(57)【要約】【課題】油圧ポンプの入力側の動力を精確に求め、入力側の動力に基づいてエンジンの負荷を制御することを課題とする。【解決手段】ハイブリッド式作業機械において、油圧ポンプ２１をエンジン３０の出力と電動発電機３４の出力とで駆動する。油圧ポンプ２１の入力側のトルクを推定演算により算出する。算出したトルクに油圧ポンプ２１の回転数を乗算して油圧ポンプ２１の入力側の動力を算出する。算出した動力に基づいて電動発電機３４の出力を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプをエンジンの出力と電動発電機の出力とで駆動するハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
前記油圧ポンプの入力側のトルクを推定演算により算出し、
算出したトルクに前記油圧ポンプの回転数を乗算して前記油圧ポンプの入力側の動力を算出し、
算出した動力に基づいて前記電動発電機の出力を制御する
ことを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
前記推定演算は、ポンプ圧力検出値とポンプ制御電流値とに基づいて前記油圧ポンプの傾転角比を求め、求めた傾転角比とポンプ圧力検出値とからトルクを算出することを特徴とするハイブリッドハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
前記油圧ポンプの傾転角比を求めるための数式は、予め計測した実測流量と、予め計測した回転数と、予め計測した圧力とに基づいて設定されることを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項４】
請求項２記載のハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
前記油圧ポンプの傾転角比を求めるための数式は、理論流量を表す項と損失流量を表す項を含むことを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項５】
請求項４記載のハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
前記損失流量を表す項における係数を、予め計測した実測流量から求めることを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項６】
請求項４記載のハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
前記損失流量を表す項は、複数の流量損失係数を含むことを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項７】
請求項６記載のハイブリッド式作業機械であって、
前記複数の流量損失係数は、傾転角比と圧力と回転数に依存する損失を表す項における第１の流量損失係数と、回転角比と回転数に依存する損失を表す項における第２の流量損失係数と、圧力と回転数に依存する損失を表す項における第３の流量損失係数と、回転数のみに依存する損失を表す項における第４の流量損失係数とのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項８】
請求項２記載のハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
傾転角比とポンプ圧力検出値とからトルクを算出するための演算式は、理論トルク式と損失トルク式との関係式であることを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項９】
請求項８記載のハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
前記損失トルク式における係数は予め計測した実測トルクに基づいて設定されることを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項１０】
請求項８記載のハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
前記損失トルク式は複数のトルク損失係数を含むことを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【請求項１１】
請求項１０記載のハイブリッド式作業機械の制御方法であって、
前記複数のトルク損失係数は、傾転角比の２乗と圧力との積に依存する損失を表す項における第１のトルク損失係数と、傾転角比と圧力との積に依存する項における第２のトルク損失係数と、圧力に依存する項における第３のトルク損失係数と、傾転角比にも圧力にも依存しない項における第４のトルク損失係数とのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド式作業機械の制御方法に係り、特に内燃機関を電動モータによりアシストしてポンプを駆動して油圧を発生させるハイブリッド式作業機械の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド式作業機械は、一般的にエンジン（内燃機関）の出力で油圧ポンプを駆動し、発生した油圧により作業を行なう。そして、電動モータでエンジンをアシストすることでエンジンを効率的に運転する。電動モータは主にバッテリからの電力により駆動される。バッテリは充放電式であり、エンジンをアシストするときは放電して電動モータに電力を供給する。一方、エンジンをアシストしないときには、エンジンで駆動される発電機からの電力や油圧負荷からの回生電力により充電される。これにより、バッテリが常にある程度充電された状態に維持して電動モータをアシストできるようにする。
【０００３】
このようにハイブリッド式作業機械では、エンジンを電動モータでアシストすることができるため、エンジンの最大出力を小さくして小型のエンジンとすることができる。エンジンの最大出力より大きな出力が油圧ポンプに要求された場合には、電動モータでアシストしてその要求に応えることができる。
【０００４】
電動モータを電動発電機とすることで、電動モータと発電機の機能を一つにまとめることができる。この場合、電動モータとしてアシスト機能を実行するか、あるいは発電機として発電機能を実行するかを制御する必要がある。
【０００５】
そこで、油圧ポンプの出力を演算により求め、求めた油圧ポンプ出力と閾値とを比較して電動発電機を電動モータとして機能させるか発電機として機能させるかを切替え制御することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１１２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
油圧ポンプの出力は、油圧ポンプの圧力と流量から演算により求めることができる。この出力は油圧ポンプの出力側の動力に相当する。したがって、従来は、油圧ポンプの出力側の動力を演算により求め、この動力に基づいて電動発電機の出力制御を行なっていた。
【０００８】
ところが、油圧ポンプに実際に入力される入力側の動力は、出力側の動力と全く等しいわけではなく、油圧ポンプの出力側の動力がわかったとしても、入力側の動力を精確に把握することはできない。油圧ポンプの入力側の動力はエンジンと電動発電機の動力の和である、油圧ポンプの出力側の動力はエンジンの負荷と電動発電機の負荷の和を精確に反映したものではない。
【０００９】
エンジンを効率的に運転するためには、エンジンの負荷を精度よく求めてこれに基づいて電動発電機の出力を調整する必要がある。したがって、エンジンを効率的に運転するためには、油圧ポンプの入力側の動力を精度よく求める必要がある。
【００１０】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、油圧ポンプの入力側の動力を精確に求め、入力側の動力に基づいてエンジンの負荷を制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するために、本発明によれば、油圧ポンプをエンジンの出力と電動発電機の出力とで駆動するハイブリッド式作業機械の制御方法であって、前記油圧ポンプの入力側のトルクを推定演算により算出し、算出したトルクに前記油圧ポンプの回転数を乗算して前記油圧ポンプの入力側の動力を算出し、算出した動力に基づいて前記電動発電機の出力を制御することを特徴とするハイブリッド式作業機械の制御方法が提供される。
【００１２】
上述のハイブリッド式作業機械の制御方法において、前記推定演算は、ポンプ圧力検出値とポンプ制御電流値とに基づいて前記油圧ポンプの傾転角比を求め、求めた傾転角比とポンプ圧力検出値とからトルクを算出することが好ましい。また、前記油圧ポンプの傾転角比を求めるための数式は、予め計測した実測流量と、予め計測した回転数と、予め計測した圧力とに基づいて設定されることが好ましい。前記油圧ポンプの傾転角比を求めるための数式は、理論流量を表す項と損失流量を表す項を含むこととしてもよい。前記損失流量を表す項における係数を、予め計測した実測流量から求めることとしてもよい。前記損失流量を表す項は、複数の流量損失係数を含むこととしてもよい。また、前記複数の流量損失係数は、傾転角比と圧力と回転数に依存する損失を表す項における第１の流量損失係数と、回転角比と回転数に依存する損失を表す項における第２の流量損失係数と、圧力と回転数に依存する損失を表す項における第３の流量損失係数と、回転数のみに依存する損失を表す項における第４の流量損失係数とのうち、少なくとも一つを含むこととしてもよい。
【００１３】
また上述のハイブリッド式作業機械の制御方法において、傾転角比とポンプ圧力検出値とからトルクを算出するための演算式は、理論トルク式と損失トルク式との関係式であることが好ましい。前記損失トルク式における係数は予め計測した実測トルクに基づいて設定されることとしてもよい。前記損失トルク式は複数のトルク損失係数を含むこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、油圧ポンプの入力側の動力を精度良く求めることができ、この入力側の動力に基づいて電動発電機によるエンジンのアシスト量を制御する。このため、エンジンの負荷を精度よく制御することができ、エンジンを運転効率の良い状態に常に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に適用される油圧ショベルの制御回路である。
【図２】図１の制御回路によって実現させる油圧ポンプの吐出圧力と吐出流量の関係を示す特性図である。
【図３】図１に示す制御装置が設けられた油圧ショベルの駆動系のブロック図である。
【図４】油圧負荷算出アルゴリズムを示す図である。
【図５】可変容量式油圧ポンプの傾転角比と吐出圧力及びポンプ制御電流との関係を示すグラフである。
【図６】可変容量式油圧ポンプの流量特性を示すグラフである。
【図７】可変容量式油圧ポンプのトルク特性を示すグラフである。
【図８】ネガコン圧力を考慮したときの油圧負荷算出アルゴリズムを示す図である。
【図９】ネガコン制御時の可変容量式油圧ポンプの流量特性を示すグラフである。
【図１０】傾転角比のネガコン特性を示すグラフである。
【図１１】ポジコン制御を行なう場合において、軸入力側の油圧ポンプ出力（動力）を算出する際に用いる油圧負荷推定アルゴリズムを示す図である。
【図１２】ロードセンシング制御を行なう場合において、軸入力側の油圧ポンプ出力（動力）を算出する際に用いる油圧負荷算出アルゴリズムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
まず、本発明による出力制限方法が適用されるハイブリッド式作業機械の一例としての油圧ショベルの制御装置について説明する。図１は本発明による制御方法が適用される油圧ショベルの制御回路を示すブロック図である。なお、本発明が適用されるハイブリッド式作業機械は、油圧ショベルに限定されるものではない。
【００１８】
まず、図１に示す油圧ショベルの制御回路の構成について説明する。エンジンモータ１によって駆動される可変容量式油圧ポンプ（以下、単に油圧ポンプと称する）２１の油路には、それぞれ、切換弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃが接続されている。そして、切換弁２２ａの上流側の油路には、ポンプ吐出圧センサ２３が接続されている。ポンプ吐出圧センサ２３は、油圧ポンプ２１の吐出圧を検出する。さらに、切換弁２２ｃの下流側の油路は、ネガティブコントロール絞り弁（ 以下、ネガコン絞り弁と称する）２４を介してタンク２５に接続されている。
【００１９】
可変容量式油圧ポンプ２１は、例えば可変斜板式油圧ポンプであり、斜板の角度を変更することでポンプ出力を変更することができる。すなわち、油圧ポンプ２１への制御電流を変更することにより斜板の角度を調整し、これにより油圧ポンプ２１の出力を変更することができる。
【００２０】
ネガコン絞り弁２４の上流側には、ネガティブコントロールセンサ（以下、ネガコンセンサ）２６が接続されている。ネガコンセンサ２６はコントローラ２に結線され、それぞれのタンク２５への油圧流路の油圧を検出し、検出圧力の信号をコントローラ２へ入力する。
【００２１】
ネガコン絞り弁２４、ネガコンセンサ２６及びコントローラ２からなるネガティブコントローラ（以下、ネガコンと称する）は、タンク２５に戻る油圧ポンプ２１の吐出流量の損失を低減するための制御システムである。
【００２２】
コントローラ２には、重掘削モード（Ｈモード）、標準掘削モード（Ｓモード）、仕上げ掘削モード（Ｌモード）などの各作業モードに切り換えるためのモード切換器３、及びエンジン回転数を設定するためのスロットルボリューム４が接続されている。さらに、コントローラ２には、電磁比例弁５と吐出圧センサ２３が結線されている。また、電磁比例弁５はレギュレータ２７に接続され、レギュレータ２７が油圧ポンプ２１の吐出流量を制御する。
【００２３】
通常、油圧ショベルには、重掘削モード（Ｈモード）、標準掘削モード（Ｓモード）、仕上げ掘削モード（Ｌモード）などの各作業モードに切り換えるための切換機構が装備されている。すなわち、モード切換器３の切り換え操作によってコントローラ２が各作業モードに適宜切り換えている。このような制御回路の切換機構によって、油圧ショベルの馬力が一定となるようにレギュレータ２７によって油圧ポンプ２１の吐出流量を制御している。さらに、電磁比例弁５ によって油圧ポンプ２１の入力馬力を変化させると共に、コントローラ２によってエンジンモータ１の回転数を変化させて上記の各作業モードを切り換え、図２に示すような油圧ポンプの吐出圧力−吐出流量特性（Ｐ−Ｑ特性）を実現させている。
【００２４】
そして、ネガコンセンサ２６によってポンプ吐出量を制御し、さらに、ポンプ吐出圧センサ２３によってポンプ吐出圧Ｐの変動を検出して油圧ポンプ２１の吐出量を制御する。
【００２５】
図３は図１に示す制御装置が設けられた油圧ショベルの駆動系のブロック図である。内燃機関からなるエンジン３０と電動発電機からなるアシストモータ３４は、動力分配機であるスプリッタ３２に接続される。エンジン３０とアシストモータ３４とスプリッタ３２とで、図１に示すエンジンモータ１を構成する。可変容量式油圧ポンプ２１はスプリッタ３２に接続され、スプリッタ３２からの出力により駆動されて高圧の作動油を吐出する。
【００２６】
油圧ポンプ２１から吐出された作動油は、図１に示す切換弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃからなるコントローラバルブ２２に送られ、コントロールバルブ２２から油圧シリンダや油圧モータ等の油圧負荷に供給される。油圧ポンプ２１には油圧出力を検出して制御するためのパイロット・ギアポンプ２１Ａが接続されている。このパイロット・ギアポンプ２１Ａで検出した圧力Ｐ及び吐出流量Ｑに基づいて、油圧ポンプ２１の軸出力側の出力（動力）Ｗｏｕｔを求めることができる。
【００２７】
アシストモータ３４はインバータ（ＩＮＶ）３６を介して蓄電器であるバッテリ３８に接続されている。アシストモータ３４はバッテリ３８から電力の供給を受けて駆動され、電動機として機能してエンジン３０をアシストする。また、アシストモータ３４はエンジンの動力をスプリッタ３２を介して受けることで、発電機として機能してバッテリ３８を充電する。電動モータや電動アクチュエータ等の電気負荷は、インバータ（ＩＮＶ）４０を介してバッテリ３８に接続され、バッテリ３８からの電力の供給を受けて作動する。
【００２８】
図３に示すシステムにおいて、エンジン３０，アシストモータ３４及び油圧ポンプ２１の作動は、コントローラ４２により制御される。特に、コントローラ４２は、油圧ポンプ２１の軸入力側の出力（動力）Ｗｉｎを精確に算出してアシストモータ３４の出力（アシスト量）を制御する。これにより、エンジン３０の出力を常に適切な値に維持し、エンジンの作動が異常とならないように且つ効率の良い範囲で運転されるように制御する。
【００２９】
ここで、コントローラ４２が油圧ポンプ２１の軸入力側の出力（動力）Ｗｉｎを算出する際に用いるアルゴリズムについて、図４を参照しながら説明する。図４は油圧ポンプ２１の軸入力側の出力（動力）Ｗｉｎを算出する際に用いる油圧負荷算出アルゴリズムの機能ブロック図である。
【００３０】
図４に示すアルゴリズムによれば、可変容量式油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐと傾転角比Ｘ（傾斜板の傾きを表すパラメータ）との関係を求めておき、且つ等馬力制御の傾転角特性を求めておくことで、油圧ポンプ２１の損失特性を求める。そして、求めた油圧ポンプ２１の損失特性を考慮して油圧ポンプ２１の出力トルクＴを求め、出力トルクＴと油圧ポンプ２１の回転数Ｎとを乗算することで、油圧ポンプ２１の軸入力側の出力Ｗｉｎを精度良く求めることができる。
【００３１】
まず、傾転角比演算部５０は、油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐとポンプ制御電流Ｉとから油圧ポンプ２１の傾転角比Ｘを求める。油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐは実測値であり、馬力設定電流Ｉは油圧ポンプ２１に供給されるポンプ制御電流の実測値とする。傾転角比Ｘと、油圧ポンプ２１の吐出圧力Ｐと、ポンプ制御電流Ｉとの関係は図５に示すマップで表されるので、吐出圧力Ｐとポンプ制御電流Ｉの値を用いることで、傾転角比Ｘを求めることができる。
【００３２】
傾転角比演算部５０が算出した傾転角比Ｘは、トルク演算部５６に出力される。トルク演算部５６は、傾転角比演算部５０が算出した傾転角比Ｘと吐出圧力Ｐとから油圧ポンプ２１のトルクＴを算出する。トルク演算部５６が算出するトルクＴは以下に説明するように油圧ポンプ効率ηが考慮されており、油圧ポンプ２１の軸入力側のトルクである。したがって、ポンプ出力演算部５８において、軸入力側のトルクＴとポンプ回転数Ｎとを乗算することで、油圧ポンプ２１の出力（軸入力側）Ｗｉｎを精度よく算出することができる。
【００３３】
ここで、傾転角比Ｘの算出方法についてさらに詳細に説明する。
【００３４】
図６は可変容量式油圧ポンプの所定の回転数における流量特性を示すグラフである。油圧ポンプ２１は、通常、図６で示される吐出圧力Ｐとポンプ制限電流Ｉとで示される流量特性を有している。また、可変容量油圧ポンプの流量は、理論流量式と流量損失式を含んだポンプ流量式で表すことができる。そこで、本発明では、図６で示される流量特性をポンプ流量式を用いて図５に示す傾転角比Ｘとポンプ吐出圧力Ｐとの関係へ変換することとする。
【００３５】
以下に、ポンプ流量式の詳細について説明する。可変容量式油圧ポンプの吐出流量Ｑは、理論的には、ポンプの最大容積Ｖｍａｘ（傾転角が最大のときの押しのけ量：ｃｃ／ｒｅｖ）に傾転角比Ｘ（％）とポンプ回転数Ｎ（ｒｐｍ）を乗算して求めることができる。ただし、油圧ポンプは与えられた動力を全て流量に変換することはできず、油圧漏れや機械的摩擦等に起因した流量損失が生じる。したがって、理論的に求められる流量から流量損失ＷQを減算したものが実際の吐出流量Ｑとなる。流量損失ＷQは回転角比Ｘ（％）と吐出圧力Ｐ（ＭＰａ）とポンプ回転数（ｒｐｍ）に依存する。以上を考慮すると、吐出流量Ｑを求める式は以下のようになる。
Q＝Vmax・X・N／1000−WQ(X，P，N)  ・・・（１）
理論流量式       流量損失式
式（１）において、Vmax・X・N／1000の項が理論流量式であり、WQ(X，P，N)の項が流量損失式に相当する。流量損失ＷＱは、実測データの分析・検討により以下のように数式で表すことができる。
WQ(X，P，N)＝(Cv1・X・P＋Cv2・X＋Cv3・P＋Cv4）・N／1000  ・・・（２）
式（２）において、Cv1は第１の流量損失係数であり、Cv2は第２の流量損失係数であり、Cv3は第３の流量損失係数であり、Cv4は第４の流量損失係数である。第１の流量損失係数Cv1は回転角比Ｘと吐出圧力Ｐと回転数Ｎとに依存する損失項に係る係数である。第２の流量損失係数Cv2は回転角比Ｘと回転数Ｎとに依存する損失項に係る係数である。第３の流量損失係数Cv3は吐出圧力Ｐと回転数Ｎとに依存する損失項に係る係数である。第４の流量損失係数Cv4は回転数Ｎのみに依存する損失項に係る係数である。これら第１〜第４の流量損失係数Cv1，Cv2，Cv3，Cv4は、実測データを用いて分析することで決定することができる。そして、式（２）を式（１）へ代入して傾転角比Ｘについて解くと、以下の式（３）が得られる。
X＝(Q・1000／N＋Cv3・P＋Cv4)／(Vmax−Cv1・P−Cv2) ・・・（３）
そして、図６において、所定の回転数における流量特性として示される可変容量式油圧ポンプの吐出流量Ｑとポンプ吐出圧力Ｐの値を用いて、上記式（３）へ代入することで、図５で示す傾転角比Ｘとポンプ吐出圧力Ｐとのポンプ特性を求めることができる。
【００３６】
次に、トルク演算部５６によるトルクτの算出方法について説明する。
【００３７】
トルクτについても、吐出流量Ｑと同様に近似式を用いることで求めることができる。図７は油圧ポンプのトルク特性を示すグラフである。油圧ポンプのトルク特性は、吐出圧力Ｐとポンプ制御電流Ｉとに依存する。
【００３８】
図７に示すトルク特性を近似して数式で表すと以下のようになる。
τ＝Vmax／(2π)・Ｘ・P＋Wτ(X，P)  ・・・（４）
理論トルク式    トルク損失式
式（４）において、Vmax／(2π)・Ｘ・P の項が理論的にトルクを求める理論トルク式であり、Wτ(X，P)の項がトルク損失式に相当する。トルク損失Ｗτは、実測データの分析・検討により以下のように数式で表すことができる。
Wτ(X，P)＝(Ct1・X2・P＋Ct2・X＋Ct3・P＋Ct4）  ・・・（５）
式（５）において、Ct1は第１のトルク損失係数であり、Ct2は第２のトルク損失係数であり、Ct3は第３のトルク損失係数であり、Ct4は第４のトルク損失係数である。第１のトルク損失係数Ct1は傾転角比の２乗Ｘ2と吐出圧力Ｐとに依存する損失項に係る係数である。第２のトルク損失係数Ct2は傾転角比Ｘと吐出圧力Ｐとに依存する損失項に係る係数である。第３のトルク損失係数Ct3は吐出圧力Ｐのみに依存する損失項に係る係数である。第４のトルク損失係数Ct4は傾転角比Ｘにも吐出圧力にも依存しない損失項（定常的な損失項）に係る係数である。これら第１〜第４のトルク損失係数Ct1，Ct2，Ct3，Ct4は、実測データを用いて分析することで決定することができる。
【００３９】
ポンプ出力演算部５８は、以上のようにして推定演算により算出したトルクτにポンプ回転数Ｎを乗算することで油圧ポンプ出力Ｗｉｎ（軸入力側）を算出する。このようにして求めた油圧ポンプ出力（軸入力側）Ｗｉｎは、油圧ポンプ２１に入力する動力に相当する。油圧ポンプ２１に入力する動力は、エンジン３０の出力とアシストモータ３４の出力の和であるから、エンジン３０の出力とアシストモータ３４の出力の和が求めた油圧ポンプ出力（軸入力側）Ｗｉｎとなるようにアシストモータ３０の出力を制御することで、エンジン３０の出力（すなわち、エンジン３０の負荷）を精度よく制御することができる。したがって、エンジン３０への負荷が常に適切な負荷となるように制御することができ、エンジン３０を効率のよい状態で運転することができる。
【００４０】
以上説明した油圧負荷推定アルゴリズムではネガティブコントロール圧力（ネガコン圧力Ｐｎ）が考慮されていないが、ネガコン圧力Ｐｎを考慮することで、より精度よく油圧ポンプ出力（軸入力側）Ｗｉｎを求めることができる。
【００４１】
図８はネガコン圧力Ｐｎを考慮して軸入力側の出力（動力）Ｗｉｎを算出する際に用いる油圧負荷推定アルゴリズムを示す図である。ネガコン圧力Ｐｎを考慮した場合、傾転角比Ｘを求めるまでの処理が図４に示す油圧負荷推定アルゴリズムと異なり、他の部分は同じであるので、傾転角比Ｘを求めるまでの処理について説明する。
【００４２】
傾転角比Ｘを求める際に、吐出圧力Ｐとポンプ制御電流Ｉとから演算により求められる回転角比Ｘｍを求めるのと同時に、ネガコン制御時のネガコン圧力Ｐｎから求められるネガコン傾転角比Ｘｎを演算により求める。ネガコン傾転角比Ｘｎはネガコン制御傾転角比演算部５２により算出される。
【００４３】
ネガコン傾転角比Ｘｎを算出するための数式を求めるには、まず、ネガコン圧力Ｐｎとネガコン制御吐出流量Ｑｎの実測データから求めた図９に示すような流量特性を求める。そして、この流量特性の式（３）に基づいて、図１０に示すような傾転角比のネガコン特性を求める。すなわち、流量特性の式（３）に図９より得られる吐出流量Ｑｎと吐出圧力Ｐｎを代入することで、吐出圧力Ｐｎに対するネガコン傾転角比Ｘｎを算出する。
【００４４】
ネガコン制御が行なわれていない通常の制御の場合は、油圧ポンプ２１の傾転角比Ｘは傾転角比演算部５０が算出した傾転角比Ｘｍとなる。一方、ネガコン制御が行なわれている間は、油圧ポンプ２１の傾転角比Ｘはネガコン制御傾転角比演算部５２が算出したネガコン傾転角比Ｘｎとなる。ネガコン制御が行なわれている場合には、傾転角比（ネガコン制御傾転角比Ｘｎ）は通常の場合の傾転角比Ｘｍより小さくなる。したがって、ネガコン制御傾転角比Ｘｎと通常の場合の傾転角比Ｘｍとを比較し、ネガコン制御傾転角比Ｘｎが通常の場合の傾転角比Ｘｍより小さくなったら、ネガコン制御中であると判断することができる。
【００４５】
そこで、傾転角比演算部５０が算出した傾転角比Ｘｍとネガコン制御傾転角比演算部５２が算出したネガコン傾転角比Ｘｎとが最小選択器５４に入力される。最小選択器５４は、傾転角比Ｘｍとネガコン傾転角比Ｘｎのいずれか小さい方を選択し、傾転角比Ｘとしてトルク演算部５６に出力する。
【００４６】
以上のように、ネガコン制御傾転角比演算部５２と最小選択器５４を設けることで、ネガコン制御が行なわれている場合には、傾転角比Ｘとしてネガコン制御傾転角比Ｘｎを用いることがでる。これにより、トルク演算部５６は、ネガコン制御中であっても推定演算によりトルクτを精度よく算出することができる。
【００４７】
以上説明した図４、８に示す油圧負荷推定アルゴリズムを用いて油圧ポンプの入力側のトルクτを推定演算で算出することで、油圧ポンプ出力（軸入力側）Ｗｉｎを精度よく算出することができる。そして、算出した油圧ポンプ出力（軸入力側）Ｗｉｎに基づいてアシストモータ３４のアシスト量を制御することにより、エンジン３０の負荷を常に適切にすることができる。したがって、エンジン３０への過負荷が防止され、常に効率のよい条件で運転することができる。
【００４８】
すなわち、アシストモータ３４の出力（電動状態を正の値とした場合）が、可変容量式油圧ポンプ２１の出力（軸入力側）Ｗｉｎとエンジン３０の出力Ｗｅとの差分に等しくなるように制御する（Ｗａ＝Ｗｉｎ−Ｗｅ）。また、油圧ポンプ２１の出力Ｗｉｎがエンジン３０の出力Ｗｅとアシストモータ３４の出力Ｗａとの和より大きくなると（ＷＷｉｎ＞Ｗｅ＋Ｗａ）、エンジン３０に過大な負荷が加わることとなるので、アシストモータ３４の最大出力Ｗａｍａｘが、可変容量式油圧ポンプ２１の出力Ｗｉｎとエンジンの最大出力Ｗｅｍａｘの差分より大きくなるように制御する（Ｗａｍａｘ＞Ｗｉｎ−Ｗｅｍａｘ）。ここで、電動状態にあるアシストモータ３４の最大出力Ｗａｍａｘは、電気負荷に出力要求Ｗｏｕｔがある場合にバッテリ３８の最大出力Ｗｂａｍａｘを考慮すると、バッテリ３８の最大出力Ｗｂｍａｘと電気負荷の出力要求Ｗｏｕｔとの差分より小さい範囲に制限される（Ｗａｍａｘ＜Ｗｂｍａｘ−Ｗｏｕｔ）。
【００４９】
以上の説明では、油圧ポンプ２１の駆動をネガティブコントロール（略して、ネガコン制御）に基づいて制御しているが、油圧ポンプ２１の駆動制御方法には、ネガコン制御の他に、ポジティブコントロール（略して、ポジコン制御）及びロードセンシング制御という駆動制御方法がある。
【００５０】
まず、ポジコン制御により油圧ポンプ２１の駆動を制御する場合について説明する。図１１はポジコン制御を行なうようにポンプの制御回路が構成された場合において、軸入力側の油圧ポンプ出力（動力）Ｗｉｎを算出する際に用いる油圧負荷推定アルゴリズムを示す図である。ポジコン制御を行なう場合、ポンプ吐出量Ｖを求めるまでの処理が、図４に示すネガコン制御を行なう場合の油圧負荷推定アルゴリズムと異なり、他の部分は同じであるので、ポンプ吐出量Ｖを求めるまでの処理について説明する。
【００５１】
ポジコン制御を行なう場合には、油圧駆動部を駆動するために運転者が操作する操作レバーのレバー操作量θ１，θ２，・・・から、各操作レバーの操作量に応じた油圧ポンプ２１に要求される吐出量ＶＬ１，ＶＬ２，・・・が、レバー操作量θ１，θ２，・・・と吐出量ＶＬ１，ＶＬ２，・・・との関係を示すマップから求められる。そして、全ての吐出量ＶＬ１，ＶＬ２，・・・を加算したものが、油圧ポンプ２１に要求される要求吐出量ＶＬとなる。この要求吐出量ＶＬをポジコン制御傾転角比演算部６０にてポンプの最大容量Ｖｍａｘで割ることで、要求吐出量ＶＬに対するポジコン傾転角比ＸＬが求められる。
【００５２】
そして、ポンプ傾転角比Ｘは、傾転角比演算部５０が算出した傾転角比Ｘと、ポジコン傾転角比演算部６０が算出したポジコン制御傾転角比ＸＬとのうちいずれか小さいほうとなる。このようにして求めた傾転角比Ｘを、油圧ポンプ出力（軸出力側）Ｗｏｕｔの算出及び油圧ポンプ効率ηｏの算出に用いることで、図４に示すアルゴリズムを用いて油圧想定出力（油圧ポンプ出力（軸入力側））Ｗｉｎを算出することができる。
【００５３】
次に、ロードセンシング制御により油圧ポンプ２１の駆動を制御する場合について説明する。図１２はロードセンシング制御を行なうようにポンプの制御回路が構成された場合において、軸入力側の油圧ポンプ出力（動力）Ｗｉｎを算出する際に用いる油圧負荷算出アルゴリズムを示す図である。ロードセンシング制御を行なう場合、傾転角比Ｘを求めるまでの処理が、図４に示す油圧負荷推定アルゴリズムと異なり、他の部分は同じであるので、傾転角比Ｘを求めるまでの処理について説明する。
【００５４】
ロードセンシング制御を行なう場合には、図４における油圧ポンプ吐出圧力Ｐを、最大負荷圧力Ｐｍａｘに差圧ΔＰを加算した値とする。差圧ΔＰはポンプの吐出量にある程度余裕を持たせるために加算するものであり、一定の値としても可変値としてもよい。そして、傾転角比Ｘは、図５で示した油圧ポンプ２１の傾転角比Ｘとポンプ吐出圧力Ｐとの特性に基づいて、上述のようにして求められた油圧ポンプ吐出圧力Ｐと油圧ポンプ２１に供給するポンプ電流（制御電流）Ｉとから求める。このようにして求めた傾転角比Ｘを、油圧ポンプ出力（軸出力側）Ｗｏｕｔの算出及び油圧ポンプ効率ηｏの算出に用いることで、図１２に示すアルゴリズムを用いて油圧想定出力（油圧ポンプ出力（軸入力側））Ｗｉｎを算出することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  エンジンモータ
２  コントローラ
３  モード切換器
４  スロットルボリューム
５  電磁比例弁
２１  油圧ポンプ
２１Ａ  パイロット・ギアポンプ
２２  コントローラバルブ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  切換弁
２３  ポンプ吐出圧センサ
２４  ネガティブコントロール絞り弁（ネガコン絞り弁）
２５  タンク
２６  ネガティブコントロールセンサ（ネガコンセンサ）
２７  レギュレータ
３０  エンジン
３２  スプリッタ
３４  アシストモータ
３６，４０  インバータ
３８  バッテリ
４２  コントローラ
５０  傾転角比演算部
５２  ネガコン傾転角比演算部
５４  最小選択器
５６  トルク演算部
５８  ポンプ出力演算部
６０  ポジコン傾転角比演算部
【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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