混合動力式輪式裝載機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及并用由發(fā)電機和蓄電裝置產(chǎn)生的電力來行駛的混合動力式輪式裝載機。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，從環(huán)境問題、原油價格升高等方面出發(fā)，對于各工業(yè)產(chǎn)品都加強了節(jié)能要求志向。至今在以柴油發(fā)動機的液壓驅(qū)動系統(tǒng)為中心的作業(yè)車輛(例如，工程車輛、工業(yè)車輛等)的領(lǐng)域中，也存在該傾向，由電動化帶來的高效率化、節(jié)能化的事例日益增加。
[0003]例如，使作業(yè)車輛的驅(qū)動部分電動化的情況下(即驅(qū)動源采用電動馬達(dá)的情況下)，除了尾氣的減少以外，還能夠期待發(fā)動機的高效率驅(qū)動(發(fā)動機搭載的混合動力機種的情況下)、動力傳遞效率的提高、再生電力的回收等大量的節(jié)能效果。在這樣的作業(yè)車輛的領(lǐng)域中，叉車的電動化效果是顯著的，使用電池的電力來驅(qū)動馬達(dá)的所謂的“電瓶叉車”正在實用化。另外，最近，在發(fā)動機式的液壓挖掘機和叉車等中，作為驅(qū)動源組合了柴油發(fā)動機和電動馬達(dá)的“混合動力車輛”開始產(chǎn)品化。而且，作為混合動力化的情況下能夠期待油耗降低效果的作業(yè)車輛，可以列舉輪式裝載機。以往的輪式裝載機例如有如下作業(yè)車輛，一邊經(jīng)由液力變矩器(Torque converter)及變速器(T/Μ)將發(fā)動機的動力傳遞到車輪來進(jìn)行行駛，一邊利用安裝在車輛前方的液壓作業(yè)裝置的鏟斗部分挖掘并運輸砂土等。
[0004]然而，輪式裝載機的典型的作業(yè)方式例如有V字挖掘作業(yè)。在V字挖掘作業(yè)中，輪式裝載機首先相對于砂石堆等的挖掘?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等的運輸車輛前進(jìn)。而且，使鏟斗卸載并將運輸物裝入(放入)運輸車輛之后，再次后退，并返回原位置。車輛如上所述地描繪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，輪式裝載機將發(fā)動機的動力分配給行駛部分和液壓作業(yè)裝置的液壓部分并實施作業(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作，所以需要大的動力。
[0006]另一方面，從單位時間的作業(yè)效率(工作效率)的提高的觀點出發(fā)，在較快的車輛速度下實施這樣的挖掘作業(yè)中的行駛動作的情況下，鏟入挖掘?qū)ο髸r，車輛速度大幅度降低，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變動跟不上車輛速度的變化，在挖掘作業(yè)中，需要功率時，存在發(fā)動機轉(zhuǎn)速不能充分地上升的可能性。像這樣，發(fā)動機轉(zhuǎn)速不能充分地上升的狀態(tài)下，不能從發(fā)動機輸出挖掘所需的動力，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)動機轉(zhuǎn)速上升到所需的轉(zhuǎn)速之后，重新實施挖掘作業(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2008-008183號公報記載的技術(shù)。在該技術(shù)中，在自動駕駛式的輪式裝載機中，事前檢測出接近挖掘?qū)ο笪锏臓顟B(tài)的情況下，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升，由此，通過在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高的狀態(tài)下開始挖掘作業(yè)，避免來自發(fā)動機的動力不足的事態(tài)發(fā)生，實現(xiàn)順暢地向挖掘作業(yè)過渡。
[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2008-008183號公報
[0011]在上述日本特開2008-008183號公報的技術(shù)中，行駛馬達(dá)的驅(qū)動、與液壓作業(yè)裝置相關(guān)的液壓栗的驅(qū)動及發(fā)動機加速等的全部的動力由發(fā)動機負(fù)擔(dān)。由此，即使檢測到挖掘動作，為實現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加而使發(fā)動機動力增加，也由于將該發(fā)動機動力用于行駛馬達(dá)及液壓栗，所以與僅將發(fā)動機動力分配給發(fā)動機的加速的情況相比，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的上升速度是有限制的。由此，根據(jù)挖掘動作檢測時的發(fā)動機轉(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)動機轉(zhuǎn)速上升到目標(biāo)值。另外，還考慮以最大功率使發(fā)動機加速來趕上挖掘作業(yè)這樣的對策，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力式輪式裝載機，在以油耗降低為目的而導(dǎo)入的混合動力式輪式裝載機中，即使是發(fā)動機的轉(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從發(fā)動機輸出所需的功率。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的混合動力式輪式裝載機，利用由發(fā)動機驅(qū)動電動發(fā)電機發(fā)電的電力和蓄積在蓄電裝置中的電力的至少一方驅(qū)動行駛電動機來行駛，在車輛前方具有液壓作業(yè)裝置，其特征在于，具有:用于檢測上述輪式裝載機的動作的動作檢測器;控制裝置，在基于上述動作檢測器的輸出值推定為上述輪式裝載機為了開始挖掘作業(yè)而正在向挖掘?qū)ο笮旭偟那闆r下，推定上述發(fā)動機及上述蓄電裝置輸出過程中的輸出功率，該輸出功率小于挖掘作業(yè)所需的目標(biāo)功率時，與沒有進(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機供給的電力增加，并通過上述發(fā)動機及上述蓄電裝置將上述發(fā)動機加速到用于輸出上述目標(biāo)功率所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，即使在發(fā)動機的轉(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從發(fā)動機輸出所需的功率。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實施方式涉及的混合動力式輪式裝載機的側(cè)視圖。
[0017]圖2是圖1所示的輪式裝載機100的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是表示以往的輪式裝載機的代表性的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0019]圖4是表示輪式裝載機的作業(yè)模式的一例的V字挖掘動作的圖。
[0020]圖5是表示挖掘作業(yè)的前進(jìn)動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)的圖。
[0021]圖6是本發(fā)明的第一實施方式中的控制裝置200的功能框圖。
[0022]圖7是表示本發(fā)明的第一實施方式涉及的避免挖掘時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的不同的圖。
[0025]圖10是本發(fā)明的第二實施方式中的控制裝置200的功能框圖。
[0026]圖11是表示本發(fā)明的第二實施方式涉及的避免挖掘時功率不足的控制的處理內(nèi)容的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]如下詳細(xì)說明的那樣，在本發(fā)明的各實施方式中，利用由發(fā)動機驅(qū)動電動發(fā)電機而發(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驅(qū)動行駛電動機而行駛，在車輛前方設(shè)置有包含鏟斗及舉升臂在內(nèi)的液壓作業(yè)裝置，在這樣的混合動力式輪式裝載機中，具有:用于檢測所述輪式裝載機的動作的動作檢測器;控制裝置，在基于所述動作檢測器的輸出值推定為所述輪式裝載機為開始挖掘作業(yè)而正在向挖掘?qū)ο笮旭?后述的“(I)前進(jìn)動作”)的情況下，所述發(fā)動機及所述蓄電裝置推定輸出過程中的輸出功率，在該輸出功率小于挖掘作業(yè)所需的目標(biāo)功率時，與沒有進(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機供給的電力增加，并通過所述發(fā)動機及所述蓄電裝置使所述發(fā)動機加速到用于輸出所述目標(biāo)功率所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
[0028]在像這樣構(gòu)成的混合動力式輪式裝載機中，所述控制裝置基于所述動作檢測器的輸出值，判定輪式裝載機是否在進(jìn)行挖掘作業(yè)時的一系列的挖掘動作中為了開始挖掘作業(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輪式裝載機進(jìn)行該行駛動作的情況下，比較所述發(fā)動機及所述蓄電裝置輸出過程中的功率(輸出功率)和作為為了實現(xiàn)順暢的挖掘作業(yè)而應(yīng)通過所述發(fā)動機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，則與推定為沒有進(jìn)行所述行駛動作的情況相比使從所述蓄電裝置向所述行駛電動機供給的電力增加，并通過所述發(fā)動機及所述蓄電裝置使所述發(fā)動機加速到用于輸出所述目標(biāo)功率所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。像這樣進(jìn)行所述行駛電動機的驅(qū)動和所述發(fā)動機的加速時，能夠使所述發(fā)動機的加速能夠利用的發(fā)動機輸出增加所述行駛電動機的驅(qū)動中利用了所述蓄