(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、この原動機で駆動される発電機と、この発電機からの電力によって充電されるバッテリと、上記発電機及びバッテリを電源とする電動機と、この電動機を駆動源とする可変容量型の液圧ポンプと、この液圧ポンプからの圧油により駆動される液圧アクチュエータと、制御手段とを備え、この制御手段により、
(Ａ)  上記電動機の出力トルクと回転数とによって決まる電動機動力が、電動機定格出力を超えないように、上記液圧アクチュエータの駆動時における電動機の最大出力トルクと最大回転数を制限し、
(Ｂ)  この制限された回転数の範囲で、レバー操作に応じて電動機回転数を制御し、
(Ｃ)  上記液圧ポンプのポンプ圧とポンプ容量とによって決まるポンプ駆動トルクが、上記電動機の制限された最大出力トルクを超えないように、ポンプ圧の変化に対して、ポンプ容量を可変制御することによってポンプ吐出量を制御するトルク一定制御を行う
ように構成されたことを特徴とするハイブリッド作業機械のアクチュエータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機で発電機を駆動し、この発電機及びバッテリを電源とする電動機で油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプからの圧油でアクチュエータを作動させるアクチュエータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの要請から、油圧ショベル等の作業機械の動力システムとして、原動機と発電機とを搭載したいわゆるハイブリッド作業機械が種々開発されており、このハイブリッド作業機械には、たとえば以下のような電動液圧アクチュエータ駆動装置が搭載可能である。
【０００３】
電動液圧アクチュエータ駆動装置は、電動機を回転させて液圧ポンプを駆動し、この液圧ポンプでアクチュエータを駆動するものであるが、この装置では（１）電動機の回転方向で液圧ポンプの吐出方向を制御し、回転速度で吐出量を制御して、アクチュエータの作動方向と速度を制御する（特願平１１−１７９９９６）。
【０００４】
または（２）電動機の回転速度で液圧ポンプの吐出量を制御し、コントロールバルブの制御も補助的に使って、アクチュエータへの流量を制御する。作動方向はコントロールバルブの切換によって制御する（特願２０００−２９９４９９）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記電動液圧アクチュエータ駆動装置では、液圧ポンプとしては通常固定容量型のものが使用されており、電動機特性とポンプ特性との関係は例えば図１２に示すようになる。
【０００６】
図１２(ａ)は電動機の出力トルク(Ｎｍ)と回転数Ｎ（ｍｉｎ-1）の関係を示し、定格出力の範囲で、電動機の出力トルクＴ（Ｎｍ）に対し任意の回転数Ｎ（ｍｉｎ-1）をとることができるので、いわゆる速度制御が可能となる。
【０００７】
一方、この電動機で駆動されるポンプの特性は、図１２（ｂ）に示すように、電動機の出力トルクＴ（Ｎｍ）の範囲内であれば、ポンプ吐出圧Ｐ（ＭＰａ）に対し任意のポンプ吐出量Ｑ（Ｌ／ｍｉｎ）をとることができるので、いわゆるポンプ吐出量制御が可能である。
【０００８】
この場合、図１２（ｂ）において、液圧ポンプを吐出圧３０ＭＰａ×吐出量６０Ｌ／ｍｉｎで連続的に使用するとすれば、図１２（ａ）において、定格３０ｋＷ（＝３０００ｍｉｎ-1×２π／６０×９５．５Ｎｍ×１０-3）の電動機が必要となるので、電動機自体が大きくなり、必要な電源容量も大きくなる。なお、ここでは、説明の簡単化のため効率＝１としている。
【０００９】
そこで、電動機を連続使用することを前提として、電動機の小型化或いは電源容量の小型化を図るべく、電動機の出力トルク（発生動力）に制限を加えて図１３（ａ）の実線で示すような電動機特性を持たせることが考えられる。例えば電動機の定格出力を上記の半分の１５ｋＷにした場合、出力トルク４８Ｎｍで回転数３０００ｍｉｎ-1という条件で連続運転が可能となる。
【００１０】
これに対し、電動機出力トルクに制限を加えないとすると、制御器の過負荷保護特性により電動機の連続使用時間が制限される。例えば定格出力が１５ｋＷの電動機において、出力トルクが９５．５Ｎｍの場合、電動機の連続使用時間は３０ｓｅｃとなる。この場合、固定容量形ポンプの吐出圧(ポンプ圧)と吐出量とは電動機特性で支配されており、図１３（ｂ）の実線で示すようなポンプ特性になる。
【００１１】
さらに、電動機を小さくして、上記の１／３の定格出力(１０ｋＷ)にした場合、電動機特性は図１３（ａ）の破線で示すようになって電動機寸法は小さくなるが、上記ポンプの使用条件では、電動機の最大出力トルクが定格の３００％となり、この場合の連続使用時間は１ｓｅｃ強となる。この場合のポンプ特性は図１３（ｂ）の破線で示すようになる。
【００１２】
このような設計をしたのでは、電動機と電源容量は小さくできても、液圧システムの圧力(＝ポンプ圧)が高い状態では連続使用時間に制約を受けることになる。特に油圧ショベルや移動式クレーンなどでは機器の設置スペースの制約が非常に厳しく、電動機や制御器、電源などはできるだけ小さい方が好ましいが、上記のように使用条件の制約が厳しいと使いずらい。すなわち、従来は、機器の大きさと使用時間の長さの両面からの要求を同時に満たすことができないという問題があった。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電動機や電源容量を大きくすることなく、ポンプ圧が高い状態での連続使用時間を長くとれるハイブリッド作業機械のアクチュエータ駆動装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、原動機と、この原動機で駆動される発電機と、この発電機からの電力によって充電されるバッテリと、上記発電機及びバッテリを電源とする電動機と、この電動機を駆動源とする可変容量型の液圧ポンプと、この液圧ポンプからの圧油により駆動される液圧アクチュエータと、制御手段とを備え、この制御手段により、
(Ａ)  上記電動機の出力トルクと回転数とによって決まる電動機動力が、電動機定格出力を超えないように、上記液圧アクチュエータの駆動時における電動機の最大出力トルクと最大回転数を制限し、
(Ｂ)  この制限された回転数の範囲で、レバー操作に応じて電動機回転数を制御し、
(Ｃ)  上記液圧ポンプのポンプ圧とポンプ容量とによって決まるポンプ駆動トルクが、上記電動機の制限された最大出力トルクを超えないように、ポンプ圧の変化に対して、ポンプ容量を可変制御することによってポンプ吐出量を制御するトルク一定制御を行う
ように構成されたものである。
【００１５】
この構成によれば、電動機動力(電動機出力トルクと電動機回転数で決まる)が電動機定格出力を超えないように上記液圧アクチュエータの駆動時における電動機の最大出力トルクと最大回転数を制限し、この制限された回転数の範囲内でレバー操作量に応じて電動機回転数を制御する一方、ポンプ駆動トルク(ポンプ圧とポンプ容量で決まる)が制限された電動機最大出力トルクを超えないように、ポンプ圧の変化に対してポンプ容量を制御することによりポンプ吐出量を制御するトルク一定制御を行うため、電動機動力を定格出力以下に保ちながら高いポンプ圧を確保することが可能となる。
【００１６】
すなわち、小型の電動機を用いながらポンプ圧力が高い状態での連続使用時間を長くとることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、油圧ショベルに適用した場合を例にとって説明する。
【００１８】
図１に油圧ショベルの全体構成を示している。同図において、１はクローラ式の下部走行体で、この下部走行体１上に上部旋回体２が旋回自在に搭載され、この上部旋回体２の前部に、ブーム３、アーム４、バケット５、ブーム起伏用のブームシリンダ６、アーム作動用のアームシリンダ７及びバケット作動用のバケットシリンダ８から成る掘削アタッチメント９が装着されている。
【００１９】
上部旋回体２には、原動機としてのエンジン１０と、このエンジン１０によって駆動される発電機１１と、バッテリ１２と、第１及び第２の二台の電動機（ここでは一方のみを図示する。図２ではＭ１，Ｍ２と表示）１３，１４と、この両電動機１３，１４によって別々に駆動される第１及び第２油圧ポンプ（同上。Ｐ１，Ｐ２と表示）１５，１６が設置されている。１７は旋回用電動機（同上。Ｍ４と表示）、１８はこの旋回用電動機の回転力を減速して上部旋回体２に旋回力として伝える旋回用減速機、１９は複数のコントロールバルブを備えたコントロールバルブユニットである。
【００２０】
また、下部走行体１には、走行駆動源としての左右の走行用油圧モータ（ここでは一方のみ図示）２０，２１が設けられている。上記各シリンダ６，７，８と旋回用電動機１７と油圧モータ２０，２１とがアクチュエータに相当する。
【００２１】
図２はこの実施形態にかかる油圧ショベルの駆動系及び制御系の構成を示している。図２に示すように、エンジン１０の出力は増速機構２２を介して発電機１１に伝えられ、この発電機１１で作られた電力が発電機制御器２３及び電動機制御器（制御手段）２４，２５，２６を介して第１及び第２電動機１３，１４と、旋回用電動機１７とに加えられて各電動機１３，１４，１７が回転し、このうちの第１電動機１３によって第１油圧ポンプ１５、第２電動機１４によって第２油圧ポンプ１６がそれぞれ駆動される。
【００２２】
なお、上記増速機構（たとえば遊星歯車機構が用いられる）２２により発電機１１をエンジン１０よりも高速で運転することによって発電機１１の小形化が可能となる。ただし、エンジン１０の回転数によっては、必ずしも増速機構を設ける必要はない。
【００２３】
また、発電機１１で作られた電力は、作業時に必要な動力との関係で余った分が発電機制御器２３により直流に変換されてバッテリ１２に蓄えられ、必要に応じてこのバッテリ１２の蓄電力が電動機電源として用いられる。
【００２４】
このようにショベルの負荷変動に対して、発電力の不足／過剰に応じてバッテリ１２から電力を供給／補充することにより、エンジン１０の出力を平均化することができる。その結果、エンジン１０を効率のよい運転範囲内で安定して使用でき、その燃料消費量を削減できて省エネルギー化が図られる。
【００２５】
一方、操作装置として、アーム、左走行、右走行、ブーム、バケット、旋回各レバー２７，２８，２９，３０，３１，３２が設けられ、この各レバー２７〜３２の操作により、図示しない操作量／電気信号変換手段（たとえばポテンショメータ）からレバー操作量（操作方向を含む。以下同じ）に応じた指令信号がコントローラ３３に向けて出力される。
【００２６】
このコントローラ３３は、上記指令信号に基づき、各アクチュエータごとに設けられたコントロールバルブ（図２ではバルブユニット１９として示す）に作動信号を出力するとともに、第１及び第２両電動機１３，１４（電動機制御器２４，２５）に回転数指令信号ａ，ｂを送り、旋回用電動機１７（電動機制御器２６）に回転数指令信号ｅを送る。
【００２７】
図３にレバー指令値に対する電動機の回転速度の関係を示す。上記したように、コントロールバルブがレバー操作量に応じてストローク作動すると同時に、上記電動機制御器２４，２５は、第１及び第２電動機１３，１４がレバー操作量に応じた回転数で回転するように回転速度制御を行うことにより、第１及び第２油圧ポンプ１５，１６がこの電動機回転数に比例した流量を吐出するように制御される。また、上記電動機制御器２６は、旋回用電動機１７がレバー操作量に応じた回転数で回転するように回転速度制御を行う。
【００２８】
すなわち、レバー操作によってコントロールバルブと電動機１３，１４（ポンプ１５，１６）が同時に制御され、この同時制御によって各アクチュエータの速度が制御されるとともに、旋回用電動機１７が制御され、この制御によって前記上部旋回体２の旋回速度が制御される。
【００２９】
第１油圧ポンプ１５はアームシリンダ７及び左走行用油圧モータ２０の圧油供給源として使用され、第２油圧ポンプ１６は右走行用油圧モータ２１、ブームシリンダ６及びバケットシリンダ８の圧油供給源として使用される。
【００３０】
両電動機１３，１４、及び両ポンプ１５，１６はそれぞれ同一容量のものが使用される。また、第１油圧ポンプ１５はブームシリンダ６を増速させるための合流油の供給源としても使用され、第２油圧ポンプ１６はアームシリンダ７を増速させるための合流油の供給源としても使用される。これにより、複数の電動機１３，１４（ポンプ１５，１６）で一つのアクチュエータを動作させることもできる。
【００３１】
なお、第１及び第２両電動機１３，１４とは別に、図示しない旋回及び走行用パーキングブレーキ等を駆動するとともにコントロールバルブに対してパイロット油圧を供給するためのコントロール用の第３電動機３８（Ｍ３と表示）及び第３油圧ポンプ３９（Ｐ３と表示）が設けられている。
【００３２】
この第３油圧ポンプ３９による油圧はアキュムレータ４１に蓄えられて使用され、このアキュムレータ４１の蓄圧が終了すると、これが圧力センサ４２によって検出され、コントローラ３３を通じて第３電動機３８が停止する。４０はこの第３電動機３８用の電動機制御器であり、この電動機制御器４０もコントローラ３３からの指令信号ｃを受けて動作する。
【００３３】
本発明の実施形態の詳細な説明に先立ち、関連する技術として、電源の最大容量内で各電動機動力を使用する技術について図４,５によって説明する。
【００３４】
図４は第１及び第２電動機の電動機特性を示す図、図５は第１及び第２電動機の使用最大動力の関係を示す図である。
【００３５】
たとえば、ショベルに搭載される電源の最大容量を３３ｋＷとする。その内訳は、発電機１１の出力が１８ｋＷで、バッテリ１２の出力が１５ｋＷである。
【００３６】
図４及び図５に示すように、電動機制御器２４，２５，４０の制御下で、第３電動機３８の動力は３ｋＷで、第１及び第２電動機１３，１４は、単独使用時には最大動力２２ｋＷが使用できる。この最大動力２２ｋＷは、例えば実効トルクなどに相当する出力を含む所定の定格出力に相当する。そして、両電動機１３，１４を同時に使用すると、合計して３０ｋＷまで使用できる。
【００３７】
例えば、第１電動機１３が出力トルク５０Ｎｍ×速度１０００ｍｉｎ-1で使用されているとすると、第１電動機１３の動力は５．２ｋＷとなる。このとき、第２電動機１４が使用できる動力は最大３０−５．２＝２４．８＞２２ｋＷで、最大動力２２ｋＷまで使用できる。
【００３８】
一方、第１電動機１３が出力トルク５０Ｎｍ×速度２０００ｍｉｎ-1で使用されているとすると、第１電動機１３が使用できる動力は１０．５ｋＷとなる。このとき、第２電動機１４は最大動力１９．５ｋＷまで使用できる。
【００３９】
さらに、第１電動機１３が出力トルク５０Ｎｍ×速度３０００ｍｉｎ-1で使用されているとすると、第１電動機１３が使用できる動力は１５．７ｋＷとなる。このとき、第２電動機１４の使用動力が１４．３ｋＷ以上の場合には、第１電動機１３は指令の速度まで上昇することができず、最大動力１５ｋＷ相当の２８７０ｍｉｎ-1までしか速度が上がらない。
【００４０】
したがって、第１電動機１３が単独で使用されて、例えばアームシリンダ７を駆動している場合には、第１電動機１３は動力２２ｋＷまで使用でき、負荷トルクに対して高速まで使用できるので、作業の能率化が図られる。また、第１電動機１３と同時に第２電動機１４をも使用して、例えばブームシリンダ６を駆動すると、アームシリンダ７とブームシリンダ６の使用動力が合計して３０ｋＷであり、さらに第１及び第２両電動機１３，１４の最大使用動力が１５ｋＷ以上にはならないように制御すれば、それぞれのシリンダの動力がバランスよく分配されて、土砂の掘削作業を能率良く行えるようになる。
【００４１】
こうすれば、複数の電動機で発生させる動力(使用動力)の合計値が電源の最大容量から定まり、ピーク値の組み合わせに対する過剰な電力が不要となる。特にハイブリッド機の場合には、作業機械の動力源の大きさが安定して、電力の変動も少なくなる。そして、各電動機を小型化しても、それらの使用動力が電源の最大容量の範囲内でバランスよく分配されることによって、電動機に過剰な負荷をかけることがなくなり、電動機の思わぬ停止や動力の無駄使いがなくなる。
【００４２】
また、作業機械の電源の最大容量が定まって、過大な電源を用意せずに済むことにより、電源コストや電源設置スペースが節約される。さらに、設置スペースや重量の制限の厳しい自走式機械への電源の搭載による作業機械の作業範囲の拡大などといった大きなメリットも得られる。
【００４３】
参考として図６に旋回用電動機の特性を４象限で示す。図６において、旋回用電動機１７の最高回転速度は±３０００ｍｉｎ-1、最大駆動トルクは６０Ｎｍ、力行時動力１２ｋＷであり、制動時は最大速度まで最大トルクが出力可能である。なお、電動機制御器２６により旋回用電動機１７の最大動力を使用条件に応じて所定の値に切り換えてもよい。
【００４４】
また、図７は第３電動機を使用した場合の電動機特性を示す図である。第３電動機３８を使用すると、図７に示すように、電動機制御器２４，２５はこの第３電動機３８の使用動力（所定動力）分だけ第１及び第２電動機１３，１４の最大使用動力を減らす。これにより、第３電動機３８のように優先的に出力が定められる電動機がある場合でも、両電動機１３，１４の動力がバランスよく分配され、良好な制御状態が得られる。
【００４５】
図８は、本発明とは直接関係はないが、電動機の小型化を図る点で本発明と共通する参考形態にかかる油圧ショベルの駆動系及び制御系の構成を示している。なお、図２と共通する要素には、同一番号を付してその説明を省略する。
【００４６】
図８に示すように、エンジン１０の出力軸に発電機兼電動機１１ａと、第１、第２及び第３油圧ポンプ（同図中でＰ１，Ｐ２，Ｐ３と表示）１５，１６，３９とが接続されている。ただし、ブームと旋回とは独立して駆動されている。すなわち、ブーム起伏用のブームシリンダ６は、ブーム用電動機（同上。Ｍ５と表示）４４で駆動されるブーム用油圧モータ（同上。ＯＭ５と表示）４６ａから供給される圧油により作動され、この圧油はさらにブーム用電動機４４で駆動されるブーム用油圧ポンプ（同上。Ｐ５と表示）４６から補給されるように構成されており、コントローラ３３は、操作レバー３３の操作量に応じた指令信号に基づき、専用のコントロールバルブ１９ａに作動信号を出力するとともに、上記ブーム用電動機４４（電動機制御器４５）に回転数指令信号ｆを送るようになっている。旋回については、前記の場合と同様の構成である。
【００４７】
また、発電機兼電動機１１ａで作られた電力は、作業時に必要な動力との関係で余った分が発電機兼電動機制御器２３ａにより直流に変換されてバッテリ１２に蓄えられ、必要に応じてこのバッテリ１２の蓄電力が電動機電源として用いられる。
【００４８】
いま、エンジン１０の出力は２０ｋＷ、発電機兼電動機１１ａの能力は２０ｋＷ、油圧ポンプのうちの第１及び第２油圧ポンプ１５，１６は３０ｋＷ、第３油圧ポンプ３９は３ｋＷ、ブーム用電動機４４は３０ｋＷ、旋回用電動機１７は１２ｋＷとする。バッテリ１２から電力供給されて発電機兼電動機１１ａが電動機機能を発揮するときの出力は定常時で１０ｋＷであり、そのときのエンジン１０の出力は２０ｋＷである。発電機兼電動機１１ａのピーク出力は２０ｋＷである。
【００４９】
ここでも、電動機の使用動力についての基本的な関係は、前記の場合と同様である。ただし、ブーム用電動機４４の使用動力と、第１及び第２油圧ポンプ１５，１６の使用動力との比は適宜設定されるものである。両者が同一であるとした場合の関係を図９に示す。旋回用電動機１７との関係も前記の場合と同一であるが、ブーム用電動機４４と第１及び第２油圧ポンプ１５，１６に対して重みを変えて影響させてもよい。
【００５０】
この参考形態によれば、前記の場合と同様に、複数の電動機を小型化しながら、それらの合計動力が電源容量を超えず、電源容量の範囲内でバランスよく配分できるので、電動機に過剰な負荷をかけることが少なくなり、電動機の思わぬ停止や動力の無駄使いがなくなる。
【００５１】
この参考形態の場合、エンジン１０の回転速度は基本的には一定速度として、第１及び第２油圧ポンプ１５，１６は可変容量ポンプとして動力一定の制御を行うのが好ましい。ブームシリンダ６は、ブーム用電動機４４及びブーム用油圧モータ４６ａによって動力一定の制御が可能であるので、ブーム用油圧ポンプ４６は固定容量であっても、可変容量であってもよい。
【００５２】
次に本発明の実施形態の詳細を説明する。
【００５３】
実施形態においては、図２に示す構成を前提として、ポンプを可変容量型とし、電動機の出力トルクと回転数で決まる電動機最大動力が、電動機定格出力を超えないように液圧アクチュエータの駆動時における電動機の最大出力トルクと最大回転数を制限し、この制限された回転数の範囲で、レバー操作に応じて電動機回転数を制御する一方、油圧ポンプのポンプ圧とポンプ容量とによって決まるポンプ駆動トルクが、上記電動機の制限された最大出力トルクを超えないように、ポンプ圧の変化に対して、ポンプ容量を可変制御することによってポンプ吐出量を制御するトルク一定制御を行うように構成している。
【００５４】
図１０はこの実施形態にかかる油圧ショベルの電動機特性とポンプ特性を示す図である。
【００５５】
図１０では、第１及び第２電動機１３，１４の定格出力としての最大動力を３０００ｍｉｎ-1×７０Ｎｍ＝２２ｋＷとしている。また、第１及び第２油圧ポンプ１５，１６は容量ｑが２０ｃｍ3／ｒｅｖ、最高圧力が３０ＭＰａで、ポンプ駆動トルクを７０Ｎｍに保つ所謂トルク一定制御を行うものとする。
【００５６】
電動機とポンプを組み合わせて、圧力と流量との関係をグラフ化すると、図１１のようになる。基本的には、第１及び第２電動機１３，１４の回転速度をオペレータのレバー操作により制御することで、第１及び第２油圧ポンプ１５，１６の吐出量が制御される。
【００５７】
ここで、第１及び第２油圧ポンプ１５，１６を可変容量型として、ポンプのトルクを一定に保つ制御(トルク一定制御)を行うことにより、第１及び第２電動機１３，１４の最大出力トルクを１２５Ｎｍから７０Ｎｍに小さくすることができる。
【００５８】
すなわち、実施形態では、第１及び第２油圧ポンプ１５，１６を可変容量型にするとともに、電動機制御器２４，２５の制御下で、第１及び第２電動機１３，１４の出力トルクに応じて両電動機１３,１４の回転数を制限することにより、各電動機１３,１４で発生する動力を最大動力(定格出力)以下に制限する。また、ポンプ駆動トルクが上記各電動機１３，１４の制限された最大出力トルクを超えないように、第１及び第２油圧ポンプ１５，１６の吐出圧の変化に対して両油圧ポンプ１５，１６の容量を変えてポンプ吐出量を制御するトルク一定制御を行う。
【００５９】
このような制御により、必要なポンプ圧を確保しながら、第１及び第２両電動機１３,１４に小型の電動機を使用することが可能となる。
【００６０】
また、一般に、小型の電動機を高負荷率で使用する方が、大型の電動機を低負荷率で使用するよりも効率がよい。したがって、このような小型の電動機を高負荷率で使用することにより、大型の電動機を低負荷率で使用する場合に比べてその効率を向上させることができるという利点もある。
【００６１】
なお、第１及び第２電動機１３，１４で駆動される第１及び第２油圧ポンプ１５，１６から供給される圧油で駆動されるシリンダ６，７，・・・と、旋回用電動機１７との複合作動が行われた際に、両ポンプ１５，１６の駆動トルクの制限は変えずに、両電動機１３，１４の出力の制限を大きくすることにより、第１及び第２油圧ポンプ１５，１６でトルク制限を行えば、第１及び第２電動機１３，１４は出力が小さくなって連続定格の条件で使用できるため、ポンプ圧が高くても、連続使用時間の制約をなくすことができる。
【００６２】
さらに、可変容量ポンプは、容量が大きい方が効率（動力効率）がよい。電動機で動力制御をせずに、ポンプですべての動力制御を行うと、ポンプを小容量の範囲にまで使用することとなり、効率が悪くなる。
【００６３】
他の実施形態
(１)  上記実施形態では、作動液として圧油を使用し、これに対応して液圧ポンプとして第１及び第２油圧ポンプ１５，１６などを使用し、液圧アクチュエータとして油圧シリンダ又は油圧モータを使用しているが、作動液としてその他の液体、例えば水等を使用することもできる。
【００６４】
(２)  上記実施形態では、原動機としてエンジン１０を用いたが、この代わりにガスタービンや燃料電池を用いてもよい。また、蓄電装置としてバッテリ１２の代わりに電気２重層コンデンサ（商品名ウルトラキャパシタなど）を用い、或いは、これとバッテリとを併用してもよい。
【００６５】
(３)  上記実施形態では、旋回動作を電動機駆動としているが、他のアクチュエータを電動機駆動としてもよい。
【００６６】
(４)  上記実施形態では、作業機械の一例としてハイブリッドショベルを説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られず、本発明をクローラクレーン、ホイールクレーン等の他のハイブリッド作業機械にも同様に適用できるのはもちろんである。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、電動機動力(電動機出力トルクと電動機回転数で決まる)が電動機定格出力を超えないように、液圧アクチュエータの駆動時における電動機の最大出力トルクと最大回転数を制限し、この制限された回転数の範囲内でレバー操作量に応じて電動機回転数を制御しながら、ポンプ駆動トルクが上記電動機の制限された最大出力トルクを超えないように、ポンプ圧の変化に対してポンプの容量を可変制御することによりポンプ吐出量を制御するため、電動機動力を定格出力以下に保ちながら高いポンプ圧を確保することが可能となる。
【００６８】
すなわち、小型の電動機を用いながらポンプ圧力が高い状態での連続使用時間を長くとることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  油圧ショベルの全体構成を示す図である。
【図２】  本発明の実施形態にかかる油圧ショベルの駆動系及び制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】  レバー指令値に対する電動機の回転速度の関係を示す図である。
【図４】  本発明の実施形態に関連する技術として、電源の最大容量内で書く電動機動力を使用する技術を説明するための第１及び第２電動機の電動機特性を示す図である。
【図５】  同技術における第１及び第２電動機の使用最大動力の関係を示す図である。
【図６】  旋回用電動機の特性を示す図である。
【図７】  第３電動機を使用した場合の第１及び第２電動機の使用最大動力の関係を示す図である。
【図８】  参考形態にかかる油圧ショベルの駆動系及び制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】  参考形態におけるブーム用電動機と第１及び第２油圧ポンプの使用最大動力の関係を示す図である。
【図１０】  本発明の実施形態にかかる電動機特性とポンプ特性を示す図である。
【図１１】  図１０の電動機とポンプとを組み合わせた特性を示す図である。
【図１２】  従来の電動機特性とポンプ特性を示す図である。
【図１３】  図１２の電動機の出力制限を行ったときの、電動機特性とポンプ特性を示す図である。
【符号の説明】
１  ショベルの下部走行体
２  同上部旋回体
３  ブーム
４  アーム
５  バケット
６  ブームシリンダ（アクチュエータ）
７  アームシリンダ（アクチュエータ）
８  バケットシリンダ（アクチュエータ）
２０，２１  左右走行モータ（アクチュエータ）
１０  エンジン
１１  発電機（電源）
１２  バッテリ（電源）
１３，１４  電動機
１５，１６  油圧ポンプ（液圧ポンプ）
１７  旋回用電動機
２４，２５，２６  電動機制御器（制御手段）
３３  コントローラ（制御手段）
４４  ブーム用電動機
４５  電動機制御器（制御手段）
４６  ブーム用油圧ポンプ（液圧ポンプ）
４６ａ  ブーム用油圧モータ
【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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