JP2016075072A - ハイブリッド式作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド式作業機械の蓄電装置の保存時のＳＯＣを任意に設定可能であり、かつ作業終了時等に確実に最適充電率制御を実施することができるハイブリッド式作業機械を提供する。【解決手段】車体コントローラ３９は、ロックレバー３６がロック状態にあることを検出したときには、モニタ３３に蓄電装置７２の目標ＳＯＣの入力画面を表示させて、オペレータによって入力された目標ＳＯＣと蓄電装置７２のＳＯＣとが等しくなるよう最適制御を行う。【選択図】 図５

Description

本発明は、エンジンと発電電動機とを動力源として使用するハイブリッド式作業機械に関する。

油圧ショベル等の作業機械は、従来、エンジンで油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出される圧油にて油圧アクチュエータを駆動するタイプが主流であった。

近年に至り、エンジンの燃費向上、騒音レベルの低減及び排ガス量の低減などを図るため、蓄電装置からの電気エネルギの供給を受けてエンジンによる油圧ポンプの駆動をアシストする発電電動機を備えたハイブリッド式作業機械が提案されている。

上述のハイブリッド式作業機械で使用される蓄電装置には、例えばリチウムイオンバッテリ等が用いられる。一般的に、リチウムイオンバッテリ等の蓄電装置は、長期に渡って使用すると、充放電を繰り返すことにより進行する劣化（サイクル劣化）と保存時に進行する劣化（保存劣化）とにより蓄電容量が縮小されていくことが知られている。この保存劣化は、蓄電装置の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が高いほど、あるいはその保存温度が高いほど早まることが知られている。

このように、蓄電装置の劣化抑制の観点においては、運転停止後のＳＯＣ及び保存温度はできるだけ低く保つことが望まれている。

バッテリ保管中の充電率を最適な値に維持する従来技術として、コンセントから充電装置に直接充電する、所謂プラグイン式の電動油圧式作業機械において、充電を開始して最適充電率に達した時点で充電を一旦停止させる第１の充電制御を実施し、この第１の充電制御が終了した後に次の充電が開始するまでこのまま保管を継続し、使用予定に合わせて再び充電を開始して最大充電率まで充電制御を行う第２の充電制御を実施し、この第２の充電制御が終了した後にバッテリと充電装置を切り離してバッテリを使用する発明が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１４−１４２３９号公報

上述した蓄電装置は、低温環境下においては、エンジンオイルや作動油の粘度が増大してエンジン始動性が悪化するため、始動性を確保するために始動時には発電電動機でエンジンをアシストすることが求められている。また、低温環境下においては、蓄電装置自体の性能も低下することから、エンジン始動後の作業性も悪化する。このため、エンジン始動時においては、充放電を繰り返して蓄電装置を暖機する必要がある。このように、低温環境下においては、エンジン始動性及び作業性向上の観点から、運転停止後の蓄電装置のＳＯＣはできるだけ高い方が好ましい。

一方で、低温環境下以外では、始動時のエンジンアシストや蓄電装置の暖機を必要としないことから、蓄電装置の保存劣化抑制の観点から運転停止後の蓄電装置のＳＯＣはできるだけ低いことが好ましい。

このほか、長期休車時等、作業機械を長期に渡って使用しないことが明らかな場合は、蓄電装置の保存劣化抑制の観点から、運転停止後の蓄電装置のＳＯＣは低い方が好ましい。

以上の様に、運転停止後の蓄電装置の最適なＳＯＣは一様に決定できるものではなく、状況（例えば、大気温、出荷時、長期休暇時、メンテナンス時など）や要求に適合した値を設定する必要がある。

上述した特許文献１では、このような問題に対し、使用終了後にコンセントから充電する際の充電率を設定することができるが、以下に示すような問題が生じる。

通常、ハイブリッド油圧ショベルでは、エンジンのトルクが油圧ポンプの要求トルクよりも大きいときに、エンジンの余剰トルクでアシスト電動モータを発電機として駆動し、その発電電力をバッテリに充電する。また、エンジンの出力トルクが油圧ポンプの要求トルクよりも小さいときに、バッテリに充電された電力によりアシスト電動モータを電動機として駆動して、エンジンが油圧ポンプを駆動することを助勢する。このように、エンジン停止中はバッテリの充放電作業を行うことができないため、作業終了時点でバッテリのＳＯＣを目標値と必ずしも一致させることができない状況も生じてくる。従って、特許文献１のような制御装置は、エンジンを停止させた後に充放電を行うプラグイン式の電動油圧式作業機械に対しては有効であるが、ハイブリッド式作業機械に対しては適用することができない、との問題がある。

本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ハイブリッド式作業機械の蓄電装置の保存時のＳＯＣを任意に設定可能であり、かつ作業終了時等に確実に最適充電率制御を実施することができるハイブリッド式作業機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータを作動不能にするロック装置と、前記エンジンにより発電、若しくはエンジンの動力補助を行う発電電動機と、この発電電動機との間で電力の授受を行う蓄電装置とを備えたハイブリッド式作業機械において、前記蓄電装置の充電率を演算する演算部と、この演算部における前記充電率の演算結果を表示する表示装置と、前記蓄電装置の目標充電率を入力するための目標充電率入力装置と、前記蓄電装置の充電率が前記目標充電率入力装置で入力された目標充電率と一致するよう制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記ロック装置によって前記油圧アクチュエータがロック状態であることを検出したときは、前記演算部において演算した前記蓄電装置の充電率を前記表示装置に表示し、前記目標充電率入力装置からの前記目標充電率の入力を可能とすることを特徴とするものである。

かかる構成により、オペレータが任意の保存ＳＯＣを容易に設定可能となる。また、目標ＳＯＣの入力を促す入力画面をロックレバー３６がロック状態にあると検出したときに表示させるため、最適制御の開始に専用の指示が不要であり、最適制御が確実に開始され、保存劣化の防止を確実に図ることができる。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記制御装置は、前記ロック装置によって前記油圧アクチュエータがロック状態であることを検出したときは、前記目標充電率の入力をオペレータに促すための目標充電率入力画面を前記表示装置に表示させる表示手順を実行するものである。

かかる構成によっても、オペレータが任意の保存ＳＯＣを容易に設定可能となる。また、目標ＳＯＣの入力を促す入力画面をロックレバー３６がロック状態にあると検出したときに表示させるため、最適制御の開始に専用の指示が不要であり、最適制御が確実に開始され、保存劣化の防止を確実に図ることができる。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記ハイブリッド式作業機械の稼動現場の位置、日付情報を取得するＧＰＳ受信装置と、このＧＰＳ受信装置が取得した位置、日付情報に基づき、前記蓄電装置の推奨充電率を演算する推奨充電率演算部とを更に備え、前記表示装置は、前記蓄電装置の充電率に加えて前記推奨充電率を表示するものである。

かかる構成により、十分な知識を持たないオペレータにも適切な保存ＳＯＣを提示することができる。

本発明によれば、ハイブリッド式作業機械の蓄電装置の保存時のＳＯＣを任意に設定可能であり、かつ作業終了時等に確実に最適充電率制御を実施することができる。その結果、状況、要求に応じて、蓄電装置を無駄なく使用することが可能となる。

本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態を備えたハイブリッド式作業機械の側面図である。 本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態を備えたハイブリッド式作業機械における旋回体上の機器配置形態を示す平面図である。 本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態において表示される目標充電率入力画面の一例を示す図である。 本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態の制御装置の制御例を示すフローチャートである。 本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態に記憶された最適ＳＯＣマップの一例を示す図である。 本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態において表示される目標充電率入力画面の一例を示す図である。 本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態の制御装置の制御例を示すフローチャートである。 本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態において表示される目標充電率入力画面の他の一例を示す図である。

以下に本発明のハイブリッド式作業機械の実施形態を図面を用いて説明する。

＜第１の実施形態＞
本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態を、図１乃至図５を用いて説明する。なお、図１乃至図５においては、ハイブリッド式作業機械としてクローラ式ハイブリッド油圧ショベルを例に挙げて説明する。
図１は本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態を備えたハイブリッド式作業機械の側面図、図２は本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態を備えたハイブリッド式作業機械における旋回体上の機器配置形態を示す平面図、図３は本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態の制御装置の構成を示すブロック図、図４は本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態において表示される目標充電率入力画面の一例を示す図、図５は本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態の制御装置の制御例を示すフローチャートである。

図１および図２において、クローラ式ハイブリッド油圧ショベル１は、走行体１００と、この走行体１００上に配置される旋回体１０と、この旋回体１０に取り付けられる作業装置９０とを備えている。

旋回体１０は、メインフレーム１１と、キースイッチ（図示せず）や車体コントローラ３９が搭載された運転室３０と、カウンタウエイト４０と、建屋カバー５０と、エンジン６１やアシスト電動モータ６３等が収納されたエンジン室６０と、ラジエータ７１や蓄電装置７２（例えばリチウムイオンバッテリ）等が収納されたラジエータ室７０と、パワーコントロールユニット（以下ＰＣＵと呼ぶ）８１等が収納されたユーティリティ室８０とを備えている。

メインフレーム１１は、旋回体１０のベースであり、複数の鋼板、鋼材を接合することにより、車体の前後左右に延びる支持構造体を成しており、作業装置９０が俯仰動可能に取り付けられている。

運転室３０は、メインフレーム１１の前方左側に搭載され、その内部にはオペレータが着座する運転席が設けられている。また、運転席近傍には車体始動用のキースイッチ、モニタ３３（図３参照）、入力装置３４（図３参照）、作業装置９０を操作するための操作レバー（図示せず）、ロックレバー３６（図３参照）、車体コントローラ３９（図３参照）等が設けられている。また、運転室３０の室外上方にはグローバルポジショニングシステム（以下ＧＰＳと呼ぶ）受信装置３７が設けられている。

カウンタウエイト４０は、メインフレーム１１の後端部に設けられ、作業装置９０との重量バランスをとっている。

建屋カバー５０はメインフレーム１１上に搭載されるエンジン６１や、ラジエータ７１等の機器を外部と仕切るものである。運転室３０とカウンタウエイト４０の間には、建屋カバー５０内に位置する、エンジン室６０と、ラジエータ室７０と、ユーティリティ室８０とが設けられている。

エンジン室６０は、メインフレーム１１の後方に設けられた空間で、エンジン６１、油圧ポンプ６２、アシスト電動モータ（Ａ／Ｍ）６３等を収納している。

ラジエータ室７０は、ユーティリティ室８０の後方に設けられた空間で、ラジエータ７１、蓄電装置７２等を収納している。

ユーティリティ室８０は、運転室３０の後方に設けられた空間で、ＰＣＵ８１等を収納している。

アシスト電動モータ６３は、車体コントローラ３９からの指令を受け、蓄電装置７２に接続されたＰＣＵ８１によって制御される。例えば、エンジン６１のトルクが油圧ポンプ６２の要求トルクよりも大きいときには、エンジン６１の余剰トルクでアシスト電動モータ６３を発電機として駆動し、その発電電力を蓄電装置７２に充電する。逆に、エンジン６１の出力トルクが油圧ポンプ６２の要求トルクよりも小さいときには、蓄電装置７２に充電された電力によりアシスト電動モータ６３を電動機として駆動して、エンジン６１が油圧ポンプ６２を駆動することを助勢する。

作業装置９０は、旋回体１０に術仰動作可能に取り付けられるブーム９１と、ブーム９１の先端に俯仰動可能に取り付けられるアーム９２と、アーム９２の先端に俯仰動可能に取り付けられるバケット９３と、ブーム９１を作動させるブームシリンダ９５と、アーム９２を作動させるアームシリンダ９６と、バケット９３を作動させるバケットシリンダ９７とを備えている。このブームシリンダ９５、アームシリンダ９６、バケットシリンダ９７は、油圧ポンプ６２から制御弁９９を介して供給された吐出油によって駆動される。

次に、図３を用いて、クローラ式ハイブリッド油圧ショベルの駆動回路と本実施形態のハイブリッド式作業機械の制御装置のシステム構成について説明する。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する（後の図も同様とする）。

図３に示すような油圧ショベルの駆動回路と制御装置は、駆動回路として、エンジン６１、アシスト電動モータ６３、油圧ポンプ６２、制御弁９９、油圧アクチュエータ（ブームシリンダ９５、アームシリンダ９６、バケットシリンダ９７等）、蓄電装置７２、ＰＣＵ８１を備えている。また、ハイブリッド式作業装置の制御装置として、車体コントローラ３９、モニタ３３、入力装置３４、ロックレバー３６を備えている。

ロックレバー３６は、油圧アクチュエータ（ブームシリンダ９５、アームシリンダ９６、バケットシリンダ９７等）を作動不能にするか否かを指示するレバーであり、このロックレバー３６がロック状態に切り替えられると、パイロット圧遮断弁（図示せず）を遮断状態にして制御弁９９が作動不能状態となる。このため、油圧システムが作動不可となり、油圧アクチュエータ（ブームシリンダ９５、アームシリンダ９６、バケットシリンダ９７等）等は操作レバーの操作の有無に係らず駆動しない。またこのとき、車体コントローラ３９は、ロックレバー３６のロック状態を検出可能となるよう構成されている。

モニタ３３は、車体コントローラ３９から受信した情報を表示する。また、入力装置３４によってモニタ３３に表示される画面を操作可能であり、入力装置３４へ入力された信号は車体コントローラ３９に伝達される。更に、モニタ３３は、図４に示すように、車体コントローラ３９の演算部４１において演算されたＳＯＣの演算結果を表示し、オペレータに、現時点での蓄電装置７２のＳＯＣをＳＯＣ通知領域３３Ａにおいて知らせる。また、同時に、目標ＳＯＣ入力領域３３Ｂを表示させる。

入力装置３４は、モニタ３３と連動しており、モニタ３３に表示されたハイブリッド油圧ショベル１の各種設定を変更する際の入力装置である。例えば、図４に示すような、モニタ３３に表示された目標ＳＯＣ入力画面において、蓄電装置７２の目標ＳＯＣ入力領域３３Ｂにおいて目標ＳＯＣを入力するための装置である。

車体コントローラ３９は、クローラ式ハイブリッド油圧ショベル１の各種機器の動作を制御するコントローラである。この車体コントローラ３９には蓄電装置７２により演算されたＳＯＣ情報や、ロックレバー３６からの信号、入力装置３４からの入力信号等が集約され、様々な制御に使用される。

例えば、車体コントローラ３９は、ロックレバー３６がロック位置にあることを検出したときは、図４に示すような目標ＳＯＣの入力をオペレータに促すための目標ＳＯＣ入力画面をモニタ３３に表示させる表示手順を実行する。また、入力装置３４からの目標ＳＯＣの入力を可能とする。

また、車体コントローラ３９は、蓄電装置７２のＳＯＣが目標ＳＯＣに対して大きいときは、ＰＣＵ８１に対して放電指令信号を出力し、蓄電装置７２のＳＯＣが入力装置３４で入力された目標ＳＯＣと一致するよう、油圧ポンプ６２の傾転角を増加させ、この傾転角の増加分の負荷をアシスト電動モータ６３を駆動して得るよう制御し、蓄電装置７２に充電された電力を消費して目標ＳＯＣと一致するよう制御する。または、制御弁９９内の圧力損失を制御し、油圧ポンプ６２の吐出圧力を上昇させ、吐出圧力上昇分の負荷をアシスト電動モータ６３を駆動して得るよう制御し、蓄電装置７２に充電された電力を消費して目標ＳＯＣと一致するよう制御する。

更に、車体コントローラ３９は、蓄電装置７２のＳＯＣが目標ＳＯＣに対して小さいときは、ＰＣＵ８１に対して充電指令信号を出力し、蓄電装置７２のＳＯＣが入力装置３４で入力された目標ＳＯＣと一致するよう、アシスト電動モータ６３を発電機として駆動させて蓄電装置７２に充電させて目標ＳＯＣと一致するよう制御する。

車体コントローラ３９は演算部４１を備えており、この演算部４１は蓄電装置７２からの情報に基づいて蓄電装置７２のＳＯＣを表示する。

次に、本実施形態のハイブリッド式作業機械における蓄電装置のＳＯＣ制御方法について図５を用いて説明する。図５における処理は、エンジン６１駆動時に開始され、主に車体コントローラ３９で実行される。

まず、車体コントローラ３９は、ロックレバー３６がロック状態であるか否かを判断する（ステップＳ１）。ロックレバー３６がロック状態であると判断される場合には、ステップＳ２へ進み、それ以外の場合にはリターンに処理を進める。

次いで、車体コントローラ３９は、入力装置３４からの目標ＳＯＣ入力を可能状態とする（ステップＳ２）。その後、車体コントローラ３９は、モニタ３３に目標ＳＯＣ入力が可能である旨の表示信号を出力して、図４に示すような目標ＳＯＣ入力画面をモニタ３３に表示させて（ステップＳ３）、ステップＳ４へ処理を進める。

次いで、車体コントローラ３９は、入力装置３４から目標ＳＯＣの入力信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ４）。目標ＳＯＣの入力信号を受信した場合にはステップＳ５に処理を進め、それ以外の場合にはステップＳ１に処理を戻し、ロックレバー３６がロック状態であるか否か、目標ＳＯＣが入力されるか否かの判断を継続する。

ステップＳ４において目標ＳＯＣが入力されたと判断されたら、車体コントローラ３９は、オペレータが入力装置３４を介して設定した目標ＳＯＣが、現在の蓄電装置７２のＳＯＣと等しいか否かを判断する（ステップＳ５）。設定された目標ＳＯＣが現在の蓄電装置７２のＳＯＣと等しい場合にはリターンに進み、等しくない場合にはステップＳ６へ処理を進める。

なお、本ステップＳ５では、現在の蓄電装置７２のＳＯＣと目標ＳＯＣとが厳密に等しいとするのではなく、多少のずれ（±１％）であれば、等しいと取り扱うようにしてもよい。

次いで、車体コントローラ３９は、入力装置３４から設定された目標ＳＯＣが、現在のＳＯＣを超過するか否かを判断する（ステップＳ６）。設定された目標ＳＯＣが現在のＳＯＣを超過する場合にはステップＳ７へ処理を進め、それ以外の場合にはステップＳ８へ処理を進める。

ステップＳ６において、設定された目標ＳＯＣが現在のＳＯＣを超過すると判断された場合、車体コントローラ３９は蓄電装置７２の充電指令を出力し（ステップＳ７）、ステップＳ９に処理を進める。例えば、車体コントローラ３９は、ＰＣＵ８１に対して充電指令信号を出力し、アシスト電動モータ６３を発電機として駆動させるよう制御する。

これに対し、ステップＳ６において、設定された目標ＳＯＣが現在のＳＯＣを超過しない、即ち設定された目標ＳＯＣが現在のＳＯＣ未満であると判断された場合は、車体コントローラ３９は、蓄電装置７２に対して放電指令を出力し（ステップＳ８）、ステップＳ９へ処理を進める。例えば、車体コントローラ３９は、ＰＣＵ８１に対して放電指令信号を出力し、油圧ポンプ６２の傾転角を増加させて傾転角の増加分の負荷をアシスト電動モータ６３を駆動して得るよう、若しくは、油圧ポンプ６２の吐出圧力を上昇させてこの吐出圧力上昇分の負荷をアシスト電動モータ６３を駆動して得るよう制御する。

次いで、車体コントローラ３９は、現在の蓄電装置７２のＳＯＣが先にオペレータが設定した目標ＳＯＣと等しいか否かの判断を再び行う（ステップＳ９）。等しい場合はリターンに処理を進めて処理を終了し、等しくない場合はステップＳ６に処理を戻し、再度蓄電装置７２のＳＯＣが目標ＳＯＣと等しくなるよう制御を行う。

上述した本発明のハイブリッド式作業機械の第１の実施形態では、車体コントローラ３９において、ロックレバー３６がロック状態にあることを検出したときには、モニタ３３に蓄電装置７２の目標ＳＯＣの入力画面を表示させて、オペレータによって入力された目標ＳＯＣと蓄電装置７２のＳＯＣとが等しくなるよう最適制御を行う。

これにより、オペレータが任意の保存ＳＯＣを容易に設定可能となる。その結果、例えば長期に渡って蓄電装置７２を使用しないことが明らかな場合には、保存劣化を抑制するため目標ＳＯＣを低く設定したり、また、低温環境下ではエンジン始動性や作業性を確保するため目標ＳＯＣを高く設定するなど、蓄電装置７２を無駄なく使用可能となる。また、エンジン６１の暖機運転中に、作業に適したＳＯＣを目標ＳＯＣと入力して、目標ＳＯＣと現在の蓄電装置７２のＳＯＣとが等しくなるよう制御することができ、安定した蓄電装置７２の電力の利用が可能となる。

更に、目標ＳＯＣの入力を促す入力画面をロックレバー３６がロック状態にあると検出したときに表示させるため、最適制御の開始に専用の指示が不要である。このため、作業終了時等、ロックレバー３６がロック状態になれば最適制御の開始がオペレータに通知されるため、最適制御が確実に開始され、保存劣化の防止を確実に図ることができる。

＜第２の実施形態＞
本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態を図６乃至図１０を用いて説明する。
図６は本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態の制御装置の構成を示すブロック図、図７は本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態に記憶された最適ＳＯＣマップの一例を示す図、図８は本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態において表示される目標充電率入力画面の一例を示す図、図９は本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態の制御装置の制御例を示すフローチャート、図１０は本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態において表示される目標充電率入力画面の他の一例を示す図である。
なお、本実施形態において、第１の実施形態のハイブリッド式油圧ショベルの制御装置と同じ構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６に示す本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態の制御装置は、大略第１の形態と同様の構成であるが、以下の構成が異なる。

図６に示すようなクローラ式ハイブリッド油圧ショベルの駆動回路と制御装置は、駆動回路は図３に示す第１の実施形態における駆動回路と概略同構成である。また、ハイブリッド式作業装置の制御装置として、車体コントローラ３９Ａ、モニタ３３、入力装置３４、ロックレバー３６に加えて、ＧＰＳ受信装置３７、記憶装置３１を備えている。

ＧＰＳ受信装置３７は、クローラ式ハイブリッド油圧ショベル１の稼動時間、稼動現場の位置、日付情報などの受信および記録に使用するため、また、記憶装置３１は様々な制御に使用する情報を記憶しておくために、一般的な作業機械には予め備えられている。

車体コントローラ３９Ａは、演算部４１に加えて、推奨ＳＯＣ演算部４２を備えている。

図６において、ＧＰＳ受信装置３７は、ＧＰＳ衛星３８から地域、日付情報を受信し、その情報を車体コントローラ３９Ａに送信する。また、車体コントローラ３９Ａは、記憶装置３１から、必要に応じて予め記録された情報を引き出すことが可能である。推奨ＳＯＣ演算部４２は、ＧＰＳ受信装置３７が取得した位置、日付情報に基づき、記憶装置３１に記憶された図７に示すような油圧ショベル稼働位置と季節に関するテーブルを用いて蓄電装置７２の推奨ＳＯＣを演算する。

例えば、図７に示すテーブルでは、クローラ式ハイブリッド式油圧ショベル１が冬の時期に高緯度において稼働しているときは、外気温が低いことが想定されるため、エンジン始動性及び作業性向上を目的として、推奨ＳＯＣを６０％と、中緯度、低緯度で稼働しているときの推奨ＳＯＣ４０％より高めに設定されている。また、春や秋に稼働しているときは、高緯度での外気温は冬ほど低温にはならないと想定されるため、推奨ＳＯＣを５０％と設定され、中緯度、低緯度では４０％と設定されている。また、夏に稼働しているときは、低緯度では暑さのために外気温が非常に高いことが想定されるため、暑さによる蓄電装置７２の劣化を防止するために、推奨ＳＯＣは３０％に設定され、高緯度、中緯度では４０％に設定されている。

モニタ３３は、図８に示すように、蓄電装置７２のＳＯＣに加えて、推奨ＳＯＣ演算部４２で演算された推奨ＳＯＣを推奨ＳＯＣ表示領域３３Ｃにおいて表示する。また、モニタ３３は、目標ＳＯＣを推奨ＳＯＣに設定するか、あるいは目標ＳＯＣを手動入力するかをオペレータに選択させるための選択領域３３Ｄを表示する。選択は入力装置３４によっておこなわれ、選択領域３３Ｄで選択後、所定の決定動作を認識すると、車体コントローラ３９Ａに選択情報を送信する。

次に、本実施形態のハイブリッド式作業機械の制御装置における蓄電装置のＳＯＣ制御方法について図９を用いて説明する。図９における処理は、エンジン６１駆動時に開始され、主に車体コントローラ３９Ａで実行される。

まず、車体コントローラ３９Ａは、ロックレバー３６がロック状態であるか否かを判断する（ステップＳ１）。ロックレバー３６がロック状態である場合には、ステップＳ２Ａへ処理を進め、それ以外の場合にはリターンに処理を進める。

次いで、車体コントローラ３９Ａは、入力装置３４からの目標ＳＯＣ入力を可能状態とするとともに、ＧＰＳ受信装置３７においてＧＰＳ衛星３９から作業機械の稼動現場の位置情報及び日付情報を取得し、車体コントローラ３９に送信する（ステップＳ２Ａ）。

次いで、車体コントローラ３９Ａは、先のステップＳ２Ａで受信した位置情報及び日付情報を用いて、推奨ＳＯＣ演算部４２において記憶装置３１に予め記録された該当地域の例えば季節毎の推奨ＳＯＣを演算する（ステップＳ２Ｂ）。この推奨ＳＯＣは、図７に示すような、低温環境下であると予測される場合、エンジン始動性や作業性を確保するため高めの値に設定され、低温環境下でないと予測される場合は、エンジンアシストや暖機の必要が無いため、保存劣化を抑制するために低めの値に設定されたテーブルを参照して演算する。

次いで、車体コントローラ３９Ａは、図８に示すような、モニタ３３に目標ＳＯＣ入力が可能である旨の表示（ＳＯＣ通知領域３３Ａ）、先のステップＳ２Ｂで演算した推奨ＳＯＣ（推奨ＳＯＣ表示領域３３Ｃ）および目標ＳＯＣを推奨ＳＯＣに設定するかあるいは目標ＳＯＣを手動入力するかをオペレータに選択させるための選択領域３３Ｄを表示させて（ステップＳ３Ａ）、ステップＳ４へ処理を進める。

次いで、車体コントローラ３９は、入力装置３４において推奨ＳＯＣが目標ＳＯＣとして選択されたか否かを判断する（ステップＳ４Ａ）。推奨ＳＯＣが選択されたと判断されるときはステップＳ５に処理を進める。推奨ＳＯＣが選択されなかったと判断されるときはステップＳ４Ｂに処理を進める。次いで、車体コントローラ３９は、図８に示すような目標ＳＯＣ入力画面をモニタ３３に表示させて、入力装置３４において目標ＳＯＣが手動入力されたかを判断する（ステップＳ４Ｂ）。手動入力されたと判断されるときはステップＳ５に処理を進め、それ以外の場合にはステップＳ１に処理を戻し、ロックレバー３６がロック状態であるか否か、目標ＳＯＣが入力されるか否かの判断を継続する。

ステップＳ５以後のＳＯＣ制御方法は、第１の実施形態における図５で説明した制御方法と流れと同じである。

上述した本発明のハイブリッド式作業機械の第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態によれば、十分な知識を持たないオペレータにもクローラ式ハイブリッド式油圧ショベル１の稼働現場の位置、稼働日時に応じた適切な保存ＳＯＣを提示することができるため、適切なＳＯＣが容易に設定できるようになり、オペレータの負担が小さくなるともに、より高確率に保存劣化の防止を図ることができる、との効果を奏する。

なお、図９のステップＳ３Ａにおいて目標ＳＯＣ入力が可能である旨をモニタに表示する際に、図１０に示すような、モニタ３３に目標ＳＯＣ入力が可能である旨の表示（ＳＯＣ通知領域３３Ａ）、先のステップＳ２Ｂで演算した推奨ＳＯＣ（推奨ＳＯＣ表示領域３３Ｃ）に加えて、目標ＳＯＣ入力欄（目標ＳＯＣ入力領域３３Ｂ）を表示させ、図５のステップＳ４以降と同様の処理を進めるようにしてもよい。

＜その他＞
なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態ではハイブリッド式作業機械としてハイブリッド式油圧ショベルを例示したが、本発明におけるハイブリッド式作業機械はハイブリッド式油圧ショベルに限られない。

１…ハイブリッド式油圧ショベル、
１０…旋回体、
３０…運転室、
３１…記憶装置、
３３…モニタ（表示装置）、
３３Ａ…ＳＯＣ通知領域、
３３Ｂ…目標ＳＯＣ入力領域、
３３Ｃ…推奨ＳＯＣ表示領域、
３３Ｄ…選択領域、
３４…入力装置、
３６…ロックレバー（ロック装置）、
３７…グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信装置、
３８…ＧＰＳ衛星、
３９，３９Ａ…車体コントローラ（制御装置）、
４１…演算部、
４２…推奨ＳＯＣ演算部（推奨充電率演算部）、
６０…エンジン室、
６１…エンジン、
６２…油圧ポンプ、
６３…アシスト電動モータ（発電電動機）、
７０…ラジエータ室、
７２…蓄電装置、
８０…ユーティリティ室、
８１…パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、
９０…作業装置、
９９…制御弁。

Claims (3)

1. エンジンと、
   このエンジンによって駆動される油圧ポンプと、
   この油圧ポンプからの圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、
   前記複数の油圧アクチュエータを作動不能にするロック装置と、
   前記エンジンにより発電、若しくはエンジンの動力補助を行う発電電動機と、
   この発電電動機との間で電力の授受を行う蓄電装置とを備えたハイブリッド式作業機械において、
   前記蓄電装置の充電率を演算する演算部と、この演算部における前記充電率の演算結果を表示する表示装置と、前記蓄電装置の目標充電率を入力するための目標充電率入力装置と、前記蓄電装置の充電率が前記目標充電率入力装置で入力された目標充電率と一致するよう制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記ロック装置によって前記油圧アクチュエータがロック状態であることを検出したときは、前記演算部において演算した前記蓄電装置の充電率を前記表示装置に表示し、前記目標充電率入力装置からの前記目標充電率の入力を可能とする
   ことを特徴とするハイブリッド式作業機械。
2. 請求項１記載のハイブリッド式作業機械において、
   前記制御装置は、前記ロック装置によって前記油圧アクチュエータがロック状態であることを検出したときは、前記目標充電率の入力をオペレータに促すための目標充電率入力画面を前記表示装置に表示させる表示手順を実行する
   ことを特徴とするハイブリッド式作業機械。
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド式作業機械において、
   前記ハイブリッド式作業機械の稼動現場の位置、日付情報を取得するＧＰＳ受信装置と、
   このＧＰＳ受信装置が取得した位置、日付情報に基づき、前記蓄電装置の推奨充電率を演算する推奨充電率演算部とを更に備え、
   前記表示装置は、前記蓄電装置の充電率に加えて前記推奨充電率を表示する
   ことを特徴とするハイブリッド式作業機械。

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