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【発明の名称】 ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム
【発明者】 【氏名】江川 栄治
【住所又は居所】茨城県土浦市神立町６５０番地 日立建機株式会社土浦工場内

【氏名】落合 正巳
【住所又は居所】茨城県土浦市神立町６５０番地 日立建機株式会社土浦工場内

【氏名】山下 誠二
【住所又は居所】茨城県土浦市神立町６５０番地 日立建機株式会社土浦工場内

【氏名】榑沼 透
【住所又は居所】茨城県土浦市神立町６５０番地 日立建機株式会社土浦工場内

【氏名】大平 修司
【住所又は居所】茨城県土浦市神立町６５０番地 日立建機株式会社土浦工場内

【氏名】糟谷 博嗣
【住所又は居所】茨城県土浦市神立町６５０番地 日立建機株式会社土浦工場内
【要約】 【課題】コンパクトで管理の容易な蓄電手段をエネルギーの一次貯蔵庫として用いることで、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能とし、更にエンジンを適切に制御できるようにする。

【解決手段】エンジン１、回転数センサ３、燃料噴射ガバナ４、エンジン１で駆動される発電機５、油圧ポンプ６を駆動する電動機７、蓄電部８、発電機制御部９、電動機制御部１０、バッテリセンサ１５、コントローラ１２で駆動制御装置を構成し、コントローラ１２は、バッテリセンサ１５で検出した蓄電部８の充電状態によりエンジン１と発電機５を運転するか停止させるかを判断し、エンジン１と発電機５を運転すべき場合は、回転数センサ３の検出値に基づくガバナ４への燃料噴射指令と発電機５へのトルク指令を出力する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御することを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
【請求項２】エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記駆動力伝達手段は、前記電動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される複数の油圧アクチュエータとを有し、電動機の駆動力を前記作業装置に油圧的に伝達するものであり、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御することを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
【請求項３】エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、少なくとも２つの電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、少なくとも２つの作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する少なくとも２つの駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記駆動力伝達手段の１つは、前記電動機の１つにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される複数の油圧アクチュエータを有し、電動機の駆動力を前記作業装置の１つに油圧的に伝達するものであり、前記駆動力伝達手段の他の１つは、前記電動機の他の１つに連結された減速装置を有し、この減速装置を介して前記電動機の駆動力を前記作業装置の他の１つに機械的に伝達するものであり、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御することを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
【請求項４】エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、複数の電動機と、この複数の電動機をそれぞれ制御し前記蓄電手段との電力授受を行う複数の電動機制御手段と、複数の作業装置と、前記複数の電動機の駆動力を前記複数の作業装置に伝達する複数の駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記複数の駆動力伝達手段は、その全てが、前記複数の電動機にそれぞれ連結された複数の減速装置を有し、これら減速装置を介して複数の電動機の駆動力を前記複数の作業装置に機械的に伝達するものであり、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御することを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
【請求項５】エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、複数の電動機と、この複数の電動機をそれぞれ制御し前記蓄電手段との電力授受を行う複数の電動機制御手段と、複数の作業装置と、前記複数の電動機の駆動力を前記複数の作業装置に伝達する複数の駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記複数の駆動力伝達手段は、その全てが、前記電動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプと閉回路により接続された油圧アクチュエータとを有し、電動機の駆動力を前記作業装置の対応するものに油圧的に伝達するものであり、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御することを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項記載のハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記全体制御手段は、前記エンジンと発電機を運転すべき場合は前記エンジンを最適運転状態とする所定の目標回転数を設定し、前記エンジン制御手段は、その所定の目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を制御することを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
【請求項７】請求項１〜５のいずれか１項記載のハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記全体制御手段は、前記蓄電手段の充電が必要な場合は前記エンジンを最適運転状態とする所定の目標回転数を設定し、前記エンジン制御手段にその所定の目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を制御させ、前記蓄電手段の充電が不要な場合は前記エンジンを停止させることを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
【請求項８】請求項６又は７記載のハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記全体制御手段は、前記所定の目標回転数として、前記エンジンの最少燃費を得る目標回転数を設定することを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
【請求項９】請求項６又は７記載のハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記全体制御手段は、前記所定の目標回転数として、前記エンジンの排ガス有害成分が少なく騒音の低い目標回転数を設定することを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。
【請求項１０】エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、少なくとも１つの電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械において、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御することを特徴とするハイブリッド建設機械。
【請求項１１】エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、少なくとも１つの電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝達手段とを備えたハイブリッド建設機械の駆動制御プログラムにおいて、前記エンジンと発電機を前記電動機と独立して制御するためにコンピュータを、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段として機能させ、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御することを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御プログラム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル、ホイールローダ等の油圧建設機械に適用して好適なハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、油圧ショベルなどの油圧建設機械は、油圧ポンプをエンジン出力トルクだけによって駆動し油圧作業部を駆動するのが一般的である。しかし、この場合は、油圧作業部の負荷変動がそのままエンジンの負荷変動となり、これによって燃費の低下や黒煙など排ガス特性の悪化、騒音の増加を招いていた。
【０００３】このような問題を解決するための提案として、例えば特開２００１−１１８８８号公報に記載のようなハイブリッド建設機械がある。このハイブリッド建設機械では、エンジンで直接油圧ポンプを回転駆動するのではなく、エンジンで発電機を駆動し、この発電機で生じた電力をバッテリに蓄電し、このバッテリの電力で電動機を駆動し、この電動機で油圧ポンプを駆動するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特開２００１−１１８８８号公報に記載のようなハイブリッド建設機械によれば、エンジンで直接駆動するのは発電機であるので、油圧作業部の負荷変動がそのままエンジンの負荷変動とならず、燃費の向上、排ガス特性の改善及び騒晋の低減が期待できる。しかし、特開２００１−１１８８８号公報では、エンジンの制御については検討されていない。一般に、油圧ショベル等の建設機械に用いられるエンジンはディーゼルエンジンであり、このディーゼルエンジンではスロットルダイヤルなどでオペレータが目標回転数を設定し、ガバナ装置によりその目標回転数を維持するよう制御される。しかし、オペレータが任意に目標回転数を設定しただけでは、エンジンを最適運転状態とすることはできず、燃費を向上させたり、排ガスや騒晋の特性を向上させることはできない。
【０００５】本発明の目的は、コンパクトで管理の容易な蓄電手段をエネルギーの一次貯蔵庫として用いることで、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能とし、更にエンジンを適切に制御できるようにしたハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御するものとする。
【０００７】このように発電機、蓄電手段、発電機制御手段、電動機、電動機制御手段を設け、コンパクトで管理の容易な蓄電手段をエネルギーの一次貯蔵庫として用いることにより、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用することができる。また、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行うことにより、エンジンを適切に制御することができる。
【０００８】（２）また、上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記駆動力伝達手段は、前記電動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される複数の油圧アクチュエータとを有し、電動機の駆動力を前記作業装置に油圧的に伝達するものであり、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御するものとする。
【０００９】これによっても、駆動力伝達手段として、油圧ポンプと複数の油圧アクチュエータとを有し、電動機の駆動力を作業装置に油圧的に伝達するもの（油圧システム）を備えたハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、上記（１）で述べたように、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用することができるとともに、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行うことにより、エンジンを適切に制御することができる。
【００１０】また、駆動力伝達手段として油圧システムを用いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性などを向上できる。
【００１１】（３）更に、上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、少なくとも２つの電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、少なくとも２つの作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する少なくとも２つの駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記駆動力伝達手段の１つは、前記電動機の１つにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される複数の油圧アクチュエータを有し、電動機の駆動力を前記作業装置の１つに油圧的に伝達するものであり、前記駆動力伝達手段の他の１つは、前記電動機の他の１つに連結された減速装置を有し、この減速装置を介して前記電動機の駆動力を前記作業装置の他の１つに機械的に伝達するものであり、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御するものとする。
【００１２】これによっても、駆動力伝達手段として、油圧ポンプと複数の油圧アクチュエータとを有し、電動機の駆動力を作業装置の１つに油圧的に伝達するものと、減速装置を有し、この減速装置を介して電動機の駆動力を作業装置の他の１つに機械的に伝達するものとを備えたハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、上記（１）で述べたように、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用することができるるとともに、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行うことにより、エンジンを適切に制御することができる。
【００１３】また、一部の駆動力伝達手段として、減速装置を介して電動機の駆動力を作業装置に機械的に伝達するものを用いることにより、コントロールバルブで絞られたり捨てられている油圧的なエネルギー損失を少なくし、電動機の発電作用により作業装置の慣性エネルギーを回生することで燃費を向上することができる。
【００１４】（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、複数の電動機と、この複数の電動機をそれぞれ制御し前記蓄電手段との電力授受を行う複数の電動機制御手段と、複数の作業装置と、前記複数の電動機の駆動力を前記複数の作業装置に伝達する複数の駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記複数の駆動力伝達手段は、その全てが、前記複数の電動機にそれぞれ連結された複数の減速装置を有し、これら減速装置を介して複数の電動機の駆動力を前記複数の作業装置に機械的に伝達する手段であり、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御するものとする。
【００１５】これによっても、駆動力伝達手段として、その全てが、複数の減速装置を有し、これら減速装置を介して複数の電動機の駆動力を複数の作業装置に機械的に伝達する複数の駆動力伝達手段を備えたハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、上記（１）で述べたように、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用することができるるとともに、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行うことにより、エンジンを適切に制御することができる。
【００１６】また、全ての駆動力伝達手段として、減速装置を介して電動機の駆動力を作業装置に機械的に伝達するものを用いることにより、コントロールバルブで絞られたり捨てられている油圧的なエネルギー損失を完全に無くし、電動機の発電作用により作業装置の慣性エネルギーを回生することで燃費を向上することができる。
【００１７】（５）また、上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、複数の電動機と、この複数の電動機をそれぞれ制御し前記蓄電手段との電力授受を行う複数の電動機制御手段と、複数の作業装置と、前記複数の電動機の駆動力を前記複数の作業装置に伝達する複数の駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、前記複数の駆動力伝達手段は、その全てが、前記電動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプに閉回路により接続された油圧アクチュエータとを有し、電動機の駆動力を前記作業装置の対応するものに油圧的に伝達するものであり、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御するものとする。
【００１８】これによっても、駆動力伝達手段として、その全てが、油圧ポンプとこの油圧ポンプに閉回路接続された油圧アクチュエータとを有し、電動機の駆動力を作業装置の対応するものに油圧的に伝達するもの（油圧システム）を備えたハイブリッド建設機械の駆動制御装置において、上記（１）で述べたように、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用することができるるとともに、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行うことにより、エンジンを適切に制御することができる。
【００１９】また、駆動力伝達手段として油圧システムを用いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性などを向上できる。
【００２０】（６）上記（１）〜（５）において、好ましくは、前記全体制御手段は、前記エンジンと発電機を運転すべき場合は前記エンジンを最適運転状態とする所定の目標回転数を設定し、前記エンジン制御手段は、その所定の目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を制御する。
【００２１】これによりエンジンは最適の目標回転数に応じて制御されるようになり、上記（１）で述べたようにエンジンを適切に制御することができる。
【００２２】（７）また上記（１）〜（５）において、好ましくは、前記全体制御手段は、前記蓄電手段の充電が必要な場合は前記エンジンを最適運転状態とする所定の目標回転数を設定し、前記エンジン制御手段にその所定の目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を制御させ、前記蓄電手段の充電が不要な場合は前記エンジンを停止させる。
【００２３】これによりエンジンは充電が必要なときは最適の目標回転数に応じて制御され、充電が不要なときは停止するようになり、上記（１）で述べたようにエンジンを適切に制御することができる。
【００２４】（８）また、上記（６）又は（７）において、前記全体制御手段は、前記所定の目標回転数として、前記エンジンの最少燃費を得る目標回転数を設定する。
【００２５】これによりエンジンは最少の燃費となるよう制御されるようになり、燃費を向上できる。
【００２６】（９）上記（６）又は（７）において、前記全体制御手段は、前記所定の目標回転数として、前記エンジンの排ガス有害成分が少なく騒音の低い目標回転数を設定してもよい。
【００２７】これによりエンジンは排ガス有害成分が少なく騒音の低い状態となるよう制御されるようになり、排ガスと騒音の特性を向上できる。
【００２８】（１０）また、上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、少なくとも１つの電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝達手段とを備えるハイブリッド建設機械において、前記蓄電手段の充電量を計測する手段と、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段とを備え、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御するものとする。
【００２９】これにより上記（１）で述べたように、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用することができるるとともに、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行うことにより、エンジンを適切に制御することができる。
【００３０】（１１）更に、上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンを目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、蓄電を行う蓄電手段と、前記発電機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う発電機制御手段と、少なくとも１つの電動機と、この電動機を制御し前記蓄電手段との電力授受を行う電動機制御手段と、作業装置と、前記電動機の駆動力を前記作業装置に伝達する駆動力伝達手段とを備えたハイブリッド建設機械の駆動制御プログラムにおいて、前記エンジンと発電機を前記電動機と独立して制御するためにコンピュータを、前記蓄電手段の充電量の計測結果に応じて前記エンジンと発電機の運転状態の切り換えを指令する全体制御手段として機能させ、前記エンジン制御手段及び発電機制御手段は前記全体制御手段の指令に応じて前記エンジンと発電機を制御するものとする。
【００３１】これにより上記（１）で述べたように、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用することができるるとともに、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行うことにより、エンジンを適切に制御することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の駆動制御装置を示す図である。
【００３４】図１において、本実施の形態に係わる駆動制御装置は、エンジン１と、エンジン回転数を検出する回転数センサ３と、エンジン１の燃料噴射量を調整するガバナ４と、エンジン１により駆動される発電機５と、電動機７と、蓄電部８と、発電機５のトルクを制御し蓄電部８との電力授受を行う発電機制御部９と、電動機７の回転数やトルクを制御し蓄電部８との電力授受を行う電動機制御部１０と、電動機７の駆動力を建設機械の作業装置（後述）に油圧的に伝達する駆動力伝達装置１４と、蓄電部８の充電状態を検出するバッテリセンサ１５と、エンジン１、発電機５及び電動機７を統合制御する全体制御手段としてのコントローラ１１とを備えている。
【００３５】エンジン１はディーゼルエンジンであり、ガバナ４により燃料噴射量を制御することで調速される。このガバナ４は、例えば燃料噴射ポンプを備えた電子ガバナであり、設定回転数（後述）と回転数センサ３で検出された実測回転数の偏差に基づきコントローラ１１により制御される。
【００３６】発電機５は交流発電機であり、蓄電部８はバッテリ或いはキャパシタであり、発電機制御部９はコンバータであり、発電機制御部９で発電する電力を制御してバッテリ８に電力を蓄電する。
【００３７】駆動力伝達装置１４は油圧ポンプ６と油圧制御装置１３とからなり、油圧制御装置１３はバルブ装置１３ａやアクチュエータ１３ｂ，１３ｃ等を備えている。油圧ポンプ６はインバータである電動機制御部１０により電動機７を駆動することで回転数が制御され、圧油の吐出流量（圧油の供給流量）が制御される。油圧ポンプ６から吐出された圧油はバルブ装置１３ａを介してアクチュエータ１３ｂ，１３ｃ等に供給され、これらのアクチュエータにより建設機械の作業装置を駆動する。
【００３８】コントローラ１１は、バッテリセンサ１５で検出した蓄電部８の充電状態によりエンジン１と発電機５を運転するか停止させるかを判断し、エンジン１と発電機５を運転すべき場合は、上記回転数偏差に基づガバナ４への燃料噴射指令とコンバータ９への発電機５のトルク指令を出力する。つまり、本実施の形態では、蓄電部８を電力の一時貯蔵庫として用いるため、油圧ポンプ６を駆動する電動機７とエンジン１で駆動する発電機５とを独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用することができ、燃費や排ガス、騒音の特性の向上が可能となる（後述）。
【００３９】また、コントローラ１１は、例えばアクチュエータ１３ｂ，１３ｃ等に係わる作業装置の図示しない操作手段の操作信号Ｌｘを入力し、その操作信号からアクチュエータ１３ｂ，１３ｃ等の要求流量を計算し、油圧ポンプ６の吐出流量がその要求流量と等しくなるよう電動機７を制御する。
【００４０】図２は上記油圧駆動制御装置を搭載したハイブリッド建設機械の一例としてハイブリッド油圧ショベルの外観を示す図である。なお、本発明は油圧ショベル以外、ホイールローダや油圧クレーンなど他の建設機械に適用できることは勿論である。
【００４１】図２において、２１はハイブリッド油圧ショベルであり、油圧ショベル２１は下部走行体２２、上部旋回体２３、フロント作業機２４を有し、上部旋回体２３は下部走行体２２に対して旋回可能に搭載され、フロント作業機２４は上部旋回体２３の前部に上下動可能に取り付けられている。下部走行体２２には走行モータ２２ａにより駆動される左右の走行装置２８ａ，２８ｂ（片側のみ図示）が設けられ、下部走行体２２と上部旋回体２３の間には旋回モータ２３ａにより駆動される旋回装置２９が配置されている。フロント作業機２４はブーム２５、アーム２６、バケット２７を有する多関節構造であり、ブーム２５はブームシリンダ２５ａにより、アーム２６はアームシリンダ２６ａにより、バケット２７はバケットシリンダ２７ａによりそれぞれ回転駆動される。
【００４２】油圧ショベル２１には、図示の如く、上記油圧駆動制御装置のエンジン１、発電機５、油圧ポンプ６、電動機７、バルブ装置１３ａを搭載しており、ハイブリッド建設機械として構成されている。走行モータ２２ａ、旋回モータ２３ａ、ブームシリンダ２５ａ、アームシリンダ２６ａ、バケットシリンダ２７ａはアクチュエータ１３ｂ，１３ｃを構成する。また、油圧ショベルのフロント作業機２４や走行モータ２２ａにより駆動される左右の走行装置２８ａ，２８ｂ及び旋回モータ２３ａにより駆動される旋回装置２９は油圧ショベルの作業装置を構成する。
【００４３】図３は、コントローラ１１及びガバナ４によりエンジン１を制御するときのエンジン１の最大トルク線図、ガバナ特性線図、等燃費線図を示す図である。図中、実線Ｘはエンジン１の仕様で決まる最大トルク線図であり、一点鎖線Ｙは設定回転数をＮ０としたときのガバナ特性線図であり、同心円状の複数の曲線Ｚは等燃費線図である。
【００４４】前述したように、ガバナ４は例えば燃料噴射ポンプを備えた電子ガバナであり、エンジン１の目標回転数をＮ０（以下適宜設定回転数という）に設定したとき、ガバナ４は、コントローラ１１により図３に波線Ｙで示すような所定の傾きを持った特性で作動するよう制御される。つまり、エンジン１の負荷トルクが大きくエンジン回転数Ｎが低くなると、燃料噴射量を増やし軸トルクを増大させ、エンジン１の負荷トルクが減少しエンジン回転数Ｎが高くなると、燃料噴射量を減らし、軸トルクを減少させ、これにより負荷変動に対してエンジン回転数Ｎをほぼ一定に保持するように制御する。コントローラ１１は、このような制御を行うため、エンジン１の設定回転数（例えば図３のＮ０）と回転数センサ３で検出された実測回転数（例えば、負荷トルクが図３のＴＧであるときはＮＧ）の偏差ΔＮ０を計算し、偏差ΔＮ０が増大すると、燃料噴射量増の指令信号をガバナ４に出力し、偏差ΔＮ０が減少すると、燃料噴射量減の指令信号をガバナ４に出力する。これによりエンジン１の負荷変動、即ち発電機５のＯＮ・ＯＦＦ制御（後述）による負荷変動に対してもエンジン回転数Ｎをほぼ一定に制御している。
【００４５】以上のコントローラ１１の処理機能と回転数センサ３及びガバナ４によりエンジン１を目標回転数となるよう制御するエンジン制御手段を構成する。
【００４６】なお、ガバナ４はそれ自身が図３に波線Ｙで示す所定の傾きを持った特性を有するメカニカルガバナであってもよく、この場合はコントローラ１からは設定回転数に応じた指令値が出力され、メカニカルガバナの燃料噴射量調整機構により実際の回転数と設定回転数との偏差に応じた燃料噴射量の調整が行われる。
【００４７】また、図３において、等燃費線図Ｚは、ある設定回転数において軸トルクに応じた燃料消費量を算出し、全設定回転数において燃料消費量が等しくなる軸トルク点をプロットしたものであり、Ａ点は最も燃費の良い点であり、設定回転数Ｎ０で軸トルクがＴＧとなる点である。また、Ｂ点は低速運転で排ガスや騒音の低い点であり、設定回転数ＮＩ、軸トルクＴＩに対応する点である。Ｃ点はエンジンの停止状態を示す点である。
【００４８】本実施の形態は、例えば掘削作業をメインとする油圧ショベルに本発明を適用した場合のものであり、主に燃費を向上させるように、充電が必要な場合には燃費の最も良い点Ａの状態で、充電が不要な場合には停止点Ｃの状態でエンジンを運転するように切り換えるものである。なお、充電が不要な場合には排ガスが比較的きれいで騒音の低い点Ｂの状態でエンジンを運転してもよい。
【００４９】また、走行系をメインとするホイールローダなどに本発明を適用する場合は、燃費を向上させると同時に低速走行時の排ガスや騒音を減らすように、充電が必要な場合は走行状態に応じて中高速走行時には燃費の良い点Ａの状態で、低速走行時には排ガスが比較的きれいで騒音の低い点Ｂの状態でエンジンを運転するように制御してもよい。また、この場合も、充電が不要な場合は排ガスが比較的きれいで騒音の低い点Ｂの状態或いは停止点Ｃの状態でエンジンを運転してもよい。
【００５０】図４にコントローラ１１の制御機能をフローチャートで示す。このフローチャートは、充電が必要な場合には燃費の最も良い点Ａの状態で、充電が不要な場合には停止点Ｃの状態でエンジンを運転するように切り換える場合のものである。
【００５１】コントローラ１１は、まず、バッテリセンサ１５の検出信号を入力し、バッテリ８の充電状態を検出する（ステップＳ１００）。一例として、バッテリセンサ１５は電圧センサであり、コントローラ１１には図５に示すようなバッテリ残量ＳＯＣ（％）と電圧（Ｖ）との関係が予め設定されており、バッテリセンサ１５で検出した電圧からそれに対応するバッテリ残量ＳＯＣを計算する。
【００５２】次いで、バッテリ８の残量ＳＯＣが予め定めたバッテリ残量の下限値Ｌowよりも少ないかどうかを判断し（ステップＳ１１０）、その判断が肯定されるとエンジン１をＯＮ（運転）すべくエンジン１の目標回転数をＮ０に設定し（ステップＳ１２０）、発電機５の目標トルクをＴＧに設定する（ステップＳ１３０）。ここで、設定回転数Ｎ０で目標トルクＴＧは図３のＡ点、つまりエンジン１の最も燃費の良い点である。
【００５３】次いで、バッテリ８の残量ＳＯＣが予め定めたバッテリ残量の上限値Ｈighよりも多いかどうかを判断し（ステップＳ１４０）、その判断が肯定されるとエンジン１をＯＦＦ（運転停止）すべくエンジン１の目標回転数を０に設定し（ステップＳ１５０）、発電機５の目標トルクを０に設定する（ステップＳ１６０）。ここで、設定回転数及び目標トルクが共に０の状態は図３のＣ点に対応する。
【００５４】ステップＳ１１０の判断が否定されると、直接ステップＳ１４０に進み、ステップＳ１４０の判断が否定されると始めに戻る。
【００５５】コントローラ１１は以上のようにエンジン１の目標回転数及び発電機５の目標トルクが設定されると、エンジン１に対しては上記のように実測回転数との偏差ΔＮ０を計算し、偏差ΔＮ０に応じた燃料噴射量の指令信号をガバナ４に出力し、設定回転数となるようエンジン１を制御する。また、発電機５に対しては、目標トルクに応じた指令信号をコンバータ９に出力し、発電機５の発電量を制御する。
【００５６】図６は、以上のようにエンジン１及び発電機５が制御されるときのバッテリ残量ＳＯＣの変化を示す図である。バッテリ残量ＳＯＣが下限値Ｌowよりも多くエンジン１及び発電機５がＯＦＦの状態にあるとき、バッテリ残量ＳＯＣが徐々に減少する（ステップＳ１００→ステップＳ１１０→ステップＳ１４０→始めに戻る）。バッテリ残量ＳＯＣが下限値Ｌowよりも少なくなるとエンジン１及び発電機５がＯＮとなり、バッテリ残量ＳＯＣが徐々に増大する（ステップＳ１００→ステップＳ１１０〜Ｓ１３０→ステップＳ１４０→始めに戻る）。バッテリ残量ＳＯＣが上限値Ｈighよりも多くなるとエンジン１及び発電機５がＯＦＦとなり、バッテリ残量ＳＯＣは再び減少する（ステップＳ１００→ステップＳ１１０→ステップＳ１４０→ステップＳ１６０→始めに戻る）。このことが繰り返され、バッテリ残量ＳＯＣは下限値Ｌowと上限値Ｈighの間に維持される。
【００５７】以上のように構成した本実施の形態によれば、蓄電部８を電力の一時貯蔵庫として用いることにより、油圧ポンプ６を駆動する電動機７とエンジン１で駆動する発電機５とを独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジン１を使用することができる。
【００５８】また、エンジン１及び発電機５の制御については、バッテリ８の充電が必要な場合は燃費の最も良い図３のＡ点でエンジン１を運転し、充電が不要な場合は図３の停止点Ｃの状態でエンジン１を運転するよう切り換えられるので、燃費を向上することができる。
【００５９】また、本発明を走行系をメインとするホイールローダなどに適用した場合は、バッテリ８の充電が必要な場合で走行状態に応じて中低速時には燃費の良い図３のＡ点でエンジン１を運転し、低速走行時には排ガス有害成分（例えば黒煙）が少なく騒音の低い図３のＢ点でエンジン１を運転し、バッテリ８の充電が不要な場合は図３の停止点Ｃの状態でエンジン１を運転するよう切り換えることができ、燃費の向上と共に排ガスや騒音の特性の向上が可能となる。
【００６０】また、駆動力伝達装置１４として油圧システムを用いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性を向上することができる。
【００６１】本発明の第２の実施の形態を図７により説明する。図中、図１に示したものと同等の部分には同じ符号を付している。
【００６２】図７において、本実施の形態に係わる油圧駆動制御装置は、第１の実施の形態の構成に加えて、電動機１７と、電動機１７の駆動力を建設機械の作業装置に機械的に伝達する駆動力伝達装置１８と、電動機１７を制御し蓄電部８との電力授受を行うインバータである電動機制御部１９とを備えている。駆動力伝達装置１８は例えば遊星歯車やボールねじ等の減速装置１８ａを有し、この減速装置１８ａを介して油圧ショベルの旋回装置２９（図２参照）等の作業装置を駆動することで、電動機１７による電気駆動により作業を行うことができる。減速装置１８ａを備えた駆動力伝達装置１８については第３の実施の形態で詳述する。
【００６３】コントローラ１１Ａはエンジン１，発電機５，電動機７に加え電動機１６も制御する全体制御手段として機能する。
【００６４】つまり、コントローラ１１Ａは、例えばアクチュエータ１３ｂ，１３ｃ等に係わる作業装置の図示しない操作手段の操作信号Ｌｘを入力し、その操作信号からアクチュエータ１３ｂ，１３ｃ等の要求流量を計算し、油圧ポンプ６の吐出流量がその要求流量と等しくなるよう電動機７を制御すると共に、駆動力伝達装置１８に係わる作業装置の図示しない操作手段の操作信号Ｌｙを入力し、その操作信号から作業装置の要求トルクを計算し、電動機１６の出力トルクがその要求トルクと等しくなるように電動機１５を制御する。
【００６５】以上のように構成した本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様に、エンジンを適切に制御することができる。
【００６６】また、駆動力伝達装置１８を油圧ショベルの旋回装置やホイールローダの走行装置のように電動化が容易な作業装置に用いることで、装置の簡略化や油圧損失の低減によるエネルギー効率の向上が図れ、更には電動機１６の発電作用により作業装置の慣性エネルギーの回生が図れる。
【００６７】本発明の第３の実施の形態を図８〜図１１により説明する。図中、図１及び図２に示したものと同等の部分には同じ符号を付している。
【００６８】図８において、本実施の形態に係わる油圧駆動制御装置は、第１の実施の形態と同様、エンジン１、回転数センサ３、ガバナ４、発電機５、蓄電部８と、発電機制御部（コンバータ）９を備えるとともに、複数の電動機７ａ〜７ｆと、電動機７ａ〜７ｆの回転数やトルクを制御し蓄電部８との電力授受を行う電動機制御部（インバータ）１０ａ〜１０ｆと、電動機７ａ〜７ｆの駆動力を建設機械の作業装置に機械的に伝達する駆動力伝達装置３０ａ〜３０ｆと、エンジン１、発電機５及び電動機７ａ〜７ｆを統合制御する全体制御手段としてのコントローラ１１Ｂとを備えている。
【００６９】駆動力伝達装置３０ａ〜３０ｆのうち駆動力伝達装置３０ａ〜３０ｃは遊星歯車式の減速装置であり、これら減速装置は例えば油圧ショベルの左走行装置、右走行装置、旋回装置を駆動するよう設けられている。また、駆動力伝達装置３０ｄ〜３０ｆはボールねじ式の減速装置を内蔵した電動シリンダであり、これら電動シリンダは例えば油圧ショベルのフロント作業機を構成するブーム、アーム、バケットを駆動するよう設けられている。走行用の電動機７ａ，７ｂと駆動力伝達装置３０ａ，３０ｂは油圧ショベルの下部走行体に配置され、それ以外の部品は油圧ショベルの上部旋回体に配置されており、走行用のインバータ１０ａ，１０ｂと電動機７ａ，７ｂ間には旋回装置の回転部を介して電気を伝送するための回転式電気伝送部３０が設けられている。
【００７０】コントローラ１１Ｂのエンジン１及び発電機５に対する制御機能は第１の実施の形態と同じである。
【００７１】また、コントローラ１１Ｂは、左走行装置、右走行装置、旋回装置、ブーム、アーム、バケットの図示しない操作手段の操作信号Ｌa〜Ｌfを入力し、その操作信号から各操作装置の要求トルクを計算し、電動機７ａ〜７ｆの出力トルクがその要求トルクと等しくなるように電動機７ａ〜７ｆを制御する。
【００７２】図９は上記油圧駆動制御装置を搭載したハイブリッド建設機械の一例としてハイブリッドショベルの外観を示す図である。なお、本発明はショベル以外、ホイールローダやクレーンなど他の建設機械に適用できることは勿論である。また、本実施の形態のハイブリッドショベルは、駆動力伝達装置３０ａ〜３０ｆの全てを電動機７ａ〜７ｆの駆動力を建設機械の作業装置に機械的に伝達する電動システムとしたものであり、厳密には電動ショベルと言うべきものである。
【００７３】図９において、２１は電動ショベルであり、電動ショベル２１は下部走行体２２、上部旋回体２３、フロント作業機２４を有し、上部旋回体２３は下部走行体２２に対して旋回可能に搭載され、フロント作業機２４は上部旋回体２３の前部に上下動可能に取り付けられている。下部走行体２２には電動機７ａ，７ｂと減速装置３０ａ，３０ｂにより駆動される左右の走行装置２８ａ，２８ｂ（片側のみ図示）が設けられ、下部走行体２２と上部旋回体２３の間には電動機７ｃと減速装置３０ｃにより駆動される旋回装置２９が配置されている。フロント作業機２４はブーム２５、アーム２６、バケット２７を有する多関節構造であり、ブーム２５は電動機７ｄ及び電動シリンダ３０ｄにより、アーム２６は電動機７ｅ及び電動シリンダ３０ｅにより、バケット２７は電動機７ｆ及び電動シリンダ３０ｆによりそれぞれ回転駆動される。
【００７４】電動ショベル２１のフロント作業機２４や左右の走行装置及び旋回装置はそれぞれ作業装置を構成する。また、走行用の電動機７ａ，７ｂと減速装置３０ａ，３０ｂは下部走行体２２に配置され、それ以外の部品は上部旋回体２３に配置されている。このため、走行用のインバータ１０ａ，１０ｂと電動機７ａ，７ｂ間には旋回装置の回転部を介して電気を伝送するため回転式電気伝送部３０が設けられている。
【００７５】図１０は電動機７ａと減速装置３０ａ、電動機７ｂと減速装置３０ｂ、電動機７ｃと減速装置３０ｃの各組み合わせの具体的構造を示す図である。
【００７６】図１０において、減速装置３０ａは、電動機７ａの出力軸５０に連結された太陽歯車５１と、内周側で太陽歯車５１に噛み合い外周側でケーシング５２の内歯歯車に噛み合う複数の第１段遊星歯車５３と、第１段遊星歯車５３と一体に太陽歯車５１の周囲を公転する第１段出力部５４と、第１段出力部５４の内歯歯車と噛み合う中間出力軸５５と、内周側で中間出力軸５５の外歯歯車と噛み合い外周側でケーシング５２の内歯歯車と噛み合う複数の第２段遊星歯車５６とで構成されている。ケーシング５２は最終段出力部を兼ね、ケーシング５２に設けられたフランジ５７を左走行装置の走行スプロケットにボルト結合することにより、電動機７ａが回転するとその回転が減速されて走行スプロケットに伝えられ、走行の駆動力が得られる。減速装置３０ｂ，３０ｃも同様に構成されている。
【００７７】図１１は電動機７ｄと電動シリンダ３０ｄ、電動機７ｅと電動シリンダ３０ｅ、電動機７ｆと電動シリンダ３０ｆの各組み合わせの具体的構造を示す図である。
【００７８】図１１において、電動シリンダ３０ｄは、ボールねじ溝付きのシャフト６１と、このシャフト６１のボールねじ溝と係合するボールを内蔵したスライダ６２と、このスライダ６２を移動可能に収納したシリンダ６３と、スライダ６２を一端に固定し、他端側をシリンダ６３の外側に突出させたピストン６４とを有し、シャフト６１の一端はタイミングプーリ６５，６６及びタイミングベルト６７を介して電動機７ｄの出力軸６８に連結されている。電動機７ｄは電磁ブレーキ６９、角度検出器７０を備えている。シリンダ６３の基端部を上部旋回体２３の旋回フレームに連結し、ピストン６４の先端をブーム５３の側部に連結することにより、電動機７ｄが回転するとその回転が減速されてピストン６４の直線運動に変換され、ブーム５３を上下方向に回動することができる。電動シリンダ３０ｅ，３０ｆも同様に構成されている。
【００７９】以上のように構成した本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様に、エンジンを適切に制御することができる。
【００８０】また、駆動力伝達装置３０ａ〜３０ｆの全てを電動機７ａ〜７ｆに連結された遊星歯車式の減速装置或いはボールねじ式の減速装置を有し、これらの減速装置を介して電動機７ａ〜７ｆの駆動力を作業装置２４，２８ａ，２８ｂ，２９に機械的に伝達するものとしたので、走行装置２８ａ，２８ｂ、旋回装置２９、フロント作業機２４（ブーム２５、アーム２６、バケット２７）の全てが電動システムとなり、コントロールバルブで絞られたり捨てられている油圧的なエネルギー損失を完全に無くし、燃費を向上することができる。また、旋回停止時やブーム落下時は旋回用の電動機７ｃやブーム用の電動機７ｄが慣性エネルギーで回転駆動されるので、電動機制御部（インバータ）１０ｃ、１０ｄを適宜制御すれば電動機７ｃ，７ｄの発電作用により慣性エネルギーを回生することができ、この点でも燃費を向上することができる。
【００８１】更に、フロント作業機２４（ブーム２５、アーム２６、バケット２７）に対する駆動力伝達装置３０ｄ〜３０ｆを電動シリンダとしたので、図９に示したように、従来のブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダと置換することができ、それら油圧シリンダと同様、リンク結合によりブーム２５、アーム２６、バケット２７の各作業部材を回転駆動することができ、電動機７ｄ〜７ｆの出力をそれほど大きくしなくても各作業部材を駆動することができる。このため、電動機７ｄ〜７ｆを小型、低重量化でき、フロント作業機２４を電動システムとしても、上部旋回体２３やフロント作業機２４の重量の増加を極力抑えることができる。
【００８２】本発明の第４の実施の形態を図１２により説明する。図中、図１及び図８に示したものと同等の部分には同じ符号を付している。
【００８３】図１２において、本実施の形態に係わる油圧駆動制御装置は、第３の実施の形態における電動機７ａ〜７ｆの駆動力を建設機械の作業装置に機械的に伝達する駆動力伝達装置３０ａ〜３０ｆの代わりに、電動機７ａ〜７ｆの駆動力を建設機械の作業装置に油圧的に伝達する駆動力伝達装置３３〜３８を備えている。それ以外の構成は第３の実施の形態と同じである。
【００８４】駆動力伝達装置３３〜３５は油圧ポンプ３３ａ〜３５ａと油圧モータ３３ｂ〜３５ｂを備えた油圧閉回路であり、これら油圧閉回路の油圧モータ３３ｂ〜３５ｂは例えば油圧ショベルの左走行装置、右走行装置、旋回装置を駆動するように取り付けられている。また、駆動力伝達装置３６〜３８は油圧ポンプ３６ａ〜３８ａと油圧シリンダ３６ｂ〜３８ｂを備えた油圧閉回路であり、これら油圧閉回路の油圧シリンダ３６ｂ〜３８ｂは例えば油圧ショベルのフロント作業機を構成するブーム、アーム、バケットを駆動するように取り付けられている。走行用の油圧モータ３３ｂ，３４ｂは油圧ショベルの下部走行体に配置され、それ以外の部品は油圧ショベルの上部旋回体に配置されており、走行用の油圧モータ３３ｂ，３４ｂと油圧ポンプ３３ａ，３４ａ間には旋回装置の回転部を介して油圧を伝達するための回転式油圧伝送部３９が設けられている。
【００８５】本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様に、エンジンを適切に制御することができる。また、駆動力伝達装置３３〜３８として油圧システムを用いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性を向上することができる。
【００８６】
【発明の効果】本発明によれば、従来は、油圧ポンプをエンジンで直接駆動していたためエンジンの負荷変動が大きかったものを、コンパクトで管理の容易な蓄電手段をエネルギーの一次貯蔵庫として用いることで、油圧ポンプを駆動する電動機とエンジンで駆動する発電機を独立に制御可能となり、作業負荷によらず常に最適な運転状態でエンジンを使用することができる。また、蓄電手段の充電量の計測結果に応じてエンジンと発電機を運転するか停止させるかの制御を行うので、エンジンを適切に制御することができる。
【００８７】また、駆動力伝達手段として電動機の駆動力を作業装置に油圧的に伝達するもの（油圧システム）を用いるので、外部からの耐衝撃性や耐久性などを向上できる。
【００８８】また、少なくとも一部の駆動力伝達手段として、電動機の駆動力を作業装置に機械的に伝達するもの（電動システム）を用いるので、コントロールバルブで絞られたり捨てられている油圧的なエネルギー損失を少なくするか完全に無くし、電動機の発電作用により作業装置の慣性エネルギーを回生することで燃費を向上することができる。
【００８９】また、本発明によれば、エンジンの目標回転数として最少燃費を得る目標回転数を設定するので、燃費を向上できる。
【００９０】更に、本発明によれば、エンジンの目標回転数として排ガス有害成分が少なく騒音の低い目標回転数を設定するので、排ガスと騒音の特性を向上できる。
【出願人】 【識別番号】０００００５５２２
【氏名又は名称】日立建機株式会社
【住所又は居所】東京都文京区後楽二丁目５番１号
【出願日】 平成１３年９月２１日（２００１．９．２１）
【代理人】 【識別番号】１０００７７８１６
【弁理士】
【氏名又は名称】春日 讓 （外１名）
【公開番号】 特開２００３−１０２１０６（Ｐ２００３−１０２１０６Ａ）
【公開日】 平成１５年４月４日（２００３．４．４）
【出願番号】 特願２００１−２８８５７５（Ｐ２００１−２８８５７５）