CN106337456A - 工程机械的控制装置 - Google Patents

工程机械的控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106337456A
CN106337456A CN201610104643.XA CN201610104643A CN106337456A CN 106337456 A CN106337456 A CN 106337456A CN 201610104643 A CN201610104643 A CN 201610104643A CN 106337456 A CN106337456 A CN 106337456A
Authority
CN
China
Prior art keywords
storage device
electrical storage
charging
value
torque
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.)
Granted
Application number
CN201610104643.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106337456B (zh
Inventor
石田诚司
井村进也
日田真史
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.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co 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 Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Publication of CN106337456A publication Critical patent/CN106337456A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106337456B publication Critical patent/CN106337456B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2091—Control of energy storage means for electrical energy, e.g. battery or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/22—Display screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/80—Arrangements for controlling instruments
    • B60K35/81—Arrangements for controlling instruments for controlling displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/25—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by controlling the electric load
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/64—Buckets cars, i.e. having scraper bowls
    • E02F3/65—Component parts, e.g. drives, control devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2062—Control of propulsion units
    • E02F9/2075—Control of propulsion units of the hybrid type
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/10—Input arrangements, i.e. from user to vehicle, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/40—Working vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412—Excavators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/91—Battery charging
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

本发明公开工程机械的控制装置，能抑制作业量的降低和操作性的恶化，并能长期维持蓄电装置的性能。工程机械的控制装置通过由能够充放电的蓄电装置的电力驱动的电动机、及与电动机机械结合的发动机驱动液压泵来进行作业，具有充放电控制机构，在单位时间内交替进行液压泵的输出大的作业(重负载作业)和液压泵的输出小的作业(轻负载作业)的情况下，以如下方式控制蓄电装置的充放电：增大重负载作业时的液压泵的输出；或在增大单位时间内的重负载作业的时间比例时，使每单位时间的蓄电装置的充电电流的平均值增加，进而增大重负载作业时的液压泵的输出；或在增大单位时间内的重负载作业的时间比例时，使每单位时间的蓄电装置的充电电流的平均值减少。

Description

工程机械的控制装置
技术领域
本发明涉及通过发动机和电动机驱动液压泵而通过液压进行作业的工程机械的控制装置。
背景技术
已知有进行如下处理的蓄电机构的控制装置：在电池的劣化程度比预定的程度大的情况下，加强对电池的充放电电力的限制；在电池的劣化程度比预定的程度小的情况下，缓和电池的充放电电力的限制(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2005-124353号公报
但是，在专利文献1记载的技术中，构成为蓄电装置的劣化程度变大的情况下，对蓄电装置的充放电电力的限制被加强，从而在需要通过蓄电装置进行的电力供给的情况下，在劣化程度大的情况下，有可能不能将充分的电力供给到电动机。
然而，使用发动机和电动机驱动液压泵而通过液压进行作业的工程机械的情况下，如下所述地使电动机工作。液压泵所需的动力超过发动机能够输出的动力时，使用蓄电装置放电的电力使电动机工作，通过发动机和电动机来驱动液压泵。液压泵所需的动力小时，通过发动机的动力使电动机作为发电机工作，进行蓄电装置的充电。由此，补充放电的电力，能够保持蓄电装置的充电状态。
在工程机械中，在进行高的液压负载反复作用这样的高负载作业时，蓄电装置的充放电电流变大，蓄电装置的劣化程度变大。在专利文献1记载的技术中，劣化程度大的情况下，对蓄电装置的充放电电力的限制被加强。由此，即使操作者欲进行高负载作业的情况下，也不能从电动机充分地供给液压泵所需的动力，作业被限制，作业量有可能降低。另外，由于不能实施与操作者的操作相应的作业，所以操作性也差。
发明内容
技术方案1记载的工程机械的控制装置通过由能够充放电的蓄电装置的电力驱动的电动机、以及与电动机机械结合的发动机驱动液压泵来进行作业，其中，上述工程机械的控制装置具有充放电控制机构，在单位时间内交替地进行液压泵的输出大的作业(以下记作重负载作业)和液压泵的输出小的作业(以下记作轻负载作业)的情况下，该充放电控制机构以如下方式控制蓄电装置的充放电：增大重负载作业时的液压泵的输出；或者在增大单位时间内的重负载作业的时间比例时，使每单位时间的蓄电装置的充电电流的平均值增加，进而增大重负载作业时的液压泵的输出；或者在增大单位时间内的重负载作业的时间比例时，使每单位时间的蓄电装置的充电电流的平均值减少。
发明效果
根据本发明，能够抑制作业量的降低和操作性的恶化，并能够长期维持蓄电装置的性能。
附图说明
图1是本实施方式的液压挖掘机的侧视图。
图2是表示本实施方式的液压挖掘机的结构的图。
图3是表示平均充放电电流与发电转矩要求限制值之间的关系的图。
图4是表示平均的轻负载作业时的控制装置的工作的时序图。
图5是表示平均的中负载作业时的控制装置的工作的时序图。
图6是表示平均的重负载作业时的控制装置的工作的时序图。
图7是表示平均的极重负载作业时的控制装置的工作的时序图。
图8是示意地表示平均放电电流与平均充电电流之间的关系的图。
图9是表示持续进行重负载作业的情况下的控制装置的工作的时序图。
附图标记的说明
100a 主控制器(充放电控制机构)
101 发动机
102 电动机
103 液压泵
111 蓄电装置
113 电流检测器(电流检测部)
127 充电要求限制器(限制值改变机构)
128 平均充放电电流运算器(判定值设定机构、平均充放电电流运算部)
130 显示内容切换判定器(充电状态判定机构)
133 切换器(显示控制机构)
134 显示装置
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明涉及的工程机械的控制装置的一实施方式。
图1是搭载了本实施方式的控制装置的工程机械的一例的液压挖掘机的侧视图。在液压挖掘机中，各种执行机构被液压泵驱动，实施各种作业。
液压挖掘机具有行驶体1e和经由旋转机构1d能够旋转地搭载在行驶体1e上的旋转体(主体框架)1g。在行驶体1e上搭载有行驶用的液压马达(以下记作行驶马达3e)，通过行驶马达3e的驱动使行驶体1e行驶。此外，行驶体1e以及行驶马达3e还设置在车身的相反侧，这一对行驶马达3e、3e被分别独立地驱动。
在旋转体1g上设置有供操作者搭乘的驾驶室1f以及多关节型的前作业装置。前作业装置包含动臂1a、斗杆1b以及铲斗1c。动臂1a的基端部能够转动地安装在旋转体1g的前部。斗杆1b的一端能够转动地安装在动臂1a的前端。动臂1a以及斗杆1b通过动臂液压缸3a以及斗杆液压缸3b分别被驱动而起伏。铲斗1c相对于斗杆1b能够沿上下方向转动地安装在斗杆1b的前端，并被铲斗液压缸3c驱动。
在旋转体1g上搭载有作为内燃机的柴油发动机(以下记作发动机)、电动机、作为液压发生机的液压泵和控制阀等的液压设备。在驾驶室1f中，配置有用于设定发动机的旋转速度的旋转速度设定刻度盘、前作业装置用的操作部件、行驶用的操作部件、旋转用的操作部件等各种操作部件和显示装置。
图2是表示本实施方式涉及的液压挖掘机的结构的图。发动机101和电动机102被机械地结合，以相同的旋转速度旋转。液压泵103与电动机102机械地结合，并被发动机101以及电动机102驱动，并排出工作油。
从液压泵103送出的工作油基于操作者对各种操作部件的操作而通过控制阀单元104分配，并供给到对动臂液压缸3a、斗杆液压缸3b、铲斗液压缸3c和旋转机构1d进行驱动的旋转用的旋转马达3d以及左侧和右侧的行驶马达3e、3e，从而各执行机构3a～3e被驱动。
电力转换器110将来自能够进行充放电的蓄电装置111的直流电力转换成交流电力并向电动机102输出，或者将来自电动机102的交流电力转换成直流电力并向蓄电装置111输出。蓄电装置111是向电动机102供给电力的电力源，并具有多个电容器或二次电池等的蓄电元件。
电动机102是例如永磁铁内置型的三相同步电动机，通过由电力转换器110转换而来的三相交流电力驱动并产生旋转转矩。另外，电动机102被发动机101驱动，还作为产生三相交流电力的发电机发挥功能。电动机102作为发电机工作时，从电动机102输出的交流电力通过电力转换器110被转换成直流电力，并通过由电力转换器110转换的直流电力而对蓄电装置111进行充电。
本实施方式的控制装置构成为包含主控制器100a、发动机控制器100b和显示控制器100c。各控制器100a、100b、100c包含CPU和作为存储装置的ROM及RAM、和具有其他的周边电路等的运算处理装置。主控制器100a具有充电状态控制器125、最小值选择电路126、充电要求限制器127、平均充放电电流运算器128、电动机转矩限制器141、加减法运算器123和减法运算器124。发动机控制器100b具有燃料喷射控制部129、旋转速度控制器121、发动机转矩限制器122和减法运算器120。显示控制器100c具有显示内容切换判定器130和切换器133。
在发动机控制器100b上连接有旋转速度设定刻度盘140，并被输入与由操作者设定的旋转速度对应的旋转速度指令值N＊。在发动机控制器100b上连接有用于检测发动机101的旋转速度N的发动机速度检测器101a，并输入与由发动机速度检测器101a检测出的发动机101的旋转速度N对应的信号。
在主控制器100a上连接有用于检测在蓄电装置111中流动的充电电流以及放电电流(以下记作充放电电流)的电流检测器113，输入与由电流检测器113检测出的充放电电流Ib对应的信号。在主控制器100a上连接有用于检测蓄电装置111的充电状态SOC(State OfCharge)的充电状态检测器111a，并输入与由充电状态检测器111a检测出的充电状态SOC对应的信号。与输入至主控制器100a的充电状态SOC对应的信号还经由主控制器100a输入至显示控制器100c。在显示控制器100c上连接有显示装置134，并与从显示控制器100c输出的信号相应地控制显示装置134的显示图像。
减法运算器120将从旋转速度设定刻度盘140输出的旋转速度指令值N＊减去由发动机速度检测器101a检测出的旋转速度N，求出N＊与N的速度偏差△N，并向旋转速度控制器121输出。
旋转速度控制器121基于旋转速度指令值N＊与旋转速度N的速度偏差△N，以速度偏差△N成为0的方式，即以旋转速度N与旋转速度指令值N＊一致的方式求出转矩指令值T，并向发动机转矩限制器122输出。转矩指令值T还被输出至加减法运算器123。
在发动机控制器100b的存储装置中，以查表形式存储有转矩限制特性Tt。转矩限制特性Tt是表示作为输出转矩相对于转矩指令值T的上限值的最大发动机转矩TEmax的特性。发动机转矩限制器122参考转矩限制特性Tt，并运算相对于输入的转矩指令值T的最大发动机转矩TEmax。发动机转矩限制器122对运算出的最大发动机转矩TEmax和输入的转矩指令值T进行比较，并选择小的一方，并将所选择的值作为发动机转矩指令值TE，向燃料喷射控制部129输出。即，发动机转矩指令值TE被限制为最大发动机转矩TEmax以下。发动机转矩指令值TE还被输出至加减法运算器123。
燃料喷射控制部129以发动机101的输出转矩(以下也记作发动机转矩)与发动机转矩指令值TE一致的方式决定燃料喷射量等，并控制燃料喷射装置(未图示)。
减法运算器124从来自未图示的电池控制器的充电状态指令值SOC＊减去由充电状态检测器111a检测出的充电状态SOC，求出SOC＊与SOC的偏差△SOC，并向充电状态控制器125输出。例如，充电状态指令值SOC＊为与80％的充电状态相当的恒定值。
充电状态控制器125基于充电状态指令值SOC＊与充电状态SOC的偏差△SOC，以偏差△SOC成为0的方式，即以充电状态SOC与充电状态指令值SOC＊一致的方式求出第一发电转矩要求值TG1，并向最小值选择电路126输出。在充电状态指令值SOC＊比充电状态SOC大的情况下，第一发电转矩要求值TG1成为正值，在充电状态指令值SOC＊比充电状态SOC小的情况下，第一发电转矩要求值TG1成为负值。
在平均充放电电流运算器128中，对由电流检测器113检测出的蓄电装置111中流动的充放电电流Ib的平均值即平均充放电电流Iave进行运算。平均充放电电流运算器128是利用1次低通滤波器使充放电电流Ib的大小平均化而求出平均充放电电流Iave，并向充电要求限制器127输出。平均充放电电流Iave还被输出至显示内容切换判定器130。
此外，在求出平均充放电电流Iave的方法中，能够采用以移动平均法或预定的时间间隔运算平均值的方法。而且，也可以代替平均充放电电流Iave使用2乘平均值，还能够代替电流而使用功率。
充电要求限制器127基于平均充放电电流Iave运算发电转矩要求限制值TGlim，并向最小值选择电路126输出。平均充放电电流Iave是表示蓄电装置111的劣化程度的指标，是为了选择使与蓄电装置111的充电电流的限制值相当的发电转矩要求限制值TGlim的大小成为0还是成为最大发电机转矩TGmax而使用的判定值。充电要求限制器127的工作的详细情况在后面说明。
最小值选择电路126对第一发电转矩要求值TG1和发电转矩要求限制值TGlim进行比较，并选择小的一方，将所选择的值作为第二发电转矩要求值TG2输出。
加减法运算器123从转矩指令值T减去发动机转矩指令值TE和第二发电转矩要求值TG2来求出电动机转矩指令值TM，并向电动机转矩限制器141输出。当电动机转矩指令值TM为正值时，电动机102通过从蓄电装置111供给的电力而被驱动，电动机转矩指令值TM为负值时，电动机102通过发动机101作为发电机被驱动。此外，由于发动机转矩指令值TE为转矩指令值T以下，所以电动机转矩指令值TM变得比将第二发电转矩要求值TG2的符号取反得到的值大。即，电动机转矩指令值TM的值为负时，电动机转矩指令值TM的大小小于发电转矩要求限制值TGlim的大小。
电动机转矩限制器141对输入的电动机转矩指令值TM和最大电动机转矩TMmax进行比较，并选择小的一方，并将所选择的值作为电动机转矩指令值TM向电力转换器110输出。即，电动机转矩指令值TM被限制为最大电动机转矩TMmax以下。
最大电动机转矩TMmax为正值，是考虑了电动机102通过蓄电装置111的电力驱动时的电动机102的允许转矩而决定的，预先存储在主控制器100a的存储装置中。
换言之，电动机102通过蓄电装置111的电力驱动的情况下，蓄电装置111的放电电流被限制为为了得到最大电动机转矩TMmax所需的最大放电电流以下。即，基于最大电动机转矩TMmax，来设定为了限制蓄电装置111的放电电流的放电电流限制值。此外，在本说明书中，仅说明了输入至电动机转矩限制器141的电动机转矩指令值TM比最大电动机转矩TMmax小的情况。即，从电动机转矩限制器141输出的电动机转矩指令值作为与输入至电动机转矩限制器141的电动机转矩指令值TM相同的值。
电力转换器110以电动机102的输出转矩(以下也记作电动机转矩)与电动机转矩指令值TM一致的方式控制电动机102。例如，电力转换器110具有：多个开关元件，用于将直流电力转换成三相交流电力；控制部，对这些开关元件的开闭进行PWM控制，并以电动机102中流动的电流与对应于电动机转矩指令值TM的电流指令一致的方式进行控制。电力转换器110的控制部控制开关元件，并将从蓄电装置111输出的直流电力转换成三相交流电力来驱动电动机102。另外，在电动机102作为发电机工作时，控制部控制开关元件，将从电动机102输出的三相交流电力转换成直流电力，并对蓄电装置111进行充电。
显示装置134是对用于操作者掌握工程机械的状态的信息进行显示的监视器。显示装置134对基于从显示内容切换判定器130输出的切换信号而由切换器133选择的第一显示内容131或者第二显示内容132的任一方进行显示。第一显示内容131是表示发动机冷却水的温度和/或发动机旋转速度等的信息的显示内容，并基于来自冷却水温度检测器(未图示)和/或发动机速度检测器101a的信息设定。第二显示内容132是至少包含蓄电装置111的充电状态SOC的显示内容，基于与由充电状态检测器111a检测出的充电状态SOC对应的信号设定。
向显示内容切换判定器130输入与由充电状态检测器111a检测出的充电状态SOC对应的信号、和与由平均充放电电流运算器128运算出的平均充放电电流Iave对应的信号。
显示内容切换判定器130判定平均充放电电流Iave是否为阈值It以上、且充电状态SOC是否为阈值SOCt以下。平均充放电电流Iave为阈值It以上、且充电状态SOC为阈值SOCt以下的情况下，显示内容切换判定器130将第二切换信号向切换器133输出，第二切换信号是将显示在显示装置134的显示画面上的图像从第一显示内容131切换至第二显示内容132的切换信号。阈值SOCt以及阈值It预先存储于存储装置中。阈值SOCt是例如与40％的充电状态相当的恒定值。阈值It是与后述的第二阈值I2相同的值。平均充放电电流Iave小于阈值It的情况下，或者，充电状态SOC比阈值SOCt大的情况下，显示内容切换判定器130将第一切换信号向切换器133输出，第一切换信号是将显示在显示装置134的显示画面上的图像从第二显示内容132切换至第一显示内容131的切换信号。
切换器133是在输入了第二切换信号的情况下，将显示在显示装置134上的图像切换至第二显示内容132。由此，在显示装置134中显示包含充电状态SOC的内容。切换器133是在输入了第一切换信号的情况下，将显示在显示装置134中的图像切换至第一显示内容131。由此，在显示装置134中显示发动机冷却水的温度和/或发动机旋转速度等的信息。
参照图3说明充电要求限制器127的工作的详细情况。图3是表示平均充放电电流Iave与发电转矩要求限制值TGlim之间的关系的图。充电要求限制器127是在平均充放电电流Iave成为第一阈值I1以下时(Iave≦I1)，将发电转矩要求限制值TGlim设定成最大发电机转矩TGmax。充电要求限制器127是在平均充放电电流Iave成为第二阈值I2以上时(Iave≧I2)，将发电转矩要求限制值TGlim设定为0。
发电转矩要求限制值TGlim具有滞后(hysteresis)特性。发电转矩要求限制值TGlim一旦被设定为0时，保持0直到平均充放电电流Iave成为第一阈值I1以下，平均充放电电流Iave成为第一阈值I1以下时，发电转矩要求限制值TGlim的大小从0改变成最大发电机转矩TGmax。同样地，发电转矩要求限制值TGlim一旦被设定成最大发电机转矩TGmax时，保持TGmax直到平均充放电电流Iave成为第二阈值I2以上，平均充放电电流Iave成为第二阈值I2以上时，发电转矩要求限制值TGlim的大小从TGmax改变成0。最大发电机转矩TGmax是正值，是考虑了电动机102通过发动机101作为发电机被驱动时的电动机102的允许转矩而决定的，并预先存储在主控制器100a的存储装置中。在本实施方式中，最大发电机转矩TGmax被设定成与最大电动机转矩TMmax相同的值(TGmax＝TMmax)。
此外，图中的第三阈值I3是在平均充放电电流Iave超过其值时，考虑到蓄电装置111的劣化急剧地发展而不能确保所期望的寿命的值而决定的，并预先被存储于存储装置。换言之，以使平均充放电电流Iave成为第三阈值I3以下的方式控制充放电电流，从而能够确保蓄电装置111的所期望的寿命。第一阈值I1以及第二阈值I2被设定成比第三阈值小的值，其大小关系为I1＜I2＜I3，并预先被存储于存储装置。
例如，转矩指令值T与发动机转矩指令值TE相同，电动机102作为发电机工作的情况下，如图2所示，从加减法运算器123输出的电动机转矩指令值TM成为使从最小值选择电路126输出的第二发电转矩要求值TG2的符号取反得到的值。第二发电转矩要求值TG2的最大值被限制为发电转矩要求限制值TGlim。因此，电动机转矩指令值TM的最小值成为-TGlim，蓄电装置111中流动的充电电流被限制。即，为限制蓄电装置111的充电电流而设定的充电电流限制值是基于发电转矩要求限制值TGlim来设定的，充电要求限制器127具有基于平均充放电电流Iave来改变充电电流限制值的大小的功能。
平均充放电电流Iave为第一阈值I1以下的情况的与蓄电装置111的充电电流限制值相关的发电转矩要求限制值TGlim的大小为TGmax，平均充放电电流Iave为第二阈值I2以上的情况的作为蓄电装置111的充电电流限制值的发电转矩要求限制值TGIim的大小为0，两者之差△C为TGmax(△C＝TGmax-0)。与此相对的，由于平均充放电电流Iave为第一阈值I1以下的情况的与蓄电装置111的放电电流限制值相关的最大电动机转矩的大小、和蓄电装置111的平均充放电电流Iave为第二阈值I2以上的情况的与蓄电装置111的放电电流限制值相关的最大电动机转矩的大小均为TMmax，从而两者之差△D为0(△D＝TMmax-TMmax＝0)。即，差△C比差△D大(△C＞△D)。
如上所述，与电动机102通过蓄电装置111的电力驱动的状态下的放电流限制值相关的最大电动机转矩无论平均充放电电流Iave的大小都为TMmax。另外，与电动机102通过发动机101被驱动的发电状态下的充电电流限制值相关的发电转矩要求限制值TGlim是在平均充放电电流Iave为第一阈值I1以下的情况下为最大发电机转矩TGmax，在平均充放电电流Iave为第二阈值I2以上的情况下为0。即，与平均充放电电流Iave为第二阈值以上时的充电电流限制值相关的发电转矩要求限制值TGlim＝0比与平均充放电电流Iave为第二阈值I2以上时的放电电流限制值相关的最大电动机转矩TMmax小。
使用图4～图7说明本实施方式涉及的控制装置的工作。
作为液压挖掘机的一般的作业存在挖掘作业。在挖掘作业中，使动臂1a、斗杆1b以及铲斗1c工作来进行挖掘，提升铲斗1c并旋转后，卸载所挖掘的砂土。卸载之后，再次旋转并返回下一挖掘位置，并重复作业。期间，挖掘以及铲斗1c的提升工作需要大的动力，旋转或卸载能够以较小的动力进行作业。
图4～图7是表示与假设挖掘作业并模式化的液压泵103的泵转矩TL相对的控制装置的工作的时序图。在各图中，表示在单位时间中交替地进行液压负载高的作业(例如，挖掘工作或铲斗提升工作)和液压负载低的作业(例如，旋转工作或卸载工作)的情况下的控制装置的工作。在本说明书中，将液压负载高的作业(即液压泵103的输出大的作业)定义为重负载作业，将液压负载低的作业(即液压泵103的输出小的作业)定义为轻负载作业。另外，在以下的说明中，单位时间采用ts至te的期间来进行说明。
泵转矩TL是在比0大的TL0和比TL0大的规定转矩之间反复增减。图4表示各图中的单位时间的液压负载的平均值最低的作业状态(以下记作平均的轻负载作业)，按图5、图6、图7的顺序，单位时间的液压负载的平均值变高。图5表示单位时间的液压负载的平均值比平均的轻负载作业高的作业状态(以下记作平均的中负载作业)。图6表示单位时间的液压负载的平均值比平均的中负载作业高的作业状态(以下记作平均的重负载作业)。图7表示单位时间的液压负载的平均值比平均的重负载作业高的作业状态(以下记作平均的极重负载作业)。此外，越增大重负载作业时的液压泵103的输出或者越增大单位时间的重负载作业的时间比例，单位时间的液压负载的平均值越高。
在图4～图7的各图中，横轴表示经过时间。(a)的纵轴表示发动机101以及电动机102的旋转速度N，(b)的纵轴表示代表液压负载的液压泵103的输入转矩(以下也记作泵转矩)。(c)的纵轴表示虚线所示的转矩指令值T的大小和实线所示的发动机转矩指令值TE的大小。(d)的纵轴表示电动机转矩指令值TM，(e)的纵轴表示充电状态SOC。(f)的纵轴表示第二发电转矩要求值TG2，(g)的纵轴表示发电转矩要求限制值TGlim，(h)的纵轴表示平均充放电电流Iave。
-平均的轻/中负载作业-
参照图4以及图5说明平均的轻/中负载作业中的控制装置的工作。由于平均的轻负载作业(图4)和平均的中负载作业(图5)中的控制装置的工作大致相同，从而以平均的中负载作业中的控制装置的工作为代表进行说明，并省略关于平均的轻负载作业中的控制装置的工作的说明。
在图5中，是将蓄电装置111的充电状态SOC与充电状态指令值SOC＊一致的状态、且平均充放电电流Iave比第一阈值I1小的状态(时刻t0)作为初始状态的时序图。此外，在时刻t0，TGlim被设定成TGmax。
如图5的(b)所示，在时刻t201，泵转矩TL开始增加时，如图5的(a)所示，旋转速度N微减，旋转速度N与旋转速度指令值N＊的速度偏差△N增加(N＊＞N)。速度偏差△N增加时，如图5的(c)所示，转矩指令值T以及发动机转矩指令值TE增加。从时刻t201到时刻t202，由于转矩指令值T为最大发动机转矩TEmax以下，从而发动机转矩指令值TE与转矩指令值T一致。随着发动机转矩指令值TE的增加，发动机101的输出转矩增加，如图5的(a)所示，旋转速度N恢复到旋转速度指令值N＊。即，旋转速度N被控制成与旋转速度指令值N＊一致。
如图5的(c)所示，在时刻t202，转矩指令值T超过最大发动机转矩TEmax时，发动机转矩指令值TE被限制成最大发动机转矩TEmax。由此，在转矩指令值T与发动机转矩指令值TE之间产生差，如图5的(d)所示，从加减法运算器123输出的电动机转矩指令值TM增加。即，从时刻t202，进行基于电动机102的转矩辅助，液压泵103被发动机101和电动机102驱动。
从时刻t202到时刻t203，发动机转矩指令值TE被限制成最大发动机转矩TEmax，但由于电动机转矩指令值TM的增加，电动机102的输出转矩增加，从而如图5的(a)所示，旋转速度N以与旋转速度指令值N＊一致的方式被控制。通过从蓄电装置111放电的电力驱动电动机102时，如图5的(e)所示，蓄电装置111的充电状态SOC减少。充电状态SOC减少时，由于从减法运算器124输出的偏差△SOC增加，从而第一发电转矩要求值TG1增加。
在平均的中负载作业中，如图5的(h)所示，平均充放电电流Iave成为第一阈值I1以下。由此，如图5的(g)所示，发电转矩要求限制值TGlim被设定成最大发电机转矩TGmax。
由于第一发电转矩要求值TG1(未图示)比发电转矩要求限制值TGlim小，从而第二发电转矩要求值TG2与第一发电转矩要求值TG1一致，并与第一发电转矩要求值TG1同样地增加。如图5的(f)所示，第二发电转矩要求值TG2增加时，从加减法运算器123输出的电动机转矩指令值TM减少，但电动机转矩指令值TM减少时，旋转速度N减少，从减法运算器120输出的速度偏差△N增加，如图5的(c)所示，转矩指令值T增加，其结果，电动机转矩指令值TM被控制成大致恒定。
如此，即使充电状态SOC降低的情况，泵转矩TL超过最大发动机转矩TEmax时，电动机102不作为发电机工作，而通过来自蓄电装置111的电力被驱动，并通过发动机101和电动机102来驱动液压泵103。即使蓄电装置111的充电状态SOC降低的情况，在挖掘作业中，也向液压泵103供给充分的动力，从而旋转速度N不降低。此外，由于电动机102通过从蓄电装置111放电的电力来进行工作期间，在蓄电装置111中流动放电电流，从而如图5的(h)所示，平均充放电电流Iave增加。但是，在平均的中负载作业中，由于电流值小，所以平均充放电电流Iave的增加量是微小的。
如图5的(b)所示，在时刻t203，泵转矩TL减少时，如图5的(a)所示，旋转速度N微增，旋转速度N与旋转速度指令值N＊的速度偏差△N的绝对值增加(N＞N＊)。负值的速度偏差△N减少时，如图5的(c)所示，转矩指令值T减少。转矩指令值T减少时，如图5的(d)所示，从加减法运算器123输出的电动机转矩指令值TM减少。电动机转矩指令值TM成为负值时，由于电动机102进行发电工作，蓄电装置111被充电，从而如图5的(e)所示，蓄电装置111的充电状态SOC增加，并接近充电状态指令值SOC＊。
蓄电装置111被充电而充电状态SOC增加时，从减法运算器124输出的偏差△SOC减少，如图5的(f)所示，第二发电转矩要求值TG2减少，如图5的(d)所示，电动机转矩指令值TM增加。即，为负值的电动机转矩指令值TM的绝对值减少，发电量逐渐减少。
如图5的(d)所示，电动机转矩指令值TM增加时，旋转速度N增加，但如图5的(c)所示，从旋转速度控制器121输出的转矩指令值T减少，且从发动机转矩限制器122输出的发动机转矩指令值TE减少，其结果，旋转速度N被控制成大致恒定。
如此，泵转矩TL减少，成为最大发动机转矩TEmax以下，发动机输出能够产生余量时，电动机102被发动机101驱动，电动机102作为发电机工作，并进行蓄电装置111的充电。由于电动机102作为发电机工作期间，在蓄电装置111中流动充电电流，从而如图5的(h)所示，平均充放电电流Iave增加。但是，在平均的中负载作业中，由于电流值小，从而平均充放电电流Iave的增加量是微小的。
如图5的(e)所示，在时刻t204，充电状态SOC达到充电状态指令值SOC＊时，如图5的(f)所示，第二发电转矩要求值TG2成为0，如图5的(d)所示，电动机转矩指令值TM也成为0。此时，旋转速度N被旋转速度控制器121控制成与旋转速度指令值N＊一致，发动机转矩与泵转矩TL平衡。
时刻t211、t212、t213、t214的控制装置的工作与时刻t201、t202、t203、t204的控制装置的工作相同，直到时刻t211～时刻t221的工作与直到时刻t201～时刻t211的工作相同。时刻t221以后，也反复进行同样的工作。
如此，控制装置是在平均的中负载作业中，泵转矩TL超过最大发动机转矩TEmax时，通过蓄电装置111的电力使电动机102工作，并通过电动机102和发动机101来驱动液压泵103。另外，泵转矩TL成为最大发动机转矩TEmax以下时，通过发动机101而使电动机102作为发电机工作并使蓄电装置111的充电状态SOC以与充电状态指令值SOC＊一致的方式进行控制。
此外，如上所述，平均的轻负载作业中的控制装置的工作(参照图4)与平均的中负载作业中的控制装置的工作(参照图5)相同。图4所示的时刻t101、t102、t103、t104、t111、t112、t113、t114、t121分别与图5所示的时刻t201、t202、t203、t204、t211、t212、t213、t214、t221相当。但是，在平均的轻负载作业中，由于泵转矩TL的最大值小，所以电动机102通过蓄电装置111的电力工作时的电动机转矩指令值TM的最大值、电动机102作为发电机工作时的电动机转矩指令值TM的绝对值的最大值比平均的中负载作业小。
-平均的重负载作业-
参照图6说明平均的重负载作业中的控制装置的工作。在图6中，是将蓄电装置111的充电状态SOC比充电状态指令值SOC＊小的状态、且平均充放电电流Iave比第一阈值I1大且比第二阈值I2小的状态(时刻t0)作为初始状态的时序图。此外，在时刻t0，发电转矩要求限制值TGlim被设定成TGmax。
如图6的(e)所示，蓄电装置111的充电状态SOC比充电状态指令值SOC＊小时(SOC＊＞SOC)，从充电状态控制器125输出的第一发电转矩要求值TG1成为正值。如图6的(g)所示，充电要求限制器127输出最大发电机转矩TGmax作为发电转矩要求限制值TGlim。
在此，由于偏差△SOC大，第一发电转矩要求值TG1比最大发电机转矩TGmax大，从而最小值选择电路126通过最大发电机转矩TGmax来限制第一发电转矩要求值TG1，如图6的(f)所示，输出最大发电机转矩TGmax来作为第二发电转矩要求值TG2(TG2＝TGmax)。
如图6的(c)的虚线所示，由于转矩指令值T为最大发动机转矩TEmax以上，从而发动机转矩限制器122输出最大发动机转矩TEmax作为发动机转矩指令值TE。电动机转矩指令值TM为负值，电动机102作为发电机工作。
电动机转矩指令值TM的绝对值的大小与泵转矩TL之和比最大发动机转矩TEmax大时，旋转速度N减少，但如图6的(c)所示，由于通过旋转速度控制器121而使转矩指令值T与最大发动机转矩TEmax相比增加，从而通过加减法运算器123而使电动机转矩指令值TM增加。即电动机转矩指令值TM的绝对值的大小减少。其结果，旋转速度N被控制成与旋转速度指令值N＊一致。即，在本实施方式的控制装置中，与泵转矩TL相应地调整电动机102的发电量，旋转速度N被控制成与旋转速度指令值N＊一致。
如图6的(b)所示，在时刻t301，泵转矩TL开始增加时，图6的(a)所示旋转速度N微减，旋转速度N与旋转速度指令值N＊的速度偏差△N增加(N＊＞N)。速度偏差△N增加时，如图6的(c)所示，转矩指令值T增加。此外，由于转矩指令值T为最大发动机转矩TEmax以上，从而从发动机转矩限制器122输出的发动机转矩指令值TE被限制成最大发动机转矩TEmax。
转矩指令值T增加时，从加减法运算器123输出的电动机转矩指令值TM增加，电动机转矩指令值TM的值从负值成为正值时，电动机102的发电工作结束，电动机102通过来自蓄电装置111的电力被驱动。由此，电动机102对于泵转矩TL补充最大发动机转矩TEmax所不足的量，以使旋转速度N与旋转速度指令值N＊一致的方式进行控制。
图6的从时刻t301到时刻t303期间的泵转矩TL的最大值比图5的从时刻t201到时刻t203期间的泵转矩TL的最大值大。直到时刻t201～时刻t221的各时刻与从时刻t301到时刻t321对应，表示相同的时间变化。由此，在平均的重负载作业中，单位时间的液压泵103的输出比平均的中负载作业大。其结果，平均的重负载作业与平均的中负载作业相比，单位时间的液压负载(即液压泵103的输出)的平均值高。
如图6的(b)所示，在时刻t303，泵转矩TL减少时，如图6的(a)所示，旋转速度N微增，旋转速度N与旋转速度指令值N＊的速度偏差△N的绝对值增加(N＞N＊)。负值的速度偏差△N减少时，如图6的(c)所示，转矩指令值T减少。由于转矩指令值T为最大发动机转矩TEmax以上，从而发动机转矩限制器122输出最大发动机转矩TEmax作为发动机转矩指令值TE。
转矩指令值T减少时，如图6的(d)所示，从加减法运算器123输出的电动机转矩指令值TM减少。电动机转矩指令值TM成为负值时，由于电动机102进行发电工作并使蓄电装置111充电，从而如图6的(e)所示，蓄电装置111的充电状态SOC增加。
从时刻t0到时刻t304，在电动机102作为发电机工作期间、以及电动机102通过从蓄电装置111放电的电力被驱动期间，充电电流以及放电电流分别在蓄电装置111中流动。由此，如图6的(h)所示，从时刻t0到时刻t304期间，随着时间的经过，平均充放电电流Iave增加。
在时刻t304，平均充放电电流Iave成为第二阈值I2以上时，如图6的(g)所示，充电要求限制器127输出0作为发电转矩要求限制值TGlim。其结果，如图6的(f)所示，从最小值选择电路126输出的第二发电转矩要求值TG2也成为0。
由此，蓄电装置111的充电停止，且充电状态SOC的增加停止(参照图6的(e))。由于成为电流不向蓄电装置111流动的状态，所以如图6的(h)所示，平均充放电电流Iave从时刻t304开始减少。即，平均充放电电流Iave变大，超过第二阈值I2时，向蓄电装置111的充电被限制，平均充放电电流Iave从增加转向减少。
如图6的(b)所示，在时刻t311，泵转矩TL开始增加时，如图6的(a)所示，旋转速度N微减，旋转速度N与旋转速度指令值N＊的速度偏差△N增加(N＊＞N)。速度偏差△N增加时，如图6的(c)所示，转矩指令值T以及发动机转矩指令值TE增加。从时刻t311到时刻t312，由于转矩指令值T为最大发动机转矩TEmax以下，从而发动机转矩指令值TE与转矩指令值T一致。
如图6的(c)所示，在时刻t312，转矩指令值T超过最大发动机转矩TEmax时，发动机转矩指令值TE被限制为最大发动机转矩TEmax。由此，转矩指令值T与发动机转矩指令值TE之间产生差，如图6的(d)所示，从加减法运算器123输出的电动机转矩指令值TM增加。即，从时刻t312，进行基于电动机102的转矩辅助，液压泵103被发动机101和电动机102驱动。电动机102对于泵转矩TL补充最大发动机转矩TEmax不足的量，以使旋转速度N与旋转速度指令值N＊一致的方式进行控制。
通过从蓄电装置111放电的电力驱动电动机102时，如图6的(e)所示，蓄电装置111的充电状态SOC减少。如图6的(g)所示，发电转矩要求限制值TGlim被设定为0。由于第一发电转矩要求值TG1(未图示)比发电转矩要求限制值TGlim大，所以如图6的(f)所示，第二发电转矩要求值TG2与发电转矩要求限制值TGlim一致，即为0。
如图6的(b)所示，在时刻t313，泵转矩TL减少时，如图6的(a)所示，旋转速度N微增，旋转速度N与旋转速度指令值N＊的速度偏差△N的绝对值增加(N＞N＊)。负值的速度偏差△N减少时，如图6的(c)所示，转矩指令值T减少。转矩指令值T减少时，如图6的(d)所示，从加减法运算器123输出的电动机转矩指令值TM减少。在此，由于第二发电转矩要求值TG2与发电转矩要求限制值TGlim一致，被限制为0，从而转矩指令值T成为比最大发动机转矩TEmax小的值的情况下，电动机转矩指令值TM也不成为负值。即，电动机102不进行发电工作。在蓄电装置111中没有充电电流流动的状态持续时，如图6的(h)所示，平均充放电电流Iave随时间的经过而减少。
如图6的(h)所示，在时刻t315，平均充放电电流Iave成为第一阈值I1以下时，如图6的(g)所示，由于充电要求限制器127将发电转矩要求限制值TGlim设定成最大发电机转矩TGmax，从而如图6的(f)所示，从最小值选择电路126输出最大发电机转矩TGmax作为第二发电转矩要求值TG2。由此，如图6的(d)所示，电动机转矩指令值TM成为负值，电动机102作为发电机工作，如图6的(e)所示，从时刻t315再次开始向蓄电装置111的充电。
从时刻t315到时刻t321的工作与从时刻t0到时刻t301的工作相同，时刻t321以后反复进行与时刻t301以后同样的工作。
如此，控制装置是在平均的重负载作业中，在泵转矩TL超过最大发动机转矩TEmax时，通过蓄电装置111的电力而使电动机102工作，泵转矩TL为最大发动机转矩TEmax以下、且第二发电转矩要求值TG2为最大发电机转矩TGmax的情况下，通过发动机101使电动机102作为发电机工作，并使蓄电装置111的充电状态SOC朝向充电状态指令值SOC＊增加。
而且，在平均的重负载作业中，平均充放电电流Iave成为第二阈值I2以上时，充电要求限制器127将发电转矩要求限制值TGlim设定成0。因此，即使泵转矩TL为最大发动机转矩TEmax以下的情况(时刻t304～时刻t312、时刻t313～时刻t315)，发电转矩要求限制值TGlim为0时，电动机102的发电工作也被禁止。与此相对，在平均的重负载作业中，在禁止向蓄电装置111的发电的状态(时刻t304～时刻t315)下，在泵转矩TL增加、超过最大发动机转矩TEmax时(时刻t312～时刻t313)，也允许通过蓄电装置111的电力来驱动电动机102。如此，本实在施方式中，即使蓄电装置111的充电状态SOC比充电状态指令值SOC＊低的情况，也在平均充放电电流Iave成为第二阈值I2以上时，通过限制蓄电装置111的充电，能够防止蓄电装置111的劣化。另外，根据本实施方式，泵转矩TL超过最大发动机转矩TEmax的情况下，由于通过电动机102的转矩辅助，向液压泵103供给充分的动力，从而在挖掘作业时，能够防止旋转速度N降低。
-平均的极重负载作业-
参照图7说明平均的极重负载作业中的控制装置的工作。在图7中，是将蓄电装置111的充电状态SOC比充电状态指令值SOC＊小的状态、且平均充放电电流Iave比第一阈值I1大且比第二阈值I2小的状态(时刻t0)作为初始状态的时序图。此外，在时刻t0，TGlim被设定成0。
在图7中，在时刻t401，泵转矩TL开始增加(参照图7的(b))，在时刻t402，转矩指令值T超过最大发动机转矩TEmax(参照图7的(c))，在时刻t403，泵转矩TL开始减少(参照图7的(b))。时刻t411、t412、t413的控制装置的工作与时刻t401、t402、t403的控制装置的工作相同，直到时刻t411～时刻t421的工作与直到时刻t401～时刻t411的工作相同。时刻t421以后也反复进行同样的工作。
如图7所示，在平均的极重负载作业中，由于作为液压负载的泵转矩TL比平均的重负载作业大，从而需要增大电动机转矩。在平均的极重负载作业中，由于电动机102的工作所需的放电电流比平均的重负载作业大，从而每当操作者进行操作，平均充放电电流Iave超过第二阈值I2(时刻t403、时刻t413)。由此，由于即使禁止电动机102的充电，平均充放电电流Iave也不会减小至阈值I1，就进行了下一操作，从而充电要求限制器127持续输出0作为发电转矩要求限制值TGlim。
如此，控制装置在平均的极重负载作业中，禁止电动机102的发电工作，且不进行蓄电装置111的充电。由此，在平均的极重负载作业中，相对于平均的重负载作业来说，单位时间的液压负载的平均值高，但通过将蓄电装置111的平均充电电流设为0，即不进行充电，从而能够抑制蓄电装置111的平均充放电电流Iave的增加量，并能够长期维持蓄电装置111的性能。
如上所述，在平均的轻/中负载作业中，与作业相应地进行蓄电装置111的放电，为了将充电状态SOC保持为充电状态指令值SOC＊也进行充电。在平均的重负载作业中，由于蓄电装置111的放电电流比平均的轻/中负载作业大，从而平均充放电电流Iave成为第二阈值I2以上，蓄电装置111的充电被限制。在平均的重负载作业中，由于蓄电装置111的放电电流比平均的极重负载作业小，从而通过限制充电，平均充放电电流Iave成为第一阈值I1以下，也进行蓄电装置111的充电。在平均的极重负载作业中，不进行蓄电装置111的充电。
在本实施方式中，通过这样的结构，控制装置控制蓄电装置111的充放电，由此，在各作业中，单位时间在蓄电装置111中流动的放电电流(以下记作平均放电电流)与单位时间在蓄电装置111中流动的充电电流(以下记作平均充电电流)的关系如下。
图8是示意地表示平均放电电流与平均充电电流的关系的图。横轴表示平均放电电流，纵轴表示平均充电电流。单位时间的液压负载的大小的平均值越大，即图4的(b)～图7的(b)中的泵转矩TL的最大值越大、或者泵转矩TL成为最大值的时间越长，蓄电装置111的平均放电电流越大。由此，横轴的平均放电电流还能够置换成液压负载的平均值。而且，横轴能够置换成图4的(d)～图7的(d)的单位时间的电动机转矩指令值TM的正值的平均值，纵轴能够置换成将图4的(d)～图7的(d)的单位时间的电动机转矩指令值TM的负值的平均值的符号取反得到的值。虽然采用单位时间的平均值进行了图示，但采用单位时间的累计值的情况下，也成为同样的倾向。
如图8所示，在平均放电电流成为规定量Id1以下的低负载作业例如平均的轻负载作业(参照图4)或平均的中负载作业(参照图5)中，由于仅被充电通过蓄电装置111放电的量，从而平均放电电流与平均充电电流一致。进行低负载作业时，如图所示，随着单位时间的蓄电装置111的平均放电电流增加，单位时间的蓄电装置111的平均充电电流增加。换言之，进行单位时间的液压负载的平均值比规定值(与规定量Id1对应的值)低的低负载作业时，单位时间的液压负载的平均值越高，单位时间的蓄电装置111的平均充电电流越增加。即，在单位时间的液压负载的平均值比平均的轻负载作业(参照图4)高的平均的中负载作业(参照图5)中，蓄电装置111的平均充电电流增加。
与此相对，在平均放电电流超过规定量Id1的高负载作业例如平均的重负载作业(参照图6)或平均的极重负载作业(参照图7)中，相对于平均充电电流，平均放电电流小。在进行高负载作业时，如图所示，随着单位时间的蓄电装置111的平均放电电流增加，单位时间的蓄电装置111的平均充电电流减少。换言之，在进行单位时间的液压负载的平均值比规定值(与规定量Id1对应的值)高的高负载作业时，单位时间的液压负载的平均值越高，单位时间的蓄电装置111的平均充电电流越减少。即，在单位时间的液压负载的平均值比平均的重负载作业(参照图6)高的平均的极重负载作业(参照图7)中，蓄电装置111的平均充电电流减少。
在任意的作业例中，都能够进行作业所需的放电，并能够通过限制充电来抑制平均充放电电流Iave。其结果，能够确保作业性，并且能够长期维持蓄电装置111的性能。
与图6所示的平均的重负载作业相当的作业持续进行时，蓄电装置111的充电状态SOC逐渐减少。与图7所示的平均的极重负载作业相当的作业持续实施时，蓄电装置111的充电状态SOC仅减少，不增加。因此，本实施方式涉及的控制装置构成为在与平均的重负载作业或平均的极重负载作业相当的作业持续实施而蓄电装置111的充电状态SOC减少到阈值SOCt时，在显示装置134的显示画面上显示包含充电状态的信息的图像，并通知操作者。
图9是表示充电状态伴随时间经过而逐渐降低这样的平均的重负载作业持续进行的情况下的控制装置的工作的时序图。图9表示与图6所示的平均的重负载作业相同程度的作业长时间地进行的情况的时序图。图9的横轴表示经过时间。图9的(a)的纵轴表示发动机101以及电动机102的旋转速度N，图9的(b)的纵轴表示代表液压负载的泵转矩TL。图9的(c)的纵轴表示虚线所示的转矩指令值T的大小和实线所示的发动机转矩指令值TE的大小。图9的(d)的纵轴表示电动机转矩指令值TM，图9的(e)的纵轴表示充电状态SOC。图9的(f)的纵轴表示第二发电转矩要求值TG2，图9的(g)的纵轴表示发电转矩要求限制值TGlim，图9的(h)的纵轴表示平均充放电电流Iave。图9的(i)表示显示在显示装置134的显示画面上的内容是第一显示内容131还是第二显示内容132。
如图9所示，平均的重负载作业持续进行时，随着时间的经过，蓄电装置111的充电状态SOC降低。在时刻tc，显示内容切换判定器130判定平均充放电电流Iave为阈值It以上、且蓄电装置111的充电状态SOC为阈值SOCt以下时，向切换器133输出第二切换信号。由此，显示在显示装置134的显示画面上的图像从第一显示内容131切换至第二显示内容132。由于在第二显示内容132中至少包含蓄电装置111的充电状态SOC的信息，从而操作者能够知道蓄电装置111的充电状态SOC降低的情况。由于操作者能够观看该显示内容来调整作业内容，从而能够防止在作业中突然没有电动机102的转矩辅助而不得不中断作业的状况。
根据上述实施方式的工程机械的控制装置，能够得到以下作用效果。
(1)控制装置是在单位时间交替地进行液压泵103的输出高的重负载作业和液压泵103的输出低的轻负载作业的情况下，以如下方式控制蓄电装置111的充放电：增大重负载作业时的液压泵103的输出；或者在增大单位时间的重负载作业的时间比例时，使每单位时间的蓄电装置111的充电电流的平均值增加(参照图8的低负载作业)，进而增大重负载作业时的液压泵103的输出；或者增大单位时间的重负载作业的时间比例时，使每单位时间的蓄电装置111的充电电流的平均值减少(参照图8的高负载作业)。
由此，能够防止蓄电装置111中流动的充放电电流的平均值Iave变得过大，能够长期维持蓄电装置111的性能。
尤其，控制装置是在高负载作业(参照图8)中，以如下方式控制蓄电装置111的充放电：单位时间的液压负载的平均值越高的作业，单位时间的蓄电装置111的平均充电电流越减少。在高负载作业中，通过限制蓄电装置111的充电，能够减少蓄电装置111中流动的平均充放电电流，从而有液压负载作用时，通过从蓄电装置111放电的电力驱动电动机102，能够利用电动机102和发动机101驱动液压泵103。由此，能够抑制作业量的降低和操作性的恶化。
(2)显示控制器100c判定蓄电装置111的充电状态SOC是否是阈值SOCt以下，判定为蓄电装置111的充电状态SOC是阈值SOCt以下的情况下，切换显示装置134的显示画面，并在显示画面上至少显示蓄电装置111的充电状态SOC的信息。由此，由于操作者能够得知蓄电装置111的充电状态SOC降低的情况，能够调整作业内容，所以能够防止在作业中突然没有电动机102的转矩辅助而不得不中断作业的状况。
以下的变形也在本发明的范围内，还能够将变形例之一或多个与上述实施方式组合。
(变形例1)
在上述实施方式中，关于与为了限制蓄电装置111的充电电流而设定的充电电流限制值相当的发电转矩要求限制值TGlim的大小是在平均充放电电流Iave成为第一阈值I1以下时成为最大发电机转矩TGmax，在成为第二阈值I2以上时为0的例子进行了说明，但本发明不限于此。例如，还能够将与平均充放电电流Iave成为第二阈值I2以上时的充电电流限制值相当的发电转矩要求限制值TGlim设定成比0大的值，比最大发电机转矩TGmax小的值。
(变形例2)
在上述实施方式中，关于与放电电流限制值相关的最大电动机转矩TMmax无论平均充放电电流Iave如何都是恒定值的例子进行了说明，但本发明不限于此。也可以与充电电流限制值同样地，在平均充放电电流Iave为第二阈值I2以上时，将放电电流限制值的大小改变成小于平均充放电电流Iave为第一阈值I1以下时的放电电流限制值的大小。该情况下，在平均充放电电流Iave为第二阈值I2以上时，充电电流限制值的大小优选设定成小于放电电流限制值的大小的值。另外，优选以平均充放电电流Iave为第一阈值I1以下的情况的充电电流限制值的大小与平均充放电电流Iave为第二阈值I2以上的情况的充电电流限制值的大小之差比平均充放电电流Iave为第一阈值I1以下的情况的放电电流限制值的大小与平均充放电电流Iave为第二阈值以上的情况的放电电流限制值的大小之差大的方式，设定各限制值。
(变形例3)
在上述实施方式中，关于为了判定是否改变蓄电装置111的充电电流的限制值的大小，作为表示蓄电装置111的劣化程度的指标的判定值使用平均充放电电流Iave的例子进行了说明，但本发明不限于此。还能够将蓄电装置111的温度作为表示蓄电装置111的劣化程度的指标的判定值使用。在温度过高时，蓄电装置111的劣化容易发展，寿命变短。该情况下，代替作为图2所示的判定值设定机构发挥功能的电流检测器113以及平均充放电电流运算器128，设置用于检测蓄电装置111的温度的温度检测器。在该变形例中，充电要求限制器127是在蓄电装置111的温度比阈值高的情况下，输出0作为发电转矩要求限制值TGlim，在蓄电装置111的温度比上述阈值低的情况下，输出最大发电机转矩TGmax作为发电转矩要求限制值TGlim。根据本变形例，通过抑制蓄电装置111的温度上升，能够实现蓄电装置111的长寿命化。
(变形例4)
在上述实施方式中，采用了发动机101以及电动机102以相同的旋转速度旋转的结构，但本发明不限于此。发动机101以及电动机102也可以经由变速机结合。在该情况下，关于旋转速度指令值N＊和旋转速度N等，需要考虑变速比来进行换算。
(变形例5)
在上述实施方式中，关于蓄电装置111的充电状态SOC为阈值SOCt以下、且平均充放电电流Iave为阈值It以下的情况下，将显示装置134的显示画面从第一显示内容131切换成第二显示内容132的结构的例子进行了说明，但本发明不限于此。还能够采用如下结构：无论平均充放电电流Iave如何，只要在蓄电装置111的充电状态SOC为阈值SOCt以下的情况下，就将显示装置134的显示画面从第一显示内容131切换至第二显示内容132。
(变形例6)
各阈值不限于上述实施方式。例如，关于判定是否进行显示装置134的切换所使用的阈值It、和判定是否将与充电电流限制值相关的发电转矩要求限制值TGlim的大小从TGmax改变成0所使用的第二阈值I2分别为相同的值的情况进行了说明，但也可以分别采用不同的值。
(变形例7)
主控制器100a、发动机控制器100b和显示控制器100c的结构不限于上述实施方式。另外，旋转速度控制器121、充电要求限制器127、充电状态控制器125和平均充放电电流运算器128等的处理机构可以由硬件构成，也可以作为在硬件上工作的软件安装。
(变形例8)
作为工程机械以液压挖掘机为例进行了说明，但本发明不限于此，还能够将本发明适用于例如轮式装载机、叉车、伸缩臂叉车、升降装卸车等其他的工程机械。
只要不影响本发明的特征，本发明不限于上述实施方式，关于在本发明的技术思想的范围内能够想到的其他方式，也包含于本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种工程机械的控制装置，通过由能够充放电的蓄电装置的电力驱动的电动机、以及与所述电动机机械地结合的发动机驱动液压泵来进行作业，所述工程机械的控制装置的特征在于，
所述工程机械的控制装置具有充放电控制机构，
在单位时间内交替地进行液压泵的输出大的作业即重负载作业和液压泵的输出小的作业即轻负载作业的情况下，
该充放电控制机构以如下方式控制所述蓄电装置的充放电：增大重负载作业时的所述液压泵的输出；或者在增大所述单位时间内的重负载作业的时间比例时，使每所述单位时间的所述蓄电装置的充电电流的平均值增加，进而增大重负载作业时的所述液压泵的输出；或者在增大所述单位时间内的重负载作业的时间比例时，使每所述单位时间的所述蓄电装置的充电电流的平均值减少。
2.如权利要求1所述的工程机械的控制装置，其特征在于，
具有存储装置，存储为了限制所述蓄电装置的充电电流而设定的充电电流限制值，
所述充放电控制机构构成为包含：改变所述充电电流限制值的大小的限制值改变机构、和设定判定值的判定值设定机构，该判定值是表示所述蓄电装置的劣化程度的指标，
所述限制值改变机构在所述判定值比阈值大时，将所述充电电流限制值的大小改变成小于所述判定值比阈值小时的所述充电电流限制值的大小。
3.如权利要求1所述的工程机械的控制装置，其特征在于，
具有存储装置，存储为了限制所述蓄电装置的充电电流而设定的充电电流限制值、以及为了限制所述蓄电装置的放电电流而设定的放电电流限制值，
所述充放电控制机构构成为包括：改变所述充电电流限制值的大小的限制值改变机构；设定判定值的判定值设定机构，该判定值是表示所述蓄电装置的劣化程度的指标，
所述限制值改变机构在所述判定值比阈值大时，将所述充电电流限制值的大小改变成小于所述放电电流限制值的大小。
4.如权利要求3所述的工程机械的控制装置，其特征在于，
所述判定值比阈值小的情况下的所述蓄电装置的充电电流限制值的大小与所述判定值比阈值大的情况下的所述蓄电装置的充电电流限制值的大小之差，比所述判定值比阈值小的情况下的所述蓄电装置的放电电流限制值的大小与所述判定值比阈值大的情况下的所述蓄电装置的放电电流限制值的大小之差大。
5.如权利要求2～4中任一项所述的工程机械的控制装置，其特征在于，具有：
检测所述蓄电装置中流动的充放电电流的电流检测部；以及
运算由所述电流检测部检测出的充放电电流的平均值的平均充放电电流运算部，
所述判定值是由所述平均充放电电流运算部运算出的充放电电流的平均值。
6.如权利要求2～4中任一项所述的工程机械的控制装置，其特征在于，
具有检测所述蓄电装置的温度的温度检测部，
所述判定值是由所述温度检测部检测出的温度。
7.如权利要求1～6中任一项所述的工程机械的控制装置，其特征在于，具有：
判定所述蓄电装置的充电状态是否比规定值小的充电状态判定机构；以及
显示控制机构，在通过所述充电状态判定机构判定为所述蓄电装置的充电状态比所述规定值小时，切换显示装置的显示画面，并在所述显示画面上至少显示所述蓄电装置的充电状态的信息。
8.一种工程机械的控制装置，通过由能够充放电的蓄电装置的电力驱动的电动机、以及与所述电动机机械结合的发动机驱动液压泵来进行作业，所述工程机械的控制装置的特征在于，
所述蓄电装置的充放电电流的平均值小的情况下的所述蓄电装置的充电电流限制值的大小与所述蓄电装置的充放电电流的平均值大的情况下的所述蓄电装置的充电电流限制值的大小之差，比所述蓄电装置的充放电电流的平均值小的情况下的所述蓄电装置的放电电流限制值的大小与所述蓄电装置的充放电电流的平均值大的情况下的所述蓄电装置的放电电流限制值的大小之差大。
CN201610104643.XA 2015-07-07 2016-02-25 工程机械的控制装置 Active CN106337456B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015135980A JP6381491B2 (ja) 2015-07-07 2015-07-07 建設機械の制御装置
JP2015-135980 2015-07-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106337456A true CN106337456A (zh) 2017-01-18
CN106337456B CN106337456B (zh) 2018-10-19

Family

ID=55486503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610104643.XA Active CN106337456B (zh) 2015-07-07 2016-02-25 工程机械的控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10047501B2 (zh)
EP (1) EP3115249B1 (zh)
JP (1) JP6381491B2 (zh)
KR (1) KR101797847B1 (zh)
CN (1) CN106337456B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111348555A (zh) * 2020-01-22 2020-06-30 湖南中联重科建筑起重机械有限责任公司 工程机械控制方法及控制装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102146930B1 (ko) * 2018-12-11 2020-08-21 대한민국 왕귀뚜라미에서 유래한 항균 펩타이드 테레오그릴루신 3 및 그의 조성물
US20230249581A1 (en) * 2022-02-09 2023-08-10 Nott Corporation Methods and systems for power management of a vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040148817A1 (en) * 2001-04-27 2004-08-05 Masayuki Kagoshima Hybrid construction equipment power control apparatus
EP1526627A2 (en) * 2003-10-20 2005-04-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus of electricity accumulation mechanism
CN101636543A (zh) * 2007-03-28 2010-01-27 株式会社小松制作所 混合动力建筑机械的控制方法及混合动力建筑机械
CN102369449A (zh) * 2009-04-01 2012-03-07 住友重机械工业株式会社 混合式工作机械
CN102803036A (zh) * 2009-06-25 2012-11-28 住友重机械工业株式会社 混合式工作机械及工作机械的控制方法
EP2670019A1 (en) * 2011-01-28 2013-12-04 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Shovel

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05287780A (ja) 1992-04-07 1993-11-02 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業車両の暖機制御装置
JP3680898B2 (ja) 1997-10-13 2005-08-10 トヨタ自動車株式会社 二次電池の充放電制御装置
JP3929387B2 (ja) 1997-10-13 2007-06-13 トヨタ自動車株式会社 二次電池の充放電制御装置
JP4305410B2 (ja) 2004-10-22 2009-07-29 日産自動車株式会社 電流制御装置及び電流制御方法
JP4952031B2 (ja) 2006-04-14 2012-06-13 トヨタ自動車株式会社 電源装置および電源装置における入出力制限設定方法並びに車両およびその制御方法
JP4504940B2 (ja) * 2006-04-14 2010-07-14 日立建機株式会社 作業車両の状態表示装置
JP4847218B2 (ja) 2006-06-01 2011-12-28 日立建機株式会社 建設機械の排ガス浄化装置
JP4618277B2 (ja) * 2007-07-24 2011-01-26 株式会社デンソー 電源マネージメントシステム
JP2010025179A (ja) 2008-07-16 2010-02-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd 走行作業機械の油圧駆動システム
JP5225779B2 (ja) 2008-08-05 2013-07-03 住友重機械工業株式会社 充放電制御方法
JP2010193630A (ja) 2009-02-18 2010-09-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd 蓄電制御装置及び作業機械
JP5268853B2 (ja) 2009-10-08 2013-08-21 株式会社日立製作所 ハイブリッド走行制御システム
CN102906344A (zh) * 2010-04-28 2013-01-30 纳博特斯克株式会社 混合建设机械的控制装置
EP2628859B1 (en) * 2010-10-15 2019-07-03 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Construction machine
JP5568533B2 (ja) * 2011-09-22 2014-08-06 日立建機株式会社 建設機械およびその電池パック
US9637006B2 (en) * 2014-07-31 2017-05-02 Caterpillar Inc. Power converter for electric hybrid earthmoving machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040148817A1 (en) * 2001-04-27 2004-08-05 Masayuki Kagoshima Hybrid construction equipment power control apparatus
EP1526627A2 (en) * 2003-10-20 2005-04-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus of electricity accumulation mechanism
CN101636543A (zh) * 2007-03-28 2010-01-27 株式会社小松制作所 混合动力建筑机械的控制方法及混合动力建筑机械
CN102369449A (zh) * 2009-04-01 2012-03-07 住友重机械工业株式会社 混合式工作机械
CN102803036A (zh) * 2009-06-25 2012-11-28 住友重机械工业株式会社 混合式工作机械及工作机械的控制方法
EP2670019A1 (en) * 2011-01-28 2013-12-04 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Shovel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111348555A (zh) * 2020-01-22 2020-06-30 湖南中联重科建筑起重机械有限责任公司 工程机械控制方法及控制装置
CN111348555B (zh) * 2020-01-22 2022-02-15 中联重科建筑起重机械有限责任公司 工程机械控制方法及控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106337456B (zh) 2018-10-19
US20170009427A1 (en) 2017-01-12
EP3115249B1 (en) 2018-12-12
JP6381491B2 (ja) 2018-08-29
KR20170006245A (ko) 2017-01-17
EP3115249A1 (en) 2017-01-11
JP2017020169A (ja) 2017-01-26
KR101797847B1 (ko) 2017-11-14
US10047501B2 (en) 2018-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5340381B2 (ja) 電源システムを備えた建設機械及び産業車両
US9340953B2 (en) Construction machine
JP3782251B2 (ja) 蓄電器を備えた作業機械
US9187294B2 (en) Hybrid construction machine and method for controlling the same
KR101714948B1 (ko) 건설 기계
JP6592187B2 (ja) ハイブリッド建設機械
EP2628857A1 (en) Construction machine
CN105936267A (zh) 混合动力式工程机械
JP2000295717A5 (zh)
EP3064651A1 (en) Work machine
KR101942674B1 (ko) 하이브리드 건설 기계
CN106337456A (zh) 工程机械的控制装置
KR101703484B1 (ko) 동력 제어 장치 및 이를 구비한 하이브리드 건설 기계
US10329737B2 (en) Hybrid construction machine
EP3249115B1 (en) Hybrid construction machine
JP2016056527A (ja) ハイブリッド式建設機械
JP2005210869A (ja) ハイブリッドシステム
JP2008094531A (ja) マグネット作業機の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant