特許 6663535 建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6663535

(24)【登録日】2020年2月18日

(45)【発行日】2020年3月11日

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20200227BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20200227BHJP

   B60K 6/485 20071001ALI20200227BHJP

   B60W 10/30 20060101ALI20200227BHJP

   B60W 20/13 20160101ALI20200227BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/20 Z

   E02F9/22 R

   B60K6/485ZHV

   B60W10/30 900

   B60W20/13

【請求項の数】5

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2019-504451(P2019-504451)

(86)(22)【出願日】2018年2月21日

(86)【国際出願番号】JP2018006246

(87)【国際公開番号】WO2018163826

(87)【国際公開日】20180913

【審査請求日】2019年2月12日

(31)【優先権主張番号】特願2017-42689(P2017-42689)

(32)【優先日】2017年3月7日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002457

【氏名又は名称】特許業務法人広和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】相澤 大輝

(72)【発明者】

【氏名】西川 真司

(72)【発明者】

【氏名】柴田 浩一

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−５３２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−４０４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１４５７１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平８−３０２７５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／２０

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｂ６０Ｋ ６／３６、６／４８５

Ｂ６０Ｗ １０／１０

Ｂ６０Ｗ ２０／００

Ｆ０４Ｂ ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
ポンプトルク目標値に応じて前記油圧ポンプのポンプトルクを調整するポンプトルク調整装置と、
前記油圧ポンプの吐出圧によって作動する油圧アクチュエータと、
前記エンジンに連結された電動発電機と、
前記電動発電機を駆動するためのインバータおよび蓄電装置と、
前記ポンプトルク目標値を演算するコントローラとを備えた建設機械であって、
前記コントローラは、
前記蓄電装置から前記電動発電機へ流れる電流の電流値を積算した電流積算値と、前記蓄電装置の充電率減少量とのうち少なくともいずれか一方を、指標として取得する指標取得部を備え、
前記油圧アクチュエータが駆動したときに前記指標取得部で取得した指標と、基準となるエンジンと油圧ポンプとを用いて前記指標を予め計測した指標基準値との偏差に基づいて、前記ポンプトルク目標値を補正するためのポンプトルク補正量を求めることを特徴とする建設機械。

【請求項2】

前記コントローラは、前記ポンプトルク補正量を記憶するための記憶部を備え、前記記憶部に記憶された前記ポンプトルク補正量に基づいて、前記ポンプトルク目標値を調整することを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項3】

前記コントローラは、通信が可能な外部装置からの指令に基づいて、前記ポンプトルク補正量を求める処理と、前記記憶部に記憶された前記ポンプトルク補正量を初期化する処理とのうち、いずれかの処理を実行することを特徴とする請求項２に記載の建設機械。

【請求項4】

前記蓄電装置と前記電動発電機との間で授受する電流を測定する電流測定部を備え、
前記指標取得部は、前記油圧アクチュエータが駆動したときに前記電流測定部により測定した前記電動発電機へ流れる電流の電流値を積算し、前記指標として電流積算値を取得することを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【請求項5】

前記蓄電装置の充電率を演算する充電率演算部を備え、
前記指標取得部は、前記油圧アクチュエータを駆動したときに前記充電率演算部で演算した充電率の減少量を求め、前記指標として充電率減少量を取得することを特徴とする請求項１に記載の建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧ポンプのポンプトルクを補正することが可能な建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、建設機械は、動力源であるエンジンと、エンジンによって駆動する油圧ポンプと、油圧ポンプの傾転角を制御する油圧ポンプレギュレータと、油圧ポンプの吐出圧によって作動する油圧モータ、油圧シリンダ等のような油圧アクチュエータとを備えている。この場合、油圧ポンプレギュレータは、電磁比例弁を介して、コントローラによって制御される。コントローラは、操作レバーの操作量、油圧ポンプの圧力、エンジン回転数等に基づいてポンプトルク目標値を導出する。コントローラは、ポンプトルク目標値を電流値指令に換算して油圧ポンプレギュレータの電磁比例弁を駆動させる。これにより、コントローラは、油圧ポンプの出力を決定する。

【0003】

一方、エンジンと油圧ポンプには固体差による製造ばらつきが存在し、機器によってエンジン出力または油圧ポンプ出力に差が生じる。公差の無い機器の出力特性を基準としたとき、エンジン出力が基準より低く、油圧ポンプ出力が基準より高い組み合わせの機械では、公差の無い機械と比べて、作業量が低下する虞れがあるのに加え、重負荷作業時にエンジンストールを引き起こす可能性も考えられる。

【0004】

そこで、油圧ポンプ出力のばらつきを抑制するために、油圧ポンプ出力を補正するポンプトルク補正装置が知られている（特許文献１）。このポンプトルク補正装置は、圧力測定器で測定した実ポンプトルク圧とポンプトルク目標値との偏差を求めて、この偏差に基づいてポンプトルク目標値を補正している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２９３４２８号公報

【発明の概要】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載されたポンプトルク補正装置は、ポンプトルクの補正を実施するときに、実ポンプトルク圧を測定するための圧力測定器を取り付ける必要がある。このため、圧力測定器の取り付け作業が煩わしいのに加えて、取り付け作業も含めてポンプトルクの補正を完了させるまでに必要な時間が長くなるという問題がある。ポンプトルクの補正作業のようなキャリブレーション作業は、主に機械組立後に行われる性能試験の前段階で実施することが想定される。このため、製造ラインのタクトタイムを考慮すると、作業時間の低減がより一層求められる。

【0007】

また、建設機械として、動力源にエンジンと電動機を併用するハイブリッド式建設機械が知られている。このようなハイブリッド式建設機械では、蓄電装置に蓄えたエネルギによって電動機を駆動することで、エンジン出力の不足分を補うため、蓄電装置のエネルギ残量が油圧ポンプ出力に影響を与える。このため、特許文献１に記載されたポンプトルク補正装置のように、電動機の駆動特性を考慮せずにポンプトルクの補正を行うと、油圧ポンプ出力のばらつき抑制の効果が十分に得られないという問題がある。

【0008】

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ポンプトルクの補正に関する作業性を向上することができる建設機械を提供することにある。

【0009】

上述した課題を解決するために、本発明は、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、ポンプトルク目標値に応じて前記油圧ポンプのポンプトルクを調整するポンプトルク調整装置と、前記油圧ポンプの吐出圧によって作動する油圧アクチュエータと、前記エンジンに連結された電動発電機と、前記電動発電機を駆動するためのインバータおよび蓄電装置と、前記ポンプトルク目標値を演算するコントローラとを備えた建設機械に適用される。

【0010】

本発明の特徴は、前記コントローラは、前記蓄電装置から前記電動発電機へ流れる電流の電流値を積算した電流積算値と、前記蓄電装置の充電率減少量とのうち少なくともいずれか一方を、指標として取得する指標取得部を備え、前記油圧アクチュエータが駆動したときに前記指標取得部で取得した指標と、基準となるエンジンと油圧ポンプとを用いて前記指標を予め計測した指標基準値との偏差に基づいて、前記ポンプトルク目標値を補正するためのポンプトルク補正量を求めることにある。

【0011】

本発明によれば、コントローラは、油圧アクチュエータを駆動したときに、蓄電装置から電動発電機へ流れる電流の電流値を積算した電流積算値と、蓄電装置の充電率減少量とのうち少なくともいずれか一方を指標に、ポンプトルク補正量を求める。このため、ポンプトルク補正量を求めるために、圧力測定器のような特別な機器を取り付ける必要がない。これに加えて、油圧アクチュエータを短時間動作させるだけでポンプトルク補正量を求めることができるため、作業時間の短縮にも寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１の実施の形態による油圧ショベルを示す正面図である。

【図2】図１中のキャブ内を示す要部斜視図である。

【図3】図１中の油圧ショベルに適用する油圧システムと電動システムを示すブロック図である。

【図4】ポンプ圧力とポンプ容積との関係を示す特性線図である。

【図5】操作装置の操作量とポンプ流量との関係を示す特性線図である。

【図6】ＰＱ線図移動特性を示す説明図である。

【図7】バッテリコントロールユニットの構成を示すブロック図である。

【図8】第１の実施の形態によるコントローラについて、ポンプトルク補正に関する部分の構成を示すブロック図である。

【図9】第１の実施の形態によるコントローラについて、外部装置からの操作によってポンプトルク補正を行う部分の構成を示すブロック図である。

【図10】補正開始判定処理を示すフローチャートである。

【図11】補正実行処理を示すフローチャートである。

【図12】初期化処理を示すフローチャートである。

【図13】第２の実施の形態によるコントローラについて、ポンプトルク補正に関する部分の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態による建設機械として、ハイブリッド式の油圧ショベルを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

【0014】

ここで、図１ないし図１２は本発明の第１の実施の形態を示している。図１および図２に示すように、油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、移動手段となる下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、上部旋回体４の前側に設けられ掘削作業等を行う多関節構造の作業装置５とを備えている。下部走行体２は、走行動作を行うための油圧モータ２Ａを備えている。旋回装置３は、旋回動作を行うための油圧モータ３Ａを備えている。なお、下部走行体２としてクローラ式を例示したが、ホイール式でもよい。

【0015】

上部旋回体４は、旋回フレーム６上に設けられエンジン２０等が収容された建屋カバー７と、運転席８を内包するキャブ９とを備えている。モニタ装置１０は、運転席８の前方に位置して、キャブ９内に設けられている。モニタ装置１０は、コントローラ２６からの信号を受信して、機械の稼動情報を表示する。モニタ装置１０は、ボタン、タッチパネル等の入力装置を備えてもよい。この場合、モニタ装置１０によって、コントローラ２６の各種の処理を操作してもよい。操作装置１１は、例えば操作レバー、操作ペダルからなり、運転席８の周囲に位置して、キャブ９内に設けられている。エンジン制御ダイヤル１２は、エンジン２０の目標回転数を設定するものであり、キャブ９内に設けられている。

【0016】

作業装置５は、フロントアクチュエータ機構である。作業装置５は、例えばブーム５Ａ、アーム５Ｂ、バケット５Ｃと、これらを駆動するブームシリンダ５Ｄ、アームシリンダ５Ｅ、バケットシリンダ５Ｆとによって構成されている。作業装置５は、旋回フレーム６に取付けられ、シリンダ５Ｄ〜５Ｆを伸長または縮小することによって、俯仰の動作を行う。なお、図１には、バケット５Ｃを使用した場合を例示したが、バケット５Ｃ以外でもブレーカ等の各種アタッチメントを使用してもよい。

【0017】

図２に示すように、操作装置１１は、例えばキャブ９内の運転席８の両脇に設けられ、作業用および旋回用の操作レバー１１Ａを含んでいる。これらの操作レバー１１Ａは、任意の方向へ傾転操作されることで、作業装置５の駆動操作と、旋回装置３の旋回操作とを行う。また、操作装置１１は、運転席８の前側に位置して、下部走行体２の走行操作を行うための操作レバー１１Ｂおよび操作ペダル１１Ｃも含むものである。

【0018】

ゲートロックレバー１３は、運転席８よりもキャブ９の出入口側に位置して、キャブ９内に設けられている。具体的には、ゲートロックレバー１３は、運転席８の左横に配置されている。ゲートロックレバー１３は、上下方向に傾転操作が可能である。ゲートロックレバー１３が上がっている状態は、ロック状態であり、エンジン稼動中に操作装置１１を倒しても車体が動作不能な状態である。一方、エンジン稼動中にゲートロックレバー１３を下げると、車体の動作が可能となる。

【0019】

次に、油圧ショベル１に搭載された、作業装置５等の動作を制御する油圧システムの構成について、図３を参照して説明する。

【0020】

エンジン２０は、旋回フレーム６に搭載されている。このエンジン２０は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関によって構成されている。エンジン２０の出力側には、油圧ポンプ２２と電動発電機３０とが機械的に直列接続して取付けられ、これらの油圧ポンプ２２と電動発電機３０とは、エンジン２０によって駆動される。エンジン２０は、エンジン回転数ωeを検出する回転センサ２０Ａを備えている。

【0021】

ここで、エンジン２０の作動はエンジンコントロールユニット２１（以下、ＥＣＵ２１という）によって制御されている。ＥＣＵ２１は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。ＥＣＵ２１は、コントローラ２６からのエンジン出力指令に基づいて、エンジン２０の出力トルク、回転速度（エンジン回転数）等を制御する。また、ＥＣＵ２１は、回転センサ２０Ａに接続されている。ＥＣＵ２１は、回転センサ２０Ａによって検出したエンジン回転数ωeをコントローラ２６に出力する。なお、エンジン２０の最大出力は、例えば油圧ポンプ２２の最大動力よりも小さくなっている。

【0022】

油圧ポンプ２２は、エンジン２０に機械的に接続されている。油圧ポンプ２２は、エンジン２０単独のトルクによって駆動可能である。また、油圧ポンプ２２は、エンジン２０のトルクに電動発電機３０のアシストトルクを加えた複合トルク（合計トルク）によっても駆動可能である。油圧ポンプ２２は、タンク（図示せず）内に貯溜された作動油を加圧し、下部走行体２の油圧モータ２Ａと、旋回装置３の油圧モータ３Ａと、作業装置５のシリンダ５Ｄ〜５Ｆとに圧油として吐出する。このとき、走行用の油圧モータ２Ａ、旋回用の油圧モータ３Ａおよび作業用のシリンダ５Ｄ〜５Ｆは、油圧アクチュエータを構成している。走行用の油圧モータ２Ａ、旋回用の油圧モータ３Ａおよび作業用のシリンダ５Ｄ〜５Ｆは、油圧ポンプ２２の吐出圧によって作動する。

【0023】

油圧ポンプ２２は、例えば斜板式または斜軸式の可変容量型油圧ポンプによって構成され、斜板または斜軸の傾転角に応じて容量が調整可能となっている。油圧ポンプレギュレータ２３は、斜板等の傾転角を制御する傾転制御アクチュエータであり、油圧ポンプ２２に設けられている。また、油圧ポンプ２２には、作動油温度を検出する温度センサ（図示せず）が設けられている。温度センサによって検出した作動油温度は、コントローラ２６に入力される。

【0024】

油圧ポンプ用電磁比例弁２４は、ポンプトルク調整装置を構成している。油圧ポンプ用電磁比例弁２４は、コントローラ２６からのポンプトルク目標値Ｔpに応じて油圧ポンプレギュレータ２３を駆動し、油圧ポンプ２２の傾転角を変化させる。これにより、油圧ポンプ用電磁比例弁２４は、油圧ポンプ２２の最大ポンプトルクを調整する。

【0025】

油圧ポンプ２２は、コントロールバルブ２５を介して油圧モータ２Ａ，３Ａ、シリンダ５Ｄ〜５Ｆに接続されている。これらの油圧モータ２Ａ，３Ａ、シリンダ５Ｄ〜５Ｆは、油圧ポンプ２２からの圧油によって駆動する。コントロールバルブ２５は、操作装置１１に対する操作に応じて、油圧ポンプ２２から吐出された圧油を油圧モータ２Ａ，３Ａ、シリンダ５Ｄ〜５Ｆに供給または排出する。

【0026】

コントローラ２６は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。コントローラ２６は、操作装置１１の操作量ＯＡ、車体出力の調整が可能なエンジン制御ダイヤル１２の調整量、油圧ポンプ２２や油圧アクチュエータから計測した圧力値等に基づいて、エンジン２０の目標回転数やポンプトルク目標値Ｔpを算出する。目標回転数は、ＥＣＵ２１に出力（送信）される。ＥＣＵ２１は、目標回転数に従って、エンジン２０の燃料噴射量を制御する。ポンプトルク目標値Ｔpは電流指示値に変換され、油圧ポンプ用電磁比例弁２４を励磁して、油圧ポンプレギュレータ２３を駆動する。これにより、油圧ポンプレギュレータ２３は、油圧ポンプ２２の傾転角を変化させて、油圧ポンプ２２の最大ポンプトルクを制御する。

【0027】

図４は、油圧システムのＰ−Ｑ特性線図を示している。図５は、操作装置１１の操作量ＯＡとポンプ流量Ｑとの関係を示している。油圧ポンプ２２の出力は、ポンプ圧力Ｐとポンプ流量Ｑの積で表される（出力＝Ｐ×Ｑ）。一般的には、油圧ポンプ２２の出力特性は、理想曲線Ｌ1に近似した近似特性Ｌ2が設定される（図４参照）。即ち、本実施の形態に係る油圧ショベル１は、基本特性として、図４に示すポンプ吐出圧と押し除け容積の関係、即ち、ポンプ吐出圧（ポンプ圧力Ｐ）と押し除け容積に相応する吐出流量Ｑの関係であるＰＱ線図で示す特性を有する。

【0028】

このとき、ポンプ圧力Ｐが予め決められた所定のポンプ圧力値Ｐ1よりも低いときには、油圧ポンプ２２は、最大ポンプ流量Ｑmaxを流す。これに対し、ポンプ圧力Ｐがポンプ圧力値Ｐ1以上に差し掛かると、油圧ポンプ２２は、近似特性Ｌ2に従ってポンプ流量Ｑが制限される。これにより、油圧ポンプ２２は、エンジン出力特性Ｌ3を超えない範囲で、そのポンプ出力が制御される。このとき、油圧ポンプ２２のポンプ流量Ｑは、主に操作装置１１の操作量ＯＡ（レバー操作量）に基づいて決定される。このため、図５中の特性線Ｌ4のように、操作装置１１の操作量ＯＡの増加に伴って、油圧ポンプ２２に要求されるポンプ流量Ｑは、増加する。このとき、操作量ＯＡが予め決められた所定の操作量ＯＡ1よりも大きいときには、最大のポンプ流量Ｑmaxが要求される。

【0029】

また、図６に示すように、油圧ショベル１は、基本特性として、ＰＱ線図移動特性を有する。図６中の特性線Ｌ21は、エンジン２０の目標回転数に基づく最大ポンプトルクに相応するＰＱ線図である。これに対し、図６中の特性線Ｌ22は最大ポンプトルクよりも低い低トルク制御によるポンプトルク、例えば最小ポンプトルクに相応するＰＱ線図である。油圧システムの特性は、ポンプトルク目標値Ｔpに応じて、最大ポンプトルクに相応するＰＱ線図（特性線Ｌ21）と、最小ポンプトルクに相応するＰＱ線図（特性線Ｌ22）との間を移動可能になっている。

【0030】

次に、油圧ショベル１に搭載された、電動発電機３０等を制御する電動システムの構成について、図３および図７を参照して説明する。

【0031】

図３に示すように、電動発電機３０（モータジェネレータ）は、エンジン２０に機械的に接続されている。電動発電機３０は、例えば同期電動機等によって構成されている。電動発電機３０は、エンジン２０を動力源に発電機として働き蓄電装置３４への電力供給を行う発電と、蓄電装置３４からの電力を動力源にモータとして働きエンジン２０および油圧ポンプ２２の駆動をアシストする力行との２通りの役割を果たす。従って、エンジン２０のトルクには、状況に応じて電動発電機３０のアシストトルクが追加され、これらのトルクによって油圧ポンプ２２は駆動する。この油圧ポンプ２２から吐出される圧油によって、作業装置５の動作や車両の走行等が行われる。

【0032】

電動発電機３０は、インバータ３１を介して一対の直流母線３２Ａ，３２Ｂに接続されている。インバータ３１は、例えばトランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等からなる複数のスイッチング素子を用いて構成されている。インバータ３１は、電動発電機３０を制御する。インバータ３１は、パワーコントロールユニット３３（以下、ＰＣＵ３３という）によって、各スイッチング素子のオン／オフが制御される。ＰＣＵ３３は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。

【0033】

電動発電機３０の発電時には、インバータ３１は、電動発電機３０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置３４に供給する。電動発電機３０の力行時には、インバータ３１は、直流母線３２Ａ，３２Ｂの直流電力を交流電力に変換して電動発電機３０に供給する。そして、ＰＣＵ３３は、コントローラ２６からの発電またはアシストの指令に基づいて、インバータ３１の各スイッチング素子のオン／オフを制御する。これにより、ＰＣＵ３３は、電動発電機３０の発電時の発電電力や力行時の駆動電力を制御する。

【0034】

蓄電装置３４は、リレー３５を介してインバータ３１および電動発電機３０に電気的に接続されている。蓄電装置３４は、例えばリチウムイオンバッテリからなる複数個のセル（図示せず）によって構成され、直流母線３２Ａ，３２Ｂに接続されている。リレー３５は、蓄電装置３４とインバータ３１との間を電気的に接続または切断する。蓄電装置３４は、電動発電機３０の発電時に、電動発電機３０の発電電力によって充電される。蓄電装置３４は、電動発電機３０の力行時に、電動発電機３０に駆動電力を供給する。

【0035】

バッテリコントロールユニット３６（以下、ＢＣＵ３６という）は、蓄電装置３４およびリレー３５を制御する。ＢＣＵ３６は、例えばマイクロコンピュータによって構成されると共に、蓄電装置３４の状態を検出する蓄電装置状態検出部を構成している。図７に示すように、ＢＣＵ３６は、電圧測定部３７、電流測定部３８、温度測定部３９、ＳＯＣ推定部４０を備えている。電圧測定部３７は、蓄電装置３４に搭載されたセルの電圧を測定する。電圧測定部３７は、測定して各セルの電圧に基づいて、例えば最大（最高）セル電圧、最小（最低）セル電圧、セル全体の総電圧等を算出する。

【0036】

電流測定部３８は、セル内に流れる電流Ｉを計測する。即ち、電流測定部３８は、蓄電装置３４と電動発電機３０との間で授受する電流Ｉを測定する。温度測定部３９は、各セルの温度を測定する。ＢＣＵ３６は、温度測定部３９によって測定して各セルの温度に基づいて、例えば最大（最高）セル温度ＴＣmax、最小（最低）セル温度ＴＣminを求める。ＳＯＣ推定部４０は、電圧測定部３７によって検出した各種の電圧Ｖ（最大セル電圧、最小セル電圧、セル全体の総電圧）と、電流測定部３８によって測定した電流Ｉとが入力される。ＳＯＣ推定部４０は、これらの電圧Ｖと電流Ｉに基づいて、蓄電装置３４の蓄電率ＳＯＣ（充電率）を推定する。このため、ＳＯＣ推定部４０は、蓄電装置３４の蓄電率ＳＯＣ（充電率）を演算する充電率演算部となっている。このとき、蓄電率ＳＯＣは、蓄電装置３４の蓄電量に対応した値になる。ＢＣＵ３６は、電流Ｉ、蓄電率ＳＯＣ、最大セル温度ＴＣmax、最小セル温度ＴＣmin等を、コントローラ２６に出力（送信）する。

【0037】

次に、コントローラ２６によるポンプトルクの補正処理について、図８を参照して説明する。図８は、コントローラ２６について、ポンプトルク補正を実行する部分の機能ブロック図を示している。

【0038】

コントローラ２６は、アシスト指令演算部４１を備えている。また、コントローラ２６は、ポンプトルク補正演算部４２、ポンプ基準流量演算部４３、乗算器４４、ポンプトルク目標値演算部４５を備えている。さらに、コントローラ２６は、記憶部４６、切換部４７を備えている。

【0039】

アシスト指令演算部４１は、操作装置１１の操作量ＯＡと、エンジン２０の駆動状態と、蓄電率ＳＯＣとに基づいて、電動発電機３０をアシスト動作させるためのアシスト指令Ｓaを演算する。このため、アシスト指令演算部４１には、操作装置１１の操作量ＯＡと、エンジン回転数ωeと、蓄電率ＳＯＣとが入力される。アシスト指令演算部４１は、操作装置１１の操作量ＯＡと蓄電率ＳＯＣとに基づいて、車体に要求される要求トルクを演算する。アシスト指令演算部４１は、エンジン回転数ωeに基づいて、エンジン２０が発生するエンジントルクを算出する。アシスト指令演算部４１は、要求トルクよりもエンジントルクが小さいとき、即ち、要求トルクに対してエンジントルクが不足するときには、要求トルクとエンジントルクとの差分に応じてアシストトルクを算出する。アシスト指令演算部４１は、アシストトルクに応じた電流を電動発電機３０に供給するために、アシストトルクに応じたアシスト指令ＳaをＰＣＵ３３に出力する。これにより、ＰＣＵ３３は、アシスト指令Ｓaに応じてインバータ３１を制御し、電動発電機３０によってアシストトルクを発生させる。

【0040】

なお、アシスト指令演算部４１は、操作装置１１の操作量ＯＡと、エンジン２０の駆動状態と、蓄電率ＳＯＣとに限らず、例えば蓄電装置３４の状態（電圧、電流）も考慮して、アシスト指令Ｓaを演算してもよい。

【0041】

ポンプトルク補正演算部４２は、蓄電装置３４から電動発電機３０に流れる電流Ｉに基づいて、ポンプトルク補正量Ｑadjを演算する。ポンプトルク補正演算部４２は、例えば公差のある油圧ポンプ２２が搭載された油圧ショベル１について、ポンプ出力を補正する場合に実行される。ポンプトルク補正演算部４２は、積分器４２Ａ、偏差演算部４２Ｂ、正負判定器４２Ｃ、特性マップ４２Ｄを有している。

【0042】

積分器４２Ａは、蓄電装置３４に流れる電流値を所定の時間（例えば、数秒間）積算し、電流積算値ＡＨ1を求める。このとき、積分器４２Ａは、油圧アクチュエータ（油圧モータ２Ａ，３Ａ、シリンダ５Ｄ〜５Ｆ）が駆動したときに電流測定部３８により測定した電動発電機３０へ流れる電流Ｉの電流値を積算し、指標として電流積算値ＡＨ1を取得する指標取得部となっている。偏差演算部４２Ｂは、測定した電流積算値ＡＨ1から基準値ＡＨ0（電流積算基準値ＡＨ0）を減算し、測定した電流積算値ＡＨ1と基準値ＡＨ0との偏差ΔＡＨを求める。

【0043】

ここで、基準値ＡＨ0は、基準となるエンジン２０および油圧ポンプ２２を搭載した機械で、予め計測された指標基準値としての電流積算値である。具体的には、公差がない校正されたエンジン２０と油圧ポンプ２２を搭載した機械で、電流積算値を予め計測しておく。この電流積算値が基準値ＡＨ0であり、基準値ＡＨ0は、制御パラメータとしてコントローラ２６に記憶されている。

【0044】

正負判定器４２Ｃは、偏差演算部４２Ｂから出力される偏差ΔＡＨに基づいて、基準となる機械に対して車体出力が高いのか低いのかを判断する。特性マップ４２Ｄは、正負判定器４２Ｃの判定結果を考慮して、偏差ΔＡＨからポンプトルク補正量Ｑadjを求める。偏差ΔＡＨの結果が負であれば、基準よりも低い車体出力であるため、特性マップ４２Ｄは、ポンプ出力を増加させるようなポンプトルク補正量Ｑadjを求める。このとき、ポンプトルク補正量Ｑadjは、例えば１よりも大きい値になる（Ｑadj＞１）。一方、偏差ΔＡＨの結果が正であれば、基準よりも高い車体出力であるため、特性マップ４２Ｄは、ポンプ出力を制限するようなポンプトルク補正量Ｑadjを求める。このとき、ポンプトルク補正量Ｑadjは、例えば１よりも小さい値になる（Ｑadj＜１）。

【0045】

なお、操作装置１１の操作量ＯＡが所定値よりも大きいとき（例えば、最大操作量のとき）、車体に対する要求トルクがエンジントルクを上回る。このとき、電動発電機３０による動力アシストが開始され、蓄電装置３４から電動発電機３０に向けて、動力アシストに必要なエネルギ（電流）が供給される。一方、操作装置１１の操作量ＯＡが所定量よりも小さいときには、車体に対する要求トルクがエンジントルクを下回るから、動力アシストは実行されない。そこで、動力アシストが実行される状態で、ポンプトルク補正演算部４２は、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算処理を実行する。

【0046】

ポンプ基準流量演算部４３は、ポンプ基準流量として、操作装置１１の操作量ＯＡに応じて必要となるポンプ流量Ｑ0（以下、要求ポンプ流量Ｑ0という）を求める。具体的には、操作装置１１の操作量ＯＡが大きいときには、ポンプ基準流量演算部４３は、操作量ＯＡに応じて要求ポンプ流量Ｑ0を増加させる。操作装置１１の操作量ＯＡが小さいときには、ポンプ基準流量演算部４３は、操作量ＯＡに応じて要求ポンプ流量Ｑ0を減少させる。

【0047】

乗算器４４は、要求ポンプ流量Ｑ0に対してポンプトルク補正量Ｑadjに基づく補正演算を行う補正演算部を構成している。具体的には、乗算器４４は、要求ポンプ流量Ｑ0に対して、ポンプトルク補正演算部４２で求められたポンプトルク補正量Ｑadjを乗算する。これにより、乗算器４４は、ポンプトルク補正量Ｑadjに基づいて、ポンプ流量Ｑ1を調整する。

【0048】

ポンプトルク目標値演算部４５は、調整後のポンプ流量Ｑ1をポンプトルク目標値Ｔpに換算する。ポンプトルク目標値演算部４５は、ポンプトルク目標値Ｔpを油圧ポンプ用電磁比例弁２４に出力する。このような構成によれば、数秒間のレバー操作を行うだけで、油圧ポンプ出力の補正を実施することができ、補正作業の効率向上を図ることができる。

【0049】

なお、コントローラ２６は、補正演算として、ポンプトルク目標値Ｔpを算出するための要求ポンプ流量Ｑ0に対して、ポンプトルク補正量Ｑadjを乗算するものとした。本発明はこれに限らず、コントローラ２６は、例えばポンプトルク目標値Ｔpを求めた後に、ポンプトルク補正量Ｑadjに基づく補正演算（例えば乗算）を行ってもよい。また、コントローラ２６は、補正演算として、要求ポンプ流量Ｑ0またはポンプトルク目標値Ｔpに対して、ポンプトルク補正量に応じた値を加算または減算することによって、補正演算を行ってもよい。

【0050】

記憶部４６は、ポンプトルク補正演算部４２によって算出したポンプトルク補正量Ｑadjを格納する。記憶部４６は、例えば不揮発性メモリ等によって構成されている。ポンプトルク補正演算部４２が補正演算を実行し、ポンプトルク補正量Ｑadjが算出されたときには、記憶部４６は、新たな算出されたポンプトルク補正量Ｑadjを格納する。

【0051】

切換部４７は、記憶部４６とポンプトルク補正演算部４２とのうちいずれか一方のポンプトルク補正量Ｑadjを選択する。例えば機械組立直後のように、ポンプトルク補正量Ｑadjを演算するときには、切換部４７は、ポンプトルク補正演算部４２によって算出したポンプトルク補正量Ｑadjを選択して、乗算器４４に入力する。一方、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算が終了して、ポンプトルク補正量Ｑadjが記憶部４６に格納された後は、切換部４７は、記憶部４６に記憶されたポンプトルク補正量Ｑadjを選択して、乗算器４４に入力する。即ち、車体の出荷時やメンテナンス時には、切換部４７は、ポンプトルク補正演算部４２によって算出したポンプトルク補正量Ｑadjを選択する。これ以外の通常の動作時には、切換部４７は、記憶部４６に格納されたポンプトルク補正量Ｑadjを選択する。

【0052】

次に、外部指令によってポンプトルク補正量Ｑadjの演算処理を実行する場合について、図９を参照して説明する。

【0053】

ポンプトルク補正量Ｑadjの演算処理を実行する作業状況は、例えば機械組立直後が想定される。作業者が外部装置としてのコンピュータ５０（以下、ＰＣ５０という）から油圧ショベル１に搭載されたコントローラ２６にアクセスして、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算処理を実行するための作業準備に入る。例えば、機械組立後に行われる試験のために普段から利用しているサービスツール（ＰＣ５０）があれば、そのツールにポンプトルク補正メニューを追加しておき、ＰＣ５０上から開始ボタンを押下して、補正を実行させる仕組みを設けておくことが望ましい。

【0054】

図９は、外部指令に基づいてポンプトルク補正量Ｑadjの演算処理を実行する部分について、コントローラ２６の機能ブロック図を示している。コントローラ２６は、ポンプトルク補正演算部４２に加えて、補正開始判定部５１、カウンタ演算部５２、記憶処理部５３を備えている。

【0055】

補正開始判定部５１は、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算処理が開始可能か否かを判定する。具体的には、補正開始判定部５１では、ＰＣ５０から開始トリガを受け付けたら、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算が開始できるか否かを判定する。補正開始判定部５１は、判定結果に応じてポンプトルク補正開始フラグＦ1の有効と無効を切り換える。ポンプトルク補正開始フラグＦ1は、カウンタ演算部５２に入力される。

【0056】

カウンタ演算部５２は、ポンプトルク補正開始フラグＦ1が有効であるときに、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算を開始させる。カウンタ演算部５２は、ポンプトルク補正量Ｑadjが算出されると、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算を終了させる。具体的には、カウンタ演算部５２は、ポンプトルク補正開始フラグＦ1に応じて、ポンプトルク補正実行フラグＦ2の有効と無効を切り換える。カウンタ演算部５２は、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算開始（測定開始）からの時間を計測し、予め設定された測定に必要な時間（測定時間）が経過すると、ポンプトルク補正終了フラグＦ3を無効から有効に切り換える。

【0057】

記憶処理部５３は、ポンプトルク補正演算部４２でポンプトルク補正量Ｑadjが算出されると、ポンプトルク補正量Ｑadjを、例えばＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリ領域からなる記憶部４６に書き込む。これにより、車体が次回起動する以後は、コントローラ２６は、記憶部４６に記憶されたポンプトルク補正量Ｑadjに基づいて、ポンプトルク目標値Ｔpを補正する。このため、コントローラ２６は、補正された状態でポンプ出力を制御できる。但し、油圧ポンプ２２を載せ替える状況が発生した場合には、再度、ポンプトルク補正量Ｑadjを算出し直す必要がある。その際には、記憶処理部５３は、記憶部４６に記憶済みのポンプトルク補正量Ｑadjを初期化する。初期化作業は、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算処理を実行するときと同様に、サービスツールからボタン押下をトリガに、コントローラ２６に対して初期化命令を実行できることが望ましい。

【0058】

次に、ポンプトルクの補正を実行するとき、および記憶部４６を初期化するときの処理内容について、図１０ないし図１２を参照して説明する。

【0059】

まず、補正開始判定部５１が実行する補正開始判定処理の内容について、図１０を参照して説明する。図１０は、補正開始判定部５１が実行する補正開始判定処理のフローチャートを示している。補正開始判定処理では、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算を開始するための開始条件を判定する。

【0060】

ステップＳ１で、開始トリガが有効であるか否かを判定する。開始トリガが有効であれば、ステップＳ１で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ２に遷移する。ステップＳ２では、機械に異常が無いか否かを判定する。例えばポンプ制御に必要なセンサ、電磁比例弁等の電気機器が断線またはショートしたとき、電動系のシステムエラーが生じたときのように、各種の機器故障が生じると、正常な値のポンプトルク補正量Ｑadjを算出することができなくなる。このため、機械に故障が無いことを、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算を開始するための条件の１つとしている。機械に異常がないときには、ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ３に遷移する。

【0061】

ステップＳ３では、エンジン回転数ωeが規定値以上であるか否かを判定する。エンジン回転数ωeの規定値は、例えば、車体が高出力を出すために必要な回転数を設定する。エンジン回転数ωeが規定値以上であるときには、ステップＳ３で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ４に遷移する。

【0062】

ステップＳ４では、蓄電装置３４の蓄電率ＳＯＣが規定値の範囲内に維持されているか否かを判定する。蓄電率ＳＯＣが過度に放電されている状態で、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算を実行すると、電動発電機３０による動力アシスト量が低下してしまい、事前に定めた電流積算値の基準値ＡＨ0と大きく乖離して正常な測定結果を判定できなくなる虞れがある。蓄電装置３４の蓄電率ＳＯＣが規定値の範囲内にあるときには、ステップＳ４で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ５に遷移する。

【0063】

ステップＳ５では、ＢＣＵ３６から受信する最小セル温度が規定値の範囲内に収まっているか否かを判定する。最小セル温度が著しく低温である場合には、セルの内部抵抗が上昇して、常温時と比較すると得られる電動発電機３０の出力が低下する。これにより、車体出力に影響が生じるため、最小セル温度の規定範囲は、電動出力が低下しない温度で設定する。最小セル温度が規定値の範囲内にあるときには、ステップＳ５で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ６に遷移する。

【0064】

ステップＳ６では、作動油温度が規定値の範囲内に収まっているか否かを判定する。作動油温度が過度に低温状態または高温状態にあると作動油の粘度が影響し、圧力特性が変化する虞れや、低温状態と高温状態を防止する観点から車体出力を制限する制御が働く可能性がある。このため、ステップＳ６では、作動油温度の温度条件を判定している。作動油温度が規定値の範囲内にあるときには、ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ７に遷移する。

【0065】

ステップＳ７では、操作装置１１の操作量ＯＡが最大（フルレバー操作）か否かを判定する。ポンプトルク補正量Ｑadjの演算処理は、例えばフロントアクチュエータ（シリンダ５Ｄ〜５Ｆ）の駆動時に実行させる。このため、操作レバー１１Ａの操作量から判断する。なお、ステップＳ７の判定内容は、車体出力（ポンプ出力）を最大出力（最大要求ポンプ流量）にすることが目的である。このため、作業装置５を動作させるための作業操作に限らず、例えば、旋回操作または走行操作でもよく、作業操作と旋回操作とを組み合わせた複合操作でもよく、高出力を要求する操作であれば、いずれの操作でもよい。また、操作量ＯＡは、必ずしも最大である必要はなく、要求ポンプ流量Ｑ0が最大値になる値（例えば操作量ＯＡ1）以上であればよい。操作装置１１の操作量ＯＡが最大であるときには、ステップＳ７で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ８に遷移する。

【0066】

このように、ステップＳ１〜Ｓ７の全てで条件成立の場合、即ちステップＳ１〜Ｓ７の全てで「ＹＥＳ」と判定した場合には、ステップＳ８で、ポンプトルク補正開始フラグＦ1を有効にする。ポンプトルク補正開始フラグＦ1は、カウンタ演算部５２に送られる。一方、ステップＳ１〜Ｓ７のいずれかで条件非成立の場合、即ちステップＳ１〜Ｓ７のいずれかで「ＮＯ」と判定した場合には、ステップＳ９で、ポンプトルク補正開始フラグＦ1を無効にする。

【0067】

次に、カウンタ演算部５２が実行する補正実行処理の内容について、図１１を参照して説明する。図１１は、補正実行処理のフローチャートを示している。

【0068】

ステップＳ１１では、ポンプトルク補正開始フラグＦ1を判定する。ポンプトルク補正開始フラグＦ1が有効であれば、ステップＳ１１で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ１２に遷移する。ステップＳ１２では、予め決められた所定の待ち時間を経過しているか否かを判定する。待ち時間を設けるのは、ポンプトルク補正の開始直後は急激な電流の立ち上りが発生し、安定して電流値を計測できないためである。電流値は直ぐに安定するため、待ち時間は例えば数秒程度でよい。待ち時間が経過していないときには、ステップＳ１２で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。待ち時間が経過したときには、ステップＳ１２で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ１３に遷移する。

【0069】

ステップＳ１３では、ポンプトルク補正実行フラグＦ2を有効にする。このポンプトルク補正実行フラグＦ2が有効になった時点で、コントローラ２６は、ポンプトルク補正演算部４２を起動させる。続くステップＳ１４では、測定時間が経過しているか否かを判定する。測定時間は、車体出力がどの程度高出力を維持できるかという点を考慮して決められている。このため、測定時間は、十分に計測が可能な時間として、例えば、数秒〜十数秒程度に設定されている。測定時間が経過していないときには、ステップＳ１４で「ＮＯ」と判定し、そのまま待機する。測定時間が経過したときには、ステップＳ１４で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ１５に遷移する。

【0070】

ステップＳ１５では、ポンプトルク補正終了フラグＦ3を有効にする。本実施の形態では、作業者がＰＣ５０上で作業しているため、測定が終了したかどうかを通知する必要がある。ポンプトルク補正終了フラグＦ3が有効のときに、ＰＣ５０上の画面に測定完了の通知アクションを実施する。なお、測定完了通知以外にも測定完了までの時間を進捗バーで示してもよい。作業が完了したらＰＣ５０から開始トリガが無効であることを受信する。そのときは、ポンプトルク補正開始フラグＦ1が無効になるため、ステップＳ１１で「ＮＯ」と判定し、ステップＳ１６に遷移する。ステップＳ１６では、ポンプトルク補正実行フラグＦ2およびポンプトルク補正終了フラグＦ3を無効にする。

【0071】

次に、記憶部４６を初期化する初期化処理の内容について、図１２を参照して説明する。図１２は、初期化処理のフローチャートを示している。図１２では、ポンプトルク補正量Ｑadjの初期化は、サービスツールとしてのＰＣ５０で、初期化ボタンを押下したときに、実行されることを想定している。このため、図１２中の初期化処理は、ＰＣ５０およびコントローラ２６で実行される。

【0072】

ステップＳ２１では、サービスツール起動時にＰＣ５０とコントローラ２６との間で相互に通信が可能であるか否かを判定する。通信が可能なときには、ステップＳ２１で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ２２に遷移する。

【0073】

ステップＳ２２では、コントローラ２６からポンプトルクの補正処理が終了しているか否かを判定する。即ち、ステップＳ２２では、ポンプトルク補正量Ｑadjが記憶部４６に既に格納されているか否かを判定する。具体的には、ＰＣ５０は、コントローラ２６から記憶部４６に格納されたポンプトルク補正量Ｑadjに応じた信号を受信し、この信号に基づいて、補正処理が終了しているか否かを判定する。補正処理が終了しているときには、ステップＳ２２で「ＹＥＳ」と判定し、ステップＳ２３に遷移する。

【0074】

なお、サービスツール側では、補正処理が終了したときの信号をコントローラ２６から受信したときのみ、初期化ボタンを活性化させておくとよい。具体的には、記憶部４６に格納されたポンプトルク補正量Ｑadjの数値が、０（ゼロ）や無効なデータと定義している値となっている場合は、初期化ボタンを非活性にしておく。

【0075】

ステップＳ２３では、作業者は、ＰＣ５０の初期化ボタンを押下する。これにより、ＰＣ５０からコントローラ２６に記憶部４６の初期化を実行するためのトリガが出力（送信）される。

【0076】

続くステップＳ２４では、コントローラ２６は、初期化の実行指令となるトリガをＰＣ５０から受信したときに、記憶部４６に記憶されたポンプトルク補正量Ｑadjをクリアする。なお、一般的にソフトウエアのアップデート時には、不揮発性メモリからなる記憶部４６に記憶されたパラメータは、全て初期化される。このときに、ポンプトルク補正量Ｑadjも一緒にクリアされると、その都度ポンプトルクの補正作業を実行しなければならないという問題が生じる。このため、ポンプトルク補正量Ｑadjは、記憶部４６のうちソフトウエアのアップデート時に初期化されない領域に配置される。ポンプトルク補正量Ｑadjは、図１２に示す初期化処理が実行されて、初めて初期化されることが好ましい。

【0077】

かくして、第１の実施の形態によれば、コントローラ２６は、蓄電装置３４から電動発電機３０へ流れる電流Ｉの電流値を積算した電流積算値ＡＨ1を、指標として取得する積分器４２Ａ（指標取得部）を備えている。具体的には、油圧ショベル１は、蓄電装置３４と電動発電機３０との間で授受する電流Ｉを測定する電流測定部３８を備えている。積分器４２Ａは、油圧アクチュエータ（油圧モータ２Ａ，３Ａ、シリンダ５Ｄ〜５Ｆ）が駆動したときに電流測定部３８により測定した電動発電機３０へ流れる電流Ｉの電流値を積算し、指標として電流積算値ＡＨ1を取得する。コントローラ２６は、油圧アクチュエータが駆動したときに積分器４２Ａ（指標取得部）で取得した電流積算値ＡＨ1（指標）と、基準となるエンジン２０と油圧ポンプ２２とを用いて電流積算値を予め計測した電流積算基準値ＡＨ0（指標基準値）との偏差ΔＡＨに基づいて、ポンプトルク目標値Ｔpを補正するためのポンプトルク補正量Ｑadjを求める。このため、例えば数十秒程度の車体の動作によって、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算を実行することができ、組立直後のキャリブレーション工数の低減と作業時間短縮に寄与することができる。

【0078】

また、油圧アクチュエータが駆動したときに電動発電機３０へ流れる電流Ｉの電流値に基づいてポンプトルク補正量Ｑadjを求めるから、電動発電機３０の駆動特性も考慮してポンプトルクの補正を行うことができる。このため、ハイブリッド式の油圧ショベル１で電動発電機３０がアシスト動作を行うときであっても、電動発電機３０のアシスト動作を考慮して、油圧ポンプ２２の出力ばらつきを抑制することができる。

【0079】

また、コントローラ２６は、ポンプトルク補正量Ｑadjを記憶するための記憶部４６を備え、記憶部４６に記憶されたポンプトルク補正量Ｑadjに基づいて、ポンプトルク目標値Ｔpを調整する。このため、例えば組立直後のキャリブレーション作業で、ポンプトルク補正量Ｑadjの演算処理を実行したときに、算出したポンプトルク補正量Ｑadjを記憶部４６に記憶することができる。次回以降の起動時には、コントローラ２６は、記憶部４６に記憶されたポンプトルク補正量Ｑadjを用いてポンプトルク目標値Ｔpを調整することができる。この結果、ポンプトルク補正量Ｑadjを逐次演算する場合に比べて、コントローラ２６の演算負荷を低減することができる。

【0080】

さらに、コントローラ２６は、通信が可能なＰＣ５０（外部装置）からの指令に基づいて、ポンプトルク補正量Ｑadjを求める処理と、記憶部４６に記憶されたポンプトルク補正量Ｑadjを初期化する処理とのうち、いずれかの処理を実行する。このため、組立直後のキャリブレーション作業時には、コントローラ２６は、ＰＣ５０からの指令に基づいて、ポンプトルク補正量Ｑadjを求める処理を実行することができる。また、油圧ポンプ２２を交換するようなメンテナンス時には、コントローラ２６は、ＰＣ５０からの指令に基づいて、記憶部４６に記憶されたポンプトルク補正量Ｑadjを初期化することができる。この場合、コントローラ２６は、改めてポンプトルク補正量Ｑadjを求める処理を実行し、ポンプトルク補正量Ｑadjを新たな油圧ポンプ２２に応じた値に更新することができる。

【0081】

なお、第１の実施の形態では、外部装置としてのＰＣ５０を操作することによって、ポンプトルクの補正処理を実行する場合を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、外部のコンピュータではなく、例えば油圧ショベル１に予め搭載されたモニタ装置１０を操作することによって、ポンプトルクの補正処理を実行してもよい。

【0082】

次に、図１３は本発明の第２の実施の形態によるコントローラを示している。第２の実施の形態の特徴は、コントローラは、油圧アクチュエータを駆動したときの充電率減少量（指標）と、基準となるエンジンと油圧ポンプとを用いて充電率減少量を予め計測した充電率減少量基準値（指標基準値）との偏差に基づいて、ポンプトルク補正量を求めることにある。なお、第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【0083】

第２の実施の形態によるコントローラ６１は、第１の実施の形態によるコントローラ２６とほぼ同様に構成されている。このため、コントローラ６１は、アシスト指令演算部４１、ポンプトルク補正演算部６２、ポンプ基準流量演算部４３、乗算器４４、ポンプトルク目標値演算部４５、記憶部４６、切換部４７を備えている。但し、ポンプトルク補正演算部６２は、蓄電装置３４の蓄電率ＳＯＣの減少量Ｄsoc1（充電率減少量）に基づいて、ポンプトルク補正量Ｑadjを演算する。この点で、第２の実施の形態によるコントローラ６１は、第１の実施の形態によるコントローラ２６とは異なる。ポンプトルク補正演算部６２は、減算処理部６２Ａ、偏差演算部６２Ｂ、正負判定器６２Ｃ、特性マップ６２Ｄを有している。

【0084】

減算処理部６２Ａは、蓄電装置３４の蓄電率ＳＯＣについて操作開始時の値から所定の時間（例えば、数秒間）が経過した後の値を減算し、減少量Ｄsoc1を求める。このとき、減算処理部６２Ａは、油圧アクチュエータ（油圧モータ２Ａ，３Ａ、シリンダ５Ｄ〜５Ｆ）が駆動したときにＢＣＵ３６のＳＯＣ推定部４０で演算した蓄電率ＳＯＣの減少量Ｄsoc1を求め、指標として充電率減少量を取得する指標取得部となっている。偏差演算部６２Ｂは、測定した減少量Ｄsoc1から基準値Ｄsoc0を減算し、測定した減少量Ｄsoc1と基準値Ｄsoc0との偏差ΔＤを求める。

【0085】

ここで、基準値Ｄsoc0は、基準となるエンジン２０および油圧ポンプ２２を搭載した機械で、予め計測された蓄電率ＳＯＣの減少量である。具体的には、公差がない校正されたエンジン２０と油圧ポンプ２２を搭載した機械で、蓄電率ＳＯＣの減少量を予め計測しておく。この減少量が基準値Ｄsoc0であり、基準値Ｄsoc0は、制御パラメータとしてコントローラ６１に記憶されている。

【0086】

正負判定器６２Ｃは、偏差演算部６２Ｂから出力される偏差ΔＤに基づいて、基準となる機械に対して車体出力が高いのか低いのかを判断する。特性マップ６２Ｄは、正負判定器６２Ｃの判定結果を考慮して、偏差ΔＤからポンプトルク補正量Ｑadjを求める。偏差ΔＤの結果が負であれば、基準より低い車体出力であるため、特性マップ６２Ｄは、ポンプ出力を増加させるようなポンプトルク補正量Ｑadjを求める。一方、偏差ΔＤの結果が正であれば、基準より高い車体出力であるため、特性マップ６２Ｄは、ポンプ出力を制限するようなポンプトルク補正量Ｑadjを求める。

【0087】

かくして、第２の実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。第２の実施の形態によるコントローラ６１は、蓄電装置３４の蓄電率ＳＯＣの減少量Δsoc1を、指標として取得する減算処理部６２Ａ（指標取得部）を備えている。具体的には、油圧ショベル１は、蓄電装置３４の蓄電率ＳＯＣ（充電率）を演算するＳＯＣ推定部４０（充電率演算部）を備えている。減算処理部６２Ａは、油圧アクチュエータ（油圧モータ２Ａ，３Ａ、シリンダ５Ｄ〜５Ｆ）が駆動したときにＳＯＣ推定部４０で演算した蓄電率ＳＯＣの減少量Δsoc1を求め、指標として充電率減少量を取得する。コントローラ６１は、油圧アクチュエータが駆動したときに減算処理部６２Ａで取得した減少量Δsoc1（指標）と、基準となるエンジン２０と油圧ポンプ２２とを用いて蓄電率ＳＯＣの減少量を予め計測した基準値Ｄsoc0（指標基準値）との偏差に基づいて、ポンプトルク目標値Ｔpを補正するためのポンプトルク補正量Ｑadjを求める。即ち、コントローラ６１は、電流積算値に代えて蓄電率ＳＯＣの減少量Δsoc1を用いてポンプトルク補正量Ｑadjを求める。このとき、電流積算値に応じて蓄電率ＳＯＣの減少量Δsoc1も変化する。このため、第２の実施の形態によるコントローラ６１のポンプトルク補正演算部６２でも、第１の実施の形態と同様に、ポンプトルク補正量Ｑadjを求めることができる。

【0088】

なお、電流Ｉの精度は、ＢＣＵ３６（電流測定部３８）の測定精度に依存する。また、蓄電率ＳＯＣの精度は、電流測定部３８の測定精度に加え、電圧測定部３７の測定精度およびＳＯＣ推定部４０の演算精度に依存する。このため、コントローラは、第１の実施の形態によるポンプトルク補正演算部４２と、第２の実施の形態によるポンプトルク補正演算部６２とを両方とも備え、電流Ｉと蓄電率ＳＯＣのどちらを利用するか選択してもよい。また、外部からのトリガに応じて、第１の実施の形態によるポンプトルク補正演算部４２と、第２の実施の形態によるポンプトルク補正演算部６２とを切り換える構成としてもよい。

【0089】

前記実施の形態では、建設機械としてクローラ式のハイブリッド油圧ショベル１を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、エンジンおよび油圧ポンプに連結された電動発電機と、油圧ポンプで駆動する油圧アクチュエータとを備えた建設機械であればよく、例えばホイール式のハイブリッド油圧ショベル、ハイブリッドホイールローダ等の各種の建設機械に適用可能である。

【符号の説明】

【0090】

１ 油圧ショベル（建設機械）
２Ａ，３Ａ 油圧モータ（油圧アクチュエータ）
５Ｄ ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
５Ｅ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
５Ｆ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
１１ 操作装置
２０ エンジン
２２ 油圧ポンプ
２３ 油圧ポンプレギュレータ
２４ 油圧ポンプ用電磁比例弁（ポンプトルク調整装置）
２６，６１ コントローラ
３０ 電動発電機
３４ 蓄電装置
３６ バッテリコントロールユニット（ＢＣＵ）
３７ 電圧測定部
３８ 電流測定部
４０ ＳＯＣ推定部（充電率演算部）
４１ アシスト指令演算部
４２，６２ ポンプトルク補正演算部
４３ ポンプ基準流量演算部
４４ 乗算器
４５ ポンプトルク目標値演算部
４６ 記憶部
５０ コンピュータ（外部装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】