CN103080513B - 工作机械的发动机控制装置及其发动机控制方法 - Google Patents

工作机械的发动机控制装置及其发动机控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103080513B
CN103080513B CN201280002547.4A CN201280002547A CN103080513B CN 103080513 B CN103080513 B CN 103080513B CN 201280002547 A CN201280002547 A CN 201280002547A CN 103080513 B CN103080513 B CN 103080513B
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine
generating
generator
rotating speed
engine target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280002547.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103080513A (zh
Inventor
河口正
末广孝雄
村上健太郎
森永淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Publication of CN103080513A publication Critical patent/CN103080513A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103080513B publication Critical patent/CN103080513B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/06—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/04—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明提供一种工作机械的发动机控制装置及其发动机控制方法。为了即便发电机的发电开启/关闭所引起的发电机输出不连续地变动也可抑制发动机转速的变动，具备：检测单元，其对使用发电机的工作机械的运转状态进行检测；发动机目标转速设定单元，其基于所述运转状态，使发电机的发电关闭时所设定的发动机目标转速与发电机的发电开启时所设定的发动机目标转速为相同的目标匹配转速(npa’)；和发动机目标输出运算单元，其在发电机的发电关闭时对能最大限度输出的发电关闭时的发动机目标输出(ELa)进行运算，在发电机的发电成为开启时对在所述发动机目标输出上加上与发电机的发电量相当的发电输出(Pm)而获得的发动机目标输出(ELb)进行运算。

Description

工作机械的发动机控制装置及其发动机控制方法
技术领域
本发明涉及包括液压挖掘机、推土机、自卸卡车、轮式装载机等施工机械的工作机械的发动机控制装置及其发动机控制方法。
背景技术
在工作机械中用到的柴油发动机(以下称为发动机)等的发动机控制中，如果工作机械的操作员任意地设定在驾驶室内所设的燃料调节标度盘(节流标度盘)，则发动机控制器对燃料喷射系统输出用于向发动机喷射与设定相应的燃料喷射量的控制信号。而且，发动机控制器按照维持由燃料调节标度盘(节流标度盘)所设定的发动机目标转速的方式，向燃料喷射系统输出与安装于工作机械的工作机的负载变动对应的控制信号，对发动机转速进行调节。此外，发动机控制器或者泵控制器算出与发动机目标转速相应的液压泵的目标吸收转矩。按照发动机的输出马力和液压泵的吸收马力平衡的方式设定该目标吸收转矩。
利用图20来说明通常的发动机控制。发动机如图20所示那样控制成：不超过由发动机的最大输出转矩线P1和发动机转速最大的发动机下降线Fe构成的发动机输出转矩线TL。而且，发动机控制器例如在工作机械为液压挖掘机等的情况下，生成如下控制信号：该控制信号用于使发动机转速根据为了上部回旋体的回旋动作或工作机动作所操作的操作杆的操作量和工作机等的负载而变化。例如，如果在发动机目标转速被设定为N2的状态下进行土沙等的挖掘操作，则从发动机处于怠速动作时的发动机转速(怠速转速N1)转变至发动机目标转速N2。此时，燃料喷射系统接受来自发动机控制器的控制信号，并根据该转变向发动机喷射燃料，如果进行工作机动作等而使得负载增加，则按照发动机转速和发动机输出转矩达到相当于可变容量型液压泵(典型地为斜板式液压泵)的泵吸收转矩线PL和发动机输出转矩线TL的交点的、匹配点M1的方式，转变发动机 转速。另外，在额定点P，发动机输出成为最大。
在此，为了改善发动机的燃料效率以及液压泵的泵效率，如图21所示那样，存在如下的发动机控制装置：设置通过燃料消耗率良好的区域的目标发动机运转线(目标匹配轨迹)ML，在该目标匹配轨迹ML上设置发动机输出和泵吸收转矩的匹配点。在图21中，曲线M表示发动机的等燃料效率曲线，越往曲线M的中心(眼球(M1))的中心行进则燃料消耗率越优越。此外，曲线J表示由液压泵吸收的马力成为等马力的等马力曲线。因此，在获得相同马力的情况下，较之在发动机下降线Fe上的匹配点pt1相匹配，在目标匹配轨迹ML上的匹配点pt2相匹配的情况下的燃料消耗率更优越。此外，液压泵的流量Q是发动机转速n与泵容量q之积(Q＝n·q)，如果获得相同的工作油流量，则降低发动机转速并增大泵容量的情况在泵效率上优越。
在先技术文献 
专利文献
专利文献1：日本特开2007-120426号公报
专利文献2：日本特开2005-304206号公报
发明内容
(发明所要解决的课题)
然而，在混合动力液压挖掘机等施工机械中，有时由电动回旋电动机驱动上部回旋体。在混合动力液压挖掘机中，从电容器等的蓄电装置向该电动回旋电动机供给电力(放电)以使上部回旋体回旋加速，在使上部回旋体回旋减速之际通过电动回旋电动机的再生而向电容器供给电力(充电)，从而达成比以往的液压挖掘机低的消耗燃料率。进而，在混合动力液压挖掘机中，响应于工作机的负载等，使通过发动机的驱动而驱动的发电机起到发电作用(发电开启)，将由发电机发出的电力供给(充电)至电容器、或者为了电动回旋电动机的回旋加速而供给由发电机发出的电力。此外，发电机根据混合动力液压挖掘机的负载而进行补充发动机的输出的辅助作用，以达成较低的燃料消耗率。该发电机与通常的电动电动机同样地，如果以小转矩进行发电则效率差。为此，发电机在进行发电时， 以预先设定的最小发电转矩以上的转矩进行发电。其结果，在发电机从发电关闭的状态切换成发电开启的状态的情况下，上述的发电机输出不连续地变化。如果基于包含该发电机输出不连续变化的发动机输出来进行发动机转速控制，则发电机输出在发电关闭(零的输出)与最小发电转矩(发电开启)之间频繁地切换发电开启/关闭，从而匹配点处的发动机转速(匹配转速)频繁地变动。认为存在伴随该发动机转速变动的发动机声音变化作为给操作员带来不舒适感的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种即便发电机的发电开启/关闭所引起的发电机输出不连续地变动也能抑制发动机转速的变动的工作机械的发动机控制装置及其发动机控制方法。
(用于解决课题的手段)
为了解决上述的课题并达成目的，本发明涉及的工作机械的发动机控制装置的特征在于具备：检测单元，其对使用发电机的工作机械的运转状态进行检测；发动机目标转速设定单元，其基于所述运转状态，使发电机的发电关闭时所设定的发动机目标转速与发电机的发电开启时所设定的发动机目标转速相同；和发动机目标输出运算单元，其在发电机的发电关闭时对能最大限度输出的发电关闭时的发动机目标输出进行运算，在发电机的发电成为开启时对在所述发动机目标输出上加上与发电机的发电量相当的输出而获得的发动机目标输出进行运算。
此外，本发明涉及的工作机械的发动机控制装置在上述发明中的特征在于，在从发电关闭向发电开启转变时，所述发动机目标转速设定单元按照直至达到规定的发电转矩为止发动机转速不变的方式进行控制。
此外，本发明涉及的工作机械的发动机控制装置在上述发明中其特征在于，所述规定的发电转矩是预先设定的最小发电转矩。
此外，本发明涉及的工作机械的发动机控制装置在上述发明中其特征在于，还具备：发电输出运算单元，其利用发动机的转速来求出发电机的规定的发电输出；泵吸收马力运算单元，其对液压泵的吸收马力进行设定；和辅机马力运算单元，其求出与所述发动机的驱动联动地驱动的辅机的马力，所述发动机目标转速设定单元在发电关闭时，设定与将所设定的泵吸收马力、所求出的辅机马力、和所述发电机的规定的发电输出进行合计而 得到的输出相当的发动机目标输出、以及根据表示发动机以少的燃料消耗量进行驱动的发动机输出的目标匹配轨迹所决定的发动机目标转速，并且按照在发电开启时所设定的发动机转速与所述发动机目标转速相同的方式进行控制。
此外，本发明涉及的工作机械的发动机控制方法的特征在于，包括：检测步骤，对使用发电机的工作机械的运转状态进行检测；和设定步骤，基于所述运转状态，使发电机的发电关闭时所设定的发动机目标转速与发电机的发电开启时所设定的发动机目标转速相同，并且在发电机的发电关闭时对在该发电机的发电关闭时能最大限度输出的发电关闭时的发动机目标输出进行运算并设定，在发电机的发电成为开启时对在所述发动机目标输出上加上与发电机的发电量相当的输出而获得的发动机目标输出进行运算并设定。
根据本发明，进行使发电机的发电关闭时所设定的发动机目标转速与发电机的发电开启时所设定的发动机目标转速相同的、发动机目标转速的设定，并且在发电机的发电关闭时对能最大限度输出的发电关闭时的发动机目标输出进行运算，在发电机的发电成为开启时对在所述发动机目标输出上加上与发电机的发电量相当的输出而获得的发动机目标输出进行运算，来设定发动机目标输出，所以即便发电机的发电开启/关闭所引起的发电机输出不连续地变动也能够抑制发动机转速的变动。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的混合动力液压挖掘机的整体构成的立体图。
图2是表示图1所示的混合动力液压挖掘机的控制系统的构成的示意图。
图3是说明控制器所进行的发动机控制内容的转矩线图。
图4是说明控制器所进行的发动机控制内容的转矩线图。
图5是表示控制器所进行的整体控制流程的图。
图6是表示图5所示的无负载最大转速运算块的详细控制流程的图。
图7是表示图5所示的发动机最小输出运算块的详细控制流程的图。
图8是表示图5所示的发动机最大输出运算块的详细控制流程的图。
图9是表示图5所示的发动机目标输出运算块的详细控制流程的图。
图10是表示图5所示的匹配最小转速运算块的详细控制流程的图。
图11是表示图5所示的目标匹配转速运算块的详细控制流程的图。
图12是表示图5所示的发动机转速指令值运算块的详细控制流程的图。
图13是表示图5所示的泵吸收转矩指令值运算块的详细控制流程的图。
图14是说明控制器所进行的发动机控制内容的转矩线图。
图15是表示发电开启/关闭时的目标匹配转速的设定状态的转矩线图。
图16是表示以往的发动机控制中的、泵偏差所引起的发动机输出偏差的状态的转矩线图。
图17是表示本发明的实施方式中的、泵偏差所引起的发动机输出偏差的状态的转矩线图。
图18是表示以往的发动机控制中的、过渡时的发动机输出转变状态的转矩线图。
图19是表示本发明的实施方式中的、过渡时的发动机输出转变状态的转矩线图。
图20是说明以往的发动机控制的转矩线图。
图21是说明采用了目标匹配轨迹的以往的发动机控制的转矩线图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。
[整体构成]
首先，图1以及图2表示作为工作机械的一例的混合动力液压挖掘机1的整体构成。该混合动力液压挖掘机1具备车辆主体2和工作机3。车辆主体2具有下部行驶体4和上部回旋体5。下部行驶体4具有一对行驶装置4a。各行驶装置4a具有履带4b。各行驶装置4a由右行驶电动机以及左行驶电动机(行驶电动机21)驱动履带4b而使混合动力液压挖掘机 1行驶或者回旋。
上部回旋体5以能回旋的方式被设置在下部行驶体4上，通过回旋电动机24的驱动而进行回旋。此外，在上部回旋体5设置有驾驶室6。上部回旋体5具有燃料箱7、工作油箱8、发动机室9、和平衡重10。燃料箱7存积用于驱动发动机17的燃料。工作油箱8存积从液压泵18向动臂工作缸14等液压工作缸、行驶电动机21等液压设备排出的工作油。发动机室9收纳发动机17、液压泵18等设备。平衡重10被配置在发动机室9的后方。
工作机3被安装在上部回旋体5的前部中央位置，且具有动臂11、斗杆12、铲斗13、动臂工作缸14、斗杆工作缸15、以及铲斗工作缸16。动臂11的基端部以能旋转的方式与上部回旋体5连结。此外，动臂11的前端部以能旋转的方式与斗杆12的基端部连结。斗杆12的前端部以能旋转的方式与铲斗13连结。动臂工作缸14、斗杆工作缸15以及铲斗工作缸16是由从液压泵18排出的工作油进行驱动的液压工作缸。动臂工作缸14使动臂11动作。斗杆工作缸15使斗杆12动作。铲斗工作缸16使铲斗13动作。
在图2中，混合动力液压挖掘机1具有作为驱动源的发动机17、液压泵18、发电机19。作为发动机17而使用柴油发动机，作为液压泵18而使用可变容量型液压泵(例如斜板式液压泵)。在发动机17的输出轴机械地结合液压泵18以及发电机19，且通过驱动发动机17由此液压泵18以及发电机19驱动。另外，发电机19既可以与发动机17的输出轴机械地直接连结，也可以经由搭在发动机17的输出轴上的传送带或链条等传动单元进行旋转驱动。作为液压驱动系统而具有控制阀20、动臂工作缸14、斗杆工作缸15、铲斗工作缸16、行驶电动机21等，液压泵18成为液压源来驱动这些部件。
电动驱动系统具备电容器22、逆变器23、以及回旋电动机24。由发电机19发出的电力、或者从电容器22放出的电力，经由电力电缆而供给到回旋电动机24以使上部回旋体5回旋。即，回旋电动机24以从发电机19供给(发电)的电能、或者从电容器22供给(放电)的电能进行动力运行作用而回旋驱动，在回旋减速之际回旋电动机24通过再生作用而将 电能供给(充电)至电容器22。作为该发电机19，例如使用SR(开关磁阻)电动机。发电机19与发动机17的输出轴机械地结合，且通过发动机17的驱动而使发电机19的转子轴旋转。电容器22例如使用双电荷层电容器。取代电容器22，也可以是镍氢蓄电池或锂离子蓄电池。在回旋电动机24设置旋转传感器25，对回旋电动机24的旋转速度进行检测，变换成电信号后输出至逆变器23内所设的混合动力控制器23a。作为回旋电动机24例如使用嵌入式磁体同步电动机。作为旋转传感器25例如使用分解器或旋转编码器等。另外，混合动力控制器23a由CPU(数值运算处理器等运算装置)或存储器(存储装置)等构成。混合动力控制器23a接受在发电机19、回旋电动机24、电容器22以及逆变器23所配备的、热敏电阻或热电偶等的温度传感器所检测到的检测值的信号，对电容器22等各设备的过升温进行管理，并且进行电容器22的充放电控制或发电机19的发电/发动机的辅助控制、回旋电动机24的动力运行/再生控制。
液压驱动系统以及电动驱动系统根据在设于车辆主体2的驾驶室6内设置的工作机杆、行驶杆、回旋杆等的操作杆26的操作来进行驱动。操作杆26的操作量被杆操作量检测部27变换成电信号。杆操作量检测部27由压力传感器构成。压力传感器探测根据操作杆的操作而产生的先导液压，将压力传感器所输出的电压等换算成杆操作量，由此求出杆操作量。杆操作量作为电信号而被输出至泵控制器33。另外，在操作杆26为电气式杆的情况下，杆操作量检测部27由电位器等电气检测单元构成，将根据杆操作量而产生的电压等换算成杆操作量来求出杆操作量。
在驾驶室6内设置有燃料调节标度盘(节流标度盘)28以及模式切换部29。燃料调节标度盘(节流标度盘)28是用于对向发动机17供给的燃料供给量进行设定的开关，燃料调节标度盘(节流标度盘)28的设定值被变换成电信号并输出至发动机控制器30。
发动机控制器30由CPU(数值运算处理器)等运算装置或存储器(存储装置)构成。发动机控制器30基于燃料调节标度盘(节流标度盘)28的设定值来生成控制指令的信号，共轨控制部32接收控制信号，来调节向发动机17喷射的燃料喷射量。即，发动机17是能进行共轨式的电子控制的发动机，通过适当地控制燃料喷射量由此可以给出作为目标的输出， 可以自由地设定某瞬间的发动机转速下的能输出的转矩。
模式切换部29是将混合动力液压挖掘机1的工作模式设定成动力模式或者经济模式的部分，例如由在驾驶室6中所设的操作按钮、开关、或者触摸面板构成，混合动力液压挖掘机1的操作员通过操作这些操作按钮等，从而能够切换工作模式。动力模式是指进行在维持较大的工作量的同时抑制了燃料效率的发动机控制以及泵控制的工作模式，经济模式是指按照在进一步抑制燃料效率的同时在轻负载工作下确保工作机3的动作速度的方式进行发动机控制以及泵控制的工作模式。在该模式切换部29所进行的设定(工作模式的切换)中，电信号被输出至发动机控制器30、泵控制器33。另外，在动力模式下，在发动机17的转速以及输出转矩较高的区域内使发动机17的输出转矩和液压泵18的吸收转矩相匹配。此外，在经济模式下，较之动力模式的情况以低的发动机输出相匹配。
泵控制器33接收从发动机控制器30、模式切换部29、杆操作量检测部27发送出的信号，生成用于对液压泵18的斜板角进行倾倒控制来调节从液压泵18排出工作油的排出量的控制指令的信号。另外，在泵控制器33中输入了来自对液压泵18的斜板角进行检测的斜板角传感器18a的信号。通过斜板角传感器18a检测斜板角，由此能够运算液压泵18的泵容量。在控制阀20内设置有用于对液压泵18的泵排出压力进行检测的泵压检测部20a。所检测到的泵排出压力被变换成电信号并输入至泵控制器33。另外，发动机控制器30和泵控制器33利用CAN(Controller Area Network)这样的车内LAN进行连接，以使相互可进行信息交换。
[发动机控制的概要]
首先，参照图3所示的转矩线图，对发动机控制的概要进行说明。发动机控制器30获取杆操作量、工作模式、回旋速度、燃料调节标度盘(节流标度盘)28的设定值等信息(表示运转状态的信号)，求出发动机输出指令值。该发动机输出指令值成为转矩线图上的等马力曲线(发动机输出指令值曲线)EL，是对发动机的输出加以限制的曲线。
而且，在对工作机3施加了负载的情况下，不使发动机输出束缚在下降线，在发动机输出指令值曲线EL和泵吸收转矩线PL的交点(匹配点)MP1使发动机输出和液压泵输出相匹配，从而使工作机3动作。另外， 优选在目标匹配轨迹ML上具有该匹配点MP1。该目标匹配点MP1处的发动机转速是目标匹配转速np1，例如在图3中成为1000rpm附近。由此，工作机3能够获得充分的输出，并且由于发动机17以低转速进行驱动，因此能够将燃料消耗抑制得较低。
另一方面，在工作机3的负载去除的情况、且需要向工作机3的液压工作缸14、15、16的工作油流量的情况、即需要确保工作机3的动作速度的情况下，发动机控制器30决定与杆操作量、上部回旋体5的回旋转速、燃料调节标度盘(节流标度盘)28的设定值等信息对应的无负载最大转速np2(例如在图3中为2050rpm附近)，在目标匹配转速np1与无负载最大转速np2之间的发动机转速范围内控制发动机衰减以使发动机17驱动。通过进行这种控制，从而在从工作机3施加了负载的状态转变至负载去除的状态的情况下，由于从低旋转侧的匹配点MP1转变至高旋转侧的匹配点MP2，因此能够将从液压泵18排出的工作油流量充分地供给至液压工作缸14、15、16，能够确保工作机3的动作速度。此外，由于通过发动机输出指令值曲线EL限制发动机输出，因此不会消耗无功的能量。其中，无负载最大转速np2并不限于发动机能输出的最大转速。
在此，在工作机3的负载进一步去除的情况下，如果直接使发动机17在高旋转区域驱动，则会消耗燃料，从而燃料效率恶化。因此，在负载去除的情况下，例如在如只有铲斗13动作那样无需较多从液压泵18排出工作油的排出流量以及排出压力的情况下、即泵容量有余量的情况下，如图4所示那样进行使高旋转区域的下降线DL偏移至低旋转区域的控制。如上述那样，泵容量由斜板角传感器18a检测，根据该检测值的大小来偏移下降线。例如，由于在检测出泵容量大于规定值的情况下需要工作油流量，因此使下降线DL偏移至高旋转区域以提升发动机转速，由于在检测出泵容量小于规定值的情况下无需工作油流量，因此使下降线DL偏移至低旋转区域以降低发动机转速。通过进行这种控制，能够抑制高旋转区域中的发动机驱动所引起的无功的燃料消耗。
[发动机控制的详细]
图5表示发动机控制器30或者泵控制器33所进行的整体控制流程。发动机控制器30或者泵控制器33最终运算作为发动机控制指令的发动机 转速指令值和发动机输出指令值，并且运算泵吸收转矩指令值来作为泵控制指令。
无负载最大转速运算块110利用图6所示的详细控制流程来运算成为发动机转速指令值的上限值的值、即无负载最大转速D210(np2)。在液压泵18的泵容量为最大的状态下，液压泵18的流量(液压泵排出流量)是发动机转速与泵容量之积，由于液压泵18的流量(液压泵排出流量)与发动机转速成比例，因此无负载最大转速D210和液压泵18的流量(泵最大排出量)成比例关系。因此，首先，作为无负载最大转速D210的候选值而由总和部212求出根据各杆值信号D100(杆操作量)求得的转速的总和。作为各杆值信号D100(表示各杆操作量的信号)，存在回旋杆值、动臂杆值、斗杆杆值、铲斗杆值、行驶右杆值、行驶左杆值、服务杆值。该服务杆值是表示在具有能连接新液压促动器的液压回路的情况下的、操作该液压促动器的杆操作量的值。各杆值信号利用图6所示那样的杆值/无负载转速变换表格211而被变换成无负载转速，由总和部212求出该变换后的值的总和的无负载转速被输出至最小值选择部(MIN选择)218。
另一方面，无负载转速极限值选择块210利用各操作杆值信号D100的操作量、液压泵18的排出压力即泵压力D105、D106、以及由模式切换部29设定出的工作模式D104这4个信息，判定混合动力液压挖掘机1的操作员当前执行了什么样的操作模式(工作模式)，选择并决定相对于预先设定的操作模式的无负载转速极限值。该决定出的无负载转速极限值被输出至最小值选择部218。该操作模式(工作模式)的判定是指，例如在斗杆杆向挖掘方向倾倒、且泵压力也高于某设定值的情况下，判定出混合动力液压挖掘机1要执行重挖掘工作，在回旋杆倾倒且动斗杆杆向提升方向倾倒这样的复合操作的情况下，判定出混合动力液压挖掘机1要执行提举回旋工作。这样，操作模式(工作模式)的判定是推定此时操作员要执行的操作。另外，提举回旋工作是指，针对由铲斗13挖掘出的土沙，在使动臂11提升的同时使上部回旋体5回旋，在所期望的回旋停止的位置处将铲斗13的土沙排土这样的工作。
另一方面，还根据燃料调节标度盘28(节流标度盘D103)的设定状态(设定值)来决定无负载最大转速的候选值。即，接受表示燃料调节标 度盘28(节流标度盘D103)的设定值的信号，设定值利用节流标度盘/无负载转速变换表格213而被变换成无负载最大转速的候选值，并输出至最小值选择部218。
在此，搭载了电驱动的回旋电动机24的混合动力液压挖掘机1，作为回旋的驱动源而无需液压。因此，也可减少从液压泵18排出的工作油之中的、回旋的驱动量的从液压泵18排出的工作油排出流量。因此，利用减法部215，从根据燃料调节标度盘28(节流标度盘D103)的设定值而由节流标度盘/无负载转速变换表格213求出的无负载转速之中，减去根据回旋电动机转速D101而由回旋电动机转速/无负载转速削减量变换表格214求出的无负载转速削减量，并将所获得到的转速作为无负载最大转速D210的候选值。另外，最大值选择部(MAX选择)217在无负载转速削减量大于根据燃料调节标度盘28(节流标度盘D103)的设定值求出的无负载最大转速，从而输入至最大值选择部217的值成为负的值的情况下，按照通过用于进行与无负载转速极限值选择块210输出的无负载转速极限值的比较的最小值选择部(MIN选择)218之后的结果是无负载最大转速不成为负的值的方式，在最大值选择部217中进行与零值216的最大值选择，使得不会向最小值选择部218赋予负的值。
最小值选择部218从根据杆值信号D100求出的无负载转速、由无负载转速极限值选择块210求出的无负载转速极限值、和考虑到根据回旋电动机转速D101求出的无负载转速极限值并根据节流标度盘D103的设定值求出的无负载转速这三个值之中选择最小值，输出无负载最大转速D210(np2)。
图7是发动机最小输出运算块120的详细控制流程。如图7所示，发动机最小输出运算块120运算成为发动机输出指令值的下限的值即发动机最小输出D220。杆值/发动机最小输出变换表格220与无负载最大转速的运算同样地，将各杆值信号D100变换成发动机最小输出，总和部221将它们的总和输出至最小值选择部(MIN选择)223。
另一方面，发动机最小输出的最大值选择块222将与由模式切换部29设定的工作模式D104对应的上限值输出至最小值选择部223。最小值选择部223比较与各杆值信号D100对应的发动机最小输出的总和、和与 工作模式D104对应的上限值，选择最小值并作为发动机最小输出D220进行输出。
图8是发动机最大输出运算块130的详细控制流程。如图8所示，发动机最大输出运算块130运算成为发动机输出指令值的上限的值即发动机最大输出D230。泵输出极限值选择块231与无负载最大转速运算块110所进行的运算同样地，利用各杆值信号D100的操作量、泵压力D105、D106和工作模式D104的设定值的信息来判定当前的操作模式，针对每个操作模式来选择泵输出极限值。利用加法部238在该选择出的泵输出极限值上相加根据由未图示的转速传感器检测出的发动机转速D108而由风扇马力运算块234运算出的风扇马力。将回旋电动机转速D101以及回旋电动机转矩D102用作输入参数，回旋马力运算块230运算回旋马力，风扇马力运算块234利用发动机转速D108来运算风扇马力。回旋马力和风扇马力分别经由减法部237以及加法部238而与泵输出极限值相加。此外，发电机19的发电机输出D109经由减法部237而与泵输出极限值相加。这些相加后的值(以下称为相加值)、和根据燃料调节标度盘28(节流标度盘D103)的设定值而由节流标度盘/发动机输出极限变换表格235变换后的发动机输出极限值，被输出至最小值选择部(MIN选择)239。最小值选择部239选择相加值和发动机输出极限值之中的最小值，并作为发动机最大输出D230进行输出。另外，泵输出极限意味着泵吸收马力。在发电机输出D109为零时发电关闭，结果由发动机目标输出运算块140求出的发动机目标输出D240成为在由风扇马力运算块234求出的风扇马力上相加了从运算器237输出的泵吸收马力而得到的值。
另外，回旋马力能够通过运算下式而求出。
回旋马力(kW)＝2π÷60×回旋电动机转速×回旋电动机转矩÷1000×系数(设定值)
此外，风扇是指在用于冷却发动机17的散热器附近所设置的风扇(辅机)，向散热器送空气，与发动机17的驱动联动地旋转驱动。除了风扇马力之外，还可以加上与发动机17的驱动联动地旋转驱动的空气调节器(辅机)的空气调节器马力(空调马力)来运算。另外，空气调节器是用于进行驾驶室6的内部的空气调节的空调机。另外，风扇马力利用下式而简单 地运算。
风扇马力＝风扇额定马力×(发动机转速/风扇额定时发动机转速)^3
另外，回旋马力以及发电机输出向泵输出极限值的相加如图8所示那样成为减法。因为混合动力液压挖掘机1使用以与发动机17这一驱动源不同的电气的驱动源进行电动驱动的回旋电动机24，所以需要求出回旋马力并从泵输出极限值中减去回旋量。关于发电机输出，在发电机19发电时，将值的正负的符号定义为负，在最小值选择部233中进行与零值232的比较，由于对泵输出极限值减去了负的值，因此实质上成为加法。在发电机19进行发动机17的输出辅助的情况下，发电机输出的值的正负成为正。在发电机19发电时，由于发电机输出为负的值，因此在进行了与零值232的最小值选择之后，从泵输出极限中减去负的发电机输出，实质上在泵输出极限上相加发电机输出。即，仅在发电机输出D109成为负的值时进行加法。发电机19所实现的发动机17的辅助，是在需要使发动机转速从某规定的转速上升至较高的转速时为了提高工作机3的响应性而进行的，但是如果作为此时的发动机输出而除去了发动机17的辅助量的输出，则不会牵连到工作机3的响应性的改善，因此虽说辅助了发动机17但却不会减少发动机最大输出。也就是说，即便正的发电机输出被输入至最小值选择部233，通过与零值232的最小值选择，也会从最小值选择部233输出零。不会从泵输出极限中进行减法，而求出发动机最大输出D230。
图9是发动机目标输出运算块140的详细控制流程。如图9所示，发动机目标输出运算块140运算发动机目标输出D240。减法部243从前次运算求出的前次发动机目标输出D240之中减去被设定为固定值的发动机输出加法用补偿值241。减法部244求出从该减法运算后的值之中减去由发动机实际输出运算块242运算出的发动机实际输出而得到的偏差。乘法部245进行在该偏差上相乘某增益(-Ki)的值的乘法，积分部246对该相乘值进行积分。加法部247在该积分值上相加由发动机最小输出运算块120运算并求出的发动机最小输出D220。最小值选择部(MIN选择)248将该相加值、和由发动机最大输出运算块130运算并求出的发动机最大输 出D230之中的最小值作为发动机目标输出D240进行输出。发动机目标输出D240如图5所述那样被用作发动机控制指令的发动机输出指令值，发动机目标输出D240意味着图3或者图4所示的发动机输出指令值曲线EL。另外，发动机实际输出运算块242基于根据由发动机控制器30指示的燃料喷射量、发动机转速和大气温度等预测出的发动机转矩D107、和由未图示的转速传感器检测出的发动机转速D108，利用下式运算并求出发动机实际输出。
发动机实际输出(kW)＝2π÷60×发动机转速×发动机转矩÷1000
图10是匹配最小转速运算块150的详细控制流程。如图10所示，匹配最小转速运算块150运算在工作时必须最低限度上升的发动机转速即匹配最小转速D150。关于匹配最小转速D150，在杆值/匹配最小转速变换表格251中将各杆值信号D100变换后的各值成为匹配最小转速D150的候选值，并分别被输出至最大值选择部(MAX选择)257。
另一方面，无负载转速/匹配转速变换表格252按照与目标匹配转速np1相同的方式，将在无负载最大转速np2相交的垂线DL和目标匹配轨迹ML的交点处的发动机转速作为匹配转速np2’，对由无负载最大转速运算块110求出的无负载最大转速D210(np2)进行变换并输出(参照图14)。进而，从该匹配转速np2’中减去低速补偿转速，其结果所获得到的值作为匹配最小转速D150的候选值而被输出至最大值选择部(MAX选择)257。关于采用低速补偿转速的意义及其值的大小在后面叙述。
此外，回旋电动机转速/匹配最小转速变换表格250将回旋电动机转速D101变换为匹配最小转速D150的候选值并输出至最大值选择部257。回旋电动机转速D101是由分解器或旋转编码器等的旋转传感器检测到图2的回旋电动机24的回旋电动机转速(速度)的值。另外，该回旋电动机转速/匹配最小转速变换表格250如图10所示那样，按照在回旋电动机转速D101为零时增大匹配最小转速、随着回旋电动机转速D101变大而减小匹配最小转速这样的特性，进行回旋电动机转速D101的变换。
在此，由于发电机19设定了最大能输出的转矩的限界值(发电机最大转矩)，因此为了以某程度大的输出进行发电，需要使发动机转速上升。因而，根据随时请求的发电机输出的大小，利用发电机输出/匹配转速变换表格256来求出必须最低限度上升的发动机转速，将该求出的发动机转速作为匹配最小转速D150的候选值而输出至最大值选择部(MAX选择)257。另外，因为发电机输出D109为负，所以配置在发电机输出D109后级的门电路255是为了将发电机输出D109变换成正的值而设置的。
最大值选择部257选择这些匹配最小转速之中的最大值并作为匹配最小转速D150进行输出。
在此，在本实施方式中，在负载去除的情况下，发动机转速最大增加到无负载最大转速np2，在充分施加负载的情况下，发动机转速下降到目标匹配转速np1。此时，根据负载的大小而发动机转速变动较大。该发动机转速的较大变动，对于混合动力液压挖掘机1的操作员而言，存在操作员感觉到如混合动力液压挖掘机1的力使不出那样的不舒适感(力不足感)这一顾虑。因此，如图14所示，采用低速补偿转速，根据所设定的低速补偿转速的大小能够使发动机转速的变动幅度变化而消除不舒适感。即，如果减小低速补偿转速，则发动机转速的变动幅度变小，如果增大低速补偿转速，则发动机转速的变动幅度变大。另外，根据上部回旋体5正进行回旋的状态或工作机3正进行挖掘工作的状态等的混合动力液压挖掘机1的工作状态，即便是相同的发动机转速的变动幅度，操作员的不舒适感的感受方式也不同。在上部回旋体5正进行回旋的状态下，即便发动机转速较之工作机3正进行挖掘工作的状态略有下降，操作员也不易感受到不适，所以在上部回旋体5正进行回旋的状态下，按照发动机转速较之工作机3正进行挖掘工作的状态进一步下降的方式设定，也不存在问题。此时，由于发动机转速下降，因此燃料效率变得良好。另外，并不限于回旋，也可进行与其他促动器的动作相应的、同样的发动机转速的变动幅度设定。
对图14所示的转矩线图进行补充说明。图14的图表中所示的HP1～HP5相当于图21所示的等马力线J，ps表示马力单位(ps)，随着向HP1～HP5行进而马力变大，5条曲线是例示性示出的曲线。根据所求出的发动机输出指令值来求出并设定等马力曲线(发动机输出指令值曲线)EL。由此，该等马力曲线(发动机输出指令值曲线)EL并不限于HP1～HP5这5条曲线而存在无数条，是从其中选出的曲线。图14表示求出并设定 马力成为HP3ps与HP4ps之间的马力的等马力曲线(发动机输出指令值曲线)EL的情况。
图11是目标匹配转速运算块160的详细控制流程。如图11所示，目标匹配转速运算块160运算图3所示的目标匹配转速np1(D260)。目标匹配转速D260是发动机目标输出D240(发动机输出指令值曲线EL)和目标匹配轨迹ML交叉的发动机转速。由于目标匹配轨迹ML按照在以某发动机输出使发动机17动作之际通过燃料消耗率良好的点的方式设定，因此优选在该目标匹配轨迹ML上的与发动机目标输出D240的交点处决定目标匹配转速D260。因而，在发动机目标输出/目标匹配转速变换表格267中接受由发动机目标输出运算块140求出的发动机目标输出D240(发动机输出指令值曲线EL)的输入，求出发动机目标输出D240(发动机输出指令值曲线EL)与目标匹配轨迹ML的交点处的目标匹配转速，并输出至最大值选择部(MAX选择)269。
但是，根据图10所示的匹配最小转速运算块150所进行的运算，在减小发动机转速的变动幅度的情况下，匹配最小转速D150变得比由发动机目标输出/目标匹配转速变换表格267求出的匹配转速大。因而，在最大值选择部(MAX选择)269中比较匹配最小转速D150和根据发动机目标输出D240求出的匹配转速，选择最大值来作为目标匹配转速D260的候选值，由此限制目标匹配转速的下限。在图14中，如果将低速补偿转速设为小，则脱离目标匹配轨迹ML，但是目标匹配点不是MP1而成为MP1’，目标匹配转速D260不是np1而成为np1’。此外，与由无负载最大转速运算块110求出的无负载最大转速D210同样地，目标匹配转速D260也根据燃料调节标度盘28(节流标度盘D103)的设定值来限制上限。即，节流标度盘/目标匹配转速变换表格268接受燃料调节标度盘28(节流标度盘D103)的设定值的输入，输出已变换成与燃料调节标度盘28(节流标度盘D103)的设定值对应的下降线(在转矩线图上能够从与燃料调节标度盘28(节流标度盘D103)的设定值对应的发动机转速引出的下降线)和目标匹配轨迹ML的交点的匹配转速后的目标匹配转速D260的候选值，该输出的目标匹配转速D260的候选值、和由最大值选择部269选择出的目标匹配转速D260的候选值在最小值选择部(MIN选 择)270中进行比较，选择最小值，并输出最终的目标匹配转速D260。
在此，虽然目标匹配转速D260基本上是发动机目标输出和目标匹配轨迹ML的交点处的转速，但是发动机最大输出D230如图8所示那样是在泵输出极限值上相加了风扇马力和发电机输出而得到的值，利用该发动机最大输出D230而如图9所示那样决定发动机目标输出D240。进而，如图11所示，在目标匹配转速运算块160中输入发动机目标输出D240，决定目标匹配转速D260。此外，目标匹配转速D260的值根据发电机19所请求的发电机输出D109而发生变化。
在此，如果发电机19以较小的发电转矩进行发电，则效率差。因而，发电机19在进行发电时，按照以预先设定的最小发电转矩以上的转矩进行发电的方式控制。其结果，在从发电机19不发电的状态(发电关闭)切换成发电机19发电的状态(发电开启)之际，由于发电的开启和关闭以最小发电转矩为界进行切换，因此发电机输出不连续地变化。也就是说，由于在发动机目标输出D240和目标匹配轨迹ML的交点处决定匹配点，因此根据该发电机输出D109的不连续变化，因发电开启/关闭的切换会使得目标匹配转速D260变动较大。
因而，目标匹配转速运算块160中的最小发电输出运算块260利用发动机转速D108运算下式并求出最小发电输出，
最小发电输出(kW)＝2π÷60×发动机转速×最小发电转矩(值为负的设定值)÷1000
在所请求的发电机输出小于所求出的最小发电输出的情况下，通过加法部266在发动机目标输出上加上相对于最小发电输出而言不足的输出量，利用该相加后的发动机目标输出，通过发动机目标输出/目标匹配转速变换表格267运算为目标匹配转速的候选值，以防止伴随发电开启/关闭的转速变动。另外，发电机输出D109的后级的最小值选择部(MIN选择)262在没有所请求的发电机输出的情况下(进行发动机17的输出辅助的情况等)，为了进行零输出而进行与零值261的比较。因此，在发动机目标输出D240上不相加任何值。此外，由于在所请求的发电机输出为最小发电输出以上的情况下最小发电输出没有不足，因此最大值选择部(MAX选择)265无需对发动机目标输出D240进行加法运算。由此， 在最大值选择部265中输入负的值，通过与零值264的比较而选择作为最大值的零，从而最大值选择部265进行零输出。如用于求出上述的最小发电输出的计算式所示那样，最小发电输出表示负的值。其原因在于，最小发电转矩被设定成负的值。如图11所示，在发电关闭的情况下，最小发电输出被输入至运算器263，但是最小发电输出为负的值，故在运算器263中负和负而反转成正。该正的最小发电输出在运算器266中与发动机目标输出D240进行相加。如此一来，求出目标匹配转速npa′。在发电关闭时，如图15所示，虽然发动机17以发动机目标输出ELa上的目标匹配转速npa′进行驱动，但是由于发电关闭，因此发动机目标输出ELa是在泵吸收马力上相加风扇马力之后而得到的值。可是，如上述那样，虽然发动机17以目标匹配转速npa′而在匹配点Ma′进行驱动，但是在发电开启时直到所请求的发电机输出D109达到最小发电输出(Pm)为止，发动机17保持该目标匹配转速npa′进行驱动，发电机19发电。
图12是发动机转速指令值运算块170的详细控制流程。以下，参照图4所示的转矩线图来进行说明。如图12所示，发动机转速指令值运算块170以基于2个液压泵18的斜板角传感器18a检测到的斜板角求出的泵容量D110、D111作为基准，平均部271算出将泵容量D110、D111平均后的平均泵容量，根据该平均泵容量的大小，发动机转速指令选择块273求出发动机转速指令值D270(无负载最大转速np2)。即，发动机转速指令选择块273在平均泵容量大于某设定值(阈值)的情况下，使发动机转速指令值D270接近于无负载最大转速np2(D210)。也就是说，使发动机转速增大。另一方面，在平均泵容量小于某设定值的情况下，使其接近于后述的发动机转速nm1，也就是说使发动机转速减少。将相当于使发动机转矩从目标匹配转速np1(D260)和目标匹配点MP1上的转矩的交点沿着下降线而向零下降的位置的发动机转速作为无负载转速np1a，作为在该无负载转速np1a上相加下限转速补偿值Δnm所得到的值而求出发动机转速nm1。另外，向与目标匹配转速D260对应的无负载转速的变换是根据匹配转速/无负载转速变换表格272变换的。因此，发动机转速指令值D270是根据泵容量的状态而在无负载最小转速nm1与无负载最大转速np2之间决定的。下限转速补偿值Δnm是预先设定的值，被 存储至发动机控制器30的存储器。
具体进行说明，在平均泵容量大于某设定值q_com1的情况下，使发动机转速指令值D270接近于无负载最大转速np2，在平均泵容量小于某设定值q_com1的情况下，接近于利用下式求出的值。
发动机转速指令值D270＝将目标匹配转速np1变换成无负载转速的转速np1a+下限转速补偿值Δnm
能够根据由此求出的发动机转速指令值D270来控制下降线，在泵容量有余量的情况下(平均泵容量小于某设定值的情况下)，如图4所示，可以降低发动机转速(使发动机转速成为nm1(无负载最小转速))，来抑制燃料消耗，从而可以提高燃料效率。设定值q_com1是预先设定的值，被存储至泵控制器33的存储器中。另外，设定值q_com1也可分成发动机转速增加侧和发动机转速减少侧来设置2个不同的设定值，设置发动机转速没有变化的范围。
图13是泵吸收转矩指令值运算块180的详细控制流程。如图13所示，泵吸收转矩指令值运算块180利用当前的发动机转速D108、发动机目标输出D240和目标匹配转速D260来求出泵吸收转矩指令值D280。风扇马力运算块280利用发动机转速D108来运算风扇马力。另外，风扇马力是利用先前叙述的计算式而求出的值。减法部283将从由发动机目标输出运算块140求出的发动机目标输出D240之中减去该求出的风扇马力而得到的输出(泵目标吸收马力)，输入至泵目标匹配转速以及转矩运算块284。在此，将从发动机目标输出D240中不仅减去风扇马力还减去发电机输出D109后的输出(泵目标吸收马力)输出至泵目标匹配转速以及转矩运算块284。另外，由于所请求的发电机输出的值的正负为负，因此在最小值选择部(MIN选择)282中通过与零值281的比较而选择最小值，所选择出的值被运算部283相加到发动机目标输出D240上实质上是指从发动机目标输出D240中减去发电机输出D109。
在该目标匹配转速以及转矩运算块284中还输入由目标匹配转速运算块160求出的目标匹配转速D260。目标匹配转速D260视作液压泵18的目标匹配转速(泵目标匹配转速)。而且，在泵目标匹配转速以及转矩运算块284中，如下式所示那样进行运算。
泵目标匹配转矩
＝(60×1000×(发动机目标输出-风扇马力))/(2π×目标匹配转速)
所求出的泵目标匹配转矩被输出至泵吸收转矩运算块285。
泵吸收转矩运算块285输入从泵目标匹配转速以及转矩运算块284输出的泵目标匹配转矩、由旋转传感器检测到的发动机转速D108、和目标匹配转速D260。在泵吸收转矩运算块285中，如下式所示那样进行运算，
泵吸收转矩＝泵目标匹配转矩-Kp×(目标匹配转速-发动机转速)
输出作为运算结果的泵吸收转矩指令值D280。在此，Kp为控制增益。 
通过执行这种控制流程，由此在实际的发动机转速D108比目标匹配转速D260大的情况下，如上述式可知，泵吸收转矩指令值D280增加，相反地，在实际的发动机转速D108比目标匹配转速D260小的情况下，泵吸收转矩指令值D280减少。另一方面，由于发动机的输出按照发动机目标输出D240成为上限的方式进行控制，因此结果发动机转速以目标匹配转速D260附近的转速稳定地使发动机17驱动。
在此，由上述的目标匹配转速运算块160运算的目标匹配转速D260如图15所示那样，在发电关闭的情况下，表示发电关闭时的发动机目标输出D240的发动机输出指令值曲线ELa和目标匹配轨迹ML的交点成为目标匹配点Ma，此时成为目标匹配转速npa。此外，在进行最小发电输出Pm的发电的情况下，成为表示用于满足最小发电输出Pm的发动机目标输出D240的发动机输出指令值曲线ELb，发动机输出指令值曲线ELb和目标匹配轨迹ML的交点成为目标匹配点Mb，此时成为目标匹配转速npa’。
如果不进行图11所示的发动机控制，则在低于最小发电输出Pm的发电中实际的发电输出小，因此通过发电的开启/关闭而在目标匹配点Ma、Mb之间频繁地转变，此时目标匹配转速也频繁地变化。在该实施方式中，在低于最小发电输出Pm的发电的情况下，由于在发电关闭时预先将目标匹配转速变为npa’，因此通过发电的开启/关闭而目标匹配转速不 会发生变动。而且，发电关闭时的目标匹配点成为发动机输出指令值曲线ELa和目标匹配转速npa’的交点Ma’。因此，如果不进行图11所示的发动机控制，则在发电机输出的增大的同时匹配点如Ma→Mb→Mc那样转变，但是在该实施方式中，在发电机输出的增大的同时匹配点如Ma’→Mb→Mc那样转变，在发电的开启关闭切换这种程度的发电机输出的情况下(发电开启关闭的转变时)没有目标匹配转速的变动，混合动力液压挖掘机1的操作员不会感受到不舒适感。
此外，在发动机转速指令值运算块170中，发动机转速指令值D270的最小值成为如上述那样通过下式的运算而求出的值，
发动机转速指令值＝将目标匹配转速np1变换成无负载转速后的转速np1a+下限转速补偿值Δnm
相对于目标匹配转速而发动机的下降线最低是在加入了下限转速补偿值Δnm的高转速之处设定的。因此，根据本实施方式，即便在液压泵18的实际的吸收转矩(泵实际吸收转矩)相对于泵吸收转矩指令略有偏差的情况下，也在不涉及到下降线的范围内相匹配，即便发动机17的匹配转速略有变动，也在发动机输出指令值曲线EL上限制发动机输出以将发动机目标输出控制在一定，因此即便实际的吸收转矩(泵实际吸收转矩)相对于泵吸收转矩指令产生偏差，也可以减小发动机输出的变动。其结果，也能够将燃料效率的偏差抑制得较小，能够满足相对于混合动力液压挖掘机1的燃料效率的规格。相对于燃料效率的规格是指，例如较之以往的混合动力液压挖掘机而可减少10％燃料效率的规格。
即，如图16所示，由于以往将泵吸收转矩线PL和目标匹配转速的交点设为目标匹配点MP1，因此在液压泵的逐次的性能的偏差大的情况下，伴随于此在下降线DL上发动机输出的偏差也变大。其结果，燃料效率的偏差大，有时难以满足相对于混合动力液压挖掘机1的燃料效率的规格。与之相对，根据本实施方式，如图17所示，将泵吸收转矩线PL、和等马力曲线即表示发动机输出的上限的发动机输出指令值曲线EL的交点作为目标匹配点MP1，即便在液压泵的逐次的性能的偏差大的情况下，目标匹配点MP1也沿着发动机输出指令值曲线EL产生偏差。因此，发动机输出的偏差几乎变无，作为结果而燃料效率的偏差也几乎变无。
另外，在以往的发动机控制中，如图18所示，在从发动机17正进行怠速旋转的状态起使发动机转速上升而发动机输出移动到目标匹配点MP1的过渡时，由于发动机输出经由最大输出转矩线TL、以及通过目标匹配点MP1的下降线DL，因此过渡时的发动机输出如图18中的包围部A所示那样变得比目标发动机输出过大，燃料效率变差。与之相对，根据本实施方式，如图19所示，由于将泵吸收转矩线PL和发动机输出指令值曲线EL的交点作为目标匹配点MP1，因此在过渡时如图19中的包围部A′所示那样，发动机输出沿着发动机输出指令值曲线EL向目标匹配点MP1转变。因此，即便在过渡时也能获得与目标发动机输出相同的发动机输出，因此燃料效率得到提高。
符号说明
1  混合动力液压挖掘机
2  车辆主体
3  工作机
4  下部行驶体 
5  上部回旋体 
11  动臂
12  斗杆
13  铲斗
14  动臂工作缸
15  斗杆工作缸
16  铲斗工作缸
17  发动机
18  液压泵
18a  斜板角传感器
19  发电机
20  控制阀
20a  泵压检测部
21  行驶电动机
22  电容器
23  逆变器
23a  混合动力控制器
24  回旋电动机
25  旋转传感器
26  操作杆
27  杆操作量检测部
28  燃料调节标度盘
29  模式切换部
30  发动机控制器
32  共轨控制部
33  泵控制器

Claims (7)

1.一种工作机械的发动机控制装置，其特征在于，具备：
检测单元，其对使用发电机的工作机械的运转状态进行检测；
发动机目标输出运算单元，其在发电机的发电关闭时对能最大限度输出的发电关闭时的发动机目标输出进行运算，在发电机的发电成为开启时对在所述发动机目标输出上加上与发电机的发电量相当的输出而获得的发动机目标输出进行运算；和
发动机目标转速设定单元，其基于所述运转状态，与发电开启时以及发电关闭时的发动机目标输出无关地，使发电机的发电关闭时所设定的发动机目标转速与发电机的发电开启时所设定的发动机目标转速相同。
2.根据权利要求1所述的工作机械的发动机控制装置，其特征在于，
在从发电关闭向发电开启转变时，所述发动机目标转速设定单元按照直至达到规定的发电转矩为止发动机转速不变的方式进行控制。
3.根据权利要求2所述的工作机械的发动机控制装置，其特征在于，
所述规定的发电转矩是预先设定的最小发电转矩。
4.一种工作机械的发动机控制装置，其特征在于，具备：
检测单元，其对使用发电机的工作机械的运转状态进行检测；
发动机目标转速设定单元，其基于所述运转状态，使发电机的发电关闭时所设定的发动机目标转速与发电机的发电开启时所设定的发动机目标转速相同；
发电输出运算单元，其利用发动机的转速来求出发电机的规定的发电输出；
泵吸收马力运算单元，其对液压泵的吸收马力进行设定；和
辅机马力运算单元，其求出与所述发动机的驱动联动地驱动的辅机的马力，
所述发动机目标转速设定单元在发电关闭时，设定与将所设定的泵吸收马力、所求出的辅机马力、和所述发电机的规定的发电最少输出进行合计而得到的输出相当的发动机目标输出、以及根据表示发动机以少的燃料消耗率进行驱动的发动机输出的目标匹配轨迹所决定的发动机目标转速，并且按照在发电开启时所设定的发动机转速与所述发动机目标转速相同的方式进行控制。
5.根据权利要求4所述的工作机械的发动机控制装置，其特征在于，
所述规定的发电输出是最小发电输出。
6.一种工作机械的发动机控制方法，其特征在于，包括：
检测步骤，对使用发电机的工作机械的运转状态进行检测；和
设定步骤，在发电机的发电关闭时对在该发电机的发电关闭时能最大限度输出的发电关闭时的发动机目标输出进行运算，在发电机的发电成为开启时对在所述发动机目标输出上加上与发电机的发电量相当的输出而获得的发动机目标输出进行运算，基于所述运转状态，与发电开启时以及发电关闭时的发动机目标输出无关地，使发电机的发电关闭时所设定的发动机目标转速与发电机的发电开启时所设定的发动机目标转速相同。
7.一种工作机械的发动机控制方法，其特征在于，包括：
检测步骤，对使用发电机的工作机械的运转状态进行检测；和
设定步骤，基于所述运转状态，使发电机的发电关闭时所设定的发动机目标转速与发电机的发电开启时所设定的发动机目标转速相同；
发电输出运算步骤，利用发动机的转速来求出发电机的规定的发电输出；
泵吸收马力运算步骤，对液压泵的吸收马力进行设定；和
辅机马力运算步骤，求出与所述发动机的驱动联动地驱动的辅机的马力，
所述设定步骤在发电关闭时，设定与将所设定的泵吸收马力、所求出的辅机马力、和所述发电机的规定的发电最少输出进行合计而得到的输出相当的发动机目标输出、以及根据表示发动机以少的燃料消耗率进行驱动的发动机输出的目标匹配轨迹所决定的发动机目标转速，并且按照在发电开启时所设定的发动机转速与所述发动机目标转速相同的方式进行控制。
CN201280002547.4A 2011-05-18 2012-04-17 工作机械的发动机控制装置及其发动机控制方法 Expired - Fee Related CN103080513B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-111388 2011-05-18
JP2011111388A JP5244214B2 (ja) 2011-05-18 2011-05-18 作業機械のエンジン制御装置およびそのエンジン制御方法
PCT/JP2012/060382 WO2012157388A1 (ja) 2011-05-18 2012-04-17 作業機械のエンジン制御装置およびそのエンジン制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103080513A CN103080513A (zh) 2013-05-01
CN103080513B true CN103080513B (zh) 2015-09-09

Family

ID=47176728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280002547.4A Expired - Fee Related CN103080513B (zh) 2011-05-18 2012-04-17 工作机械的发动机控制装置及其发动机控制方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9004206B2 (zh)
JP (1) JP5244214B2 (zh)
KR (1) KR101452659B1 (zh)
CN (1) CN103080513B (zh)
DE (1) DE112012000081T5 (zh)
WO (1) WO2012157388A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5244214B2 (ja) * 2011-05-18 2013-07-24 株式会社小松製作所 作業機械のエンジン制御装置およびそのエンジン制御方法
JP5970898B2 (ja) * 2012-03-26 2016-08-17 コベルコ建機株式会社 動力伝達装置及びこれを備えたハイブリッド建設機械
JP5236101B1 (ja) * 2012-05-24 2013-07-17 株式会社小松製作所 無限軌道式建設機械
JP6051857B2 (ja) * 2012-12-28 2016-12-27 コベルコ建機株式会社 建設機械
JP6197527B2 (ja) * 2013-09-24 2017-09-20 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド建設機械
JP6124302B2 (ja) * 2013-11-05 2017-05-10 キャタピラー エス エー アール エル 作業機械
JP5949806B2 (ja) * 2014-02-25 2016-07-13 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
KR102070485B1 (ko) * 2014-03-25 2020-01-29 얀마 가부시키가이샤 엔진 장치
JP6204866B2 (ja) * 2014-03-31 2017-09-27 日立建機株式会社 ハイブリッド建設機械
JP6247617B2 (ja) * 2014-09-12 2017-12-13 日立建機株式会社 建設機械
US10008854B2 (en) 2015-02-19 2018-06-26 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for time-domain droop control with integrated phasor current control
KR102425742B1 (ko) 2015-07-03 2022-07-28 현대두산인프라코어(주) 건설기계의 제어장치 및 제어방법
DE102015213768B3 (de) * 2015-07-22 2016-10-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ermitteln einer Drehmomentgenauigkeit eines von einem riemen-getriebenen Startergenerator einer Brennkraftmaschine auf die Brennkraftmaschine übertragenen Drehmoments, Recheneinheit und maschinenlesbares Speichermedium
ITUB20155459A1 (it) * 2015-11-11 2017-05-11 Fpt Ind Spa Metodo di controllo di erogazione di una coppia motrice di un motore di un trattore agricolo
JP5957628B1 (ja) * 2016-01-20 2016-07-27 株式会社小松製作所 作業機械の機関制御装置、作業機械及び作業機械の機関制御方法
JP6524019B2 (ja) * 2016-05-18 2019-06-05 日立建機株式会社 建設機械
JP6897577B2 (ja) * 2018-01-10 2021-06-30 トヨタ自動車株式会社 車両におけるハイブリッドシステムの制御装置
EP4123094A1 (en) 2018-09-10 2023-01-25 Artemis Intelligent Power Limited Industrial machine with hydraulic pump/motor controller
CN112673136B (zh) 2018-09-10 2023-06-09 阿尔特弥斯智能动力有限公司 带有液压机控制器的设备
EP3620582B1 (en) 2018-09-10 2022-03-09 Artemis Intelligent Power Limited Apparatus comprising a hydraulic circuit
US11066074B2 (en) * 2019-08-07 2021-07-20 Caterpillar Inc. Control of an engine of a machine based on detected load requirements of the machine
KR102575818B1 (ko) * 2021-11-16 2023-09-07 대한민국 농업용 작업차량의 이산화탄소 배출량 제어장치 및 제어방법
CN115434819B (zh) * 2022-08-12 2024-04-12 中联重科股份有限公司 用于控制功率匹配的方法、装置、电子设备及工程机械

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003102106A (ja) * 2001-09-21 2003-04-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム
JP2006341708A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Fuji Heavy Ind Ltd ハイブリッド車の制御装置
JP2009113711A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
JP2010173599A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd ハイブリッド式作業機械の制御方法、及びサーボ制御システムの制御方法
CN101861455A (zh) * 2007-09-19 2010-10-13 株式会社小松制作所 发动机的控制装置
CN101900043A (zh) * 2005-10-28 2010-12-01 株式会社小松制作所 发动机、液压泵以及发电电动机的控制装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3775562B2 (ja) * 2000-03-07 2006-05-17 ジヤトコ株式会社 パラレルハイブリッド車両
JP2005304206A (ja) 2004-04-13 2005-10-27 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd ハイブリッド建設機械の駆動制御装置
US7350611B2 (en) * 2004-06-15 2008-04-01 Caterpillar Inc Method for controlling an electric drive machine
US7398147B2 (en) * 2005-08-02 2008-07-08 Ford Global Technologies, Llc Optimal engine operating power management strategy for a hybrid electric vehicle powertrain
US7950481B2 (en) * 2005-09-29 2011-05-31 Caterpillar Inc. Electric powertrain for machine
JP4407619B2 (ja) 2005-10-28 2010-02-03 株式会社小松製作所 エンジンおよび油圧ポンプの制御装置
US7290525B1 (en) * 2006-10-27 2007-11-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Methods and apparatus for an engine speed controller using generator torque load
JP5198661B2 (ja) 2009-06-25 2013-05-15 住友重機械工業株式会社 ハイブリッド型作業機械及び作業機械の制御方法
US8348806B2 (en) * 2009-10-15 2013-01-08 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Construction machine and control method thereof
US8538645B2 (en) * 2010-06-23 2013-09-17 Caterpillar Inc. Control system having load-adjusted economy mode
US8975878B2 (en) * 2010-12-23 2015-03-10 Caterpillar Inc. Switched reluctance generator integrated controls
US8610382B2 (en) * 2010-12-23 2013-12-17 Caterpillar Inc. Active high voltage bus bleed down
CN103328295B (zh) * 2011-01-21 2016-03-16 日立建机株式会社 作业车辆的控制装置及作业车辆
JP5244214B2 (ja) * 2011-05-18 2013-07-24 株式会社小松製作所 作業機械のエンジン制御装置およびそのエンジン制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003102106A (ja) * 2001-09-21 2003-04-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム
JP2006341708A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Fuji Heavy Ind Ltd ハイブリッド車の制御装置
CN101900043A (zh) * 2005-10-28 2010-12-01 株式会社小松制作所 发动机、液压泵以及发电电动机的控制装置
CN101861455A (zh) * 2007-09-19 2010-10-13 株式会社小松制作所 发动机的控制装置
JP2009113711A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置
JP2010173599A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd ハイブリッド式作業機械の制御方法、及びサーボ制御システムの制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012241586A (ja) 2012-12-10
KR20130060269A (ko) 2013-06-07
US9004206B2 (en) 2015-04-14
JP5244214B2 (ja) 2013-07-24
KR101452659B1 (ko) 2014-10-22
CN103080513A (zh) 2013-05-01
DE112012000081T5 (de) 2013-08-14
US20140054902A1 (en) 2014-02-27
WO2012157388A1 (ja) 2012-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103080513B (zh) 工作机械的发动机控制装置及其发动机控制方法
CN103080512B (zh) 作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法
CN103080511B (zh) 作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法
US9567916B2 (en) Engine control apparatus and construction machine
CN104487682B (zh) 作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法
CN103890280B (zh) 混合动力驱动式的液压作业机械
JP5824071B2 (ja) 内燃機関の制御装置、作業機械及び内燃機関の制御方法
CN106121839B (zh) 作业机械的发动机控制装置及其发动机控制方法
JP2005210874A (ja) ハイブリッドシステムにおけるモータジェネレータの制御方法
JP3950450B2 (ja) ハイブリッドシステムにおける機関制御方法
JP2020032752A (ja) ハイブリッド建設機械

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150909

Termination date: 20180417

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee