[發明專利]作業機械的驅動控制系統、具備該驅動控制系統的作業機械以及該作業機械的驅動控制方法

有效

• 申請號: 201480018429.1
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN105102826B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 弓達陽治;巖邊和也;村岡英泰
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社
• 主分類號: F15B11/00
• 分類號: F15B11/00;E02F9/22;F15B11/02;F15B21/14
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙)31261
• 代理人: 曹芳玲

技術領域

本發明涉及使液壓馬達和電動機協作而使作業機械的結構體旋轉驅動的作業機械的驅動控制系統、具備該驅動控制系統的作業機械以及該作業機械的驅動控制方法。

背景技術

油壓挖掘機以及起重機等的作業機械是公知的作業機械，對于這些作業機械，通過使挖掘機以及起重機等的作業設備進行動作，以此可以進行各種作業。又，這些作業機械具有形成為可行駛的結構的下部體，在其上設置有安裝有挖掘機以及起重機等作業設備的上部旋轉體。上部旋轉體形成為相對于下部體可旋轉的結構，從而改變作業設備的方向。像這樣構成的上部旋轉體形成為可以通過驅動控制系統旋轉驅動的結構。

驅動控制系統的一個示例記載于專利文獻1。專利文獻1的驅動控制系統具備電動機和油壓馬達。電動機以及油壓馬達相互協作并使上部旋轉體旋轉，它們的輸出轉矩由控制裝置控制。控制裝置在使上部旋轉體旋轉時，計算出從電動機能夠輸出的轉矩（即，最大轉矩）并且從電動機輸出該最大轉矩，進一步地將剩余的轉矩從油壓馬達輸出。像這樣，通過使油壓馬達和電動機協作并使上部旋轉體旋轉，以此在專利文獻1的驅動控制系統中，減少驅動油壓馬達所需的能量。

現有技術文獻：

專利文獻：

專利文獻1：日本特開2012-62653號公報。

發明內容

發明要解決的問題：

在專利文獻1的驅動控制系統中，在使上部旋轉體旋轉時，從旋轉開始時至儲存在蓄電器中的電力耗盡為止以最大轉矩連續驅動電動機，對于無法從電動機輸出的轉矩由油壓馬達補充。然而，在以最大轉矩驅動電動機時電力效率較差，如果在該狀態下連續驅動電動機，則儲存在蓄電器中的電力立刻耗盡而電動機的驅動被停止。這樣一來，由油壓馬達單獨進行的驅動時間變長，其結果是驅動油壓馬達所需的能量的減少效果降低。

因此，本發明的目的是提供能夠使驅動液壓馬達所需的能量進一步減少的作業機械的驅動控制系統。

解決問題的手段：

本發明的作業機械的驅動控制系統具備：儲存電力的蓄電裝置；從所述蓄電裝置接收電力的供給而工作，使作業機械的結構體旋轉的電動機；調節從所述蓄電裝置向所述電動機供給的電力，以與供給的所述電力相對應的轉矩驅動所述電動機的電動機驅動裝置；接收工作液的供給而工作，與所述電動機協作而使所述結構體旋轉的液壓馬達；調節流入所述液壓馬達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應的轉矩驅動所述液壓馬達的工作液供給裝置；用于輸入所述結構體的目標旋轉速度的輸入裝置；和決定用于使所述結構體加速至所述目標旋轉速度的目標轉矩，并且以使所述電動機和所述液壓馬達的轉矩總和達到所述目標轉矩的形式控制所述電動機驅動裝置以及所述工作液供給裝置的動作的驅動控制裝置；所述驅動控制裝置在使所述結構體加速至所述目標旋轉速度時，以能夠用高效率轉矩驅動所述電動機的形式控制所述電動機驅動裝置的動作，且以由液壓馬達輸出從所述目標轉矩減去所述高效率轉矩而得到的剩余轉矩的形式控制所述工作液供給裝置的動作，所述高效率轉矩是在達到所述目標旋轉速度為止的各旋轉速度下得到最高的電力效率的轉矩。

根據本發明，可以使電動機以較高的電力效率工作，因此可以抑制電動機驅動時的蓄電裝置的電力使用量。借助于此，與現有技術相比，可以使結構體加速時的電動機的驅動時間變長，可以進一步減少為了驅動輔助性地使用的液壓馬達所需的耗能。

在上述發明中，優選的是所述驅動控制裝置存儲基于所述電動機和所述電動機驅動裝置進行設定且與轉矩和旋轉速度相關的等效率曲線，還存儲所述結構體達到所述目標旋轉速度為止的各旋轉速度與對于該各旋轉速度而言效率最高的所述等效率曲線的切點、即高效率轉矩，并且以使所述電動機以所述高效率轉矩進行驅動的形式控制所述電動機驅動裝置的動作。

根據上述結構，基于表示輸出的機械能（旋轉速度×轉矩）相對由電動機以及電動機驅動裝置消耗的電能（電力=電流×電壓）的比率的電力效率的等效率曲線，以使電動機以高效率轉矩進行驅動的形式控制，因此可以抑制電動機驅動時的蓄電裝置的電力使用量。借助于此，與現有技術相比，可以使結構體加速時的電動機的驅動時間變長。