JP2016053282A - ハイブリッド建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧ポンプの容量及び発電電動機のトルクを適切に制御すること。【解決手段】コントローラ２４は、発電電動機２０のトルクが０に設定された状態で油圧ポンプ１４の容量指令を補正する容量指令補正処理Ｔを実行する。また、コントローラ２４は、油圧ポンプ１４のトルクと発電電動機２０のトルクとの和が既知のエンジントルクとなるようにトルク指令と補正後の容量指令とを出力した状態で、既知のエンジントルクのうち油圧ポンプ１４のトルク以外の残余トルクと実際に出力されたトルク指令との関係に基づいて、トルク指令に従い設定されるトルクを目標トルクに近づけるためのトルク指令の補正値を算出し、補正値に基づいてトルク指令を補正するトルク指令補正処理Ｕを実行する。【選択図】図４

Description

本発明は、可変容量式の油圧ポンプと、油圧ポンプの容量を調整するための容量指令を出力するコントローラとを備えた油圧ショベル等の建設機械に関するものである。

例えば、特許文献１に記載の油圧ショベルは、油圧ポンプと、油圧ポンプの傾転（容量）を調整可能なレギュレータと、油圧ポンプの傾転を調整するための容量指令をレギュレータに出力するコントローラとを備えている。

ここで、コントローラは、油圧ポンプに目標流量の作動油を吐出させるための容量指令を出力するものの、この容量指令に従い油圧ポンプから吐出された作動油の実際の流量が前記目標流量と異なる場合、つまり、容量指令に誤差が生じる場合がある。

そこで、コントローラは、前記容量指令の誤差を補正する。

具体的に、コントローラは、レギュレータの個体差によって生じる容量指令の誤差を補正するとともに、油圧ポンプの個体差によって生じる容量指令の誤差を補正する。

また、油圧ポンプを駆動するエンジンと、蓄電装置と、エンジンからの動力により発電する機能と蓄電装置からの電力によりエンジンをアシストする機能とを有する発電電動機と、発電電動機のトルクを制御可能なインバータと、発電電動機のトルクを調整するためのトルク指令をインバータに出力するコントローラと、を備えたハイブリッド建設機械も知られている。

特開平２０１３−４０４８７号公報

ここで、ハイブリッド建設機械のコントローラは、発電電動機のトルクを目標トルクに設定するためのトルク指令を出力するものの、このトルク指令により設定される発電電動機の実際のトルクと目標トルクとが異なる場合、つまり、トルク指令に誤差が生じる場合がある。

トルク指令の誤差は、例えば、発電電動機の個体差（永久磁石の磁力の誤差、永久磁石の磁極の組立位置の誤差、及びステータ及びロータの組立位置の誤差等）、及びインバータの個体差（インバータに設けられた電流センサの検出誤差等）によって生じる。

したがって、ハイブリッド建設機械においては、特許文献１に記載のように油圧ポンプの容量指令を補正するだけでは、トルク指令の誤差によって発電電動機のトルクを適切に設定することができない場合がある。

例えば、力行時における発電電動機の実際のトルクが目標トルクよりも高い場合には、それを見越して予め建設機械の強度を設計しておく必要があり、さらに、この場合にはエンジンが増速してしまうおそれがある。

一方、力行時における発電電動機のトルクが目標トルクよりも低い場合には、建設機械が適切な性能を発揮することができないという問題がある。

本発明の目的は、油圧ポンプの容量及び発電電動機のトルクを適切に制御することができるハイブリッド建設機械を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、ハイブリッド建設機械であって、エンジンと、蓄電装置と、前記エンジンにより駆動される可変容量式の油圧ポンプと、前記エンジンからの動力により発電する機能と前記蓄電装置からの電力により前記エンジンをアシストする機能とを有する発電電動機と、前記発電電動機のトルクを制御可能なインバータと、予め設定された目標流量の作動油を前記油圧ポンプに吐出させるために前記油圧ポンプの容量を調整するための容量指令を出力可能で、前記容量指令に従い前記油圧ポンプから吐出される作動油の流量が前記目標流量に近づくように前記容量指令の誤差を補正可能で、さらに、前記発電電動機のトルクを予め設定された目標トルクに設定するためのトルク指令を前記インバータに出力可能なコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記発電電動機のトルクが０に設定された状態で前記油圧ポンプの容量指令を補正する容量指令補正処理と、前記油圧ポンプのトルクと前記発電電動機のトルクとの和が既知のエンジントルクとなるように前記トルク指令と補正後の前記容量指令とを出力した状態で、前記既知のエンジントルクのうち前記油圧ポンプのトルク以外の残余トルクと実際に出力された前記トルク指令との関係に基づいて前記トルク指令に従い設定されるトルクを前記目標トルクに近づけるための前記トルク指令の補正値を算出し、前記補正値に基づいて前記トルク指令を補正するトルク指令補正処理とを実行する、ハイブリッド建設機械を提供する。

本発明によれば、容量指令補正処理とトルク指令補正処理とが実行されるため、油圧ポンプの容量及び発電電動機のトルクを適切に制御することができる。

具体的に、トルク指令補正処理においては、油圧ポンプのトルクと発電電動機のトルクとの和が既知のエンジントルクとなるように容量指令及びトルク指令が出力される。ここで、容量指令は、補正後のものが利用されるため、既知のエンジントルクのうちの油圧ポンプのトルク以外の残余トルクも既知の値となる。

そのため、この残余トルクと実際に出力されたトルク指令との関係に基づいてトルク指令の補正値を算出することができ、この補正値に基づいてトルク指令を補正することができる。

したがって、本発明によれば、容量指令及びトルク指令の双方の誤差を補正することができ、これにより油圧ポンプの容量及び発電電動機のトルクを適正に制御することができる。

なお、本発明において『前記発電電動機のトルクが０に設定された状態』とは、トルク指令の誤差の有無にかかわらず実現可能な状態であり、例えば、インバータがサーボオフに設定された状態（発電電動機に対する電力供給が停止された状態）を意味する。

ここで、エンジンの回転数と最大トルクとの関係として予め設定された特性に基づいて、当該特性に規定された最大トルクを超えるトルクが要求された場合に回転数が変化するようにエンジンが制御される場合、エンジンに要求されるトルクが最大トルクに到達したか否かは当該エンジンの回転数の変化によって判断することができる。

そこで、前記のようにエンジンが制御される場合、前記ハイブリッド建設機械は、前記エンジンの回転数を検出可能な回転数検出器をさらに備え、前記コントローラは、トルク指令補正処理において、一定の前記容量指令を出力した状態で前記トルク指令を変化させ、前記回転数検出器による前記エンジンの回転数変化の検出に基づいて前記油圧ポンプのトルクと前記発電電動機のトルクとの和が前記最大トルクであるか否かを判断することが好ましい。

この態様によれば、一定の容量指令が出力された状態で油圧ポンプのトルクと発電電動機のトルクとの和が前記最大トルクになるためのトルク指令を容易に決定することができる。

前記容量指令補正処理及び前記トルク指令補正処理を実行するタイミングを限定する趣旨ではないが、これらの処理においては油圧ポンプ及び発電電動機のトルクが実際の作業状態と無関係に変更されるため、これらの処理を作業中に実行するのは困難である。

そこで、前記ハイブリッド建設機械は、前記容量指令及び前記トルク指令の補正を開始するための補正開始信号を入力するための補正開始信号入力手段と、前記容量指令及び前記トルク指令の補正が完了した旨を報知可能な報知手段とを備え、前記コントローラは、前記補正開始信号を受けた場合に前記容量指令補正処理を開始し、前記トルク指令補正処理が完了したときに前記報知手段に対して報知を行うための指令を出力することが好ましい。

この態様によれば、オペレータからの操作（補正開始信号入力手段からの補正開始信号の入力操作）に応じて容量指令補正処理及びトルク指令補正処理を開始することができとともに、報知手段によってオペレータに対して両処理の完了を報知することができる。

したがって、作業の空き時間等を利用して、容量指令及びトルク指令の補正を行うことができる。

本発明によれば、油圧ポンプの容量及び発電電動機のトルクを適切に制御することができる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。 図１に示す油圧ショベルに設けられた駆動系統及び制御系統を示す図である。 図２に示すエンジンの制御特性を説明するためのグラフである。 図２に示すコントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。 図４に示す容量指令補正処理の内容を示すフローチャートである。 図４に示すトルク指令補正処理の内容を示すフローチャートである。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１を参照して、本発明の実施形態に係る建設機械の一例としての油圧ショベル１は、クローラ２ａを有する下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられたアタッチメント４とを備えている。

アタッチメント４は、上部旋回体３に対して上げ下げ可能に取り付けられたブーム５と、ブーム５の先端部に対して回転可能に取り付けられたアーム６と、アーム６の先端部に対して回転可能に取り付けられたバケット７とを備えている。

また、アタッチメント４は、上部旋回体３に対してブーム５を上げ下げ駆動するブームシリンダ８と、ブーム５に対してアーム６を回転駆動するアームシリンダ９と、アーム６に対してバケット７を回転駆動するバケットシリンダ１０とを備えている。

図２を参照して、上部旋回体３は、油圧アクチュエータを駆動するための駆動系統１１と、駆動系統１１を制御する制御系統１２とを備えている。なお、図２では、油圧アクチュエータの一例としてブームシリンダ８を示し、他の油圧アクチュエータ（アームシリンダ９、バケットシリンダ１０、走行モータ［図示せず］、旋回モータ［図示せず］等）の図示は省略する。

駆動系統１１は、油圧アクチュエータに対して作動油を供給する可変容量式の油圧ポンプ１４と、ブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御する制御弁１５と、制御弁１５を操作するための操作手段１６と、油圧ポンプ１４と制御弁１５との間に設けられたアンロード弁１７及びリリーフ弁１８と、油圧ポンプ１４を駆動するエンジン１９と、エンジン１９の出力軸に接続された発電電動機２０と、発電電動機２０により発電された電力を蓄電可能な蓄電装置２１とを備えている。

油圧ポンプ１４には、当該油圧ポンプ１４の傾転（容量）を調整可能なレギュレータ１４ａが接続されている。後述するコントローラ２４からレギュレータ１４ａに指令が出力されることにより、油圧ポンプ１４の容量が調整される。また、油圧ポンプ１４の吐出圧は、油圧ポンプ１４の吐出通路に設けられた圧力センサ１４ｂによって検出される。

制御弁１５は、ブームシリンダ８を停止させるための中立位置と、ブームシリンダ８を伸ばす（ブーム５を上げ駆動する）ためのブーム上げ位置（図２の右側位置）と、ブームシリンダ８を縮める（ブーム５を下げ駆動する）ためのブーム下げ位置（図２の左側位置）との間で切換可能なパイロット式のバルブである。なお、図示は省略するが、制御弁１５は、他の油圧アクチュエータに対してもそれぞれ設けられている。

操作手段１６は、パイロットポンプ１６ａと、リモコン弁１６ｂと、リモコン弁１６ｂを操作するための操作レバー１６ｃとを備えている。リモコン弁１６ｂは、操作レバー１６ｃの非操作状態において、パイロットポンプ１６ａから制御弁１５の両パイロットポートに対する作動油の供給を停止する。一方、リモコン弁１６ｂは、操作レバー１６ｃの傾動操作により、パイロットポンプ１６ａから制御弁１５の一方のパイロットポートに対して作動油を供給する。

また、操作手段１６は、パイロットポンプ１６ａとリモコン弁１６ｂとの間に設けられた電磁弁１６ｄを備えている。電磁弁１６ｄは、パイロットポンプ１６ａからリモコン弁１６ｂに対する作動油の供給を許容する許容位置（図２の左側位置）と、作動油の供給を停止する停止位置（図２の右側位置）との間で切換可能である。電磁弁１６ｄは、通常、許容位置に付勢され、後述するコントローラ２４からの指令が入力されることにより停止位置に切り換えられる。

アンロード弁１７は、油圧ポンプ１４の吐出通路から分岐してタンクに接続される通路に設けられ、油圧ポンプ１４の負荷を低減するためのものである。アンロード弁１７は、通常、油圧ポンプ１４の吐出通路とタンクとを遮断する位置（図２の下側位置）に付勢され、コントローラ２４からの指令に応じて油圧ポンプ１４の吐出通路とタンクとを連通する位置（図２の上側位置）に切り換えられる。

リリーフ弁１８は、油圧ポンプ１４の吐出通路から分岐してタンクに接続される通路に設けられ、余剰の作動油をタンクに導くためのものである。リリーフ弁１８は、通常、閉鎖位置に付勢され、油圧ポンプ１４の吐出通路内の圧力が予め設定されたリリーフ圧以上になった場合に当該吐出通路内の作動油をタンクに導出する。

発電電動機２０は、エンジン１９からの動力により発電する機能と蓄電装置２１からの電力によりエンジン１９をアシストする機能とを有する。

一方、制御系統１２は、発電電動機２０のトルクを制御可能なインバータ２２と、エンジン１９の回転数を制御可能なエンジン制御器２３と、上述のレギュレータ１４ａ及びインバータ２２に対して制御指令を出力するコントローラ２４と、後述する補正処理を開始するための信号をコントローラ２４に入力するための補正開始信号入力手段２５と、補正処理の完了を報知可能な報知手段２６とを備えている。

インバータ２２は、エンジン１９からの動力により発電電動機２０が発電機として駆動する際の発電電動機２０の回生トルク、及び、蓄電装置２１からの電力により発電電動機２０が電動機として駆動する際の発電電動機２０の力行トルクをコントローラ２４からの指令に応じて制御可能である。

また、インバータ２２は、コントローラ２４からの指令に応じて、発電電動機２０に対する電力供給を停止するサーボオフ状態と、上述した発電電動機２０のトルク制御が可能となるように発電電動機２０に対する電力供給が許容されるサーボオン状態との間で切換可能である。

エンジン制御器２３は、燃料噴射量及び燃料の噴射タイミング等を調整することによりエンジン１９の回転数を制御する。エンジン制御器２３は、コントローラ２４からの指令に従いエンジン１９の回転数を設定可能である。

また、エンジン制御器２３は、図３に示す特性に基づいてエンジンの回転数を制御する。図３は、エンジンの回転数とエンジンの最大トルクとの関係として予め設定された特性を示す。エンジン制御器２３は、エンジン１９に要求されるトルク（以下、要求トルクという）が現在の回転数における最大トルクを超える場合に回転数が変化するようにエンジン１９を制御する。

具体的に、エンジン１９の回転数が回転数Ｎ１に設定された状態で要求トルクが矢印Ｙ１に示すように増加する場合、当該要求トルクが回転数Ｎ１における最大トルクＴｒ１を超えると、矢印Ｙ２に示すように図３の特性に沿ってエンジン１９の回転数が下がるようにエンジン１９の回転数が制御される。

一方、この状態から、要求トルクが低下すると、矢印Ｙ３に示すように図３の特性に沿ってエンジン１９の回転数が上がるようにエンジン１９の回転数が制御される。

なお、エンジン１９の回転数は、図２に示す回転数センサ（回転数検出器）１９ａによって検出される。

コントローラ２４は、予め設定された目標流量の作動油を油圧ポンプ１４に吐出させるために当該油圧ポンプ１４の容量を調整するための容量指令をレギュレータ１４ａに出力可能である。

また、コントローラ２４は、発電電動機２０のトルクを予め設定された目標トルクに設定するためのトルク指令をインバータ２２に出力可能である。

ここで、コントローラ２４は、目標流量の作動油を油圧ポンプ１４に吐出させるための容量指令を出力するものの、この容量指令に従い油圧ポンプ１４から吐出された作動油の実際の流量が目標流量と異なる場合、つまり、容量指令に誤差が生じる場合がある。この誤差は、例えば、レギュレータ１４ａの個体差及び油圧ポンプ１４の個体差によって生じるものである。

そこで、コントローラ２４は、容量指令に従い油圧ポンプ１４から吐出された作動油の流量が目標流量に近づくように容量指令の誤差を補正する容量指令補正処理を実行する。容量指令補正処理の内容は後述する。

また、コントローラ２４は、発電電動機２０のトルクを目標トルクに設定するためのトルク指令を出力するものの、このトルク指令により設定される発電電動機２０の実際のトルクと目標トルクとが異なる場合、つまり、トルク指令に誤差が生じる場合がある。この誤差は、発電電動機２０の個体差（永久磁石の磁力の誤差、永久磁石の磁極の組立位置の誤差、及びステータ及びロータの組立位置の誤差等）、及びインバータ２２の個体差（インバータ２２に設けられた電流センサの検出誤差等）によって生じる。

そこで、コントローラ２４は、トルク指令に従い設定されるトルクが目標トルクに近づくようにトルク指令の誤差を補正するトルク指令補正処理を実行する。トルク指令補正処理の内容は後述する。

補正開始信号入力手段２５は、容量指令補正処理及びトルク指令補正処理を開始するための補正開始信号をコントローラ２４に対して入力するためのものである。

報知手段２６は、容量指令補正処理及びトルク指令補正処理が完了した旨を報知可能である。

以下、図２及び図４を参照して、コントローラ２４により実行される処理を説明する。

当該処理が開始されると、まず、補正開始信号入力手段２５により補正開始信号が入力されたか否かが判定される（ステップＳ１）。つまり、油圧ショベル１による作業の空き時間等を利用して、オペレータによって容量指令及びトルク指令の補正を実行すべき旨の操作が行われたか否かが判定される。

ステップＳ１において補正開始信号が入力されたと判定されると、容量指令補正処理Ｔが実行され、容量指令補正処理Ｔが完了するとトルク指令補正処理Ｕが開始される。

トルク指令補正処理Ｕが完了すると、報知手段２６によって容量指令補正処理Ｔ及びトルク指令補正処理Ｕが完了した旨を報知手段２６を用いて報知して（ステップＳ２）、当該処理は終了する。この報知により、オペレータは、容量指令及びトルク指令の補正が完了したことを知り、油圧ショベル１を用いた作業を開始することができる。

以下、図２、図３及び図５を参照して、容量指令補正処理Ｔを説明する。

容量指令補正処理Ｔが開始されると、エンジン１９の回転数が定格最大回転数Ｎ１（以下、単に回転数Ｎ１ともいう）に調整されるようにエンジン制御器２３に対して指令を出力する（ステップＴ１）。

ここで、定格最大回転数Ｎ１は、図３の特性において、エンジン１９の最大トルクが急激に低下する回転数の下限値を規定するものである。つまり、エンジン１９の回転数が定格最大回転数Ｎ１を超えると、最大トルクが急激に低下する。なお、ステップＴ１は、後述するステップＴ４が実行される前に実行されればよい。

次いで、インバータ２２をサーボオフ状態に設定する（ステップＴ２）。これにより、発電電動機２０の駆動軸が自由に回転可能となり、発電電動機２０のトルクは、０に設定される。

次に、制御弁１５の動作を禁止するとともにアンロード弁１７を閉鎖する（ステップＴ３）。具体的に、コントローラ２４は、電磁弁１６ｄを停止位置（図２の右側位置）に切り換える。これにより、操作レバー１６ｃ（リモコン弁１６ｂ）の操作にかかわらず、制御弁１５の動作が禁止される。また、アンロード弁１７が閉鎖されることにより、油圧ポンプ１４からの作動油は、リリーフ弁１８を介してタンクに導かれる。

この状態で、油圧ポンプ１４のトルク（容量）をエンジン１９の最大トルクＴｒ１に調整するための容量指令をレギュレータ１４ａに対して出力する（ステップＴ４）。具体的に、ステップＴ４では、最大トルクＴｒ１の１００％よりも少し低いトルク（例えば、最大トルクＴｒ１の９０％のトルク）を得るための指令を出力する。

なお、油圧ポンプ１４のトルクは、当該油圧ポンプ１４の吐出圧と吐出流量との積によって求めることができるため、油圧ポンプ１４の吐出流量（容量）は、圧力センサ１４ｂの検出圧と最大トルクＴｒ１とに基づいて算出することができる。

次いで、回転数センサ１９ａの検出結果に基づいてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１よりも低いか否かが判定される（ステップＴ５）。つまり、図３の矢印Ｙ１に示すように油圧ポンプ１４のトルクの増加に応じてエンジン１９の要求トルクが増加し、当該要求トルクが回転数Ｎ１における最大トルクＴｒ１を超えることにより矢印Ｙ２に示すようにエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１から減少しているか否かが判定される。

ステップＴ５においてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１よりも低くないと判定されると、油圧ポンプ１４のトルクが上がるように容量指令を微調整し（ステップＴ６）、再び、ステップＴ５の判定が実行される。つまり、ステップＴ６は、ステップＴ５においてＹＥＳと判定されるまで繰り返し実行される。

ステップＴ５においてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１より低いと判定されると、回転数センサ１９ａの検出結果に基づいてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１以上であるか否かが判定される（ステップＴ７）。

ステップＴ７においてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１よりも低いと判定されると、油圧ポンプ１４のトルクが下がるように容量指令を微調整し（ステップＴ８）、再び、ステップＴ７の判定が実行される。

つまり、ステップＴ７及びステップＴ８においては、図３に示すように、ステップＴ５において回転数Ｎ１よりも低いと判定されたエンジン１９の回転数を矢印Ｙ３に示すように増加させる。これにより、エンジン１９の回転数が回転数Ｎ１となる点、すなわち、油圧ポンプ１４のトルクがエンジン１９の最大トルクＴｒ１と一致する点を特定することができる。

ステップＴ７においてＹＥＳと判定されると、エンジン１９の最大トルクＴｒ１と実際に出力された容量指令との関係に基づいて容量指令の補正値を算出し、容量指令を補正する（ステップＴ９）。

具体的に、ステップＴ９では油圧ポンプ１４の吐出圧（圧力センサ１４ｂの検出圧）を取り込み、この吐出圧と最大トルクＴｒ１とに基づいて、理論上、油圧ポンプ１４に出力すべき容量指令（指令電流）が算出される。このように算出された容量指令と、ステップＴ７においてＹＥＳと判定された時点で実際に出力された容量指令との差によって容量指令の補正値が算出される。この補正値は、以後の容量指令に対して加算又は減算すべき値としてコントローラ２４に記憶される（以後の容量指令が補正される）。

上記ステップＴ９が実行されると、当該容量指令補正処理Ｔは図４に示すメインルーチンにリターンし、トルク指令補正処理Ｕが実行される。

以下、図２、図３及び図６を参照して、トルク指令補正処理Ｕを説明する。

トルク指令補正処理Ｕが開始されると、インバータ２２をサーボオン状態に設定する（ステップＵ１）。これにより、インバータ２２から発電電動機２０への電力供給が許容され、インバータ２２による発電電動機２０のトルク制御が可能となる。

次いで、油圧ポンプ１４のトルク（容量）をエンジン１９の最大トルクＴｒ１の５０％に調整するための容量指令をレギュレータ１４ａに対して出力する（ステップＵ２）。なお、ここで出力される容量指令は、上述した容量指令補正処理Ｔにより補正された容量指令である。

次に、発電電動機２０のトルクをエンジン１９の最大トルクＴｒ１の５０％に調整するためのトルク指令を出力する（ステップＵ３）。具体的に、ステップＵ３では、最大トルクＴｒ１の５０％よりも少し低いトルク（例えば、最大トルクＴｒ１の４５％のトルク）を得るための指令を出力する。

次いで、回転数センサ１９ａの検出結果に基づいてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１よりも低いか否かが判定される（ステップＵ４）。つまり、図３の矢印Ｙ１に示すように油圧ポンプ１４及び発電電動機２０のトルクの増加に応じてエンジン１９の要求トルクが増加し、当該要求トルクが回転数Ｎ１における最大トルクＴｒ１を超えることにより矢印Ｙ２に示すようにエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１から減少しているか否かが判定される。

ステップＵ４においてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１よりも低くないと判定されると、発電電動機２０のトルクが上がるようにトルク指令を微調整し（ステップＵ５）、再び、ステップＵ４の判定が実行される。つまり、ステップＵ５は、ステップＵ４においてＹＥＳと判定されるまで繰り返し実行される。

ステップＵ４においてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１より低いと判定されると、回転数センサ１９ａの検出結果に基づいてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１以上であるか否かが判定される（ステップＵ６）。

ステップＵ６においてエンジン１９の回転数が回転数Ｎ１よりも低いと判定されると、発電電動機２０のトルクが下がるようにトルク指令を微調整し（ステップＵ７）、再び、ステップＵ６の判定が実行される。

つまり、ステップＵ６及びステップＵ７においては、図３に示すように、ステップＵ４において回転数Ｎ１よりも低いと判定されたエンジン１９の回転数を矢印Ｙ３に示すように増加させる。これにより、エンジン１９の回転数が回転数Ｎ１となる点、すなわち、発電電動機２０のトルクと油圧ポンプ１４のトルクとの和がエンジン１９の最大トルクＴｒ１と一致する点を特定することができる。

より具体的には、油圧ポンプ１４の容量指令は既に補正されているため、最大トルクＴｒ１から油圧ポンプ１４のトルクを減じたトルク（最大トルクＴｒ１の５０％のトルク）と発電電動機２０のトルクとが一致する点を特定することができる。

つまり、コントローラ２４は、トルク指令補正処理Ｕにおいて、一定の容量指令を出力した状態（ステップＵ２を実行した状態）でトルク指令を変化させ（ステップＵ５、Ｕ７）、回転数センサ１９ａによる検出結果に基づいて油圧ポンプ１４のトルクと発電電動機２０のトルクとの和が最大トルクＴｒ１であるか否かを判定する（ステップＵ４、Ｕ７）。

ステップＵ６においてＹＥＳと判定されると、エンジン１９の最大トルクＴｒ１と実際に出力されたトルク指令との関係に基づいてトルク指令の補正値を算出し、トルク指令を補正する（ステップＵ８）。

具体的に、ステップＵ８では、最大トルクＴｒ１の５０％のトルクに基づいて、理論上、インバータ２２に出力すべきトルク指令が特定される。このように特定された容量指令と、ステップＵ６においてＹＥＳと判定された時点で実際に出力されたトルク指令との差によってトルク指令の補正値が算出される。この補正値は、以後のトルク指令に対して加算又は減算すべき値としてコントローラ２４に記憶される（以後のトルク指令が補正される）。

つまり、コントローラ２４は、トルク指令補正処理Ｕにおいて、油圧ポンプ１４のトルクと発電電動機２０のトルクとの和が最大トルクＴｒ１（既知のエンジントルク）となるようにトルク指令と補正後の容量指令とを出力する（ステップＵ２〜Ｕ６）。この状態で、コントローラ２４は、ステップＵ８において最大トルクＴｒ１のうち油圧ポンプ１４のトルク以外の残余トルクと実際に出力されたトルク指令との関係に基づいて、トルク指令に従い設定されるトルクを目標トルクに近づけるためのトルク指令の補正値を算出し、この補正値に基づいてトルク指令を補正する。

上記ステップＵ８が実行されると、当該トルク指令補正処理Ｕは図４に示すメインルーチンにリターンする。

以上説明したように、容量指令補正処理Ｔとトルク指令補正処理Ｕとが実行されるため、油圧ポンプ１４の容量及び発電電動機２０のトルクを適切に制御することができる。

具体的に、トルク指令補正処理Ｕにおいては、油圧ポンプ１４のトルクと発電電動機２０のトルクとの和が既知のエンジントルク（最大トルクＴｒ１）となるように容量指令及びトルク指令が出力される。ここで、容量指令は、補正後のものが利用されるため、既知のエンジントルクのうちの油圧ポンプ１４以外の残余のトルクも既知の値となる。

そのため、この残余トルクと実際に出力されたトルク指令との関係に基づいてトルク指令の補正値を算出することができ、この補正値に基づいてトルク指令を補正することができる。

したがって、容量指令及びトルク指令の双方の誤差を補正することができ、これにより油圧ポンプ１４の容量及び発電電動機２０のトルクを適正に制御することができる。

また、前記実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

トルク指令補正処理Ｕにおいて、一定の容量指令が出力された状態でトルク指令を変化させ、エンジン１９の回転数変化を検出することにより、油圧ポンプ１４のトルクと発電電動機２０のトルクとの和が最大トルクＴｒ１であるか否かを容易に判断することができる。

オペレータからの操作（補正開始信号入力手段２５からの補正開始信号の入力操作）に応じて容量指令補正処理Ｔ及びトルク指令補正処理Ｕを開始することができるとともに、報知手段２６によってオペレータに対して両処理の完了を報知することができる。

したがって、作業の空き時間等を利用して、容量指令及びトルク指令の補正を行うことができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されず、例えば、以下の態様を採用することもできる。

前記実施形態では、図３に示すエンジン１９の回転数と最大トルクとの特性において、回転数の増加に伴い最大トルクが急激に下がる変曲点である最大トルクＴｒ１（ブレークトルク）及び回転数Ｎ１（定格最大回転数）を用いて補正を行っている。しかし、補正を行う最大トルク及び回転数は、それぞれ既知のものであれば、最大トルクＴｒ１及び回転数Ｎ１に限定されない。

また、トルク指令補正処理Ｕでは、最大トルクＴｒ１の５０％のトルクとなるように容量指令を出力しているが、最大トルクＴｒ１に占める油圧ポンプ１４のトルクの比率は５０％に限定されず、０％よりも大きければよい。

前記実施形態では、レギュレータ１４ａ及び油圧ポンプ１４に起因する容量指令の誤差をまとめて補正しているが、特許文献１のようにレギュレータに起因する誤差と油圧ポンプに起因する誤差とを個別に補正してもよい。

Ｔ 容量指令補正処理
Ｔｒ１ 最大トルク
Ｕ トルク指令補正処理
１ 油圧ショベル（建設機械の一例）
１４ 油圧ポンプ
１９ エンジン
１９ａ 回転数センサ（回転数検出器）
２０ 発電電動機
２１ 蓄電装置
２２ インバータ
２４ コントローラ
２５ 補正開始信号入力手段
２６ 報知手段

Claims (3)

1. ハイブリッド建設機械であって、
   エンジンと、
   蓄電装置と、
   前記エンジンにより駆動される可変容量式の油圧ポンプと、
   前記エンジンからの動力により発電する機能と前記蓄電装置からの電力により前記エンジンをアシストする機能とを有する発電電動機と、
   前記発電電動機のトルクを制御可能なインバータと、
   予め設定された目標流量の作動油を前記油圧ポンプに吐出させるために前記油圧ポンプの容量を調整するための容量指令を出力可能で、前記容量指令に従い前記油圧ポンプから吐出される作動油の流量が前記目標流量に近づくように前記容量指令の誤差を補正可能で、さらに、前記発電電動機のトルクを予め設定された目標トルクに設定するためのトルク指令を前記インバータに出力可能なコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記発電電動機のトルクが０に設定された状態で前記油圧ポンプの容量指令を補正する容量指令補正処理と、前記油圧ポンプのトルクと前記発電電動機のトルクとの和が既知のエンジントルクとなるように前記トルク指令と補正後の前記容量指令とを出力した状態で、前記既知のエンジントルクのうち前記油圧ポンプのトルク以外の残余トルクと実際に出力された前記トルク指令との関係に基づいて前記トルク指令に従い設定されるトルクを前記目標トルクに近づけるための前記トルク指令の補正値を算出し、前記補正値に基づいて前記トルク指令を補正するトルク指令補正処理とを実行する、ハイブリッド建設機械。
2. 前記エンジンは、回転数と最大トルクとの関係として予め設定された特性に基づいて、当該特性に規定された最大トルクを超えるトルクが要求された場合に回転数が変化するように制御され、
   前記ハイブリッド建設機械は、前記エンジンの回転数を検出可能な回転数検出器をさらに備え、
   前記コントローラは、トルク指令補正処理において、一定の前記容量指令を出力した状態で前記トルク指令を変化させ、前記回転数検出器による前記エンジンの回転数変化の検出に基づいて前記油圧ポンプのトルクと前記発電電動機のトルクとの和が前記最大トルクであるか否かを判断する、請求項１に記載のハイブリッド建設機械。
3. 前記ハイブリッド建設機械は、前記容量指令及び前記トルク指令の補正を開始するための補正開始信号を入力するための補正開始信号入力手段と、前記容量指令及び前記トルク指令の補正が完了した旨を報知可能な報知手段とを備え、
   前記コントローラは、前記補正開始信号を受けた場合に前記容量指令補正処理を開始し、前記トルク指令補正処理が完了したときに前記報知手段に対して報知を行うための指令を出力する、請求項１又は２に記載のハイブリッド建設機械。

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