工程机械制造技术

提供一种能够实现良好的复合操作性的工程机械。混合动力挖掘机包括：由来自液压泵(16b)的液压油驱动的动臂油缸(10)；由来自液压泵(16b)的液压油驱动的回转液压马达(5)；与回转液压马达(5)机械连接的回转电动马达(6)；控制回转电动马达(6)的动作的逆变器(19)；将用于控制回转电动马达(6)的电动转矩或发电转矩的转矩指令值向逆变器(19)输出的控制器(21)。控制器(21)具有转矩指令值运算部(24)，其在被输入操作杆装置(15a)的回转操作量信号和操作杆装置(15b)的动臂上提操作量信号、且判断为回转液压马达(5)的负载压力高于动臂油缸(10)的负载压力时，将回转电动马达(6)的发电转矩的转矩指令值向逆变器(19)输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工程机械
本专利技术涉及挖掘机等工程机械，尤其涉及用独立的液压泵分别驱动回转液压马达和动臂油缸、且并用回转液压马达和回转电动马达作为回转执行机构的工程机械。
技术介绍
在液压挖掘机中，已知有用同一液压泵驱动回转液压马达和动臂油缸，且仅使用回转液压马达作为回转执行机构的机械(换言之，不使用回转电动马达)。在该液压挖掘机中，相对于同一泵线路而言，回转方向控制阀和动臂方向控制阀并联连接。并且，在回转和动臂上提的复合操作时，来自液压泵的液压油流入回转液压马达和动臂油缸中的负载压力较低一方，通过对负载压力较高的一方也流入与负载压力较低一方的液压油相同压力的液压油，从而使回转液压马达的负载压力(回转负载压力)与动臂油缸的负载压力(动臂负载压力)相平衡。由此，实现良好的复合操作性。对此详细说明，在动臂负载压力较低的情况下(具体而言，铲斗为空载状态的情况下、动臂用操作装置的操作量较小的情况下等)，与动臂负载压力相配地将回转负载压力调整得较低，由此抑制回转速度。在动臂负载压力较高的情况下(具体而言，铲斗为载货状态的情况下、动臂用操作装置的操作量较大的情况下等)，与动臂负载压力相配地将回转负载压力调整得较高，因此与动臂负载压力较低的情况相比，回转速度变快。这样与动臂负载压力相应地自动调整回转负载压力，进而回转速度被自动调整，因此实现良好的复合操作性。另一方面，已知有用独立的液压泵分别驱动回转液压马达和动臂油缸、且并用回转液压马达和回转电动马达作为回转执行机构的混合动力挖掘机(例如，参照专利文献1的第二实施方式)。回转电动马达具有作为辅助回转液压马达的电动机的功能、和作为发电机的功能。需要说明的是，在专利文献1中，在使回转电动马达作为电动机而驱动的情况下，与回转电动马达的转矩增加的量相应地，使回转液压马达的转矩减少。此外，已知有用同一液压泵驱动回转液压马达和动臂油缸、且并用回转液压马达和回转电动马达作为回转执行机构的混合动力挖掘机(例如，参照专利文献2)。在专利文献2中，在回转和动臂上提的复合操作时，在存在动臂负载的情况下(铲斗为载货状态的情况下)，为了与动臂速度的降低相配合地使回转速度降低，使回转电动马达作为发电机而驱动。即，随着动臂负载变大，增大回转电动马达的发电转矩(负的转矩)的绝对值，减少回转液压马达和回转电动马达的合计转矩。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-162861号公报(参照图10)专利文献2：日本特开2015-155615号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1的第二实施方式的混合动力挖掘机(即，用独立的液压泵分别驱动回转液压马达和动臂油缸、且并用回转液压马达和回转电动马达作为回转执行机构的工程机械)还有如下这样的改善余地。在专利文献1的第二实施方式的混合动力挖掘机中，通过用独立的液压泵分别驱动回转液压马达和动臂油缸，与用同一泵驱动回转液压马达和动臂油缸的情况不同，不产生分流损失，能够谋求节能。但是，即使从回转的单独操作转移为回转和动臂上提的复合操作，回转速度也不发生变化。而且，在回转和动臂上提的复合操作时，即使动臂油缸的负载压力发生变动，回转速度也不发生变化。习惯于上述的以往的液压挖掘机(即，用同一泵驱动回转液压马达和动臂油缸、且仅使用回转液压马达作为回转执行机构的工程机械)的操作员，在从回转的单独操作转移为回转和动臂上提的复合操作时，希望回转速度变慢。此外，在回转和动臂上提的复合操作时，希望相应于动臂负载的变化而回转速度自动变化。因此，在混合动力挖掘机的复合操作性方面可能感觉到不协调感。顺便提及，在上述的以往的液压挖掘机中的回转和动臂上提的复合操作性方面，如图13中所示，具有动臂负载越大则回转转矩(回转液压马达的转矩)越大的特性。但是，在专利文献2的混合动力挖掘机中的回转和动臂上提的复合操作性方面，如图14中所示，具有动臂负载越大则回转转矩(回转液压马达和回转电动马达的合计转矩)越小的特性。因此，假若对于专利文献1的第二实施方式的混合动力挖掘机采用专利文献2的技术，则无法实现上述的以往的液压挖掘机中的回转和动臂上提的复合操作性。本专利技术的目的在于：在用独立的液压泵分别驱动回转液压马达和动臂油缸且并用回转液压马达和回转电动马达作为回转执行机构的工程机械中，实现与用同一液压泵驱动回转液压马达和动臂油缸且仅使用回转液压马达作为回转执行机构的工程机械同样的、回转和动臂上提的复合操作性。用于解决课题的技术方案为了达到上述目的，本专利技术提供一种工程机械，包括：行驶体；回转体，其以能够回转的方式设于所述行驶体上；作业装置，其包括以能够在上下方向转动的方式连结于所述回转体的动臂、斗杆及铲斗；由原动机驱动的第一液压泵及第二液压泵；动臂油缸，其由来自所述第二液压泵的液压油驱动而驱动所述动臂；回转液压马达，其由来自所述第一液压泵的液压油驱动而驱动所述回转体；回转电动马达，其与所述回转液压马达机械连接；逆变器，其控制所述回转电动马达的动作；控制器，其运算用于控制所述回转电动马达的电动转矩及发电转矩的转矩指令值并向所述逆变器输出；第一操作杆装置，其指示所述回转体的动作；以及第二操作杆装置，其指示所述动臂的动作，在所述工程机械中，所述控制器具有转矩指令值运算部，在被输入所述第一操作杆装置的回转操作量信号和所述第二操作杆装置的动臂上提操作量信号、且判断为所述回转液压马达的负载压力高于所述动臂油缸的负载压力时，所述转矩指令值运算部向所述逆变器输出所述回转电动马达的发电转矩的转矩指令值。专利技术效果根据本专利技术，在用独立的液压泵分别驱动回转液压马达和动臂油缸且并用回转液压马达和回转电动马达作为回转执行机构的工程机械中，能够实现与用同一液压泵驱动回转液压马达和动臂油缸且仅使用回转液压马达作为回转执行机构的工程机械同样的、回转和动臂上提的复合操作性。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式中的混合动力挖掘机的构造的立体图。图2是表示本专利技术的第一实施方式中的混合动力挖掘机的执行机构驱动控制系统的构成的概略图。图3是表示本专利技术的第一实施方式中的控制器的处理功能的框图。图4是表示本专利技术的第一实施方式中的控制器的电动转矩运算部的详情的框图。图5是表示本专利技术的第一实施方式中的控制器的增益运算部的详情的框图。图6是用于说明本专利技术的第一实施方式的动作的流程图。图7是表示本专利技术的第二实施方式中的控制器的处理功能的框图。图8是用于说明本专利技术的第二实施方式的动作的流程图。图9是表示本专利技术的第三实施方式中的控制器的处理功能的框图。图10是用于说明本专利技术的第三实施方式的动作的流程图。图11是表示本专利技术的第四实施方式中的控制器的处理功能的框图。图12是表示本专利技术的第五实施方式中的控制器的处理功能的框图。图13是用于说明以往的液压挖掘机中的动臂上提和回转的复合操作性的特性图。图14是用于说明专利文献2的混合动力挖掘机中的动臂上提和回转的复合操作性的特性图。具体实施方式参照附图说明本专利技术的第一实施方式。图1是表示本实施方式中的混合动力挖掘机的构造的立体图。本实施方式的混合动力挖掘机包括：行驶体1、以能回转的方式设置于行驶体1上的回转体2、与回转体2的前部连结的作业装置3。行驶体1通过未图示的行驶液压马达的驱动而行驶。回转体2通过回转装置4而回转。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程机械，包括：行驶体；回转体，其以能够回转的方式设于所述行驶体上；作业装置，其包括以能够在上下方向转动的方式连结于所述回转体的动臂、斗杆及铲斗；由原动机驱动的第一液压泵及第二液压泵；动臂油缸，其由来自所述第二液压泵的液压油驱动而驱动所述动臂；回转液压马达，其由来自所述第一液压泵的液压油驱动而驱动所述回转体；回转电动马达，其与所述回转液压马达机械连接；逆变器，其控制所述回转电动马达的动作；控制器，其运算用于控制所述回转电动马达的电动转矩及发电转矩的转矩指令值并向所述逆变器输出；第一操作杆装置，其指示所述回转体的动作；以及第二操作杆装置，其指示所述动臂的动作，所述工程机械的特征在于，所述控制器具有转矩指令值运算部，在被输入所述第一操作杆装置的回转操作量信号和所述第二操作杆装置的动臂上提操作量信号、且判断为所述回转液压马达的负载压力高于所述动臂油缸的负载压力时，所述转矩指令值运算部向所述逆变器输出所述回转电动马达的发电转矩的转矩指令值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.30 JP 2016-1942111.一种工程机械，包括：行驶体；回转体，其以能够回转的方式设于所述行驶体上；作业装置，其包括以能够在上下方向转动的方式连结于所述回转体的动臂、斗杆及铲斗；由原动机驱动的第一液压泵及第二液压泵；动臂油缸，其由来自所述第二液压泵的液压油驱动而驱动所述动臂；回转液压马达，其由来自所述第一液压泵的液压油驱动而驱动所述回转体；回转电动马达，其与所述回转液压马达机械连接；逆变器，其控制所述回转电动马达的动作；控制器，其运算用于控制所述回转电动马达的电动转矩及发电转矩的转矩指令值并向所述逆变器输出；第一操作杆装置，其指示所述回转体的动作；以及第二操作杆装置，其指示所述动臂的动作，所述工程机械的特征在于，所述控制器具有转矩指令值运算部，在被输入所述第一操作杆装置的回转操作量信号和所述第二操作杆装置的动臂上提操作量信号、且判断为所述回转液压马达的负载压力高于所述动臂油缸的负载压力时，所述转矩指令值运算部向所述逆变器输出所述回转电动马达的发电转矩的转矩指令值。2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，包括：第一操作检测器，其检测所述第一操作杆装置的回转操作量信号；和第二操作检测器，其检测所述第二操作杆装置的动臂上提操作量信号，所述转矩指令值运算部根据所述第一操作杆装置的回转操作量信号和所述第二操作杆装置的动臂上提操作量信号分别推定所述回转液压马达的负载压力和所述动臂油缸的负载压力，在该推定的所述回转液压马达的负载压力高于所推定的所述动臂油缸的负载压力时，判断为所述回转液压马达的负载压力高于所述动臂油缸的负载压力。3.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于，包括：检测所述回转液压马达的负载压力的第一压力检测器，所述控制器还具有负载修正部，所述负载修正部使用由所述第一压力检测器检测到的所述回转液压马达的负载压力，对所述转矩指令值运算部的判断结果进行修正。4.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于，包括：检测所述回转液压马达的负载压力的第一压力检测器、和检测所述动臂油缸的负载压力的第二压力检测器，所述控制器还具有负载修正部，所述负载修正部使用由所述第一压力检测器检测出的所述回转液压马达的负载压力和由所述第二压力检测器检测出的所述动臂油缸的负载压力，对所述转矩指令值运算部的判断结果进行修正。5.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，包括：检测所述第一操作杆装置的回转操作量信号的第一操作检测器、和检测所述第二操作杆装置的动臂上提操作量信号的第二操作检测器，所述转矩指令值运算部具有：电动转矩运算部，其基于所述第一操作杆装置的回转操作量信号，运算所述回转电动马达的电动转矩；复合操作判定部，其通过所述第一操作杆装置的回转操作量信号和所述第二操作杆装置的动臂上提操作量信号，来判断是否进行着回转和动臂上提的复合操作；增益运算部，其基于所述第一操作杆装置的回转操作量信号和所述第二操作杆装置的动臂上提操作量信号，运算增益；以及转矩指令值修正部，在由所述复合操作判定部判定为未进行回转和动臂上提的复合操作的情况下，所述转矩指令值修正部设定由所述电动转矩运算部运算出的电动转矩来作为向所述逆变器输出的转矩指令值，在由所述复合操作判定部判定为进行着回转和动臂上提的复合操作的情况下，所述转矩指令值修正部设定由所述电动转矩运算部运算出的电动转矩与由所述增益运算部运算出的增益相乘而得的值，作为向所述逆变器输出的转矩指令值，所述增益运算部进行如下处理：根据所述第一操作杆装置的回转操作量信号运算所述回转液压马达的负载压力的推定值的处理；根据所述第二操作杆装置的动臂上提操作量信号运算所述动臂油缸的负载压力的推定值的处理；以及，在所述回转液压马达的负载压力的推定值低于所述动臂油缸的负载压力的推定值的情况下运算正的增益，而在所述回转液压马达的负载压力的推定值高于所述动臂油缸的负载压力的推定值的情况下运算负的增益的处理，在所述增益运算部运算出的增益为正的情况下，所述转矩指令值修正部通过对由所述电动转矩运算部运算出的电动转矩乘以所述正的增益，由此运算所述回转电动马达的电动转矩的转矩指令值，而在所述增益运算部运算出的增益为负的情况下，所述转矩指令值修正部通过对由所述电动转矩运算部运算出的电动转矩乘以所述负的增益，由此运算所述回转电动马达的发电转矩的转矩指令值。6.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于，所述增益运算部在所述回转液压马达的负载压力的推定值高于所述动臂油缸的负载压力的推定值的情况下，以随着所述回转液压马达的负载压力的推定值与所述动臂油缸的负载压力的推定值的压差变大而使负的增益的绝对值变大的方式进行运算。7.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于，包括检测所述回转液压马达的负载压力的第一压力检测器，所述控制器还具有负载修正部，所述负载修正部使用限制增益运算表而根据所述回转液压马达的负载压力的检测值运算限制增益，并选择该限制增益或由所述增益运算部运算出的增益，由此对增益进行修正，所述转矩指令值修正部在由所述复合操作判定部判定为进行着回转和动臂上提的复合操作的情况下，设定对由所述电动转矩运算部运算出的电动转矩乘以由所述负载修正部修正后的增益而得的值，作为向所述逆变器输出的转矩指令值。8.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于，包括：检测所述回转液压马达的负载压力的第一压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：石原新士，井村进也，西川真司，天野裕昭，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP