[发明专利]混合动力式工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及作为动力源而具有发动机和电动发电机的混合动力 式工程机械，该电动发电机与发动机机械连接而进行发动机的动力辅 助。

背景技术

以节能化(低燃料消费化)或减少从发动机排出且成为环境负担 原因的废气(二氧化碳和氮氧化物、颗粒状物质等)的量为目的，已 知一种在发动机的基础上作为动力源还具有电动发电机的混合动力 式工程机械。为了节能化、减少成为环境负担原因的废气量，尤其重 要的是使发动机在恰当的运转条件下动作。在混合动力式工程机械 中，通过以使对作业必要的动力恰当地向液压泵分配的方式控制发动 机和电动发电机这2个动力源，而能够使发动机在恰当的运转状态下 动作。

关于恰当地进行发动机与电动发电机的动力分配的方法，已知专 利文献1和专利文献2所示的技术。在专利文献1中，对作为液压泵 所要求的动力的泵要求动力和与基于加速信号而决定的发动机的目 标转速相对应的发动机最大动力进行比较，从而将发动机最大动力相 对于泵要求动力的盈亏部分作为电动发电机动力而算出。而且，依照 因泵要求动力的运算值与实际值之间的差距而产生的与发动机转速 的偏差，来修正电动发电机动力，由此实现发动机以及电动发电机的 动力分配。

此外，在专利文献2中，基于作为致动器所要求的动力的致动器 要求动力、与在使蓄电装置的充电量维持在固定范围内的方向上设定 的充电量相对应的充电动力、以及根据发电动力和蓄电装置的充电量 而设定的发动机动力，来表示决定发动机以及电动发电机的动力分配 的方法。

在先技术文献

专利文献1：日本专利第4725406号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2007/0187180号说明书

发明内容

上述专利文献1中的动力分配方法构成为：由与基于加速信号而 决定的发动机的目标转速对应的发动机最大动力来驱动发动机，且将 发动机动力相对于泵要求动力的盈亏部分作为由电动发电机承担的 动力运行/再生动力。即，发动机始终以与加速信号相对应的最大动力 来持续动作。由此，将导致发动机始终最大地喷射燃料且持续进行。 当从节能的观点考虑时，这难以被称为恰当的运转状态。

此外，在专利文献1的混合动力式工程机械中，没有监视向发电 及电动机交接电力的蓄电装置的充电量。由此，在泵要求动力少的状 态(轻作业)持续的情况下，发动机最大动力的剩余量由电动发电机 作为再生动力来利用，从而导致蓄电装置成为过充电。另一方面，在 泵要求动力多的状态(重作业)持续的情况下，发动机最大动力的不 足量由电动发电机作为再生动力来利用，从而导致蓄电装置成为过放 电。

在专利文献2的技术中，进行了监视蓄电装置的充电量的动力分 配。然而，在该技术中，根据蓄电装置的充电量而变更发动机的动力， 由此使发动机以最大动力持续动作的专利文献1的技术不能与专利文 献2的技术直接组合。

而且，专利文献1、2在基于泵要求动力或者致动器要求动力的 推定来进行动力分配时，由动力(转矩)控制电动发电机。然而，在 该构成中，在难以得知要求动力的真值时，会产生如下问题点。

图16的(a)设想了如下情况：在发动机以作为最大动力60kW 的转速Na动作时，实际的要求动力(泵、致动器)消耗了50kW， 但将要求动力略少地运算为40kW。若依照专利文献1或2的运算， 为了消除发动机动力：60kW与要求动力(运算值)：40kW之间的 盈亏，电动发电机的动力以进行20kW量的再生的方式算出。如此， 对发动机施加要求动力(真值)：50kW与电动发电机的再生动力： 20kW的合计：70kW。

通常，由于与发动机相比电动发电机的输出应答迅速，所以当以 上的运算值被指令时，发动机将立刻成为10kW量的过负荷状态。其 结果是，在经过一定时间之后，发动机转速将如图16的(b)所示地 向Nb减少，据此发动机的最大动力也将减少。像这样，当基于要求 动力的错误的推定值来运算电动发电机的动力时，会产生非意图的发 动机转速的下降。而且，当上述状态持续时，发动机的转速将进一步 下降，最终导致熄火。

在专利文献1中，虽然为了避免以上的状态，依照目标转速与实 际转速的偏差来运算修正动力，欲修正电动发电机的动力，但在这期 间如图16的(b)所示，无法使发动机以所期望的动力(转速Na中 的最大发动机动力)动作。