圖4是示出圖2的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)所具備的電動(dòng)機(jī)等效率曲線的圖表；