(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンに機械的に接続された発電電動機と、
前記発電電動機に電気的に接続された蓄電装置と、
前記エンジンおよび／または前記発電電動機のトルクで駆動する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油によって駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記蓄電装置の出力を制御するコントローラと、
前記コントローラに接続されたモニタ装置とを備えたハイブリッド建設機械において、
前記コントローラは、前記蓄電装置の状態を表す複数の状態量を検出する蓄電装置状態検出部と、
前記蓄電装置状態検出部によって検出した複数の状態量のいずれか１つが所定の閾値を超えたときに、その度合いに応じて前記油圧アクチュエータの動作速度を低減する速度低減モードを実行する速度低減モード実行部と、
前記速度低減モードにおける前記油圧アクチュエータの速度の低減度合いを演算する速度低減度合演算部とを備え、
前記モニタ装置は、前記油圧アクチュエータの速度の低減度合いを表示する速度低減度合表示部を備えたことを特徴とするハイブリッド建設機械。
【請求項２】
前記コントローラは、前記蓄電装置の状態を表す前記複数の状態量のそれぞれに対して前記速度低減モードに遷移しない領域を共通スケールに変換することにより、前記複数の状態量のそれぞれの現在値を前記共通スケールの値に変換し、これらのうちいずれか１つの値を代表値として特定する共通スケール代表値特定部をさらに備え、
前記モニタ装置は、前記代表値を表示する共通スケール表示部をさらに備えてなる請求項１に記載のハイブリッド建設機械。
【請求項３】
前記コントローラは、前記複数の状態量のそれぞれの値の増減速度に基づいて前記速度低減モードに到達するまでの速度低減モード到達時間を予測する速度低減モード到達時間予測部をさらに備え、
前記モニタ装置は、前記速度低減モード到達時間を表示する速度低減モード到達時間表示部をさらに備えてなる請求項１または２に記載のハイブリッド建設機械。
【請求項４】
前記コントローラは、前記複数の状態量のそれぞれの値の増減速度に基づいて前記速度低減モードに遷移すると判定したときに、前記速度低減モードに遷移したときの前記油圧アクチュエータの速度の低減度合いの予測値を演算する速度低減度合予測値演算部をさらに備え、
前記モニタ装置は、前記油圧アクチュエータの速度の低減度合いの予測値を表示する速度低減度合予測値表示部をさらに備えてなる請求項１ないし３のいずれかに記載のハイブリッド建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと発電電動機が搭載されたハイブリッド建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンと油圧ポンプに機械的に結合された発電電動機と、リチウムイオンバッテリやキャパシタ等の蓄電装置を備えたハイブリッド建設機械が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このようなハイブリッド建設機械では、発電電動機は、エンジンの駆動力によって発電した電力を蓄電装置に充電する、または蓄電装置の電力を用いて力行することによってエンジンをアシストする、という役割を担う。また、多くのハイブリッド建設機械では、発電電動機とは別個に電動モータを備え、この電動モータによって油圧アクチュエータの動作を代行またはアシストさせている。例えば電動モータによって旋回動作を行うときには、電動モータへの電力供給によって上部旋回体の旋回動作やアシストを行うと共に、旋回停止時の制動エネルギを回生して蓄電装置の充電を行っている。
【０００３】
このようなハイブリッド建設機械では、発電電動機や旋回電動モータの出力を大きくすることで、燃費低減効果を高めることができる。しかしながら、発電電動機等の出力を大きくすると、蓄電装置の放電能力、容量、温度等の制約により、十分な電力を供給できない場合がある。この場合、蓄電装置からの電力供給を継続すると、蓄電装置の酷使に繋がり、蓄電装置の劣化を早めることになる。
【０００４】
このような問題点を考慮した構成が知られている。例えば特許文献１には、蓄電装置の劣化促進を予防するために、蓄電率（ＳＯＣ：State of Charge）の低下に応じて、車両の動作速度を低下させて、蓄電装置の過度な使用を防止する構成が開示されている。
【０００５】
また、一般的に蓄電装置の劣化の指標となるパラメータは複数存在するが、これら複数のパラメータを同時に監視することは難しい。そこで、特許文献２には、主に温度に関する複数のパラメータを、所定の共通スケールに変換して、その代表値をモニタに表示する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９４１９５１号公報
【特許文献２】特許第５２７１３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたハイブリッド建設機械では、蓄電装置の酷使を防止するために、蓄電率の低下に応じて、車両の動作速度を低下させる。このとき、動作速度が低下状態であることをオペレータに報知する必要がある。報知しない場合には、オペレータは、動作速度の低下を故障と判断する可能性があるのに加え、オペレータに操作違和感が発生する可能性がある。従って、蓄電装置の状況は、例えばモニタ等に表示する必要がある。しかしながら、特許文献２に記載されたように、蓄電装置の状況をモニタ表示するだけでは、蓄電装置と動作速度との関係が不明確である。このため、現時点で動作速度が低下しているか否かを、オペレータが十分に把握できない虞れがある。これに加えて、現状の作業を継続したときに、速度が低下する等のような将来の動作状況も、十分に把握することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、蓄電装置の状況と速度低減モードとの関係を、オペレータが容易に把握することができるハイブリッド建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンと、前記エンジンに機械的に接続された発電電動機と、前記発電電動機に電気的に接続された蓄電装置と、前記エンジンおよび／または前記発電電動機のトルクで駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油によって駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記蓄電装置の出力を制御するコントローラと、前記コントローラに接続されたモニタ装置とを備えたハイブリッド建設機械において、前記コントローラは、前記蓄電装置の状態を表す複数の状態量を検出する蓄電装置状態検出部と、前記蓄電装置状態検出部によって検出した複数の状態量のいずれか１つが所定の閾値を超えたときに、その度合いに応じて前記油圧アクチュエータの動作速度を低減する速度低減モードを実行する速度低減モード実行部と、前記速度低減モードにおける前記油圧アクチュエータの速度の低減度合いを演算する速度低減度合演算部とを備え、前記モニタ装置は、前記油圧アクチュエータの速度の低減度合いを表示する速度低減度合表示部を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、モニタ装置を目視することによって、蓄電装置の状況と速度低減モードとの関係を、オペレータが容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態によるハイブリッド油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１中のハイブリッド油圧ショベルに適用する油圧システムと電動システムを示すブロック図である。
【図３】図２中のハイブリッドコントロールユニットとモニタ装置を示すブロック図である。
【図４】図３中の出力指令演算部を示すブロック図である。
【図５】図４中のバッテリ放電制限値演算部を示すブロック図である。
【図６】バッテリ蓄電率から第１のバッテリ放電電力制限値を求めるテーブルを示す説明図である。
【図７】電流二乗積算比率から第２のバッテリ放電電力制限値を求めるテーブルを示す説明図である。
【図８】図４中の総出力上限値演算部を示すブロック図である。
【図９】図３中のモニタ表示量演算部を示す説明図である。
【図１０】図９中の最大速度低減率演算部を示すブロック図である。
【図１１】図９中の共通スケール換算最小値演算部を示すブロック図である。
【図１２】図９中の速度低減モード到達予測時間演算部を示すブロック図である。
【図１３】図９中の予測最大速度低減率演算部を示すブロック図である。
【図１４】図１中のキャブ内を示す要部斜視図である。
【図１５】モニタ装置に表示された表示画面の一例を示す説明図である。
【図１６】モニタ装置の速度低減度合表示部、共通スケール表示部、速度低減モード到達時間表示部、速度低減度合予測値表示部を示す説明図である。
【図１７】蓄電装置の使用開始前の状態において、蓄電装置の状況とモニタ装置の表示内容とを示す説明図である。
【図１８】通常モードの範囲でバッテリ蓄電率が低下した場合について、蓄電装置の状況とモニタ装置の表示内容とを示す説明図である。
【図１９】通常モードの範囲で電流二乗積算比率が上昇した場合について、蓄電装置の状況とモニタ装置の表示内容とを示す説明図である。
【図２０】速度低減モードの範囲でバッテリ蓄電率が低下した場合について、蓄電装置の状況とモニタ装置の表示内容とを示す説明図である。
【図２１】速度低減モードの範囲で電流二乗積算比率が上昇した場合について、蓄電装置の状況とモニタ装置の表示内容とを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態によるハイブリッド建設機械としてハイブリッド油圧ショベルを例に挙げて、添付図面に従って説明する。
【００１３】
図１ないし図２１は本発明の実施の形態を示している。ハイブリッド油圧ショベル１（以下、油圧ショベル１という）は、後述のエンジン２１と発電電動機２７とを備えている。この油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に設けられた旋回装置３と、下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、上部旋回体４の前側に設けられ掘削作業等を行う多関節構造の作業装置１２とにより構成されている。このとき、下部走行体２と上部旋回体４とは、油圧ショベル１の車体を構成している。
【００１４】
上部旋回体４は、旋回フレーム５上に設けられエンジン２１等が収容された建屋カバー６と、オペレータが搭乗するキャブ７とを備えている。図１４に示すように、キャブ７内には、オペレータが着座する運転席８が設けられると共に、運転席８の周囲には、操作レバー、操作ペダル等からなる走行操作装置９と、操作レバー等からなる旋回操作装置１０と、操作レバー等からなる作業操作装置１１とが設けられている。
【００１５】
走行操作装置９は、例えば運転席８の前側に配置されている。また、旋回操作装置１０は、例えば運転席８の左側に配置された操作レバーのうち前後方向の操作部分が該当する。さらに、作業操作装置１１は、運転席８の左側に配置された操作レバーのうち左右方向の操作部分（アーム操作）と、運転席８の右側に配置された操作レバーのうち前後方向の操作部分（ブーム操作）と左右方向の操作部分（バケット操作）とが該当する。なお、操作レバーの操作方向と旋回動作や作業動作との関係は、前述したものに限らず、油圧ショベル１の仕様等に応じて適宜設定される。
【００１６】
ここで、操作装置９〜１１には、これらの操作量（レバー操作量ＯＡ）を検出する操作量センサ９Ａ〜１１Ａがそれぞれ設けられている。これらの操作量センサ９Ａ〜１１Ａは、例えば下部走行体２の走行操作、上部旋回体４の旋回操作、作業装置１２の俯仰動操作（掘削操作）等のような車体の操作状態を検出する車体操作状態検出装置を構成している。また、キャブ７内には、後述するエンジン制御ダイヤル３８、モニタ装置３９が設けられている。
【００１７】
図１に示すように、作業装置１２は、例えばブーム１２Ａ、アーム１２Ｂ、バケット１２Ｃと、これらを駆動するブームシリンダ１２Ｄ、アームシリンダ１２Ｅ、バケットシリンダ１２Ｆとによって構成されている。ブーム１２Ａ、アーム１２Ｂ、バケット１２Ｃは、互いにピン結合されている。作業装置１２は、旋回フレーム５に取付けられ、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆを伸長または縮小することによって、俯仰動する。
【００１８】
ここで、油圧ショベル１は、発電電動機２７等を制御する電動システムと、作業装置１２等の動作を制御する油圧システムとを搭載している。これに加えて、油圧ショベル１は、蓄電装置３１の状態を表示するモニタ装置３９を備えている。以下、油圧ショベル１のシステム構成について図２ないし図１６を参照して説明する。
【００１９】
エンジン２１は、旋回フレーム５に搭載されている。このエンジン２１は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関によって構成されている。図２に示すように、エンジン２１の出力側には、後述の油圧ポンプ２３と発電電動機２７とが機械的に直列接続して取付けられ、これら油圧ポンプ２３と発電電動機２７とは、エンジン２１によって駆動される。ここで、エンジン２１の作動はエンジンコントロールユニット２２（以下、ＥＣＵ２２という）によって制御され、ＥＣＵ２２は、ＨＣＵ３６からのエンジン出力指令Ｐeに基づいて、エンジン２１の出力トルク、回転速度（エンジン回転数）等を制御する。なお、エンジン２１の最大出力は、例えば油圧ポンプ２３の最大動力よりも小さくなっている。
【００２０】
油圧ポンプ２３は、エンジン２１に機械的に接続されている。この油圧ポンプ２３は、エンジン２１単独のトルクによって駆動可能である。また、油圧ポンプ２３は、エンジン２１のトルクに発電電動機２７のアシストトルクを加えた複合トルク（合計トルク）によっても駆動可能である。この油圧ポンプ２３は、タンク（図示せず）内に貯溜された作動油を加圧し、走行油圧モータ２５、旋回油圧モータ２６、作業装置１２のシリンダ１２Ｄ〜１２Ｆ等に圧油として吐出する。
【００２１】
油圧ポンプ２３は、コントロールバルブ２４を介して油圧アクチュエータとしての走行油圧モータ２５、旋回油圧モータ２６、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆに接続されている。これらの油圧モータ２５，２６、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆは、油圧ポンプからの圧油によって駆動する。コントロールバルブ２４は、走行操作装置９、旋回操作装置１０、作業操作装置１１に対する操作に応じて、油圧ポンプ２３から吐出された圧油を走行油圧モータ２５、旋回油圧モータ２６、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆに供給または排出する。
【００２２】
具体的には、走行油圧モータ２５には、走行操作装置９の操作に応じて油圧ポンプ２３から圧油が供給される。これにより、走行油圧モータ２５は、下部走行体２を走行駆動させる。旋回油圧モータ２６には、旋回操作装置１０の操作に応じて油圧ポンプ２３から圧油が供給される。これにより、旋回油圧モータ２６は、上部旋回体４を旋回動作させる。シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆには、作業操作装置１１の操作に応じて油圧ポンプ２３から圧油が供給される。これにより、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆは、作業装置１２を俯仰動させる。
【００２３】
発電電動機２７（モータジェネレータ）は、エンジン２１に機械的に接続されている。この発電電動機２７は、例えば同期電動機等によって構成される。発電電動機２７は、エンジン２１を動力源に発電機として働き蓄電装置３１や旋回電動モータ３３への電力供給を行う発電と、蓄電装置３１や旋回電動モータ３３からの電力を動力源にモータとして働きエンジン２１および油圧ポンプ２３の駆動をアシストする力行との２通りの役割を果たす。従って、エンジン２１のトルクには、状況に応じて発電電動機２７のアシストトルクが追加され、これらのトルクによって油圧ポンプ２３は駆動する。この油圧ポンプ２３から吐出される圧油によって、作業装置１２の動作や車両の走行等が行われる。
【００２４】
図２に示すように、発電電動機２７は、第１のインバータ２８を介して一対の直流母線２９Ａ，２９Ｂに接続されている。第１のインバータ２８は、例えばトランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等からなる複数のスイッチング素子を用いて構成され、モータジェネレータコントロールユニット３０（以下、ＭＧＣＵ３０という）によって各スイッチング素子のオン／オフが制御される。直流母線２９Ａ，２９Ｂは、正極側と負極側とで対をなし、例えば数百Ｖ程度の直流電圧が印加されている。
【００２５】
発電電動機２７の発電時には、第１のインバータ２８は、発電電動機２７からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置３１や旋回電動モータ３３に供給する。発電電動機２７の力行時には、第１のインバータ２８は、直流母線２９Ａ，２９Ｂの直流電力を交流電力に変換して発電電動機２７に供給する。そして、ＭＧＣＵ３０は、ＨＣＵ３６からの発電電動機力行出力指令Ｐmg等に基づいて、第１のインバータ２８の各スイッチング素子のオン／オフを制御する。これにより、ＭＧＣＵ３０は、発電電動機２７の発電時の発電電力や力行時の駆動電力を制御する。
【００２６】
蓄電装置３１は、発電電動機２７に電気的に接続されている。この蓄電装置３１は、例えばリチウムイオンバッテリからなる複数個のセル（図示せず）によって構成され、直流母線２９Ａ，２９Ｂに接続されている。
【００２７】
蓄電装置３１は、発電電動機２７の発電時には発電電動機２７から供給される電力を充電し、発電電動機２７の力行時（アシスト駆動時）には発電電動機２７に向けて駆動電力を供給する。また、蓄電装置３１は、旋回電動モータ３３の回生時には旋回電動モータ３３から供給される回生電力を充電し、旋回電動モータ３３の力行時には旋回電動モータ３３に向けて駆動電力を供給する。このように、蓄電装置３１は、発電電動機２７によって発電された電力を蓄電することに加え、油圧ショベル１の旋回制動時に旋回電動モータ３３が発生した回生電力を吸収し、直流母線２９Ａ，２９Ｂの電圧を一定に保つ。
【００２８】
蓄電装置３１は、バッテリコントロールユニット３２（以下、ＢＣＵ３２という）によって充電動作や放電動作が制御される。ＢＣＵ３２は、蓄電装置状態検出部を構成している。このＢＣＵ３２は、蓄電装置３１の複数の状態量として、例えばバッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒiscを検出する。これに加えて、ＢＣＵ３２は、蓄電装置３１に対する充電電力をバッテリ電力値Ｐcとして検出すると共に、例えばセル電圧やハード的な電流上限値に基づいてバッテリ許容放電電力Ｐbmaxを算出する。バッテリ許容放電電力Ｐbmaxは、現在の蓄電装置３１が放電可能な電力を示している。ＢＣＵ３２は、バッテリ許容放電電力Ｐbmax、バッテリ電力値Ｐc、バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc等をＨＣＵ３６に向けて出力する。
【００２９】
また、ＢＣＵ３２は、ＨＣＵ３６からの電動旋回出力指令Ｐer、発電電動機力行出力指令Ｐmgに従って旋回電動モータ３３、発電電動機２７が駆動するように、蓄電装置３１の充放電を制御する。このとき、バッテリ蓄電率ＳＯＣは、蓄電装置３１の蓄電量に対応した値になる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、蓄電装置３１には、例えば電圧３５０Ｖ、放電容量５Ａｈ、バッテリ蓄電率ＳＯＣ（蓄電率）の適正使用範囲は例えば３０〜７０％、適正使用セル温度６０℃以下に設定されたリチウムイオンバッテリを用いるものとする。バッテリ蓄電率ＳＯＣの適正使用範囲等は、上述した値に限らず、蓄電装置３１の仕様等に応じて適宜設定される。
【００３１】
ここで、エンジン２１の最大出力は、最大ポンプ吸収動力よりも小さい。この場合、エンジン２１が最大ポンプ吸収動力に対して充分に大きな出力をもつときに比べて、車体動作時の発電電動機２７の力行によるエンジンアシストの寄与する割合は大きい。このため、蓄電装置３１は、激しく充電と放電を繰り返す。
【００３２】
蓄電装置３１は、一般的に過度な充電や放電を行うと、劣化が促進し、出力が低下する。蓄電装置３１の劣化速度は、充電や放電を行うときのバッテリ蓄電率ＳＯＣや、充電や放電そのものの強度によって異なる。例えば、リチウムイオンバッテリ等の蓄電装置３１には、メーカによって蓄電率やセル温度に適正な使用範囲が定められている（例えば、蓄電率で３０％〜７０％、セル温度で６０℃以下）。この範囲を超えて蓄電装置３１を使用すると、劣化速度が大きく増加する。
【００３３】
同様に、充電や放電の強度にも、蓄電装置３１の適正使用範囲が予め決められている。充電や放電の強度の指標には、電流二乗積算値を用いることが一般的である。これは、現在時刻から遡る過去の一定時間Ｔにどれぐらい電流の入力や出力があったかを、電流の二乗をＴ時間積算することで表す指標である。このとき、時間Ｔは、複数設定されることが多い。この指標は、蓄電装置３１の仕様等に応じて適宜設定される。従って、電流二乗積算値の上限値を超えて、蓄電装置３１を使用すれば、蓄電装置３１の劣化が促進される。このため、蓄電装置３１は、可能な限り電流二乗積算値の上限値を超えないように、使用される。
【００３４】
以下では、一例として、時間Ｔが１００秒に設定された場合を例に挙げて説明する。即ち、過去１００秒の電流二乗積算値の上限値が予め決められているものとする。このため、電流二乗積算値の現在値と上限値との比率を、電流二乗積算比率Ｒiscとすることで、電流二乗積算比率Ｒiscが１００％を超えないように、蓄電装置３１の使用は制御される。従って、電流二乗積算比率Ｒiscの適正使用範囲は、０〜１００％である。このとき、ＢＣＵ３２は、例えば蓄電装置３１の充電や放電の電流を検出する電流センサ（図示せず）を備え、検出した電流に基づいて電流二乗積算比率Ｒiscを算出する。電流二乗積算比率Ｒiscは、ＢＣＵ３２による算出に限らず、例えばＢＣＵ３２から充電時および放電時の蓄電装置３１の電流を検出し、この電流の検出値に基づいてＨＣＵ３６によって算出してもよい。同様に、バッテリ電力値Ｐcも、蓄電装置３１の電流の検出値に基づいてＨＣＵ３６によって算出してもよい。
【００３５】
旋回電動モータ３３（旋回電動機）は、発電電動機２７または蓄電装置３１からの電力によって駆動される。この旋回電動モータ３３は、例えば三相誘導電動機によって構成され、旋回油圧モータ２６と共に旋回フレーム５に設けられている。旋回電動モータ３３は、旋回油圧モータ２６と協働して旋回装置３を駆動する。このため、旋回装置３は、旋回油圧モータ２６と旋回電動モータ３３の複合トルクによって駆動し、上部旋回体４を旋回駆動する。
【００３６】
図２に示すように、旋回電動モータ３３は、第２のインバータ３４を介して直流母線２９Ａ，２９Ｂに接続されている。旋回電動モータ３３は、蓄電装置３１や発電電動機２７からの電力を受けて回転駆動する力行と、旋回制動時の余分なトルクで発電して蓄電装置３１を蓄電する回生との２通りの役割を果たす。このため、力行時の旋回電動モータ３３には、発電電動機２７等からの電力が直流母線２９Ａ，２９Ｂを介して供給される。これにより、旋回電動モータ３３は、旋回操作装置１０の操作に応じて回転トルクを発生させて、旋回油圧モータ２６の駆動をアシストすると共に、旋回装置３を駆動して上部旋回体４を旋回動作させる。
【００３７】
第２のインバータ３４は、第１のインバータ２８と同様に、複数のスイッチング素子を用いて構成される。第２のインバータ３４は、旋回電動モータコントロールユニット３５（以下、ＲＭＣＵ３５という）によって各スイッチング素子のオン／オフが制御される。旋回電動モータ３３の力行時には、第２のインバータ３４は、直流母線２９Ａ，２９Ｂの直流電力を交流電力に変換して旋回電動モータ３３に供給する。旋回電動モータ３３の回生時には、第２のインバータ３４は、旋回電動モータ３３からの交流電力を直流電力に変換して蓄電装置３１等に供給する。
【００３８】
ＲＭＣＵ３５は、ＨＣＵ３６からの電動旋回出力指令Ｐer等に基づいて、第２のインバータ３４の各スイッチング素子のオン／オフを制御する。これにより、ＲＭＣＵ３５は、旋回電動モータ３３の回生時の回生電力や力行時の駆動電力を制御する。
【００３９】
ハイブリッドコントロールユニット３６（以下、ＨＣＵ３６という）は、ＢＣＵ３２と共にコントローラを構成し、蓄電装置３１の出力を制御する。このＨＣＵ３６は、例えばマイクロコンピュータによって構成されると共に、ＣＡＮ３７（Controller Area Network）等を用いてＥＣＵ２２、ＭＧＣＵ３０、ＲＭＣＵ３５、ＢＣＵ３２に電気的に接続されている。ＨＣＵ３６は、ＥＣＵ２２、ＭＧＣＵ３０、ＲＭＣＵ３５、ＢＣＵ３２と通信しながら、エンジン２１、発電電動機２７、旋回電動モータ３３、蓄電装置３１を制御する。
【００４０】
ＨＣＵ３６には、ＣＡＮ３７等を通じて、バッテリ許容放電電力Ｐbmax、バッテリ電力値Ｐc、バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc、その他車体情報ＶＩ、ポンプ負荷、モード情報等が入力される。また、ＨＣＵ３６には、操作装置９〜１１のレバー操作量ＯＡを検出する操作量センサ９Ａ〜１１Ａが接続されている。これにより、ＨＣＵ３６には、レバー操作量ＯＡが入力される。さらに、ＨＣＵ３６には、エンジン制御ダイヤル３８が接続され、エンジン制御ダイヤル３８によって設定されたエンジン目標回転数ωeが入力される。
【００４１】
ＨＣＵ３６は、通常モードＮＭＯＤＥと速度低減モードＬＳＭＯＤＥとを有している。ＨＣＵ３６は、通常モードＮＭＯＤＥと速度低減モードＬＳＭＯＤＥとのうちいずれか一方のモードを選択して実行する。ここで、速度低減モードＬＳＭＯＤＥでは、例えばエンジン２１の実出力を上回る出力が必要になるときには、旋回装置３、作業装置１２の動作速度が低減される。一方、通常モードＮＭＯＤＥでは、速度低減モードＬＳＭＯＤＥによる動作速度の低減が解除される。
【００４２】
エンジン制御ダイヤル３８は、回転可能なダイヤルによって構成され、ダイヤルの回転位置に応じてエンジン２１の目標回転数ωeを設定する。このエンジン制御ダイヤル３８は、キャブ７内に位置して、オペレータによって回転操作され、目標回転数ωeに応じた指令信号を出力する。
【００４３】
モニタ装置３９は、ＨＣＵ３６に接続され、車体に関する各種の情報を表示する。図１４および図１５に示すように、モニタ装置３９は、キャブ７内に配置され、例えば燃料の残量、エンジン冷却水の水温、稼動時間、車内温度等を表示する。これに加え、モニタ装置３９は、速度低減度合表示部３９Ａと、共通スケール表示部３９Ｂと、速度低減モード到達時間表示部３９Ｃと、速度低減度合予測値表示部３９Ｄとを備えている。
【００４４】
図１５および図１６に示すように、速度低減度合表示部３９Ａは、速度低減モードＬＳＭＯＤＥにおける油圧アクチュエータ（油圧モータ２５，２６、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆ）の速度の低減度合いとして、最大速度低減率ＤＲsを表示する。速度低減度合表示部３９Ａは、例えば縦方向に伸縮するバーによって構成され、最大速度低減率ＤＲsの最小値が下端に位置し、最大速度低減率ＤＲsの最大値が上端に位置している。速度低減度合表示部３９Ａの最大値部分は、共通スケール表示部３９Ｂの最小値部分に連続している。このとき、最大速度低減率ＤＲsの最大値は例えば１００％であり、最大速度低減率ＤＲsの最小値は最大速度低減率最小値ＤＲsmin（例えば７０％）である。
【００４５】
ＨＣＵ３６が通常モードＮＭＯＤＥを実行しているときには、最大速度低減率ＤＲsは最大値である。このため、速度低減度合表示部３９Ａのバーは、最大伸長した状態になる。一方、ＨＣＵ３６が速度低減モードＬＳＭＯＤＥを実行しているときには、最大速度低減率ＤＲsは最大値と最小値の間の値である。従って、速度低減度合表示部３９Ａのバーは、最大伸長よりも縮小され、最大速度低減率ＤＲsに応じた長さ寸法になる。
【００４６】
共通スケール表示部３９Ｂは、共通スケール換算最小値Ｅminを表示する。共通スケール換算最小値Ｅminは、蓄電装置３１の複数の状態量（バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc）のそれぞれの現在値を共通スケールの値に変換したときに、これらのうちいずれか１つの値からなる代表値を示している。具体的には、共通スケール換算最小値Ｅminは、バッテリ蓄電率ＳＯＣを共通スケールに換算した第１の換算値Ｅbと、電流二乗積算比率Ｒiscを共通スケールに換算した第２の換算値Ｅrとのうち、最小の値を示している。
【００４７】
共通スケール表示部３９Ｂは、例えば縦方向に伸縮するバーによって構成される。共通スケール表示部３９Ｂのバーは、速度低減度合表示部３９Ａのバーと区別するために、例えば異なる色で表示される。共通スケール表示部３９Ｂは、共通スケール換算最小値Ｅminの最小値が下端に位置し、共通スケール換算最小値Ｅminの最大値が上端に位置している。
【００４８】
このとき、共通スケール換算最小値Ｅminは、通常モードＮＭＯＤＥから速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行するまでの余裕に応じた値になっている。このため、共通スケール表示部３９Ｂは、共通スケール換算最小値Ｅminに応じてバーが縮小することによって、速度低減モードＬＳＭＯＤＥへの移行が近付いていることを報知する。また、共通スケール表示部３９Ｂの最小値部分は、速度低減度合表示部３９Ａの最大値部分に連続している。このため、共通スケール換算最小値Ｅminが低下して、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行すると、共通スケール表示部３９Ｂのバーが縮小して、速度低減度合表示部３９Ａのバーの伸縮に連続して切り換わる。このため、オペレータは、通常モードＮＭＯＤＥでの余裕部分と、速度低減モードＬＳＭＯＤＥでの速度低減度合いとを、連続的に把握することができる。
【００４９】
速度低減モード到達時間表示部３９Ｃは、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに到達するまでの速度低減モード到達予測時間ＰＴを表示する。速度低減モード到達時間表示部３９Ｃは、速度低減度合表示部３９Ａおよび共通スケール表示部３９Ｂの近傍に位置して、速度低減モード到達予測時間ＰＴの数値を所定の単位（例えば、分単位または秒単位）で表示する。
【００５０】
速度低減度合予測値表示部３９Ｄは、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに遷移したときの油圧アクチュエータ（油圧モータ２５，２６、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆ）の速度の低減度合いの予測値として、予測最大速度低減率ＰＤＲsを表示する。速度低減度合予測値表示部３９Ｄは、速度低減度合表示部３９Ａに近接して設けられたインジケータによって構成される。速度低減度合予測値表示部３９Ｄのインジケータは、現状の動作を継続したときに、到達が予測される速度低減度合表示部３９Ａのバーの長さ位置（高さ位置）を示している。
【００５１】
次に、ＨＣＵ３６の具体的な構成について説明する。図３に示すように、ＨＣＵ３６は、出力指令演算部４０と、モニタ表示量演算部５０とを備えている。
【００５２】
出力指令演算部４０は、速度低減モード実行部を構成している。この出力指令演算部４０は、ＢＣＵ３２によって検出した複数の状態量（バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc）のいずれか１つが所定の閾値（適正基準値ＳＯＣ1、適正基準値Ｒisc1）を超えたときに、その度合いに応じて、油圧アクチュエータ（油圧モータ２５，２６、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆ）の動作速度を低減する速度低減モードＬＳＭＯＤＥを実行する。
【００５３】
図４に示すように、出力指令演算部４０は、バッテリ放電制限値演算部４１と、総出力上限値演算部４２と、動作出力配分演算部４３と、油圧電動出力配分演算部４４とを備えている。この出力指令演算部４０は、例えばバッテリ許容放電電力Ｐbmax、バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc、エンジン目標回転数ωe、レバー操作量ＯＡ、その他車体情報ＶＩに基づいて、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0、エンジン出力上限値Ｐemax、エンジン出力指令Ｐe、電動旋回出力指令Ｐer、発電電動機力行出力指令Ｐmgを算出する。出力指令演算部４０は、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0、エンジン出力上限値Ｐemaxをモニタ表示量演算部５０に出力し、エンジン出力指令ＰeをＥＣＵ２２に出力し、電動旋回出力指令ＰerをＲＭＣＵ３５に出力し、発電電動機力行出力指令ＰmgをＭＧＣＵ３０に出力する。
【００５４】
図５に示すように、バッテリ放電制限値演算部４１は、第１のバッテリ放電電力制限値演算部４１Ａと、第２のバッテリ放電電力制限値演算部４１Ｂと、最小値選択部４１Ｃを備えている。このバッテリ放電制限値演算部４１には、ＢＣＵ３２からバッテリ蓄電率ＳＯＣと、電流二乗積算比率Ｒiscと、バッテリ許容放電電力Ｐbmaxとが入力される。
【００５５】
第１のバッテリ放電電力制限値演算部４１Ａは、バッテリ蓄電率ＳＯＣに基づいて第１のバッテリ放電電力制限値Ｐlim1を演算するために、例えば図６に示すようなテーブルＴ1を有する。第１のバッテリ放電電力制限値演算部４１Ａは、テーブルＴ1を用いてバッテリ蓄電率ＳＯＣに応じた第１のバッテリ放電電力制限値Ｐlim1を演算する。
【００５６】
第２のバッテリ放電電力制限値演算部４１Ｂは、電流二乗積算比率Ｒiscに基づいて第２のバッテリ放電電力制限値Ｐlim2を演算するために、例えば図７に示すようなテーブルＴ2を有する。第２のバッテリ放電電力制限値演算部４１Ｂは、テーブルＴ2を用いて電流二乗積算比率Ｒiscに応じた第２のバッテリ放電電力制限値Ｐlim2を演算する。
【００５７】
このとき、図６および図７中のバッテリ放電電力制限値Ｐlim1，Ｐlim2の最大値Ｐ11，Ｐ21は、蓄電装置３１が新品であり、かつセル温度が常温での典型的なバッテリ許容放電電力Ｐbmaxに近い値に設定されている。このため、最大値Ｐ11と最大値Ｐ21は、例えば同じ値になっている。
【００５８】
テーブルＴ1は、バッテリ蓄電率ＳＯＣが適正使用範囲の最低値ＳＯＣ2よりも低下すると、バッテリ放電電力制限値Ｐlim1を最小値Ｐ10（例えばＰ10＝０ｋＷ）に設定し、バッテリ蓄電率ＳＯＣが閾値となる適正基準値ＳＯＣ1よりも上昇すると、バッテリ放電電力制限値Ｐlim1を最大値Ｐ11に設定する。また、バッテリ蓄電率ＳＯＣが最低値ＳＯＣ2と適正基準値ＳＯＣ1の間の値となるときには、テーブルＴ1は、バッテリ蓄電率ＳＯＣが増加するに従って、バッテリ放電電力制限値Ｐlim1を増加させる。即ち、バッテリ蓄電率ＳＯＣが適正基準値ＳＯＣ1以上の値から閾値となる適正基準値ＳＯＣ1よりも低下すると、テーブルＴ1は、その低下度合いに応じて、バッテリ放電電力制限値Ｐlim1を最小値Ｐ10と最大値Ｐ11との間の値に設定する。ここで、適正基準値ＳＯＣ1は、最低値ＳＯＣ2から多少余裕を持って大きな値に設定されている。例えば最低値ＳＯＣ2が３０％となるときに、適正基準値ＳＯＣ1は３５％程度の値に設定されている。
【００５９】
テーブルＴ2は、電流二乗積算比率Ｒiscが適正使用範囲の最高値Ｒisc2よりも上昇すると、バッテリ放電電力制限値Ｐlim2を最小値Ｐ20（例えばＰ20＝０ｋＷ）に設定し、電流二乗積算比率Ｒiscが閾値となる適正基準値Ｒisc1よりも低下すると、バッテリ放電電力制限値Ｐlim2を最大値Ｐ21に設定する。また、電流二乗積算比率Ｒiscが最高値Ｒisc2と適正基準値Ｒisc1の間の値となるときには、テーブルＴ2は、電流二乗積算比率Ｒiscが上昇するに従って、バッテリ放電電力制限値Ｐlim2を低下させる。即ち、電流二乗積算比率Ｒiscが適正基準値Ｒisc1以下の値から閾値となる適正基準値Ｒisc1よりも上昇すると、テーブルＴ2は、その上昇度合いに応じて、バッテリ放電電力制限値Ｐlim2を最小値Ｐ20と最大値Ｐ21との間の値に設定する。ここで、適正基準値Ｒisc1は、最高値Ｒisc2から多少余裕を持って小さな値に設定されている。例えば最高値Ｒisc2が１００％となるときに、適正基準値Ｒisc1は９０％程度の値に設定されている。
【００６０】
最小値選択部４１Ｃは、第１，第２のバッテリ放電電力制限値演算部４１Ａ，４１Ｂによって演算されたバッテリ放電電力制限値Ｐlim1，Ｐlim2、バッテリ許容放電電力Ｐbmaxの３つの値を比較し、これらの最小値を選択してバッテリ放電電力制限値Ｐlim0として出力する。
【００６１】
図８に示すように、総出力上限値演算部４２は、発電電動機力行出力上限値演算部４２Ａと、エンジン出力上限値演算部４２Ｂと、加算器４２Ｃとを備えている。この総出力上限値演算部４２には、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0と、エンジン制御ダイヤル３８の指令等によって決定されるエンジン２１の目標回転数ωeとが入力される。
【００６２】
発電電動機力行出力上限値演算部４２Ａは、例えば発電電動機２７の効率等のようなハード的な制約を考慮して、発電電動機出力上限値Ｐmgmaxを演算する。具体的には、発電電動機力行出力上限値演算部４２Ａは、発電電動機２７が力行するときの効率ゲインとバッテリ放電電力制限値Ｐlim0との積に基づいて、発電電動機出力上限値Ｐmgmaxを算出する。発電電動機出力上限値Ｐmgmaxは、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0の範囲で発電電動機２７が最大限力行したときの出力を示している。なお、発電電動機力行出力上限値演算部４２Ａは、発電電動機２７の効率に加えて、発電電動機２７の温度等を考慮して、発電電動機出力上限値Ｐmgmaxを算出してもよい。
【００６３】
エンジン出力上限値演算部４２Ｂは、目標回転数ωeにおいて出力可能なエンジン２１の出力最大値を演算し、エンジン出力上限値Ｐemaxとして出力する。エンジン出力上限値演算部４２Ｂは、トルクマップ４２Ｂ1と、エンジン出力演算部４２Ｂ2と、増幅器４２Ｂ3とを備えている。
【００６４】
トルクマップ４２Ｂ1は、エンジン２１の回転数と出力トルクＴeとの関係を予め記憶したものである。このため、トルクマップ４２Ｂ1は、エンジン２１の目標回転数ωeが入力されると、エンジン２１が目標回転数ωeで回転したときの出力トルクＴeを算出する。
【００６５】
エンジン出力演算部４２Ｂ2は、エンジン２１の目標回転数ωeと出力トルクＴeとの積を算出する。増幅器４２Ｂ3は、目標回転数ωeと出力トルクＴeとの積を、エンジン２１の効率等を考慮したゲインで増幅する。これにより、増幅器４２Ｂ3は、エンジン２１が目標回転数ωeで回転したときのエンジン２１の出力最大値として、エンジン出力上限値Ｐemaxを出力する。
【００６６】
加算器４２Ｃは、発電電動機力行出力上限値演算部４２Ａで演算された発電電動機２７の力行出力上限値である発電電動機出力上限値Ｐmgmaxと、エンジン出力上限値演算部４２Ｂで演算されたエンジン出力上限値Ｐemaxとの合計値（Ｐmgmax＋Ｐemax）を計算する。加算器４２Ｃは、この合計値を総出力上限値Ｐtmaxとして出力する。
【００６７】
動作出力配分演算部４３は、総出力上限値Ｐtmaxとレバー操作量ＯＡとに基づいて、例えば走行、旋回、作業装置１２の俯仰動等のような各種の動作出力Ｐxの配分を演算する。この動作出力配分演算部４３には、総出力上限値Ｐtmaxと、レバー操作量ＯＡとが入力される。動作出力配分演算部４３は、動作出力の総和が総出力上限値Ｐtmaxを超えない範囲で、レバー操作量ＯＡに応じて車両が動作するように、各種の動作出力Ｐxの大きさと配分を調整する。動作出力配分演算部４３は、大きさと配分を調整した各動作出力Ｐxを、油圧電動出力配分演算部４４に出力する。
【００６８】
油圧電動出力配分演算部４４には、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0、総出力上限値Ｐtmax、各動作出力Ｐx、その他車体情報ＶＩが入力される。油圧電動出力配分演算部４４は、入力された情報に基づいて、エネルギ効率が最適になり、かつレバー操作に応じた車体動作が行えるように、旋回電動モータ３３、発電電動機２７、エンジン２１が負担するそれぞれの出力を演算する。油圧電動出力配分演算部４４は、これらの演算結果として、電動旋回出力指令Ｐer、発電電動機力行出力指令Ｐmg、エンジン出力指令Ｐeを出力する。
【００６９】
例えば、油圧電動出力配分演算部４４は、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0と旋回動作の動作出力Ｐxとに基づいて、旋回電動モータ３３の出力目標値となる電動旋回出力指令Ｐerを算出する。これにより、油圧電動出力配分演算部４４は、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0を超えない範囲で、旋回電動モータ３３の力行にできるだけ多くの電力を供給する。
【００７０】
旋回動作以外の動作は、油圧ポンプ２３から吐出される圧油によって実行される。このため、油圧電動出力配分演算部４４は、動作出力Ｐxの総和から電動旋回出力指令Ｐerによる部分を差し引いて、油圧ポンプ２３の出力目標値を算出する。油圧電動出力配分演算部４４は、この油圧ポンプ２３の出力目標値を得るために必要なエンジン２１の出力目標値となるエンジン出力指令Ｐeを算出する。また、エンジン２１の出力目標値がエンジン２１の出力上限値を超えているときには、これらの差分を発電電動機２７の力行で補う。このため、油圧電動出力配分演算部４４は、エンジン２１の出力目標値と出力上限値との差分に基づいて、発電電動機２７の出力目標となる発電電動機力行出力指令Ｐmgを算出する。
【００７１】
これにより、出力指令演算部４０は、バッテリ蓄電率ＳＯＣおよび電流二乗積算比率Ｒiscが所定の閾値の範囲内であるときには、通常モードＮＭＯＤＥを実行し、レバー操作量ＯＡに応じた電動旋回出力指令Ｐer、発電電動機力行出力指令Ｐmg、エンジン出力指令Ｐeを出力する。一方、出力指令演算部４０は、バッテリ蓄電率ＳＯＣが所定の閾値（適正基準値ＳＯＣ1）よりも低下したとき、または、電流二乗積算比率Ｒiscが所定の閾値（適正基準値Ｒisc1）よりも上昇したときには、速度低減モードＬＳＭＯＤＥを実行する。これにより、出力指令演算部４０は、バッテリ蓄電率ＳＯＣまたは電流二乗積算比率Ｒiscが所定の閾値を超えたときの度合いに応じて、電動旋回出力指令Ｐer、発電電動機力行出力指令Ｐmg、エンジン出力指令Ｐeを低下させ、油圧モータ２５，２６、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆの動作速度を低減させる。
【００７２】
なお、油圧電動出力配分演算部４４は、総出力上限値Ｐtmaxとその他車体情報ＶＩに基づいて、電動旋回出力指令Ｐer、発電電動機力行出力指令Ｐmg、エンジン出力指令Ｐeを適宜調整してもよい。このとき、その他車体情報ＶＩには、例えば車両速度、冷却水温度、燃料残量等が該当する。電動旋回出力指令Ｐer、発電電動機力行出力指令Ｐmg、エンジン出力指令Ｐeの算出方法は、上述したものに限らず、車両全体の出力が総出力上限値Ｐtmaxを超えない範囲で、車両の仕様等に応じて適宜設定される。
【００７３】
ＨＣＵ３６は、出力指令演算部４０によって算出された電動旋回出力指令Ｐer、発電電動機力行出力指令Ｐmg、エンジン出力指令Ｐeに基づいて、さらに旋回電動トルク指令、発電電動力行トルク指令、エンジン回転数指令を演算し、ＲＭＣＵ３５、ＭＧＣＵ３０、ＥＣＵ２２、ＢＣＵ３２に出力する。ＲＭＣＵ３５、ＭＧＣＵ３０、ＥＣＵ２２、ＢＣＵ３２は、それぞれの指令を実現するように、旋回電動モータ３３、発電電動機２７、エンジン２１、蓄電装置３１の制御を行い、オペレータの要求に応じた車体動作を実現する。
【００７４】
モニタ表示量演算部５０は、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0、エンジン出力上限値Ｐemax、バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc、バッテリ電力値Ｐcに基づいて、最大速度低減率ＤＲs、最大速度低減率最小値ＤＲsmin、共通スケール換算最小値Ｅmin、速度低減モード到達予測時間ＰＴ、予測最大速度低減率ＰＤＲsを演算する。図９に示すように、モニタ表示量演算部５０は、最大速度低減率演算部５１と、共通スケール換算最小値演算部５２と、速度低減モード到達予測時間演算部５３と、予測最大速度低減率演算部５４とを備えている。
【００７５】
最大速度低減率演算部５１は、速度低減度合演算部を構成している。この最大速度低減率演算部５１は、速度低減モードＬＳＭＯＤＥにおける油圧アクチュエータ（油圧モータ２５，２６、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆ）の速度の低減度合いを演算する。具体的には、最大速度低減率演算部５１は、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0、エンジン出力上限値Ｐemaxに基づいて、最大速度低減率ＤＲs、最大速度低減率最小値ＤＲsminを演算する。図１０に示すように、最大速度低減率演算部５１は、発電電動機最大力行出力演算部５１Ａと、発電電動機力行出力演算部５１Ｂと、最小値選択部５１Ｃと、総出力演算部５１Ｄと、最大総出力演算部５１Ｅと、第１，第２の比率演算部５１Ｆ，５１Ｇと、百分率変換部５１Ｈ，５１Ｉとを備えている。
【００７６】
発電電動機最大力行出力演算部５１Ａは、蓄電装置３１からのバッテリ放電電力が制限されていない状態で、発電電動機２７の力行によって得られる最大出力を、第１の発電電動機最大力行出力Ｐmgmax1として演算する。
【００７７】
発電電動機力行出力演算部５１Ｂは、例えば発電電動機力行出力上限値演算部４２Ａとほぼ同様に構成される。このため、発電電動機最大力行出力演算部５１Ａは、例えば発電電動機２７が力行するときの効率ゲインとバッテリ放電電力制限値Ｐlim0との積に基づいて、第２の発電電動機最大力行出力Ｐmgmax2を算出する。第２の発電電動機最大力行出力Ｐmgmax2は、バッテリ放電電力制限値Ｐlim0によって蓄電装置３１からのバッテリ放電電力が制限された状態で、発電電動機２７の力行によって得られる最大出力を示している。第２の発電電動機最大力行出力Ｐmgmax2は、発電電動機力行出力上限値演算部４２Ａによる発電電動機出力上限値Ｐmgmaxとほぼ同じ値である。
【００７８】
最小値選択部５１Ｃは、発電電動機最大力行出力演算部５１Ａによる第１の発電電動機最大力行出力Ｐmgmax1と、発電電動機力行出力演算部５１Ｂによる第２の発電電動機最大力行出力Ｐmgmax2とを比較し、両者のうちで最小の値を選択し、発電電動機最大力行出力Ｐmgmax0として出力する。
【００７９】
総出力演算部５１Ｄは、加算器によって構成される。総出力演算部５１Ｄは、発電電動機最大力行出力Ｐmgmax0とエンジン出力上限値Ｐemaxとを加算し、これらの合計値を総出力Ｐtmax0として出力する。
【００８０】
最大総出力演算部５１Ｅは、加算器によって構成される。最大総出力演算部５１Ｅは、発電電動機最大力行出力Ｐmgmax1とエンジン出力上限値Ｐemaxとを加算し、これらの合計値を最大総出力Ｐtmax1として出力する。
【００８１】
第１の比率演算部５１Ｆは、総出力Ｐtmax0を最大総出力Ｐtmax1で割り、これらの比率（Ｐtmax0／Ｐtmax1）を算出する。比率（Ｐtmax0／Ｐtmax1）は、百分率変換部５１Ｈで所定の係数を掛けることによって、百分率の値に変換される。これにより、百分率変換部５１Ｈは、総出力Ｐtmax0と最大総出力Ｐtmax1との比率に応じた最大速度低減率ＤＲsを出力する。
【００８２】
第２の比率演算部５１Ｇは、エンジン出力上限値Ｐemaxを最大総出力Ｐtmax1で割り、これらの比率（Ｐemax／Ｐtmax1）を算出する。比率（Ｐemax／Ｐtmax1）は、百分率変換部５１Ｉで所定の係数を掛けることによって、百分率の値に変換される。ここで、速度低減モードＬＳＭＯＤＥが実行されて、蓄電装置３１からの電力供給が停止されたときには、エンジン２１の出力で各種の動作を行うことになる。このとき、動作出力の最大値は、エンジン出力上限値Ｐemaxに応じたものになる。このため、比率（Ｐemax／Ｐtmax1）は、最大速度低減率ＤＲsの最小値に対応している。これにより、百分率変換部５１Ｉは、エンジン出力上限値Ｐemaxを最大総出力Ｐtmax1との比率に応じた最大速度低減率最小値ＤＲsminを出力する。
【００８３】
共通スケール換算最小値演算部５２は、共通スケール代表値特定部を構成している。この共通スケール換算最小値演算部５２は、蓄電装置３１の状態を表す複数の状態量（バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc）のそれぞれに対して速度低減モードＬＳＭＯＤＥに遷移しない領域を共通スケールに変換することにより、複数の状態量のそれぞれの現在値を共通スケールの値に変換し、これらのうちいずれか１つの値を代表値として特定する。
【００８４】
具体的には、共通スケール換算最小値演算部５２は、バッテリ蓄電率ＳＯＣと電流二乗積算比率Ｒiscとに基づいて、共通スケール換算最小値Ｅminを演算する。共通スケール換算最小値Ｅminは、バッテリ蓄電率ＳＯＣと電流二乗積算比率Ｒiscとを共通スケールの値に換算したときに、２つの値のうちの最小値を示している。図１１に示すように、共通スケール換算最小値演算部５２は、蓄電率換算部５２Ａと、電流二乗積算比率換算部５２Ｂと、最小値選択部５２Ｃとを備えている。
【００８５】
蓄電率換算部５２Ａは、バッテリ蓄電率ＳＯＣを予め決められた共通スケール（例えば百分率）の第１の換算値Ｅbに変換する。図６に示すように、バッテリ蓄電率ＳＯＣには、バッテリ放電電力が制限されない範囲、即ちバッテリ放電電力制限値Ｐlim1が１００％（Ｐlim1＝Ｐ11）の範囲が存在する。例えばバッテリ蓄電率ＳＯＣは、３０％〜７０％が適正使用範囲であるときに、上限に余裕をもたせるために、例えば６０％をバッテリ蓄電率ＳＯＣの目標値として、蓄電装置３１は制御される。また、下限にも余裕をもたせるために、通常はバッテリ蓄電率ＳＯＣが３５％以上となるように、蓄電装置３１は制御される。
【００８６】
バッテリ蓄電率ＳＯＣが３５％よりも低下すると、バッテリ放電電力制限値Ｐlim1も低下する。即ち、バッテリ蓄電率ＳＯＣが３５％に比べてどの程度高いかが、バッテリ蓄電率ＳＯＣの余裕を示している。そこで、蓄電率換算部５２Ａは、バッテリ蓄電率ＳＯＣが３５％〜６０％の範囲を百分率の値に換算する。これにより、バッテリ蓄電率ＳＯＣが目標値である６０％のときに、第１の換算値Ｅbは１００％になり、バッテリ蓄電率ＳＯＣが３５％のときに、第１の換算値Ｅbは０％になる。
【００８７】
電流二乗積算比率換算部５２Ｂは、電流二乗積算比率Ｒiscを予め決められた共通スケール（例えば百分率）の第２の換算値Ｅrに変換する。図７に示すように、電流二乗積算比率Ｒiscには、バッテリ放電電力が制限されない範囲、即ちバッテリ放電電力制限値Ｐlim2が１００％（Ｐlim2＝Ｐ21）の範囲が存在する。例えば電流二乗積算比率Ｒiscが０％〜９０％の範囲内となるように、蓄電装置３１は制御される。電流二乗積算比率Ｒiscが９０％よりも上昇すると、バッテリ放電電力制限値Ｐlim2は低下する。即ち、電流二乗積算比率Ｒiscが９０％に比べてどの程度低いかが、電流二乗積算比率Ｒiscの余裕を示している。そこで、電流二乗積算比率換算部５２Ｂは、電流二乗積算比率Ｒiscが０％〜９０％の範囲を百分率の値に換算する。これにより、電流二乗積算比率Ｒiscが０％のときに、第２の換算値Ｅrは１００％になり、電流二乗積算比率Ｒiscが９０％のときに、第２の換算値Ｅrは０％になる。
【００８８】
最小値選択部５２Ｃは、蓄電率換算部５２Ａによる第１の換算値Ｅbと、電流二乗積算比率換算部５２Ｂによる第２の換算値Ｅrとを比較し、両者のうちで最小の値を選択し、共通スケール換算最小値Ｅminとして出力する。
【００８９】
速度低減モード到達予測時間演算部５３は、速度低減モード到達時間予測部を構成している。この速度低減モード到達予測時間演算部５３は、複数の状態量（バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc）のそれぞれの値の減少速度または増加速度に基づいて、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに到達するまでの速度低減モード到達予測時間ＰＴを予測する。具体的には、速度低減モード到達予測時間演算部５３は、バッテリ蓄電率ＳＯＣと電流二乗積算比率Ｒiscとに基づいて、速度低減モード到達予測時間ＰＴを演算する。図１２に示すように、速度低減モード到達予測時間演算部５３は、蓄電率減少レート演算部５３Ａと、減算器５３Ｂと、第１の予測時間演算部５３Ｃと、電流二乗積算比率増加レート演算部５３Ｄと、減算器５３Ｅと、第２の予測時間演算部５３Ｆと、最小値演算部５３Ｇとを備えている。
【００９０】
蓄電率減少レート演算部５３Ａは、バッテリ蓄電率ＳＯＣに基づいて、バッテリ蓄電率ＳＯＣの減少割合を示す蓄電率減少レートＤＲsocを算出する。具体的には、蓄電率減少レート演算部５３Ａは、予め決められた所定時間でのバッテリ蓄電率ＳＯＣの変化分を計測し、この変化分と所定時間との関係に基づいて蓄電率減少レートＤＲsocを算出する。一般的な作業である積み込み動作のサイクルタイムは、２０秒程度である。この点を考慮して、蓄電率減少レートＤＲsocを算出するための所定時間は、積み込み動作のサイクルタイムに対して多少余裕を持たせて、例えば３０秒程度に設定されている。
【００９１】
減算器５３Ｂは、バッテリ蓄電率ＳＯＣから所定の閾値（適正基準値ＳＯＣ1）を減算する。このとき、バッテリ蓄電率ＳＯＣが適正基準値ＳＯＣ1よりも低下すると、第１のバッテリ放電電力制限値Ｐlim1が１００％から低下する。このため、減算器５３Ｂは、バッテリ放電電力が制限されるまでのバッテリ蓄電率ＳＯＣの余裕分ΔＳＯＣを算出する。
【００９２】
第１の予測時間演算部５３Ｃは、余裕分ΔＳＯＣを蓄電率減少レートＤＲsocで割ることによって、バッテリ蓄電率ＳＯＣに基づいて速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行するまでの第１の到達予測時間ＰＴ1を算出する。
【００９３】
電流二乗積算比率増加レート演算部５３Ｄは、電流二乗積算比率Ｒiscに基づいて、電流二乗積算比率Ｒiscの増加割合を示す電流二乗積算比率増加レートＩＲriscを算出する。具体的には、電流二乗積算比率増加レート演算部５３Ｄは、予め決められた所定時間（例えば３０秒程度）での電流二乗積算比率Ｒiscの変化分を計測し、この変化分と所定時間との関係に基づいて電流二乗積算比率増加レートＩＲriscを算出する。
【００９４】
減算器５３Ｅは、電流二乗積算比率Ｒiscから所定の閾値（適正基準値Ｒisc1）を減算する。このとき、電流二乗積算比率Ｒiscが適正基準値Ｒisc1よりも上昇すると、第２のバッテリ放電電力制限値Ｐlim2が１００％から低下する。このため、減算器５３Ｅは、バッテリ放電電力が制限されるまでの電流二乗積算比率Ｒiscの余裕分ΔＲiscを算出する。
【００９５】
第２の予測時間演算部５３Ｆは、余裕分ΔＲiscを電流二乗積算比率増加レートＩＲriscで割ることによって、電流二乗積算比率Ｒiscに基づいて速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行するまでの第２の到達予測時間ＰＴ2を算出する。
【００９６】
最小値演算部５３Ｇは、第１の予測時間演算部５３Ｃによる第１の到達予測時間ＰＴ1と、第２の予測時間演算部５３Ｆによる第２の到達予測時間ＰＴ2とを比較し、両者のうちで最小の値を、速度低減モード到達予測時間ＰＴとして出力する。
【００９７】
予測最大速度低減率演算部５４は、速度低減度合予測値演算部を構成している。この予測最大速度低減率演算部５４は、蓄電装置３１の複数の状態量のそれぞれの値の増減速度に基づいて、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに遷移すると判定したときに、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに遷移したときの油圧アクチュエータの速度の低減度合いの予測値を演算する。具体的には、予測最大速度低減率演算部５４は、バッテリ電力値Ｐc、エンジン出力上限値Ｐemaxに基づいて、予測最大速度低減率ＰＤＲsを演算する。図１３に示すように、予測最大速度低減率演算部５４は、平均発電電力演算部５４Ａと、第１の発電電動機力行出力演算部５４Ｂと、第２の発電電動機力行出力演算部５４Ｃと、加算器５４Ｄ〜５４Ｆと、第１，第２の比率演算部５４Ｇ，５４Ｈと、百分率変換部５４Ｉ，５４Ｊと、最小値選択部５４Ｋとを備えている。
【００９８】
平均発電電力演算部５４Ａは、バッテリ電力値Ｐcに基づいて、予め決められた所定時間における蓄電装置３１の充電電力を演算し、平均発電電力Ｐcaを出力する。このとき、平均発電電力Ｐcaを算出するための所定時間は、バッテリ蓄電率ＳＯＣの減少レートを算出したときの所定時間に合わせて、例えば３０秒程度に設定されている。
【００９９】
第１の発電電動機力行出力演算部５４Ｂは、例えば発電電動機最大力行出力演算部５１Ａと同様に構成される。このため、第１の発電電動機力行出力演算部５４Ｂは、蓄電装置３１からのバッテリ放電電力が制限されていない状態で、発電電動機２７の力行によって得られる最大出力を、第１の発電電動機力行出力Ｐmg1として演算する。このとき、第１の発電電動機力行出力Ｐmg1は、第１の発電電動機最大力行出力Ｐmgmax1とほぼ同じ値になる。
【０１００】
第２の発電電動機力行出力演算部５４Ｃは、例えば電流二乗積算値の上限値の電力換算値に発電電動機２７の効率を考慮して、第２の発電電動機力行出力Ｐmg2を算出する。このとき、第２の発電電動機力行出力Ｐmg2は、電流二乗積算比率Ｒiscの増加に基づいて、車体速度が低下したときの値であり、電流二乗積算値の上限値を電力換算した値で蓄電装置３１を駆動したときの発電電動機２７の出力に相当する。
【０１０１】
第２の発電電動機力行出力演算部５４Ｃは、以下に示すように、バッテリ電力値Ｐcに基づいて、第２の発電電動機力行出力Ｐmg2を算出する。まず、図７に示す電流二乗積算比率Ｒiscの適正基準値Ｒisc1に相当する適正基準電力Ｐxを予め求める。この電力Ｐxは、適正基準値Ｒisc1に応じた電流と、蓄電装置３１の電圧との積によって算出される。このとき、蓄電装置３１の電圧は、例えば一定値としている。同様に、電流二乗積算比率Ｒiscの最高値Ｒisc2に相当する最高電力Ｐyを予め求める。この電力Ｐyは、最高値Ｒisc2に応じた電流と、蓄電装置３１の電圧との積によって算出される。
【０１０２】
一方、現在から過去の遡る時間Ｔ0の間で、電流値に基づいて実効電力Ｐnowを計算する。実効電力Ｐnowは、バッテリ電力値Ｐcに基づいて、算出することができる。なお、時間Ｔ0は、現在の蓄電装置３１の使われ方を表せるようにするために、例えば砂利積み動作のサイクルタイム（例えば、２０秒程度）よりも長く、電流二乗積算値の積算時間Ｔ（例えば、Ｔ＝１００秒）よりも短い時間であることが望ましい。このため、時間Ｔ0は、例えば３０秒程度に設定されている。
【０１０３】
実効電力Ｐnowが適正基準電力Ｐx以下のとき（Ｐnow≦Ｐx）には、現在の動作を継続しても、電流二乗積算比率Ｒiscが適正基準値Ｒisc1を超えることはない。この場合、バッテリ放電電力を制限する必要はない。
【０１０４】
一方、実効電力Ｐnowが適正基準電力Ｐxよりも大きいとき（Ｐnow＞Ｐx）には、現在の動作を継続すると、電流二乗積算比率Ｒiscが将来的に適正基準値Ｒisc1を超えることになる。この場合、電流二乗積算比率Ｒiscに基づいて、バッテリ放電電力が制限されるから、電流二乗積算比率Ｒiscは、適正基準値Ｒisc1と最高値Ｒisc2との間のどこかの値に収束することになる。実効電力Ｐnowが適正基準電力Ｐxよりも大きい領域について、電流二乗積算比率Ｒiscが最終的に収束する値を収束値Ｒisc3とし、収束値Ｒisc3に応じたバッテリ放電電力制限値Ｐlim2を予測制限値Ｐendとする。図７に示すように、この領域では、電流二乗積算比率Ｒiscとバッテリ放電電力制限値Ｐlim2とは比例関係にあるから、幾何学的な相似性に基づいて、予測制限値Ｐendには、以下の数１式に示す関係が成り立つ。
【０１０５】
【数１】
0006396867.tif 000002
【０１０６】
収束値Ｒisc3に応じた電力が予測制限値Ｐendとなったときに、両者が釣り合った状態となる。このため、適正基準値Ｒisc1、最高値Ｒisc2、収束値Ｒisc3を、それぞれ相当する電力（適正基準電力Ｐx、最高電力Ｐy、予測制限値Ｐend）に置き換えると、予測制限値Ｐendは以下の数２式で表すことができる。
【０１０７】
【数２】
0006396867.tif 000003
【０１０８】
従って、電流二乗積算比率Ｒiscによって出力が制限され始めると、適正基準値Ｒisc1に相当する適正基準電力Ｐxよりも大きな電力で動作している場合は、その大きさに拘らず、最終的に数２式に示す予測制限値Ｐendで動作する制限状態に収束する。
【０１０９】
そこで、第２の発電電動機力行出力演算部５４Ｃは、バッテリ電力値Ｐcに基づいて実効電力Ｐnowを算出し、実効電力Ｐnowと適正基準電力Ｐxとを比較する。実効電力Ｐnowが適正基準電力Ｐx以下のときには、第２の発電電動機力行出力演算部５４Ｃは、バッテリ放電電力制限値Ｐlim2の最大値Ｐ21を、第２の発電電動機力行出力Ｐmg2として出力する。これに対し、実効電力Ｐnowが適正基準電力Ｐxよりも大きいときには、第２の発電電動機力行出力演算部５４Ｃは、数２式で得られる予測制限値Ｐendを第２の発電電動機力行出力Ｐmg2として出力する。なお、予測制限値Ｐendは、適正基準値Ｒisc1、最高値Ｒisc2、最大値Ｐ21の大きさに応じて変化する。このため、予測制限値Ｐendは、例えば油圧ショベル１、蓄電装置３１等の仕様に応じて適宜設定される。
【０１１０】
加算器５４Ｄは、平均発電電力Ｐcaとエンジン出力上限値Ｐemaxとを加算する。加算器５４Ｅは、第１の発電電動機力行出力Ｐmg1とエンジン出力上限値Ｐemaxとを加算する。加算器５４Ｆは、第２の発電電動機力行出力Ｐmg2とエンジン出力上限値Ｐemaxとを加算する。
【０１１１】
第１の比率演算部５４Ｇは、加算器５４Ｄによる加算値（Ｐca＋Ｐemax）を加算器５４Ｅによる加算値（Ｐmg1＋Ｐemax）で割り、これらの比率（（Ｐca＋Ｐemax）／（Ｐmg1＋Ｐemax））を算出する。この比率（（Ｐca＋Ｐemax）／（Ｐmg1＋Ｐemax））は、百分率変換部５４Ｉで所定の係数を掛けることによって、百分率の値に変換される。これにより、百分率変換部５４Ｉは、バッテリ蓄電率ＳＯＣの低下に基づいて速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行したときに、このときに予測される最大の速度低減率として第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1を出力する。
【０１１２】
第２の比率演算部５４Ｈは、加算器５４Ｆによる加算値（Ｐmg2＋Ｐemax）を加算器５４Ｅによる加算値（Ｐmg1＋Ｐemax）で割り、これらの比率（（Ｐmg2＋Ｐemax）／（Ｐmg1＋Ｐemax））を算出する。この比率（（Ｐmg2＋Ｐemax）／（Ｐmg1＋Ｐemax））は、百分率変換部５４Ｊで所定の係数を掛けることによって、百分率の値に変換される。これにより、百分率変換部５４Ｊは、電流二乗積算比率Ｒiscの上昇に基づいて速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行したときに、このときに予測される最大の速度低減率として第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2を出力する。
【０１１３】
最小値選択部５４Ｋは、第１，第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs1，ＰＤＲs2を比較し、両者のうちで最小の値を選択し、予測最大速度低減率ＰＤＲsとして出力する。
【０１１４】
本実施の形態によるハイブリッド油圧ショベルは上述のような構成を有するもので、次に、蓄電装置３１の状態に基づく、モニタ装置３９の表示内容について、図１７ないし図２１を参照しつつ説明する。なお、図１７ないし図２１中では、最大速度低減率最小値ＤＲsminが７０％である場合を例示している。また、予測制限値Ｐendは、第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2が８０％となるような値に設定されているものとする。図１７ないし図２１は、最大速度低減率ＤＲs、共通スケール換算最小値Ｅmin、速度低減モード到達予測時間ＰＴ、予測最大速度低減率ＰＤＲsについて、それぞれの一例を示したもので、これらの値は油圧ショベル１の仕様等によって適宜変更される。
【０１１５】
まず、蓄電装置３１の使用開始前について、モニタ装置３９の表示内容を、図１７を参照して説明する。このとき、バッテリ蓄電率ＳＯＣは、通常の使用範囲内での最大値として６０％であるものとする。また、蓄電装置３１が使用開始前であるため、電流二乗積算比率Ｒiscは０％である。
【０１１６】
図１７に示すように、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる第１の換算値Ｅbと、電流二乗積算比率Ｒiscによる第２の換算値Ｅrとは、いずれも１００％である。即ち、通常モードＮＭＯＤＥから速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行するまでに、最も余裕がある状態である。また、最大速度低減率ＤＲsは、バッテリ蓄電率ＳＯＣと電流二乗積算比率Ｒiscのいずれに基づいても低下しておらず、１００％である。このため、蓄電装置３１からのバッテリ放電電力は制限されず、ＨＣＵ３６は通常モードＮＭＯＤＥで動作する。この結果、速度低減度合表示部３９Ａおよび共通スケール表示部３９Ｂは、これらのバーが最も伸長した状態で表示される。
【０１１７】
また、蓄電装置３１が使用されていないため、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行するまでの時間は算出されない。即ち、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる第１の到達予測時間ＰＴ1と、電流二乗積算比率Ｒiscによる第２の到達予測時間ＰＴ2とは、いずれも算出されない。このため、速度低減モード到達時間表示部３９Ｃには、速度低減モード到達予測時間ＰＴが算出されず、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行しない旨が表示される。
【０１１８】
さらに、速度低減モードＬＳＭＯＤＥへの移行が予測されないため、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1と、電流二乗積算比率Ｒiscによる第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2とは、いずれも１００％である。このため、速度低減度合予測値表示部３９Ｄのインジケータは、速度低減度合表示部３９Ａのバーのうち、最大値（ＤＲs＝１００％）の位置に配置される。
【０１１９】
次に、通常モードＮＭＯＤＥの範囲でバッテリ蓄電率ＳＯＣが低下した場合について、モニタ装置３９の表示内容を、図１８を参照して説明する。このとき、バッテリ蓄電率ＳＯＣは４７．５％であるものとし、電流二乗積算比率Ｒiscは３０％であるものとする。
【０１２０】
図１８に示すように、バッテリ蓄電率ＳＯＣは、通常モードＮＭＯＤＥでの適正使用範囲である３５％〜６０％の中間の値になる。このため、第１の換算値Ｅbは５０％である。一方、電流二乗積算比率Ｒiscは、通常モードＮＭＯＤＥでの適正使用範囲である０％〜９０％に対して１／３上昇し、余裕が２／３に低下したことになる。従って、第２の換算値Ｅrは６６．７％程度である。
【０１２１】
最大速度低減率ＤＲsは、バッテリ蓄電率ＳＯＣと電流二乗積算比率Ｒiscのいずれに基づいても低下しておらず、１００％である。このため、蓄電装置３１からのバッテリ放電電力は制限されず、ＨＣＵ３６は通常モードＮＭＯＤＥで動作する。この結果、速度低減度合表示部３９Ａのバーは最も伸長した状態で表示される。一方、共通スケール表示部３９Ｂのバーは、第１の換算値Ｅbに基づいて、半分まで縮小した状態で表示される。
【０１２２】
また、蓄電装置３１は使用状態である。このため、第１の到達予測時間ＰＴ1は、バッテリ蓄電率ＳＯＣに基づいて、例えば２分と算出される。一方、第２の到達予測時間ＰＴ2は、電流二乗積算比率Ｒiscに基づいて、例えば１０分と算出される。このとき、電流二乗積算比率Ｒiscよりも、バッテリ蓄電率ＳＯＣの方が、余裕がない。このため、第１の到達予測時間ＰＴ1の方が、第２の到達予測時間ＰＴ2よりも短い時間になる。この結果、速度低減モード到達時間表示部３９Ｃには、第１の到達予測時間ＰＴ1に基づく速度低減モード到達予測時間ＰＴ（ＰＴ＝２分）が表示される。
【０１２３】
さらに、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1は、７５％が予測され、電流二乗積算比率Ｒiscによる第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2は、８０％が予測される。このため、予測最大速度低減率ＰＤＲsは第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1の値が選択され、速度低減度合予測値表示部３９Ｄのインジケータは、速度低減度合表示部３９Ａのバーのうち、第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1の位置（７５％の値）に配置される。
【０１２４】
次に、通常モードＮＭＯＤＥの範囲で電流二乗積算比率Ｒiscが上昇した場合について、モニタ装置３９の表示内容を、図１９を参照して説明する。このとき、バッテリ蓄電率ＳＯＣは５５％であるものとし、電流二乗積算比率Ｒiscは３０％であるものとする。
【０１２５】
図１９に示すように、バッテリ蓄電率ＳＯＣは、通常モードＮＭＯＤＥでの適正使用範囲である３５％〜６０％の４／５の値になる。このため、第１の換算値Ｅbは８０％である。一方、電流二乗積算比率Ｒiscは、通常モードＮＭＯＤＥでの適正使用範囲である０％〜９０％に対して１／３上昇し、余裕が２／３に低下したことになる。従って、第２の換算値Ｅrは６６．７％程度である。
【０１２６】
最大速度低減率ＤＲsは、バッテリ蓄電率ＳＯＣと電流二乗積算比率Ｒiscのいずれに基づいても低下しておらず、１００％である。このため、蓄電装置３１からのバッテリ放電電力は制限されず、ＨＣＵ３６は通常モードＮＭＯＤＥで動作する。この結果、速度低減度合表示部３９Ａのバーが最も伸長した状態で表示される。一方、共通スケール表示部３９Ｂのバーは、第２の換算値Ｅrに基づいて、２／３まで縮小した状態で表示される。
【０１２７】
また、蓄電装置３１は使用状態である。このため、第１の到達予測時間ＰＴ1は、バッテリ蓄電率ＳＯＣに基づいて、例えば１０分と算出される。一方、第２の到達予測時間ＰＴ2は、電流二乗積算比率Ｒiscに基づいて、例えば３分と算出される。このとき、バッテリ蓄電率ＳＯＣよりも、電流二乗積算比率Ｒiscの方が、余裕がない。このため、第２の到達予測時間ＰＴ2の方が、第１の到達予測時間ＰＴ1よりも短い時間になる。この結果、速度低減モード到達時間表示部３９Ｃには、第２の到達予測時間ＰＴ2に基づく速度低減モード到達予測時間ＰＴ（ＰＴ＝３分）が表示される。
【０１２８】
さらに、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1は、９０％が予測され、電流二乗積算比率Ｒiscによる第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2は、８０％が予測される。このため、予測最大速度低減率ＰＤＲsは第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2の値が選択され、速度低減度合予測値表示部３９Ｄのインジケータは、速度低減度合表示部３９Ａのバーのうち、第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2の位置（８０％の値）に配置される。
【０１２９】
次に、速度低減モードＬＳＭＯＤＥの範囲でバッテリ蓄電率ＳＯＣが低下した場合について、モニタ装置３９の表示内容を、図２０を参照して説明する。このとき、バッテリ蓄電率ＳＯＣは３２．５％であるものとし、電流二乗積算比率Ｒiscは３０％であるものとする。
【０１３０】
図２０に示すように、バッテリ蓄電率ＳＯＣは、通常モードＮＭＯＤＥでの適正使用範囲の下限値（適正基準値ＳＯＣ1）である３５％よりも低下している。このため、第１の換算値Ｅbは０％である。一方、電流二乗積算比率Ｒiscは、通常モードＮＭＯＤＥでの適正使用範囲である０％〜９０％に対して１／３上昇し、余裕が２／３に低下したことになる。このため、第２の換算値Ｅrは６６．７％程度である。
【０１３１】
また、バッテリ蓄電率ＳＯＣが速度低減モードＬＳＭＯＤＥでの範囲である３０％〜３５％の中間の値になっている。このため、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる最大速度低減率ＤＲsは７０％〜１００％の中間の値として、８５％になっている。一方、最大速度低減率ＤＲsは通常モードＮＭＯＤＥの範囲内の値となっているから、電流二乗積算比率Ｒiscによる最大速度低減率ＤＲsは１００％である。このため、蓄電装置３１からのバッテリ放電電力はバッテリ蓄電率ＳＯＣに基づいて制限され、ＨＣＵ３６は速度低減モードＬＳＭＯＤＥで動作する。この結果、速度低減度合表示部３９Ａのバーは、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる最大速度低減率ＤＲsに基づいて、８５％の位置（半分の位置）まで縮小した状態で表示される。一方、既に速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行しているため、共通スケール表示部３９Ｂのバーは表示されない。
【０１３２】
また、バッテリ蓄電率ＳＯＣの低下に基づいて、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに既に移行している。このため、第１の到達予測時間ＰＴ1は、０分と算出される。一方、電流二乗積算比率Ｒiscに基づいて速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行することはないため、第２の到達予測時間ＰＴ2は、算出されない。この結果、速度低減モード到達時間表示部３９Ｃには、第１の到達予測時間ＰＴ1に基づく速度低減モード到達予測時間ＰＴ（ＰＴ＝０分）が表示される。
【０１３３】
さらに、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1は、８０％が予測され、電流二乗積算比率Ｒiscによる第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2は、１００％が予測される。このため、予測最大速度低減率ＰＤＲsは第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1の値が選択され、速度低減度合予測値表示部３９Ｄのインジケータは、速度低減度合表示部３９Ａのバーのうち、第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1の位置（８０％の値）に配置される。
【０１３４】
次に、速度低減モードＬＳＭＯＤＥの範囲で電流二乗積算比率Ｒiscが上昇した場合について、モニタ装置３９の表示内容を、図２１を参照して説明する。このとき、バッテリ蓄電率ＳＯＣは５５％であるものとし、電流二乗積算比率Ｒiscは９６．７％であるものとする。
【０１３５】
図２１に示すように、バッテリ蓄電率ＳＯＣは、通常モードＮＭＯＤＥでの適正使用範囲である３５％〜６０％の４／５の値になる。このため、第１の換算値Ｅbは８０％である。一方、電流二乗積算比率Ｒiscは、通常モードＮＭＯＤＥでの適正使用範囲の上限値（適正基準値Ｒisc1）である９０％よりも上昇している。このため、第２の換算値Ｅrは０％である。
【０１３６】
また、バッテリ蓄電率ＳＯＣは、通常モードＮＭＯＤＥでの範囲内の値になっている。このため、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる最大速度低減率ＤＲsは、１００％になっている。一方、最大速度低減率ＤＲsは、速度低減モードＬＳＭＯＤＥでの範囲である９０％〜１００％の２／３の値になっている。このため、電流二乗積算比率Ｒiscによる最大速度低減率ＤＲsは、速度低減モードＬＳＭＯＤＥでの範囲（７０％〜１００％）で１／３上昇した値、即ち、最大速度低減率最小値ＤＲsminよりも１０％上昇した値として、８０％になっている。このため、蓄電装置３１からのバッテリ放電電力は電流二乗積算比率Ｒiscに基づいて制限され、ＨＣＵ３６は速度低減モードＬＳＭＯＤＥで動作する。この結果、速度低減度合表示部３９Ａのバーは、電流二乗積算比率Ｒiscによる最大速度低減率ＤＲsに基づいて、８０％の位置まで縮小した状態で表示される。一方、既に速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行しているため、共通スケール表示部３９Ｂのバーは表示されない。
【０１３７】
また、バッテリ蓄電率ＳＯＣに基づいて速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行することはないため、第１の到達予測時間ＰＴ1は、算出されない。これに対し、電流二乗積算比率Ｒiscの上昇に基づいて、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに既に移行している。このため、第２の到達予測時間ＰＴ2は、０分と算出される。この結果、速度低減モード到達時間表示部３９Ｃには、第２の到達予測時間ＰＴ2に基づく速度低減モード到達予測時間ＰＴ（ＰＴ＝０分）が表示される。
【０１３８】
さらに、バッテリ蓄電率ＳＯＣによる第１の予測最大速度低減率ＰＤＲs1は、１００％が予測され、電流二乗積算比率Ｒiscによる第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2は、８０％が予測される。このため、予測最大速度低減率ＰＤＲsは第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2の値が選択され、速度低減度合予測値表示部３９Ｄのインジケータは、速度低減度合表示部３９Ａのバーのうち、第２の予測最大速度低減率ＰＤＲs2の位置（８０％の値）に配置される。
【０１３９】
かくして、本実施の形態によれば、モニタ装置３９は、速度低減度合表示部３９Ａを備えている。このため、速度低減度合表示部３９Ａには、油圧アクチュエータ（油圧モータ２５，２６、シリンダ１２Ｄ〜１２Ｆ）の速度の低減度合いとして、最大速度低減率ＤＲsを表示することができる。これにより、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行したときには、モニタ装置３９に速度の低減度合いを表示するから、オペレータはモニタ装置３９を目視することによって、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行して動作速度が低下したか否かと、動作速度が低下したときの速度低下の度合いとを容易に把握することができる。即ち、オペレータは、モニタ装置３９を目視することによって、油圧ショベル１の現在の状況を、瞬時に、かつ直感的に理解することができる。この結果、例えば作業の継続または休止のような判断をオペレータに促すことができ、蓄電装置３１の状態に応じた効率の良い作業を行うことができる。
【０１４０】
また、ＨＣＵ３６は、蓄電装置３１の状態を表す複数の状態量（バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc）のそれぞれに対して速度低減モードＬＳＭＯＤＥに遷移しない領域を共通スケールに変換することにより、前記複数の状態量のそれぞれの現在値を共通スケールの値に変換し、これらのうちいずれか１つの値を代表値として特定する共通スケール換算最小値演算部５２（共通スケール代表値特定部）をさらに備えている。これに加え、モニタ装置３９は、代表値としての共通スケール換算最小値Ｅminを表示する共通スケール表示部３９Ｂをさらに備えている。このため、オペレータは、モニタ装置３９の共通スケール表示部３９Ｂを目視することによって、現在の油圧ショベル１が速度低減モードＬＳＭＯＤＥに対してどの程度の余裕をもって動作しているかを把握することができ、現在の車体の状態に応じた作業を行うことができる。
【０１４１】
ＨＣＵ３６は、複数の状態量（バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc）のそれぞれの値の増減速度に基づいて速度低減モードＬＳＭＯＤＥに到達するまでの速度低減モード到達予測時間ＰＴを予測する速度低減モード到達予測時間演算部５３（速度低減モード到達時間予測部）をさらに備えている。これに加え、モニタ装置３９は、速度低減モード到達予測時間ＰＴを表示する速度低減モード到達時間表示部３９Ｃをさらに備えている。これにより、オペレータは、モニタ装置３９の速度低減モード到達時間表示部３９Ｃを目視することによって、現在の作業を継続したときに、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに到達するまでの残り時間を把握することができる。従って、例えば速度低減モードＬＳＭＯＤＥに移行する前に作業を休止して、速度低減モードＬＳＭＯＤＥへの移行を抑制することができるから、動作速度の低減に基づくストレスを軽減することができる。
【０１４２】
ＨＣＵ３６は、複数の状態量（バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒisc）のそれぞれの値の増減速度に基づいて速度低減モードＬＳＭＯＤＥに遷移すると判定したときに、速度低減モードＬＳＭＯＤＥに遷移したときの油圧アクチュエータの速度の低減度合いの予測値として、予測最大速度低減率ＰＤＲsを演算する予測最大速度低減率演算部５４（速度低減度合予測値演算部）をさらに備えている。これに加え、モニタ装置３９は、予測最大速度低減率ＰＤＲsを表示する速度低減度合予測値表示部３９Ｄをさらに備えている。これにより、オペレータは、モニタ装置３９の速度低減度合予測値表示部３９Ｄを目視することによって、現在の作業負荷の大きさを把握することができる。
【０１４３】
また、ＨＣＵ３６に入力される蓄電装置３１の複数の状態量には、蓄電装置３１のバッテリ蓄電率ＳＯＣと、蓄電装置３１の電流二乗積算比率Ｒisc（電流二乗積算値）とが含まれている。このため、ＨＣＵ３６の出力指令演算部４０（速度低減モード実行部）は、蓄電装置３１のバッテリ蓄電率ＳＯＣまたは電流二乗積算比率Ｒiscが所定の閾値を超えたときに、速度低減モードＬＳＭＯＤＥを実行することができ、蓄電装置３１の寿命を延ばすことができる。
【０１４４】
エンジン２１の最大出力は油圧ポンプ２３の最大動力よりも小さくした。このため、通常モードＮＭＯＤＥでは、油圧ポンプ２３を最大動力で駆動するときに、発電電動機２７の力行作用によってエンジン２１をアシストし、油圧ポンプ２３を駆動することができる。また、速度低減モードＬＳＭＯＤＥでは、例えば発電電動機２７の力行作用による出力を低下させて、油圧ポンプ２３を駆動することができる。さらに、エンジン２１の最大出力は油圧ポンプ２３の最大動力よりも小さくしたから、小型で燃費低減が可能なエンジン２１を使用することができる。
【０１４５】
なお、図１５ないし図２１には、ＨＣＵ３６で算出された最大速度低減率ＤＲs、共通スケール換算最小値Ｅmin、速度低減モード到達予測時間ＰＴ、予測最大速度低減率ＰＤＲsを、バーの伸縮やインジケータの位置等によって、モニタ装置３９に表示した場合を例示した。しかしながら、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【０１４６】
前記実施の形態では、蓄電装置３１の充放電強度指標に、電流二乗積算値または電流二乗積算比率Ｒiscを使用した場合を例に挙げて説明したが、充放電強度指標はこれに限らない。蓄電装置の劣化を促進する閾値の知見さえあれば、充放電強度指標には、充放電量の大小を相対的に比較可能な任意のものを使用することができる。このため、充放電強度指標には、例えば過去一定時間の電流実効値または電力実効値等を使用してもよい。
【０１４７】
前記実施の形態では、ＨＣＵ３６は通常モードＮＭＯＤＥと速度低減モードＬＳＭＯＤＥとの２種類のモードを備えるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば通常モードＮＭＯＤＥと速度低減モードＬＳＭＯＤＥとに加えて、重負荷に応じて蓄電装置３１のバッテリ放電電力制限値Ｐlim0を一時的に解除する重負荷モードを追加して、３種類のモードを備える構成としてもよく、４種類以上のモードを備える構成としてもよい。
【０１４８】
前記実施の形態では、ＨＣＵ３６は、バッテリ蓄電率ＳＯＣ、電流二乗積算比率Ｒiscに基づいて通常モードＮＭＯＤＥから速度低減モードＬＳＭＯＤＥに遷移するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、ＨＣＵ３６は、蓄電装置３１のセル温度、発電電動機２７の温度、旋回電動モータ３３の温度等に基づいて、通常モードＮＭＯＤＥから速度低減モードＬＳＭＯＤＥに遷移してもよい。さらに、モード遷移は、ＨＣＵ３６によって自動的に遷移するのに加えて、モード選択スイッチ等によって手動で切り換えてもよい。
【０１４９】
前記実施の形態では、エンジン２１の最大出力を油圧ポンプ２３の最大動力よりも小さくしたが、エンジン２１の最大出力は、油圧ショベル１の仕様等に応じて適宜設定される。このため、エンジン２１の最大出力は、油圧ポンプ２３の最大動力と同程度でもよく、油圧ポンプ２３の最大動力よりも大きくてもよい。
【０１５０】
前記実施の形態では、蓄電装置３１にリチウムイオンバッテリを使用した例で説明したが、必要な電力を供給可能な二次電池（例えばニッケルカドミウムバッテリ、ニッケル水素バッテリ）やキャパシタを採用してもよい。また、蓄電装置と直流母線との間にＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇降圧装置を設けてもよい。
【０１５１】
前記実施の形態では、ハイブリッド建設機械としてクローラ式のハイブリッド油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、エンジンと油圧ポンプに連結された発電電動機と、蓄電装置とを備えたハイブリッド建設機械であればよく、例えばホイール式のハイブリッド油圧ショベル、ハイブリッドホイールローダ、リフトトラック等の各種の建設機械に適用可能である。
【符号の説明】
【０１５２】
１  ハイブリッド式油圧ショベル（ハイブリッド建設機械）
２  下部走行体
４  上部旋回体
１２  作業装置
１２Ｄ  ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１２Ｅ  アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１２Ｆ  バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
２１  エンジン
２３  油圧ポンプ
２５  走行油圧モータ（油圧アクチュエータ）
２６  旋回油圧モータ（油圧アクチュエータ）
２７  発電電動機
３１  蓄電装置
３２  バッテリコントロールユニット（蓄電装置状態検出部）
３３  旋回電動モータ（旋回電動機）
３６  ハイブリッドコントロールユニット（コントローラ）
３９  モニタ装置
３９Ａ  速度低減度合表示部
３９Ｂ  共通スケール表示部
３９Ｃ  速度低減モード到達時間表示部
３９Ｄ  速度低減度合予測値表示部
４０  出力指令演算部（速度低減モード実行部）
５０  モニタ表示量演算部
５１  最大速度低減率演算部（速度低減度合演算部）
５２  共通スケール換算最小値演算部（共通スケール代表値特定部）
５３  速度低減モード到達予測時間演算部（速度低減モード到達時間予測部）
５４  予測最大速度低減率演算部（速度低減度合予測値演算部）
【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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【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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【図２０】
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【図２１】
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