專利名稱：混合式施工機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種施工機(jī)械，尤其涉及并用2個(gè)動(dòng)力源而有效地進(jìn)行作業(yè)的混合式 施工機(jī)械。
背景技術(shù)：
開發(fā)并使用有并用內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力而有效地動(dòng)作的混合式作業(yè)機(jī) 械。作為混合式作業(yè)機(jī)械，公知有采用所謂并行方式的驅(qū)動(dòng)形態(tài)的作業(yè)機(jī)械。在并行方式的驅(qū)動(dòng)形態(tài)中，液壓泵、與起發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用的動(dòng)力機(jī)并行 地連接于作為共同的動(dòng)力源的內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))。通過液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)器的同時(shí)，通過 動(dòng)力機(jī)的發(fā)電機(jī)作用對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電。使動(dòng)力機(jī)通過來自該蓄電裝置的電力作為電動(dòng) 機(jī)動(dòng)作而輔助發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，作為動(dòng)力機(jī)，有時(shí)使用由一臺(tái)起發(fā)電機(jī)作用和電動(dòng)機(jī)作用雙方 的兼用機(jī)(發(fā)電機(jī)兼電動(dòng)機(jī))，有時(shí)并用獨(dú)立的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。根據(jù)這種混合式作業(yè)機(jī)械，能夠減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載，通過在高效率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā) 動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。然而，以往的混合式作業(yè)機(jī)械具有如下問題。鋰離子蓄電器等蓄電池(二次電池)或電容器(雙電荷層電容器)等蓄電裝置的 充放電特性依賴于其充電量，充電量越降低，最大充電電力越增大，最大放電電力越減小。 因此，由于與這種蓄電裝置的充電量無關(guān)地決定發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電裝置的功率分配，所以根據(jù) 負(fù)載狀況成為蓄電裝置的充電量過少或過多的狀態(tài)。其結(jié)果，無法有效地利用蓄電裝置的 能力，并且有時(shí)導(dǎo)致蓄電裝置的劣化。為了解決這種問題，提出了根據(jù)蓄電裝置的充電量決定發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力機(jī)的功率分 配，并且能夠?qū)⑿铍娧b置的充電量保持在適當(dāng)范圍內(nèi)的作業(yè)機(jī)械的動(dòng)力源裝置(例如參照 專利文獻(xiàn)1)。在該動(dòng)力源裝置中，將液壓泵和發(fā)電機(jī)兼電動(dòng)機(jī)并行地連接于作為共同動(dòng)力 源的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過發(fā)電機(jī)兼電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)作用對(duì)作為蓄電裝置的蓄電池充電。并且，由蓄 電池的放電力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)兼電動(dòng)機(jī)而起電動(dòng)機(jī)作用。而且，根據(jù)驅(qū)動(dòng)器要求功率、使蓄電池 充電量保持在一定范圍內(nèi)地根據(jù)蓄電池充電量所設(shè)定的蓄電池的充電功率及放電功率、以 及設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，來決定發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)兼電動(dòng)機(jī)的功率分配。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-237178號(hào)公報(bào)在上述的專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)中，未考慮到施工機(jī)械的構(gòu)成零件所要求的電負(fù) 載，所以無法使能夠用電負(fù)載產(chǎn)生的再生電力有效地產(chǎn)生。并且，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一部分電動(dòng) 化而通過來自蓄電池的電力驅(qū)動(dòng)時(shí)，未考慮到電動(dòng)機(jī)的輸出，所以存在無法將蓄電池的充 電率(SOC =State of Charge)維持在適當(dāng)?shù)姆秶膽n慮。另外，未設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出限制， 所以存在無法適當(dāng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)變得過負(fù)載并引起熄火而無法連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的憂
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種能夠在適當(dāng)?shù)妮敵龇秶?br> 3使用作為動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電池的混合式施工機(jī)械。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種混合式施工機(jī)械，具有液壓發(fā)生機(jī)，將 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)換成液壓并供給到液壓驅(qū)動(dòng)部；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，與該發(fā)動(dòng)機(jī)連接，作為電動(dòng)機(jī) 及發(fā)電機(jī)雙方起作用；蓄電器，對(duì)該電動(dòng)發(fā)電機(jī)供給電力而使其作為電動(dòng)機(jī)起作用；電驅(qū) 動(dòng)部，通過來自該蓄電器的電力驅(qū)動(dòng)，并且產(chǎn)生再生電力而供給到所述蓄電器；以及控制 部，控制該電動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)作；該混合式施工機(jī)械的特征在于，該控制部具備輸出條件計(jì) 算部，計(jì)算該發(fā)動(dòng)機(jī)和該蓄電器的輸出條件；和動(dòng)力分配部，根據(jù)在該輸出條件計(jì)算部計(jì)算 的輸出條件決定該電驅(qū)動(dòng)部和該液壓驅(qū)動(dòng)部的輸出值。在根據(jù)本發(fā)明的混合式施工機(jī)械中，該動(dòng)力分配部也可以基于根據(jù)該蓄電器的充 電率決定的蓄電器輸出設(shè)定值、根據(jù)該發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出設(shè)定值、表示該液 壓發(fā)生機(jī)所要求的動(dòng)力的液壓負(fù)載要求值、以及表示該電驅(qū)動(dòng)部所要求的電力的電負(fù)載要 求值，生成并輸出用于控制該電動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)作及輸出的輸出指令。并且，該動(dòng)力分配部也 可以根據(jù)根據(jù)該發(fā)動(dòng)機(jī)及該蓄電器的輸出極限值，來決定使該電驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn) 的電力以及通過該電驅(qū)動(dòng)部的再生運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的再生電力。并且，該動(dòng)力分配部也可以根據(jù) 該發(fā)動(dòng)機(jī)及該蓄電器的輸出極限值來決定供給到該液壓驅(qū)動(dòng)部的輸出。并且，對(duì)根據(jù)該發(fā) 動(dòng)機(jī)、該電驅(qū)動(dòng)部及該蓄電器各自的輸出所計(jì)算的蓄電池要求極限值與蓄電池目標(biāo)輸出進(jìn) 行比較，而決定該蓄電器的輸出指令。并且，對(duì)該蓄電器的輸出指令與供給到該電驅(qū)動(dòng)部的 電力或從該電驅(qū)動(dòng)部輸出的電力進(jìn)行比較，而決定該電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，因能夠根據(jù)輸出條件控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)作及輸出，所以能夠在適 當(dāng)?shù)妮敵龇秶褂米鳛閯?dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電器。


圖1是混合式動(dòng)力鏟的側(cè)視圖。圖2是表示圖1所示的動(dòng)力鏟的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是模式化表示圖1所示的動(dòng)力鏟的動(dòng)力系統(tǒng)的圖。圖4是表示將電力(動(dòng)力)移動(dòng)的方向性作為輸出極性取得的極性的圖。圖5是用于進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的控制的控制器所包括的控制部的 功能框圖。圖6是在圖5所示的驅(qū)動(dòng)控制部中進(jìn)行的處理的流程圖。圖7是圖6所示的步驟S4中的處理的流程圖。圖8是表示電負(fù)載輸出上限值Pelcmax的計(jì)算模式的圖。圖9是表示電負(fù)載輸出下限值Pelcmine的計(jì)算模式的圖。圖10是圖6所示的步驟S5的處理的流程圖。圖11是表示液壓負(fù)載輸出上限值Phydmax的計(jì)算模式的圖。圖12是圖6所示的步驟S6的處理的流程圖。圖13是表示蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2的計(jì)算模式的圖。圖14是將蓄電池輸出Pbatout的值在表示蓄電池充電率(SOC)和蓄電池輸出的 關(guān)系的曲線圖中進(jìn)行表示的圖。
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圖15是表示蓄電池控制輸出下限值Pbatmin2的計(jì)算模式的圖。圖16是將蓄電池輸出Pbatout的值在表示蓄電池充電率(SOC)和蓄電池輸出的 關(guān)系的曲線圖中進(jìn)行表示的圖。圖17是將蓄電池輸出Pbatout的值在表示蓄電池充電率(SOC)和蓄電池輸出的 關(guān)系的曲線圖中進(jìn)行表示的圖。圖18是圖6所示的步驟S7的處理的流程圖。圖19是表示輔助馬達(dá)輸出指令Pasmref的計(jì)算模式的圖。符號(hào)的說明1-下部行走體，1A、1B-行走機(jī)構(gòu)，2-回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，3-上部回轉(zhuǎn)體，4-動(dòng)臂，5-斗桿， 6-鏟斗，7-動(dòng)臂油缸，8-斗桿油缸，9-鏟斗油缸，10-駕駛室，11-發(fā)動(dòng)機(jī)，12-電動(dòng)發(fā)電機(jī)， 13-減速機(jī)，14-主泵，15-先導(dǎo)泵，16-高壓液壓管路，17-控制閥，18-變換器，19-蓄電池， 20-變換器，21-回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)，23-機(jī)械制動(dòng)器，24-回轉(zhuǎn)減速機(jī)，25-先導(dǎo)管路，26-操作裝 置，26A、26B-手柄，26C-踏板，27-液壓管路，28-液壓管路，29-壓力傳感器，30-控制器， 31-速度指令轉(zhuǎn)換部，32-驅(qū)動(dòng)控制裝置，40-回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制裝置，50-發(fā)動(dòng)機(jī)，52-輔助馬達(dá)， 54-液壓負(fù)載，56-電負(fù)載，58-蓄電池，60-控制部，60-1 60_7_塊，60_8_塊(動(dòng)力分配 部)，60-9_輸出條件計(jì)算部。
具體實(shí)施例方式接著，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。首先，作為應(yīng)用本發(fā)明的混合式施工機(jī)械的一例，對(duì)混合式動(dòng)力鏟進(jìn)行說明。圖1是混合式動(dòng)力鏟的側(cè)視圖。在動(dòng)力鏟的下部行走體1上通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2搭載 有上部回轉(zhuǎn)體3。動(dòng)臂4從上部回轉(zhuǎn)體3延伸，在動(dòng)臂4的前端連接斗桿5。另外，在斗桿 5的前端連接鏟斗6。動(dòng)臂4、斗桿5及鏟斗6分別由動(dòng)臂油缸7、斗桿油缸8及鏟斗油缸9 液壓驅(qū)動(dòng)。并且，在上部回轉(zhuǎn)體3上搭載駕駛室10及動(dòng)力源(未圖示)。圖2是表示圖1所示的動(dòng)力鏟的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖2中，機(jī)械動(dòng)力系 統(tǒng)用雙線表示，高壓液壓管路用實(shí)線表示，先導(dǎo)管路用虛線表示，電驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)用點(diǎn)劃 線表示。作為機(jī)械式驅(qū)動(dòng)部的發(fā)動(dòng)機(jī)11和作為輔助驅(qū)動(dòng)部的電動(dòng)發(fā)電機(jī)12均連接于作為 增力機(jī)的減速機(jī)13的輸入軸。在減速機(jī)13的輸出軸上連接有主泵14及先導(dǎo)泵15。在主 泵14上通過高壓液壓管路16連接有控制閥17?？刂崎y17是控制液壓系統(tǒng)的控制裝置。在控制閥17上通過高壓液壓管路連接有 下部行走體1用的液壓馬達(dá)IA (右用)及IB (左用)、動(dòng)臂油缸7、斗桿油缸8及鏟斗油缸 9。在電動(dòng)發(fā)電機(jī)12上通過變換器18連接有作為蓄電器的蓄電池19。在蓄電池19 上通過變換器20連接有回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21?；剞D(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21是動(dòng)力鏟中的電負(fù)載。在回 轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)軸21A上連接分解器22、機(jī)械制動(dòng)器23及回轉(zhuǎn)減速機(jī)24。在先導(dǎo)泵 15上通過先導(dǎo)管路25連接操作裝置26。在操作裝置26上通過液壓管路27及28分別連 接控制閥17及作為手柄操作檢測部的壓力傳感器29。在壓力傳感器29上連接有進(jìn)行電氣 系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制的控制器30。
具有以上結(jié)構(gòu)的動(dòng)力鏟是將發(fā)動(dòng)機(jī)11、電動(dòng)發(fā)電機(jī)12及回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21作為動(dòng) 力源的混合型的施工機(jī)械。這些動(dòng)力源搭載于圖1所示的上部回轉(zhuǎn)體3上。以下，對(duì)各部 分進(jìn)行說明。發(fā)動(dòng)機(jī)11例如為由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)，其輸出軸連接于減速機(jī)13的一個(gè) 輸入軸。發(fā)動(dòng)機(jī)11在施工機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)中常時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)12是可進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)及再生運(yùn)轉(zhuǎn)雙方的電動(dòng)機(jī)即可。在此，作為 電動(dòng)發(fā)電機(jī)12示出通過變換器20進(jìn)行交流驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)。該電動(dòng)發(fā)電機(jī)12例如能 夠由在轉(zhuǎn)子內(nèi)部埋入磁鐵的IPM(Interi or Permanent Magnet)馬達(dá)構(gòu)成。電動(dòng)發(fā)電機(jī)12 的旋轉(zhuǎn)軸連接于減速機(jī)13的另一個(gè)輸入軸。減速機(jī)13具有2個(gè)輸入軸和1個(gè)輸出軸。在2個(gè)輸入軸分別連接發(fā)動(dòng)機(jī)11的驅(qū) 動(dòng)軸和電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)軸。并且，在輸出軸上連接主泵14的驅(qū)動(dòng)軸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)11的 負(fù)載較大時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)12進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)過減速機(jī)13的 輸出軸傳遞到主泵14。由此輔助發(fā)動(dòng)機(jī)11的驅(qū)動(dòng)。另一方面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)11的負(fù)載較小時(shí)， 發(fā)動(dòng)機(jī)11的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)過減速機(jī)13傳遞到電動(dòng)發(fā)電機(jī)12，由此電動(dòng)發(fā)電機(jī)12進(jìn)行基于再生 運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電。電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)和再生運(yùn)轉(zhuǎn)的切換，通過控制器30根據(jù)發(fā)動(dòng) 機(jī)11的負(fù)載等進(jìn)行。主泵14是產(chǎn)生用于供給到控制閥17的液壓的液壓泵。在主泵14產(chǎn)生的液壓通 過控制閥17被供給用于驅(qū)動(dòng)作為液壓負(fù)載的液壓馬達(dá)ΙΑ、1B、動(dòng)臂油缸7、斗桿油缸8及鏟 斗油缸9的各自。先導(dǎo)泵15是產(chǎn)生液壓操作系統(tǒng)所需的先導(dǎo)壓力的泵。控制閥17是如下的液壓控制裝置根據(jù)駕駛員的操作輸入來控制供給到通過高 壓液壓管路連接的下部行走體1用的液壓馬達(dá)1A、1B、動(dòng)臂油缸7、斗桿油缸8及鏟斗油缸 9各自的液壓，由此對(duì)它們進(jìn)行液壓驅(qū)動(dòng)控制。變換器18如上述那樣設(shè)置在電動(dòng)發(fā)電機(jī)12和蓄電池19之間，根據(jù)來自控制器30 的指令進(jìn)行電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn)控制。由此，當(dāng)變換器18對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的動(dòng)力運(yùn)行進(jìn) 行運(yùn)轉(zhuǎn)控制時(shí)，從蓄電池19對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)12供給所需的電力。并且，當(dāng)對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)12 的再生進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制時(shí)，將通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電的電力充電到蓄電池19。作為蓄電器的蓄電池19配設(shè)在變換器18和變換器20之間。由此其是如下的電 源當(dāng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)12和回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21中的至少任意一方進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用于供給 動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)所需的電力，并且當(dāng)至少任意一方進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用于將通過再生運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn) 生的再生電力作為電能積存。變換器20如上述那樣設(shè)置在回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21和蓄電池19之間，根據(jù)來自控制器 30的指令對(duì)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制。由此，當(dāng)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，從蓄電池19對(duì)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21供給所需的電力。并且，當(dāng)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21進(jìn)行再生 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21發(fā)電的電力充電到蓄電池19。回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21只要是可進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)及再生運(yùn)轉(zhuǎn)雙方的電動(dòng)機(jī)即可，被 設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體3的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2。在動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動(dòng)力的回轉(zhuǎn)力通過減速機(jī)24增大，上部回轉(zhuǎn)體3在被加減速控制的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。并 且，通過上部回轉(zhuǎn)體3的慣性旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由減速機(jī)24增大而傳遞到回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21，能夠使 再生電力產(chǎn)生。在此，作為回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21，示出通過PWM (Pulse Width Modulation)控制
6信號(hào)由變換器20交流驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。該回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21例如可以由磁鐵埋入型IPM馬達(dá) 構(gòu)成。由此，能夠使其產(chǎn)生更大的感應(yīng)電動(dòng)勢，所以能夠使在再生時(shí)由回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21發(fā) 電的電力增大。另外，蓄電池19的充放電控制根據(jù)蓄電池19的充電狀態(tài)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)(動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)或再生運(yùn)轉(zhuǎn))、回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)或再生運(yùn) 轉(zhuǎn))，通過控制器30進(jìn)行。分解器22是檢測回轉(zhuǎn)用電動(dòng)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。分解器22通過與回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21機(jī)械地連結(jié)來檢測回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)前的旋 轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)位置與左旋轉(zhuǎn)或右旋轉(zhuǎn)后的旋轉(zhuǎn)位置之差，由此檢測旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)角 度及旋轉(zhuǎn)方向。通過檢測回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)角度而導(dǎo)出回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2的 旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)方向。機(jī)械制動(dòng)器23為產(chǎn)生機(jī)械性制動(dòng)力的制動(dòng)裝置，使回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)軸21A 機(jī)械地停止。該機(jī)械制動(dòng)器23通過電磁式開關(guān)切換制動(dòng)或解除。該切換通過控制器30進(jìn) 行?；剞D(zhuǎn)減速機(jī)24是對(duì)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的旋轉(zhuǎn)軸21A的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速而機(jī)械地傳遞 到回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2的減速機(jī)。由此，在進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，增力回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的回轉(zhuǎn)力，能 夠作為更大的回轉(zhuǎn)力傳遞至回轉(zhuǎn)體。與此相反，在進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，增加在回轉(zhuǎn)體產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 速，能夠使更多的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作在回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21產(chǎn)生?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2能夠在回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21的機(jī)械制動(dòng)器23被解除的狀態(tài)下回轉(zhuǎn)，由此 上部回轉(zhuǎn)體3向左方向或右方向回轉(zhuǎn)。操作裝置26是用于動(dòng)力鏟的駕駛員對(duì)回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21、下部行走體1、動(dòng)臂4、斗 桿5及鏟斗6進(jìn)行操作的輸入裝置，包括手柄26A、26B及踏板26C。手柄26A是用于操作回 轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21及斗桿5的手柄，設(shè)置在上部回轉(zhuǎn)體3的駕駛席附近。手柄26B是用于操作 動(dòng)臂4及鏟斗6的手柄，設(shè)置在駕駛席附近。并且，踏板26C是用于操作下部行走體1的一 對(duì)踏板，設(shè)置在駕駛席的腳下。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)換成根據(jù)駕駛員的 操作量的液壓(2次側(cè)液壓)而輸出。從操作裝置26輸出的2次側(cè)液壓通過液壓管路27 供給到控制閥17，并且由壓力傳感器29檢測。若操作各手柄26A、26B及踏板26C，則通過液壓管路27驅(qū)動(dòng)控制閥17，由此控制 液壓馬達(dá)ΙΑ、1B、動(dòng)臂油缸7、斗桿油缸8及鏟斗油缸9內(nèi)的液壓，從而驅(qū)動(dòng)下部行走體1、動(dòng) 臂4、斗桿5及鏟斗6。另外，液壓管路27為了操作液壓馬達(dá)IA及IB而各設(shè)置1個(gè)(即合計(jì)2個(gè))，為了 分別操作動(dòng)臂油缸7、斗桿油缸8及鏟斗油缸9而各設(shè)置2個(gè)(即合計(jì)6個(gè))，所以實(shí)際上 全部為8個(gè)，但為了方便說明集中表示成1個(gè)。在作為手柄操作檢測部的壓力傳感器29中，由壓力傳感器29檢測基于手柄26A 的操作的、液壓管路28內(nèi)的液壓變化。壓力傳感器29輸出表示液壓管路28內(nèi)的液壓的電 信號(hào)。該電信號(hào)輸入到控制器30。由此，能夠確實(shí)地掌握手柄26A的操作量。并且，在本實(shí) 施方式中，作為手柄操作檢測部使用了壓力傳感器，但也可以使用直接以電信號(hào)讀取手柄 26A的操作量的傳感器。
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控制器30是進(jìn)行動(dòng)力鏟的驅(qū)動(dòng)控制的控制裝置，包括速度指令轉(zhuǎn)換部31、驅(qū)動(dòng)控 制裝置32及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制裝置40?？刂破?0由包括CPU (Central Processing Unit)及 內(nèi)部存儲(chǔ)器的運(yùn)算處理裝置構(gòu)成。速度指令轉(zhuǎn)換部31、驅(qū)動(dòng)控制裝置32及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制裝 置40，通過控制器30的CPU執(zhí)行容納在內(nèi)部存儲(chǔ)器的驅(qū)動(dòng)控制用程序來實(shí)現(xiàn)。速度指令轉(zhuǎn)換部31是將從壓力傳感器29輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換成速度指令的運(yùn)算處理 部。由此，手柄26A的操作量轉(zhuǎn)換成用于使回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的速度指令(rad/s)。 該速度指令輸入到驅(qū)動(dòng)控制裝置32及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制裝置40。接著，以上述動(dòng)力鏟的驅(qū)動(dòng)控制為例，對(duì)基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的混合式施 工機(jī)械的驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行說明。圖3是模式化表示上述的動(dòng)力鏟的動(dòng)力系統(tǒng)的圖。在圖3的模式圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)50 相當(dāng)于上述發(fā)動(dòng)機(jī)11，輔助馬達(dá)52相當(dāng)于具有電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)雙方的功能的電動(dòng)發(fā)電機(jī) 12。液壓負(fù)載54相當(dāng)于通過液壓來驅(qū)動(dòng)的構(gòu)成部件，包括上述動(dòng)臂油缸7、斗桿油缸8、鏟 斗油缸9、液壓馬達(dá)1A、1B。但是，在作為用于使液壓產(chǎn)生的負(fù)載考慮時(shí)，液壓負(fù)載54相當(dāng) 于作為使液壓產(chǎn)生的液壓泵的主泵14。電負(fù)載56相當(dāng)于如電動(dòng)馬達(dá)或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器等那樣 的由電力驅(qū)動(dòng)的構(gòu)成部件，包括上述回轉(zhuǎn)用電動(dòng)機(jī)21。蓄電池58是蓄電器，相當(dāng)于上述的 蓄電池19。在本實(shí)施方式中，作為蓄電池58使用電容器(雙電荷層電容器)。對(duì)液壓負(fù)載54供給在產(chǎn)生液壓的液壓泵(上述的主泵14)中產(chǎn)生的液壓。發(fā)動(dòng) 機(jī)50對(duì)該液壓泵供給動(dòng)力來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。即，發(fā)動(dòng)機(jī)50產(chǎn)生的動(dòng)力通過液壓泵轉(zhuǎn)換成液壓 而供給到液壓負(fù)載54。另一方面，在液壓泵上還連接有輔助馬達(dá)52，能夠?qū)⒃谳o助馬達(dá)52產(chǎn)生的動(dòng)力供 給到液壓泵而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。即，供給到輔助馬達(dá)52的電力通過輔助馬達(dá)52轉(zhuǎn)換成動(dòng)力，該動(dòng) 力通過液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)換成液壓而供給到液壓負(fù)載54。此時(shí)，輔助馬達(dá)作為電動(dòng)機(jī)動(dòng)作。電負(fù)載56被從蓄電池58供給電力并被驅(qū)動(dòng)。將電負(fù)載56被驅(qū)動(dòng)的情況稱為動(dòng) 力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。電負(fù)載56例如能夠如電動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)那樣產(chǎn)生再生電力，所以產(chǎn)生的再生電 力成為供給到蓄電池58而積存或供給到輔助馬達(dá)52而驅(qū)動(dòng)輔助馬達(dá)52的電力。蓄電池58如上述那樣通過來自電負(fù)載56的再生電力進(jìn)行充電。并且，當(dāng)輔助馬 達(dá)52接受來自發(fā)動(dòng)機(jī)50的動(dòng)力而作為發(fā)電機(jī)起作用時(shí)，也可以將輔助馬達(dá)52產(chǎn)生的電力 供給到蓄電池58進(jìn)行充電。輔助馬達(dá)52產(chǎn)生的電力也可以直接供給到電負(fù)載56而驅(qū)動(dòng) 電負(fù)載56。在如以上那樣的結(jié)構(gòu)中，若觀察與電力關(guān)聯(lián)的部分，則可知在電力(動(dòng)力)的移動(dòng) 中存在方向性。若將該方向性作為輸出極性來取得，則成為如圖4所示的極性。若關(guān)于輔助馬達(dá)52進(jìn)行觀察，則當(dāng)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)50而產(chǎn)生液壓并將動(dòng)力供給到液 壓負(fù)載54時(shí)，將電力作為動(dòng)力輸出。將此時(shí)的輔助馬達(dá)52的輸出極性設(shè)為(+)。另一方 面，當(dāng)由發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輔助馬達(dá)52而進(jìn)行發(fā)電時(shí)，對(duì)輔助馬達(dá)52輸入動(dòng)力。因 此，此時(shí)的輔助馬達(dá)52的輸出極性成為(-)。若關(guān)于蓄電池58進(jìn)行觀察，則當(dāng)進(jìn)行放電而驅(qū)動(dòng)電負(fù)載56或輔助馬達(dá)52時(shí)，將 輸出極性設(shè)成(+)。另一方面，有時(shí)從電負(fù)載56供給再生電力或基于輔助馬達(dá)52的發(fā)電的 電力而進(jìn)行充電。此時(shí)的蓄電池58的輸出極性成為(-)。若關(guān)于電負(fù)載56進(jìn)行觀察，則將供給電力而被驅(qū)動(dòng)時(shí)，即進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出極性設(shè)為(+)，則產(chǎn)生再生電力時(shí)的輸出極性成為(_)。如以上那樣，在混合式動(dòng)力鏟中，需要考慮作為與電力關(guān)聯(lián)的構(gòu)成部件的、輔助馬 達(dá)52及電負(fù)載56的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及蓄電池58的充電狀態(tài)來適當(dāng)調(diào)整它們的輸出極性，由此決 定運(yùn)轉(zhuǎn)條件。尤其重要的是，調(diào)整輔助馬達(dá)52的輸出極性的同時(shí)，控制向液壓負(fù)載54的輸 出和向電負(fù)載56的輸出的分配，以使蓄電池58成為常時(shí)被適當(dāng)?shù)爻潆姷臓顟B(tài)。在此，關(guān)于控制的輸入成為以下4個(gè)變數(shù)。1)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速Nact發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速Nact是表示發(fā)動(dòng)機(jī)50的實(shí)際的轉(zhuǎn)速的變數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)50在動(dòng)力 鏟的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)始終被驅(qū)動(dòng)著，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速Nact被檢測。2)液壓負(fù)載要求輸出Phydreq液壓負(fù)載要求輸出Phydreq是表示液壓負(fù)載54所需的動(dòng)力的變數(shù)，例如相當(dāng)于駕 駛員操作動(dòng)力鏟時(shí)的操作手柄的操作量。3)電負(fù)載要求輸出Pelcreq電負(fù)載要求輸出Pelcreq是表示電負(fù)載56所需的電力的變數(shù)，例如相當(dāng)于駕駛員 操作動(dòng)力鏟時(shí)的操作手柄的操作量。4)蓄電池電壓Vact蓄電池電壓Vact是表示蓄電池58的輸出電壓的變數(shù)。在本實(shí)施方式中，作為蓄 電池使用電容蓄電器。電容器的充電量與電容器的端子間電壓的平方成正比例，因此通過 檢測輸出電壓，能夠得知蓄電池58的充電狀態(tài)(即充電率S0C)。根據(jù)以上4個(gè)變數(shù)來控制以下的輸出而實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。1)液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout是相對(duì)于液壓負(fù)載要求輸出Phydreq，實(shí)際對(duì)液壓負(fù)載54供給的動(dòng)力。若相對(duì)于 液壓負(fù)載要求輸出Phydreq始終供給所要求的動(dòng)力，則不能滿足同時(shí)被驅(qū)動(dòng)的電負(fù)載56的 要求，或無法將蓄電池58的充電率SOC維持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。因此，有時(shí)必須將實(shí)際供給 到液壓負(fù)載54的動(dòng)力限制在某種程度。2)電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout是相對(duì)于電負(fù)載要求輸出Pelcreq，實(shí)際對(duì)電負(fù)載54供給的電力。若相對(duì)于電負(fù) 載要求輸出Pelcreq始終供給所要求的電力，則不能滿足同時(shí)被驅(qū)動(dòng)的液壓負(fù)載54的要 求，或無法將蓄電池58的充電率SOC維持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。因此，有時(shí)必須將實(shí)際供給到 電負(fù)載56的電力控制在某種程度。3)輔助馬達(dá)輸出指令Pasmref是指示輔助馬達(dá)52的輸出的值。通過輔助馬達(dá)輸出指令Pasmref指示輔助馬達(dá) 52作為電動(dòng)機(jī)起作用而輔助發(fā)動(dòng)機(jī)50并對(duì)液壓負(fù)載54供給動(dòng)力、或者輔助馬達(dá)52作為發(fā) 電機(jī)起作用而對(duì)電負(fù)載56供給電力或?qū)﹄娦铍姵?8充電。因此，在本實(shí)施方式中，控制器30所包含的驅(qū)動(dòng)控制裝置32，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn) 速Nact、液壓負(fù)要求輸出Phydreq、電負(fù)載要求輸出Pelcreq及蓄電池電壓Vact來控制液 壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout、電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout及輔助馬達(dá)輸出指令Pasmref。以下為 了方便說明將驅(qū)動(dòng)控制裝置32稱為控制部60。圖5是用于進(jìn)行上述控制的控制器30所包含的控制部60的功能框圖。參照?qǐng)D5對(duì)控制部60的控制功能的概要進(jìn)行說明?？刂撇?0具備輸出條件計(jì)算部60-9和動(dòng)力分配部60-8。輸出條件計(jì)算部60_9 由塊60-1 60-7構(gòu)成，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)50和蓄電池58的輸出條件即上下限值。首先，輸入到控制部60的輸出條件計(jì)算部60-9的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速Nact被輸入到 塊60-1。塊60-1決定所輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速Nact中的輸出的上限值Pengmax和下限值 Pengmin，并輸入到作為動(dòng)力分配部的塊60-8。如圖5所示，塊60_1具有在發(fā)動(dòng)機(jī)50的轉(zhuǎn) 速和輸出的關(guān)系中表示上限值和下限值的映像或換算表，參照該映像或換算表來決定所輸 入的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速Nact中的輸出的上限值Pengmax和下限值Pengmin。預(yù)先制作映像或 換算表而存儲(chǔ)在控制器30的存儲(chǔ)器中。另外，也可以不使用映像或換算表，而將發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí) 際轉(zhuǎn)速Nact代入表示上限值和下限值的公式中，求出上限值Pengmax和下限值Pengmin。輸入到控制部60的液壓負(fù)載要求輸出Phydreq及電負(fù)載要求輸出Pelcreq輸入 到作為動(dòng)力分配部的塊60-8。輸入到控制部60的輸出條件計(jì)算部60-9的蓄電池電壓Vact被輸入到塊60_2。 在塊60-2中，根據(jù)所輸入的蓄電池電壓Vact來求出蓄電池58的目前的充電率SOCact。求 出的目前的充電率SOCact被輸出到塊60-3、60-4及60_7。在本實(shí)施方式中，作為蓄電池 58使用電容器，所以根據(jù)計(jì)量的蓄電池電壓(電容器的端子間電壓)能夠容易地通過運(yùn)算 求出充電率S0C。塊60-3根據(jù)所輸入的目前的充電率SOCact和預(yù)定的最大放電電流(一定的電 流)，求出目前能夠放電的放電電力的最大值(蓄電池輸出上限值Pbatmaxll)及目前能夠 充電的充電電力的最大值(蓄電池輸出下限值Pbatminll)。如圖5所示，在塊60_3中存儲(chǔ) 有相對(duì)于充電率SOC表示在該充電率下在一定電流的基礎(chǔ)上能夠進(jìn)行充放電的最大充電 電力[kW]及最大放電電力[kW]的映像或換算表。即，塊60-3所示的映像表示在某一充電率SOC下在流過由轉(zhuǎn)換器或電容器的能力 限制的充放電最大電流時(shí)所決定的電力(充放電最大電流X電容器電壓)。充電率SOC與 充放電電壓(電容器電壓)的平方成正比例，所以塊60-3內(nèi)所示的最大充電電力及最大放 電電力描繪出拋物線。這樣，塊60-3參照該映像或換算表，在目前的充電率SOCact下以一定的電流為 基礎(chǔ)求出允許的最大充電電力(蓄電池輸出上限值Pbatmaxll)及最大放電電力(蓄電池 輸出下限值Pbatminll)。求出的最大放電電力(蓄電池輸出上限值Pbatmaxll)輸出到塊 60-5，求出的最大充電電力(蓄電池輸出下限值Pbatminll)輸出到塊60_6。塊60-4根據(jù)所輸入的目前的充電率SOCact和預(yù)定的SOC下限值及SOC上限值， 求出目前能夠放電的放電電力的最大值(蓄電池輸出上限值PbatmaX12)及目前能夠充電 的充電電力的最大值(蓄電池輸出下限值Pbatminl2)。如圖5所示，在塊60_4中存儲(chǔ)有相 對(duì)于充電率SOC表示用于不成為SOC下限值以下且不成為SOC上限值以上的最大放電電力 [kff]及最大充電電力[kW]的映像或換算表。S卩，塊60-4所示的映像表示某一充電率SOC下的適當(dāng)?shù)某浞烹婋娏?。塊60-4所示 的映像中，下限值是為了使充電率不成為零而使其具有余量地設(shè)定的充電率S0C。若充電率 SOC減少到成為零或接近零的值，則會(huì)在有放電要求時(shí)無法立刻放電，所以優(yōu)選預(yù)先維持在 被充電某種程度的狀態(tài)。因此，對(duì)充電率SOC設(shè)置下限值(例如30% )并進(jìn)行控制以便在
10下限值以下的充電率SOC時(shí)無法放電。因此，最大放電電力(能夠放電的最大電力)在充 電率SOC的下限值時(shí)為零(即不使其放電)，隨著充電率SCO變大而能夠放電的電力產(chǎn)生余 量，所以增大最大放電電力。在塊60-4所示的映像中，雖然最大放電電力從充電率SOC的 上限值開始直線地增加，但不限于直線性的增加，也可以設(shè)定成使其描繪出拋物線地增加， 也可以以任意的圖案增加。另一方面，在充電率SOC為100%時(shí)，例如從電負(fù)載產(chǎn)生再生電力時(shí)，無法由蓄電 器立刻吸收再生電力，所以以充電率SOC不成為100 %的方式設(shè)置上限值(例如90 % )，并 進(jìn)行控制以便在上限值以上的充電率SOC時(shí)無法充電。因此，最大充電電力(能夠充電的 最大電力)在充電率SOC的上限值時(shí)為零(即不使其充電)，隨著充電率SCO變小而能夠充 電的電力產(chǎn)生余量，所以增大最大充電電力。在塊60-4所示的映像中，雖然最大充電電力 從充電率SOC的上限值開始直線地增加，但不限于直線性的增加，也可以設(shè)定成使其描繪 出拋物線地增加，也可以以任意的圖案增加。這樣，塊60-4參照該映像或換算表求出在目前的充電率SOCact下允許的最大放 電電力(蓄電池輸出上限值Pbtmaxl2)及最大充電電力(蓄電池輸出下限值Pbatminl2)。 求出的最大放電電力(蓄電池輸出上限值Pbatmax 12)輸出到塊60_5，求出的最大充電電力 (蓄電池輸出下限值Pbatmin 12)輸出到塊60_6。塊60-5將從塊60-3供給的蓄電池輸出上限值Pbatmaxll和從塊60-4供給的蓄 電池輸出上限值PbatmaX12中較小的一方作為蓄電池輸出上限值Pbatmaxl，并輸出到作為 動(dòng)力分配部的塊60-8。在此，塊60-5起到最小值選擇器的作用。另一方面，塊60-6將從塊60-3供給的蓄電池輸出下限值Pbatminll和從塊60_4 供給的蓄電池輸出下限值Pbatmin 12中較大的一方作為蓄電池輸出下限值Pbatminl，并輸 出到作為動(dòng)力分配部的塊60-8。在此，蓄電池輸出值為負(fù)的情況表示充電，所以蓄電池輸出 下限值較大的情況是指負(fù)的值較小的一方、即接近零的一方的值。由此，能夠確實(shí)地保護(hù)不 會(huì)超過蓄電池19的輸出能力地進(jìn)行過度的充放電。在此，塊60-6起到最大值選擇器的作 用。這樣，求出與目前的蓄電池58的充電狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的能夠充放電的最大電力。塊60-7根據(jù)所輸入的目前的充電率SOCact和預(yù)定的SOC目標(biāo)值，求出用于使充 電率SOC接近目標(biāo)值的蓄電池輸出目標(biāo)值Pbattgt。如圖5所示，在塊60-7中存儲(chǔ)有相對(duì) 于充電率表示在該充電率下接近SOC目標(biāo)值的蓄電池輸出目標(biāo)值Pbattgt的映像或換算 表。塊60-7通過參照該映像或換算表，為了使充電率SOC成為最佳的目標(biāo)值，能夠求出表 示應(yīng)該充電多少的充電電力或表示應(yīng)該放電多少的放電電力。塊60-7參照的映像中的縱軸的輸出將不進(jìn)行充電和放電時(shí)設(shè)為零，充電側(cè)為負(fù)， 放電側(cè)為正。在圖5所示的例子中，是目前的充電率SOCact小于目標(biāo)值的狀態(tài)，應(yīng)該對(duì)蓄 電池58進(jìn)行充電，并示出充電電力的目標(biāo)值、即蓄電池輸出目標(biāo)值Pbattgt。蓄電池輸出目 標(biāo)值Pbattgt為正值時(shí)表示目標(biāo)放電電力，為負(fù)值時(shí)表示目標(biāo)充電電力。在塊60-7求出的 蓄電池輸出目標(biāo)值Pbattgt輸出到作為動(dòng)力分配部的塊60-8。如以上那樣，向作為動(dòng)力分配部的塊60-8輸入作為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出極限值的發(fā)動(dòng)機(jī) 輸出上限值Pengmax、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出下限值Pengmin、蓄電池輸出上限值Pbatmax 1、作為蓄電 池輸出極限值的蓄電池輸出下限值Pbatminl及蓄電池輸出目標(biāo)值Pbattgt。塊60_8根據(jù)
11所輸入的這些值決定液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout、電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout及輔助馬達(dá)輸 出指令Pasmref，并輸出到控制器30的各部分。因此，控制器30根據(jù)液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout控制供給到液壓負(fù)載54的液 壓，根據(jù)電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout控制供給到電負(fù)載56的電力，根據(jù)輔助馬達(dá)輸出指令 Pasmref控制輔助馬達(dá)52對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)50的輔助量或基于輔助馬達(dá)52的發(fā)電量。在此，對(duì)在控制部60中決定液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout、電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout 及輔助馬達(dá)輸出指令Pasmref的處理進(jìn)行說明。圖6是在控制部60中進(jìn)行的處理的流程 圖。在步驟Sl中，利用映像或換算表并根據(jù)表示發(fā)動(dòng)機(jī)50目前的轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí) 際轉(zhuǎn)速Nact，來決定目前的發(fā)動(dòng)機(jī)50的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出上限值Pengmax及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出上限值 Pengmin。該處理通過塊60_1進(jìn)行。此時(shí)，若將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出上限值Pengmax及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 上限值Pengmin，在映像或換算表中設(shè)定在發(fā)動(dòng)機(jī)50的燃料消耗率良好的范圍內(nèi)，則能夠 獲得發(fā)動(dòng)機(jī)50的節(jié)能效果。接著，在步驟S2中，根據(jù)目前的蓄電池電壓Vact來決定蓄電池輸出上限值 Pbatmaxl及蓄電池輸出下限值Pbatminl。該處理通過塊60_2 60_6進(jìn)行。首先，塊60-2根據(jù)目前的蓄電池電壓Vact通過運(yùn)算求出目前的充電率SOCact。 接著，塊60-3利用映像或換算表根據(jù)目前的充電率SOCact，決定將充電電流及放電電流設(shè) 為最大值并成為一定時(shí)的蓄電池輸出上限值Pbatmaxll及蓄電池輸出下限值Pbatminll。 同時(shí)，塊60-4利用映像或換算表根據(jù)目前的充電率SOCact，決定不成為SOC下限值以下且 不成為SOC上限值以上的蓄電池輸出上限值PbatmaX12及蓄電池輸出下限值Pbatminl2。 接著，塊60-5將蓄電池輸出上限值Pbatmaxll和蓄電池輸出上限值Pbatmaxl2中值較小 的一方?jīng)Q定為蓄電池輸出上限值Pbatmaxl。在此，蓄電池輸出上限值Pbatmaxl表示最大 放電電力，蓄電池輸出下限值Pbatminl表示最大充電電力。并且，塊60_6將蓄電池輸出下 限值Pbatminll和蓄電池輸出下限值Pbatminl2中較大的一方?jīng)Q定為蓄電池輸出下限值 Pbatminl ο如以上那樣，在步驟S2中，如果決定了蓄電池輸出上限值Pbatmaxl及蓄電池輸出 下限值Pbatminl，則接著在步驟S3中，根據(jù)目前的充電率SOCact決定蓄電池輸出目標(biāo)值 Pbattgt。該處理通過塊60-7進(jìn)行。接著，在步驟S4中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)50及蓄電池58的要求輸出的極限值決定電負(fù)載 實(shí)際輸出Pelcout。步驟S4中的處理在作為動(dòng)力分配部的塊60-8中進(jìn)行。關(guān)于該處理將 后述。接著，在步驟S5中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)50及蓄電池58的要求輸出的極限值決定液壓負(fù)載 實(shí)際輸出Phydout。步驟S5中的處理在作為動(dòng)力分配部的塊60-8中進(jìn)行。關(guān)于該處理將 后述。接著，在步驟S6中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)50、電負(fù)載56及蓄電池58的計(jì)算出的輸出來決定 蓄電池輸出Pbatout。蓄電池輸出Pbatout為向蓄電池58的充放電電力。步驟S6中的處 理在作為動(dòng)力分配部的塊60-8中進(jìn)行。關(guān)于該處理將后述。接著，在步驟S7中，基于電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout和蓄電池輸出Pbatout的比較， 來決定輔助馬達(dá)輸出指令Pasmref。步驟S6中的處理在作為動(dòng)力分配部的塊60_8中進(jìn)行。 關(guān)于該處理將后述。
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若步驟S7的處理結(jié)束，則控制部60中的處理結(jié)束。通過以上的在控制部60中 的處理，決定液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout、電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout及輔助馬達(dá)輸出指令 Pasmref0在此，對(duì)上述步驟S4中的處理進(jìn)行詳細(xì)說明。圖7是步驟S4中的處理的流程圖。首先，在步驟S4-1中，計(jì)算能夠供給到電負(fù)載56的最大電力、即電負(fù)載輸出上限 值Pelcmax。S卩，電負(fù)載輸出上限值Pelcmax是在電負(fù)載56的動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠供給的 最大電力，動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電力被設(shè)定為正值。在此，液壓負(fù)載54不作為對(duì)于電負(fù)載56 的驅(qū)動(dòng)力源起作用，所以液壓負(fù)載輸出要求Phydreq不被考慮而成為0，所以電負(fù)載輸出上 限值Pe Icmax是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出上限值Pengmax和蓄電池輸出上限值Pbatmaxl之和。S卩，能夠 供給到電負(fù)載56的最大電力是通過發(fā)動(dòng)機(jī)50的最大輸出而獲得的基于輔助馬達(dá)52的發(fā) 電量和蓄電池的最大放電電力之和。圖8是表示上述電負(fù)載輸出上限值Pelcmax的計(jì)算模 式的圖。接著，在步驟S4-2中，比較電負(fù)載要求輸出Pelcreq和電負(fù)載輸出上限值 Pelcmax，判定電負(fù)載要求輸出Pelcreq是否為電負(fù)載輸出上限值Pelcmax以下。當(dāng)在步驟S4-2中判定為電負(fù)載要求輸出Pelcreq大于電負(fù)載輸出上限值Pelcmax 時(shí)(步驟S4-2的否)，處理就進(jìn)入步驟S4-3。在步驟S4-3中，將電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout 的值設(shè)成等于電負(fù)載輸出上限值Pelcmax的值，之后結(jié)束處理。即，在電負(fù)載56要求的電 力大于由輔助馬達(dá)52和蓄電池58能夠供給的電力的最大值時(shí)，僅將由輔助馬達(dá)52和蓄電 池58能夠供給的最大電力供給到電負(fù)載56，對(duì)供給到電負(fù)載的電力設(shè)置上限。另一方面，當(dāng)在步驟S4-2中判定為電負(fù)載要求輸出Pelcreq為電負(fù)載輸出上限 值Pelcmax以下時(shí)(步驟S4-2的是)，處理進(jìn)入步驟S4-4。在步驟S4-4中，計(jì)算出電負(fù)載 56的再生運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最大電力。在此，電負(fù)載56將再生運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電力設(shè)為負(fù)值，所以再生運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)的最大電力作為電負(fù)載輸出下限值Pelcmin計(jì)算。電負(fù)載輸出下限值Pelcmin如下求 出從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出下限值Pengmin減去液壓負(fù)載輸出要求Phydreq，且加上蓄電池輸出下限 值Pbatminl。圖9是表示上述電負(fù)載輸出下限值Pelcmin的計(jì)算模式的圖。接著，在步驟S4-5中，比較電負(fù)載要求輸出Pelcreq和電負(fù)載輸出下限值 Pelcmin，判定電負(fù)載要求輸出Pelcreq是否為電負(fù)載輸出下限值Pelcmin以上。當(dāng)在步驟S4-5中判定為電負(fù)載要求輸出Pelcreq小于電負(fù)載輸出下限值Pelcmin 時(shí)(步驟S4-5的否)，處理進(jìn)入步驟S4-6。在步驟S4-6中，將電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout的 值設(shè)成等于電負(fù)載輸出下限值Pelcmin的值，之后結(jié)束處理。即，當(dāng)電負(fù)載56再生的電力 大于由輔助馬達(dá)52能夠消耗的最大電力和能夠積存在蓄電池58中的最大電力之和時(shí)，設(shè) 置上限以便電負(fù)載56再生的電力不會(huì)大于由輔助馬達(dá)52能夠消耗的最大電力與能夠積存 在蓄電池58中的最大電力之和。另一方面，當(dāng)在步驟S4-5中判定為電負(fù)載要求輸出Pelcreq為電負(fù)載輸出下限值 Pelcmin以上時(shí)(步驟S4-5的是)，處理進(jìn)入步驟S4-7。在步驟S4-7中，將電負(fù)載實(shí)際輸 出Pelcout的值設(shè)成等于電負(fù)載要求Pelcreq的值，之后結(jié)束處理。即，當(dāng)電負(fù)載56再生 的電力為由輔助馬達(dá)52能夠消耗的最大電力和能夠積存在蓄電池58中的最大電力之和 以下時(shí)，設(shè)定為直接輸出電負(fù)載56再生的電力。這樣，通過在電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout的 值的計(jì)算中考慮發(fā)動(dòng)機(jī)輸出上下限值Pengmax、Pengmin及蓄電池輸出上下限值Pbatmax、
13pbatmin,由此能夠穩(wěn)定地控制電負(fù)載56。接著，詳細(xì)說明上述步驟S5的處理。圖10是步驟S5的處理的流程圖。首先，在步驟S5-1中，計(jì)算能夠供給到液壓負(fù)載54的最大動(dòng)力即液壓負(fù)載輸出上 限值Phydmax。液壓負(fù)載輸出上限值Phydmax如下計(jì)算出對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出上限值Pengmax加 上蓄電池輸出上限值Pbatmax，且減去電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout。另外，圖11是表示液壓負(fù) 載輸出上限值Phydmax的計(jì)算模式的圖。在此，在電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout中存在極性，與 電負(fù)載輸出上下限值Pelecmax、Pelecmin相同，取正和負(fù)的值。電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout 為正值時(shí)，意味著在電負(fù)載56的動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)供給電力的情況，能夠供給到液壓負(fù)載54 的動(dòng)力是減去了供給到電負(fù)載56的電力的動(dòng)力。另一方面，電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout為負(fù) 值時(shí)，意味著在電負(fù)載56的再生運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)供給再生電力的情況，能夠供給到液壓負(fù)載54的動(dòng) 力是加上了來自電負(fù)載56的再生電力的動(dòng)力。由于減去電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout的負(fù)值， 所以自動(dòng)地負(fù)負(fù)為正，再生電力被加算。接著，在步驟S5-2中，比較液壓負(fù)載要求輸出Phydreq和液壓負(fù)載輸出上限值 Phydmax，判定液壓負(fù)載要求輸出Phydreq是否為液壓負(fù)載輸出上限值Phydmax以下。當(dāng)在步驟S5-2中判定為液壓負(fù)載要求輸出Phydreq不是液壓負(fù)載輸出上限值 Phydmax以下、即液壓負(fù)載要求輸出Phydreq大于液壓負(fù)載輸出上限值Phydmax時(shí)(步驟 S5-2的否)，處理進(jìn)入步驟S5-3。在步驟S5-3中，將液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout的值設(shè)成 等于液壓負(fù)載輸出上限值Phydmax，之后結(jié)束處理。即，當(dāng)液壓負(fù)載54要求的動(dòng)力大于能夠 從發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的最大動(dòng)力與能夠從輔助馬達(dá)52輸出的最大動(dòng)力之和時(shí)，設(shè)置上限以將 供給到液壓負(fù)載54的動(dòng)力設(shè)為能夠從發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的最大動(dòng)力和能夠從輔助馬達(dá)52輸 出的最大動(dòng)力之和為止。另一方面，當(dāng)在步驟S5-2中判定為液壓負(fù)載要求輸出Phydreq為液壓負(fù)載輸出上 限值Phydmax以下時(shí)(步驟S5-2的是)，處理進(jìn)入步驟S5-4。在步驟S5-4中，將液壓負(fù) 載輸出Phydout的值設(shè)成等于液壓負(fù)載要求輸出Phydreq的值，之后結(jié)束處理。即，當(dāng)液 壓負(fù)載54要求的動(dòng)力為能夠從發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的最大動(dòng)力與能夠從輔助馬達(dá)52輸出的最 大動(dòng)力之和時(shí)，設(shè)定為直接供給液壓負(fù)載54要求的動(dòng)力。這樣，通過在液壓負(fù)載實(shí)際輸出 Phydout的值的計(jì)算中考慮發(fā)動(dòng)機(jī)輸出上限值Pengmax及蓄電池輸出上限值Pbatmaxl，由 此能夠穩(wěn)定地控制液壓負(fù)載54。接著，對(duì)上述步驟S6的處理進(jìn)行詳細(xì)說明。圖12是步驟S6的處理的流程圖。在 此，蓄電池輸出上限值PbatmaX2表示最大放電電力，蓄電池輸出下限值Pbatmin2表示最大 充電電力。首先，在步驟S6-1中，在如上述那樣決定的向電負(fù)載56的輸出和向液壓負(fù)載54 的輸出的狀態(tài)下，計(jì)算蓄電池58能夠放電的電力即蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2。蓄電 池控制輸出上限值PbatmaX2是從電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout與液壓負(fù)載輸出Phydout之和 減去發(fā)動(dòng)機(jī)輸出下限值Pengmin而計(jì)算出的。圖13是表示蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2 的計(jì)算模式的圖。蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2成為由電負(fù)載56能夠消耗的電力與由 輔助馬達(dá)52輔助液壓系統(tǒng)而能夠消耗的電力之和。接著，在步驟S6-2中，比較在步驟S2中決定的蓄電池輸出上限值Pbatmaxl和蓄 電池控制輸出上限值PbatmaX2，判定蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2是否為蓄電池輸出
14上限值Pbatmaxl以上。當(dāng)在步驟S6-2中判定為蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2為蓄電池輸出上限值 Pbatmaxl以上時(shí)(步驟S6-2的是)，處理進(jìn)入步驟S6-3。在步驟S6-3中，將蓄電池輸出上 限值Pbatmax的值設(shè)成等于蓄電池輸出上限值Pbatmaxl的值。之后，處理進(jìn)入步驟S6-5。另一方面，當(dāng)在步驟S6-2中判定為蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2不為蓄電池 輸出上限值Pbatmaxl以上、即蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2小于蓄電池輸出上限值 Pbatmaxl時(shí)(步驟S6-2的否)，處理進(jìn)入步驟S6-4。在步驟S6-4中，將蓄電池輸出上限值 Pbatmax的值設(shè)成等于蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2的值。之后，處理就進(jìn)入步驟S6-5。在步驟S6-5中，比較蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt和蓄電池輸出上限值PbatmaxjlJS 蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt是否為蓄電池輸出上限值Pbatmax以下。當(dāng)在步驟S6-5中判定為蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt不為蓄電池輸出上限值Pbatmax 以下、即蓄電池目標(biāo)輸出Ptattgt大于蓄電池輸出上限值Pbatmax時(shí)(步驟S6-5的否)，處 理就進(jìn)入步驟S6-6。在步驟S6-6中，將蓄電池輸出Pbatout的值設(shè)成等于蓄電池輸出上限 值Pbatmax的值，之后結(jié)束處理。這樣，根據(jù)電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout和液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout求出蓄電池輸 出上下限值Pbatmax2、Pbatmin2。由此，能夠求出與實(shí)際的負(fù)載要求相對(duì)應(yīng)的蓄電池58的 輸出(充放電電力)的最大值，所以能夠?qū)?yīng)于實(shí)際的作業(yè)狀況來進(jìn)行蓄電池58的充放 H1^ ο并且，對(duì)根據(jù)電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout和液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout求出的蓄電 池輸出上下限值、與對(duì)應(yīng)于目前的蓄電池58的充電狀態(tài)的能夠充放電的最大電力進(jìn)行對(duì) 比，求出蓄電池要求極限值。由此，能夠防止對(duì)蓄電池58施加過大的負(fù)載。而且，對(duì)比蓄電池要求極限值和蓄電池目標(biāo)輸出，當(dāng)蓄電池目標(biāo)輸出在蓄電池要 求極限值的范圍外時(shí)，進(jìn)行蓄電池目標(biāo)輸出的校正，以使蓄電池58的蓄電池輸出Pbatout 進(jìn)入蓄電池要求極限值的范圍內(nèi)。由此，能夠更確實(shí)地防止對(duì)蓄電池58施加過大的負(fù)載。圖14是將通過步驟S6-6的處理決定的蓄電池輸出Pbatout的值在表示蓄電池 充電率(SOC)和蓄電池輸出的關(guān)系的曲線圖中進(jìn)行表示的圖。在圖14的曲線圖中示出由 圖5所示的塊60-5決定的蓄電池輸出上限值Pbatmaxl。蓄電池輸出上限值Pbatmaxl是 蓄電池輸出上限值Pbatmaxll和蓄電池輸出上限值PbatmaX12的值中較小的值，相當(dāng)于圖 中雙點(diǎn)劃線所畫出的部分。并且，在圖14的曲線圖中還示出由圖5所示的塊60-6決定的 Pbatminl。蓄電池輸出下限值Pbatminl是蓄電池輸出下限值Pbatminll和蓄電池輸出下 限值Pbatminl2的值中較大的值(接近于零的值)，相當(dāng)于圖中雙點(diǎn)劃線所畫出的部分。實(shí)際的蓄電池輸出Pbatout被決定為，在表示放電的正側(cè)進(jìn)入比用雙點(diǎn)劃線表示 的Pbatmaxl更靠下側(cè)的區(qū)域。另一方面，實(shí)際的蓄電池輸出Pbatout被決定為，在表示充 電的負(fù)側(cè)進(jìn)入比用雙點(diǎn)劃線表示的Pbatminl更靠上側(cè)的區(qū)域。并且，在圖14所示的曲線圖中還示出在塊60-7中參照的蓄電池輸出目標(biāo)值 Pbattgt0在本實(shí)施方式中，除了作為蓄電池58能夠放電的最大值而設(shè)定的蓄電池輸出上 限值Pbatmxal和作為蓄電池58能夠充電的最大值而設(shè)定的蓄電池下限值Pbatminl以外， 還考慮到蓄電池58的目前的充電率SOCact，將蓄電池58的實(shí)際的放電電力或充電電力決 定為蓄電池輸出Pbatout。
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在步驟S6-6的處理中，如圖14所示，由于蓄電池58的目前的充電率SOCact的 蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt超過蓄電池輸出控制上限值Pbatmax，所以目標(biāo)放電電力超過放 電電力的上限值。此時(shí)，不應(yīng)該將蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt設(shè)定為蓄電池輸出Pbatout。 因此，實(shí)際的蓄電池輸出Pbatout被設(shè)定為蓄電池輸出控制上限值Pbatmax。在此，在上 述步驟S6-2及步驟S6-4中，由于蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2小于蓄電池輸出上限 值Pbatmaxl，所以蓄電池輸出上限值Pbatmax的值被設(shè)定成等于蓄電池控制輸出上限值 Pbatmax2的值。因此，在圖14所示的例子的情況下，最終蓄電池輸出上限值Pbatmax的值、 即蓄電池控制輸出上限值PbatmaX2的值被設(shè)定為實(shí)際的蓄電池輸出Pbatout。即，根據(jù)發(fā) 動(dòng)機(jī)50、電負(fù)載56及蓄電池58各自的輸出來計(jì)算出蓄電池要求極限值。而且，蓄電池目標(biāo) 輸出Pbattgt與計(jì)算出的蓄電池要求極限值進(jìn)行比較，在圖14所示的情況下，置換為蓄電 池供給極限值。此時(shí)，為了不超過蓄電池58的輸出能力，通過將SOC和與其對(duì)應(yīng)的蓄電池 58的極限值進(jìn)行比較，能夠防止計(jì)算出超過蓄電池58的能力的目標(biāo)值。另一方面，當(dāng)在步驟S6-5中判定為蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt為蓄電池輸出上限值 Pbatmax以下時(shí)(步驟S6-5的是)，處理就進(jìn)入步驟S6-7。在步驟S6-7中，在如上述那樣 決定的向電負(fù)載56的輸出和向液壓負(fù)載54的輸出的狀態(tài)下，計(jì)算蓄電池58能夠充電的電 力即蓄電池控制輸出下限值Pbatmin2。蓄電池控制輸出下限值Pbatmin2是從電負(fù)載實(shí)際 輸出Pelcout與液壓負(fù)載輸出Phydout之和減去發(fā)動(dòng)機(jī)輸出上限值Pengmax而計(jì)算出的。 圖15是表示蓄電池控制輸出下限值Pbatmin2的計(jì)算模式的圖。蓄電池控制輸出下限值 Pbatmin2為電負(fù)載56的再生電力與由輔助馬達(dá)52發(fā)電的電力之和。接著，在步驟S6-8中，比較蓄電池輸出下限值Pbatmin 1和蓄電池控制輸出下限值 Pbatmin2，判定蓄電池控制輸出下限值Pbatmin2是否為蓄電池輸出下限值Pbatminl以下。當(dāng)在步驟S6-8中判定為蓄電池控制輸出下限值Pbatmin2為蓄電池輸出下限值 Pbatminl以下時(shí)(步驟S6-8的是)，處理就進(jìn)入步驟S6-9。在步驟S6-9中，將蓄電池輸 出下限值Pbatmin的值設(shè)成等于蓄電池輸出下限值Pbatminl的值。之后，處理就進(jìn)入步驟 S6-11。另一方面，當(dāng)在步驟S6-8中判定為蓄電池控制輸出下限值Pbatmin2不為蓄電池 輸出下限值Pbatminl以下、即蓄電池控制輸出下限值Pbatmin2大于蓄電池輸出下限值 Pbatminl時(shí)(步驟S6-8的否)，處理就進(jìn)入步驟S6-10。在步驟S6-10中，將蓄電池輸出下 限值Pbatmin的值設(shè)成等于蓄電池控制輸出下限值Pbatamin2的值。之后，處理就進(jìn)入步 驟 S6-11。接著，在步驟S6-11中，比較蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt和蓄電池輸出下限值 Pbatmin，判定蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt是否為蓄電池輸出下限值Pbatmin以上。當(dāng)在步驟S6-11中判定為蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt為蓄電池輸出下限值Pbatmin 以上時(shí)(步驟S6-11的是)，處理就進(jìn)入步驟S6-12。在步驟S6-12中，將蓄電池輸出Pbatout 的值設(shè)成等于蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt的值，之后結(jié)束處理。圖16是將通過步驟S6-12的 處理決定的蓄電池輸出Pbatout的值在表示蓄電池充電率(SOC)和蓄電池輸出的關(guān)系的曲 線圖中進(jìn)行表示的圖。在圖16表示的例子的情況下，首先由于蓄電池輸出上限值Pbatmxal為蓄電池控 制輸出上限值PbatmXa2以下，所以通過步驟S6_2及步驟S6_3的處理，蓄電池控制輸出上限值Pbatmaxl的值被設(shè)定為蓄電池輸出上限值Pbatmax。并且，由于蓄電池控制輸出下限 值Pbatmin2為蓄電池輸出下限值Pbatminl以下，所以通過步驟S6-8及步驟S6-9的處理， 蓄電池輸出下限值Pbatminl的值被設(shè)定為蓄電池輸出下限值Pbatmin。在此，由于蓄電池 58的目前的充電率SOCact的蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt為蓄電池輸出下限Pbatmin以上且 為蓄電池輸出上限值Pbatmax以下，所以能夠?qū)⑿铍姵啬繕?biāo)輸出Pbattgt設(shè)定為實(shí)際的蓄 電池輸出Pbatout。因此，通過步驟S6-12的處理，蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt的值被設(shè)定為 蓄電池輸出Pbatout。另一方面，當(dāng)在步驟S6-11中判定為蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt不為蓄電池輸出下 限值Pbatmin以上、即蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt小于蓄電池輸出下限值Pbatmin時(shí)(步驟 S6-11的否)，處理就進(jìn)入步驟S6-13。在步驟S6-13中，將蓄電池輸出Pbatout的值設(shè)成等 于蓄電池輸出下限值Pbatmin的值，之后結(jié)束處理。圖17是將通過步驟S6-12的處理決定 的蓄電池輸出Pbatout的值在表示蓄電池充電率(SOC)和蓄電池輸出的關(guān)系的曲線圖中進(jìn) 行表示的圖。在圖17所示的例子的情況下，由于蓄電池控制輸出下限值Pbatmin2為蓄電池 輸出下限值Pbatminl以下，所以通過步驟S6-8及步驟S6-9的處理，蓄電池輸出下限值 Pbatminl的值被設(shè)定為蓄電池輸出下限值Pbatmin。在此，由于蓄電池58目前的充電率 SOCact下的蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt低于蓄電池輸出下限Pbatmin，所以目標(biāo)充電電力超 過蓄電池的最大充電電力，不應(yīng)該將蓄電池目標(biāo)輸出Pbattgt設(shè)定為實(shí)際的蓄電池輸出 Pbatout0因此，通過步驟S6-13的處理，蓄電池輸出下限值Pbatmin的值、即蓄電池輸出下 限值Pbatminl的值被設(shè)定為蓄電池輸出Pbatout。這樣，根據(jù)電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout和液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout求出蓄電池輸 出上下限值Pbatmax2、Pbatmin2。由此，能夠求出與實(shí)際的負(fù)載要求相對(duì)應(yīng)的蓄電池58的 輸出(充放電電力)的最大值，所以能夠與實(shí)際的作業(yè)狀況相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行蓄電池58的充放 H1^ ο并且，將根據(jù)電負(fù)載實(shí)際輸出Pelcout和液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout求出的蓄電 池輸出上下限值、與對(duì)應(yīng)于目前的蓄電池58的充電狀態(tài)的能夠充放電的最大電力進(jìn)行對(duì) 比，求出蓄電池要求極限值。由此能夠防止對(duì)蓄電池58施加過大的負(fù)載。而且，對(duì)比蓄電池要求極限值和蓄電池目標(biāo)輸出，當(dāng)蓄電池目標(biāo)輸出在蓄電池要 求極限值的范圍外時(shí)，進(jìn)行蓄電池目標(biāo)輸出的校正，以使蓄電池58的蓄電池輸出Pbatout 進(jìn)入蓄電池要求極限值的范圍內(nèi)。由此能夠更確實(shí)地防止對(duì)蓄電池58施加過大的負(fù)載。接著，對(duì)上述的步驟S7的處理進(jìn)行詳細(xì)說明。圖18是步驟S7的處理的流程圖。若開始處理，則在步驟S7-1中計(jì)算指示輔助馬達(dá)52的運(yùn)轉(zhuǎn)的輔助馬達(dá)輸出指令 Pasmref，之后結(jié)束處理。輔助馬達(dá)輸出指令Pasmref是從蓄電池輸出Pbatout減去電負(fù)載 實(shí)際輸出Pelcout而計(jì)算出的。這樣，通過對(duì)比蓄電池輸出和電負(fù)載實(shí)際輸出而求出輔助 馬達(dá)輸出指令，由此能夠進(jìn)行與混合式施工機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或蓄電池58的充電狀態(tài)相對(duì) 應(yīng)的、輔助馬達(dá)52的電動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制。其結(jié)果，能夠穩(wěn)定地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)混合式施工機(jī) 械。圖19是表示輔助馬達(dá)輸出指令Pasmref的計(jì)算模式的圖。輔助馬達(dá)52的輸出相 當(dāng)于從由蓄電池58放電的電力中減去由電負(fù)載56消耗的電力而得到的電力。
在此，電負(fù)載56的輸出具有極性，電負(fù)載56實(shí)際消耗電力時(shí)極性為正。此時(shí)，若 從蓄電池58放電的電力中減去由電負(fù)載56消耗的電力即電負(fù)載輸出的值為正，則電力被 供給到輔助馬達(dá)52，輔助馬達(dá)52作為電動(dòng)機(jī)起作用。另一方面，若從蓄電池58放電的電力 中減去由電負(fù)載56消耗的電力即電負(fù)載輸出的值為負(fù)，則來自發(fā)動(dòng)機(jī)50的動(dòng)力被供給到 輔助馬達(dá)52，輔助馬達(dá)52作為發(fā)電機(jī)起作用。由此，輔助馬達(dá)52發(fā)電成為負(fù)的量的電力， 該電力被供給到電負(fù)載56。并且，當(dāng)電負(fù)載56產(chǎn)生再生電力時(shí)，電負(fù)載56的輸出極性為負(fù)。此時(shí)，由于成為 減去負(fù)值的情況，因此成為在蓄電池58放電的電力上加算由電負(fù)載56再生的電力。因此， 蓄電池58放電的電力與由電負(fù)載56再生的電力之和被供給到輔助馬達(dá)52，輔助馬達(dá)52 作為電動(dòng)機(jī)起作用，而輔助發(fā)動(dòng)機(jī)50。即，基于電驅(qū)動(dòng)部的輸出設(shè)定值即電負(fù)載實(shí)際輸出 Pelcout、與蓄電器輸出設(shè)定值即蓄電池輸出Pbatout的電氣性的比較，進(jìn)行輔助馬達(dá)52的 控制。如以上說明的那樣，作為應(yīng)用本實(shí)施方式的混合式施工機(jī)械的一例的混合式動(dòng)力 鏟具有液壓發(fā)生機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)、蓄電器、電驅(qū)動(dòng)部以及控制部。液壓發(fā)生機(jī)相當(dāng)于作為液 壓馬達(dá)的主泵14，將發(fā)動(dòng)機(jī)50的輸出轉(zhuǎn)換成液壓并供給到液壓驅(qū)動(dòng)部。電動(dòng)發(fā)電機(jī)12相 當(dāng)于輔助馬達(dá)52，連接在發(fā)動(dòng)機(jī)50上，作為電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)的雙方起作用。蓄電器相當(dāng)于 蓄電池19(或58)，對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)12供給電力而使其作為電動(dòng)機(jī)起作用。電驅(qū)動(dòng)部由來自 蓄電器及電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)，且產(chǎn)生再生電力而供給到蓄電器及電動(dòng)發(fā)電機(jī)的至少一 方?？刂撇?0控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的動(dòng)作。在如以上結(jié)構(gòu)的混合式施工機(jī)械中，控制部60 具有用于控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的動(dòng)作及輸出的動(dòng)力分配部60-8。動(dòng)力分配部60-8基于根 據(jù)蓄電器的充電率(SOC)決定的蓄電器輸出設(shè)定值(蓄電池輸出上限值Pbatmaxl及蓄電 池輸出下限值Pbatminl)、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出設(shè)定值(發(fā)動(dòng)機(jī)輸出上限 值Pengmax及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出下限值Pengmin)、表示液壓發(fā)生機(jī)要求的動(dòng)力的液壓負(fù)載要求值 (液壓負(fù)載要求輸出Phydreq)、表示電驅(qū)動(dòng)部要求的電力的電負(fù)載要求值(電負(fù)載要求輸 出Pelcreq)，生成并輸出用于控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)12的動(dòng)作及輸出的輸出指令(輔助馬達(dá)輸出 指令 Pasmref)。動(dòng)力分配部60-8決定對(duì)電驅(qū)動(dòng)部供給的電力，并作為電負(fù)載實(shí)際輸出值(電負(fù)載 實(shí)際輸出Pelcout)進(jìn)行輸出。并且，動(dòng)力分配部60-8決定向液壓驅(qū)動(dòng)部供給的輸出，并作 為液壓負(fù)載實(shí)際輸出值(液壓負(fù)載實(shí)際輸出Phydout)進(jìn)行輸出。并且，動(dòng)力分配部60-8 根據(jù)蓄電器的蓄電率(SOC)決定輸出指令(輔助馬達(dá)輸出指令Pasmref)。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠考慮蓄電器輸出設(shè)定值、電負(fù)載要求值、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出設(shè)定值 及液壓負(fù)載要求值，而控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)作及輸出，所以能夠在適當(dāng)?shù)妮敵龇秶鷥?nèi)使用 作為動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電器。并且，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠高效地利用來自電負(fù)載的再生 電力，并且能夠?qū)⑿铍娖鞯某潆娐?SOC)有效地維持在目標(biāo)值附近。另外，雖然在本申請(qǐng)發(fā) 明中作為混合式施工機(jī)械的一例舉例說明了混合式鏟土機(jī)，但也可以應(yīng)用于卡車或輪式裝 載機(jī)等施工機(jī)械中。本發(fā)明不限于具體公開的實(shí)施例，能夠進(jìn)行不脫離本發(fā)明的范圍的各種變形例及 改良例。本申請(qǐng)基于2007年12月28日申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)主張日本專利申請(qǐng)2007-340836號(hào)，
18其全部內(nèi)容援用在此。
權(quán)利要求
一種混合式施工機(jī)械，具有液壓發(fā)生機(jī)，將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)換成液壓并供給到液壓驅(qū)動(dòng)部；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接，作為電動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī)雙方起作用；蓄電器，對(duì)該電動(dòng)發(fā)電機(jī)供給電力而使其作為電動(dòng)機(jī)起作用；電驅(qū)動(dòng)部，由來自該蓄電器的電力驅(qū)動(dòng)，并且產(chǎn)生再生電力而供給到所述蓄電器；以及控制部，控制所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)作，該混合式施工機(jī)械的特征在于，所述控制部具備輸出條件計(jì)算部，計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述蓄電器的輸出條件；和動(dòng)力分配部，根據(jù)在該輸出條件計(jì)算部計(jì)算的輸出條件決定所述電驅(qū)動(dòng)部和所述液壓驅(qū)動(dòng)部的輸出值。
2.如權(quán)利要求1所述的混合式施工機(jī)械，其特征在于，所述動(dòng)力分配部基于根據(jù)所述蓄電器的充電率決定的蓄電器輸出設(shè)定值、根據(jù)所述發(fā) 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出設(shè)定值、表示所述液壓發(fā)生機(jī)所要求的動(dòng)力的液壓負(fù)載要求 值、以及表示所述電驅(qū)動(dòng)部所要求的電力的電負(fù)載要求值，生成并輸出用于控制所述電動(dòng) 發(fā)電機(jī)的動(dòng)作及輸出的輸出指令。
3.如權(quán)利要求1或2所述的混合式施工機(jī)械，其特征在于，所述動(dòng)力分配部根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)及所述蓄電器的輸出極限值，來決定使所述電驅(qū)動(dòng)部 進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的電力以及通過所述電驅(qū)動(dòng)部的再生運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的再生電力。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的混合式施工機(jī)械，其特征在于，所述動(dòng)力分配部根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)及所述蓄電器的輸出極限值，來決定供給到所述液壓 驅(qū)動(dòng)部的輸出。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的混合式施工機(jī)械，其特征在于，對(duì)根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述電驅(qū)動(dòng)部及所述蓄電器各自的輸出所計(jì)算的蓄電池要求極限 值與蓄電池目標(biāo)輸出進(jìn)行比較，而決定所述蓄電器的輸出指令。
6.如權(quán)利要求5所述的混合式施工機(jī)械，其特征在于，對(duì)所述蓄電器的輸出指令與供給到所述電驅(qū)動(dòng)部的電力或從所述電驅(qū)動(dòng)部輸出的電 力進(jìn)行比較，而決定所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合式施工機(jī)械，在該混合式施工機(jī)械中，控制部(60)具有動(dòng)力分配部(60-8)和輸出條件計(jì)算部(60-9)。輸出條件計(jì)算部(60-9)計(jì)算包括根據(jù)蓄電器(58)的充電率決定的蓄電器輸出設(shè)定值、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)(50)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出設(shè)定值、表示液壓發(fā)生機(jī)所要求的動(dòng)力的液壓負(fù)載要求值、以及表示電驅(qū)動(dòng)部所要求的電力的電負(fù)載要求值的輸出條件。動(dòng)力分配部(60-8)根據(jù)計(jì)算的輸出條件決定電驅(qū)動(dòng)部和液壓驅(qū)動(dòng)部的輸出值。
文檔編號(hào)F02D29/06GK101918649SQ20088012311
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者柳澤誠, 真鍋敬治 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社;住友建機(jī)株式會(huì)社