混合動(dòng)力工程機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的混合動(dòng)力工程機(jī)械，該電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助以及發(fā)電。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的工程機(jī)械為了對(duì)應(yīng)從輕負(fù)載至重負(fù)載的全部作業(yè)，具有估算最大負(fù)載時(shí)的作業(yè)而選定的大型發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，由于在工程機(jī)械的作業(yè)整體中為重負(fù)載的作業(yè)僅僅是一部分，所以在輕負(fù)載時(shí)和中負(fù)載時(shí)具有多余的發(fā)動(dòng)機(jī)能力，從油耗的觀點(diǎn)來看并不優(yōu)選。
[0003]相對(duì)于此，以往公知一種混合動(dòng)力工程機(jī)械，其使發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的同時(shí)，構(gòu)成混合動(dòng)力系統(tǒng)來謀求油耗的改善，該混合動(dòng)力系統(tǒng)使用輸出應(yīng)答迅速的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩來補(bǔ)充隨著發(fā)動(dòng)機(jī)小型化而造成的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出不足(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004]但是，在這種混合動(dòng)力工程機(jī)械中，若滿足了發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和/或負(fù)載等發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助條件，則會(huì)實(shí)施基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助，由此，擔(dān)心即使在本來不需要實(shí)施輔助的(造成浪費(fèi))情況下，也繼續(xù)進(jìn)行基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輔助動(dòng)作。在這種情況下，會(huì)造成蓄積在蓄電裝置內(nèi)的電力的浪費(fèi)和蓄電裝置的過放電，其中，該蓄電裝置在其與電動(dòng)/發(fā)電機(jī)之間進(jìn)行電力的交接，從而不僅從節(jié)能的觀點(diǎn)來看不優(yōu)選，也會(huì)導(dǎo)致蓄電裝置的壽命降低。
[0005]因此，提出了一種現(xiàn)有技術(shù)，其具有:控制基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助的控制機(jī)構(gòu)；和檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火(engine stall)或者與發(fā)動(dòng)機(jī)熄火直接聯(lián)系的駕駛狀態(tài)的駕駛狀態(tài)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，當(dāng)通過該駕駛狀態(tài)檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或者與發(fā)動(dòng)機(jī)熄火直接聯(lián)系的駕駛狀態(tài)時(shí)，通過控制機(jī)構(gòu)而使基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助自動(dòng)停止(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0006]該專利文獻(xiàn)2的現(xiàn)有技術(shù)的駕駛狀態(tài)檢測(cè)機(jī)構(gòu)具有:檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)；和輔助/停止判斷機(jī)構(gòu)，該輔助/停止判斷機(jī)構(gòu)求出由該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的偏差，并在該偏差為預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值以上時(shí)，作出使基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助停止的判斷。
[0007]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4800514號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:美國專利第7728449號(hào)說明書
[0010]在從上述專利文獻(xiàn)1、2的現(xiàn)有技術(shù)中看到的具有電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的混合動(dòng)力工程機(jī)械中，蓄電裝置也進(jìn)行了大容量化。而且，在具有蓄電容量大的蓄電裝置的混合動(dòng)力工程機(jī)械中，在如輕負(fù)載時(shí)或者中負(fù)載時(shí)那樣地對(duì)液壓系統(tǒng)要求的液壓負(fù)載比電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的最大動(dòng)力低的情況下，即使將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩維持于極低的狀態(tài)，僅通過電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩也能夠支撐液壓負(fù)載。
[0011]在這種狀況下，實(shí)施了基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的不必要的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助，因此，通過電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩而沒有使發(fā)動(dòng)機(jī)有效地發(fā)揮作用，產(chǎn)生了無效旋轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)易于變?yōu)檫^旋轉(zhuǎn)。由此，擔(dān)心會(huì)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)損傷，或受到熱影響等的不良情況。
[0012]另外，專利文獻(xiàn)2所公開的現(xiàn)有技術(shù)在僅通過上述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩就能夠支撐液壓負(fù)載的狀況下，能夠在不產(chǎn)生由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的偏差的情況下進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的控制。由此，駕駛狀態(tài)檢測(cè)機(jī)構(gòu)無法恰當(dāng)?shù)貦z測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或者與發(fā)動(dòng)機(jī)熄火直接聯(lián)系的駕駛狀態(tài)，因此，輔助/停止判斷機(jī)構(gòu)無法使基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的不必要的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助停止，擔(dān)心會(huì)導(dǎo)致蓄積在蓄電裝置內(nèi)的電力的浪費(fèi)和蓄電裝置的過放電。
[0013]尤其在混合動(dòng)力工程機(jī)械中，因?yàn)樵跇?gòu)造上將再生能量向蓄電裝置回收的機(jī)會(huì)就比較少，所以若蓄積在蓄電裝置內(nèi)的電力降低，則會(huì)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并對(duì)蓄電裝置充電，因此，相應(yīng)地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加負(fù)載而使用燃料，由此，在作業(yè)整體中油耗會(huì)惡化。因此，即使在輕負(fù)載時(shí)和中負(fù)載時(shí)，也需要盡可能地確保蓄電裝置的電力，因此，希望高效地使用電動(dòng)/發(fā)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明是鑒于這種現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)際情況而做出的，其目的在于，提供一種能夠抑制基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的不必要的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助的混合動(dòng)力工程機(jī)械。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械的特征在于，具有:發(fā)動(dòng)機(jī)；由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓栗；由從所述液壓栗排出的液壓油驅(qū)動(dòng)的液壓作業(yè)部；在與所述發(fā)動(dòng)機(jī)之間傳遞轉(zhuǎn)矩并進(jìn)行所述發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助以及發(fā)電的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)；在與所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)之間進(jìn)行電力交接的蓄電裝置；檢測(cè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部；判定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部；檢測(cè)所述液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的負(fù)載轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部；和發(fā)動(dòng)機(jī)輔助限制部，其在由所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部檢測(cè)到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為規(guī)定轉(zhuǎn)速以上，且由所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部判定為所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩處于沒有達(dá)到規(guī)定最小轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)的情況下、或者由所述負(fù)載轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部檢測(cè)到的所述液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩比規(guī)定轉(zhuǎn)矩低的情況下，限制基于所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助。
[0016]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，在由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為規(guī)定轉(zhuǎn)速以上，且由發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩處于未達(dá)到規(guī)定最小轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)的情況下，發(fā)生僅由電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩來支撐液壓負(fù)載的狀況。在該情況下，通過發(fā)動(dòng)機(jī)輔助限制部來限制基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助，而能夠抑制基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的不必要的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助，因此，能夠避免因電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩而發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)(motoring)。由此，能夠減輕隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)。
[0017]另外，本發(fā)明在由栗負(fù)載檢測(cè)部檢測(cè)到的液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩比規(guī)定轉(zhuǎn)矩低的情況下，發(fā)生了由基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助來負(fù)擔(dān)應(yīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩的狀況。在該情況下，通過發(fā)動(dòng)機(jī)輔助限制部來限制基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助，而能夠抑制基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的不必要的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助，因此，能夠降低蓄積在蓄電裝置內(nèi)的電力的浪費(fèi)，并且能夠防止蓄電裝置的無謂的放電
[0018]另外，作為本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械的優(yōu)選方式，能夠列舉以下的構(gòu)成。
[0019](1)本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械，在上述發(fā)明中，具有檢測(cè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射量的燃料噴射量檢測(cè)部，所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部基于由所述燃料噴射量檢測(cè)部檢測(cè)到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射量來判定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)。
[0020](2)本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械，在上述發(fā)明中，具有:設(shè)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的渦輪增壓式的增壓機(jī)；和測(cè)定基于所述增壓機(jī)產(chǎn)生的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓壓力的增壓壓力測(cè)定部，所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部基于由所述負(fù)載轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部檢測(cè)到的所述液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩、以及由所述增壓壓力測(cè)定部測(cè)定到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓壓力來判定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)。
[0021](3)本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械，在上述發(fā)明中，具有檢測(cè)所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部，所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部基于由所述負(fù)載轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部檢測(cè)到的所述液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩、以及由所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部檢測(cè)到的所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩來判定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)。
[0022](4)本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械，在上述發(fā)明中，具有檢測(cè)所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部、以及檢測(cè)輸入至所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的電流的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)電流檢測(cè)部中的至少1個(gè)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部基于由所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部檢測(cè)到的所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、以及由所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)電流檢測(cè)部檢測(cè)到的輸入至所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的電流中的至少1個(gè)，來判定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)。
[0023]即使適用這樣的各構(gòu)成的某一個(gè)，也不用直接檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，因此，能夠節(jié)省對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的實(shí)際轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測(cè)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部。由此，能夠以簡(jiǎn)易的構(gòu)成來實(shí)現(xiàn)基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)的判定。
[0024]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，具有設(shè)定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部，即使在由所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部檢測(cè)到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為所述規(guī)定轉(zhuǎn)速以上，且由所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部判定為所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩處于達(dá)到所述規(guī)定最小轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)的情況、或者由所述負(fù)載轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部檢測(cè)到的所述液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為所述規(guī)定轉(zhuǎn)矩以上的情況的任意一種之下，但在由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部設(shè)定的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速比由所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部檢測(cè)到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低的情況下，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輔助限制部限制基于所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助。
[0025]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，當(dāng)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(實(shí)際轉(zhuǎn)速)超過目標(biāo)轉(zhuǎn)速的狀態(tài)，所謂的超速運(yùn)轉(zhuǎn)(Over revolut1n)時(shí)，通過使發(fā)動(dòng)機(jī)輔助限制部限制基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助，而能夠抑制由電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩來促進(jìn)超速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，因此，能夠降低隨著超速運(yùn)轉(zhuǎn)而造成的發(fā)動(dòng)機(jī)損傷。
[0026]另外，本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械的特征在于，在上述發(fā)明中，具有設(shè)定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部，即使在由所述負(fù)載轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部檢測(cè)到的所述液壓栗的負(fù)載轉(zhuǎn)矩比所述規(guī)定轉(zhuǎn)矩低的情況下，但在由所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部判定為所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩處于沒有達(dá)到所述規(guī)定最小轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)，且由所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部設(shè)定的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速比由所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部檢測(cè)到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高的情況下，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輔助限制部在由所述發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部判定為所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩成為達(dá)到所述規(guī)定最小轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)之前，不限制基于所述電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助。
[0027]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，例如，如發(fā)動(dòng)機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)那樣地，當(dāng)由發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)判定部判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩處于未達(dá)到規(guī)定最小轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)時(shí)，即使由目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部將發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定得比發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，也不限制基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助，因此，能夠使用電動(dòng)/發(fā)電機(jī)來代替發(fā)動(dòng)機(jī)所具備的起動(dòng)電機(jī)。由此，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速上升，因此能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)快速啟動(dòng)。
[0028]發(fā)明效果
[0029]根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械，能夠抑制基于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行的不必要的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輔助。
【附圖說明】
[0030]圖1是表示作為本發(fā)明的混合動(dòng)力工程機(jī)械的第1實(shí)施方式而列舉的混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)的構(gòu)成的圖。
[0031]圖2是說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)的主要部分的構(gòu)成的圖。
[0032]圖3是說明圖2所示的控制器的構(gòu)成的圖。
[0033]圖4a是說明圖3所示的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助限制部的限制功能的圖，且是表示電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的輔助量的時(shí)間推移的圖。
[0034]圖4