專利名稱：混合動(dòng)力施工機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力施工機(jī)械。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力施工機(jī)械基本上都具有鋰離子電池等伴隨有化學(xué)反應(yīng)的類型的電池。伴隨有化學(xué)反應(yīng)類型的電池的特性是使用溫度范圍受到限定。例如，該類電池存在下述界限在某低溫Tl以下或高溫T4以上時(shí)不能使用電池；在上述溫度附近時(shí)電池的可用動(dòng)力受到限制；僅在適當(dāng)溫度T2 T3的范圍內(nèi)能夠正常使用上述電池。因此，以往，在日本JP 3859982B中，在將伴隨有化學(xué)反應(yīng)的類型的電池搭載到施工機(jī)械上的情況下，該施工機(jī)械具有冷暖氣設(shè)備，利用冷暖氣設(shè)備將電池的溫度保持于適當(dāng)溫度T2 T3。 然而，在上述發(fā)明中，在外部溫度升高的情況下，即，在根據(jù)實(shí)際的箱體溫度或箱體周圍的溫度由于線膨脹系數(shù)的差異使板的形狀發(fā)生變形的情況下，在兩張板之間形成空間。因此，存在有在兩張板之間自外部經(jīng)由板向箱體內(nèi)部傳熱、使箱體內(nèi)部的溫度上升這樣的問(wèn)題。另外，現(xiàn)有技術(shù)必須搭載冷暖氣設(shè)備，因此存在有使其成本大幅上升這樣的問(wèn)題。另外，在低溫地帶，特別是在溫度較低的早晨進(jìn)行初始啟動(dòng)時(shí)，必須利用暖氣設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間加熱電池之后才能使用該電池，因此，存在有不但操作性差且增大由暖氣造成的能量損失這樣的問(wèn)題。而且，在高溫時(shí)也必須利用冷氣設(shè)備對(duì)電池進(jìn)行冷卻，因此，存在有與低溫時(shí)相同的操作性差且增大由冷氣造成的能量損失這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用伴隨有化學(xué)反應(yīng)的電池、并在低溫或高溫時(shí)也能夠進(jìn)行常規(guī)作業(yè)的混合動(dòng)力施工機(jī)械。根據(jù)本發(fā)明的某一技術(shù)方案，提供一種混合動(dòng)力施工機(jī)械，其中，該混合動(dòng)力施工機(jī)械包括主泵；發(fā)動(dòng)機(jī)，其用于驅(qū)動(dòng)主泵；輔助泵，其經(jīng)由合流通路與主泵的排出側(cè)相連接；液壓馬達(dá)，其利用來(lái)自致動(dòng)器的返回油進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其與輔助泵及液壓馬達(dá)相聯(lián)動(dòng)；輸出控制機(jī)構(gòu)，其用于控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出分配比；輸入控制機(jī)構(gòu)，其用于控制對(duì)于液壓馬達(dá)的液壓再生量；電池，其與電動(dòng)發(fā)電機(jī)相連接且伴隨有化學(xué)反應(yīng)；溫度檢測(cè)部，其用于檢測(cè)電池的溫度；判斷部，其用于判斷電池的溫度是否小于低溫區(qū)域的閾值或大于高溫區(qū)域的閾值；分配比設(shè)定部，其在電池的溫度小于低溫區(qū)域的閾值或者大于高溫區(qū)域的閾值的情況下，對(duì)輸出控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制并減小電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出分配t匕，并且與電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出分配比減小部分相對(duì)應(yīng)地增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出分配比；再生量控制部，其在電池的溫度小于低溫區(qū)域的閾值或者大于高溫區(qū)域的閾值的情況下，對(duì)輸入控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制并減少對(duì)于液壓馬達(dá)的液壓再生量。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，即使電池溫度為超過(guò)適當(dāng)范圍的低溫或高溫，也不會(huì)對(duì)操作性造成影響。從而，也可以不搭載冷暖氣設(shè)備，相應(yīng)地能夠削減成本。而且，由于不存在由冷暖氣設(shè)備造成的能量損失，因此有助于節(jié)能。另外，若使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一定時(shí)間，則發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)熱，因此利用該熱量能夠加熱電池。從而，在低溫時(shí)，即使沒(méi)有暖氣設(shè)備也能夠謀求有效地使用電池。以下，參照添加的附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的圖。圖2是表不電動(dòng)機(jī)的輸出特性的圖表。圖3是表示發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性的圖表。 圖4是表示使用了閥的液壓再生量限制特性的圖表。圖5是表示由液壓馬達(dá)的排油容積(displacement)導(dǎo)致的液壓再生量限制特性的圖表。圖6是流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I是表示作為混合動(dòng)力施工機(jī)械的挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)的圖。挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)包括可變?nèi)萘啃偷牡贗主泵MP1、第2主泵MP2。在第I主泵MPl上連接有第I回路系統(tǒng)，在第2主泵MP2上連接有第2回路系統(tǒng)。在第I回路系統(tǒng)中從上游側(cè)起依次連接有操作閥1，其用于控制旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM ;臂一檔用的操作閥2，其用于控制未圖示的臂缸(arm cylinder);動(dòng)臂二檔用操作閥3，其用于控制動(dòng)臂缸(boom cylin der)BC ;操作閥4,其用于控制未圖示的預(yù)備用附件；操作閥5,其用于控制未圖示的左行駛用馬達(dá)。各個(gè)操作閥I 5分別經(jīng)由中立流路6和并行通路7與第I主泵MPl連接。在中立流路6上，在左行駛馬達(dá)用的操作閥5的下游側(cè)設(shè)有先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8。若流過(guò)先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8的流體的流量較多，則先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8生成較高的先導(dǎo)壓，若流過(guò)先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8的流體的流量較少，則先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8生成較低的先導(dǎo)壓。在操作閥I 5全部位于中立位置或中立位置附近的情況下，中立流路6將從第I主泵MP I排出的流體的全部或一部分引導(dǎo)到罐T中。在該情況下，由于通過(guò)先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8的流體的流量也增多，因此生成較高的先導(dǎo)壓。當(dāng)操作閥I 5切換為全閥程(full stroke)的狀態(tài)時(shí)，中立流路6關(guān)閉而不存在流體的流通。從而，在該情況下，由于基本不存在流過(guò)先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8的流體的流量，因此先導(dǎo)壓保持為零。但是，根據(jù)操作閥I 5的操作量，泵排出量的一部分被引導(dǎo)到致動(dòng)器中，泵排出量的一部分被從中立流路6引導(dǎo)到罐T中，因此先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8生成與流動(dòng)于中立流路6的流量相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓。換言之，先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8生成與操作閥I 5的操作量相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓。在先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8上連接有先導(dǎo)流路9。先導(dǎo)流路9與用于控制第I主泵MPl的偏轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)器10相連接。調(diào)節(jié)器10與先導(dǎo)壓成反比例地控制第I主泵MPl的排出量。從而，在將操作閥I 5設(shè)為全閥程而使中立流路6的流量為零的情況下，換言之，在先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8所產(chǎn)生的先導(dǎo)壓為零的情況下，第I主泵MPl的排出量保持最大。在先導(dǎo)流路9上連接有第I壓力傳感器11。由第I壓力傳感器11檢測(cè)出的壓力信號(hào)被輸入到控制器C中。在第2回路系統(tǒng)中從上游側(cè)依次連接有操作閥12，其用于控制未圖示的右行駛用馬達(dá)；操作閥13,其用于控制未圖示的纟產(chǎn)斗缸(bucket cylinder);動(dòng)臂一檔用操作閥14，其用于控制動(dòng)臂缸BC ;臂二檔用的操作閥15，其用于控制臂缸。在動(dòng)臂一檔用的操作閥14上設(shè)有用于檢測(cè)操作方向及操作量的傳感器14a。各個(gè)操作閥12 15經(jīng)由中立流路16與第2主泵MP2相連接。鏟斗用的操作閥13和動(dòng)臂一檔用的操作閥14經(jīng)由并行通路17與第2主泵MP2相連接。在中立流路16上，在臂二檔用的操作閥15的下游側(cè)設(shè)有先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)18。先 導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)18與上述說(shuō)明的先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8同樣地發(fā)揮功能。在先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)18上連接有先導(dǎo)流路19。先導(dǎo)流路19與用于控制第2主泵MP2的偏轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)器20相連接。調(diào)節(jié)器20與先導(dǎo)壓成反比例地控制第2主泵MP2的排出量。從而，在將操作閥12 15設(shè)為全閥程而使中立流路16的流量為零的情況下，換言之，在先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)18所產(chǎn)生的先導(dǎo)壓為零的情況下，第2主泵MP2的排出量保持最大。在先導(dǎo)流路19上連接有第2壓力傳感器21。由第2壓力傳感器21檢測(cè)出的壓力信號(hào)被輸入到控制器C中。第I主泵MPl和第2主泵MP2在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)E的驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)下同軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)E與控制器C電連接。利用控制器C能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出動(dòng)力、轉(zhuǎn)速系數(shù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)E上設(shè)有發(fā)電機(jī)22。發(fā)電機(jī)22能夠利用發(fā)動(dòng)機(jī)E的剩余輸出進(jìn)行發(fā)電。發(fā)電機(jī)22發(fā)出的電力經(jīng)由電池充電器23充入到伴隨有化學(xué)反應(yīng)的鋰離子電池24中。電池充電器23與控制器C相連接?？刂破鰿能夠開(kāi)閉發(fā)電機(jī)22與鋰離子電池24的電連接。電池充電器23在與普通的家庭用電源25相連接的情況下能夠向鋰離子電池24中充入電力。即，電池充電器23也能夠連接在與本實(shí)施方式的裝置不同的獨(dú)立系統(tǒng)電源上。在與第I回路系統(tǒng)相連接的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM用的操作閥I的致動(dòng)器端口(actuatorport)上，連接有與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM相連通的通路26、27。在通路26、27上分別連接有制動(dòng)閥28、29。在將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM用的操作閥I保持在中立位置的情況下，致動(dòng)器端口關(guān)閉而使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)維持停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM用的操作閥I從上述狀態(tài)切換到圖I的右側(cè)位置時(shí)，一個(gè)通路26與第I主泵MPl相連接，另一個(gè)通路27與罐T相連通。從而，從通路26供給壓力流體而使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM旋轉(zhuǎn)。另外，來(lái)自旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM的回流流體經(jīng)由通路27返回到罐T中。當(dāng)將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM用的操作閥I切換到圖I的左側(cè)位置時(shí)，將泵排出流體供給到通路27中，通路26與罐T相連通，使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM反向轉(zhuǎn)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM的情況下，制動(dòng)閥28或制動(dòng)閥29發(fā)揮溢流閥的功能。在通路26,27的壓力大于等于設(shè)定壓的情況下，打開(kāi)制動(dòng)閥28、29而將高壓側(cè)的流體引導(dǎo)到低壓側(cè)。
另外，在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，若使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM用的操作閥I返回到中立位置，則操作閥I的致動(dòng)器端口關(guān)閉。即使操作閥I的致動(dòng)器端口關(guān)閉，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM也可以因慣性能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由此，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM作為泵發(fā)揮功能。在這種情況下，由通路26、27、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM、制動(dòng)閥28或制動(dòng)閥29構(gòu)成閉合回路，利用制動(dòng)閥28或制動(dòng)閥29將慣性能轉(zhuǎn)換為熱能。另一方面，當(dāng)將動(dòng)臂一檔用的操作閥14從中立位置切換到圖I的右側(cè)位置時(shí)，從第2主泵MP2排出的壓力流體經(jīng)由通路30供給到動(dòng)臂缸BC的活塞側(cè)室31中，并且來(lái)自動(dòng)臂缸BC的活塞桿側(cè)室32的回流流體經(jīng)由通路33返回到罐T中，使動(dòng)臂缸BC伸長(zhǎng)。相反，當(dāng)將動(dòng)臂一檔用的操作閥14切換到圖I的左方向時(shí)，從第2主泵MP2排出的壓力流體經(jīng)由通路33供給到動(dòng)臂缸BC的活塞桿側(cè)室32中，并且來(lái)自動(dòng)臂缸BC的活塞側(cè)室31的回流流體經(jīng)由通路30返回到罐T中，使動(dòng)臂缸BC回縮。動(dòng)臂二檔用的操作閥3
與動(dòng)臂一檔用的操作閥14聯(lián)動(dòng)地切換。在用于連接動(dòng)臂缸BC的活塞側(cè)室31與動(dòng)臂一檔用的操作閥14的通路30上，設(shè)有其開(kāi)度被控制器C控制的比例電磁閥34。比例電磁閥34在通常狀態(tài)下保持全開(kāi)位置。接下來(lái)，對(duì)用于輔助第I主泵MP1、第2主泵MP2的輸出的可變?nèi)萘啃偷妮o助泵AP進(jìn)行說(shuō)明。可變?nèi)萘啃偷妮o助泵AP利用兼用作發(fā)電機(jī)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)下，可變?nèi)萘啃偷囊簤厚R達(dá)AM也與該電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG同軸旋轉(zhuǎn)。而且，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG上連接有變換器I。變換器I與控制器C相連接，控制器C用于控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的轉(zhuǎn)速等。另外，輔助泵AP以及液壓馬達(dá)AM的偏轉(zhuǎn)角被傾角控制器35、36控制。傾角控制器35、36被控制器C的輸出信號(hào)控制。在輔助泵AP上連接有排出通路37。排出通路37分支為與第I主泵MPl的排出側(cè)合流的第I合流通路38和與第2主泵MP2的排出側(cè)合流的第2合流通路39。在第I合流通路38上設(shè)有開(kāi)度被控制器C的輸出信號(hào)控制的第I比例電磁節(jié)流閥40，在第2合流通路
39上設(shè)有開(kāi)度被控制器C的輸出信號(hào)控制的第2比例電磁節(jié)流閥41。在液壓馬達(dá)AM上連接有連接用通路42。連接用通路42經(jīng)由合流通路43及單向閥44、45與同旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM相連接的通路26、27相連接。在合流通路43上設(shè)有利用控制器C進(jìn)行開(kāi)閉控制的再生流量控制用電磁閥46。在再生流量控制用電磁閥46與單向閥44、45之間，設(shè)有用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM旋轉(zhuǎn)時(shí)的壓力或制動(dòng)時(shí)的壓力的壓力傳感器47。壓力傳感器47的壓力信號(hào)被輸入到控制器C中。在合流通路43上，相對(duì)于從旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM流向連接用通路42的流動(dòng)而言，在比再生流量控制用電磁閥46靠下游側(cè)的位置處設(shè)有安全閥48。在再生流量控制用電磁閥46等連接用通路42、23系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的情況下，安全閥48用于維持通路26、27的壓力并防止旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM失控。而且，在動(dòng)臂缸BC與比例電磁閥34之間設(shè)有與連接用通路42相連通的通路49。在通路49上設(shè)有被控制器C控制的再生流量控制用電磁閥50。以下，說(shuō)明本實(shí)施方式的作用。若第I回路系統(tǒng)的操作閥I 5保持于中立位置，則從第I主泵MPl排出的全部流體被經(jīng)由中立流路6及先導(dǎo)壓生成結(jié)構(gòu)8引導(dǎo)到罐T中。在第I主泵MPl的全部排出量流過(guò)先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8的情況下，由先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8生成的先導(dǎo)壓升高，在先導(dǎo)流路9中也被導(dǎo)入相對(duì)較高的先導(dǎo)壓。而且，在被導(dǎo)入到先導(dǎo)流路9中的較高的先導(dǎo)壓的作用下，調(diào)節(jié)器10進(jìn)行動(dòng)作，將第I主泵MPl的排出量保持為最小。此時(shí)的較高的先導(dǎo)壓的壓力信號(hào)從第I壓力傳感器11輸入到控制器C中。另外，在第2回路系統(tǒng)的操作閥12 15保持于中立位置的情況下，與第I回路系統(tǒng)的情況相同，先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)18也生成相對(duì)較高的先導(dǎo)壓。該較高的壓力作用于調(diào)節(jié)器20，利用該調(diào)節(jié)器20將第2主泵MP2的排出量保持為最小。此時(shí)的較高的先導(dǎo)壓的壓力信號(hào)從第2壓力傳感器21輸入到控制器C中。當(dāng)從第1、2壓力傳感器11、21向控制器C輸入相對(duì)較高的壓力信號(hào)時(shí)，控制器C作出第I主泵MP I、第2主泵MP2維持最小排出量的判斷并對(duì)傾角控制器35、36進(jìn)行控制，使輔助泵AP及液壓馬達(dá)AM的偏轉(zhuǎn)角為零或者最小。另外，在控制器C接收到第I主泵MP I、第2主泵MP2的排出量最小的信號(hào)時(shí)，控·制器C可以使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG停止旋轉(zhuǎn)，也可以使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。在使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG停止旋轉(zhuǎn)的情況下，具有能夠節(jié)約電力消耗這樣的效果。在使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況下，由于輔助泵AP及液壓馬達(dá)AM也繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此具有能夠減少輔助泵AP及液壓馬達(dá)AM啟動(dòng)時(shí)的沖擊這樣的效果。使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG停止或繼續(xù)旋轉(zhuǎn)是根據(jù)施工機(jī)械的用途、使用狀況來(lái)決定的。若在由先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8或先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)18生成的先導(dǎo)壓較高的狀態(tài)下對(duì)第I回路系統(tǒng)或第2回路系統(tǒng)中的任一操作閥進(jìn)行切換，則根據(jù)操作閥的操作量，減少流過(guò)中立流路6或中立流路16的流量。與此相伴，使由先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)8或先導(dǎo)壓生成機(jī)構(gòu)18生成的先導(dǎo)壓降低。若先導(dǎo)壓降低，則與此相伴地使第I主泵MPl或第2主泵MP2的偏轉(zhuǎn)角增大而增加排出量。在第I主泵MPl或第2主泵MP2的排出量增大的情況下，控制器C使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG保持為總是旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。S卩，在第I主泵MP1、第2主泵MP2的排出量最小時(shí)使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG停止運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，控制器C檢測(cè)到先導(dǎo)壓變低的情況而使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG再啟動(dòng)。而且，控制器C根據(jù)第1、2壓力傳感器11、21的壓力信號(hào)來(lái)控制第1、2比例電磁節(jié)流閥40、41的開(kāi)度，按比例分配輔助泵AP的排出量，將其供給到第1、2回路系統(tǒng)中。根據(jù)本實(shí)施方式，僅利用兩個(gè)第1、2壓力傳感器11、21的壓力信號(hào)，控制器C就能夠控制輔助泵AP的偏轉(zhuǎn)角及第1、2比例電磁節(jié)流閥40、41的開(kāi)度，因此能夠減少壓力傳感器的數(shù)量。另一方面，為了驅(qū)動(dòng)與第I回路系統(tǒng)相連接的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM，若將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM用的操作閥I切換到左右任意一側(cè)、例如切換到圖I的右側(cè)位置時(shí)，則通路26與第I主泵MPl相連通，通路27與罐T相連通，使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM旋轉(zhuǎn)。此時(shí)的旋轉(zhuǎn)壓保持為制動(dòng)閥28的設(shè)定壓。另外，若將操作閥I切換到圖I的左方向，則通路27與第I主泵MPl相連通，通路26與罐T相連通，使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM旋轉(zhuǎn)。此時(shí)的旋轉(zhuǎn)壓保持為制動(dòng)閥29的設(shè)定壓。另外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM正在旋轉(zhuǎn)的情況下將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM用的操作閥I切換到中立位置時(shí)，在通路26、27之間構(gòu)成閉合回路。制動(dòng)閥28或制動(dòng)閥29用于維持閉合回路的制動(dòng)壓，將慣性能轉(zhuǎn)化為熱能。
而且，壓力傳感器47用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)壓或制動(dòng)壓，并且將其壓力信號(hào)輸入到控制器C中。在不會(huì)對(duì)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM的旋轉(zhuǎn)或制動(dòng)動(dòng)作造成影響的范圍內(nèi)，控制器C在檢測(cè)到低于制動(dòng)閥28、29的設(shè)定壓的壓力時(shí)，對(duì)再生流量控制用電磁閥46進(jìn)行切換。若切換再生流量控制用電磁閥46，則被引導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM中的壓力流體流過(guò)合流通路43，并經(jīng)由安全閥48及連接用通路42被供給到液壓馬達(dá)AM中。在該情況下，控制器C根據(jù)來(lái)自壓力傳感器47的壓力信號(hào)來(lái)控制液壓馬達(dá)AM的偏轉(zhuǎn)角。這里所執(zhí)行的控制如下所述。若通路26或通路27的壓力未保持為進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作或制動(dòng)動(dòng)作所需要的壓力，則要么不能使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM旋轉(zhuǎn)，要么不能對(duì)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM進(jìn)行制動(dòng)。因此，為了使通路26或通路27的壓力保持為旋轉(zhuǎn)壓或制動(dòng)壓，控制器C 一邊控制液壓馬達(dá)AM的偏轉(zhuǎn)角，一邊控制旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM的負(fù)荷。即，控制器C控制液壓馬達(dá)AM的偏轉(zhuǎn)角，使得由壓力傳感器47檢測(cè)出的壓力與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)RM的旋轉(zhuǎn)壓或制動(dòng)壓大致相等?！?br> 若如上所述地使液壓馬達(dá)AM獲得旋轉(zhuǎn)力，則液壓馬達(dá)AM的旋轉(zhuǎn)力作用于與該液壓馬達(dá)AM同軸旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG上。液壓馬達(dá)AM的旋轉(zhuǎn)力作為對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輔助力而起作用。從而，與液壓馬達(dá)AM的旋轉(zhuǎn)力相對(duì)應(yīng)地能夠減少電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的電力消耗。另外，也能夠利用液壓馬達(dá)AM的旋轉(zhuǎn)力對(duì)輔助泵AP的旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行輔助。接下來(lái)，對(duì)切換動(dòng)臂一檔用的操作閥14及與操作閥14相聯(lián)動(dòng)的第I回路系統(tǒng)的動(dòng)臂二檔用的操作閥3進(jìn)行切換來(lái)控制動(dòng)臂缸BC的情況進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)為了使動(dòng)臂缸BC工作而對(duì)動(dòng)臂一檔用的操作閥14及與操作閥14相聯(lián)動(dòng)的操作閥3進(jìn)行切換時(shí)，利用傳感器14a檢測(cè)出操作閥14的操作方向和操作閥14的操作量。操作閥14的操作信號(hào)被輸入到控制器C中。根據(jù)傳感器14a的操作信號(hào)，控制器C判斷操作者是想使動(dòng)臂缸BC上升還是想使動(dòng)臂缸BC下降。若用于使動(dòng)臂缸BC上升的信號(hào)輸入到控制器C中，則控制器C使比例電磁閥34保持通常狀態(tài)。換言之，使比例電磁閥34保持于全開(kāi)位置。在該情況下，為了確保從輔助泵AP排出規(guī)定的排出量，控制器C將再生流量控制用電磁閥50保持于閉合位置，并對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的轉(zhuǎn)速、輔助泵AP的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行控制。另一方面，當(dāng)使動(dòng)臂缸BC下降的信號(hào)從傳感器14a輸入到控制器C時(shí)，控制器C根據(jù)操作閥14的操作量計(jì)算出操作者所希望的動(dòng)臂缸BC的下降速度，關(guān)閉比例電磁閥34，將再生流量控制用電磁閥50切換到打開(kāi)位置。若關(guān)閉比例電磁閥34并將再生流量控制用電磁閥5切換到打開(kāi)位置，則動(dòng)臂缸BC的回流流體全部供給到液壓馬達(dá)AM中。但是，若液壓馬達(dá)AM所消耗的流量少于為了維持操作者所希望的下降速度而從動(dòng)臂缸BC排出的必要流量，則動(dòng)臂缸BC不能維持操作者所希望的下降速度。在這種情況下，控制器C根據(jù)操作閥14的操作量、液壓馬達(dá)AM的偏轉(zhuǎn)角、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的轉(zhuǎn)速等來(lái)控制比例電磁閥34的開(kāi)度，使得大于等于液壓馬達(dá)AM所消耗流量的流量返回到罐T中，維持操作者所希望的動(dòng)臂缸BC的下降速度。當(dāng)將流體供給到液壓馬達(dá)AM中時(shí)，液壓馬達(dá)AM旋轉(zhuǎn)，液壓馬達(dá)AM的旋轉(zhuǎn)力作用于與該液壓馬達(dá)AM同軸旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG上。液壓馬達(dá)AM的旋轉(zhuǎn)力作為對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輔助力而起作用。從而,與液壓馬達(dá)AM的旋轉(zhuǎn)力相對(duì)應(yīng)地能夠減少電力消耗。即使不對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG供給電力也能夠僅利用液壓馬達(dá)AM的旋轉(zhuǎn)力使輔助泵AP旋轉(zhuǎn)。在該情況下，液壓馬達(dá)AM及輔助泵AP與上述情況相同地發(fā)揮壓力轉(zhuǎn)換功能。在將液壓馬達(dá)AM作為驅(qū)動(dòng)源并將電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG作為發(fā)電機(jī)而使用的情況下，若使輔助泵AP的偏轉(zhuǎn)角為零而處于大致無(wú)負(fù)荷狀態(tài)并為了使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG旋轉(zhuǎn)而在液壓馬達(dá)AM中維持必要的輸出，則能夠利用液壓馬達(dá)AM的輸出使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG發(fā)揮發(fā)電功能。另外，圖I中的附圖標(biāo)記51、52是設(shè)在第1、2比例電磁節(jié)流閥40、41的下游側(cè)的單向閥，該單向閥51、52僅允許排出油從輔助泵AP向第I主泵MPl、第2主泵MP2側(cè)流通。在本實(shí)施方式中，將發(fā)動(dòng)機(jī)E與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的合計(jì)輸出設(shè)為I，在鋰離子電池24處于正常溫度范圍的情況下，使發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出分配比為O. 8，使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出分配比為O. 2。但是，能夠根據(jù)目的對(duì)正常溫度范圍下的輸出分配比進(jìn)行自由設(shè)定?！?br> 控制器C監(jiān)視鋰離子電池24的溫度，在鋰離子電池24的溫度低于預(yù)先設(shè)定的低溫區(qū)域的閾值或高于高溫區(qū)域的閾值的情況下，如下所述，調(diào)整正常溫度范圍內(nèi)的輸出分配比?？刂破鰿預(yù)先存儲(chǔ)有鋰離子電池24的適當(dāng)溫度范圍內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)E和電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出分配比。例如，在電池溫度Tb處于適當(dāng)溫度范圍T2 T3的范圍內(nèi)的情況下，如圖2、圖3所示，預(yù)先將發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出分配比存儲(chǔ)為O. 8、將電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出分配比存儲(chǔ)為O. 2。在電池溫度Tb低于低溫區(qū)域中的閾值溫度T2的情況下，控制器C根據(jù)溫度變化來(lái)增大發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出分配比,并與該增大部分相應(yīng)地減小電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出分配比。另外，在電池溫度Tb進(jìn)一步低于與最低溫度相關(guān)的閾值溫度Tl時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出為零，并且利用發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出來(lái)供給電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的全部分擔(dān)部分。即，控制器C根據(jù)輸出分配來(lái)減少電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出，另一方面與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出分配減小部分相對(duì)應(yīng)地增大發(fā)動(dòng)機(jī)E的轉(zhuǎn)速，并以使發(fā)動(dòng)機(jī)E與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的合計(jì)輸出為I的方式進(jìn)行控制。為了控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出分配，例如控制輔助泵AP的傾角控制器35，控制輔助泵AP的偏轉(zhuǎn)角。若減小輔助泵AP的偏轉(zhuǎn)角，則能夠與該減小部分相應(yīng)地減少電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的負(fù)荷，因此，能夠?qū)嶋H上減小電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出分配。對(duì)于伴隨有化學(xué)反應(yīng)的鋰離子電池24，其在充電的情況下也受到溫度的影響。因此，在本實(shí)施方式中，控制器C 一邊監(jiān)視鋰離子電池24的溫度，一邊以恒定的閾值為基準(zhǔn)限制液壓再生量。圖4是表示對(duì)流入到液壓馬達(dá)AM中的再生流量進(jìn)行控制的情況下的液壓再生量系數(shù)特性的圖。在鋰離子電池24的溫度處于適當(dāng)溫度范圍T2 T3的情況下，控制器C將液壓再生量系數(shù)保持為1，根據(jù)乘以液壓再生量系數(shù)“I”后得到的輸出來(lái)控制再生流量控制用電磁閥46或電磁閥50的開(kāi)度。在鋰離子電池24的溫度低于低溫區(qū)域的閾值T2的情況下，控制器C根據(jù)乘以比“I”小的液壓再生量系數(shù)后得到的輸出來(lái)控制再生流量控制用電磁閥46或電磁閥50的開(kāi)度。從而，在鋰離子電池24的溫度低于低溫區(qū)域的閾值T2的情況下，與鋰離子電池24的溫度處于適當(dāng)溫度范圍T2 T3的情況相比，再生流量控制用電磁閥46的開(kāi)度相對(duì)減小，限制了液壓再生流量。在鋰離子電池24的溫度超過(guò)高溫區(qū)域的閾值T3的情況下，控制器C根據(jù)乘以比“I”小的液壓再生量系數(shù)后得到的輸出來(lái)控制再生流量控制用電磁閥46或電磁閥50的開(kāi)度。從而，在鋰離子電池24的溫度超過(guò)高溫區(qū)域的閾值T3的情況下，與鋰離子電池24的溫度處于適當(dāng)溫度范圍T2 T3的情況相比，再生流量控制用電磁閥46的開(kāi)度相對(duì)減小，限制了液壓再生流量。在鋰離子電池24的溫度低于低溫區(qū)域的最低溫度T I或超過(guò)高溫區(qū)域的最高溫度T4的情況下，控制器C使液壓再生量系數(shù)為零，將再生流量控制用電磁閥46、50保持為關(guān)閉狀態(tài)。若再生流量控制用電磁閥46、50保持為關(guān)閉狀態(tài)，則不向液壓馬達(dá)AM中供給再生流量，因此液壓馬達(dá)AM不旋轉(zhuǎn)，也使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的發(fā)電能力為零。為了限制液壓再生量，在控制再生流量控制用電磁閥46、50之外，還可以通過(guò)控制液壓馬達(dá)AM的排油容積來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的。圖5是表示排油容積的系數(shù)特性的圖。 如圖5所示，在鋰離子電池24的溫度處于適當(dāng)溫度范圍T2 T3的情況下，控制器C將排油容積系數(shù)保持為“1”，根據(jù)乘以排油容積系數(shù)“I”后得到的輸出來(lái)控制傾角控制器36，控制液壓馬達(dá)AM的排油容積。在鋰離子電池24的溫度低于低溫區(qū)域的閾值T2的情況下，控制器C根據(jù)乘以比“I”小的排油容積系數(shù)后得到的輸出來(lái)控制傾角控制器36，并控制液壓馬達(dá)AM的排油容積。從而，在鋰離子電池24的溫度低于低溫區(qū)域的閾值T2的情況下，與鋰離子電池24的溫度處于適當(dāng)溫度范圍T2 T3的情況相比，液壓馬達(dá)AM的偏轉(zhuǎn)角相對(duì)減小，限制了液壓
再生流量。在鋰離子電池24的溫度超過(guò)高溫區(qū)域的閾值T3的情況下，控制器C根據(jù)乘以比“I”小的排油容積系數(shù)后得到的輸出來(lái)控制傾角控制器36，并控制液壓馬達(dá)AM的排油容積。從而，在鋰離子電池24的溫度超過(guò)低溫區(qū)域的閾值T3的情況下，與鋰離子電池24的溫度處于適當(dāng)溫度范圍T2 T3的情況相比，液壓馬達(dá)AM的偏轉(zhuǎn)角相對(duì)減小，限制了液壓
再生流量。在鋰離子電池24的溫度低于低溫區(qū)域的最低溫度T I或超過(guò)高溫區(qū)域的最高溫度T4的情況下，控制器C使排油容積系數(shù)為零，使傾角控制器36的輸出為零，并且也使液壓馬達(dá)AM的排油容積為零。若液壓馬達(dá)AM的排油容積為零，則由于液壓馬達(dá)AM未旋轉(zhuǎn)，因此也使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的發(fā)電為零。圖6是利用流程圖表示上述控制器C的控制的圖。如圖6所示，控制器C讀取鋰離子電池24的溫度Tb，對(duì)溫度Tb是否小于與最低溫度相關(guān)的閾值溫度T I進(jìn)行判斷。若溫度Tb小于閾值溫度Tl，則執(zhí)行僅使用了發(fā)動(dòng)機(jī)E的控制。在鋰離子電池24的溫度Tb為溫度Tl以上的情況下，對(duì)溫度Tb是否處于Tl ( Tb
<T2的范圍進(jìn)行判斷。然后，若溫度Tb處于Tl彡Tb < T2的范圍內(nèi)，則根據(jù)其溫度范圍執(zhí)行增大發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出分配比并減小電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出分配比的控制。在鋰離子電池24的溫度Tb為閾值T2以上、未進(jìn)入到Tl彡Tb < T2的范圍內(nèi)的情況下，對(duì)溫度Tb是否處于T2 < Tb < T3的范圍進(jìn)行判斷。然后，若溫度Tb處于T2 < Tb < T3范圍內(nèi)，則利用預(yù)先設(shè)定的分配比來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)E及電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出。
在鋰離子電池24的溫度Tb高于閾值T3、未進(jìn)入到T2彡Tb彡T3的范圍內(nèi)的情況下，對(duì)溫度Tb是否進(jìn)入到T3 < Tb彡T4的范圍內(nèi)進(jìn)行判斷。然后，若溫度Tb處于T3
<Tb ^ T4的范圍內(nèi)，則根據(jù)其溫度范圍執(zhí)行增大發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出分配比并減小電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG的輸出分配比的控制。另 外，若溫度Tb未處于T3 < Tb彡T4的范圍內(nèi)而是T4 < Tb，則執(zhí)行僅使用了發(fā)動(dòng)機(jī)E的控制。在與發(fā)動(dòng)機(jī)E相連接的發(fā)電機(jī)22上連接有電池充電器23。在電池溫度Tb進(jìn)一步低于溫度T I或進(jìn)一步高于溫度T4的情況下，控制器C針對(duì)電池充電器23執(zhí)行使電池充電為零的控制。另外，在電池溫度Tb處于T I彡Tb < T2及T3 < Tb彡T4的范圍的情況下，控制器C執(zhí)行使電池充電器23限制電池充電量的控制。而且，在電池溫度Tb處于T2 ^ Tb ^ T3的范圍的情況下，控制器C執(zhí)行不限制電池充電器23的電池充電量的控制。以上，說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是上述實(shí)施方式只不過(guò)表示了本發(fā)明的應(yīng)用例的一部分，并不意味著將本發(fā)明的保護(hù)范圍限定于上述實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)。本申請(qǐng)基于在2010年5月14日向日本專利局申請(qǐng)的日本特愿2010-112077要求優(yōu)先權(quán)，并將該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以參照的方式引入到本說(shuō)明書中。產(chǎn)業(yè)上的可利用件本發(fā)明能夠用于挖掘機(jī)等混合動(dòng)力施工機(jī)械。
權(quán)利要求
1.一種混合動(dòng)力施工機(jī)械，其中， 該混合動(dòng)力施工機(jī)械包括 主泵； 發(fā)動(dòng)機(jī)，其用于驅(qū)動(dòng)上述主泵； 輔助泵，其經(jīng)由合流通路與上述主泵的排出側(cè)相連接； 液壓馬達(dá)，其利用來(lái)自致動(dòng)器的返回油進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)； 電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其與上述輔助泵及上述液壓馬達(dá)相聯(lián)動(dòng)； 輸出控制機(jī)構(gòu)，其用于控制上述電動(dòng)發(fā)電機(jī)相對(duì)于上述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出分配比； 輸入控制機(jī)構(gòu)，其用于控制對(duì)于上述液壓馬達(dá)的液壓再生量； 電池，其與上述電動(dòng)發(fā)電機(jī)連接且伴隨有化學(xué)反應(yīng)； 溫度檢測(cè)部，其用于檢測(cè)上述電池的溫度； 判斷部，其用于判斷上述電池的溫度是否小于低溫區(qū)域的閾值或大于高溫區(qū)域的閾值； 分配比設(shè)定部，其在上述電池的溫度小于上述低溫區(qū)域的閾值或大于上述高溫區(qū)域的閾值的情況下，對(duì)上述輸出控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制并減小上述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出分配比，并且與上述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出分配比減小部分相對(duì)應(yīng)地增大上述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出分配比； 再生量控制部，其在上述電池的溫度小于上述低溫區(qū)域的閾值或大于上述高溫區(qū)域的閾值的情況下，對(duì)上述輸入控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制而減少對(duì)于上述液壓馬達(dá)的上述液壓再生量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力施工機(jī)械,其中， 上述輸入控制機(jī)構(gòu)是設(shè)在將上述致動(dòng)器與上述液壓馬達(dá)連接起來(lái)的通路上的流量控制用電磁閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力施工機(jī)械,其中， 上述液壓馬達(dá)為可變?nèi)萘啃停? 上述輸入控制機(jī)構(gòu)是用于控制上述液壓馬達(dá)的偏轉(zhuǎn)角的傾角控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力施工機(jī)械,其中， 上述輸入控制機(jī)構(gòu)包括流量控制用電磁閥和傾角控制器，該流量控制用電磁閥設(shè)在將上述致動(dòng)器與上述液壓馬達(dá)連接起來(lái)的通路上，傾角控制器用于控制上述液壓馬達(dá)的偏轉(zhuǎn)角。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力施工機(jī)械,其中， 上述輸出控制機(jī)構(gòu)用于控制上述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力施工機(jī)械,其中， 上述輔助泵為可變?nèi)萘啃停? 上述輸出控制機(jī)構(gòu)是用于控制上述輔助泵的偏轉(zhuǎn)角的傾角控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力施工機(jī)械,其中， 該混合動(dòng)力施工機(jī)械還包括電池充電控制部，該電池充電控制部在上述電池的溫度小于上述低溫區(qū)域的閾值或大于上述高溫區(qū)域的閾值的情況下，對(duì)電池充電器進(jìn)行控制，限制電池充電量或使電池充電量為零。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力施工機(jī)械。該施工機(jī)械包括溫度檢測(cè)部，其用于檢測(cè)與電動(dòng)發(fā)電機(jī)相連接的電池的溫度；判斷部，其用于判斷電池的溫度是否小于低溫區(qū)域的閾值或大于高溫區(qū)域的閾值；分配比設(shè)定部，其在電池的溫度小于低溫區(qū)域的閾值或大于高溫區(qū)域的閾值的情況下，對(duì)用于控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出分配比的輸出控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制并減小電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出分配比，與電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出分配比減小部分相對(duì)應(yīng)地增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出分配比；再生量控制部，其在電池的溫度小于低溫區(qū)域的閾值或大于高溫區(qū)域的閾值的情況下，對(duì)用于控制對(duì)于液壓馬達(dá)的液壓再生量的輸入控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制并減少相對(duì)于液壓馬達(dá)的液壓再生量。
文檔編號(hào)E02F9/20GK102906345SQ201180024039
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者川崎治彥, 江川祐弘 申請(qǐng)人:萱場(chǎng)工業(yè)株式會(huì)社