混合動(dòng)力式工程機(jī)械的制作方法
【專利摘要】具備：在與發(fā)動(dòng)機(jī)(1)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的傳遞的電動(dòng)發(fā)電機(jī)(2)；由發(fā)動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)的至少一方驅(qū)動(dòng)的液壓泵(3)；由從液壓泵噴出的液壓油驅(qū)動(dòng)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)；用于向電動(dòng)發(fā)電機(jī)供給電力的蓄電裝置(10)；以及以滿足液壓泵的請(qǐng)求動(dòng)力的方式設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力的控制器(8)，控制器與蓄電裝置的剩余蓄電量的減少相應(yīng)地將發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定為單調(diào)增加。由此，能夠在實(shí)現(xiàn)燃料消耗量以及廢氣的削減的同時(shí)，良好地保持操作員的操作感。
【專利說明】混合動(dòng)力式工程機(jī)械

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)發(fā)電機(jī)作為動(dòng)力源的液壓挖掘機(jī)或輪式裝載機(jī)等混合動(dòng)力式工程機(jī)械。

【背景技術(shù)】
[0002]在以節(jié)能化(低耗油量化)、或減少?gòu)陌l(fā)動(dòng)機(jī)排出的成為環(huán)境負(fù)荷的廢氣(二氧化碳、氮氧化物、顆粒狀物質(zhì)等)的排出量為目的的工程機(jī)械(液壓挖掘機(jī)或輪式裝載機(jī)等)中，存在在發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上還具備電動(dòng)發(fā)電機(jī)來作為動(dòng)力源的所謂混合動(dòng)力式工程機(jī)械。
[0003]作為混合動(dòng)力式工程機(jī)械的技術(shù)，日本專利第4633813號(hào)中公開有避免發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率的降低、且防止產(chǎn)生黑煙(廢氣)的技術(shù)。該技術(shù)通過按照某一增加率使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出上限值增加，來避免發(fā)動(dòng)機(jī)急劇地增加動(dòng)力并謀求抑制廢氣。
[0004]在日本專利第4512283號(hào)中公開了如下技術(shù):通過基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行的充放電操作而調(diào)整相對(duì)于液壓泵的請(qǐng)求動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力的多出量和不足量，由此防止發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)發(fā)電機(jī)的合計(jì)動(dòng)力的過盈供給并實(shí)現(xiàn)燃油效率的改善，再有，謀求防止因向液壓泵動(dòng)力供給不足而產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)停止。
[0005]在日本特開2003 - 9308號(hào)公報(bào)中公開有如下技術(shù):通過做成能夠選擇使發(fā)動(dòng)機(jī)完全停止而僅由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械的構(gòu)成，在選擇了該構(gòu)成的過程中能夠不消耗燃料并且也不排出廢氣地進(jìn)行作業(yè)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4633813號(hào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本專利第4512283號(hào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開2003 - 9308號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]在上述日本專利第4633813號(hào)中，通過以規(guī)定的增加率使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出上限值增加來限制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力變化速度，在泵的請(qǐng)求動(dòng)力超出發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出上限的情況下，由電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力補(bǔ)足該差量。因此，例如，在像挖掘機(jī)的挖掘動(dòng)作一樣需要的動(dòng)力急劇增加的作業(yè)中，剩余蓄電量較少而無法由電動(dòng)機(jī)進(jìn)行足夠的動(dòng)力輔助的情況下，由于能向泵供給的動(dòng)力不足，因此無法避免挖掘機(jī)的動(dòng)作變得緩慢。再有，在該狀況下，在能夠從發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)發(fā)電機(jī)供給的動(dòng)力遠(yuǎn)低于所需的泵動(dòng)力的情況下，存在發(fā)動(dòng)機(jī)停止的隱患。
[0013]在上述日本專利第4512283號(hào)的工程機(jī)械中，若使發(fā)動(dòng)機(jī)在額定輸出附近動(dòng)作，則能夠利用發(fā)動(dòng)機(jī)的剩余動(dòng)力始終從發(fā)電機(jī)向蓄電裝置進(jìn)行充電。因此，能夠避免剩余蓄電量不足的狀況，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力相對(duì)于泵請(qǐng)求動(dòng)力較低的情況下也能夠可靠地由電動(dòng)發(fā)電機(jī)實(shí)施動(dòng)力輔助。因此，能夠避免像之前的日本專利第4633813號(hào)的技術(shù)一樣挖掘機(jī)的動(dòng)作變得緩慢。但是，在該技術(shù)中，由于不存在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的限制，所以無法避免過渡性的燃燒狀況的惡化。另外，若使發(fā)動(dòng)機(jī)始終在額定輸出點(diǎn)(即，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力增加速度為“±0”的狀態(tài))動(dòng)作，則雖然避免了上述過渡性的狀況的產(chǎn)生，但需要蓄電裝置始終充放電。因此，始終產(chǎn)生依賴于各種電氣設(shè)備(例如電動(dòng)發(fā)電機(jī)、逆變器等變壓裝置、蓄電裝置)的效率的能量損失，節(jié)能效果變小。再有，在液壓泵不需要?jiǎng)恿Φ那闆r下使發(fā)動(dòng)機(jī)以額定輸出繼續(xù)工作這一情況，從減少?gòu)U氣的觀點(diǎn)來看也說不上優(yōu)選。
[0014]在上述日本特開2003 - 9308號(hào)公報(bào)中，通過在使發(fā)動(dòng)機(jī)停止的狀態(tài)下進(jìn)行作業(yè)，雖然能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)低耗油量和低廢氣，但是為了在“零廢氣運(yùn)轉(zhuǎn)”下確保操作性，需要具備與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力同水準(zhǔn)的輸出的電動(dòng)發(fā)電機(jī)。由于電動(dòng)發(fā)電機(jī)的容量與其動(dòng)力具有相關(guān)關(guān)系，因此無法避免工程機(jī)械的大型化。若工程機(jī)械大型化，則進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)需要的能量增加從而導(dǎo)致燃油效率惡化。再有，因大型化而導(dǎo)致重量增加會(huì)對(duì)工程機(jī)械的爬坡能力產(chǎn)生很大影響，因而并不優(yōu)選。另外，在該技術(shù)中，從發(fā)動(dòng)機(jī)的停止時(shí)到使用時(shí)的期間，該發(fā)動(dòng)機(jī)所要求的動(dòng)力變化過大，存在因急劇的燃料噴射而產(chǎn)生黑煙的可能性。
[0015]本發(fā)明鑒于上述課題而完成，其目的在于提供一種混合動(dòng)力式工程機(jī)械，能夠在實(shí)現(xiàn)耗油量以及廢氣的減少的同時(shí)，良好地保持操作員的操作感。
[0016]用于解決課題的方法
[0017]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，具備:發(fā)動(dòng)機(jī)；在與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的傳遞的電動(dòng)發(fā)電機(jī)；由所述發(fā)動(dòng)機(jī)以及所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的至少一方驅(qū)動(dòng)的液壓泵；由從該液壓泵噴出的液壓油驅(qū)動(dòng)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)；用于向所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)供給電力的蓄電裝置；以及以滿足所述液壓泵的請(qǐng)求動(dòng)力的方式設(shè)定所述發(fā)動(dòng)機(jī)以及所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力的控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)與所述蓄電裝置的剩余蓄電量的減少相應(yīng)地，使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力的限制值單調(diào)增加。
[0018]發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，在剩余蓄電量比較多的情況下，響應(yīng)性高的電動(dòng)發(fā)電機(jī)優(yōu)先輸出泵請(qǐng)求動(dòng)力，在剩余蓄電量比較少的情況下，由不依賴剩余蓄電量的發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)先輸出泵請(qǐng)求動(dòng)力，因此，無論剩余蓄電量如何均能夠確保良好的操作感并且能夠?qū)崿F(xiàn)燃料消耗量以及廢氣的削減。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力式液壓挖掘機(jī)中的液壓驅(qū)動(dòng)控制器的概略構(gòu)成圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的基于調(diào)節(jié)器14的泵吸收轉(zhuǎn)矩的控制特性圖。
[0022]圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的控制器8的概略構(gòu)成圖。
[0023]圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的動(dòng)力運(yùn)算表的圖。
[0024]圖5是表示SOC較大的情況下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力的變化的圖。
[0025]圖6是表示SOC減少至規(guī)定水準(zhǔn)的情況下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力的變化的圖。
[0026]圖7是表示SOC較小的情況下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力的變化的圖。
[0027]圖8是本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的控制器的概略構(gòu)成圖。
[0028]圖9是表示發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23A中的運(yùn)算處理內(nèi)容的一個(gè)例子的圖。
[0029]圖10是發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的基準(zhǔn)值的最小值的說明圖。
[0030]圖11是表不基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表31的其他例子的圖。
[0031]圖12是表示SOC較大的情況下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力的變化的圖。
[0032]圖13是表示SOC減少至規(guī)定水準(zhǔn)的情況下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力的變化的圖。
[0033]圖14是表示SOC較小的情況下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力的變化的圖。
[0034]圖15是關(guān)于SOC較低的情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的確定方法的簡(jiǎn)單說明圖。
[0035]圖16是表示利用本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35的等燃油效率表的圖。
[0036]圖17是表示發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23B中的運(yùn)算處理內(nèi)容的一個(gè)例子的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0038]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力式液壓挖掘機(jī)中的液壓驅(qū)動(dòng)控制器的概略構(gòu)成圖。該圖所示的液壓驅(qū)動(dòng)控制器具備:發(fā)動(dòng)機(jī)I;限制發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃料噴射量的調(diào)速器7 ;檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)I的實(shí)際轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器(實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu))6 ;與發(fā)動(dòng)機(jī)I的輸出軸機(jī)械地連結(jié)并在與發(fā)動(dòng)機(jī)I之間進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的傳遞的電動(dòng)發(fā)電機(jī)2 ;與發(fā)動(dòng)機(jī)I及電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的輸出軸機(jī)械地連結(jié)并被發(fā)動(dòng)機(jī)I及電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的至少一方驅(qū)動(dòng)的可變?nèi)萘啃鸵簤罕?(以下，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“液壓泵3”)及先導(dǎo)泵32 ;通過從液壓泵3噴出的液壓油而被驅(qū)動(dòng)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)5 ;用于通過使從先導(dǎo)泵32噴出的液壓油減壓并向閥裝置4輸出來控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)5的操作桿(操作裝置)16 ;用于積蓄電力的蓄電裝置(蓄電機(jī)構(gòu))10，該電力主要用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2 ;調(diào)節(jié)液壓泵3的容量的泵容量調(diào)節(jié)裝置(泵容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))14 ;控制泵容量調(diào)節(jié)裝置14的電磁比例閥15 ;控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)2并且控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)2與蓄電裝置10之間的電力交接的逆變器(電力轉(zhuǎn)換裝置)9;以及用于控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、電動(dòng)發(fā)電機(jī)2以及液壓泵3在內(nèi)的各種裝置的控制器(控制機(jī)構(gòu))8。
[0039]圖1所示的液壓驅(qū)動(dòng)控制器將由液壓泵3噴出的液壓油首先供給至具備多個(gè)控制閥的閥裝置4，在由該閥裝置4適當(dāng)變更了液壓油的流量、方向、壓力后將該液壓油向各液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)5供給，由此控制各液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動(dòng)。閥裝置4中的控制閥由從先導(dǎo)泵32噴出并根據(jù)操作桿16的操作量而被減壓后的液壓油控制。通過由壓力傳感器18a、18b (參照?qǐng)D1)等壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)從先導(dǎo)泵32向閥裝置4 (控制閥)輸出的液壓油的壓力而能夠檢測(cè)操作桿16的操作量。
[0040]另外，作為設(shè)置于本實(shí)施方式涉及的液壓挖掘機(jī)上的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)5，有用于驅(qū)動(dòng)安裝于上部旋轉(zhuǎn)體前方的多關(guān)節(jié)型作業(yè)裝置的液壓缸(動(dòng)臂液壓缸、斗桿液壓缸以及鏟斗液壓缸等)、用于使上部旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)(旋轉(zhuǎn)馬達(dá))、用于使安裝于上部旋轉(zhuǎn)體下部的下部行駛體行駛的液壓馬達(dá)(行駛馬達(dá))等，但在圖1中將它們概括表述為液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)5。
[0041]發(fā)動(dòng)機(jī)I通過由調(diào)速器7控制燃料噴射量而被調(diào)速。在液壓泵3上，作為檢測(cè)用于運(yùn)算液壓泵3的負(fù)載所需要的信息的機(jī)構(gòu)(泵信息檢測(cè)機(jī)構(gòu))，而設(shè)置有對(duì)從液壓泵3噴出的液壓油的壓力進(jìn)行計(jì)量的壓力傳感器19(壓力檢測(cè)機(jī)構(gòu))、對(duì)該液壓油的流量進(jìn)行計(jì)量的未圖示的流量傳感器(流量檢測(cè)機(jī)構(gòu))以及對(duì)液壓泵3的傾斜角進(jìn)行計(jì)量的未圖示的角度傳感器(角度檢測(cè)機(jī)構(gòu))，這些壓力傳感器19、流量傳感器以及角度傳感器將檢測(cè)到的傳感器值輸出至控制器8。
[0042]調(diào)節(jié)器14和電磁比例閥15是基于從控制器8輸出的操作信號(hào)來調(diào)節(jié)液壓泵3的容量的泵容量調(diào)節(jié)裝置。調(diào)節(jié)器14配置于液壓泵3，當(dāng)通過調(diào)節(jié)器14操作液壓泵3的斜板或斜軸的傾斜角時(shí)，能夠改變液壓泵3的容量(排油容積)而控制液壓泵3的吸收轉(zhuǎn)矩(輸入轉(zhuǎn)矩)(泵吸收轉(zhuǎn)矩控制)。經(jīng)由與先導(dǎo)泵32連接的配管(未圖示)而向電磁比例閥15供給液壓油。本實(shí)施方式中的調(diào)節(jié)器14通過電磁比例閥15所產(chǎn)生的控制壓而被控制。電磁比例閥15基于從控制器8輸出的指令值而工作。
[0043]本實(shí)施方式涉及的調(diào)節(jié)器14例如按照?qǐng)D2所示的控制特性圖來控制液壓泵3的容量。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的基于調(diào)節(jié)器14的泵吸收轉(zhuǎn)矩的控制特性圖。該圖所示的折線31A表示相對(duì)于液壓泵3的噴出壓而設(shè)定的液壓泵3的容量的特性，設(shè)定為，在不超過發(fā)動(dòng)機(jī)I與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的合計(jì)輸出的最大值(圖2中虛線所示的雙曲線(固定轉(zhuǎn)矩線圖))的范圍內(nèi)使液壓泵3的轉(zhuǎn)矩(泵容量與泵噴出壓力之積)大致固定。即，若根據(jù)該每時(shí)的泵噴出壓力而利用折線31A來設(shè)定液壓泵3的容量，則能夠控制液壓泵3的轉(zhuǎn)矩使其不超過基于發(fā)動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)發(fā)電機(jī)2實(shí)現(xiàn)的最大輸出。當(dāng)泵噴出壓力為Pl以下時(shí)不實(shí)施泵吸收轉(zhuǎn)矩控制，泵容量由用于操作閥裝置4的各控制閥的操作桿的操作量確定(例如，在任一操作桿的操作量最大時(shí)達(dá)到ql)。另一方面，若泵噴出壓力變?yōu)镻l?P2，則實(shí)施基于調(diào)節(jié)器14進(jìn)行的泵吸收轉(zhuǎn)矩控制，以隨著泵噴出壓的增加而使泵容量沿折線31A減少的方式通過調(diào)節(jié)器14操作泵傾斜角。由此，泵吸收轉(zhuǎn)矩被控制在由折線31A限定的轉(zhuǎn)矩以下。此外，P2是泵噴出壓力的最大值，與閥裝置4中與液壓泵3側(cè)的回路連接的溢流閥的設(shè)定壓力相等，泵噴出壓力不會(huì)上升到該值以上。此外，在此，作為液壓泵的吸收轉(zhuǎn)矩的控制特性圖，雖然使用兩條直線組合而成的折線31A，但只要在不超過圖2中的固定轉(zhuǎn)矩線圖(雙曲線)的范圍內(nèi)設(shè)定的話，則也可以利用其他的控制特性圖。
[0044]控制器8將基于液壓泵3的吸收轉(zhuǎn)矩而生成的操作信號(hào)(電信號(hào))輸出至電磁比例閥15，電磁比例閥15通過生成與該操作信號(hào)相應(yīng)的控制壓力來驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器14。由此，通過調(diào)節(jié)器14來變更液壓泵3的容量，液壓泵3的吸收轉(zhuǎn)矩被調(diào)整至不產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)停止的范圍。
[0045]在由蓄電池或電容器等構(gòu)成的蓄電裝置10上，作為對(duì)為了運(yùn)算蓄電裝置10的蓄電量而需要的信息進(jìn)行檢測(cè)的機(jī)構(gòu)(蓄電信息檢測(cè)機(jī)構(gòu))，安裝有電流傳感器11、電壓傳感器12以及溫度傳感器13。控制器8基于由這些傳感器11、12、13檢測(cè)到的電流、電壓以及溫度等信息在剩余蓄電量運(yùn)算部21 (后述)中運(yùn)算蓄電裝置10的剩余蓄電量，并管理蓄電裝置10的蓄電量。
[0046]圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的控制器8的概略構(gòu)成圖。此外，對(duì)與之前的圖所示的部分相同部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并適當(dāng)省略說明(對(duì)之后圖也一樣)。該圖所示的控制器8是主要執(zhí)行以滿足液壓泵3的請(qǐng)求動(dòng)力的方式設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)I以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的目標(biāo)動(dòng)力的處理的部分，其具備:剩余蓄電量運(yùn)算部21、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23、泵動(dòng)力運(yùn)算部22、電動(dòng)發(fā)電機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部34、輔助動(dòng)力控制部28、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35、以及發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制部36。另外，控制器8作為硬件構(gòu)成而具備用于執(zhí)行本發(fā)明涉及的各種處理程序的運(yùn)算處理裝置(例如，CPU)、以及用于存儲(chǔ)包括該控制程序在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置(例如ROM、RAM)等(均未圖示)。此外，對(duì)于液壓系統(tǒng)和各種電裝部件等也由控制器8實(shí)施控制，但在此省略詳細(xì)的說明。
[0047]剩余蓄電量運(yùn)算部(剩余蓄電量運(yùn)算機(jī)構(gòu))21是執(zhí)行運(yùn)算蓄電裝置10的剩余蓄電量(SOC =State Of Charge (以下，有時(shí)稱為S0C))并輸出該剩余蓄電量的處理的部分。作為運(yùn)算剩余蓄電量的方法，只要利用已知的方法即可，例如存在基于由電流傳感器U、電壓傳感器12、溫度傳感器13檢測(cè)到的電流、電壓以及溫度等信息來算出剩余蓄電量的方法。
[0048]發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部(發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算機(jī)構(gòu))23是執(zhí)行基于從剩余蓄電量運(yùn)算部21輸出的SOC來運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)動(dòng)力(發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力)的處理的部分。通過發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23將發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定為隨著SOC的減少而單調(diào)增加。此外，就此處的“單調(diào)增加”而言，不僅包括(I)發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力隨著SOC的減少而始終增加的“狹義的單調(diào)增加”，還包括(2)發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力隨著SOC的減少而在規(guī)定的SOC區(qū)間內(nèi)保持固定的同時(shí)階梯狀地(離散地)增加的“廣義的單調(diào)增加”(此外，因?yàn)殡S著SOC的減少而發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力不減少地增加，所以“廣義的單調(diào)增加”有時(shí)也被稱為“單調(diào)非減少”)。本實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23在基于SOC算出的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力時(shí)，使用圖4所示的動(dòng)力運(yùn)算表。
[0049]圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的動(dòng)力運(yùn)算表的圖。該表以來自剩余蓄電量運(yùn)算部21的輸入即SOC為橫軸，以發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23的輸出即目標(biāo)動(dòng)力為縱軸。如該圖所，在本實(shí)施方式涉及的動(dòng)力運(yùn)算表中，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力被設(shè)定為與SOC的減少相應(yīng)地階梯狀地增加(廣義的單調(diào)增加)，從表整體來開，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力向左側(cè)增加，不存在向左側(cè)減少的部分。由此，在剩余蓄電量相對(duì)較多(S0C相對(duì)較高)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力被設(shè)定得較低，通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)燃料消耗量的降低。另一方面，在剩余蓄電量相對(duì)較少(S0C相對(duì)較低)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力被設(shè)定得較大。即，在SOC較低的情況下，提高將電動(dòng)發(fā)電機(jī)2用作發(fā)電機(jī)的頻率，來實(shí)現(xiàn)避免蓄電裝置10成為過度放電的狀況。
[0050]此外，在圖4的例子中，當(dāng)SOC成為SI (第一設(shè)定值)以下的值時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)I的最大動(dòng)力，另外，當(dāng)SOC成為S2(第二設(shè)定值(S2是比SI大的值))以上時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定為比液壓泵3的最小動(dòng)力小的值。即，在SOC為S2以上時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2將作為電動(dòng)機(jī)而動(dòng)作。
[0051]另外，在此，從抑制發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力跟隨SOC的變化而容易變化的觀點(diǎn)出發(fā)，使用了發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力隨著SOC減少而階梯狀地單調(diào)增加(廣義的單調(diào)增加)的表。當(dāng)像這樣地設(shè)定表時(shí)，在還能夠抑制存儲(chǔ)裝置的使用容量這一點(diǎn)和可預(yù)見運(yùn)算處理裝置的運(yùn)算速度的提高這一點(diǎn)上也有優(yōu)勢(shì)。另外，表的設(shè)計(jì)方法并不限于此，例如，如后所述，也可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力與SOC的減少相應(yīng)地始終增加(狹義的單調(diào)增加)的方法(例如，曲線狀的圖)。
[0052]泵動(dòng)力運(yùn)算部(泵動(dòng)力運(yùn)算機(jī)構(gòu))22是執(zhí)行運(yùn)算液壓泵3的請(qǐng)求動(dòng)力(泵請(qǐng)求動(dòng)力)并輸出該泵請(qǐng)求動(dòng)力的處理的部分。作為運(yùn)算液壓泵3的請(qǐng)求動(dòng)力的方法，存在例如輸入操作桿16的操作量(桿操作量)并基于該操作量的大小而算出請(qǐng)求動(dòng)力的方法。此夕卜，作為求出操作桿16的操作量的方法，存在利用壓力傳感器18a、18b的檢測(cè)值的方法。此夕卜，也可以代替泵請(qǐng)求動(dòng)力而將液壓泵3輸出的實(shí)際的泵動(dòng)力看作泵請(qǐng)求動(dòng)力。作為算出該實(shí)際的泵動(dòng)力的方法，存在例如將經(jīng)由壓力傳感器19檢測(cè)到的泵噴出壓與經(jīng)由流量傳感器檢測(cè)到的泵噴出流量相乘的方法。
[0053]電動(dòng)發(fā)電機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部(電動(dòng)發(fā)電機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算機(jī)構(gòu))34是執(zhí)行基于發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力和泵請(qǐng)求動(dòng)力而運(yùn)算電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的目標(biāo)動(dòng)力(輔助目標(biāo)動(dòng)力)的處理的部分。在本實(shí)施方式中，通過從由泵動(dòng)力運(yùn)算部22輸出的泵請(qǐng)求動(dòng)力中減去由發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力，而算出輔助目標(biāo)動(dòng)力。即，“輔助目標(biāo)動(dòng)力=泵請(qǐng)求動(dòng)力一發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力”。在此算出的輔助目標(biāo)動(dòng)力被轉(zhuǎn)換為輔助動(dòng)力指令而輸出至輔助動(dòng)力控制部28。此外，在輔助目標(biāo)動(dòng)力為正值的情況(即，“泵請(qǐng)求動(dòng)力>發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力”的情況)下，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2利用充電裝置10的電力而作為電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，在輔助目標(biāo)動(dòng)力為負(fù)值的情況(即，“泵請(qǐng)求動(dòng)力<發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力”的情況)下，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2被發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)而作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作。
[0054]輔助動(dòng)力控制部(輔助動(dòng)力控制機(jī)構(gòu))28是基于輔助動(dòng)力指令控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的部分，相當(dāng)于圖1中的逆變器9。
[0055]發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部(目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算機(jī)構(gòu))35是執(zhí)行基于從發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力而運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的處理的部分。作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速的算出方法，例如存在如下方法:從能夠?qū)崿F(xiàn)從發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的多個(gè)組合中，選擇實(shí)現(xiàn)所期望的燃油效率的組合，將該組合的轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速。在此算出的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速被轉(zhuǎn)換為目標(biāo)轉(zhuǎn)速指令并輸出至發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制部36。
[0056]發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制部(發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu))36是基于目標(biāo)轉(zhuǎn)速指令而控制發(fā)動(dòng)機(jī)I的部分，相當(dāng)于圖1中的調(diào)速器7。
[0057]接下來，按照時(shí)序來說明在如上所述地構(gòu)成的液壓挖掘機(jī)中如何與SOC相應(yīng)地算出泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力。
[0058]圖5是表示SOC為S2以上而足夠大的情況(例如，實(shí)施了夜間充電等后的第二天的作業(yè)開始時(shí))下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及由電動(dòng)發(fā)電機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部34對(duì)輔助目標(biāo)動(dòng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到的上述輔助動(dòng)力指令的變化的圖。在像該圖這樣SOC為S2以上的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力從最小值開始。在圖示的例子中，SOC為S2以上，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的最小值被設(shè)定為液壓泵3的最小動(dòng)力以下。在該情況下，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2不會(huì)作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作，而是作為電動(dòng)機(jī)動(dòng)作或停止動(dòng)作。
[0059]隨著從蓄電裝置10進(jìn)行的放電，則如圖5(a)所示地SOC逐漸下降。但是，在圖示的時(shí)間中SOC并未下降至低于S2，所以發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力保持固定(最小值)。這樣，在SOC較高的情況下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力被設(shè)定得比較低，所以從泵請(qǐng)求動(dòng)力中減去發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力而得到的值取正值。因此，圖5 (c)所示的對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的輔助動(dòng)力指令(輔助目標(biāo)動(dòng)力)在助力側(cè)(輔助側(cè))工作，所以即使發(fā)動(dòng)機(jī)I的實(shí)際動(dòng)力大致保持固定，也能夠容易地追隨泵請(qǐng)求動(dòng)力的變化。特別地，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的響應(yīng)性比發(fā)動(dòng)機(jī)I優(yōu)秀，所以能夠良好地保持操作員的操作感。再有，能夠抑制發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃料消耗量，所以能夠?qū)崿F(xiàn)燃料消耗量以及廢氣的削減。
[0060]接下來，使用圖6說明在一定程度的期間繼續(xù)圖5所示的動(dòng)作，使SOC減少至大于SI且小于S2的值的時(shí)刻的舉動(dòng)。圖6是表示SOC大于SI且小于S2的情況(具體來說，大于圖4的Sa且小于Sb的情況)下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力(即，輔助動(dòng)力指令)的變化的圖。
[0061]在該情況下，與SOC的減少相應(yīng)地，由發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23算出的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力成為比圖5的情況更高的值。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力被保持固定，并且以“泵請(qǐng)求動(dòng)力一發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力”算出的電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的輔助動(dòng)力指令如圖6(c)所示地反復(fù)進(jìn)行充電和放電。
[0062]此外，在SOC的值如上所述地變化的情況下，優(yōu)選以使發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力成為泵請(qǐng)求動(dòng)力的大致中間值(例如，移動(dòng)平均值)或比該中間值稍高的值的方式進(jìn)行調(diào)整。發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的調(diào)整可以通過根據(jù)操作桿16的操作量預(yù)測(cè)泵請(qǐng)求動(dòng)力并逐次改寫運(yùn)算表來進(jìn)行，在事先了解了液壓挖掘機(jī)的作業(yè)內(nèi)容的情況下，也可以配合該作業(yè)內(nèi)容地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的調(diào)整。由此，在SOC減少了的情況下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力取得泵請(qǐng)求動(dòng)力的中間值，因此電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的輔助動(dòng)力指令如圖6(c)所示地反復(fù)進(jìn)行充電和放電，在抑制發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力急劇地變化的同時(shí)，將SOC保持在固定水準(zhǔn)。由此，能夠避免無法實(shí)現(xiàn)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的助力(輔助)的狀況。另外，通過將發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定得比泵請(qǐng)求動(dòng)力的中間值更高，充電側(cè)的頻率將提高，具有防止因隨著充放電的能量損失而引起SOC減少的效果。
[0063]最后，使用圖7對(duì)SOC低于SI的情況下的舉動(dòng)進(jìn)行說明。圖7是表示SOC低于SI的情況下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力(即，輔助動(dòng)力指令)的變化的圖。
[0064]在該情況下，由發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23算出的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力被設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的最大值。因此，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2不作為電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，而是作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作或是停止動(dòng)作。因此，如圖7(a)所示，隨著時(shí)間的經(jīng)過，SOC具有增加的趨勢(shì)。
[0065]若這樣地設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力，則在SOC較少的情況下，不依賴于SOC的大小的發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)先輸出泵請(qǐng)求動(dòng)力，所以能夠良好地保持操作員的操作感。另外，此時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)I在額定輸出點(diǎn)(最大動(dòng)力)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃燒狀態(tài)穩(wěn)定并抑制廢氣中所含有的造成環(huán)境負(fù)荷的物質(zhì)的含量。另外，在泵請(qǐng)求動(dòng)力較小時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)I的效率好的高輸出點(diǎn)進(jìn)行發(fā)電，所以能夠期待燃油效率的提高。再有，若利用能夠輸出泵請(qǐng)求動(dòng)力的最大值以上的動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)1，則不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)于泵請(qǐng)求動(dòng)力而動(dòng)力不足的情況，所以能夠始終良好地維持操作員的操作感。
[0066]此外，SOC的設(shè)定值SI (參照?qǐng)D4)優(yōu)選基于適用本發(fā)明的工程機(jī)械的泵請(qǐng)求動(dòng)力的變化分布圖而設(shè)計(jì)。例如，在適用于液壓挖掘機(jī)的情況下，存在泵請(qǐng)求動(dòng)力主要在挖掘動(dòng)作時(shí)瞬間增加的情況，在這樣的情況下，優(yōu)選以能夠確保能夠產(chǎn)生可抑制發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力急劇變化的輔助動(dòng)力的程度的電力的方式設(shè)定Si。SI優(yōu)選設(shè)定為相對(duì)于該最小電力而估計(jì)有一定的余量。若這樣地設(shè)計(jì)Si，能夠防止發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力急劇地變化，并且通過余量的估計(jì)還能夠避免過度放電。
[0067]根據(jù)如上所述地構(gòu)成的本實(shí)施方式，在SOC較高的情況下，主要由電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的動(dòng)力(輔助動(dòng)力)承擔(dān)泵請(qǐng)求動(dòng)力，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)I中抑制過渡性的燃料噴射并抑制廢氣中具有環(huán)境負(fù)載的物質(zhì)的含量。另外，由于采用當(dāng)SOC減少時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)I的承擔(dān)量增加的構(gòu)成，所以即使在SOC較少而無法輸出足夠的輔助動(dòng)力的情況下，也能夠由發(fā)動(dòng)機(jī)I確保泵請(qǐng)求動(dòng)力。即，在從圖5到圖7全部狀態(tài)中，能夠確認(rèn)到，能由發(fā)動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的動(dòng)力之和確保液壓泵3的請(qǐng)求動(dòng)力。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，不論蓄電裝置10的剩余蓄電量如何，均能夠以與以往的工程機(jī)械同等的速度使液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)5動(dòng)作，即，能夠良好地保持操作員的操作感。
[0068]另外，若采用上述那樣的控制構(gòu)成，則在像混合動(dòng)力式挖掘機(jī)的挖掘動(dòng)作一樣反復(fù)進(jìn)行固定作業(yè)的操作中，因?yàn)橐簤罕?的請(qǐng)求動(dòng)力周期性地重復(fù)同樣的波形，所以易于使基于電動(dòng)發(fā)電機(jī)2進(jìn)行的充電和放電平衡。因此，SOC被收束在固定范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的動(dòng)作。
[0069]圖8是本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的控制器的概略構(gòu)成圖。該圖所示的控制器具備與第一實(shí)施方式不同的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23A。發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23A在考慮使發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的變化速度以何種程度追隨泵請(qǐng)求動(dòng)力的變化速度這一點(diǎn)上與之前的實(shí)施方式不同。具體來說，目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23A執(zhí)行用于使發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的變化速度隨著蓄電裝置10的SOC減少而增大(接近泵請(qǐng)求動(dòng)力的變化速度)的運(yùn)算。
[0070]發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23A具備:基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部(基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算機(jī)構(gòu))24，其執(zhí)行基于SOC運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)動(dòng)力的基準(zhǔn)值的處理；以及動(dòng)力速度運(yùn)算部(動(dòng)力速度運(yùn)算機(jī)構(gòu))25，其執(zhí)行基于SOC運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)動(dòng)力的變動(dòng)幅度或變動(dòng)速度的處理。動(dòng)力速度運(yùn)算部25具備:變化速度運(yùn)算部(變化速度運(yùn)算機(jī)構(gòu))26，其根據(jù)SOC而規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的變化速度(時(shí)間常數(shù)T);以及平均動(dòng)力運(yùn)算部(平均動(dòng)力運(yùn)算機(jī)構(gòu))27，其根據(jù)泵請(qǐng)求動(dòng)力而規(guī)定相對(duì)于由基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24算出的基準(zhǔn)值的動(dòng)力變化量。在目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23A中，將基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24與動(dòng)力速度運(yùn)算部25的運(yùn)算結(jié)果之和作為發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力，將該發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力輸出至發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35和電動(dòng)發(fā)電機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部34。在發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35中，與第一實(shí)施方式同樣地，使用該發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力算出目標(biāo)轉(zhuǎn)速指令。另外，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部34中，根據(jù)該發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力與由泵動(dòng)力運(yùn)算部22運(yùn)算出的泵請(qǐng)求動(dòng)力之差而算出輔助動(dòng)力指令。接下來，使用圖9說明本實(shí)施方式中的由基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24、變化速度運(yùn)算部26以及平均動(dòng)力運(yùn)算部27執(zhí)行的具體的運(yùn)算處理的內(nèi)容。
[0071]圖9是表示發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23A中的運(yùn)算處理的內(nèi)容的一個(gè)例子的圖?；鶞?zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24在基于由剩余蓄電量運(yùn)算部21運(yùn)算出的SOC而確定發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的基準(zhǔn)值時(shí)，使用圖9所示的基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表31。在基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表31中，以對(duì)基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24的輸入即SOC為橫軸，以從基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24的輸出即基準(zhǔn)動(dòng)力為縱軸。在圖9的基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表31中，雖然在由曲線定義SOC與基準(zhǔn)動(dòng)力的關(guān)系這一點(diǎn)上與圖4所示的第一實(shí)施方式不同，但在以隨著SOC減少而使基準(zhǔn)動(dòng)力增大的方式進(jìn)行規(guī)定這一點(diǎn)上兩者相同。另外，在圖9的例子中，SOC達(dá)到SI以下的值時(shí)基準(zhǔn)值(發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力)達(dá)到最大值，SOC達(dá)到S2以上時(shí)基準(zhǔn)值達(dá)到最小值。接下來，對(duì)基準(zhǔn)值的最小值進(jìn)行說明。
[0072]圖10是發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的基準(zhǔn)值的最小值的說明圖?；鶞?zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表31中的基準(zhǔn)值(發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力)的最小值優(yōu)選預(yù)先由“液壓泵3的最大動(dòng)力一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的最大動(dòng)力”規(guī)定。若將該值作為基準(zhǔn)值的最小值，則即使在像圖10那樣泵請(qǐng)求動(dòng)力急劇增加的情況下，也能夠在不使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力變化的情況下確保泵請(qǐng)求動(dòng)力，因此不會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃燒狀況惡化，也不會(huì)有損液壓機(jī)器的操作性。此外，通過在泵請(qǐng)求動(dòng)力較低的情況下由電動(dòng)發(fā)電機(jī)2進(jìn)行充電，能夠?yàn)樾枰o助時(shí)做準(zhǔn)備。然而，由于在蓄電裝置10充滿電時(shí)無法進(jìn)行充電，所以需要通過使發(fā)動(dòng)機(jī)I停止或暫時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的基準(zhǔn)值來防止過度充電。
[0073]此外，也能夠根據(jù)“電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的響應(yīng)性”來確定發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的最小值。在該情況下，在圖10中，以使動(dòng)力變化速度“ (A - B)/(t2 - tl) ”成為電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的最大動(dòng)力變化速度以下的方式設(shè)計(jì)B點(diǎn)即可，其中上述動(dòng)力變化速度是由從發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力點(diǎn)B到達(dá)泵最大動(dòng)力點(diǎn)A為止的時(shí)間“t2 - tl”規(guī)定的。在實(shí)際的利用中，最優(yōu)選的是，將由最大動(dòng)力定義的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力和由動(dòng)力變化速度規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力進(jìn)行比較，從中選擇較大的一方。此外，所謂動(dòng)力變化速度，表示動(dòng)力的單位時(shí)間內(nèi)的變化量，表示發(fā)動(dòng)機(jī)1、電動(dòng)發(fā)電機(jī)2等的輸出響應(yīng)性。
[0074]圖11是表示基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表31的其他例子的圖。若在SOC降低后通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)2進(jìn)行發(fā)電而使SOC上升，則使發(fā)動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)動(dòng)力的基準(zhǔn)值再次下降。此時(shí)，有可能因控制目標(biāo)值的切換而產(chǎn)生充放電的反復(fù)(搖擺(hunting))。為了應(yīng)對(duì)這一點(diǎn)，優(yōu)選像圖11所示的基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表31那樣具有滯后特性的表。在該動(dòng)力運(yùn)算表31中，SOC減少時(shí)按照實(shí)線51使基準(zhǔn)動(dòng)力上升，在SOC增加時(shí)，按照虛線52而使基準(zhǔn)動(dòng)力下降。若利用這樣的基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表31，則能夠防止搖擺。
[0075]回到圖9，對(duì)動(dòng)力速度運(yùn)算部25進(jìn)行說明。在動(dòng)力速度運(yùn)算部25中采用利用了一階低通濾波器的構(gòu)成。在本實(shí)施方式中的動(dòng)力速度運(yùn)算部25中，首先，根據(jù)由剩余蓄電量運(yùn)算部21運(yùn)算出的SOC而確定低通濾波器的時(shí)間常數(shù)T。在該運(yùn)算中使用圖9所示的時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表32。時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表32以對(duì)變化速度運(yùn)算部26的輸入即SOC為橫軸，以從變化速度運(yùn)算部26的輸出即時(shí)間常數(shù)T為縱軸。在時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表32中，在剩余蓄電量較多(S0C較高)的情況下時(shí)間常數(shù)T設(shè)定得較大，在剩余蓄電量較少(S0C較低)的情況下時(shí)間常數(shù)T設(shè)定地較小。
[0076]平均動(dòng)力運(yùn)算部27是一階低通濾波器，構(gòu)成為其時(shí)間常數(shù)T根據(jù)由變化速度運(yùn)算部26運(yùn)算出的輸出而變化。通過使由泵動(dòng)力運(yùn)算部22計(jì)算出的泵請(qǐng)求動(dòng)力通過該低通濾波器，泵請(qǐng)求動(dòng)力被平均化后的值作為動(dòng)力速度運(yùn)算部25的輸出被算出。此外，圖中的“s”表示拉普拉斯運(yùn)算常數(shù)，“K”表示增益(后面的圖也一樣)。
[0077]若使動(dòng)力速度運(yùn)算部25成為這樣的構(gòu)成，則在剩余蓄電量較多(S0C較高)時(shí)時(shí)間常數(shù)T取得較大的值，動(dòng)力速度運(yùn)算部25的輸出相對(duì)于泵請(qǐng)求動(dòng)力的變化速度非常緩慢地升高。因此，即使泵請(qǐng)求動(dòng)力急劇地升高，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力相對(duì)于基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24所算出的基準(zhǔn)動(dòng)力也幾乎沒有變化。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)I能夠維持燃燒狀態(tài)穩(wěn)定的狀況。
[0078]另一方面，在剩余蓄電量較少(S0C較低)時(shí)時(shí)間常數(shù)T取得較小的值，動(dòng)力速度運(yùn)算部25的輸出與時(shí)間常數(shù)T較大時(shí)(S0C較高時(shí))相比相對(duì)來說更迅速地升高。因此，在SOC較少而可能無法充分地進(jìn)行電動(dòng)輔助的情況下，使發(fā)動(dòng)機(jī)I的輸出變化速度較大而確保泵請(qǐng)求動(dòng)力，由此維持良好的操作性。
[0079]在此，由于由時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表32 (變化速度運(yùn)算部26)確定的時(shí)間常數(shù)T的最小值(最小時(shí)間常數(shù))規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力變化速度的最大值，所以需要將從最小時(shí)間常數(shù)T下的低通濾波器通過的頻帶設(shè)計(jì)成不會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率或廢氣的過渡響應(yīng)特性惡化的范圍。另外，在平均動(dòng)力運(yùn)算部27中利用的低通濾波器的增益K也成為確定發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的變化率的參數(shù)。此外，在本實(shí)施方式中，簡(jiǎn)略地將增益K設(shè)成定值，但也可以與時(shí)間常數(shù)T同樣地使增益K的值根據(jù)SOC而變化。
[0080]此外，在圖9的例子中在平均動(dòng)力運(yùn)算部27中使用一階低通濾波器，但控制器的實(shí)現(xiàn)方法當(dāng)然并不限定于該例。此外，在上述例子中，“變更使用一階低通濾波器的情況下的時(shí)間常數(shù)”相當(dāng)于，“變更利用移動(dòng)平均的情況下的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)”或“變更利用速率限制器(rate limiter)的情況下的變化率”等。另外，當(dāng)然也可以利用“高階低通濾波器”。在該情況下，變更使截止頻率變化的參數(shù)。
[0081]另外，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的動(dòng)力變化速度比發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力變化速度快，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2實(shí)際輸出的動(dòng)力瞬時(shí)地與“輔助動(dòng)力指令”一致。因此，通過采用上述那樣的構(gòu)成，發(fā)動(dòng)機(jī)I實(shí)際輸出的動(dòng)力等于“泵動(dòng)力一輔助動(dòng)力指令”。即，在本實(shí)施方式中雖然沒有直接控制發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力，但是能夠間接地使發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力追隨由目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23運(yùn)算出的目標(biāo)動(dòng)力。
[0082]接下來，按照時(shí)序來說明在如上所述地構(gòu)成的液壓挖掘機(jī)中，如何根據(jù)SOC來算出泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力(即，輔助動(dòng)力指令)。
[0083]圖12是表示SOC足夠的情況下(例如，實(shí)施了夜間充電等后的第二天的作業(yè)開始時(shí))的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助動(dòng)力指令的變化的圖。在該圖的例子中，在時(shí)刻為零的SOC時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的基準(zhǔn)值從最小值開始。另外，此時(shí)，由時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表31所確定的時(shí)間常數(shù)T成為最大值。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的變化速度并不追隨泵動(dòng)力的變化速度，從而繼續(xù)取得接近基準(zhǔn)值的值。
[0084]隨著從蓄電裝置10進(jìn)行的放電，如圖12(a)所示，SOC逐漸下降。伴隨于此，由基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24算出的基準(zhǔn)動(dòng)力逐漸增加，但時(shí)間常數(shù)T依然較大。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力示出像圖12(b)那樣與SOC的減少相反地增加那樣的舉動(dòng)。由于這樣地將發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定得較低，因此“泵動(dòng)力一發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力”大致取得正值。因此，對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的輔助動(dòng)力指令(圖12(c))在助力側(cè)工作頻率較高并且變動(dòng)較大。這樣，若相對(duì)于變化快的泵請(qǐng)求動(dòng)力而從電動(dòng)發(fā)電機(jī)2迅速地供給動(dòng)力，則發(fā)動(dòng)機(jī)I的實(shí)際動(dòng)力平滑地變化。
[0085]接下來，使用圖13說明從圖12的狀態(tài)開始經(jīng)過一定程度的時(shí)間后SOC減少至規(guī)定水準(zhǔn)的時(shí)刻的舉動(dòng)。圖13是表示SOC減少至圖13(a)中虛線所示的規(guī)定水準(zhǔn)Sc (大于SI且小于S2的值)附近的情況下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力的變化的圖。
[0086]該情況下，與SOC的減少相應(yīng)地由基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24算出的基準(zhǔn)動(dòng)力變成比之前的情況高出一定程度的值，并且由變化速度運(yùn)算部26求得的時(shí)間常數(shù)T的值也變得比之前的情況小。
[0087]在該情況下，也與第一實(shí)施方式一樣，優(yōu)選以使發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力成為泵請(qǐng)求動(dòng)力的大致中間值(例如，移動(dòng)平均值)或比該中間值稍高的值的方式進(jìn)行調(diào)整。這樣一來，由于發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力取得泵請(qǐng)求動(dòng)力的中間值，因此由“泵請(qǐng)求動(dòng)力一發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力”算出的電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的輔助動(dòng)力指令如圖13(c)所示地反復(fù)進(jìn)行充放電。由此，能夠防止發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力急劇地變化，并且因?yàn)镾OC被保持在固定水準(zhǔn)而能夠避免陷入無法通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)2實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)I的輔助的狀況。另外，通過使發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力取得比泵請(qǐng)求動(dòng)力的中間值更高的值，具有防止因伴隨充放電的能量損失而使SOC減少的效果。
[0088]最后，使用圖14對(duì)SOC低于SI的情況的舉動(dòng)進(jìn)行說明。圖14是表示SOC低于SI的情況下的S0C、泵請(qǐng)求動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力以及輔助目標(biāo)動(dòng)力的變化的圖。
[0089]在該情況下，由基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24算出的發(fā)動(dòng)機(jī)I的基準(zhǔn)動(dòng)力取得比發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的最大值更高的值。此外，在利用圖11所示的表作為基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表31的情況下，由于向虛線52的線轉(zhuǎn)變，因此在SOC恢復(fù)至某一程度的值之前，維持該基準(zhǔn)動(dòng)力。
[0090]另外，由于此時(shí)的SOC較小，因此由變化速度運(yùn)算部26算出的時(shí)間常數(shù)T成為較小的值。因此，由平均動(dòng)力運(yùn)算部27算出的動(dòng)力的變化速度接近泵請(qǐng)求動(dòng)力的變化速度。此外，成為像圖14 一樣的條件的SOC的閾值(SI),與第一實(shí)施方式同樣地,優(yōu)選基于適用目標(biāo)的工程機(jī)械的泵請(qǐng)求動(dòng)力的變化分布圖而設(shè)計(jì)。
[0091]使用圖15的發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性圖(T-N特性圖)來說明處于像圖14 一樣的狀態(tài)的情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的變化的情形。圖15是關(guān)于SOC較低的情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的確定方法的簡(jiǎn)單說明圖。
[0092]首先,如前所述,發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的基準(zhǔn)動(dòng)力如圖15所示地取得比發(fā)動(dòng)機(jī)I的最大動(dòng)力線更高的值。由低通濾波器進(jìn)行的運(yùn)算與相對(duì)于基準(zhǔn)動(dòng)力的變化量91相當(dāng)。此外，圖15中的變化量91是用于使說明易于理解的一個(gè)例子，其范圍并不限于圖示。若像圖15一樣地將基準(zhǔn)動(dòng)力(基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24的輸出)設(shè)定得足夠高，則考慮了變化量91 (動(dòng)力速度運(yùn)算部25的輸出)而生成的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力(基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24與動(dòng)力速度運(yùn)算部25的輸出之和)也變得始終比發(fā)動(dòng)機(jī)I的最大動(dòng)力線高。但是，因?yàn)闊o法使發(fā)動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)動(dòng)力比最大動(dòng)力高，所以最終的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力(發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23A的輸出)被限制為最大動(dòng)力，持續(xù)地取得最大動(dòng)力的值。這樣，在像圖14 一樣SOC較低的情況下，對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的輔助動(dòng)力指令由“發(fā)動(dòng)機(jī)最大動(dòng)力一泵請(qǐng)求動(dòng)力”的值定義，始終作為“發(fā)電需求”而持續(xù)提供。此外，在出于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化等的目的而搭載有泵請(qǐng)求動(dòng)力超過發(fā)動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，需要限制泵請(qǐng)求動(dòng)力等的控制。
[0093]通過像圖15 —樣地取得基準(zhǔn)動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)I在額定輸出點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃燒狀態(tài)穩(wěn)定從而抑制廢氣中所含的具有環(huán)境負(fù)荷的物質(zhì)的含量，并且，因?yàn)椴粫?huì)相對(duì)于泵請(qǐng)求動(dòng)力而成為動(dòng)力不足，所以也能夠維持操作性。另外，因?yàn)閷Ｗ⒂谠诎l(fā)動(dòng)機(jī)I的效率好的高輸出點(diǎn)進(jìn)行發(fā)電，所以能夠期待燃油效率的提高。
[0094]根據(jù)如上所述地構(gòu)成的本實(shí)施方式，在蓄電裝置10的剩余蓄電量較多的情況下，相對(duì)于泵請(qǐng)求動(dòng)力的變化速度，發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力的變化變得十分緩慢。另外，通過將發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力與泵請(qǐng)求動(dòng)力的差量作為輔助動(dòng)力指令(輔助目標(biāo)動(dòng)力)，能夠由高響應(yīng)性的電動(dòng)發(fā)電機(jī)2實(shí)現(xiàn)迅速的動(dòng)力輔助，能夠通過發(fā)動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)發(fā)電機(jī)2來滿足泵請(qǐng)求動(dòng)力。此時(shí)，與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2相比響應(yīng)較慢的發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力緩慢地變化。因此,在發(fā)動(dòng)機(jī)I中過渡性的燃料噴射被抑制，從而能抑制廢氣中的具有環(huán)境負(fù)荷的物質(zhì)的含量。另外，在泵請(qǐng)求動(dòng)力急劇減少的情況下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的剩余量被用于發(fā)電動(dòng)力，因此能夠無浪費(fèi)地利用由發(fā)動(dòng)機(jī)I產(chǎn)生的能量。
[0095]另一方面，通過采用若蓄電裝置10的剩余蓄電量減少，則發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的變化速度上升并且增加發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的承擔(dān)量的構(gòu)成，即使在剩余充電量較少而無法由電動(dòng)發(fā)電機(jī)2進(jìn)行充分的輔助的情況下，也能夠單獨(dú)由發(fā)動(dòng)機(jī)I確保液壓泵3的請(qǐng)求動(dòng)力。由此，能夠不依賴于蓄電裝置10的剩余蓄電量地確保良好的操作性。
[0096]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，在發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力相對(duì)較小的區(qū)域(低輸出區(qū)域)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的變化速度被設(shè)定得相對(duì)較小，在發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力相對(duì)較大的區(qū)域(高輸出區(qū)域)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的變化速度被設(shè)定得相對(duì)較大。若這樣地進(jìn)行控制，則在低輸出區(qū)域中，能夠抑制有可能導(dǎo)致廢氣的環(huán)境負(fù)荷增加的動(dòng)作，在高輸出區(qū)域中，能夠抑制浪費(fèi)的燃料消耗。即，能夠在燃油效率提高和廢氣抑制這兩方面發(fā)揮效果。此外，在本實(shí)施方式中，通過利用基于SOC和泵請(qǐng)求動(dòng)力使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的變化速度變化的構(gòu)成，而實(shí)現(xiàn)上述作用、效果，但即使利用如下構(gòu)成，也能夠發(fā)揮相同的作用、效果，該構(gòu)成為:根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的大小而設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的變化速度的限制值，并使該設(shè)定值與發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的大小相應(yīng)地變化(即，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力增加，而將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的變化速度的限制值設(shè)定得較大)。
[0097]另外，在上述各實(shí)施方式中，以通過發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制部36 (參照?qǐng)D3)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)I進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的情況為例進(jìn)行了說明，但是沒有特別提到發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35(參照?qǐng)D3)中的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的具體算出方法。發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速優(yōu)選基于發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)據(jù)算出，其中發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)據(jù)表示氮氧化物等廢氣成分的量及燃油效率、與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。因此，接下來，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35中的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的優(yōu)選算出例進(jìn)行說明。
[0098]圖16是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35所利用的等燃油效率表的圖。該圖所示的等燃油效率表以表形式將表示規(guī)定的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率的發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)據(jù)示出，通過在橫軸為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、縱軸為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的二維平面上，以等高線標(biāo)繪燃油效率相等的、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的組合，來表示發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃油效率特性。
[0099]上述的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35基于從上述的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力，從能夠輸出該發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的多個(gè)組合中抽出能夠?qū)崿F(xiàn)期望的燃油效率的一個(gè)組合(或是最接近期望的燃油效率的一個(gè)組合)，將該一個(gè)組合的轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速輸出。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力是轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的積，能夠?qū)⒛軐?shí)現(xiàn)規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的組合在等燃油效率表上描繪成曲線(等動(dòng)力線101)。因此，如圖16所示，也可以基于來自發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23的輸入值描繪等動(dòng)力線101，將該等動(dòng)力線101上的點(diǎn)中燃油效率最好的動(dòng)作點(diǎn)的轉(zhuǎn)速(NI)作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速輸出。將發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35的輸出用作發(fā)動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0100]此外，與圖16所示的等燃油效率表同樣地，也能夠利用“等廢氣表”來確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速，其中“等廢氣表”以表形式將表示規(guī)定的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩下的氮氧化物等廢氣成分的量的發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)據(jù)示出。存在如下的表作為等廢氣表:該表的橫軸表示轉(zhuǎn)速，縱軸表示轉(zhuǎn)矩，并通過以等高線標(biāo)繪氮氧化物、顆粒狀物質(zhì)、二氧化碳等各種廢氣成分的穩(wěn)定特性(例如各廢氣成分的量)相等的、轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩的組合，來表示發(fā)動(dòng)機(jī)I的廢氣成分的特性。若與上述的等燃油效率表同樣地使用該等廢氣表，則能夠使穩(wěn)定狀態(tài)下的廢氣中的具有環(huán)境負(fù)荷的物質(zhì)的量最優(yōu)化，因此能夠進(jìn)一步提高由負(fù)荷平均化實(shí)現(xiàn)的廢氣凈化的效果。再有，通過并用上述“等燃油效率表”和“等廢氣表”，還能夠在能夠?qū)崿F(xiàn)低耗油量且低廢氣的動(dòng)作點(diǎn)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I。另外，不僅可以基于上述燃油效率以及廢氣確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速，也可以基于其他的發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)據(jù)來確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0101]若如上所述地構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部35，則操作員無需逐次設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，能夠以從燃油效率或廢氣的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選的動(dòng)作轉(zhuǎn)速使發(fā)動(dòng)機(jī)I發(fā)動(dòng)。這不僅實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降低廢氣中的具有環(huán)境負(fù)荷的物質(zhì)，還有助于減輕操作員的作業(yè)負(fù)擔(dān)。
[0102]另外，關(guān)于圖9所示的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23A的構(gòu)成，其在利用鋰離子電池等能量密度較高、能夠持續(xù)利用高輸出的部件作為蓄電裝置10的情況下是有效的構(gòu)成。但是，若在像電容器一樣只能瞬間供給能量的蓄電裝置的情況下也如圖9 一樣地根據(jù)SOC確定基準(zhǔn)動(dòng)力，則基準(zhǔn)動(dòng)力急劇地上下波動(dòng)，有可能在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力減少時(shí)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停止。因此，接下來，使用圖17對(duì)利用像電容器那樣的部件作為蓄電裝置10的情況下有效的構(gòu)成進(jìn)行說明。
[0103]圖17是表示發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23B中的運(yùn)算處理的內(nèi)容的一個(gè)例子的圖。該圖所示的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23B具備基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24B和動(dòng)力速度運(yùn)算部25B。
[0104]基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24B由低通濾波器111構(gòu)成，是執(zhí)行如下處理的部分:通過使從泵動(dòng)力運(yùn)算部22輸出的泵請(qǐng)求動(dòng)力通過低通濾波器111來生成基準(zhǔn)動(dòng)力。此外，圖中的Kl為增益，時(shí)間常數(shù)Tl是不依賴于SOC的值。若這樣地由低通濾波器111生成基準(zhǔn)動(dòng)力，則由于發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力表現(xiàn)出被設(shè)定為泵請(qǐng)求動(dòng)力的中間值的趨勢(shì)(例如，像圖13那樣的狀態(tài))，因此相比于圖9的情況，在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高輸出的動(dòng)力輔助的頻率變低。
[0105]動(dòng)力速度運(yùn)算部25B是執(zhí)行如下如理的部分:通過使從泵動(dòng)力運(yùn)算部22輸出的泵請(qǐng)求動(dòng)力通過高通濾波器112來規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的變動(dòng)速度、變動(dòng)幅度。此外，圖中的Kh為增益。另外，動(dòng)力速度運(yùn)算部25B具備時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表113，該時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表113用于根據(jù)從剩余蓄電量運(yùn)算部21輸出的SOC而規(guī)定高通濾波器112所利用的時(shí)間常數(shù)Th。時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表113與圖9的時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表32同樣地，剩余蓄電量越多(S0C越高)則時(shí)間常數(shù)Th設(shè)定得越小，剩余蓄電量越少(S0C越低)則時(shí)間常數(shù)Th設(shè)定得越大。
[0106]若在高通濾波器112中利用這樣地設(shè)定的時(shí)間常數(shù)Th，則SOC較高時(shí)高通濾波器112的時(shí)間常數(shù)變小，因此通過的高頻成分變少。由此，在剩余蓄電量較多的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的變動(dòng)幅度變小，由電動(dòng)發(fā)電機(jī)2承擔(dān)的動(dòng)力變動(dòng)變大。另一方面，若剩余蓄電量變少，則高通濾波器112的時(shí)間常數(shù)變大，因此通過的高頻成分變多。此外，若高通濾波器112的時(shí)間常數(shù)的變化較大，則發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力可能急劇地增加。為了避免這種情況，在時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表113中，優(yōu)選使時(shí)間常數(shù)隨SOC變化的變化量(圖17中的AT)比較小。
[0107]根據(jù)如上所述地構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23B，基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24B與動(dòng)力速度運(yùn)算部25B的輸出值之和作為最終的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力而輸出。此時(shí)，雖然通過基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部24B而與蓄電裝置10的SOC無關(guān)聯(lián)地算出基準(zhǔn)動(dòng)力，但通過動(dòng)力速度運(yùn)算部25B的作用將最終從發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23B輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定為隨著SOC減少而變大。而且，在這樣地構(gòu)成的情況下的舉動(dòng)，即使蓄電裝置10的SOC發(fā)生變化也將重復(fù)基本上與圖13相同的動(dòng)作。因此，只要如上所述地構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部23B，即使對(duì)于蓄電裝置10利用電容器，也能夠避免在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力減少時(shí)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)停止。
[0108]此外，在上述各實(shí)施方式中，雖然以隨著蓄電裝置10的SOC減少而使發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力變大的方式進(jìn)行控制，但也可以設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的限制值，并以使該限制值與SOC的減少相應(yīng)地變大的方式進(jìn)行控制。即，并非與SOC相應(yīng)地控制發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力，而是與SOC相應(yīng)地控制“發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力的限制值”。另外，在上述各實(shí)施方式中，雖然以液壓挖掘機(jī)為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明當(dāng)然也可以適用于由發(fā)動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)用于向液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給液壓油的液壓泵的其他混合動(dòng)力式工程機(jī)械。
[0109]另外，發(fā)明人員等確認(rèn)到，通過將上述各實(shí)施方式所代表的本發(fā)明適用于混合動(dòng)力式液壓挖掘機(jī)，在液壓挖掘機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作中，能夠?qū)U氣中的顆粒狀物質(zhì)抑制大約30%，將氮氧化物抑制大約20%。
[0110]附圖標(biāo)記說明
[0111]I 發(fā)動(dòng)機(jī)
[0112]2 電動(dòng)發(fā)電機(jī)
[0113]3 液壓泵
[0114]5 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)
[0115]9 逆變器
[0116]10 蓄電裝置
[0117]16 操作桿
[0118]21 剩余蓄電量運(yùn)算部
[0119]22 泵動(dòng)力運(yùn)算部
[0120]23、23A、23B 發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部
[0121]24、24B 基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算部
[0122]25、25B 動(dòng)作速度運(yùn)算部
[0123]26 變化速度運(yùn)算部
[0124]27 平均動(dòng)力運(yùn)算部
[0125]28 輔助動(dòng)力控制部
[0126]31 基準(zhǔn)動(dòng)力運(yùn)算表
[0127]32 時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表
[0128]34 電動(dòng)發(fā)電機(jī)目標(biāo)動(dòng)力運(yùn)算部
[0129]35 發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)算部
[0130]36 發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制部
[0131]111 低通濾波器
[0132]112 高通濾波器
[0133]113 時(shí)間常數(shù)運(yùn)算表
【權(quán)利要求】
1.一種混合動(dòng)力式工程機(jī)械，其特征在于，具備: 發(fā)動(dòng)機(jī)； 在與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的傳遞的電動(dòng)發(fā)電機(jī)； 由所述發(fā)動(dòng)機(jī)以及所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的至少一方驅(qū)動(dòng)的液壓泵； 由從該液壓泵噴出的液壓油驅(qū)動(dòng)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 用于向所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)供給電力的蓄電裝置；以及 控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)基于所述蓄電裝置的剩余蓄電量而設(shè)定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力，并基于該發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力和所述泵的請(qǐng)求動(dòng)力而設(shè)定所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力， 所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力被設(shè)定為與所述蓄電裝置的剩余蓄電量減少相應(yīng)地單調(diào)增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力式工程機(jī)械，其特征在于， 所述控制機(jī)構(gòu)隨著所述剩余蓄電量減少而將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力的變化速度設(shè)定得較大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動(dòng)力式工程機(jī)械，其特征在于， 所述控制機(jī)構(gòu)隨著所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力增加而將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力的變化速度的限制值設(shè)定得較大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的混合動(dòng)力式工程機(jī)械，其特征在于， 所述控制機(jī)構(gòu)在所述剩余蓄電量達(dá)到第一設(shè)定值以下的值時(shí)，將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定為所述發(fā)動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的混合動(dòng)力式工程機(jī)械，其特征在于， 所述控制機(jī)構(gòu)在所述剩余蓄電量達(dá)到比所述第一設(shè)定值大的第二設(shè)定值以上的值時(shí)，將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定為比所述液壓泵的最小動(dòng)力小的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的混合動(dòng)力式工程機(jī)械，其特征在于， 所述控制機(jī)構(gòu)基于發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)據(jù)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)動(dòng)力來設(shè)定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，所述發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)據(jù)表示所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率以及廢氣量的至少一方、與該發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。
【文檔編號(hào)】F02D29/04GK104302847SQ201380025106
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月14日
【發(fā)明者】石原新士, 星野雅俊, 坂本博史 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社