CN107534193A - 混合动力建筑机械的控制系统和控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种混合动力建筑机械的控制系统(100)，其包括：流体压泵(71、72)；再生马达(88)，其利用回流的工作流体驱动而旋转；旋转电机(91)，其利用再生马达(88)驱动而旋转；蓄电部(26)，其被充入再生电力；以及温度检测部(26a)，其用于检测蓄电部(26)的温度，在蓄电部(26)的温度低于第1设定温度的情况下，控制部(90)执行再生电力的充电时，一直执行到电压成为比蓄电部(26)的温度为第1设定温度以上的情况下的充电完成电压高出来与对应于蓄电部(26)的温度的内部电阻相应的量的电压为止。

Description

混合动力建筑机械的控制系统和控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力建筑机械的控制系统和控制方法。
背景技术
在日本JP2011-241539A中公开有一种利用电池的电力驱动的电动机和发动机并用作动力源的混合动力建筑机械。在该混合动力建筑机械中，利用自驱动器回流的工作油驱动再生马达而使其旋转，将由与再生马达同轴设置的发电机产生的再生电力充入到电池中。
发明内容
发明要解决的问题
然而，锂离子二次电池、镍氢二次电池等电池在温度低于适当范围的状态下内部电阻变大。在JP2011-241539A的混合动力建筑机械中，电池的温度越低，则使再生马达的再生电力越小，在低于规定的温度的情况下，停止再生。
本发明的目的在于，即使在蓄电部的温度较低的状态下也能够向蓄电部充入再生电力。
用于解决问题的方案
根据本发明的一技术方案，提供一种混合动力建筑机械的控制系统，该混合动力建筑机械的控制系统包括：流体压泵，其用于向流体压驱动器供给工作流体；再生马达，其利用自所述流体压泵排出并回流的工作流体驱动而旋转；旋转电机，其利用所述再生马达驱动而旋转；蓄电部，其被充入由所述旋转电机发电产生的再生电力；温度检测部，其用于检测所述蓄电部的温度；以及控制部，其用于控制对所述蓄电部进行的再生电力的充电，在所述蓄电部的温度低于第1设定温度的情况下，所述控制部执行再生电力的充电时，一直执行到电压成为比所述蓄电部的温度在所述第1设定温度以上的情况下的充电完成电压高出来与对应于所述蓄电部的温度的内部电阻相应的量的电压为止。
根据本发明的另一方式，提供一种用于控制混合动力建筑机械的方法，该混合动力建筑机械包括：再生马达，其利用自自流体压泵排出并回流的工作流体驱动而旋转；旋转电机，其利用所述再生马达驱动而旋转；以及蓄电部，其被充入利用所述旋转电机发电产生的再生电力，在该控制方法中，检测所述蓄电部的温度，在所述蓄电部的温度低于第1设定温度的情况下，执行再生电力的充电时，一直执行到电压成为比所述蓄电部的温度在所述第1设定温度以上的情况下的充电完成电压高出来与对应于所述蓄电部的温度的内部电阻相应的量的电压为止。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制系统的回路图。
图2是混合动力建筑机械的控制系统中的剩余流量再生控制的流程图。
图3是表示与蓄电部的温度相对应的充电完成电压的对应图。
图4是表示与对蓄电部进行充电过程中的电压相对应的旋转电机的转矩指令值的对应图。
图5是表示与对蓄电部进行充电过程中的电压相对应的旋转电机的转矩指令值的对应图的变形例。
图6是表示与蓄电部的温度相对应的旋转电机的转矩指令值的对应图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
首先，参照图1，说明本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制系统100的整体结构。在本实施方式中，说明混合动力建筑机械为液压挖掘机的情况。在液压挖掘机中，使用工作油来作为工作流体。
液压挖掘机包括作为流体压泵的第1主泵71、第2主泵72。第1主泵71、第2主泵72为能够调整斜盘的偏转角度的可变容量式泵。第1主泵71、第2主泵72利用发动机73驱动而同轴旋转。
在发动机73上设有利用发动机73的余力进行发电的发电机1。由发电机1发电产生的电力借助电池充电器25充入到作为蓄电部的电池26中。电池充电器25在连接于正常的家用电源27的情况下，也能够对电池26充电。
在电池26上设有用于检测电池26的温度的作为温度检测部的温度传感器26a和用于检测电池26的电压的作为电压检测部的电压传感器(省略图示)。温度传感器26a将与检测到的电池26的温度相对应的电信号输出到作为控制部的控制器90。
自第1主泵71排出的工作油被供给至第1回路系统75。第1回路系统75从上游侧开始依次具有用于控制回转马达76的操作阀2、用于控制斗杆缸(省略图示)的操作阀3、用于控制动臂缸77的动臂二速用操作阀4、用于控制备用附件(省略图示)的操作阀5以及用于控制左行驶用的第1行驶用马达(省略图示)的操作阀6。这些回转马达76、斗杆缸、动臂缸77、连接于备用附件的液压设备、以及第1行驶用马达相当于流体压驱动器(以下简称为“驱动器”。)。
各操作阀2～6控制自第1主泵71供给至各驱动器的排出油的流量，从而控制各驱动器的动作。各操作阀2～6利用随着液压挖掘机的操作者手动操作操作杆而被供给来的先导压力进行操作。
各操作阀2～6通过相互并列的中立流路7和并行流路8连接于第1主泵71。在中立流路7中的操作阀2的上游侧设有主溢流阀65，该主溢流阀65在中立流路7的工作油压超过规定的主溢流压时开阀，而将工作油压保持在主溢流压以下。
在中立流路7中的操作阀6的下游侧设有开闭阀9，该开闭阀9具有连接于控制器90的螺线管从而能够阻断中立流路7的工作油。开闭阀9在正常状态下保持全开状态。开闭阀9根据控制器90的指令而被切换到关闭状态。
在中立流路7中的开闭阀9的下游侧设有先导压力生成机构10，该先导压力生成机构10用于生成先导压力。对于先导压力生成机构10而言，在所通过的工作油的流量较大时生成较高的先导压力，在所通过的工作油的流量较小时生成较低的先导压力。
中立流路7在操作阀2～6全部位于中立位置或中立位置附近的情况下，将自第1主泵71排出的工作油的全部或一部分引导至工作流体箱。该情况下，由于通过先导压力生成机构10的流量变多，因此，生成较高的先导压力。
另一方面，在将操作阀2～6切换到全行程的状态时，中立流路7被关闭而没有工作油的流通。该情况下，几乎不存在通过先导压力生成机构10的流量，先导压力保持为零。但是，根据操作阀2～6的操作量的不同，存在如下情况：自第1主泵71排出的工作油的一部分被引导至驱动器，剩余部分自中立流路7被引导至工作流体箱。因此，先导压力生成机构10生成与中立流路7的工作油的流量相对应的先导压力。也就是说，先导压力生成机构10生成与操作阀2～6的操作量相对应的先导压力。
先导压力生成机构10上连接有先导流路11。先导流路11内导入有由先导压力生成机构10生成的先导压力。先导压力生成机构10连接于调节器12，该调节器12用于控制第1主泵71的排出容量(斜盘的偏转角度)。
调节器12与先导流路11的先导压力成正比(比例常数为负数)地控制第1主泵71的斜盘的偏转角度。由此，调节器12控制第1主泵71每旋转一周的排量。即，第1主泵71的排出量根据先导流路11的先导压力而可变。若将操作阀2～6切换为全行程而使中立流路7中的流动消失、使先导流路11的先导压力成为零，则第1主泵71的偏转角度变为最大。此时，第1主泵71每旋转一周的排量变为最大。
在先导流路11中设有第1压力传感器13，该第1压力传感器13用于检测先导流路11的压力。利用第1压力传感器13检测到的压力信号被输出至控制器90。
自第2主泵72排出的工作油被供给至第2回路系统78。第2回路系统78从上游侧开始依次具有用于控制右行驶用的第2行驶用马达(省略图示)的操作阀14、用于控制铲斗缸(省略图示)的操作阀15、用于控制动臂缸77的操作阀16以及用于控制斗杆缸(省略图示)的斗杆二速用操作阀17。这些第2行驶用马达、铲斗缸、动臂缸77以及斗杆缸相当于流体压驱动器(以下简称为“驱动器”。)。
各操作阀14～17通过控制自第2主泵72被供给至各驱动器的排出油的流量从而控制各驱动器的动作。各操作阀14～17利用随着液压挖掘机的操作者手动操作操作杆而被供给来的先导压力进行操作。
各操作阀14～17通过相互并列的中立流路18和并行流路19连接于第2主泵72。在中立流路18中的操作阀14的上游侧设有主溢流阀66，该主溢流阀66在中立流路18的工作油压超过规定的主溢流压时开阀，而将工作油压保持在主溢流压以下。
另外，主溢流阀65、66设于第1回路系统75和第2回路系统78这两者中的至少任一者即可。在仅在第1回路系统75和第2回路系统78这两者中的一者设有主溢流阀的情况下，连接为工作油自第1回路系统75和第2回路系统78这两者中的另一者也被导入到同一主溢流阀。由此，在设有单一的主溢流阀的情况下，主溢流阀被第1回路系统75和第2回路系统78共用。
在中立流路18中的操作阀17的下游侧设有开闭阀21，该开闭阀21具有连接于控制器90的螺线管并能够阻断中立流路18的工作油。开闭阀21在正常状态下保持全开状态。开闭阀21根据控制器90的指令而被切换到关闭状态。
在中立流路18中的开闭阀21的下游侧设有先导压力生成机构20，该先导压力生成机构20用于生成先导压力。先导压力生成机构20具有与第1主泵71侧的先导压力生成机构10相同的功能。
先导压力生成机构20上连接有先导流路22。先导流路22内导入有由先导压力生成机构20生成的先导压力。先导流路22连接于调节器23，该调节器23用于控制第2主泵72的排出容量(斜盘的偏转角度)。
调节器23与先导流路22的先导压力成正比(比例常数为负数)地控制第2主泵72的斜盘的偏转角度。由此，调节器23控制第2主泵72每旋转一周的排量。即，第2主泵的排出量根据先导流路22的先导压力而可变。若将操作阀14～17切换到全行程而使中立流路18内的流动消失、先导流路22的先导压力成为零，则第2主泵72的偏转角度变为最大。此时，第2主泵72每旋转一周的排量变为最大。
在先导流路22中设有第2压力传感器24，该第2压力传感器24用于检测先导流路22的压力。利用第2压力传感器24检测到的压力信号被输送至控制器90。
接着，说明回转马达76。
在操作阀2的驱动器口连接有与回转马达76连通的流路28、29。在流路28连接有溢流阀30，在流路29连接有溢流阀31。在操作阀2被保持在中立位置时，驱动器口关闭，回转马达76维持停止状态。
在回转马达76停止着的状态下，在将操作阀2从中立位置切换到一侧时，流路28连接于第1主泵71，流路29与工作流体箱连通。由此，自流路28供给工作油而使回转马达76向一个方向旋转，并且，使来自回转马达76的返回工作油通过流路29返回到工作流体箱。在将操作阀2切换到另一侧时，流路29连接于第1主泵71，流路28与工作流体箱连通。由此，自流路29供给工作油而使回转马达76向另一方向旋转，并且，使来自回转马达76的返回工作油通过流路28返回到工作流体箱。
接着，说明动臂缸77。
在操作阀16的驱动器口连接有与动臂缸77连通的流路32、35。在操作阀16被保持在中立位置时，驱动器口关闭，动臂缸77维持停止状态。
在动臂缸77停止着的状态下，在将操作阀16从中立位置切换到一侧时，自第2主泵72排出的工作油通过流路32被供给至动臂缸77的活塞侧室33，并且，使来自杆侧室34的返回工作油通过流路35返回到工作流体箱。由此，动臂缸77伸长。在将操作阀16切换到另一侧时，自第2主泵72排出的工作油通过流路35被供给至动臂缸77的杆侧室34，并且，使来自活塞侧室33的返回工作油通过流路32返回到工作流体箱。由此，动臂缸77收缩。
第1回路系统75的动臂二速用操作阀3与操作阀16联动地进行切换。在将动臂缸77的活塞侧室33和操作阀16连接起来的流路32中设有电磁比例节流阀36，该电磁比例节流阀36利用控制器90控制开度。电磁比例节流阀36在正常状态下保持全开位置。
混合动力建筑机械的控制系统100包括再生装置，该再生装置用于执行回收来自回转马达76和动臂缸77的工作油的能量的再生控制。以下说明该再生装置。
再生装置的再生控制利用控制器90执行。控制器90包括用于执行再生控制的CPU(中央运算处理装置)、存储有CPU的处理动作所需的控制程序、设定值等的ROM(只读存储器)以及用于暂时存储各种传感器所检测到的信息的RAM(随机存取存储器)。
首先，说明利用来自回转马达76的工作油进行能量再生的回转再生控制。
连接于回转马达76的流路28、29与回转再生流路47相连接，该回转再生流路47用于将来自回转马达76的工作油引导至再生用的再生马达88。在流路28中设有单向阀48，在流路29中设有单向阀49，该单向阀48、49只容许工作油向回转再生流路47流动。回转再生流路47通过合流再生流路46连接于再生马达88。
再生马达88为能够调整斜盘的偏转角度的可变容量式马达，与作为发电机兼用的旋转电机的电动发电机91同轴旋转地相连结。再生马达88利用自回转马达76、动臂缸77通过合流再生流路46回流的工作油驱动而旋转。另外，再生马达88在执行后述的剩余流量再生的情况下，利用自第1主泵71、第2主泵72排出而回流的工作油驱动而旋转。再生马达88的斜盘的偏转角度由倾角控制器38控制。倾角控制器38由控制器90的输出信号控制。
再生马达88能够驱动电动发电机91而使其旋转。在电动发电机91作为发电机发挥功能的情况下，发电产生的再生电力借助变换器92被充入到电池26中。再生马达88和电动发电机91既可以直接连结起来，也可以借助减速器连结起来。
在再生马达88的上游连接有抽吸流路61，在工作油向再生马达88的供给量变得不充分的情况下，该抽吸流路61自工作流体箱向合流再生流路46抽吸工作油并将其供给至再生马达88。在抽吸流路61中设有单向阀61a，该单向阀61a只容许工作油自工作流体箱向合流再生流路46流动。
在回转再生流路47中设有电磁切换阀50，电磁切换阀50利用自控制器90输出的信号进行切换控制。在电磁切换阀50与单向阀48、49之间设有压力传感器51，该压力传感器51用于检测回转马达76的回转动作时的回转压力或制动动作时的制动压力。由压力传感器51检测到的压力信号被输出至控制器90。
在利用通过流路28、29被供给来的工作油使回转马达76回转之际，在操作阀2被切换到中立位置的制动动作时，利用回转马达76的泵作用排出的工作油通过单向阀48、49流入到回转再生流路47，并被引导至再生马达88。
在回转再生流路47中的电磁切换阀50的下游侧设有安全阀52。安全阀52用于在例如回转再生流路47的电磁切换阀50等产生了异常的情况下，维持流路28、29的压力，防止回转马达76失控。
控制器90在判断为压力传感器51的检测压力成为回转再生开始压力以上的情况下，对电磁切换阀50的螺线管进行励磁。由此，电磁切换阀50被切换到打开位置，开始回转再生。控制器90在判断为压力传感器51的检测压力小于回转再生开始压力的情况下，将电磁切换阀50的螺线管设为非励磁状态。由此，电磁切换阀50被切换到关闭位置，停止回转再生。
接着，说明利用来自动臂缸77的工作油进行能量再生的动臂再生控制。
在流路32连接有动臂再生流路53，该动臂再生流路53自活塞侧室33与电磁比例节流阀36之间分支出来。动臂再生流路53为用于将来自活塞侧室33的返回工作油引导至再生马达88的流路。回转再生流路47与动臂再生流路53合流并连接于合流再生流路46。
在动臂再生流路53中设有电磁切换阀54，该电磁切换阀54利用自控制器90输出的信号进行切换控制。电磁切换阀54在螺线管为非励磁状态时被切换到关闭位置(图示的状态)，而阻断动臂再生流路53。电磁切换阀54在螺线管为励磁状态时被切换到打开位置，而开通动臂再生流路53并只容许工作油自活塞侧室33向合流再生流路46流动。
控制器90根据用于检测操作阀16的操作方向及其操作量的传感器(省略图示)的检测结果判定操作者是想要使动臂缸77伸长还是想要使动臂缸77收缩。控制器90在判定为动臂缸77进行伸长动作时，将电磁比例节流阀36保持在正常状态即全开位置，并且，将电磁切换阀54保持在关闭位置。另一方面，在控制器90判定为动臂缸77进行收缩动作时，根据操作阀16的操作量计算操作者所要求的动臂缸77的收缩速度，并且，关闭电磁比例节流阀36并将电磁切换阀54切换到打开位置。由此，将来自动臂缸77的返回工作油全部引导至再生马达88，执行动臂再生。
以下，说明回收来自中立流路7、18的工作油的能量而进行能量再生的剩余流量再生控制(备用再生控制)。与回转再生控制和动臂再生控制同样地，剩余流量再生控制由控制器90执行。
在第1主泵71上连接有流路55，在第2主泵72上连接有流路56。在流路55中设有电磁阀58，在流路56中设有电磁阀59。流路55在第1回路系统75的上游侧连接于第1主泵71，流路56在第2回路系统78的上游侧连接于第2主泵72。电磁阀58、59具有连接于控制器90的螺线管。
电磁阀58、59在螺线管为非励磁状态时被切换到关闭位置(图示的位置)，在螺线管为励磁状态时被切换到打开位置。电磁阀58、59借助合流流路57和单向阀60连接于再生马达88。
控制器90根据来自第1压力传感器13的信号，在第1回路系统75的所有的操作阀2～6位于中立位置的情况下，对电磁阀58的螺线管进行励磁。由此，电磁阀58被切换到打开位置。此时，控制器90对开闭阀9的螺线管进行励磁，将开闭阀9切换到关闭状态。由此，自第1主泵71排出到中立流路7的工作油通过流路55被引导至合流再生流路46，执行第1回路系统75的剩余流量再生。此时，先导压力生成机构10所生成的先导压力成为最小，因此，调节器12进行控制使得第1主泵71的容量成为最大。
同样，控制器90根据来自第2压力传感器24的信号，在第2回路系统78的所有的操作阀14～17位于中立位置的情况下，对电磁阀59的螺线管进行励磁。由此，电磁阀59被切换到打开位置。此时，控制器90对开闭阀21的螺线管进行励磁，将开闭阀21切换到关闭状态。由此，自第2主泵72排出到中立流路18的工作油通过流路56被引导至合流再生流路46，执行第2回路系统78的剩余流量再生。此时，先导压力生成机构20所生成的先导压力成为最小，因此，调节器23进行控制使得第2主泵72的容量成为最大。
由此，自第1主泵71排出的工作油经由电磁阀58被供给至再生马达88，自第2主泵72排出的工作油经由电磁阀59被供给至再生马达88，从而对再生马达88进行驱动而使其旋转。再生马达88驱动电动发电机91而使其旋转，从而使其发电。由电动发电机91发电产生的电力借助变换器92充入到电池26中。由此，利用自第1主泵71、第2主泵72排出的工作油的剩余流量执行剩余流量再生。
以下，说明利用来自辅助泵89的工作油的能量对第1主泵71和第2主泵72的输出进行辅助的辅助控制。
辅助泵89与再生马达88同轴旋转。辅助泵89利用将电动发电机91作为电动马达使用时的驱动力和再生马达88产生的驱动力进行旋转。电动发电机91的转速等利用连接于变换器92的控制器90进行控制。另外，辅助泵89的斜盘的偏转角度由倾角控制器37控制。倾角控制器37由控制器90的输出信号控制。
辅助泵89的排出流路39分支为与第1主泵71的排出侧合流的第1辅助流路40和与第2主泵72的排出侧合流的第2辅助流路41。在第1辅助流路40中设有第1电磁比例节流阀42，在第2辅助流路41中设有第2电磁比例节流阀43，该第1电磁比例节流阀42、第2电磁比例节流阀43利用控制器90的输出信号控制开度。另外，在第1辅助流路40中的第1电磁比例节流阀42的下游设有单向阀44，在第2辅助流路41中的第2电磁比例节流阀43的下游设有单向阀45，该单向阀44只容许工作油自辅助泵89向第1主泵71流动，该单向阀45只容许工作油自辅助泵89向第2主泵72流动。
接着，主要参照图2至图6说明在混合动力建筑机械的控制系统100中根据电池26的温度T[℃]执行的剩余流量再生控制。
该剩余流量再生在驱动器未工作的非作业时、且自第1主泵71、第2主泵72排出的工作油直接回流的情况下执行。因而，在刚启动混合动力建筑机械之后的作业开始前、虽然在作业过程中但驱动器未工作的情况下，执行剩余流量再生，因此，能够防止对混合动力建筑机械的动作产生影响。
通常，锂离子二次电池、镍氢二次电池等蓄电池的温度T越低则充电时的内部电阻R(T)[Ω]越大。因此，根据蓄电池的温度T，存在如下情况：在以正常的充电时的电流ic[A]充电的情况下，尽管蓄电池的表观上的电压Vf[V]达到了充满电时的充电完成电压Vfo[V]，但是，在充电完成后发生与内部电阻R(T)相当的量的电压下降(Vf＝Vfo-ic×R(T))。
另外，存在如下情况：在因充电完成后的电压下降而使蓄电池的电压从充满电时的充电完成电压Vfo[V]下降的情况下，判定为充电未完成而再次执行蓄电池的充电。
于是，在本实施方式中，通过根据电池26的温度T调整充电电流和充电完成电压，从而在电池26的温度T较低的情况下，也能够充满电。在混合动力建筑机械的运转过程中，控制器90例如以每10毫秒的恒定时间间隔反复执行图2所示的例程。
在图3中，横轴为电池26的温度T，纵轴为电池26的电压V[V]。在图4和图5中，横轴为充电过程中的电池26的电压V，纵轴为电动发电机91的转矩指令值(充电电流)。在图6中，横轴为电池26的温度T，纵轴为电动发电机91的转矩指令值(充电电流)。
在图2的步骤S11中，控制器90读取温度传感器26a所检测到的电池26的温度T和电压传感器所检测到的电池26的电压V。
在步骤S12中，判断电池26的温度T是否在比后述的第1设定温度TL1[℃]低的第2设定温度TL2[℃]以上。在由步骤S12判断为温度T在第2设定温度TL2以上的情况下，进入步骤S13。另一方面，在由步骤S12判断为温度T未在第2设定温度TL2以上、即低于第2设定温度TL2的情况下，电池26的温度T在低温B(参照图3)的范围内，因此，进入步骤S24。
在步骤S13中，判断电池26的温度T是否在第1设定温度TL1以上。在由步骤S13判断为温度T在第1设定温度TL1以上的情况下，电池26的温度T在合适温度(参照图3)的范围内，因此，进入步骤S14。另一方面，在由步骤S13判断为温度T未在第1设定温度TL1以上、即小于第1设定温度TL1的情况下，电池26的温度T在低温A(参照图3)的范围内，因此，进入步骤S19。
步骤S14至步骤S18是电池26的温度T在合适温度的范围内的情况下的流程。
在步骤S14中，从图3的对应图中读取电池26的温度T在合适温度的范围内的情况下的充电完成电压Vfo[V]。该充电完成电压Vfo为电池26的额定的充电完成电压。
在步骤S15中，判断电池26的电压V是否在充电完成电压Vfo以上。在由步骤S15判断为电压V在充电完成电压Vfo以上的情况下，电池26的充电完成，因此，进入步骤S16，并进行完成充电的处理，之后返回。另一方面，在由步骤S15判断为电压V未在充电完成电压Vfo以上、即低于充电完成电压Vfo的情况下，电池26未完成充电，因此，进入步骤S17。
在步骤S17中，电池26的温度T在合适温度的范围内，内部电阻R(T)充分地小，能够以正常的充电电流ic[A]进行充电，因此，将充电电流设定为正常的充电电流ic。然后，进入步骤S18并以充电电流ic继续对电池26充电。
步骤S19至步骤S23是电池26的温度T在低温A的范围内的情况下的流程。低温A的范围为如下的范围：即使进行充电直到电压成为高出来由对应于电池26的温度T的大小的内部电阻(R)引起的电压下降量的电压，电压也不会达到电池26的使用上限电压Vu[V](Vfo+ic×R(T)＜Vu)。
在步骤S19中，从图3的对应图中读取电池26的温度T在低温A的范围内的情况下的充电完成电压Vf(T)[V]。该充电完成电压Vf(T)为在电池26的温度T为合适温度的情况下的充电完成电压Vfo上加上根据电池26的内部电阻R(T)和充电电流ic计算出的电压下降量的电压而得到的值(Vf(T)＝Vfo+ic×R(T))。
在步骤S20中，判断电池26的电压V是否在充电完成电压Vf(T)以上。在由步骤S20判断为电压V在充电完成电压Vf(T)以上的情况下，电池26的充电完成，因此，进入步骤S21，并进行完成充电的处理，之后返回。另一方面，在由步骤S20判断为电压V不在充电完成电压Vf(T)以上、即低于充电完成电压Vf(T)的情况下，电池26的充电未完成，因此，进入步骤S22。
在步骤S22中，电池26的温度T在低温A的范围内，内部电阻R(T)并没有那么大，能够以正常的充电电流ic[A]进行充电，因此，将充电电流设定为正常的充电电流ic。然后，进入步骤S23并以充电电流ic继续对电池26充电。
由此，在电池26的温度T低于第1设定温度TL1并在低温A的范围内的情况下，控制器90执行再生电力的充电时，一直执行到电压成为比电池26的温度T在第1设定温度TL1以上的情况下的充电完成电压Vfo高出来与对应于电池26的温度T的内部电阻R(T)相应的量的电压为止。
由此，能够使在充电完成后产生由内部电阻R(T)引起的电压下降后的电池26的电压成为电池26的温度T在第1设定温度TL1以上的情况下的充电完成电压Vfo。因而，即使在电池26的温度T较低的状态下，也能够对电池26执行再生电力的充电。
步骤S24至步骤S31是电池26的温度T在比低温A低的低温B的范围内的情况下的流程。低温B的范围为如下的范围：在以正常的充电电流ic执行充电，直到电压成为高出来由对应于电池26的温度T的大小的内部电阻R(T)引起的电压下降量的电压时，可能超过电池26的使用上限电压Vu。
在步骤S24中，从图3的对应图中读取电池26的温度T在低温B的范围内的情况下的充电完成电压Vfs(T)[V]。该充电完成电压Vfs(T)为在电池26的温度T为合适温度的情况下的充电完成电压Vfo上加上根据电池26的内部电阻R(T)和后述的低充电电流ics(T)[A]计算出的电压下降量的电压而得到的值(Vfs(T)＝Vfo+ics×R(T))。
在步骤S25中，判断电池26的电压V是否小于电池26的温度T为低温A与低温B之间的分界即第2设定温度TL2时的充电完成电压Vf(T)即电压VAB[V]。在由步骤S25判断为电压V小于电压VAB的情况下，即使以正常的充电电流ic继续充电，电池26的电压V也在不超过使用上限电压Vu的大小范围内，因此，进入步骤S26。另一方面，在判断为电压V不小于电压VAB、即在电压VAB以上的情况下，若保持原状地以正常的充电电流ic继续充电，则电池26的电压V将上升到可能达到使用上限电压Vu的大小，因此，进入步骤S28并使充电电流降低到低充电电流ics(T)。
在步骤S26中，电池26的温度T在低温B的范围内，但电池26的电压V未升高至电压VAB，能够以正常的充电电流ic进行充电，因此，将充电电流设定为正常的充电电流ic。然后，进入步骤S27并以正常的电流继续对电池26充电。
另一方面，在步骤S28中，判断电池26的电压V是否在充电完成电压Vfs(T)以上。在由步骤S28判断为电压V在充电完成电压Vfs(T)以上的情况下，电池26的充电完成，因此，进入步骤S29并进行完成充电的处理，之后返回。另一方面，在由步骤S28判断为电压V未在充电完成电压Vfs(T)以上、即低于充电完成电压Vfs(T)的情况下，电池26的充电未完成，因此，进入步骤S30。
在步骤S30中，电池26的温度T在低温B的范围内，且电池26的电压V超过了电压VAB，需要以比正常的充电电流ic低的电流进行充电，因此，将充电电流设定为与电池26的温度T相对应的低充电电流ics(T)。然后，进入步骤S31并以低充电电流ics(T)继续对电池26充电。
在此，在将充电电流从正常的充电电流ic切换到低充电电流ics(T)时，如图4所示，在电池26的电压V高于VAB的情况下，通过减小用于调整再生马达88驱动电动发电机91而使其旋转时的转矩的大小的转矩指令值，从而调整为小于正常电流下的充电电流ic。具体而言，转矩指令值的变更通过控制器90向变换器92输出与转矩指令值相对应的指令来执行。在转矩指令值减小时，再生马达88驱动电动发电机91而使其旋转时的转矩也减小。
如图5所示，还可以使转矩指令值从正常的充电电流ic到低充电电流ics(T)以一阶滞后特性变化。该情况下，电动发电机91的发电量不会急剧变化，因此，能够抑制由发电量的变化引起的噪音、冲击。
如图6所示，在低温B的范围内，电池26的温度T越低，控制器90将转矩指令值设定得越小。即，在低温B的范围内，电池26的温度T越低，控制器90将低充电电流ics(T)设定得越小。另外，电池26的温度T越低，控制器90将对电池26充电的低充电电流ics(T)的下降率设定得越小。
由此，能够扩大以正常的充电电流ic对电池26充电的低温A的范围，因此，能够缩短电池26的充电时间。另外，能够将低温B的范围的下限设定为较低的温度T，因此，能够扩大能够对电池26充电的温度范围。
如上所述，在电池26的温度T低于第2设定温度TL2的情况下，控制器90将对电池26充电的充电电流设定为小于正常的充电电流ic的低充电电流ics(T)。由此，即使在电池26的温度T为合适温度的情况下的充电完成电压Vfo上加上根据电池26的内部电阻R(T)和低充电电流ics(T)计算出的电压下降量的电压，由于低充电电流ics(T)设定得较小，因此，也不会超过电池26的使用上限电压Vu(Vfo+ics(T)×R(T)＜Vu)。因而，即使在电池26的温度T较低的状态下，也能够对电池26执行再生电力的充电。
另外，控制器90在由步骤S18、S23、S27以及S31继续充电的情况下，返回步骤S11，并再次读取电池26的温度T和电压V。由此，控制器90即使在对电池26执行再生电力的充电的过程中，也在每次重复图2的例程时将电池26的温度T和电压V始终更新为最新的值来执行再生电力的充电。
例如，在像低温B的范围那样内部电阻R(T)较大的情况下，充电时的发热量较大。因此，在对电池26充电时，电池26的温度T上升。另外，在低温B的范围内对电池26充电时的低充电电流ics(T)随着电池26的温度T上升而变大。因而，充电电流随着电池26的温度T上升而变大，因此，能够缩短充电时间。
另外，在温度T从低温B的范围上升并到达低温A的范围内、温度T从低温A的范围上升并到达合适温度的范围内时，变更充电完成电压。由此，控制器90根据电池26的温度变化始终对充电电流和充电完成电压进行调整。因而，能够执行与电池26的温度T相对应的适当的再生电力的充电。
根据以上的实施方式，起到以下所示的效果。
在电池26的温度T低于第1设定温度TL1的情况下，对电池26充入再生电力时，一直充到电压成为比电池26的温度T在第1设定温度TL1以上的情况下的充电完成电压Vfo高出来与对应于电池26的温度的内部电阻R(T)相对应的量的电压为止。因而，能够使在充电完成后产生由内部电阻R(T)引起的电压下降后的电池26的电压成为电池26的温度T为第1设定温度TL1的情况下的充电完成电压Vfo。
另外，在电池26的温度T低于第2设定温度TL2的情况下，使对电池26充电的充电电流成为低充电电流ics(T)，该低充电电流ics(T)设定为小于正常的充电电流ic。由此，即使在电池26的温度T为合适温度的情况下的充电完成电压Vfo上加上根据电池26的内部电阻R(T)和低充电电流ics(T)计算出的电压下降量的电压，由于低充电电流ics(T)设定得较小，因此，也不会超过电池26的使用上限电压Vu。
因而，即使在电池26的温度较低的状态下，也能够对电池26进行再生电力的充电。
以下，总结说明本发明的实施方式的结构、作用以及效果。
混合动力建筑机械的控制系统100包括用于向驱动器供给工作油的第1主泵71、第2主泵72、利用自第1主泵71、第2主泵72排出并回流的工作油驱动而旋转的再生马达88、利用再生马达88驱动而旋转的电动发电机91、被充入由电动发电机91发电产生的再生电力的电池26、用于检测电池26的温度的温度传感器26a以及用于控制对电池26的再生电力的充电的控制器90，在电池26的温度T低于第1设定温度TL1的情况下，控制器90执行再生电力的充电时，一直执行到电压成为比电池26的温度T在第1设定温度TL1以上的情况下的充电完成电压Vfo高出来与对应于电池26的温度T的内部电阻R(T)相应的量的电压为止。
在该结构中，在电池26的温度T低于第1设定温度TL1的情况下，对电池26充入再生电力时，一直充到电压成为比电池26的温度T在第1设定温度TL1以上的情况下的充电完成电压Vfo高出来与对应于电池26的温度的内部电阻R(T)相应的量的电压为止。因而，能够使在充电完成后产生由内部电阻R(T)引起的电压下降后的电池26的电压成为电池26的温度T为第1设定温度TL1的情况下的充电完成电压Vfo。因而，即使在电池26的温度较低的状态下，也能够对电池26进行再生电力的充电。
另外，在电池26的温度T低于比第1设定温度TL1低的第2设定温度TL2的情况下，控制器90减小对电池26充电的充电电流。
另外，控制器90通过减小再生马达88驱动电动发电机91而使其旋转时的转矩指令值从而减小对电池26充电的充电电流。
在这些结构中，在电池26的温度T低于第2设定温度TL2的情况下，使对电池26充电的充电电流成为低充电电流ics(T)，该低充电电流ics(T)设定为小于正常的充电电流ic。由此，即使在电池26的温度T为合适温度的情况下的充电完成电压Vfo上加上根据电池26的内部电阻R(T)和低充电电流ics(T)计算出的电压下降量的电压，由于低充电电流ics(T)设定得较小，因此，也不会超过电池26的使用上限电压Vu。因而，即使在电池26的温度较低的状态下，也能够对电池26进行再生电力的充电。
另外，控制器90使再生马达88的转矩指令值以一阶滞后特性变化。
在该结构中，电动发电机91的发电量不会急剧变化，因此，能够抑制由发电量的变化引起的噪音、冲击。
另外，电池26的温度T越低，控制器90使对电池26充电的充电电流越小。
另外，电池26的温度T越低，控制器90使对电池26充电的充电电流的下降率越小。
在这些结构中，电池26的温度T越低则使充电电流越小，从而能够将低温B的范围的下限设定为较低的温度T，因此，能够扩大能够对电池26充电的温度范围。
另外，控制器90在对电池26执行再生电力的充电的过程中，也根据电池26的温度T调整对电池26充电的充电电流。
在该结构中，在温度T在低温B的范围内上升时，变更充电电流。由此，控制器90根据电池26的温度变化始终对充电电流进行调整。因而，能够执行与电池26的温度T相对应的适当的再生电力的充电。
另外，对电池26进行的再生电力的充电在驱动器未工作且自第1主泵71、第2主泵72排出的工作油直接回流的情况下执行。
在该结构中，在刚启动了混合动力建筑机械后的作业开始前、虽然是在作业过程中但驱动器未工作的情况下，执行剩余流量再生，因此，不会对混合动力建筑机械的动作产生影响。
另外，一种用于控制混合动力建筑机械的控制方法，该混合动力建筑机械包括利用自第1主泵71、第2主泵72排出并回流的工作油驱动而旋转的再生马达88、利用再生马达88驱动而旋转的电动发电机91以及被充入由电动发电机91发电产生的再生电力的电池26，在该控制方法中，检测电池26的温度，在电池26的温度T低于第1设定温度TL1的情况下，执行再生电力的充电时，一直执行到电压成为比电池26的温度在第1设定温度TL1以上的情况下的充电完成电压Vfo高出来与对应于电池26的温度的内部电阻R(T)相应的量的电压为止。
根据该结构，在电池26的温度T低于第1设定温度TL1的情况下，对电池26充入再生电力，直到成为比电池26的温度T在第1设定温度TL1以上的情况下的充电完成电压Vfo高出来与对应于电池26的温度的内部电阻R(T)相应的量的电压。因而，能够使在充电完成后产生由内部电阻R(T)引起的电压下降后的电池26的电压成为电池26的温度T为第1设定温度TL1的情况下的充电完成电压Vfo。因而，即使在电池26的温度较低的情况下，也能够对电池26进行再生电力的充电。
以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，其主旨并不在于将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。
例如，在上述实施方式中，说明了驱动器未工作且自第1主泵71、第2主泵72排出的工作油直接回流的剩余流量再生控制被执行的情况下的与电池26的温度T相对应的再生控制，但代替于此，还可以使用自回转马达76、动臂缸77等驱动器回流的工作油执行与电池26的温度T相对应的再生控制。
另外，在上述实施方式中，在低温B的范围内对电池26充电时，通过减小转矩指令值，从而使充电电流下降到低充电电流ics(T)，但代替于此，还可以通过减小第1主泵71、第2主泵72的斜盘的偏转角度，使回流到再生马达88的工作油的流量减少，从而使充电电流下降到低充电电流ics(T)。该情况下，第1主泵71、第2主泵72被调整为电池26的充电所需的动力，因此，能够更有效地执行电池26的充电。
另外，代替图3和图6所示的对应图，还可以使用将电池26的温度T作为变量的函数f(T)。
本申请基于2015年6月29日向日本国特许厅申请的日本特愿2015-129870主张优先权，该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。

Claims (9)

1.一种混合动力建筑机械的控制系统，其中，
该混合动力建筑机械的控制系统包括：
流体压泵，其用于向流体压驱动器供给工作流体；
再生马达，其利用自所述流体压泵排出并回流的工作流体驱动而旋转；
旋转电机，其利用所述再生马达驱动而旋转；
蓄电部，其被充入由所述旋转电机发电产生的再生电力；
温度检测部，其检测所述蓄电部的温度；以及
控制部，其用于控制对所述蓄电部进行的再生电力的充电，
在所述蓄电部的温度低于第1设定温度的情况下，所述控制部执行再生电力的充电时，一直执行到电压成为比所述蓄电部的温度在所述第1设定温度以上的情况下的充电完成电压高出来与对应于所述蓄电部的温度的内部电阻相应的量的电压为止。
2.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，
在所述蓄电部的温度低于比所述第1设定温度低的第2设定温度的情况下，所述控制部减小对所述蓄电部充电的充电电流。
3.根据权利要求2所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，
所述控制部通过减小所述再生马达驱动所述旋转电机而使其旋转时的转矩，从而减小对所述蓄电部充电的充电电流。
4.根据权利要求3所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，
所述控制部使所述再生马达的转矩以一阶滞后特性变化。
5.根据权利要求2所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，
所述蓄电部的温度越低，所述控制部使对所述蓄电部充电的充电电流越小。
6.根据权利要求5所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，
所述蓄电部的温度越低，所述控制部使对所述蓄电部充电的充电电流的下降率越小。
7.根据权利要求2所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，
所述控制部在对所述蓄电部执行再生电力的充电的过程中，也根据所述蓄电部的温度调整对所述蓄电部充电的充电电流。
8.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，
在所述流体压驱动器未工作且自所述流体压泵排出的工作流体直接回流的情况下，对所述蓄电部执行再生电力的充电。
9.一种混合动力建筑机械的控制方法，其用于控制混合动力建筑机械，该混合动力建筑机械包括：再生马达，其利用自流体压泵排出并回流的工作流体驱动而旋转；旋转电机，其利用所述再生马达驱动而旋转；以及蓄电部，其被充入由所述旋转电机发电产生的再生电力，其中，
在该混合动力建筑机械的控制方法中，
检测所述蓄电部的温度，
在所述蓄电部的温度低于第1设定温度的情况下，执行再生电力的充电时，一直执行到电压成为比所述蓄电部的温度在所述第1设定温度以上的情况下的充电完成电压高出来与对应于所述蓄电部的温度的内部电阻相应的量的电压为止。
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