混合动力轮式装载机制造技术

提供能够高效且稳定地供给动力的混合动力轮式装载机。一种混合动力轮式装载机，其在车辆的前方具备正面作业机（5），并且将发动机（1）以及蓄电装置作为动力源，并具有对该动力源的输出进行控制的混合动力控制装置（20），所述混合动力轮式装载机特征在于，具有作为蓄电装置的电容器（11），所述混合动力控制装置控制成随着车辆保有的能量的增加而使所述电容器的电压下降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及混合动力轮式装载机，特别是适用于控制作为蓄电装置的电容器的输出的设备。
技术介绍
近年，由于环境问题、原油价格高涨等原因，针对各工业制品节省能源的意识加强了。目前在以基于柴油机发动机的液压驱动系统为中心的建筑车辆、作业用车辆等的领域中也存在该趋势，基于电动化的高效率化、节能化的事例增加了。例如，在使车辆的驱动部分电动化，即，驱动源为电动马达的情况下，除废气的减少之外，能够期待发动机的高效率驱动(混合动力机种)、动力传递效率的提升、再生电力的回收等诸多的节能效果。在所述的建筑车辆、作业用车辆等的领域中，叉车(fork lift)的电动化发展最快，使用电池的电力来驱动马达的“电池叉车”先于其它车辆较早地被实用化。在最近，紧随其后，在液压挖 掘机、发动机式叉车等中，组合了柴油机发动机与电动马达的“混合动力车辆”开始产品化了。另外，如上所述，在基于电动化的环境对应 节能化进步的建筑机械、作业用车辆中，在混合动力化了的情况下的效果方面估计有比较大的燃耗降低效果的车辆中，有轮式装载机。以往的轮式装载机，如图8所示，作为主要的可动部具有行走部(轮部分)与正面液压作业部(升降机/挖斗部分)，发动机I的动力由转矩转换器(torque converter) 2以及传动装置(T/M) 3传递到轮箍(tire) 13来进行行走，同时通过由液压泵4驱动的车辆正面部的液压作业装置5对砂土等进行挖掘和搬运。在使该以往的轮式装载机的行走驱动部分电动化了的情况下，由于以往使用的转矩转换器的动力传递效率比基于电力的动力传递效率差，因此，相应地，能够使来自发动机的动力传递效率提升。更进一步在轮式装载机中，由于在作业中频繁地重复进行起步和停止的行走动作，因此，在使行走部分电动化了的情况下，希望从行走用电动机制动时的再生电力。像这样，对当前的轮式装载机的驱动装置的一部分施行电动化而成为混合动力化时，一般认为燃耗量可降低10%左右。在这样的作业用车辆的混合动力系统的控制方法中，例如有专利文献I所记载的技术。在该专利文献I中，公开了这样的方式:根据混合动力式作业车辆的噪音水平来选择控制模式。具体来说，关于发动机的低空转状态下的驱动方式，首先将发动机固定为低空转状态，根据需要通过电动马达补充仅靠发动机驱动的泵输出不足的部分，以便成为通过手动油门(hand throttle)所设定的泵输出。接着检查电动马达是否正在驱动，当正在驱动的情况下根据作业机杆的操作信号驱动作业机。此时，如果停止了电动马达，则以一定转速对电动马达进行驱动，通过发动机与电动马达对作业机进行驱动。然后，运算电池的充电量，根据该充电量判断电池是否是空的。并且，当电池为空时输出警告，并且停止电动马达而仅靠发动机的低空转来驱动液压泵。另夕卜，当没有输入作业机杆的操作信号时停止电动马达，当电池为满充电时停止发动机。另外当电池不是满充电时通过发电机进行充电。如上所述，在专利文献I中所记载的技术中，根据车辆的噪音水平来使发动机为低空转(low idle)状态或空转停止(idling stop)状态,能够实现低噪音的驱动方式。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2000-226183号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题记载于所述的专利文献I中的现有技术中，在使发动机为低空转状态后，对电池的充电量进行运算，根据该充电量来判断电池是否是空的。并且，电池为空时输出警告，并且停止电动马达而只通过发动机的低空转驱动液压泵。像这样的情况下，在电池为空的状态下存在这样的可能性:针对作业员的动力要求而产生输出不足，难以以能够满意的速度来驱动作业机械。并且，记载于所述的专利文献I中的现有技术中，在公报中针对崎岖地势起重机(rough terrain crane)与液压挖掘机的混合动力机器有记载,但是该现有技术未必能够直接应用于其他建筑机械。例如，所述轮式装载机在其动作模式中有从发动机的低空转状态(待机状态)一边使正面的挖斗部分上升一边使车辆全加速这一特有的动作模式。在像这样的高负载的动作模式时，当像专利文献I记载的那样只在发动机低空转的状态下驱动轮式装载机时，可能得不到所需要的动作性能。因此，本专利技术的目的在于提供这样的混合动力轮式装载机:在从轮式装载机特有的车辆待机状态进行全加速的高负载动作模式的情况下，也能够稳定地供给动力。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术为一种混合动力轮式装载机，其在车辆的前方具备正面工作机器，并且以发动机和蓄电装置作为动力源，该混合动力轮式装载机具有对该动力源的输出进行控制的混合动力控制装置，所述混合动力轮式装载机的特征在于，具有作为上述蓄电装置的电容器，所述混合动力控制装置控制成，随着车辆保有的能量的增加而降低所述电容器的电压。根据本专利技术，由于能够根据车辆保有的能量而使用电容器的电压，所以能够高效地使用发动机与电容器来对车辆进行驱动。这里，本专利技术的“车辆保有的能量”例如为基于车身行走速度而产生的动能。另外，本专利技术的“车辆保有的能量”也可以为，在基于车身行走速度而产生的动能的基础上，加上基于正面作业机的挖斗高度而产生的势能、基于发动机与电动发电机(motor generator)的转速而产生的旋转能量等的合计而运算出来的能量。另外，本专利技术的“车辆保有的能量”也可以为，针对基于车身行走速度而产生的动能，加上基于正面作业机的挖斗高度而产生的势能、基于发动机与电动机发电机的转速而产生的旋转能量中的任一个而得到的能量。S卩，在上述结构中，优选的是，所述车辆保有的能量由基于车身的行走速度而产生的动能构成，或者由基于所述正面作业机的挖斗高度而产生的势能和基于所述发动机以及所述电动机发电机的转速而产生的旋转能量中的至少一方与所述动能相加而得到的能量构成。另外，在上述结构中，优选这样的结构，所述混合动力控制装置控制成，在进行通常的作业动作的通常动作模式与使所述车辆待机的车辆待机模式，所述电容器的电压相对于所述车辆保有的能量的特性不同，并且控制成，在所述通常动作模式中，在所述车辆保有的能量为预先设定的低输出值(例如，相当于图7的车辆保有的能量min (最小值))的情况下，使所述电容器的电压为比最高使用电压值(例如，相当于图7的Vcmax)小、且比最低使用电压值(例如，相当于图7的Vcmin)大的第I特定电压值(例如,相当于图7的Vcl),在所述车辆保有的能量处于所述低输出值的状态持续了预定时间的情况下，所述混合动力控制装置控制成将所述电容器的电压从第I特定电压值升高至所述最高使用电压值，然后，将所述发动机的转速下降到空转状态的转速并转移到所述车辆待机模式。根据这样的结构，由于在车辆的待机状态下将电容器的电压上升到最高使用电压值，因此，即使针对从车辆的待机状态进行全加速这样的轮式装载机特有的高负载的动作模式，也能从电容器供给稳定的动力。然而，当一边将电容器的电压从第I特定电压值上升到最高使用电压值、与此同时一边将发动机的转速下降到空转状态的转速时，存在在该途中若车辆突然起步则得不到足够的输出的情况。但是，根据本专利技术，由于电容器的电压上升到最高使用电压值后，将发动机的转速下降到空转状态的转速，因此，即使在车辆突然起步的情况下也能得到足够的输出。另外，在上述结构中，优选这样的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.17 JP 2010-2094641.一种混合动力轮式装载机， 在车辆的前方具有正面作业机，并且以发动机、电动机发电机、以及蓄电装置为动力源，该混合动力轮式装载机具有对该动力源的输出进行控制的混合动力控制装置， 所述混合动力轮式装载机的特征在于， 具有作为所述蓄电装置的电容器， 所述混合动力控制装置控制成，随着车辆保有的能量的增加而使所述电容器的电压下降。2.根据权利要求1所述的混合动力轮式装载机，其特征在于， 所述车辆保有的能量由基于车身的行走速度而产生的动能构成，或者由基于所述正面作业机的挖斗高度而产生的势能和基于所述发动机以及所述电动机发电机的转速而产生的旋转能量中的至少一方与所述动能相加而得到的能量构成。3.根据权利要求1或2所述的混合动力轮式装载机，其特征在于， 所述混合动力控制装置控制成，在进行通常的作业动作的通常动作模式与使所述车辆待机的车辆待机...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子悟，伊君高志，森木秀一，伊藤德孝，柳本裕章，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：
国别省市：