專利名稱：混合式工作機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合式工作機(jī)械。
背景技術(shù)：
以往，提出了使驅(qū)動機(jī)構(gòu)的一部分電動化的工作機(jī)械。這種工作機(jī)械具備用于對例如動臂、斗桿及鏟斗之類的可動部進(jìn)行液壓驅(qū)動的液壓泵，將交流電動機(jī)(電動發(fā)電機(jī)) 連結(jié)于用于驅(qū)動該液壓泵的內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)(引擎)，并根據(jù)各種需要進(jìn)行輔助該引擎的驅(qū)動力的動作和將由發(fā)電得到的電力充電至蓄電池的動作。例如在專利文獻(xiàn)1中，已公開有這種混合式工作機(jī)械。在專利文獻(xiàn)1所記載的混合式工作機(jī)械中，根據(jù)液壓泵的要求功率， 確定電動發(fā)電機(jī)為了輔助引擎而應(yīng)輸出的功率的分配，并且，校正上述功率分配，以便消除引擎的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速的偏差。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-290607號公報混合式工作機(jī)械中，有時設(shè)置向引擎供給壓縮空氣的增壓器。這時，引擎的輸出較大程度取決于增壓壓力。由于增壓壓力存在從引擎的轉(zhuǎn)速的增加起時間性地延遲而變高的傾向，因此即使引擎的轉(zhuǎn)速上升，也會在得到與該轉(zhuǎn)速對應(yīng)的穩(wěn)定的輸出之前產(chǎn)生時間延遲。因此，作為在這種狀態(tài)下得到與當(dāng)前轉(zhuǎn)速相應(yīng)的輸出的引擎，若對電動發(fā)電機(jī)的輔助輸出進(jìn)行抑制(或者，利用引擎輸出進(jìn)行發(fā)電)，則對引擎的負(fù)載變得過剩，有可能停止引擎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的問題點而完成的，其目的在于在具有增壓器的混合式工作機(jī)械中抑制對引擎的過負(fù)載。為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的混合式工作機(jī)械，具備內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)；增壓器，向內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)供給壓縮空氣；電動發(fā)電機(jī)，連結(jié)于內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)，通過內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力進(jìn)行發(fā)電，并且通過本身的驅(qū)動力輔助內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力；逆變電路，連接于電動發(fā)電機(jī)的電氣端子；及控制部，包括存儲表示內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速及增壓器的增壓壓力與內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出上限值(單位kw)的關(guān)聯(lián)的第1信息的存儲部而構(gòu)成，并驅(qū)動逆變電路?？刂撇扛鶕?jù)存儲于存儲部中的第1信息控制逆變電路，以便當(dāng)所需輸出(單位kw) 超過輸出上限值時，電動發(fā)電機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力。當(dāng)所需輸出低于輸出上限值時，控制部可以控制逆變電路，以便通過內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力在電動發(fā)電機(jī)中進(jìn)行發(fā)電?？刂撇靠梢愿鶕?jù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩大小，推斷增壓器的增壓壓力?；蛘?，混合式工作機(jī)械可以具備檢測增壓器的增壓壓力并將與該增壓壓力有關(guān)的信息提供至控制部的增壓壓力傳感器。存儲部可以進(jìn)一步存儲有與和內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的最大輸出值有關(guān)的第2 信息，當(dāng)基于第2信息的最大輸出值小于基于第1信息的輸出上限值時，控制部可以將該最大輸出值作為輸出上限值控制逆變電路。
控制部的存儲部可以進(jìn)一步存儲有表示與向內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)供給的燃料供給量及內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的增壓器的最大增壓壓力的第3信息；及表示與輸出上限值相對應(yīng)的向內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)供給的燃料供給量的限制值與增壓器的增壓壓力的關(guān)聯(lián)的第4信息， 當(dāng)根據(jù)第3信息求出的最大增壓壓力與根據(jù)第4信息求出的增壓器的增壓壓力之差低于預(yù)定閾值時，可以以電動發(fā)電機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力的方式控制逆變電路，從而使內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速上升。
預(yù)定閾值可以根據(jù)燃料供給量變化?？刂撇靠梢跃哂性鰤簤毫ε卸ú浚嬎愀鶕?jù)第3信息求出的最大增壓壓力與根據(jù)第4信息求出的增壓器的增壓壓力之差，判定該差與預(yù)定閾值的大??；及目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部，當(dāng)在增壓壓力判定部中判定為差低于預(yù)定閾值時，設(shè)定比判定為差超過預(yù)定閾值時更高的內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并且該控制部以內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方式控制逆變電路。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠在具有增壓器的混合式工作機(jī)械中，抑制對引擎的過負(fù)載。


圖1是表示作為本發(fā)明所涉及的工作機(jī)械的一例的混合式施工機(jī)械的外觀的立體圖。圖2是表示本實施方式的混合式施工機(jī)械的電氣系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)之類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是表示蓄電部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是表示引擎限制表的構(gòu)成例的圖。圖6(a)表示引擎限制量推斷部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一例。(b)表示引擎限制量推斷部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的其他一例。圖7是表示用于計算升高壓力推斷值的構(gòu)成例的圖。圖8表示對于穩(wěn)定狀態(tài)的引擎的轉(zhuǎn)速與引擎輸出之間的關(guān)系，得到與該轉(zhuǎn)速相應(yīng)的充分的升高壓力的情況。圖9(a)、(b)是用于說明以往的混合式工作機(jī)械的動作的曲線圖。曲線圖Gll表示額定輸出(即，與引擎的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的輸出額定值)，曲線圖G12表示引擎實際上可能的輸出，曲線圖G13表示主泵的要求輸出。曲線圖G14表示引擎的實際轉(zhuǎn)速，曲線圖G15表示增壓器的實際升高壓力。圖10(a)、(b)是用于說明混合式施工機(jī)械的動作的曲線圖。曲線圖G21表示額定輸出，曲線圖G22表示引擎實際上可能的輸出，曲線圖G23表示主泵的要求輸出，曲線圖 G26表示考慮到升高壓力后的引擎的輸出上限(即在引擎限制量推斷部中所計算出的輸出上限值)。曲線圖G24表示引擎的實際轉(zhuǎn)速，曲線圖G25表示增壓器的實際升高壓力。圖11(a)是表示第1實施方式所涉及的混合式工作機(jī)械的引擎輸出、電動發(fā)電機(jī) (輔助馬達(dá))輸出、液壓輸出及引擎轉(zhuǎn)速各自的時間變化的曲線圖。(b)是表示第1實施方式所涉及的混合式工作機(jī)械的升高壓力的時間變化的曲線圖。
圖12(a)、(b)中的曲線圖G41是表示與向引擎供給的燃料供給量及引擎的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的增壓器的最大升高壓力與引擎轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)聯(lián)的一例的曲線圖。曲線圖G42是表示與引擎的輸出上限值對應(yīng)的引擎轉(zhuǎn)矩的限制值與儲存于在非易失性存儲器中存儲的引擎限制表中的與該輸出上限值對應(yīng)的增壓器的升高壓力的關(guān)聯(lián)的一例的曲線圖。圖13是用于說明 用于解決混合式工作機(jī)械的問題點的方法的曲線圖，概要地表示圖12所示的曲線圖G41、G42。圖14是表示第2實施方式的具體結(jié)構(gòu)的框圖。圖15(a)是表示第2實施方式所涉及的混合式工作機(jī)械的引擎輸出、電動發(fā)電機(jī) (輔助馬達(dá))輸出、液壓輸出及引擎轉(zhuǎn)速各自的時間變化的曲線圖。(b)是表示第2實施方式所涉及的混合式工作機(jī)械的升高壓力的時間變化的曲線圖。圖16是表示混合式施工機(jī)械的電氣系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)之類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形例的框圖。
具體實施例方式以下，參考附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的混合式工作機(jī)械的實施方式。另外，

中對相同要件附加相同符號，省略重復(fù)說明。(第1實施方式)圖1是表示作為本發(fā)明所涉及的混合式工作機(jī)械的一例的混合式施工機(jī)械1的外觀的立體圖。如圖1所示，混合式施工機(jī)械1是所謂起重磁鐵(lifting magnet)車輛，具備有包含履帶的行駛機(jī)構(gòu)2及通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3轉(zhuǎn)動自如地搭載于行駛機(jī)構(gòu)2的上部的回轉(zhuǎn)體4?；剞D(zhuǎn)體4上安裝有動臂5、連桿連接于動臂5的前端的斗桿6和連桿連接于斗桿6的前端的起重磁鐵7。起重磁鐵7為用于通過磁力吸附并抓取鋼材等吊物G的設(shè)備。動臂5、 斗桿6及起重磁鐵7分別通過動臂缸8、斗桿缸9及鏟斗缸10被液壓驅(qū)動。并且，回轉(zhuǎn)體4 上設(shè)置有用于容納操作起重磁鐵7的位置或勵磁動作及釋放動作的操作員的駕駛室4a及用于產(chǎn)生液壓的引擎(內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī))11之類的動力源。引擎11例如由柴油引擎構(gòu)成。并且，混合式施工機(jī)械1具備有伺服控制單元60。伺服控制單元60控制用于驅(qū)動回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3或起重磁鐵7之類的工作要件的交流電動機(jī)、用于輔助引擎11的電動發(fā)電機(jī)以及蓄電池(Battery)的充放電。伺服控制單元60具備有用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電并驅(qū)動交流電動機(jī)或電動發(fā)電機(jī)的逆變器單元、控制蓄電池的充放電的升降壓轉(zhuǎn)換器單元之類的多個驅(qū)動器單元及用于控制該多個驅(qū)動器單元的控制單元。圖2是表示本實施方式的混合式施工機(jī)械1的電氣系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)之類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。另外，在圖2中分別以雙重線表示機(jī)械性傳遞動力的系統(tǒng)，以粗實線表示液壓系統(tǒng)，以虛線表示操縱系統(tǒng)，以細(xì)實線表示電氣系統(tǒng)。并且，圖3是表示圖2中的蓄電部(蓄電構(gòu)件)120的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。如圖2所示，混合式施工機(jī)械1具備有增壓器42。增壓器42為用于向引擎11供給壓縮空氣的裝置。增壓器42利用從引擎11排出的排氣氣體的壓力使渦輪高速旋轉(zhuǎn)，使直接連結(jié)于該渦輪的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)來壓縮吸氣，并供給至引擎11。由此，使引擎11的吸入空氣量增加。另外，引擎11上具備有控制引擎11的動作的引擎控制單元(Engine Control Unit ；E⑶)，E⑶根據(jù)增壓器42的升高壓力等調(diào)整引擎11的輸出轉(zhuǎn)矩。
并且，混合式施工機(jī)械1具備有電動發(fā)電機(jī)12及變速器13，引擎11及電動發(fā)電機(jī)12的旋轉(zhuǎn)軸均通過連接于變速器13的輸入軸來互相連結(jié)。當(dāng)引擎11的負(fù)載較大時，電動發(fā)電機(jī)12將該引擎11作為工作要件驅(qū)動，由此輔助(Assist)引擎11的驅(qū)動力，電動發(fā)電機(jī)12的驅(qū)動力經(jīng)變速器13的輸出軸傳遞至主泵(main pump) 14。另一方面，當(dāng)引擎 11的負(fù)載較小時，引擎11的驅(qū)動力經(jīng)變速器13傳遞至電動發(fā)電機(jī)12，由此進(jìn)行電動發(fā)電機(jī)12的發(fā)電。電動發(fā)電機(jī)12例如由在轉(zhuǎn)子內(nèi)部埋入有磁鐵的IPM(Interior Permanent Magnetic)馬達(dá)構(gòu)成。電動發(fā)電機(jī)12的驅(qū)動與發(fā)電的切換，通過混合式施工機(jī)械1中的進(jìn)行電氣系統(tǒng)的驅(qū)動控制的控制器30，根據(jù)引擎11的負(fù)載等來進(jìn)行。 變速器13的輸出軸上連接有主泵14及先導(dǎo)泵(pilot pump) 15，通過高壓液壓管路16在主泵14上連接有控制閥17?？刂崎y17為用于進(jìn)行混合式施工機(jī)械1中的液壓系統(tǒng)的控制的裝置。控制閥17上除了連接有用于驅(qū)動圖1所示的行駛機(jī)構(gòu)2的液壓馬達(dá)2a 及2b以外，還通過高壓液壓管路連接有動臂缸8、斗桿缸9及鏟斗缸10，控制閥17根據(jù)駕駛員的操作輸入控制供給至它們的液壓。電動發(fā)電機(jī)12的電氣端子上連接有逆變電路18A的輸出端。逆變電路18A的輸入端上連接有蓄電部120。如圖3所示，蓄電部120具備有作為直流母線的DC母線110、升降壓轉(zhuǎn)換器(直流電壓轉(zhuǎn)換器)100及蓄電池19。即，逆變電路18A的輸入端通過DC母線 110連接于升降壓轉(zhuǎn)換器100的輸入端。升降壓轉(zhuǎn)換器100的輸出端上連接有作為蓄電池的蓄電池19。蓄電池19不限于鋰離子電池、鎳氫電池等2次電池，可以為雙電層電容器等電容器。本實施方式的蓄電池19例如由電容器型蓄電池構(gòu)成。逆變電路18A根據(jù)來自控制器30的指令進(jìn)行電動發(fā)電機(jī)12的運行控制。S卩，當(dāng)逆變電路18A使電動發(fā)電機(jī)12動力運行(power running)時，通過DC母線110從蓄電池 19和升降壓轉(zhuǎn)換器100將所需電力供給至電動發(fā)電機(jī)12。并且，當(dāng)使電動發(fā)電機(jī)12再生運行時，通過DC母線110及升降壓轉(zhuǎn)換器100將由電動發(fā)電機(jī)12發(fā)出的電充電至蓄電池 19。另外，升降壓轉(zhuǎn)換器100的升壓動作與降壓動作的切換控制根據(jù)DC母線電壓值、蓄電池電壓值及蓄電池電流值通過控制器30進(jìn)行。由此，能夠?qū)C母線110保持為蓄電成預(yù)先規(guī)定的一定電壓值的狀態(tài)。另外，本實施方式的升降壓換轉(zhuǎn)器100具備有開關(guān)控制方式，如圖3所示，具有互相串聯(lián)連接的晶體管100B及100C、在它們的連接點與蓄電池19的正側(cè)端子之間連接的電抗器101、相對于晶體管100B向反方向并聯(lián)連接的二極管100b、相對于晶體管100C 向反方向并聯(lián)連接的二極管IOOc及平滑用的電容器100d。晶體管100B及100C例如由 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)構(gòu)成。當(dāng)從蓄電池 19 向 DC 母線 110 供給直流電時，通過來自控制器30的指令向晶體管100B的柵極外加PWM電壓。而且，隨著晶體管 100B的導(dǎo)通(on) /截止(off)，在電抗器101中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢通過二極管100c傳遞，并且該電力通過電容器IOOd被平滑化。并且，當(dāng)從DC母線110向蓄電池19供給直流電時， 通過來自控制器30的指令向晶體管100C的柵極外加PWM電壓，并且從晶體管100C輸出的電流通過電抗器101被平滑化。若再次參考圖2，則經(jīng)由逆變電路20B在蓄電部120上連接有起重磁鐵7。起重磁鐵7包含有產(chǎn)生用于使金屬物磁性地吸附的磁力的電磁鐵，并通過逆變電路20B從蓄電部 120供給電力。當(dāng)逆變電路20B根據(jù)來自控制器30的指令開啟電磁鐵時，從蓄電部120向起重磁鐵7供給所要求的電力。并且，當(dāng)關(guān)閉電磁鐵時，將再生的電力供給至蓄電部120。另外，蓄電部120上連接有逆變電路20A。在逆變電路20A的一端連接作為工作用電動機(jī)的回轉(zhuǎn)用電動機(jī)(交流電動機(jī))21，逆變電路20A的另一端連接于蓄電部120的DC 母線110。回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21為使回轉(zhuǎn)體4回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的動力源。在回轉(zhuǎn)用電動機(jī) 21的旋轉(zhuǎn)軸21A上連接分解器22、機(jī)械制動器23及回轉(zhuǎn)減速器24。當(dāng)回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21進(jìn)行動力運行時，回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的旋轉(zhuǎn)力通過回轉(zhuǎn)減速器24放大，回轉(zhuǎn)體4被加減速控制，從而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動。并且，通過回轉(zhuǎn)體4的慣性旋轉(zhuǎn)，由回轉(zhuǎn)減速器24增加轉(zhuǎn)速并傳遞至回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21，產(chǎn)生再生電力?；剞D(zhuǎn)用電動機(jī)21通過PWM(Pulse Width Modulation)控制信號并由逆變電路20A被交流驅(qū)動。作為回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21，例如優(yōu)選為磁鐵埋入型IPM馬達(dá)。分解器22為檢測回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21的旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)位置及旋轉(zhuǎn)角度的傳感器，通過與回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21機(jī)械地連結(jié)來檢測出旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)方向。通過由分解器22檢測出旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)角度，從而導(dǎo)出回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)方向。 機(jī)械制動器23為產(chǎn)生機(jī)械性制動力的制動裝置，通過來自控制器30的指令使回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21的旋轉(zhuǎn)軸21A機(jī)械地停止?；剞D(zhuǎn)減速器24為使回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21的旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)速度減速并機(jī)械地傳遞至回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的減速器。另外，由于通過逆變電路18A、20A及20B在 DC母線110上連接有電動發(fā)電機(jī)12、 回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21及起重磁鐵7，因此還有由電動發(fā)電機(jī)12發(fā)出的電直接供給至起重磁鐵7 或回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21的情況，并且還有由起重磁鐵7再生的電被供應(yīng)至電動發(fā)電機(jī)12或回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21的情況，甚至還有由回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21再生的電被供應(yīng)至電動發(fā)電機(jī)12或起重磁鐵7的情況。在先導(dǎo)泵15，通過先導(dǎo)管路25連接有操作裝置26。操作裝置26為用于操作回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21、行駛機(jī)構(gòu)2、動臂5、斗桿6及起重磁鐵7的操作裝置，由操作員操作。在操作裝置26，通過液壓管路27連接控制閥17，并且，通過液壓管路28連接壓力傳感器29。操作裝置26將通過先導(dǎo)管路25供給的液壓(1次側(cè)液壓)轉(zhuǎn)換成與操作員的操作量相應(yīng)的液壓(2次側(cè)液壓)并輸出。從操作裝置26輸出的2次側(cè)液壓經(jīng)液壓管路27供給至控制閥17，并且由壓力傳感器29檢測。在此，列舉出作為工作用電動機(jī)的回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21，但是還可以使行駛機(jī)構(gòu)2作為工作用電動機(jī)進(jìn)行電力驅(qū)動。并且，當(dāng)混合式工作機(jī)械為叉車時，可以使起重裝置作為工作用電動機(jī)進(jìn)行電力驅(qū)動。并且，當(dāng)混合式工作機(jī)械為輪式裝載機(jī)或推土機(jī)時，也可以將驅(qū)動作為行駛機(jī)構(gòu)的驅(qū)動輪的左右的行駛用液壓馬達(dá)與工作用電動機(jī)置換。這時，圖2中的斗桿缸9能夠置換為輪式裝載機(jī)或推土機(jī)的起重裝置。并且，可以省略動臂缸8及液壓馬達(dá)2a、2b。若對操作裝置26輸入用于使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3回轉(zhuǎn)的操作，則壓力傳感器29將該操作量作為液壓管路28內(nèi)的液壓變化來檢測。壓力傳感器29輸出表示液壓管路28內(nèi)的液壓的電信號。該電信號被輸入至控制器30，用來驅(qū)動控制回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21?？刂破?0構(gòu)成本實施方式中的控制部。控制器30由包含CPU及內(nèi)部存儲器的運算處理裝置構(gòu)成，通過由CPU執(zhí)行儲存于內(nèi)部存儲器中的驅(qū)動控制用程序來實現(xiàn)。并且，控制器30的電源為與蓄電池19不同的蓄電池(例如24V車載蓄電池)。控制器30將從壓力傳感器29輸入的信號中的、表示用于使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3回轉(zhuǎn)的操作量的信號轉(zhuǎn)換為速度指令，進(jìn)行回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21的驅(qū)動控制。并且，控制器30通過進(jìn)行電動發(fā)電機(jī)12的運行控制 (輔助運行及發(fā)電運行的切換)、起重磁鐵7的驅(qū)動控制(勵磁與消磁的切換)以及驅(qū)動控制升降壓轉(zhuǎn)換器100來進(jìn)行蓄電池19的充放電控制。圖4是表示控制器30的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。本實施方式的控制器30具有非易失性存儲器31、引擎限制量推斷部32、補償功能運算部33、動力分配運算部34和信號選擇部 35。 非易失性存儲器31為本實施方式中的存儲部(存儲構(gòu)件)。非易失性存儲器31 預(yù)先存儲有引擎11的轉(zhuǎn)速及表示增壓器42的升高壓力(增壓壓力)與引擎11的輸出上限值的關(guān)聯(lián)的引擎限制表(第1信息)D1。例如如圖5所示，引擎限制表Dl具有由對應(yīng)于與引擎11的轉(zhuǎn)速有關(guān)的多個值的行、及對應(yīng)于與增壓器42的升高壓力有關(guān)的多個值的列構(gòu)成的二維排列的各要件中儲存有引擎11的輸出上限值的結(jié)構(gòu)。另外，作為本發(fā)明中的存儲部，不限于非易失性存儲器31，只要能夠靜態(tài)地保持存儲也可以使用其他存儲器。引擎限制量推斷部32根據(jù)存儲于非易失性存儲器31中的引擎限制表D1，生成表示引擎11的輸出值的上限(即引擎限制值)的信號Si。在此，圖6是用于說明引擎限制量推斷部32的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖6(a)表示引擎限制量推斷部32的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一例，圖 6(b)表示引擎限制量推斷部32的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的其他一例。在圖6 (a)所示的結(jié)構(gòu)中，引擎限制量推斷部32獲取從引擎11的ECU41提供的引擎轉(zhuǎn)矩監(jiān)控信號S2及引擎轉(zhuǎn)速監(jiān)控信號S3。引擎轉(zhuǎn)矩監(jiān)控信號S2為表示引擎11的當(dāng)前輸出轉(zhuǎn)矩的信號，引擎轉(zhuǎn)速監(jiān)控信號S3為表示引擎11的當(dāng)前轉(zhuǎn)速的信號。而且，引擎限制量推斷部32根據(jù)引擎轉(zhuǎn)矩監(jiān)控信號S2推斷增壓器42的升高壓力，將該推斷出的升高壓力的大小和引擎轉(zhuǎn)速監(jiān)控信號S3所示的引擎11的轉(zhuǎn)速應(yīng)用于引擎限制表D1，并將導(dǎo)出的引擎11的輸出上限值作為信號Sl輸出。另外，如圖6 (a)所示，用于推斷增壓器42的升高壓力的結(jié)構(gòu)可以通過低通濾波器 32a和由增益及偏移構(gòu)成的運算器32b適當(dāng)?shù)氐玫?。具體而言，可以如圖7所示，將引擎轉(zhuǎn)矩監(jiān)控信號S2輸入至?xí)r間常數(shù)T的低通濾波器32a，對通過該低通濾波器32a濾波后的信號乘以常數(shù)增益Ke，其值加上常數(shù)Ktj，由此計算升高壓力推斷值即可。另外，在圖6(b)所示的結(jié)構(gòu)中，引擎限制量推斷部32從ECU41獲取升高壓力監(jiān)控信號S4來代替上述的引擎轉(zhuǎn)矩監(jiān)控信號S2。該升高壓力監(jiān)控信號S4為E⑶41檢測增壓器 42的升高壓力并輸出的信號。而且，引擎限制量推斷部32將升高壓力監(jiān)控信號S4所示的升高壓力的大小和引擎轉(zhuǎn)速監(jiān)控信號S3所示的引擎11的轉(zhuǎn)速應(yīng)用于引擎限制表D1，并將導(dǎo)出的引擎11的輸出上限值作為信號Sl輸出。另外，從ECU41提供的升高壓力監(jiān)控信號 S4大多為其采樣周期例如為500毫秒那樣極慢的信號。這樣當(dāng)升高壓力控制信號S4的采樣周期較長時，優(yōu)選引擎限制量推斷部32具有圖6(a)所示的結(jié)構(gòu)。再次參考圖4，對控制器30的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。補償功能運算部33根據(jù)從E⑶41 提供的引擎轉(zhuǎn)速監(jiān)控信號S3及蓄電池19的端子電壓等，生成表示引擎11的輸出上限值及下限值的信號S5、表示輔助輸出(即電動發(fā)電機(jī)12的輸出上限值及下限值)的信號S6以及表示蓄電池19的輸出(功率)的上限值及下限值的信號S7。另外，該補償功能運算部 33根據(jù)例如如圖8所示的關(guān)系輸出對應(yīng)于引擎11的轉(zhuǎn)速的額定值作為引擎11的輸出上限值。圖8表示對于穩(wěn)定狀態(tài)下的引擎11的轉(zhuǎn)速與輸出的關(guān)系，得到對該轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的充分的升高壓力的情況。與如該圖8所示的引擎11的轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的最大輸出值有關(guān)的信息 (第2信息)預(yù)先存儲于作為存儲部的非易失性存儲器31中。從引擎限 制量推斷部32輸出的信號Sl及從補償功能運算部33輸出的信號S5輸入至信號選擇部35。信號選擇部35選擇這些信號Si、S5所示的引擎11的輸出上限值中較小的一方，輸出該信號。另外，在本實施方式中采用信號選擇部35接收信號Si、S5并進(jìn)行取舍選擇的結(jié)構(gòu)，但是例如可以由引擎限制量推斷部32接收從補償功能運算部33輸出的信號，從引擎限制量推斷部32輸出與在引擎限制量推斷部32中計算出的引擎11的輸出上限值相比較小的一方?；蛘撸梢杂裳a償功能運算部33接收從引擎限制量推斷部32輸出的信號，從補償功能運算部33輸出與在補償功能運算部33中計算出的引擎11的輸出上限值相比較小的一方。動力分配運算部34接收從信號選擇部35輸出的信號(S卩，引擎11的輸出上限值)及從補償功能運算部33輸出的信號S6、S7，根據(jù)這些信號，生成表示主泵14中的液壓負(fù)載輸出的上限值的信號S8、表示電負(fù)載輸出(回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21、起重磁鐵7等)上限值的信號S9及表示電動發(fā)電機(jī)12的輸出指令值的信號S10，將這些信號S8 SlO輸出至控制器30的各部。在控制部30中，根據(jù)這些信號S8 S10，控制逆變電路18A、20A、20B以及升降壓轉(zhuǎn)換器100。尤其關(guān)于逆變電路18A的控制，當(dāng)主泵14所需的輸出超過引擎11的輸出上限值時，以電動發(fā)電機(jī)12輔助引擎11的驅(qū)動力的方式進(jìn)行控制。并且，當(dāng)主泵14所需的輸出低于引擎11的輸出上限值時，以通過引擎11的驅(qū)動力在電動發(fā)電機(jī)12中進(jìn)行發(fā)電的方式進(jìn)行控制。在對具備以上結(jié)構(gòu)的本實施方式的混合式施工機(jī)械1的動作進(jìn)行說明之前，對現(xiàn)有的混合式工作機(jī)械的動作及其問題點進(jìn)行說明。圖9是用于說明以往的混合式工作機(jī)械的動作的曲線圖。圖9(a)所示的曲線圖Gll表示額定輸出(即從補償功能運算部33計算出的引擎輸出上限值S5)，曲線圖G12表示引擎11實際上可能的輸出，曲線圖G13表示主泵 14的要求輸出。并且，圖9 (b)所示的曲線圖G14表示引擎11的實際轉(zhuǎn)速，曲線圖G15表示增壓器42的實際升高壓力。目前，設(shè)在時刻tl，例如主泵14所要求的液壓上升，應(yīng)向主泵14供給的驅(qū)動力從 PlkW向P2kW(例如70kW)上升。這時，如曲線圖G14所示，由于在時刻tl引擎11的轉(zhuǎn)速充分高，因此，根據(jù)其轉(zhuǎn)速計算出的引擎11的額定輸出變得高于P2kW(曲線圖Gll)。因此，例如在時刻t2時，將引擎11的輸出上限值識別為Ul ( > P2)kW(例如95kff)。即，判斷為不需要電動發(fā)電機(jī)12對引擎11的驅(qū)動輔助(輔助)，作為剩余輸出的(Ul-P2)kW(25kW)利用于電動發(fā)電機(jī)12的發(fā)電。但是，當(dāng)在引擎11上設(shè)置增壓器42時，引擎11的輸出大幅取決于升高壓力。由于升高壓力有從引擎11的輸出的增加起時間性地延遲而變高的傾向，因此即使引擎11的輸出上升，也會在得到與該輸出對應(yīng)的穩(wěn)定輸出之前產(chǎn)生時間延遲。因此，如曲線圖G15所示那樣當(dāng)增壓器42的升高壓力尚不充分時，引擎11的實際輸出(曲線圖G12)在時刻t2 時成為E( < P2)kff(例如40kW)。由此，相對于作為主泵14的要求輸出P2kW與向電動發(fā)電機(jī)12的輸出(Ul-P2)kW的和的UlkW，引擎11的輸出僅不足(Ul-E) kW，引擎11變得過負(fù)載，引擎11的轉(zhuǎn)速如曲線圖G14那樣下降，引擎11可能停止。
針對這種問題點，本實施方式的混合式施工機(jī)械1如下動作。圖10是用于說明混合式施工機(jī)械1的動作的曲線圖。圖10(a)所示的曲線圖G21表示額定輸出(即補償功能運算部33計算出的引擎輸出上限值S5)，曲線圖G22表示引擎11實際上可能的輸出，曲線圖G23表示主泵14的要求輸出，曲線圖G26表示考慮升高壓力后的引擎11的輸出上限(即引擎限制量推斷部32中計算出的引擎限制值Si)。并且，圖10(b)所示的曲線圖G24表示引擎11的實際轉(zhuǎn)速，曲線圖G25表示增壓器42的實際升高壓力設(shè)在時刻tl，應(yīng)向主泵14供給的驅(qū)動力從PlkW向P2kW上升。這時，在時刻tl時引擎11的轉(zhuǎn)速(曲線圖G24)充分高。但是，由于增壓器42的升高壓力(曲線圖G25)尚較低，因此引擎限制量推斷部32中，從引擎限制表Dl選擇與該低升高壓力相對應(yīng)的輸出上限值(曲線圖G26)。因此，例如在時刻t2，引擎11的輸出上限值設(shè)定為U2( E)kW，剩余的所需輸出(P2_U2)kW通過來自電動發(fā)電機(jī)12的輔助而得到。由此，引擎11不會變得過負(fù)載，如曲線圖G24那樣能夠抑制引擎11的轉(zhuǎn)速的下降。在圖10的實施方式中，在時刻t3， 僅根據(jù)引擎11的輸出就能夠滿足應(yīng)向主泵14供給的驅(qū)動力P2。在此，假設(shè)當(dāng)驅(qū)動力P2大于額定輸出(G21)時，引擎11的輸出沿著考慮升高壓力后的引擎11的輸出上限(G26)上升，在G21與G26交叉的時刻t4以后，引擎11的輸出成為沿著額定輸出(G21)的值。這時，至?xí)r刻t4為止，能夠通過來自電動發(fā)電機(jī)12的輔助， 來彌補不足量的驅(qū)動力。如以上說明，本實施方式的混合式施工機(jī)械1中，引擎11的轉(zhuǎn)速及增壓器42的升高壓力與引擎11的輸出上限值的關(guān)聯(lián)(參考圖5)存儲于非易失性存儲器31中，控制器30 根據(jù)該關(guān)聯(lián)控制電動發(fā)電機(jī)12。由此，即使引擎11的轉(zhuǎn)速增加，也可以在升高壓力較低時抑制引擎11的輸出上限值，因此控制器30能夠使電動發(fā)電機(jī)12進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮o助。因此， 根據(jù)本實施方式的混合式施工機(jī)械1，能夠有效地抑制對引擎11的過負(fù)載。另外，能夠省略本實施方式的動力分配運算部34，即使在這種情況下，也能夠通過控制器30的控制降低引擎輸出。這時，控制器30將電動發(fā)電機(jī)12的輸出Wa(其中，輔助狀態(tài)設(shè)為正值)控制成與主泵14的輸出Wp和引擎11的輸出We之差相同(Wa = Wp-We)。即使是這種控制方式，根據(jù)本實施方式，也可以根據(jù)從引擎限制表選擇出的輸出上限值(圖10(a)的曲線圖G26)抑制引擎輸出We。如此，由于引擎輸出We變小，控制器30按照Wa = Wp-We的關(guān)系，以電動發(fā)電機(jī)12的輸出Wa變大的方式控制逆變18A。(第2實施方式)在此，對混合式工作機(jī)械的另一課題進(jìn)行敘述。圖11(a)是表示引擎11的輸出 (曲線圖G31)、電動發(fā)電機(jī)(輔助馬達(dá))的輸出(曲線圖G32)、來自主泵14的液壓輸出(曲線圖G33)及引擎11的轉(zhuǎn)速(曲線圖G34)各自的時間變化的曲線圖。圖11(a)中，左側(cè)縱軸表示輸出(kW)、右側(cè)縱軸表示轉(zhuǎn)速(rpm)，橫軸表示時間(秒)。并且，圖11(b)是表示升高壓力(增壓壓力)的時間變化的曲線圖。圖11(b)中，縱軸表示升高壓力(kPa)，橫軸表示時間(秒)。在圖11(a)及圖11(b)中，在時間經(jīng)過tl秒的時刻，對液壓系統(tǒng)施加負(fù)載，應(yīng)向主泵14供給的驅(qū)動力從Pa (kW)向Pb(kW)上升。由此，成為引擎轉(zhuǎn)速暫時下降且升高壓力較低的狀態(tài)。但是，通過來自電動發(fā)電機(jī)12的輔助得到所需輸出，從而引擎11的轉(zhuǎn)速以某一時刻為邊界而穩(wěn)定，并且隨此升高壓力逐漸上升，引擎11的輸出上升。而且，隨著引擎11的輸出的上升，可逐漸抑制電動發(fā)電機(jī)12的輸出。但是，如圖11(a)所示，有時即使引擎11的輸出上升，來自電動發(fā)電機(jī)12的輸出也不會變成OkW而在保持恒定值的狀態(tài)下推移。即，從電動發(fā)電機(jī)12持續(xù)供給應(yīng)向主泵14 供給的驅(qū)動力的一部分。若在該狀態(tài)下經(jīng)過長時間，則有可能耗盡儲蓄在蓄電池19中的功率。圖12是用于說明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因的曲線圖。圖12(a)及圖12(b)中，曲線圖G41是表示與向引擎11供給的燃料供給量及引擎11的轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的增壓器42的最大升高壓力(kPa)與引擎轉(zhuǎn)矩的關(guān)聯(lián)的一例的曲線圖。并且，曲線圖G42是表示與引擎11的輸出上限值對應(yīng)的引擎轉(zhuǎn)矩限制值與在存儲于非易失性存儲器31中的引擎限制表Dl (參考圖5 )中儲存的、與該輸出上限值對應(yīng)的增壓器42的升高壓力(kPa)之間的關(guān)聯(lián)的一例的曲線圖。圖12(a)及圖12(b)中，縱軸表示升高壓力(kPa)，橫軸表示相對于負(fù)載而要求的引擎轉(zhuǎn)矩與引擎額定轉(zhuǎn)矩的比率(以下，設(shè)為引擎轉(zhuǎn)矩比率)。在此，引擎轉(zhuǎn)矩能夠換算成每單位時間的引擎11的燃料流量或引擎輸出。目前，如圖12(a)的點Pl所示，引擎轉(zhuǎn)矩比率設(shè)為50%。這時，增壓器42的最大升高壓力為130kPa。S卩，當(dāng)引擎11的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，增壓器42在穩(wěn)定狀態(tài)下輸出130kPa的升高壓力。而且，這時即使在引擎限制表Dl的限制下，也能夠沿著曲線圖G42在相同的增壓壓力130kPa下將燃料流量提高至引擎轉(zhuǎn)矩比率70%。若將燃料流量提高至引擎轉(zhuǎn)矩比率70% (圖中的點P2)，則引擎11的輸出逐漸上升而排氣壓力提高，從而增壓壓力進(jìn)一步上升(圖中的點P3)。由此，還能夠應(yīng)對引擎轉(zhuǎn)矩要求的進(jìn)一步上升。但是，如圖12所示的例子，當(dāng)曲線圖G41與曲線圖G42交叉時，產(chǎn)生如下問題。目前，如圖12(b)的點P4所示，引擎轉(zhuǎn)矩比率設(shè)為80%。這時，增壓器42的最大升高壓力為 160kPao S卩，當(dāng)引擎11的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，增壓器42在穩(wěn)定狀態(tài)下輸出160kPa的升高壓力。但是，若引擎轉(zhuǎn)矩比率成為80%以上，則最大升高壓力G41變得小于與輸出上限值對應(yīng)的升高壓力G42。這時，在引擎限制表Dl的限制下，無法在增壓壓力160kPa下將引擎轉(zhuǎn)矩比率提高到80%以上。其結(jié)果，如圖11的曲線圖G32所示，陷入不得不補償引擎11的輸出而從電動發(fā)電機(jī)12持續(xù)供給主泵14的驅(qū)動力的一部分的事態(tài)。工作機(jī)械中，一般引擎11的轉(zhuǎn)速抑制得較低的同時進(jìn)行工作，因此易陷入這種事態(tài)。圖13是用于說明用于解決這種問題點的方法的曲線圖。在圖13中，概要地表示圖12所示的曲線圖G41、G42。圖13中，縱軸表示升高壓力，橫軸表示引擎轉(zhuǎn)矩比率。目前， 設(shè)為引擎轉(zhuǎn)矩比率X1 (%)、升高壓力ID1 (圖中的點P5)。若施加液壓負(fù)載，則引擎轉(zhuǎn)矩指令和增壓壓力在希望將引擎轉(zhuǎn)矩比率從當(dāng)前提高至X2 )(其中X2 > X1)時，在引擎限制表 Dl的限制下，沿著通過監(jiān)控到的引擎轉(zhuǎn)速S3和推斷出的升高壓力(Id1)而從引擎限制表Dl 選擇出的輸出上限值，順著如圖中實線A那樣的路徑，達(dá)到引擎轉(zhuǎn)矩比率x2(%)、升高壓力 b2 (其中b2 > bD (圖中的點P6)。另外，這時，當(dāng)引擎11的輸出不足時，從電動發(fā)電機(jī)12輔助驅(qū)動力的一部分(圖中的斜線區(qū)域)。但是，作為引擎轉(zhuǎn)矩比率為x2(% )、升高壓力為b2的點P6在曲線圖G42上，因此升高壓力b2成為當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的增壓器42的最大升高壓力，在該狀態(tài)下無法進(jìn)一步提高引擎轉(zhuǎn)矩比率。于是，在本實施方式中，使用來自電動發(fā)電機(jī)12的驅(qū)動力使引擎11的轉(zhuǎn)速增加，由此提高與向引擎11供給的燃料供給量及引擎11的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的增壓器42的最大升高壓力。由此，圖中的曲線圖G41向曲線圖G43平行移動，并能夠順著如圖中的實線B的路徑， 達(dá)到引擎轉(zhuǎn)矩比率X3(%)(其中X3 > X2)、升高壓力b3(b3 > b2)(圖中的點P7)。另外，例如與曲線圖G41對應(yīng)的引擎11的轉(zhuǎn)速為1500rpm，與曲線圖G43對應(yīng)的引擎11的轉(zhuǎn)速為 2000rpmo在此，曲線圖G44表示在引擎轉(zhuǎn)速與曲線圖G41相同的條件下的引擎額定轉(zhuǎn)矩 (引擎轉(zhuǎn)矩比率100% )。圖14是表示用于實現(xiàn)這種方式的具體結(jié)構(gòu)的框圖。如圖14所示，本實施方式的控制器50除了具有第1實施方式的控制器30的結(jié)構(gòu)之外，還具有以下結(jié)構(gòu)。即，控制器50 具有轉(zhuǎn)速控制部51、限制部52、輸出上限換算部53、第1增壓壓力計算部54、第2增壓壓力計算部55、增壓壓力判定部56、目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部57、非易失性存儲器58及電動發(fā)電機(jī)控制部61。轉(zhuǎn)速控制部51為用于控制引擎11的轉(zhuǎn)速的部分。在轉(zhuǎn)速控制部51中，從速度傳感器Ila輸入表示當(dāng)前轉(zhuǎn)速的信號(引擎轉(zhuǎn)速監(jiān)控信號S3)，并且從目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部57輸入表示目標(biāo)轉(zhuǎn)速的引擎轉(zhuǎn)速指令信號S14。轉(zhuǎn)速控制部51生成引擎轉(zhuǎn)矩指令信號S11，以便當(dāng)前轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之差接近零。該引擎轉(zhuǎn)矩指令信號Sll通過限制部52送至開閉控制部62。開閉控制部62將根據(jù)引擎轉(zhuǎn)矩指令信號Sll的開閉信號送至引擎11，控制引擎 11的每單位小時的燃料流量。限制部52為用于限制從轉(zhuǎn)速控制部51送至開閉控制部62的引擎轉(zhuǎn)矩指令信號 Sll的部分。限制部52將引擎轉(zhuǎn)矩指令信號Sll限制為在與從輸出上限換算部53提供的引擎11的輸出上限值對應(yīng)的值。輸出上限換算部53為用于根據(jù)引擎11的轉(zhuǎn)速和增壓器42的升高壓力求出引擎 11的輸出上限值的部分。該輸出上限換算部53相當(dāng)于第1實施方式中的引擎限制量推斷部32。即，輸出上限換算部53根據(jù)本實施方式中的存儲在作為存儲部的非易失性存儲器 58的引擎限制表Dl (參考圖5)，生成表示引擎11的輸出值的上限(即引擎限制值)的信號S20。另外，該引擎限制表為本實施方式中的第1信息，表示引擎11的轉(zhuǎn)速及增壓器42 的升高壓力與引擎11的輸出上限值的關(guān)聯(lián)。輸出上限換算部53從升高壓力傳感器lib獲取升高壓力監(jiān)控信號。該升高壓力監(jiān)控信號為升高壓力傳感器lib檢測增壓器42的升高壓力并輸出的信號。并且，輸出上限換算部53從速度傳感器Ila獲取引擎轉(zhuǎn)速監(jiān)控信號S3。輸出上限換算部53將升高壓力監(jiān)控信號所示的升高壓力的大小和引擎轉(zhuǎn)速監(jiān)控信號S3所示的引擎11的轉(zhuǎn)速應(yīng)用于引擎限制表Dl (參考圖5)，并將與導(dǎo)出的引擎11的輸出上限值有關(guān)的信號S20輸出至限制部52。 另外，在本實施方式中，輸出上限換算部53從升高壓力傳感器lib得到升高壓力監(jiān)控信號，但是也可以如第1實施方式中所述，輸出上限換算部53根據(jù)引擎轉(zhuǎn)矩監(jiān)控信號推斷增壓器42的升高壓力。用于推斷增壓器42的升高壓力的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)如圖6(a)所示。第1增壓壓力計算部54為用于求出與向引擎11供給的燃料供給量及引擎11的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的增壓器42的最大升高壓力的部分。該最大升壓壓力與向引擎11供給的燃料供給量及引擎11的轉(zhuǎn)速的關(guān)聯(lián)作為最大升高壓力表D2存儲于非易失性存儲器58中。該最大升高壓力表D2為本實施方式中的第3信息。在最大升高壓力表D2中，最大升高壓力相對于向引擎11供給的燃料供給量單調(diào)增加，但是即使在燃料供給量相同的情況下，最大升高壓力也隨著引擎11的轉(zhuǎn)速增大而變高。另外，圖13所示的曲線圖G41或曲線圖G43與使該最大升高壓力表D2曲線化后的曲線圖一致。第1增壓壓力計算部54為了檢測引擎11的轉(zhuǎn)速，從速度傳感器Ila獲取引擎轉(zhuǎn)速監(jiān)控信號S3。并且，第1增壓壓力計算部54為了檢測向引擎11供給的燃料供給量，獲取從限制部52輸出的引擎轉(zhuǎn)矩指令信號S11。第1增壓壓力計算部54將當(dāng)前的引擎11的轉(zhuǎn)速及燃料供給量應(yīng)用于最大升高壓力表D2，輸出與導(dǎo)出的增壓器42的最大升高壓力有關(guān)的信號S12。 第2增壓壓力計算部55為用于根據(jù)與引擎11的輸出上限值(即來自輸出上限換算部53的輸出信號)對應(yīng)的向引擎11供給的燃料供給量的限制值求出增壓器42的升高壓力的部分。該燃料供給量的限制值與增壓器42的升高壓力的關(guān)聯(lián)作為表D3存儲于非易失性存儲器58中。該表D3為本實施方式中的第4信息。另外，圖13所示的曲線圖G42與使該表D3曲線化后的曲線圖一致。第2增壓壓力計算部55為了檢測向引擎11供給的燃料供給量，獲取從限制部52 輸出的引擎轉(zhuǎn)矩指令信號S11。第2增壓壓力計算部55將當(dāng)前的向引擎11供給的燃料供給量應(yīng)用于表D3，輸出導(dǎo)出的與增壓器42的升高壓力有關(guān)的信號S13。分別從第1增壓壓力計算部54及第2增壓壓力計算部55輸出的信號S12及S13 輸入至運算部59，運算部59運算其差。增壓壓力判定部56判定該差即根據(jù)最大升高壓力表D2求出的最大升高壓力與根據(jù)表D3求出的增壓器42的升高壓力之差是否小于預(yù)定閾值。增壓壓力判定部56將表示該差是否小于預(yù)定閾值的二進(jìn)制信號輸出至目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部57。例如，當(dāng)上述差低于預(yù)定閾值時，增壓壓力判定部56輸出1，當(dāng)上述差為預(yù)定閾值以上時，增壓壓力判定部56輸出0。另外，上述差低于預(yù)定閾值的情況是指圖13中曲線圖 G42接近曲線圖G41的情況，相當(dāng)于點P6。在此，在上述說明中向第1及第2增壓壓力計算部54、55輸入引擎轉(zhuǎn)矩指令信號S11，但是也可以輸入引擎轉(zhuǎn)矩的檢測值。目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部57為用于計算引擎11的轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值的部分。當(dāng)根據(jù)最大升高壓力表D2求出的最大升高壓力與根據(jù)表D3求出的增壓器42的升高壓力之差為預(yù)定閾值以上時，目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部57設(shè)定通常的轉(zhuǎn)速目標(biāo)。并且，當(dāng)該差低于預(yù)定閾值時，目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部57設(shè)定高于通常轉(zhuǎn)速目標(biāo)的轉(zhuǎn)速目標(biāo)。目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部57將表示這些轉(zhuǎn)速目標(biāo)的引擎轉(zhuǎn)速指令信號S14輸出至轉(zhuǎn)速控制部51及電動發(fā)電機(jī)控制部61。電動發(fā)電機(jī)控制部61從速度傳感器Ila輸入與引擎11的轉(zhuǎn)速有關(guān)的信號S3，并且從目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部57輸入引擎轉(zhuǎn)速指令信號S14。電動發(fā)電機(jī)控制部61根據(jù)這些信號生成表示電動發(fā)電機(jī)12的輸出指令值的信號S10。當(dāng)引擎轉(zhuǎn)速指令信號S14所示的轉(zhuǎn)速目標(biāo)比引擎11的當(dāng)前轉(zhuǎn)速高預(yù)定值以上時，電動發(fā)電機(jī)控制部61控制逆變電路18A(參考圖 2)，由此使引擎11的驅(qū)動力輔助電動發(fā)電機(jī)12。由此，提高引擎11的轉(zhuǎn)速，接近引擎轉(zhuǎn)速指令信號S14所示的轉(zhuǎn)速目標(biāo)。如此，使用來自電動發(fā)電機(jī)12的驅(qū)動力來增加引擎11的轉(zhuǎn)速，由此提高與向引擎 11供給的燃料供給量及引擎11的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的增壓器42的最大升高壓力。由此，圖13所示的曲線圖G41向曲線圖G43平行移動，能夠順著如圖中實線B的路徑進(jìn)一步提高引擎轉(zhuǎn)矩比率及升高壓力。圖15(a)是表示具備上述控制器50的混合式工作機(jī)械中的引擎11的輸出(曲線圖G51)、電動發(fā)電機(jī)(輔助馬達(dá))的輸出(曲線圖G52)、來自主泵14的液壓輸出(曲線圖 G53)及引擎11的轉(zhuǎn)速(曲線圖G54)各自的時間變化的曲線圖。圖15(a)及圖15(b)的縱軸及橫軸分別與圖11(a)及圖1Kb)相同。在圖15中，與圖11同樣地，在時間經(jīng)過1秒的時刻，對液壓系統(tǒng)施加負(fù)載，應(yīng)向主泵14供給的驅(qū)動力從Pa(kW)向Pb(kW)上升。由此，成為引擎轉(zhuǎn)速暫時下降且升高壓力較低的狀態(tài)，但是，通過接受來自電動發(fā)電機(jī)12的輔助，引擎11的轉(zhuǎn)速以某一時刻為邊界而穩(wěn)定，并且隨此升高壓力逐漸上升，引擎11的輸出上升。而且，隨著引擎11的輸出的上升， 可逐漸抑制電動發(fā)電機(jī)12的輸出。并且，當(dāng)時間經(jīng)過4秒時，引擎11的轉(zhuǎn)速(曲線圖G54)開始上升。這是因為與引擎11的轉(zhuǎn)速及燃料供給量相應(yīng)的增壓器42的最大升高壓力與根據(jù)與引擎11的輸出上限值相對應(yīng)的燃料供給量的限制值求出的增壓器42的升高壓力之差低于預(yù)定閾值。即，依存于如下情況由增壓壓力判定部56判定為該差低于預(yù)定閾值，目標(biāo)轉(zhuǎn)速通過目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部57上升，電動發(fā)電機(jī)12通過電動發(fā)電機(jī)控制部61輔助引擎11的驅(qū)動力。這樣，若引擎11的轉(zhuǎn)速通過電動發(fā)電機(jī)12的輔助逐漸上升，則由此提高引擎11 的輸出(曲線圖G51)(經(jīng)過約5秒)。而且，由此增壓器42的升高壓力(圖15(b))也提高，所以無需電動發(fā)電機(jī)12輔助引擎11的驅(qū)動力，如圖15(a)所示，電動發(fā)電機(jī)12的輸出 (曲線圖G52)接近零。如此，根據(jù)本實施方式的混合式工作機(jī)械，即使陷于如圖12(b)所示的狀態(tài)下，也能夠使引擎11的輸出進(jìn)一步上升。而且，由于能夠避免如從電動發(fā)電機(jī)12持續(xù)供給驅(qū)動力的一部分的事態(tài)，所以能夠適當(dāng)?shù)鼐S持儲蓄至蓄電池19中的功率。另外，增壓壓力判定部56中使用的預(yù)定閾值不限于固定值。例如，即使預(yù)定閾值為根據(jù)燃料供給量(引擎轉(zhuǎn)矩指令信號Sll)變化那樣的值，也能夠適當(dāng)?shù)氐玫缴鲜鲂Ч?變形例)圖16是表示混合式施工機(jī)械的電氣系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)之類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形例的框圖。另外，在圖16中以雙重線表示機(jī)械地傳遞動力的系統(tǒng)，以粗實線表示液壓系統(tǒng)，以虛線表示操縱系統(tǒng)，以細(xì)實線表示電氣系統(tǒng)。如圖16所示，本變形例的混合式施工機(jī)械具備有液壓馬達(dá)2a及2b、動臂缸8、斗桿缸9及鏟斗缸10，還具備有回轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)99。代替回轉(zhuǎn)用電動機(jī)21而設(shè)置回轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)99，回轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)99成為使圖1所示的回轉(zhuǎn)體 4回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的動力源。并且，本變形例的混合式施工機(jī)械具備有引擎11、電動發(fā)電機(jī)12、變速器13、主泵 14、先導(dǎo)泵15、高壓液壓管路16、控制閥17、逆變電路18A、先導(dǎo)管路25、操作裝置26、液壓管路27及28、壓力傳感器29、增壓器42、控制器50及蓄電部120。這些結(jié)構(gòu)及功能與上述各實施方式相同。上述各實施方式的混合式施工機(jī)械即使為具備如本變形例的回轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)99 的結(jié)構(gòu)，也可充分地得到其效果。本發(fā)明的混合式工作機(jī)械不限于上述實施方式，可以進(jìn)行其他各種變形。例如，在上述實施方式中示出了具備起重磁鐵的施工機(jī)械，但是也可以將本發(fā)明提供至代替起重磁鐵而具備鏟斗等各種附件的施工機(jī)械中。即，上述實施方式中舉例說明了作為施工機(jī)械的起重磁鐵車輛，但是具備混合式結(jié)構(gòu)的其他施工機(jī)械(挖土機(jī)、輪式裝載機(jī)、起重機(jī)等)或除了施工機(jī)械以外的工作機(jī)械(例如，叉車等)中也能夠應(yīng)用本發(fā)明。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明尤其可利用在混合式施工機(jī)械等工作機(jī)械中。符號說明

I-混合式施工機(jī)械，2_行駛機(jī)構(gòu)，3-回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，4-回轉(zhuǎn)體，7-起重磁鐵，8-動臂缸，9-斗桿缸，10-鏟斗缸，11-引擎，Ila-速度傳感器，lib-升高壓力傳感器，12-電動發(fā)電機(jī)，13-變速器，14-主泵，18A、20A、20B-逆變電路，19-蓄電池，21-回轉(zhuǎn)用電動機(jī)，30-控制器，31、58_非易失性存儲器，32-引擎限制量推斷部，33-補償功能運算部，34-動力分配運算部，35-信號選擇部，42-增壓器，50-控制器，51-轉(zhuǎn)速控制部，52-限制部，53-輸出上限換算部，54-第1增壓壓力計算部，55-第2增壓壓力計算部，56-增壓壓力判定部，57-目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部，61-電動發(fā)電機(jī)控制部，62-開閉控制部，100-升降壓轉(zhuǎn)換器，
110-母線，120-蓄電部，Dl-引擎限制表，

D2-最大升高壓力表。
權(quán)利要求
1.一種混合式工作機(jī)械，其特征在于，具備 內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)；增壓器，向所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)供給壓縮空氣；電動發(fā)電機(jī)，連結(jié)于所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)，通過所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力進(jìn)行發(fā)電，并且通過本身的驅(qū)動力輔助所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力； 逆變電路，連接于所述電動發(fā)電機(jī)的電氣端子；及控制部，包括存儲第1信息的存儲部而構(gòu)成，并驅(qū)動所述逆變電路，所述第1信息表示所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速及所述增壓器的增壓壓力與所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出上限值的關(guān)聯(lián)，所述控制部根據(jù)存儲于所述存儲部中的所述第1信息控制所述逆變電路，以便當(dāng)所需輸出超過輸出上限值時，所述電動發(fā)電機(jī)輔助所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力。
2.如權(quán)利要求1所述的混合式工作機(jī)械，其特征在于，當(dāng)所需輸出低于輸出上限值時，所述控制部控制所述逆變電路，以便在所述電動發(fā)電機(jī)中通過所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力進(jìn)行發(fā)電。
3.如權(quán)利要求1或2所述的混合式工作機(jī)械，其特征在于，所述控制部根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩大小推斷所述增壓器的增壓壓力。
4.如權(quán)利要求1或2所述的混合式工作機(jī)械，其特征在于，還具備增壓壓力傳感器，檢測所述增壓器的增壓壓力，并將與該增壓壓力有關(guān)的信息提供至所述控制部。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的混合式工作機(jī)械，其特征在于，所述存儲部還存儲有第2信息，所述第2信息與和所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的最大輸出值有關(guān)，當(dāng)基于所述第2信息的最大輸出值小于基于所述第1信息的輸出上限值時，所述控制部將該最大輸出值作為輸出上限值來控制所述逆變電路。
6.如權(quán)利要求1所述的混合式工作機(jī)械，其特征在于， 所述控制部的所述存儲部還存儲有第3信息，表示所述增壓器的最大增壓壓力，所述增壓器的最大增壓壓力與向所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)供給的燃料供給量及所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)；及第4信息，表示對應(yīng)于所述輸出上限值的向所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)供給的燃料供給量的限制值與所述增壓器的增壓壓力的關(guān)聯(lián)，當(dāng)根據(jù)所述第3信息求出的所述最大增壓壓力與根據(jù)所述第4信息求出的所述增壓器的增壓壓力之差低于預(yù)定閾值時，以所述電動發(fā)電機(jī)輔助所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力的方式控制所述逆變電路，從而使所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速上升。
7.如權(quán)利要求6所述的混合式工作機(jī)械，其特征在于， 所述預(yù)定閾值根據(jù)所述燃料供給量變化。
8.如權(quán)利要求6或7所述的混合式工作機(jī)械，其特征在于， 所述控制部具有增壓壓力判定部，計算根據(jù)所述第3信息求出的所述最大增壓壓力與根據(jù)所述第4信息求出的所述增壓器的增壓壓力之差，判定該差與所述預(yù)定閾值的大??；及目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)定部，當(dāng)在所述 增壓壓力判定部中判定為所述差低于所述預(yù)定閾值時，設(shè)定比判定為所述差超過所述預(yù)定閾值時更高的所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速， 以所述內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速接近所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方式，控制所述逆變電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合式工作機(jī)械，具有增壓器，并抑制對引擎的過負(fù)載。本發(fā)明的混合式施工機(jī)械(1)，具備引擎(11)；增壓器(42)；電動發(fā)電機(jī)(12)，通過引擎(11)的驅(qū)動力進(jìn)行發(fā)電，并且通過本身的驅(qū)動力輔助引擎(11)的驅(qū)動力；連接于電動發(fā)電機(jī)(12)的逆變電路(18A)；及控制器(30)，包括存儲引擎(11)的轉(zhuǎn)速及增壓器(42)的升高壓力與引擎(11)的輸出上限值的關(guān)聯(lián)的非易失性存儲器(31)，并驅(qū)動逆變電路(18A)?？刂破?30)根據(jù)存儲于非易失性存儲器(31)中的關(guān)聯(lián)，控制逆變電路(18A)，以便當(dāng)所需輸出超過輸出上限值時，電動發(fā)電機(jī)(12)輔助驅(qū)動力。
文檔編號B60W10/06GK102362422SQ20108001327
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者川島宏治, 柳澤誠 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社