KR20190113874A - 하이브리드 작업 기계 - Google Patents

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요시유키 다키가와
겐타로 이토가
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히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

하이브리드 작업 기계는, 엔진(41), 유압 펌프(51), 유압 액추에이터, 엔진(41)에 연결된 발전 전동기(61), 발전 전동기(61)와 전력을 수수하는 축전 장치(62), 엔진(41)을 목표 엔진 회전수에 기초하여 제어하는 엔진 제어부(42), 발전 전동기(61)의 동작을 제어하는 동력 제어 장치(63), 엔진 제어부(42)와 동력 제어 장치(63)를 제어하는 제어 장치(72), 목표 엔진 회전수의 변경을 지시하는 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치를 구비한다. 제어 장치(72)는, 엔진(41)이 무부하 상태일 때에 목표 엔진 회전수가 낮게 변경된 경우, 엔진(41)의 실제 회전수가 변경 후의 목표 엔진 회전수에 따른 회전수로 저하될 때까지 엔진 제어부(42) 및 동력 제어 장치(63)를 제어하여 발전 전동기(61)를 발전기로서 동작시킨다. 이에 의해, 엔진이 무부하 상태에서 목표 엔진 회전수가 낮게 변경되었을 때의 엔진 소음을 억제할 수 있다.

Description

하이브리드 작업 기계
본 발명은, 엔진 및 발전 전동기를 탑재한 하이브리드 작업 기계에 관한 것으로, 하이브리드 작업 기계에 있어서의 엔진의 회전수 제어에 관한 것이다.
유압 셔블이나 크레인 등의 작업 기계에 있어서는, 엔진 및 발전 전동기를 탑재한 하이브리드식의 것이 알려져 있다. 작업 기계에 탑재된 엔진의 출력 제어에서는, 일반적으로, 다이얼 등으로 구성된 엔진 회전수 지시 장치에 의해 지시되는 목표 엔진 회전수를 유지하도록, 엔진에 가해지는 부하의 크기에 따라서 엔진 회전수와 연료 분사량(토크)이 조정된다.
이러한 제어의 경우, 작업 기계가 비동작 시여도, 지시된 목표 엔진 회전수를 유지하도록 연료 분사량이 조정되므로, 연비가 나쁘고, 또한, 소음이 크다는 문제가 있었다. 그래서, 연비나 소음의 저감을 위해서, 작업 기계의 비동작 시, 예를 들어 모든 조작 레버가 중립 위치로 복귀되었을 때에, 엔진의 회전수를, 엔진 회전수 지시 장치가 지시하는 목표 엔진 회전수가 아닌, 그것보다도 저속의 소정의 회전수까지 자동적으로 저하시키는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2004-150305호 공보
특허문헌 1에 기재된 기술과 같이 엔진의 목표 회전수를 저속으로 변경한 경우, 엔진의 실제 회전수를 목표 회전수에 접근시키기 위해서, 엔진으로의 연료 분사를 일시적으로 정지하도록 제어함으로써, 엔진의 실제 회전수를 낮추는 것이 일반적이다. 그 후, 엔진의 실제 회전수가 저속의 목표 회전수에 가까워지면, 다시 엔진으로의 연료 분사를 개시하여 연료 분사량을 조정함으로써, 엔진의 실제 회전수가 저속의 목표 회전수로 유지되도록 제어한다.
이와 같이, 엔진으로의 연료 분사를 정지한 후에, 단시간 내에 연료 분사를 재개하는 경우, 엔진의 출력 토크의 큰 변동이 일어나, 소음이 발생한다는 문제가 있다.
또한, 엔진의 부하가 무부하 상태에 있어서 목표 엔진 회전수의 설정을 엔진 회전수 지시 장치의 조작에 의해 저속으로 변경하는 경우도, 작업 기계의 비동작 시에 목표 엔진 회전수를 자동적으로 저하시키는 경우와 동일한 문제가 염려된다. 즉, 엔진 회전수 지시 장치에 의해 변경된 저속의 목표 엔진 회전수로 엔진의 실제 회전수를 저하시킬 때에, 엔진으로의 연료 분사를 일시적으로 정지한 후, 단시간 내에 연료 분사를 재개하도록 연료 분사량이 제어되는 것이 생각된다. 이러한 제어에서는, 엔진 출력 토크의 큰 변동에 의한 소음의 발생이라고 하는 문제가 발생한다.
본 발명은, 상기 사항에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 엔진이 무부하 상태에서 엔진의 목표 회전수가 저속의 회전수로 변경되었을 때의 엔진 소음을 억제할 수 있는 하이브리드 작업 기계를 제공하는 것이다.
본원은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 엔진과, 상기 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와, 상기 엔진에 연결되어, 발전기 및 전동기의 양 동작이 가능한 발전 전동기와, 상기 발전 전동기 사이에서 전력의 수수를 행하는 축전 장치와, 상기 엔진을 목표 엔진 회전수에 기초하여 제어하는 엔진 제어부와, 상기 축전 장치의 충방전을 제어함으로써 상기 발전 전동기의 동작을 제어하는 동력 제어 장치와, 상기 엔진 제어부 및 상기 동력 제어 장치를 제어하는 제어 장치와, 오퍼레이터의 조작에 기초하여 상기 엔진 제어부에서 사용하는 상기 목표 엔진 회전수의 변경을 지시하는 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치를 구비하는 하이브리드 작업 기계이며, 상기 제어 장치는, 상기 엔진이 무부하 상태에 있을 때에 상기 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치의 지시에 의해 상기 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우에, 상기 엔진의 실제 회전수가 변경 후의 목표 엔진 회전수에 따른 회전수로 저하될 때까지, 상기 엔진 제어부 및 상기 동력 제어 장치를 제어하여 상기 발전 전동기를 발전기로서 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 엔진이 무부하 상태일 때에 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우, 발전 전동기를 발전기로서 동작시킴으로써 엔진에 부하를 부여하면서 엔진의 실제 회전수를 저하시키므로, 엔진의 감속 시에, 엔진으로의 연료 분사가 정지되는 일은 없다. 따라서, 엔진의 출력 토크의 대폭적인 변동이 발생하지 않으므로, 엔진이 무부하 상태일 때에 목표 엔진 회전수가 낮게 변경되었을 때의 엔진 소음을 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태를 적용한 유압 셔블을 도시하는 측면도이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태에 있어서의 하이브리드 구동 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 3은, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태의 일부를 구성하는 엔진 제어부가 드루프 특성에 기초하여 엔진을 제어하는 경우에 있어서의 엔진 회전수에 대한 엔진 출력 토크를 도시하는 특성도이다.
도 4는, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태의 일부를 구성하는 엔진 제어부가 드루프 특성에 기초하여 엔진을 제어하는 경우에 있어서의 연료 분사량 특성을 도시하는 특성도이다.
도 5는, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태의 일부를 구성하는 차체 컨트롤러의 연산부에 있어서의 목표 엔진 회전수 및 목표 발전 전동기 회전수의 연산 처리를 도시하는 설명도이다.
도 6은, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태 및 종래 기술에 있어서의 엔진의 설정 회전수가 낮게 변경된 경우의 엔진의 동작점의 이동을 도시하는 설명도이다.
도 7은, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태의 일부를 구성하는 차체 컨트롤러의 제어 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 8은, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제2 실시 형태에 있어서의 하이브리드 구동 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 9는, 도 8에 도시하는 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제2 실시 형태의 일부를 구성하는 차체 컨트롤러의 제어 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 실시 형태를 도면을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, 하이브리드 작업 기계의 일례로서 유압 셔블을 예로 들어 설명한다.
먼저, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태를 적용한 유압 셔블의 구성을 도 1을 사용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태를 적용한 유압 셔블을 도시하는 측면도이다. 또한, 운전석에 착좌한 오퍼레이터로부터 본 방향을 사용하여 설명한다.
도 1에 있어서, 유압 셔블(1)은, 자주 가능한 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2) 상에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(3)와, 상부 선회체(3)의 전단부에 있어서의 좌우 방향 중앙부에 부앙동 가능하게 마련된 프론트 작업기(4)를 구비하고 있다.
하부 주행체(2)는, 좌우에 크롤러식 주행 장치(11)를 구비하고 있다. 좌우의 주행 장치(11)는 각각, 유압 액추에이터로서의 주행 유압 모터(12)에 의해 구동한다.
상부 선회체(3)는, 예를 들어 유압 액추에이터로서의 선회 유압 모터(도시하지 않음)에 의해 하부 주행체(2)에 대하여 선회 구동된다. 상부 선회체(3)는, 지지 구조체인 선회 프레임(21)과, 선회 프레임(21) 상의 전방부 좌측에 설치된 운전실(22)과, 선회 프레임(21) 상의 후방부측에 배치된 기계실(23)과, 선회 프레임(21)의 후단부에 설치된 카운터 웨이트(24)를 포함하여 구성되어 있다. 운전실(22) 내에는, 후술하는 엔진 컨트롤 다이얼(71)(도 2 참조)이나 조작 장치(54)(도 2 참조) 등의 오퍼레이터가 유압 셔블(1)을 조작하기 위한 각종 기기 및 후술하는 차체 컨트롤러(72)(도 2 참조) 등이 배치되어 있다. 기계실(23)에는, 후술하는 엔진(41)(도 2 참조)이나 유압 펌프(51)(도 2 참조), 발전 전동기(61)(도 2 참조), 축전 장치(62)(도 2 참조) 등의 각종 장치가 수용되어 있다. 카운터 웨이트(24)는, 프론트 작업기(4)와의 중량 균형을 잡기 위한 것이다.
프론트 작업기(4)는, 굴삭 작업 등을 행하기 위한 작동 장치이고, 붐(31), 암(32), 버킷(33)을 구비하고 있다. 붐(31)은, 상부 선회체(3)의 선회 프레임(21)의 전단부에 있어서의 좌우 방향 중앙부에 회동 가능하게 연결되어 있다. 붐(31)의 선단부에는, 암(32)의 기단부가 회동 가능하게 연결되어 있다. 암(32)의 선단부에는, 버킷(33)의 기단부가 회동 가능하게 연결되어 있다. 붐(31), 암(32), 버킷(33)은, 각각 붐 실린더(35), 암 실린더(36), 버킷 실린더(37)에 의해 회동된다. 붐 실린더(35), 암 실린더(36), 버킷 실린더(37)는, 작동유의 공급에 의해 신축 가능한 유압 액추에이터이다.
이어서, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태에 있어서의 하이브리드 구동 시스템의 구성을 도 2를 사용하여 설명한다. 도 2는 도 1에 도시하는 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태에 있어서의 하이브리드 구동 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다. 또한, 도 2에 있어서, 도 1에 도시하는 부호와 동일 부호인 것은, 동일 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2에 있어서, 하이브리드 구동 시스템은, 하부 주행체(2), 상부 선회체(3), 프론트 작업기(4) 등을 구동하는 것이고, 엔진계(40)와, 유압계(50)와, 발전 전동계(60)와, 제어계(70)를 구비하고 있다.
엔진계(40)는, 엔진(41)과, 엔진(41)의 회전수 및 출력 토크를 제어하는 엔진 제어부(42)를 구비하고 있다.
엔진(41)은, 예를 들어 디젤 엔진에 의해 구성되어 있고, 엔진(41)의 각 기통에 분사되는 연료 분사량을 제어하는 거버너(41a)를 갖고 있다. 거버너(41a)는, 엔진 제어부(42)로부터의 제어 신호에 따른 연료 분사량을 분사하도록 연료 분사 밸브(도시하지 않음)를 제어한다. 엔진(41)에는, 엔진(41)의 실제 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출 장치(43)가 마련되어 있다. 엔진 회전수 검출 장치(43)는, 예를 들어 각속도 센서에 의해 구성되어 있고, 실제 엔진 회전수의 검출 신호를 엔진 제어부(42)로 출력한다.
엔진 제어부(42)는, 목표 엔진 회전수에 기초하여 엔진(41)을 제어하는 것이다. 구체적으로는, 후술하는 차체 컨트롤러(72)로부터의 목표 엔진 회전수의 명령 신호 및 엔진 회전수 검출 장치(43)로부터의 실제 엔진 회전수의 검출 신호를 입력하고, 그 신호들에 기초하여 소정의 연산 처리를 행하여, 거버너(41a)에 목표 연료 분사량을 지시하는 제어 신호를 출력한다. 엔진 제어부(42)의 제어 내용의 상세는 후술한다.
유압계(50)는, 엔진(41)에 의해 구동되는 유압 펌프(51) 및 도시하지 않은 파일럿 펌프와, 유압 펌프(51)로부터 토출된 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터 군(52)과, 유압 펌프(51)로부터 유압 액추에이터 군(52)에 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)을 제어하는 컨트롤 밸브 장치(53)와, 컨트롤 밸브 장치(53)를 조작하기 위한 조작 장치(54)(대표하여 하나만 도시)를 구비하고 있다.
유압 펌프(51)는, 예를 들어 가변 용량형 펌프이고, 배기 용적 가변 기구(예를 들어 경사판)와, 배기 용적 가변 기구의 틸팅 위치를 조정하여 유압 펌프(51)의 용량을 제어하는 레귤레이터(51a)를 구비하고 있다. 레귤레이터(51a)는, 파일럿 펌프(도시하지 않음)로부터의 제어 파일럿압이 도입됨으로써, 배기 용적 가변 기구의 틸팅 위치를 조정한다. 유압 펌프(51)의 토출측에 접속된 토출 관로에는, 유압 펌프(51)의 토출 압력을 검출하는 제1 압력 검출기(55)가 마련되어 있다. 제1 압력 검출기(55)는, 유압 펌프(51)의 토출 압력 검출 신호를 후술하는 차체 컨트롤러(72)로 출력한다. 또한, 레귤레이터(51a)에 입력되는 제어 파일럿압(유량 제어용 압력)을 검출하는 제2 압력 검출기(56)가 마련되어 있다. 제2 압력 검출기(56)는, 레귤레이터(51a)로의 제어 파일럿압의 검출 신호를 후술하는 차체 컨트롤러(72)로 출력한다.
유압 액추에이터 군(52)은, 도 1에 도시하는 붐 실린더(35), 암 실린더(36), 버킷 실린더(37), 좌우의 주행 유압 모터(12), 선회 유압 모터(도시하지 않음) 등을 포함하고 있다. 컨트롤 밸브 장치(53)는, 상기 복수의 유압 액추에이터(12, 35, 36, 37)의 각각에 대응하는 복수의 메인 스풀을 내장하고 있다. 이들 메인 스풀은, 조작 장치(54)로부터의 조작 파일럿압에 의해 전환 조작된다. 조작 장치(54)에는, 조작 장치(54)의 조작 파일럿압을 검출하는 제3 압력 검출기(57)가 마련되어 있다. 제3 압력 검출기(57)는, 조작 장치(54)의 조작 파일럿압의 검출 신호(레버 조작 신호)를 후술하는 차체 컨트롤러(72)로 출력한다. 제3 압력 검출기(57)는, 본 실시 형태에 있어서는, 엔진(41)에 가해지는 부하 상태를 검출하는 엔진 부하 상태 검출 장치로서 기능하는 것이다. 제3 압력 검출기(57)가 검출한 레버 조작 신호가 소정의 역치 이하인 경우에는, 복수의 유압 액추에이터(12, 35, 36, 37)가 조작되지 않은 상태이고, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태라고 판정하는 것이 가능하다.
발전 전동계(60)는, 엔진(41)에 연결된 발전 전동기(61)와, 발전 전동기(61) 사이에서 전력의 수수를 행하는 축전 장치(62)와, 축전 장치(62)의 충방전을 제어함으로써, 발전 전동기(61)의 동작을 제어하는 동력 제어 장치(이하, PCU(파워 컨트롤 유닛)라고 함)(63)를 구비하고 있다.
발전 전동기(61)는, 발전기 동작 및 전동기 동작의 양 동작이 가능한 것이다. 즉, 엔진(41)에 의해 회전 구동됨으로써 발전하는 발전기 동작과, 엔진(41) 및 유압 펌프(51)의 구동을 보조(어시스트)하는 전동기 동작을 행하는 것이 가능하다. 발전 전동기(61)가 발생한 발전 전력은, PCU(63)를 통해 축전 장치(62)에 축전된다. 한편, 엔진(41) 및 유압 펌프(51)의 구동을 보조할 때에는, PCU(63)를 통해 축전 장치(62)의 전력 공급을 받아서 구동한다. 발전 전동기(61)에는, 발전 전동기(61)의 실제 회전수를 검출하는 발전 전동기 회전수 검출 장치(64)가 마련되어 있다. 발전 전동기 회전수 검출 장치(64)는, 예를 들어 각속도 센서에 의해 구성되어 있고, 실제 발전 전동기 회전수의 검출 신호를 PCU(63)로 출력한다.
축전 장치(62)는, 예를 들어 전기 이중층의 캐패시터를 사용하여 구성되고, PCU(63)를 통해 발전 전동기(61)에 전기적으로 접속되어 있다. 축전 장치(62)는, 발전 전동기(61)의 발전 전력을 충전하고, 또한, 충전된 전력을 발전 전동기(61)에 방전하는 것이다. 축전 장치(62)로서, 캐패시터 이외에, 예를 들어 배터리 등을 사용할 수 있다.
PCU(63)는, 축전 장치(62)와 발전 전동기(61) 사이에서 직류와 교류의 변환, 직류 전력의 강압이나 승압 등을 행하는 것이다. 구체적으로는, 발전 전동기(61)의 발전 시에는, 발전 전동기(61)로부터의 교류의 발전 전력을 직류 전력으로 변환한 후, 직류 전력을 강압하여 축전 장치(62)에 공급한다. 한편, 발전 전동기(61)를 전동기로서 구동시키는 경우에는, 축전 장치(62)로부터의 직류 전력을 승압한 후, 직류 전력을 교류의 구동 전력으로 변환하여 발전 전동기(61)에 공급한다.
또한, PCU(63)는, 발전 전동기(61)의 실제 회전수가 목표 발전 전동기 회전수와 일치하도록, 발전 전동기(61)의 토크를 발생시키는 회전수 제어를 행한다. 구체적으로는, PCU(63)는, 후술하는 차체 컨트롤러(72)로부터의 목표 발전 발전기 회전수의 명령 신호 및 발전 전동기 회전수 검출 장치(64)로부터의 실제 발전 전동기 회전수의 검출 신호를 입력하고, 소정의 연산 처리에 의해 발전 전동기(61)의 토크를 연산한다. 이 연산 결과에 기초하여, 축전 장치(62)의 충방전을 제어하여 발전 전동기(61)의 회전수를 제어한다. 또한, PCU(63)는, 발전 전동기(61)의 출력 토크가 목표 토크가 되도록, 발전 전동기(61)의 출력 토크를 제어하도록 해도 된다. 이 경우, 출력 토크의 제어는, 발전 전동기(61)를 구동하는 인버터(도시하지 않음)로의 명령 전류를 제어함으로써 행한다.
제어계(70)는, 오퍼레이터의 조작에 따라서 엔진(41)의 설정 회전수를 지시하는 엔진 회전수 지시 장치로서의 엔진 컨트롤 다이얼(이하, EC 다이얼이라고 함)(71)과, 유압 셔블(1)의 전체의 제어를 행하는 제어 장치로서의 차체 컨트롤러(72)를 구비하고 있다.
EC 다이얼(71)은, 예를 들어 오퍼레이터에 의해 조작되는 조작 다이얼에 의해 구성되어 있다. EC 다이얼(71)은, 오퍼레이터의 조작에 따른 설정 회전수의 지시 신호를 차체 컨트롤러(72)로 출력한다. 또한, EC 다이얼(71)은, 업 다운 스위치 또는 엔진 레버 등에 의해 구성되어도 된다.
차체 컨트롤러(72)는, 엔진 제어부(42) 및 PCU(63)와 전기적으로 접속되어 있고, 엔진 제어부(42)를 통해 엔진(41)의 출력 토크 및 회전수를 제어함과 함께, PCU(63)를 통해 발전 전동기(61)의 토크(흡수 토크 또는 어시스트 토크) 및 회전수를 제어한다. 또한, 유압 펌프(51)의 토출 용량을 제어한다. 본 실시 형태에 있어서는, EC 다이얼(71)로부터의 지시 신호와 제3 압력 검출기로부터의 검출 신호에 기초하여, 소정의 비교 판정이나 연산 처리를 행하고, 목표 엔진 회전수를 지시하는 명령 신호를 엔진 제어부(42)로 출력하여 엔진 제어부(42)를 제어함과 함께, 목표 발전 전동기 회전수를 지시하는 명령 신호를 PCU(63)로 출력하여 PCU(63)를 제어한다.
본 실시 형태에 따른 차체 컨트롤러(72)는, 기능 블록으로서, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태인지 여부를 판정하는 부하 상태 판정부(75)와, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 변경하기 전의 설정 회전수와 비교하여 낮게 변경되었는지 여부를 판정하는 설정 회전수 변경 판정부(76)와, 목표 엔진 회전수 및 목표 발전 전동기 회전수를 연산하는 연산부(77)와, 각종의 역치 및 각종의 특성도를 미리 기억하고 있는 기억부(78)를 구비하고 있다.
부하 상태 판정부(75)는, 예를 들어 제3 압력 검출기(57)로부터의 검출 신호를 기억부(78)에 미리 기억되어 있는 소정의 역치와 비교함으로써, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태인지 여부를 판정한다. 제3 압력 검출기(57)의 검출 신호가 역치 이하인 경우에는, 복수의 유압 액추에이터(12, 35, 36, 37)가 조작되지 않았으므로, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태라고 판정한다. 한편, 제3 압력 검출기(57)의 검출 신호가 역치보다도 큰 경우에는, 복수의 유압 액추에이터(12, 35, 36, 37) 중 적어도 하나가 조작되었으므로, 엔진(41)이 부하 상태에 있다고 판정한다.
설정 회전수 변경 판정부(76)는, EC 다이얼(71)로부터의 지시 신호의 전회 지시 신호에 대한 차분의 정부에 의해, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 낮게 변경되었는지 여부를 판정한다. EC 다이얼(71)로부터의 지시 신호의 전회의 지시 신호에 대한 차분이 소정값 이상의 음인 경우에는, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 낮게 변경되었음을 판정한다.
연산부(77)는, 기본적으로는, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수에 기초하여 목표 엔진 회전수를 연산한다. 또한, 필요에 따라 목표 발전 전동기 회전수를 연산한다. 엔진(41)의 부하가 무부하 상태이면 부하 상태 판정부(75)가 판정 되고, 또한, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 변경되기 전의 설정 회전수에 비하여 낮게 변경되었음을 설정 회전수 변경 판정부(76)가 판정한 경우에는, 엔진(41)의 감속 시에, 엔진(41)의 출력 토크에 큰 변동이 일어나지 않는 목표 엔진 회전수 및 목표 발전 전동기 회전수를 연산한다. 이 경우의 구체적인 연산 처리는 후술한다.
본 실시 형태에 있어서는, EC 다이얼(71)이, 오퍼레이터의 조작에 기초하여 엔진 제어부(42)에서 사용하는 목표 엔진 회전수의 변경을 지시하는 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치를 구성하고 있다. 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치의 지시에 의해 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경되는 경우란, 오퍼레이터의 조작에 의해 EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 변경되기 전의 설정 회전수에 비하여 낮게 변경되어, 변경된 설정 회전수에 기초하여 차체 컨트롤러(72)가 목표 엔진 회전수를 연산하는 경우이다.
이어서, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태를 구성하는 엔진 제어부 및 차체 컨트롤러의 연산부가 실행하는 제어 내용을 도 3 내지 도 5를 사용하여 설명한다.
먼저, 엔진 제어부의 제어 내용을 도 2 내지 도 4를 사용하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태의 일부를 구성하는 엔진 제어부가 드루프 특성에 기초하여 엔진을 제어하는 경우에 있어서의 엔진 회전수에 대한 엔진 출력 토크를 도시하는 특성도, 도 4는 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태의 일부를 구성하는 엔진 제어부가 드루프 특성에 기초하여 엔진을 제어하는 경우에 있어서의 연료 분사량 특성을 도시하는 특성도이다. 도 3 중, 횡축 NE는 엔진 회전수이고, 종축 TE는 엔진 출력 토크이다. 굵은 선 Tf는 엔진의 사양상의 최대 토크 특성이고, 가는 선 Trx는 목표 회전수가 NEtx일 때의 레귤레이션 특성이다. 도 4 중, 횡축 ΔNE는, 차체 컨트롤러로부터 입력된 목표 엔진 회전수와 엔진 회전수 검출 장치에 의해 검출된 실제 엔진 회전수의 회전수 편차이고, 종축 F는 엔진으로의 연료 분사량이다.
도 2에 도시하는 엔진 제어부(42)는, 적어도, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태라고 차체 컨트롤러(72)가 판정하고, 또한, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 변경되기 전의 설정 회전수에 비하여 낮게 변경되었음을 차체 컨트롤러(72)가 판정한 경우에는, 엔진(41)에 가해지는 부하의 증가에 따라서 엔진 회전수를 소정의 비율(기울기)을 가지고 저하시키면서 연료 분사량을 증가시키고, 엔진(41)에 가해지는 부하의 감소에 따라서 엔진 회전수를 소정의 비율(기울기)을 가지고 상승시키면서 연료 분사량을 감소시키는 드루프 특성을 따르도록 엔진(41)을 제어한다. 즉, 엔진 제어부(42)는, 엔진(41)의 회전수가 저하됨에 따라서 엔진(41)의 출력 토크가 소정의 비율(기울기)로 증가하는 드루프 특성을 가지는 레귤레이션 특성에 기초하여 엔진(41)을 제어한다. 레귤레이션 특성은, 목표 엔진 회전수별로 설정되어 있다.
구체적으로는, 엔진 제어부(42)는, 차체 컨트롤러(72)로부터의 목표 엔진 회전수가 예를 들어 NEtx로 설정되면, 도 3에 도시한 바와 같이, 최대 토크 특성 Tf와 목표 엔진 회전수 NEtx의 교점을 지나는 소정의 기울기(우하향의 기울기)를 가지는 레귤레이션 특성 Trx 상을 엔진(41)의 동작점이 이동하도록 거버너(41a)(도 2 참조)를 제어한다. 즉, 엔진 출력 토크 TE와 엔진(41)에 가해지는 부하 토크가 균형된 엔진(41)의 동작점 B로부터, 부하 토크가 커져 엔진 회전수 NE가 저하되면, 연료 분사량을 증가시켜서 엔진 출력 토크 TE를 증대시킨다. 한편, 부하 토크가 감소되어 엔진 회전수 NE가 상승하면, 연료 분사량을 저감시켜서 엔진 출력 토크 TE를 감소시킨다. 여기에서는, 목표 엔진 회전수를, 엔진(41)의 최대 토크 특성 Tf 상의 엔진 회전수라고 정의하고 있지만, 엔진(41)에 부하가 투입되지 않은 경우의 엔진 회전수로서 정의할 수도 있다.
목표 엔진 회전수가 NEtx보다도 저속인 NEtx1로 설정된 경우에는, 레귤레이션 특성은, 최대 토크 특성 Tf와 목표 엔진 회전수 NEtx1의 교점을 지나는 우하향의 기울기를 갖는 특성 Tr1로 바뀐다. 즉, 목표 엔진 회전수가 저하될 때마다, 레귤레이션 특성이, 도 3에 도시하는 특성도에 있어서, 좌측으로 이동하도록 설정된다.
상기 레귤레이션 특성에 기초하는 제어를 가능하게 하기 위해서, 엔진 제어부(42)에서는, 예를 들어 도 4에 도시하는 연료 분사량 특성이 사용된다. 이 연료 분사량 특성은, 차체 컨트롤러(72)로부터의 목표 엔진 회전수 NEtx와 엔진 회전수 검출 장치(43)에서 검출된 엔진(41)의 실제 회전수 NEr과의 엔진 회전수 편차 ΔNE가 증대함에 따라서, 연료 분사량 F를 우하향의 직선 특성 Fx를 따라 직선 비례적으로 감소되도록 설정되어 있다. 엔진 회전수 편차 ΔNE가 0일 때, 연료 분사량 F는 최대 Fmax이고, 엔진 회전수 편차 ΔNE가 소정값 ΔNa에 달하면, 연료 분사량 F는 최소 Fmin으로 된다.
상기 레귤레이션 특성에 기초하는 제어에서는, 목표 엔진 회전수별로 대응하는 연료 분사량 특성을 미리 기억해 둔다. 엔진 제어부(42)는, 차체 컨트롤러(72)로부터 목표 엔진 회전수가 입력되면, 목표 엔진 회전수에 따른 연료 분사량 특성을 선택한다. 선택한 연료 분사량 특성을 참조하여, 연산한 엔진 회전수 편차 ΔN에 대응하는 연료 분사량을 구하고, 연산 결과의 연료 분사량을 목표값으로서 거버너(41a)로 출력한다. 거버너(41a)는, 엔진 제어부(42)로부터의 연료 분사량의 제어 신호에 기초하여, 엔진(41)에 분사하는 연료 분사량을 제어한다.
또한, 상기 이외의 통상의 제어에 있어서는, 차체 컨트롤러(72)로부터의 목표 엔진 회전수에 기초하여, 드루프 특성을 가지는 레귤레이션 특성에 기초하여 엔진(41)을 제어해도, 엔진의 부하 증감에 관계없이 엔진 회전수를 일정하게 유지하도록 연료 분사량을 조정하는 아이소크로노스 특성을 가지는 레귤레이션 특성에 기초하여 엔진(41)을 제어해도 된다. 또한, 기타의 특성을 가지는 레귤레이션 특성에 기초하여 엔진(41)을 제어해도 된다.
이어서, 차체 컨트롤러의 연산부에 있어서의 목표 엔진 회전수 및 목표 발전 전동기 회전수의 연산 처리를 도 5를 사용하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태의 일부를 구성하는 차체 컨트롤러의 연산부에 있어서의 목표 엔진 회전수 및 목표 발전 전동기 회전수의 연산 처리를 도시하는 설명도이다. 도 5 중, 횡축 NE는 엔진 회전수이고, 종축 TE는 엔진 출력 토크이다.
차체 컨트롤러(72)는, 엔진(41)이 부하 상태에 있다고 판정한 경우 등에는, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수 NEs에 기초하여 차체 상황(예를 들어, 온도)에 따라서 목표 엔진 회전수를 연산하고, 그 연산 결과를 엔진 제어부(42)로 출력한다.
한편, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태라고 판정하고, 또한, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 변경되기 전의 설정 회전수에 비하여 낮게 변경되었음을 판정한 경우에는, 저속으로 변경된 설정 회전수에 따른 회전수로 엔진(41)의 실제 회전수를 저하시키기 위해, 이하의 수순으로 목표 엔진 회전수 및 목표 발전 전동기 회전수를 연산하는 처리를 행한다. 본 연산 처리는, 기본적으로는, 발전 전동기(61)를 회전수 제어하여 발전기로서 동작시킴으로써, 엔진(41)에 부하를 부여하면서 엔진(41)의 실제 회전수를 EC 다이얼(71)이 지시하는 변경 후의 설정 회전수, 보다 구체적으로는, 새롭게 EC 다이얼(71)에 의해 지시된 설정 회전수 NEsl에 기초하여 차체 상황에 따라서 연산된 목표 회전수에 대응하는 회전수로 저하시키기 위한 것이고, 엔진 제어부(42)의 레귤레이션 특성 Tr과 동일한 레귤레이션 특성을 사용하여 발전 전동기(61)를 제어하기 위한 목표 발전 전동기 회전수를 구하는 것이다.
발전 전동기(61)는 목표 발전 전동기 회전수와 일치하도록 회전수 제어되므로, 엔진(41)도 발전 전동기(61)와 동일한 목표 발전 전동기 회전수로 구동되게 된다. 엔진(41)이 드루프 특성을 가지는 레귤레이션 특성 상에서 동작하도록 제어되는 경우, 엔진(41)은, 레귤레이션 특성 상의 목표 발전 전동기 회전수(엔진의 구동 회전수)에 대응하는 엔진 토크를 출력하게 된다. 그래서, 엔진(41)이 감속할 때에 엔진에 가하는 토크 특성으로서, 큰 토크 변동이 일어나지 않는 목표 부하 토크 특성, 즉, 후술하는 드래그 토크에 ΔT분 증가시킨 토크 특성을 정해 두고, 각 레귤레이션 특성 상의 목표 부하 토크 특성에 대한 엔진 회전수를 목표 발전 전동기 회전수로 설정한다. 이와 같이, 목표 발전 전동기 회전수를 설정하면, 엔진(41)은, 발전 전동기(61)와 같은 회전수(목표 발전 전동기 회전수)로 구동하면서, 목표 부하 토크 특성과 일치하는 엔진 토크를 출력한다.
즉, 본 실시 형태에 따른 차체 컨트롤러(72)는, 엔진(41)이 무부하 상태에 있을 때에 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치로서의 EC 다이얼(71)의 지시에 의해 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우에, 엔진 제어부(42) 및 동력 제어 장치(63)를 제어하여, 발전 전동기(61)를 발전기로서 동작시켜서 엔진(41)의 동작점이 드래그 토크 특성에 소정량을 증분한 토크 특성(목표 부하 토크 특성) 상을 이동하도록 엔진(41)의 회전수를 저하시키는 것이다.
구체적으로는, 차체 컨트롤러(72)의 기억부(78)(도 2 참조)에, 엔진 제어부(42)의 레귤레이션 특성(도 3 참조)과 동일한 드루프 특성을 가지는 목표 엔진 회전수별로의 레귤레이션 특성을 미리 기억해 둔다.
연산부(77)는, 도 5에 도시한 바와 같이, EC 다이얼(71)의 변경 전의 설정 회전수 NEsf로부터 변경 후의 설정 회전수 NEsl로 단계적으로 감소시키도록 목표 엔진 회전수를 축차 연산한다. 예를 들어, 목표 엔진 회전수 NEtn을, 이하의 식 (1)에 의해 연산한다. 식 (1)에 있어서, ΔN은, 변경 전의 설정 회전수 NEsf와 변경 후의 설정 회전수 NEsl의 차분을 m 등분한 값을 나타내고 있다. n은, 1로부터 m까지의 자연수를 나타내고 있다. 연산부(77)는, n을 연산마다 1씩 증가시켜, n이 m에 도달하면 연산을 종료하도록 구성되어 있다.
NEtn =NEsf-ΔN×n …(1)
즉, 목표 엔진 회전수 NEt1, NEt2, NEt3, …, NEtm(NEsl)은, 변경 전의 설정 회전수 NEsf로부터 ΔN분씩 감소한 수치로 된다.
또한, 연산부(77)는, 미리 기억부(78)에 기억되어 있는 레귤레이션 특성으로부터, 축차 연산된 목표 엔진 회전수 NEtn마다 레귤레이션 특성 Trn을 설정한다. 설정된 레귤레이션 특성 Trn과, 미리 정해진 목표 부하 토크 특성 TLt의 교점을 구한다. 이 교점의 회전수를 목표 발전 전동기 회전수 NGtn으로서 연산한다. 목표 부하 토크 특성 TLt로서, 예를 들어 시험 등으로부터 얻어지는 엔진(41)의 무부하 상태에서의 토크 특성인 드래그 토크 특성 TEd(유압 액추에이터(12, 35, 36, 37)가 비작동 시이고 엔진(41)이 아이들링 상태일 때의 엔진 출력 토크 특성)에 ΔT 증분한 토크 특성을 정한다. 또한, 엔진(41)의 무부하 상태에서의 드래그 토크는, 실제 엔진 회전수에 의존하는 것이고, 엔진 회전수가 낮아질수록 작아진다.
목표 엔진 회전수 NEtn을, 예를 들어 NEt1, NEt2, NEt3, …, NEtm(NEsl)과 ΔN분씩 감소시켜 가면, 레귤레이션 특성은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 그에 따라 각각 Tr1, Tr2, Tr3, …, Trm로 좌측으로 어긋나 가도록 설정된다. 이들 레귤레이션 특성 Tr1, Tr2, Tr3, …, Trm과 목표 부하 토크 특성 TLt의 교점으로부터, 목표 발전 전동기 회전수 NGtn이 NGt1, NGt2, NGt3, …, NGtm으로 단계적으로 감소되도록 구해진다.
차체 컨트롤러(72)는, 연산부(77)가 연산한 목표 엔진 회전수 NEtn 및 목표 발전 전동기 회전수 NGtn을 연산마다 각각 엔진 제어부(42) 및 PCU(63)로 출력한다. 즉, 연산 주기마다, 목표 엔진 회전수로서 순차 NEt1, NEt2, NEt3, …, NEtm을 엔진 제어부(42)에 축차 출력함과 함께, 목표 발전 전동기 회전수로서, NEt1, NEt2, NEt3, …, NEtm에 대응하는 NGt1, NGt2, NGt3, …, NGtm을 축차 PCU(63)로 출력한다. 엔진 제어부(42)는, 차체 컨트롤러(72)로부터 연산 주기마다 출력된 목표 엔진 회전수 NEt1, NEt2, NEt3, …, NEtm에 기초하여 엔진(41)의 회전수 및 토크를 제어하고, PCU(63)는, 차체 컨트롤러(72)로부터 연산 주기별로 출력된 목표 발전 전동기 회전수 NGt1, NGt2, NGt3, …, NGtm에 기초하여 발전 전동기(61)의 회전수 및 토크를 제어한다.
이어서, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태의 동작을 종래 기술과 비교하면서 도 2, 도 5, 도 6 및 도 7을 사용하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태 및 종래 기술에 있어서의 엔진의 설정 회전수가 낮게 변경된 경우의 엔진 동작점의 이동을 도시하는 설명도, 도 7은 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태의 일부를 구성하는 차체 컨트롤러의 제어 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 6 중, 횡축 NE는 엔진 회전수이고, 종축 TE는 엔진 출력 토크이다.
작업 기계에서는, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태에 있어서, 오퍼레이터의 조작에 의해 EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 변경되기 전의 설정 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우, 변경된 저속의 설정 회전수에 대응하는 회전수가 되도록 엔진(41)의 실제 회전수를 저하시키는 제어가 행하여진다.
종래 기술의 작업 기계에서는, 엔진으로의 연료 분사를 일시적으로 정지함으로써 엔진의 출력 토크를 0으로 하여, 엔진의 실제 회전수를 변경 전의 설정 회전수 NEsf에 대응하는 회전수(레귤레이션 특성 Tr 상의 엔진 무부하 상태에서의 회전수)로부터 저하시켜, 도 6에 나타내는 파선의 백색 화살표와 같이, 엔진의 동작점이 이동하고 있었다. 그 후, 엔진의 실제 회전수가 변경 후의 저속의 설정 회전수 NEsl에 가까워지면, 연료 분사를 재개하여 엔진 토크를 출력하고, 연료 분사량을 제어함으로써 엔진 회전수가 변경 후의 저속의 설정 회전수 NEsl에 대응하는 회전수(레귤레이션 특성 Tr 상의 엔진 무부하 상태에서의 회전수)로 유지되고 있었다. 이 제어에서는, 엔진의 출력 토크가 크게 변동하므로, 소음이 발생하고 있었다.
그에 비하여, 본 실시 형태는, 이하의 제어 수순에 의해 엔진(41)의 실제 회전수를 저하시킬 때의 엔진 출력 토크의 변동을 억제하는 것이다.
도 7에 있어서, 도 2에 도시하는 차체 컨트롤러(72)는, 우선, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태 인지 여부를 판정한다(스텝 S10). 구체적으로는, 제3 압력 검출기(57)가 검출한 조작 파일럿압이 소정의 역치 이하인 경우에는, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태("예")라고 판정한다. 그 이외의 경우에는, 엔진(41)이 부하 상태에 있다("아니오")라고 판정한다.
스텝 S10에 있어서, 엔진(41)이 부하 상태에 있다("아니오")라고 판정한 경우에는, 스텝 S40으로 진행한다. 스텝 S40에서는, 차체 컨트롤러(72)는, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수 NEs에 기초하여 차체 상황에 따라서 목표 엔진 회전수를 연산하고, 그 연산 결과를 엔진 제어부(42)로 출력한다. 이에 의해, 엔진 제어부(42)는, 설정 회전수 NEs를 사용하여 연산된 목표 엔진 회전수에 기초하여, 드루프 특성, 아이소크로노스 특성, 또는, 기타의 특성을 가지는 레귤레이션 특성을 따르도록 엔진(41)의 회전수 및 토크를 제어한다.
또한, 스텝 S40에 있어서, 차체 컨트롤러(72)는, 필요에 따라 목표 발전 전동기 회전수를 연산하고, 그 연산 결과를 PCU(63)로 출력한다. PCU(63)는, 차체 컨트롤러(72)로부터의 목표 발전 전동기 회전수와 발전 전동기 회전수 검출 장치(64)로부터의 실제 발전 전동기 회전수에 기초하여, 발전 전동기(61)의 실제 회전수가 목표 발전 전동기 회전수와 일치하도록 발전기 또는 전동기로서 작동시킨다.
한편, 스텝 S10에 있어서, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태("예")라고 판정한 경우에는, 스텝 S20으로 진행한다. 스텝 S20에서는, 차체 컨트롤러(72)는, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 변경되기 전의 설정 회전수에 비하여 낮게 변경되었는지 여부를 판정한다. 구체적으로는, EC 다이얼(71)로부터의 지시 신호의 전회 지시 신호에 대한 차분의 정부에 의해 판정한다. 지시 신호의 차분이 소정값 이하의 음인 경우에는, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 낮게 변경되었다("예")고 판정한다. 그 이외의 경우에는, "아니오"라고 판정한다.
스텝 S20에 있어서, "아니오"라고 판정한 경우에는, 스텝 S40으로 진행하고, 차체 컨트롤러(72)는, 상술한 연산을 행하여, 연산 결과를 엔진 제어부(42) 및 PCU(63)로 출력한다.
한편, 스텝 S20에 있어서, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 낮게 변경되었다("예")고 판정한 경우에는, 스텝 S30으로 진행한다. 스텝 S30에서는, 차체 컨트롤러(72)는, 도 5에 도시한 바와 같이, EC 다이얼(71)이 지시하는 변경 전의 설정 회전수 NEsf로부터 변경 후의 설정 회전수 NEsl로 단계적으로 감소시키도록 목표 엔진 회전수 NEtn을 축차 연산한다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 연산된 목표 엔진 회전수 NEtn에 기초하여 설정된, 엔진 제어부(42)의 레귤레이션 특성 Trn과 동일한 레귤레이션 특성과, 미리 정해 둔 목표 부하 토크 특성 TLt를 참조하여 목표 발전 전동기 회전수 NGtn을 축차 연산한다. 축차 연산되는 목표 발전 전동기 회전수 NGtn은, 목표 엔진 회전수 NEtn이 단계적으로 감소해 가므로, 그에 따라 단계적으로 감소되게 된다. 연산 결과의 목표 엔진 회전수 NEtn 및 목표 발전 전동기 회전수 NGtn을 연산마다 각각 엔진 제어부(42) 및 PCU(63)로 출력한다.
PCU(63)는, 발전 전동기(61)의 실제 회전수가 차체 컨트롤러(72)로부터의 목표 발전 전동기 회전수 NGtn과 일치하도록 발전 전동기(61)를 회전수 제어한다. 그 결과, 엔진(41)은, 그 실제 회전수가 목표 발전 전동기 회전수 NGtn과 대략 동일해지도록 구동된다. 이때, 엔진 제어부(42)는, 차체 컨트롤러(72)가 연산한 목표 엔진 회전수 NEtn에 의해 일의에 정해지는 드루프 특성을 가지는 레귤레이션 특성 Trn에 기초하여 엔진(41)을 제어한다. 따라서, 엔진(41)은, 당해 레귤레이션 특성 Trn 상의 목표 발전 전동기 회전수 NGtn에 따른 엔진 토크를 출력한다. 목표 발전 전동기 회전수 NGtn은, 도 5에 도시한 바와 같이, 목표 엔진 회전수 NEtn별로 설정되는 엔진 제어부(42)의 레귤레이션 특성 Trn과 동일한 레귤레이션 특성과, 목표 부하 토크 특성 TLt(드래그 토크 특성 TEd에 ΔT분 증가시킨 토크 특성)의 교점으로부터 구한 것이다. 따라서, 동일한 레귤레이션 특성을 사용한 엔진 제어에서는, 목표 발전 전동기 회전 NGtn과 동일한 회전수로 구동되는 엔진(41)은, 엔진(41)이 무부하 상태에서의 드래그 토크에 ΔT 증분한 토크를 출력한다. 이 증분 ΔT는, 발전 전동기(61)의 토크에 상당한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 차체 컨트롤러(72)는, 발전 전동기(61)를 발전기로서 동작시켜서 엔진(41)에 발전 토크(부하)를 가하도록 엔진(41) 및 발전 전동기(61)를 제어하고 있다.
연산마다의 목표 엔진 회전수 NEtn 및 목표 발전 전동기 회전수 NGtn에 기초한 엔진 제어부(42) 및 PCU(63)의 제어에 의한 엔진(41)의 동작점을 플롯해 가면, 그 동작점은, 도 6에 나타내는 백색 화살표와 같이, 목표 부하 토크 특성 TEd 상을 이동해 간다. 즉, 발전 전동기(61)를 발전기로서 작동시켜 엔진(41)에 부하를 가하면서 엔진(41)의 실제 회전수를 저하시켜 가므로, 엔진(41)의 감속 시에, 엔진 출력 토크가 크게 변동하는 일이 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제1 실시 형태에 의하면, 엔진(41)이 무부하 상태에 있을 때에 EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수가 변경되기 전의 설정 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우에, 발전 전동기(61)를 발전기로서 작동시킴으로써 엔진(41)에 부하를 부여하면서 엔진(41)의 실제 회전수를 저하시키므로, 엔진(41)의 감속 시에, 엔진(41)으로의 연료 분사가 정지하는 일은 없다. 따라서, 엔진 출력 토크의 대폭적인 변동이 발생하지 않으므로, 엔진(41)이 무부하 상태에 있을 때에 엔진(41)의 목표 회전수가 낮게 변경되었을 때의 엔진(41)의 소음을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, EC 다이얼(71)이 지시하는 변경 전의 설정 회전수로부터 변경 후의 설정 회전수로 단계적으로 감소되도록 목표 엔진 회전수를 축차 연산하여 엔진 제어부(42)로 출력함과 함께, 순서대로 연산된 목표 엔진 회전수에 기초하여 엔진 제어부(42)의 레귤레이션 특성 Trn과 동일한 레귤레이션 특성을 축차 설정하고, 그 레귤레이션 특성 Trn과 미리 정한 엔진(41)의 감속 시의 목표 부하 토크 특성 TLt의 교점의 회전수를 발전 전동기(61)의 목표 발전 전동기 회전수로서 PCU(63)로 출력하도록, 차체 컨트롤러(72)를 구성했으므로, 엔진 출력 토크의 대폭적인 변동이 발생하지 않고, 엔진(41)의 실제 회전수를 EC 다이얼(71)이 지시하는 변경 후의 설정 회전수까지 저하시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 차체 컨트롤러(72)를, 엔진(41)이 무부하 상태에 있을 때에 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치로서의 EC 다이얼(71)의 지시에 의해 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우에, 엔진 제어부(42) 및 동력 제어 장치(63)를 제어하여 엔진(41)의 동작점이 엔진의 무부하 상태에서의 토크 특성인 드래그 토크 특성에 소정량을 증분한 토크 특성 상을 이동하도록 엔진(41)의 회전수를 저하시키는 구성으로 했으므로, 엔진(41)의 감속 시의 엔진(41)의 연료 분사량을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의하면, 목표 발전 전동기 회전수의 연산에 사용하는 목표 부하 토크 특성 TLt로서, 엔진(41)의 무부하 상태에서의 토크 특성인 드래그 토크 특성 TEd에 소정량을 증분한 토크 특성을 채용했으므로, 엔진(41)의 감속 시의 동작점이 드래그 토크 특성 TEd의 근방을 이동하도록 제어할 수 있다. 따라서, 엔진(41)의 연료 분사량을 억제하면서, 엔진(41)에 발전 전동기(61)의 발전 토크를 가할 수 있다.
이어서, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제2 실시 형태의 구성을 도 8을 사용하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제2 실시 형태에 있어서의 하이브리드 구동 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다. 또한, 도 8에 있어서, 도 1 내지 도 7에 나타내는 부호와 동일 부호인 것은, 마찬가지의 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8에 나타내는 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제2 실시 형태에 있어서의 하이브리드 구동 시스템은, 제1 실시 형태의 구성에 추가로, 엔진(41)의 무부하 상태가 소정 시간 계속된 경우에, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수에 기초하는 회전수로부터 미리 설정된 아이들 회전수(예를 들어, 1200rpm)로 목표 엔진 회전수를 자동적으로 변경하는 오토 아이들 제어를 실행하도록 구성된 것이다. 이에 의해, 엔진(41)이 무부하 상태에서의 연료 소비량을 억제할 수 있다,
구체적으로는, 제2 실시 형태의 하이브리드 구동 시스템은, 오토 아이들 제어의 유효와 무효를 전환하는 오토 아이들 스위치(73)를 더 구비하고 있다. 오토 아이들 스위치(73)는, 유압 셔블(1)의 운전실(22)(도 1 참조) 내에 마련되고, 오퍼레이터에 의해 온·오프 조작되는 것이다. 오토 아이들 스위치(73)는, 유효·무효의 전환 지시 신호를 차체 컨트롤러(72A)로 출력한다.
차체 컨트롤러(72A)는, 기능 블록으로서, 오토 아이들 제어의 조건이 성립 했는지 여부를 판정하는 오토 아이들 판정부(80)를 더 구비하고 있다. 오토 아이들 제어의 성립 조건은, 엔진(41)의 무부하 상태가 소정 시간 계속될 것, 오토 아이들 스위치(73)가 유효측으로 전환될 것, 또한, 아이들 회전수가 EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수보다도 작을 것이다. 오토 아이들 판정부(80)는, 부하 상태 판정부(75)가 엔진(41)의 부하가 무부하 상태라고 판정한 경우에, 그 상태가 소정 시간 경과했는지 여부를 판정한다. 또한, 오토 아이들 판정부(80)는, 오토 아이들 스위치(73)의 유효·무효의 전환 지시 신호에 기초하여, 오토 아이들 스위치(73)가 유효한지 여부를 판정한다. 또한, 오토 아이들 판정부(80)는, 미리 설정된 아이들 회전수를 EC 다이얼(71)로부터 입력된 설정 회전수와 비교함으로써 판정한다.
차체 컨트롤러(72A)의 연산부(77A)는, 오토 아이들 판정부(80)가 오토 아이들 제어의 조건이 성립되었다고 판정한 경우에는, 목표 엔진 회전수를, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수로부터 미리 설정된 아이들 회전수로 변경한다. 이 경우, 차체 컨트롤러(72A)는, 목표 엔진 회전수로서 아이들 회전수를 엔진 제어부(42)로 출력한다. 엔진 제어부(42)는, 목표 엔진 회전수로서의 아이들 회전수에 기초하여 엔진(41)의 회전수 및 토크를 제어한다.
본 실시 형태에 있어서는, EC 다이얼(71)과, 오토 아이들 제어의 유효와 무효를 오퍼레이터의 조작에 의해 전환하는 오토 아이들 스위치(73)가, 오퍼레이터의 조작에 기초하여 엔진 제어부(42)에서 사용하는 목표 엔진 회전수의 변경을 지시하는 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치를 구성하고 있다. 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치의 지시에 의해 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경되는 경우란, 오토 아이들 제어의 조건이 성립하고, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수로부터 저속의 아이들 회전수로 목표 엔진 회전수를 변경하는 경우이다.
이와 같이, 오토 아이들 제어가 실행되는 경우, 목표 엔진 회전수를 EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수로부터 저속의 아이들 회전수로 변경한다. 이것은, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수를 변경되기 전의 설정 회전수에 비하여 낮게 변경한 경우와 마찬가지인 상황을 만들어 낸다. 즉, 종래 기술의 작업 기계에서는, 엔진(41)의 실제 회전수(EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수)를 아이들 회전수로 감속시키기 위해서, 엔진(41)으로의 연료 분사를 일시적으로 정지하도록 제어함으로써, 엔진(41)의 실제 회전수를 낮춰 간다. 그 후, 엔진(41)의 실제 회전수가 아이들 회전수에 가까워지면, 다시 엔진(41)으로의 연료 분사를 개시하여 연료 분사량을 조정함으로써, 엔진(41)의 실제 회전수가 아이들 회전수로 유지되도록 제어한다. 이때, 엔진(41)의 출력 토크의 큰 변동이 일어나, 소음이 발생한다.
그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 발전 전동기(61)를 발전기로서 작동시켜서 엔진(41)에 부하를 부여하면서 엔진(41)의 실제 회전수를 저하시키는 제어를 실행함으로써, 이 문제를 회피한다.
구체적으로는, 차체 컨트롤러(72A)는, 오토 아이들 제어의 조건이 성립되었다고 판정한 경우에는, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지의 방법으로, 목표 엔진 회전수 및 목표 발전 전동기 회전수의 연산 처리를 행한다. 본 연산 처리의 제1 실시 형태의 연산 처리에 대한 변경점은, 엔진(41)의 실제 회전수를 저하시키는 최종적인 회전수를 EC 다이얼(71)의 변경 후의 설정 회전수 NEsl로부터 아이들 회전수 NEi로 치환하는 것이다. 예를 들어, 도 5에 도시하는 좌측 단부에 위치하는 변경 후의 설정 회전수 NEsl을 아이들 회전수 NEi로 변경한다. 아이들 회전수 NEi로의 변경에 수반하여 레귤레이션 특성이 Tri로 변경된다. 아이들 회전수 NEi에 대응하는 레귤레이션 특성 Tri와 미리 정한 목표 부하 토크 특성 TLt의 교점인 목표 발전 전동기 회전수도 레귤레이션 특성 Tri로의 변경에 수반하여 NGti로 변경된다.
이어서, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제2 실시 형태의 동작을 도 5, 도 6, 도 8 및 도 9를 사용하여 설명한다. 도 9는 도 8에 나타내는 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제2 실시 형태의 일부를 구성하는 차체 컨트롤러의 제어 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다. 또한, 도 9에 있어서, 도 1 내지 도 8에 나타내는 부호와 동일 부호인 것은, 마찬가지의 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 9에 있어서, 도 8에 도시하는 차체 컨트롤러(72A)는, 오토 아이들 스위치(73)가 유효(온 상태)인지 여부를 판정한다(스텝 S110). 스텝 S110에 있어서, 오토 아이들 스위치(73)가 무효(오프 상태)("아니오")라고 판정한 경우에는, 스텝 S10으로 진행하여, 제1 실시 형태와 동일 제어 플로우(스텝 S10 내지 S40)를 실행한다.
한편, 스텝 S110에 있어서, 오토 아이들 스위치(73)가 유효(온 상태)이다("예")라고 판정한 경우에는, 스텝 S120으로 진행하여, 차체 컨트롤러(72A)는, 엔진(41)의 무부하 상태가 소정 시간 계속되었는지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제3 압력 검출기(57)가 검출한 조작 파일럿압이 소정의 역치 이하의 상태가 소정 시간 계속된 경우에는, "예"라고 판정한다. 그 이외의 경우에는, "아니오"라고 판정한다.
스텝 S120에 있어서, 엔진(41)의 무부하 상태가 소정 시간 계속되지 않았다("아니오")라고 판정한 경우에는, 차체 컨트롤러(72A)는, 스텝 S40으로 진행하고, 제1 실시 형태에 있어서의 동작의 설명에서 설명한 바와 같이, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수에 기초하여 차체 상황에 따라서 연산한 목표 엔진 회전수를 엔진 제어부(42)로 출력한다. 엔진 제어부(42)는, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수로부터 연산된 목표 엔진 회전수에 기초하여 엔진(41)을 제어한다. 한편, 스텝 S120에 있어서, 엔진(41)의 무부하 상태가 소정 시간 계속되었다("예")고 판정한 경우에는, 스텝 S130으로 진행하여, 차체 컨트롤러(72A)는, 오토 아이들 회전수가 EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수보다도 낮은지 여부를 판정한다.
스텝 S130에 있어서, 오토 아이들 회전수가 EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수 이상이다("아니오")라고 판정한 경우에는, 차체 컨트롤러(72A)는, 스텝 S40으로 진행하여, 동일한 수순을 실행한다. 한편, 스텝 S130에 있어서, 오토 아이들 회전수가 EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수보다도 낮다("예")고 판정한 경우에는, 스텝 S140으로 진행한다.
스텝 S140에 있어서, 차체 컨트롤러(72A)는, 제1 실시 형태에 있어서의 제어 플로우의 스텝 S30과 마찬가지의 연산 처리를 행한다. 즉, 전술한 차체 컨트롤러(72A)의 연산 처리의 설명에서 설명한 것 같이, EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수 NEs와 아이들 회전수 NEi에 기초하여 목표 엔진 회전수 NEtn을 단계적으로 감산하고, 그 연산 결과의 목표 엔진 회전수 NEtn의 기초하여 설정되는 엔진 제어부(42)의 레귤레이션 특성 Trn과 동일한 레귤레이션 특성과 미리 정한 목표 부하 토크 특성 TLt를 참조하여 목표 발전 전동기 회전수 NGtn을 연산한다(도 5 참조). 연산 결과의 목표 엔진 회전수 NEtn 및 목표 발전 전동기 회전수 NGtn을 연산마다 각각 엔진 제어부(42) 및 PCU(63)로 출력한다.
PCU(63)는, 차체 컨트롤러(72A)로부터의 목표 발전 전동기 회전수 NGtn에 기초하여 발전 전동기(61)를 회전수 제어하고, 엔진 제어부(42)는, 차체 컨트롤러(72A)로부터의 목표 엔진 회전수 NEtn에 기초하여 설정하는 드루프 특성을 가지는 레귤레이션 특성에 기초하여 엔진(41)을 제어한다. 따라서, 엔진(41)의 동작점은, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로 도 6에 나타내는 백색 화살표와 같이, 목표 부하 토크 특성 TEd 상을 이동해 간다. 즉, 발전 전동기(61)를 발전기로서 작동시켜 엔진(41)에 부하를 가하면서 엔진(41)의 실제 회전수를 저하시켜 가므로, 엔진(41)의 감속 시에, 엔진 출력 토크가 크게 변동하는 일이 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 작업 기계의 제2 실시 형태에 의하면, 오토 아이들 제어의 조건이 성립하는 경우도, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 엔진(41)이 무부하 상태에 있을 때에 EC 다이얼(71)이 지시하는 설정 회전수로부터 아이들 회전수로 목표 엔진 회전수가 낮게 변경되었을 때의 엔진(41)의 소음을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 하이브리드 작업 기계를 유압 셔블(1)에 적용한 예를 나타냈지만, 본 발명은, 유압 크레인이나 휠 로더 등의 엔진 및 발전 전동기를 구비한 하이브리드 작업 기계에 널리 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 변형예가 포함된다. 상기한 실시 형태는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위하여 상세하게 설명한 것이고, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 어떤 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어느 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 첨가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시 형태의 구성 일부에 대해서, 다른 구성의 추가, 삭제, 치환을 하는 것도 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서는, 부하 상태 판정부(75)가, 제3 압력 검출기(57)로부터의 검출 신호에 기초하여, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태인지 여부를 판정하는 구성의 예를 나타내었다. 그러나, 부하 상태 판정부(75)는, 제1 압력 검출기(55)로부터의 검출 신호, 즉, 유압 펌프(51)의 토출압에 기초하여, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태인지 여부를 판정하는 구성도 가능하다. 또한, 제2 압력 검출기(56)로부터의 검출 신호, 즉, 유압 펌프(51)의 레귤레이터(51a)에 입력되는 제어 파일럿압에 기초하여, 엔진(41)의 부하가 무부하 상태인지 여부를 판정하는 구성도 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 연산부(77, 77A)가 목표 발전 전동기 회전수의 연산하기 위하여 사용하는 목표 부하 토크 특성 TLt로서, 엔진(41)의 무부하 상태에서의 드래그 토크 특성 TEd에 ΔT 증분한 토크 특성을 예로서 나타내었다. 그러나, 목표 부하 토크 특성 TLt로서, 엔진(41)의 무부하 상태에서의 드래그 토크 이상의 엔진 토크를 항상 나타내는 토크 특성을 설정하면 된다. 이 경우, 발전 전동기(61)를 발전기로서 작동시켜서 엔진(41)에 부하를 가하면서 엔진(41)의 회전수를 저하시킬 수 있다. 이러한 목표 부하 토크 특성 TLt의 일례로서, 엔진 출력 토크가 EC 다이얼(71)이 지시하는 변경 전의 설정 회전수에 있어서의 엔진 출력 토크와 같은 토크를 나타내는 토크 특성을 들 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 차체 컨트롤러(72, 72A)가 연산한 목표 엔진 회전수 NEtn 및 목표 발전 전동기 회전수 NGtn을 엔진 제어부(42) 및 PCU(63)로 출력한 후, 엔진(41) 및 발전 전동기(61)의 실제 회전수가 목표 발전 전동기 회전수와 대략 일치하고 있는지 여부를 판정하지 않고, 목표 엔진 회전수 NEtn 및 목표 발전 전동기 회전수 NGtn의 재연산을 개시하는 예를 나타내었다. 그러나, 차체 컨트롤러(72)가 연산한 목표 발전 전동기 회전수 NGtn에 엔진(41) 및 발전 전동기(61)의 실제 회전수가 일치되었다고 판정한 후, 목표 엔진 회전수 NEtn 및 목표 발전 전동기 회전수 NGtn의 재연산을 개시하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 엔진 회전수 검출 장치(43)에 의해 엔진(41)의 실제 회전수를 검출함과 함께, 발전 전동기 회전수 검출 장치(64)에 의해 발전 전동기(61)의 실제 회전수를 검출하는 구성의 예를 나타내었다. 그러나 엔진(41)과 발전 전동기(61)는 연결되어서 동일한 회전수로 구동하므로, 엔진 회전수 검출 장치(43) 및 발전 전동기 회전수 검출 장치(64)의 어느 한쪽을 마련하는 구성도 가능하다.
1: 유압 셔블(하이브리드 작업 기계)
12: 주행 유압 모터(유압 액추에이터)
35: 붐 실린더(유압 액추에이터)
36: 암 실린더(유압 액추에이터)
37: 버킷 실린더(유압 액추에이터)
41: 엔진
42: 엔진 제어부
51: 유압 펌프
61: 발전 전동기
62: 축전 장치
63: 동력 제어 장치
71: 엔진 컨트롤 다이얼(목표 엔진 회전수 변경 지시 장치)
72, 72A: 차체 컨트롤러(제어 장치)
73: 오토 아이들 스위치(목표 엔진 회전수 변경 지시 장치)

Claims (6)

  1. 엔진과,
    상기 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프와,
    상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와,
    상기 엔진에 연결되어, 발전기 및 전동기의 양 동작이 가능한 발전 전동기와,
    상기 발전 전동기 사이에서 전력의 수수를 행하는 축전 장치와,
    상기 엔진을 목표 엔진 회전수에 기초하여 제어하는 엔진 제어부와,
    상기 축전 장치의 충방전을 제어함으로써 상기 발전 전동기의 동작을 제어하는 동력 제어 장치와,
    상기 엔진 제어부 및 상기 동력 제어 장치를 제어하는 제어 장치와,
    오퍼레이터의 조작에 기초하여 상기 엔진 제어부에서 사용하는 상기 목표 엔진 회전수의 변경을 지시하는 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치를 구비하는 하이브리드 작업 기계이며,
    상기 제어 장치는, 상기 엔진이 무부하 상태에 있을 때에 상기 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치의 지시에 의해 상기 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우에, 상기 엔진의 실제 회전수가 변경 후의 목표 엔진 회전수에 따른 회전수로 저하될 때까지, 상기 엔진 제어부 및 상기 동력 제어 장치를 제어하여 상기 발전 전동기를 발전기로서 동작시키는
    것을 특징으로 하는 하이브리드 작업 기계.
  2. 제1항에 기재된 하이브리드 작업 기계에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 엔진이 무부하 상태에 있을 때에 상기 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치의 지시에 의해 상기 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우에, 상기 엔진 제어부 및 상기 동력 제어 장치를 제어하여 상기 엔진의 동작점이 상기 엔진의 무부하 상태에서의 토크 특성인 드래그 토크 특성에 소정량을 증분한 토크 특성 상을 이동하도록 상기 엔진의 회전수를 저하시키는
    것을 특징으로 하는 하이브리드 작업 기계.
  3. 제1항에 기재된 하이브리드 작업 기계에 있어서,
    상기 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치는, 오퍼레이터의 조작에 따라서 상기 엔진의 설정 회전수를 지시하는 조작 다이얼이고,
    상기 제어 장치는, 상기 조작 다이얼이 지시하는 상기 설정 회전수에 기초하여 상기 목표 엔진 회전수를 연산하고,
    상기 제어 장치는, 상기 엔진이 무부하 상태에 있을 때에 상기 조작 다이얼이 지시하는 상기 설정 회전수가 변경되기 전의 설정 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우에, 상기 엔진의 실제 회전수가 변경 후의 설정 회전수에 기초하여 연산되는 목표 엔진 회전수에 따른 회전수로 저하될 때까지, 상기 엔진 제어부 및 상기 동력 제어 장치를 제어하여 상기 발전 전동기를 발전기로서 동작시키는
    것을 특징으로 하는 하이브리드 작업 기계.
  4. 제1항에 기재된 하이브리드 작업 기계에 있어서,
    상기 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치는, 오퍼레이터의 조작에 따라서 상기 엔진의 설정 회전수를 지시하는 조작 다이얼과, 상기 조작 다이얼이 지시하는 설정 회전수로부터 미리 설정된 아이들 회전수로 목표 엔진 회전수를 변경하는 오토 아이들 제어의 유효와 무효를 오퍼레이터의 조작에 의해 전환하는 오토 아이들 스위치를 포함하고,
    상기 제어 장치는, 상기 엔진의 무부하 상태가 소정 시간 계속되고, 상기 오토 아이들 스위치가 유효하게 전환되고, 또한, 상기 아이들 회전수가 상기 조작 다이얼이 지시하는 설정 회전수보다도 작은 경우에, 상기 엔진의 실제 회전수가 상기 아이들 회전수에 따른 회전수로 저하될 때까지, 상기 엔진 제어부 및 상기 동력 제어 장치를 제어하여 상기 발전 전동기를 발전기로서 동작시키는
    것을 특징으로 하는 하이브리드 작업 기계.
  5. 제1항에 기재된 하이브리드 작업 기계에 있어서,
    상기 엔진 제어부는, 목표 엔진 회전수별로 설정된 레귤레이션 특성에 기초하여 상기 엔진의 회전수와 출력 토크를 제어하고,
    상기 레귤레이션 특성은, 상기 엔진의 회전수가 저하됨에 따라서 상기 엔진의 출력 토크가 소정의 비율로 증가하는 드루프 특성을 갖고,
    상기 제어 장치는, 상기 엔진이 무부하 상태에 있을 때에 상기 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치의 지시에 의해 상기 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우에, 변경 전의 목표 엔진 회전수로부터 변경 후의 목표 엔진 회전수로 단계적으로 감소되도록 목표 엔진 회전수를 축차 연산하여 상기 엔진 제어부로 출력함과 함께, 순서대로 연산된 목표 엔진 회전수별로 상기 엔진 제어부의 상기 레귤레이션 특성과 같은 레귤레이션 특성을 축차 설정하고, 그 레귤레이션 특성과 미리 정해진 목표 부하 토크 특성의 교점의 회전수를 상기 발전 전동기의 목표 발전 전동기 회전수로서 상기 동력 제어 장치로 출력하고,
    상기 동력 제어 장치는, 상기 엔진이 무부하 상태에 있을 때에 상기 목표 엔진 회전수 변경 지시 장치의 지시에 의해 상기 목표 엔진 회전수가 변경되기 전에 설정된 목표 엔진 회전수에 비하여 낮게 변경된 경우에, 상기 발전 전동기의 실제 회전수가 상기 제어 장치로부터의 목표 발전 전동기 회전수와 일치하도록 상기 발전 전동기를 제어하는
    것을 특징으로 하는 하이브리드 작업 기계.
  6. 제5항에 기재된 하이브리드 작업 기계에 있어서,
    상기 목표 부하 토크 특성은, 상기 엔진의 무부하 상태에서의 토크 특성인 드래그 토크 특성에 소정량을 증분한 토크 특성인
    것을 특징으로 하는 하이브리드 작업 기계.
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