建築機械的動力控制裝置的製作方法
2023-06-11 16:04:41 2
專利名稱：建築機械的動力控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及液壓挖掘機和起重機等建築機械的動力控制裝置。
背景技術：
由日本特開2000-96627號公報和日本特開2001-41069號公報公開了一種具備在預先設定的自動停止條件(例如，打開對操作者的乘降口進行開閉的門杆，並且，操作作業用致動器的操作杆為無操作狀態)成立時使發動機自動停止的自動停止功能的建築機械。
在具有該自動停止功能、且、在駕駛室(座艙)中搭載了空氣調節裝置(空調)的建築機械中，由於空調的壓縮機直接連結於發動機，所以，當發動機自動停止時，便不再能夠驅動壓縮機，不久就會失去空調的冷卻能力。因此，例如在夏季，當在作業途中不切斷操作就離開建築機械的操作者不久後返回時，座艙內的溫度已上升，舒適度不能得到維持，操作者不能馬上進入到座艙內並再次進行作業，所以存在作業效率降低的問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種即使在沒有進行切斷操作就離開了建築機械的操作者返回時、也能適當地進行座艙內的空氣調節的建築機械的動力控制裝置。
本發明為一種建築機械的動力控制裝置，所述建築機械備有發動機、由該發動機的動力驅動的致動器、在不需要驅動該致動器時使發動機自動停止的發動機停止機構、和進行駕駛室內的空氣調節的空氣調節裝置，其特徵在於，所述動力控制裝置備有發動機動力要否判斷機構，判斷是否需要發動機的動力；空氣調節裝置工作檢測機構，檢測空氣調節裝置是否處於工作中；空氣調節裝置工作維持機構，在該空氣調節裝置工作檢測機構檢測出空氣調節裝置為工作中時，即使上述發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時，也至少維持空氣調節裝置的最低限度的工作狀態。
根據該構成，當由空氣調節裝置工作檢測機構檢測為空氣調節裝置處於工作中時，即使由發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時，也可至少維持空氣調節裝置的最低限度的工作狀態，所以不會失去空氣調節裝置的冷卻能力。因此，即使不進行切斷操作就離開了建築機械的操作者不久返回，也可維持駕駛室內的舒適度，能夠馬上開始作業，所以提高了作業效率。
上述空氣調節裝置由發動機的動力驅動，並且，上述空氣調節裝置工作維持機構，在空氣調節裝置工作檢測機構檢測出空氣調節裝置處於工作中時，即使在發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時，也阻止發動機停止機構進行的發動機停止。這樣，由該發動機繼續驅動空氣調節裝置，可維持空氣調節裝置的冷卻能力。
備有發生動力比發動機小的輔助動力源，並且，上述空氣調節裝置工作維持機構，在空氣調節裝置工作檢測機構檢測出空氣調節裝置處於工作中時，利用上述輔助動力源的動力對空氣調節裝置進行驅動。這樣，由於用輔助動力源繼續驅動空氣調節裝置，所以可維持空氣調節裝置的冷卻能力。另外，由於發動機與輔助動力源的燃耗存在差異，可實現燃耗的節約。
另一方面，由於空調的送風風扇接受來自於電池的供給而轉動，而所述電池通常由發動機驅動的交流發電機充電，所以即使發動機自動停止該送風風扇也會保持轉動的狀態。這樣，當發動機自動停止時，便不再對電池進行充電，在這樣的狀態下繼續驅動送風風扇，所以會造成過放電，電池耗盡。這時，為了進行電池的充電，最好為如下構成，以使得在長時間作業的情況下也不會中斷。
備有電池，並且上述空氣調節裝置，具有由該電池的供給電力驅動的送風風扇，在上述發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時通過發動機停止機構使發動機自動停止，而且，上述空氣調節裝置工作維持機構，在從該發動機停止起經過規定時間之後使上述送風風扇的工作停止。這時，由於空氣調節裝置的送風風扇繼續轉動的時間內不會使電池耗盡，所以可避免電池耗盡，並且可由該送風維持駕駛室內的舒適度。
另外，備有電池和檢測電池的供給電力的殘餘量的電池供給電力檢測機構，並且上述空氣調節裝置，具有由該電池的供給電力驅動的送風風扇，在上述發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時通過發動機停止機構使發動機停止，而且，上述空氣調節裝置工作維持機構，在上述電池供給電力檢測機構檢測出電池的供給電力的殘餘量小於規定值時停止上述送風風扇的動作。這樣，由於可使空氣調節裝置的送風風扇轉動不耗盡電池的儘量長的時間，所以可避免電池耗盡，並且可由該送風維持駕駛室內的舒適度。
圖1是表示履帶式液壓挖掘機的整體構成的圖。
圖2是圍繞本發明的實施方式1的履帶式液壓挖掘機的動力控制裝置的功能方框圖。
圖3是表示實施方式1的動力控制裝置的動作例的流程圖。
圖4是圍繞本發明的實施方式2的履帶式液壓挖掘機的動力控制裝置的功能方框圖。
圖5是表示實施方式2的動力控制裝置的動作例的流程圖。
圖6是圍繞本發明的實施方式3的動力控制裝置的功能方框圖。
圖7是表示實施方式3的動力控制裝置的動作例的流程圖。
圖8是圍繞本發明的實施方式4的動力控制裝置的功能方框圖。
圖9是表示實施方式4的動力控制裝置的動作例的流程圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發明的幾個實施方式進行說明。
(a)實施方式1圖1為表示履帶式液壓挖掘機的整體構成的圖。如該圖所示，作為建築機械的一例的液壓挖掘機的車體，由下部行駛體1和上部旋轉體2構成，在該上部旋轉體2的前部，起伏自如地安裝有挖掘用附屬裝置3。
下部行駛體1，由左右的履帶構架4及履帶5(都僅圖示單側)構成，由左右的行駛馬達7分別旋轉驅動兩側履帶5而使其行駛。上部旋轉體2，由旋轉構架8、駕駛室(座艙)9、機械室10等構成。其中的座艙9，為保護操作者遠離外部噪音和塵埃等而成為與外部空氣隔斷的大緻密閉結構，為確保其乘坐性而具有圖中省略的空氣調節裝置(空調)等。挖掘用附屬裝置3，具備動臂17、使該動臂17起伏的動臂壓力缸18、鬥杆19、使該鬥杆19轉動的鬥杆壓力缸20、鏟鬥21、使該鏟鬥轉動的鏟鬥壓力缸22。另外，各壓力缸18、20、22分別相當於致動器。
圖2為圍繞本發明實施方式1的履帶式液壓挖掘機的動力控制裝置的功能方框圖。在該圖中，100為發動機，200為空氣調節裝置，300為電池，400為液壓迴路，500為動力控制裝置。
發動機100的輸出由調速器101控制，所以液壓泵102直接連結於發動機100的輸出軸，並且通過同步齒形帶分別連結交流發電機103及壓縮機104。
空調200，例如適當混合暖風和冷風並利用送風風扇201向座艙內吹出，該送風風扇201由送風馬達202驅動。並且，利用發動機冷卻水或另外設置的電加熱器來形成暖風，另外，利用使由壓縮機104壓縮的製冷劑蒸發時的汽化熱來形成冷風。
電池300，例如為蓄電池或ウルトラキヤパシタ(商品名)，這裡由交流發電機103發出的電力進行充電，通過其放電產生的供給電力驅動送風馬達202。另外，雖然未圖示，但利用來自該電池300的供給電力使動力控制裝置500工作。
液壓迴路400，通過座艙9內的操作杆401、402的操作，經由未圖示的控制閥等，利用來自液壓泵102的壓油使動臂壓力缸18、鬥杆壓力缸20、鏟鬥壓力缸22伸縮動作，為檢測該操作信息，設有對根據操作杆401、402的操作而動作的遙控閥403、404的先導壓力進行檢測的壓力傳感器405、406。
動力控制裝置500，還備有發動機控制部(相當於發動機停止機構)510、空調工作中檢測部(相當於空氣調節裝置工作檢測機構)520、發動機動力要否判斷部(相當於發動機動力要否判斷機構)530、送風馬達控制部(相當於空氣調節裝置工作維持機構)540。
其中的空調工作中檢測部520，以空調開關521的接通信號檢測空調200為工作中，並將例如表示空調200為工作中的接通信息發出到發動機動力要否判斷部530和送風馬達控制部540。
發動機動力要否判斷部530，基於作為操作機構的操作杆401、402的操作信息和來自空調工作中檢測部520的工作信息(例如接通信息)來判斷是否需要發動機100的動力。並且，該發動機動力要否判斷部530，在操作杆401、402被操作了的時候，使動臂壓力缸18、鬥杆壓力缸20、鏟鬥壓力缸22動作而進行某些作業，所以判斷為需要發動機100的動力而發出發動機動力需要信號，另一方面，在未操作操作杆401、402時，不進行作業，所以判斷為不需要發動機100的動力而發出發動機動力不需要信號。另外，也可取代操作杆401、402的操作信息，而檢測設置於座艙9的出入口的門杆(安全杆)的開閉，利用該檢測信息進行上述判斷。
發動機控制部510以鑰匙開關511的接通信號來起動發動機100，以斷開信號停止發動機100，另一方面，發動機起動後，基於加速器512的操作信息向調速器101發出指令信號，以對發動機輸出進行控制，並且，接收到來自發動機動力要否判斷部530的發動機動力不需要信號則使發動機100自動停止。
送風馬達控制部540，基於來自發動機動力要否判斷部530的動力要否信息和來自空調工作中檢測部520的接通信息，對送風馬達202的動作進行控制，送風馬達202通過由電池300供給的電力進行動作。
圖3為表示本裝置的動作例的流程圖，下面參照該圖進行說明。首先，當操作者將鑰匙開關511旋轉到開始位置時，發動機控制部510發出開始信號，使發動機100起動(步驟S1)。之後，鑰匙開關511自動返回接通位置，在該位置，當操作者使加速器512從低旋轉到高時，發動機控制部510發出加速信號，使調速器101的設定值變化，由此對發動機輸出進行控制。這裡，若操作者使鑰匙開關511旋轉到斷開位置並施加了手動停止，當然也能夠立即使發動機100停止。
接著，當操作者操作操作杆401、402時，通過壓力傳感器405、406，檢測遙控閥403、404的先導壓力(步驟S2)，並將其輸入到發動機動力要否判斷部530。這樣，發動機動力要否判斷部530，根據這些先導壓力判斷目前是需要發動機100的動力、還是不需要(步驟S3)。並且，在判斷為需要發動機100的動力時，返回到步驟S1之後，在發動機動力要否判斷部530判斷為不需要發動機100的動力時，進入下一步驟。即，只要操作者操作操作杆401、402使動臂壓力缸18、鬥杆壓力缸20、鏟鬥壓力缸22伸縮動作而進行某些作業，就需要發動機100的動力，所以，不能進入下一步驟。另一方面，當操作者不操作操作杆401，402時，由於不需要用於作業的發動機100的動力，所以能夠進入到下一步驟。
現在，若操作者接通空調開關521的話(步驟S4)，則空調200被驅動。空調工作中檢測部520，通過該接通信號檢測出空調200為工作中(步驟S5)。並且，當檢測出空調200為工作中時，返回到上述步驟S1之後，所以可阻止由發動機控制裝置510進行的發動機100的自動停止。
另一方面，若空調開關521被斷開的話，則會停止工作中的空調200，所以，空調工作中檢測部520向發動機動力要否判斷部530和送風馬達控制部540發出空調200的斷開信號。這樣，發動機動力要否判斷部530向發動機控制部510發出發動機停止信號，由發動機控制部510進行發動機100的自動停止(步驟S6)。通過該發動機100的自動停止，壓縮機104自動停止，同時，發動機動力要否判斷部530向送風馬達控制部540發出送風馬達停止信號，所以也由該送風馬達控制部540進行送風馬達202的自動停止。
如上所述，根據該實施方式1，在空調工作中檢測部520檢測出空調200為工作中時，即使在發動機動力要否判斷部530判斷為不需要發動機100的動力時，也可阻止由發動機控制部510進行發動機100的自動停止。因此，通過發動機100繼續驅動空調200的壓縮機104，維持空調200的冷卻能力。因此，即使在作業途中不進行切斷操作就離開了液壓挖掘機的操作者不久返回，也可維持座艙9內的舒適度。另外，由於即使在空調200的送風風扇201轉動的狀態下，電池300也得到持續充電，所以不會發生電池300耗盡的現象。其結果，返回到液壓挖掘機的操作者能夠馬上再次開始作業，提高作業效率。
在該實施方式1的情況下，在空調200的工作中發動機100不自動停止。因此，在操作者頻繁地離開液壓挖掘機的情況下，最好考慮對燃耗的降低和排氣的降低的效果。實施方式2著眼於該問題而作出，下面對其進行詳細說明。
(b)實施方式2圖4為本發明實施方式2的履帶式液壓挖掘機的動力控制裝置的功能方框圖，這裡，對於與上述實施方式1通用的要素標註以相同的標記，省略重複說明。
在圖4中，600為輔助發動機(輔助動力源的一例)，其發生動力比發動機100小，為能夠驅動空調200的壓縮機104和送風馬達202的程度。並且，輔助發動機600的輸出由專用的調速器601控制，發電機(交流發電機)602直接連結於其輸出軸，並且這裡壓縮機104通過同步齒形帶連接到輔助發動機600(並不是發動機100)的輸出軸上。因此，這裡，壓縮機104並沒有連結到發動機100的輸出軸上。另外，由於交流發電機602的發生電力與交流發電機103的發生電力同樣是對電池300進行充電，所以在適當部位上加裝防止交流發電機間的逆電流的元件(二極體等)603、604。
另外，該實施方式2中的動力控制裝置500a，還具有輔助發動機控制部550。該輔助發動機控制部550，在輸入了鑰匙開關511產生的接通信號和來自發動機動力要否判斷部530的動力不需要信號的這兩者時起動輔助發動機600，在輸入鑰匙開關511的斷開信號、或經由發動機動力要否判斷部530輸入了來自空調工作中檢測部520的斷開信號時使輔助發動機600自動停止。並且，由該輔助發動機控制部550以輔助發動機600驅動壓縮機104，由送風馬達控制部540驅動送風馬達202，使送風風扇201轉動。這裡，以調速器601進行控制，以使輔助發動機600的輸出恆定，但也可具有其輸出調整功能。另外，也可取代輔助發動機600，而使用專用電池等其他輔助動力源。
圖5為表示本裝置的動作例的流程圖。下面，參照該圖進行說明。該圖中的步驟S11～S13與上述實施方式1中的步驟S1～S3相同。但是，在步驟S13中，在發動機動力要否判斷部530判斷為不需要發動機100的動力時，在該實施方式2中，輔助發動機控制部550起動輔助發動機600(步驟S14)。在該輔助發動機600起動後，發動機100自動停止(步驟S15)。
現在，若操作者將空調開關521接通(步驟S16)，則驅動空調200。空調工作中檢測部520根據該接通信號檢測出空調200為工作中(步驟S17)。並且，當檢測出空調200為工作中時，返回到上述步驟S15之後。
另一方面，若斷開空調開關521的話，則停止工作中的空調200，所以，空調工作中檢測部520將空調200的斷開信號發出給發動機動力要否判斷部530和送風馬達控制部540。這樣，發動機動力要否判斷部530，向輔助發動機控制部550發出發動機停止信號，由輔助發動機控制部550進行輔助發動機600的自動停止(步驟S18)。通過該輔助發動機600的自動停止，壓縮機104自動停止，同時，發動機動力要否判斷部530向送風馬達控制部540發出送風馬達停止信號，所以也由該送風馬達控制部540進行送風馬達202的自動停止。
如上所述，根據該實施方式2，具有發生動力比發動機100小的輔助發動機600，並且，在空調工作中檢測部520檢測出空調200為工作中時，由輔助發動機600的動力驅動空調200。因此，空調200由輔助發動機600繼續驅動，維持空調200的冷卻能力。因此，即使在作業途中不進行切斷操作就離開了建築機械的操作者不久返回，也可維持座艙9內的舒適度。其結果，返回到液壓挖掘機的操作者能夠馬上開始作業，提高了作業效率。另外，利用發動機100和輔助發動機600的燃耗差異，可實現燃耗的節約，隨之向外界放出的廢氣量也降低。
然而，在上述內容中，由於不以發動機100驅動壓縮機104，所以不得不並行運轉發動機100和輔助發動機600，還有改善燃耗節約等的餘地。因此，使用離合器或帶變換器等，在發動機100動作期間，以該發動機100驅動壓縮機104，僅在發動機100為停止中或空轉中等情況下，起動輔助發動機600，以該輔助發動機600驅動壓縮機104，根據此構成，可以進一步改善燃耗等。另外，輔助發動機600的動力，除驅動空調200以外，也可以代替例如照明等的供給電力而進行使用，從而可進一步實現燃耗等的改善。
在上述實施方式1、實施方式2中，都是對空調200整體進行驅動，但僅使其中的送風風扇201轉動，也能夠在一定程度上維持座艙9內的舒適。實施方式3正是著眼於該問題而作出的，下面進行說明。
(c)實施方式3圖6為本發明實施方式3的履帶式液壓挖掘機的動力控制裝置的功能方框圖，這裡，對於與上述實施方式1通用的要素標註以相同的標記，省略其重複說明。
如圖6所示，實施方式3的動力控制裝置500b具有延遲定時器(相當於空氣調節裝置工作維持機構)560。該延遲定時器560，從根據發動機控制部510發出的指令使發動機100停止起經過規定時間後，送風馬達控制部540使送風風扇201的工作停止。
圖7為表示本裝置的動作例的流程圖，下面，參照該圖進行說明。在本裝置500b中，如圖7所示，繼步驟S21～S23(與上述實施方式1的步驟S1～S3相同)之後，開始延遲定時器560的計數(步驟S24)，當其計數值達到規定值時(步驟S25)，送風馬達202自動停止(步驟S26)。因此，若將上述規定值設定為不使電池300耗盡的程度的時間的話，則空調200的送風風扇201繼續轉動該段時間，所以由該送風維持座艙9內的舒適度。
這裡，在液壓挖掘機的周圍環境變化較大時，電池300的供給電力的殘餘量也會較大地變動，需要重新設定延遲定時器560。實施方式4正是著眼於該問題而作出的。
(d)實施方式4圖8為本發明實施方式4的履帶式液壓挖掘機的動力控制裝置的功能方框圖，這裡，對於與上述實施方式1通用的要素標註以相同的標記，省略重複說明。
如圖8所示，實施方式4的動力控制裝置500c，具有檢測電池300的供給電力的殘餘量的電池殘餘量檢測部(相當於電池供給電力檢測機構)570。送風馬達控制部(相當於空氣調節裝置工作維持機構)540構成為，在檢測出由該電池殘餘量檢測部570檢測到的電池的供給電力的殘餘量小於規定值時，送風馬達控制部540使送風風扇的工作停止。
圖9為表示本裝置的動作例的流程圖，下面，參照該圖進行說明。在本裝置500b中，如圖9所示，繼步驟S31～S33(與上述實施方式1的步驟S1～S3相同)之後，由電池殘餘量檢測部570檢測電池的殘餘量(步驟S34)，當該檢測值達到規定值時(步驟S35)，送風馬達202自動停止(步驟S36)。因此，若將上述規定值設定為不使電池300耗盡的程度的值的話，則空調200的送風風扇201繼續轉動，所以由該送風維持座艙9內的舒適度。
另外，在上述實施方式1～4中，說明了作為建築機械一例的液壓挖掘機的動力控制裝置，但本發明的適用範圍並不限於此，當然本發明也同樣適用於輪式起重機等其他建築機械的動力控制裝置。
工業實用性如上所述，本發明對液壓挖掘機或起重機等建築機械的動力控制裝置有用，特別適合於具有使發動機自動停止的發動機停止機構和進行座艙內的空氣調節的空氣調節裝置的建築機械的動力控制裝置。
權利要求
1.一種建築機械的動力控制裝置，所述建築機械備有發動機、由該發動機的動力驅動的致動器、在不需要驅動該致動器時使發動機自動停止的發動機停止機構、和進行駕駛室內的空氣調節的空氣調節裝置，其特徵在於，所述動力控制裝置備有發動機動力要否判斷機構，判斷是否需要發動機的動力；空氣調節裝置工作檢測機構，檢測空氣調節裝置是否處於工作中；空氣調節裝置工作維持機構，在該空氣調節裝置工作檢測機構檢測出空氣調節裝置處於工作中時，即使上述發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時，也至少維持空氣調節裝置的最低限度的工作狀態。
2.如權利要求1所述的建築機械的動力控制裝置，其特徵在於上述空氣調節裝置由發動機的動力驅動；並且，上述空氣調節裝置工作維持機構，在空氣調節裝置工作檢測機構檢測出空氣調節裝置為工作中時，即使發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時，也阻止由發動機停止機構進行的發動機的停止。
3.如權利要求1所述的建築機械的動力控制裝置，其特徵在於備有發生動力比發動機小的輔助動力源；並且，上述空氣調節裝置工作維持機構，在空氣調節裝置工作檢測機構檢測出空氣調節裝置為工作中時，利用上述輔助動力源的動力對空氣調節裝置進行驅動。
4.如權利要求1所述的建築機械的動力控制裝置，其特徵在於備有電池；並且上述空氣調節裝置，具有由來自該電池的供給電力驅動的送風風扇，在上述發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時通過發動機停止機構使發動機自動停止；而且，上述空氣調節裝置工作維持機構，在從該發動機停止起經過規定時間之後使上述送風風扇的工作停止。
5.如權利要求1所述的建築機械的動力控制裝置，其特徵在於備有電池和檢測電池的供給電力的殘餘量的電池供給電力檢測機構；並且上述空氣調節裝置，具有由來自該電池的供給電力驅動的送風風扇，在上述發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時通過發動機停止機構使發動機停止，而且，上述空氣調節裝置工作維持機構，在上述電池供給電力檢測機構檢測出電池的供給電力的殘餘量小於規定值時使上述送風風扇的工作停止。
6.一種建築機械的動力控制裝置，其特徵在於，所述建築機械備有發動機；致動器，由該發動機的動力驅動；發動機停止機構，在不需要驅動該致動器時使發動機自動停止；空氣調節裝置，進行駕駛室內的空氣調節；空氣調節裝置工作檢測機構，檢測空氣調節裝置是否處於工作中；發動機動力要否判斷機構，基於來自該空氣調節裝置工作檢測機構的工作信息與來自操作機構的操作信息，來判斷是否需要發動機的動力；空氣調節裝置工作維持機構，在該空氣調節裝置工作檢測機構檢測出空氣調節裝置為工作中時，即使上述發動機動力要否判斷機構判斷為不需要發動機的動力時，也至少維持空氣調節裝置的最低限度的工作狀態。
全文摘要
本發明提供一種建築機械的動力控制裝置(500)，所述建築機械備有發動機(100)、由該發動機(100)的動力驅動的致動器、在不需要驅動該致動器時使發動機(100)自動停止的發動機控制部(510)、和進行駕駛室內的空氣調節的空調(200)，其特徵在於，在空調動作檢測部(520)檢測出空調(200)為工作中時，即使在發動機動力要否判斷部(530)判斷為不需要發動機(100)的動力時，也阻止由發動機控制部(510)進行的發動機(100)的自動停止。
文檔編號F02D41/04GK1738728SQ20038010902
公開日2006年2月22日 申請日期2003年12月12日 優先權日2003年1月21日
發明者淺蔭朋彥, 絹川秀樹 申請人:神鋼建設機械株式會社