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WO2020039861A1 - ハイブリッド建設機械 - Google Patents

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Publication number
WO2020039861A1
WO2020039861A1 PCT/JP2019/029926 JP2019029926W WO2020039861A1 WO 2020039861 A1 WO2020039861 A1 WO 2020039861A1 JP 2019029926 W JP2019029926 W JP 2019029926W WO 2020039861 A1 WO2020039861 A1 WO 2020039861A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
engine
load factor
motor generator
target engine
engine load
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/029926
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭史 山中
愼吾 江口
直裕 原
達也 藤森
寺島　淳
健佑 金田
Original Assignee
ヤンマー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヤンマー株式会社 filed Critical ヤンマー株式会社
Publication of WO2020039861A1 publication Critical patent/WO2020039861A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/06—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid construction machine.
  • Patent Document 1 describes a hybrid construction machine, in which a work mode selected this time according to a work output of a past hydraulic pump with respect to the same work mode as a work mode selected from a plurality of work modes. Discloses a construction machine for setting a target output of an engine.
  • Patent Literature 2 discloses a hybrid construction machine, in which when a specific mode is selected from a plurality of work modes, the engine speed is controlled along a target engine operation line, and the curve is plotted on an equal fuel consumption curve. A technique for driving at a point close to the minimum fuel consumption range is disclosed.
  • the magnitude of the engine output can be suitably set for each work mode selected in accordance with the operation of the driver.
  • Patent Literature 2 it is possible to achieve work with high fuel efficiency according to the load.
  • the engine speed is greatly increased
  • the present invention can realize a plurality of operation modes without adding a new sensor or the like when retrofitting an existing construction machine to a hybrid specification, and can also perform engine rotation due to a change in load.
  • An object of the present invention is to provide a hybrid construction machine capable of suppressing a large fluctuation in the number.
  • the hybrid construction machine of the present invention includes an upper rotating body, A lower traveling body that supports the upper revolving body in a freely rotatable manner; An engine housed inside the upper rotating body, A hydraulic pump driven by the engine; A hydraulic actuator operated by hydraulic oil from the hydraulic pump, A motor generator capable of assisting driving of the engine in combination with the engine; A battery that charges or discharges power generated by the motor generator, A load factor calculation unit that calculates an engine load factor that is a ratio to a maximum output at an arbitrary engine speed of the engine; A motor generator control unit that controls the output of the motor generator according to a work mode selected from a plurality of work modes set in advance, The motor generator control unit includes a plurality of association data in which a target engine speed and a target engine load factor corresponding to each work mode are associated with each other, and the association data to be used according to the selected work mode is provided. Determined, using the determined association data, determines a target engine load factor corresponding to the set target engine speed, and determines the target engine load factor and the engine
  • the target engine load factor may be set based on a target value of the SOC of the battery.
  • the plurality of work modes include a first mode in which the target engine load factor is set such that the discharge amount of the battery is equal to the charge amount, and a first mode in which the discharge amount of the battery is larger than the charge amount. And a second mode in which the target engine load factor is set.
  • the output of the motor generator can be determined using a rotation speed sensor and a load factor calculation unit conventionally mounted on the engine, so that a new sensor or the like for a hybrid is not added.
  • Multiple working modes can be realized.
  • the target engine load factor corresponding to the set target engine speed is determined using the association data, and the target engine load factor and the actual engine load factor are determined.
  • the output of the motor generator is determined by comparison.
  • the engine load can be maintained at the target engine load ratio by the assist and the power generation by the motor generator, so that a large rotation fluctuation of the engine does not occur and the operator of the construction machine due to a change in the behavior of the working machine or the like is not provided to the operator. The discomfort given can be eliminated.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a controller.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of association data. It is a flowchart which shows the procedure of the output control of a motor generator.
  • the backhoe 1 includes a lower traveling body 11, a work implement 12, and an upper revolving superstructure 13.
  • the lower traveling unit 11 is driven by receiving power from the engine 2 housed inside the upper revolving unit 13, and causes the backhoe 1 to travel.
  • the lower traveling body 11 includes a pair of left and right crawlers 11a, 11a and a pair of left and right traveling motors 11b, 11b.
  • the left and right traveling motors 11b, 11b which are hydraulic motors, drive the left and right crawlers 11a, 11a, respectively, so that the backhoe 1 can move forward and backward.
  • the lower traveling body 11 is provided with a blade 11c and a blade cylinder 11d for rotating the blade 11c in a vertical direction.
  • the work machine 12 is driven by receiving power from the engine 2 to perform excavation work such as earth and sand.
  • the work machine 12 includes a boom 12a, an arm 12b, and a bucket 12c, and enables excavation work by independently driving these.
  • the boom 12a, the arm 12b, and the bucket 12c each correspond to a working unit, and the backhoe 1 has a plurality of working units.
  • One end of the boom 12a is supported by a front portion of the upper swing body 13, and is rotated by a boom cylinder 12d which is movable in a stretchable manner.
  • the arm 12b has one end supported by the other end of the boom 12a, and is rotated by an arm cylinder 12e that is movable in a stretchable manner.
  • One end of the bucket 12c is supported by the other end of the arm 12b, and the bucket 12c is rotated by a bucket cylinder 12f that is movable in a retractable manner.
  • the upper swing body 13 is configured to be swingable with respect to the lower traveling body 11 via a swing bearing (not shown).
  • a cabin 131, a bonnet 132, a counterweight 133, a swing motor 134, an engine 2, and the like are arranged on the upper swing body 13.
  • the upper swing body 13 swings through a swing bearing (not shown) by the driving force of the swing motor 134.
  • the motor generator 3 driven by the engine 2 and the hydraulic pump 4 are disposed on the upper swing body 13.
  • the hydraulic pump 4 supplies hydraulic oil to each hydraulic motor and each cylinder.
  • the driver's seat 131a is arranged in the cabin 131.
  • a pair of operation levers (not shown) are disposed on the left and right sides of the driver's seat 131a, and a pair of traveling levers 131b, 131b are disposed in front of the driver's seat 131a.
  • the operator controls the engine 2, each hydraulic motor, each hydraulic cylinder, and the like by sitting on the driver's seat 131a and operating the work operation levers, travel levers 131b, 131b, etc., and performs travel, turning, work, and the like. be able to.
  • a bonnet 132 and a counter weight 133 are vertically arranged.
  • the counter weight 133 is provided upright at the rear end of the upper revolving unit 13 and covers the engine 2.
  • the bonnet 132 extends upward from the upper end of the counterweight 133 to reach the lower end of the rear wall of the cabin 131, and covers the engine 2 together with the counterweight 133.
  • the rear end of the upper swing body 13 is formed in an arc shape in a plan view, and the bonnet 132 and the counterweight 133 are formed to be curved along the rear end of the upper swing body 13.
  • the backhoe 1 of the present embodiment is of a so-called small backward turning type.
  • the engine 2 is a so-called horizontal engine in which the crankshaft is arranged in the left-right direction of the upper revolving unit 13, and is arranged below the driver's seat 131a. Further, the engine 2 is arranged at the rear center of the upper revolving unit 13 in plan view.
  • the engine 2 includes an engine ECU 21.
  • the engine ECU 21 is for performing control of the engine speed and other various controls.
  • An accelerator dial 61 is electrically connected to the engine ECU 21 and generates a control signal based on an electric signal input from the accelerator dial 61.
  • the accelerator dial 61 is an instruction device that instructs the engine ECU 21 on the target engine speed of the engine 2. Further, the engine ECU 21 can detect an actual rotation speed of the engine 2 (referred to as an actual engine rotation speed).
  • the operator sets the engine speed of the engine 2 by operating the accelerator dial 61.
  • the engine speed set by the accelerator dial 61 (referred to as a set engine speed) is instructed to the engine ECU 21 as the target engine speed of the engine 2.
  • the accelerator dial 61 is electrically connected to the engine 2 via the engine ECU 21.
  • the engine ECU 21 generates a control signal based on the electric signal from the accelerator dial 61 and sends the generated control signal to the engine 2.
  • Output That is, engine ECU 21 is a device that controls the output of engine 2, and engine ECU 21 can control the engine speed of engine 2 based on the operation of accelerator dial 61 by the operator.
  • the engine ECU 21 can calculate an engine load ratio, which is a ratio to the maximum output of the engine 2 at an arbitrary engine speed. That is, the engine ECU 21 functions as the load factor calculation unit of the present invention. Normally, since the hydraulic pump 4 is driven by the engine 2, the engine load ratio varies depending on the work content.
  • the engine load factor can be calculated by various methods. For example, the engine load factor is calculated using the relationship between the engine speed and the fuel injection amount. The engine load factor is calculated using, for example, the relationship between the engine speed and the fuel injection amount stored in advance in the storage unit of the engine ECU 21.
  • the engine ECU 21 obtains the maximum fuel injection amount and the no-load fuel injection amount at the actual engine speed from the actual engine speed and the relationship between the engine speed and the fuel injection amount. Then, the engine ECU 21 can calculate the ratio of the difference between the actual fuel injection amount and the no-load fuel injection amount to the difference between the maximum fuel injection amount and the no-load fuel injection amount as the engine load factor.
  • the motor generator 3 is connected to one end of the crankshaft of the engine 2.
  • the motor generator 3 is also called a motor generator, and operates as a generator during regeneration, and operates as an electric motor when it is necessary to assist the driving torque of the engine 2.
  • the motor generator 3 is controlled by the hybrid controller 5 via the inverter / converter 31.
  • the motor generator 3 is connected to the battery 32 via the inverter / converter 31.
  • the battery 32 stores regenerative energy generated in the motor generator 3 and supplies driving energy to the motor generator 3.
  • the battery 32 is disposed on the right side of the cabin 131 as shown in FIG.
  • the inverter / converter 31 controls the motor generator 3 and the battery 32. Inverter / converter 31 discharges electric power of battery 32 to drive motor generator 3 based on an assist command from hybrid controller 5 to assist the output of engine 2. Further, inverter / converter 31 charges battery 32 with electric power generated by motor generator 3 based on a charge command from hybrid controller 5.
  • the hydraulic pump 4 is connected to the motor generator 3.
  • a plurality of hydraulic pumps 4 may be provided.
  • a control valve 41 is connected to the hydraulic pump 4.
  • the control valve 41 switches the direction and flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 4 to each hydraulic actuator 42 (the traveling motors 11b, 11b, the boom cylinder 12d, the arm cylinder 12e, the bucket cylinder 12f, etc.).
  • the engine ECU 21, the eco mode switch 62, and the foot switch 63 are connected to the hybrid controller 5.
  • the actual engine speed, the engine load factor, and the set engine speed are input from the engine ECU 21 to the hybrid controller 5.
  • the eco-mode switch 62 is turned on when the operator selects a fuel-efficient mode that emphasizes fuel efficiency from among a plurality of work modes.
  • a work mode switching command is output to the hybrid controller 5.
  • the low fuel consumption mode will be described later.
  • the foot switch 63 is turned on when the operator selects a high power mode in which the operation speed is emphasized from a plurality of operation modes.
  • a work mode switching command is output to the hybrid controller 5.
  • the high power mode will be described later.
  • the hybrid controller 5 includes a motor generator control unit 51 and a storage unit 52.
  • the motor generator control unit 51 can control the output of the motor generator 3 according to a work mode selected from a plurality of work modes set in advance.
  • the motor generator control unit 51 includes a plurality of pieces of association data in which a target engine speed and a target engine load factor corresponding to each work mode are associated.
  • the association data is stored in the storage unit 52.
  • FIG. 4 shows an example of the association data.
  • three working modes a high power mode, a power mode, and a low fuel consumption mode, as shown in FIG. 4, are set.
  • the high power mode is a work mode in which the work speed is emphasized, and only while the eco mode switch 62 is turned off and the foot switch 63 is turned on, the motor generator 3 is temporarily maintained at a high speed while maintaining the engine speed.
  • the working speed can be improved by 30%, and the excavation efficiency can be improved by 30%.
  • the power mode is a work mode that is normally used.
  • the work speed can be improved by 15%.
  • the low fuel consumption mode is a work mode in which fuel efficiency is emphasized, and the motor generator 3 assists the engine 2 while the engine speed is kept low while the eco mode switch 62 is turned on. Can be reduced by 10%.
  • the motor generator control unit 51 determines the association data to be used according to the selected work mode. That is, when the eco mode switch 62 is turned off and the foot switch 63 is turned on to select the high power mode, the motor generator control unit 51 determines to use the association data corresponding to the high power mode. When the eco mode switch 62 is turned off and the foot switch 63 is turned off to select the power mode, the motor generator control unit 51 determines to use the association data corresponding to the power mode. When the eco-mode switch 62 is turned on to select the low fuel consumption mode, the motor generator control unit 51 determines to use the association data corresponding to the low fuel consumption mode.
  • the motor generator control unit 51 determines a target engine load factor corresponding to the set target engine speed using the determined association data.
  • the set speed is the set engine speed of the engine 2 set by the accelerator dial 61. In this example, 1900, 1700, 1500, 1300, and 1200 rpm can be set.
  • the target engine speed is a target engine speed newly set by the hybrid controller 5 according to the set engine speed, and corresponds to the target engine speed set in the present invention.
  • Hybrid controller 5 instructs target engine speed to engine ECU 21.
  • the engine ECU 21 controls the rotation speed of the engine 2 based on the target rotation speed.
  • the target engine speed set by the hybrid controller 5 may be the same as or different from the engine speed set by the accelerator dial 61.
  • the high power mode is configured to be temporarily selectable only while the set engine speed is set to 1900 rpm and the foot switch 63 is turned on.
  • the set engine speed is 1900 rpm
  • the target engine speed is also set to 1900 rpm
  • the target engine load factor is A at the set target engine speed.
  • the set engine speed set by the accelerator dial 61 is set as the target engine speed.
  • the target engine load factor is B.
  • the target engine load factor A in the high power mode is smaller than the target engine load factor B in the power mode.
  • the target engine speed is set to 1500 rpm regardless of the set engine speed set by the accelerator dial 61.
  • the target engine load factor is B.
  • the target engine load factor is set based on a target value of the SOC (Status of Charge) of the battery 32. For example, by setting the target engine load factor such that the target value of the SOC of the battery 32 is set to a value at which the charging and discharging of the battery 32 are balanced, the required output is maintained during the operation while maintaining a favorable fuel efficiency. You can continue to do.
  • SOC Status of Charge
  • the target engine load factor is set to B so that the discharge amount of the battery 32 is substantially equal to the charge amount, and in the high power mode, the discharge amount of the battery 32 is The target engine load factor is set to A so as to be larger.
  • the target engine load factor A is lower than the target engine load factor B in the power mode, so that the motor generator 3 can assist the engine load factor from a state where the engine load factor is not so high.
  • the motor generator control unit 51 determines the output of the motor generator 3 by comparing the target engine load factor with the engine load factor calculated by the engine ECU 21. More specifically, when the actual engine load factor calculated by engine ECU 21 is equal to or more than the target engine load factor, motor generator control unit 51 outputs an assist command to inverter / converter 31 to The electric power is discharged to drive the motor generator 3. Further, the motor generator control unit 51 can determine the magnitude of the output of the motor generator 3 and adjust the discharge amount of the battery 32 according to the difference between the actual engine load factor and the target engine load factor. .
  • motor generator control unit 51 when the actual engine load factor calculated by engine ECU 21 becomes smaller than the target engine load factor, motor generator control unit 51 outputs a charge command to inverter / converter 31 and motor generator 3 generates electric power.
  • the battery 32 is charged with the generated power.
  • the motor generator control unit 51 can determine the magnitude of the output of the motor generator 3 and adjust the charge amount of the battery 32 according to the difference between the actual engine load factor and the target engine load factor. .
  • step S1 it is determined whether or not the eco mode switch 62 is turned on.
  • the eco mode switch 62 is turned on (Yes in step S1), the process proceeds to the next step S2.
  • the hybrid controller 5 outputs a command for the target engine speed to the engine 2 (engine ECU 21).
  • the engine 2 engine ECU 21
  • 1500 rpm is set as the target engine speed.
  • the motor generator control unit 51 determines a target engine load factor (B%) corresponding to the set target engine speed (1500 rpm) using the association data of the low fuel consumption mode.
  • the output of the motor generator 3 is determined by comparing the target engine load factor with the engine load factor calculated by the engine ECU 21.
  • step S4 it is determined whether or not the foot switch 63 is turned on. When the foot switch 63 is turned on (Yes in step S4), the process proceeds to the next step S5.
  • next step S5 it is determined whether or not the set engine speed of the engine 2 set by the accelerator dial 61 is the maximum (1900 rpm). If the set engine speed set by the accelerator dial 61 is the maximum (YES in step S5), the process proceeds to the next step S6.
  • the motor generator control unit 51 determines the target engine load factor (A%) corresponding to the set target engine speed (1900 rpm) by using the association data of the high power mode.
  • the output of the motor generator 3 is determined by comparing the target engine load factor with the engine load factor calculated by the engine ECU 21.
  • step S7 it is determined whether or not an arbitrary set engine speed is set with the accelerator dial 61. If an arbitrary set engine speed is set by the accelerator dial 61 (YES in step S7), the process proceeds to the next step S8.
  • the motor generator control unit 51 uses the power mode association data to set the target engine load corresponding to the set target engine speed (1900, 1700, 1500, 1300, or 1200 rpm).
  • the engine load ratio is determined by comparing the target engine load ratio with the engine load ratio calculated by the engine ECU 21.
  • an example of a table form as shown in FIG. 4 is shown as the association data in which the target engine speed and the target engine load factor are associated with each other.
  • a map may be used in which the value of the target engine load factor is continuously set by calculation. For example, in the power mode, it is not always necessary to set all target engine load factors to B for each target engine speed.

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Abstract

バックホー１は、エンジン２と、エンジン２をアシスト可能な電動発電機３と、電動発電機３が発電した電力を充放電するバッテリ３２と、エンジン負荷率を算出するエンジンＥＣＵ２１と、電動発電機制御部５１とを備え、電動発電機制御部５１は、各作業モードに対応する目標エンジン回転数と目標エンジン負荷率とを関連付けた関連付けデータを備え、選択された作業モードに応じて使用する関連付けデータを決定し、当該関連付けデータを用いて、設定された目標エンジン回転数に対応する目標エンジン負荷率を決定し、当該目標エンジン負荷率とエンジンＥＣＵ２１で算出されたエンジン負荷率とを比較して電動発電機３の出力を決定する。

Description

ハイブリッド建設機械
　本発明は、ハイブリッド建設機械に関する。
　下記特許文献１には、ハイブリッド式の建設機械であって、複数の作業モードの中から選択された作業モードと同じ作業モードに対する過去の油圧ポンプの作業出力に応じて、今回選択された作業モードにおけるエンジンの目標出力を設定する建設機械が開示されている。
　下記特許文献２には、ハイブリッド建設機械であって、複数の作業モードの中から特定モードが選択された場合に、目標エンジン運転線に沿って、エンジンの回転数を制御し、等燃費曲線上の燃費最小範囲に近い点で運転する技術が開示されている。
特許第５９９７３６１号公報 特許第５２２６７３４号公報
　特許文献１の構成によれば、運転者の操作に応じて選択される作業モード毎にエンジン出力の大きさを好適に設定することができるが、エンジン出力を決定するためには、エンジンの回転数とトルクを検出するだけではなく、油圧ポンプの吐出圧を検出し、運転者のレバー操作量に応じて推定した油圧ポンプの吐出流量を用いて油圧ポンプの出力を算出する必要がある。したがって、既存の建設機械をハイブリッド仕様に改装する場合は、新たにセンサ等を追加しなければならないという問題があった。
　また、特許文献２の構成によれば、負荷に応じて燃費効率のよい作業を実現することができるが、負荷の低い作業から急に負荷の高い作業に移行した場合、エンジンの回転数が大幅に変動し、建設機械の作業機等の挙動が変化することにより、オペレータに違和感を与えるという問題が依然として存在している。
　そこで、本発明は上記課題に鑑み、既存の建設機械をハイブリッド仕様に改装する場合に、新たなセンサ等を追加することなく複数の作業モードを実現することができ、かつ負荷の変化によるエンジン回転数の大幅な変動を抑制できるハイブリッド建設機械を提供することを目的とする。
　本発明のハイブリッド建設機械は、上部旋回体と、
　前記上部旋回体を旋回自在に支持する下部走行体と、
　前記上部旋回体の内部に収容されるエンジンと、
　前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
　前記油圧ポンプからの作動油により作動される油圧アクチュエータと、
　前記エンジンと組み合わされ、前記エンジンの駆動をアシスト可能な電動発電機と、
　前記電動発電機が発電した電力を充電又は放電するバッテリと、
　前記エンジンの任意のエンジン回転数での最大出力に対する比率であるエンジン負荷率を算出する負荷率算出部と、
　予め設定された複数の作業モードから選択された作業モードに応じて前記電動発電機の出力を制御する電動発電機制御部と、を備え、
　前記電動発電機制御部は、各作業モードに対応する目標エンジン回転数と目標エンジン負荷率とを関連付けた関連付けデータを複数備えており、前記選択された作業モードに応じて使用する前記関連付けデータを決定し、当該決定された関連付けデータを用いて、設定された目標エンジン回転数に対応する目標エンジン負荷率を決定し、当該目標エンジン負荷率と前記負荷率算出部で算出されたエンジン負荷率とを比較して前記電動発電機の出力を決定するものである。
　本発明において、前記目標エンジン負荷率は、前記バッテリのＳＯＣの目標値に基づいて設定されるものでもよい。
　本発明において、前記複数の作業モードは、前記バッテリの放電量が充電量と等しくなるように前記目標エンジン負荷率が設定される第１モードと、前記バッテリの放電量が充電量より大きくなるように前記目標エンジン負荷率が設定される第２モードと、を含むものでもよい。
　本発明によれば、従来からエンジンに搭載されている回転数センサや負荷率算出部を用いて電動発電機の出力を決定することができるため、ハイブリッド用に新たなセンサ等を追加することなく複数の作業モードを実現することができる。また、本発明では、何れの作業モードにおいても、関連付けデータを用いて、設定された目標エンジン回転数に対応する目標エンジン負荷率を決定し、この目標エンジン負荷率と実際のエンジン負荷率とを比較して電動発電機の出力を決定する。これにより、電動発電機によるアシスト及び発電によってエンジンの負荷を目標エンジン負荷率に保つことができるため、エンジンの大きな回転変動が生じず、建設機械の作業機等の挙動が変化することによるオペレータに与える違和感をなくすことができる。
本実施形態に係るバックホーを示す側面図である。 本実施形態に係るバックホーを示す平面図である。 バックホーに搭載される油圧回路及び電気回路を示す図である。 コントローラの構成を示すブロック図である。 関連付けデータの一例を示す図である。 電動発電機の出力制御の手順を示すフローチャートである。
　以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
　まず、図１を参照しながら、ハイブリッド建設機械の一例としてのバックホー１の概略構造について説明する。バックホー１は、下部走行体１１と、作業機１２と、上部旋回体１３とを備える。
　下部走行体１１は、上部旋回体１３の内部に収容されるエンジン２からの動力を受けて駆動し、バックホー１を走行させる。下部走行体１１は、左右一対のクローラ１１ａ，１１ａ及び左右一対の走行モータ１１ｂ，１１ｂを備える。油圧モータである左右の走行モータ１１ｂ，１１ｂが左右のクローラ１１ａ，１１ａをそれぞれ駆動することでバックホー１の前後進を可能としている。また、下部走行体１１には、ブレード１１ｃ、及びブレード１１ｃを上下方向に回動させるためのブレードシリンダ１１ｄが設けられている。
　作業機１２は、エンジン２からの動力を受けて駆動し、土砂等の掘削作業を行うものである。作業機１２は、ブーム１２ａ、アーム１２ｂ、及びバケット１２ｃを備え、これらを独立して駆動することによって掘削作業を可能としている。ブーム１２ａ、アーム１２ｂ、及びバケット１２ｃは、それぞれ作業部に相当し、バックホー１は、複数の作業部を有する。
　ブーム１２ａは、一端部が上部旋回体１３の前部に支持されて、伸縮自在に可動するブームシリンダ１２ｄによって回動される。また、アーム１２ｂは、一端部がブーム１２ａの他端部に支持されて、伸縮自在に可動するアームシリンダ１２ｅによって回動される。そして、バケット１２ｃは、一端部がアーム１２ｂの他端部に支持されて、伸縮自在に可動するバケットシリンダ１２ｆによって回動される。
　上部旋回体１３は、下部走行体１１に対して旋回ベアリング（図示しない）を介して旋回可能に構成されている。上部旋回体１３には、キャビン１３１、ボンネット１３２、カウンタウェイト１３３、旋回モータ１３４、エンジン２等が配置されている。旋回モータ１３４の駆動力で上部旋回体１３が旋回ベアリング（図示しない）を介して旋回する。また、上部旋回体１３には、エンジン２により駆動される電動発電機３及び油圧ポンプ４が配設される。油圧ポンプ４が、各油圧モータや各シリンダに作動油を供給する。
　キャビン１３１には、運転席１３１ａが配置されている。運転席１３１ａの左右に一対の作業操作レバー（図示していない）、前方に一対の走行レバー１３１ｂ，１３１ｂが配置されている。オペレータは、運転席１３１ａに着座して作業操作レバー、走行レバー１３１ｂ，１３１ｂ等を操作することによって、エンジン２、各油圧モータ、各油圧シリンダ等の制御を行い、走行、旋回、作業等を行うことができる。
　上部旋回体１３の後端部には、ボンネット１３２とカウンタウェイト１３３が上下に配設されている。カウンタウェイト１３３は、上部旋回体１３の後端部に立設され、エンジン２を覆う。ボンネット１３２は、カウンタウェイト１３３の上端部から上方へ延びてキャビン１３１の後壁下端部に達し、カウンタウェイト１３３とともにエンジン２を覆っている。上部旋回体１３の後端部は、平面視で円弧状に形成されており、ボンネット１３２とカウンタウェイト１３３は、上部旋回体１３の後端部に沿わせて湾曲して形成されている。本実施形態のバックホー１は、いわゆる後方小旋回型となっている。
　次に、バックホー１に搭載される油圧回路及び電気回路の構成を説明する。エンジン２は、クランクシャフトが上部旋回体１３の左右方向に配置された、いわゆる横置きのエンジンであり、運転席１３１ａの下方に配置されている。また、エンジン２は、平面視で上部旋回体１３の後部中央に配置されている。
　エンジン２は、エンジンＥＣＵ２１を備える。エンジンＥＣＵ２１は、エンジン回転数の制御やその他種々の制御を行うためのものである。エンジンＥＣＵ２１には、アクセルダイヤル６１が電気的に接続されており、アクセルダイヤル６１から入力された電気信号に基づいて制御信号を作成する。アクセルダイヤル６１は、エンジンＥＣＵ２１へエンジン２の目標エンジン回転数を指示する指示装置である。また、エンジンＥＣＵ２１は、エンジン２の実際の回転数（実エンジン回転数という）を検出できる。
　オペレータは、アクセルダイヤル６１を操作することによってエンジン２のエンジン回転数を設定する。アクセルダイヤル６１で設定されたエンジン回転数（設定エンジン回転数という）がエンジン２の目標エンジン回転数としてエンジンＥＣＵ２１へ指示される。アクセルダイヤル６１は、エンジンＥＣＵ２１を介してエンジン２に電気的に接続されており、エンジンＥＣＵ２１は、アクセルダイヤル６１からの電気信号に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号をエンジン２に出力する。すなわち、エンジンＥＣＵ２１は、エンジン２の出力を制御する装置であり、エンジンＥＣＵ２１は、オペレータによるアクセルダイヤル６１の操作に基づいてエンジン２のエンジン回転数の制御を行なうことができる。
　また、エンジンＥＣＵ２１は、エンジン２の任意のエンジン回転数での最大出力に対する比率であるエンジン負荷率を算出することができる。すなわち、エンジンＥＣＵ２１は、本発明の負荷率算出部として機能する。通常、油圧ポンプ４はエンジン２で駆動されているため、作業内容によってエンジン負荷率は変動する。エンジン負荷率は、種々の方法によって算出され得るが、例えば、エンジン回転数と燃料噴射量との関係を用いて算出される。エンジン負荷率は、例えば、エンジンＥＣＵ２１の記憶部に予め記憶しているエンジン回転数と燃料噴射量との関係を用いて算出される。即ち、エンジンＥＣＵ２１は、実エンジン回転数及び前記エンジン回転数と燃料噴射量との関係から、当該実エンジン回転数における最大燃料噴射量及び無負荷燃料噴射量を得る。そして、エンジンＥＣＵ２１は、最大燃料噴射量及び無負荷燃料噴射量間の偏差に対する、実際の燃料噴射量及び無負荷燃料噴射量間の偏差の比率を、エンジン負荷率として算出することができる。
　電動発電機３は、エンジン２のクランクシャフトの一端側に接続されている。電動発電機３は、モータジェネレータとも呼ばれ、回生時には発電機として作動し、かつエンジン２の駆動トルクをアシストする必要がある時には電動機として作動する。電動発電機３は、インバータ／コンバータ３１を介してハイブリッドコントローラ５により制御される。
　電動発電機３は、インバータ／コンバータ３１を介してバッテリ３２に接続されている。バッテリ３２は、電動発電機３で生じた回生エネルギーを蓄電し、かつ電動発電機３へ駆動エネルギーを供給する。バッテリ３２は、図２に示すようにキャビン１３１の右側に配置されている。
　インバータ／コンバータ３１は、電動発電機３及びバッテリ３２を制御する。インバータ／コンバータ３１は、ハイブリッドコントローラ５からのアシスト指令に基づいて、バッテリ３２の電力を放電して電動発電機３を駆動させ、エンジン２の出力をアシストする。また、インバータ／コンバータ３１は、ハイブリッドコントローラ５からの充電指令に基づいて、電動発電機３が発電した電力をバッテリ３２に充電する。
　油圧ポンプ４は、電動発電機３に接続されている。油圧ポンプ４は、複数設けられてもよい。油圧ポンプ４には、コントロールバルブ４１が接続されている。コントロールバルブ４１は、油圧ポンプ４から各油圧アクチュエータ４２（走行モータ１１ｂ，１１ｂ、ブームシリンダ１２ｄ、アームシリンダ１２ｅ、バケットシリンダ１２ｆ等）へ供給される作動油の向き及び流量を切り換えるものである。
　ハイブリッドコントローラ５には、エンジンＥＣＵ２１と、エコモードスイッチ６２と、フットスイッチ６３とが接続されている。エンジンＥＣＵ２１からハイブリッドコントローラ５に実エンジン回転数、エンジン負荷率、設定エンジン回転数が入力される。
　エコモードスイッチ６２は、オペレータが複数の作業モードの中から燃費を重視した低燃費モードを選択する際にオンされる。エコモードスイッチ６２がオンされると、ハイブリッドコントローラ５へ作業モードの切り替え指令が出力される。低燃費モードについては後述する。
　フットスイッチ６３は、オペレータが複数の作業モードの中から作業スピードを重視したハイパワーモードを選択する際にオンされる。フットスイッチ６３がオンされると、ハイブリッドコントローラ５へ作業モードの切り替え指令が出力される。ハイパワーモードについては後述する。
　ハイブリッドコントローラ５は、電動発電機制御部５１、記憶部５２を備える。
　電動発電機制御部５１は、予め設定された複数の作業モードから選択された作業モードに応じて電動発電機３の出力を制御することができる。電動発電機制御部５１は、各作業モードに対応する目標エンジン回転数と目標エンジン負荷率とを関連付けた関連付けデータを複数備えている。関連付けデータは、記憶部５２に記憶されている。
　図４は、関連付けデータの一例を示している。本実施形態では、図４に示すようなハイパワーモード、パワーモード、低燃費モードの３つの作業モードが設定されている。
　ハイパワーモードは、作業スピードを重視した作業モードであり、エコモードスイッチ６２がオフされ、かつフットスイッチ６３がオンされている間のみ一時的に、エンジン回転数を高く維持しつつ電動発電機３でエンジン２を積極的にアシストすることで、例えば作業スピードを３０％向上させ、掘削能率を３０％向上させることができる。
　また、パワーモードは、通常使用される作業モードであり、設定されたエンジン回転数に応じて電動発電機３でエンジン２をアシストすることで、例えば作業スピードを１５％向上させることができる。
　また、低燃費モードは、燃費を重視した作業モードであり、エコモードスイッチ６２がオンされている間、エンジン回転数を低く維持しつつ電動発電機３でエンジン２をアシストすることで、例えば燃費を１０％低減させることができる。
　電動発電機制御部５１は、選択された作業モードに応じて使用する関連付けデータを決定する。すなわち、エコモードスイッチ６２がオフされ、かつフットスイッチ６３がオンされてハイパワーモードが選択された場合、電動発電機制御部５１は、ハイパワーモードに対応する関連付けデータの使用を決定する。また、エコモードスイッチ６２がオフされ、かつフットスイッチ６３がオフされてパワーモードが選択された場合、電動発電機制御部５１は、パワーモードに対応する関連付けデータの使用を決定する。また、エコモードスイッチ６２がオンされて低燃費モードが選択された場合、電動発電機制御部５１は、低燃費モードに対応する関連付けデータの使用を決定する。
　電動発電機制御部５１は、決定された関連付けデータを用いて、設定された目標エンジン回転数に対応する目標エンジン負荷率を決定する。図４において、設定回転数とは、アクセルダイヤル６１で設定されたエンジン２の設定エンジン回転数である。この例では、１９００、１７００、１５００、１３００、１２００ｒｐｍが設定可能となっている。また、図４において、目標回転数とは、設定エンジン回転数に応じてハイブリッドコントローラ５によって新たに設定される目標エンジン回転数であり、本発明の設定された目標エンジン回転数に相当する。ハイブリッドコントローラ５は、目標回転数をエンジンＥＣＵ２１に対して指示する。エンジンＥＣＵ２１は、この目標回転数に基づいてエンジン２の回転数を制御する。なお、図４のように、ハイブリッドコントローラ５が設定する目標回転数は、アクセルダイヤル６１で設定された設定エンジン回転数と同じ場合も異なる場合もある。
　ハイパワーモードは、設定エンジン回転数が１９００ｒｐｍに設定され、かつフットスイッチ６３がオンされている間にのみ一時的に選択可能に構成されている。設定エンジン回転数が１９００ｒｐｍのとき、目標エンジン回転数も１９００ｒｐｍに設定され、この設定された目標エンジン回転数では、目標エンジン負荷率をＡとする。
　パワーモードでは、アクセルダイヤル６１で設定された設定エンジン回転数が目標エンジン回転数として設定される。各設定された目標エンジン回転数では、目標エンジン負荷率をＢとする。ここで、ハイパワーモードでの目標エンジン負荷率Ａは、パワーモードでの目標エンジン負荷率Ｂよりも小さい値となっている。
　低燃費モードでは、アクセルダイヤル６１で設定された設定エンジン回転数が何れの場合であっても、目標エンジン回転数は１５００ｒｐｍに設定され、この設定された目標エンジン回転数では、目標エンジン負荷率をＢとする。
　目標エンジン負荷率は、バッテリ３２のＳＯＣ（Ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）の目標値に基づいて設定される。例えば、バッテリ３２のＳＯＣの目標値をバッテリ３２の充放電が平衡する値に設定するように、目標エンジン負荷率を設定することにより、好適な燃費を維持しながら必要な出力を作業中に維持し続けることができる。
　上記のように、パワーモード及び低燃費モードでは、バッテリ３２の放電量が充電量と略等しくなるように目標エンジン負荷率がＢに設定され、ハイパワーモードでは、バッテリ３２の放電量が充電量より大きくなるように目標エンジン負荷率がＡに設定される。これにより、パワーモード及び低燃費モードでは、好適な燃費を維持しながら必要な出力を作業中に維持し続けることができる一方、ハイパワーモードでは、一時的に大きな電動発電機３の出力トルクを得ることができるため、高出力を実現することができる。また、ハイパワーモードでは、目標エンジン負荷率Ａがパワーモードでの目標エンジン負荷率Ｂよりも低いため、エンジン負荷率がそれほど高くない状態から電動発電機３によるアシストが可能となる。
　電動発電機制御部５１は、目標エンジン負荷率とエンジンＥＣＵ２１で算出されたエンジン負荷率とを比較して電動発電機３の出力を決定する。より具体的には、電動発電機制御部５１は、エンジンＥＣＵ２１で算出された実際のエンジン負荷率が目標エンジン負荷率以上となった場合、インバータ／コンバータ３１にアシスト指令を出力し、バッテリ３２の電力を放電して電動発電機３を駆動させるようにする。また、電動発電機制御部５１は、実際のエンジン負荷率と目標エンジン負荷率の差に応じて、電動発電機３の出力の大きさを決定してバッテリ３２の放電量を調節することができる。
　一方、電動発電機制御部５１は、エンジンＥＣＵ２１で算出された実際のエンジン負荷率が目標エンジン負荷率よりも小さくなった場合、インバータ／コンバータ３１に充電指令を出力し、電動発電機３が発電した電力をバッテリ３２に充電するようにする。また、電動発電機制御部５１は、実際のエンジン負荷率と目標エンジン負荷率の差に応じて、電動発電機３の出力の大きさを決定してバッテリ３２の充電量を調整することができる。
　次に、電動発電機３の出力制御の手順を図５を用いて説明する。まず、ステップＳ１において、エコモードスイッチ６２がオンされているか否かを判定する。エコモードスイッチ６２がオンされている場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、次のステップＳ２に進む。
　次のステップＳ２において、ハイブリッドコントローラ５は、エンジン２（エンジンＥＣＵ２１）に対して目標エンジン回転数の指令を出力する。本実施形態では、目標エンジン回転数として１５００ｒｐｍが設定される。
　次のステップＳ３において、電動発電機制御部５１は、低燃費モードの関連付けデータを用いて、設定された目標エンジン回転数（１５００ｒｐｍ）に対応する目標エンジン負荷率（Ｂ％）を決定し、当該目標エンジン負荷率とエンジンＥＣＵ２１で算出されたエンジン負荷率とを比較して電動発電機３の出力を決定する。
　ステップＳ１でエコモードスイッチ６２がオンされていない場合（ステップＳ１のＮｏ）、次のステップＳ４に進む。次のステップＳ４において、フットスイッチ６３がオンされているか否かを判定する。フットスイッチ６３がオンされている場合（ステップＳ４のＹｅｓ）、次のステップＳ５に進む。
　次のステップＳ５において、アクセルダイヤル６１で設定されたエンジン２の設定エンジン回転数が最大（１９００ｒｐｍ）であるか否かを判断する。アクセルダイヤル６１で設定された設定エンジン回転数が最大である場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、次のステップＳ６に進む。
　次のステップＳ６において、電動発電機制御部５１は、ハイパワーモードの関連付けデータを用いて、設定された目標エンジン回転数（１９００ｒｐｍ）に対応する目標エンジン負荷率（Ａ％）を決定し、当該目標エンジン負荷率とエンジンＥＣＵ２１で算出されたエンジン負荷率とを比較して電動発電機３の出力を決定する。
　ステップＳ４でフットスイッチ６３がオンされていない場合（ステップＳ４のＮｏ）、次のステップＳ７に進む。次のステップＳ７において、アクセルダイヤル６１で任意の設定エンジン回転数が設定されているか否かを判断する。アクセルダイヤル６１で任意の設定エンジン回転数が設定されている場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、次のステップＳ８に進む。
　次のステップＳ８において、電動発電機制御部５１は、パワーモードの関連付けデータを用いて、設定された目標エンジン回転数（１９００、１７００、１５００、１３００、１２００ｒｐｍの何れか）に対応する目標エンジン負荷率（Ｂ％）を決定し、当該目標エンジン負荷率とエンジンＥＣＵ２１で算出されたエンジン負荷率とを比較して電動発電機３の出力を決定する。
　［他の実施形態］
　前述の実施形態では、目標エンジン回転数と目標エンジン負荷率とを関連付けた関連付けデータとして図４のようなテーブルの形態の例を示しているが、関連付けデータとしては、入力される設定エンジン回転数に応じて、演算によって連続的に目標エンジン負荷率の値を設定するようなマップの形態としてもよい。例えば、パワーモードにおいて、各目標エンジン回転数に対して目標エンジン負荷率を必ずしもすべてＢとする必要はない。
　以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　　　１　　　バックホー
　　１１　　　下部走行体
　　１３　　　上部旋回体
　　　２　　　エンジン
　　　３　　　電動発電機
　　　４　　　油圧ポンプ
　　　５　　　ハイブリッドコントローラ
　　２１　　　エンジンＥＣＵ
　　３２　　　バッテリ
　　５１　　　電動発電機制御部
　　６１　　　アクセルダイヤル
　　６２　　　エコモードスイッチ
　　６３　　　フットスイッチ
 

 

Claims (3)

  1. 　上部旋回体と、
    　前記上部旋回体を旋回自在に支持する下部走行体と、
    　前記上部旋回体の内部に収容されるエンジンと、
    　前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
    　前記油圧ポンプからの作動油により作動される油圧アクチュエータと、
    　前記エンジンと組み合わされ、前記エンジンの駆動をアシスト可能な電動発電機と、
    　前記電動発電機が発電した電力を充電又は放電するバッテリと、
    　前記エンジンの任意のエンジン回転数での最大出力に対する比率であるエンジン負荷率を算出する負荷率算出部と、
    　予め設定された複数の作業モードから選択された作業モードに応じて前記電動発電機の出力を制御する電動発電機制御部と、を備え、
    　前記電動発電機制御部は、各作業モードに対応する目標エンジン回転数と目標エンジン負荷率とを関連付けた関連付けデータを複数備えており、前記選択された作業モードに応じて使用する前記関連付けデータを決定し、当該決定された関連付けデータを用いて、設定された目標エンジン回転数に対応する目標エンジン負荷率を決定し、当該目標エンジン負荷率と前記負荷率算出部で算出されたエンジン負荷率とを比較して前記電動発電機の出力を決定する、ハイブリッド建設機械。
  2. 　前記目標エンジン負荷率は、前記バッテリのＳＯＣの目標値に基づいて設定される、請求項１に記載のハイブリッド建設機械。
  3. 　前記複数の作業モードは、前記バッテリの放電量が充電量と等しくなるように前記目標エンジン負荷率が設定される第１モードと、前記バッテリの放電量が充電量より大きくなるように前記目標エンジン負荷率が設定される第２モードと、を含む、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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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004150307A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Komatsu Ltd エンジンの制御装置
JP2005009402A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機の油圧駆動装置
JP2016041924A (ja) * 2014-08-19 2016-03-31 日立建機株式会社 建設機械用エンジン制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004150307A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Komatsu Ltd エンジンの制御装置
JP2005009402A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機の油圧駆動装置
JP2016041924A (ja) * 2014-08-19 2016-03-31 日立建機株式会社 建設機械用エンジン制御装置

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