JP2007071197A - Hybrid type hydraulic working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の油圧アクチュエータを有する油圧作業機の油圧ポンプの駆動構成に関する。より詳細には、負荷に応じて油圧ポンプの駆動を、エンジンまたは電動機または両方により駆動可能とし、エンジンを効率の良い範囲の負荷で駆動させてトータルでエネルギー効率を向上させるハイブリッド形の油圧作業機に関する。 The present invention relates to a drive configuration of a hydraulic pump of a hydraulic working machine having a plurality of hydraulic actuators. More specifically, a hybrid hydraulic working machine that can drive a hydraulic pump according to a load by an engine or an electric motor or both, and drive the engine with a load in an efficient range to improve total energy efficiency. About.
例えば、パワーショベルに備わる油圧アクチュエータとして、クローラ式走行装置を駆動する左右の走行油圧モータ、クローラ式走行装置上で旋回可能とする上部体を旋回させる旋回モータ、上部体の前部の作業機となるブーム、アーム、バケットを回動駆動する油圧シリンダがある。これら油圧アクチュエータは油圧ポンプから送油される圧油をコントロールバルブの切り換えにより、送油方向及び送油量が調節されて、回転または伸縮させるようにしている。 For example, as a hydraulic actuator provided in a power shovel, left and right traveling hydraulic motors that drive a crawler traveling device, a swing motor that swings an upper body that can be swung on the crawler traveling device, a work machine in front of the upper body, There are hydraulic cylinders that rotate the boom, arm, and bucket. These hydraulic actuators are configured to rotate or expand or contract the pressure oil supplied from the hydraulic pump by adjusting the oil supply direction and the oil supply amount by switching the control valve.
一方、エンジンの出力軸に電動機(モータ)兼用の発電機を連結して、該発電機には余剰電力を蓄えるバッテリを接続し、エンジンの出力と電動機の出力により油圧ポンプを駆動する技術がある。例えば、特許文献1に記載の技術である。
この技術は、ブームシリンダに圧油を送油する油圧ポンプは前記発電機またはバッテリからの電力によって回転駆動されるブーム用電動機によって駆動され、ブーム電動機の回生電力がバッテリに蓄電されて回収するようにし、更に、旋回は旋回用電動機によって回転される。そして、アーム用及びバケット用油圧ポンプはエンジンにより駆動されるとともに、切換制御手段により、該油圧ポンプの回転に必要なポンプ動力がエンジン出力よりも大きい時には前記発電機を電動機としてバッテリからの電力により駆動するように構成している。
In this technique, a hydraulic pump that supplies pressure oil to a boom cylinder is driven by a boom motor that is driven to rotate by electric power from the generator or battery, and the regenerative power of the boom motor is stored in the battery and collected. Furthermore, the turning is rotated by a turning electric motor. The arm and bucket hydraulic pumps are driven by the engine, and when the pump power required for the rotation of the hydraulic pump is larger than the engine output by the switching control means, the generator is used as an electric motor to generate electric power from the battery. It is configured to drive.
しかし、前記技術では、ブーム駆動用電動機及び旋回駆動用電動機により、動力回生を行うことで無駄なエネルギーの消費を抑えることはできるが、ブームを駆動する油圧シリンダに圧油を送油する油圧ポンプを駆動するための電動機、及び、旋回させるための電動機は大きなトルクが必要なため、高価であるばかりでなく、重量も重く、配置スペースも大きくなっていた。 However, in the above-described technology, it is possible to suppress wasteful energy consumption by performing power regeneration by the boom driving motor and the swing driving motor. However, the hydraulic pump supplies pressure oil to the hydraulic cylinder that drives the boom. Since the motor for driving the motor and the motor for rotating the motor require a large torque, it is not only expensive but also heavy and has a large arrangement space.
本発明は以上の如き問題に鑑み、軽負荷時はジェネレータを作動させてエンジン負荷を増加させて、油圧ポンプを駆動しながらバッテリに充電し、通常の負荷の場合はエンジンを最も効率よい回転数で駆動し、所定の負荷より大きい過大な負荷では、エンジンは過大な負荷となる閾値よりも小さな負荷で駆動しながら電動機を作動させてアシストする構成として作業負荷の平準化を図ることにより、エンジン及び電動機をできるだけ小型化して、効率良く運転できるハイブリッド式の油圧駆動装置を提供するものである。 In view of the above problems, the present invention operates the generator at a light load to increase the engine load and charges the battery while driving the hydraulic pump, and the engine operates at the most efficient speed under a normal load. In the case of an excessive load larger than a predetermined load, the engine is driven with a load smaller than a threshold value that becomes an excessive load, and the motor is operated to assist and the engine is leveled so that the engine is leveled. The present invention also provides a hybrid hydraulic drive device that can be operated efficiently by miniaturizing the electric motor as much as possible.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1においては、油圧シリンダや油圧モータ等の複数の油圧アクチュエータを有し、該アクチュエータに作動油を圧送する油圧ポンプをエンジンで駆動する油圧作業機において、前記エンジンと、前記油圧ポンプと、ジェネレータと、電動機またはジェネレータ機能を有する電動機とを連動連結し、前記エンジンと前記ジェネレータと前記電動機を制御装置と接続し、前記エンジンの負荷状態を検知する手段を設けてエンジン負荷を検知するとともに、前記エンジンが軽負荷の場合は前記ジェネレータを作動させてバッテリを充電し、前記エンジンが過大負荷の場合は前記バッテリから電力を供給して前記電動機を駆動して前記エンジンをアシストするものである。
The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
That is, in
請求項2においては、前記エンジンは作業時において、前記軽負荷と前記過大な負荷との間の負荷領域で駆動するものである。 According to a second aspect of the present invention, the engine is driven in a load region between the light load and the excessive load during operation.
請求項3においては、前記バッテリの残量(蓄電量)を検知する手段を設けてバッテリ残量を検知するとともに、前記軽負荷の閾値と前記過大な負荷の閾値を、バッテリ残量に応じて変更するものである。 According to a third aspect of the present invention, a means for detecting the remaining amount of the battery (amount of stored electricity) is provided to detect the remaining amount of the battery, and the light load threshold value and the excessive load threshold value are set according to the battery remaining amount. To change.
請求項4においては、前記エンジンの負荷状態を燃料噴射ポンプのガバナラック位置から検出するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the load state of the engine is detected from the governor rack position of the fuel injection pump.
請求項5においては、前記複数の油圧アクチュエータのうち、少なくとも一つのアクチュエータと油圧ポンプを閉回路で構成するものである。 According to a fifth aspect of the present invention, at least one of the plurality of hydraulic actuators and the hydraulic pump are configured in a closed circuit.
請求項6においては、前記エンジンは始動時において、電動機またはジェネレータ機能を有する電動機のいずれか、または、両方の組み合わせによりエンジンを駆動して始動するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, at the time of starting the engine, the engine is driven by either an electric motor or an electric motor having a generator function, or a combination of both.
請求項7においては、前記エンジンとジェネレータとを連動連結して第一仕組とし、前記油圧ポンプと電動機とを連動連結して第二仕組とし、該第一仕組と第二仕組の間にクラッチを介装して制御装置と接続し、アクチュエータの負荷が軽負荷の場合は前記クラッチを「断」として電動機で油圧ポンプを駆動し、アクチュエータの負荷が設定値より大きい場合は前記クラッチを「接」として、エンジン、またはエンジンと電動機の両方で油圧ポンプを駆動するようにしたものである。
In
請求項8においては、前記制御装置は、前記ジェネレータから前記バッテリへの充電電流を制御する充電電流制御手段と、前記バッテリから前記電動機への放電電流を制御する放電電流制御手段とを備え、エンジン負荷が予め記憶された負荷第一設定値よりも小さい場合には、前記エンジンの運転に加えて前記ジェネレータを作動させ、充電電流を充電電流制御手段により制御して前記バッテリを充電し、かつ、エンジン負荷が予め記憶された負荷第二設定値よりも大きい場合には、前記エンジンの運転に加えて、前記放電電流制御手段により放電電流を制御して、電動機を作動させるものである。 The control device may include a charging current control unit that controls a charging current from the generator to the battery, and a discharging current control unit that controls a discharging current from the battery to the electric motor. When the load is smaller than a pre-stored load first set value, the generator is operated in addition to the operation of the engine, the charging current is controlled by charging current control means to charge the battery, and When the engine load is larger than the load second set value stored in advance, in addition to the operation of the engine, the discharge current is controlled by the discharge current control means to operate the electric motor.
請求項9においては、前記負荷第一設定値および前記負荷第二設定値を、バッテリ残量に応じて補正するものである。 According to a ninth aspect of the present invention, the first load set value and the second load set value are corrected according to the remaining battery level.
請求項10においては、前記エンジン負荷が予め記憶された前記負荷第二設定値よりも大きい場合には、エンジン負荷が前記負荷第二設定値となるように前記電動機を制御するものである。 According to a tenth aspect of the present invention, when the engine load is larger than the load second set value stored in advance, the electric motor is controlled so that the engine load becomes the load second set value.
請求項11においては、前記放電電流制御手段が、放電電流リミッタを備え、該放電電流リミッタにより、前記バッテリからの放電電流を制限して、前記電動機を作動するものである。 According to an eleventh aspect, the discharge current control means includes a discharge current limiter, and the discharge current limiter limits the discharge current from the battery to operate the electric motor.
請求項12においては、前記放電電流制御手段が、放電電流リミッタを備え、該放電電流リミッタにより、前記制御装置に予め記憶された電動機トルク特性に基づいて放電電流に制限を加えて、前記電動機を作動するものである。
In
請求項13においては、前記エンジン負荷が予め記憶された前記負荷第一設定値よりも小さい場合には、エンジン負荷が前記負荷第一設定値となるように前記ジェネレータを制御するものである。 According to a thirteenth aspect of the invention, when the engine load is smaller than the first load set value stored in advance, the generator is controlled so that the engine load becomes the first load set value.
請求項14においては、前記充電電流制御手段は充電電流リミッタを備え、該充電電流リミッタにより、前記ジェネレータから前記バッテリへの充電電流を制限するものである。 According to a fourteenth aspect of the present invention, the charging current control means includes a charging current limiter, and limits the charging current from the generator to the battery by the charging current limiter.
請求項15においては、前記充電電流制御手段が、充電電流リミッタを備え、該充電電流リミッタにより、前記制御装置に予め記憶されたジェネレータ出力特性に基づいて、ジェネレータ出力を制限するものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, the charging current control means includes a charging current limiter, and the generator output is limited by the charging current limiter based on a generator output characteristic stored in advance in the control device.
請求項16においては、前記ジェネレータに発電運転の指令が出ているときに、バッテリ残量が予め記憶されたバッテリ残量第一設定値よりも大きい場合には、前記ジェネレータによる発電を停止するものである。 The power generation by the generator may be stopped if the remaining battery level is larger than the first set value of the remaining battery level when the generator is instructed to generate power. It is.
請求項17においては、前記電動機に運転の指令が出ているときに、バッテリ残量が予め記憶されたバッテリ残量第二設定値よりも小さい場合には、前記ジェネレータによる発電を促す警報を発するものである。 According to a seventeenth aspect of the present invention, when an operation command is issued to the electric motor, an alarm for encouraging power generation by the generator is issued when the remaining battery level is smaller than a preset second remaining battery level value. Is.
請求項18においては、前記電動機に運転の指令が出ているときに、バッテリ残量が予め記憶されたバッテリ残量第三設定値よりも小さい場合には、電動機を停止し、かつ、バッテリ残量が予め記憶されたバッテリ残量第四設定値よりも大きくなるまでは、前記電動機の運転を許可しないものである。 According to another aspect of the present invention, when the operation command is issued to the electric motor, if the remaining battery level is smaller than the preset third set value of the remaining battery level, the motor is stopped and the remaining battery level is set. The operation of the electric motor is not permitted until the amount becomes larger than the battery remaining amount fourth set value stored in advance.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項1においては、軽負荷の場合、ジェネレータで充電するようにエンジンに負荷を与えて効率の良い状態で運転させることができる。また、負荷が過大となると、電動機を作動させてエンジンをアシストして、両方を駆動してアクチュエータを作動させるので、エンジンは過大な負荷となったときに無理して運転させる必要がなく、効率の良い範囲で運転することが可能となって無駄なエネルギーの消費を抑えることができる。そして、過大な負荷でも電動機のアシストを受けて駆動できる能力を備えるエンジンを使用すればよいので、エンジンの小型化が可能となり、また、電動機はアシストできる能力があればよいので、大きな能力は必要でなく、小型の電動機を利用できる。よって、全体として、従来のような大きな負荷でも運転できるエンジンが必要とするスペース内に、それよりも小型のエンジンと電動機を設置することができる。
また、エンジンの負荷状態を検知する手段を設けることで、前記の軽負荷の場合と過大負荷の場合を判別することができ、エンジンを効率の良い範囲で運転することが容易となる。
As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
In the first aspect, in the case of a light load, it is possible to operate in an efficient state by applying a load to the engine so as to be charged by a generator. In addition, if the load becomes excessive, the motor is activated to assist the engine and both are driven to operate the actuator. Therefore, the engine does not need to be forced to operate when the load becomes excessive. This makes it possible to operate within a good range, thereby reducing wasteful energy consumption. And it is only necessary to use an engine that has the ability to drive with the assistance of an electric motor even with an excessive load, so it is possible to reduce the size of the engine. Instead, a small electric motor can be used. Therefore, as a whole, a smaller engine and an electric motor can be installed in a space required by an engine that can be operated with a large load as in the prior art.
Further, by providing a means for detecting the load state of the engine, it is possible to distinguish between the light load case and the excessive load case, and it becomes easy to operate the engine in an efficient range.
請求項2においては、エンジンは軽負荷と過大な負荷の間の最も効率の良い状態で運転できるようになり、燃費は従来よりも向上し、排気ガスに含まれるCOやNOx等の有害物質の排出も抑えることができるのである。
In
請求項3においては、バッテリの残量が多い場合には、軽負荷の閾値を下げて発電を減少して過充電を抑え、そして、過大な負荷の閾値を下げることで、電動機によるアシストの割合を増加して、負荷に対するエンジンの出力増加を抑えて燃料消費量を抑えることができるようになる。逆に、バッテリの残量が少ない場合には、軽負荷の閾値を上げて充電する割合を増加するようにしている。
In
請求項4においては、前記システムにおいて、エンジンの負荷状態を燃料噴射ポンプのガバナラック位置から検知することで、エンジンの出力トルクを計測したり、ポンプの作動油圧力を検出してエンジン負荷を検知する方法と比較して安価である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the system, the engine load state is detected from the governor rack position of the fuel injection pump, whereby the engine output torque is measured, or the hydraulic oil pressure of the pump is detected to detect the engine load. It is cheap compared with the method to do.
請求項5においては、前記システムにおいて、油圧アクチュエータと油圧ポンプを閉回路で構成することで、アクチュエータ作動時に作動油を循環させてエネルギー回生が可能となり、例えば、ブームが自重で縮小する場合などでは、油圧ポンプを油圧モータとして作動させて駆動軸にエネルギーを回生するが、この時ジェネレータを作動すれば、バッテリを充電でき、電気エネルギーとして回生ができて、更にエネルギーを有効に利用することが可能となる。
In
請求項6においては、セルモータを廃止することができて、コスト低減化が図れ、ジェネレータまたは電動機を有効に利用することが可能となる。 According to the sixth aspect, the cell motor can be eliminated, the cost can be reduced, and the generator or the electric motor can be used effectively.
請求項7においては、軽負荷の場合、クラッチを「断」として電動機のみにより油圧ポンプを駆動するので、蓄えた電力で油圧ポンプを駆動して、エンジンのみで駆動するよりも無駄な燃料の消費を抑えて、安価で効率良く運転することができ、騒音も低下することができる。そして、軽負荷でバッテリの残量が不足している場合には、必要に応じてエンジンでジェネレータを駆動することもできる。また、設定値を越えるとクラッチを「接」としてエンジンで油圧ポンプを駆動し、効率良く運転でき、更に、過大な負荷となった場合には、エンジンと電動機が駆動されるため、電動機がエンジンをアシストして、作業を確実に行えるとともに、エンジンは効率良く運転できるので、負荷の増加に対して燃焼効率の悪化を防止することが可能となる。そして、エンジンは効率の良い範囲内で駆動され、それを越える分については電動機がアシストするので、エンジンを小型化できて、燃費も向上できる。また、電動機だけで油圧ポンプを駆動する構成よりも電動機は小型化できる。
In
請求項8においては、エンジンにかかる負荷に応じて、負荷が小さい場合は充電電流を制御して充電し、負荷が大きい場合には放電電流を制御して電動機を駆動し、エネルギーを有効に利用し、エンジン負荷を所定値よりもできるだけ大きくならないように制御して運転することができる。
In
請求項9においては、バッテリ残量に応じてジェネレータ出力および電動機出力を調整することにより、過充放電を防止することができる。 According to the ninth aspect, overcharge / discharge can be prevented by adjusting the generator output and the motor output in accordance with the remaining battery level.
請求項10においては、作業過負荷時、燃費により決定される負荷閾値に従い、電動機によるエンジントルクアシストを行うことで負荷の軽減を行い、過負荷とならない程度の負荷でエンジンを作動させて、無駄な燃料消費を抑えて効率良く作業を行うことができる。
According to
請求項11においては、過放電を回避しながらトルクアシストを行い、電動機にも過電流を流すことなく作動させて電動機を傷めることがない。 According to the eleventh aspect of the present invention, torque assist is performed while avoiding overdischarge, and the motor is operated without causing an overcurrent to flow, so that the motor is not damaged.
請求項12においては、電動機のオーバートルクを回避しながらトルクアシストを行うことができる。 According to the twelfth aspect, torque assist can be performed while avoiding overtorque of the electric motor.
請求項13においては、エンジン負荷が軽い時、エンジン効率が良い最低負荷となる回転数まで上げてジェネレータにより発電し、この発電によりバッテリに電力を蓄え、トルクアシストが必要な場合、その蓄えた電力を使用して電動機によるエンジントルクアシストを行うことにより、負荷の軽減を行うことができる。
In
請求項14においては、過充電を回避しながら発電を行うことができ、また、過電流を流してバッテリを傷めることがない。 According to the fourteenth aspect of the present invention, power generation can be performed while avoiding overcharging, and the battery is not damaged by passing an overcurrent.
請求項15においては、ジェネレータのオーバートルクを回避しながら発電を行うことができ、過電流を流してバッテリを傷めることがない。 According to the fifteenth aspect of the present invention, power generation can be performed while avoiding overtorque of the generator, and an overcurrent does not flow and the battery is not damaged.
請求項16においては、バッテリの過充電を防止することができる。
In
請求項17においては、オペレータに充電運転を行うよう警告することにより、バッテリの過放電を防止することができ、バッテリ上がりを未然に防げる。 According to the seventeenth aspect, by warning the operator to perform the charging operation, it is possible to prevent the battery from being overdischarged and to prevent the battery from being discharged.
請求項18においては、電動機を停止することで、過放電を防止することができ、バッテリ上がりも未然に防ぐことができる。また、電動機を効率の悪い範囲で無理に運転させることもない。
In
以下では、図1および図2を用いて本発明に係るハイブリッド型油圧作業機をパワーショベルに適用した実施例について説明する。但し、ハイブリッド型油圧作業機はパワーショベルに限定するものではなく、油圧シリンダや油圧モータ等、その他の油圧アクチュエータに広く適用可能であって、クレーンやローダー等の建設機械やトラクタやコンバイン等の農業機械等にも適用できる。 Hereinafter, an embodiment in which the hybrid hydraulic working machine according to the present invention is applied to a power shovel will be described with reference to FIGS. 1 and 2. However, hybrid hydraulic working machines are not limited to power shovels, but can be widely applied to other hydraulic actuators such as hydraulic cylinders and hydraulic motors, and can be used for construction machinery such as cranes and loaders, and agriculture such as tractors and combines. It can also be applied to machines.
図1より全体構成から説明する。パワーショベル1は、主にクローラ式走行装置2、旋回フレーム3、キャビン4、作業機5等を具備している。
The overall configuration will be described with reference to FIG. The
クローラ式走行装置2は、パワーショベル1の下部構造体を成す部材であり、左右一対のクローラ11・11(図1では機体左側のクローラ11のみ図示)が設けられている。
また、本実施例のクローラ式走行装置2の前部には、排土板12、および、該排土板12を上下方向に回動させるための油圧シリンダである排土板シリンダ13(図2に図示)、が設けられている。
The crawler
Further, at the front part of the crawler
旋回フレーム3は、パワーショベル1の上部構造体を成す部材であり、旋回ベアリング14を介してクローラ式走行装置2の上部に旋回可能に取り付けられる。
旋回フレーム3には駆動源たるエンジン15(図2に図示)、ジェネレータ81、電動機86やその他コントロールバルブや作動油タンク等の部材が収容されるとともに、キャビン4および作業機5が設けられる。
The
The revolving
キャビン4は旋回フレーム3の上部に設けられる。キャビン4はパワーショベル1の操作を行う作業者を風雨や直射日光から保護するものであり、その内部には作業者が着座する座席や、パワーショベル1の種々の操作に係るレバー群(図示せず、図2における操作手段89)が設けられる。
The
作業機5は、主にバケット16、アーム17、ブーム18、ブームブラケット19、バケットシリンダ20、アームシリンダ21、ブームシリンダ22、スイングシリンダ25(図2に図示)等を具備し、パワーショベル1の旋回フレーム3の前部に設けられる。
The
バケット16は作業機5の先端部を成す掘削作業用のアタッチメントであり、その基部がアーム17の先端部に回動可能に枢着される。アーム17は作業機5の構造体を成す棒状の部材であり、その基部がブーム18の先端部に回動可能に枢着される。ブーム18は作業機5の構造体を成す部材であり、ブーム18は中途部で機体前方に屈曲した形状を成し、その基部はブームブラケット19に回動可能に枢着される。
The
ブームブラケット19は作業機5の基部を成す部材であり、その後端部が旋回フレーム3の前端部に回動可能に枢着される。
また、図示せぬスイングシリンダのロッド端部がブームブラケット19の右側部に回動可能に枢着され、シリンダ側端部が旋回フレーム3に回動可能に枢着される。該スイングシリンダは、作業機5を旋回フレーム3に対して左右に回動させるための油圧シリンダである。
The
A rod end portion of a swing cylinder (not shown) is pivotally attached to the right side portion of the
バケットシリンダ20は、バケット16をアーム17に対して回動させるための油圧シリンダである。バケットシリンダ20のシリンダ端部は、アーム17の基部に設けられたブラケット17aに回動可能に枢着される。また、バケットシリンダ20のロッド端部は、リンク23およびロッド24を介してバケット16に回動可能に枢着される。
The
アームシリンダ21は、アーム17をブーム18に対して回動させるための油圧シリンダである。アームシリンダ21のシリンダ端部は、ブーム18の中途部かつキャビン4に対向する面に設けられたブラケット18aに回動可能に枢着される。また、アームシリンダ21のロッド端部は、ブラケット17aに回動可能に枢着される。
The
ブームシリンダ22は、ブーム18を旋回フレーム3(より厳密には、ブームブラケット19)に対して回動させるための油圧シリンダである。
ブームシリンダ22のシリンダ端部は、ブームブラケット19の前端部に回動可能に枢着される。また、ブームシリンダ22のロッド端部は、ブーム18の中途部かつ前記ブラケット18aが設けられた面の反対側の面等に設けられたブラケット18bに回動可能に枢着される。
スイングシリンダ25はブームブラケット19と旋回フレーム3の間に介装され、作業機5を本機に対して左右に回動させるための油圧シリンダである。
The
The cylinder end of the
The
また、前記旋回フレーム3の内部には旋回モータ62が配置され、該旋回モータ62の出力軸は上下方向に配置して、その出力軸上に駆動ギヤが固設され、該駆動ギヤはクローラ式走行装置2のトラックフレームの中央部に設けたリングギヤと噛合されている。こうして、旋回モータ62を駆動することにより、クローラ式走行装置2に対して上部体となる旋回フレーム3を右または左に旋回させることができるようにしている。
Further, a turning
前記クローラ式走行装置2の左右の駆動スプロケット6・6には、それぞれ走行油圧モータ63・64が設けられて、左右のクローラ11・11をそれぞれ独立して前進回転または後進回転可能としている。即ち、例えば、右側の走行油圧モータ64の回転数を左側の走行油圧モータ63の回転数よりも高くすることにより左旋回させることができ、左右の走行油圧モータ63・64を互いに逆方向に同じ回転数で回転させることにより芯地旋回を可能としている。
The left and
次に油圧回路構成について説明する。
図2に示すように、前記油圧アクチュエータとなる前記排土板シリンダ13、バケットシリンダ20、アームシリンダ21、旋回モータ62、左走行モータ63、右走行モータ64、スイングシリンダ25には、それぞれロードセンシングバルブからなる動作切換弁201・202・203・204・205・206・207を介して油圧ポンプ131と接続されている。該油圧ポンプ131は可変容量型の油圧ポンプで構成され、斜板の角度を変更することにより吐出量を変更可能とし、該斜板に調整シリンダ142を連結して、該調整シリンダ142を伸縮させることにより、吐出量を変更可能としている。該調整シリンダは油圧ポンプ131の吐出圧を検知して油圧アクチュエータの作動油の必要量に応じて、吐出量を調節可能としている。こうして各油圧アクチュエータには作動に必要な流量だけが送油されることになるのである。
Next, the hydraulic circuit configuration will be described.
As shown in FIG. 2, the earthing
また、ブームシリンダ22には動作切換弁32を介して油圧ポンプ31と接続されている。詳細には、油圧ポンプ31は可変容量型の油圧ポンプで構成されて、斜板31cの角度を変更することにより吐出量が調整され、該斜板31cは調整シリンダ42と接続され、該調整シリンダ42は動作切換弁32の一次側と二次側の圧力を検知して、負荷の大きさに関わらず一定の作動油をブームシリンダ22に供給できるように流量を一定に保持するように制御されている。
The
そして、油圧ポンプ31の吐出ポートと動作切換弁32との間には配管33が接続され、該動作切換弁32の二次側のポートとブームシリンダ22のボトム室側のシリンダポート22aとの間に配管34が連通され、該動作切換弁32の二次側のポートとロッド室側のシリンダポート22bの間には配管35が連通される。動作切換弁32の一次側のタンクポートと油圧ポンプ31の吸入側との間には回生配管36が連通されている。こうして、本実施例では、ブームシリンダ22のみ閉回路を構成しているが、他の油圧アクチュエータも閉回路で構成することも可能である。
このような構成において、ブームシリンダ22を縮小させた時に、作動油の戻りを直接油圧ポンプ31の吸入側に導入することにより、ブーム運動エネルギーの回生を行い、エネルギー損失ができるだけ小さくなるようにしている。
A
In such a configuration, when the
そして、前記配管34と配管35の間には余剰流排出弁57が配設されて、ブームシリンダ22を伸長させた時と縮小させた時に、ブームシリンダ22のボトム室側の容量とロッド室側の容量との差が生じた時に余剰流を排出できるようにしている。また、油圧ポンプ31を伸長させる場合には、吸入する作動油量が不足する場合があるので、回生配管36にチェック弁49を介して作動タンク46と連通して、不足分を吸入できるようにしている。
A surplus
一方、エンジン15にはエンジンコントローラ76が設けられて、温度や負荷等に応じて最適回転数となるように燃料噴射量や燃料噴射時期等を制御している。該エンジンコントローラ76は制御装置79と接続されている。制御装置79はCPUやRAMやROMや入出力装置等より構成される。
On the other hand, the
前記エンジン15の出力軸となる回転軸15aには発電機としても作動可能なジェネレータ81と連結されている。該ジェネレータ81は変換器(インバータ)84を介してバッテリ85と接続されている。該変換器84は制御装置79と接続されている。こうして、エンジン15が作動されている時には、ジェネレータ81で発電した電力を変換器84を介してバッテリ85に充電するようにしている。
A
更に、前記回転軸15aの先端にはポンプ軸83と接続され、該ポンプ軸83上に油圧ポンプ31・131が設けられて、該ポンプ軸83の他側には電動機86の駆動軸と接続され、該電動機86またはエンジン15の作動により油圧ポンプ31・131を駆動可能としている。
Further, a
前記電動機86は変換器(インバータ)87を介してバッテリ85と接続され、該変換器87は制御回路79と接続されている。こうして、軽負荷の作業時やエンジン15が駆動されて作業しているときに負荷が設定値よりも大きくなった場合などでは、バッテリ85より変換器87を介して電力を電動機86に供給して油圧ポンプ31・131を駆動するようにしている。なお、前記「軽負荷」とはエンジンの定格出力の1/3〜1/4程度の負荷としており、油圧作業機の種類や作業の種類等によって軽負荷の値は異なるものである。また、エンジン12の負荷状態は本実施例では燃料噴射ポンプのガバナラック位置から検出するようにしている。つまり、エンジン15にラック位置を検知する手段を設けて、エンジンコントローラ76と接続し、エンジン負荷を算出するようにしている。但し、本実施例ではエンジンはディーゼルエンジンとしているが、ガソリンエンジン等の内燃機関でも可能である。
The
また、バッテリ85には蓄電量検知手段88が接続されてバッテリ残量を検知できるようにしており、該蓄電量検知手段は制御装置79と接続されている。また、検知仕様やオプション等によって、コンプレッサ100を搭載され、該コンプレッサ100を駆動するモータ101はバッテリ85及び制御装置79と接続されて、必要時にコンプレッサ100を駆動するように構成することができる。また、エンジンなどの冷却ファン102をモータ103で駆動する構成とした場合には、該モータ103がバッテリ85と接続され、該モータ103は制御装置79と接続され、設定温度より高くなった場合に駆動するように構成することもできる。また、図5に示すように、前記バッテリ85にはインバータ88と接続して、外部に交流電力を供給することもできる。
Further, the
そして、前記エンジン15の最も効率良く仕事ができる出力と、電動機86の定格出力を加えた値が、従来エンジン単体で作業機やその他のアクチュエータを駆動できるようにした出力(従来と同じ仕事ができる出力)と同じとなるようにしている。従って、エンジン15の出力値は従来よりも小さくでき、小型のエンジンが搭載されることになり、コストを削減して、容積を低減できる。また、エンジン15にはセルモータを設けずに軽量化とコスト削減が図られ、始動時には電動機86またはジェネレータ81が駆動されて始動する構成としている。または、電動機86とジェネレータ81の両方を駆動して始動するようにしている。
A value obtained by adding the output of the
次に、作業時(または走行時)の制御装置79による具体的な動作を、図3のフローチャート図、及び、図4(a)の負荷変動を示す図に従い説明する。
エンジン15を作動させた作業状態において、蓄電量検知手段88によりバッテリ残量を検知し(S1)、このバッテリ残量に応じて軽負荷の閾値P1と過大な負荷の閾値P2を設定する(S2)。この軽負荷の閾値P1と過大な負荷の閾値P2はバッテリ残量が多い程低く、バッテリ残量が少ない程高くなるように設定される。このバッテリ残量と軽負荷の閾値P1と過大な負荷の閾値P2の関係は、マップ等により得られるものであり、このマップは制御装置79のメモリ(ROM)に記憶されている。
Next, a specific operation by the
In a working state in which the
次にエンジン負荷が入力(読み込み)される(S3)。この負荷はエンジンの設定回転数と実回転数とラック位置等により演算されるものである。
そして、前記負荷と第一設定値(軽負荷の閾値)P1が比較され(S4)、前記負荷が第一設定値P1よりも低い場合、つまり、軽負荷の場合、ジェネレータ81駆動力を増加させてエンジン15に第一設定値P1を越えるようになる負荷を与えて、エンジン15を効率の良い状態で運転するとともに、バッテリ85の充電量を増加する(S5)。つまり、作業中においては、ジェネレータ81や油圧ポンプ31・131を駆動しているが、図4(a)に示すように、常に負荷は変動しており、第一設定値P1よりも小さい軽負荷となっているAの範囲では、更に充電する負荷を与えて、エンジン自体は第一設定値P1と第二設定値P2の間の最も効率のよい負荷で運転させるようにするのである。なお、図4(a)において、負荷が0よりも小さくなった領域は、エンジンからの駆動力が不要で閉回路によりエネルギー回生が行われているときの状態である。例えば、ブーム18が自重で下降する場合などである。
Next, the engine load is input (read) (S3). This load is calculated based on the set engine speed, the actual engine speed, the rack position, and the like.
Then, the load and the first set value (light load threshold value) P1 are compared (S4), and when the load is lower than the first set value P1, that is, when the load is light, the
また、前記ステップ4において、負荷が第一設定値P1よりも大きい場合には、負荷が第二設定値(過大な負荷の閾値)P2よりも大きいかを比較する(S6)。負荷が第二設定値P2よりも大きい場合、つまり、過大な負荷の場合には、電動機86を駆動して(S7)、その第二設定値P2を越える負荷の大きさに応じてエンジン15をアシストする。つまり、図4における過大な負荷となっているBの範囲では、電動機86を駆動してエンジン15の負荷が軽負荷の閾値P1と過大な負荷の閾値P2の間に入るようにアシストする。
In
前記ステップ6において、負荷が第二設定値よりも小さい場合には、その駆動力を保持する(S8)。こうして、エンジンの負荷は図4(b)に示すように、第一設定値P1と第二設定値P2の間で変動するように制御されるのである。
In
更に、図5に示すように、前記回転軸15aにクラッチ82を介してポンプ軸83と接続する構成として、軽微な負荷の時には、クラッチ82を「断」としてエンジン15を停止し、電動機86で油圧ポンプ31・131を駆動してアクチュエータを駆動する構成とすることもできる。
Further, as shown in FIG. 5, the
つまり、ポンプ軸83上に直列に油圧ポンプ31・131と電動機86が配置され、回転軸15aに直列にエンジン15とジェネレータ81が配置され、該回転軸15aとポンプ軸83の間にクラッチ82が配置されている。言い換えれば、前記エンジン15とジェネレータ81とを連動連結して第一仕組とし、前記油圧ポンプ31・131と電動機86とを連動連結して第二仕組とし、該第一仕組と第二仕組の間にクラッチ82を介装している。そして、クラッチ82が「接」の場合には、エンジン15とジェネレータ81と電動機86が同時に運転可能としている。但し、エンジン15とジェネレータ81、及び、油圧ポンプ31・131と電動機86を連動連結するための構成は同一軸上に配置する構成に限定するものではなく、ベルト伝動機構やチェーン式伝動機構や歯車式伝動機構等を介して連動連結する構成であってもよい。
That is, the
そして、前記クラッチ82は操作手段89と接続され、作業者が作業状態を判断して断接操作するようにしている。但し、クラッチ82を電磁クラッチとして制御装置79と接続して、負荷が設定値よりも小さい軽負荷のとき電磁クラッチ82を「断」とし、負荷が設定値よりも大きくなると電磁クラッチ82を「接」とする構成も可能である。
このような構成において、制御装置79による具体的な動作を、図6のフローチャート図に従って説明する。
The clutch 82 is connected to the operation means 89 so that the operator can determine the working state and perform the connecting / disconnecting operation. However, the clutch 82 is connected to the
In such a configuration, a specific operation by the
軽負荷の作業を行う場合、作業者はキャビン4内の運転部等に配置した操作手段89を操作してクラッチ82を「断」(OFF)としてエンジン15からの動力を油圧ポンプ31・131に伝えないようにするとともに、油圧ポンプ31・131は電動機86で駆動する(S11)。次に、蓄電量検知手段88によりバッテリ残量を検知し(S12)、該バッテリ残量と第一設定値(バッテリだけの電力で電動機を駆動してアクチュエータを十分作動できる閾値)V1を比較し(S13)、該バッテリ残量が第一設定値V1よりも大きい場合には、エンジン15を停止する(S14)。
When performing a light load operation, the operator operates the operating means 89 disposed in the driving section or the like in the
ステップ13において、バッテリ残量が第一設定値V1よりも小さい場合には、バッテリ残量は第二設定値(充電を必要とする閾値)V2と比較する(S15)。ただし、バッテリだけの電力で電動機を駆動してアクチュエータを十分作動できる閾値V1は充電を必要とする閾値V2よりも大きい(V1>V2)。バッテリ残量が第二設定値V2よりも低い場合にはエンジン15を始動し(S16)、ジェネレータ81を駆動して(S17)、バッテリ85を充電しながら油圧ポンプ31・131を駆動するのである。そして、バッテリ残量が第一設定値V1以上まで回復するとエンジン15は再び停止する。つまり、軽負荷でバッテリ85の容量が十分にあるときには、エンジン15を駆動する必要がなく停止させて、バッテリ85からの電力により電動機86を駆動して油圧ポンプ31・131を作動させてアクチュエータを駆動させて作業するようにしている。言い換えれば、蓄えた電力があり、軽負荷の作業が続く場合には、エンジン15により油圧ポンプを駆動するよりも、バッテリ85から電力を供給して電動機86で油圧ポンプを駆動したほうが、無駄な燃料の消費を抑えることができる。本実施例では、例えば、走行のみ行う場合やバケット16に土砂等を収容せず単にバケット16やアーム17を回動するような軽負荷の場合に、電動機86のみ作動させて油圧ポンプ31・131を駆動するのである。
In
こうして、電動機86及びジェネレータ81は負荷変動に対しても容易に対応してアシスト或いは発電でき、エンジン回転数は効率の良い回転数に維持することができる。
また、ブーム18を昇降して作業している場合において、ブームシリンダ22を伸長する場合には油圧ポンプ31からの圧油の送油により伸長駆動されるが、ブームシリンダ22を縮小させるときは、自重でブーム18は下方へ回動するので、ブームシリンダ22より戻る作動油は油圧ポンプ31をモータとして回動し、この回生されるエネルギーはジェネレータ81を作動させてバッテリ85に充電することで、エネルギー回生も可能としている。
Thus, the
Further, when the
以上のように、作業時において、エンジン15は最も効率のよい負荷で駆動させることができるようになり、この効率の良い範囲を越える負荷については電動機86またはジェネレータ81を作動させることによりアシストまたは充電させて、作業ができるようにしている。
As described above, during the work, the
次に、負荷平準化を実現する制御システムの構成について、図7を用いて説明をする。
図7に示す如く、負荷平準化を実現する制御システムは、エンジン15、電動機86および電動機用コントローラ90、ジェネレータ81およびジェネレータ用コントローラ91、DC/DCコンバータ93、バッテリ85、パワーマネジメントコントローラ94およびエンジン15を制御するエンジンコントローラ76等が機械的に連結され、あるいは電気的にまたは通信手段を介して接続される構成としている。
また、前記パワーマネジメントコントローラ94には、油圧アクチュエータを駆動操作する電磁比例弁96(例えば、それぞれロードセンシングバルブからなる動作切換弁201・202・203・204・205・206・207等)と、油圧アクチュエータ等の作業負荷状況を検知する手段となる圧力スイッチ97と、作業モードの切換等を手動で行うスイッチ98等が接続されている。なお、本実施例において作業負荷は、前記油圧アクチュエータ等(例えば、前記排土板シリンダ13、バケットシリンダ20、アームシリンダ21、旋回モータ62、左走行モータ63、右走行モータ64、スイングシリンダ25等)を駆動するための圧油を供給するための油圧ポンプの負荷としている。
Next, the configuration of a control system that realizes load leveling will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, the control system for realizing load leveling includes an
Further, the
エンジン15の出力軸である回転軸15aは、ジェネレータ81の駆動源側に突設された一次側ジェネレータ軸81aと機械的に連結され、エンジン15を運転することにより、ジェネレータ81による発電が可能とするように構成している。
また、前記一次側ジェネレータ軸81aは、ジェネレータ81内を貫通して負荷側にも突設し、二次側ジェネレータ軸81bを構成するようにしている。
The
The
一方、作業負荷への入力軸95は、電動機86の負荷側に突設された二次側電動機軸86bと機械的に連結され、電動機86に通電が成されて、二次側電動機軸86bが回転することにより、作業負荷(前記実施例と同様な油圧ポンプ)を駆動するように構成している。
また、前記二次側電動機軸86bは、電動機86内を貫通して駆動源側にも突設し、一次側電動機軸86aを構成するようにしている。
そして、前記二次側ジェネレータ軸81bと一次側電動機軸86aは、クラッチ82を介して連結可能に構成され、クラッチ82の「接」および「断」を切り換えることにより、エンジン15の駆動力を電動機86を介して作業負荷に伝達するか否かを切り換えることができるように構成している。
そして、クラッチ82「接」として、エンジン15の駆動力を電動機86に伝達するとともに、電動機86に通電して前記各軸86a・86bを駆動することにより、エンジン15の負荷を電動機86によりアシストすることが可能な構成としている。尚、電動機86は通電していない場合はフリー回転するようにしている。
On the other hand, the
The secondary
The secondary-
As the clutch 82 is “connected”, the driving force of the
前記ジェネレータ81は、ジェネレータ用コントローラ91、DC/DCコンバータ93を介して電気的にバッテリ85と接続されている。そして、エンジン15を運転することによりジェネレータ81で発電された電力(交流)が、ジェネレータ用コントローラ91で直流化(DC288V)された後、DC/DCコンバータ93で所定の電圧(DC144V)に降圧されて、バッテリ85に蓄電されるように構成している。但し、バッテリ85の容量が設定値を越えているときには後述するように充電されず、電動機86等に電力を供給するようにしている。
尚、本実施例においては、前記ジェネレータ用コントローラ91としては、インバータを用いる構成としている。
The
In the present embodiment, an inverter is used as the
一方、前記電動機86は、電動機用コントローラ90、DC/DCコンバータ93を介して電気的にバッテリ85と接続されている。そして、バッテリ85を放電させることにより供給される電力(DC144V)が、DC/DCコンバータ93で所定の電圧(DC288V)に昇圧された後、電動機用コントローラ90で交流化されて電動機86に供給され、電動機86の軸86a・86bが回転駆動されるように構成している。
尚、前記ジェネレータ81は、電動機86と同様に、バッテリ85からDC/DCコンバータ93およびジェネレータ用コントローラ91を介して電力(DC288V)を供給することにより、ジェネレータ81の軸81a・81bを回転駆動させることが可能である。
尚、本実施例においては、前記電動機用コントローラ90としては、インバータを用いる構成としている。
On the other hand, the
The
In the present embodiment, an inverter is used as the
前記パワーマネジメントコントローラ94は、ジェネレータ用コントローラ91、電動機用コントローラ90、DC/DCコンバータ93、バッテリ85、エンジンコントローラ76および前記電磁比例弁96、圧力スイッチ97およびスイッチ98、警報装置105等と通信手段を介して接続されている。そして、パワーショベル1各部の運転情報が、パワーマネジメントコントローラ94に入力されることにより、パワーショベル1の運転状態を逐次把握しつつ、パワーショベル1の運転状態が負荷平準化に最適となるように、エンジンコントローラ76及びコントローラ90・91に逐次指令を発するように構成している。
以上が、負荷平準化を実現する制御システムの構成についての説明である。
The
The above is the description of the configuration of the control system that realizes load leveling.
次に、制御システムが備える動作モードについて、図8および図9を用いて説明をする。
図8および図9に示す如く、本実施例に示す制御システムは、
a)エンジン単独モード
b)アシストモード
c)シリーズモード
d)発電充電モード
の、合計四種類の動作モードを有し、作業負荷に対して最も効率良く運転できるように選択して作動される。
Next, operation modes provided in the control system will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 8 and 9, the control system shown in the present embodiment is
There are a total of four types of operation modes: a) engine single mode b) assist mode c) series mode d) power generation and charging mode, which are selected and operated so as to operate most efficiently with respect to the work load.
前記a)エンジン単独モードは、従来からある制御動作と同様であり、エンジン15が全ての作業負荷を負担するモードである。
図8(a)に示す如く、a)エンジン単独モードでは、クラッチ82は「接」の状態であり、ジェネレータ81では発電を行わず、エンジン15による駆動力が、一次側ジェネレータ軸81a、二次側ジェネレータ軸81b、クラッチ82、一次側電動機軸86aおよび二次側電動機軸86bおよび入力軸95を介して、全て作業負荷に伝達されるようにしている。
The a) engine single mode is the same as a conventional control operation, and is a mode in which the
As shown in FIG. 8A, in a) the engine single mode, the clutch 82 is in the “contact” state, the
前記b)アシストモードは、バッテリ85を放電して電動機86を駆動し、エンジン15をアシストして、エンジン負荷を低減させるモードである。
図8(b)に示す如く、b)アシストモードでは、クラッチ82は「接」の状態であり、エンジン15による駆動力が、一次側ジェネレータ軸81a、二次側ジェネレータ軸81b、クラッチ82、一次側電動機軸86a、二次側電動機軸86bおよび入力軸95を介して、全て作業負荷に伝達されると同時に、バッテリ85を放電させて電動機86を起動することにより各軸86a・86bを駆動し、エンジン15をアシストしてエンジン負荷を低減するようにしている。
The b) assist mode is a mode in which the
As shown in FIG. 8B, in b) assist mode, the clutch 82 is in the “contact” state, and the driving force by the
前記c)シリーズモードは、エンジン15は発電のみを行い、バッテリ85を充電する。そして、その充電されたバッテリ85を放電して電動機86を駆動し、エンジン15に代わって作業負荷を負担することにより、エンジン負荷を低減させるモードである。
図9(c)に示す如く、c)シリーズモードでは、クラッチ82は「断」の状態であり、エンジン15による駆動力は、一次側ジェネレータ軸81aを介してジェネレータ81のみを駆動する。そしてジェネレータ81により発電してバッテリ85を充電する。この充電されたバッテリ85を放電させて、電動機86を起動することにより各軸86a・86bを駆動し、作業負荷に駆動力を伝達するようにしている。つまり、エンジン15に代わって電動機86が作業負荷を負担するようにしてエンジン負荷を低減するようにしている。
In the c) series mode, the
As shown in FIG. 9C, in the c) series mode, the clutch 82 is in the “disengaged” state, and the driving force by the
前記d)発電充電モードは、エンジン15が作業負荷を負担するとともに、さらにエンジン15により発電を行い、バッテリ85を充電することにより、エンジン負荷を増加させて、エンジン15を高効率で運転させるとともに、バッテリ85を利用することによりエンジン負荷を低減する、軽負荷時での作動モードである。
図9(d)に示す如く、d)発電充電モードでは、クラッチ82は「接」の状態であり、エンジン15による駆動力が、一次側ジェネレータ軸81a、二次側ジェネレータ軸81b、クラッチ82、一次側電動機軸86aおよび二次側電動機軸86bを介して、作業負荷に伝達される。それと同時に、エンジン15により発電してバッテリ85を充電するようにしている。作業負荷が小さくエンジン負荷も小さい場合には、エンジン15の運転効率が低下し、燃費が悪化してしまう。そこで、敢えてエンジン15によりジェネレータ81を駆動してバッテリ85を充電することにより、エンジン負荷を所定量増加させる。そのため、エンジン負荷の増加によりエンジン15の運転効率が良い状態で運転することができるようになり、燃費を向上させることができる。また、充電されたバッテリ85を、エンジン負荷が前記所定量増加させた負荷よりも高くなった時に放電して利用することにより、エンジン負荷を低減させることができる。
つまり、エンジン15を常に高効率で運転するようにして低燃費を維持するとともに、余剰のエンジン負荷を発電に当ててバッテリ85に蓄えておき、このバッテリ85を後に放電して、この放電利用時のエンジン負荷を低減させることにより負荷平準化を図るようにしている。
以上が、制御装置79の動作モードについての説明である。
D) In the power generation charging mode, the
As shown in FIG. 9D, in d) the power generation charging mode, the clutch 82 is in the “contact” state, and the driving force by the
In other words, the
The above is the description of the operation mode of the
次に、パワーマネジメントコントローラ94による具体的な制御方法について、図7または図10乃至図12および図14を用いて説明をする。
パワーマネジメントコントローラ94には、
)負荷平準化制御
II)トルクアシスト制御
III)発電制御
IV)バッテリ充放電制御
の、合計4種類の制御方法が備えられている。
尚、)負荷平準化制御を基本制御フローとしており、基本制御フロー中の詳細な指令値の決定に、II)〜IV)の各制御方法を適用している。
つまり、)負荷平準化制御を実行する中で、作業機の状態に合わせて、自動的にII)〜IV)の制御方法を選択しつつ、前述した4種類の各動作モードを適宜切り換えながら、燃費を向上させて省エネルギーを実現するものである。
以下に、各制御モードについて、詳細な説明を行っていく。
Next, a specific control method by the
The
) Load leveling control
II) Torque assist control
III) Power generation control
IV) Battery charge / discharge control A total of four control methods are provided.
The load leveling control is used as a basic control flow, and the control methods II) to IV) are applied to the determination of detailed command values in the basic control flow.
In other words, while executing the load leveling control, while automatically selecting the control methods II) to IV) according to the state of the work implement, appropriately switching the four operation modes described above, Energy saving is achieved by improving fuel efficiency.
In the following, each control mode will be described in detail.
まず、)負荷平準化制御のフローについて、図7、図10および図14を用いて説明をする。
)負荷平準化制御は、エンジンの燃費が最適となるように、エンジン負荷に応じて、a)エンジン単独モードと、b)アシストモードと、d)発電充電モードの切り換えを繰り返し実行して制御を行うものである。
First, the flow of load leveling control will be described with reference to FIG. 7, FIG. 10, and FIG.
) Load leveling control is performed by repeatedly executing switching between a) engine single mode, b) assist mode, and d) power generation and charging mode according to the engine load so that the fuel efficiency of the engine is optimized. Is what you do.
図10に示す如く、運転を開始すると、まずバッテリ85の充電状態(以下、SOC:State Of Chargeと表記する)を検知する(S10−1)。
次に、図7に示す如く、エンジンコントローラ76が、該エンジンコントローラ76に接続されたレバー(アクセルレバー)99のレバー位置やエンジン15のラック位置やエンジン回転数から負荷状態を検知し、そしてエンジンコントローラ76からパワーマネジメントコントローラ94にエンジン回転数とエンジン負荷率を出力する。
そして、パワーマネジメントコントローラ94はその入力値をもとに、その回転数におけるエンジンの最大出力を検出する(S10−2)。尚、エンジン回転数とエンジン最大出力の関係はマップとして予めROM等に記憶させておく。
As shown in FIG. 10, when the operation is started, first, the state of charge of the battery 85 (hereinafter referred to as SOC: State Of Charge) is detected (S10-1).
Next, as shown in FIG. 7, the
Then, based on the input value, the
次に、パワーマネジメントコントローラ94は、エンジン負荷率の入力値と、検出したエンジン最大出力からエンジン負荷Pを算出する(S10−3)。
そして、SOC検出値と、エンジン回転数の入力値およびエンジン負荷Pより、エンジン15の燃費が最適となるように、b)アシストモードおよびd)発電充電モードを切り換えるための条件(負荷閾値)となる設定値を決定する。
このとき設定値は、a)エンジン単独モードおよびb)アシストモードを切り換えるための設定値として負荷第一設定値P1と、a)エンジン単独モードおよびd)発電充電モードを切り換えるための設定値として負荷第二設定値P2を決定する(S10−4)。
Next, the
Then, based on the SOC detection value, the input value of the engine speed, and the engine load P, b) a condition (load threshold) for switching between the assist mode and d) the power generation charging mode so that the fuel consumption of the
At this time, the set value is a load first set value P1 as a set value for switching between a) engine single mode and b) assist mode, and a load as a set value for switching between a) engine single mode and d) power generation charging mode. The second set value P2 is determined (S10-4).
図11に示す如く、エンジン回転数と出力トルクおよびエンジン出力の関係を等燃費曲線で表すことができる。つまり、図11からはエンジン回転数に応じた最適燃費曲線を得ることができる。
但し、実際には最適燃費値はバッテリ残量収支によって変化するため、単一の曲線で示されるものではなく、各エンジン回転数ごとに上限値および下限値を設けて、バッテリ残量を考慮しながら、ある範囲内に運転状態を収めるように制御することにより、低燃費化を図ることができる。
そこで、図12に示す如く、図11の最適燃費曲線に基づいて、バッテリ残量収支を考慮して、各回転数ごとの最適燃費下限値を示す曲線(負荷第一設定値P1)と、最適燃費上限値を示す曲線(負荷第二設定値P2)とを表して、バッテリ残量を考慮しながら、エンジン負荷が、P1<エンジン負荷<P2となる運転状態を維持するようにして、最適燃費化を図るようにしている。
つまり、バッテリ残量に応じて、負荷第一設定値P1および負荷第二設定値P2を補正するようにしている。
そして、この負荷第一設定値P1および負荷第二設定値P2を示す曲線は、エンジン特性およびバッテリ特性等により決定されるので、予めマップ情報としてパワーマネジメントコントローラ94のROM等に記憶させておくようにしている。
As shown in FIG. 11, the relationship between the engine speed, the output torque, and the engine output can be represented by an equal fuel consumption curve. That is, an optimum fuel consumption curve corresponding to the engine speed can be obtained from FIG.
However, since the optimum fuel consumption value actually changes depending on the remaining battery balance, it is not indicated by a single curve, and an upper limit value and a lower limit value are set for each engine speed to take into account the remaining battery level. However, fuel consumption can be reduced by controlling the driving state within a certain range.
Therefore, as shown in FIG. 12, based on the optimal fuel consumption curve of FIG. 11, taking into account the remaining battery balance, a curve (the load first set value P1) indicating the optimal fuel efficiency lower limit value for each rotational speed, and the optimal Expressing a curve (the load second set value P2) indicating the fuel efficiency upper limit value, and considering the remaining battery level, the engine load is maintained in a driving state where P1 <engine load <P2, and the optimum fuel efficiency is maintained. It tries to make it.
That is, the load first set value P1 and the load second set value P2 are corrected according to the remaining battery level.
Since the curves indicating the first load setting value P1 and the second load setting value P2 are determined by engine characteristics, battery characteristics, and the like, they are stored in advance in the ROM of the
また、負荷第一設定値P1および負荷第二設定値P2は、SOC検出値に応じて、図15に示す補正係数K1、K2をそれぞれに乗じて算出するようにしている。
つまり、図15に示す如く、SOCが例えば40(%)未満の場合には、K1、K2共に1以上の補正係数として、各設定値P1、P2を高めに設定するようにしている。これにより、SOCが低い(つまり、バッテリ85の充電率が低い)場合には、b)アシストモードに移行しにくくしてバッテリ85の利用を抑えて、かつ、d)発電充電モードには移行しやすくしバッテリ85の充電が促進されるようにしている。
また、SOCが例えば60(%)以上の場合には、K1、K2共に1未満の補正係数として、各設定値P1、P2を低めに設定するようにしている。これにより、SOCが高い(つまり、バッテリ85の充電率が高い)場合には、b)アシストモードに移行しやすくして積極的にバッテリ85を利用して、かつd)発電充電モードには移行しにくくして、エンジン15を高効率領域で運転するようにしている。
Further, the load first set value P1 and the load second set value P2 are calculated by multiplying the correction coefficients K1 and K2 shown in FIG. 15 respectively according to the SOC detection value.
That is, as shown in FIG. 15, when the SOC is less than 40 (%), for example, the set values P1 and P2 are set higher as correction coefficients of 1 or more for both K1 and K2. As a result, when the SOC is low (that is, the charging rate of the
Further, when the SOC is 60 (%) or more, for example, the set values P1 and P2 are set lower as correction coefficients of less than 1 for both K1 and K2. As a result, when the SOC is high (that is, the charging rate of the
そして、図10に示す如く、エンジン負荷Pの検出値と負荷第一設定値P1とを比較する(S10−5)。
このとき、P>P1で無い場合、つまり、エンジン負荷Pが負荷第一設定値P1よりも小さい低負荷である場合には、SOC検出値を確認し(S10−6)、しかも、SOC>80(%)である場合は、発電してバッテリ85を充電することが不要であると判定して、a)エンジン単独モードに移行するようにしている(S10−13)。
また、SOC>80(%)でない場合には、発電してバッテリ85を充電することが有効であると判定して、d)発電充電モードに移行するようにしている(S10−7)。
そして、後述するIII)発電制御に基づいてジェネレータ81の充電量を決定し、充電電流の指令値を検出する。
そして、前記交流電流の指令値が、指令値<0となるか(S10−8)、または前記SOC>80(%)となる(S10−6)までは、d)発電充電モードが維持される。
Then, as shown in FIG. 10, the detected value of the engine load P is compared with the load first set value P1 (S10-5).
At this time, if P> P1 is not satisfied, that is, if the engine load P is a low load smaller than the load first set value P1, the SOC detection value is confirmed (S10-6), and SOC> 80 If it is (%), it is determined that it is unnecessary to generate power and charge the
If SOC> 80 (%) is not satisfied, it is determined that it is effective to generate power and charge the
Then, the charge amount of the
Then, d) the power generation charging mode is maintained until the command value of the alternating current becomes the command value <0 (S10-8) or the SOC> 80 (%) (S10-6). .
また、P>P1である場合、つまり、エンジン負荷Pが負荷第一設定値P1よりも大きい場合には、エンジン負荷Pの検出値と負荷第二設定値P2とを比較する(S10−9)。
このとき、P<P2である場合、つまり、エンジン負荷Pが負荷第二設定値P2よりも小さい場合には、エンジン15は高効率領域で運転ができる。つまり、電動機86によるアシストは不要であると判定して、a)エンジン単独モードに移行するようにしている(S10−13)。
また、P<P2で無い場合、つまり、エンジン負荷Pが負荷第二設定値P2よりも大きい場合には、SOC検出値を確認し(S10−10)、しかも、SOC<20(%)である場合は、バッテリ85を利用して電動機86によりアシストすることが不可能であると判定して、a)エンジン単独モードに移行するようにしている(S10−13)。
また、SOC<20(%)でない場合には、バッテリ85を利用して電動機86によりアシストすることが可能であると判定して、b)アシストモードに移行するようにしている(S10−11)。
そして、後述するII)トルクアシスト制御に基づいて電動機86によるアシスト量を決定し、電動機86への指令値を検出する。
そして、前記電動機86への指令値が、指令値<0となるか(S10−12)、または前記SOC<20(%)となる(S10−10)までは、b)アシストモードが維持される。
When P> P1, that is, when the engine load P is larger than the first load setting value P1, the detected value of the engine load P is compared with the second load setting value P2 (S10-9). .
At this time, if P <P2, that is, if the engine load P is smaller than the load second set value P2, the
When P <P2, that is, when the engine load P is larger than the load second set value P2, the SOC detection value is confirmed (S10-10), and SOC <20 (%). In this case, it is determined that it is impossible to assist the
If SOC <20 (%) is not satisfied, it is determined that it is possible to assist the
Then, an assist amount by the
Then, b) the assist mode is maintained until the command value to the
そして、d)発電充電モードにおいて交流電流の指令値が、指令値<0となるか(S10−8)、またはSOC>80(%)となった場合(S10−6)や、または、b)アシストモードにおいて電動機86への指令値が、指令値<0となるか(S10−12)、またはSOC<20(%)となった場合(S10−10)には、a)エンジン単独モードへ移行する(S10−13)。
そして、SOCを検知するステップ(S10−1)へ戻り、一連の負荷平準化制御フローが繰り返されるようにしている。
以上が、)負荷平準化制御のフローについての説明である。
And d) When the command value of the alternating current becomes the command value <0 (S10-8) or SOC> 80 (%) in the power generation charging mode (S10-6), or b) In the assist mode, when the command value to the
And it returns to the step (S10-1) which detects SOC, and a series of load leveling control flows are repeated.
This completes the description of the flow of load leveling control.
次に、II)トルクアシスト制御の制御フローについて、図10、図13、図14、図16および図19を用いて説明をする。
II)トルクアシスト制御は、作業負荷がエンジン15の設定値での運転(例えば定格運転)に対して過負荷である場合に、燃費およびSOC検出値により決定される閾値に従い、電動機86によるエンジン15のトルクアシスト量を制御することによって、エンジン負荷の軽減(高出力化)を図るものである。
図10に示す如く、)負荷平準化制御において、b)アシストモードに移行した場合には、エンジンアシスト制御のために電動機86への指令値を決定する必要がある(S10−11)。
そこで、この指令値を算出するために、II)トルクアシスト制御を適用するようにしている。
Next, the control flow of II) torque assist control will be described with reference to FIG. 10, FIG. 13, FIG. 14, FIG.
II) In the torque assist control, when the work load is an overload with respect to the operation at the set value of the engine 15 (for example, rated operation), the
As shown in FIG. 10, in (b) load leveling control, b) when the mode is shifted to the assist mode, it is necessary to determine a command value to the
Therefore, in order to calculate this command value, II) torque assist control is applied.
図13に示す如く、電動機86への指令値要求が成されると(S13−1)、まず、主回路バス電圧Vmを検知し(S13−2)、次に、バッテリ85のその時の放電可能電流量An1を検知(演算)する(S13−3)。
そして、改めて、その時のSOCを検知し(S13−4)、エンジンコントローラ76からパワーマネジメントコントローラ94にエンジン回転数Rnとエンジン負荷率Pnを出力し、パワーマネジメントコントローラ94はその入力値をもとに、その回転数におけるエンジンの最大出力を検出(演算)する(S13−5)。
次に、パワーマネジメントコントローラ94は、エンジン負荷率の入力値Pnと、検出したエンジン最大出力から、改めて現時点におけるエンジン負荷Pn1を算出する(S13−6)。
SOC検出値と、エンジン回転数の入力値Rnおよびエンジン負荷Pn1より、エンジン15の燃費が最適となるように、b)アシストモードを切り換えるための条件(負荷閾値)となる設定値を決定する。
つまり、現時点における負荷第二設定値P2を改めて決定するようにしている(S13−7)。
As shown in FIG. 13, when a command value request is made to the motor 86 (S13-1), the main circuit bus voltage Vm is first detected (S13-2), and then the
Then, the SOC at that time is detected again (S13-4), and the engine speed Rn and the engine load factor Pn are output from the
Next, the
Based on the SOC detection value, the input value Rn of the engine speed, and the engine load Pn1, b) a set value serving as a condition (load threshold) for switching the assist mode is determined so that the fuel consumption of the
That is, the current load second set value P2 is determined again (S13-7).
次に、図19に示す如く、アシスト指令値出力の流れは、図14に示す補正係数K2を考慮した補正後の負荷第二設定値(K2×P2)を算出し、かつ、現時点のエンジン負荷Pn1に対して、燃費の最適値を規定したトルク・負荷マップから算出される目標エンジン回転数を考慮して、変換後のエンジン負荷Paを算出する。
そして、変換後のエンジン負荷Paから補正後の負荷第二設定値(K2×P2)を差し引いて偏差を算出し、この偏差を打ち消すように(つまり、Pa=K2×P2として偏差を「0」とするように)PIコントローラ(即ち、電動機用コントローラ90)で制御値を演算して、その値を、電動機86への電流指令値A1(アシスト量)として出力するようにしている。
Next, as shown in FIG. 19, the flow of the assist command value is calculated by calculating the corrected load second set value (K2 × P2) in consideration of the correction coefficient K2 shown in FIG. The converted engine load Pa is calculated with respect to Pn1 in consideration of the target engine speed calculated from the torque / load map that defines the optimum value of fuel efficiency.
Then, the deviation is calculated by subtracting the corrected load second set value (K2 × P2) from the converted engine load Pa, and so that the deviation is canceled (that is, Pa = K2 × P2 and the deviation is “0”). The control value is calculated by the PI controller (that is, the motor controller 90), and the value is output as the current command value A1 (assist amount) to the
但し、図16に示す如く、電動機86のアシスト可能量(即ち、発生可能トルク)は、電動機特性によりエンジン回転数に応じた上限値がある。このため、制御装置79(もしくは、電動機用コントローラ90やパワーマネジメントコントローラ94)には、エンジン回転数に応じた上限値がマップ情報として記憶されている。そして、電動機用コントローラ90には、このマップ情報に基づいて、エンジン回転数に応じて充電電流量を制限する充電電流リミッタ91aを備えるようにしている。そして、前記電流指令値A1は、放電電流リミッタ90aによる制限を考慮して出力するようにしている(S13−8)。
However, as shown in FIG. 16, the assistable amount (that is, the torque that can be generated) of the
ここで、電動機86への電流指令値A1と回路抵抗から算出されるその時の電圧値(主回路バス電圧指令値)Vn1が、主回路バス電圧(実値)Vm以上となっているか否かを判定し(S13−9)、その時の電圧値Vn1が主回路バス電圧Vm以上である(つまり、Vn1≧Vm)場合には、主回路バス電圧(実値)Vmを上限としてリミットを掛けるようにしている。(S13−11)。
また、前記主回路バス電圧指令値Vn1が前記主回路バス電圧Vm未満となっている場合であっても、モータ出力電力がバッテリ85のその時の放電可能電力量以上であるか否かを判定し(S13−10)、モータ出力電力が、その時の放電可能電力量以上である場合には、放電可能電力量および回路抵抗から求められるその時の放電可能電流値を上限としてリミットを掛けるようにしている。(S13−11)。
Here, whether or not the current voltage value (main circuit bus voltage command value) Vn1 calculated from the current command value A1 to the
Further, even if the main circuit bus voltage command value Vn1 is less than the main circuit bus voltage Vm, it is determined whether or not the motor output power is equal to or greater than the current dischargeable power amount of the
次に、モータ出力電力がバッテリ85のその時の放電可能電力量未満である場合には(S13−10)、バッテリ85から出力されるバッテリーバス電圧(実値)Vbが、その下限設定値である120(V)以上であるか否かを判定し(S13−12)、Vb≧120(V)であれば、さらにバッテリーバス電圧(実値)Vbが上限設定値である180(V)以下であるかを否かを判定する(S13−14)。
そして、Vb≦180(V)であれば、PIコントローラから出力された電動機86への電流指令値A1(アシスト量)をそのまま出力値として採用するようにしている(S13−16)。
Next, when the motor output power is less than the current dischargeable power amount of the battery 85 (S13-10), the battery bus voltage (actual value) Vb output from the
If Vb ≦ 180 (V), the current command value A1 (assist amount) output from the PI controller to the
また、バッテリーバス電圧Vbが、下限設定値の120(V)未満である場合には(S13−12)、SOC検出値による判定を行い(S13−13)、しかも、SOC<20(%)である場合には、バッテリ85を利用してエンジン15をアシストすることはできないと判定し、a)エンジン単独モードに移行するようにしている(S13−17)。
また、SOC検出値による判定を行い(S13−13)、SOC<20(%)でない場合には、バッテリ85を利用してエンジン15をアシストすることは可能であると判定し、前記ステップ(S13−14)に合流させるようにしている。
If the battery bus voltage Vb is less than the lower limit set value of 120 (V) (S13-12), a determination is made based on the SOC detection value (S13-13), and SOC <20 (%). In some cases, it is determined that the
Further, the determination based on the SOC detection value is performed (S13-13), and when SOC <20 (%) is not determined, it is determined that the
バッテリーバス電圧Vbが、上限設定値の180(V)を越えている場合には(S13−14)、SOC検出値による判定を行い(S13−15)、しかも、SOC>80(%)でない場合には、過充電のためバッテリ85を積極的に放電させて利用することが望ましいと判定し、PIコントローラから出力された電動機86への電流指令値A1(アシスト量)をそのまま出力値として採用するようにしている(S13−16)。
また、SOC検出値による判定を行い(S13−15)、SOC>80(%)であれば、電圧異常が認められバッテリ85を利用してエンジン15をアシストすることは適当でないと判定し、a)エンジン単独モードに移行するようにしている(S13−17)。
以上が、II)トルクアシスト制御の制御フローについての説明である。
When the battery bus voltage Vb exceeds the upper limit set value of 180 (V) (S13-14), the determination based on the SOC detection value is performed (S13-15), and the SOC is not more than 80 (%). Therefore, it is determined that it is desirable to positively discharge and use the
Further, the determination based on the SOC detection value is performed (S13-15). If SOC> 80 (%), it is determined that a voltage abnormality is recognized and it is not appropriate to assist the
The above is the description of the control flow of II) torque assist control.
次に、III)発電制御の制御フローについて、図10、図14乃至図16および図20を用いて説明をする。
III)発電制御は、作業負荷がエンジン負荷に対して軽負荷である場合に、発電量を制御することによりエンジン15を高効率の運転領域で運転可能とし、かつバッテリ85に電力を蓄えて、トルクアシストが必要な場合に、その蓄えた電力を消費し、負荷平準化を図るものである。
図10に示す如く、)負荷平準化制御において、d)発電充電モードに移行した場合には、発電制御のためにジェネレータ81への指令値を決定する必要がある。
そこで、この指令値を算出するために、III)発電制御を適用するようにしている。
Next, the control flow of III) power generation control will be described using FIG. 10, FIG. 14 to FIG. 16, and FIG.
III) In the power generation control, when the work load is light with respect to the engine load, the
As shown in FIG. 10, in the load leveling control, d) when the mode is shifted to the power generation charging mode, it is necessary to determine a command value to the
Therefore, in order to calculate this command value, III) power generation control is applied.
図15に示す如く、ジェネレータ81への指令値要求が成されると(S15−1)、まず、主回路バス電圧Vmおよびバッテリバス電圧Vbを検知する(S15−2)。
次に、その時のエンジン回転数Rnおよびその時のエンジン負荷Pnより、ジェネレータ81による発電可能電流量An2を検知し(S15−3)、バッテリ85のその時の充電可能電流量Acを検知する(S15−4)。
そして、改めて、その時のSOCを検知し(S15−5)、エンジンコントローラ76からパワーマネジメントコントローラ94にエンジン回転数Rnとエンジン負荷率Pnを出力し、パワーマネジメントコントローラ94はその入力値をもとに、その回転数におけるエンジンの最大出力を検出する(S15−6)。
次に、パワーマネジメントコントローラ94は、エンジン負荷率の入力値と、検出したエンジン最大出力から、改めて現時点におけるエンジン負荷Pn2を算出する(S15−7)。
SOC検出値と、エンジン回転数の入力値Rnおよびエンジン負荷Pn2より、エンジン15の燃費が最適となるように、d)発電充電モードを切り換えるための条件(負荷閾値)となる設定値を決定する。
つまり、現時点における負荷第一設定値P1を改めて決定するようにしている(S15−8)。
As shown in FIG. 15, when a command value request is made to the generator 81 (S15-1), first, the main circuit bus voltage Vm and the battery bus voltage Vb are detected (S15-2).
Next, from the engine speed Rn at that time and the engine load Pn at that time, the power generation possible current amount An2 by the
Then, the SOC at that time is detected again (S15-5), and the engine speed Rn and the engine load factor Pn are output from the
Next, the
Based on the SOC detection value, the input value Rn of the engine speed, and the engine load Pn2, d) a set value serving as a condition (load threshold) for switching the power generation charging mode is determined so that the fuel consumption of the
That is, the current load first set value P1 is determined again (S15-8).
次に、図20に示す如く、発電量指令値出力の流れは、図14に示す補正係数K1を考慮した補正後の負荷第一設定値(K1×P1)を算出し、かつ、エンジン負荷Pn2に対して、燃費の最適値を規定したトルク・負荷マップから算出される目標エンジン回転数を考慮して、変換後のエンジン負荷Pbを算出する。
そして、変換後のエンジン負荷Pbから補正後の負荷第一設定値(K1×P1)を差し引いて偏差を算出し、この偏差を打ち消すように(つまり、Pb=K1×P1として偏差を「0」とするように)PIコントローラに入力して得られる値を、ジェネレータ81への発電電流指令値A2(発電量)として出力するようにしている(S15−9)。
尚、発電電流指令値A2の算出方法としては、第三の閾値(負荷第三設定値P3)を設け、エンジン負荷が負荷第三設定値P3を下回った場合には、SOCが設定値を越えるまで(例えばSOC>80%となるまで)は常時定電流で充電を行うようにし、設定値を越えれば充電電流指令値を低減させるようにすることもできる。
Next, as shown in FIG. 20, the flow of the power generation amount command value output calculates a corrected load first set value (K1 × P1) in consideration of the correction coefficient K1 shown in FIG. 14, and the engine load Pn2 On the other hand, the converted engine load Pb is calculated in consideration of the target engine speed calculated from the torque / load map that defines the optimum value of fuel efficiency.
Then, the deviation is calculated by subtracting the corrected first load setting value (K1 × P1) from the converted engine load Pb, and the deviation is canceled out (ie, Pb = K1 × P1 and the deviation is “0”). The value obtained by inputting to the PI controller is output as the generated current command value A2 (power generation amount) to the generator 81 (S15-9).
As a method for calculating the generated current command value A2, a third threshold (load third set value P3) is provided, and when the engine load falls below the load third set value P3, the SOC exceeds the set value. Up to (for example, until SOC> 80%), charging is always performed at a constant current, and if the set value is exceeded, the charging current command value can be reduced.
但し、図16に示す如く、ジェネレータ81の発電可能量は、ジェネレータ特性によりエンジン回転数に応じた上限値がある。このため、制御装置79(もしくは、ジェネレータ用コントローラ91やパワーマネジメントコントローラ94)には、エンジン回転数に応じた上限値がマップ情報として記憶されている。そして、ジェネレータ用コントローラ91には、このマップ情報に基づいて、エンジン回転数に応じて充電電流量を制限する充電電流リミッタ91aを備えるようにしている。そして、前記発電電流指令値A2は、充電電流リミッタ91aによる制限を考慮して出力するようにしている(S15−9)。
However, as shown in FIG. 16, the power generation possible amount of the
ここで、ジェネレータ81への発電電流指令値A2と回路抵抗から算出されるその時の電圧値Vn2が、主回路バス電圧Vm以下となっているか否かを判定し(S15−10)、その時の電圧値Vn2が主回路バス電圧Vm以下である(つまり、Vn2≦Vm)場合には、主回路バス電圧Vmを上限としてリミットを掛けるようにしている。そして、このリミット電圧値および回路抵抗から算出される電流値をジェネレータ81への発電電流指令値A2として出力するようにしている(S15−12)。
また、前記電圧値Vn2が、主回路バス電圧Vmを越えている場合(つまり、Vn2>Vm)であっても、ジェネレータ81への発電電流指令値A2がバッテリ85のその時の充電可能電流値An2以上であるか否かを判定し(S15−11)、発電電流指令値A2が充電可能電流値An2以上である(つまり、A2≧An2)場合には、バッテリ85のその時の充電可能電流値An2を上限としてリミットを掛けるようにしている。そして、このリミット発電可能電流値(つまりAn2)をジェネレータ81への発電電流指令値A2として出力するようにしている(S15−12)。
Here, it is determined whether or not the current value Vn2 calculated from the generated current command value A2 to the
Even when the voltage value Vn2 exceeds the main circuit bus voltage Vm (that is, Vn2> Vm), the generated current command value A2 to the
次に、電流指令値A2がバッテリ85のその時の充電可能電流値An2未満である(つまり、A2<An2)場合には(S15−11)、バッテリ85のその時の放電可能電流値An1と回路抵抗から算出されるバッテリーバス電圧Vbが、下限設定値である120(V)以上であるか否かを判定し(S15−13)、Vb≧120(V)であれば、さらにバッテリーバス電圧Vbが上限設定値である180(V)以下であるかを判定する(S15−15)。
そして、Vb≦180(V)であれば、PIコントローラから出力されたジェネレータ81への発電電流指令値A2(アシスト量)をそのまま出力値として採用するようにしている(S15−17)。
Next, when the current command value A2 is less than the current chargeable current value An2 of the battery 85 (that is, A2 <An2) (S15-11), the current dischargeable current value An1 and the circuit resistance of the
If Vb ≦ 180 (V), the generated current command value A2 (assist amount) output from the PI controller to the
バッテリーバス電圧Vbが、下限設定値の120(V)未満である場合には(S15−13)、SOC検出値による判定を行い(S15−14)、しかも、SOC<20(%)であれば、バッテリ85を利用してエンジン15をアシストすることはできないと判定し、a)エンジン単独モードに移行するようにしている(S15−18)。
また、SOC検出値による判定を行い(S15−14)、SOC<20(%)でなければ、バッテリ85を利用してエンジン15をアシストすることは可能であると判定し、前記ステップ(S15−15)に合流させるようにしている。
When the battery bus voltage Vb is less than the lower limit set value of 120 (V) (S15-13), the determination based on the SOC detection value is performed (S15-14), and if SOC <20 (%). Then, it is determined that the
Further, the determination based on the SOC detection value is performed (S15-14). If SOC <20 (%), it is determined that the
バッテリーバス電圧Vbが、上限設定値の180(V)を越えている場合には(S15−15)、SOC検出値による判定を行い(S15−16)、しかも、SOC>80(%)であれば、過充電を回避するため発電を行うことは適当でないと判定し、a)エンジン単独モードに移行するようにしている(S15−18)。
また、SOC検出値による判定を行い(S15−16)、SOC>80(%)でなければ、ジェネレータ81を利用してバッテリ85の充電を行うことが可能であると判定し、PIコントローラから出力されたジェネレータ81への発電電流指令値A2(アシスト量)をそのまま出力値として採用するようにしている(S15−17)。
以上が、III)発電制御の制御フローについての説明である。
When the battery bus voltage Vb exceeds the upper limit setting value of 180 (V) (S15-15), the determination based on the SOC detection value is performed (S15-16), and if SOC> 80 (%). For example, it is determined that it is not appropriate to generate power in order to avoid overcharging, and a) the mode is shifted to the engine single mode (S15-18).
Further, the determination based on the SOC detection value is performed (S15-16). If SOC> 80 (%) is not satisfied, it is determined that the
The above is the description of the control flow of III) power generation control.
次に、IV)バッテリ充放電制御の制御フローについて、図10、図17および図18を用いて説明をする。
IV)バッテリ充放電制御は、II)エンジンアシスト制御やIII)発電制御において、ジェネレータ81による発電電力をバッテリ85に蓄えて、エンジンアシストや電動機駆動の際に、その蓄えた電力を消費して電動機86を駆動させるが、その際に、充電量や放電量を制御することにより、バッテリ85が劣化しにくい充放電方式の実現を図るものである。また、過充放電を防止するために、SOC検出値に従って、負荷閾値(P1およびP2)を変更したり、また電動機86およびジェネレータ81の充放電電気量を制御して、パワーマネジメントの実現を図るものである。
図17に示す如く、パワーマネジメントを考慮した制御フローでは、電動機86およびジェネレータ81への電流指令値と回路抵抗から算出されるその時の電圧値Vn3が、充放電可能量(主回路バス電圧Vm)以上となっているか否かを判定し(S17−1)、その時の電圧値Vn3が充放電可能量(主回路バス電圧Vm)以上である(つまり、Vn3≧Vm)場合には、充放電可能量(主回路バス電圧Vm)を上限としてリミットを掛けるようにしている。そして、このリミット電圧値および回路抵抗から算出される電流値を電動機86およびジェネレータ81への電流指令値A3として出力するようにしている(S17−3)。
Next, the control flow of IV) battery charge / discharge control will be described with reference to FIG. 10, FIG. 17, and FIG.
IV) Battery charge / discharge control is performed in II) engine assist control and III) power generation control by storing the power generated by the
As shown in FIG. 17, in the control flow considering power management, the voltage value Vn3 at that time calculated from the current command value to the
次に、前記電圧値Vn3が、充放電可能量(主回路バス電圧Vm)未満である場合には(S17−1)、バッテリ85のその時の充放電可能電流値An3と回路抵抗から算出されるバッテリーバス電圧Vbが、下限設定値である120(V)以上であるか否かを判定し(S17−2)、Vb≧120(V)であれば、さらにバッテリーバス電圧Vbが上限設定値である180(V)以下であるか否かを判定する(S17−5)。
そして、Vb≦180(V)であれば、PIコントローラから出力された電動機86およびジェネレータ81への電流指令値A3をそのまま出力値として採用するようにしている(S17−7)。
Next, when the voltage value Vn3 is less than the chargeable / dischargeable amount (main circuit bus voltage Vm) (S17-1), it is calculated from the current chargeable / dischargeable current value An3 of the
If Vb ≦ 180 (V), the current command value A3 to the
バッテリーバス電圧Vbが、下限設定値の120(V)未満である場合には(S17−2)、SOC検出値による判定を行い(S17−4)、しかも、SOC<20(%)であれば、バッテリ85を充放電させることはできないと判定し、a)エンジン単独モードに移行するようにしている(S17−8)。
また、SOC検出値による判定を行い(S17−4)、SOC<20(%)でなければ、バッテリ85を充放電させることは可能であると判定し、前記ステップ(S17−5)に合流させるようにしている。
When the battery bus voltage Vb is less than the lower limit setting value of 120 (V) (S17-2), the determination based on the SOC detection value is performed (S17-4), and if SOC <20 (%). Therefore, it is determined that the
Further, the determination based on the SOC detection value is performed (S17-4). If SOC <20 (%), it is determined that the
バッテリーバス電圧Vbが、上限設定値の180(V)を越えている場合には(S17−5)、SOC検出値による判定を行い(S17−6)、しかも、SOC>80(%)であれば、バッテリ85を充放電させることはできないと判定し、a)エンジン単独モードに移行するようにしている(S17−8)。
また、SOC検出値による判定を行い(S17−6)、SOC>80(%)でなければ、バッテリ85の充放電させることは可能であると判定し、PIコントローラから出力された電動機86およびジェネレータ81への電流指令値A3をそのまま出力値として採用するようにしている(S17−7)。
尚、前述した通り、II)エンジンアシスト制御やIII)発電制御では、このパワーマネジメントを考慮して制御を行うようにしている。
When the battery bus voltage Vb exceeds the upper limit setting value of 180 (V) (S17-5), the determination based on the SOC detection value is performed (S17-6), and if SOC> 80 (%). Therefore, it is determined that the
Further, the determination based on the SOC detection value is performed (S17-6). If SOC> 80 (%), it is determined that the
As described above, II) engine assist control and III) power generation control are controlled in consideration of this power management.
また、図18に示す如く、過充放電防止制御を考慮した制御フローでは、まず、バッテリ85用のコントローラ85aにおいて、SOCを算出・検知を行い(S18−1)、次に電動機用コントローラ90およびジェネレータ用コントローラ91において、電動機86の使用負荷量Pmとジェネレータ81の発電負荷量Pgと、DC/DCコンバータ93の運転指令状態を検知する(S18−2)。
次に、電動機86の使用負荷量Pmとジェネレータ81の発電負荷量Pgを比較して(S18−3)、Pg>Pmの場合には、DC/DCコンバータ93の運転指令が「充電」指令であるか否かを確認する(S18−4)。ここで、DC/DCコンバータの運転指令が「充電」指令である場合には、SOC検出値による判定を行い(S18−5)、SOC≧90(%)である場合には、d)発電充電モードを停止し、かつ、「充電」指令もOFF状態として、現状の制御状態を維持するようにしている(S18−15)。
つまり、ジェネレータ81に発電運転の指令が出ているときに、バッテリ残量(SOC)が予め記憶された設定値(この設定値をバッテリ残量第一設定値とし、本実施例ではSOC=90%としている。)よりも大きい場合には、ジェネレータ81による発電を停止するようにしている。
As shown in FIG. 18, in the control flow considering overcharge / discharge prevention control, the controller 85a for the
Next, the use load amount Pm of the
That is, when a power generation operation command is issued to the
また、電動機86の使用負荷量Pmとジェネレータ81の発電負荷量Pgを比較して(S18−3)、Pg>Pmではない場合には、DC/DCコンバータ93の運転指令が「放電」指令であるか否かを確認する(S18−7)。ここで、DC/DCコンバータの運転指令が「放電」指令である場合には、SOC検出値による判定を行い(S18−8)、SOC<10(%)である場合には、強制充電モードに移行する旨の通知を行い(S18−9)、b)アシストモードを停止して、d)発電充電モードに移行し、かつ、「充電」指令もON状態とする(S18−11)。
そして、充電電流指令値を決定した後(S18−13)、SOC検出値による判定を行い(S18−14)、SOC≧50(%)でない場合には、強制充電モードを継続し、SOC≧50(%)となった場合には、現状の制御状態を維持するか、もしくは負荷平準モードに切り換えるようにしている(S18−15)。
つまり、電動機86に運転の指令が出ているときに、バッテリ残量(SOC)が予め記憶された設定値(この設定値をバッテリ残量第三設定値とし、本実施例ではSOC=10%としている。)に満たない場合には、電動機86を停止し、かつ、バッテリ残量(SOC)が予め記憶された設定値(この設定値をバッテリ残量第四設定値とし、本実施例ではSOC=50%としている。)以上となるまでは、電動機86の運転を許可しないようにしている。
Further, the use load amount Pm of the
Then, after the charging current command value is determined (S18-13), the determination based on the SOC detection value is performed (S18-14). If not SOC ≧ 50 (%), the forced charging mode is continued, and SOC ≧ 50 When (%) is reached, the current control state is maintained or switched to the load leveling mode (S18-15).
In other words, when the operation command is issued to the
また、SOC検出値による判定を行い(S18−8)、SOC<10(%)でない場合には、さらにSOC検出値による判定を行い(S18−10)、しかも、SOC<20(%)である場合には、パワーショベル1のオペレータに充電の実施を促すように警報を発するようにしている(S18−12)。尚、この場合、警報を発すると同時に強制充電モードに移行させるようにすることも可能である。
また、SOC検出値による判定を行い(S18−10)、SOC<20(%)でない場合には、現状の制御状態を維持するか、もしくは負荷平準化モードに切り換えるようにしている(S18−15)。
つまり、電動機86に運転の指令が出ているときに、バッテリ残量(SOC)が予め記憶された設定値(この設定値をバッテリ残量第二設定値とし、本実施例ではSOC=20%としている。)に満たない場合には、ジェネレータ81による発電を促す警報(充電警告)を発するようにしている。
以上が、IV)バッテリ充放電制御の制御フローについての説明である。
Further, the determination based on the SOC detection value is performed (S18-8), and if the SOC is not less than 10 (%), the determination based on the SOC detection value is further performed (S18-10), and the SOC is less than 20 (%). In this case, an alarm is issued to prompt the operator of the
Further, the determination based on the SOC detection value is performed (S18-10), and when the SOC is not less than 20 (%), the current control state is maintained or the mode is switched to the load leveling mode (S18-15). ).
That is, when the operation command is issued to the
The above is the description of the control flow of IV) battery charge / discharge control.
以上の説明に示す如く、制御装置79は、ジェネレータ81からバッテリ85への充電電流を制御するジェネレータ用コントローラ91と、バッテリ85から電動機86への放電電流を制御する電動機用コントローラ91とを備え、エンジン負荷が予め記憶された負荷第一設定値(P1)よりも小さい場合には、エンジン15の運転に加えてジェネレータ81を作動させ、充電電流をジェネレータ用コントローラ91により制御してバッテリ85を充電し、かつ、エンジン負荷が予め記憶された負荷第二設定値(P2)よりも大きい場合には、エンジン15の運転に加えて、電動機用コントローラ91により放電電流を制御して、電動機86を作動させるようにしている。
これにより、充放電電流を用いて制御することにより、エンジン負荷を正確に制御することができるのである。
As described above, the
Thus, the engine load can be accurately controlled by controlling using the charge / discharge current.
また、負荷第一設定値(P1)、負荷第二設定値(P2)を、バッテリ残量(SOC)に応じて補正するようにしている。
これにより、バッテリ残量(SOC)に応じてジェネレータ出力および電動機出力を調整することにより、過充放電を防止することができるのである。
Further, the load first set value (P1) and the load second set value (P2) are corrected according to the remaining battery level (SOC).
Thereby, overcharge / discharge can be prevented by adjusting the generator output and the motor output according to the remaining battery level (SOC).
また、エンジン負荷が予め記憶された負荷第二設定値(P2)よりも大きい場合には、エンジン負荷が負荷第二設定値(P2)となるように電動機86を制御するようにしている。
これにより、作業過負荷時、燃費により決定される負荷閾値に従い、電動機によるエンジントルクアシストを行うことで負荷の軽減を行い、過負荷とならない程度の負荷でエンジンを作動させて、無駄な燃料消費を抑えて効率良く作業を行うことができるのである。
Further, when the engine load is larger than the load second set value (P2) stored in advance, the
As a result, when the work is overloaded, the engine is assisted by the engine torque assist by the motor according to the load threshold determined by the fuel consumption, and the engine is operated with a load that does not cause an overload. It is possible to work efficiently while suppressing the above.
また、電動機用コントローラ90が、放電電流リミッタ90aを備え、放電電流リミッタ90aにより、バッテリ85からの放電電流を制限して、電動機86を作動するようにしている。
これにより、過放電を回避しながらトルクアシストを行い、電動機にも過電流を流すことなく作動させて電動機を傷めることがないのである。
The
As a result, torque assist is performed while avoiding overdischarge, and the motor is operated without passing overcurrent, and the motor is not damaged.
また、電動機用コントローラ90が、放電電流リミッタ90aを備え、放電電流リミッタ90aにより、制御装置79(あるいはパワーマネジメントコントローラ94)に予め記憶された電動機トルク特性に基づいて放電電流に制限を加えて、電動機86を作動するものである。
これにより、電動機86のオーバートルクを回避しながらトルクアシストを行うことができるのである。
Further, the
Thus, torque assist can be performed while avoiding overtorque of the
また、エンジン負荷が予め記憶された負荷第一設定値(P1)よりも小さい場合には、エンジン負荷が負荷第一設定値(P1)となるようにジェネレータ81を制御するようにしている。
これにより、エンジン負荷が軽い時、エンジン効率が良い最低負荷となる回転数まで上げてジェネレータにより発電し、この発電によりバッテリに電力を蓄え、トルクアシストが必要な場合、その蓄えた電力を使用して電動機によるエンジントルクアシストを行うことにより、負荷の軽減を行うことができるのである。
When the engine load is smaller than the first load set value (P1) stored in advance, the
As a result, when the engine load is light, the engine speed is increased to the minimum load with good engine efficiency and power is generated by the generator.The power is stored in the battery by this power generation, and when the torque assist is necessary, the stored power is used. Thus, the load can be reduced by performing engine torque assist by the electric motor.
また、ジェネレータ用コントローラ91は充電電流リミッタ91aを備え、充電電流リミッタ91aにより、ジェネレータ81からバッテリ85への充電電流を制限するようにしている。
これにより、過充電を回避しながら発電を行うことができ、また、過電流を流してバッテリを傷めることがないのである。
Further, the
As a result, power generation can be performed while avoiding overcharging, and overcurrent does not flow and the battery is not damaged.
また、ジェネレータ用コントローラ91が、充電電流リミッタ91aを備え、充電電流リミッタ91aにより、制御装置79(あるいはパワーマネジメントコントローラ94)に予め記憶されたジェネレータ出力特性に基づいて、ジェネレータ出力を制限するようにしている。
これにより、ジェネレータのオーバートルクを回避しながら発電を行うことができ、過電流を流してバッテリを傷めることがないのである。
Further, the
As a result, power generation can be performed while avoiding overtorque of the generator, and an overcurrent does not flow and the battery is not damaged.
また、ジェネレータ81に発電運転の指令が出ているときに、バッテリ残量(SOC)が予め記憶されたバッテリ残量第一設定値よりも大きい場合には、ジェネレータ81による発電を停止するようにしている。
これにより、バッテリ85の過充電を防止することができるのである。
Further, when the
Thereby, overcharging of the
また、電動機86に運転の指令が出ているときに、バッテリ残量(SOC)が予め記憶されたバッテリ残量第二設定値よりも小さい場合には、ジェネレータ81による発電を促す警報を発するようにしている。
これにより、オペレータに充電運転を行うよう警告することにより、バッテリの過放電を防止することができ、バッテリ上がりを未然に防げるのである。
In addition, when the operation command is issued to the
Thus, by warning the operator to perform the charging operation, it is possible to prevent the battery from being overdischarged and to prevent the battery from being discharged.
また、電動機86に運転の指令が出ているときに、バッテリ残量(SOC)が予め記憶されたバッテリ残量第三設定値よりも小さい場合には、電動機86を停止し、かつ、バッテリ残量が予め記憶されたバッテリ残量第四設定値よりも大きくなるまでは、電動機86の運転を許可しないようにしている。
これにより、電動機を停止することで、過放電を防止することができ、バッテリ上がりも未然に防ぐことができるのである。
また、電動機を効率の悪い範囲で無理に運転させることもないのである。
If the remaining battery level (SOC) is smaller than the pre-stored remaining battery level when the operation command is issued to the
Thereby, by stopping the electric motor, it is possible to prevent overdischarge and to prevent the battery from running out.
In addition, the electric motor is not forced to operate in an inefficient range.
15 エンジン(駆動源)
15a 回転軸
21 アームシリンダ
22 ブームシリンダ(油圧シリンダ)
31・131 油圧ポンプ
32 動作切換弁
76 エンジンコントローラ
79 制御装置
81 ジェネレータ
82 クラッチ
83 ポンプ軸
85 バッテリ
86 電動機
15 Engine (drive source)
31, 131
Claims (18)
該アクチュエータに作動油を圧送する油圧ポンプをエンジンで駆動する油圧作業機において、
前記エンジンと、
前記油圧ポンプと、
ジェネレータと、
電動機またはジェネレータ機能を有する電動機とを連動連結し、
前記エンジンと前記ジェネレータと前記電動機を制御装置と接続し、
前記エンジンの負荷状態を検知する手段を設けてエンジン負荷を検知するとともに、
前記エンジンが軽負荷の場合は前記ジェネレータを作動させてバッテリを充電し、
前記エンジンが過大負荷の場合は前記バッテリから電力を供給して前記電動機を駆動して前記エンジンをアシストすること、
を特徴とするハイブリッド型油圧作業機。 It has multiple hydraulic actuators such as hydraulic cylinders and hydraulic motors,
In a hydraulic working machine that drives a hydraulic pump that pumps hydraulic oil to the actuator with an engine,
The engine;
The hydraulic pump;
Generator,
Linked with an electric motor or an electric motor having a generator function,
Connecting the engine, the generator, and the electric motor to a control device;
While providing a means for detecting the load state of the engine to detect the engine load,
When the engine is lightly loaded, the generator is operated to charge the battery,
When the engine is overloaded, power is supplied from the battery to drive the electric motor to assist the engine;
Hybrid hydraulic working machine characterized by
前記軽負荷と前記過大な負荷との間の負荷領域で駆動すること、
を特徴とする請求項1に記載のハイブリッド型油圧作業機。 The engine is in operation,
Driving in a load region between the light load and the excessive load;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 1, wherein:
前記軽負荷の閾値と前記過大な負荷の閾値を、バッテリ残量に応じて変更すること、
を特徴とする請求項2に記載のハイブリッド型油圧作業機。 While providing a means for detecting the remaining amount of the battery to detect the remaining amount of the battery,
Changing the threshold of the light load and the threshold of the excessive load according to the remaining battery capacity;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 2, wherein:
を特徴とする請求項1に記載のハイブリッド型油圧作業機。 Detecting a load state of the engine from a governor rack position of a fuel injection pump;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 1, wherein:
少なくとも一つのアクチュエータと油圧ポンプを閉回路で構成すること、
を特徴とする請求項1に記載のハイブリッド型油圧作業機。 Among the plurality of hydraulic actuators,
Comprising at least one actuator and a hydraulic pump in a closed circuit;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 1, wherein:
電動機またはジェネレータ機能を有する電動機のいずれか、
または、両方の組み合わせによりエンジンを駆動して始動すること、
を特徴とする請求項1に記載のハイブリッド型油圧作業機。 When the engine starts,
Either an electric motor or an electric motor with a generator function,
Or start by driving the engine with a combination of both,
The hybrid hydraulic working machine according to claim 1, wherein:
前記油圧ポンプと電動機とを連動連結して第二仕組とし、
該第一仕組と第二仕組の間にクラッチを介装して制御装置と接続し、
アクチュエータの負荷が軽負荷の場合は前記クラッチを「断」として電動機で油圧ポンプを駆動し、
アクチュエータの負荷が設定値より大きい場合は前記クラッチを「接」として、
エンジン、またはエンジンと電動機の両方で油圧ポンプを駆動するようにしたこと、
を特徴とする請求項1に記載のハイブリッド型油圧作業機。 The engine and generator are linked together to form the first mechanism,
The hydraulic pump and the electric motor are interlocked and connected to form a second structure,
A clutch is interposed between the first structure and the second structure, and connected to the control device,
When the load on the actuator is light, the clutch is disengaged and the hydraulic pump is driven by an electric motor.
When the actuator load is larger than the set value, the clutch is set to “contact”.
The hydraulic pump is driven by the engine or both the engine and the electric motor,
The hybrid hydraulic working machine according to claim 1, wherein:
前記ジェネレータから前記バッテリへの充電電流を制御する充電電流制御手段と、
前記バッテリから前記電動機への放電電流を制御する放電電流制御手段とを備え、
エンジン負荷が予め記憶された負荷第一設定値よりも小さい場合には、
前記エンジンの運転に加えて前記ジェネレータを作動させ、充電電流を充電電流制御手段により制御して前記バッテリを充電し、かつ、
エンジン負荷が予め記憶された負荷第二設定値よりも大きい場合には、
前記エンジンの運転に加えて、前記放電電流制御手段により放電電流を制御して、電動機を作動させること、
を特徴とする請求項1に記載のハイブリッド型油圧作業機。 The controller is
Charging current control means for controlling a charging current from the generator to the battery;
A discharge current control means for controlling a discharge current from the battery to the electric motor,
When the engine load is smaller than the first load set value stored in advance,
In addition to the operation of the engine, the generator is operated, the charging current is controlled by charging current control means to charge the battery, and
If the engine load is larger than the second load preset value stored in advance,
In addition to the operation of the engine, controlling the discharge current by the discharge current control means to operate the electric motor,
The hybrid hydraulic working machine according to claim 1, wherein:
バッテリ残量に応じて補正すること、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 The load first set value and the load second set value are
Correct according to the battery level,
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
エンジン負荷が前記負荷第二設定値となるように前記電動機を制御すること、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 When the engine load is larger than the load second set value stored in advance,
Controlling the electric motor so that the engine load becomes the load second set value;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
放電電流リミッタを備え、
該放電電流リミッタにより、
前記バッテリからの放電電流を制限して、
前記電動機を作動すること、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 The discharge current control means;
With a discharge current limiter,
By the discharge current limiter,
Limiting the discharge current from the battery,
Operating the electric motor;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
放電電流リミッタを備え、
該放電電流リミッタにより、
前記制御装置に予め記憶された電動機トルク特性に基づいて放電電流に制限を加えて、
前記電動機を作動すること、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 The discharge current control means;
With a discharge current limiter,
By the discharge current limiter,
Add a limit to the discharge current based on the motor torque characteristics stored in advance in the control device,
Operating the electric motor;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
エンジン負荷が前記負荷第一設定値となるように前記ジェネレータを制御すること、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 When the engine load is smaller than the load first set value stored in advance,
Controlling the generator so that the engine load becomes the load first set value;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
該充電電流リミッタにより、
前記ジェネレータから前記バッテリへの充電電流を制限すること、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 The charging current control means includes a charging current limiter,
By the charging current limiter,
Limiting the charging current from the generator to the battery;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
充電電流リミッタを備え、
該充電電流リミッタにより、
前記制御装置に予め記憶されたジェネレータ出力特性に基づいて、
ジェネレータ出力を制限すること、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 The charging current control means is
With charging current limiter,
By the charging current limiter,
Based on the generator output characteristics stored in advance in the control device,
Limiting the generator output,
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
バッテリ残量が予め記憶されたバッテリ残量第一設定値よりも大きい場合には、
前記ジェネレータによる発電を停止すること、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 When a power generation operation command is issued to the generator,
If the remaining battery level is greater than the preset battery level 1
Stopping power generation by the generator;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
バッテリ残量が予め記憶されたバッテリ残量第二設定値よりも小さい場合には、
前記ジェネレータによる発電を促す警報を発すること、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 When the operation command is issued to the motor,
When the remaining battery level is smaller than the preset second battery remaining value,
Issuing an alarm prompting power generation by the generator;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
バッテリ残量が予め記憶されたバッテリ残量第三設定値よりも小さい場合には、
電動機を停止し、かつ、
バッテリ残量が予め記憶されたバッテリ残量第四設定値よりも大きくなるまでは、
前記電動機の運転を許可しないこと、
を特徴とする請求項8に記載のハイブリッド型油圧作業機。 When the operation command is issued to the motor,
If the remaining battery level is smaller than the preset third battery charge value,
Stop the motor and
Until the remaining battery level becomes larger than the pre-stored remaining battery level setting value 4,
Not permitting operation of the motor;
The hybrid hydraulic working machine according to claim 8, wherein:
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