挖土機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種挖土機。本發(fā)明的實施例所涉及的挖土機具有：下部行走體(1)；上部回轉體(3)；工作附件；引擎(11)；電動發(fā)電機(12)，連結于引擎(11)；液壓泵(14)，與電動發(fā)電機(12)連結并向工作附件供給工作油；回轉用電動機(21)，搭載于上部回轉體(3)；蓄電器(19)；DC總線(110)，將蓄電器(19)與回轉用電動機(21)進行電連接；及控制裝置(30)，控制裝置(30)根據(jù)溫度的下降來減小蓄電器(19)的充放電極限值，且改變蓄電器(19)向回轉用電動機(21)供給的電力的最大值即放電要求值。
【專利說明】
挖±機
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及一種具備回轉用電動機及蓄電系統(tǒng)的挖±機。
【背景技術】
[0002] 已知有具備連接于電池的電動發(fā)電機、利用來自回轉用液壓馬達的回油來進行旋 轉的液壓馬達、引擎驅動的主累、及輔助主累的輔助累的混合式施工機械（參考專利文獻 1。）。該混合式施工機械在停止回轉時從回轉用液壓馬達利用回油進行發(fā)電，并使發(fā)電的電 力充電于電池。
[0003] W往技術文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本特開2011-241539號公報
[0006] 發(fā)明的內容
[0007] 發(fā)明要解決的技術課題
[000引然而，若抑制再生發(fā)電，則無法得到電制動力。
[0009] 鑒于上述情況，期望提供一種低溫時也能夠適當?shù)剡M行動作的具備回轉用電動機 及蓄電系統(tǒng)的挖±機。
[0010] 用于解決技術課題的手段
[0011] 本發(fā)明的實施例所設及的挖±機具有:下部行走體;上部回轉體;工作附件；引擎； 電動發(fā)電機，連結于所述引擎;液壓累，與所述電動發(fā)電機連結并向所述工作附件供給工作 油；回轉用電動機，搭載于所述上部回轉體;蓄電器;DC總線，將所述蓄電器與所述回轉用電 動機進行電連接;及控制裝置，所述控制裝置根據(jù)溫度的下降來減小所述蓄電器的充放電 極限值，且改變所述蓄電器向所述回轉用電動機供給的電力的最大值即放電要求值。
[0012]發(fā)明效果
[0013] 通過上述構件，能夠提供一種低溫時也能夠適當進行動作的具備回轉用電動機及 蓄電系統(tǒng)的挖±機。
【附圖說明】
[0014] 圖1是挖±機的側視圖。
[0015] 圖2是表示圖1的挖±機的驅動系統(tǒng)的結構的塊圖。
[0016] 圖3是表示蓄電系統(tǒng)的結構的塊圖。
[0017] 圖4是表示要求值導出處理的流程的流程圖。
[0018] 圖5是說明S0C/要求值對應表的一例的圖。
[0019] 圖6是表示回轉動力運行時處理的流程的流程圖。
[0020] 圖7是表示回轉再生時處理的流程的流程圖。
[0021 ]圖8是表示回轉停止時處理的流程的流程圖。
[0022]圖9是說明累最大輸出增減處理的示意圖。
[0023] 圖10是表示SOC/要求值對應表的另一例的圖。
[0024] 圖11是表示放電要求線的另一例的圖。
[0025] 圖12是表示電容器的S0C與回轉速度極限值之間的關系的圖。
[0026] 圖13是表示回轉速度極限值與回轉轉矩極限值及累電流極限值之間的關系的圖。
[0027] 圖14是表示S0C/要求值對應表的又一例的圖。
[0028] 圖15是表示液壓回路的結構例的概略圖。
[0029] 圖16是說明蓄電系統(tǒng)的暖機開始條件的圖。
[0030] 圖17是表示蓄電系統(tǒng)暖機處理的流程的流程圖。
[0031] 圖18是表示放電(輔助)處理的流程的流程圖。
[0032] 圖19是表示充電(發(fā)電)處理的流程的流程圖。
[0033] 圖20是表示電容器輸入輸出、S0C、電容器電壓及電容器電流的變化的圖。
[0034] 圖21是說明蓄電系統(tǒng)的暖機停止條件的圖。
[0035] 圖22是說明吸收馬力增減處理的示意圖。
[0036] 圖23是表示蓄電系統(tǒng)暖機處理過程中的各種參數(shù)的隨時間變化的一例的圖。
[0037] 圖24是表示蓄電系統(tǒng)暖機處理過程中的各種參數(shù)隨時間變化的另一例的圖。
【具體實施方式】
[0038] 圖1是表示作為適用本發(fā)明的施工機械的一例的挖±機的側視圖。在挖±機的下 部行走體1上經由回轉機構2搭載有上部回轉體3。在上部回轉體3上安裝有動臂4。在動臂4 的前端安裝有斗桿5,在斗桿5的前端安裝有伊斗6。動臂4、斗桿5及伊斗6構成作為工作附件 的1例的挖掘附件，通過動臂缸7、斗桿缸8及伊斗缸9分別被液壓驅動。在上部回轉體3上設 有駕駛室10,且搭載有引擎等動力源。
[0039] 圖2是表示本發(fā)明的實施例所設及的挖±機的驅動系統(tǒng)的結構例的塊圖。在圖2 中，機械動力系統(tǒng)由雙重線表示，高壓液壓管路由粗實線表示，先導管路由虛線表示，電驅 動/巧制系統(tǒng)由細實線表不。
[0040] 作為機械式驅動部的引擎11和作為輔助驅動部的電動發(fā)電機12分別連接于變速 器13的2個輸入軸。在變速器13的輸出軸上連接有主累14及先導累15作為液壓累。在主累14 上經由高壓液壓管路16連接有控制閥17。主累14和控制閥17內的各閥可W并聯(lián)連接。
[0041] 主累14是挖±機中的液壓驅動系統(tǒng)的構成要件，本實施例中是斜板式可變容量型 液壓累。
[0042] 調節(jié)器14a是控制主累14的排出量的裝置。本實施例中，調節(jié)器14a按照來自控制 器30的指令，調整主累14的斜板偏轉角來控制主累14的排出量。
[0043] 控制閥17是進行挖±機中的液壓系統(tǒng)的控制的液壓控制裝置。右側行走用液壓馬 達1R、左側行走用液壓馬達1L、動臂缸7、斗桿缸8、伊斗缸9等液壓驅動器經由高壓液壓管路 連接于控制閥17。另外，液壓系統(tǒng)包含右側行走用液壓馬達1R、左側行走用液壓馬達1L、動 臂缸7、斗桿缸8、伊斗缸9、主累14及控制閥17。
[0044] 在電動發(fā)電機12上經由作為電動發(fā)電機控制部的逆變器18連接有包含作為蓄電 器的電容器的蓄電系統(tǒng)120。并且，在蓄電系統(tǒng)120上經由作為電動發(fā)電機控制部的逆變器 20連接有作為電動工作要件的回轉用電動機21。在回轉用電動機21的旋轉軸21A上連接有 分解器22、機械制動器23及回轉變速器24。并且，在先導累15上經由先導管路25連接有操作 裝置26。由回轉用電動機21、逆變器20、分解器22、機械制動器23及回轉變速器24構成作為 負載驅動系統(tǒng)的電動回轉系統(tǒng)?；剞D用電動機21具有回轉驅動的作用，使上部回轉體3旋 轉。也可W是具備作為回轉系統(tǒng)的液壓的驅動/制動器系統(tǒng)的結構。本實施例尤其通過在回 轉驅動中不使用液壓的結構來發(fā)揮顯著的效果。W下，對回轉驅動中不使用液壓的結構進 行說明。
[0045] 操作裝置26生成與操作量有關聯(lián)的信息。信息可W直接或被轉換后直接或通過控 制器30等間接地供給至驅動裝置或其他裝置。操作裝置26包含操縱桿26A、操縱桿26B、踏板 26C。操縱桿26A、操縱桿26B及踏板26C經由液壓管路27及28分別連接于控制閥17及壓力傳 感器29。
[0046] 壓力傳感器29是W壓力的形式檢測操作裝置26的操作內容的傳感器，對控制器30 輸出檢測值。
[0047] 排出壓傳感器29A是檢測主累14的排出壓的傳感器，對控制器30輸出檢測值。
[004引溫度傳感器M2、M3是檢測蓄電系統(tǒng)120的溫度的傳感器，對控制器30輸出檢測值。 本實施例中，溫度傳感器M2、M3由熱敏電阻構成，對控制器30輸出檢測值。
[0049] 控制器30是作為進行挖±機的驅動控制的主控制部的控制裝置。本實施例中，控 制器30由包含CPU及內部存儲器的運算處理裝置構成，通過使CPU執(zhí)行存放于內部存儲器的 驅動控制用的程序來實現(xiàn)各種作用。
[0050] 并且，控制器30例如接收來自壓力傳感器29、排出壓傳感器29A、溫度傳感器M2及 溫度傳感器M3的檢測值來執(zhí)行各種運算，向引擎11、調節(jié)器14a、蓄電系統(tǒng)120等輸出各種指 令。例如，當根據(jù)溫度傳感器M2的檢測值判斷為蓄電系統(tǒng)120的溫度小于規(guī)定溫度時，控制 器30開始蓄電系統(tǒng)120的暖機。并且，即使根據(jù)壓力傳感器29及排出壓傳感器29A的檢測值 判斷為已開始液壓驅動系統(tǒng)的暖機的情況下，控制器30也持續(xù)進行蓄電系統(tǒng)120的暖機。另 夕h與液壓驅動系統(tǒng)的暖機及蓄電系統(tǒng)120的暖機有關的詳細說明將于后述。
[0051] 圖3是表示蓄電系統(tǒng)120的結構的塊圖。蓄電系統(tǒng)120包含作為第1蓄電器的電容器 19、升降壓轉換器100及作為總線線路的DC總線110。另外，第1蓄電器是可充放電電力的裝 置，例如是裡離子電容器、雙電層型電容器、裡離子電池等。本實施例中，電容器19是裡離子 電容器。
[0052] 蓄電系統(tǒng)120中設有用于檢測電容器電壓值的電容器電壓檢測部112和用于檢測 電容器電流值的電容器電流檢測部113。電容器電壓值和電容器電流值被供給至控制器30。
[0053] 電容器電壓值相當于電容器19的端子電壓。若將電容器19的開路電壓設為Vc[V]、 將電容器19的內部電阻設為R[ Ω ]、將從電容器19向升降壓轉換器100流動的放電電流的大 小設為Id[A]，則電容器19的放電時的端子電壓VI由Vl=Vc-RXId表示，電容器19的放電電 力W1由Wl = VI X Id表示。并且，若將從升降壓轉換器100向電容器19流動的充電電流的大小 設為Ic，則電容器19的充電時的端子電壓V2由V2 = Vc+RXIc表示，電容器19的充電電力W2 由W2 = V2XIc表示。
[0054] 并且，電容器19的放電時的熱值Q1由Id2XR表示，充電時的熱值Q2由Ic 2XR表示。
[0055] 并且，若將電容器19的最小電壓設為Vmin、將最大電壓設為Vmax，則電容器19的充 電率(S0C)由下式表示。
[0056][數(shù)式 1]
[0化7]
[0058] 由W上關系可知，電容器19的S0C較高意味著開路電壓Vc較高，實現(xiàn)規(guī)定的放電電 力W1時的放電電流I d較小即可，放電時的熱值Q1也變小，因此放電效率較高。同樣地，實現(xiàn) 規(guī)定的充電電力W2時的充電電流IC較小即可，充電時的熱值Q2也變小，因此充電效率較高。
[0059] 并且，設置于蓄電系統(tǒng)120的溫度傳感器M2檢測電容器19的溫度（電容器溫度）。溫 度傳感器M3檢測升降壓轉換器100的溫度。電容器溫度只要W可知電容器19的溫度相對于 適當基準的相對值的形態(tài)被檢測即可，通常被直接測定。也可W使用與電容器溫度有關聯(lián) 的信息。例如，可W通過檢測電容器19的冷卻中所使用的冷卻水的溫度而被間接地檢測出。 并且，也可W通過檢測對電容器19的溫度有影響的冷卻水W外的其他熱介質的溫度而被間 接地檢測出。可W是氣溫等環(huán)境溫度。例如，溫度傳感器M2由安裝于電容電池的電極的熱敏 電阻構成，檢測電容器溫度，并對控制器30輸出其檢測值。
[0060] 升降壓轉換器100根據(jù)電動發(fā)電機12及回轉用電動機21的運行狀態(tài)進行切換升壓 動作和降壓動作的控制，則動(：總線電壓值進入一定范圍內。另外，DC總線110的電壓由DC 總線電壓檢測部111檢測。DC總線110配設于逆變器18及20各自與升降壓轉換器100之間，進 行電容器19、電動發(fā)電機12及回轉用電動機21之間的電力的授受。
[0061] 控制器30將從壓力傳感器29供給的信號轉換為速度指令，并進行回轉用電動機21 的驅動控制。此時，從壓力傳感器29供給的信號相當于表示為了使回轉機構2回轉而對操作 裝置26進行操作時的操作量的信號。
[0062] 并且，控制器30進行電動發(fā)電機12的運行控制（電動(輔助)運行或發(fā)電運行的切 換），并且通過驅動控制升降壓轉換器100來進行電容器19的充放電控制。具體而言，控制器 30對應于電容器19的充電狀態(tài)、電動發(fā)電機12的運行狀態(tài)(輔助運行或發(fā)電運行)及回轉用 電動機21的運行狀態(tài)(動力運行或再生運行)而進行電容器19的充放電控制。
[0063] 在升降壓轉換器100的控制中，考慮DC總線電壓值、電容器電壓值及電容器電流 值。
[0064] 在如W上的結構中，由作為輔助馬達的電動發(fā)電機12所發(fā)電的電力可經由逆變器 18供給至DC總線110之后，經由升降壓轉換器100供給至電容器19,或者經由逆變器20供給 至回轉用電動機21。并且，回轉用電動機21進行再生運行而生成的再生電力可經由逆變器 20供給至DC總線110之后，經由升降壓轉換器100供給至電容器19,或者經由逆變器18供給 至電動發(fā)電機12。并且，蓄積于電容器19的電力可經由升降壓轉換器100及DC總線110供給 至電動發(fā)電機12及回轉用電動機21中的至少一個。
[0065] 在如上述結構的挖±機中，控制器30使電容器19充放電，W使電容器19能夠維持 或者容易維持規(guī)定的充電率(S0C)。若根據(jù)包圍電容器19的環(huán)境使該規(guī)定的S0C在適當?shù)姆?圍內變化，則具有后述的優(yōu)點。至少，即使電容器19在與各種電負載之間交換或接收電力， 也維持在不會過充電、過放電的范圍。而且，作為S0C的運用，可W將電容器19的S0C維持為 規(guī)定的S0C水平(例如70%)。該水平越高，能夠保持越高的能量。但是，如后述那樣，在環(huán)境 溫度較低且電容器19的溫度較低的情況下，有時優(yōu)選比較低的水平。
[0066] 另外，"電容器19的充電W外的目的"包含有目的地對引擎11施加負載。并且，通過 在任意的定時使電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮作用來有目的地對引擎11施加負載，由此控 制器30能夠在任意的定時使引擎11的輸出增大。運是因為，當負載增大時引擎11欲維持規(guī) 定轉速而使輸出增大。因此，控制器30通過在液壓負載施加于引擎11之前使引擎11的輸出 瞬時增大，由此在實際施加液壓負載時能夠防止因輸出不足而引擎11的轉速下降。
[0067] 電容器19的S0C根據(jù)電容器電壓值來計算。也可W通過測量電容器19的內部電阻 來導出，也可W使用其他任意的公知方法來導出。
[0068] 控制器30根據(jù)電容器19的S0C的當前值來確定充電要求值及放電要求值，并控制 電容器19的充放電。控制器30使電動發(fā)電機12 W相當于充電要求值的電力（發(fā)電本身也可 W發(fā)電其W上的電力。）進行發(fā)電，并使電容器19W相當于充電要求值的電力進行充電。也 可W是充電要求值根據(jù)當前的S0C、電動機、發(fā)電機的狀態(tài)而變化的結構。當將充電要求值 設為零值時，不使電容器19充電。但是，并不禁止為了其他目的而使電動發(fā)電機12作為發(fā)電 機發(fā)揮作用。
[0069] 并且，當回轉用電動機21進行動力運行時，控制器30根據(jù)放電要求值，使電容器19 的電力放電（若回轉或輔助所需要的電力較低，則會出現(xiàn)放電要求值W下的電力被放電。）。 也可W是放電要求值根據(jù)當前的S0C、電動機、發(fā)電機的狀態(tài)而變化的結構。若回轉用電動 機21的驅動所需要的輸出比W]大于相當于放電要求值的電力，則使電動發(fā)電機12作為發(fā)電 機發(fā)揮作用。運是為了利用電動發(fā)電機12所發(fā)電的電力和電容器19所放電的電力來驅動回 轉用電動機21。并且，當將放電要求值設為零值時，控制器30不使電容器19放電。
[0070] 在此，參考圖4對控制器30根據(jù)電容器19的S0C來導出充電要求值及放電要求值的 處理下，設為"要求值導出處理"。）進行說明。另外，圖4是表示要求值導出處理的流程的 流程圖，控制器30W規(guī)定的控制周期反復執(zhí)行該要求值導出處理。
[0071] 最初，控制器30獲取電容器19的S0C(步驟S1)。
[0072] 并且，控制器30檢測回轉用電動機21的狀態(tài)（步驟S2)。根據(jù)基于分解器22的輸出 計算的回轉速度來判別回轉用電動機21的運行狀態(tài)和停止狀態(tài)。根據(jù)基于在逆變器20中流 動的電流計算的回轉轉矩和回轉速度來判別回轉用電動機21的動力運行狀態(tài)和再生運行 狀態(tài)。
[0073] 并且，步驟S1及步驟S2的順序不同，控制器30可W在檢測回轉用電動機21的狀態(tài) 之后獲取電容器19的S0C，也可W同時執(zhí)行2個處理。
[0074] 其后，控制器30根據(jù)電容器19的S0C及回轉用電動機21的狀態(tài)導出充電要求值(步 驟S3)。此時，可W參考存放于內部存儲器的S0C/要求值對應表。
[0075] 并且，根據(jù)電容器19的S0C及回轉用電動機21的狀態(tài)導出放電要求值(步驟S4)。本 實施例中，控制器30可W參考導出充電要求值時所使用的S0C/要求值對應表。
[0076] 圖5是說明S0C/要求值對應表的一例的圖。圖5是表示電容器19的S0C與放電要求 值及充電要求值之間的關系的曲線圖，橫軸對應S0C[%]，縱軸對應要求值。另外，圖5中，將 放電要求值設為正值，將充電要求值設為負值。并且，圖5的充電要求值是為了進行電容器 19的充電而使電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮作用的值。回轉用電動機21的再生電力獨立于 基于與充電要求值相對應的電動發(fā)電機12的發(fā)電電力進行的充電而充電于電容器19。
[0077] 圖5的虛線所示的充電要求線化1表示回轉用電動機21為動力運行狀態(tài)時所采用 的充電要求值的變化。并且，當SOC為40[ % ] w下時充電要求值成為值Cl，即使SOC進一步下 降也W值C1恒定。表示如下：S0C超過40[ % ]而達到45[ % ]為止緩慢接近零值，當S0C為45 [% ] W上時成為零值(包含零附近。W下相同。）。在采用充電要求線化1的情況下，當S0C為 40 [ % ] W下時，與超過40 [ % ]時相比容易增大。因此，充電率從S0C相對較低的情況開始增 加，容易維持在40~45[ % ]之間。并且，即使S0C進一步下降，也由于值C1被設定為比較低， 因此將發(fā)電量抑制為較低，引擎輸出容易用于液壓負載、回轉負載。
[0078] 并且，圖5的單點劃線所示的充電要求線化2表示回轉用電動機21為再生運行狀態(tài) 時所采用的充電要求值的變化。并且，當S0C為40[ % ] W下時充電要求值成為值C2,即使S0C 進一步下降也W值C2恒定。表示如下：S0C超過40[ %]而達到60[% ]為止緩慢接近零值，當 S0C為60[ % ] W上時成為零值。在采用充電要求線化2的情況下，當S0C為40[ % ] W下時，與 超過40[%]時相比容易增大。并且，S0C容易維持在45~60[%]附近。并且，即使S0C進一步 下降，也由于值C2被設定為比較低，因此將發(fā)電量抑制為較低，引擎輸出容易用于液壓負 載、回轉負載。與值C1相比，值C2時容易充電，運是因為回轉處于再生過程中，因此可W不考 慮對回轉負載的發(fā)電量。
[0079] 并且，圖5的雙點劃線所示的充電要求線化3表示回轉用電動機21為停止狀態(tài)時所 采用的充電要求值的變化。并且，表示如下：當S0C為40[ % ] W下時充電要求值成為值C3， S0C超過40[ % ]而達到60[ % ]為止緩慢接近零值，當S0C為60[ % ] W上時成為零值。在采用 充電要求線化3的情況下，當S0C為40[ % ] W下時，與超過40[ % ]時相比容易增大。因此，容 易維持在45~60[ % ]之間。并且，即使S0C進一步下降，也由于值C3設定為比較低，因此將發(fā) 電量抑制為較低，引擎輸出容易用于液壓負載、回轉負載。值C3的水平低于C2,且大于值C1。 運是考慮了回轉停止中的情況的值。
[0080] 并且，圖5的虛線所示的放電要求線化1表示回轉用電動機21為動力運行狀態(tài)時所 采用的放電要求值的變化。并且，表示如下：當S0C為60[ % ]W下時放電要求值成為零值， S0C超過60[%]而達到!00[%]為止W-定的比例增加，當S0C達到！00[%]時成為值D1。在 采用放電要求線化1的情況下，S0C的水平越高，能夠進行越多的放電，能夠加大電動機(例 如回轉)的驅動力。S0C相應地容易減小，容易維持在60[ % ]附近。
[0081] 并且，圖5的單點劃線所示的放電要求線化2表示回轉用電動機21為再生運行狀態(tài) 時所采用的放電要求值的變化。并且，表示如下：當S0C為70[%]W下時放電要求值成為零 值，S0C超過70[ % ]而達到80[ % ]為止W-定的比例增加，當S0C為80[ % ] W上時成為值D2。 在采用放電要求線化2的情況下，當S0C為80[ % ] W上時，與小于80[ % ]時相比能夠進行更 多的放電，能夠加大電動機(例如輔助）的驅動力。S0C相應地容易減小，容易維持在70~80 [%]之間，尤其是70[%]附近。
[0082] 并且，圖5的雙點劃線所示的放電要求線化3表示回轉用電動機21為停止狀態(tài)時所 采用的放電要求值的變化。并且，表示如下：當S0C為70[%]W下時，放電要求值成為零值， S0C超過70[%]而達到85[%]為止W-定的比例增加，當S0C為85[%]W上時成為值D3。在 采用放電要求線化3的情況下，當S0C為85[ % ] W上時，與小于85[ % ]時相比能夠加大電動 機的驅動力，S0C相應地容易減小。因此，容易維持在70~85[ % ]之間，尤其是70[ % ]附近。
[0083] 圖5的曲線圖表示若電容器19的當前的S0C為70[ % ]且回轉用電動機21的當前的 狀態(tài)為動力運行狀態(tài)則充電要求值為零值且放電要求值為D4的情況。表示如下:若電容器 19的當前的SOC為30[%]且回轉用電動機21的當前的狀態(tài)為再生運行狀態(tài)，則充電要求值 為C2且放電要求值為零值。如此，通過電動發(fā)電機12的發(fā)電及回轉再生進行的電容器19的 充電和用于電動發(fā)電機12的輔助及回轉動力運行的電容器19的放電基本上按照特定的放 電要求線和充電要求線來執(zhí)行。設有如下區(qū)域:關于放電，S0C越大越容易放電，關于充電， S0C越小越容易充電的區(qū)域;及即使S0C較小，也成為一定的充電要求值的區(qū)域。通過如此設 定，蓄電系統(tǒng)120容易通過放電來輸出驅動力，且容易通過發(fā)電來抑制引擎11的負載增大， 成為工作性較高的方式。
[0084] 接著，參考圖6對回轉用電動機21為動力運行狀態(tài)時控制器30利用充電要求值及 放電要求值來控制電容器19的充放電的處理下，設為"回轉動力運行時處理"。）進行說 明。
[0085] 最初，控制器30判定回轉用電動機21的回轉驅動所需要的輸出下，設為"所需 輸出"。）是否為放電要求值W下(步驟S11)。運是為了判斷能否僅利用放電電力來驅動回轉 用電動機21?？刂破?0根據(jù)基于分解器22的輸出計算的回轉速度與基于在逆變器20中流動 的電流計算的回轉轉矩之積來導出所需輸出。并且，控制器30對該所需輸出與通過圖4的要 求值導出處理導出的放電要求值進行比較。
[0086] 當判定為所需輸出為放電要求值W下時（步驟S11的是），控制器30僅利用電容器 19所放電的電力(放電電力)來驅動回轉用電動機21(步驟S12)。
[0087] 另一方面，當判定為所需輸出大于放電要求值時(步驟S11的否），控制器30判定充 電要求值是否為零值(步驟S13)。有時存在S0C基于所使用的充電要求線成為規(guī)定值W上 時、為了控制為不再充電而采用零值的充電要求值的情況。此時，停止電容器19的充電。當 充電要求值不為零時，發(fā)電電力的一部分用于充電。
[0088] 當判定為充電要求值為零值時（步驟S13的是），控制器30判定所需輸出是否為放 電要求值與發(fā)電極限值的總計W下(步驟S14)。運是為了判斷能否僅利用放電電力和發(fā)電 電力來驅動回轉用電動機21。另外，發(fā)電極限值是指電動發(fā)電機12可發(fā)電的電力的最大值。
[0089] 當判定為所需輸出為放電要求值與發(fā)電極限值的總計W下時（步驟S14的是），控 制器30判定放電要求值是否為零值(步驟S15)。有時存在S0C基于所使用的放電要求線成為 規(guī)定值W下時、為了控制為不再放電而采用零值的放電要求值的情況。
[0090] 當判定為放電要求值為零值時(步驟S15的是），控制器30僅利用電動發(fā)電機12所 發(fā)電的電力(發(fā)電電力)來驅動回轉用電動機21(步驟S16)。
[0091] 并且，當判定為放電要求值為非零值時(步驟S15的否），控制器30利用電容器19所 放電的放電電力和電動發(fā)電機12所發(fā)電的發(fā)電電力來驅動回轉用電動機21 (步驟S17)。
[0092] 并且，當判定為所需輸出大于放電要求值與發(fā)電極限值的總計時(步驟S14的否）， 控制器30利用電容器19所放電的比相當于放電要求值的放電電力大的放電電力和電動發(fā) 電機12所發(fā)電的相當于發(fā)電極限值的發(fā)電電力來驅動回轉用電動機21(步驟S19)。運是因 為，利用相當于發(fā)電極限值的發(fā)電電力和相當于放電要求值的放電電力，無法供給回轉用 電動機21所需要的所需輸出。但是，也可W控制為抑制回轉輸出。能夠將來自電容器19的放 電抑制為相當于放電要求值。
[0093] 并且，當判定為充電要求值為非零值時(步驟S13的否），控制器30判定所需輸出是 否為從發(fā)電極限值減去充電要求值而得到的值W上(步驟S18)。運是為了判斷能否僅利用 電動發(fā)電機12來供給回轉用電動機21所需要的所需輸出。
[0094] 當判定為所需輸出為從發(fā)電極限值減去充電要求值而得到的值W上時（步驟S18 的是），控制器30利用電容器19所放電的比相當于放電要求值的放電電力大的放電電力和 電動發(fā)電機12所發(fā)電的相當于發(fā)電極限值的發(fā)電電力來驅動回轉用電動機21(步驟S19)。 運是因為，當利用電動發(fā)電機12所發(fā)電的相當于充電要求值的發(fā)電電力來使電容器19充電 時，電容器19無法放電，僅利用電動發(fā)電機12無法供給回轉用電動機21所需要的所需輸出。 但是，也可W控制為抑制回轉輸出。能夠將來自電容器19的放電抑制為相當于放電要求值。
[0095] 另一方面，當判定為所需輸出小于從發(fā)電極限值減去充電要求值而得到的值時 (步驟S18的否），控制器30僅利用電動發(fā)電機12所發(fā)電的發(fā)電電力來驅動回轉用電動機21， 且利用電動發(fā)電機12所發(fā)電的相當于充電要求值的發(fā)電電力來使電容器19充電（步驟 S20)。即，電動發(fā)電機12進行相當于所需輸出的電力的發(fā)電及相當于充電要求值的電力的 發(fā)電。
[0096] 接著，參考圖7對當回轉用電動機21為再生運行狀態(tài)時控制器30利用充電要求值 及放電要求值來控制電容器19的充放電的處理下，設為"回轉再生時處理"。）進行說明。
[0097] 最初，控制器30判定放電要求值是否為零值(步驟S21)。
[0098] 當判定為放電要求值為零值時(步驟S21的是），即當停止電容器19的放電時，控制 器30判定充電要求值是否為非零值(步驟S22)。運是為了判斷是否未停止電容器19的充電。
[0099] 當判定為充電要求值為非零值時(步驟S22的是），控制器30將回轉用電動機21所 再生的所有再生電力和相當于充電要求值的發(fā)電電力充電于電容器19(步驟S23)。
[0100] 另外，當判定為充電要求值為零值時(步驟S22的否），沒有發(fā)電電力，控制器30將 回轉用電動機21所再生的所有再生電力充電于電容器19(步驟S24)。
[0101] 并且，當判定為放電要求值為非零值時(步驟S21的否），控制器30判定再生電力是 否大于放電要求值(步驟S25)。運是為了判斷是否進行電容器19的充電。另外，本實施例中， 再生電力由負值表示，放電要求值由正值表示。因此，嚴格地說，控制器30判定再生電力的 絕對值是否大于放電要求值。
[0102] 當判斷為再生電力大于放電要求值時（步驟S25的是），控制器30將再生電力與相 當于放電要求值的電力之差的量充電于電容器19(步驟S26)。本實施例中，控制器30將相當 于放電要求值的再生電力的一部分從回轉用電動機21供給至電動發(fā)電機12來使電動發(fā)電 機12作為電動機發(fā)揮作用，并將再生電力的剩余部分充電于電容器19。
[0103] 另一方面，當判斷為再生電力為放電要求值W下時(步驟S25的否），控制器30將再 生電力與相當于放電要求值的電力之和提供給電動發(fā)電機12(步驟S27)。本實施例中，控制 器30將所有再生電力從回轉用電動機21供給至電動發(fā)電機12,且將相當于放電要求值的電 力從電容器19供給至電動發(fā)電機12來使電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮作用。
[0104] 另外，本實施例中，作為電動機發(fā)揮作用的電動發(fā)電機12所能接受的電力受規(guī)定 的輔助極限值限制。此時，輔助極限值是指作為電動機發(fā)揮作用的電動發(fā)電機12所能接受 的電力的最大值。運是為了防止輔助輸出過大而導致引擎11轉速上升。因此，當再生電力與 相當于放電要求值的電力之和超過相當于輔助極限值的電力時，控制器30通過減小相當于 放電要求值的電力，即通過減小從電容器19放電的電力，使供給至電動發(fā)電機12的電力與 相當于輔助極限值的電力相等。
[0105] 通過反復執(zhí)行上述回轉再生時處理，當電容器19如圖5的充電要求線化2所示那樣 顯示對應于零值的放電要求值的S0C(例如30%)時，控制器30將所有再生電力供給至電容 器19來使電容器19充電，且使電動發(fā)電機12發(fā)電相當于充電要求值的電力，利用該發(fā)電電 力使電容器19充電。如此，當處于電容器19的S0C較低的狀態(tài)時，控制器30即使在回轉再生 時也使電動發(fā)電機12進行發(fā)電而使電容器19充電，由此使S0C恢復較高的狀態(tài)。
[0106] 并且，控制器30如圖5的放電要求線化2所示那樣防止電容器19的過充電。例如，當 電容器19顯示對應于非零值的放電要求值的S0C(例如大于70%的值)時，若再生電力的大 小大于放電要求值的大小，則利用其差量電力使電容器19充電。并且，將相當于放電要求值 的電力從回轉用電動機21供給至電動發(fā)電機12來使電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮作用。如 此，控制器30即使在W180度回轉等產生較大的再生電力的情況下，也通過使電動發(fā)電機12 消耗該再生電力的一部分來防止電容器19的過充電。
[0107] 并且，當電容器19顯示對應于非零值的放電要求值的S0C(例如大于70%的值)時， 若再生電力的大小為放電要求值的大小W下，則控制器30使電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮 作用。例如，達到對應于零值的放電要求值的S0C(例如70%)為止，將再生電力與相當于放 電要求值的電力之和提供給電動發(fā)電機12,使電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮作用。如此，控 制器30防止電容器19的過充電。
[0108] 接著，參考圖8對當回轉用電動機21為停止狀態(tài)時控制器30利用充電要求值及放 電要求值來控制電容器19的充放電的處理下，設為"回轉停止時處理"。）進行說明。另 夕h圖8是表示回轉停止時處理的流程的流程圖，當回轉用電動機21為停止狀態(tài)時，控制器 30W規(guī)定的控制周期反復執(zhí)行該回轉停止時處理。
[0109] 最初，控制器30判定放電要求值是否為零值(步驟S31)。運是為了判斷是否已停止 電容器19的放電。
[0110] 當判定為放電要求值為零值時(步驟S31的是），即當已停止電容器19的放電時，控 制器30判定充電要求值是否為非零值(步驟S32)。運是為了判斷是否未停止電容器19的充 電。
[0111] 當判定為充電要求值為非零值時(步驟S32的是），即當未停止電容器19的充電時， 控制器30使電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮作用，并利用電動發(fā)電機12所發(fā)電的發(fā)電電力使 電容器19充電（步驟S33)。
[0112] 另外，當判定為充電要求值為零值時(步驟S32的否），即當已停止電容器19的充電 時，控制器30不使電容器19充電。因此，不存在僅為了電容器19的充電而使電動發(fā)電機12作 為發(fā)電機發(fā)揮作用的情況。但是，并不禁止為了其他目的而使電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā) 揮作用。
[0113] 另一方面，當判定為放電要求值為非零值時(步驟S31的否），即當未停止電容器19 的放電時，控制器30利用電容器19所放電的電力來驅動電動發(fā)電機12(步驟S34)。
[0114] 通過反復執(zhí)行上述回轉停止時處理，控制器30如圖5的充電要求線化3所示那樣防 止電容器19的過放電。例如，將顯示對應于非零值的充電要求值的S0C(例如30%)的電容器 19充電至對應于零值的充電要求值的S0C(例如60%)。如此，在規(guī)定的情況下，控制器30即 使在回轉停止時也通過使電容器19充電來防止電容器19的過放電。規(guī)定的情況例如包含用 于為了使引擎11的負載恒定而使電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮作用的電容器19的放電增 加，從而電容器19的SOC處于較低的狀態(tài)的情況。
[0115] 并且，控制器30使如圖5的放電要求線化3所示那樣顯示對應于非零值的放電要求 值的S0C(例如90% )的電容器19放電至對應于零值的放電要求值的S0C(例如70% )。如此， 控制器30即使在電容器19被頻繁地充電的情況下，也能夠防止電容器19的S0C變得過高。電 容器19例如通過如下機會的增加而被頻繁地充電：為了有目的地對引擎11施加負載而使電 動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮作用的機會;或為了使引擎11的負載恒定而使電動發(fā)電機12作 為電動機發(fā)揮作用的機會。
[0116] 并且，當電容器19顯示充電要求值及放電要求值均成為零值的S0C(例如60% W上 且70% W下)時，控制器30使電容器19不進行充放電。
[0117] 通過W上結構，控制器30根據(jù)電容器19的對應于當前的S0C的充電要求值及放電 要求值來控制電容器19的充放電。因此，能夠更適宜地控制電容器19的充放電。
[0118] 并且，控制器30根據(jù)回轉用電動機21的狀態(tài)來改變充電要求值及放電要求值。因 此，能夠更適宜地控制電容器19的充放電。
[0119] 接著，參考圖9對當電動發(fā)電機12作為發(fā)電機或電動機發(fā)揮作用時控制器30增減 主累14的累最大輸出的處理下，設為"累最大輸出增減處理"。）進行說明。另外，圖9是說 明累最大輸出增減處理的示意圖。并且，本實施例中，主累14的輸出（吸收馬力)作為主累14 的排出量與排出壓之積而被計算出。
[0120] 具體而言，控制器30導出引擎輸出EP。本實施例中，控制器30接收引擎轉速傳感器 (未圖示。）的檢測值，并參考預先存儲于內部存儲器的引擎轉速/引擎輸出對應映射圖來導 出引擎輸出EP。
[0121] 并且，控制器30導出輔助輸出AP。本實施例中，控制器30根據(jù)電容器電壓檢測部 112及電容器電流檢測部113的檢測值，將在電動發(fā)電機12與電容器19之間交換的電力作為 輔助輸出AP而導出。另外，本實施例中，關于輔助輸出AP，當電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮 作用時（當電容器19進行放電時)成為正值，當電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮作用時（當電 容器19進行充電時)成為負值。
[0122] 其后，控制器30將引擎輸出EP和輔助輸出AP進行加法運算來導出總輸出TP。關于 總輸出TP，當電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮作用時（當電容器19進行放電時），成為比引擎 輸出EP大輔助輸出AP的量的值，當電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮作用時（當電容器19進行 充電時），成為比引擎輸出EP小輔助輸出AP的量的值。
[0123] 其后，控制器30導出累電流PC。本實施例中，控制器30接收引擎轉速傳感器的檢測 值，并參考與預先存儲于內部存儲器的引擎轉速相對應的總輸出/累電流對應映射圖來導 出累電流PC。
[0124] 其后，控制器30對主累14的調節(jié)器(未圖示。）輸出累電流PC。另外，調節(jié)器是根據(jù) 來自控制器30的指令調整主累14的斜板偏轉角來控制主累14的排出量的裝置。本實施例 中，累電流PC越小，調節(jié)器越減小主累14的排出量。
[012引因此，當引擎輸出EP為恒定時，輔助輸出AP越大，控制器30越加大累電流PC而使主 累14的累最大輸出增大。即，當引擎轉速為恒定時，電動發(fā)電機12的電力消耗量（電容器19 的放電量)越大，也能夠越加大累電流PC而使主累14的累最大輸出增大。運是因為，若輔助 輸出AP變大，則總輸出TP也變大，總輸出TP產生富裕，也是因為能夠使主累14有效地利用該 富裕量。其結果，主累14的輸出（吸收馬力）控制在增大的累最大輸出的范圍內。其另一方 面，當急負載施加于引擎11時可W不調整調節(jié)器而使輔助力增加來吸收主累14的負載。
[0126] 接著，參考圖10對控制器30根據(jù)電容器溫度來調整S0C/要求值對應表的內容的處 理進行說明。另外，在此采用電容器溫度，但只要是對電容器19帶來影響的環(huán)境或機構等的 溫度即可。并且，圖10是表示S0C/要求值對應表的另一例的圖，對應于圖5。具體而言，圖10 是表示電容器19的S0C與當回轉用電動機21為動力運行狀態(tài)時所采用的放電要求值及充電 要求值之間的關系的曲線圖，橫軸對應于S0C[ % ]，縱軸對應于輸出[kW]。
[0127] 并且，圖10的虛線所示的放電要求線化(20°C)表示回轉用電動機21為動力運行狀 態(tài)且電容器溫度為2(TC時所采用的放電要求值的變化，相當于圖5的放電要求線化1。并且， 虛線所示的放電要求線化(〇°C)表示電容器溫度為0°C時所采用的放電要求值的變化。同樣 地，虛線所示的放電要求線化(-l〇°C)表示電容器溫度為-10°C時所采用的放電要求值的變 化，虛線所示的放電要求線化(-20°C)表示電容器溫度為-20°C時所采用的放電要求值的變 化。
[012引并且，圖10的點線所示的充電要求線化(20°C)表示回轉用電動機21為動力運行狀 態(tài)且電容器溫度為20°C時所采用的充電要求值的變化，對應于圖5的充電要求線化1。并且， 點線所示的充電要求線化(0°C)表示電容器溫度為0°C時所采用的充電要求值的變化。同樣 地，點線所示的充電要求線化(-l0°C)表示電容器溫度為-10°C時所采用的充電要求值的變 化，點線所示的充電要求線化(-20°C)表示電容器溫度為-20°C時所采用的充電要求值的變 化。
[0129] 并且，圖10的實線所示的放電極限線化(20°C)表示電容器溫度為20°C時的放電極 限值的變化。放電極限值是指電容器19所能放電的電力的最大值，為了防止電容器19的過 放電而使用。具體而言，為了避免電容器19的端子電壓低于規(guī)定的下限電壓，對電容器19的 放電電力進行限制時使用。圖10中表示如下：當S0C為30[ % ]時，電容器19的放電電力限制 在值D10,假設電容器19的放電電力超過值D10,則端子電壓有可能低于下限電壓。并且，實 線所示的放電極限線化(〇°C)表示電容器溫度為0°C時的放電極限值的變化。同樣地，實線 所示的放電極限線化(-l〇°C)表示電容器溫度為-10°C時的放電極限值的變化，實線所示的 放電極限線化(-20°C)表示電容器溫度為-20°C時的放電極限值的變化。
[0130] 并且，圖10的實線所示的充電極限線化(20°C)表示電容器溫度為20°C時的充電極 限值的變化。充電極限值是指電容器19所能充電的電力的最大值，為了防止電容器19的過 充電而使用。具體而言，為了避免電容器19的端子電壓超過規(guī)定的上限電壓，對電容器19的 充電電力進行限制時使用。圖10中表示如下：當S0C為55[ % ]時，電容器19的充電電力限制 在值C10,假設電容器19的充電電力超過值C10,則端子電壓有可能超過上限電壓。并且，實 線所示的充電極限線化(〇°C)表示電容器溫度為0°C時的充電極限值的變化。同樣地，實線 所示的充電極限線化(-l〇°C)表示電容器溫度為-10°C時的充電極限值的變化，實線所示的 充電極限線化(-20°C)表示電容器溫度為-20°C時的充電極限值的變化。另外，W下有時將 充電極限值及放電極限值統(tǒng)稱為充放電極限值。
[0131] 接著，對根據(jù)電容器溫度來改變應采用的放電要求線的效果進行說明。
[0132] 圖10的例子中，關于放電要求線化(20°C)，當S0C為60[%]W下時成為零值，S0C超 過60[%]而達到100[%]為止，W變化率α增加。并且，關于放電要求線化(〇°C)，當S0C為48
[%]W下時成為零值，SOC超過48[%]而達到100[%]為止，w變化率α增加。并且，關于放電 要求線化(-10°C )，當S0C為40[ % ] W下時成為零值，S0C超過40[ % ]而達到放電極限線為 止，W變化率α增加，在達到放電極限線化(-1(TC)的水平之后，沿著放電極限線化(-10°C) 增加。并且，關于放電要求線化(-20°C)，當S0C為25[ % ] W下時成為零值，S0C超過25[ % ]而 達到100[%]為止，沿著放電極限線化(-20°C)增加。另外，放電要求線化(20°C)、放電要求 線化(0°C)及放電要求線化(-10°C)相對于S0C的變化率α在相對應的放電極限線W下的區(qū) 域相等。
[0133] 如此，隨著電容器溫度下降，降低放電要求值大于零值時的S0C(放電開始充電率： 放電開始S0C)，由此控制器30能夠減小回轉用電動機21進行動力運行及再生運行時的S0C。 具體而言，當電容器溫度例如為20°C時，電容器19的S0C采用放電要求線化(20°C )，由此在 進行動力運行及再生運行時在60[%]~80[%]的范圍變化。另一方面，當電容器溫度例如 為-20°C時，電容器19的S0C采用放電要求線化(-20°C)，由此在進行動力運行及再生運行時 在25[ % ]~45[ % ]的范圍變化。因此，控制器30能夠抑制在回轉再生時回轉用電動機21所 生成的再生電力即充電電力超過充電極限線。具體而言，如圖10所示，當進行再生運行時的 S0C為55[%]時，若電容器溫度為20°C，則電容器19能夠防止端子電壓超過上限電壓，并且 能夠接受值CIO的充電電力。然而，若電容器溫度為(TC，則電容器19為了防止端子電壓超過 上限電壓，無法接受大于值C11的充電電力。另外，若電容器溫度為-10°C，則無法接受大于 值C12的充電電力，若電容器溫度為-20°C，則無法接受大于值C13的充電電力。如此，電容器 溫度越低，電容器19所能接受的充電電力(可接受充電電力)越小。另一方面，S0C越小，可接 受充電電力越大。根據(jù)該關系，電容器溫度越低，控制器30越減小放電開始S0C而減小進行 回轉用電動機21的動力運行及再生運行時的S0C，由此能夠抑制回轉再生時的再生電力(充 電電力)超過充電極限線。
[0134] 并且，電容器溫度越低，電容器19的內部電阻R越大。另外，電容器溫度越低，控制 器30越降低放電開始S0C，因此充放電時的電容器19的端子電壓也降低。因此，為了得到相 同的放電電力而流動的放電電流變大，并且為了得到相同的充電電力而流動的充電電流變 大。因此，電容器溫度越低，電容器19的熱值因內部電阻R的增大及充放電電流的增大而變 得越大。其結果，能夠促進電容器19的暖機。另外，電容器19的暖機是當電容器溫度為規(guī)定 溫度W下時通過使電容器19充放電而使電容器溫度強制上升的處理。本實施例中，若挖± 機為無操作狀態(tài)，則即使引擎11在怠速中，也能夠實現(xiàn)通過使用電動發(fā)電機12等使電容器 19充放電。
[0135] 相反，電容器溫度越高，電容器19的內部電阻R越小。另外，電容器溫度越高，控制 器30越增高放電開始S0C，因此充放電時的電容器19的端子電壓也增高。因此，為了得到相 同的放電電力而流動的放電電流變小，并且為了得到相同的充電電力而流動的充電電流變 小。因此，電容器溫度越高，電容器19的熱值隨著內部電阻R的下降及充放電電流的下降而 變得越小。其結果，減少熱損失，并能夠W高效率利用電容器19。
[0136] 并且，控制器30在放電極限線W下的區(qū)域中使放電要求線化(20°C)、放電要求線 化(〇°C)及放電要求線化(-10°C)各自相對于S0C的變化率α相等。其具有能夠與電容器溫度 無關地維持挖±機的操作感的效果。具體而言，變化率α越小，回轉動力運行時的回轉用電 動機21的所需輸出越容易超過放電要求值，更早期開始基于電動發(fā)電機12的發(fā)電，主累14 的累最大輸出在更早期受到限制。例如，當進行動臂提升回轉時，在回轉動力運行時的更早 的階段，動臂4的上升速度下降。因此，與電容器溫度無關地維持變化率α意味著避免改變動 臂4的上升速度下降的定時。另外，變化率α也可W設定為與電容器溫度無關地尤其在soak 較高的區(qū)域中變得比較大。運是為了在回轉動力運行時盡量加大放電電力來防止其后的回 轉再生時的過充電。另一方面，為了保護電容器19,變化率α受到放電極限線的限制。運是因 為，例如，若在電容器溫度為-20°C時的放電要求線化(-20°C )上加大變化率，則在放電開始 S0C處，放電電力超過放電極限線化(-20 °C)，會引起過放電。因此，變化率α需要考慮放電極 限線來適當?shù)卦O定。
[0137] 另外，圖10中，放電要求線化設定為描繪出直線，但也可W設定為描繪出曲線，也 可W設定為描繪出折線。
[0138] 并且，圖10中示出電容器溫度為2〇°c、(rc、-i(rc及-2〇°c時的放電要求線化、放電 極限線化及充電極限線化，但放電要求線化、放電極限線化及充電極限線化實際上W規(guī)定 溫度梯度存在。
[0139] 圖11是表示電容器溫度為-1(TC時的放電要求線的另一例的圖。另外，圖11中，為 了清楚起見，僅示出電容器溫度為-10°C時的放電極限線化(-10°c)及放電要求線化a(-10 °C)、D化(-10°C)，并省略其他溫度時的放電極限線及放電要求線W及充電要求線。
[0140] 點線所示的放電要求線化a(-l(TC)是設定為描繪出折線的變化例，S0C從30[%] 達到47[%]為止，W比較小的變化率增加。并且，其后，S0C達到55[%]為止，W比較大的變 化率增加，其后，S0C達到100[%]為止，W比較小的變化率增加。通過采用運種變化，當S0C 為47 [ % ]至55 [ % ]時，控制器30利用比較大的放電電力使電容器19放電，由此能夠防止在 其后的回轉再生時電容器19的端子電壓超過上限電壓。
[0141] 單點劃線所示的放電要求線化b(-10°C)是不受放電極限線化(-10°C)的限制而設 定為描繪出直線的變化例，S0C從30[%]達到100[%]為止，變化率不變。通過采用運種變 化，不會如變化設定為描繪出折線時那樣在回轉動力運行中放電要求值急劇改變，因此控 制器30能夠防止挖±機的操作感驟變。
[0142] 接著，參考圖12對控制器30為了應對隨著電容器19的S0C變大且隨著電容器溫度 下降而減少的可接受充電電力而對回轉動力運行時的回轉速度進行限制的處理進行說明。 另外，圖12是表示電容器19的S0C與回轉速度極限值之間的關系的圖，橫軸對應于S0C[%]， 縱軸對應于回轉速度極限值[巧m]。
[0143] 具體而言，電容器19的可接受充電電力根據(jù)回轉開始時的電容器19的S0C及電容 器溫度來確定。例如，如圖10所示，若電容器溫度為〇°C且S0C為55[ % ]，則參考充電極限線 BL(0°C)，可接受充電電力成為值C11。并且，若確定可接受充電電力，則在該可接受充電電 力的范圍內能夠實現(xiàn)的最大制動轉矩被確定，且需要該最大制動轉矩時的最大回轉速度 (回轉速度極限值)被確定。
[0144] 本實施例中，若將充電極限值設為Wcl、將最大制動轉矩設為Tmax、將相當于輔助 極限值的電力設為Wa，則回轉速度極限值化1由下式表示。
[0145] [數(shù)式 2]
[0146]
[0147] 另外，ξ1、ξ2表示效率。并且，回轉開始時例如是指回轉操作桿的操作量超過規(guī)定 值的時點、回轉速度達到規(guī)定速度的時點等。并且，每當回轉開始時，控制器30確定回轉速 度極限值。
[0148] 圖12表示如上所述那樣確定的回轉速度極限值相對于S0C的變化。具體而言，點線 所示的回轉速度極限線化(20°C)表示電容器溫度為20°C時的回轉速度極限值的變化，點線 所示的回轉速度極限線化(〇°C)表示電容器溫度為(TC時的回轉速度極限值的變化。并且， 點線所示的回轉速度極限線化(-l〇°C)表示電容器溫度為-10°C時的回轉速度極限值的變 化，點線所示的回轉速度極限線化(-20°C)表示電容器溫度為-20°C時的回轉速度極限值的 變化。
[0149] 并且，本實施例中，回轉速度被電性地或機械地限制在上限Rmax。并且，當回轉開 始時的S0C為55[ % ] W下且電容器溫度為0°C W下時，采用S0C為55[ % ]時的回轉速度極限 值。運是為了防止每當進行回轉操作時回轉速度極限值變化，從而實際的最大回轉速度變 化。具體而言，當回轉開始時的S0C為55[ % ] W下且電容器溫度為-10°C時，回轉速度極限值 設定為值肺。并且，當回轉開始時的S0C為55[%]W下且電容器溫度為-20°C時，回轉速度極 限值被設定為值Ra。另外，若采用如圖10所示的S0C/要求值對應表，則當電容器溫度為0°C W下時，通常在S0C為55[%]W下的范圍進行回轉操作。因此，即使在S0C大于55[%]的范 圍，使回轉速度極限值沿著回轉速度極限線變化，每當進行回轉操作時實際的最大回轉速 度也不會變化。
[0150] 如此，控制器30根據(jù)電容器溫度來限制最大回轉速度。并且，隨著電容器溫度上 升，控制器30緩慢解除最大回轉速度的限制。
[0151] 接著，參考圖13對控制器30配合最大回轉速度的限制而限制回轉動力運行時的最 大回轉轉矩及主累14的累最大輸出的處理進行說明。另外，圖13(A)是表示回轉速度極限值 與回轉轉矩極限值之間的關系的圖，橫軸對應于回轉速度極限值[rpm]，縱軸對應于回轉轉 矩極限值[%]。并且，圖13(B)是表示回轉速度極限值與累電流極限值之間的關系的圖，橫 軸對應于回轉速度極限值[rpm]，縱軸對應于累電流極限值[mA]。
[0152] 例如，當回轉開始時的S0C為55[%]W下且電容器溫度為-10°C時，控制器30將回 轉速度極限值限制為值肺。此時，控制器30參考如圖13(A)所示的對應表來導出值Sb作為回 轉轉矩極限值。并且，控制器30參考如圖13(B)所示的對應表來導出值Pb作為累電流極限 值。
[0153] 同樣地，當回轉開始時的S0C為55[%]W下且電容器溫度為-20°C時，控制器30將 回轉速度極限值限制為值Ra(<Rb)。此時，控制器30導出值Sa(<Sb)作為回轉轉矩極限值， 并導出值化（<化)作為累電流極限值。
[0154] 另外，與回轉速度極限值同樣地，每當回轉開始時，控制器30均確定回轉轉矩極限 值及累電流極限值。
[0155] 回轉動力運行時的回轉轉矩的限制帶來上部回轉體3的加速度的限制，累電流的 限制帶來液壓驅動器的動作速度的限制。并且，由其后的電容器溫度的上升產生的回轉轉 矩的限制緩和帶來上部回轉體3的加速度的限制緩和，累電流的限制緩和帶來液壓驅動器 的動作速度的限制緩和。因此，若在回轉速度極限值被限制為小于最大值Rmax時進行動臂 提升回轉，則配合回轉速度的限制，動臂4的上升速度也被限制。并且，通過其后的電容器溫 度的上升，回轉速度極限值朝向最大值Rmax增大，隨此回轉速度的限制被緩和，配合該回轉 速度的限制緩和，動臂4的上升速度的限制也被緩和。其結果，控制器30能夠將與回轉速度 相配的液壓驅動器的動作速度提供給操作人員，能夠防止操作感受損。
[0156] 另外，當采用最大值Rmax作為回轉速度極限值時，控制器30導出值Smax作為回轉 轉矩極限值，并導出值化ax作為累電流極限值。即，當不限制最大回轉速度時，控制器30不 對最大回轉轉矩及累最大輸出進行限制。
[0157] 通過W上結構，控制器30根據(jù)電容器溫度的下降來減小充電極限值及放電極限值 且改變放電要求值。本實施例中，減小充電極限值及放電極限值各自的變化相對于S0C的變 化，且減小放電要求值的變化相對于S0C的變化。具體而言，根據(jù)電容器溫度的下降來減小 放電極限線化及充電極限線化各自的極限值。并且，根據(jù)電容器溫度的下降來減小回轉動 力運行時的放電要求線化的傾斜度。因此，即使在電容器溫度較低的狀態(tài)下驅動回轉用電 動機21的情況下，控制器30也能夠防止電容器19的過充電及過放電。其結果，控制器30即使 在完成電容器19的暖機之前，也不會給電容器19帶來不良影響而能夠驅動回轉用電動機 21。
[0158] 并且，控制器30根據(jù)電容器溫度的下降來減小將放電要求值設為大于零值的值的 電容器19的充電率的下限。本實施例中，控制器30根據(jù)電容器溫度的下降來減小放電開始 S0C。因此，控制器30能夠控制回轉動力運行時及回轉再生時的電容器19的充放電，W便電 容器溫度越低，電容器19的S0C越在更低的范圍變化。其結果，電容器溫度越低，在更容易發(fā) 熱的條件下越能夠對電容器19進行充放電來促進電容器19的暖機。并且，電容器溫度越低， 將回轉再生開始時的S0C誘導為越低，因此能夠防止在回轉再生過程中電容器19的端子電 壓達到上限電壓，能夠防止電容器19的過充電。
[0159] W上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了詳細說明，但本發(fā)明并不限于上述實施例，在 不脫離本發(fā)明的范圍的基礎上能夠對上述實施例施加各種變形及置換。
[0160] 例如，上述實施例中，當回轉用電動機21為動力運行狀態(tài)時，控制器30根據(jù)電容器 溫度來調整S0C/要求值對應表的內容。然而，控制器30并不是僅在回轉用電動機21為動力 運行狀態(tài)時調整S0C/要求值對應表的內容，即使在回轉用電動機21為再生運行狀態(tài)及停止 狀態(tài)時，也可W根據(jù)電容器溫度來調整S0C/要求值對應表的內容。
[0161] 圖14是表示S0C/要求值對應表的又一例的圖，對應于圖5及圖10。具體而言，圖14 是表示電容器19的S0C與回轉用電動機21再生運行狀態(tài)時所采用的放電要求值及充電要求 值之間的關系的曲線圖。
[0162] 如圖14所示，控制器30不僅具有回轉動力運行時用的S0C/要求值對應表，還具有 回轉再生時用的S0C/要求值對應表。并且，與回轉動力運行時同樣地，控制器30控制回轉再 生時的電容器19的充放電，W便電容器溫度越低，電容器19的S0C越在更低的范圍變化。
[0163] 另外，雖然省略圖示，但控制器30具有回轉停止時用的S0C/要求值對應表，與回轉 動力運行時及回轉再生時同樣地，控制回轉停止時的電容器19的充放電，W便電容器溫度 越低，電容器19的S0C越在更低的范圍變化。
[0164]接著，參考圖15對液壓驅動系統(tǒng)的暖機進行說明。圖15是搭載于圖1的挖±機的液 壓回路的概略圖。將高壓油路、先導油路及電氣控制管路分別由實線、虛線及點線表示。
[01化]本實施例中，主累14由2個主累14L、14R構成，調節(jié)器14a由2個調節(jié)器14aL、14aR構 成。并且，調節(jié)器14aL對應于主累1化，調節(jié)器14aR對應于主累14R。
[0166] 液壓回路使工作油從主累14L、14R分別經由中間旁通油路40L、40R循環(huán)至工作油 罐。
[0167] 中間旁通油路40L是通過流量控制閥150~152的高壓油路。在流量控制閥150的上 游設有安全閥50L。中間旁通油路40R同樣是通過流量控制閥153~156的高壓油路。在流量 控制閥153的上游設有安全閥50R。
[0168] 流量控制閥150是控制在左側行走用液壓馬達1L中流動的工作油的流量及流動方 向的線軸閥（滑閥）。流量控制閥153是控制在右側行走用液壓馬達1R中流動的工作油的流 量及流動方向的線軸閥。并且，流量控制閥154是控制在伊斗缸9中流動的工作油的流量及 流動方向的線軸閥。流量控制閥151、155是控制在動臂缸7中流動的工作油的流量及流動方 向的線軸閥。流量控制閥152、156是控制在斗桿缸8中流動的工作油的流量及流動方向的線 軸閥。
[0169] 安全閥50L、50R是將中間旁通油路40L、40R內的工作油的壓力抑制為規(guī)定壓力W 下的閥。具體而言，在中間旁通油路40L、40R內的工作油的壓力達到規(guī)定壓力時，打開安全 閥50U50R向工作油罐釋放該工作油。
[0170] 當進行液壓驅動系統(tǒng)的暖機時，挖±機的操作人員例如W關閉伊斗6的狀態(tài)在不 超過規(guī)定時間（例如30秒）的范圍繼續(xù)進行伊斗6的關閉操作。此時，主累14R所排出的工作 油無法流入到伊斗缸9的底側油室，因此如圖15的粗線所示，使中間旁通油路40R內的工作 油的壓力增大。并且，主累14R所排出的工作油通過安全閥50R被釋放到工作油罐，產生由通 過安全閥50則寸的管路阻力引起的壓力損失所伴隨的熱。其結果，在液壓回路中循環(huán)的工作 油變暖。其后，與關閉伊斗6的情況同樣地，操作人員W打開伊斗6的狀態(tài)在不超過規(guī)定時間 (例如30秒)的范圍繼續(xù)進行伊斗6的打開操作而使工作油變暖。如此，操作人員能夠通過反 復進行伊斗6的開閉而使工作油的溫度上升。另外，操作人員也可W通過進行例如斗桿5的 開閉操作等、伊斗6的開閉操作W外的操作而使工作油的溫度上升。
[0171] 接著，參考圖16~圖24對蓄電系統(tǒng)120的暖機進行說明。圖16是說明蓄電系統(tǒng)120 的暖機開始條件的圖。另外，蓄電系統(tǒng)120的暖機開始條件包含挖±機處于怠速狀態(tài)時開始 蓄電系統(tǒng)120的暖機的條件、W及操作人員對液壓驅動系統(tǒng)進行暖機時開始蓄電系統(tǒng)120的 暖機的條件。
[0172] 具體而言，控制器30在規(guī)定時間內沒有由操作人員對操作裝置26進行的操作且電 容器溫度為規(guī)定的暖機開始電容器溫度TsW下時開始蓄電系統(tǒng)120的暖機。該條件對應于 挖±機處于怠速狀態(tài)時開始蓄電系統(tǒng)120的暖機的條件。另外，電容器溫度例如可W是規(guī)定 時間內的平均值、中間值、最小值等統(tǒng)計值，也可W是瞬時值。并且，電容器溫度可W通過檢 測電容器19的冷卻中所使用的冷卻水的溫度而被間接地檢測出?；蛘?，控制器30也可W在 規(guī)定時間內沒有由操作人員對操作裝置26進行的操作且冷卻水溫度傳感器(未圖示。）所檢 測的冷卻水溫度為規(guī)定的暖機開始冷卻水溫度W下時開始蓄電系統(tǒng)120的暖機。
[0173] 并且，控制器30在判斷為沒有由操作人員進行的回轉操作及行走操作、電容器溫 度為TsW下且根據(jù)排出壓傳感器29A的檢測值進行了液壓驅動系統(tǒng)的暖機時開始蓄電系統(tǒng) 120的暖機。該條件對應于操作人員對液壓驅動系統(tǒng)進行暖機時開始蓄電系統(tǒng)120的暖機的 條件。另外，控制器30也可W在判斷為沒有由操作人員進行的回轉操作及行走操作、冷卻水 溫度為規(guī)定的暖機開始冷卻水溫度W下且根據(jù)排出壓傳感器29A的檢測值進行了液壓驅動 系統(tǒng)的暖機時開始蓄電系統(tǒng)120的暖機。
[0174] 具體而言，當排出壓傳感器29AU參考圖15。）所檢測的主累1化的排出壓（第1累 壓)大致成為安全壓的安全狀態(tài)、即安全閥50L的打開狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時間tr時，控制器30判 斷為進行了液壓驅動系統(tǒng)的暖機?；蛘?，當排出壓傳感器29AR(參考圖15。）所檢測的主累 14R的排出壓(第2累壓)大致成為安全壓的安全狀態(tài)、即安全閥50R的打開狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時 間tr時，控制器30判斷為進行了液壓驅動系統(tǒng)的暖機。另外，規(guī)定時間tr是為了區(qū)分基于挖 掘操作等的安全狀態(tài)和用于進行液壓驅動系統(tǒng)的暖機的安全狀態(tài)而設定的。
[0175] 接著，參考圖17對控制器30對蓄電系統(tǒng)120進行暖機的處理下，設為"蓄電系統(tǒng) 暖機處理"。）進行說明。圖17是表示蓄電系統(tǒng)暖機處理的流程的流程圖。當滿足蓄電系統(tǒng) 120的暖機開始條件時，控制器30W規(guī)定的控制周期反復執(zhí)行該蓄電系統(tǒng)暖機處理，直至滿 足蓄電系統(tǒng)120的暖機停止條件(后述）。
[0176] 具體而言，控制器30使用公知的方法導出電容器19的充電率(S0C)，并判定電容器 19的S0C是否為規(guī)定的放電(輔助)/充電(發(fā)電)開始決定充電率(SOCO)W上(步驟S41)。
[0177] 當判定為S0C為S0C0W上時（步驟S41的是），控制器30開始放電（輔助)處理(步驟 S42)〇
[0178] 并且，當判定為S0C小于S0C0時（步驟S41的否），控制器30開始充電（發(fā)電）處理(步 驟S43)。
[0179] 圖18是表示放電（輔助)處理的流程的流程圖。在執(zhí)行放電（輔助)處理時，控制器 30通過電容器19所放電的電力使電動發(fā)電機12作為電動機進行工作。
[0180] 具體而言，控制器30判定電容器電壓是否高于規(guī)定的下限電壓(Vmin)且電容器19 的S0C是否高于規(guī)定的充電過渡開始充電率(S0C1)(步驟S51)DVmin是為了防止電容器19的 過放電而預先設定的值。S0C1是作為適合開始從放電狀態(tài)過渡到充電狀態(tài)的S0C而預先設 定的值。本實施例中，S0C1W電容器溫度越低而變得越高的方式被階段性地設定。
[0181] 當判定為電容器電壓高于Vmin且S0C高于S0C1時(步驟S51的是），控制器30判定放 電量是否小于規(guī)定的闊值TH1(步驟S52)。放電量是在單位時間內被放電的電力量，本實施 例中由電力[kW]表示。并且，本實施例中，控制器30根據(jù)電容器電壓檢測部112及電容器電 流檢測部113的檢測值來導出放電量。
[0182] 當判定為放電量小于闊值TH1時（步驟S52的是），控制器30使放電量增大（步驟 S53)。本實施例中，控制器30W規(guī)定的增大速率比W/s]使放電量增大之后，使處理返回到步 驟 S51。
[0183] 并且，當判定為放電量為闊值TH1W上時（步驟S52的否），控制器30不使放電量增 大，并使處理返回到步驟S51。
[0184] 另一方面，當判定為電容器電壓為VminW下或者S0C為S0C1W下時（步驟S51的 否），控制器30判定放電量是否大于零(步驟S54)。
[0185] 當判定為放電量大于零時(步驟S54的是），即當判定為在放電過程中時，控制器30 減小放電量(步驟S55)。本實施例中，控制器3〇W規(guī)定的減小速率減小放電量之后，使處理 返回到步驟S51。
[0186] 并且，當判定為放電量為零時（步驟S54的否），即當判定為放電已結束時，控制器 30結束放電(輔助)處理，并開始充電(發(fā)電)處理。
[0187] 圖19是表示充電（發(fā)電）處理的流程的流程圖。在執(zhí)行充電（發(fā)電）處理時，控制器 30通過引擎11利用作為發(fā)電機而被驅動的電動發(fā)電機12所發(fā)電的電力使電容器19充電。
[0188] 具體而言，控制器30判定電容器電壓是否低于規(guī)定的上限電壓(Vmax)且電容器19 的S0C是否低于規(guī)定的放電過渡開始充電率(S0C2K步驟S61)"Vmax是為了防止電容器19的 過充電而預先設定的值。S0C2是作為適合開始從充電狀態(tài)過渡到放電狀態(tài)的S0C而預先設 定的值。本實施例中，S0C2W電容器溫度越低而變得越低的方式被階段性地設定。
[0189] 當判定為電容器電壓低于Vmax且S0C低于S0C2時(步驟S61的是），控制器30判定充 電量是否小于規(guī)定的闊值TH2(步驟S62)。充電量是在單位時間內被充電的電力量，本實施 例中，由電力比W]表示。并且，本實施例中，控制器30根據(jù)電容器電壓檢測部112及電容器電 流檢測部113的檢測值來導出充電量。
[0190] 當判定為充電量小于闊值TH2時（步驟S62的是），控制器30使充電量增大（步驟 S63)。本實施例中，控制器30在W規(guī)定的增大速率使充電量增大之后，使處理返回到步驟 S61。
[0191] 并且，當判定為充電量為闊值TH2W上時（步驟S62的否），控制器30不使充電量增 大，并使處理返回到步驟S61。
[0192] 另一方面，當判定為電容器電壓為VmaxW上或者S0C為S0C2W上時（步驟S61的 否），控制器30判定充電量是否大于零(步驟S64)。
[0193] 當判定為充電量大于零時(步驟S64的是），即當判定為在充電過程中時，控制器30 減小充電量(步驟S65)。本實施例中，控制器30在W規(guī)定的減小速率減小充電量之后，使處 理返回到步驟S61。
[0194] 并且，當判定為充電量為零時（步驟S64的否），即當判定為充電已結束時，控制器 30結束充電(發(fā)電)處理，并開始放電(輔助)處理。
[01M]如此，控制器30交替反復進行充電（發(fā)電）處理和放電（輔助)處理，直至滿足蓄電 系統(tǒng)120的暖機停止條件(后述），并通過與電動發(fā)電機12聯(lián)動的電容器19的充放電所伴隨 的由電容器19的內部電阻產生的自發(fā)熱來對電容器19進行暖機。
[0196] 接著，參考圖20對蓄電系統(tǒng)暖機處理過程中的各種參數(shù)的變化進行說明。另外，圖 20是表示電容器輸入輸出、S0C、電容器電壓及電容器電流的變化的圖。電容器輸入輸出是 在單位時間內電容器19中進出的電力量，本實施例中，由電力[kW]表示。并且，電容器輸入 輸出的正值相當于電容器19的放電量，電容器輸入輸出的負值相當于電容器19的充電量。
[0197] 具體而言，圖20(A)是表示電容器輸入輸出與S0C之間的關系的圖，縱軸上設置電 容器輸入輸出，橫軸上設置電容器19的S0C。并且，圖20 (B)是表示電容器輸入輸出隨時間變 化的圖，圖20(C)是表示S0C隨時間變化的圖。并且，圖20(D)是表示電容器電壓隨時間變化 的圖，圖20化)是電容器電流隨時間變化的圖。另外，圖20(B)~圖20化)的時間軸是共用的。 [019引若在時刻tl開始蓄電系統(tǒng)暖機處理，則控制器30判定為電容器19的S0C為S0C0W 上，并執(zhí)行放電（輔助)處理。
[0199] 并且，控制器30判定為電容器電壓大于Vmin且SOC大于SOCl，而且判定為放電量小 于闊值TH1，并使放電量W規(guī)定的增大速率增大。
[0200] 其后，若放電量在時刻t2達到闊值TH1，則控制器30阻止放電量的增大，并使放電 量在TH1保持恒定的狀態(tài)繼續(xù)進行從電容器19的放電。
[0201] 其后，若電容器電壓在時刻t3達到Vmin,則控制器30開始從放電過渡到充電。具體 而言，控制器30 W規(guī)定的減小速率減小放電量。
[0202] 其后，若放電量在時刻t4達到零，則控制器30結束放電（輔助)處理。并且，控制器 30判定為電容器19的S0C小于S0C0,并執(zhí)行充電(發(fā)電)處理。
[0203] 并且，控制器30判定為電容器電壓小于Vmax且判定為S0C小于S0C2,而且判定為充 電量(絕對值)小于闊值TH2(絕對值），并使充電量(絕對值）W規(guī)定的增大速率增大。另外， W下，充電量及闊值TH2表示絕對值。
[0204] 其后，若充電量在時刻巧達到闊值TH2,則控制器30阻止充電量的增大，并使充電 量在TH2保持恒定的狀態(tài)繼續(xù)進行對電容器19的充電。
[0205] 其后，若S0C在時刻t6達到S0C2,則控制器30開始從充電過渡到放電。具體而言，控 制器30使充電量W規(guī)定的減小速率減小。
[0206] 其后，若充電量在時刻巧達到零，則控制器30結束充電（發(fā)電）處理。并且，控制器 30判定為電容器19的S0C為S0C0W上，并再次執(zhí)行放電(輔助)處理。
[0207] 并且，控制器30判定為電容器電壓大于Vmin且S0C大于S0C1，而且判定為放電量小 于闊值TH1，并使放電量W規(guī)定的增大速率增大。
[0208] 其后，若放電量在時刻t8達到闊值TH1，則控制器30阻止放電量的增大，并W放電 量在TH1保持為恒定的狀態(tài)繼續(xù)進行從電容器19的放電。
[0209] 其后，若在時刻t9，電容器電壓達到Vmin或者S0C達到S0C1，則控制器30開始從放 電過渡到充電。
[0210] 如此，控制器30交替反復進行充電（發(fā)電）處理和放電（輔助)處理，直至滿足蓄電 系統(tǒng)120的暖機停止條件(后述），并通過與電動發(fā)電機12聯(lián)動的電容器19的充放電所伴隨 的由電容器19的內部電阻產生的自發(fā)熱來對電容器19進行暖機。
[0211] 接著，參考圖21對蓄電系統(tǒng)120的暖機停止條件進行說明。另外，蓄電系統(tǒng)120的暖 機停止條件與暖機開始條件同樣地包含挖±機處于怠速狀態(tài)時停止蓄電系統(tǒng)120的暖機的 條件、W及由操作人員對液壓驅動系統(tǒng)進行暖機時停止蓄電系統(tǒng)120的暖機的條件。
[0212] 具體而言，當由操作人員對操作裝置26進行了操作或者電容器溫度成為規(guī)定的暖 機停止電容器溫度Tf時，控制器30停止蓄電系統(tǒng)120的暖機。該條件對應于挖±機處于怠速 狀態(tài)時停止蓄電系統(tǒng)120的暖機的條件。另外，盡管在液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中欲進行蓄 電系統(tǒng)120的暖機，但當對操作裝置26進行了操作時停止蓄電系統(tǒng)120的暖機，其基于W下 原因。即，是因為，在對操作裝置26進行了操作的時點，無法判別該操作是用于開始液壓驅 動系統(tǒng)的暖機的操作，還是用于進行挖掘工作等的通常的操作。并且，電容器溫度可W通過 檢測電容器19的冷卻中所使用的冷卻水的溫度而被間接地檢測出?；蛘撸谕凇罊C處于怠 速狀態(tài)時，控制器30可W在冷卻水溫度成為規(guī)定的暖機停止冷卻水溫度W上時停止蓄電系 統(tǒng)120的暖機。
[0213] 并且，當判斷為由操作人員進行了回轉操作或行走操作、或者電容器溫度成為Tf W上、或者未根據(jù)排出壓傳感器29A的檢測值進行液壓驅動系統(tǒng)的暖機時，控制器30停止蓄 電系統(tǒng)120的暖機。該條件對應于操作人員對液壓驅動系統(tǒng)進行暖機時停止蓄電系統(tǒng)120的 暖機的條件。另外，即使在操作人員正在對液壓驅動系統(tǒng)進行暖機時，控制器30也可W在冷 卻水溫度成為規(guī)定的暖機停止冷卻水溫度W上時停止蓄電系統(tǒng)120的暖機。
[0214] 具體而言，當主累1化的排出壓（第1累壓)低于安全壓的非安全狀態(tài)即安全閥50L 處于關閉狀態(tài)時，控制器30判斷為未進行液壓驅動系統(tǒng)的暖機?；蛘?，當主累14R的排出壓 (第2累壓)低于安全壓的非安全狀態(tài)即安全閥50R處于關閉狀態(tài)時，控制器30判斷為未進行 液壓驅動系統(tǒng)的暖機。
[0215] 另外，控制器30可W在電容器溫度成為TfW上之前停止蓄電系統(tǒng)120的暖機時，根 據(jù)電容器溫度來限制挖上機(例如回轉用電動機21)的動作。運是為了防止在蓄電系統(tǒng)120 的暖機不充分的狀態(tài)無限制地進行蓄電系統(tǒng)120的充放電。運是因為，例如若W低溫的狀態(tài) 使用電容器19,則因電容器19的內部電阻較大而使電容器電壓超過上限電壓Vmax或者低于 下限電壓Vmin，有可能導致電容器19劣化或破損。
[0216] 接著，參考圖22對在進行了液壓驅動系統(tǒng)的暖機時執(zhí)行蓄電系統(tǒng)120的暖機的情 況下控制器30使主累14的吸收馬力增減的處理下，設為"吸收馬力增減處理"。）進行說 明。另外，圖22是說明吸收馬力增減處理的示意圖。并且，本實施例中，主累14的吸收馬力作 為主累14的排出量與排出壓之積被計算出。
[0217] 具體而言，控制器30導出引擎輸出EP。本實施例中，控制器30接收引擎轉速傳感器 (未圖示。）的檢測值，并參考預先存儲于內部存儲器的引擎轉速/引擎輸出對應映射圖來導 出引擎輸出EP。
[0218] 并且，控制器30導出輔助輸出AP。本實施例中，控制器30根據(jù)電容器電壓檢測部 112及電容器電流檢測部113的檢測值來導出在電動發(fā)電機12與電容器19之間交換的電力 作為輔助輸出AP。另外，關于輔助輸出AP，當電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮作用時（當電容 器19進行放電時)成為正值，當電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮作用時（當電容器19進行充電 時)成為負值。
[0219] 其后，控制器30將引擎輸出EP和輔助輸出AP進行加法運算來導出總輸出TP。關于 總輸出TP，當電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮作用時（當電容器19進行放電時），成為比引擎 輸出EP大輔助輸出AP的量的值，當電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮作用時（當電容器19進行 充電時），成為比引擎輸出EP小輔助輸出AP的量的值。
[0220] 其后，控制器30導出累電流PC。本實施例中，控制器30接收引擎轉速傳感器的檢測 值，并參考預先存儲于內部存儲器的與引擎轉速相配的總輸出/累電流對應映射圖來導出 累電流PC。
[0221] 其后，控制器30對調節(jié)器14a輸出累電流PC。本實施例中，累電流PC越小，調節(jié)器 14a越減小主累14的排出量。
[0222] 因此，當引擎輸出EP為恒定時，輔助輸出AP越小，控制器30越減小累電流PC來減小 主累14的吸收馬力。即，當引擎轉速為恒定時，電動發(fā)電機12的發(fā)電量(電容器19的充電量） 越大，越減小累電流PC來減小主累14的吸收馬力。運是因為，若減小輔助輸出AP則總輸出TP 也變小，若不減小主累14的吸收馬力，則該吸收馬力有可能超過總輸出TP。
[0223] 相反，當引擎輸出EP為恒定時，輔助輸出越大，控制器30越加大累電流PC而使主累 14的吸收馬力增大。即，當引擎轉速為恒定時，電動發(fā)電機12的電力消耗量（電容器19的放 電量)越大，越加大累電流PC而使主累14的吸收馬力增大。運是因為，若輔助輸出AP變大，貝U 總輸出TP也變大，在總輸出TP上產生富裕，是為了使主累14能夠有效地利用該富裕量。
[0224] 接著，參考圖23對蓄電系統(tǒng)暖機處理過程中的各種參數(shù)的隨時間變化進行說明。 另外，圖23(A)~圖23化)分別表示累排出壓、輔助輸出、引擎轉矩、累負載及累電流的隨時 間變化，并共用時間軸。本實施例中，累排出壓是主累14R的排出壓。并且，輔助輸出是對應 于上述輔助輸出AP的值，引擎轉矩是對應于上述引擎輸出EP的值。并且，累負載是主累14R 的吸收馬力，累電流是控制器30對調節(jié)器14aR(參考圖15。）輸出的值。
[0225] 累排出壓如圖23(A)所示，由于在時刻tlOW前未進行液壓驅動系統(tǒng)的暖機，因此 W比較低的值變化。并且，若在時刻tlO開始液壓驅動系統(tǒng)的暖機，則上升至安全壓Pr，在時 亥Ijtl2停止液壓驅動系統(tǒng)的暖機為止，W安全壓Pr的狀態(tài)變化。并且，在時刻tl2停止液壓驅 動系統(tǒng)的暖機之后，W開始液壓驅動系統(tǒng)的暖機之前的水平變化。
[0226] 輔助輸出如圖23(B)所示，由于在時刻tlOW前進行了蓄電系統(tǒng)120的暖機，因此跨 零而反復增減的同時發(fā)生變化。并且，若在時刻tlO開始液壓驅動系統(tǒng)的暖機，則成為零。運 是因為，為了開始液壓驅動系統(tǒng)的暖機而對伊斗6進行了操作的結果，視為滿足蓄電系統(tǒng) 120的暖機停止條件，從而控制器30停止了蓄電系統(tǒng)120的暖機。具體而言，是因為，控制器 30停止了電容器19的充放電及電動發(fā)電機12作為電動機或發(fā)電機的工作。
[0227] 其后，在時刻tll，輔助輸出重新反復進行跨零的增減。運是因為，累排出壓大致成 為安全壓的安全狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時間tr的結果，視為進行了液壓驅動系統(tǒng)的暖機，從而控制 器30開始了蓄電系統(tǒng)120的暖機。具體而言，是因為，控制器30開始了電容器19的充放電及 電動發(fā)電機12作為電動機或發(fā)電機的工作。
[0228] 其后，在時刻tl2,輔助輸出再次成為零。運是因為，累排出壓成為小于安全壓Pr的 結果，視為已停止液壓驅動系統(tǒng)的暖機，從而控制器30停止了蓄電系統(tǒng)120的暖機。
[0229] 其后，在時刻tl3,輔助輸出重新反復進行跨零的增減。運是因為，在規(guī)定時間內沒 有對操作裝置26進行操作的狀態(tài)持續(xù)的結果，視為已滿足暖機開始條件，從而控制器30開 始了蓄電系統(tǒng)120的暖機。
[0230] 引擎轉矩如圖23(C)所示，在時刻tlOW前未進行液壓驅動系統(tǒng)的暖機，因此根據(jù) 輔助輸出的增減，W怠速時的轉矩Ti為中屯、反復增減的同時發(fā)生變化。并且，若在時刻tlO 開始液壓驅動系統(tǒng)的暖機，則成為容許最大轉矩Tmax。運是因為，為了進行液壓驅動系統(tǒng)的 暖機，累排出壓達到安全壓的結果，累負載有所增大。
[0231] 其后，除了輔助輸出成為正值的期間W外，引擎轉矩WTmax的狀態(tài)變化。在輔助輸 出成為正值的期間，引擎轉矩隨著輔助輸出增大而減少。在輔助輸出成為正值的期間引擎 轉矩減少是因為，通過作為電動機發(fā)揮作用的電動發(fā)電機12來輔助引擎11，從而引擎負載 有所減少。另一方面，在輔助輸出成為負值的期間，引擎轉矩WTmax的狀態(tài)變化。運是因為， 通過使電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮作用而產生的引擎負載（引擎轉矩）的增加量被通過 減小累負載而產生的引擎負載（引擎轉矩)的減少量抵消。具體而言，是因為，根據(jù)輔助輸出 (參考圖23(B)。）的負值區(qū)域中的變動，控制器30減小累電流(參考圖23化）。），進而根據(jù)該 累電流的減小來減小累負載(參考圖23(D)。）。
[0232] 另外，圖23(C)中的粗點狀圖案的區(qū)域表示，假設未進行累負載的減小時為了使電 動發(fā)電機12作為發(fā)電機工作而應當需要的引擎負載（引擎轉矩）的增加量。并且，圖23(B)中 的粗點狀圖案的區(qū)域表示液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中的基于電動發(fā)電機12的發(fā)電量，對應 于圖23(C)中的粗點狀圖案所示的引擎轉矩的增加量。并且，圖23(D)中的粗點狀圖案的區(qū) 域表示累負載的減小量，對應于圖23(C)中的粗點狀圖案所示的引擎轉矩的增加量。
[0233] 接著，參考圖24對蓄電系統(tǒng)暖機處理過程中的各種參數(shù)的隨時間變化的另一例進 行說明。另外，圖24中，引擎轉矩、累電流及累負載的隨時間變化與圖23的變化不同，但其他 參數(shù)的隨時間變化與圖23的變化相同。因此，省略相同部分的說明，并對不同部分進行詳細 說明。
[0234] 圖24(C)中，與圖23(C)不同，在液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中，引擎轉矩與輔助輸出 的變化無關地WTmax的狀態(tài)變化。
[0235] 運是因為，在輔助輸出成為正值的期間，通過使電動發(fā)電機12作為電動機發(fā)揮作 用而產生的引擎負載（引擎轉矩)的減少量被通過使累負載增大而產生的引擎負載（引擎轉 矩）的增加量抵消。具體而言，根據(jù)輔助輸出（參考圖24(B)。）的正值區(qū)域中的變動，控制器 30使累電流(參考圖24化）。）增大，進而根據(jù)該累電流的增大而使累負載(參考圖24(D)。）增 大。
[0236] 并且，是因為在輔助輸出成為負值的期間，通過使電動發(fā)電機12作為發(fā)電機發(fā)揮 作用而產生的引擎負載（引擎轉矩)的增加量被通過減小累負載而產生的引擎負載（引擎轉 矩）的減少量抵消。具體而言，根據(jù)輔助輸出（參考圖24(B)。）的負值區(qū)域中的變動，控制器 30減小累電流(參考圖24化）。），進而根據(jù)該累電流的減小來減小累負載(參考圖24(D)。）。
[0237] 另外，圖24(C)中的細點狀圖案的區(qū)域表示，假設未進行累負載的增大時通過使電 動發(fā)電機12作為電動機進行工作而應當減輕的引擎負載（引擎轉矩）的減少量。并且，圖24 (B)中的細點狀圖案的區(qū)域表示液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中的由電動發(fā)電機12消耗的電力 消耗量，對應于圖24(C)中的細點狀圖案所示的引擎轉矩的減少量。并且，圖24(D)中的細點 狀圖案的區(qū)域表示累負載的增大量，對應于圖24(C)中的細點狀圖案所示的引擎轉矩的減 少量。
[0238] 并且，圖24(B)~圖24(D)中的粗點狀圖案的區(qū)域具有與圖23(B)~圖23化）中的粗 點狀圖案的區(qū)域相同的含義。
[0239] 通過W上結構，控制器30使得能夠同時執(zhí)行液壓驅動系統(tǒng)的暖機和蓄電系統(tǒng)120 的暖機。其結果，控制器30能夠有效地執(zhí)行蓄電系統(tǒng)120的暖機和液壓驅動系統(tǒng)的暖機，能 夠縮短整體的暖機時間。另外，控制器30也可W同時執(zhí)行引擎11的暖機、液壓驅動系統(tǒng)的暖 機及蓄電系統(tǒng)120的暖機。并且，液壓驅動系統(tǒng)的暖機及蓄電系統(tǒng)120的暖機均具有使引擎 負載增大的傾向，因此具有加快引擎11的暖機的效果。
[0240] 并且，在液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中為了進行蓄電系統(tǒng)120的暖機而使電動發(fā)電 機12作為發(fā)電機進行工作時，控制器30減小主累14的吸收馬力。因此，能夠防止電動發(fā)電機 12的吸收馬力(對引擎11的發(fā)電負載)與主累14的吸收馬力(對引擎11的液壓負載）的總計 超過引擎11的輸出馬力。其結果，當在液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中進行了蓄電系統(tǒng)120的暖 機時，能夠防止引擎轉速下降或者引擎11停止。
[0241] 并且，在液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中為了進行蓄電系統(tǒng)120的暖機而使電動發(fā)電 機12作為電動機進行工作時，控制器30也可W使主累14的吸收馬力增大。因此，在不超過引 擎11的輸出馬力的范圍能夠使主累14的吸收馬力最大限度地增大來進一步促進液壓驅動 系統(tǒng)的暖機。其結果，能夠進一步縮短液壓驅動系統(tǒng)的暖機時間。
[0242] 并且，控制器30判定是否在液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中。上述實施例中，當主累14 的排出壓大致成為安全壓的安全狀態(tài)在規(guī)定時間內持續(xù)時，判定為在液壓驅動系統(tǒng)的暖機 過程中。因此，控制器30能夠W較高的可靠性判別是在液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中，還是在 挖掘等工作中。其結果，能夠防止在挖掘等工作中進行蓄電系統(tǒng)120的暖機。
[0243] 并且，控制器30在滿足規(guī)定的暖機開始條件時開始蓄電系統(tǒng)120的暖機，滿足規(guī)定 的暖機停止條件時停止蓄電系統(tǒng)120的暖機。本實施例中，當判定為在液壓驅動系統(tǒng)的暖機 過程中的情況下，當電容器溫度為暖機開始電容器溫度TsW下且未進行回轉操作及行走操 作時，控制器30開始蓄電系統(tǒng)120的暖機。并且，在判定為在液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中的 情況下，當電容器溫度為暖機停止電容器溫度TfW上時或者進行了回轉操作或行走操作 時，控制器30停止蓄電系統(tǒng)120的暖機。其結果，能夠防止控制器30在不適當?shù)亩〞r開始蓄 電系統(tǒng)120的暖機或者在不適當?shù)亩〞r停止蓄電系統(tǒng)120的暖機。
[0244] W上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了詳細說明，但本發(fā)明并不限于上述實施例，只 要不脫離本發(fā)明的范圍，就可W對上述實施例施加各種變形及置換。
[0245] 例如，上述的實施例中，充電過渡開始充電率(SOCl)W電容器溫度越低而變得越 高的方式被階段性地設定，放電過渡開始充電率(S0C2)W電容器溫度越低而變得越低的方 式被階段性地設定。然而，本發(fā)明并不限定于該結構。例如，S0C1及S0C2中的至少一個可W 根據(jù)電容器溫度無階段地設定。
[0246] 并且，本申請主張基于2014年3月6日申請的日本專利申請2014-044240號及2014 年3月31日申請的日本專利申請2014-074526號的優(yōu)先權，運些日本專利申請的所有內容通 過參考援用于本申請中。
[0247] 符號說明
[0248] 1-下部行走體，1R-右側行走用液壓馬達，化-左側行走用液壓馬達，2-回轉機構， 3-上部回轉體，4-動臂，5-斗桿，6-伊斗，7-動臂缸，8-斗桿缸，9-伊斗缸，10-駕駛室，11-引 擎，12-電動發(fā)電機，13-變速器，14、1化、14R-主累，14曰、14aL、14aR-調節(jié)器，15-先導累，16- 高壓液壓管路，17-控制閥，18-逆變器，19-電容器，20-逆變器，21-回轉用電動機，22-分解 器，23-機械制動器，24-回轉變速器，25-先導管路，26-操作裝置，26AJ6B-操縱桿，26C-踏 板，27-液壓管路，28-液壓管路，29-壓力傳感器，29A、29AL、29AR-排出壓傳感器，30-控制 器，40L、40R-中間旁通油路，50L、50R-安全閥，151~156-流量控制閥，100-升降壓轉換器， 110-DC總線，111-DC總線電壓檢測部，112-電容器電壓檢測部，113-電容器電流檢測部， 120-蓄電系統(tǒng)，M2、M3-溫度傳感器。
【主權項】
1. 一種挖土機，其具有： 下部行走體； 上部回轉體； 工作附件； 引擎； 電動發(fā)電機，連結于所述引擎； 液壓栗，與所述電動發(fā)電機連結并向所述工作附件供給工作油； 回轉用電動機，搭載于所述上部回轉體； 蓄電器； DC總線，將所述蓄電器與所述回轉用電動機進行電連接;及 控制裝置， 所述控制裝置根據(jù)溫度的下降來減小所述蓄電器的充放電極限值，且改變所述蓄電器 向所述回轉用電動機供給的電力的最大值即放電要求值。2. 根據(jù)權利要求1所述的挖土機，其中， 所述控制裝置根據(jù)溫度的下降來減小相對于所述蓄電器的充電率的變化的所述充放 電極限值各自的變化，且減小相對于所述充電率的變化的所述放電要求值的變化。3. 根據(jù)權利要求1所述的挖土機，其中， 所述控制裝置根據(jù)溫度的下降來減小放電開始充電率。4. 根據(jù)權利要求1所述的挖土機，其中， 所述控制裝置根據(jù)溫度的下降來使回轉速度極限值下降。5. 根據(jù)權利要求4所述的挖土機，其中， 所述控制裝置根據(jù)所述回轉速度極限值的下降來使回轉轉矩極限值下降。6. 根據(jù)權利要求4所述的挖土機，其中， 所述控制裝置根據(jù)所述回轉速度極限值的下降來減小所述液壓栗的排出量。7. 根據(jù)權利要求1所述的挖土機，其中， 所述控制裝置在回轉再生時根據(jù)溫度的下降來減小所述放電要求值。8. 根據(jù)權利要求1所述的挖土機，其中， 所述控制裝置在回轉動力運行時根據(jù)溫度的下降來減小所述放電要求值。9. 根據(jù)權利要求1所述的挖土機，其具有驅動所述工作附件的液壓驅動系統(tǒng)， 在所述液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中，所述控制裝置使所述蓄電器充放電來對所述蓄電 器進行暖機。10. 根據(jù)權利要求9所述的挖土機，其中， 在所述液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中且所述蓄電器的暖機過程中，使所述電動發(fā)電機作 為發(fā)電機而進行工作時，所述控制裝置使構成所述液壓驅動系統(tǒng)的所述液壓栗的吸收馬力 減小。11. 根據(jù)權利要求9所述的挖土機，其中， 在所述液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中且所述蓄電器的暖機過程中，使所述電動發(fā)電機作 為電動機而進行工作時，所述控制裝置使構成所述液壓驅動系統(tǒng)的所述液壓栗的吸收馬力 增大。12. 根據(jù)權利要求9所述的挖土機，其中， 所述控制裝置判定是否在所述液壓驅動系統(tǒng)的暖機過程中。13. 根據(jù)權利要求9所述的挖土機，其中， 當與所述蓄電器有關的溫度為規(guī)定溫度以下，且還未進行回轉操作及行走操作時，所 述控制裝置開始所述蓄電器的暖機。14. 根據(jù)權利要求9所述的挖土機，其中， 當與所述蓄電器有關的溫度成為規(guī)定溫度以上時，或者進行了回轉操作或行走操作 時，所述控制裝置停止所述蓄電器的暖機。
【文檔編號】B60L11/14GK105939913SQ201580006864
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年3月6日
【發(fā)明人】竹尾實高
【申請人】住友建機株式會社