液壓作業(yè)機(jī)械的制作方法
【專利摘要】在具備與發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵連結(jié)的輔助電動(dòng)機(jī)的液壓作業(yè)機(jī)械中，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩以使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)通過規(guī)定路徑，由此改善發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)。根據(jù)液壓挖掘機(jī)的作業(yè)負(fù)載的變化，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)(7)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩使得發(fā)動(dòng)機(jī)(7)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的規(guī)定路徑(F)變化，并且限制發(fā)動(dòng)機(jī)(7)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的各自的變化率，控制發(fā)動(dòng)機(jī)(7)以得到該目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并且控制輔助電動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩以得到該目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
【專利說明】液壓作業(yè)機(jī)械

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓挖掘機(jī)等液壓作業(yè)機(jī)械，尤其涉及除了發(fā)動(dòng)機(jī)以外還具備由蓄電裝置驅(qū)動(dòng)的輔助電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在液壓挖掘機(jī)等液壓作業(yè)機(jī)械領(lǐng)域中，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的限制一年比一年嚴(yán)格。另外，由于燃料費(fèi)的高漲、不景氣的影響，市場(chǎng)上強(qiáng)烈請(qǐng)求燃料消耗率的提高。
[0003]為了應(yīng)對(duì)排氣限制，發(fā)動(dòng)機(jī)廠商等正在努力減少特別是廢氣中包含的顆粒狀物質(zhì)和氮氧化物顯X，目前開發(fā)出了很多燃燒控制的高度化技術(shù)。另一方面，還開發(fā)出了通過將0^^((116861 ￠181-1:1011181:6丨111:61'，柴油機(jī)微粒過濾器)、尿素30？系統(tǒng)等廢氣后處理裝置設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)與消音器之間，來進(jìn)行上述顆粒狀物質(zhì)？1和氮氧化物勵(lì)X的捕集和凈化處理的技術(shù)，與燃燒控制的高度化技術(shù)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組合來應(yīng)對(duì)更嚴(yán)格的廢氣限制。
[0004]但是，通常，上述0？？、尿素30？系統(tǒng)等廢氣后處理裝置復(fù)雜且使用昂貴的材料。例如使用于0？？的催化劑使用白金。另外，在尿素30？系統(tǒng)中需要具備預(yù)先儲(chǔ)藏有尿素的容器和尿素噴射裝置。因此，具備廢氣后處理裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)與單獨(dú)的系統(tǒng)相比成本相當(dāng)高。因而，為了除去或簡化后處理裝置，期望確定從發(fā)動(dòng)機(jī)本身減少？1、顯X等限制對(duì)象成分的排出的方法。
[0005]另一方面，為了提高燃料消耗率，提出并開發(fā)了作為驅(qū)動(dòng)源，除了發(fā)動(dòng)機(jī)以外還具備由電池等蓄電裝置驅(qū)動(dòng)的輔助電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械。在具有該結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)中，對(duì)于泵所需要的輸出，不僅通過發(fā)動(dòng)機(jī)還通過輔助電動(dòng)機(jī)來供給即可。以往，與液壓泵的輸出對(duì)應(yīng)地確定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，但是如果使用輔助電動(dòng)機(jī)，則能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩設(shè)定為期望的值。因而，能夠?qū)⒂棉D(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩表現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)設(shè)定為燃料效率良好的點(diǎn)。
[0006]例如在專利文獻(xiàn)1所提出的工程機(jī)械(液壓作業(yè)機(jī)械)中，通過具有由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，而將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的剩余量儲(chǔ)存為電能來實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出不足時(shí)，放出所儲(chǔ)存的該電能來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)而維持所需的泵吸收轉(zhuǎn)矩。在專利文獻(xiàn)1中，通過這種結(jié)構(gòu)，能夠采用具有相當(dāng)于工程機(jī)械進(jìn)行作業(yè)時(shí)所需的平均馬力的額定輸出的小型發(fā)動(dòng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)燃料消耗率的提高、排出(?的削減。
[0007]在專利文獻(xiàn)2的圖6中提出的作業(yè)機(jī)械中，構(gòu)成為由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵來產(chǎn)生液壓，將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的增加率設(shè)定為規(guī)定值，并將根據(jù)該增加率的規(guī)定值求出的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出上限值與根據(jù)液壓泵所請(qǐng)求的液壓輸出求出的請(qǐng)求輸出進(jìn)行比較，在請(qǐng)求輸出超過輸出上限值時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的輸出補(bǔ)充超出部分的輸出。在專利文獻(xiàn)2中，通過這種結(jié)構(gòu)，在液壓負(fù)載急劇增大時(shí)，也能夠控制為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載不會(huì)急劇增大，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件維持為適當(dāng)?shù)姆秶?，因此能夠避免燃燒效率下降、產(chǎn)生黑煙、發(fā)動(dòng)機(jī)停止。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4512283號(hào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本專利第4633813號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的問題
[0013]在液壓挖掘機(jī)等液壓作業(yè)機(jī)械中，在進(jìn)行挖掘等作業(yè)時(shí)，液壓泵所請(qǐng)求的負(fù)載的變動(dòng)急劇并且非常大，其結(jié)果，與汽車等不同，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加的負(fù)載在發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的大約0?100%的范圍內(nèi)瞬間地變動(dòng)。這對(duì)應(yīng)于由發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩表現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)快速且大范圍地變化這一‘清況。
[0014]另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)僅噴射與所請(qǐng)求的轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的量的燃料，并且為了減少廢氣中的作為大氣污染物的顆粒狀物質(zhì)和氮氧化物顯X的排出量而對(duì)燃料噴射、吸入空氣、使廢氣回流為進(jìn)氣的￡(?氣體等的量進(jìn)行控制。此時(shí)，在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩固定的穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)中，能夠使上述各控制量穩(wěn)定地維持為最優(yōu)值，因此能夠相當(dāng)程度地抑制顆粒狀物質(zhì)和氮氧化物顯X的排出量，還提高燃料消耗率。相反，在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下，難以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)上述各控制量的響應(yīng)，從而難以在變化中的各時(shí)刻將各控制量控制為最優(yōu)值，性質(zhì)與相當(dāng)程度地最優(yōu)化后的穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)下的燃燒不同，因此顆粒狀物質(zhì)和氮氧化物顯X的排出量增加，燃料消耗率也惡化。
[0015]為了應(yīng)對(duì)這些情況，而增加0？？的容量、尿素30？系統(tǒng)的容器，或者通過在0？？中多噴射燃料來提高廢氣的溫度從而縮短使堆積的強(qiáng)制地燃燒的再生控制的啟動(dòng)間隔，或者在尿素30？系統(tǒng)中進(jìn)行與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射狀況相應(yīng)的極細(xì)的尿素噴射控制等，這些措施均導(dǎo)致成本上升、燃料消耗率進(jìn)一步惡化。
[0016]總之，認(rèn)為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加的負(fù)載變動(dòng)的變化越急劇且越大則越不利于排氣和燃料消耗率。
[0017]在由發(fā)動(dòng)機(jī)和輔助電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)液壓泵的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成為不僅通過發(fā)動(dòng)機(jī)、還與輔助電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)地支持液壓泵所請(qǐng)求的急劇且大的負(fù)載變動(dòng)。因此，能夠較容易地減輕對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加的負(fù)載變動(dòng)。
[0018]在專利文獻(xiàn)1中記述了以下方式:如果液壓泵所請(qǐng)求的轉(zhuǎn)矩大于發(fā)動(dòng)機(jī)的規(guī)定轉(zhuǎn)矩，則使用輔助電動(dòng)機(jī)來輔助發(fā)動(dòng)機(jī)，如果液壓泵所請(qǐng)求的轉(zhuǎn)矩小于發(fā)動(dòng)機(jī)的規(guī)定轉(zhuǎn)矩則將輔助電動(dòng)機(jī)用作發(fā)電機(jī)，由此使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平均化。在該方式中，平均化的結(jié)果是，如專利文獻(xiàn)1的圖2所示，與作業(yè)的負(fù)載大小無關(guān)地，動(dòng)作點(diǎn)始終位于小型化的發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出點(diǎn)1?附近。
[0019]但是，當(dāng)考慮到應(yīng)用工程機(jī)械的各種作業(yè)時(shí)，將額定輸出點(diǎn)1?確定為一個(gè)點(diǎn)并不容易。例如，如果持續(xù)進(jìn)行負(fù)載大的作業(yè)，則輔助電動(dòng)機(jī)為了輔助發(fā)動(dòng)機(jī)而消耗掉充入蓄電裝置的電力，最終有可能導(dǎo)致泵無法輸出該作業(yè)所需的輸出。另外，在持續(xù)進(jìn)行負(fù)載小的作業(yè)的情況下，所發(fā)電的電力充入蓄電裝置，但是在充滿電之后，無法維持發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出點(diǎn)？3。為了解決這些問題，需要大容量的蓄電裝置。另外，為了在所有作業(yè)中將發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載平均化為額定輸出點(diǎn)時(shí)，至少需要假設(shè)的最大負(fù)載的一半左右的輸出的輔助電動(dòng)機(jī)。這些均導(dǎo)致成本增加，因此為了實(shí)用化，需要根據(jù)作業(yè)負(fù)載使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)，以防止發(fā)生需要長時(shí)間持續(xù)大的輔助和發(fā)電的情況。
[0020]在專利文獻(xiàn)2中提出了以下方法:使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出不超過規(guī)定增加率，在從液壓泵請(qǐng)求的輸出急劇增加的情況下，由輔助電動(dòng)機(jī)補(bǔ)充不足部分的輸出。該方法能夠抑制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的增加率，從廢氣和燃料消耗率的觀點(diǎn)來看具有一定效果，但是無法將轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化率設(shè)定為從廢氣、燃料消耗率的觀點(diǎn)出發(fā)而期望的值，并且無法規(guī)定由轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩表現(xiàn)的動(dòng)作點(diǎn)、和該動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)時(shí)的路徑。另外，在專利文獻(xiàn)2中并沒有記述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出減少時(shí)的對(duì)策，對(duì)于廢氣、燃料消耗率的效果不充分。
[0021]本發(fā)明的第一目的在于提供一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，即在具備與發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵連結(jié)的輔助電動(dòng)機(jī)的液壓作業(yè)機(jī)械中，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩以使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)從規(guī)定路徑通過，由此能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)。
[0022]本發(fā)明的第二目的在于提供一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，即在具備與發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵連結(jié)的輔助電動(dòng)機(jī)的液壓作業(yè)機(jī)械中，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩以使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)以規(guī)定的動(dòng)作速度從規(guī)定路徑通過，由此能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)。
[0023]用于解決問題的方案
[0024](1)為了達(dá)到上述第一目的，本發(fā)明是一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，具備:發(fā)動(dòng)機(jī)；液壓泵，其由上述發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；輔助電動(dòng)機(jī)，其與上述發(fā)動(dòng)機(jī)和上述液壓泵連結(jié)的；多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其由從上述液壓泵排出的液壓油驅(qū)動(dòng)；以及多個(gè)操作裝置，其具有操作部件，輸出與該操作部件的操作相應(yīng)的操作信號(hào)而使上述多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械具備:發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置，其設(shè)定上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，使得與上述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載的變化相應(yīng)地，上述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著規(guī)定路徑變化，其中該規(guī)定路徑是在根據(jù)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩確定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)定義的使上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的路徑；第一控制裝置，其控制上述發(fā)動(dòng)機(jī)以得到由上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定的上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速；以及第二控制裝置，其控制上述輔助電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩以得到由上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定的上述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
[0025]在這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化而使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)的情況下，能夠以使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著規(guī)定路徑變化的方式設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，因此能夠防止發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)在移動(dòng)過程中通過燃料消耗率差的區(qū)域的情況、通過廢氣中的大氣污染物的排出多的區(qū)域的情況，從而能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)。
[0026](2)另外，本發(fā)明為了達(dá)到上述第二目的，在上述⑴的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械中，上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置還限制上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩各自的變化率，使得在上述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以比與上述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載的變化對(duì)應(yīng)的上述液壓泵的輸出的變化速度小的速度變化，并且上述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩各自的變化率被抑制在使上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定范圍內(nèi)。
[0027]在這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化而使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)的情況下，不僅以使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著規(guī)定路徑變化的方式設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，還限制發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩各自的變化率，因此，能夠防止發(fā)生移動(dòng)速度過快而燃料消耗率惡化的情況、大氣污染物的排出增加的情況，從而能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)。
[0028](3)在上述(1)或(2)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械中，優(yōu)選的是，上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置具有:第一運(yùn)算部，其根據(jù)上述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載，將上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算為上述規(guī)定路徑上的值；以及第二運(yùn)算部，其限制上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩各自的變化率，使得在上述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，上述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著上述規(guī)定路徑變化。
[0029](4)另外，在上述(3)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械中，優(yōu)選的是，上述第一運(yùn)算部具有運(yùn)算圖，該運(yùn)算圖使上述發(fā)動(dòng)機(jī)所請(qǐng)求的輸出與上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系、以及上述發(fā)動(dòng)機(jī)所請(qǐng)求的輸出與上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系中的至少一個(gè)關(guān)系與使上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定路徑相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行記述，參照與上述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出來運(yùn)算上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩中的至少一個(gè)。
[0030](5)并且，在上述⑶或(5)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械中，優(yōu)選的是，上述第二運(yùn)算部具有:第一速率限制器，其將由上述第一運(yùn)算部運(yùn)算得到的上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率限制為規(guī)定的限制值以下；以及第二速率限制器，其將由上述第一運(yùn)算部運(yùn)算得到的上述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率限制為規(guī)定的限制值以下，上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的上述規(guī)定的限制值與上述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的上述規(guī)定的限制值之比以使上述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著上述規(guī)定路徑變化的方式設(shè)定。
[0031](6)另外，在上述(5)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械中，優(yōu)選的是，上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的上述規(guī)定的限制值和上述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的上述規(guī)定的限制值進(jìn)一步以將上述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩各自的變化率抑制在使上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定范圍內(nèi)的方式設(shè)定。
[0032](7)在上述⑴?(6)中任一項(xiàng)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械中，優(yōu)選的是，上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定路徑是基于上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率特性確定的路徑、以及考慮上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率特性并且基于上述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中包含的大氣污染物的排出特性而確定的路徑中的某一個(gè)。
[0033](8)另外，在上述(5)或(6)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械中，優(yōu)選的是，上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的上述規(guī)定的限制值和上述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的上述規(guī)定的限制值分別是基于上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率特性確定的值、以及考慮上述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率特性并且基于根據(jù)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣內(nèi)包含的大氣污染物的排出特性而確定的值中的某一個(gè)。
[0034]發(fā)明效果
[0035]根據(jù)本發(fā)明，在使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化而使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)的情況下，能夠以使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著規(guī)定路徑變化的方式設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，因此，能夠防止發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)在移動(dòng)過程中通過燃料消耗率差的區(qū)域的情況、通過廢氣中的大氣污染物的排出多的區(qū)域的情況，從而能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)。
[0036]另外，根據(jù)本發(fā)明，在使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化而使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)的情況下，不僅以使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著規(guī)定路徑變化的方式設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，還限制發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩各自的變化率，因此，能夠防止發(fā)生移動(dòng)的速度過快而燃料消耗率惡化的情況、大氣污染物的排出增加的情況，從而能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的液壓挖掘機(jī)(液壓作業(yè)機(jī)械)的外觀圖。
[0038]圖2是搭載于液壓挖掘機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0039]圖3是表示車身控制器所進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制的處理內(nèi)容的功能框圖。
[0040]圖4是表示由請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部運(yùn)算的內(nèi)容的框圖。
[0041]圖5是表不發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部的一例的框圖。
[0042]圖6是表示相對(duì)于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率特性的圖，是說明本發(fā)明的基本思想的概念圖。
[0043]圖7是表示圖6的燃料消耗率良好的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)八1與點(diǎn)八2之間的動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)的時(shí)間圖。
[0044]圖8八是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部的處理內(nèi)容的詳細(xì)的框圖。
[0045]圖88是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部的其它例的與圖8八相同的圖。
[0046]圖9是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車身控制器所進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制的處理內(nèi)容的功能框圖。
[0047]圖10是表示相對(duì)于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)的的排出特性的圖，是說明本發(fā)明的基本思想的概念圖。
[0048]圖11是表示與圖10的動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)有關(guān)的動(dòng)作的時(shí)間圖。
[0049]圖12是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部的處理內(nèi)容的詳細(xì)的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0050]以下，使用【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0051]〈第一實(shí)施方式〉
[0052]圖1是作為液壓作業(yè)機(jī)械的一例的液壓挖掘機(jī)的外觀圖。
[0053]液壓挖掘機(jī)由多關(guān)節(jié)型的前裝置1八和車身18構(gòu)成，該前裝置1八包括沿垂直方向分別轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)臂匕、斗桿化以及鏟斗化，該車身18包括上部旋轉(zhuǎn)體1(1和下部行駛體16構(gòu)成，前裝置1八的動(dòng)臂匕的基端以能夠沿垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)方式被支承于上部旋轉(zhuǎn)體1(1的前部。動(dòng)臂匕、斗桿化、鏟斗化、上部旋轉(zhuǎn)體1(1以及下部行駛體16分別由動(dòng)臂液壓缸％、斗桿液壓缸36、鏟斗液壓缸3匕旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16(參照?qǐng)D2)以及左右的行駛馬達(dá)36、3？驅(qū)動(dòng)。動(dòng)臂匕、斗桿化、鏟斗化、上部旋轉(zhuǎn)體1(1的動(dòng)作由操作桿裝置4^4“參照?qǐng)D2)的液壓操作信號(hào)(控制先導(dǎo)壓力)指示，下部行駛體16的動(dòng)作由未圖示的行駛用操作踏板裝置的液壓操作信號(hào)(控制先導(dǎo)壓力)指示。
[0054]圖2是表示搭載于圖1示出的液壓挖掘機(jī)的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的圖。
[0055]在圖2中，本發(fā)明的第一實(shí)施方式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)具備操作桿裝置如、413及未圖示的行駛用操作踏板裝置、滑閥型方向切換閥53?50、56、5？、主液壓泵6、發(fā)動(dòng)機(jī)7、主溢流閥8、油箱9以及梭閥塊25。
[0056]操作桿裝置如、413及操作踏板裝置根據(jù)操作桿裝置如、413及操作踏板裝置所具備的減壓閥(遙控閥)的操作開度將由未圖示的先導(dǎo)泵的排出油生成的一次壓減壓到二次壓并生成控制先導(dǎo)壓力(液壓操作信號(hào))，該控制先導(dǎo)壓力被送到方向切換閥53?5匕56,5？的受壓部，從圖示的中立位置對(duì)方向切換閥53?5匕56、5？進(jìn)行切換操作。方向切換閥53?50、56、5？例如為配置于中間位置旁通線路((36111:61 137~？5188 11=6)的中立開口型(01)611 06111:61~ 1:7156)的滑閥，通過控制先導(dǎo)壓力而被切換操作，由此控制由液壓泵6排出的液壓油的流動(dòng)(方向和流量)，控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)33?3匕36、3？的驅(qū)動(dòng)。由發(fā)動(dòng)機(jī)7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓泵6。在用于引導(dǎo)液壓泵6的排出油的液壓配管內(nèi)的壓力過度上升的情況下，通過溢流閥8使液壓油向油箱9溢流，防止液壓配管內(nèi)的壓力過度上升。
[0057]梭閥塊25選擇并輸出由操作桿裝置如、413生成的液壓操作信號(hào)(控制先導(dǎo)壓力)中除用于指示旋轉(zhuǎn)操作的液壓操作信號(hào)以外的液壓操作信號(hào)和由未圖示的操作踏板裝置生成的液壓操作信號(hào)中的、壓力最高的液壓操作信號(hào)。
[0058]液壓泵6為可變?nèi)萘啃偷谋?，具有正控制方?￠0811:1^6⑶111:1*01 8(^61116)的調(diào)節(jié)器6^由梭閥塊25輸出的液壓操作信號(hào)被引導(dǎo)到調(diào)節(jié)器63。如公知那樣，正控制方式的調(diào)節(jié)器63隨著操作桿裝置如、413及操作踏板裝置的操作部件即操作桿及踏板的操作量(請(qǐng)求流量)增加且液壓操作信號(hào)上升，而使液壓泵6的斜板傾轉(zhuǎn)角(容量)增加，從而使液壓泵6的排出流量增加。
[0059]此外，調(diào)節(jié)器63也可以是隨著輸入到調(diào)節(jié)器63的信號(hào)壓力下降而使液壓泵6的傾角(容量)增大的負(fù)控制方式。在該情況下，在從方向切換閥如?50、56、5？通過而到達(dá)油箱9的中央位置旁通線路的最下游部分設(shè)置節(jié)流部，將該節(jié)流部的入口側(cè)的壓力作為信號(hào)壓力引導(dǎo)到調(diào)節(jié)器63。在中央位置旁通線路的最下游部分設(shè)置節(jié)流部的情況下，該節(jié)流的入口側(cè)的壓力隨著操作桿裝置如、413及操作踏板裝置的操作部件即操作桿及踏板的操作量(請(qǐng)求流量)增加且方向切換閥如?50、56、5？的中間位置旁通節(jié)流部的通過流量減小而下降。因而，將節(jié)流部的入口側(cè)的壓力作為信號(hào)壓力輸入到調(diào)節(jié)器63，隨著該信號(hào)壓力下降使液壓泵6的傾角(容量)增大，由此能夠隨著操作部件的操作量增加使液壓泵的排出流量增加。
[0060]此外，也可以將方向切換閥53?50、56、5？設(shè)為封閉型(￠1086(1 1:7156)的滑閥，將調(diào)節(jié)器如設(shè)為以使液壓泵6的排出壓力比最高負(fù)載壓力高出規(guī)定壓力的方式進(jìn)行控制的負(fù)載傳感控制方式。
[0061]另外，如公知那樣，調(diào)節(jié)器如具備轉(zhuǎn)矩限制控制功能，即隨著液壓泵6的排出壓力增大而使液壓泵6的傾轉(zhuǎn)角(容量)減小，從而將液壓泵6的吸收轉(zhuǎn)矩控制為不超過預(yù)先設(shè)定的最大轉(zhuǎn)矩。
[0062]如公知那樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)7的排氣系統(tǒng)中能夠具備作為廢氣凈化裝置的0？？、尿素3⑶。
[0063]本實(shí)施方式中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)還具備輔助電動(dòng)機(jī)10、車身控制器11、逆變器12、13、斬波器14、蓄電池15、用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)液壓操作信號(hào)的壓力傳感器17、18、用于檢測(cè)由梭閥塊25輸出的液壓操作信號(hào)的壓力傳感器26、用于檢測(cè)液壓泵6的排出壓的壓力傳感器19、用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)傳感器23以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21。
[0064]輔助電動(dòng)機(jī)10連結(jié)于液壓泵6與發(fā)動(dòng)機(jī)7之間。該輔助電動(dòng)機(jī)10具有將發(fā)動(dòng)機(jī)7的輸出變換為電能(電力)并輸出到逆變器12的作為發(fā)電機(jī)的功能、以及通過從逆變器12提供的電能(電力)而被驅(qū)動(dòng)并對(duì)液壓泵6進(jìn)行輔助驅(qū)動(dòng)的作為電動(dòng)機(jī)的功能。
[0065]逆變器12在輔助電動(dòng)機(jī)10作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能時(shí)，將由輔助電動(dòng)機(jī)10生成的交流電力變換為直流電力并輸出，在輔助電動(dòng)機(jī)10作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能時(shí)，將來自蓄電池15的直流電力變換為交流電力并提供給輔助電動(dòng)機(jī)10。
[0066]逆變器13將由輔助電動(dòng)機(jī)10生成并由逆變器12輸出的直流電力變換為交流電力并提供給旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16。另外，逆變器13將在旋轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能而再生的交流電力變換為直流電力并輸出。
[0067]蓄電池15經(jīng)由斬波器14來調(diào)整電壓，對(duì)逆變器12、13提供電力或者蓄積由輔助電動(dòng)機(jī)10產(chǎn)生的電能、來自旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16的電能。
[0068]發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21運(yùn)算來自車身控制器11的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與由旋轉(zhuǎn)傳感器23檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)7的實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的偏差，并根據(jù)該轉(zhuǎn)速偏差來運(yùn)算目標(biāo)燃料噴射量，將對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)7所具備的電子調(diào)速器71電子調(diào)速器73根據(jù)該控制信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作并噴射相當(dāng)于目標(biāo)燃料噴射量的燃料而將其提供給發(fā)動(dòng)機(jī)7。由此，發(fā)動(dòng)機(jī)7被控制成維持目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0069]車身控制器11具有控制運(yùn)算電路，在該控制運(yùn)算電路中進(jìn)行與發(fā)動(dòng)機(jī)7、輔助電動(dòng)機(jī)10以及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16有關(guān)的以下控制。
[0070](1)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16的驅(qū)動(dòng)控制
[0071]壓力傳感器17、18與對(duì)由操作桿裝置仙生成的液壓操作信號(hào)中的指示左右方向的旋轉(zhuǎn)操作的液壓操作信號(hào)進(jìn)行引導(dǎo)的先導(dǎo)油路連接，檢測(cè)該液壓操作信號(hào)。車身控制器11輸入壓力傳感器17、18的檢測(cè)信號(hào)(電信號(hào))，根據(jù)檢測(cè)出的液壓操作信號(hào)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16的驅(qū)動(dòng)控制。具體地說，在檢測(cè)出指示左方向的旋轉(zhuǎn)操作的液壓操作信號(hào)時(shí)，基于該液壓操作信號(hào)來控制逆變器12而進(jìn)行使輔助電動(dòng)機(jī)10作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作的發(fā)電控制，并且，控制逆變器13而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16的動(dòng)力運(yùn)行控制，以使上部旋轉(zhuǎn)體1(1以與液壓操作信號(hào)對(duì)應(yīng)的速度向左旋轉(zhuǎn)的方式使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16動(dòng)作。在檢測(cè)出指示右方向的旋轉(zhuǎn)操作的液壓操作信號(hào)時(shí)，基于該液壓操作信號(hào)來控制逆變器12而進(jìn)行使輔助電動(dòng)機(jī)10作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作的發(fā)電控制，并且，控制逆變器13而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16的動(dòng)力運(yùn)行控制，以使上部旋轉(zhuǎn)體1(1以與液壓操作信號(hào)對(duì)應(yīng)的速度向右旋轉(zhuǎn)的方式使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16動(dòng)作。
[0072](2)回收電力的蓄電控制
[0073]車身控制器11在旋轉(zhuǎn)制動(dòng)時(shí)控制逆變器13來進(jìn)行使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作的發(fā)電控制，從旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)16回收電能，并且進(jìn)行將回收的電能蓄積于蓄電池15的控制。
[0074](3)輔助電動(dòng)機(jī)10的控制(蓄電池15的蓄電管理控制)
[0075]車身控制器11在液壓泵6的液壓負(fù)載(泵吸收轉(zhuǎn)矩)輕且蓄電池15的蓄電余量少時(shí)，控制逆變器12來進(jìn)行使輔助電動(dòng)機(jī)10作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作的發(fā)電控制，產(chǎn)生剩余的電力，并且進(jìn)行將產(chǎn)生的剩余電力蓄積于蓄電池15的控制。相反地，在液壓泵6的液壓負(fù)載(泵吸收轉(zhuǎn)矩)重且蓄電池15的蓄電余量為規(guī)定量以上時(shí)，控制逆變器12而對(duì)輔助電動(dòng)機(jī)10提供蓄電池15的電力來進(jìn)行使輔助電動(dòng)機(jī)10作為電動(dòng)機(jī)動(dòng)作的動(dòng)力運(yùn)行控制，對(duì)液壓泵6進(jìn)行輔助驅(qū)動(dòng)。
[0076](4)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制(本發(fā)明的特征)
[0077]車身控制器11根據(jù)作用于液壓泵6的液壓負(fù)載(液壓挖掘機(jī)的作業(yè)負(fù)載)，運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21和逆變器12輸出控制信號(hào)。液壓泵6的液壓負(fù)載是將由壓力傳感器19檢測(cè)出的排出壓與根據(jù)由壓力傳感器26檢測(cè)出的液壓壓力信號(hào)運(yùn)算出的流量相乘而運(yùn)算得到的泵輸出。車身控制器11在泵輸出小時(shí)使目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩減小，提高燃料消耗率或者抑制大氣污染物的排出。在泵輸出大時(shí)使目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩增加，取出充分的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。
[0078]圖3是表示車身控制器11所進(jìn)行的上述⑷的控制的處理內(nèi)容的功能框圖。
[0079]車身控制器11具備請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部11a、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部lib、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部Ilc以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部lid。請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部Ila根據(jù)由旋轉(zhuǎn)傳感器23測(cè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速、由壓力傳感器26檢測(cè)出的液壓操作信號(hào)以及由壓力傳感器19檢測(cè)出的液壓泵6的排出壓來推定向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部Ilb根據(jù)向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出來運(yùn)算目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并將該目標(biāo)轉(zhuǎn)速輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21以使發(fā)動(dòng)機(jī)7以目標(biāo)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)算目標(biāo)燃料噴射量，將對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)輸出到電子調(diào)速器7a。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部Ilc根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出來運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部Ild根據(jù)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)矩以及發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩來運(yùn)算為了使兩者一致而輔助電動(dòng)機(jī)10應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，給予該轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動(dòng)逆變器12。
[0080]另外，請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部11a、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部Ilb和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部Ilc構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，使得與液壓挖掘機(jī)(液壓作業(yè)機(jī)械)的作業(yè)負(fù)載的變化相應(yīng)地，發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著規(guī)定路徑F變化，其中規(guī)定路徑F是在根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩確定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)定義的使發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒狀態(tài)良好的路徑，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21構(gòu)成第一控制裝置，該第一控制裝置控制發(fā)動(dòng)機(jī)7使得得到由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部Ild構(gòu)成第二控制裝置，該第二控制裝置控制輔助電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩，使得得到由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
[0081]另外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部IIb (發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置)限制發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩各自的變化率，使得在液壓挖掘機(jī)(液壓作業(yè)機(jī)械)的作業(yè)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以比與液壓挖掘機(jī)的作業(yè)負(fù)載的變化對(duì)應(yīng)的液壓泵6的輸出的變化速度小的速度變化，并且發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩各自的變化率被抑制在使發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定范圍內(nèi)。
[0082]在本實(shí)施方式中，基于發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃料消耗率特性來確定使發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定路徑F，由此設(shè)定燃料消耗率良好的路徑(圖6的區(qū)域Rl內(nèi)的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線的路徑F)。另外，在本實(shí)施方式中，分別基于發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃料消耗率特性來確定發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的規(guī)定限制值和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的規(guī)定限制值，由此限制為將發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩各自的變化率抑制在燃料消耗率良好的范圍內(nèi)。
[0083]以下，詳細(xì)說明請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部11a、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部lib、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部Ilc以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部lid。
[0084]圖4是表示由請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部Ila運(yùn)算的內(nèi)容的框圖。請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部Ila根據(jù)液壓操作信號(hào)和排出壓來運(yùn)算向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出。請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部Ila使用記述了液壓泵6的液壓操作信號(hào)與液壓泵6的容量(傾轉(zhuǎn)量)的關(guān)系的圖llal，根據(jù)液壓操作信號(hào)推定液壓泵6的容量。如上所述，液壓泵6具備轉(zhuǎn)矩限制功能，請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部Ila按照在圖lla2中記述的該轉(zhuǎn)矩限制功能的特性，根據(jù)排出壓來運(yùn)算液壓泵6的最大容量。請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部Ila進(jìn)一步在最小值選擇部lla3中選擇圖1lal和圖lla2的運(yùn)算結(jié)果中較小一方的結(jié)果，得到液壓泵6的推定容量。在乘法部lla4中對(duì)該推定容量乘以發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速來計(jì)算由液壓泵6排出的流量，在乘法部lla5中對(duì)該流量乘以排出壓來推定由液壓泵6產(chǎn)生的輸出(動(dòng)力或者馬力)。進(jìn)一步地，將在除法部lla6中使該輸出除以泵效率得到的結(jié)果作為向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出。此時(shí)，利用圖lla7使向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出不超過發(fā)動(dòng)機(jī)7的最大輸出。
[0085]圖5是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部Ild的一例的框圖。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部Ild在減法部lld3中求得實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的偏差，并在PI控制部lld2中進(jìn)行包含積分的PI控制運(yùn)算，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)矩與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩一致。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部Ild為了確保轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)性，而在P控制部Ildl中進(jìn)行P控制運(yùn)算，并在加法部lld4中組合PI控制運(yùn)算與P控制運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果，將根據(jù)該運(yùn)算的結(jié)果得到的PWM信號(hào)輸出到逆變器12，對(duì)輔助電動(dòng)機(jī)10進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行控制或者發(fā)電控制。
[0086]接著，詳細(xì)說明發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部Ilb和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部11c。
[0087]圖6是表示相對(duì)于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃料消耗率特性的圖，是說明本發(fā)明的基本思想的概念圖。
[0088]在圖6中，M為發(fā)動(dòng)機(jī)7的最大轉(zhuǎn)矩線，最大轉(zhuǎn)矩線M的內(nèi)側(cè)為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩確定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。另外，在運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)描繪的多條曲線為等燃料消耗率線，標(biāo)注了附圖標(biāo)記Rl的等燃料消耗率線的內(nèi)側(cè)為燃料消耗率良好的區(qū)域，從其中心部分的燃料消耗率最好的區(qū)域通過的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線為燃料消耗率最好的路徑F。在圖6中還示出表示向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出的等馬力曲線P1、P2。用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的積表示發(fā)動(dòng)機(jī)7的輸出(馬力)，等馬力曲線P1、P2為雙曲線。
[0089]根據(jù)圖6，燃料消耗率成為在中間的轉(zhuǎn)速且較高轉(zhuǎn)矩的區(qū)域中良好，并在除此以外的區(qū)域中逐漸惡化的特性。在旋轉(zhuǎn)等負(fù)載較輕的作業(yè)時(shí)，向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出為P1，在挖掘等負(fù)載大的作業(yè)中在發(fā)動(dòng)機(jī)7中請(qǐng)求P2的輸出。如果始終以N2的轉(zhuǎn)速使發(fā)動(dòng)機(jī)7運(yùn)轉(zhuǎn)，則無論向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出是Pl還是P2均能夠沒問題地應(yīng)對(duì)。在該情況下，在請(qǐng)求P2時(shí)，能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃料消耗率良好的區(qū)域Rl的內(nèi)側(cè)的燃料消耗率最好的區(qū)域中運(yùn)轉(zhuǎn)，但是在請(qǐng)求Pl時(shí)燃料消耗率很差。因此，為了無論作業(yè)負(fù)載的大小均能夠盡可能在燃料消耗率良好的區(qū)域Rl中運(yùn)轉(zhuǎn)，而在請(qǐng)求Pl時(shí)將目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)為NI，在請(qǐng)求P2時(shí)將目標(biāo)轉(zhuǎn)速設(shè)為N2。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)矩分別成為T1、T2，以發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩表現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)與作業(yè)負(fù)載的變化相應(yīng)地在點(diǎn)Al和點(diǎn)Α2之間移動(dòng)。以如下方式管理過渡響應(yīng)時(shí)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，即:使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩沿著燃料消耗率良好的區(qū)域Rl內(nèi)的點(diǎn)Al與點(diǎn)Α2之間的虛線的路徑F發(fā)生變化，以使得在該移動(dòng)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)也不會(huì)從燃料消耗率良好的區(qū)域Rl脫離，并且，將發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)速度抑制在燃料消耗率良好的范圍內(nèi)(即，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化率抑制在燃料消耗率良好的范圍內(nèi))。這是本發(fā)明的基本思想。
[0090]此外，若不使用本發(fā)明的方式而僅僅是使提供給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21的目標(biāo)轉(zhuǎn)速從NI增加至N2，則受到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21的轉(zhuǎn)速反饋控制的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)沿著最大轉(zhuǎn)矩線，從BI經(jīng)過B2，燃料消耗率的惡化。另外，當(dāng)使目標(biāo)轉(zhuǎn)速從N2減小至NI時(shí)，轉(zhuǎn)速超過目標(biāo)轉(zhuǎn)速，因此切斷燃料，從C2經(jīng)過Cl。在切斷燃料時(shí)，當(dāng)然不存在燃料消耗率的惡化，但是在切斷燃料結(jié)束之后急劇產(chǎn)生液壓泵所請(qǐng)求的輸出，因此轉(zhuǎn)矩驟增，從而導(dǎo)致燃料消耗率的惡化。
[0091]圖7是表示圖6的燃料消耗率良好的區(qū)域Rl內(nèi)的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)的時(shí)間圖。首先，設(shè)為向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出從Pl階梯性地增加至P2。該情況在挖掘等液壓挖掘機(jī)所進(jìn)行的作業(yè)中是常見的。此時(shí)，與向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出增加對(duì)應(yīng)地，目標(biāo)轉(zhuǎn)速從NI增加至N2，發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩從Tl增加至T2。這些增加的變化率以如下方式確定，即:從點(diǎn)Al向點(diǎn)A2的路徑F經(jīng)過燃料消耗率良好的區(qū)域Rl內(nèi)的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩沿著燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F在區(qū)域Rl內(nèi)變化)，并且將變化的速度(變化率)抑制在燃料消耗率良好的范圍內(nèi)。此時(shí)，當(dāng)使用圖3和圖5的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部Ild的控制使輔助電動(dòng)機(jī)10進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，在輸出為Pl的穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)下輔助電動(dòng)機(jī)10不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，但是與向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出上升大致同時(shí)地對(duì)輔助電動(dòng)機(jī)10進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行控制，而輔助發(fā)動(dòng)機(jī)7。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)7的輸出增加，輔助電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩減小，在輸出為P2的穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)下輔助電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩返回至O。時(shí)間圖的后半部分表示向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出從P2減少至Pl的情況。在該情況下，從點(diǎn)A2到點(diǎn)Al的路徑F也經(jīng)過燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線，且發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩分別以規(guī)定的變化率從N2變?yōu)镹1、從T2變?yōu)門11，使得不會(huì)產(chǎn)生急劇的轉(zhuǎn)矩變化。
[0092]圖8A是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部Ilb和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部Ilc的處理內(nèi)容的詳細(xì)的框圖。
[0093]發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部Ilb具備目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖1lbl和速率限制器(rate limiter) llb2,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部Ilc具備除法部Ilcl和速率限制器llc2。
[0094]首先，概括地說明發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部Ilb和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部Ilc的構(gòu)成要素的功能。
[0095]目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖1lbl和除法部Ilcl構(gòu)成第一運(yùn)算部，該第一運(yùn)算部根據(jù)液壓挖掘機(jī)(液壓作業(yè)機(jī)械)的作業(yè)負(fù)載，將發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算為使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定路徑F(燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F)上的值，速率限制器llb2和速率限制器llc2構(gòu)成第二運(yùn)算部，該第二運(yùn)算部限制發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩各自的變化率，使得在液壓挖掘機(jī)(液壓作業(yè)機(jī)械)的作業(yè)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著上述規(guī)定路徑F(燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F)變化。
[0096]以下，詳細(xì)說明目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖llbl、速率限制器llb2、除法部Ilcl以及速率限制器llc2。
[0097]目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖1lbl是以將發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速N和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T設(shè)定于由圖6的燃料消耗率特性的圖定義的燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F上的方式記述了請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系的圖，根據(jù)向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出，而輸出燃料消耗率最好的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0098]能夠通過在除法部Ilcl中使向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出除以根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖1lbl求出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速而求出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
[0099]在速率限制器Ilb2、llc2中，在向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出急劇變化時(shí)將目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率分別限制為規(guī)定的限制值以下，輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
[0100]速率限制器llb2和速率限制器llc2限制變化率的規(guī)定的限制值分別以如下方式確定，即:使以發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩表示的動(dòng)作點(diǎn)以燃料消耗率不會(huì)惡化的速度在由圖6的燃料消耗率特性的圖定義的燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F上移動(dòng)。
[0101]在此，通過目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率之比來確定發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)的路徑F，因此在速率限制器llb2和速率限制器llc2中，以使發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)在圖6的燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F上移動(dòng)(即，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩沿著燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F變化)的方式確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的限制值與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的限制值之比。另外，預(yù)先求出發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)速度(轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的變化速度)與燃料消耗率的關(guān)系，根據(jù)該關(guān)系以成為燃料消耗率不會(huì)惡化的移動(dòng)速度(即，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化率被抑制在燃料消耗率良好的范圍內(nèi))的方式確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的限制值和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的限制值。在速率限制器llb2和速率限制器llc2中設(shè)定了這種限制值。
[0102]圖8B是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部Ilc的其它例的與圖8A相同的圖。在本例中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部Ilc具備目標(biāo)轉(zhuǎn)矩圖1lclA和速率限制器llc2。目標(biāo)轉(zhuǎn)矩圖1lclA是以將發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速N和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T設(shè)定于由圖6的燃料消耗率特性的圖定義的燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F上的方式記述了請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的圖，根據(jù)向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出來輸出燃料消耗率最好的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
[0103]在圖8A中，使用目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖1lbl和除法部Ilcl來求出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩這一情況與以下情況等效:如圖8B所示，準(zhǔn)備目標(biāo)轉(zhuǎn)矩圖llclA，使用該目標(biāo)轉(zhuǎn)矩圖1lclA并根據(jù)向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出，而輸出燃料消耗率最好的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。此外，也可以設(shè)置目標(biāo)轉(zhuǎn)矩圖1lclA和除法部llcl，通過使向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出除以目標(biāo)轉(zhuǎn)矩來求出目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0104]換言之，圖8A的目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖1lbl和圖8B的目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖1lbl以及目標(biāo)轉(zhuǎn)矩圖1lclA是以下運(yùn)算圖:使上述規(guī)定路徑F(燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F)與向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系、和向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行記述，參照與液壓挖掘機(jī)(液壓作業(yè)機(jī)械)的作業(yè)負(fù)載對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出來運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩中的至少一個(gè)。
[0105]根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式，在使發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化而使發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)的情況下，作為動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)路徑，能夠設(shè)定燃料消耗率良好的點(diǎn)Al與點(diǎn)A2之間的虛線路徑F，并且作為動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)速度，能夠設(shè)定燃料消耗率不會(huì)惡化的移動(dòng)速度，因此，能夠防止發(fā)生在移動(dòng)過程中通過燃料消耗率惡化的區(qū)域Rl的情況、移動(dòng)速度過快從而燃料消耗率惡化的情況，能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒狀態(tài)。
[0106]〈第二實(shí)施方式〉
[0107]圖9是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車身控制器11 (參照?qǐng)D2)所進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制的處理內(nèi)容的功能框圖。車身控制器11具備請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部11a、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部llAb、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部IlAc以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部lid。請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部Ila和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部Ild與使用圖3在第一實(shí)施方式中說明的部分相同。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部IlAb根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出來運(yùn)算目標(biāo)轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部IlAc根據(jù)向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出和發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速來運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
[0108]另外，在本實(shí)施方式中也是，請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部11a、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部IlAb以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部IlAc構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，使得與液壓挖掘機(jī)(液壓作業(yè)機(jī)械)的作業(yè)負(fù)載的變化相應(yīng)地，發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著規(guī)定路徑Gl、G2(參照?qǐng)D10)變化，其中規(guī)定路徑G1、G2是在根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩確定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)定義的使發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒狀態(tài)良好的路徑，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21構(gòu)成第一控制裝置，該第一控制裝置控制發(fā)動(dòng)機(jī)7，使得得到由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部Ild構(gòu)成第二控制裝置，該第二控制裝置控制輔助電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩，使得得到由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
[0109]另外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部I IAb (發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置)限制發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩各自的變化率，使得在液壓挖掘機(jī)(液壓作業(yè)機(jī)械)的作業(yè)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以比與液壓挖掘機(jī)的作業(yè)負(fù)載的變化對(duì)應(yīng)的液壓泵6的輸出的變化速度小的速度發(fā)生變化，并將發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩各自的變化率抑制在使發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定范圍內(nèi)。
[0110]在本實(shí)施方式中，考慮發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃料消耗率特性并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)7的廢氣內(nèi)包含的大氣污染物的排出特性來確定使發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定路徑Gl、G2，由此設(shè)定了抑制燃料消耗率的惡化并且減少廢氣中的大氣污染物(例如PM)的排出量的路徑(圖10的點(diǎn)Al與點(diǎn)Aa與點(diǎn)A2之間的虛線路徑Gl、G2)。另外，在本實(shí)施方式中，考慮發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃料消耗率特性并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)7的廢氣內(nèi)包含的大氣污染物的排出特性來分別確定發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的規(guī)定限制值和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的規(guī)定限制值，由此將發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩各自的變化率限制在抑制燃料消耗率的惡化并且廢氣中的大氣污染物(例如PM)的排出量不增加的范圍內(nèi)。
[0111]以下，使用圖10?圖12詳細(xì)說明發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部IlAb和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部IlAc0
[0112]圖10是表示相對(duì)于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)7的PM(顆粒狀物質(zhì))的排出特性的圖，是說明本發(fā)明的基本思想的概念圖。
[0113]在圖10中，在最大轉(zhuǎn)矩線M內(nèi)側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)描繪的多條曲線為發(fā)動(dòng)機(jī)7的PM(顆粒狀物質(zhì))的排出特性線，標(biāo)注了附圖標(biāo)記R2的PM排出特性線的內(nèi)側(cè)為PM的排出量特別多的區(qū)域，避開區(qū)域R2的點(diǎn)Al與點(diǎn)Aa與點(diǎn)A2之間的虛線路徑Gl、G2為抑制燃料消耗率的惡化并且減少廢氣中的大氣污染物的排出量的路徑?？紤]發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃料消耗率特性并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)7的廢氣內(nèi)包含的大氣污染物的排出特性來確定該路徑G1、G2。
[0114]在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)7中，PM在最大轉(zhuǎn)矩附近大量地排出。與圖6示出的燃料消耗率特性圖同樣地，在旋轉(zhuǎn)等負(fù)載較輕的作業(yè)時(shí)，向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出為P1，在挖掘等負(fù)載大的作業(yè)中向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求P2的輸出。如使用圖6說明那樣，從燃料消耗率的觀點(diǎn)出發(fā)，期望在需要輸出為Pl的作業(yè)中在動(dòng)作點(diǎn)Al運(yùn)轉(zhuǎn)，在需要輸出為P2的作業(yè)中在動(dòng)作點(diǎn)A2運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，當(dāng)將從Al至A2為止的動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)如上所述地重視燃料消耗率而設(shè)定為直線的路徑F時(shí)，會(huì)通過大量排出PM的區(qū)域R2。因此，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)中重視燃料消耗率，至少在過渡運(yùn)轉(zhuǎn)(動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)過程中)中，考慮燃料消耗率，并且以避開PM的排出多的區(qū)域R2的方式，設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。因此，不使動(dòng)作點(diǎn)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩從Al直線地變化為A2，而是使動(dòng)作點(diǎn)在輸出為Pl與P2之間的Pa上，經(jīng)過PM的排出不多的動(dòng)作點(diǎn)Aa。即，使轉(zhuǎn)速按N1、Na、N2的順序增加，使轉(zhuǎn)矩從Tl暫時(shí)降低至Ta然后增加至T2。
[0115]圖11是表示與圖10的動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)有關(guān)的動(dòng)作的時(shí)間圖。首先，設(shè)為向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出從Pl階梯狀地增加至P2。由于使動(dòng)作點(diǎn)從Al移動(dòng)至Aa、然后從Aa移動(dòng)至A2，因此使發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速從NI增加至Na并且使發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩從Tl減少至Ta。在轉(zhuǎn)速變?yōu)镹a后，使發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速從Na增加至N2，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩從Ta增加至T2。如果轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩如目標(biāo)值那樣變化，則發(fā)動(dòng)機(jī)7的輸出單調(diào)地增加，因此輔助電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩隨著時(shí)間經(jīng)過減少，當(dāng)動(dòng)作點(diǎn)到達(dá)A2時(shí)成為O。時(shí)間圖的后半部分表示向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出從P2減少至Pl的情況。在該情況下，使動(dòng)作點(diǎn)從A2移動(dòng)至Aa、然后從Aa移動(dòng)至Al，因此使發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速從N2減少至Na并且使發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩從T2大大地減少至Ta。當(dāng)轉(zhuǎn)速變?yōu)镹a后，使發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速從Na減少至NI，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩從Ta增加至Tl。
[0116]圖12是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部IlAb和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部IlAc的詳細(xì)的框圖。
[0117]發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部IlAb具備目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖llb3、中間值保持部llb4以及速率限制器llb5，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部IlAc具備目標(biāo)轉(zhuǎn)矩圖llc3、中間值保持部llc4以及速率限制器 llc5。
[0118]目標(biāo)轉(zhuǎn)速圖1lb3是以將發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速N和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T設(shè)定于點(diǎn)Al與點(diǎn)Aa與點(diǎn)A2之間的虛線路徑Gl、G2上的方式記述了請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的關(guān)系的圖，其中該路徑G1、G2是考慮燃料消耗率并且避開了由圖10的PM排出特性的圖定義的PM的排出多的區(qū)域R2的路徑，根據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出，輸出燃料消耗率良好并且PM排出量少的轉(zhuǎn)速。目標(biāo)轉(zhuǎn)矩圖llc3是同樣地以將發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)速N和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T設(shè)定于點(diǎn)Al與點(diǎn)Aa與點(diǎn)A2之間的虛線路徑Gl、G2上的方式記述了請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)7的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的圖，其中該路徑G1、G2是考慮燃料消耗率并且避開了由圖10的PM排出特性的圖定義的PM的排出多的區(qū)域R2的路徑，根據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出，輸出燃料消耗率良好并且PM排出量少的轉(zhuǎn)矩。
[0119]在中間值保持部llb4和llc4中，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出以短時(shí)間在Pl與P2之間變化時(shí)，在實(shí)際轉(zhuǎn)速成為Na之前，將目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩保持為Na和Ta，使得動(dòng)作點(diǎn)必須經(jīng)過點(diǎn)Aa。例如,在中間值保持部llb4和llc4中,在如圖11所示那樣向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出以短時(shí)間從Pl變化(增加)至P2時(shí)，在實(shí)際轉(zhuǎn)速成為Na之前，作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速而輸出Na，作為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩而輸出Ta，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速成為Na時(shí)解除Na的保持控制，作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速而輸出N2，作為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩而輸出T2。
[0120]速率限制器llb5和速率限制器llc5與第一實(shí)施方式中的速率限制器Ilb2、llc2同樣地，在向發(fā)動(dòng)機(jī)7請(qǐng)求的輸出急劇變化時(shí)限制目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率，輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
[0121]S卩，速率限制器llb5在目標(biāo)轉(zhuǎn)速急劇變化時(shí)，將目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率抑制為規(guī)定的限制值以下，并輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21。速率限制器llc5與中間值保持部llc4協(xié)作而將目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率抑制為規(guī)定的限制值以下，并輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21。
[0122]速率限制器llb5和速率限制器llc5限制變化率的限制值分別以如下方式確定，即:使由發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩表示的動(dòng)作點(diǎn)(以下簡稱為發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn))以抑制燃料消耗率的惡化并且PM的排出不增加的速度在由圖10定義的點(diǎn)Al與點(diǎn)Aa與點(diǎn)A2之間的虛線路徑Gl、G2上移動(dòng)。
[0123]S卩，通過目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率之比來確定發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)的路徑，因此在速率限制器llb5和速率限制器llc5中，以使發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)在點(diǎn)Al與點(diǎn)Aa與點(diǎn)A2之間的虛線路徑G1、G2上移動(dòng)的方式確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的限制值與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的限制值之比，其中該路徑Gl、G2是考慮燃料消耗率并且避開了由圖10的PM排出特性的圖定義的PM的排出多的區(qū)域R2的路徑。另外，預(yù)先求出發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)速度(轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化速度)與燃料消耗率與PM的排出量的關(guān)系，基于該關(guān)系以成為抑制燃料消耗率的惡化并且PM的排出不增加的移動(dòng)速度的方式確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的限制值和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的限制值。在速率限制器llb5和速率限制器llc5中設(shè)定有這種限制值。由此，發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)不會(huì)從由圖10定義的抑制燃料消耗率的惡化并且減少廢氣中的大氣污染物的排出量的點(diǎn)Al與點(diǎn)Aa與點(diǎn)A2之間的虛線路徑G1、G2脫離，而以抑制燃料消耗率的惡化并且PM的排出不增加的速度移動(dòng)。
[0124]根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式，在使發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化而使發(fā)動(dòng)機(jī)7的動(dòng)作點(diǎn)移動(dòng)的情況下，作為動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)路徑，能夠設(shè)定抑制燃料消耗率的惡化并且減少廢氣中的大氣污染物的排出量的路徑G1、G2，并且作為動(dòng)作點(diǎn)的移動(dòng)速度，能夠設(shè)定抑制燃料消耗率的惡化并且PM的排出不增加的速度，因此，能夠在移動(dòng)過程中一邊抑制燃料消耗率的惡化一邊防止發(fā)生通過PM的排出多的區(qū)域R2的情況、移動(dòng)速度過快而PM的排出增加的情況，從而能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化的過渡狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)7的燃燒狀態(tài)。
[0125]此外，如上所述，說明了將本發(fā)明應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)的情況下的實(shí)施方式，但是如果是具備與發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵連結(jié)的輔助電動(dòng)機(jī)的液壓作業(yè)機(jī)械，則能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)以外工程機(jī)械(例如液壓起重機(jī)、輪式挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)等)，并得到相同的效果O
[0126]附圖標(biāo)記說明
[0127]3a 動(dòng)臂液壓缸
[0128]3b 斗桿液壓缸
[0129]3c 鏟斗液壓缸
[0130]3e、3f 左右的行駛馬達(dá)
[0131]4a、4b 操作桿裝置
[0132]5a?5c、5e、5f 方向切換閥
[0133]6 液壓泵
[0134]6a 調(diào)節(jié)器
[0135]7 發(fā)動(dòng)機(jī)
[0136]7a 電子調(diào)速器
[0137]8 溢流閥
[0138]9 油箱
[0139]10 輔助電動(dòng)機(jī)
[0140]11 車身控制器
[0141]Ila 請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出運(yùn)算部
[0142]IlbUlAb 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定部
[0143]IIcUIAc 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)定部
[0144]Ild 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制部
[0145]llal、 Ila2、lla7 圖
[0146]lla3 最小值選擇部
[0147]Ila4、lla5 乘法部
[0148]lla6 除法部
[0149]Ildl P 控制部
[0150]lld2 PI 控制部
[0151]lld3 減法部
[0152]lld4 加法部
[0153]Ilbl 圖
[0154]Ilcl 除法部
[0155]IlclA 圖
[0156]Ilb2、llc2 速率限制器
[0157]Ilb3、llc3 圖
[0158]Ilb4、llc4 中間值保持部
[0159]Ilb5、llc5 速率限制器
[0160]12、13 逆變器
[0161]14 斬波器
[0162]15 蓄電池
[0163]16 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)
[0164]17、18 壓力傳感器
[0165]19 壓力傳感器
[0166]21 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器
[0167]23旋轉(zhuǎn)傳感器
[0168]25梭閥塊
[0169]26壓力傳感器
[0170]Rl燃料消耗率良好的區(qū)域
[0171]R2 PM排出量特別多的區(qū)域
[0172]F 燃料消耗率良好的路徑
[0173]G1、G2抑制燃料消耗率的惡化并且減少廢氣中的大氣污染物的排出量的路徑
【權(quán)利要求】
1.一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，具備: 發(fā)動(dòng)機(jī)； 液壓泵，其由所述發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)； 輔助電動(dòng)機(jī)，其與所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述液壓泵連結(jié)； 多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其由從所述液壓泵排出的液壓油驅(qū)動(dòng)；以及 多個(gè)操作裝置，其具有操作部件，輸出與該操作部件的操作相應(yīng)的操作信號(hào)而使所述多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作， 該混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械的特征在于，具備: 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置，其設(shè)定所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，使得與所述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載的變化相應(yīng)地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著規(guī)定路徑變化，其中該規(guī)定路徑是在根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩確定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)定義的使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的路徑； 第一控制裝置，其控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)以得到由所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定的所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速；以及 第二控制裝置，其控制所述輔助電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩以得到由所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置設(shè)定的所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置還限制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩各自的變化率，使得在所述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩以比與所述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載的變化對(duì)應(yīng)的所述液壓泵的輸出的變化速度小的速度變化，并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩各自的變化率被抑制在使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)定裝置具有: 第一運(yùn)算部，其根據(jù)所述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載，將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩運(yùn)算為使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定路徑上的值；以及 第二運(yùn)算部，其限制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩各自的變化率，使得在所述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著所述規(guī)定路徑變化，并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩各自的變化率被抑制在使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述第一運(yùn)算部具有運(yùn)算圖，該運(yùn)算圖使所述發(fā)動(dòng)機(jī)所請(qǐng)求的輸出與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系、以及所述發(fā)動(dòng)機(jī)所請(qǐng)求的輸出與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系中的至少一個(gè)關(guān)系與使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定路徑相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行記述，參照與所述液壓作業(yè)機(jī)械的作業(yè)負(fù)載對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出來運(yùn)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述第二運(yùn)算部具有: 第一速率限制器，其將由所述第一運(yùn)算部運(yùn)算得到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率限制為規(guī)定的限制值以下；以及 第二速率限制器，其將由所述第一運(yùn)算部運(yùn)算得到的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率限制為規(guī)定的限制值以下， 所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的所述規(guī)定的限制值與所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的所述規(guī)定的限制值之比以使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩沿著使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定路徑變化的方式設(shè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，其特征在于， 所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的所述規(guī)定的限制值和所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的所述規(guī)定的限制值進(jìn)一步以將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩各自的變化率抑制在使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定范圍內(nèi)的方式設(shè)定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，其特征在于， 使所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀態(tài)良好的規(guī)定路徑是基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率特性確定的路徑、以及考慮所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率特性并且基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中包含的大氣污染物的排出特性而確定的路徑中的某一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)式的液壓作業(yè)機(jī)械，其特征在于，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的變化率的所述規(guī)定的限制值和所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的變化率的所述規(guī)定的限制值分別是基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率特性確定的值、以及考慮所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率特性并且基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中包含的大氣污染物的排出特性而確定的值中的某一個(gè)。
【文檔編號(hào)】E02F9/20GK104395539SQ201380034296
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】星野雅俊, 石原新士, 藤島一雄 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社