CN102369449A

CN102369449A - 混合式工作机械

Info

Publication number: CN102369449A
Application number: CN2009801585575A
Authority: CN
Inventors: 横山和也
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2029-06-26
Also published as: EP2418504B1; WO2010113223A1; CN102369449B; EP2418504A4; US20120038327A1; JPWO2010113223A1; EP2418504A1; JP5579166B2; KR20110132427A; US8810210B2; KR101325562B1

Abstract

本发明提供一种混合式工作机械。电动发电机作为发电机及电动机动作。转换器切换从电容器向电动发电机供给电力的放电状态和通过由电动发电机所发出的电力对电容器进行充电的充电状态。控制在放电状态时从电容器输出的电功率及在充电状态时输入至电容器的电功率。电容器电压表测定电容器的端子间电压。电容器电流表测定电容器的充放电电流。从电容器电压表及电容器电流表向控制装置输入测定结果。控制装置根据测定结果控制转换器。

Description

混合式工作机械

技术领域

本发明涉及一种根据电容器的劣化状态进行输出控制的混合式工作机械。

背景技术

近年来，在施工工作机械等动力产生机械中要求考虑了地球环境的省燃料消耗、低公害、低噪音等性能。为了满足这些要求，出现了利用电动机代替液压泵或者作为液压泵的辅助的液压挖土机等工作机械。在组装了电动机的工作机械中，从电动机产生的剩余的动能变换成电能蓄积于电容器等中。

电容器因长时间反复充放电使用或者因过充电、过放电或发热等而逐渐劣化。通过测定电容器的内部电阻能够判定劣化状态。(日本特开2007-155586号公报)。

若不管电容器已劣化而继续通常的运行，则劣化加快，缩短电容器的寿命。

发明内容

基于本发明的一观点，提供一种混合式工作机械，其具有：

电容器；

电动发电机，作为发电机及电动机动作；

转换器，切换从所述电容器向所述电动发电机供给电力的放电状态和通过由所述电动发电机所发出的电力对所述电容器进行充电的充电状态，并且能够控制在放电状态时从该电容器输出的电功率及在充电状态时输入至该电容器的电功率；

电容器电压表，测定所述电容器的端子间电压；

电容器电流表，测定所述电容器的充放电电流；及

控制装置，从所述电容器电压表及所述电容器电流表输入测定结果，并且根据测定结果决定所述电容器的输入输出电力的适当范围，并以所述电容器的输入输出电力不脱离所述适应性范围的方式控制所述转换器。

发明效果

根据电容器电压表及电容器电流表的测定结果，能够推测电容器的劣化状态。根据该测定结果确定电容器的输入输出电力处于适当范围，因此能够抑制电容器的劣化。

附图说明

图1是实施例的混合式工作机械的侧视图。

图2是实施例的混合式工作机械的块图。

图3是搭载于实施例的混合式工作机械的蓄电电路的等效电路图。

图4是表示实施例的混合式工作机械的从启动至停止的流程的图。

图5是以第1测量方法测定电容器的内部电阻来决定运行状态的流程图。

图6是电容器的等效电路图。

图7是表示以第1测量方法测定电容器的内部电阻时的充电率与充放电电流及端子间电压的时间变化的图表。

图8是以第2测量方法测定电容器的内部电阻来决定运行状态的流程图。

图9是表示以第2测量方法测定电容器的内部电阻时的端子间电压和充放电电流的时间变化的图表。

图10-1中(10A)是实施例的混合式工作机械的简单的块图，(10B)是控制装置的功能块图。

图10-2中(10C)是控制装置的功能块图的其他例子。

图11中(11A)是双电层电容器的等效电路图，(11B)是简略化的等效电路图，(11C)是表示静电电容CL和CH的两端的电压的时间变化的一例的图表。

图12中(12A)是表示内部电阻的过渡特性的图表，(12B)是表示端子间电压Vm的实际测量值、静电电容C的两端的电压Vc的理论值及静电电容C的两端的电压的近似计算值Vca的图表，(12C)是表示电容器的充放电电流的时间变化的图表。

图13中(13A)是表示内部电阻的过渡特性的图表，(13B)是表示端子间电压Vm的实际测量值、静电电容C的两端的电压Vc的理论值及静电电容C的两端的电压的近似计算值Vca的图表，(13C)是表示电容器的充放电电流的时间变化的图表。

图14中(14A)是表示内部电阻的过渡特性的图表，(14B)是表示端子间电压Vm的实际测量值、静电电容C的两端的电压Vc的理论值及静电电容C的两端的电压的近似计算值Vca的图表，(14C)是表示电容器的充放电电流的时间变化的图表。

图15中(15A)是表示内部电阻的过渡特性及近似值的图表，(15B)是表示端子间电压Vm的实际测量值、静电电容C的两端的电压Vc的理论值及静电电容C的两端的电压的近似计算值Vc₁的图表，(15C)是表示电容器的充放电电流的时间变化的图表。

图16中(16A)是表示内部电阻的过渡特性及近似值的图表，(16B)是表示端子间电压Vm的实际测量值、静电电容C的两端的电压Vc的理论值及静电电容C的两端的电压的近似计算值Vc₂的图表，(16C)是表示电容器的充放电电流的时间变化的图表。

图17是表示应用实施例6的动力分配方法wp时的回转用电动机输出与回转用电动机要求输出的关系的图表。

图18是表示应用实施例6的动力分配方法wp时的液压负载输出与液压负载要求输出的关系的图表。

图19中(19A)及(19B)是表示应用实施例6的动力分配方法wp时的电容器输出与第2电容器输出目标值的关系的图表。

图20中(20A)及(20B)是表示应用实施例6的动力分配方法wp时的电动发电机输出、电容器输出及回转用电动机输出的关系的图表。

图21是实施例7的动力分配处理的流程图。

图22是实施例7的动力分配处理的处理A的流程图。

图23是表示应用实施例7的动力分配处理时的要求输出合计值与分配后的输出的关系的图表。

具体实施方式

以下，参照附图对实施例进行说明。

实施例1

图1中表示实施例1的混合式工作机械的侧视图。在下部行驶体(基体)1经由回转机构2搭载有上部回转体3。回转机构2包含电动机(马达)，使上部回转体3顺时针旋转或者逆时针旋转。在上部回转体3安装有动臂4。动臂4通过被液压驱动的动臂缸7相对上部回转体3在上下方向上摆动。在动臂4的前端安装有斗杆5。斗杆5通过被液压驱动的斗杆缸8相对动臂4在前后方向上摆动。在斗杆5的前端安装有铲斗6。铲斗6通过被液压驱动的铲斗缸9相对斗杆5在上下方向上摆动。在上部回转体3还搭载有容纳驾驶员的驾驶室10。

图2中表示混合式工作机械的块图。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，用细实线表示电力系统，用虚线表示先导管路。

引擎11的驱动轴连结于减速器13的输入轴。引擎11使用通过电以外的燃料产生驱动力的引擎，例如柴油引擎等内燃机。引擎11在工作机械的运行中始终被驱动。

电动发电机12的驱动轴连结于减速器13的另一输入轴。电动发电机12能够进行电动(辅助)运行和发电运行双方的运行动作。在电动发电机12使用例如在转子内部埋入磁铁的内置式永磁(IMP)马达。

减速器13具有2个输入轴和1个输出轴。在该输出轴连结有主泵14的驱动轴。

施加于引擎11的负载较大时，电动发电机12进行辅助运行，电动发电机12的驱动力经由减速器13传递至主泵14。由此，减轻施加于引擎11的负载。另一方面，施加于引擎11的负载较小时，引擎11的驱动力经由减速器13传递至电动发电机12，由此电动发电机12被发电运行。电动发电机12的辅助运行与发电运行的切换通过连接于电动发电机12的逆变器(inverter)18进行。逆变器18由控制装置30控制。

控制装置30包含中央处理装置(CPU)30A及内部存储器30B。CPU30A执行存储于内部存储器30B的驱动控制用程序。控制装置30通过在显示装置35中显示各种装置的劣化状态等来唤起驾驶员的注意。

主泵14经由高压液压管路16向控制阀17供给液压。控制阀17通过来自驾驶员的指令向液压马达1A、1B、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9分配液压。液压马达1A及1B分别驱动在图1中所示的下部行驶体1中具备的左右2条履带。

电动发电机12的电力系统的输入输出端子经由逆变器18连接于蓄电电路90。在蓄电电路90经由另一逆变器20还连接有回转用电动机(负载电动机)21。蓄电电路90及逆变器20由控制装置30控制。

电动发电机12辅助运行期间，所需的电力从蓄电电路90供给至电动发电机12，电动发电机12输出机械功率。电动发电机12发电运行期间，从引擎11供给所需的机械功率，并输出电功率(电力)。通过电动发电机12所发出的电力供给至蓄电电路90。逆变器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，以便输出被指令的机械功率或电功率。

回转用电动机21能够通过来自逆变器20的脉冲幅度调制(PWM)控制信号进行交流驱动，并且进行输出机械功率的动力动作(power run)及输出电功率的再生动作双方的运行。逆变器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，以便输出被指令的机械功率。在回转用电动机21例如使用IMP马达。IMP马达在再生时产生较大的感应电动势。

在回转用电动机21的动力动作中，回转用电动机21的旋转力经由减速器24被传递至图1所示的回转机构2。这时，减速器24降低旋转速度。由此，在回转用电动机21产生的旋转力增大，并被传递至回转机构2。并且，当再生运行时，上部回转体3的旋转运动经由减速器24被传递至回转用电动机21，由此回转用电动机21产生再生电力。这时，与动力运行时相反，减速器24加快旋转速度。由此，能够提高回转用电动机21的转速。

分解器(resolver)22检测回转用电动机21的旋转轴的旋转方向的位置。检测结果输入至控制装置30。通过检测回转用电动机21的运行前与运行后的旋转轴的旋转方向的位置，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，并产生机械性制动力。机械制动器23的制动状态与解除状态接受来自控制装置30的控制，并通过电磁性开关而切换。

先导泵15产生液压操作系统所需的先导压。产生的先导压经由先导管路25被供给至操作装置26。操作装置26包含操纵杆和踏板，由驾驶员操作。操作装置26按照驾驶员的操作将从先导管路25供给的1次侧液压变换成2次侧液压。2次侧液压经由液压管路27被传递至控制阀17，并且经由另一液压管路28被传递至压力传感器29。

由压力传感器29检测出的压力的检测结果被输入至控制装置30。由此，控制装置30能够检测下部行驶体1、回转机构2、动臂4、斗杆5及铲斗6的操作状况。尤其在实施例1的混合式工作机械中，回转用电动机21驱动回转机构2，因此期望高精确度地检测用于控制回转机构2的操纵杆的操作量。控制装置30能够经由压力传感器29高精确度地检测该操纵杆的操作量。

另外，控制装置30能够检测如下状态，即下部行驶体1、回转机构2、动臂4、斗杆5及铲斗6均不运行，且向蓄电电路90的电力的供给及来自蓄电电路90的电力强制性取出均不进行的状态(非运行状态)。

图3中表示蓄电电路90的等效电路图。蓄电电路90包含电容器19、转换器100及DC总线线路110。在转换器100的1对电源连接端子103A、103B连接有电容器19，在1对输出端子104A、104B连接有DC总线线路110。一方的电源连接端子103B及一方的输出端子104B接地。

DC总线线路110经由逆变器18、20分别连接于电动发电机12及回转用电动机21。DC总线线路110包含连接于输出端子104B的接地线和连接于另一方的输出端子104A的电源线。在接地线与电源线之间插入有平滑用电容器105。产生于DC总线线路110的电压通过DC总线用电压表111被测定，测定结果输入至控制装置30。

升压用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)102A的集电极与降压用IGBT102B的发射极相连接的串联电路连接于输出端子104A与104B之间。升压用IGBT102A的发射极接地，降压用IGBT102B的集电极连接于高压侧的输出端子104A。升压用IGBT102A与降压用IGBT102B的相连接点经由电抗器101连接于高压侧的电源连接端子103A。

在升压用IGBT102A及降压用IGBT102B，分别以从发射极朝向集电极的方向成为正向的方向并联连接二极管102a、102b。

连接于电源连接端子103A与103B之间的电压表106测定电容器19的端子间电压。串联插入于电抗器101的电流表107测定电容器19的充放电电流。电压及电流的测定结果被输入于控制装置30。

控制装置30向升压用IGBT102A及降压用IGBT102B的栅电极外加控制用脉冲幅度调制(PWM)电压。并且，在控制装置30的内部存储器30B确保有运行状态存储部31。在运行状态存储部31存储目前的运行状态。如在后面进行说明，运行状态为“通常运行状态”及“输出限制状态”这2个状态中任一个。

以下，对升压动作(放电动作)进行说明。向升压用IGBT102A的栅电极外加PWM电压。当升压用IGBT102A截止(off)时，在电抗器101中产生从高压侧的电源连接端子103A朝向升压用IGBT102A的集电极流过电流的方向的感应电动势。该电动势经由二极管102b被外加于DC总线线路110。由此，DC总线线路110被升压。

接着，对降压动作(充电动作)进行说明。向降压用IGBT102B的栅电极外加PWM电压。当降压用IGBT102B截止时，在电抗器101中产生从降压用IGBT102B的发射极朝向高压侧的电源连接端子103A流过电流的方向的感应电动势。通过该感应电动势电容器19被充电。另外，将对电容器19进行放电的方向的电流设为正，进行充电的方向的电流设为负。

图4中表示实施例1的工作机械的从启动至停止的一连串的处理。若通过工作者将工作机械的启动开关设为ON来启动工作机械，则在步骤SA1中，进行蓄电电路90、电动发电机12等的动作准备。具体而言，引擎11被驱动，电动发电机12开始旋转。由此，电动发电机12开始发电，DC总线110的平滑电容器105被充电。

若动作准备结束后，则在步骤SA2中，控制装置30以第1测量方法测定电容器19的内部电阻来决定运行状态。关于第1测量方法在后面参考图5进行说明。之后，在步骤SA3中，通过输入动作指令，开始工作机械的动作。通过驾驶员对操作装置26(图2)进行操作而进行动作指令。

进行工作机械的动作时，在步骤SA4中，控制装置30以第2测量方法测定电容器的内部电阻来决定运行状态。关于第2测量方法在后面参考图8进行说明。

在步骤SA5中，控制装置30判断工作机械是否在空转中，当判定为在空转中时，在步骤SA6中，以第1测量方法测定电容器的内部电阻来决定运行状态。之后，在步骤SA7中，控制装置30判定是否输入了工作机械停止的指令。工作机械停止的指令通过操作员对操作装置26(图2)进行操作而进行。在步骤SA5中，当判定为不在空转中时，不进行步骤SA6的处理，而在步骤SA7中，判定是否输入了工作机械停止的指令。

当输入工作机械停止的指令时，控制装置30使工作机械停止。当没有输入工作机械停止的指令时，回到步骤SA4，控制装置30进行基于第2测量方法的电容器的内部电阻的测定及运行状态的决定。

图5中表示第1测量方法的流程图。首先，在步骤SB1中，控制装置30开始电容器19的内部电阻的测定。关于测定方法，在后面参考图6及图7进行说明。

在步骤SB2中，在测量结束之前，控制装置30判定是否有动作指令的输入。在测量中，当有动作指令的输入时，在步骤SB3中，中断测量。之后，在步骤SB4中，控制装置30采用在之前的测定处理中得到的测量值作为判定值。之后，在步骤SB5中，控制装置30根据判定值判断是否进行输出限制。

在步骤SB2中，在测量结束之前无动作指令的输入时，在步骤SB6中，控制装置30采用测量值作为判定值并进行存储。之后，在步骤SB5中，控制装置30根据判定值判断是否进行输出限制。

在步骤SB5中，例如比较判定值与基准值。当判定值为基准值以下时，判定为不需要输出限制。当判定值超过基准值时，认为电容器19在劣化。这时，判断为需要输出限制。

判定为需要输出限制时，在步骤SB7中，控制装置30在运行状态存储部31(图3)设定“输出限制状态”。当判定为不需要输出限制时，在步骤SB8中，控制装置30在运行状态存储部31设定“通常输出状态”。关于通常运行状态及输出限制状态，在后面参考图10A及图10B详细地进行说明。

下面，对内部电阻的测定方法进行说明。

图6中表示电容器19的等效电路图。电容器19能够由相互串联连接的静电电容C与内部电阻R表示。电容器19的端子间电压Vm由产生于静电电容C的电压Vc与基于内部电阻R的电压下降Vr之和表示。如果将电容器19的充放电电流设为I，则由于将放电电流的方向设为正，因此Vr＝-R×I成立。

端子间电压Vm由图3所示的电容器电压表106测定，电流I由电容器电流表107测定。

图7中表示静电电容C的充电率SOC、电流I、电压Vm的时间变化的一例。时刻0～t₁期间相当于例如图4所示的步骤SA1的动作准备期间，电流I为负。即，进行电容器19的充电。因此，充电率SOC逐渐上升。时刻t₁～t₄期间相当于例如图4所示的步骤SA2的内部电阻测定期间。

时刻t₁～t₂期间电流I大致为0。即，在电容器19未进行充电，也为进行从电容器19的放电。这时，工作机械为非动作状态，引擎11为维持恒定转速的空转状态。并且，电容器19的端子间电压Vm及充电率SOC大致恒定。图4所示的步骤SA1的蓄电电路及电动机等的动作准备已结束的时刻相当于时刻t₁～t₂期间。并且，在步骤SA5中判断为在空转中的期间也相当于时刻t₁～t₂期间。

在时刻t₂，以将引擎11的转速维持成恒定的状态，将电动发电机12设为发电状态，并且将转换器100设为充电状态。测定时刻t₂或其之后的电流I及电压Vm。将时刻t₂的电流的测定结果设为I₁，将电压的测定结果设为V₁。

待机至转换器100的充电动作稳定。当电流达到预先规定的值时，判定为电流稳定。将这时的时刻设为t₃。测定时刻t₃或其之后的电流I及电压Vm。将电流的测定结果设为I₂，将电压的测定结果设为V₂。

时刻t₃～t₄期间，充电电流单调地增加，充电率SOC上升。时刻t₂至t₃的时间及时刻t₃至t₄的时间实际上分别为数十毫秒及数十～数百毫秒。

若将时刻t₂至t₃的电容器19的蓄积电荷量的增加量设为ΔQ，则内部电阻R用以下公式表示。

[数1]

R = - \frac{V_{2} - V_{1}}{I_{2} - I_{1}} + \frac{ΔQ}{C (I_{2} - I_{1})}

时刻t₂至t₃的待机时间非常短，静电电容C非常大，因此上述公式的右边第2项能够大致近似于0。因此，能够根据电压及电流的测定值计算内部电阻R。另外，可以采用时刻t₁～t₂期间的电流及电压的平均值作为电流I₁及电压V₁，也可以采用时刻t₃～t₄期间的电流及电压的平均值作为电流I₂及电压V₂。

图8中表示第2测量方法的流程图。第2测量方法中，图5所示出的第1测量方法的步骤SB2～SB4被省略。在步骤SB1中进行内部电阻的测定后，在步骤SB6中，采用测定值作为判定值。之后，在步骤SB5中，根据判定值判断是否进行输出限制。步骤SB7及SB8与第1测量方法的情况相同。

接着，参考图9对步骤SB1中的内部电阻的测定方法进行说明。图9的上图及下图分别表示电容器19的端子间电压Vm及充放电电流I的时间变化的一例。

时刻0～t₁期间，放电电流I逐渐减少，并且端子间电压Vm也逐渐下降。在时刻t₁至t₂之间从放电状态切换成充电状态。时刻t₂以后，充电电流逐渐增加(电流I为负，其绝对值逐渐增加)。将时刻t₁的放电电流设为I₁，将端子间电压设为Vm₁。将时刻t₂的充电电流设为I₂(＜0)，将端子间电压设为Vm₂。并且，在图6所示出的等效电路中，若将时刻t₁及t₂的电容器电压Vc分别设为Vc₁及Vc₂，则以下公式成立。

[数2]

Vm₁＝Vc₁-RI₁

Vm₂＝Vc₁-RI₂

时刻t₁至t₂的时间为例如数毫秒左右。并且，静电电容C例如为10F左右，非常大。因此，产生于静电电容C的电压Vc从时刻t₁至t₂之间几乎不发生变化。作为一例，Vc₁与Vc2之差为Vc1的0.01％～0.1％左右。因此，可以近似于Vc₁＝Vc₂。这样，则从上述公式得到以下公式。

[数3]

R = - \frac{{Vm}_{2} - {Vm}_{1}}{I_{2} - I_{1}}

通过测定时刻t₁的端子间电压Vm₁及充放电电流I₁与时刻t₂的端子间电压Vm₂及充放电电流I₂，能够计算电容器19的内部电阻R。端子间电压Vm及充放电电流I能够分别通过图3所示的电容器电压表106及电容器电流表107测定。

另外，内部电阻的测定时期不限定于从放电状态切换成充电状态时。也可以在从充电状态切换成放电状态时测定内部电阻。另外，不限于充电状态与放电状态的切换时期，也可以在如Vc₁＝Vc₂的近似成立那样的短时间之间进行测定。另外，为了使内部电阻的计算误差减小，优选在静电电容C的电压Vc的变化幅度较小且电流I的变化幅度较大的期间进行测定。当切换充电状态与放电状态时，能够期待较大的电流变化，因此测量误差减小。

在图4中，共同使用基于第1测量方法的内部电阻的测定与基于第2测量方法的内部电阻的测定，但也可以仅采用任一方的测量方法。仅采用一方的测量方法时，优选采用在电流稳定的期间进行测量的第1测量方法。

下面，参考图10A及图10B对通常运行状态及输出限制状态进行说明。

图10A中表示实施例1的混合式工作机械的简单的块图及机械功率、电功率的流程。来自引擎11的输出Pgo被供给至主泵14及电动发电机12。当电动发电机12辅助运行时，从电动发电机12向主泵14供给电动发电机输出(机械功率)Pao。当电动发电机12发电运行时，发电得到的电动发电机输出(电功率)-Pao被输入至蓄电电路90。其中，将电动发电机12辅助运行时的输出定义为正，发电运行时的输出定义为负。

来自蓄电电路90的电容器输出Pbo被供给至电动发电机12及回转用电动机21。当动力运行状态时，回转用电动机21输出回转用电动机输出(机械功率)Peo。当再生运行状态时，输出回转用电动机输出(电功率)-Peo，并供给至蓄电电路90。其中，将动力运行状态时的输出定义为正，再生运行状态时的输出定义为负。

图10B中表示控制装置30的功能块图。液压负载要求输出Phr、回转用电动机要求输出Per、引擎转速Nact及电容器电压Vm被输入至控制装置30。

液压负载要求输出Phr为图2所示的液压马达1A、1B、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9等通过液压驱动的液压机构中所需的机械功率的合计。例如，液压负载要求输出Phr根据操作员操作的操作操纵杆的操作量计算。

回转用电动机要求输出Per相当于图2所示的回转用电动机所需的电功率。例如，回转用电动机要求输出Per根据操作员操作的操作操纵杆的操作量计算。

引擎转速Nact相当于图2所示的引擎11的实际转速。在工作机械运行时引擎11始终被驱动，并且其转速Nact被检测。

电容器电压Vm相当于图3所示的电容器19的端子间电压，并由电容器电压表106测定。

引擎转速Nact被输入至引擎输出范围决定块32。引擎输出范围决定块32中存储有用于根据引擎转速求出引擎输出上限值及引擎输出下限值的映像表或变换表。引擎输出范围决定块32根据已输入的引擎转速Nact计算引擎输出上限值Pgou及引擎输出下限值Pgol并赋予至动力分配块35。

电容器电压Vm被输入至电容器输出决定块33。电容器输出决定块33包含电容器输出范围决定块33A、电容器输出目标值决定块33B及充电率计算块33C。充电率计算块33C根据已输入的电容器电压Vm计算充电率SOC。已计算出的充电率SOC赋予至电容器输出范围决定块33A及电容器输出目标值决定块33B。

其中，充电率SOC例如能够定义为Vm²/V₀ ²。V₀表示电容器19的额定电压(通过快速充电和缓慢充电被充电的最大电压)。

电容器输出范围决定块33A中存储有用于根据充电率SOC计算电容器输出上限值及电容器输出下限值的映像表或变换表。电容器输出目标值决定块33B中存储有用于根据充电率SOC计算电容器输出目标值的映像表或变换表。电容器输出范围决定块33A根据充电率SOC求出第1电容器输出上限值Pbou0及第1电容器输出下限值Pbol0并赋予至校正块34。电容器输出目标值决定块33B根据已输入的充电率SOC求出第1电容器输出目标值Pbot0并赋予至校正块34。

电压电流测定值Dva被输入至电容器劣化信息判定块36。例如如图4的步骤SA2、SA4、SA6所示，从电压电流测定值Dva计算电容器19的内部电阻。电容器劣化信息判定块36执行图5及图8所示的步骤SB5的处理。已决定的运行状态，即“通常输出状态”或“输出限制状态”被存储于运行状态存储部31。

校正块34包含输出范围校正块34A及输出目标值校正块34B。第1电容器输出上限值Pbou0及第1电容器输出下限值Pbol0被赋予至输出范围校正块34A。输出范围校正块34A根据当前时刻的运行状态校正第1电容器输出上限值Pbou0及第1电容器输出下限值Pbol0，由此生成第2电容器输出上限值Pbou1及第2电容器输出下限值Pbol1。第2电容器输出上限值Pbou1及第2电容器输出下限值Pbol1被赋予至输出目标值校正块34B。

第1电容器输出上限值Pbou0相当于放电电力的上限值。第1电容器输出下限值Pbol0为负，其绝对值相当于充电电力的上限值。根据第2电容器输出上限值Pbou1与第2电容器输出下限值Pbol1来定义电容器的输入输出电力的适当范围。

例如，当前时刻的运行状态为通常运行状态时，Pbou1＝Pbou0、Pbol1＝Pbol0。即，输出不被限制。当前时刻的运行状态为输出限制状态时，Pbou1＜Pbou0、Pbol1＞Pbol0。不等式Pbou1＜Pbou0是指将电容器的放电电力的上限值设为小于通常运行状态时的上限值。不等式Pbol1＞Pbol0是指将电容器的充电电力的上限值设为小于通常运行状态时的上限值。

输出目标值校正块34B根据第2电容器输出上限值Pbou1及第2电容器输出下限值Pbol1校正第1电容器输出目标值Pbot0，来生成第2电容器输出目标值Pbot1。例如，第1电容器输出目标值Pbot0脱离由第2电容器输出上限值Pbou1和第2电容器输出下限值Pbol1定义的范围时，以第2电容器输出目标值Pbot1落入由第2电容器输出上限值Pbou1和第2电容器输出下限值Pbol1定义的范围内的方式生成第2电容器输出目标值Pbot1。第2电容器输出上限值Pbou1、第2电容器输出下限值Pbol1及第2电容器输出目标值Pbot1被输入至动力分配块35。

动力分配块35根据液压负载要求输出Phr、回转用电动机要求输出Per、引擎输出上限值Pgou、引擎输出下限值Pgol、第2电容器输出上限值Pbou1、第2电容器输出下限值Pbol1及第2电容器输出目标值Pbot1决定实际的液压负载输出Pho、电动发电机输出Pao及回转用电动机输出Peo。这时，以引擎输出Pgo处于引擎输出上限值Pgou与引擎输出下限值Pgol的范围内且电容器输出Pbo处于第2电容器输出上限值Pbou1与第2电容器输出下限值Pbol1的范围内的方式决定各输出。

例如，在通常状态时，以电容器的输入输出电力落入由校正前的第1电容器输出上限值Pbou0和第1电容器输出下限值Pbol0定义的范围内的方式控制转换器。在输出限制状态时，以电容器的输入输出电力落入由校正后的第2电容器输出上限值Pbou1和第2电容器输出下限值Pbol1定义的范围内的方式控制转换器。

控制装置30根据这些已决定的输出来控制图2所示的引擎11、逆变器18、20及图3所示的转换器100。

运行状态为“输出限制状态”时，电容器输出上限值小于通常运行状态时，并且电容器输出下限值的绝对值小于通常运行状态时。因此，在输出限制状态时，电容器19的充放电电流的最大值小于通常运行状态时的充放电电流的最大值。由此，能够抑制电容器19的劣化。

图10C中表示控制装置30的功能块图的其他例子。以下，着眼于与图10B的例子的相异点。校正块34根据第1电容器输出上限值Pbou0、第1电容器输出下限值Pbol0、第1电容器输出目标值Pbot0及目前的运行状态，将第1电容器输出目标值Pbot0校正为第2电容器输出目标值Pbot1。例如，当前时刻的运行状态为“输出限制状态”时，将校正后的第2电容器输出目标值Pbot1设为小于第1电容器输出目标值Pbot0。当前时刻的运行状态为“通常运行状态”时，不进行校正。即，设为Pbot1＝Pbot0。

动力分配部35根据液压负载要求输出Phr、回转用电动机要求输出Per、引擎输出上限值Pgou、引擎输出下限值Pgol及第2电容器输出目标值Pbot1决定实际的液压负载输出Pho、电动发电机输出Pao及回转用电动机输出Peo。这时，以输出限制状态时的电容器输出Pbo的绝对值等于通常运行状态时的电容器输出Pbo的绝对值或者小于通常运行状态时的电容器输出Pbo的绝对值的方式控制转换器100。

其中，作为内部电阻的测量方法，示出了图5所示的第1测量方法及图8所示的第2测量方法，但也可以由其他方法测量内部电阻。

通过在工作机械动作中测量内部电阻，能够利用内部电阻的最新测量值计算充电率SOC。这时，充电率SOC例如能够定义为Vc²/V₀ ²。如图6所示，Vc表示外加于静电电容C的电压，V₀表示电容器19的额定电压。

能够根据电容器19的端子间电压Vm、充放电电流I及内部电阻R计算电压Vc。由图3所示的电容器电压表106测定端子间电压Vm，由电容器电流表107测定充放电电流I。内部电阻R通过将数学公式1的右边的第2项设为近似于0来计算。

通过利用内部电阻R的最新的测量值计算充电率SOC，由此能够根据电容器19的最新状态来决定电容器输出上限值Pbou0、电容器输出下限值Pbol0及电容器输出目标值Pbot0。在内部电阻R的最新的测量值中反映电容器19的劣化状态。因此，在动力分配控制中也反映电容器19的劣化状态。由此，能够提高工作机械的控制的稳定性。

实施例2

下面，参考图11A～图11C，对实施例2进行说明。上述实施例1中，根据电容器19的内部电阻进行是否进行电容器的输出限制的判定(图5及图8的步骤SB5)。实施例2中，根据电容器的静电电容判定是否进行输出限制。以下，对电容器19的静电电容的测定方法进行说明。

图11A中表示对电容器19使用双电层型电容器时的等效电路图。双电层型电容器中，活性层作为补足负离子(阴离子)与正离子(阳离子)的电极发挥作用。该活性层中存在多个孔。起因于活性层的表面的静电电容与起因于孔深处的静电电容中内部电阻大不相同。因此，电容器19能够作为内部电阻不同的n个的静电电容C₁～C_n并联连接而表示。静电电容C₁～C_n中分别串联插入有内部电阻R₁～R_n。

图11B中表示电容器19的进一步简单化的等效电路图。简单化的等效电路图中，由内部电阻相对较小的静电电容C_L和内部电阻相对较大的静电电容C_H表示。1对电极间插入静电电容C_L和内部电阻R_L的直接电路。另外，静电电容C_H和内部电阻R_H的直接电路与静电电容C_L并联连接。

将外加至静电电容C_L的电压设为V_L，将外加至静电电容C_H的电压设为V_H。由静电电容C_L与C_H及内部电阻R_H构成的闭环电路的时间常数比由静电电容C_L与内部电阻R_L构成的串联电路的时间常数大很多。因此，进行数秒以下的快速充电时及快速放电时仅有静电电容C_L被充放电。进行数小时左右的缓慢充电时及缓慢放电时静电电容C_H也被充放电。

图11C中表示电压V_L与V_H的时间变化的一例。图中的实线表示电压V_L，虚线表示电压V_H。从时刻0至t₁期间进行运行动作。即，进行电容器19的充电及放电。电容器19被放电的期间电压V_L下降，被充电的期间电压V_L上升。电压V_L高于电压V_H的期间进行向静电电容C_H的充电，因此电压V_H上升，电压V_L低于电压V_H的期间进行从静电电容C_H的放电，因此电压V_H下降。但是，由于静电电容C_H的充放电的时间常数较大，因此电压V_H的变化与电压V_L变化相比比较缓和。

在时刻t₁，使运行停止。即，不进行向电容器19的充放电。因此，电荷在静电电容C_L与C_H之间移动，直到电压V_L与电压V_H相等。在时刻t₂，电压V_L与电压V_H相等。将此时的电压设为V_A。

在时刻t₃，开始电容器19的充电。该充电通过控制逆变器18而将电动发电机12设为发电状态并控制转换器100而将电动发电机12设为充电状态来进行。通过电容器19被充电，电压V_L与V_H上升。电容器C_H的充电缓慢进行，因此电压V_H的上升缓慢。在时刻t₄，使充电动作停止。将刚刚使充电动作停止之后的电压V_L的值设为V_B。

时刻t₄以后，从静电电容C_L向静电电容C_H的电荷的移动缓慢地产生，直到电压V_H与V_L相等。从时刻t₃至t₄期间非常短时，可几乎无视从静电电容C_L向静电电容C_H的电荷的移动。在该条件下，静电电容C_L能够用以下公式求出。

[数4]

C_{L} = \frac{1}{V_{B} - V_{A}} {&Integral;}_{t_{3}}^{t_{4}} {- I (t)} dt

其中，电流I为流向电容器19的电流。在I(t)附加减号是由于将放电电流的方向设为正。电流I(t)能够由电容器电流表107测定。例如，以极短的时间步长测定电流，并通过对测定结果进行数值积分来求出上述公式的积分项的值。

时刻t₃的充电动作开始即将之前及时刻t₄的充电动作刚刚停止之后，电容器19的充放电电流为0，因此不发生因内部电阻R_L引起的电压下降。因此，电压V_A及V_B分别与在时刻t₃及t₄由电容器电压表106测定的电压相等。能够根据数值积分的结果及在时刻t₃及t₄分别被测定出的电压V_A及V_B计算静电电容C_L。

实施例1中，在图8所示的步骤SB1中测定电容器19的内部电阻，但实施例2中，根据上述的数学公式4计算静电电容C_L。在步骤SB5中，根据静电电容C_L判断是否进行输出限制。决定是否进行输出限制后的处理与实施例1的处理相同。

另外，也可以根据内部电阻与静电电容双方，判断是否进行输出限制。

实施例3

下面，参考图12A～图14C对实施例3进行说明。实施例3的图10B所示的充电率计算块33C的处理与上述实施例1的处理不同之外，其他结构与实施例1的结构相同。

图12A中表示电容器19的充放电电流从0状态至放电电流开始流动时的内部电阻R的过渡特性。图12C中表示电容器19的充放电电流的变化。在时刻t₁放电电流开始流动。实际上放电电流以恒定的时间常数减少，但内部电阻R回到稳态的过渡期间较放电电流的时间常数短很多。因此，当考虑内部电阻R的过渡特性时，可认为放电电流为大致恒定。恒定的放电电流设为I₁。

将电容器19的稳态的内部电阻设为Ri₁。该内部电阻Ri₁能够由以实施例1的方法计算。若在时刻t₁，放电电流开始流向电容器19，则内部电阻R下降至Ri₂，之后，逐渐向稳态的内部电阻Ri₁上升。

时刻t₁以后的内部电阻R能够用以下公式表示。

[数5]

R = {Ri}_{2} + ({Ri}_{1} - {Ri}_{2}) (1 - \exp (- \frac{t - t_{1}}{τ}))

若时刻t变得无限大，则内部电阻R逐渐接近稳态的内部电阻Ri₁。

若要计算电容器19的充电率SOC，则必需计算外加于图6所示的静电电容C的电压Vc。但是，由电容器电压表106实际测定出的电压为端子间电压Vm。在内部电阻R的电压降低Vr、外加于静电电容C的电压Vc及端子间电压Vm之间以下的关系式成立。

[数6]

Vm＝Vr+Vc

Vr＝-R×I

在表示电压下降Vr的数学公式的右边附加减号，是因为将流过电容器19的放电电流的方向定义为正。数学公式6的参数中，可实际测量端子间电压Vm及电流I。

图12B中表示端子间电压Vm及外加于静电电容C的电压Vc的时程。至时刻t₁期间，流过电容器10的电流为0，因此电压Vc与端子间电压Vm相等。

在时刻t₁，电流I₁开始流动。假设电流I₁恒定，因此静电电容C的蓄积电荷量Q线性减少。因此，电压Vc也线性降低。端子间电压Vm用以下公式表示。

[数7]

Vm＝Vc-R×I₁

即，端子间电压Vm取比电压Vc仅小R×I₁的值。电压Vc线性降低，并且内部电阻R如图12A所示过渡性变化，因此端子间电压Vm也显示过渡性变化。即，时刻t₁，产生相当于(Ri₁-Ri₂)×I₁的电压量的降低。随时间经过，内部电阻R朝向Ri₁上升，因此端子间电压Vm与电压Vc之差扩大。若为稳态，即内部电阻R恢复至Ri1，则端子间电压Vm与电压Vc之差成为Ri₁×I₁。

能够通过数学公式7，根据端子间电压Vm的测定值、电流I₁的测定值及内部电阻R计算电压Vc。内部电阻R能够根据数学公式5所示的参数Ri₁、Ri₂及τ计算。这些参数被存储于图10B所示的充电率计算块33C。

充电率计算块33C根据参数Ri₁、Ri₂、τ、端子间电压Vm的测定值及电流I₁的测定值计算电压Vc。另外，充电率计算块33C根据已计算出的电压Vc计算充电率SOC。

在图12B用虚线表示在不考虑内部电阻R的过渡现象的情况下假设为R＝Ri₁而计算的外加于静电电容C的电压Vca。端子间电压Vm与电压Vca之差成为Ri₁×I₁，为恒定的。因此，若采用Vca作为外加于静电电容C的电压，则在时刻t₁，产生电压的非连续。若根据该电压Vca计算充电率SOC，则计算出的充电率SOC在时刻t₁也变得非连续。若充电率SOC非连续地变化，则根据其计算出的第1电容器输出上限值Pbou0、第1电容器输出下限值Pbol0及第1电容器输出目标值Pbot0也非连续地变化。由此，动力分配块35的分配控制变得不稳定。

通过考虑内部电阻R的过渡现象而计算充电率SOC，防止充电率SOC的计算值的非连续的变化。由此，能够避免动力分配控制变得不稳定。

若从时刻t₁经过非常长的时间，则内部电阻R与稳态的内部电阻Ri1之差减小。两者之差小于某一基准值之后，作为内部电阻R，可以不使用由数学公式5计算出的值，而使用稳态的内部电阻Ri₁。

内部电阻R的过渡性变动在电流未流向电容器19的状态至充电电流开始流动时、从放电状态切换成充电状态时，及从充电状态切换成放电状态时也发生。

图13A、图13B及图13C中分别表示充电电流开始流动时的内部电阻R的变化、电压的变化及电流的变化。图13A所示的内部电阻R的变化与图12A所示的变化相同。时刻t₁以后的充电电流为恒定值I₂(I₂＜0)。

如图13B所示，外加于静电电容C的电压Vc线性增加。该电压Vc通过端子电压Vm的实际测量值、充电电流的实际测量值I₂及考虑了过渡现象的内部电阻R来计算。在不考虑过渡现象的情况下，将内部电阻R始终假设为Ri₁而计算出的外加于静电电容C的电压Vca，在时刻t₁变得非连续。

图14A、图14B及图14C中分别表示从放电状态切换成充电状态时的内部电阻R的变化、电压的变化及电流的变化。图14A所示的内部电阻R的变化与图12A所示出的变化相同。时刻t₁以前的放电电流为I₁，时刻t₁以后的充电电流为I₂。

在时刻t₁，流过电容器19的电流的方向颠倒，因此端子间电压Vm非连续地变化。若将内部电阻R假设为稳态的内部电阻Ri1而计算外加于静电电容C的电压Vca，则电压Vca在时刻t₁变得非连续。通过考虑内部电阻R的过渡现象而计算电压Vc，能够防止电压Vc非连续地变化。

实施例4

下面，参考图15A～图15C对实施例4进行说明。实施例3中，在电容器19的内部电阻R过渡地变化的期间，利用通过如实按照实际变化的数学公式5计算出的值作为内部电阻R，计算外加于静电电容C的电压Vc。实施例4中，用于计算电压Vc的内部电阻R假设为过渡期的内部电阻R的最小值Ri₂，为恒定的。

如图15C所示，在时刻t₁，放电电流I₁开始流动。如图15A所示，内部电阻R过渡地变化，但是在计算电压Vc时，假设为内部电阻为恒定值Ri₂。在该假设下计算出的外加于静电电容C的电压Vc₁、及实际上外加于静电电容C的电压Vc由以下公式表示。

[数8]

Vc₁＝Vm+Ri₂×I₁

Vc＝Vm+R×I₁

在时刻t₁，R＝Ri₂，所以在时刻t₁，Vc₁＝Vc成立。因此，电压Vc₁在时刻t₁不会非连续地变化。因此，与实施例3同样地能够避免动力分配控制变得不稳定。

实施例4中，充电率计算块33C根据数学公式8，通过端子间电压Vm的测定值、电流I₁的测定值及内部电阻的最低值Ri₂计算产生于静电电容C的电压Vc₁。内部电阻的最低值Ri₂预先存储于充电率计算块33C中。

实施例4中，内部电阻R达到稳态后，也设R＝Ri₂而计算电压Vc₁。因此，在稳态下，用于计算充电率SOC的电压Vc₁与实际上外加于静电电容C的电压Vc不同。但是，用于计算充电率SOC的电压Vc₁不会非连续地变化，因此能够保证动力分配控制的稳定性。

实施例4的方法也能够在电流从0状态至充电电流开始流动时应用。

实施例4的方法中，当从放电状态转移至电流为0的状态时、以及从充电状态转移至电流为0的状态时，电压Vc₁的计算结果变得非连续。但是，电流为0，即电容器19的能量的输入输出为0，因此动力分配控制不会不稳定。

并且，从充电状态切换成放电状态，或从放电状态切换成充电状态时，电压Vc₁也非连续地变化。但是，与将内部电阻固定成Ri₁而计算出的电压Vca的非连续的大小相比，将内部电阻固定成Ri₂而计算出的电压Vc₁的非连续的大小较小。因此，与根据电压Vca计算充电率SOC的情况相比，动力分配控制的不稳定性降低。

实施例5

下面，参考图16A～图16C，对实施例5进行说明。实施例3中，在电容器19的内部电阻R过渡地变化的期间，利用如实按照实际变化的值作为内部电阻R，计算外加于静电电容C的电压Vc。实施例5中，用于计算电压Vc的内部电阻R与线性地变化近似。

如图16C所示，在时刻t₁，放电电流I₁开始流动。图16A中表示内部电阻R的变化和其近似值Ri₃。内部电阻的近似值Ri₃用以下公式定义。

[数9]

{Ri}_{3} = \frac{{Ri}_{1} - {Ri}_{2}}{t_{2} - t_{1}} (t - t_{1}) + {Ri}_{2} (t_{1} \leq t \leq t_{2})

Ri₃＝Ri₁(t₂＜t)

外加于静电电容C的电压Vc的近似值Vc₂用下述公式计算。

[数10]

Vc₂＝Vm+Ri₃×I₁

在时刻t₁，Ri₃＝R成立，所以成为Vc₂＝Vc。因此，Vc₂在时刻t₁不会非连续地变化。若内部电阻R呈稳态，即成为R＝Ri₁，则近似值Vc₂变得与外加于静电电容C的电压Vc相等。

并且，在时刻t₂，内部电阻的近似值Ri₃的倾斜变得非连续，所以电压的近似值Vc₂的倾斜也非连续地变化。但是，近似值Vc₂的大小不会非连续地变化。

实施例5的方法可以应用于从电流为0的状态切换成充电状态时、从放电状态切换成电流为0时，从充电状态切换成放电状态时、从放电状态切换成充电状态时的任一情况。

实施例6

下面，参考图17～图20B，对实施例6进行说明。实施例6中，对图10B所示的动力分配块35的处理的一例进行说明。

图17中表示回转用电动机要求输出Per与回转用电动机输出Peo的关系。当回转用电动机要求输出Per大于引擎输出上限值Pgou与第2电容器输出上限值Pbou1的合计值Peomax时，使回转用电动机输出Peo与该合计值Peomax相等。即设为如下。

Peo＝Pgou+Pbou

这是指，回转用电动机输出Peo不超过能够从引擎11与蓄电电路90取出的最大功率。

当回转用电动机要求输出Per小于从引擎输出下限值Pgol减去液压负载要求输出Phr与第2电容器输出下限值Pbol1的绝对值后的值Peomin时，使回转用电动机输出Peo与该值Peomin相等。即设为如下。

Peo＝Pgol-Phr+Pbomin

Pbomin为负值，所以在上述公式中，附加于Pbomin的算符为“+”(加号)。该公式是指，在以从引擎11取出的动力变得最小的方式使引擎11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要求输出Phr与能够供给至蓄电电路90的电力的上限值的合计值。

当回转用电动机要求输出Per在Peomax与Peomin之间时，使回转用电动机输出Peo与回转用电动机要求输出Per相等。即设为如下。

Peo＝Per

该公式是指，可以对回转用电动机确保按照要求的输出。

图18中表示液压负载要求输出Phr与液压负载输出Pho的关系。当液压负载要求输出Phr超过从引擎输出上限值Pgou与第2电容器输出上限值Pbou1的合计值减去回转用电动机输出Peo的值后的Phomax时，使液压负载输出Pho与该值Phomax相等。即设为如下。

Pho＝Pgou+Pbou1-Peo

这是指，液压负载输出Pho不超过从由引擎11与蓄电电路90取出的最大功率减去已决定的回转用电动机输出Peo量的功率后的剩余功率。

当液压负载要求输出Phr在Phomax以下时，使液压负载输出Pho与液压负载要求输出Phr相等。即设为如下。

Pho＝Phr

这是指，可以对液压负载确保按照要求的输出。

图19A及图19B中表示第2电容器输出目标值Pbot1与电容器输出Pbo的关系。将从根据图17所示的图表决定的回转用电动机输出Peo与根据图18所示的图表决定的液压负载输出Pho的合计值减去引擎输出下限值Pgol的值设为Pbomax1。将从回转用电动机输出Peo与液压负载输出Pho的合计值减去引擎输出上限值Pgou的值设为Pbomin1。

图19A中表示Pbomax1小于第2电容器输出上限值Pbou1且Pbomin1大于第2电容器输出下限值Pbol1的情况。当第2电容器输出目标值Pbot1超过Pbomax1时，使电容器输出Pbo等于Pbomax1。这是指，由于能够从蓄电电路90取出的电力非常大，所以使引擎11利用其输出下限值Pgol动作，而不从蓄电电路90取出额外的电力。当第2电容器输出目标值Pbot1低于Pbomin1时，使电容器输出Pbo等于Pbomax1。这是指，由于蓄电电路90的充电率不充分，所以使引擎11利用其输出上限值Pgou动作，且将电力供给至蓄电电路90。

当第2电容器输出目标值Pbot1在Pbomax1与Pbomin1之间时，使电容器输出Pbo等于第2电容器输出目标值Pbot1。由此，能够使蓄电电路90的充电率接近充电率的目标值。

图19B中表示Pbomax1大于第2电容器输出上限值Pbou1且Pbomin1小于第2电容器输出下限值Pbol1的情况。这时，以电容器输出Pbo落入第2电容器输出上限值Pbou1与第2电容器输出下限值Pbol1之间(适当范围)的方式限制电容器输出Pbo的上下限值。

这样，电容器输出Pbo的上限受Pbou1与Pbomax1中的较小值限制，下限受Pbol1与Pbomin1中的较大值限制。

图20A及图20B是表示电动发电机输出Pao的决定方法的线图。从图10A可知如下公式成立。

Pbo＝Pao+Peo

若电容器输出Pbo及回转用电动机输出Peo被决定，则可以根据上述公式计算电动发电机12的输出Pao。

如图20A所示，当电容器输出Pbo大于回转用电动机输出Peo时，使电动发电机12利用剩余电力进行辅助动作，并输出动力Pao。如图20B所示，当电容器输出Pbo小于回转用电动机输出Peo时，使电动发电机12为了供给不足电力而进行发电动作，并输出电力Pao。

实施例7

下面，参考图21～图23对实施例7进行说明。实施例7中，对图10B所示的动力分配块35的处理的其他例子进行说明。图21中表示实施例7的动力分配方法的流程图，图22中表示图21所示的处理A的详细流程图，图23中表示要求输出与分配后的输出的关系。引擎输出Pgo与电容器输出Pbo的合计由输出合计值Psum表示。

如图21所示，在步骤S1中，将液压负载要求输出Phr与回转用电动机要求输出Per的合计值设为要求输出Pr。要求输出Pr表示动力及电力的合计的输出要求值。

在步骤S2中，根据要求输出Pr分支。当要求输出Pr小于引擎输出下限值Pgol时，进行处理A。参考图22对处理A在后面进行说明。

当要求输出Pr在引擎输出下限值Pgol以上且小于引擎输出上限值Pgou时，执行步骤S3。在步骤S3中，如图23所示，使引擎输出Pgo等于要求输出Pr，且将电容器输出Pbo设为0。即，所有要求输出Pr通过引擎11提供。

当要求输出Pr在引擎输出上限值Pgou以上且小于引擎输出上限值Pgou与第2电容器输出上限值Pbou1的合计值时，执行步骤S4。在步骤S4中，如图23所示，使引擎输出Pgo等于引擎输出上限值Pgou，并将电容器输出Pbo设为从要求输出Pr减去引擎输出Pgo后的值。即，使引擎11利用输出上限值动作，从电容器19取出动力的不足量。

当要求输出Pr在引擎输出上限值Pgou与第2电容器输出上限值Pbou1的合计值以上时，执行步骤S5。在步骤S5中，如图23所示，使引擎输出Pgo等于引擎输出上限值Pgou，并使电容器输出Pbo等于第2电容器输出上限值Pbou1。即，从引擎11及电容器19取出相当于输出上限值的功率。这时，实际的合计输出Psum变得小于要求输出Pr。

图22中表示处理A的流程图。在步骤SS1中，如图23所示，使引擎输出Pgo等于引擎输出下限值Pgol，并将电容器输出Pbo设为从要求输出Pr减去引擎输出Pgo后的值。即，使引擎11利用其输出下限值Pgol动作，利用额外的动力对电容器19进行充电。

在步骤SS2中，对电容器输出Pbo与第2电容器输出下限值Pbol1进行比较。当电容器输出Pbo在第2电容器输出下限值Pbol1以上时，结束处理A，回到图21的流程图。即，电容器19的充电电力在其容许上限值以下时，使引擎11利用其输出下限值Pgol动作，并通过额外的动力电容器19被充电。

当电容器输出Pbo小于第2电容器输出下限值Pbol1时，执行步骤SS3。步骤SS3中，如图23所示，使电容器输出Pbo等于第2电容器输出下限值Pbol1。即，防止电容器19的充电电力超过其容许上限值。并且，将引擎输出Pgo设为从要求输出Pr减去电容器输出Pbo后的值。即使利用其输出下限值Pgol使引擎11动作，引擎11产生的一部分动力也无法作为电容器19的充电电力有效地活用。因此，使引擎11在其输出下限值Pgol以下动作。

在步骤SS4中，判定引擎输出Pgo是否为负。当引擎输出Pgo为正或0时，结束处理A并回到图21所示的流程图。当引擎输出Pgo为负时，在步骤SS5中将引擎输出Pgo设定为0。这是因为，无法以将引擎输出Pgo设为负的方式控制引擎11。之后，回到图21所示的流程图。

动力分配块35的处理不限定于上述实施例6及实施例7的方法。也可进行其他各种动力分配处理。

根据以上实施例对本发明进行了说明，但本发明不限于这些。例如，可进行各种变更，改良及组合等对本领域技术人员来说是不言而喻的。

符号说明

1-下部行驶体，

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-动臂缸，

8-斗杆缸，

9-铲斗缸，

10-驾驶室，

11-引擎，

12-电动发电机，

13-减速器，

14-主泵，

15-先导泵，

16-高压液压管路，

17-控制阀，

18-逆变器，

19-电容器，

21-回转用电动机(负载电动机)，

22-分解器，

23-机械制动器，

24-减速器，

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，

31-运行状态存储部，

32-引擎输出范围决定块，

33-电容器输出决定块，

34-校正块，

35-动力分配块，

36-电容器劣化信息判定块，

35-显示装置，

90-蓄电电路，

100-转换器，

102A-升压用IGBT，

102B-降压用IGBT，

102a、102b-二极管，

103A、103B-电源连接端子，

104A、104B-输出端子，

105-平滑用电容器，

106-电容器电压表，

107-电容器电流表，

110-DC总线线路，

111-DC总线用电压表。

Claims

1.一种混合式工作机械，具有：

电容器；

电动发电机，作为发电机及电动机动作；

电容器电压表，测定所述电容器的端子间电压；

电容器电流表，测定所述电容器的充放电电流；及

控制装置，从所述电容器电压表及所述电容器电流表输入测定结果，且根据测定结果控制所述转换器。

2.如权利要求1所述的混合式工作机械，其中，

所述控制装置根据所述电容器电压表及所述电容器电流表的测定结果，决定所述电容器的输入输出电力的适当范围，并且以所述电容器的输入输出电力不脱离所述适当范围的方式控制所述转换器。

3.如权利要求2所述的混合式工作机械，其中，

所述控制装置根据从所述电容器电压表及所述电容器电流表输入的测定结果，计算所述电容器的内部电阻，并根据计算出的内部电阻决定所述适当范围。

4.如权利要求2所述的混合式工作机械，其中，

所述控制装置根据从所述电容器电压表及所述电容器电流表输入的测定结果，计算所述电容器的静电电容，并根据计算出的静电电容决定所述适当范围。

5.如权利要求2所述的混合式工作机械，其中，

进一步具有能够进行动力运行和再生运行的负载电动机，所述动力运行将从所述电容器放出的电力变换成机械功率而输出，所述再生运行将机械功率变换成电功率而输出，

所述控制装置根据所述负载电动机的要求输出，以所述电容器的输入输出电力不脱离所述适应性范围的方式决定所述负载电动机产生的机械功率，并且以输出被决定的机械功率的方式控制所述负载电动机。

6.如权利要求1所述的混合式工作机械，其中，进一步具有：

引擎，向所述电动发电机赋予机械功率；及

液压泵，从所述引擎及所述电动发电机被赋予机械功率而产生液压，

所述控制装置决定所述引擎的输出的适当范围，根据所述液压泵所要求的液压负载要求输出，以所述电容器的输入输出电力不脱离其适应性范围且所述引擎的输出不脱离其适应性范围的方式，决定所述液压泵产生的机械功率。

7.如权利要求1所述的混合式工作机械，其中，

所述控制装置根据从所述电容器电压表及电容器电流表输入的测定结果，判定运行状态为通常状态或输出限制状态，以判定为输出限制状态时的所述电容器的输入输出电力的绝对值等于或小于判定为通常状态时的所述电容器的输入输出电力的绝对值的方式，控制所述转换器。

8.如权利要求2所述的混合式工作机械，其中，

所述控制装置存储有表示开始向所述电容器进行通电时的该电容器的内部电阻的过渡特性的信息，根据所述过渡特性决定该电容器的输入输出电力的适当范围。

9.一种混合式工作机械，具有：

电容器；

电动发电机，作为发电机及电动机动作；

转换器，切换从所述电容器向所述电动发电机供给电力的放电状态和通过由所述电动发电机所发出的电力对所述电容器进行充电的充电状态，并且控制在放电状态时从该电容器输出的电功率及在充电状态时输入至该电容器的电功率；

电容器电压表，测定所述电容器的端子间电压；

电容器电流表，测定所述电容器的充放电电流；及

控制装置，从所述电容器电压表及所述电容器电流表输入测定结果，并控制所述转换器，

所述控制装置在以所述电容器的输入输出电力落入第1范围内的方式控制所述转换器的通常状态下，或者在以所述电容器的输入输出电力落入窄于所述第1范围的第2范围内的方式控制所述转换器的输出限制状态下控制所述转换器，并且根据所述测定结果切换所述通常状态和所述输出限制状态。