[发明专利]混合动力式工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力式工程机械，尤其涉及小型的液压挖掘机等的混合动力式工程机械。

背景技术

近年来，在液压挖掘机等工程机械中，从油耗的提高、尾气特性的改善及噪音的降低等观点出发，开发出了并用发动机(柴油发动机)和电动机的混合动力式工程机械，并被局部实用化。作为这样的混合动力式工程机械的现有技术，有例如专利文献1及专利文献2记载的结构。它们的结构是，作为由发动机驱动的液压泵的辅助动力源设置电动机，通过来自蓄电池的电力驱动电动机，另一方面，通过发动机驱动电动机进行发电，将该发电的电力存储在蓄电池中。

另外，在专利文献2中，采用电动机作为使液压挖掘机的上部旋转体相对于下部行驶体旋转驱动的旋转马达，进行将旋转动作在减速时产生的惯性能量转换成电能并存储在蓄电池中的能量再生。

另一方面，在汽车等所谓公路车中，实施针对从柴油发动机排出的PM(particulate matter，颗粒物质)、NO_x、CO、HC等的排出量的尾气限制，为了符合该尾气限制，采取例如搭载专利文献3记载的连续再生型颗粒过滤装置等尾气后处理装置等的尾气净化对策。

专利文献1：日本特开2001-173024号公报

专利文献2：日本特开2002-275945号公报

专利文献3：日本特开2005-282545号公报

专利文献2记载的以往的混合动力式工程机械，由于在工程机械中以中型及大型的工程机械作为对象，所以，例如旋转减速时产生的惯性能量也大，通过将该惯性能量转换成电能，能够有效地利用。但是，在小型挖掘机这样的小型的工程机械中，不仅进行旋转动作的频率非常低，而且旋转减速时产生的惯性能量也非常小，因此，无法进行在中型及大型的工程机械中所进行的那样的能量再生。另外，一般情况下，在小型挖掘机这样的小型的工程机械中采用在中型及大型的工程机械中应用的混合动力方式这一做法在布局方面、成本方面、技术方面都非常困难。

另外，在液压挖掘机等工程机械等全地形车中，近年来，也与公路车同样地开始进行尾气限制，为了符合该尾气限制，需要设置专利文献3记载的连续再生型颗粒过滤装置等尾气后处理装置。但是，在工程机械上设置尾气后处理装置存在成本变得非常高、售价变高的倾向。尤其，在专利文献1及2记载的混合动力式工程机械中设置尾气后处理装置，从尾气对策和混合动力化这两方面出发，成本变高，机械整体的价格也变得非常高。在小型挖掘机这样的小型工程机械中，必须极力避免高售价。

发明内容

本发明的目的是提供价格便宜的混合动力式工程机械，在小型挖掘机这样的小型工程机械中，能够通过采用简易的混合动力方式实现燃烧效率的提高、尾气特性的改善及噪音的降低，并且符合尾气限制。

(1)为实现上述目的，本发明的混合动力式工程机械，具有：发动机；被该发动机驱动的液压泵；被来自该液压泵的喷出油驱动的包含行驶用液压马达在内的多个液压执行机构；行驶用操作装置；行驶速度切换开关；与所述发动机连接的发电·电动机；和蓄电装置，所述行驶用液压马达基于所述行驶速度切换开关的指示能够在低速大容量模式和高速小容量模式之间切换，其中，设置有控制装置，该控制装置以如下方式进行控制：在所述行驶用液压马达处于高速小容量模式且所述行驶操作装置被操作的驾驶状态即高速行驶时，通过来自所述蓄电装置的电力驱动所述发电·电动机并使其作为电动机动作，以补充所述发动机的输出转矩不足的部分。

这样，在高速行驶时，驱动发电·电动机并使其作为电动机动作，以补充发动机的输出转矩不足的部分，由此能够在挖掘作业等液压泵所必需的液压马力少的状态下设定发动机的额定输出马力，通过使发动机的额定输出马力下降，能够使发动机小型化，能够实现燃烧效率的提高、尾气特性的改善及噪音的降低。另外，由于尾气特性被改善，所以能够使尾气后处理装置的小型化或简化，根据情况，还能够不设置尾气后处理装置，由此，能够与发动机的小型化带来的成本降低相配合着降低发动机的制作成本，从而能够使机械整体的价格便宜。而且，由于不用在执行机构侧安装发电机等的电气设备，所以成为简易的混合动力方式，能够将混合动力化导致的成本升高的影响抑制到最小，并且由于是简易的混合动力方式，所以小型挖掘机这样的小型工程机械也能够避免配置方面的困难性。

(2)在上述(1)中，优选地，在所述蓄电装置的充电状态不充分的情况下，所述控制装置进行使所述液压泵的吸收转矩下降的减转矩控制，从而强制地产生所述发动机的剩余转矩。

由此，能够进行对蓄电装置的急速充电。