專利名稱：混合式工作機(jī)械的控制方法及混合式工作機(jī)械的泵輸出限制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合式工作機(jī)械的控制方法及泵輸出控制方法，尤其涉及一種通過電動馬達(dá)輔助內(nèi)燃機(jī)來驅(qū)動泵而產(chǎn)生液壓的混合式工作機(jī)械的控制方法及泵輸出控制方法。
背景技術(shù)：
混合式工作機(jī)械通常由發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃機(jī))的輸出驅(qū)動液壓泵，并通過所產(chǎn)生的液壓進(jìn)行工作。并且，通過由電動馬達(dá)輔助發(fā)動機(jī)來有效地運(yùn)行發(fā)動機(jī)。電動馬達(dá)主要通過來自電池的電力驅(qū)動。電池為充放電式，輔助發(fā)動機(jī)時(shí)進(jìn)行放電，并將電力供給至電動馬達(dá)。另一方面，在不輔助發(fā)動機(jī)時(shí)，通過來自由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)的電力或來自液壓負(fù)載的再生電力充電。由此，能夠使電池始終維持被充電一定程度的狀態(tài)而輔助電動馬達(dá)。像這樣在混合式工作機(jī)械中，由于能夠由電動馬達(dá)輔助發(fā)動機(jī)，因此能夠減小發(fā)動機(jī)的最大輸出而成為小型發(fā)動機(jī)。當(dāng)液壓泵要求大于發(fā)動機(jī)的最大輸出的輸出時(shí)，能夠用電動馬達(dá)輔助來對應(yīng)其要求。通過使電動馬達(dá)成為電動發(fā)電機(jī)，能夠使電動馬達(dá)與發(fā)電機(jī)的功能統(tǒng)一成一個(gè)。 這時(shí)需要控制是作為電動馬達(dá)執(zhí)行輔助功能，還是作為發(fā)電機(jī)執(zhí)行發(fā)電功能。因此，提出了如下技術(shù)通過運(yùn)算求出液壓泵的輸出，比較所求出的液壓泵輸出與閾值來切換控制使電動發(fā)電機(jī)作為電動馬達(dá)發(fā)揮功能還是作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。并且，混合式工作機(jī)械中，大多使用可變?nèi)萘渴揭簤罕?，以使能夠根?jù)液壓負(fù)載的要求改變產(chǎn)生的液壓(例如，參照專利文獻(xiàn)2)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-11256號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平10-103112號公報(bào)發(fā)明的概要發(fā)明要解決的課題液壓泵的輸出能夠根據(jù)液壓泵的壓力與流量通過運(yùn)算而求出。該輸出相當(dāng)于液壓泵的輸出側(cè)的動力。因此，一直以來通過運(yùn)算求出液壓泵的輸出側(cè)的動力，并根據(jù)該動力進(jìn)行電動發(fā)電機(jī)的輸出控制。但是，實(shí)際輸入至液壓泵的輸入側(cè)的動力并非與輸出側(cè)的動力完全相等，即使知道液壓泵的輸出側(cè)的動力，也無法精確地掌握輸入側(cè)的動力。液壓泵的輸入側(cè)的動力為發(fā)動機(jī)與電動發(fā)電機(jī)的動力之和，并非精確地反映液壓泵的輸出側(cè)的動力為發(fā)動機(jī)的負(fù)載與電動發(fā)電機(jī)的負(fù)載之和。為了有效地運(yùn)行發(fā)動機(jī)，需要高精確度地求出發(fā)動機(jī)的負(fù)載，并根據(jù)此調(diào)整電動發(fā)電機(jī)的輸出。因此，為了有效地運(yùn)行發(fā)動機(jī)，需要高精確度地求出液壓泵的輸入側(cè)的動力。并且，在如上述的混合式工作機(jī)械中，將電池維持成一定程度的充電狀態(tài)，從而保持始終能夠驅(qū)動電動馬達(dá)的狀態(tài)。但是，當(dāng)液壓負(fù)載連續(xù)地要求較大液壓時(shí)，會產(chǎn)生如電池的充電量不足而無法由電動馬達(dá)輔助發(fā)動機(jī)之類的狀態(tài)。在這種情況下，液壓泵對發(fā)動機(jī)所要求的輸出變得大于發(fā)動機(jī)的最大輸出，成為對發(fā)動機(jī)施加過負(fù)載的狀態(tài)，不僅發(fā)動機(jī)的運(yùn)行效率變低，最壞時(shí)還有可能引起發(fā)動機(jī)熄火而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)停止。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一實(shí)施方式的目的在于，精確地求出液壓泵的輸入側(cè)的動力，并根據(jù)輸入側(cè)的動力控制發(fā)動機(jī)的負(fù)載。并且，本發(fā)明的其他實(shí)施方式的目的在于，提供一種如下混合式工作機(jī)械的泵輸出限制方法，即要求超過發(fā)動機(jī)的最大輸出的輸出時(shí)，能夠通過限制液壓泵的輸出來降低對發(fā)動機(jī)的輸出要求，從而使發(fā)動機(jī)繼續(xù)正常運(yùn)行。用于解決課題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，提供一種混合式工作機(jī)械的控制方法，由發(fā)動機(jī)的輸出與電動發(fā)電機(jī)的輸出驅(qū)動液壓泵，其特征在于，計(jì)算液壓泵的輸入側(cè)的動力，并根據(jù)計(jì)算出的動力控制所述電動發(fā)電機(jī)的輸出。并且，根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，提供一種混合式工作機(jī)械的泵輸出控制方法， 由發(fā)動機(jī)驅(qū)動可變?nèi)萘渴揭簤罕貌⑼ㄟ^電動發(fā)電機(jī)輔助該發(fā)動機(jī)，其特征在于，使用從可變式液壓泵的輸出減去發(fā)動機(jī)的輸出及電動發(fā)電機(jī)的輸出而求出的超額輸出量，并根據(jù)預(yù)先確定的算法限制可變?nèi)萘渴揭簤罕玫妮敵觥０l(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，能夠高精確度地求出液壓泵的輸入側(cè)的動力，并根據(jù)該輸入側(cè)的動力控制基于電動發(fā)電機(jī)的發(fā)動機(jī)的輔助量。因此，能夠高精確度地控制發(fā)動機(jī)的負(fù)載，并能夠?qū)l(fā)動機(jī)始終維持成運(yùn)行效率高的狀態(tài)。并且，根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，當(dāng)要求超過發(fā)動機(jī)的最大輸出的輸出時(shí)，能夠通過限制液壓泵的輸出來降低對發(fā)動機(jī)的輸出要求，從而使發(fā)動機(jī)繼續(xù)正常運(yùn)行。


圖1是應(yīng)用于本發(fā)明的液壓挖土機(jī)的控制電路。圖2是表示通過圖1的控制電路實(shí)現(xiàn)的液壓泵的吐出壓力與吐出流量的關(guān)系的特性圖。圖3是設(shè)置有圖1所示的控制裝置的液壓挖土機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)的塊圖。圖4是表示液壓負(fù)載計(jì)算算法的圖。圖5是表示液壓泵效率映像的圖。圖6是使用圖5所示的泵效率映像通過插值法求出泵效率時(shí)的運(yùn)算處理的流程圖。圖7是表示考慮負(fù)控壓力時(shí)的液壓負(fù)載計(jì)算算法的圖。圖8是表示直接由液壓泵的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè))的液壓負(fù)載推斷算法的圖。圖9是表示在以進(jìn)行正控控制的方式構(gòu)成泵的控制電路的情況下，計(jì)算軸輸入側(cè)的輸出(動力)時(shí)使用的液壓負(fù)載計(jì)算算法的圖。圖10是表示在以進(jìn)行負(fù)載傳感控制的方式構(gòu)成泵的控制電路的情況下，計(jì)算軸輸入側(cè)的輸出(動力)時(shí)使用的液壓負(fù)載計(jì)算算法的圖。圖11是用于說明通過線形插值計(jì)算泵電流限制量的方法的圖。圖12是圖11所示的泵輸出運(yùn)算部的塊圖。圖13是用于說明圖11所示的P-W線圖的圖。圖14是說明根據(jù)表示通過泵電流決定的泵吐出壓與泵驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的線圖作成P-T映像的表格的圖。圖15是使用圖14所示的P-T映像的表格根據(jù)泵輸出限制量求出限制后的泵電流的處理的流程圖。圖16是表示示出與圖15所示的處理的各步驟對應(yīng)的部分的P-T映像的表格的圖。圖17是說明根據(jù)表示通過泵電流決定的泵吐出壓與泵吐出量的關(guān)系的線圖作成 P-Q映像的表格的圖。圖18是使用圖16所示的P-Q映像的表格根據(jù)泵輸出限制量求出限制后的泵電流的處理的流程圖。圖19是表示示出與圖18所示的處理的各步驟對應(yīng)的部分的P-Q映像的表格的圖。圖20是表示通過控制器執(zhí)行的動力分配處理的一例的控制塊圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。首先，對應(yīng)用基于本發(fā)明的輸出限制方法的作為混合式工作機(jī)械的一例的液壓挖土機(jī)的控制裝置進(jìn)行說明。圖1是表示應(yīng)用基于本發(fā)明的控制方法的液壓挖土機(jī)的控制電路的塊圖。另外，應(yīng)用本發(fā)明的混合式工作機(jī)械不限定于液壓挖土機(jī)。首先，對圖1所示的液壓挖土機(jī)的控制電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在通過發(fā)動機(jī)馬達(dá)1 驅(qū)動的可變?nèi)萘渴揭簤罕?以下，僅稱為液壓泵)21的油路上，分別連接有切換閥22a、22b、 22c。并且，在切換閥22a的上游側(cè)的油路上連接有泵吐出壓傳感器23。泵吐出壓傳感器 23檢測液壓泵21的吐出壓。并且，切換閥22c的下游側(cè)的油路通過負(fù)控制節(jié)流閥(以下稱為負(fù)控節(jié)流閥)M連接于罐25?？勺?nèi)萘渴揭簤罕?1例如為可變斜盤式液壓泵，能夠通過變更斜盤的角度來變更泵輸出。即，通過變更向液壓泵21的控制電流來調(diào)整斜盤的角度，由此能夠變更液壓泵 21的輸出。在負(fù)控節(jié)流閥M的上游側(cè)連接有負(fù)控制傳感器(以下稱為負(fù)控傳感器)26。負(fù)控傳感器26接線于控制器2，檢測向各個(gè)罐25的液壓流道的液壓，并將檢測壓力的信號輸入至控制器2。由負(fù)控節(jié)流閥M、負(fù)控傳感器沈及控制器2構(gòu)成的負(fù)控制器(以下稱為負(fù)控)為用于降低返回至罐25的液壓泵21的吐出流量的損失的控制系統(tǒng)。在控制器2連接有用于切換為重型挖掘模式(H模式)、標(biāo)準(zhǔn)挖掘模式(S模式)及輕型挖掘模式(L模式)等各工作模式的模式切換器3及用于設(shè)定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的節(jié)流容量閥4。另外，在控制器2接線有電磁比例閥5和吐出壓傳感器23。并且，電磁比例閥5連接于調(diào)整器27，且調(diào)整器27控制液壓泵21的吐出流量。在液壓挖土機(jī)中通常裝備有用于切換為重型挖掘模式(H模式)、標(biāo)準(zhǔn)挖掘模式(S 模式)及輕型挖掘模式(L模式)等各工作模式的切換機(jī)構(gòu)。即，控制器2通過模式切換器 3的切換操作變更泵電流I，由此適當(dāng)?shù)厍袚Q為各工作模式。通過這種控制電路的切換機(jī)構(gòu)，與基于調(diào)整器27變更的泵電流I對應(yīng)而變更斜盤21a的偏轉(zhuǎn)角，并控制液壓泵21的吐出流量。并且，通過電磁比例閥5改變液壓泵21的輸入馬力的同時(shí)，通過控制器2改變發(fā)動機(jī)馬達(dá)1的轉(zhuǎn)速來切換上述各工作模式，從而實(shí)現(xiàn)如圖2所示的液壓泵的吐出壓力-吐出流量特性(P-Q特性)。并且，通過負(fù)控傳感器沈控制泵吐出量，并且通過泵吐出壓傳感器23檢測泵吐出壓P的變動來控制液壓泵21的吐出量。圖3是設(shè)置有圖1所示的控制裝置的液壓挖土機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)的塊圖。由內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成的發(fā)動機(jī)30和由電動發(fā)電機(jī)構(gòu)成的輔助馬達(dá)34連接在作為動力分配機(jī)的分離器32。由發(fā)動機(jī)30、輔助馬達(dá)34及分離器32構(gòu)成圖1所示的發(fā)動機(jī)馬達(dá)1?？勺?nèi)萘渴揭簤罕?1 連接于分離器32，通過來自分離器32的輸出進(jìn)行驅(qū)動而吐出高壓工作油。從液壓泵21吐出的工作油輸送至由圖1所示的切換閥22a、22b、22c構(gòu)成的控制器閥22，并從控制閥22供給至液壓缸或液壓馬達(dá)等液壓負(fù)載。在液壓泵21連接有用于檢測液壓輸出而進(jìn)行控制的先導(dǎo)齒輪泵21A。根據(jù)由該先導(dǎo)齒輪泵21A檢測出的壓力P及吐出流量Q，能夠求出液壓泵21的軸輸出側(cè)的輸出(動力)Wout。輔助馬達(dá)34通過逆變器(INV)36連接于作為蓄電器的電池38。輔助馬達(dá)34從電池38接受電力的供給而驅(qū)動，并作為電動機(jī)發(fā)揮功能而輔助發(fā)動機(jī)30。并且，輔助馬達(dá) 34通過分離器32接受發(fā)動機(jī)的動力，由此作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能而對電池38進(jìn)行充電。電動馬達(dá)或電動驅(qū)動器等電負(fù)載通過逆變器(INV) 40連接于電池38，并接受來自電池38的電力的供給而工作。在圖3所示的系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)30、輔助馬達(dá)34及液壓泵21的工作通過控制器42 控制。尤其是控制器42精確地計(jì)算液壓泵21的軸輸入側(cè)的輸出(動力)Win來控制輔助馬達(dá)34的輸出(輔助量)。由此，將發(fā)動機(jī)30的輸出始終維持在適當(dāng)?shù)闹?，并且控制成發(fā)動機(jī)的工作不發(fā)生異常且可以在有效的范圍內(nèi)運(yùn)行。在此，參照圖4對控制器42計(jì)算液壓泵21的軸輸入側(cè)的輸出(動力)Win時(shí)使用的算法進(jìn)行說明。液壓負(fù)載相當(dāng)于液壓泵輸出(軸輸出側(cè))Wout，并作為液壓泵21的吐出壓力Pi與吐出流量Q之積而計(jì)算出。(Wout = PiXQ)。作為吐出壓力Pi使用通過液壓傳感器實(shí)際測定的值。吐出流量Q通過在泵吐出量V乘上泵轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速)Np來計(jì)算出。泵吐出量V能夠根據(jù)表示液壓泵21的吐出壓力-吐出量特性的PQ線圖，根據(jù)吐出壓力Pi與供給至液壓泵21的控制電流I求出。如以上，首先使用液壓泵21的吐出壓力Pi和泵限制電流I，根據(jù)泵馬力控制PQ線圖求出泵吐出量V，通過在已求出的泵吐出量V乘上泵轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速)Np來計(jì)算液壓泵流量 Q0并且，通過在已計(jì)算出的液壓泵流量Q乘上吐出壓力Pi來計(jì)算液壓泵輸出(軸輸出側(cè)) Wout0下面，通過液壓泵效率no除液壓泵輸出(軸輸出側(cè))Wout來計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win。由于考慮液壓泵效率η 0，因此能夠高精確度地求出液壓泵輸出(軸輸入側(cè)) Win0液壓泵效率ηο根據(jù)液壓泵21的吐出壓力Pi或傾斜盤角度Ki而變動，但是也可以作為變動范圍的平均值而成為固定值。其中，為了更高精確度地計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win，優(yōu)選根據(jù)液壓泵21的吐出壓力Pi及傾斜盤角度Ki計(jì)算液壓泵效率ηο，并用已計(jì)算出的值除液壓泵輸出(軸輸出側(cè))Wout來計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win。液壓泵效率no能夠使用吐出壓力Pi與傾斜盤角度Ki通過液壓泵效率映像求出。傾斜盤角度Ki通過泵最大吐出量Vmax除根據(jù)上述PQ線圖求出的泵吐出量V而計(jì)算出。即，能夠使用已計(jì)算出的泵吐出量V與吐出壓力Pi通過液壓泵效率映像高精確度地計(jì)算出液壓泵效率no。液壓泵效率映像預(yù)先改變吐出壓力與傾斜盤角度的同時(shí)運(yùn)行液壓泵來求出效率而作成。圖5是表示液壓泵效率映像的圖。圖5所示的例子中，將吐出壓力設(shè)為縱軸并使之從Pl變化至Pru將泵傾斜盤角度設(shè)為橫軸并使之從Kl變化至Kn時(shí)的泵效率值成表格化。例如，泵傾斜盤角度為Kj、泵吐出壓力為Pj時(shí)，泵傾斜盤角度Kj列與泵吐出壓力Pj行的交點(diǎn)即n (j，j)作為泵效率被求出。泵吐出壓力及泵傾斜盤角度不是表格化的值時(shí)，能夠通過插值法計(jì)算而求出。圖6 是使用圖5所示的泵效率映像通過插值法求出泵效率時(shí)的運(yùn)算處理的流程圖。圖6所示的處理中，通過線形插值求出泵吐出壓力為Pj與Pj+Ι的之間的值即Pi、泵傾斜盤角度為Kj 與Kj+ι的之間的值即Ki時(shí)的泵效率ηο。首先，在步驟Sl-I中，求出泵吐出壓力Pi的前后的吐出壓力Pj及Pj+Ι。這相當(dāng)于圖5的泵效率映像的(1)。吐出壓力Pj與Pj+Ι之間成為有關(guān)吐出壓力的插值區(qū)間。同樣，在步驟S1-2中，求出泵傾斜盤角度Ki的前后的傾斜盤角度Kj及Kj+Ι。這相當(dāng)于圖5 的泵效率映像的O)。傾斜盤角度Kj與Kj+Ι之間成為有關(guān)傾斜盤角度的插值區(qū)間。下面，在步驟S2中，取得基于吐出壓力Pj與傾斜盤角度Kj的泵效率η (j，j)，取得基于吐出壓力Pj與傾斜盤角度Kj+Ι的泵效率η (j，j+l)，取得基于吐出壓力Pj+1與傾斜盤角度Kj的泵效率nw(j+i，j)，取得基于吐出壓力Pj+1與傾斜盤角度Kj+1的泵效率 n (j+1，j+1)。這相當(dāng)于圖5的泵效率映像的(3)。下面，在步驟S3中，使用已取得的泵效率η (j, j)、η (j, j+1)、n (j+1, j)及 n (j+L j+D通過以下公式計(jì)算泵效率n (i，j)和n (i，j+D。這相當(dāng)于圖5中的(4)。η (i，j) = n (j，j) - (Pj-Pi) ( η (j，j) _ η (j+1，j)) / (Pj_Pj+1)n (i，j+1) = n (j, j+1) - (Pj-Pi) ( η (j，j+1) - n (j+1，j+1)) / (Pj-Pj+1)接下來，在步驟S4中使用已計(jì)算出的泵效率η (i，j)與η (i，j+l)通過以下公式計(jì)算泵效率η0。這相當(dāng)于圖5中的(5)。no = η (i，j) - (Kj-Ki) ( η (i，j) - η (j，j+1)) / (K j_k j+1)通過如以上的運(yùn)算處理，能夠高精確度地求出泵吐出壓力為Pi且泵傾斜盤角度為Ki時(shí)的泵效率no。即，將泵吐出壓力與泵傾斜盤角度作為參數(shù)求出泵效率，由此能夠高精確度地計(jì)算出泵效率。如圖4所示，通過以上運(yùn)算處理求出的泵效率ηο除通過運(yùn)算求出的液壓泵輸出 (軸輸出側(cè))Wout，由此能夠高精確度地推斷并求出液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win。這樣通過推斷運(yùn)算計(jì)算出的液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win相當(dāng)于輸入至液壓泵21的動力。輸入至液壓泵21的動力為發(fā)動機(jī)30的輸出與輔助馬達(dá)34的輸出之和，因此以發(fā)動機(jī)30的輸出與輔助馬達(dá)34的輸出之和成為已求出的液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win的方式控制輔助馬達(dá) 30的輸出，由此能夠高精確度地控制發(fā)動機(jī)30的輸出(即，發(fā)動機(jī)30的負(fù)載)。因此，能夠控制向發(fā)動機(jī)30的負(fù)載始終成為適當(dāng)?shù)呢?fù)載，并能夠以高效率的狀態(tài)運(yùn)行發(fā)動機(jī)30。以上說明的液壓負(fù)載推斷算法中并沒有考慮負(fù)控制壓力(負(fù)控壓力Ne)，但通過考慮負(fù)控壓力Ne，能夠進(jìn)一步高精確度地求出液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win。圖7是表示考慮負(fù)控壓力Nc而計(jì)算軸輸入側(cè)的輸出(動力)Win時(shí)使用的液壓負(fù)載計(jì)算算法的圖。當(dāng)考慮負(fù)控壓力Nc時(shí)，求出泵吐出量V之前的處理與圖4所示的液壓負(fù)載推斷算法不同，其他部分相同，因此對求出泵吐出量V之前的處理進(jìn)行說明。求出泵吐出量V時(shí)，由液壓泵吐出壓力Pi與泵控制電流I使用PQ線圖求出馬力控制吐出量Vp的同時(shí)，根據(jù)負(fù)控壓力Nc求出負(fù)控控制吐出量Vn。另外，圖4所示的液壓負(fù)載推斷算法中，使馬力控制吐出量Vp直接為泵吐出量V。圖7所示的PQ線圖中，橫軸表示吐出壓力P，縱軸表示馬力控制吐出量Vp。液壓泵21的吐出壓力P與馬力控制吐出量Vp為反比例關(guān)系，PQ線圖根據(jù)泵控制電流I變化。 該P(yáng)Q線圖中，只要可以決定泵控制電流I與吐出壓力P，就能夠求出馬力控制吐出量VP。負(fù)控控制吐出量Vn能夠根據(jù)負(fù)控制壓-吐出量特性線圖由負(fù)控制壓力(負(fù)控壓) Nc求出。能夠通過將負(fù)控壓加入到圖7所示的負(fù)控壓-吐出量特性線圖中來求出負(fù)控控制吐出量Vn。泵吐出量V成為上述的馬力控制吐出量Vp與負(fù)控控制吐出量Vn中任一較小的一方。通過將這樣求出的泵吐出量V用于液壓泵輸出(軸輸出側(cè))Wout的計(jì)算及液壓泵效率 no的計(jì)算中，從而能夠更高精確度地計(jì)算出液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win。以上說明的液壓負(fù)載推斷算法中，使用液壓泵效率根據(jù)液壓泵輸出(軸輸出) Wout計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win，但也可以由液壓泵21的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T與液壓泵21的轉(zhuǎn)速Np直接計(jì)算出液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win。圖8是表示由液壓泵21的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T與液壓泵21的轉(zhuǎn)速Np直接計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win的液壓負(fù)載推斷算法的圖。液壓泵21的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T能夠在液壓泵21的驅(qū)動軸設(shè)置轉(zhuǎn)矩傳感器來進(jìn)行測定。 也可以在分離器32的輸出軸設(shè)置轉(zhuǎn)矩傳感器來測定液壓泵21的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T。S卩，在將發(fā)動機(jī)30的動力供給至液壓泵21的連結(jié)軸設(shè)置轉(zhuǎn)矩傳感器，根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測值計(jì)算液壓泵21的輸入側(cè)的動力。液壓泵21的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速)Np能夠通過在液壓泵21輸出軸設(shè)置編碼器等來進(jìn)行測定。通過在液壓泵21的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T乘上轉(zhuǎn)速Np，能夠計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win。通過使用以上說明的圖4、7、8所示的液壓負(fù)載推斷算法高精確度地計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win并控制輔助馬達(dá)34的輔助量，由此能夠使發(fā)動機(jī)30的負(fù)載始終得當(dāng)。 由此，可以防止向發(fā)動機(jī)30的過負(fù)載，且能夠始終在高效率的條件下運(yùn)行。
S卩，以輔助馬達(dá)34的輸出(使電動狀態(tài)為正值時(shí))控制成與可變?nèi)萘渴揭簤罕?1 的輸出(軸輸入側(cè))Win和發(fā)動機(jī)30的輸出We的差分相等(Wa = Win-We)。并且，若液壓泵 21的輸出Win變得大于發(fā)動機(jī)30的輸出Ψβ與輔助馬達(dá)34的輸出Wa之和(ffffin > ffe+ffa)， 則過大負(fù)載施加于發(fā)動機(jī)30，因此，以輔助馬達(dá)34的最大輸出Wamax大于可變?nèi)萘渴揭簤罕?1的輸出Win與發(fā)動機(jī)的最大輸出Wfemax的差分的方式控制(Wamax > ffin-ffemax)。其中，若在電負(fù)載有輸出要求Wout時(shí)考慮電池38的最大輸出ffbamax，則處于電動狀態(tài)的輔助馬達(dá)34的最大輸出Wamax限制在小于電池38的最大輸出WMiax與電負(fù)載的輸出要求Wout 的差分的范圍內(nèi)(Wamax < Wbmax-Wout)。以上說明中，根據(jù)負(fù)控控制(略稱為負(fù)控制)對液壓泵21的驅(qū)動進(jìn)行控制，但在液壓泵21的驅(qū)動控制方法中，除了負(fù)控制之外，還有正控控制(略稱為正控制)及負(fù)載傳感控制之類的驅(qū)動控制方法。首先，對通過正控制來控制液壓泵21的驅(qū)動的情況進(jìn)行說明。圖9是表示在以進(jìn)行正控制的方式構(gòu)成泵的控制電路的情況下，計(jì)算軸輸入側(cè)的輸出(動力)Win時(shí)使用的液壓負(fù)載推斷算法的圖。當(dāng)進(jìn)行正控制時(shí)，求出泵吐出量V之前的處理與進(jìn)行圖7所示的負(fù)控制時(shí)的液壓負(fù)載推斷算法不同，其他部分相同，因此對求出泵吐出量V之前的處理進(jìn)行說明。當(dāng)進(jìn)行正控制時(shí)，根據(jù)表示操縱桿操作量θρθ2、…與吐出量VU、V『…的關(guān)系的映像求出為了驅(qū)動液壓驅(qū)動部而駕駛員所操作的操縱桿的操縱桿操作量θρ θ2、…至與各操縱桿的操作量相應(yīng)的液壓泵21所要求的吐出量Vu、\2、…。并且，合計(jì)所有的吐出量Vu、VL2>…，則成為液壓泵21所要求的要求吐出量\。并且，泵吐出量V成為馬力控制吐出量Vp與要求吐出量\中任一較小的一方。將這樣求出的泵吐出量ν用于液壓泵輸出(軸輸出側(cè))Wout的計(jì)算及液壓泵效率no的計(jì)算中，由此能夠使用圖7所示的算法計(jì)算出液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win。下面，對通過負(fù)載傳感控制對液壓泵21的驅(qū)動進(jìn)行控制的情況進(jìn)行說明。圖10是表示在以進(jìn)行負(fù)載傳感控制的方式構(gòu)成泵的控制電路的情況下，計(jì)算軸輸入側(cè)的輸出(動力)Win時(shí)使用的液壓負(fù)載計(jì)算算法的圖。當(dāng)進(jìn)行正控制時(shí)，求出泵吐出量V之前的處理與圖4所示的液壓負(fù)載推斷算法不同，其他部分相同，因此對求出泵吐出量V之前的處理進(jìn)行說明。進(jìn)行負(fù)載傳感控制時(shí)，將圖4中的液壓泵吐出壓力Pi作為在最大負(fù)載壓力Pmax 加上差壓ΔΡ的值。差壓ΔΡ是為了使泵的吐出量具有一定程度的余量而加上的值，可以為恒定值，也可以為可變值。并且，泵吐出量V根據(jù)表示液壓泵21的吐出壓力-吐出量特性的PQ線圖，由如上述求出的液壓泵吐出壓力Pi與供給至液壓泵21的控制電流I求出。 通過將這樣求出的泵吐出量V用于液壓泵輸出(軸輸出側(cè))Wout的計(jì)算及液壓泵效率no 的計(jì)算中，由此能夠使用圖4所示的算法計(jì)算出液壓泵輸出(軸輸入側(cè))Win。下面，參照附圖對本發(fā)明的另一實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中，基于本發(fā)明的輸出限制方法作為應(yīng)用于圖1所示的液壓挖土機(jī)的方法進(jìn)行說明。另外，應(yīng)用本發(fā)明的混合式工作機(jī)械并不限定于液壓挖土機(jī)。在如圖3所示的混合式系統(tǒng)中，當(dāng)液壓負(fù)載增大而對發(fā)動機(jī)30施加過大負(fù)載時(shí)， 需要限制液壓泵21的輸出來降低液壓泵21對發(fā)動機(jī)30所要求的輸出(即，向發(fā)動機(jī)30的負(fù)載)。液壓泵21為可變?nèi)萘渴揭簤罕茫軌蛲ㄟ^調(diào)整供給至液壓泵21的控制電流來調(diào)整液壓泵21的輸出。如以上，對發(fā)動機(jī)30施加過大負(fù)載時(shí)，能夠通過調(diào)整限制電流而降低液壓泵21的輸出來降低向發(fā)動機(jī)30的負(fù)載。在此，降低液壓泵21的輸出時(shí)，需要避免過于降低輸出以使盡量滿足液壓負(fù)載的要求，且需要高精確度地控制來自分離器32的實(shí)際輸出(相當(dāng)于發(fā)動機(jī)30的輸出與輔助馬達(dá)34的輸出之和)。來自分離器32的實(shí)際的輸出直接輸入至液壓泵21，因此若假設(shè)液壓泵的泵效率為恒定，則可以認(rèn)為來自分離器32的實(shí)際輸出相當(dāng)于液壓泵21的輸出。因此，若將來自分離器32的當(dāng)前輸出設(shè)為液壓泵21的當(dāng)前輸出Wi，如果液壓泵21的當(dāng)前輸出Wi變得大于發(fā)動機(jī)30的輸出We與輔助馬達(dá)34的輸出Wa之和(Wi > ffe+Wa)，則就會對發(fā)動機(jī)30施加過大負(fù)載。液壓泵21的當(dāng)前輸出Wi的超額量作為 ffi-(ffe+ffa)求出。在此，發(fā)動機(jī)輸出We能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)30的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，或者根據(jù)發(fā)動機(jī) 30的燃料噴射量求出。并且，輔助馬達(dá)輸出Wa能夠根據(jù)輔助馬達(dá)34的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩求出。因此，當(dāng)液壓泵21的當(dāng)前輸出Wi的超額量ΑΨι·成為正值時(shí)(Afe > 0)，判斷為對發(fā)動機(jī)施加過大負(fù)載，限制液壓泵21的輸出。液壓泵21的輸出的限制量與超額輸出量 Afe 相等。S卩，超額輸出量AWr相當(dāng)于泵輸出限制量，將泵輸出限制量的目標(biāo)值設(shè)為超額輸出量AWr0液壓泵21的輸出能夠根據(jù)所供給的控制電流I (以下，稱為泵電流I)進(jìn)行調(diào)整， 因此僅變更相當(dāng)于上述超額輸出量Δ^ 的量的泵電流I (較小地限制)即可。因此，根據(jù)泵輸出限制量AWr求出液壓泵21的泵電流限制量ΔΙ，從當(dāng)前泵電流I減去泵電流限制量Δ I，由此能夠求出限制后的泵電流10。通過使用如以上的算法，能夠根據(jù)泵輸出限制量 AWr高精確度地求出限制后的泵電流Ιο。在此，限制后的泵電流Io能夠由以下的方法計(jì)算。1)基于線形插值的計(jì)算方法使用泵輸出限制量Δ^ ，通過基于AW與Δ I的關(guān)系的線形插值，計(jì)算控制后的泵電流Ιο。[式1]Δ Io = f (Affr) ^ Io2)基于泵轉(zhuǎn)矩映像(P-T映像)的計(jì)算方法根據(jù)泵輸出限制量與泵轉(zhuǎn)矩限制量ΔΤΓ的關(guān)系計(jì)算控制后的泵電流Ιο。[式2]Δ Tr = f ( Δ ffr) ^ Δ Io = f ( Δ ffr) ^Io3)基于泵吐出量映像(P-Q映像)的計(jì)算方法根據(jù)泵輸出限制量與泵吐出量AQr的關(guān)系計(jì)算控制后的泵電流Ιο。[式3]Δ Qr = f ( Δ ffr) ^ Δ Io = f ( Δ Qr) ^Io下面對1)基于線形插值的計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)說明。圖11是用于說明基于線形插值的泵電流限制量的計(jì)算算法的圖。首先，求出表示泵輸出限制量AW與泵電流限制量Δ I的關(guān)系的線圖(P-W線圖)。
[式4](Δ Io = f (Affr))通過從限制前的泵電流Ii減去最小泵電流(固定值Ππ η來求出最大泵電流限制量Δ Imax ( Δ Imax = Ii-Imin)。Δ Imax是表示能夠減小多少量的當(dāng)前泵電流Ii的值。下面，通過運(yùn)算根據(jù)最小泵電流Lnin、泵吐出壓Pi、負(fù)控壓Nc求出泵最小輸出 Wmin。該運(yùn)算通過泵輸出運(yùn)算部進(jìn)行。圖12是泵輸出運(yùn)算部的功能結(jié)構(gòu)圖。泵輸出運(yùn)算部是運(yùn)算相對泵電流I的泵輸出W的部分。向泵輸出運(yùn)算部與泵電流I一同輸入液壓泵壓力Pi、負(fù)控壓力NC。泵輸出運(yùn)算部具有表示從最小泵電流hin至最大泵電流Imax之間的各泵電流中的泵吐出壓P與液壓泵吐出流量的關(guān)系的映像(表示液壓泵21的吐出壓力-吐出量特性的PQ線圖)，并根據(jù)所輸入的泵電流I與液壓泵壓力Pi求出液壓泵吐出量。并且，泵輸出運(yùn)算部具有表示負(fù)控壓力Nc與負(fù)控制吐出流量的關(guān)系的映像(負(fù)控控制壓-吐出量特性圖)，并根據(jù)所輸入的負(fù)控壓力Nc求出負(fù)控制吐出流量。并且，泵輸出運(yùn)算部將所求出的液壓泵吐出流量與負(fù)控控制吐出流量中任一較少的一方作為泵吐出流量Q。泵運(yùn)算部中，所求出的泵吐出流量乘以液壓泵壓力Pi，并泵效率η除其來計(jì)算并輸出泵輸出W。另外，本實(shí)施方式中對進(jìn)行負(fù)控制的情況進(jìn)行說明，但如圖9中所示那樣進(jìn)行正控制時(shí)，或者如圖10所示那樣進(jìn)行負(fù)載傳感控制時(shí)，也能夠應(yīng)用基于本實(shí)施方式的泵輸出控制方法。通過對進(jìn)行如以上運(yùn)算的泵輸出運(yùn)算部輸入最小泵電流Imin、泵吐出壓Pi及負(fù)控壓力Ne，能夠求出泵最小輸出Wmin。并且，如圖11所示，通過從限制前的泵輸出Wi減去泵最小輸出Wmin來求出最大輸出限制量Δ Wmax (AWmax = Wi-Wmin)。并且，液壓泵的當(dāng)前輸出Wi也同樣使用上述泵輸出運(yùn)算部進(jìn)行計(jì)算。這時(shí)，將當(dāng)前泵電流值Ii輸入至表示液壓泵21的吐出壓力-吐出量特性的PQ線圖中，求出當(dāng)前液壓泵吐出量，并計(jì)算出當(dāng)前泵輸出Wi。這樣，使用以當(dāng)前泵電流值Ii為基礎(chǔ)用泵輸出運(yùn)算部計(jì)算出的當(dāng)前泵輸出Wi，可以求出超額輸出量AWr0在圖11中的P-W線圖中，連結(jié)根據(jù)如以上求出的最大泵電流限制量Δ Imax與最大輸出限制量決定的點(diǎn)A與原點(diǎn)的直線作為表示泵電流限制量ΔΙ與泵輸出限制量Afe 的關(guān)系的線設(shè)定于P-W線圖中。因此，通過在該P(yáng)-W線圖中加入作為目標(biāo)值的泵輸出限制量Δ^ ，可以通過直線上的點(diǎn)B來求出泵電流限制量Ιο。即，泵電流限制量Io能夠通過如下運(yùn)算求出。Δ Io = Δ Imax- ( Δ Imax/ Δ ffmax) X ( Δ Wmax- Δ ffr)并且，通過限制前的泵電流Ii加上如以上求出的泵電流限制量Δ ο能夠求出限制后的泵電流Io(Io = Ii+Δ to)。根據(jù)如以上求出的泵電流(限制電流)Io變更斜盤21a的偏轉(zhuǎn)角并供給至液壓泵 21來限制液壓泵21的輸出，由此能夠?qū)⒁簤罕?1的輸出作為僅減去當(dāng)前輸出Wi的超額量 Δ Wr的輸出，并能夠適度抑制施加于發(fā)動機(jī)30的過大負(fù)載。并且，將如以上求出的泵電流 (限制電流)Io作為泵電流I輸入至如圖4及圖12所示的泵輸出運(yùn)算部，由此能夠求出根據(jù)限制后的泵電流(限制電流)Ιο的液壓泵輸入側(cè)輸出。由此，能夠精確計(jì)算出輔助馬達(dá) 34的輔助量。因此，能夠防止來自蓄電器即電池38的過度放電，并能夠長時(shí)間運(yùn)行。
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另外，圖11中的P-W線圖根據(jù)如圖13所示的最大泵電流限制量Almax(降低多少電流)與最大輸出限制量ΔWmax(考慮負(fù)控壓力Nc的值)來決定。從圖13可以看出， 使用例1與使用例2中，P-W線的傾斜不同，所求出的泵電流限制量Δ ο也不同。因此，通過使用基于上述線形插值的計(jì)算方法，能夠進(jìn)行考慮當(dāng)前泵電流I的值與負(fù)控壓力Nc的影響的液壓泵21的輸出限制。下面，對2、基于泵轉(zhuǎn)矩映像(P-T映像)的計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)說明。該計(jì)算方法中，準(zhǔn)備使由泵吐出壓P與泵電流I決定的泵轉(zhuǎn)矩T映像化的泵轉(zhuǎn)矩映像(P-T映像)，使用 P-T映像計(jì)算限制后的泵電流10。圖14是說明根據(jù)由泵電流I決定的泵吐出壓P與泵驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系的線圖作成P-T映像的表格的圖。若將泵電流I設(shè)為恒定，則決定用于得到泵吐出壓P的泵驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Τ。圖14所示的線圖示出在I1 Im之間改變泵電流且通過各泵電流決定的泵吐出壓P 與泵驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系。根據(jù)該線圖的關(guān)系對P-T映像進(jìn)行表格化。表格中示出在各個(gè)泵電流I1 Im中為得到泵吐出壓P1 Pn而所需的泵驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Τ。例如，能夠根據(jù)表格化的 P-T映像可知，為了在將泵電流設(shè)定為Ij時(shí)得到泵吐出壓Pi,只要成為在Ij列與Pi列相交的部分示出的泵驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Tji即可。圖15是使用圖14所示的P-T映像的表格根據(jù)泵輸出限制量Δ^ 求出限制后的泵電流Io的處理的流程圖。圖16是示出與圖15所示的處理的各步驟對應(yīng)的部分的P-T 映像的表格。首先，在步驟Sl-I中，根據(jù)泵吐出壓Pi與限制前的泵電流Ii求出限制前的泵轉(zhuǎn)矩Tiitl這相當(dāng)于圖16所示的泵轉(zhuǎn)矩映像的表格的(1)。同時(shí)在步驟S1-2中，根據(jù)泵輸出限制量Δ ^ 與泵轉(zhuǎn)速Np計(jì)算泵轉(zhuǎn)矩量限制量ΔΤι·。泵轉(zhuǎn)矩量限制量ATr為泵轉(zhuǎn)速Np除泵輸出限制量■的值(ΔΤΓ = Δ Wr/Np)。下面，在步驟S2中，根據(jù)在步驟Sl-I中求出的控制前的泵轉(zhuǎn)矩Tii與在步驟S1-2 中計(jì)算出的泵轉(zhuǎn)矩量限制量△ Tr計(jì)算控制后的泵轉(zhuǎn)矩To。控制后的泵轉(zhuǎn)矩To為從控制前的泵轉(zhuǎn)矩Tii減去泵轉(zhuǎn)矩量限制量ATr的值(To = Tii-ATr)。在此得到的泵轉(zhuǎn)矩To如圖 16的(2)所示那樣為泵轉(zhuǎn)矩Τ"與IVia之間的值。下面，在步驟S3中，在P-T映像的表格中求出泵轉(zhuǎn)矩To的上下泵轉(zhuǎn)矩Tji與IV1, i。在圖16中，由(3)表示泵轉(zhuǎn)矩I^i與IVu。泵轉(zhuǎn)矩I^i與泵轉(zhuǎn)矩IVu之間成為轉(zhuǎn)矩的插值區(qū)間。并且，在步驟S4中，求出與泵轉(zhuǎn)矩Tji對應(yīng)的泵電流Ij，并且求出與泵轉(zhuǎn)矩Tj+1,i對應(yīng)的泵電流、.+1。在圖16中，由(4)表示泵電流、與、.+1。泵電流、與泵電流Ip1之間成為電流的插值區(qū)間。下面，在步驟S5中，通過插值計(jì)算限制后的泵電流Io。限制后的泵電流Io的計(jì)算根據(jù)以下公式進(jìn)行。Io = Ij-(Ij-Ijtl) (Tji-To)Z(Tji-Tjtlji)= Ij-(Ij-Ijtl) Δ Tr/(Tji-IV1J在圖16中，由(5)表示根據(jù)該公式求出的限制后的泵電流Ιο。如以上，通過使用泵轉(zhuǎn)矩映像的表格，能夠從泵輸出限制量Δ^ 容易地求出限制后的泵電流Ιο。能夠根據(jù)該泵電流Io變更斜盤21a的偏轉(zhuǎn)角，并限制液壓泵21的輸出。并且，能夠向泵輸出運(yùn)算部輸入限制后的電流Io來求出根據(jù)限制后的泵電流(限制電流) Io的液壓泵輸入側(cè)輸出。下面，對3)基于泵吐出量映像(P-Q映像)的計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)說明。該計(jì)算方法中，準(zhǔn)備使由泵吐出壓P與泵電流I決定的泵吐出量Q映像化的泵吐出量映像(P-Q映像)， 使用P-Q映像計(jì)算限制后的泵電流Ιο。圖17是說明根據(jù)表示由泵電流P決定的泵吐出壓P與泵吐出量Q的關(guān)系的線圖作成P-Q映像的表格的圖。若將泵電流I設(shè)為恒定，則決定用于得到泵吐出壓P的泵吐出量Q。圖17所示的線圖示出在I1 Im之間改變泵電流且通過各泵電流決定的泵吐出壓P 與泵吐出量Q的關(guān)系。根據(jù)該線圖的關(guān)系對P-Q映像進(jìn)行表格化。表格中示出在各個(gè)泵電流I1 Im中為得到泵吐出壓P1 Pn而所需的泵吐出量Q。例如，能夠根據(jù)表格化的P-Q映像可知，為了在將泵電流設(shè)定為Ij時(shí)得到泵吐出壓Pi,只要為在Ij列與Pi列相交的部分示出的泵吐出量Qji即可。圖18是使用圖16所示的P-Q映像的表格根據(jù)泵輸出限制量■求出限制后的泵電流Io的處理的流程圖。圖19是示出與圖18所示的處理的各步驟對應(yīng)的部分的P-Q 映像的表格。首先，在步驟Sll-I中，根據(jù)泵吐出壓Pi與限制前的泵電流Ii求出限制前的泵吐出量(^。這相當(dāng)于圖19所示的P-Q映像的表格的(1)。同時(shí)在步驟S11-2中，根據(jù)泵輸出限制量Δ^ 、泵吐出壓Pi、泵轉(zhuǎn)速Np計(jì)算泵吐出量限制量AQr。泵吐出量限制量Δ Qr為泵輸出限制量ΑΨι·除泵吐出壓Pi與泵轉(zhuǎn)速Np的值(ΔΤΓ = Affr/Pi/Np).下面，在步驟S12中，根據(jù)在步驟Sll-I中求出的控制前的泵吐出量Qii與在步驟 S11-2中計(jì)算出的泵吐出量限制量Δ Qr計(jì)算控制后的泵吐出量Q0?？刂坪蟮谋猛鲁隽縌o 為從控制前的泵吐出量Qii減去泵吐出量限制量AQr的值(Q0 = Qii-Δ Qr) 0在此得到的泵吐出量Qo如圖19的⑵所示那樣為泵吐出量Qji與化^之間的值。下面，在步驟S13中，在P-Q映像的表格中求出泵吐出量Qo的上下泵吐出量Qji與 Qj+1,i"在圖19中，由(3)表示泵吐出量Qji與化+卩。泵吐出量Qji與泵吐出量Qj+u之間成為泵吐出量的插值區(qū)間。并且，在步驟S14中，求出與泵吐出量Qji對應(yīng)的泵電流Ij,并且求出與泵吐出量 Qj+u對應(yīng)的泵電流Ip1。在圖19中，由(4)表示泵電流L與I”。泵電流L與泵電流Ij+1 之間成為電流的插值區(qū)間。下面，在步驟S15中，通過插值計(jì)算限制后的泵電流Ιο。限制后的泵電流Io的計(jì)算根據(jù)以下公式進(jìn)行。Io = Ij-(Ij-IJ+1) (Qji-Qo)Z(Qji-Qj^ji)= Ij-(Ij-Ijtl) AQr/(QJ+lji)在圖19中，由(5)表示根據(jù)該公式求出的限制后的泵電流Ιο。如以上，通過使用P-Q轉(zhuǎn)矩映像的表格，能夠根據(jù)泵輸出限制量Δ^ 容易地求出限制后的泵電流Ιο。能夠根據(jù)該泵電流Io變更斜盤21a的偏轉(zhuǎn)角，并限制液壓泵21的輸出。并且，能夠向泵輸出運(yùn)算部輸入限制后的電流Io來求出根據(jù)限制后的泵電流(限制電流)Io的液壓泵輸入側(cè)輸出。并且，將通過上述的1) 中任一計(jì)算方法求出的泵電流Io供給至可變?nèi)萘渴?br> 14液壓泵21的同時(shí)，以輔助馬達(dá)34的輸出(將電動狀態(tài)設(shè)為正值時(shí))等于可變?nèi)萘渴揭簤罕?1的輸出Whyd與發(fā)動機(jī)30的輸出We的差分的方式控制(Wa = Whyd-We)。并且，若液壓泵21的輸出Whyd變得大于發(fā)動機(jī)30的輸出We與輔助馬達(dá)34的輸出Wa之和(Whyd > We+ffa)，則會對發(fā)動機(jī)30施加過大負(fù)載，因此通過泵電流Io限制可變?nèi)萘渴揭簤罕?1的輸出Whyd，并以可變?nèi)萘渴揭簤罕?1的輸出《!yd與輔助馬達(dá)34的最大輸出Wamax的差分變得小于發(fā)動機(jī)的最大輸出^femax的方式控制(Wemax > ffhyd-ffamax)。在此，若在電負(fù)載有輸出要求Wout時(shí)考慮電池的最大輸出ffbmax，則處于電動狀態(tài)的輔助馬達(dá)34的最大輸出Wamax被限制在小于電池的最大輸出WMiax與電負(fù)載的輸出要求Wout的差分的范圍內(nèi) (ffamax < ffbmax-ffout)。在此，使用上述的本發(fā)明的實(shí)施方式及本發(fā)明的另一實(shí)施方式，根據(jù)基于各液壓負(fù)載計(jì)算算法求出的液壓負(fù)載，在使用分配來自發(fā)動機(jī)及電池的動力的動力分配處理時(shí)， 對其一例進(jìn)行說明。在以下說明的例子為使用圖4所示的液壓負(fù)載計(jì)算算法且根據(jù)推斷運(yùn)算求出液壓泵輸出(軸輸入側(cè))的情況。通過高精確度地計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè))并控制輔助馬達(dá)34的輔助量，能夠使發(fā)動機(jī)30的負(fù)載始終得當(dāng)。因此，可以防止向發(fā)動機(jī)30 的過負(fù)載，且能夠始終在高效率的條件下運(yùn)行。另外，動力分配處理通過控制器42進(jìn)行。圖20是表示控制器42的動力分配處理的一例的控制塊圖。對控制器42輸入泵控制電流I、泵吐出壓力Pi、回轉(zhuǎn)用電動機(jī)要求輸出Per、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Nact及電池電壓Vm?；剞D(zhuǎn)用電動機(jī)要求輸出Per相當(dāng)于電負(fù)載所需的電功率。例如，回轉(zhuǎn)用電動機(jī)要求輸出Per例如根據(jù)操縱人員所操作的操縱桿的操作量計(jì)算出。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Nact相當(dāng)于發(fā)動機(jī)30的實(shí)際轉(zhuǎn)速。在液壓挖土機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)動機(jī)30 始終被驅(qū)動，檢測出其轉(zhuǎn)速Nact。電池電壓Vm相當(dāng)于電池38的端子間電壓，通過電壓計(jì)檢測出。泵控制電流I及泵吐出壓力Pi輸入至液壓負(fù)載推斷運(yùn)算部50。液壓負(fù)載推斷運(yùn)算部50使用泵控制電流I及泵吐出壓力Pi，通過上述液壓負(fù)載計(jì)算算法計(jì)算液壓泵輸出 Win作為液壓負(fù)載。計(jì)算出的液壓泵輸出Win供給至動力分配部60。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Nact輸入至發(fā)動機(jī)輸出范圍決定部52。發(fā)動機(jī)輸出范圍決定部52中存儲有用于根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Nact求出發(fā)動機(jī)輸出上限值及發(fā)動機(jī)輸出下限值的映像或變換表格。發(fā)動機(jī)輸出范圍決定部M根據(jù)已輸入的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Nact計(jì)算發(fā)動機(jī)輸出上限值 Pgou及發(fā)動機(jī)輸出下限值Pgol，并供給至動力分配部60。電池電壓Vm及目標(biāo)SOC輸入至電池輸出決定部M。電池輸出決定部M包含電池輸出范圍決定部54A、電池輸出目標(biāo)值決定部54B及充電狀態(tài)計(jì)算部MC。充電狀態(tài)計(jì)算塊 54C根據(jù)已輸入的電池電壓Vm計(jì)算充電狀態(tài)(SOC)。計(jì)算出的SOC提供給電池輸出范圍決定部54A及電池輸出目標(biāo)值決定部MB。電池輸出范圍決定部54A中存儲有用于根據(jù)SOC計(jì)算電池輸出上限值及下限值的映像或變換表格。電池輸出目標(biāo)值決定部54B中存儲有用于根據(jù)SOC及目標(biāo)SOC計(jì)算電池輸出目標(biāo)值的映像或變換表格。該映像或變換表格例如可以定義已輸入的SOC與目標(biāo)SOC 之間的偏差和電池輸出目標(biāo)值的關(guān)系。另外，目標(biāo)SOC可以以任意方式?jīng)Q定，通常(S卩，除了生成目標(biāo)SOC模式作為后述的內(nèi)部電阻測定模式的情況之外的通常時(shí))可以為固定值， 也可以為可變值。電池輸出范圍決定部54A根據(jù)SOC求出第1電池輸出上限值及下限值PbouO, PbolO,并供給至動力分配部60。電池輸出目標(biāo)值決定塊54B根據(jù)已輸入的SOC及目標(biāo)SOC計(jì)算第1電池輸出目標(biāo)值Hx)tO，并供給至動力分配部60。第1電池輸出上限值PbouO相當(dāng)于放電電力的上限值。第1電池輸出下限值PbolO 為負(fù)，其絕對值相當(dāng)于充電電力的上限值。根據(jù)第2電池輸出上限值及下限值HxniHb0Il 定義電池19的輸入輸出電壓的適當(dāng)范圍。例如，根據(jù)電池38的內(nèi)部電阻測定結(jié)果未檢測出電池38的劣化時(shí)，成為Hxnil = PbouO, Pboll = I^bolO，而檢測到電池38的劣化時(shí)，成為 Pboul < PbouO^Pboll > PbolO0動力分配部60根據(jù)液壓負(fù)載要求輸出Wir、回轉(zhuǎn)用電動機(jī)要求輸出Per、發(fā)動機(jī)輸出上限值I^gou及發(fā)動機(jī)輸出下限值I^gol、第1電池輸出上限值及下限值HxmO、PbolO及第1電池輸出目標(biāo)值I^botO，決定最終的液壓負(fù)載輸出拖0、對輔助馬達(dá)34的電動發(fā)電機(jī)輸出ho、及電負(fù)載輸出Peo。這時(shí)，動力分配部60以發(fā)動機(jī)輸出限制在根據(jù)發(fā)動機(jī)輸出上限值I^gou及發(fā)動機(jī)輸出下限值I^gol定義的范圍內(nèi)且電池輸出限制在根據(jù)第1電池輸出上限值及下限值HxniO、PbolO定義的范圍內(nèi)的方式?jīng)Q定并輸出最終的液壓負(fù)載輸出Wio、對輔助馬達(dá)34的電動發(fā)電機(jī)輸出ho、及電負(fù)載輸出Peo?？刂破?2根據(jù)這些已決定的輸出控制輔助馬達(dá)34。如以上，通過使用液壓負(fù)載推斷算法高精確度地計(jì)算液壓泵輸出(軸輸入側(cè)) Win，并控制輔助馬達(dá)34的輔助量，由此能夠使發(fā)動機(jī)30的負(fù)載始終得當(dāng)。因此，可以防止向發(fā)動機(jī)30的過負(fù)載，并能夠始終在高效率的條件下運(yùn)行。并且，正控時(shí)，操縱桿操作量θ i代替泵吐出壓Pi輸入至控制器42，負(fù)載傳感時(shí)， 最大負(fù)載壓力Pmax及差壓Δ P輸入至控制器42。并且，進(jìn)行液壓泵的限制控制時(shí)，能夠使通過本發(fā)明的其他實(shí)施方式中的1) 中任一計(jì)算方法求出的泵電流Io代替泵限制電流 I輸入至控制器42來求出輔助馬達(dá)的輸出ho。以上，對本發(fā)明的例示的實(shí)施方式的混合式工作機(jī)械進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限定于具體公開的實(shí)施方式，只要不脫離權(quán)利要求，就可以進(jìn)行各種變形或變更。本申請為根據(jù)2008年11月28日申請的日本專利申請2008-304530號及2008年 12月3日申請的日本專利申請2008-308698號的申請，其全部內(nèi)容援用于該說明書中。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可應(yīng)用于通過電動馬達(dá)輔助內(nèi)燃機(jī)并驅(qū)動泵來產(chǎn)生液壓的混合式工作機(jī)械。符號說明1-發(fā)動機(jī)馬達(dá)，2-控制器，3-模式切換器，4-節(jié)流容量閥，5-電磁比例閥，21-液壓泵，21a-斜盤，2IA-先導(dǎo)齒輪泵，22-控制器閥，2h、2^、22c_切換閥，23-泵吐出壓傳感器，24-負(fù)控制節(jié)流閥(負(fù)控節(jié)流閥)，25-罐，26-負(fù)控制傳感器(負(fù)控傳感器)，27-調(diào)整器，30-發(fā)動機(jī)，32-分離器，34-輔助馬達(dá)，36、40-逆變器，38-電池，42-控制器，50-液壓負(fù)載推斷運(yùn)算部，52-發(fā)動機(jī)輸出范圍決定部，54-電池輸出決定部，54A-電池輸出范圍決定部，54B-電池輸出目標(biāo)值決定部，54C-充電狀態(tài)計(jì)算部。
1權(quán)利要求
1.一種混合式工作機(jī)械的控制方法，所述混合式工作機(jī)械由發(fā)動機(jī)的輸出與電動發(fā)電機(jī)的輸出驅(qū)動液壓泵，其特征在于，計(jì)算所述液壓泵的輸入側(cè)的動力，根據(jù)計(jì)算出的動力控制所述電動發(fā)電機(jī)的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的混合式工作機(jī)械的控制方法，其特征在于， 通過推斷運(yùn)算對所述液壓泵的輸入側(cè)的動力進(jìn)行計(jì)算。
3.如權(quán)利要求2所述的混合式工作機(jī)械的控制方法，其特征在于，求出所述液壓泵的輸出側(cè)的動力，用泵效率除所求出的動力，由此計(jì)算所述液壓泵的輸入側(cè)的動力。
4.如權(quán)利要求3所述的混合式工作機(jī)械的控制方法，其特征在于， 使用可變斜盤式液壓泵作為所述液壓泵，使用該可變斜盤式液壓泵的傾斜盤角度與吐出壓力計(jì)算所述泵效率。
5.如權(quán)利要求1所述的混合式工作機(jī)械的控制方法，其特征在于， 在將所述發(fā)動機(jī)的動力供給所述液壓泵的連結(jié)軸上設(shè)置轉(zhuǎn)矩傳感器， 根據(jù)該轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測值計(jì)算所述液壓泵的輸入側(cè)的動力。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的混合式工作機(jī)械的控制方法，其特征在于， 對根據(jù)負(fù)控制壓力求出的所述液壓泵的吐出量即負(fù)控控制吐出量壓、與根據(jù)所述液壓泵的吐出壓力求出的所述液壓泵的吐出量即馬力控制吐出量進(jìn)行比較，并將其中任一較小的一方作為所述液壓泵的吐出量而選定。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的混合式工作機(jī)械的控制方法，其特征在于， 對相加所述液壓泵所要求的吐出量而求出的要求吐出量、與根據(jù)所述液壓泵的吐出壓力求出的所述液壓泵的吐出量即馬力控制吐出量進(jìn)行比較，并將其中任一較小的一方作為所述液壓泵的吐出量而選定，所述液壓泵所要求的吐出量根據(jù)發(fā)送用于驅(qū)動液壓負(fù)載的指令的多個(gè)操縱桿的操縱桿操作量求出。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的混合式工作機(jī)械的控制方法，其特征在于，使用最大負(fù)載壓力加上預(yù)定差壓而求出的液壓泵的吐出壓力，根據(jù)泵馬力控制PQ線圖求出所述液壓泵的吐出量。
9.一種混合式工作機(jī)械的泵輸出控制方法，所述混合式工作機(jī)械由發(fā)動機(jī)驅(qū)動可變?nèi)萘渴揭簤罕?，并通過電動發(fā)電機(jī)輔助該發(fā)動機(jī)，其特征在于，使用從所述可變式液壓泵的輸出減去所述發(fā)動機(jī)的輸出及所述電動發(fā)電機(jī)的輸出而求出的超額輸出量，根據(jù)預(yù)先確定的算法限制所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫妮敵觥?br> 10.如權(quán)利要求9所述的混合式工作機(jī)械的泵輸出控制方法，其特征在于，所述算法使用所述超額輸出量與所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫耐鲁鰤毫Q定所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫目刂齐娏鳌?br> 11.如權(quán)利要求9所述的混合式工作機(jī)械的泵輸出控制方法，其特征在于， 使用根據(jù)所述算法作成的映像決定所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫目刂齐娏鳌?br> 12.如權(quán)利要求9所述的混合式工作機(jī)械的泵輸出控制方法，其特征在于，所述算法使用表示所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫目刂齐娏飨拗屏颗c泵輸出限制量的關(guān)系的線圖，決定所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫目刂齐娏鳌?br> 13.如權(quán)利要求9所述的混合式工作機(jī)械的泵輸出控制方法，其特征在于，所述算法使用表示所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫目刂齐娏飨拗屏颗c轉(zhuǎn)矩限制量的關(guān)系的線圖，決定所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫目刂齐娏鳌?br> 14.如權(quán)利要求9所述的混合式工作機(jī)械的泵輸出控制方法，其特征在于，所述算法使用表示所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫目刂齐娏飨拗屏颗c泵吐出量限制量的關(guān)系的線圖，決定所述可變?nèi)萘渴揭簤罕玫目刂齐娏鳌?br> 全文摘要
在混合式工作機(jī)械中，由發(fā)動機(jī)(30)的輸出與電動發(fā)電機(jī)(34)的輸出驅(qū)動液壓泵(21)。計(jì)算液壓泵(21)的輸入側(cè)的動力(Wout)，并根據(jù)計(jì)算出的動力(Wout)控制電動發(fā)電機(jī)(34)的輸出。由此，能夠精確地求出液壓泵(21)的輸入側(cè)的動力，并根據(jù)輸入側(cè)的動力控制發(fā)動機(jī)的負(fù)載。
文檔編號F15B21/14GK102216533SQ200980146190
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者吳春男 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社