JP2005325883A - 作業車両のハイブリッド駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】コントロール弁で生じるエネルギー損失を最少に押さえ、システム効率を向上するとともに、操作性能を維持することができ、しかも低コスト、低燃費である作業車両のハイブリッド駆動システムを提供する。
【解決手段】コントロール弁３，６からの戻りライン３３，３４の下流に油圧モータ１２，１５を設置し、油圧モータ１２，１５により発電機１１，１６を駆動する。発電機／電動モータ１７が電動モータとして機能するとき、発電機１１，１６で発生した電力は優先的に発電機／電動モータ１７の駆動に使用され、エンジン１をアシストする。アクチュエータ４，５の流入側の圧力を監視し、その圧力が同じになるように発電機１１，１６の発電量を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、油圧ショベルやホイルローダなど建設機械、テレハンドラー等の作業機械などの作業車両のハイブリッド駆動システムに関する。

油圧ショベル等の建設機械に代表される作業車両の駆動システムは、一般に、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油により駆動される第１及び第２アクチュエータを含む複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第１及び第２コントロール弁を含む複数のコントロール弁とを備えている。操作者はコントロール弁の操作によりバルブ絞り量（開口面積）を調整し、アクチェータへの圧油の流量を制御する。

コントロール弁がセンターバイパスタイプ（オープンセンタタイプとも言う）である場合、コントロール弁の中には、油圧ポンプからアクチェータに圧油を供給するメータイン流路、アクチェータからタンクに圧油を戻すメータアウト流路、油圧ポンプからタンクヘ圧油を戻すセンターバイパス流路の３つの流路があり、それぞれの流路には可変絞りが設けられている。

また、近年、駆動システムの電動化或いはハイブリッド化が検討されており、例えば２００３年９月１９日自動車技術会秋期学術講演会において発表された、社団法人自動車技術会・学術講演会・前刷集Ｎｏ．８６−０３、１〜６頁、「ハイブリッドショベルの動力源制御システムの開発」には、エンジンの電力を一旦全て電力に変換し、電気でアクチェータと同数の油圧ポンプを駆動するハイブリッドシステムが提案されている。

更に、特開２０００−１３６８０６号公報には、アクチュエータからコントロール弁を迂回してタンクヘと圧油が流れる経路に油圧ポンプ／モータを設置し、その油圧ポンプ／モータに発電機／モータを連結したハイブリッドシステムが記載されている。アクチュエータの駆動時、アクチュエータからの戻り油は油圧ポンプ／モータを駆動して発電機／モータを回転させ、電気を発生させる。この電気はバッテリに貯蓄される。圧油エネルギーの再生時には、バッテリに蓄積された電力によって発電機／モータを駆動して油圧ポンプ／モータを駆動し、油圧ポンプ／モータからの圧油をアクチュエータを駆動する際の補助として用いる。

社団法人自動車技術会・学術講演会・前刷集Ｎｏ．８６−０３、１〜６頁、「ハイブリッドショベルの動力源制御システムの開発」 特開２０００−１３６８０６号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。

作業車両に搭載される一般的な油圧駆動システムでは、操作性をよくするためにコントロール弁での損失がかなり大きくなる。その原因は次のようである。

１）アクチェータの摩擦力の影響やアクチェータ内のキャビテーションの発生を防ぐために、アクチェータが動く場合にコントロール弁のメータアウト側に常に所定の絞り量を持たせ、アクチュエータ出側に最低圧力を保持する必要がある。

２）例えば、油圧ショベルのブームとバケットを同時に駆動するときなど、負荷が異なる複数のアクチェータを同時に動かす場合、油圧ポンプが１つであるため、もし、複数のアクチュエータに対応するコントロール弁の絞り量が同じであれば、油圧ポンプの圧油は負荷の軽いアクチェータ（例えばバケット用のアクチュエータ）だけに流れ、負荷の大きなアクチェータ（例えばブーム用のアクチュエータ）を駆動できなくなるおそれがある。それを防止するために、負荷の軽いアクチュエータ側のコントロール弁のメータアウト絞りの開口面積を負荷の大きなアクチュエータ側のコントロール弁のメータアウト絞りの開口面積より小さくする必要があり、その結果、負荷の軽いアクチュエータ側のコントロール弁に余分な絞り損失が発生する。負荷の差が大きければ大きいほどその損失は大きくなる。

３）油圧ポンプから吐出した圧油の流量がアクチェータで必要とされる流量より多い場合、余った分の流量はセンターバイパスラインを介してタンクに戻される。その流量は少ないが、圧力が高いため、消費エネルギの面では無視できないレベルである。

また、エンジンの燃料効率（燃費）はエンジン回転数と負荷トルクに影響される。一般的な油圧駆動システムでは、エンジンが直接油圧ポンプを駆動しているため、油圧ポンプの負荷が変わるとエンジンの負荷トルクも変わり、エンジンの燃料効率が悪くなることがある。

上記「ハイブリッドショベルの動力源制御システムの開発」に記載のハイブリッドシステムは省エネの面でよいが、部品点数が大幅に増え、生産コストの面で現実的とはいえない。

特開２０００−１３６８０６号公報に記載のハイブリッドシステムでは、上記１）と３）の損失を回収可能である。しかし、複数のアクチュエータからの戻り油を１つの油圧モータに導き、発電機／モータを駆動しているので、上記２）で述べたように、負荷の異なるアクチュエータを同時に動かすとき、油圧ポンプの圧油は負荷の軽いアクチェータ（例えばバケット用のアクチュエータ）だけに流れ、負荷の大きなアクチェータ（例えばブーム用のアクチュエータ）を駆動できなくなるおそれがある。また、負荷圧の差の損失を回避することもできない。

また、特開２０００−１３６８０６号公報に示したエネルギの再利用方法では、油圧システムから回収した電力を一旦バッテリに蓄積し、その後、発電機／モータを駆動して油圧モータをポンプ駆動し、エンジン駆動によるポンプ流量をアシストする。この方法では、大容量のバッテリが必要でありかつバッテリの充放電が頻繁となり、バッテリコストが高くなり、バッテリ寿命も短くなる。

本発明の目的は、コントロール弁で生じるエネルギー損失を最少に押さえ、システム効率を向上するとともに、操作性能を維持することができ、しかも低コスト、低燃費である作業車両のハイブリッド駆動システムを提供することである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油により駆動される第１及び第２アクチュエータを含む複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第１及び第２コントロール弁を含む複数のコントロール弁とを備えた作業車両のハイブリッド駆動システムにおいて、前記第１及び第２コントロール弁の少なくとも一方のメータアウト流路を経由したアクチュエータからの戻り油をタンクに流す経路に設けられた少なくとも１つの油圧モータと、前記油圧モータにより駆動される少なくとも１つの発電機と、前記第１及び第２アクチュエータの流入側の圧力が同じになるように前記発電機の発電量を制御する制御手段とを備えるものとする。

このように油圧モータと発電機と制御手段を設け、第１及び第２アクチュエータの流入側の圧力が同じになるように前記発電機の発電量を制御することにより、上記一方のコントロール弁のメータアウト流路の絞りの開口面積を従来よりも大きくしたとき、上記一方のコントロール弁に係わるアクチュエータが負荷の軽いアクチュエータであり他方のコントロール弁に係わるアクチュエータが負荷の大きなアクチュエータである場合にも、第１及び第２アクチュエータの両方に第１及び第２コントロール弁の操作信号に応じた流量の圧油を供給することができ、操作性能を維持することができる。また、上記一方のコントロール弁のメータアウト流路の絞りの開口面積を従来よりも大きくすることができ、かつ従来の圧力損失分を電気に変換するので、コントロール弁で生じるエネルギー損失を最少に抑え、システム効率を向上することができる。

また、発電機で発生した電力で油圧ポンプを駆動してエンジンをアシストすることで、エンジンの負荷トルクの変動を少なくすることができ、これによりエンジンはいつも燃費が良く、高効率の状態で働くことが可能になる。

また、発電機で発生した電力で油圧ポンプを駆動してエンジンをアシストすることで、同じパワーの作業車両に対して従来よりも小型のエンジンを使用することができ、燃料消費量が減るとともにコストも下げることができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記少なくとも１つの油圧モータは前記第１及び第２コントロール弁に対応して設けられた第１及び第２の２つの油圧モータを含み、前記少なくとも１つの発電機は前記第１及び第２油圧モータにより駆動される第１及び第２の２つの発電機を含み、前記制御手段は、前記第１及び第２アクチュエータの流入側の圧力が同じになるように前記第１及び第２発電機のトルクを制御する。

これにより第１及び第２アクチュエータのどちらが低負荷側となった場合でも、第１及び第２アクチュエータの両方に第１及び第２コントロール弁の操作信号に応じた流量の圧油を供給することができ、操作性能を維持することができる。

（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２コントロール弁は中立時に前記油圧ポンプからの圧油をタンクに流すセンターバイパス流路を備えるセンターバイパスタイプであり、前記少なくとも１つの油圧モータは前記センターバイパス流路を経由した戻り油をタンクに流す経路にも位置している。

これにより油圧ポンプから吐出した圧油の流量がアクチェータで必要とされる流量より多く、余った分の流量がセンターバイパスラインを介してタンクに戻される場合でも、その圧油のエネルギーを回収することができ、更にシステム効率が向上する。

（４）また、上記（１）において、好ましくは、前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記油圧ポンプに連結された発電機兼電動モータと、蓄電装置とを更に備え、前記制御手段は、前記発電機で回収された電力を優先的に前記発電機兼電動モータの駆動に使用するように回収電力の配分を制御する。

これにより回収された電力の大部分が直接エンジンをアシストして油圧ポンプを駆動するので、大きなバッテリで頻繁に大電流で充、放電することを避けられ、バッテリのコストダンと寿命延長することが可能である。

（５）また、上記（４）において、好ましくは、前記制御手段は、前記エンジンの必要負荷トルクを演算し、その必要負荷トルクが前記エンジンの最適負荷トルクより低いときは前記エンジンがその最適負荷トルクで駆動するよう制御する。

これによりエンジンが最適の負荷状態で働く頻度が増え、システム効率を更に向上することができる。

１）従来、コントロール弁に掛け捨てられたエネルギを回収でき、システム効率を向上することができる。

２）回収したエネルギー（電力）でエンジンの駆動をアシストすることで、エンジンの負荷トルクの変動を少なくすることができ、これによりエンジンはいつも燃費が良く、高効率の状態で働くことが可能になる。

３）同じパワーの作業車両に対して従来よりも小型のエンジンを使用することができ、燃料消費量が減るとともにコストも下げることができる。

４）他の形式のハイブリッドシステムに比べ、部品点数の増加が少なく、コストを抑えることができる。

５）コントロール弁での絞り損失が大幅に減らせるため、冷却システムの負荷も改善でき、機械のコスト低減と性能向上に貢献できる。

６）第１及び第２アクチュエータのどちらが低負荷側となった場合でも、第１及び第２アクチュエータの両方に第１及び第２コントロール弁の操作信号に応じた流量の圧油を供給することができ、操作性能を維持することができる。

７）油圧ポンプから吐出した圧油の流量がアクチェータで必要とされる流量より多く、余った分の流量がセンターバイパスラインを介してタンクに戻される場合でも、その圧油のエネルギーを回収することができ、更にシステム効率が向上する。

８）回収された電力の大部分が直接エンジンをアシストして油圧ポンプを駆動するので、大きなバッテリで頻繁に大電流で充、放電することを避けられ、バッテリのコストダンと寿命延長することが可能である。

９）エンジンが最適の負荷状態で働く頻度が増え、システム効率を更に向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
本発明の第１の実施の形態を図１〜図Ｘにより説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態に係わる作業車両のハイブリッド駆動システムを示す図である。ハイブリッド駆動システムは、エンジン１と、このエンジン１により駆動される油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２の吐出油により駆動される第１及び第２油圧アクチュエータ４，５と、油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ４，５に供給される圧油の流れを制御する第１及び第２コントロール弁３，６とを備えている。第１及び第２油圧アクチュエータ４，５は例えば油圧ショベルのブーム及びバケットを駆動する油圧シリンダである。油圧ポンプ２の吐出ライン３２には油圧ポンプ２及び吐出ライン３２を含む圧油の供給回路の最高圧を制限するメインリリーフ弁７が設けられている。

コントロール弁３，６はセンターバイパスタイプ（オープンセンタタイプとも言う）であり、コントロール弁３，６の中には、図２に示すように、油圧ポンプ２から油圧アクチェータ４，５に圧油を供給するメータイン流路３ｍｉ，６ｍｉ、油圧アクチェータ４，５からタンクＴに圧油を戻すメータアウト流路３ｍｏ，６ｍｏ、油圧ポンプ２からタンクヘ圧油を戻すセンターバイパス流路３ｃｂ，６ｃｂの３つの流路がある。メータイン流路３ｍｉ，６ｍｉにはメータインの可変絞り３Ａ，６Ａ、メータアウト流路３ｍｏ，６ｍｏにはメータアウトの可変絞り３Ｂ，６Ｂ、センターバイパス流路３ｃｂ，６ｃｂにはセンターバイパスの可変絞り３Ｃ，６Ｃが設けられている。

図１に戻り、油圧ポンプ２の吐出ライン３２はコントロール弁３，６のメータイン流路３ｍｉ，６ｍｉの入口ポートにパラレルに接続されるとともに、コントロール弁３，６のメータイン流路３ｍｉ，６ｍｉの出口ポート及びメータアウト流路３ｍｏ，６ｍｏの入口ポートはアクチュエータ４，５に接続されている。コントロール弁３，６のメータアウト流路３ｍｏ，６ｍｏの出口ポートは戻りライン３３，３４を介してタンクＴに接続されている。

コントロール弁３，６のセンターバイパス流路３ｃｂ，６ｃｂはコントロール弁３，６の中立時に油圧ポンプ２からの圧油をタンクＴに流すためのものであり、コントロール弁３のセンターバイパス流路３ｃｂの入口ポートはセンターバイパスライン３１ａを介して油圧ポンプ２の吐出ライン３２に接続され、コントロール弁３のセンターバイパス流路３ｃｂの出口ポートはセンターバイパスライン３１ｂを介してコントロール弁６のセンターバイパス流路６ｃｂの入口ポートに接続され、コントロール弁６のセンターバイパス流路６ｃｂの出口ポートはセンターバイパスライン３１ｃを介してタンクＴに接続されている。センターバイパスライン３１ｃには戻りライン３４からセンターバイパスライン３１ｃ側への圧油の逆流を防止する逆止弁１４が設けられている。

また、ハイブリッド駆動システムは、コントロール弁３からの戻りライン３３の下流に設置された油圧モータ１２と、コントロール弁６からの戻りライン３４及びセンターバイパスライン３１ｃの下流に設置された油圧モータ１５と、油圧モータ１２，１５にそれぞれ連結され、油圧モータ１２，１５により駆動される発電機１１，１６と、油圧ポンプ２に連結された発電機／電動モータ１７と、蓄電装置１９（バッテリ若しくはキャビステンス）と、発電機１１，１６と発電機／電動モータ１７と蓄電装置１９間の電力の授受を制御する電気制御装置（インバータ／コンバータ）１８とを備えている。

ハイブリッド駆動システムは、更に、コントローラ２０と、油圧ポンプ２の吐出圧力を検出する圧力センサ１０１、油圧モータ１２，１５の入口圧力を検出する圧力センサ１０２，１０９、コントロール弁３，６の操作パイロット圧を検出する圧力センサ１０３，１０６、油圧アクチュエータ４，５のボトム側の圧力を検出する圧力センサ１０４，１０８、油圧アクチュエータ４，５のロッド側の圧力を検出する圧力センサ１０５，１０７、エンジン１の回転数（回転速度）を検出する回転数センサ１１０の各種センサとを有し、コントローラ２０はそれらセンサからの信号と、電気制御装置１８の内部信号としての蓄電装置１９の充電量（ＳＯＣ：state of charge）及び発電機１１，１６の発電量を入力し、所定の演算処理を行い、コントロール弁３，６、発電機１１，１６、発電機／電動モータ１７、エンジン１、蓄電装置１９を制御する。

油圧ポンプ２はエンジン１と発電機／電動モータ１７により駆動される。発電機／電動モータ１７は必要なときに発電機として機能し、エンジン１により駆動され、発生した電力は蓄電装置１９にに充電される。油圧ポンプ２からの吐出油はコントロール弁３，６のメータイン流路３ｍｉ，６ｍｉ及びメータイン可変絞り３Ａ，６Ａを通して油圧アクチュエータ４，５に流入する。油圧アクチュエータ４，５からの戻り油はコントロール弁３，６のメータアウト流路３ｍｏ，６ｍｏ及びメータアウト可変絞り３Ｂ，６Ｂを通して油圧モータ１２，１５を駆動する。油圧モータ１２，１５は更に発電機１１，１６を駆動して発電する。発電機１１，１６で発生した電力は電気制御装置１８に送られ、コントローラ２０の制御により発電機／電動モータ１７を駆動するか、蓄電装置１９に充電される。

操作者は、図示しない操作レバーを操作し、コントロール弁３，６に操作信号である操作パイロット圧を付与して油圧アクチェータ４，５の移動方向と移動速度を制御する。このとき、操作パイロット圧に応じてコントロール弁３，６の各可変絞りの絞り量が調整され、油圧アクチェータ４，５ヘ流れる圧油の流量が調整される。これと同時に、操作者の意志として、操作パイロット圧が圧力センサ１０３，１０６により検出され、コントローラ２０に送られる。コントローラ２０はその信号と、油圧ポンプ２の吐出圧力を検出する圧力センサ１０１の信号、油圧モータ１２，１５の入口圧力を検出する圧力センサ１０２，１０９の信号、油圧アクチュエータ４，５のボトム側の圧力を検出する圧力センサ１０４，１０８の信号、油圧アクチュエータ４，５のロッド側の圧力を検出する圧力センサ１０５，１０７の信号に基づいて発電機１１，１６の発電指令を出力し、油圧モータ１２，１５の入口圧力をそれぞれ制御する。

図３はコントロール弁３，４のメータアウト流路３ｍｏ，６ｍｏの絞り（メータアウトの可変絞り３Ｂ，６Ｂ）の開口面積特性をメータイン流路３ｍｉ，６ｍｉの絞り（メータインの可変絞り３Ａ，６Ａ）及び従来のメータアウト流路の絞り（メータアウト可変絞り）の開口面積特性と比較して示す図である。図中横軸がコントロール弁３，４のスプールストローク（バルブストローク）であり、縦軸が絞りの開口面積である。また、従来のコントロール弁３のメータアウト可変絞りの開口面積特性に符号３Ｂ０を付し、従来のコントロール弁６のメータアウト可変絞りの開口面積特性に符号６Ｂ０を付している。

前述したように、本実施の形態では、第１及び第２油圧アクチュエータ４，５は例えば油圧ショベルのブーム及びバケットを駆動する油圧シリンダであり、油圧アクチュエータ４の負荷（ブーム）が油圧アクチュエータ５の負荷（バケット）よりも大きい場合を想定している。負荷の異なる２つのアクチュエータを１つの油圧ポンプ２の吐出油で同時に駆動する場合、もし、コントロール弁３，６のメータイン可変絞り及びメータアウト可変絞りの開口面積特性（絞り特性）が同じであれば、油圧ポンプ２の吐出油は負荷の小さいアクチュエータ５側に主として流れ、負荷の大きいアクチュエータ４が動けなくなる可能性がある。これを防止するため、従来は、負荷の小さい側のコントロール弁６の開口面積を負荷の大きい側のコントロール弁３の開口面積より大きくなるように開口面積特性３Ｂ０，６Ｂ０を設定していた。この場合、コントロール弁６に余分の絞り損失が発生する。この絞り損失は、負荷の差が大きければ大きいほど大きくなる。

これに対し、本実施の形態では、コントロール弁３，６のメータアウト可変絞り３Ｂ，６Ｂの開口面積特性は例えば同じであり、かつ従来のコントロール弁の特性３Ｂ０，６Ｂ０よりも開口面積が大きくなるように設定されている。

図４は、コントローラ２０で行われる制御内容の概要を示す図である。

コントロール弁３，６を切り換えるための操作信号（圧力センサ１０３，１０６により検出される操作パイロット圧）の値をＩ１，Ｉ２とすると、Ｉ１＝０，Ｉ２＝０は中立時（非作動時）である。Ｉ１＞０，Ｉ２＞０は油圧アクチュエータ４，５の駆動が伸び方向であって、油圧アクチュエータ４，５が負荷を上方に駆動するときであり、Ｉ１＜０，Ｉ２＜０は油圧アクチュエータ４，５の駆動が縮み方向であって、油圧アクチュエータ４，５が負荷を下方に駆動するときである。これらの信号はコントローラ２０に入力され（ブロック１０）、コントローラ２０はその操作信号値に応じて駆動システム制御を行う（ブロック２０）。この駆動システム制御には図４に示したような三つの制御が含まれる。
＜第一の制御＞
第一の制御はコントロール弁３，６の制御である（ブロックＢ３０）。この制御では、コントロール弁３，６のスプールを操作信号Ｉ１，Ｉ２に比例的に移動させ、コントロール弁３，６内の各流路の開口方向と開口量（可変絞りの開口面積）を制御し、コントロール弁３，６を通過する流量を調整する（ブロックＢ３２）。
＜第二の制御＞
第二の制御は発電機１１，１７の制御である（ブロックＢ４０）。この制御は、圧力センサ１０１，１０２，１０９，１０４，１０８，１０５，１０７により油圧ポンプ２の吐出圧力、油圧モータ１２，１５の入口圧力、油圧アクチュエータ４，５のボトム側の圧力、油圧アクチュエータ４，５のロッド側の圧力をセンシングし（ブロックＢ４２）、発電機１１，１６の発電量（トルク）を調整して油圧アクチュエータ４，５の流入側の圧力が同じになるように油圧モータ１２，１５の入口圧力をそれぞれ制御する（ブロックＢ４４）。
＜第三の制御＞
第三の制御はパワーユニットの制御、即ち、エンジン１、蓄電装置１９、発電機／電動モータ１７における再生パワーの使用配分制御である（ブロックＢ５０）。この制御では、回転数センサ１１０、圧力センサ１０１と電気制御装置１８によりエンジン回転数、油圧ポンプ２の吐出圧力（ポンプ圧）、蓄電装置１９の充電量（ＳＯＣ）、発電機１１，１６の発電量（回収電力）をセンシングし（ブロックＢ５２）、操作信号とポンプ圧とエンジン回転数より油圧ポンプ２の吐出流量（ポンプ流量）を求めてポンプ必要パワーWpを算出し（ブロックＢ５４）、ポンプ必要パワーWpを満足できる前提でかつ蓄電装置１９の充電量と回収電力を合わせ考慮し、エンジン１の負荷状態が最高効率点で働くようにエンジン１、蓄電装置１９、発電機／電動モータ１７を制御する。

上記第一の制御は公知の制御であるので、詳細は省略する。上記第二及び第三の制御の詳細を以下に説明する。

図５は第二の制御の詳細を示すフローチャートである。

まず、操作信号Ｉ１を用いて油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）４の動作方向を判定し、下記の如く動作方向指標値Ｃｙａを求める（ステップＳ１００）。

Ｉ１＞０ → Ｃｙａ＝１ （油圧シリンダ４は伸び）
Ｉ１＝０ → Ｃｙａ＝０ （油圧シリンダ４は非作動）
Ｉ１＜０ → Ｃｙａ＝−１（油圧シリンダ４は縮み）
次に、油圧アクチュエータ４の負荷Ｄｐａを下記式により計算する（ステップＳ１１０）。

Ｄｐａ＝（Ｐａ１−Ｐａ２）×Ｃｙａ
Ｐａ１：油圧アクチュエータ４のボトム側の圧力
Ｐａ２：油圧アクチュエータ４のロッド側の圧力
同様に、操作信号値Ｉ２を用いて油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）５の動作方向を判定し、下記の如く動作方向指標値Ｃｙａを求める（ステップＳ１２０）。

Ｉ２＞０ → Ｃｙｂ＝１ （油圧シリンダ５は伸び）
Ｉ２＝０ → Ｃｙｂ＝０ （油圧シリンダ５は非作動）
Ｉ２＜０ → Ｃｙｂ＝−１（油圧シリンダ５は縮み）
油圧アクチュエータ５の負荷Ｄｐｂを下記式により計算する（ステップＳ１３０）。

Ｄｐｂ＝（Ｐｂ１−Ｐｂ２）×Ｃｙｂ
Ｐｂ１：油圧アクチュエータ５のボトム側の圧力
Ｐｂ２：油圧アクチュエータ５のロッド側の圧力
次いで、油圧アクチュエータ４，５の負荷Ｄｐａ，Ｄｐｂの大小を判定し（ステップＳ１４０）、Ｄｐａ＞Ｄｐｂであれば、油圧モータ１２の入口圧力を次のように設定する（ステップＳ１５０）。

Ｐ１ｍ＝Ｐａｍｉｎ
ここでＰａｍｉｎは油圧アクチュエータ４が安定して動作することのできる最小値であり、事前に決められた値である。

次いで、油圧モータ１５の入口圧力を次のように設定する（ステップＳ１７０）。

Ｐ２ｍ＝（Ｄｐａ−Ｄｐｂ）＋Ｐａｍｉｎ
ステップＳ１４０の判定結果がＤｐａ＞Ｄｐｂでない場合は、油圧モータ１５の入口圧力を次のように設定する（ステップＳ１６０）。

Ｐ２ｍ＝Ｐｂｍｉｎ
ここでＰｂｍｉｎは油圧アクチュエータ５が安定して動作することのできる最小値であり、事前に決められた値である。

次いで、油圧モータ１２の入口圧力を次のように設定する（ステップＳ１８０）。

Ｐ２ｍ＝（Ｄｐａ−Ｄｐｂ）＋Ｐｂｍｉｎ
以上のように油圧モータ１２，１５の入口圧力の設定値が決まると、油圧モータ１２，１５の入口圧力をその設定値に近づけるのに必要な発電機１１又は１６の発電トルクを演算し、電気制御装置１８に指令を送る（ステップＳ１９０，Ｓ２００）。電気制御装置１８はその指令を受け、その発電トルクが得られるよう発電機１１又は１６の発電量を制御する。

上記第二の制御を、操作信号Ｉ１，Ｉ２の組み合わせと積極駆動か慣性駆動かを考慮した動作例で説明する。

１）Ｉ１＝０，Ｉ２＞０又はＩ２＜０
この場合は油圧アクチュエータ５の単独操作になり、制御するのは発電機１６だけになる。上記フローチャートでは次のような処理が行われる。

Ｉ１＝０であるためＣｙａ＝０（ステップＳ１００）。よって、油圧アクチュエータ４の負荷はＤｐａ＝０（ステップＳ１１０）となる。

Ｉ２＞０又はＩ２＜０であるためＣｙｂ＝１又は−１（ステップＳ１２０）。よって、油圧アクチュエータ５の負荷はＤｐｂ＝（Ｐｂ１−Ｐｂ２）又は−（Ｐｂ１−Ｐｂ２）となる（ステップＳ１３０）。

１−１）積極駆動時
油圧アクチュエータ５が負荷を積極駆動するときは、Ｄｐｂ＞０であるためＤｐａ＜Ｄｐｂであり、油圧モータ１５の入口圧力はＰ２ｍ＝Ｐｂｍｉｎと設定される（ステップＳ１４０，Ｓ１６０）。そして、油圧モータ１５の入口圧力がその設定値に近づくよう発電機１６の発電量を制御する（ステップＳ１９０，Ｓ２００）。

油圧モータ１５の入口圧力がある一定の値にあるとき、油圧アクチュエータ５の動作が摩擦など外部要因の影響を受けにくくなり、動作の安定性に貢献できる。しかし、油圧モータ１５の入口圧力が大き過ぎると、油圧ポンプ２の吐出圧力も高くなり、全体的な損失が大きくなるとともに、油圧アクチュエータ５の最大駆動力も小さくなる。油圧モータ１５の入口圧力をＰｂｍｉｎに設定することにより最小の損失で最大駆動力を確保しつつ、油圧アクチュエータ５を安定して動作させることができる。

１−２）慣性駆動時
油圧アクチュエータ５が負荷の自重（慣性）により動かされるとき、つまり慣性駆動時は、Ｄｐｂ＜０であるためＤｐａ＞Ｄｐｂであり、油圧モータ１５の入口圧力はＰ２ｍ＝（Ｄｐａ−Ｄｐｂ）＋Ｐａｍｉｎと設定される（ステップＳ１４０，Ｓ１７０）。そして、油圧モータ１５の入口圧力がその設定値に近づくよう発電機１６の発電量を制御する（ステップＳ１９０，Ｓ２００）。これにより油圧アクチュエータ５の逸走を防止しつつ、最小の損失で油圧アクチュエータ５を安定して動作させることができる。

２）Ｉ２＝０，Ｉ１＞０又はＩ１＜０
上記１）と同様の考えで発電機１１が制御される。

３）Ｉ１＞０，Ｉ２＞０
この場合は、第１及び第２の２つの油圧アクチュエータ４，５を同時に伸び方向に駆動するときである。上記フローチャートでは次のような処理が行われる。

Ｉ１＞０であるためＣｙａ＝１（ステップＳ１００）。よって、油圧アクチュエータ４の負荷はＤｐａ＝（Ｐａ１−Ｐａ２）となる（ステップＳ１１０）。

同様にＩ２＞０であるためＣｙｂ＝１（ステップＳ１２０）。よって、油圧アクチュエータ５の負荷はＤｐｂ＝（Ｐｂ１−Ｐｂ２）となる（ステップＳ１３０）。

３−１）油圧アクチュエータ４，５が共に積極駆動時
第１及び第２油圧アクチュエータ４，５が前述したように油圧ショベルのブーム及びバケットを駆動する油圧シリンダであるとすると、油圧アクチュエータ４の負荷（ブーム）の方が油圧アクチュエータ５の負荷（バケット）よりも大きい。この場合は、油圧アクチュエータ４のボトム側（入側）の圧力Ｐａ１と油圧アクチュエータ５のボトム側（入側）の圧力Ｐｂ１はＰａ１＞Ｐｂ１となるので、低負荷側である油圧アクチュエータ５に操作信号の要求より多めの流量が流れ、高負荷側の油圧アクチュエータ４（ブーム）を駆動することができなくなるおそれがある。このような問題を回避するために、本実施の形態ではＰ２ｍがＰ１ｍより高めになるように制御してＰａ１＝Ｐｂ１となるように制御する。

つまり、上記フローチャートでは次のような処理が行われる。

油圧アクチュエータ４の負荷（ブーム）の方が油圧アクチュエータ５の負荷（バケット）よりも大きいため、Ｄｐａ＞Ｄｐｂである。よって、油圧モータ１２，１５の入口圧力Ｐ１ｍ，Ｐ２ｍは次のように設定される（ステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１７０）。

Ｐ１ｍ＝Ｐａｍｉｎ
Ｐ２ｍ＝（Ｄｐａ−Ｄｐｂ）＋Ｐａｍｉｎ
油圧モータ１２，１５の入口圧力が上記設定値に近づくよう発電機１１，１６の発電量を制御する（ステップＳ１９０，Ｓ２００）。

このように油圧モータ１２，１５の入口圧力Ｐ１ｍ，Ｐ２ｍが制御される結果、油圧アクチュエータ４，５の入側の圧力（ボトム側の圧力）Ｐａ１，Ｐｂ２は次の値になるように制御される。

Ｐａ１＝Ｄｐａ＋Ｐ１ｍ＝Ｄｐａ＋Ｐａｍｉｎ
Ｐｂ１＝Ｄｐｂ＋Ｐ２ｍ＝Ｄｐｂ＋｛（Ｄｐａ−Ｄｐｂ）＋Ｐａｍｉｎ｝
＝Ｄｐａ＋Ｐａｍｉｎ＝Ｐａ１
よって、Ｐａ１＝Ｐｂ１となるように制御される。このように油圧アクチュエータ４の負荷を補正することにより、第１及び第２油圧アクチュエータの駆動速度が操作信号の値Ｉ１，Ｉ２に比例し、オペレータの思い通りに負荷を駆動することができ、優れた複合操作性能が得られる。

３−２）油圧アクチュエータ４，５の一方が積極駆動、他方が慣性駆動時
例えば油圧アクチュエータ４が積極駆動で、油圧アクチュエータ５が慣性駆動であるとき、Ｄｐａ＞Ｄｐｂである。よって、油圧モータ１２，１５の入口圧力Ｐ１ｍ，Ｐ２ｍは次のように設定される（ステップＳ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１７０）。

Ｐ１ｍ＝Ｐａｍｉｎ
Ｐ２ｍ＝（Ｄｐａ−Ｄｐｂ）＋Ｐａｍｉｎ
油圧モータ１２，１５の入口圧力が上記設定値に近づくよう発電機１１，１６の発電量を制御する（ステップＳ１９０，Ｓ２００）。

これにより最小の損失で最大駆動力を確保しつつ、油圧アクチュエータ４，５を安定して動作させるとともに、油圧アクチュエータ５の逸走を防止することができる。

油圧アクチュエータ４が慣性駆動で、油圧アクチュエータ５が積極駆動であるときも、結局、上記と同様に発電機１１，１６が制御され（ステップＳ１４０，Ｓ１６０，Ｓ１８０，Ｓ１９０，Ｓ２００）、最小の損失で最大駆動力を確保しつつ、油圧アクチュエータ４，５を安定して動作させるとともに、油圧アクチュエータ４の逸走を防止することができる。

４）Ｉ１＜０，Ｉ２＞０
この場合は、第１油圧アクチュエータ４を縮み方向に駆動し、第２油圧アクチュエータ５を伸び方向に駆動するときである。上記フローチャートでは次のような処理が行われる。

Ｉ１＜０であるためＣｙａ＝−１（ステップＳ１００）。よって、油圧アクチュエータ４の負荷はＤｐａ＝−（Ｐａ１−Ｐａ２）となる（ステップＳ１１０）。

また、Ｉ２＞０であるためＣｙｂ＝１（ステップＳ１２０）。よって、油圧アクチュエータ５の負荷はＤｐｂ＝（Ｐｂ１−Ｐｂ２）となる（ステップＳ１３０）。

４−１）油圧アクチュエータ４，５が共に積極駆動時
油圧アクチュエータ４を縮み方向に積極駆動するため、油圧アクチュエータ４のロッド側の圧力Ｐａ２がボトム側の圧力Ｐａ１より高くなる。つまり、Ｐａ１＜Ｐａ２である。よって、上記ステップＳ１１０で計算される油圧アクチュエータ４の負荷Ｄｐａは正の値となる。よって、Ｄｐａ＞Ｄｐｂとなり、この場合も、Ｉ１＞０，Ｉ２＞０の３−１）の場合と同様に発電機１１，１６の発電量が制御され、第１及び第２油圧アクチュエータの駆動速度が操作信号Ｉ１，Ｉ２に比例し、オペレータの思い通りに負荷を駆動することができ、優れた複合操作性能が得られる。

４−２）油圧アクチュエータ４，５の一方が積極駆動、他方が慣性駆動時
例えば油圧アクチュエータ４が積極駆動で、油圧アクチュエータ５が慣性駆動であるときは、この場合も上記ステップＳ１１０で計算される油圧アクチュエータ４の負荷Ｄｐａは正の値となる。よって、Ｄｐａ＞Ｄｐｂとなり、Ｉ１＞０，Ｉ２＞０の３−２）の場合と同様に発電機１１，１６の発電量が制御され、最小の損失で最大駆動力を確保しつつ、油圧アクチュエータ４，５を安定して動作させるとともに、油圧アクチュエータ５の逸走を防止することができる。

油圧アクチュエータ４が慣性駆動で、油圧アクチュエータ５が積極駆動であるときも、結局、上記と同様に発電機１１，１６が制御され（ステップＳ１４０，Ｓ１６０，Ｓ１８０，Ｓ１９０，Ｓ２００）、最小の損失で最大駆動力を確保しつつ、油圧アクチュエータ４，５を安定して動作させるとともに、油圧アクチュエータ４の逸走を防止することができる。

５）Ｉ１＞０，Ｉ２＜０
上記４）と同様に発電機１１，１６の発電量が制御され、同様の作用が得られる。

第三の制御には３つの制御ポイントがある。

１）再生電力の優先利用。発電機１１，１６で回収された電力は優先的に発電機／電動モータ１７を駆動するのに用い、エンジン１をアシストする。これによってシステム設計時にエンジン１は従来より小出力仕様とすることが可能である。また、蓄電装置１９の充放電頻度を減らすことで、再生された電力による蓄電装置１９の負担を最小限にすることができる。残余の電力がある場合は、蓄電装置１９に充電する
２）エンジン１を最適の負荷状態で働かす。エンジン１の燃料効率特性図を図６示す。エンジン１が最適な負荷状態（最適負荷トルクＴeo、回転速度Ne）で働くと燃料の効率（燃費）が高くなる。このためにエンジン１の必要負荷トルクを演算し、その必要負荷トルクがエンジン１の最適負荷トルクＴeoより低いときはエンジン１がその最適負荷トルクとなるよう制御し、発電機１１，１６で回収された電力及び発電機／電動モータ１７で生じた電力の少なくとも一部を蓄電装置１９に充電する
３）蓄電装置１９（バッテリ若しくはキャパスタンス）の充放電制御。バッテリの充放電は基本的にエンジンパワーＷｅ＋再生パワーWmと負荷パワーWpの差に合わせて、パワー不足の時に放電し、パワーが余ったときに充電する。但し、バッテリの充電量（ＳＯＣ：state of charge）が低過ぎても（＜SOCmin）、高すぎても（＞SOCmax）、バッテリの性能及び寿命に良くないので、ＳＯＣがその範囲を超えた場合に、バッテリの充電若しくは放電を優先的に行なう。

図７は上記の制御原則に基づく第三の制御の詳細を示すフローチャートである。

システム起動時、まずコントローラ２０は蓄電装置（以下、バッテリという）の充電量ＳＯＣをチェックし（ステップＳ３００）、充電量ＳＯＣがバッテリ使用可能範囲の下限値SOCmin未満であると、エンジン１が発電機／モータ１７を駆動して発電し、バッテリ１９に充電する（ステップＳ３１０）。バッテリ１９の充電量がSOCmin以上になると、正規の制御を開始する。

正規の制御において、まず、コントローラ２０は操作信号Ｉ１，Ｉ２、油圧ポンプ２の吐出圧力Ps、エンジン１の回転速度Neを読み込み（ステップＳ３２０）、それらの値に基づいて油圧ポンプ２の吐出流量Qsを計算する（ステップＳ３３０）。次いで、
Wp＝Ps×Qs
により油圧ポンプ２に必要なパワー（馬力）Wpを計算する（ステップＳ３４０）。

一方、電気制御装置（インバータ／コンバータ）１８では発電機１１，１７により回収された電気パワー（回収電力）Wmが計測されており（ステップＳ３５０）、コントローラ２０はその回収電力Wmを読み込み、
We＝Wp−Wm
により、回収電力Wmを優先使用する場合にエンジン１及びバッテリ１９側で必要とするパワーWeを計算する（ステップＳ３６０）。

次いで、必要パワーWeの全てをエンジン１が出力した場合のエンジン１の出力トルク（予測トルク）Teを、
Te＝We／Ne
により計算する（ステップＳ３７０）。

次に、予測トルクTeと、図５に示したエンジン燃費特性における最適負荷トルクTeoとを比較する（ステップＳ３８０）。TeがTeoより小さいければ、バッテリ１９の充電量SOCがバッテリ１９の最大容量SOCmaxより小さいかどうか（バッテリ１９が充電可能な状態かどうか）を更に見る（ステップＳ３９０）。充電量SOCが最大容量SOCmaxより小さければ、エンジン１の出力トルクを最適負荷トルクTeoとする処理を行う（ステップＳ４００）。つまり、エンジン１の出力パワーWecは、
Wec＝Teo×Ne
に設定する。余った分の動力はバッテリ１９に充電する。このときのバッテリの充電パワーWbcは、
Wbc＝Ne（Teo−Te）
となる。

一方、ステップＳ３９０の判断でバッテリ１９の充電量SOCが最大容量SOCmaxより大きい場合は、バッテリ１９の放電を優先する処理を行う（ステップＳ４１０）。この場合、バッテリ１９の放電パワーWbcは、
Wbc＝Wbout
と設定する。Wboutはバッテリ１９の特性により予め決めた放電効率が最も高い放電パワーである。エンジン１の出力パワーWecは、
Wec＝We−Wb
と設定する。

ステップＳ３８０の判断でTe＞Teoの場合、バッテリ１９の充電量SOCが最小容量SOCminより小さいかどうか（バッテリ１９をが放電可能な状態かどうか）を更に見る（ステップＳ４２０）。バッテリ１９の充電量SOCが最小容量SOCminより大きければ（SOC＞SOCminであれば）、エンジン１の出力トルクを最適負荷トルクTeoとする処理を行う（ステップＳ４３０）。つまり、エンジン１の出力パワーWecは、上記ステップＳ４００と同様、
Wec＝Teo×Ne
と設定する。また、パワーの不足分をバッテリ１９から放電する。このときのバッテリ１９の出力する放電パワーWbcは、
Wbc＝Ne（Te−Teo）
となる。

一方、ステップＳ４２０の判断でバッテリ１９の充電量SOCが最小容量SOCminより小さければ、更にエンジン１の予測トルクTeがエンジン１が出力可能な最大トルクTemaxより大きいかどうか（エンジン１が予測トルクTeを出力可能かどうか）を見る（ステップＳ４４０）。TeがTemaxより小さければ、まず、バッテリ１９の充電を優先する処理を行う（ステップＳ４５０）。この場合、バッテリ１９の充電パワーWbcは、
Wbc＝Wbin
と設定する。Wbinはバッテリ１９の特性により予め決めた充電効率が最も高い充電パワーである。エンジン１の出力パワーWecは、
Wec＝Wbin＋We
と設定する。

一方、ステップＳ４４０の判断でTe＞Tmaxである場合は、エンジン１の出力パワーを上限に維持する処理を行う（ステップＳ４６０）。つまり、エンジン１の出力パワーWecは、
Wec＝Wemax
と設定される。Wemaxはエンジン１の最大出力パワーであり、Wemax＝Temax×Neである。バッテリ１９の充電パワーWbcは、
Wbc＝０
に設定される。

以上のようにステップＳ４００，Ｓ４１０，Ｓ４３０，Ｓ４５０，Ｓ４６０のいずれかでエンジン出力パワーWecとバッテリ充電パワー或いは放電パワーWbcが設定されると、エンジン１及び電気制御装置１８に制御指令を出力し、エンジン１の実際の出力パワー及びバッテリ１９の実際の充電パワー或いは放電パワーがそれら設定値となるようエンジン１及びバッテリ１９を制御する（ステップＳ５００）。また、このとき、発電機／モータ１７が回収電力Wmで駆動されるよう発電機／モータ１７を制御する。

以上のように構成した本実施の形態によれば、下記の効果が得られる。

１）従来、コントロール弁３，６に掛け捨てられたエネルギを回収でき、システム効率を向上することができる（第二の制御）。

２）回収したエネルギー（電力）でエンジン１の駆動をアシストすることで、エンジン１の負荷トルクの変動を少なくすることができ、これによりエンジン１はいつも燃費が良く、高効率の状態で働くことが可能になる（第三の制御）。

３）同じパワーの作業車両に対して従来よりも小型のエンジン１を使用することができ、燃料消費量が減るとともにコストも下げることができる（第三の制御）。

４）他の形式のハイブリッドシステムに比べ、部品点数の増加が少なく、コストを抑えることができる（第二及び第三の制御）。

５）コントロール弁３，６での絞り損失が大幅に減らせるため、冷却システムの負荷も改善でき、機械のコスト低減と性能向上に貢献できる（第二の制御）。

６）第１及び第２アクチュエータ４，５のどちらが低負荷側となった場合でも、第１及び第２アクチュエータ４，５の両方に第１及び第２コントロール弁３，６の操作信号に応じた流量の圧油を供給することができ、操作性能を維持することができる（第二の制御）。

７）油圧ポンプから吐出した圧油の流量がアクチェータで必要とされる流量より多く、余った分の流量がセンターバイパスラインを介してタンクに戻される場合でも、その圧油のエネルギーを回収することができ、更にシステム効率が向上する（第二の制御）。

８）回収された電力の大部分が直接エンジン１をアシストして油圧ポンプ２を駆動するので、大きなバッテリで頻繁に大電流で充、放電することを避けられ、バッテリのコストダンと寿命延長することが可能である（第三の制御）。

９）エンジン１が最適の負荷状態で働く頻度が増え、システム効率を更に向上することができる（第三の制御）。

＜実施の形態２＞
本発明の第２の実施の形態を図８により説明する。図中、図１に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。

図８において、本実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態に比較して、油圧アクチェータ４に対応する回収用の油圧モータ１２及び発電機１１と、圧力センサ１０２が設けられていない点が相違する。また、油圧アクチュエータ４側のコントロール弁３は従来と同様なバルブであり、メータアウト流路の絞りは図３に符号３Ｂ０で示すような開口面積特性を有している。

本実施の形態では、システムの負荷パターンによっては最適のコスト／操作性能が得られる。例えば、油圧アクチュエータ４の負荷が油圧アクチュエータ５の負荷よりも大となる作動状態が大部分である負荷パターンの場合は、本実施の形態のように低負荷側に油圧モータ１５と発電機１６を設け、油圧アクチュエータ４，５の流入側の圧力が同じになるように発電機１６の発電量を制御することにより、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。

また、本実施の形態では、油圧アクチェータ４のメータアウト回路のエネルギが回収ができなくなるため、その分、システムの効率の改善効果が少なくなるが、第１の実施の形態に比べ部品点数を減らすことができるため、システムコストを更に低減できる効果がある。

＜実施の形態３＞
本発明の第３の実施の形態を図９により説明する。図中、図１に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。

本実施の形態では、第１の実施の形態に比較して、第３の油圧アクチェータ８とそれを制御するコントロール弁９が追加されている。また、油圧ポンプ２の吐出ライン３２はコントロール弁３，６，９のメータイン側の入口ポートにパラレルに接続されるとともに、コントロール弁３，６，９のアクチュエータ側のポートはアクチュエータ４，５，９に接続されている。コントロール弁３，６、９のメータアウト側の出口ポートは戻りライン３３，３４，３５を介してタンクＴに接続されている。

コントロール弁６の下流側のセンターバイパスライン３１ｃはコントロール弁９のセンターバイパス流路の入口ポートに接続され、コントロール弁９のセンターバイパス流路の出口ポートはセンターバイパスライン３１ｄを介してタンクＴに接続されている。センターバイパスライン３１ｄには戻りライン３４，３５からセンターバイパスライン３１ｄ側への圧油の逆流を防止する逆止弁１４が設けられている。油圧モータ１５はコントロール弁３からの戻りライン３３、コントロール弁９からの戻りライン３５及びセンターバイパスライン３１ｄの下流側に設置されている。

本実施の形態は、油圧アクチェータ６，８の負荷の差が大きくない場合、或いは油圧アクチュエータ５，８が同時に操作する頻度が比較的に少ない場合に最適のコスト／操作性能が得られる。また、エネルギの回収効率が損することなく、部品点数を減らすことができる。

本発明の第１の実施の形態に係わる作業車両のハイブリッド駆動システムを示す図である。 コントロール弁内の流路と絞りを模式的に示す図である。 コントロール弁のメータアウト流路の絞り（メータアウトの可変絞り）の開口面積特性をメータイン流路の絞り（メータインの可変絞り）及び従来のメータアウト流路の絞り（メータアウト可変絞り）の開口面積特性と比較して示す図である。 コントローラで行われる制御内容の概要を示す図である。 コントローラが行う第二の制御の詳細を示すフローチャートである。 エンジンの燃料効率特性図である。 コントローラが行う第三の制御の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係わる作業車両のハイブリッド駆動システムを示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる作業車両のハイブリッド駆動システムを示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 油圧ポンプ
３，６ コントロール弁
４，５ 油圧アクチェータ
８ 油圧アクチェータ
９ コントロール弁
１１，１６ 発電機
１２，１５ 油圧モータ
１４ チェック弁
１７ 発電機／モータ
１８ 電気制御装置（コンバータ／インバータ）
１９ 蓄電装置（バッテリ、キャパスタンス）
２０ コントローラ
１０１ 油圧ポンプ２圧力センサ
１０２ 油圧モータ１２入口圧力センサ
１０３ コントロール弁３操作信号Ｉ１
１０４ アクチェータ４ボトム側圧力センサ
１０５ アクチェータ４ロット側圧力センサ
１０６ コントロール弁６操作信号Ｉ２
１０７ アクチェータ５ロッド側圧力センサ
１０８ アクチェータ５ボトム側圧力センサ
１０９ 油圧モータ１５入口圧力センサ

Claims (5)

1. 油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油により駆動される第１及び第２アクチュエータを含む複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第１及び第２コントロール弁を含む複数のコントロール弁とを備えた作業車両のハイブリッド駆動システムにおいて、
   前記第１及び第２コントロール弁の少なくとも一方のメータアウト流路を経由したアクチュエータからの戻り油をタンクに流す経路に設けられた少なくとも１つの油圧モータと、
   前記油圧モータにより駆動される少なくとも１つの発電機と、
   前記第１及び第２アクチュエータの流入側の圧力が同じになるように前記発電機の発電量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする作業車両のハイブリッド駆動システム。
2. 請求項１記載の作業車両のハイブリッド駆動システムにおいて、
   前記少なくとも１つの油圧モータは前記第１及び第２コントロール弁に対応して設けられた第１及び第２の２つの油圧モータを含み、
   前記少なくとも１つの発電機は前記第１及び第２油圧モータにより駆動される第１及び第２の２つの発電機を含み、
   前記制御手段は、前記第１及び第２アクチュエータの流入側の圧力が同じになるように前記第１及び第２発電機のトルクを制御することを特徴とする作業車両のハイブリッド駆動システム。
3. 請求項１記載の作業車両のハイブリッド駆動システムにおいて、
   前記第１及び第２コントロール弁は中立時に前記油圧ポンプからの圧油をタンクに流すセンターバイパス流路を備えるセンターバイパスタイプであり、前記少なくとも１つの油圧モータは前記センターバイパス流路を経由した戻り油をタンクに流す経路にも位置していることを特徴とする作業車両のハイブリッド駆動システム。
4. 請求項１記載の作業車両のハイブリッド駆動システムにおいて、
   前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記油圧ポンプに連結された発電機兼電動モータと、蓄電装置とを更に備え、
   前記制御手段は、前記発電機で回収された電力を優先的に前記発電機兼電動モータの駆動に使用するように回収電力の配分を制御することを特徴とする作業車両のハイブリッド駆動システム。
5. 請求項４記載の作業車両のハイブリッド駆動システムにおいて、
   前記制御手段は、前記エンジンの必要負荷トルクを演算し、その必要負荷トルクが前記エンジンの最適負荷トルクより低いときは前記エンジンがその最適負荷トルクで駆動するよう制御することを特徴とする作業車両のハイブリッド駆動システム。

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