[发明专利]混合动力驱动式的液压作业机械

说明书

技术领域

本发明涉及液压挖掘机等液压作业机械，尤其涉及具有由发动机或蓄电器等驱动的辅助电动机的混合动力驱动式的液压作业机械。

背景技术

近年来，在液压挖掘机等液压作业机械的领域中，提出并开发有如下混合动力驱动式的液压作业机械：作为驱动源，除发动机以外，还具有由蓄电池等蓄电器驱动的辅助电动机。

例如，专利文献1所提出的工程机械（液压作业机械）具有由发动机驱动的辅助电动机，由此，在发动机输出具有剩余时，将剩余量作为电能储存起来而谋求节能，在发动机输出不足时，释放该储存的电能来驱动电动机从而维持所需要的泵吸收转矩。专利文献1通过这样的结构能够采用具有与工程机械进行作业时所需要的平均马力相当的额定输出的小型发动机，并且谋求燃料效率的提高和排放CO₂的削减。

在上述专利文献1所提出的工程机械中，当作业量较大而液压泵的要求动力（泵吸收转矩）大于发动机的额定动力时，对辅助电动机进行动力运行控制而产生其相差的动力来辅助发动机。因此，尽管采用比非混合动力驱动式的现有机械小型的发动机，但液压泵也能够产生与现有机械同等的动力。在该工程机械中，在辅助电动机辅助发动机时，前提是发动机持续产生额定输出。关于发动机持续产生额定输出，如下所述是非常重要的，但其具体方法在上述专利文献1中并未记载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-275945号公报

发明内容

在上述的混合动力驱动式的液压作业机械中，发动机通过调速器等以恒定转速控制。另一方面，在液压泵的要求动力大于发动机的额定动力时，为了防止由于液压泵的要求动力增大导致的发动机转速的降低，辅助电动机执行所谓转速控制，以使实际发动机转速与目标转速的偏差减少的方式产生转矩。

因此，在发动机和辅助电动机共同驱动的情况下，发动机和辅助电动机构成为，以相同的发动机转速为目标值，并分别独立地进行转速控制。

在这样的液压作业机械中，在上述的液压泵的载荷增大的情况下，预计成为以下这样的过渡动作。

例如，当发动机的目标转速为额定转速且在额定转矩以下的状态下进行运转时，若液压泵的载荷增大，则

（1）发动机为了通过转速控制将转速维持于目标转速而使发动机转矩增加至额定转矩。

（2）而且，当液压泵的载荷增大时，由于发动机转矩无法进一步增加，所以发动机无法维持目标转速，发动机实际转速降低。

（3）由于产生目标转速与发动机实际转速的转速偏差，所以辅助电动机的转速控制工作，辅助电动机的产生转矩对发动机进行辅助，使发动机转速上升。

但是，由于发动机和辅助电动机的转速控制分别独立地执行，所以在由于上述的（3）而使一度降低的发动机实际转速再次增加的情况下，对发动机的载荷减少，因此，存在由于发动机的转速控制而使发动机转矩比额定转矩降低的情况。

为了防止这样的发动机转矩的降低，从稳定的状态变迁的观点来看，考虑使辅助电动机的产生转矩不会大于液压泵的吸收转矩与发动机的额定转矩的差的控制，但在过渡响应中，难以实现这样的动作。

若发动机转矩比额定转矩降低，则需要基于辅助电动机继续进行辅助。若基于辅助电动机进行的辅助超过一定时间之后仍继续，则蓄存在蓄电池中的电力减少，因此，辅助电动机的可持续运转时间也减少，需要进行蓄电池的充电。为了对蓄电池进行充电，必须通过发动机将辅助电动机作为发电机而进行驱动，因此，存在液压作业机械的燃料效率和作业性降低、损害混合动力驱动化的意义的问题。

本发明的目的在于，提供一种混合动力驱动式的液压作业机械，具有与发动机和液压泵连结的辅助电动机，且独立地对发动机和辅助电动机进行转速控制，在该液压作业机械中，当液压泵的载荷大于发动机的额定动力而辅助电动机对转矩进行补充时，能够将发动机的转矩保持于额定值等期望值。