特許 7429309 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】

(24)【登録日】2024-01-30

(45)【発行日】2024-02-07

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20240131BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20240131BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20240131BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20240131BHJP

   B60W 20/10 20160101ALI20240131BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 Z

B60W10/06 900

B60W10/08 900

B60W10/26 900

B60W20/10

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022574064

(86)(22)【出願日】2022-01-06

(86)【国際出願番号】 JP2022000155

(87)【国際公開番号】W WO2022149586

(87)【国際公開日】2022-07-14

【審査請求日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】P 2021000692

(32)【優先日】2021-01-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 明

(72)【発明者】

【氏名】太田 泰典

(72)【発明者】

【氏名】今井 勇佑

(72)【発明者】

【氏名】杉山 春樹

(72)【発明者】

【氏名】矢野 学

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１２１６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０５１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－５３２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４８２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１９０５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－６３１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５０８５７３４（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２０

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｗ １０／２６

Ｂ６０Ｗ ２０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、
前記エンジンによって駆動される可変容量式の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータを操作する操作装置と、
前記エンジンからの動力を受けて発電する発電機と、
前記発電機で発電する電力を蓄える蓄電装置と、
前記エンジンの目標エンジン回転数を設定するエンジンコントロールダイヤルと、
前記発電機を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記操作装置の操作量と前記エンジンコントロールダイヤルに設定された目標エンジン回転数とに基づいて要求油圧出力値を算出し、算出した要求油圧出力値に基づいて要求エンジン回転数を求め、求めた要求エンジン回転数に達するために前記エンジンの回転数を上げる必要があると判断した場合、前記発電機を停止し又は前記発電機の発電量を減らして前記蓄電装置から電力を出力することを特徴とする建設機械。

【請求項2】

前記蓄電装置より電力供給を受けて前記エンジンの駆動をアシストする電動モータを更に備え、
前記コントローラは、前記エンジンの回転数を上げる必要があると判断した場合、前記発電機を停止し又は前記発電機の発電量を減らして前記蓄電装置から前記電動モータに電力を出力する請求項１に記載の建設機械。

【請求項3】

前記エンジンの回転数を上げる必要があると判断した場合において、前記コントローラは、前記蓄電装置の電池残量が第１閾値以上であるとき、前記発電機を停止するように制御する請求項１に記載の建設機械。

【請求項4】

前記エンジンの回転数を上げる必要があると判断した場合において、前記コントローラは、前記蓄電装置の電池残量が前記第１閾値よりも小さく且つ第２閾値以上であるとき、前記発電機の発電量を減らすように制御する請求項３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、建設機械に関する。
本願は、２０２１年１月６日に出願された日本国特願２０２１－０００６９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境への配慮や燃費の向上を目的に電動化された建設機械が開発され、メインポンプをエンジンと電動モータといった２種類の動力で駆動するハイブリッド式油圧ショベルが特に注目されている。

【0003】

ハイブリッド式油圧ショベルとして、例えば特許文献１に記載のように、エンジンと、エンジンにより駆動される発電機と、発電機によって充電されるバッテリと、バッテリの電力により駆動されるとともにエンジンの駆動をアシストする電動モータとを備えるものが知られている。このようなハイブリッド式油圧ショベルでは、コントローラの始動やエンジンの駆動をアシストする際に、バッテリから電力が出力されており、発電機はエンジンの動力を受けて発電し、バッテリを充電する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５０８５７３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載のハイブリッド式油圧ショベルでは、以下の課題が生じる。すなわち、発電機が発電し続けたまま、電動モータでエンジンを加速するためにアシストすると、発電機がエンジンの動力を電気に変換したものを、電動モータがエンジンの動力に返すことになってしまい、電動モータと発電機の効率分の損失が発生し、油圧ショベルの燃料消費量が多くなる。また、発電機が発電を行う際にエンジンにブレーキングトルクをかけるので、エンジン回転数を上げようとする際の妨げになる。その結果、エンジンの回転数を上げる際の応答性が悪くなり、油圧ショベルの操作応答性を損なってしまう。

【0006】

本発明の目的は、燃料消費量を少なくすることができ、操作応答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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る建設機械は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される可変容量式の油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータを操作する操作装置と、前記エンジンからの動力を受けて発電する発電機と、前記発電機で発電する電力を蓄える蓄電装置と、前記エンジンの目標エンジン回転数を設定するエンジンコントロールダイヤルと、前記発電機を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記操作装置の操作量と前記エンジンコントロールダイヤルに設定された目標エンジン回転数とに基づいて要求油圧出力値を算出し、算出した要求油圧出力値に基づいて要求エンジン回転数を求め、求めた要求エンジン回転数に達するために前記エンジンの回転数を上げる必要があると判断した場合、前記発電機を停止し又は前記発電機の発電量を減らして前記蓄電装置から電力を出力することを特徴としている。

【0008】

本発明に係る建設機械では、コントローラは、求めた要求エンジン回転数に達するためにエンジンの回転数を上げる必要があると判断した場合、発電機を停止し又は発電機の発電量を減らして蓄電装置から電力を出力するので、建設機械の燃料消費量を少なくすることができる。しかも、エンジンの回転数を上げる際の応答性が良くなるので、操作応答性を向上することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、燃料消費量を少なくすることができ、操作応答性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図である。

【図2】実施形態に係る油圧ショベルを示す構成図である。

【図3】エンジン起動前の電力の流れを説明するための図である。

【図4】エンジン始動後（ロックレバーがロック状態）の電力の流れを説明するための図である。

【図5】エンジン加速時の電力の流れを説明するための図である。

【図6】エンジンの等燃費線図である。

【図7】エンジンの等燃費線図である。

【図8】油圧ショベルの車体コントローラの制御処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明に係る建設機械の実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。また、以下では、建設機械として油圧ショベルの例を挙げて説明するが、本発明は油圧ショベルに限定されず、油圧ショベル以外の建設機械にも適用される。

【0012】

図１は実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図であり、図２は実施形態に係る油圧ショベルを示す構成図である。本実施形態に係る油圧ショベル１は、エンジン２及び電動モータ３で可変容量式のメインポンプ（油圧ポンプ）４を駆動し、エンジン可変速制御を行うハイブリッド式油圧ショベルである。油圧ショベル１では、メインポンプ４から供給される圧油がコントロールバルブ５によって分配され、分配された圧油が複数の油圧アクチュエータ（バケットシリンダ６、アームシリンダ７、ブームシリンダ８、旋回モータ９、走行モータ１０）にそれぞれ供給されることで、掘削動作、旋回動作及び走行動作が行われる。

【0013】

コントロールバルブ５は、メインポンプ４から各油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する流量制御弁である。バケットシリンダ６は、バケット２６を駆動するための油圧アクチュエータであり、メインポンプ４から供給される圧油によって駆動されている。アームシリンダ７は、アーム２７を駆動するための油圧アクチュエータであり、メインポンプ４から供給される圧油によって駆動されている。ブームシリンダ８は、ブーム２８を駆動するための油圧アクチュエータであり、メインポンプ４から供給される圧油によって駆動されている。

【0014】

旋回モータ９は、走行体３０に対し旋回体２９を旋回させるための油圧アクチュエータであり、メインポンプ４から供給される圧油によって駆動されている。走行モータ１０は、走行体３０を前進又は後進させるための油圧アクチュエータであり、メインポンプ４から供給される圧油によって駆動されている。そして、これらの油圧アクチュエータ、メインポンプ４及びコントロールバルブ５は後述の車体コントローラ１３によってそれぞれ制御されている。

【0015】

また、油圧ショベル１は、車体の状態の監視及び制御、並びに各電気機器の動作等を制御する車体コントローラ１３と、エンジン２の状態監視及び制御を行うＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２２とを備えている。車体コントローラ１３及びＥＣＵ２２は、第１の電気系統１７によって鉛電池１４と電気的に接続されている。このため、車体コントローラ１３及びＥＣＵ２２は、鉛電池１４からの電力供給を受けて動作可能になっている。

【0016】

また、油圧ショベル１は、オペレータが搭乗するキャビン１１を備えている。キャビン１１には、操作装置１２、ロックレバー２３及びエンジンコントロールダイヤル２４が設けられている。操作装置１２は、オペレータが各油圧アクチュエータを操作するための装置であり、例えば操作レバーによって構成されている。操作レバーがオペレータに操作されると、コントロールバルブ５が駆動され、これによってバケットシリンダ６、アームシリンダ７、ブームシリンダ８、旋回モータ９及び走行モータ１０内の圧油が制御されるので、バケット２６、アーム２７、ブーム２８、旋回体２９及び走行体３０がそれぞれ駆動される。これによって、油圧ショベル１の掘削動作、旋回動作及び走行動作が実現される。

【0017】

ロックレバー２３は、オペレータが油圧ショベル１を操作しない場合やキャビン１１を離れる場合に操作装置１２による操作をロック（禁止）することで、油圧ショベル１の動作を抑制させる機能を持つ装置である。エンジンコントロールダイヤル２４は、エンジン２の目標回転数を設定するための装置である。

【0018】

電動モータ３は、蓄電装置であるハイブリッドバッテリ１５より電力供給を受け、エンジン２の駆動をアシスト（補助）する。図２に示すように、電動モータ３は、エンジン２及びメインポンプ４と同軸に接続されている。このようにすることで、メインポンプ４は、エンジン２と電動モータ３といった２種類の動力で駆動されることになる。なお、電動モータ３は、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）３１を介して車体コントローラ１３によって制御されている。

【0019】

また、油圧ショベル１は、エンジン２の動力を受けて発電し、エアコンコンプレッサ２０等の電気機器に電力を出力しつつハイブリッドバッテリ１５への充電を行う発電機１６を更に備えている。発電機１６は、例えばＰＣＵ（インバータ）２５で直流を３相交流に変換し、３相交流を制御することで稼働するモータであり、ＰＣＵ２５を介して車体コントローラ１３によって制御されている。この発電機１６は、第２の電気系統１８を介して、ハイブリッドバッテリ１５、エアコンコンプレッサ２０、エンジンファン２１とそれぞれ電気的に接続されている。

【0020】

また、第１の電気系統１７と第２の電気系統１８との間には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、第２の電気系統１８から第１の電気系統１７に対して電圧変換を行い、第１の電気系統１７に電力を出力する。このようにすることで、発電機１６により発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９に電圧変換された後に、第１の電気系統１７に出力される。従って鉛電池１４の充電、車体コントローラ１３及びＥＣＵ２２への電力供給が行われる。

【0021】

車体コントローラ１３は、請求の範囲に記載の「コントローラ」に相当するものであり、例えば演算を実行するＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ)と、演算のためのプログラムを記憶した二次記憶装置としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、演算経過の保存や一時的な制御変数を保存する一時記憶装置としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とを組み合わせてなるマイクロコンピュータにより構成されており、記憶されたプログラムの実行によって車体の状態の監視及び制御、並びに各電気機器の動作等を制御する。

【0022】

例えば、車体コントローラ１３は、操作装置１２の操作量に基づいてメインポンプ４の圧油の吐出量とコントロールバルブ５の分配先を決定する。また、車体コントローラ１３は、操作装置１２の操作量とエンジンコントロールダイヤル２４に設定された目標エンジン回転数とに基づいてエンジン２の要求油圧出力値を算出し、算出した要求油圧出力値に基づいて要求エンジン回転数を求める。更に、車体コントローラ１３は、求めた要求エンジン回転数に達するためにエンジン２の回転数を上げる（言い換えれば、エンジン２を加速する）必要があるか否かを判断し、回転数を上げる必要があると判断した場合に、発電機１６を停止し又は発電機１６の発電量を減らして、ハイブリッドバッテリ１５から電動モータ３などの電気機器に電力を出力する。

【0023】

以下、図３～図５を基にエンジン起動前からエンジン起動後までの電力の流れを説明する。

【0024】

まず、図３を基にエンジン起動前の電力の流れを説明する。油圧ショベル１が起動指令を受信した場合、鉛電池１４は、図３の矢印Ｆ１に示すように、第１の電気系統１７を介して車体コントローラ１３、ＥＣＵ２２、及び該第１の電気系統１７に接続された他の電気機器（図示せず）に電力を出力する（すなわち、電力供給）。また、このとき、ハイブリッドバッテリ１５は、図３の矢印Ｆ２に示すように、第２の電気系統１８を介してエアコンコンプレッサ２０、エンジンファン２１、ＰＣＵ２５，３１等に電力を出力する（すなわち、電力供給）。

【0025】

その後、油圧ショベル１がエンジン始動の指令を受信すると、車体コントローラ１３は、ＰＣＵ３１を介して電動モータ３を作動させる。このとき、電動モータ３は、ハイブリッドバッテリ１５からの電力供給を受けて回転し、エンジン２を始動させる。

【0026】

次に、図４を基にエンジン始動後（ロックレバーがロック状態）の電力の流れを説明する。エンジン始動後、エンジン２の動力を受けて発電機１６は発電する。発電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９により電圧変換された後に、第１の電気系統１７を介して鉛電池１４、車体コントローラ１３及びＥＣＵ２２等に出力される（図４中の矢印Ｆ３参照）。鉛電池１４は、発電機１６から出力された電力を受け、充電を行う。

【0027】

また、このとき、発電機１６が発電した電力は、第２の電気系統１８を介してエアコンコンプレッサ２０、エンジンファン２１及びハイブリッドバッテリ１５に出力される（図４中の矢印Ｆ４参照）。ハイブリッドバッテリ１５は発電機１６から出力された電力を受け、充電を行う。そして、エンジン２が稼働している場合、基本的に発電機１６は発電し続ける。

【0028】

ロックレバー２３がロック状態のように、すぐに油圧ショベル１を稼働させる状況にない場合では、エンジンコントロールダイヤル２４に設定された目標エンジン回転数に関わらず、エンジン２はその効率が可能な限り良くなる回転数でアイドリング運転を行う。このとき、車体コントローラ１３は、内部に記憶されたエンジンの等燃費線図（図６参照）に基づいて、エンジン２の効率が可能な限り良くなるように実際に稼働させる回転数を決定する。

【0029】

図６はエンジン２の燃料消費量を縦軸トルクと横軸回転数で表した等燃費線図を模式的に表したものである。図６において、等出力線は破線で示し、等燃費線は実線で示している。車体コントローラ１３は、この等燃費線図を基にした効率のマップを用いる。そして、本実施形態では、エンジン２がメインポンプ４の軸と直結されているので、両者の回転数がほぼ同一となる。従って、縦軸で示すエンジントルクに電動モータ３のトルクを加えることで、メインポンプ４のトルクとほぼ同一となる。また、メインポンプ４のトルクから、その際のメインポンプ４の傾転角を求めることができる。

【0030】

図６では、アイドリング運転時のエンジン２の必要な出力を直線Ｌ１で示す。そして、直線Ｌ１上の最もエンジンの効率の良い回転数を探すと、より燃料消費量の少ない等燃費線に近い、回転数が１２００ｒｐｍのときである。従って、車体コントローラ１３は、アイドリング運転においてエンジンコントロールダイヤル２４の設定に関わらず、エンジン２を回転数１２００ｒｐｍで動作させることで、エンジン２の効率を高めることができる。

【0031】

次に、図５を基にエンジン加速時の電力の流れを説明する。油圧ショベル１のオペレータが操作装置１２を操作した場合、車体コントローラ１３は、操作量検出センサ(図示せず)を介して操作装置１２の操作量を取得し、操作装置１２の操作内容に応じてエンジン２およびメインポンプ４を制御しつつ、必要な油圧出力を作るようにコントロールバルブ５を制御して各油圧アクチュエータに油圧出力を分配する。

【0032】

このとき、車体コントローラ１３は、操作装置１２の操作量とエンジンコントロールダイヤル２４に設定された目標エンジン回転数とに基づいて、エンジン２の要求油圧出力値を算出する。更に、車体コントローラ１３は、算出した要求油圧出力値に基づいて、上述のエンジン２の効率マップを用いてエンジン２の効率が最も良くなる回転数（すなわち、要求エンジン回転数）およびメインポンプ４の傾転角との組み合わせを求め、求めた結果に基づいてメインポンプ４、エンジン２、電動モータ３及び発電機１６を制御する。

【0033】

また、本実施形態では、回転数を上げてエンジン２を加速する際に、車体コントローラ１３は、電動モータ３でエンジン２の加速をアシストしつつ、発電機１６の発電を停止し又は発電量を減らすように電動モータ３及び発電機１６を制御する。発電機１６を停止し又は発電量を減らす間において、車体コントローラ１３は、ハイブリッドバッテリ１５を利用し、ＰＣＵ３１、電動モータ３、エンジンファン２１、エアコンコンプレッサ２０に電力を出力しつつ、更にＤＣ／ＤＣコンバータ１９及び第１の電気系統１７を介して鉛電池１４、車体コントローラ１３及びＥＣＵ２２などに電力を出力する（図５の矢印Ｆ５参照）。そして、エンジン２の加速が終了しエンジン２の回転数が安定すると、発電機１６は、再び発電を開始する。

【0034】

以下、図８を参照して車体コントローラ１３の制御処理を説明する。

【0035】

まず、ステップＳ１１では、車体コントローラ１３は、要求油圧出力値を算出する。このとき、車体コントローラ１３は、上述したように、操作装置１２の操作量とエンジンコントロールダイヤル２４に設定された目標エンジン回転数とに基づいて、要求油圧出力値を算出する。

【0036】

ステップＳ１１に続くステップＳ１２では、車体コントローラ１３は、算出した要求油圧出力値に基づき、上述のエンジン２の効率マップを用いてエンジン２の最も効率が良くなる回転数（すなわち、要求エンジン回転数）およびメインポンプ４の傾転角との組み合わせを求める。具体的には、例えば図７に示す９５ｋｗの等出力線Ｌ２の場合、要求油圧出力値が要求エンジン出力値となるため、車体コントローラ１３は等出力線Ｌ２上で最もエンジン２の効率が良くなる点で、かつ油圧出力が高くなった際に回転数を加速させることが多いことから、車体コントローラ１３は、エンジン２の効率が良く且つ回転数が高い点を選ぶ。これにより、要求エンジン回転数と要求エンジントルクとが求められる。更に、車体コントローラ１３は、求められた要求エンジントルクに基づいて傾転角を求める。

【0037】

ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、車体コントローラ１３は、要求エンジン回転数が現在のエンジン回転数と既定の値αとの和よりも大きいか否かを判断する。既定の値αは、エンジン回転数が安定したと判断する際の誤差分を考慮して設定されるものである。現在のエンジン回転数は、例えば図示しない回転数検出センサによって検出され、車体コントローラ１３に出力される。

【0038】

そして、要求エンジン回転数が現在のエンジン回転数と既定の値αとの和以下であると判断された場合、制御処理はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、車体コントローラ１３は、発電を開始するように発電機１６を制御する。

【0039】

一方、要求エンジン回転数が現在のエンジン回転数と既定の値αとの和よりも大きいと判断された場合、制御処理はステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、車体コントローラ１３は、ハイブリッドバッテリ１５の電池残量が第１閾値以上か否かを判断する。ここでの第１閾値は、発電停止可能な容量を意味し、発電機１６が停止してもハイブリッドバッテリ１５の残量だけでＰＣＵ３１、電動モータ３、エンジンファン２１、エアコンコンプレッサ２０、車体コントローラ１３及びＥＣＵ２２への電力供給を保証できる容量である。なお、ハイブリッドバッテリ１５の電池残量は、例えばハイブリッドバッテリ１５内部の電池管理ユニットを介して取得することができる。

【0040】

そして、ハイブリッドバッテリ１５の電池残量が第１閾値以上であると判断された場合、制御処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、車体コントローラ１３は、発電機１６を停止させる。一方、ハイブリッドバッテリ１５の電池残量が第１閾値よりも小さいと判断された場合、制御処理はステップＳ１７に進む。

【0041】

ステップＳ１７では、車体コントローラ１３は、ハイブリッドバッテリ１５の電池残量が第２閾値以上か否かを判断する。ここでの第２閾値は、動作維持可能な容量を意味し、上記第１閾値よりも小さく設定されている。動作維持可能な容量とは、発電機の発電量を減らしてもＰＣＵ３１、電動モータ３、エンジンファン２１、エアコンコンプレッサ２０、車体コントローラ１３及びＥＣＵ２２の動作を維持可能な容量である。この動作維持可能な容量は、要求エンジン回転数と現在のエンジン回転数との差から発電停止（又は発電量を減らす）時間が決まり、決まった時間内にＰＣＵ３１、電動モータ３、エンジンファン２１、エアコンコンプレッサ２０、車体コントローラ１３及びＥＣＵ２２の動作を維持可能な容量であり、実験の結果に基づいて決定されるものである。

【0042】

そして、ハイブリッドバッテリ１５の電池残量が第２閾値より小さいと判断された場合、制御処理は上記ステップＳ１４に進み、発電機１６の発電が開始される。一方、ハイブリッドバッテリ１５の電池残量が第２閾値以上と判断された場合、制御処理はステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、車体コントローラ１３は、発電機１６の発電量を減らすように発電機１６を制御する。

【0043】

発電量を減らす方法としては、発電機がＰＣＵとモータとで構成された場合、ブレーキトルクを減らすことが挙げられる。また、発電機を停止して発電量を無くす方法としては、発電機がＰＣＵとモータとで構成された場合、ブレーキトルクを無くす（いわゆるフリーラン）ことが挙げられており、発電機がオルタネータである場合、電磁クラッチ等でエンジンの動力接続を切断することが挙げられる。

【0044】

上記ステップＳ１４、ステップＳ１６又はステップＳ１８に続くステップＳ１９では、車体コントローラ１３は、エンジン２、メインポンプ４及び電動モータ３に対する指令を生成し、生成した指令をエンジン２、メインポンプ４及び電動モータ３にそれぞれ出力する。これによって、一連の制御処理は終了する。

【0045】

本実施形態に係る油圧ショベル１では、車体コントローラ１３は、求めた要求エンジン回転数に達するためにエンジン２の回転数を上げる必要があると判断した場合、発電機１６を停止し又は発電機１６の発電量を減らしてハイブリッドバッテリ１５から電力を出力する。すなわち、回転数を上げてエンジン２を加速する必要があると判断した場合に、車体コントローラ１３は、発電機１６の発電を停止し又は発電機１６の発電量を減らす。これによって、従来のようにエンジンの動力が発電機により電気に変換されたものは、電動モータによってエンジンの動力に返されるのを防止できるので、電動モータ３の損失を減らすことができ、油圧ショベル１の燃料消費量を少なくすることができる。

【0046】

また、発電機１６の発電を停止し又は発電機１６の発電量を減らすことによって、発電に伴うエンジン２へのブレーキングトルクを減らすことができるので、エンジン２の回転数を上げる際の応答性が良くなる。その結果、操作応答性を向上することができる。

【0047】

なお、本実施形態において、発電機１６はＰＣＵ（インバータ）で直流を３相交流に変換し、３相交流を制御することで稼働するモータであるのを述べたが、例えばエンジン２と電磁クラッチを介して接続されたオルタネータで構成されても良く、この場合、電磁クラッチを切り離すことで発電を停止することができる。

【0048】

また、本実施形態においてエンジン２の回転数を加速する際に電動モータ３でアシストする構成で説明したが、電動モータ３がない構成の油圧ショベルであっても、エンジン２の回転数を加速する際に発電機１６を停止することで、発電機１６がエンジン２に対して与えるブレーキングトルクがなくなるため、エンジン２の回転数の加速応答性が良くなり、操作応答性を向上する効果を期待できる。

【0049】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

【符号の説明】

【0050】

１ 油圧ショベル
２ エンジン
３ 電動モータ
４ メインポンプ（油圧ポンプ）
５ コントロールバルブ
６ バケットシリンダ
７ アームシリンダ
８ ブームシリンダ
９ 旋回モータ
１０ 走行モータ
１１ キャビン
１２ 操作装置
１３ 車体コントローラ
１４ 鉛電池
１５ ハイブリッドバッテリ
１６ 発電機
１７ 第１の電気系統
１８ 第２の電気系統
１９ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０ エアコンコンプレッサ
２１ エンジンファン
２２ ＥＣＵ
２３ ロックレバー
２４ エンジンコントロールダイヤル
２５，３１ ＰＣＵ
２６ バケット
２７ アーム
２８ ブーム
２９ 旋回体
３０ 走行体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】