(57)【要約】  ハイブリッド式建設機械において、制御部（６０）は動力分配部（６０−８）と出力条件算出部（６０−９）とを有する。出力条件算出部（６０−９）は、蓄電器（５８）の充電率に基づいて決定される蓄電器出力設定値と、エンジン（５０）の回転数に基づいて決定されるエンジン出力設定値と、油圧発生機が要求する動力を示す油圧負荷要求値と、電気駆動部が要求する電力を示す電気負荷要求値とを含む出力条件を算出する。動力分配部（６０−８）は、算出された出力条件に基づいて電気駆動部と油圧駆動部の出力値を決定する。
2009084673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力を油圧に変換し油圧駆動部に供給する油圧発生機と
前記エンジンに接続され、電動機及び発電機の両方として機能する電動発電機と、
該電動発電機に電力を供給して電動機として機能させる蓄電器と、
該蓄電器からの電力により駆動され、且つ回生電力を発生して前記蓄電器に供給する電気駆動部と、
前記電動発電機の動作を制御する制御部と
を有するハイブリッド式建設機械であって、
前記制御部は、前記エンジンと前記蓄電器との出力条件を算出する出力条件算出部と、該出力条件算出部で算出された出力条件に基づいて、前記電気駆動部と前記油圧駆動部の出力値を決定する動力分配部とを備えることを特徴とするハイブリッド式建設機械
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド式建設機械であって、
前記動力分配部は、前記蓄電器の充電率に基づいて決定される蓄電器出力設定値と、前記エンジンの回転数に基づいて決定されるエンジン出力設定値と、前記油圧発生機が要求する動力を示す油圧負荷要求値と、前記電気駆動部が要求する電力を示す電気負荷要求値と、に基づいて前記電動発電機の動作及び出力を制御するための出力指令を生成して出力することを特徴とするハイブリッド式建設機械。
【請求項３】
請求項１又は２記載のハイブリッド式建設機械であって、
前記動力分配部は、前記電気駆動部を力行運転する電力及び前記電気駆動部の回生運転により発生する回生電力を、前記エンジン及び前記蓄電器の出力限界値に基づいて決定することを特徴とするハイブリッド式建設機械。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のハイブリッド式建設機械であって、
前記動力分配部は、前記油圧駆動部に供給する出力を、前記エンジン及び前記蓄電器の出力限界値に基づいて決定することを特徴とするハイブリッド式建設機械。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のハイブリッド式建設機械であって、
前記蓄電器の出力指令は、前記エンジン、前記電気駆動部、及び前記蓄電器のそれぞれの出力に基づいて算出されたバッテリ要求限界値とバッテリ目標出力とを比較して決定されることを特徴とするハイブリッド式建設機械。
【請求項６】
請求項５記載のハイブリッド式建設機械であって、
前記電動発電機の出力は、前記蓄電器の出力指令と前記電気駆動部に供給する電力又は前記電気駆動部から出力される電力とを比較して決定されることを特徴とするハイブリッド式建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械に係り、特に２つの動力源を併用して効率的に作業を行うハイブリッド式建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の動力と電動機の動力を併用して効率的に動作するハイブリッド式の作業機械が開発され用いられるようになっている。ハイブリッド式の作業機械として、いわゆるパラレル方式の駆動形態をとるものが知られている。【０００３】
パラレル方式の駆動形態では、油圧ポンプと、発電機作用と電動機作用を行なう動力機とが、共通の動力源としての内燃機関（エンジン）にパラレルに接続される。油圧ポンプによって油圧アクチュエータが駆動されるとともに、動力機の発電機作用によって蓄電装置に充電が行われる。この蓄電装置からの電力により動力機を電動機として動作させてエンジンをアシストする。なお、動力機としては、一台で発電機作用と電動機作用の双方を行なう兼用機(発電機兼電動機)を用いる場合と、別々の発電機と電動機を併用する場合とがある。【０００４】
このようなハイブリッド式の作業機械によると、エンジンの負荷を軽減し、エンジンを高効率範囲で運転することによって省エネルギーを実現することができる。しかし、従来のハイブリッド式の作業機械は、以下のような問題を有している。【０００５】
リチウムイオン蓄電器等のバッテリ(二次電池)やキャパシタ(電気二重層コンデンサ)等の蓄電装置の充放電特性は、その充電量に依存しており、充電量が低くなるほど最大充電電力は大きく、最大放電電力は小さくなる。そこで、このような蓄電装置の充電量に関係なくエンジンと蓄電装置のパワー配分を決めているため、負荷状況によっては蓄電装置の充電量が少な過ぎる、あるいは多すぎる状態となる。この結果、蓄電装置の能力を有効に利用できないとともに、蓄電装置の劣化を招くことがある。【０００６】
このような問題を解決するために、蓄電装置の充電量に応じてエンジンと動力機のパワー配分を決め、蓄電装置の充電量を適正範囲に保つことができる作業機械の動力源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）この動力源装置では、油圧ポンプと発電機兼電動機とを共通の動力源としてのエンジンにパラレルに接続し、発電機兼電動機の発電機作用によって蓄電装置としてのバッテリを充電する。また、バッテリの放電力により発電機兼電動機を駆動して電動機作用を行なう。そして、アクチュエータ要求パワーと、バッテリ充電量が一定範囲内に保たれるようにバッテリ充電量に応じて設定されるバッテリの充電パワー及び放電パワーと、設定されたエンジンパワーとに基づいて、エンジンと発電機兼電動機のパワー配分を決定する。
【特許文献１】特開２００５−２３７１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１に開示された技術では、建設機械の構成部品が要求する電気負荷が考慮されていないため、電気負荷で発生させることのできる回生電力を有効に発生させることができない。また、駆動機構の一部を電動化してバッテリからの電力により駆動した場合、電動機の出力が考慮されていないため、バッテリの充電率（ＳＯＣ：State of Charge）を適正な範囲に維持することができなくなるおそれがある。さらに、エンジンの出力制限が設けられていないため、エンジンの負荷を適正に制御することができず、エンジンが過負荷になりエンストを起こして連続運転ができなくなるおそれがある。【０００８】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、動力源であるエンジンとバッテリとを適正な出力範囲で使用することのできるハイブリッド式建設機械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】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、エンジンの出力を油圧に変換し油圧駆動部に供給する油圧発生機と該エンジンに接続され、電動機及び発電機の両方として機能する電動発電機と、該電動発電機に電力を供給して電動機として機能させる蓄電器と、該蓄電器からの電力により駆動され、且つ回生電力を発生して該蓄電器に供給する電気駆動部と、該電動発電機の動作を制御する制御部とを有するハイブリッド式建設機械であって、該制御部は、該エンジンと該蓄電器との出力条件を算出する出力条件算出部と、該出力条件算出部で算出された出力条件に基づいて、該電気駆動部と該油圧駆動部の出力値を決定する動力分配部とを備えることを特徴とするハイブリッド式建設機械が提供される。【００１０】
本発明によるハイブリッド式建設機械において、該動力分配部は、該蓄電器の充電率に基づいて決定される蓄電器出力設定値と、該エンジンの回転数に基づいて決定されるエンジン出力設定値と、該油圧発生機が要求する動力を示す油圧負荷要求値と、該電気駆動部が要求する電力を示す電気負荷要求値と、に基づいて該電動発電機の動作及び出力を制御するための出力指令を生成して出力することとしてもよい。また、該動力分配部は、該電気駆動部を力行運転する電力及び前記電気駆動部の回生運転により発生する回生電力を、該エンジン及び該蓄電器の出力限界値に基づいて決定することとしてもよい。さらに、該動力分配部は、該油圧駆動部に供給する出力を、該エンジン及び該蓄電器の出力限界値に基づいて決定することとしてもよい。また、該蓄電器の出力指令は、該エンジン、該電気駆動部、及び該蓄電器のそれぞれの出力に基づいて算出されたバッテリ要求限界値とバッテリ目標出力とを比較して決定されることとしてもよい。また、該電動発電機の出力は、該蓄電器の出力指令と該電気駆動部に供給する電力又は該電気駆動部から出力される電力とを比較して決定されることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、出力条件に基づいて電動発電機の動作及び出力を制御することができるため、動力源であるエンジンと蓄電器とを適正な出力範囲で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ハイブリッド式パワーショベルの側面図である。
【図２】図１に示すパワーショベルの駆動系の構成を表すブロック図である。
【図３】図１に示すパワーショベルの動力系をモデル化して示す図である。
【図４】電力（動力）の移動の方向性を出力極性としてとらえた極性を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による制御を行うためのコントローラに含まれる制御部の機能ブロック図である。
【図６】図５に示す駆動制御部において行われる処理のフローチャートである。
【図７】図６に示すステップＳ４における処理のフローチャートである。
【図８】電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘの算出モデルを示す図である。
【図９】電気負荷出力下限値Ｐｅｌｃｍｉｎｅの算出モデルを示す図である。
【図１０】図６に示すステップＳ５の処理のフローチャートである。
【図１１】油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘの算出モデルを示す図である。
【図１２】図６に示すステップＳ６の処理のフローチャートである。
【図１３】バッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２の算出モデルを示す図である。
【図１４】バッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔの値をバッテリ充電率（ＳＯＣ）とバッテリ出力との関係を示すグラフ中に示す図である。
【図１５】バッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２の算出モデルを示す図である。
【図１６】バッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔの値をバッテリ充電率（ＳＯＣ）とバッテリ出力との関係を示すグラフ中に示す図である。
【図１７】バッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔの値をバッテリ充電率（ＳＯＣ）とバッテリ出力との関係を示すグラフ中に示す図である。
【図１８】図６に示すステップＳ７の処理のフローチャートである。
【図１９】アシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆの算出モデルを示す図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  下部走行体
１Ａ、１Ｂ  走行機構
２  旋回機構
３  上部旋回体
４  ブーム
５  アーム
６  バケット
７  ブームシリンダ
８  アームシリンダ
９  バケットシリンダ
１０  キャビン
１１  エンジン
１２  電動発電機
１３  減速機
１４  メインポンプ
１５  パイロットポンプ
１６  高圧油圧ライン
１７  コントロールバルブ
１８  インバータ
１９  バッテリ
２０  インバータ
２１  旋回用電動機
２３  メカニカルブレーキ
２４  旋回減速機
２５  パイロットライン
２６  操作装置
２６Ａ、２６Ｂ  レバー
２６Ｃ  ペダル
２７  油圧ライン
２８  油圧ライン
２９  圧力センサ
３０  コントローラ
３１  速度指令変換部
３２  駆動制御装置
４０  旋回駆動制御装置
５０  エンジン
５２  アシストモータ
５４  油圧負荷
５６  電気負荷
５８  バッテリ
６０  制御部
６０−１〜６０−７  ブロック
６０−８  ブロック（動力分配部）
６０−９  出力条件算出部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。【００１５】
まず、本発明が適用されるハイブリッド式建設機械の一例としてハイブリッド式パワーショベルについて説明する。【００１６】
図１はハイブリッド式パワーショベルの側面図である。パワーショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３からブーム４が延在し、ブーム４の先端にアーム５が接続される。さらに、アーム５の先端にバケット６が接続される。ブーム４、アーム５及びバケット６は、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。また、上部旋回体３には、キャビン１０及び動力源（図示せず）が搭載される。【００１７】
図２は、図１に示すパワーショベルの駆動系の構成を表すブロック図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は一点鎖線でそれぞれ示されている。【００１８】
機械式駆動部としてのエンジン１１と、アシスト駆動部としての電動発電機１２は、ともに増力機としての減速機１３の入力軸に接続されている。減速機１３の出力軸には、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続されている。メインポンプ１４には、高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続されている。【００１９】
コントロールバルブ１７は、油圧系の制御を行う制御装置である。コントロールバルブ１７には、下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（右用）及び１Ｂ（左用）、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９が高圧油圧ラインを介して接続される。【００２０】
電動発電機１２には、インバータ１８を介して蓄電器としてのバッテリ１９が接続されている。バッテリ１９には、インバータ２０を介して旋回用電動機２１が接続されている。旋回用電動機２１はパワーショベルにおける電気負荷である。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、及び旋回減速機２４が接続される。パイロットポンプ１５には、パイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。操作装置２６には、油圧ライン２７及び２８を介して、コントロールバルブ１７及びレバー操作検出部としての圧力センサ２９がそれぞれ接続される。圧力センサ２９には、電気系の駆動制御を行うコントローラ３０が接続されている。【００２１】
以上の構成を有するパワーショベルは、エンジン１１、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１を動力源とするハイブリッド型の建設機械である。これらの動力源は、図１に示す上部旋回体３に搭載される。以下、各部について説明する。【００２２】
エンジン１１は、例えば、ディーゼルエンジンで構成される内燃機関であり、その出力軸は減速機１３の一方の入力軸に接続される。エンジン１１は、建設機械の運転中は常時運転される。【００２３】
電動発電機１２は、力行運転及び回生運転の双方が可能な電動機であればよい。ここでは、電動発電機１２として、インバータ２０によって交流駆動される電動発電機を示す。この電動発電機１２は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたＩＰＭ(Interior Permanent Magnet)モータで構成することができる。電動発電機１２の回転軸は減速機１３の他方の入力軸に接続される。【００２４】
減速機１３は、２つの入力軸と１つの出力軸を有する。２つの入力軸には、エンジン１１の駆動軸と電動発電機１２の駆動軸がそれぞれ接続される。また、出力軸にはメインポンプ１４の駆動軸が接続される。エンジン１１の負荷が大きい場合には、電動発電機１２が力行運転を行い、電動発電機１２の駆動力が減速機１３の出力軸を経てメインポンプ１４に伝達される。これによりエンジン１１の駆動がアシストされる。一方、エンジン１１の負荷が小さい場合は、エンジン１１の駆動力が減速機１３を経て電動発電機１２に伝達されることにより、電動発電機１２が回生運転による発電を行う。電動発電機１２の力行運転と回生運転の切り替えは、コントローラ３０により、エンジン１１の負荷等に応じて行われる。【００２５】
メインポンプ１４は、コントロールバルブ１７に供給するための油圧を発生する油圧ポンプである。メインポンプ１４で発生した油圧は、コントロールバルブ１７を介して油圧負荷である油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の各々を駆動するために供給される。パイロットポンプ１５は、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生するポンプである。【００２６】
コントロールバルブ１７は、高圧油圧ラインを介して接続される下部走行体１用の油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の各々に供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御することにより、これらを油圧駆動制御する油圧制御装置である。【００２７】
インバータ１８は、上述の如く電動発電機１２とバッテリ１９との間に設けられ、コントローラ３０からの指令に基づき、電動発電機１２の運転制御を行う。これにより、インバータ１８が電動発電機１２の力行を運転制御している際には、必要な電力をバッテリ１９から電動発電機１２に供給する。また、電動発電機１２の回生を運転制御している際には、電動発電機１２により発電された電力をバッテリ１９に充電する。【００２８】
蓄電器であるバッテリ１９は、インバータ１８とインバータ２０との間に配設されている。これにより、電動発電機１２と旋回用電動機２１の少なくともどちらか一方が力行運転を行っている際には、力行運転に必要な電力を供給するとともに、また、少なくともどちらか一方が回生運転を行っている際には、回生運転によって発生した回生電力を電気エネルギーとして蓄積するための電源である。【００２９】
インバータ２０は、上述の如く旋回用電動機２１とバッテリ１９との間に設けられ、コントローラ３０からの指令に基づき、旋回用電動機２１に対して運転制御を行う。これにより、旋回用電動機２１が力行運転している際には、必要な電力がバッテリ１９から旋回用電動機２１に供給される。また、旋回用電動機２１が回生運転をしている際には、旋回用電動機２１により発電された電力がバッテリ１９に充電される。【００３０】
旋回用電動機２１は、力行運転及び回生運転の双方が可能な電動機であればよく、上部旋回体３の旋回機構２を駆動するために設けられている。力行運転の際には、旋回用電動機２１の回転駆動力の回転力が減速機２４にて増幅され、上部旋回体３は加減速制御されながら回転運動を行う。また、上部旋回体３の慣性回転により、減速機２４にて回転数が増大されて旋回用電動機２１に伝達され、回生電力を発生させることができる。ここでは、旋回用電動機２１として、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号によりインバータ２０によって交流駆動される電動機を示す。この旋回用電動機２１は、例えば、磁石埋込型のＩＰＭモータで構成することができる。これにより、より大きな誘導起電力を発生させることができるので、回生時に旋回用電動機２１にて発電される電力を増大させることができる。【００３１】
なお、バッテリ１９の充放電制御は、バッテリ１９の充電状態、電動発電機１２の運転状態（力行運転又は回生運転）、旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づき、コントローラ３０によって行われる。【００３２】
レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転位置及び回転角度を検出するセンサである。レゾルバ２２は、旋回用電動機２１と機械的に連結することで旋回用電動機２１の回転前の回転軸２１Ａの回転位置と、左回転又は右回転した後の回転位置との差を検出することにより、回転軸２１Ａの回転角度及び回転方向を検出する。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転角度を検出することにより、旋回機構２の回転角度及び回転方向が導出される。【００３３】
メカニカルブレーキ２３は、機械的な制動力を発生させる制動装置であり、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させる。このメカニカルブレーキ２３は、電磁式スイッチにより制動／解除が切り替えられる。この切り替えは、コントローラ３０によって行われる。【００３４】
旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転速度を減速して旋回機構２に機械的に伝達する減速機である。これにより、力行運転の際には、旋回用電動機２１の回転力を増力させ、より大きな回転力として旋回体へ伝達することができる。これとは逆に、回生運転の際には、旋回体で発生した回転数を増加させ、より多くの回転動作を旋回用電動機２１に発生させることができる。【００３５】
旋回機構２は、旋回用電動機２１のメカニカルブレーキ２３が解除された状態で旋回可能となり、これにより、上部旋回体３が左方向又は右方向に旋回される。【００３６】
操作装置２６は、パワーショベルの運転者が、旋回用電動機２１、下部走行体１、ブーム４、アーム５、及びバケット６を操作するための入力装置であり、レバー２６Ａ及び２６Ｂとペダル２６Ｃを含む。レバー２６Ａは、旋回用電動機２１及びアーム５を操作するためのレバーであり、上部旋回体３の運転席近傍に設けられる。レバー２６Ｂは、ブーム４及びバケット６を操作するためのレバーであり、運転席近傍に設けられる。また、ペダル２６Ｃは、下部走行体１を操作するための一対のペダルであり、運転席の足下に設けられる。【００３７】
操作装置２６は、パイロットライン２５を通じて供給される油圧（１次側の油圧）を運転者の操作量に応じた油圧（２次側の油圧）に変換して出力する。操作装置２６から出力される２次側の油圧は、油圧ライン２７を通じてコントロールバルブ１７に供給されるとともに、圧力センサ２９によって検出される。【００３８】
レバー２６Ａ及び２６Ｂとペダル２６Ｃの各々が操作されると、油圧ライン２７を通じてコントロールバルブ１７が駆動され、これにより、油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９内の油圧が制御されることによって、下部走行体１、ブーム４、アーム５、及びバケット６が駆動される。【００３９】
なお、油圧ライン２７は、油圧モータ１Ａ及び１Ｂを操作するために１本ずつ（すなわち合計２本）、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９をそれぞれ操作するために２本ずつ（すなわち合計６本）設けられるため、実際には全部で８本あるが、説明の便宜上、１本にまとめて表す。【００４０】
レバー操作検出部としての圧力センサ２９では、レバー２６Ａの操作による、油圧ライン２８内の油圧の変化が圧力センサ２９で検出される。圧力センサ２９は、油圧ライン２８内の油圧を表す電気信号を出力する。この電気信号は、コントローラ３０に入力される。これにより、レバー２６Ａの操作量を的確に把握することができる。また、本実施の形態では、レバー操作検出部として圧力センサを用いたが、レバー２６Ａの操作量をそのまま電気信号で読み取るセンサを用いてもよい。【００４１】
コントローラ３０は、パワーショベルの駆動制御を行う制御装置であり、速度指令変換部３１、駆動制御装置３２、及び旋回駆動制御装置４０を含む。コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。速度指令変換部３１、駆動制御装置３２、及び旋回駆動制御装置４０は、コントローラ３０のＣＰＵが内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される。【００４２】
速度指令変換部３１は、圧力センサ２９から入力される信号を速度指令に変換する演算処理部である。これにより、レバー２６Ａの操作量は、旋回用電動機２１を回転駆動させるための速度指令（rad/s）に変換される。この速度指令は、駆動制御装置３２及び旋回駆動制御装置４０に入力される。【００４３】
次に、本発明の一実施形態によるハイブリッド式建設機械の駆動制御について、上述のパワーショベルの駆動制御を例にとって説明する。【００４４】
図３は上述のパワーショベルの動力系をモデル化して示す図である。図３のモデル図において、エンジン５０は上述のエンジン１１に相当し、アシストモータ５２は電動機及び発電機の両方の機能を有する電動発電機１２に相当する。油圧負荷５４は油圧により駆動される構成部品に相当し、上述のブームシリンダ７、アームシリンダ８、パケットシリンダ９、油圧モータ１Ａ，１Ｂを含む。ただし、油圧を発生させるための負荷として考えた場合、油圧負荷５４は、油圧を発生させる油圧ポンプとしてのメインポンプ１４に相当する。電気負荷５６は電動モータや電動アクチュエータ等のように電力で駆動される構成部品に相当し、上述の旋回用電動機２１を含む。バッテリ５８は蓄電器であり、上述のバッテリ１９に相当する。本実施形態ではバッテリ５８としてキャパシタ(電気二重層コンデンサ)を用いることとする。【００４５】
油圧負荷５４には、油圧を発生する油圧ポンプ（上述のメインポンプ１４）で発生した油圧が供給される。エンジン５０はこの油圧ポンプに動力を供給して駆動する。すなわち、エンジン５０が発生した動力は油圧ポンプにより油圧に変換されて油圧負荷５４に供給される。【００４６】
一方、油圧ポンプにはアシストモータ５２も接続されており、アシストモータ５２で発生した動力を油圧ポンプに供給して駆動することができる。すなわち、アシストモータ５２に供給された電力はアシストモータ５２により動力に変換され、その動力が油圧モータにより油圧に変換されて油圧負荷５４に供給される。この際、アシストモータは電動機として動作する。【００４７】
電気負荷５６にはバッテリ５８から電力が供給され駆動される。電気負荷５６が駆動されている場合を力行運転と称する。電気負荷５６は、例えば電動機兼発電機にように回生電力を発生することができるもので、発生した回生電力はバッテリ５８に供給されて蓄積されるか、あるいはアシストモータ５２に供給されてアシストモータ５２を駆動する電力となる。【００４８】
バッテリ５８は、上述のように電気負荷５６からの回生電力により充電される。また、アシストモータ５２がエンジン５０からの動力を受けて発電機として機能した場合、アシストモータ５２が発生した電力をバッテリ５８に供給して充電することもできる。アシストモータ５２が発生した電力は、電気負荷５６に直接供給して電気負荷５６を駆動することもできる。【００４９】
以上のような構成において、電力に関連する部分を見ると、電力（動力）の移動に方向性があることがわかる。この方向性を出力極性としてとらえると、図４に示すうような極性となる。【００５０】
アシストモータ５２に関して見ると、エンジン５０をアシストして油圧を発生させて動力を油圧負荷５４に供給する場合は、電力を動力として出力することとなる。このときのアシストモータ５２の出力極性を（＋）とする。一方、エンジン５０の駆動力でアシストモータ５２を駆動して発電する場合は、アシストモータ５２に動力が入力されることとなる。したがって、このときのアシストモータ５２の出力極性は（−）となる。【００５１】
バッテリ５８に関して見ると、放電して電気負荷５６又はアシストモータ５２を駆動する場合は、出力極性を（＋）とする。一方、電気負荷５６から回生電力、あるいはアシストモータ５２の発電による電力が供給されて充電される場合がある。このときのバッテリ５８の出力極性は（−）となる。【００５２】
電気負荷５６に関して見ると、電力が供給されて駆動されている場合、すなわち力行運転している場合の出力極性を（＋）とすると、回生電力を発生しているときの出力極性は（−）となる。【００５３】
以上のように、ハイブリッド式パワーショベルにおいては、電力に関連する構成部品である、アシストモータ５２及び電気負荷５６の運転状態及びバッテリ５８の充電状態を考慮してそれらの出力極性を適宜調整することで、運転条件を決定する必要がある。特に、バッテリ５８が常時適度に充電されるような状態になるように、アシストモータ５２の出力極性を調整しながら、油圧負荷５４への出力と電気負荷５６への出力の配分を制御することが重要である。【００５４】
ここで、制御に関する入力は以下の４つの変数となる。【００５５】
１）エンジン実回転数Ｎａｃｔ
エンジン実回転数Ｎａｃｔは、エンジン５０の実際の回転数を示す変数である。エンジン５０はパワーショベルの運転時には常に駆動されており、エンジン実回転数Ｎａｃｔが検出されている。【００５６】
２）油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑ
油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑは、油圧負荷５４が必要とする動力を示す変数であり、例えばパワーショベルを運転者が操作する際の操作レバーの操作量に相当する。【００５７】
３）電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑ
電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑは、電気負荷５６が必要とする電力を示す変数であり、例えばパワーショベルを運転者が操作する際の操作レバーの操作量に相当する。【００５８】
４）バッテリ電圧Ｖａｃｔ
バッテリ電圧Ｖａｃｔは、バッテリ５８の出力電圧を示す変数である。本実施形態ではバッテリとしてキャパシタ蓄電器を用いている。キャパシタの充電量は、キャパシタの端子間電圧の二乗に比例するから、出力電圧を検出することでバッテリ５８の充電状態（すなわち、充電率ＳＯＣ）を知ることができる。【００５９】
以上の４つの変数に基づいて、以下の出力を制御して最適な運転条件を達成する。【００６０】
１）油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔ
油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑに対して、実際に油圧負荷５４に供給する動力である。油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑに対して常に要求された動力を供給すると、同時に駆動されている電気負荷５６の要求を満たせなくなったり、バッテリ５８の充電率ＳＯＣを適当な範囲内に維持できなくなってしまう。このため、実際に油圧負荷５４に供給する動力をある程度制限しなくてはならない場合がある。【００６１】
２）電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔ
電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑに対して、実際に電気負荷５４に供給する電力である。電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑに対して常に要求された電力を供給すると、同時に駆動されている油圧負荷５４の要求を満たせなくなったり、バッテリ５８の充電率ＳＯＣを適当な範囲内に維持できなくなってしまう。このため、実際に電気負荷５６に供給する電力をある程度制限しなくてはならない場合がある。【００６２】
３）アシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆ
アシストモータ５２の出力を指示する値である。アシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆにより、アシストモータ５２が電動機として機能してエンジン５０をアシストして油圧負荷５４に動力を供給するか、あるいは、アシストモータ５２が発電機として機能して電気負荷５６に電力を供給するかバッテリ５８を充電するか、が指示される。【００６３】
そこで、本実施形態では、コントローラ３０に含まれる駆動制御装置３２が、エンジン実回転数Ｎａｃｔ、油圧負要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑ、電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑ、及びバッテリ電圧Ｖａｃｔに基づいて、油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔ、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔ、及びアシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆを制御する。以下、説明の便宜上、駆動制御装置３２を制御部６０と称する。【００６４】
図５は上述の制御を行うためのコントローラ３０に含まれる制御部６０の機能ブロック図である。制御部６０の制御機能の概要について図５を参照しながら説明する。【００６５】
制御部６０は出力条件算出部６０−９と動力分配部６０−８とを備えている。出力条件算出部６０−９は、ブロック６０−１〜６０−７で構成され、エンジン５０とバッテリ５８の出力条件である上下限値を算出する。【００６６】
まず、制御部６０の出力条件算出部６０−９に入力されたエンジン実回転数Ｎａｃｔはブロック６０−１に入力される。ブロック６０−１は、入力されたエンジン実回転数Ｎａｃｔにおける出力の上限値Ｐｅｎｇｍａｘと下限値Ｐｅｎｇｍｉｎとを決定し、動力分配部であるブロック６０−８に入力する。ブロック６０−１は図５に示すように、エンジン５０の回転数と出力との関係において、上限値と下限値とを示すマップあるいは変換テーブルを有しており、このマップあるいは変換テーブルを参照しながら入力されたエンジン実回転数Ｎａｃｔにおける出力の上限値Ｐｅｎｇｍａｘと下限値Ｐｅｎｇｍｉｎとを決定する。マップあるいは変換テーブルは予め作成されてコントローラ３０のメモリに格納されている。なお、マップあるいは変換テーブルを用いることなく、上限値と下限値を表す式にエンジン実回転数Ｎａｃｔを代入して上限値Ｐｅｎｇｍａｘと下限値Ｐｅｎｇｍｉｎとを求めてもよい。【００６７】
制御部６０に入力された油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑ及び電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑは、動力分配部であるブロック６０−８に入力される。【００６８】
制御部６０の出力条件算出部６０−９に入力されたバッテリ電圧Ｖａｃｔは、ブロック６０−２に入力される。ブロック６０−２では、入力されたバッテリ電圧Ｖａｃｔから、バッテリ５８の現在の充電率ＳＯＣａｃｔを求める。求めた現在の充電率ＳＯＣａｃｔは、ブロック６０−３、６０−４及び６０−７に出力される。本実施形態では、バッテリ５８としてキャパシタを用いるので、計測したバッテリ電圧（キャパシタの端子間電圧）から演算により容易に充電率ＳＯＣを求めることができる。【００６９】
ブロック６０−３は、入力された現在の充電率ＳＯＣａｃｔと所定の最大充放電電流（一定の電流）とから、現在放電できる放電電力の最大値（バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１１）及び現在充電できる充電電力の最大値（バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１１）を求める。ブロック６０−３には、図５に示すように、充電率ＳＯＣに対してその充電率において一定の電流のもとで充放電可能な最大充電電力［ｋＷ］及び最大放電電力［ｋＷ］を表すマップ又は変換テーブルが格納されている。【００７０】
すなわち、ブロック６０−３に示すマップは、ある充電率ＳＯＣにおいて、コンバータやキャパシタの能力で制限される充放電最大電流を流すときに決まる電力（充放電最大電流×キャパシタ電圧）を表している。充電率ＳＯＣは充放電電圧（キャパシタ電圧）の二乗に比例するため、ブロック６０−３内に示す最大充電電力及び最大放電電力は放物線を描くこととなる。【００７１】
このように、ブロック６０−３は、このマップ又は変換テーブルを参照して現在の充電率ＳＯＣａｃｔにおいて一定の電流のもとで許容される最大充電電力（バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１１）及び最大放電電力（バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１１）を求める。求めた最大放電電力（バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１１）はブロック６０−５に出力され、求めた最大充電電力（バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１１）はブロック６０−６に出力される。【００７２】
ブロック６０−４は、入力された現在の充電率ＳＯＣａｃｔと所定のＳＯＣ下限値及びＳＯＣ上限値とから、現在放電できる放電電力の最大値（バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１２）及び現在充電できる充電電力の最大値（バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１２）を求める。ブロック６０−４には図５に示すように、充電率ＳＯＣに対して、ＳＯＣ下限値以下にならず、ＳＯＣ上限値以上とならないための最大放電電力［ｋＷ］及び最大充電電力［ｋＷ］を表すマップ又は変換テーブルが格納されている。【００７３】
すなわち、ブロック６０−４に示すマップは、ある充電率ＳＯＣにおける適切な充放電電力を表している。ブロック６０−４に示すマップのうち、下限値は充電率がゼロとならないように余裕を持たせるために設定された充電率ＳＯＣである。充電率ＳＯＣがゼロ又はゼロに近い値になるまで減らしてしまうと、放電要求があった場合にすぐに放電できなくなってしまうため、ある程度充電された状態に維持しておくことが望ましい。そのため、充電率ＳＯＣに下限値（例えば３０％）を設けて下限値以下の充電率ＳＯＣのときには放電できないように制御する。したがって、最大放電電力（放電可能な最大電力）は充電率ＳＯＣの下限値においてゼロ（すなわち放電させない）であり、充電率ＳＣＯが大きくなるにつれて放電可能な電力に余裕が生じるので、最大放電電力を大きくしている。ブロック６０−４に示すマップでは、充電率ＳＯＣの上限値から最大放電電力が直線的に増加しているが、直線的な増加に限ることなく、放物線を描いて増加させてもよく、任意のパターンで増加するように設定してもよい。【００７４】
一方、充電率ＳＯＣが１００％のときに、例えば電気負荷から回生電力が発生した場合、回生電力を蓄電器で直ちに吸収することができなくなるので、充電率ＳＯＣが１００％とならないように上限値（例えば９０％）を設けて上限値以上の充電率ＳＯＣのときには充電できないように制御する。したがって、最大充電電力（充電可能な最大電力）は充電率ＳＯＣの上限値においてゼロ（すなわち充電させない）であり、充電率ＳＣＯが小さくなるにつれて充電可能な電力に余裕が生じるので、最大充電電力を大きくする。ブロック６０−４に示すマップでは、最大充電電力が充電率ＳＯＣの上限値から直線的に増加しているが、直線的な増加に限ることなく、放物線を描いて増加させてもよく、任意のパターンで増加するように設定してもよい。【００７５】
このように、ブロック６０−４は、このマップ又は変換テーブルを参照して現在の充電率ＳＯＣａｃｔにおいて許容される最大放電電力（バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１２）及び最大充電電力（バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１２）を求める。求めた最大放電電力（バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１２）はブロック６０−５に出力され、求めた最大充電電力（バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１２）はブロック６０−６に出力される。【００７６】
ブロック６０−５は、ブロック６０−３から供給されたバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１１と、ブロック６０−４から供給されたバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１２のうち、小さいほうをバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１として、動力分配部であるブロック６０−８に出力する。ここで、ブロック６０−５は最小値選択器の機能をはたす。【００７７】
一方、ブロック６０−６は、ブロック６０−３から供給されたバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１１と、ブロック６０−４から供給されたバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１２のうち、大きいほうをバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１として、動力分配部であるブロック６０−８に出力する。ここで、バッテリ出力値がマイナスの場合が充電を表すため、バッテリ出力下限値の大きいほうということは、マイナスの値が小さいほう、すなわち、ゼロに近いほうの値を意味する。これにより、バッテリ１９の出力能力を超えた過度な充放電から確実に保護することができる。ここで、ブロック６０−６は最大値選択器の機能をはたす。【００７８】
このようにして、現在のバッテリ５８の充電状態に応じた充放電可能な最大電力を求める。【００７９】
ブロック６０−７は、入力された現在の充電率ＳＯＣａｃｔと所定のＳＯＣ目標値から、充電率ＳＯＣを目標値に近づけるためのバッテリ出力目標値Ｐｂａｔｔｇｔを求める。ブロック６０−７には、図５に示すように充電率に対して、その充電率においてＳＯＣ目標値に近づくバッテリ出力目標値Ｐｂａｔｔｇｔを表すマップ又は変換テーブルが格納されている。ブロック６０−７は、このマップあるいは変換テーブルを参照することで、充電率ＳＯＣを最適な目標値にするために、どのくらい充電をすべきかを示す充電電力又はどのくらい放電をするべきかを示す放電電力を求めることができる。【００８０】
ブロック６０−７が参照するマップにおける縦軸の出力は充電も放電もしていないときをゼロとし、充電側がマイナスであり、放電側がプラスである。図５に示す例では、現在の充電率ＳＯＣａｃｔが目標値より小さい状態であり、バッテリ５８を充電すべきであり、充電電力の目標値、すなわちバッテリ出力目標値Ｐｂａｔｔｇｔが示されている。バッテリ出力目標値Ｐｂａｔｔｇｔがプラスの値の場合は目標放電電力を表し、マイナスの値の場合は目標充電電力を表す。ブロック６０−７で求められたバッテリ出力目標値Ｐｂａｔｔｇｔは、動力分配部であるブロック６０−８に出力される。【００８１】
以上のように、動力分配部であるブロック６０−８には、エンジン出力限界値としてのエンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍａｘ、エンジン出力下限値Ｐｅｎｇｍｉｎ、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１、バッテリ出力限界値としてのバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１、及びバッテリ出力目標値Ｐｂａｔｔｇｔが入力される。ブロック６０−８は、これら入力された値に基づいて、油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔ、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔ、及びアシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆを決定し、コントローラ３０の各部に出力する。【００８２】
そこで、コントローラ３０は、油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔに基づいて油圧負荷５４に供給する油圧を制御し、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔに基づいて電気負荷５６に供給する電力を制御し、アシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆに基づいてアシストモータ５２によるエンジン５０のアシスト量又はアシストモータ５２による発電量を制御する。【００８３】
ここで、制御部６０において、油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔ、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔ、及びアシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆを決定する処理について説明する。図６は制御部６０において行われる処理のフローチャートである。【００８４】
ステップＳ１において、マップ又は変換テーブルを用いてエンジン５０の現在の回転数を示すエンジン実回転数Ｎａｃｔから、現在のエンジン５０のエンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍａｘ及びエンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍｉｎが決定される。この処理はブロック６０−１により行われる。この際、エンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍａｘ及びエンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍｉｎを、マップ又は変換テーブルにおいて、エンジン５０の燃費効率の良い範囲に設定しておけば、エンジン５０の省エネ効果を得ることができる。【００８５】
次に、ステップＳ２において、現在のバッテリ電圧Ｖａｃｔから、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１及びバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１が決定される。この処理は、ブロック６０−２〜６０−６により行われる。【００８６】
まず、ブロック６０−２は、現在のバッテリ電圧Ｖａｃｔから演算により現在の充電率ＳＯＣａｃｔを求める。次に、ブロック６０−３は、マップあるいは変換テーブルを用いて現在の充電率ＳＯＣａｃｔから、充電電流及び放電電流を最大値として一定とした際のバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１１及びバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１１を決定する。同時に、ブロック６０−４は、マップあるいは変換テーブルを用いて現在の充電率ＳＯＣａｃｔから、ＳＯＣ下限値以下にならず、ＳＯＣ上限値以上とならないバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１２及びバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１２を決定する。続いて、ブロック６０−５は、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１１とバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１２のうち、値の小さいほうをバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１として決定する。ここで、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１は最大放電電力を示し、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１は最大充電電力を示す。また、ブロック６０−６は、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１１とバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１２のうち、大きいほうをバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１として決定する。【００８７】
以上のように、ステップＳ２で、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１及びバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１が決定されたら、続いて、ステップＳ３において、現在の充電率ＳＯＣａｃｔからバッテリ出力目標値Ｐｂａｔｔｇｔが決定される。この処理はブロック６０−７により行われる。【００８８】
次に、ステップＳ４において、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔが、エンジン５０及びバッテリ５８の要求出力の限界値に基づいて決定される。ステップＳ４における処理は動力分配部であるブロック６０−８で行われる。この処理については後述する。続いて、ステップＳ５において、油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔが、エンジン５０及びバッテリ５８の要求出力の限界値に基づいて決定される。ステップＳ５における処理は動力分配部であるブロック６０−８で行われる。この処理については後述する。【００８９】
次に、ステップＳ６において、バッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔが、エンジン５０、電気負荷５６、及び、バッテリ５８の算出された出力に基づいて決定される。バッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔは、バッテリ５８への充放電電力である。ステップＳ６における処理は動力分配部であるブロック６０−８で行われる。この処理については後述する。【００９０】
続いて、ステップＳ７において、アシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆが、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔとバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔとの比較に基づいて決定される。ステップＳ６における処理は動力分配部であるブロック６０−８で行われる。この処理については後述する。【００９１】
ステップＳ７の処理が終了したら、制御部６０での処理は終了する。以上の制御部６０での処理により、油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔ、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔ、及びアシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆが決定される。【００９２】
ここで、上述のステップＳ４における処理について詳細に説明する。図７はステップＳ４における処理のフローチャートである。【００９３】
まず、ステップＳ４−１において、電気負荷５６に供給可能な最大電力である電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘを算出する。つまり、電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘは、電気負荷５６の力行運転時に供給できる最大電力であり、力行運転時の電力がプラスの値として設定される。ここで、油圧負荷５４は電気負荷５６に対する駆動力源としては機能しないため、油圧負荷出力要求Ｐｈｙｄｒｅｑは考慮されず０となるので、電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘは、エンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍａｘとバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１との和である。すなわち、電気負荷５６に供給可能な最大の電力は、エンジン５０の最大出力で得られるアシストモータ５２による発電量とバッテリの最大放電電力との和である。図８は上述の電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘの算出モデルを示す図である。【００９４】
次に、ステップＳ４−２において、電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑと電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘを比較し、電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑが電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘ以下であるか否かを判定する。【００９５】
ステップＳ４−２において電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑが電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘより大きいと判定された場合（ステップＳ４−２のＮｏ）、処理はステップＳ４−３に進む。ステップＳ４−３では、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔの値を電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘの値に等しくし、その後処理を終了する。すなわち、電気負荷５６が要求する電力が、アシストモータ５２とバッテリ５８とで供給できる電力の最大値より大きい場合は、アシストモータ５２とバッテリ５８とで供給できる最大電力しか電気負荷５６に供給しないこととし、電気負荷に供給する電力に上限を設けている。【００９６】
一方、ステップＳ４−２において電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑが電気負荷出力上限値Ｐｅｌｃｍａｘ以下であると判定された場合（ステップＳ４−２のＹｅｓ）、処理はステップＳ４−４に進む。ステップＳ４−４では、電気負荷５６の回生運転時の最大電力が算出される。ここで、電気負荷５６は、回生運転時の電力をマイナスの値としているため、回生運転時の最大電力は電気負荷出力下限値Ｐｅｌｃｍｉｎとして算出される。電気負荷出力下限値Ｐｅｌｃｍｉｎは、エンジン出力下限値Ｐｅｎｇｍｉｎから油圧負荷出力要求Ｐｈｙｄｒｅｑを減算し、且つバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１を加算して求められる。図９は上述の電気負荷出力下限値Ｐｅｌｃｍｉｎの算出モデルを示す図である。【００９７】
次に、ステップＳ４−５において、電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑと電負荷出力下限値Ｐｅｌｃｍｉｎとを比較し、電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑが電負荷出力下限値Ｐｅｌｃｍｉｎ以上であるか否かを判定する。【００９８】
ステップＳ４−５において、電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑが電負荷出力下限値Ｐｅｌｃｍｉｎより小さいと判定された場合（ステップＳ４−５のＮｏ）、処理はステップＳ４−６に進む。ステップＳ４−６では、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔの値を電気負荷出力下限値Ｐｅｌｃｍｉｎの値に等しくし、その後、処理を終了する。すなわち、電気負荷５６が回生する電力が、アシストモータ５２で消費できる最大電力とバッテリ５８に蓄積できる最大電力の和より大きい場合は、電気負荷５６が回生する電力が、アシストモータ５２で消費できる最大電力とバッテリ５８に蓄積できる最大電力の和より大きくならないように上限を設けている。【００９９】
一方、ステップＳ４−５において、電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑが電負荷出力下限値Ｐｅｌｃｍｉｎ以上であると判定された場合（ステップＳ４−５のＹｅｓ）、処理はステップＳ４−７に進む。ステップＳ４−７では、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔの値を電気負荷要求Ｐｅｌｃｒｅｑの値に等しくし、その後処理を終了する。すなわち、電気負荷５６が回生する電力が、アシストモータ５２で消費できる最大電力とバッテリ５８に蓄積できる最大電力の和以下の場合は、電気負荷５６が回生する電力をそのまま出力するように設定している。このように、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔの値の算出に、エンジン出力上下限値Ｐｅｎｇｍａｘ，Ｐｅｎｇｍｉｎ及びバッテリ出力上下限値Ｐｂａｔｍａｘ，Ｐｂａｔｍｉｎを考慮することで、電気負荷５６を安定して制御することができる。【０１００】
次に、上述のステップＳ５の処理について詳細に説明する。図１０はステップＳ５の処理のフローチャートである。【０１０１】
まず、ステップＳ５−１において、油圧負荷５４に供給可能な最大動力である油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘを算出する。油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘは、エンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍａｘにバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘを加算し、且つ電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔを減算して算出される。なお、図１１は油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘの算出モデルを示す図である。ここで、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔには極性があり、電気負荷出力上下限値Ｐｅｌｅｃｍａｘ，Ｐｅｌｅｃｍｉｎと同様に、プラスとマイナスの値をとる。電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔがプラスの値のときは電気負荷５６の力行運転時に電力を供給することを意味し、油圧負荷５４に供給可能な動力は電気負荷５６に供給する電力を減算したものとなる。一方、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔがマイナスの値のときは電気負荷５６の回生運転時に回生電力を供給することを意味し、油圧負荷５４に供給可能な動力は電気負荷５６からの回生電力を加算したものとなる。電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔのマイナスの値が減算されるため、自動的にマイナスとマイナスでプラスとなり、回生電力は加算されることとなる。【０１０２】
次に、ステップＳ５−２において、油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑと油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘとを比較し、油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑが油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘ以下であるか否かが判定される。【０１０３】
ステップＳ５−２において、油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑが油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘ以下ではない、すなわち、油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑが油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘより大きいと判定された場合（ステップＳ５−２のＮｏ）、処理はステップＳ５−３に進む。ステップＳ５−３では、油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔの値を油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘに等しくし、その後処理を終了する。すなわち、油圧負荷５４が要求する動力が、エンジン５０から出力できる最大動力とアシストモータ５２から出力できる最大動力の和より大きい場合は、油圧負荷５４に供給する動力を、エンジン５０から出力できる最大動力とアシストモータ５２から出力できる最大動力の和までとして上限を設けている。【０１０４】
一方、ステップＳ５−２において、油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑが油圧負荷出力上限値Ｐｈｙｄｍａｘ以下であると判定された場合（ステップＳ５−２のＹｅｓ）、処理はステップＳ５−４に進む。ステップＳ５−４では、油圧負荷出力Ｐｈｙｄｏｕｔの値を油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑの値に等しくし、その後処理を終了する。すなわち、油圧負荷５４が要求する動力が、エンジン５０から出力できる最大動力とアシストモータ５２から出力できる最大動力の和以下である場合は、油圧負荷５４が要求する動力をそのまま供給するように設定している。このように、油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔの値の算出に、エンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍａｘ、及びバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１を考慮することで、油圧負荷５４を安定して制御することができる。【０１０５】
次に、上述のステップＳ６の処理について詳細に説明する。図１２はステップＳ６の処理のフローチャートである。ここで、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２は最大放電電力を示し、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２は最大充電電力を示す。【０１０６】
まず、ステップＳ６−１において、上述のように決定された電気負荷５６への出力と油圧負荷５４への出力の状態において、バッテリ５８が放電可能な電力であるバッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２を算出する。バッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２は、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔと油圧負荷出力Ｐｈｙｄｏｕｔとの和からエンジン出力下限値Ｐｅｎｇｍｉｎを減算して算出される。図１３はバッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２の算出モデルを示す図である。バッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２は、電気負荷５６で消費できる電力と、アシストモータ５２で油圧系をアシストして消費することのできる電力との和となる。【０１０７】
次に、ステップＳ６−２において、ステップＳ２で決定したバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１とバッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２とを比較し、バッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２がバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１以上であるか否かを判定する。【０１０８】
ステップＳ６−２において、バッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２がバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１以上であると判定された場合（ステップＳ６−２のＹｅｓ）、処理はステップＳ６−３に進む。ステップＳ６−３では、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘの値をバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１の値に等しくする。その後、処理はステップＳ６−５に進む。【０１０９】
一方、ステップＳ６−２において、バッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２がバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１以上ではない、すなわちバッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２がバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１より小さいと判定された場合（ステップＳ６−２のＮｏ）、処理はステップＳ６−４に進む。ステップＳ６−４では、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘの値をバッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２の値に等しくする。その後、処理はステップＳ６−５に進む。【０１１０】
ステップＳ６−５では、バッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔとバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘとを比較し、バッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔがバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ以下であるか否かを判定する。【０１１１】
ステップＳ６−５においてバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔがバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ以下ではない、すなわちバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔがバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘより大きいと判定された場合（ステップＳ６−５のＮｏ）、処理はステップＳ６−６に進む。ステップＳ６−６では、バッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔの値をバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘの値に等しくし、その後処理を終了する。【０１１２】
このように、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔと油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔとをもとに、バッテリ出力上下限値Ｐｂａｔｍａｘ２，Ｐｂａｔｍｉｎ２を求める。これにより、実際の負荷要求に応じたバッテリ５８の出力（充放電電力）の最大値を求めることができるので、実際の作業状況に対応してバッテリ５８の充放電を行なうことができる。【０１１３】
また、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔと油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔとをもとに求められたバッテリ出力上下限値と、現在のバッテリ５８の充電状態に応じた充放電可能な最大電力とを対比して、バッテリ要求限界値を求める。これにより、バッテリ５８に過大な負荷がかかることを防止することができる。【０１１４】
そして、バッテリ５８のバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔがバッテリ要求限界値の範囲内に入るように、バッテリ要求限界値とバッテリ目標出力とを対比し、バッテリ目標出力がバッテリ要求限界値の範囲外の場合には、バッテリ目標出力の補正を行なう。これにより、より確実にバッテリ５８に過大な負荷がかかることを防止することができる。【０１１５】
図１４はステップＳ６−６の処理により決定されるバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔの値を、バッテリ充電率（ＳＯＣ）とバッテリ出力との関係を示すグラフ中に示す図である。図１４のグラフには、図５に示すブロック６０−５で決定されるバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１が示されている。バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１は、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１１とバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１２の値の小さいほうの値であり、図中、２点鎖線が引かれている部分に相当する。また、図１４のグラフには、図５に示すブロック６０−６で決定されるＰｂａｔｍｉｎ１も示されている。バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１は、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１１とバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１２の値の大きいほうの値（ゼロに近いほう）であり、図中、２点鎖線が引かれている部分に相当する。【０１１６】
実際のバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔは、放電を示すプラス側では、２点鎖線で示されるＰｂａｔｍａｘ１より下側の領域に入るように決定される。一方、  実際のバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔは、充電を示すマイナス側では、２点鎖線で示されるＰｂａｔｍｉｎ１より上側の領域に入るように決定される。【０１１７】
また、図１４に示すグラフには、ブロック６０−７で参照されるバッテリ出力目標値Ｐｂａｔｔｇｔも示されている。本実施形態では、バッテリ５８の放電可能な最大値として設定するバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１と、バッテリ５８の充電可能な最大値として設定するバッテリ下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１とに加えて、バッテリ５８の現在の充電率ＳＯＣaｃｔも考慮して、バッテリ５８の実際の放電電力又は充電電力をバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔとして決定する。【０１１８】
ステップＳ６−６の処理では、図１４に示すように、バッテリ５８の現在の充電率ＳＯＣａｃｔにおけるバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔが、バッテリ出力制御上限値Ｐｂａｔｍａｘを超えているので、目標放電電力が放電電力の上限値を超えている。この場合、バッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔをバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔとして設定すべきではない。したがって、実際のバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔはバッテリ出力制御上限値Ｐｂａｔｍａｘに設定される。ここで、上述のステップＳ６−２及びステップＳ６−４において、バッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２がバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１より小さため、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘの値はバッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２の値に等しく設定されている。したがって、図１４に示す例の場合、最終的にバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘの値、すなわちバッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２の値が実際のバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔとして設定される。すなわち、バッテリ要求限界値は、エンジン５０、電気負荷５６、及び、バッテリ５８のそれぞれの出力に基づいて算出される。そして、バッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔは算出されたバッテリ要求限界値と比較され、図１４に示す場合ではバッテリ供給限界値へ置き換えられる。その際、バッテリ５８の出力能力を超えないように、ＳＯＣと対応したバッテリ５８の限界値との比較を行うことで、バッテリ５８の能力を超えた目標値が算出されることを防ぐことができる。【０１１９】
一方、ステップＳ６−５においてバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔがバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ以下であると判定された場合（ステップＳ６−５のＹｅｓ）、処理はステップＳ６−７に進む。ステップＳ６−７では、上述のように決定された電気負荷５６への出力と油圧負荷５４への出力の状態において、バッテリ５８が充電可能な電力であるバッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２を算出する。バッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２は、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔと油圧負荷出力Ｐｈｙｄｏｕｔとの和からエンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍａｘを減算して算出される。図１５はバッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２の算出モデルを示す図である。バッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２は、電気負荷５６の回生電力とアシストモータ５２で発電する電力の和となる。【０１２０】
続いて、ステップＳ６−８において、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１とバッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２とを比較し、バッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２がバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１以下であるか否かを判定する。【０１２１】
ステップＳ６−８においてバッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２がバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１以下であると判定された場合（ステップＳ６−８のＹｅｓ）、処理はステップＳ６−９に進む。ステップＳ６−９では、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎの値をバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１の値に等しくする。その後、処理はステップＳ６−１１に進む。【０１２２】
一方、ステップＳ６−８においてバッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２がバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１以下ではない、すなわちバッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２がバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１より大きいと判定された場合（ステップＳ６−８のＮｏ）、処理はステップＳ６−１０に進む。ステップＳ６−１０では、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎの値をバッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔａｍｉｎ２の値に等しくする。その後、処理はステップＳ６−１１に進む。【０１２３】
次に、ステップＳ６−１１では、バッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔとバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎとを比較し、バッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔがバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ以上であるか否かを判定する。【０１２４】
ステップＳ６−１１においてバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔがバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ以上であると判定された場合（ステップＳ６−１１のＹｅｓ）、処理はステップＳ６−１２に進む。ステップＳ６−１２では、バッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔの値をバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔの値に等しくし、その後処理を終了する。図１６はステップＳ６−１２の処理により決定されるバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔの値をバッテリ充電率（ＳＯＣ）とバッテリ出力との関係を示すグラフ中に示す図である。【０１２５】
図１６に示す例の場合、まず、バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１がバッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ２以下であるため、ステップＳ６−２及びステップＳ６−３の処理により、バッテリ制御出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１の値がバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘとして設定される。また、バッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２がバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１以下であるので、ステップＳ６−８及びステップＳ６−９の処理により、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１の値がバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎとして設定される。ここで、バッテリ５８の現在の充電率ＳＯＣａｃｔにおけるバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔは、バッテリ出力下限Ｐｂａｔｍｉｎ以上であり且つバッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ以下であるので、バッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔを実際のバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔとして設定可能である。したがって、ステップＳ６−１２の処理により、バッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔの値がバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔとして設定される。【０１２６】
一方、ステップＳ６−１１においてバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔがバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ以上ではない、すなわちバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔがバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎより小さいと判定された場合（ステップＳ６−１１のＮｏ）、処理はステップＳ６−１３に進む。ステップＳ６−１３では、バッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔの値をバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎの値に等しくし、その後処理を終了する。図１７はステップＳ６−１２の処理により決定されるバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔの値をバッテリ充電率（ＳＯＣ）とバッテリ出力との関係を示すグラフ中に示す図である。【０１２７】
図１７に示す例の場合、バッテリ制御出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ２がバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１以下であるので、ステップＳ６−８及びステップＳ６−９の処理により、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１の値がバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎとして設定される。ここで、バッテリ５８の現在の充電率ＳＯＣａｃｔにおけるバッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔは、バッテリ出力下限Ｐｂａｔｍｉｎ未満であるので、目標充電電力がバッテリの最大充電電力を超えており、バッテリ目標出力Ｐｂａｔｔｇｔを実際のバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔとして設定すべきではない。したがって、ステップＳ６−１３の処理により、バッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎの値、すなわちバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１の値がバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔとして設定される。【０１２８】
このように、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔと油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔとをもとに、バッテリ出力上下限値Ｐｂａｔｍａｘ２，Ｐｂａｔｍｉｎ２を求める。これにより、実際の負荷要求に応じたバッテリ５８の出力（充放電電力）の最大値を求めることができるので、実際の作業状況に対応してバッテリ５８の充放電を行なうことができる。【０１２９】
また、電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔと油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔとをもとに求められたバッテリ出力上下限値と、現在のバッテリ５８の充電状態に応じた充放電可能な最大電力とを対比して、バッテリ要求限界値を求める。これにより、バッテリ５８に過大な負荷がかかることを防止することができる。【０１３０】
そして、バッテリ５８のバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔがバッテリ要求限界値の範囲内に入るように、バッテリ要求限界値とバッテリ目標出力とを対比し、バッテリ目標出力がバッテリ要求限界値の範囲外の場合には、バッテリ目標出力の補正を行なう。これにより、より確実にバッテリ５８に過大な負荷がかかることを防止することができる。【０１３１】
次に、上述のステップＳ７の処理について詳細に説明する。図１８はステップＳ７の処理のフローチャートである。【０１３２】
処理が開始されると、ステップＳ７−１において、アシストモータ５２の運転を指示するアシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆを算出し、その後処理を終了する。アシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆは、バッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔから電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔを減算して算出される。このように、バッテリ出力と電気負荷実出力とを対比してアシストモータ出力指令を求めることで、ハイブリッド式建設機械の運転状態やバッテリ５８の充電状態に応じた、アシストモータ５２の電動発電機運転の制御を行なうことができる。その結果、バイブリッド式建設機械を安定して連続運転することができる。【０１３３】
図１９はアシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆの算出モデルを示す図である。アシストモータ５２の出力はバッテリ５８から放電する電力から電気負荷５６で消費される電力を引いて得られる電力に相当する。【０１３４】
ここで、電気負荷５６の出力は極性を有しており、電気負荷５６が実際に電力を消費する場合は極性はプラスである。この場合、バッテリ５８が放電する電力から電気負荷５６で消費される電力である電気負荷出力を減算した値がプラスであれば、電力がアシストモータ５２に供給され、アシストモータ５２は電動機として機能する。一方、バッテリ５８が放電する電力から電気負荷５６で消費される電力である電気負荷出力を減算した値がマイナスであれば、エンジン５０からの動力がアシストモータ５２に供給され、アシストモータ５２は発電機として機能する。これにより、アシストモータ５２はマイナスになった分の電力を発電し、その電力が電気負荷５６に供給される。【０１３５】
また、電気負荷５６が回生電力を発生する場合は、電気負荷５６の出力極性はマイナスである。この場合、マイナスの値を引くこととなるから、バッテリ５８が放電する電力に電気負荷５６で回生する電力が加算されることとなる。したがって、バッテリ５８が放電する電力と電気負荷５６で回生する電力との和がアシストモータ５２に供給され、アシストモータ５２は電動機として機能して、エンジン５０をアシストすることとなる。すなわち、電気駆動部の出力設定値である電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔと、蓄電器出力設定値であるバッテリ出力Ｐｂａｔｏｕｔとの電気的な比較に基づいて、アシストモータ５２の制御が行われる。【０１３６】
以上説明したように、本実施形態が適用されるハイブリッド式建設機械の一例であるハイブリッド式パワーショベルは、油圧発生機、電動発電機、蓄電器、電気駆動部、及び制御部を有する。油圧発生機は油圧モータであるメインポンプ１４に相当し、エンジン５０の出力を油圧に変換し油圧駆動部に供給する。電動発電機１２はアシストモータ５２に相当し、エンジン５０に接続され、電動機及び発電機の両方として機能する。蓄電器はバッテリ１９（又は５８）に相当し、電動発電機１２に電力を供給して電動機として機能させる。電気駆動部は、蓄電器及び電動発電機からの電力により駆動され、且つ回生電力を発生して蓄電器及び電動発電機の少なくとも一方に供給する。制御部６０は、電動発電機１２の動作を制御する。以上のような構成のハイブリッド式建設機械において、制御部６０は、電動発電機１２の動作及び出力を制御するための動力分配部６０−８を有する。動力分配部６０−８は、機蓄電器の充電率（ＳＯＣ）に基づいて決定される蓄電器出力設定値（バッテリ出力上限値Ｐｂａｔｍａｘ１及びバッテリ出力下限値Ｐｂａｔｍｉｎ１）と、エンジンの回転数に基づいて決定されるエンジン出力設定値（エンジン出力上限値Ｐｅｎｇｍａｘ及びエンジン出力下限値Ｐｅｎｇｍｉｎ）と、油圧発生機が要求する動力を示す油圧負荷要求値（油圧負荷要求出力Ｐｈｙｄｒｅｑ）と、電気駆動部が要求する電力を示す電気負荷要求値（電気負荷要求出力Ｐｅｌｃｒｅｑ）と、に基づいて電動発電機１２の動作及び出力を制御するための出力指令（アシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆ）を生成して出力する。【０１３７】
動力分配部６０−８は、電気駆動部に供給する電力を決定し、電気負荷実出力値（電気負荷実出力Ｐｅｌｃｏｕｔ）として出力する。また、動力分配部６０−８は、油圧駆動部に供給する出力を決定し、油圧負荷実出力値（油圧負荷実出力Ｐｈｙｄｏｕｔ）として出力する。さらに、動力分配部は６０−８は、蓄電器の蓄電率（ＳＯＣ）に基づいて出力指令（アシストモータ出力指令Ｐａｓｍｒｅｆ）を決定する。【０１３８】
本実施形態によれば、蓄電器出力設定値、電気負荷要求値、エンジン出力設定値、及び油圧負荷要求値を考慮して、電動発電機の動作及び出力を制御することができるため、動力源であるエンジンと蓄電器とを適正な出力範囲で使用することができる。また、本実施形態によれば、電気負荷からの回生電力を効率よく利用することができ、また、蓄電器の充電率（ＳＯＣ）を効率的に目標値近辺に維持することがきる。なお、本願発明ではハイブリッド式建設機械の一例としてハイブリッド式ショベルを例に説明したが、トラックやホイルローダなどの建設機械にも適用することができる。【０１３９】
本発明は具体的に開示された実施例に限られず、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変形例及び改良例がなされるであろう。【０１４０】
本出願は２００７年１２月２８日出願の優先権主張日本特許出願２００７−３４０８３６号に基づくものであり、その全内容はここに援用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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