JP2003102106A - ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム - Google Patents

ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム

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JP2003102106A
JP2003102106A JP2001288575A JP2001288575A JP2003102106A JP 2003102106 A JP2003102106 A JP 2003102106A JP 2001288575 A JP2001288575 A JP 2001288575A JP 2001288575 A JP2001288575 A JP 2001288575A JP 2003102106 A JP2003102106 A JP 2003102106A
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generator
control means
electric motor
driving force
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JP2001288575A
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Eiji Egawa
栄治 江川
Masami Ochiai
正巳 落合
Seiji Yamashita
誠二 山下
Toru Kurenuma
榑沼  透
Shuji Ohira
修司 大平
Hirotsugu Kasuya
博嗣 糟谷
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンパクトで管理の容易な蓄電手段をエネルギ
ーの一次貯蔵庫として用いることで、油圧ポンプを駆動
する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可
能とし、更にエンジンを適切に制御できるようにする。 【解決手段】エンジン1、回転数センサ3、燃料噴射ガ
バナ4、エンジン1で駆動される発電機5、油圧ポンプ
6を駆動する電動機7、蓄電部8、発電機制御部9、電
動機制御部10、バッテリセンサ15、コントローラ1
2で駆動制御装置を構成し、コントローラ12は、バッ
テリセンサ15で検出した蓄電部8の充電状態によりエ
ンジン1と発電機5を運転するか停止させるかを判断
し、エンジン1と発電機5を運転すべき場合は、回転数
センサ3の検出値に基づくガバナ4への燃料噴射指令と
発電機5へのトルク指令を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル、ホ
イールローダ等の油圧建設機械に適用して好適なハイブ
リッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械
及びその駆動制御プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、油圧ショベルなどの油圧建設機械
は、油圧ポンプをエンジン出力トルクだけによって駆動
し油圧作業部を駆動するのが一般的である。しかし、こ
の場合は、油圧作業部の負荷変動がそのままエンジンの
負荷変動となり、これによって燃費の低下や黒煙など排
ガス特性の悪化、騒音の増加を招いていた。
【0003】このような問題を解決するための提案とし
て、例えば特開2001−11888号公報に記載のよ
うなハイブリッド建設機械がある。このハイブリッド建
設機械では、エンジンで直接油圧ポンプを回転駆動する
のではなく、エンジンで発電機を駆動し、この発電機で
生じた電力をバッテリに蓄電し、このバッテリの電力で
電動機を駆動し、この電動機で油圧ポンプを駆動するも
のである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】特開2001−118
88号公報に記載のようなハイブリッド建設機械によれ
ば、エンジンで直接駆動するのは発電機であるので、油
圧作業部の負荷変動がそのままエンジンの負荷変動とな
らず、燃費の向上、排ガス特性の改善及び騒晋の低減が
期待できる。しかし、特開2001−11888号公報
では、エンジンの制御については検討されていない。一
般に、油圧ショベル等の建設機械に用いられるエンジン
はディーゼルエンジンであり、このディーゼルエンジン
ではスロットルダイヤルなどでオペレータが目標回転数
を設定し、ガバナ装置によりその目標回転数を維持する
よう制御される。しかし、オペレータが任意に目標回転
数を設定しただけでは、エンジンを最適運転状態とする
ことはできず、燃費を向上させたり、排ガスや騒晋の特
性を向上させることはできない。
【0005】本発明の目的は、コンパクトで管理の容易
な蓄電手段をエネルギーの一次貯蔵庫として用いること
で、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する
発電機を独立に制御可能とし、更にエンジンを適切に制
御できるようにしたハイブリッド建設機械の駆動制御装
置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム
を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るために、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標
回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エ
ンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段
と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行
う発電機制御手段と、電動機と、この電動機を制御し前
記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業
装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する
駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動
制御装置において、前記蓄電手段の充電量を計測する手
段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エ
ンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制
御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御
手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと
発電機を制御するものとする。
【0007】このように発電機、蓄電手段、発電機制御
手段、電動機、電動機制御手段を設け、コンパクトで管
理の容易な蓄電手段をエネルギーの一次貯蔵庫として用
いることにより、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジ
ンで駆動する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷
によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用すること
ができる。また、蓄電手段の充電量の計測結果に応じて
エンジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行
うことにより、エンジンを適切に制御することができ
る。
【0008】(2)また、上記目的を達成するために、
本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数とな
るよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンによ
り駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発
電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制
御手段と、電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段
との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、前
記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝達
手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置に
おいて、前記駆動力伝達手段は、前記電動機により駆動
される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油によ
り駆動される複数の油圧アクチュエータとを有し、電動
機の駆動力を前記作業装置に油圧的に伝達するものであ
り、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電
手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機
の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備
え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全
体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御
するものとする。
【0009】これによっても、駆動力伝達手段として、
油圧ポンプと複数の油圧アクチュエータとを有し、電動
機の駆動力を作業装置に油圧的に伝達するもの(油圧シ
ステム)を備えたハイブリッド建設機械の駆動制御装置
において、上記(1)で述べたように、油圧ポンプを駆
動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御
可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエ
ンジンを使用することができるとともに、蓄電手段の充
電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか
停止させるかの制御を行うことにより、エンジンを適切
に制御することができる。
【0010】また、駆動力伝達手段として油圧システム
を用いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性などを向上
できる。
【0011】(3)更に、上記目的を達成するために、
本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数とな
るよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンによ
り駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発
電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制
御手段と、少なくとも2つの電動機と、この電動機を制
御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段
と、少なくとも2つの作業装置と、前記電動機の駆動力
を前記作業装置に伝達する少なくとも2つの駆動力伝達
手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置に
おいて、前記駆動力伝達手段の1つは、前記電動機の1
つにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから
の吐出油により駆動される複数の油圧アクチュエータを
有し、電動機の駆動力を前記作業装置の1つに油圧的に
伝達するものであり、前記駆動力伝達手段の他の1つ
は、前記電動機の他の1つに連結された減速装置を有
し、この減速装置を介して前記電動機の駆動力を前記作
業装置の他の1つに機械的に伝達するものであり、前記
蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充
電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状
態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エ
ンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段
の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御するものと
する。
【0012】これによっても、駆動力伝達手段として、
油圧ポンプと複数の油圧アクチュエータとを有し、電動
機の駆動力を作業装置の1つに油圧的に伝達するもの
と、減速装置を有し、この減速装置を介して電動機の駆
動力を作業装置の他の1つに機械的に伝達するものとを
備えたハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、
上記(1)で述べたように、油圧ポンプを駆動する電動
機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能とな
り、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを
使用することができるるとともに、蓄電手段の充電量の
計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか停止さ
せるかの制御を行うことにより、エンジンを適切に制御
することができる。
【0013】また、一部の駆動力伝達手段として、減速
装置を介して電動機の駆動力を作業装置に機械的に伝達
するものを用いることにより、コントロールバルブで絞
られたり捨てられている油圧的なエネルギー損失を少な
くし、電動機の発電作用により作業装置の慣性エネルギ
ーを回生することで燃費を向上することができる。
【0014】(4)また、上記目的を達成するために、
本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数とな
るよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンによ
り駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発
電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制
御手段と、複数の電動機と、この複数の電動機をそれぞ
れ制御し前記蓄電手段との電力授受を行う複数の電動機
制御手段と、複数の作業装置と、前記複数の電動機の駆
動力を前記複数の作業装置に伝達する複数の駆動力伝達
手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置に
おいて、前記複数の駆動力伝達手段は、その全てが、前
記複数の電動機にそれぞれ連結された複数の減速装置を
有し、これら減速装置を介して複数の電動機の駆動力を
前記複数の作業装置に機械的に伝達する手段であり、前
記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の
充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転
状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記
エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手
段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御するもの
とする。
【0015】これによっても、駆動力伝達手段として、
その全てが、複数の減速装置を有し、これら減速装置を
介して複数の電動機の駆動力を複数の作業装置に機械的
に伝達する複数の駆動力伝達手段を備えたハイブリッド
建設機械の駆動制御装置において、上記(1)で述べた
ように、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動
する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷によらず
常に最適な運転状態でエンジンを使用することができる
るとともに、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエン
ジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行うこ
とにより、エンジンを適切に制御することができる。
【0016】また、全ての駆動力伝達手段として、減速
装置を介して電動機の駆動力を作業装置に機械的に伝達
するものを用いることにより、コントロールバルブで絞
られたり捨てられている油圧的なエネルギー損失を完全
に無くし、電動機の発電作用により作業装置の慣性エネ
ルギーを回生することで燃費を向上することができる。
【0017】(5)また、上記目的を達成するために、
本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数とな
るよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンによ
り駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発
電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制
御手段と、複数の電動機と、この複数の電動機をそれぞ
れ制御し前記蓄電手段との電力授受を行う複数の電動機
制御手段と、複数の作業装置と、前記複数の電動機の駆
動力を前記複数の作業装置に伝達する複数の駆動力伝達
手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置に
おいて、前記複数の駆動力伝達手段は、その全てが、前
記電動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポン
プに閉回路により接続された油圧アクチュエータとを有
し、電動機の駆動力を前記作業装置の対応するものに油
圧的に伝達するものであり、前記蓄電手段の充電量を計
測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じ
て前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令す
る全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発
電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エ
ンジンと発電機を制御するものとする。
【0018】これによっても、駆動力伝達手段として、
その全てが、油圧ポンプとこの油圧ポンプに閉回路接続
された油圧アクチュエータとを有し、電動機の駆動力を
作業装置の対応するものに油圧的に伝達するもの(油圧
システム)を備えたハイブリッド建設機械の駆動制御装
置において、上記(1)で述べたように、油圧ポンプを
駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制
御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態で
エンジンを使用することができるるとともに、蓄電手段
の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転す
るか停止させるかの制御を行うことにより、エンジンを
適切に制御することができる。
【0019】また、駆動力伝達手段として油圧システム
を用いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性などを向上
できる。
【0020】(6)上記(1)〜(5)において、好ま
しくは、前記全体制御手段は、前記エンジンと発電機を
運転すべき場合は前記エンジンを最適運転状態とする所
定の目標回転数を設定し、前記エンジン制御手段は、そ
の所定の目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を
制御する。
【0021】これによりエンジンは最適の目標回転数に
応じて制御されるようになり、上記(1)で述べたよう
にエンジンを適切に制御することができる。
【0022】(7)また上記(1)〜(5)において、
好ましくは、前記全体制御手段は、前記蓄電手段の充電
が必要な場合は前記エンジンを最適運転状態とする所定
の目標回転数を設定し、前記エンジン制御手段にその所
定の目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を制御
させ、前記蓄電手段の充電が不要な場合は前記エンジン
を停止させる。
【0023】これによりエンジンは充電が必要なときは
最適の目標回転数に応じて制御され、充電が不要なとき
は停止するようになり、上記(1)で述べたようにエン
ジンを適切に制御することができる。
【0024】(8)また、上記(6)又は(7)におい
て、前記全体制御手段は、前記所定の目標回転数とし
て、前記エンジンの最少燃費を得る目標回転数を設定す
る。
【0025】これによりエンジンは最少の燃費となるよ
う制御されるようになり、燃費を向上できる。
【0026】(9)上記(6)又は(7)において、前
記全体制御手段は、前記所定の目標回転数として、前記
エンジンの排ガス有害成分が少なく騒音の低い目標回転
数を設定してもよい。
【0027】これによりエンジンは排ガス有害成分が少
なく騒音の低い状態となるよう制御されるようになり、
排ガスと騒音の特性を向上できる。
【0028】(10)また、上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数
となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジン
により駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前
記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電
機制御手段と、少なくとも1つの電動機と、この電動機
を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手
段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置
に伝達する駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設
機械において、前記蓄電手段の充電量を計測する手段
と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エン
ジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御
手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手
段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発
電機を制御するものとする。
【0029】これにより上記(1)で述べたように、油
圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機
を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な
運転状態でエンジンを使用することができるるととも
に、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発
電機を運転するか停止させるかの制御を行うことによ
り、エンジンを適切に制御することができる。
【0030】(11)更に、上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数
となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジン
により駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前
記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電
機制御手段と、少なくとも1つの電動機と、この電動機
を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手
段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置
に伝達する駆動力伝達手段とを備えたハイブリッド建設
機械の駆動制御プログラムにおいて、前記エンジンと発
電機を前記電動機と独立して制御するためにコンピュー
タを、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エ
ンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制
御手段として機能させ、前記エンジン制御手段及び発電
機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エン
ジンと発電機を制御するものとする。
【0031】これにより上記(1)で述べたように、油
圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機
を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な
運転状態でエンジンを使用することができるるととも
に、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発
電機を運転するか停止させるかの制御を行うことによ
り、エンジンを適切に制御することができる。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0033】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
ハイブリッド建設機械の駆動制御装置を示す図である。
【0034】図1において、本実施の形態に係わる駆動
制御装置は、エンジン1と、エンジン回転数を検出する
回転数センサ3と、エンジン1の燃料噴射量を調整する
ガバナ4と、エンジン1により駆動される発電機5と、
電動機7と、蓄電部8と、発電機5のトルクを制御し蓄
電部8との電力授受を行う発電機制御部9と、電動機7
の回転数やトルクを制御し蓄電部8との電力授受を行う
電動機制御部10と、電動機7の駆動力を建設機械の作
業装置(後述)に油圧的に伝達する駆動力伝達装置14
と、蓄電部8の充電状態を検出するバッテリセンサ15
と、エンジン1、発電機5及び電動機7を統合制御する
全体制御手段としてのコントローラ11とを備えてい
る。
【0035】エンジン1はディーゼルエンジンであり、
ガバナ4により燃料噴射量を制御することで調速され
る。このガバナ4は、例えば燃料噴射ポンプを備えた電
子ガバナであり、設定回転数(後述)と回転数センサ3
で検出された実測回転数の偏差に基づきコントローラ1
1により制御される。
【0036】発電機5は交流発電機であり、蓄電部8は
バッテリ或いはキャパシタであり、発電機制御部9はコ
ンバータであり、発電機制御部9で発電する電力を制御
してバッテリ8に電力を蓄電する。
【0037】駆動力伝達装置14は油圧ポンプ6と油圧
制御装置13とからなり、油圧制御装置13はバルブ装
置13aやアクチュエータ13b,13c等を備えてい
る。油圧ポンプ6はインバータである電動機制御部10
により電動機7を駆動することで回転数が制御され、圧
油の吐出流量(圧油の供給流量)が制御される。油圧ポ
ンプ6から吐出された圧油はバルブ装置13aを介して
アクチュエータ13b,13c等に供給され、これらの
アクチュエータにより建設機械の作業装置を駆動する。
【0038】コントローラ11は、バッテリセンサ15
で検出した蓄電部8の充電状態によりエンジン1と発電
機5を運転するか停止させるかを判断し、エンジン1と
発電機5を運転すべき場合は、上記回転数偏差に基づガ
バナ4への燃料噴射指令とコンバータ9への発電機5の
トルク指令を出力する。つまり、本実施の形態では、蓄
電部8を電力の一時貯蔵庫として用いるため、油圧ポン
プ6を駆動する電動機7とエンジン1で駆動する発電機
5とを独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最
適な運転状態でエンジンを使用することができ、燃費や
排ガス、騒音の特性の向上が可能となる(後述)。
【0039】また、コントローラ11は、例えばアクチ
ュエータ13b,13c等に係わる作業装置の図示しな
い操作手段の操作信号Lxを入力し、その操作信号から
アクチュエータ13b,13c等の要求流量を計算し、
油圧ポンプ6の吐出流量がその要求流量と等しくなるよ
う電動機7を制御する。
【0040】図2は上記油圧駆動制御装置を搭載したハ
イブリッド建設機械の一例としてハイブリッド油圧ショ
ベルの外観を示す図である。なお、本発明は油圧ショベ
ル以外、ホイールローダや油圧クレーンなど他の建設機
械に適用できることは勿論である。
【0041】図2において、21はハイブリッド油圧シ
ョベルであり、油圧ショベル21は下部走行体22、上
部旋回体23、フロント作業機24を有し、上部旋回体
23は下部走行体22に対して旋回可能に搭載され、フ
ロント作業機24は上部旋回体23の前部に上下動可能
に取り付けられている。下部走行体22には走行モータ
22aにより駆動される左右の走行装置28a,28b
(片側のみ図示)が設けられ、下部走行体22と上部旋
回体23の間には旋回モータ23aにより駆動される旋
回装置29が配置されている。フロント作業機24はブ
ーム25、アーム26、バケット27を有する多関節構
造であり、ブーム25はブームシリンダ25aにより、
アーム26はアームシリンダ26aにより、バケット2
7はバケットシリンダ27aによりそれぞれ回転駆動さ
れる。
【0042】油圧ショベル21には、図示の如く、上記
油圧駆動制御装置のエンジン1、発電機5、油圧ポンプ
6、電動機7、バルブ装置13aを搭載しており、ハイ
ブリッド建設機械として構成されている。走行モータ2
2a、旋回モータ23a、ブームシリンダ25a、アー
ムシリンダ26a、バケットシリンダ27aはアクチュ
エータ13b,13cを構成する。また、油圧ショベル
のフロント作業機24や走行モータ22aにより駆動さ
れる左右の走行装置28a,28b及び旋回モータ23
aにより駆動される旋回装置29は油圧ショベルの作業
装置を構成する。
【0043】図3は、コントローラ11及びガバナ4に
よりエンジン1を制御するときのエンジン1の最大トル
ク線図、ガバナ特性線図、等燃費線図を示す図である。
図中、実線Xはエンジン1の仕様で決まる最大トルク線
図であり、一点鎖線Yは設定回転数をNとしたときの
ガバナ特性線図であり、同心円状の複数の曲線Zは等燃
費線図である。
【0044】前述したように、ガバナ4は例えば燃料噴
射ポンプを備えた電子ガバナであり、エンジン1の目標
回転数をN(以下適宜設定回転数という)に設定した
とき、ガバナ4は、コントローラ11により図3に波線
Yで示すような所定の傾きを持った特性で作動するよう
制御される。つまり、エンジン1の負荷トルクが大きく
エンジン回転数Nが低くなると、燃料噴射量を増やし軸
トルクを増大させ、エンジン1の負荷トルクが減少しエ
ンジン回転数Nが高くなると、燃料噴射量を減らし、軸
トルクを減少させ、これにより負荷変動に対してエンジ
ン回転数Nをほぼ一定に保持するように制御する。コン
トローラ11は、このような制御を行うため、エンジン
1の設定回転数(例えば図3のN)と回転数センサ3
で検出された実測回転数(例えば、負荷トルクが図3の
であるときはN)の偏差ΔNを計算し、偏差Δ
が増大すると、燃料噴射量増の指令信号をガバナ4
に出力し、偏差ΔNが減少すると、燃料噴射量減の指
令信号をガバナ4に出力する。これによりエンジン1の
負荷変動、即ち発電機5のON・OFF制御(後述)に
よる負荷変動に対してもエンジン回転数Nをほぼ一定に
制御している。
【0045】以上のコントローラ11の処理機能と回転
数センサ3及びガバナ4によりエンジン1を目標回転数
となるよう制御するエンジン制御手段を構成する。
【0046】なお、ガバナ4はそれ自身が図3に波線Y
で示す所定の傾きを持った特性を有するメカニカルガバ
ナであってもよく、この場合はコントローラ1からは設
定回転数に応じた指令値が出力され、メカニカルガバナ
の燃料噴射量調整機構により実際の回転数と設定回転数
との偏差に応じた燃料噴射量の調整が行われる。
【0047】また、図3において、等燃費線図Zは、あ
る設定回転数において軸トルクに応じた燃料消費量を算
出し、全設定回転数において燃料消費量が等しくなる軸
トルク点をプロットしたものであり、A点は最も燃費の
良い点であり、設定回転数N で軸トルクがTとなる
点である。また、B点は低速運転で排ガスや騒音の低い
点であり、設定回転数N、軸トルクTに対応する点
である。C点はエンジンの停止状態を示す点である。
【0048】本実施の形態は、例えば掘削作業をメイン
とする油圧ショベルに本発明を適用した場合のものであ
り、主に燃費を向上させるように、充電が必要な場合に
は燃費の最も良い点Aの状態で、充電が不要な場合には
停止点Cの状態でエンジンを運転するように切り換える
ものである。なお、充電が不要な場合には排ガスが比較
的きれいで騒音の低い点Bの状態でエンジンを運転して
もよい。
【0049】また、走行系をメインとするホイールロー
ダなどに本発明を適用する場合は、燃費を向上させると
同時に低速走行時の排ガスや騒音を減らすように、充電
が必要な場合は走行状態に応じて中高速走行時には燃費
の良い点Aの状態で、低速走行時には排ガスが比較的き
れいで騒音の低い点Bの状態でエンジンを運転するよう
に制御してもよい。また、この場合も、充電が不要な場
合は排ガスが比較的きれいで騒音の低い点Bの状態或い
は停止点Cの状態でエンジンを運転してもよい。
【0050】図4にコントローラ11の制御機能をフロ
ーチャートで示す。このフローチャートは、充電が必要
な場合には燃費の最も良い点Aの状態で、充電が不要な
場合には停止点Cの状態でエンジンを運転するように切
り換える場合のものである。
【0051】コントローラ11は、まず、バッテリセン
サ15の検出信号を入力し、バッテリ8の充電状態を検
出する(ステップS100)。一例として、バッテリセ
ンサ15は電圧センサであり、コントローラ11には図
5に示すようなバッテリ残量SOC(%)と電圧(V)
との関係が予め設定されており、バッテリセンサ15で
検出した電圧からそれに対応するバッテリ残量SOCを
計算する。
【0052】次いで、バッテリ8の残量SOCが予め定
めたバッテリ残量の下限値Lowよりも少ないかどうかを
判断し(ステップS110)、その判断が肯定されると
エンジン1をON(運転)すべくエンジン1の目標回転
数をNに設定し(ステップS120)、発電機5の目
標トルクをTに設定する(ステップS130)。ここ
で、設定回転数Nで目標トルクTは図3のA点、つ
まりエンジン1の最も燃費の良い点である。
【0053】次いで、バッテリ8の残量SOCが予め定
めたバッテリ残量の上限値Highよりも多いかどうかを
判断し(ステップS140)、その判断が肯定されると
エンジン1をOFF(運転停止)すべくエンジン1の目
標回転数を0に設定し(ステップS150)、発電機5
の目標トルクを0に設定する(ステップS160)。こ
こで、設定回転数及び目標トルクが共に0の状態は図3
のC点に対応する。
【0054】ステップS110の判断が否定されると、
直接ステップS140に進み、ステップS140の判断
が否定されると始めに戻る。
【0055】コントローラ11は以上のようにエンジン
1の目標回転数及び発電機5の目標トルクが設定される
と、エンジン1に対しては上記のように実測回転数との
偏差ΔNを計算し、偏差ΔNに応じた燃料噴射量の
指令信号をガバナ4に出力し、設定回転数となるようエ
ンジン1を制御する。また、発電機5に対しては、目標
トルクに応じた指令信号をコンバータ9に出力し、発電
機5の発電量を制御する。
【0056】図6は、以上のようにエンジン1及び発電
機5が制御されるときのバッテリ残量SOCの変化を示
す図である。バッテリ残量SOCが下限値Lowよりも多
くエンジン1及び発電機5がOFFの状態にあるとき、
バッテリ残量SOCが徐々に減少する(ステップS10
0→ステップS110→ステップS140→始めに戻
る)。バッテリ残量SOCが下限値Lowよりも少なくな
るとエンジン1及び発電機5がONとなり、バッテリ残
量SOCが徐々に増大する(ステップS100→ステッ
プS110〜S130→ステップS140→始めに戻
る)。バッテリ残量SOCが上限値Highよりも多くな
るとエンジン1及び発電機5がOFFとなり、バッテリ
残量SOCは再び減少する(ステップS100→ステッ
プS110→ステップS140→ステップS160→始
めに戻る)。このことが繰り返され、バッテリ残量SO
Cは下限値Lowと上限値Highの間に維持される。
【0057】以上のように構成した本実施の形態によれ
ば、蓄電部8を電力の一時貯蔵庫として用いることによ
り、油圧ポンプ6を駆動する電動機7とエンジン1で駆
動する発電機5とを独立に制御可能となり、作業負荷に
よらず常に最適な運転状態でエンジン1を使用すること
ができる。
【0058】また、エンジン1及び発電機5の制御につ
いては、バッテリ8の充電が必要な場合は燃費の最も良
い図3のA点でエンジン1を運転し、充電が不要な場合
は図3の停止点Cの状態でエンジン1を運転するよう切
り換えられるので、燃費を向上することができる。
【0059】また、本発明を走行系をメインとするホイ
ールローダなどに適用した場合は、バッテリ8の充電が
必要な場合で走行状態に応じて中低速時には燃費の良い
図3のA点でエンジン1を運転し、低速走行時には排ガ
ス有害成分(例えば黒煙)が少なく騒音の低い図3のB
点でエンジン1を運転し、バッテリ8の充電が不要な場
合は図3の停止点Cの状態でエンジン1を運転するよう
切り換えることができ、燃費の向上と共に排ガスや騒音
の特性の向上が可能となる。
【0060】また、駆動力伝達装置14として油圧シス
テムを用いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性を向上
することができる。
【0061】本発明の第2の実施の形態を図7により説
明する。図中、図1に示したものと同等の部分には同じ
符号を付している。
【0062】図7において、本実施の形態に係わる油圧
駆動制御装置は、第1の実施の形態の構成に加えて、電
動機17と、電動機17の駆動力を建設機械の作業装置
に機械的に伝達する駆動力伝達装置18と、電動機17
を制御し蓄電部8との電力授受を行うインバータである
電動機制御部19とを備えている。駆動力伝達装置18
は例えば遊星歯車やボールねじ等の減速装置18aを有
し、この減速装置18aを介して油圧ショベルの旋回装
置29(図2参照)等の作業装置を駆動することで、電
動機17による電気駆動により作業を行うことができ
る。減速装置18aを備えた駆動力伝達装置18につい
ては第3の実施の形態で詳述する。
【0063】コントローラ11Aはエンジン1,発電機
5,電動機7に加え電動機16も制御する全体制御手段
として機能する。
【0064】つまり、コントローラ11Aは、例えばア
クチュエータ13b,13c等に係わる作業装置の図示
しない操作手段の操作信号Lxを入力し、その操作信号
からアクチュエータ13b,13c等の要求流量を計算
し、油圧ポンプ6の吐出流量がその要求流量と等しくな
るよう電動機7を制御すると共に、駆動力伝達装置18
に係わる作業装置の図示しない操作手段の操作信号Ly
を入力し、その操作信号から作業装置の要求トルクを計
算し、電動機16の出力トルクがその要求トルクと等し
くなるように電動機15を制御する。
【0065】以上のように構成した本実施の形態によっ
ても第1の実施の形態と同様に、エンジンを適切に制御
することができる。
【0066】また、駆動力伝達装置18を油圧ショベル
の旋回装置やホイールローダの走行装置のように電動化
が容易な作業装置に用いることで、装置の簡略化や油圧
損失の低減によるエネルギー効率の向上が図れ、更には
電動機16の発電作用により作業装置の慣性エネルギー
の回生が図れる。
【0067】本発明の第3の実施の形態を図8〜図11
により説明する。図中、図1及び図2に示したものと同
等の部分には同じ符号を付している。
【0068】図8において、本実施の形態に係わる油圧
駆動制御装置は、第1の実施の形態と同様、エンジン
1、回転数センサ3、ガバナ4、発電機5、蓄電部8
と、発電機制御部(コンバータ)9を備えるとともに、
複数の電動機7a〜7fと、電動機7a〜7fの回転数
やトルクを制御し蓄電部8との電力授受を行う電動機制
御部(インバータ)10a〜10fと、電動機7a〜7
fの駆動力を建設機械の作業装置に機械的に伝達する駆
動力伝達装置30a〜30fと、エンジン1、発電機5
及び電動機7a〜7fを統合制御する全体制御手段とし
てのコントローラ11Bとを備えている。
【0069】駆動力伝達装置30a〜30fのうち駆動
力伝達装置30a〜30cは遊星歯車式の減速装置であ
り、これら減速装置は例えば油圧ショベルの左走行装
置、右走行装置、旋回装置を駆動するよう設けられてい
る。また、駆動力伝達装置30d〜30fはボールねじ
式の減速装置を内蔵した電動シリンダであり、これら電
動シリンダは例えば油圧ショベルのフロント作業機を構
成するブーム、アーム、バケットを駆動するよう設けら
れている。走行用の電動機7a,7bと駆動力伝達装置
30a,30bは油圧ショベルの下部走行体に配置さ
れ、それ以外の部品は油圧ショベルの上部旋回体に配置
されており、走行用のインバータ10a,10bと電動
機7a,7b間には旋回装置の回転部を介して電気を伝
送するための回転式電気伝送部30が設けられている。
【0070】コントローラ11Bのエンジン1及び発電
機5に対する制御機能は第1の実施の形態と同じであ
る。
【0071】また、コントローラ11Bは、左走行装
置、右走行装置、旋回装置、ブーム、アーム、バケット
の図示しない操作手段の操作信号La〜Lfを入力し、そ
の操作信号から各操作装置の要求トルクを計算し、電動
機7a〜7fの出力トルクがその要求トルクと等しくな
るように電動機7a〜7fを制御する。
【0072】図9は上記油圧駆動制御装置を搭載したハ
イブリッド建設機械の一例としてハイブリッドショベル
の外観を示す図である。なお、本発明はショベル以外、
ホイールローダやクレーンなど他の建設機械に適用でき
ることは勿論である。また、本実施の形態のハイブリッ
ドショベルは、駆動力伝達装置30a〜30fの全てを
電動機7a〜7fの駆動力を建設機械の作業装置に機械
的に伝達する電動システムとしたものであり、厳密には
電動ショベルと言うべきものである。
【0073】図9において、21は電動ショベルであ
り、電動ショベル21は下部走行体22、上部旋回体2
3、フロント作業機24を有し、上部旋回体23は下部
走行体22に対して旋回可能に搭載され、フロント作業
機24は上部旋回体23の前部に上下動可能に取り付け
られている。下部走行体22には電動機7a,7bと減
速装置30a,30bにより駆動される左右の走行装置
28a,28b(片側のみ図示)が設けられ、下部走行
体22と上部旋回体23の間には電動機7cと減速装置
30cにより駆動される旋回装置29が配置されてい
る。フロント作業機24はブーム25、アーム26、バ
ケット27を有する多関節構造であり、ブーム25は電
動機7d及び電動シリンダ30dにより、アーム26は
電動機7e及び電動シリンダ30eにより、バケット2
7は電動機7f及び電動シリンダ30fによりそれぞれ
回転駆動される。
【0074】電動ショベル21のフロント作業機24や
左右の走行装置及び旋回装置はそれぞれ作業装置を構成
する。また、走行用の電動機7a,7bと減速装置30
a,30bは下部走行体22に配置され、それ以外の部
品は上部旋回体23に配置されている。このため、走行
用のインバータ10a,10bと電動機7a,7b間に
は旋回装置の回転部を介して電気を伝送するため回転式
電気伝送部30が設けられている。
【0075】図10は電動機7aと減速装置30a、電
動機7bと減速装置30b、電動機7cと減速装置30
cの各組み合わせの具体的構造を示す図である。
【0076】図10において、減速装置30aは、電動
機7aの出力軸50に連結された太陽歯車51と、内周
側で太陽歯車51に噛み合い外周側でケーシング52の
内歯歯車に噛み合う複数の第1段遊星歯車53と、第1
段遊星歯車53と一体に太陽歯車51の周囲を公転する
第1段出力部54と、第1段出力部54の内歯歯車と噛
み合う中間出力軸55と、内周側で中間出力軸55の外
歯歯車と噛み合い外周側でケーシング52の内歯歯車と
噛み合う複数の第2段遊星歯車56とで構成されてい
る。ケーシング52は最終段出力部を兼ね、ケーシング
52に設けられたフランジ57を左走行装置の走行スプ
ロケットにボルト結合することにより、電動機7aが回
転するとその回転が減速されて走行スプロケットに伝え
られ、走行の駆動力が得られる。減速装置30b,30
cも同様に構成されている。
【0077】図11は電動機7dと電動シリンダ30
d、電動機7eと電動シリンダ30e、電動機7fと電
動シリンダ30fの各組み合わせの具体的構造を示す図
である。
【0078】図11において、電動シリンダ30dは、
ボールねじ溝付きのシャフト61と、このシャフト61
のボールねじ溝と係合するボールを内蔵したスライダ6
2と、このスライダ62を移動可能に収納したシリンダ
63と、スライダ62を一端に固定し、他端側をシリン
ダ63の外側に突出させたピストン64とを有し、シャ
フト61の一端はタイミングプーリ65,66及びタイ
ミングベルト67を介して電動機7dの出力軸68に連
結されている。電動機7dは電磁ブレーキ69、角度検
出器70を備えている。シリンダ63の基端部を上部旋
回体23の旋回フレームに連結し、ピストン64の先端
をブーム53の側部に連結することにより、電動機7d
が回転するとその回転が減速されてピストン64の直線
運動に変換され、ブーム53を上下方向に回動すること
ができる。電動シリンダ30e,30fも同様に構成さ
れている。
【0079】以上のように構成した本実施の形態によっ
ても第1の実施の形態と同様に、エンジンを適切に制御
することができる。
【0080】また、駆動力伝達装置30a〜30fの全
てを電動機7a〜7fに連結された遊星歯車式の減速装
置或いはボールねじ式の減速装置を有し、これらの減速
装置を介して電動機7a〜7fの駆動力を作業装置2
4,28a,28b,29に機械的に伝達するものとし
たので、走行装置28a,28b、旋回装置29、フロ
ント作業機24(ブーム25、アーム26、バケット2
7)の全てが電動システムとなり、コントロールバルブ
で絞られたり捨てられている油圧的なエネルギー損失を
完全に無くし、燃費を向上することができる。また、旋
回停止時やブーム落下時は旋回用の電動機7cやブーム
用の電動機7dが慣性エネルギーで回転駆動されるの
で、電動機制御部(インバータ)10c、10dを適宜
制御すれば電動機7c,7dの発電作用により慣性エネ
ルギーを回生することができ、この点でも燃費を向上す
ることができる。
【0081】更に、フロント作業機24(ブーム25、
アーム26、バケット27)に対する駆動力伝達装置3
0d〜30fを電動シリンダとしたので、図9に示した
ように、従来のブームシリンダ、アームシリンダ、バケ
ットシリンダと置換することができ、それら油圧シリン
ダと同様、リンク結合によりブーム25、アーム26、
バケット27の各作業部材を回転駆動することができ、
電動機7d〜7fの出力をそれほど大きくしなくても各
作業部材を駆動することができる。このため、電動機7
d〜7fを小型、低重量化でき、フロント作業機24を
電動システムとしても、上部旋回体23やフロント作業
機24の重量の増加を極力抑えることができる。
【0082】本発明の第4の実施の形態を図12により
説明する。図中、図1及び図8に示したものと同等の部
分には同じ符号を付している。
【0083】図12において、本実施の形態に係わる油
圧駆動制御装置は、第3の実施の形態における電動機7
a〜7fの駆動力を建設機械の作業装置に機械的に伝達
する駆動力伝達装置30a〜30fの代わりに、電動機
7a〜7fの駆動力を建設機械の作業装置に油圧的に伝
達する駆動力伝達装置33〜38を備えている。それ以
外の構成は第3の実施の形態と同じである。
【0084】駆動力伝達装置33〜35は油圧ポンプ3
3a〜35aと油圧モータ33b〜35bを備えた油圧
閉回路であり、これら油圧閉回路の油圧モータ33b〜
35bは例えば油圧ショベルの左走行装置、右走行装
置、旋回装置を駆動するように取り付けられている。ま
た、駆動力伝達装置36〜38は油圧ポンプ36a〜3
8aと油圧シリンダ36b〜38bを備えた油圧閉回路
であり、これら油圧閉回路の油圧シリンダ36b〜38
bは例えば油圧ショベルのフロント作業機を構成するブ
ーム、アーム、バケットを駆動するように取り付けられ
ている。走行用の油圧モータ33b,34bは油圧ショ
ベルの下部走行体に配置され、それ以外の部品は油圧シ
ョベルの上部旋回体に配置されており、走行用の油圧モ
ータ33b,34bと油圧ポンプ33a,34a間には
旋回装置の回転部を介して油圧を伝達するための回転式
油圧伝送部39が設けられている。
【0085】本実施の形態によっても第1の実施の形態
と同様に、エンジンを適切に制御することができる。ま
た、駆動力伝達装置33〜38として油圧システムを用
いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性を向上すること
ができる。
【0086】
【発明の効果】本発明によれば、従来は、油圧ポンプを
エンジンで直接駆動していたためエンジンの負荷変動が
大きかったものを、コンパクトで管理の容易な蓄電手段
をエネルギーの一次貯蔵庫として用いることで、油圧ポ
ンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独
立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転
状態でエンジンを使用することができる。また、蓄電手
段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転
するか停止させるかの制御を行うので、エンジンを適切
に制御することができる。
【0087】また、駆動力伝達手段として電動機の駆動
力を作業装置に油圧的に伝達するもの(油圧システム)
を用いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性などを向上
できる。
【0088】また、少なくとも一部の駆動力伝達手段と
して、電動機の駆動力を作業装置に機械的に伝達するも
の(電動システム)を用いるので、コントロールバルブ
で絞られたり捨てられている油圧的なエネルギー損失を
少なくするか完全に無くし、電動機の発電作用により作
業装置の慣性エネルギーを回生することで燃費を向上す
ることができる。
【0089】また、本発明によれば、エンジンの目標回
転数として最少燃費を得る目標回転数を設定するので、
燃費を向上できる。
【0090】更に、本発明によれば、エンジンの目標回
転数として排ガス有害成分が少なく騒音の低い目標回転
数を設定するので、排ガスと騒音の特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係わるハイブリッ
ド建設機械の駆動制御装置を示す図である。
【図2】本発明の駆動制御装置を搭載したハイブリッド
油圧ショベルの外観を示す図である。
【図3】エンジンを制御するときのエンジンの最大トル
ク線図、ガバナ特性線図、等燃費線図を示す図である。
【図4】エンジン及び発電機を制御するコントローラの
処理機能を示すフローチャートである。
【図5】バッテリ残量SOC(%)と電圧(V)との関
係を示す図である。
【図6】エンジン及び発電機が制御されるときのバッテ
リ残量SOCの変化を示す図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係わるハイブリッ
ド建設機械の駆動制御装置を示す図である。
【図8】本発明の第3の実施の形態に係わるハイブリッ
ド建設機械の駆動制御装置を示す図である。
【図9】本発明の第3の実施の形態に係わる電動ショベ
ルの外観を示す図である。
【図10】電動機と遊星歯車式の減速装置の組み合わせ
の具体的構造を示す図である。
【図11】電動機と電動シリンダの組み合わせの具体的
構造を示す図である。
【図12】本発明の第4の実施の形態に係わるハイブリ
ッド建設機械の駆動制御装置を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン 3 回転検出器 4 ガバナ 5 発電機 6 油圧ポンプ 7 電動機 7a〜7f 電動機 8 蓄電部(バッテリ) 9 発電機制御部(コンバータ) 10 電動機制御部(インバータ) 10a〜10f 電動機制御部(インバータ) 11 コントローラ(全体制御部) 13 油圧制御装置 13a バルブ装置 13b,13c アクチュエータ 14 駆動力伝達装置 15 バッテリセンサ 17 電動機 18 駆動力伝達装置 18a 減速機構部 19 電動機制御部(インバータ) 21 ハイブリッド油圧ショベル 22 下部走行体 23 上部旋回体 24 フロント作業機 30a〜30f 駆動力伝達装置(減速機構部) 31 電気伝送部 33〜38 駆動力伝達装置(油圧閉回路) 33a〜38a 油圧ポンプ 33b〜35b 油圧モータ 36b〜38b 油圧シリンダ 39 油圧伝送部
───────────────────────────────────────────────────── 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) H02J 7/34 H02J 7/34 J 5H115 // B60K 6/02 ZHV B60K 9/00 ZHVE (72)発明者 山下 誠二 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 榑沼 透 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 大平 修司 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 糟谷 博嗣 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Fターム(参考) 2D003 AA01 AB05 AC09 BA05 BB01 CA02 CA10 DA04 DB08 3G084 AA01 AA07 BA03 BA13 EB12 FA18 FA33 3G093 AA10 AB01 AB05 BA14 DA01 DB19 EA03 EA05 EB05 EB09 3G301 HA02 HA28 JA04 KA10 LB11 MA11 ND01 PB03A PE01Z PG01Z 5G003 AA07 BA01 CA14 EA05 FA06 GC05 5H115 PA12 PG04 PG10 PI16 PI22 PO02 PU01 PU21 PV09 QN06 SE02 SE06 TB01 TI01

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンと、このエンジンを目標回転数と
    なるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンに
    より駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記
    発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機
    制御手段と、電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手
    段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、
    前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝
    達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置
    において、 前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、 前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジン
    と発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段
    とを備え、 前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制
    御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御する
    ことを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装
    置。
  2. 【請求項2】エンジンと、このエンジンを目標回転数と
    なるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンに
    より駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記
    発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機
    制御手段と、電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手
    段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、
    前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝
    達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置
    において、 前記駆動力伝達手段は、前記電動機により駆動される油
    圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動さ
    れる複数の油圧アクチュエータとを有し、電動機の駆動
    力を前記作業装置に油圧的に伝達するものであり、 前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、 前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジン
    と発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段
    とを備え、 前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制
    御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御する
    ことを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装
    置。
  3. 【請求項3】エンジンと、このエンジンを目標回転数と
    なるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンに
    より駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記
    発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機
    制御手段と、少なくとも2つの電動機と、この電動機を
    制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段
    と、少なくとも2つの作業装置と、前記電動機の駆動力
    を前記作業装置に伝達する少なくとも2つの駆動力伝達
    手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置に
    おいて、 前記駆動力伝達手段の1つは、前記電動機の1つにより
    駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油
    により駆動される複数の油圧アクチュエータを有し、電
    動機の駆動力を前記作業装置の1つに油圧的に伝達する
    ものであり、前記駆動力伝達手段の他の1つは、前記電
    動機の他の1つに連結された減速装置を有し、この減速
    装置を介して前記電動機の駆動力を前記作業装置の他の
    1つに機械的に伝達するものであり、 前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、 前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジン
    と発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段
    とを備え、 前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制
    御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御する
    ことを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装
    置。
  4. 【請求項4】エンジンと、このエンジンを目標回転数と
    なるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンに
    より駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記
    発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機
    制御手段と、複数の電動機と、この複数の電動機をそれ
    ぞれ制御し前記蓄電手段との電力授受を行う複数の電動
    機制御手段と、複数の作業装置と、前記複数の電動機の
    駆動力を前記複数の作業装置に伝達する複数の駆動力伝
    達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置
    において、 前記複数の駆動力伝達手段は、その全てが、前記複数の
    電動機にそれぞれ連結された複数の減速装置を有し、こ
    れら減速装置を介して複数の電動機の駆動力を前記複数
    の作業装置に機械的に伝達するものであり、 前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、 前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジン
    と発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段
    とを備え、 前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制
    御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御する
    ことを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装
    置。
  5. 【請求項5】エンジンと、このエンジンを目標回転数と
    なるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンに
    より駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記
    発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機
    制御手段と、複数の電動機と、この複数の電動機をそれ
    ぞれ制御し前記蓄電手段との電力授受を行う複数の電動
    機制御手段と、複数の作業装置と、前記複数の電動機の
    駆動力を前記複数の作業装置に伝達する複数の駆動力伝
    達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置
    において、 前記複数の駆動力伝達手段は、その全てが、前記電動機
    により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプと閉回
    路により接続された油圧アクチュエータとを有し、電動
    機の駆動力を前記作業装置の対応するものに油圧的に伝
    達するものであり、 前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、 前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジン
    と発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段
    とを備え、 前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制
    御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御する
    ことを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装
    置。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれか1項記載のハイブ
    リッド建設機械の駆動制御装置において、前記全体制御
    手段は、前記エンジンと発電機を運転すべき場合は前記
    エンジンを最適運転状態とする所定の目標回転数を設定
    し、前記エンジン制御手段は、その所定の目標回転数に
    基づいて前記エンジンの回転数を制御することを特徴と
    するハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
  7. 【請求項7】請求項1〜5のいずれか1項記載のハイブ
    リッド建設機械の駆動制御装置において、前記全体制御
    手段は、前記蓄電手段の充電が必要な場合は前記エンジ
    ンを最適運転状態とする所定の目標回転数を設定し、前
    記エンジン制御手段にその所定の目標回転数に基づいて
    前記エンジンの回転数を制御させ、前記蓄電手段の充電
    が不要な場合は前記エンジンを停止させることを特徴と
    するハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
  8. 【請求項8】請求項6又は7記載のハイブリッド建設機
    械の駆動制御装置において、前記全体制御手段は、前記
    所定の目標回転数として、前記エンジンの最少燃費を得
    る目標回転数を設定することを特徴とするハイブリッド
    建設機械の駆動制御装置。
  9. 【請求項9】請求項6又は7記載のハイブリッド建設機
    械の駆動制御装置において、前記全体制御手段は、前記
    所定の目標回転数として、前記エンジンの排ガス有害成
    分が少なく騒音の低い目標回転数を設定することを特徴
    とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
  10. 【請求項10】エンジンと、このエンジンを目標回転数
    となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジン
    により駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前
    記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電
    機制御手段と、少なくとも1つの電動機と、この電動機
    を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手
    段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置
    に伝達する駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設
    機械において、 前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、 前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジン
    と発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段
    とを備え、 前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制
    御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御する
    ことを特徴とするハイブリッド建設機械。
  11. 【請求項11】エンジンと、このエンジンを目標回転数
    となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジン
    により駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前
    記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電
    機制御手段と、少なくとも1つの電動機と、この電動機
    を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手
    段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置
    に伝達する駆動力伝達手段とを備えたハイブリッド建設
    機械の駆動制御プログラムにおいて、 前記エンジンと発電機を前記電動機と独立して制御する
    ためにコンピュータを、前記蓄電手段の充電量の計測結
    果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換え
    を指令する全体制御手段として機能させ、前記エンジン
    制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令
    に応じて前記エンジンと発電機を制御することを特徴と
    するハイブリッド建設機械の駆動制御プログラム。
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