JP2011174468A - Engine, hydraulic pump, and control device for generator motor - Google Patents

Engine, hydraulic pump, and control device for generator motor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To operate an operating machine etc. with good responsiveness according to intention of an operator while improving engine efficiency, pump efficiency or the like. <P>SOLUTION: In a required power generation amount calculation part 120, in accordance with the storage state of a capacitor, required power generation amount of a generator motor is calculated. An assist determination part 90 determines whether or not engine torque assist action of the generator motor is performed. When performance of the engine assist action is determined, a generator motor command value switching part 187 is switched to a modulation processing part 97 side, so as to perform the engine torque assist action of the generator motor. When it is determined that the engine torque assist action is not performed, rotational frequency control of the generator motor is turned off, so as to prevent the engine torque assist action, and power generation action of the generator motor is performed so as to obtain power generation amount corresponding to the required power generation amount calculated by the required power generation amount calculation part 120. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置に関し、特にエンジンによって油圧ポンプを駆動する場合に用いられる制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an engine, a hydraulic pump, and a generator motor, and more particularly to a control device used when a hydraulic pump is driven by an engine.

油圧ショベル、ブルドーザ、ダンプトラック、ホイールローダなどの建設機械には、ディーゼルエンジンが搭載されている。   Construction machines such as hydraulic excavators, bulldozers, dump trucks, and wheel loaders are equipped with diesel engines.

図1を用いて従来の建設機械1の構成を概略説明すると、同図1に示すように、ディーゼルエンジン2を駆動源として油圧ポンプ3が駆動される。油圧ポンプ3は可変容量型の油圧ポンプが用いられ、その斜板3aの傾転角等を変化させることで容量q(cc/rev)が変化する。油圧ポンプ6から吐出圧PRP、流量Q(cc/min)で吐出された圧油は操作弁21〜26を介してブーム用油圧シリンダ31等の各油圧アクチュエータ31〜36に供給される。各操作弁21〜26は、各操作レバー41、42、43、44の操作によって作動される。各油圧アクチュエータ31〜36に圧油が供給されることで、各油圧アクチュエータ31〜36が駆動され、各油圧アクチュエータ31〜36に接続されたブーム、アーム、バケットからなる作業機、上部旋回体、下部走行体が作動する。   The configuration of a conventional construction machine 1 will be schematically described with reference to FIG. 1. As shown in FIG. 1, a hydraulic pump 3 is driven using a diesel engine 2 as a drive source. As the hydraulic pump 3, a variable displacement hydraulic pump is used, and the capacity q (cc / rev) is changed by changing the tilt angle of the swash plate 3a. Pressure oil discharged from the hydraulic pump 6 at a discharge pressure PRP and a flow rate Q (cc / min) is supplied to the hydraulic actuators 31 to 36 such as the boom hydraulic cylinder 31 via the operation valves 21 to 26. The operation valves 21 to 26 are actuated by operation of the operation levers 41, 42, 43, 44. By supplying the hydraulic oil to each hydraulic actuator 31-36, each hydraulic actuator 31-36 is driven, and a working machine including a boom, an arm, and a bucket connected to each hydraulic actuator 31-36, an upper swing body, Undercarriage operates.

建設機械1が稼動している間、作業機、上部旋回体、下部走行体にかかる負荷は掘削土質、走行路勾配等に応じて絶えず変化する。これに応じて油圧機器(油圧ポンプ3)の負荷(油機負荷)、つまりエンジン2にかかる負荷が変化する。   While the construction machine 1 is in operation, the load applied to the work implement, the upper swing body, and the lower traveling body constantly changes according to the excavated soil quality, the traveling path gradient, and the like. In accordance with this, the load (oil machine load) of the hydraulic equipment (hydraulic pump 3), that is, the load applied to the engine 2 changes.

ディーゼルエンジン2の出力P(馬力;kw)の制御は、シリンダ内へ噴射する燃料量を調整して行われる。この調整はエンジン1の燃料噴射ポンプに付設したガバナ4を制御することで行われる。ガバナ4としては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、燃料ダイヤルで設定された目標エンジン回転数が維持されるように、負荷に応じてエンジン回転数nと燃料噴射量(トルクT)とが調整される。すなわちガバナ4は、目標回転数とエンジン回転数との差がなくなるよう燃料噴射量を増減する。   Control of the output P (horsepower; kw) of the diesel engine 2 is performed by adjusting the amount of fuel injected into the cylinder. This adjustment is performed by controlling the governor 4 attached to the fuel injection pump of the engine 1. As the governor 4, an all-speed control type governor is generally used, and the engine speed n and the fuel injection amount (torque T) according to the load so that the target engine speed set by the fuel dial is maintained. ) And are adjusted. That is, the governor 4 increases or decreases the fuel injection amount so that the difference between the target rotational speed and the engine rotational speed is eliminated.

図2はエンジン2のトルク線図を示しており横軸にエンジン回転数n(rpm;rev/min)をとり縦軸にトルクT(N・m)をとっている。

図2において最大トルク線Rで規定される領域が、エンジン2が出し得る性能を示す。ガバナ4はトルクTが最大トルク線Rを超えて排気煙限界とならないように、またエンジン回転数nがハイアイドル回転数nHを超えて過回転とならないようにエンジン2を制御する。最大トルク線R上の定格点Vでエンジン2の出力(馬力)Pが最大になる。Jは油圧ポンプ3で吸収される馬力が等馬力になっている等馬力曲線を示している。
FIG. 2 shows a torque diagram of the engine 2. The horizontal axis represents the engine speed n (rpm; rev / min), and the vertical axis represents the torque T (N · m).

The area defined by the maximum torque line R in FIG. 2 indicates the performance that the engine 2 can produce. The governor 4 controls the engine 2 so that the torque T does not exceed the maximum torque line R and the exhaust smoke limit is not reached, and the engine speed n does not exceed the high idle speed nH to cause overspeed. At the rated point V on the maximum torque line R, the output (horsepower) P of the engine 2 becomes maximum. J indicates an equal horsepower curve in which the horsepower absorbed by the hydraulic pump 3 is equal horsepower.

燃料ダイヤルで最大目標回転数が設定されると、ガバナ4は定格点Vとハイアイドル点nHとを結ぶ最高速レギュレーションラインFe上で調速を行う。   When the maximum target rotational speed is set by the fuel dial, the governor 4 adjusts the speed on the maximum speed regulation line Fe connecting the rated point V and the high idle point nH.

油圧ポンプ3の負荷が大きくなるにつれて、エンジン2の出力とポンプ吸収馬力とが釣り合うマッチング点は、最高速レギュレーションラインFe上を定格点V側に移動する。マッチング点が定格点V側に移動するときエンジン回転数nは徐々に減じられ定格点Vではエンジン回転数nは定格回転数になる。   As the load on the hydraulic pump 3 increases, the matching point at which the output of the engine 2 and the pump absorption horsepower balance moves to the rated point V side on the highest speed regulation line Fe. When the matching point moves to the rated point V side, the engine speed n is gradually reduced, and at the rated point V, the engine speed n becomes the rated speed.

このようにエンジン回転数nをほぼ一定の高回転数に固定して作業を行うと、燃料消費率が大きく(悪く)、ポンプ効率が低いという問題がある。   If the engine speed n is fixed at a substantially constant high speed in this way, there is a problem that the fuel consumption rate is large (poor) and the pump efficiency is low.

なお、燃料消費率(以下燃費)とは、1時間、出力1kW当たりの燃料の消費量をいい、エンジン2の効率の一指標である。またポンプ効率とは、容積効率、トルク効率で規定される油圧ポンプ3の効率のことである。   The fuel consumption rate (hereinafter referred to as fuel consumption) refers to the amount of fuel consumed per hour and output of 1 kW, and is an index of the efficiency of the engine 2. The pump efficiency is the efficiency of the hydraulic pump 3 defined by volumetric efficiency and torque efficiency.

図2においてMは等燃費曲線を示している。等燃費曲線Mの谷となるM1で燃費が最小となり、燃費最小点M1から外側に向かうにつれて燃費は大きくなる。   In FIG. 2, M indicates an equal fuel consumption curve. The fuel consumption is minimized at M1 that is the valley of the equal fuel consumption curve M, and the fuel consumption increases toward the outside from the fuel consumption minimum point M1.

同図2からも明らかなように、レギュレーションラインFeは、等燃費曲線M上で燃費が比較的大きい領域に相当する。このため従来の制御方法によれば燃費が大きく(悪く)エンジン効率上望ましくない。   As is clear from FIG. 2, the regulation line Fe corresponds to a region where the fuel consumption is relatively high on the equal fuel consumption curve M. For this reason, according to the conventional control method, fuel consumption is large (poor), which is not desirable for engine efficiency.

一方、可変容量型の油圧ポンプ3の場合、一般的に、同じ吐出圧PRPであればポンプ容量q(斜板傾転角度)が大きいほど容積効率、トルク効率が高くポンプ効率が高いということが知られている。   On the other hand, in the case of the variable displacement hydraulic pump 3, in general, when the discharge pressure PRP is the same, the larger the pump capacity q (swash plate tilt angle), the higher the volume efficiency and torque efficiency, and the higher the pump efficiency. Are known.

また下記(1)式からも明らかなように、油圧ポンプ3から吐出される圧油の流量Qが同じであれば、エンジン2の回転数nを低くすればするほどポンプ容量qを大きくすることができる。このためエンジン2を低速化すればポンプ効率を高くすることができる。   As is clear from the following equation (1), if the flow rate Q of the pressure oil discharged from the hydraulic pump 3 is the same, the pump capacity q is increased as the rotational speed n of the engine 2 is decreased. Can do. For this reason, if the engine 2 is slowed down, the pump efficiency can be increased.

Q=n・q …(1)
したがって油圧ポンプ3のポンプ効率を高めるためには、エンジン2を回転数nが低い低速領域で稼動させればよい。
Q = n · q (1)
Therefore, in order to increase the pump efficiency of the hydraulic pump 3, the engine 2 may be operated in a low speed region where the rotational speed n is low.

しかし、図2からも明らかなように、レギュレーションラインFeは、エンジン2の高回転領域に相当する。このため従来の制御方法によればポンプ効率が低いという問題がある。   However, as is clear from FIG. 2, the regulation line Fe corresponds to a high speed region of the engine 2. For this reason, according to the conventional control method, there exists a problem that pump efficiency is low.

また、レギュレーションライン上でエンジン2を稼動させると、高負荷になるとエンジン回転数が低下するため、エンストに至るおそれがある。   In addition, when the engine 2 is operated on the regulation line, the engine speed decreases when the load is high, which may lead to engine stall.

このような負荷にかかわらずエンジン回転数をほぼ固定とする制御方法に対して、レバー操作量および負荷に応じてエンジン回転数を変化させるという制御方法が下記特許文献1に記載されている。 A control method in which the engine speed is changed according to the lever operation amount and the load is described in Patent Document 1 below, in contrast to the control method in which the engine speed is substantially fixed regardless of the load.

すなわち、この特許文献1では、図2に示すように、燃費最小点を通る目標エンジン運転線L0が設定される。   That is, in Patent Document 1, as shown in FIG. 2, a target engine operating line L0 passing through the fuel efficiency minimum point is set.

そして、各操作レバー41、42、43、44の操作量等に基づいて、油圧ポンプ3の必要回転数が演算され、このポンプ必要回転数に対応する第1のエンジン必要回転数が演算される。また、各操作レバー41、42、43、44の操作量等に基づいてエンジン必要馬力が演算され、このエンジン必要馬力に対応する第2のエンジン必要回転数が算出される。ここで第2のエンジン必要回転数は、図2の目標エンジン運転線L0上のエンジン回転数として算出される。そして、これら第1および第2のエンジン必要回転数のうち大きい方のエンジン目標回転数が得られるように、エンジン回転数およびエンジントルクが制御される。   Then, based on the operation amount of each operation lever 41, 42, 43, 44, etc., the required rotational speed of the hydraulic pump 3 is calculated, and the first engine required rotational speed corresponding to this pump required rotational speed is calculated. . Further, the required engine horsepower is calculated based on the operation amount of each operation lever 41, 42, 43, 44, etc., and the second required engine speed corresponding to this engine required horsepower is calculated. Here, the second required engine speed is calculated as the engine speed on the target engine operating line L0 in FIG. Then, the engine speed and the engine torque are controlled so that the larger engine target speed of the first and second engine required speeds can be obtained.

図2に示すように、目標エンジン運転線L0に沿って、エンジン2の回転数を制御すると、燃費、エンジン効率、ポンプ効率が向上する。これは、同じ馬力を出力させ、同じ要求流量を得る場合でも、レギュレーションラインFe上の点pt1でマッチングさせるよりも、同じ等馬力線J上の点であって目標エンジン運転線L0上の点pt2でマッチングさせた方が、高回転、低トルクから低回転、高トルクに移行して、ポンプ容量qが大となり、等燃費曲線M上の燃費最小点M1に近い点で運転されるからである。また、低回転領域でエンジン2が稼動することにより騒音の向上が図られ、エンジンフリクション、ポンプアンロードロスなどが向上する。   As shown in FIG. 2, when the rotational speed of the engine 2 is controlled along the target engine operating line L0, fuel efficiency, engine efficiency, and pump efficiency are improved. This is because, even when the same horsepower is output and the same required flow rate is obtained, the point pt2 on the target engine operating line L0 is the same point on the equal horsepower line J rather than matching at the point pt1 on the regulation line Fe. This is because the matching is performed at a point close to the minimum fuel consumption point M1 on the equal fuel consumption curve M because the pump displacement q is increased from high rotation and low torque to low rotation and high torque. . Further, when the engine 2 is operated in the low rotation region, noise is improved, and engine friction, pump unload loss, and the like are improved.

また、建設機械の分野で、発電電動機によってエンジンの駆動力をアシストするハイブリッド方式の建設機械が開発されつつあり、既に多くの特許出願がなされている。   In the field of construction machinery, a hybrid construction machine that assists the driving force of an engine with a generator motor is being developed, and many patent applications have already been filed.

特許文献2では、図2を流用すると、燃料ダイヤルで設定された設定回転数に対応するレギュレーションラインFe0に沿ってエンジン2を制御している。レギュレーションラインFe0と目標エンジン運転線L0とが交差する点Aに対応する目標回転数nrを求め、エンジン目標回転数nrと現在のエンジン回転数nとの偏差が正である場合には、発電電動機を電動作用させてエンジン2の駆動力を、発電電動機で発生したトルクによってアシストし、同偏差が負である場合には、発電電動機を発電作用させて蓄電器に電力を蓄積させている。
特開平11−2144号公報 特開2003−28071号公報
In Patent Document 2, when FIG. 2 is used, the engine 2 is controlled along the regulation line Fe0 corresponding to the set rotational speed set by the fuel dial. When the target rotational speed nr corresponding to the point A where the regulation line Fe0 and the target engine operating line L0 intersect is obtained, and the deviation between the engine target rotational speed nr and the current engine rotational speed n is positive, the generator motor , And the driving force of the engine 2 is assisted by the torque generated by the generator motor. When the deviation is negative, the generator motor is caused to generate power and the electric power is accumulated in the capacitor.
JP-A-11-2144 JP 2003-28071 A

特許文献1記載の発明では、油圧ポンプ3の負荷に応じてエンジン目標回転数が定まる。図2において、油圧ポンプ3が高負荷になるほど、目標エンジン運転線L0上の高負荷側にマッチング点がB→Aと移動する。   In the invention described in Patent Document 1, the target engine speed is determined according to the load of the hydraulic pump 3. In FIG. 2, the higher the load on the hydraulic pump 3, the more the matching point moves from B to A on the high load side on the target engine operating line L0.

しかし、エンジン2が低回転の点Bでマッチングしている状態から、目標とする高回転の点Aまでエンジン回転数を上昇させようとしても、低回転のマッチング点Bでは、油圧ポンプ3の吸収トルクが小さいため、エンジン回転上昇の立ち上がり初期では、各操作レバー41〜44を大きく動かしたとしても作業機等(下部走行体、上部旋回体)は、極めて緩慢にしか作動しないことがある。このため作業機等が操作レバー41〜44に応答性よく作動せず、オペレータに操作の違和感を与え、作業効率が低下するおそれがある。   However, even if the engine speed is increased from the state where the engine 2 is matched at the low rotation point B to the target high rotation point A, the absorption of the hydraulic pump 3 is absorbed at the low rotation matching point B. Since the torque is small, the work implements (lower traveling body, upper swinging body) may operate only very slowly even if each of the operation levers 41 to 44 is moved greatly at the beginning of the rise of engine rotation. For this reason, the work implement or the like does not operate with good responsiveness to the operation levers 41 to 44, giving the operator a sense of incongruity in operation and reducing work efficiency.

これに対して特許文献2記載の発明は、レギュレーションラインFe0に沿ってマッチング点がC→Aと移動する。油圧ポンプ3が高負荷になるほど、レギュレーションラインFe0上の高負荷側にマッチング点が移動することになる。   On the other hand, in the invention described in Patent Document 2, the matching point moves from C to A along the regulation line Fe0. The higher the load on the hydraulic pump 3, the more the matching point moves to the high load side on the regulation line Fe0.

レギュレーションラインFe0上の低負荷側のマッチング点Cから高負荷側のマッチング点Aに移動するときエンジン回転数nが徐々に減じられる。エンジン回転数nが低下することでエンジン2のフライホイールに溜まっていた出力が瞬間的に外にでていき、エンジン2の実際の出力以上にみかけ上の出力が大きくなる。このためレギュレーションラインに沿ったマッチング点の移動は、元々、応答性がよいといわれている。   When moving from the low load side matching point C on the regulation line Fe0 to the high load side matching point A, the engine speed n is gradually reduced. As the engine speed n decreases, the output accumulated on the flywheel of the engine 2 momentarily goes outside, and the apparent output becomes larger than the actual output of the engine 2. For this reason, it is said that the movement of the matching point along the regulation line is originally responsive.

しかし、特許文献2では、エンジン目標回転数nrは、燃料ダイヤルの設定によって一義的に定まり、エンジン回転数nは、レギュレーションラインFe0に沿って僅かに変動するのみである。目標エンジン運転線L0上の点Bから点Aへの移動のように、油圧ポンプ3の負荷に応じて、エンジン回転数が目標エンジン運転線L0に沿って大きく変動することはない。このため燃料ダイヤルで設定しない限り低回転領域でエンジン2が稼動せず、ポンプ効率、燃費、騒音が悪くなるという問題がある。   However, in Patent Document 2, the target engine speed nr is uniquely determined by the setting of the fuel dial, and the engine speed n varies only slightly along the regulation line Fe0. Like the movement from the point B to the point A on the target engine operation line L0, the engine speed does not vary greatly along the target engine operation line L0 according to the load of the hydraulic pump 3. For this reason, unless the fuel dial is set, there is a problem that the engine 2 does not operate in a low rotation region, and pump efficiency, fuel consumption, and noise are deteriorated.

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、エンジン効率、ポンプ効率等の向上を図りつつ、オペレータの意思通りに応答性よく作業機等を作動させるようにすることを解決課題とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to operate a work machine or the like with high responsiveness as intended by an operator while improving engine efficiency, pump efficiency, and the like. It is.

第1発明は、
エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
油圧ポンプから吐出された圧油が供給される油圧アクチュエータと、
エンジンの出力軸に連結された発電電動機と、
発電電動機が発電した電力を蓄積するとともに発電電動機に電力を供給する蓄電器と、
蓄電器の蓄電状態に応じて、発電電動機の要求発電量を演算する演算手段と、
エンジンの目標回転数を設定するエンジン目標回転数設定手段と、
エンジン目標回転数に応じて、油圧ポンプが吸収可能な最大吸収トルクを示す最大トルク線を設定する最大トルク線設定手段と、
エンジン回転数が、現在のエンジン目標回転数に一致するようにエンジン回転数を制御する回転数制御手段と、
現在のエンジン目標回転数に対応する最大トルク線上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプの容量を制御する容量制御手段と、
発電電動機をエンジントルクアシスト作用させるか、あるいはエンジントルクアシスト作用させないかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定した場合には、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させ、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定した場合には、発電電動機を前記要求発電量に応じて発電作用させる発電電動機制御手段と
を備えたエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置であることを特徴とする。
The first invention is
A hydraulic pump driven by an engine;
A hydraulic actuator to which pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied;
A generator motor connected to the output shaft of the engine;
A battery that accumulates the power generated by the generator motor and supplies power to the generator motor;
A calculation means for calculating the required power generation amount of the generator motor according to the storage state of the battery,
Engine target speed setting means for setting a target engine speed;
Maximum torque line setting means for setting a maximum torque line indicating the maximum absorption torque that can be absorbed by the hydraulic pump according to the engine target speed,
A speed control means for controlling the engine speed so that the engine speed matches the current engine target speed;
Capacity control means for controlling the capacity of the hydraulic pump so as to obtain a pump absorption torque whose upper limit is the pump absorption torque on the maximum torque line corresponding to the current target engine speed;
A determination means for determining whether or not to cause the generator motor to act as an engine torque assist, or not to act as an engine torque; and
When it is determined by the determination means that the generator motor is to perform the engine torque assist operation, the generator motor is operated to perform the engine torque assist, and when it is determined that the generator motor is not to perform the engine torque assist operation, It is a control device for an engine, a hydraulic pump, and a generator motor provided with a generator motor control means for generating electricity according to the quantity.

第2発明は、
エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
油圧ポンプから吐出された圧油が供給される油圧アクチュエータと、
エンジンの出力軸に連結された発電電動機と、
発電電動機が発電した電力を蓄積するとともに発電電動機に電力を供給する蓄電器と、
蓄電器の蓄電状態に応じて、発電電動機の要求発電量を演算する演算手段と、
エンジンの目標回転数を設定するエンジン目標回転数設定手段と、
エンジン目標回転数に応じて、油圧ポンプが吸収可能な最大吸収トルクを示す第1の最大トルク線を設定する第1の最大トルク線設定手段と、
第1の最大トルク線に対して、エンジン低回転領域で最大吸収トルクが大きくなる第2の最大トルク線を設定する第2の最大トルク線設定手段と、
エンジン回転数が、現在のエンジン目標回転数に一致するようにエンジン回転数を制御する回転数制御手段と、
発電電動機をエンジントルクアシスト作用させるか、あるいはエンジントルクアシスト作用させないかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定した場合には、最大トルク線として第2の最大トルク線を選択し、現在のエンジン目標回転数に対応する第2の最大トルク線上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプの容量を制御するとともに、前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定した場合には、最大トルク線として第1の最大トルク線を選択し、現在のエンジン目標回転数に対応する第1の最大トルク線上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量制御手段と、
前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定した場合には、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させ、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定した場合には、発電電動機を前記要求発電量に応じて発電作用させる発電電動機制御手段と
を備えたエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置であることを特徴とする。
The second invention is
A hydraulic pump driven by an engine;
A hydraulic actuator to which pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied;
A generator motor connected to the output shaft of the engine;
A battery that accumulates the power generated by the generator motor and supplies power to the generator motor;
A calculation means for calculating the required power generation amount of the generator motor according to the storage state of the battery,
Engine target speed setting means for setting a target engine speed;
First maximum torque line setting means for setting a first maximum torque line indicating a maximum absorption torque that can be absorbed by the hydraulic pump in accordance with the target engine speed;
Second maximum torque line setting means for setting a second maximum torque line for increasing the maximum absorption torque in the engine low rotation region with respect to the first maximum torque line;
A speed control means for controlling the engine speed so that the engine speed matches the current engine target speed;
A determination means for determining whether or not to cause the generator motor to act as an engine torque assist, or not to act as an engine torque; and
When it is determined by the determination means that the generator motor is to be subjected to engine torque assist, the second maximum torque line is selected as the maximum torque line, and the second maximum torque line corresponding to the current engine target rotational speed is selected. When the capacity of the hydraulic pump is controlled so as to obtain a pump absorption torque whose upper limit is the pump absorption torque, and the determination means determines that the generator motor does not act as an engine torque assist, the first torque line is set as the maximum torque line. Capacity control means for controlling the capacity of the hydraulic pump so as to obtain a pump absorption torque whose upper limit is the pump absorption torque on the first maximum torque line corresponding to the current engine target speed When,
When it is determined by the determination means that the generator motor is to perform the engine torque assist operation, the generator motor is operated to perform the engine torque assist, and when it is determined that the generator motor is not to perform the engine torque assist operation, It is a control device for an engine, a hydraulic pump, and a generator motor provided with a generator motor control means for generating electricity according to the quantity.

第3発明は、第1発明または第2発明において、
判定手段は、
エンジン目標回転数とエンジンの実際の回転数との偏差の絶対値が所定のしきい値以上になっている場合に、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定し、エンジン目標回転数とエンジンの実際の回転数との偏差の絶対値が所定のしきいよりも小さくなっている場合に、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定するものであること
を特徴とする。
The third invention is the first invention or the second invention,
The judging means is
When the absolute value of the deviation between the engine target speed and the actual engine speed is greater than or equal to a predetermined threshold value, it is determined that the generator motor is to be acted on by the engine torque, and the engine target speed and the engine When the absolute value of the deviation from the actual rotational speed is smaller than a predetermined threshold, it is determined that the generator motor is not allowed to act as an engine torque assist.

第4発明は、第3発明において、
前記蓄電器が現在蓄電している蓄電量を演算する蓄電量演算手段を備え、
前記判定手段は、
演算された蓄電量が所定のしきい値以下の場合には、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定するものであること
を特徴とする。
The fourth invention is the third invention,
A storage amount calculating means for calculating a storage amount that the capacitor is currently storing;
The determination means includes
When the calculated amount of stored electricity is equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that the generator motor is not allowed to act as an engine torque assist.

第5発明は、第3発明において、
建設機械の上部旋回体を旋回させる旋回電動機と、
上部旋回体を旋回操作する旋回操作手段と、
旋回操作手段による旋回操作に応じて旋回電動機を駆動制御する制御手段と、
旋回電動機の現在の出力を演算する出力演算手段と、
蓄電器の蓄電状態および旋回電動機の駆動状態に応じて、発電電動機の要求発電量を演算する演算手段とを備え、
前記判定手段は、
旋回電動機の現在の出力が、所定のしきい値以上の場合には、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定するものであること
を特徴とする。
The fifth invention is the third invention,
A turning electric motor for turning the upper turning body of the construction machine;
A turning operation means for turning the upper turning body;
Control means for driving and controlling the swing motor in accordance with the turning operation by the turning operation means;
Output calculation means for calculating the current output of the swing motor;
Computation means for computing the required power generation amount of the generator motor according to the storage state of the capacitor and the drive state of the swing motor,
The determination means includes
When the current output of the swing motor is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the generator motor is not allowed to act as an engine torque assist.

第6発明は、第1発明から第5発明において、
前記発電電動機制御手段は、現在のエンジン回転数がエンジン目標回転数よりも小さい場合には、エンジンのトルク線図上においてエンジンの軸トルクを加算してエンジン回転数がエンジン目標回転数と同等の回転数となるように、発電電動機の出力トルクを制御し、現在のエンジン回転数がエンジン目標回転数よりも大きい場合には、エンジンのトルク線図上においてエンジンの軸トルクを吸収してエンジン回転数がエンジン目標回転数と同等の回転数となるように、発電電動機の出力トルクを制御するものであること
を特徴とする。
A sixth invention is the first invention to the fifth invention,
When the current engine speed is smaller than the engine target speed, the generator motor control means adds the shaft torque of the engine on the engine torque diagram so that the engine speed is equal to the engine target speed. The output torque of the generator motor is controlled so that the engine speed is the same. If the current engine speed is greater than the target engine speed, the engine speed is absorbed by absorbing the engine shaft torque on the engine torque diagram. The output torque of the generator motor is controlled so that the number is equal to the engine target speed.

第7発明は、第1発明から第6発明において、
前記発電電動機のエンジントルクアシスト作用時に発電電動機のトルクをトルク上限値以下の範囲で制御するトルク制御手段と、
蓄電器の蓄電量が第1の所定値から、第1の所定値よりも小さい第2の所定値に減少するに従って、前記トルク上限値を徐々に減じていくトルク上限値設定手段と
を備えたことを特徴とする。
第8発明は、第1発明から第6発明において、
前記発電電動機のエンジントルクアシスト作用時に発電電動機のトルクをトルク上限値以下の範囲で制御するトルク制御手段と、
蓄電器の蓄電量が第1の所定値から、第1の所定値よりも小さい第2の所定値に減少するに従って、前記トルク上限値を徐々に減じていく一方で、一度減じられたトルク上限値を増加させる場合には、蓄電器の蓄電量が第3の所定値から、第3の所定値よりも大きい第4の所定値に増加するに従って、前記トルク上限値を徐々に増加させていくトルク上限値設定手段と
を備えたことを特徴とする。
第9発明は、第5発明または第6発明において、
前記発電電動機のエンジントルクアシスト作用時に発電電動機のトルクをトルク上限値以下の範囲で制御するトルク制御手段と、
旋回電動機の現在の出力が第1の所定値から、第1の所定値よりも大きい第2の所定値に増加するに従って、前記トルク上限値を徐々に減じていくトルク上限値設定手段と
を備えたことを特徴とする。
第10発明は、第5発明または第6発明において、
前記発電電動機のエンジントルクアシスト作用時に発電電動機のトルクをトルク上限値以下の範囲で制御するトルク制御手段と、
旋回電動機の現在の出力が第1の所定値から、第1の所定値よりも大きい第2の所定値に増加するに従って、前記トルク上限値を徐々に減じていく一方で、一度減じられたトルク上限値を増加させる場合には、旋回電動機の現在の出力が第3の所定値から、第3の所定値よりも小さい第4の所定値に減少するに従って、前記トルク上限値を徐々に増加させていくトルク上限値設定手段と
を備えたことを特徴とする。
第11発明は、第1発明において、
発電電動機制御手段は、
前記発電電動機をエンジントルクアシスト作用から発電作用に切り替えた直後には、発電電動機の発電トルクをアシスト終了時のトルクから徐々に発電電動機の要求発電量に応じた発電トルクまで変化させるように制御するものであること
を特徴とする。
A seventh invention is the first invention to the sixth invention,
Torque control means for controlling the torque of the generator motor within a range of a torque upper limit value or less during engine torque assist operation of the generator motor;
Torque upper limit value setting means for gradually reducing the torque upper limit value as the amount of electricity stored in the capacitor decreases from the first predetermined value to a second predetermined value smaller than the first predetermined value. It is characterized by.
An eighth invention is the first invention to the sixth invention,
Torque control means for controlling the torque of the generator motor within a range of a torque upper limit value or less during engine torque assist operation of the generator motor;
The torque upper limit value is gradually reduced as the amount of electricity stored in the battery decreases from the first predetermined value to a second predetermined value smaller than the first predetermined value, while the torque upper limit value once reduced. Is increased, the torque upper limit value gradually increases as the storage amount of the battery increases from the third predetermined value to the fourth predetermined value that is larger than the third predetermined value. And a value setting means.
A ninth invention is the fifth invention or the sixth invention,
Torque control means for controlling the torque of the generator motor within a range of a torque upper limit value or less during engine torque assist operation of the generator motor;
Torque upper limit setting means for gradually decreasing the torque upper limit as the current output of the swing motor increases from a first predetermined value to a second predetermined value greater than the first predetermined value. It is characterized by that.
The tenth invention is the fifth invention or the sixth invention,
Torque control means for controlling the torque of the generator motor within a range of a torque upper limit value or less during engine torque assist operation of the generator motor;
As the current output of the swing motor increases from the first predetermined value to the second predetermined value that is larger than the first predetermined value, the torque upper limit value is gradually decreased while the torque once reduced When increasing the upper limit value, the torque upper limit value is gradually increased as the current output of the swing motor decreases from the third predetermined value to the fourth predetermined value smaller than the third predetermined value. Torque upper limit value setting means.
The eleventh invention is the first invention,
The generator motor control means is
Immediately after switching the generator motor from the engine torque assist operation to the power generation operation, control is performed so that the power generation torque of the generator motor is gradually changed from the torque at the end of the assist to the power generation torque corresponding to the required power generation amount of the generator motor. It is a thing.

第12発明は、
エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
油圧ポンプから吐出された圧油が供給される油圧アクチュエータと、
エンジンの出力軸に連結された発電電動機と、
発電電動機が発電した電力を蓄積するとともに発電電動機に電力を供給する蓄電器と、
蓄電器の蓄電状態に応じて、発電電動機の要求発電量を演算する演算手段と、
エンジンの目標回転数を設定するエンジン目標回転数設定手段と、
エンジン目標回転数に応じて、油圧ポンプが吸収可能な最大吸収トルクを示す第1の最大トルク線を設定する第1の最大トルク線設定手段と、
第1の最大トルク線に対して、エンジン低回転領域で最大吸収トルクが大きくなる第2の最大トルク線を設定する第2の最大トルク線設定手段と、
エンジン回転数が、現在のエンジン目標回転数に一致するようにエンジン回転数を制御する回転数制御手段と、
発電電動機をエンジントルクアシスト作用させるか、あるいはエンジントルクアシスト作用させないかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定した場合には、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させ、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定した場合には、発電電動機を前記要求発電量に応じて発電作用させる発電電動機制御手段と
発電電動機のアシスト作用時のトルク上限値が第1の所定値から、第1の所定値よりも小さい第2の所定値に減少するに従って、油圧ポンプの最大吸収トルクが徐々に減じられる第3の最大トルクを演算する第3のポンプ最大吸収トルク演算手段と、
前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定した場合には、現在のエンジン目標回転数に対応する第2の最大トルク線上のポンプ吸収トルクまたは第3のポンプ最大吸収トルク演算手段より演算された第3のポンプ最大吸収トルクのうち小さい方をポンプ吸収トルクの上限として、油圧ポンプの容量を制御するとともに、前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定した場合には、現在のエンジン目標回転数に対応する第1の最大トルク線上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプの容量を制御するポンプ容量制御手段と、
を備えたエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置であることを特徴とする。
The twelfth invention
A hydraulic pump driven by an engine;
A hydraulic actuator to which pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied;
A generator motor connected to the output shaft of the engine;
A battery that accumulates the power generated by the generator motor and supplies power to the generator motor;
A calculation means for calculating the required power generation amount of the generator motor according to the storage state of the battery,
Engine target speed setting means for setting a target engine speed;
First maximum torque line setting means for setting a first maximum torque line indicating a maximum absorption torque that can be absorbed by the hydraulic pump in accordance with the target engine speed;
Second maximum torque line setting means for setting a second maximum torque line for increasing the maximum absorption torque in the engine low rotation region with respect to the first maximum torque line;
A speed control means for controlling the engine speed so that the engine speed matches the current engine target speed;
A determination means for determining whether or not to cause the generator motor to act as an engine torque assist, or not to act as an engine torque; and
When it is determined by the determination means that the generator motor is to perform the engine torque assist operation, the generator motor is operated to perform the engine torque assist, and when it is determined that the generator motor is not to perform the engine torque assist operation, The hydraulic pump as the generator motor control means for generating electric power according to the amount and the torque upper limit value at the time of assisting the generator motor decrease from the first predetermined value to the second predetermined value smaller than the first predetermined value. A third pump maximum absorption torque calculating means for calculating a third maximum torque by which the maximum absorption torque of the first pump is gradually reduced;
If it is determined by the determination means that the generator motor is to be subjected to engine torque assist, the pump absorption torque on the second maximum torque line corresponding to the current engine target speed or the third pump maximum absorption torque calculation means When the hydraulic pump capacity is controlled by setting the smaller one of the calculated third pump maximum absorption torques as the upper limit of the pump absorption torque, and when it is determined by the determination means that the generator motor does not act on the engine torque, A pump capacity control means for controlling the capacity of the hydraulic pump so as to obtain a pump absorption torque whose upper limit is the pump absorption torque on the first maximum torque line corresponding to the current engine target speed;
And a control device for a hydraulic pump and a generator motor.

第13発明は、
エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
油圧ポンプから吐出された圧油が供給される油圧アクチュエータと、
エンジンの出力軸に連結された発電電動機と、
発電電動機が発電した電力を蓄積するとともに発電電動機に電力を供給する蓄電器と、
蓄電器の蓄電状態に応じて、発電電動機の要求発電量を演算する演算手段と、
エンジンの目標回転数を設定するエンジン目標回転数設定手段と、
エンジン目標回転数に応じて、油圧ポンプが吸収可能な最大吸収トルクを示す第1の最大トルク線を設定する第1の最大トルク線設定手段と、
第1の最大トルク線に対して、エンジン低回転領域で最大吸収トルクが大きくなる第2の最大トルク線を設定する第2の最大トルク線設定手段と、
エンジン回転数が、現在のエンジン目標回転数に一致するようにエンジン回転数を制御する回転数制御手段と、
発電電動機をエンジントルクアシスト作用させるか、あるいはエンジントルクアシスト作用させないかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定した場合には、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させ、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定した場合には、発電電動機を前記要求発電量に応じて発電作用させる発電電動機制御手段と
発電電動機のアシスト作用時のトルク上限値が第1の所定値から、第1の所定値よりも小さい第2の所定値に減少するに従って、油圧ポンプの最大吸収トルクが徐々に減じられる第3の最大トルクを演算する第3のポンプ最大吸収トルク演算手段と、
前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定した場合には、現在のエンジン目標回転数に対応する第2の最大トルク線上のポンプ吸収トルクまたは第3のポンプ最大吸収トルク演算手段より演算された第3のポンプ最大吸収トルクのうち小さい方をポンプ吸収トルクの上限として、油圧ポンプの容量を制御するとともに、前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定した場合には、現在のエンジン目標回転数に対応する第1の最大トルク線上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプの容量を制御し、さらに油圧ポンプの最大吸収トルクの選択が切り替えられた場合に、切り替え前のポンプ最大吸収トルクから、切り替え後のポンプ最大吸収トルクへ、徐々に変化させるポンプ容量制御手段と、
を備えたエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置であることを特徴とする。
The thirteenth invention
A hydraulic pump driven by an engine;
A hydraulic actuator to which pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied;
A generator motor connected to the output shaft of the engine;
A battery that accumulates the power generated by the generator motor and supplies power to the generator motor;
A calculation means for calculating the required power generation amount of the generator motor according to the storage state of the battery,
Engine target speed setting means for setting a target engine speed;
First maximum torque line setting means for setting a first maximum torque line indicating a maximum absorption torque that can be absorbed by the hydraulic pump in accordance with the target engine speed;
Second maximum torque line setting means for setting a second maximum torque line for increasing the maximum absorption torque in the engine low rotation region with respect to the first maximum torque line;
A speed control means for controlling the engine speed so that the engine speed matches the current engine target speed;
A determination means for determining whether or not to cause the generator motor to act as an engine torque assist, or not to act as an engine torque; and
When it is determined by the determination means that the generator motor is to perform the engine torque assist operation, the generator motor is operated to perform the engine torque assist, and when it is determined that the generator motor is not to perform the engine torque assist operation, The hydraulic pump as the generator motor control means for generating electric power according to the amount and the torque upper limit value at the time of assisting the generator motor decrease from the first predetermined value to the second predetermined value smaller than the first predetermined value. A third pump maximum absorption torque calculating means for calculating a third maximum torque by which the maximum absorption torque of the first pump is gradually reduced;
If it is determined by the determination means that the generator motor is to be subjected to engine torque assist, the pump absorption torque on the second maximum torque line corresponding to the current engine target speed or the third pump maximum absorption torque calculation means When the hydraulic pump capacity is controlled by setting the smaller one of the calculated third pump maximum absorption torques as the upper limit of the pump absorption torque, and when it is determined by the determination means that the generator motor does not act on the engine torque, The capacity of the hydraulic pump is controlled so that the pump absorption torque with the upper limit of the pump absorption torque on the first maximum torque line corresponding to the current engine target speed is obtained, and the maximum absorption torque of the hydraulic pump is selected. When switched, the pump maximum absorption torque before switching is changed from the pump maximum absorption torque before switching. To the maximum absorption torque, and the pump displacement control means for gradually changing,
And a control device for a hydraulic pump and a generator motor.

第14発明は、第13発明において、
切り替え前のポンプ最大吸収トルクから、切り替え後のポンプ最大吸収トルクへ変化させる際の時定数は、切り替え前のポンプ最大吸収トルクが切り替え後のポンプ最大吸収トルクよりも小さい場合よりも、切り替え前のポンプ最大吸収トルクが切り替え後のポンプ最大吸収トルクよりも大きい場合の方が、大きい値に設定されること
を特徴とする。
In a fourteenth aspect based on the thirteenth aspect,
The time constant for changing from the pump maximum absorption torque before switching to the pump maximum absorption torque after switching is greater than the case where the pump maximum absorption torque before switching is smaller than the pump maximum absorption torque after switching. When the pump maximum absorption torque is larger than the pump maximum absorption torque after switching, it is set to a larger value.

第1発明によれば、図16に示すように、要求発電量演算部120で、蓄電器12の蓄電状態に応じて、発電電動機11の要求発電量Tgencomが演算される。 According to the first invention, as shown in FIG. 16, the required power generation amount calculation unit 120 calculates the required power generation amount Tgencom of the generator motor 11 according to the storage state of the battery 12.

そして、アシスト有無判定部90では、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させるか(判定結果T)、あるいはエンジントルクアシスト作用させないか(判定結果F)が判定される。   Then, in the assist presence / absence determination unit 90, it is determined whether the generator motor 11 is to perform the engine torque assist operation (determination result T) or whether the engine torque assist operation is not performed (determination result F).

そして、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる(判定結果T)と判定した場合には、発電電動機指令値切り替え部187がT側、つまりモジュレーション処理部97側に切り替えられて、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる。これに対して、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させない(判定結果F)と判定した場合には、発電電動機指令値切り替え部187がF側に切り替えられて、発電電動機11の回転数制御がオフにされてエンジントルクアシスト作用されないようになされるとともに、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられて、発電電動機11が、要求発電量演算部120で演算された要求発電量Tgencomに応じた発電量が得られるように発電作用される。 When the assist presence / absence determination unit 90 determines that the generator motor 11 is to be subjected to engine torque assist (determination result T), the generator motor command value switching unit 187 is switched to the T side, that is, the modulation processing unit 97 side. Then, the generator motor 11 is caused to act as an engine torque assist. On the other hand, when the assist presence / absence determination unit 90 determines that the engine motor 11 does not perform the engine torque assist operation (determination result F), the generator motor command value switching unit 187 is switched to the F side, and the generator motor is 11 is turned off so that the engine torque assist operation is not performed, and the generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side, that is, the required power generation amount calculation unit 120 side. Power generation is performed so that a power generation amount corresponding to the required power generation amount Tgencom calculated by the required power generation amount calculation unit 120 is obtained.

このように第1発明によれば、エンジントルクアシスト作用の必要性に応じて、エンジントルクアシスト作用させるか、エンジントルクアシスト作用させずに、要求発電量に応じた発電を発電電動機11で行わせるようにしたので、蓄電器12の蓄電量を常に目標とする状態に安定に維持できるとともに、作業機、上部旋回体の操作性を常に高いレベルに維持することができる。 As described above, according to the first aspect of the invention, the generator motor 11 performs the power generation according to the required power generation amount without causing the engine torque assist action or the engine torque assist action depending on the necessity of the engine torque assist action. Since it did in this way, while being able to maintain stably the state of charge of the electrical storage device 12 always at the target state, the operativity of a working machine and an upper turning body can always be maintained at a high level.

第2発明によれば、図16に示すように、要求発電量演算部120で、蓄電器12の蓄電状態に応じて、発電電動機11の要求発電量Tgencomが演算される。   According to the second invention, as shown in FIG. 16, the required power generation amount calculation unit 120 calculates the required power generation amount Tgencom of the generator motor 11 according to the storage state of the battery 12.

第1のポンプ目標吸収トルク演算部66では、エンジン目標回転数に応じて、油圧ポンプ3が吸収可能な最大吸収トルクを示す第1の最大トルク線66aが設定される。   In the first pump target absorption torque calculation unit 66, a first maximum torque line 66a indicating the maximum absorption torque that can be absorbed by the hydraulic pump 3 is set according to the engine target rotational speed.

第2のポンプ目標吸収トルク演算部85では、第1の最大トルク線66aに対して、エンジン低回転領域で最大吸収トルクが大きくなる第2の最大トルク線85aが設定される。   In the second pump target absorption torque calculation unit 85, a second maximum torque line 85a that increases the maximum absorption torque in the engine low rotation region is set with respect to the first maximum torque line 66a.

そして、アシスト有無判定部90では、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させるか(判定結果T)、あるいはエンジントルクアシスト作用させないか(判定結果F)が判定される。   Then, in the assist presence / absence determination unit 90, it is determined whether the generator motor 11 is to perform the engine torque assist operation (determination result T) or whether the engine torque assist operation is not performed (determination result F).

そして、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる(判定結果T)と判定した場合には、ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88がT側、つまり第2のポンプ目標吸収トルク演算部85側に切り替えられて、最大トルク線として第2の最大トルク線85aが選択され、現在のエンジン目標回転数に対応する第2の最大トルク線85a上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプ3の容量が制御される。これに対してアシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させない(判定結果F)と判定した場合には、ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88がF側、つまり第1のポンプ目標吸収トルク演算部66側に切り替えられて、最大トルク線として第1の最大トルク線66aが選択され、現在のエンジン目標回転数に対応する第1の最大トルク線66a上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプ3の容量が制御される。 When the assist presence / absence determination unit 90 determines that the generator motor 11 is to be subjected to engine torque assist (determination result T), the pump absorption torque command value switching unit 88 is on the T side, that is, the second pump target absorption torque. The pump is switched to the calculation unit 85 side, the second maximum torque line 85a is selected as the maximum torque line, and the pump absorption torque on the second maximum torque line 85a corresponding to the current engine target rotational speed is the upper limit. The capacity of the hydraulic pump 3 is controlled so that the absorption torque can be obtained. On the other hand, when the assist presence / absence determination unit 90 determines that the generator motor 11 does not perform the engine torque assist operation (determination result F), the pump absorption torque command value switching unit 88 is on the F side, that is, the first pump target Switching to the absorption torque calculation unit 66 side, the first maximum torque line 66a is selected as the maximum torque line, and the pump absorption torque on the first maximum torque line 66a corresponding to the current engine target speed is set as the upper limit. The capacity of the hydraulic pump 3 is controlled so as to obtain the pump absorption torque.

また、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる(判定結果T)と判定した場合には、発電電動機指令値切り替え部187がT側、つまりモジュレーション処理部97側に切り替えられて、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる。これに対して、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させない(判定結果F)と判定した場合には、発電電動機指令値切り替え部187がF側に切り替えられて、発電電動機11の回転数制御がオフにされてエンジントルクアシスト作用されないようになされるとともに、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられて、要求発電量演算部120で演算された要求発電量Tgencomに応じた発電量が得られるように発電電動機11が発電作用される。このように本第2発明では、第1発明と同様に、エンジントルクアシスト作用の必要性に応じて、エンジントルクアシスト作用させるか、エンジントルクアシスト作用させずに、要求発電量に応じた発電を発電電動機11で行わせるようにしたので、蓄電器12の蓄電量を常に目標とする状態に安定に維持できるとともに、作業機、上部旋回体の操作性を常に高いレベルに維持することができる。 When the assist presence / absence determination unit 90 determines that the generator motor 11 is to be subjected to engine torque assist (determination result T), the generator motor command value switching unit 187 is switched to the T side, that is, the modulation processing unit 97 side. Then, the generator motor 11 is caused to act as an engine torque assist. On the other hand, when the assist presence / absence determination unit 90 determines that the engine motor 11 does not perform the engine torque assist operation (determination result F), the generator motor command value switching unit 187 is switched to the F side, and the generator motor is 11 is turned off so that the engine torque assist operation is not performed, and the generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side, that is, the required power generation amount calculation unit 120 side, and the required power generation amount calculation unit The generator motor 11 is caused to generate power so that a power generation amount corresponding to the required power generation amount Tgencom calculated at 120 is obtained. As described above, in the second invention, similarly to the first invention, depending on the necessity of the engine torque assist action, the engine torque assist action is performed or the engine torque assist action is not performed, and the power generation according to the required power generation amount is performed. Since it was made to perform with the generator motor 11, while being able to maintain stably the amount of electrical storage of the electrical storage device 12 always to the target state, the operativity of a working machine and an upper turning body can always be maintained at a high level.

しかも第2発明では、発電電動機11によってエンジントルクアシスト作用させながら、
第1の最大トルク線66aに対して、エンジン低回転領域で最大吸収トルクが大きくなる第2の最大トルク線85a上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプ3の容量を制御するようにしたため、エンジン回転上昇時の初期の段階での油圧ポンプ3の吸収トルクを大きくすることができる。このため操作レバーの動きに対して作業機の動き出しが早くなり、作業効率の低下を抑制でき、オペレータに与える操作感覚の違和感を軽減できる。なお、仮に、発電電動機11によってエンジントルクアシスト作用させることなく第2の最大トルク線L2に従って制御しようとすると、エンジン2に過負荷がかかるおそれがある。すなわち、エンジントルクアシスト作用なしで、第2の最大トルク線85aに従って油圧ポンプ3の容量を制御しようとすると、エンジン単体での出力以上のトルクを油圧ポンプ3が吸収することになってしまい、エンジン回転数を増加させることができないばかりでなく、高負荷によりエンジン回転数がダウンして、最悪の場合エンストに至ることがある。このように制御例2では、発電電動機11によるエンジントルクアシスト作用を前提として、第2の最大トルク線85aに従った制御を保証している。
Moreover, in the second invention, while the engine torque assist action is performed by the generator motor 11,
With respect to the first maximum torque line 66a, the hydraulic pump 3 has a pump absorption torque whose upper limit is the pump absorption torque on the second maximum torque line 85a in which the maximum absorption torque increases in the engine low rotation region. Since the capacity is controlled, it is possible to increase the absorption torque of the hydraulic pump 3 at the initial stage when the engine speed is increased. For this reason, the working machine starts to move quickly with respect to the movement of the operation lever, so that a reduction in work efficiency can be suppressed, and the uncomfortable feeling of operation given to the operator can be reduced. If control is to be performed according to the second maximum torque line L2 without causing the engine torque assist operation by the generator motor 11, the engine 2 may be overloaded. That is, if the capacity of the hydraulic pump 3 is controlled according to the second maximum torque line 85a without the engine torque assisting action, the hydraulic pump 3 absorbs torque exceeding the output of the engine alone, and the engine Not only can the engine speed not be increased, but the engine speed may decrease due to a high load, leading to an engine stall in the worst case. As described above, in the control example 2, the control according to the second maximum torque line 85a is guaranteed on the premise of the engine torque assist action by the generator motor 11.

第3発明では、図17に示すように、偏差Δgenspdに対してしきい値を設けてエンジントルクアシスト作用させるか否かを判断しているため、制御が安定する。すなわち、仮に偏差に対してしきい値を設けないで偏差があったことをもって即座にエンジントルクアシスト作用をさせるとすると、エンジン目標回転数近くのエンジン回転数でエンジントルクアシスト作用をし続ける結果となり、エネルギーロスにつながる。これは、エンジントルクアシスト作用するエネルギーの源は、元々エンジン2のエネルギーであるため、エンジントルクアシスト作用をすると発電電動機11の効率分だけ必ずエネルギーロスが増えてしまうからである。一般的に発電電動機11は小さなトルクで駆動、発電すると効率が悪くなる。 In the third invention, as shown in FIG. 17, since a threshold value is provided for the deviation Δgenspd and it is determined whether or not the engine torque assist operation is performed, the control is stabilized. In other words, if the engine torque assist action is performed immediately when there is a deviation without setting a threshold for the deviation, the engine torque assist action is continued at an engine speed near the engine target speed. , Leading to energy loss. This is because the energy source for the engine torque assisting action is originally the energy of the engine 2, so that the engine torque assisting action always increases the energy loss by the efficiency of the generator motor 11. Generally, when the generator motor 11 is driven and generated with a small torque, the efficiency decreases.

第4発明によれば、図17に示すように、蓄電器12の電圧値BATTvolt、つまり蓄電量が所定のしきい値BC1以下の場合には、発電電動機動機11をエンジントルクアシスト作用させないと判定し、アシストフラグassist flagをFにする。このように蓄電器12の蓄電量が低いときにエンジントルクアシスト作用させないようにすることで蓄電器12の過放電を回避でき蓄電器12の寿命低下を回避することができる。特に電動旋回システムの場合には、上部旋回体を旋回作動させるために蓄電エネルギーが必要であり、仮に蓄電量が減りすぎると旋回性能の悪影響を与えることになる。蓄電器12の蓄電量が低いときにエンジントルクアシスト作用させないようにすることで、蓄電量低下により旋回性能が悪化することを回避することができる。 According to the fourth invention, as shown in FIG. 17, when the voltage value BATTvolt of the battery 12, that is, when the charged amount is equal to or less than the predetermined threshold value BC 1, it is determined that the generator motor 11 is not allowed to act as an engine torque assist. The assist flag assist flag is set to F. As described above, by preventing the engine torque assist operation when the storage amount of the storage battery 12 is low, overdischarge of the storage battery 12 can be avoided, and a decrease in the life of the storage battery 12 can be avoided. In particular, in the case of an electric swivel system, stored energy is required to turn the upper swing body, and if the amount of stored power is excessively reduced, the turning performance is adversely affected. By preventing the engine torque assist operation when the amount of electricity stored in the battery 12 is low, it is possible to avoid deterioration in turning performance due to a reduction in the amount of electricity stored.

第5発明によれば、図17に示すように、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが所定のしきい値SC1以上である場合には、発電電動機動機11をエンジントルクアシスト作用させないと判定され、エンジントルクアシスト作用が禁止される一方で、蓄電器12の蓄電状態(電圧値BATTvolt)のみならず旋回モータ6の駆動状態(旋回負荷電流SWGcurr)を考慮して発電電動機11の要求発電量Tgencomが演算され、この要求発電量Tgencomに応じた発電が発電電動機11で行われ、発電した電力が旋回モータ103に供給される。このため旋回性能を落とすことなく上部旋回体を旋回作動させることができる。 According to the fifth invention, as shown in FIG. 17, when the current output SWGpow of the swing motor 103 is equal to or greater than a predetermined threshold value SC1, it is determined that the generator motor motive 11 is not allowed to act on the engine torque, While the engine torque assist operation is prohibited, the required power generation amount Tgencom of the generator motor 11 is calculated in consideration of not only the storage state of the battery 12 (voltage value BATTvolt) but also the drive state of the swing motor 6 (turn load current SWGcurr). Then, power generation corresponding to the required power generation amount Tgencom is performed by the generator motor 11, and the generated power is supplied to the turning motor 103. For this reason, it is possible to turn the upper turning body without lowering the turning performance.

第6発明によれば、回転数偏差Δgenspdが符合プラスである程度以上大きくなった場合には、モジュレーション処理部97から発電電動機速度指令値(発電電動機目標回転数)Ngencomが発電電動機コントローラ100に対して出力され、発電機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標回転数Ngencomが得られるように発電電動機11を回転数制御し、発電電動機11を電動作用させる。すなわち、現在のエンジン回転数がエンジン目標回転数よりも小さい場合には、発電電動機11を電動作用させて、エンジン2のトルク線図上においてエンジン2の軸トルクを加算してエンジン回転数を上昇させエンジン目標回転数と同等の回転数となるように、発電電動機11の出力トルクを制御する。 According to the sixth aspect of the present invention, when the rotational speed deviation Δgenspd is larger than a certain value with a sign plus, the generator motor speed command value (generator motor target rotational speed) Ngencom is sent from the modulation processor 97 to the generator motor controller 100. In response to this, the generator controller 100 controls the rotational speed of the generator motor 11 so that the generator motor target rotational speed Ngencom is obtained, and causes the generator motor 11 to be electrically operated. That is, when the current engine speed is smaller than the engine target speed, the generator motor 11 is electrically operated, and the shaft torque of the engine 2 is added on the torque diagram of the engine 2 to increase the engine speed. The output torque of the generator motor 11 is controlled so that the engine speed is equal to the target engine speed.

また、回転数偏差Δgenspdが符合マイナスである程度以上大きくなった場合には、モジュレーション処理部97から発電電動機速度指令値(発電電動機目標回転数)Ngencomが発電電動機コントローラ100に対して出力され、発電機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標回転数Ngencomが得られるように発電電動機11を回転数制御し、発電電動機11を発電作用させる。すなわち、現在のエンジン回転数がエンジン目標回転数よりも大きい場合には、発電電動機11を発電作用させて、エンジンのトルク線図上においてエンジン2の軸トルクを吸収してエンジン回転数を下降させエンジン目標回転数と同等の回転数となるように、発電電動機11の出力トルクを制御する。 When the rotation speed deviation Δgenspd is a sign minus and increases to a certain degree or more, a generator motor speed command value (generator motor target rotation speed) Ngencom is output from the modulation processing unit 97 to the generator motor controller 100, and the generator In response to this, the controller 100 controls the rotational speed of the generator motor 11 so that the generator motor target rotational speed Ngencom is obtained, and causes the generator motor 11 to generate power. That is, when the current engine speed is greater than the engine target speed, the generator motor 11 is caused to generate power, absorb the shaft torque of the engine 2 on the engine torque diagram, and decrease the engine speed. The output torque of the generator motor 11 is controlled so that the rotation speed is equal to the engine target rotation speed.

第7発明によれば、図18に示すように、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替える前に、発電電動機11が出し得るトルクの上限値(トルクリミット)GENtrqlimitを、蓄電器12の蓄電量(電圧値BATTvolt)の減少に応じて、徐々に小さな値にしたので、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替わる際の発電電動機11の発電トルク変化が滑らかなものとなり、この切り替え時にエンジン回転数が低下してしまうことを回避することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, as shown in FIG. 18, the upper limit of the torque that can be generated by the generator motor 11 before switching from the state in which the engine torque assist operation is performed to the state in which the power generation operation according to the required power generation amount is performed. Since the value (torque limit) GENtrqlimit is gradually made smaller in accordance with the decrease in the storage amount (voltage value BATTvolt) of the battery 12, the power generation operation according to the required power generation amount is achieved from the state where the engine torque assist operation is performed. The change in the power generation torque of the generator motor 11 when the state is switched to a smooth state becomes smooth, and it can be avoided that the engine speed decreases during the switching.

第8発明によれば、図18に示すように、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第1の所定値BD1から、第1の所定値BD1よりも小さい第2の所定値BD2に減少するに従って、発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に減じられる値として求められて出力される一方で、一度減じられたトルク上限値GENtrqlimitを増加させる場合には、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第3の所定値BD3から、第3の所定値BD3よりも大きい第4の所定値BD4に増加するに従って、発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に増加される値として求められて、出力される。このように発電電動機トルクリミットGENtrqlimitの変化のさせ方にヒステリシスをもたせることで、制御を安定して行わせることができる。 According to the eighth invention, as shown in FIG. 18, as the voltage value BATTvolt of the battery 12 decreases from the first predetermined value BD1 to the second predetermined value BD2 smaller than the first predetermined value BD1, While the torque upper limit value (generator motor torque limit) GENtrqlimit of the motor 11 is obtained and outputted as a value that is gradually reduced, the voltage value BATTvolt of the battery 12 is increased when the torque upper limit value GENtrqlimit once reduced is increased. Increases the torque upper limit value (generator motor torque limit) GENtrqlimit of the generator motor 11 as the value increases from the third predetermined value BD3 to the fourth predetermined value BD4 that is larger than the third predetermined value BD3. As output. Thus, by providing hysteresis in the way of changing the generator motor torque limit GENtrqlimit, the control can be performed stably.

第9発明によれば、図18に示すように、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替える前に、発電電動機11が出し得るトルクの上限値(トルクリミット)GENtrqlimitを、旋回モータ103の現在の出力SWGpowの増加に応じて、徐々に小さな値にしたので、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替わる際の発電電動機11の発電トルク変化が滑らかなものとなる。このため切り替え時にエンジン回転数が低下してしまうことを回避することができる。
第10発明によれば、図18に示すように、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが第1の所定値SD1から、第1の所定値SD1よりも大きい第2の所定値SD2に増加するに従って、発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に減じられる値として求められて、出力される一方で、一度減じられたトルク上限値GENtrqlimitを増加させる場合には、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが第3の所定値SD3から、第3の所定値SD3よりも小さい第4の所定値SD4に減少するに従って発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に増加される値として求められて、出力される。このように発電電動機トルクリミットGENtrqlimitの変化のさせ方にヒステリシスをもたせることで、制御を安定して行わせることができる。
According to the ninth invention, as shown in FIG. 18, the upper limit of the torque that can be generated by the generator motor 11 before switching from the state in which the engine torque assist operation is performed to the state in which the power generation operation according to the required power generation amount is performed. Since the value (torque limit) GENtrqlimit is gradually decreased in accordance with the increase in the current output SWGpow of the swing motor 103, the power generation operation corresponding to the required power generation amount is performed from the state in which the engine torque assist operation is performed. The change in the power generation torque of the generator motor 11 when switching to the existing state becomes smooth. For this reason, it is possible to avoid a decrease in engine speed during switching.
According to the tenth aspect, as shown in FIG. 18, as the current output SWGpow of the swing motor 103 increases from the first predetermined value SD1 to the second predetermined value SD2 that is larger than the first predetermined value SD1. When the torque upper limit value (generator motor torque limit) GENtrqlimit of the generator motor 11 is obtained and outputted as a value that is gradually decreased, the torque upper limit value GENtrqlimit once reduced is increased. As the current output SWGpow decreases from the third predetermined value SD3 to the fourth predetermined value SD4 that is smaller than the third predetermined value SD3, the torque upper limit value (generator motor torque limit) GENtrqlimit of the generator motor 11 gradually increases. It is obtained as an increased value and output. Thus, by providing hysteresis in the way of changing the generator motor torque limit GENtrqlimit, the control can be performed stably.

第11発明によれば、図19に示すように、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替えた直後は、発電電動機11の発電トルクをアシスト終了時のトルクから徐々に発電電動機11の要求発電量に応じた発電トルクまで変化させる制御を実施するようにしたので、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替わる際の発電電動機11の発電トルク変化が滑らかなものとなる。このため切り替え時にエンジン回転数が低下してしまうことを回避することができる。 According to the eleventh invention, as shown in FIG. 19, immediately after switching from the state in which the engine torque assist operation is performed to the state in which the power generation operation according to the required power generation amount is performed, the power generation torque of the generator motor 11 is assisted. Since the control for gradually changing the torque from the torque at the end to the power generation torque corresponding to the required power generation amount of the generator motor 11 is performed, the power generation action corresponding to the required power generation amount is performed from the state where the engine torque assist operation is performed. The change in the power generation torque of the generator motor 11 when switching to the current state becomes smooth. For this reason, it is possible to avoid a decrease in engine speed during switching.

第12発明によれば、図16に示すように、第3のポンプ最大吸収トルク演算部106には、発電電動機11のトルク上限値Tgencom2が減少するに従って、油圧ポンプ3の最大吸収トルク(第3のポンプ最大吸収トルク)Tpcommaxが徐々に減じられる第3の最大トルク線L3が設定されている。第12発明によれば、発電電動機11のトルク上限値が減少するに従って、油圧ポンプ3の最大吸収トルクが徐々に減じられるように油圧ポンプ3の容量を制御するようにしたので、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替わる際にエンジン2のアシスト力の低下に合わせて油圧ポンプ3の吸収トルクが低下してエンジン2の軸トルクの変化が滑らかなものとなり、エンジン2のアシスト力の低下に伴うエンジン回転数加速の悪化を回避することができる。 According to the twelfth aspect of the invention, as shown in FIG. 16, the third pump maximum absorption torque calculator 106 has a maximum absorption torque (third value) of the hydraulic pump 3 as the torque upper limit value Tgencom2 of the generator motor 11 decreases. The third maximum torque line L3 in which the maximum pump absorption torque (Tpcommax) is gradually reduced is set. According to the twelfth aspect of the invention, the capacity of the hydraulic pump 3 is controlled so that the maximum absorption torque of the hydraulic pump 3 is gradually reduced as the torque upper limit value of the generator motor 11 is reduced. When the power generation action corresponding to the required power generation amount is switched from the current state to the state where the power generation action is performed, the absorption torque of the hydraulic pump 3 decreases in accordance with the decrease in the assist force of the engine 2 and the change in the shaft torque of the engine 2 changes. Smoothness can be avoided, and deterioration of the engine speed acceleration associated with a decrease in the assist force of the engine 2 can be avoided.

第13発明によれば、図16に示すように、切り替え前の最大トルク線(たとえば第3の目標トルク線L3)上のポンプ最大吸収トルク(第3のポンプ最大吸収トルクTpcommax)から、切り替え後の最大トルク線(第1の最大トルク線L1)上のポンプ最大吸収トルク(第1のポンプ最大吸収トルクTpcom1)へとそのまま切り替えられることなく、切り替え前の最大トルク線(たとえば第3の目標トルク線L3)上のポンプ最大吸収トルク(第3のポンプ最大吸収トルクTpcommax)から、切り替え後の最大トルク線(第1の最大トルク線L1)上のポンプ最大吸収トルク(第1のポンプ最大吸収トルクTpcom1)へ、時間tをかけて徐々に滑らかに変化することになる。これによりエンジントルクアシスト作用されている状態と要求発電量に応じた発電作用がされている状態との間の切り替え時におけるポンプ吸収トルクの急な変化によって、エンジン2の出力軸にかかる負荷が急に変化し、エンジン回転数が低下してしまうことを回避することができる。 According to the thirteenth aspect, as shown in FIG. 16, from the pump maximum absorption torque (third pump maximum absorption torque Tpcommax) on the maximum torque line (for example, the third target torque line L3) before switching, after switching. The maximum torque line (for example, the third target torque) before switching without being directly switched to the pump maximum absorption torque (first pump maximum absorption torque Tpcom1) on the maximum torque line (first maximum torque line L1) From the pump maximum absorption torque on the line L3) (third pump maximum absorption torque Tpcommax), the pump maximum absorption torque on the maximum torque line after switching (first maximum torque line L1) (first pump maximum absorption torque) It gradually changes smoothly over time t to Tpcom1). As a result, the load applied to the output shaft of the engine 2 is suddenly changed due to a sudden change in the pump absorption torque at the time of switching between the state in which the engine torque assist operation is performed and the state in which the power generation operation is performed according to the required power generation amount. It can be avoided that the engine speed decreases.

第14発明は、第13発明において、切り替え前のポンプ最大吸収トルクから、切り替え後のポンプ最大吸収トルクへ変化させる際の時定数τを、切り替え前のポンプ最大吸収トルクが切り替え後のポンプ最大吸収トルクよりも小さい場合よりも、切り替え前のポンプ最大吸収トルクが切り替え後のポンプ最大吸収トルクよりも大きい場合の方を、大きい値に設定するものである。これは時定数τを一律に大きな値に設定すると、ポンプ最大吸収トルクが小さい状態から大きい状態に切り替えられた場合に、ポンプ最大吸収トルクの変化の時定数が大きいために、作業機の動きが鈍くなってしまうからである。   In a fourteenth aspect based on the thirteenth aspect, the time constant τ when changing the pump maximum absorption torque before switching from the pump maximum absorption torque after switching to the pump maximum absorption torque after switching by the pump maximum absorption torque before switching. The case where the pump maximum absorption torque before switching is larger than the pump maximum absorption torque after switching is set to a larger value than when the torque is smaller than the torque. This is because when the time constant τ is uniformly set to a large value, when the pump maximum absorption torque is switched from a small state to a large state, the time constant of the change in the pump maximum absorption torque is large. Because it becomes dull.

以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお本実施形態では、油圧ショベルなどの建設機械に搭載されるディーゼルエンジンおよび油圧ポンプを制御する場合を想定して説明する。   In the present embodiment, a description will be given assuming that a diesel engine and a hydraulic pump mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator are controlled.

図3は実施形態の建設機械1の全体構成を示している。建設機械1は油圧ショベルを想定している。   FIG. 3 shows the overall configuration of the construction machine 1 according to the embodiment. The construction machine 1 is assumed to be a hydraulic excavator.

建設機械1は、上部旋回体と下部走行体を備え、下部走行体は左右の履帯からなる。車体にはブーム、アーム、バケットからなる作業機が取り付けられている。ブーム用油圧シリンダ31が駆動することによりブームが作動し、アーム用油圧シリンダ32が駆動することによりアームが作動し、バケット用油圧シリンダ33が駆動することによりバケットが作動する。また左走行用油圧モータ36、右走行用油圧モータ35がそれぞれ駆動することにより左履帯、右履帯が回転する。   The construction machine 1 includes an upper swing body and a lower traveling body, and the lower traveling body includes left and right crawler tracks. A work machine including a boom, an arm, and a bucket is attached to the vehicle body. The boom is operated by driving the boom hydraulic cylinder 31, the arm is operated by driving the arm hydraulic cylinder 32, and the bucket is operated by driving the bucket hydraulic cylinder 33. Further, the left crawler belt and the right crawler belt are rotated by driving the left traveling hydraulic motor 36 and the right traveling hydraulic motor 35, respectively.

旋回用油圧モータ34が駆動することによりスイングマシナリが駆動し、スイングピニオン、スイングサークル等を介して上部旋回体が旋回する。   When the swing hydraulic motor 34 is driven, the swing machinery is driven, and the upper swing body is rotated via a swing pinion, a swing circle, and the like.

エンジン2はディーゼルエンジンであり、その出力(馬力;kw)の制御は、シリンダ内へ噴射する燃料量を調整することで行われる。この調整はエンジン2の燃料噴射ポンプに付設したガバナ4を制御することで行われる。   The engine 2 is a diesel engine, and its output (horsepower; kw) is controlled by adjusting the amount of fuel injected into the cylinder. This adjustment is performed by controlling the governor 4 attached to the fuel injection pump of the engine 2.

コントローラ6は、後述するようにガバナ4に対して、エンジン回転数を目標回転数ncomにするための回転指令値を出力し、ガバナ4は、目標トルク線L1で目標回転数ncomが得られるように燃料噴射量を増減する。   As will be described later, the controller 6 outputs a rotation command value for setting the engine speed to the target speed ncom to the governor 4, so that the governor 4 can obtain the target speed ncom by the target torque line L1. Increase or decrease the fuel injection amount.

エンジン2の出力軸は、PTO軸10を介して発電電動機11の駆動軸に連結されている。発電電動機11は発電作用と電動作用を行う。つまり発電電動機11は電動機(モータ)として作動し、また発電機としても作動する。また発電電動機11はエンジン2を始動させるスタータとしても機能する。スタータスイッチがオンされると発電電動機11が電動作用しエンジン2の出力軸を低回転(たとえば400〜500rpm)で回転させエンジン2を始動させる。   The output shaft of the engine 2 is connected to the drive shaft of the generator motor 11 via the PTO shaft 10. The generator motor 11 performs a power generation operation and an electric operation. That is, the generator motor 11 operates as an electric motor (motor) and also operates as a generator. The generator motor 11 also functions as a starter that starts the engine 2. When the starter switch is turned on, the generator motor 11 is electrically operated, and the engine 2 is started by rotating the output shaft of the engine 2 at a low speed (for example, 400 to 500 rpm).

発電電動機11は、インバータ13によって制御される。インバータ13は後述するように、コントローラ6から出力される発電電動機指令値GENcomに応じて発電電動機11を制御する。   The generator motor 11 is controlled by an inverter 13. As will be described later, the inverter 13 controls the generator motor 11 in accordance with the generator motor command value GENcom output from the controller 6.

インバータ13は直流電源線を介して蓄電器12に電気的に接続されている。   The inverter 13 is electrically connected to the battery 12 via a DC power line.

蓄電器12は、キャパシタや蓄電池などによって構成され、発電電動機11が発電作用した場合に発電した電力を蓄積する(充電する)。また蓄電器12は同蓄電器12に蓄積された電力をインバータ13に供給する。なお本明細書では静電気として電力を蓄積するキャパシタや鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の蓄電池も含めて「蓄電器」と称するものとする。   The battery 12 is configured by a capacitor, a storage battery, or the like, and stores (charges) the power generated when the generator motor 11 generates power. In addition, the battery 12 supplies the electric power stored in the battery 12 to the inverter 13. In this specification, a capacitor that accumulates electric power as static electricity and a storage battery such as a lead battery, a nickel metal hydride battery, or a lithium ion battery are also referred to as a “capacitor”.

エンジン2の出力軸にはPTO軸10を介して油圧ポンプ3の駆動軸が連結されており、エンジン出力軸が回転することにより油圧ポンプ3が駆動する。油圧ポンプ3は可変容量型の油圧ポンプであり、斜板3aの傾転角が変化することで容量q(cc/rev)が変化する。   The drive shaft of the hydraulic pump 3 is connected to the output shaft of the engine 2 via the PTO shaft 10, and the hydraulic pump 3 is driven by the rotation of the engine output shaft. The hydraulic pump 3 is a variable displacement hydraulic pump, and the capacity q (cc / rev) is changed by changing the tilt angle of the swash plate 3a.

油圧ポンプ3から吐出圧PRp、流量Q(cc/min)で吐出された圧油は、ブーム用操作弁21、アーム用操作弁22、バケット用操作弁23、旋回用操作弁24、右走行用操作弁25、左走行用操作弁26にそれぞれ供給される。ポンプ吐出圧PRpは、油圧センサ7で検出され、油圧検出信号がコントローラ6に入力される。   The pressure oil discharged from the hydraulic pump 3 at the discharge pressure PRp and the flow rate Q (cc / min) is used for the boom operation valve 21, the arm operation valve 22, the bucket operation valve 23, the turning operation valve 24, and the right traveling. They are supplied to the operation valve 25 and the left travel operation valve 26, respectively. The pump discharge pressure PRp is detected by a hydraulic pressure sensor 7 and a hydraulic pressure detection signal is input to the controller 6.

ブーム用操作弁21、アーム用操作弁22、バケット用操作弁23、旋回用操作弁24、右走行用操作弁25、左走行用操作弁26から出力された圧油はそれぞれ、ブーム用油圧シリンダ31、アーム用油圧シリンダ32、バケット用油圧シリンダ33、旋回用油圧モータ34、右走行用油圧モータ35、左走行用油圧モータ36に供給される。これによりブーム用油圧シリンダ31、アーム用油圧シリンダ32、バケット用油圧シリンダ33、旋回用油圧モータ34、右走行用油圧モータ35、左走行用油圧モータ36がそれぞれ駆動され、ブーム、アーム、バケット、上部旋回体、下部走行体の左履帯、右履帯が作動する。   The hydraulic oil output from the boom operation valve 21, the arm operation valve 22, the bucket operation valve 23, the turning operation valve 24, the right traveling operation valve 25, and the left traveling operation valve 26 is respectively used as a boom hydraulic cylinder. 31, an arm hydraulic cylinder 32, a bucket hydraulic cylinder 33, a turning hydraulic motor 34, a right traveling hydraulic motor 35, and a left traveling hydraulic motor 36. As a result, the boom hydraulic cylinder 31, the arm hydraulic cylinder 32, the bucket hydraulic cylinder 33, the turning hydraulic motor 34, the right traveling hydraulic motor 35, and the left traveling hydraulic motor 36 are driven, and the boom, arm, bucket, The upper track, the left track and the right track of the lower track are activated.

建設機械1の運転席前方の右側、左側にはそれぞれ、作業・旋回用右操作レバー41、作業・旋回用左操作レバー42が設けられているとともに、走行用右操作レバー43、走行用左操作レバー44が設けられている。   A work / turning right operation lever 41 and a work / turning left operation lever 42 are provided on the right side and the left side in front of the driver's seat of the construction machine 1, respectively, as well as a traveling right operation lever 43 and a traveling left operation lever. A lever 44 is provided.

作業・旋回用右操作レバー41は、ブーム、バケットを作動させるための操作レバーであり、操作方向に応じてブーム、バケットを作動させるとともに、操作量に応じた速度でブーム、バケットを作動させる。   The work / turning right operation lever 41 is an operation lever for operating the boom and the bucket, and operates the boom and the bucket according to the operation direction, and operates the boom and the bucket at a speed according to the operation amount.

操作レバー41には、操作方向、操作量を検出するセンサ45が設けられている。センサ45は、操作レバー41の操作方向、操作量を示すレバー信号をコントローラ6に入力する。操作レバー41がブームを作動させる方向に操作された場合には、操作レバー41の中立位置に対する傾動方向、傾動量に応じて、ブーム上げ操作量、ブーム下げ操作量を示すブームレバー信号Lb0がコントローラ6に入力される。また操作レバー41がバケットを作動させる方向に操作された場合には、操作レバー41の中立位置に対する傾動方向、傾動量に応じて、バケット掘削操作量、バケットダンプ操作量を示すバケットレバー信号Lbkがコントローラ6に入力される。   The operation lever 41 is provided with a sensor 45 that detects an operation direction and an operation amount. The sensor 45 inputs a lever signal indicating the operation direction and the operation amount of the operation lever 41 to the controller 6. When the operation lever 41 is operated in the direction in which the boom is operated, the boom lever signal Lb0 indicating the boom raising operation amount and the boom lowering operation amount according to the tilt direction and the tilt amount with respect to the neutral position of the operation lever 41 is transmitted to the controller. 6 is input. Further, when the operation lever 41 is operated in the direction in which the bucket is operated, the bucket lever signal Lbk indicating the bucket excavation operation amount and the bucket dump operation amount according to the tilt direction and the tilt amount with respect to the neutral position of the operation lever 41 is obtained. Input to the controller 6.

操作レバー41がブームを作動させる方向に操作された場合には、操作レバー41の傾動量に応じたパイロット圧(PPC圧)PRboが、ブーム用操作弁21の各パイロットポートのうちレバー傾動方向(ブーム上げ方向、ブーム下げ方向)に対応するパイロットポート21aに加えられる。   When the operating lever 41 is operated in the direction in which the boom is operated, the pilot pressure (PPC pressure) PRbo corresponding to the tilting amount of the operating lever 41 is adjusted in the lever tilting direction ( Are added to the pilot port 21a corresponding to the boom raising direction and the boom lowering direction).

同様に、操作レバー41がバケットを作動させる方向に操作された場合には、操作レバー41の傾動量に応じたパイロット圧(PPC圧)PRbkが、バケット用操作弁23の各パイロットポートのうちレバー傾動方向(バケット掘削方向、バケットダンプ方向)に対応するパイロットポート23aに加えられる。   Similarly, when the operation lever 41 is operated in the direction in which the bucket is operated, the pilot pressure (PPC pressure) PRbk corresponding to the tilting amount of the operation lever 41 is the lever among the pilot ports of the bucket operation valve 23. It is added to the pilot port 23a corresponding to the tilting direction (bucket excavation direction, bucket dumping direction).

作業・旋回用左操作レバー42は、アーム、上部旋回体を作動させるための操作レバーであり、操作方向に応じてアーム、上部旋回体を作動させるとともに、操作量に応じた速度でアーム、上部旋回体を作動させる。   The work / swirl left operation lever 42 is an operation lever for operating the arm and the upper swing body, and operates the arm and the upper swing body in accordance with the operation direction and at the speed corresponding to the operation amount. Operate the swivel body.

操作レバー42には、操作方向、操作量を検出するセンサ46が設けられている。センサ46は、操作レバー42の操作方向、操作量を示すレバー信号をコントローラ6に入力する。操作レバー42がアームを作動させる方向に操作された場合には、操作レバー42の中立位置に対する傾動方向、傾動量に応じて、アーム掘削操作量、アームダンプ操作量を示すアームレバー信号Larがコントローラ6に入力される。また操作レバー42が上部旋回体を作動させる方向に操作された場合には、操作レバー42の中立位置に対する傾動方向、傾動量に応じて、右旋回操作量、左旋回操作量を示す旋回レバー信号Lswがコントローラ6に入力される。   The operation lever 42 is provided with a sensor 46 that detects an operation direction and an operation amount. The sensor 46 inputs a lever signal indicating the operation direction and the operation amount of the operation lever 42 to the controller 6. When the operation lever 42 is operated in the direction in which the arm is operated, the arm lever signal Lar indicating the arm excavation operation amount and the arm dump operation amount according to the tilt direction and the tilt amount with respect to the neutral position of the operation lever 42 is obtained from the controller. 6 is input. In addition, when the operation lever 42 is operated in a direction to operate the upper swing body, the turn lever indicating the right turn operation amount and the left turn operation amount according to the tilt direction and the tilt amount with respect to the neutral position of the operation lever 42. The signal Lsw is input to the controller 6.

操作レバー42がアームを作動させる方向に操作された場合には、操作レバー42の傾動量に応じたパイロット圧(PPC圧)PRarが、アーム用操作弁22の各パイロットポートのうちレバー傾動方向(アーム掘削方向、アームダンプ方向)に対応するパイロットポート22aに加えられる。   When the operation lever 42 is operated in the direction in which the arm is operated, the pilot pressure (PPC pressure) PRar corresponding to the amount of tilt of the operation lever 42 is the lever tilt direction ( The pilot port 22a corresponding to the arm excavation direction and the arm dump direction).

同様に、操作レバー42が上部旋回体を作動させる方向に操作された場合には、操作レバー42の傾動量に応じたパイロット圧(PPC圧)PRswが、旋回用操作弁24の各パイロットポートのうちレバー傾動方向(右旋回方向、左旋回方向)に対応するパイロットポート24aに加えられる。   Similarly, when the operation lever 42 is operated in the direction in which the upper swing body is operated, the pilot pressure (PPC pressure) PRsw corresponding to the tilting amount of the operation lever 42 is applied to each pilot port of the turning operation valve 24. Of these, it is added to the pilot port 24a corresponding to the lever tilting direction (right turning direction, left turning direction).

走行用右操作レバー43、走行用左操作レバー44はそれぞれ右履帯、左履帯を作動させるための操作レバーであり、操作方向に応じて履帯を作動させるとともに、操作量に応じた速度で履帯を作動させる。   The traveling right operation lever 43 and the traveling left operation lever 44 are operation levers for operating the right crawler track and the left crawler track, respectively, and actuate the crawler track according to the operation direction and at the speed corresponding to the operation amount. Operate.

操作レバー43の傾動量に応じたパイロット圧(PPC圧)PRcrが、右走行用操作弁25のパイロットポート25aに加えられる。   A pilot pressure (PPC pressure) PRcr corresponding to the tilting amount of the operation lever 43 is applied to the pilot port 25a of the right travel operation valve 25.

パイロット圧PRcrは、油圧センサ8で検出され、右走行量を示す右走行パイロット圧PRcrがコントローラ6に入力される。   The pilot pressure PRcr is detected by the hydraulic pressure sensor 8, and the right traveling pilot pressure PRcr indicating the right traveling amount is input to the controller 6.

同様に、操作レバー44の傾動量に応じたパイロット圧(PPC圧)PRclが、左走行用操作弁26のパイロットポート26aに加えられる。   Similarly, a pilot pressure (PPC pressure) PRcl corresponding to the tilting amount of the operation lever 44 is applied to the pilot port 26 a of the left travel operation valve 26.

パイロット圧PRclは、油圧センサ9で検出され、左走行量を示す左走行パイロット圧PRclがコントローラ6に入力される。   The pilot pressure PRcl is detected by the hydraulic pressure sensor 9, and the left traveling pilot pressure PRcl indicating the left traveling amount is input to the controller 6.

各操作弁21〜26は流量方向制御弁であり、対応する操作レバー41〜44の操作方向に応じた方向にスプールを移動させるとともに、操作レバー41〜44の操作量に応じた開口面積だけ油路が開口するようにスプールを移動させる。   Each of the operation valves 21 to 26 is a flow direction control valve, and moves the spool in a direction corresponding to the operation direction of the corresponding operation lever 41 to 44, and also oils the opening area corresponding to the operation amount of the operation lever 41 to 44. Move the spool so that the path opens.

ポンプ制御弁5は、コントローラ6から出力される制御電流pc−epcによって動作し、サーボピストンを介してポンプ制御弁5が変化する。
ポンプ制御弁5は、油圧ポンプ3の吐出圧PRp(kg/cm2)と油圧ポンプ3の容量q(cc/rev)の積が制御電流pc−epcに対応するポンプ吸収トルクTp comを超えないように、油圧ポンプ3の斜板3aの傾転角を制御する。この制御は、PC制御と呼ばれている。
The pump control valve 5 is operated by a control current pc-epc output from the controller 6, and the pump control valve 5 is changed via a servo piston.
The pump control valve 5 prevents the product of the discharge pressure PRp (kg / cm 2) of the hydraulic pump 3 and the capacity q (cc / rev) of the hydraulic pump 3 from exceeding the pump absorption torque Tp com corresponding to the control current pc-epc. Next, the tilt angle of the swash plate 3a of the hydraulic pump 3 is controlled. This control is called PC control.

発電電動機11には発電電動機11の現在の実回転数GENspd(rpm)、つまりエンジン2の実回転数を検出する回転センサ14が付設されている。回転センサ14で検出される実回転数GENspdを示す信号はコントローラ6に入力される。   The generator motor 11 is provided with a rotation sensor 14 that detects the current actual rotational speed GENspd (rpm) of the generator motor 11, that is, the actual rotational speed of the engine 2. A signal indicating the actual rotation speed GENspd detected by the rotation sensor 14 is input to the controller 6.

また、畜電器12には畜電器12の電圧BATTvoltを検出する電圧センサ15が設けられている。電圧センサ15で検出される電圧BATTvoltを示す信号はコントローラ6に入力される。  In addition, the livestock battery 12 is provided with a voltage sensor 15 for detecting the voltage BATTvolt of the livestock battery 12. A signal indicating the voltage BATTvolt detected by the voltage sensor 15 is input to the controller 6.

コントローラ6は、ガバナ4に対して、回転指令値を出力して、現在の油圧ポンプ3の負荷に応じた目標回転数が得られるように燃料噴射量を増減して、エンジン2の回転数nとトルクTを調整する。   The controller 6 outputs a rotation command value to the governor 4 to increase or decrease the fuel injection amount so that the target rotation speed corresponding to the current load of the hydraulic pump 3 is obtained. And adjust the torque T.

また、コントローラ6は、インバータ13に発電電動機指令値GENcomを出力し発電電動機11を発電作用または電動作用させる。コントローラ6からインバータ13に対して、発電電動機11を発電機として作動させるための指令値GENcomが出力されると、エンジン2で発生した出力トルクの一部は、エンジン出力軸を介して発電電動機11の駆動軸に伝達されてエンジン2のトルクを吸収して発電が行われる。そして発電電動機11で発生した交流電力はインバータ13で直流電力に変換されて直流電源線を介して蓄電器12に電力が蓄積される(充電される)。   In addition, the controller 6 outputs the generator motor command value GENcom to the inverter 13 to cause the generator motor 11 to generate power or operate. When a command value GENcom for operating the generator motor 11 as a generator is output from the controller 6 to the inverter 13, a part of the output torque generated in the engine 2 is generated via the engine output shaft. Is generated by absorbing the torque of the engine 2. The AC power generated by the generator motor 11 is converted to DC power by the inverter 13 and stored (charged) in the battery 12 via the DC power line.

またコントローラ6からインバータ13に対して、発電電動機11を電動機として作動させるための指令値GENcomが出力されると、インバータ13は発電電動機11が電動機として作動するように制御する。すなわち蓄電器12から電力が出力され(放電され)蓄電器12に蓄積された直流電力がインバータ13で交流電力に変換されて発電電動機11に供給され、発電電動機11の駆動軸を回転作動させる。これにより発電電動機11でトルクが発生し、このトルクは、発電電動機11の駆動軸を介してエンジン出力軸に伝達されて、エンジン2の出力トルクに加算される(エンジン2の出力がアシストされる)。この加算した出力トルクは、油圧ポンプ3で吸収される。   Further, when a command value GENcom for operating the generator motor 11 as an electric motor is output from the controller 6 to the inverter 13, the inverter 13 controls the generator motor 11 to operate as an electric motor. That is, electric power is output (discharged) from the battery 12 and the DC power stored in the battery 12 is converted into AC power by the inverter 13 and supplied to the generator motor 11 to rotate the drive shaft of the generator motor 11. As a result, torque is generated in the generator motor 11, and this torque is transmitted to the engine output shaft via the drive shaft of the generator motor 11 and added to the output torque of the engine 2 (the output of the engine 2 is assisted). ). This added output torque is absorbed by the hydraulic pump 3.

発電電動機11の発電量(吸収トルク量)、電動量(アシスト量;発生トルク量)は、上記発電電動機指令値GENcomの内容に応じて変化する。   The power generation amount (absorption torque amount) and the motor drive amount (assist amount; generated torque amount) of the generator motor 11 change according to the contents of the generator motor command value GENcom.

つぎに本実施例の比較例について説明する。   Next, a comparative example of the present embodiment will be described.

図1は、比較例の建設機械1の構成を示す。   FIG. 1 shows a configuration of a construction machine 1 of a comparative example.

図1と図3を対比してわかるように、比較例では、図3におけるPTO軸10、発電電動機11、蓄電器12、インバータ13、回転センサ14、電圧センサ15が省略されており、発電電動機11による電動作用、発電作用は行われない構成となっている。   As can be seen by comparing FIG. 1 and FIG. 3, in the comparative example, the PTO shaft 10, the generator motor 11, the capacitor 12, the inverter 13, the rotation sensor 14, and the voltage sensor 15 in FIG. The electric operation and the power generation operation are not performed.

以下コントローラ6で実行される制御内容について説明する。   The contents of control executed by the controller 6 will be described below.

(比較例)
まず、本実施例の比較例について説明する。
図4、図6は、コントローラ6で行われる処理内容を示す制御ブロック図である。
(Comparative example)
First, a comparative example of this example will be described.
4 and 6 are control block diagrams showing the contents of processing performed by the controller 6.

図4に示すように、油圧アクチュエータ目標流量演算部50では、ブームレバー信号Lbo、アームレバー信号Lar、バケットレバー信号Lbk、旋回レバー信号Lsw、右走行パイロット圧PRcr、左走行パイロット圧PRclに基づいて、対応するブーム用油圧シリンダ31の目標流量Qbo、アーム用油圧シリンダ32の目標流量Qar、バケット用油圧シリンダ33の目標流量Qbk、旋回用油圧モータ34の目標流量Qsw、右走行用モータ35の目標流量Qcr、左走行用モータ36毎の目標流量Qclが演算される。   As shown in FIG. 4, the hydraulic actuator target flow rate calculation unit 50 is based on the boom lever signal Lbo, the arm lever signal Lar, the bucket lever signal Lbk, the turning lever signal Lsw, the right traveling pilot pressure PRcr, and the left traveling pilot pressure PRcl. The target flow rate Qbo of the corresponding boom hydraulic cylinder 31, the target flow rate Qar of the arm hydraulic cylinder 32, the target flow rate Qbk of the bucket hydraulic cylinder 33, the target flow rate Qsw of the turning hydraulic motor 34, and the target of the right traveling motor 35 The flow rate Qcr and the target flow rate Qcl for each left traveling motor 36 are calculated.

記憶装置には、各油圧アクチュエータ毎に、操作量と目標流量との関数関係51a、52a、53a、54a、55a、56aがデータテーブル形式で記憶されている。   In the storage device, functional relationships 51a, 52a, 53a, 54a, 55a, and 56a between the operation amount and the target flow rate are stored in a data table format for each hydraulic actuator.

ブーム目標流量演算部51では、現在のブーム上げ方向の操作量若しくはブーム下げ方向の操作量Lboに対応するブーム目標流量Qboが関数関係51aにしたがい演算される。   In the boom target flow rate calculation unit 51, a boom target flow rate Qbo corresponding to the current operation amount in the boom raising direction or the operation amount Lbo in the boom lowering direction is calculated according to the functional relationship 51a.

アーム目標流量演算部52では、現在のアーム掘削方向の操作量若しくはアームダンプ方向の操作量Larに対応するアーム目標流量Qarが関数関係52aにしたがい演算される。   The arm target flow rate calculation unit 52 calculates the arm target flow rate Qar corresponding to the current operation amount in the arm excavation direction or the operation amount Lar in the arm dump direction according to the functional relationship 52a.

バケット目標流量演算部53では、現在のバケット掘削方向の操作量若しくはバケットダンプ方向の操作量Lbkに対応するバケット目標流量Qbkが関数関係53aにしたがい演算される。   In the bucket target flow rate calculation unit 53, the bucket target flow rate Qbk corresponding to the current operation amount in the bucket excavation direction or the operation amount Lbk in the bucket dump direction is calculated according to the functional relationship 53a.

旋回目標流量演算部54では、現在の右旋回方向の操作量若しくは左旋回方向の操作量Lswに対応する旋回目標流量Qswが関数関係54aにしたがい演算される。   In the turning target flow rate calculation unit 54, the turning target flow rate Qsw corresponding to the current operation amount in the right turning direction or the operation amount Lsw in the left turning direction is calculated according to the functional relationship 54a.

右走行目標流量演算部55では、現在の右走行パイロット圧PRcrに対応する右走行目標流量Qcrが関数関係55aにしたがい演算される。   The right travel target flow rate calculation unit 55 calculates the right travel target flow rate Qcr corresponding to the current right travel pilot pressure PRcr according to the functional relationship 55a.

左走行目標流量演算部56では、現在の左走行パイロット圧PRclに対応する左走行目標流量Qclが関数関係56aにしたがい演算される。   The left travel target flow rate calculation unit 56 calculates the left travel target flow rate Qcl corresponding to the current left travel pilot pressure PRcl according to the functional relationship 56a.

なお、演算処理上、ブーム上げ操作量、アーム掘削操作量、バケット掘削操作量、右旋回操作量は、プラス符合の操作量として扱い、ブーム下げ操作量、アームダンプ操作量、バケットダンプ操作量、左旋回操作量は、マイナス符合の操作量として扱うものとする。   For calculation processing, the boom up operation amount, arm excavation operation amount, bucket excavation operation amount, and right turn operation amount are treated as plus sign operation amounts, boom lowering operation amount, arm dump operation amount, bucket dump operation amount. The left turn operation amount is treated as a minus sign operation amount.

ポンプ目標吐出流量演算部60では、油圧アクチュエータ目標流量演算部50で演算された各油圧アクチュエータ目標流量Qbo、Qar、Qbk、Qsw、Qcr、Qclの総和を、ポンプ目標吐出流量Qsumとして、下記のようにして求める処理が実行される。   In the pump target discharge flow rate calculation unit 60, the sum of the hydraulic actuator target flow rates Qbo, Qar, Qbk, Qsw, Qcr, Qcl calculated by the hydraulic actuator target flow rate calculation unit 50 is set as a pump target discharge flow rate Qsum as follows. Thus, the processing to be obtained is executed.

Qsum=Qbo+Qar+Qbk+Qsw+Qcr+Qcl …(2)
ここで、各油圧アクチュエータの目標流量の総和をポンプ目標吐出流量としているが、各油圧アクチュエータ目標流量Qbo、Qar、Qbk、Qsw、Qcr、Qclのうちで最大の目標流量を、油圧ポンプ3の目標吐出流量としてもよい。
第1のエンジン目標回転数演算部61では、ポンプ目標吐出流量Qsumに対応する第1のエンジン目標回転数ncom1が演算される。
Qsum = Qbo + Qar + Qbk + Qsw + Qcr + Qcl (2)
Here, the sum of the target flow rates of the hydraulic actuators is used as the pump target discharge flow rate. The maximum target flow rate among the hydraulic actuator target flow rates Qbo, Qar, Qbk, Qsw, Qcr, Qcl is set as the target of the hydraulic pump 3. The discharge flow rate may be used.
In the first engine target speed calculation unit 61, a first engine target speed ncom1 corresponding to the pump target discharge flow rate Qsum is calculated.

記憶装置には、ポンプ目標吐出流量Qsumの増加に応じて第1のエンジン目標回転数ncom1が増加する関数関係61aがデータテーブル形式で記憶されている。この第1のエンジン目標回転数ncom1は、下記に示すように、変換定数をαとして、油圧ポンプ3を最大容量qmaxで作動させた際にポンプ目標吐出流量Qsumを吐出することができる最小のエンジン回転数として与えられる。   In the storage device, a functional relationship 61a in which the first engine target rotational speed ncom1 increases as the pump target discharge flow rate Qsum increases is stored in a data table format. As shown below, the first engine target speed ncom1 is the minimum engine that can discharge the pump target discharge flow rate Qsum when the hydraulic pump 3 is operated at the maximum capacity qmax, with the conversion constant α. It is given as the number of revolutions.

ncom1=Qsum/qmax・α …(3)
第1のエンジン回転数演算部61では、現在のポンプ目標吐出流量Qsumに対応する第1のエンジン目標回転数ncom1が関数関係61a、つまり上記(3)式にしたがい演算される。
ncom1 = Qsum / qmax · α (3)
In the first engine speed calculation unit 61, the first engine target speed ncom1 corresponding to the current pump target discharge flow rate Qsum is calculated according to the functional relationship 61a, that is, the above equation (3).

判定部62では、現在のポンプ目標吐出流量Qsumが所定の流量(たとえば10(L/min))よりも大きいか否かが判定される。ここで、しきい値となる所定の流量は、各操作レバー41〜44が中立位置から操作されたか否かを判断するための流量に設定される。   The determination unit 62 determines whether or not the current pump target discharge flow rate Qsum is larger than a predetermined flow rate (for example, 10 (L / min)). Here, the predetermined flow rate serving as the threshold is set to a flow rate for determining whether or not each of the operation levers 41 to 44 has been operated from the neutral position.

第2のエンジン目標回転数設定部68では、判定部62の判定の結果、現在の
ポンプ目標吐出流量Qsumが所定の流量(たとえば10(L/min))以下、つまり判定結果がNOである場合には、第2のエンジン目標回転数ncom2が、エンジン2のローアイドル回転数nL付近の回転数nJ(たとえば1000rpm)に設定される。これに対して現在のポンプ目標吐出流量Qsumが所定の流量(たとえば10(L/min))よりも大きい、つまり判定結果がYESである場合には、第2のエンジン目標回転数ncom2が、エンジン2のローアイドル回転数nLよりも大きい回転数nM(たとえば1400rpm)に設定される。
In the second engine target speed setting unit 68, as a result of the determination by the determination unit 62, the current pump target discharge flow rate Qsum is not more than a predetermined flow rate (for example, 10 (L / min)), that is, the determination result is NO. The second engine target speed ncom2 is set to a speed nJ (for example, 1000 rpm) near the low idle speed nL of the engine 2. On the other hand, when the current pump target discharge flow rate Qsum is larger than a predetermined flow rate (for example, 10 (L / min)), that is, when the determination result is YES, the second engine target rotational speed ncom2 is Is set to a rotational speed nM (for example, 1400 rpm) larger than a low idle rotational speed nL of 2.

最大値選択部64では、第1のエンジン目標回転数ncom1、第2のエンジン目標回転数ncom2のうちいずれか高い方のエンジン目標回転数ncom12が選択される。
図4に示すポンプ出力制限演算部70は、図6に具体的に示される。なお、以下では、判断結果TRUEをTと省略するとともに、判断結果FALSE をFと省略する。
In the maximum value selection unit 64, the higher engine target speed ncom12 is selected from the first engine target speed ncom1 and the second engine target speed ncom2.
The pump output limit calculation unit 70 shown in FIG. 4 is specifically shown in FIG. In the following, the determination result TRUE is abbreviated as T, and the determination result FALSE is abbreviated as F.

複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「走行操作」という操作パターン(1)であると判断し、その「走行操作」という作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit1に設定される。   It is determined that the work pattern of the plurality of hydraulic actuators 21 to 26 is the operation pattern (1) “traveling operation”, and the output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is adapted to the work pattern “traveling operation”. Is set to Pplimit1.

ポンプ出力制限演算部70では、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンに応じて、油圧ポンプ3の出力(馬力)制限値Pplimitが演算される。   The pump output limit calculation unit 70 calculates the output (horsepower) limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 according to the work pattern of the plurality of hydraulic actuators 21 to 26.

油圧ポンプ3の出力制限値として、予めPplimit1、plimit2、Pplimit3、Pplimit4、Pplimit5、Pplimit6が演算される。油圧ポンプ3の出力制限値の大きさは、図11に示すトルク線図上で示されるように、Pplimit1、Pplimit2、Pplimit3、Pplimit4、Pplimit5、Pplimit6の順番で順次小さくなるものとして設定されているものとする。   As output limit values of the hydraulic pump 3, Pplimit1, plimit2, Pplimit3, Pplimit4, Pplimit5, and Pplimit6 are calculated in advance. The size of the output limit value of the hydraulic pump 3 is set so as to decrease sequentially in the order of Pplimit1, Pplimit2, Pplimit3, Pplimit4, Pplimit5, and Pplimit6 as shown in the torque diagram shown in FIG. And

すなわち、右走行パイロット圧Prcrが所定の圧力Kcよりも大きいか、または左走行パイロット圧Prclが所定の圧力Kcよりも大きい場合には(ステップ71の判断T)、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「走行操作」という作業パターン(1)であると判断し、その「走行操作」という作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit1に設定される。   That is, when the right traveling pilot pressure Prcr is larger than the predetermined pressure Kc or when the left traveling pilot pressure Prcl is larger than the predetermined pressure Kc (determination T in step 71), the plurality of hydraulic actuators 21 to 26 are operated. It is determined that the work pattern is the work pattern (1) “traveling operation”, and the output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit1 so as to match the work pattern “traveling operation”.

以下、同様にして、各ステップ72〜79では以下のような判断が行われる。   In the same manner, the following determinations are made in steps 72 to 79.

すなわち、ステップ72では、右旋回操作量Lswが所定の操作量Kswよりも大きく、左旋回操作量Lswが所定の操作量−Kswよりも小さいか否かが判断される。   That is, in step 72, it is determined whether or not the right turn operation amount Lsw is larger than the predetermined operation amount Ksw and the left turn operation amount Lsw is smaller than the predetermined operation amount −Ksw.

ステップ73では、ブーム下げ操作量Lboが所定の操作量−Kboよりも小さいか否かが判断される。   In step 73, it is determined whether or not the boom lowering operation amount Lbo is smaller than a predetermined operation amount -Kbo.

ステップ74では、ブーム上げ操作量Lboが所定の操作量Kboよりも大きいか否か、または、アーム掘削操作量Laが所定の操作量Kaよりも大きいか否か、または、アームダンプ操作量Laが所定の操作量−Kaよりも小さいか否か、または、バケット掘削操作量Lbkが所定の操作量Kbkよりも大きいか否か、または、バケットダンプ操作量Lbkが所定の操作量−Kbkよりも小さいか否かが判断される。   In step 74, whether or not the boom raising operation amount Lbo is larger than a predetermined operation amount Kbo, whether the arm excavation operation amount La is larger than the predetermined operation amount Ka, or whether the arm dump operation amount La is Whether or not the predetermined operation amount −Ka is smaller than that, or whether or not the bucket excavation operation amount Lbk is larger than the predetermined operation amount Kbk, or the bucket dump operation amount Lbk is smaller than the predetermined operation amount −Kbk. It is determined whether or not.

ステップ75では、アーム掘削操作量Laが所定の操作量Kaよりも大きいか否かが判断される。   In step 75, it is determined whether or not the arm excavation operation amount La is larger than a predetermined operation amount Ka.

ステップ76では、バケット掘削操作量Lbkが所定の操作量Kbkよりも大きいか否かが判断される。   In step 76, it is determined whether or not the bucket excavation operation amount Lbk is larger than a predetermined operation amount Kbk.

ステップ77では、油圧ポンプ3の吐出圧PRpが所定の圧力Kp1よりも小さいか否かが判断される。   In step 77, it is determined whether or not the discharge pressure PRp of the hydraulic pump 3 is smaller than a predetermined pressure Kp1.

ステップ78では、アームダンプ操作量Laが所定の操作量−Kaよりも小さいか否かが判断される。   In step 78, it is determined whether or not the arm dump operation amount La is smaller than a predetermined operation amount -Ka.

ステップ79では、バケットダンプ操作量Lbkが所定の操作量−Kbkよりも小さいか否かが判断される。   In step 79, it is determined whether or not the bucket dump operation amount Lbk is smaller than a predetermined operation amount -Kbk.

ステップ80では、油圧ポンプ3の吐出圧PRpが所定の圧力Kp2よりも大きいか否かが判断される。   In step 80, it is determined whether or not the discharge pressure PRp of the hydraulic pump 3 is greater than a predetermined pressure Kp2.

ステップ81では、油圧ポンプ3の吐出圧PRpが所定の圧力Kp3よりも大きいか否かが判断される。   In step 81, it is determined whether or not the discharge pressure PRp of the hydraulic pump 3 is greater than a predetermined pressure Kp3.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がTでステップ73の判断がTである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「旋回操作とブーム下げ操作」という作業パターン(2)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit6に設定される。   When the determination at step 71 is F, the determination at step 72 is T, and the determination at step 73 is T, the operation pattern of the hydraulic actuators 21 to 26 is an operation pattern of “turning operation and boom lowering operation” ( 2), the output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit6 so as to conform to the work pattern.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がTでステップ73の判断がFでステップ74の判断がTである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「旋回操作とブーム下げ以外の作業機操作」という作業パターン(3)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit1に設定される。   When the judgment of step 71 is F, the judgment of step 72 is T, the judgment of step 73 is F, and the judgment of step 74 is T, the work pattern of the hydraulic actuators 21 to 26 is “turn operation and boom”. It is determined that the work pattern (3) is “work machine operation other than lowering”, and the output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit1 so as to match the work pattern.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がTでステップ73の判断がFでステップ74の判断がFである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「旋回操作の単独操作」という作業パターン(4)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit6に設定される。   When the judgment at step 71 is F, the judgment at step 72 is T, the judgment at step 73 is F, and the judgment at step 74 is F, the work pattern of the plurality of hydraulic actuators 21 to 26 is “single operation of turning operation”. It is determined that the operation pattern is “operation” (4), and the output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit6 so as to match the operation pattern.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がFでステップ75の判断がTでステップ76の判断がTでステップ77の判断がTである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「アーム掘削操作とバケット掘削操作で負荷が小さいとき(たとえば土砂を抱え込む作業)」という作業パターン(5)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit2に設定される。   When the judgment of step 71 is F, the judgment of step 72 is F, the judgment of step 75 is T, the judgment of step 76 is T, and the judgment of step 77 is T, the work patterns of the plurality of hydraulic actuators 21 to 26 Is determined to be a work pattern (5) of “when the load is small (for example, work for holding earth and sand) by arm excavation operation and bucket excavation operation”, and the output limit of the hydraulic pump 3 is limited so as to conform to the work pattern. The value Pplimit is set to Pplimit2.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がFでステップ75の判断がTでステップ76の判断がTでステップ77の判断がFである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「アーム掘削操作とバケット掘削操作で負荷が大きいとき(たとえばアームとバケットの同時操作による掘削作業)」という作業パターン(6)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit1に設定される。   When the judgment of step 71 is F, the judgment of step 72 is F, the judgment of step 75 is T, the judgment of step 76 is T, and the judgment of step 77 is F, the work patterns of the plurality of hydraulic actuators 21 to 26 Is determined to be the work pattern (6) “when the load is large in the arm excavation operation and the bucket excavation operation (for example, excavation work by simultaneous operation of the arm and bucket)”, and the hydraulic pressure is adjusted so as to conform to the work pattern. The output limit value Pplimit of the pump 3 is set to Pplimit1.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がFでステップ75の判断がTでステップ76の判断がFである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「アーム掘削操作」という作業パターン(7)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit1に設定される。   When the judgment of step 71 is F, the judgment of step 72 is F, the judgment of step 75 is T, and the judgment of step 76 is F, the work pattern of the plurality of hydraulic actuators 21 to 26 is “arm excavation operation”. The output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit1 so as to match the work pattern (7).

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がFでステップ75の判断がFでステップ78の判断がTでステップ79の判断がTでステップ80の判断がTである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「アーム排土操作とバケット排土操作で負荷が大きいとき(たとえばアームとバケットの同時排土操作による土砂押し作業)」という作業パターン(8)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit3に設定される。   If the determination in step 71 is F, the determination in step 72 is F, the determination in step 75 is F, the determination in step 78 is T, the determination in step 79 is T, and the determination in step 80 is T, a plurality of hydraulic pressures The work pattern of the actuators 21 to 26 is determined to be a work pattern (8) of “when the load is large in the arm earthing operation and the bucket earthing operation (for example, earth and sand pushing work by simultaneous earth and bucket earthing operation)”. Then, the output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit3 so as to conform to the work pattern.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がFでステップ75の判断がFでステップ78の判断がTでステップ79の判断がTでステップ80の判断がFである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「アーム排土操作とバケット排土操作で負荷が小さいとき(たとえば空中でアームとバケットを同時に返す作業)」という作業パターン(9)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit5に設定される。   If the judgment of step 71 is F, the judgment of step 72 is F, the judgment of step 75 is F, the judgment of step 78 is T, the judgment of step 79 is T, and the judgment of step 80 is F, a plurality of hydraulic pressures The work pattern of the actuators 21 to 26 is determined to be a work pattern (9) of “when the load is small in the arm earthing operation and the bucket earthing operation (for example, the work for returning the arm and the bucket simultaneously in the air)” The output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit5 so as to conform to the work pattern.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がFでステップ75の判断がFでステップ78の判断がTでステップ79の判断Fでステップ81の判断がTである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「アーム単独排土操作で負荷が大きいとき(たとえばアーム排土作業による土砂押し作業)」という作業パターン(10)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit3に設定される。   If the determination in step 71 is F, the determination in step 72 is F, the determination in step 75 is F, the determination in step 78 is T, the determination in step 79 is F and the determination in step 81 is T, a plurality of hydraulic actuators The work patterns 21 to 26 are determined to be work patterns (10) of “when the load is large due to the single arm earth removal operation (for example, earth and sand pushing work by the arm earth removal work)”, and are adapted to the work pattern. In addition, the output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit3.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がFでステップ75の判断がFでステップ78の判断がTでステップ79の判断Fでステップ81の判断がFである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「アーム単独排土操作で負荷が小さいとき(たとえば空中でアームを返す作業)」という作業パターン(11)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit5に設定される。   If the judgment of step 71 is F, the judgment of step 72 is F, the judgment of step 75 is F, the judgment of step 78 is T, the judgment F of step 79 is F and the judgment of step 81 is F, a plurality of hydraulic actuators The work patterns 21 to 26 are determined to be the work pattern (11) “when the load is small (for example, work to return the arm in the air) by the arm single earth removal operation”, and so as to conform to the work pattern. The output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit5.

ステップ71の判断がFでステップ72の判断がFでステップ75の判断がFでステップ78の判断がFである場合には、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンは、「その他の作業」という作業パターン(12)であると判断し、その作業パターンに適合するように、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが、Pplimit1に設定される。   When the judgment of step 71 is F, the judgment of step 72 is F, the judgment of step 75 is F, and the judgment of step 78 is F, the work pattern of the plurality of hydraulic actuators 21 to 26 is “other work”. The output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is set to Pplimit1 so as to match the work pattern (12).

第3のエンジン目標回転数演算部63では、ポンプ出力制限演算部70で演算された油圧ポンプ3の出力(馬力)制限値Pplimitに対応する第3のエンジン目標回転数ncom3が演算される。   In the third engine target speed calculator 63, the third engine target speed ncom3 corresponding to the output (horsepower) limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 calculated by the pump output limit calculator 70 is calculated.

記憶装置には、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitの増加に応じて第3のエンジン目標回転数ncom3が増加する関数関係63aがデータテーブル形式で記憶されている。   In the storage device, a functional relationship 63a in which the third engine target speed ncom3 increases in accordance with the increase in the output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 is stored in a data table format.

第3のエンジン回転数演算部63では、現在の複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターン、つまり油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitに対応する第3のエンジン目標回転数ncom3が関数関係63aにしたがい演算される。   In the third engine speed calculation unit 63, the current working pattern of the plurality of hydraulic actuators 21 to 26, that is, the third engine target speed ncom3 corresponding to the output limit value Pplimit of the hydraulic pump 3 follows the functional relationship 63a. Calculated.

最小値選択部65では、最大値選択部64で選択されたエンジン目標回転数ncom12と、第3のエンジン目標回転数ncom3のうちいずれか低い方のエンジン目標回転数ncomが選択される。   The minimum value selection unit 65 selects the lower engine target speed ncom, which is the lower one of the engine target speed ncom12 selected by the maximum value selection part 64 and the third engine target speed ncom3.

コントローラ6は、ガバナ4に対して、エンジン回転数nを目標回転数ncomにするための回転指令値を出力し、ガバナ4は、目標トルク線L1上でエンジン目標回転数ncomが得られるように燃料噴射量を増減する。   The controller 6 outputs to the governor 4 a rotation command value for setting the engine speed n to the target speed ncom so that the governor 4 can obtain the engine target speed ncom on the target torque line L1. Increase or decrease the fuel injection amount.

ポンプ吸収トルク演算部66では、エンジン目標回転数ncomに対応する油圧ポンプ3の目標吸収トルクTpcomが演算される。   The pump absorption torque calculation unit 66 calculates the target absorption torque Tpcom of the hydraulic pump 3 corresponding to the engine target rotation speed ncom.

記憶装置には、エンジン目標回転数ncomの増加に応じて油圧ポンプ3の目標吸収トルクTpcomが増加する関数関係66aがデータテーブル形式で記憶されている。この関数66aは、図10に示すトルク線図上の目標トルク線L1に対応するカーブである。   In the storage device, a functional relationship 66a in which the target absorption torque Tpcom of the hydraulic pump 3 increases as the engine target speed ncom increases is stored in a data table format. This function 66a is a curve corresponding to the target torque line L1 on the torque diagram shown in FIG.

この図10に示す目標トルク線L1は、油圧ポンプ3が吸収可能な最大吸収トルクを示す最大トルク線のことであり、各エンジン回転数に対応する最大吸収トルクを、ポンプ吸収トルクの上限(リミット)として油圧ポンプ3の容量が制御される。たとえば、油圧ポンプシステムでは、ロードセンシング(LS)制御が行われるが、このロードセンシング制御の結果、油圧ポンプ3の斜板傾転角が定まり、この斜板傾転角とそのときの負荷圧からポンプ吸収トルクが定まる。そして、このポンプ吸収トルクが、目標トルク線L1上の現在のエンジン回転数に対応する最大吸収トルク以下であれば、ロードセンシング制御により定まるポンプ吸収トルクに応じたポンプ容量に調整されるが、同最大吸収トルクを超えた場合には、同最大吸収トルクに応じたポンプ容量に調整される。なお、後述するトルク線L2、L3についても同様に、最大トルク線として扱う。   A target torque line L1 shown in FIG. 10 is a maximum torque line indicating the maximum absorption torque that can be absorbed by the hydraulic pump 3, and the maximum absorption torque corresponding to each engine speed is set to the upper limit (limit) of the pump absorption torque. ), The capacity of the hydraulic pump 3 is controlled. For example, in the hydraulic pump system, load sensing (LS) control is performed. As a result of the load sensing control, the swash plate tilt angle of the hydraulic pump 3 is determined, and the swash plate tilt angle and the load pressure at that time are determined. Pump absorption torque is determined. If the pump absorption torque is equal to or less than the maximum absorption torque corresponding to the current engine speed on the target torque line L1, the pump capacity is adjusted according to the pump absorption torque determined by load sensing control. When the maximum absorption torque is exceeded, the pump capacity is adjusted according to the maximum absorption torque. Similarly, torque lines L2 and L3 described later are treated as maximum torque lines.

図10は、図2と同様にエンジン2のトルク線図を示しており横軸にエンジン回転数n(rpm;rev/min)をとり縦軸にトルクT(N・m)をとっている。関数66aは、同図10に示すトルク線図上の目標トルク線L1に対応している。   FIG. 10 shows a torque diagram of the engine 2 as in FIG. 2, where the horizontal axis represents the engine speed n (rpm; rev / min) and the vertical axis represents the torque T (N · m). The function 66a corresponds to the target torque line L1 on the torque diagram shown in FIG.

ポンプ吸収トルク演算部66では、現在のエンジン目標回転数ncomに対応する油圧ポンプ3の目標吸収トルクTpcomが、関数66aにしたがい演算される。   The pump absorption torque calculation unit 66 calculates the target absorption torque Tpcom of the hydraulic pump 3 corresponding to the current engine target rotational speed ncom according to the function 66a.

制御電流演算部67では、ポンプ目標吸収トルクTpcomに対応する制御電流pc−epcが演算される。   In the control current calculator 67, a control current pc-epc corresponding to the pump target absorption torque Tpcom is calculated.

記憶装置には、ポンプ目標吸収トルクTpcomの増加に応じて制御電流pc−epcが増加する関数関係67aがデータテーブル形式で記憶されている。   In the storage device, a functional relationship 67a in which the control current pc-epc increases as the pump target absorption torque Tpcom increases is stored in a data table format.

ポンプ吸収トルク演算部66では、現在のポンプ目標吸収トルクTpcomに対応する制御電流pc−epcが関数関係67aにしたがい演算される。   In the pump absorption torque calculation unit 66, the control current pc-epc corresponding to the current pump target absorption torque Tpcom is calculated according to the functional relationship 67a.

コントローラ6からポンプ制御弁5に対して制御電流pc−epcが出力されてサーボピストンを介して油圧ポンプ3の斜板3aを変化させる。ポンプ制御弁5は、油圧ポンプ3の吐出圧PRp(kg/cm2)と油圧ポンプ3の容量q(cc/rev)の積が制御電流pc−epcに対応するポンプ吸収トルクTp comを超えないように、油圧ポンプ3の斜板3aの傾転角をPC制御する。   A control current pc-epc is output from the controller 6 to the pump control valve 5 to change the swash plate 3a of the hydraulic pump 3 via the servo piston. The pump control valve 5 prevents the product of the discharge pressure PRp (kg / cm 2) of the hydraulic pump 3 and the capacity q (cc / rev) of the hydraulic pump 3 from exceeding the pump absorption torque Tp com corresponding to the control current pc-epc. In addition, the tilt angle of the swash plate 3a of the hydraulic pump 3 is PC-controlled.

つぎに、このような比較例の構成による効果について図10を併せ参照して説明する。   Next, the effect of the configuration of such a comparative example will be described with reference to FIG.

図10に示すように、エンジン回転数nの減少に伴いポンプ吸収トルクTpcomが小さくなる目標トルク線L1にしたがってエンジン2および油圧ポンプ3を制御すると、燃費、エンジン効率、ポンプ効率の向上が図られ騒音が低減されエンストが防止されるなどの効果が得られるものの、エンジン2の応答性が悪いという問題がある。すなわち、たとえば掘削作業を開始しようとして操作レバー41等を中立位置から倒してエンジン2が低回転から上昇させようとしても、レバー倒し始めの初期の段階(過渡状態)では油圧ポンプ3の負荷が急激に上昇するためにエンジン出力がポンプ吸収馬力分のパワーに対して余裕がなくエンジン2を加速するためのパワーが不足する。このためエンジン2を目標回転数まで上昇させられないか、あるいは極めて緩慢にしか上昇しないことがある。   As shown in FIG. 10, when the engine 2 and the hydraulic pump 3 are controlled according to the target torque line L1 in which the pump absorption torque Tpcom decreases as the engine speed n decreases, fuel efficiency, engine efficiency, and pump efficiency are improved. Although the effect of reducing noise and preventing engine stall is obtained, there is a problem that the responsiveness of the engine 2 is poor. That is, for example, even if the operation lever 41 is tilted from the neutral position to start excavation work and the engine 2 is raised from a low rotation, the load on the hydraulic pump 3 is suddenly increased in the initial stage (transient state) at which the lever starts to be tilted. Therefore, the engine output has no margin for the power of the pump absorption horsepower, and the power for accelerating the engine 2 is insufficient. For this reason, the engine 2 may not be raised to the target rotational speed or may be raised only very slowly.

この点、本比較例では、現在のポンプ目標吐出流量Qsumに適合する第1のエンジン目標回転数ncom1を設定する一方で、現在のポンプ目標吐出流量Qsumが所定の流量(たとえば10(L/min))よりも大きいことが判定された場合には、エンジンローアイドル回転数nLよりも大きい回転数nM(たとえば1400rpm)が第2のエンジン目標回転数ncom2として設定される。そして、第2のエンジン目標回転数ncom2が第1のエンジン目標回転数ncom1以上であれば、第2のエンジン目標回転数ncom2が得られるようにエンジン回転数が制御され、第2のエンジン目標回転数ncom2に対応するポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプ3が制御される。   In this regard, in this comparative example, while setting the first engine target rotational speed ncom1 suitable for the current pump target discharge flow rate Qsum, the current pump target discharge flow rate Qsum is set to a predetermined flow rate (for example, 10 (L / min When it is determined that the engine speed is greater than)), a rotation speed nM (for example, 1400 rpm) larger than the engine low idle rotation speed nL is set as the second engine target rotation speed ncom2. If the second engine target speed ncom2 is equal to or higher than the first engine target speed ncom1, the engine speed is controlled so as to obtain the second engine target speed ncom2, and the second engine target speed The hydraulic pump 3 is controlled so that a pump absorption torque corresponding to several ncom2 is obtained.

このため、たとえば掘削作業を開始しようとして操作レバー41等を中立位置から倒した場合に、油圧ポンプ3の負荷が急激に上昇する前にエンジン回転数が予め上昇してエンジントルクが上昇するためエンジン2を加速するためのパワーに余裕が生じる。このためエンジン2を低回転域から目標回転数まで迅速に上昇させることができエンジン2の応答性が向上する。   For this reason, for example, when the operation lever 41 is tilted from the neutral position in order to start excavation work, the engine speed increases in advance and the engine torque increases before the load of the hydraulic pump 3 suddenly increases. There is a margin in power for accelerating 2. For this reason, the engine 2 can be rapidly raised from the low speed range to the target speed, and the response of the engine 2 is improved.

また、本比較例では、現在のポンプ目標吐出流量Qsumに適合する第1のエンジン目標回転数ncom1が設定される一方で、複数の油圧アクチュエータ21〜26の作業パターンに応じて、油圧ポンプ3の出力制限値Pplimitが設定され、これに対応する第3のエンジン目標回転数ncom3が設定される。第3のエンジン目標回転数ncom3が第1のエンジン目標回転数ncom1以下であれば第3のエンジン目標回転数ncom3が得られるようにエンジン回転数が制御され、第3のエンジン目標回転数ncom3に対応するポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプ3が制御される。このためポンプ吸収トルクを適切な値に定めることができ必要以上の無駄なエネルギー消費を抑えることができる。   Further, in this comparative example, the first engine target rotational speed ncom1 suitable for the current pump target discharge flow rate Qsum is set, while the hydraulic pump 3 is operated according to the work pattern of the plurality of hydraulic actuators 21 to 26. An output limit value Pplimit is set, and a third engine target speed ncom3 corresponding to this is set. If the third engine target speed ncom3 is equal to or lower than the first engine target speed ncom1, the engine speed is controlled so that the third engine target speed ncom3 is obtained. The hydraulic pump 3 is controlled so as to obtain a corresponding pump absorption torque. For this reason, the pump absorption torque can be set to an appropriate value, and unnecessary energy consumption can be suppressed.

図12は、横軸を時間tとして、一例として、作業パターン(7)、作業パターン(5)、作業パターン(3)、作業パターン(11)、作業パターン(12)、作業パターン(2)の順序で作業が行われた場合について、各操作レバー41、42の操作量であるブームレバー信号Lbo、アームレバー信号Lar、バケットレバー信号Lbk、旋回レバー信号Lswの時間変化、ポンプ吸収トルクTpの時間変化、エンジン回転数nの時間変化をそれぞれ示している。   In FIG. 12, the horizontal axis is time t, and as an example, the work pattern (7), work pattern (5), work pattern (3), work pattern (11), work pattern (12), work pattern (2) When the operations are performed in order, the boom lever signal Lbo, the arm lever signal Lar, the bucket lever signal Lbk, and the turning lever signal Lsw, which are the operation amounts of the operation levers 41 and 42, change over time, and the pump absorption torque Tp. The change and the time change of the engine speed n are respectively shown.

本比較例によれば、図12に示す一連の作業パターンで作業を行った場合に、ポンプ吸収トルクを適切な値に定めることができ、必要以上の無駄なエネルギー消費を抑えられるということが確認された。   According to this comparative example, it is confirmed that the pump absorption torque can be set to an appropriate value when working with the series of work patterns shown in FIG. 12, and unnecessary energy consumption can be suppressed more than necessary. It was done.

(実施例1)
つぎに本実施例1について説明する。
実施例1の建設機械1の構成は、図3で前述したとおりであり、図1の比較例に対してPTO軸10、発電電動機11、蓄電器12、インバータ13、回転センサ14、電圧センサ15が付加されており、発電電動機11による電動作用、発電作用が行われる。
Example 1
Next, Example 1 will be described.
The configuration of the construction machine 1 according to the first embodiment is as described above with reference to FIG. 3. The PTO shaft 10, the generator motor 11, the capacitor 12, the inverter 13, the rotation sensor 14, and the voltage sensor 15 are compared with the comparative example in FIG. 1. In addition, an electric action and a power generation action by the generator motor 11 are performed.

図5、図6、図7、図8は、コントローラ6で行われる処理内容を示す制御ブロック図である。   5, 6, 7, and 8 are control block diagrams showing the processing contents performed by the controller 6.

図5は、比較例の図4に対応する図であり、図4と重複する部分については説明を省略する。   FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 4 of the comparative example, and a description of the same parts as those in FIG. 4 is omitted.

図5、図6に示すように、本実施例では、比較例と同様にして最小値選択部65でエンジン目標回転数ncomが選択されると、以下、図7に示す制御ブロック図に移行して以下説明する処理が実行される。   As shown in FIGS. 5 and 6, in this embodiment, when the engine target speed ncom is selected by the minimum value selection unit 65 as in the comparative example, the process proceeds to the control block diagram shown in FIG. The processing described below is executed.

なお、以下ではエンジン回転数、エンジン目標回転数をそれぞれ、発電電動機回転数、発電電動機目標回転数に変換した上で演算処理を行うようにしているが、下記の説明において発電電動機回転数、発電電動機目標回転数をそれぞれエンジン回転数、エンジン目標回転数に置換して同様の演算処理を行う実施も可能である。   In the following, calculation processing is performed after converting the engine speed and the engine target speed to the generator motor speed and the generator motor target speed, respectively. However, in the following explanation, the generator motor speed and power generation It is also possible to perform the same calculation process by replacing the motor target rotational speed with the engine rotational speed and the engine target rotational speed, respectively.

発電電動機目標回転数演算部96では、現在のエンジン目標回転数ncomに対応する発電電動機11の目標回転数Ngencomが次式によって演算される。   In the generator motor target rotational speed calculation unit 96, the target rotational speed Ngencom of the generator motor 11 corresponding to the current engine target rotational speed ncom is calculated by the following equation.

Ngencom=ncom×K2 …(4)
ただし、K2は、PTO軸10の減速比である。

アシスト有無判定部90では、発電電動機11の目標回転数Ngencomと、回転センサ14で検出される発電電動機11の現在の実回転数GENspdと電圧センサ15で検出される畜電器12の現在の電圧BATTvoltとに基づいて、発電電動機11によってエンジン2をアシストするか否か(アシスト有無)が判定される。
Ngencom = ncom × K2 (4)
Here, K2 is a reduction ratio of the PTO shaft 10.

In the assist presence / absence determination unit 90, the target rotation speed Ngencom of the generator motor 11, the current actual rotation speed GENspd of the generator motor 11 detected by the rotation sensor 14, and the current voltage BATTvolt of the livestock generator 12 detected by the voltage sensor 15. Based on the above, it is determined whether or not the generator motor 11 assists the engine 2 (assist presence / absence).

アシスト有無判定部90は、図8に具体的に示される。   The assist presence / absence determination unit 90 is specifically shown in FIG.

まず、偏差演算部91で、発電電動機目標回転数Ngencomと発電電動機実回転数GENspdとの偏差Δgenspdが演算される。   First, the deviation calculation unit 91 calculates a deviation Δgenspd between the generator motor target rotation speed Ngencom and the generator motor actual rotation speed GENspd.

つぎに、第1の判定部92では、発電電動機目標回転数Ngencomと発電電動機実回転数GENspdとの偏差Δgenspdが第1のしきい値ΔGC1以上になった場合に、発電電動機11を電動作用すると判定し、アシストフラグassist flagをTにし、発電電動機目標回転数Ngencomと発電電動機実回転数GENspdとの偏差Δgenspdが第1のしきい値ΔGC1よりも小さい第2のしきい値ΔGC2以下になった場合に、発電電動機11を電動作用しない(ただし、必要に応じて発電作用させて蓄電器12に電力を蓄える)と判定し、アシストフラグをFにする。   Next, in the first determination unit 92, when the deviation Δgenspd between the generator motor target rotation speed Ngencom and the generator motor actual rotation speed GENspd is equal to or greater than the first threshold value ΔGC1, the generator motor 11 is electrically operated. The assist flag assist flag is set to T, and the deviation Δgenspd between the generator motor target rotation speed Ngencom and the generator motor actual rotation speed GENspd is equal to or smaller than the second threshold value ΔGC2 which is smaller than the first threshold value ΔGC1. In this case, it is determined that the generator motor 11 is not electrically operated (however, if necessary, the power is generated and the electric power is stored in the battery 12), and the assist flag is set to F.

また、発電電動機目標回転数Ngencomと発電電動機実回転数GENspdとの偏差Δgenspdが第3のしきい値ΔGC3以下になった場合に、発電電動機11を発電作用すると判定し、アシストフラグassist flagをTにし、発電電動機目標回転数Ngencomと発電電動機実回転数GENspdとの偏差Δgenspdが第3のしきい値ΔGC3よりも大きい第4のしきい値ΔGC4以上になった場合に、発電電動機11を発電作用しない(ただし、必要に応じて発電作用させて蓄電器12に電力を蓄える)と判定し、アシストフラグをFにする。   Further, when the deviation Δgenspd between the generator motor target rotation speed Ngencom and the generator motor actual rotation speed GENspd becomes equal to or less than the third threshold value ΔGC3, it is determined that the generator motor 11 generates power, and the assist flag assist flag is set to T When the deviation Δgenspd between the generator motor target rotational speed Ngencom and the generator motor actual rotational speed GENspd is equal to or larger than the fourth threshold value ΔGC4 which is larger than the third threshold value ΔGC3, the generator motor 11 generates power. It is determined that the power is not generated (however, if necessary, the electric power is stored in the battery 12), and the assist flag is set to F.

このように、回転数偏差Δgenspdが符合プラスである程度以上大きくなると、発電電動機11を電動作用させエンジン2をアシストさせるようにしているのは、現在のエンジン回転数と目標回転数とが離れている場合にエンジン目標回転数に向けて迅速にエンジン回転数を上昇させるためである。   As described above, when the rotational speed deviation Δgenspd becomes larger than a certain value by a plus sign, the current engine rotational speed and the target rotational speed are different from each other in that the generator motor 11 is electrically operated to assist the engine 2. This is to increase the engine speed quickly toward the target engine speed.

また、回転数偏差Δgenspdが符合マイナスである程度以上大きくなると、発電電動機11を発電作用させエンジン2を逆アシストさせるようにしているのは、エンジン回転数の減速時に発電作用させてエンジン回転数を迅速に低下させるとともにエンジン2のエネルギ−を回生するためである。   Further, when the rotational speed deviation Δgenspd is a sign minus and increases to a certain degree or more, the generator motor 11 generates power and the engine 2 is reversely assisted. The engine speed is reduced rapidly by generating power when the engine speed is decelerated. This is because the energy of the engine 2 is regenerated.

また第1のしきい値ΔGC1と第2のしきい値ΔGC2との間にヒステリシスをもたせるとともに、第3のしきい値ΔGC3と第4のしきい値ΔGC4との間にヒステリシスをもたせることで、制御上のハンチングを防止している。   Further, by providing hysteresis between the first threshold value ΔGC1 and the second threshold value ΔGC2, and by providing hysteresis between the third threshold value ΔGC3 and the fourth threshold value ΔGC4, Control hunting is prevented.

第2の判定部93では、蓄電器12の電圧BATTvoltが所定の範囲BC1〜BC4(BC2〜BC3)内に収まっている場合に、アシストフラグassist flagをTにし、所定の範囲外である場合には、アシストフラグassist flagをFにする。   In the second determination unit 93, when the voltage BATTvolt of the battery 12 is within the predetermined range BC1 to BC4 (BC2 to BC3), the assist flag assist flag is set to T, and when the voltage is outside the predetermined range The assist flag assist flag is set to F.

電圧値BATTvoltに、第1のしきい値BC1、第2のしきい値BC2、第3のしきい値BC3、第4のしきい値BC4を設定する。第1のしきい値BC1、第2のしきい値BC2、第3のしきい値BC3、第4のしきい値BC4の順序で大きくなるものとする。   The first threshold value BC1, the second threshold value BC2, the third threshold value BC3, and the fourth threshold value BC4 are set to the voltage value BATTvolt. It is assumed that the first threshold value BC1, the second threshold value BC2, the third threshold value BC3, and the fourth threshold value BC4 increase in this order.

蓄電器12の電圧値BATTvoltが第3のしきい値BC3以下になるとアシストフラグassist flagをTにし、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第4のしきい値BC4以上になるとアシストフラグassist flagをFにする。また、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第2のしきい値BC2以上になるとアシストフラグassist flagをTにし、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第1のしきい値BC1以下になるとアシストフラグassist flagをFにする。   The assist flag assist flag is set to T when the voltage value BATTvolt of the battery 12 becomes equal to or lower than the third threshold value BC3, and the assist flag assist flag is set to F when the voltage value BATTvolt of the battery 12 becomes equal to or higher than the fourth threshold value BC4. . When the voltage value BATTvolt of the battery 12 becomes equal to or higher than the second threshold value BC2, the assist flag assist flag is set to T. When the voltage value BATTvolt of the battery 12 becomes equal to or lower than the first threshold value BC1, the assist flag assist flag is set to F. To.

このように蓄電器12の電圧BATTvoltが所定の範囲BC1〜BC4(BC2〜BC3)内に収まっているときのみに、アシストさせるようにしているのは、所定範囲外の低電圧、高電圧のときにアシストさせないようにすることで蓄電器12に与える過充電や完全放電等の悪影響を回避するためである。   As described above, only when the voltage BATTvolt of the battery 12 is within the predetermined range BC1 to BC4 (BC2 to BC3), the assist is performed when the voltage is low or high outside the predetermined range. This is to avoid adverse effects such as overcharge and complete discharge applied to the battery 12 by preventing the assist.

また第1のしきい値BC1と第2のしきい値BC2との間にヒステリシスをもたせるとともに、第3のしきい値BC3と第4のしきい値BC4との間にヒステリシスをもたせることで、制御上のハンチングを防止している。   Further, by providing a hysteresis between the first threshold value BC1 and the second threshold value BC2, and providing a hysteresis between the third threshold value BC3 and the fourth threshold value BC4, Control hunting is prevented.

アンド回路94では、第1の判定部92で得られたアシストフラグassist flagと第2の判定部93で得られたアシストフラグassist flagがともにTである場合に、最終的にアシストフラグassist flagの内容をTとし、それ以外である場合に、最終的にアシストフラグassist flagの内容をFにする。   In the AND circuit 94, when the assist flag assist flag obtained by the first determination unit 92 and the assist flag assist flag obtained by the second determination unit 93 are both T, the assist flag assist flag is finally set. If the content is T, otherwise, the content of the assist flag assist flag is finally set to F.

アシストフラグ判定部95では、アシスト有無判定部90から出力されるアシストフラグassist flagの内容がTであるか否かが判定される。   The assist flag determination unit 95 determines whether or not the content of the assist flag assist flag output from the assist presence determination unit 90 is T.

発電電動機指令値切り替え部87では、アシストフラグ判定部95の判定結果がTであるか否か(F)に応じて、インバータ13に与えるべき発電電動機指令値GENcomの内容を、目標回転数か、目標トルクかに切り替える。   In the generator motor command value switching unit 87, the content of the generator motor command value GENcom to be given to the inverter 13 is set to the target rotational speed according to whether or not the determination result of the assist flag determination unit 95 is T (F). Switch to target torque.

発電電動機11は、インバータ13を介して回転数制御若しくはトルク制御によって制御される。   The generator motor 11 is controlled by rotation speed control or torque control via the inverter 13.

ここで、回転数制御とは、発電電動機指令値GENcomとして目標回転数を与えて目標回転数が得られるように発電電動機11の回転数を調整する制御のことである。また、トルク制御とは、発電電動機指令値GENcomとして目標トルクを与えて目標トルクが得られるように発電電動機11のトルクを調整する制御のことである。   Here, the rotation speed control is control for adjusting the rotation speed of the generator motor 11 so that the target rotation speed can be obtained by giving the target rotation speed as the generator motor command value GENcom. Moreover, torque control is control which adjusts the torque of the generator motor 11 so that a target torque can be obtained by giving a target torque as the generator motor command value GENcom.

モジュレーション処理部97では、発電電動機11の目標回転数が演算され出力される。また、発電電動機トルク演算部68では、発電電動機11の目標トルクが演算され出力される。   In the modulation processing unit 97, the target rotational speed of the generator motor 11 is calculated and output. The generator motor torque calculation unit 68 calculates and outputs the target torque of the generator motor 11.

すなわち、モジュレーション処理部97は、発電電動機目標回転数演算部96で得られた発電電動機目標回転数Ngencomに対して、特性97aにしたがいモジュレーション処理が施された回転数Ngencomを出力する。発電電動機目標回転数演算部96より入力された発電電動機目標回転数Ngencomをそのまま出力するのではなくて、時間tをかけて徐々に回転数を増大させて、発電電動機目標回転数演算部96より入力された発電電動機目標回転数Ngencomに到達させる。   That is, the modulation processing unit 97 outputs the rotation speed Ngencom that has been subjected to the modulation process according to the characteristic 97a with respect to the generator motor target rotation speed Ngencom obtained by the generator motor target rotation speed calculation unit 96. Rather than outputting the generator motor target speed Ngencom input from the generator motor target speed calculator 96 as it is, the generator motor target speed calculator 96 gradually increases the speed over time t. The input generator motor target rotational speed Ngencom is reached.

図13、図14を参照してモジュレーション処理を行わなかった場合に対してモジュレーション処理を行った場合の効果について説明する。   With reference to FIG. 13 and FIG. 14, the effect when the modulation process is performed with respect to the case where the modulation process is not performed will be described.

図13(a)、(b)、図14(a)、(b)は、図2、図10と同様に横軸をエンジン回転数nとし縦軸をトルクTとするトルク線図を示している。   13 (a), 13 (b), 14 (a), and 14 (b) show torque diagrams in which the horizontal axis is the engine speed n and the vertical axis is the torque T as in FIGS. Yes.

図13(a)は、エンジン加速時にモジュレーション処理無しの場合におけるガバナ4の動きを説明する図で、図13(b)は、エンジン加速時にモジュレーション処理有りの場合におけるガバナ4の動きを説明する図である。   FIG. 13A is a diagram for explaining the movement of the governor 4 when there is no modulation processing at the time of engine acceleration, and FIG. 13B is a diagram for explaining the motion of the governor 4 when there is modulation processing at the time of engine acceleration. It is.

図14(a)は、エンジン減速時にモジュレーション処理無しの場合におけるガバナ4の動きを説明する図で、図14(b)は、エンジン減速時にモジュレーション処理有りの場合におけるガバナ4の動きを説明する図である。   FIG. 14A is a diagram for explaining the movement of the governor 4 when there is no modulation processing at the time of engine deceleration, and FIG. 14B is a diagram for explaining the motion of the governor 4 when there is modulation processing at the time of engine deceleration. It is.

ガバナ4としてメカガバナを使用すると、実際のエンジン回転数よりもガバナ4が指定する回転数が遅れるという問題がある。   When a mechanical governor is used as the governor 4, there is a problem that the rotational speed designated by the governor 4 is delayed from the actual engine rotational speed.

図13(a)、(b)に示すように、油圧ポンプ3の負荷が大きいときに低回転のマッチング点P0から高回転側にエンジン2を加速させる場合を想定する。   As shown in FIGS. 13A and 13B, it is assumed that the engine 2 is accelerated from the low rotation matching point P0 to the high rotation side when the load of the hydraulic pump 3 is large.

図13(a)、(b)において、P2はエンジントルクに対応し、エンジントルクにアシスト分のトルクを加えたものが、エンジン2と発電電動機11を合わせた全トルクP3となる。P1はポンプ吸収トルクに対応し、ポンプ吸収トルクに加速トルクを合わせたものが全トルクP3に対応している。   In FIGS. 13A and 13B, P2 corresponds to the engine torque, and the total torque P3 of the engine 2 and the generator motor 11 is obtained by adding the assist torque to the engine torque. P1 corresponds to the pump absorption torque, and the sum of the pump absorption torque and the acceleration torque corresponds to the total torque P3.

図13(a)に示すようにモジュレーション処理無しの場合には、エンジン目標回転数とエンジン実回転数との偏差に応じたアシストトルクが発生する。偏差が大きい場合には、その大きな偏差に対応して、発電電動機11によるアシストトルクが大きくなる。このためガバナ4の動きよりもエンジン2が早く加速して、ガバナ4が指定する回転数よりも実回転数の方が大きくなる。エンジン2が早く加速するとガバナ4の調整により燃料噴射量が減りエンジントルクが減少する。このためエンジン2を発電電動機11によってアシストしているにもかかわらずエンジン2がフリクションとなってしまい、エンジン2の加速度が上がらないことになる。このため燃料噴射量を減らしながら、エンジントルクを減少させながら、エンジン2がロスとなってエンジン2が加速することなり、エネルギーロスを招くとともに、エンジン2が十分に加速しないという結果を招く。   As shown in FIG. 13 (a), when there is no modulation process, an assist torque corresponding to the deviation between the target engine speed and the actual engine speed is generated. When the deviation is large, the assist torque by the generator motor 11 increases corresponding to the large deviation. For this reason, the engine 2 accelerates faster than the movement of the governor 4, and the actual rotational speed becomes larger than the rotational speed designated by the governor 4. When the engine 2 accelerates quickly, the fuel injection amount is reduced by adjusting the governor 4, and the engine torque is reduced. For this reason, although the engine 2 is assisted by the generator motor 11, the engine 2 becomes friction, and the acceleration of the engine 2 does not increase. For this reason, while reducing the fuel injection amount and reducing the engine torque, the engine 2 is lost and the engine 2 is accelerated, resulting in energy loss and the result that the engine 2 is not sufficiently accelerated.

これに対して図13(b)に示すようにモジュレーション処理有りの場合には、エンジン目標回転数にモジュレーション処理が施されて、エンジン目標回転数とエンジン実回転数との偏差が小さくなり、これに応じて、発電電動機11で小さいアシストトルクが発生する。このためガバナ4の動きがエンジン2の加速に追従し、ガバナ4が指定する回転数が実回転数に一致する。   On the other hand, as shown in FIG. 13B, when the modulation process is present, the modulation process is performed on the target engine speed, and the deviation between the target engine speed and the actual engine speed becomes small. Accordingly, a small assist torque is generated in the generator motor 11. For this reason, the movement of the governor 4 follows the acceleration of the engine 2, and the rotational speed designated by the governor 4 matches the actual rotational speed.

このためエネルギーロスが低減され、エンジン2が十分に加速する。   For this reason, energy loss is reduced and the engine 2 is sufficiently accelerated.

つぎにエンジン2を減速させる場合について説明する。   Next, a case where the engine 2 is decelerated will be described.

図14(a)、(b)に示すように、油圧ポンプ3の負荷が大きいときに高回転のマッチング点P0から低回転側にエンジン2を減速させる場合を想定する。   As shown in FIGS. 14A and 14B, it is assumed that the engine 2 is decelerated from the high rotation matching point P0 to the low rotation side when the load of the hydraulic pump 3 is large.

図14(a)、(b)において、P2はエンジントルクに対応し、エンジントルクに回生トルクを加えたものが、エンジン2と発電電動機11を合わせた全トルクP3となる。P1はポンプ吸収トルクに対応し、ポンプ吸収トルクに減速トルクを合わせたものが全トルクP3に対応している。   14A and 14B, P2 corresponds to the engine torque, and the sum of the engine torque and the regenerative torque is the total torque P3 of the engine 2 and the generator motor 11 combined. P1 corresponds to the pump absorption torque, and the sum of the pump absorption torque and the deceleration torque corresponds to the total torque P3.

図14(a)に示すようにモジュレーション処理無しの場合には、エンジン目標回転数とエンジン実回転数との偏差に応じた回生トルクが発生する。偏差が大きい場合には、その大きな偏差に対応して、発電電動機11による回生トルクが大きくなる。このためガバナ4の動きよりもエンジン2が早く減速して、ガバナ4が指定する回転数よりも実回転数の方が小さくなる。エンジン2が早く減速するとガバナ4の調整により燃料噴射量が増加しエンジントルクが増大する。このためエンジン2はトルクを増加させつつ発電電動機11で発電しながらエンジン2が減速することになる。この結果、エンジン2がトルクを上げつつ、発電電動機11によって、増加するエンジンエネルギーを回収しながら、エンジン2が減速することになり、無駄な発電が行われ、燃料を無駄に消費することになる。   As shown in FIG. 14A, when there is no modulation processing, regenerative torque is generated according to the deviation between the target engine speed and the actual engine speed. When the deviation is large, the regenerative torque by the generator motor 11 is increased corresponding to the large deviation. For this reason, the engine 2 decelerates faster than the movement of the governor 4, and the actual rotational speed becomes smaller than the rotational speed designated by the governor 4. When the engine 2 decelerates quickly, the fuel injection amount is increased by adjusting the governor 4 and the engine torque is increased. Therefore, the engine 2 decelerates while generating power with the generator motor 11 while increasing the torque. As a result, while the engine 2 increases the torque and the generator motor 11 collects the increased engine energy, the engine 2 is decelerated, and wasteful power generation is performed and fuel is wasted. .

これに対して図14(b)に示すようにモジュレーション処理有りの場合には、エンジン目標回転数にモジュレーション処理が施されて、エンジン目標回転数とエンジン実回転数との偏差が小さくなり、これに応じて、発電電動機11で小さい回生トルクが発生する。このためガバナ4の動きがエンジン2の減速に追従し、ガバナ4が指定する回転数が実回転数に一致する。このためエンジン2のトルクが負になり、発電電動機11によってエンジン2の速度エネルギーを回収しながらエンジン2が減速する。このため無駄なエネルギー消費を招くことなく効率よくエンジン2を減速させることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 14 (b), when the modulation process is present, the engine target speed is subjected to the modulation process, and the deviation between the engine target speed and the actual engine speed becomes small. Accordingly, a small regenerative torque is generated in the generator motor 11. For this reason, the movement of the governor 4 follows the deceleration of the engine 2, and the rotational speed designated by the governor 4 matches the actual rotational speed. For this reason, the torque of the engine 2 becomes negative, and the engine 2 decelerates while recovering the speed energy of the engine 2 by the generator motor 11. For this reason, the engine 2 can be decelerated efficiently without causing unnecessary energy consumption.

発電電動機トルク演算部68では、電圧センサ15で検出される畜電器12の現在の電圧BATTvoltに基づいて、電圧BATTvoltに対応する目標トルクTgencomが演算される。   In the generator motor torque calculation unit 68, the target torque Tgencom corresponding to the voltage BATTvolt is calculated based on the current voltage BATTvolt of the livestock generator 12 detected by the voltage sensor 15.

記憶装置には、蓄電器12の電圧BATTvoltの上昇68bに応じて目標トルクTgencomが減少し、蓄電器12の電圧BATTvoltの下降68cに応じて目標トルクTgencomが増加するというヒステリシスをもたせた関数関係68aがデータテーブル形式で記憶されている。この関数関係68aは、発電電動機11の発電量を調整することで蓄電器12の電圧値を所望の範囲内に維持するために設定されている。   The storage device has a functional relation 68a with hysteresis that the target torque Tgencom decreases according to the increase 68b of the voltage BATTvolt of the battery 12 and increases as the target torque Tgencom increases according to the decrease 68c of the voltage BATTvolt of the battery 12. Stored in table format. This functional relationship 68a is set in order to maintain the voltage value of the battery 12 within a desired range by adjusting the power generation amount of the generator motor 11.

発電電動機トルク演算部68では、蓄電器12の現在の電圧BATTvoltに対応する目標トルクTgencomが関数関係68aにしたがい出力される。   In the generator motor torque calculator 68, the target torque Tgencom corresponding to the current voltage BATTvolt of the battery 12 is output according to the functional relationship 68a.

アシストフラグ判定部95でアシストフラグassit flagの内容がTであると判定されると、発電電動機指令値切り替え部87が、モジュレーション処理部97側に切り替えられ、モジュレーション処理部97から出力される発電電動機目標回転数Ngencomが発電電動機指令値GENcomとしてインバータ13に出力されて、発電電動機11が回転数制御され、発電電動機11が電動作用若しくは発電作用をする。   When the assist flag determination unit 95 determines that the content of the assist flag assit flag is T, the generator motor command value switching unit 87 is switched to the modulation processing unit 97 side and output from the modulation processing unit 97. The target rotational speed Ngencom is output to the inverter 13 as a generator motor command value GENcom, the rotational speed of the generator motor 11 is controlled, and the generator motor 11 performs an electric action or a power generation action.

また、アシストフラグ判定部95でアシストフラグassit flagの内容がFであると判定されると、発電電動機指令値切り替え部87が、発電電動機トルク演算部68側に切り替えられ、発電電動機トルク演算部68から出力される発電電動機目標トルクTgencomが発電電動機指令値GENcomとしてインバータ13に出力されて、発電電動機11がトルク制御され、発電電動機11が発電作用をする。   When the assist flag determining unit 95 determines that the content of the assist flag assit flag is F, the generator motor command value switching unit 87 is switched to the generator motor torque calculating unit 68 side, and the generator motor torque calculating unit 68 is switched. Is output to the inverter 13 as a generator motor command value GENcom, the torque of the generator motor 11 is controlled, and the generator motor 11 generates power.

ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88では、アシストフラグ判定部95の判定結果がTであるか否か(F)に応じて、制御電流演算部67に与えるべきポンプ目標吸収トルクTの内容を、第1のポンプ目標吸収トルクTpcom1か、第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2かに切り替える。   The pump absorption torque command value switching unit 88 determines the content of the pump target absorption torque T to be given to the control current calculation unit 67 according to whether or not the determination result of the assist flag determination unit 95 is T (F). The first pump target absorption torque Tpcom1 is switched to the second pump target absorption torque Tpcom2.

第1のポンプ目標吸収トルクTpcom1は、第1のポンプ目標吸収トルク演算部66(図4に示すポンプ吸収トルク演算部と同じ構成)で演算される。   The first pump target absorption torque Tpcom1 is calculated by the first pump target absorption torque calculator 66 (the same configuration as the pump absorption torque calculator shown in FIG. 4).

すなわち、第1のポンプ目標吸収トルクTpcom1は、図9(a)のトルク線図における第1の目標トルク線L1上のトルク値として与えられる。第1の目標トルク線L1は、図10で説明したように、エンジン目標回転数nが低下するに応じて油圧ポンプ3の目標吸収トルクTpcom1が小さくなるような目標トルク線として設定されている。   That is, the first pump target absorption torque Tpcom1 is given as a torque value on the first target torque line L1 in the torque diagram of FIG. As described with reference to FIG. 10, the first target torque line L1 is set as a target torque line such that the target absorption torque Tpcom1 of the hydraulic pump 3 decreases as the engine target speed n decreases.

第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2は、第2のポンプ目標吸収トルク演算部85で演算される。   The second pump target absorption torque Tpcom2 is calculated by the second pump target absorption torque calculation unit 85.

すなわち、第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2は、図9(a)のトルク線図における第1の目標トルク線L1に対して、低回転領域でポンプ目標吸収トルクが大きくなる第2の目標トルク線L2上のトルク値として与えられる。   In other words, the second pump target absorption torque Tpcom2 is a second target torque line in which the pump target absorption torque is larger in the low rotation region than the first target torque line L1 in the torque diagram of FIG. It is given as a torque value on L2.

第1のポンプ目標吸収トルク演算部66では、エンジン目標回転数ncomに対応する油圧ポンプ3の第1のポンプ目標吸収トルクTpcom1が演算される。   The first pump target absorption torque calculator 66 calculates the first pump target absorption torque Tpcom1 of the hydraulic pump 3 corresponding to the engine target speed ncom.

記憶装置には、エンジン目標回転数ncomの増加に応じて油圧ポンプ3の第1の目標吸収トルクTpcom1が増加する関数関係66aがデータテーブル形式で記憶されている。この関数66aは、図9(a)(図10)に示すトルク線図上の第1の目標トルク線L1に対応するカーブである。   In the storage device, a functional relationship 66a in which the first target absorption torque Tpcom1 of the hydraulic pump 3 increases in accordance with the increase in the engine target rotational speed ncom is stored in a data table format. This function 66a is a curve corresponding to the first target torque line L1 on the torque diagram shown in FIG. 9 (a) (FIG. 10).

図9(a)は、図10と同様にエンジン2のトルク線図を示しており横軸にエンジン回転数n(rpm;rev/min)をとり縦軸にトルクT(N・m)をとっている。関数66aは、図9(a)に示すトルク線図上の目標トルク線L1に対応している。   FIG. 9 (a) shows a torque diagram of the engine 2 as in FIG. 10, with the horizontal axis representing the engine speed n (rpm; rev / min) and the vertical axis representing the torque T (N · m). ing. The function 66a corresponds to the target torque line L1 on the torque diagram shown in FIG.

第1のポンプ目標吸収トルク演算部66では、現在のエンジン目標回転数ncomに対応する第1のポンプ目標吸収トルクTpcom1が関数関係66aにしたがい演算される。   In the first pump target absorption torque calculating unit 66, the first pump target absorption torque Tpcom1 corresponding to the current engine target rotational speed ncom is calculated according to the functional relationship 66a.

第2のポンプ目標吸収トルク演算部85では、発電電動機回転数GENspd(エンジン実回転数)に対応する油圧ポンプ3の第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2が演算される。   The second pump target absorption torque calculation unit 85 calculates the second pump target absorption torque Tpcom2 of the hydraulic pump 3 corresponding to the generator motor rotation speed GENspd (engine actual rotation speed).

記憶装置には、発電電動機回転数GENspd(エンジン実回転数)に応じて油圧ポンプ3の第2の目標吸収トルクTpcom2が変化する関数関係85aがデータテーブル形式で記憶されている。この関数85aは、図9(a)に示すトルク線図上の第2の目標トルク線L2に対応するカーブであり、第1の目標トルク線L1に対して、低回転領域でポンプ目標吸収トルクが大きくなるような特性を有している。たとえば第2の目標トルク線L2は、等馬力線に相当するカーブであり、エンジン回転数の上昇に応じてトルクが低下するように特性を採用することができる。   In the storage device, a functional relationship 85a in which the second target absorption torque Tpcom2 of the hydraulic pump 3 changes according to the generator motor speed GENspd (engine actual speed) is stored in a data table format. The function 85a is a curve corresponding to the second target torque line L2 on the torque diagram shown in FIG. 9A, and the pump target absorption torque in the low rotation region with respect to the first target torque line L1. Has a characteristic of increasing. For example, the second target torque line L2 is a curve corresponding to an equal horsepower line, and the characteristic can be adopted so that the torque decreases as the engine speed increases.

第2のポンプ目標吸収トルク演算部85では、現在の発電電動機回転数GENspd(エンジン実回転数)に対応する第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2が関数関係85aにしたがい演算される。   The second pump target absorption torque calculation unit 85 calculates the second pump target absorption torque Tpcom2 corresponding to the current generator motor rotation speed GENspd (engine actual rotation speed) according to the functional relationship 85a.

アシストフラグ判定部95でアシストフラグassit flagの内容がTであると判定されると、ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88が、第2のポンプ目標吸収トルク演算部85側に切り替えられ、第2のポンプ目標吸収トルク演算部85から出力される第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2がポンプ目標吸収トルクTpcomとして、後段のフィルタ処理部89に出力される。   When the assist flag determining unit 95 determines that the content of the assist flag assit flag is T, the pump absorption torque command value switching unit 88 is switched to the second pump target absorption torque calculating unit 85 side, and the second The second pump target absorption torque Tpcom2 output from the pump target absorption torque calculation unit 85 is output to the subsequent filter processing unit 89 as the pump target absorption torque Tpcom.

また、アシストフラグ判定部95でアシストフラグassit flagの内容がFであると判定されると、ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88が、第1のポンプ目標吸収トルク演算部66側に切り替えられ、第1のポンプ目標吸収トルク演算部66から出力される第1のポンプ目標吸収トルクTpcom1がポンプ目標吸収トルクTpcomとして、後段のフィルタ処理部89に出力される。   When the assist flag determining unit 95 determines that the content of the assist flag assit flag is F, the pump absorption torque command value switching unit 88 is switched to the first pump target absorption torque calculating unit 66 side, and the first The first pump target absorption torque Tpcom1 output from the first pump target absorption torque calculator 66 is output to the subsequent filter processing unit 89 as the pump target absorption torque Tpcom.

以上のようにしてポンプ吸収トルク指令値切り替え部88では、油圧ポンプ3の目標吸収トルクTpcom1、Tpcom2、つまり図9(a)の目標トルク線L1、L2の選択が切り替えられる。   As described above, the pump absorption torque command value switching unit 88 switches the selection of the target absorption torques Tpcom1 and Tpcom2 of the hydraulic pump 3, that is, the target torque lines L1 and L2 in FIG.

フィルタ処理部89では、目標トルク線L1、L2の選択が切り替えられた場合に、切り替え前の目標トルク線(たとえば第2の目標トルク線L2)上のポンプ目標吸収トルク(第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2)から、切り替え後の目標トルク線(第1の目標トルク線L1)上のポンプ目標吸収トルク(第1のポンプ目標吸収トルクTpcom1)へ、徐々に変化させるフィルタ処理が行われる。   In the filter processing unit 89, when the selection of the target torque lines L1 and L2 is switched, the pump target absorption torque (second pump target absorption) on the target torque line before switching (for example, the second target torque line L2) is switched. A filter process for gradually changing from the torque Tpcom2) to the pump target absorption torque (first pump target absorption torque Tpcom1) on the target torque line after switching (first target torque line L1) is performed.

すなわち、フィルタ処理部89は、目標トルク線L1、L2の選択が切り替えられた場合に、特性89aにしたがいフィルタ処理が施された目標トルク値Tpcomを出力する。目標トルク線L1、L2の選択が切り替えられた場合に、切り替え前の目標トルク線(たとえば第2の目標トルク線L2)上のポンプ目標吸収トルク(第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2)から、切り替え後の目標トルク線(第1の目標トルク線L1)上のポンプ目標吸収トルク(第2のポンプ目標吸収トルクTpcom1)へとそのまま切り替え出力するのではなくて、時間tをかけて徐々に切り替え前の目標トルク線(第2の目標トルク線L2)上のポンプ目標吸収トルク(第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2)から、切り替え後の目標トルク線(第1の目標トルク線L1)上のポンプ目標吸収トルク(第2のポンプ目標吸収トルクTpcom1)へと滑らかに到達させる。   That is, when the selection of the target torque lines L1 and L2 is switched, the filter processing unit 89 outputs the target torque value Tpcom that has been subjected to the filter processing according to the characteristic 89a. When the selection of the target torque lines L1 and L2 is switched, switching is performed from the pump target absorption torque (second pump target absorption torque Tpcom2) on the target torque line (for example, the second target torque line L2) before switching. Instead of switching to the pump target absorption torque (second pump target absorption torque Tpcom1) on the subsequent target torque line (first target torque line L1) as it is, it is gradually switched over over time t. Pump target absorption torque (second target torque line L2) pump target absorption torque (second pump target absorption torque Tpcom2) on the target torque line after switching (first target torque line L1) Smoothly reach the absorption torque (second pump target absorption torque Tpcom1).

図9(a)を用いて説明すると、第2の目標トルク線L2上の点Gにおける第2のポンプ目標吸収トルクTpcom2から、第1の目標トルク線L1上の点Hにおける第1のポンプ目標吸収トルクTpcom2に向けて徐々に時間をかけて変化する。   9A, the first pump target at the point H on the first target torque line L1 from the second pump target absorption torque Tpcom2 at the point G on the second target torque line L2. It gradually changes over time toward the absorption torque Tpcom2.

これによりトルクが急激に変化することでオペレータや車体に与えるショックを抑制するとともに、操作感覚上の違和感をなくすことができる。 As a result, it is possible to suppress a shock applied to the operator and the vehicle body due to a sudden change in torque, and to eliminate a sense of incongruity in the operational feeling.

フィルタ処理は、アシストフラグ判定部95の判定結果がTからFに切り替わった場合、同判定結果がFからTに切り替わった場合の両方の場合に行うようにしてもよく、どちらか一方の切り替えが行われたときのみフィルタ処理を行うようにしてもよい。特に、アシストフラグ判定部95の判定結果がTからFに切り替わり第2の目標トルク線L2から第1の目標トルク線L1に切り替わる場合に、フィルタ処理を行わないものとするとトルクが急激に低下してオペレータに大きな操作感覚の違和感を与えることが多い。このため、判定結果がTからFに切り替わり第2の目標トルク線L2から第1の目標トルク線L1に切り替わる場合にはフィルタ処理を施すことが望ましい。   The filter process may be performed in both cases where the determination result of the assist flag determination unit 95 is switched from T to F and when the determination result is switched from F to T. Filter processing may be performed only when it is performed. In particular, when the determination result of the assist flag determination unit 95 is switched from T to F and switched from the second target torque line L2 to the first target torque line L1, if the filter process is not performed, the torque decreases rapidly. In many cases, the operator feels uncomfortable. For this reason, when the determination result is switched from T to F and the second target torque line L2 is switched to the first target torque line L1, it is desirable to perform a filtering process.

フィルタ処理部89から出力されたポンプ目標吸収トルクTpcomは、図4に示すものと同構成の制御電流演算部67に与えられる。   The pump target absorption torque Tpcom output from the filter processing unit 89 is given to the control current calculation unit 67 having the same configuration as that shown in FIG.

制御電流演算部67では、ポンプ目標吸収トルクTpcomに対応する制御電流pc−epcが演算される。   In the control current calculator 67, a control current pc-epc corresponding to the pump target absorption torque Tpcom is calculated.

記憶装置には、ポンプ目標吸収トルクTpcomの増加に応じて制御電流pc−epcが増加する関数関係67aがデータテーブル形式で記憶されている。   In the storage device, a functional relationship 67a in which the control current pc-epc increases as the pump target absorption torque Tpcom increases is stored in a data table format.

制御電流演算部67では、現在のポンプ目標吸収トルクTpcomに対応する制御電流pc−epcが関数関係67aにしたがい演算される。   In the control current calculator 67, the control current pc-epc corresponding to the current pump target absorption torque Tpcom is calculated according to the functional relationship 67a.

コントローラ6からポンプ制御弁5に対して制御電流pc−epcが出力されてサーボピストンを介して油圧ポンプ3の斜板3aを変化させる。ポンプ制御弁5は、油圧ポンプ3の吐出圧PRp(kg/cm2)と油圧ポンプ3の容量q(cc/rev)の積が制御電流pc−epcに対応するポンプ吸収トルクTp comを超えないように、油圧ポンプ3の斜板3aの傾転角をPC制御する。   A control current pc-epc is output from the controller 6 to the pump control valve 5 to change the swash plate 3a of the hydraulic pump 3 via the servo piston. The pump control valve 5 prevents the product of the discharge pressure PRp (kg / cm 2) of the hydraulic pump 3 and the capacity q (cc / rev) of the hydraulic pump 3 from exceeding the pump absorption torque Tp com corresponding to the control current pc-epc. In addition, the tilt angle of the swash plate 3a of the hydraulic pump 3 is PC-controlled.

つぎに本実施例の効果について説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described.

本実施例によれば、図9(a)に示すように、エンジン目標回転数が低下するに応じて油圧ポンプ3の目標吸収トルクが小さくなる第1の目標トルク線L1が設定される。また、第1の目標トルク線L1に対して、低回転領域でポンプ目標吸収トルクが大きくなる第2の目標トルク線L2が設定される。   According to this embodiment, as shown in FIG. 9 (a), the first target torque line L1 is set, in which the target absorption torque of the hydraulic pump 3 decreases as the engine target speed decreases. Further, a second target torque line L2 is set with respect to the first target torque line L1, which increases the pump target absorption torque in the low rotation range.

そして、エンジン目標回転数に一致するように、エンジン回転数が制御される。たとえば各操作レバー41〜44の操作量から油圧ポンプ3の負荷が小さいと判断されるときには、エンジン目標回転数が低い回転数nDに設定され、各操作レバー41〜44の操作量から油圧ポンプ3の負荷が大きいと判断されるときには、エンジン目標回転数が高い回転数nEに設定される。   Then, the engine speed is controlled so as to coincide with the engine target speed. For example, when it is determined that the load of the hydraulic pump 3 is small from the operation amount of each operation lever 41 to 44, the engine target rotation speed is set to a low rotation speed nD, and the hydraulic pump 3 is determined from the operation amount of each operation lever 41 to 44. When it is determined that the engine load is large, the engine target speed is set to a high speed nE.

そして、エンジン目標回転数とエンジン2の実際の回転数との偏差が所定のしきい値以上になっているか否かが、つまり発電電動機11によってエンジン2をアシストすべきか否かが判定される。   Then, it is determined whether or not the deviation between the target engine speed and the actual engine speed is equal to or greater than a predetermined threshold value, that is, whether or not the generator motor 11 should assist the engine 2.

エンジン目標回転数とエンジン2の実際の回転数との偏差が所定のしきい値以上になっていない場合には、第1の目標トルク線L1が選択され、エンジン目標回転数に対応する第1の目標トルク線L1上のポンプ目標吸収トルクが得られるように、油圧ポンプ3の容量が制御される。   When the deviation between the engine target speed and the actual engine speed is not equal to or greater than a predetermined threshold value, the first target torque line L1 is selected, and the first target speed corresponding to the engine target speed is selected. The capacity of the hydraulic pump 3 is controlled so that the pump target absorption torque on the target torque line L1 is obtained.

このためエンジン目標回転数が低回転nDに設定されているときには、ガバナ4は、エンジン目標回転数nDに対応するレギュレーションラインFeD上において、第1の目標トルク線L1と交差する点Dを上限トルク値として、エンジン2と油圧ポンプ吸収トルクがつりあうように燃料噴射量を増減する。静的には第1の目標トルク線L1上の点Dでマッチングする。   Therefore, when the engine target speed is set to the low speed nD, the governor 4 sets the upper limit torque at a point D that intersects the first target torque line L1 on the regulation line FeD corresponding to the engine target speed nD. As a value, the fuel injection amount is increased or decreased so that the engine 2 and the hydraulic pump absorption torque are balanced. Statically, matching is performed at a point D on the first target torque line L1.

またエンジン目標回転数が高回転nEに設定されているときには、ガバナ4は、エンジン目標回転数nEに対応するレギュレーションラインFeE上において、第1の目標トルク線L1と交差する点Eを上限トルク値として、エンジン2と油圧ポンプ吸収トルクがつりあうように燃料噴射量を増減する。静的には第1の目標トルク線L1上の点Eでマッチングする。   When the target engine speed is set to the high engine speed nE, the governor 4 sets an upper limit torque value at a point E that intersects the first target torque line L1 on the regulation line FeE corresponding to the engine target engine speed nE. The fuel injection amount is increased or decreased so that the engine 2 and the hydraulic pump absorption torque are balanced. Statically, matching is performed at a point E on the first target torque line L1.

このため発電電動機11によるアシストが行われていないときには、比較例と同様に、エンジン2は目標トルク線L1に沿って制御されるため、燃費向上、ポンプ効率およびエンジン効率の向上、騒音低減、エンスト防止等の効果が得られる。   Therefore, when the assist by the generator motor 11 is not performed, the engine 2 is controlled along the target torque line L1 as in the comparative example, so that the fuel efficiency is improved, the pump efficiency and the engine efficiency are improved, the noise is reduced, and the engine stall is increased. Effects such as prevention can be obtained.

エンジン目標回転数とエンジン3の実際の回転数との偏差が所定のしきい値以上になっている場合には、発電電動機11が電動作用される。発電電動機11が電動作用された結果、図9(a)に破線で示すトルク分がエンジントルクに加算される。   When the deviation between the target engine speed and the actual engine speed is equal to or greater than a predetermined threshold value, the generator motor 11 is electrically operated. As a result of the generator motor 11 being electrically operated, the torque indicated by the broken line in FIG. 9A is added to the engine torque.

また、同しきい値以上になっている場合には、第2の目標トルク線L2が選択され、エンジン回転数に対応する第2の目標トルク線L2上のポンプ目標吸収トルクが得られるように、油圧ポンプ3の容量が制御される。   When the threshold value is equal to or greater than the threshold value, the second target torque line L2 is selected so that the pump target absorption torque on the second target torque line L2 corresponding to the engine speed can be obtained. The capacity of the hydraulic pump 3 is controlled.

この制御について比較例との対比において説明する。   This control will be described in comparison with a comparative example.

ここで、たとえば掘削作業を開始すべく操作レバー41等を中立位置から倒した場合を想定する。この場合、エンジン回転数を低回転から高回転の高負荷のマッチング点Eまで上昇させる必要がある。   Here, for example, a case is assumed where the operation lever 41 or the like is tilted from the neutral position in order to start excavation work. In this case, it is necessary to increase the engine speed from a low rotation to a high load matching point E of high rotation.

比較例の場合には、図9(b)の経路LN1に沿ってエンジン2が加速する。掘削作業開始の初期の段階では、エンジン回転を上昇(過渡時)させながら作業機等を作動させる必要がある。比較例の場合には、エンジン2の応答性はよいものの、発電電動機2によるアシストや第2の目標トルク線L2への移行がないため、エンジン回転上昇時の初期の段階で、油圧ポンプ3の吸収トルクが小さくなってしまう。このため操作レバーの動きに対して作業機の動きだしが遅くなり、作業効率の低下を招くとともに、オペレータに操作感覚の違和感を与える。   In the case of the comparative example, the engine 2 accelerates along the path LN1 in FIG. In the initial stage of starting the excavation work, it is necessary to operate the work implement or the like while increasing the engine rotation (at the time of transition). In the case of the comparative example, although the responsiveness of the engine 2 is good, there is no assist by the generator motor 2 and no shift to the second target torque line L2, so that the hydraulic pump 3 is in an initial stage when the engine speed is increased. Absorption torque will be reduced. For this reason, the start of movement of the work implement is delayed with respect to the movement of the operation lever, causing a reduction in work efficiency and giving the operator an uncomfortable feeling of operation.

上述した比較例に対して発電電動機11によるアシストを加えた場合には、経路LN2に沿ってエンジン2が加速する。この場合、発電電動機2によるアシストがあるため、比較例に比べてエンジン回転上昇時の初期の段階で、油圧ポンプ3の吸収トルクが大きくなる。このため操作レバーの動きに対して作業機の動きだしが早くなり、作業効率の低下を抑制でき、オペレータに与える操作感覚の違和感を軽減できる。したがって本実施例の変形例として、比較例に対して発電電動機11によるアシストを付加するだけの実施も可能である。   When the assist by the generator motor 11 is added to the comparative example described above, the engine 2 is accelerated along the path LN2. In this case, since there is assistance by the generator motor 2, the absorption torque of the hydraulic pump 3 becomes larger at the initial stage when the engine speed is increased than in the comparative example. For this reason, the work machine starts to move faster than the operation lever, so that a reduction in work efficiency can be suppressed, and an uncomfortable feeling of operation given to the operator can be reduced. Therefore, as a modification of the present embodiment, it is possible to simply add the assist by the generator motor 11 to the comparative example.

さらに本実施例の場合には、図9(c)の経路LN3に沿ってエンジン2が加速する。本実施例によれば、低回転から第2の目標トルク線L2上の点Fを経てE点に到達する。すなわち操作レバー41等を倒した直後に即座に油圧ポンプ吸収トルクが高トルクとなる点Fに達するため、操作レバーの動きに対して作業機の動きだしが早くなる。このためエンジン2を加速させつつ作業機を、操作レバーの動きに遅れなく、瞬時に力強く動かすことができる。これにより作業効率が向上し、オペレータに操作感覚の違和感を与えることがない。なお、仮に、発電電動機11によるアシストなくして(図9(c)に示す斜線部分なくして)、第2の目標トルク線L2に移行させようとすると、エンジン2に過負荷がかかるおそれがある。本実施例では、発電電動機11によるアシストを前提として、第2の目標トルク線L2への移行を保証している。   Furthermore, in the case of the present embodiment, the engine 2 accelerates along the path LN3 in FIG. According to the present embodiment, the point E is reached from the low rotation speed via the point F on the second target torque line L2. That is, immediately after the operation lever 41 is tilted, the hydraulic pump absorption torque immediately reaches a point F where the torque becomes high, so that the working machine starts to move faster than the operation lever moves. For this reason, the work implement can be instantaneously and powerfully moved without lagging the movement of the operation lever while accelerating the engine 2. This improves work efficiency and does not give the operator a sense of incongruity. If there is no assistance from the generator motor 11 (without the hatched portion shown in FIG. 9C) and the transition to the second target torque line L2 is attempted, the engine 2 may be overloaded. In this embodiment, on the premise of assist by the generator motor 11, the transition to the second target torque line L2 is guaranteed.

以上のように、本実施例によれば、エンジン効率、ポンプ効率等の向上を図りつつ、オペレータの意思通りに応答性よく作業機等を作動させることができる。   As described above, according to this embodiment, it is possible to operate a work machine or the like with high responsiveness as intended by the operator while improving engine efficiency, pump efficiency, and the like.

(実施例2)
上述した実施例1では、建設機械1の上部旋回体を油圧アクチュエータ(油圧モータ)によって旋回作動させる油圧旋回システムを前提として説明したが、以下では、建設機械1の上部旋回体を電動アクチュエータで旋回作動させる電動旋回システムを前提とする実施例2について、説明する。
(Example 2)
In the first embodiment described above, the description has been made on the assumption that the upper swing body of the construction machine 1 is swung by a hydraulic actuator (hydraulic motor). However, in the following, the upper swing body of the construction machine 1 is swung by an electric actuator. A second embodiment based on an electric turning system to be operated will be described.

図15は、実施例2の構成図であり、電動旋回システムを搭載した建設機械1の構成を示している。   FIG. 15 is a configuration diagram of the second embodiment and shows a configuration of the construction machine 1 equipped with the electric turning system.

同図15に示すように、図3の構成と同様に、図1の比較例に対して、PTO軸10、発電電動機11、蓄電器12、インバータ13、回転センサ14、電圧センサ15が付加されており、発電電動機11による電動作用、発電作用が行われるのは同様であるが、更に、上部旋回体を電動アクチュエータ(旋回モータ103)で旋回作動させるための構成要素、つまり発電電動機コントローラ100、電流センサ101、旋回コントローラ102、旋回モータ103、旋回速度センサ105が付加されている。 As shown in FIG. 15, similarly to the configuration of FIG. 3, a PTO shaft 10, a generator motor 11, a capacitor 12, an inverter 13, a rotation sensor 14, and a voltage sensor 15 are added to the comparative example of FIG. However, the electric motor 11 and the electric power generator 11 are operated in the same manner, but further, the constituent elements for rotating the upper swing body with the electric actuator (swing motor 103), that is, the generator motor controller 100, the current A sensor 101, a turning controller 102, a turning motor 103, and a turning speed sensor 105 are added.

図5、図6、図16、図17、図18、図19は、コントローラ6で行われる処理内容を示す制御ブロック図である。   5, 6, 16, 17, 18, and 19 are control block diagrams showing processing contents performed by the controller 6.

図16は、実施例1の図7に対応する制御ブロック2を示す図であり、図7と重複する部分については以下において説明を省略する。   FIG. 16 is a diagram illustrating the control block 2 corresponding to FIG. 7 of the first embodiment, and the description of the same parts as those in FIG.

同図16に示すように、本実施例2の制御ブロック2では、実施例1の制御ブロック2に対して、アシストトルクリミット演算部110、第3のポンプ最大吸収トルク演算部106,最小値選択部107が追加され、実施例1の制御ブロック2中の発電電動機指令値切り替え部87の代わりに、発電電動機指令値切り替え部187、287が設けられ、実施例1の制御ブロック2中の発電電動機トルク演算部68の代わりに、要求発電量演算部120が設けられている。   As shown in FIG. 16, in the control block 2 of the second embodiment, the assist torque limit calculation unit 110, the third pump maximum absorption torque calculation unit 106, and the minimum value selection are compared with the control block 2 of the first embodiment. Is added, and generator motor command value switching units 187 and 287 are provided instead of the generator motor command value switching unit 87 in the control block 2 of the first embodiment, and the generator motor in the control block 2 of the first embodiment is provided. Instead of the torque calculator 68, a required power generation amount calculator 120 is provided.

図17は、実施例1の図8に対応するアシスト有無判定部90の内部構成を示すブロック図であり、図8と重複する部分については以下において説明を省略する。   FIG. 17 is a block diagram illustrating an internal configuration of the assist presence / absence determination unit 90 corresponding to FIG. 8 of the first embodiment, and a description of the same parts as those in FIG.

図18は、アシストルクリミット演算部110の詳細な内部構成を示すブロック図である。 FIG. 18 is a block diagram showing a detailed internal configuration of the assist torque limit calculation unit 110.

図19は、要求発電量演算部120の詳細な内部構成を示すブロック図である。 FIG. 19 is a block diagram illustrating a detailed internal configuration of the required power generation amount calculation unit 120.

本実施例を説明するにあたり、エンジントルクアシスト作用について定義をしておく。 In describing this embodiment, the engine torque assist action will be defined.

エンジンアシスト作用とは、ガバナ4や燃料噴射ポンプを調整してエンジン2の回転数をある目標回転数になるように制御しているとき、エンジン実回転数が素早く目標回転数に到達するように、発電電動機11によってエンジン出力軸にトルクを加えることをいう。ここで、「トルクを加える」とは、エンジン回転を加速するときに素早く回転数を増加させるために軸トルクを加算する場合だけではなく、エンジン回転を減速するときに素早く回転数を減少させるために軸トルクを吸収する場合も含む意味で使用する。   The engine assist function is such that when the governor 4 and the fuel injection pump are adjusted to control the engine 2 so that the engine speed reaches a certain target engine speed, the actual engine engine speed quickly reaches the target engine speed. It means that torque is applied to the engine output shaft by the generator motor 11. Here, “adding torque” is not only to add shaft torque to quickly increase the engine speed when accelerating engine rotation, but also to quickly decrease engine speed when decelerating engine rotation. It is also used to include the case where the shaft torque is absorbed.

つまり、エンジントルクアシスト作用とは、前述の実施例1において、発電電動機11を電動作用させてエンジン2をアシストし、発電電動機11を発電作用させてエンジン2を逆アシストさせることに相当する。 That is, the engine torque assist operation corresponds to the above-described first embodiment in which the generator motor 11 is electrically operated to assist the engine 2 and the generator motor 11 is caused to generate power to reversely assist the engine 2.

エンジントルクアシスト作用の効果は、実施例1で前述した通り、エンジン回転の加速時には、エンジン加速の応答性が良くなり、作業性が向上するととともに、エンジン回転の減速時には、エンジン軸トルクが吸収されることでエンジン回転数が素早く下がり、エンジン回転数の減速時の騒音や振動が改善される。また、エンジン回転数を下げるときにエンジン軸トルクが吸収されるため、エンジン出力軸周りの慣性が持っていた回転運動エネルギーを回収することができるので、エネルギー効率の面でも向上するという効果が得られる。   As described in the first embodiment, the effect of the engine torque assist function is that the acceleration response of the engine is improved when the engine rotation is accelerated, the workability is improved, and the engine shaft torque is absorbed when the engine rotation is decelerated. As a result, the engine speed decreases rapidly, and the noise and vibration during deceleration of the engine speed are improved. In addition, since the engine shaft torque is absorbed when the engine speed is reduced, the rotational kinetic energy that the inertia around the engine output shaft has can be recovered, resulting in an improvement in energy efficiency. It is done.

これに対して、「エンジントルクアシスト作用をさせない」とは、発電電動機11を発電作用させて、そのエネルギー(電力)を蓄電器12に供給したり、直接、旋回モータ103に供給して電動の上部旋回体を作動させたりすることをいう。 On the other hand, “no engine torque assist operation” means that the generator motor 11 generates electric power and supplies its energy (electric power) to the battery 12 or directly to the swing motor 103 to drive the electric motor. It means that the revolving body is operated.

以上のようなエンジントルクアシスト作用させるか、エンジントルクアシスト作用させないようにする制御は、後述するように、コントローラ6からの指令に基づき、発電電動機コントローラ100、旋回コントローラ102が実行する。 As described later, the generator motor controller 100 and the turning controller 102 execute the control to cause the engine torque assist action as described above or not to cause the engine torque assist action, as described later.

さて、図15に示すように、実施例2にあっては、旋回マシナリ104の駆動軸に電動モータとしての旋回モータ103が連結されており、この旋回モータ103が駆動することにより旋回マシナリ104が駆動し、スイングピニオン、スイングサークル等を介して上部旋回体が旋回作動するものである。   As shown in FIG. 15, in the second embodiment, a turning motor 103 as an electric motor is connected to a drive shaft of the turning machinery 104, and the turning machinery 103 is driven to drive the turning machinery 104. The upper revolving body is driven and driven to swing through a swing pinion, a swing circle, and the like.

旋回モータ103は、発電作用と電動作用を行う。つまり旋回モータ103は、電動機として作動もし、また発電機としても作動する。旋回モータ103が電動機として作動したときには上部旋回体が旋回作動し、上部旋回体が旋回を停止したときには上部旋回体のトルクが吸収されて旋回モータ103が発電機として作動する。   The turning motor 103 performs a power generation operation and an electric operation. That is, the turning motor 103 operates as an electric motor and also operates as a generator. When the swing motor 103 operates as an electric motor, the upper swing body performs a swing operation, and when the upper swing body stops swinging, the torque of the upper swing body is absorbed and the swing motor 103 operates as a generator.

旋回モータ103は、旋回コントローラ102によって駆動制御される。旋回コントローラ102は直流電源線を介して蓄電器12に電気的に接続されているとともに、発電電動機100に電気的に接続されている。発電電動機コントローラ100は、実施例1(図3)のインバータ13の機能を含んで構成されている。旋回コントローラ102、発電電動機コントローラ100は、コントローラ6から出力される指令に応じて制御される。   The turning motor 103 is driven and controlled by the turning controller 102. The turning controller 102 is electrically connected to the battery 12 through a DC power supply line and is also electrically connected to the generator motor 100. The generator motor controller 100 is configured to include the function of the inverter 13 of the first embodiment (FIG. 3). The turning controller 102 and the generator motor controller 100 are controlled in accordance with a command output from the controller 6.

旋回モータ103に供給されている電流、つまり上部旋回体の負荷を示す旋回負荷電流SWGcurrは、電流センサ101で検出される。電流センサ101で検出された旋回負荷電流SWGcurrは、コントローラ6に入力される。   The current supplied to the swing motor 103, that is, the swing load current SWGcurr indicating the load of the upper swing body is detected by the current sensor 101. The turning load current SWGcurr detected by the current sensor 101 is input to the controller 6.

本実施例2では、図5、図6に示すように実施例1と同様にして最小値選択部65でエンジン目標回転数ncomが選択されると、以下、図16に示す制御ブロック2に移行して以下に説明する処理が実行される。以下、各制御例について説明する。   In the second embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, when the engine target speed ncom is selected by the minimum value selection unit 65 as in the first embodiment, the process proceeds to the control block 2 shown in FIG. Then, the processing described below is executed. Hereinafter, each control example will be described.

(制御例1)
本制御例1では、要求発電量演算部120で、蓄電器12の蓄電状態に応じて、発電電動機11の要求発電量Tgencomが演算される。
(Control example 1)
In the present control example 1, the required power generation amount calculation unit 120 calculates the required power generation amount Tgencom of the generator motor 11 according to the storage state of the battery 12.

そして、アシスト有無判定部90では、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させるか(判定結果T)、あるいはエンジントルクアシスト作用させないか(判定結果F)が判定される。   Then, in the assist presence / absence determination unit 90, it is determined whether the generator motor 11 is to perform the engine torque assist operation (determination result T) or whether the engine torque assist operation is not performed (determination result F).

そして、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる(判定結果T)と判定した場合には、発電電動機指令値切り替え部187がT側、つまりモジュレーション処理部97側に切り替えられて、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる。この場合、モジュレーション処理部97から発電電動機速度指令値(発電電動機目標回転数)Ngencomが発電電動機コントローラ100に対して出力される。発電機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標回転数Ngencomが得られるように発電電動機11を回転数制御し、発電電動機11を電動作用若しくは発電作用させてエンジントルクアシスト作用させる。これに対して、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させない(判定結果F)と判定した場合には、発電電動機指令値切り替え部187がF側に切り替えられて、発電電動機11の回転数制御がオフにされてエンジントルクアシスト作用されないようになされるとともに、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられて、発電電動機11が、要求発電量演算部120で演算された要求発電量Tgencomに応じた発電量が得られるように発電作用される。この場合、要求発電量演算部120から要求発電量Tgencomが、発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)として、発電電動機コントローラ100に対して出力される。発電電動機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標トルクTgencomが得られるように発電電動機11をトルク制御し、発電電動機11を発電作用させる。この場合、旋回コントローラ102は、発電電動機11で発電された電力を蓄電器12に供給したり、直接、旋回モータ103に供給して電動の上部旋回体を作動させたりする制御を行う。 When the assist presence / absence determination unit 90 determines that the generator motor 11 is to be subjected to engine torque assist (determination result T), the generator motor command value switching unit 187 is switched to the T side, that is, the modulation processing unit 97 side. Then, the generator motor 11 is caused to act as an engine torque assist. In this case, the generator motor speed command value (generator motor target rotational speed) Ngencom is output from the modulation processing unit 97 to the generator motor controller 100. In response to this, the generator controller 100 controls the rotational speed of the generator motor 11 so that the generator motor target rotational speed Ngencom is obtained, and causes the generator motor 11 to perform an electric torque action or an engine torque assist action. On the other hand, when the assist presence / absence determination unit 90 determines that the engine motor 11 does not perform the engine torque assist operation (determination result F), the generator motor command value switching unit 187 is switched to the F side, and the generator motor is 11 is turned off so that the engine torque assist operation is not performed, and the generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side, that is, the required power generation amount calculation unit 120 side. Power generation is performed so that a power generation amount corresponding to the required power generation amount Tgencom calculated by the required power generation amount calculation unit 120 is obtained. In this case, the required power generation amount Tgencom is output from the required power generation amount calculation unit 120 to the generator motor controller 100 as a generator motor torque command value (generator motor target torque). In response to this, the generator motor controller 100 controls the torque of the generator motor 11 so that the generator motor target torque Tgencom is obtained, and causes the generator motor 11 to generate power. In this case, the turning controller 102 performs control to supply the electric power generated by the generator motor 11 to the battery 12 or directly to the turning motor 103 to operate the electric upper turning body.

このように本制御例1では、エンジントルクアシスト作用の必要性に応じて、エンジントルクアシスト作用させるか、エンジントルクアシスト作用させずに、要求発電量に応じた発電を発電電動機11で行わせるようにしたので、蓄電器12の蓄電量を常に目標とする状態に安定に維持できるとともに、作業機、特に上部旋回体の操作性を常に高いレベルに維持することができる。 As described above, in the present control example 1, the generator motor 11 is configured to generate power corresponding to the required power generation amount without performing the engine torque assist function or performing the engine torque assist function depending on the necessity of the engine torque assist function. As a result, the amount of electricity stored in the battery 12 can be stably maintained in a target state at all times, and the operability of the work implement, particularly the upper swing body, can always be maintained at a high level.

(制御例2)
本制御例2では、要求発電量演算部120で、蓄電器12の蓄電状態に応じて、発電電動機11の要求発電量Tgencomが演算される。
(Control example 2)
In the present control example 2, the required power generation amount calculation unit 120 calculates the required power generation amount Tgencom of the generator motor 11 according to the storage state of the battery 12.

第1のポンプ目標吸収トルク演算部66では、エンジン目標回転数に応じて、油圧ポンプ3が吸収可能な最大吸収トルクを示す第1の最大トルク線66aが設定される。   In the first pump target absorption torque calculation unit 66, a first maximum torque line 66a indicating the maximum absorption torque that can be absorbed by the hydraulic pump 3 is set according to the engine target rotational speed.

第2のポンプ目標吸収トルク演算部85では、第1の最大トルク線66aに対して、エンジン低回転領域で最大吸収トルクが大きくなる第2の最大トルク線85aが設定される。   In the second pump target absorption torque calculation unit 85, a second maximum torque line 85a that increases the maximum absorption torque in the engine low rotation region is set with respect to the first maximum torque line 66a.

そして、アシスト有無判定部90では、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させるか(判定結果T)、あるいはエンジントルクアシスト作用させないか(判定結果F)が判定される。   Then, in the assist presence / absence determination unit 90, it is determined whether the generator motor 11 is to perform the engine torque assist operation (determination result T) or whether the engine torque assist operation is not performed (determination result F).

そして、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる(判定結果T)と判定した場合には、ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88がT側、つまり第2のポンプ目標吸収トルク演算部85側に切り替えられて、最大トルク線として第2の最大トルク線85aが選択され、現在のエンジン目標回転数に対応する第2の最大トルク線85a上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプ3の容量が制御される。これに対してアシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させない(判定結果F)と判定した場合には、ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88がF側、つまり第1のポンプ目標吸収トルク演算部66側に切り替えられて、最大トルク線として第1の最大トルク線66aが選択され、現在のエンジン目標回転数に対応する第1の最大トルク線66a上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプ3の容量が制御される。ポンプ容量の制御は、前述の実施例1と同様にコントローラ6からポンプ制御弁5に対して制御電流pc-epcを出力しサーボピストンを介して油圧ポンプ3の斜板3aを変化させることで行う。 When the assist presence / absence determination unit 90 determines that the generator motor 11 is to be subjected to engine torque assist (determination result T), the pump absorption torque command value switching unit 88 is on the T side, that is, the second pump target absorption torque. The pump is switched to the calculation unit 85 side, the second maximum torque line 85a is selected as the maximum torque line, and the pump absorption torque on the second maximum torque line 85a corresponding to the current engine target rotational speed is the upper limit. The capacity of the hydraulic pump 3 is controlled so that the absorption torque can be obtained. On the other hand, when the assist presence / absence determination unit 90 determines that the generator motor 11 does not perform the engine torque assist operation (determination result F), the pump absorption torque command value switching unit 88 is on the F side, that is, the first pump target Switching to the absorption torque calculation unit 66 side, the first maximum torque line 66a is selected as the maximum torque line, and the pump absorption torque on the first maximum torque line 66a corresponding to the current engine target speed is set as the upper limit. The capacity of the hydraulic pump 3 is controlled so as to obtain the pump absorption torque. The pump capacity is controlled by outputting the control current pc-epc from the controller 6 to the pump control valve 5 and changing the swash plate 3a of the hydraulic pump 3 via the servo piston, as in the first embodiment. .

また、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる(判定結果T)と判定した場合には、発電電動機指令値切り替え部187がT側、つまりモジュレーション処理部97側に切り替えられて、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる。この場合、モジュレーション処理部97から発電電動機速度指令値(発電電動機目標回転数)Ngencomが発電電動機コントローラ100に対して出力される。発電機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標回転数Ngencomが得られるように発電電動機11を回転数制御し、発電電動機11を電動作用若しくは発電作用させてエンジントルクアシスト作用させる。これに対して、アシスト有無判定部90によって、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させない(判定結果F)と判定した場合には、発電電動機指令値切り替え部187がF側に切り替えられて、発電電動機11の回転数制御がオフにされてエンジントルクアシスト作用されないようになされるとともに、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられて、要求発電量演算部120で演算された要求発電量Tgencomに応じた発電量が得られるように発電電動機11が発電作用される。この場合、要求発電量演算部120から要求発電量Tgencomが、発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)として、発電電動機コントローラ100に対して出力される。発電電動機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標トルクTgencomが得られるように発電電動機11をトルク制御し、発電電動機11を発電作用させる。この場合、旋回コントローラ102は、発電電動機11で発電された電力を蓄電器12に供給したり、直接、旋回モータ103に供給して電動の上部旋回体を作動させたりする制御を行う。 When the assist presence / absence determination unit 90 determines that the generator motor 11 is to be subjected to engine torque assist (determination result T), the generator motor command value switching unit 187 is switched to the T side, that is, the modulation processing unit 97 side. Then, the generator motor 11 is caused to act as an engine torque assist. In this case, the generator motor speed command value (generator motor target rotational speed) Ngencom is output from the modulation processing unit 97 to the generator motor controller 100. In response to this, the generator controller 100 controls the rotational speed of the generator motor 11 so that the generator motor target rotational speed Ngencom is obtained, and causes the generator motor 11 to perform an electric torque action or an engine torque assist action. On the other hand, when the assist presence / absence determination unit 90 determines that the engine motor 11 does not perform the engine torque assist operation (determination result F), the generator motor command value switching unit 187 is switched to the F side, and the generator motor is 11 is turned off so that the engine torque assist operation is not performed, and the generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side, that is, the required power generation amount calculation unit 120 side, and the required power generation amount calculation unit The generator motor 11 is caused to generate power so that a power generation amount corresponding to the required power generation amount Tgencom calculated at 120 is obtained. In this case, the required power generation amount Tgencom is output from the required power generation amount calculation unit 120 to the generator motor controller 100 as a generator motor torque command value (generator motor target torque). In response to this, the generator motor controller 100 controls the torque of the generator motor 11 so that the generator motor target torque Tgencom is obtained, and causes the generator motor 11 to generate power. In this case, the turning controller 102 performs control to supply the electric power generated by the generator motor 11 to the battery 12 or directly to the turning motor 103 to operate the electric upper turning body.

このように本制御例2では、制御例1と同様に、エンジントルクアシスト作用の必要性に応じて、エンジントルクアシスト作用させるか、エンジントルクアシスト作用させずに、要求発電量に応じた発電を発電電動機11で行わせるようにしたので、蓄電器12の蓄電量を常に目標とする状態に安定に維持できるとともに、作業機、特に上部旋回体の操作性を常に高いレベルに維持することができる。 As described above, in the second control example, as in the first control example, depending on the necessity of the engine torque assist function, the engine torque assist function is performed or the engine torque assist function is not performed, and the power generation according to the required power generation amount is performed. Since it was made to perform with the generator motor 11, while being able to maintain stably the amount of electrical storage of the electrical storage device 12 always to the target state, the operativity of a working machine, especially an upper turning body can always be maintained at a high level.

しかも制御例2では、発電電動機11によってエンジントルクアシスト作用させながら、
第1の最大トルク線66aに対して、エンジン低回転領域で最大吸収トルクが大きくなる第2の最大トルク線85a上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプ3の容量を制御するようにしたため、エンジン回転上昇時の初期の段階での油圧ポンプ3の吸収トルクを大きくすることができる。このため操作レバーの動きに対して作業機の動き出しが早くなり、作業効率の低下を抑制でき、オペレータに与える操作感覚の違和感を軽減できる。なお、実施例1で述べたように、仮に、発電電動機11によってエンジントルクアシスト作用させることなく第2の最大トルク線L2に従って制御しようとすると、エンジン2に過負荷がかかるおそれがある。すなわち、エンジントルクアシスト作用なしで、第2の最大トルク線85aに従って油圧ポンプ3の容量を制御しようとすると、エンジン単体での出力以上のトルクを油圧ポンプ3が吸収することになってしまい、エンジン回転数を増加させることができないばかりでなく、高負荷によりエンジン回転数がダウンして、最悪の場合エンストに至ることがある。このように制御例2では、発電電動機11によるエンジントルクアシスト作用を前提として、第2の最大トルク線85aに従った制御を保証している。
Moreover, in the control example 2, while the engine torque assist action is performed by the generator motor 11,
With respect to the first maximum torque line 66a, the hydraulic pump 3 has a pump absorption torque whose upper limit is the pump absorption torque on the second maximum torque line 85a in which the maximum absorption torque increases in the engine low rotation region. Since the capacity is controlled, it is possible to increase the absorption torque of the hydraulic pump 3 at the initial stage when the engine speed is increased. For this reason, the working machine starts to move quickly with respect to the movement of the operation lever, so that a reduction in work efficiency can be suppressed, and the uncomfortable feeling of operation given to the operator can be reduced. As described in the first embodiment, if an attempt is made to perform control according to the second maximum torque line L2 without causing the generator motor 11 to perform the engine torque assist operation, the engine 2 may be overloaded. That is, if the capacity of the hydraulic pump 3 is controlled according to the second maximum torque line 85a without the engine torque assisting action, the hydraulic pump 3 absorbs torque exceeding the output of the engine alone, and the engine Not only can the engine speed not be increased, but the engine speed may decrease due to a high load, leading to an engine stall in the worst case. As described above, in the control example 2, the control according to the second maximum torque line 85a is guaranteed on the premise of the engine torque assist action by the generator motor 11.

(制御例3)
上述した制御例1、制御例2において、アシスト有無判定部90で、具体的には、図17に示すような判定が行われる。すなわち、第1の判定部92では、発電電動機目標回転数Ngencomと発電電動機実回転数GENspdとの偏差Δgenspdの絶対値が所定のしきい値以上になった場合、つまりエンジン目標回転数とエンジン2の実際の回転数との偏差の絶対値が所定のしきい値以上になっている場合に、発電電動機動機11をエンジントルクアシスト作用させると判定し、アシストフラグassist flagをTにする。これに対して発電電動機目標回転数Ngencomと発電電動機実回転数GENspdとの偏差Δgenspdの絶対値が所定のしきい値以下になった場合、つまりエンジン目標回転数とエンジン2の実際の回転数との偏差が所定のしきい値よりも小さくなっている場合に、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させないと判定し、アシストフラグをFにする。
(Control example 3)
In the control example 1 and the control example 2 described above, the assist presence / absence determination unit 90 specifically performs the determination as shown in FIG. That is, in the first determination unit 92, when the absolute value of the deviation Δgenspd between the generator motor target rotational speed Ngencom and the generator motor actual rotational speed GENspd exceeds a predetermined threshold, that is, the engine target rotational speed and the engine 2 When the absolute value of the deviation from the actual rotational speed is greater than or equal to a predetermined threshold value, it is determined that the generator motor 11 is to perform the engine torque assist operation, and the assist flag assist flag is set to T. On the other hand, when the absolute value of the deviation Δgenspd between the generator motor target rotational speed Ngencom and the generator motor actual rotational speed GENspd is below a predetermined threshold value, that is, the engine target rotational speed and the actual rotational speed of the engine 2 Is smaller than a predetermined threshold value, it is determined that the generator motor 11 is not subjected to engine torque assist, and the assist flag is set to F.

回転数偏差Δgenspdが符合プラスである程度以上大きくなった場合には、発電電動機11を電動作用させエンジン2をアシストさせる。これにより、現在のエンジン回転数と目標回転数とが離れている場合にエンジン目標回転数に向けて迅速にエンジン回転数が上昇する。 また、回転数偏差Δgenspdが符合マイナスである程度以上大きくなった場合には、発電電動機11を発電作用させエンジン2を逆アシストさせる。これにより、エンジン回転数の減速時に発電作用されてエンジン回転数が迅速に低下するとともにエンジン2のエネルギ−が回生される。   When the rotational speed deviation Δgenspd becomes larger than a certain value with a sign plus, the generator motor 11 is electrically operated to assist the engine 2. As a result, when the current engine speed is different from the target speed, the engine speed rapidly increases toward the engine target speed. When the rotational speed deviation Δgenspd is a sign minus and increases to a certain degree or more, the generator motor 11 is caused to generate power and the engine 2 is counter-assisted. As a result, power is generated when the engine speed is decelerated, and the engine speed is rapidly reduced and the energy of the engine 2 is regenerated.

以上のように本制御例3では、偏差に対してしきい値を設けてエンジントルクアシスト作用させるか否かを判断しているため、制御が安定する。すなわち、仮に偏差に対してしきい値を設けないで偏差があったことをもって即座にエンジントルクアシスト作用をさせるとすると、エンジン目標回転数近くのエンジン回転数でエンジントルクアシスト作用をし続ける結果となり、エネルギーロスにつながる。これは、エンジントルクアシスト作用するエネルギーの源は、元々エンジン2のエネルギーであるため、エンジントルクアシスト作用をすると発電電動機11の効率分だけ必ずエネルギーロスが増えてしまうからである。一般的に発電電動機11は小さなトルクで駆動、発電すると効率が悪くなる。 As described above, in the present control example 3, since a threshold value is provided for the deviation and it is determined whether or not the engine torque assist operation is performed, the control is stabilized. In other words, if the engine torque assist action is performed immediately when there is a deviation without setting a threshold for the deviation, the engine torque assist action is continued at an engine speed near the engine target speed. , Leading to energy loss. This is because the energy source for the engine torque assisting action is originally the energy of the engine 2, so that the engine torque assisting action always increases the energy loss by the efficiency of the generator motor 11. Generally, when the generator motor 11 is driven and generated with a small torque, the efficiency decreases.

(制御例4)
上述した制御例1、制御例2において、アシスト有無判定部90で、具体的には、図17に示すような判定が行われる。すなわち、第2の判定部93では、蓄電器12の電圧値BATTvolt、つまり蓄電量が所定のしきい値BC1以下の場合には、発電電動機動機11をエンジントルクアシスト作用させないと判定し、アシストフラグassist flagをFにする。このように蓄電器12の蓄電量が低いときにエンジントルクアシスト作用させないようにすることで蓄電器12の過放電を回避でき蓄電器12の寿命低下を回避することができる。特に実施例2は、電動旋回システムを前提としているため、上部旋回体を旋回作動させるために蓄電エネルギーが必要であり、仮に蓄電量が減りすぎると旋回性能の悪影響を与えることになる。蓄電器12の蓄電量が低いときにエンジントルクアシスト作用させないようにすることで、蓄電量低下により旋回性能が悪化することを回避することができる。
(Control example 4)
In the control example 1 and the control example 2 described above, the assist presence / absence determination unit 90 specifically performs the determination as shown in FIG. That is, the second determination unit 93 determines that the generator motor motivation 11 is not to perform the engine torque assist operation when the voltage value BATTvolt of the battery 12, that is, the charged amount is equal to or less than the predetermined threshold value BC1, and the assist flag assist Set flag to F. As described above, by preventing the engine torque assist operation when the storage amount of the storage battery 12 is low, overdischarge of the storage battery 12 can be avoided, and a decrease in the life of the storage battery 12 can be avoided. In particular, the second embodiment is based on the assumption that the electric swing system is used, and therefore, energy storage energy is required to rotate the upper swing body. If the amount of stored energy is excessively reduced, the turning performance is adversely affected. By preventing the engine torque assist operation when the amount of electricity stored in the battery 12 is low, it is possible to avoid deterioration in turning performance due to a reduction in the amount of electricity stored.

(制御例5)
上述した制御例1、制御例2において、アシスト有無判定部90で、具体的には、図17に示すような判定が行われる。すなわち、旋回出力演算部95では、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが下記(5)式によって、旋回負荷電流SWGcurrと蓄電器12の電圧値BATTvoltとを用いて演算される。
(Control example 5)
In the control example 1 and the control example 2 described above, the assist presence / absence determination unit 90 specifically performs the determination as shown in FIG. That is, in the turning output calculation unit 95, the current output SWGpow of the turning motor 103 is calculated using the turning load current SWGcurr and the voltage value BATTvolt of the battery 12 by the following equation (5).

SWGpow=SWGcurr×BATTvolt×Kswg …(5)
なお、Kswgは、定数である。
SWGpow = SWGcurr × BATTvolt × Kswg (5)
Kswg is a constant.

そして、第3の判定部96では、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが所定のしきい値SC1以上である場合には、発電電動機動機11をエンジントルクアシスト作用させないと判定し、アシストフラグassist flagをFにする。また、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが、しきい値SC1よりも小さいしきい値SC2以下である場合には、発電電動機動機11をエンジントルクアシスト作用させると判定し、アシストフラグassist flagをTにする。このようにしきい値SC1としきい値SC2との間にヒステリシスをもたせることで、制御上のハンチングを防止している。 Then, in the third determination unit 96, when the current output SWGpow of the swing motor 103 is equal to or greater than the predetermined threshold value SC1, it is determined that the generator motor 11 is not operated with the engine torque assist, and the assist flag assist flag To F. Further, when the current output SWGpow of the swing motor 103 is equal to or less than the threshold value SC2 smaller than the threshold value SC1, it is determined that the generator motor motivation 11 is caused to perform the engine torque assist operation, and the assist flag assist flag is set to T To. Thus, by providing hysteresis between the threshold value SC1 and the threshold value SC2, control hunting is prevented.

アンド回路94では、第1の判定部92で得られたアシストフラグassist flagと、第2の判定部93で得られたアシストフラグassist flagと、第3の判定部96で得られたアシストフラグassist flagがともにTである場合に、最終的にアシストフラグassist flagの内容をTとし、いずれかがFである場合には、最終的にアシストフラグassist flagの内容をFとする。 In the AND circuit 94, the assist flag assist flag obtained by the first judging unit 92, the assist flag assist flag obtained by the second judging unit 93, and the assist flag assist obtained by the third judging unit 96 are used. When both flags are T, the content of the assist flag assist flag is finally set to T, and when either is F, the content of the assist flag assist flag is finally set to F.

一方、図19に示すように、要求発電量演算部120では、蓄電器12の電圧値BATTvolt、つまり蓄電器12の蓄電状態と、旋回負荷電流SWGcurr、つまり旋回モータ103の駆動状態に応じて、発電電動機11の要求発電量Tgencomが演算される。 On the other hand, as shown in FIG. 19, the required power generation amount calculation unit 120 generates the generator motor according to the voltage value BATTvolt of the battery 12, that is, the storage state of the battery 12, and the swing load current SWGcurr, that is, the drive state of the swing motor 103. Eleven required power generation amounts Tgencom are calculated.

電動旋回システムの場合には、上部旋回体を旋回作動させるために電気エネルギーが必要になる。上部旋回体を高出力で旋回作動させるには蓄電器12の蓄積エネルギーだけでは足りず、発電電動機11を発電作用させて旋回モータ103に電力を供給しなければならない。要求発電量演算部120において、蓄電器12の蓄電状態(電圧値BATTvolt)だけではなく、旋回電動機11の駆動状態(旋回負荷電流SWGcurr)を考慮しているのはこのことを意味する。 In the case of the electric turning system, electric energy is required to turn the upper turning body. In order to turn the upper swing body at a high output, the stored energy of the battery 12 is not sufficient, and the generator motor 11 must generate electric power to supply power to the swing motor 103. This means that the required power generation amount calculation unit 120 considers not only the storage state (voltage value BATTvolt) of the battery 12 but also the drive state (turning load current SWGcurr) of the swing motor 11.

本制御例5によれば、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが所定のしきい値SC1以上である場合には、発電電動機動機11をエンジントルクアシスト作用させないと判定され、エンジントルクアシスト作用が禁止される一方で、蓄電器12の蓄電状態(電圧値BATTvolt)のみならず旋回モータ6の駆動状態(旋回負荷電流SWGcurr)を考慮して発電電動機11の要求発電量Tgencomが演算され、この要求発電量Tgencomに応じた発電が発電電動機11で行われ、発電した電力が旋回モータ103に供給される。このため旋回性能を落とすことなく上部旋回体を旋回作動させることができる。 According to the present control example 5, when the current output SWGpow of the swing motor 103 is equal to or greater than the predetermined threshold value SC1, it is determined that the generator motor motivation 11 is not to perform the engine torque assist operation, and the engine torque assist operation is prohibited. On the other hand, the required power generation amount Tgencom of the generator motor 11 is calculated in consideration of not only the storage state of the battery 12 (voltage value BATTvolt) but also the drive state of the swing motor 6 (swing load current SWGcurr). Power generation according to Tgencom is performed by the generator motor 11, and the generated power is supplied to the turning motor 103. For this reason, it is possible to turn the upper turning body without lowering the turning performance.

(制御例6)
上述したように回転数偏差Δgenspdが符合プラスである程度以上大きくなった場合には、モジュレーション処理部97から発電電動機速度指令値(発電電動機目標回転数)Ngencomが発電電動機コントローラ100に対して出力され、発電機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標回転数Ngencomが得られるように発電電動機11を回転数制御し、発電電動機11を電動作用させる。すなわち、現在のエンジン回転数がエンジン目標回転数よりも小さい場合には、発電電動機11を電動作用させて、エンジン2のトルク線図上においてエンジン2の軸トルクを加算してエンジン回転数を上昇させエンジン目標回転数と同等の回転数となるように、発電電動機11の出力トルクを制御する。
(Control example 6)
As described above, when the rotational speed deviation Δgenspd is larger than a certain value by the sign plus, the generator motor speed command value (generator motor target rotational speed) Ngencom is output from the modulation processing unit 97 to the generator motor controller 100, In response to this, the generator controller 100 controls the rotational speed of the generator motor 11 so that the generator motor target rotational speed Ngencom is obtained, and causes the generator motor 11 to be electrically operated. That is, when the current engine speed is smaller than the engine target speed, the generator motor 11 is electrically operated, and the shaft torque of the engine 2 is added on the torque diagram of the engine 2 to increase the engine speed. The output torque of the generator motor 11 is controlled so that the engine speed is equal to the target engine speed.

また、回転数偏差Δgenspdが符合マイナスである程度以上大きくなった場合には、モジュレーション処理部97から発電電動機速度指令値(発電電動機目標回転数)Ngencomが発電電動機コントローラ100に対して出力され、発電機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標回転数Ngencomが得られるように発電電動機11を回転数制御し、発電電動機11を発電作用させる。すなわち、現在のエンジン回転数がエンジン目標回転数よりも大きい場合には、発電電動機11を発電作用させて、エンジンのトルク線図上においてエンジン2の軸トルクを吸収してエンジン回転数を下降させエンジン目標回転数と同等の回転数となるように、発電電動機11の出力トルクを制御する。 When the rotation speed deviation Δgenspd is a sign minus and increases to a certain degree or more, a generator motor speed command value (generator motor target rotation speed) Ngencom is output from the modulation processing unit 97 to the generator motor controller 100, and the generator In response to this, the controller 100 controls the rotational speed of the generator motor 11 so that the generator motor target rotational speed Ngencom is obtained, and causes the generator motor 11 to generate power. That is, when the current engine speed is greater than the engine target speed, the generator motor 11 is caused to generate power, absorb the shaft torque of the engine 2 on the engine torque diagram, and decrease the engine speed. The output torque of the generator motor 11 is controlled so that the rotation speed is equal to the engine target rotation speed.

(制御例7)
上述したように、アシスト有無判定部90で、蓄電器12の電圧値BATTvolt、つまり蓄電量が所定のしきい値BC1以下と判定された場合には、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させない(判定結果F)と判定され、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられて、要求発電量演算部120で演算された要求発電量Tgencomに応じた発電量が得られるように発電電動機11が発電作用される。
(Control example 7)
As described above, when the assist presence / absence determination unit 90 determines that the voltage value BATTvolt of the battery 12, that is, the amount of charge is equal to or less than the predetermined threshold value BC 1, the generator motor 11 is not allowed to perform the engine torque assist (determination result). F), the generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side, that is, the required power generation amount calculation unit 120 side, and the power generation amount corresponding to the required power generation amount Tgencom calculated by the required power generation amount calculation unit 120 is obtained. The generator motor 11 generates power so as to be obtained.

しかし、ここで仮に、蓄電器12の蓄電量があるしきい値以下に達すると即座にエンジントルクアシスト作用を禁止して、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に急に切り替えてしまうと、エンジン2の出力軸に急負荷が加わることがある。このためエンジン2が急負荷に対処できずにトルクの出力が追いつかずエンジン回転数が急に低下してしまうことがある。エンジン回転数の急低下は、作業機の出力低下につながり作業効率上望ましくない。 However, if the amount of electricity stored in the battery 12 reaches a threshold value or less, the engine torque assist operation is immediately prohibited, and the power generation operation corresponding to the required power generation amount is performed from the state where the engine torque assist operation is being performed. If it is suddenly switched to a state where the engine 2 is running, a sudden load may be applied to the output shaft of the engine 2. For this reason, the engine 2 cannot cope with the sudden load, the output of torque cannot catch up, and the engine speed may suddenly decrease. A sudden decrease in the engine speed leads to a decrease in the output of the work machine, which is undesirable in terms of work efficiency.


そこで、本制御例7では、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替える前に、発電電動機11が出し得るトルクの上限値(トルクリミット)を、蓄電器12の蓄電量(電圧値BATTvolt)の減少に応じて、徐々に小さな値にする。具体的には、図18に示すように、アシストトルクリミット演算部110の演算部111では、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第1の所定値BD1から、第1の所定値BD1よりも小さい第2の所定値BD2に減少するに従って、発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に減じられる値として求められて、出力される。

Therefore, in this control example 7, before switching from the state in which the engine torque assist operation is performed to the state in which the power generation operation according to the required power generation amount is performed, the upper limit value (torque limit) of the torque that can be generated by the generator motor 11 is set. Then, the value is gradually decreased in accordance with a decrease in the charged amount (voltage value BATTvolt) of the battery 12. Specifically, as shown in FIG. 18, in the calculation unit 111 of the assist torque limit calculation unit 110, the voltage value BATTvolt of the battery 12 is a second value that is smaller than the first predetermined value BD1 from the first predetermined value BD1. As the predetermined value BD2 is decreased, the torque upper limit value (generator motor torque limit) GENtrqlimit of the generator motor 11 is obtained as a value that is gradually reduced and output.

発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる(判定結果T)と判定され、発電電動機指令値切り替え部287がT側、つまりアシストトルクリミット演算部110側に切り替えられている場合には、アシストトルクリミット演算部110から発電電動機トルクリミットGENtrqlimitが、発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)Tgencomの制限値として、発電電動機コントローラ100に対して出力される。 When it is determined that the generator motor 11 is to be subjected to engine torque assist (determination result T) and the generator motor command value switching unit 287 is switched to the T side, that is, the assist torque limit calculation unit 110 side, the assist torque limit calculation is performed. The generator motor torque limit GENtrqlimit is output from the unit 110 to the generator motor controller 100 as a limit value of the generator motor torque command value (generator motor target torque) Tgencom.

エンジントルクアシスト作用させると判定された場合には、発電電動機11は、目標回転数が得られるように速度制御で動作する。発電電動機11の発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)Tgencomは、速度制御ループの結果、演算される。 When it is determined that the engine torque assist operation is to be performed, the generator motor 11 operates by speed control so as to obtain the target rotational speed. The generator motor torque command value (generator motor target torque) Tgencom of the generator motor 11 is calculated as a result of the speed control loop.

発電電動機コントローラ100は、速度制御ループから演算された発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)Tgencomが、アシストトルクリミット演算部110で演算された発電電動機トルクリミットGENtrqlimitを超えないように、発電電動機11を制御し、発電電動機11をアシスト作用させる。つまり発電電動機11のトルクをトルク上限値GENtrqlimit以下の範囲で制御する。そして、蓄電器12の電圧値BATTvoltが所定のしきい値BC1以下となって、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられると、要求発電量演算部120で演算された要求発電量Tgencomに応じた発電量が得られるように発電電動機11が発電作用される。この場合、要求発電量演算部120から要求発電量Tgencomが、発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)として、発電電動機コントローラ100に対して出力される。発電電動機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標トルクTgencomが得られるように発電電動機11をトルク制御し、発電電動機11を発電作用させる。このように本制御例7では、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替える前に、発電電動機11が出し得るトルクの上限値(トルクリミット)GENtrqlimitを、蓄電器12の蓄電量(電圧値BATTvolt)の減少に応じて、徐々に小さな値にしたので、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替わる際の発電電動機11の発電トルク変化が滑らかなものとなり、この切り替え時にエンジン回転数が低下してしまうことを回避することができる。 The generator motor controller 100 controls the generator motor so that the generator motor torque command value (generator motor target torque) Tgencom calculated from the speed control loop does not exceed the generator motor torque limit GENtrqlimit calculated by the assist torque limit calculation unit 110. 11 to control the generator motor 11 to assist. That is, the torque of the generator motor 11 is controlled within the range of the torque upper limit value GENtrqlimit or less. Then, when the voltage value BATTvolt of the battery 12 becomes equal to or less than the predetermined threshold value BC1 and the generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side, that is, the required power generation amount calculation unit 120 side, the required power generation amount calculation unit 120. The generator motor 11 is caused to generate power so as to obtain a power generation amount corresponding to the required power generation amount Tgencom calculated in (1). In this case, the required power generation amount Tgencom is output from the required power generation amount calculation unit 120 to the generator motor controller 100 as a generator motor torque command value (generator motor target torque). In response to this, the generator motor controller 100 controls the torque of the generator motor 11 so that the generator motor target torque Tgencom is obtained, and causes the generator motor 11 to generate power. As described above, in the present control example 7, the upper limit value (torque limit) of the torque that can be generated by the generator motor 11 before switching from the state in which the engine torque assist operation is performed to the state in which the power generation operation according to the required power generation amount is performed. Since GENtrqlimit has been gradually decreased in accordance with the decrease in the storage amount (voltage value BATTvolt) of the battery 12, the engine torque assist operation is changed to the state in which the power generation operation according to the required power generation amount is performed. The change in the power generation torque of the generator motor 11 at the time of switching becomes smooth, and it can be avoided that the engine speed decreases during this switching.

(制御例8)
この制御例8では、上述した制御例7において、アシストトルクリミット演算部110の演算部111で以下のような制御が行われる。すなわち、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第1の所定値BD1から、第1の所定値BD1よりも小さい第2の所定値BD2に減少するに従って、発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に減じられる値として求められて出力される一方で、一度減じられたトルク上限値GENtrqlimitを増加させる場合には、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第3の所定値BD3から、第3の所定値BD3よりも大きい第4の所定値BD4に増加するに従って、発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に増加される値として求められて、出力される。
(Control example 8)
In this control example 8, the following control is performed by the calculation unit 111 of the assist torque limit calculation unit 110 in the control example 7 described above. That is, as the voltage value BATTvolt of the battery 12 decreases from the first predetermined value BD1 to the second predetermined value BD2 smaller than the first predetermined value BD1, the torque upper limit value (generator motor torque limit) of the generator motor 11 While the GENtrqlimit is obtained and outputted as a value that is gradually reduced, when the torque upper limit GENtrqlimit once reduced is increased, the voltage value BATTvolt of the capacitor 12 is changed from the third predetermined value BD3 to the third value BDtrqlimit. The torque upper limit value (generator motor torque limit) GENtrqlimit of the generator motor 11 is obtained as a value that gradually increases as the fourth predetermined value BD4 larger than the predetermined value BD3 is increased, and is output.

このように発電電動機トルクリミットGENtrqlimitの変化のさせ方にヒステリシスをもたせることで、制御を安定して行わせることができる。 Thus, by providing hysteresis in the way of changing the generator motor torque limit GENtrqlimit, the control can be performed stably.

(制御例9)
上述したように、アシスト有無判定部90で、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが所定のしきい値SC1以上と判定された場合には、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させない(判定結果F)と判定され、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられて、要求発電量演算部120で演算された要求発電量Tgencomに応じた発電量が得られるように発電電動機11が発電作用される。
(Control example 9)
As described above, when the assist presence / absence determination unit 90 determines that the current output SWGpow of the turning motor 103 is equal to or greater than the predetermined threshold value SC1, the generator motor 11 is not allowed to act on the engine torque (determination result F). The generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side, that is, the required power generation amount calculation unit 120 side, and a power generation amount corresponding to the required power generation amount Tgencom calculated by the required power generation amount calculation unit 120 is obtained. Thus, the generator motor 11 generates power.

ここで、制御例7と同様に、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが所定のしきい値SC1以上に達すると即座にエンジントルクアシスト作用を禁止して、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に急に切り替えてしまうと、エンジン2の出力軸に急負荷が加わることがある。このためエンジン2が急負荷に対処できずにトルクの出力が追いつかずエンジン回転数が急に低下してしまうことがある。エンジン回転数の急低下は、作業機の出力低下につながり作業効率上望ましくない。 Here, as in the control example 7, when the current output SWGpow of the turning motor 103 reaches a predetermined threshold value SC1 or more, the engine torque assist operation is immediately prohibited and requested from the state where the engine torque assist operation is performed. If the power generation action corresponding to the amount of power generation is suddenly switched, a sudden load may be applied to the output shaft of the engine 2. For this reason, the engine 2 cannot cope with the sudden load, the output of torque cannot catch up, and the engine speed may suddenly decrease. A sudden decrease in the engine speed leads to a decrease in the output of the work machine, which is undesirable in terms of work efficiency.

本制御例9では、制御例7と同様に、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替える前に、発電電動機11が出し得るトルクの上限値(トルクリミット)を、旋回電動機11の現在の出力SWGpowの増加に応じて、徐々に小さな値にする。 In Control Example 9, as in Control Example 7, the upper limit value of the torque that can be generated by the generator motor 11 before switching from the state in which the engine torque assist operation is performed to the state in which the power generation operation according to the required power generation amount is performed. (Torque limit) is gradually made smaller as the current output SWGpow of the swing electric motor 11 increases.

具体的には、図18に示すように、アシストトルクリミット演算部110の旋回出力演算部112では、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが前述の(5)式(SWGpow=SWGcurr×BATTvolt×Kswg )によって求められ、つぎに演算部113では、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが第1の所定値SD1から、第1の所定値SD1よりも大きい第2の所定値SD2に増加するに従って、発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に減じられる値として求められて、出力される。 Specifically, as shown in FIG. 18, in the turning output calculation unit 112 of the assist torque limit calculation unit 110, the current output SWGpow of the turning motor 103 is expressed by the above-described equation (5) (SWGpow = SWGcurr × BATTvolt × Kswg). Next, in the calculation unit 113, as the current output SWGpow of the swing motor 103 increases from the first predetermined value SD1 to a second predetermined value SD2 that is larger than the first predetermined value SD1, the generator motor The torque upper limit value (generator motor torque limit) GENtrqlimit of 11 is obtained as a value that is gradually reduced and output.

演算部111で求められたトルク上限値GENtrqlimitと、演算部113で求められたトルク上限値GENtrqlimitのうち小さい方の値が最小値選択部114で選択されて、最終的なトルク上限値(発電電動機トルクリミットGENtrqlimit)として、アシストトルクリミット演算部110から出力されることになる。 The smaller value of the torque upper limit value GENtrqlimit determined by the calculation unit 111 and the torque upper limit value GENtrqlimit determined by the calculation unit 113 is selected by the minimum value selection unit 114, and the final torque upper limit value (generator motor) The torque limit GENtrqlimit) is output from the assist torque limit calculation unit 110.

発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させる(判定結果T)と判定され、発電電動機指令値切り替え部287がT側、つまりアシストトルクリミット演算部110側に切り替えられている場合には、アシストトルクリミット演算部110から発電電動機トルクリミットGENtrqlimitが、発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)Tgencomの制限値として、発電電動機コントローラ100に対して出力される。 When it is determined that the generator motor 11 is to be subjected to engine torque assist (determination result T) and the generator motor command value switching unit 287 is switched to the T side, that is, the assist torque limit calculation unit 110 side, the assist torque limit calculation is performed. The generator motor torque limit GENtrqlimit is output from the unit 110 to the generator motor controller 100 as a limit value of the generator motor torque command value (generator motor target torque) Tgencom.

エンジントルクアシスト作用させると判定された場合には、発電電動機11は、目標回転数が得られるように速度制御で動作する。発電電動機11の発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)Tgencomは、速度制御ループの結果、演算される。 When it is determined that the engine torque assist operation is to be performed, the generator motor 11 operates by speed control so as to obtain the target rotational speed. The generator motor torque command value (generator motor target torque) Tgencom of the generator motor 11 is calculated as a result of the speed control loop.

発電電動機コントローラ100は、速度制御ループから演算された発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)Tgencomが、アシストトルクリミット演算部110で演算された発電電動機トルクリミットGENtrqlimitを超えないように、発電電動機11を制御し、発電電動機11をアシスト作用させる。つまり発電電動機11のトルクをトルク上限値GENtrqlimit以下の範囲で制御する。 The generator motor controller 100 controls the generator motor so that the generator motor torque command value (generator motor target torque) Tgencom calculated from the speed control loop does not exceed the generator motor torque limit GENtrqlimit calculated by the assist torque limit calculation unit 110. 11 to control the generator motor 11 to assist. That is, the torque of the generator motor 11 is controlled within the range of the torque upper limit value GENtrqlimit or less.

そして、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが所定のしきい値SC1以上となって、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられると、要求発電量演算部120で演算された要求発電量Tgencomに応じた発電量が得られるように発電電動機11が発電作用される。この場合、要求発電量演算部120から要求発電量Tgencomが、発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)として、発電電動機コントローラ100に対して出力される。発電電動機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標トルクTgencomが得られるように発電電動機11をトルク制御し、発電電動機11を発電作用させる。このように本制御例9では、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替える前に、発電電動機11が出し得るトルクの上限値(トルクリミット)GENtrqlimitを、旋回モータ103の現在の出力SWGpowの増加に応じて、徐々に小さな値にしたので、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替わる際の発電電動機11の発電トルク変化が滑らかなものとなり、この切り替え時にエンジン回転数が低下してしまうことを回避することができる。
(制御例10)
この制御例10では、上述した制御例9において、アシストトルクリミット演算部110の演算部113で以下のような制御が行われる。すなわち、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが第1の所定値SD1から、第1の所定値SD1よりも大きい第2の所定値SD2に増加するに従って、発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に減じられる値として求められて、出力される一方で、一度減じられたトルク上限値GENtrqlimitを増加させる場合には、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが第3の所定値SD3から、第3の所定値SD3よりも小さい第4の所定値SD4に減少するに従って、発電電動機11のトルク上限値(発電電動機トルクリミット)GENtrqlimitが徐々に増加される値として求められて、出力される。
When the current output SWGpow of the swing motor 103 becomes equal to or greater than the predetermined threshold value SC1, and the generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side, that is, the required power generation amount calculation unit 120 side, the required power generation amount calculation is performed. The generator motor 11 generates power so that a power generation amount corresponding to the required power generation amount Tgencom calculated by the unit 120 is obtained. In this case, the required power generation amount Tgencom is output from the required power generation amount calculation unit 120 to the generator motor controller 100 as a generator motor torque command value (generator motor target torque). In response to this, the generator motor controller 100 controls the torque of the generator motor 11 so that the generator motor target torque Tgencom is obtained, and causes the generator motor 11 to generate power. As described above, in this control example 9, the upper limit value (torque limit) of the torque that can be generated by the generator motor 11 before switching from the state in which the engine torque assist operation is performed to the state in which the power generation operation according to the required power generation amount is performed. Since GENtrqlimit is gradually decreased as the current output SWGpow of the swing motor 103 increases, when the engine torque assist operation is switched to the power generation operation corresponding to the required power generation amount The change in the generated torque of the generator motor 11 becomes smooth, and it can be avoided that the engine speed decreases during this switching.
(Control example 10)
In this control example 10, the following control is performed by the calculation unit 113 of the assist torque limit calculation unit 110 in the control example 9 described above. That is, as the current output SWGpow of the swing motor 103 increases from the first predetermined value SD1 to the second predetermined value SD2 that is larger than the first predetermined value SD1, the torque upper limit value (generator motor torque) of the generator motor 11 is increased. Limit) When GENtrqlimit is obtained and output as a value that is gradually reduced, while the torque upper limit GENtrqlimit once reduced is increased, the current output SWGpow of the swing motor 103 is a third predetermined value SD3. To the fourth predetermined value SD4 smaller than the third predetermined value SD3, the torque upper limit value (generator motor torque limit) GENtrqlimit of the generator motor 11 is obtained as a value that is gradually increased and output. The

このように発電電動機トルクリミットGENtrqlimitの変化のさせ方にヒステリシスをもたせることで、制御を安定して行わせることができる。 Thus, by providing hysteresis in the way of changing the generator motor torque limit GENtrqlimit, the control can be performed stably.

(制御例11)
上述したように、アシスト有無判定部90で、蓄電器12の電圧値BATTvoltが所定のしきい値BC1以下と判定された場合、あるいは旋回モータ103の現在の出力SWGpowが所定のしきい値SC1以上と判定された場合には、発電電動機11をエンジントルクアシスト作用させない(判定結果F)と判定され、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられて、要求発電量演算部120で演算された要求発電量Tgencomに応じた発電量が得られるように発電電動機11が発電作用される。
(Control Example 11)
As described above, when the assist presence / absence determination unit 90 determines that the voltage value BATTvolt of the battery 12 is equal to or lower than the predetermined threshold value BC1, or the current output SWGpow of the swing motor 103 is equal to or higher than the predetermined threshold value SC1. When it is determined, it is determined that the generator motor 11 is not allowed to act on the engine torque (determination result F), and the generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side, that is, the required power generation amount calculation unit 120 side, and the request is made. The generator motor 11 generates power so that a power generation amount corresponding to the required power generation amount Tgencom calculated by the power generation amount calculation unit 120 is obtained.

ここで、蓄電器12の電圧値BATTvoltが所定のしきい値BC1以下に達したか、あるいは旋回モータ103の現在の出力SWGpowが所定のしきい値SC1以上に達すると即座にエンジントルクアシスト作用を禁止して、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に急に切り替えてしまうと、エンジン2の出力軸に急負荷が加わることがある。このためエンジン2が急負荷に対処できずにトルクの出力が追いつかずエンジン回転数が急に低下してしまうことがある。エンジン回転数の急低下は、作業機の出力低下につながり作業効率上望ましくない。 Here, when the voltage value BATTvolt of the battery 12 reaches a predetermined threshold value BC1 or less, or when the current output SWGpow of the swing motor 103 reaches a predetermined threshold value SC1 or more, the engine torque assist operation is immediately prohibited. If the engine torque assist operation is suddenly switched to the power generation operation corresponding to the required power generation amount, a sudden load may be applied to the output shaft of the engine 2. For this reason, the engine 2 cannot cope with the sudden load, the output of torque cannot catch up, and the engine speed may suddenly decrease. A sudden decrease in the engine speed leads to a decrease in the output of the work machine, which is undesirable in terms of work efficiency.

本制御例11では、制御例7、制御例8、制御例9、制御例10の実施に代えて、あるいはこれら各制御例の実施と併せて、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替えた直後は、発電電動機11の発電トルクをアシスト終了時のトルクから徐々に発電電動機11の要求発電量に応じた発電トルクまで変化させる制御を実施することで、同切り替え時のエンジン回転数の急低下を回避するものである。 In the present control example 11, instead of implementing the control example 7, the control example 8, the control example 9 and the control example 10, or together with the implementation of each of these control examples, the required power generation amount from the state in which the engine torque assist is being applied. Immediately after switching to the state in which the power generation action according to the operation is performed, control is performed to gradually change the power generation torque of the generator motor 11 from the torque at the end of the assist to the power generation torque corresponding to the required power generation amount of the generator motor 11. This avoids a sudden drop in engine speed during the switching.

具体的には、図19に示すように、要求発電量演算部120の演算部121では、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第1の所定値BE1から、第1の所定値BE1よりも小さい第2の所定値BE2に減少するに従って、要求発電出力Pがゼロ出力から徐々に発電電動機11の要求発電量に応じた発電出力Pmaxまで増加される値として求められて、出力される。ここで、一度増加された要求発電出力Pを減少させる場合には、蓄電器12の電圧値BATTvoltが第3の所定値BE3から、第3の所定値BE3よりも大きい第4の所定値BE4に増加するに従って、要求発電出力Pが徐々に減少される値として求められて、出力するようにしている。 Specifically, as shown in FIG. 19, in the calculation unit 121 of the required power generation amount calculation unit 120, the voltage value BATTvolt of the battery 12 is a second value that is smaller than the first predetermined value BE1 from the first predetermined value BE1. As the predetermined power value BE2 decreases, the required power generation output P is obtained and output as a value that gradually increases from zero output to the power generation output Pmax corresponding to the required power generation amount of the generator motor 11. Here, when the required power generation output P once increased is decreased, the voltage value BATTvolt of the battery 12 is increased from the third predetermined value BE3 to the fourth predetermined value BE4 which is larger than the third predetermined value BE3. Accordingly, the required power generation output P is obtained as a value that gradually decreases and is output.

このように要求発電出力Pの変化のさせ方にヒステリシスをもたせることで、制御を安定して行わせるようにしている。 Thus, by giving hysteresis to the way of changing the required power generation output P, the control is stably performed.

一方、旋回出力演算部122では、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが、旋回負荷電流SWGcurrと蓄電器12の電圧値BATTvoltとを用いて、前述の(5)式(SWGpow=SWGcurr×BATTvolt×Kswg)により求められる。つぎに、演算部123では、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが第1の所定値SE1から、第1の所定値SE1よりも大きい第2の所定値SE2に増加するに従って、要求発電出力Pがゼロ出力から徐々に発電電動機11の要求発電量に応じた発電出力Pmaxまで増加される値として求められて、出力される。ここで、一度増加された要求発電出力Pを減少させる場合には、旋回モータ103の現在の出力SWGpowが第3の所定値SE3から、第3の所定値SE3よりも小さい第4の所定値SE4に減少するに従って、要求発電出力Pが徐々に減少される値として求められて、出力するようにしている。 On the other hand, in the turning output calculation unit 122, the current output SWGpow of the turning motor 103 is obtained by using the turning load current SWGcurr and the voltage value BATTvolt of the battery 12 as described above (5) (SWGpow = SWGcurr × BATTvolt × Kswg). Is required. Next, in the calculation unit 123, as the current output SWGpow of the swing motor 103 increases from the first predetermined value SE1 to the second predetermined value SE2 that is larger than the first predetermined value SE1, the required power generation output P is increased. It is obtained and output as a value that is gradually increased from zero output to the power generation output Pmax corresponding to the required power generation amount of the generator motor 11. Here, when the required power generation output P once increased is decreased, the current output SWGpow of the swing motor 103 is changed from the third predetermined value SE3 to the fourth predetermined value SE4 smaller than the third predetermined value SE3. The required power generation output P is obtained as a value that gradually decreases as the power decreases, and is output.

このように要求発電出力Pの変化のさせ方にヒステリシスをもたせることで、制御を安定して行わせるようにしている。 Thus, by giving hysteresis to the way of changing the required power generation output P, the control is stably performed.

演算部121で求められた要求発電出力Pと、演算部123で求められた要求発電出力Pのうち大きい方の値が最大値選択部124で選択されて、最終的な要求発電出力Pgencomとして、発電電動機要求発電トルク演算部125に加えられる。発電電動機要求発電トルク演算部125では、発電電動機回転数GENspdと要求発電出力Pgencomとを用いて下記(6)式によって、発電電動機要求発電トルクTgencomが求められる。 The larger value of the required power generation output P obtained by the calculation unit 121 and the required power generation output P obtained by the calculation unit 123 is selected by the maximum value selection unit 124, and as the final required power generation output Pgencom, It is added to the generator motor required power generation torque calculator 125. The generator motor required power generation torque calculating unit 125 calculates the generator motor required power generation torque Tgencom by the following equation (6) using the generator motor rotation speed GENspd and the required power generation output Pgencom.

Tgencom=Pgencom÷GENspd×Kgen …(6)
なお、Kgenは定数である。
Tgencom = Pgencom ÷ GENspd × Kgen (6)
Kgen is a constant.

要求発電量演算部120からは、最終的に上記(6)式により得られた発電電動機要求発電トルクTgencom、つまり発電電動機11の発電トルクをゼロトルクから徐々に発電電動機の要求発電量に応じた発電トルクまで増加させるような要求発電トルクTgencomが出力されることになる。   From the required power generation amount calculation unit 120, the generator motor required power generation torque Tgencom finally obtained by the above equation (6), that is, the power generation torque of the generator motor 11 is gradually generated from zero torque according to the required power generation amount of the generator motor. The required power generation torque Tgencom that increases the torque is output.

蓄電器12の電圧値BATTvoltが所定のしきい値BC1以下に達したか、あるいは旋回モータ103の現在の出力SWGpowが所定のしきい値SC1以上に達すると、発電電動機指令値切り替え部287がF側、つまり要求発電量演算部120側に切り替えられる。 When the voltage value BATTvolt of the battery 12 reaches a predetermined threshold value BC1 or less, or when the current output SWGpow of the swing motor 103 reaches a predetermined threshold value SC1 or more, the generator motor command value switching unit 287 is switched to the F side. That is, it is switched to the required power generation amount calculation unit 120 side.

この切り替えの直後は、上述のごとく、発電電動機11の発電トルクをゼロトルクから徐々に発電電動機11の要求発電量に応じた発電トルクまで増加させる要求発電トルク、つまり要求発電量Tgencomが、発電電動機トルク指令値(発電電動機目標トルク)として、発電電動機コントローラ100に対して出力される。発電電動機コントローラ100は、これを受けて、発電電動機目標トルクTgencomが得られるように発電電動機11をトルク制御し、発電電動機11を発電作用させる。 Immediately after this switching, as described above, the required power generation torque for gradually increasing the power generation torque of the generator motor 11 from zero torque to the power generation torque corresponding to the required power generation amount of the generator motor 11, that is, the required power generation amount Tgencom is the generator motor torque. It is output to the generator motor controller 100 as a command value (generator motor target torque). In response to this, the generator motor controller 100 controls the torque of the generator motor 11 so that the generator motor target torque Tgencom is obtained, and causes the generator motor 11 to generate power.

このように本制御例11では、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替えた直後は、発電電動機11の発電トルクをゼロトルクから徐々に発電電動機11の要求発電量に応じた発電トルクまで増加させる制御を実施するようにしたので、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替わる際の発電電動機11の発電トルク変化が滑らかなものとなり、この切り替え時にエンジン回転数が低下してしまうことを回避することができる。 As described above, in this control example 11, immediately after switching from the state where the engine torque assist operation is performed to the state where the power generation operation according to the required power generation amount is performed, the power generation torque of the generator motor 11 is gradually increased from zero torque to the generator motor. Since the control to increase the power generation torque corresponding to the required power generation amount of 11 is performed, the generator motor at the time of switching from the state where the engine torque assist operation is performed to the state where the power generation operation corresponding to the required power generation amount is performed Therefore, it is possible to avoid a decrease in engine speed at the time of switching.

(制御例12)
制御例7、8、9、10では、エンジントルクアシスト作用中に発電電動機11のトルクリミット値を徐々に小さくする制御について説明した。
(Control example 12)
In the control examples 7, 8, 9, and 10, the control for gradually decreasing the torque limit value of the generator motor 11 during the engine torque assist operation has been described.

しかし、エンジントルクアシスト作用中に発電電動機11のトルク上限値(トルクリミット値)を徐々に小さくする制御を行うとすると、エンジン2をアシストする力が徐々に小さくなることから、当然ながらエンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替わる際に、エンジン2の加速が悪化する。 However, if the control for gradually decreasing the torque upper limit value (torque limit value) of the generator motor 11 during the engine torque assist operation is performed, the force for assisting the engine 2 gradually decreases. The acceleration of the engine 2 is deteriorated when switching from the operated state to the state where the power generation operation corresponding to the required power generation amount is performed.

そこで、本制御例12では、発電電動機11のトルク上限値が減少するに従って、油圧ポンプ3の最大吸収トルクが徐々に減じられるように油圧ポンプ3の容量を制御することで、エンジン2のアシスト力の低下に合わせて油圧ポンプ3の吸収トルクを低下させ、エンジン2のアシスト力の低下に伴うエンジン回転数加速の悪化を回避するものである。 Therefore, in this control example 12, the assist force of the engine 2 is controlled by controlling the capacity of the hydraulic pump 3 so that the maximum absorption torque of the hydraulic pump 3 is gradually reduced as the torque upper limit value of the generator motor 11 decreases. The absorption torque of the hydraulic pump 3 is reduced in accordance with the decrease of the engine speed, and the deterioration of the engine speed acceleration accompanying the decrease of the assist force of the engine 2 is avoided.

すなわち、図16に示すように、アシストトルクリミット演算部110からは発電電動機トルクリミットGENtrqlimitが、発電電動機11のトルク上限値Tgencom2として、第3のポンプ最大吸収トルク演算部106に対して出力される。第3のポンプ最大吸収トルク演算部106には、発電電動機11のトルク上限値Tgencom2が減少するに従って、油圧ポンプ3の最大吸収トルク(第3のポンプ最大吸収トルク)Tpcommaxが徐々に減じられる第3の最大トルク線L3が、トルク上限値Tgencom2と第3のポンプ最大吸収トルクTpcommaxとの関数関係106aとしてデータテーブル形式で記憶されている。第3のポンプ最大吸収トルク演算部106では、現在の発電電動機11のトルク上限値Tgencom2に対応する第3のポンプ最大吸収トルクTpcommaxが、関数関係106aに従い演算される。 That is, as shown in FIG. 16, the generator torque limit GENtrqlimit is output from the assist torque limit calculator 110 to the third pump maximum absorption torque calculator 106 as the torque upper limit value Tgencom2 of the generator motor 11. . In the third pump maximum absorption torque calculation unit 106, the maximum absorption torque (third pump maximum absorption torque) Tpcommax of the hydraulic pump 3 is gradually decreased as the torque upper limit value Tgencom2 of the generator motor 11 decreases. The maximum torque line L3 is stored in a data table format as a functional relationship 106a between the torque upper limit value Tgencom2 and the third pump maximum absorption torque Tpcommax. In the third pump maximum absorption torque calculation unit 106, a third pump maximum absorption torque Tpcommax corresponding to the current torque upper limit value Tgencom2 of the generator motor 11 is calculated according to the functional relationship 106a.

一方、第1のポンプ最大吸収トルク(第1のポンプ目標吸収トルク)Tpcom1は、第1のポンプ目標吸収トルク演算部66で、第1の最大トルク線(第1の目標トルク線)L1上の値として、関数関係66aに従い演算される。 On the other hand, the first pump maximum absorption torque (first pump target absorption torque) Tpcom1 is calculated by the first pump target absorption torque calculator 66 on the first maximum torque line (first target torque line) L1. The value is calculated according to the function relation 66a.

また、第2のポンプ最大吸収トルク(第2のポンプ目標吸収トルク)Tpcom2は、第2のポンプ目標吸収トルク演算部85で、第2の最大トルク線(第2の目標トルク線)L2上の値として、関数関係に85aに従い演算される。   The second pump maximum absorption torque (second pump target absorption torque) Tpcom2 is calculated by the second pump target absorption torque calculation unit 85 on the second maximum torque line (second target torque line) L2. The value is calculated according to the functional relationship 85a.

最小値選択部107では、現在の第3のポンプ最大吸収トルクTpcommaxと現在の第2のポンプ最大吸収トルクTpcom2のうちいずれか小さいほうのポンプ最大吸収トルク値が選択されて、ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88のT側端子に出力される。   The minimum value selection unit 107 selects a pump maximum absorption torque value which is smaller between the current third pump maximum absorption torque Tpcommax and the current second pump maximum absorption torque Tpcom2, and outputs a pump absorption torque command value. It is output to the T side terminal of the switching unit 88.

ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88のF側端子には、現在の第1のポンプ最大吸収トルクTpcomが加えられる。 The current first pump maximum absorption torque Tpcom is applied to the F-side terminal of the pump absorption torque command value switching unit 88.

アシストフラグ判定部95でアシストフラグassit flagの内容がTであると判定されると、ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88が、最小値選択部107側に切り替えられ、第2のポンプ目標吸収トルク演算部85から出力される現在の第2のポンプ最大吸収トルクTpcom2と、第3のポンプ最大吸収トルク演算部106から出力される現在の第3のポンプ最大吸収トルクTpcommaxのうち、小さいほうの値がポンプ最大吸収トルクTpcomとして、後段のフィルタ処理部89に出力される。 If the assist flag determination unit 95 determines that the content of the assist flag assit flag is T, the pump absorption torque command value switching unit 88 is switched to the minimum value selection unit 107 side, and the second pump target absorption torque calculation is performed. The smaller one of the current second pump maximum absorption torque Tpcom2 output from the unit 85 and the current third pump maximum absorption torque Tpcommax output from the third pump maximum absorption torque calculation unit 106 is The pump maximum absorption torque Tpcom is output to the subsequent filter processing unit 89.

また、アシストフラグ判定部95でアシストフラグassit flagの内容がFであると判定されると、ポンプ吸収トルク指令値切り替え部88が、第1のポンプ目標吸収トルク演算部66側に切り替えられ、第1のポンプ目標吸収トルク演算部66から出力される現在の第1のポンプ最大吸収トルクTpcom1がポンプ最大吸収トルクTpcomとして、後段のフィルタ処理部89に出力される。以下、フィルタ処理部89で前述のフィルタ処理が行われ、制御電流演算部67から制御電流pc−epcがポンプ制御弁5に出力されて、油圧ポンプ3の斜板3aが調整される。すなわち、発電作用を行うときは、第3の最大トルク線L3から定まる第3のポンプ最大吸収トルクTpcommaxの大きさにかかわりなく、第1の最大トルク線L1から定まる第1のポンプ最大吸収トルクTpcom1が選択されて、この第1のポンプ最大吸収トルクTpcom1をポンプ吸収トルクの上限Tpcomとして、油圧ポンプ3の容量が制御される。一方、エンジントルクアシスト作用を行うときは、第2の最大トルク線L2から定まる第2のポンプ最大吸収トルクTpcom2と、第3の最大トルク線L3から定まる第3のポンプ最大吸収トルクTpcommaxのうち小さい方が選択されて、この小さい方のポンプ最大吸収トルクをポンプ吸収トルクの上限Tpcomとして、油圧ポンプ3の容量が制御される。 When the assist flag determining unit 95 determines that the content of the assist flag assit flag is F, the pump absorption torque command value switching unit 88 is switched to the first pump target absorption torque calculating unit 66 side, and the first The current first pump maximum absorption torque Tpcom1 output from one pump target absorption torque calculation unit 66 is output to the subsequent filter processing unit 89 as the pump maximum absorption torque Tpcom. Thereafter, the filter processing unit 89 performs the above-described filter processing, the control current calculation unit 67 outputs the control current pc-epc to the pump control valve 5, and the swash plate 3a of the hydraulic pump 3 is adjusted. That is, when the power generation operation is performed, the first pump maximum absorption torque Tpcom1 determined from the first maximum torque line L1 irrespective of the magnitude of the third pump maximum absorption torque Tpcommax determined from the third maximum torque line L3. Is selected, and the capacity of the hydraulic pump 3 is controlled using the first pump maximum absorption torque Tpcom1 as the upper limit Tpcom of the pump absorption torque. On the other hand, when the engine torque assist operation is performed, the second pump maximum absorption torque Tpcom2 determined from the second maximum torque line L2 and the third pump maximum absorption torque Tpcommax determined from the third maximum torque line L3 are smaller. Is selected, and the capacity of the hydraulic pump 3 is controlled using the smaller pump maximum absorption torque as the upper limit Tpcom of the pump absorption torque.

このように本制御例によれば、発電電動機11のトルク上限値が減少するに従って、油圧ポンプ3の最大吸収トルクが徐々に減じられるように油圧ポンプ3の容量を制御するようにしたので、エンジントルクアシスト作用されている状態から要求発電量に応じた発電作用がされている状態に切り替わる際にエンジン2のアシスト力の低下に合わせて油圧ポンプ3の吸収トルクが低下してエンジン2の軸トルクの変化が滑らかなものとなり、エンジン2のアシスト力の低下に伴うエンジン回転数加速の悪化を回避することができる。 As described above, according to this control example, the capacity of the hydraulic pump 3 is controlled so that the maximum absorption torque of the hydraulic pump 3 is gradually reduced as the torque upper limit value of the generator motor 11 is reduced. When the torque assist operation is switched to the power generation operation corresponding to the required power generation amount, the absorption torque of the hydraulic pump 3 decreases in accordance with the decrease in the assist force of the engine 2 and the shaft torque of the engine 2 Thus, the change in the engine speed becomes smooth, and the deterioration of the engine speed acceleration accompanying the decrease in the assist force of the engine 2 can be avoided.

(制御例13)
上述のように、エンジントルクアシスト作用されている状態と要求発電量に応じた発電作用がされている状態との間の切り替え時には、油圧ポンプ3の最大吸収トルクの選択が、第2のポンプ最大吸収トルクTpcom2あるいは第3のポンプ最大吸収トルクTpcommaxと、第1のポンプ最大吸収トルクTpcom1との間で切り替わる。このため、切り替え時に、ポンプ吸収トルクの急な変化によって、エンジン2の出力軸にかかる負荷が急に変化し、エンジン回転数が低下するおそれがある。
(Control Example 13)
As described above, at the time of switching between the state in which the engine torque assist operation is performed and the state in which the power generation operation according to the required power generation amount is performed, the selection of the maximum absorption torque of the hydraulic pump 3 is the second pump maximum It switches between the absorption torque Tpcom2 or the third pump maximum absorption torque Tpcommax and the first pump maximum absorption torque Tpcom1. For this reason, at the time of switching, due to a sudden change in pump absorption torque, the load applied to the output shaft of the engine 2 may change suddenly, and the engine speed may decrease.

そこで、本制御例では、油圧ポンプ3の最大吸収トルクの選択が切り替えられた場合に、切り替え前のポンプ最大吸収トルクから、切り替え後のポンプ最大吸収トルクへ、徐々に変化させる制御を行うようにして、切り替え時にエンジン2の出力軸にかかる負荷の急な変化を防ぎ、エンジン回転数の低下を回避しようとするものである。 Therefore, in this control example, when the selection of the maximum absorption torque of the hydraulic pump 3 is switched, control is performed to gradually change from the pump maximum absorption torque before switching to the pump maximum absorption torque after switching. Thus, a sudden change in the load applied to the output shaft of the engine 2 at the time of switching is prevented, and a decrease in the engine speed is avoided.

すなわち、図16に示すように、第2の最大トルク線L2または第3の最大トルク線L3と、第1の最大トルク線L1との間で最大トルク線の選択が切り替えられると、フィルタ処理部89は、時間tの経過に伴い最大トルク値Tpcomが変化する特性89aにしたがって最大トルク値Tpcomを徐々に変化させる。特性89aは、時定数τに応じたカーブを有している。これによって、切り替え前の最大トルク線(たとえば第3の目標トルク線L3)上のポンプ最大吸収トルク(第3のポンプ最大吸収トルクTpcommax)から、切り替え後の最大トルク線(第1の最大トルク線L1)上のポンプ最大吸収トルク(第1のポンプ最大吸収トルクTpcom1)へとそのまま切り替えられることなく、切り替え前の最大トルク線(たとえば第3の目標トルク線L3)上のポンプ最大吸収トルク(第3のポンプ最大吸収トルクTpcommax)から、切り替え後の最大トルク線(第1の最大トルク線L1)上のポンプ最大吸収トルク(第1のポンプ最大吸収トルクTpcom1)へ、時間tをかけて徐々に滑らかに変化することになる。トルク線図上での動きは、図9(a)を用いて前述したのと同様である。 That is, as shown in FIG. 16, when the selection of the maximum torque line is switched between the second maximum torque line L2 or the third maximum torque line L3 and the first maximum torque line L1, the filter processing unit In 89, the maximum torque value Tpcom is gradually changed according to the characteristic 89a in which the maximum torque value Tpcom changes with the passage of time t. The characteristic 89a has a curve corresponding to the time constant τ. Thus, from the pump maximum absorption torque (third pump maximum absorption torque Tpcommax) on the maximum torque line before switching (for example, the third target torque line L3), the maximum torque line after switching (first maximum torque line). L1) The pump maximum absorption torque (first pump maximum absorption torque Tpcom1) on the maximum torque line (for example, the third target torque line L3) before switching is not directly switched to the pump maximum absorption torque (first pump maximum absorption torque Tpcom1). 3 gradually from the pump maximum absorption torque Tpcommax (3) to the pump maximum absorption torque (first pump maximum absorption torque Tpcom1) on the maximum torque line (first maximum torque line L1) after switching. It will change smoothly. The movement on the torque diagram is the same as described above with reference to FIG.

これによりエンジントルクアシスト作用されている状態と要求発電量に応じた発電作用がされている状態との間の切り替え時におけるポンプ吸収トルクの急な変化によって、エンジン2の出力軸にかかる負荷が急に変化し、エンジン回転数が低下してしまうことを回避することができる。 As a result, the load applied to the output shaft of the engine 2 is suddenly changed due to a sudden change in the pump absorption torque at the time of switching between the state in which the engine torque assist operation is performed and the state in which the power generation operation is performed according to the required power generation amount. It can be avoided that the engine speed decreases.

上述のフィルタ処理は、アシストフラグ判定部95の判定結果がTからFに切り替わった場合、同判定結果がFからTに切り替わった場合の両方の場合に行うようにしてもよく、どちらか一方の切り替えが行われたときのみフィルタ処理を行うようにしてもよい。   The filter processing described above may be performed in both cases where the determination result of the assist flag determination unit 95 is switched from T to F, and when the determination result is switched from F to T. Filter processing may be performed only when switching is performed.

(制御例14)
上述の制御例13において、切り替え前のポンプ最大吸収トルクから、切り替え後のポンプ最大吸収トルクへ変化させる際の時定数τは、切り替え前のポンプ最大吸収トルクが切り替え後のポンプ最大吸収トルクよりも小さい場合よりも、切り替え前のポンプ最大吸収トルクが切り替え後のポンプ最大吸収トルクよりも大きい場合の方が、大きい値に設定されることが望ましい。
(Control example 14)
In the above control example 13, the time constant τ when changing from the pump maximum absorption torque before switching to the pump maximum absorption torque after switching is such that the pump maximum absorption torque before switching is higher than the pump maximum absorption torque after switching. It is desirable to set a larger value when the pump maximum absorption torque before switching is larger than the pump maximum absorption torque after switching, rather than when it is small.

これは時定数τを一律に大きな値に設定すると、ポンプ最大吸収トルクが小さい状態から大きい状態に切り替えられた場合に、ポンプ最大吸収トルクの変化の時定数が大きいために、作業機の動きが鈍くなってしまうからである。   This is because when the time constant τ is uniformly set to a large value, when the pump maximum absorption torque is switched from a small state to a large state, the time constant of the change in the pump maximum absorption torque is large. Because it becomes dull.

図1は比較例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a comparative example. 図2は従来技術を説明するために用いたトルク線図である。FIG. 2 is a torque diagram used to explain the prior art. 図3は実施例1の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of the first embodiment. 図4は比較例の制御ブロック図である。FIG. 4 is a control block diagram of a comparative example. 図5は実施例1の制御ブロック図である。FIG. 5 is a control block diagram of the first embodiment. 図6は比較例および実施例1共通の制御ブロック図である。FIG. 6 is a control block diagram common to the comparative example and the first embodiment. 図7は実施例1の制御ブロック図である。FIG. 7 is a control block diagram of the first embodiment. 図8は実施例1の制御ブロック図である。FIG. 8 is a control block diagram of the first embodiment. 図9(a)、(b)、(c)は、実施例を説明するために用いたトルク線図である。FIGS. 9A, 9B, and 9C are torque diagrams used to describe the example. 図10は比較例を説明するために用いたトルク線図である。FIG. 10 is a torque diagram used for explaining a comparative example. 図11は各作業パターンに対応するポンプ出力制限値を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating pump output limit values corresponding to each work pattern. 図12は建設機械の作業時におけるパラメータ変化を説明する図である。FIG. 12 is a diagram for explaining parameter changes during work of the construction machine. 図13(a)、(b)はエンジン加速時のモジュレーション処理を説明する図である。FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining the modulation processing during engine acceleration. 図14(a)、(b)はエンジン減速時のモジュレーション処理を説明する図である。FIGS. 14A and 14B are diagrams for explaining the modulation process during engine deceleration. 図15は、実施例2の構成図であり、電動旋回システムを搭載した建設機械1の構成を示した図である。FIG. 15 is a configuration diagram of the second embodiment and is a diagram illustrating a configuration of the construction machine 1 equipped with the electric turning system. 図16は、コントローラ6で行われる処理内容を示す制御ブロック図である。FIG. 16 is a control block diagram showing the contents of processing performed by the controller 6. 図17は、コントローラ6で行われる処理内容を示す制御ブロック図である。FIG. 17 is a control block diagram showing the contents of processing performed by the controller 6. 図18は、コントローラ6で行われる処理内容を示す制御ブロック図である。FIG. 18 is a control block diagram showing the contents of processing performed by the controller 6. 図19は、コントローラ6で行われる処理内容を示す制御ブロック図である。FIG. 19 is a control block diagram showing details of processing performed by the controller 6.

2 エンジン 3 油圧ポンプ 5 ポンプ制御弁 6 コントローラ 11 発電電動機 31〜36 油圧アクチュエータ 41〜44 操作レバー 103 旋回モータ   2 Engine 3 Hydraulic pump 5 Pump control valve 6 Controller 11 Generator motor 31-36 Hydraulic actuator 41-44 Operation lever 103 Turning motor

Claims (10)

エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
油圧ポンプから吐出された圧油が供給される油圧アクチュエータと、
エンジンの出力軸に連結された発電電動機と、
発電電動機が発電した電力を蓄積するとともに発電電動機に電力を供給する蓄電器と、
前記蓄電器の電圧の上昇に応じて要求発電量が減少し、前記蓄電器の電圧の下降に応じて要求発電量が増加するように、発電電動機の要求発電量を演算する演算手段と、
エンジンの目標回転数を設定するエンジン目標回転数設定手段と、
エンジン目標回転数に応じて、油圧ポンプが吸収可能な最大吸収トルクを示す最大トルク線を設定する最大トルク線設定手段と、
エンジン回転数が、現在のエンジン目標回転数に一致するようにエンジン回転数を制御する回転数制御手段と、
現在のエンジン目標回転数に対応する最大トルク線上のポンプ吸収トルクを上限とするポンプ吸収トルクが得られるように油圧ポンプの容量を制御する容量制御手段と、
少なくとも前記蓄電器の現在の電圧が所定の範囲内に収まっているときに、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させるか、あるいは前記蓄電器の現在の電圧が前記所定の範囲外の低電圧あるいは高電圧になっているときに、エンジントルクアシスト作用させないかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定した場合には、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させ、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定した場合には、発電電動機を前記要求発電量に応じて発電作用させる発電電動機制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
A hydraulic pump driven by an engine;
A hydraulic actuator to which pressure oil discharged from the hydraulic pump is supplied;
A generator motor connected to the output shaft of the engine;
A battery that accumulates the power generated by the generator motor and supplies power to the generator motor;
Calculation means for calculating the required power generation amount of the generator motor so that the required power generation amount decreases in accordance with the increase in the voltage of the capacitor, and the required power generation amount increases in accordance with the decrease in the voltage of the capacitor .
Engine target speed setting means for setting a target engine speed;
Maximum torque line setting means for setting a maximum torque line indicating the maximum absorption torque that can be absorbed by the hydraulic pump according to the engine target speed,
A speed control means for controlling the engine speed so that the engine speed matches the current engine target speed;
Capacity control means for controlling the capacity of the hydraulic pump so as to obtain a pump absorption torque whose upper limit is the pump absorption torque on the maximum torque line corresponding to the current target engine speed;
At least when the current voltage of the capacitor is within a predetermined range, the generator motor is operated with an engine torque assist, or the current voltage of the capacitor becomes a low voltage or a high voltage outside the predetermined range. Determining means for determining whether or not the engine torque assist operation is to be performed,
When it is determined by the determination means that the generator motor is to perform the engine torque assist operation, the generator motor is operated to perform the engine torque assist, and when it is determined that the generator motor is not to perform the engine torque assist operation, the generator motor is An engine, a hydraulic pump, and a generator motor control device, comprising: a generator motor control means for generating power according to the amount.
判定手段は、
エンジン目標回転数とエンジンの実際の回転数との偏差の絶対値が所定のしきい値以上になっている場合に、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させると判定し、エンジン目標回転数とエンジンの実際の回転数との偏差の絶対値が所定のしきい値よりも小さくなっている場合に、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定するものであること
を特徴とする請求項1記載のエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
The judging means is
When the absolute value of the deviation between the engine target speed and the actual engine speed is greater than or equal to a predetermined threshold value, it is determined that the generator motor is to be acted on by the engine torque, and the engine target speed and the engine 2. The engine according to claim 1 , wherein when the absolute value of the deviation from the actual rotational speed is smaller than a predetermined threshold value, the generator motor is determined not to act as an engine torque assist. , Hydraulic pump and generator motor control device.
前記蓄電器が現在蓄電している蓄電量を演算する蓄電量演算手段を備え、
前記判定手段は、
演算された蓄電量が所定のしきい値以下の場合には、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定するものであること
を特徴とする請求項2記載のエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
A storage amount calculating means for calculating a storage amount that the capacitor is currently storing;
The determination means includes
3. The engine, hydraulic pump, and generator motor control according to claim 2 , wherein when the calculated amount of stored electricity is equal to or less than a predetermined threshold value, the generator motor is determined not to perform engine torque assist. apparatus.
建設機械の上部旋回体を旋回させる旋回電動機と、
上部旋回体を旋回操作する旋回操作手段と、
旋回操作手段による旋回操作に応じて旋回電動機を駆動制御する制御手段と、
旋回電動機の現在の出力を演算する出力演算手段と、
蓄電器の蓄電状態および旋回電動機の駆動状態に応じて、発電電動機の要求発電量を演算する演算手段とを備え、
前記判定手段は、
旋回電動機の現在の出力が、所定のしきい値以上の場合には、発電電動機をエンジントルクアシスト作用させないと判定するものであること
を特徴とする請求項2記載のエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
A turning electric motor for turning the upper turning body of the construction machine;
A turning operation means for turning the upper turning body;
Control means for driving and controlling the swing motor in accordance with the turning operation by the turning operation means;
Output calculation means for calculating the current output of the swing motor;
Computation means for computing the required power generation amount of the generator motor according to the storage state of the capacitor and the drive state of the swing motor,
The determination means includes
The engine, the hydraulic pump, and the generator motor according to claim 2 , wherein when the current output of the swing motor is equal to or greater than a predetermined threshold value, the generator motor is determined not to perform an engine torque assist operation. Control device.
前記発電電動機制御手段は、現在のエンジン回転数がエンジン目標回転数よりも小さい場合には、エンジンのトルク線図上においてエンジンの軸トルクを加算してエンジン回転数がエンジン目標回転数と同等の回転数となるように、発電電動機の出力トルクを制御し、現在のエンジン回転数がエンジン目標回転数よりも大きい場合には、エンジンのトルク線図上においてエンジンの軸トルクを吸収してエンジン回転数がエンジン目標回転数と同等の回転数となるように、発電電動機の出力トルクを制御するものであること
を特徴とする請求項1から4に記載のエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
When the current engine speed is smaller than the engine target speed, the generator motor control means adds the shaft torque of the engine on the engine torque diagram so that the engine speed is equal to the engine target speed. The output torque of the generator motor is controlled so that the engine speed is the same. If the current engine speed is greater than the target engine speed, the engine speed is absorbed by absorbing the engine shaft torque on the engine torque diagram. 5. The engine, hydraulic pump, and generator motor control apparatus according to claim 1, wherein the output torque of the generator motor is controlled so that the number of rotations is equal to the engine target speed. .
前記発電電動機のエンジントルクアシスト作用時に発電電動機のトルクをトルク上限値以下の範囲で制御するトルク制御手段と、
蓄電器の蓄電量が第1の所定値から、第1の所定値よりも小さい第2の所定値に減少するに従って、前記トルク上限値を徐々に減じていくトルク上限値設定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1から5に記載のエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
Torque control means for controlling the torque of the generator motor within a range of a torque upper limit value or less during engine torque assist operation of the generator motor;
Torque upper limit value setting means for gradually reducing the torque upper limit value as the amount of electricity stored in the capacitor decreases from the first predetermined value to a second predetermined value smaller than the first predetermined value. The engine, hydraulic pump, and generator motor control device according to claim 1 .
前記発電電動機のエンジントルクアシスト作用時に発電電動機のトルクをトルク上限値以下の範囲で制御するトルク制御手段と、
蓄電器の蓄電量が第1の所定値から、第1の所定値よりも小さい第2の所定値に減少するに従って、前記トルク上限値を徐々に減じていく一方で、一度減じられたトルク上限値を増加させる場合には、蓄電器の蓄電量が第3の所定値から、第3の所定値よりも大きい第4の所定値に増加するに従って、前記トルク上限値を徐々に増加させていくトルク上限値設定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1から5に記載のエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
Torque control means for controlling the torque of the generator motor within a range of a torque upper limit value or less during engine torque assist operation of the generator motor;
The torque upper limit value is gradually reduced as the amount of electricity stored in the battery decreases from the first predetermined value to a second predetermined value smaller than the first predetermined value, while the torque upper limit value once reduced. Is increased, the torque upper limit value gradually increases as the storage amount of the battery increases from the third predetermined value to the fourth predetermined value that is larger than the third predetermined value. An engine, a hydraulic pump, and a generator motor control device according to claim 1 , further comprising: a value setting unit.
前記発電電動機のエンジントルクアシスト作用時に発電電動機のトルクをトルク上限値以下の範囲で制御するトルク制御手段と、
旋回電動機の現在の出力が第1の所定値から、第1の所定値よりも大きい第2の所定値に増加するに従って、前記トルク上限値を徐々に減じていくトルク上限値設定手段と
を備えたことを特徴とする請求項4または5に記載のエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
Torque control means for controlling the torque of the generator motor within a range of a torque upper limit value or less during engine torque assist operation of the generator motor;
Torque upper limit setting means for gradually decreasing the torque upper limit as the current output of the swing motor increases from a first predetermined value to a second predetermined value greater than the first predetermined value. The control device for an engine, a hydraulic pump, and a generator motor according to claim 4 or 5 .
前記発電電動機のエンジントルクアシスト作用時に発電電動機のトルクをトルク上限値以下の範囲で制御するトルク制御手段と、
旋回電動機の現在の出力が第1の所定値から、第1の所定値よりも大きい第2の所定値に増加するに従って、前記トルク上限値を徐々に減じていく一方で、一度減じられたトルク上限値を増加させる場合には、旋回電動機の現在の出力が第3の所定値から、第3の所定値よりも小さい第4の所定値に減少するに従って、前記トルク上限値を徐々に増加させていくトルク上限値設定手段と
を備えたことを特徴とする請求項4または5に記載のエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
Torque control means for controlling the torque of the generator motor within a range of a torque upper limit value or less during engine torque assist operation of the generator motor;
As the current output of the swing motor increases from the first predetermined value to the second predetermined value that is larger than the first predetermined value, the torque upper limit value is gradually decreased while the torque once reduced When increasing the upper limit value, the torque upper limit value is gradually increased as the current output of the swing motor decreases from the third predetermined value to the fourth predetermined value smaller than the third predetermined value. The engine, hydraulic pump, and generator motor control device according to claim 4 or 5, further comprising:
発電電動機制御手段は、
前記発電電動機をエンジントルクアシスト作用から発電作用に切り替えた直後には、発電電動機の発電トルクをアシスト終了時のトルクから徐々に発電電動機の要求発電量に応じた発電トルクまで変化させるように制御するものであること
を特徴とする請求項1に記載のエンジン、油圧ポンプおよび発電電動機の制御装置。
The generator motor control means is
Immediately after switching the generator motor from the engine torque assist operation to the power generation operation, control is performed so that the power generation torque of the generator motor is gradually changed from the torque at the end of the assist to the power generation torque corresponding to the required power generation amount of the generator motor. The engine, hydraulic pump, and generator motor control device according to claim 1, wherein
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