[发明专利]混合动力式工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及液压挖掘机等具有旋转体的混合动力式工程机械，尤其涉及具有包含旋转体驱动用的电动马达和蓄电装置的旋转体的混合动力式工程机械。

背景技术

以往，液压挖掘机等具有旋转体的工程机械的主流为，通过发动机来驱动液压泵，并通过从液压泵喷出的液压使液压马达旋转，从而驱动作为惯性体的旋转体，但近年来，为了谋求发动机的燃料效率的提高、噪音水平的降低及尾气量的降低等，提出使用接收来自蓄电装置的电能供给而进行驱动的电动马达及液压马达双方来驱动旋转体的混合动力方式的工程机械(例如，参照专利文献1)。在该专利文献1所记载的工程机械中，除旋转用的电动马达以外，还具有在蓄电装置的蓄电水平下降的情况下向蓄电装置供给电能的发电用的另外的电动马达。

在专利文献1中，公开有如下技术：作为混合动力方式的工程机械的控制机构，具有使驱动控制电动马达时的转矩与旋转驱动用的液压马达的输入侧与输出侧的压差相关联来进行指令的转矩指令机构。另外，在专利文献l中，还公开有如下技术：以液压马达的输入侧与输出侧的压差为参数来确定加速驱动时的液压马达的转矩与电动马达的转矩的比率、以及减速驱动时的液压马达的转矩与电动马达的转矩的比率(例如，段落0060)。在专利文献1中记载有以下内容：根据这些技术，能够连续而顺畅地驱动控制作为惯性体的旋转体，并且能够将制动时的能量作为电能有效地储存在蓄电装置中(例如，段落0033、0034)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-63888号公报

然而，专利文献1所记载的技术是下述结构：以液压马达的输入侧与输出侧的压差为参数，通过分别改变加速驱动时及减速驱动时的液压马达所分担的转矩和电动马达所分担的转矩来改变其比率，从而得到驱动旋转体所需要的转矩，但实际中，在机械动作中自由改变液压马达的输出是非常困难的。根据所述结构，由于加速驱动时电动马达所消耗的电能与减速驱动时电动马达所发电的电能之间具有差，所以蓄电装置的蓄电量会发生增减。当然，当蓄电装置的蓄电量不足时，无法通过所需要的转矩来驱动电动马达，当蓄电装置的蓄电量为过充电状态时，会给蓄电装置的使用寿命带来不良影响，在最坏情况下，蓄电装置还会发生故障。

但是，在专利文献1中，关于蓄电装置的充放电管理，仅记载了在蓄电装置的蓄电量低于规定值的情况下，驱动发电用的电动机来向蓄电装置供给其发电能量(段落0053、0055)，而关于考虑了蓄电装置的过充电而给使用寿命带来的不良影响的能量管理，则完全没有记载。

另一方面，在这样的工程机械中，需要恰当地控制液压马达及电动马达所分担的驱动转矩，以使得已习惯于仅使用液压马达来驱动旋转体的现有方式的工程机械的操作的操作员能够无不适感地进行操作。此时，电动马达在驱动(动力运行)时所消耗的能量、在制动(再生)时所产生的能量通过与电动马达连接的蓄电装置进行充放电。由于蓄电装置的容量具有界限，所以对蓄电装置的蓄电量进行适宜地管理、即能量管理变得尤其重要。

此外，若具有大容量的蓄电装置，则虽然能够不需要上述那样的能量管理，但具有以下缺点：随着蓄电装置的大容量化，工程机械中的蓄电装置的设置空间增大，并且工程机械变得高成本化。

而且，即使实施了能量管理以使蓄电装置的蓄电量处于在考虑了使用寿命的情况下合适的使用范围内，也会由于没有规定机械的作业模式，所以根据加速驱动时电动马达所消耗的电能与减速驱动时电动马达所发电的电能的差，蓄电装置的蓄电量也可能超过合适范围。为了防止该情况，考虑使蓄电装置大容量化，但如上所述出于设置空间和成本的观点而不期望蓄电装置的大容量化。

发明内容

本发明是为了解决这样的现有技术的问题点而研发的，其目的在于提供一种混合动力式工程机械，该混合动力式工程机械具有相对于现有方式的工程机械无不适感的旋转动作操作性，并且在不会使蓄电装置大容量化的情况下将蓄电装置的蓄电量控制在考虑了使用寿命的合适范围内。