(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに駆動される発電機および蓄電装置から供給される電力を駆動源とする電動アクチュエータを備えたハイブリッド型作業機械の動力制御装置において、
前記電動アクチュエータの要求電力を検出する要求電力検出手段と、
前記電動アクチュエータへ供給する電力の最大値を決定する制限値決定手段と、
前記要求電力検出手段による検出結果と前記制限値決定手段による決定結果を比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果が要求電力が大きいことを示す場合には前記電動アクチュエータへの電力供給に制限をかける電力制限手段と、
前記電動アクチュエータの目標速度に関する情報を入力する目標速度入力手段と、
前記制限値決定手段による決定結果を基に前記目標速度入力手段により入力される情報が示す目標速度の範囲を切り替える操作感度切替手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド型作業機械の動力制御装置。
【請求項２】
前記電動アクチュエータへ供給する電力の最大値に関する情報を入力する制限値入力手段をさらに備え、
前記制限値決定手段は、前記制限値入力手段により入力された情報を基に前記電動アクチュエータへ供給する電力の最大値を切り替えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型作業機械の動力制御装置。
【請求項３】
前記電動アクチュエータは複数備えられており、
前記電力制限手段は、前記制限値決定手段により決定された電力の最大値の範囲内で前記複数の電動アクチュエータの夫々へ供給する電力の配分を決定することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型作業機械の動力制御装置。
【請求項４】
前記制限値決定手段による決定結果を基に前記発電機の出力電力の最大値および前記蓄電装置の出力電力の最大値とを切り替える上限値切替手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型作業機械の動力制御装置。
【請求項５】
前記上限値切替手段により決定された前記発電機の出力電力の上限値を基に、前記エンジンの回転数を切り替えるエンジン回転数切替手段を備えたことを特徴とする請求項４記載のハイブリッド型作業機械の動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動アクチュエータへ供給する電力を制御するハイブリッド型作業機械の動力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の燃費の向上、排ガスの抑制、騒音の抑制を目的としたハイブリッド建設機械の開発が行われている。係るハイブリッド建設機械としては、特開２０００−２８３１０７号公報、特開平２０００−２９５７１７号公報などに開示されているシリーズ方式のものと、実開平５−４８５０１号公報などに開示されているパラレル方式のものと、これらを組み合わせたシリーズ／パラレル方式のものとがある。
【０００３】
尚、シリーズ方式においては、エンジンで発電機を駆動することによってエンジン動力を電力に変換し、これを動力源としてアクチュエータを駆動するものである。これに対し、パラレル方式においては、エンジンの動力を直接アクチュエータに供給するとともに、エンジンで発電機を駆動することによってエンジン動力を電力に変換してこの電力を利用してアクチュエータを駆動するものである。
【０００４】
また、上記各方式のハイブリッド型作業機械には、発電機により発電された電力や電動機によって発電された回生電力を充電し、適宜電動機へ電力を供給する蓄電装置が搭載されている。
【０００５】
このようなハイブリッド建設機械において、エンジンおよび発電機や蓄電装置などの効率を考慮して、電動アクチュエータへ供給される動力の配分を制御するシステムが構築されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、電動アクチュエータへの動力伝達はアクチュエータを起動する電動機への電力伝達により行うが、実際には電動機のインバータ制御によって行っているため、各電動アクチュエータへの動力の配分は作業者自らが行わなければならず、エンジンの回転数を制御するだけで最高出力を制限することはできず、エンジン効率がよくなかった。
【０００７】
本発明は、エンジン効率を向上させることができるハイブリッド型作業機械の動力制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のハイブリッド型作業機械の動力制御装置は、エンジンに駆動される発電機および蓄電装置から供給される電力を駆動源とする電動アクチュエータを備えたハイブリッド型作業機械の動力制御装置において、前記電動アクチュエータの要求電力を検出する要求電力検出手段と、前記電動アクチュエータへ供給する電力の最大値を決定する制限値決定手段と、前記要求電力検出手段による検出結果と前記制限値決定手段による決定結果を比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果が要求電力が大きいことを示す場合には前記電動アクチュエータへの電力供給に制限をかける電力制限手段と、前記電動アクチュエータの目標速度に関する情報を入力する目標速度入力手段と、前記制限値決定手段による決定結果を基に前記目標速度入力手段により入力される情報が示す目標速度の範囲を切り替える操作感度切替手段とを備えたことを特徴とする。請求項１によれば、電動アクチュエータへ供給する電力を前記制限値設定手段により決定された最大値の範囲内に制限することが可能になり、エンジン効率がよくなる。さらに、制限値設定手段による決定結果により目標速度入力手段の感度が変更されるため、作業者にとって操作性が向上する。
【０００９】
請求項２記載の動力制御装置は、前記電動アクチュエータへ供給する電力の最大値に関する情報を入力する制限値入力手段をさらに備え、前記制限値決定手段は、前記制限値入力手段により入力された情報を基に前記電動アクチュエータへ供給する電力の最大値を切り替えることを特徴とする。請求項２によれば、電動アクチュエータへ供給する電力の最大値を作業内容に適した値に変更することが可能になる。
【００１０】
請求項３記載の動力制御装置は、前記電動アクチュエータは複数備えられており、前記電力制限手段は、前記制限値決定手段により決定された電力の最大値の範囲内で前記複数の電動アクチュエータの夫々へ供給する電力の配分を決定することを特徴とする。請求項３によれば、例えば、各電動アクチュエータに対応するレバーの操作量の比率を基に上記最大値の電力から各電動アクチュエータに割り当てる電力を決定し、又は、各電動アクチュエータの負荷トルクを検出し、検出された負荷トルクの比率を基に上記最大値の電力から各電動アクチュエータに割り当てる電力を決定することにより、ある特定の電動アクチュエータへの供給電力が必要以上に小さくなってその電動アクチュエータに接続された作業部材の稼動が妨げられるような事態を回避することができる。
【００１１】
【００１２】
請求項４記載の動力制御装置は、前記制限値決定手段による決定結果を基に前記発電機の出力電力の最大値および前記蓄電装置の出力電力の最大値とを切り替える上限値切替手段を備えたことを特徴とする。また、請求項５記載の動力制御装置は、前記上限値決定手段により決定された前記発電機の出力電力の上限値を基に、前記エンジンの回転数を切り替えるエンジン回転数切替手段を備えたことを特徴とする。請求項４および請求項５によれば、電動アクチュエータへ供給する電力の最大値に応じて、発電機の出力電力の上限値を切り替えるとともに、その切り替えられた上限値によりエンジンの回転数を切り替えるため、エンジン効率を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
まず、本実施の形態に係る動力制御装置が適用されるハイブリッドショベルについて、図１を参照しつつ説明する。但し、図１はハイブリッドショベルの概略構成を示す模式図である。
【００１５】
図１において、ハイブリッドショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２の上面中心部に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３の前部に設けられた堀削アタッチメント４とから構成されている。
【００１６】
下部走行体２は、両端部に平行配置された一対のクローラフレーム２１と、各クローラフレーム２１の周囲に回転可能に設けられ、地面に対して面上に接地するクローラ２２と、クローラ２２を回転駆動する走行用減速機２３および走行用電動機２４とを有している。このように構成された下部走行体２は、各クローラ２２を走行用減速機２３を介して走行用電動機２４により個別に正方向および逆方向に回転駆動することによって、ハイブリッドショベル１全体を前進、後退、回転、旋回させる。
【００１７】
下部走行体２の上面中心部には、旋回軸５が下部走行体２に対して直交して設けられている。旋回軸５の上部には、上部旋回体３の一部を構成する旋回フレーム３１が回転自在に設けられている。旋回フレーム３１の上面には、オペレータの操縦室となるキャビン３２と、保護カバー３３で覆われた機械収納部３４とが設けられているとともに、掘削アタッチメント４のブーム４１およびブームシリンダ４２の一端部が上下に回動自在に設けられている。
【００１８】
機械収納部３４には、旋回用電動機３５および旋回用減速機３６が設けられているとともに、ブーム用電動機３７とブームポンプ３８とを一体化して備えたブーム用一体型アクチュエータＡ１が設けられている。旋回用電動機３５は、旋回用減速機３６を介して旋回フレーム３１を旋回軸５を旋回中心として旋回駆動する。ブーム用一体型アクチュエータＡ１は、ブームシリンダ４２に図示しない油圧配管を介して接続されており、ブーム４１の先端側を上下に回動させる。
【００１９】
ブーム４１の先端部には、アーム４３が回動自在に設けられている。アーム４３の先端部には、バケット４４が回動自在に設けられている。また、ブーム４１とアーム４３とは、アームシリンダ４５を介して連結されており、アーム４３とバケット４４とは、バケットシリンダ４６を介して連結されている。これらのシリンダ４５、４６には、アーム用一体型アクチュエータＡ２とバケット用一体型アクチュエータＡ３とが夫々設けられており、アーム用一体型アクチュエータＡ２は、アーム用電動機４７ａとアームポンプ４７ｂとを一体化して構成されており、バケット用一体型アクチュエータＡ３は、バケット用電動機４８ａとバケットポンプ４８ｂとを一体化して構成されている。各アクチュエータＡ２、Ａ３は、シリンダ４５、４６のシリンダロッドを油圧により進退移動させることによって、アーム４３とバケット４４を夫々上下に回動させる。
【００２０】
機械収納部３４内には、エンジン６１、エンジン６１の回転速度（エンジン出力）に応じた交流電力を発電する発電機６２が収納されている他、バッテリ６３などが収納されている。
【００２１】
次に、上記構成を有するハイブリッドショベル１の動力制御の機構について図２を参照しつつ説明する。但し、図２は、ハイブリッドショベル１の動力配分制御機構を説明するためのブロック図である。
【００２２】
図２に示すブロック図は、エンジン６１と、発電機６２と、発電機６２により発電される余剰電力および電動アクチュエータ６４の回生電力を蓄えるとともに適宜電動アクチュエータ６４へ電力を供給するバッテリ６３と、複数の電動アクチュエータ６４と、動力制御機構７とから構成されている。電動アクチュエータ６４は、ブーム用一体型アクチュエータＡ１、アーム用一体型アクチュエータＡ２、バケット用一体型アクチュエータＡ３などであり、図２においては二のみ図示している。
【００２３】
図２に示す動力配分制御機構７は、動力制限レバー位置検出部７１と、動力制限値決定部７２と、操作レバー位置検出部７３と、操作感度切替部７４と、目標速度決定部７５と、上限値切替部７６と、エンジン回転数切替部７７と、要求電力検出部７８と、比較部７９と、動力制限部８０とから構成されている。
【００２４】
動力制限レバー位置検出部７１は、図３に示すような動力制限レバー８のレバー位置を検出し、検出結果を動力制限値決定部７２、操作感度決定部７４、および上限値切替部７６へ出力する。
【００２５】
図３に一例を示す動力制限レバー８は、作業者などが電動アクチュエータ６４の消費電力の最大値に制限をかける際に利用するものであり、回転部８ａと固定部８ｂとから構成されている。固定部８ｂには、動力制限値Ｐpmaxの最大値に対応する位置を教示するマークＭmaxと、動力制限値Ｐpmaxの最小値に対応する位置を教示するマークＭminとが記されている。また、回転部８ａには、固定部８ｂに対する相対位置を教示するマークＭが記されている。そして回転部８ａは、そのマークＭが固定部８ｂのマークＭmaxからマークＭminの間Ｍregの範囲を指すことができるように、固定部８ｂに回転可能に取り付けられている。ここで、動力制限値Ｐpmaxは、電動アクチュエータ６４により消費される電力の許容値を指す。
【００２６】
動力制限値決定部７２は、不図示のメモリを備えている。このメモリには、図４に示すような動力制限レバー８の位置に対する動力制限値Ｐpmax（ｋＷ）のグラフｆa1が格納されている。尚、動力制限レバー８の位置に対する動力制限値Ｐpmaxのグラフとして、グラフｆa1の代わりに図４に示すようなグラフｆa2やグラフｆa3などを利用することができる。また、作業者などによって上記グラフを任意に変更することができるように動力制限値決定部７２を構成してもよい。
【００２７】
動力制限値決定部７２は、メモリに格納されているグラフを利用して、動力制限レバー位置検出部７１の検出結果である動力制限レバー８のレバー位置に対応する動力制限値Ｐpmaxを決定し、決定した動力制限値Ｐpmaxを比較部７９および操作感度切替部７４へ出力する。
【００２８】
例えば、動力制限レバー８のマークＭが図３に示すように位置Ｍaにある場合、動力制限値決定部７２はメモリに格納されているグラフｆa1における位置Ｍaに対応する値Ｐlimを動力制限値Ｐpmaxと決定する。
【００２９】
操作レバー位置検出部７３は、図５に示すような操作レバー９のレバー位置を検出し、検出結果を目標速度決定部７５へ出力する。
【００３０】
図５に一例を示す操作レバー９は、速度目標最大値（フルレバー時における速度目標値）の最小値に対応する位置Ｒminと速度目標最大値の最大値に対応する位置（フルレバー）Ｒmaxとの間Ｒregの全範囲を回動する。
【００３１】
操作感度切替部７４は、不図示のメモリを備えている。このメモリには、図６に示すような動力制限レバー８の位置に対する速度目標最大値（操作レバー９のフルレバーＲmax時における速度目標値）Ｖmax（ｒｐｍ）のグラフｆb1が格納されている。尚、グラフｆb1の代わりに図６に示すようなグラフｆb2やグラフｆb3などを利用することができる。また、作業者などによって上記グラフを任意に変更することができるように操作感度切替部７４を構成してもよい。
【００３２】
操作感度切替部７４は、動力制限レバー位置検出部７１の検出結果である動力制限レバー８の位置を基に、当該動力制限レバー８の位置に対応する速度目標最大値Ｖmaxを決定し、決定した速度目標最大値Ｖmaxを目標速度決定部７５へ出力する。
【００３３】
例えば、動力制限レバー８のマークＭが図３に示すように位置Ｍaにある場合、操作感度切替部７４はメモリに格納されているグラフｆb1における位置Ｍaに対応する値Ｖaを速度目標最大値Ｖmaxと決定する。また、動力制限レバー８のマークＭが図３に示す位置Ｍbにある場合、操作感度切替部７４はメモリに格納されているグラフｆb1における位置Ｍbに対応する値Ｖb（Ｖa＜Ｖb）を速度目標最大値Ｖmaxと決定する。このように、動力制限レバー８の位置によって、操作レバー９のフルレバー時における速度目標最大値Ｖmaxの値が変化し、動力制限レバー８のマークＭがマークＭminに近い場合には、操作レバー９が位置Ｒminにあるときの速度目標値と操作レバー９が位置Ｒmaxにあるときの速度目標値（速度目標最大値）との差が小さくなるため、操作レバー９の感度がよくなり、この結果、作業者などは操作レバー９を有効に利用でき、作業者の操作性が向上する。
【００３４】
目標速度決定部７５は、不図示のメモリを備えている。このメモリには、図７に示すような操作レバー９の位置に対する速度目標値Ｖdes（ｒｐｍ）が格納されている。尚、図７中グラフｆcmaxは動力制限レバー９のマークＭがマークＭmaxを指している場合に対応し、グラフｆcminは動力制限レバー９のマークＭがマークＭminを指している場合に対応し、図７中グラフｆcaは動力制限レバー９のマークＭが位置Ｍaにある場合に対応している。
【００３５】
目標速度決定部７５は、メモリに格納されているグラフを利用して、操作レバー位置検出部７３の検出結果である操作レバー９のレバー位置に対応する電動アクチュエータ６４を構成する電動機の速度目標値Ｖdesを決定し、この速度目標値Ｖdesを利用して電動機の回転速度を制御する。
【００３６】
例えば、動力制限レバー８のマークＭが図３に示すように位置Ｍaにあり、操作レバー９が図５に示すように位置Ｒaにある場合、位置Ｍaに対応するグラフｆcaを利用して、当該グラフｆcaにおける位置Ｒaに対応する値Ｖdを速度目標値Ｖdesと決定する。
【００３７】
上限値切替部７６は、不図示のメモリを備えている。このメモリには、図８に示すような動力制限レバー９の位置に対する発電機６２とバッテリ６３との出力の和である最高出力Ｐgbmax（ｋＷ）のグラフｆ4gbが格納されているとともに、発電機の出力の発電出力上限値Ｐgmax（ｋＷ）のグラフｆ4gが格納されている。尚、図８中区間Ｘは、エンジン６１を停止させるエンジン停止領域であり、この区間Ｘにおいては、電動アクチュエータ６４への電力供給はバッテリ６３のみで行われる。また、動力制限レバー８のマークＭがマークＭmaxに近くなれば、発電機６２の出力電力およびバッテリ６３の放電電力が大きくなるように、且つ、最高出力Ｐgbmaxが大きくなるにつれ発電機６２の割合が大きくなるように、最高出力Ｐgbmaxが小さくなるにつれバッテリ６３の割合が大きくなるように、最高出力Ｐgbmaxと発電機出力上限値Ｐgmaxとの値が決められている。
尚、バッテリ６３の出力電力の範囲は充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）により制限されるので、発電機６２の割合とバッテリ６３の割合を動力制限レバー８とバッテリ６３の充電状態との関数にするようにしてもよい。
【００３８】
上限値切替部７６は、メモリに格納されているグラフを利用して、動力制限レバー位置検出部７１による検出結果である動力制限レバー８の位置を基に、当該動力制限レバー位置に対応する発電機６２とバッテリ６３との出力の和である最高出力Ｐgbmaxと、発電機の発電機出力上限値Ｐgmaxを決定する。さらに、上限値切替部７６は、決定した最高出力Ｐgbmaxから決定した発電機出力上限値Ｐgmaxを減算することにより、バッテリの放電電力上限値Ｐbmaxを決定する。そして、上限値切替部７６は、決定した発電機出力上限値Ｐgmaxをエンジン回転数切替部７７へ出力する。尚、発電機６２による電動アクチュエータ６４への電力供給が発電機出力上限値Ｐgmax以下になるように、バッテリ６３による電動アクチュエータ６４への電力供給が放電電力上限値Ｐbmax以下になるように、それぞれ制御されることになる。
【００３９】
例えば、動力制限レバー８のマークＭが図３に示すように位置Ｍaにある場合、上限値切替部７６はメモリに格納されているグラフｆ4gbにおける位置Ｍaに対応する値Ｐgbを最高出力Ｐgbmaxと決定するとともに、グラフｆ4gにおける位置Ｍaに対応する値Ｐgを発電機出力上限値Ｐgmaxと決定する。そして、上限値切替部７６は、上記値Ｐgbから上記Ｐgを減算して得られた値（Ｐgb−Ｐg）をバッテリの放電電力上限値Ｐbmaxと決定する。
【００４０】
エンジン回転数切替部７７は、不図示のメモリを備えている。このメモリには図９に示すような発電機出力上限値Ｐgmaxに対するエンジンの回転数設定値Ｖe（ｒｐｍ）のグラフが格納されている。
【００４１】
エンジン回転数切替部７７は、メモリに格納されているグラフを利用して、上限値切替部７６の決定結果である発電機出力上限値Ｐgmaxに対応するエンジンの回転数設定値Ｖeを決定し、決定した値を利用してエンジンの回転数を制御する。
【００４２】
例えば、発電機出力上限値Ｐgmaxが値Ｐgである場合、エンジン回転数切替部７７はメモリに格納されているグラフにおける値Ｐgに対応する値Ｎをエンジン６１の回転数設定値Ｖeと決定する。
【００４３】
要求電力検出部７８は、各電動アクチュエータ６４の要求電力（作業負荷）を検出し、検出した要求電力の総和を演算することにより、電動アクチュエータ６４の要求電力の総和ＰL（ｋＷ）を検出する。そして、要求電力検出部７８は、検出結果である要求電力の総和ＰLを比較部７８へ出力する。
【００４４】
比較部７９は、動力制限値決定部７２による決定結果である動力制限値Ｐpmaxと要求電力検出部７８による検出結果である要求電力の総和ＰLとの大小を比較し、要求電力の総和ＰLが動力制限値Ｐpmaxより大きい場合には電動アクチュエータ６４へ供給する電力の総和を動力制限値Ｐpmaxに制限することを内容とする指令信号を動力制限部８０へ出力する。
【００４５】
動力制限部８０は、比較部７９から指令信号を受け取った場合、即ち電動アクチュエータ６４の要求電力の総和ＰLが動力制限値Ｐpmaxを超えるような場合、動力制限値Ｐpmaxの範囲内で各電動アクチュエータ６４へ供給する電力配分を行う。例えば、各電動アクチュエータ６４に対応するレバーの操作量の比率を基に動力制限値Ｐpmaxの電力から各電動アクチュエータ６４に割り当てる電力を決定するようにしてもよい。また、各電動アクチュエータ６４の負荷トルクを検出し、検出された負荷トルクの比率を基に動力制限値Ｐpmaxの電力から各電動アクチュエータ６４に割り当てる電力を決定するようにしてもよい。
【００４６】
次に、上記構成を有する動力制御機構７における動力配分制御方法について図１０、図１１および図１２を参照しつつ説明する。尚、図１０から図１２の各制御を一の制御フローで行うようにしてもよい。
【００４７】
まず、電動アクチュエータ６４へ供給する電力を制限する制御について、図１０を用いて説明する。
【００４８】
ステップＳ１０１において、動力制限レバー位置検出部７１は、動力制限レバー８の位置を検出し、検出結果を動力制限値決定部７２へ出力する。
ステップＳ１０２において、動力制限値決定部７２は、動力制限レバー位置検出部７１の検出結果である検出位置に対応する動力制限値Ｐpmaxを図４を利用して決定し、決定結果を比較部７９へ出力する。
ステップＳ１０３において、要求電力検出部７８は、電動アクチュエータの要求電力の総和ＰLを検出し、検出結果を比較部７９へ出力する。
【００４９】
ステップＳ１０４において、比較部７９は、要求電力検出部７８の検出結果である要求電力の総和ＰLが動力制限決定部７２の決定結果である動力制限値Ｐpmaxより大きいか否か（ＰL＞Ｐpmax）を判定する。要求電力の総和ＰLが動力制限値Ｐpmaxより大きいと判定された場合には（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）ステップＳ１０５の処理に移行し、大きくないと判定された場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）電動アクチュエータ６４へ供給する電力に制限をかけずに処理を終了する。
【００５０】
ステップＳ１０５において、動力制限部８０は、電動アクチュエータ６４へ供給する電力の総和を動力制限値Ｐpmaxに制限することを内容とする指令信号を比較部７９から受け取ると、上記方法により各電動アクチュエータ６４へ供給する電力を決定し、各電動アクチュエータ６４へ供給する電力を決定した値に制限する。
【００５１】
次に、エンジンの回転数を切り替える制御について、図１１を用いて説明する。
ステップＳ２０１において、動力制限レバー位置検出部７１は、動力制限レバー８の位置を検出し、検出結果を動力制限値決定部７２へ出力する。
ステップＳ２０２において、動力制限値決定部７２は、動力制限レバー位置検出部７１の検出結果である検出位置に対応する動力制限値Ｐpmaxを図４を利用して決定し、決定結果を上限値切替部７６へ出力する。
【００５２】
ステップＳ２０３において、上限値切替部７６は、動力制限レバー位置検出部７１の検出結果である検出位置に対応する発電機６２とバッテリ６３との出力の和である最高出力Ｐgbmax、および発電機６２の発電機出力上限値Ｐgmaxを図８を利用して決定し、決定した発電機出力上限値Ｐgmaxをエンジン回転数切替部７７へ出力する。そして、上限値切替部７６は、決定した最高出力Ｐgbmaxから決定した発電機出力上限値Ｐgmaxを減算することにより、バッテリの放電電力上限値Ｐbmaxを決定する。さらに、上限値切替部７６は、発電機６２による電動アクチュエータ６４への電力供給が発電機出力上限値Ｐgmax以下になるように、バッテリ６３による電動アクチュエータ６４への電力供給が放電電力上限値Ｐbmax以下になるように、それぞれの出力電力の配分を決定する。
【００５３】
ステップＳ２０４において、エンジン回転数切替部７７は、上限値切替部７６の決定結果である発電機出力上限値Ｐgmaxに対応するエンジンの回転数設定値Ｖeを図９を利用して決定し、決定した値によりエンジンの回転数を制御する。
【００５４】
さらに、電動アクチュエータの速度目標値を決定する制御について図１２を用いて説明する。
ステップＳ３０１において、動力制限レバー位置検出部７１は、動力制限レバー８の位置を検出し、検出結果を操作感度切替部７４へ出力する。
ステップＳ３０２において、操作レバー位置検出部７３は、操作レバー９の位置を検出し、検出結果を操作感度切替部７４へ出力する。
【００５５】
ステップＳ３０３において、操作感度切替部７４は、動力制限レバー位置検出部７１の検出結果である検出位置に対応する速度目標最大値Ｖmaxを図６を利用して決定し、決定した速度目標最大値Ｖmaxを目標速度決定部７５へ出力する。
【００５６】
ステップＳ３０４において、目標速度決定部７５は、操作感度切替部７４の決定結果である速度目標最大値Ｖmaxと操作レバー位置検出部７３の検出結果である操作レバー９の位置を基に、図７を利用して速度目標値Ｖdesを決定し、この決定した値により電動アクチュエータ６４を構成する電動機の回転速度を制御する。
【００５７】
上述したように、本発明の実施の形態によれば、電動アクチュエータ６４の要求電力の総和が作業者などにより入力された動力制限値Ｐpmaxを超えるような場合、動力制限値Ｐpmaxの範囲内で各電動アクチュエータ６４への動力配分を行うことが可能になる。また、動力制限値Ｐpmaxに応じて、発電機６２の出力電力の上限値（発電既出力上限値Ｐgbmax）を切り替えるとともに、その切り替えられた上限値によりエンジンの回転数を切り替えるため、エンジン６１の効率を向上させることができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、シリーズ方式のハイブリッドショベルを例に挙げて説明したが、パラレル方式のハイブリッドショベルなど各種ハイブリッド建設機械に適用することができる。また、蓄電装置として、バッテリ６３一個の場合を例にあげて説明しているが、複数のバッテリを備えるものであってもよく、またバッテリとキャパシタとを組み合わせたものでもよい。さらに、上記実施の形態においては、電動アクチュエータによる要求電力の総和を利用して動力制限を行う構成としているが、各電動アクチュエータに対応する動力制限レバーを設けて、各電動アクチュエータごとに当該電動アクチュエータへ供給する電力の最大値を制限するような構成にしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によると、電動アクチュエータへ供給する電力を制限値設定手段により決定された最大値の範囲内に制限することが可能になり、エンジン効率がよくなる。さらに、制限値設定手段による決定結果により目標速度入力手段の感度が変更されるため、作業者にとって操作性が向上する。また、請求項２によると、電動アクチュエータへ供給する電力の最大値を作業内容に適した値に変更することが可能になる。
【００６０】
請求項３によると、例えば、各電動アクチュエータに対応するレバーの操作量の比率を基に制限値設定手段により決定された最大値の電力上記最大値の電力から各電動アクチュエータに割り当てる電力を決定し、又は、各電動アクチュエータの負荷トルクを検出し、検出された負荷トルクの比率を基に上記最大値の電力から各電動アクチュエータに割り当てる電力を決定することにより、ある特定の電動アクチュエータへの供給電力が必要以上に小さくなってその電動アクチュエータに接続された作業部材の稼動が妨げられるような事態を回避することができる。
【００６１】
【００６２】
請求項４および請求項５によれば、電動アクチュエータへ供給する電力の最大値に応じて、発電機の出力電力の上限値を切り替えるとともに、その切り替えられた上限値によりエンジンの回転数を切り替えるため、エンジン効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る電力制御機構が適用されるハイブリッドショベルの概略構成を示す模式図である。
【図２】  図１に示したハイブリッドショベルの動力制御機構を説明するためのブロック図である。
【図３】  動力制御レバーの一例を示す図である。
【図４】  動力制限レバーの位置に対する動力制限値の関係を示す図である。
【図５】  操作レバーの一例を示す図である。
【図６】  動力制限レバーの位置に対する速度目標最大値（フルレバーでの速度目標値）の関係を示す図である。
【図７】  操作レバーの位置に対する速度目標値の関係を示す図である。
【図８】  動力制限レバーの位置に対する発電機の出力とバッテリの出力の和（最高出力）の関係を示すとともに、動力制限レバーの位置に対する発電機の出力の上限値の関係を示す図である。
【図９】  発電機出力の上限値に対するエンジンの回転数の関係を示す図である。
【図１０】  図２の動力制御機構における電動アクチュエータへの供給電力の制限に関する制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】  図２の動力制御機構におけるエンジン回転数の切り替えに関する制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】  図２の動力制御機構における電動機の速度目標値の決定に関する制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ハイブリッドショベル
２  下部走行体
３  上部旋回体
４  掘削アタッチメント
５  旋回軸
６１  エンジン
６２  発電機
６３  バッテリ
６４  電動アクチュエータ
７  動力配分制御機構
７１  動力制限レバー位置検出部
７２  動力制限値決定部
７３  操作レバー位置検出部
７４  操作感度切替部
７５  目標速度決定部
７６  上限値切替部
７７  エンジン回転数切替部
７８  要求電力検出部
７９  比較部
８０  動力制限部
【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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