生電力的狀態轉換成作為電動機產生動力的狀態。此時，如果目標發電轉矩Twt輸入至調制部63B，則對目標發電轉矩Twt進行調制，結果是發電轉矩指令值Twi逐漸減少至0。在使發電電動機19作為電動機來進行驅動的情況下，需要使發電轉矩指令值Twi迅速變成0，因此在控制許可標志位Fp為TRUE(真)的情況下，切換部63A輸出0。
[0201]調制部63B對來自切換部63A的輸出進行調制，生成發電轉矩指令值Twi并輸出。如后所述，調制部63B根據控制許可標志位Fp的值，選擇使切換部63A的輸出原樣輸出或者對切換部63A的輸出進行調制后輸出。
[0202]如圖20所示，調制部63B具有加減法部64A、最小值選擇部64B、最大值選擇部64C、加減法部64D和切換部64E。加減法部64A從目標發電轉矩Twt減去目標發電轉矩的上一次的值Twtb后輸出。后文將說明上一次的值Twtb。
[0203 ]最小值選擇部64B選擇加減法部64A的輸出和上限調制轉矩Tmmax中的較小的一方并輸出。在實施方式中，上限調制轉矩Tmmax是按混合動力控制器23的控制的每個周期能夠變化的轉矩的限制值。最大值選擇部64C選擇最小值選擇部64B的輸出和下限調制轉矩Tmmin中的較小的一方并輸出。上限調制轉矩Tmmax大于下限調制轉矩Tmmin。加減法器64D將最大值選擇部64C的輸出與目標發電轉矩的上一次的值Twbt相加后輸出。
[0204]切換部64E根據控制許可標志位Fp的值，選擇輸入并將其輸出。在控制許可標志位Fp為FALSE(假)的情況下，切換部64E輸出加減法器64D計算出的結果。通過將切換部63A的輸出由加減法器64A、最小值選擇部64B、最大值選擇部64C和加減法器64D進行處理，對切換部63A的輸出進行調制。其結果，發電轉矩指令值Twi在發電電動機19從作為電動機產生動力的狀態轉換成作為發電機吸收動力的狀態時，隨著時間的經過，在實施方式中從0逐漸變化成目標發電轉矩Twt。其結果，抑制發電電動機19作為電動機來驅動的情況和作為發電機進行驅動的情況反復出現的脈動現象。在控制許可標志位Fp為TRUE(真)的情況下，切換部64E將目標發電轉矩Twt原樣輸出。切換部64E的輸出是發電轉矩指令值Twi。
[0205]從目標發電轉矩Twt輸入至調制部63B后到調制部63B輸出發電轉矩指令值Twi為止，是混合動力控制器23的1個控制周期。在實施方式中，切換部64E的上一次的輸出值、SP目標發電轉矩的上一次的值Twtb存儲在混合動力控制器23的存儲部中。圖20的1 /Z意味著目標發電轉矩的上一次的值Twtb存儲在混合動力控制器23的存儲部中。目標發電轉矩的上一次的值Twtb為，輸入至調制部63B的目標發電轉矩Twt之前1個周期的控制中所得到的值。
[0206]實施方式涉及的動力機械控制方法
[0207]圖21是表示實施方式涉及的動力機械控制方法的一個示例的流程圖。在步驟S101中，圖2所示的混合動力控制器23判斷開始條件是否成立。開始條件是，對內燃機17的負載LD超過輸出指令值Pei并且實際轉速nr和內燃機17的轉矩Tr的條件即第一條件和第二條件成立，而開始使發電電動機19產生動力的處理所需要的條件。控制許可標志位Fp為TRUE(真)的情況是，以實際轉速nr和內燃機17的轉矩Tr的條件、即第一條件和第二條件已成立作為條件，即負載LD已超過輸出指令值Pt的情況，從而許可發電電動機19作為電動機來進行驅動。
[0208]在開始條件成立的情況(步驟S101，“是”)下，在步驟S102中，混合動力控制器23使發電電動機19作為電動機來進行驅動。使發電電動機19作為電動機來進行驅動的處理由圖14所示的內燃機輔助部50實現。在步驟S103中，混合動力控制器23判斷結束條件是否成立。結束條件是，由于對內燃機17的負載LD成為輸出指令值Pei以下，而結束使發電電動機19產生動力的情況并切換成產生電力的處理所需要的條件。結束條件在從圖17所示的控制許可標志位生成部53輸出控制許可標志位Fp = FALSE(假)時成立。即，在發電電動機轉速ng大于控制判斷轉速nc的情況下，結束條件成立。
[0209]在結束條件成立的情況(步驟S103，“是”)下，在步驟S104中，混合動力控制器23通過使發電電動機19作為發電機工作來產生電力。在結束條件不成立的情況(步驟S103，“否”)下，混合動力控制器23反復進行步驟S102和步驟S103。返回步驟S101，在開始條件成立的情況(步驟S101，“是”)下，混合動力控制器23執行步驟S104。
[0210]實施方式涉及的動力機械控制裝置和動力機械控制方法，在內燃機17的負載暫時增加的情況下，通過使發電電動機19作為電動機來進行驅動，使發電電動機19產生的動力、更具體而言是轉矩T增加。通過這樣的處理，能夠抑制在內燃機17的負載暫時增加的情況下內燃機17停止。
[0211]在發生作用于內燃機17的負載暫時增加的情況下，內燃機17的轉矩T上升至最大轉矩線TL之后，轉速η沿著最大轉矩線TL下降。因此，如果使圖4和圖5等所示的匹配軌跡ML靠近最大轉矩線TL，則在發生作用于內燃機17的負載暫時增加的情況下轉矩T能上升的量減少。其結果，內燃機17的轉速η大幅下降、內燃機17停止的可能性提高。
[0212]實施方式涉及的動力機械控制裝置和動力機械控制方法，在內燃機17的負載暫時增加的情況下，如上所述由于使發電電動機19產生的轉矩Τ增加，所以能夠抑制內燃機17的轉速η大幅下降以及內燃機17停止。因此，根據實施方式涉及的動力機械控制裝置和動力機械控制方法，能夠使匹配軌跡ML靠近最大轉矩線TL。其結果，如果輸出相同，內燃機17就能夠以更低的轉速η驅動，因此摩擦損失降低，抑制燃料消耗量。
[0213]在使發電電動機19作為電動機來進行驅動的情況下，也能夠進行使內燃機17的實際轉速nr成為目標轉速的控制。在這種情況下，從避免脈動的觀點出發，只有在實際轉速nr與目標轉速之差達到某個程度的大小，才使發電電動機19作為電動機來進行驅動。因此，在內燃機17的負載暫時增加的情況下，進行使內燃機17的實際轉速nr成為目標轉速的控制，則可能因控制的延遲而無法抑制內燃機17的轉速η的下降。
[0214]對發電電動機19指示要產生的轉矩的量時，該發電電動機19幾乎無延遲地產生所指示的量的轉矩。實施方式涉及的動力機械控制裝置和動力機械控制方法，在內燃機17的負載暫時增加的情況下，使用用于使發電電動機19的轉矩Τ增加的指令，使轉矩Τ增加。通過這樣的處理，控制的延遲幾乎不會產生，因此能夠更可靠地抑制內燃機17停止。
[0215]在實施方式中，以具有內燃機17的液壓挖掘機1作為作業機械的示例，不過實施方式能夠應用的作業機械不局限于此。例如作業機械也可以是輪式裝載機、推土機和自卸車等。作業機械搭載的發動機的種類也不限定。
[0216]以上，對實施方式進行了說明，不過實施方式不局限于上述內容。此外，在上述結構要素中包含本領域技術人員能夠容易想到的結構要素、實質上相同的結構要素、所謂的等同范圍內的結構要素。進而，能夠適當地組合上述結構要素。進而，在不脫離本實施方式的要旨的范圍內，能夠進行結構要素的各種省略、置換或變更。
【主權項】
1.一種混合動力作業機械的動力機械控制裝置，其特征在于: 在控制產生動力且在用于獲取所產生的動力的輸出軸上安裝有發電電動機的內燃機時， 在第一條件和第二條件雙方都成立的情況下使所述發電電動機產生動力，其中，該第一條件的成立和不成立基于所述內燃機的實際轉速與根據第一關系和第二關系得到的轉速的比較來決定，該第二條件的成立和不成立基于所述實際轉速時的所述內燃機的轉矩與在所述實際轉速時使用所述第一關系求出的轉矩的比較來決定， 所述第一關系是所述內燃機的轉速與在各轉速下所述內燃機能夠產生的轉矩的關系，所述第二關系是為了規定所述內燃機產生的動力的大小而使用的、所述內燃機的轉矩與轉速的關系。2.根據權利要求1所述的混合動力作業機械的動力機械控制裝置，其特征在于: 所述第一條件在所述內燃機的實際轉速為根據所述第一關系和所述第二關系得到的轉速以下時成立， 所述第二條件在所述實際轉速時的所述內燃機的轉矩為下述值以上的情況下成立，該值是比在所述實際轉速時根據所述第一關系求出的轉矩小了規定的大小。3.根據權利要求2所述的混合動力作業機械的動力機械控制裝置，其特征在于: 所述動力機械控制裝置基于在所述實際轉速時根據所述第二關系求取的轉矩和在所述實際轉速時根據所述第一關系求取的轉矩，來決定由所述發電電動機產生的轉矩。4.根據權利要求1至3中任一項所述的混合動力作業機械的動力機械控制裝置，其特征在于: 在從所述發電電動機產生動力的狀態切換成所述發電電動機產生電力的狀態的情況下，所述動力機械控制裝置使指令值從比所述指令值的目標值小的值起隨著時間的經過而增加，該指令值用于使所述發電電動機產生電力。5.根據權利要求1至4中任一項所述的混合動力作業機械的動力機械控制裝置，其特征在于: 所述動力機械控制裝置在所述內燃機的實際轉速為所述第一關系的最大轉矩處的轉速以下時使所述發電電動機產生動力。6.一種混合動力作業機械，其特征在于，包括: 權利要求1至5中任一項所述的混合動力作業機械的動力機械控制裝置； 所述內燃機； 所述發電電動機，其由所述內燃機驅動；以及 蓄電裝置，其積蓄由所述發電電動機產生的電力。7.一種混合動力作業機械的動力機械控制方法，其特征在于: 在控制產生動力且在用于獲取所產生的動力的輸出軸上安裝有發電電動機的內燃機時， 判斷第一條件及第二條件是否成立，其中，該第一條件的成立和不成立基于所述內燃機的實際轉速與根據第一關系和第二關系得到的轉速的比較來決定，該第二條件的成立和不成立基于所述實際轉速時的所述內燃機的轉矩和在所述實際轉速時根據所述第一關系求出的轉矩的比較來決定， 在所述第一條件和所述第二條件雙方都成立的情況下輸出用于驅動所述發電電動機的驅動指令， 所述第一關系是所述內燃機的轉速與在各轉速下所述內燃機能夠產生的轉矩的關系，所述第二關系是為了規定所述內燃機產生的動力的大小而使用的、所述內燃機的轉矩與轉速的關系。8.根據權利要求7所述的混合動力作業機械的動力機械控制方法，其特征在于: 所述第一條件在所述內燃機的實際轉速為根據下述第一關系和第二關系得到的轉速以下時成立，其中，該第一關系表示所述內燃機的轉速與在各轉速下所述內燃機能夠產生的轉矩的關系，該第二關系表示為了規定所述內燃機產生的動力的大小而使用的、所述內燃機的轉矩與轉速的關系， 所述第二條件在所述實際轉速時的所述內燃機的轉矩為下述值以上的情況下成立，該值是比在所述實際轉速時根據所述第一關系求出的轉矩小了規定的大小。
【專利摘要】一種動力機械控制裝置，在控制產生動力且在用于獲取所產生的動力的輸出軸上安裝有發電電動機的內燃機時，在第一條件和第二條件雙方都成立的情況下使上述發電電動機產生動力，其中，該第一條件的成立和不成立基于上述內燃機的實際轉速與根據第一關系和第二關系得到的轉速的比較來決定，該第二條件的成立和不成立基于上述實際轉速時的上述內燃機的轉矩與在上述實際轉速時使用上述第一關系求出的轉矩的比較來決定。上述第一關系表示上述內燃機的轉速與在各轉速下上述內燃機能夠產生的轉矩的關系，上述第二關系表示為了規定上述內燃機產生的動力的大小而使用的、上述內燃機的轉矩與轉速的關系。
【IPC分類】E02F9/20
【公開號】CN105492703
【申請號】CN201580001013
【發明人】今井智貴, 大平翼, 鎮目克, 河口正
【申請人】株式會社小松制作所
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年9月30日
【公告號】DE112015000099T5, WO2016024642A1