本發(fā)明涉及對(duì)在混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械中設(shè)置并成為動(dòng)力源的動(dòng)力機(jī)械進(jìn)行控制的技術(shù)。

背景技術(shù)：

作業(yè)機(jī)械例如具有內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，該動(dòng)力源產(chǎn)生用于行走的動(dòng)力或用于使作業(yè)機(jī)動(dòng)作的動(dòng)力。近年來(lái)，例如有如專利文獻(xiàn)1中記載的作業(yè)機(jī)械：組合內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)，將內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力作為作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力，并且通過由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)來(lái)產(chǎn)生電力。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-241585號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

具有內(nèi)燃機(jī)以及由該內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械在發(fā)電電動(dòng)機(jī)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行發(fā)電時(shí)，存在內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速降低后增加的情況。即在發(fā)電時(shí)存在有不被允許的內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速降低后增加的轉(zhuǎn)速變動(dòng)。

本發(fā)明的方式的目的在于，在具有由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械中，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)發(fā)電時(shí)，抑制內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速變動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置，其對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制，上述內(nèi)燃機(jī)搭載于具有通過從液壓泵供給的液壓油進(jìn)行動(dòng)作的作業(yè)機(jī)的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，并且利用所產(chǎn)生的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)以及上述液壓泵，上述混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置，包括處理部，其在上述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間由上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電力時(shí)，使上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電力所需的轉(zhuǎn)矩隨著時(shí)間的經(jīng)過而增加，并且使上述液壓泵所吸收的吸收轉(zhuǎn)矩降低。

根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置，在第一方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置中，上述處理部基于在對(duì)上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電力進(jìn)行蓄積的蓄電裝置中蓄積的電量，來(lái)變更使上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電力所需的轉(zhuǎn)矩隨著時(shí)間的經(jīng)過而增加的比率。

根據(jù)本發(fā)明的第三方式，提供一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置，在第二方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置中，當(dāng)上述電量變小時(shí)，上述處理部增大上述比率。

根據(jù)本發(fā)明的第四方式，提供一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置，在第一方式至第三方式中任一項(xiàng)涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置中，基于在對(duì)上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電力進(jìn)行蓄積的蓄電裝置中蓄積的電量，來(lái)判斷是否由上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電力。

根據(jù)本發(fā)明的第五方式，提供一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置，在第一方式至第四方式中任一項(xiàng)涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置中，上述混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械具有具備上述作業(yè)機(jī)的回轉(zhuǎn)體，上述處理部基于使上述回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)所需的回轉(zhuǎn)馬力，來(lái)變更使上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電力所需的轉(zhuǎn)矩隨著時(shí)間的經(jīng)過而增加的比率。

根據(jù)本發(fā)明的第六方式，提供一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置，在第五方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置中，當(dāng)上述回轉(zhuǎn)馬力變大時(shí)，上述處理部增大上述比率。

根據(jù)本發(fā)明的第七方式，提供一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，包括：第一方式至第六方式中任一項(xiàng)涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置；上述內(nèi)燃機(jī)；由上述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)；以及對(duì)上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電力進(jìn)行蓄積的蓄電裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第八方式，提供一種混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法，其用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制，上述內(nèi)燃機(jī)搭載于具有通過液壓泵進(jìn)行動(dòng)作的作業(yè)機(jī)的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，并且利用所產(chǎn)生的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)以及上述液壓泵，在對(duì)上述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，包括：判斷在上述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間是否由上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電力；在上述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間由上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電力時(shí)，使上述發(fā)電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電力所需的轉(zhuǎn)矩隨著時(shí)間的經(jīng)過而增加，并且使上述液壓泵吸收的吸收轉(zhuǎn)矩降低。

根據(jù)本發(fā)明的方式，在具有由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械中，能夠在發(fā)電電動(dòng)機(jī)發(fā)電時(shí)，進(jìn)行抑制內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速變動(dòng)的抑制。

附圖說明

圖1是表示實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械即液壓挖掘機(jī)的立體圖。

圖2是表示實(shí)施方式涉及的液壓挖掘機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的概略圖。

圖3是表示控制實(shí)施方式涉及的動(dòng)力機(jī)械時(shí)使用的轉(zhuǎn)矩線圖的一個(gè)示例的圖。

圖4是用于說明發(fā)電電動(dòng)機(jī)被內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電時(shí)的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖。

圖5是表示在實(shí)施方式中發(fā)電電動(dòng)機(jī)發(fā)電時(shí)的發(fā)電轉(zhuǎn)矩相對(duì)于時(shí)間的變化的一個(gè)示例的圖。

圖6是用于說明發(fā)電電動(dòng)機(jī)被內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電時(shí)的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖。

圖7是用于說明發(fā)電電動(dòng)機(jī)被內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電時(shí)的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖。

圖8是用于說明在比較例中發(fā)電電動(dòng)機(jī)被內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電時(shí)的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖。

圖9是用于說明在比較例中發(fā)電電動(dòng)機(jī)被內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電時(shí)的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)序圖。

圖10是表示混合動(dòng)力控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器以及泵控制器的結(jié)構(gòu)示例的圖。

圖11是表示液壓挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)的圖。

圖12是執(zhí)行實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法的混合動(dòng)力控制器的控制框圖。

圖13是執(zhí)行實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法的混合動(dòng)力控制器的控制框圖。

圖14是執(zhí)行實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法的混合動(dòng)力控制器的控制框圖。

圖15是表示輸入值運(yùn)算部的處理的流程圖。

圖16是執(zhí)行實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法的混合動(dòng)力控制器的控制框圖。

圖17是表示實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法的一個(gè)示例的流程圖。

圖18是用于說明實(shí)施方式涉及的輸出指示線的變形示例的圖。

符號(hào)說明

1液壓挖掘機(jī)

2車輛主體

3作業(yè)機(jī)

5上部回轉(zhuǎn)體

17內(nèi)燃機(jī)

18液壓泵

19發(fā)電電動(dòng)機(jī)

19i發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置

22蓄電裝置

23混合動(dòng)力控制器

24回轉(zhuǎn)馬達(dá)(電動(dòng)機(jī))

24i回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制裝置

30發(fā)動(dòng)機(jī)控制器

36動(dòng)力機(jī)械

50目標(biāo)發(fā)電輸出運(yùn)算部

51回轉(zhuǎn)馬力運(yùn)算部

52目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部

53發(fā)電轉(zhuǎn)矩調(diào)整運(yùn)算部

54發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率變更部

54a第一變換部

54b第二變換部

54c最大值選擇部

54d反轉(zhuǎn)部

55輸入值運(yùn)算部

56調(diào)整處理部

56a第一加減法器

56b最小值選擇部

56c最大值選擇部

56d第二加減法器

56e選擇部

56g前次值存儲(chǔ)部

56f無(wú)效標(biāo)志輸出部

57泵指令值運(yùn)算部

具體實(shí)施方式

參照附圖來(lái)詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式(實(shí)施方式)。

作業(yè)機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)

圖1是表示實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械即液壓挖掘機(jī)1的立體圖。液壓挖掘機(jī)1具有車輛主體2和作業(yè)機(jī)3。車輛主體2具有下部行走體4和上部回轉(zhuǎn)體5。下部行走體4具有一對(duì)行走裝置4a、4a。各行走裝置4a、4a分別具有履帶4b、4b。各行走裝置4a、4a具有行走馬達(dá)21。圖1所示的行走馬達(dá)21驅(qū)動(dòng)左側(cè)的履帶4b。圖1中沒有記載，不過液壓挖掘機(jī)1還具有驅(qū)動(dòng)右側(cè)履帶4b的行走馬達(dá)。將驅(qū)動(dòng)左側(cè)履帶4b的行走馬達(dá)稱為左行走馬達(dá)，將驅(qū)動(dòng)右側(cè)履帶4b的行走馬達(dá)稱為右行走馬達(dá)。右行走馬達(dá)和左行走馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)履帶4b、4b，由此使液壓挖掘機(jī)1行走或回轉(zhuǎn)。

作為回轉(zhuǎn)體的一個(gè)示例的上部回轉(zhuǎn)體5可回轉(zhuǎn)地設(shè)置在下部行走體4上。液壓挖掘機(jī)1通過用于使上部回轉(zhuǎn)體5回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)馬達(dá)而使其回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)馬達(dá)可以是將電力變換成旋轉(zhuǎn)力的電動(dòng)馬達(dá)，可以是將液壓油的壓力(液壓)變換成旋轉(zhuǎn)力的液壓馬達(dá)，也可以是液壓馬達(dá)和電動(dòng)馬達(dá)的組合。在實(shí)施方式中，回轉(zhuǎn)馬達(dá)是電動(dòng)馬達(dá)。

上部回轉(zhuǎn)體5具有駕駛室6。上部回轉(zhuǎn)體5還具有燃料箱7、液壓油箱8、動(dòng)力機(jī)械室9和配重10。燃料箱7貯存用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。液壓油箱8貯存從液壓泵向動(dòng)臂缸14、斗桿缸15和鏟斗缸16等液壓缸、以及行走馬達(dá)21等液壓設(shè)備排出的液壓油。動(dòng)力機(jī)械室9收納作為液壓挖掘機(jī)的動(dòng)力源的動(dòng)力機(jī)械和向液壓設(shè)備供給液壓油的液壓泵等設(shè)備。配重10配置在動(dòng)力機(jī)械室9的后方。在上部回轉(zhuǎn)體5的上部安裝有扶手5t。

作業(yè)機(jī)3安裝在上部回轉(zhuǎn)體5的前部中央位置。作業(yè)機(jī)3具有動(dòng)臂11、斗桿12、鏟斗13、動(dòng)臂缸14、斗桿缸15、以及鏟斗缸16。動(dòng)臂11的基端部用銷結(jié)合于上部回轉(zhuǎn)體5。通過這樣的結(jié)構(gòu)，動(dòng)臂11相對(duì)于上部回轉(zhuǎn)體5動(dòng)作。

動(dòng)臂11與斗桿12用銷結(jié)合。更具體而言，動(dòng)臂11的前端部與斗桿12的基端部用銷結(jié)合。斗桿12的前端部與鏟斗13用銷結(jié)合。通過這樣的結(jié)構(gòu)，斗桿12相對(duì)于動(dòng)臂11動(dòng)作。此外，鏟斗13相對(duì)于斗桿12動(dòng)作。

動(dòng)臂缸14、斗桿缸15和鏟斗缸16是由從液壓泵18排出的液壓油驅(qū)動(dòng)的液壓缸。動(dòng)臂缸14使動(dòng)臂11動(dòng)作。斗桿缸15使斗桿12動(dòng)作。鏟斗缸16使鏟斗13動(dòng)作。這樣，作業(yè)機(jī)3借由動(dòng)臂缸14、斗桿缸15以及鏟斗缸16通過從液壓泵18供給的液壓油來(lái)動(dòng)作。

液壓挖掘機(jī)1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1ps

圖2是表示實(shí)施方式涉及的液壓挖掘機(jī)1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的概略圖。在實(shí)施方式中，液壓挖掘機(jī)1是混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械，其組合有：內(nèi)燃機(jī)17、由內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電電動(dòng)機(jī)19、積蓄電力的蓄電裝置22、供給由發(fā)電電動(dòng)機(jī)19產(chǎn)生的電力或從蓄電裝置22釋放的電力來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。更具體而言，液壓挖掘機(jī)1通過電動(dòng)機(jī)24(以下可稱為“回轉(zhuǎn)馬達(dá)24”)使上部回轉(zhuǎn)體5回轉(zhuǎn)。

液壓挖掘機(jī)1具有內(nèi)燃機(jī)17、液壓泵18、發(fā)電電動(dòng)機(jī)19和回轉(zhuǎn)馬達(dá)24。內(nèi)燃機(jī)17是液壓挖掘機(jī)1的動(dòng)力源。在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)電電動(dòng)機(jī)19與內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17s連結(jié)。通過這樣的結(jié)構(gòu)，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19由內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生電力。此外，在內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生的動(dòng)力不足時(shí)，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19由蓄電裝置22供給的電力驅(qū)動(dòng)，來(lái)輔助內(nèi)燃機(jī)17。

在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，不過不局限于此。發(fā)電電動(dòng)機(jī)19例如是sr(開關(guān)磁阻)馬達(dá)，不過不局限于此。在實(shí)施方式中，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)子19r與內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17s直接連結(jié)，不過不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)子19r與內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17s也可以經(jīng)由pto(powertakeoff：動(dòng)力輸出裝置)連接。發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)子19r也可以連結(jié)于與內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17s連接的減速器等傳遞裝置，而由內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)。在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17和發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的組合成為液壓挖掘機(jī)1的動(dòng)力源。將內(nèi)燃機(jī)17和發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的組合稱為動(dòng)力機(jī)械36。動(dòng)力機(jī)械36是組合內(nèi)燃機(jī)17和發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的、產(chǎn)生作為作業(yè)機(jī)械的液壓挖掘機(jī)1所需的動(dòng)力的混合動(dòng)力方式的動(dòng)力機(jī)械。

液壓泵18向液壓設(shè)備供給液壓油，例如使作業(yè)機(jī)3動(dòng)作。在本實(shí)施方式中，液壓泵18例如使用斜板式液壓泵這樣的可變?nèi)萘啃鸵簤罕?。液壓?8的輸入部18i與動(dòng)力傳遞軸19s連結(jié)，該動(dòng)力傳遞軸19s連結(jié)于發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)子19r。通過這樣的結(jié)構(gòu)，液壓泵18由內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1ps具有蓄電裝置22和回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制裝置24i作為用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)24的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在實(shí)施方式中，蓄電裝置22是電容器、更具體而言是雙電層電容器，不過不局限于此，例如可以是鎳氫電池、鋰離子電池和鉛蓄電池這樣的二次電池?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)控制裝置24i例如是逆變器。

發(fā)電電動(dòng)機(jī)19產(chǎn)生的電力或從蓄電裝置22釋放的電力經(jīng)由電力電纜供給到回轉(zhuǎn)馬達(dá)24，使圖1所示的上部回轉(zhuǎn)體5回轉(zhuǎn)。即，通過使用發(fā)電電動(dòng)機(jī)19供給(產(chǎn)生)的電力或蓄電裝置22供給(釋放)的電力進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行動(dòng)作，使上部回轉(zhuǎn)體5回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)24通過在上部回轉(zhuǎn)體5減速時(shí)進(jìn)行再生動(dòng)作，將電力供給(充電)到蓄電裝置22。此外，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19將自身產(chǎn)生的電力供給(充電)到蓄電裝置22。即，蓄電裝置22也能夠積蓄發(fā)電電動(dòng)機(jī)19產(chǎn)生的電力。

發(fā)電電動(dòng)機(jī)19由內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生電力，或者由蓄電裝置22供給的電力驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)17。混合動(dòng)力控制器23通過發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i控制發(fā)電電動(dòng)機(jī)19。即，混合動(dòng)力控制器23生成用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的控制信號(hào)并提供給發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i。發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i基于控制信號(hào)使發(fā)電電動(dòng)機(jī)19產(chǎn)生電力(再生)或者使發(fā)電電動(dòng)機(jī)19產(chǎn)生動(dòng)力(動(dòng)力運(yùn)行)。發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i例如是逆變器。

在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19設(shè)置有旋轉(zhuǎn)傳感器25m。旋轉(zhuǎn)傳感器25m檢測(cè)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速、即轉(zhuǎn)子19r的每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)。旋轉(zhuǎn)傳感器25m將檢測(cè)出的轉(zhuǎn)速變換成電信號(hào)輸出到混合動(dòng)力控制器23。混合動(dòng)力控制器23獲取旋轉(zhuǎn)傳感器25m檢測(cè)出的發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速，用于發(fā)電電動(dòng)機(jī)19和內(nèi)燃機(jī)17的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制。旋轉(zhuǎn)傳感器25m例如使用旋轉(zhuǎn)變壓器或回轉(zhuǎn)式編碼器等。在實(shí)施方式中，設(shè)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速與內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速為相同的轉(zhuǎn)速。在實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)傳感器25m也可以是檢測(cè)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)子19r的轉(zhuǎn)數(shù)，混合動(dòng)力控制器23將轉(zhuǎn)數(shù)變換成轉(zhuǎn)速。發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速能夠以由內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器17n檢測(cè)出的值代用。

在回轉(zhuǎn)馬達(dá)24設(shè)置有旋轉(zhuǎn)傳感器25m。旋轉(zhuǎn)傳感器25m檢測(cè)回轉(zhuǎn)馬達(dá)24的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)傳感器25m將檢測(cè)出的轉(zhuǎn)速變換成電信號(hào)并輸出到混合動(dòng)力控制器23?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)24例如使用磁鐵嵌入式同步電動(dòng)機(jī)。旋轉(zhuǎn)傳感器25m例如使用旋轉(zhuǎn)變壓器或回轉(zhuǎn)式編碼器等。

混合動(dòng)力控制器23獲取發(fā)電電動(dòng)機(jī)19、回轉(zhuǎn)馬達(dá)24、蓄電裝置22、回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制裝置24i和后述的發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i所具有的、熱敏電阻或熱電偶等溫度傳感器的檢測(cè)值的信號(hào)?；旌蟿?dòng)力控制器23基于所獲取的溫度來(lái)管理蓄電裝置22等各設(shè)備的溫度，并且執(zhí)行蓄電裝置22的充放電控制、發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的發(fā)電控制/對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的輔助控制、以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)24的動(dòng)力運(yùn)行控制/再生控制。此外，混合動(dòng)力控制器23執(zhí)行實(shí)施方式涉及的動(dòng)力機(jī)械控制方法。

蓄電裝置22與變壓器22c連接。變壓器22c與發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制裝置24i連接。變壓器22c與發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制裝置24i提供或接受直流電力?；旌蟿?dòng)力控制器23使變壓器22c與發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制裝置24i之間提供或接受直流電力，此外，使變壓器22c與蓄電裝置22之間提供或接受直流電力。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1ps具有相對(duì)于駕駛室6內(nèi)的操作員座席設(shè)置于左右位置上的操作桿26r、26l，該駕駛室6設(shè)置于圖1所示的車輛主體2。操作桿26r、26l是進(jìn)行作業(yè)機(jī)3的操作和液壓挖掘機(jī)1的行走操作的裝置。操作桿26r、26l使作業(yè)機(jī)3和上部回轉(zhuǎn)體5與各自的操作對(duì)應(yīng)地動(dòng)作。

基于操作桿26r、26l的操作量生成先導(dǎo)液壓。先導(dǎo)液壓被供給到后述的控制閥?？刂崎y與先導(dǎo)液壓對(duì)應(yīng)地驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)3的閥芯。伴隨閥芯的移動(dòng)，向動(dòng)臂缸14、斗桿缸15和鏟斗缸16供給液壓油。其結(jié)果，例如與操作桿26r的前后操作對(duì)應(yīng)地進(jìn)行動(dòng)臂11的下降、上升動(dòng)作，與操作桿26r的左右操作對(duì)應(yīng)地進(jìn)行鏟斗13的挖掘、傾卸。此外，例如通過操作桿26l的前后操作進(jìn)行斗桿12的傾卸、挖掘操作。此外，操作桿26r、26l的操作量由桿操作量檢測(cè)部27變換成電信號(hào)。桿操作量檢測(cè)部27具有壓力傳感器27s。壓力傳感器27s檢測(cè)與操作桿26l、26r的操作對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生的先導(dǎo)液壓。壓力傳感器27s輸出與檢測(cè)出的先導(dǎo)液壓對(duì)應(yīng)的電壓。桿操作量檢測(cè)部27通過將壓力傳感器27s輸出的電壓換算成操作量來(lái)求取桿操作量。

桿操作量檢測(cè)部27將桿操作量作為電信號(hào)輸出至泵控制器33和混合動(dòng)力控制器23中的至少一方。在操作桿26l、26r是電氣式桿的情況下，桿操作量檢測(cè)部27具有電位計(jì)等電氣式的檢測(cè)裝置。桿操作量檢測(cè)部27將由電氣式的檢測(cè)裝置與桿操作量對(duì)應(yīng)地生成的電壓換算成桿操作量，由此求取桿操作量。其結(jié)果，例如通過操作桿26l的左右操作，在左右回轉(zhuǎn)方向上驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)24。此外，通過未圖示的左右行走桿驅(qū)動(dòng)行走馬達(dá)21。

在圖1所示的駕駛室6內(nèi)設(shè)置燃料調(diào)整撥盤28。以下，可將燃料調(diào)整撥盤28稱為節(jié)流撥盤28。節(jié)流撥盤28設(shè)定對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的燃料供給量。節(jié)流撥盤28的設(shè)定值(也稱為指令值)被變換成電信號(hào)并輸出至內(nèi)燃機(jī)的控制裝置(以下可稱為發(fā)動(dòng)機(jī)控制器)30。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30從檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)17的狀態(tài)的傳感器類17c獲取內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速和水溫等傳感器的輸出值。而且，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30基于所獲取的傳感器類17c的輸出值掌握內(nèi)燃機(jī)17的狀態(tài)，調(diào)整對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的燃料噴射量，由此控制內(nèi)燃機(jī)17的輸出。在實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30包括具有cpu(centralprocessingunit，中央處理器)等處理器和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30基于節(jié)流撥盤28的設(shè)定值來(lái)生成用于控制內(nèi)燃機(jī)17的動(dòng)作的控制指令的信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30將生成的控制信號(hào)發(fā)送到共軌控制部32。接收到該控制信號(hào)的共軌控制部32調(diào)整對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的燃料噴射量。即，在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17是能夠進(jìn)行基于共軌式的電子控制的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30通過共軌控制部32控制對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的燃料噴射量，由此能夠使內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生目標(biāo)的輸出。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30還能夠自由地設(shè)定某個(gè)瞬間的內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速下可輸出的轉(zhuǎn)矩。混合動(dòng)力控制器23和泵控制器33從發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30接受節(jié)流撥盤28的設(shè)定值。

內(nèi)燃機(jī)17具有轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器17n。轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器17n檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17s的轉(zhuǎn)速、即輸出軸17s的每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30和泵控制器33獲取轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器17n檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速，用于內(nèi)燃機(jī)17的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制。在實(shí)施方式中，也可以是轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器17n檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30和泵控制器33將轉(zhuǎn)數(shù)變換成轉(zhuǎn)速。在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17的實(shí)際轉(zhuǎn)速能夠以發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的旋轉(zhuǎn)傳感器25m檢測(cè)出的值代用。

泵控制器33控制從液壓泵18排出的液壓油的流量。在實(shí)施方式中，泵控制器33包括具有cpu等處理器和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)。泵控制器33接收從發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30和桿操作量檢測(cè)部27發(fā)送的信號(hào)。而且，泵控制器33生成用于調(diào)整從液壓泵18排出的液壓油的流量的控制指令的信號(hào)。泵控制器33使用所生成的控制信號(hào)變更液壓泵18的斜板角度，由此變更從液壓泵18排出的液壓油的流量。

來(lái)自檢測(cè)液壓泵18的斜板傾轉(zhuǎn)角度的斜板角度傳感器18a的信號(hào)被輸入至泵控制器33。通過由斜板角度傳感器18a檢測(cè)斜板角度，泵控制器33能夠計(jì)算液壓泵18的泵容量。在控制閥20內(nèi)，設(shè)置有用于檢測(cè)液壓泵18的排出壓力(以下可稱為泵排出壓力)的泵壓檢測(cè)部20a。檢測(cè)出的泵排出壓力被變換成電信號(hào)并輸入至泵控制器33。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30、泵控制器33和混合動(dòng)力控制器23例如通過can(controllerareanetwork，控制器局域網(wǎng))這樣的車內(nèi)lan(localareanetwork，局域網(wǎng))35進(jìn)行連接。通過這樣的結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30、泵控制器33和混合動(dòng)力控制器23能夠相互交換信息。

在實(shí)施方式中，至少發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30控制內(nèi)燃機(jī)17的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30還使用由泵控制器33和混合動(dòng)力控制器23中的至少一方生成的信息控制內(nèi)燃機(jī)17的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。這樣，在實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30、泵控制器33和混合動(dòng)力控制器23中的至少一個(gè)作為混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制裝置(以下可稱為動(dòng)力機(jī)械控制裝置)發(fā)揮功能。即，它們中的至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法(以下可稱為動(dòng)力機(jī)械控制方法)，控制動(dòng)力機(jī)械36的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。以下，在不區(qū)分發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30、泵控制器33和混合動(dòng)力控制器23的情況下，也將它們稱為動(dòng)力機(jī)械控制裝置。在實(shí)施方式中，混合動(dòng)力控制器23實(shí)現(xiàn)動(dòng)力機(jī)械控制裝置的功能。

動(dòng)力機(jī)械36的控制

圖3是表示控制實(shí)施方式涉及的動(dòng)力機(jī)械36時(shí)使用的轉(zhuǎn)矩線圖的一個(gè)示例的圖。轉(zhuǎn)矩線圖用于動(dòng)力機(jī)械36，更具體而言用于內(nèi)燃機(jī)17的控制。轉(zhuǎn)矩線圖示出內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17s的轉(zhuǎn)矩t(n·m)與輸出軸17s的轉(zhuǎn)速n(rpm：rev/min)的關(guān)系。在實(shí)施方式中，由于發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)子19r與內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17s連結(jié)，因此內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17s的轉(zhuǎn)速n與發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)子19r的轉(zhuǎn)速相等。以下，提到轉(zhuǎn)速n時(shí)，是指內(nèi)燃機(jī)17的輸出軸17s的轉(zhuǎn)速和發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)子19r的轉(zhuǎn)速中的至少一方。在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17的輸出、發(fā)電電動(dòng)機(jī)19作為電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的輸出是馬力，單位是功率。

轉(zhuǎn)矩線圖包含最大轉(zhuǎn)矩線tl、限制線vl、泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl、匹配軌跡(matchingroute)ml、輸出指示線il。最大轉(zhuǎn)矩線tl示出在圖1所示的液壓挖掘機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)燃機(jī)17能夠產(chǎn)生的最大的輸出。最大轉(zhuǎn)矩線tl表示內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n與在各轉(zhuǎn)速n下內(nèi)燃機(jī)17能夠產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩t的關(guān)系。

轉(zhuǎn)矩線圖用于內(nèi)燃機(jī)17的控制。在實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30在存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)轉(zhuǎn)矩線圖，用于內(nèi)燃機(jī)17的控制?；旌蟿?dòng)力控制器23以及泵控制器33中的至少一方也可以在存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)轉(zhuǎn)矩線圖。

由最大轉(zhuǎn)矩線tl表示的內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩t是考慮內(nèi)燃機(jī)17的耐久性和排氣煙度界限等決定的。因此，內(nèi)燃機(jī)17是能夠產(chǎn)生比與最大轉(zhuǎn)矩線tl對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩t大的轉(zhuǎn)矩。實(shí)際上，動(dòng)力機(jī)械控制裝置例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30按照內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩不超過最大轉(zhuǎn)矩線tl的方式對(duì)內(nèi)燃機(jī)17進(jìn)行控制。

在限制線vl與最大轉(zhuǎn)矩線tl的交點(diǎn)pcnt，內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生的輸出即馬力最大。將交點(diǎn)pcnt稱為額定點(diǎn)。將額定點(diǎn)pcnt處的內(nèi)燃機(jī)17的輸出稱為額定輸出。如上所述，最大轉(zhuǎn)矩線tl基于排氣煙度界限決定。限制線vl基于最高轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。因此，額定輸出是基于內(nèi)燃機(jī)17的排氣煙度界限和最高轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的、內(nèi)燃機(jī)17的最大輸出。

限制線vl限制內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n。即，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n由動(dòng)力機(jī)械控制裝置、例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30控制以使其不超過限制線vl。限制線vl規(guī)定內(nèi)燃機(jī)17的最大轉(zhuǎn)速。即，動(dòng)力機(jī)械控制裝置例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30控制內(nèi)燃機(jī)17的最大轉(zhuǎn)速防止其超過由限制線vl規(guī)定的轉(zhuǎn)速而成為過旋轉(zhuǎn)。

泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl示出相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n，圖2所示的液壓泵18能夠吸收的最大轉(zhuǎn)矩。在實(shí)施方式中，內(nèi)燃機(jī)17使內(nèi)燃機(jī)17的輸出與液壓泵18的負(fù)荷在匹配軌跡ml上達(dá)到平衡。在圖3中，示出了匹配軌跡mla和匹配軌跡mlb。匹配軌跡mlb與匹配軌跡mla相比靠近最大轉(zhuǎn)矩線tl。

匹配軌跡mlb設(shè)定成在內(nèi)燃機(jī)17以規(guī)定的輸出動(dòng)作時(shí)，例如是相同輸出時(shí)，與匹配軌跡mla相比其轉(zhuǎn)速n較低。如此，則在內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生相同轉(zhuǎn)矩t的情況下，由于使用匹配軌跡mlb能夠使內(nèi)燃機(jī)17以更低的轉(zhuǎn)速n運(yùn)轉(zhuǎn)，因此能夠減少因內(nèi)燃機(jī)17的內(nèi)部摩擦導(dǎo)致的損耗。

在匹配軌跡ml，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n增加時(shí)，轉(zhuǎn)矩t也增加。在由限制線tl規(guī)定的最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)pmax時(shí)的轉(zhuǎn)速ntmax與額定輸出點(diǎn)pcnt時(shí)的轉(zhuǎn)速ncnt之間的區(qū)域，匹配軌跡ml和限制線tl交叉。在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)pmax，內(nèi)燃機(jī)1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩t最大。

匹配軌跡ml也可以被設(shè)定成通過燃料消耗率良好的點(diǎn)。匹配軌跡mlb設(shè)定成在內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩t之前的范圍內(nèi)，處于由最大轉(zhuǎn)矩線tl規(guī)定的轉(zhuǎn)矩t的80％以上且95％以下。

輸出指示線il表示內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩t的目標(biāo)。即，控制內(nèi)燃機(jī)17以成為根據(jù)輸出指示線il得到的轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩t。這樣，輸出指示線il相當(dāng)于第二關(guān)系，用于規(guī)定內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生的動(dòng)力的大小，表示內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。輸出指示線il為使內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生的馬力即輸出的指令值(以下可稱為輸出指令值)。即，動(dòng)力機(jī)械控制裝置例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30控制內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩t和轉(zhuǎn)速n，以使它們成為與輸出指令值對(duì)應(yīng)的輸出指示線il上的轉(zhuǎn)矩t和轉(zhuǎn)速n。例如在與輸出指令值對(duì)應(yīng)的是輸出指示線ilt的情況下，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩t和轉(zhuǎn)速n被控制成為輸出指示線ilt上的值。

轉(zhuǎn)矩線圖包含多個(gè)輸出指示線il。相鄰的輸出指示線il之間的值例如通過插補(bǔ)來(lái)求取。在實(shí)施方式中，輸出指示線il為等馬力線。等馬力線是以使內(nèi)燃機(jī)17的輸出恒定的方式?jīng)Q定轉(zhuǎn)矩t和轉(zhuǎn)速n的關(guān)系的線。在實(shí)施方式中，輸出指示線il不局限于等馬力線，也可以是等節(jié)流線。等節(jié)流線示出在燃料調(diào)整撥盤、即節(jié)流撥盤28的設(shè)定值(節(jié)流開度)相等的情況下的轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。節(jié)流撥盤28的設(shè)定值是用于規(guī)定共軌控制部32向內(nèi)燃機(jī)17噴射的燃料噴射量的指令值。后文將對(duì)輸出指示線il是等節(jié)流線的示例進(jìn)行說明。

在實(shí)施方式中，對(duì)內(nèi)燃機(jī)17進(jìn)行控制以成為匹配點(diǎn)mp的轉(zhuǎn)矩t和轉(zhuǎn)速nm。匹配點(diǎn)mp是圖3中由實(shí)線表示的匹配軌跡ml、圖3中由實(shí)線表示的輸出指示線ile和由實(shí)線表示的泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl的交點(diǎn)。匹配點(diǎn)mp是內(nèi)燃機(jī)17的輸出和液壓泵18的負(fù)荷達(dá)到平衡的點(diǎn)。由實(shí)線表示的輸出指示線ile與在匹配點(diǎn)mp處液壓泵18吸收內(nèi)燃機(jī)17輸出的目標(biāo)和內(nèi)燃機(jī)17的作為目標(biāo)的輸出對(duì)應(yīng)。

在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，發(fā)給泵控制器33以及混合動(dòng)力控制器23指令，以使得液壓泵18吸收的內(nèi)燃機(jī)17的輸出減小由發(fā)電電動(dòng)機(jī)19吸收的馬力，即輸出pga的量。泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl移動(dòng)到由虛線表示的位置。與此時(shí)的泵吸收馬力對(duì)應(yīng)的是輸出指示線ilp。泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl在匹配點(diǎn)mpa時(shí)的轉(zhuǎn)速nm與輸出指示線ilp交叉。輸出指示線ilp與發(fā)電電動(dòng)機(jī)19吸收的輸出pga相加而得到的是通過匹配點(diǎn)mpa的輸出指示線ile。

在實(shí)施方式中，示出了在匹配點(diǎn)mpa使內(nèi)燃機(jī)17的輸出與液壓泵18的負(fù)荷達(dá)到平衡的示例，其中，匹配點(diǎn)mpa是匹配軌跡mla、輸出指示線ile以及泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl的交點(diǎn)。不局限于該示例，也可以在匹配點(diǎn)mpb使內(nèi)燃機(jī)17的輸出與液壓泵18的負(fù)荷達(dá)到平衡，其中，匹配點(diǎn)mpb是匹配軌跡mlb、輸出指示線ile以及泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl的交點(diǎn)。

這樣，動(dòng)力機(jī)械36、即內(nèi)燃機(jī)17和發(fā)電電動(dòng)機(jī)19基于轉(zhuǎn)矩線圖中包含的最大轉(zhuǎn)矩線tl、限制線vl、泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl、匹配軌跡ml和輸出指示線il而被控制。接著，對(duì)動(dòng)力機(jī)械36的發(fā)電電動(dòng)機(jī)19被內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)，使發(fā)電電動(dòng)機(jī)19產(chǎn)生電力即進(jìn)行發(fā)電的情況進(jìn)行說明。

發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)

圖4是用于說明發(fā)電電動(dòng)機(jī)19被內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電，發(fā)電輸出變成pga以上時(shí)的內(nèi)燃機(jī)17的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖。圖4的輸出指示線ile是在內(nèi)燃機(jī)17單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下的輸出指示線。圖4的輸出指示線ilg是表示發(fā)電電動(dòng)機(jī)19被內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電時(shí)的作為目標(biāo)的發(fā)出的輸出指示線。輸出指示線ile以及輸出指示線ilg在后述的圖6以及圖7中也是同樣的。

在圖4中，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19未進(jìn)行發(fā)電的狀態(tài)下發(fā)給內(nèi)燃機(jī)17的輸出指令值由輸出指示線ile表示。在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電的狀態(tài)下發(fā)給內(nèi)燃機(jī)17的輸出指令值由輸出指示線ilg表示。在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，由于需要用于發(fā)電的能量，因此發(fā)電時(shí)的輸出指示線ilg大于未進(jìn)行發(fā)電的非發(fā)電時(shí)的輸出指示線ile。即，內(nèi)燃機(jī)17在發(fā)電時(shí)與非發(fā)電時(shí)相比產(chǎn)生較大的輸出。

在圖4中，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19未進(jìn)行發(fā)電狀態(tài)下的內(nèi)燃機(jī)17在匹配點(diǎn)mp0輸出與液壓泵18的負(fù)荷達(dá)到平衡，其中，匹配點(diǎn)mp0是匹配軌跡ml、輸出指示線ile以及泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl0的交點(diǎn)。在匹配點(diǎn)mp0，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速為nm1。

當(dāng)從圖2所示的混合動(dòng)力控制器23向發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)出發(fā)電指令，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19開始發(fā)電時(shí)，內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的動(dòng)力。由于發(fā)電時(shí)向內(nèi)燃機(jī)17發(fā)出的輸出指令值為輸出指示線ilg，因此匹配點(diǎn)例如變成mp1。匹配點(diǎn)mp1的轉(zhuǎn)速大于匹配點(diǎn)mp1的轉(zhuǎn)速nm。當(dāng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19停止發(fā)電時(shí)，內(nèi)燃機(jī)17不需要驅(qū)動(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19。因此，發(fā)電停止時(shí)向內(nèi)燃機(jī)17發(fā)出的輸出指令值從輸出指示線ilg變成輸出指示線ile，因此匹配點(diǎn)回到mp0。匹配點(diǎn)mp0的轉(zhuǎn)速nm1小于匹配點(diǎn)mp1的轉(zhuǎn)速。

伴隨著發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的發(fā)電而內(nèi)燃機(jī)17的輸出驟增的結(jié)果是，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n驟增。其結(jié)果，液壓挖掘機(jī)1的操作員有可能會(huì)感覺到不適感。例如，在液壓挖掘機(jī)1進(jìn)行不伴隨有上部回轉(zhuǎn)體5的動(dòng)作的作業(yè)亦即正在進(jìn)行整平作業(yè)或者正在進(jìn)行挖掘作業(yè)的過程中，蓄電裝置22的電壓由于自然放電而降低到開始發(fā)電的電壓時(shí)，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19開始發(fā)電。在這種情況下，操作員對(duì)液壓挖掘機(jī)1的操作桿26l、26r的操作沒有變化，但是操作員有可能會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的變動(dòng)、由內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n變動(dòng)而導(dǎo)致的泵流量的變動(dòng)，導(dǎo)致與作業(yè)機(jī)3的抖動(dòng)感有關(guān)的操作感的變動(dòng)、以及內(nèi)燃機(jī)17的聲音的變動(dòng)等感覺到不適感。

在實(shí)施方式中，圖2所示的混合動(dòng)力控制器23在內(nèi)燃機(jī)17的運(yùn)轉(zhuǎn)期間由發(fā)電電動(dòng)機(jī)19產(chǎn)生電力時(shí)，對(duì)使發(fā)電電動(dòng)機(jī)19產(chǎn)生電力所需的轉(zhuǎn)矩亦即發(fā)電轉(zhuǎn)矩施加調(diào)整，換而言之使發(fā)電轉(zhuǎn)矩隨著時(shí)間的經(jīng)過而增加。通過這種控制，在發(fā)電時(shí)，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n以及轉(zhuǎn)矩t隨著時(shí)間的經(jīng)過而逐漸地增加，因此能夠抑制內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的驟增，從而降低上述的不適感。下面，更詳細(xì)地說明發(fā)電時(shí)的發(fā)電電動(dòng)機(jī)19以及內(nèi)燃機(jī)17的控制示例。

發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)的控制示例

圖5是表示在實(shí)施方式中，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)的發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg相對(duì)于時(shí)間t的變化的一個(gè)示例的圖。圖6以及圖7是用于說明發(fā)電電動(dòng)機(jī)19被內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電時(shí)的內(nèi)燃機(jī)17的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖。圖6表示時(shí)間t＝t1時(shí)的狀態(tài)，圖7表示時(shí)間t＝t2時(shí)的狀態(tài)。

在實(shí)施方式中，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，發(fā)電轉(zhuǎn)矩以負(fù)值表示，而在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19作為電動(dòng)機(jī)來(lái)動(dòng)作而輔助內(nèi)燃機(jī)17時(shí)，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩亦即驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以正值表示。在實(shí)施方式中，發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc隨著時(shí)間t的經(jīng)過而變小。其含義是，如圖5所示，發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc隨著時(shí)間t的經(jīng)過而絕對(duì)值變大。在實(shí)施方式中，發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc的絕對(duì)值按照時(shí)間t的一次函數(shù)而變化，但是發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc的絕對(duì)值的變化不局限于此。例如，發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc的絕對(duì)值也可以按照時(shí)間t的二次函數(shù)、三次函數(shù)或者指數(shù)函數(shù)等來(lái)變化。

在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19未進(jìn)行發(fā)電時(shí)，如圖6所示，內(nèi)燃機(jī)17在匹配點(diǎn)mp0動(dòng)作。匹配點(diǎn)mp0是匹配軌跡ml、輸出指示線ile、以及泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl0的交點(diǎn)。在匹配點(diǎn)mp0，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速是nm0。

在因蓄電裝置22的蓄電量變少等而導(dǎo)致發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，圖2所示的混合動(dòng)力控制器23求取發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)所需的馬力，即作為輸出的目標(biāo)發(fā)電輸出pgt。從而，混合動(dòng)力控制器23根據(jù)所得到的目標(biāo)發(fā)電輸出pgt，來(lái)求取發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)所需的發(fā)電轉(zhuǎn)矩亦即目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt。目標(biāo)發(fā)電輸出pgt以及目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt是負(fù)值。

混合動(dòng)力控制器23使所得的目標(biāo)發(fā)電輸出pgt以及目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt的絕對(duì)值|pgt|以及|tgt|隨著時(shí)間t的經(jīng)過而增加，并輸出到圖2所示的發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i。以下可以將混合動(dòng)力控制器23輸出的發(fā)電輸出pg以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg稱為發(fā)電輸出pgot以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot。

圖2所示的泵控制器33經(jīng)由車內(nèi)lan35，從混合動(dòng)力控制器23獲取發(fā)電輸出pgot。泵控制器33獲取的發(fā)電輸出也可以是目標(biāo)發(fā)電輸出pgt的絕對(duì)值|pgt|。泵控制器33將發(fā)電電動(dòng)機(jī)19未進(jìn)行發(fā)電時(shí)給予內(nèi)燃機(jī)17的輸出指令值亦即輸出指示線ile所示的輸出，與發(fā)電輸出pgot的絕對(duì)值|pgot|相加，來(lái)求取發(fā)電時(shí)的輸出指令值。在圖6所示的示例中，發(fā)電時(shí)的輸出指令值是輸出指示線ilg1。

轉(zhuǎn)矩te是將在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19未進(jìn)行發(fā)電時(shí)內(nèi)燃機(jī)17產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|tgot|相加而得到的值。轉(zhuǎn)矩te與根據(jù)發(fā)電時(shí)的內(nèi)燃機(jī)17的輸出指令值亦即輸出指示線ilg1所示的輸出和匹配軌跡ml的交點(diǎn)而求出的轉(zhuǎn)矩相等。

當(dāng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19開始發(fā)電，且經(jīng)過時(shí)間t＝t1時(shí)，如圖6所示，內(nèi)燃機(jī)17在匹配點(diǎn)mp1動(dòng)作。匹配點(diǎn)mp1是匹配軌跡ml與輸出指示線ilg1的交點(diǎn)。在匹配點(diǎn)mp1，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速成為nm1。

在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，液壓泵18吸收的內(nèi)燃機(jī)17的輸出減小發(fā)電電動(dòng)機(jī)19吸收的馬力，即發(fā)電輸出pgot的絕對(duì)值|pgot|的量。泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl0移動(dòng)至由虛線所示的泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl1。泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl1通過發(fā)電電動(dòng)機(jī)19未進(jìn)行發(fā)電時(shí)的輸出指示線ile與匹配點(diǎn)mp1的內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速nm1的交點(diǎn)。圖2所示的液壓泵18吸收的轉(zhuǎn)矩變?yōu)閠p。在發(fā)電時(shí)，將液壓泵18吸收的轉(zhuǎn)矩tp與發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|tgot|相加而得到的值為內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩te。

當(dāng)時(shí)間t推移而從t0變成t2時(shí)，發(fā)電輸出pgot以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot變小。即，發(fā)電輸出pgot以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|pgot|以及|tgot|變大。時(shí)間t＝t2時(shí)，發(fā)電時(shí)的內(nèi)燃機(jī)17的輸出指令值變成輸出指示線ilg2。時(shí)間t＝t2時(shí)的發(fā)電輸出pgot以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|pgot|以及|tgot|大于時(shí)間t＝t1時(shí)的值。因此，時(shí)間t＝t2時(shí)的輸出指令值亦即輸出指示線ilg2大于時(shí)間t＝t1時(shí)的輸出指令值亦即輸出指示線ilg1。

當(dāng)時(shí)間t＝t2時(shí)，如圖7所示，內(nèi)燃機(jī)17在匹配點(diǎn)mp2動(dòng)作。匹配點(diǎn)mp2是匹配軌跡ml與輸出指示線ilg2的交點(diǎn)。在匹配點(diǎn)mp2，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速變成nm2。在時(shí)間t＝t2，未進(jìn)行發(fā)電時(shí)的泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl0移動(dòng)至由實(shí)線所示的泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl2。泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl2通過發(fā)電電動(dòng)機(jī)19未進(jìn)行發(fā)電時(shí)的輸出指示線ile與匹配點(diǎn)mp2的內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速nm2的交點(diǎn)。

在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，為了能夠使發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電，圖2所示的泵控制器33使泵吸收轉(zhuǎn)矩從轉(zhuǎn)矩te降低到轉(zhuǎn)矩tp。轉(zhuǎn)矩te與轉(zhuǎn)矩tp的差量就是發(fā)電時(shí)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19吸收的轉(zhuǎn)矩。圖2所示的泵控制器33將泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl的指令值從泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl0變更為泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl2，并輸出到液壓泵18，以使被液壓泵18吸收的轉(zhuǎn)矩從te變成tp。即，泵控制器33使液壓泵18吸收的轉(zhuǎn)矩亦即吸收轉(zhuǎn)矩降低。其結(jié)果，如圖6以及圖7所示的那樣，泵吸收轉(zhuǎn)矩線按照pl0、pl1、pl2的順序變化。

在液壓泵18的動(dòng)作中存在響應(yīng)延遲，因此在輸出了降低泵吸收轉(zhuǎn)矩的指令值后，實(shí)際的泵吸收轉(zhuǎn)矩逐漸降低。與此相對(duì)，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的動(dòng)作幾乎沒有時(shí)間延遲地響應(yīng)。因此，若從混合動(dòng)力控制器23向發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i給出目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt，則發(fā)電電動(dòng)機(jī)19吸收的轉(zhuǎn)矩即內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)矩的增加要快于泵吸收轉(zhuǎn)矩的降低。其結(jié)果，存在發(fā)生下述現(xiàn)象的可能性，該現(xiàn)象是：由于過大的負(fù)荷作用于內(nèi)燃機(jī)17而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n急劇降低，隨后，當(dāng)泵吸收轉(zhuǎn)矩降低到目標(biāo)值時(shí)內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n再次增加。

在實(shí)施方式中，發(fā)電輸出pgot以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|pgot|以及|tgot|隨著時(shí)間t的經(jīng)過而變大。因此，內(nèi)燃機(jī)17的輸出指令值也隨著時(shí)間t的經(jīng)過而變大，因此內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩te也隨著時(shí)間的經(jīng)過而變大。由于內(nèi)燃機(jī)17的輸出指令值以及轉(zhuǎn)矩te隨著時(shí)間t的經(jīng)過而變大，由此匹配點(diǎn)mp如圖7的箭頭trg所示那樣，從發(fā)電電動(dòng)機(jī)19未進(jìn)行發(fā)電時(shí)的匹配點(diǎn)mp0沿著匹配軌跡ml移動(dòng)到匹配點(diǎn)mp2。因此，從發(fā)電電動(dòng)機(jī)19開始發(fā)電到被內(nèi)燃機(jī)17以目標(biāo)發(fā)電輸出pgt以及目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt驅(qū)動(dòng)為止的期間，抑制內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩te超過最大轉(zhuǎn)矩線tl。其結(jié)果，能夠抑制內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n急劇降低后再次增加的現(xiàn)象。即，在實(shí)施方式中，通過使發(fā)電輸出pgot以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|pgot|以及|tgot|隨著時(shí)間t的經(jīng)過而變大，來(lái)確保泵吸收轉(zhuǎn)矩降低到目標(biāo)值為止的時(shí)間，由此來(lái)抑制內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的降低以及增加。

從發(fā)電電動(dòng)機(jī)19開始發(fā)電到被內(nèi)燃機(jī)17以目標(biāo)發(fā)電輸出pgt以及目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt驅(qū)動(dòng)為止的時(shí)間，根據(jù)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg的絕對(duì)值|tg|的每單位時(shí)間的增加量，即發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率而變更。當(dāng)發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率較小時(shí)，發(fā)電輸出pgot以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|pgot|以及|tgot|的增加速度相對(duì)較慢。當(dāng)發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率較大時(shí)，發(fā)電輸出pgot以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|pgot|以及|tgot|的增加速度相對(duì)較快。

在實(shí)施方式中，發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率的單位是n·m/秒。發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率可以是預(yù)先決定的固定值，也可以根據(jù)液壓挖掘機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)條件或者液壓挖掘機(jī)1的狀態(tài)而變更。

在實(shí)施方式中，混合動(dòng)力控制器23使發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|tgot|隨著時(shí)間t的經(jīng)過從第一值的絕對(duì)值增加到第二值的絕對(duì)值。第一值例如是0[n/m]，第二值例如是最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩。對(duì)于最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩，若發(fā)電電動(dòng)機(jī)19處于小于最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)，則無(wú)法高效地發(fā)電，因此即便發(fā)電也難以增加蓄電裝置22的電量。在實(shí)施方式中，若目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt的絕對(duì)值|tgt|變成最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩以上，則混合動(dòng)力控制器23使發(fā)電電動(dòng)機(jī)19開始發(fā)電。將由最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩以及此時(shí)的內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n規(guī)定的輸出稱為最低發(fā)電輸出。

在實(shí)施方式中，將第二值的絕對(duì)值作為最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩，混合動(dòng)力控制器23使發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|tgot|隨著時(shí)間t的經(jīng)過從第一值增加到第二值。通過這種處理，發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|tgot|變成第二值后無(wú)延遲地變成目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt的絕對(duì)值|tgt|，因此抑制了發(fā)電的響應(yīng)延遲。此外，發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgot的絕對(duì)值|tgot|隨著時(shí)間t的經(jīng)過從第一值增加到第二值，因此抑制在發(fā)電開始時(shí)由于內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的急劇增加而導(dǎo)致的不適感。

變更發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率的示例

在實(shí)施方式中，發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率也可以基于使上部回轉(zhuǎn)體5回轉(zhuǎn)所需的回轉(zhuǎn)馬力來(lái)變更。回轉(zhuǎn)馬力是圖2所示的回轉(zhuǎn)馬達(dá)24使上部回轉(zhuǎn)體5回轉(zhuǎn)所需的馬力。

是否由發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電是根據(jù)在蓄電裝置22中蓄積的電量來(lái)決定的，在實(shí)施方式中基于蓄電裝置22的端子間電壓來(lái)決定的。也能夠基于蓄電裝置22的端子間電壓來(lái)變更發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率，例如，隨著端子間電壓變低來(lái)增大發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率。由于在上部回轉(zhuǎn)體5加速的情況下，回轉(zhuǎn)馬力增加，因此發(fā)電電動(dòng)機(jī)19為了驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)24而產(chǎn)生的電力也增加。因此，即便基于蓄電裝置22的端子間電壓來(lái)變更發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率，也無(wú)法補(bǔ)償回轉(zhuǎn)馬力的增加量，因此有可能導(dǎo)致發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的發(fā)電量不足。

在實(shí)施方式中，混合動(dòng)力控制器23隨著回轉(zhuǎn)馬力變大而增大發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率。在該情況下，混合動(dòng)力控制器23能夠在回轉(zhuǎn)馬力為從0到規(guī)定大小為止使發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率為固定值，在回轉(zhuǎn)馬力為規(guī)定大小以上的范圍時(shí)隨著回轉(zhuǎn)馬力變大而增大發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率。在隨著回轉(zhuǎn)馬力變大而增大發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率時(shí)，例如能夠按照回轉(zhuǎn)馬力的一次函數(shù)、二次函數(shù)或者指數(shù)函數(shù)等來(lái)增大發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率?；旌蟿?dòng)力控制器23不僅增大轉(zhuǎn)矩增加率，還可以將指令轉(zhuǎn)矩從te0變更為tep。

通過隨著回轉(zhuǎn)馬力變大而增大發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率，內(nèi)燃機(jī)19產(chǎn)生使發(fā)電電動(dòng)機(jī)19能夠高效地發(fā)電的發(fā)電轉(zhuǎn)矩為止的響應(yīng)時(shí)間變短，因此易于確保上部回轉(zhuǎn)體5的回轉(zhuǎn)所需的電力。當(dāng)發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率變大時(shí)，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的增加速度也增加，但是在上部回轉(zhuǎn)體5的回轉(zhuǎn)期間，并不進(jìn)行作業(yè)機(jī)3的精確操作。因此，即便在上部回轉(zhuǎn)體5的回轉(zhuǎn)期間，增大發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率，也幾乎不會(huì)對(duì)液壓挖掘機(jī)1的操作員造成影響。因此，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的增加速度的增加是被允許的。

發(fā)電電動(dòng)機(jī)19作為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作，由此能夠輔助內(nèi)燃機(jī)17。在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19作為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19使用在蓄電裝置22中蓄積的電力。當(dāng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)19對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的輔助頻發(fā)時(shí)，在蓄電裝置22中蓄積的電力減小，端子間電壓大幅地降低。在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，若使發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg隨著時(shí)間t的經(jīng)過而增加，則存在發(fā)電量不足，蓄電裝置22的端子間電壓異常降低的可能性。

例如，在內(nèi)燃機(jī)17的輔助中存在轉(zhuǎn)數(shù)輔助。從桿處于中立狀態(tài)而降低內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的狀態(tài)，操作操作桿26r、26l，轉(zhuǎn)數(shù)輔助使轉(zhuǎn)速n增加。在利用轉(zhuǎn)數(shù)輔助增加了轉(zhuǎn)速n后，雖然從輔助切換為發(fā)電，但是存在要抑制此時(shí)內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的變動(dòng)這樣的需求。

在實(shí)施方式中，圖2所示的混合動(dòng)力控制器23能夠基于在蓄電裝置22中蓄積的電量來(lái)變更發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率。例如，在蓄電裝置22中蓄積的電量變少，即蓄電裝置22的端子間電壓降低時(shí)混合動(dòng)力控制器23能夠增加發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率。

在實(shí)施方式中，混合動(dòng)力控制器23基于根據(jù)蓄電裝置22的作為目標(biāo)的端子間電壓與當(dāng)前的端子間電壓之間的偏差亦即電壓偏差決定的目標(biāo)發(fā)電輸出，來(lái)變更發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率。更具體地，當(dāng)目標(biāo)發(fā)電輸出變大，即電壓偏差變大時(shí)，發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率變大。當(dāng)在蓄電裝置22中蓄積的電量變少時(shí)，電壓偏差變大，因此當(dāng)在蓄電裝置22中蓄積的電量變少時(shí)增加發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率。發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的動(dòng)作從輔助狀態(tài)向發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)，存在想要抑制內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的變動(dòng)的同時(shí)，確保發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的發(fā)電量這樣的需求。

在基于目標(biāo)發(fā)電輸出來(lái)變更發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率的情況下，混合動(dòng)力控制器23能夠在目標(biāo)發(fā)電輸出的絕對(duì)值為從0到規(guī)定大小為止使發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率為固定值，在目標(biāo)發(fā)電輸出的絕對(duì)值為規(guī)定大小以上的范圍時(shí)隨著目標(biāo)發(fā)電輸出的絕對(duì)值變大而增大發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率。采用目標(biāo)發(fā)電輸出的絕對(duì)值是因?yàn)槟繕?biāo)發(fā)電輸出是負(fù)值。

通過這樣的處理，即便發(fā)電電動(dòng)機(jī)19對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的輔助頻發(fā)，也能夠降低蓄電裝置22的端子間電壓異常降低的可能性。發(fā)電電動(dòng)機(jī)19對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的輔助頻發(fā)的狀況是內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n發(fā)生變動(dòng)的狀態(tài)。因此，即便由于增大發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n急劇增加也是被允許的。

實(shí)施方式以及比較例

圖8是用于說明在比較例中發(fā)電電動(dòng)機(jī)19被內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電時(shí)的內(nèi)燃機(jī)17的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖。圖9是用于說明在比較例中發(fā)電電動(dòng)機(jī)被內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)發(fā)電時(shí)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)序圖。圖9的縱軸是發(fā)電輸出pg、液壓泵18的吸收轉(zhuǎn)矩tp以及內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n。圖9的橫軸均是時(shí)間t，在時(shí)間t0發(fā)電電動(dòng)機(jī)19開始發(fā)電。圖9的實(shí)線表示實(shí)施方式，虛線表示比較例。比較例在匹配點(diǎn)mp0使內(nèi)燃機(jī)17的輸出和液壓泵18的負(fù)荷達(dá)到平衡，匹配點(diǎn)mp0是匹配軌跡ml、輸出指示線ile以及泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl0的交點(diǎn)。從而，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，混合動(dòng)力控制器23將目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt不隨著時(shí)間變化地發(fā)給發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i。

在比較例中，當(dāng)在時(shí)間t0發(fā)電電動(dòng)機(jī)19開始發(fā)電時(shí)，如圖9所示的那樣發(fā)電輸出pg從0變化為目標(biāo)發(fā)電輸出pgt。對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的輸出指令值為將輸出指示線ile與目標(biāo)發(fā)電輸出pgt相加而得到的輸出指示線ilg2。通過輸出指示線ile和匹配軌跡ml的交點(diǎn)的泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl0被變更為泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl2。泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl2通過了由輸出指示線ilg2、與匹配軌跡ml的交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速nm2以及與轉(zhuǎn)速nm2對(duì)應(yīng)的輸出指示線ile中的轉(zhuǎn)矩te2p確定的坐標(biāo)。

在輸出指示線ile與匹配軌跡ml的交點(diǎn)，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩是te0，轉(zhuǎn)速是nm0。在輸出指示線ilg2與匹配軌跡ml的交點(diǎn)，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩是te2，轉(zhuǎn)速是nm2。在泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl2與輸出指示線ilg2的交點(diǎn)，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩是te2p，轉(zhuǎn)速是nm2。

在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，泵吸收轉(zhuǎn)矩從te0變成te2p。圖2所示的泵控制器33生成泵吸收轉(zhuǎn)矩的指令值，向液壓泵18輸出，以使被液壓泵18吸收的轉(zhuǎn)矩從te0變成te2p。其結(jié)果，泵吸收轉(zhuǎn)矩線從pl0向pl2遷移，因此泵吸收轉(zhuǎn)矩也從與泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl0對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩te0變化為與泵吸收轉(zhuǎn)矩線pl2對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩te2p。液壓泵18的動(dòng)作中存在響應(yīng)延遲，因此變更后的泵吸收轉(zhuǎn)矩的指令值輸出后，實(shí)際的泵吸收轉(zhuǎn)矩會(huì)逐漸地降低。

發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的動(dòng)作是在被給予指令后幾乎沒有延遲地響應(yīng)。因此，在比較例，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19如圖9的虛線所示的那樣從時(shí)間t0開始產(chǎn)生與目標(biāo)發(fā)電輸出pgt對(duì)應(yīng)的電力。當(dāng)從混合動(dòng)力控制器23向發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i給出目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt時(shí)，對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的輸出指令值在時(shí)間t0從輸出指示線ile變化為輸出指示線ilg2。其結(jié)果，對(duì)內(nèi)燃機(jī)17作用輸出指示線ilg2與匹配軌跡ml的交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)矩te2。

當(dāng)發(fā)電開始時(shí)，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19開始發(fā)電前以轉(zhuǎn)矩te0動(dòng)作的內(nèi)燃機(jī)17中，在內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n為轉(zhuǎn)速nm2并且泵吸收轉(zhuǎn)矩變成te2p之前，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n為轉(zhuǎn)速nm0時(shí)作用的是加上發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt而得到的轉(zhuǎn)矩te2。其結(jié)果，作用于內(nèi)燃機(jī)17的是超過最大轉(zhuǎn)矩線tl的轉(zhuǎn)矩，因此如從圖9的時(shí)間t0到時(shí)間t2之間的虛線所示那樣，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n降低。隨后，隨著泵吸收轉(zhuǎn)矩接近te2p，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n增加。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n變成轉(zhuǎn)速nm2時(shí)，內(nèi)燃機(jī)17在匹配軌跡ml與輸出指示線ilg2的交點(diǎn)亦即匹配點(diǎn)mp2處動(dòng)作。

在比較例中，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，也能夠?qū)⑵ヅ滠壽Eml與輸出指示線ilg的交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)速nm2作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速，隨著時(shí)間t的經(jīng)過使內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n增加到作為目標(biāo)的轉(zhuǎn)速nm2。但是，即便使內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n隨著時(shí)間t的經(jīng)過而增加，也無(wú)法避免在內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n為轉(zhuǎn)速n2且泵吸收轉(zhuǎn)矩變成te2p之前，在內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n為轉(zhuǎn)速n0時(shí)，轉(zhuǎn)矩te2作用于內(nèi)燃機(jī)17的情形。其結(jié)果，由于對(duì)內(nèi)燃機(jī)17作用超過最大轉(zhuǎn)矩線tl的轉(zhuǎn)矩，因此可能會(huì)產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n降低之后增加的現(xiàn)象。尤其是，當(dāng)匹配軌跡ml如圖3所示的匹配軌跡mlb那樣接近最大轉(zhuǎn)矩線tl時(shí)，內(nèi)燃機(jī)17能夠產(chǎn)生比由匹配軌跡ml決定的轉(zhuǎn)矩t大的轉(zhuǎn)矩t的富余變少。因此，在比較例中，匹配軌跡ml越是接近最大轉(zhuǎn)矩線tl，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，越容易產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n降低的現(xiàn)象。

在實(shí)施方式中，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，不是內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n，而是使發(fā)電轉(zhuǎn)矩pg隨著時(shí)間t的經(jīng)過變大。通過這樣的處理，在實(shí)施方式中，與輸出指令值對(duì)應(yīng)的輸出指令線il逐漸增加，如圖9所示的那樣，泵吸收轉(zhuǎn)矩線從pl0逐漸降低到pl2。其結(jié)果，在實(shí)施方式中，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，能夠使內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n隨著時(shí)間t的經(jīng)過而逐漸增加，因此能夠抑制轉(zhuǎn)速n的急劇增加。

在實(shí)施方式中，使發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg隨著時(shí)間t的經(jīng)過而變大，因此在直到發(fā)電電動(dòng)機(jī)19被內(nèi)燃機(jī)17以目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt驅(qū)動(dòng)為止的期間，都能夠抑制內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩te超過最大轉(zhuǎn)矩線tl。其結(jié)果，能夠抑制由于對(duì)內(nèi)燃機(jī)17施加過大的負(fù)荷而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n急劇下降的現(xiàn)象。在實(shí)施方式中，即便在為了在燃料消耗効率良好的低轉(zhuǎn)速側(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)17，而使匹配軌跡ml接近最大轉(zhuǎn)矩線tl的情況下，也能夠抑制在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n降低的現(xiàn)象。這樣，在實(shí)施方式中，在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)，能夠抑制內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n的增減。

混合動(dòng)力控制器23的結(jié)構(gòu)示例

圖10是表示混合動(dòng)力控制器23、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30以及泵控制器33的結(jié)構(gòu)示例的圖?；旌蟿?dòng)力控制器23、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30以及泵控制器33具有處理部100p、存儲(chǔ)部100m以及輸入輸出部100io。處理部100p是cpu、微處理器(microprocessor)，微型計(jì)算機(jī)(microcomputer)等。處理部100p執(zhí)行實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法。

在處理部100p是專用硬件的情況下，處理部100p例如是各種電路、經(jīng)過編程的處理器(processor)以及asic(applicationspecificintegratedcircuit，專用集成電路)中的一個(gè)或者組合它們而成的。

存儲(chǔ)部100m使用例如ram(randomaccessmemory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、rom(readonlymemory，只讀存儲(chǔ)器)等非易失性或易失性的各種存儲(chǔ)器、磁盤等各種碟盤中的至少一種。存儲(chǔ)部100m存儲(chǔ)用于使處理部100p執(zhí)行實(shí)施方式涉及的動(dòng)力機(jī)械控制的計(jì)算機(jī)程序、以及處理部100p執(zhí)行實(shí)施方式涉及的動(dòng)力機(jī)械控制時(shí)使用的信息。處理部100p通過從存儲(chǔ)部100m讀取上述計(jì)算機(jī)程序并加以執(zhí)行，來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式涉及的動(dòng)力機(jī)械控制。

輸入輸出部100io是用于連接混合動(dòng)力控制器23、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30或者泵控制器33與設(shè)備之類的接口電路。

液壓挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)

圖11是表示液壓挖掘機(jī)1的控制系統(tǒng)1ct的圖。對(duì)混合動(dòng)力控制器23，輸入蓄電裝置22的端子間電壓ec、發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速ng、回轉(zhuǎn)馬達(dá)24的轉(zhuǎn)速nrm以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)24的轉(zhuǎn)矩trm?；旌蟿?dòng)力控制器23利用這些輸入，生成發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)的發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg的指令值亦即發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc。

發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc對(duì)發(fā)電電動(dòng)機(jī)控制裝置19i發(fā)送發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc，使發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30通過車內(nèi)lan35從混合動(dòng)力控制器23獲取發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc，用于內(nèi)燃機(jī)17的控制。泵控制器33通過車內(nèi)lan35從混合動(dòng)力控制器23獲取發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc，用于液壓泵18的控制。液壓泵18通過變更斜板18sp的角度，來(lái)控制要排出的液壓油的流量。

混合動(dòng)力控制器23的控制模塊

圖12至圖14是執(zhí)行實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法的混合動(dòng)力控制器23的控制框圖。圖15是表示輸入值運(yùn)算部的處理的流程圖。圖16是執(zhí)行實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法的混合動(dòng)力控制器23的控制框圖。

如圖12所示那樣，混合動(dòng)力控制器23包括目標(biāo)發(fā)電輸出運(yùn)算部50、回轉(zhuǎn)馬力運(yùn)算部51、目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部52、發(fā)電轉(zhuǎn)矩調(diào)整運(yùn)算部53以及泵指令值運(yùn)算部57。它們執(zhí)行實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的控制方法。它們的功能由混合動(dòng)力控制器23的處理部100p實(shí)現(xiàn)。處理部100p例如通過從存儲(chǔ)部100m讀取并執(zhí)行使實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的控制方法執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)發(fā)電輸出運(yùn)算部50、回轉(zhuǎn)馬力運(yùn)算部51、目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部52以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩調(diào)整運(yùn)算部53的功能。

目標(biāo)發(fā)電輸出運(yùn)算部50利用蓄電裝置22的端子間電壓ec來(lái)求取目標(biāo)發(fā)電輸出pgt。目標(biāo)發(fā)電輸出pgt通過對(duì)蓄電裝置22的作為目標(biāo)的端子間電壓ect與當(dāng)前的端子間電壓ec的偏差亦即電壓偏差δec乘以負(fù)值的增益g來(lái)求取。如前述那樣，在實(shí)施方式中，這是因?yàn)榘l(fā)電轉(zhuǎn)矩tg以及發(fā)電輸出pg表示為負(fù)值。目標(biāo)發(fā)電輸出運(yùn)算部50將求出的目標(biāo)發(fā)電輸出pgt向目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部52輸出。在實(shí)施方式中，作為目標(biāo)的端子間電壓ect是固定值，存儲(chǔ)在混合動(dòng)力控制器23的存儲(chǔ)部100m中。

回轉(zhuǎn)馬力運(yùn)算部51利用回轉(zhuǎn)馬達(dá)24的轉(zhuǎn)速nrm以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)24的轉(zhuǎn)矩trm來(lái)求取回轉(zhuǎn)馬力pr，輸出到發(fā)電轉(zhuǎn)矩調(diào)整運(yùn)算部53?；剞D(zhuǎn)馬力pr能夠由式(1)來(lái)求取。式(1)中的h是系數(shù)。在實(shí)施方式中，系數(shù)h是固定值，存儲(chǔ)在混合動(dòng)力控制器23的存儲(chǔ)部100m中。

pr＝2×π/60×nrm×trm/1000×h···(1)

目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部52利用目標(biāo)發(fā)電輸出pgt來(lái)求取目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt，輸出到發(fā)電轉(zhuǎn)矩調(diào)整運(yùn)算部53。發(fā)電轉(zhuǎn)矩調(diào)整運(yùn)算部53利用目標(biāo)發(fā)電輸出pgt、目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt以及回轉(zhuǎn)馬力pr，來(lái)生成并輸出發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc。

泵指令值運(yùn)算部57將內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速與以發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc決定的轉(zhuǎn)矩相乘，來(lái)求取液壓泵18的吸收馬力。在該示例中，發(fā)電電動(dòng)機(jī)19被內(nèi)燃機(jī)17驅(qū)動(dòng)，因此使用發(fā)電電動(dòng)機(jī)19的轉(zhuǎn)速ng作為內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速。泵指令值運(yùn)算部57根據(jù)求出的液壓泵18的吸收馬力，來(lái)求取發(fā)給液壓泵18的指令值plc。指令值plc是為了液壓泵18吸收吸收馬力而使液壓泵18的斜板18sp的傾轉(zhuǎn)角為所需的大小的命令。泵指令值運(yùn)算部57通過變更液壓泵18的吸收馬力，能夠增加或者降低液壓泵18的吸收轉(zhuǎn)矩。

發(fā)電轉(zhuǎn)矩調(diào)整運(yùn)算部53如圖13所示，包括發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率變更部54、輸入值運(yùn)算部55以及調(diào)整處理部56。發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率變更部54根據(jù)回轉(zhuǎn)馬力pr和目標(biāo)發(fā)電輸出pgt，來(lái)求取決定發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率的最大值的第一值tgmmax和決定發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率的最小值的第二值tgmmin，輸出到調(diào)整處理部56。

輸入值運(yùn)算部55利用目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt、前次值tgtmb以及最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin，來(lái)求取無(wú)效標(biāo)志fmi和發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm，輸出到調(diào)整處理部56。調(diào)整處理部56利用第一值tgmmax、第二值tgmmin、無(wú)效標(biāo)志fmi以及發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm，來(lái)生成并輸出發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc。前次值tgtmb是在混合動(dòng)力控制器23的控制周期的1個(gè)周期前，調(diào)整處理部56輸出的發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc。

如圖14所示那樣，發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率變更部54包括第一變換部54a、第二變換部54b、最大值選擇部54c以及反轉(zhuǎn)部54d。第一變換部54a利用回轉(zhuǎn)馬力pr，來(lái)求取用于變更發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率的第一參數(shù)tgmf，并將其輸出。第二變換部54b利用目標(biāo)發(fā)電輸出pgt，來(lái)求取用于變更發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率的第二參數(shù)tgms，并將其輸出。

第一變換部54a利用第一變換表mpa來(lái)求取第一參數(shù)tgmf。在第一變換表mpa中，記述有回轉(zhuǎn)馬力pr與第一參數(shù)tgmf之間的關(guān)系。在第一變換表mpa中，在回轉(zhuǎn)馬力pr變?yōu)橐?guī)定的值pr1之前，第一參數(shù)tgmf是固定值tgmf1，當(dāng)回轉(zhuǎn)馬力pr變?yōu)橐?guī)定的值pr1以上時(shí)，隨著回轉(zhuǎn)馬力pr的增加而增大第一參數(shù)tgmf。

第二變換部54b利用第二變換表mpb來(lái)求取第二參數(shù)tgms。在第二變換表mpb中，記述有目標(biāo)發(fā)電輸出pgt與第二參數(shù)tgms之間的關(guān)系。在第二變換表mpb中，在目標(biāo)發(fā)電輸出pgt的絕對(duì)值變?yōu)橐?guī)定的值pgt1之前，第二參數(shù)tgms是固定值tgms1，當(dāng)目標(biāo)發(fā)電輸出pgt的絕對(duì)值變?yōu)橐?guī)定的值pft1以上時(shí)，隨著目標(biāo)發(fā)電輸出pgt的增加而增大第二參數(shù)tgms。

在實(shí)施方式中，第一參數(shù)tgmf以及第二參數(shù)tgms均是轉(zhuǎn)矩，單位是n·m。第一參數(shù)tgmf以及第二參數(shù)tgms是按照混合動(dòng)力控制器23的各個(gè)控制周期求出的，因此每一個(gè)控制周期的第一參數(shù)tgmf以及第二參數(shù)tgms都為發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率。

最大值選擇部54c選擇并輸出第一參數(shù)tgmf與第二參數(shù)tgms中的較大的參數(shù)。最大值選擇部54c輸出的值為第一值tgmmax。最大值選擇部54c輸出的值通過反轉(zhuǎn)部54d。反轉(zhuǎn)部54d對(duì)最大值選擇部54c輸出的值賦予負(fù)號(hào)并輸出。反轉(zhuǎn)部54d輸出的值為第二值tgmmin。第一值tgmmax的絕對(duì)值與第二值tgmmin的絕對(duì)值相等。

利用圖15來(lái)說明輸入值運(yùn)算部55的處理。輸入值運(yùn)算部55在步驟s1，比較前次值tgtmb和最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin。在前次值tgtmb小于最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin的情況(步驟s1，“是”)下，在步驟s2，輸入值運(yùn)算部55比較目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt和最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin。

在目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt小于最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin的情況(步驟s2，“是”)下，在步驟s3，輸入值運(yùn)算部55將無(wú)效標(biāo)志fmi設(shè)為true“真”，在步驟s4將發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm設(shè)為目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt。

在前次值tgtmb為最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin以上的情況(步驟s1，“否”)下，在步驟s5，輸入值運(yùn)算部55將無(wú)效標(biāo)志fmi設(shè)為false“假”，在步驟s6將發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm設(shè)為目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt。

在目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt為最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin以上的情況(步驟s2，“否”)下，在步驟s7，輸入值運(yùn)算部55將無(wú)效標(biāo)志fmi設(shè)為true“真”，在步驟s8將發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm設(shè)為最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin。

通過這樣的處理，輸入值運(yùn)算部55僅能夠在發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg從0到最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin之間，使發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg隨著時(shí)間t的經(jīng)過而增加。從而，如果發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg變成最低發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgmin以上，則輸入值運(yùn)算部55能夠?qū)l(fā)電轉(zhuǎn)矩tg設(shè)為目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tgt。

調(diào)整處理部56如圖16所示的那樣，包括第一加減法器56a、最小值選擇部56b、最大值選擇部56c、第二加減法器56d、選擇部56e、無(wú)效標(biāo)志輸出部56f以及前次值存儲(chǔ)部56g。第一加減法器56a從自輸入值運(yùn)算部55輸出的發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm減去前次值tgtmb，輸出到最小值選擇部56b。

最小值選擇部56b選擇來(lái)自第一加減法器56a的輸出值與由發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率變更部54求出的第一值tgmmax中的較小的值，向最大值選擇部56c輸出。最大值選擇部56c選擇從最小值選擇部56b輸出的值與由發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率變更部54求出的第二值tgmmin中的較大的值，輸出到第二加減法器56d。

第二加減法器56d將從最大值選擇部56c輸出的值和前次值tgtmb相加，輸出到選擇部56e。選擇部56e根據(jù)從無(wú)效標(biāo)志輸出部56f向選擇部56e輸出的無(wú)效標(biāo)志fmi的值，選擇輸入，并加以輸出。在無(wú)效標(biāo)志fmi為false“假”的情況下，混合動(dòng)力控制器23使發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg隨著時(shí)間的經(jīng)過而增加。因此，選擇部56e將第二加減法器56d運(yùn)算出的結(jié)果作為本次值tgtm輸出。本次值tgtm是發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc。

在無(wú)效標(biāo)志fmi為true“真”的情況下，混合動(dòng)力控制器23不使發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg隨著時(shí)間的經(jīng)過而增加，而直接保持原樣地輸出發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm。因此，選擇部56e將被輸入到調(diào)整處理部56的發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm作為本次值tgtm，即作為發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc輸出。前次值存儲(chǔ)部56g表明調(diào)整處理部56的前次值tgtmb存儲(chǔ)在混合動(dòng)力控制器23的存儲(chǔ)部100m中。

發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm由第一加減法器56a、最小值選擇部56b、最大值選擇部56c以及第二加減法器56d分別來(lái)處理，由此對(duì)選擇部56e的輸出施加調(diào)整。其結(jié)果，發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc隨著時(shí)間t的經(jīng)過而增加。其結(jié)果，能夠抑制在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n急劇增加。

在實(shí)施方式中，混合動(dòng)力控制器23利用調(diào)整處理部56輸出的發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc的前次值、用于決定發(fā)電轉(zhuǎn)矩增加率的第一值tgmmax以及第二值tgmmin，隨著時(shí)間t的經(jīng)過而增加發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc。隨著時(shí)間t的經(jīng)過而增加發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc的方法不限于實(shí)施方式的方法。例如，調(diào)整處理部56也可以使與發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm相對(duì)的發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc按照一階滯后的方式來(lái)變化。在該情況下，發(fā)電轉(zhuǎn)矩指令值tgc與發(fā)電轉(zhuǎn)矩輸入值inm的關(guān)系例如由式(2)表示。δtc是混合動(dòng)力控制器23的控制周期，τ是時(shí)間常數(shù)。

tgc＝inm×δtc/(δtc+τ)+tgtmb×τ/(δtc+τ)···(2)

實(shí)施方式涉及的動(dòng)力機(jī)械控制方法

圖17是表示實(shí)施方式涉及的混合動(dòng)力作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力機(jī)械控制方法的一個(gè)示例的流程圖。在步驟s101，圖2所示的混合動(dòng)力控制器23基于在蓄電裝置22中蓄積的電量，來(lái)判斷是否由發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電。例如，混合動(dòng)力控制器23在蓄電裝置22的作為目標(biāo)的端子間電壓與當(dāng)前的端子間電壓的偏差亦即電壓偏差在閾值以下的情況下，判斷為由發(fā)電電動(dòng)機(jī)19進(jìn)行發(fā)電。

在由發(fā)電電動(dòng)機(jī)19進(jìn)行發(fā)電的情況下(步驟s101，“是”)，混合動(dòng)力控制器23對(duì)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg施加調(diào)整并輸出(步驟s102)。即，混合動(dòng)力控制器23使發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg隨著時(shí)間的經(jīng)過而增加并輸出，并且使液壓泵18吸收的吸收轉(zhuǎn)矩降低。其結(jié)果，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩t也隨著時(shí)間t的經(jīng)過而增加，因此能夠抑制在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19發(fā)電時(shí)內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n急劇增加。

在發(fā)電電動(dòng)機(jī)19不進(jìn)行發(fā)電的情況下(步驟s101，“否”)，混合動(dòng)力控制器23不對(duì)發(fā)電轉(zhuǎn)矩tg施加調(diào)整地輸出。

輸出指示線的變形例

圖18是用于說明實(shí)施方式涉及的輸出指示線的變形例的圖。如前述那樣，圖4、圖6以及圖7所示的輸出指示線il是等馬力線，變形例涉及的輸出指示線是等節(jié)流線。圖18所示的轉(zhuǎn)矩線圖表示等節(jié)流線el1、el2、el3、等馬力線ep0、ep、限制線vl、內(nèi)燃機(jī)17的最大轉(zhuǎn)矩線tl以及匹配軌跡ml。

等節(jié)流線el1、el2、el3表示燃料調(diào)整撥盤，即圖2所示的節(jié)流撥盤28的設(shè)定值(節(jié)流開度)相等的情況下的轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。節(jié)流撥盤28的設(shè)定值是用于規(guī)定共軌控制部32向內(nèi)燃機(jī)17噴射燃料的噴射量的指令值。

等節(jié)流線el1與節(jié)流撥盤28的設(shè)定值為100％，即對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的燃料噴射量最大的情況對(duì)應(yīng)。等節(jié)流線el2與節(jié)流撥盤28的設(shè)定值為0％的情況對(duì)應(yīng)。等節(jié)流線el3是按照該順序，與節(jié)流撥盤28的設(shè)定值為較大值對(duì)應(yīng)的多條線。等節(jié)流線el3為燃料噴射量在最大值與最小值之間的值。

第一等節(jié)流線el1表示與對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的燃料噴射量為最大的情況對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。下面，第一等節(jié)流線el1被設(shè)定成在內(nèi)燃機(jī)17的額定輸出的轉(zhuǎn)速下的輸出在額定輸出以上。

第二等節(jié)流線el2表示與對(duì)內(nèi)燃機(jī)17的燃料噴射量為0的情況對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。等節(jié)流線el2被設(shè)定成內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩t為0，并且轉(zhuǎn)速n以0為起點(diǎn)，隨著內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n增加，內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)矩t降低。轉(zhuǎn)矩t降低的比率基于由內(nèi)燃機(jī)17的內(nèi)部摩擦產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩tf來(lái)決定。

第三等節(jié)流線el3在第一等節(jié)流線el1與第二等節(jié)流線el2之間存在多個(gè)。第三等節(jié)流線el3通過對(duì)第一等節(jié)流線el1與第二等節(jié)流線el2的值進(jìn)行插補(bǔ)來(lái)得到。

第一等節(jié)流線el1、第二等節(jié)流線el2以及第三等節(jié)流線el3均表示內(nèi)燃機(jī)17的轉(zhuǎn)速n以及轉(zhuǎn)矩t的目標(biāo)。尤其在其中，內(nèi)燃機(jī)17被控制成可成為根據(jù)第三等節(jié)流線el3得到的轉(zhuǎn)速n以及轉(zhuǎn)矩t。等馬力線ep按照內(nèi)燃機(jī)17的輸出為固定的方式，來(lái)決定轉(zhuǎn)矩t與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。第三等節(jié)流線el3與任意的等馬力線ep交叉的某一個(gè)點(diǎn)，例如也可以設(shè)定為在匹配軌跡上ml交叉。

控制裝置例如圖2所示的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器30以及泵控制器33利用第三等節(jié)流線el3，與實(shí)施方式同樣地控制內(nèi)燃機(jī)17的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

在實(shí)施方式中，以具有內(nèi)燃機(jī)17的液壓挖掘機(jī)1作為作業(yè)機(jī)械的示例，不過實(shí)施方式能夠應(yīng)用的作業(yè)機(jī)械不局限于此。例如作業(yè)機(jī)械也可以是輪式裝載機(jī)、推土機(jī)和自卸車等。作業(yè)機(jī)械搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)的種類也不限定。

以上，對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，不過實(shí)施方式不局限于上述內(nèi)容。此外，在上述結(jié)構(gòu)要素中包含本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易想到的結(jié)構(gòu)要素、實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)要素、所謂的等同范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)要素。進(jìn)而，能夠適當(dāng)?shù)亟M合上述結(jié)構(gòu)要素。進(jìn)而，在不脫離本實(shí)施方式的要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)要素的各種省略、置換或變更。