CN101954871B - 混合型作业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合型作业机械。在发动机进行速度控制时，若成为高负载或超负载状态，则转矩极限控制起作用而难以进行适当的速度控制。发动机产生转矩。电动发电机选择性地进行发电动作与辅助动作。外部负载成为发动机的负载。转矩传递机进行发动机的转矩、电动发电机的转矩及外加于外部负载的转矩的相互授受。速度传感器测量发动机的转速。控制装置控制发动机及电动发电机。控制装置存储成为发动机的速度控制的目标值的速度指令值，根据外部负载所要求的动力，计算使电动发电机产生的转矩而对电动发电机进行转矩控制，根据用速度传感器测量到的转速与速度指令值的差分，对电动发电机进行速度控制。能够转换对电动发电机进行转矩控制的控制状态和进行速度控制的控制状态。

Description

混合型作业机械
技术领域
本申请主张基于2009年7月1日申请的日本专利申请第2009-156516号的优先权。其申请的全部内容通过参照援用在本说明书中。
本发明涉及一种用电动发电机对发动机进行辅助的混合型作业机械。
背景技术
近年来，对施工作业机械等动力产生机械要求考虑地球环境的节省燃料消耗量、低公害、低噪音等性能。为满足这些要求，替代液压泵或作为内燃机等发动机的辅助，出现了利用了电动机的液压挖掘机等的作业机械。在组装了电动机的作业机械中，从电动机产生的余量的动能转换成电能，被积存在电容器等。
在发动机负载变大，转速下降时，根据来自目标转速的实际转速的偏差，使电动发电机作为电动机进行工作而进行转矩辅助，由此能够使转速接近于目标转速(专利文献1)。
专利文献1：日本特开2005-210870号公报
在发动机进行速度控制时，若成为高负载或超负载状态，则转矩极限控制起作用而难以进行适当的速度控制。若将速度控制也应用于电动发电机上，则每当发动机的转速下降时，即使在发动机的输出存在剩余，也导致电动发电机进行动力运行。为了将在电动发电机的动力运行时消费的电力从发动机回收到蓄电池(电容器)，产生因电动发电机的效率引起的损失。
发明内容
基于本发明的一种观点，提供如下混合型作业机械，其具有：
发动机，通过燃料的燃烧产生转矩；
电动发电机，能够选择性地进行发电动作和辅助动作；
外部负载，成为所述发动机的负载；
转矩传递机，进行所述发动机的转矩、所述电动发电机的转矩及外加于所述外部负载的转矩的相互授受；
速度传感器，测量所述发动机的转速；
控制装置，控制所述发动机及所述电动发电机，
所述控制装置存储成为所述发动机的速度控制的目标值的速度指令值，
根据所述外部负载所要求的动力，计算使所述电动发电机产生的转矩，并对该电动发电机进行转矩控制，
根据用所述速度传感器测量到的转速与所述速度指令值的差分，对所述电动发电机进行速度控制，
能够切换对所述电动发电机进行转矩控制的控制状态和进行速度控制的控制状态。
发明的效果
通过转换转矩控制和速度控制，根据运行状况能够进行更适当的控制。
附图说明
图1是基于实施例的混合型作业机械的侧视图。
图2是基于实施例的混合型作业机械的方块图。
图3的(3A)是表示基于实施例的混合型作业机械的动力及电力的流程的方块图，(3B)是表示控制装置的功能的方块图。
图4是表示电负载输出指令值与电负载输出需求值的关系的坐标图。
图5是表示液压负载输出指令值与液压负载输出需求值的关系的坐标图。
图6的(6A)及(6B)是表示蓄电电路输出指令值与蓄电电路输出目标值的关系的坐标图。
图7的(7A)及(7B)是表示电动发电机输出指令值、蓄电电路输出指令值及电负载输出指令值的关系的坐标图。
图8是发动机、电动发电机的控制系统的功能方块图。
图9是表示发动机的实际转速及产生转矩的时刻推移的一例的坐标图。
图10是表示发动机的实际转速及产生转矩的时刻推移的其他的一例的坐标图。
图11的(11A)及(11B)是用于说明整体控制模块与伺服控制模块的功能分担的方块图。
图中：1-下部行走体，1A、1B-液压马达，2-回转机构，3-上部回转体，4-动臂，5-斗杆，6-铲斗，7-动臂油缸，8-斗杆油缸，9-铲斗油缸，10-驾驶室，11-发动机，12-电动发电机，13-转矩传递机，14-主泵(外部负载)，15-先导泵，16-高压液压管路，17-控制阀，18-变频器，19-电容器，21-回转用电动机，22-分解器，23-机械制动器，24-减速机，25-先导管路，26-操作装置，27、28-液压管路，29-压力传感器，30-控制装置，30A-整体控制模块，30B-伺服控制模块，32-发动机输出范围决定块，33A-SOC计算块，33B-蓄电电路输出范围决定块，33C-蓄电电路输出目标值决定块，35-动力分配块，40、41-速度传感器，45-发动机控制器，46-速度控制块，47-喷射量决定块，50-速度控制块，51-控制方法判定块，52-转矩控制块，53-转换块，90-蓄电电路。
具体实施方式
在图1示出基于实施例的混合型作业机械的侧视图。上部回转体3通过回转机构2搭载于下部行走体(基体)1。回转机构2包括电动机(马达)，并使上部回转体3向顺时针或逆时针回转。在上部回转体3安装有动臂4。动臂4通过液压驱动的动臂油缸7相对于上部回转体3向上下方向摆动。在动臂4的前端安装有斗杆5。斗杆5通过液压驱动的斗杆油缸8相对于动臂4向前后方向摆动。在斗杆5的前端安装有铲斗6。铲斗6通过液压驱动的铲斗油缸9相对于动臂5向上下方向摆动。在上部回转体3还搭载有容纳驾驶员的操作室10。
在图2示出混合型作业机械的方块图。在图2中用双重线表示机械动力系统，用粗实线表示高压液压管路，用细实线表示电气系统，用虚线表示先导管路。
发动机11的驱动轴连结于转矩传递机13的1个旋转轴。在发动机11使用通过燃料的燃烧产生驱动力的发动机，例如柴油发动机等内燃机。发动机11在作业机械的运行中始终被驱动。
电动发电机12的驱动轴连结于转矩传递机13的其他旋转轴。电动发电机12能够进行动力(辅助)运行和再生(发电)运行的双方的运行动作。在电动发电机12使用例如在转子内部埋入磁铁的内部磁铁埋入型(IPM)马达。
在转矩传递机13的另一个旋转轴连结有主泵14的驱动轴。主泵14成为发动机11的外部负载。
施加于发动机11的负载大时，电动发电机12进行辅助运行，电动发电机12的驱动力通过转矩传递机13传递到主泵14。由此，减轻施加于发动机11的负载。另一方面，施加于发动机11的负载小时，发动机11的驱动力通过转矩传递机13传递到电动发电机12，由此电动发电机12进行发电运行。电动发电机12的辅助运行与发电运行的转换通过连接于电动发电机12的变频器18进行。变频器18通过控制装置30进行控制。
控制装置30通过将各种装置的劣化状态等显示在显示装置35来引起驾驶员的注意。
主泵14通过高压液压管路16向控制阀17供给液压。控制阀17基于来自驾驶员的指令向液压马达1A、1B、动臂油缸7、斗杆油缸8及铲斗油缸9分配液压。液压马达1A及1B分别驱动具备于图1所示出的下部行走体1的左右2根履带。
电动发电机12的电气系统的输入输出端子通过变频器18连接在蓄电电路90。在蓄电电路90通过其他变频器20还连接有回转用电动机(负载电动机)21。蓄电电路90包括电容器和控制电容器的充放电的转换器。在电容器使用例如电双层电容器。蓄电电路90及变频器20通过控制装置30进行控制。
电动发电机12进行辅助运行的期间，所需电力从蓄电电路90供给到电动发电机12，电动发电机12输出机械功率(动力)。电动发电机12进行发电运行的期间，从发动机11供给所需动力，输出电气功率(电力)。通过电动发电机12发电的电力供给到蓄电电路90。变频器18接受来自控制装置30的指令进行电动发电机12的运行控制，以使输出被指令的动力或电力。
回转用电动机21由来自变频器20的脉宽调制(PWM)控制信号进行交流驱动，并能够进行产生动力的动力动作及产生电力的再生动作的双方的运行。变频器20接受来自控制装置30的指令进行回转用电动机21的运行控制，以使产生被指令了的动力。在回转用电动机21使用例如IPM马达。IPM马达在再生时产生较大的感应电动势。
回转用电动机21的动力动作中，从蓄电电路90向回转用电动机21供给电力。回转用电动机21的动力(旋转力)通过减速机24传递到图1所示的回转机构2。此时，减速机24放慢转速。由此，在回转用电动机21产生的旋转力增大，传递到回转机构2。并且，在再生动作时，上部回转体3的旋转运动通过减速器24传递到回转用电动机21，由此回转用电动机21产生再生电力。此时，减速机24与动力运行时相反，加快转速。由此，能够使回转用电动机21的转速上升。再生电力供给到蓄电电路90。
分解器22检测回转用电动机21的旋转轴的旋转方向的位置。检测结果输入到控制装置30。通过检测回转用电动机21的运行前和运行后的旋转轴的旋转方向的位置而导出回转角度及回转方向。
机械制动器23连结于回转用电动机21的旋转轴，产生机械制动力。机械制动器23的制动状态和解除状态通过接受来自控制装置30的控制的电磁开关进行转换。
先导泵15产生液压操作系统所需的先导压。产生的先导压通过先导管路25供给到操作装置26。操作装置26包括杠杆或踏板，由驾驶员进行操作。操作装置26根据驾驶员的操作将从先导管路25供给的1次侧液压转换为2次侧液压。2次侧液压通过液压管路27传递到控制阀17，并且通过其他液压管路28传递到压力传感器29。
用压力传感器29检测的压力的检测结果输入到控制装置30。由此，控制装置30能够探测下部行走体1、回转机构2、动臂4、斗杆5及铲斗6的操作状况。尤其在基于实施例的混合型作业机械中，回转用电动机21为了驱动回转机构2，要求高精度地检测用于控制回转机构2的杠杆的操作量。控制装置30通过压力传感器29能够高精度地检测该杠杆的操作量。
在图3A示出基于实施例的混合型作业机械的方块图及动力和电力的流程。来自发动机11的输出Pgo供给到先导泵14及电动发电机12。电动发电机12进行辅助运行时，从电动发电机12向先导泵14供给电动发电机的输出(动力)Pao。电动发电机12进行发电运行时，由电动发电机进行发电的输出(电力)-Pao输入到蓄电电路90。在此，电动发电机12进行辅助运行时的输出定义为正、进行发电运行时的输出定义为负。
从蓄电电路90输出的电力Pbo供给到电动发电机12及回转用电动机21。回转用电动机21在动力运行状态时输出输出(动力)Peo。在再生运行状态时，输出输出(电力)-Peo，供给到蓄电电路90。在此，将动力运行状态时的输出定义为正，将再生运行状态时的输出定义为负。并且，将从蓄电电路90输出的电力定义为正，将供给到蓄电电路90的电力定义为负。
在图3B示出控制装置30的功能的方块图。液压负载输出需求值Phr、电负载输出需求值Per、发动机转速Nact及蓄电电路90的电容器电压Vm被输入到控制装置30。
液压负载输出需求值Phr是通过图2所示的液压马达1A、1B、动臂油缸7、斗杆油缸8及铲斗油缸9等的液压进行驱动的液压机构所需的动力的合计。例如，液压负载输出需求值Phr根据操作员操作的操作杠杆的操作量计算。
电负载输出需求值Per相当于图2所示的回转用电动机21所需的电力。例如，电负载输出需求值Per根据操作员操作的操作杠杆的操作量计算。
发动机转速Nact相当于图2所示的发动机11的实际的转速。发动机11在作业机械的运行时始终被驱动，检测该转速Nact。电容器电压Vm相当于图2所示的蓄电电路90的电容器的端子间电压。
发动机转速Nact输入到发动机输出范围决定块32。在发动机输出范围决定块32存储有用于根据发动机转速Nact求出发动机输出上限值Pgomax及发动机输出下限值Pgomin的映像表或转换表。发动机输出范围决定块32根据所输入的发动机转速Nact计算发动机输出上限值Pgomax及发动机输出下限值Pgomin，并供给到动力分配块35。
电容器电压Vm输入到SOC计算块33A。SOC计算块33A根据所输入的电容器电压Vm计算电容器的充电率(SOC)。计算出的充电率供给到蓄电电路输出范围决定块33B及蓄电电路输出目标值决定块33C。
在蓄电电路输出范围决定块33B存储有用于根据充电率计算蓄电电路输出上限值Pbomax及蓄电电路输出下限值Pbomin的映像表或转换表。蓄电电路输出范围决定块33B根据充电率决定蓄电电路输出上限值Pbomax及蓄电电路输出下限值Pbomin。蓄电电路输出上限值Pbomax相当于从蓄电电路90输出的电力的上限值。蓄电电路输出下限值Pbomin为负，其绝对值相当于供给到蓄电电路90的电力的上限值。由蓄电电路输出上限值Pbomax及蓄电电路输出下限值Pbomin定义蓄电电路90的输入输出电力的适当范围。所决定的蓄电电路输出上限值Pbomax及蓄电电路输出下限值Pbomin输入到动力分配块35。
以下，对蓄电电路输出上限值Pbomax及蓄电电路输出下限值Pbomin的计算方法的一例进行说明。在蓄电电路90的电容器设定有充放电电流的适当范围及充电率的适当范围。蓄电电路输出上限值Pbomax设定成电容器的放电电流不超过其适当范围的上限值，并且电容器的充电率不低于其适当范围的下限值。蓄电电路输出下限值Pbomin设定成电容器的充电电流不超过其适当范围的上限值，并且电容器的充电率不高于其适当范围的上限值。
在蓄电电路输出目标值决定块33C存储有用于根据充电率计算蓄电电路输出目标值Pbot的映像表或转换表。蓄电电路输出目标值决定块33C根据充电率决定蓄电电路输出目标值Pbot。所决定的蓄电电路输出目标值Pbot输入到动力分配块35。
以下，对蓄电电路输出目标值Pbot的计算方法的一例进行说明。在蓄电电路90的电容器设定有充电率的目标值。蓄电电路输出目标值Pbot决定成实际的充电率接近充电率的目标值。例如，实际的充电率高于充电率的目标值时，由于优选使电容器放电，所以蓄电电路输出目标值Pbot成为正。相反，实际的充电率低于充电率的目标值时，由于优选对电容器进行充电，所以蓄电电路输出目标值Pbot成为负。蓄电电路输出目标值Pbot的绝对值与将充电率的目标值设为基准时的实际的充电率的偏差成比例。
动力分配块35决定电负载输出指令值Peo、液压负载输出指令值Pho、蓄电电路输出指令值Pbo及电动发电机输出指令值Pao。参照图4～图7对这些指令值的决定方法进行说明。
图4表示电负载输出需求值Per与电负载输出指令值Peo的关系。电负载输出需求值Per大于发动机输出上限值Pgomax和蓄电电路输出上限值Pbomax的合计值Peomax时，将电负载输出指令值Peo设为与该合计值Peomax相等。即，设为Peo＝Pgomax+Pbomax。这是指电负载输出指令值Peo不超过从发动机11和蓄电电路90输出的最大功率。
电负载输出需求值Per小于从发动机输出下限值Pgomin减去液压负载输出需求值Phr和蓄电电路输出下限值Pbomin的绝对值的值Peomin时，将电负载输出指令值Peo设为与该值Peomin相等。即，设为Peo＝Pgomin-Phr+Pbomin。由于Pbomin为负值，所以在上述的式中，附加在Pbomin的运算符为“+”(加号)。该式是指在使发动机11以从发动机11输出的动力成为最小的方式动作的状态下，回转用电动机21的发电电力不超过液压负载输出需求值Phr和可以供给到蓄电电路90的电力的上限值的合计值。
电负载输出需求值Per在Peomax与Peomin之间时，将电负载输出指令值Peo设为与电负载输出需求值Per相等。即，设为Peo＝Per。该式是指相对于电负载，确保如要求的输出。
图5表示液压负载输出需求值Phr与液压负载输出指令值Pho的关系。液压负载输出需求值Phr超过从发动机输出上限值Pgomax和蓄电电路输出上限值Pbomax的合计值减去电负载输出指令值Peo的值Phomax时，将液压负载输出指令值Pho设为与该值Phomax相等。即，Pho＝Pgomax+Pbomax-Peo。这是指液压负载输出指令值Pho不超过从由发动机11和蓄电电路90输出的最大功率扣除已决定的电负载输出指令值Peo量的功率的剩余的功率。
液压负载输出需求值Phr为Phomax以下时，将液压负载输出指令值Pho设为与液压负载输出需求值Phr相等。即，设为Pho＝Phr。这是指相对于液压负载，确保如要求的输出。
图6A及图6B表示蓄电电路输出目标值Pbot与蓄电电路输出指令值Pbo的关系。将从根据图4所示的坐标图所决定的电负载输出指令值Peo与根据图5所示的坐标图所决定的液压负载输出指令值Pho的合计值减去发动机输出下限值Pgomin的值设为Pbomax1。将从电负载输出指令值Peo与液压负载输出指令值Pho的合计值减去发动机输出上限值Pgomax的值设为Pbomin1。
图6A表示Pbomax1小于在图3B的蓄电电路输出范围决定块33B决定的蓄电电路输出上限值Pbomax，并且Pbomin1大于蓄电电路输出下限值Pbomin的情况。蓄电电路输出目标值Pbot超过Pbomax1时，将蓄电电路输出指令值Pbo设为与Pbomax1相等。这是指由于能够从蓄电电路90输出的电力充分大，所以以该输出下限值Pgomin使发动机11动作，从蓄电电路90不输出多余的电力。蓄电电路输出目标值Pbot低于Pbomin1时，将蓄电电路输出指令值Pbo设为与Pbomax1相等。这是指由于蓄电电路90的充电率不充分，所以以该输出上限值Pgomax使发动机11动作，将电力供给到蓄电电路90。
蓄电电路输出目标值Pbot在Pbomax1与Pbomin1之间时，将蓄电电路输出指令值Pbo设为与蓄电电路输出目标值Pbot相等。由此，能够使蓄电电路90的充电率接近充电率的目标值。
图6B表示Pbomax1大于由图3B的蓄电电路输出范围决定块33B决定的蓄电电路输出上限值Pbomax，并且Pbomin1小于蓄电电路输出下限值Pbomin的情况。此时，限制蓄电电路输出指令值Pbo的上下限值，以使蓄电电路输出指令值Pbo容纳于由图3B所示的蓄电电路输出范围决定块33B决定的适当范围。
这样，蓄电电路输出指令值Pbo的上限被限制在Pbomax和Pbomax1的小的一方的值，下限被限制在Pbomin和Pbomin1的大的一方的值。
图7A及图7B是表示电动发电机输出指令值Pao的决定方法的线图。从图3A可知，Pbo＝Pao+Peo成立。若蓄电电路输出指令值Pbo及电负载输出指令值Peo被决定，则从上述的式计算电动发电机12的输出Pao。
如图7A所示，蓄电电路输出指令值Pbo大于电负载输出指令值Peo时，以剩余电力使电动发电机12进行辅助动作，并输出动力Pao。如图7B所示，蓄电电路输出指令值Pbo小于电负载输出指令值Peo时，为供给不足电力使电动发电机12进行发电动作，并输出电力Pao。
在图8示出发动机11及电动发电机12的控制系统的方块图。转矩传递机13相加发动机11所产生的转矩Te与电动发电机12所产生的转矩Ta的N倍。在此，N是转矩传递机13的减速比。速度传感器40测量以发动机11所产生的转矩Te与电动发电机12所产生的转矩Ta的合计的转矩旋转的旋转轴的转速。图8的1/Js的方块对惯性力矩J的惯性体施加转矩，并将积分所发生的加速度转换成速度的状态作为连续系统的物理模型来表现。
安装于电动发电机12的速度传感器41也测量以合计的转矩旋转的旋转轴的转速。但，速度传感器41测量成为减速比(N)倍的转速。
在控制装置30存储有对发动机11的速度指令值Ri。发动机控制器45的速度控制块46根据以速度指令值Ri作为基准时的、发动机11的转速的实测值Re的偏差，计算所需转矩。对所需转矩的计算使用例如PID控制。喷射量计算块47根据所需转矩决定燃料喷射量Se。所需转矩超过容许上限值(转矩极限)时，限制成燃料喷射量Se不超过容许上限值。将限制燃料喷射量Se的控制称为“转矩极限控制”。发动机11根据所决定的燃料喷射量Se进行控制。
如图3B所示，控制装置30的动力分配块35计算电动发电机12的输出指令值Pao。根据用速度传感器41测量的电动发电机12的转速的实测值Ra和输出指令值Pao计算电动发电机12的转矩指令值Tat0。在一般状态下，转矩指令值Tat0输入到转矩控制块52。转矩控制块52控制电动发电机12，以使电动发电机12所产生的转矩成为转矩指令值Tat0。另外，在图8中，省略图2所示的变频器18。
在控制方法判定块51输入速度指令值Ri、发动机11的转速的实测值Re及燃料喷射量Se。控制方法判定块51根据这些信息来判定是否将电动发电机12的控制方法应设为转矩控制，或应设为速度控制。
速度控制块50根据以速度指令值Ri的减速比(N)倍作为基准时的、电动发电机12的转速的实测值Ra的偏差，计算转矩指令值Tat1。转矩指令值Tat1例如由以下的式计算。
Tat1＝K×(Ri×N-Ra)+T0
其中，K为比例常数，T0为转矩的初始值。转速的实测值Ra小于速度指令值Ri的减速比(N)倍时，随着偏差变大，转矩指令值Tat1变大。
转换块53基于来自控制方法判定块51的指令，将转矩指令值Tat0及Tat1中的任意一方输入到转矩控制块52。
控制方法判定块51在判定成应将控制方法设为转矩控制时，控制转换块53，以使转矩指令值Tat0供给到转矩控制块52。此时，电动发电机12进行转矩控制。在判定成应将控制方法设为速度控制时，控制转换块53，以使转矩指令值Tat1供给到转矩控制块52。此时，电动发电机12进行速度控制。这样，能够转换电动发电机12的控制方法。
作为上述式的转矩的初始值T0，例如可以采用控制方法从转矩控制转换成速度控制的时刻的转矩指令值Tat0。
在图9示出发动机11的转速的实测值Re与产生转矩Te的时刻推移的一例。至时刻t1为止，发动机11几乎以无负载状态运行。发动机11的转速的实测值Re与速度指令值Ri一致。此时，电动发电机12进行转矩控制。液压负载变大，在时刻t1时，若在发动机11产生负载，则转速的实测值Re下降。同时，通过发动机控制器45的速度控制块46的控制，发动机11所产生的转矩Te上升。负载较大的情况，在时刻t2时，开始转矩极限控制。转矩极限控制开始的时刻t2以后，尽管液压负载上升，发动机11的转矩Te几乎不上升。
在时刻t3时，转速的实测值Re下降至速度控制开始阈值Re0。若控制方法判定块51检测出转速的实测值Re下降至速度控制开始阈值Re0，则将控制方法从转矩控制转换成速度控制。通过电动发电机12进行速度控制，转速的实测值Re朝向速度指令值Ri开始上升。
若发动机11所需求的转矩变小，则在速度控制块46决定的所需转矩下降，解除转矩极限控制。以下，对解除转矩极限控制的过程更具体地进行说明。
若发动机11的负载转矩低于转矩极限控制开始的转矩，则进行速度控制的电动发电机12所产生的转矩并非为了辅助发动机11的负载转矩而使用，而是为了使发动机11的转速恢复为速度指令值Ri而使用。因此，发动机11的转速的实测值Re接近速度指令值Ri。由此，在速度控制块46决定的所需转矩降低，解除转矩极限控制。
在图9中，在时刻t4时，发动机11的负载转矩开始下降，由此发动机11所产生的转矩Te开始下降。
在时刻t5时，发动机11所产生的转矩Te下降至速度控制解除阈值Te0。若控制方法判定块51检测出转矩Te下降至速度控制解除阈值Te0，则将控制方法从速度控制返回到转矩控制。另外，控制方法判定块51能够从燃料喷射量Se计算发动机11所产生的转矩Te。
作为速度控制解除阈值Te0，例如可以采用比发动机11的额定最大转矩稍小的值，例如比额定最大转矩仅小50Nm的值。
动力分配块35以正常进行发动机11的速度控制为前提，计算电动发电机12的输出指令值Pao。根据该输出指令值Pao所决定的转矩指令值Tat0也以正常进行发动机11的速度控制为前提。从而，开始进行转矩极限控制的情况，或发动机11的转速的实测值Re从速度指令值Ri过度地大幅下降时，不能说转矩指令值Tat0为用于将发动机11的转速保持在速度指令值Ri的适当的值。
如实施例，通过将电动发电机12的控制方法切换成速度控制来加大电动发电机12的产生转矩Ta，而不发生发动机失速即可使发动机11的转速的实测值Re返回到速度指令值Ri的附近。
在适当地进行发动机11的速度控制时，若对电动发电机12进行速度控制，则每当发动机11的转速的实测值Re下降时，电动发电机12进行辅助运行。若进行辅助运行而积存在蓄电电路90的电能(电容器的充电率SOC)下降，则图3B所示的蓄电电路输出目标值决定块33C计算的蓄电电路输出目标值Pbot成为负(充电的指令)。由此，电动发电机12进行发电运行，电力供给到蓄电电路90。这样，进行不必要的辅助运行，而反复来自蓄电电路90的电力的输出和向蓄电电路90的电力的供给，由此效率下降。
与此相反，若对电动发电机12进行转矩控制，则发动机11所产生的转矩存在剩余时，通过图3B所示的控制装置30的功能，电动发电机12进行发电运行。在适当地进行发动机11的速度控制时，通过对电动发电机12进行转矩控制，而能够防止由反复来自蓄电电路90的电力的输出和向蓄电电路90的电力的供给引起的损失的产生。
在图10示出发动机11的转速的实测值Re和产生转矩Te的时刻推移的其他的一例。在图9中，从转速的实测值Re的变化检测出使控制方法从转矩控制转换成速度控制的契机。在图10所示的例子中，以开始进行发动机11的转矩极限控制为契机，使控制方法从转矩控制转换成速度控制。因此，在已开始转矩极限控制的时刻t2时，开始进行速度控制。转速的实测值Re在时刻t2时开始上升。
在时刻t4时，以解除转矩极限控制为契机，使控制方法从速度控制返回到转矩控制。
在图10所示的例子中，在时刻t2以后，使控制方法转换成速度控制，由此不发生发动机失速即可使发动机11的转速的实测值Re返回到速度指令值Ri的附近。
接着，参照图11A及图11B对控制装置30的具体的结构例进行说明。控制装置30主要由进行动力及电力的分配比率的计算的整体控制模块30A和进行电动发电机12的控制的伺服控制模块30B构成。另外，在图11A及图11b中省略了图2所示的变频器18。
在图11A所示的例子中，以速度指令值Ri作为基准时的、转速的实测值Ra的偏差的计算功能、速度控制块50、转换块53及转矩控制块52的功能由伺服控制模块30B实现。伺服控制模块30B的运算周期比整体控制模块30A的运算周期短很多时，该结构为有效。由于伺服控制模块30B的运算周期短，所以能够立即追随电动发电机12的转速的实测值Ra的变动来进行速度控制。
在图11B所示的例子中，以速度指令值Ri作为基准时的、转速的实测值Ra的偏差的计算功能、和速度控制块50及转换块53的功能由整体控制模块30A实现。在该结构中，能够直接利用对电动发电机12进行转矩控制的以往的伺服控制模块30B。
沿着以上实施例说明了本发明，但本发明并不限于这些。例如，能够进行各种变更、改良、组合等，这对本领域技术人员来说是显而易知的。

Claims (3)

1.一种混合型作业机械，其特征在于，具有：
发动机，通过燃料的燃烧产生转矩；
电动发电机，能够选择性地进行发电动作与辅助动作；
外部负载，成为所述发动机的负载；
转矩传递机，进行所述发动机的转矩、所述电动发电机的转矩及外加于所述外部负载的转矩的相互授受；
速度传感器，测量所述发动机的转速；
控制装置，控制所述发动机及所述电动发电机，
所述控制装置存储成为所述发动机的速度控制的目标值的速度指令值，
根据被所述外部负载所要求的动力，计算使所述电动发电机产生的转矩，并对该电动发电机进行转矩控制，
根据用所述速度传感器测量到的转速与所述速度指令值的差分，对所述电动发电机进行速度控制，
在所述发动机被转矩极限控制的情况下，使控制方法从转矩控制转换成速度控制，
所述控制装置以解除了所述发动机的转矩极限控制为契机，将所述电动发电机的控制状态从速度控制转换成转矩控制。
2.如权利要求1所述的混合型作业机械，其特征在于，
所述控制装置根据所述电动发电机的转速，转换所述电动发电机的控制状态。
3.如权利要求1所述的混合型作业机械，其特征在于，
所述发动机在应产生的转矩超过了容许极限值时进行转矩极限控制，
所述控制装置以开始了所述发动机的转矩极限控制为契机，将所述电动发电机的控制状态从转矩控制转换成速度控制。
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