【手続補正書】
【提出日】平成31年2月26日(2019.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、
前記発電電動機を発電作用させたときに充電し、前記発電電動機を力行作用させたときに放電する蓄電装置と、
前記エンジンおよび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供給される作動油によって駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記エンジンおよび前記発電電動機の出力を制御するコントローラとを備えたハイブリッド建設機械において、
前記蓄電装置の温度を検出する蓄電装置温度検出器と、
前記作動油の温度を検出する作動油温度検出器とをさらに備え、
前記コントローラは、
前記蓄電装置温度検出器によって検出した温度によって前記蓄電装置が低温状態であると判断したときに、前記蓄電装置の温度が低くなるに従って大きい値とする第１の車体速度低減量を決定する第１の車体速度低減量決定部と、
前記作動油温度検出器によって検出した温度によって前記作動油が低温状態であると判断したときに、前記作動油の温度が低くなるに従って大きい値とする第２の車体速度低減量を決定する第２の車体速度低減量決定部と、
前記第１の車体速度低減量と前記第２の車体速度低減量との和に基づいて車体動作を制御する車体動作制御部とを有する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、前記蓄電装置温度検出器によって検出した温度によって前記蓄電装置が低温状態であると判断したときに、前記蓄電装置の温度が低くなるに従って前記蓄電装置の放電電力最大値を小さくする放電電力最大値調整部をさらに有し、
前記車体動作制御部は、前記エンジンの最大出力と前記放電電力最大値との和である最大出力加算値から、前記第１の車体速度低減量と前記第２の車体速度低減量との和である減少出力加算値を減算した値を超えないように、前記発電電動機を制御することを特徴とする請求項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、前記蓄電装置温度検出器によって検出した温度によって前記蓄電装置が低温状態であると判断したときに、前記蓄電装置の温度が低くなるに従って前記蓄電装置の充電電力最大値を小さくする充電電力最大値調整部をさらに有し、
前記車体動作制御部は、充電電力が前記充電電力最大値を超えないように、前記発電電動機を制御することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド建設機械。
【請求項４】
前記充電電力最大値の絶対値は、前記放電電力最大値の絶対値よりも小さい値に設定されたことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド建設機械。
【請求項５】
前記コントローラは、前記蓄電装置の現在から過去一定時間の電流二乗積算値を算出する電流二乗積算値算出部と、
前記電流二乗積算値が予め決められた第１の基準値を超えた場合に、超えた量が大きくなるに従って前記第１の車体速度低減量よりも車体速度を低下させる車体速度低減量調整部とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド建設機械。
【請求項６】
前記コントローラは、前記蓄電装置の現在から過去一定時間の電流二乗積算値を算出する電流二乗積算値算出部と、
前記電流二乗積算値が予め決められた第１の基準値よりも大きな値である第２の基準値を超えた場合に、前記蓄電装置の充電電力最大値をさらに小さくする充電電力最大値低減部とをさらに有することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド建設機械。
【請求項７】
前記コントローラは、前記蓄電装置の現在から過去一定時間の電流二乗積算値を算出する電流二乗積算値算出部と、
前記電流二乗積算値が予め決められた第１の基準値よりも大きな値である第３の基準値を超えた場合に、前記蓄電装置の放電電力最大値をさらに小さくする放電電力最大値低減部とをさらに有することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド建設機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
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、前記発電電動機を発電作用させたときに充電し、前記発電電動機を力行作用させたときに放電する蓄電装置と、前記エンジンおよび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供給される作動油によって駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記エンジンおよび前記発電電動機の出力を制御するコントローラとを備えたハイブリッド建設機械において、前記蓄電装置の温度を検出する蓄電装置温度検出器と、前記作動油の温度を検出する作動油温度検出器とをさらに備え、前記コントローラは、前記蓄電装置温度検出器によって検出した温度によって前記蓄電装置が低温状態であると判断したときに、前記蓄電装置の温度が低くなるに従って大きい値とする第１の車体速度低減量を決定する第１の車体速度低減量決定部と、前記作動油温度検出器によって検出した温度によって前記作動油が低温状態であると判断したときに、前記作動油の温度が低くなるに従って大きい値とする第２の車体速度低減量を決定する第２の車体速度低減量決定部と、前記第１の車体速度低減量と前記第２の車体速度低減量との和に基づいて車体動作を制御する車体動作制御部とを有することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
このため、テーブルＴ5は、バッテリ温度Ｔbが常温Ｔb2以上に上昇（Ｔb≧Ｔb2）すると、バッテリ減少電流ＩbL（電流Ｉbの制限値）を最小値Ｉ1（例えばＩ1＝０［Ａ］）に設定する。テーブルＴ5は、バッテリ温度Ｔbが最低温度Ｔb1以下に低下（Ｔb≦Ｔb1）すると、バッテリ減少電流ＩbLを最大値Ｉ2に設定する。また、バッテリ温度Ｔbが常温Ｔb2と最低温度Ｔb1の間の値（Ｔb1＜Ｔb＜Ｔb2）となるときには、テーブルＴ5は、バッテリ温度Ｔbが低下するに従って、バッテリ減少電流ＩbLを最小値Ｉ1から増加させる。即ち、バッテリ温度Ｔbが常温Ｔb2よりも低下すると、テーブルＴ5は、常温Ｔb2からの低下度合いに応じて、バッテリ減少電流ＩbLを最小値Ｉ1と最大値Ｉ2との間の値に設定する。ここで、常温Ｔb2および最低温度Ｔb1は、車体使用時の仕様等に応じて予め決められている。例えば、常温Ｔb2は２５℃で、最低温度Ｔb1は−２０℃に設定されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
作動油低温減少出力演算部７１Ｂは、作動油低温減少トルク演算部７１Ｂ1と、出力換算部７１Ｂ2とを備えている。作動油低温減少トルク演算部７１Ｂ1は、作動油温度Ｔoに基づいて作動油減少トルクＮoLを演算するために、テーブルＴ6を有する。テーブルＴ6は、最低温度Ｔo1と常温Ｔo2との間の温度Ｔo3［℃］（Ｔo1≦Ｔo3≦Ｔo2）のときの引摺りトルクと、常温Ｔo2における引摺りトルクとに基づいて作成されている。具体的には、テーブルＴ6は、常温Ｔo2における引摺りトルクを基準値とし、その基準値に対する温度Ｔo3における引摺りトルクの増加量に基づいて作成されている。このとき、作動油減少トルクＮoLは、作動油温度Ｔoの低下に伴って引摺りトルクが増加するときに、この引摺りトルクの増加量に応じて油圧機器の出力トルクを制限するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
テーブルＴ7は、電流二乗積算比率Ｒiscが上限値Ｒm2まで上昇（Ｒisc≧Ｒm2）すると、力行制限ゲインＫmgmを最小値（例えばＫmgm＝０）に設定する。テーブルＴ7は、電流二乗積算比率Ｒiscが閾値となる適正基準値Ｒm1以下に低下（Ｒisc≦Ｒm1）すると、力行制限ゲインＫmgmを最大値（例えばＫmgm＝１）に設定する。また、電流二乗積算比率Ｒiscが上限値Ｒm2と適正基準値Ｒm1の間の値（Ｒm1＜Ｒisc＜Ｒm2）となるときには、テーブルＴ7は、電流二乗積算比率Ｒiscが上昇するに従って、力行制限ゲインＫmgmを低下させる。即ち、電流二乗積算比率Ｒiscが適正基準値Ｒm1よりも上昇すると、テーブルＴ7は、適正基準値Ｒm1からの上昇度合いに応じて、力行制限ゲインＫmgmを最小値と最大値との間の値に設定する。ここで、適正基準値Ｒm1は、上限値Ｒm2から予め決められた余裕を持って大きな値に設定されている。例えば上限値Ｒm2が１００％となるときに、適正基準値Ｒm1は９０％程度の値に設定されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
従って、発電制限ゲイン演算部７２Ｂは、最大ゲイン設定部７２Ｂ1と、ゲイン低下設定部７２Ｂ2と、最小ゲイン設定部７２Ｂ3とを有している。最大ゲイン設定部７２Ｂ1は、電流二乗積算比率Ｒiscが適正基準値Ｒg1以下のときに発電制限ゲインＫmggを最大値に設定する。ゲイン低下設定部７２Ｂ2は、電流二乗積算比率Ｒiscが適正基準値Ｒg1と上限値Ｒg2との間の範囲内にあるときに電流二乗積算比率Ｒiscが大きくなるに従って発電制限ゲインＫmggを低下させる。最小ゲイン設定部７２Ｂ3は、電流二乗積算比率Ｒiscが上限値Ｒg2以上のときに発電制限ゲインＫmggを最小値に設定する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
発電電動機最大力行出力算出部７４Ａは、エンジン目標回転数ωeと、最大放電電力Ｐd-maxと、力行制限ゲインＫmgmとに基づいて、発電電動機最大力行出力Ｐmgm-maxを算出する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
乗算部７４Ａ3は、最小値選択部７４Ａ2によって選択された最小値に力行制限ゲインＫmgmを作用（乗算）させ、この乗算値を、発電電動機最大力行出力Ｐmgm-maxとして出力する。このとき、発電電動機最大力行出力Ｐmgm-maxは、蓄電装置３１の放電電力最大値に相当する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
また、発電電動機最大発電出力算出部７４Ｂは、エンジン目標回転数ωeと、最大充電電力Ｐc-maxと、発電制限ゲインＫmggとに基づいて、発電電動機最大発電出力Ｐmgg-maxを算出する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
乗算部７４Ｂ3は、最大値選択部７４Ｂ2によって選択された最大値に発電制限ゲインＫmggを作用（乗算）させ、この乗算値を、発電電動機最大発電出力Ｐmgg-maxとして出力する。このとき、発電電動機最大発電出力Ｐmgg-maxは、蓄電装置３１の充電電力最大値に相当する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
出力指令演算部８０は、バッテリ低温減少出力ＰbLと作動油低温減少出力ＰoLとの和に基づいて、車体動作を制御する。ここで、出力指令演算部８０は、充電電力が最大充電電力Ｐc-maxを超えないように、発電電動機２７を制御する。また、出力指令演算部８０は、放電電力が最大放電電力Ｐd-maxを超えないように、発電電動機２７を制御する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
このように、発電電動機発電出力演算部８４は、ポンプ推定入力Ｐpとエンジン最大出力Ｐe-maxとを比較する。発電電動機発電出力演算部８４は、ポンプ推定入力Ｐpがエンジン最大出力Ｐe-maxよりも大きい場合（Ｐp＞Ｐe-max）は、０となった発電電動機発電出力指令Ｐmggを出力する。この場合、エンジン２０は、油圧負荷への対応で全ての出力が消費されるから、発電動作を行う余裕がない。このため、発電電動機発電出力指令Ｐmggは０に設定され、発電電動機２７が発電動作を行うことはない。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
かくして、本実施の形態によれば、ＨＣＵ３７は、バッテリ温度センサ３３（蓄電装置温度センサ）によって検出した温度によって蓄電装置３１が低温状態であると判断したときに、バッテリ温度Ｔbが低くなるに従って大きい値とするバッテリ低温減少出力ＰbL（第１の車体速度低減量）を決定するバッテリ低温減少出力演算部７１Ａ（第１の車体速度低減量決定部）と、作動油温度センサ２３によって検出した温度によって作動油が低温状態であると判断したときに、作動油温度Ｔoが低くなるに従って大きい値とする作動油低温減少出力ＰoL（第２の車体速度低減量）を決定する作動油低温減少出力演算部７１Ｂ（第２の車体速度低減量決定部）と、バッテリ低温減少出力ＰbLと作動油低温減少出力ＰoLとの和に基づいて車体動作を制御する出力指令演算部８０（車体動作制御部）とを有している。即ち、出力指令演算部８０は、バッテリ低温減少出力ＰbLと作動油低温減少出力ＰoLとの和を減少させた状態で、車体を動作させる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４５】
ＨＣＵ３７は、バッテリ温度センサ３３によって検出したバッテリ温度Ｔbによって蓄電装置３１が低温状態であると判断したときに、バッテリ温度Ｔbが低くなるに従って蓄電装置３１の充電電力最大値としての発電電動機最大発電出力Ｐmgg-maxを小さくする最大充電電力演算部５２（充電電力最大値調整部）をさらに有し、出力指令演算部８０は、充電電力が発電電動機最大発電出力Ｐmgg-maxを超えないように、発電電動機２７を制御する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４７】
これに加え、ＨＣＵ３７は、バッテリ温度Ｔbが低いときには、電流二乗積算値ＩＳＣに拘らず、発電電動機２７の発電出力を力行出力に対して優先的に制限する最大電力演算部５０を備えている。即ち、低温領域では、最大放電電力Ｐd-max（発電電動機最大力行出力Ｐmgm-max）よりも最大充電電力Ｐc-max（発電電動機最大発電出力Ｐmgg-max）の方が絶対値が小さくなっている。これにより、車体速度の低減量を最低限にしつつ、電流二乗積算値ＩＳＣの増加を抑えることができる。また、発電電動機２７の力行作用を優先することになるので、急峻な油圧負荷の変動に耐え易くなっている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
ＨＣＵ３７は、バッテリ温度センサ３３によって検出したバッテリ温度Ｔbによって蓄電装置３１が低温状態であると判断したときに、バッテリ温度Ｔbが低くなるに従って蓄電装置３１の放電電力最大値としての発電電動機最大力行出力Ｐmgm-maxを小さくする最大放電電力演算部５１（放電電力最大値調整部）をさらに有し、出力指令演算部８０は、エンジン最大出力Ｐe-maxと発電電動機最大力行出力Ｐmgm-maxとの和である最大出力加算値から、バッテリ低温減少出力ＰbLと作動油低温減少出力ＰoLとの和である減少出力加算値を減算した値を超えないように、発電電動機２７を制御する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2018075958.tif 000001