JP2011036111A - ハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の電圧を監視し、許容上限値および下限値の範囲に維持されるよう電動機への放電量またはトルク指令値を制御するハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法および装置。
【解決手段】旋回台を回転させる油圧モータＨｍと電動機Ｅｍは駆動力合成機構１４、減速機構１４ａを介して慣性体１０を回転駆動する。操縦桿２４の操作により、ポンプユニット３０の主ポンプＰＭ１からの圧油が切換弁２８を経て油圧モータへ供給される。起動時には油圧モータと電動機が協調して駆動され、制動時には発電機として作用させ、慣性体エネルギを蓄電装置１６に充電・回生するよう電気制御ユニットＥＣＵには蓄電装置のキャパシタ電圧Ｖｃｐ、回転検出器１２による油圧モータ回転数Ｈｍｓのほかに、パイロット操作圧Ｐａ、Ｐｂおよび油圧モータのポート圧力ＰＡ、ＰＢが供給され、起動時、制動時に演算されたトルク指令値が与えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド型建設機械に係り、特に、同機械に搭載されている蓄電装置の充電量の制御に関する。

油圧ショベル等の建設機械において、近年、排気ガスの清浄化および省エネルギ化による環境改善の方策としてハイブリッド型が種々提案されている。ハイブリッド型の建設機械の駆動制御方式は大別すると、シリーズとパラレルの２方式がある。

シリーズ方式は、エンジンで一旦発電機を駆動し、この発電機で発生した電力によって電動機を駆動し、そしてこの電動機で油圧ポンプを駆動する建設機械であり、更に、発電機からの余剰電力をキャパシタあるいはバッテリに蓄え、蓄電された電力で必要に応じて電動機を駆動するものである。

また、パラレル方式は、エンジンで油圧ポンプと発電機を同時に機械的に駆動し、さらに、同発電機を電動機としてキャパシタあるいはバッテリにより駆動するものである。

一般に、ハイブリッド型建設機械の稼動中においては、搭載されているキャパシタあるいはバッテリ等の蓄電装置への電力の回生制御を効率よく行うことが求められている。

特許文献１の図２、５には、原動機により駆動される油圧ポンプ、複数の油圧アクチュエータ、同油圧アクチュエータのそれぞれに結合された慣性体、前記油圧ポンプからの圧油を前記複数の油圧アクチュエータヘそれぞれ給排する複数の切換制御弁、および前記切換制御弁を操作するパイロット操作弁を備えた油圧装置を有する建設機械であって、前記油圧装置の油圧アクチュエータの少なくとも１つに併設された電動・発電機と、同電動・発電機を電動機としておよび発電機として駆動制御するインバータ／コンバータを含む制御手段と、前記少なくとも１つの油圧アクチュエータに結合された慣性体の有する運動エネルギに基づいて、前記電動・発電機が発電機として作動することにより発生する電気エネルギを蓄える蓄電装置と、前記電動・発電機を併設した油圧アクチュエータの両ポートの圧力を検出しその差圧を生成する差圧検出手段と、を備え、さらに前記制御手段には、前記電動・発電機が電動機としてまたは、発電機として駆動制御されるときのトルクを、前記検出された差圧に関連させて指令するトルク指令手段を備えている発明が開示されている。

前記トルク指令手段は前記電動・発電機のトルクを前記油圧アクチュエータの両ポートの差圧に関連せしめるに際し、発電機として作動する場合の前記差圧に対するトルク制御のゲインを、電動機として作動する場合の前記差圧に対するトルク制御のゲインよりも大きく設定することが好適である旨記載されている。

また、ハイブリッド型建設機械における電力の回生制御を効率的に行うための対策として、特許文献２の図１、２には、所定の作業に対応する慣性体を複数備えた建設機械であって、前記複数の慣性体のそれぞれを駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動する原動機と、前記油圧ポンプから供給される圧油を操作弁からの圧油信号に応答して前記各油圧アクチュエータへ供給する切換制御弁ユニットと、前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも１つの油圧アクチュエータと協働して対応する前記慣性体を駆動する電動・発電機と、前記油圧アクチュエータの駆動力と前記電動・発電機の駆動力を合成する駆動力合成機構と、前記電動・発電機を駆動するサーボドライバーと、前記サーボドライバーを介して電力の授受を行うキャパシタと、前記操作弁からの圧油信号に応答して前記サーボドライバーへの発生トルクを指令すると共に前記サーボドライバーの制御モードを電力供給モードまたは発電モードに切換指令する制御装置と、前記油圧アクチュエータおよび電動・発電機により協働して駆動される前記慣性体が起動により獲得した慣性体エネルギのうち当該慣性体の制動時に前記油圧アクチュエータ側で消費されるエネルギを少なくするための消費エネルギ削減手段とからなる発明が記載されている。

その場合、前記消費エネルギ削減手段として、前記切換制御弁ユニットと当該慣性体を駆動する油圧アクチュエータとの間に設けられ当該油圧アクチュエータへの圧油の給排ポートを連通する連通弁を設けるかまたは、前記油圧アクチュエータの駆動力と前記電動・発電機の駆動力とを合成する駆動力合成機構に設けられ前記慣性体と油圧アクチュエータとの間の駆動力の伝達を遮断するクラッチ手段を設けることが記載されている。

特許文献２では、建設機械の上部旋回体やブーム等の慣性体が起動されることにより獲得した運動エネルギまたは位置エネルギ等の慣性体エネルギのうち当該慣性体の制動時や降下時に油圧アクチュエータ側で消費されるエネルギを可及的に少なくすることにより全体としてエネルギの効果的な回収を可能にするものであり、ブームや上部旋回体などの比較的大きな慣性体の慣性体エネルギを効果的に回生すると共に、電動・発電機用の蓄電装置に補充充電の必要がないハイブリッド型建設機械を提案している。

特開２００８−６３８８８号公報 特開２００８−２９１５２２号公報

前記特許文献１、２に開示された発明は、いずれも慣性体エネルギを電力として効率よく回生することに関するものであり、キャパシタ、バッテリ等の蓄電装置そのものは正常な蓄電量を維持していることが前提である。

一方、パラレル型のハイブリッド型建設機械、特に中、小型建設機械では設置スペースや重量、コスト等の点から、搭載される蓄電装置の容量に一定の制約があり、したがって、比較的容量の小さな蓄電装置が搭載されるという事情がある。比較的容量の小さい蓄電装置では、特許文献１、２に開示された電力回生の効率的制御のみならず、建設機械の稼動に対して蓄電装置自体の正常な蓄電量の範囲が狭いという独自の問題が存する。

例えば、電動機と油圧モータを協調制御してなるハイブリッド型の油圧ショベル用旋回駆動装置においては、上部旋回体を起動後、停止する際に発生する回転エネルギを電動機を介して電気エネルギに変換して蓄電装置に充電し、旋回起動時には蓄電装置からの電気エネルギにより電動機を起動し、油圧モータのアシストとしてシステム構成された例では、充電量が上昇し、蓄電装置あるいはインバータ等周辺装置の許容電圧を超える状態になると、回生効果が失効しブレーキ作用が減少するなどの不具合のため重大事故の発生を招く恐れがある。

また、蓄電装置の放電量が増加し電圧が低下すると、起動時の電動機のアシスト量が低減し、ショベルの旋回起動が遅くなるかまたは、傾斜地での旋回操作不能といった不具合が生じて油圧ショベルとしての正常な機能を失う恐れがある。

本発明は、前述の不具合を解決せんとするもので、その目的とするところは、蓄電装置の電圧等を常時監視し、その電圧が減少傾向にある状態で許容値を下回ると予想される場合には電動機への放電量を制御して電圧の低下を防止する。一方、電圧が上昇傾向にある状態で、許容値を超えると予想される場合には発電機として機能する電動機へのトルク指令値を制御し、且つ油圧モータのブレーキを作動させ発電量の抑制と同時に旋回停止角度が増加しないように制御する方法および装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明によるハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法は、油圧アクチュエータを駆動する際に蓄電装置から電力供給される電動機を協調駆動させるハイブリッド型建設機械の駆動制御方法において、前記蓄電装置に蓄電されている電気量を監視し、前記油圧アクチュエータの所定起動時間中、前記電動機への電力供給により前記蓄電装置がその許容下限値を下回る可能性があるときは前記電動機への指令トルクを徐々に少なくすることを特徴とする。

また、前記目的を達成するための本発明によるハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法は、油圧アクチュエータを駆動する際に蓄電装置から電力供給される電動機を協調駆動させるハイブリッド型建設機械の駆動制御方法において、前記蓄電装置に蓄電されている電気量を監視し、前記油圧アクチュエータの所定制動時間中、前記電動機からの発生電力を受容する前記蓄電装置がその許容上限値を上回る可能性があるときは前記電動機への回生用指令トルクを徐々に増大させることを特徴とする。

さらにまた、前記目的を達成するための本発明によるハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御装置は、油圧アクチュエータを駆動する際に蓄電装置から電力供給される電動機を協調駆動させるハイブリッド型建設機械の駆動制御装置において、前記電動機への指令トルクを算出する電気制御ユニットと、前記蓄電装置に蓄電されている電気量を電圧として検出する電気量検出手段と、前記指令トルクに対応する電流を前記電動機の層捲線に生成させるインバータと、を備え、前記電気制御ユニットは、前記油圧アクチュエータの所定起動時間中、前記蓄電装置から前記インバータを介して与えられる電動機への電力供給により前記蓄電装置がその許容下限値を下回る可能性があるときは前記電動機への指令トルクを徐々に少なく指令し、前記油圧アクチュエータの所定制動時間中、前記電動機からの発生電力を受容する前記蓄電装置がその許容上限値を上回る可能性があるときは前記電動機への回生用指令トルクを徐々に増大させるよう演算する指令プログラムを内蔵していることを特徴とする。

請求項１記載の本発明のハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法によれば、油圧アクチュエータを駆動する際に蓄電装置から電力供給される電動機を協調駆動させるハイブリッド型建設機械の駆動制御方法において、前記蓄電装置に蓄電されている電気量を監視し、前記油圧アクチュエータの所定起動時間中、前記電動機への電力供給により前記蓄電装置がその許容下限値を下回る可能性があるときは前記電動機への指令トルクを徐々に少なくするようにしたので、当該建設機械の稼動中、蓄電装置の許容下限値を超えることに基づく不具合発生を防止できる。

請求項２記載の本発明のハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法によれば、油圧アクチュエータを駆動する際に蓄電装置から電力供給される電動機を協調駆動させるハイブリッド型建設機械の駆動制御方法において、前記蓄電装置に蓄電されている電気量を監視し、前記油圧アクチュエータの所定制動時間中、前記電動機からの発生電力を受容する前記蓄電装置がその許容上限値を上回る可能性があるときは前記電動機への回生用指令トルクを徐々に増大させるようにしたので、当該建設機械の稼動中、蓄電装置の許容上限値を超えることに基づく不具合発生を防止できる。

請求項３記載の本発明のハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御装置によれば、油圧アクチュエータを駆動する際に蓄電装置から電力供給される電動機を協調駆動させるハイブリッド型建設機械の駆動制御装置において、前記電動機への指令トルクを算出する電気制御ユニットと、前記蓄電装置に蓄電されている電気量を電圧として検出する電気量検出手段と、前記指令トルクに対応する電流を前記電動機の層捲線に生成させるインバータを備え、前記電気制御ユニットは、前記油圧アクチュエータの所定起動時間中、前記蓄電装置から前記インバータを介して与えられる電動機への電力供給により前記蓄電装置がその許容下限値を下回る可能性があるときは前記電動機への指令トルクを徐々に少なく指令し、前記油圧アクチュエータの所定制動時間中、前記電動機からの発生電力を受容する前記蓄電装置がその許容上限値を上回る可能性があるときは前記電動機への回生用指令トルクを徐々に増大させるよう演算する指令プログラムを内蔵しているので、比較的容量の小さな蓄電装置であっても建設機械の操縦者は蓄電装置容量の変化に基づく不具合発生を気にすることなく運転操作することが可能であり、また、効率的に回生エネルギを利用することができる。

本発明による実施例の油圧回路を含むシステム構成図である。 図１における電気制御ユニットの主要機能を説明するブロック図である。 図１におけるシステム構成図中のキャパシタ電圧、トルク指令値、油圧モータの各ポート圧力、パイロット操作圧力の起動時と制動時の時間推移波形を示す図である。 図１におけるキャパシタ電圧の推移の傾向と上限値および下限値との関係を示す図である。 図２の演算指令プログラムを例示したフローチャートである。

以下に本発明の好適な実施例について、図１乃至図５を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例の油圧回路を含むシステム構成図である。同図においては、建設機械の上部旋回体１０を駆動する油圧アクチュエータとしての油圧モータＨｍとそれに関係する油圧駆動回路を例示する。同図において、上部旋回体１０は駆動力合成機構１４、減速機構１４ａを介して油圧モータＨｍおよび電動機Ｅｍに結合されている。なお、参照符号１２は油圧モータＨｍの回転軸の回転速度信号Ｈｍｓを検出する回転速度検出器である。電動機Ｅｍにはインバータ１８が結合されその層捲線へ所定電流が流れるようになっている。

参照符号１６は建設機械に搭載されたキャパシタであってその検出電圧Ｖｃｐが電気制御ユニットＥＣＵに与えられている。電気制御ユニットＥＣＵには前記回転速度検出器１２からの回転速度信号Ｈｍｓおよび後述される操縦桿２４のパイロット操作圧信号Ｐａ、Ｐｂと油圧モータＨｍのポート圧信号ＰＡ、ＰＢも与えられている。また、電気制御ユニットＥＣＵはインバータ１８へトルク指令値Ｔｒを供給し、さらに連通弁２２の通路開度を制御するための連通弁指令値信号Ｓを電磁比例制御弁２６に供給している。

参照符号２０は前記油圧モータＨｍおよび一対の対向配置されたリリーフ弁とチェック弁とからなる油圧モータユニットである。油圧モータＨｍの圧油の給排用ポートＡ、Ｂは流路ＬＡ、ＬＢを介して切換弁２８と接続されている。なお、参照符号ＰＡ、ＰＢはポートＡ、Ｂの圧力信号である。

参照符号２２は流路ＬＡ、ＬＢの間に設けられた前記連通弁であって、同連通弁２２への制御圧信号Ｐ２２は前記連通弁指令値信号Ｓに応答する電磁比例制御弁２６から与えられる。

操縦桿２４からのパイロット操作圧信号Ｐａ、Ｐｂは流路Ｌａ、Ｌｂを介して切換弁２８に与えられる。参照符号３０は圧油を発生するポンプユニットであって、油圧モータＨｍに供給される圧油を発生するポンプＰＭ１は可変容量型ポンプ、ＰＭ２は固定容量型のパイロットポンプであり、それぞれ同軸上で原動機ＥＧにより駆動されるようになっている。

参照符号ＲＦ１、ＲＦ２はリリーフ弁である。参照符号Ｔ、Ｄｒはそれぞれタンクおよびドレン流路である。

図２は、電気制御ユニットＥＣＵの主要構成を説明する機能ブロック図である。同図において、参照符号１０２はアナログ／デジタル変換部（以下Ａ／Ｄ変換部と称する）であって、油圧モータＨｍの回転速度信号Ｈｍｓ、キャパシタ電圧Ｖｃｐ、パイロット操作圧信号Ｐａ、Ｐｂ、油圧モータＨｍのポート圧信号ＰＡ、ＰＢが入力されている。なお、参照符号１００ａ、１００ｂは油圧力を電気信号に変換する油電変換器である。

参照符号１０４はデータメモリであって、その所定メモリ区画には検出された前記信号Ｈｍｓ、Ｖｃｐ、Ｐａ、Ｐｂ、ＰＡ、ＰＢがデジタル値として記録され、一定の周期最新の値に更新される。データメモリ１０４にはまた、電気制御ユニットＥＣＵ内部で演算されたトルク指令値Ｔｒ、連通弁指令値Ｓ、駆動モードｍｄ０〜ｍｄ３の状態およびパラメータＵＬ、ＬＬ、Ｓ１、Ｓ２等のメモリ区画が設けられている。

参照符号１０６は中央演算処理装置（以下ＣＰＵと称する）、参照符号１０８はＣＰＵ１０６に対する演算指令用プログラムを記憶しているプログラムメモリである。参照符号１１０はデジタル／アナログ変換部（以下Ｄ／Ａ変換部と称する）であって、データメモリ１０４内のトルク指令値Ｔｒ、連通弁指令値ＳをＤ／Ａ変換部でアナログ信号に変換する。

図３は、図１におけるシステム構成図中のキャパシタ電圧Ｖｃｐ、トルク指令値Ｔｒ、油圧モータＨｍの各ポート圧力ＰＡ、ＰＢ、パイロット操作圧力Ｐａ、Ｐｂの起動および制動モードを含む各駆動モード中の時間推移波形を示す図である。

図３において、横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸には圧力（ＭＰａ）、回転速度（×１０ｒｐｍ）トルク（Ｎ−ｍ）ならびに電圧（ボルトｖ）が設けられている。

波形Ｗ１はキャパシタ電圧Ｖｃｐの推移を示す。波形Ｗ２は電動機Ｅｍのトルク指令値Ｔｒの推移を示す。また、波形Ｗ３は油圧モータＨｍの回転速度Ｈｍｓを示し、波形Ｗ４は油圧モータＨｍのＢポート圧力ＰＢ、波形Ｗ６は油圧モータＨｍのＡポート圧力ＰＡ、波形Ｗ５はパイロット操作圧力Ｐｂ、波形Ｗ７は連通弁指令値Ｓのそれぞれ推移を示す。

参照符号Ｓ１は起動時における電動機Ｅｍの協調動作の継続する時間すなわち、油圧モータＨｍがほぼ定常回転数に到達するまでの時間に対応しており、操縦者の操縦感覚の観点からほぼ一定にされている。

また、参照符号Ｓ２は制動時における電動機Ｅｍが発電機として動作するときの継続時間すなわち、油圧モータＨｍがほぼ回転停止の少し前に到達するまでの時間に対応しており、これも操縦者の操縦感覚の観点からほぼ一定にされている。

図４は、図１におけるキャパシタ電圧Ｖｃｐの推移の傾向Ｕ、Ｌと許容上限値ＵＬおよび下限値ＬＬとの関係を示す。ｔ０は起動、制動の開始時刻を示し、ｔ１は経過時間Ｔ経過の時刻を示す。

図３において、静止モードｍｄ０においてはキャパシタ電圧Ｖｃｐの波形Ｗ１は一定値３２０ｖであり、トルク指令値Ｔｒの波形Ｗ２、回転速度Ｈｍｓの波形Ｗ３、油圧モータＨｍのポートＡ、Ｂの圧力ＰＡ、ＰＢの波形Ｗ４、Ｗ６はゼロである。また、パイロット操作圧力Ｐｂの波形Ｗ５もゼロである。さらに、連通弁指令値Ｓの波形Ｗ７もゼロとなっている。

今、時刻Ｔ１で操縦桿２４が操作されてパイロット操作圧力Ｐｂが立ち上がると波形Ｗ５で示すように、静止モードｍｄ０から起動モードｍｄ１となり流路ＬＢから油圧モータＨｍのポートＢに圧油が供給される。同時に油圧モータＨｍのポートＢの圧力ＰＢが波形Ｗ４で示されるように立ち上がり、それにより波形Ｗ３（油圧モータ回転数Ｈｍｓ）も上昇する。

一方、電動機Ｅｍへは既定のトルク指令値Ｔｒ０が与えられる（波形Ｗ２）。

時刻Ｔ１以降、Ｓ１の間にキャパシタ電圧Ｖｃｐが許容下限値ＬＬを下回る可能性の有無が判定され、時刻Ｔ１ａで可能性あるときはトルク指令値Ｔｒ０は徐々に減少されていく。Ｓ１経過するとトルク指令値Ｔｒはゼロとなり、時刻Ｔ２で定常モードｍｄ２となる。時刻Ｔ３で、操縦桿２４が中立にされてパイロット操作圧力Ｐｂがゼロとされ且つ回転速度Ｈｍｓがゼロでないので制動モードｍｄ３と判定される。そして連通弁指令Ｓが立ち上がり（波形Ｗ７）流路ＬＡ、ＬＢを連通弁２２を介して連通させる。また回転数Ｈｍｓも降下する。

一方、トルク指令値Ｔｒは制動時の既定値Ｔｒ１（マイナス）となり充電が行われる。同時にまた、Ｓ２時間の間にこの充電によりキャパシタの電圧Ｖｃｐが許容上限値ＵＬを超えるか否かを判定する。時刻Ｔ３ａにおいて超えそうであると判定されるとトルク指令値ＴｒはＴｒ１から徐々に減少される。なお、連通弁指令Ｓの波形Ｗ７が徐々に減少しているのはそれにより連通弁２２を通過する流量に対して絞り作用を与え制動効果を与えるものである。

時刻Ｔ４で回転速度Ｈｍｓがゼロ（波形Ｗ３）となると静止モードｍｄ０が判定される。なお、時刻Ｔ３、Ｔ４近傍で波形Ｗ４、Ｗ６、Ｗ７が急激に変化しているのは制動開始時および油圧モータ回転停止の現象によるものであるが、その詳細な説明についてはここでは省略する。

図５は、図２の演算指令プログラムの処理内容を示すフローチャートである。同チャートにおいて、ステップＳＴ０で演算が開始される。次いでステップＳＴ１において各信号が読み込まれデータメモリ１０４のデータが更新される。次いでＳＴ２において駆動モードの判定が行われる。ステップＳＴ３で判定結果が静止モードｍｄ０のときは（肯定Ｙ）ステップＳＴ４で連通弁指令信号ＳはＯＦＦとされまたトルク指令値ＴｒはゼロとされステップＳＴ１へ戻る。ステップＳＴ５で定常モードｍｄ２（肯定Ｙ）のときは、ステップＳＴ６で連通弁指令信号ＳはＯＦＦとされまたトルク指令値ＴｒはゼロとされステップＳＴ１へ戻る。

ステップＳＴ５で否定Ｎのときは、さらにステップＳＴ７で起動モードｍｄ１か否か判定され、肯定ＹのときはステップＳＴ８〜ＳＴ１４の処理を行い、否定Ｎのときは制動モードｍｄ３に対応するステップＳＴ１５〜ＳＴ２２の処理を行う。ステップＳＴ７で起動モードと判定されると、ステップＳＴ８において、トルク指令値Ｔｒは既定値Ｔｒ０、連通弁指令値ＳはＯＦＦとされる。

次いでステップＳＴ９で起動モード開始後の油圧モータの回転速度ＨｍｓがＮ_１を超えたか否か判定され、肯定ＹのときはステップＳＴ１０でトルク指令値Ｔｒはゼロに設定される。否定ＮのときはステップＳＴ１１でさらにキャパシタ電圧Ｖｃｐが許容上限値ＵＬより低いか否か判定され、否定ＮのときはステップＳＴ１３でＴｒ０を維持するよう指令される。肯定ＹのときはステップＳＴ１２でさらにＶｃｐがＳ１の間に許容下限値ＬＬ以下となりそうか否か判定され、否定Ｎのときは前記ステップＳＴ１３の処理を行い、肯定ＹのときはステップＳＴ１４でＴｒ０をΔＴｒだけ減少させるよう指令してステップＳＴ１へ戻る。一方、ステップＳＴ７で否定Ｎすなわち、制動モードと判定されるとステップＳＴ１５でトルク指令値は−Ｔｒ１に設定させ連通弁指令ＳはＯＮ状態とされる。

次いでステップＳＴ１６で制動モード開始後のＨｍｓがＮ_２を下回ったか否か判定され、肯定ＹのときはステップＳＴ１７でトルク指令値Ｔｒはゼロに設定される。否定ＮのときはステップＳＴ１８でさらにキャパシタ電圧Ｖｃｐが許容下限値ＬＬより大きいか否か判定され、否定ＮのときはステップＳＴ２０でＴｒ０を維持するよう指令される。肯定ＹのときはステップＳＴ１９でさらにＶｃｐがＳ２の間に許容上限値ＵＬ以上となりそうか否か判定され、否定Ｎのときは前記ステップＳＴ２０の処理を行い、肯定ＹのときはステップＳＴ２１でＴｒ１をΔＴｒだけ減少させるよう指令してステップＳＴ１へ戻る。なお、連通弁指令値ＳはＯＦＦでは連通は遮断されるがＯＮの意味は、図３の波形Ｗ７（制動モード中）に示すようにＯＦＦ以外の状態でありその大きさは変化するものである。

また、ステップＳＴ１２、ステップＳＴ１９での判定処理について、時間Ｓ１、Ｓ２の間にキャパシタ電圧ＶｃｐがＬＬまたはＵＬを超える可能性を事前に判定する方法としては、種々考えられるが、例えばある時点でのトルク指令値Ｔｒが時間ｔ継続された場合の放電量または充電量を演算しキャパシタ電圧Ｖｃｐに換算することにより推定することが可能である。

以上本発明の好適な実施例について図１乃至５を参照して説明したが、本発明はこれら図面に示したものに限定されない。当業者であれば、これら図面に開示された好適実施例の知見に基づいて種々変形することができる。

例えば、許容上限値ＵＬ、下限値ＬＬはキャパシタのメーカー指定値をそのまま採用することも可能であるが、さらに安全性を高めるため、その許容上限値、下限値を狭くした値を採用することもできる。また、許容上限値、下限値を複数セット導入することも可能である。

また、トルク指令値Ｔｒの変化量ΔＴｒは一定値としても良いし、Ｔｒ０、Ｔｒ１に対する割合としてパーセントで指定することも可能である。

１０ 慣性体
１２ 回転速度検出器
１４ 駆動力合成機構
１４ａ 減速装置
１６ 蓄電装置
１８ インバータ
２０ 油圧モータユニット
２２ 連通弁
２４ 操縦桿
２６ 電磁比例制御弁
２８ 切換弁
３０ ポンプユニット
１００ａ、１００ｂ 油電変換器
１０２ Ａ／Ｄ変換部
１０４ データメモリ
１０６ ＣＰＵ
１０８ プログラムメモリ
１１０ Ｄ／Ａ変換部
Ａ、Ｂ 油圧モータのポート
ＥＣＵ 電気制御ユニット
ＥＧ 原動機
Ｅｍ 電動機
Ｈｍ 油圧モータ
Ｈｍｓ 回転速度
ＬＡ、ＬＢ、Ｌａ、Ｌｂ 流路
ＰＡ、ＰＢ 油圧モータのポート圧力
Ｐａ、Ｐｂ パイロット操作圧力
ＰＭ１ 可変容量型ポンプ
ＰＭ２ パイロットポンプ
Ｓ 連通弁指令値信号
Ｔｒ トルク指令値
Ｖｃｐ キャパシタ電圧

Claims (3)

1. 油圧アクチュエータを駆動する際に蓄電装置から電力供給される電動機を協調駆動させるハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法において、
   前記蓄電装置に蓄電されている電気量を監視し、
   前記油圧アクチュエータの所定起動時間中、前記電動機への電力供給により前記蓄電装置がその許容下限値を下回る可能性があるときは前記電動機への指令トルクを徐々に少なくすることを特徴とするハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法。
2. 油圧アクチュエータを駆動する際に蓄電装置から電力供給される電動機を協調駆動させるハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法において、
   前記蓄電装置に蓄電されている電気量を監視し、
   前記油圧アクチュエータの所定制動時間中、前記電動機からの発生電力を受容する前記蓄電装置がその許容上限値を上回る可能性があるときは前記電動機への回生用指令トルクを徐々に増大させることを特徴とするハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御方法。
3. 油圧アクチュエータを駆動する際に蓄電装置から電力供給される電動機を協調駆動させるハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御装置において、
   前記電動機への指令トルクを算出する電気制御ユニットと、
   前記蓄電装置に蓄電されている電気量を電圧として検出する電気量検出手段と、
   前記指令トルクに対応する電流を前記電動機の層捲線に生成させるインバータと、を備え、
   前記電気制御ユニットは、
   前記油圧アクチュエータの所定起動時間中、前記蓄電装置から前記インバータを介して与えられる電動機への電力供給により前記蓄電装置がその許容下限値を下回る可能性があるときは前記電動機への指令トルクを徐々に少なく指令し、前記油圧アクチュエータの所定制動時間中、前記電動機からの発生電力を受容する前記蓄電装置がその許容上限値を上回る可能性があるときは前記電動機への回生用指令トルクを徐々に増大させるよう演算する指令プログラムを内蔵していることを特徴とするハイブリッド型建設機械における蓄電装置の充電量制御装置。

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