混合动力作业机械的动力机械控制装置、混合动力作业机械以及混合动力作业机械的动力机械控制方法与流程

本发明涉及对在混合动力作业机械中设置并成为动力源的动力机械进行控制的技术。

背景技术：

作业机械例如具有内燃机作为动力源，该动力源产生用于行走的动力或用于使作业机动作的动力。近年来，例如有如专利文献1中记载的作业机械：组合内燃机和发电电动机，将内燃机产生的动力作为作业机械的动力，并且通过由内燃机驱动发电电动机来产生电力。

专利文献1：日本特开2012-241585号公报

技术实现要素：

具有内燃机以及由该内燃机驱动的发电电动机的混合动力作业机械在发电电动机由内燃机驱动而进行发电时，存在内燃机的转速降低后增加的情况。即在发电时存在有不被允许的内燃机的转速降低后增加的转速变动。

本发明的方式的目的在于，在具有由内燃机驱动的发电电动机的混合动力作业机械中，在发电电动机发电时，抑制内燃机的转速变动。

根据本发明的第一方式，提供一种混合动力作业机械的动力机械控制装置，其对内燃机进行控制，上述内燃机搭载于具有通过从液压泵供给的液压油进行动作的作业机的混合动力作业机械，并且利用所产生的动力来驱动发电电动机以及上述液压泵，上述混合动力作业机械的动力机械控制装置，包括处理部，其在上述内燃机的运转期间由上述发电电动机产生电力时，使上述发电电动机产生电力所需的转矩随着时间的经过而增加，并且使上述液压泵所吸收的吸收转矩降低。

根据本发明的第二方式，提供一种混合动力作业机械的动力机械控制装置，在第一方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制装置中，上述处理部基于在对上述发电电动机产生的电力进行蓄积的蓄电装置中蓄积的电量，来变更使上述发电电动机产生电力所需的转矩随着时间的经过而增加的比率。

根据本发明的第三方式，提供一种混合动力作业机械的动力机械控制装置，在第二方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制装置中，当上述电量变小时，上述处理部增大上述比率。

根据本发明的第四方式，提供一种混合动力作业机械的动力机械控制装置，在第一方式至第三方式中任一项涉及的混合动力作业机械的动力机械控制装置中，基于在对上述发电电动机产生的电力进行蓄积的蓄电装置中蓄积的电量，来判断是否由上述发电电动机产生电力。

根据本发明的第五方式，提供一种混合动力作业机械的动力机械控制装置，在第一方式至第四方式中任一项涉及的混合动力作业机械的动力机械控制装置中，上述混合动力作业机械具有具备上述作业机的回转体，上述处理部基于使上述回转体回转所需的回转马力，来变更使上述发电电动机产生电力所需的转矩随着时间的经过而增加的比率。

根据本发明的第六方式，提供一种混合动力作业机械的动力机械控制装置，在第五方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制装置中，当上述回转马力变大时，上述处理部增大上述比率。

根据本发明的第七方式，提供一种混合动力作业机械，包括：第一方式至第六方式中任一项涉及的混合动力作业机械的动力机械控制装置；上述内燃机；由上述内燃机驱动的上述发电电动机；以及对上述发电电动机产生的电力进行蓄积的蓄电装置。

根据本发明的第八方式，提供一种混合动力作业机械的动力机械控制方法，其用于对内燃机进行控制，上述内燃机搭载于具有通过液压泵进行动作的作业机的混合动力作业机械，并且利用所产生的动力来驱动发电电动机以及上述液压泵，在对上述内燃机进行控制时，包括：判断在上述内燃机的运转期间是否由上述发电电动机产生电力；在上述内燃机的运转期间由上述发电电动机产生电力时，使上述发电电动机产生电力所需的转矩随着时间的经过而增加，并且使上述液压泵吸收的吸收转矩降低。

根据本发明的方式，在具有由内燃机驱动的发电电动机的混合动力作业机械中，能够在发电电动机发电时，进行抑制内燃机的转速变动的抑制。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的作业机械即液压挖掘机的立体图。

图2是表示实施方式涉及的液压挖掘机的驱动系统的概略图。

图3是表示控制实施方式涉及的动力机械时使用的转矩线图的一个示例的图。

图4是用于说明发电电动机被内燃机驱动来发电时的内燃机的运转状态的图。

图5是表示在实施方式中发电电动机发电时的发电转矩相对于时间的变化的一个示例的图。

图6是用于说明发电电动机被内燃机驱动来发电时的内燃机的运转状态的图。

图7是用于说明发电电动机被内燃机驱动来发电时的内燃机的运转状态的图。

图8是用于说明在比较例中发电电动机被内燃机驱动来发电时的内燃机的运转状态的图。

图9是用于说明在比较例中发电电动机被内燃机驱动来发电时的内燃机的运转状态的时序图。

图10是表示混合动力控制器、发动机控制器以及泵控制器的结构示例的图。

图11是表示液压挖掘机的控制系统的图。

图12是执行实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法的混合动力控制器的控制框图。

图13是执行实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法的混合动力控制器的控制框图。

图14是执行实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法的混合动力控制器的控制框图。

图15是表示输入值运算部的处理的流程图。

图16是执行实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法的混合动力控制器的控制框图。

图17是表示实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法的一个示例的流程图。

图18是用于说明实施方式涉及的输出指示线的变形示例的图。

符号说明

1液压挖掘机

2车辆主体

3作业机

5上部回转体

17内燃机

18液压泵

19发电电动机

19i发电电动机控制装置

22蓄电装置

23混合动力控制器

24回转马达(电动机)

24i回转马达控制装置

30发动机控制器

36动力机械

50目标发电输出运算部

51回转马力运算部

52目标发电转矩运算部

53发电转矩调整运算部

54发电转矩增加率变更部

54a第一变换部

54b第二变换部

54c最大值选择部

54d反转部

55输入值运算部

56调整处理部

56a第一加减法器

56b最小值选择部

56c最大值选择部

56d第二加减法器

56e选择部

56g前次值存储部

56f无效标志输出部

57泵指令值运算部

具体实施方式

参照附图来详细说明用于实施本发明的方式(实施方式)。

作业机械的整体结构

图1是表示实施方式涉及的作业机械即液压挖掘机1的立体图。液压挖掘机1具有车辆主体2和作业机3。车辆主体2具有下部行走体4和上部回转体5。下部行走体4具有一对行走装置4a、4a。各行走装置4a、4a分别具有履带4b、4b。各行走装置4a、4a具有行走马达21。图1所示的行走马达21驱动左侧的履带4b。图1中没有记载，不过液压挖掘机1还具有驱动右侧履带4b的行走马达。将驱动左侧履带4b的行走马达称为左行走马达，将驱动右侧履带4b的行走马达称为右行走马达。右行走马达和左行走马达分别驱动履带4b、4b，由此使液压挖掘机1行走或回转。

作为回转体的一个示例的上部回转体5可回转地设置在下部行走体4上。液压挖掘机1通过用于使上部回转体5回转的回转马达而使其回转。回转马达可以是将电力变换成旋转力的电动马达，可以是将液压油的压力(液压)变换成旋转力的液压马达，也可以是液压马达和电动马达的组合。在实施方式中，回转马达是电动马达。

上部回转体5具有驾驶室6。上部回转体5还具有燃料箱7、液压油箱8、动力机械室9和配重10。燃料箱7贮存用于驱动发动机的燃料。液压油箱8贮存从液压泵向动臂缸14、斗杆缸15和铲斗缸16等液压缸、以及行走马达21等液压设备排出的液压油。动力机械室9收纳作为液压挖掘机的动力源的动力机械和向液压设备供给液压油的液压泵等设备。配重10配置在动力机械室9的后方。在上部回转体5的上部安装有扶手5t。

作业机3安装在上部回转体5的前部中央位置。作业机3具有动臂11、斗杆12、铲斗13、动臂缸14、斗杆缸15、以及铲斗缸16。动臂11的基端部用销结合于上部回转体5。通过这样的结构，动臂11相对于上部回转体5动作。

动臂11与斗杆12用销结合。更具体而言，动臂11的前端部与斗杆12的基端部用销结合。斗杆12的前端部与铲斗13用销结合。通过这样的结构，斗杆12相对于动臂11动作。此外，铲斗13相对于斗杆12动作。

动臂缸14、斗杆缸15和铲斗缸16是由从液压泵18排出的液压油驱动的液压缸。动臂缸14使动臂11动作。斗杆缸15使斗杆12动作。铲斗缸16使铲斗13动作。这样，作业机3借由动臂缸14、斗杆缸15以及铲斗缸16通过从液压泵18供给的液压油来动作。

液压挖掘机1的驱动系统1ps

图2是表示实施方式涉及的液压挖掘机1的驱动系统的概略图。在实施方式中，液压挖掘机1是混合动力作业机械，其组合有：内燃机17、由内燃机17驱动进行发电的发电电动机19、积蓄电力的蓄电装置22、供给由发电电动机19产生的电力或从蓄电装置22释放的电力来进行驱动的电动机。更具体而言，液压挖掘机1通过电动机24(以下可称为“回转马达24”)使上部回转体5回转。

液压挖掘机1具有内燃机17、液压泵18、发电电动机19和回转马达24。内燃机17是液压挖掘机1的动力源。在实施方式中，内燃机17是柴油发动机。发电电动机19与内燃机17的输出轴17s连结。通过这样的结构，发电电动机19由内燃机17驱动而产生电力。此外，在内燃机17产生的动力不足时，发电电动机19由蓄电装置22供给的电力驱动，来辅助内燃机17。

在实施方式中，内燃机17是柴油发动机，不过不局限于此。发电电动机19例如是sr(开关磁阻)马达，不过不局限于此。在实施方式中，发电电动机19的转子19r与内燃机17的输出轴17s直接连结，不过不局限于这种结构。例如发电电动机19的转子19r与内燃机17的输出轴17s也可以经由pto(powertakeoff：动力输出装置)连接。发电电动机19的转子19r也可以连结于与内燃机17的输出轴17s连接的减速器等传递装置，而由内燃机17驱动。在实施方式中，内燃机17和发电电动机19的组合成为液压挖掘机1的动力源。将内燃机17和发电电动机19的组合称为动力机械36。动力机械36是组合内燃机17和发电电动机19的、产生作为作业机械的液压挖掘机1所需的动力的混合动力方式的动力机械。

液压泵18向液压设备供给液压油，例如使作业机3动作。在本实施方式中，液压泵18例如使用斜板式液压泵这样的可变容量型液压泵。液压泵18的输入部18i与动力传递轴19s连结，该动力传递轴19s连结于发电电动机19的转子19r。通过这样的结构，液压泵18由内燃机17驱动。

驱动系统1ps具有蓄电装置22和回转马达控制装置24i作为用于驱动回转马达24的电动驱动系统。在实施方式中，蓄电装置22是电容器、更具体而言是双电层电容器，不过不局限于此，例如可以是镍氢电池、锂离子电池和铅蓄电池这样的二次电池。回转马达控制装置24i例如是逆变器。

发电电动机19产生的电力或从蓄电装置22释放的电力经由电力电缆供给到回转马达24，使图1所示的上部回转体5回转。即，通过使用发电电动机19供给(产生)的电力或蓄电装置22供给(释放)的电力进行动力运行动作，使上部回转体5回转。回转马达24通过在上部回转体5减速时进行再生动作，将电力供给(充电)到蓄电装置22。此外，发电电动机19将自身产生的电力供给(充电)到蓄电装置22。即，蓄电装置22也能够积蓄发电电动机19产生的电力。

发电电动机19由内燃机17驱动而产生电力，或者由蓄电装置22供给的电力驱动来驱动内燃机17。混合动力控制器23通过发电电动机控制装置19i控制发电电动机19。即，混合动力控制器23生成用于驱动发电电动机19的控制信号并提供给发电电动机控制装置19i。发电电动机控制装置19i基于控制信号使发电电动机19产生电力(再生)或者使发电电动机19产生动力(动力运行)。发电电动机控制装置19i例如是逆变器。

在发电电动机19设置有旋转传感器25m。旋转传感器25m检测发电电动机19的转速、即转子19r的每单位时间的转数。旋转传感器25m将检测出的转速变换成电信号输出到混合动力控制器23。混合动力控制器23获取旋转传感器25m检测出的发电电动机19的转速，用于发电电动机19和内燃机17的运转状态的控制。旋转传感器25m例如使用旋转变压器或回转式编码器等。在实施方式中，设发电电动机19的转速与内燃机17的转速为相同的转速。在实施方式中，旋转传感器25m也可以是检测发电电动机19的转子19r的转数，混合动力控制器23将转数变换成转速。发电电动机19的转速能够以由内燃机17的转速检测传感器17n检测出的值代用。

在回转马达24设置有旋转传感器25m。旋转传感器25m检测回转马达24的转速。旋转传感器25m将检测出的转速变换成电信号并输出到混合动力控制器23。回转马达24例如使用磁铁嵌入式同步电动机。旋转传感器25m例如使用旋转变压器或回转式编码器等。

混合动力控制器23获取发电电动机19、回转马达24、蓄电装置22、回转马达控制装置24i和后述的发电电动机控制装置19i所具有的、热敏电阻或热电偶等温度传感器的检测值的信号。混合动力控制器23基于所获取的温度来管理蓄电装置22等各设备的温度，并且执行蓄电装置22的充放电控制、发电电动机19的发电控制/对内燃机17的辅助控制、以及回转马达24的动力运行控制/再生控制。此外，混合动力控制器23执行实施方式涉及的动力机械控制方法。

蓄电装置22与变压器22c连接。变压器22c与发电电动机控制装置19i以及回转马达控制装置24i连接。变压器22c与发电电动机控制装置19i以及回转马达控制装置24i提供或接受直流电力。混合动力控制器23使变压器22c与发电电动机控制装置19i以及回转马达控制装置24i之间提供或接受直流电力，此外，使变压器22c与蓄电装置22之间提供或接受直流电力。

驱动系统1ps具有相对于驾驶室6内的操作员座席设置于左右位置上的操作杆26r、26l，该驾驶室6设置于图1所示的车辆主体2。操作杆26r、26l是进行作业机3的操作和液压挖掘机1的行走操作的装置。操作杆26r、26l使作业机3和上部回转体5与各自的操作对应地动作。

基于操作杆26r、26l的操作量生成先导液压。先导液压被供给到后述的控制阀。控制阀与先导液压对应地驱动作业机3的阀芯。伴随阀芯的移动，向动臂缸14、斗杆缸15和铲斗缸16供给液压油。其结果，例如与操作杆26r的前后操作对应地进行动臂11的下降、上升动作，与操作杆26r的左右操作对应地进行铲斗13的挖掘、倾卸。此外，例如通过操作杆26l的前后操作进行斗杆12的倾卸、挖掘操作。此外，操作杆26r、26l的操作量由杆操作量检测部27变换成电信号。杆操作量检测部27具有压力传感器27s。压力传感器27s检测与操作杆26l、26r的操作对应地产生的先导液压。压力传感器27s输出与检测出的先导液压对应的电压。杆操作量检测部27通过将压力传感器27s输出的电压换算成操作量来求取杆操作量。

杆操作量检测部27将杆操作量作为电信号输出至泵控制器33和混合动力控制器23中的至少一方。在操作杆26l、26r是电气式杆的情况下，杆操作量检测部27具有电位计等电气式的检测装置。杆操作量检测部27将由电气式的检测装置与杆操作量对应地生成的电压换算成杆操作量，由此求取杆操作量。其结果，例如通过操作杆26l的左右操作，在左右回转方向上驱动回转马达24。此外，通过未图示的左右行走杆驱动行走马达21。

在图1所示的驾驶室6内设置燃料调整拨盘28。以下，可将燃料调整拨盘28称为节流拨盘28。节流拨盘28设定对内燃机17的燃料供给量。节流拨盘28的设定值(也称为指令值)被变换成电信号并输出至内燃机的控制装置(以下可称为发动机控制器)30。

发动机控制器30从检测内燃机17的状态的传感器类17c获取内燃机17的转速和水温等传感器的输出值。而且，发动机控制器30基于所获取的传感器类17c的输出值掌握内燃机17的状态，调整对内燃机17的燃料喷射量，由此控制内燃机17的输出。在实施方式中，发动机控制器30包括具有cpu(centralprocessingunit，中央处理器)等处理器和存储器的计算机。

发动机控制器30基于节流拨盘28的设定值来生成用于控制内燃机17的动作的控制指令的信号。发动机控制器30将生成的控制信号发送到共轨控制部32。接收到该控制信号的共轨控制部32调整对内燃机17的燃料喷射量。即，在实施方式中，内燃机17是能够进行基于共轨式的电子控制的柴油发动机。发动机控制器30通过共轨控制部32控制对内燃机17的燃料喷射量，由此能够使内燃机17产生目标的输出。此外，发动机控制器30还能够自由地设定某个瞬间的内燃机17的转速下可输出的转矩。混合动力控制器23和泵控制器33从发动机控制器30接受节流拨盘28的设定值。

内燃机17具有转速检测传感器17n。转速检测传感器17n检测内燃机17的输出轴17s的转速、即输出轴17s的每单位时间的转数。发动机控制器30和泵控制器33获取转速检测传感器17n检测出的内燃机17的转速，用于内燃机17的运转状态的控制。在实施方式中，也可以是转速检测传感器17n检测内燃机17的转数，发动机控制器30和泵控制器33将转数变换成转速。在实施方式中，内燃机17的实际转速能够以发电电动机19的旋转传感器25m检测出的值代用。

泵控制器33控制从液压泵18排出的液压油的流量。在实施方式中，泵控制器33包括具有cpu等处理器和存储器的计算机。泵控制器33接收从发动机控制器30和杆操作量检测部27发送的信号。而且，泵控制器33生成用于调整从液压泵18排出的液压油的流量的控制指令的信号。泵控制器33使用所生成的控制信号变更液压泵18的斜板角度，由此变更从液压泵18排出的液压油的流量。

来自检测液压泵18的斜板倾转角度的斜板角度传感器18a的信号被输入至泵控制器33。通过由斜板角度传感器18a检测斜板角度，泵控制器33能够计算液压泵18的泵容量。在控制阀20内，设置有用于检测液压泵18的排出压力(以下可称为泵排出压力)的泵压检测部20a。检测出的泵排出压力被变换成电信号并输入至泵控制器33。

发动机控制器30、泵控制器33和混合动力控制器23例如通过can(controllerareanetwork，控制器局域网)这样的车内lan(localareanetwork，局域网)35进行连接。通过这样的结构，发动机控制器30、泵控制器33和混合动力控制器23能够相互交换信息。

在实施方式中，至少发动机控制器30控制内燃机17的运转状态。在这种情况下，发动机控制器30还使用由泵控制器33和混合动力控制器23中的至少一方生成的信息控制内燃机17的运转状态。这样，在实施方式中，发动机控制器30、泵控制器33和混合动力控制器23中的至少一个作为混合动力作业机械的动力机械控制装置(以下可称为动力机械控制装置)发挥功能。即，它们中的至少一个实现实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法(以下可称为动力机械控制方法)，控制动力机械36的运转状态。以下，在不区分发动机控制器30、泵控制器33和混合动力控制器23的情况下，也将它们称为动力机械控制装置。在实施方式中，混合动力控制器23实现动力机械控制装置的功能。

动力机械36的控制

图3是表示控制实施方式涉及的动力机械36时使用的转矩线图的一个示例的图。转矩线图用于动力机械36，更具体而言用于内燃机17的控制。转矩线图示出内燃机17的输出轴17s的转矩t(n·m)与输出轴17s的转速n(rpm：rev/min)的关系。在实施方式中，由于发电电动机19的转子19r与内燃机17的输出轴17s连结，因此内燃机17的输出轴17s的转速n与发电电动机19的转子19r的转速相等。以下，提到转速n时，是指内燃机17的输出轴17s的转速和发电电动机19的转子19r的转速中的至少一方。在实施方式中，内燃机17的输出、发电电动机19作为电动机工作时的输出是马力，单位是功率。

转矩线图包含最大转矩线tl、限制线vl、泵吸收转矩线pl、匹配轨迹(matchingroute)ml、输出指示线il。最大转矩线tl示出在图1所示的液压挖掘机1的运转期间内燃机17能够产生的最大的输出。最大转矩线tl表示内燃机17的转速n与在各转速n下内燃机17能够产生的转矩t的关系。

转矩线图用于内燃机17的控制。在实施方式中，发动机控制器30在存储部中存储转矩线图，用于内燃机17的控制。混合动力控制器23以及泵控制器33中的至少一方也可以在存储部中存储转矩线图。

由最大转矩线tl表示的内燃机17的转矩t是考虑内燃机17的耐久性和排气烟度界限等决定的。因此，内燃机17是能够产生比与最大转矩线tl对应的转矩t大的转矩。实际上，动力机械控制装置例如发动机控制器30按照内燃机17的转矩不超过最大转矩线tl的方式对内燃机17进行控制。

在限制线vl与最大转矩线tl的交点pcnt，内燃机17产生的输出即马力最大。将交点pcnt称为额定点。将额定点pcnt处的内燃机17的输出称为额定输出。如上所述，最大转矩线tl基于排气烟度界限决定。限制线vl基于最高转速决定。因此，额定输出是基于内燃机17的排气烟度界限和最高转速决定的、内燃机17的最大输出。

限制线vl限制内燃机17的转速n。即，内燃机17的转速n由动力机械控制装置、例如发动机控制器30控制以使其不超过限制线vl。限制线vl规定内燃机17的最大转速。即，动力机械控制装置例如发动机控制器30控制内燃机17的最大转速防止其超过由限制线vl规定的转速而成为过旋转。

泵吸收转矩线pl示出相对于内燃机17的转速n，图2所示的液压泵18能够吸收的最大转矩。在实施方式中，内燃机17使内燃机17的输出与液压泵18的负荷在匹配轨迹ml上达到平衡。在图3中，示出了匹配轨迹mla和匹配轨迹mlb。匹配轨迹mlb与匹配轨迹mla相比靠近最大转矩线tl。

匹配轨迹mlb设定成在内燃机17以规定的输出动作时，例如是相同输出时，与匹配轨迹mla相比其转速n较低。如此，则在内燃机17产生相同转矩t的情况下，由于使用匹配轨迹mlb能够使内燃机17以更低的转速n运转，因此能够减少因内燃机17的内部摩擦导致的损耗。

在匹配轨迹ml，当内燃机17的转速n增加时，转矩t也增加。在由限制线tl规定的最大转矩点pmax时的转速ntmax与额定输出点pcnt时的转速ncnt之间的区域，匹配轨迹ml和限制线tl交叉。在最大转矩点pmax，内燃机1产生的转矩t最大。

匹配轨迹ml也可以被设定成通过燃料消耗率良好的点。匹配轨迹mlb设定成在内燃机17产生最大转矩t之前的范围内，处于由最大转矩线tl规定的转矩t的80％以上且95％以下。

输出指示线il表示内燃机17的转速n和转矩t的目标。即，控制内燃机17以成为根据输出指示线il得到的转速n和转矩t。这样，输出指示线il相当于第二关系，用于规定内燃机17产生的动力的大小，表示内燃机17的转矩t与转速n的关系。输出指示线il为使内燃机17产生的马力即输出的指令值(以下可称为输出指令值)。即，动力机械控制装置例如发动机控制器30控制内燃机17的转矩t和转速n，以使它们成为与输出指令值对应的输出指示线il上的转矩t和转速n。例如在与输出指令值对应的是输出指示线ilt的情况下，内燃机17的转矩t和转速n被控制成为输出指示线ilt上的值。

转矩线图包含多个输出指示线il。相邻的输出指示线il之间的值例如通过插补来求取。在实施方式中，输出指示线il为等马力线。等马力线是以使内燃机17的输出恒定的方式决定转矩t和转速n的关系的线。在实施方式中，输出指示线il不局限于等马力线，也可以是等节流线。等节流线示出在燃料调整拨盘、即节流拨盘28的设定值(节流开度)相等的情况下的转矩t与转速n的关系。节流拨盘28的设定值是用于规定共轨控制部32向内燃机17喷射的燃料喷射量的指令值。后文将对输出指示线il是等节流线的示例进行说明。

在实施方式中，对内燃机17进行控制以成为匹配点mp的转矩t和转速nm。匹配点mp是图3中由实线表示的匹配轨迹ml、图3中由实线表示的输出指示线ile和由实线表示的泵吸收转矩线pl的交点。匹配点mp是内燃机17的输出和液压泵18的负荷达到平衡的点。由实线表示的输出指示线ile与在匹配点mp处液压泵18吸收内燃机17输出的目标和内燃机17的作为目标的输出对应。

在发电电动机19发电时，发给泵控制器33以及混合动力控制器23指令，以使得液压泵18吸收的内燃机17的输出减小由发电电动机19吸收的马力，即输出pga的量。泵吸收转矩线pl移动到由虚线表示的位置。与此时的泵吸收马力对应的是输出指示线ilp。泵吸收转矩线pl在匹配点mpa时的转速nm与输出指示线ilp交叉。输出指示线ilp与发电电动机19吸收的输出pga相加而得到的是通过匹配点mpa的输出指示线ile。

在实施方式中，示出了在匹配点mpa使内燃机17的输出与液压泵18的负荷达到平衡的示例，其中，匹配点mpa是匹配轨迹mla、输出指示线ile以及泵吸收转矩线pl的交点。不局限于该示例，也可以在匹配点mpb使内燃机17的输出与液压泵18的负荷达到平衡，其中，匹配点mpb是匹配轨迹mlb、输出指示线ile以及泵吸收转矩线pl的交点。

这样，动力机械36、即内燃机17和发电电动机19基于转矩线图中包含的最大转矩线tl、限制线vl、泵吸收转矩线pl、匹配轨迹ml和输出指示线il而被控制。接着，对动力机械36的发电电动机19被内燃机17驱动，使发电电动机19产生电力即进行发电的情况进行说明。

发电电动机19发电时

图4是用于说明发电电动机19被内燃机17驱动来发电，发电输出变成pga以上时的内燃机17的运转状态的图。图4的输出指示线ile是在内燃机17单独运转的情况下的输出指示线。图4的输出指示线ilg是表示发电电动机19被内燃机17驱动来发电时的作为目标的发出的输出指示线。输出指示线ile以及输出指示线ilg在后述的图6以及图7中也是同样的。

在图4中，在发电电动机19未进行发电的状态下发给内燃机17的输出指令值由输出指示线ile表示。在发电电动机19发电的状态下发给内燃机17的输出指令值由输出指示线ilg表示。在发电电动机19发电时，由于需要用于发电的能量，因此发电时的输出指示线ilg大于未进行发电的非发电时的输出指示线ile。即，内燃机17在发电时与非发电时相比产生较大的输出。

在图4中，发电电动机19未进行发电状态下的内燃机17在匹配点mp0输出与液压泵18的负荷达到平衡，其中，匹配点mp0是匹配轨迹ml、输出指示线ile以及泵吸收转矩线pl0的交点。在匹配点mp0，内燃机17的转速为nm1。

当从图2所示的混合动力控制器23向发电电动机19发出发电指令，发电电动机19开始发电时，内燃机17产生驱动发电电动机19的动力。由于发电时向内燃机17发出的输出指令值为输出指示线ilg，因此匹配点例如变成mp1。匹配点mp1的转速大于匹配点mp1的转速nm。当发电电动机19停止发电时，内燃机17不需要驱动发电电动机19。因此，发电停止时向内燃机17发出的输出指令值从输出指示线ilg变成输出指示线ile，因此匹配点回到mp0。匹配点mp0的转速nm1小于匹配点mp1的转速。

伴随着发电电动机19的发电而内燃机17的输出骤增的结果是，内燃机17的转速n骤增。其结果，液压挖掘机1的操作员有可能会感觉到不适感。例如，在液压挖掘机1进行不伴随有上部回转体5的动作的作业亦即正在进行整平作业或者正在进行挖掘作业的过程中，蓄电装置22的电压由于自然放电而降低到开始发电的电压时，发电电动机19开始发电。在这种情况下，操作员对液压挖掘机1的操作杆26l、26r的操作没有变化，但是操作员有可能会对内燃机17的转速n的变动、由内燃机17的转速n变动而导致的泵流量的变动，导致与作业机3的抖动感有关的操作感的变动、以及内燃机17的声音的变动等感觉到不适感。

在实施方式中，图2所示的混合动力控制器23在内燃机17的运转期间由发电电动机19产生电力时，对使发电电动机19产生电力所需的转矩亦即发电转矩施加调整，换而言之使发电转矩随着时间的经过而增加。通过这种控制，在发电时，内燃机17的转速n以及转矩t随着时间的经过而逐渐地增加，因此能够抑制内燃机17的转速n的骤增，从而降低上述的不适感。下面，更详细地说明发电时的发电电动机19以及内燃机17的控制示例。

发电电动机19发电时的控制示例

图5是表示在实施方式中，发电电动机19发电时的发电转矩tg相对于时间t的变化的一个示例的图。图6以及图7是用于说明发电电动机19被内燃机17驱动来发电时的内燃机17的运转状态的图。图6表示时间t＝t1时的状态，图7表示时间t＝t2时的状态。

在实施方式中，在发电电动机19发电时，发电转矩以负值表示，而在发电电动机19作为电动机来动作而辅助内燃机17时，发电电动机19产生的转矩亦即驱动转矩以正值表示。在实施方式中，发电转矩tg以及发电转矩指令值tgc随着时间t的经过而变小。其含义是，如图5所示，发电转矩tg以及发电转矩指令值tgc随着时间t的经过而绝对值变大。在实施方式中，发电转矩tg以及发电转矩指令值tgc的绝对值按照时间t的一次函数而变化，但是发电转矩tg以及发电转矩指令值tgc的绝对值的变化不局限于此。例如，发电转矩tg以及发电转矩指令值tgc的绝对值也可以按照时间t的二次函数、三次函数或者指数函数等来变化。

在发电电动机19未进行发电时，如图6所示，内燃机17在匹配点mp0动作。匹配点mp0是匹配轨迹ml、输出指示线ile、以及泵吸收转矩线pl0的交点。在匹配点mp0，内燃机17的转速是nm0。

在因蓄电装置22的蓄电量变少等而导致发电电动机19发电时，图2所示的混合动力控制器23求取发电电动机19发电时所需的马力，即作为输出的目标发电输出pgt。从而，混合动力控制器23根据所得到的目标发电输出pgt，来求取发电电动机19发电时所需的发电转矩亦即目标发电转矩tgt。目标发电输出pgt以及目标发电转矩tgt是负值。

混合动力控制器23使所得的目标发电输出pgt以及目标发电转矩tgt的绝对值|pgt|以及|tgt|随着时间t的经过而增加，并输出到图2所示的发电电动机控制装置19i。以下可以将混合动力控制器23输出的发电输出pg以及发电转矩tg称为发电输出pgot以及发电转矩tgot。

图2所示的泵控制器33经由车内lan35，从混合动力控制器23获取发电输出pgot。泵控制器33获取的发电输出也可以是目标发电输出pgt的绝对值|pgt|。泵控制器33将发电电动机19未进行发电时给予内燃机17的输出指令值亦即输出指示线ile所示的输出，与发电输出pgot的绝对值|pgot|相加，来求取发电时的输出指令值。在图6所示的示例中，发电时的输出指令值是输出指示线ilg1。

转矩te是将在发电电动机19未进行发电时内燃机17产生的转矩与发电转矩tgot的绝对值|tgot|相加而得到的值。转矩te与根据发电时的内燃机17的输出指令值亦即输出指示线ilg1所示的输出和匹配轨迹ml的交点而求出的转矩相等。

当发电电动机19开始发电，且经过时间t＝t1时，如图6所示，内燃机17在匹配点mp1动作。匹配点mp1是匹配轨迹ml与输出指示线ilg1的交点。在匹配点mp1，内燃机17的转速成为nm1。

在发电电动机19发电时，液压泵18吸收的内燃机17的输出减小发电电动机19吸收的马力，即发电输出pgot的绝对值|pgot|的量。泵吸收转矩线pl0移动至由虚线所示的泵吸收转矩线pl1。泵吸收转矩线pl1通过发电电动机19未进行发电时的输出指示线ile与匹配点mp1的内燃机17的转速nm1的交点。图2所示的液压泵18吸收的转矩变为tp。在发电时，将液压泵18吸收的转矩tp与发电转矩tgot的绝对值|tgot|相加而得到的值为内燃机17的转矩te。

当时间t推移而从t0变成t2时，发电输出pgot以及发电转矩tgot变小。即，发电输出pgot以及发电转矩tgot的绝对值|pgot|以及|tgot|变大。时间t＝t2时，发电时的内燃机17的输出指令值变成输出指示线ilg2。时间t＝t2时的发电输出pgot以及发电转矩tgot的绝对值|pgot|以及|tgot|大于时间t＝t1时的值。因此，时间t＝t2时的输出指令值亦即输出指示线ilg2大于时间t＝t1时的输出指令值亦即输出指示线ilg1。

当时间t＝t2时，如图7所示，内燃机17在匹配点mp2动作。匹配点mp2是匹配轨迹ml与输出指示线ilg2的交点。在匹配点mp2，内燃机17的转速变成nm2。在时间t＝t2，未进行发电时的泵吸收转矩线pl0移动至由实线所示的泵吸收转矩线pl2。泵吸收转矩线pl2通过发电电动机19未进行发电时的输出指示线ile与匹配点mp2的内燃机17的转速nm2的交点。

在发电电动机19发电时，为了能够使发电电动机19发电，图2所示的泵控制器33使泵吸收转矩从转矩te降低到转矩tp。转矩te与转矩tp的差量就是发电时发电电动机19吸收的转矩。图2所示的泵控制器33将泵吸收转矩线pl的指令值从泵吸收转矩线pl0变更为泵吸收转矩线pl2，并输出到液压泵18，以使被液压泵18吸收的转矩从te变成tp。即，泵控制器33使液压泵18吸收的转矩亦即吸收转矩降低。其结果，如图6以及图7所示的那样，泵吸收转矩线按照pl0、pl1、pl2的顺序变化。

在液压泵18的动作中存在响应延迟，因此在输出了降低泵吸收转矩的指令值后，实际的泵吸收转矩逐渐降低。与此相对，发电电动机19的动作几乎没有时间延迟地响应。因此，若从混合动力控制器23向发电电动机控制装置19i给出目标发电转矩tgt，则发电电动机19吸收的转矩即内燃机17驱动发电电动机19的转矩的增加要快于泵吸收转矩的降低。其结果，存在发生下述现象的可能性，该现象是：由于过大的负荷作用于内燃机17而导致内燃机17的转速n急剧降低，随后，当泵吸收转矩降低到目标值时内燃机17的转速n再次增加。

在实施方式中，发电输出pgot以及发电转矩tgot的绝对值|pgot|以及|tgot|随着时间t的经过而变大。因此，内燃机17的输出指令值也随着时间t的经过而变大，因此内燃机17的转矩te也随着时间的经过而变大。由于内燃机17的输出指令值以及转矩te随着时间t的经过而变大，由此匹配点mp如图7的箭头trg所示那样，从发电电动机19未进行发电时的匹配点mp0沿着匹配轨迹ml移动到匹配点mp2。因此，从发电电动机19开始发电到被内燃机17以目标发电输出pgt以及目标发电转矩tgt驱动为止的期间，抑制内燃机17的转矩te超过最大转矩线tl。其结果，能够抑制内燃机17的转速n急剧降低后再次增加的现象。即，在实施方式中，通过使发电输出pgot以及发电转矩tgot的绝对值|pgot|以及|tgot|随着时间t的经过而变大，来确保泵吸收转矩降低到目标值为止的时间，由此来抑制内燃机17的转速n的降低以及增加。

从发电电动机19开始发电到被内燃机17以目标发电输出pgt以及目标发电转矩tgt驱动为止的时间，根据发电转矩tg的绝对值|tg|的每单位时间的增加量，即发电转矩增加率而变更。当发电转矩增加率较小时，发电输出pgot以及发电转矩tgot的绝对值|pgot|以及|tgot|的增加速度相对较慢。当发电转矩增加率较大时，发电输出pgot以及发电转矩tgot的绝对值|pgot|以及|tgot|的增加速度相对较快。

在实施方式中，发电转矩增加率的单位是n·m/秒。发电转矩增加率可以是预先决定的固定值，也可以根据液压挖掘机1的运转条件或者液压挖掘机1的状态而变更。

在实施方式中，混合动力控制器23使发电转矩tgot的绝对值|tgot|随着时间t的经过从第一值的绝对值增加到第二值的绝对值。第一值例如是0[n/m]，第二值例如是最低发电转矩。对于最低发电转矩，若发电电动机19处于小于最低发电转矩的状态，则无法高效地发电，因此即便发电也难以增加蓄电装置22的电量。在实施方式中，若目标发电转矩tgt的绝对值|tgt|变成最低发电转矩以上，则混合动力控制器23使发电电动机19开始发电。将由最低发电转矩以及此时的内燃机17的转速n规定的输出称为最低发电输出。

在实施方式中，将第二值的绝对值作为最低发电转矩，混合动力控制器23使发电转矩tgot的绝对值|tgot|随着时间t的经过从第一值增加到第二值。通过这种处理，发电转矩tgot的绝对值|tgot|变成第二值后无延迟地变成目标发电转矩tgt的绝对值|tgt|，因此抑制了发电的响应延迟。此外，发电转矩tgot的绝对值|tgot|随着时间t的经过从第一值增加到第二值，因此抑制在发电开始时由于内燃机17的转速n的急剧增加而导致的不适感。

变更发电转矩增加率的示例

在实施方式中，发电转矩增加率也可以基于使上部回转体5回转所需的回转马力来变更。回转马力是图2所示的回转马达24使上部回转体5回转所需的马力。

是否由发电电动机19发电是根据在蓄电装置22中蓄积的电量来决定的，在实施方式中基于蓄电装置22的端子间电压来决定的。也能够基于蓄电装置22的端子间电压来变更发电转矩增加率，例如，随着端子间电压变低来增大发电转矩增加率。由于在上部回转体5加速的情况下，回转马力增加，因此发电电动机19为了驱动回转马达24而产生的电力也增加。因此，即便基于蓄电装置22的端子间电压来变更发电转矩增加率，也无法补偿回转马力的增加量，因此有可能导致发电电动机19的发电量不足。

在实施方式中，混合动力控制器23随着回转马力变大而增大发电转矩增加率。在该情况下，混合动力控制器23能够在回转马力为从0到规定大小为止使发电转矩增加率为固定值，在回转马力为规定大小以上的范围时随着回转马力变大而增大发电转矩增加率。在随着回转马力变大而增大发电转矩增加率时，例如能够按照回转马力的一次函数、二次函数或者指数函数等来增大发电转矩增加率。混合动力控制器23不仅增大转矩增加率，还可以将指令转矩从te0变更为tep。

通过随着回转马力变大而增大发电转矩增加率，内燃机19产生使发电电动机19能够高效地发电的发电转矩为止的响应时间变短，因此易于确保上部回转体5的回转所需的电力。当发电转矩增加率变大时，内燃机17的转速n的增加速度也增加，但是在上部回转体5的回转期间，并不进行作业机3的精确操作。因此，即便在上部回转体5的回转期间，增大发电转矩增加率，也几乎不会对液压挖掘机1的操作员造成影响。因此，内燃机17的转速n的增加速度的增加是被允许的。

发电电动机19作为电动机进行动作，由此能够辅助内燃机17。在发电电动机19作为电动机进行动作时，发电电动机19使用在蓄电装置22中蓄积的电力。当发电电动机19对内燃机17的辅助频发时，在蓄电装置22中蓄积的电力减小，端子间电压大幅地降低。在发电电动机19发电时，若使发电转矩tg随着时间t的经过而增加，则存在发电量不足，蓄电装置22的端子间电压异常降低的可能性。

例如，在内燃机17的辅助中存在转数辅助。从杆处于中立状态而降低内燃机17的转速n的状态，操作操作杆26r、26l，转数辅助使转速n增加。在利用转数辅助增加了转速n后，虽然从辅助切换为发电，但是存在要抑制此时内燃机17的转速n的变动这样的需求。

在实施方式中，图2所示的混合动力控制器23能够基于在蓄电装置22中蓄积的电量来变更发电转矩增加率。例如，在蓄电装置22中蓄积的电量变少，即蓄电装置22的端子间电压降低时混合动力控制器23能够增加发电转矩增加率。

在实施方式中，混合动力控制器23基于根据蓄电装置22的作为目标的端子间电压与当前的端子间电压之间的偏差亦即电压偏差决定的目标发电输出，来变更发电转矩增加率。更具体地，当目标发电输出变大，即电压偏差变大时，发电转矩增加率变大。当在蓄电装置22中蓄积的电量变少时，电压偏差变大，因此当在蓄电装置22中蓄积的电量变少时增加发电转矩增加率。发电电动机19的动作从辅助状态向发电状态转移时，存在想要抑制内燃机17的转速n的变动的同时，确保发电电动机19的发电量这样的需求。

在基于目标发电输出来变更发电转矩增加率的情况下，混合动力控制器23能够在目标发电输出的绝对值为从0到规定大小为止使发电转矩增加率为固定值，在目标发电输出的绝对值为规定大小以上的范围时随着目标发电输出的绝对值变大而增大发电转矩增加率。采用目标发电输出的绝对值是因为目标发电输出是负值。

通过这样的处理，即便发电电动机19对内燃机17的辅助频发，也能够降低蓄电装置22的端子间电压异常降低的可能性。发电电动机19对内燃机17的辅助频发的状況是内燃机17的转速n发生变动的状态。因此，即便由于增大发电转矩增加率而导致内燃机17的转速n急剧增加也是被允许的。

实施方式以及比较例

图8是用于说明在比较例中发电电动机19被内燃机17驱动来发电时的内燃机17的运转状态的图。图9是用于说明在比较例中发电电动机被内燃机驱动来发电时内燃机的运转状态的时序图。图9的纵轴是发电输出pg、液压泵18的吸收转矩tp以及内燃机17的转速n。图9的横轴均是时间t，在时间t0发电电动机19开始发电。图9的实线表示实施方式，虚线表示比较例。比较例在匹配点mp0使内燃机17的输出和液压泵18的负荷达到平衡，匹配点mp0是匹配轨迹ml、输出指示线ile以及泵吸收转矩线pl0的交点。从而，在发电电动机19发电时，混合动力控制器23将目标发电转矩tgt不随着时间变化地发给发电电动机控制装置19i。

在比较例中，当在时间t0发电电动机19开始发电时，如图9所示的那样发电输出pg从0变化为目标发电输出pgt。对内燃机17的输出指令值为将输出指示线ile与目标发电输出pgt相加而得到的输出指示线ilg2。通过输出指示线ile和匹配轨迹ml的交点的泵吸收转矩线pl0被变更为泵吸收转矩线pl2。泵吸收转矩线pl2通过了由输出指示线ilg2、与匹配轨迹ml的交点的转速nm2以及与转速nm2对应的输出指示线ile中的转矩te2p确定的坐标。

在输出指示线ile与匹配轨迹ml的交点，内燃机17的转矩是te0，转速是nm0。在输出指示线ilg2与匹配轨迹ml的交点，内燃机17的转矩是te2，转速是nm2。在泵吸收转矩线pl2与输出指示线ilg2的交点，内燃机17的转矩是te2p，转速是nm2。

在发电电动机19发电时，泵吸收转矩从te0变成te2p。图2所示的泵控制器33生成泵吸收转矩的指令值，向液压泵18输出，以使被液压泵18吸收的转矩从te0变成te2p。其结果，泵吸收转矩线从pl0向pl2迁移，因此泵吸收转矩也从与泵吸收转矩线pl0对应的转矩te0变化为与泵吸收转矩线pl2对应的转矩te2p。液压泵18的动作中存在响应延迟，因此变更后的泵吸收转矩的指令值输出后，实际的泵吸收转矩会逐渐地降低。

发电电动机19的动作是在被给予指令后几乎没有延迟地响应。因此，在比较例，发电电动机19如图9的虚线所示的那样从时间t0开始产生与目标发电输出pgt对应的电力。当从混合动力控制器23向发电电动机控制装置19i给出目标发电转矩tgt时，对内燃机17的输出指令值在时间t0从输出指示线ile变化为输出指示线ilg2。其结果，对内燃机17作用输出指示线ilg2与匹配轨迹ml的交点处的转矩te2。

当发电开始时，在发电电动机19开始发电前以转矩te0动作的内燃机17中，在内燃机17的转速n为转速nm2并且泵吸收转矩变成te2p之前，内燃机17的转速n为转速nm0时作用的是加上发电转矩tgt而得到的转矩te2。其结果，作用于内燃机17的是超过最大转矩线tl的转矩，因此如从图9的时间t0到时间t2之间的虚线所示那样，内燃机17的转速n降低。随后，随着泵吸收转矩接近te2p，内燃机17的转速n增加。当内燃机17的转速n变成转速nm2时，内燃机17在匹配轨迹ml与输出指示线ilg2的交点亦即匹配点mp2处动作。

在比较例中，在发电电动机19发电时，也能够将匹配轨迹ml与输出指示线ilg的交点处的转速nm2作为目标转速，随着时间t的经过使内燃机17的转速n增加到作为目标的转速nm2。但是，即便使内燃机17的转速n随着时间t的经过而增加，也无法避免在内燃机17的转速n为转速n2且泵吸收转矩变成te2p之前，在内燃机17的转速n为转速n0时，转矩te2作用于内燃机17的情形。其结果，由于对内燃机17作用超过最大转矩线tl的转矩，因此可能会产生内燃机17的转速n降低之后增加的现象。尤其是，当匹配轨迹ml如图3所示的匹配轨迹mlb那样接近最大转矩线tl时，内燃机17能够产生比由匹配轨迹ml决定的转矩t大的转矩t的富余变少。因此，在比较例中，匹配轨迹ml越是接近最大转矩线tl，在发电电动机19发电时，越容易产生内燃机17的转速n降低的现象。

在实施方式中，发电电动机19发电时，不是内燃机17的转速n，而是使发电转矩pg随着时间t的经过变大。通过这样的处理，在实施方式中，与输出指令值对应的输出指令线il逐渐增加，如图9所示的那样，泵吸收转矩线从pl0逐渐降低到pl2。其结果，在实施方式中，发电电动机19发电时，能够使内燃机17的转速n随着时间t的经过而逐渐增加，因此能够抑制转速n的急剧增加。

在实施方式中，使发电转矩tg随着时间t的经过而变大，因此在直到发电电动机19被内燃机17以目标发电转矩tgt驱动为止的期间，都能够抑制内燃机17的转矩te超过最大转矩线tl。其结果，能够抑制由于对内燃机17施加过大的负荷而导致内燃机17的转速n急剧下降的现象。在实施方式中，即便在为了在燃料消耗効率良好的低转速侧运转内燃机17，而使匹配轨迹ml接近最大转矩线tl的情况下，也能够抑制在发电电动机19发电时，内燃机17的转速n降低的现象。这样，在实施方式中，在发电电动机19发电时，能够抑制内燃机17的转速n的增减。

混合动力控制器23的结构示例

图10是表示混合动力控制器23、发动机控制器30以及泵控制器33的结构示例的图。混合动力控制器23、发动机控制器30以及泵控制器33具有处理部100p、存储部100m以及输入输出部100io。处理部100p是cpu、微处理器(microprocessor)，微型计算机(microcomputer)等。处理部100p执行实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法。

在处理部100p是专用硬件的情况下，处理部100p例如是各种电路、经过编程的处理器(processor)以及asic(applicationspecificintegratedcircuit，专用集成电路)中的一个或者组合它们而成的。

存储部100m使用例如ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)、rom(readonlymemory，只读存储器)等非易失性或易失性的各种存储器、磁盘等各种碟盘中的至少一种。存储部100m存储用于使处理部100p执行实施方式涉及的动力机械控制的计算机程序、以及处理部100p执行实施方式涉及的动力机械控制时使用的信息。处理部100p通过从存储部100m读取上述计算机程序并加以执行，来实现实施方式涉及的动力机械控制。

输入输出部100io是用于连接混合动力控制器23、发动机控制器30或者泵控制器33与设备之类的接口电路。

液压挖掘机的控制系统

图11是表示液压挖掘机1的控制系统1ct的图。对混合动力控制器23，输入蓄电装置22的端子间电压ec、发电电动机19的转速ng、回转马达24的转速nrm以及回转马达24的转矩trm。混合动力控制器23利用这些输入，生成发电电动机19发电时的发电转矩tg的指令值亦即发电转矩指令值tgc。

发电转矩指令值tgc对发电电动机控制装置19i发送发电转矩指令值tgc，使发电电动机19发电。发动机控制器30通过车内lan35从混合动力控制器23获取发电转矩指令值tgc，用于内燃机17的控制。泵控制器33通过车内lan35从混合动力控制器23获取发电转矩指令值tgc，用于液压泵18的控制。液压泵18通过变更斜板18sp的角度，来控制要排出的液压油的流量。

混合动力控制器23的控制模块

图12至图14是执行实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法的混合动力控制器23的控制框图。图15是表示输入值运算部的处理的流程图。图16是执行实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法的混合动力控制器23的控制框图。

如图12所示那样，混合动力控制器23包括目标发电输出运算部50、回转马力运算部51、目标发电转矩运算部52、发电转矩调整运算部53以及泵指令值运算部57。它们执行实施方式涉及的混合动力作业机械的控制方法。它们的功能由混合动力控制器23的处理部100p实现。处理部100p例如通过从存储部100m读取并执行使实施方式涉及的混合动力作业机械的控制方法执行的计算机程序，来实现目标发电输出运算部50、回转马力运算部51、目标发电转矩运算部52以及发电转矩调整运算部53的功能。

目标发电输出运算部50利用蓄电装置22的端子间电压ec来求取目标发电输出pgt。目标发电输出pgt通过对蓄电装置22的作为目标的端子间电压ect与当前的端子间电压ec的偏差亦即电压偏差δec乘以负值的增益g来求取。如前述那样，在实施方式中，这是因为发电转矩tg以及发电输出pg表示为负值。目标发电输出运算部50将求出的目标发电输出pgt向目标发电转矩运算部52输出。在实施方式中，作为目标的端子间电压ect是固定值，存储在混合动力控制器23的存储部100m中。

回转马力运算部51利用回转马达24的转速nrm以及回转马达24的转矩trm来求取回转马力pr，输出到发电转矩调整运算部53。回转马力pr能够由式(1)来求取。式(1)中的h是系数。在实施方式中，系数h是固定值，存储在混合动力控制器23的存储部100m中。

pr＝2×π/60×nrm×trm/1000×h···(1)

目标发电转矩运算部52利用目标发电输出pgt来求取目标发电转矩tgt，输出到发电转矩调整运算部53。发电转矩调整运算部53利用目标发电输出pgt、目标发电转矩tgt以及回转马力pr，来生成并输出发电转矩指令值tgc。

泵指令值运算部57将内燃机17的转速与以发电转矩指令值tgc决定的转矩相乘，来求取液压泵18的吸收马力。在该示例中，发电电动机19被内燃机17驱动，因此使用发电电动机19的转速ng作为内燃机17的转速。泵指令值运算部57根据求出的液压泵18的吸收马力，来求取发给液压泵18的指令值plc。指令值plc是为了液压泵18吸收吸收马力而使液压泵18的斜板18sp的倾转角为所需的大小的命令。泵指令值运算部57通过变更液压泵18的吸收马力，能够增加或者降低液压泵18的吸收转矩。

发电转矩调整运算部53如图13所示，包括发电转矩增加率变更部54、输入值运算部55以及调整处理部56。发电转矩增加率变更部54根据回转马力pr和目标发电输出pgt，来求取决定发电转矩增加率的最大值的第一值tgmmax和决定发电转矩增加率的最小值的第二值tgmmin，输出到调整处理部56。

输入值运算部55利用目标发电转矩tgt、前次值tgtmb以及最低发电转矩tgmin，来求取无效标志fmi和发电转矩输入值inm，输出到调整处理部56。调整处理部56利用第一值tgmmax、第二值tgmmin、无效标志fmi以及发电转矩输入值inm，来生成并输出发电转矩指令值tgc。前次值tgtmb是在混合动力控制器23的控制周期的1个周期前，调整处理部56输出的发电转矩指令值tgc。

如图14所示那样，发电转矩增加率变更部54包括第一变换部54a、第二变换部54b、最大值选择部54c以及反转部54d。第一变换部54a利用回转马力pr，来求取用于变更发电转矩增加率的第一参数tgmf，并将其输出。第二变换部54b利用目标发电输出pgt，来求取用于变更发电转矩增加率的第二参数tgms，并将其输出。

第一变换部54a利用第一变换表mpa来求取第一参数tgmf。在第一变换表mpa中，记述有回转马力pr与第一参数tgmf之间的关系。在第一变换表mpa中，在回转马力pr变为规定的值pr1之前，第一参数tgmf是固定值tgmf1，当回转马力pr变为规定的值pr1以上时，随着回转马力pr的增加而增大第一参数tgmf。

第二变换部54b利用第二变换表mpb来求取第二参数tgms。在第二变换表mpb中，记述有目标发电输出pgt与第二参数tgms之间的关系。在第二变换表mpb中，在目标发电输出pgt的绝对值变为规定的值pgt1之前，第二参数tgms是固定值tgms1，当目标发电输出pgt的绝对值变为规定的值pft1以上时，随着目标发电输出pgt的增加而增大第二参数tgms。

在实施方式中，第一参数tgmf以及第二参数tgms均是转矩，单位是n·m。第一参数tgmf以及第二参数tgms是按照混合动力控制器23的各个控制周期求出的，因此每一个控制周期的第一参数tgmf以及第二参数tgms都为发电转矩增加率。

最大值选择部54c选择并输出第一参数tgmf与第二参数tgms中的较大的参数。最大值选择部54c输出的值为第一值tgmmax。最大值选择部54c输出的值通过反转部54d。反转部54d对最大值选择部54c输出的值赋予负号并输出。反转部54d输出的值为第二值tgmmin。第一值tgmmax的绝对值与第二值tgmmin的绝对值相等。

利用图15来说明输入值运算部55的处理。输入值运算部55在步骤s1，比较前次值tgtmb和最低发电转矩tgmin。在前次值tgtmb小于最低发电转矩tgmin的情况(步骤s1，“是”)下，在步骤s2，输入值运算部55比较目标发电转矩tgt和最低发电转矩tgmin。

在目标发电转矩tgt小于最低发电转矩tgmin的情况(步骤s2，“是”)下，在步骤s3，输入值运算部55将无效标志fmi设为true“真”，在步骤s4将发电转矩输入值inm设为目标发电转矩tgt。

在前次值tgtmb为最低发电转矩tgmin以上的情况(步骤s1，“否”)下，在步骤s5，输入值运算部55将无效标志fmi设为false“假”，在步骤s6将发电转矩输入值inm设为目标发电转矩tgt。

在目标发电转矩tgt为最低发电转矩tgmin以上的情况(步骤s2，“否”)下，在步骤s7，输入值运算部55将无效标志fmi设为true“真”，在步骤s8将发电转矩输入值inm设为最低发电转矩tgmin。

通过这样的处理，输入值运算部55仅能够在发电转矩tg从0到最低发电转矩tgmin之间，使发电转矩tg随着时间t的经过而增加。从而，如果发电转矩tg变成最低发电转矩tgmin以上，则输入值运算部55能够将发电转矩tg设为目标发电转矩tgt。

调整处理部56如图16所示的那样，包括第一加减法器56a、最小值选择部56b、最大值选择部56c、第二加减法器56d、选择部56e、无效标志输出部56f以及前次值存储部56g。第一加减法器56a从自输入值运算部55输出的发电转矩输入值inm减去前次值tgtmb，输出到最小值选择部56b。

最小值选择部56b选择来自第一加减法器56a的输出值与由发电转矩增加率变更部54求出的第一值tgmmax中的较小的值，向最大值选择部56c输出。最大值选择部56c选择从最小值选择部56b输出的值与由发电转矩增加率变更部54求出的第二值tgmmin中的较大的值，输出到第二加减法器56d。

第二加减法器56d将从最大值选择部56c输出的值和前次值tgtmb相加，输出到选择部56e。选择部56e根据从无效标志输出部56f向选择部56e输出的无效标志fmi的值，选择输入，并加以输出。在无效标志fmi为false“假”的情况下，混合动力控制器23使发电转矩tg随着时间的经过而增加。因此，选择部56e将第二加减法器56d运算出的结果作为本次值tgtm输出。本次值tgtm是发电转矩指令值tgc。

在无效标志fmi为true“真”的情况下，混合动力控制器23不使发电转矩tg随着时间的经过而增加，而直接保持原样地输出发电转矩输入值inm。因此，选择部56e将被输入到调整处理部56的发电转矩输入值inm作为本次值tgtm，即作为发电转矩指令值tgc输出。前次值存储部56g表明调整处理部56的前次值tgtmb存储在混合动力控制器23的存储部100m中。

发电转矩输入值inm由第一加减法器56a、最小值选择部56b、最大值选择部56c以及第二加减法器56d分别来处理，由此对选择部56e的输出施加调整。其结果，发电转矩指令值tgc随着时间t的经过而增加。其结果，能够抑制在发电电动机19发电时内燃机17的转速n急剧增加。

在实施方式中，混合动力控制器23利用调整处理部56输出的发电转矩指令值tgc的前次值、用于决定发电转矩增加率的第一值tgmmax以及第二值tgmmin，随着时间t的经过而增加发电转矩指令值tgc。随着时间t的经过而增加发电转矩指令值tgc的方法不限于实施方式的方法。例如，调整处理部56也可以使与发电转矩输入值inm相对的发电转矩指令值tgc按照一阶滞后的方式来变化。在该情况下，发电转矩指令值tgc与发电转矩输入值inm的关系例如由式(2)表示。δtc是混合动力控制器23的控制周期，τ是时间常数。

tgc＝inm×δtc/(δtc+τ)+tgtmb×τ/(δtc+τ)···(2)

实施方式涉及的动力机械控制方法

图17是表示实施方式涉及的混合动力作业机械的动力机械控制方法的一个示例的流程图。在步骤s101，图2所示的混合动力控制器23基于在蓄电装置22中蓄积的电量，来判断是否由发电电动机19发电。例如，混合动力控制器23在蓄电装置22的作为目标的端子间电压与当前的端子间电压的偏差亦即电压偏差在閾值以下的情况下，判断为由发电电动机19进行发电。

在由发电电动机19进行发电的情况下(步骤s101，“是”)，混合动力控制器23对发电转矩tg施加调整并输出(步骤s102)。即，混合动力控制器23使发电转矩tg随着时间的经过而增加并输出，并且使液压泵18吸收的吸收转矩降低。其结果，内燃机17的转矩t也随着时间t的经过而增加，因此能够抑制在发电电动机19发电时内燃机17的转速n急剧增加。

在发电电动机19不进行发电的情况下(步骤s101，“否”)，混合动力控制器23不对发电转矩tg施加调整地输出。

输出指示线的变形例

图18是用于说明实施方式涉及的输出指示线的变形例的图。如前述那样，图4、图6以及图7所示的输出指示线il是等马力线，变形例涉及的输出指示线是等节流线。图18所示的转矩线图表示等节流线el1、el2、el3、等马力线ep0、ep、限制线vl、内燃机17的最大转矩线tl以及匹配轨迹ml。

等节流线el1、el2、el3表示燃料调整拨盘，即图2所示的节流拨盘28的设定值(节流开度)相等的情况下的转矩t与转速n的关系。节流拨盘28的设定值是用于规定共轨控制部32向内燃机17喷射燃料的喷射量的指令值。

等节流线el1与节流拨盘28的设定值为100％，即对内燃机17的燃料喷射量最大的情况对应。等节流线el2与节流拨盘28的设定值为0％的情况对应。等节流线el3是按照该顺序，与节流拨盘28的设定值为较大值对应的多条线。等节流线el3为燃料喷射量在最大值与最小值之间的值。

第一等节流线el1表示与对内燃机17的燃料喷射量为最大的情况对应的转矩t与转速n的关系。下面，第一等节流线el1被设定成在内燃机17的额定输出的转速下的输出在额定输出以上。

第二等节流线el2表示与对内燃机17的燃料喷射量为0的情况对应的转矩t与转速n的关系。等节流线el2被设定成内燃机17的转矩t为0，并且转速n以0为起点，随着内燃机17的转速n增加，内燃机17的转矩t降低。转矩t降低的比率基于由内燃机17的内部摩擦产生的摩擦转矩tf来决定。

第三等节流线el3在第一等节流线el1与第二等节流线el2之间存在多个。第三等节流线el3通过对第一等节流线el1与第二等节流线el2的值进行插补来得到。

第一等节流线el1、第二等节流线el2以及第三等节流线el3均表示内燃机17的转速n以及转矩t的目标。尤其在其中，内燃机17被控制成可成为根据第三等节流线el3得到的转速n以及转矩t。等马力线ep按照内燃机17的输出为固定的方式，来决定转矩t与转速n的关系。第三等节流线el3与任意的等马力线ep交叉的某一个点，例如也可以设定为在匹配轨迹上ml交叉。

控制装置例如图2所示的发动机控制器30以及泵控制器33利用第三等节流线el3，与实施方式同样地控制内燃机17的运转状态。

在实施方式中，以具有内燃机17的液压挖掘机1作为作业机械的示例，不过实施方式能够应用的作业机械不局限于此。例如作业机械也可以是轮式装载机、推土机和自卸车等。作业机械搭载的发动机的种类也不限定。

以上，对实施方式进行了说明，不过实施方式不局限于上述内容。此外，在上述结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的结构要素、实质上相同的结构要素、所谓的等同范围内的结构要素。进而，能够适当地组合上述结构要素。进而，在不脱离本实施方式的要旨的范围内，能够进行结构要素的各种省略、置换或变更。