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【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及混合动力挖掘机之类利用发动机的动力和电池的电力来工作的混合动力工程机械。
【背景技术】
[0002]以混合动力挖掘机为例来说明【背景技术】。
[0003]在混合动力挖掘机中,为了保护蓄电装置,预先设定了 "使用上限充电率",即,即便吸收了估算的因回转动作等而产生的最大的再生能量(最大再生能量)也不会超过蓄电装置"使用上限电压"的充电率。并且,混合动力挖掘机将蓄电装置的充电率上限值设定为该使用上限充电率以下,并对蓄电装置进行控制(参照日本专利公开公报特开2010-41828)。
[0004]本发明书中的"蓄电装置"包括锂电池等二次电池(所谓"电池")和电容器(双电层电容器,electric double-layercapacitor)两种。为了便于说明,包括本发明实施方式在内,都将蓄电装置称为"电池"。
[0005]另外,上述"使用上限电压"是指一旦超过就会发生电池异常而使混合动力挖掘机停止工作的电池电压,即,实际应用中的电池电压的上限值。
[0006]这里,电池包括经时老化在内,会随着使用而老化,导致内部电阻增大,电池电压上升,因此可能发生过电压现象。
[0007]另一方面,要直接检测表现为内部电阻增大等的电池老化情况,在技术上还存在一定困难。
[0008]为了解决上述问题,在日本专利公开公报特开2010-41828记载的公知技术中,预先估计未来的老化程度,将使用上限充电率设定为具有与一定程度的老化相当的余量的值。即,专利文献1中,将使用上限充电率设定得较低,因而,即便电池老化,在吸收再生能量时,电池电压也不会超过使用上限电压。
[0009]然而,老化程度会随着使用而加剧,例如新电池与经过长期使用的电池的老化程度不同。而专利文献1的使用上限充电率与电池的老化程度无关,只是考虑了与一定的老化程度相当的余量而设定成较低,并且不予以更新。因此,新的电池就会存在使用上限充电率过小、不能发挥原有电池性能的问题。即,由于使用上限充电率比原本应该设定的使用上限充电率更小,因此电池的空余容量不能充分利用。而如果是经过长期使用的电池,则使用上限充电率又过大,因而在吸收再生能量时,可能发生电池电压超过使用上限电压的过电压现象。
[0010]另一方面,日本专利公开公报特开2013-119761公开了一种技术,检测电池老化进展程度的指标、即机械的累积工作时间或电池电压,并且从修正值图(map)中特定与测得的机械累积工作时间或电池电压对应的修正值,并且利用特定的修正值来修正使用上限充电率。
[0011]然而,累计工作时间或电池电压实质上就是老化的指标、即大致估计的标记,未必就能直接反映老化程度。
[0012]另外,电池老化的进展情况不是固定的,不同的使用环境(例如温度环境)和使用频率会导致不同的老化程度。
[0013]因此,日本专利公开公报特开2013-119761记载的公知技术不能准确把握电池的老化程度,不能实现反映老化程度的正确的充电控制。

【发明内容】

[0014]本发明的目的在于提供一种混合动力工程机械,能够准确把握蓄电装置的老化程度,进行能够反映老化程度的正确的充电控制。
[0015]本发明提供一种混合动力工程机械,具备:液压栗,作为液压致动器的液压源;发电电动机;发动机,连接于所述液压栗和所述发电电动机;蓄电装置;发电电动机控制装置,通过利用所述蓄电装置的电力对所述发电电动机的电动机作用来辅助所述发动机;控制单元,对所述蓄电装置的充放电进行控制;以及电池监视装置,检测所述蓄电装置的电压,其中,所述控制单元具备:差电压计算部,计算作为所述蓄电装置能够使用的电压的上限值而被预先设定的使用上限电压与所述电池监视装置所检测到的所述蓄电装置的电压之间的差、即差电压;存储部,存储所述差电压;更新部,对所述差电压的计算值与存储在所述存储部中的所述差电压的存储值进行低位选择,并用低位选择所得的差电压更新所述存储部;修正部,以所述低位选择所得的差电压越小则越将使用上限充电率向减小的方向修正的方式修正所述使用上限充电率,其中,所述使用上限充电率作为所述蓄电装置能够使用的充电率的上限值而被预先设定;以及充放电控制部,基于修正后的使用上限充电率来控制对所述蓄电装置的充电。
[0016]采用上述结构,能够准确地把握蓄电装置的老化程度,进行与之相应的正确的充电控制。
【附图说明】
[0017]图1表示将实施方式的混合动力工程机械用于混合动力挖掘机时的系统结构。
[0018]图2是表示作为新(老化前)的电池可使用的充电率范围而预先设定的"充电率使用范围"的曲线图。
[0019]图3是示意地表示实施方式的修正值计算图的曲线图。
[0020]图4是表示修正后的"充电率使用范围"的曲线图。
[0021]图5是表示再生时的电池电压变动的曲线图。
[0022]图6是用于说明实施方式的通常处理程序的流程图。
[0023]图7是用于说明实施方式的关机处理内容的流程图。
[0024]图8是本发明适用的混合动力挖掘机的概略侧视图。
【具体实施方式】
[0025]以下,举例说明将本发明实施方式的混合动力工程机械用于混合动力挖掘机时的情况。
[0026]如图8所示,混合动力挖掘机的上部回转体2装载于下部行走体1上,且绕垂直于地面的轴X回转自如。在该上部回转体2上安装有包括动臂3、斗杆4及铲斗5的作业附属
目.ο
[0027]另外,在混合动力挖掘机上,液压栗和发电电动机与作为动力源的发动机连接。通过液压栗来驱动液压致动器,并且通过发电电动机的发电机作用来对蓄电装置充电。该蓄电装置的电力使发电电动机作为电动机发挥作用,并且适时地对发动机起辅助作用。
[0028]图1表示将实施方式的混合动力工程机械用于混合动力挖掘机时的系统结构。
[0029]如图所示,混合动力挖掘机具备:发动机7、发电电动机8、液压栗9、液压致动器回路10、电池11、发电电动机控制装置12、控制器13 (控制单元的一例)、回转电动机14、回转电动机控制装置15、以及电池监视装置16。
[0030]如图所示,混合动力挖掘机中,进行发电机作用及电动机作用的发电电动机8和液压栗9机械地连接于作为动力源的发动机7。发电电动机8和液压栗9通过发动机7驱动。另外,在图1中,液压栗9经由发电电动机8而连接于发动机7。
[0031]在液压栗9上连接有对应于每个液压致动器的液压致动器回路10 (图中简化为一个)。通过来自液压栗9的工作油来驱动未图示的液压致动器。
[0032]蓄电装置(电池)11经由发电电动机控制装置12而连接于发电电动机8。发电电动机控制装置12的基本作用是在作为控制单元的控制器13的控制下控制电池11的充放电。另外,发电电动机控制装置12对发电电动机8在发电机作用和电动机作用之间的切换进行控制。
[0033]S卩,在混合动力挖掘机的工作过程中,当电池11的充电率降低到规定水平以下时,发电电动机控制装置12使发电电动机8作为发电机发挥作用。于是,发电电动机控制装置12使作为发电机发挥作用的发电电动机8所产生的电力充入电池11。另一方面,当电池11的充电率未低到规定水平以下时,发电电动机控制装置12使发电电动机8作为电动机发挥作用。于是,发电电动机控制装置12用电池11积蓄的电力来驱动发电电动机8,使发电电动机8对发动机7起辅助作用。
[0034]发电电动机控制装置12从控制器13被输入与未图示的操作杆的操作对应的发电电动机转矩指令,并且基于被输入的发电电动机转矩指令对发电电动机8的运转进
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