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CN104395539B - 液压作业机械 - Google Patents

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CN104395539B
CN104395539B CN201380034296.2A CN201380034296A CN104395539B CN 104395539 B CN104395539 B CN 104395539B CN 201380034296 A CN201380034296 A CN 201380034296A CN 104395539 B CN104395539 B CN 104395539B
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Abstract

在具备与发动机和液压泵连结的辅助电动机的液压作业机械中，控制发动机的转速和转矩以使发动机的动作点通过规定路径，由此改善发动机的转速和转矩发生变化的过渡状态下的发动机的燃烧状态。根据液压挖掘机的作业负载的变化，设定发动机(7)的目标转速和目标转矩使得发动机(7)的转速和转矩沿着运转区域的规定路径(F)变化，并且限制发动机(7)的目标转速和目标转矩的各自的变化率，控制发动机(7)以得到该目标转速，并且控制辅助电动机(10)的转矩以得到该目标转矩。

Description

液压作业机械
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等液压作业机械，尤其涉及除了发动机以外还具备由蓄电装置驱动的辅助电动机的混合动力驱动式的液压作业机械。
背景技术
近年来，在液压挖掘机等液压作业机械领域中，发动机排出的废气的限制一年比一年严格。另外，由于燃料费的高涨、不景气的影响，市场上强烈请求燃料消耗率的提高。
为了应对排气限制，发动机厂商等正在努力减少特别是废气中包含的颗粒状物质PM和氮氧化物NOx，目前开发出了很多燃烧控制的高度化技术。另一方面，还开发出了通过将DPF(diesel particulate filter，柴油机微粒过滤器)、尿素SCR系统等废气后处理装置设置于发动机与消音器之间，来进行上述颗粒状物质PM和氮氧化物NOx的捕集和净化处理的技术，与燃烧控制的高度化技术适当地进行组合来应对更严格的废气限制。
但是，通常，上述DPF、尿素SCR系统等废气后处理装置复杂且使用昂贵的材料。例如使用于DPF的催化剂使用白金。另外，在尿素SCR系统中需要具备预先储藏有尿素的容器和尿素喷射装置。因此，具备废气后处理装置的发动机系统与单独的系统相比成本相当高。因而，为了除去或简化后处理装置，期望确定从发动机本身减少PM、NOx等限制对象成分的排出的方法。
另一方面，为了提高燃料消耗率，提出并开发了作为驱动源，除了发动机以外还具备由电池等蓄电装置驱动的辅助电动机的混合动力驱动式的液压作业机械。在具有该结构的混合动力驱动中，对 于泵所需要的输出，不仅通过发动机还通过辅助电动机来供给即可。以往，与液压泵的输出对应地确定发动机的转矩，但是如果使用辅助电动机，则能够将发动机的转矩设定为期望的值。因而，能够将用转速和转矩表现的发动机的动作点设定为燃料效率良好的点。
例如在专利文献1所提出的工程机械(液压作业机械)中，通过具有由发动机驱动的电动机，而将发动机输出的剩余量储存为电能来实现节能，在发动机输出不足时，放出所储存的该电能来驱动电动机而维持所需的泵吸收转矩。在专利文献1中，通过这种结构，能够采用具有相当于工程机械进行作业时所需的平均马力的额定输出的小型发动机，从而实现燃料消耗率的提高、排出CO2的削减。
在专利文献2的图6中提出的作业机械中，构成为由发动机和电动机驱动液压泵来产生液压，将发动机输出的增加率设定为规定值，并将根据该增加率的规定值求出的发动机的输出上限值与根据液压泵所请求的液压输出求出的请求输出进行比较，在请求输出超过输出上限值时，通过电动机的输出补充超出部分的输出。在专利文献2中，通过这种结构，在液压负载急剧增大时，也能够控制为发动机的负载不会急剧增大，能够将发动机的运转条件维持为适当的范围，因此能够避免燃烧效率下降、产生黑烟、发动机停止。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4512283号
专利文献2：日本专利第4633813号
发明内容
发明要解决的问题
在液压挖掘机等液压作业机械中，在进行挖掘等作业时，液压泵所请求的负载的变动急剧并且非常大，其结果，与汽车等不同，对发动机施加的负载在发动机额定转矩的大约0～100％的范围内瞬间地变动。这对应于由发动机的转速和转矩表现的发动机的动作点快速且大范围地变化这一情况。
另一方面，发动机仅喷射与所请求的转矩对应的量的燃料，并且为了减少废气中的作为大气污染物的颗粒状物质PM和氮氧化物NOx的排出量而对燃料喷射、吸入空气、使废气回流为进气的EGR气体等的量进行控制。此时，在转速和转矩固定的稳态运转中，能够使上述各控制量稳定地维持为最优值，因此能够相当程度地抑制颗粒状物质PM和氮氧化物NOx的排出量，还提高燃料消耗率。相反，在发动机的转速、转矩发生变化的过渡状态下，难以准确地预测上述各控制量的响应，从而难以在变化中的各时刻将各控制量控制为最优值，性质与相当程度地最优化后的稳态运转下的燃烧不同，因此颗粒状物质PM和氮氧化物NOx的排出量增加，燃料消耗率也恶化。
为了应对这些情况，而增加DPF的容量、尿素SCR系统的容器，或者通过在DPF中多喷射燃料来提高废气的温度从而缩短使堆积的PM强制地燃烧的再生控制的启动间隔，或者在尿素SCR系统中进行与发动机的燃料喷射状况相应的极细的尿素喷射控制等，这些措施均导致成本上升、燃料消耗率进一步恶化。
总之，认为对发动机施加的负载变动的变化越急剧且越大则越不利于排气和燃料消耗率。
在由发动机和辅助电动机来驱动液压泵的混合动力驱动的结构中，构成为不仅通过发动机、还与辅助电动机协调地支持液压泵所请求的急剧且大的负载变动。因此，能够较容易地减轻对发动机施加的负载变动。
在专利文献1中记述了以下方式：如果液压泵所请求的转矩大于发动机的规定转矩，则使用辅助电动机来辅助发动机，如果液压泵所请求的转矩小于发动机的规定转矩则将辅助电动机用作发电机，由此使发动机的转矩平均化。在该方式中，平均化的结果是，如专利文献1的图2所示，与作业的负载大小无关地，动作点始终位于小型化的发动机的额定输出点Pa附近。
但是，当考虑到应用工程机械的各种作业时，将额定输出点Pa确定为一个点并不容易。例如，如果持续进行负载大的作业，则辅助电动机为了辅助发动机而消耗掉充入蓄电装置的电力，最终有可能导致泵无法输出该作业所需的输出。另外，在持续进行负载小的作业的情况下，所发电的电力充入蓄电装置，但是在充满电之后，无法维持发动机的额定输出点Pa。为了解决这些问题，需要大容量的蓄电装置。另外，为了在所有作业中将发动机的负载平均化为额定输出点Pa时，至少需要假设的最大负载的一半左右的输出的辅助电动机。这些均导致成本增加，因此为了实用化，需要根据作业负载使发动机的动作点适当地移动，以防止发生需要长时间持续大的辅助和发电的情况。
在专利文献2中提出了以下方法：使发动机的输出不超过规定增加率，在从液压泵请求的输出急剧增加的情况下，由辅助电动机补充不足部分的输出。该方法能够抑制发动机输出的增加率，从废气和燃料消耗率的观点来看具有一定效果，但是无法将转速和转矩的变化率设定为从废气、燃料消耗率的观点出发而期望的值，并且无法规定由转速和转矩表现的动作点、和该动作点移动时的路径。另外，在专利文献2中并没有记述发动机输出减少时的对策，对于废气、燃料消耗率的效果不充分。
本发明的第一目的在于提供一种混合动力驱动式的液压作业机械，即在具备与发动机和液压泵连结的辅助电动机的液压作业机械中，控制发动机的转速和转矩以使发动机的动作点从规定路径通过，由此能够改善发动机的转速和转矩发生变化的过渡状态下的发动机的燃烧状态。
本发明的第二目的在于提供一种混合动力驱动式的液压作业机械，即在具备与发动机和液压泵连结的辅助电动机的液压作业机械中，控制发动机的转速和转矩以使发动机的动作点以规定的动作速度从规定路径通过，由此能够改善发动机的转速和转矩发生变化的过渡状态下的发动机的燃烧状态。
用于解决问题的方案
(1)为了达到上述第一目的，本发明是一种混合动力驱动式的液压作业机械，具备：发动机；液压泵，其由上述发动机旋转驱动；辅助电动机，其与上述发动机和上述液压泵连结的；多个执行机构，其由从上述液压泵排出的液压油驱动；以及多个操作装置，其具有操作部件，输出与该操作部件的操作相应的操作信号而使上述多个执行机构动作，该混合动力驱动式的液压作业机械具备：发动机转速及转矩设定装置，其设定上述发动机的目标转速和目标转矩，使得与上述液压作业机械的作业负载的变化相应地，上述发动机的转速和转矩沿着规定路径变化，其中该规定路径是在根据上述发动机的转速和转矩确定的运转区域内定义的使上述发动机的燃烧状态良好的路径；第一控制装置，其控制上述发动机以得到由上述发动机转速及转矩设定装置设定的上述目标转速；以及第二控制装置，其控制上述辅助电动机的转矩以得到由上述发动机转速及转矩设定装置设定的上述目标转矩。
在这样使发动机的转速和转矩变化而使发动机的动作点移动的情况下，能够以使发动机的转速和转矩沿着规定路径变化的方式设定发动机的目标转速和目标转矩，因此能够防止发生发动机的动作点在移动过程中通过燃料消耗率差的区域的情况、通过废气中的大气污染物的排出多的区域的情况，从而能够改善发动机的转速和转矩发生变化的过渡状态下的发动机的燃烧状态。
(2)另外，本发明为了达到上述第二目的，在上述(1)的混合动力驱动式的液压作业机械中，上述发动机转速及转矩设定装置还限制上述发动机的目标转速和目标转矩各自的变化率，使得在上述液压作业机械的作业负载发生变化时，上述发动机的目标转速和目标转矩以比与上述液压作业机械的作业负载的变化对应的上述液压泵的输出的变化速度小的速度变化，并且上述发动机的转速和转矩各自的变化率被抑制在使上述发动机的燃烧状态良好的规定范围内。
在这样使发动机的转速和转矩变化而使发动机的动作点移动的情况下，不仅以使发动机的转速和转矩沿着规定路径变化的方式设定发动机的目标转速和目标转矩，还限制发动机的目标转速和目标转矩各自的变化率，因此，能够防止发生移动速度过快而燃料消耗率恶化的情况、大气污染物的排出增加的情况，从而能够改善发动机的转速和转矩发生变化的过渡状态下的发动机的燃烧状态。
(3)在上述(1)或(2)的混合动力驱动式的液压作业机械中，优选的是，上述发动机转速及转矩设定装置具有：第一运算部，其根据上述液压作业机械的作业负载，将上述发动机的目标转速和目标转矩运算为上述规定路径上的值；以及第二运算部，其限制上述发动机的目标转速和目标转矩各自的变化率，使得在上述液压作业机械的作业负载发生变化时，上述发动机的转速和转矩沿着上述规定路径变化。
(4)另外，在上述(3)的混合动力驱动式的液压作业机械中，优选的是，上述第一运算部具有运算图，该运算图使上述发动机所请求的输出与上述发动机的目标转速之间的关系、以及上述发动机所请求的输出与上述发动机的目标转矩之间的关系中的至少一个关系与使上述发动机的燃烧状态良好的规定路径相关联地进行记述，参照与上述液压作业机械的作业负载对应的请求发动机输出来运算上述发动机的目标转速和目标转矩中的至少一个。
(5)并且，在上述(3)的混合动力驱动式的液压作业机械中，优选的是，上述第二运算部具有：第一速率限制器，其将由上述第一运算部运算得到的上述发动机的目标转速的变化率限制为规定的限制值以下；以及第二速率限制器，其将由上述第一运算部运算得到的上述发动机的目标转矩的变化率限制为规定的限制值以下，上述目标转速的变化率的上述规定的限制值与上述目标转矩的变化率的上述规定的限制值之比以使上述发动机的转速和转矩沿着上述规定路径变化的方式设定。
(6)另外，在上述(5)的混合动力驱动式的液压作业机械中， 优选的是，上述目标转速的变化率的上述规定的限制值和上述目标转矩的变化率的上述规定的限制值进一步以将上述发动机的转速和转矩各自的变化率抑制在使上述发动机的燃烧状态良好的规定范围内的方式设定。
(7)在上述(1)～(6)中任一项的混合动力驱动式的液压作业机械中，优选的是，上述发动机的燃烧状态良好的规定路径是基于上述发动机的燃料消耗率特性确定的路径、以及考虑上述发动机的燃料消耗率特性并且基于上述发动机的废气中包含的大气污染物的排出特性而确定的路径中的某一个。
(8)另外，在上述(5)或(6)的混合动力驱动式的液压作业机械中，优选的是，上述目标转速的变化率的上述规定的限制值和上述目标转矩的变化率的上述规定的限制值分别是基于上述发动机的燃料消耗率特性确定的值、以及考虑上述发动机的燃料消耗率特性并且基于根据上述发动机的废气内包含的大气污染物的排出特性而确定的值中的某一个。
发明效果
根据本发明，在使发动机的转速和转矩变化而使发动机的动作点移动的情况下，能够以使发动机的转速和转矩沿着规定路径变化的方式设定发动机的目标转速和目标转矩，因此，能够防止发生发动机的动作点在移动过程中通过燃料消耗率差的区域的情况、通过废气中的大气污染物的排出多的区域的情况，从而能够改善发动机的转速和转矩发生变化的过渡状态下的发动机的燃烧状态。
另外，根据本发明，在使发动机的转速和转矩变化而使发动机的动作点移动的情况下，不仅以使发动机的转速和转矩沿着规定路径变化的方式设定发动机的目标转速和目标转矩，还限制发动机的目标转速和目标转矩各自的变化率，因此，能够防止发生移动的速度过快而燃料消耗率恶化的情况、大气污染物的排出增加的情况，从而能够改善发动机的转速和转矩发生变化的过渡状态下的发动机的燃烧状态。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的液压挖掘机(液压作业机械)的外观图。
图2是搭载于液压挖掘机的执行机构驱动控制系统的结构图。
图3是表示车身控制器所进行的发动机的转速和转矩的控制的处理内容的功能框图。
图4是表示由请求发动机输出运算部运算的内容的框图。
图5是表示发动机转矩控制部的一例的框图。
图6是表示相对于转速和转矩的发动机的燃料消耗率特性的图，是说明本发明的基本思想的概念图。
图7是表示图6的燃料消耗率良好的区域内的点A1与点A2之间的动作点的移动的时间图。
图8A是表示发动机转速设定部和发动机转矩设定部的处理内容的详细的框图。
图8B是表示发动机转矩设定部的其它例的与图8A相同的图。
图9是表示本发明的第二实施方式中的执行机构驱动系统的车身控制器所进行的发动机的转速和转矩的控制的处理内容的功能框图。
图10是表示相对于转速和转矩的发动机的PM的排出特性的图，是说明本发明的基本思想的概念图。
图11是表示与图10的动作点的移动有关的动作的时间图。
图12是表示发动机转速设定部和发动机转矩设定部的处理内容的详细的框图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施方式。
<第一实施方式>
图1是作为液压作业机械的一例的液压挖掘机的外观图。
液压挖掘机由多关节型的前装置1A和车身1B构成，该前装置1A包括沿垂直方向分别转动的动臂1a、斗杆1b以及铲斗1c，该车身1B包括上部旋转体1d和下部行驶体1e构成，前装置1A的动臂1a的基端以能够沿垂直方向转动方式被支承于上部旋转体1d的前部。动臂1a、斗杆1b、铲斗1c、上部旋转体1d以及下部行驶体1e分别由动臂液压缸3a、斗杆液压缸3b、铲斗液压缸3c、旋转电动机16(参照图2)以及左右的行驶马达3e、3f驱动。动臂1a、斗杆1b、铲斗1c、上部旋转体1d的动作由操作杆装置4a、4b(参照图2)的液压操作信号(控制先导压力)指示，下部行驶体1e的动作由未图示的行驶用操作踏板装置的液压操作信号(控制先导压力)指示。
图2是表示搭载于图1示出的液压挖掘机的本发明的第一实施方式的执行机构驱动控制系统的图。
在图2中，本发明的第一实施方式的执行机构驱动控制系统具备操作杆装置4a、4b及未图示的行驶用操作踏板装置、滑阀型方向切换阀5a～5c、5e、5f、主液压泵6、发动机7、主溢流阀8、油箱9以及梭阀块25。
操作杆装置4a、4b及操作踏板装置根据操作杆装置4a、4b及操作踏板装置所具备的减压阀(遥控阀)的操作开度将由未图示的先导泵的排出油生成的一次压减压到二次压并生成控制先导压力(液压操作信号)，该控制先导压力被送到方向切换阀5a～5c、5e、5f的受压部，从图示的中立位置对方向切换阀5a～5c、5e、5f进行切换操作。方向切换阀5a～5c、5e、5f例如为配置于中间位置旁通线路(center by-pass line)的中立开口型(opencenter type)的滑阀，通过控制先导压力而被切换操作，由此控制由液压泵6排出的液压油的流动(方向和流量)，控制液压执行机构3a～3c、3e、3f的驱动。由发动机7旋转驱动液压泵6。在用于引导液压泵6的排出油的液压配管内的压力过度上升的情况下，通过溢流阀8使液压油向油箱9溢流，防止液压配管内的压力过度上升。
梭阀块25选择并输出由操作杆装置4a、4b生成的液压操作信 号(控制先导压力)中除用于指示旋转操作的液压操作信号以外的液压操作信号和由未图示的操作踏板装置生成的液压操作信号中的、压力最高的液压操作信号。
液压泵6为可变容量型的泵，具有正控制方式(positive control scheme)的调节器6a，由梭阀块25输出的液压操作信号被引导到调节器6a。如公知那样，正控制方式的调节器6a随着操作杆装置4a、4b及操作踏板装置的操作部件即操作杆及踏板的操作量(请求流量)增加且液压操作信号上升，而使液压泵6的斜板倾转角(容量)增加，从而使液压泵6的排出流量增加。
此外，调节器6a也可以是随着输入到调节器6a的信号压力下降而使液压泵6的倾角(容量)增大的负控制方式。在该情况下，在从方向切换阀5a～5c、5e、5f通过而到达油箱9的中央位置旁通线路的最下游部分设置节流部，将该节流部的入口侧的压力作为信号压力引导到调节器6a。在中央位置旁通线路的最下游部分设置节流部的情况下，该节流的入口侧的压力随着操作杆装置4a、4b及操作踏板装置的操作部件即操作杆及踏板的操作量(请求流量)增加且方向切换阀5a～5c、5e、5f的中间位置旁通节流部的通过流量减小而下降。因而，将节流部的入口侧的压力作为信号压力输入到调节器6a，随着该信号压力下降使液压泵6的倾角(容量)增大，由此能够随着操作部件的操作量增加使液压泵的排出流量增加。
此外，也可以将方向切换阀5a～5c、5e、5f设为封闭型(closed type)的滑阀，将调节器6a设为以使液压泵6的排出压力比最高负载压力高出规定压力的方式进行控制的负载传感控制方式。
另外，如公知那样，调节器6a具备转矩限制控制功能，即随着液压泵6的排出压力增大而使液压泵6的倾转角(容量)减小，从而将液压泵6的吸收转矩控制为不超过预先设定的最大转矩。
如公知那样，在发动机7的排气系统中能够具备作为废气净化装置的DPF、尿素SCR。
本实施方式中的执行机构驱动控制系统还具备辅助电动机10、 车身控制器11、逆变器12、13、斩波器14、蓄电池15、用于检测旋转液压操作信号的压力传感器17、18、用于检测由梭阀块25输出的液压操作信号的压力传感器26、用于检测液压泵6的排出压的压力传感器19、用于检测发动机7的转速的旋转传感器23以及发动机控制器21。
辅助电动机10连结于液压泵6与发动机7之间。该辅助电动机10具有将发动机7的输出变换为电能(电力)并输出到逆变器12的作为发电机的功能、以及通过从逆变器12提供的电能(电力)而被驱动并对液压泵6进行辅助驱动的作为电动机的功能。
逆变器12在辅助电动机10作为发电机而发挥功能时，将由辅助电动机10生成的交流电力变换为直流电力并输出，在辅助电动机10作为电动机而发挥功能时，将来自蓄电池15的直流电力变换为交流电力并提供给辅助电动机10。
逆变器13将由辅助电动机10生成并由逆变器12输出的直流电力变换为交流电力并提供给旋转电动机16。另外，逆变器13将在旋转制动时旋转电动机16作为发电机发挥功能而再生的交流电力变换为直流电力并输出。
蓄电池15经由斩波器14来调整电压，对逆变器12、13提供电力或者蓄积由辅助电动机10产生的电能、来自旋转电动机16的电能。
发动机控制器21运算来自车身控制器11的目标转速与由旋转传感器23检测的发动机7的实际转速之间的偏差，并根据该转速偏差来运算目标燃料喷射量，将对应的控制信号输出到发动机7所具备的电子调速器7a。电子调速器7a根据该控制信号进行动作并喷射相当于目标燃料喷射量的燃料而将其提供给发动机7。由此，发动机7被控制成维持目标转速。
车身控制器11具有控制运算电路，在该控制运算电路中进行与发动机7、辅助电动机10以及旋转电动机16有关的以下控制。
(1)旋转电动机16的驱动控制
压力传感器17、18与对由操作杆装置4b生成的液压操作信号中的指示左右方向的旋转操作的液压操作信号进行引导的先导油路连接，检测该液压操作信号。车身控制器11输入压力传感器17、18的检测信号(电信号)，根据检测出的液压操作信号进行旋转电动机16的驱动控制。具体地说，在检测出指示左方向的旋转操作的液压操作信号时，基于该液压操作信号来控制逆变器12而进行使辅助电动机10作为发电机动作的发电控制，并且，控制逆变器13而进行驱动旋转电动机16的动力运行控制，以使上部旋转体1d以与液压操作信号对应的速度向左旋转的方式使旋转电动机16动作。在检测出指示右方向的旋转操作的液压操作信号时，基于该液压操作信号来控制逆变器12而进行使辅助电动机10作为发电机动作的发电控制，并且，控制逆变器13而进行驱动旋转电动机16的动力运行控制，以使上部旋转体1d以与液压操作信号对应的速度向右旋转的方式使旋转电动机16动作。
(2)回收电力的蓄电控制
车身控制器11在旋转制动时控制逆变器13来进行使旋转电动机16作为发电机动作的发电控制，从旋转电动机16回收电能，并且进行将回收的电能蓄积于蓄电池15的控制。
(3)辅助电动机10的控制(蓄电池15的蓄电管理控制)
车身控制器11在液压泵6的液压负载(泵吸收转矩)轻且蓄电池15的蓄电余量少时，控制逆变器12来进行使辅助电动机10作为发电机动作的发电控制，产生剩余的电力，并且进行将产生的剩余电力蓄积于蓄电池15的控制。相反地，在液压泵6的液压负载(泵吸收转矩)重且蓄电池15的蓄电余量为规定量以上时，控制逆变器12而对辅助电动机10提供蓄电池15的电力来进行使辅助电动机10作为电动机动作的动力运行控制，对液压泵6进行辅助驱动。
(4)发动机转速和转矩的控制(本发明的特征)
车身控制器11根据作用于液压泵6的液压负载(液压挖掘机的作业负载)，运算发动机7的目标转速和目标转矩，对发动机控制 器21和逆变器12输出控制信号。液压泵6的液压负载是将由压力传感器19检测出的排出压与根据由压力传感器26检测出的液压压力信号运算出的流量相乘而运算得到的泵输出。车身控制器11在泵输出小时使目标转速和目标转矩减小，提高燃料消耗率或者抑制大气污染物的排出。在泵输出大时使目标转速和目标转矩增加，取出充分的发动机输出。
图3是表示车身控制器11所进行的上述(4)的控制的处理内容的功能框图。
车身控制器11具备请求发动机输出运算部11a、发动机转速设定部11b、发动机转矩设定部11c以及发动机转矩控制部11d。请求发动机输出运算部11a根据由旋转传感器23测定的发动机7的转速、由压力传感器26检测出的液压操作信号以及由压力传感器19检测出的液压泵6的排出压来推定向发动机7请求的输出。发动机转速设定部11b根据向发动机7请求的输出来运算目标转速，并将该目标转速输出到发动机控制器21。发动机控制器21以使发动机7以目标转速旋转的方式运算目标燃料喷射量，将对应的控制信号输出到电子调速器7a。发动机转矩设定部11c根据目标转速和向发动机7请求的输出来运算发动机7的目标转矩。发动机转矩控制部11d根据由发动机控制器21输出的发动机7的转矩以及发动机7的目标转矩来运算为了使两者一致而辅助电动机10应产生的转矩，给予该转矩来驱动逆变器12。
另外，请求发动机输出运算部11a、发动机转速设定部11b和发动机转矩设定部11c构成发动机转速及转矩设定装置，该发动机转速及转矩设定装置设定发动机7的目标转速和目标转矩，使得与液压挖掘机(液压作业机械)的作业负载的变化相应地，发动机7的转速和转矩沿着规定路径F变化，其中规定路径F是在根据发动机7的转速和转矩确定的运转区域内定义的使发动机7的燃烧状态良好的路径，发动机控制器21构成第一控制装置，该第一控制装置控制发动机7使得得到由发动机转速及转矩设定装置设定的目标转速， 发动机转矩控制部11d构成第二控制装置，该第二控制装置控制辅助电动机10的转矩，使得得到由发动机转速及转矩设定装置设定的目标转矩。
另外，发动机转速设定部11b(发动机转速及转矩设定装置)限制发动机7的目标转速和目标转矩各自的变化率，使得在液压挖掘机(液压作业机械)的作业负载发生变化时，发动机7的目标转速和目标转矩以比与液压挖掘机的作业负载的变化对应的液压泵6的输出的变化速度小的速度变化，并且发动机7的转速和转矩各自的变化率被抑制在使发动机7的燃烧状态良好的规定范围内。
在本实施方式中，基于发动机7的燃料消耗率特性来确定使发动机7的燃烧状态良好的规定路径F，由此设定燃料消耗率良好的路径(图6的区域R1内的点A1与点A2之间的虚线的路径F)。另外，在本实施方式中，分别基于发动机7的燃料消耗率特性来确定发动机7的目标转速的变化率的规定限制值和目标转矩的变化率的规定限制值，由此限制为将发动机7的转速和转矩各自的变化率抑制在燃料消耗率良好的范围内。
以下，详细说明请求发动机输出运算部11a、发动机转速设定部11b、发动机转矩设定部11c以及发动机转矩控制部11d。
图4是表示由请求发动机输出运算部11a运算的内容的框图。请求发动机输出运算部11a根据液压操作信号和排出压来运算向发动机7请求的输出。请求发动机输出运算部11a使用记述了液压泵6的液压操作信号与液压泵6的容量(倾转量)的关系的图11a1，根据液压操作信号推定液压泵6的容量。如上所述，液压泵6具备转矩限制功能，请求发动机输出运算部11a按照在图11a2中记述的该转矩限制功能的特性，根据排出压来运算液压泵6的最大容量。请求发动机输出运算部11a进一步在最小值选择部11a3中选择图11a1和图11a2的运算结果中较小一方的结果，得到液压泵6的推定容量。在乘法部11a4中对该推定容量乘以发动机7的转速来计算由液压泵6排出的流量，在乘法部11a5中对该流量乘以排出压来推定由液压 泵6产生的输出(动力或者马力)。进一步地，将在除法部11a6中使该输出除以泵效率得到的结果作为向发动机7请求的输出。此时，利用图11a7使向发动机7请求的输出不超过发动机7的最大输出。
图5是表示发动机转矩控制部11d的一例的框图。发动机转矩控制部11d在减法部11d3中求得实际发动机转矩相对于发动机目标转矩的偏差，并在PI控制部11d2中进行包含积分的PI控制运算，以使得发动机7的转矩与目标转矩一致。另外，发动机转矩控制部11d为了确保转矩的响应性，而在P控制部11d1中进行P控制运算，并在加法部11d4中组合PI控制运算与P控制运算的运算结果，将根据该运算的结果得到的PWM信号输出到逆变器12，对辅助电动机10进行动力运行控制或者发电控制。
接着，详细说明发动机转速设定部11b和发动机转矩设定部11c。
图6是表示相对于转速和转矩的发动机7的燃料消耗率特性的图，是说明本发明的基本思想的概念图。
在图6中，M为发动机7的最大转矩线，最大转矩线M的内侧为根据发动机7的转速和转矩确定的运转区域。另外，在运转区域内描绘的多条曲线为等燃料消耗率线，标注了附图标记R1的等燃料消耗率线的内侧为燃料消耗率良好的区域，从其中心部分的燃料消耗率最好的区域通过的点A1与点A2之间的虚线为燃料消耗率最好的路径F。在图6中还示出表示向发动机7请求的输出的等马力曲线P1、P2。用发动机转速与发动机转矩的积表示发动机7的输出(马力)，等马力曲线P1、P2为双曲线。
根据图6，燃料消耗率成为在中间的转速且较高转矩的区域中良好，并在除此以外的区域中逐渐恶化的特性。在旋转等负载较轻的作业时，向发动机7请求的输出为P1，在挖掘等负载大的作业中在发动机7中请求P2的输出。如果始终以N2的转速使发动机7运转，则无论向发动机7请求的输出是P1还是P2均能够没问题地应对。在该情况下，在请求P2时，能够在发动机7的燃料消耗率良好的区域R1的内侧的燃料消耗率最好的区域中运转，但是在请求P1时燃 料消耗率很差。因此，为了无论作业负载的大小均能够尽可能在燃料消耗率良好的区域R1中运转，而在请求P1时将目标转速设为N1，在请求P2时将目标转速设为N2。此时，发动机7的转矩分别成为T1、T2，以发动机7的转速和转矩表现的发动机7的动作点与作业负载的变化相应地在点A1和点A2之间移动。以如下方式管理过渡响应时的转速和转矩，即：使发动机转速和发动机转矩沿着燃料消耗率良好的区域R1内的点A1与点A2之间的虚线的路径F发生变化，以使得在该移动过程中发动机7的动作点也不会从燃料消耗率良好的区域R1脱离，并且，将发动机7的动作点的移动速度抑制在燃料消耗率良好的范围内(即，将发动机转速和发动机转矩的变化率抑制在燃料消耗率良好的范围内)。这是本发明的基本思想。
此外，若不使用本发明的方式而仅仅是使提供给发动机控制器21的目标转速从N1增加至N2，则受到发动机控制器21的转速反馈控制的影响，发动机7的动作点沿着最大转矩线，从B1经过B2，燃料消耗率的恶化。另外，当使目标转速从N2减小至N1时，转速超过目标转速，因此切断燃料，从C2经过C1。在切断燃料时，当然不存在燃料消耗率的恶化，但是在切断燃料结束之后急剧产生液压泵所请求的输出，因此转矩骤增，从而导致燃料消耗率的恶化。
图7是表示图6的燃料消耗率良好的区域R1内的点A1与点A2之间的动作点的移动的时间图。首先，设为向发动机7请求的输出从P1阶梯性地增加至P2。该情况在挖掘等液压挖掘机所进行的作业中是常见的。此时，与向发动机7请求的输出增加对应地，目标转速从N1增加至N2，发动机7的目标转矩从T1增加至T2。这些增加的变化率以如下方式确定，即：从点A1向点A2的路径F经过燃料消耗率良好的区域R1内的点A1与点A2之间的虚线(发动机转速和发动机转矩沿着燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F在区域R1内变化)，并且将变化的速度(变化率)抑制在燃料消耗率良好的范围内。此时，当使用图3和图5的发动机转矩控制部11d的控制使辅助电动机10进行动作时，在输出为P1的稳态 运转下辅助电动机10不产生转矩，但是与向发动机7请求的输出上升大致同时地对辅助电动机10进行动力运行控制，而辅助发动机7。随着发动机7的输出增加，辅助电动机10的转矩减小，在输出为P2的稳态运转下辅助电动机10的转矩返回至0。时间图的后半部分表示向发动机7请求的输出从P2减少至P1的情况。在该情况下，从点A2到点A1的路径F也经过燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线，且发动机7的目标转速和目标转矩分别以规定的变化率从N2变为N1、从T2变为T1，使得不会产生急剧的转矩变化。
图8A是表示发动机转速设定部11b和发动机转矩设定部11c的处理内容的详细的框图。
发动机转速设定部11b具备目标转速图11b1和速率限制器(rate limiter)11b2，发动机转矩设定部11c具备除法部11c1和速率限制器11c2。
首先，概括地说明发动机转速设定部11b和发动机转矩设定部11c的构成要素的功能。
目标转速图11b1和除法部11c1构成第一运算部，该第一运算部根据液压挖掘机(液压作业机械)的作业负载，将发动机7的目标转速和目标转矩运算为使发动机的燃烧状态良好的规定路径F(燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F)上的值，速率限制器11b2和速率限制器11c2构成第二运算部，该第二运算部限制发动机7的目标转速和目标转矩各自的变化率，使得在液压挖掘机(液压作业机械)的作业负载发生变化时，发动机7的转速和转矩沿着上述规定路径F(燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F)变化。
以下，详细说明目标转速图11b1、速率限制器11b2、除法部11c1以及速率限制器11c2。
目标转速图11b1是以将发动机7的目标转速N和目标转矩T设定于由图6的燃料消耗率特性的图定义的燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F上的方式记述了请求发动机输出与发动机7 的目标转速之间的关系的图，根据向发动机7请求的输出，而输出燃料消耗率最好的目标转速。
能够通过在除法部11c1中使向发动机7请求的输出除以根据目标转速图11b1求出的目标转速而求出目标转矩。
在速率限制器11b2、11c2中，在向发动机7请求的输出急剧变化时将目标转速和目标转矩的变化率分别限制为规定的限制值以下，输出目标转速和目标转矩。
速率限制器11b2和速率限制器11c2限制变化率的规定的限制值分别以如下方式确定，即：使以发动机7的转速和转矩表示的动作点以燃料消耗率不会恶化的速度在由图6的燃料消耗率特性的图定义的燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F上移动。
在此，通过目标转速的变化率与目标转矩的变化率之比来确定发动机7的动作点的路径F，因此在速率限制器11b2和速率限制器11c2中，以使发动机7的动作点在图6的燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F上移动(即，发动机转速和发动机转矩沿着燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F变化)的方式确定目标转速的变化率的限制值与目标转矩的变化率的限制值之比。另外，预先求出发动机7的动作点的移动速度(转速及转矩的变化速度)与燃料消耗率的关系，根据该关系以成为燃料消耗率不会恶化的移动速度(即，发动机转速和发动机转矩的变化率被抑制在燃料消耗率良好的范围内)的方式确定目标转速的变化率的限制值和目标转矩的变化率的限制值。在速率限制器11b2和速率限制器11c2中设定了这种限制值。
图8B是表示发动机转矩设定部11c的其它例的与图8A相同的图。在本例中，发动机转矩设定部11c具备目标转矩图11c1A和速率限制器11c2。目标转矩图11c1A是以将发动机7的目标转速N和目标转矩T设定于由图6的燃料消耗率特性的图定义的燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F上的方式记述了请求发动机输出与发动机7的目标转矩的关系的图，根据向发动机7请求的输出来输出燃料消耗率最好的目标转矩。
在图8A中，使用目标转速图11b1和除法部11c1来求出目标转矩这一情况与以下情况等效：如图8B所示，准备目标转矩图11c1A，使用该目标转矩图11c1A并根据向发动机7请求的输出，而输出燃料消耗率最好的目标转矩。此外，也可以设置目标转矩图11c1A和除法部11c1，通过使向发动机7请求的输出除以目标转矩来求出目标转速。
换言之，图8A的目标转速图11b1和图8B的目标转速图11b1以及目标转矩图11c1A是以下运算图：使上述规定路径F(燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F)与向发动机7请求的输出与发动机7的目标转速之间的关系、和向发动机7请求的输出与发动机7的目标转矩之间的关系中的至少一个相关联地进行记述，参照与液压挖掘机(液压作业机械)的作业负载对应的请求发动机输出来运算发动机7的目标转速和目标转矩中的至少一个。
根据具有上述结构的本实施方式，在使发动机7的转速和转矩变化而使发动机7的动作点移动的情况下，作为动作点的移动路径，能够设定燃料消耗率良好的点A1与点A2之间的虚线路径F，并且作为动作点的移动速度，能够设定燃料消耗率不会恶化的移动速度，因此，能够防止发生在移动过程中通过燃料消耗率恶化的区域的情况、移动速度过快从而燃料消耗率恶化的情况，能够改善发动机7的转速和转矩发生变化的过渡状态下的发动机7的燃烧状态。
<第二实施方式>
图9是表示本发明的第二实施方式中的执行机构驱动系统的车身控制器11(参照图2)所进行的发动机7的转速和转矩的控制的处理内容的功能框图。车身控制器11具备请求发动机输出运算部11a、发动机转速设定部11Ab、发动机转矩设定部11Ac以及发动机转矩控制部11d。请求发动机输出运算部11a和发动机转矩控制部11d与使用图3在第一实施方式中说明的部分相同。发动机转速设定部11Ab根据发动机7的转速和向发动机7请求的输出来运算目标转 速。发动机转矩设定部11Ac根据向发动机7请求的输出和发动机7的转速来运算发动机7的目标转矩。
另外，在本实施方式中也是，请求发动机输出运算部11a、发动机转速设定部11Ab以及发动机转矩设定部11Ac构成发动机转速及转矩设定装置，该发动机转速及转矩设定装置设定发动机7的目标转速和目标转矩，使得与液压挖掘机(液压作业机械)的作业负载的变化相应地，发动机7的转速和转矩沿着规定路径G1、G2(参照图10)变化，其中规定路径G1、G2是在根据发动机7的转速和转矩确定的运转区域内定义的使发动机7的燃烧状态良好的路径，发动机控制器21构成第一控制装置，该第一控制装置控制发动机7，使得得到由发动机转速及转矩设定装置设定的目标转速，发动机转矩控制部11d构成第二控制装置，该第二控制装置控制辅助电动机10的转矩，使得得到由发动机转速及转矩设定装置设定的目标转矩。
另外，发动机转速设定部11Ab(发动机转速及转矩设定装置)限制发动机7的目标转速和目标转矩各自的变化率，使得在液压挖掘机(液压作业机械)的作业负载发生变化时，发动机7的目标转速和目标转矩以比与液压挖掘机的作业负载的变化对应的液压泵6的输出的变化速度小的速度发生变化，并将发动机7的转速和转矩各自的变化率抑制在使发动机7的燃烧状态良好的规定范围内。
在本实施方式中，考虑发动机7的燃料消耗率特性并且根据发动机7的废气内包含的大气污染物的排出特性来确定使发动机7的燃烧状态良好的规定路径G1、G2，由此设定了抑制燃料消耗率的恶化并且减少废气中的大气污染物(例如PM)的排出量的路径(图10的点A1与点Aa与点A2之间的虚线路径G1、G2)。另外，在本实施方式中，考虑发动机7的燃料消耗率特性并且根据发动机7的废气内包含的大气污染物的排出特性来分别确定发动机7的目标转速的变化率的规定限制值和目标转矩的变化率的规定限制值，由此将发动机7的转速和转矩各自的变化率限制在抑制燃料消耗率的恶化并且废气中的大气污染物(例如PM)的排出量不增加的范围内。
以下，使用图10～图12详细说明发动机转速设定部11Ab和发动机转矩设定部11Ac。
图10是表示相对于转速和转矩的发动机7的PM(颗粒状物质)的排出特性的图，是说明本发明的基本思想的概念图。
在图10中，在最大转矩线M内侧的运转区域内描绘的多条曲线为发动机7的PM(颗粒状物质)的排出特性线，标注了附图标记R2的PM排出特性线的内侧为PM的排出量特别多的区域，避开区域R2的点A1与点Aa与点A2之间的虚线路径G1、G2为抑制燃料消耗率的恶化并且减少废气中的大气污染物的排出量的路径。考虑发动机7的燃料消耗率特性并且根据发动机7的废气内包含的大气污染物的排出特性来确定该路径G1、G2。
在柴油发动机7中，PM在最大转矩附近大量地排出。与图6示出的燃料消耗率特性图同样地，在旋转等负载较轻的作业时，向发动机7请求的输出为P1，在挖掘等负载大的作业中向发动机7请求P2的输出。如使用图6说明那样，从燃料消耗率的观点出发，期望在需要输出为P1的作业中在动作点A1运转，在需要输出为P2的作业中在动作点A2运转。但是，当将从A1至A2为止的动作点的移动如上所述地重视燃料消耗率而设定为直线的路径F时，会通过大量排出PM的区域R2。因此，在稳态运转中重视燃料消耗率，至少在过渡运转(动作点的移动过程中)中，考虑燃料消耗率，并且以避开PM的排出多的区域R2的方式，设定发动机7的目标转速和目标转矩。因此，不使动作点的转速和转矩从A1直线地变化为A2，而是使动作点在输出为P1与P2之间的Pa上，经过PM的排出不多的动作点Aa。即，使转速按N1、Na、N2的顺序增加，使转矩从T1暂时降低至Ta然后增加至T2。
图11是表示与图10的动作点的移动有关的动作的时间图。首先，设为向发动机7请求的输出从P1阶梯状地增加至P2。由于使动作点从A1移动至Aa、然后从Aa移动至A2，因此使发动机7的目标转速从N1增加至Na并且使发动机7的目标转矩从T1减少至 Ta。在转速变为Na后，使发动机7的目标转速从Na增加至N2，同时使发动机7的目标转矩从Ta增加至T2。如果转速和转矩如目标值那样变化，则发动机7的输出单调地增加，因此辅助电动机10的转矩随着时间经过减少，当动作点到达A2时成为0。时间图的后半部分表示向发动机7请求的输出从P2减少至P1的情况。在该情况下，使动作点从A2移动至Aa、然后从Aa移动至A1，因此使发动机7的目标转速从N2减少至Na并且使发动机7的目标转矩从T2大大地减少至Ta。当转速变为Na后，使发动机7的目标转速从Na减少至N1，同时使发动机7的目标转矩从Ta增加至T1。
图12是表示发动机转速设定部11Ab和发动机转矩设定部11Ac的详细的框图。
发动机转速设定部11Ab具备目标转速图11b3、中间值保持部11b4以及速率限制器11b5，发动机转矩设定部11Ac具备目标转矩图11c3、中间值保持部11c4以及速率限制器11c5。
目标转速图11b3是以将发动机7的目标转速N和目标转矩T设定于点A1与点Aa与点A2之间的虚线路径G1、G2上的方式记述了请求发动机输出与发动机7的目标转速的关系的图，其中该路径G1、G2是考虑燃料消耗率并且避开了由图10的PM排出特性的图定义的PM的排出多的区域R2的路径，根据对发动机7请求的输出，输出燃料消耗率良好并且PM排出量少的转速。目标转矩图11c3是同样地以将发动机7的目标转速N和目标转矩T设定于点A1与点Aa与点A2之间的虚线路径G1、G2上的方式记述了请求发动机输出与发动机7的目标转矩的关系的图，其中该路径G1、G2是考虑燃料消耗率并且避开了由图10的PM排出特性的图定义的PM的排出多的区域R2的路径，根据对发动机7请求的输出，输出燃料消耗率良好并且PM排出量少的转矩。
在中间值保持部11b4和11c4中，在对发动机7请求的输出以短时间在P1与P2之间变化时，在实际转速成为Na之前，将目标转速和目标转矩保持为Na和Ta，使得动作点必须经过点Aa。例如， 在中间值保持部11b4和11c4中，在如图11所示那样向发动机7请求的输出以短时间从P1变化(增加)至P2时，在实际转速成为Na之前，作为目标转速而输出Na，作为目标转矩而输出Ta，当实际转速成为Na时解除Na的保持控制，作为目标转速而输出N2，作为目标转矩而输出T2。
速率限制器11b5和速率限制器11c5与第一实施方式中的速率限制器11b2、11c2同样地，在向发动机7请求的输出急剧变化时限制目标转速和目标转矩的变化率，输出目标转速和目标转矩。
即，速率限制器11b5在目标转速急剧变化时，将目标转速的变化率抑制为规定的限制值以下，并输出到发动机控制器21。速率限制器11c5与中间值保持部11c4协作而将目标转矩的变化率抑制为规定的限制值以下，并输出到发动机控制器21。
速率限制器11b5和速率限制器11c5限制变化率的限制值分别以如下方式确定，即：使由发动机7的转速和转矩表示的动作点(以下简称为发动机7的动作点)以抑制燃料消耗率的恶化并且PM的排出不增加的速度在由图10定义的点A1与点Aa与点A2之间的虚线路径G1、G2上移动。
即，通过目标转速的变化率与目标转矩的变化率之比来确定发动机7的动作点的路径，因此在速率限制器11b5和速率限制器11c5中，以使发动机7的动作点在点A1与点Aa与点A2之间的虚线路径G1、G2上移动的方式确定目标转速的变化率的限制值与目标转矩的变化率的限制值之比，其中该路径G1、G2是考虑燃料消耗率并且避开了由图10的PM排出特性的图定义的PM的排出多的区域R2的路径。另外，预先求出发动机7的动作点的移动速度(转速和转矩的变化速度)与燃料消耗率与PM的排出量的关系，基于该关系以成为抑制燃料消耗率的恶化并且PM的排出不增加的移动速度的方式确定目标转速的变化率的限制值和目标转矩的变化率的限制值。在速率限制器11b5和速率限制器11c5中设定有这种限制值。由此，发动机7的动作点不会从由图10定义的抑制燃料消耗率的恶 化并且减少废气中的大气污染物的排出量的点A1与点Aa与点A2之间的虚线路径G1、G2脱离，而以抑制燃料消耗率的恶化并且PM的排出不增加的速度移动。
根据具有上述结构的本实施方式，在使发动机7的转速和转矩变化而使发动机7的动作点移动的情况下，作为动作点的移动路径，能够设定抑制燃料消耗率的恶化并且减少废气中的大气污染物的排出量的路径G1、G2，并且作为动作点的移动速度，能够设定抑制燃料消耗率的恶化并且PM的排出不增加的速度，因此，能够在移动过程中一边抑制燃料消耗率的恶化一边防止发生通过PM的排出多的区域R2的情况、移动速度过快而PM的排出增加的情况，从而能够改善发动机7的转速和转矩发生变化的过渡状态下的发动机7的燃烧状态。
此外，如上所述，说明了将本发明应用于液压挖掘机的情况下的实施方式，但是如果是具备与发动机和液压泵连结的辅助电动机的液压作业机械，则能够将本发明应用于液压挖掘机以外工程机械(例如液压起重机、轮式挖掘机、轮式装载机等)，并得到相同的效果。
附图标记说明
3a 动臂液压缸
3b 斗杆液压缸
3c 铲斗液压缸
3e、3f 左右的行驶马达
4a、4b 操作杆装置
5a～5c、5e、5f 方向切换阀
6 液压泵
6a 调节器
7 发动机
7a 电子调速器
8 溢流阀
9 油箱
10 辅助电动机
11 车身控制器
11a 请求发动机输出运算部
11b、11Ab 发动机转速设定部
11c、11Ac 发动机转矩设定部
11d 发动机转矩控制部
11a1、 11a2、11a7 图
11a3 最小值选择部
11a4、11a5 乘法部
11a6 除法部
11d1 P控制部
11d2 PI控制部
11d3 减法部
11d4 加法部
11b1 图
11c1 除法部
11c1A 图
11b2、11c2 速率限制器
11b3、11c3 图
11b4、11c4 中间值保持部
11b5、11c5 速率限制器
12、13 逆变器
14 斩波器
15 蓄电池
16 旋转电动机
17、 18 压力传感器
19 压力传感器
21 发动机控制器
23 旋转传感器
25 梭阀块
26 压力传感器
R1 燃料消耗率良好的区域
R2 PM排出量特别多的区域
F 燃料消耗率良好的路径
G1、G2 抑制燃料消耗率的恶化并且减少废气中的大气污染物的排出量的路径

Claims (7)

1.一种混合动力驱动式的液压作业机械，具备：
发动机；
液压泵，其由所述发动机旋转驱动；
辅助电动机，其与所述发动机和所述液压泵连结；
多个执行机构，其由从所述液压泵排出的液压油驱动；以及
多个操作装置，其具有操作部件，输出与该操作部件的操作相应的操作信号而使所述多个执行机构动作，
该混合动力驱动式的液压作业机械的特征在于，具备：
发动机转速及转矩设定装置，其设定所述发动机的目标转速和目标转矩，使得与所述液压作业机械的作业负载的变化相应地，所述发动机的动作点沿着如下路径移动，该路径是在根据所述发动机的转速和转矩确定的运转区域内定义的将设于使所述发动机的燃烧状态良好的区域内的多个点连结而形成的路径；
第一控制装置，其控制所述发动机以得到由所述发动机转速及转矩设定装置设定的所述目标转速；以及
第二控制装置，其控制所述辅助电动机的转矩以得到由所述发动机转速及转矩设定装置设定的所述目标转矩，
所述发动机转速及转矩设定装置还限制所述发动机的目标转速和目标转矩各自的变化率，使得在所述液压作业机械的作业负载发生变化时，所述发动机的目标转速和目标转矩以比与所述液压作业机械的作业负载的变化对应的所述液压泵的输出的变化速度小的速度变化，并且所述发动机的转速和转矩各自的变化率被抑制在使所述发动机的燃烧状态良好的规定范围内。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动式的液压作业机械，其特征在于，
所述发动机转速及转矩设定装置具有：
第一运算部，其根据所述液压作业机械的作业负载，将所述发动机的目标转速和目标转矩运算为所述路径上的值；以及
第二运算部，其限制所述发动机的目标转速和目标转矩各自的变化率，使得在所述液压作业机械的作业负载发生变化时，所述发动机的动作点沿着所述路径移动，并且所述发动机的转速和转矩各自的变化率被抑制在使所述发动机的燃烧状态良好的规定范围内。
3.根据权利要求2所述的混合动力驱动式的液压作业机械，其特征在于，
所述第一运算部具有运算图，该运算图使所述发动机所请求的输出与所述发动机的目标转速之间的关系、以及所述发动机所请求的输出与所述发动机的目标转矩之间的关系中的至少一个关系与所述路径相关联地进行记述，参照与所述液压作业机械的作业负载对应的请求发动机输出来运算所述发动机的目标转速和目标转矩中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的混合动力驱动式的液压作业机械，其特征在于，
所述第二运算部具有：
第一速率限制器，其将由所述第一运算部运算得到的所述发动机的目标转速的变化率限制为规定的限制值以下；以及
第二速率限制器，其将由所述第一运算部运算得到的所述发动机的目标转矩的变化率限制为规定的限制值以下，
所述目标转速的变化率的所述规定的限制值与所述目标转矩的变化率的所述规定的限制值之比以使所述发动机的动作点沿着所述路径移动的方式设定。
5.根据权利要求4所述的混合动力驱动式的液压作业机械，其特征在于，
所述目标转速的变化率的所述规定的限制值和所述目标转矩的变化率的所述规定的限制值进一步以将所述发动机的转速和转矩各自的变化率抑制在使所述发动机的燃烧状态良好的规定范围内的方式设定。
6.根据权利要求5所述的混合动力驱动式的液压作业机械，其特征在于，
所述目标转速的变化率的所述规定的限制值和所述目标转矩的变化率的所述规定的限制值分别是基于所述发动机的燃料消耗率特性确定的值、以及考虑所述发动机的燃料消耗率特性并且基于所述发动机的废气中包含的大气污染物的排出特性而确定的值中的某一个。
7.根据权利要求1所述的混合动力驱动式的液压作业机械，其特征在于，
所述路径是基于所述发动机的燃料消耗率特性确定的路径、以及考虑所述发动机的燃料消耗率特性并且基于所述发动机的废气中包含的大气污染物的排出特性而确定的路径中的某一个。
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