[发明专利]作业机械的驱动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于作业机械的驱动装置的控制方法，详细来说，涉及通过油压马达和电动机驱动结构体的作业机械的驱动控制方法。

背景技术

以往，油压单斗挖掘机、起重机、轮式装载机、推土机等的动力机械类（在本说明书和权利要求书中，将这样的动力机械类（重型器械）统称为“作业机械”）被使用于土木·建设工程等。例如，若以图7所示的油压单斗挖掘机100为例子进行说明，在油压单斗挖掘机100中，在下部行驶体101的上部设有上部旋转体（结构体）102，该上部旋转体102具备发动机和驾驶席、前端设置铲斗103的臂（bucket）104、连接于臂104上的吊杆（boom）105等。该吊杆105通过吊杆油缸106上升。因此，上部旋转体102成为大型的重量物。在作业时通过操作驾驶席的遥控器，使该上部旋转体102在上述下部行驶体101的上部旋转。又，吊杆105等在上下方向上驱动以通过前端的铲斗103进行各种作业。

在这样的作业机械中，具备驱动上部旋转体102和吊杆105等的多台油压泵，通过单独从各个油压泵供给的工作油或根据条件合流从各个油压泵供给的工作油而得到大的驱动力。又，近年，也提出了通过具备油压马达和电动机的驱动装置旋转的上部旋转体102。

例如，作为具备这种驱动装置的作业机械，有具备设置以油压马达为驱动源的油压单元、和以电动机为驱动源的电动单元，在旋转时通过操纵器和变换器控制电动机，用其转矩（torque）协助油压单元的驱动装置的作业机械（例如，参照专利文献1）。在该作业机械中，在驱动装置的稳定旋转时和减速时，对电动机发挥再生作用，以将再生电力储存至蓄电器中。又，作为驱动装置的控制手段，是在旋转时求出所需的转矩，在该所需转矩超过设定值时从电动机中输出必要的转矩。也就是说，利用电动单元协助油压单元，通过边确保整体所需的最大转矩边调整电动单元的协助部分，产生必要的转矩。又，上述控制手段形成为利用设置于油压马达回路上的泄压阀以朝着缩短泄压时间的方向，来控制电动机的输出转矩的结构。

此外，作为其他的现有技术，有具备具有复合油压执行器和电动·发电机的驱动力的驱动力复合机构的混合型驱动装置的建设机械。在该机械中，设置用于有效利用制动时产生的能量的连通阀（旁通阀），使旋转体的惯性能量在电动·发电机上作为电能高效率地再生（例如，参照专利文献2）。在该现有技术中，作为设定油压执行器的驱动力，和与协同动作该油压执行器的电动·发电机的驱动力的比率的设定手段，使用内置于油压马达上的泄压阀。

又，作为其他的现有技术，也有检测油压执行器的两端口的压差，对与油压马达并设的电动·发电机执行关联于该压差的转矩指令的技术（例如，参照专利文献3）。在该现有技术中，形成用油压马达和电动·发电机的驱动·制动转矩之和驱动控制旋转体的结构。此外，为了使驱动时与制动时相比油压马达的输出转矩的比例变大，设置控制油压马达的驱动·停止时的最高驱动压力的泄压阀，使该泄压阀的起动加速时的工作压力比减速停止时的工作压力更高。

现有技术文献：

专利文献1：日本国特开2005-290882号公报；

专利文献2：日本国特开2008-291522号公报；

专利文献3：日本国特开2008-63888号公报。

发明内容

发明要解决的问题

然而，作为作业机械中的结构体的动作，例如，像利用上述油压单斗挖掘机100的沙土挖掘装填作业等那样，急剧地加速、减速上述旋转体102的作业很多。因此，以所期望的速度旋转上述那样的大型的重量物的作为惯性体的上部旋转体102时，加速且较大地操作遥控阀的情况较多。

但是，在上述专利文献1的作业机械中，由于使遥控阀的二次侧压直接作用于调节阀的先导孔来进行流量控制，因此在利用旋转操作时的大型调节阀的操作而旋转加速时调节阀较大地打开，来自油压泵的全部排出压力油流入油压马达回路。而且，由于该流入油是即使如上所述在油压马达回路上使用具有升压缓冲功能的泄压阀，在作为惯性体的上部旋转体达到所期望的旋转速度之前，其部分仅作为驱动油压马达的动力使用，剩余部分从泄压阀中泄压，由此能量利用效率降低。这样的能量利用效率的低下，是由于旋转加速时能量消耗量增大而产生大的能量损失因而明显。这样的能量利用效率的低下，在加速驱动旋转体以外的结构体的驱动装置中也会同样发生。

又，由于控制手段形成为仅在旋转时所需的转矩超过要求值时从电动机中输出必要的转矩的结构，因此在连续需要比较小的转矩的操作条件下，有可能无法充分确保电动机工作的时间。因而，也可能产生无法充分利用蓄电的电能的情况。