[发明专利]混合动力式工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力式工程机械，尤其涉及通过液压马达和电动机来驱动上部旋转体的混合动力式工程机械。

背景技术

以往，在工程机械的领域中，液压执行机构由于相对于输出来说设备能够形成的小型轻量，所以得到了广泛应用。然而，近年来为了提高能量效率，提出了搭载有电动执行机构的工程机械，并且一部分已实用化。特别是，由于使工程机械的上部旋转体相对于下部行驶体旋转驱动的执行机构是惯性负荷大的旋转式的执行机构且使用频率很高，并且启动停止频繁，所以，使上部旋转体停止时的能量回收是能够预见的，因此，若使用电动执行机构来作为旋转用执行机构，则能量效率的改善会大有效果。

因此，作为能够高效率地进行能量回收的液压工程机械，公知有如专利文献1～3所记载那样通过液压马达和电动机来驱动上部旋转体的技术。

专利文献1：日本专利4024120号公报

专利文献2：日本特开2005-290882号公报

专利文献3：日本特开2008-63888号公报

如专利文献1～3所记载的技术那样，由于利用液压马达和电动机驱动上部旋转体，所以能够在上部旋转体减速或者停止时，使电动机作为发电机而发挥作用以将能量作为电力再生，从而能够改善能量效率。

但是，在专利文献1～3记载的技术中，始终只有关于当电动机驱动(加速以及减速(制动))时如何确定电动机的转矩的研究，而关于如何确定液压马达的驱动转矩与电动机的驱动转矩的平衡则没有研究。其结果是，习惯于仅由液压执行机构驱动上部旋转体的以往的工程机械的操作者无法获得与以往的工程机械同等的操作感，从而感觉到不适应。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力式工程机械，在并用液压马达和电动机来驱动上部旋转体的工程机械中，能够将上部旋转体减速时或者停止时的能量作为电力再生，并在驱动时进行辅助，并且，能够确保与仅用液压马达驱动上部旋转体的工程机械同等良好的操作感。

(1)为了实现上述目的，本发明提供一种混合动力式工程机械，具有：下部行驶体；上部旋转体，能够旋转地设在该下部行驶体上；液压回路装置，包括旋转驱动该上部旋转体的旋转用液压马达、向所述旋转用液压马达供给液压油的液压泵、接受来自所述旋转用液压马达的返回油且成为向所述液压泵供油的供给源的油箱、以及配置在将所述旋转用液压马达与所述液压泵连接的管路上，且对从所述液压泵喷出且向所述旋转用液压马达输送的液压油的方向以及流量进行控制的方向控制阀；原动机，用于驱动所述液压泵；旋转用电动机，辅助性地驱动所述上部旋转体且在减速时作为发电机发挥作用；蓄电装置，进行与所述旋转用电动机之间的电能的充放；和控制装置，对所述旋转用电动机的动作进行控制，所述混合动力式工程机械的特征在于，所述方向控制阀具有位于所述液压泵与所述旋转用液压马达之间的入口节流部、和位于所述旋转用液压马达与所述油箱之间的出口节流部，且所述出口节流部的开口面积特性被设定为，使得所述出口节流部的开口面积成为比在仅由所述旋转用液压马达驱动所述上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，所述控制装置控制所述旋转用电动机的转矩，使得在所述旋转用液压马达减速时，所述旋转用液压马达所产生的实际制动转矩与所述旋转用电动机的制动转矩之和与使所述出口节流部为所述规定的开口面积时所产生的制动转矩相等。

在这样地构成的本发明中，由于并用旋转用液压马达和旋转用电动机来驱动上部旋转体，所以能够使上部旋转体减速时或者停止时的能量作为电力再生并在驱动时进行辅助。另外，由于出口节流部的开口面积特性被设定为，使得出口节流部的开口面积成为比在仅由旋转驱动用液压马达驱动上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，且控制旋转用电动机的转矩，使得在旋转用液压马达减速时旋转用液压马达产生的实际制动转矩与旋转用电动机的制动转矩之和与出口节流部的开口面积为该规定的开口面积时所产生的制动转矩相等，所以，上部旋转体旋转减速时的制动转矩与在仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械时的制动转矩相等，从而能够在上部旋转体旋转减速时确保与仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械等同的良好操作感。

(2)在上述(1)中，优选的是，所述方向控制阀的所述出口节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。