(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
電動アシストモータと、
前記エンジンを制御するエンジンコントローラと、
前記電動アシストモータを駆動するモータ駆動装置と、
を備え、
前記エンジンと前記電動アシストモータが連結され、それらのトルクが負荷に伝達され、
前記モータ駆動装置は、
前記電動アシストモータの駆動制御信号を生成するモータコントローラと、
前記駆動制御信号にもとづいて前記電動アシストモータを駆動するインバータと、
を備え、
前記モータコントローラは、前記エンジンの状態を示す情報にもとづいてオブザーバにより前記電動アシストモータのロータの状態を示すオブザーバ推定値を生成し、前記オブザーバ推定値を前記電動アシストモータの制御に反映させ、
前記モータコントローラは、センサレス方式によって前記ロータの状態を示すセンサレス推定値を生成し、前記オブザーバ推定値と前記センサレス推定値にもとづいて前記センサレス推定値の信頼性を判定することを特徴とする動力発生装置。
【請求項２】
前記モータコントローラは、（i）前記センサレス推定値の信頼性が高いとき、前記センサレス推定値にもとづいて前記駆動制御信号を生成し、（ii）前記センサレス推定値の信頼性が低いとき、少なくとも前記オブザーバ推定値にもとづいて前記駆動制御信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の動力発生装置。
【請求項３】
前記モータコントローラは、前記オブザーバ推定値と前記センサレス推定値の誤差が所定のしきい値より大きいとき、信頼性が低いと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の動力発生装置。
【請求項４】
前記電動アシストモータの前記ロータの状態を監視し、センサ検出値を生成するセンサをさらに備え、
前記モータコントローラは、前記オブザーバ推定値と前記センサ検出値にもとづいて前記センサの異常を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の動力発生装置。
【請求項５】
エンジンと、
電動アシストモータと、
前記エンジンを制御するエンジンコントローラと、
前記電動アシストモータを駆動するモータ駆動装置と、
を備え、
前記エンジンと前記電動アシストモータが連結され、それらのトルクが負荷に伝達され、
前記モータ駆動装置は、
前記電動アシストモータの駆動制御信号を生成するモータコントローラと、
前記駆動制御信号にもとづいて前記電動アシストモータを駆動するインバータと、
前記電動アシストモータのロータの状態を監視し、センサ検出値を生成するセンサと、
を備え、
前記モータコントローラは、前記エンジンの状態を示す情報にもとづいてオブザーバにより前記電動アシストモータの前記ロータの状態を示すオブザーバ推定値を生成し、前記オブザーバ推定値を前記電動アシストモータの制御に反映させ、
前記モータコントローラは、前記オブザーバ推定値と前記センサ検出値にもとづいて前記センサの異常を検出することを特徴とする動力発生装置。
【請求項６】
前記モータコントローラは、（i）前記センサが正常であるとき、前記センサ検出値にもとづいて前記駆動制御信号を生成し、（ii）前記センサが異常であるとき、前記オブザーバ推定値にもとづいて前記駆動制御信号を生成することを特徴とする請求項４または５に記載の動力発生装置。
【請求項７】
エンジンと、
電動アシストモータと、
前記エンジンを制御するエンジンコントローラと、
前記電動アシストモータを駆動するモータ駆動装置と、
を備え、
前記エンジンと前記電動アシストモータが連結され、それらのトルクが負荷に伝達され、
前記モータ駆動装置は、
前記電動アシストモータの駆動制御信号を生成するモータコントローラと、
前記駆動制御信号にもとづいて前記電動アシストモータを駆動するインバータと、
前記電動アシストモータのロータの状態を監視し、センサ検出値を生成するセンサと、
を備え、
前記モータコントローラは、前記エンジンの状態を示す情報にもとづいてオブザーバにより前記電動アシストモータの前記ロータの状態を示すオブザーバ推定値を生成し、前記オブザーバ推定値を前記電動アシストモータの制御に反映させ、
前記モータコントローラは、
センサレス方式によって前記ロータの状態を示すセンサレス推定値を生成し、
前記オブザーバ推定値および前記センサレス推定値の少なくとも一方にもとづいて、前記センサ検出値の信頼性を判定し、
少なくとも前記オブザーバ推定値にもとづいて、前記センサレス推定値の信頼性を判定することを特徴とする動力発生装置。
【請求項８】
前記モータコントローラは、
（i）前記センサ検出値の信頼性が高いときは、前記センサ検出値にもとづいて前記駆動制御信号を生成し、
（ii）前記センサ検出値の信頼性が低く、前記センサレス推定値の信頼性が高いときは、前記センサレス推定値にもとづいて前記駆動制御信号を生成することを特徴とする請求項７に記載の動力発生装置。
【請求項９】
前記モータコントローラは、
（iii）前記センサ検出値および前記センサレス推定値の信頼性が低いときは、少なくとも前記オブザーバ推定値にもとづいて前記駆動制御信号を生成することを特徴とする請求項７または８に記載の動力発生装置。
【請求項１０】
前記エンジンの状態を示す情報は、少なくとも前記エンジンの回転数を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の動力発生装置。
【請求項１１】
メインポンプと、
前記メインポンプを駆動する請求項１から１０のいずれかに記載の動力発生装置と、
を備えることを特徴とするショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータのハイブリッド型の動力発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワーショベルやクレーンをはじめとする建設機械は、動力源としてディーゼルエンジンを備え、ディーゼルエンジンによってメインポンプを駆動し、メインポンプの動力を利用して、油圧モータやシリンダを駆動する。近年、省エネ化の要請から、ハイブリッド型の建設機械の導入が進められている。ハイブリッド型の建設機械は、電動アシストモータ付きの動力発生装置（ハイブリッド動力発生装置、あるいは単に動力発生装置という）を備える。ハイブリッド動力発生装置は、エンジンに加えて、電動アシストモータおよび変速機（減速機）を備える。変速機は、エンジンの回転軸および電動アシストモータの回転軸と連結されており、それらの動力を、負荷（たとえばメインポンプ）に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０６８１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動アシストモータの駆動のためには、ロータ（回転子）の状態（たとえば位置や回転数）が必要となる。ロータの位置を直接的に検出する手段として、レゾルバあるいはロータリエンコーダといったセンサを用いる方法があるが、コスト増加の要因となり、またそれを取り付けるためのスペースが必要となるため、モータのサイズが大きくなる。またレゾルバが故障すると、モータの制御が不能となる。
【０００５】
またセンサを利用せずにロータの位置を間接的に検出してモータを駆動するセンサレス制御方式がある。センサレス制御方式では、モータのコイルに生ずる逆起電力にもとづいて、ロータの位置を検出する。センサレス制御方式では、外乱やノイズの影響によりロータの位置検出に誤差が生ずると、脱調現象によりトルクが発生できなくなる。
【０００６】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、信頼性を高めた動力発生装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は動力発生装置に関する。この動力発生装置は、エンジンと、電動アシストモータと、エンジンを制御するエンジンコントローラと、電動アシストモータを駆動するモータ駆動装置と、を備える。エンジンと電動アシストモータは連結され、それらのトルクが負荷に伝達される。モータ駆動装置は、電動アシストモータの駆動制御信号を生成するモータコントローラと、駆動制御信号にもとづいて電動アシストモータを駆動するインバータと、を備える。モータコントローラは、エンジンの状態を示す情報にもとづいて、オブザーバにより電動アシストモータのロータの状態を示すオブザーバ推定値を生成し、オブザーバ推定値を電動アシストモータの制御に反映させる。
【０００８】
エンジンの回転軸と電動アシストモータの回転軸は連動しているため、それらを一つの系として機械モデルを規定し、オブザーバを構成することで、電動アシストモータのロータの状態を推定することができる。モータの駆動に、センサレスにより推定されるロータの位置（速度）や、センサにより検出されたロータの位置（速度）に加えて、オブザーバ推定値を反映させることで、信頼性を高めることができる。あるいはそれらに代えてオブザーバ推定値を用いることで、センサなどのハードウェアが不要となるため、サイズやコストを下げることができる。
【０００９】
モータコントローラは、センサレス方式によってロータの状態を示すセンサレス推定値を生成し、オブザーバ推定値とセンサレス推定値にもとづいてセンサレス推定値の信頼性を判定してもよい。これにより信頼性を高めることができる。
【００１０】
モータコントローラは、（i）センサレス推定値の信頼性が高いとき、センサレス推定値にもとづいて駆動制御信号を生成し、（ii）センサレス推定値の信頼性が低いとき、少なくともオブザーバ推定値にもとづいて駆動制御信号を生成してもよい。これによりロータの位置推定の精度を高めることができる。
【００１１】
モータコントローラは、オブザーバ推定値とセンサレス推定値の誤差が所定のしきい値より大きいとき、信頼性が低いと判定してもよい。
【００１２】
ある態様の動力発生装置は、電動アシストモータのロータの状態を監視し、センサ検出値を生成するセンサをさらに備えてもよい。モータコントローラは、オブザーバ推定値とセンサ検出値にもとづいてセンサの異常を検出してもよい。これにより信頼性を高めることができる。
【００１３】
モータコントローラは、（i）センサが正常であるとき、センサ検出値にもとづいて駆動制御信号を生成し、（ii）センサが異常であるとき、少なくともオブザーバ推定値にもとづいて駆動制御信号を生成してもよい。これにより、センサが異常な場合においても、電動アシストモータ１０４の駆動を継続できる。
【００１４】
ある態様の動力発生装置は、電動アシストモータのロータの状態を監視し、センサ検出値を生成するセンサをさらに備えてもよい。モータコントローラは、センサレス方式によってロータの状態を示すセンサレス推定値を生成してもよい。モータコントローラは、オブザーバ推定値およびセンサレス推定値の少なくとも一方にもとづいて、センサ検出値の信頼性を判定してもよい。またモータコントローラは、少なくともオブザーバ推定値にもとづいて、センサレス推定値の信頼性を判定してもよい。
【００１５】
モータコントローラは、（i）センサ検出値の信頼性が高いときは、センサ検出値にもとづいて駆動制御信号を生成してもよく、（ii）センサ検出値の信頼性が低く、センサレス推定値の信頼性が高いときは、センサレス推定値にもとづいて駆動制御信号を生成してもよい。
【００１６】
モータコントローラは、（iii）センサ検出値およびセンサレス推定値の信頼性が低いときは、少なくともオブザーバ推定値にもとづいて駆動制御信号を生成してもよい。
【００１７】
モータコントローラは、センサ検出値、センサレス推定値、オブザーバ推定値をその優先順位で利用してモータを駆動してもよい。
【００１８】
エンジンの状態を示す情報は、少なくともエンジンの回転数を含んでもよい。またエンジンの状態を示す情報は、少なくともトルクを含んでもよい。
【００１９】
本発明の別の態様は、ショベルに関する。ショベルは、メインポンプと、メインポンプを駆動する上述のいずれかの動力発生装置と、を備えてもよい。
【００２０】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のある態様によれば、動力発生装置の信頼性を高め、および／またはサイズやコストを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施の形態に係る動力発生装置のブロック図である。
【図２】動力発生装置の機械系のモデルを示すブロック図である。
【図３】制御対象とオブザーバを示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態における第１の利用方法のフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態に係る動力発生装置のブロック図である。
【図６】第２の実施の形態における第１の利用方法のフローチャートである。
【図７】第３の実施の形態に係る動力発生装置のブロック図である。
【図８】第３の実施の形態における第１の利用方法のフローチャートである。
【図９】実施の形態に係る建設機械の一例であるショベルの外観を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態に係るショベルの電気系統や油圧系統などのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る動力発生装置１００のブロック図である。動力発生装置１００は、エンジン１０２、電動アシストモータ１０４、変速機（減速機）１０６、エンジンコントローラ１０８、モータ駆動装置１１０を備える。
【００２５】
変速機１０６は、エンジン１０２の回転軸と電動アシストモータ１０４の回転軸と連結され、それらのトルクを負荷２００に伝達する。エンジンコントローラ（ＥＣＵ：Engine Control Unit）１０８は、エンジン１０２を制御する。エンジン１０２には、エンジン１０２の状態（回転数および／または回転軸の位置）を示すフィードバック情報Ｓ１がフィードバックされており、エンジンコントローラ１０８はフィードバック情報Ｓ１にもとづいてエンジン１０２の回転を制御する。
【００２６】
モータ駆動装置１１０は、電動アシストモータ１０４を駆動する。モータ駆動装置１１０は、モータコントローラ１１２およびインバータ１１４を備える。モータコントローラ１１２は、マイコンやＣＰＵ（Central Processing Unit）などのソフトウェア制御可能なプロセッサで構成することができる。したがって図１に示されるモータコントローラ１１２の構成要素１２０，１２２，１２４は、必ずしも別個のハードウェアとして存在するわけではない。この実施の形態において、モータ駆動装置１１０は、レゾルバやロータリエンコーダなどの電動アシストモータ１０４の状態を検出するセンサを備えておらず、いわゆるセンサレス方式によって電動アシストモータ１０４を駆動する。
【００２７】
モータコントローラ１１２は、センサレス推定部１２０、オブザーバ１２２、制御信号生成部１２４を含む。センサレス推定部１２０は、電動アシストモータ１０４の機械的情報ではなく電気的な状態（たとえばモータのコイルに生ずる逆起電力）にもとづいて、電動アシストモータ１０４のロータの状態（すなわち位置および／または回転数）を推定し、センサレス推定値Ｓ３を生成する。センサレス方式によるロータ（回転数および／または位置）の状態の推定については、公知技術を用いればよい。オブザーバ１２２は、エンジン１０２の状態を示すエンジン情報Ｓ２にもとづいて、電動アシストモータ１０４のロータの状態（すなわち位置および／または回転数）を示すオブザーバ推定値Ｓ４を生成する。
【００２８】
以下の説明では、センサレス推定部１２０およびオブザーバ１２２は、電動アシストモータ１０４のロータの位置を推定するものとし、センサレス推定値Ｓ３が示す電動アシストモータ１０４のロータの推定位置を＾θＳＬと表記し、オブザーバ推定値Ｓ４が示す電動アシストモータ１０４のロータの推定位置を＾θＥＢと表記する。
【００２９】
制御信号生成部１２４は、電動アシストモータ１０４の駆動制御信号Ｓ５を生成する。インバータ１１４は、駆動制御信号Ｓ５にもとづいて電動アシストモータ１０４を駆動する。制御信号生成部１２４は、センサレス推定値Ｓ３に加えてオブザーバ推定値Ｓ４を電動アシストモータ１０４の制御に反映させる。
【００３０】
オブザーバ１２２について説明する。図２は、動力発生装置１００の機械系のモデルを示すブロック図である。１／ｒは、変速機１０６のギア比を表す。各シンボルは以下の通りである。
ＴＭ  電動アシストモータのトルク
ωＭ  電動アシストモータの回転数  （θＭ’）
θＭ  電動アシストモータのロータの位置
ＪＭ  電動アシストモータの慣性モーメント
ＤＭ  電動アシストモータの粘性摩擦係数
ＴＥ  エンジンのトルク
ωＥ  エンジンの回転数  （θＥ’）
θＥ  エンジンの位置
ＪＥ  エンジンの慣性モーメント
ＤＥ  エンジンの粘性摩擦係数
「’」は、時間微分を表す。
【００３１】
エンジン１０２および電動アシストモータ１０４は、それぞれ、慣性モーメントと粘性摩擦を考慮して同様にモデル化されている。変速機１０６では、電動アシストモータ１０４とエンジン１０２の回転軸の位置ずれ（θＥ−θＭ）＜０が生ずると、位置ずれに比例したトルクＫ×（θＥ−θＭ）が、エンジン１０２のトルクＴＥに加算され、アシストされる。反対に（θＥ−θＭ）＞０の状態では、電動アシストモータ１０４のロータがエンジン１０２のトルクＴＥによって回転することとなり、電動アシストモータ１０４は発電機として機能する。
【００３２】
このモデルから、式（１）、（２）が得られる。
【数１】
0006679334.tif 000002
【００３３】
式（１）、（２）は、状態制御理論における基本形である式（３）、（４）に沿っている。
ｘ’＝Ａｘ＋Ｂｕ    …（３）
ｙ  ＝Ｃｘ          …（４）
ｕはシステムへの入力であり、図２のモデルではトルク［ＴＭ  ＴＥ］Ｔである。ｘは状態変数であり、ここでは電動アシストモータ１０４およびエンジン１０２の状態［θＭ’  θＭ  θＥ’  θＥ］Ｔである。出力ｙはたとえばエンジン１０２の回転数θＥ’とすることができる。なお当業者によれば、動力発生装置１００の機械系のモデルが図２のそれに限定されず、考慮する物理現象に応じて、より複雑に、あるいはよりシンプルに構成しうることが理解される。
【００３４】
図３は、制御対象１２６とオブザーバ１２２を示すブロック図である。制御対象１２６は、動力発生装置１００の機械系に相当する。図３に示すようなオブザーバ１２２を構成することにより、状態変数ｘを推定することができ、したがってオブザーバ推定値Ｓ４を得ることができる。当業者によれば、制御理論にもとづいてオブザーバゲインＨおよびその他の必要なパラメータを設計可能であり、これ以上の詳細な説明は発明の本質と関係が無いため省略する。
【００３５】
なお入力ｕはトルクＴＥ，ＴＭを含んでいる。モータのトルクＴＭは、インバータ１１４から電動アシストモータ１０４に供給される電流量から求めることができる。またエンジン１０２のトルクＴＥは、その回転数−トルク特性から得ることができる。たとえばエンジン１０２がトルク特性（出力マップ）を保持している場合、エンジンコントローラ１０８から、エンジン１０２の現在のトルクＴＥを直接的に得ることができる。あるいはオブザーバ１２２に、エンジン１０２のトルク特性ＴＥを保持しておき、オブザーバ１２２自体が、他の変数（たとえばエンジン１０２の回転数）からトルクＴＥを推定してもよい。あるいはエンジン１０２のトルクＴＥを測定するセンサが設けられる場合には、測定値を用いればよい。
【００３６】
続いてオブザーバ推定値Ｓ４の利用方法について説明する。
（第１の利用方法）
センサレス推定部１２０による電動アシストモータ１０４の状態の推定値は、必ずしも正確であるとは限らない。たとえばノイズが大きな環境下では精度は大きく低下する。また大きな負荷変動やモータパラメータの変動が生ずると、センサレスによる推定値の誤差は大きくなる。またセンサレス方式は、ロータが静止状態（あるいはそれに近い状態）で逆起電力が得られない状態では、位置を推定できず、あるいは推定精度が低い。
【００３７】
第１の利用方法では、オブザーバ１２２は、センサレス推定部１２０の推定精度を検証するために用いられ、さらには推定位置の補正に用いられる。
【００３８】
本実施の形態においてモータコントローラ１１２の制御信号生成部１２４は、オブザーバ推定値Ｓ４とセンサレス推定値Ｓ３にもとづいてセンサレス推定値Ｓ３の信頼性を判定する。たとえば制御信号生成部１２４は、オブザーバ推定値Ｓ４とセンサレス推定値Ｓ３にもとづいて、センサレス推定値Ｓ３の信頼性を表す指標を生成する。たとえばこの指標として、センサレス推定部１２０が推定したロータの位置＾θＳＬとオブザーバ１２２が推定したロータの位置＾θＥＢの誤差Δθ１（＝＾θＳＬ−＾θＥＢ）を用いることができる。そして誤差Δθ１が大きい場合、センサレス推定部１２０の推定精度が低下しているとみなすことができる。そこでモータコントローラ１１２の制御信号生成部１２４は、オブザーバ推定値Ｓ４とセンサレス推定値Ｓ３の誤差Δθ１が所定のしきい値（許容誤差量）θＴＨ１より大きいとき（｜Δθ１｜＞θＴＨ１）、信頼性が低いと判定してもよい。
【００３９】
モータコントローラ１１２の制御信号生成部１２４は、センサレス推定値Ｓ３の信頼性が高いとき（｜Δθ１｜＜θＴＨ１）、センサレス推定値Ｓ３（すなわち＾θＳＬ）が正しいものとし、センサレス推定値Ｓ３が示す位置推定値＾θＳＬにもとづいて駆動制御信号Ｓ５を生成する。
【００４０】
センサレス推定値Ｓ３の信頼性が低い場合（｜Δθ１｜＞θＴＨ１）、制御信号生成部１２４は、センサレス推定値Ｓ３とオブザーバ推定値Ｓ４の組み合わせにもとづいて、修正された推定位置＾θを生成し、推定位置＾θにもとづいて駆動制御信号Ｓ５を生成する。
＾θ＝ｆ（＾θＳＬ，＾θＥＢ）
ここにｆは所定の関数である。
【００４１】
たとえば補正量θＣＭＰを、誤差Δθ１の関数θＣＭＰ＝ｇ（Δθ１）で定義しておき、センサレス推定値Ｓ３が示す推定位置＾θＳＬを以下の式にしたがって修正してもよい。
＾θ＝＾θＳＬ＋θＣＭＰ
【００４２】
ｆ（＾θＳＬ，＾θＥＢ）＝＾θＥＢのように定義すると、センサレス推定値Ｓ３の信頼性が低いとき（｜Δθ１｜＞θＴＨ１）、駆動制御信号Ｓ５は、オブザーバ推定値Ｓ４が示す位置推定値＾θＥＢにもとづいて生成される。すなわちオブザーバ推定値Ｓ４が、センサレス推定値Ｓ３のバックアップとして利用されることとなる。
【００４３】
図４は、第１の実施の形態における第１の利用方法のフローチャートである。動力発生装置１００の運転中において、センサレス推定値Ｓ３（＾θＳＬ）、オブザーバ推定値Ｓ４（＾θＥＢ）それぞれが生成される（Ｓ１００）。続いて、誤差Δθ１が計算される（Ｓ１０２）。そして｜Δθ１｜＜θＴＨ１、すなわち信頼性が高い場合（Ｓ１０４のＹ）、推定位置＾θとして、センサレスの推定値＾θＳＬが使用される（Ｓ１０６）。ステップＳ１０４において、｜Δθ１｜＞θＴＨ１、すなわち信頼性が低い場合（Ｓ１０４のＮ）、関数ｆ（＾θＳＬ，＾θＥＢ）にもとづいて、修正された推定位置＾θが生成される（Ｓ１０８）。そして推定位置＾θにもとづいて、電動アシストモータ１０４が駆動される（Ｓ１１０）。
【００４４】
このように、第１の利用方法では、センサレス推定値Ｓ３の精度が低下している可能性が高い状況下では、オブザーバ１２２が生成するオブザーバ推定値Ｓ４を用いることにより、モータの駆動を継続することができ、動力発生装置１００の信頼性を高めることができる。オブザーバ１２２により得られる推定位置＾θＥＢの精度が十分に高い場合には、第１の利用方法が有効である。
【００４５】
上述のように、センサレス方式は、負荷変動やモータパラメータの変動によって、推定精度が低下することから、用途によっては、それ単独で用いることが難しく、レゾルバなどのセンサと併用されるのが一般的であった。これに対して、第１の実施の形態によれば、センサレス方式の欠点が、オブザーバ推定値Ｓ４（＾θＥＢ）によって補完され、したがってセンサを用いずに、モータを駆動することが可能となる。これにより、センサが不要となるためコストを削減でき、あるいは装置を小型化できる。
【００４６】
（第２の利用方法）
センサレス推定値Ｓ３の信頼性が高い状況では第１の利用方法と同様である。第２の利用方法では、モータコントローラ１１２の制御信号生成部１２４は、センサレス推定値Ｓ３の信頼性が低いとき（｜Δθ１｜＞θＴＨ１）、所定のエラー処理を行う。エラー処理は、（i）センサレス推定値Ｓ３の精度低下の上位コントローラ（あるいはユーザ）への通知、（ii）電動アシストモータ１０４の回転の停止、あるいはそのトルクの制限、（iii）センサレスの推定値の精度が高まるように、センサレス推定部１２０の演算処理を変更（たとえば推定速度の低下と引きかえに）、などが例示される。この利用方法によっても動力発生装置１００の信頼性を高めることができる。
【００４７】
（第３の利用方法）
第１の利用方法では、誤差Δθ１を所定のしきい値θＴＨ１と比較し、信頼性が高い領域と低い領域を区分したが、それらを連続的に扱うことも可能である。すなわち以下のような関数ｈを定義し、関数ｈにもとづいて得られる＾θにもとづいて、駆動制御信号Ｓ５を生成してもよい。
＾θ＝ｈ（＾θＳＬ，＾θＥＢ）
ただし、Δθ１＝＾θＳＬ−＾θＥＢ＝０のとき、ｈ（＾θＳＬ，＾θＥＢ）＝＾θＳＬ
｜Δθ１｜≫０のとき、ｈ（＾θＳＬ，＾θＥＢ）＝＾θＥＢ
【００４８】
（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態に係る動力発生装置１００ａのブロック図である。第１の実施の形態と共通の構成については説明を省略する。モータ駆動装置１１０ａは、レゾルバやロータリエンコーダなどのセンサ１３０を備える。センサ１３０は、電動アシストモータ１０４のロータの状態（回転数および／または位置）を監視し、センサ検出値Ｓ６を生成する。以下では、オブザーバ１２２およびセンサ１３０は、電動アシストモータ１０４のロータの位置を推定、検出するものとし、オブザーバ推定値Ｓ４が示す電動アシストモータ１０４のロータの推定位置を＾θＥＢと表記し、センサ検出値Ｓ６が示す電動アシストモータ１０４のロータの検出位置をθＲと表記する。
【００４９】
モータコントローラ１１２は、オブザーバ１２２、制御信号生成部１２４を含む。制御信号生成部１２４には、オブザーバ推定値Ｓ４とセンサ検出値Ｓ６が入力される。制御信号生成部１２４は、センサ検出値Ｓ６およびオブザーバ推定値Ｓ４にもとづいて、駆動制御信号Ｓ５を生成する。インバータ１１４は、駆動制御信号Ｓ５にもとづいて電動アシストモータ１０４を駆動する。
【００５０】
第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、オブザーバ推定値Ｓ４の利用方法にはいくつかのバリエーションが存在する。
【００５１】
（第１の利用方法）
動力発生装置１００ａを長期的に運用すると、センサ１３０に異常が発生する場合がある。たとえばセンサ１３０の異常は、センサ１３０自体の故障や、センサ１３０の取り付け位置のずれなどを含む。あるいはセンサ検出値Ｓ６に電気的なノイズが重畳する場合も、ここでいうセンサ１３０の異常に含まれる。センサ１３０が異常な状態は、センサ検出値Ｓ６の信頼性が低い状態と把握することができる。
【００５２】
第１の利用方法では、オブザーバ１２２は、センサ１３０の異常を検出するために用いられ、さらには検出位置の補正に用いられる。
【００５３】
本実施の形態において制御信号生成部１２４は、オブザーバ推定値Ｓ４とセンサ検出値Ｓ６にもとづいて、センサ１３０の異常を検出する。言い換えれば制御信号生成部１２４は、センサ検出値Ｓ６の信頼性を判定する。たとえば制御信号生成部１２４は、オブザーバ推定値Ｓ４とセンサ検出値Ｓ６にもとづいて、センサ１３０（センサ検出値Ｓ６）の信頼性を表す指標を生成する。この指標としては、センサ１３０が検出した検出位置θＲとオブザーバ１２２が推定したロータの位置＾θＥＢの誤差Δθ２（＝θＲ−＾θＥＢ）を用いることができる。誤差Δθ２が大きい場合、センサ検出値Ｓ６の精度が低下しているとみなすことができる。そこでモータコントローラ１１２の制御信号生成部１２４は、オブザーバ推定値Ｓ４とセンサ検出値Ｓ６の誤差Δθ２が所定のしきい値（許容誤差量）θＴＨ２より大きいとき（｜Δθ２｜＞θＴＨ２）、センサ１３０が異常であると判定してもよい。
【００５４】
モータコントローラ１１２の制御信号生成部１２４は、センサ１３０が正常、すなわちセンサ検出値Ｓ６の信頼性が高いとき（｜Δθ２｜＜θＴＨ２）、センサ検出値Ｓ６（すなわちθＲ）が正しいものとし、センサ検出値Ｓ６が示す位置θＲにもとづいて駆動制御信号Ｓ５を生成する。
【００５５】
センサ１３０が異常である場合（｜Δθ２｜＞θＴＨ２）、制御信号生成部１２４は、オブザーバ推定値Ｓ４にもとづいて駆動制御信号Ｓ５を生成する。あるいは、オブザーバ推定値Ｓ４と駆動制御信号Ｓ５の組み合わせにもとづいて、修正された推定位置＾θを生成し、推定位置＾θにもとづいて駆動制御信号Ｓ５を生成してもよい。
＾θ＝ｆ（θＲ，＾θＥＢ）
ここにｆは所定の関数である。
【００５６】
たとえば補正量θＣＭＰを、誤差Δθの関数θＣＭＰ＝ｇ（Δθ２）で定義しておき、センサ検出値Ｓ６が示す位置θＲを以下の式にしたがって修正してもよい。
＾θ＝θＲ＋θＣＭＰ
【００５７】
ｆ（θＲ，＾θＥＢ）＝＾θＥＢのように定義すると、センサ検出値Ｓ６の信頼性が低いとき（｜Δθ２｜＞θＴＨ２）、駆動制御信号Ｓ５は、オブザーバ推定値Ｓ４が示す位置推定値＾θＥＢにもとづいて生成される。すなわちオブザーバ推定値Ｓ４が、センサ検出値Ｓ６のバックアップとして利用されることとなる。
【００５８】
図６は、第２の実施の形態における第１の利用方法のフローチャートである。動力発生装置１００ａの運転中において、センサ検出値Ｓ６（θＲ）、オブザーバ推定値Ｓ４（＾θＥＢ）それぞれが生成される（Ｓ２００）。続いて、誤差Δθ２が計算される（Ｓ２０２）。そして｜Δθ２｜＜θＴＨ２、すなわちセンサ１３０が正常である場合（Ｓ２０４のＹ）、位置＾θとして、センサ検出値θＲが使用される（Ｓ２０６）。ステップＳ２０４において、｜Δθ２｜＞θＴＨ２、すなわちセンサ１３０が異常である場合（Ｓ２０４のＮ）、関数ｆ（θＲ，＾θＥＢ）にもとづいて、修正された推定位置＾θが生成される（Ｓ２０８）。そして推定位置＾θにもとづいて、電動アシストモータ１０４が駆動される（Ｓ２１０）。
【００５９】
このように、第１の利用方法では、センサ１３０に異常が生じている可能性が高い状況下では、オブザーバ１２２が生成するオブザーバ推定値Ｓ４を用いることにより、モータの駆動を継続することができ、動力発生装置１００ａの信頼性を高めることができる。オブザーバ１２２により得られる推定位置＾θＥＢの精度が十分に高い場合には、第１の利用方法が有効である。
【００６０】
（第２の利用方法）
センサ検出値Ｓ６の信頼性が高い状況では第１の利用方法と同様である。第２の利用方法では、モータコントローラ１１２の制御信号生成部１２４は、センサ検出値Ｓ６の信頼性が低いとき（｜Δθ２｜＞θＴＨ２）、所定のエラー処理を行う。エラー処理は、（i）センサ１３０の故障の上位コントローラ（あるいはユーザ）への通知、（ii）電動アシストモータ１０４の回転の停止、あるいはそのトルクの制限などが例示される。この利用方法によっても動力発生装置１００ａの信頼性を高めることができる。
【００６１】
（第３の利用方法）
第１の利用方法では、誤差Δθ２を所定のしきい値θＴＨ２と比較し、信頼性が高い領域と低い領域を区分したが、それらを連続的に扱うことも可能である。すなわち以下のような関数ｈを定義し、関数ｈにもとづいて得られる＾θにもとづいて、駆動制御信号Ｓ５を生成してもよい。
＾θ＝ｈ（θＲ，＾θＥＢ）
ただし、Δθ＝θＲ−＾θＥＢ＝０のとき、ｈ（θＲ，＾θＥＢ）＝θＲ
｜Δθ２｜≫０のとき、ｈ（θＲ，＾θＥＢ）＝＾θＥＢ
【００６２】
従来においてセンサの故障が問題となるような用途では、そのバックアップとして、センサレス方式が併用される場合があり、センサレス方式は、逆起電力を検出するためのハードウェア（アンプや抵抗などの回路素子）が必要であった。第２の実施の形態では、センサレス方式のためのハードウェアが不要となるため、コストを削減でき、あるいは装置を小型化できる。
【００６３】
（第３の実施の形態）
図７は、第３の実施の形態に係る動力発生装置１００ｂのブロック図である。第１、第２の実施の形態と共通の構成については説明を省略する。第３の実施の形態は、第１および第２の実施の形態の組み合わせである。すなわち、モータ駆動装置１１０ｂは、レゾルバやロータリエンコーダなどのセンサ１３０を備え、さらにセンサレス方式による駆動もサポートしている。
【００６４】
以下では、センサレス推定部１２０、オブザーバ１２２、センサ１３０は、電動アシストモータ１０４のロータの位置を推定、検出するものとし、センサレス推定値Ｓ３が示す電動アシストモータ１０４のロータの推定位置を＾θＳＬと表記し、オブザーバ推定値Ｓ４が示す電動アシストモータ１０４のロータの推定位置を＾θＥＢと表記し、センサ検出値Ｓ６が示す電動アシストモータ１０４のロータの検出位置をθＲと表記する。
【００６５】
制御信号生成部１２４には、センサレス推定値Ｓ３、オブザーバ推定値Ｓ４、センサ検出値Ｓ６が入力される。制御信号生成部１２４は、センサレス推定値Ｓ３、オブザーバ推定値Ｓ４およびセンサ検出値Ｓ６にもとづいて駆動制御信号Ｓ５を生成する。
【００６６】
続いてオブザーバ推定値Ｓ４の利用方法を説明する。
（第１の利用方法）
制御信号生成部１２４は、センサレス推定値Ｓ３とオブザーバ推定値Ｓ４の少なくとも一方にもとづいて、センサ検出値Ｓ６の信頼性を判定する。そして制御信号生成部１２４は、センサ検出値Ｓ６の信頼性が高いときは、センサ検出値Ｓ６にもとづいて駆動制御信号Ｓ５を生成する。
【００６７】
制御信号生成部１２４は、少なくともオブザーバ推定値Ｓ４にもとづいて、センサレス推定値Ｓ３の信頼性を判定する。センサ検出値Ｓ６の信頼性が低く、センサレス推定値Ｓ３の信頼性が高いときは、センサレス推定値Ｓ３にもとづいて駆動制御信号Ｓ５を生成する。
【００６８】
第１の利用方法では、制御信号生成部１２４は、センサ検出値Ｓ６およびセンサレス推定値Ｓ３の信頼性が低いときは、少なくともオブザーバ推定値Ｓ４にもとづいて駆動制御信号Ｓ５を生成する。
【００６９】
図８は、第３の実施の形態における第１の利用方法のフローチャートである。動力発生装置１００ｂの運転中において、センサ検出値Ｓ６（θＲ）、センサレス推定値Ｓ３（＾θＳＬ）、オブザーバ推定値Ｓ４（＾θＥＢ）それぞれが生成される（Ｓ３００）。続いて、センサ検出値Ｓ６の信頼性が評価される（Ｓ３０２，Ｓ３０４）。具体的にはセンサ検出値Ｓ６の信頼性を表す指標として、センサ検出値Ｓ６とセンサレス推定値Ｓ３の誤差Δθ３（＝θＲ−＾θＳＬ）が計算される（Ｓ３０２）。そして｜Δθ３｜＜θＴＨ３、すなわちセンサ検出値Ｓ６の信頼性が高い場合（Ｓ３０４のＹ）、推定位置＾θとして、センサの位置検出値θＲが使用される（Ｓ３０６）。
【００７０】
ステップＳ３０４において、｜Δθ３｜＞θＴＨ３、すなわちセンサ検出値Ｓ６の信頼性が低い場合（Ｓ３０４のＮ）、センサレス推定値Ｓ３の信頼性が評価される（Ｓ３０８，Ｓ３１０）。具体的にはセンサレス推定値Ｓ３の信頼性を表す指標として、センサレス推定値Ｓ３とオブザーバ推定値Ｓ４の誤差Δθ１（＝＾θＳＬ−＾θＥＢ）が計算される（Ｓ３０８）。そして｜Δθ１｜＜θＴＨ１、すなわちセンサレス推定値Ｓ３の信頼性が高い場合（Ｓ３１０のＹ）、推定位置＾θとして、センサレスによる推定位置＾θＳＬが使用される（Ｓ３１２）。
【００７１】
ステップＳ３１０において、｜Δθ１｜＞θＴＨ１、すなわちセンサレス推定値Ｓ３の信頼性が低い場合（Ｓ３１０のＮ）、少なくともオブザーバ推定値Ｓ４にもとづいて、修正された推定位置＾θが生成される（Ｓ３１４）。推定位置＾θは、少なくともオブザーバ推定値Ｓ４（＾θＥＢ）を引数とする所定の関数ｆ（θＲ，＾θＳＬ，＾θＥＢ）にもとづいて、生成することができる。
たとえば、関数ｆは、第１の実施の形態や第２の実施の形態で説明したように、
＾θ＝ｆ（＾θＳＬ，＾θＥＢ）
＾θ＝ｆ（θＲ，＾θＥＢ）
であってもよい。
【００７２】
そして推定位置＾θにもとづいて、電動アシストモータ１０４が駆動される（Ｓ３１６）。
【００７３】
（第２の利用方法）
第３の実施の形態において、センサレス推定値Ｓ３とセンサ検出値Ｓ６の両方の信頼性が低い場合（Ｓ３１０のＮ）、所定のエラー処理を行ってもよい。エラー処理は、（i）センサ１３０の故障の上位コントローラ（あるいはユーザ）への通知、（ii）電動アシストモータ１０４の回転の停止、あるいはそのトルクの制限などが例示される。この利用方法によっても動力発生装置１００ａの信頼性を高めることができる。
【００７４】
（第３の利用方法）
第１の利用方法では、センサレス推定値Ｓ３、センサ検出値Ｓ６それぞれについて、信頼性が高い領域と低い領域を区分したが、それらを連続的に扱うことも可能である。すなわち関数ｈを定義し、関数ｈにもとづいて得られる＾θにもとづいて、駆動制御信号Ｓ５を生成してもよい。
＾θ＝ｈ（θＲ，＾θＳＬ，＾θＥＢ）
【００７５】
第３の実施の形態に関する変形例を説明する。
センサ検出値Ｓ６の信頼性を評価する際に、センサ検出値Ｓ６とオブザーバ推定値Ｓ４の誤差θ２を指標として用いてもよい。あるいはセンサ検出値Ｓ６、センサレス推定値Ｓ３、オブザーバ推定値Ｓ４のすべてを考慮して、センサ検出値Ｓ６の信頼性を表す指標を定義してもよい。
【００７６】
またセンサレス推定値Ｓ３の信頼性を評価する際に、センサ検出値Ｓ６、センサレス推定値Ｓ３、オブザーバ推定値Ｓ４のすべてを考慮して、センサレス推定値Ｓ３の信頼性を表す指標を定義してもよい。
【００７７】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、センサレス推定部１２０およびセンサ１３０は用いずに、オブザーバ１２２のみが設けられる。そして制御信号生成部１２４は常時、オブザーバ推定値Ｓ４が示す推定位置＾θＥＢにもとづいて、駆動制御信号Ｓ５を生成する。第４の実施の形態によれば、センサ１３０およびセンサレス推定部１２０が不要となるため、コストおよびサイズを削減できる。
【００７８】
最後に動力発生装置１００の用途を説明する。動力発生装置１００は、建設機械や産業機械に利用することができる。図９は、実施の形態に係る建設機械の一例であるショベル１の外観を示す斜視図である。ショベル１は、主として走行機構２と、走行機構２の上部に旋回機構３を介して回動自在に搭載された上部旋回体（以下、単に旋回体ともいう）４とを備えている。
【００７９】
旋回体４には、ブーム５と、ブーム５の先端にリンク接続されたアーム６と、アーム６の先端にリンク接続されたバケット１０とが取り付けられている。バケット１０は、土砂、鋼材などの吊荷を捕獲するための設備である。ブーム５、アーム６、及びバケット１０は、それぞれブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によって油圧駆動される。また、旋回体４には、バケット１０の位置や励磁動作および釈放動作を操作する操作者を収容するための運転室４ａや、油圧を発生するためのエンジン１１といった動力源が設けられている。エンジン１１は、例えばディーゼルエンジンで構成される。
【００８０】
図１０は、実施の形態に係るショベル１の電気系統や油圧系統などのブロック図である。なお、図１０では、機械的に動力を伝達する系統を二重線で、油圧系統を太い実線で、操縦系統を破線で、電気系統を細い実線でそれぞれ示している。
【００８１】
ショベル１は電動発電機１２および減速機１３を備えており、エンジン１１及び電動発電機１２の回転軸は、共に減速機１３の入力軸に接続されることにより互いに連結されている。エンジン１１の負荷が大きいときには、電動発電機１２が自身の駆動力によりエンジン１１の駆動力を補助（アシスト）し、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。一方、エンジン１１の負荷が小さいときには、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が発電を行う。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 Magnetic）モータによって構成される。電動発電機１２の駆動と発電との切りかえは、ショベル１における電気系統の駆動制御を行うコントローラ３０により、エンジン１１の負荷等に応じて行われる。
【００８２】
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が接続されており、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。コントロールバルブ１７は、ショベル１における油圧系の制御を行う装置である。コントロールバルブ１７には、図９に示した走行機構２を駆動するための油圧モータ２Ａ及び２Ｂの他、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ており、コントロールバルブ１７は、これらに供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御する。
【００８３】
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（操作手段）が接続されている。操作装置２６は、旋回用電動機２１、走行機構２、ブーム５、アーム６、及びバケット１０を操作するための操作装置であり、操作者によって操作される。操作装置２６には、油圧ライン２７を介してコントロールバルブ１７が接続され、また、油圧ライン２８を介して圧力センサ２９が接続される。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）を操作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。
【００８４】
圧力センサ２９は、操作装置２６に対して旋回機構３を旋回させるための操作が入力されると、この操作量を油圧ライン２８内の油圧の変化として検出する。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、旋回用電動機２１の駆動制御に用いられる。
【００８５】
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によって構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。コントローラ３０は、各種センサ及び操作装置２６等からの操作入力を受けて、インバータ１８Ａ、１８Ｃ及び蓄電手段４０等の駆動制御を行う。
【００８６】
旋回用電動機２１は、図９の旋回機構３に設けられ、上部旋回体４を回動させる。旋回用電動機２１は交流電動機であり、旋回体４を旋回させる旋回機構３の動力源である。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。旋回用インバータ１８Ｃは、蓄電手段４０からの電力を受け、旋回用電動機２１を駆動する。また旋回用電動機２１の回生運転時には、旋回用電動機２１からの電力を蓄電手段４０に回収する。
【００８７】
旋回用電動機２１が力行運転を行う際には、旋回用電動機２１の回転駆動力の回転力が旋回減速機２４にて増幅され、旋回体４が加減速制御され回転運動を行う。また、旋回体４の慣性回転により、旋回減速機２４にて回転数が増加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。
【００８８】
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り、旋回用電動機２１と機械的に連結することで回転軸２１Ａの回転角度及び回転方向を検出する。レゾルバ２２が回転軸２１Ａの回転角度を検出することにより、旋回機構３の回転角度及び回転方向が導出される。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、コントローラ３０からの指令によって、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させる。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３に機械的に伝達する減速機である。
【００８９】
続いて電気系統について詳細に説明する。電気系統は主として、コントローラ３０、蓄電手段４０、インバータ１８Ａ，１８Ｃを備える。
【００９０】
（アシスト）
アシスト用のインバータ１８Ａの２次側（出力）端には、電動発電機１２が接続される。インバータ１８Ａは、コントローラ３０の一部であるアシスト用インバータコントローラからの指令にもとづき、電動発電機１２の運転制御を行う。
【００９１】
（旋回）
旋回用電動機２１、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、旋回減速機２４、旋回用インバータ１８Ｃおよびコントローラ３０の一部である旋回用のインバータコントローラは、電動旋回装置を構成する。
旋回用電動機２１は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御指令により旋回用インバータ１８Ｃによって交流駆動される。旋回用電動機２１としては、例えば、磁石埋込型のＩＰＭモータが好適である。
【００９２】
旋回用インバータコントローラは、操作入力に応じた回転速度指令を受け、レゾルバ２２により検出される旋回用電動機２１の旋回速度が、回転速度指令と一致するように、旋回用インバータ１８Ｃを制御する。
【００９３】
（電源）
蓄電手段４０とコントローラ３０の一部であるコンバータコントローラは、電源装置を構成する。蓄電手段４０は、例えば蓄電池であるバッテリと、バッテリの充放電を制御する昇降圧コンバータ（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）と、正極及び負極の直流配線からなるＤＣバスとを備えている（図示せず）。蓄電器としては、リチウムイオン電池等の充電可能な２次電池、キャパシタ、そのほか電力の授受が可能なその他の形態の電源を用いてもよい。ＤＣバスには、インバータ１８Ａ，１８Ｃそれぞれの１次側（直流入力）が接続されている。コントローラは、ＤＣバスに生ずるＤＣリンク電圧が所定の電圧レベルとなるように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。電源装置は、電動発電機１２等が力行運転する際には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを昇圧動作させ、電動発電機１２等が回生運転する際には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを降圧動作させ、電動発電機１２が発生した電力を蓄電器に回収する。
【００９４】
すなわち、インバータ１８Ａが電動発電機１２を力行運転させる際には、必要な電力をバッテリ及び昇降圧コンバータからＤＣバスを介して電動発電機に供給する。また、電動発電機１２を回生運転させる際には、電動発電機１２により発電された電力をＤＣバス及び昇降圧コンバータを介してバッテリに充電する。なお、昇降圧コンバータの昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス電圧値、バッテリ電圧値、及びバッテリ電流値にもとづき、コンバータコントローラによって行われる。これにより、ＤＣバスを、予め定められた一定電圧値に蓄電された状態に維持することができる。
【００９５】
以上がショベル１の構成である。実施の形態に係る動力発生装置１００のエンジン１０２、電動アシストモータ１０４、変速機１０６はそれぞれ、図１０のエンジン１１、電動発電機１２、減速機１３に対応する。また動力発生装置１００のモータコントローラ１１２およびインバータ１１４は、図１０のコントローラ３０、インバータ１８Ａに対応する。また実施の形態に係る動力発生装置１００の負荷２００は、図１０のメインポンプ１４に対応する。
【００９６】
ここでは実施の形態では、本発明に係るハイブリッド型建設機械の一例として、ショベル１を示したが、本発明のハイブリッド型建設機械の他の例としては、リフティングマグネット車両やクレーン等が挙げられる。
【符号の説明】
【００９７】
１…ショベル、２…走行機構、２Ａ…油圧モータ、３…旋回機構、４…旋回体、４ａ…運転室、５…ブーム、６…アーム、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…バケット、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、１８，１８Ａ…インバータ、１８Ｃ…旋回用インバータ、２１…旋回用電動機、２１Ａ…回転軸、２２…レゾルバ、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、２７，２８…油圧ライン、２９…圧力センサ、３０…コントローラ、４０…蓄電手段、Ｓ１…フィードバック情報、Ｓ２…エンジン情報、Ｓ３…センサレス推定値、Ｓ４…オブザーバ推定値、Ｓ５…駆動制御信号、Ｓ６…センサ検出値、１００…動力発生装置、１０２…エンジン、１０４…電動アシストモータ、１０６…変速機、１０８…エンジンコントローラ、１１０…モータ駆動装置、１１２…モータコントローラ、１１４…インバータ、１２０…センサレス推定部、１２２…オブザーバ、１２４…制御信号生成部、１２６…制御対象、１３０…センサ。
【図１】
0006679334.tif 000003
【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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