且 上部旋轉(zhuǎn)體20為加速期間或一定速度(穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)中）的情況下，能夠?qū)⒁簤豪?1的流量保持 為待機(jī)流量。發(fā)明人們認(rèn)識(shí)到:在該情況下，由于栗流量保持為最小而能夠大幅降低液壓部 的損耗，所以即使在該狀態(tài)下液壓馬達(dá)27的出口節(jié)流壓力變得比入口節(jié)流壓力大（即，即使 液壓馬達(dá)27產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩），與單獨(dú)由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)上部旋轉(zhuǎn)體20的情況相比改善了系統(tǒng) 整體的能量效率。接著，使用圖19說明該情況下的具體處理內(nèi)容。
[0172]圖19是表示在能夠僅由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25輸出上部旋轉(zhuǎn)體20的驅(qū)動(dòng)所需的轉(zhuǎn)矩的 情況下，將液壓栗41的流量保持在待機(jī)流量，同時(shí)控制旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩時(shí)的流程圖 的圖。與圖17的流程圖同樣地，該圖所示的流程圖在操作旋轉(zhuǎn)操作桿72期間執(zhí)行，由于從 SlOO至S115和S150與圖17相同，所以省略說明。
[0173] 在圖19的S115中，在判定為能夠僅由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25輸出的情況下，液壓電動(dòng)復(fù) 合旋轉(zhuǎn)控制部83進(jìn)行旋轉(zhuǎn)桿操作壓力是否為設(shè)定值β以下，即旋轉(zhuǎn)操作桿72的操作量是否 為微操作區(qū)域的判定(S170)。在S170中判定為操作壓力為設(shè)定值β以上的情況下，液壓電動(dòng) 復(fù)合旋轉(zhuǎn)控制部83向電源控制單元55輸出與SllO的要求轉(zhuǎn)矩相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩值的轉(zhuǎn)矩指令(旋 轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)矩指令），并基于該轉(zhuǎn)矩指令，利用電源控制單元55的變換器來控制旋轉(zhuǎn)電動(dòng) 馬達(dá) 25(S120)。
[0174] 在該情況下，液壓電動(dòng)復(fù)合旋轉(zhuǎn)控制部83(栗流量修正運(yùn)算部83g)對(duì)栗流量控制 部90輸出將栗流量保持為待機(jī)流量的栗流量修正指令(S175)。由此，栗流量控制部90將液 壓栗41的流量保持為待機(jī)流量。
[0175] 在S130中，液壓電動(dòng)復(fù)合旋轉(zhuǎn)控制部83判定旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的入口節(jié)流壓力與出 口節(jié)流壓力之差的絕對(duì)值(壓力差)是否小于設(shè)定值ε，如果該壓力差小于設(shè)定值ε，則確定 為入口節(jié)流壓力與出口節(jié)流壓力相等。如果在S130中壓力差小于設(shè)定值ε，則使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬 達(dá)的轉(zhuǎn)矩指令保持不變并返回S100,與上述說明同樣地反復(fù)進(jìn)行后續(xù)的處理。
[0176]另一方面，在S130中壓力差為設(shè)定值ε以上的情況下，基于來自壓力傳感器87a、 87b的輸入值，判定出口節(jié)流壓力是否比入口節(jié)流壓力大(S135)。在S135中判定為出口節(jié)流 壓力較大的情況下，雖然根據(jù)圖11液壓馬達(dá)27會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但由于即使這樣與以往機(jī) 械相比在系統(tǒng)效率方面還是優(yōu)異，所以將旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩指令保持不變并返回 S100,與上述說明同樣地反復(fù)進(jìn)行后續(xù)的處理。
[0177] 另一方面，在S135中判定為入口節(jié)流壓力較大的情況下，根據(jù)圖11，由于液壓馬達(dá) 27產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，為了使入口節(jié)流壓力的值與出口節(jié)流壓力的值接近，液壓電動(dòng)復(fù)合旋轉(zhuǎn) 控制部83從剛剛輸出的值（即，在S120或S180中輸出的值)增加旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩指令 (S180)，并返回S130。如果S180完成，則返回S130,再次進(jìn)行壓力差的判定，控制旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬 達(dá)25的轉(zhuǎn)矩直到S130的判定成為正確。此外，關(guān)于S180中的一次的轉(zhuǎn)矩增加量，與圖17的情 況下說明的相同。
[0178] 此外，在判定為在S170中操作壓力超過設(shè)定值β的情況下，進(jìn)入圖17的S120或圖18 的S120,執(zhí)行各圖的處理。然后，如果到達(dá)各圖的流程圖的最后(RETURN)，則返回圖19,反復(fù) 進(jìn)行SlOO以后的處理。此外，既可以預(yù)先設(shè)定應(yīng)進(jìn)入圖17的S120和圖180的S120中的任一 個(gè)，也可以設(shè)為能夠用開關(guān)等切換器來手動(dòng)適宜切換。此外，在按這種方式判定為操作壓力 超過設(shè)定值β的情況例如對(duì)應(yīng)于在操作量超過邱勺狀態(tài)下上部旋轉(zhuǎn)體20處于穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)期間 的情況。由于穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)期間要求轉(zhuǎn)矩充分下降，所以有時(shí)能夠僅由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25輸出要 求轉(zhuǎn)矩。這也對(duì)應(yīng)于圖17和圖18的情況，作為執(zhí)行該兩個(gè)圖的流程圖中的S120以后的處理 的具體情況，可列舉上部旋轉(zhuǎn)體20處于穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)期間的情況。
[0179]當(dāng)按上述方式控制旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩時(shí)，即使入口節(jié)流壓力與出口節(jié)流壓力 的值不同，也能夠使兩者的值接近系統(tǒng)效率提高的值。由此，能夠降低液壓部的損耗，并且 能夠執(zhí)行損耗少的僅利用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的上部旋轉(zhuǎn)體20的旋轉(zhuǎn)工作，所以能夠改善旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)時(shí)的能量效率并得到大的燃料減少效果。
[0180]此外，在上述S170中，分類為進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作桿72的操作量是否為微操作區(qū)域的判 定并是否進(jìn)入S120,但也可以執(zhí)行是否能夠?qū)⒁簤豪?1保持為待機(jī)流量這樣的處理來取代 上述S170的處理。
[0181] 如以上說明地，根據(jù)本實(shí)施方式，由于通過將旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩或液壓栗41 的流量控制為最佳，能夠使由旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27和旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的損耗的合計(jì) 成為最小，所以能夠最優(yōu)化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)效率。也就是說，能夠有效活用能量而不損害 操作人員的操作感，并能夠削減燃料消耗量。
[0182] 此外，在上述各例中，為了容易理解本發(fā)明，說明了固定液壓栗41的流量的情況下 的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩控制、固定旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩的情況下的液壓栗41的流量控 制，但如果能夠作出旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的入口節(jié)流壓力與出口節(jié)流壓力相等的狀態(tài)(或兩者 的值接近的狀態(tài)），則也可以控制旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩和液壓栗41的流量的雙方或至少 一方。
[0183] 另外，在上述說明中，通過一邊用壓力傳感器87a、87b檢測(cè)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的入口 節(jié)流壓力和出口節(jié)流壓力，一邊對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩或液壓栗41的流量進(jìn)行反饋控制 以使得兩者之差收斂在規(guī)定范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)效率的改善，但也可以進(jìn)行以下的控 制。即，也可以按各旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓的值與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)速的組合來預(yù)先設(shè)定液壓馬達(dá) 27的入口節(jié)流壓力和出口節(jié)流壓力收斂在規(guī)定范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩或液壓栗 41的流量的目標(biāo)值，并以表格形式預(yù)先將該設(shè)定存儲(chǔ)在例如控制器80內(nèi)的存儲(chǔ)裝置等后， 從該表格搜尋與用各種傳感器檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓和旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)速的值對(duì)應(yīng)的 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩值或液壓栗41的流量值，將該搜尋到的值作為目標(biāo)值進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制 或流量控制。并且，在進(jìn)行了該控制的情況下，也可以通過執(zhí)行圖17至圖19所示的流程圖的 一連串處理，利用反饋控制消除由基于該表格的控制產(chǎn)生的誤差，從而實(shí)現(xiàn)精度提高。在按 這種方式組合了這兩種控制的情況下，能夠顯著提高本發(fā)明的控制的響應(yīng)性和精度。
[0184] 此外，在上述說明中，將液壓挖掘機(jī)列舉為具體例進(jìn)行了說明，但只要是具備上部 旋轉(zhuǎn)體且具有由電動(dòng)馬達(dá)和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)體的機(jī)構(gòu)的機(jī)械，則本發(fā)明也能夠應(yīng)用于 吊車等其他工程機(jī)械中。
[0185] 另外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，包括不偏離其主旨的范圍內(nèi)的各種變形例。 例如，本發(fā)明不限定于具備在上述實(shí)施方式中說明的全部構(gòu)成的方案，也包括刪除了其構(gòu) 成的一部分的方案。
[0186]另外，上述控制器80的各構(gòu)成或該各構(gòu)成的功能和執(zhí)行處理等的一部分或全部也 可以用硬件(例如用集成電路設(shè)計(jì)執(zhí)行各功能的的邏輯等)來實(shí)現(xiàn)。另外，上述控制器80的 構(gòu)成也可以設(shè)為通過利用運(yùn)算處理裝置(例如CPU)來讀出?執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)控制器80的構(gòu) 成的各功能的程序(軟件）。該程序的信息例如能夠存儲(chǔ)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器（閃速存儲(chǔ)器、SSD 等）、磁存儲(chǔ)裝置(硬盤驅(qū)動(dòng)器等）以及記錄介質(zhì)(磁盤、光盤等)等。
[0187] 另外，在上述實(shí)施方式的說明中，控制線、信息線表示理解為該實(shí)施方式的說明所 需要的線，并不一定表示產(chǎn)品上的全部控制線、信息線。實(shí)際上，也可以認(rèn)為基本上全部構(gòu) 成相互連接。
[0188] 標(biāo)號(hào)說明
[0189] 20…上部旋轉(zhuǎn)體，22···發(fā)動(dòng)機(jī)，24···電容器，25···旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)，26···減速機(jī)構(gòu)， 27…旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)，30…挖掘機(jī)構(gòu)，31···動(dòng)臂，32···動(dòng)臂液壓缸，33…斗桿，34···斗桿液壓 缸，35···?產(chǎn)斗，36···?產(chǎn)斗液壓缸，44···旋轉(zhuǎn)用滑閥，40···液壓系統(tǒng)，41…液壓栗，42···控制閥， 5l···斷路器，52···旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)用變換器，54···平滑電容器，55···電源控制單元，56···主接 觸器，70…點(diǎn)火開關(guān)，71…閘式鎖定桿，72…旋轉(zhuǎn)操作桿，73…操作桿(旋轉(zhuǎn)以外），74…液 壓?電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置(壓力傳感器），75…電氣液壓信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，76…先導(dǎo)壓信號(hào)截?cái)嚅y， 77···液壓單獨(dú)旋轉(zhuǎn)模式固定開關(guān)，80···控制器，81···異常監(jiān)視?異常處理控制部，82···能量 管理控制部，83···液壓電動(dòng)復(fù)合旋轉(zhuǎn)控制部，83a…目標(biāo)牽引轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部，83b…限制增益運(yùn) 算部，83c…限制轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部，83cl···轉(zhuǎn)矩指令值運(yùn)算部，83^··液壓栗輸出減小控制部， 83g…栗流量修正運(yùn)算部，84…液壓單獨(dú)控制部，86…速度傳感器，87···壓力傳感器，88···調(diào) 節(jié)器，90…栗流量控制部。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種工程機(jī)械，其特征在于，具備： 旋轉(zhuǎn)體； 液壓馬達(dá)和電動(dòng)馬達(dá)，其將該旋轉(zhuǎn)體作為共同的驅(qū)動(dòng)對(duì)象，并相互機(jī)械地連結(jié)； 液壓栗，其由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并向所述液壓馬達(dá)供給壓力油； 操作裝置，其用于指示所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)工作；以及 控制裝置，其控制所述液壓栗的排出流量和所述電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩的至少一方，以 使得在能夠單獨(dú)由所述電動(dòng)馬達(dá)輸出由所述操作裝置指示的所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)工作所要 求的要求轉(zhuǎn)矩時(shí)，伴隨著所述電動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的所述液壓馬達(dá)的出口節(jié)流壓力與入口節(jié)流壓 力接近，或該出口節(jié)流壓力比該入口節(jié)流壓力大。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述要求轉(zhuǎn)矩基于所述操作裝置的操作量和所述旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述操作裝置的操作量為基準(zhǔn)值以下的微操作區(qū)域且所述旋轉(zhuǎn)體處于加速期間時(shí)，或 無論所述操作裝置的操作量如何，所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度為一定時(shí)， 所述控制裝置將所述液壓栗的排出流量保持為規(guī)定值，并控制所述電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn) 矩，以使得所述出口節(jié)流壓力與所述入口節(jié)流壓力接近，或所述出口節(jié)流壓力變得比所述 入口節(jié)流壓力大。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述操作裝置的操作量為基準(zhǔn)值以下的微操作區(qū)域且所述旋轉(zhuǎn)體處于加速期間時(shí)，或 無論所述操作裝置的操作量如何，所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度為一定時(shí)， 所述控制裝置將所述電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩保持在規(guī)定值，并控制所述液壓馬達(dá)的排出 流量，以使得所述出口節(jié)流壓力與所述入口節(jié)流壓力接近，或所述出口節(jié)流壓力變得比所 述入口節(jié)流壓力大。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述操作裝置的操作量為所述微操作區(qū)域且所述旋轉(zhuǎn)體處于加速期間時(shí)， 所述控制裝置將所述液壓栗的排出流量保持在待機(jī)流量，并控制所述電動(dòng)馬達(dá)的輸出 轉(zhuǎn)矩，以使得所述出口節(jié)流壓力與所述入口節(jié)流壓力接近，或所述出口節(jié)流壓力變得比所 述入口節(jié)流壓力大。
【專利摘要】一種工程機(jī)械，具備：旋轉(zhuǎn)體(20)；液壓馬達(dá)(27)和電動(dòng)馬達(dá)(25)，其將該旋轉(zhuǎn)體作為共同的驅(qū)動(dòng)對(duì)象，并相互機(jī)械地連結(jié)；用于向液壓馬達(dá)供給壓力油的液壓泵(41)；用于指示旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)工作的旋轉(zhuǎn)操作桿(72)；以及控制器(80)，控制液壓泵的排出流量和電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩的至少一方，以使得能夠由電動(dòng)馬達(dá)單獨(dú)輸出由旋轉(zhuǎn)操作桿指示的旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)工作所要求的要求轉(zhuǎn)矩時(shí)，伴隨著電動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)的出口節(jié)流壓力與入口節(jié)流壓力接近。
【IPC分類】E02F9/20, F15B21/14
【公開號(hào)】CN105473874
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380079094
【發(fā)明人】泉枝穗, 石川廣二, 井村進(jìn)也, 西川真司, 金田朋晃, 天野裕昭
【申請(qǐng)人】日立建機(jī)株式會(huì)社
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2013年12月20日
【公告號(hào)】WO2015092933A1