CN107428336B - 混合动力式作业车辆 - Google Patents

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Abstract

提供一种对于车辆的请求动力即使在因蓄电装置的输出限制等而混合动力系统的输出功率受限制的情况下、也能高作业效率的混合动力式作业车辆。包括：具有行驶用电动机(9)的行驶部；具有液压泵(4)的液压作业部；以及控制装置(20)，其包括输入操作杆装置的操作量、油门踏板及制动踏板的踏入量和车速、判定当前的车辆的动作状态的动作判定部(30)，和输入发动机(1)的输出值和蓄电装置(11)的输出值、算出行驶部的动力和液压作业部的动力并进行控制的动力运算部(31)，在动作判定部(30)判定当前的车辆的动作状态为行驶部和液压作业部的复合动作即挖掘作业时，动力运算部(31)算出行驶部的输出(Prun)和液压作业部的输出(Pf)并进行控制，以使得发动机(1)的输出值(Pe)和蓄电装置(11)的输出值(Pc)的合计值成为预先设定的比率分配。

Description

混合动力式作业车辆
技术领域
本发明涉及混合动力式作业车辆。
背景技术
近年来，出于环境问题、原油价格上涨等方面的原因，对于各工业产品的节能要求变高。在目前以利用柴油发动机的液压驱动系统为中心的工程车辆、作业用车辆等领域，也有要求节能化的倾向，利用电动化的高效率化、节能化的事例在增加。例如，在将上述的工程车辆、作业用车辆的驱动部分做成电动化、即将驱动源做成电动机的情况下，除了减少废气这一节能效果之外，还期待发动机的高效率驱动(混合动力机时)、动力传递效率的提高、再生电力的回收等更多的节能效果。因此，在液压挖掘机、发动机式叉式升降机等中，组合了柴油发动机和电动马达而成的“混合动力车辆”已开始产品化。
在这样的将驱动部分电动化的工程车辆、作业用车辆中，作为在混合动力化的情况下预见到较大的燃料费降低效果的车辆，有轮式装载机。以往的轮式装载机例如是如下的作业用车辆：一边经由扭矩转换器(液力变矩器)及变速箱(T/M)将发动机的动力传递给轮胎进行行驶，一边用安装于车辆前方的液压作业部的铲斗部分对砂土等进行挖掘并搬运。在将这样的轮式装载机的行驶驱动部分电动化的情况下，可以将由液力变矩器及变速箱等构成的行驶部分的动力传递效率提高到利用电力的动力传递效率。而且在轮式装载机中，由于在作业中频繁地重复进行前进/停止的行驶动作，因此在将行驶驱动部分电动化的情况下，可预见从行驶用的电动机进行制动时的再生电力回收。
在这样的混合动力化的轮式装载机中，有公开如下内容：为了抑制因对液压泵和行驶用电动机的功率分配所引起的乘坐舒适性变差，适当控制从发动机及蓄电装置供给的功率(例如，参照专利文献1)。具体而言，在作业车辆的请求功率比混合动力系统的可输出功率大时，对于液压泵的实际的液压功率，在加以限制的同时使其增加直至请求值，并且使行驶功率从请求值减少到该限制以下的值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－39875号公报
发明内容
在上述现有技术中，在作业车辆的请求功率比混合动力系统的可输出功率大时，对于液压功率，在加以限制的同时使其增加直至请求值，并且使来自蓄电装置的行驶功率从请求值减少到限制值以下的值。因此，若发生这样的输出功率的限制，则作业车辆中液压功率相对于行驶功率的比率会增加。
然而，在用轮式装载机对砂石堆等挖掘对象物进行挖掘时，首先，使轮式装载机相对于挖掘对象物前进，使铲斗以刺入挖掘对象物的方式穿入，并使装载了砂石等的铲斗一边提升一边后退。在该挖掘作业中，在使铲斗向挖掘对象物穿入时，控制轮式装载机的行驶输出较为重要，在使铲斗提升时控制液压输出变得重要。具体而言，需要以适当的行驶输出使铲斗刺入挖掘对象物而进行穿入。若行驶输出小，则铲斗无法充分穿入挖掘对象物，因此作业效率降低。
在上述的现有技术的混合动力轮式装载机的情况下，若发生输出功率的限制，则虽然液压功率会增加但行驶功率减少。因而，在挖掘作业中，若发生输出功率的限制，由于行驶功率减少，因此使铲斗向挖掘对象物穿入时的动力不足。结果，无法在铲斗充分装载搬运物，认为会导致作业效率的降低。
本发明是基于上述情况而做出的，其目的在于提供一种在将行驶驱动部电动化的混合动力式作业车辆中、即使相对于车辆的请求动力而言，由于蓄电装置的输出限制等使得混合动力系统的输出功率受到限制的情况下，也会有高作业效率的混合动力式作业车辆。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，例如采用权利要求书记载的方案。本申请包括多个解决上述课题的方案，举出其一例如下所示，一种混合动力式作业车辆，包括：
由发动机和蓄电装置构成的动力源；行驶部，其具有与所述发动机的输出轴连结的发电电动机、车轮、驱动所述车轮的行驶用电动机、对所述发电电动机及所述行驶用电动机分别交付和接受来自所述蓄电装置的电力的逆变器；液压作业部，其具有与所述发电电动机的旋转轴连结的液压泵、通过从所述液压泵供给的液压油而被驱动的多个液压执行机构、指令所述多个液压执行机构的驱动的操作杆装置；控制所述发动机的转速的油门踏板；控制所述车轮的制动装置的制动踏板；以及控制装置，其具有动作判定部和动力运算部，所述动作判定部输入所述操作杆装置的操作量、所述油门踏板及所述制动踏板的踏入量、车速，判定当前的车辆的动作状态，所述动力运算部输入所述发动机的输出值和所述蓄电装置的输出值，算出所述行驶部的动力和所述液压作业部的动力并进行控制，所述控制装置在所述动作判定部判定为当前的车辆的动作状态是所述行驶部和所述液压作业部的复合动作即挖掘作业时，所述动力运算部算出所述行驶部的输出和所述液压作业部的输出并进行控制，使得所述发动机的输出值和所述蓄电装置的输出值的合计值成为预先设定的比率分配。
发明的效果
根据本发明，提供一种在将行驶驱动部电动化的混合动力式作业车辆中、即使相对于车辆的请求动力而言，由于蓄电装置的输出限制等使得混合动力系统的输出功率受到限制的情况下，也会有高作业效率的混合动力式作业车辆。
附图说明
图1是应用本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的轮式装载机的系统结构图。
图2是以往的轮式装载机的代表性系统结构图。
图3是构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的控制装置的结构图。
图4是构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的混合动力控制装置的构成的框图。
图5是表示本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的混合动力系统的功率流的示意图。
图6是说明作为轮式装载机的作业模式的一例的V字挖掘装载作业的示意图。
图7是说明本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的挖掘作业时的行驶部功率和液压作业部功率的示意图。
图8是表示构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的动作判定部和动力运算部的输入输出关系的框图。
图9是表示构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的动作判定部的构成和处理内容的框图。
图10是表示构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的混合动力控制装置的处理顺序的流程图。
图11是表示构成本发明的混合动力式作业车辆的第二实施方式的混合动力控制装置的处理顺序的流程图。
具体实施方式
以下，作为混合动力式作业车辆以混合动力式轮式装载机为例，使用附图说明本发明的实施方式。
【实施例1】
图1是应用本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的混合动力式轮式装载机的系统结构图，图2是以往的轮式装载机的代表性系统结构图，图3是构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的控制装置的结构图，图4是构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的混合动力控制装置的构成的框图。
图1所示的混合动力式轮式装载机中，作为动力源而包括发动机1和蓄电装置11，作为主驱动部，具有电动化了的行驶部(轮部分)和前部的液压作业部(升降/铲斗部分)。混合动力式轮式装载机的行驶部包括：与发动机1的输出轴连结的发电电动机(电动发电机(M/G))6；控制发电电动机6的逆变器7；具有4个车轮61的行驶体60；安装于行驶体60的传动轴(propeller shaft)8、驱动4个车轮61的行驶用电动机9；控制行驶用电动机9的逆变器10；进行蓄电装置11的输出电压的升压降压控制的DCDC转换器12；以及控制装置200。
混合动力式轮式装载机的液压作业部包括：与发电电动机6的旋转轴连结的可变容量型的液压泵4；具有铲斗及升降臂(未图示)、且安装于车身前方的作业装置50；通过经由控制阀55从液压泵4供给的液压油而被驱动的液压执行机构(铲斗油缸51，升降油缸52及转向油缸53)；根据操作量而输出用于驱动液压执行机构51、52、53的操作信号的操作装置(操作杆装置56及未图示的转向轮)。
铲斗油缸51及升降油缸52基于与设置于驾驶室内的操作杆装置56的操作量而相应输出的操作信号(液压信号)，而被驱动。升降油缸52安装于以能够转动的方式固定于车身前方的升降臂，基于来自操作杆装置56的操作信号而伸缩，使升降臂上下转动。铲斗油缸51安装于以能够转动的方式固定于升降臂的前端的铲斗，基于来自操作杆装置56的操作信号而伸缩，使铲斗上下转动。转向油缸53基于与设置于驾驶室内的转向轮(未图示)的操舵量而相应输出的操作信号(液压信号)，而被驱动。转向油缸53与各车轮61连结，基于来自转向轮的操作信号伸缩而改变车轮61的转向角。在车轮61的附近配置有检测旋转速度的速度传感器62。
作为蓄电装置11，优选使用锂电池或电气双层电容器这样的大容量的蓄电装置。本实施方式的蓄电装置11通过DCDC转换器12进行DC总线部的系统电压的升降压控制，在与逆变器7、10(即、发电电动机6及行驶用电动机9)之间进行直流电力的交付和接受。
在如上述这样构成的混合动力式轮式装载机中，通过从可变容量型的液压泵4向用于进行砂土等的挖掘作业的作业装置50适当供给液压油，由此实施与目的相符的作业。此外，行驶体60的行驶动作主要是利用借助发动机1的动力而在发电电动机6发生的电力，通过驱动行驶用电动机9而进行。此时，在蓄电装置11，在车辆制动时，吸收行驶用电动机9所发生的再生电力，或通过向发电电动机6或行驶用电动机9供给蓄电电力来进行对发动机1的输出辅助，由此有助于车辆的能耗降低和发动机1的小型化。需要说明的是，本发明作为对象的混合动力系统，不限于图1的构成例，也可以应用行驶并行型等多种系统构成。
图2所示的以往的轮式装载机，作为主驱动部，具有行驶部(轮部分)和前方的液压作业部(升降/铲斗部分)，但经由扭矩转换器(液力变矩器)2和变速箱(T/M)3将发动机1的动力传递到车轮61来进行行驶，进而由被液压泵4驱动的作业装置50对砂土等进行挖掘并搬运。液力变矩器的动力传递效率比利用电力的动力传递效率差，因此若将图2所示的轮式装载机的行驶驱动部分电动化(也包括并行式混合动力结构)，则能够提高来自发动机1的动力传递效率。而且，由于在作业中的轮式装载机中，频繁地重复进行前进、停止的行驶动作，因此在如上述这样将行驶驱动部分电动化的情况下，预见到从行驶用电动机9进行制动时的再生电力的回收。若这样将轮式装载机的驱动装置的一部分电动化而混合动力化，则通常能将燃料消耗量降低百分之几十左右。
如图3所示，在本实施方式的混合动力式轮式装载机中，作为控制装置200，搭载了图1所示的进行混合动力系统整体的能量流、功率流等的控制的控制器、即混合动力控制装置20；控制控制阀(C/V)55、液压泵4的液压控制装置21；进行发动机1的控制的发动机控制装置22；控制逆变器7、10的逆变器控制装置23；控制DCDC转换器12的转换器控制装置24。
各控制装置20、21、22、23、24包括存储有处理内容、处理结果的存储装置(RAM、ROM等)(未图示)、执行存储于该存储装置的处理的处理装置(CPU等)(未图示)。此外，各控制装置20、21、22、23、24经由CAN(Controller Area Network)而相互连接，相互接收发送各设备的指令值及状态量。如图3所示，混合动力控制装置20位于液压控制装置21、发动机控制装置22、逆变器控制装置23及转换器控制装置24的各控制器的上级，进行系统整体的控制，对其他各控制装置21～24给与具体的动作指令，以使得系统整体发挥最佳的作业性能。
需要说明的是，关于图3所示的各控制装置20～24，仅示出了为了控制图1所示的混合动力系统的各驱动部分所必须的控制器。在成立实际车辆时，除此之外还需要监视器、信息系统的控制器，但这些与本发明没有直接关系，因此未图示。此外，各控制装置20～24不一定如图3所示那样同其他控制装置分别独立，也可以是在某一个控制装置安装2个以上的控制功能。
如图4所示，混合动力控制装置20包括：判定轮式装载机的当前的动作内容的动作判定部30；将发动机1的输出和蓄电装置11的输出向各驱动部分配的动力运算部31；根据车辆整体的请求输出值而决定发动机1的转速指令的发动机控制部32；根据发电请求值而决定发电电动机6的扭矩指令的M/G控制部33；根据由操作杆装置56的操作量等运算的液压泵4的动力请求值来运算液压泵4的倾转角指令值的液压控制部34；根据由油门/制动踏板操作量及当前的车速运算的行驶动力请求值来运算行驶用电动机9的扭矩指令的行驶控制部35。
混合动力控制装置20被输入：从操作杆装置56输出的操作信号；设置于驾驶室内的油门踏板及制动踏板的踏入量、从用于选择前进或后退作为车辆的行进方向的F/R开关输出、且表示该开关位置(前进或后退)的开关信号(F/R信号)、根据由速度传感器62检测出的车轮61的旋转速度运算的车辆速度(车速)、从逆变器10输出的行驶用电动机9的转速。需要说明的是，油门踏板控制发动机1的转速，制动踏板控制车轮61的制动装置(未图示)。此外，从蓄电装置11将蓄电装置11的电压、电流等各种状态量、电力限制值输入到动力运算部31，实施充放电控制，以避免蓄电装置11的状态成为过放电、过充电这样的异常状态。
如此，本实施方式的混合动力系统，作为用于驱动车辆的动力源而具有发动机1和蓄电装置11。混合动力控制装置20的动力运算部31主要针对与作业装置50的动力请求值Pf和行驶用电动机9的动力请求值Prun之和相当的车辆的请求动力，根据发动机1及蓄电装置11的状态来决定最终的行驶部的功率和液压作业部的功率。
图5是表示本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的混合动力系统的功率流的示意图。在此，Pmg_in、Pmg_out分别表示发电电动机6的输入功率及输出功率。此外，Pe、Pc分别表示发动机1的输出值及蓄电装置11的输出值。在此，本实施方式的混合动力控制装置20的动力运算部31按照下述的式(1)及(2)，进行将发动机输出Pe和蓄电装置输出Pc分配给作业装置50的输出Pf和行驶用电动机9的输出Prun的处理，并根据动作判定部30所判定的轮式装载机的当前的动作内容和发动机1及蓄电装置11的状态，决定最终的行驶部的功率和液压作业部的功率。混合动力控制装置20根据该最终的行驶部的功率和液压作业部的功率，对作业装置50及行驶电动机9赋予指令值。
Pf＝Pe－Pmg_in…式(1)
Prun＝Pmg_out+Pc…式(2)
然而，本发明中作为对象的轮式装载机，有几个基本的动作模式，混合动力控制装置20需要根据它们的动作来使车辆最优运转。例如，作为最具有代表性的作业模式，有V字挖掘装载作业。
图6是说明作为轮式装载机的作业模式的一例的V字挖掘装载作业的示意图。V字挖掘装载作业是相对于实际的轮式装载机的作业整体而言占据约7成以上的主要的动作模式。其包括：使轮式装载机相对于砂石堆等挖掘对象物前进、并使铲斗以刺入挖掘对象物的方式穿入，将砂石等的搬运物装载于铲斗的挖掘作业；在挖掘作业结束后使铲斗一边升降一边后退而返回原来的位置、使轮式装载机的行进方向重新朝向搬运车辆前进、并使铲斗上升到搬运车辆的装载容器的装车行驶作业；通过将铲斗内的砂石等搬运物卸载而装入搬运车辆的卸货作业；在卸货作业结束后后退返回原来的位置，使轮式装载机的行进方向重新朝向砂石堆等挖掘对象物的空车行驶作业。轮式装载机这样一边描绘V字轨迹、一边重复进行挖掘装载作业。
图7是说明本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的挖掘作业时的行驶部功率与液压作业部功率的示意图。关于由混合动力式轮式装载机进行的V字挖掘装载作业中的、尤其是挖掘作业，需要适当进行图7所示的行驶部功率与作业装置50的液压作业部功率的动力分配。例如，在进行上述的挖掘作业时，若对于液压作业部功率分配过大的行驶部功率，则混合动力式轮式装载机将铲斗刺入挖掘对象物过多，将过重的砂石等搬运物载入铲斗。此时，液压作业部功率相对于行驶部功率而言相对变小，因此可能变得无法使铲斗提升。另一方面，若相对于液压作业部功率分配过小的行驶部功率，则混合动力式轮式装载机使铲斗不太刺入挖掘对象物，并且液压作业部功率相对于行驶部功率而言相对变大，因此铲斗的上升速度可能变大。结果，认为无法高效率地装载搬运物。
因此，在混合动力式轮式装载机中，在上述的挖掘作业时，为了提高作业效率，以使行驶部的功率和作业装置50的液压作业部功率预先成为最佳分配的方式进行设定，这样做是有效的。需要说明的是，关于该行驶部功率和液压作业部功率的最佳分配率，认为由实际车辆的作业性能决定是最有效的，但若不固定于某一特定的分配比率，具有允许某程度的变动幅度也是可以的。但是，在挖掘作业中，若设定了偏向行驶部或液压作业部的功率分配，则作业效率降低，这是显而易见的。
如此在混合动力式轮式装载机中，为了谋求作业效率的提高，需要根据随时的作业状态来实现行驶部与液压作业部的最佳功率分配。本实施方式的混合动力式轮式装载机，为了实现这样的动作，在混合动力控制装置20内具有动作判定部30和动力运算部31。
图8是表示构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的动作判定部和动力运算部的输入输出关系的框图。对动作判定部30输入：与车辆的动作及作业相关的信息、即操作杆装置56的操作量；油门踏板及制动踏板踏入量；F/R开关的开关信号；行驶用电动机9的转速；车速；铲斗位置的信号。动作判定部30基于这些输入信息来判定轮式装载机的当前的动作内容。此外，从动作判定部30向动力运算部31输出判定后的轮式装载机的动作内容、液压动力请求值Pf和行驶动力请求值Prun。动力运算部31除了上述的信号之外、还被输入来自蓄电装置11的输出限制信号；来自发动机1的发动机输出信号。动力运算部31根据它们的输入信号，决定最终的行驶部的功率和液压作业部的功率。
图9是表示构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的动作判定部的构成和处理内容的框图。图9所示动作判定部30包括液压动力请求运算部40、行驶动力请求运算部41和动作运算部42。
液压动力请求运算部40输入操作杆装置56的操作量及车速，运算液压动力请求值Pf。关于此处的运算方法，例如，规定与操作量相应的作业装置50的动作，决定该动作所能实现的液压泵4的功率。关于该液压泵4的功率的决定方法，未特别限定，例如可以是根据操作杆装置56的操作量而预先决定功率的大小，在控制装置中进行表格检索等来决定，在该情况下，具有调节作业等容易进行这样的优点。
行驶动力请求运算部41输入油门踏板及制动踏板踏入量、F/R开关的开关信号、行驶用电动机9的转速及车速，运算行驶动力请求值Prun。关于此处的运算方法，也与液压动力请求值Pf同样，可以是预先决定与各踏板踏入量相应的功率，在控制装置中进行表格检索等来决定。
动作运算部42输入车速、铲斗位置的信号、由液压动力请求运算部40算出的液压动力请求值Pf、由行驶动力请求运算部41算出的行驶动力请求值Prun，判定轮式装载机的动作内容。具体而言，对各输入值、预先设定的相对于车速而言的液压动力请求值Pf的阈值、行驶动力请求值Prun的阈值和铲斗位置的阈值分别进行比较，以这些输入值均超过阈值为条件，判定为是挖掘作业。
如上所述，轮式装载机的挖掘作业是使铲斗位置变低并使车辆前进、使作业装置50上升这样的行驶部和作业部的复合动作。因此，如上所述，通过对铲斗位置、车辆的加速状态、由操作者的操作所要求的液压动力请求值Pf和行驶动力请求值Prun进行监视，由此可以判定轮式装载机的挖掘作业。
返回图8，对动力运算部31除了输入动作判定部30所输出的信号以外，还输入来自蓄电装置11的输出限制信号、来自发动机1的发动机输出信号。动力运算部31例如在被输入动作内容为挖掘作业这一信号的情况下，首先，对于液压动力请求值Pf、行驶动力请求值Prun和发动机输出，以成为上述的适当分配的方式决定行驶部功率和作业部功率。然后，例如在有来自蓄电装置11的输出限制信号的情况下，乘以与该限制值相应的系数，由此决定并输出最终的行驶部功率和液压作业部功率。通过这样，在轮式装载机的挖掘作业时，以适当比率分配行驶部和液压作业部的功率。结果，挖掘作业时的作业效率得以提高。例如，将挖掘时的行驶部和液压作业部的输出比预先设定为6：4～4：6等，在挖掘对象物(堆积物)坚固的情况下，与液压作业部的输出相比增大行驶部的输出，在挖掘对象物(堆积物)柔软的情况下，与行驶部的输出相比增大液压作业部的输出。
作为来自蓄电装置11的输出限制，例如在构成混合动力系统的蓄电装置11使用锂电池的情况下，在锂电池的温度上升而超过了阈值时、输出电流的值超过了阈值时等，限制电池输出。此时，在本实施方式中，图8所示的动力运算部31输入轮式装载机的动作内容(挖掘作业)、行驶动力请求值Prun和液压动力请求值Pf，因此不是仅限制行驶部功率指令，也能调整液压作业部功率指令，以保持预先设定的行驶部功率与液压作业部功率的适当比率。结果，能够防止挖掘作业的作业效率的降低。
需要说明的是，在液压作业部功率指令被限制的情况下，例如，从图4所示的混合动力控制装置20的液压控制部34经由液压控制装置21，进行使可变容量型的液压泵4的倾转角度降低的控制。
接着，使用附图说明基于动作判定部30和动力运算部31的处理内容。图10是表示构成本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式的混合动力控制装置的处理顺序的流程图。
混合动力控制装置20的动作判定部30判定当前的轮式装载机的作业内容是否是挖掘作业(步骤S100)。具体而言，在动作判定部30的动作运算部42，输入车速、铲斗位置的信号、液压动力请求值Pf和行驶动力请求值Prun，对输入信号和预先确定的各阈值进行各种比较，由此判定轮式装载机的当前的动作内容是否是挖掘作业。动作判定部30在判定为轮式装载机的当前的动作内容是挖掘作业的情况下，进入(步骤S101)，除此以外的情况下，结束处理。
混合动力控制装置20的动力运算部31判定是否发生了蓄电装置11的输出限制(步骤S101)。具体而言，在动力运算部31，通过来自蓄电装置的输出限制指令信号的有无来判定。例如，在锂电池的温度上升而超过了阈值的情况下、输出电流的值超过了阈值的情况下等，输出限制指令被输出。动力运算部31在判定为发生了蓄电装置11的输出限制的情况下，进入(步骤S102)，除此以外的情况下，结束处理。
混合动力控制装置20的动力运算部31实施行驶部功率的限制(步骤S102)。具体而言，在动力运算部31，根据来自蓄电装置11的输出限制量，限制行驶动力请求值Prun，作为行驶部功率指令而输出。
混合动力控制装置20的动力运算部31，实施液压作业部功率的限制，以使得成为预先设定的行驶部功率与液压作业部功率的比率(步骤S103)。具体而言，在动力运算部31，以成为被输出限制的行驶部功率指令和规定的功率比率的方式限制液压动力请求值Pf、并决定液压作业部功率，作为液压作业部功率指令而输出。
通过执行以上的处理，即使在蓄电装置11发生了输出限制的情况下，也能将行驶部与液压作业部的功率比率控制为最佳。由此，能够提高输出限制下的作业效率。
根据上述的本发明的混合动力式作业车辆的第一实施方式，能够提供如下的混合动力式作业车辆：在将行驶驱动部电动化的混合动力式作业车辆，即使对于车辆的请求动力而言、由于蓄电装置11的输出限制等使得混合动力系统的输出功率受限制的情况下，也会有高作业效率。
【实施例2】
以下，使用附图说明本发明的混合动力式作业车辆的第二实施方式。图11是表示构成本发明的混合动力式作业车辆的第二实施方式的混合动力控制装置的处理顺序的流程图。
本实施方式的混合动力式作业车辆，其构成及运用方法与第一实施方式大致相同。第一实施方式，将以具有大容量的蓄电装置11、在通常的动作中使用蓄电装置11的功率这一前提而设计的(使发动机1小型化的)混合动力系统为对象，而第二实施方式，将以具有某一程度大小的容量的发动机1、蓄电装置11的功率仅用于在发动机1的功率不足时加以辅助的混合动力系统为对象，这一点二者不同。
使用附图说明本实施方式中的基于动作判定部30和动力运算部31的处理内容。图11是表示构成本发明的混合动力式作业车辆的第二实施方式的混合动力控制装置的处理顺序的流程图。
混合动力控制装置20的动作判定部30判定当前的轮式装载机的作业内容是否是挖掘作业(步骤S110)。具体而言，在动作判定部30的动作运算部42，输入车速、铲斗位置的信号、液压动力请求值Pf和行驶动力请求值Prun，对输入信号和预先确定的各阈值进行各种比较，由此判定轮式装载机的当前的动作内容是否是挖掘作业。动作判定部30在判定为轮式装载机的当前的动作内容是挖掘作业的情况下，进入(步骤S111)，除此以外的情况下，结束处理。
混合动力控制装置20的动力运算部31判定是否发生了蓄电装置11的输出限制(步骤S111)。具体而言，在动力运算部31，通过来自蓄电装置的输出限制指令信号的有无来判定。例如，在锂电池的温度上升而超过了阈值的情况下、输出电流的值超过了阈值的情况下等，输出限制指令被输出。动力运算部31在判定为发生了蓄电装置11的输出限制的情况下，进入(步骤S112)，除此以外的情况，结束处理。
混合动力控制装置20的动力运算部31判定对于蓄电装置11的输出限制、是否可由发动机1输出(步骤S112)。具体而言，在动力运算部31，对于来自蓄电装置11的输出限制量，判定可由发动机1输出其限制量(当前的发动机1的输出是否有余裕)。动力运算部31在判定为对于蓄电装置11的输出限制、可由发动机1输出的情况下，进入(步骤S113)，除此以外的情况下，进入(步骤S115)。
混合动力控制装置20的动力运算部31利用发动机1补偿输出并决定行驶部功率(步骤S113)。具体而言，通过使发动机1的输出上升，由此补偿蓄电装置11的输出限制量、同时决定行驶部功率。
在(步骤S112)，在判定为对于蓄电装置11的输出限制、不能由发动机1输出的情况下，混合动力控制装置20的动力运算部31实施行驶部功率的限制(步骤S115)。具体而言，在动力运算部31，根据来自蓄电装置11的输出限制量，限制行驶动力请求值Prun，作为行驶部功率指令而输出。
混合动力控制装置20的动力运算部31实施液压作业部功率的限制，以使得成为预先设定的行驶部功率与液压作业部功率的比率(步骤S114)。具体而言，在动力运算部31，以使得成为被输出限制的行驶部功率指令或被输出补偿的行驶部功率指令和规定的功率比率的方式，调整液压动力请求值Pf并决定液压作业部功率，并作为液压作业部功率指令而输出。
根据上述的本发明的混合动力式作业车辆的第二实施方式，能够获得与上述的第一实施方式同样的效果。
此外，根据上述的本发明的混合动力式作业车辆的第二实施方式，能够提供一种即使在蓄电装置11发生了输出限制的情况下，也不会限制车辆自体的功率、高作业效率的轮式装载机。
需要说明的是，本发明不限于上述实施例，包含各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的，并非一定限定于具有所说明的全部构成。
附图标记的说明
1…发动机，2…扭矩转换器，3…变速箱(T/M)，4…液压泵，6…电动发电机(M/G)，7…逆变器，8…传动轴，9…行驶用电动机，10…逆变器，11…蓄电装置，12…DCDC转换器，20…混合动力控制装置，21…发动机控制装置，22…转换器控制装置，23…液压控制装置，24…逆变器控制装置，30…动作判定部，31…动力运算部，32…发动机控制部，33…M/G控制部，34…液压控制部，35…行驶控制部，40…液压动力请求运算部，41…行驶动力请求运算部，42…动作运算部，50…作业装置，60…行驶体，61…车轮，200…控制装置，Pf…液压动力请求值，Prun…行驶动力请求值。

Claims (2)

1.一种混合动力式作业车辆，其特征在于，包括：
由发动机和蓄电装置构成的动力源；
行驶部，其具有与所述发动机的输出轴连结的发电电动机、车轮、驱动所述车轮的行驶用电动机、对所述发电电动机及所述行驶用电动机分别交付和接受来自所述蓄电装置的电力的逆变器；
液压作业部，其具有与所述发电电动机的旋转轴连结的液压泵、通过从所述液压泵供给的液压油而被驱动的多个液压执行机构；
控制所述发动机的转速的油门踏板；
控制所述车轮的制动装置的制动踏板；
指令所述多个液压执行机构的驱动的操作杆装置，以及
控制装置，其具有动作判定部和动力运算部，所述动作判定部输入所述油门踏板的踏入量、所述制动踏板的踏入量、所述操作杆装置的操作量以及由速度传感器检测到的车速，判定当前的车辆的动作状态，所述动力运算部输入所述发动机的输出值和所述蓄电装置的输出限制信号，算出所述行驶部的动力和所述液压作业部的动力，
所述控制装置在由所述动作判定部判定为当前的所述车辆的动作状态是所述行驶部和所述液压作业部的复合动作即挖掘作业、且向所述动力运算部输入了所述输出限制信号时，限制所述行驶部的输出，并输出限制所述液压作业部的输出的指令，以使得所述行驶部的输出和所述液压作业部的输出的比率保持为预先设定的比率。
2.根据权利要求1所述的混合动力式作业车辆，其特征在于，所述控制装置在所述动作判定部判定为当前的车辆的动作状态是所述行驶部和所述液压作业部的复合动作即挖掘作业时，所述动力运算部通过所述发动机的输出增加来补偿所述输出限制信号的量，算出所述行驶部的输出和所述液压作业部的输出并进行控制，使得所述发动机的输出值和所述蓄电装置的输出值的合计值成为预先设定的比率分配。
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