[发明专利]混合动力工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用来自动臂液压缸等液压致动器的返回油而进行再生作用的混合动力工程机械。

背景技术

以图7所示的挖掘机为例说明本发明的背景技术。

该挖掘机包括：履带式的下部行走体1；上部回转体2，绕垂直于地面的轴O回转自由地搭载在该下部行走体1上；附属装置AT，安装于该上部回转体2；发动机；以及液压泵，由该发动机驱动。所述附属装置AT包括：动臂3、斗杆4、挖斗5及使其等工作的多个液压致动器、即动臂液压缸6、斗杆液压缸7及挖斗液压缸8。下部行走体1通过以行走用液压马达为驱动源的行走驱动装置驱动，上部回转体2通过以回转电动机为驱动源的回转驱动装置驱动。所述附属装置AT由从所述液压泵供应工作油驱动。

此外，在混合动力挖掘机上搭载有进行发电机作用与电动机作用的发电电动机、以及蓄电装置，该发电电动机及所述液压泵连接于所述发动机。发电电动机通过所述发电机作用而对所述蓄电装置充电，另一方面，适时地通过所述蓄电装置储存的电力驱动而进行所述电动机作用，通过该电动机作用而辅助发动机。

作为此种混合动力挖掘机，已知有如日本专利公开公报特开2006-336306号(专利文献1)所示的结构，其利用来自液压致动器的返回油，例如利用动臂降下操作时的来自动臂液压缸6的返回油的能量进行再生作用，并将利用该再生作用生成的再生电力对蓄电装置充电。上述专利文献1记载了除在动臂降下时进行再生作用以外还在回转时进行再生作用，即在回转制动时，利用作为回转驱动源的回转电动机再生的电力对蓄电装置充电并发挥再生制动力。

另一方面，已知有如日本专利公开公报特开2009-127643号(专利文献2)所示的结构，其具备：包含液压马达的回转驱动源，发电机连接于该液压马达而与上述同样地在回转时进行再生作用。

上述的公知技术中，如果在蓄电装置的充电率较高的状态下利用来自液压致动器的返回油进行再生作用，则蓄电装置会因该再生作用所生成的电力而被充电至超过适当充电率，即发生过充电，该过充电有可能导致蓄电装置的故障或寿命的缩短。尤其在如图7所示的挖掘机的动臂3的降下操作时，通过从动臂液压缸6以大流量流出返回油而产生较大的再生电力即动臂降下再生电力，因此过充电的可能性升高。此外，在进行回转时的再生作用与动臂降下时的再生作用两者的工程机械中，在同时进行两再生作用的回转及动臂降下的复合操作时，不仅过充电的可能性进一步升高，而且由于回转能量无法完全再生而存在回转制动性能降低的顾虑。

作为防止上述过充电的方法，已知有利用再生电阻消耗再生动力的多余部分，但如此将所产生的再生电力作为热量抛弃会导致能量损失，并且需要用于消耗再生电力的比较大的电阻作为所述再生电阻、以及该再生电阻的控制装置，此外需要追加包含用于处理由再生电阻产生的热量的设备的特殊设备。如此会难以在空间的限制特别严苛的挖掘机中布局设备，并且导致成本大幅升高。若使用不容易发生过充电的大容量的蓄电装置，在成本及设置空间等方面也会导致与上述同样的不良情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合动力工程机械，在无需追加较大的再生电阻或使蓄电装置大型化的情况下，能够防止蓄电装置因来自液压致动器的返回油产生的再生电力而过充电。

本发明提供的混合动力工程机械包括：发动机；发电电动机，进行发电机作用及电动机作用；液压泵，通过所述发动机驱动；液压致动器，以所述液压泵为液压源而工作；致动器再生部，利用来自所述液压致动器的返回油进行生成致动器再生电力的再生作用；蓄电装置，能进行充电及释放储存的电力；充电率检测器，检测所述蓄电装置的充电率；以及控制部，其中，所述控制部能够进行如下动作：利用所述发电电动机的所述发电机作用所生成的电力以及所述致动器再生部的所述再生作用所生成的所述致动器再生电力对所述蓄电装置进行充电；利用所述蓄电装置储存的电力使所述发电电动机进行电动机作用，以辅助所述发动机；在所述充电率检测器检测出的所述蓄电装置的充电率成为预先设定的充电率限制值以上时，停止所述发电电动机的发电机作用，并进行限制所述致动器再生部生成致动器再生电力的再生控制。

根据本发明，能够防止蓄电装置因来自液压致动器的返回油产生的再生电力而过充电。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的混合动力工程机械的主要部分的系统结构图。

图2是表示所述混合动力工程机械中的蓄电装置的充电率与容许总再生电力的关系的图。

图3是表示所述混合动力工程机械中的上部回转体的回转速度与回转再生电力的关系的图。