作业车的控制系统、控制方法和作业车转让专利

申请号 : CN201580002509.2

文献号 : CN105705704B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 竈门光彦

申请人 : 株式会社小松制作所

摘要 :

作业车的控制系统具有温度检测部和控制器。温度检测部检测电驱动系统的温度。在温度检测部检测到的电驱动系统的温度高于规定的第一阈值,并且可动体的操作部件位于中立位置时,控制器限制电动马达的输出。即使电驱动系统的温度高于第一阈值,在可动体的操作部件被操作时,控制器不对电动马达的输出进行限制。

权利要求 :

1.一种作业车的控制系统,所述作业车具有可动体和包含使所述可动体进行动作的电动马达的电驱动系统,所述作业车的控制系统特征在于,具有:温度检测部,检测所述电驱动系统的温度;

控制器,在所述温度检测部检测到的所述电驱动系统的温度比规定的第一阈值高,并且,所述可动体的操作部件位于中立位置时,限制所述电动马达的输出,即使所述电驱动系统的温度比所述第一阈值高,在所述可动体的操作部件被操作时,所述控制器也不对所述电动马达的输出进行限制。

2.如权利要求1所述的作业车的控制系统,其特征在于,在所述电驱动系统的温度高于比所述第一阈值高的第二阈值时,与所述可动体的操作部件的位置无关,所述控制器对所述电动马达的输出进行限制。

3.如权利要求1或2所述的作业车的控制系统,其特征在于,在所述电动马达的输出的限制中,在所述电驱动系统的温度低于比所述第一阈值低的解除阈值时,所述控制器解除对所述电动马达的输出的限制。

4.如权利要求3所述的作业车的控制系统,其特征在于,在所述电动马达的输出的限制中,即使所述电驱动系统的温度低于所述解除阈值,在所述可动体的操作部件被操作时,所述控制器继续对所述电动马达的输出进行限制,在所述电动马达的输出的限制中,在所述电驱动系统的温度低于所述解除阈值,并且所述可动体的操作部件位于中立位置时,解除对所述电动马达的输出的限制。

5.如权利要求1或2所述的作业车的控制系统,其特征在于,在所述电驱动系统的温度高于规定的第一阈值时,所述控制器增大用于冷却所述电驱动系统的冷却风扇的输出。

6.如权利要求1或2所述的作业车的控制系统,其特征在于,所述控制器至少能够将所述电动马达的控制模式在第一控制模式和第二控制模式之间切换,在所述第一控制模式中,与根据所述可动体的操作部件的操作量的输出相比,所述控制器更限制所述电动马达的输出,在所述第二控制模式中,所述控制器根据所述可动体的操作部件的操作量控制所述电动马达的输出,在执行所述第二控制模式中,在所述电驱动系统的温度高于所述第一阈值时,所述控制器将所述电动马达的控制模式由所述第二控制模式切换至所述第一控制模式。

7.如权利要求6所述的作业车的控制系统,其特征在于,所述作业车具有:液压泵、被从所述液压泵排出的工作油驱动的工作装置,在所述第一控制模式中,所述控制器根据所述液压泵的排出压限制所述电动马达的输出。

8.如权利要求1或2所述的作业车的控制系统,其特征在于,所述温度检测部检测所述电动马达的温度。

9.如权利要求1或2所述的作业车的控制系统,其特征在于,所述电驱动系统具有连接于所述电动马达的电力控制装置,所述温度检测部检测所述电力控制装置的温度。

10.一种作业车的控制方法,所述作业车具有可动体和包含使所述可动体进行动作的电动马达的电驱动系统,所述作业车的控制方法的特征在于,具有:接收表示所述电驱动系统的温度的信号的步骤;

判定所述温度检测部检测到的所述电驱动系统的温度是否高于规定的第一阈值的步骤;

在所述温度检测部检测到的所述电驱动系统的温度高于规定的第一阈值,并且未接收到所述可动体的操作指示时,向所述电动马达输出指令信号,以限制所述电动马达的输出的步骤,即使所述电驱动系统的温度高于所述第一阈值,在接收到所述可动体的操作指示时,不对所述电动马达的输出进行限制。

11.一种作业车,其特征在于,具有:

可动体;

包含使所述可动体进行动作的电动马达的电驱动系统;

检测所述电驱动系统的温度的温度检测部,

在所述温度检测部检测到的所述电驱动系统的温度高于规定的第一阈值,并且所述可动体的操作部件位于中立位置时,所述电动马达的输出被限制,即使所述电驱动系统的温度高于所述第一阈值,在所述可动体的操作部件被操作时,不对所述电动马达的输出进行限制。

12.如权利要求11所述的作业车,其特征在于,所述电驱动系统具有:

储存由所述电动马达再生的电力的蓄电装置;

连接于所述电动马达和所述蓄电装置的电力控制装置。

说明书 :

作业车的控制系统、控制方法和作业车

技术领域

[0001] 本发明涉及作业车的控制系统、控制方法和作业车。

背景技术

[0002] 作业车上设置有具有旋转体等可动体的装置。例如,专利文献1中的作业车具有液压泵和液压马达。在专利文献1的作业车中,通过利用从液压泵排出的工作油驱动液压马达,而使旋转体旋转。
[0003] 另一方面,如专利文献2所示,近年来开发出了代替液压马达而具有电动马达的混合动力型的作业车。在混合动力型的作业车中,利用电动马达使旋转体旋转。电动马达通过例如蓄电装置中储存的电力被驱动。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:(日本)特开2010-285828号公报
[0007] 专利文献2:(日本)专利第5044727号公报

发明内容

[0008] 发明要解决的技术课题
[0009] 在混合动力型的作业车中,在电动马达的输出变大时,有可能导致包括电动马达在内的电驱动系统的温度上升而过热。另一方面,在电动马达的输出变大时,如果停止电动马达,就无法再继续进行作业。
[0010] 本发明的课题在于,在作业车中,在保持使作业能够继续的同时,抑制电驱动系统的过热。
[0011] 用于解决技术课题的技术方案
[0012] 第一方式为具有可动体和包含使可动体进行动作的电动马达的电驱动系统的作业车的控制系统。控制系统具有温度检测部和控制器。温度检测部检测电驱动系统的温度。在温度检测部检测到的电驱动系统的温度比规定的第一阈值高,并且,可动体的操作部件位于中立位置时,控制器限制电动马达的输出。即使电驱动系统的温度比第一阈值高,在可动体的操作部件被操作时,控制器也不对电动马达的输出进行限制。
[0013] 在本方式的控制系统中,在电驱动系统的温度上升,并高于第一阈值时,电动马达的输出被限制。由此,能够抑制电驱动系统的温度上升,并抑制过热的产生。另外,电动马达并非完全停止,而是电动马达的输出被限制。因此,虽然可动体的速度被抑制,但作业能够继续进行。
[0014] 另外,可动体的操作部件被操作时,不限制电动马达的输出。因此,在操作部件的操作过程中,能够抑制可动体的动作发生变化。由此,能够抑制在操作部件的操作过程中给操作人员带来的不舒适感。
[0015] 在电驱动系统的温度高于比第一阈值高的第二阈值时,与可动体的操作部件的位置无关,控制器可以对电动马达的输出进行限制。在这种情况下,能够迅速抑制电驱动系统的温度的上升,从而抑制过热的产生。
[0016] 在限制电动马达的输出的过程中,在电驱动系统的温度低于比第一阈值低的解除阈值时,控制器可以解除对电动马达的输出的限制。在这种情况下,在发生过热的可能性降低时,能够恢复可动体的速度。
[0017] 在限制电动马达的输出的过程中,即使电驱动系统的温度比解除阈值低,在操作可动体的操作部件被操作时,控制器可以继续对电动马达的输出进行限制。在对电动马达的输出进行限制的过程中,在电驱动系统的温度低于解除阈值,并且,可动体的操作部件位于中立位置时,控制器可以解除对电动马达的输出的限制。在这种情况下,在操作部件的操作过程中,可以抑制可动体的动作发生变化。由此,能够抑制在操作部件的操作过程中给操作人员带来的不舒适感。
[0018] 在电驱动系统的温度高于规定的第一阈值时,控制器也可以增大用于冷却电驱动系统的冷却风扇的输出。在这种情况下,由于冷却风扇能够增大电驱动系统的冷却能力,所以能够抑制过热的产生。
[0019] 控制器也可以使电动马达的控制模式至少能够在第一控制模式与第二控制模式之间切换。在第一控制模式中,与根据可动体的操作部件的操作量的输出相比,控制器可以更限制电动马达的输出。在第二控制模式中,控制器可以根据可动体的操作部件的操作量对电动马达的输出进行控制。在第二控制模式的执行过程中,在电驱动系统的温度高于第一阈值时,控制器也可以将电动马达的控制模式从第二控制模式切换到第一控制模式。
[0020] 在这种情况下,在第二控制模式中,以高输出使可动体进行动作。另外,在第二控制模式的执行过程中,在电驱动系统的温度高于第一阈值时,通过将控制模式切换到第一控制模式,能够限制电动马达的输出。由此,能够抑制过热的产生。
[0021] 作业车可以具有,液压泵;通过从液压泵排出的工作油驱动的工作装置。在第一控制模式中,控制器可以根据液压泵的排出压限制电动马达的输出。在这种情况下,在第一控制模式中,能够获得与通过液压驱动可动体的作业车相同的操作感。另外,在第一控制模式中,与第二控制模式相比,能够限制电动马达的输出。
[0022] 温度检测部可以检测电动马达的温度。
[0023] 电驱动系统可以具有连接于电动马达的电力控制装置。温度检测部可以检测电力控制装置的温度。
[0024] 第二方式为一种具有可动体和包含使可动体进行动作的电动马达的电驱动系统的作业车的控制方法。控制方法具有第一至第三步骤。在第一步骤中,接收表示电驱动系统的温度的信号。在第二步骤中,判定温度检测部检测到的电驱动系统的温度是否高于规定的第一阈值。在第三步骤中,在温度检测部检测到的电驱动系统的温度高于规定的第一阈值,并且,没有接收到可动体的操作指示时,向电动马达输出指令信号,以限制电动马达的输出。在第三步骤中,电驱动系统的温度即使高于第一阈值,在没有接收到可动体的操作指示时,不对电动马达的输出进行限制。
[0025] 在本方式的控制方法中,在电驱动系统的温度上升并高于第一阈值时,电动马达的输出被限制。由此,能够抑制电驱动系统的温度上升,从而抑制过热的产生。另外,电动马达并非完全停止,而是电动马达的输出被限制。因此,可动体的速度虽然被抑制,但是能够使作业继续进行。另外,在接收到可动体的操作指示时,不对电动马达的输出进行限制。因此,在操作部件的操作过程中,能够抑制可动体的动作发生变化。由此,能够抑制在操作部件的操作过程中给操作人员带来的不舒适感。
[0026] 第三方式为一种作业车。作业车具有可动体和电驱动系统。电驱动系统包含使可动体进行动作的电动马达。温度检测部检测电驱动系统的温度。在温度检测部检测到的电驱动系统的温度高于规定的第一阈值,并且,可动体的操作部件位于中立位置时,电动马达的输出被限制。即使电驱动系统的温度高于第一阈值,在可动体的操作部件被操作时,电动马达的输出不被限制。
[0027] 在本实施方式的作业车中,电驱动系统的温度上升,并在规定的第一阈值以上时,电动马达的输出被限制。由此,能够抑制电驱动系统的温度上升,抑制过热的产生。另外,电动马达并非完全停止,而是电动马达的输出被限制。因此,可动体的速度虽然被抑制,但是能够使作业继续进行。另外,在可动体的操作部件被操作时,电动马达的输出不被限制。因此,在操作部件的操作过程中,能够抑制可动体的动作发生变化。由此,能够抑制在操作部件的操作过程中给操作人员带来的不舒适感。
[0028] 电驱动系统可以具有蓄电装置和电力控制装置。蓄电装置可以存储利用电动马达再生的电力。电力控制装置可以连接于电动马达和蓄电装置。在这种情况下,在电驱动系统的温度高于规定的第一阈值时,由于电动马达的输出被限制,所以可动体的速度被降低。由于可动体的速度被降低,所以能够抑制利用电动马达再生的电力。由此,能够抑制再生的电力过剩而导致的过热的产生。
[0029] 发明效果
[0030] 根据本发明,在作业车中,能够使作业继续进行,并能够抑制电驱动系统的过热。

附图说明

[0031] 图1是实施方式的作业车的立体图。
[0032] 图2是表示作业车的大致结构的示意图。
[0033] 图3是表示发动机输出转矩线和泵吸收转矩线的图。
[0034] 图4是表示复合操作时的第一控制模式与第二控制模式的液压泵的输出的图。
[0035] 图5是表示作业车的控制系统的框图。
[0036] 图6是表示旋转电动马达的控制的流程图。
[0037] 图7是表示过热抑制控制中HB温度与降低要求的关系的图。
[0038] 图8是过热抑制控制中的状态迁移图。

具体实施方式

[0039] 参照下图对本实施方式的作业车进行说明。图1是实施方式的作业车100的立体图。在本实施方式中,作业车100是液压挖掘机。作业车100具有车辆主体1和工作装置4。
[0040] 车辆主体1具有行驶体2和旋转体3。行驶体2具有一对行驶装置2a、2b。各行驶装置2a、2b具有履带2d、2e。行驶装置2a、2b通过驱动履带2d、2e使作业车100行驶。
[0041] 旋转体3载置于行驶体2上。旋转体3被安装为相对于行驶体2能够旋转。旋转体3由后述的旋转电动马达32(参照图2)驱动而旋转。旋转体3上安装有驾驶室5。旋转体3具有发动机室16。发动机室16配置在驾驶室5的后方。发动机室16中收容有后述的发动机21和液压泵25等设备。
[0042] 工作装置4安装在旋转体3上。工作装置4具有大臂7、小臂8、作业装置9、大臂缸10、小臂缸11和装置缸12。大臂7的基端部能够摆动地地连结于旋转体3。大臂7的前端部能够摆动地地连结于小臂8的基端部。小臂8的前端部能够摆动地地连结于作业装置9。
[0043] 大臂缸10、小臂缸11和装置缸12是利用从后述的液压泵25排出的工作油驱动的液压执行机构。大臂缸10使大臂7动作。小臂缸11使小臂8动作。装置缸12使作业装置9动作。通过驱动这些液压缸10、11、12,驱动工作装置4。需要说明的是,在本实施方式中作业装置9可以是铲斗、破碎机或者碾碎机等其他装置。
[0044] 图2是表示作业车100的大致结构的示意图。发动机21是例如柴油发动机。通过调整向发动机21的液压缸内喷射的燃料量控制发动机21的输出马力。这种调整通过由控制器40发出的指令信号控制付设于发动机21的燃料喷射泵22的电子调速器23进行。作为调速器
23,一般通过采用全速(オールスピード)控制方式的调速器,根据负荷调整发动机转速和燃料喷射量,以使发动机转速成为后述的目标转速。即,调速器23消除增减燃料喷射量,以消除目标摆动数和实际的发动机摆动数之间的偏差。
[0045] 发动机21的实际转速由发动机转速传感器24检测。发动机转速传感器24检测到的发动机转速,作为检测信号被输入到后述的控制器40。
[0046] 发动机21的输出轴上连结有液压泵25的驱动轴。液压泵25由发动机21的输出轴的摆动而被驱动。液压泵25是可变容量型的液压泵。斜板26的倾转角的变化使液压泵25的容量变化。
[0047] 泵控制阀27通过从控制器40输入的指令信号进行动作,经由伺服活塞控制液压泵25。泵控制阀27控制斜板26的倾转角,以使液压泵25的排出压和液压泵25的容量的积不超过与从控制器40输入泵控制阀27的指令信号的指令值(指令电流值)对应的泵吸收转矩。
即,泵控制阀27根据被输入的指令电流值控制液压泵25的输出转矩。
[0048] 从液压泵25排出的工作油,通过工作装置控制阀28供给到液压执行机构10-12。具体地,工作油供给到大臂缸10、小臂缸11、装置缸12。由此,大臂缸10,小臂缸11,装置缸12分别被驱动,大臂7、小臂8、作业装置9动作。
[0049] 液压泵25的排出压由排出压检测部39检测。排出压检测部39检测出的液压泵25的排出压作为检测信号输入到控制器40。
[0050] 工作装置控制阀28是具有与各液压执行机构10-12对应的多个控制阀的流量方向控制阀。工作装置控制阀28控制供给到液压执行机构10-12的工作油的流量。
[0051] 作业车100具有电驱动系统20。电驱动系统20具有发电电动马达29、电力控制装置33、旋转电动马达32和蓄电装置34。
[0052] 发电电动马达29连结于发动机21的输出轴。发电电动马达29进行发电作用和电动作用。发电电动马达29通过电力控制装置33连接于旋转电动马达32和蓄电装置34。通过发电电动马达29进行发电作用使蓄电装置34储存电力。
[0053] 蓄电装置34将电力供给到旋转电动马达32。在发电电动马达29进行电动作用时,蓄电装置34向发电电动马达29供给电力。旋转电动马达32通过从蓄电装置34供给电力而被驱动,使上述旋转体3旋转。本实施方式中的蓄电装置34为电容器。需要说明的是,不限于电容器,也可以采用电池等其他的蓄电装置。
[0054] 发电电动马达29的转矩由控制器40控制。控制发电电动马达29进行发电作用时,发动机21产生的输出转矩的一部分被传递到发电电动马达29的驱动轴,并吸收发动机21的转矩,从而进行发电。
[0055] 发电电动马达29产生的交流电力由电力控制装置33转换为直流电力并供给到蓄电装置34。在发电电动马达29被控制为进行电动作用时,蓄电装置34中存储的直流电力由电力控制装置33转换为交流电力并供给到发电电动马达29。
[0056] 由此,发电电动马达29的驱动轴被摆动驱动,发电电动马达29产生转矩。该转矩从发电电动马达29的驱动轴传递到发动机21的输出轴,加到发动机21的输出转矩。发电电动马达29的发电量(吸收转矩量),电动量(辅助量;产生转矩量)根据控制器40发出的指令信号被控制。
[0057] 在发电电动马达29进行了发电作用的情况下,电力控制装置33将发电的电力,或者存储在蓄电装置34的电力转换为适合旋转电动马达32的具有所希望的电压、频率、相数的电力,并供给到旋转电动马达32。需要说明的是,在旋转体3的旋转动作被减速或被制动的情况下,旋转体3的动能通过旋转电动马达32转换为电能。该电能作为再生电力存储到蓄电装置34,或者作为使发电电动马达29的电动作用的电力被供给。
[0058] 在本实施方式中,电力控制装置33是逆变器。但是,电力控制装置33也可以是逆变器以外的装置。
[0059] 在驾驶室5中安装有操作装置51-53和输入装置43。操作装置51-53具有第一操作装置51、第二操作装置52和目标转速设定装置53。
[0060] 为了使旋转体3动作,操作人员操作第一操作装置51。第一操作装置51具有例如操作杆等操作部件。表示第一操作装置51的操作方向和操作量的操作信号输入到控制器40。即,根据相对于第一操作装置51的中立位置的操作方向和操作量,将表示右旋转操作量或者左旋转操作量的旋转操作信号输入到控制器40。
[0061] 控制器40根据第一操作装置51的操作量,控制从蓄电装置34供给到旋转电动马达32的电力。由此,旋转体3以对应于第一操作装置51的操作量的速度旋转。另外,旋转体3向着对应于第一操作装置51的操作方向的方向旋转。
[0062] 根据操作方向,第一操作装置51也可以兼用作小臂8的操作装置。例如,也可以将第一操作装置51的左右方向的操作分配到小臂8的操作,前后方向的操作分配到旋转体3的操作。在这种情况下,上述工作装置控制阀28根据第一操作装置51的操作量变更控制小臂缸11的控制阀的开口面积。由此,以对应于第一操作装置51的操作量的速度使小臂8动作。小臂缸11根据第一操作装置51的操作方向伸缩。
[0063] 为了使大臂7动作,操作人员操作第二操作装置52。第二操作装置52具有例如操作杆等操作部件。表示第二操作装置52的操作方向和操作量的操作信号输入控制器40。即,根据相对于第二操作装置52的中立位置的操作方向和操作量,将表示大臂提升操作量或者大臂下降操作量的大臂操作信号输入到控制器40。
[0064] 工作装置控制阀28根据第二操作装置52的操作量变更控制大臂缸10的控制阀的开口面积。由此,以对应于第二操作装置52的操作量的速度使大臂7动作。另外,大臂缸10根据第二操作装置52的操作方向伸缩。
[0065] 根据操作方向,第二操作装置52也可以兼用作作业装置9的操作装置。例如,也可以将第二操作装置52的左右方向的操作分配到大臂7的操作,将前后方向的操作分配到作业装置9的操作。在这种情况下,工作装置控制阀28根据第二操作装置52的操作量变更控制装置缸12的控制阀的开口面积。由此,以根据第二操作装置52的操作量的速度使作业装置9动作。另外,装置缸12根据第二操作装置52的操作方向伸缩。
[0066] 目标转速设定装置53是用于设定发动机21的目标转速的装置。目标转速设定装置53具有例如表盘(ダイヤル)等操作部件。通过操作目标转速设定装置53,操作人员能够手动设定发动机21的目标转速。目标转速设定装置53的操作内容作为操作信号输入到控制器
40。
[0067] 输入装置43具有表示发动机转速等作业车100的信息的表示装置的功能。另外,输入装置43具有触摸板式的显示屏,具有作为被操作人员操作的输入装置的功能。输入装置43的操作内容作为操作信号输入到控制器40。
[0068] 控制器40通过具有RAM、ROM等存储部42和CPU等运算部41的计算机实现。进行编程,使控制器40控制发动机21和液压泵25。需要说明的是,控制器40也可以由多个计算机实现。
[0069] 控制器40基于图3的P1或者E1所示的发动机输出转矩线对发动机21进行控制。发动机输出转矩线表示发动机21根据转速能够输出的转矩上限值。即,发动机输出转矩线规定发动机转速与发动机21的输出转矩的最大值的关系。调速器23控制发动机21的输出,以使发动机21的输出转矩不超过发动机输出转矩线。发动机输出转矩线存储在控制器40的存储部42。
[0070] 控制器40将指令信号发送到调速器23,使发动机转速成为所设定的目标转速。图3的FH表示目标转速成为最大目标转速NH时的最高速调节线。图3的F1表示目标转速是小于NH的N1时的调节线。像这样,控制器40根据所设定的目标转速变更发动机输出转矩线。
[0071] 控制器40根据发动机21的目标转速计算液压泵25的目标吸收转矩。该目标吸收转矩设定为发动机21的输出马力与液压泵25的吸收马力平衡。控制器40根据如图3的Lp所示的泵吸收转矩线计算目标吸收转矩。泵吸收转矩线规定发动机转速和液压泵25的吸收转矩的关系,存储于控制器40的存储部42。
[0072] 另外,控制器40根据所设定的作业模式选择发动机输出转矩线。作业模式由输入装置43设定。作业模式中有P模式和E模式。
[0073] P模式是发动机21的输出转矩大,作业性能优秀的作业模式。在P模式中,选择图3所示的第一发动机输出转矩线P1。第一发动机输出转矩线P1相当于例如发动机21的额定或者最大的动力输出。
[0074] E模式是发动机21的输出转矩小于P模式,耗油量优秀的作业模式。在E模式中,选择如图3所示的第二发动机输出转矩线E1。在第二发动机输出转矩线E1中,发动机21的输出转矩小于第一发动机输出转矩线P1。
[0075] 在本实施方式的作业车100中,操作人员能够上述P模式中选择多个控制模式。多个控制模式具有第一控制模式和第二控制模式。在第二控制模式中,控制器40通过第一发动机输出转矩线P1控制发动机21。在第一控制模式中,后述的液压泵25的输出被降低,与此配合地,发动机的输出转矩被降低。即,在第二控制模式中,液压泵25的输出被增大为大于第一控制模式。
[0076] 图4是表示在复合操作时,第一控制模式和第二控制模式的液压泵25的输出的图。图5是表示作业车100的控制系统200的框图。需要说明的是,在图4中虽然例示了大臂提升和旋转的复合操作,但是复合操作也可以是其他的液压执行机构的操作与旋转的操作的组合。
[0077] 图4中的Tmax是指通过上述泵吸收转矩所确定的液压泵25的最大输出。如图4所示,在第一控制模式中,液压泵25的输被降低为比最大输出Tmax小的值T1。该降低量dT由将旋转电动马达32的输出换算成液压泵25的输出的旋转泵输出确定。具体地,降低量dT利用以下式1表示。
[0078] 式1
[0079] dT=Ls×α
[0080] α是规定的增益。在第一控制模式中,α被设定为1,或者1附近的值。Ls是旋转泵输出。旋转泵输出Ls利用以下的式2表示。
[0081] 式2
[0082]
[0083] Nm是旋转电动马达32的转速。旋转电动马达32的转速Nm由图2和图5所示的马达转速检测部54检测。控制器40从马达转速检测部54接收表示转速Nm的检测信号。
[0084] Tm是旋转电动马达32的输出转矩。旋转电动马达32的输出转矩Tm由图2和图5所示的马达转矩检测部55检测。控制器40从马达转矩检测部55接收表示旋转电动马达32的输出转矩Tm的检测信号。Ρ是考虑了液压损失的效率,设定有规定值。
[0085] 像以上这样,在第一控制模式中,液压泵25的输出被降低为比最大输出Tmax小的值T1。控制器40向泵控制阀27输出指令信号,该指令信号作为液压泵25的输出对应于小于最大输出Tmax的值T1。
[0086] 如图4所示,在第二控制模式中,不进行第一控制模式中的对液压泵25输出的降低,为将最大输出Tmax作为液压泵25的输出。即,在第二控制模式中,与第一控制模式相比,复合操作时的液压泵25的输出增大了相当于降低量dT的量。在第二控制模式中,通过最大输出Tmax驱动大臂缸10。
[0087] 具体地,在第二控制模式中,液压泵25的输出根据第一操作装置51和第二操作装置52的操作量确定。最大输出Tmax是根据第一操作装置51和第二操作装置52的操作量确定的液压泵25的输出的最大值。控制器40将与Tmax对应的指令信号作为液压泵25的输出,输出到泵控制阀27。
[0088] 需要说明的是,在旋转电动马达32不被操作并且仅有大臂缸10被操作的单独操作时,最大输出Tmax作为液压泵25的输出的最大值。
[0089] 其次,对第一控制模式和第二控制模式中旋转电动马达32的控制进行说明。图6是表示旋转电动马达32的控制的流程图。
[0090] 在步骤S1中,判断第一控制模式是否被选择。操作人员通过操作输入装置43,能够设定第一控制模式和第二控制模式中的任意一个。控制器40从输入装置43接收表示被选择的控制模式的选择信号,将被选择的该控制模式设定为复合操作时的控制模式。在步骤S1中,如果第一控制模式被选择,进入步骤S2。在步骤S1中,如果第一控制模式未被选择,即,选择了第二控制模式时,进入步骤S6。
[0091] 在步骤S1中,如果第一控制模式被选择,在步骤S2至S4中,对旋转电动马达32的输出进行限制。具体地,在步骤S2中,检测液压泵25的排出压。液压泵25的排出压由排出压检测部39检测。控制器40接收表示液压泵25的排出压的检测信号。
[0092] 在步骤S3中,计算马达输出的上限Tm1。控制器40根据液压泵25的排出压确定马达输出的上限Tm1。例如,液压泵25的排出压越小,控制器40使马达输出的上限Tm1越小。
[0093] 其次,在步骤S4中,确定马达输出指令值。控制器40将由第一操作装置51的操作量确定的马达输出Tm2和上述马达输出的上限Tm1中小的一方确定为马达输出指令值。即,在第一控制模式中,控制器40根据液压泵25的排出压将旋转电动马达32的输出限制在马达输出的上限Tm1以下。
[0094] 并且,在步骤S5中,控制器40向电力控制装置33输出与马达输出指令值对应的指令信号。
[0095] 在由液压马达使旋转体旋转的以往的液压旋转型的作业车中,液压泵25的输出被分配到液压马达和其他的液压执行机构。根据液压泵25的排出压确定被分配到液压马达的液压泵25的输出。因此,如上所述,通过确定第一控制模式的马达输出的上限Tm1,能够得到与液压旋转型的作业车的旋转用的液压泵25的输出同等的旋转电动马达32的输出。
[0096] 在步骤S1中,如果选择第二控制模式,不进行步骤S2至S4这样的对旋转电动马达32的输出的限制。因此,在步骤S6中,控制器40将通过第一操作装置51的操作量确定的马达输出Tm2确定为马达输出指令值。
[0097] 并且,在步骤S5中,控制器40向电力控制装置33输出与马达输出指令值对应的指令信号。由此,如图4中的虚线所示,在第二控制模式中,能够得到第一控制模式的旋转电动马达32的输出以上的旋转电动马达32的输出。
[0098] 需要说明的是,在第二控制模式中,控制器40不进行对应于液压泵25的排出压的旋转电动马达32的输出限制,但是,不排除根据蓄电装置34的电力余量等对旋转电动马达32的输出进行限制。
[0099] 接着,对为了抑制电驱动系统20的过热的过热抑制控制进行说明。在操作人员选择第二控制模式时,不进行上述的旋转电动马达32的输出的限制,旋转电动马达32的输出根据第一操作装置51的操作量被确定。但是,控制器40监视电驱动系统20的温度,根据电驱动系统20的温度限制旋转电动马达32的输出。由此,抑制电驱动系统20的过热。
[0100] 需要说明的是,在以下的说明中,第二控制模式中确定的旋转电动马达32的输出大于第一控制模式中确定的旋转电动马达32的输出时,进行过热抑制控制的旋转电动马达32的输出的限制。即,在第二控制模式中根据第一操作装置51的操作量确定的旋转电动马达32的输出小于第一控制模式中确定的旋转电动马达32的输出的情况下,可以不进行旋转电动马达32的输出的限制。在这种情况下,控制器40可以将表示对应于第一操作装置51的操作量确定的旋转电动马达32的输出的指令信号输出到电驱动系统20。
[0101] 图7是过热抑制控制中的状态迁移图。在图7中,使作业车100的控制状态从第一状态向第六状态迁移。在图7中,“控制模式”表示由控制器40执行的控制模式。但是,操作人员所选择的控制模式,即输入装置43所选择的控制模式是第二控制模式。
[0102] 在“控制模式”为“第二控制模式”时,控制器40根据上述第二控制模式确定马达输出指令值,向电力控制装置33输出对应于马达输出指令值的指令信号。在“控制模式”为“第一控制模式”时,控制器40根据上述第一控制模式确定马达输出指令值,向电力控制装置33输出对应于马达输出指令值的指令信号。
[0103] “操作状态”表示为了操作旋转体3的第一操作装置51的操作位置。“操作状态”为“操作中”,表示第一操作装置51位于表示右旋转或者左旋转操作位置。“操作状态”为“中立”,表示第一操作装置51位于中立位置。
[0104] “HB温度”表示电驱动系统20的温度。如图2和图5所示,作业车100具有检测电驱动系统20的温度的温度检测部35。温度检测部35检测电力控制装置33的温度。
[0105] 在本实施方式中,温度检测部35为电流计,检测包含在电力控制装置33的IGBT等元件的电流值。由于电力控制装置33的温度根据电力控制装置33的元件的电流值变化,所以通过检测电力控制装置33的元件的电流值,温度检测部35能够检测电力控制装置33的温度。需要说明的是,温度检测部35是热敏电阻,也可以直接检测电力控制装置33的温度。控制器40从温度检测部35接收表示HB温度的信号。
[0106] “降低要求”表示由控制器40判定的降低要求的级别。此处的“降低”是指旋转电动马达32的输出限制。降低要求的级别包括“无”,“要求1”和“要求2”。图8是表示降低要求和HB温度的关系的图。
[0107] 如图8所示,控制器40根据HB温度确定降低要求。控制器40判定HB温度是否高于第一阈值T1。另外,判定HB温度是否高于第二阈值T2。在HB温度在第一阈值T1以下时,控制器40将降低要求确定为“无”。降低要求为“无”,表示不进行旋转电动马达32的输出的限制。
[0108] 在HB温度在第一阈值T1以上,并且在第二阈值T2以下时,控制器40将降低要求确定为“要求1”。在HB温度高于第二阈值T2,并且在第三阈值T3以下时,控制器40将降低要求确定为“要求2”。降低要求为“要求1”和“要求2”,表示对旋转电动马达32的输出进行限制。
[0109] 但是,降低要求为“要求1”时,不立刻实施对旋转电动马达32的输出的限制,在第一操作装置51回到中立位置时实施旋转电动马达32的输出的限制。另一方面,降低要求为“要求2”时,不管第一操作装置51的位置如何,立刻实施对旋转电动马达32的输出的限制。
[0110] 需要说明的是,HB温度高于第三阈值T3时,控制器40使旋转电动马达32停止。即,HB温度高于第三阈值T3时,控制器40使旋转体3的旋转停止。
[0111] 如图7所示,“降低状态”表示是否实施了旋转电动马达32的输出限制。“降低状态”为“无”,表示没有实施旋转电动马达32的输出限制。“降低状态”为“实施”,表示正在实施旋转电动马达32的输出限制。
[0112] “风扇旋转”表示冷却风扇36的旋转控制的状态。如图5所示,作业车100具有冷却风扇36。冷却风扇36生成通过电力控制装置33的周围的冷却风,由此冷却电力控制装置33。
[0113] “风扇旋转”为“自动”时,控制器40根据发动机21的冷却水的温度、工作油的温度或者电驱动系统20的温度控制冷却风扇36的输出。例如,控制器40向冷却风扇36输出指令信号,使这些温度越高,冷却风扇的输出越大。
[0114] “风扇旋转”为“Max”时,与上述温度无关,冷却风扇36的输出为规定的最大值。由此,在“风扇旋转”为“Max”时,与“风扇旋转”为“自动”时相比,冷却风扇36的输出增大。
[0115] 如图7所示,在第一状态中,“操作状态”为“操作中”。因此,在第一状态中,旋转电动马达32被驱动,旋转体3旋转。但是,在第一状态中,HB温度在第一阈值T1以下。如图8所示,HB温度在第一阈值T1以下时,控制器40将降低要求确定为“无”。因此,不进行旋转电动马达32的输出的限制。即,如图7所示,在第一状态中,控制模式维持第二控制模式。另外,“风扇旋转”设定为“自动”。
[0116] 在第一状态中,由于不进行旋转电动马达32的输出的限制,旋转体3的速度加快时,HB温度上升。如图8所示,HB温度高于第一阈值T1时,控制器40将降低要求确定为“要求1”。但是,在降低要求が为“要求1”的情况下,如图7的第二状态所示,“操作状态”为“操作中”时,即使HB温度超过第一阈值T1,控制器40不实施降低要求。因此,降低状态为“无”。即,即使HB温度高于第一阈值T1,在“操作状态”为“操作中”时,控制器40将控制模式维持在第二控制模式。但是,在第二状态中,“风扇旋转”切换为“Max”。
[0117] 之后,在降低要求为“要求1”的状态下,在“操作状态”返回到“中立”时,如图7中的第三状态所示,降低状态为“实施”。即,在HB温度高于第一阈值T1,并且,“操作状态”为“中立”时,控制模式由第二控制模式切换到第一控制模式。由此,如图4所示,实施对旋转电动马达32的输出的限制。需要说明的是,在第三状态下,“风扇旋转”维持在“Max”。
[0118] 在降低要求为“要求1”,降低状态为“实施”的状态下,即使“操作状态”由“中立”切换到“操作中”,如图7的第四状态所示,降低状态维持在“实施”。即,即使HB温度高于第一阈值T1,并且,“操作状态”为“操作中”,在旋转电动马达32的输出的限制已经实施的情况下,维持旋转电动马达32的输出的限制。另外,在第四状态下,“风扇旋转”维持在“Max”。
[0119] 如图8所示,在旋转电动马达32的输出的限制中,在HB温度低于比第一阈值T1小的解除阈值T0时,控制器40将降低要求确定为“无”。
[0120] 但是,即使HB温度低于解除阈值T0,在“操作状态”为“操作中的情况下,如图7的第五状态所示,降低状态维持在“实施”。即,即使HB温度低于解除阈值T0,在“操作状态”为“操作中”的情况下,控制器40将控制模式维持在第一控制模式,维持旋转电动马达32的输出的限制。另外,在第五状态下,“风扇旋转”维持在“Max”。
[0121] 在HB温度低于解除阈值T0的状态下,在“操作状态”切换为“中立”时,如图7的第六状态所示,降低状态切换为“无”。即,在HB温度低于解除阈值T0,并且,“操作状态”为“中立”的情况下,控制器40将控制模式由第一控制模式切换至第二控制模式,解除旋转电动马达32的输出的限制。另外,在第六状态下,由“风扇旋转”切换至“自动”。
[0122] 以上说明的本实施方式的作业车100中,在HB温度上升并高于第一阈值T1时,控制器40将控制模式由第二控制模式切换至第一控制模式。由此,旋转电动马达32的输出被限制,抑制旋转体3的旋转速度。其结果是,能够抑制HB温度的上升,并能够抑制电驱动系统20中过热的产生。
[0123] 例如,在旋转体3的旋转速度被抑制时,由旋转电动马达32再生的电力被抑制。由此,由于再生的电力过多,抑制过热的产生。
[0124] 或者,通过限制旋转电动马达32的输出,能够抑制输入到旋转电动马达32的电力。由此,由于输入到旋转电动马达32的电力过多,抑制过热的产生。
[0125] 另外,旋转电动马达32的输出被限制,但是第一控制模式中旋转电动马达32的输出被控制。因此,旋转体3的旋转速度被限制,能够使旋转体3旋转,继续进行作业。
[0126] HB温度即使高于第一阈值T1,在第一操作部件51被操作时,控制器40不进行对旋转电动马达32的输出的限制。在HB温度高于第一阈值T1,并且,第一操作部件51位于中立位置时,控制器40进行对旋转电动马达32的输出的限制。由此,能够抑制操作中旋转体3突然减速等旋转体3的动作变化。由此,能够抑制在操作中给操作人员带来的不舒适感。
[0127] 在HB温度高于第二阈值T2时,与第一操作部件51的位置无关,控制器40进行对旋转电动马达32的输出的限制。因此,能够立刻抑制HB温度的上升,能够抑制过热的产生。
[0128] 在旋转电动马达32的输出的限制中,在HB温度低于解除阈值T0时,控制器40解除旋转电动马达32的输出的限制。在这种情况下,能够在抑制过热的产生的同时,使旋转体3快速旋转。
[0129] 在旋转电动马达32的输出的限制中,即使HB温度低于解除阈值T0,在第一操作部件51被操作时,控制器40继续进行对旋转电动马达32的输出的限制。在旋转电动马达32的输出的限制中,在HB温度低于解除阈值T0,并且,第一操作部件51位于中立位置时,控制器40解除对旋转电动马达32的输出的限制。由此,能够抑制操作中旋转体3突然加速等旋转体
3的动作变化。由此,能够抑制在操作中给操作人员带来的不舒适感。
[0130] 在HB温度高于第一阈值T1时,控制器40增大冷却风扇36的输出。由此,通过由冷却风扇36冷却电驱动系统20,能够抑制过热的产生。
[0131] 以上对本发明的一个实施方式进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式的内容,在不脱离发明内容的范围内可以做出各种变更。
[0132] 控制器40不限于安装在作业车100的情况,也可以安装在作业车100的外部。或者,上述控制器40的功能的一部分也可以由作业车100外部的装置执行。
[0133] 在上述实施方式中,在第一控制模式中,液压泵25的输出比在第二控制模式中低。但是,在第一控制模式与第二控制模式中,液压泵25的输出可以被同样控制。
[0134] 在上述实施方式中,通过将控制模式由第二控制模式切换到第一控制模式,限制旋转电动马达32的输出。但是,在同样的控制模式中,也可以限制旋转电动马达32的输出。例如,在第二控制模式中,在HB温度超过第一阈值T1时,也可以维持液压泵25的输出,限制旋转电动马达32的输出。
[0135] 控制模式不限于第一控制模式与第二控制模式,也可以包括三个以上的控制模式。
[0136] 温度检测部35不限于电力控制装置33,也可以检测电驱动系统20的其他装置的温度。例如,温度检测部35也可以检测旋转电动马达32的温度。
[0137] 可动体不限于旋转体,也可以是其他的部件。例如,在工作装置由电动马达驱动的情况下,可动体也可以是工作装置。
[0138] 工业实用性
[0139] 根据本发明,在作业车中,能够在使作业可以继续的同时抑制电驱动系统的过热。
[0140] 附图标记说明
[0141] 3  旋转体
[0142] 32  电动马达
[0143] 20  电驱动系统
[0144] 100  作业车
[0145] 200  控制系统
[0146] 35  温度检测部
[0147] 40  控制器
[0148] 25  液压泵
[0149] 4  工作装置
[0150] 33  电力控制装置
[0151] 34  蓄电装置