混合動(dòng)力工程機(jī)械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力工程機(jī)械，其具備液壓泵、發(fā)電電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和控制裝置，能基于總負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?、降低因輔助設(shè)備的動(dòng)力帶來(lái)的能量損失，使發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電電動(dòng)機(jī)能高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂蒲b置具備：總負(fù)載轉(zhuǎn)矩確定部，檢測(cè)液壓泵的負(fù)載轉(zhuǎn)矩及所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的總和、即總負(fù)載轉(zhuǎn)矩；以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部，基于該總負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部，在高負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域進(jìn)行隨著總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的減少而使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加的調(diào)節(jié)控制，在低負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域進(jìn)行將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在規(guī)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2的同步控制。
【專利說(shuō)明】
混合動(dòng)力工程機(jī)械
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及具備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的控制裝置的混合動(dòng)力工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]以混合動(dòng)力挖掘機(jī)為例，對(duì)本發(fā)明的【背景技術(shù)】進(jìn)行說(shuō)明。
[0003]—般的混合動(dòng)力挖掘機(jī)具備發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓致動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)該液壓致動(dòng)器的液壓栗、連接于所述發(fā)動(dòng)機(jī)而發(fā)揮發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用的發(fā)電電動(dòng)機(jī)、以及利用由發(fā)電電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)作用所產(chǎn)生的電力被充電的蓄電裝置。所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候被所述蓄電裝置中儲(chǔ)備的電力驅(qū)動(dòng)而發(fā)揮電動(dòng)機(jī)作用，并利用通過(guò)該電動(dòng)機(jī)作用所產(chǎn)生的動(dòng)力來(lái)輔助所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0004]另一方面，不管是混合動(dòng)力挖掘機(jī)還是通常的液壓挖掘機(jī)，作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方式之一，一般知道專利文獻(xiàn)I及2中公開的按照負(fù)載轉(zhuǎn)矩使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的調(diào)節(jié)控制。該調(diào)節(jié)控制對(duì)燃料噴射量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速沿著調(diào)節(jié)線在目標(biāo)轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速之間變化，其中，所述調(diào)節(jié)線是設(shè)定在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性線的內(nèi)側(cè)的直線，并且，該調(diào)節(jié)線以規(guī)定的角度向右下方傾斜。
[0005]在混合動(dòng)力挖掘機(jī)中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載不僅是來(lái)自液壓栗的負(fù)載，還包含發(fā)電時(shí)來(lái)自發(fā)電電動(dòng)機(jī)的負(fù)載。因此，需要基于栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與發(fā)電電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩相加的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。如果對(duì)于混合動(dòng)力挖掘機(jī)直接沿用只將栗負(fù)載視為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的上述公知技術(shù)，則不能正確地反映負(fù)載，基本上無(wú)法適當(dāng)?shù)乜刂瓢l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0006]此外，在公知技術(shù)中，負(fù)載轉(zhuǎn)矩的減少帶來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，因此在低負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域中鼓風(fēng)機(jī)等輔助設(shè)備的動(dòng)力變大，造成能量損失。為了抑制該能量損失，如果將調(diào)節(jié)特性的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定為較低，即將調(diào)節(jié)線移到低轉(zhuǎn)速側(cè)，在隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增加而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降的調(diào)節(jié)特性的情況下，發(fā)電電動(dòng)機(jī)發(fā)電時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增加會(huì)進(jìn)一步使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。也就是，因伴隨著在發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗效率及發(fā)電電動(dòng)機(jī)的發(fā)電效率都不佳的區(qū)域進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，所以能量效率變低。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I:日本專利公開公報(bào)特開2012-31763號(hào)專利文獻(xiàn)2:國(guó)際申請(qǐng)專利公開公報(bào)W02004/099593號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種混合動(dòng)力工程機(jī)械，該混合動(dòng)力工程機(jī)械具備發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電電動(dòng)機(jī)，能基于總負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?、降低因輔助設(shè)備的動(dòng)力帶來(lái)的能量損失，使發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電電動(dòng)機(jī)能高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0009]本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力工程機(jī)械，包括:液壓致動(dòng)器;液壓栗，驅(qū)動(dòng)所述液壓致動(dòng)器;發(fā)電電動(dòng)機(jī)，發(fā)揮發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用；發(fā)動(dòng)機(jī)，是所述液壓栗及發(fā)電電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源;蓄電裝置，利用由所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)作用所產(chǎn)生的電力被充電；以及控制裝置，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)利用所述蓄電裝置中儲(chǔ)備的電力被驅(qū)動(dòng)而發(fā)揮所述電動(dòng)機(jī)作用，并利用由此產(chǎn)生的動(dòng)力來(lái)輔助所述發(fā)動(dòng)機(jī)。所述控制裝置具備:總負(fù)載轉(zhuǎn)矩確定部，檢測(cè)所述液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩及所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，確定作為這些負(fù)載轉(zhuǎn)矩的總和的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩；以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部，基于所確定的所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部進(jìn)行調(diào)節(jié)控制和同步控制，其中，調(diào)節(jié)控制是指在所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩為預(yù)先設(shè)定的基礎(chǔ)設(shè)定值Ts以上且為對(duì)應(yīng)于額定轉(zhuǎn)速NO的額定轉(zhuǎn)矩V以下的區(qū)域，隨著該總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的減少而使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速沿著調(diào)節(jié)線增加的控制，其中，該調(diào)節(jié)線是將所述額定轉(zhuǎn)速NO和總負(fù)載轉(zhuǎn)矩為O時(shí)的第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速NI相連接的線；同步控制是指在所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于所述基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的區(qū)域，不管該總負(fù)載轉(zhuǎn)矩如何變化，都進(jìn)行將所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在低于所述第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速NI的第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2的控制。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的混合動(dòng)力工程機(jī)械的主要要素的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0011 ]圖2是表示所述混合動(dòng)力工程機(jī)械的控制器的運(yùn)算控制操作的流程圖。
[0012]圖3是表示由所述控制器控制的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和總負(fù)載轉(zhuǎn)矩之間的基本關(guān)系的圖。
[0013]圖4是表示總負(fù)載轉(zhuǎn)矩和用于進(jìn)行轉(zhuǎn)移控制的比例增益之間的關(guān)系的圖。
[0014]圖5是表示總負(fù)載轉(zhuǎn)矩和通過(guò)所述轉(zhuǎn)移控制所控制的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系的圖。
[0015]圖6是圖5中用虛線20包圍的部分的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式雖然以混合動(dòng)力挖掘機(jī)為例，但是本發(fā)明也可同樣地適用于混合動(dòng)力挖掘機(jī)以外的其它混合動(dòng)力工程機(jī)械。
[0017]圖1表示上述實(shí)施方式所涉及的混合動(dòng)力挖掘機(jī)的主要構(gòu)成要素。該混合動(dòng)力挖掘機(jī)具備作為動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)1、發(fā)揮發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用的發(fā)電電動(dòng)機(jī)2、多個(gè)液壓致動(dòng)器5、作為驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器5的液壓源的可變?nèi)萘啃偷囊簤豪?、設(shè)于液壓致動(dòng)器5和液壓栗3之間的控制閥4以及冷卻用的鼓風(fēng)機(jī)6。發(fā)電電動(dòng)機(jī)2、液壓栗3及鼓風(fēng)機(jī)6連接于所述發(fā)動(dòng)機(jī)I，從而被該發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)。液壓栗3通過(guò)所述控制閥4向各液壓致動(dòng)器5提供工作油而驅(qū)動(dòng)該液壓致動(dòng)器5。
[0018]該混合動(dòng)力挖掘機(jī)還具備逆變器7、蓄電裝置8、控制器9及ECU(發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)1 ο所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)2被所述發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)而發(fā)揮發(fā)電機(jī)作用，由此產(chǎn)生電力。產(chǎn)生的電力通過(guò)逆變器7被提供到蓄電裝置8，蓄電裝置8利用該電力被充電，即儲(chǔ)存該電力。發(fā)電電動(dòng)機(jī)2在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候利用所述蓄電裝置8中儲(chǔ)備的電力發(fā)揮電動(dòng)機(jī)作用而產(chǎn)生動(dòng)力，利用該動(dòng)力來(lái)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)I。逆變器7基于來(lái)自控制器9的指令進(jìn)行蓄電裝置8的充電、從蓄電裝置8的放電、發(fā)電電動(dòng)機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)等控制?？刂破?向ECU1輸入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令，具體而言輸入燃料噴射量指令。ECUlO基于所輸入的燃料噴射量指令使發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃料噴射量變化。這樣，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。
[0019]該混合動(dòng)力工程機(jī)械還具備多個(gè)傳感器。該多個(gè)傳感器包含:發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器11，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速;栗壓力傳感器12，檢測(cè)栗壓力，該栗壓力是液壓栗3噴出的工作油的壓力；以及傾轉(zhuǎn)傳感器13，檢測(cè)作為液壓栗3的傾轉(zhuǎn)的栗傾轉(zhuǎn)。各傳感器11至13生成檢測(cè)信號(hào)，將該檢測(cè)信號(hào)輸入控制器9。由發(fā)電電動(dòng)機(jī)2生成的有關(guān)發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的信號(hào)也被輸入控制器9。
[0020]控制器9具備轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部。
[0021]所述轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部，基于所述各傳感器11至13檢測(cè)出的所述栗壓力、所述栗傾轉(zhuǎn)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)算栗負(fù)載轉(zhuǎn)矩，并且，運(yùn)算該栗負(fù)載轉(zhuǎn)矩和發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的總和、即總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T。也就是，該轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部和所述各傳感器11至13—起構(gòu)成用于確定實(shí)際的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩確定部。
[0022]發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部根據(jù)所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T生成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令，并輸入所述ECUlO。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部和ECUlO—起構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部，基于所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩確定部及所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部構(gòu)成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的控制裝置。
[0023]所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部根據(jù)為了確定對(duì)應(yīng)于所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而預(yù)先設(shè)定的控制線、即圖3所示的調(diào)節(jié)線La及同步線(isochronous line)Lb來(lái)生成用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令并輸出。
[0024]所述調(diào)節(jié)線La是在圖3中用點(diǎn)劃線表示的在發(fā)動(dòng)機(jī)I的輸出特性線Lo的內(nèi)側(cè)連接點(diǎn)V和NI的向右下方傾斜的直線，其中，點(diǎn)V是指該輸出特性線Lo中的額定點(diǎn)即與額定轉(zhuǎn)速NO相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，N1是指在總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T為O時(shí)而設(shè)定的第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速(無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)速)。根據(jù)該調(diào)節(jié)線La，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速按照負(fù)載轉(zhuǎn)矩在所述第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速NI和額定轉(zhuǎn)速NO之間變化。
[0025]所述同步線Lb是在總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T小于預(yù)先設(shè)定的基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域(以下稱為“低負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域”)從所述調(diào)節(jié)線La垂直向下分支的線。根據(jù)該同步線Lb，在低負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域中，不管總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T如何變化，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N都被維持在第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2，該第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2是在所述調(diào)節(jié)線La中對(duì)應(yīng)于所述基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的規(guī)定的轉(zhuǎn)速。該控制利用至少包含比例控制的反饋控制來(lái)執(zhí)行，優(yōu)選利用PID控制執(zhí)行，在比例控制中使用比例增益Kplo即，將實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2的偏差乘以比例增益Kpl而得的值作為補(bǔ)正值來(lái)使用。
[0026]其中，“在調(diào)節(jié)線La中對(duì)應(yīng)于基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的規(guī)定的轉(zhuǎn)速”不僅包含該調(diào)節(jié)線La中完全對(duì)應(yīng)于基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的轉(zhuǎn)速，還包含從完全對(duì)應(yīng)于基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的轉(zhuǎn)速稍微偏移的值，以便進(jìn)行后面敘述的轉(zhuǎn)移控制。
[0027]所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部根據(jù)所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的大小生成與兩個(gè)線La、Lb分別對(duì)應(yīng)的用于控制的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令并輸出。具體而言，在總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T為所述基礎(chǔ)設(shè)定值TsW上的高負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域，發(fā)出用于進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令，該調(diào)節(jié)控制是按照總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T沿著所述調(diào)節(jié)線La使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N變化的控制。另一方面，在總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T小于所述基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的低負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域，發(fā)出用于進(jìn)行同步控制(isochronous control)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令，該同步控制是按照所述同步線Lb將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N維持在規(guī)定的所述第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2的控制。
[0028]然而，在所述調(diào)節(jié)控制和所述同步控制之間的單純的轉(zhuǎn)移會(huì)帶來(lái)較大的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，容易發(fā)生控制不穩(wěn)定(control hunting)。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的急劇變化也會(huì)給操作員帶來(lái)操作的不協(xié)調(diào)感。
[0029]于是，在所述兩個(gè)控制之間的轉(zhuǎn)換過(guò)渡期間，由所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部及ECUlO構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部按照總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的變化進(jìn)行轉(zhuǎn)移控制，該轉(zhuǎn)移控制是指，按照總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的變化，讓用于比例控制的比例增益Kp在所述同步控制用的比例增益Kpl和所述調(diào)節(jié)控制用的比例增益Kp2( NO)之間逐漸地變化的控制。具體而言，控制器9的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部根據(jù)預(yù)先設(shè)定的圖4所示的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T和比例增益Kp之間的關(guān)系確定所述過(guò)渡期間的比例增益Κρ，并采用該比例增益Κρ。即，如圖4所示，對(duì)于總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T還設(shè)定了小于所述基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的過(guò)渡期間用設(shè)定值Tm，并在該設(shè)定值Ts和Tm之間，以讓比例增益Kp在同步控制用增益Kpl和調(diào)節(jié)控制用增益Κρ2之間對(duì)應(yīng)于所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T而逐漸變化的方式，進(jìn)行所述比例增益Kp的設(shè)定。通過(guò)該比例增益Kp的設(shè)定，能夠在所述調(diào)節(jié)控制和所述同步控制之間的過(guò)渡期間S使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速緩慢地變化，由此防止兩個(gè)控制之間的轉(zhuǎn)換帶來(lái)的控制不穩(wěn)定的發(fā)生以及對(duì)操作員帶來(lái)的不協(xié)調(diào)感，其中，所述過(guò)渡期間S相當(dāng)于圖5及圖6所示的兩條水平虛線之間的區(qū)域。
[0030]圖2是表示所述控制器9進(jìn)行的運(yùn)算控制操作的流程圖。
[0031]所述控制器9的轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部，首先在步驟SI中運(yùn)算液壓栗3的轉(zhuǎn)矩和發(fā)電電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)矩的總和、即總負(fù)載轉(zhuǎn)矩Τ。該控制器9的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部在步驟S2中判斷所運(yùn)算的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T是否為基礎(chǔ)設(shè)定值Ts以上。
[0032]在所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T為所述基礎(chǔ)設(shè)定值Ts以上的情況下，即處于T彡Ts的高負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域的情況下(步驟S2中為“是”)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部運(yùn)算用于進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的對(duì)應(yīng)于總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令并輸出。該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令被輸入到ECUlO，由此啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)I的例如調(diào)節(jié)裝置(governor)。這樣，進(jìn)行隨著總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的減少而使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N增加的調(diào)節(jié)控制。
[0033]在所運(yùn)算的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T小于所述基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的情況下，即處于^^!^的低負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域的情況下(步驟S2中為“否”)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部進(jìn)一步在步驟S4中判斷總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T是否為過(guò)渡期間用設(shè)定值Tm以上。
[0034]在T彡Tm的情況下，即總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T處于設(shè)定值Ts和Tm之間的情況下(步驟S4中為“是”)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部運(yùn)算用于執(zhí)行針對(duì)過(guò)渡期間S的轉(zhuǎn)移控制的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令并輸出。通過(guò)使該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令輸入所述ECU1，執(zhí)行按照總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的變化而使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比調(diào)節(jié)控制時(shí)更緩慢地變化的轉(zhuǎn)移控制。
[0035]在總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T小于過(guò)渡期間用設(shè)定值Tm(T<Tm)的情況下，即已經(jīng)離開了過(guò)渡期間S的情況下(步驟S4中為“否”)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制被轉(zhuǎn)換為同步控制。即，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令部運(yùn)算用于進(jìn)行同步控制的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令并輸出。通過(guò)使該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令輸入ECUlO，不管總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T如何變化，都進(jìn)行將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在規(guī)定的第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2的同步控制。具體而言，進(jìn)行既包含反饋控制，又按照總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的變化調(diào)節(jié)燃料噴射量從而將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N保持不變的處理。
[0036]之后，通過(guò)反復(fù)所述各步驟，進(jìn)行對(duì)應(yīng)于總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的調(diào)節(jié)控制、同步控制或針對(duì)兩個(gè)控制之間的過(guò)渡期間S的轉(zhuǎn)移控制。
[0037]在該混合動(dòng)力工程機(jī)械中，通過(guò)對(duì)所述栗轉(zhuǎn)矩和發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的總和即總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T進(jìn)行的確定以及基于該總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令，作為它們最基本的效果，能夠進(jìn)行正確地反映負(fù)載的適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速控制。
[0038]而且，在所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T小于基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的低負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域，進(jìn)行將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N維持在低于第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速NI的第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2的同步控制，通過(guò)該同步控制，能夠減少因鼓風(fēng)機(jī)6等輔助設(shè)備的動(dòng)力帶來(lái)的能量損失。此外，通過(guò)將該第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)I及發(fā)電電動(dòng)機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)效率良好的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，該發(fā)動(dòng)機(jī)I及發(fā)電電動(dòng)機(jī)2都能夠在能量效率良好的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0039]而且，在高負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域的調(diào)節(jié)控制和低負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域的同步控制之間的轉(zhuǎn)換過(guò)渡期間S，通過(guò)進(jìn)行按照總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T的變化而使比例增益Kp逐漸地變化的轉(zhuǎn)移控制，能夠?qū)崿F(xiàn)該調(diào)節(jié)控制和同步控制之間的緩慢的轉(zhuǎn)移。由此，能夠抑制控制不穩(wěn)定，并能防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的急劇變化對(duì)操作員帶來(lái)操作的不協(xié)調(diào)感。
[0040]但是，可以省略該轉(zhuǎn)移控制。即，也可以在所述調(diào)節(jié)控制和所述同步控制之間進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換。即使在這種情況下，也能夠獲得如下基本效果，即，基于總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T適當(dāng)?shù)乜刂瓢l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低因輔助設(shè)備的動(dòng)力帶來(lái)的能量損失，并且，發(fā)動(dòng)機(jī)I和發(fā)電電動(dòng)機(jī)2高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0041 ]如上所述，可提供一種混合動(dòng)力工程機(jī)械，其具備發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電電動(dòng)機(jī)，能基于總負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤⒔档鸵蜉o助設(shè)備的動(dòng)力帶來(lái)的能量損失，使發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電電動(dòng)機(jī)能高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。所述混合動(dòng)力工程機(jī)械包括:液壓致動(dòng)器;液壓栗，驅(qū)動(dòng)所述液壓致動(dòng)器;發(fā)電電動(dòng)機(jī)，發(fā)揮發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用；發(fā)動(dòng)機(jī)，是所述液壓栗及發(fā)電電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源;蓄電裝置，利用由所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)作用所產(chǎn)生的電力被充電；以及控制裝置，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)利用所述蓄電裝置中儲(chǔ)備的電力被驅(qū)動(dòng)而發(fā)揮所述電動(dòng)機(jī)作用，并利用由此產(chǎn)生的動(dòng)力來(lái)輔助所述發(fā)動(dòng)機(jī)。所述控制裝置具備:總負(fù)載轉(zhuǎn)矩確定部，檢測(cè)所述液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩及所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，確定作為這些負(fù)載轉(zhuǎn)矩的總和的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩；以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部，基于所確定的所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部進(jìn)行調(diào)節(jié)控制和同步控制，其中，調(diào)節(jié)控制是指在所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩為預(yù)先設(shè)定的基礎(chǔ)設(shè)定值Ts以上且為對(duì)應(yīng)于額定轉(zhuǎn)速NO的額定轉(zhuǎn)矩V以下的區(qū)域，隨著該總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的減少而使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速沿著調(diào)節(jié)線增加的控制，其中，該調(diào)節(jié)線是將所述額定轉(zhuǎn)速NO和總負(fù)載轉(zhuǎn)矩為O時(shí)的第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速NI相連接的線；同步控制是指在所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于所述基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的區(qū)域，不管該總負(fù)載轉(zhuǎn)矩如何變化，都進(jìn)行將所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在低于所述第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速NI的第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2的控制。
[0042]通過(guò)對(duì)所述栗轉(zhuǎn)矩和發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的總和即總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T進(jìn)行的確定以及基于所確定的該總負(fù)載轉(zhuǎn)矩進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，作為它們最基本的效果，能夠進(jìn)行正確地反映負(fù)載的適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制。通過(guò)在所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于基礎(chǔ)設(shè)定值的低負(fù)載轉(zhuǎn)矩區(qū)域進(jìn)行同步控制，即進(jìn)行將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在低于第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速NI的第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2的控制，能夠降低因輔助設(shè)備的動(dòng)力帶來(lái)的能量損失。此外，通過(guò)將所述第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率良好的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，這兩者都能在能量效率良好的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。換言之，能夠防止在將調(diào)節(jié)特性的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定為低的情況下發(fā)生的發(fā)電電動(dòng)機(jī)發(fā)電時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低的問(wèn)題，由此能夠避免在發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗效率及發(fā)電電動(dòng)機(jī)的發(fā)電效率都不佳的區(qū)域的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0043]優(yōu)選的是，所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部，在所述調(diào)節(jié)控制和所述同步控制之間的轉(zhuǎn)換過(guò)渡期間，進(jìn)行按照所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化而讓用于控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增益逐漸地變化的轉(zhuǎn)移控制，例如，按照所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增加而讓所述比例增益減少。通過(guò)該轉(zhuǎn)移控制，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)控制和同步控制之間的緩慢的轉(zhuǎn)移。由此，能夠抑制控制不穩(wěn)定，并能防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的急劇變化對(duì)操作員帶來(lái)操作的不協(xié)調(diào)感。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合動(dòng)力工程機(jī)械，其特征在于包括: 液壓致動(dòng)器； 液壓栗，驅(qū)動(dòng)所述液壓致動(dòng)器； 發(fā)電電動(dòng)機(jī)，發(fā)揮發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用； 發(fā)動(dòng)機(jī)，是所述液壓栗及發(fā)電電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源； 蓄電裝置，利用由所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)作用所產(chǎn)生的電力被充電；以及 控制裝置，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，其中， 所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)利用所述蓄電裝置中儲(chǔ)備的電力被驅(qū)動(dòng)而發(fā)揮所述電動(dòng)機(jī)作用，并利用由此產(chǎn)生的動(dòng)力來(lái)輔助所述發(fā)動(dòng)機(jī)， 所述控制裝置具備: 總負(fù)載轉(zhuǎn)矩確定部，檢測(cè)所述液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩及所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，確定作為這些負(fù)載轉(zhuǎn)矩的總和的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩；以及 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部，基于所確定的所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部進(jìn)行調(diào)節(jié)控制和同步控制，其中，調(diào)節(jié)控制是指在所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩為預(yù)先設(shè)定的基礎(chǔ)設(shè)定值Ts以上且為對(duì)應(yīng)于額定轉(zhuǎn)速NO的額定轉(zhuǎn)矩V以下的區(qū)域，隨著該總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的減少而使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速沿著連接所述額定轉(zhuǎn)速NO和總負(fù)載轉(zhuǎn)矩為O時(shí)設(shè)定的第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速NI的調(diào)節(jié)線而增加的控制；同步控制是指在所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于所述基礎(chǔ)設(shè)定值Ts的區(qū)域，不管該總負(fù)載轉(zhuǎn)矩如何變化，都進(jìn)行將所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在低于所述第I目標(biāo)轉(zhuǎn)速NI的第2目標(biāo)轉(zhuǎn)速N2的控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力工程機(jī)械，其特征在于:所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制部，在所述調(diào)節(jié)控制和所述同步控制之間的轉(zhuǎn)換過(guò)渡期間，進(jìn)行按照所述總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化而使用于控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增益逐漸地變化的轉(zhuǎn)移控制。
【文檔編號(hào)】F02D41/04GK105917101SQ201580005311
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日
【發(fā)明人】廣澤允紀(jì), 土井隆行
【申請(qǐng)人】神鋼建機(jī)株式會(huì)社