JP2004266917A - ハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置 - Google Patents
ハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】蓄電器を構成するセルの許容範囲外の電圧になることによる蓄電器の損傷や劣化を防止する。
【解決手段】バッテリ３１のセル３１１〜３１ｎの端子間電圧のうち最大の端子間電圧（最大セル電圧値）を最大セル電圧値検出部３８ｂにより検出するとともに、それらの最小の端子間電圧（最小セル電圧値）を最小セル電圧値検出部３８ｃにより検出する。バッテリ最大充電電力決定部３９は、最大セル電圧値を利用してバッテリ３１の最大充電電力を決定し、バッテリ最大放電電力決定部４０は、最小セル電圧値を利用してバッテリ３１の最大放電電力を決定する。
【選択図】 図２
【解決手段】バッテリ３１のセル３１１〜３１ｎの端子間電圧のうち最大の端子間電圧（最大セル電圧値）を最大セル電圧値検出部３８ｂにより検出するとともに、それらの最小の端子間電圧（最小セル電圧値）を最小セル電圧値検出部３８ｃにより検出する。バッテリ最大充電電力決定部３９は、最大セル電圧値を利用してバッテリ３１の最大充電電力を決定し、バッテリ最大放電電力決定部４０は、最小セル電圧値を利用してバッテリ３１の最大放電電力を決定する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド建設機械に搭載されている発電機及び蓄電器から電動アクチュエータへ供給する電力を制御するハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ショベルなどの建設機械車両は、自走用のエンジンが搭載されており、このエンジンを動力源として油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出される作動油を旋回アクチュエータ、ブームシリンダ、アームシリンダなどの各油圧アクチュエータに供給し、これによって各部位の駆動が行われていた。しかし、エンジンを動力源とする建設機械は、負荷変動が大きくエンジンへの負担が大きいため燃費が悪く、また、騒音や排気ガスが発生するという問題があった。そこで、このような問題を解決するため、発電機と蓄電器（バッテリなど）との組み合わせにより駆動される電動機を装備するハイブリッド建設機械が開発されている。かかるハイブリッド駆動型建設機械として、シリーズ方式のもの（例えば、特許文献１参照）と、パラレル方式のもの（例えば、特許文献２、特許文献３参照）とがある。
【０００３】
いずれの方式のハイブリッド駆動型建設機械においても、一般的に、バッテリの端子間電圧を計測し、この計測結果を基にバッテリの充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出する。そして、この充電状態ＳＯＣが一定値以下になれば発電機を作動させ、一方、充電状態ＳＯＣが一定値以上になれば発電機を停止または発電機の出力を低下させていた。このような制御によって、バッテリの充電状態ＳＯＣが一定の範囲内に維持されていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８３１０７号公報
【特許文献２】
特開平１０−４２５８７号公報
【特許文献３】
特開２０００−２２６１８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、通常、ハイブリッドシステムに用いられるバッテリなどの蓄電器は、高電圧を得るために、複数のセルを直列接続した構成となっている。このような複数のセルを直列接続して構成されるバッテリなどの蓄電器において、セル間の内部抵抗などの特性にばらつきがあるため、充放電が繰り返されると、夫々のセルの端子間電圧にばらつきが生じる。この結果、バッテリなどの蓄電器全体の電圧が許容範囲内であっても、セルの中には許容範囲外の電圧になるものもある。これは、バッテリなどの蓄電器の損傷や劣化の原因になる。
【０００６】
そこで、本発明は、蓄電器を構成するセルの許容範囲外の電圧になることによる蓄電器の損傷や劣化を防止することができるハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置は、エンジンと、前記エンジンに駆動される発電機と、複数のセルで構成される蓄電器と、前記発電機及び前記蓄電器により供給される電力により駆動される電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータにより駆動される作業部材とを備えたハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置であって、前記複数のセルの電圧値のうち最大の電圧値である最大セル電圧値を検出する最大セル電圧値検出手段と、前記複数のセルの電圧値のうち最小の電圧値である最小セル電圧値を検出する最小セル電圧値検出手段と、前記最大セル電圧値検出手段により検出され前記最大セル電圧値に基づいて前記蓄電器の最大充電電力を決定する最大充電電力決定手段と、前記最小セル電圧値検出手段により検出された前記最小セル電圧値に基づいて前記蓄電器の最大放電電力を決定する最大放電電力決定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１によると、複数のセル間の特性のばらつきのためにセルの端子間電圧にばらつきが生じても、全てのセルの端子間電圧が許容範囲内になり、蓄電器の充放電能力を超えることによる蓄電器の劣化や損傷を防ぐことができる。
【０００９】
請求項２に記載のハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置は、請求項１において、前記最大充電電力決定手段は、前記蓄電器の充電状態或いは温度を検出する検出手段と、前記蓄電器の充電状態或いは温度に関連付けて当該充電状態或いは温度に応じて定められた充電電力を記憶する充電電力記憶手段と、前記セル電圧最大値に関連付けて当該セル電圧最大値に応じて定められた前記蓄電器の充電電力を低減させる充電電力低減量を記憶する充電電力低減量記憶手段と、前記充電電力記憶手段から前記検出手段により検出された前記充電状態或いは温度に関連付けられた前記充電電力を抽出する充電電力抽出手段と、前記充電電力低減量記憶手段から前記最大セル電圧値検出手段により検出された前記最大セル電圧値に関連付けられた前記充電電力低減量を抽出する充電電力低減量抽出手段と、前記充電電力抽出手段により抽出された前記充電電力から前記充電電力低減量抽出手段により抽出された前記充電電力低減量を減算することにより前記蓄電器の前記最大充電電力を算出する最大充電電力算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２によると、蓄電器の最大充電電力を求める１形態を提供することができる。
【００１１】
請求項３に記載のハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置は、請求項１において、前記最大放電電力検定手段は、前記蓄電器の充電状態或いは温度を検出する検出手段と、前記蓄電器の充電状態或いは温度に関連付けて当該充電状態或いは温度に応じて定められた放電電力を記憶する放電電力記憶手段と、前記セル電圧最小値に関連付けて当該セル電圧最小値に応じて定められた前記蓄電器の放電電力を低減させる放電電力低減量を記憶する放電電力低減量記憶手段と、前記放電電力記憶手段から前記検出手段により検出された前記充電状態或いは温度に関連付けられた前記放電電力を抽出する放電電力抽出手段と、前記放電電力低減量記憶手段から前記最小セル電圧値検出手段により検出された前記最小セル電圧値に関連付けられた前記放電電力低減量を抽出する放電電力低減量抽出手段と、前記放電電力抽出手段により抽出された前記放電電力から前記放電電力低減量抽出手段により抽出された前記放電電力低減量を減算することにより前記蓄電器の前記最大放電電力を算出する最大放電電力算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３によると、蓄電器の最大放電電力を求める１形態を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るハイブリッドショベルの電力制御装置について図面を参照しつつ説明する。尚、ハイブリッド駆動型建設機械としてシリーズ方式のハイブリッドショベルを例に挙げて説明するが、各種ハイブリッド駆動型建設機械に適用することができる。
【００１４】
まず、本発明の実施の形態に係る電力制御装置が適用されるハイブリッドショベルについて、図１を参照しつつ説明する。但し、図１はハイブリッドショベルの概略構成を示す模式図である。
【００１５】
図１において、ハイブリッドショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２の上面中心部に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３の前部に設けられた堀削アタッチメント４とから構成されている。
【００１６】
下部走行体２は、両端部に平行配置された一対のクローラフレーム６と、各クローラフレーム６の周囲に回転可能に設けられ、地面に対して面上に接地するクローラ７と、クローラ７を回転駆動する走行用減速機８及び走行用電動機９とを有している。このように構成された下部走行体２は、各クローラ７が走行用減速機８を介して走行用電動機９により個別に正方向および逆方向に回転駆動することによって、ハイブリッドショベル１全体を前進、後退、回転、旋回させる。
【００１７】
下部走行体２の上面中心部には、旋回軸５が下部走行体２に対して直交して設けられている。旋回軸５の上部には、上部旋回体３の一部を構成する旋回フレーム１０が回転自在に設けられている。旋回フレーム１０の上面には、オペレータの操縦室となるキャビン１１と、保護カバー１２で覆われた機械収納部１３とが設けられているとともに、掘削アタッチメント４のブーム１６及びブームシリンダ１７の一端部が上下に回動自在に設けられている。
【００１８】
機械収納部１３には、旋回用電動機１４及び旋回用減速機１５が設けられているとともに、ブーム用電動機１８ａとブームポンプ１８ｂとを一体化して備えたブーム用一体型アクチュエータＡ１が設けられている。旋回用電動機１４は、旋回用減速機１５を介して旋回フレーム１０を旋回軸５を旋回中心として旋回駆動する。ブーム用一体型アクチュエータＡ１は、ブームシリンダ１７に図示しない油圧配管を介して接続されており、ブーム１６の先端側を上下に回動させる。
【００１９】
ブーム１６の先端部には、アーム１９が回動自在に設けられている。アーム１９の先端部には、バケット２２が回動自在に設けられている。また、ブーム１６とアーム１９とは、アームシリンダ２０を介して連結されており、アーム１９とバケット２２とは、バケットシリンダ２３を介して連結されている。これらのシリンダ２０、２３には、アーム用一体型アクチュエータＡ２とバケット用一体型アクチュエータＡ３とが夫々設けられており、アーム用一体型アクチュエータＡ２は、アーム用電動機２１ａとアームポンプ２１ｂとを一体化して構成されており、バケット用一体型アクチュエータＡ３は、バケット用電動機２４ａとバケットポンプ２４ｂとを一体化して構成されている。各アクチュエータＡ２、Ａ３は、シリンダ２０、２３のシリンダロッドを油圧により進退移動させることによって、アーム１９とバケット２２を夫々上下に回動させる。
【００２０】
機械収納部１３内には、エンジン３２、エンジン３２の回転速度（エンジン出力）に応じた交流電力を発電する発電機３３が収納されている他、バッテリ（蓄電器の一例）３１などが収納されている。
【００２１】
次に、上記構成を有するハイブリッドショベル１の電力制御の機構について図２を参照しつつ説明する。但し、図２は、ハイブリッドショベル１の電力制御機構を説明するためのブロック図である。
【００２２】
図２に示すブロック図は、エンジン３２と、発電機３３と、発電機３３により発電される余剰電力を蓄えるとともに、適宜電動アクチュエータへ電力を供給する直列接続されたｎ個のセル３１１、３１２、…、３１ｎで構成されるバッテリ３１と、電力制御機構３０とから構成されている。また、バッテリ３１から電動アクチュエータへの電力供給、発電機３３から電動アクチュエータ又はバッテリ３１への電力供給は、直流電圧線３４を介して行われる。尚、電動アクチュエータは、ブーム用一体型アクチュエータＡ１、アーム用一体型アクチュエータＡ２、バケット用一体型アクチュエータＡ３などである。
【００２３】
図２に示す電力制御機構３０は、バッテリ温度センサ３５と、バッテリ電流センサ３６と、バッテリ電圧センサ３７：３７１、３７２、…、３７ｎと、バッテリ検出部３８と、バッテリ最大充電電力決定部３９と、バッテリ最大放電電力決定部４０と、発電機出力電力決定部４１と、負荷電圧センサ４２と、負荷電流センサ４３と、負荷電力検出部４４と、発電機／バッテリ電力配分決定部４５と、バッテリ電力制御部４６、発電機電力制御部４７とから構成されている。
【００２４】
バッテリ温度センサ３５は、バッテリ３１の温度を検出し、検出結果であるバッテリ温度ＴＥＭＰｂをバッテリ検出部３８、バッテリ最大充電電力決定部３９、及びバッテリ最大放電電力決定部４０へ出力する。
バッテリ電流センサ３６は、バッテリ３１の出力電流を検出し、検出結果である出力電流Ｉｂをバッテリ検出部３８へ出力する。
バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎは、夫々、バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧を検出し、検出結果である端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎをバッテリ検出部３８へ出力する。
【００２５】
バッテリ検出部３８は、バッテリ充電状態検出部３８ａと、最大セル電圧値検出部３８ｂと、最小セル電圧値検出部３８ｃとから構成されている。
【００２６】
バッテリ充電状態検出部３８ａは、バッテリ電流センサ３６から入力されるバッテリ３１の出力電流Ｉｂとバッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎとを利用してバッテリ３１の電力を算出し、この算出された電力を基にバッテリの充電量Ｊを算出する。そして、バッテリ充電状態検出部３８ａは、下記式を演算することによりバッテリ３１の最大充電量Ｊｍａｘに対する充電量Ｊの比率、即ち充電状態ＳＯＣ（％）を算出する。
但し、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎにより検出されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎは温度に依存するため、バッテリ温度センサ３５により検出されたバッテリ３１のバッテリ温度ＴＥＭＰｂによりバッテリ３１の端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎを適宜補正することにより、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣを算出する。
尚、バッテリ３１の充電量Ｊを電力から積算して算出する代わりに、バッテリ３１の端子間電圧（端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎの和）、又はバッテリ３１の出力電流Ｉｂを積算して算出することもできる。
【００２７】
最大セル電圧値検出部３８ｂは、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎに基づいて、端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎのうち最大の端子間電圧（最大セル電圧値）Ｖｂｃｍａｘを検出する。例えば、Ｖｂｃ１＞Ｖｂｃ２＞…＞Ｖｂｃｎの場合には、最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘは、セル３１ａの端子間電圧Ｖｂｃ１になり、Ｖｂｃ１＜Ｖｂｃ２＜…＜Ｖｂｃｎの場合には、最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘは、セル３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃｎになる。
【００２８】
最小セル電圧値検出部３８ｃは、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎに基づいて、端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎのうち最小の端子間電圧（最小セル電圧値）Ｖｂｃｍｉｎを検出する。例えば、Ｖｂｃ１＞Ｖｂｃ２＞…＞Ｖｂｃｎの場合には、最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎは、セル３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃｎになり、Ｖｂｃ１＜Ｖｂｃ２＜…＜Ｖｂｃｎの場合には、最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎは、セル３１１の端子間電圧Ｖｂｃ１になる。
【００２９】
バッテリ検出部３８は、バッテリ充電状態検出部３８ａによって検出された充電状態ＳＯＣをバッテリ最大充電電力決定部３９、バッテリ最大放電電力決定部４０及び発電機出力電力決定部４１へ出力する。また、バッテリ検出部３８は、最大セル電圧値検出部３８ｂによって検出された最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘをバッテリ最大充電電力決定部３９へ出力する。さらに、バッテリ検出部３８は、最小セル電圧値検出部３８ｃによって検出された最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎをバッテリ最大放電電力決定部４０へ出力する。
【００３０】
バッテリ最大充電電力決定部３９は、バッテリ温度センサ３５から入力されたバッテリ３１のバッテリ温度ＴＥＭＰｂと、バッテリ検出部３８から入力されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ及び最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘなどとを利用して、バッテリ３１の充電電力の最大値（最大充電電力）Ｐｂｃ ＊を決定し、決定結果であるバッテリ最大充電電力Ｐｂｃ ＊を発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力するものである。
このバッテリ最大充電電力決定部３９は、図３（ａ）に示すように、充電電力記憶部３９ａと、充電電力低減量記憶部３９ｂと、充電電力抽出部３９ｃと、充電電力低減量抽出部３９ｄと、最大充電電力算出部３９ｅとから構成されている。
【００３１】
充電電力記憶部３９ａは、図４に示すような予め設定されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ及び温度ＴＥＭＰｂに対するバッテリ３１の充電電力Ｐｂｃの値を格納している。但し、図４は、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対するバッテリ３１の充電電力の特性を示す図であり、図４にはバッテリの温度ＴＥＭＰｂが４０度（図中ａ）、３０度（図中ｂ）、２０度（図中ｃ）、１０度（図中ｄ）、０度（図中ｅ）、−１０度（図中ｆ）の特性が示されている。尚、上記充電電力の値は、バッテリ３１の充電能力を超えないように設定されている。
充電電力低減量記憶部３９ｂは、図５に示すような予め設定された最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘに対する充電電力低減量ΔＰｂｃの値を格納している。但し、図５は、最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘに対する充電電力低減量ΔＰｂｃの特性を示す図であり、最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘが高くなる程充電電力低減量ΔＰｂｃが大きくなるように設定されている。また、充電電力Ｐｂｃから充電電力低減量ΔＰｂｃを減算することによって得られる最大充電電力Ｐｂｃ ＊でバッテリ３１を充電しても最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘのセルにおいて許容範囲内の充電になるように充電電力低減量ΔＰｂｃが設定されている。
【００３２】
充電電力抽出部３９ｃは、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１の温度ＴＥＭＰｂ及びバッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する充電電力Ｐｂｃを充電電力記憶部３９ａから抽出する。
充電電力低減量抽出部３９ｄは、バッテリ検出部３８から入力される最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘに対する充電電力低減量ΔＰｂｃを充電電力低減量記憶部３９ｂから抽出する。
最大充電電力算出部３９ｅは、充電電力抽出部３９ｃによって抽出された充電電力Ｐｂｃから充電電力低減量抽出部３９ｄによって抽出された充電電力低減量ΔＰｂｃを減算することによって最大充電電力Ｐｂｃ ＊を算出する（Ｐｂｃ ＊＝Ｐｂｃ−ΔＰｂｃ）。この算出された最大充電電力Ｐｂｃ ＊が発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力される。
【００３３】
ここで、充電電力Ｐｂｃ（バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の総和に対応している。）から充電電力低減量ΔＰｂｃ（バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の最大値に対応している。）を減算することによって最大充電電力Ｐｂｃ ＊を算出しているため、最大充電電力Ｐｂｃ ＊でバッテリ３１を充電しても、セル３１１、３１２、…、３１ｎの全てに対して許容範囲内の充電になる。
【００３４】
バッテリ最大放電電力決定部４０は、バッテリ温度センサ３５から入力されたバッテリ３１のバッテリ温度ＴＥＭＰｂと、バッテリ検出部３８から入力されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ及び最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎなどとを利用して、バッテリ３１の放電電力の最大値（最大放電電力）Ｐｂｄ ＊を決定し、決定結果であるバッテリ最大放電電力Ｐｂｄ ＊を発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力するものである。
このバッテリ最大放電電力決定部４０は、図３（ｂ）に示すように、放電電力記憶部４０ａと、放電電力低減量記憶部４０ｂと、放電電力抽出部４０ｃと、放電電力低減量抽出部４０ｄと、最大放電電力算出部４０ｅとから構成されている。
【００３５】
放電電力記憶部４０ａは、図６に示すような予め設定されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ及び温度ＴＥＭＰｂに対するバッテリ３１の放電電力Ｐｂｄの値を格納している。但し、図６は、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対するバッテリ３１の放電電力の特性を示す図であり、図６にはバッテリの温度ＴＥＭＰｂが−１０度（図中ａ）、０度（図中ｂ）、１０度（図中ｃ）、２０度（図中ｄ）、３０度（図中ｅ）、４０度（図中ｆ）の特性が示されている。尚、上記放電電力の値は、バッテリ３１の放電能力を超えないように設定されている。
放電電力低減量記憶部４０ｂは、図７に示すような予め設定された最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎに対する放電電力低減量ΔＰｂｄの値を格納している。但し、図７は、最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎに対する放電電力低減量ΔＰｂｄの特性を示す図であり、最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎが高くなる程放電電力低減量ΔＰｂｄが小さくなるように設定されている。また、放電電力Ｐｂｄから放電電力低減量ΔＰｂｄを減算することによって得られる最大放電電力Ｐｂｄ ＊でバッテリ３１を放電しても最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎのセルにおいて許容範囲内の放電になるように放電電力低減量ΔＰｂｄが設定されている。
【００３６】
放電電力抽出部４０ｃは、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１の温度ＴＥＭＰｂ及びバッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する放電電力Ｐｂｄを放電電力記憶部４０ａから抽出する。
充電電力低減量抽出部４０ｄは、バッテリ検出部３８から入力される最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎに対する放電電力低減量ΔＰｂｄを放電電力低減量記憶部４０ｂから抽出する。
最大放電電力算出部４０ｅは、放電電力抽出部４０ｃによって抽出された放電電力Ｐｂｄから放電電力低減量抽出部４０ｄによって抽出された放電電力低減量ΔＰｂｄを減算することによって最大放電電力Ｐｂｄ ＊を算出する（Ｐｂｄ ＊＝Ｐｂｄ−ΔＰｂｄ）。この算出された最大放電電力Ｐｂｄ ＊が発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力される。
【００３７】
ここで、放電電力Ｐｂｄ（バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の総和に対応している。）から放電電力低減量ΔＰｂｄ（バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の最小値に対応している。）を減算することによって最大放電電力Ｐｂｄ ＊を算出しているため、最大放電電力Ｐｂｄ ＊でバッテリ３１を放電しても、セル３１１、３１２、…、３１ｎの全てに対して許容範囲内の放電になる。
【００３８】
発電機出力電力決定部４１は、バッテリ検出部３８から入力されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣを利用して、発電機３３の出力電力の上限値（発電機上限電力）Ｐｇｕ及び下限値（発電機下限電力）Ｐｇｌを決定し、決定結果である発電機上限電力Ｐｇｕと発電機下限電力Ｐｇｌとを発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力するものである。
この発電機出力電力決定部４１は、図３（ｃ）に示すように、発電機上限電力記憶部４１ａ、発電機下限電力記憶部４１ｂ、発電機上限電力抽出部４１ｃ及び発電機下限電力抽出部４１ｄとから構成されている。
【００３９】
発電機上限電力記憶部４１ａは、図８に示すような予め設定されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対する発電機３３の出力電力の上限値（発電機上限電力）Ｐｇｕを格納している。但し、図８は、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対する発電機上限電力Ｐｇｕの特性を示す図である。尚、発電機上限電力Ｐｇｕはエンジン３２及び発電機３３の効率が良好となるような値に設定されている。
発電機下限電力記憶部４１ｂは、図９に示すような予め定められたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対する発電機３３の出力電力の下限値（発電機下限電力）Ｐｇｌの特性を示す図である。尚、発電機下限電力Ｐｇｌはエンジン３２及び発電機３３の効率が良好となるような値に設定されている。
【００４０】
発電機上限電力抽出部４１ｃは、バッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する発電機上限電力Ｐｇｕを発電機上限電力記憶部４１ａから抽出する。この抽出された発電機上限電力Ｐｇｕが発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力される。
発電機下限電力抽出部４１ｄは、バッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する発電機下限電力Ｐｇｌを発電機下限電力記憶部４１ｂから抽出する。この抽出された発電機下限電力Ｐｇｌが発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力される。
【００４１】
負荷電圧センサ４２は、電動アクチュエータの入力部の電圧を検出し、検出結果である負荷電圧ＶＬを負荷電力検出部４４へ出力する。
負荷電流センサ４３は、電動アクチュエータの入力部の電流を検出し、検出結果である負荷電流ＩＬを負荷電力検出部４５へ出力する。
負荷電力検出部４４は、負荷電圧センサ４２から入力される負荷電圧ＶＬ、及び負荷電流センサ４３から入力される負荷電流ＩＬを利用し、下記式を演算することにより電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬを検出し、検出結果である負荷要求電力ＰＬを発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００４２】
発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷電力検出部４４から入力される電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬ、バッテリ最大充電電力決定部３９から入力される最大充電電力Ｐｂｃ ＊と、バッテリ最大放電電力決定部４０から入力される最大放電電力Ｐｂｄ ＊と、発電機出力電力決定部４１から入力される発電機上限電力Ｐｇｕ及び発電機下限電力Ｐｇｌとを基に、バッテリ充放電電力Ｐｂ ＊及び発電機出力電力Ｐｇ ＊を決定する（図１１参照）。そして、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、決定結果であるバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊をバッテリ電力制御部４６へ出力し、発電機出力電力Ｐｇ ＊を発電機電力制御部４７へ出力する。
【００４３】
バッテリ電力制御部４６は、発電機／バッテリ電力配分決定部４５から入力されるバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を基にバッテリ３１の充放電を制御する。
発電機電力制御部４７は、発電機３３の発電を発電機／バッテリ電力配分決定部４５から入力される発電機出力電力Ｐｇ ＊を基に制御する。
【００４４】
さらに、上記構成を有する電力制御機構３０における電力制御方法について図１０、図１１および図１２を参照しつつ説明する。但し、図１０は電力制御方法の手順を示すフローチャートである。図１１は図１０のフローチャートに示す発電機とバッテリの電力配分決定処理の手順を示すフローチャートである。図１２は発電機とバッテリの電力配分を説明するための説明図である。
【００４５】
図１０におけるステップＳ１０１において、バッテリ検出部３８のバッテリ充電状態検出部３８ａは、バッテリ電流センサ３６から入力されるバッテリ３１の出力電流Ｉｂとバッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力される端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎとを利用し、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１のバッテリ温度ＴＥＭＰｂで端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎを補正しながら、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣを算出する。
また、最大セル電圧値検出部３８ｂは、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎに基づいて、端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎのうち最大の端子間電圧（最大セル電圧値）Ｖｂｃｍａｘを検出する。
さらに、最小セル電圧値検出部３８ｃは、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎに基づいて、端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎのうち最小の端子間電圧（最小セル電圧値）Ｖｂｃｍｉｎを検出する。
そして、バッテリ検出部３８は、バッテリ充電状態検出部３８ａによって検出された充電状態ＳＯＣをバッテリ最大充電電力決定部３９、バッテリ最大放電電力決定部４０及び発電機出力電力決定部４１へ出力する。また、バッテリ検出部３８は、最大セル電圧値検出部３８ｂによって検出された最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘをバッテリ最大充電電力決定部３９へ出力する。さらに、バッテリ検出部３８は、最小セル電圧値検出部３８ｃによって検出された最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎをバッテリ最大放電電力決定部４０へ出力する。
【００４６】
続いて、ステップＳ１０２において、バッテリ最大充電電力決定部３９の充電電力抽出部３９ｃは、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１の温度ＴＥＭＰｂ及びバッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する充電電力Ｐｂｃを充電電力記憶部３９ａから抽出するとともに、充電電力低減量抽出部３９ｄは、バッテリ検出部３８から入力される最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘに対する充電電力低減量ΔＰｂｃを充電電力低減量記憶部３９ｂから抽出する。そして、最大充電電力算出部３９ｅは、充電電力抽出部３９ｃによって抽出された充電電力Ｐｂｃから充電電力低減量抽出部３９ｄによって抽出された充電電力低減量ΔＰｂｃを減算することによって最大充電電力Ｐｂｃ ＊を算出し（Ｐｂｃ ＊＝Ｐｂｃ−ΔＰｂｃ）、バッテリ最大充電電力決定部３９は、算出結果である最大充電電力Ｐｂｃ ＊を発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００４７】
さらに続いて、ステップＳ１０３において、バッテリ最大放電電力決定部４０の放電電力抽出部４０ｃは、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１の温度ＴＥＭＰｂ及びバッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する放電電力Ｐｂｄを放電電力記憶部４０ａから抽出するとともに、充電電力低減量抽出部４０ｄは、バッテリ検出部３８から入力される最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎに対する放電電力低減量ΔＰｂｄを放電電力低減量記憶部４０ｂから抽出する。
そして、最大放電電力算出部４０ｅは、放電電力抽出部４０ｃによって抽出された放電電力Ｐｂｄから放電電力低減量抽出部４０ｄによって抽出された放電電力低減量ΔＰｂｄを減算することによって最大放電電力Ｐｂｄ ＊を算出し（Ｐｂｄ ＊＝Ｐｂｄ−ΔＰｂｄ）、バッテリ最大放電電力決定部４０は、算出結果である最大放電電力Ｐｂｄ ＊を発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００４８】
続いて、ステップＳ１０４において、発電機出力電力決定部４１の発電機上限電力抽出部４１ｃは、バッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する発電機上限電力Ｐｇｕを発電機上限電力記憶部４１ａから抽出するとともに、発電機下限電力抽出部４１ｄは、バッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する発電機下限電力Ｐｇｌを発電機下限電力記憶部４１ｂから抽出する。そして、発電機出力電力設定部４１は、抽出した発電機上限電力Ｐｇｕと発電機下限電力Ｐｇｌとを発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００４９】
さらに続いて、ステップＳ１０５において、負荷電力検出部４４は、負荷電圧センサ４２から入力される負荷電圧ＶＬと、負荷電流センサ４３から入力される負荷電流ＩＬとを基に、負荷要求電力ＰＬを検出し、検出結果である負荷要求電力ＰＬを発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００５０】
続いて、ステップＳ１０６において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷電力検出部４４から入力される電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬと、バッテリ最大充電電力決定部３９から入力される最大充電電力Ｐｂｃ ＊と、バッテリ最大放電電力決定部４０から入力される最大放電電力Ｐｂｄ ＊と、発電機出力電力決定部４１から入力される発電機上限電力Ｐｇｕ及び発電機下限電力Ｐｇｌとを基に、バッテリ充放電電力Ｐｂ ＊及び発電機出力電力Ｐｇ ＊を決定する。そして、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ充放電電力Ｐｂ ＊をバッテリ電力制御部４６へ出力し、発電機出力電力Ｐｇ ＊を発電機電力制御部４７へ出力する。
即ち、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、発電機とバッテリの電力配分決定処理を行う（図１１参照）。
【００５１】
さらに続いて、ステップＳ１０７において、バッテリ電力制御部４６は、発電機／バッテリ電力配分決定部４５から入力されるバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を基にバッテリ３１の充放電を制御する。また、発電機電力制御部４７は、発電機／バッテリ電力配分決定部４５から入力される発電機出力電力Ｐｇ ＊を基に発電機３３の発電を制御する。
【００５２】
次に、電力制御機構３０による発電機とバッテリの電力配分決定処理（図１０のステップＳ１０６）について図１１及び図１２を参照しつつ説明する。
【００５３】
図１１におけるステップＳ２０１において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬの値が、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値より小さいか否かを判定する。そして、負荷要求電力ＰＬが最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値より小さいと判定された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２の処理へ移行する。一方、負荷要求電力ＰＬが最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値より小さくないと判定された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０３の処理へ移行する。
【００５４】
ステップＳ２０２において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“−Ｐｂｃ ＊”とし、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“０”と決定し（図１２中区間Ａ１）、動力配分決定処理を終了する。即ち、バッテリ３１は最大充電電力Ｐｂｃ ＊で充電されることになる。
【００５５】
ステップＳ２０３において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷要求電力ＰＬの値が、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値以上で、且つ、発電機下限電力Ｐｇｌより小さい範囲内にあるか否かを判定する。そして、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にあると判定された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０４の処理に移行する。一方、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にないと判定された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、ステップＳ２０７の処理に移行する。
【００５６】
ステップＳ２０４において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値が、アクチュエータの負荷要求電力ＰＬの値から発電機下限電力Ｐｇｌの値を減算して得られる減算値（ＰＬ−Ｐｇｌ）より大きいか否かを判定する。そして、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値が前記減算値（ＰＬ−Ｐｇｌ）より大きいと判定された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳ２０５の処理に移行する。一方、最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値が前記減算値（ＰＬ−Ｐｇｌ）より大きくないと判定された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０６の処理に移行する。
【００５７】
ステップＳ２０５において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“−Ｐｂｃ ＊”とし、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“ＰＬ−（−Ｐｂｃ ＊）”と決定し（図１２中区間Ａ２）、動力配分決定処理を終了する。即ち、バッテリ３１は最大充電電力Ｐｂｃ ＊で充電され、バッテリ３１を最大充電電力Ｐｂｃ ＊で充電するための電力の不足分が発電機３３によって補われることになる。尚、発電機３３による発電機出力電力Ｐｇ ＊は発電機３３の発電機下限電力Ｐｇｌを下回っているが、発電機３３による発電機出力電力Ｐｇ ＊を発電機下限電力Ｐｇｌとすると、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊を超えた電力によりバッテリ３１が充電されることになるので、これを回避するために、発電機下限電力Ｐｇｌ以下で発電機３３を稼動させている。
【００５８】
ステップＳ２０６において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“ＰＬ−Ｐｇｌ”とし、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“Ｐｇｌ”と決定し（図１２中区間Ａ３）、動力配分決定処理を終了する。即ち、発電機３３の発電機電力Ｐｇを発電機３３の発電機下限電力Ｐｇｌに制御し、発電機３３によって発電された電力の余剰分をバッテリ３１に充電させている。
【００５９】
ステップＳ２０７において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷要求電力ＰＬの値が、発電機下限電力Ｐｇｌの値以上で、且つ、発電機上限電力Ｐｇｕより小さい範囲内にあるか否かを判定する。そして、アクチュエータの負荷要求電力ＰＬがその範囲内にあると判定された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ２０８の処理に移行する。一方、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にないと判定された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、ステップＳ２０９の処理に移行する。
【００６０】
ステップＳ２０８において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“０”とし、発電機３３の発電機電力Ｐｇ ＊を“ＰＬ”と決定し（図１２中区間Ａ４）、動力配分決定処理を終了する。即ち、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇが発電機下限電力Ｐｇｌ以上発電機上限電力Ｐｇｕ未満の範囲内であり、バッテリ３１は充放電していない。
【００６１】
ステップＳ２０９において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷要求電力ＰＬの値が、発電機上限電力Ｐｇｕの値以上で、且つ、発電機上限電力Ｐｇｕの値にバッテリ３１の最大放電電力Ｐｂｄ ＊の値を加算して得られる加算値（Ｐｇｕ＋Ｐｂｄ ＊）より小さい範囲内にあるか否かを判定する。負荷要求電力ＰＬがその範囲内にあると判定された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０の処理に移行する。一方、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にないと判定された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、ステップＳ２１１の処理に移行する。
【００６２】
ステップＳ２１０において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“ＰＬ−Ｐｇｕ”と決定し、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“Ｐｇｕ”と決定し（図１２中区間Ａ５）、動力配分決定処理を終了する。即ち、発電機３３によって発電される電力（発電機出力電力Ｐｇ ＊）が発電機上限電力Ｐｇｕに制限されるとともに、発電機３３の発電電力の不足分“ＰＬ−Ｐｇｕ”がバッテリ３１の放電電力により補われる。尚、バッテリ３１の放電電力は、最大放電電力Ｐｂｄ ＊以下である。
【００６３】
ステップＳ２１１において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷要求電力ＰＬの値が、発電機上限電力Ｐｇｕの値にバッテリ３１の最大放電電力Ｐｂｄ ＊の値を加算した加算値（Ｐｇｕ＋Ｐｂｄ ＊）以上で、且つ、発電機最大電力Ｐｇｍａｘの値にバッテリ３１の最大放電電力Ｐｂｄの値を加算して得られる加算値（Ｐｇｍａｘ＋Ｐｂｄ ＊）より小さい範囲内にあるか否かを判定する。そして、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にあると判定された場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、ステップＳ２１２の処理に移行する。一方、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にないと判定された場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、ステップＳ２１３の処理に移行する。尚、発電機最大電力Ｐｇｍａｘは、エンジン３２と発電機３３の性能によって決まる発電機３３の出力電力の最大値である。
【００６４】
ステップＳ２１２において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“Ｐｂｄ ＊”と決定し、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“ＰＬ−Ｐｂｄ ＊”と決定し（図１２中区間Ａ６）、動力配分決定処理を終了する。即ち、バッテリ３３は最大放電電力Ｐｂｄ ＊で放電するように制御され、発電機３３は“ＰＬ−Ｐｂｄ ＊”の電力を発電するように制御される。尚、発電機３３とバッテリ３１とによりアクチュエータの負荷要求電力ＰＬをアクチュエータへ供給できるように、発電機３３は発電機上限電力Ｐｇｕを超える電力を発電するように稼動している。
【００６５】
ステップＳ２１３において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“Ｐｂｄ ＊”と決定し、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“Ｐｇｍａｘ”と決定し（図１２中区間Ａ７）、動力配分決定処理を終了する。即ち、バッテリ３１は最大放電電力Ｐｂｄ ＊で放電するように制御され、発電機３３は発電機最大電力Ｐｇｍａｘの電力を発電するように制御される。尚、電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬの全てがアクチュエータに供給されないことになる。
【００６６】
以上説明したハイブリッドショベル１の電力制御機構３０によれば、バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧にばらつきが生じても、バッテリ３１の端子間電圧（セルの端子間電圧の総和）に対応した充電電力をセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の最大値（最大セル電圧値）Ｖｂｃｍａｘに対応した充電電力低減量で減算することによって最大充電電力Ｐｂｃ ＊を算出しているため、バッテリ３１を構成するセル３１１、３１２、…、３１ｎの充電が許容範囲内で行われることになる。また、バッテリ３１の端子間電圧（セルの端子間電圧の総和）に対応した放電電力をセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の最小値（最小セル電圧値）Ｖｂｃｍａｘに対応した放電電力低減量で減算することによって最大放電電力Ｐｂｄ ＊を算出しているため、バッテリ３１を構成するセル３１１、３１２、…、３１ｎの放電が許容範囲内で行われることになる。
この結果、充放電によるバッテリ３１の損傷や劣化を防止することができる。
【００６７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、最大充電電力Ｐｂｃ ＊及び最大放電電力Ｐｂｄ ＊を上記実施の形態で示した手順で算出する必要はなく、最大セル電圧値と最大充電電力Ｐｂｃ ＊とを関連付けて記憶し、その記憶内容を利用して最大充電電力Ｐｂｃ ＊を決定してもよく、また、最小セル電圧値と最大放電電力Ｐｂｄ ＊とを関連付けて記憶し、その記憶内容を利用して最大放電電力Ｐｂｄ ＊を決定してもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、複数のセル間の特性のばらつきのためにセルの端子間電圧にばらつきが生じても、全てのセルの端子間電圧が許容範囲内になり、蓄電器の充放電能力を超えることによる蓄電器の劣化や損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の電力制御機構が適用されるハイブリッドショベルの概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示したハイブリッドショベルの電力制御機構を説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示したハイブリッドショベルの電力制御機構を説明するためのブロック図である。
【図４】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの充電状態ＳＯＣに対する当該バッテリの充電電力の特性を示す図である。
【図５】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの最大セル電圧値に対する充電電力低減量の特性を示す図である。
【図６】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの充電状態ＳＯＣに対する当該バッテリの放電電力の特性を示す図である。
【図７】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの最小セル電圧値に対する充電電力低減量の特性を示す図である。
【図８】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの充電状態ＳＯＣに対する発電機の発電機上限電力の特性を示す図である。
【図９】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの充電状態ＳＯＣに対する発電機の発電機下限電力の特性を示す図である。
【図１０】図２に示した電力制御機構による電力制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のフローチャートに示す発電機とバッテリの電力配分決定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１のフローチャートに示す動力配分決定処理の補足説明図である。
【符号の説明】
１ ハイブリッドショベル
３０ 電力制御機構
３１、３１１〜３１ｎ バッテリ
３２ エンジン
３３ 発電機
３５ バッテリ温度センサ
３６ バッテリ電流センサ
３７、３７１〜３７ｎ バッテリ電圧センサ
３８ バッテリ検出部
３８ａ バッテリ充電状態検出部
３８ｂ 最大セル電圧値検出部
３８ｃ 最小セル電圧値検出部
３９ バッテリ最大充電電力決定部
３９ａ 充電電力記憶部
３９ｂ 充電電力低減量記憶部
３９ｃ 充電電力抽出部
３９ｄ 充電電力低減量記憶部
３９ｅ 最大充電電力算出部
４０ バッテリ最大放電電力決定部
４０ａ 放電電力記憶部
４０ｂ 放電電力低減量記憶部
４０ｃ 放電電力抽出部
４０ｄ 放電電力低減量記憶部
４０ｅ 最大放電電力算出部
４１ 発電機出力電力決定部
４２ 負荷電圧センサ
４３ 負荷電流センサ
４４ 負荷電力検出部
４５ 発電機／バッテリ電力配分決定部
４６ バッテリ電力制御部
４７ 発電機電力制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド建設機械に搭載されている発電機及び蓄電器から電動アクチュエータへ供給する電力を制御するハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ショベルなどの建設機械車両は、自走用のエンジンが搭載されており、このエンジンを動力源として油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出される作動油を旋回アクチュエータ、ブームシリンダ、アームシリンダなどの各油圧アクチュエータに供給し、これによって各部位の駆動が行われていた。しかし、エンジンを動力源とする建設機械は、負荷変動が大きくエンジンへの負担が大きいため燃費が悪く、また、騒音や排気ガスが発生するという問題があった。そこで、このような問題を解決するため、発電機と蓄電器（バッテリなど）との組み合わせにより駆動される電動機を装備するハイブリッド建設機械が開発されている。かかるハイブリッド駆動型建設機械として、シリーズ方式のもの（例えば、特許文献１参照）と、パラレル方式のもの（例えば、特許文献２、特許文献３参照）とがある。
【０００３】
いずれの方式のハイブリッド駆動型建設機械においても、一般的に、バッテリの端子間電圧を計測し、この計測結果を基にバッテリの充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出する。そして、この充電状態ＳＯＣが一定値以下になれば発電機を作動させ、一方、充電状態ＳＯＣが一定値以上になれば発電機を停止または発電機の出力を低下させていた。このような制御によって、バッテリの充電状態ＳＯＣが一定の範囲内に維持されていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８３１０７号公報
【特許文献２】
特開平１０−４２５８７号公報
【特許文献３】
特開２０００−２２６１８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、通常、ハイブリッドシステムに用いられるバッテリなどの蓄電器は、高電圧を得るために、複数のセルを直列接続した構成となっている。このような複数のセルを直列接続して構成されるバッテリなどの蓄電器において、セル間の内部抵抗などの特性にばらつきがあるため、充放電が繰り返されると、夫々のセルの端子間電圧にばらつきが生じる。この結果、バッテリなどの蓄電器全体の電圧が許容範囲内であっても、セルの中には許容範囲外の電圧になるものもある。これは、バッテリなどの蓄電器の損傷や劣化の原因になる。
【０００６】
そこで、本発明は、蓄電器を構成するセルの許容範囲外の電圧になることによる蓄電器の損傷や劣化を防止することができるハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置は、エンジンと、前記エンジンに駆動される発電機と、複数のセルで構成される蓄電器と、前記発電機及び前記蓄電器により供給される電力により駆動される電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータにより駆動される作業部材とを備えたハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置であって、前記複数のセルの電圧値のうち最大の電圧値である最大セル電圧値を検出する最大セル電圧値検出手段と、前記複数のセルの電圧値のうち最小の電圧値である最小セル電圧値を検出する最小セル電圧値検出手段と、前記最大セル電圧値検出手段により検出され前記最大セル電圧値に基づいて前記蓄電器の最大充電電力を決定する最大充電電力決定手段と、前記最小セル電圧値検出手段により検出された前記最小セル電圧値に基づいて前記蓄電器の最大放電電力を決定する最大放電電力決定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１によると、複数のセル間の特性のばらつきのためにセルの端子間電圧にばらつきが生じても、全てのセルの端子間電圧が許容範囲内になり、蓄電器の充放電能力を超えることによる蓄電器の劣化や損傷を防ぐことができる。
【０００９】
請求項２に記載のハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置は、請求項１において、前記最大充電電力決定手段は、前記蓄電器の充電状態或いは温度を検出する検出手段と、前記蓄電器の充電状態或いは温度に関連付けて当該充電状態或いは温度に応じて定められた充電電力を記憶する充電電力記憶手段と、前記セル電圧最大値に関連付けて当該セル電圧最大値に応じて定められた前記蓄電器の充電電力を低減させる充電電力低減量を記憶する充電電力低減量記憶手段と、前記充電電力記憶手段から前記検出手段により検出された前記充電状態或いは温度に関連付けられた前記充電電力を抽出する充電電力抽出手段と、前記充電電力低減量記憶手段から前記最大セル電圧値検出手段により検出された前記最大セル電圧値に関連付けられた前記充電電力低減量を抽出する充電電力低減量抽出手段と、前記充電電力抽出手段により抽出された前記充電電力から前記充電電力低減量抽出手段により抽出された前記充電電力低減量を減算することにより前記蓄電器の前記最大充電電力を算出する最大充電電力算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２によると、蓄電器の最大充電電力を求める１形態を提供することができる。
【００１１】
請求項３に記載のハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置は、請求項１において、前記最大放電電力検定手段は、前記蓄電器の充電状態或いは温度を検出する検出手段と、前記蓄電器の充電状態或いは温度に関連付けて当該充電状態或いは温度に応じて定められた放電電力を記憶する放電電力記憶手段と、前記セル電圧最小値に関連付けて当該セル電圧最小値に応じて定められた前記蓄電器の放電電力を低減させる放電電力低減量を記憶する放電電力低減量記憶手段と、前記放電電力記憶手段から前記検出手段により検出された前記充電状態或いは温度に関連付けられた前記放電電力を抽出する放電電力抽出手段と、前記放電電力低減量記憶手段から前記最小セル電圧値検出手段により検出された前記最小セル電圧値に関連付けられた前記放電電力低減量を抽出する放電電力低減量抽出手段と、前記放電電力抽出手段により抽出された前記放電電力から前記放電電力低減量抽出手段により抽出された前記放電電力低減量を減算することにより前記蓄電器の前記最大放電電力を算出する最大放電電力算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３によると、蓄電器の最大放電電力を求める１形態を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るハイブリッドショベルの電力制御装置について図面を参照しつつ説明する。尚、ハイブリッド駆動型建設機械としてシリーズ方式のハイブリッドショベルを例に挙げて説明するが、各種ハイブリッド駆動型建設機械に適用することができる。
【００１４】
まず、本発明の実施の形態に係る電力制御装置が適用されるハイブリッドショベルについて、図１を参照しつつ説明する。但し、図１はハイブリッドショベルの概略構成を示す模式図である。
【００１５】
図１において、ハイブリッドショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２の上面中心部に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３の前部に設けられた堀削アタッチメント４とから構成されている。
【００１６】
下部走行体２は、両端部に平行配置された一対のクローラフレーム６と、各クローラフレーム６の周囲に回転可能に設けられ、地面に対して面上に接地するクローラ７と、クローラ７を回転駆動する走行用減速機８及び走行用電動機９とを有している。このように構成された下部走行体２は、各クローラ７が走行用減速機８を介して走行用電動機９により個別に正方向および逆方向に回転駆動することによって、ハイブリッドショベル１全体を前進、後退、回転、旋回させる。
【００１７】
下部走行体２の上面中心部には、旋回軸５が下部走行体２に対して直交して設けられている。旋回軸５の上部には、上部旋回体３の一部を構成する旋回フレーム１０が回転自在に設けられている。旋回フレーム１０の上面には、オペレータの操縦室となるキャビン１１と、保護カバー１２で覆われた機械収納部１３とが設けられているとともに、掘削アタッチメント４のブーム１６及びブームシリンダ１７の一端部が上下に回動自在に設けられている。
【００１８】
機械収納部１３には、旋回用電動機１４及び旋回用減速機１５が設けられているとともに、ブーム用電動機１８ａとブームポンプ１８ｂとを一体化して備えたブーム用一体型アクチュエータＡ１が設けられている。旋回用電動機１４は、旋回用減速機１５を介して旋回フレーム１０を旋回軸５を旋回中心として旋回駆動する。ブーム用一体型アクチュエータＡ１は、ブームシリンダ１７に図示しない油圧配管を介して接続されており、ブーム１６の先端側を上下に回動させる。
【００１９】
ブーム１６の先端部には、アーム１９が回動自在に設けられている。アーム１９の先端部には、バケット２２が回動自在に設けられている。また、ブーム１６とアーム１９とは、アームシリンダ２０を介して連結されており、アーム１９とバケット２２とは、バケットシリンダ２３を介して連結されている。これらのシリンダ２０、２３には、アーム用一体型アクチュエータＡ２とバケット用一体型アクチュエータＡ３とが夫々設けられており、アーム用一体型アクチュエータＡ２は、アーム用電動機２１ａとアームポンプ２１ｂとを一体化して構成されており、バケット用一体型アクチュエータＡ３は、バケット用電動機２４ａとバケットポンプ２４ｂとを一体化して構成されている。各アクチュエータＡ２、Ａ３は、シリンダ２０、２３のシリンダロッドを油圧により進退移動させることによって、アーム１９とバケット２２を夫々上下に回動させる。
【００２０】
機械収納部１３内には、エンジン３２、エンジン３２の回転速度（エンジン出力）に応じた交流電力を発電する発電機３３が収納されている他、バッテリ（蓄電器の一例）３１などが収納されている。
【００２１】
次に、上記構成を有するハイブリッドショベル１の電力制御の機構について図２を参照しつつ説明する。但し、図２は、ハイブリッドショベル１の電力制御機構を説明するためのブロック図である。
【００２２】
図２に示すブロック図は、エンジン３２と、発電機３３と、発電機３３により発電される余剰電力を蓄えるとともに、適宜電動アクチュエータへ電力を供給する直列接続されたｎ個のセル３１１、３１２、…、３１ｎで構成されるバッテリ３１と、電力制御機構３０とから構成されている。また、バッテリ３１から電動アクチュエータへの電力供給、発電機３３から電動アクチュエータ又はバッテリ３１への電力供給は、直流電圧線３４を介して行われる。尚、電動アクチュエータは、ブーム用一体型アクチュエータＡ１、アーム用一体型アクチュエータＡ２、バケット用一体型アクチュエータＡ３などである。
【００２３】
図２に示す電力制御機構３０は、バッテリ温度センサ３５と、バッテリ電流センサ３６と、バッテリ電圧センサ３７：３７１、３７２、…、３７ｎと、バッテリ検出部３８と、バッテリ最大充電電力決定部３９と、バッテリ最大放電電力決定部４０と、発電機出力電力決定部４１と、負荷電圧センサ４２と、負荷電流センサ４３と、負荷電力検出部４４と、発電機／バッテリ電力配分決定部４５と、バッテリ電力制御部４６、発電機電力制御部４７とから構成されている。
【００２４】
バッテリ温度センサ３５は、バッテリ３１の温度を検出し、検出結果であるバッテリ温度ＴＥＭＰｂをバッテリ検出部３８、バッテリ最大充電電力決定部３９、及びバッテリ最大放電電力決定部４０へ出力する。
バッテリ電流センサ３６は、バッテリ３１の出力電流を検出し、検出結果である出力電流Ｉｂをバッテリ検出部３８へ出力する。
バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎは、夫々、バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧を検出し、検出結果である端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎをバッテリ検出部３８へ出力する。
【００２５】
バッテリ検出部３８は、バッテリ充電状態検出部３８ａと、最大セル電圧値検出部３８ｂと、最小セル電圧値検出部３８ｃとから構成されている。
【００２６】
バッテリ充電状態検出部３８ａは、バッテリ電流センサ３６から入力されるバッテリ３１の出力電流Ｉｂとバッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎとを利用してバッテリ３１の電力を算出し、この算出された電力を基にバッテリの充電量Ｊを算出する。そして、バッテリ充電状態検出部３８ａは、下記式を演算することによりバッテリ３１の最大充電量Ｊｍａｘに対する充電量Ｊの比率、即ち充電状態ＳＯＣ（％）を算出する。
但し、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎにより検出されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎは温度に依存するため、バッテリ温度センサ３５により検出されたバッテリ３１のバッテリ温度ＴＥＭＰｂによりバッテリ３１の端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎを適宜補正することにより、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣを算出する。
尚、バッテリ３１の充電量Ｊを電力から積算して算出する代わりに、バッテリ３１の端子間電圧（端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎの和）、又はバッテリ３１の出力電流Ｉｂを積算して算出することもできる。
【００２７】
最大セル電圧値検出部３８ｂは、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎに基づいて、端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎのうち最大の端子間電圧（最大セル電圧値）Ｖｂｃｍａｘを検出する。例えば、Ｖｂｃ１＞Ｖｂｃ２＞…＞Ｖｂｃｎの場合には、最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘは、セル３１ａの端子間電圧Ｖｂｃ１になり、Ｖｂｃ１＜Ｖｂｃ２＜…＜Ｖｂｃｎの場合には、最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘは、セル３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃｎになる。
【００２８】
最小セル電圧値検出部３８ｃは、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎに基づいて、端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎのうち最小の端子間電圧（最小セル電圧値）Ｖｂｃｍｉｎを検出する。例えば、Ｖｂｃ１＞Ｖｂｃ２＞…＞Ｖｂｃｎの場合には、最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎは、セル３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃｎになり、Ｖｂｃ１＜Ｖｂｃ２＜…＜Ｖｂｃｎの場合には、最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎは、セル３１１の端子間電圧Ｖｂｃ１になる。
【００２９】
バッテリ検出部３８は、バッテリ充電状態検出部３８ａによって検出された充電状態ＳＯＣをバッテリ最大充電電力決定部３９、バッテリ最大放電電力決定部４０及び発電機出力電力決定部４１へ出力する。また、バッテリ検出部３８は、最大セル電圧値検出部３８ｂによって検出された最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘをバッテリ最大充電電力決定部３９へ出力する。さらに、バッテリ検出部３８は、最小セル電圧値検出部３８ｃによって検出された最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎをバッテリ最大放電電力決定部４０へ出力する。
【００３０】
バッテリ最大充電電力決定部３９は、バッテリ温度センサ３５から入力されたバッテリ３１のバッテリ温度ＴＥＭＰｂと、バッテリ検出部３８から入力されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ及び最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘなどとを利用して、バッテリ３１の充電電力の最大値（最大充電電力）Ｐｂｃ ＊を決定し、決定結果であるバッテリ最大充電電力Ｐｂｃ ＊を発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力するものである。
このバッテリ最大充電電力決定部３９は、図３（ａ）に示すように、充電電力記憶部３９ａと、充電電力低減量記憶部３９ｂと、充電電力抽出部３９ｃと、充電電力低減量抽出部３９ｄと、最大充電電力算出部３９ｅとから構成されている。
【００３１】
充電電力記憶部３９ａは、図４に示すような予め設定されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ及び温度ＴＥＭＰｂに対するバッテリ３１の充電電力Ｐｂｃの値を格納している。但し、図４は、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対するバッテリ３１の充電電力の特性を示す図であり、図４にはバッテリの温度ＴＥＭＰｂが４０度（図中ａ）、３０度（図中ｂ）、２０度（図中ｃ）、１０度（図中ｄ）、０度（図中ｅ）、−１０度（図中ｆ）の特性が示されている。尚、上記充電電力の値は、バッテリ３１の充電能力を超えないように設定されている。
充電電力低減量記憶部３９ｂは、図５に示すような予め設定された最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘに対する充電電力低減量ΔＰｂｃの値を格納している。但し、図５は、最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘに対する充電電力低減量ΔＰｂｃの特性を示す図であり、最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘが高くなる程充電電力低減量ΔＰｂｃが大きくなるように設定されている。また、充電電力Ｐｂｃから充電電力低減量ΔＰｂｃを減算することによって得られる最大充電電力Ｐｂｃ ＊でバッテリ３１を充電しても最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘのセルにおいて許容範囲内の充電になるように充電電力低減量ΔＰｂｃが設定されている。
【００３２】
充電電力抽出部３９ｃは、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１の温度ＴＥＭＰｂ及びバッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する充電電力Ｐｂｃを充電電力記憶部３９ａから抽出する。
充電電力低減量抽出部３９ｄは、バッテリ検出部３８から入力される最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘに対する充電電力低減量ΔＰｂｃを充電電力低減量記憶部３９ｂから抽出する。
最大充電電力算出部３９ｅは、充電電力抽出部３９ｃによって抽出された充電電力Ｐｂｃから充電電力低減量抽出部３９ｄによって抽出された充電電力低減量ΔＰｂｃを減算することによって最大充電電力Ｐｂｃ ＊を算出する（Ｐｂｃ ＊＝Ｐｂｃ−ΔＰｂｃ）。この算出された最大充電電力Ｐｂｃ ＊が発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力される。
【００３３】
ここで、充電電力Ｐｂｃ（バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の総和に対応している。）から充電電力低減量ΔＰｂｃ（バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の最大値に対応している。）を減算することによって最大充電電力Ｐｂｃ ＊を算出しているため、最大充電電力Ｐｂｃ ＊でバッテリ３１を充電しても、セル３１１、３１２、…、３１ｎの全てに対して許容範囲内の充電になる。
【００３４】
バッテリ最大放電電力決定部４０は、バッテリ温度センサ３５から入力されたバッテリ３１のバッテリ温度ＴＥＭＰｂと、バッテリ検出部３８から入力されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ及び最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎなどとを利用して、バッテリ３１の放電電力の最大値（最大放電電力）Ｐｂｄ ＊を決定し、決定結果であるバッテリ最大放電電力Ｐｂｄ ＊を発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力するものである。
このバッテリ最大放電電力決定部４０は、図３（ｂ）に示すように、放電電力記憶部４０ａと、放電電力低減量記憶部４０ｂと、放電電力抽出部４０ｃと、放電電力低減量抽出部４０ｄと、最大放電電力算出部４０ｅとから構成されている。
【００３５】
放電電力記憶部４０ａは、図６に示すような予め設定されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ及び温度ＴＥＭＰｂに対するバッテリ３１の放電電力Ｐｂｄの値を格納している。但し、図６は、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対するバッテリ３１の放電電力の特性を示す図であり、図６にはバッテリの温度ＴＥＭＰｂが−１０度（図中ａ）、０度（図中ｂ）、１０度（図中ｃ）、２０度（図中ｄ）、３０度（図中ｅ）、４０度（図中ｆ）の特性が示されている。尚、上記放電電力の値は、バッテリ３１の放電能力を超えないように設定されている。
放電電力低減量記憶部４０ｂは、図７に示すような予め設定された最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎに対する放電電力低減量ΔＰｂｄの値を格納している。但し、図７は、最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎに対する放電電力低減量ΔＰｂｄの特性を示す図であり、最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎが高くなる程放電電力低減量ΔＰｂｄが小さくなるように設定されている。また、放電電力Ｐｂｄから放電電力低減量ΔＰｂｄを減算することによって得られる最大放電電力Ｐｂｄ ＊でバッテリ３１を放電しても最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎのセルにおいて許容範囲内の放電になるように放電電力低減量ΔＰｂｄが設定されている。
【００３６】
放電電力抽出部４０ｃは、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１の温度ＴＥＭＰｂ及びバッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する放電電力Ｐｂｄを放電電力記憶部４０ａから抽出する。
充電電力低減量抽出部４０ｄは、バッテリ検出部３８から入力される最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎに対する放電電力低減量ΔＰｂｄを放電電力低減量記憶部４０ｂから抽出する。
最大放電電力算出部４０ｅは、放電電力抽出部４０ｃによって抽出された放電電力Ｐｂｄから放電電力低減量抽出部４０ｄによって抽出された放電電力低減量ΔＰｂｄを減算することによって最大放電電力Ｐｂｄ ＊を算出する（Ｐｂｄ ＊＝Ｐｂｄ−ΔＰｂｄ）。この算出された最大放電電力Ｐｂｄ ＊が発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力される。
【００３７】
ここで、放電電力Ｐｂｄ（バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の総和に対応している。）から放電電力低減量ΔＰｂｄ（バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の最小値に対応している。）を減算することによって最大放電電力Ｐｂｄ ＊を算出しているため、最大放電電力Ｐｂｄ ＊でバッテリ３１を放電しても、セル３１１、３１２、…、３１ｎの全てに対して許容範囲内の放電になる。
【００３８】
発電機出力電力決定部４１は、バッテリ検出部３８から入力されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣを利用して、発電機３３の出力電力の上限値（発電機上限電力）Ｐｇｕ及び下限値（発電機下限電力）Ｐｇｌを決定し、決定結果である発電機上限電力Ｐｇｕと発電機下限電力Ｐｇｌとを発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力するものである。
この発電機出力電力決定部４１は、図３（ｃ）に示すように、発電機上限電力記憶部４１ａ、発電機下限電力記憶部４１ｂ、発電機上限電力抽出部４１ｃ及び発電機下限電力抽出部４１ｄとから構成されている。
【００３９】
発電機上限電力記憶部４１ａは、図８に示すような予め設定されたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対する発電機３３の出力電力の上限値（発電機上限電力）Ｐｇｕを格納している。但し、図８は、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対する発電機上限電力Ｐｇｕの特性を示す図である。尚、発電機上限電力Ｐｇｕはエンジン３２及び発電機３３の効率が良好となるような値に設定されている。
発電機下限電力記憶部４１ｂは、図９に示すような予め定められたバッテリ３１の充電状態ＳＯＣに対する発電機３３の出力電力の下限値（発電機下限電力）Ｐｇｌの特性を示す図である。尚、発電機下限電力Ｐｇｌはエンジン３２及び発電機３３の効率が良好となるような値に設定されている。
【００４０】
発電機上限電力抽出部４１ｃは、バッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する発電機上限電力Ｐｇｕを発電機上限電力記憶部４１ａから抽出する。この抽出された発電機上限電力Ｐｇｕが発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力される。
発電機下限電力抽出部４１ｄは、バッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する発電機下限電力Ｐｇｌを発電機下限電力記憶部４１ｂから抽出する。この抽出された発電機下限電力Ｐｇｌが発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力される。
【００４１】
負荷電圧センサ４２は、電動アクチュエータの入力部の電圧を検出し、検出結果である負荷電圧ＶＬを負荷電力検出部４４へ出力する。
負荷電流センサ４３は、電動アクチュエータの入力部の電流を検出し、検出結果である負荷電流ＩＬを負荷電力検出部４５へ出力する。
負荷電力検出部４４は、負荷電圧センサ４２から入力される負荷電圧ＶＬ、及び負荷電流センサ４３から入力される負荷電流ＩＬを利用し、下記式を演算することにより電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬを検出し、検出結果である負荷要求電力ＰＬを発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００４２】
発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷電力検出部４４から入力される電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬ、バッテリ最大充電電力決定部３９から入力される最大充電電力Ｐｂｃ ＊と、バッテリ最大放電電力決定部４０から入力される最大放電電力Ｐｂｄ ＊と、発電機出力電力決定部４１から入力される発電機上限電力Ｐｇｕ及び発電機下限電力Ｐｇｌとを基に、バッテリ充放電電力Ｐｂ ＊及び発電機出力電力Ｐｇ ＊を決定する（図１１参照）。そして、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、決定結果であるバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊をバッテリ電力制御部４６へ出力し、発電機出力電力Ｐｇ ＊を発電機電力制御部４７へ出力する。
【００４３】
バッテリ電力制御部４６は、発電機／バッテリ電力配分決定部４５から入力されるバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を基にバッテリ３１の充放電を制御する。
発電機電力制御部４７は、発電機３３の発電を発電機／バッテリ電力配分決定部４５から入力される発電機出力電力Ｐｇ ＊を基に制御する。
【００４４】
さらに、上記構成を有する電力制御機構３０における電力制御方法について図１０、図１１および図１２を参照しつつ説明する。但し、図１０は電力制御方法の手順を示すフローチャートである。図１１は図１０のフローチャートに示す発電機とバッテリの電力配分決定処理の手順を示すフローチャートである。図１２は発電機とバッテリの電力配分を説明するための説明図である。
【００４５】
図１０におけるステップＳ１０１において、バッテリ検出部３８のバッテリ充電状態検出部３８ａは、バッテリ電流センサ３６から入力されるバッテリ３１の出力電流Ｉｂとバッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力される端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎとを利用し、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１のバッテリ温度ＴＥＭＰｂで端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎを補正しながら、バッテリ３１の充電状態ＳＯＣを算出する。
また、最大セル電圧値検出部３８ｂは、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎに基づいて、端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎのうち最大の端子間電圧（最大セル電圧値）Ｖｂｃｍａｘを検出する。
さらに、最小セル電圧値検出部３８ｃは、バッテリ電圧センサ３７１、３７２、…、３７ｎから入力されるバッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎに基づいて、端子間電圧Ｖｂｃ１、Ｖｂｃ２、…、Ｖｂｃｎのうち最小の端子間電圧（最小セル電圧値）Ｖｂｃｍｉｎを検出する。
そして、バッテリ検出部３８は、バッテリ充電状態検出部３８ａによって検出された充電状態ＳＯＣをバッテリ最大充電電力決定部３９、バッテリ最大放電電力決定部４０及び発電機出力電力決定部４１へ出力する。また、バッテリ検出部３８は、最大セル電圧値検出部３８ｂによって検出された最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘをバッテリ最大充電電力決定部３９へ出力する。さらに、バッテリ検出部３８は、最小セル電圧値検出部３８ｃによって検出された最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎをバッテリ最大放電電力決定部４０へ出力する。
【００４６】
続いて、ステップＳ１０２において、バッテリ最大充電電力決定部３９の充電電力抽出部３９ｃは、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１の温度ＴＥＭＰｂ及びバッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する充電電力Ｐｂｃを充電電力記憶部３９ａから抽出するとともに、充電電力低減量抽出部３９ｄは、バッテリ検出部３８から入力される最大セル電圧値Ｖｂｃｍａｘに対する充電電力低減量ΔＰｂｃを充電電力低減量記憶部３９ｂから抽出する。そして、最大充電電力算出部３９ｅは、充電電力抽出部３９ｃによって抽出された充電電力Ｐｂｃから充電電力低減量抽出部３９ｄによって抽出された充電電力低減量ΔＰｂｃを減算することによって最大充電電力Ｐｂｃ ＊を算出し（Ｐｂｃ ＊＝Ｐｂｃ−ΔＰｂｃ）、バッテリ最大充電電力決定部３９は、算出結果である最大充電電力Ｐｂｃ ＊を発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００４７】
さらに続いて、ステップＳ１０３において、バッテリ最大放電電力決定部４０の放電電力抽出部４０ｃは、バッテリ温度センサ３５から入力されるバッテリ３１の温度ＴＥＭＰｂ及びバッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する放電電力Ｐｂｄを放電電力記憶部４０ａから抽出するとともに、充電電力低減量抽出部４０ｄは、バッテリ検出部３８から入力される最小セル電圧値Ｖｂｃｍｉｎに対する放電電力低減量ΔＰｂｄを放電電力低減量記憶部４０ｂから抽出する。
そして、最大放電電力算出部４０ｅは、放電電力抽出部４０ｃによって抽出された放電電力Ｐｂｄから放電電力低減量抽出部４０ｄによって抽出された放電電力低減量ΔＰｂｄを減算することによって最大放電電力Ｐｂｄ ＊を算出し（Ｐｂｄ ＊＝Ｐｂｄ−ΔＰｂｄ）、バッテリ最大放電電力決定部４０は、算出結果である最大放電電力Ｐｂｄ ＊を発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００４８】
続いて、ステップＳ１０４において、発電機出力電力決定部４１の発電機上限電力抽出部４１ｃは、バッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する発電機上限電力Ｐｇｕを発電機上限電力記憶部４１ａから抽出するとともに、発電機下限電力抽出部４１ｄは、バッテリ検出部３８から入力される充電状態ＳＯＣに対応する発電機下限電力Ｐｇｌを発電機下限電力記憶部４１ｂから抽出する。そして、発電機出力電力設定部４１は、抽出した発電機上限電力Ｐｇｕと発電機下限電力Ｐｇｌとを発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００４９】
さらに続いて、ステップＳ１０５において、負荷電力検出部４４は、負荷電圧センサ４２から入力される負荷電圧ＶＬと、負荷電流センサ４３から入力される負荷電流ＩＬとを基に、負荷要求電力ＰＬを検出し、検出結果である負荷要求電力ＰＬを発電機／バッテリ電力配分決定部４５へ出力する。
【００５０】
続いて、ステップＳ１０６において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷電力検出部４４から入力される電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬと、バッテリ最大充電電力決定部３９から入力される最大充電電力Ｐｂｃ ＊と、バッテリ最大放電電力決定部４０から入力される最大放電電力Ｐｂｄ ＊と、発電機出力電力決定部４１から入力される発電機上限電力Ｐｇｕ及び発電機下限電力Ｐｇｌとを基に、バッテリ充放電電力Ｐｂ ＊及び発電機出力電力Ｐｇ ＊を決定する。そして、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ充放電電力Ｐｂ ＊をバッテリ電力制御部４６へ出力し、発電機出力電力Ｐｇ ＊を発電機電力制御部４７へ出力する。
即ち、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、発電機とバッテリの電力配分決定処理を行う（図１１参照）。
【００５１】
さらに続いて、ステップＳ１０７において、バッテリ電力制御部４６は、発電機／バッテリ電力配分決定部４５から入力されるバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を基にバッテリ３１の充放電を制御する。また、発電機電力制御部４７は、発電機／バッテリ電力配分決定部４５から入力される発電機出力電力Ｐｇ ＊を基に発電機３３の発電を制御する。
【００５２】
次に、電力制御機構３０による発電機とバッテリの電力配分決定処理（図１０のステップＳ１０６）について図１１及び図１２を参照しつつ説明する。
【００５３】
図１１におけるステップＳ２０１において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬの値が、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値より小さいか否かを判定する。そして、負荷要求電力ＰＬが最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値より小さいと判定された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２の処理へ移行する。一方、負荷要求電力ＰＬが最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値より小さくないと判定された場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０３の処理へ移行する。
【００５４】
ステップＳ２０２において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“−Ｐｂｃ ＊”とし、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“０”と決定し（図１２中区間Ａ１）、動力配分決定処理を終了する。即ち、バッテリ３１は最大充電電力Ｐｂｃ ＊で充電されることになる。
【００５５】
ステップＳ２０３において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷要求電力ＰＬの値が、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値以上で、且つ、発電機下限電力Ｐｇｌより小さい範囲内にあるか否かを判定する。そして、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にあると判定された場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０４の処理に移行する。一方、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にないと判定された場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、ステップＳ２０７の処理に移行する。
【００５６】
ステップＳ２０４において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値が、アクチュエータの負荷要求電力ＰＬの値から発電機下限電力Ｐｇｌの値を減算して得られる減算値（ＰＬ−Ｐｇｌ）より大きいか否かを判定する。そして、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値が前記減算値（ＰＬ−Ｐｇｌ）より大きいと判定された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳ２０５の処理に移行する。一方、最大充電電力Ｐｂｃ ＊の負の値が前記減算値（ＰＬ−Ｐｇｌ）より大きくないと判定された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０６の処理に移行する。
【００５７】
ステップＳ２０５において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“−Ｐｂｃ ＊”とし、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“ＰＬ−（−Ｐｂｃ ＊）”と決定し（図１２中区間Ａ２）、動力配分決定処理を終了する。即ち、バッテリ３１は最大充電電力Ｐｂｃ ＊で充電され、バッテリ３１を最大充電電力Ｐｂｃ ＊で充電するための電力の不足分が発電機３３によって補われることになる。尚、発電機３３による発電機出力電力Ｐｇ ＊は発電機３３の発電機下限電力Ｐｇｌを下回っているが、発電機３３による発電機出力電力Ｐｇ ＊を発電機下限電力Ｐｇｌとすると、バッテリ３１の最大充電電力Ｐｂｃ ＊を超えた電力によりバッテリ３１が充電されることになるので、これを回避するために、発電機下限電力Ｐｇｌ以下で発電機３３を稼動させている。
【００５８】
ステップＳ２０６において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“ＰＬ−Ｐｇｌ”とし、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“Ｐｇｌ”と決定し（図１２中区間Ａ３）、動力配分決定処理を終了する。即ち、発電機３３の発電機電力Ｐｇを発電機３３の発電機下限電力Ｐｇｌに制御し、発電機３３によって発電された電力の余剰分をバッテリ３１に充電させている。
【００５９】
ステップＳ２０７において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷要求電力ＰＬの値が、発電機下限電力Ｐｇｌの値以上で、且つ、発電機上限電力Ｐｇｕより小さい範囲内にあるか否かを判定する。そして、アクチュエータの負荷要求電力ＰＬがその範囲内にあると判定された場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、ステップＳ２０８の処理に移行する。一方、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にないと判定された場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、ステップＳ２０９の処理に移行する。
【００６０】
ステップＳ２０８において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“０”とし、発電機３３の発電機電力Ｐｇ ＊を“ＰＬ”と決定し（図１２中区間Ａ４）、動力配分決定処理を終了する。即ち、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇが発電機下限電力Ｐｇｌ以上発電機上限電力Ｐｇｕ未満の範囲内であり、バッテリ３１は充放電していない。
【００６１】
ステップＳ２０９において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷要求電力ＰＬの値が、発電機上限電力Ｐｇｕの値以上で、且つ、発電機上限電力Ｐｇｕの値にバッテリ３１の最大放電電力Ｐｂｄ ＊の値を加算して得られる加算値（Ｐｇｕ＋Ｐｂｄ ＊）より小さい範囲内にあるか否かを判定する。負荷要求電力ＰＬがその範囲内にあると判定された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０の処理に移行する。一方、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にないと判定された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、ステップＳ２１１の処理に移行する。
【００６２】
ステップＳ２１０において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“ＰＬ−Ｐｇｕ”と決定し、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“Ｐｇｕ”と決定し（図１２中区間Ａ５）、動力配分決定処理を終了する。即ち、発電機３３によって発電される電力（発電機出力電力Ｐｇ ＊）が発電機上限電力Ｐｇｕに制限されるとともに、発電機３３の発電電力の不足分“ＰＬ−Ｐｇｕ”がバッテリ３１の放電電力により補われる。尚、バッテリ３１の放電電力は、最大放電電力Ｐｂｄ ＊以下である。
【００６３】
ステップＳ２１１において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、負荷要求電力ＰＬの値が、発電機上限電力Ｐｇｕの値にバッテリ３１の最大放電電力Ｐｂｄ ＊の値を加算した加算値（Ｐｇｕ＋Ｐｂｄ ＊）以上で、且つ、発電機最大電力Ｐｇｍａｘの値にバッテリ３１の最大放電電力Ｐｂｄの値を加算して得られる加算値（Ｐｇｍａｘ＋Ｐｂｄ ＊）より小さい範囲内にあるか否かを判定する。そして、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にあると判定された場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、ステップＳ２１２の処理に移行する。一方、負荷要求電力ＰＬがその範囲内にないと判定された場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、ステップＳ２１３の処理に移行する。尚、発電機最大電力Ｐｇｍａｘは、エンジン３２と発電機３３の性能によって決まる発電機３３の出力電力の最大値である。
【００６４】
ステップＳ２１２において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“Ｐｂｄ ＊”と決定し、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“ＰＬ−Ｐｂｄ ＊”と決定し（図１２中区間Ａ６）、動力配分決定処理を終了する。即ち、バッテリ３３は最大放電電力Ｐｂｄ ＊で放電するように制御され、発電機３３は“ＰＬ−Ｐｂｄ ＊”の電力を発電するように制御される。尚、発電機３３とバッテリ３１とによりアクチュエータの負荷要求電力ＰＬをアクチュエータへ供給できるように、発電機３３は発電機上限電力Ｐｇｕを超える電力を発電するように稼動している。
【００６５】
ステップＳ２１３において、発電機／バッテリ電力配分決定部４５は、バッテリ３１のバッテリ充放電電力Ｐｂ ＊を“Ｐｂｄ ＊”と決定し、発電機３３の発電機出力電力Ｐｇ ＊を“Ｐｇｍａｘ”と決定し（図１２中区間Ａ７）、動力配分決定処理を終了する。即ち、バッテリ３１は最大放電電力Ｐｂｄ ＊で放電するように制御され、発電機３３は発電機最大電力Ｐｇｍａｘの電力を発電するように制御される。尚、電動アクチュエータの負荷要求電力ＰＬの全てがアクチュエータに供給されないことになる。
【００６６】
以上説明したハイブリッドショベル１の電力制御機構３０によれば、バッテリ３１のセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧にばらつきが生じても、バッテリ３１の端子間電圧（セルの端子間電圧の総和）に対応した充電電力をセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の最大値（最大セル電圧値）Ｖｂｃｍａｘに対応した充電電力低減量で減算することによって最大充電電力Ｐｂｃ ＊を算出しているため、バッテリ３１を構成するセル３１１、３１２、…、３１ｎの充電が許容範囲内で行われることになる。また、バッテリ３１の端子間電圧（セルの端子間電圧の総和）に対応した放電電力をセル３１１、３１２、…、３１ｎの端子間電圧の最小値（最小セル電圧値）Ｖｂｃｍａｘに対応した放電電力低減量で減算することによって最大放電電力Ｐｂｄ ＊を算出しているため、バッテリ３１を構成するセル３１１、３１２、…、３１ｎの放電が許容範囲内で行われることになる。
この結果、充放電によるバッテリ３１の損傷や劣化を防止することができる。
【００６７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、最大充電電力Ｐｂｃ ＊及び最大放電電力Ｐｂｄ ＊を上記実施の形態で示した手順で算出する必要はなく、最大セル電圧値と最大充電電力Ｐｂｃ ＊とを関連付けて記憶し、その記憶内容を利用して最大充電電力Ｐｂｃ ＊を決定してもよく、また、最小セル電圧値と最大放電電力Ｐｂｄ ＊とを関連付けて記憶し、その記憶内容を利用して最大放電電力Ｐｂｄ ＊を決定してもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、複数のセル間の特性のばらつきのためにセルの端子間電圧にばらつきが生じても、全てのセルの端子間電圧が許容範囲内になり、蓄電器の充放電能力を超えることによる蓄電器の劣化や損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の電力制御機構が適用されるハイブリッドショベルの概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示したハイブリッドショベルの電力制御機構を説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示したハイブリッドショベルの電力制御機構を説明するためのブロック図である。
【図４】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの充電状態ＳＯＣに対する当該バッテリの充電電力の特性を示す図である。
【図５】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの最大セル電圧値に対する充電電力低減量の特性を示す図である。
【図６】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの充電状態ＳＯＣに対する当該バッテリの放電電力の特性を示す図である。
【図７】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの最小セル電圧値に対する充電電力低減量の特性を示す図である。
【図８】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの充電状態ＳＯＣに対する発電機の発電機上限電力の特性を示す図である。
【図９】図１に示したハイブリッドショベルに搭載されるバッテリの充電状態ＳＯＣに対する発電機の発電機下限電力の特性を示す図である。
【図１０】図２に示した電力制御機構による電力制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のフローチャートに示す発電機とバッテリの電力配分決定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１のフローチャートに示す動力配分決定処理の補足説明図である。
【符号の説明】
１ ハイブリッドショベル
３０ 電力制御機構
３１、３１１〜３１ｎ バッテリ
３２ エンジン
３３ 発電機
３５ バッテリ温度センサ
３６ バッテリ電流センサ
３７、３７１〜３７ｎ バッテリ電圧センサ
３８ バッテリ検出部
３８ａ バッテリ充電状態検出部
３８ｂ 最大セル電圧値検出部
３８ｃ 最小セル電圧値検出部
３９ バッテリ最大充電電力決定部
３９ａ 充電電力記憶部
３９ｂ 充電電力低減量記憶部
３９ｃ 充電電力抽出部
３９ｄ 充電電力低減量記憶部
３９ｅ 最大充電電力算出部
４０ バッテリ最大放電電力決定部
４０ａ 放電電力記憶部
４０ｂ 放電電力低減量記憶部
４０ｃ 放電電力抽出部
４０ｄ 放電電力低減量記憶部
４０ｅ 最大放電電力算出部
４１ 発電機出力電力決定部
４２ 負荷電圧センサ
４３ 負荷電流センサ
４４ 負荷電力検出部
４５ 発電機／バッテリ電力配分決定部
４６ バッテリ電力制御部
４７ 発電機電力制御部
Claims (3)
- エンジンと、前記エンジンに駆動される発電機と、複数のセルで構成される蓄電器と、前記発電機及び前記蓄電器により供給される電力により駆動される電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータにより駆動される作業部材とを備えたハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置であって、
前記複数のセルの電圧値のうち最大の電圧値である最大セル電圧値を検出する最大セル電圧値検出手段と、
前記複数のセルの電圧値のうち最小の電圧値である最小セル電圧値を検出する最小セル電圧値検出手段と、
前記最大セル電圧値検出手段により検出され前記最大セル電圧値に基づいて前記蓄電器の最大充電電力を決定する最大充電電力決定手段と、
前記最小セル電圧値検出手段により検出された前記最小セル電圧値に基づいて前記蓄電器の最大放電電力を決定する最大放電電力決定手段と、を備えたことを特徴とするハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置。 - 前記最大充電電力決定手段は、
前記蓄電器の充電状態或いは温度を検出する検出手段と、
前記蓄電器の充電状態或いは温度に関連付けて当該充電状態或いは温度に応じて定められた充電電力を記憶する充電電力記憶手段と、
前記セル電圧最大値に関連付けて当該セル電圧最大値に応じて定められた前記蓄電器の充電電力を低減させる充電電力低減量を記憶する充電電力低減量記憶手段と、
前記充電電力記憶手段から前記検出手段により検出された前記充電状態或いは温度に関連付けられた前記充電電力を抽出する充電電力抽出手段と、
前記充電電力低減量記憶手段から前記最大セル電圧値検出手段により検出された前記最大セル電圧値に関連付けられた前記充電電力低減量を抽出する充電電力低減量抽出手段と、
前記充電電力抽出手段により抽出された前記充電電力から前記充電電力低減量抽出手段により抽出された前記充電電力低減量を減算することにより前記蓄電器の前記最大充電電力を算出する最大充電電力算出手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置。 - 前記最大放電電力検定手段は、
前記蓄電器の充電状態或いは温度を検出する検出手段と、
前記蓄電器の充電状態或いは温度に関連付けて当該充電状態或いは温度に応じて定められた放電電力を記憶する放電電力記憶手段と、
前記セル電圧最小値に関連付けて当該セル電圧最小値に応じて定められた前記蓄電器の放電電力を低減させる放電電力低減量を記憶する放電電力低減量記憶手段と、
前記放電電力記憶手段から前記検出手段により検出された前記充電状態或いは温度に関連付けられた前記放電電力を抽出する放電電力抽出手段と、
前記放電電力低減量記憶手段から前記最小セル電圧値検出手段により検出された前記最小セル電圧値に関連付けられた前記放電電力低減量を抽出する放電電力低減量抽出手段と、
前記放電電力抽出手段により抽出された前記放電電力から前記放電電力低減量抽出手段により抽出された前記放電電力低減量を減算することにより前記蓄電器の前記最大放電電力を算出する最大放電電力算出手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動型建設機械の電力制御装置。
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Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012568A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Toyota Motor Corp | 二次電池の制御装置 |
| JP2007165211A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 蓄電池管理装置 |
| JP2007226992A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Nissan Motor Co Ltd | 組電池制御装置および組電池制御方法 |
| JP2008301542A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池車両 |
| JP2008547365A (ja) * | 2005-06-14 | 2008-12-25 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーの充電または放電出力の調整方法及び装置 |
| JP2009131053A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Daihatsu Motor Co Ltd | 発電制御方法 |
| JP2010200392A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | 充電器 |
| JP2011257434A (ja) * | 2011-09-30 | 2011-12-22 | Daikin Ind Ltd | エンジンの寿命予測装置及び冷凍装置 |
| WO2012102351A1 (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル |
| WO2012157065A1 (ja) | 2011-05-16 | 2012-11-22 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 電池制御装置 |
| KR20140059135A (ko) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | 배터리 제어 ic 및 이를 위한 제어 방법 |
| CN104253463A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 现代自动车株式会社 | 用于限制电池的功率的系统和方法 |
| JP2017167162A (ja) * | 2017-06-06 | 2017-09-21 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電池制御ｉｃ及びコンピュータシステム |
| CN109278588A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-01-29 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种控制锂电池温度的方法 |
| WO2020205165A1 (en) * | 2019-04-05 | 2020-10-08 | Oshkosh Corporation | Battery management systems and methods |
| US11774507B2 (en) | 2021-03-04 | 2023-10-03 | Kilpatrick Townsend & Stockton Llp | Method and device for estimating power limit of battery pack, and battery management system |
-
2003
- 2003-02-28 JP JP2003053620A patent/JP3908679B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008547365A (ja) * | 2005-06-14 | 2008-12-25 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーの充電または放電出力の調整方法及び装置 |
| US7683579B2 (en) | 2005-06-14 | 2010-03-23 | Lg Chem, Ltd. | Method and apparatus of controlling for charge/discharge power of battery |
| JP2007012568A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Toyota Motor Corp | 二次電池の制御装置 |
| JP2007165211A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 蓄電池管理装置 |
| JP2007226992A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Nissan Motor Co Ltd | 組電池制御装置および組電池制御方法 |
| JP2008301542A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池車両 |
| JP2009131053A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Daihatsu Motor Co Ltd | 発電制御方法 |
| JP2010200392A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | 充電器 |
| JP5647270B2 (ja) * | 2011-01-28 | 2014-12-24 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル、ショベルの制御方法 |
| WO2012102351A1 (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル |
| US9203261B2 (en) | 2011-01-28 | 2015-12-01 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Excavator |
| US9680320B2 (en) | 2011-05-16 | 2017-06-13 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Battery control apparatus |
| WO2012157065A1 (ja) | 2011-05-16 | 2012-11-22 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 電池制御装置 |
| EP2712046B1 (en) * | 2011-05-16 | 2019-07-17 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Battery control device |
| JP2011257434A (ja) * | 2011-09-30 | 2011-12-22 | Daikin Ind Ltd | エンジンの寿命予測装置及び冷凍装置 |
| KR20140059135A (ko) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | 배터리 제어 ic 및 이를 위한 제어 방법 |
| CN103812161A (zh) * | 2012-11-07 | 2014-05-21 | 瑞萨电子株式会社 | 电池控制ic及其控制方法 |
| JP2014095561A (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-22 | Renesas Electronics Corp | 電池制御ｉｃ及びその制御方法 |
| KR102095432B1 (ko) * | 2012-11-07 | 2020-03-31 | 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | 배터리 제어 ic 및 이를 위한 제어 방법 |
| CN104253463A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 现代自动车株式会社 | 用于限制电池的功率的系统和方法 |
| JP2015011983A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 現代自動車株式会社 | バッテリパワーの制限方法 |
| JP2017167162A (ja) * | 2017-06-06 | 2017-09-21 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電池制御ｉｃ及びコンピュータシステム |
| CN109278588A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-01-29 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种控制锂电池温度的方法 |
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