(57)【要約】【課題】操作性の悪化を抑制することが可能な建設機械及びコントローラを提供する。【解決手段】作動流体により駆動されるアクチュエータを有する建設機械であって、アクチュエータの運転状態を示す状態値を検出する状態値検出部６０と、状態値と判別条件値とを比較することで動作モードを判別するモード判別部６０と、モード判別部６０の比較結果に基づいて判別条件値を変更する条件値設定部６０と、を備え、条件値設定部６０は、状態値が判別条件値より低くなると判別条件値を上げ、状態値が判別条件値より高くなると判別条件値を下げるよう判別条件値を設定する、ことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体により駆動されるアクチュエータを有する建設機械であって、
前記アクチュエータの運転状態を示す状態値を検出する状態値検出部と、
前記状態値と判別条件値とを比較することで動作モードを判別するモード判別部と、
前記モード判別部の比較結果に基づいて前記判別条件値を変更する条件値設定部と、を備え、
前記条件値設定部は、前記状態値が前記判別条件値より低くなると前記判別条件値を上げ、前記状態値が前記判別条件値より高くなると前記判別条件値を下げるよう前記判別条件値を設定する、
ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記条件値設定部は、
前記モード判別部の比較結果に基づき、前記判別条件値として第１閾値又は当該第１閾値よりも高い第２閾値を設定するように構成されており、
前記判別条件値として前記第１閾値が設定されている場合、前記状態値が前記第１閾値より低くなった時に前記判別条件値を前記第２閾値に変更し、
前記判別条件値として前記第２閾値が設定されている場合、前記状態値が前記第２閾値より高くなった時に前記判別条件値を前記第１閾値に変更する、
ことを特徴とする請求項１の建設機械。
【請求項３】
前記状態値検出部は、複数の前記状態値を検出し、
前記モード判別部は、前記複数の状態値毎に設定された前記判別条件値と、前記状態値とを比較することで動作モードを判別し、
前記条件値設定部は、前記モード判別部の比較結果に基づいて各判別条件値を変更する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械。
【請求項４】
前記条件値設定部は、前記モード判別部において動作モードが前記建設機械の車体が旋回する旋回モードであると判断された場合に、前記判別条件値を変更する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の建設機械。
【請求項５】
作動流体を貯留する貯留部と、
作動流体を吐出するポンプと、
前記ポンプと前記貯留部、及び前記ポンプと前記アクチュエータの連通状態を制御する制御弁と、
前記ポンプから吐出された作動流体であって前記制御弁から前記貯留部に向かう作動流体の流れを絞る絞りと、をさらに備え、
前記状態値検出部は、前記状態値として、前記制御弁と前記絞りとの間の作動流体の圧力を検出し、
前記モード判別部は、前記状態値検出部により検出された圧力と、前記判別条件値とを比較することで動作モードを判別する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の建設機械。
【請求項６】
前記判別条件値の変更前と変更後の値の差は、前記制御弁と前記絞りとの間の作動流体の圧力に生じ得る圧力変動に基づいて定められた値である、
ことを特徴とする請求項５に記載の建設機械。
【請求項７】
作動流体により駆動されるアクチュエータを有する建設機械に備えられるコントローラであって、
前記アクチュエータの運転状態を示す状態値を検出する状態値検出部と、
前記状態値と判別条件値とを比較することで動作モードを判別するモード判別部と、
前記モード判別部の比較結果に基づいて前記判別条件値を変更する条件値設定部と、を備え、
前記条件値設定部は、ヒステリシスを設けて前記判別条件値を設定する、
ことを特徴とするコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動流体を利用してアクチュエータを駆動する建設機械及びそのコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、作動油を吐出してアクチュエータを駆動する可変容量型のメインポンプと、メインポンプの出力をアシストするように作動油を吐出するサブポンプと、作動油圧を受けて回転する回生用の回生モータと、回生モータによって駆動される回転電機と、を備えるハイブリッド建設機械が開示されている。このようなハイブリッド建設機械では、メインポンプから吐出された作動油が制御弁よりも下流側の絞りで絞られ、この絞りの上流側の作動油圧（パイロット圧）に応じてメインポンプの斜板の傾転角等が制御（ネガティブコントロール制御）される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０２４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなハイブリッド建設機械では、絞り上流側に生成されるパイロット圧を用いて当該建設機械の動作モードを判別し、判別された動作モードに応じてサブポンプによるアシスト制御等を実行する。
【０００５】
しかしながら、建設機械が定常的な作業を行っている場合であっても、検出されるパイロット圧はある程度の変動を含んでいる。そのため、パイロット圧が動作モード判別用の条件値近傍で変動している場合、特定の動作モードが継続しているにもかかわらず、パイロット圧を検出するタイミングによっては、特定の動作モードと判別されたり、特定の動作モードとは異なる動作モードと判別されたりすることがある。このように判別されると、特定の動作モードとは異なる動作モードに応じたアシスト制御が実行されてしまい、オペレータの操作に対応したアシスト制御が行われず、ハイブリッド建設機械の操作性が悪化してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、操作性の悪化を抑制することが可能な建設機械及びコントローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、作動流体により駆動されるアクチュエータを有する建設機械であって、前記アクチュエータの運転状態を示す状態値を検出する状態値検出部と、前記状態値と判別条件値とを比較することで動作モードを判別するモード判別部と、前記モード判別部の比較結果に基づいて前記判別条件値を変更する条件値設定部と、を備え、前記条件値設定部は、前記状態値が前記判別条件値より低くなると前記判別条件値を上げ、前記状態値が前記判別条件値より高くなると前記判別条件値を下げるよう前記判別条件値を設定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ヒステリシスを設けて判別条件値を設定するので、状態値が変動を含むものであっても、動作モードの誤判別が抑制される。したがって、正しく判別された動作モードに基づいてオペレータの操作に対応した動作制御を実行することができる。これにより、建設機械の操作性の悪化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態によるハイブリッド建設機械の制御システムの概略構成図である。
【図２】ハイブリッド建設機械に搭載されるコントローラが実行する動作モード判別制御処理のフローチャートである。
【図３】判別圧力値の設定の仕方について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態によるハイブリッド建設機械を説明する。
【００１１】
まず、図１を参照して、ハイブリッド建設機械の制御システム１００について説明する。
【００１２】
本実施形態によるハイブリット建設機械は、例えば油圧ショベルである。ハイブリッド建設機械の制御システム１００は、エンジン７３の動力により駆動される第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２を備える。第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２は、斜板の傾転角に応じて容量を調整可能な可変容量型ポンプである。
【００１３】
第１メインポンプ７１から吐出される作動油（作動流体）は、上流側から順に、旋回モータ８０を制御する制御弁１、アームシリンダ（図示省略）を制御するアーム一速用の制御弁２、ブームシリンダ９０を制御するブーム二速用の制御弁３、予備用アタッチメント（図示省略）を制御する制御弁４、及び左走行用の左側モータ（図示省略）を制御する制御弁５に供給される。各制御弁１〜５は、第１メインポンプ７１から各アクチュエータへ導かれる作動油の流量を調整して、各アクチュエータの動作を制御する。各制御弁１〜５は、ハイブリッド建設機械のオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。
【００１４】
各制御弁１〜５は、互いに並列な中立流路６とパラレル通路７とを通じて、第１メインポンプ７１に接続される。中立流路６における制御弁５の下流側には、第１パイロット圧を生成するための絞り８が設けられる。絞り８は、通過する作動油の流量が多ければ上流側に高い第１パイロット圧を生成し、通過する流量が少なければ上流側に低い第１パイロット圧を生成する。
【００１５】
中立流路６は、制御弁１〜５の全てが中立位置又は中立位置近傍にある場合に、第１メインポンプ７１から吐出された作動油の全部又は一部をタンク７４（貯留部）に導く。この時、絞り８を通過する作動油の流量は多く、高い第１パイロット圧が生成される。
【００１６】
一方、制御弁１〜５がフルストロークに切り換えられると、中立流路６が閉ざされ、絞り８を通過する作動油がほとんどなくなり、第１パイロット圧はほぼゼロとなる。
【００１７】
但し、制御弁１〜５の操作量によっては、第１メインポンプ７１から吐出された作動油の一部がアクチュエータに導かれ、残りが中立流路６からタンク７４に導かれることになる。このような場合には、絞り８は中立流路６を流れる流量に応じた第１パイロット圧を生成する。
【００１８】
制御弁５と絞り８の間の中立流路６にはパイロット流路９が接続され、パイロット流路９には絞り８の上流側に生成される第１パイロット圧が導かれる。パイロット流路９には、レギュレータ１０と、パイロット流路９内の第１パイロット圧を検出する第１圧力センサ１１と、が設けられる。
【００１９】
レギュレータ１０は、パイロット流路９の第１パイロット圧と逆比例して第１メインポンプ７１の斜板の傾転角を制御し、第１メインポンプ７１の一回転当たりの押し除け量を制御する。したがって、制御弁１〜５がフルストロークに切り換えられて、パイロット流路９の第１パイロット圧がゼロになると、第１メインポンプ７１の斜板の傾転角が最大になり、一回転当たりの押し除け量が最大になる。
【００２０】
第２メインポンプ７２から吐出される作動油は、上流側から順に、右走行用の右側モータ（図示省略）を制御する制御弁１２、バケットシリンダ（図示省略）を制御する制御弁１３、ブームシリンダ９０を制御するブーム一速用の制御弁１４、及びアームシリンダ（図示省略）を制御するアーム二速用の制御弁１５に供給される。各制御弁１２〜１５は、第２メインポンプ７２から各アクチュエータへ導かれる作動油の流量を調整して、各アクチュエータの動作を制御する。各制御弁１２〜１５は、ハイブリッド建設機械のオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。
【００２１】
各制御弁１２〜１５は、中立流路１６を通じて第２メインポンプ７２に接続されている。また、制御弁１３及び制御弁１４は、中立流路１６と並列なパラレル通路１７を通じて第２メインポンプ７２に接続されている。中立流路１６における制御弁１５の下流側には、第２パイロット圧を生成するための絞り１８が設けられる。絞り１８は、第１メインポンプ７１側の絞り８と同じ機能を有するものである。
【００２２】
制御弁１５と絞り１８の間の中立流路１６にはパイロット流路１９が接続され、パイロット流路１９には絞り１８の上流側に生成される第２パイロット圧が導かれる。パイロット流路１９には、レギュレータ２０と、パイロット流路１９内の第２パイロット圧を検出する第２圧力センサ２１と、が設けられる。
【００２３】
レギュレータ２０は、パイロット流路１９の第２パイロット圧と逆比例して第２メインポンプ７２の斜板の傾転角を制御し、第２メインポンプ７２の一回転当たりの押し除け量を制御する。したがって、制御弁１２〜１５がフルストロークに切り換えられて、パイロット流路１９の第２パイロット圧がゼロになると、第２メインポンプ７２の斜板の傾転角が最大になり、一回転当たりの押し除け量が最大になる。
【００２４】
次に、旋回モータ８０について説明する。
【００２５】
旋回モータ８０は、ハイブリッド建設機械の上部に設けられるオペレータ搭乗部を旋回させる油圧モータであって、旋回回路８１に設置される。旋回回路８１は、制御弁１に接続される一対の給排通路３３，３４と、給排通路３３，３４のそれぞれに接続され、設定圧力で開弁するリリーフ弁３５，３６と、を備える。
【００２６】
制御弁１が中立位置に設定されている場合には、制御弁１のアクチュエータポートが閉じられるため、旋回モータ８０に対する作動油の給排が遮断される。これにより、旋回モータ８０は停止状態に保たれる。
【００２７】
制御弁１がモータ正転位置に切り換わると、給排通路３３が第１メインポンプ７１に接続され、給排通路３４がタンク７４に接続される。これにより、給排通路３３を通じて作動油が供給されて旋回モータ８０が正回転するとともに、旋回モータ８０からの戻り作動油が給排通路３４を通じてタンク７４に排出される。
【００２８】
一方、制御弁１がモータ逆転位置に切り換わると、給排通路３４が第１メインポンプ７１に接続され、給排通路３３がタンク７４に接続される。これにより、給排通路３４を通じて作動油が供給されて旋回モータ８０が逆回転するとともに、旋回モータ８０からの戻り作動油が給排通路３３を通じてタンク７４に排出される。
【００２９】
旋回モータ８０の回転時に、給排通路３３，３４の旋回圧力がリリーフ弁３５，３６の設定圧力に達した場合には、リリーフ弁３５，３６が開弁して高圧側通路の作動油が低圧側通路に導かれる。
【００３０】
さらに、旋回モータ８０の回転中に制御弁１が中立位置に切り換わると、制御弁１のアクチュエータポートが閉じられ、旋回回路８１は閉回路となる。このように閉回路となっても、旋回モータ８０は慣性エネルギで回転し続ける。この時、制御弁１のアクチュエータポートが閉じられる前に低圧であった一方の給排通路３３，３４の圧力が上昇し、高圧であった他方の給排通路３３，３４の圧力が下降し、旋回モータ８０にブレーキ力が作用する。給排通路３３，３４のブレーキ圧力がリリーフ弁３５，３６の設定圧力に達した場合には、リリーフ弁３５，３６が開弁し、高圧側通路の作動油が低圧側通路に導かれる。
【００３１】
なお、ブレーキ動作時に旋回モータ８０の吸込流量が不足した場合には、作動油を貯留するタンク７４から給排通路３３，３４への作動油の流れのみを許容するチェック弁８２，８３を通じて、タンク７４の作動油が旋回モータ８０に供給される。
【００３２】
次に、ブームシリンダ９０について説明する。
【００３３】
ブームシリンダ９０の動作は、制御弁１４によって制御される。ブーム二速用の制御弁３は、制御弁１４と連動して切り換わる。
【００３４】
制御弁１４が図１の中立位置から右側位置に切り換わると、第２メインポンプ７２から吐出された作動油が給排通路２２を通じてブームシリンダ９０のピストン側室９１に供給されるとともに、ロッド側室９２からの戻り作動油が給排通路２３を通じてタンク７４に排出される。これにより、ブームシリンダ９０は伸長する。
【００３５】
制御弁１４が図１の中立位置から左側位置に切り換わると、第２メインポンプ７２から吐出された作動油が給排通路２３を通じてロッド側室９２に供給されるとともに、ピストン側室９１からの戻り作動油が給排通路２２を通じてタンク７４に排出される。これにより、ブームシリンダ９０は収縮する。
【００３６】
なお、制御弁１４が中立位置となっている場合には、ブームシリンダ９０に対する作動油の給排が遮断され、ブームシリンダ９０は停止状態に保たれる。制御弁１４を中立位置に切り換えブームの動きを止めた場合、バケット、アーム、及びブーム等の自重によって、ブームシリンダ９０には収縮する方向の力が作用する。したがって、ブームシリンダ９０のピストン側室９１は負荷を保持する負荷側圧力室として機能する。
【００３７】
ハイブリッド建設機械の制御システム１００は、旋回回路８１及びブームシリンダ９０からの作動油のエネルギを回収し、エネルギ回生を行うように構成されている。
【００３８】
まず、旋回回路８１からの作動油を利用した回生システムについて説明する。
【００３９】
旋回モータ８０に接続される給排通路３３，３４には、それぞれ分岐通路８４，８５が接続される。分岐通路８４，８５は合流して、旋回回路８１からの作動油を回生モータ７５に導くための旋回回生通路３９に接続される。分岐通路８４には給排通路３３から旋回回生通路３９への作動油の流れのみを許容するチェック弁３７が設けられ、分岐通路８５には給排通路３４から旋回回生通路３９への作動油の流れのみを許容するチェック弁３８が設けられる。旋回回生通路３９は、合流回生通路２５を通じて回生モータ７５に接続される。
【００４０】
回生モータ７５は、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型の油圧モータである。回生モータ７５は、発電機としても機能する電動モータ７７と同軸回転するように連結されている。電動モータ７７を発電機として機能させる場合には、電動モータ７７で発電された電力はインバータ７８を介してバッテリ７９に充電される。回生モータ７５と電動モータ７７とは、直接連結してもよいし、減速機を介して連結してもよい。
【００４１】
旋回回生通路３９には、上流側から、圧力センサ４０、第１回生制御弁４１、及び減圧弁４２が設けられる。
【００４２】
圧力センサ４０は、第１回生制御弁４１とチェック弁３７，３８との間の旋回回生通路３９に設置される。圧力センサ４０は、旋回回路８１内の作動油の圧力を検出する。第１回生制御弁４１は、圧力センサ４０によって検出された圧力に応じて、旋回回生通路３９を開閉する電磁弁である。
【００４３】
減圧弁４２は、第１回生制御弁４１の下流側の旋回回生通路３９に設置されている。減圧弁４２は、入口と出口の差圧が一定値となるように動作する弁部材である。減圧弁４２は、第１回生制御弁４１が故障した場合等に、給排通路３３，３４の圧力を維持して、旋回モータ８０が逸走するのを防止する。
【００４４】
ハイブリッド建設機械の制御システム１００では、所定の旋回回生条件成立時に第１回生制御弁４１が開弁され、旋回回路８１からの作動油が旋回回生通路３９及び合流回生通路２５を通じて回生モータ７５に導かれる。これにより、回生モータ７５の回転軸と同期して電動モータ７７の回転軸が回転するので、電動モータ７７によって発電でき、バッテリ７９を充電することができる。
【００４５】
次に、ブームシリンダ９０のピストン側室９１からの作動油を利用した回生システムについて説明する。
【００４６】
ブームシリンダ９０のピストン側室９１と制御弁１４とを接続する給排通路２２、及びピストン側室９１からの作動油を回生モータ７５に導くためのシリンダ回生通路２６には、作動油の流れを切り換える第２回生制御弁２４が設けられる。
【００４７】
第２回生制御弁２４は、通常は図示のようにノーマル位置を保ち、所定のシリンダ回生条件成立時に回生位置に切り換わるように構成されている。なお、第２回生制御弁２４よりも下流のシリンダ回生通路２６には、ブームシリンダ９０のピストン側室９１から回生モータ７５への作動油の流れのみを許容するチェック弁２７が設けられている。
【００４８】
第２回生制御弁２４がノーマル位置にある場合には、給排通路２２は連通状態となり、シリンダ回生通路２６は遮断状態となる。これにより、ブームシリンダ９０のピストン側室９１と制御弁１４との間で作動油の流れが許容される。
【００４９】
これに対して、第２回生制御弁２４が回生位置に切り換わると、給排通路２２及びシリンダ回生通路２６の両通路が連通状態となる。第２回生制御弁２４はブームシリンダ９０の収縮時に回生位置に切り換わるものであり、ブームシリンダ９０のピストン側室９１からの戻り作動油は給排通路２２及びシリンダ回生通路２６に分配される。給排通路２２を通過する作動油の流量及びシリンダ回生通路２６を通過する作動油の流量は、第２回生制御弁２４の切り換え量に応じて調整される。
【００５０】
ハイブリッド建設機械の制御システム１００では、所定のシリンダ回生条件成立時に第２回生制御弁２４が回生位置に切り換えられ、ブームシリンダ９０のピストン側室９１からの作動油がシリンダ回生通路２６及び合流回生通路２５を通じて回生モータ７５に導かれる。これにより、回生モータ７５の回転軸と同期して電動モータ７７の回転軸が回転するので、電動モータ７７によって発電でき、バッテリ７９を充電することができる。
【００５１】
ハイブリッド建設機械の制御システム１００は、サブポンプ７６を用いて、第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２の出力をアシストするように構成されている。このサブポンプ７６によるアシスト制御について説明する。
【００５２】
サブポンプ７６は、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型ポンプである。サブポンプ７６は、回生モータ７５及び電動モータ７７と同軸回転するように連結されている。サブポンプ７６は、基本的に電動モータ７７の駆動力に基づいて回転する。電動モータ７７の回転数は、インバータ７８を介してコントローラ６０によって制御される。また、サブポンプ７６及び回生モータ７５の斜板の傾転角は、傾転角制御器７６Ａ，７５Ａを介してコントローラ６０によって制御される。
【００５３】
サブポンプ７６には、吐出通路５０が接続されている。吐出通路５０は、第１メインポンプ７１の吐出側の中立流路６に合流する第１アシスト通路５１と、第２メインポンプ７２の吐出側の中立流路１６に合流する第２アシスト通路５２とに分岐するように構成されている。
【００５４】
第１アシスト通路５１にはコントローラ６０により開閉制御される電磁式の第１開閉制御弁５３が設けられ、第２アシスト通路５２にはコントローラ６０により開閉制御される電磁式の第２開閉制御弁５４が設けられる。第１開閉制御弁５３よりも下流の第１アシスト通路５１にはサブポンプ７６から第１メインポンプ７１側への作動油の流れのみを許容するチェック弁５５が設けられ、第２開閉制御弁５４よりも下流の第２アシスト通路５２にはサブポンプ７６から第２メインポンプ７２側への作動油の流れのみを許容するチェック弁５６が設けられる。
【００５５】
アシスト制御時には、第１開閉制御弁５３及び第２開閉制御弁５４が必要に応じて開弁され、電動モータ７７によりサブポンプ７６が駆動される。これにより、サブポンプ７６から吐出された作動油を、第１，第２アシスト通路５１，５２を通じて第１，第２メインポンプ７１，７２の吐出側に供給することができ、第１，第２メインポンプ７１，７２の出力をアシストすることが可能となる。
【００５６】
上記したハイブリッド建設機械の制御システム１００は、システム全体を制御及び管理するコントローラ６０を備えている。コントローラ６０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成されている。
【００５７】
コントローラ６０は、第１，第２圧力センサ１１，２１によって検出される第１，第２パイロット圧に基づいてハイブリッド建設機械の動作モードを判別し、動作モードに対応したアシスト制御を実行するように構成されている。
【００５８】
動作モードには、旋回モータ８０によってオペレータ搭乗部を旋回する旋回モード、バケットシリンダによってバケットを操作するバケット操作モード、アームシリンダによってアームを操作するアーム操作モード、ブームシリンダ９０によってブームを操作するブーム操作モード、左右の走行用モータによって走行する走行モード等が含まれる。
【００５９】
図２を参照して、ハイブリッド建設機械のコントローラ６０が実行する動作モード判別制御処理について説明する。動作モード判別制御処理は、ハイブリッド建設機械の運転中に、所定制御周期にて繰り返し実行される。
【００６０】
ステップ１０１（Ｓ１０１）では、コントローラ６０は、第１圧力センサ１１によって検出される第１パイロット圧、及び第２圧力センサ２１によって検出される第２パイロット圧を取得する。これら第１パイロット圧及び第２パイロット圧は、建設機械のアクチュエータの運転状態を示す状態値である。このように、コントローラ６０は、状態値を検出する状態値検出部を含んでいる。
【００６１】
Ｓ１０２では、コントローラ６０は、第１パイロット圧が第１判別圧力値Ｐ１（判別条件値）より小さく、且つ第２パイロット圧が第２判別圧力値Ｐ２（判別条件値）よりも大きいか否かを判定する。第１判別圧力値Ｐ１には初期値として１．５ＭＰａが設定されており、第２判別圧力値Ｐ２には初期値として１．０ＭＰａが設定されている。
【００６２】
コントローラ６０は、第１パイロット圧が第１判別圧力値Ｐ１より小さく、且つ第２パイロット圧が第２判別圧力値Ｐ２よりも大きい場合にＳ１０３の処理を実行し、それ以外の場合にＳ１０６の処理を実行する。
【００６３】
第１パイロット圧が第１判別圧力値Ｐ１より小さく、且つ第２パイロット圧が第２判別圧力値Ｐ２よりも大きい場合、コントローラ６０は、Ｓ１０３において現在の動作モードが旋回モード等、第１メインポンプ７１によってアクチュエータが駆動されるモード（ＭＯＤＥ１）であると判別する。このように、コントローラ６０は、第１パイロット圧及び第２パイロット圧と、予め設定された第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２とを比較することで、動作モードがＭＯＤＥ１（特定動作モード）であるかそれ以外であるかを判別するモード判別部を含んでいる。
【００６４】
Ｓ１０４では、コントローラ６０は、第１判別圧力値Ｐ１を初期値である１．５ＭＰａから第１補正条件値である１．６ＭＰａに変更し、第２判別圧力値Ｐ２を初期値である１．０ＭＰａから第２補正条件値である０．９ＭＰａに変更する。第１判別圧力値Ｐ１を初期値よりも大きく設定し、第２判別圧力値Ｐ２を初期値よりも小さく設定することで、動作モードがＭＯＤＥ１であると判別された後には、ＭＯＤＥ１以外の動作モードであると判別されにくくなる。このように、コントローラ６０は、動作モードがＭＯＤＥ１以外の動作モードであると判別されにくくなるように定められた補正条件値を第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２として設定する条件値設定部を含んでいる。つまり、コントローラ６０（条件値設定部）は、ヒステリシスを設けて第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２を設定する。
【００６５】
Ｓ１０５では、コントローラ６０は、第１メインポンプ７１の出力をサブポンプ７６によってアシストするため、第１開閉制御弁５３を開弁制御するとともに第２開閉制御弁５４を閉弁制御する。これにより、サブポンプ７６から吐出された作動油が第１アシスト通路５１を通じて第１メインポンプ７１の吐出側に供給され、第１メインポンプ７１の出力がアシストされる。
【００６６】
Ｓ１０２において、第１パイロット圧が第１判別圧力値Ｐ１以上、又は第２パイロット圧が第２判別圧力値Ｐ２以下と判定された場合には、コントローラ６０はＳ１０６の処理を実行する。
【００６７】
Ｓ１０６では、コントローラ６０は、第１パイロット圧が１．０ＭＰａ以上で、且つ第２パイロット圧が１．０ＭＰａ以下であるか否かを判定する。コントローラ６０は、第１パイロット圧が１．０ＭＰａ以上で、且つ第２パイロット圧が１．０ＭＰａ以下である場合にはＳ１０７の処理を実行し、それ以外の場合にはＳ１１０の処理を実行する。
【００６８】
Ｓ１０７では、コントローラ６０は、現在の動作モードがバケット操作モード等、第２メインポンプ７２によってアクチュエータが駆動されるモード（ＭＯＤＥ２）であると判別する。
【００６９】
Ｓ１０７処理後のＳ１０８では、コントローラ６０は、第１判別圧力値Ｐ１を初期値である１．５ＭＰａに変更し、第２判別圧力値Ｐ２を初期値である１．０ＭＰａに変更する。このように、コントローラ６０は、第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２を初期値に戻す条件値設定部を含んでいる。
【００７０】
Ｓ１０９では、コントローラ６０は、第２メインポンプ７２の出力をサブポンプ７６によってアシストするため、第１開閉制御弁５３を閉弁制御するとともに第２開閉制御弁５４を開弁制御する。これにより、サブポンプ７６から吐出された作動油が第２アシスト通路５２を通じて第２メインポンプ７２の吐出側に供給され、第２メインポンプ７２の出力がアシストされる。
【００７１】
Ｓ１０６において、第１パイロット圧が１．０ＭＰａより小さい、又は第２パイロット圧が１．０ＭＰａより大きいと判定された場合には、コントローラ６０はＳ１１０の処理を実行する。
【００７２】
Ｓ１１０では、コントローラ６０は、現在の動作モードが走行モード等、第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２によって複数のアクチュエータが駆動されるモード（ＭＯＤＥ３）であると判別する。
【００７３】
Ｓ１１０処理後のＳ１１１では、コントローラ６０は、第１判別圧力値Ｐ１を初期値である１．５ＭＰａに変更し、第２判別圧力値Ｐ２を初期値である１．０ＭＰａに変更する。Ｓ１１１の処理は、Ｓ１０８の処理と同じである。
【００７４】
Ｓ１１２では、コントローラ６０は、第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２の出力をサブポンプ７６によってアシストするため、第１開閉制御弁５３を開弁制御するとともに第２開閉制御弁５４を開弁制御する。これにより、サブポンプ７６から吐出された作動油が、第１アシスト通路５１及び第２アシスト通路５２を通じて、第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２の吐出側に供給され、第１メインポンプ７１及び第２メインポンプ７２の出力がアシストされる。
【００７５】
上記コントローラ６０が実行する動作モード判別制御処理による作用、効果について説明する。
【００７６】
ここで、オペレータによる旋回操作の指示により旋回モードに設定され、第１パイロット圧が０．５ＭＰａとなり、第２パイロット圧が１．０５ＭＰａとなった場合を想定する。
【００７７】
第１パイロット圧が０．５ＭＰａであり、第２パイロット圧が１．０５ＭＰａであるから、Ｓ１０１〜Ｓ１０３において、コントローラ６０はハイブリッド建設機械の動作モードがＭＯＤＥ１であると判別する。その後、コントローラ６０は、Ｓ１０４で第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２を第１補正条件値及び第２補正条件値に変更し、Ｓ１０５で第１メインポンプ７１の出力をアシストするように第１開閉制御弁５３を開弁する。
【００７８】
旋回操作が継続している場合であっても、検出される第１パイロット圧及び第２パイロット圧は、常に一定値ではなく、オペレータによる操作レバー制御の振れ等に起因してある程度の範囲で変動している。予めの実験により、第１パイロット圧及び第２パイロット圧は、中心値に対して±０．１ＭＰａ程度で変動することが判明している。したがって、第１パイロット圧の中心値が０．５ＭＰａである場合には第１パイロット圧は０．５±０．１ＭＰａで検出され、第２パイロット圧の中心値が１．０５ＭＰａである場合には第２パイロット圧は１．０５±０．１ＭＰａで検出される。
【００７９】
所定の制御周期後に再び動作モード判別制御処理が実行された時に、上記した圧力変動の影響により、第１パイロット圧が０．４ＭＰａ及び第２パイロット圧が０．９５ＭＰａになっているとする。そうすると、Ｓ１０２において、コントローラ６０は、圧力変動の影響を受けた第１パイロット圧及び第２パイロット圧に基づいて動作モードを判別することとなる。
【００８０】
仮にＳ１０２の第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２が初期値のままであったとすると、第１パイロット圧が０．４ＭＰａ及び第２パイロット圧が０．９５ＭＰａである場合には、コントローラ６０は、実際の動作モードがＭＯＤＥ１のまま継続しているにもかかわらず、Ｓ１０２及びＳ１０６の処理を経てＭＯＤＥ３であると誤判別してしまう。
【００８１】
しかしながら、本実施形態では、前回の動作モード判別制御処理においてＭＯＤＥ１と判別した時に、第１判別圧力値Ｐ１を１．５ＭＰａ（初期値：第１閾値）から１．６ＭＰａ（第１補正条件値：第２閾値）に緩和し、第２判別圧力値Ｐ２を１．０ＭＰａ（初期値：第２閾値）から０．９ＭＰａ（第２補正条件値：第１閾値）に緩和しているので、ＭＯＤＥ１以外の動作モードが判別されにくい状態となっている。そのため、旋回操作継続中において、圧力変動の影響により第１パイロット圧が０．４ＭＰａ及び第２パイロット圧が０．９ＭＰａになっていても、コントローラ６０は、現在の動作モードがＭＯＤＥ１であると正しく判別することができる。
【００８２】
本実施形態によるハイブリッド建設機械によれば、動作モードが一旦ＭＯＤＥ１と判別された後には、ヒステリシスを設けて第１判別圧力値Ｐ１及び第１判別圧力値Ｐ１が設定されるので、第１パイロット圧及び第２パイロット圧の圧力変動に起因する動作モードの誤判別が抑制される。したがって、実際の動作モードとは異なるモードとして判別されることがなく、正しく判別された動作モードに基づいてオペレータの操作に対応したアシスト制御を実行することができる。これにより、ハイブリッド建設機械の操作性の悪化を抑制することが可能となる。
【００８３】
また、本実施形態のハイブリッド建設機械では、動作モードがＭＯＤＥ１と判別され、第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２に第１補正条件値及び第２補正条件値が設定された後に、オペレータの操作に基づいて動作モードが変更され、動作モードがＭＯＤＥ２又はＭＯＤＥ３と判別されると、第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２は初期値に戻される。このように第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２を初期値に戻すことで、動作モードがＭＯＤＥ１以外の動作モードであると判別されにくくなる状態が継続してしまうことを防止できる。
【００８４】
なお、第１判別圧力値Ｐ１の第１補正条件値は第１判別圧力値Ｐ１の初期値よりも大きく設定され、第２判別圧力値Ｐ２の第２補正条件値は第２判別圧力値Ｐ２の初期値よりも小さく設定される。第１補正条件値及び第２補正条件値、より具体的には第１判別圧力値Ｐ１の初期値と第１補正条件値の差及び第２判別圧力値Ｐ２の初期値と第２補正条件値の差は、オペレータによる操作レバー制御の振れ等に起因して、第１パイロット圧及び第２パイロット圧に生じ得る圧力変動に基づいて定められた値である。このように第１判別圧力値Ｐ１及び第２判別圧力値Ｐ２を設定することで、ハイブリッド建設機械の操作性の悪化を効果的に抑制することができる。
【００８５】
図３を参照して、判別圧力値の設定の仕方についてさらに説明する。図３は、第１判別圧力値Ｐ１の設定に関する図である。図３において、Ｌ１は第１パイロット圧の測定値を示す波形であり、Ｌ２は第１パイロット圧の測定値から圧力変動成分を除去した波形である。
【００８６】
図３に示すように、第１パイロット圧が低下して、時刻ｔ１で動作モードがＭＯＤＥ３からＭＯＤＥ１に切り換わる場合、第１判別圧力値Ｐ１は１．５ＭＰａから１．６ＭＰａ（第１補正条件値）となる。この時、第１判別圧力値Ｐ１は、第１パイロット圧の圧力変動の半振幅Ａ以上ずらして設定される。このように設定することで、ＭＯＤＥ１に切り換わった直後に圧力変動が生じていても、その圧力変動が要因となって第１パイロット圧の測定値が補正後の第１判別圧力値Ｐ１（１．６ＭＰａ）を越えることがない。そのため、ＭＯＤＥ１から他の動作モードに切り換わってしまうことを抑制できる。
【００８７】
なお、動作モードがＭＯＤＥ１に切り換わった時には、第１判別圧力値Ｐ１を第１パイロット圧の圧力変動の振幅２Ａ以上ずらして設定することがより望ましい。圧力変動成分を除去した第１パイロット圧の値が、変更前後の第１判別圧力値Ｐ１の間にある時に、動作モードが切り換わってしまうことを抑制できる。
【００８８】
図３では第１判別圧力値Ｐ１の設定の仕方について説明したが、第２判別圧力値Ｐ２についても同様の手法により設定される。
【００８９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００９０】
本実施形態によるハイブリッド建設機械では、ハイブリッド建設機械のアクチュエータの運転状態を代表する状態値として第１パイロット圧及び第２パイロット圧を検出しているが、アクチュエータの運転状態を代表する状態値であればこれらパイロット圧以外の信号を検出してもよい。例えば、第１パイロット圧の代わりに絞り８と制御弁５の間の作動油の流量を検出し、第２パイロット圧の代わりに絞り１８と制御弁１５の間の作動油の流量を検出してもよい。
【００９１】
本実施形態によるハイブリッド建設機械では、判別された動作モードに応じてアシスト制御を実行するようにしたが、アシスト制御に代えて又はアシスト制御とともに、その他の制御を実行するようにしてもよい。
【００９２】
本実施形態によるハイブリッド建設機械では、第１パイロット圧及び第２パイロット圧に基づいてＭＯＤＥ１〜３を判別するようにしたが、第１パイロット圧及び第２パイロット圧に基づいて、ＭＯＤＥ１〜３以外の動作モード、例えば回生制御を実行する回生モード等を判別するようにしてもよい。
【００９３】
本実施形態によるハイブリッド建設機械では、ＭＯＤＥ１と判別された時に第１判別圧力値と第２判別圧力値の両方を補正するようにしたが、いずれか一方のみを補正するようにしてもよい。また、動作モードのための判別圧力値を３つ以上設けてもよい。多くの動作モードを設定することで、きめ細やかなアクチュエータの制御を行うことが可能となる。
【００９４】
また、本実施形態によるハイブリッド建設機械では、動作モードがＭＯＤＥ１と判別された時以外にも判別圧力値を変更してもよい。例えば、動作モードがＭＯＤＥ２と判別された時に、ＭＯＤＥ２の判別条件である判別圧力値を緩和するように変更してもよい。その場合、ＭＯＤＥ２の動作モードから他の動作モードに移行した時に、ＭＯＤＥ２の判別条件である判別圧力値を初期値に戻すようにする。これにより、ＭＯＤＥ１に加えて、ＭＯＤＥ２の場合においても、他の動作モードであると誤判別するのを抑制することができる。
【００９５】
さらに、本実施形態によるハイブリッド建設機械では、作動流体として作動油を使用しているが、作動油の代わりに水や水溶性代替液等を使用してもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１００  制御システム
６      中立流路
８      絞り
９      パイロット流路
１１    第１圧力センサ
１６    中立流路
１８    絞り
１９    パイロット流路
２１    第２圧力センサ
５０    吐出通路
５１    第１アシスト通路
５２    第２アシスト通路
５３    第１開閉制御弁
５４    第２開閉制御弁
６０    コントローラ
７１    第１メインポンプ
７２    第２メインポンプ
７４    タンク（貯留部）
７５    回生モータ
７６    サブポンプ
７７    電動モータ
【図１】
2014167217.tif 000003
【図２】
2014167217.tif 000004
【図３】
2014167217.tif 000005