JP2000226183A - ハイブリッド式作業車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 騒音を充分に低減できる作業車両を提供す
る。 【解決手段】 エンジン１と、エンジン１の回転動力に
より駆動される作業機用油圧ポンプと、作業機用油圧ポ
ンプからの吐出油により駆動される作業機を備えた作業
車両において、エンジン１に連結した発電機４と、発電
機４の出力交流電圧を直流電圧に変換するバッテリチャ
ージャ６と、変換された直流電圧のラインに接続された
バッテリ８と、直流電圧ラインに接続され、この直流電
圧をモータ駆動電圧に変換するモータ駆動装置と、モー
タ駆動装置により回転駆動され、作業機用油圧ポンプを
駆動する電動モータ１６と、騒音レベルに応じた作業機
駆動モードを切り替える騒音レベル切替手段１３と、騒
音レベル切替手段１３からのモード信号に基づいて、バ
ッテリ駆動又はエンジン駆動に切り替え、あるいはエン
ジン回転数を切り替えて、作業機用油圧ポンプの駆動モ
ードを制御するコントローラ１０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン及びバッ
テリーの両方又はいずれか一方により走行及び作業機の
駆動を行えるハイブリッド式作業車両に関し、特には車
両停止中の作業時の低騒音化が可能なハイブリッド式作
業車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、都市部での道路工事や建設工
事などの作業を行う油圧掘削機や移動式クレーン車等の
作業車両は、周囲の住民に対する環境向上のために、作
業中の騒音や振動を極力低減することが要望されてい
る。そして、最近では、都市部での騒音規制が強化され
つつあり、低騒音化されてない油圧掘削機や移動式クレ
ーン等は使用されなくなって来ている。このために、作
業車両の低騒音化を実現する技術として、騒音発生部
（エンジンルーム等）を遮音材を取り付けたカバーで囲
み込んだり、騒音発生部の振動を弾性部材により除去す
る方法等が多く実施されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のような遮音材や弾性部材を用いて低騒音化を行うに
は、騒音低減量に限界がある。そのため、都市部での厳
しい騒音規制を満足できる作業車両が強く要望されてい
る。

【０００４】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、騒音を充分に低減できる作業車両を提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１の発明は、エンジン１と、エ
ンジン１の回転動力により駆動される作業機用油圧ポン
プと、作業機用油圧ポンプからの吐出油により駆動され
る作業機を備えた作業車両において、エンジン１に連結
した発電機４と、発電機４の出力した交流電圧を直流電
圧に変換して出力するバッテリチャージャ６と、バッテ
リチャージャ６の直流電圧出力ラインに接続されたバッ
テリ８と、バッテリチャージャ６の直流電圧出力ライン
に接続され、この直流電圧をモータ駆動電圧に変換する
モータ駆動装置７と、モータ駆動装置７により回転駆動
され、作業機用油圧ポンプを駆動する電動モータ１６
と、騒音レベルに応じた作業機駆動モードを切り替える
騒音レベル切替手段１３と、騒音レベル切替手段１３か
らのモード信号に基づいて、バッテリ駆動又はエンジン
駆動に切り替え、あるいはエンジン回転数を切り替え
て、作業機用油圧ポンプの駆動モードを制御するコント
ローラ１０とを備えた構成としている。

【０００６】第１の発明によると、騒音レベル切替手段
により作業時の騒音レベルを選択可能とし、選択された
騒音レベルに応じた作業機駆動モードに切り替えて作業
機用油圧ポンプを駆動するようにしている。すなわち、
作業機駆動モードに基づいて、バッテリ駆動か又はエン
ジン駆動か、あるいはエンジン駆動時のエンジン回転数
を切り替えることにより、作業中の騒音レベルを切り替
えることが可能となる。したがって、作業現場の周囲環
境に要求される騒音レベルに応じて、バッテリ駆動によ
る超低騒音作業から通常のエンジン駆動による低騒音作
業まで段階的に選択されるので、都市部での騒音規制の
厳しい現場で作業ができ、しかも現場で許容される騒音
レベルで最大限の作業機能力で能率的に作業できる。

【０００７】第２の発明は、第１の発明において、騒音
レベル切替手段１３は、エンジン停止の状態でバッテリ
８のみにより作業機用油圧ポンプを駆動するバッテリ駆
動モード、エンジン１をローアイドルで回転させて作業
機用油圧ポンプを駆動する第１アイドル駆動モード、及
びエンジン１をローアイドルからハイアイドルの間の所
定回転数で回転させて作業機用油圧ポンプを駆動する第
２アイドル駆動モードの内の少なくともいずれかと、通
常のエンジン１のみによるエンジン駆動モードとを切り
替えるモード切替スイッチ１３であることを特徴とす
る。

【０００８】第２の発明によると、騒音レベル切替手段
により、停止の状態でバッテリのみにより油圧ポンプを
駆動するバッテリ駆動モード、エンジンをローアイドル
で回転させる第１アイドル駆動モード、及びエンジンを
ローアイドルからハイアイドルの間の所定回転数で回転
させる第２アイドル駆動モードの内の少なくともいずれ
かと、通常のエンジン駆動モードとを切り替えて作業が
行える。したがって、作業中の騒音レベルを切り替える
ことが可能となり、作業現場の周囲環境に要求される騒
音レベルに応じて、バッテリ駆動モードでの超低騒音作
業から通常のエンジン駆動モードでの低騒音作業まで段
階的に選択可能となる。これにより、都市部での騒音規
制の厳しい現場で作業ができ、しかも現場で許容される
騒音レベルで最大限の作業機能力で能率的に作業でき
る。

【０００９】第３の発明は、第１の発明において、騒音
レベル切替手段１３は、少なくとも、エンジン１をロー
アイドルからハイアイドルの間の所定最高回転数で回転
させて作業機用油圧ポンプを駆動する第２アイドル駆動
モードを選択可能であり、コントローラ１０は、この第
２アイドル駆動モードを選択しているときは、アクセル
ペダル１１によるエンジン回転数指令が大きくなって
も、予め設定された所定最高回転数以上にはエンジン回
転数を上げないようにした構成としている。

【００１０】第３の発明によると、騒音レベル切替手段
により第２アイドル駆動モードが選択されると、エンジ
ンはローアイドルからハイアイドルの間の所定最高回転
数で回転するが、アクセルペダル１１からのエンジン回
転数指令に拘わらず、エンジン回転数は予め設定された
所定最高回転数に制限される。これにより、作業内容に
適合させた所定のエンジン回転数で最低騒音レベルで作
業できる。

【００１１】第４の発明は、第１〜第３の発明におい
て、コントローラ１０は、所定の設定時間以上作業機レ
バー１２が操作されないで、かつバッテリ８が満充電の
ときには、エンジン１を停止させるようにしている。

【００１２】第４の発明によると、エンジン起動中でも
所定の設定時間以上作業機が駆動されないで、かつバッ
テリが満充電のときにはエンジンを停止させるので、必
要以上のエンジン回転がなくなって騒音低減及び燃費改
善を図ることができる。

【００１３】第５の発明は、第１〜第４の発明におい
て、エンジン１から所定距離離れた位置に騒音センサを
設定し、コントローラ１０は、騒音センサからの騒音レ
ベル信号に基づいて、騒音レベルが所定値以下になるよ
うにエンジン回転数を制御する構成としている。

【００１４】第５の発明によると、騒音センサにより実
際の騒音レベルをフィードバックし、常時騒音レベルが
所定値以下になるように精度良くエンジン回転数が制御
される。したがって、作業現場で厳密に騒音レベルが規
定される場合に、その規定騒音レベル以内で正確に作業
できるので、様々な騒音レベルの要求の現場で作業でき
る。

【００１５】第６の発明は、第１の発明において、電動
モータ１６により駆動される作業機用油圧ポンプの各作
業機に対応させて、エンジン１で直接駆動される作業機
用油圧ポンプを備え、各作業機毎に両方の作業機用油圧
ポンプの吐出油を合流させた構成としている。

【００１６】第６の発明によると、エンジンで直接駆動
される作業機用油圧ポンプ回路と、電動モータにより駆
動される作業機用油圧ポンプ回路とを各作業機毎にパラ
レルに構成してそれらの吐出油を合流させるので、一般
的に使用されている、エンジンで直接駆動される作業機
用油圧ポンプ回路を有する作業車両に対して、電動モー
タにより駆動される作業機用油圧ポンプ回路をアドオン
的に装着することが容易である。したがって、既存の作
業車両を低騒音車に改造する際に、改造量が少なく、改
造コストが安い。

【００１７】第７の発明は、第１の発明において、作業
機用油圧ポンプは、電動モータ１６のみにより駆動され
る構成としている。

【００１８】第７の発明によると、作業機用油圧ポンプ
は電動モータのみにより駆動されるので、エンジンによ
り直接駆動される作業機用油圧ポンプの回路部が無くな
る分だけシンプルで、部品点数が少なくなり配管が楽
で、メンテナンス性が良く、コスト的にも安価となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る実施形態を
図面を参照して詳細に説明する。作業車両が作業中に出
す騒音の中で最も大きいのはエンジン音であることか
ら、本発明では、通常はバッテリ駆動により作業機を駆
動するようにし、走行時等の大きなパワーを必要とする
とき、あるいはバッテリ容量が少なくなったときには、
エンジンでバッテリ８を充電しながら走行や作業機を駆
動するようにしたハイブリッド式作業車両が提案されて
いる。ハイブリッド式作業車両には、パラレルハイブリ
ッド駆動方式（ＰＨＶ）とシリーズハイブリッド駆動方
式（ＳＨＶ）とがあり、以下各ハイブリッド駆動方式毎
に説明する。

【００２０】先ず、第１実施形態としてパラレルハイブ
リッド駆動方式の場合に説明する。パラレルハイブリッ
ド駆動方式（ＰＨＶ）は、エンジンの動力で直接駆動す
る複数の油圧ポンプからの吐出油と、エンジンにより発
電してバッテリ８を充電すると共に、この発電エネルギ
及びバッテリエネルギにより電動モータ１６を介して駆
動する複数の油圧ポンプからの吐出油とを、それぞれの
作業機毎に合流して作業機を駆動する油圧回路を有する
方式である。

【００２１】図１は、パラレルハイブリッド駆動方式の
ハード構成ブロック図である。同図において、エンジン
１はギアトレーン２を介して、走行駆動装置にエンジン
動力を伝達するパワートレーン３、作業機用等の各種ポ
ンプ及び発電機４を駆動している。油圧ポンプとして
は、ステアリング、エアコン及びアウトリガ（作業車両
の作業時車体支持手段）用ポンプ２１、車体上部の旋回
用ポンプ２２ａ及びトランスミッション用ポンプ２３が
ある。また、クラッチ２０を介してウィンチ用ポンプ２
４ａ、ブーム用ポンプ２５ａ及びパイロット用ポンプ２
６ａの各油圧ポンプが駆動される。発電機４は所定電圧
の３相交流を発電し、その出力回線は過電流保護用のサ
ーマル５を介してバッテリチャージャ６に接続されてい
る。バッテリチャージャ６は交流入力電圧を受けて直流
電圧に変換して出力しており、例えば整流器とコンデン
サとを有している。バッテリチャージャ６の出力線はイ
ンバータ７、電圧測定器９、及びヒューズを介してバッ
テリ８に並列に接続されている。これにより、バッテリ
８を充電するようになっている。電圧測定器９はバッテ
リ８の端子電圧を測定し、測定電圧値をバッテリ充電量
信号としてコントローラ１０に出力する。

【００２２】インバータ７はモータ駆動装置の一例であ
り、入力する直流電圧を後述のコントローラ１０からの
回転数指令信号に応じた周波数の３相のモータ駆動電圧
指令に変換し、このモータ駆動電圧指令を誘導モータか
らなるポンプ駆動用電動モータ１６（以後、電動モータ
１６と呼ぶ）に出力している。電動モータ１６はウィン
チ用ポンプ２４、ブーム用ポンプ２５、パイロット用ポ
ンプ２６及び旋回用ポンプ２２の各種作業機用油圧ポン
プを駆動しており、これらのウィンチ用ポンプ２４、ブ
ーム用ポンプ２５、パイロット用ポンプ２６及び旋回用
ポンプ２２の吐出油は、前記エンジン１により直接駆動
され、かつ各作業機に対応した作業機用油圧ポンプ２４
ａ，２５ａ，２６ａ，２２ａからの吐出油と合流される
ように回路が構成されている。また、エンジン１のスロ
ットルレバー１ａにはエンジン回転数制御装置１８が例
えばロッド等で接続されている。エンジン回転数制御装
置１８はコントローラ１０からのエンジン回転数指令を
入力し、同回転数指令の大きさに応じてスロットルレバ
ー１ａの回動量を制御してエンジン回転数を制御してい
る。

【００２３】また、アクセルペダル１１は、オペレータ
の踏み込み量に応じたエンジン回転数指令をコントロー
ラ１０に出力する。この踏み込み量は、例えばアクセル
ペダル１１の回動角としてポテンショメータにより検出
される。さらに、各作業機を操作するそれぞれの作業機
レバー１２の操作量信号が、コントローラ１０に入力さ
れる。また、ハンドスロットル１５（レバー）はその操
作量に応じた油圧ポンプの回転数指令を出力するもので
あり、そのポンプ回転数指令をコントローラ１０に出力
する。騒音レベル切替手段１３は騒音レベルに応じた作
業機駆動モードを切り替えるものであり、本実施形態で
は作業機駆動モードを切り替えるモード切替スイッチ
（以後、モード切替スイッチ１３と呼ぶ）により構成さ
れ、この作業機駆動モードのそれぞれのモードに対応す
る各モード信号をコントローラ１０に出力する。本実施
形態では、作業機駆動モードとして、バッテリ８のみで
作業機用油圧ポンプを駆動するバッテリ駆動モードと、
エンジン１を予め設定された所定のローアイドルで回転
させ、かつバッテリ８で補助して駆動する第１アイドル
駆動モードと、エンジン１をローアイドルからハイアイ
ドルの範囲の任意の回転数で回転させ、かつバッテリ８
で補助して駆動する第２アイドル駆動モードと、エンジ
ン１のみで駆動するエンジン駆動モードとが選択可能と
なっている。なお、第２アイドル駆動モードにおけるロ
ーアイドルからハイアイドルの範囲の任意の回転数は、
作業現場の周囲環境に応じて所定の騒音レベルになるよ
うに、予め所定回転数に設定可能となっている。また、
警告手段１４はバッテリ空状態をオペレータに警告する
ものであり、警告用のブザー、ホーン又は音声発生装置
等の警報手段と、パトライトやエラー表示器等の警告表
示手段との少なくともいずれかを有している。

【００２４】コントローラ１０はマイクロコンピュータ
や高速演算装置等の演算処理装置を有しており、本発明
に係る所定の制御処理を実行する。すなわち、コントロ
ーラ１０は、前記エンジン回転数指令、作業機操作量指
令、ポンプ回転数指令、各作業機駆動モード信号及びバ
ッテリ充電量信号に基づいて後述の演算処理を行い、そ
の処理結果に応じてインバータ７により電動モータ１６
の起動又は停止、及び回転数を制御すると共に、充電開
閉器１７によりバッテリ８の充電及び充電停止を制御
し、さらにバッテリ８空時の警告指令を警告手段１４に
出力するようにしている。

【００２５】図２は、本発明に係るハイブリッド式作業
車両としてラフテレンクレーン又は油圧ショベル等に適
用する場合の作業機駆動モード切替処理に関するフロー
チャート例である。なお、以下の処理ステップ番号はＳ
を付して表す。Ｓ１では作業を行うか否か、すなわち作
業モードか否かを判断し、作業モードのときには、Ｓ２
においてモード切替スイッチ１３によりバッテリ駆動モ
ード、第１アイドル駆動モード、第２アイドル駆動モー
ド及びエンジン駆動モードのいずれかを選択する。作業
モードでないときには、Ｓ３において走行モードが選択
されたと判定し、エンジン駆動のみで走行モータ（図示
せず）を駆動する。このように、作業機モードのときに
は、いくつかの作業機駆動モードの中から作業内容に応
じてそれぞれのモードが選択される。

【００２６】次に、パラレルハイブリッド駆動方式の各
作業機駆動モード毎の制御処理手順をそれぞれ図３〜８
に基づいて説明する。

【００２７】図３は、ラフテレンクレーンの場合のコン
トローラ１０のバッテリ駆動モードの処理手順を表す。
先ず、電圧測定器９からバッテリ充電量信号（つまり、
バッテリ８端子電圧）を入力してバッテリ充電量を演算
し、このバッテリ充電量に基づいてバッテリ８が空か否
かを判断し（Ｓ１０）、バッテリ８が空のときはバッテ
リ空の警告指令を警告手段１４に出力すると共に、電動
モータ１６の停止指令を出力する（Ｓ１７）。Ｓ１０で
バッテリ８が空でないときは、電動モータ１６を予め設
定した最低回転数（例えば、エンジン１のローアイドル
出力相当）で回転するようにインバータ７に回転数指令
を出力する（Ｓ１１）。つぎに、所定の設定時間以内に
作業機レバー１２の操作量信号が入力されたか否かを判
断し（Ｓ１２）、入力されたときは作業機を駆動し（Ｓ
１３）、この後、アクセルペダル１１からのエンジン回
転数指令を入力したか否かを判断し（Ｓ１４）、入力し
てないときはＳ１１に戻って以上の処理を繰り返す。ま
た、入力したときはアクセルペダル１１のエンジン回転
数指令に応じて電動モータ１６の回転数を制御する（Ｓ
１７）。そして、再びバッテリ８が空か否かを判断し
（Ｓ１６）、空でないときはＳ１４に戻って以上の処理
を繰り返し、空のときは前記Ｓ１７に処理を移行する。
さらに、Ｓ１２で、所定の設定時間以内に作業機レバー
１２の操作量信号が入力されてないときは、電動モータ
１６を停止し（Ｓ１８）、この後、作業機レバー１２の
操作量信号が入力されたか否かを判断し（Ｓ１９）、入
力されてないときはＳ１８に戻って入力されるまで処理
を繰り返して待機し、入力したときはＳ１１に戻って処
理を繰り返す。

【００２８】つぎに、図４により油圧ショベルの場合の
コントローラ１０のバッテリ駆動モードの処理手順を説
明する。先ず、電圧測定器９からバッテリ充電量信号
（つまり、バッテリ８端子電圧）を入力してバッテリ充
電量を演算し、このバッテリ充電量に基づいてバッテリ
８が空か否かを判断し（Ｓ２０）、バッテリ８が空のと
きはバッテリ空の警告指令を警告手段１４に出力すると
共に、電動モータ１６の停止指令を出力する（Ｓ２
５）。Ｓ２０でバッテリ８が空でないときは、電動モー
タ１６がハンドスロットル１５により設定したポンプ回
転数で回転するように回転数指令を出力する（Ｓ２
１）。つぎに、所定の設定時間以内に作業機レバー１２
の操作量信号が入力されたか否かを判断し（Ｓ２２）、
入力されたときは作業機を駆動し（Ｓ２３）、この後、
再びバッテリ８が空か否かを判断し（Ｓ２４）、空でな
いときはＳ２１に戻って以上の処理を繰り返し、空のと
きは前記Ｓ２５に処理を移行する。さらに、Ｓ２２で、
所定の設定時間以内に作業機レバー１２の操作量信号が
入力されてないときは、電動モータ１６を停止し（Ｓ２
６）、この後、作業機レバー１２の操作量信号が入力さ
れたか否かを判断し（Ｓ２７）、入力されてないときは
Ｓ２６に戻って入力されるまで処理を繰り返して待機
し、入力したときはＳ２１に戻って処理を繰り返す。

【００２９】つぎに、図５により、ラフテレンクレーン
の場合のコントローラ１０の第１アイドル駆動モードの
処理手順を説明する。先ず、エンジン１をエンジン回転
数制御装置１８によりローアイドルで回転させると共
に、電動モータ１６を停止させる（Ｓ３０）。つぎに、
所定の設定時間以内に作業機レバー１２の操作量信号が
入力されたか否かを判断し（Ｓ３１）、入力されたとき
は、エンジン１をローアイドルで回転させ、かつ電動モ
ータ１６を停止させた状態で、操作量信号に応じて作業
機を駆動する（Ｓ３２）。そして、アクセルペダル１１
からのエンジン回転数指令を入力したか否かを判断し
（Ｓ３３）、入力してないときはＳ３０に戻って以上の
処理を繰り返す。また、アクセルペダル１１からのエン
ジン回転数指令を入力したときは、つぎに電圧測定器９
からバッテリ充電量信号（つまり、バッテリ８端子電圧
値）を入力してバッテリ充電量を演算し、このバッテリ
充電量に基づいてバッテリ８が空か否かを判断する（Ｓ
３４）。バッテリ８が空のときは、バッテリ空の警告指
令を警告手段１４に出力（Ｓ３７）した後に、Ｓ３０に
戻って最初から処理を繰り返す。また、Ｓ３４でバッテ
リ８が空でないときは、エンジン１をローアイドルで回
転させると共に、アクセルペダル１１のエンジン回転数
指令に比例して電動モータ１６が回転するようにインバ
ータ７により回転数制御を行う（Ｓ３５）。この後、バ
ッテリ８が空か否かを判断し（Ｓ３６）、空のときは前
記Ｓ３７に処理を移行してバッテリ空の警告指令を警告
手段１４に出力し、空でないときはＳ３３に戻って以上
の処理を繰り返す。

【００３０】Ｓ３１において所定の設定時間以内に作業
機レバー１２の操作量信号が入力されないときは、バッ
テリ８が満充電か否か判断し（Ｓ３８）、満充電のとき
はエンジン１を停止し（Ｓ３９）、そして作業機レバー
１２の操作量信号が入力されるか否かチェックする（Ｓ
４０）。操作量信号が入力されるまでＳ３９，Ｓ４０の
処理を繰り返し、入力されたときは、エンジン１をロー
アイドルで回転させると共に、電動モータ１６を停止さ
せた状態で、操作量信号に応じてエンジン１のみで作業
機を駆動する（Ｓ４１）。この後、Ｓ３３に処理を移行
して、以上の処理を繰り返す。Ｓ３８でバッテリ８が満
充電でないときは、発電機４によりバッテリ８を充電し
（Ｓ４２）、再びＳ３１に戻って以上の処理を繰り返
す。

【００３１】また、図６により、油圧ショベルの場合の
コントローラ１０の第１アイドル駆動モードの処理手順
を説明する。先ず、エンジン１をエンジン回転数制御装
置１８によりローアイドルで回転数を固定すると共に、
ハンドスロットル１５で設定したポンプ出力となるよう
に、必要に応じてエンジン駆動のみのポンプ出力で不足
する分を、電動モータ１６を一定回転数で駆動して補助
する（Ｓ５０）。つぎに、電動モータ１６を駆動中か否
かをチェックし（Ｓ５１）、駆動中のときは、所定の設
定時間以内に作業機レバー１２の操作量信号が入力され
たか否かを判断する（Ｓ５２）。そして、操作量信号が
入力されたときは操作量信号に応じて作業機を駆動する
（Ｓ５３）。このとき、電動モータ１６が停止していれ
ば、電動モータ１６を前記一定回転数で駆動し、エンジ
ン１と電動モータ１６により作業機を駆動する。この
後、電圧測定器９からのバッテリ充電量信号に基づいて
バッテリ充電量を演算し、このバッテリ充電量に基づい
てバッテリ８が空か否かを判断する（Ｓ５４）。そし
て、バッテリ８が空のときは、バッテリ空の警告指令を
警告手段１４に出力する（Ｓ５５）と共に、電動モータ
１６を停止してエンジン１のローアイドルでのみ油圧ポ
ンプを駆動し（Ｓ５６）、この後Ｓ５２に戻って以上の
処理を繰り返す。また、Ｓ５４でバッテリ８が空でない
とき、Ｓ５２に戻って以上の処理を繰り返す。

【００３２】Ｓ５２において設定時間以内に作業機レバ
ー１２の操作量信号が入力されないときは、電動モータ
１６を停止し（Ｓ５７）、バッテリ８が満充電されてい
るか否かをチェックする（Ｓ５８）。満充電のときは、
エンジン１を停止し（Ｓ５９）、そして作業機レバー１
２の操作量信号が入力されているかチェックし（Ｓ６
０）、操作量信号が入力されるまでＳ５９，Ｓ６０の処
理を繰り返して待つ。操作量信号が入力されたときは、
エンジン１を始動してローアイドルで回転させると共
に、ハンドスロットル１５で設定したポンプ出力となる
ように、必要に応じてエンジン駆動のみのポンプ出力で
不足する分を、電動モータ１６を一定回転数で駆動し
（Ｓ６１）、Ｓ５３に処理を移行して作業機を駆動す
る。また、Ｓ５８においてバッテリ満充電でないとき
は、発電機４によりバッテリ８を充電し（Ｓ６２）、こ
の後Ｓ５２に戻って以上の処理を繰り返す。

【００３３】Ｓ５１において電動モータ１６を駆動中で
ないときは、所定の設定時間以内に作業機レバー１２の
操作量信号が入力されたか否かを判断し（Ｓ６５）、入
力されたときは操作量信号に応じて作業機を駆動し（Ｓ
６４）、この後Ｓ６５に戻って処理を繰り返す。入力さ
れないときは電圧測定器９からのバッテリ充電量信号に
基づいてバッテリ８が満充電か否かをチェックし（Ｓ６
６）、満充電でないときは発電機４によりバッテリ８を
充電して（Ｓ６３）、Ｓ６５に処理が戻る。満充電のと
きは、エンジン１を停止し（Ｓ６７）、この後作業機レ
バー１２の操作量信号が入力されたか否かをチェックし
（Ｓ６８）、入力されないときは入力されるまでＳ６
７，Ｓ６８の処理を繰り返し、入力されたときはエンジ
ン１をローアイドルで始動し（Ｓ６９）、そしてＳ６４
に戻って作業機を操作量信号に応じて駆動する。

【００３４】つぎに、図７により、ラフテレンクレーン
の場合のコントローラ１０の第２アイドル駆動モードの
処理手順を説明する。先ず、エンジン１をエンジン回転
数制御装置１８によりローアイドルで回転させると共
に、電動モータ１６を停止させる（Ｓ７０）。つぎに、
所定の設定時間以内に作業機レバー１２の操作量信号が
入力されたか否かを判断し（Ｓ７１）、入力されたとき
は、エンジン１をローアイドルで回転させ、かつ電動モ
ータ１６を停止させた状態で、操作量信号に応じて作業
機を駆動する（Ｓ７２）。そして、アクセルペダル１１
からのエンジン回転数指令を入力したか否かを判断し
（Ｓ７３）、入力してないときはＳ７０に戻って以上の
処理を繰り返す。アクセルペダル１１からのエンジン回
転数指令を入力したときは、電動モータ１６の停止のま
ま、第２アイドル駆動モードに対応して予め設定された
ローアイドル〜ハイアイドルの間の所定の最高回転数ま
では、アクセルペダル１１のエンジン回転数指令入力に
比例してエンジン回転数をエンジン回転数制御装置１８
を介して制御する（Ｓ７４）。そして、エンジン回転数
がこの所定の最高回転数に達したかをチェックし（Ｓ７
５）、達してないときはＳ７３に戻って以上の処理を繰
り返す。また、最高回転数に達したときは、電圧測定器
９からのバッテリ充電量信号に基づいてバッテリ８が空
か否かを判断する（Ｓ７６）。バッテリ８が空のとき
は、バッテリ空の警告指令を警告手段１４に出力（Ｓ７
８）した後に、Ｓ７３に戻って以上の処理を繰り返す。
また、Ｓ７６でバッテリ８が空でないときは、エンジン
１を前記最高回転数に固定して回転させると共に、それ
以上のアクセルペダル１１のエンジン回転数指令が入力
された場合にはそれ以上の入力エンジン回転数指令に比
例して電動モータ１６が回転するようにインバータ７に
より回転数制御を行う（Ｓ７７）。この後、Ｓ７３に戻
って以上の処理を繰り返す。

【００３５】Ｓ７１において所定の設定時間以内に作業
機レバー１２の操作量信号が入力されないときは、バッ
テリ８が満充電か否か判断し（Ｓ７９）、満充電のとき
はエンジン１を停止し（Ｓ８０）、そして作業機レバー
１２の操作量信号が入力されるか否かチェックする（Ｓ
８１）。操作量信号が入力されるまでＳ８０，Ｓ８１の
処理を繰り返し、入力されたときは、エンジン１をロー
アイドルで回転させると共に、電動モータ１６を停止さ
せた状態で、操作量信号に応じてエンジン１のみで作業
機を駆動する（Ｓ８２）。この後、Ｓ７３に処理を移行
して、以上の処理を繰り返す。Ｓ７９でバッテリ８が満
充電でないときは、発電機４によりバッテリ８を充電し
（Ｓ８３）、再びＳ７１に戻って以上の処理を繰り返
す。

【００３６】つぎに、図８により、油圧ショベルの場合
のコントローラ１０の第２アイドル駆動モードの処理手
順を説明する。先ず、エンジン１をエンジン回転数制御
装置１８によりローアイドル〜ハイアイドルの間で予め
設定された所定の回転数に固定して回転させると共に、
ハンドスロットル１５で設定したポンプ出力となるよう
に、必要に応じてエンジン駆動のみのポンプ出力で不足
する分を、電動モータ１６を一定回転数で駆動して補助
する（Ｓ９０）。つぎに、電動モータ１６を駆動中か否
かをチェックし（Ｓ９１）、駆動中のときは、所定の設
定時間以内に作業機レバー１２の操作量信号が入力され
たか否かを判断する（Ｓ９２）。そして、操作量信号が
入力されたときは、操作量信号に応じて作業機を駆動す
る（Ｓ９３）。このとき、電動モータ１６が停止してい
れば、電動モータ１６を前記一定回転数で駆動し、エン
ジン１と電動モータ１６により作業機を駆動する。この
後、電圧測定器９からのバッテリ充電量信号に基づいて
バッテリ８が空か否かを判断する（Ｓ９４）。そして、
バッテリ８が空のときは、バッテリ空の警告指令を警告
手段１４に出力する（Ｓ９５）と共に、電動モータ１６
を停止してエンジン１をローアイドル〜ハイアイドルの
間の所定回転数に固定して回転させ（Ｓ９６）、この後
Ｓ９２に戻って以上の処理を繰り返す。また、Ｓ９４で
バッテリ８が空でないとき、Ｓ９２に戻って以上の処理
を繰り返す。

【００３７】Ｓ９２において設定時間以内に作業機レバ
ー１２の操作量信号が入力されないときは、電動モータ
１６を停止し（Ｓ９７）、バッテリ８が満充電されてい
るか否かをチェックする（Ｓ９８）。満充電のときは、
エンジン１を停止し（Ｓ９９）、そして作業機レバー１
２の操作量信号が入力されているかチェックし（Ｓ１０
０）、操作量信号が入力されるまでＳ９９，Ｓ１００の
処理を繰り返して待つ。操作量信号が入力されたとき
は、エンジン１を始動してローアイドル〜ハイアイドル
の間の所定回転数で回転させると共に、ハンドスロット
ル１５で設定したポンプ出力となるように、必要に応じ
てエンジン駆動のみのポンプ出力で不足する分を、電動
モータ１６を一定回転数で駆動し（Ｓ１０１）、Ｓ９３
に処理を移行して操作量信号に応じて作業機を駆動す
る。また、Ｓ９８においてバッテリ満充電でないとき
は、発電機４によりバッテリ８を充電し（Ｓ１０２）、
この後Ｓ９２に戻って以上の処理を繰り返す。

【００３８】Ｓ９１において電動モータ１６を駆動中で
ないときは、所定の設定時間以内に作業機レバー１２の
操作量信号が入力されたか否かを判断し（Ｓ１０５）、
入力されたときは操作量信号に応じて作業機を駆動し
（Ｓ１０４）、この後Ｓ１０５に戻って処理を繰り返
す。入力されないときは電圧測定器９からのバッテリ充
電量信号に基づいてバッテリ８が満充電か否かをチェッ
クし（Ｓ１０６）、満充電でないときは発電機４により
バッテリ８を充電して（Ｓ１０３）、Ｓ１０５に処理が
戻る。Ｓ１０６において満充電のときは、エンジン１を
停止し（Ｓ１０７）、この後作業機レバー１２の操作量
信号が入力されたか否かをチェックし（Ｓ１０８）、入
力されないときは入力されるまでＳ１０７，Ｓ１０８の
処理を繰り返し、入力されたときはエンジン１を始動し
てローアイドル〜ハイアイドルの間の所定回転数で回転
させ（Ｓ１０９）、そしてＳ１０４に戻って作業機を操
作量信号に応じて駆動し、以後以上の処理を繰り返す。

【００３９】また、上記の各作業機駆動モードにおい
て、エンジンルームから所定距離離れた位置に騒音セン
サを設置し、この騒音センサからの騒音信号をコントロ
ーラに入力し、この騒音信号に基づいてエンジン回転数
を制御するようにしてもよい。すなわち、各作業機駆動
モードにおける許容騒音レベルを予め設定しておき、こ
の許容騒音レベルと騒音センサからの騒音信号のフィー
ドバック値との偏差値が小さくなるようにエンジン回転
数を制御することにより、精度良く騒音レベルを制御で
きる。これにより、騒音規制値が厳密に規定されている
ような作業現場においても、その規制値を正確に満たす
ようにバッテリ駆動に切り替えたり、エンジン回転を精
度良く制御できるので、様々な騒音環境条件に対応して
低騒音での作業ができる。

【００４０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、騒音レベル切替手段１３（モード切替スイッチ等）
により騒音レベルに応じた作業機駆動モードに切り替え
られるので、作業現場での周囲環境により要求される騒
音規制値（騒音レベル）に適合した作業時の作業機駆動
モードを選択できる。したがって、周囲環境に合わせて
低騒音で、しかも最大限の作業機能力で能率的に作業が
できる。このとき、作業機駆動モードとしては、バッテ
リ駆動、第１アイドル駆動モード、第２アイドル駆動モ
ード及びエンジン駆動モード等の騒音レベルに応じた駆
動方式が設定されている。これにより、エンジン音が全
くしないバッテリ駆動による超低騒音駆動から、所定の
エンジンアイドル回転数での通常の低騒音駆動まで幅広
い騒音レベルの選択範囲がとれる。したがって、作業現
場でのそれぞれの周囲環境毎に異なる騒音レベルに適合
した作業機駆動ができ、低騒音でかつ能率的に作業がで
きる。

【００４１】第２アイドル駆動モードでは、エンジン回
転数が予め設定された所定の最高回転数に制限されるの
で、作業内容及び周囲環境に適合させて許容される最低
のエンジン回転数以下で作業可能となり、よって最低騒
音レベルで作業できる。また、所定の設定時間以上作業
機が駆動されず、かつバッテリ８が満充電状態のときに
は、エンジン１を停止させている。これにより、エンジ
ン１を無駄に回転させておくことがなく、必要な時のみ
回転させるので、全体としてエンジン回転時間が少なく
なり、騒音を低減でき、かつ燃費を改善できる。

【００４２】さらに、騒音センサによりエンジン１の周
囲の騒音レベルをフィードバックすることにより、騒音
レベルを精度良く制御可能となる。したがって、作業現
場において厳密な騒音レベルの規定がある場合でも、正
確な騒音レベル制御ができるので、様々な騒音レベルの
要求の現場で作業できる。

【００４３】本実施形態では、エンジン１で直接駆動さ
れる作業機用油圧ポンプ回路と、電動モータ１６により
駆動される作業機用油圧ポンプ回路とを各作業機毎にパ
ラレルに構成してそれらの吐出油を合流させている。し
たがって、一般的に使用されているような、エンジン１
で直接駆動される作業機用油圧ポンプ回路を有する作業
車両に対して、電動モータ１６により駆動される作業機
用油圧ポンプ回路をアドオン的に装着することが容易で
ある。したがって、既存の作業車両を低騒音車に改造す
る際に、改造量が少なく、改造コストが安い。

【００４４】つぎに、第２実施形態としてシリーズハイ
ブリッド駆動方式について、図面を参照して説明する。
シリーズハイブリッド駆動方式は、作業機用油圧ポンプ
が、エンジンにより駆動される発電機による発電とバッ
テリ放電とにより動力を供給される電動モータで駆動さ
れるようになっている。

【００４５】図９は、シリーズハイブリッド駆動方式の
ハード構成ブロック図である。なお、同図では図２に示
した構成要素と同一の構成要素には同一符号を付して以
下での説明を省く。エンジン１はギアトレーン２を介し
て、走行駆動装置にエンジン動力を伝達するパワートレ
ーン３と、ステアリング、エアコン及びアウトリガ用ポ
ンプ２１と、トランスミッション用ポンプ２３と、発電
機４とを駆動している。発電機４は所定電圧の３相交流
を発電し、その出力回線は過電流保護用のサーマル５を
介してバッテリチャージャ６に接続されている。バッテ
リチャージャ６の出力線はインバータ７及び充電開閉器
１７の入力部に並列に接続されている。また、充電開閉
器１７の出力部はヒューズを介してバッテリ８に接続さ
れており、これによりバッテリ８を充電するようになっ
ている。充電開閉器１７はバッテリ８の充電及び充電停
止の切替制御を行うものであり、コントローラ１０から
の充電指令により開閉される。また、充電開閉器１７の
出力部（バッテリ８端子と同電位）は電圧測定器９に接
続されている。電圧測定器９はバッテリ８の端子電圧を
測定し、測定電圧値をバッテリ充電量信号としてコント
ローラ１０に出力する。

【００４６】インバータ７はモータ駆動装置の一例であ
り、入力する直流電圧を後述のコントローラ１０からの
回転数指令信号に応じた周波数の３相のモータ駆動電圧
指令に変換し、このモータ駆動電圧指令を電動モータ１
６に出力している。電動モータ１６はウィンチ用ポンプ
２４、ブーム用ポンプ２５、パイロット用ポンプ２６及
び旋回用ポンプ２２の各種作業機用油圧ポンプを駆動し
ている。また、エンジン回転数制御装置１８はコントロ
ーラ１０からのエンジン回転数指令に基づいてエンジン
１のスロットルレバー１ａの回動量を制御してエンジン
回転数を制御している。

【００４７】前実施形態と同様に、コントローラ１０に
は、アクセルペダル１１からのエンジン回転数、作業機
レバー１２からの作業機操作量指令、ハンドスロットル
１５からのポンプ回転数指令、モード切替スイッチ１３
からの各作業機駆動モード信号、及び電圧測定器９から
のバッテリ充電量信号等が入力される。そして、コント
ローラ１０はこれらの入力信号に基づいて後述の演算処
理を行い、その処理結果に応じてインバータ７により電
動モータ１６の起動又は停止、及び回転数を制御すると
共に、充電開閉器１７によりバッテリ８の充電及び充電
停止を制御し、さらにバッテリ空時の警告指令を警告手
段１４に出力するようにしている。

【００４８】また、本実施形態のシリーズハイブリッド
駆動方式における作業機駆動モード切替処理に関するフ
ローチャートは前実施形態の図２に示したものと同様で
あり、ここでの説明は省く。さらに、ラフテレンクレー
ンの場合のコントローラ１０のバッテリ駆動モードの処
理手順は図３と同様に表されるので、ここでは説明を省
く。

【００４９】図１０は油圧ショベルの場合のコントロー
ラ１０のバッテリ駆動モードの処理手順を示しており、
同図により説明する。先ず、電圧測定器９からバッテリ
充電量信号を入力してバッテリ充電量を演算し、このバ
ッテリ充電量に基づいてバッテリ８が空か否かを判断し
（Ｓ１１０）、バッテリ８が空のときはバッテリ空の警
告指令を警告手段１４に出力すると共に、電動モータ１
６の停止指令を出力する（Ｓ１１５）。Ｓ１１０でバッ
テリ８が空でないときは、電動モータ１６がハンドスロ
ットル１５により設定したポンプ回転数で回転するよう
に回転数指令を出力する（Ｓ１１１）。つぎに、所定の
設定時間以内に作業機レバー１２の操作量信号が入力さ
れたか否かを判断し（Ｓ１１２）、入力されたときは作
業機を駆動し（Ｓ１１３）、この後、再びバッテリ８が
空か否かを判断し（Ｓ１１４）、空でないときはＳ１１
１に戻って以上の処理を繰り返し、空のときは前記Ｓ１
１５に処理を移行する。さらに、Ｓ１１２で、所定の設
定時間以内に作業機レバー１２の操作量信号が入力され
てないときは、電動モータ１６を停止し（Ｓ１１６）、
この後、作業機レバー１２の操作量信号が入力されたか
否かを判断し（Ｓ１１７）、入力されてないときはＳ１
１６に戻って入力されるまで処理を繰り返して待機し、
入力したときはＳ１１１に戻って処理を繰り返す。

【００５０】つぎに、図１１により、ラフテレンクレー
ンの場合のコントローラ１０の第１アイドル駆動モード
の処理手順を説明する。先ず、エンジン１をエンジン回
転数制御装置１８によりローアイドルで回転させ、発電
機４により発電して電動モータ１６を駆動する（Ｓ１２
０）。つぎに、所定の設定時間以内に作業機レバー１２
の操作量信号が入力されたか否かを判断し（Ｓ１２
１）、入力されたときは、エンジン１をローアイドルで
回転させて発電機４により発電し、かつ電動モータ１６
を駆動した状態で、操作量信号に応じて作業機を駆動す
る（Ｓ１２２）。そして、アクセルペダル１１からのエ
ンジン回転数指令を入力したか否かを判断し（Ｓ１２
３）、入力してないときはＳ１２０に戻って以上の処理
を繰り返す。また、アクセルペダル１１からのエンジン
回転数指令を入力したときは、つぎに電圧測定器９から
バッテリ充電量信号を入力してバッテリ充電量を演算
し、このバッテリ充電量に基づいてバッテリ８が空か否
かを判断する（Ｓ１２４）。バッテリ８が空のときは、
バッテリ空の警告指令を警告手段１４に出力（Ｓ１２
７）した後に、Ｓ１２０に戻って最初から処理を繰り返
す。また、Ｓ１２４でバッテリ８が空でないときは、エ
ンジン１をローアイドルで回転させて発電機４により発
電すると共に、バッテリ８からの放電電流によりインバ
ータ７を駆動し、アクセルペダル１１のエンジン回転数
指令に比例して電動モータ１６が回転するようにインバ
ータ７により回転数制御を行う（Ｓ１２５）。この後、
バッテリ８が空か否かを判断し（Ｓ１２６）、空のとき
は前記Ｓ１２７に処理を移行してバッテリ空の警告指令
を警告手段１４に出力し、空でないときはＳ１２３に戻
って以上の処理を繰り返す。

【００５１】Ｓ１２１において所定の設定時間以内に作
業機レバー１２の操作量信号が入力されないときは、バ
ッテリ８が満充電か否か判断し（Ｓ１２８）、満充電の
ときはエンジン１を停止し（Ｓ１２９）、そして作業機
レバー１２の操作量信号が入力されるか否かチェックす
る（Ｓ１３０）。操作量信号が入力されるまでＳ１２
９，Ｓ１３０の処理を繰り返し、入力されたときは、エ
ンジン１をローアイドルで回転させると共に発電機４の
発電により、電動モータ１６を駆動させ、操作量信号に
応じて作業機を駆動する（Ｓ１３１）。この後、Ｓ１２
３に処理を移行して、以上の処理を繰り返す。Ｓ１２８
でバッテリ８が満充電でないときは、発電機４によりバ
ッテリ８を充電し（Ｓ１３２）、再びＳ１２１に戻って
以上の処理を繰り返す。

【００５２】また、図１２により、油圧ショベルの場合
のコントローラ１０の第１アイドル駆動モードの処理手
順を説明する。先ず、エンジン１をエンジン回転数制御
装置１８によりローアイドルで回転させて発電機４によ
り発電すると共に、ハンドスロットル１５で設定したポ
ンプ出力となるように、必要に応じて発電による駆動の
みのポンプ出力で不足する分をバッテリ８から放電し、
電動モータ１６を一定回転数で駆動して補助する（Ｓ１
４０）。つぎに、バッテリ放電があるか否かをチェック
し（Ｓ１４１）、放電中のときは、所定の設定時間以内
に作業機レバー１２の操作量信号が入力されたか否かを
判断する（Ｓ１４２）。そして、操作量信号が入力され
たときは操作量信号に応じて作業機を駆動する（Ｓ１４
３）。この後、電圧測定器９からのバッテリ充電量信号
に基づいてバッテリ充電量を演算し、このバッテリ充電
量に基づいてバッテリ８が空か否かを判断する（Ｓ１４
４）。そして、バッテリ８が空のときは、バッテリ空の
警告指令を警告手段１４に出力する（Ｓ１４５）と共
に、バッテリ放電を停止してエンジン１のローアイドル
発電のみで油圧ポンプを駆動し（Ｓ１４６）、この後Ｓ
１４２に戻って以上の処理を繰り返す。また、Ｓ１４４
でバッテリ８が空でないとき、Ｓ１４２に戻って以上の
処理を繰り返す。

【００５３】Ｓ１４２において設定時間以内に作業機レ
バー１２の操作量信号が入力されないときは、バッテリ
放電を停止してエンジン１のローアイドル発電のみで油
圧ポンプを駆動し（Ｓ１４７）、バッテリ８が満充電さ
れているか否かをチェックする（Ｓ１４８）。満充電の
ときは、エンジン１を停止し（Ｓ１４９）、そして作業
機レバー１２の操作量信号が入力されているかチェック
し（Ｓ１５０）、操作量信号が入力されるまでＳ１４
９，Ｓ１５０の処理を繰り返して待つ。操作量信号が入
力されたときは、エンジン１をローアイドルで回転させ
て発電し（Ｓ１５１）、Ｓ１４３に処理を移行して作業
機を駆動する。また、Ｓ１４８においてバッテリ満充電
でないときは、発電機４によりバッテリ８を充電し（Ｓ
１５２）、この後Ｓ１４２に戻って以上の処理を繰り返
す。

【００５４】Ｓ１４１においてバッテリ放電中でないと
きは、所定の設定時間以内に作業機レバー１２の操作量
信号が入力されたか否かを判断し（Ｓ１５５）、入力さ
れたときは操作量信号に応じて作業機を駆動し（Ｓ１５
４）、この後Ｓ１５５に戻って処理を繰り返す。入力さ
れないときは電圧測定器９からのバッテリ充電量信号に
基づいてバッテリ８が満充電か否かをチェックし（Ｓ１
５６）、満充電でないときは発電機４によりバッテリ８
を充電して（Ｓ１５３）、Ｓ１５５に処理が戻る。満充
電のときは、エンジン１を停止し（Ｓ１５７）、この後
作業機レバー１２の操作量信号が入力されたか否かをチ
ェックし（Ｓ１５８）、入力されないときは入力される
までＳ１５７，Ｓ１５８の処理を繰り返し、入力された
ときはエンジン１をローアイドルで回転させて発電し
（Ｓ１５９）、そしてＳ１５４に戻って作業機を操作量
信号に応じて駆動する。

【００５５】つぎに、図１３により、ラフテレンクレー
ンの場合のコントローラ１０の第２アイドル駆動モード
の処理手順を説明する。先ず、エンジン１をエンジン回
転数制御装置１８によりローアイドルで回転させ、発電
機４により発電すると共に、電動モータ１６を駆動する
（Ｓ１６０）。つぎに、所定の設定時間以内に作業機レ
バー１２の操作量信号が入力されたか否かを判断し（Ｓ
１６１）、入力されたときは、エンジン１をローアイド
ルで回転させ、かつ電動モータ１６を駆動して、操作量
信号に応じて作業機を駆動する（Ｓ１６２）。そして、
アクセルペダル１１からのエンジン回転数指令を入力し
たか否かを判断し（Ｓ１６３）、入力してないときはＳ
１６０に戻って以上の処理を繰り返す。アクセルペダル
１１からのエンジン回転数指令を入力したときは、充電
開閉器１７を遮断してバッテリ放電を停止したまま、第
２アイドル駆動モードに対応して予め設定されたローア
イドル〜ハイアイドルの間の所定の最高回転数までは、
アクセルペダル１１のエンジン回転数指令入力に比例し
てエンジン回転数を制御する（Ｓ１６４）。そして、エ
ンジン回転数がこの所定の最高回転数に達したかをチェ
ックし（Ｓ１６５）、達してないときはＳ１６３に戻っ
て以上の処理を繰り返す。また、最高回転数に達したと
きは、電圧測定器９からのバッテリ充電量信号に基づい
てバッテリ８が空か否かを判断する（Ｓ１６６）。バッ
テリ８が空のときは、バッテリ空の警告指令を警告手段
１４に出力すると共に、エンジン１を前記最高回転数で
回転した状態で発電機４により発電し、電動モータ１６
を駆動（Ｓ１６８）すると共に、充電開閉器１７により
充電を開始する。この後に、Ｓ１６３に戻って以上の処
理を繰り返す。また、Ｓ１６６でバッテリ８が空でない
ときは、エンジン１を前記所定の最高回転数に固定して
回転させると共に、それ以上のアクセルペダル１１のエ
ンジン回転数指令が入力された場合には、エンジン１に
よる発電とバッテリ放電とによりインバータ７を介して
電動モータ１６の回転数制御を行う（Ｓ１６７）。この
後、Ｓ１６３に戻って以上の処理を繰り返す。

【００５６】Ｓ１６１において所定の設定時間以内に作
業機レバー１２の操作量信号が入力されないときは、バ
ッテリ８が満充電か否か判断し（Ｓ１６９）、満充電の
ときはエンジン１を停止し（Ｓ１７０）、そして再度作
業機レバー１２の操作量信号が入力されるか否かチェッ
クする（Ｓ１７１）。操作量信号が入力されるまでＳ１
７０，Ｓ１７１の処理を繰り返し、入力されたときは、
エンジン１をローアイドルで回転させて発電機４により
発電すると共に、電動モータ１６を駆動し、操作量信号
に応じてエンジン１のみで作業機を駆動する（Ｓ１７
２）。この後、Ｓ１６３に処理を移行して、以上の処理
を繰り返す。Ｓ１６９でバッテリ８が満充電でないとき
は、発電機４により発電して充電開閉器１７を介してバ
ッテリ８を充電し（Ｓ１７３）、再びＳ１６１に戻って
以上の処理を繰り返す。

【００５７】つぎに、図１４により、油圧ショベルの場
合のコントローラ１０の第２アイドル駆動モードの処理
手順を説明する。先ず、エンジン１をエンジン回転数制
御装置１８によりローアイドル〜ハイアイドルの間で予
め設定された前記最高回転数に固定して回転させ、発電
機４により発電すると共に、ハンドスロットル１５で設
定したポンプ出力となるように、必要に応じて発電によ
るポンプ駆動で不足する分を、充電開閉器１７を介して
バッテリ８からの放電電流により電動モータ１６を一定
回転数で駆動して補助する（Ｓ１８０）。つぎに、バッ
テリ８の放電中か否かを判断し（Ｓ１８１）、放電中の
ときは、所定の設定時間以内に作業機レバー１２の操作
量信号が入力されたか否かを判断する（Ｓ１８２）。そ
して、操作量信号が入力されたときは、操作量信号に応
じて作業機を駆動する（Ｓ１８３）。この後、電圧測定
器９からのバッテリ充電量信号に基づいてバッテリ８が
空か否かを判断する（Ｓ１８４）。そして、バッテリ８
が空のときは、バッテリ空の警告指令を警告手段１４に
出力する（Ｓ１８５）と共に、充電開閉器１７を介する
バッテリ放電を停止し、さらにエンジン１をローアイド
ル〜ハイアイドルの間の所定最高回転数に固定して回転
させて発電のみにより作業機を駆動し、バッテリ８を充
電する（Ｓ１８６）。この後、Ｓ１８２に戻って以上の
処理を繰り返す。また、Ｓ１８４でバッテリ８が空でな
いとき、Ｓ１８２に戻って以上の処理を繰り返す。

【００５８】Ｓ１８２において設定時間以内に作業機レ
バー１２の操作量信号が入力されないときは、バッテリ
放電を停止し（Ｓ１８７）、バッテリ８が満充電されて
いるか否かをチェックする（Ｓ１８８）。満充電のとき
は、エンジン１をローアイドルで回転させて発電機４に
より発電し（Ｓ１８９）、再度設定時間以内に作業機レ
バー１２の操作量信号が入力されるか否かを判断する
（Ｓ１９０）。設定時間以内に作業機レバー１２の操作
量信号が入力されたときは、Ｓ１８３に戻って操作量信
号に応じて作業機を駆動し、以上の処理を繰り返し、入
力されないときはエンジン１を停止させる（Ｓ１９
１）。そして、さらに作業機レバー１２の操作量信号が
入力されているかチェックし（Ｓ１９２）、操作量信号
が入力されるまでＳ１９１，Ｓ１９２の処理を繰り返し
て待つ。操作量信号が入力されたときは、エンジン１を
始動してローアイドル〜ハイアイドルの間の前記最高回
転数で回転させて発電すると共に、ハンドスロットル１
５で設定したポンプ出力となるように、必要に応じて発
電によるポンプ駆動で不足する分を、バッテリ８からの
放電電流により補助し、電動モータ１６を一定回転数で
駆動し（Ｓ１９３）、Ｓ１８３に処理を移行して操作量
信号に応じて作業機を駆動する。また、Ｓ１８８におい
てバッテリ満充電でないときは、発電機４によりバッテ
リ８を充電し（Ｓ１９４）、この後Ｓ１８２に戻って以
上の処理を繰り返す。

【００５９】Ｓ１８１において電動モータ１６を駆動中
でないときは、所定の設定時間以内に作業機レバー１２
の操作量信号が入力されたか否かを判断し（Ｓ１９
７）、入力されたときは操作量信号に応じて作業機を駆
動し（Ｓ１９６）、この後Ｓ１９７に戻って処理を繰り
返す。入力されないときは電圧測定器９からのバッテリ
充電量信号に基づいてバッテリ８が満充電か否かをチェ
ックし（Ｓ１９８）、満充電でないときは発電機４によ
り充電開閉器１７を介してバッテリ８を充電して（Ｓ１
９５）、Ｓ１９７に処理が戻る。Ｓ１９８において満充
電のときは、エンジン１を停止し（Ｓ１９９）、この後
作業機レバー１２の操作量信号が入力されたか否かをチ
ェックし（Ｓ２００）、入力されないときは入力される
までＳ１９９，Ｓ２００の処理を繰り返し、入力された
ときはエンジン１をローアイドル〜ハイアイドルの間の
所定最高回転数で始動して発電し（Ｓ２０１）、そして
Ｓ１９６に戻って作業機を操作量信号に応じて駆動す
る。以後、以上の処理を繰り返す。

【００６０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、騒音レベル切替手段１３（モード切替スイッチ等）
により騒音レベルに応じた作業機駆動モードに切り替え
られるので、作業現場での周囲環境により要求される騒
音規制値（騒音レベル）に適合した作業時の作業機駆動
モードを選択できる。したがって、周囲環境に合わせて
低騒音で、しかも最大限の作業機能力で能率的に作業が
できる。このとき、作業機駆動モードとしては、バッテ
リ駆動、第１アイドル駆動モード、第２アイドル駆動モ
ード及びエンジン駆動モード等の騒音レベルに応じた駆
動方式が設定されている。これにより、エンジン音が全
くしないバッテリ駆動による超低騒音駆動から、所定の
エンジンアイドル回転数での通常の低騒音駆動まで幅広
い騒音レベルの選択範囲がとれる。したがって、作業現
場でのそれぞれの周囲環境毎に異なる騒音レベルに適合
した作業機駆動ができ、低騒音でかつ能率的に作業がで
きる。

【００６１】第２アイドル駆動モードでは、エンジン回
転数が予め設定された所定の最高回転数に制限されるの
で、作業内容及び周囲環境に適合させて許容される最低
のエンジン回転数以下で作業可能となり、よって最低騒
音レベルで作業できる。また、所定の設定時間以上作業
機が駆動されず、かつバッテリ８が満充電状態のときに
は、エンジン１を停止させている。これにより、エンジ
ン１を無駄に回転させておくことがなく、必要な時のみ
回転させるので、全体としてエンジン回転時間が少なく
なり、騒音を低減でき、かつ燃費を改善できる。

【００６２】さらに、騒音センサによりエンジン１の周
囲の騒音レベルをフィードバックすることにより、騒音
レベルを精度良く制御可能となる。したがって、作業現
場において厳密な騒音レベルの規定がある場合でも、正
確な騒音レベル制御ができるので、様々な騒音レベルの
要求の現場で作業できる。また、本実施形態では作業機
用油圧ポンプは電動モータのみにより駆動されるので、
エンジンにより直接駆動される作業機用油圧ポンプの回
路部が無くなる分だけシンプルで、部品点数が少なくな
り配管が楽で、メンテナンス性が良く、コスト的にも安
価となる。

【００６３】なお、上記実施形態では、電動モータ１６
が誘導モータにより構成され、よってモータ駆動装置と
してインバータ７を使用しているが、本発明はこれに限
定されず、例えば直流サーボモータや交流サーボモータ
でもよい。この場合、モータ駆動装置としては、各サー
ボモータを駆動するサーボアンプ装置が使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のパラレルハイブリッド駆動方式
のハード構成ブロック図である。

【図２】本発明に係るハイブリッド式作業車両の作業機
駆動モード切替処理のフローチャート例である。

【図３】ラフテレンクレーンの場合のバッテリ駆動モー
ドの処理手順である。

【図４】油圧ショベルの場合のバッテリ駆動モードの処
理手順である。

【図５】ラフテレンクレーンの場合の第１アイドル駆動
モードの処理手順である。

【図６】油圧ショベルの場合の第１アイドル駆動モード
の処理手順である。

【図７】ラフテレンクレーンの場合の第２アイドル駆動
モードの処理手順である。

【図８】油圧ショベルの場合の第２アイドル駆動モード
の処理手順である。

【図９】第２実施形態のシリーズハイブリッド駆動方式
のハード構成ブロック図である。

【図１０】油圧ショベルの場合のバッテリ駆動モードの
処理手順である。

【図１１】ラフテレンクレーンの場合の第１アイドル駆
動モードの処理手順である。

【図１２】油圧ショベルの場合の第１アイドル駆動モー
ドの処理手順である。

【図１３】ラフテレンクレーンの場合の第２アイドル駆
動モードの処理手順である。

【図１４】油圧ショベルの場合の第２アイドル駆動モー
ドの処理手順である。

【符号の説明】

１…エンジン、２…ギアトレーン、３…パワートレー
ン、４…発電機、６…バッテリチャージャ、７…インバ
ータ、８…バッテリ、９…電圧測定器、１０…コントロ
ーラ、１１…アクセルペダル、１２…作業機レバー、１
３…騒音レベル切替手段（モード切替スイッチ）、１４
…警告手段、１５…ハンドスロットル、１６…電動モー
タ、１７…充電開閉器、１８…エンジン回転数制御装
置、２０…クラッチ、２１…２２，２２ａ…旋回用ポン
プ、２４，２４ａ…ウィンチ用ポンプ、２５，２５ａ…
ブーム用ポンプ、２６，２６ａ…パイロット用ポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０２Ｆ 9/20 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｐ Ｆ０２Ｄ 29/04 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ Ｆ１５Ｂ 11/00 Ｆ１５Ｂ 11/00 Ｅ Ｈ０２Ｊ 7/00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン(1)と、エンジン(1)の回転動力
   により駆動される作業機用油圧ポンプと、作業機用油圧
   ポンプからの吐出油により駆動される作業機を備えた作
   業車両において、 エンジン(1)に連結した発電機(4)と、 発電機(4)の出力した交流電圧を直流電圧に変換して出
   力するバッテリチャージャ(6)と、 バッテリチャージャ(6)の直流電圧出力ラインに接続さ
   れたバッテリ(8)と、 バッテリチャージャ(6)の直流電圧出力ラインに接続さ
   れ、この直流電圧をモータ駆動電圧に変換するモータ駆
   動装置(7)と、 モータ駆動装置(7)により回転駆動され、作業機用油圧
   ポンプを駆動する電動モータ(16)と、 騒音レベルに応じた作業機駆動モードを切り替える騒音
   レベル切替手段(13)と、 騒音レベル切替手段(13)からのモード信号に基づいて、
   バッテリ駆動又はエンジン駆動に切り替え、あるいはエ
   ンジン回転数を切り替えて、作業機用油圧ポンプの駆動
   モードを制御するコントローラ(10)とを備えたことを特
   徴とするハイブリッド式作業車両。
2. 【請求項２】 請求項１記載のハイブリッド式作業車両
   において、 騒音レベル切替手段(13)は、エンジン停止の状態でバッ
   テリ(8)のみにより作業機用油圧ポンプを駆動するバッ
   テリ駆動モード、エンジン(1)をローアイドルで回転さ
   せて作業機用油圧ポンプを駆動する第１アイドル駆動モ
   ード、及びエンジン(1)をローアイドルからハイアイド
   ルの間の所定回転数で回転させて作業機用油圧ポンプを
   駆動する第２アイドル駆動モードの内の少なくともいず
   れかと、通常のエンジン(1)のみによるエンジン駆動モ
   ードとを切り替えるモード切替スイッチ(13)であること
   を特徴とするハイブリッド式作業車両。
3. 【請求項３】 請求項１記載のハイブリッド式作業車両
   において、 騒音レベル切替手段(13)は、少なくとも、エンジン(1)
   をローアイドルからハイアイドルの間の所定最高回転数
   で回転させて作業機用油圧ポンプを駆動する第２アイド
   ル駆動モードを選択可能であり、 コントローラ(10)は、この第２アイドル駆動モードを選
   択しているときは、アクセルペダル(11)によるエンジン
   回転数指令が大きくなっても、予め設定された所定最高
   回転数以上にはエンジン回転数を上げないようにしたこ
   とを特徴とするハイブリッド式作業車両。
4. 【請求項４】 請求項１〜３記載のハイブリッド式作業
   車両において、 コントローラ(10)は、所定の設定時間以上作業機レバー
   (12)が操作されないで、かつバッテリ(8)が満充電のと
   きには、エンジン(1)を停止させることを特徴とするハ
   イブリッド式作業車両。
5. 【請求項５】 請求項１〜４記載のハイブリッド式作業
   車両において、 エンジン(1)から所定距離離れた位置に騒音センサを設
   定し、 コントローラ(10)は、騒音センサからの騒音レベル信号
   に基づいて、騒音レベルが所定値以下になるようにエン
   ジン回転数を制御することを特徴とするハイブリッド式
   作業車両。
6. 【請求項６】 請求項１記載のハイブリッド式作業車両
   において、 電動モータ(16)により駆動される作業機用油圧ポンプの
   各作業機に対応させて、エンジン(1)で直接駆動される
   作業機用油圧ポンプを備え、各作業機毎に両方の作業機
   用油圧ポンプの吐出油を合流させたことを特徴とするハ
   イブリッド式作業車両。
7. 【請求項７】 請求項１記載のハイブリッド式作業車両
   において、 作業機用油圧ポンプは、電動モータ(16)のみにより駆動
   されることを特徴とするハイブリッド式作業車両。こと
   を特徴とするハイブリッド式作業車両。