[发明专利]混合动力作业机械

说明书

技术领域

本发明涉及并用发动机动力和电力的混合动力作业机械。

背景技术

以作为本发明的优选例的挖掘机为例来说明背景技术。

挖掘机如图6所示，在履带式的下部行进体1上旋转自如地搭载上部旋转体2，并在该上部旋转体2上安装作业配件3而构成。

该作业配件3，包括俯仰自如的动臂4、安装在该动臂4的前端的斗杆5、安装在该斗杆5的前端的铲斗6、和作为驱动它们的液压促动器的动臂、斗杆、铲斗各缸7、8、9。

此外，作为上部旋转体2的旋转用促动器，在液压挖掘机的情况下使用液压马达，在混合动力挖掘机的情况下使用作为电动促动器的旋转电动机。

在该混合动力挖掘机中，公知有采用所谓并联方式的驱动形式的挖掘机(参照特开平11-13548号公报)。

在该方式中，将液压泵和进行发电机作用以及电动机作用的发电电动机并联到作为共同的动力源的发动机上，一方面借助液压泵驱动液压促动器，一方面借助发电电动机的发电机作用或者蓄电装置驱动旋转电动机。

此外，蓄电装置被发电电动机的发电机作用而充电，在适当时候，发电电动机借助该蓄电装置的放电力，进行电动机动作而辅助发动机。

另一方面，发动机的转速通过操作油门操作机构来改变调节器位置(燃料喷射量)而受到控制，通常，发电电动机的发电量与该调节器位置和负荷水平对应而变化(特开2004-150305号公报)。

另外，作为发动机转速的控制方法，一般以无负荷时为基准而根据与油门操作量(调节器位置)的关系进行控制以使实际发动机转速变为目标转速，若施加负荷，则与调节器特性对应而发动机转速变化。但是，实际的发动机转速有时也与负荷无关而控制为与目标转速一致(参照特开2001-12259号公报)。

在该混动动力挖掘机中，在发电电动机的发电机动作期间(蓄电装置的充电期间)，为即便在作业停止期间也向发动机施加基于发电机动作而引起的负荷的状态。

因此，在该状态下进行发动机的加速操作时，由于无法对发动机的加速作用足够的转矩所以加速费时。

而且，若进行加速操作，则如上所述地与调节器位置对应而进行增加发电量的控制，所以在发动机转速没有提高的状态下发动机负荷进一步上升，其结果有可能发动机无法加速或者发动机停止。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不会被发电电动机的发电机动作妨碍而能够可靠地进行发动机的加速的混合动力作业机械。

首先，本发明的混合动力作业机械具有以下的基本构成。

具有驱动液压促动器的液压泵、进行发电机动作以及电动机动作的发电电动机、作为液压泵和发电电动机的共同的动力源的发动机、由发电电动机的发电机动作充电的蓄电装置，发电电动机被该蓄电装置的电力驱动而进行电动机动作。进而具有油门操作机构，借助该油门操作机构的操作，改变燃料喷射量而控制发动机的转速。此外，具有控制发电电动机的发电机输出的发电机输出控制机构。该发电机输出控制机构，在令发动机根据油门操作机构的操作而向确定的设定速度加速的过程中限制发电机输出。

根据本发明，由于在令发动机向设定速度加速的过程中(在后述的优选例中，在到达设定速度之前)限制发电机输出，即限制为不影响发动机加速的输出，所以可确保发动机的加速动作。

此外，本发明，在上述构成中，发电机输出控制机构在发动机的加速时在发动机转速到达设定速度之前限制发电机输出。

此外，本发明，在上述构成中，发电机输出控制机构，虽然发动机的转速没有达到设定速度，但已经过了预先设定的最高设定时间即从加速开始后足够到达设定速度的时间时，解除对发电机输出的限制。

在此，根据具有上述结构的本发明，在发动机转速由于例如低温时的液压牵连负荷的增大的影响、或基于高原工作的发动机输出降低等原因从加速开始直到一定时间(本来作为对应到达设定速度而言足够的时间而设定)没有到达设定速度时，发动机加速未完成的原因是发电机动作之外的原因，停止无意义的发电机输出的限制，可确保充电作用。

此外，本发明，在上述构成中，发电机输出控制机构构成为，在发动机的加速时，在发动机转速到达设定速度并且经过了已经过了预先设定的最低设定时间即从发动机开始加速至到达并稳定在设定速度上所需的最低限度的时间时，解除发电机输出的限制。

但是，若完成发动机的加速，则理论上也可立即解除发电机输出的限制。但是，若这样做，有可能由于发动机转速的变动而反复进行发电机输出的限制/解除而使控制不稳定。