JP2009052339A - ハイブリッド型作業機械の運転制御方法および同方法を用いた作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド型作業機械において、電動駆動装置部側の各電気回路部分が温度上昇して作動不能とならないよう温度管理を行うハイブリッド型作業機械の運転制御方法および装置を提供する。
【解決手段】旋回慣性体６０を回転駆動するための電動駆動装置部ＥＤと油圧駆動装置部ＨＤからなるハイブリッド型作業機械において、電動駆動装置部の蓄電装置９０、インバータ／コンバータ１０２、電動・発電機ユニット７０Ａには、温度センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が設けられている。コントローラＣＵは、各温度センサからの検出温度θ１〜θ３のいずれか１つでも予め設定された温度を超えたときは、現在の、油圧駆動装置部に対するトルク指令値Ｔｍ、電動駆動装置部に対するトルク指令値Ｔｅｍ（Ｔｅｇ）の比率を低減する。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設作業機械における駆動装置、特にエンジン若しくは他の原動機により駆動される油圧ポンプを油圧供給源とした駆動と、電動機を駆動源とした駆動との２種類の駆動系統を有するハイブリッド型作業機械において、該作業機械の構造物の一部を成す慣性体を制動する際に該慣性体の有する運動エネルギを電気エネルギに変換する機能を備えたハイブリッド型作業機械の運転制御方法に関する。

油圧ショベル等の建設作業機械（以下、単に作業機械という）において、近年、排気ガスや騒音等の作業環境を改善する方策がハイブリッド型として種々提案されている。

油圧ショベル等の作業機械においては、大きな慣性を有する旋回体を駆動（制動も含む）する際の憤性エネルギーを回収再利用すべく、旋回体を電動駆動する方式と、電動駆動と油圧駆動とを組合せて適用する方式が示されている。しかしながら、作業機械は通常、劣悪な環境で使用される場合が多く、特に屋外では環境温度コントロールが困難であり、従って駆動装置も、非常に厳しい温度環境下に置かれる場合が多い。

ところで、作業機械の慣性体等の構造物を操作する駆動源としては油圧駆動装置は多くの適用実績があり、十分な信頼性を持つが、電動駆動装置は電気エネルギー伝達に伴う電気抵抗及び電動駆動装置の一部をなす回転体の機械損失等で常に熱発生の要素を有する。

また、油圧駆動装置においては流体がエネルギ及び熱を伝達するので、発生した熱は流体を冷却することにより放散できるが、一方、電動駆動装置においては装置そのものを冷却する必要がある。ところが、作業機械では一般に電動又は油圧駆動装置を設置するスペースは狭く、電動駆動装置を、作業機械を連続運転した場合に安全を常時維持する程度にまで、環境温度を低減することが困難であるという事情がある。

一方、ハイブリッド型の作業機械の駆動制御方式は大別すると、シリーズとパラレルの２方式がある。シリーズ方式は、エンジンで一旦発電機を駆動し、この発電機で発生した電力によって電動機を駆動し、そしてこの電動機で油圧ポンプを駆動する作業機械であり、更に、発電機からの余剰電力をバッテリ等の蓄電装置に蓄え、蓄電されたバッテリの電力で必要に応じて電動機を駆動するものである。図１２はこの油圧ショベルの駆動系及び制御系のブロック構成を示している。（特許文献１）

また、パラレル方式は、エンジンで油圧ポンプと発電機を同時に機械的に駆動し、さらに、同発電機を電動機としてバッテリにより駆動するものである。

前記図１２において、実線矢印は電気駆動系、点線矢印は油圧駆動系をそれぞれ示す。

発電機２１と、電動機２４及びバッテリ２２との間にインバータ２３が設けられ、このインバータ２３により、発電機２１で作られた交流電力が直流に変換されてバッテリ２２に蓄えられ（充電作用）、バッテリ２２の蓄電力が交流に変換されて電動機２４に供給される（放電作用）。

なお、インバータ２３には、図示しないが切換手段が設けられ、オペレータの操作により、あるいは負荷状況に応じて自動で、上記充放電作用の切換が行われる。

電動機２４によって駆動される油圧ポンプ２５の圧油は、各油圧アクチュエータに設けられたコントロールバルブ３２を介して各油圧アクチュエータ（旋回及び走行用油圧モータ２６、２７、２８および、ブーム、アーム、バケット用の各シリンダ３１、３０、２９）に供給され、コントロールバルブ２３によって各油圧アクチュエータの作動速度、トルク、作動方向が制御される。

上記の充放電作用を含めたこのハイブリッド型油圧ショベルの駆動制御作用を次に説明する。

エンジン２０が運転されると発電機２１が駆動されて発電作用を行い、発生した交流電力により電動機２４が駆動されて油圧ポンプ２５が回転し、上記のように各油圧アクチュエータが作動することにより、各ショベル動作（掘削、走行、旋回）が行われる。

ここで、基本的に、電動機２４は、発電機２１からインバータ２３経由で供給される電力によって駆動されるが、重負荷時には、前記した切換手段の作用により、バッテリ２２の蓄電力によって電力不足を補い、逆に軽負荷時には発電機２１の余剰電力がバッテリ２２に蓄えられる。

一方、軽負荷時でかつバッテリ容量が十分な場合は、エンジン２０の出力を低下させ、あるいはエンジン停止させてバッテリ電力のみによって電動機２４を駆動することもできる。

このような作用により、エンジン負荷を平滑化し、騒音及び排ガスを削減し、燃費を低減することができる。

このショベルによると、上記のようにエンジン２０−発電機２１−電動機２４−油圧ポンプ２５の経路で回転力が伝達され、パワーユニットをエンジン２０＋発電機２１の組と、電動機２４＋油圧ポンプ２５の組に分けて設置することが可能となる。従って、一個所にまとまった大きな設置スペースを必要としないため、とくに小旋回型のショベルに適したものとなる。また、発電機２１と電動機２４は電気配線によって接続できるため、エネルギの伝達ロスを大幅に削減することができる。

なお、図１２では単一の、電動機２４と油圧ポンプ２５を組み合わせて各油圧アクチュエータ（旋回及び走行用油圧モータ２６、２７、２８および、ブーム、アーム、バケット用の各シリンダ３１、３０、２９）に所要の圧油を供給するようにしているが、各油圧アクチュエータに対応させて専用の電動機と油圧ポンプとをそれぞれ設けることにより各油圧アクチュエータを独立して駆動すること、すなわち、ある１つのアクチュエータのために供給される圧油が他の油圧アクチュエータを駆動するための圧油によって影響を受けないようにすることも可能である。

しかしながら、この特許文献１では、各油圧アクチュエータにおける減速時に電気エネルギを回生するという技術的思想は開示されていない。また、このシリーズ方式では、油圧ポンプ２５はエンジン２０により直接駆動されず、電動機２４により駆動されており、しかもこの電動機２４は電力を回生する方式ではない。また、ハイブリッド型作業機械を形成するため、２つの、発電機２１と電動機２４を採用しているので、バッテリ２２の蓄電容量は比較的大容量のものが必要であり、さらに、既存の作業機械上にて、発電機２１、電動機２４を簡単に併設・追加することは、図８の当該システム構成上から考えて容易ではないことがわかる。

一方、前述したパラレル方式ではないが、ハイブリッド型作業機械の例として、特許文献２を挙げることができる。同特許文献２の段落００１２〜００１４には、
「（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧作業機を駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを直接又は間接的に駆動する原動機とを備える油圧作業機械に設けられた油圧作業機械のエネルギ回生装置において、前記複数の油圧アクチュエータのうち少なくとも１つに直結され又は機械的機構を介し間接的に連結され、当該油圧アクチュエータの補助的な駆動・被駆動を行う電動・発電機と、前記電動・発電機と電気エネルギの授受を行う蓄電手段と、前記電動・発電機の動作を制御する電動・発電機制御手段とを備える。

本発明においては、電動・発電機制御手段の制御に基づき、少なくとも１つの油圧アクチュエータに併設された電動・発電機がそのアクチュエータの補助的な駆動・被駆動を行い、蓄電手段と電気エネルギの授受を行う。これにより、例えば上部旋回体の減速時にその慣性運動エネルギによって旋回用油圧モータに併設した電動・発電機で発電を行ったり、またブームが落下する時にその位置エネルギによってブーム用油圧シリンダに併設した電動・発電機で発電を行ったりして、それらの電気エネルギを蓄電手段に効率よく蓄える（回生する）ことが可能となる。また上部旋回体の駆動時やブーム用油圧シリンダの駆動時には、その蓄電手段に蓄えた電気エネルギを電動・発電機に供給し旋回用油圧モータやブーム用油圧シリンダを補助的に駆動することができる。

本発明においては、以上のようにして、高効率でエネルギ回収を行うことができる。また、既存の油圧作業機械をベースとして、その油圧アクチュエータに電動・発電機を併設するとともに電動・発電機制御手段、蓄電手段を後づけで追加するだけの簡単な構成で実現できるので、実用化が非常に容易である。さらに、原動機としてエンジンを使う場合には作業あたりの燃費を向上するとともにエンジン排気ガス量を低減できる効果もある。」
と記載されている。

さらに、特許文献２の図２、３を参照すると、その段落００２６〜００２９には、
「上記構成である本実施形態においては、例えば操作者が掘削積み込み作業を行おうとして油圧ショベルの上部旋回体２を右旋回動作させるべく操作レバー装置１５の旋回用操作レバー（図示せず）を右旋回方向（又は左旋回方向、かっこ内対応関係同じ）に操作すると、その操作信号を入力したコントローラ１６からその操作量に対応する駆動信号が生成されてコントロールバルブ装置１４に出力され、旋回用コントロールバルブがその駆動信号に対応して切り換えられ、油圧ポンプ１３からの圧油が旋回用コントロールバルブから旋回用油圧モータ１０へ供給されて右方向（又は左方向）へ回転駆動され、旋回を開始する。またこのとき、図３に示すように、操作量ｘ（右方向を正で表す）が所定値ｘｏ以上となると（又は所定値−ｘｏ以下となると）、コントローラ１６からの信号に基づく電動・発電機制御装置１８の制御によって蓄電装置１９に蓄えた電気エネルギが電動・発電機１７に供給されて電動・発電機１７が電動機として作用し図３に示すように右旋回方向のトルクＴｏ（又は左旋回方向のトルク−Ｔｏ）を発生し、これによって旋回用油圧モータ１９の駆動を補助する。

その後、例えば上部旋回体２がある程度旋回したら（例えばバケット５が土砂運搬用ダンプトラックの荷台に近づいたら）、操作者は右（又は左）旋回動作を停止させるべく操作レバー装置１５の旋回用操作レバー（図示せず）を中立位置に戻す。すると、これに応じてコントローラ１６から旋回用コントロールバルブへの駆動信号がゼロとなり、旋回用コントロールバルブが中立位置に復帰して油圧ポンプ１３から旋回用油圧モータ１０への圧油供給が遮断される。

このとき、旋回用油圧モータ１７により旋回駆動される上部旋回体２は大型物であって自重が比較的重いことから、旋回運動している上部旋回体２は大きな慣性運動エネルギを持っており、旋回用油圧モータ１０への圧油供給が遮断されてもそのまま旋回運動を継続しようとする。これを利用して本実施形態においては、操作量ｘが０（中立位置）近傍の所定範囲内（−ｘｉ≦ｘ≦ｘｉ）となるとコントローラ１６からの信号に基づく電動・発電機制御装置１８の制御によって、旋回用油圧モータ１０に併設した電動・発電機１７で発電を行う。すなわちこの場合、電動・発電機１７は発電機として作用して逆方向の左旋回方向へのトルク−Ｔｏ（又は右旋回方向へのトルクＴｏ）を発生しつつ発電を行い上記慣性エネルギを電気エネルギに変換し、この電気エネルギを蓄電装置１９に効率よく蓄える（回生する）。この蓄電装置１９に蓄えた電気エネルギは、次回の上部旋回体２の旋回駆動時に再び電動・発電機１７に供給され旋回用油圧モータ１０を補助的に駆動することに用いられる。

以上のようにして、本実施形態によれば、上部旋回体２の旋回減速時・停止時に高い効率でエネルギ回収を行うことができる。またこのとき、本実施形態の構成によれば、既存の油圧作業機械をベースとして、その油圧アクチュエータ７、８、９、１０、１ｌ、１１Ｒのうちの旋回用油圧モータ１０に電動・発電機１７を併設するとともに電動・発電機制御装置１８、蓄電装置１９を後づけで追加するだけの簡単な構成で実現できるので、実用化が非常に容易である。さらに、エンジン１２の作業あたりの燃費を向上するとともにエンジン排気ガス量を低減できる効果もある。」
と記載され、油圧アクチュエータにより駆動される慣性体の減速時に該慣性体の運動エネルギを電気エネルギとして回生することが開示されている。

しかしながら、上記の特許文献２においては、上述した段落００２６の記載および図３に示されるように、
「操作量ｘ（右方向を正で表す）が所定値ｘｏ以上となると（又は所定値−ｘｏ以下となると）、コントローラ１６からの信号に基づく電動・発電機制御装置１８の制御によって蓄電装置１９に蓄えた電気エネルギが電動・発電機１７に供給されて電動・発電機１７が電動機として作用し図３に示すように右旋回方向のトルクＴｏ（又は左旋回方向のトルク−Ｔｏ）を発生し、これによって旋回用油圧モータ１９の駆動を補助する。」と記載されている。

一方、段落００２８には、
「操作量ｘが０（中立位置）近傍の所定範囲内（−ｘｉ≦ｘ≦ｘｉ）となるとコントローラ１６からの信号に基づく電動・発電機制御装置１８の制御によって、旋回用油圧モータ１０に併設した電動・発電機１７で発電を行う。すなわちこの場合、電動・発電機１７は発電機として作用して逆方向の左旋回方向へのトルク−Ｔｏ（又は右旋回方向へのトルクＴｏ）を発生しつつ発電を行い上記慣性エネルギを電気エネルギに変換し、この電気エネルギを蓄電装置１９に効率よく蓄える（回生する）。」
と記載されているように、コントローラ１６に基づく電動・発電機１７の制御は、電動機、発電機としてそれぞれ作用する場合のトルクＴはレバー操作量ｘ（ｘ０、ｘｉ）に対応して定められており、その駆動時および回生時のトルクＴは共に所定値Ｔ０とされている。

同様な関係は、特許文献２の図６に示されるブームに対する回生制御においても、レバー操作量ｙに対するモータトルクＴｉとして、駆動時および回生時に示されている。

しかしながら、特許文献２の回生制御においては、電動・発電機１７を油圧アクチュエータの補助的な駆動、被駆動手段として利用することに主眼が置かれ、さらに、コントローラ１６のＩＮＶ／ＣＯＮ１８を介しての制御を比較的単純にするため、当該油圧アクチュエータ１０に対する供給圧油、あるいは排出圧油の圧力や流量との関係に基づいて前記トルクＴ０を定めるようにはなっておらず、単にレバー操作量に対応して所定値Ｔ０に切換えるという制御を行うものであり、それ故、該油圧アクチュエータの起動時や停止時における前記電動・発電機１７の駆動、回生制御の切換時には油圧系、電気系においてショックを発生し、また、特に軽負荷または低速状態からの回生時には例えば、設定値Ｔ０の方が大きい場合、旋回モータは直ちに停止されるため駆動系統への機械的ショックが生じる恐れもある。そしてこうした問題を回避するためＴ０をそれぞれの状態に応じて変化させるようにしようとすれば、結局のところコントローラの制御が複雑になるという問題がある。

また、これら特許文献１、２には、前述した電動駆動装置が厳しい温度環境下に置かれていることに対しては、電気的制御装置各部の温度上昇には、一般的な、ファン等で冷却することにより対処できると考えられ、温度上昇に対する特別な対策は提案されていない。

特開２００１−１１８８８号公報 特開２００４−１２４３８１号公報

本発明者は、前記の事情に鑑み、鋭意研究した結果、ハイブリッド型作業機械を構成している電動駆動装置各部の温度を検出し、同検出温度にもとづいて電動・発電機と油圧アクチュエータの出力トルクの比率を変えることで、電動駆動装置各部の温度上昇を抑制することができ、さらにまた、電動・発電機に対応する油圧アクチュエータの圧油供給口および排出口における圧油の差圧に関連付けて前記電動・発電機に接続されているインバータ／コンバータへの制御指令を生成するようにすれば、前記の種々の問題点が基本的に解決できることを見出した。

従って、本発明の目的は、原動機により駆動される油圧ポンプを駆動源とした駆動と、電動機による駆動との、２種類の駆動系統を有するハイブリッド型作業機械において、電動駆動装置側の各電気回路部分が温度上昇して各電気回路部分が作動不能とならないよう温度管理を行うようにしたハイブリッド型作業機械の運転制御方法および装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明によるハイブリッド型作業機械の運転制御方法は、原動機で油圧ポンプを駆動し、切換弁を介して当該油圧ポンプの吐出油を油圧アクチュエータヘ供給する油圧駆動装置部と、前記油圧アクチュエータに併設された電動・発電機、蓄電装置、インバータならびに、前記電動・発電機、蓄電装置、インバータに対し制御信号を与える制御装置からなる電動駆動装置部を設けると共に、これら油圧駆動装置部と電動駆動装置部の各出力トルクを加算して共通の慣性体を駆動するよう構成されたハイブリッド型作業機械の運転制御方法において、前記制御装置は、前記電動駆動装置部の温度を検出し、当該検出温度の変化に応じて前記慣性体を駆動するための前記油圧駆動装置部の出力トルクと前記電動駆動装置部の出力トルクの比率を調整する、ことを特徴とする。

その場合、前記電動駆動装置部の温度上昇に応じて、油圧駆動装置部の出力トルクに対する電動駆動装置部の出力トルクの比率を低減するよう構成することができる。

また、その場合、前記電動駆動装置部の温度を検出しつつ、当該温度が予め定められた温度を超えたとき前記油圧駆動装置部と前記電動駆動装置部との出力トルクの比率を低減または変化させるよう構成することができる。

さらに、前記電動駆動装置部と油圧駆動装置部それぞれの温度を検出し、前記電動駆動装置部のヒートバランスを油圧駆動装置都のヒートバランス以下に維持するよう構成することができる。

また、上記の目的を達成するため、本発明によるハイブリッド型作業機械は、原動機で油圧ポンプを駆動し、切換弁を介して当該油圧ポンプの吐出油を油圧アクチュエータヘ供給する油圧駆動装置部と、前記油圧アクチュエータに併設された電動・発電機、蓄電装置、インバータならびに、前記電動・発電機、蓄電装置、インバータに対し制御信号を与える制御装置からなる電動駆動装置部を設けると共に、これら油圧駆動装置部と電動駆動装置部の各出力トルクを加算して共通の慣性体を駆動するよう構成されたハイブリッド型作業機械であって、前記電動・発電機、蓄電装置、インバータの少なくとも１つに設けられた温度検出手段と、前記慣性体を駆動するための油圧駆動装置部および電気駆動装置部に対しそれぞれの出力トルクを演算指令すると共に、前記温度検出手段の検出温度の変化に応じて前記油圧駆動装置部の出力トルクと前記電動駆動装置部の出力トルクの比率を調整する前記制御装置と、を備えたことを特徴とする。

その場合、前記電動・発電機を併設した油圧アクチュエータの両ポートの圧力を検出しその差圧を生成する差圧検出手段と、同差圧検出手段により検出された差圧に関連させて前記電動・発電機の出力トルクを指令するトルク指令手段を有する前記制御装置と、を備えて構成することができる。

さらに、その場合、前記トルク指令手段において、前記電動・発電機の出力トルクを前記油圧アクチュエータの両ポートの差圧に関連せしめるに際し、発電機として作動する場合の前記差圧に対するトルク制御のゲインを、電動機として作動する場合の前記差圧に対するトルク制御のゲインよりも大きく設定することができる。

さらに、その場合、前記油圧アクチュエータが油圧モータで構成されており、前記トルク指令手段は、前記油圧モータにより駆動される回転慣性体を、前記油圧モータの駆動・制動トルクと前記電動・発電機の駆動・制動トルクとの和で駆動制御するよう構成され、さらに駆動時の油圧モータと電動・発電機の各出力トルク和における前記油圧モータの出力トルクの割合を、制動時の制動トルク和における前記油圧モータ制動トルクの割合よりも大きくなるよう調整する調整手段を設けることができる。

さらにまた、その場合、前記回転慣性体の減速に伴い同回転慣性体により前記油圧モータを駆動する過程において、外部信号により前記油圧モータの両ポートを短絡するバイパス弁を前記調整手段の要素として設けることができる。

さらに、その場合、前記調整手段として、前記油圧モータには該油圧モータの駆動、停止時の最高駆動圧を制限するリリーフ弁を設けると共に、該リリーフ弁の起動加速時の作動圧力を、減速停止時の作動圧力より高くなるよう構成することができる。

その場合、前記回転慣性体は前記作業機械の旋回台であり、前記油圧モータは該旋回台を回転駆動する旋回用油圧モータで構成することができる。

本発明によるハイブリッド型作業機械の運転制御方法によれば、原動機で油圧ポンプを駆動し、切換弁を介して当該油圧ポンプの吐出油を油圧アクチュエータヘ供給する油圧駆動装置部と、前記油圧アクチュエータに併設された電動・発電機、蓄電装置、インバータならびに、前記電動・発電機、蓄電装置、インバータに対し制御信号を与える制御装置からなる電動駆動装置部を設けると共に、これら油圧駆動装置部と電動駆動装置部の各出力トルクを加算して共通の慣性体を駆動するよう構成されたハイブリッド型作業機械の運転制御方法において、前記制御装置は、前記電動駆動装置部の温度を検出し、当該検出温度の変化に応じて前記慣性体を駆動するための前記油圧駆動装置部の出力トルクと前記電動駆動装置部の出力トルクの比率を調整するよう構成したので、劣悪な環境下での温度上昇にともなう緊急事態においても作業機械の作動を可能とするべく、油圧駆動装置と電動駆動装置を併用し、電動駆動装置の温度が所定以上に上昇したとき電気駆動装置部の駆動力を低減して発熱を抑え電動駆動装置部の信頼性を向上させると共に、電動駆動装置側の出力低下分を油圧駆動装置側の出力をアップすることにより、作業機械としての必要出力を維持することが出来る。

また、本発明によるハイブリッド型作業機械によれば、原動機で油圧ポンプを駆動し、切換弁を介して当該油圧ポンプの吐出油を油圧アクチュエータヘ供給する油圧駆動装置部と、前記油圧アクチュエータに併設された電動・発電機、蓄電装置、インバータならびに、前記電動・発電機、蓄電装置、インバータに対し制御信号を与える制御装置からなる電動駆動装置部を設けると共に、これら油圧駆動装置部と電動駆動装置部の各出力トルクを加算して共通の慣性体を駆動するよう構成されたハイブリッド型作業機械であって、前記電動・発電機、蓄電装置、インバータの少なくとも１つに設けられた温度検出手段と、前記慣性体を駆動するための油圧駆動装置部および電動駆動装置部に対しそれぞれの出力トルクを演算指令すると共に、前記温度検出手段の検出温度の変化に応じて前記油圧駆動装置部の出力トルクと前記電動駆動装置部の出力トルクの比率を調整する前記制御装置と、を備えて構成したので、ハードウエアとしては、温度センサを電動駆動装置側の各部に設置するだけでよく、作業機械の駆動中、前記制御装置により検出温度に関連させて前記両出力トルクの比率を低減または変化することにより電動駆動装置の電気回路等の温度上昇を回避できるようにしており、したがって、作業機械のオペレータは、電気回路等の温度上昇を心配することなく安心して運転作業を遂行することができる。

以下、本発明の実施の形態に基づく１実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、作業機械としての油圧ショベルの概略構成を示す。同図１において、油圧ショベル１０は、油圧モータにより駆動される下部走行体１１の上に旋回機構１２を介して上部旋回体１３が旋回自在に載置されている。上部旋回体１３には、その前方一側部にキャブ１４が設けられ、且つ、前方中央部にブーム１５が俯仰可能に取り付けられている。また、ブーム１５の先端にアーム１６が上下回動自在に取り付けられ、さらにアーム１６の先端にバケット１７が取り付けられている。

図２は、本発明の基本構成を説明する概念ブロック図である。同図２において、油圧ショベルの下部走行体１１上に慣性体６０が旋回可能に搭載されている。この旋回慣性体６０を旋回駆動する駆動装置として、破線で示されるように、電動・発電機７０を含む電動駆動装置部ＥＤと、油圧アクチュエータである油圧モータ５８を含む油圧駆動装置部ＨＤが設けられており、電動・発電機７０の出力回転軸７０ａと油圧モータ５８の出力回転軸５８ａに取り付けられた歯車（図示せず）がスプリッタＣを介して回転するよう組み付けられ、旋回慣性体６０の回転軸６０ａと結合している。油圧モータ５８にはタンクＴとの間で、図示しない原動機により駆動されるポンプ５４からの圧油が切換制御弁５６を介して給排されるようになっている。参照符号５８ｂは、油圧モータ５８の駆動軸５８ａに発生させる出力トルク（Ｔｅｍ）の設定手段である。この設定手段５８ｂとしては、後述するように、リリーフ弁で構成することができる。

一方、電動駆動装置部ＥＤは、電動・発電機７０、同電動・発電機７０の回転位相角を検出するエンコーダ７２からなるモータ部７０Ａと、同モータ部７０Ａとの間で電力変換を行うインバータ／コンバータユニット１０２と、電気エネルギを蓄える蓄電装置９０からなる。同蓄電装置９０は、電動・発電機７０が電動機として機能するとき、インバータ／コンバータユニット１０２を介して所要の電力を供給し、また、電動・発電機７０が発電機として機能するとき、すなわち、慣性体６０を制動するときインバータ／コンバータユニット１０２を介して発生する電力を受け取るようになっている。コントローラＣＵは、図３のトルク指令手段１０４に対応するものであって、油圧駆動装置部ＨＤ、電動駆動装置部ＥＤに対し、それぞれトルク指令信号Ｔｅｍ、Ｔｅｇを供給する。

参照符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、前記蓄電装置９０、インバータ／コンバータユニット１０２、モータ部７０Ａのそれぞれ内部の温度を検出するために設けられた温度センサである。また、参照符号Ｓ４はタンクＴに設けられた温度センサである。

参照符号θ１、θ２、θ３、θ４は前記各温度センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の検出温度の値を示す。

図３は、本発明の全体構成を説明する詳細図である。同図３において、参照符号５０は、ハイブリッド型作業機械の油圧装置であり、同油圧装置５０は、原動機５２および油圧ポンプ５４を備えている。同図３では油圧装置５０の中の１つの切換制御弁５６に対応して接続された油圧アクチュエータ５８と同油圧アクチュエータ５８により駆動される慣性体６０ならびに、切換制御弁５６へのパイロット操作圧信号Ｐａ、Ｐｂを発生するパイロット操作弁５９が例示されている。前記油圧アクチュエータ５８としては、例えば、旋回用油圧モータやブーム用シリンダを、また、前記慣性体６０として旋回台やブームを挙げることができる。

参照符号７０は、油圧アクチュエータ５８に併設された交流電動機で構成される電動・発電機であって、慣性体６０を駆動するとき油圧アクチュエータ５８と協働して所定の駆動力を慣性体６０に供給し、また、慣性体６０を減速、制動するとき油圧アクチュエータ５８と協働して所定の制動力を慣性体６０に作用させるようになっている。

ここで、参照符号Ｃは前記併設の結合状態を示し、具体的には、油圧アクチュエータ５８が油圧モータであり、慣性体６０が回転慣性体である場合、電動・発電機７０の軸は該油圧モータ５８の回転軸と同軸または歯車機構を介して結合され、また、油圧アクチュエータ５８が油圧シリンダであり、慣性体６０が直動する慣性体である場合、電動・発電機７０の軸は該油圧シリンダのロッドと平行に設けられたラックに係合するピニオン歯車からなる直動回転変換機構を介して結合される。

参照符号７２は、電動・発電機７０の回転量を検出するエンコーダである。また、参照符号８０は、前記油圧アクチュエータ５８の圧油供給口側の圧力ＰＡと排出口側の圧力ＰＢを検出しその差圧Ｄ（＝ＰＡ−ＰＢ）を生成する差圧検出手段である。さらに、参照符号９０はバッテリおよびキャパシタを備えた蓄電装置であって、電動・発電機７０が電動機として作用するとき必要とされる電力が制御装置１００を構成する電力変換部１０２を介して蓄電装置９０から供給される。また、電動・発電機７０が発電機として作用するとき発生される電力が電力変換部１０２を介して蓄電装置９０へ供給される。

参照符号１００は、前記ハイブリッド型作業機械全体の制御手段である。ここでは、同制御手段１００の中で本発明に直接関係する制御部分のみをブロックとして例示してある。前記電力変換部１０２は、公知のインバータ／コンバータ回路１０２ａと、同インバータ／コンバータ回路１０２ａを形成する複数の大電力トランジスタのゲートをオンオフするためのスイッチング用パルス列信号を演算生成するＰＷＭ（パルス幅変調器）１０２ｂとから構成される。さらに、前記電力変換部１０２へは、電動・発電機７０に結合され、該電動・発電機７０の回転角位置を出力するエンコーダ７２の出力信号Ｐと、また図示しないが、電動・発電機７０の各励磁相巻線に流れる電流の検出部からの出力信号がそれぞれ入力されている。なお、前記インバータ回路は直流電圧（流）を交流電圧（流）に変換し、コンバータ回路は交流電圧（流）を直流電圧（流）に変換するものである。

参照符号１０４はトルク指令手段であって、前記差圧検出手段８０の出力信号Ｄおよび温度検出手段の検出温度θ１、θ２、θ３、θ４が入力されている。このトルク指令手段１０２の機能は、前記ＰＷＭ１０２ｂにおける各パルスの立ち上がりおよび立ち下がりのタイミングすなわち前記各大電力トランジスタに対するスイッチングの位相と各パルスの幅を前記信号Ｐ、各励磁相巻線に流れる電流に基づいて演算生成するものである。なお、前記制御手段１００中の調整手段１０４ａ、パイロット操作信号Ｐａ、Ｐｂの作用については後述する。

図４は、図３に例示した作業機械の油圧装置５０における油圧アクチュエータ５８として旋回用油圧モータ、慣性体６０として回転慣性体である旋回台とした場合における油圧装置を示す。同図４において、参照符号２００は可変容量ポンプであって、その吐出側ライン２００ｂへの吐出流量が斜板調整機構２００ａにより制御される。参照符号２０２は、旋回用の油圧モータ２０４への圧油の給排をラインＡ、Ｂを介して行う切換制御弁である。なお、参照符号２０２ａは図示しない他の油圧アクチュエータへの圧油の給排を行う切換制御弁である。

切換制御弁２０２の上方には、ロードセンシング方式で機能する圧力制御弁ＰＣＶが設けられている。参照符号ＬＳＬはそのロードセンシング用のラインである。参照符号Ｐａ、Ｐｂは、図示しないパイロット操作弁からの操作圧信号を示しており、それぞれ切換制御弁２０２の受圧部に与えられている。参照符号ＰＡ、ＰＢは前記油圧モータ２０４の圧油の供給口、排出口における圧力を示す。また、参照符号Ｌ、Ｒは油圧モータ２０４の左回転、右回転をそれぞれ示す。

参照符号２０６は前記油圧モータ２０４に併設した発電・電動機である。この発電・電動機２０６の回転軸と前記油圧モータ２０４の回転軸は機械的に結合され且つ、減速歯車機構２０８と結合され、さらに回転慣性体である旋回台２１０に結合されている。参照符号２０４ａは、油圧モータ２０４に関し、切換制御弁２０２と反対側にあるラインＡとＢの間に設けられ、所定の条件のとき、すなわち、旋回台２１０を減速・制動するとき開状態とされる開閉弁であって、参照符号Ｓｄは開指令信号を示す。参照符号２０４ｂは、一対のリリーフ弁と逆止弁とを対向配置した公知の油圧制動回路であり、同図４では、各リリーフ弁の設定圧は一定として示してあるが、設定圧を可変とするタイプのリリーフ弁を設けることも可能であり、その場合の設定圧信号を制御手段１００で生成することができる。

参照符号９０、１００は、それぞれ図３で説明した蓄電装置、制御手段であって、２点鎖線で示すように、前記発電・電動機２０６と電気的に接続されていることを示す。

参照符号２１２は、発電用の電動機であって、バッテリおよびキャパシタからなる公知の蓄電装置９０の蓄電レベルが所定値より低下している場合に、ポンプ２１６により前記電動機２１２を駆動させてその発電エネルギを蓄電装置９０へ供給するものである。ここで、ポンプ２１６への圧油は吐出ライン２００ｂから開閉弁２１４を介して供給されるようになっており、同開閉弁２１４は、好適には、前記制御手段１００で形成される信号Ｓｉにより開状態とされる。この場合、信号Ｓｉを形成するための条件として、例えば、油圧装置５０の全ての切換制御弁２０２、２０２ａ等が中立位置にあり且つ、前記蓄電装置９０の蓄電レベルが所定値以下である場合とすることができる。なお、前記信号Ｓｉは本発明では外部信号として定義している。

図５は、前記開閉弁２０４ａ、２１４の具体例を示すものであって、同図（ａ）は、開閉弁２０４ａがＯＦＦ位置の状態のとき、ラインＡとＢは遮断状態にあり、信号Ｓｄが与えられるとＯＮ位置となり、ラインＡとＢは連通する。なお、図（ａ）の右側には、制御手段１００において減速・制動状態の有無を判別し、肯定ＹのときＯＮ状態を指令する信号Ｓｄが生成されることを模式的に示す。

また、同図（ｂ）は、開閉弁２１４がＯＦＦ位置の状態のとき、ラインＬＡとＬＢは遮断状態にあり、信号Ｓｉが与えられるとＯＮ位置となり、ラインＬＡとＬＢは連通する。なお、図（ｂ）の右側には、制御手段１００においてバッテリの蓄電レベルを検出し、実際のレベル（Ｂａｃｔ）がターゲットレベル（Ｂｔｇｔ）以下であるか否かを判別し、同判別結果が肯定Ｙのときであって、さらに、全ての油圧アクチュエータが非動作状態であるか否かを判別し否定Ｎの場合にＯＮ状態を指令する信号Ｓｉが生成されることを模式的に示す。

図６は、旋回台２１０の加速駆動（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）の状態から減速駆動（ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）の制動状態に到る発電・電動機２０６および油圧モータ２０４の時間推移を示すグラフであって、同図（ａ）は縦軸に全体のトルクＴｔを示し、同図（ｂ）は縦軸に油圧モータ２０４の各ポートの圧力をＭＰａで示す。

同図（ａ）において、加速駆動（ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）の状態では、油圧モータ２０４の発生するトルクがＴｍとして示され、発電・電動機２０６が電動機として発生するトルクがＴｅ（ｍｏｔｏｒ）として示される。この加速駆動の場合、旋回台２１０に供給される全体のトルクＴｔは、図示のように、ＴｍとＴｅ（ｍｏｔｏｒ）との和である。一方、減速駆動（ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）による制動状態では、油圧モータ２０４により吸収されるトルクがＴｍとして示され、発電・電動機２０６が発電機として吸収するトルクがＴｅ（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）として示される。この減速駆動の場合、油圧モータ２０４および発電・電動機２０６によって旋回台２１０から吸収される全体のトルクＴｔは、図示のように、ＴｍとＴｅ（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）との和である。参照符号ｄＴｅは、図示のように、減速駆動時のトルクＴｅ（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）と加速駆動時のトルクＴｅ（ｍｏｔｏｒ）との差である。

旋回台２１０のように、大きな回転慣性体負荷の場合、加速駆動の際に要求されるトルクが大きいので主として油圧モータ２０４による駆動が好ましい。したがって、加速駆動の際は、図示のように、トルクＴｍに対するトルクＴｅ（ｍｏｔｏｒ）の比率が小さくされている。一方、減速駆動の際には、図示のように、トルクＴｍに対するトルクＴｅ（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の比率が大きくなるように調整されている。このようにすることで、減速駆動時の運動エネルギを効率的に蓄電装置９０へ取り込むことが可能である。

参照符号ＥＴ１は、加速駆動時において蓄電装置９０の側から発電・電動機２０６へ電気エネルギが供給されることを示し、また、参照符号ＥＴ２は、減速駆動時において発電・電動機２０６の側から蓄電装置９０へ電気エネルギが供給されることを示す。また、参照符号ｘａ、ｘｄは油圧モータ２０４の加速駆動時、減速駆動時のトルクＴｍの推移を示し、参照符号ｙａ、ｙｂは発電・電動機２０６の加速駆動時、減速駆動時のトルクＴｅ（ｍｏｔｏｒ）、Ｔｅ（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の推移を示す。

図６（ｂ）において、実線で示されるＰＡは、それぞれ加速駆動時、減速駆動時の油圧モータ２０４のラインＡ側のポート圧力を示し、破線のＰＢは、それぞれ加速駆動時、減速駆動時の油圧モータ２０４のラインＢ側のポート圧力を示す。同図から分かるように、加速駆動時と減速駆動時では、ＰＡとＰＢの大きさが逆転しているので、この逆転（状態の変化）を加速から減速への状態変化として前記信号Ｓｄを生成するのに利用することが可能である。本発明においては、図（ａ）における、加速駆動時のトルクｘａとｙａの大きさが連続的に変化されている。（減速駆動時のトルクｘｄとｙｄの比率あるいはそれぞれの大きさも同様）これを実現するためには種々方法が考えられるが、好適には、ｘａとｙａの比率、ｘｄとｙｄの比率をそれぞれ設定すること、その場合、図（ｂ）におけるＰＡとＰＢとの差圧Ｄ（＝ＰＡ−ＰＢ）をパラメータとして前記比率を定めるようにしてもよい。特に、減速駆動時において、信号Ｓｄにより開閉弁２０４ａを開状態とすることにより検出される圧力ＰＡとＰＢの差圧は非常に小さくなり、この状態に対応してＴｍに対するＴｅ（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の比率を大きくすれば、図３の流路ＣＲでの損失を除き、旋回台２１０の旋回運動エネルギを、ほぼすべて発電・電動機２０６の側で電気エネルギとして取り出し蓄電装置９０へ蓄電することが可能である。なお、前記開閉弁２０４ａは、図３における調整手段１０４ａを油圧回路として実施した場合の例である。

図７は、旋回用の油圧モータ２０４におけるラインＡ側およびＢ側のポートで検出される圧力ＰＡ、ＰＢとパイロット操作弁の操作レバーとの関係を説明するものであって、同図（ａ）は、油圧モータ２０４の左回転Ｌ、右回転Ｒに対応したラインＡ側およびＢ側の各ポートで検出される圧力ＰＡ、ＰＢを説明するものであって、
ブロックＢＬＫにおいて、油圧モータ２０４が右回転Ｒの場合、同油圧モータのラインＡ側が圧油の供給口（Ａｉｎ）となり、ラインＢ側が排出口（Ｂｏｕｔ）となる。その場合、各検出圧力が、ＰＡ＞ＰＢのとき発電・電動機２０６は電動機として動作し、さらに、ＰＡ＜ＰＢのとき発電・電動機２０６は発電機として動作する。同様にして、油圧モータ２０４が左回転Ｌの場合、同油圧モータのラインＢ側が圧油の供給口（Ｂｉｎ）となり、ラインＡ側が排出口（Ａｏｕｔ）となる。その場合、各検出圧力が、ＰＡ＜ＰＢのとき発電・電動機２０６は発電機として動作し、さらに、ＰＡ＞ＰＢのとき発電・電動機２０６は電動機として動作する。

同図（ｂ）は、加速駆動、減速駆動において、パイロット操作弁の操作レバーをフル操作した場合とハーフ操作した場合の各検出圧力ＰＡ、ＰＢの波形をそれぞれ上段、下段にグラフとして示す。

図８は、図３の制御手段１００の、特にトルク指令手段１０４における制御機能を説明するためのフローチャートである。同図８において、工程ＳＴ０は作業機械１０の操縦者が操縦状態にあることを示す。工程ＳＴ１では、パイロット操作弁５９のパイロット操作圧信号ＰａまたはＰｂの有無が判定される。（なお、前記信号Ｐａ、Ｐｂは図３のトルク指令手段１０４に与えられている。）工程ＳＴ１の判定が否定すなわち、Ｎの場合、工程ＳＴ２において前記Ｎの継続時間が例えば３秒以上の場合工程ＳＴ４においてメカニカルブレーキが作動し次いで工程ＳＴ５で発電・電動機２０６（図４）への指令トルクＴｅがゼロと設定される。また、工程ＳＴ２で３秒未満のときは、工程ＳＴ１に戻り、その判定を繰り返す。

工程ＳＴ１で肯定Ｙのときは工程ＳＴ３において発電・電動機２０６の回転の向きが判定される。右回転Ｒのときは、工程６において、油圧モータ２０４のそれぞれのポートの圧力ＰＡ、ＰＢの大小が判定され、肯定Ｙのときは工程ＳＴ７において、発電・電動機２０６への指令トルクＴｅがＴｅｍすなわち、発電・電動機２０６を加速駆動に寄与するべく電動機として動作するよう定義される。また、工程ＳＴ６で否定Ｎのときは、工程ＳＴ８で発電・電動機２０６への指令トルクＴｅがＴｅｇすなわち、発電・電動機２０６を減速駆動に寄与するべく発電機として動作するよう定義される。

次いで、工程ＳＴ９において、前記Ｔｅｍの値がＰＡとＰＢの差に係数ｃ１を作用させた値の関数ｆとして設定される。また、工程ＳＴ１０において、前記Ｔｅｇの値がＰＡとＰＢの差に係数ｃ２を作用させた値の関数ｆとして設定される。前記工程ＳＴ９に次いで、工程ＳＴ１１において、ＰＡとキャビテーション防止のためにプリセットされた値ＰＡｃとの大小が比較判定され、その結果、肯定Ｙのときはキャビテーションを回避するべく、工程ＳＴ１０へ移り、工程ＳＴ９で設定したＴｅｍが前述の減速駆動に対応するトルクＴｅｇに修正される。また、工程ＳＴ１１で否定Ｎのときは工程ＳＴ９で設定されたＴｅｍがトルク指令値として実行され、工程ＳＴ１へ戻る。同様に、工程ＳＴ１０で設定されたＴｅｇがトルク指令値として実行され、工程ＳＴ１へ戻る。

なお、前記工程ＳＴ３において、否定Ｎすなわち、左回転Ｌのときは、図示しないが、工程ＳＴ６〜ＳＴ１１と同様な工程を実行するのでその説明は省略する。

図９は、図２の各温度センサからの検出温度に応じてコントローラＣＵが油圧駆動装置部ＨＤおよび電動駆動装置部ＥＤに対し与えるトルク指令値を変化させる様子を説明するための、ハイブリッド運転制御のために用意されたプログラムのフローチャートである。

同図９において、プログラムがスタートされると、工程ＳＴ１において、サンプリング時間Ｔｓの経過がチェックされる。工程ＳＴ１で肯定（以下Ｙとする）であると、工程ＳＴ３でＥＤ内の各部の温度センサの検出温度データをチェックし、工程ＳＴ４でそれぞれの検出温度と対応する設定温度との大小を比較演算する。

次いで、工程ＳＴ５において、すべての検出温度がそれぞれの設定値以下であるか否かチェックされる。工程ＳＴ５でＹであると、工程ＳＴ６で比率Ｑを検出温度関係させるか否かチェックする。なお、このチェックは、コントローラＣＵのパラメータ領域に、予めオペレータにより設定しておくこともできる。

工程ＳＴ６でＹであるとモード２を実行し工程ＳＴ１へ戻る。また、工程ＳＴ６で否定（以下Ｎとする）であると工程ＳＴ９でモード３を実行し工程ＳＴ１へ戻る。前記工程ＳＴ５でＮの場合は工程ＳＴ８でモード１を実行し工程ＳＴ１へ戻る。

モード１、２、３は図示のように定義される。すなわち、図１０（ａ）に示すように、モード１では、油圧モータへのトルク指令値Ｔｍに対する電動・発電機へのトルク指令値Ｔｅｍ（Ｔｅｇ）の比率Ｑを所定量Ｐ％引き下げる。

また、図１０（ｂ）に示すように、モード２では、油圧モータへのトルク指令値Ｔｍに対する電動・発電機へのトルク指令値Ｔｅｍ（Ｔｅｇ）の比率Ｑを、検出温度θｉと対応する設定温度θｉｓとの差に比例して修正する。この意味は、例えば、冬季または寒冷地での駆動の際、検出温度θｉが設定温度θｉｓよりかなり低い状態の時には、電動・発電機へのトルク指令値を油圧モータへのトルク指令値に対し相対的に増大させるものである。

モード３については、例えば図８の処理プロセスが対応する。なお、この場合は、検出温度は全て、それぞれの設定値以下の状態にある。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はこれら図１〜１０に示されたものに限定されるものではなく、当業者であれば種々の変形が可能である。例えば、図１１に示すように、慣性体を駆動する油圧アクチュエータとして特にブームシリンダや、走行用の油圧モータ等にも発電・電動機を併設することができる。

また、図９、１０に示したフローチャートは、ほんの１つの例示であって、温度センサは１つでもよい。また１つのセンサの設定温度は、１個に限定される必要はなく、例えばインバータ等の電気回路が正常作動する温度以外にも、危険温度を設定することができる。

さらに、モード１における引き下げ量Ｐ％は必ずしも定数とする必要はなく、サンプリング時間Ｔｓを経過した回数と、検出温度の変化との関係をフォローして、その温度変化が緩慢な場合は引き下げ量Ｐ％をより大きな値とするとか、その温度変化が急激な場合は引き下げ量Ｐ％をより小さな値とするような変形例も可能である。

さらに、図９のフローチャートで工程ＳＴ６、ＳＴ７を削除し、工程ＳＴ９のモード３を実行させるようにすることも可能である。

本発明が適用される作業機械の概略構成を示す図である。 本発明の基本構成を説明する概念ブロック図である。 本発明の全体構成を説明する詳細図である。 図３の油圧装置において、油圧アクチュエータとして旋回用の油圧モータ、慣性体として回転慣性体である旋回台とした場合における油圧装置を示す図である。 図４の各開閉弁の具体例を示すものであって、（ａ）は、開閉弁がＯＦＦ位置の状態のとき、ラインＡとＢは遮断状態にあり、信号Ｓｄが与えられるとＯＮ位置となり、ラインＡとＢは連通することを示し、（ｂ）は、開閉弁がＯＦＦ位置の状態のとき、ラインＬＡとＬＢは遮断状態にあり、信号Ｓｉが与えられるとＯＮ位置となり、ラインＬＡとＬＢは連通することを示す。 旋回台の加速から減速に到る状態における発電・電動機および油圧モータの時間推移特性を示すグラフであって、（ａ）は縦軸に全体のトルクＴｔを示し、（ｂ）は縦軸に油圧モータの各ポートの圧力を示す。 旋回用の油圧モータにおけるラインＡ側およびＢ側のポートで検出される圧力ＰＡ、ＰＢとパイロット操作弁の操作レバーとの関係を説明するものであって、（ａ）は、該油圧モータの左回転、右回転に対応してラインＡ側およびＢ側の各ポートで検出される圧力ＰＡ、ＰＢの説明ブロックを示し、（ｂ）は、加速駆動、減速駆動において、パイロット操作弁の操作レバーをフル操作した場合とハーフ操作した場合の各検出圧力ＰＡ、ＰＢの波形をそれぞれ上段、下段にグラフとして示す。 図３におけるトルク指令手段の機能を説明するフローチャートである。 図２の各温度センサからの検出温度に応じてコントローラＣＵが油圧駆動装置部および電動駆動装置部に対し与えるトルク指令値を変化させる様子を説明するための、ハイブリッド運転制御のために用意されたプログラムのフローチャートである。 図９の各モードの実施例を示し、（ａ）はモード１の実施例、（ｂ）はモード２の実施例である。 本発明が適用される慣性体としてのブーム部分の詳細図である。 従来のハイブリッド方式による油圧ショベルの駆動系及び制御系のブロック構成を示す図である。

符号の説明

１０ 油圧ショベル
１１ 下部走行体
１２ 旋回機構
１３ 上部旋回体
１４ キャブ
１５ ブーム
１６ アーム
１７ バケット
５０ 油圧装置
５２ 原動機
５４ 油圧ポンプ
５６ 切換制御弁
５８ 油圧アクチュエータ
５９ パイロット操作弁
６０ 慣性体
７０ 電動・発電機
７２ エンコーダ
８０ 差圧検出手段
９０ 蓄電装置
１００ 制御手段
１０２ 電力変換部
１０４ トルク指令手段
２００ 可変容量ポンプ
２０２ 切換制御弁
２０４ 油圧モータ
２０４ａ 開閉弁
２０４ｂ リリーフ弁ユニット
２０６ 電動・発電機
２０８ 減速歯車機構
２１０ 回転慣性体
２１２ 発電機
２１４ 開閉弁
２１６ 油圧ポンプ

Claims (11)

1. 原動機で油圧ポンプを駆動し、切換弁を介して当該油圧ポンプの吐出油を油圧アクチュエータヘ供給する油圧駆動装置部と、前記油圧アクチュエータに併設された電動・発電機、蓄電装置、インバータならびに、前記電動・発電機、蓄電装置、インバータに対し制御信号を与える制御装置からなる電動駆動装置部を設けると共に、これら油圧駆動装置部と電動駆動装置部の各出力トルクを加算して共通の慣性体を駆動するよう構成されたハイブリッド型作業機械の運転制御方法において、前記制御装置は、
   前記電動駆動装置部の温度を検出し、
   当該検出温度の変化に応じて前記慣性体を駆動するための前記油圧駆動装置部の出力トルクと前記電動駆動装置部の出力トルクの比率を調整する、
   ことを特徴とするハイブリッド型作業機械の運転制御方法。
2. 前記電動駆動装置部の温度上昇に応じて、油圧駆動装置部の出力トルクに対する電動駆動装置部の出力トルクの比率を低減するよう構成した請求項１に記載されたハイブリッド型作業機械の運転制御方法。
3. 前記電動駆動装置部の温度を検出しつつ、当該温度が予め定められた温度を超えたとき前記油圧駆動装置部と前記電動駆動装置部との出力トルクの比率を低減または変化させるよう構成した請求項１または２に記載されたハイブリッド型作業機械の運転制御方法。
4. 前記電動駆動装置部と油圧駆動装置部それぞれの温度を検出し、前記電動駆動装置部のヒートバランスを油圧駆動装置都のヒートバランス以下に維持するようにした請求項１乃至３のいずれか１項に記載されたハイブリッド型作業機械の運転制御方法。
5. 原動機で油圧ポンプを駆動し、切換弁を介して当該油圧ポンプの吐出油を油圧アクチュエータヘ供給する油圧駆動装置部と、前記油圧アクチュエータに併設された電動・発電機、蓄電装置、インバータならびに、前記電動・発電機、蓄電装置、インバータに対し制御信号を与える制御装置からなる電動駆動装置部を設けると共に、これら油圧駆動装置部と電動駆動装置部の各出力トルクを加算して共通の慣性体を駆動するよう構成されたハイブリッド型作業機械であって、
   前記電動・発電機、蓄電装置、インバータの少なくとも１つに設けられた温度検出手段と、
   前記慣性体を駆動するための油圧駆動装置部および電気駆動装置部に対しそれぞれの出力トルクを演算指令すると共に、前記温度検出手段の検出温度の変化に応じて前記油圧駆動装置部の出力トルクと前記電動駆動装置部の出力トルクの比率を調整する前記制御装置と、
   を備えたことを特徴とするハイブリッド型作業機械。
6. 前記電動・発電機を併設した油圧アクチュエータの両ポートの圧力を検出しその差圧を生成する差圧検出手段と、
   同差圧検出手段により検出された差圧に関連させて前記電動・発電機の出力トルクを指令するトルク指令手段を有する前記制御装置と、
   を備えたことを特徴とする請求項５に記載されたハイブリッド型作業機械。
7. 前記トルク指令手段において、前記電動・発電機の出力トルクを前記油圧アクチュエータの両ポートの差圧に関連せしめるに際し、発電機として作動する場合の前記差圧に対するトルク制御のゲインを、電動機として作動する場合の前記差圧に対するトルク制御のゲインよりも大きく設定したことを特徴とする請求項６に記載されたハイブリッド型作業機械。
8. 前記油圧アクチュエータが油圧モータで構成されており、前記トルク指令手段は、前記油圧モータにより駆動される回転慣性体を、前記油圧モータの駆動・制動トルクと前記電動・発電機の駆動・制動トルクとの和で駆動制御するよう構成され、さらに駆動時の油圧モータと電動・発電機の各出力トルク和における前記油圧モータの出力トルクの割合を、制動時の制動トルク和における前記油圧モータ制動トルクの割合よりも大きくなるよう調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載されたハイブリッド型作業機械。
9. 前記回転慣性体の減速に伴い同回転慣性体により前記油圧モータを駆動する過程において、外部信号により前記油圧モータの両ポートを短絡するバイパス弁を前記調整手段の要素として設けたことを特徴とする請求項８に記載されたハイブリッド型作業機械。
10. 前記調整手段として、前記油圧モータには該油圧モータの駆動、停止時の最高駆動圧を制限するリリーフ弁を設けると共に、該リリーフ弁の起動加速時の作動圧力を、減速停止時の作動圧力より高くなるよう構成した請求項８または９に記載されたハイブリッド型作業機械。
11. 前記回転慣性体は前記作業機械の旋回台であり、前記油圧モータは該旋回台を回転駆動する旋回用油圧モータである請求項８乃至１０のいずれか１項に記載されたハイブリッド型作業機械。

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