JP2018044658A - ハイブリッド建設機械の制御システム及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド建設機械の蓄電器の耐久性を向上させる。【解決手段】ハイブリッド建設機械の制御システム１００は、メインポンプ７１，７２と、作動流体によって回転駆動される回生モータ８８と、回生モータ８８に連結されるモータジェネレータ９１と、蓄電器２６と、コントローラ９０と、を備え、コントローラ９０は、アクチュエータが作動していないときに、蓄電器２６の電圧が回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも小さいと判定した場合には、メインポンプ７１，７２から回生モータ８８に供給される作動流体の流量が、アクチュエータが作動しているときにメインポンプ７１，７２から吐出される作動流体の流量以上となるようにメインポンプ７１，７２を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド建設機械の制御システム及び制御方法に関するものである。

特許文献１には、エンジンと、蓄電部の電力によって駆動される回転電機と、が動力源として併用されるハイブリッド建設機械が開示されている。このハイブリッド建設機械では、アクチュエータから還流される作動油によって回生モータが回転駆動され、回生モータに連結される回転電機で回生された電力が蓄電部に充電される回生制御が行われる。また、このハイブリッド建設機械では、エンジンにより駆動されるメインポンプからアクチュエータに作動油を供給することに加えて、回転電機及び回生モータに連結されたアシストポンプからアクチュエータに作動油を供給するアシスト制御が行われる。

特開２０１５−１３７７５２号公報

特許文献１に記載されたハイブリッド建設機械では、蓄電部の電圧が低いときにアシスト制御が行われると、蓄電部が過放電状態となり、蓄電部の耐久性が低下するおそれがある。このような問題に対して、アクチュエータが操作されていない間に蓄電部に充電し、蓄電部の電圧を高めておくことが考えられる。しかしながら、アクチュエータが操作されていない時間が短いと、蓄電部の電圧を十分に高めることができず、蓄電部が過放電状態となることが避けられないおそれがある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド建設機械の蓄電部の耐久性を向上させることを目的とする。

第１の発明は、制御部が、流体圧アクチュエータが作動していないときに、蓄電部の充電量が第１所定量よりも小さいと判定した場合には、流体圧ポンプから回生モータに供給される作動流体の流量が、流体圧アクチュエータが作動しているときに流体圧ポンプから吐出される作動流体の流量以上となるように流体圧ポンプを制御することを特徴とする。

第１の発明では、流体圧アクチュエータが作動していないときに、蓄電部の充電量が第１所定量よりも小さいと、流体圧ポンプから回生モータに供給される作動流体の流量が、流体圧アクチュエータが作動しているときに流体圧ポンプから吐出される作動流体の流量以上となるように、流体圧ポンプが制御される。このように、流体圧アクチュエータが作動しておらず蓄電部の充電量が小さいときには、回転電機に連結される回生モータに流体圧ポンプから比較的多くの作動流体が供給され、回転電機における発電が促進される。この結果、流体圧アクチュエータが作動していない時間が短くとも蓄電部の充電量は速やかに上昇する。この結果、各アクチュエータが操作されていないときの蓄電部の充電量が第１所定量よりも大きい状態に保持され、蓄電部が過放電状態となることが抑制されるため、蓄電部の耐久性を向上させることができる。

第２の発明は、制御部が、流体圧アクチュエータが作動していないときに、蓄電部の充電量が第１所定量よりも小さいと判定されてから蓄電部の充電量が第１所定量よりも大きい第２所定量に至ったと判定されるまで、流体圧ポンプから回生モータに供給される作動流体の流量が、流体圧アクチュエータが作動しているときに流体圧ポンプから吐出される作動流体の流量以上となるように流体圧ポンプを制御することを特徴とする。

第２の発明では、蓄電部の充電量が第１所定量よりも小さいと判定されてから蓄電部の充電量が第２所定量に至るまでは、流体圧ポンプから回生モータに比較的大きい流量の作動流体が供給される。このため、各アクチュエータが操作されていない時間が短くとも、蓄電部の充電量を速やかに上昇させることが可能となる。この結果、各アクチュエータが操作されていないときの蓄電部の充電量が第１所定量よりも大きい状態に保持され、蓄電部が過放電状態となることが抑制されるため、蓄電部の耐久性を向上させることができる。

第３の発明は、第１所定量及び第２所定量が電圧であり、第１所定量が、蓄電部の内部温度に応じて変化する内部抵抗に蓄電部に供給される電流を乗じた値を第２所定量から差し引いた値よりも小さい値であることを特徴とする。

第３の発明では、第１所定量が、蓄電部の内部抵抗に蓄電部に供給される電流を乗じた値を第２所定量から差し引いた値よりも小さい値に設定される。このため、充電を停止した直後の蓄電部の電圧が蓄電部の内部抵抗に応じて降下したとしても、回生制御が停止されると同時に再び回生制御が開始されることを防止することができる。

第４の発明は、制御部が、制御システムを構成する装置の故障を判定し、故障が判定された場合は、流体圧アクチュエータが作動していないときに、蓄電部への充電を行わないことを特徴とする。

第４の発明では、制御システムを構成する装置の故障が判定された場合は、蓄電部への充電が停止される。このように、制御システムを構成する装置に何らかの異常が発生した場合、蓄電部への充電が停止されることで、制御システムの安全性を確保することができる。

第５の発明は、ハイブリッド建設機械の制御方法が、流体圧アクチュエータの作動状態を検知するとともに蓄電部の充電量を検出し、流体圧アクチュエータが作動しておらず、検出された蓄電部の充電量が第１所定量よりも小さい場合には、流体圧ポンプから回生モータに供給される作動流体の流量を、流体圧アクチュエータが作動しているときに流体圧ポンプから吐出される作動流体の流量以上とすることを特徴とする。

第５の発明では、流体圧アクチュエータが作動しておらず、蓄電部の充電量が第１所定量よりも小さい場合には、流体圧ポンプから回生モータに供給される作動流体の流量が、流体圧アクチュエータが作動しているときに流体圧ポンプから吐出される作動流体の流量以上となるようにハイブリッド建設機械が制御される。このように、流体圧アクチュエータが作動しておらず蓄電部の充電量が小さいときには、回生モータに流体圧ポンプから比較的多くの作動流体が供給され、回転電機における発電が促進される。この結果、流体圧アクチュエータが作動していない時間が短くとも蓄電部の充電量は速やかに上昇する。この結果、各アクチュエータが操作されていないときの蓄電部の充電量が第１所定量よりも大きい状態に保持され、蓄電部が過放電状態となることが抑制されるため、蓄電部の耐久性を向上させることができる。

本発明によれば、ハイブリッド建設機械の蓄電部の耐久性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムを示す回路図である。 ハイブリッド建設機械の制御システムにおける非操作時回生制御のフローチャートである。 ハイブリッド建設機械の制御システムにおける非操作時回生制御を説明するためのグラフである。 本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムの変形例の回路図の一部分を示したものである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システム１００の全体構成について説明する。本実施形態では、ハイブリッド建設機械が油圧ショベルである場合について説明する。油圧ショベルでは、作動流体として作動油が用いられる。

油圧ショベルは、流体圧ポンプとしての第１，第２メインポンプ７１，７２を備える。第１，第２メインポンプ７１，７２は、斜板の傾転角を調整可能な可変容量型ポンプである。第１，第２メインポンプ７１，７２は、エンジン７３によって駆動されて同軸回転する。

エンジン７３には、エンジン７３の余力を利用して発電する発電機７４が設けられる。発電機７４で発電された電力は、充電器２５を介して蓄電部としての蓄電器２６に充電される。充電器２５は、通常の家庭用の電源２７に接続された場合にも、蓄電器２６に電力を充電することができる。

蓄電器２６は、電気二重層キャパシタによって構成される。蓄電器２６には、蓄電器２６の温度を検出する温度センサ２６ａと、蓄電器２６の電圧を検出する電圧センサ（図示省略）と、蓄電器２６に供給される電流値を検出する電流センサ（図示省略）と、が設けられる。温度センサ２６ａは、検出した蓄電器２６の温度に応じた電気信号を制御部としてのコントローラ９０に出力する。なお、蓄電器２６は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池であってもよい。

第１メインポンプ７１から吐出される作動油は、第１回路系統７５に供給される。第１回路系統７５は、上流側から順に、旋回モータ７６を制御する操作弁２と、アームシリンダ（図示省略）を制御する操作弁３と、ブームシリンダ７７を制御するブーム２速用の操作弁４と、予備用アタッチメント（図示省略）を制御する操作弁５と、左走行用の第１走行用モータ（図示省略）を制御する操作弁６と、を有する。これらの旋回モータ７６，アームシリンダ，ブームシリンダ７７，予備用アタッチメントに接続される油圧機器，及び第１走行用モータが、流体圧アクチュエータ（以下、単に「アクチュエータ」と称する。）に該当する。

各操作弁２〜６は、第１メインポンプ７１から各アクチュエータへ供給される吐出油の流量を制御して、各アクチュエータの動作を制御する。各操作弁２〜６は、油圧ショベルのオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。

各操作弁２〜６は、互いに並列な中立流路７とパラレル流路８とを通じて第１メインポンプ７１に接続されている。中立流路７における操作弁２の上流側には、第１メインポンプ７１から中立流路７に供給される作動油の圧力を検出する第１供給圧力センサ６３が設けられる。また、中立流路７における操作弁２の上流側には、中立流路７の作動油圧が所定のメインリリーフ圧を超えると開弁して、作動油圧をメインリリーフ圧以下に保つメインリリーフ弁６５が設けられる。

中立流路７における操作弁６の下流側には、コントローラ９０に接続されるソレノイドを有し中立流路７の作動油を遮断可能な開閉弁９が設けられる。開閉弁９は、ノーマル状態で全開状態を保つ。開閉弁９は、コントローラ９０の指令によって閉状態に切り換えられる。

中立流路７における開閉弁９の下流側には、パイロット圧を生成するためのパイロット圧生成機構１０が設けられる。パイロット圧生成機構１０は、通過する作動油の流量が多ければ高いパイロット圧を生成し、通過する作動油の流量が少なければ低いパイロット圧を生成する。

中立流路７は、操作弁２〜６の全てが中立位置又は中立位置近傍にある場合には、第１メインポンプ７１から吐出された作動油の全部又は一部をタンクに導く。この場合、パイロット圧生成機構１０を通過する流量が多くなるため、高いパイロット圧が生成される。

一方、操作弁２〜６がフルストロークの状態に切り換えられると、中立流路７が閉ざされて作動油の流通がなくなる。この場合、パイロット圧生成機構１０を通過する流量がほとんどなくなり、パイロット圧はゼロを保つことになる。ただし、操作弁２〜６の操作量によっては、第１メインポンプ７１から吐出された作動油の一部がアクチュエータに導かれ、残りが中立流路７からタンクに導かれることになる。そのため、パイロット圧生成機構１０は、中立流路７の作動油の流量に応じたパイロット圧を生成する。つまり、パイロット圧生成機構１０は、操作弁２〜６の操作量に応じたパイロット圧を生成する。

パイロット圧生成機構１０にはパイロット流路１１が接続される。パイロット流路１１には、パイロット圧生成機構１０にて生成されたパイロット圧が導かれる。パイロット圧生成機構１０は、パイロット流路１１を介して、第１メインポンプ７１の吐出容量（斜板の傾転角）を制御するレギュレータ１２に接続される。

レギュレータ１２は、パイロット流路１１のパイロット圧と比例（比例定数は負の数）して第１メインポンプ７１の斜板の傾転角を制御する。これにより、レギュレータ１２は、第１メインポンプ７１の１回転当たりの押し除け量を制御する。即ち、第１メインポンプ７１の吐出量は、パイロット流路１１のパイロット圧に応じて変化する。操作弁２〜６がフルストロークに切り換えられて中立流路７の流れがなくなり、パイロット流路１１のパイロット圧がゼロになれば、第１メインポンプ７１の傾転角が最大になる。このとき、第１メインポンプ７１の１回転当たりの押し除け量は最大になる。

パイロット流路１１には、パイロット流路１１の圧力を検出する第１圧力センサ１３が設けられる。第１圧力センサ１３によって検出された圧力は、圧力信号としてコントローラ９０に出力される。

第２メインポンプ７２から吐出される作動油は、第２回路系統７８に供給される。第２回路系統７８は、上流側から順に、右走行用の第２走行用モータ（図示省略）を制御する操作弁１４と、バケットシリンダ（図示省略）を制御する操作弁１５と、ブームシリンダ７７を制御する操作弁１６と、アームシリンダ（図示省略）を制御するアーム２速用の操作弁１７と、を有する。これらの第２走行用モータ，バケットシリンダ，ブームシリンダ７７，及びアームシリンダが、流体圧アクチュエータ（以下、単に「アクチュエータ」と称する。）に該当する。

各操作弁１４〜１７は、第２メインポンプ７２から各アクチュエータへ供給される吐出油の流量を制御して、各アクチュエータの動作を制御する。各操作弁１４〜１７は、油圧ショベルのオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。

各操作弁１４〜１６は、互いに並列な中立流路１８とパラレル流路１９とを通じて第２メインポンプ７２に接続されている。中立流路１８における操作弁１４の上流側には、第２メインポンプ７２から中立流路１８に供給される作動油の圧力を検出する第２供給圧力センサ６４が設けられる。また、中立流路１８における操作弁１４の上流側には、中立流路１８の作動油圧が所定のメインリリーフ圧を超えると開弁して、作動油圧をメインリリーフ圧以下に保つメインリリーフ弁６６が設けられる。

なお、メインリリーフ弁６５，６６は、第１回路系統７５と第２回路系統７８との少なくともいずれか一方に設けられればよい。第１回路系統７５と第２回路系統７８とのうち一方のみにメインリリーフ弁が設けられる場合には、第１回路系統７５と第２回路系統７８との他方からも作動油が同じメインリリーフ弁に導かれるように接続される。このように、単一のメインリリーフ弁が設けられる場合には、メインリリーフ弁は、第１回路系統７５と第２回路系統７８とで共用される。また、この場合には、供給圧力センサも１つだけ設けられ、第１回路系統７５と第２回路系統７８とで共用される。

中立流路１８における操作弁１７の下流側には、コントローラ９０に接続されるソレノイドを有し中立流路１８の作動油を遮断可能な開閉弁２１が設けられる。開閉弁２１は、ノーマル状態で全開状態を保つ。開閉弁２１は、コントローラ９０の指令によって閉状態に切り換えられる。

中立流路１８における開閉弁２１の下流側には、パイロット圧を生成するためのパイロット圧生成機構２０が設けられる。パイロット圧生成機構２０は、第１メインポンプ７１側のパイロット圧生成機構１０と同じ機能を有するものである。

パイロット圧生成機構２０にはパイロット流路２２が接続される。パイロット流路２２には、パイロット圧生成機構２０にて生成されたパイロット圧が導かれる。パイロット圧生成機構２０は、パイロット流路２２を介して、第２メインポンプ７２の吐出容量（斜板の傾転角）を制御するレギュレータ２３に接続される。

レギュレータ２３は、パイロット流路２２のパイロット圧と比例（比例定数は負の数）して第２メインポンプ７２の斜板の傾転角を制御する。これにより、レギュレータ２３は、第２メインポンプ７２の１回転当たりの押し除け量を制御する。即ち、第２メインポンプの吐出量は、パイロット流路２２のパイロット圧に応じて変化する。操作弁１４〜１７がフルストロークに切り換えられて中立流路１８の流れがなくなり、パイロット流路２２のパイロット圧がゼロになれば、第２メインポンプ７２の傾転角が最大になる。このとき、第２メインポンプ７２の１回転当たりの押し除け量は最大になる。

パイロット流路２２には、パイロット流路２２の圧力を検出する第２圧力センサ２４が設けられる。第２圧力センサ２４によって検出された圧力は、圧力信号としてコントローラ９０に出力される。

次に、旋回モータ７６について説明する。

操作弁２のアクチュエータポートには、旋回モータ７６に連通する流路２８，２９が接続される。流路２８，２９には、それぞれリリーフ弁３０，３１が接続される。操作弁２が中立位置に保たれているときには、アクチュエータポートは閉じられており、旋回モータ７６は停止状態を維持する。

旋回モータ７６が停止している状態にて、操作弁２が中立位置から一方に切り換えられると、流路２８が第１メインポンプ７１に接続され、流路２９がタンクに連通する。これにより、流路２８から作動油が供給されて旋回モータ７６が一方向に回転すると共に、旋回モータ７６からの戻り油が流路２９を通じてタンクに戻される。操作弁２が他方に切り換えられると、流路２９が第１メインポンプ７１に接続され、流路２８がタンクに連通する。これにより、流路２９から作動油が供給されて旋回モータ７６が他方向に回転すると共に、旋回モータ７６からの戻り油が流路２８を通じてタンクに戻される。

次に、ブームシリンダ７７について説明する。

操作弁１６のアクチュエータポートには、ブームシリンダ７７に連通する流路３２，３５が接続される。操作弁１６が中立位置に保たれているときには、アクチュエータポートは閉じられており、ブームシリンダ７７は停止状態を維持する。

ブームシリンダ７７が停止している状態にて、操作弁１６が中立位置から一方に切り換えられると、第２メインポンプ７２から吐出された作動油が流路３２を通じてブームシリンダ７７のピストン側室３３に供給されると共に、ロッド側室３４からの戻り油が流路３５を通じてタンクに戻される。これにより、ブームシリンダ７７は伸長する。操作弁１６が他方に切り換えられると、第２メインポンプ７２から吐出された作動油が流路３５を通じてブームシリンダ７７のロッド側室３４に供給されると共に、ピストン側室３３からの戻り油が流路３２を通じてタンクに戻される。これにより、ブームシリンダ７７は収縮する。

第１回路系統７５のブーム２速用の操作弁４は、ブーム操作レバーの操作量に応じて操作弁１６と連動して切り換えられる。ブームシリンダ７７のピストン側室３３と操作弁１６とを接続する流路３２には、コントローラ９０によって開度が制御される電磁比例絞り弁３６が設けられる。電磁比例絞り弁３６はノーマル状態で全開位置を保つ。

ハイブリッド建設機械の制御システム１００は、旋回モータ７６及びブームシリンダ７７から排出される作動油のエネルギを回収する回生制御を実行する回生装置を備える。以下では、その回生装置について説明する。

回生装置による回生制御は、コントローラ９０によって実行される。コントローラ９０は、回生制御を実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）と、ＣＰＵの処理動作に必要な制御プログラムや設定値等が記憶されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）と、各種センサが検出した情報を一時的に記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）と、を備える。

まず、旋回モータ７６からの作動油を利用してエネルギ回生を行う旋回回生制御について説明する。

旋回モータ７６に接続される流路２８，２９は、旋回モータ７６からの作動油を回生用の回生モータ８８に導くための旋回回生流路４７に接続される。流路２８，２９のそれぞれには、旋回回生流路４７への作動油の流れのみを許容するチェック弁４８，４９が設けられる。旋回回生流路４７は、合流回生流路４６を通じて回生モータ８８に接続される。

回生モータ８８は、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型モータであり、発電機兼用の回転電機としてのモータジェネレータ９１と同軸回転するように連結されている。回生モータ８８は、旋回モータ７６やブームシリンダ７７から排出され合流回生流路４６を通じて還流される作動油によって回転駆動される。また、回生モータ８８は、後述のように第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出された作動油が直接供給されることによっても回転駆動される。回生モータ８８の斜板の傾転角は、傾転角制御器３８にて制御される。傾転角制御器３８は、コントローラ９０の出力信号にて制御される。

回生モータ８８は、モータジェネレータ９１を回転駆動可能である。モータジェネレータ９１が発電機として機能した場合には、発電された回生電力はインバータ９２を介して蓄電器２６に充電される。回生モータ８８とモータジェネレータ９１とは、直接連結されてもよいし、減速機を介して連結されてもよい。

回生モータ８８の上流には、回生モータ８８への作動油の供給量が充分でなくなった場合に、タンクから合流回生流路４６に作動油を吸い上げて回生モータ８８へ供給する吸上流路６１が接続される。吸上流路６１には、タンクから合流回生流路４６への作動油の流れのみを許容するチェック弁６１ａが設けられる。

旋回回生流路４７には、コントローラ９０から出力される信号にて切り換え制御される電磁切換弁５０が設けられる。電磁切換弁５０とチェック弁４８，４９との間には、旋回モータ７６の旋回動作時の旋回圧力又はブレーキ動作時のブレーキ圧力を検出する圧力センサ５１が設けられる。圧力センサ５１にて検出された圧力は、圧力信号としてコントローラ９０に出力される。

流路２８，２９を通じて供給される作動油によって旋回モータ７６が旋回している際に操作弁２が中立位置に切り換えられるブレーキ動作時には、旋回モータ７６のポンプ作用によって吐出された作動油がチェック弁４８，４９を通じて旋回回生流路４７に流入し、回生モータ８８に導かれる。

旋回回生流路４７における電磁切換弁５０の下流側には、安全弁５２が設けられる。安全弁５２は、例えば旋回回生流路４７の電磁切換弁５０などに異常が生じた場合に、流路２８，２９の圧力を維持して旋回モータ７６が逸走することを防止するものである。

コントローラ９０は、圧力センサ５１の検出圧力が旋回回生開始圧力以上になったと判定した場合には、電磁切換弁５０のソレノイドを励磁する。これにより、電磁切換弁５０が開位置に切り換わって旋回回生が開始される。コントローラ９０は、圧力センサ５１の検出圧力が旋回回生開始圧力未満になったと判定した場合には、電磁切換弁５０のソレノイドを非励磁にする。これにより、電磁切換弁５０が閉位置に切り換わって旋回回生が停止する。

次に、ブームシリンダ７７からの作動油を利用してエネルギ回生を行うブーム回生制御について説明する。

流路３２には、ピストン側室３３と電磁比例絞り弁３６との間から分岐するブーム回生流路５３が接続される。ブーム回生流路５３は、ピストン側室３３からの戻り作動油を回生モータ８８に導くための流路である。旋回回生流路４７とブーム回生流路５３とは合流して合流回生流路４６に接続される。

ブーム回生流路５３には、コントローラ９０から出力される信号にて切り換え制御される電磁切換弁５４が設けられる。電磁切換弁５４は、ソレノイドが非励磁のときに閉位置（図示の状態）に切り換えられ、ブーム回生流路５３を遮断する。電磁切換弁５４は、ソレノイドが励磁されたときに開位置に切り換えられ、ブーム回生流路５３を開通してピストン側室３３から合流回生流路４６への作動油の流れのみを許容する。

コントローラ９０は、操作弁１６の操作方向とその操作量とを検出するセンサ（図示省略）の検出結果に基づいて、オペレータがブームシリンダ７７を伸長させようとしているか、又は収縮させようとしているかを判定する。コントローラ９０は、ブームシリンダ７７の伸長動作を判定すると、電磁比例絞り弁３６をノーマル状態である全開位置に保つと共に、電磁切換弁５４を閉位置に保つ。一方、コントローラ９０は、ブームシリンダ７７の収縮動作を判定すると、操作弁１６の操作量に応じてオペレータが求めているブームシリンダ７７の収縮速度を演算すると共に、電磁比例絞り弁３６を閉じて電磁切換弁５４を開位置に切り換える。これにより、ブームシリンダ７７からの戻り作動油の全量が回生モータ８８に導かれ、ブーム回生が実行される。

次に、上述の回生制御によって回生されたエネルギによりアシストポンプ８９を駆動し、アシストポンプ８９から吐出される作動油のエネルギによって第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２の出力をアシストするアシスト制御について説明する。

アシストポンプ８９は、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型ポンプであり、回生モータ８８及びモータジェネレータ９１と同軸回転する。モータジェネレータ９１を電動モータとして使用したときの駆動力と、回生モータ８８による駆動力と、によってアシストポンプ８９を回転駆動させることが可能である。アシストポンプ８９の回転数、すなわち、アシストポンプ８９が連結されるモータジェネレータ９１の回転数は、インバータ９２に接続されたコントローラ９０によって制御される。また、アシストポンプ８９の斜板の傾転角は、傾転角制御器３７にて制御される。傾転角制御器３７は、コントローラ９０の出力信号にて制御される。

アシストポンプ８９の吐出流路３９は、第１メインポンプ７１の吐出側に合流する第１アシスト流路４０と、第２メインポンプ７２の吐出側に合流する第２アシスト流路４１と、に分岐される。分岐部には、高圧選択切換弁４２が介装される。第１アシスト流路４０には、吐出流路３９から第１メインポンプ７１の吐出側への作動油の流れのみを許容する第１チェック弁４４が設けられ、第２アシスト流路４１には、吐出流路３９から第２メインポンプ７２の吐出側への作動油の流れのみを許容する第２チェック弁４５が設けられる。

高圧選択切換弁４２は、３ポート３位置のスプール式の切換弁である。高圧選択切換弁４２には、スプールの両端に臨んでパイロット室４２ａ，４２ｂがそれぞれ設けられる。一方のパイロット室４２ａには、第１チェック弁４４より第１メインポンプ７１側の第１アシスト流路４０内の作動油が第１パイロット通路４３ａを通じて供給される。他方のパイロット室４２ｂには、第２チェック弁４５より第２メインポンプ７２側の第２アシスト流路４１内の作動油が第２パイロット通路４３ｂを通じて供給される。各パイロット通路４３ａ，４３ｂには、高圧選択切換弁４２のスプールが急激に移動することを防止するために、図示しない減衰用絞りが設けられる。

高圧選択切換弁４２は、スプールの両端に設けられるセンタリングスプリングによって中立位置に保持される。高圧選択切換弁４２が、中立位置に保持されている状態では、アシストポンプ８９の吐出油は、第１アシスト流路４０及び第２アシスト流路４１に按分して供給される。

一方のパイロット室４２ａのパイロット圧が他方のパイロット室４２ｂのパイロット圧より高い場合には、高圧選択切換弁４２は、吐出流路３９と第２アシスト流路４１との連通を遮断し、吐出流路３９と第１アシスト流路４０とを連通させる第１切換位置に切り換えられる。そして、他方のパイロット室４２ｂのパイロット圧が一方のパイロット室４２ａのパイロット圧より高い場合には、高圧選択切換弁４２は、吐出流路３９と第１アシスト流路４０との連通を遮断し、吐出流路３９と第２アシスト流路４１とを連通させる第２切換位置に切り換えられる。

つまり、高圧選択切換弁４２は、第１アシスト流路４０と第２アシスト流路４１とのうち、高圧の方の流路を選択してアシストポンプ８９の吐出油を供給している。また、一方のパイロット室４２ａと他方のパイロット室４２ｂとの差圧によっては、高圧選択切換弁４２は、中立位置と第１切換位置との中間の位置、または、中立位置と第２切換位置との中間の位置に保持される場合もある。この場合、圧力が高い方の流路には多量の吐出油が供給され、圧力が低い方の流路には少量の吐出油が供給されることになる。

モータジェネレータ９１の駆動力によってアシストポンプ８９が回転すると、アシストポンプ８９は、第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２の少なくとも一方の出力をアシストする。第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２のいずれをどの程度アシストするかは、コントローラ９０によって制御される比例電磁絞り弁等を要することなく、高圧選択切換弁４２によって自動的に決定される。

また、モータジェネレータ９１の駆動力によってアシストポンプ８９が回転している際に、合流回生流路４６を通じて回生モータ８８に作動油が供給され、回生モータ８８が回転すると、回生モータ８８の回転力は、モータジェネレータ９１に対するアシスト力として作用する。したがって、回生モータ８８の回転力の分だけ、アシストポンプ８９を回転駆動させるモータジェネレータ９１の消費電力を少なくすることができる。なお、回生モータ８８が駆動源となりモータジェネレータ９１が発電機として使用される際には、アシストポンプ８９の斜板の傾転角がゼロに設定され、アシストポンプ８９はほぼ無負荷状態となる。

次に、第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出され、余剰となった作動油を、各アクチュエータを介することなく、回生モータ８８に直接的に供給することで作動油のエネルギを回生する余剰流量回生制御について説明する。余剰流量回生制御は、旋回回生制御及びブーム回生制御と同様にコントローラ９０によって実行される。

第１メインポンプ７１から吐出された作動油を回生モータ８８に直接的に導くために、第１メインポンプ７１の吐出側に連通する第１アシスト流路４０から分岐する第１メインポンプ回生流路５５が設けられる。第１メインポンプ回生流路５５は、一端が第１アシスト流路４０の第１チェック弁４４より第１メインポンプ７１側に接続され、他端が合流流路５７を介して合流回生流路４６に接続される。同様に、第２メインポンプ７２から吐出された作動油を回生モータ８８に直接的に導くために、第２メインポンプ７２の吐出側に連通する第２アシスト流路４１から分岐する第２メインポンプ回生流路５６が設けられる。第２メインポンプ回生流路５６は、一端が第２アシスト流路４１の第２チェック弁４５より第２メインポンプ７２側に接続され、他端が合流流路５７を介して合流回生流路４６に接続される。合流流路５７には、第１，第２メインポンプ７１，７２から合流回生流路４６に向かう作動油の流れのみを許容するチェック弁６０が設けられる。

第１，第２メインポンプ回生流路５５，５６には、それぞれ電磁弁５８，５９が設けられる。電磁弁５８，５９は、コントローラ９０に接続されるソレノイドを有し、ソレノイドが非励磁のときには、閉位置（図示の位置）に切り換えられ、ソレノイドが励磁されたときに開位置に切り換えられる。

コントローラ９０は、第１供給圧力センサ６３の検出値がメインリリーフ弁６５のメインリリーフ圧にほぼ達していると判定した場合には、電磁弁５８のソレノイドを励磁する。これにより、電磁弁５８が開位置に切り換えられ、第１メインポンプ７１から吐出されメインリリーフ弁６５を通じてタンクに排出されていた余剰の作動油は、第１メインポンプ回生流路５５を通って合流回生流路４６に導かれ、回生モータ８８によりそのエネルギが回収される。

同様に、コントローラ９０は、第２供給圧力センサ６４の検出値がメインリリーフ弁６６のメインリリーフ圧にほぼ達していると判定した場合には、電磁弁５９のソレノイドを励磁する。これにより、電磁弁５９が開位置に切り換えられ、第２メインポンプ７２から吐出されメインリリーフ弁６６を通じてタンクに排出されていた余剰の作動油は、第２メインポンプ回生流路５６を通って合流回生流路４６に導かれ、回生モータ８８によりそのエネルギが回収される。

このように、第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出された余剰の作動油は、電磁弁５８，５９を経由して回生モータ８８に導かれる。回生モータ８８は、モータジェネレータ９１を回転駆動して発電させ、モータジェネレータ９１にて発電された電力は、インバータ９２を介して蓄電器２６に充電される。これにより、第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出される余剰の作動油による余剰流量回生が実行される。

さらに本実施形態では、上述の余剰流量回生制御に用いられる第１，第２メインポンプ回生流路５５，５６や電磁弁５８，５９等を利用して、各アクチュエータが操作されていないときに、第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出された作動油を回生モータ８８に直接的に供給し、作動油のエネルギを回生する非操作時回生制御がコントローラ９０によって実行される。

ここで、蓄電器２６の電圧が低いときに上述のアシスト制御が実行されると、蓄電器２６の電圧が使用下限電圧近傍となり、結果として蓄電器２６の耐久性が低下するおそれがある。このような事態を回避するためには、アシスト制御が行われる前、すなわち、各アクチュエータが操作されていない間に蓄電器２６に充電し、蓄電器２６の電圧を高めておく必要がある。しかしながら、各アクチュエータが操作されていない時間が短いと、蓄電器２６の電圧を十分に高めることができず、蓄電器２６が過放電状態となることを避けられないおそれがある。

そこで、非操作時回生制御では、各アクチュエータが操作されていない時間が短い場合であっても蓄電器２６の電圧を速やかに上昇させるために、第１，第２メインポンプ７１，７２から回生モータ８８に供給される作動油の流量を各アクチュエータが作動しているときに第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出される作動油の流量以上となるように増大させている。

以下に、図１から図３を参照し、非操作時回生制御について説明する。図２は、非操作時回生制御が実行される際のフローチャートであり、図３は、非操作時回生制御と蓄電器２６の電圧との関連性を示した図である。

コントローラ９０は、後述する非操作時回生制御を実行するための条件が揃うと、電磁弁５８のソレノイドを励磁して、電磁弁５８を開位置に切り換えるとともに、開閉弁９のソレノイドを励磁して、開閉弁９を閉位置に切り換える。開閉弁９が閉位置に切り換えられたことで、パイロット圧生成機構１０への作動油の流入が遮断されるため、パイロット圧がゼロとなり、第１メインポンプ７１の傾転角、すなわち吐出量は最大となる。第１メインポンプ７１から吐出された作動油は、第１メインポンプ回生流路５５を通って合流回生流路４６に導かれ、回生モータ８８によりそのエネルギが回収される。

同様に、コントローラ９０は、第２メインポンプ７２の吐出量を最大とし、第２メインポンプ７２から吐出された作動油を、第２メインポンプ回生流路５６を通じて回生モータ８８に導くことが可能である。

このように、吐出量が最大となるように制御された第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出された作動油は、電磁弁５８，５９を経由して回生モータ８８に導かれ、回生モータ８８とともにモータジェネレータ９１を回転駆動させる。このとき、モータジェネレータ９１へのトルク指令値を、回生モータ８８に供給される作動油の流量に応じて大きくすることによって、モータジェネレータ９１において発電される電力を増大させることができる。モータジェネレータ９１にて発電された電力は、インバータ９２を介して蓄電器２６に速やかに充電される。このように、非操作時回生制御では、吐出量が最大となるように第１，第２メインポンプ７１，７２が制御されるため、各アクチュエータが操作されていない時間が短くとも、蓄電器２６の電圧を急速に上昇させることができる。

なお、第１，第２メインポンプ７１，７２の両方の吐出量を最大とすることに代えて、第１，第２メインポンプ７１，７２のうちの何れか一方のみの吐出量が最大となるように制御してもよい。この場合、他方のポンプの傾転角は最小の状態に維持され、その吐出量はアクチュエータが操作されていないときの流量であるスタンバイ流量となる。このように、第１，第２メインポンプ７１，７２の何れか一方の吐出量を最大とした場合であっても、第１，第２メインポンプ７１，７２の両方から回生モータ８８に供給される作動油の流量が増大するため、モータジェネレータ９１に連結される回生モータ８８は、傾転角が最大またはモータ効率が高い状態で駆動され、モータジェネレータ９１において発電される電力を速やかに効率的に増大させることができる。

また、開閉弁９，２１を閉じることによってパイロット圧をゼロとし、第１，第２メインポンプ７１，７２の吐出量を最大とする構成に代えて、第１，第２メインポンプ７１，７２の傾転角をそれぞれ電気的に制御し、第１，第２メインポンプ７１，７２の吐出量を最大、または、ポンプ効率を最高とする構成としてもよい。また、第１，第２メインポンプ７１，７２の両方の吐出量を最大とした場合、供給された作動油のエネルギを回生モータ８８によって回収させるには、容量が大きい回生モータ８８を用意する必要がある。このため、第１，第２メインポンプ７１，７２の傾転角をそれぞれ電気的に制御し、回生モータ８８の容量に合せて、第１，第２メインポンプ７１，７２の吐出量を調整してもよい。これらの場合であっても、第１，第２メインポンプ７１，７２の両方から回生モータ８８に供給される作動油の流量が増大するため、モータジェネレータ９１に連結される回生モータ８８は、傾転角が最大またはモータ効率が高い状態で駆動され、モータジェネレータ９１において発電される電力を速やかに効率的に増大させることができる。

続いて、コントローラ９０によって実行される非操作時回生制御について、図２に示されるフローチャートを参照して具体的に説明する。

最初に、ステップＳ１１において、コントローラ９０は、オペレータによって各アクチュエータが操作されているか否かを判定する。各アクチュエータが操作されているか否かは、各操作弁２〜６，１４〜１７の変位やオペレータによって操作される各操作レバーの変位に基づいて判定される。なお、本ステップにおいて判定に用いられるパラメータとしては、各操作弁２〜６，１４〜１７の変位等に限定されず、各アクチュエータの操作に関連して変化するものであればどのようなものであってもよく、例えば、各アクチュエータに接続される配管内の作動油の圧力であってもよい。

ステップＳ１１において、各アクチュエータが操作されていると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、非操作時回生制御による回生がすでに実行されているとき（非操作時回生フラグが「１」のとき）には回生を停止させ、非操作時回生フラグを「０」とする。非操作時回生制御による回生が実行されていないとき、すなわち、非操作時回生フラグが「０」である場合には、回生が実行されない状態を継続させる。

ステップＳ１１において、各アクチュエータが操作されていないと判定された場合には、ステップＳ１３に進み、回生装置を構成する機器、例えば、モータジェネレータ９１やインバータ９２、蓄電器２６、温度センサ２６ａ、回生モータ８８の傾転角制御器３８等の異常を検知し、回生を正常に実行することが可能か否かを判定する。

ステップＳ１３において、回生装置を構成する機器に異常があり回生を正常に実行することできないと判定された場合には、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４ではステップＳ１２と同じ制御が実行される。

ステップＳ１３において、回生装置を構成する機器に異常がなく、回生を正常に実行することできると判定された場合には、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、蓄電器２６の充電量を示す電圧値Ｖｃが第２所定量としての回生停止電圧Ｖｍａｘ以上であるか否かが判定される。

ここで、回生停止電圧Ｖｍａｘは、図３に示されるように、蓄電器２６の使用上限電圧Ｖｍａｘ０よりも低い値に設定される。回生停止電圧Ｖｍａｘは、旋回回生制御やブーム回生制御が行われる際に回生が停止される電圧と同じ値であってもよい。但し、この場合には、蓄電器２６の電圧が回生停止電圧Ｖｍａｘとなった状態で旋回回生制御やブーム回生制御が行われると、ほとんど回生が行われず、作動油のエネルギを回収することができないため、ハイブリッド建設機械のシステム効率が低下するおそれがある。このため、回生停止電圧Ｖｍａｘは、旋回回生制御やブーム回生制御が行われる際に回生が停止される電圧よりも低い値に設定されることが好ましい。なお、旋回回生制御またはブーム回生制御が実行され作動油のエネルギが回生された場合にどの程度蓄電器２６の電圧が上昇するかが予測される場合には、旋回回生制御またはブーム回生制御による蓄電器２６の電圧の上昇分を見越して回生停止電圧Ｖｍａｘを適宜変更してもよい。

ステップＳ１５において、蓄電器２６の電圧値Ｖｃが回生停止電圧Ｖｍａｘ以上であると判定された場合には、ステップ１６に進む。ステップ１６では、非操作時回生制御による回生がすでに実行されている場合には回生を停止させ、非操作時回生フラグを「０」とする。非操作時回生制御による回生が実行されていない場合、すなわち、非操作時回生フラグが「０」である場合には、蓄電器２６の電圧値Ｖｃが高い状態であり、まだ非操作時回生制御を実行する必要性がないため、回生が実行されない状態を継続させる。

ステップＳ１５において、蓄電器２６の電圧値Ｖｃが回生停止電圧Ｖｍａｘ未満であると判定された場合には、ステップ１７に進む。ステップＳ１７では、蓄電器２６の電圧値Ｖｃが第１所定量としての回生開始電圧Ｖｍｉｎ以下であるか否かが判定される。

ここで、回生開始電圧Ｖｍｉｎは、図３に示されるように、蓄電器２６の使用下限電圧Ｖｍｉｎ０よりも高い値に設定される。また、通常、充電を停止した直後の蓄電器２６の電圧は、蓄電器２６の内部温度Ｔに応じて変化する内部抵抗Ｒ（Ｔ）に電流Ｉを乗じた分だけ降下する。つまり、回生停止電圧Ｖｍａｘと回生開始電圧Ｖｍｉｎとの差分が内部抵抗Ｒ（Ｔ）に電流Ｉを乗じた値よりも小さいと、充電されて回生停止電圧Ｖｍａｘとなった後の蓄電器２６の電圧は、電圧降下によって回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも小さくなるため、回生制御が停止されると同時に再び回生制御が開始されることになる。このような現象を避けるために、回生開始電圧Ｖｍｉｎは、蓄電器２６の内部温度Ｔに応じて変化する内部抵抗Ｒ（Ｔ）に蓄電器２６に供給される電流Ｉを乗じた値を回生停止電圧Ｖｍａｘから差し引いた電圧値よりも小さい値に随時更新されることが好ましい。なお、内部抵抗Ｒ（Ｔ）の特性は、蓄電器２６の充電量（ＳＯＣ）や蓄電器２６の内部温度Ｔに応じて変化するため、内部抵抗Ｒ（Ｔ）の特性をコントローラ９０に記憶させておくことで、温度センサ２６ａと電流センサの検出値に基づいて、どの程度の電圧降下が生じるかを予測することが可能である。

ステップＳ１７において、蓄電器２６の電圧値Ｖｃが回生開始電圧Ｖｍｉｎ以下であると判定されると、ステップ１８に進み、非操作時回生制御による回生を開始し、非操作時回生フラグを「１」とする。具体的には、上述のように、コントローラ９０は、電磁弁５８のソレノイドを励磁して、電磁弁５８を開位置に切り換えるとともに、開閉弁９のソレノイドを励磁して、開閉弁９を閉位置に切り換える。開閉弁９が閉位置に切り換えられたことで、パイロット圧生成機構１０への作動油の流入が遮断されるため、パイロット圧がゼロとなり、第１メインポンプ７１の傾転角、すなわち吐出量は最大となる。第１メインポンプ７１から吐出された作動油は、第１メインポンプ回生流路５５を通って合流回生流路４６に導かれ、回生モータ８８によりそのエネルギが回収される。なお、非操作時回生制御による回生が開始された後、蓄電器２６の電圧値Ｖｃが回生停止電圧Ｖｍａｘまで上昇すると、上述のようにステップＳ１５にて非操作時回生制御による回生が停止される。

ステップＳ１７において、蓄電器２６の電圧値Ｖｃが回生開始電圧Ｖｍｉｎより大きいと判定された場合には、ステップ１９に進み、非操作時回生フラグが「１」か否か、すなわち、非操作時回生制御による回生が実行中であるか否かが判定される。

ステップＳ１９において、非操作時回生フラグが「１」であると判定されると、ステップ２０に進み、非操作時回生フラグが「１」ではないと判定されると、ステップ２１に進む。

ステップ２０に進んだとき、蓄電器２６の電圧値Ｖｃは、回生開始電圧Ｖｍｉｎより大きく、且つ回生停止電圧Ｖｍａｘ未満である。さらに、非操作時回生フラグが「１」であることから非操作時回生制御による回生が実行中である。つまり、蓄電器２６は、非操作時回生制御によって、図３のＡで示される矢印に沿って充電されている最中である。このため、ステップ２０では、回生を継続させ、非操作時回生フラグを「１」のままとする。

一方で、ステップ２１に進んだとき、蓄電器２６の電圧値Ｖｃは、回生開始電圧Ｖｍｉｎより大きく、且つ回生停止電圧Ｖｍａｘ未満であるが、非操作時回生フラグは「１」ではなく「０」であることから非操作時回生制御による回生は実行されていない。つまり、蓄電器２６は、図３のＢで示される領域にあり、まだ非操作時回生制御を実行する必要性がないため、非操作時回生フラグを「０」のままとし、回生が実行されない状態を継続させる。このような状況は、例えば、旋回回生制御やブーム回生制御による回生が終了したときの蓄電器２６の電圧値Ｖｃが回生開始電圧Ｖｍｉｎより大きく回生停止電圧Ｖｍａｘ未満であった場合に起こり得る。

このように、非操作時回生制御が行われることによって、各アクチュエータが操作されていない間の蓄電器２６の電圧値Ｖｃは、使用下限電圧Ｖｍｉｎ０よりも十分に高い回生開始電圧Ｖｍｉｎから使用上限電圧Ｖｍａｘ０よりも十分に低い回生停止電圧Ｖｍａｘまでの一定の範囲内に保持される。このため、アシスト制御が実行されたとしても蓄電器２６の電圧値Ｖｃが使用下限電圧Ｖｍｉｎ０にまで低下して蓄電器２６が過放電状態となることが抑制されるとともに、旋回回生制御やブーム回生制御が実行されたとしても蓄電器２６の電圧値Ｖｃが使用上限電圧Ｖｍａｘ０にまで上昇して蓄電器２６が過充電状態となることが抑制される。また、回生停止電圧Ｖｍａｘを、旋回回生制御やブーム回生制御が行われる際に回生が停止される電圧よりも低い値に設定しておけば、旋回回生制御やブーム回生制御が行われた際に作動油のエネルギを十分に回収することができるため、ハイブリッド建設機械のシステム効率を向上させることができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

ハイブリッド建設機械の制御システム１００では、各アクチュエータが操作されていないときの蓄電器２６の電圧値Ｖｃが回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも小さい場合、吐出量が最大となるように制御された第１，第２メインポンプ７１，７２から回生モータ８８に作動油が供給される。このため、各アクチュエータが操作されていない時間が短くとも、蓄電器２６の電圧を速やかに上昇させることが可能となる。この結果、蓄電器２６が過放電状態となることが抑制され、蓄電器２６の耐久性を向上させることができる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、非操作時回生制御が行われる際に操作される電磁弁５８，５９や開閉弁９，２１は、コントローラ９０によって直接開閉制御されている。これに代えて、電磁弁５８，５９及び開閉弁９，２１をパイロット圧が供給されることによって開閉する形式の弁体に変更し、これらにパイロット圧を供給する単一の電磁弁を別途設け、この電磁弁によるパイロット圧の供給をコントローラ９０により制御する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、蓄電器２６の電圧値Ｖｃを蓄電器２６の充電量とし、電圧値Ｖｃに基づいて非操作時回生制御を実行するか否かが判定されている。これに代えて、蓄電器２６の充電率（ＳＯＣ，Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を蓄電器２６の充電量とし、充電率に基づいて非操作時回生制御を実行するか否かが判定されてもよい。

また、上記実施形態では、第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出された作動油は、第１，第２メインポンプ回生流路５５，５６に設けられる電磁弁５８，５９を通じて回生モータ８８に供給される。これに代えて、例えば、図４に示すように、ブーム２速用の操作弁４内にパラレル流路８と第１メインポンプ回生流路５５とを連通可能な流路を形成し、操作弁４の切り換えによって、第１メインポンプ７１から吐出された作動油を回生モータ８８に供給する構成としてもよい。

図４において、ブーム２速用の操作弁４は、電磁弁５８ａを通じてパイロット圧源ＰＰがパイロット室４ａに供給されると、パラレル流路８から分岐された分岐流路８ａと第１メインポンプ回生流路５５とを連通させる位置に切り換えられる。このように、既存の操作弁２〜６，１４〜１７を利用することにより、ハイブリッド建設機械の制御システム１００をコンパクト化することができる。なお、図４では、ブーム２速用の操作弁４の他の切換位置における流路等については省略して示している。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

ハイブリッド建設機械の制御システム１００は、アクチュエータに作動流体を供給する可変容量型の第１，第２メインポンプ７１，７２と、アクチュエータから還流される作動油または第１，第２メインポンプ７１，７２から供給される作動油によって回転駆動される回生モータ８８と、回生モータ８８に連結されるモータジェネレータ９１と、モータジェネレータ９１によって発電された電力を貯める蓄電器２６と、回生モータ８８及びモータジェネレータ９１に連結され、アクチュエータに作動油を供給可能なアシストポンプ８９と、第１，第２メインポンプ７１，７２から回生モータ８８への作動油の供給を制御するコントローラ９０と、を備え、コントローラ９０は、アクチュエータが作動していないときに、蓄電器２６の電圧が回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも小さいと判定した場合には、第１，第２メインポンプ７１，７２から回生モータ８８に供給される作動油の流量が、アクチュエータが作動しているときに第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出される作動油の流量以上となるように第１，第２メインポンプ７１，７２を制御する。

この構成では、各アクチュエータが操作されていないときの蓄電器２６の電圧値Ｖｃが回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも小さい場合、第１，第２メインポンプ７１，７２から回生モータ８８に供給される作動油の流量が、アクチュエータが作動しているときに第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出される作動油の流量以上となるように第１，第２メインポンプ７１，７２が制御される。このように比較的大きい流量の作動油が回生モータ８８に供給されるため、各アクチュエータが操作されていない時間が短くとも、蓄電器２６の電圧を速やかに上昇させることが可能となる。この結果、各アクチュエータが操作されていないときの蓄電器２６の電圧が回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも高い状態に保持され、蓄電器２６が過放電状態となることが抑制されるため、蓄電器２６の耐久性を向上させることができる。

また、コントローラ９０は、アクチュエータが作動していないときに、蓄電器２６の電圧が回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも小さいと判定されてから蓄電器２６の電圧が回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも大きい回生停止電圧Ｖｍａｘに至ったと判定されるまで、第１，第２メインポンプ７１，７２から回生モータ８８に供給される作動油の流量が、アクチュエータが作動しているときに第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出される作動油の流量以上となるように第１，第２メインポンプ７１，７２を制御する。

この構成では、蓄電器２６の電圧が回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも小さいと判定されてから蓄電器２６の電圧が回生停止電圧Ｖｍａｘに至るまでは、第１，第２メインポンプ７１，７２から回生モータ８８に比較的大きい流量の作動油が供給される。つまり、アクチュエータが作動していないときに蓄電器２６への充電が行われている間は、比較的大きい流量の作動油が回生モータ８８に供給される状態が継続される。このため、各アクチュエータが操作されていない時間が短くとも、蓄電器２６の電圧を速やかに上昇させることが可能となる。この結果、各アクチュエータが操作されていないときの蓄電器２６の電圧が回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも高い状態に保持され、蓄電器２６が過放電状態となることが抑制されるため、蓄電器２６の耐久性を向上させることができる。

また、回生開始電圧Ｖｍｉｎは、蓄電器２６の内部温度Ｔに応じて変化する内部抵抗Ｒ（Ｔ）に蓄電器２６に供給される電流Ｉを乗じた値を回生停止電圧Ｖｍａｘから差し引いた値よりも小さい値である。

この構成では、回生開始電圧Ｖｍｉｎが、蓄電器２６の内部抵抗Ｒ（Ｔ）に蓄電器２６に供給される電流Ｉを乗じた値を回生停止電圧Ｖｍａｘから差し引いた値よりも小さい値に設定される。このため、充電を停止した直後の蓄電器２６の電圧が、蓄電器２６の内部抵抗Ｒ（Ｔ）に応じて降下したとしても、回生制御が停止されると同時に再び回生制御が開始されることを防止することができる。また、蓄電器２６の内部抵抗Ｒ（Ｔ）を考慮しつつ、回生開始電圧Ｖｍｉｎと回生停止電圧Ｖｍａｘとの差をできるだけ小さく設定しておくことで、各アクチュエータが操作されていないときの回生制御を短時間で終了させることが可能となり、蓄電器２６の電圧を一定の範囲内に保持することが容易となる。

また、コントローラ９０は、制御システム１００を構成する装置の故障を判定し、故障が判定された場合は、アクチュエータが作動していないときに、蓄電器２６への充電を行わない。

この構成では、制御システム１００を構成する装置の故障が判定された場合は、蓄電器２６への充電が停止される。このように、制御システム１００を構成する装置に何らかの異常が発生した場合、蓄電器２６への充電が停止されることで、制御システム１００の安全性を確保することができる。

また、アクチュエータに作動油を供給する可変容量型の第１，第２メインポンプ７１，７２と、アクチュエータから還流される作動油または第１，第２メインポンプ７１，７２から供給される作動油によって回転駆動される回生モータ８８と、回生モータ８８に連結されるモータジェネレータ９１と、モータジェネレータ９１によって発電された電力を貯める蓄電器２６と、回生モータ８８及びモータジェネレータ９１に連結され、アクチュエータに作動油を供給可能なアシストポンプ８９と、を備えるハイブリッド建設機械を制御する制御方法は、アクチュエータの作動状態を検知するとともに蓄電器２６の電圧を検出し、アクチュエータが作動しておらず、検出された蓄電器２６の電圧が回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも小さい場合には、第１，第２メインポンプ７１，７２から回生モータ８８に供給される作動油の流量を、アクチュエータが作動しているときに第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出される作動油の流量以上とする。

この制御方法では、各アクチュエータが操作されていないときの蓄電器２６の電圧値Ｖｃが回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも小さい場合、第１，第２メインポンプ７１，７２から回生モータ８８に供給される作動油の流量が、アクチュエータが作動しているときに第１，第２メインポンプ７１，７２から吐出される作動油の流量以上となるように第１，第２メインポンプ７１，７２が制御される。このように比較的大きい流量の作動油が回生モータ８８に供給されるため、各アクチュエータが操作されていない時間が短くとも、蓄電器２６の電圧を速やかに上昇させることが可能となる。この結果、各アクチュエータが操作されていないときの蓄電器２６の電圧が回生開始電圧Ｖｍｉｎよりも高い状態に保持され、蓄電器２６が過放電状態となることが抑制されるため、蓄電器２６の耐久性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００・・・ハイブリッド建設機械の制御システム、２６・・・蓄電器（蓄電部）、７１・・・第１メインポンプ（流体圧ポンプ）、７２・・・第２メインポンプ（流体圧ポンプ）、７６・・・旋回モータ（流体圧アクチュエータ）、７７・・・ブームシリンダ（流体圧アクチュエータ）、８８・・・回生モータ、８９・・・アシストポンプ、９０・・・コントローラ（制御部）、９１・・・モータジェネレータ（回転電機）

Claims (5)

1. ハイブリッド建設機械の制御システムであって、
   流体圧アクチュエータに作動流体を供給する可変容量型の流体圧ポンプと、
   前記流体圧アクチュエータから還流される作動流体または前記流体圧ポンプから供給される作動流体によって回転駆動される回生モータと、
   前記回生モータに連結される回転電機と、
   前記回転電機によって発電された電力を貯める蓄電部と、
   前記流体圧ポンプから前記回生モータへの作動流体の供給を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記流体圧アクチュエータが作動していないときに、前記蓄電部の充電量が第１所定量よりも小さいと判定した場合には、前記流体圧ポンプから前記回生モータに供給される作動流体の流量が、前記流体圧アクチュエータが作動しているときに前記流体圧ポンプから吐出される作動流体の流量以上となるように前記流体圧ポンプを制御することを特徴とするハイブリッド建設機械の制御システム。
2. 前記制御部は、前記流体圧アクチュエータが作動していないときに、前記蓄電部の充電量が前記第１所定量よりも小さいと判定されてから前記蓄電部の充電量が前記第１所定量よりも大きい第２所定量に至ったと判定されるまで、前記流体圧ポンプから前記回生モータに供給される作動流体の流量が、前記流体圧アクチュエータが作動しているときに前記流体圧ポンプから吐出される作動流体の流量以上となるように前記流体圧ポンプを制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
3. 前記第１所定量及び前記第２所定量は電圧であり、
   前記第１所定量は、前記蓄電部の内部温度に応じて変化する内部抵抗に前記蓄電部に供給される電流を乗じた値を前記第２所定量から差し引いた値よりも小さい値であることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
4. 前記制御部は、前記制御システムを構成する装置の故障を判定し、故障が判定された場合は、前記流体圧アクチュエータが作動していないときに、前記蓄電部への充電を行わないことを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
5. 流体圧アクチュエータに作動流体を供給する可変容量型の流体圧ポンプと、前記流体圧アクチュエータから還流される作動流体または前記流体圧ポンプから供給される作動流体によって回転駆動される回生モータと、前記回生モータに連結される回転電機と、前記回転電機によって発電された電力を貯める蓄電部と、を備えるハイブリッド建設機械を制御する制御方法であって、
   前記流体圧アクチュエータの作動状態を検知するとともに前記蓄電部の充電量を検出し、
   前記流体圧アクチュエータが作動しておらず、検出された前記蓄電部の充電量が第１所定量よりも小さい場合には、前記流体圧ポンプから前記回生モータに供給される作動流体の流量を、前記流体圧アクチュエータが作動しているときに前記流体圧ポンプから吐出される作動流体の流量以上とすることを特徴とするハイブリッド建設機械の制御方法。

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