CN107249951B - 作业机械 - Google Patents

Abstract

提供能对蓄电池的蓄电余量进行精准管理的作业机械。本发明构成为，具有：运算蓄电池的蓄电余量的蓄电池控制器35；充放电要求运算部41A，其基于运算出的蓄电余量，来运算用于将蓄电池所输出的电力保持在规定范围的充放电要求量；运算电动发电机的目标转速指令值的目标转速运算部41B；以及根据运算出的目标转速指令值来控制电动发电机的逆变器32，蓄电池控制器35和逆变器32中的至少一方运算蓄电池34的实际的充放电量，目标转速运算部41B根据充放电要求量与实际的充放电量的差而算出目标转速修正值并对目标转速指令值进行修正。

Description

作业机械

技术领域

本发明涉及适用了通过发动机和电动发电机来驱动液压泵的混合动力系统的作业机械。

背景技术

已知有下述技术：在适用了这种混合动力系统的作业机械、即所谓混合动力作业机械中，在液压泵的负载大时，通过使用蓄电装置的电力使电动发电机进行牵引动作从而对发动机的动力进行辅助，通过发动机使电动发电机进行再生驱动从而对蓄电装置进行充电。

进一步，作为混合动力作业机械的现有技术之一，已知有下述混合动力工程机械，其具备：控制发动机的动力的发动机控制单元和控制电动发电机的动作的电动发电控制单元，发动机控制单元使发动机以扭矩与转速的降低相应地以规定比例增加的下垂(droop)特性动作，电动发电控制单元利用通过赋予目标转速进行控制使得实际的转速与目标转速一致的转速控制，而使电动发电机动作(例如、参照专利文献1)。

具体而言，根据该现有技术的混合动力工程机械，电动发电控制单元，将与在发动机的动作特性(转速-扭矩特性)中变为低燃料经济性和/或低排气的区域对应的转速作为目标转速赋予电动发电机，主要通过转速控制使电动发电机动作。此时，发动机由于发动机控制单元而按照下垂特性产生与该被控制的转速对应的扭矩，因此即使车身的负载变化了，也能将发动机的转速和扭矩始终保持在变为低燃料经济性和/或低排气的区域内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第4800514号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述下垂特性是用于得到将发动机的转速保持为大致一定所必需的动力的简便的方法，虽然伴随发动机转速的增加使向发动机的各气缸喷射的燃料的喷射量减少，但是该燃料的喷射量与发动机的扭矩并没有严密的对应关系。一般而言，关于发动机，按发动机的气缸等每个构成发动机的设备或者每台发动机自身，燃料喷射状态、燃烧状态以及通过它们的结果而产生的扭矩都会有偏差。另外，根据燃料的性状、气温、气压等发动机的运转条件，扭矩也会有变动。因此，由于这些扭矩的偏差，在专利文献1公开的现有技术的混合动力工程机械中，会出现即使基于下垂特性由电动发电机来控制发动机的转速，发动机的扭矩不会如同下垂特性那样变化的情况。

例如，考虑下述情况：液压泵的负载固定且蓄电装置的蓄电余量(SOC)减少，算出用于对蓄电装置进行充电的目标充电量，按照下垂特性使发动机的转速降低使得能增加与该算出的目标充电量对应的扭矩。在该情况下，在实际上发动机产生的扭矩比符合原本的下垂特性的扭矩大时，为了维持算出的目标转速，电动发电机进行再生驱动，由于该扭矩的偏差而产生的能量被充电给蓄电装置，因此超过了目标充电量的充电量被充电给蓄电装置。另一方面，在实际上发动机产生的扭矩比符合原本的下垂特性的扭矩小时，通过用于维持算出的目标转速的电动发电机的再生驱动所进行的能量再生降低，因此，无法充电至目标充电量。另外，蓄电装置的蓄电余量变大，在算出了从蓄电装置放电的目标放电量时同样难以实现如同目标放电量的放电。进一步，在蓄电装置的蓄电余量合理的状态下，在蓄电装置的充放电为不需要的情况进行充放电、在需要放电时进行充电、在需要充电时进行放电等蓄电装置的精准管理变得困难。

相当于此，例如，考虑下述情况：按照下垂特性使发动机的转速降低，使得能与液压泵的负载的增加相应地增加发动机的扭矩。在该情况下，在实际上发动机产生的扭矩比原本的符合下垂特性的扭矩大时，为了维持目标转速电动发电机进行再生驱动，由于该扭矩的偏差而产生的能量被充电给蓄电装置，进行由于偏离原本的下垂特性而产生的不经意的充电。另一方面，在实际上发动机产生的扭矩比符合原本的下垂特性的扭矩小时，为了维持目标转速电动发电机进行牵引驱动，进行由于偏离原本的下垂特性而产生的不经意的放电。在任何情况下，在得不到设想的扭矩时，通过电动发电机的再生驱动或牵引驱动来维持目标转速的，因此蓄电余量的精准管理变得困难。

而且，在蓄电装置的蓄电余量不能受到精准管理的情况下，存在例如蓄电装置的蓄电余量的降低发展、变得不能由电动发电机进行牵引驱动、变得不能确保充分的操作性这样的问题。

本发明是根据这样的现有技术的实际情况而完成的，其目的在于提供一种能对蓄电装置的蓄电余量进行精准管理的作业机械。

用于解决课题的技术方案

为了达成该目的，本发明，其特征在于，具备：发动机；由所述发动机驱动的液压泵；由所述液压泵排出的液压油驱动的液压作业部；在与所述发动机之间进行扭矩的传递的电动发电机；在与所述电动发电机之间交付和接受电力的蓄电装置；以及控制器，其使所述发动机以与所述发动机的转速的降低对应地所述发动机的扭矩以规定的斜率增加的下垂特性动作，所述控制器具有：运算所述蓄电装置的蓄电余量的蓄电余量运算部；充放电要求运算部，其基于在所述蓄电余量运算部中运算出的蓄电余量，来运算用于将所述蓄电装置输出的电力保持在规定范围的充放电要求值；目标转速运算部，其运算所述电动发电机的目标转速指令值；以及电动发电机控制器，其根据在所述目标转速运算部中运算出的目标转速指令值来控制所述电动发电机，所述蓄电余量运算部和所述电动发电机控制器中的至少一方运算所述蓄电装置的实际充放电值，所述目标转速运算部根据所述充放电要求值与所述实际充放电值的差来算出目标转速修正值并对所述目标转速指令值进行修正。

发明的效果

根据本发明的作业机械，能对蓄电装置的蓄电余量进行精准的管理并确保充分的操作性。而且，前述以外的课题、构成以及效果通过以下的实施方式的说明予以明确。

附图说明

图1是示出作为本发明涉及的作业机械的一例而举出的混合动力液压挖掘机的外观的图。

图2是示出本发明的第一实施方式涉及的混合动力液压挖掘机的构成的图。

图3是示出与图2的车身控制器的目标转速运算有关的控制的图。

图4是用于通过上述车身控制器根据目标发动机动力求出目标转速的曲线图，(a)是转速与扭矩的关系，(b)是目标发动机动力与目标转速的关系。

图5是示出由上述车身控制器进行的修正转速限位处理的上限值的设定方法的曲线图。

图6是示出上述车身控制器的运算处理的步骤图。

图7是示出本发明的第二实施方式涉及的作业机械的车身控制器的与目标转速运算有关的控制的图。

图8是示出上述车身控制器的目标转速基准值运算部的运算的曲线图。

图9是示出上述车身控制器的运算处理的步骤图。

图10是示出负载动力未被正确地运算的情况下的、上述车身控制器的目标转速基准值运算部的运算的曲线图。

图11是示出负载动力大的情况下、上述目标转速基准运算部的运算的曲线图。

图12是示出下垂特性变动了的情况下的、上述目标转速基准值运算部的运算的曲线图。

图13是示出本发明的第三实施方式涉及的作业机械的车身控制器的与目标转速运算有关的控制的图。

图14是示出上述车身控制器的运算处理的步骤图。

图15是示出通过上述车身控制器进行控制的情况下的输出量的时间系列的曲线图，(a)是负载动力的输出，(b)是电动发电机的输出。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明所涉及的作业机械的方式进行说明。

[第一实施方式]

本发明涉及的作业机械的第一实施方式，例如适用于图1所示的混合动力液压挖掘机(以下，为了方便而称为液压挖掘机)1。液压挖掘机1具备：行驶体2；回转体3，其经由回转框架(未图示)可回转地设置在行驶体2上；以及前作业机4，其为多关节型、安装于回转体3的前方且在上下方向上转动而进行挖掘等作业。

行驶体2具有：车架(truck frame)6；回转电动机7，其设置于车架6并使回转体3回转(参照图2)；链轮(sprocket)(驱动轮)8，其安装于车架6的沿着前后方向的一端并进行转动驱动；行驶马达9，其使链轮8转动；空转轮(idler)(浮动轮)10，其安装于车架6的沿着前后方向的另一端；以及履带11，其无接头状卷绕于该链轮8和该空转轮10的外周。关于行驶体2，链轮8进行转动驱动从而履带11转动而相对于地面滑动使得车身移动。

回转体3具备：驾驶室13，其设置于前部；配重14，其设置于后部并保持车身的重量平衡；发动机舱16，其设置于后部并收置后述的发动机15(参照图2)；以及执行机构驱动控制系统17，其对回转电动机7、行驶马达9、后述的动臂油缸(boom cylinder)4a、斗杆油缸(arm cylinder)4b以及铲斗油缸(bucket cylinder)4c等的执行机构的驱动进行控制(参照图2)。

前作业机4是由液压泵21所排出的液压油进行驱动的液压作业装置，具有：基端能转动地安装于回转体3且在上下方向上转动的动臂4A；能转动地安装于动臂4A的顶端的斗杆4B；以及能转动地安装于斗杆4B的顶端的铲斗4C。前作业机4具有：动臂油缸4a，其将回转体3与动臂4A连接并通过伸缩而使动臂4A转动；斗杆油缸4b，其将动臂4A与斗杆4B连接并通过伸缩而使斗杆4B转动；以及铲斗油缸4c，其将斗杆4B与铲斗4C连接并通过伸缩而使铲斗4C转动。动臂4A、斗杆4B、铲斗4C以及回转体3的各动作，由后述的操作杆装置24A、24B的液压操作信号(控制先导压力)来指示。行驶体2的动作，由后述的行驶用的操作踏板装置的液压操作信号(控制先导压力)来指示。

接下来，参照图2对搭载于回转体3的执行机构驱动控制系统17的构成进行说明。

如图2所示，执行机构驱动控制系统17包括：发动机15；由发动机15驱动的液压泵21；对液压泵21排出的液压油的流动进行控制的换向阀22；将作为先导液压油的工作油向换向阀22供给的先导泵(未图示)；贮存用于向液压泵21和先导泵供给的工作油的工作油罐23；操作杆装置24A、24B，其设置于驾驶室13并使执行机构4a～4c能进行所希望的动作，搭载有供驾驶室13内的操作者把持而操作的操作杆24A1、24B1；操作踏板装置(未图示)，其设置于驾驶室13并使行驶体2能进行所希望的动作，搭载有供驾驶室13内的操作者踩踏而操作的操作踏板(未图示)；以及换向阀阀块(shuttle valve block)25，其在入口侧连接于操作杆装置24A、24B和操作踏板装置、在出口侧连接于换向阀22的后述的受压室。

发动机15具有对向内部的各气缸内的燃料喷射量进行调整的电子调速器15A。液压泵21例如由可变容量型液压泵构成，具有斜板(未图示)和调整斜板的倾斜角并对排出的液压油的流量进行控制的主动(positive)控制方式的调节器(regulator)21A。

调节器21A连接于换向阀阀块25，伴随作为操作杆装置24A、24B的操作部件的操作杆24A1、24B2和操作踏板装置的操作踏板的操作量(要求流量)增加、经由换向阀阀块25而接收到的液压操作信号上升，而使液压泵21的斜板的倾斜角(容量)增加，从而使液压泵21的排出流量增加。调节器21A具有扭矩限制控制功能，即伴随液压泵21的排出压力变高而减小液压泵21的倾转角(容量)，控制液压泵21的吸收扭矩使其不会超过预先设定的最大扭矩，但是未图示。

换向阀22例如由设置于中央旁通线(center by-pass line)的中间位置开放(open center)型的滑阀构成，在液压泵21与执行机构4a～4c之前由液压电路构成。换向阀22具有：通过具有外壳的壳体(housing)内的行程(stroke)来控制从液压泵21排出的液压油的流量和方向的线轴(spool)；和来自换向阀阀块25的控制先导压力作用与其并改变线轴的行程量的受压部，但是未图示。

操作杆装置24A、24B和操作踏板装置根据该各装置所具备的减压阀(远程控制阀)的操作开度将通过从先导泵排出的液压油产生的1次压力减压到2次压力而生成控制先导压力(液压操作信号)。控制先导压力被送到换向阀22的受压室而从中立位置对换向阀22进行切换操作。换向阀阀块25选择操作杆装置24A、24B所生成的液压操作信号中的指示回转操作的液压操作信号以外的液压操作信号和操作踏板装置所生成的液压操作信号中的压力最高的液压操作信号并向调节器21A输出。

执行机构驱动控制系统17具备：电动发电机(MG)31，其配置在发动机15的驱动轴(旋转轴)上，通过在与发动机15之前传递扭矩，从而进行发动机15的动力的辅助和发电；对回转体3进行驱动的回转电动机(MG)7；对电动发电机31和回转电动机7的工作进行控制的逆变器32、33；蓄电池34，其作为经由逆变器32、33在电动发电机31与回转电动机7之间进行电力的交付和接受的蓄电装置；以及对蓄电池34的动作进行控制的蓄电池控制器35。

进一步，执行机构驱动控制系统17包括：设定发动机15的目标转速的目标转速设定部36；作为检测发动机15的转速的转速检测装置的转速传感器37；发动机控制器38，其连接于转速传感器37和电子调速器15A并对发动机15的动作进行控制；压力传感器39A、39B，其作为对通过操作杆装置24A、24B和操作踏板装置减压了的控制先导压力进行检测的操作量检测装置；排出压力传感器40，其设置于液压泵21与换向阀22之前、并作为对从液压泵21排出的液压油的排出压力进行检测的排出压力检测装置；以及车身控制器41，其连接于逆变器32、33、蓄电池控制器35、目标转速设定部36、发动机控制器38以及压力传感器39A、39B，并通过相对于这些各设别的各种信号的输入输出来控制车身整体的动作。

电动发电机31连结于发动机15和液压泵21的旋转轴，具有：作为将发动机15的动力(动能)变换成电力(电能)而向逆变器32输出的发电机的再生驱动功能；和作为通过从逆变器32供给的电力来驱动、并对发动机15的动力进行辅助而驱动液压泵21的电动机的牵引驱动功能。回转电动机7具有将回转体3制动时的动力变换成电力而向逆变器33输出的再生驱动功能。

逆变器32是在电动发电机31作为发电机来发挥功能时将通过电动发电机31生成的交流电力变换成直流电力而向蓄电池34输出、在电动发电机31作为电动机来发挥功能时，将来自蓄电池34的直流电力变换成交流电力而向电动发电机31供给的电动发电机控制器。逆变器33是在回转电动机7的再生驱动功能起作用时将通过回转电动机7生成的交流电力变换成直流电力而向蓄电池34输出、在回转电动机7驱动回转体3的牵引驱动功能起作用时将来自蓄电池34的直流电力变换成交流电力而向回转电动机7供给的回转电动机控制器。

蓄电池34，通过输入来自蓄电池控制器35的控制指令、对逆变器32、33供给直流电力而进行放电、或者对从逆变器32、33供给来的直流电力进行蓄积而进行充电，从而蓄积通过电动发电机31再生的电能和通过回转电动机7再生的电能。蓄电池控制器35具备对蓄电池34的电压和电流进行检测并推定蓄电池34所蓄积的电能的量、所谓蓄电余量(SOC)并向车身控制器41输出的蓄电余量运算部。蓄电池控制器35基于从蓄电池34输出的电压和/或电压与电流的相乘值(电力)，在0～100％的范围内运算蓄电池34的蓄电余量。

目标转速设定部36是设定发动机15的目标转速的目标转速设定盘(发动机控制盘)。

发动机控制器38从车身控制器41和转速传感器37分别输入发动机15的目标转速和发动机15的实际的转速(实际转速)，运算目标转速与实际转速的偏差。发动机控制器38基于运算出的偏差来运算目标燃料喷射量，将与目标燃料喷射量对应的控制指令向电子调速器15A输出。电子调速器15A根据从发动机控制器38输入的控制指令来工作，向发动机15的各气缸内以喷射的方式供给与目标燃料喷射量相当的燃料。

发动机15的动作为以将发动机15的实际转速维持为目标转速的方式使发动机15产生扭矩的控制。发动机控制器38作为发动机控制器来发挥功能，使发动机15以与发动机15的转速降低对应地发动机15的扭矩按规定的斜度增加的调速特性即下垂特性动作。发动机控制器38作为发动机15的动作控制而进行跟从下垂特性的下垂控制。

由此，向发动机15的各气缸的目标燃料喷射量，在发动机15的实际转速与无负载时的转速一致的情况下为0，伴随实际转速比目标转速降低，发动机15的扭矩增大到根据发动机15的规格所确定最大扭矩。此外，目标转速通过与作业内容等相应的操作员对目标转速设定部36的操作来设定。实际转速从无负载时的转速到产生最大扭矩的转速为止根据液压泵21的负载而按照下垂特性来变化。

车身控制器41具有进行与向各设备输出的控制指令有关的运算的控制运算电路(未图示)，例如，对电动发电机31和回转电动机7进行下面的控制。

(1)回转电动机7的驱动控制

压力传感器39A连接于导入操作杆装置24A所生成的液压操作信号中的指示左右方向的回转操作的液压操作信号的先导油路，对该先导油路中的液压操作信号进行检测。车身控制器41输入压力传感器39A的检测信号(电气信号)，根据由压力传感器39A检测出的液压操作信号来进行回转电动机7的驱动控制。

车身控制器41，在输入的压力传感器39A的检测信号是指示左方向的回转操作的液压操作信号时，进行控制逆变器33的动作而将回转电动机7作为电动机来驱动的牵引控制。由此，回转电动机7通过从逆变器33供给的电力而工作，从而回转体3以与液压操作信号对应的速度左转。

另外，车身控制器41，在输入的压力传感器39A的检测信号是指示右方向的回转操作的液压操作信号时，进行控制逆变器33的动作而将回转电动机7作为电动机来驱动的牵引控制。由此，回转电动机7通过从逆变器33供给的电力而工作，由此回转体3以与液压操作信号对应的速度右转。

(2)回转电动机7的再生控制

车身控制器41，在回转体3的回转动作制动时，进行控制逆变器33的动作而使回转电动机7作为发电机来动作的发电控制，由此，从回转电动机7回收电能。而且，车身控制器41将回收的电能蓄积于蓄电池34，由此蓄电池34的蓄电余量上升。

(3)电动发电机31的动作控制(蓄电池34的蓄电管理控制)

车身控制器41，在液压泵21的吸收动力即液压泵21的负载低且由蓄电池控制器35管理的蓄电池34的蓄电余量少时，对于逆变器32进行使电动发电机31作为发电机来动作的发电控制。由此，电动发电机31产生剩余的电力，由此蓄电池34进行充电动作、蓄电池34的蓄电余量上升。

另一方面，车身控制器41，在液压泵21的吸收动力即液压泵21的负载大且由蓄电池控制器35管理的蓄电池34的蓄电余量为规定量以上时，对逆变器32进行供给蓄电池34的电力而使电动发电机31作为电动机动来动作的牵引控制。由此，电动发电机31对发动机15的动力进行辅助，液压泵21由发动机15和电动发电机31和驱动。因此，蓄电池34进行放电动作，蓄电池34的蓄电余量减少。

接下来，参照图3详细地对实现考虑了上述(3)的蓄电池34的蓄电管理控制的电动发电机31的动作控制的车身控制器41的构成。

如图3所示，车身控制器41具备：运算针对蓄电池34的充电要求或放电要求(电力)即充放电要求值的充放电要求运算部41A；和运算针对电动发电机31的目标转速指令值的目标转速运算部41B。充放电要求运算部41A，在蓄电池34的蓄电余量的基准值例如设定为蓄电容量的50％的情况下，通过在蓄电池控制器35的蓄电余量运算部中运算出的蓄电余量比基准值多时，运算和该蓄电余量与基准值的差相应的放电要求量。另外，充放电要求运算部41A，当在蓄电池控制器35中运算出的蓄电余量比基准值少时，运算和该蓄电余量与基准值之差相应的充电要求量。在此，将放电要求设为正、将充电要求设为负，将该放电要求和该充电要求作为一个电力(power)来表示。

目标转速运算部41B包括目标转速基准值运算部42和目标转速修正值运算部43。目标转速基准值运算部42将与在目标转速设定部36中设定的目标转速同值的转速作为目标转速基准值来运算并输出。目标转速基准值运算部42所进行的运算，与后述的第二实施方式中将来自动力速率限制部(power rate limiter)42a的输出固定为发动机最大输出P1的情况相同。

接下来，对目标转速修正值运算部43的运算方法进行说明。

蓄电池34的实际的充放电量即实际充放电值，可以根据相对于充放电要求运算部41A输出的充放电要求量(电力)的、从电动发电机31的逆变器32输出的(充放电量)来推定。在蓄电池控制器35中，也运算蓄电池34的充放电量。因此，目标转速修正值运算部43根据相对于在充放电要求运算部41A中运算出的充放电要求量的、从逆变器32输出的充放电量或者在蓄电池控制器35中运算出的充放电量中的任一充放电量，来运算充放电要求量与实际的充放电量的差，根据该差的大小来运算电动发电机31的修正转速即目标转速修正值。

具体而言，目标转速修正值运算部43具备PI控制部43A、转速速率限制部43B和转速限制部43C。PI控制部43A，作为修正转速的运算基于规定的增益而使用PI(比例、积分)控制，运算充放电要求量与实际的充放电量的差分，接着进行与该差分相应的PI控制。PI控制部43A运算电动发电机31的目标转速修正值使得充放电要求量与实际的充放电量一致。而且，PI控制部43A，在该运算出的差分为正(+)时，算出与该差分的大小相应的负的目标转速修正值，在该差分为负(－)时，运算与该差分的大小相应的正的目标转速修正值。

转速速率限制部43B，在得到在PI控制部43A中运算出的目标转速修正值之前运算出的目标转速修正值相对于该在PI控制部43A中运算出的目标转速修正值的变化率超过预先确定的规定的上限值或下限值的情况下，进行转速速率限制处理，限制得到的目标转速修正值的变化率，将与该上限值或下限值相当设为目标转速修正值。

转速限制部43C，在通过转速速率限制部43B实施了转速速率限制处理之后的目标转速修正值超过预先确定的上限值或下限值(负的目标转速修正值的上限值)的情况下，进行将该目标转速修正值设为上限值或下限值的限制处理。由转速限制部43C进行限制处理的上限值和下限值，根据发动机15、液压泵21以及电动发电机31所容许的最大转速的最小值来确定。在目标转速运算部41B中，将在目标转速修正值运算部43中运算出的目标转速修正值与在目标转速基准值运算部42中运算出的目标转速基准值相加，该相加值作为目标转速指令值向逆变器32输出。逆变器32基于在目标转速运算部41B中运算出的目标转速指令值来控制电动发电机31的驱动，进行使电动发电机31的实际的转速与目标转速指令值一致的控制。

接下来，参照图4对通过转速限制部43C进行限制处理的上限值或下限值的设定方法进行说明。

如图4所示，在将在目标转速设定部36中设定的下垂特性线设为D、将发动机15的实际的下垂特性线设为Dp的情况下，在来自充放电要求运算部41A的充电要求量为Pr时，将作为跟从目标发动机动力Pe1(＝Pp+Pr)的等动力线T1与下垂特性线D的交点E1的转速Na1＊作为目标转速基准值(第一目标转速)来运算。实际上，发动机15以跟从目标发动机动力Pe1的等动力线T1与下垂特性线Dp的交点即扭矩E1p运转，但是因为目标发动机动力Pe1比负载动力Pp大，所以通过电动发电机31进行对的蓄电池34的充电，能满足来自充放电要求运算部41A的充电要求。

但是，在来自充放电要求运算部41A的放电要求量为Pa时，若要修正目标转速基准值直至达到满足目标发动机动力Pe2(＝Pp－Pa)的等动力线T2与下垂特性线Dp的交点的转速(未图示)为止，则如图4所示，电动发电机31的转速恐会变得过高。因此，通过转速限制部43C来设定目标转速修正值的上限值和下限值，进行转速限制处理使得在目标转速运算部41B中运算出的目标转速指令值不会超过预先确定的规定转速即NaL＊。

接下来，参照图5对上述第一实施方式涉及的执行机构驱动控制系统17的运算处理进行说明。

首先，通过蓄电池控制器35来运算蓄电池34的蓄电余量(步骤1、以后示为“S1”)。接着，在蓄电池控制器35中运算出的蓄电余量的信息被输出到充放电要求运算部41A，由充放电要求运算部41A来运算与该蓄电余量相应的充放电要求量(S2)。

接下来，在目标转速设定部36中设定的目标转速被读入目标转速基准值运算部42(S3)，与该读入的目标转速同值的转速在目标转速基准值运算部42中与目标转速基准值进行运算而被输出(S4)。

并行于上述S3和S4，经由逆变器32，蓄电池34的实际的充放电量被读入目标转速修正值运算部43，并且在充放电要求运算部41A中运算出的充放电要求量被读入目标转速修正值运算部43(S5)。接着，运算该充放电要求量与实际的充放电量的差分，与该差分相应的PI控制通过PI控制部43A来进行并运算目标转速修正值(S6)。

接下来，对于在上述S6中得到的目标转速修正值，通过转速速率限制部43B对其进行变化率的限制(S7)。对于在该S7中限制了变化率的目标转速修正值，通过转速限制部43C进行上限值和下限值的制限(S8)。

之后，进行将在上述S4中得到的目标转速基准值与在上述S8中得到的目标转速修正值相加的运算，并设为向逆变器32输出的目标转速指令值(S9)。

根据这样构成的本发明的第一实施方式，即使在目标转速基准值运算部42发生故障等、在目标转速基准值运算部42中运算出的目标转速基准值偏离了和发动机动力(其与液压泵21的负载动力平衡)相当的转速的情况下，通过使用在目标转速修正值运算部43中运算出的目标转速修正值对目标转速基准值进行反馈控制，也能实现将目标转速基准值修正为使发动机动力与负载动力一致的目标转速指令值的协调控制。另外，在目标转速修正值运算部43中，设为与对于发动机15的下垂控制无关地运算电动发电机31的目标转速修正值的构成，因此，即使在发动机15的动作控制偏离了下垂特性的情况下，也能实现稳健的控制。

即，即使在发动机15的扭矩偏离了下垂特性的情况下，因为根据在充放电要求运算部41A中运算出的充放电要求值与在蓄电池控制器35或逆变器32中运算出的蓄电池34的实际的充放电值的差，在目标转速运算部41B的目标转速修正值运算部43中算出目标转速修正值，对电动发电机31的目标转速指令值进行反馈控制而进行修正，所以，能将蓄电池34的蓄电余量保持为合理的范围。由此，能进行对蓄电池34的蓄电余量的精准管理，能防止在蓄电池34的蓄电余量的降低发展了的情况下可能产生的操作性的降低，因此，能确保液压挖掘机1的充分的操作性。

另外，构成为，在目标转速修正值运算部43中，在通过PI控制部43A进行PI控制使得充放电要求量与实际的充放电量一致、并运算目标转速修正值之后，通过转速速率限制部43B对该运算出的目标转速修正值进行转速速率限制处理。其结果，能抑制从目标转速修正值运算部43输出的目标转速修正值的急剧变化、能防止电动发电机31的目标转速指令值的急剧变化，因此，能防止发动机15的转速的急剧变化、能慢慢地进行发动机15的驱动变化。由此，能抑制伴随电动发电机31的驱动的急剧变化的、发动机动力的急剧速度变化。尤其是，在按照下垂特性被控制的发动机15中，能防止发动机扭矩的急剧变化，因此能抑制发动机15的燃料经济性恶化、有环境负载的排气气体和噪音的增加。

进一步，构成为，在由转速速率限制部43B进行了转速速率限制处理之后的目标转速修正值超过预先设定的上限值或下限值的情况下，通过转速限制部43C来进行限制处理。因此，即使在伴随作业的液压泵21的负载的变动大的液压挖掘机1中，通过设置目标转速修正值的上限值和下限值即对绝对量的限制来抑制目标转速修正值的变化，由此，能抑制电动发电机31的转速的大幅变动、能抑制发动机15的驱动变化，因此能防止发动机15的过度旋转。

由此，虽然不满足来自充放电要求运算部41A的放电要求，但是能防止电动发电机31转速的过度增大，能抑制在发动机15驱动变化时产生的排气气体的增大，并且能防止由于过大的目标转速修正值导致的超速运转、加载减速工况(lugdown)的发生。因此，能防止发动机15、液压泵21以及电动发电机31等驱动系统的损伤、能提高这些驱动系统的耐久性。另外，由转速限制部43C来进行对目标转速修正值的限制，由此也能抑制与由目标转速基准值运算部42进行的前馈性的目标转速基准值的运算干涉。

[第二实施方式]

本发明的第二实施方式与前述的第一实施方式的不同是：如图3所示，第一实施方式中设为将在目标转速设定部36中设定的目标转速作为目标转速基准值来运算的目标转速基准值运算部42，相对于此，如图6所示，第二实施方式中设为对跟从发动机15的下垂特性的目标转速基准值进行运算的目标转速基准值运算部42a。

车身控制器41具备：用于运算液压泵21的泵动力即负载动力的负载动力运算部41C；和目标发动机动力运算部41D，其基于该运算出的负载动力值和在充放电要求运算部41A中运算出的充放电要求值来运算目标发动机动力。

负载动力运算部41C基于通过排出压力传感器40检测出的来自液压泵21的液压油的排出压力和根据通过压力传感器39A、39B检测出的操作杆装置24A、24B的操作量而推定的工作油的压力，来运算液压泵21的输出。负载动力运算部41C根据与液压泵21的排出压力和排出流量对应的工作油效率或压力损失而对液压泵21的输出进行修正，运算液压泵21的吸收动力，并将该吸收动力作为发动机轴上的负载动力来进行运算。

目标发动机动力运算部41D，根据在负载动力运算部41C中运算出的负载动力值与和在充放电要求运算部41A中运算出的充放电要求量相当的动力值的差，来运算目标发动机动力。由此，如果负载动力小且放电要求不大则有时目标发动机动力为负，如果负载动力和充电要求都不大则有时目标发动机动力也超过发动机15的最大输出。

接下来，对目标转速基准值运算部42a的运算方法进行说明。

目标转速基准值运算部42a具备动力速率限制部42a和下垂参照部42B。动力速率限制部42a，当在目标发动机动力运算部41D中运算目标发动机动力之前运算出的目标发动机动力相对于在目标发动机动力运算部41D中运算出的目标发动机动力的变化率超过预先确定的规定的变化率的上限值会下限值的情况下，进行对该上限值或下限值施加限制的动力速率限制处理，对运算出的目标发动机动力的变化率进行限制。即、动力速率限制部42a具有相对于目标发动机动力的变化率的上限值或下限值，基于该上限值或下限值使目标发动机动力的变化率平均化，抑制伴随发动机扭矩的急剧变化的燃料经济性的恶化和具有环境负载的排气气体的增大。下垂参照部42B基于通过动力速率限制部42a而平均化了的目标发动机动力，参照图7所示的发动机15的下垂特性来运算目标转速基准值(第一目标转速)。

目标转速运算部41B将通过目标转速修正值运算部43减算出的修正转速和在目标转速基准值运算部42a中运算出的第一目标转速目标转速相加，并运算第二或第三目标转速。该第二或该第三目标转速是上述第一实施方式中的目标转速指令值，将修正转速为正的情况设为第二目标转速，将修正转速为负的情况设为第三目标转速。另外，在为第二目标转速的情况下，即使在充放电要求量与实际的充放电量不一致时，通过目标转速修正值运算部43的转速限制部43C对修正转速的大小设定上限值或下限值，抑制第二目标转速的急速上升。

接下来，参照图7对下垂参照部42B的运算方法进行说明。

如图7(a)所示，发动机15根据伴随转速的降低扭矩增加的下垂特性而被驱动控制。图7(a)中，在转速N1处成为扭矩最大的最大扭矩P1，操作员根据作业内容等而对目标转速设定部36进行操作，由此能调整赋予最大扭矩P1的转速，这与使图7(a)中的下垂特性线A向转速方向移动对应。例如，在选择了图7(a)所示的垂特性线A的状态下，发动机15在转速N1处产生最大扭矩P1，在转速N0处产生用于在空转状态下维持转速的扭矩P0。此外，转速N0不是超过发动机15的无负载时的转速的值。

目标转速基准值是与目标发动机动力对应的转速，因此，如图7(b)所示，在目标发动机动力从P0增加到P1的情况下，目标转速按照图7(a)所示的下垂特性线A从N0减小到N1。在目标发动机动力比P0小的情况下，目标转速以N0为上限。在目标发动机动力比P1大的情况下，在所选择的下垂特性线A上P1为最大扭矩，因此，目标转速以N1为下限。

由此，在下垂参照部42B中，使用表示图7(b)所示的目标发动机动力与目标转速的关系的图，根据目标发动机动力算出目标转速，并将该算出的目标转速作为目标转速基准值来运算。

进一步，目标转速基准值运算部42a，根据转速与扭矩的关系，在如图8所示将在目标转速设定部36中设定的下垂特性线设为D、将液压泵21的负载动力设为Pp的情况下，在充放电要求量为0时，将目标发动机动力设为负载动力Pp，通过将下垂特性线D与跟从负载动力Pp的等动力线Tp的交点的转速Na3＊设为目标转速基准值，由此发动机15产生负载动力、电动发电机31产生的动力(电力)变为0，因此实际的充放电量如同在充放电要求运算部41A中运算出的充放电要求量。

另外，目标转速基准值运算部42a，在充电要求量为Pr的情况下，将目标发动机动力设为从Pp减去“－Pr”而得的Pe1(＝Pp+Pr)，将跟从Pe1的等动力线T1与下垂特性线D的交点的转速Na1＊设为目标转速基准值。相对于此，在放电要求量为Pa的情况下，将目标发动机动力设为从Pp减去“+Pa”而得的Pe2(＝Pp－Pa)，将跟从Pe2的等动力线T2与下垂特性线D的交点的转速Na2＊设为目标转速基准值。其结果，产生跟从下垂特性线D的发动机扭矩，因此，能使在充放电要求运算部41A中运算出的充放电要求量与实际的充放电量一致。

接下来，参照图9对上述第二实施方式涉及的执行机构驱动控制系统17的运算处理进行说明。

首先，通过蓄电池控制器35的蓄电余量运算部运算蓄电池34的蓄电余量(S1)，通过充放电要求运算部41A运算与该蓄电余量相应的充放电要求量(S2)。接着，并行于该S1和该S2，通过负载动力运算部41C运算液压泵21的负载动力(S11)。

接下来，在目标发动机动力运算部41D中将上述S11中运算出的负载动力与上述S2中运算出的充放电要求量的差作为目标发动机动力(S12)进行运算。在动力速率限制部42a中对该运算出的目标发动机动力进行变化率的限制(S13)。

进一步，在目标转速设定部36中设定的目标转速被读入目标转速基准值运算部42a(S3)，基于由该读入的目标转速所决定的下垂特性，在下垂参照部42B中将能输出在上述S13中施加限制后的目标发动机动力的转速作为目标转速基准值(S14)进行运算。

并行于上述S12、S13、S3和S14，蓄电池34的实际的充放电量被读入目标转速修正值运算部43，并且在充放电要求运算部41A中运算出的充放电要求量被读入目标转速修正值运算部43(S5)。接着，通过PI控制部43A进行与该充放电要求量和该实际的充放电量的差分相应的PI控制(S6)，由转速速率限制部43B进行对变化率的限制(S7)，由转速限制部43C进行对上限值和下限值的限制，运算目标转速修正值(S8)。

之后，进行将上述S14中得到的目标转速基准值和上述S8中得到的目标转速修正值相加的运算，而设为目标转速指令值(S9)。

接下来，基于图10根据转速与扭矩的关系来说明通过负载动力运算部41C没有正确地运算负载动力的情况下的目标转速基准值运算部42a的动作。

与图8所示的情况同样地，设想将在目标转速设定部36中设定的下垂特性线设为D、目标发动机动力为负载动力Pp的情况。在该情况下，在来自充放电要求运算部41A的充放电要求为0、通过负载动力运算部41C将负载动力运算得比Pph(＞Pp)和真正的负载动力Pp都大时，通过目标转速基准值运算部42a将下垂特性线D与负载动力Pph的交点的转速Na4＊作为目标转速基准值进行运算。

其结果，发动机15以产生负载动力Pph的动力的方式进行驱动，因此，通过此时的负载动力Pph与真正的负载动力Pp的差分即“Pph－Pp”的动力，将电动发电机31作为发电机来驱动，该电动发电机31所发的电力被供给到蓄电池34并对其进行充电。若该状态持续，则蓄电池34的充电继续进行，因此在蓄电池控制器35的蓄电余量运算部中运算出的蓄电池34的蓄电余量变高。若蓄电池34的蓄电余量变为规定值以上，则从充放电要求运算部41A输出充放电要求。于是，目标发动机动力运算部41D的输出变为比负载动力Pph小的值，通过标转速基准值运算部42a基于成为该小值的负载动力来运算目标转速基准值。由此，通过反复进行该动作，发动机动力的目标值逐渐向真实的负载动力Pp收敛。

相对于此，在充放电要求量为0、通过负载动力运算部41C将负载动力运算得比Ppl(＜Ph)和真实的负载动力Pp小时，通过目标转速基准值运算部42a将下垂特性线D与负载动力Ppl的交点的转速Na5＊作为目标转速基准值进行运算。于是，发动机15不能输出负载动力Ppl以上的动力，因此，电动发电机31作为电动机进行驱动而辅助产生真实的负载动力Pp与负载动力Ppl的差分即“Pp－Ppl”的动力，从蓄电池34输出并放电电动发电机31的驱动所必需的电力。

若该状态持续，则蓄电池34的放电继续进行，因此在蓄电池控制器35的蓄电余量运算部中运算出的蓄电池34的蓄电余量变低。若蓄电池34的蓄电余量变得比规定值低，则从充放电要求运算部41A输出充电要求。于是，目标发动机动力运算部41D的输出变为比负载动力Ppl大的值，通过目标转速基准值运算部42a基于成为该大的值的负载动力来运算目标转速基准值。由此，通过反复进行该动作，发动机动力的目标值逐渐向真实的负载动力Pp收敛。

以上的结果，灵活使用在目标发动机动力运算部41D中运算出的蓄电池34的充放电要求，在目标转速基准值运算部42a中运算发动机15的目标转速基准值，经由目标转速指令值通过逆变器32来控制电动发电机31的驱动，由此能将目标转速基准值修正为合理的值。

进一步，通过由上述的目标转速修正值运算部43对目标转速指令值进行的修正，能更早期地实现有目标发动机动力运算部41D和目标转速基准值运算部42a对目标转速指令值进行的收敛处理。

即，在图10所示的状态下，在来自充放电要求运算部41A的充放电要求量为0、通过负载动力运算部41C将负载动力运算为Pph的情况下，若通过目标转速修正值运算部43将目标转速修正值运算为0，则目标转速基准值变为Na4＊，电动发电机31以“Pph－Pp”的动力被作为发电机来驱动并进行对蓄电池34的充电。由此，电动发电机31的实际的充放电量变为“－(Pph－Pp)”。

此时，充放电要求为0，在目标转速修正值运算部43中运算出与减去实际的充放电量“－(Pph－Pp)”而得的值即“Pph－Pp”(＞0)成比例的目标转速修正值并输出，因此目标转速指令值变为比Na4＊大的值。由此，相对于在目标转速基准值运算部42a中运算出的目标转速基准值，对在目标转速修正值运算部43中运算出的目标转速修正值进行反馈控制，由此，修正了目标转速指令值，因此，能更早地使发动机动力的目标值向真实的负载动力Pp收敛。

其结果，如图10所示，在通过负载动力运算部41C将负载动力运算得比真实的负载动力Pp大(Pph)或者小(Ppl)的每个情况下，通过使用由目标转速修正值运算部43进行的修正处理，由此能更早期地对从目标转速运算部41B输出的目标转速指令值进行修正。因此，能更快速地将发动机动力的目标值收敛于真实的负载动力Pp，因此，能更精准且有效地防止起因于发动机15的动力推定误差的不需要的蓄电池34的充放电。

接下来，参照图11对在负载动力运算部41C中运算出的负载动力Pp比与发动机最大扭矩相当的发动机最大输出大的情况下的、目标转速基准值运算部42a的运算方法进行说明。

如图11所示，在将在目标转速设定部36中设定的下垂特性线设为D、来自充放电要求运算部41A的充放电要求量为0的情况下，与图9所示的情况同样地，虽然目标发动机动力变为负载动力Pp，但是负载动力Pp是超过了发动机最大输出的动力，因此目标转速基准值设为能产生发动机最大扭矩的Na1＊。此时，电动发电机31负担靠发动机15的动力不够的动力而对发动机15的驱动进行辅助，实现第一目标转速Na1＊。由此，在该情况下，即使来自充放电要求运算部41A的充放电要求量为0，蓄电池34也进行放电，也由发动发电机31进行对发动机15的辅助。

另一方面，在来自充放电要求运算部41A的充电要求量为Pr的情况下，目标发动机动力Pe1(＝Pp+Pr)也超过了发动机最大输出，因此目标转速基准值设为Na1＊，通过电动发电机31对发动机15的驱动进行动力Ma的量的辅助。

进一步，在来自充放电要求运算部41A的放电要求量为Pa的情况下，目标发动机动力Pe2(＝Pp－Pa)没有超过发动机最大输出，因此与图9所示的情况同样地，Pe2被设为目标发动机动力，将跟从该目标发动机动力Pe2的等动力线T2与下垂特性线D的交点的转速Na2＊作为目标转速基准值进行运算。

接下来，参照图12对发动机15的下垂特性变动了的情况下的、目标转速运算部41B的运算方法进行说明。

如图12所示，在通过目标转速设定部36设定且在下垂参照部42B中参照的理想的下垂特性线设为D的情况下，根据发动机15运转时环境等，使得下垂特性线从D变化为Dp或Dm。在下垂特性线Dp上，与理想的下垂特性线D相比以相同的发动机转速能得到更大的发动机扭矩，在下垂特性线Dm上，与下垂特性线D相比以相同的发动机转速能得到更小的发动机扭矩。

在该状态下，在负载动力为Pp且充电要求量为Pr的情况下，如图12所示，目标发动机动力变为Pe1(＝Pp+Pr)。而且，在目标转速基准值运算部42a中运算出的下垂特性线D与跟从目标发动机动力Pe1的等动力线T1的交点的转速Na1＊变为目标转速指令值(第一目标转速)，通过该目标转速指令值经由逆变器32来控制电动发电机31，由此，发动机15以扭矩E1被驱动(运转)。

但是，在实际的下垂特性线为Dp的情况下，使发动机15变得以与目标转速Na1＊相当的扭矩E1H来运转，产生比上述目标发动机动力Pe1大的动力。由此，电动发电机31进行超过充电要求量Pr的发电，蓄电池34变为过充电。在该情况下，蓄电池34的实际的充电量比充电要求量大，因此，通过由目标转速修正值运算部43的PI控制部43A进行PI控制，进行修正转速为正值(正的目标转速修正值)即抑制充电要求量的运算。由此，通过该运算，目标转速运算部41B的输出变为比在目标转速基准值运算部42a中求出的目标转速基准值Na1＊大的第二目标转速。

因此，当在下垂参照部42B中参照的下垂特性线从D变化成了Dp的情况下，使发动机15变得以比扭矩E1H低的扭矩E1p来运转，能产生目标发动机动力Pe1并使实际的充电量与充电要求量Pr一致。

同样地，在负载动力为Pp且充电要求量为Pr的情况下，在实际的下垂特性线为Dm时，若发动机15以通过目标转速基准值运算部42a求出的第一目标转速Na1＊来运转，则发动机扭矩减少而变为扭矩E1L，相对于充电要求量Pr，电动发电机31不作为发电机来发挥功能而是作为电动机来驱动进行对发动机15的辅助，实现第一目标转速。但是，在该情况下，实际的充电量比充电要求量Pr小，因此，通过由目标转速修正值运算部43的PI控制部43A进行的PI控制，进行修正转速为正值(正的目标转速修正值)即抑制充电要求量的运算。由此，通过该运算，目标转速运算部41B的输出变为比通过目标转速基准值运算部42a求出的第一目标转速Na1＊大的第二目标转速。

因此，当在下垂参照部42B中参照的下垂特性线从D变化成了Dm的情况下，使发动机15变得以比扭矩E1L高的扭矩E1m运转，能产生目标发动机动力Pe1并使实际的充电量与充电要求量Pr一致。

另外，在负载动力为Pp且放电要求量为Pa的情况下，在实际的下垂特性线为Dp时，若以通过目标转速基准值运算部42a求出的第一目标转速Na2＊来运转，则发动机15的扭矩变为E2H，相对于放电要求量Pa，电动发电机31不作为电动机来发挥功能，而是作为发电机被驱动来进行蓄电池34的充电。在该情况下，实际的放电量比放电要求量Pa小，因此，通过由目标转速修正值运算部43的PI控制部43A进行的PI控制，进行提高正目标转速修正值即放电要求量的运算。由此，通过该运算，目标转速运算部41B的输出变为比通过目标转速基准值运算部42a求出的第一目标转速Na2＊大的第二目标转速。

因此，当在下垂参照部42B中参照的下垂特性线从D变化成了Dp的情况下，使发动机15变得以比扭矩E2H低的扭矩E2p运转，能产生目标发动机动力Pe2并使实际的放电量与放电要求量Pp一致。

进一步，在负载动力为Pp且放电要求量为Pa的情况下，在实际的下垂特性线为Dm时，若以通过目标转速基准值运算部42a求出的第一目标转速Na2＊运转，则发动机15不输出扭矩，发动机15变为通过电动发电机31而旋转的马达状态。在该情况下，实际的放电量比放电要求量Pa大，因此，通过由目标转速修正值运算部43的PI控制部43A进行的PI控制，进行修正转速为负值(负目标转速修正值)即抑制放电要求量的运算。由此，通过该运算，目标转速运算部41B的输出变为比通过目标转速基准值运算部42a求出的第一目标转速Na2＊小的第三目标转速。

因此，当在下垂参照部42B中参照的下垂特性线从D变化成了Dm的情况下，使发动机15变得以扭矩E2m运转，能产生目标发动机动力Pe2并使实际的放电量与放电要求量Pp一致。

进一步，在负载动力为Pp且充放电要求量为0的情况下，在实际的下垂特性线为Dp时，发动机15以跟从负载动力Pp的等动力线Tp与下垂特性线Dp的交点即扭矩E3p运转。另外，在该情况下，在实际的下垂特性线为Dm时，发动机15以跟从负载动力Pp的等动力线Tp与下垂特性线Dm的交点即扭矩E3m运转。由此，在任何情况下，都能以作为跟从负载动力Pp的等动力线Tp与下垂特性线D的交点的第一目标转速Na3＊为基准，通过对第一目标转速进行修正，来满足蓄电池34的充放电要求。

接下来，对压力传感器39A、39B以及排出压力传感器40中的任一传感器发生了故障等而产生了异常的情况下的、目标转速运算部41B的运算方法进行说明。

在压力传感器39A、39B以及排出压力传感器40中的任一传感器发生了故障等而产生了异常的情况下，虽然变得不能通过负载动力运算部41C来进行负载动力的运算，但是使用在充放电要求运算部41A中运算出的充放电要求量，在目标转速运算部41B中运算目标转速。

即，在负载动力增加了的情况下，电动发电机31的目标转速不会立即变化，因此进行控制，使得电动发电机31牵引而将发动机扭矩固定、使液压泵21的转速不降低。此时，若有来自充放电要求运算部41A的充电要求，则使电动发电机31牵引而使蓄电池34放电，因此通过由目标转速修正值运算部43的PI控制部43A进行的PI控制，修正转速减小、第三目标转速也减小。另外，蓄电池34正在放电，因此蓄电池34的蓄电余量逐渐减小、来自充放电要求运算部41A的充电要求量增加，在目标转速基准值运算部42中运算出的第一目标转速也减小。作为结果，发动机15的转速降低，产生更大的发动机扭矩。

另外，在负载动力减小了的情况下，电动发电机31的目标转速不立即变化，因此进行控制，使得电动发电机31再生而将发动机扭矩固定、使液压泵21的转速不会增加。此时，若有来自充放电要求运算部41A的充电要求，则使电动发电机31再生而使蓄电池34充电，因此通过由目标转速修正值运算部43的PI控制部43A进行的PI控制，修正转速增加、第三目标转速也增加。另外，正在对蓄电池34进行充电，因此，蓄电池34的蓄电余量逐渐增加、来自充放电要求运算部41A的充电要求量减少、通过目标转速基准值运算部42a减算出的第一目标转值也增加。作为结果，发动机15的转速增加，发动机扭矩被抑制。

通过以上说明，在负载动力增加和减少的任何情况下，即使不能通过负载动力运算部41C来进行负载动力的运算，通过由目标转速修正值运算部43的PI控制部43A进行的PI控制，能用通过充放电要求运算部41A减算出的充放电要求量来取代由目标发动机动力运算部41D进行的目标发动机动力的运算，使实际的充放电量与从充放电要求运算部41A输出的充放电要求量一致。

由此，能进行与负载动力相应的发动机扭矩的增加，因此即使当在负载动力运算部41C中运算出的负载动力偏离了实际的值的情况下，也能精准且快速地控制发动机动力。其结果，作为液压挖掘机1能确保大致同样的动作，能不给操作员带来不适感地确保操作性，因此能抑制液压挖掘机1的操作性的降低。

只是，若蓄电池34的充放电量和/或蓄电余量发生变化，则电动发电机31的目标转速发生变化，因此与使用在负载动力运算部41C中运算出的负载动力的情况相比，存在蓄电池34的充电或放电的电力量和/或其频度增加的倾向，恐会使发动机15的燃料经济性减低、使蓄电池34的寿命降低。

因此，在压力传感器39A、39B以及排出压力传感器40分别正常地发挥功能的情况下，通过目标发动机动力运算部41D来运算负载动力与充放电要求量的和并以前馈方式进行运算将该和作为目标发动机动力，从目标转速修正值变大之前起将向发动机动力向适合的动作点进行控制。即，在目标转速修正值运算部43中运算出的目标转速修正值变大的是蓄电池34的实际的充放电量与充放电要求量的偏差变大了的时候、总是从蓄电池34的放电或者对蓄电池34的充电变得过大的情况，蓄电池34的寿命与充放电量存在相关关系。由此，只限在压力传感器39A、39B以及排出压力传感器40中的任一传感器发生了故障的情况下，通过将充放电要求量切换为目标发动机动力，能尽可能对防止发动机15的燃料经济性降低和/或蓄电池34的寿命降低。

[第三实施方式]

本发明的第三实施方式与前述第二实施方式的不同在于：第二实施方式中，如图6所示，设为基于在负载动力运算部41C中运算出的负载动力来运算目标发动机动力的目标发动机动力运算部41D，相对于此，第三实施方式中如图13所示设为根据任意常数来运算目标发动机动力的目标发动机动力运算部41Da。

在目标发动机动力运算部41Da中使用的常数是作为在上述第二实施方式涉及的负载动力运算部41C中运算出的负载动力的代替信号来使用的常数，设定于从该负载动力的最小值到最大值的范围。目标发动机动力运算部41Da运算目标转速指令值，使得在定常状态下发动机动力与负载动力的实际的值一致。因此，在本第三实施方式中，能不使用在负载动力运算部41C中运算出的负载动力信息地运算目标转速指令值。由此，即使当在负载动力运算部41C中运算出的负载动力偏离实际的负载动力的值(真值)的情况下，也能运算目标转速指令值、能精准地控制发动机动力。

接下来，参照图14对上述第三实施方式涉及的执行机构驱动控制系统17的运算处理进行说明。

首先，运算蓄电池34的蓄电余量(S1)，运算与该蓄电余量相应的充放电要求量(S2)。

接下来，在目标发动机动力运算部41Da中读入预先确定的常数(S21)，根据该常数与在上述S2中运算出的充放电要求量的差来运算目标发动机动力(S12)。之后，对于该目标发动机动力进行变化率的限制(S13)。

进一步，读入在目标转速设定部36中设定的目标转速(S3)，基于根据该目标转速所确定的下垂特性来运算目标转速基准值(S14)。

并行与上述S21、S12、S13、S3以及S14，读入蓄电池34的实际的充放电量和在上述S2中运算出的充放电要求量(S5)，进行与该充放电要求量和该实际的充放电量的差分相应的PI控制(S6)、变化率的限制(S7)、上限值和下限值的限制，运算目标转速修正值(S8)。

之后，将上述S14中得到的目标转速基准值与上述S8中得到的目标转速修正值相加并运算目标转速指令值(S9)。

在此，如图15(a)所示，液压挖掘机1的作业中的负载动力随时间而变化。因此，若将在目标发动机动力运算部41Da中使用的常数固定为一定的值例如PC值，则在根据负载动力的实际的值(真值)运算出的目标发动机动力值与在目标发动机动力运算部41Da中运算出的目标发动机动力值之间产生偏差。

即，在从充放电要求运算部41A输出的充放电要求量为0的情况下，在目标发动机动力运算部41Da中运算出的目标发动机动力变为常数PC，因此如图15(b)所示，负载动力的真值与常数PC的差被向发动发电机31输出，在向电动发电机31的输出为正的情况下，电动发电机31作为电动机发挥功能而进行蓄电池34的放电，在向电动发电机31的输出为负的情况下，电动发电机31作为发电机来发挥功能而进行蓄电池34的充电。另一方面，在能精准地使用蓄电池34的期间、即寿命与蓄电池34的充放电量有相关关系，因此，为了防止蓄电池34的寿命降低，优选，尽早消除负载动力的真值与发动机动力的差。

而且，为了尽早使发动机动力与负载动力的真值一致，需要使在目标转速修正值运算部43中运算出的目标转速修正值的修正量更大。为了使该修正量变大，能通过进行下述至少任一以上的操作来实现：(1)提高由PI控制部43A进行PI控制时的增益；(2)使由转速速率限制部43B限制的变化率变大；和(3)使由转速限制部43C限制的上限值和下限值变大。

但是，在将在负载动力运算部41C中运算出的负载动力值作为正值来利用的情况下，若如上述那样进行尽早使发动机动力与负载动力的真值一致的处理，则由基于从充放电要求运算部41A输出的充放电要求量进行运算的目标转速基准值运算部42a进行的前馈的工作与由考虑实际的充放电量而进行运算的目标转速修正值运算部43进行的反馈工作相干涉，有时利用在目标转速修正值运算部43中运算出的目标转速修正值对在目标转速基准值运算部42a中运算出的目标转速基准值进行修正而得的目标转速指令值周期性地反复增减、即以振动的方式变化。

由此，在没有检测到压力传感器39A、39B以及排出压力传感器40中的任一传感器的故障等异常的情况下，由目标转速修正值运算部43的PI控制部43A进行PI控制时的增益、由转速速率限制部43B限制的变化率、由转速限制部43C限制的上限值和下限值中的任一值都没有发生变化而是设为通常的设计值，仅在检测到了该压力传感器39A、39B和该排出压力传感器40中的至少任一传感器的故障等异常的情况下，提高由PI控制部43A进行PI控制时的增益、使由转速速率限制部43B限制的变化率变大、或者使由转速限制部43C限制的上限值和下限值变大，使得在目标转速修正值运算部43中运算出的目标转速修正值的修正量与没有检测到该压力传感器39A、39B和该排出压力传感器40中的至少任一传感器的故障等异常的情况相比变大。其结果，能防止上述目标转速指令值的周期性变化，能防止蓄电池34的寿命低下。

[其他]

此外，本发明不限定于前述的实施方式，包括各种各样的变形方式。例如，前述的实施方式是为了利于理解地对本发明进行说明而说明了的方式，本发明并不限定于一定要具备说明了的所有构成。

在上述各实施方式，对由液压挖掘机1构成的情况进行了说明，但是不限于该情况，也可以是混合动力斗式链轮装货机(wheel loader)、起重机(crane)等作业机械。

另外，在上述第各实施方式中，设为按PI控制部43A、转速速率限制部43B、转速限制部43C的顺序进行处理的目标转速修正值运算部43，但是也可以交换转速速率限制部43B与转速限制部43C的顺序、或者适时取消该转速速率限制部43B和该转速限制部43C。另外，同样地，关于上述第二和第三实施方式中的、目标转速基准值运算部42a的动力速率限制部42a，也可以适时地取消。

进一步，在上述第二实施方式中，当在下垂参照部42B中参照的下垂特性与实际的发动机15的下垂特性的偏离小的情况下，(Nm/rpm)维地表示下垂特性线的斜率，因此，也能同一等度地设计将由目标转速基准值运算部42a的动力速率限制部42a限制的目标发动机动力的变化量(kW/S)和由目标转速修正值运算部43的转速速率限制部43B限制的变化量(rpm/s)的物理意义同程度。例如，在下垂特性的斜率为A(Nm/rpm)、通过目标转速设定部36赋予最大扭矩的转速被设定为N1(rpm)的情况下，利用用于单位变化的常数C＝1000×(60/2π)、利用由转速速率限制部43B限制的上限值(设定值)＝(由动力速率限制部42a限制的上限值(设定值)/N1×C)/A来进行变换。

附图标记说明

1 液压挖掘机(作业机械)

4 前作业机(液压作业装置)

15 发动机

21 液压泵

24A、24B 操作杆装置(操作装置)

31 电动发电机

32 逆变器(电动发电机控制器)

34 蓄电池(蓄电装置)

35 蓄电池控制器(蓄电余量运算部)

38 发动机控制器(控制器)

39A、39B 压力传感器(操作量检测装置)

40 排出压力传感器(排出压力检测装置)

41 车身控制器(控制器)

41A 充放电要求运算部

41B 目标转速运算部

41C 负载动力运算部

41D、41Da 目标发动机动力运算部

Claims (5)

1.一种作业机械，具有：

发动机；

由所述发动机驱动的液压泵；

由所述液压泵排出的液压油驱动的液压作业部；

在与所述发动机之间进行扭矩的传递的电动发电机；

在与所述电动发电机之间交付和接受电力的蓄电装置；以及

控制器，其与所述发动机的转速的降低对应地以所述发动机的扭矩以规定斜率增加的下垂特性使所述发动机动作，

所述控制器具有：

蓄电余量运算部，其运算所述蓄电装置的蓄电余量；

充放电要求运算部，其基于由所述蓄电余量运算部运算出的蓄电余量，来运算用于将所述蓄电装置输出的电力保持在规定范围的充放电要求值；

目标转速运算部，其运算所述电动发电机的目标转速指令值；以及

电动发电机控制器，其根据由所述目标转速运算部运算出的目标转速指令值来控制所述电动发电机，

所述蓄电余量运算部和所述电动发电机控制器中的至少一方运算所述蓄电装置的实际充放电值，

所述目标转速运算部根据所述充放电要求值与所述实际充放电值之差而算出目标转速修正值，并对所述目标转速指令值进行修正，

所述控制器具有根据所述充放电要求值来运算所述发动机的目标发动机动力的目标发动机动力运算部，

所述目标转速运算部将下垂特性线与跟从所述目标发动机动力的等动力线的交点的转速作为所述电动发电机的第一目标转速进行运算，所述下垂特性线表示所述发动机的转速与扭矩的关系，

在所述实际充电值比所述充电要求值大、或者所述实际放电值比所述放电要求值小的情况下，将比所述第一目标转速大的第二目标转速作为所述目标转速指令值进行运算，

在所述实际充电值比所述充电要求值小、或者所述实际放电值比所述放电要求值大的情况下，将比所述第一目标转速小的第三目标转速作为所述目标转速指令值进行运算，

所述控制器具有运算所述发动机的负载动力的负载动力运算部，

所述目标发动机动力运算部基于所述充放电要求值和所述负载动力值来运算所述目标发动机动力，

所述作业机械具备：

用于操作所述液压作业部的操作装置；

检测所述液压泵的排出压力的排出压力检测装置；以及

检测所述操作装置的操作量的操作量检测装置，

所述目标发动机动力运算部，在所述排出压力检测装置和所述操作量检测装置中的至少一方的检测值发生了异常的情况下，基于所述充放电要求值来运算所述目标发动机动力。

2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述目标转速运算部具有所述目标转速修正值的变化率的上限值。

3.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述目标转速运算部具有所述目标转速修正值的上限值和下限值。

4.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述目标转速运算部具有所述目标发动机动力的变化率的上限值。

5.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述目标转速运算部，在所述排出压力检测装置和所述操作量检测装置中的至少一方的检测值发生了异常的情况下，与所述检测值没有发生异常的情况相比，使所述目标转速修正值变大。