CN105980227A - 混合动力式作业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在抑制发动机的加载减速或超速运转的产生的同时基于充放电进行蓄电装置的预热运转的混合动力式作业机械。该混合动力式作业机械具有：发动机；辅助马达，其与上述发动机机械地连接，通过产生驱动转矩来放电，并通过产生制动转矩来发电；液压泵，其通过发动机和辅助马达的合计转矩而被驱动；蓄电装置，其蓄存辅助马达发电所得的电力，并在辅助马达放电时供给电力；和控制器，其为了控制辅助马达的驱动转矩或制动转矩，而输出转矩指令信号，在上述混合动力式作业机械中，具有转矩指令值运算部，该转矩指令值运算部计算出为了驱动液压泵而需要的液压泵转矩，并计算出从液压泵转矩减去发动机的预先设定的最小转矩所得的值以下的转矩指令信号。

Description

混合动力式作业机械
技术领域
本发明涉及混合动力式作业机械，更详细地说，涉及具有能够基于充放电进行预热运转的蓄电装置的混合动力式作业机械。
背景技术
近年来，公知一种从节能的观点考虑将发动机小型化并且通过基于蓄电装置和电动发电机产生的输出来辅助(支援)随着发动机的小型化而导致的输出不足的混合动力式作业机械。在这样的混合动力式作业机械中，在需要发动机的预热运转那样的低温环境中，蓄电装置的内部电阻增大，放电电流减小，因此有可能无法将用于进行发动机辅助的足够的电力向电动发电机供给。
对于这样的问题，具有如下的混合动力式工程机械的预热方法：在蓄电装置的温度比预先设定的温度低时，使发动机动作来进行预热运转，并且使蓄电装置的目标充电率变化，使电动发电机动作来使蓄电装置充放电，由此使蓄电装置发热(预热)(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-127271号公报
发明内容
根据上述的现有技术，能够不单独使用加热装置地有效且迅速地加热蓄电装置。
但是，若如该预热方法那样不考虑搭载在作业机械上的液压泵和/或辅机的运转状态地通过电动发电机来进行充放电，则可能会产生发动机加载减速(lug-down)(过载荷减速)、或超速运转(over rev)(超转速)的情况。
具体地说，在驱动液压泵和/或辅机所需的转矩(载荷转矩)大时，若为了以大电力对蓄电装置进行充电而使电动发电机产生大的制动转矩，则发动机成为过载荷，而有可能产生加载减速或根据情况产生发动机熄火。另外，在液压泵和/或辅机的载荷转矩小时，若为了以大电力对蓄电装置进行放电而使电动发电机产生大的驱动转矩，则发动机超速运转，根据情况而有可能因超转速发生故障。
本发明是基于上述情况而研发的，其目的在于提供一种能够在抑制发动机的加载减速和/或超速运转的产生的同时，基于充放电进行蓄电装置的预热运转的混合动力式作业机械。
为了实现上述目的，第1发明为一种混合动力式作业机械，具有：发动机；辅助马达，其与上述发动机机械地连接，通过产生驱动转矩来进行放电，并通过产生制动转矩来进行发电；液压泵，其通过上述发动机和上述辅助马达的合计转矩而被驱动；蓄电装置，其蓄存上述辅助马达发电所得的电力，并在上述辅助马达进行放电时供给电力；逆变器(inverter)，其进行上述蓄电装置与上述辅助马达之间的电力授受；和控制器，其为了控制上述辅助马达的驱动转矩或制动转矩而向上述逆变器输出转矩指令信号，在上述混合动力式作业机械中，上述控制器具有转矩指令值运算部，该转矩指令值运算部计算出为了驱动上述液压泵而需要的液压泵转矩，并计算出从上述液压泵转矩减去上述发动机的预先设定的最小转矩所得的值以下的转矩指令信号。
发明效果
根据本发明，能够在抑制发动机的加载减速或超速运转的产生的同时，基于充放电进行蓄电装置的预热运转。
附图说明
图1是表示本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的侧视图。
图2是构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的电动/液压设备的系统结构图。
图3是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的锂离子电池的电池输出相对于SOC和电池温度的特性的特性图。
图4是构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器的与辅助马达转矩指令相关的框线图。
图5是用于说明构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器的模式切换部的举动的特性图。
图6是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器的通常运转模式中的处理的流程图。
图7是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器中的决定SOC调整用转矩的图表的一个例子的特性图。
图8是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器的预热运转模式中的处理的流程图。
图9是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器中的决定预热运转用转矩的图表的一个例子的特性图。
具体实施方式
以下，作为混合动力式作业机械以液压挖掘机为例，使用附图来说明本发明的实施方式。此外，本发明能够适用于具有蓄电装置的所有混合动力式作业机械，本发明的适用并不限定于液压挖掘机。另外，在本实施方式中，以对蓄电装置适用了锂离子电池的情况为例进行说明，并不限于此。也同样能够适用于电容器、镍氢电池等低温时输出降低的其他蓄电装置。
图1是表示本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的侧视图。在图1中，液压挖掘机具有：行驶体10、能够旋转地设在行驶体10上的旋转体20及安装在旋转体20上的挖掘机构30。
行驶体10由一对履带11a、11b及履带架12a、12b(在图1中仅示出单侧)、独立地驱动控制各履带11a、11b的一对行驶用液压马达13a、13b及其减速机构等构成。
旋转体20由旋转架21、设在旋转架21上的作为原动机的发动机22、通过发动机22而被驱动的辅助马达23、旋转电动马达25、与辅助马达23及旋转电动马达25连接的蓄电装置24、使旋转电动马达25的旋转减速的减速机构26等构成，旋转电动马达25的驱动力经由减速机构26被传递，并通过该驱动力来使旋转体20(旋转架21)相对于行驶体10旋转驱动。
另外，在旋转体20上搭载有挖掘机构(前装置)30。挖掘机构30由动臂31、用于驱动动臂31的动臂液压缸32、旋转自如地轴支承在动臂31的前端部附近的斗杆33、用于驱动斗杆33的斗杆液压缸34、能够旋转地轴支承在斗杆33的前端的铲斗35、和用于驱动铲斗35的铲斗液压缸36等构成。
而且，在旋转体20的旋转架21上搭载有用于驱动上述的行驶用液压马达13a、13b、动臂液压缸32、斗杆液压缸34、铲斗液压缸36等液压执行机构的液压系统40。
接下来，使用图2来说明液压挖掘机的电动/液压设备的系统结构。图2是构成混合动力式作业机械的一个实施方式的电动/液压设备的系统结构图。
液压系统40具有：可变容量型的液压泵41，其通过发动机22而被旋转驱动；调节器(regulator)42，其通过改变倾转角来改变液压泵41的容量；控制阀43，其根据来自旋转以外的操作杆装置(未图示)的操作指令(液压先导信号)，使各种滑阀动作，来控制向动臂液压缸32、斗杆液压缸34、铲斗液压缸36、行驶用液压马达13a、13b供给的液压油的流量和方向；和开口面积控制机构(电磁阀)44，其能够使液压泵41与控制阀43之间的油路的一部分的开口面积暂时地变小。液压泵41排出与转速和容量之积成正比的工作油。
此外，输入到控制阀43的操作指令(液压先导信号)能够通过未图示的门锁杆装置而被截断。当使门锁杆为锁定状态时，操作指令(液压先导信号)被截断，即使移动操作杆装置，各种滑阀也保持中立状态，动臂液压缸32、斗杆液压缸34、铲斗液压缸36、行驶用液压马达13a、13b不会动作。
电动系统具有：与液压泵41机械地结合的辅助马达23；作为电源的锂离子电池24；旋转电动马达25；用于驱动旋转电动马达25的旋转电动马达用逆变器52；和用于驱动辅助马达23的辅助马达用逆变器53。
来自锂离子电池24的直流电力被输入到旋转电动马达用逆变器52和辅助马达用逆变器53。旋转电动马达25经由减速机构26来驱动旋转体20。在辅助马达23或旋转电动马达25产生驱动转矩时锂离子电池24进行放电，在辅助马达23或旋转电动马达25产生制动转矩时锂离子电池24进行充电。
在锂离子电池24上设有检测锂离子电池24的温度的温度传感器24a、检测锂离子电池24的电压的电压传感器24b、和检测锂离子电池24的电流的电流传感器24c，将由各传感器检测出的锂离子电池24的温度信号、电压信号、电流信号输入到控制器80。
控制器80使用各种操作指令信号、液压泵41的排出压信号、锂离子电池24的温度、电压、电流信号、发动机22的转速信号、旋转电动马达25的转速信号等，来对旋转电动马达25的转矩指令值、辅助马达23的转矩指令值和液压泵41的容量指令值进行运算。将针对旋转电动马达25的转矩指令向旋转电动马达用逆变器52输出，将针对辅助发电马达23的转矩指令向辅助马达用逆变器53输出。由此，旋转电动马达用逆变器52控制旋转电动马达25的转矩，辅助马达用逆变器53控制辅助马达23的转矩。将针对液压泵41的容量指令经由电气/液压信号转换设备70向调节器42输出，由调节器42控制液压泵41的容量。电气/液压信号转换设备70将来自控制器80的电气信号向液压先导信号转换，例如相当于电磁比例阀。
接下来，使用图3来说明锂离子电池24的与SOC(State Of Charge；表示充电率等蓄电池的充电状态)和电池温度相应的输出。图3是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的锂离子电池的电池输出相对于SOC和电池温度的特性的特性图。在图3中，实线所示的特性示出锂离子电池24的温度高的情况，单点划线所示的特性示出锂离子电池24的温度低的情况，虚线所示的特性示出锂离子电池24的温度为中等程度的情况。如图3所示，在锂离子电池24的温度低的低温环境下，电池输出大幅减少。因此，需要进行预热运转直至能够供给足够的电池输出的电池温度。
使用图4及图5来说明控制器80中的包含锂离子电池24的预热运转在内的辅助马达23的转矩指令值的计算。图4是构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器的与辅助马达转矩指令相关的框线图，图5是用于说明构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器的模式切换部的举动的特性图。
如图4所示，控制器80具有：模式切换判断部81、通常运转模式用转矩指令值运算部82、预热运转模式用转矩指令值运算部83和切换器84。在此，在通常运转模式用转矩指令值运算部82和预热运转模式用转矩指令值运算部83中，以即使在液压泵41的转矩和/或辅机类的转矩发生了变动的情况下也会在能够维持发动机22的转速的范围内，控制辅助马达23所产生的转矩(辅助马达转矩)的方式计算出指令值，在这方面是一致的，但在能够维持发动机旋转的辅助马达转矩的范围内具有余裕的情况下的辅助马达转矩指令值的计算方法不同。
模式切换判断部81输入由温度传感器24a检测出的锂离子电池24的温度信号，将该温度信号与预先确定的阈值进行比较来判断使针对辅助马达23的转矩指令值为通常运转模式用还是为预热运转模式用，并向切换器84输出切换信号。
如图5所示，模式切换判断部81具有第1阈值T1和设定成比该第1阈值T1高的温度的第2阈值T2。在此，在锂离子电池24的温度比第1阈值T1低的情况下，判断成预热运转模式，在温度上升而成为第2阈值T2以上时，判断成通常运转模式。另一方面，模式切换判断部81在锂离子电池24的温度比第2阈值T2高的情况下，判断成通常运转模式，在温度下降而变为小于第1阈值T1时，判断成预热运转模式。通过像这样具有第1阈值T1和第2阈值T2，而能够防止在一个阈值的情况下可能发生的不必要的频繁的模式切换。
通常运转模式用转矩指令值运算部82输入由温度传感器24a检测出的锂离子电池24的温度信号、由电压传感器24b检测出的锂离子电池24的电压信号、由电流传感器24c检测出的锂离子电池24的电流信号、液压泵41的容量信号、液压泵的排出压信号和发动机22的转速信号，并基于这些信号来计算出通常运转模式中的辅助马达23的转矩指令值。将通常运转模式用转矩指令值向切换器84的一个输入端输出。
预热运转模式用转矩指令值运算部83输入由温度传感器24a检测出的锂离子电池24的温度信号、由电压传感器24b检测出的锂离子电池24的电压信号、由电流传感器24c检测出的锂离子电池24的电流信号、液压泵41的容量信号、液压泵的排出压信号和发动机22的转速信号，并基于这些信号来计算出预热运转模式中的辅助马达23的转矩指令值。将预热运转模式用转矩指令值向切换器84的另一输入端输出。
切换器84将来自通常运转模式用转矩指令值运算部82的转矩指令值输入到一个输入端，将来自预热运转模式用转矩指令值运算部83的转矩指令值输入到另一输入端，并根据来自模式切换判断部81的切换信号来切换输出信号。将来自切换器84的输出信号作为辅助马达转矩指令值向辅助马达用逆变器53输出。
接下来，使用图6及图7来说明通常运转模式用转矩指令值运算部82的处理内容。图6是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器的通常运转模式中的处理的流程图，图7是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器中的决定SOC调整用转矩的图表的一个例子的特性图。此外，在以后的说明中，将辅助马达23产生的转矩(辅助马达转矩)表示成Ta，将驱动时的转矩以正表示，将制动时的转矩以负表示。
如图6所示，通常运转模式用转矩指令值运算部82推定当前的SOC(步骤S1)。具体地说，根据下式来计算出当前的SOC。
当前的SOC＝SOC(0)+(挖掘机运转中的充放电电流累计值/电池的满充电容量)···(1)
在式(1)中，SOC(0)是挖掘机运转前的SOC，根据挖掘机起动时的电池电压和电池温度并基于预先设定的图表来计算。根据挖掘机运转中的充放电电流累计值与锂离子电池24的满充电容量的比率来计算出变化量，并将挖掘机运转前的SOC和变化量相加，由此计算出当前的SOC。
通常运转模式用转矩指令值运算部82计算出SOC调整用辅助马达转矩Ta_SOC(步骤S2)。具体地说，基于图7所示的图表的一个例子，并根据锂离子电池24的当前的SOC来计算出Ta_SOC。如图7所示，在当前的SOC的值接近目标SOC的值的情况下，为了尽可能地抑制锂离子电池24和/或辅助马达23的发热，而以Ta_SOC的绝对值变小的方式进行设定。在当前的SOC的值比目标SOC大的情况下，使辅助马达23进行驱动(放电)，在当前的SOC的值比目标SOC小的情况下，使辅助马达23进行制动(充电)，由此以向目标SOC接近的方式进行控制。
通常运转模式用转矩指令值运算部82计算出为了驱动液压泵41而需要的转矩(液压泵转矩)Tp(步骤S3)。具体地说，根据下式来计算。
Tp＝P×q/(2π×η)···(2)
在式(2)中，P是液压泵41的排出压，q是液压泵41的容量。η是液压泵41的泵效率，该η可以是预先设定的固定值，也可以是根据液压泵41的转速、容量、排出压等并基于预先设定的图表来计算出的。
通常运转模式用转矩指令值运算部82计算出为了驱动辅机类而需要的转矩(辅机转矩)Tc(步骤S4)。在此，辅机转矩Tc可以是预先设定的固定值，也可以是通过空调的起动/停止来进行切换的值。
通常运转模式用转矩指令值运算部82计算出发动机最大转矩Te_max和发动机最小转矩Te_min(步骤S5)。具体地说，根据发动机22的转速并基于预先设定的图表来计算。
通常运转模式用转矩指令值运算部82判断液压泵转矩Tp和辅机转矩Tc的合计值(Tp+Tc)是否超过发动机最大转矩Te_max(步骤S6)。在(Tp+Tc)超过了Te_max的情况下，为了维持发动机转速(抑制加载减速)，辅助马达23需要产生((Tp+Tc)-Te_max)以上的驱动转矩。在(Tp+Tc)超过了Te_max的情况下，判断成是，进入(步骤S7)，在除此以外的情况下，判断成否，进入(步骤S8)。
通常运转模式用转矩指令值运算部82对((Tp+Tc)-Te_max)的值和SOC调整用辅助马达转矩Ta_SOC的值进行比较，将较大一方的值设定成辅助马达转矩Ta(步骤S7)。
在(步骤S6)中，在(Tp+Tc)小于等于Te_max的情况下，通常运转模式用转矩指令值运算部82判断液压泵转矩Tp和辅机转矩Tc的合计值(Tp+Tc)是否小于发动机最小转矩Te_min(步骤S8)。在(Tp+Tc)小于Te_min的情况下，为了维持发动机转速(抑制超速运转)，辅助马达23需要产生由((Tp+Tc)-Te_min)计算出的数值以下的制动转矩。即，若(Tp+Tc)比Te_min大，则有可能产生驱动转矩，但在(Tp+Tc)比Te_min小的情况下，需要产生制动转矩。在(Tp+Tc)小于Te_min的情况下，判断成是，进入(步骤S9)，在除此以外的情况下，判断成否，进入(步骤S10)。
通常运转模式用转矩指令值运算部82对((Tp+Tc)-Te_min)的值和SOC调整用辅助马达转矩Ta_SOC的值进行比较，将较小一方的值设定成辅助马达转矩Ta(步骤S9)。
在(步骤S8)中，在(Tp+Tc)小于Te_min的以外的情况下，通常运转模式用转矩指令值运算部82对((Tp+Tc)-Te_min)的值和SOC调整用辅助马达转矩Ta_SOC的值进行比较，选择较小一方的值，将该选择的值和((Tp+Tc)-Te_max)的值进行比较，将较大一方的值设定成辅助马达转矩Ta(步骤S10)。在经由(步骤S6)和(步骤S8)而进入(步骤S10)的情况下，辅助马达23在维持发动机转速的目的下而不需要进行驱动或制动。但是，若辅助马达转矩Ta过大，则有可能超速运转，若辅助马达转矩过小(在负侧大)则有可能加载减速。因此，将辅助马达转矩Ta设定成如上述那样进行了限制后的值。
通常运转模式用转矩指令值运算部82将辅助马达转矩Ta作为指令值向辅助马达用逆变器53输出(步骤S11)。在(步骤S11)的处理执行后，返回到(步骤S1)。
如以上那样，在通常运转模式中，能够以即使液压泵转矩和/或辅机转矩发生变动也会在能维持发动机22的转速的范围内，使SOC接近目标SOC且防止锂离子电池24和辅助马达23过度发热的方式控制辅助马达23。
接下来，使用图8及图9来说明预热运转模式用转矩指令值运算部83的处理内容。图8是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器的预热运转模式中的处理的流程图，图9是表示构成本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式的控制器中的决定预热运转用转矩的图表的一个例子的特性图。与上述的通常运转模式不同的是，代替SOC调整用辅助马达转矩Ta_SOC而使用预热运转用辅助马达转矩Ta_warm。以下，说明与图7不同的部分。
如图8所示，预热运转模式用转矩指令值运算部83对预热运转驱动标志设置“1”(步骤S12)。预热运转驱动标志为“1”或“0”的值，“1”表示驱动，“0”表示制动。
预热运转模式用转矩指令值运算部83推定当前的SOC(步骤S1)。处理内容与通常运转模式用转矩指令值运算部82相同，因此省略说明。
预热运转模式用转矩指令值运算部83计算出预热运转用辅助马达转矩Ta_warm(步骤S13)。具体地说，基于图9所示的图表的一个例子，并根据锂离子电池24的当前的SOC的值和预热运转驱动标志的值来计算出Ta_warm。在此，图9的图表的一个例子具有第1阈值SOC1、和设定成比该第1阈值SOC1高的SOC的值的第2阈值SOC2。
预热运转模式用转矩指令值运算部83在当前的SOC的值为预先设定的第1阈值SOC1以下时使辅助马达23进行制动(发电)，在当前的SOC的值为第2阈值SOC2以上时使辅助马达23进行驱动(放电)。在当前的SOC为第1阈值SOC1与第2阈值SOC2之间时，根据预热运转驱动标志的值，在驱动的情况下持续驱动直至SOC成为第1阈值SOC1，在制动的情况下，持续制动直至当前的SOC成为第2阈值SOC2。其结果为，将SOC的值被控制在第1阈值SOC1与第2阈值SOC2之间。
预热运转模式用转矩指令值运算部83对预热运转驱动标志进行更新(步骤S14)。具体地说，在(步骤S13)中计算出的预热运转用辅助马达转矩Ta_warm>0时，对预热运转驱动标志设置“1”，在Ta_warm<0时，对预热运转驱动标志设置“0”。
预热运转模式用转矩指令值运算部83对于(步骤S3～5、6、8)进行与通常运转模式用转矩指令值运算部82相同的处理。处理内容与通常运转模式用转矩指令值运算部82相同，因此省略说明。
预热运转模式用转矩指令值运算部83对((Tp+Tc)-Te_max)的值和预热运转用辅助马达转矩Ta_warm的值进行比较，将较大一方的值设定成辅助马达转矩Ta(步骤S15)。
预热运转模式用转矩指令值运算部83对((Tp+Tc)-Te_min)的值和预热运转用辅助马达转矩Ta_warm的值进行比较，将较小一方的值设定成辅助马达转矩Ta(步骤S16)。
在(步骤S8)中，在(Tp+Tc)小于Te_min的以外的情况下，预热运转模式用转矩指令值运算部83对((Tp+Tc)-Te_min)的值和预热运转用辅助马达转矩Ta_warm的值进行比较，选择较小一方的值，对该选择的值和((Tp+Tc)-Te_max)的值进行比较，将较大一方的值设定成辅助马达转矩Ta(步骤S17)。
预热运转模式用转矩指令值运算部83将辅助马达转矩Ta作为指令值向辅助马达用逆变器53输出(步骤S11)。在(步骤S11)的处理执行后，返回到(步骤S1)。
如以上那样，在预热运转模式中，能够以即使液压泵转矩和/或辅机转矩发生变动也会在能维持发动机22的转速的范围内，将锂离子电池24的充放电量设定得大来使锂离子电池24的温度迅速地上升的方式控制辅助马达23。
此外，在预热运转用辅助马达转矩Ta_warm>0且液压泵转矩Tp和辅机转矩Tc的合计值(Tp+Tc)较小的情况下，从图8所示的(步骤S15)和(步骤S17)可以明确，通过使(Tp+Tc)增加而能够使辅助马达转矩Ta增加。因此，在这样的情况下，也可以通过控制器80以使液压泵转矩Tp增大的方式控制液压泵转矩增加机构。
作为液压泵转矩增加机构，从上述的式(2)可以明确，例如可以为增大液压泵41的容积q来使排出流量增加的机构，通过使排出流量增加来使液压泵转矩Tp增加。
另外，液压泵转矩增加机构可以为通过设在从液压泵41到油箱的油路上的开口面积控制机构44的电磁阀来使油路的一部分的开口面积暂时地变小来增加液压泵41的排出压P的机构，在该情况下，也能够使液压泵转矩Tp增加(参照式(2))。
此外，在对执行机构进行操作的过程中，若增加排出流量或增加排出压，则操作性会恶化，因此也可以是以仅在没有对执行机构进行操作时增加液压泵转矩Tp的方式进行控制。另外，为了避免在增加排出流量或增加排出压的过程中对执行机构进行操作，也可以是以仅在门锁杆为锁定状态时增加液压泵转矩Tp的方式进行控制。
根据上述的本发明的混合动力式作业机械的一个实施方式，能够在抑制发动机22的加载减速或超速运转的产生的同时，基于充放电进行作为蓄电装置的锂离子电池24的预热运转。
此外，在本发明的实施方式中，在计算辅助马达转矩Ta时，以使用了液压泵转矩Tp和辅机转矩Tc的合计的情况为例进行了说明，但并不限于此。例如，也可以仅使用液压泵转矩Tp来计算。
此外，本发明并不限定于上述的实施例，包含各种各样的变形例。例如，上述的实施例为了易于理解地说明本发明，而详细地进行了说明，并不必限定于具有所说明的全部结构。
附图标记说明
10：行驶体，11：履带，12：履带架，13：右行驶用液压马达，14：左行驶用液压马达，20：旋转体，21：旋转架，22：发动机，23：辅助发电马达，24：锂离子电池，24a：温度传感器，25：旋转电动马达，26：减速机，30：挖掘机构，31：动臂，32：动臂液压缸，33：斗杆，34：斗杆液压缸，35：铲斗，36：铲斗液压缸，40：液压系统，41：液压泵，42：调节器，43：控制阀，44：开口面积控制机构，52：旋转电动马达用逆变器，53：辅助发电马达用逆变器，70：电气/液压信号转换设备，80：控制器，81：模式切换判断部，82：通常运转模式用转矩指令值运算部，83：预热运转模式用转矩指令值运算部，Ta：辅助马达转矩，Tp：液压泵转矩，Tc：辅机转矩。

Claims (9)

1.一种混合动力式作业机械，具有：发动机；辅助马达，其与所述发动机机械地连接，通过产生驱动转矩来进行放电，并通过产生制动转矩来进行发电；液压泵，其通过所述发动机和所述辅助马达的合计转矩而被驱动；蓄电装置，其蓄存所述辅助马达发电所得的电力，并在所述辅助马达进行放电时供给电力；逆变器，其进行所述蓄电装置与所述辅助马达之间的电力授受；和控制器，其为了控制所述辅助马达的驱动转矩或制动转矩而向所述逆变器输出转矩指令信号，所述混合动力式作业机械的特征在于，
所述控制器具有转矩指令值运算部，该转矩指令值运算部计算出为了驱动所述液压泵而需要的液压泵转矩，并计算出从所述液压泵转矩减去所述发动机的预先设定的最小转矩所得的值以下的转矩指令信号。
2.如权利要求1所述的混合动力式作业机械，其特征在于，
还具有与所述发动机机械地连接的辅机，
所述转矩指令值运算部计算出为了驱动所述辅机而需要的辅机转矩，并计算出从所述液压泵转矩和所述辅机转矩的合计值减去所述发动机的预先设定的最小转矩所得的值以下的转矩指令信号。
3.如权利要求1所述的混合动力式作业机械，其特征在于，
还具有检测所述蓄电装置的温度的温度传感器，
所述控制器具有通常运转模式用转矩指令值运算部、预热运转模式用转矩指令值运算部和模式切换判断部，
所述切换判断部取入由所述温度传感器检测出的所述蓄电装置的温度信号，在所述蓄电装置的温度比预先设定的第1温度阈值低时，输出所述预热运转模式用转矩指令值运算部计算出的转矩指令信号，在所述蓄电装置的温度比预先设定成所述第1温度阈值以上的值的第2温度阈值高时，输出所述通常运转模式用转矩指令值运算部计算出的转矩指令信号。
4.如权利要求2所述的混合动力式作业机械，其特征在于，
还具有检测所述蓄电装置的温度的温度传感器，
所述控制器具有通常运转模式用转矩指令值运算部、预热运转模式用转矩指令值运算部和模式切换判断部，
所述切换判断部取入由所述温度传感器检测出的所述蓄电装置的温度信号，在所述蓄电装置的温度比预先设定的第1温度阈值低时，输出所述预热运转模式用转矩指令值运算部计算出的转矩指令信号，在所述蓄电装置的温度比预先设定成所述第1温度阈值以上的值的第2温度阈值高时，输出所述通常运转模式用转矩指令值运算部计算出的转矩指令信号。
5.如权利要求3所述的混合动力式作业机械，其特征在于，
所述预热运转模式用转矩指令值运算部在所述蓄电装置的充电率为预先设定的第1充电率阈值以上且所述液压泵转矩比所述发动机的预先设定的最小转矩大时，以使所述辅助马达产生驱动转矩的方式输出转矩指令信号。
6.如权利要求4所述的混合动力式作业机械，其特征在于，
所述预热运转模式用转矩指令值运算部在所述蓄电装置的充电率为预先设定的第1充电率阈值以上且所述液压泵转矩和所述辅机转矩的合计值比所述发动机的预先设定的最小转矩大时，以使所述辅助马达产生驱动转矩的方式输出转矩指令信号。
7.如权利要求5或6所述的混合动力式作业机械，其特征在于，
还具有使所述液压泵的转矩增加的液压泵转矩增加机构，
所述控制器在所述蓄电装置的充电率为所述第1充电率阈值以上且所述液压泵转矩比预先设定的转矩阈值小时，以使所述液压泵的转矩增加的方式控制所述液压泵转矩增加机构。
8.如权利要求7所述的混合动力式作业机械，其特征在于，
具有可变容量型的液压泵、和通过改变倾转角来改变所述液压泵的容量的调节器，
所述液压泵转矩增加机构控制所述调节器来使所述液压泵的排出流量增加。
9.如权利要求7所述的混合动力式作业机械，其特征在于，
在从所述液压泵到油箱的油路上还具有开口面积控制机构，
所述液压泵转矩增加机构控制开口面积控制机构来使所述液压泵的排出压增加。
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