[发明专利]混合动力式工程机械

说明书

本发明提供一种混合动力式工程机械，能够恰当地进行蓄电装置的充放电并且抑制随着急剧的负荷上升而导致的发动机停止。本发明具有根据蓄电装置(16)的蓄电池特性来控制液压泵(17)的动力及逆变器(15)的电力的混合动力控制器(22)，该混合动力控制器(22)的输出指令部(22F)基于蓄电池特性的电流和电压中的至少一个、以及蓄电池特性的温度和充电率中的至少一个，来控制液压泵(17)的动力和逆变器(15)的电力中的至少一方。

技术领域

本发明涉及具有向电动发电机供给电力的蓄电装置的混合动力式工程机械。

背景技术

近年来，在汽车中，从节能的观点考虑，混合动力式和电动式的汽车正在普及，而在工程机械中，混合动力化也正在发展。通常，通过液压系统驱动的液压挖掘机等工程机械具有：可进行最大负荷作业从而能够应对从轻负荷作业到重负荷作业的所有作业的液压泵；通过从该液压泵排出的液压油而驱动的液压作业装置；和驱动液压泵的大型发动机。

但是，工程机械中的通过液压作业装置频繁地进行砂土的挖掘/装载的重挖掘作业等重负荷作业是作业整体的一部分，在进行用于平整地面的水平牵引等轻负荷作业时，发动机的能力会闲置。其是难以降低液压挖掘机的燃料消耗量(以下存在将其简略为油耗的情况)的一个主要原因。鉴于该方面，公知一种混合动力式工程机械，其为了改善油耗而将发动机小型化，并且通过蓄电装置和电动机产生的输出来辅助(支援：assist)随着发动机的小型化而导致的输出不足。

对这样的混合动力式工程机械的蓄电装置使用例如锂离子电池或电容器(双电层电容器、锂离子电容器等)。关于这些蓄电装置，如果不在恰当的范围内运用电压、电流、温度及充电率(以下表述为SOC)等蓄电池特性，则有可能招致热影响和性能降低。因此，在搭载了蓄电装置的混合动力式工程机械中，公开了一种如下的控制方式：基于上述的蓄电池特性计算出蓄电装置的能够充放电的最大电力，并在该计算值的范围内限制蓄电装置的充放电电力，由此在安全状态下运用蓄电装置。

作为这种现有技术之一，公知例如下述的专利文献1所公开的充放电控制方法。该现有技术的充放电控制方法适用于如下装置：具有控制发电机的第1逆变器、驱动电动机的第2逆变器、和经由转换器与这些各逆变器连接且通过转换器来进行充放电控制的蓄电装置，通过控制该装置的控制装置来进行充放电控制方法。

具体地说，现有技术的充放电控制方法为，为了将蓄电装置的SOC维持在规定范围内，将根据蓄电装置的当前的SOC计算出的最大放电量和考虑规定的最大电流而计算出的最大放电量中的较小一方设定为输出上限值，将根据蓄电装置的当前的SOC计算出的最大充电量和考虑规定的最大电流而计算出的最大充电量中的较小一方设定为输出下限值，并且通过所设定的输出上限值和输出下限值来限制负荷要求的电力或发电机生成的电力，而确定蓄电装置的实际的放电量及充电量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5225779号公报

发明内容

但是，在专利文献1所公开的现有技术的充放电控制方法中，由于负荷要求的电力或发电机生成的电力的限制是由各逆变器基于所设定的蓄电装置的输出上限值和输出下限值进行的，所以没有考虑发动机和液压负荷的状态。因此，在基于混合动力式工程机械进行的作业中，在由于液压作业装置与障碍物的接触等而导致负荷急剧上升的情况下，作为驱动源的发动机的输出及作为电源的蓄电装置供给的电力无法恰当地与负荷所要求的电力相平衡，因此发动机转速的调整无法追随急剧的负荷上升，发动机的转速降低(发生所谓加载减速(lug-down))，由此担心发动机停止。

本发明是根据这样的现有技术的实际情况而研发的，其目的在于提供一种能够恰当地进行蓄电装置的充放电并且抑制随着急剧的负荷上升而导致的发动机停止的混合动力式工程机械。