混合動(dòng)力式輪式裝載機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及并用由發(fā)電機(jī)和蓄電裝置產(chǎn)生的電力來(lái)行駛的混合動(dòng)力式輪式裝載機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，從環(huán)境問(wèn)題、原油價(jià)格升高等方面出發(fā)，對(duì)于各工業(yè)產(chǎn)品都加強(qiáng)了節(jié)能要求志向。至今在以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為中心的作業(yè)車(chē)輛(例如，工程車(chē)輛、工業(yè)車(chē)輛等)的領(lǐng)域中，也存在該傾向，由電動(dòng)化帶來(lái)的高效率化、節(jié)能化的事例日益增加。
[0003]例如，使作業(yè)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)部分電動(dòng)化的情況下(即驅(qū)動(dòng)源采用電動(dòng)馬達(dá)的情況下)，除了尾氣的減少以外，還能夠期待發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率驅(qū)動(dòng)(發(fā)動(dòng)機(jī)搭載的混合動(dòng)力機(jī)種的情況下)、動(dòng)力傳遞效率的提高、再生電力的回收等大量的節(jié)能效果。在這樣的作業(yè)車(chē)輛的領(lǐng)域中，叉車(chē)的電動(dòng)化效果是顯著的，使用電池的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的所謂的“電瓶叉車(chē)”正在實(shí)用化。另外，最近，在發(fā)動(dòng)機(jī)式的液壓挖掘機(jī)和叉車(chē)等中，作為驅(qū)動(dòng)源組合了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)的“混合動(dòng)力車(chē)輛”開(kāi)始產(chǎn)品化。而且，作為混合動(dòng)力化的情況下能夠期待油耗降低效果的作業(yè)車(chē)輛，可以列舉輪式裝載機(jī)。以往的輪式裝載機(jī)例如有如下作業(yè)車(chē)輛，一邊經(jīng)由液力變矩器(Torque converter)及變速器(T/Μ)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到車(chē)輪來(lái)進(jìn)行行駛，一邊利用安裝在車(chē)輛前方的液壓作業(yè)裝置的鏟斗部分挖掘并運(yùn)輸砂土等。
[0004]然而，輪式裝載機(jī)的典型的作業(yè)方式例如有V字挖掘作業(yè)。在V字挖掘作業(yè)中，輪式裝載機(jī)首先相對(duì)于砂石堆等的挖掘?qū)ο笪锴斑M(jìn)，鏟入該挖掘?qū)ο笪镏笫圭P斗傾轉(zhuǎn)裝載(傾斜)而將砂石等的運(yùn)輸物載入鏟斗。然后，后退回到原位置，一邊使鏟斗上升一邊朝向自卸車(chē)等的運(yùn)輸車(chē)輛前進(jìn)。而且，使鏟斗卸載并將運(yùn)輸物裝入(放入)運(yùn)輸車(chē)輛之后，再次后退，并返回原位置。車(chē)輛如上所述地描繪V字軌跡并反復(fù)進(jìn)行該作業(yè)。
[0005]在這樣的V字挖掘作業(yè)中，輪式裝載機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分配給行駛部分和液壓作業(yè)裝置的液壓部分并實(shí)施作業(yè)。V字挖掘作業(yè)基本上是在大致平坦地面上進(jìn)行的作業(yè)，由于實(shí)施利用液壓作業(yè)裝置鏟入挖掘?qū)ο笪?，一邊產(chǎn)生大的牽引力一邊利用該液壓作業(yè)裝置挖起大量的挖掘物的動(dòng)作，所以需要大的動(dòng)力。
[0006]另一方面，從單位時(shí)間的作業(yè)效率(工作效率)的提高的觀點(diǎn)出發(fā)，在較快的車(chē)輛速度下實(shí)施這樣的挖掘作業(yè)中的行駛動(dòng)作的情況下，鏟入挖掘?qū)ο髸r(shí)，車(chē)輛速度大幅度降低，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變動(dòng)跟不上車(chē)輛速度的變化，在挖掘作業(yè)中，需要功率時(shí)，存在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能充分地上升的可能性。像這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能充分地上升的狀態(tài)下，不能從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出挖掘所需的動(dòng)力，從而產(chǎn)生不能用鏟斗充分地鏟入挖掘?qū)ο笪锏目赡苄砸约安荒苡苗P斗順暢挖起砂土的可能性。發(fā)生這樣的事態(tài)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到所需的轉(zhuǎn)速之后，重新實(shí)施挖掘作業(yè)，其結(jié)果，作業(yè)效率降低。
[0007]作為這種功率不足的解決方法，有例如日本特開(kāi)2008-008183號(hào)公報(bào)記載的技術(shù)。在該技術(shù)中，在自動(dòng)駕駛式的輪式裝載機(jī)中，事前檢測(cè)出接近挖掘?qū)ο笪锏臓顟B(tài)的情況下，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，由此，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的狀態(tài)下開(kāi)始挖掘作業(yè)，避免來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不足的事態(tài)發(fā)生，實(shí)現(xiàn)順暢地向挖掘作業(yè)過(guò)渡。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2008-008183號(hào)公報(bào)
[0011]在上述日本特開(kāi)2008-008183號(hào)公報(bào)的技術(shù)中，行駛馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)、與液壓作業(yè)裝置相關(guān)的液壓栗的驅(qū)動(dòng)及發(fā)動(dòng)機(jī)加速等的全部的動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)擔(dān)。由此，即使檢測(cè)到挖掘動(dòng)作，為實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力增加，也由于將該發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力用于行駛馬達(dá)及液壓栗，所以與僅將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力分配給發(fā)動(dòng)機(jī)的加速的情況相比，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升速度是有限制的。由此，根據(jù)挖掘動(dòng)作檢測(cè)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或直到挖掘?qū)ο笪锏木嚯x，直到與該挖掘?qū)ο笪锝佑|，也不能使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到目標(biāo)值。另外，還考慮以最大功率使發(fā)動(dòng)機(jī)加速來(lái)趕上挖掘作業(yè)這樣的對(duì)策，但該情況下，發(fā)生多余的燃料噴射，其結(jié)果，還存在燃料效率變差的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]因此，本發(fā)明的目的是提供一種混合動(dòng)力式輪式裝載機(jī)，在以油耗降低為目的而導(dǎo)入的混合動(dòng)力式輪式裝載機(jī)中，即使是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低而在之后的挖掘作業(yè)中存在發(fā)生功率不足的可能性的情況下，也能夠不損害燃料效率地在挖掘時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出所需的功率。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的混合動(dòng)力式輪式裝載機(jī)，利用由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的電力和蓄積在蓄電裝置中的電力的至少一方驅(qū)動(dòng)行駛電動(dòng)機(jī)來(lái)行駛，在車(chē)輛前方具有液壓作業(yè)裝置，其特征在于，具有:用于檢測(cè)上述輪式裝載機(jī)的動(dòng)作的動(dòng)作檢測(cè)器;控制裝置，在基于上述動(dòng)作檢測(cè)器的輸出值推定為上述輪式裝載機(jī)為了開(kāi)始挖掘作業(yè)而正在向挖掘?qū)ο笮旭偟那闆r下，推定上述發(fā)動(dòng)機(jī)及上述蓄電裝置輸出過(guò)程中的輸出功率，該輸出功率小于挖掘作業(yè)所需的目標(biāo)功率時(shí)，與沒(méi)有進(jìn)行上述推定的情況相比使從上述蓄電裝置向上述行駛電動(dòng)機(jī)供給的電力增加，并通過(guò)上述發(fā)動(dòng)機(jī)及上述蓄電裝置將上述發(fā)動(dòng)機(jī)加速到用于輸出上述目標(biāo)功率所需的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，在之后的挖掘作業(yè)中存在發(fā)生功率不足的可能性的情況下，也能夠不損害燃料效率地在挖掘時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出所需的功率。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力式輪式裝載機(jī)的側(cè)視圖。
[0017]圖2是圖1所示的輪式裝載機(jī)100的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是表示以往的輪式裝載機(jī)的代表性的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0019]圖4是表示輪式裝載機(jī)的作業(yè)模式的一例的V字挖掘動(dòng)作的圖。
[0020]圖5是表示挖掘作業(yè)的前進(jìn)動(dòng)作中的舉升臂與鏟斗的位置狀態(tài)(液壓作業(yè)裝置的姿勢(shì))的圖。
[0021]圖6是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的控制裝置200的功能框圖。
[0022]圖7是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的避免挖掘時(shí)功率不足的控制的處理內(nèi)容的流程圖。
[0023]圖8是分別關(guān)于適用了本發(fā)明涉及的一系列的控制處理的情況和不適用的情況，示意地表示向各部輸出的功率的比例的一例的圖。
[0024]圖9是表示本發(fā)明和比較例中的蓄電裝置的輸出定時(shí)的不同的圖。
[0025]圖10是本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的控制裝置200的功能框圖。
[0026]圖11是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的避免挖掘時(shí)功率不足的控制的處理內(nèi)容的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如下詳細(xì)說(shuō)明的那樣，在本發(fā)明的各實(shí)施方式中，利用由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)而發(fā)電的電力、和蓄積在蓄電裝置(二次電池或電容器)中的電力的至少一方來(lái)驅(qū)動(dòng)行駛電動(dòng)機(jī)而行駛，在車(chē)輛前方設(shè)置有包含鏟斗及舉升臂在內(nèi)的液壓作業(yè)裝置，在這樣的混合動(dòng)力式輪式裝載機(jī)中，具有:用于檢測(cè)所述輪式裝載機(jī)的動(dòng)作的動(dòng)作檢測(cè)器;控制裝置，在基于所述動(dòng)作檢測(cè)器的輸出值推定為所述輪式裝載機(jī)為開(kāi)始挖掘作業(yè)而正在向挖掘?qū)ο笮旭?后述的“(I)前進(jìn)動(dòng)作”)的情況下，所述發(fā)動(dòng)機(jī)及所述蓄電裝置推定輸出過(guò)程中的輸出功率，在該輸出功率小于挖掘作業(yè)所需的目標(biāo)功率時(shí)，與沒(méi)有進(jìn)行所述推定的情況相比使從所述蓄電裝置向所述行駛電動(dòng)機(jī)供給的電力增加，并通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)及所述蓄電裝置使所述發(fā)動(dòng)機(jī)加速到用于輸出所述目標(biāo)功率所需的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0028]在像這樣構(gòu)成的混合動(dòng)力式輪式裝載機(jī)中，所述控制裝置基于所述動(dòng)作檢測(cè)器的輸出值，判定輪式裝載機(jī)是否在進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)的一系列的挖掘動(dòng)作中為了開(kāi)始挖掘作業(yè)而正在向挖掘?qū)ο笮旭?。而且，在所述控制裝置推定為正在通過(guò)輪式裝載機(jī)進(jìn)行該行駛動(dòng)作的情況下，比較所述發(fā)動(dòng)機(jī)及所述蓄電裝置輸出過(guò)程中的功率(輸出功率)和作為為了實(shí)現(xiàn)順暢的挖掘作業(yè)而應(yīng)通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)及所述蓄電裝置輸出的功率的值而預(yù)先設(shè)定或預(yù)先算出的功率(目標(biāo)功率)。其結(jié)果，若判明為輸出功率小于目標(biāo)功率，則與推定為沒(méi)有進(jìn)行所述行駛動(dòng)作的情況相比使從所述蓄電裝置向所述行駛電動(dòng)機(jī)供給的電力增加，并通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)及所述蓄電裝置使所述發(fā)動(dòng)機(jī)加速到用于輸出所述目標(biāo)功率所需的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。像這樣進(jìn)行所述行駛電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)的加速時(shí)，能夠使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的加速能夠利用的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出增加所述行駛電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)中利用了所述蓄