本發(fā)明涉及一種搭載附帶增壓器的柴油引擎的挖土機(jī)。

背景技術(shù)：

已知有一種在與附帶增壓器的柴油引擎連結(jié)的液壓泵的液壓負(fù)載增大之前執(zhí)行基于與該引擎連結(jié)的發(fā)電機(jī)的發(fā)電的挖土機(jī)(參考專利文獻(xiàn)1。)。該挖土機(jī)使發(fā)電負(fù)載在液壓負(fù)載增大之前積極增大來(lái)使引擎的負(fù)載及增壓壓力增大，由此在之后液壓負(fù)載急劇增大的情況下也能夠?qū)⒁娴霓D(zhuǎn)速維持大致恒定的同時(shí)使引擎輸出順利增大。另外，以下將在液壓負(fù)載增大之前執(zhí)行基于發(fā)電機(jī)的發(fā)電等而使增壓壓力增大的功能稱為“負(fù)載預(yù)提升功能”。

以往技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開(kāi)第2012/169558號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

然而，在執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能之后也未發(fā)生液壓負(fù)載的急劇增大時(shí)，有可能導(dǎo)致通過(guò)執(zhí)行該負(fù)載預(yù)提升功能而進(jìn)行的增壓壓力的增大被浪費(fèi)。

鑒于上述，期望提供一種更有效地執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能的挖土機(jī)。

用于解決技術(shù)課題的手段

本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的挖土機(jī)具有：附件，包括工作機(jī)構(gòu)；附帶增壓器的柴油引擎；液壓泵，與所述附帶增壓器的柴油引擎連結(jié)；及控制器，執(zhí)行使所述增壓器的增壓壓力在所述液壓泵的液壓負(fù)載增大之前增大的負(fù)載預(yù)提升功能，所述附件的規(guī)定部位能夠到達(dá)的區(qū)域包括在所述工作機(jī)構(gòu)被操作時(shí)執(zhí)行所述負(fù)載預(yù)提升功能的局部區(qū)域和在所述工作機(jī)構(gòu)被操作時(shí)不執(zhí)行所述負(fù)載預(yù)提升功能的局部區(qū)域。

發(fā)明效果

通過(guò)上述機(jī)構(gòu)，可提供一種更有效地執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能的挖土機(jī)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的挖土機(jī)的側(cè)視圖。

圖2為表示圖1的挖土機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖3為表示搭載于圖1的挖土機(jī)的控制器的結(jié)構(gòu)例的功能框圖。

圖4A為說(shuō)明導(dǎo)出挖掘附件上的各點(diǎn)的位置的處理的圖。

圖4B為說(shuō)明導(dǎo)出挖掘附件上的各點(diǎn)的位置的處理的圖。

圖5為表示實(shí)際工作區(qū)域的挖土機(jī)的側(cè)視圖。

圖6為表示鏟斗銷距離與每單位時(shí)間的發(fā)電量的關(guān)系的一例的圖。

圖7為表示負(fù)載預(yù)提升與否判定處理的流程的一例的流程圖。

圖8為表示實(shí)際工作區(qū)域的挖土機(jī)的側(cè)視圖。

圖9為表示桿操作量、發(fā)電量、液壓負(fù)載、燃料消耗量、增壓壓力及引擎轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的推移的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

首先，參考圖1，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的工程機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖1為表示作為本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的工程機(jī)械的挖土機(jī)的結(jié)構(gòu)例的側(cè)視圖。但是，本發(fā)明并不限定于挖土機(jī)，若為搭載附帶增壓器的柴油引擎，則還能夠應(yīng)用于其他工程機(jī)械。

在圖1所示的挖土機(jī)的下部行駛體1經(jīng)由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2搭載有上部回轉(zhuǎn)體3。在上部回轉(zhuǎn)體3安裝有作為工作機(jī)構(gòu)的動(dòng)臂4。在動(dòng)臂4的前端安裝有作為工作機(jī)構(gòu)的斗桿5，在斗桿5的前端安裝有工作機(jī)構(gòu)及作為端接附件的鏟斗6。另外，端接附件可以為破碎機(jī)、抓斗等。

動(dòng)臂4、斗桿5及鏟斗6構(gòu)成作為附件的一例的挖掘附件，并通過(guò)動(dòng)臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9分別被液壓驅(qū)動(dòng)。并且，在動(dòng)臂4安裝有動(dòng)臂角度傳感器S1，在斗桿5安裝有斗桿角度傳感器S2，在鏟斗6安裝有鏟斗角度傳感器S3。

動(dòng)臂角度傳感器S1為檢測(cè)挖掘附件的姿勢(shì)的姿勢(shì)檢測(cè)裝置的一例，并檢測(cè)動(dòng)臂4的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。本實(shí)施例中為檢測(cè)動(dòng)臂4相對(duì)于水平面的傾斜角(以下，稱為“動(dòng)臂角度”。)的電位計(jì)。具體而言，動(dòng)臂角度傳感器S1檢測(cè)圍繞動(dòng)臂腳銷的動(dòng)臂4的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)作為動(dòng)臂角度，該動(dòng)臂腳銷連結(jié)上部回轉(zhuǎn)體3和動(dòng)臂4。

斗桿角度傳感器S2為檢測(cè)挖掘附件的姿勢(shì)的姿勢(shì)檢測(cè)裝置的一例，并檢測(cè)斗桿5的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。本實(shí)施例中為檢測(cè)斗桿5相對(duì)于水平面的傾斜角度(以下，簡(jiǎn)稱為“斗桿角度”。)的電位計(jì)。具體而言，斗桿角度傳感器S2檢測(cè)圍繞斗桿銷的斗桿5的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)作為斗桿角度，該斗桿銷連結(jié)動(dòng)臂4和斗桿5。

鏟斗角度傳感器S3為檢測(cè)挖掘附件的姿勢(shì)的姿勢(shì)檢測(cè)裝置的一例，并檢測(cè)鏟斗6的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。本實(shí)施例中為檢測(cè)鏟斗6相對(duì)于水平面的傾斜角(以下，稱為“鏟斗角度”。)的電位計(jì)。具體而言，鏟斗角度傳感器S3檢測(cè)圍繞鏟斗銷(斗桿頂銷)的鏟斗6的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)作為鏟斗角度，該鏟斗銷連結(jié)斗桿5和鏟斗6。

另外，動(dòng)臂角度傳感器S1、斗桿角度傳感器S2及鏟斗角度傳感器S3中的至少一個(gè)可以為加速傳感器、檢測(cè)相對(duì)應(yīng)的液壓缸的沖程量的沖程傳感器、檢測(cè)圍繞連結(jié)銷的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的旋轉(zhuǎn)編碼器等。

圖2為表示圖1所示的挖土機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2中，分別以雙重線表示機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)，以粗實(shí)線表示高壓液壓管路，以虛線表示先導(dǎo)管路，以細(xì)實(shí)線表示電驅(qū)動(dòng)/控制系統(tǒng)。

引擎11為挖土機(jī)的驅(qū)動(dòng)源。本實(shí)施例中，引擎11為具備作為增壓器的渦輪增壓器和燃料噴射裝置的柴油引擎，并搭載于上部回轉(zhuǎn)體3。另外，引擎11可以具備作為增壓器的機(jī)械增壓器。并且，引擎11采用與引擎負(fù)載的增減無(wú)關(guān)而將引擎轉(zhuǎn)速維持恒定的無(wú)差控制。

電動(dòng)發(fā)電機(jī)12為作為電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能的裝置。本實(shí)施例中，電動(dòng)發(fā)電機(jī)12作為協(xié)助引擎11的驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能，并且作為利用引擎11的驅(qū)動(dòng)力發(fā)電的發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。

引擎11和電動(dòng)發(fā)電機(jī)12分別與減速機(jī)13的兩個(gè)輸入軸連接。減速機(jī)13的輸出軸中連接有主泵14及先導(dǎo)泵15。主泵14中經(jīng)由高壓液壓管路16連接有控制閥17。并且，先導(dǎo)泵15中經(jīng)由先導(dǎo)管路25連接有操作裝置26。

主泵14為可改變每旋轉(zhuǎn)一次的吐出量(排出容積)的可變?nèi)萘啃托卑迨揭簤罕?。每旋轉(zhuǎn)一次的吐出量由泵調(diào)節(jié)器控制。主泵14的旋轉(zhuǎn)軸與引擎11的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)并以與引擎11的轉(zhuǎn)速相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。并且，主泵14的旋轉(zhuǎn)軸與飛輪連結(jié)。這是為了抑制引擎輸出轉(zhuǎn)矩變動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速的變動(dòng)。

控制閥17為進(jìn)行挖土機(jī)中的液壓系統(tǒng)的控制的液壓控制裝置。本實(shí)施例中，控制閥17經(jīng)由高壓液壓管路與右側(cè)行駛用液壓馬達(dá)2A、左側(cè)行駛用液壓馬達(dá)2B、動(dòng)臂缸7、斗桿缸8、鏟斗缸9等各種液壓致動(dòng)器連接。

逆變器18進(jìn)行電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的運(yùn)行控制。本實(shí)施例中，逆變器18設(shè)置在電動(dòng)發(fā)電機(jī)12與蓄電裝置120之間，并根據(jù)來(lái)自控制器30的命令進(jìn)行電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的運(yùn)行控制。具體而言，在作為電動(dòng)機(jī)控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)12時(shí)，逆變器18從蓄電裝置120向電動(dòng)發(fā)電機(jī)12供給所需要的電力。并且，在作為發(fā)電機(jī)控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)12時(shí)，逆變器18將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電的電力蓄電在蓄電裝置120。

逆變器20進(jìn)行回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的運(yùn)行控制。本實(shí)施例中，逆變器20設(shè)置在回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21與蓄電裝置120之間，并根據(jù)來(lái)自控制器30的命令進(jìn)行回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的運(yùn)行控制。具體而言，在作為電動(dòng)機(jī)控制回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21時(shí)，逆變器20從蓄電裝置120向回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21供給所需要的電力。并且，在作為發(fā)電機(jī)控制回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21時(shí)，逆變器20將由回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21發(fā)電的電力蓄電在蓄電裝置120。

回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21為使上部回轉(zhuǎn)體3相對(duì)于下部行駛體1回轉(zhuǎn)的裝置，并與電動(dòng)發(fā)電機(jī)12相同，作為電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。本實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21作為使上部回轉(zhuǎn)體3回轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能，并且作為利用上部回轉(zhuǎn)體3的慣性力矩發(fā)電的發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。另外，在回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的輸出軸21A連接有分解器22、機(jī)械制動(dòng)器23及回轉(zhuǎn)減速機(jī)24。

蓄電裝置120配設(shè)于逆變器18與逆變器20之間。由此，當(dāng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)12及回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21中的至少一個(gè)作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能時(shí)、即進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，供給該動(dòng)力運(yùn)行中所需要的電力。并且，當(dāng)至少一個(gè)作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能時(shí)、即進(jìn)行發(fā)電(再生)運(yùn)行時(shí)，蓄積通過(guò)該發(fā)電(再生)運(yùn)行而產(chǎn)生的電力。

本實(shí)施例中，蓄電裝置120包括電容器19、升降壓轉(zhuǎn)換器19a及DC總線19b。電容器19經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器19a、DC總線19b及逆變器18與電動(dòng)發(fā)電機(jī)12連接。并且，電容器19經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器19a、DC總線19b及逆變器20與回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21連接。升降壓轉(zhuǎn)換器19a配置在電容器19與DC總線19b之間，并進(jìn)行切換升壓動(dòng)作和降壓動(dòng)作的控制，以使根據(jù)電動(dòng)發(fā)電機(jī)12及回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的運(yùn)行狀態(tài)變動(dòng)的DC總線19b的電壓電平抑制在恒定范圍內(nèi)。DC總線19b配置在升降壓轉(zhuǎn)換器19a與逆變器18及逆變器20的各自之間，并能夠?qū)崿F(xiàn)電容器19、電動(dòng)發(fā)電機(jī)12及回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21之間的電力的授受。

操作裝置26為用于操作各種液壓致動(dòng)器的裝置。本實(shí)施例中，操作裝置26產(chǎn)生基于操作量、操作方向等操作內(nèi)容的先導(dǎo)壓力。并且，操作裝置26經(jīng)由液壓管路27與控制閥17連接?？刂崎y17根據(jù)由操作裝置26產(chǎn)生的先導(dǎo)壓力驅(qū)動(dòng)與各種液壓致動(dòng)器對(duì)應(yīng)的滑閥(流量控制閥)，從而將由主泵14吐出的液壓油供給到各種液壓致動(dòng)器。并且，操作裝置26經(jīng)由液壓管路28與壓力傳感器29連接。壓力傳感器29將由操作裝置26產(chǎn)生的先導(dǎo)壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并向所轉(zhuǎn)換的電信號(hào)輸出到控制器30。

控制器30為進(jìn)行挖土機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制的控制裝置。本實(shí)施例中，控制器30為包括CPU及存儲(chǔ)裝置的運(yùn)算處理裝置。具體而言，控制器30使CPU執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置的驅(qū)動(dòng)控制用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能。各種功能包括判定負(fù)載預(yù)提升(Pre load boost)功能的執(zhí)行與否的功能。

接著，參考圖3，對(duì)控制器30判定負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行與否的功能進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖3為控制器30的功能框圖，并包括判定負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行與否時(shí)所使用的功能要件。本實(shí)施例中，控制器30主要具有附件位置獲取部31及負(fù)載預(yù)提升與否判定部32。

附件位置獲取部31為獲取附件的規(guī)定部位的位置的功能要件。本實(shí)施例中，附件位置獲取部31根據(jù)動(dòng)臂角度傳感器S1、斗桿角度傳感器S2及鏟斗角度傳感器S3的各自的檢測(cè)值導(dǎo)出挖掘附件的姿勢(shì)。這是為了導(dǎo)出相對(duì)于基準(zhǔn)位置的挖掘附件上的各點(diǎn)的位置。另外，挖掘附件上的各點(diǎn)包括鏟斗銷的位置、鏟斗6的前端位置等?；鶞?zhǔn)位置為導(dǎo)出挖掘附件上的各點(diǎn)的位置時(shí)成為基準(zhǔn)的位置，例如為回轉(zhuǎn)軸上的一點(diǎn)、駕駛室前端位置、駕駛座中心位置等。本實(shí)施例中，基準(zhǔn)位置為回轉(zhuǎn)軸與挖土機(jī)的接地面的交點(diǎn)。

在此，參考圖4A及圖4B，對(duì)由附件位置獲取部31導(dǎo)出挖掘附件上的各點(diǎn)的位置的處理進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖4A為挖土機(jī)的側(cè)視圖，圖4B為挖土機(jī)的俯視圖。

如圖4A及圖4B所示，作為三維正交坐標(biāo)系的XYZ坐標(biāo)系的Z軸相當(dāng)于挖土機(jī)的回轉(zhuǎn)軸，作為基準(zhǔn)位置的原點(diǎn)O相當(dāng)于回轉(zhuǎn)軸與挖土機(jī)的接地面的交點(diǎn)。

并且，與Z軸正交的X軸沿挖掘附件的延伸方向延伸，同樣地與Z軸正交的Y軸沿與挖掘附件的延伸方向垂直的方向延伸。另外，X軸及Y軸與挖土機(jī)的回轉(zhuǎn)一同圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)。

并且，如圖4A所示，動(dòng)臂4相對(duì)于上部回轉(zhuǎn)體3的安裝位置由作為動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)臂腳銷的位置、即動(dòng)臂腳銷位置P1表示。同樣地，斗桿5相對(duì)于動(dòng)臂4的安裝位置由作為斗桿旋轉(zhuǎn)軸的斗桿銷的位置、即斗桿銷位置P2表示。并且，鏟斗6相對(duì)于斗桿5的安裝位置由作為鏟斗旋轉(zhuǎn)軸的鏟斗銷的位置、即鏟斗銷位置P3表示。而且，鏟斗6的爪6a的前端位置由鏟斗前端位置P4表示。

并且，連結(jié)動(dòng)臂腳銷位置P1與斗桿銷位置P2的線段SG1的長(zhǎng)度作為動(dòng)臂長(zhǎng)度由規(guī)定值L₁表示，連結(jié)斗桿銷位置P2與鏟斗銷位置P3的線段SG2的長(zhǎng)度作為斗桿長(zhǎng)度由規(guī)定值L₂表示，連結(jié)鏟斗銷位置P3與鏟斗前端位置P4的線段SG3的長(zhǎng)度作為鏟斗長(zhǎng)度由規(guī)定值L₃表示。另外，規(guī)定值L₁、規(guī)定值L₂、規(guī)定值L₃預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置D4等。

并且，形成于線段SG1與水平面之間的動(dòng)臂角度由β₁表示，形成于線段SG2與水平面之間的斗桿角度由β₂表示，形成于線段SG3與水平面之間的鏟斗角度由β₃表示。另外，圖4A中，動(dòng)臂角度β₁、斗桿角度β₂、鏟斗角度β₃將相對(duì)于與X軸平行的線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的方向作為正方向。

在此，將動(dòng)臂腳銷位置P1的三次元坐標(biāo)設(shè)為(X、Y、Z)＝(H_0X、0、H_0Z)，將鏟斗前端位置P4的三次元坐標(biāo)設(shè)為(X、Y、Z)＝(X₄、Y₄、Z₄)時(shí)，X₄、Z₄分別由式(1)及式(2)表示。

[數(shù)式1]

X₄＝H_0X+L₁cosβ₁+L₂cosβ₂+L₃cosβ₃…(1)

[數(shù)式2]

Z₄＝H_0Z+L₁sinβ₁+L₂sinβ₂+L₃sinβ₃…(2)

另外，Y₄成為0。這是由于鏟斗前端位置P4存在于XZ平面上的緣故。并且，動(dòng)臂腳銷位置P1相對(duì)于原點(diǎn)O相對(duì)不變，因此若確定動(dòng)臂角度β₁則唯一確定斗桿銷位置P2的坐標(biāo)。同樣地，若確定動(dòng)臂角度β₁及斗桿角度β₂則唯一確定鏟斗銷位置P3的坐標(biāo)，若確定動(dòng)臂角度β₁、斗桿角度β₂及鏟斗角度β₃，則唯一確定鏟斗前端位置P4的坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，附件位置獲取部31導(dǎo)出鏟斗銷位置P3相對(duì)于作為基準(zhǔn)位置的原點(diǎn)O的坐標(biāo)，并將該坐標(biāo)輸出到負(fù)載預(yù)提升與否判定部32。

負(fù)載預(yù)提升與否判定部32為判定負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行與否的功能要件。本實(shí)施例中，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在進(jìn)行動(dòng)臂上升操作時(shí)根據(jù)鏟斗銷位置P3判定是否執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能。具體而言，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32根據(jù)壓力傳感器29的輸出判斷動(dòng)臂操作桿是否被向上升方向操作。接著，當(dāng)判斷為動(dòng)臂操作桿被向上升方向操作了時(shí)判定進(jìn)行了動(dòng)臂上升操作。另外，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32例如在動(dòng)臂上升操作量大于規(guī)定值時(shí)判斷為動(dòng)臂操作桿被向上升方向操作。

當(dāng)判定進(jìn)行了動(dòng)臂上升操作時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定由附件位置獲取部31輸出的鏟斗銷位置P3是否位于規(guī)定的實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)。

接著，當(dāng)判定為鏟斗銷位置P3位于實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定需要執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能。另一方面，當(dāng)判定為鏟斗銷位置P3不在實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定無(wú)需進(jìn)行負(fù)載預(yù)提升功能。

“實(shí)際工作區(qū)域”為設(shè)定在挖土機(jī)的周邊的區(qū)域。本實(shí)施例中，實(shí)際工作區(qū)域被設(shè)定為作為附件的規(guī)定部位的位置的鏟斗銷位置能夠到達(dá)的區(qū)域內(nèi)的局部區(qū)域。并且，與實(shí)際工作區(qū)域有關(guān)的信息預(yù)先存儲(chǔ)在控制器30的存儲(chǔ)裝置等。另外，與實(shí)際工作區(qū)域有關(guān)的信息可以經(jīng)由輸入裝置等而能夠進(jìn)行調(diào)整。

在此，參考圖5，對(duì)實(shí)際工作區(qū)域的一例進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖5為挖土機(jī)的側(cè)視圖，并表示設(shè)定在XZ平面的實(shí)際工作區(qū)域WA。實(shí)際工作區(qū)域WA以利用距挖土機(jī)的接地面的距離(深度)D(≤0)設(shè)定的下限線、利用距挖土機(jī)的接地面的距離(高度)H(≥0)設(shè)定的上限線、利用距回轉(zhuǎn)軸SX的距離(接近程度)C(≥0)設(shè)定的近位側(cè)界限線及利用距回轉(zhuǎn)軸SX的距離(遠(yuǎn)離程度)F(≥C)設(shè)定的遠(yuǎn)位側(cè)界限線劃分。另外，深度D例如為在挖土機(jī)的操作者落座駕駛座的狀態(tài)下能夠視認(rèn)鏟斗6的最大深度。并且，與深度D、高度H、接近程度C、遠(yuǎn)離程度F等實(shí)際工作區(qū)域WA有關(guān)的信息以能夠調(diào)整的狀態(tài)存儲(chǔ)在控制器30的存儲(chǔ)裝置等。并且，接近程度C及遠(yuǎn)離程度F可以以駕駛室前端位置、駕駛座中心位置等回轉(zhuǎn)軸SX以外的部分為基準(zhǔn)而設(shè)定。

當(dāng)附件位置獲取部31導(dǎo)出了鏟斗銷位置P3a時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定鏟斗銷位置在實(shí)際工作區(qū)域WA內(nèi)。接著，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定需要執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能，并對(duì)逆變器18輸出發(fā)電命令而執(zhí)行基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的短時(shí)間的發(fā)電。這是為了積極增大引擎11的負(fù)載。在該情況下，成為增壓壓力在發(fā)生伴隨動(dòng)臂上升操作的液壓負(fù)載的急劇增大之前增大的狀態(tài)。因此，引擎11在之后發(fā)生了液壓負(fù)載急劇增大的情況下也能夠?qū)⑥D(zhuǎn)速維持大致恒定的同時(shí)使引擎輸出順利增大。這是因?yàn)椴淮嬖谟捎谑禽^低的增壓壓力而限制燃料噴射量的情況的緣故。

另一方面，當(dāng)附件位置獲取部31導(dǎo)出了鏟斗銷位置P3b、鏟斗銷位置P3c或鏟斗銷位置P3d時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定鏟斗銷位置不在實(shí)際工作區(qū)域WA內(nèi)。接著，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定無(wú)需執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能，并不對(duì)逆變器18輸出發(fā)電命令。這是由于當(dāng)挖掘附件較大地延伸時(shí)等，當(dāng)鏟斗銷位置不在實(shí)際工作區(qū)域WA內(nèi)時(shí)，推斷迅速進(jìn)行動(dòng)臂上升動(dòng)作的必要性較低的緣故。例如，這是由于當(dāng)鏟斗6位于較深的位置且挖土機(jī)的操作者無(wú)法視認(rèn)鏟斗6時(shí)，推斷操作者并不希望迅速進(jìn)行動(dòng)臂上升動(dòng)作的緣故。并且，這是由于當(dāng)鏟斗6位于較高的位置且操作者無(wú)法以自然的姿勢(shì)視認(rèn)鏟斗6時(shí)，推斷操作者并不希望進(jìn)行迅速的動(dòng)臂上升動(dòng)作的緣故。并且，這是由于當(dāng)鏟斗6位于前方較遠(yuǎn)位置且挖土機(jī)的姿勢(shì)不穩(wěn)定時(shí)，推斷操作者并不希望迅速進(jìn)行動(dòng)臂上升動(dòng)作的緣故。其結(jié)果，能夠抑制并不需要的負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行，并能夠提高燃料效率。

并且，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以通過(guò)調(diào)整執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能時(shí)的基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的發(fā)電內(nèi)容來(lái)調(diào)整通過(guò)執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能而實(shí)現(xiàn)的增壓壓力。例如，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以根據(jù)鏟斗銷位置相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸SX的距離(以下，稱為“鏟斗銷距離”。)改變每單位時(shí)間的發(fā)電量。具體而言，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以通過(guò)在鏟斗銷距離越大時(shí)越減少每單位時(shí)間的發(fā)電量，來(lái)在鏟斗銷距離越大時(shí)越減少通過(guò)執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能而實(shí)現(xiàn)的增壓壓力的增大的大小。即，可以減少通過(guò)執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能而實(shí)現(xiàn)的引擎負(fù)載的積極增大的大小。

圖6為表示鏟斗銷距離與每單位時(shí)間的發(fā)電量的關(guān)系的一例的圖。如圖6所示，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在鏟斗銷位置位于實(shí)際工作區(qū)域WA內(nèi)的情況下，動(dòng)臂上升操作開(kāi)始時(shí)的鏟斗銷距離越大時(shí)越階段性減少每單位時(shí)間的發(fā)電量。具體而言，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在鏟斗銷距離為D1以上且小于D2時(shí)，將每單位時(shí)間的發(fā)電量設(shè)為Q1。并且，鏟斗銷距離為D2以上且小于D3時(shí)，將每單位時(shí)間的發(fā)電量設(shè)為Q2(＜Q1)，鏟斗銷距離為D3以上且小于D4時(shí)，將每單位時(shí)間的發(fā)電量設(shè)為Q3(＜Q2)。另外，鏟斗銷距離為小于D1或D4以上時(shí)，鏟斗銷位置位于實(shí)際工作區(qū)域WA外，因此每單位時(shí)間的發(fā)電量成為0。

并且，上述實(shí)施例中，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在鏟斗銷距離越大時(shí)越階段性減少每單位時(shí)間的發(fā)電量。然而，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以在鏟斗銷距離越大時(shí)越線性減少每單位時(shí)間的發(fā)電量，也可以非線性減少。

并且，上述實(shí)施例中，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在鏟斗銷距離越大時(shí)越減少每單位時(shí)間的發(fā)電量。然而，關(guān)于負(fù)載預(yù)提升與否判定部32，可以在相對(duì)于挖土機(jī)的接地面的鏟斗銷位置的高度越大時(shí)越減少每單位時(shí)間的發(fā)電量，也可以在相對(duì)于挖土機(jī)的接地面的鏟斗銷位置的深度越大時(shí)越減少每單位時(shí)間的發(fā)電量。并且，可以在附件的伸展越長(zhǎng)、即越延伸挖掘附件時(shí)越減少每單位時(shí)間的發(fā)電量。如此，當(dāng)執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以在鏟斗銷距離越大，或者相對(duì)于挖土機(jī)的接地面的鏟斗銷位置的高度或深度越大，或者附件的伸展越長(zhǎng)時(shí)越減少通過(guò)執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能而實(shí)現(xiàn)的增壓壓力的增大的大小。

并且，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以在鏟斗銷位置越遠(yuǎn)離基準(zhǔn)區(qū)域越減少每單位時(shí)間的發(fā)電量。另外，基準(zhǔn)區(qū)域例如為通過(guò)執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能而實(shí)現(xiàn)的增壓壓力的增大的大小最大時(shí)的實(shí)際工作區(qū)域WA內(nèi)的局部區(qū)域。本實(shí)施例中，是通過(guò)執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能而實(shí)現(xiàn)的每單位時(shí)間的發(fā)電量最大時(shí)的實(shí)際工作區(qū)域WA內(nèi)的局部區(qū)域。而且，實(shí)際工作區(qū)域WA內(nèi)中，例如，鏟斗銷位置越遠(yuǎn)離基準(zhǔn)區(qū)域，即越接近實(shí)際工作區(qū)域WA的邊界時(shí)每單位時(shí)間的發(fā)電量越接近零，鏟斗銷位置越接近基準(zhǔn)區(qū)域，即越遠(yuǎn)離實(shí)際工作區(qū)域WA的邊界時(shí)每單位時(shí)間的發(fā)電量越接近最大值。

通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，控制器30能夠抑制鏟斗銷位置在接近實(shí)際工作區(qū)域的邊界的位置位于其內(nèi)側(cè)的情況和位于其外側(cè)的情況下動(dòng)臂上升動(dòng)作的內(nèi)容急劇變化。

接著，參考圖7，對(duì)控制器30判定負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行與否的處理(以下，稱為“負(fù)載預(yù)提升與否判定處理”。)進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖7為表示負(fù)載預(yù)提升與否判定處理的流程的一例的流程圖?？刂破?0在每一次開(kāi)始動(dòng)臂上升操作時(shí)執(zhí)行該負(fù)載預(yù)提升與否判定處理。本實(shí)施例中，控制器30在動(dòng)臂操作桿每一次從中立位置向上升方向以規(guī)定量以上操作時(shí)執(zhí)行該負(fù)載預(yù)提升與否判定處理。

首先，控制器30導(dǎo)出端接附件位置(步驟ST1)。本實(shí)施例中，控制器30的附件位置獲取部31根據(jù)動(dòng)臂角度傳感器S1及斗桿角度傳感器S2的輸出導(dǎo)出作為端接附件位置的鏟斗銷位置。另外，端接附件位置可以為連結(jié)端接附件(例如鏟斗6)與斗桿5的銷的位置(例如鏟斗銷位置)以外的端接附件上的位置。

并且，控制器30獲取與實(shí)際工作區(qū)域有關(guān)的信息(步驟ST2)。本實(shí)施例中，控制器30的負(fù)載預(yù)提升與否判定部32獲取與存儲(chǔ)在控制器30的存儲(chǔ)裝置等的實(shí)際工作區(qū)域有關(guān)的信息。具體而言，從存儲(chǔ)裝置讀取確定如圖5所示的實(shí)際工作區(qū)域WA的深度D、高度H、接近程度C及遠(yuǎn)離程度F。另外，步驟ST1和步驟ST2的順序不同，但也可以同時(shí)執(zhí)行。

之后，控制器30判定端接附件位置是否位于實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)(步驟ST3)。本實(shí)施例中，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32根據(jù)與從存儲(chǔ)裝置讀取的實(shí)際工作區(qū)域有關(guān)的信息和附件位置獲取部31所導(dǎo)出的鏟斗銷位置判定鏟斗銷位置是否位于實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)。

當(dāng)判定為作為端接附件位置的鏟斗銷位置并不位于實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)(步驟ST3為否)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定無(wú)需執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能，且不執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能就結(jié)束本次負(fù)載預(yù)提升與否判定處理。

另一方面，當(dāng)判定為作為端接附件位置的鏟斗銷位置位于實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)(步驟ST3為是)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定需要執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能，并執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能(步驟ST4)。本實(shí)施例中，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32對(duì)逆變器18輸出發(fā)電命令，從而開(kāi)始進(jìn)行基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的短時(shí)間的發(fā)電而使引擎11的負(fù)載積極增大。

通過(guò)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)作為端接附件位置的鏟斗銷位置位于實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)，控制器30使增壓壓力在發(fā)生伴隨動(dòng)臂上升操作的液壓負(fù)載的急劇增大之前增大。因此，在液壓負(fù)載急劇增大的情況下也能夠?qū)⒁?1的轉(zhuǎn)速維持大致恒定的同時(shí)使引擎輸出順利增大，并能夠提高動(dòng)臂上升動(dòng)作的上升的響應(yīng)性。

并且，當(dāng)作為端接附件位置的鏟斗銷位置不在實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)，控制器30在動(dòng)臂上升操作已開(kāi)始的狀態(tài)下也不使引擎11的負(fù)載積極增大。因此，能夠防止動(dòng)臂上升動(dòng)作的上升的響應(yīng)性過(guò)度提高。并且，還不會(huì)開(kāi)始基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的發(fā)電，因此能夠防止燃料消耗量過(guò)度增大。

以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施例施加各種變形及取代。

例如，上述實(shí)施例中，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32根據(jù)鏟斗銷位置判定負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行與否。然而，本發(fā)明并不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以根據(jù)斗桿銷位置是否位于規(guī)定的相對(duì)應(yīng)的實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)來(lái)判定負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行與否。并且，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以根據(jù)鏟斗前端位置是否位于規(guī)定的相對(duì)應(yīng)的實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)來(lái)判定負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行與否。

并且，上述實(shí)施例中，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在進(jìn)行了動(dòng)臂上升操作時(shí)判定負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行與否。然而，本發(fā)明并不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以在進(jìn)行了動(dòng)臂下降操作、斗桿關(guān)閉操作等動(dòng)臂上升操作以外的其他操作時(shí)判定負(fù)載預(yù)提升功能的執(zhí)行與否。在該情況下，作為圖3的壓力傳感器29的輸出的“各種操作量”包括動(dòng)臂操作桿、斗桿操作桿、鏟斗操作桿等的操作量。

并且，上述實(shí)施例中，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在判定為鏟斗銷位置P3位于實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)判定需要執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能。然而，本發(fā)明并不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32可以在判定為鏟斗銷位置P3位于非實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)判定無(wú)需執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能。“非實(shí)際工作區(qū)域”與“實(shí)際工作區(qū)域”同樣，作為被設(shè)定在挖土機(jī)的周邊的鏟斗銷位置能夠到達(dá)的區(qū)域內(nèi)的局部區(qū)域而被設(shè)定。實(shí)際工作區(qū)域在原則上位于比非實(shí)際工作區(qū)域更接近挖土機(jī)的位置。并且，與非實(shí)際工作區(qū)域有關(guān)的信息可以預(yù)先存儲(chǔ)在控制器30的存儲(chǔ)裝置等，并能夠經(jīng)由輸入裝置等而調(diào)整。并且，當(dāng)非實(shí)際工作區(qū)域被設(shè)定時(shí)可省略實(shí)際工作區(qū)域的設(shè)定。這是由于非實(shí)際工作區(qū)域和實(shí)際工作區(qū)域具有互補(bǔ)性關(guān)系的緣故。并且，從挖土機(jī)觀察時(shí)，非實(shí)際工作區(qū)域可以與實(shí)際工作區(qū)域的上方、下方及遠(yuǎn)方中的至少一個(gè)相鄰。本實(shí)施例中，如圖5所示，非實(shí)際工作區(qū)域分別與實(shí)際工作區(qū)域WA的上方(圖5的+Z方向)、下方(-Z方向)及遠(yuǎn)方(+X方向)相鄰。并且，比實(shí)際工作區(qū)域更接近回轉(zhuǎn)軸SX的局部區(qū)域可以為非實(shí)際工作區(qū)域。例如，這是由于推斷在斗桿5最大限度地關(guān)閉的狀態(tài)下鏟斗6位于駕駛室的正面時(shí)迅速進(jìn)行動(dòng)臂上升動(dòng)作的必要性較低的緣故。

并且，可以設(shè)定有多個(gè)實(shí)際工作區(qū)域。例如，可以設(shè)定有用于執(zhí)行實(shí)現(xiàn)相對(duì)較高的增壓壓力的第1負(fù)載預(yù)提升功能的第1實(shí)際工作區(qū)域及用于執(zhí)行實(shí)現(xiàn)相對(duì)較低的增壓壓力的第2負(fù)載預(yù)提升功能的第2實(shí)際工作區(qū)域。在該情況下，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在判定為鏟斗銷位置P3位于第1實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)判定需要執(zhí)行第1負(fù)載預(yù)提升功能，在判定為鏟斗銷位置P3位于第2實(shí)際工作區(qū)域內(nèi)時(shí)判定需要執(zhí)行第2負(fù)載預(yù)提升功能。

并且，上述實(shí)施例中，實(shí)際工作區(qū)域作為矩形區(qū)域而設(shè)定，但也可以利用曲線來(lái)確定。

并且，上述實(shí)施例中，負(fù)載預(yù)提升功能在液壓負(fù)載增大之前執(zhí)行基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的短時(shí)間發(fā)電，由此使引擎11的負(fù)載以及增壓壓力積極增大。然而，本發(fā)明并不限定于該結(jié)構(gòu)。

例如，關(guān)于負(fù)載預(yù)提升功能，可以在引擎11的增壓器為可變噴嘴渦輪時(shí)，在液壓負(fù)載增大之前暫時(shí)縮小控制從引擎11的排氣口流入渦輪葉片的排氣氣體的流量的噴嘴葉片的噴嘴開(kāi)度，從而使增壓壓力積極增大。具體而言，可以縮小噴嘴葉片的噴嘴開(kāi)度來(lái)使渦輪葉片的轉(zhuǎn)速及壓縮機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速增大，由此使增壓壓力積極增大。

或者，關(guān)于負(fù)載預(yù)提升功能，可以在液壓負(fù)載增大之前暫時(shí)增大主泵14的吐出量來(lái)使引擎11的負(fù)載及增壓壓力積極增大。具體而言，可以以比利用負(fù)調(diào)控控制、正調(diào)控控制、負(fù)載傳感控制等各種流量控制方式確定的吐出量(與桿操作量對(duì)應(yīng)的吐出量)更大的規(guī)定吐出量驅(qū)動(dòng)主泵14，由此使引擎11的負(fù)載及增壓壓力積極增大。

或者，關(guān)于負(fù)載預(yù)提升功能，可以在液壓負(fù)載增大之前暫時(shí)增大與引擎11連結(jié)的其他液壓泵的吐出量來(lái)使引擎11的負(fù)載及增壓壓力積極增大。具體而言，可以增大具有比主泵14更高的響應(yīng)性的其他液壓泵的吐出量來(lái)使引擎11的負(fù)載及增壓壓力積極增大。另外，可以將由其他液壓泵吐出的液壓油直接排出到液壓油罐。

或者，關(guān)于負(fù)載預(yù)提升功能，可以在液壓負(fù)載增大之前暫時(shí)增大主泵14的吐出壓力來(lái)使引擎11的負(fù)載及增壓壓力積極增大。具體而言，可以控制配置于主泵14的吐出側(cè)溢流閥、切換閥等來(lái)增大主泵14的吐出壓力，由此使引擎11的負(fù)載及增壓壓力積極增大?；蛘?，可以向主泵14的吐出側(cè)供給蓄積在蓄能器的液壓油來(lái)增大主泵14的吐出壓力，由此使引擎11的負(fù)載及增壓壓力積極增大。

接著，參考圖8，對(duì)實(shí)際工作區(qū)域的另一例進(jìn)行說(shuō)明。圖8為挖土機(jī)的側(cè)視圖，并表示設(shè)定在XZ平面的實(shí)際工作區(qū)域WA1、實(shí)際工作區(qū)域WA2及實(shí)際工作區(qū)域WA3。以點(diǎn)線包圍的實(shí)際工作區(qū)域WA1為在進(jìn)行了動(dòng)臂上升操作的情況下由負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定是否執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能時(shí)參照的區(qū)域，并與圖5的實(shí)際工作區(qū)域WA對(duì)應(yīng)。以單點(diǎn)劃線包圍的實(shí)際工作區(qū)域WA2為在進(jìn)行了斗桿關(guān)閉操作的情況下由負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定是否執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能時(shí)參照的區(qū)域。以雙點(diǎn)劃線包圍的實(shí)際工作區(qū)域WA3為在進(jìn)行了鏟斗關(guān)閉操作的情況下由負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定是否執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能時(shí)參照的區(qū)域。

本實(shí)施例中，實(shí)際工作區(qū)域WA2被設(shè)定在比實(shí)際工作區(qū)域WA1更遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)軸SX的位置。因此，在進(jìn)行了斗桿關(guān)閉操作的情況下由附件位置獲取部31導(dǎo)出了鏟斗銷位置P3d時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32會(huì)帶來(lái)與進(jìn)行了動(dòng)臂上升操作時(shí)的判定結(jié)果不同的判定結(jié)果。即，判定為鏟斗銷位置位于實(shí)際工作區(qū)域WA2內(nèi)而判定需要執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能。

并且，實(shí)際工作區(qū)域WA3被設(shè)定成包括實(shí)際工作區(qū)域WA1及實(shí)際工作區(qū)域WA2。因此，當(dāng)進(jìn)行了鏟斗關(guān)閉操作時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32有時(shí)帶來(lái)與進(jìn)行了動(dòng)臂上升操作或斗桿關(guān)閉操作時(shí)的判定結(jié)果不同的判定結(jié)果。即，即使在判定為鏟斗銷位置不在實(shí)際工作區(qū)域WA1及實(shí)際工作區(qū)域WA2中的任一區(qū)域時(shí)，有時(shí)判定為位于實(shí)際工作區(qū)域WA3內(nèi)而判定需要執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能。例如，實(shí)際工作區(qū)域WA3可以被設(shè)定為包括鏟斗銷位置P3c的區(qū)域，以使在深層挖掘之際進(jìn)行了鏟斗關(guān)閉操作時(shí)執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升。該情況下，當(dāng)附件位置獲取部31導(dǎo)出了鏟斗銷位置P3c時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定需要執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能。

接著，參考圖9，對(duì)在進(jìn)行了包括斗桿關(guān)閉操作和鏟斗關(guān)閉操作的復(fù)合操作之后進(jìn)行動(dòng)臂上升操作時(shí)的多個(gè)物理量隨時(shí)間的推移進(jìn)行說(shuō)明。圖9(a)～圖9(f)為表示桿操作量、發(fā)電量、液壓負(fù)載、燃料消耗量、增壓壓力及引擎轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的推移的時(shí)序圖。圖9的實(shí)線表示執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升時(shí)的各物理量隨時(shí)間的推移，單點(diǎn)劃線表示不執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升時(shí)的各物理量隨時(shí)間的推移。為了清楚起見(jiàn)，圖9以實(shí)線與單點(diǎn)劃線并不相互重疊的方式表示。但是，實(shí)線與單點(diǎn)劃線并行的部分是指兩者沿相同軌跡前進(jìn)。

如圖9(a)所示，挖土機(jī)的操作者在時(shí)刻t1向關(guān)閉方向操作斗桿操作桿，在時(shí)刻t6向中立方向操作，在時(shí)刻t7向上升方向操作動(dòng)臂操作桿。并且，操作者在斗桿操作桿向關(guān)閉方向的操作開(kāi)始之后向關(guān)閉方向操作鏟斗操作桿，并在大致與斗桿操作桿返回到中立位置的時(shí)刻相同的時(shí)刻使鏟斗操作桿返回到中立位置。另外，圖9(a)中為了清楚起見(jiàn)，省略鏟斗操作桿的桿操作量的推移的圖示。

首先，參考以單點(diǎn)劃線表示的推移，對(duì)不執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升時(shí)的各物理量的變化進(jìn)行說(shuō)明。

若在時(shí)刻t1開(kāi)始進(jìn)行斗桿關(guān)閉操作，則斗桿操作桿的桿操作量(例如，桿操作角度)從時(shí)刻t1至?xí)r刻t2期間增大。而且，在時(shí)刻t2桿操作量達(dá)到最大值。

如圖9(c)所示，主泵14的吐出壓力根據(jù)作用于斗桿5的挖掘反作用力的增大而增大，隨此主泵14的液壓負(fù)載增大。引擎負(fù)載也與液壓負(fù)載的增大一同增大。其結(jié)果，如圖9(f)的單點(diǎn)劃線所示，引擎轉(zhuǎn)速?gòu)倪^(guò)了時(shí)刻t2時(shí)開(kāi)始大幅降低。

控制器30在檢測(cè)出引擎負(fù)載增大而引擎轉(zhuǎn)速?gòu)囊?guī)定轉(zhuǎn)速Nc偏離時(shí)，使引擎11的燃料噴射量增大。其結(jié)果，如圖9(d)的單點(diǎn)劃線所示那樣引擎11的燃料消耗量在時(shí)刻t3增大。在燃料噴射量增大后不久，如圖9(f)的單點(diǎn)劃線所示那樣引擎的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)入上升。

若引擎轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)入上升，則如圖9(e)的單點(diǎn)劃線所示，在時(shí)刻t4增壓壓力開(kāi)始上升。其結(jié)果，控制器30能夠提高引擎11的燃燒效率，并有效地增大引擎11的輸出。

之后，控制器30欲通過(guò)無(wú)差控制以規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc維持引擎轉(zhuǎn)速。然而，由于燃料消耗量已增大，因此引擎轉(zhuǎn)速在達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc之后也不會(huì)即刻變穩(wěn)定而超過(guò)規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc并繼續(xù)上升。燃料消耗量減少后不久引擎轉(zhuǎn)速停止上升，在時(shí)刻t5時(shí)引擎轉(zhuǎn)速開(kāi)始降低。如此，引擎轉(zhuǎn)速的變化比燃料噴射量的變化延遲。因此，引擎轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc時(shí)即使停止燃料噴射量的增大，引擎轉(zhuǎn)速也會(huì)超過(guò)規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc而導(dǎo)致過(guò)沖。

之后，在時(shí)刻t6，操作者為了停止斗桿5的關(guān)閉動(dòng)作而使斗桿操作桿開(kāi)始返回到中立位置。其結(jié)果，挖掘反作用力減少，如圖9(c)所示那樣主泵14的液壓負(fù)載降低。伴隨該液壓負(fù)載的降低引擎負(fù)載也減少，因此如圖9(d)所示那樣燃料消耗量也減少，并如圖9(e)所示那樣增壓壓力也降低。

之后，在時(shí)刻t7，操作者為了進(jìn)行動(dòng)臂4的上升動(dòng)作而向上升方向操作動(dòng)臂操作桿。動(dòng)臂操作桿的桿操作量如圖9(a)所示那樣在時(shí)刻t7開(kāi)始增大，且在時(shí)刻t8達(dá)到最大值。

斗桿5的動(dòng)作停止而下降的液壓負(fù)載在過(guò)時(shí)刻t7后不久為了動(dòng)臂4的動(dòng)作而再次開(kāi)始上升。具體而言，通過(guò)施加于動(dòng)臂4的負(fù)載而主泵14的吐出壓力上升，如圖9(c)所示那樣主泵14的液壓負(fù)載從過(guò)時(shí)刻t8時(shí)開(kāi)始上升。引擎負(fù)載也與液壓負(fù)載一同上升。其結(jié)果，如圖9(f)的單點(diǎn)劃線所示，引擎轉(zhuǎn)速?gòu)倪^(guò)時(shí)刻t8時(shí)開(kāi)始降低。

控制器30在檢測(cè)出引擎負(fù)載增大且引擎轉(zhuǎn)速?gòu)囊?guī)定轉(zhuǎn)速Nc偏離時(shí)，使引擎11的燃料噴射量增大。其結(jié)果，如圖9(d)的單點(diǎn)劃線所示那樣引擎11的燃料消耗量在時(shí)刻t9增大。燃料噴射量增大后不久，如圖9(f)的單點(diǎn)劃線所示那樣引擎轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)入上升。

若引擎轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)入上升，則如圖9(e)的單點(diǎn)劃線所示，在時(shí)刻t10增壓壓力開(kāi)始上升。其結(jié)果，控制器30能夠提高引擎11的燃燒效率，并有效地增大引擎11的輸出。

之后，控制器30欲通過(guò)無(wú)差控制以規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc維持引擎轉(zhuǎn)速。然而，由于燃料消耗量已增大，因此引擎轉(zhuǎn)速在達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc之后也不會(huì)即刻變穩(wěn)定而超過(guò)規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc并繼續(xù)上升。燃料消耗量減少后不久引擎轉(zhuǎn)速停止上升，在時(shí)刻t11時(shí)引擎轉(zhuǎn)速開(kāi)始降低。如此，引擎轉(zhuǎn)速的變化比燃料噴射量的變化延遲。因此，引擎轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc時(shí)即使停止燃料噴射量的增大，引擎轉(zhuǎn)速也會(huì)超過(guò)規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc而導(dǎo)致過(guò)沖。

如以上，當(dāng)不執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升時(shí)，伴隨液壓負(fù)載的增大而引擎轉(zhuǎn)速大幅降低，為了使其恢復(fù)而導(dǎo)致燃料消耗量大幅增大。

于是，本實(shí)施例中執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升來(lái)抑制引擎轉(zhuǎn)速降低，從而用于使引擎轉(zhuǎn)速恢復(fù)的燃料消耗量極力減少。

具體而言，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32檢測(cè)出在時(shí)刻t1斗桿操作桿被操作時(shí)，判定由附件位置獲取部31輸出的鏟斗銷位置P3是否位于實(shí)際工作區(qū)域WA2(參考圖8。)內(nèi)。

接著，當(dāng)判定為鏟斗銷位置P3位于實(shí)際工作區(qū)域WA2內(nèi)時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定需要執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能，并使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12即刻發(fā)電運(yùn)行。使動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電運(yùn)行的時(shí)間例如可以為0.1秒鐘左右的短時(shí)間。電動(dòng)發(fā)電機(jī)12通過(guò)引擎11被驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行發(fā)電運(yùn)行，因此通過(guò)發(fā)電運(yùn)行對(duì)引擎11施加負(fù)載。其結(jié)果，如圖9(f)的實(shí)線所示，引擎轉(zhuǎn)速?gòu)臅r(shí)刻t1開(kāi)始降低。

若引擎轉(zhuǎn)速開(kāi)始降低，控制器30通過(guò)無(wú)差控制增大燃料噴射量來(lái)使引擎轉(zhuǎn)速增大。但是，使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電運(yùn)行的時(shí)間為短時(shí)間，發(fā)電量也被設(shè)為較小，并且燃料噴射量也立即增大。因此，引擎轉(zhuǎn)速如圖9(f)的實(shí)線所示那樣在時(shí)刻t1開(kāi)始降低，但立即轉(zhuǎn)入上升，從而再次返回到規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc。由于引擎轉(zhuǎn)速返回到規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc，因此如圖9(d)的實(shí)線所示，已增大的燃料消耗量也恢復(fù)到原來(lái)的量。

如此，控制器30根據(jù)斗桿操作桿的關(guān)閉操作只在短時(shí)間內(nèi)使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電運(yùn)行而對(duì)引擎11施加負(fù)載。其結(jié)果，如圖9(e)的實(shí)線所示，在液壓負(fù)載開(kāi)始上升的時(shí)刻t2能夠使增壓壓力開(kāi)始增大。即，根據(jù)斗桿操作桿的桿操作量預(yù)測(cè)主泵14的液壓負(fù)載的增大而使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電運(yùn)行。由此，能夠在液壓負(fù)載實(shí)際增大之前，使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的發(fā)電負(fù)載增大而對(duì)引擎11施加負(fù)載。對(duì)引擎11施加負(fù)載的理由為如下，使引擎11的增壓壓力在液壓負(fù)載增大之前預(yù)先上升，以使能夠迅速對(duì)應(yīng)于因液壓負(fù)載的增大而引起的引擎負(fù)載的增大。

若過(guò)時(shí)刻t2則液壓負(fù)載上升而引擎負(fù)載也增大。而且，控制器30在時(shí)刻t3輸出燃料噴射量的增大命令。其結(jié)果，如圖9(d)所示，燃料消耗量逐漸增加。此時(shí)的燃料消耗量的增加量與液壓負(fù)載的增大對(duì)應(yīng)。引擎轉(zhuǎn)速已成為規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc，因此無(wú)需為了使引擎轉(zhuǎn)速上升而消耗燃料。在時(shí)刻t3，增壓壓力已上升至規(guī)定值，因此引擎11在液壓負(fù)載增大的情況下也能夠有效地增大輸出，并能夠抑制燃料消耗量的增大。該效果作為圖9(d)的時(shí)刻t3至?xí)r刻t5之間的單點(diǎn)劃線(不執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升時(shí)的推移)與實(shí)線(執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升時(shí)的推移)之差而表示。

之后，在時(shí)刻t6，操作者為了停止斗桿5的關(guān)閉動(dòng)作而使斗桿操作桿開(kāi)始返回中立位置。其結(jié)果，挖掘反作用力減少，主泵14的液壓負(fù)載也降低。伴隨該液壓負(fù)載的降低而引擎負(fù)載也減少，因此如圖9(d)的實(shí)線所示那樣燃料消耗量也減少，且如圖9(e)的實(shí)線所示那樣增壓壓力也降低。

液壓負(fù)載的降低還有可能在繼續(xù)進(jìn)行斗桿關(guān)閉操作時(shí)發(fā)生。這是由于例如通過(guò)斗桿5的關(guān)閉動(dòng)作而斗桿5從地面被拔出時(shí)挖掘反作用力減少，且在斗桿5露出于空中之后挖掘反作用力消失的緣故。

之后，在時(shí)刻t7，操作者為了動(dòng)臂4的上升動(dòng)作而向上升方向操作動(dòng)臂操作桿。動(dòng)臂操作桿的桿操作量如圖9(a)的實(shí)線所示那樣在時(shí)刻t7開(kāi)始增大，且在時(shí)刻t8達(dá)到最大值。

若檢測(cè)到動(dòng)臂操作桿被向上升方向操作，則負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定由附件位置獲取部31輸出的鏟斗銷位置P3是否位于實(shí)際工作區(qū)域WA1(參考圖8。)內(nèi)。本實(shí)施例中，與斗桿關(guān)閉操作是否在繼續(xù)進(jìn)行無(wú)關(guān)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在檢測(cè)到了動(dòng)臂操作桿被向上升方向操作時(shí)判定鏟斗銷位置P3是否位于實(shí)際工作區(qū)域WA1(參考圖8。)內(nèi)。如上述，這是由于在斗桿關(guān)閉操作繼續(xù)進(jìn)行的情況下也有可能引起液壓負(fù)載降低的緣故。從而，并不限定于單獨(dú)進(jìn)行動(dòng)臂上升操作的情況，在進(jìn)行包括斗桿關(guān)閉操作和動(dòng)臂上升操作的復(fù)合操作時(shí)也可執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升。關(guān)于進(jìn)行包括鏟斗關(guān)閉操作和動(dòng)臂上升操作的復(fù)合操作時(shí)也同樣。但是，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32在主泵14的吐出壓力為規(guī)定壓力以上時(shí)可以省略該判定。即，可以省略執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升。這是由于能夠推定增壓壓力已充分高的緣故。

而且，當(dāng)判定為鏟斗銷位置P3位于實(shí)際工作區(qū)域WA1內(nèi)時(shí)，負(fù)載預(yù)提升與否判定部32判定需要執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升功能，并使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12即刻發(fā)電運(yùn)行。使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電運(yùn)行的時(shí)間例如可以為0.1秒鐘左右的短時(shí)間。電動(dòng)發(fā)電機(jī)12通過(guò)引擎11被驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行發(fā)電運(yùn)行，因此通過(guò)發(fā)電運(yùn)行對(duì)引擎11施加負(fù)載。其結(jié)果，如圖9(f)的實(shí)線所示，引擎轉(zhuǎn)速?gòu)臅r(shí)刻t7開(kāi)始降低。

若引擎轉(zhuǎn)速開(kāi)始降低，則控制器30通過(guò)無(wú)差控制控制燃料噴射量而使引擎轉(zhuǎn)速增大。本實(shí)施例中，控制器30如圖9(d)的實(shí)線所示那樣停止燃料消耗量的減少?？梢愿鶕?jù)需要增大燃料消耗量。但是，使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電運(yùn)行的時(shí)間為短時(shí)間，且發(fā)電量也設(shè)定為較小。因此，引擎轉(zhuǎn)速如圖9(f)的實(shí)線所示那樣在時(shí)刻t7開(kāi)始減少，但立即轉(zhuǎn)入上升，并再次返回到規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc。由于引擎轉(zhuǎn)速返回到規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc，因此如圖9(d)的實(shí)線所示那樣燃料消耗量再次開(kāi)始減少。

如此，與進(jìn)行了斗桿關(guān)閉操作時(shí)相同，控制器30根據(jù)動(dòng)臂操作桿的上升操作只在短時(shí)間內(nèi)使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電運(yùn)行而對(duì)引擎11施加負(fù)載。其結(jié)果，如圖9(e)的實(shí)線所示，能夠在液壓負(fù)載開(kāi)始上升之前開(kāi)始增大增壓壓力。即，根據(jù)動(dòng)臂操作桿的桿操作量預(yù)測(cè)主泵14的液壓負(fù)載的增大來(lái)使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電運(yùn)行。由此，在液壓負(fù)載實(shí)際增大之前，使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的發(fā)電負(fù)載增大，從而能夠?qū)σ?1施加負(fù)載。對(duì)引擎11施加負(fù)載的理由為如下，使引擎11的增壓壓力在液壓負(fù)載增大之前上升，以迅速對(duì)應(yīng)于由液壓負(fù)載的增大引起的引擎負(fù)載的增大。

若過(guò)時(shí)刻t8則液壓負(fù)載上升而引擎負(fù)載也增大。而且，控制器30在時(shí)刻t9輸出燃料噴射量的增大命令。其結(jié)果，如圖9(d)的實(shí)線所示那樣燃料消耗量逐漸増加。此時(shí)的燃料消耗量的增加量與液壓負(fù)載的增大對(duì)應(yīng)。即，引擎轉(zhuǎn)速已成為規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc，因此無(wú)需為了使引擎轉(zhuǎn)速上升而消耗燃料。在時(shí)刻t9，增壓壓力已上升至規(guī)定值，因此引擎11在液壓負(fù)載增大的情況下也能夠有效地增大輸出，并能夠抑制燃料消耗量的增大。該效果作為圖9(d)的時(shí)刻t9至?xí)r刻t11之間的單點(diǎn)劃線(不執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升時(shí)的推移)與實(shí)線(執(zhí)行負(fù)載預(yù)提升時(shí)的推移)之差而表示。

如此，控制器30根據(jù)操作桿的操作預(yù)測(cè)液壓負(fù)載的增大，并使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的發(fā)電負(fù)載在液壓負(fù)載增大之前增大。其結(jié)果，在引擎負(fù)載實(shí)際增大時(shí)，控制器30能夠?qū)⒁孓D(zhuǎn)速設(shè)為規(guī)定轉(zhuǎn)速Nc且使引擎11的增壓壓力上升。即，能夠防止引擎11的增壓壓力小于規(guī)定值。從而，不會(huì)使引擎轉(zhuǎn)速大幅降低，也不會(huì)消耗用于使引擎轉(zhuǎn)速上升的燃料。使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的發(fā)電負(fù)載增大的情況通常在電容器19的充電率降低時(shí)，但本實(shí)施例中，在不存在來(lái)自電負(fù)載的發(fā)電要求時(shí)也使電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的發(fā)電量增大而控制引擎11的驅(qū)動(dòng)。

與圖9有關(guān)的說(shuō)明在進(jìn)行包括斗桿關(guān)閉操作和鏟斗關(guān)閉操作的復(fù)合操作之后進(jìn)行動(dòng)臂上升操作時(shí)應(yīng)用，但也可以在單獨(dú)進(jìn)行斗桿關(guān)閉操作之后進(jìn)行動(dòng)臂上升操作時(shí)應(yīng)用。并且，還可以在單獨(dú)進(jìn)行鏟斗關(guān)閉操作之后進(jìn)行動(dòng)臂上升操作時(shí)應(yīng)用。

本申請(qǐng)主張基于2014年12月26日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2014-266378號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考援用于本申請(qǐng)中。

符號(hào)說(shuō)明

1-下部行駛體，2A、2B-行駛用液壓馬達(dá)，2-回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，3-上部回轉(zhuǎn)體，4-動(dòng)臂，5-斗桿，6-鏟斗，7-動(dòng)臂缸，8-斗桿缸，9-鏟斗缸，11-引擎，12-電動(dòng)發(fā)電機(jī)，13-減速機(jī)，14-主泵，15-先導(dǎo)泵，16-高壓液壓管路，17-控制閥，18-逆變器，19-電容器，19a-升降壓轉(zhuǎn)換器，19b-DC總線，20-逆變器，21-回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)，21A-輸出軸，22-分解器，23-機(jī)械制動(dòng)器，24-回轉(zhuǎn)減速機(jī)，25-先導(dǎo)管路，26-操作裝置，27、28-液壓管路，29-壓力傳感器，30-控制器，31-附件位置獲取部，32-負(fù)載預(yù)提升與否判定部，120-蓄電裝置，S1-動(dòng)臂角度傳感器，S2-斗桿角度傳感器，S3-鏟斗角度傳感器。