[發明專利]混合動力式工程機械

有效

• 申請號: 201310404107.8
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103661359B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 山下耕治
• 申請（專利權）人: 神鋼建設機械株式會社
• 主分類號: B60W20/10
• 分類號: B60W20/10;B60W10/08;B60W10/26;E02F9/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 楊楷,譚祐祥

技術領域

本發明涉及一種并用發動機動力和蓄電器電力的混合動力式工程機械。

背景技術

以挖掘機為例，對本發明的背景技術進行說明。

一般的挖掘機包括：履帶式下部行走體；上部回轉體，圍繞與地面垂直的軸自如回轉地搭載在所述履帶式下部行走體上；作業附屬裝置，安裝在所述上部回轉體上；液壓致動器；液壓泵，噴出用于驅動所述液壓致動器的工作油；以及作為所述液壓泵的動力源的發動機。此外，混合動力挖掘機包括：發電電動機，連接于發動機且發揮發電機作用和電動機作用；以及蓄電器，通過由發電電動機的發電機作用生成的電力被充電。所述發電電動機由所述蓄電器中所蓄積的電力即蓄電力驅動，發揮所述電動機作用，且通過該電動機作用，輔助所述發動機驅動所述液壓泵。

所述發電電動機的輸出被控制為，使得與所述發動機的輸出、向所述液壓泵要求的輸出即泵所需輸出、及所述發電電動機的輸出(電動機輸出或發電機輸出)的關系分別滿足以下關系，即：當充電時，發動機輸出＝發電機輸出+泵所需輸出；當輔助時，發動機輸出+電動機輸出＝泵所需輸出。即，對發電電動機的輸出進行控制，使得在泵所需輸出超過發動機輸出的情況下，用電動機輸出彌補發動機輸出的不足部分，在泵所需輸出低于發動機輸出的情況下，利用由發動機輸出的多余部分產生的發電機輸出對蓄電器充電。

在所述混合動力挖掘機中，當液壓負載(泵所需輸出)增加時，增加燃料流量(供應量)以使發動機輸出對應于液壓負載(泵所需輸出)的增加而增加。在此情況下，若發動機輸出的增加率(每單位時間的輸出變化量)大，則發動機的燃燒狀態會惡化，例如燃料流量變得過大而引起不完全燃燒，產生黑煙等。作為該問題的解決方法，在日本專利公開公報特開2009-216058號中公開了將發動機輸出的增加率限制為恒定的限制值的技術。具體而言，在該以往技術中，當泵所需輸出超過根據所述限制值求出的發動機上限輸出時，通過從蓄電器釋放出的電力使發電電動機發揮電動機作用(輔助)，由此，使發動機輸出保持于所述發動機上限輸出。

然而，因為所述發電電動機的輔助力依賴于蓄電器的蓄電力，且該蓄電力會根據充電率等而發生變動，所以存在以下的可能性，即，因蓄電力的極限而產生輔助力不足的情況，從而無法將發動機輸出的增加率控制為限制值。即，對發動機輸出的增加率進行限制的所述以往技術有可能無法實現防止燃燒狀態惡化的這一目的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種混合動力式工程機械，能夠更可靠地防止發動機燃燒狀態隨著泵所需輸出的增加而惡化。

本發明所提供的混合動力式工程機械包括：液壓致動器；液壓泵，噴出用于驅動所述液壓致動器的工作油；發電電動機，發揮生成電力的發電機作用和生成動力的電動機作用；發動機，連接于所述液壓泵及所述發電電動機；蓄電器；以及控制器，使所述發電電動機發揮所述發電機作用而對所述蓄電器充電，另一方面，利用所述蓄電器所釋放的電力使所述發電電動機發揮所述電動機作用以便輔助所述發動機，其中，所述控制器在所述發動機的輸出為預先設定的發動機下限輸出以上時，使所述發電電動機開始發揮發電機作用，并且以將發動機輸出保持在所述發動機下限輸出以上的范圍內為目標，控制所述發電電動機的發電機作用。

附圖說明

圖1是表示本發明實施方式所涉及的混合動力式工程機械的主要結構要素的框圖。

圖2是表示圖1所示的控制器的運算控制內容的框線圖。

圖3是表示所述控制器中存儲的蓄電器的充電率和發動機下限輸出之間的關系的圖。

圖4是表示所述控制器中存儲的發動機轉速、燃料流量及發動機輸出容許增加量之間的關系的圖。

具體實施方式

根據附圖說明本發明的實施方式。在本實施方式中，本發明適用于混合動力挖掘機。

如圖1所示，本實施方式所涉及的混合動力式工程機械包括發動機1、發電電動機2、液壓泵3、控制器4、調節器5、控制閥6、液壓致動器7、逆變器8及蓄電器9。

所述發電電動機2連接于發動機1，且發揮發電機作用(生成電力而對蓄電器充電的作用)和電動機作用(生成動力而輔助發動機1驅動液壓泵3的作用)。此外，在混合動力挖掘機中，對液壓泵3供應動力的方式有所謂的并聯方式(parallel system)和串聯方式(series system)，本發明能夠適用于兩種方式中的任一種方式。