WO2011105415A1 - ハイブリッド建設機械の制御装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a control device for a hybrid construction machine in which the driving force of an engine is assisted by a generator motor.
  • Patent Document 1 Conventionally, as a control device for a hybrid construction machine, for example, there is one disclosed in Patent Document 1.
  • a boom hydraulic cylinder that is a hydraulic actuator and a swing generator motor that is an electric actuator are operated in combination based on the operation amount of the boom operation lever and the operation amount of the swing operation lever.
  • the torque limit value of the turning generator motor is reduced to match the speeds of both actuators.
  • the speeds of the hydraulic actuator and the electric actuator can be matched, but when the total required power of both actuators exceeds the output power of the engine, the hydraulic actuator and the electric actuator Furthermore, when power is distributed according to the operation amount of the boom operation lever and the operation amount of the turning operation lever, the speed of the high-load hydraulic actuator is extremely reduced, and the working efficiency is lowered.
  • An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid construction machine that can suppress a reduction in work efficiency when the total required power of the hybrid construction machine becomes larger than the output power of a drive source.
  • the control device for a hybrid construction machine divides the power of an engine as a part of a drive source into a hydraulic pump and a generator, and drives the electric motor for turning with the electric power generated by the generator And it is used for the hybrid construction machine which drives a hydraulic actuator with the pressure oil which the said hydraulic pump supplies.
  • the turning electric motor is used, for example, to turn an upper turning body of a hybrid construction machine.
  • the hydraulic actuator is used, for example, for driving a boom provided in the upper swing body.
  • the output power is preferentially distributed to the hydraulic actuator.
  • the output distribution to the hydraulic actuator is more than the distribution of the output power to the hydraulic actuator and the electric motor for turning based on the operation amount of the boom operation lever and the turning operation lever, Distributes power based on a value obtained by multiplying the signal from the turning lever by a ratio smaller than 1 and a signal from the boom operating lever, and sets an upper limit on the signal from the turning lever.
  • a coefficient used for controlling the electric motor for turning for example, a PI constant or a PID constant is lowered.
  • control device for a hybrid construction machine configured as described above, even when the hydraulic actuator is in a high load state and the required power is large, it is possible to suppress a decrease in the operating speed of the hydraulic actuator. Therefore, it is possible to suppress a decrease in work efficiency as a whole. That is, working efficiency can be improved with limited output power from the drive source.
  • the engine output detecting means for calculating the output power of the engine as a part of the drive source from the rotational speed of the output shaft of the engine may be provided.
  • the rotational speed of the output shaft of the engine can be calculated from, for example, a position sensor of the generator.
  • the storage unit is also provided as the drive source, and storage output calculation means for calculating the output power from the charging voltage of the storage means is provided. From the engine output detection means and the storage output detection means, the hybrid construction machine The output power output from the drive source can also be calculated.
  • the generated power detection means includes a flow rate sensor arranged downstream of the hydraulic pump and a pressure sensor of pressure oil arranged downstream of the hydraulic pump, and the required power of the hydraulic actuator Can also be calculated.
  • the generated power detection means one that has two shaft torque sensors arranged on the output shaft of the turning electric motor and calculates the required power of the hydraulic actuator can be used.
  • the generated power detection means one that calculates the required power of the hydraulic actuator based on the operation amount of the operation lever for the hydraulic actuator can be used.
  • the required power of the hydraulic actuator is calculated based on the output of the pressure sensor of the pressure oil disposed on the downstream side of the hydraulic pump and the operation amount of the operation lever for the actuator. Things can also be used.
  • the generated power detection means one that calculates the necessary power required by the electric motor for turning and the hydraulic actuator from the operation amount of each operation lever can be used.
  • the turning range by the turning electric motor can be detected, and when the detected turning range is not more than a predetermined turning range, the signal from the operation lever can be multiplied by a ratio smaller than 1.
  • a drive source for example, the engine 2 drives the generator 4 and the hydraulic pump 6. That is, the engine 2 is coupled to the input shaft of the generator 4, and the output shaft of the generator 4 is coupled to the hydraulic pump 6.
  • AC power generated by the generator 4 is converted into DC power by the rectifier 8.
  • This DC power is converted again to AC power by the inverter 10 and supplied to the electric motor 12 for turning.
  • the turning electric motor 12 is driven, and as a result, the upper turning body of the hybrid construction machine turns.
  • Pressure oil discharged from the hydraulic pump 6 is supplied to a hydraulic device 14, for example, a boom hydraulic cylinder, and as a result, the boom of the hybrid construction machine is driven.
  • the turning electric motor 12 generates a driving torque according to the operation of the turning operation lever 16.
  • the hydraulic pump 6 generates drive torque according to the operation of the hydraulic ACT operation lever 18. If both the operating levers 16 and 18 are operated simultaneously, the power required for the hydraulic pump 6 and the turning electric motor 12 may not be provided by the power of the engine 2 alone. The present invention addresses such a case.
  • an engine output detecting means for example, a shaft torque sensor 20 is provided on the input side of the generator 4, and a generator output detecting means, for example, a shaft torque sensor 22 is provided on the output side of the generator 4. These are part of the generated power detection means.
  • the output of the shaft torque sensor 22, that is, the torque supplied to the hydraulic pump 6, is subtracted from the output of the shaft torque sensor 20, that is, the input torque of the generator 4, by a subtractor 24 that forms the remaining part of the generated power detection means.
  • the output power that can be generated by the generator 4 is calculated.
  • a hydraulic sensor 26 and a flow rate sensor 28 are provided as a part of another generated power detection means.
  • the outputs of the hydraulic sensor 26 and the flow rate sensor 28 are supplied to a hydraulic output calculator 30 that forms part of another generated power detection means.
  • a signal from the hydraulic ACT operating lever 18 is also supplied to the hydraulic output calculator 30.
  • the hydraulic output calculator 30 calculates the output supplied to the hydraulic device 14. This output is subtracted from the output of the shaft torque sensor 20 in the subtractor 32 constituting the remaining part of another generated power detection means, and the output power that can be generated by the generator 4 is calculated.
  • the output of the shaft torque sensor 20 is used, but the output of the position sensor 34 provided in the generator 4 is converted into a speed (engine speed) by a position-speed converter 36.
  • the engine speed can be supplied to the engine speed / torque margin table 38 and the output of the table 38 can be supplied to the subtracters 24 and 32 in place of the output of the shaft torque sensor 20.
  • the engine speed / torque margin table 38 can be output by a generator with reference to its characteristics when the current shaft output of the engine is low and the power can be increased by supplying fuel to the engine 2 even if the current power generation load is taken. This is for calculating a correct electric power.
  • the outputs of the subtracters 24 and 32 are supplied to the calculation unit 40.
  • the arithmetic unit 40 is also supplied with a signal representing the power of the power storage means, for example, an EDLC (electric double layer capacitor) 42.
  • the EDLC 42 generates electric power generated when the power of the engine 2 is surplus even after driving the turning electric motor 12 or when the turning electric motor 12 is regeneratively braked via the inverter 10 and the chopper circuit 44.
  • the stored electric power is supplied to the turning electric motor 12 via the chopper circuit 44 and the inverter 10.
  • the calculation unit 40 supplies the power that can be generated by the generator 4 output from either one of the subtractor 24 and the subtractor 32, to the charge / discharge calculation unit 46, and the power that can be output by the EDLC 42 and the power generation. A value obtained by adding the electric power that can be generated by the machine 4 is supplied to the vector control device 48.
  • the selection method of the subtractors 24 and 32 in the computing unit 40 is arbitrary, and depending on circumstances, only the torque sensors 20 and 22 and the subtractor 24 may be provided, or the torque sensor 20, the hydraulic sensor 26, Only the flow sensor 28 and the subtractor 32 may be provided.
  • the charge / discharge calculation unit 46 and the vector control device 48 are also supplied with an operation signal from the turning operation lever 16 (which indicates power to be output to the turning electric motor 12).
  • the charge / discharge calculation unit 46 determines the amount of discharge from the EDLC 42 based on the operation signal from the turning operation lever 16 and the power that can be generated by the generator 2 from the calculation unit 40, and the chopper circuit 44 supplies the discharge to the chopper circuit 44. Tell the amount.
  • the power that can be output by the EDLC 42 is 6 Kw
  • the power that can be output by the generator 2 output from the subtractor 24 or 32 is 2 Kw
  • the operation signal from the turning lever 18 requires 4 Kw.
  • the charge / discharge calculation unit 46 controls the chopper 44 so that the EDLC 42 supplies the inverter 10 with 2 Kw that is insufficient for the power that can be generated by the generator 2.
  • the vector control device 48 the value obtained by adding the power that can be output by the EDLC 42 from the calculation unit 40 and the power that can be generated by the generator 4 is equal to or greater than the power represented by the operation signal from the turning operation lever 16. Then, the inverter 10 is controlled so that the electric power represented by the operation signal from the turning operation lever 16 is supplied to the turning electric motor 12.
  • a current sensor 50 that detects a current supplied to the turning electric motor 12 and a position sensor 52 that detects the rotational position of the turning electric motor 12 are provided.
  • the signals detected by these are supplied to the vector controller 48.
  • the signal from the position sensor 52 is supplied to an adder / subtractor 54 for feedback control.
  • the adder / subtractor 54 is supplied with an operation signal from the turning operation lever 16, and the output of the adder / subtractor 54 is supplied to the vector controller 48.
  • the charge / discharge calculation unit 46 is configured to charge the EDLC 42 so as to charge the EDLC 42.
  • the circuit 44 is controlled.
  • the charge / discharge calculation unit 46 causes the chopper circuit so that all the electric power of the EDLC 42 is supplied to the inverter 10. 44, but the vector controller 48 instructs the inverter 10 to limit the turning torque or speed of the turning electric motor 12 in order to suppress the electric power of the turning electric motor 12 by a shortage of electric power. .
  • the control device 48 limits the turning torque or the speed so as to suppress the electric power to the turning electric motor 12 by the insufficient 1 Kw.
  • work efficiency deteriorates when the speed of hydraulic equipment (boom cylinder, arm cylinder, etc.) decreases due to a decrease in the turning speed.
  • the feeling given to the pilot will also realize a decrease in efficiency. According to the above configuration, work efficiency can be improved with limited output power from the drive source by preferentially allocating output power to the hydraulic equipment.
  • a second embodiment is shown in FIG.
  • a variable hydraulic type is used for the hydraulic pump 6a.
  • the inclination angle of the swash plate provided in the hydraulic pump 6 a is controlled by the regulator 60.
  • the regulator 60 is supplied with the load pressure of the hydraulic device 14, and the regulator 60 includes a drive unit that tilts the swash plate of the hydraulic pump 6a.
  • a position sensor 62 is provided in the drive unit, and the position signal of the position sensor 62 is supplied to the subtracter 64 as a load signal.
  • the subtracter 62 is also supplied with an operation signal from the operation lever 18 for the hydraulic actuator (a signal indicating the power required by the hydraulic actuator) or an output signal of the rotation speed / torque margin table 38, and the generator 2 outputs it.
  • a signal representing possible power is supplied from the subtractor 64 to the calculation unit 66.
  • a signal representing the power that can be output from the EDLC 42 is supplied to the calculation unit 66.
  • the operation is the same as in the first embodiment.
  • the output power output from the drive source, and the hydraulic actuator and the turning electric motor are required.
  • the required power is detected, and the torque or acceleration of the turning electric motor when the required power exceeds the output power is determined based on the operation amount of the hydraulic actuator operation lever or the turning operation lever.
  • the output distribution to the hydraulic actuator was increased more than the output power distribution to the electric motor. Instead, the value obtained by multiplying the signal from the turning operation lever by a ratio smaller than 1 and the operation for the hydraulic actuator The power is distributed based on the signal from the lever and the upper limit is set for the signal from the turning control lever.
  • the turning range detecting means detects the turning range by the turning electric motor, and the determining means determines whether the detected turning range is equal to or less than a predetermined turning predetermined range.
  • the signal from the operating lever is multiplied by a ratio smaller than 1. Things can also be used.
  • the EDLC 42 is used, but a chargeable / dischargeable storage battery may be used instead. In some cases, the EDLC 42 can be removed.

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Abstract

【課題】　ハイブリッド建設機械の全体の必要パワーが駆動源の出力パワーよりも大きくなったときでも、旋回用電動モータへのパワーを抑える。 【解決手段】　エンジン２の動力を油圧ポンプ６と発電機４とに分けて、発電機４が発電する電力で旋回用電動モータ１２を駆動し、油圧ポンプ６が供給する圧油で油圧機器１４を駆動する。油圧機器１４と旋回用電動モータ１２とが同時に操作されているときに、エンジン２が出力する出力パワーと、油圧機器１４及び旋回用電動モータ１２が必要とする必要パワーとを検出し、必要パワーが出力パワーを超えた場合には、旋回用電動モータ１２のトルクまたは加速度を制限して、油圧機器１４に優先的に出力パワーを配分する。

Description

ハイブリッド建設機械の制御装置
　本発明は、発電電動機によってエンジンの駆動力がアシストされるハイブリッド建設機械の制御装置に関する。
　従来、ハイブリッド建設機械の制御装置としては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の技術では、ブーム用操作レバーの操作量と旋回用操作レバーの操作量とに基づいて、油圧アクチュエータであるブーム用油圧シリンダと電動アクチュエータである旋回用発電電動機とが複合して作動しているとき、油圧ポンプの吐出圧が小さくなるに応じて旋回用発電電動機のトルクリミット値を小さくして、両アクチュエータのスピードをマッチングさせている。
国際公開番号ＷＯ２００７／０５２５３８号公報
　特許文献１の技術によれば、油圧アクチュエータと電動アクチュエータとの速度をマッチングさせることはできるが、エンジンの出力パワーよりも両アクチュエータの必要パワーの合計が大きくなったとき、油圧アクチュエータと電動アクチュエータとに、ブーム用操作レバーの操作量及び旋回用操作レバーの操作量通りにパワーを配分すると、高負荷の油圧アクチュエータの速度が極端に低下し、作業効率が低下していた。
　本願発明は、ハイブリッド建設機械の全体の必要パワーが、駆動源の出力パワーよりも大きくなったとき、作業効率の低下を抑えることができるハイブリッド建設機械の制御装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様のハイブリッド建設機械の制御装置は、駆動源の一部としてのエンジンの動力を、油圧ポンプと発電機とに分けて、前記発電機が発電する電力で旋回用電動モータを駆動し、前記油圧ポンプが供給する圧油で油圧アクチュエータを駆動するハイブリッド建設機械に用いられている。旋回用電動モータは、例えばハイブリッド建設機械の上部旋回体を旋回させるのに使用される。油圧アクチュエータは、例えば、上部旋回体に設けられているブームの駆動に使用される。前記油圧アクチュエータと前記旋回用電動モータとが同時に操作されているときに、ハイブリッド建設機械の制御装置は、前記駆動源が出力する出力パワーと、前記油圧アクチュエータ及び前記旋回用電動モータが必要とする必要パワーとを、検出し、前記必要パワーが前記出力パワーを超えた場合には、前記旋回用電動モータのトルクまたは加速度を制限して、前記油圧アクチュエータに優先的に出力パワーを配分する。優先的な配分としては、例えばブーム用操作レバーや旋回用操作レバーの操作量に基づく油圧アクチュエータや旋回用電動モータへの出力パワーの配分よりも、油圧アクチュエータへの出力配分を多くするものや、旋回用操作レバーからの信号に１よりも小さい比率を乗算した値と、ブーム用操作レバーからの信号とに基づいてパワー配分するものや、旋回用操作レバーからの信号に上限を設けて、上限以上には旋回用電動モータにパワーを配分しないようにしたものや、旋回用電動モータの制御に使用する係数、例えばＰＩ定数やＰＩＤ定数を低くしたりするものがある。
　このように構成したハイブリッド建設機械の制御装置では、油圧アクチュエータが高負荷状態であって、その必要パワーが大きい状態であっても、油圧アクチュエータの作動速度の低下を抑えることができる。よって、全体として作業効率の低下を抑制することができる。即ち、駆動源からの限られた出力パワーにおいて作業効率を向上させることができる。
　前記エンジンの出力軸の回転数から、前記駆動源の一部としてのエンジンの出力パワーを算出するエンジン出力検出手段を備えることもできる。前記エンジンの出力軸の回転数は、例えば前記発電機の位置センサから算出することもできる。
　更に、前記駆動源として蓄電手段も備え、この蓄電手段の充電電圧から前記出力パワーを算出する蓄電出力算出手段を設け、前記エンジン出力検出手段と前記蓄電出力検出手段とから、前記ハイブリッド建設機械の駆動源が出力する出力パワーを算出することもできる。
　前記発電機が発電可能な電力を検出する発電電力検出手段を有し、この発電電力検出手段の出力に基づき、前記旋回用電動モータを制限する旋回用電動モータ駆動制限手段を設けることもできる。
　更に、前記発電電力検出手段は、前記油圧ポンプの下流側に配置された流量センサと、前記油圧ポンプの下流側に配置された圧油の圧力センサとを、有し、前記油圧アクチュエータの必要パワーを算出するものとすることもできる。前記発電電力検出手段として、前記旋回用電動モータの出力軸に配置された２つの軸トルクセンサを有し、前記油圧アクチュエータの必要パワーを算出するものを使用することもできる。或いは、前記発電電力検出手段として、前記油圧アクチュエータ用の操作レバーの操作量に基づき、前記油圧アクチュエータの必要パワーを算出するものを使用することもできる。或いは、前記発電電力検出手段として、前記油圧ポンプの下流側に配置された圧油の圧力センサの出力と、前記アクチュエータ用の操作レバーの操作量とに基づき、前記油圧アクチュエータの必要パワーを算出するものを使用することもできる。または、前記発電電力検出手段として、各操作レバーの操作量から、前記旋回用電動モータ及び前記油圧アクチュエータの必要とする必要パワーを算出するものを使用することもできる。
　また、前記旋回用電動モータによる旋回の範囲を検出し、検出された旋回の範囲が旋回所定範囲以下のときには、旋回用電動モータのトルクまたは加速度の上限を制限することもできる。或いは、前記旋回用電動モータによる旋回の範囲を検出し、検出された旋回の範囲が旋回所定範囲以下のときには、操作レバーからの信号に１より小さい比率を乗算することもできる。
本発明の第１の実施形態のハイブリッド建設機械の制御装置のブロック図である。 本発明の第２の実施形態のハイブリッド建設機械の制御装置のブロック図である。
　本発明の第１の実施形態のハイブリッド建設機械の制御装置では、図１に示すように、駆動源、例えばエンジン２が、発電機４と油圧ポンプ６とを駆動する。即ち、エンジン２が発電機４の入力軸に結合され、発電機４の出力軸が油圧ポンプ６に結合されている。
　発電機４で発生された交流電力は、整流器８で直流電力に変換される。この直流電力は、インバータ１０で再度交流電力に変換されて、旋回用電動モータ１２に供給される。これによって、旋回用電動モータ１２が駆動され、その結果、ハイブリッド建設機械の上部旋回体が旋回する。
　油圧ポンプ６から吐出される圧油は、油圧機器１４、例えばブーム用油圧シリンダに供給されて、その結果、ハイブリッド建設機械のブームが駆動される。
　旋回用電動モータ１２は、旋回用操作レバー１６の操作に応じた駆動トルクを発生する。油圧ポンプ６は、油圧ＡＣＴ用操作レバー１８の操作に応じた駆動トルクを発生する。もし、これら両操作レバー１６、１８が同時に操作されたなら、油圧ポンプ６及び旋回用電動モータ１２において必要なパワーを、エンジン２のパワーだけでは賄うことができないことがある。本発明は、このような場合に対処するものである。
　そのため、発電機４の入力側には、エンジン出力検出手段、例えば軸トルクセンサ２０が設けられ、発電機４の出力側には発電機出力検出手段、例えば軸トルクセンサ２２が設けられている。これらは、発電電力検出手段の一部である。軸トルクセンサ２０の出力、即ち発電機４の入力トルクから、軸トルクセンサ２２の出力、即ち油圧ポンプ６に供給されるトルクが、発電電力検出手段の残りの部分をなす減算器２４によって減算され、発電機４が発電可能な出力電力が算出される。
　また、油圧ポンプ６と油圧機器１４との間には、即ち油圧ポンプ６の下流側には、油圧センサ２６と流量センサ２８とが、別の発電電力検出手段の一部として設けられている。これら油圧センサ２６と流量センサ２８との出力は、別の発電電力検出手段の一部をなす油圧出力演算器３０に供給されている。油圧ＡＣＴ用操作レバー１８からの信号も油圧出力演算器３０に供給されている。油圧出力演算器３０は、油圧機器１４に供給される出力を演算する。この出力が、別の発電電力検出手段の残りの部分をなす減算器３２において、軸トルクセンサ２０の出力から減算されて、発電機４が発電可能な出力電力が算出される。
　なお、減算器２４、３２では、軸トルクセンサ２０の出力を使用したが、発電機４に設けた位置センサ３４の出力を位置－速度変換器３６によって速度（エンジン回転数）に変換し、このエンジン回転数をエンジン回転数／トルク余裕テーブル３８に供給して、このテーブル３８の出力を減算器２４、３２に、軸トルクセンサ２０の出力に代えて供給することもできる。エンジン回転数／トルク余裕テーブル３８は、現在のエンジンの軸出力が低く、現在の発電負荷をとっても、エンジン２への燃料供給で増力できる場合に、その特性を参照して、発電機で出力可能な電力を算出するためのものである。
　減算器２４、３２の出力は、演算部４０に供給される。演算部４０には、蓄電手段、例えばＥＤＬＣ（電気二重層コンデンサ）４２の電力を表す信号も供給されている。ＥＤＬＣ４２は、エンジン２のパワーが旋回用電動モータ１２を駆動しても余剰しているときや、旋回用電動モータ１２が回生制動された場合に発生する電力を、インバータ１０、チョッパ回路４４を介して蓄電し、また、蓄電している電力をチョッパ回路４４、インバータ１０を介して旋回用電動モータ１２に供給している。
　演算部４０は、減算器２４及び減算器３２のいずれか予め選択されたものから出力される発電機４が発電可能な電力を充放電演算部４６に供給し、ＥＤＬＣ４２が出力可能な電力と発電機４が発電可能な電力とを加算した値を、ベクトル制御装置４８に供給する。なお、演算器４０での減算器２４、３２の選択の方法は自由であり、場合によっては、トルクセンサ２０、２２、減算器２４のみを設けてもよいし、トルクセンサ２０、油圧センサ２６、流量センサ２８、減算器３２のみを設けてもよい。
　これら充放電演算部４６とベクトル制御装置４８とには、旋回用操作レバー１６から操作信号（これは、旋回用電動モータ１２に出力させたい電力を表している）も供給されている。充放電演算部４６は、旋回用操作レバー１６からの操作信号と演算部４０からの発電機２が発電可能な電力とに基づいて、ＥＤＬＣ４２からの放電量を決定し、チョッパ回路４４にその放電量を指示する。例えばＥＤＬＣ４２が出力可能な電力が６Ｋｗで、減算器２４または３２から出力された発電機２が出力可能な電力が２Ｋｗであって、旋回用操作レバー１８からの操作信号が４Ｋｗの電力を必要としていることを表していると、充放電演算部４６は、発電機２の発電可能電力では不足する２ＫｗをＥＤＬＣ４２がインバータ１０に供給するようにチョッパ４４を制御する。また、ベクトル制御装置４８は、演算部４０からのＥＤＬＣ４２が出力可能な電力と発電機４が発電可能な電力とを加算した値が、旋回用操作レバー１６からの操作信号が表す電力以上であると、旋回用操作レバー１６からの操作信号が表す電力が旋回用電動モータ１２に供給されるようにインバータ１０を制御する。この制御のために、旋回用電動モータ１２に供給される電流を検出する電流センサ５０や、旋回用電動モータ１２の回転位置を検出する位置センサ５２が設けられている。これらが検出した信号はベクトル制御装置４８に供給されている。また、位置センサ５２の信号は、フィードバック制御するために、加減算器５４に供給されている。加減算機５４には旋回用操作レバー１６からの操作信号が供給され、加減算機５４の出力がベクトル制御装置４８に供給されている
　なお、演算部４０から出力された発電機２が出力可能な電力が、旋回用操作レバー１６からの操作信号が表す電力よりも大きいときには、充放電演算部４６は、ＥＤＬＣ４２を充電するようにチョッパ回路４４を制御する。
　また、旋回用操作レバー１６からの操作信号が表す電力が、演算部４０からの出力が表す発電機２が発電可能な電力とＥＤＬＣ４２が出力可能な電力との加算値よりも大きい場合、即ち、油圧機器１４と旋回用電動モータ１２とに必要な電力を、発電機２とＥＤＬＣ４２とでは供給できない場合、充放電演算部４６は、ＥＤＬＣ４２の全ての電力がインバータ１０に供給されるようにチョッパ回路４４を制御するが、不足分の電力だけ旋回用電動モータ１２の電力を抑制するために、ベクトル制御装置４８が旋回用電動モータ１２の旋回トルクまたは速度を制限するようにインバータ１０に指示を与える。例えば、旋回用操作レバー１６からの操作信号が表す電力が９Ｋｗであり、発電機２が出力可能な電力が２Ｋｗで、ＥＤＬＣ４２が出力可能な電力が６Ｋｗであるとすると、１Ｋｗ不足するので、ベクトル制御装置４８は、不足である１Ｋｗ分だけ、旋回用電動モータ１２への電力を抑制するように、旋回トルクまたは速度を制限する。ハイブリッド建設機械の掘削作業において、旋回速度が低下することにより、油圧機器（ブームシリンダ、アームシリンダ等）の速度が低下すると作業効率が悪化する。また、操縦者に与える感覚も効率低下を実感するものとなる。上記構成によれば、油圧機器に優先的に出力パワーを配分することで駆動源からの限られた出力パワーにおいて作業効率を向上させることができる。
　第２の実施形態を図２に示す。この実施形態では、油圧ポンプ６ａに可変油圧形のものを使用している。油圧ポンプ６ａが備える斜板の傾斜角がレギュレータ６０によって制御される。レギュレータ６０には油圧機器１４の負荷圧力が供給され、油圧ポンプ６ａの斜板を傾転させる駆動部をレギュレータ６０は備えている。駆動部には位置センサ６２が設けられ、位置センサ６２の位置信号を負荷信号として、減算器６４に供給している。減算器６２には、油圧アクチュエータ用の操作レバー１８からの操作信号（油圧アクチュエータによって必要とされるパワーを表す信号）または回転数／トルク余裕テーブル３８の出力信号も供給され、発電機２が出力可能な電力を表す信号が減算器６４から演算部６６に供給される。演算部６６にはＥＤＬＣ４２から出力可能な電力を表す信号が演算部６６に供給されている。以下、第１の実施形態と同様に動作する。
　上記の２つの実施形態では、前記油圧アクチュエータと前記旋回用電動モータとが同時に操作されているときに、前記駆動源が出力する出力パワーと、前記油圧アクチュエータ及び前記旋回用電動モータが必要とする必要パワーとを検出し、前記必要パワーが前記出力パワーを超えた場合の前記旋回用電動モータのトルクまたは加速度として、油圧アクチュエータ用操作レバーや旋回用操作レバーの操作量に基づく油圧アクチュエータや旋回用電動モータへの出力パワーの配分よりも、油圧アクチュエータへの出力配分を多くしたが、これに代えて、旋回用操作レバーからの信号に１よりも小さい比率を乗算した値と、油圧アクチュエータ用操作レバーからの信号とに基づいてパワー配分するものや、旋回用操作レバーからの信号に上限を設けて、上限以上には旋回用電動モータにパワーを配分しないようにしたものや、旋回用電動モータの制御に使用する係数、例えばＰＩ定数やＰＩＤ定数を低くしたりするものを使用することもできる。また、前記旋回用電動モータによる旋回の範囲を旋回範囲検出手段で検出し、検出された旋回の範囲が予め定めた旋回所定範囲以下か判定手段で判定し、旋回所定範囲以下のときには、旋回用電動モータのトルクまたは加速度を予め定めた上限以上には増加させないように制限するものや、検出された旋回の範囲が旋回所定範囲以下のときには、操作レバーからの信号に１より小さい比率を乗算するものを使用することもできる。
　上記の両実施形態では、ＥＤＬＣ４２を使用したが、これに代えて充放電可能な蓄電池を使用することもできる。また、場合によっては、ＥＤＬＣ４２を除去することもできる。

Claims (12)

  1. 　駆動源の一部としてのエンジンの動力を油圧ポンプと発電機とに分けて、前記発電機が発電する電力で旋回用電動モータを駆動し、前記油圧ポンプが供給する圧油で油圧アクチュエータを駆動するハイブリッド建設機械に用いられるハイブリッド建設機械の制御装置において、
    　前記油圧アクチュエータと前記旋回用電動モータとが同時に操作されているときに、前記駆動源が出力する出力パワーと、前記油圧アクチュエータ及び前記旋回用電動モータが必要とする必要パワーとを検出し、前記必要パワーが前記出力パワーを超えた場合には、前記旋回用電動モータのトルクまたは加速度を制限して、前記油圧アクチュエータに優先的に出力パワーを配分するハイブリッド建設機械の制御装置。
  2. 　請求項１記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記エンジンの出力軸の回転数から、前記駆動源の一部としてのエンジンの出力パワーを算出するエンジン出力検出手段を備えたハイブリッド建設機械の制御装置。
  3. 　請求項２記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記駆動源として蓄電手段を備え、この蓄電手段の充電電圧から前記出力パワーを算出する蓄電出力算出手段を設け、前記エンジン出力検出手段と前記蓄電出力検出手段とから、前記ハイブリッド建設機械の駆動源が出力する出力パワーを算出するハイブリッド建設機械の制御装置。
  4. 　請求項２または３記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記エンジンの出力軸の回転数を前記発電機の位置センサから算出するハイブリッド建設機械の制御装置。
  5. 　請求項１記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記発電機が発電可能な電力を検出する発電電力検出手段を有し、この発電電力検出手段の出力に基づき、前記旋回用電動モータを制限する旋回用電動モータ駆動制限手段を設けたハイブリッド建設機械の制御装置。
  6. 　請求項５記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記発電電力検出手段は、前記油圧ポンプの下流側に配置された流量センサと、前記油圧ポンプの下流側に配置された圧油の圧力センサとを、有し、前記油圧アクチュエータの必要パワーを算出するハイブリッド建設機械の制御装置。
  7. 　請求項５記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記発電電力検出手段は、前記旋回用電動モータの出力軸に配置された２つの軸トルクセンサを有し、前記油圧アクチュエータの必要パワーを算出するハイブリッド建設機械の制御装置。
  8. 　請求項５記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記発電電力検出手段は、前記油圧アクチュエータ用の操作レバーの操作量に基づき、前記油圧アクチュエータの必要パワーを算出するハイブリッド建設機械の制御装置。
  9. 　請求項５記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記発電電力検出手段は、前記油圧ポンプの下流側に配置された圧油の圧力センサの出力と、前記アクチュエータ用の操作レバーの操作量とに基づき、前記油圧アクチュエータの必要パワーを算出するハイブリッド建設機械の制御装置。
  10. 　請求項５記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記発電電力検出手段は、各操作レバーの操作量から、前記旋回用電動モータ及び前記油圧アクチュエータの必要とする必要パワーを算出するハイブリッド建設機械の制御装置。
  11. 　請求項１記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記旋回用電動モータによる旋回の範囲を検出し、検出された旋回の範囲が旋回所定範囲以下のときには、旋回用電動モータのトルクまたは加速度の上限を制限するハイブリッド建設機械の制御装置。
  12. 　請求項１記載のハイブリッド建設機械の制御装置において、前記旋回用電動モータによる旋回の範囲を検出し、検出された旋回の範囲が旋回所定範囲以下のときには、操作レバーからの信号に１より小さい比率を乗算するハイブリッド建設機械の制御装置。
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