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JP6636627B2 - Hybrid construction machinery - Google Patents
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Description

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。   The present invention relates to a hybrid construction machine equipped with an engine and a generator motor.

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。   2. Description of the Related Art In general, a hybrid construction machine including a generator motor mechanically coupled to an engine and a hydraulic pump and a power storage device such as a lithium ion battery and a capacitor is known (for example, see Patent Documents 1 and 2). In such a hybrid construction machine, the generator motor plays a role of charging the power storage device with the power generated by the driving force of the engine or assisting the engine by powering using the power of the power storage device. Further, many hybrid construction machines include an electric motor separately from the generator motor, and this electric motor substitutes or assists the operation of the hydraulic actuator. For example, when the turning operation is performed by the electric motor, the turning operation and the assist of the upper turning body are performed by supplying electric power to the electric motor, and the energy storage device is charged by regenerating the braking energy when the turning is stopped.

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。   In such a hybrid construction machine, by increasing the output of the generator motor and the swing electric motor, the fuel consumption reduction effect can be enhanced. However, if the output of the generator motor or the like is increased, sufficient power may not be supplied due to restrictions on the discharge capacity, capacity, temperature, and the like of the power storage device. In this case, if the power supply from the power storage device is continued, the power storage device may be overused and deterioration of the power storage device may be accelerated.

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。   A configuration that considers such a problem is known. For example, in Patent Literature 1, in order to prevent deterioration of a power storage device, the operating speed of a vehicle is reduced in accordance with a decrease in a state of charge (SOC) to prevent excessive use of the power storage device. Is disclosed.

また、特許文献2には、蓄電装置の劣化を抑制するために、電流二乗積算値が所定の値を超えると、その増加量に応じて放電量を制限する構成が開示されている。このとき、電流二乗積算値は、現在から過去一定時間までの蓄電装置の使用量を示すものである。   Patent Document 2 discloses a configuration in which, when the current square integrated value exceeds a predetermined value, the amount of discharge is limited in accordance with the increase in order to suppress deterioration of the power storage device. At this time, the current square integrated value indicates the usage amount of the power storage device from the present time to the past certain time.

特許第3941951号公報Japanese Patent No. 3941951 特開2006−149181号公報JP 2006-149181 A

特許文献1,2に記載されたハイブリッド建設機械では、蓄電率の低下や電流二乗積算値の増加に応じて、車体速度を低下させて、蓄電装置の酷使による劣化を抑制している。このため、仮に両者を組み合わせた構成では、蓄電率と電流二乗積算値との2つの条件に基づいて、それぞれ個別に車体速度を低下させることになる。   In the hybrid construction machines described in Patent Literatures 1 and 2, the vehicle speed is reduced in accordance with the decrease in the power storage rate or the increase in the current square integrated value, thereby suppressing deterioration of the power storage device due to overuse. For this reason, in a configuration in which both are combined, the vehicle speed is individually reduced based on the two conditions of the power storage rate and the current square integrated value.

このため、例えば電流二乗積算値が小さい場合でも、蓄電率が減少すると、車体速度が低下することになる。また、蓄電率が減少していない場合でも、電流二乗積算値が増大すると、車体速度が低下することになる。前者は、例えば小電流による充電および放電を行い、放電過多となった場合が該当する。後者は、例えば放電過多ではないが、大電流による充電および放電を繰り返し行った場合が該当する。これらの場合には、蓄電装置が余力を残した状態で、車体速度を低下させることになる。この結果、車体速度の低下頻度が必要以上に高くなるから、車体速度を低下させずに動作可能な時間が短くなって、オペレータに操作ストレスや違和感を与える機会が増加するという問題がある。   Therefore, for example, even when the current square integrated value is small, if the power storage rate decreases, the vehicle speed decreases. Further, even when the power storage rate has not decreased, if the current square integrated value increases, the vehicle body speed decreases. The former corresponds to, for example, a case where charging and discharging are performed with a small current and discharge becomes excessive. The latter corresponds to, for example, a case where charging and discharging with a large current are repeatedly performed, although the discharge is not excessive. In these cases, the vehicle speed is reduced with the power storage device remaining in reserve. As a result, the frequency of lowering the vehicle body speed becomes unnecessarily high, so that the operable time is reduced without lowering the vehicle body speed, and there is a problem that the opportunity for giving the operator an operational stress or a sense of discomfort increases.

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、2つの指標に基づく劣化抑制を行うと共に、蓄電装置の適切な利用が可能なハイブリッド建設機械を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a hybrid construction machine capable of performing deterioration suppression based on two indices and appropriately using a power storage device. is there.

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、前記複数の油圧アクチュエータを操作するための複数の操作装置と、前記蓄電装置の状態を表し、基準値および限界値が個別に定められた第1の指標である蓄電量および第2の指標である電流二乗積算値を検出する蓄電装置状態検出部と、前記エンジンおよび前記蓄電装置の出力を制御するコントローラとを備えるハイブリッド建設機械において、前記コントローラは、前記蓄電装置の蓄電量および電流二乗積算値と、前記エンジンの最大出力と、前記複数の操作装置の操作量とに基づいて、前記油圧ポンプが必要とするポンプ推定入力を算出するポンプ推定入力演算部と、前記蓄電量と前記電流二乗積算値が前記基準値を含む予め決められた許容範囲内にあるときに、前記蓄電量と前記電流二乗積算値が前記許容範囲から逸脱しないように前記蓄電装置の出力を要求し、前記蓄電量と前記電流二乗積算値のいずれか一方が前記許容範囲を超えて前記基準値から逸脱したときに、他方の指標が前記基準値から逸脱するのを許容して、一方の指標が前記基準値に近付くように前記蓄電装置の出力を要求する出力要求部と、前記出力要求部からの出力の要求に基づいて、前記蓄電量と前記電流二乗積算値のいずれも前記限界値を超えないように前記蓄電装置の出力を制御する出力制御部とを有し、前記出力要求部は、前記蓄電量が前記基準値を下回り、かつ前記電流二乗積算値が前記許容範囲内にある場合に前記発電電動機に発電を要求する発電要求部と、前記蓄電量が前記基準値を上回り、かつ前記電流二乗積算値が前記許容範囲内にある場合に前記発電電動機に力行を要求する力行要求部とを有し、前記力行要求部が力行を要求していて、前記ポンプ推定入力が前記エンジンの最大出力より大きい場合は、前記エンジンの最大出力と前記ポンプ推定入力の差と、前記力行要求部の力行出力とのうち大きい方を前記発電電動機の力行出力とし、前記発電要求部が発電を要求していて、前記ポンプ推定入力が前記エンジンの最大出力より大きい場合は、前記ポンプ推定入力と前記エンジンの最大出力の差を前記発電電動機の力行出力とし、前記発電要求部が発電を要求していて、前記ポンプ推定入力が前記エンジンの最大出力より小さい場合は、前記エンジンの最大出力と前記ポンプ推定入力の差と、前記発電要求部の発電出力とのうち小さい方を前記発電電動機の発電出力とすることを特徴としている。

In order to solve the above problems, the present invention provides an engine, a generator motor mechanically connected to the engine, and charging when the generator motor is operated to generate electric power, and when the generator motor is operated to power. A hydraulic pump driven by torque of the engine and the generator motor; a plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil from the hydraulic pump; and a plurality of hydraulic actuators for operating the plurality of hydraulic actuators. An operating device and a power storage device state detection unit that represents a state of the power storage device, and detects a power storage amount as a first index and a current square integrated value as a second index in which a reference value and a limit value are individually determined. When, in the hybrid construction machine and a controller for controlling the output of the engine and the electric storage device, said controller, said power storage A pump estimation input calculation unit that calculates a pump estimation input required by the hydraulic pump, based on a stored amount of electric power and a current square integrated value, a maximum output of the engine, and an operation amount of the plurality of operation devices. , when the current square integrated value and the storage amount is within a predetermined allowable range including the reference value, the storage amount and the current square integrated value of the electric storage device so as not to deviate from the allowable range Requesting an output, when one of the storage amount and the current square integrated value deviates from the reference value beyond the allowable range, allowing the other index to deviate from the reference value, An output request unit that requests the output of the power storage device so that one of the indexes approaches the reference value, and based on a request for output from the output request unit, both the storage amount and the current square integrated value are the same. limit An output control unit that controls an output of the power storage device so as not to exceed the power storage device, wherein the output request unit is configured such that the amount of stored power is lower than the reference value, and the current square integrated value is within the allowable range. A power generation request unit for requesting the generator motor to generate power, and a powering request for requesting power generation from the generator motor when the stored amount exceeds the reference value and the current square integrated value is within the allowable range. possess a part, the power running request unit is not request power running, if the pump estimated input is greater than the maximum output of the engine, the difference between the maximum output and the pump estimated input of said engine, said power running request The power running output of the generator is the larger of the power running output of the generator and the power running output of the generator motor. If the power generation request unit requests power generation and the estimated pump input is larger than the maximum output of the engine, the The difference between the constant input and the maximum output of the engine is defined as the power running output of the generator motor.If the power generation request unit requests power generation and the pump estimated input is smaller than the maximum output of the engine, the maximum of the engine is output. The smaller of the difference between the output and the pump estimation input and the power generation output of the power generation request unit is set as the power generation output of the generator motor .

本発明によれば、2つの指標に基づく劣化抑制を行うと共に、蓄電装置の適切な利用が可能となる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to suppress deterioration based on two indices and to appropriately use a power storage device.

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。1 is a front view illustrating a hybrid excavator according to an embodiment of the present invention. 図1中のキャブ内を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the inside of a cab in FIG. 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。FIG. 2 is a block diagram illustrating a hydraulic system and an electric system applied to the hybrid hydraulic shovel in FIG. 1. 図2中のハイブリッドコントロールユニットを示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a hybrid control unit in FIG. 2. 図4中の発電電動機要求出力演算部を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a generator motor required output calculation unit in FIG. 4. 図5中の蓄電率要求出力演算部が有するテーブルを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a table included in a storage rate request output calculation unit in FIG. 5. 図5中の電流二乗積算比率要求出力演算部が有するテーブルを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a table included in a current square integration ratio request output calculation unit in FIG. 5. 蓄電率および電流二乗積算比率に基づく出力要求の一覧を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the list | wrist of the output request | requirement based on a power storage rate and a current square integration ratio. 図4中の最大出力演算部を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a maximum output calculator in FIG. 4. 図9中の発電電動機出力制限ゲイン演算部を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a generator motor output limiting gain calculator in FIG. 9. 図4中の出力指令演算部を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an output command calculation unit in FIG. 4. 図11中のポンプ推定入力演算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the pump estimation input calculation part in FIG. 図11中の発電電動機力行出力演算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the generator motor powering output calculation part in FIG. 図11中の発電電動機発電出力演算部を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a generator motor generator output calculator in FIG. 11. 図12中の旋回基本出力演算部を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a turning basic output calculation unit in FIG. 12. 図12中のブーム基本出力演算部を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a boom basic output calculation unit in FIG. 12. 図12中の旋回ブーム出力配分演算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the turning boom output distribution calculation part in FIG. 図12中のアームバケット出力配分演算部を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating an arm bucket output distribution calculation unit in FIG. 12. 図12中の旋回油圧電動出力配分演算部を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a swing hydraulic power output distribution calculation unit in FIG. 12. フルパワーの力行が要求されたときのエンジンと発電電動機の出力の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of an output of an engine and a generator motor when full power powering is requested. ハーフパワーの力行が要求されたときのエンジンと発電電動機の出力の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of outputs of an engine and a generator motor when half-power power running is requested. フルパワーの発電が要求されたときのエンジンと発電電動機の出力の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of output of an engine and a generator motor when full power generation is requested. ハーフパワーの発電が要求されたときのエンジンと発電電動機の出力の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of output of an engine and a generator motor when half-power generation is requested.

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。   Hereinafter, a hybrid hydraulic shovel will be described as an example of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

図1ないし図23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。   1 to 23 show an embodiment of the present invention. The hybrid hydraulic shovel 1 (hereinafter, hydraulic shovel 1) includes an engine 21 and a generator motor 27 described later. The hydraulic excavator 1 is mounted on a lower traveling body 2 of a crawler type that is capable of self-traveling, a swing device 3 provided on the lower traveling body 2, and is swingably mounted on the lower traveling body 2 via the swing device 3. The upper revolving superstructure 4 and a multi-joint working device 12 provided in front of the upper revolving superstructure 4 for performing excavation work and the like. At this time, the lower traveling unit 2 and the upper revolving unit 4 constitute a vehicle body of the excavator 1.

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2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。また、キャブ7内には、エンジン制御ダイヤル38が設けられている。   The upper swing body 4 includes a building cover 6 provided on the swing frame 5 and housing the engine 21 and the like, and a cab 7 on which an operator rides. As shown in FIG. 2, a driver's seat 8 on which an operator sits is provided in the cab 7, and around the driver's seat 8, a traveling operation device 9 including an operation lever, an operation pedal, and the like, an operation lever and the like are provided. And a work operation device 11 including an operation lever and the like. Further, an engine control dial 38 is provided in the cab 7.

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。   The traveling operation device 9 is arranged, for example, in front of the driver's seat 8. The turning operation device 10 corresponds to, for example, an operation portion in the front-rear direction of the operation lever arranged on the left side of the driver's seat 8. Further, the work operation device 11 includes a left-right operation part (arm operation) of the operation lever arranged on the left side of the driver's seat 8 and a front-rear operation part of the operation lever arranged on the right side of the driver's seat 8. (Boom operation) and a left-right operation part (bucket operation). Note that the relationship between the operation direction of the operation lever and the turning operation or the work operation is not limited to the above-described one, and is appropriately set according to the specifications of the excavator 1 and the like.

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、複数の油圧アクチュエータ(油圧モータ25,26、シリンダ12D〜12F)を駆動させる操作量を検出する操作量検出部を構成している。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。   Here, the operation devices 9 to 11 are provided with operation amount sensors 9A to 11A for detecting these operation amounts (lever operation amounts OA), respectively. These operation amount sensors 9A to 11A constitute an operation amount detection unit that detects an operation amount for driving a plurality of hydraulic actuators (hydraulic motors 25 and 26, cylinders 12D to 12F). The operation amount sensors 9A to 11A detect operation states of the vehicle body such as a traveling operation of the lower traveling unit 2, a turning operation of the upper revolving unit 4, an elevating operation (excavation operation) of the working device 12, and the like.

このとき、操作量センサ10Aは、左旋回操作量OAr1と右旋回操作量OAr2とを含む旋回レバー操作量OArを検出している。操作量センサ11Aは、ブーム上げ操作量OAbm1およびブーム下げ操作量OAbm2を含むブームレバー操作量OAbmと、アーム上げ操作量OAam1およびアーム下げ操作量OAam2を含むアームレバー操作量OAamと、バケットクラウド操作量OAbk1およびバケットダンプ操作量OAbk2を含むバケットレバー操作量OAbkと、を検出している。レバー操作量OAは、これらの操作量OAr,OAbm,OAam,OAbkを含んでいる。   At this time, the operation amount sensor 10A detects the turning lever operation amount OAr including the left turning operation amount OAr1 and the right turning operation amount OAr2. The operation amount sensor 11A includes a boom lever operation amount OAbm including a boom raising operation amount OAbm1 and a boom lowering operation amount OAbm2, an arm lever operation amount OAam including an arm raising operation amount OAam1 and an arm lowering operation amount OAam2, and a bucket cloud operation amount. A bucket lever operation amount OAbk including OAbk1 and a bucket dump operation amount OAbk2 is detected. The lever operation amount OA includes these operation amounts OAr, OAbm, OAam, and OAbk.

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。   As shown in FIG. 1, the working device 12 includes, for example, a boom 12A, an arm 12B, and a bucket 12C, and a boom cylinder 12D, an arm cylinder 12E, and a bucket cylinder 12F that drive these. The boom 12A, the arm 12B, and the bucket 12C are pin-connected to each other. The working device 12 is attached to the revolving frame 5 and moves up and down by extending or contracting the cylinders 12D to 12F.

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。以下、油圧ショベル1のシステム構成について図3を参照して説明する。   Here, the hydraulic shovel 1 includes an electric system that controls the generator motor 27 and the like, and a hydraulic system that controls the operation of the working device 12 and the like. Hereinafter, a system configuration of the excavator 1 will be described with reference to FIG.

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。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)によって制御されている。ECU22は、ハイブリッドコントロールユニット36(以下、HCU36という)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。   The engine 21 is mounted on the turning frame 5. The engine 21 is configured by an internal combustion engine such as a diesel engine, for example. On the output side of the engine 21, a hydraulic pump 23 and a generator motor 27 to be described later are mechanically connected in series and mounted. The hydraulic pump 23 and the generator motor 27 are driven by the engine 21. Here, the operation of the engine 21 is controlled by an engine control unit 22 (hereinafter, referred to as ECU 22). The ECU 22 controls the output torque, rotation speed (engine speed), and the like of the engine 21 based on an engine output command Pe from a hybrid control unit 36 (hereinafter, referred to as HCU 36). Note that the maximum output of the engine 21 is smaller than the maximum power of the hydraulic pump 23, for example.

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。   The hydraulic pump 23 is mechanically connected to the engine 21. The hydraulic pump 23 can be driven by the torque of the engine 21 alone. The hydraulic pump 23 can also be driven by a combined torque (total torque) obtained by adding the assist torque of the generator motor 27 to the torque of the engine 21. The hydraulic pump 23 pressurizes hydraulic oil stored in a tank (not shown), and discharges the hydraulic oil to the traveling hydraulic motor 25, the swing hydraulic motor 26, the cylinders 12D to 12F of the working device 12, and the like as hydraulic oil.

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23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。   The hydraulic pump 23 is connected to a traveling hydraulic motor 25 as a hydraulic actuator, a turning hydraulic motor 26, and cylinders 12D to 12F via a control valve 24. These hydraulic motors 25 and 26 and cylinders 12D to 12F are driven by pressure oil from a hydraulic pump 23. The control valve 24 supplies the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 23 to the travel hydraulic motor 25, the swing hydraulic motor 26, and the cylinders 12D to 12F in response to operations on the travel operation device 9, the swing operation device 10, and the work operation device 11. Supply or discharge.

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。   Specifically, pressure oil is supplied to the traveling hydraulic motor 25 from the hydraulic pump 23 in accordance with the operation of the traveling operation device 9. As a result, the traveling hydraulic motor 25 drives the lower traveling body 2 to travel. Pressure oil is supplied to the turning hydraulic motor 26 from the hydraulic pump 23 according to the operation of the turning operation device 10. Thereby, the turning hydraulic motor 26 causes the upper turning body 4 to turn. Pressure oil is supplied from the hydraulic pump 23 to the cylinders 12D to 12F in accordance with the operation of the work operation device 11. Thereby, the cylinders 12D to 12F move the working device 12 up and down.

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。   The generator motor 27 (motor generator) is mechanically connected to the engine 21. The generator motor 27 is constituted by, for example, a synchronous motor or the like. The generator motor 27 functions as a generator using the engine 21 as a power source to generate electric power to supply power to the power storage device 31 and the turning electric motor 33, and also functions as a motor using power from the power storage device 31 and the turning electric motor 33 as a power source. It plays two roles: powering to assist driving of the engine 21 and the hydraulic pump 23. Therefore, the assist torque of the generator motor 27 is added to the torque of the engine 21 according to the situation, and the hydraulic pump 23 is driven by these torques. The operation of the working device 12, the running of the vehicle, and the like are performed by the pressure oil discharged from the hydraulic pump 23.

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ている。第1のインバータ28は、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。   The generator motor 27 is connected to a pair of DC buses 29A and 29B via a first inverter 28. The first inverter 28 is configured using a plurality of switching elements including, for example, a transistor and an insulated gate bipolar transistor (IGBT). On / off of each switching element of the first inverter 28 is controlled by a motor generator control unit 30 (hereinafter, MGCU 30). The DC buses 29A and 29B form a pair on the positive electrode side and the negative electrode side, and a DC voltage of, for example, about several hundred volts is applied thereto.

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。   When the generator motor 27 generates power, the first inverter 28 converts AC power from the generator motor 27 into DC power and supplies the DC power to the power storage device 31 and the swing electric motor 33. During power running of the generator motor 27, the first inverter 28 converts the DC power of the DC buses 29 </ b> A and 29 </ b> B into AC power and supplies the AC power to the generator motor 27. The MGCU 30 controls ON / OFF of each switching element of the first inverter 28 based on the generator motor output command Pmg from the HCU 36 and the like. Thereby, the MGCU 30 controls the generated power at the time of power generation of the generator motor 27 and the driving power at the time of power running.

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。   Power storage device 31 is electrically connected to generator motor 27. The power storage device 31 includes a plurality of cells (not shown) made of, for example, a lithium ion battery, and is connected to the DC buses 29A and 29B.

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。   The power storage device 31 charges electric power supplied from the generator motor 27 when the generator motor 27 generates power, and supplies drive power to the generator motor 27 when the generator motor 27 is running (assist driving). The power storage device 31 charges regenerative electric power supplied from the turning electric motor 33 when the turning electric motor 33 is regenerating, and supplies drive power to the turning electric motor 33 when the turning electric motor 33 is running. As described above, in addition to storing the power generated by the generator motor 27, the power storage device 31 absorbs the regenerative power generated by the turning electric motor 33 during the turning braking of the hydraulic excavator 1, and stores the power of the DC buses 29 </ b> A and 29 </ b> B. Keep the voltage constant.

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の状態を表す第1の指標として蓄電率SOCを検出すると共に、蓄電装置31の状態を表す第2の指標として電流二乗積算比率Riscを検出する。このとき、蓄電率SOCは、蓄電装置31の蓄電量に対応した値になる。電流二乗積算比率Riscは、蓄電装置31の電流二乗積算値に対応した値になる。BCU32は、蓄電率SOC、電流二乗積算比率Risc等をHCU36に向けて出力する。   The power storage device 31 is controlled by a battery control unit 32 (hereinafter, referred to as BCU 32). The BCU 32 constitutes a power storage device state detection unit. The BCU 32 detects the power storage rate SOC as a first index indicating the state of the power storage device 31, and detects the current square integration ratio Risc as a second index indicating the state of the power storage device 31. At this time, the storage rate SOC becomes a value corresponding to the storage amount of the power storage device 31. The current square integration ratio Risc is a value corresponding to the current square integration value of the power storage device 31. The BCU 32 outputs the storage rate SOC, the current square integration ratio Risc, and the like to the HCU 36.

なお、本実施の形態では、蓄電装置31には、例えば電圧が350V、放電容量が5Ah、蓄電率SOCの適正使用範囲が例えば30%以上70%以下、適正使用セル温度が−20℃以上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。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。   In the present embodiment, the power storage device 31 has, for example, a voltage of 350 V, a discharge capacity of 5 Ah, a proper use range of the storage rate SOC of 30% or more and 70% or less, and a proper use cell temperature of -20 ° C. or more and 60 It is assumed that a lithium ion battery set at a temperature of not more than ° C is used. The proper use range of the power storage rate SOC is not limited to the above-described value, and is appropriately set according to the specifications of the power storage device 31 and the like.

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。   Here, the maximum output of the engine 21 is smaller than the maximum pump absorption power. In this case, the contribution ratio of the engine assist by the power running of the generator motor 27 during the operation of the vehicle body is larger than when the engine 21 has a sufficiently large output with respect to the maximum pump absorption power. Therefore, the power storage device 31 repeats charging and discharging violently.

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%以上70%以下、セル温度で−20℃以上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。   In general, when the power storage device 31 is excessively charged or discharged, the deterioration is promoted and the output is reduced. The deterioration speed of the power storage device 31 differs depending on the power storage rate SOC at the time of charging and discharging and the strength of the charging and discharging itself. For example, in a power storage device 31 such as a lithium ion battery, a proper use range is set for a power storage rate and a cell temperature by a maker (for example, a power storage rate of 30% or more and 70% or less, and a cell temperature of -20 ° C. or more). 60 ° C or lower). If the power storage device 31 is used outside of this range, the deterioration speed greatly increases.

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。   Similarly, the appropriate use range of the power storage device 31 is determined in advance also for the strength of charging and discharging. In general, an integrated current square value is used as an index of the strength of charging or discharging. This is an index indicating how much current has been input or output during a certain time T in the past, which is retroactive to the current time, by integrating the square of the current for T time. At this time, a plurality of times T are often set. This index is appropriately set according to the specifications of the power storage device 31 and the like. Therefore, if the power storage device 31 is used beyond the upper limit of the current square integrated value, the deterioration of the power storage device 31 is promoted. Therefore, power storage device 31 is used so as not to exceed the upper limit of the current square integrated value as much as possible.

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。   Hereinafter, a case where the time T is set to 100 seconds will be described as an example. That is, it is assumed that the upper limit value of the current square integrated value for the past 100 seconds is determined in advance. Therefore, by using the ratio of the current value of the current square integrated value to the upper limit value as the current square integrated ratio Risc, the use of the power storage device 31 is controlled such that the current square integrated ratio Risc does not exceed 100%. You. Therefore, the proper use range of the current square integration ratio Risc is 0 to 100%. At this time, the BCU 32 includes, for example, a current sensor (not shown) that detects a current for charging or discharging the power storage device 31, and calculates the current square integration ratio Risc based on the detected current. The current square integration ratio Risc is not limited to the calculation by the BCU 32. For example, the current of the power storage device 31 during charging and discharging may be detected from the BCU 32, and may be calculated by the HCU 36 based on the detected value of the current.

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。   The swing electric motor 33 (slewing motor) is driven by electric power from the generator motor 27 or the power storage device 31. The turning electric motor 33 is formed of, for example, a three-phase induction motor, and is provided on the turning frame 5 together with the turning hydraulic motor 26. The turning electric motor 33 drives the turning device 3 in cooperation with the turning hydraulic motor 26. Therefore, the turning device 3 is driven by the combined torque of the turning hydraulic motor 26 and the turning electric motor 33, and drives the upper turning body 4 to turn.

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。   The turning electric motor 33 is connected to the DC buses 29A and 29B via a second inverter 34. The turning electric motor 33 has two roles: a power running in which the electric power is received from the power storage device 31 and the generator motor 27, and a regenerative operation in which the electric power is stored in the power storage device 31 by generating electric power with an extra torque at the time of turning braking. Fulfill. For this reason, electric power from the generator motor 27 and the like is supplied to the turning electric motor 33 during power running via the DC buses 29A and 29B. As a result, the turning electric motor 33 generates a rotational torque in accordance with the operation of the turning operation device 10 to assist the driving of the turning hydraulic motor 26, and also drives the turning device 3 to turn the upper turning body 4 in the turning operation. Let it.

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ている。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。   The second inverter 34 is configured using a plurality of switching elements, like the first inverter 28. The ON / OFF of each switching element of the second inverter 34 is controlled by a turning electric motor control unit 35 (hereinafter, referred to as an RMCU 35). When the turning electric motor 33 is running, the second inverter 34 converts the DC power of the DC buses 29A and 29B into AC power and supplies the AC power to the turning electric motor 33. When the swing electric motor 33 regenerates, the second inverter 34 converts the AC power from the swing electric motor 33 into DC power and supplies the DC power to the power storage device 31 and the like.

RMCU35は、HCU36からの旋回電動モータ出力指令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。また、RMCU35は、旋回電動モータ33の回生電力や駆動電力を検出し、これらを旋回電動モータ出力P0erとしてHCU36に出力する。旋回電動モータ出力P0erは、RMCU35によって検出するものに限らず、例えば現在の旋回電動モータ出力指令Perに基づいて、HCU36が推定(算出)してもよい。さらに、RMCU35は、旋回電動モータ33の回転速度に基づいて、旋回速度Vrを検出し、HCU36に出力する。   The RMCU 35 controls on / off of each switching element of the second inverter 34 based on a turning electric motor output command Per from the HCU 36 and the like. Thereby, the RMCU 35 controls the regenerative power of the turning electric motor 33 during regeneration and the driving power during power running. Further, the RMCU 35 detects the regenerative electric power and the driving electric power of the turning electric motor 33 and outputs them to the HCU 36 as the turning electric motor output Poer. The swing electric motor output P0er is not limited to the one detected by the RMCU 35, and may be estimated (calculated) by the HCU 36, for example, based on the current swing electric motor output command Per. Further, the RMCU 35 detects the turning speed Vr based on the rotation speed of the turning electric motor 33 and outputs the detected turning speed Vr to the HCU 36.

HCU36は、例えばMGCU30、RMCU35等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。   The HCU 36 constitutes a controller together with, for example, the MGCU 30 and the RMCU 35, and controls the output of the power storage device 31. The HCU 36 is configured by, for example, a microcomputer and is electrically connected to the ECU 22, the MGCU 30, the RMCU 35, and the BCU 32 by using a CAN 37 (Controller Area Network) or the like. The HCU 36 controls the engine 21, the generator motor 27, the turning electric motor 33, and the power storage device 31 while communicating with the ECU 22, the MGCU 30, the RMCU 35, and the BCU 32.

HCU36には、CAN37等を通じて、蓄電率SOC、電流二乗積算比率Risc、旋回電動モータ出力P0er、その他車体情報VI等が入力される。また、HCU36には、操作量センサ9A〜11Aが接続されている。これにより、HCU36には、各種の操作量OAr,OAbm,OAam,OAbkを含むレバー操作量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21の目標回転数ωeが入力される。   The storage rate SOC, the current square integration ratio Risc, the turning electric motor output P0er, other vehicle information VI, and the like are input to the HCU 36 through the CAN 37 and the like. Further, the HCU 36 is connected to operation amount sensors 9A to 11A. Thus, the lever operation amount OA including the various operation amounts OAr, OAbm, OAam, and OAbk is input to the HCU 36. Further, an engine control dial 38 is connected to the HCU 36, and a target rotation speed ωe of the engine 21 set by the engine control dial 38 is input.

HCU36は、第1の指標としての蓄電率SOCと第2の指標としての電流二乗積算比率Riscとに基づいて、蓄電装置31の出力を制御する。ここで、HCU36は、蓄電率SOCに定められた基準値となる目標値SOC0と、限界値となる使用下限値SOC1および使用上限値SOC2とを有している。使用下限値SOC1は、蓄電率SOCの適正使用範囲の下限値である。使用上限値SOC2は、蓄電率SOCの適正使用範囲の上限値である。一例を挙げると、蓄電率SOCの目標値SOC0は50%、使用下限値SOC1は30%、使用上限値SOC2は70%である。   HCU 36 controls the output of power storage device 31 based on power storage rate SOC as a first index and current square integration ratio Risc as a second index. Here, the HCU 36 has a target value SOC0 that is a reference value defined for the power storage rate SOC, and a use lower limit value SOC1 and a use upper limit value SOC2 that are limit values. The use lower limit value SOC1 is a lower limit value of a proper use range of the power storage rate SOC. The use upper limit SOC2 is an upper limit of a proper use range of the power storage rate SOC. For example, the target value SOC0 of the storage rate SOC is 50%, the lower limit of use SOC1 is 30%, and the upper limit of use SOC2 is 70%.

これに加え、HCU36は、電流二乗積算比率Riscに定められた基準値となる中間値Risc0と、限界値となる上限値Risc2を有している。また、電流二乗積算比率Riscには、下限値Risc1も設定されている。一例を挙げると、電流二乗積算比率Riscの中間値Risc0は70%、下限値Risc1は0%、上限値Risc2は100%である。   In addition, the HCU 36 has an intermediate value Risc0 serving as a reference value defined for the current square integration ratio Risc, and an upper limit value Risc2 serving as a limit value. Further, a lower limit value Risc1 is also set for the current square integration ratio Risc. As an example, the intermediate value Risc0 of the current square integration ratio Risc is 70%, the lower limit Risc1 is 0%, and the upper limit Risc2 is 100%.

また、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscには、出力の制限が不要は許容範囲がそれぞれ設定されている。このとき、蓄電率SOCの許容範囲は、目標値SOC0よりも下側余裕X1だけ低下した値以上で、目標値SOC0よりも上側余裕X2だけ上昇した値以下の範囲である。即ち、以下の数1の式に示す範囲である。一例を挙げると、下側余裕X1は15%であり、上側余裕X2も15%である。なお、下側余裕X1と上側余裕X2は、同じ値である必要はなく、互いに異なる値でもよい。   In addition, in the storage rate SOC and the current square integration ratio Risc, respective allowable ranges are set so that the output does not need to be limited. At this time, the allowable range of the power storage rate SOC is a range that is equal to or more than a value lower than the target value SOC0 by the lower margin X1 and equal to or less than a value that is higher than the target value SOC0 by the upper margin X2. That is, the range is represented by the following equation (1). For example, the lower margin X1 is 15%, and the upper margin X2 is also 15%. The lower margin X1 and the upper margin X2 do not need to be the same value, and may be different values.

Figure 0006636627
Figure 0006636627

電流二乗積算比率Riscの許容範囲は、中間値Risc0以下の範囲である。即ち、以下の数2の式に示す範囲である。   The allowable range of the current square integration ratio Risc is a range equal to or less than the intermediate value Risc0. That is, the range is represented by the following equation (2).

Figure 0006636627
Figure 0006636627

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。   The engine control dial 38 is constituted by a rotatable dial, and sets a target rotation speed ωe of the engine 21 according to the rotation position of the dial. The engine control dial 38 is located in the cab 7 and rotated by an operator, and outputs a command signal corresponding to the target rotation speed ωe.

次に、HCU36の具体的な構成について、図4を参照して説明する。HCU36は、発電電動機要求出力演算部40と、最大出力演算部50と、出力指令演算部60とを備えている。このとき、最大出力演算部50および出力指令演算部60は、発電電動機要求出力演算部40からの出力の要求に基づいて、蓄電率SOCが使用下限値SOC1または使用上限値SOC2を超えず、かつ電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2を超えないように、蓄電装置31の出力を制御する出力制御部を構成している。   Next, a specific configuration of the HCU 36 will be described with reference to FIG. The HCU 36 includes a generator motor required output calculator 40, a maximum output calculator 50, and an output command calculator 60. At this time, the maximum output calculation unit 50 and the output command calculation unit 60 determine that the storage rate SOC does not exceed the use lower limit value SOC1 or the use upper limit value SOC2 based on the output request from the generator motor request output calculation unit 40, and An output control unit that controls the output of the power storage device 31 is configured so that the current square integration ratio Risc does not exceed the upper limit Risc2.

まず、発電電動機要求出力演算部40の具体的な構成について、図5ないし図8を参照して説明する。   First, a specific configuration of the generator motor required output calculation unit 40 will be described with reference to FIGS.

発電電動機要求出力演算部40は、出力要求部を構成している。このため、発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にあるときに、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscが許容範囲から逸脱しないように蓄電装置31の出力を要求する。また、発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCが許容範囲を超えて目標値SOC0から逸脱したとき(SOC<SOC0−X1またはSOC>SOC0−X2)に、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0から逸脱するのを許容して、蓄電率SOCが目標値SOC0に近付くように蓄電装置31の出力を要求する。さらに、発電電動機要求出力演算部40は、電流二乗積算比率Riscが許容範囲を超えて中間値Risc0から逸脱したとき(Risc>Risc0)に、蓄電率SOCが目標値SOC0から逸脱するのを許容して、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0に近付くように蓄電装置31の出力を要求する。   The generator motor required output calculation section 40 constitutes an output request section. For this reason, when the power storage rate SOC and the current square integration ratio Risc are within the allowable range, the generator motor required output calculation unit 40 operates the power storage device 31 such that the power storage rate SOC and the current square integration ratio Risc do not deviate from the allowable range. Request the output of When the state of charge SOC deviates from the target value SOC0 beyond the allowable range (SOC <SOC-X1 or SOC> SOC0-X2), the generator motor required output calculating unit 40 sets the current square integration ratio Risc to the intermediate value. The output of the power storage device 31 is requested such that the power storage rate SOC approaches the target value SOC0 while permitting deviation from Risc0. Furthermore, when the current square integration ratio Risc exceeds the allowable range and deviates from the intermediate value Risc0 (Risc> Risc0), the generator motor required output calculation unit 40 allows the power storage rate SOC to deviate from the target value SOC0. Then, the output of the power storage device 31 is requested so that the current square integration ratio Risc approaches the intermediate value Risc0.

発電電動機要求出力演算部40は、蓄電装置31の状況に応じて、発電電動機27を適切に動作(力行動作または発電動作)させるために、発電電動機要求出力Pmg1を決定する。発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCが目標値SOC0を下回り(SOC<SOC0)、かつ電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にある場合に発電電動機27に発電を要求する発電要求部40Aと、蓄電率SOCが目標値SOC0を上回り(SOC>SOC0)、かつ電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にある場合に発電電動機27に力行を要求する力行要求部40Bとを有している。これに加え、発電電動機要求出力演算部40は、電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2に近付くに従って出力を低下させて発電電動機27に発電または力行を要求する出力低下要求部43Bをさらに有している。   The generator motor required output calculation unit 40 determines the generator motor required output Pmg1 in order to appropriately operate the generator motor 27 (powering operation or power generation operation) according to the state of the power storage device 31. The generator motor request output calculator 40A requests the generator motor 27 to generate power when the storage rate SOC is lower than the target value SOC0 (SOC <SOC0) and the current square integration ratio Risc is within an allowable range. And a powering request unit 40B for requesting the generator motor 27 to perform powering when the power storage rate SOC exceeds the target value SOC0 (SOC> SOC0) and the current square integration ratio Risc is within an allowable range. In addition, the generator motor required output calculation unit 40 further includes an output reduction request unit 43B that reduces the output as the current square integration ratio Risc approaches the upper limit Risc2 to request the generator motor 27 to generate or power. I have.

図5に示すように、発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率偏差演算部41と、蓄電率要求出力演算部42と、電流二乗積算比率要求出力演算部43と、飽和演算部44と、加算器45とを備えている。この発電電動機要求出力演算部40には、蓄電率SOCと、電流二乗積算比率Riscと、旋回電動モータ出力P0erとが入力される。   As shown in FIG. 5, the generator motor request output calculator 40 includes a power storage rate deviation calculator 41, a power storage rate request output calculator 42, a current square integration ratio request output calculator 43, a saturation calculator 44, And an adder 45. The power storage rate SOC, the current square integration ratio Risc, and the turning electric motor output P0er are input to the generator motor required output calculation unit 40.

蓄電率偏差演算部41は、蓄電率SOCと目標蓄電率設定値である目標値SOC0との差を演算し、蓄電率偏差ΔSOC(ΔSOC=SOC−SOC0)を出力する。   The power storage rate deviation calculator 41 calculates a difference between the power storage rate SOC and a target value SOC0 that is a target power storage rate set value, and outputs a power storage rate deviation ΔSOC (ΔSOC = SOC−SOC0).

蓄電率要求出力演算部42は、蓄電率SOCに応じて、発電電動機27に要求する出力として、蓄電率要求出力Psoc1を出力する。具体的には、蓄電率要求出力演算部42は、蓄電率偏差ΔSOCに基づいて、蓄電率要求出力Psoc1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。   The required storage rate output calculation unit 42 outputs a required storage rate output Psoc1 as an output required of the generator motor 27 in accordance with the required storage rate SOC. Specifically, the storage rate request output calculation unit 42 has a table T1 as shown in FIG. 6, for example, to calculate the storage rate request output Psoc1 based on the storage rate deviation ΔSOC.

蓄電率偏差ΔSOCが0となったとき(ΔSOC=0)には、テーブルT1は、蓄電率要求出力Psoc1を最小値(例えばPsoc1=0kW)に設定する。このとき、蓄電率SOCは目標値SOC0となっており、発電電動機27の動作は不要である。   When the power storage rate deviation ΔSOC becomes 0 (ΔSOC = 0), the table T1 sets the required power storage rate output Psoc1 to a minimum value (for example, Psoc1 = 0 kW). At this time, the storage rate SOC is the target value SOC0, and the operation of the generator motor 27 is unnecessary.

蓄電率偏差ΔSOCが0から下側余裕X1までの範囲で低下したとき(−X1≦ΔSOC<0)には、テーブルT1は、蓄電率偏差ΔSOCの絶対値の大きさに応じて、蓄電率要求出力Psoc1を発電側に増加させた値(負の値)に設定する。このとき、蓄電率SOCは、目標値SOC0よりも低下しており、発電電動機27の発電動作によって目標値SOC0に近付けるのが好ましい。   When the power storage rate deviation .DELTA.SOC decreases in the range from 0 to the lower margin X1 (-X1.ltoreq..DELTA.SOC <0), the table T1 stores the power storage rate request according to the absolute value of the power storage rate deviation .DELTA.SOC. The output Psoc1 is set to a value (negative value) increased toward the power generation side. At this time, the state of charge SOC is lower than the target value SOC0, and it is preferable that the power storage operation be made closer to the target value SOC0 by the power generation operation of the generator motor 27.

蓄電率偏差ΔSOCが下側余裕X1よりも低下したとき(−X1>ΔSOC)には、テーブルT1は、蓄電率要求出力Psoc1を発電側で最大値Y11(例えばPsoc1=−30kW)に設定する。このとき、蓄電率SOCは、目標値SOC0よりも下側余裕X1を超えて低下しており、発電電動機27の発電動作によって速やかに充電する必要である。   When the power storage rate deviation ΔSOC falls below the lower margin X1 (−X1> ΔSOC), the table T1 sets the required power storage rate output Psoc1 to the maximum value Y11 (for example, Psoc1 = −30 kW) on the power generation side. At this time, the storage rate SOC is lower than the target value SOC0 by exceeding the lower margin X1, and it is necessary to charge the battery by the power generation operation of the generator motor 27 promptly.

蓄電率偏差ΔSOCが0から上側余裕X2までの範囲で上昇したとき(0<ΔSOC≦X2)には、テーブルT1は、蓄電率偏差ΔSOCの絶対値の大きさに応じて、蓄電率要求出力Psoc1を力行側に増加させた値(正の値)に設定する。このとき、蓄電率SOCは、目標値SOC0よりも上昇しており、発電電動機27の力行動作によって目標値SOC0に近付けるのが好ましい。   When the power storage rate deviation .DELTA.SOC increases in the range from 0 to the upper margin X2 (0 <.DELTA.SOC.ltoreq.X2), the table T1 shows that the power storage rate required output Psoc1 depends on the absolute value of the power storage rate deviation .DELTA.SOC. Is set to a value (positive value) increased toward the powering side. At this time, the state of charge SOC is higher than the target value SOC0, and it is preferable to approach the target value SOC0 by the power running operation of the generator motor 27.

蓄電率偏差ΔSOCが上側余裕X2よりも上昇したとき(X2<ΔSOC)には、テーブルT1は、蓄電率要求出力Psoc1を力行側で最大値Y12(例えばPsoc1=30kW)に設定する。このとき、蓄電率SOCは、目標値SOC0よりも上側余裕X2を超えて上昇しており、発電電動機27の力行動作によって速やかに放電する必要である。   When the power storage rate deviation ΔSOC is higher than the upper margin X2 (X2 <ΔSOC), the table T1 sets the power storage rate required output Psoc1 to the maximum value Y12 (for example, Psoc1 = 30 kW) on the power running side. At this time, the state of charge SOC has risen beyond the target value SOC0 by exceeding the upper margin X2, and it is necessary to discharge quickly by the power running operation of the generator motor 27.

このように蓄電率要求出力演算部42は、蓄電率偏差ΔSOCが負値の場合(ΔSOC<0)には、発電要求となった蓄電率要求出力Psoc1を出力する。従って、テーブルT1のうち負値の蓄電率偏差ΔSOCに対応した部分は、発電出力要求部42Aを構成している。また、発電出力要求部42Aは、蓄電率SOCが許容範囲外にある場合に最大値Y11の蓄電率要求出力Psoc1で発電要求を行う最大発電出力要求部42A1と、蓄電率SOCが許容範囲内にある場合に、蓄電率SOCが許容範囲外にあるときに比べて蓄電率要求出力Psoc1を低下させて発電要求を行う発電出力低下要求部42A2とを有している。   As described above, when the power storage rate deviation ΔSOC is a negative value (ΔSOC <0), the power storage rate required output calculation unit 42 outputs the required power storage rate output Psoc1 that is a power generation request. Therefore, the portion of the table T1 corresponding to the negative value of the storage rate deviation ΔSOC constitutes the power generation output request unit 42A. The power generation output requesting unit 42A includes a maximum power generation output requesting unit 42A1 that issues a power generation request with the power storage rate request output Psoc1 having the maximum value Y11 when the power storage rate SOC is outside the allowable range, and the power storage rate SOC falls within the allowable range. In some cases, a power generation output reduction requesting unit 42A2 for lowering the power storage rate required output Psoc1 and making a power generation request as compared with when the power storage rate SOC is outside the allowable range is provided.

一方、蓄電率要求出力演算部42は、蓄電率偏差ΔSOCが正値の場合(ΔSOC>0)には、力行要求となった蓄電率要求出力Psoc1を出力する。従って、テーブルT1のうち正値の蓄電率偏差ΔSOCに対応した部分は、力行出力要求部42Bを構成している。また、力行出力要求部42Bは、蓄電率SOCが許容範囲外にある場合に最大値Y12の蓄電率要求出力Psoc1で力行要求を行う最大力行出力要求部42B1と、蓄電率SOCが許容範囲内にある場合に、蓄電率SOCが許容範囲外にあるときに比べて蓄電率要求出力Psoc1を低下させて力行要求を行う力行出力低下要求部42B2とを有している。   On the other hand, when the storage rate deviation ΔSOC is a positive value (ΔSOC> 0), the storage rate request output operation unit 42 outputs the power storage rate request output Psoc1 that is a power running request. Therefore, the portion of the table T1 corresponding to the positive value of the storage rate deviation ΔSOC constitutes the powering output requesting unit 42B. In addition, the powering output requesting unit 42B includes a maximum powering output requesting unit 42B1 that issues a powering request with the power storage rate request output Psoc1 of the maximum value Y12 when the power storage rate SOC is outside the allowable range, and the power storage rate SOC falls within the allowable range. In some cases, there is provided a powering output reduction request section 42B2 for making a powering request by lowering the power storage rate required output Psoc1 compared to when the power storage rate SOC is outside the allowable range.

なお、蓄電率偏差ΔSOCが0から下側余裕X1までの間では、蓄電率要求出力演算部42は、蓄電率偏差ΔSOCの絶対値の大きさに比例して、蓄電率要求出力Psoc1を発電側に増加させるものとした。また、蓄電率偏差ΔSOCが0から上側余裕X2までの間では、蓄電率要求出力演算部42は、蓄電率偏差ΔSOCの絶対値の大きさに比例して、蓄電率要求出力Psoc1を力行側に増加させるものとした。本発明はこれに限らず、蓄電率偏差ΔSOCが下側余裕X1から上側余裕X2までの間では、蓄電率要求出力演算部42は、蓄電率偏差ΔSOCの絶対値の大きさに対して、蓄電率要求出力Psoc1の大きさを単調増加させればよい。このため、蓄電率要求出力演算部42には、比例特性に限らず、各種の特性が採用可能である。   When the power storage rate deviation ΔSOC is between 0 and the lower margin X1, the power storage rate required output calculation unit 42 outputs the power storage rate required output Psoc1 in proportion to the magnitude of the absolute value of the power storage rate deviation ΔSOC. To be increased. Further, when the power storage rate deviation ΔSOC is between 0 and the upper margin X2, the power storage rate required output calculation unit 42 outputs the power storage rate required output Psoc1 to the power running side in proportion to the magnitude of the absolute value of the power storage rate deviation ΔSOC. Increased. The present invention is not limited to this, and when the storage rate deviation ΔSOC is between the lower margin X1 and the upper margin X2, the storage rate request output calculation unit 42 determines whether the storage rate deviation ΔSOC is larger than the absolute value of the storage rate deviation ΔSOC. What is necessary is just to monotonously increase the magnitude of the rate request output Psoc1. For this reason, not only the proportional characteristic but also various characteristics can be adopted in the storage rate request output calculation unit 42.

電流二乗積算比率要求出力演算部43は、電流二乗積算比率Riscに応じて発電電動機27に要求する出力として、電流二乗積算比率要求出力Prisc1を出力する。具体的には、電流二乗積算比率要求出力演算部43は、電流二乗積算比率Riscに基づいて、電流二乗積算比率要求出力Prisc1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。   The current square integration ratio request output calculation unit 43 outputs a current square integration ratio request output Prisc1 as an output required for the generator motor 27 according to the current square integration ratio Risc. Specifically, the current square integration ratio request output operation unit 43 has a table T2 as shown in FIG. 7, for example, to calculate the current square integration ratio request output Prisc1 based on the current square integration ratio Risc.

電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0以下となったとき(Risc≦Risc0)には、テーブルT2は、電流二乗積算比率要求出力Prisc1を最大値Y22(例えばPrisc1=30kW)に設定する。このとき、電流二乗積算比率要求出力Prisc1は、上限値Risc2に対して余裕があるため、発電電動機27を最大範囲で力行動作または発電動作させることが可能である。   When the current square integration ratio Risc becomes equal to or smaller than the intermediate value Risc0 (Risc ≦ Risc0), the table T2 sets the current square integration ratio request output Prisc1 to the maximum value Y22 (for example, Prisc1 = 30 kW). At this time, since the current square integration ratio request output Prisc1 has a margin with respect to the upper limit Risc2, it is possible to cause the generator motor 27 to perform the power running operation or the power generation operation in the maximum range.

電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0よりも上昇して上限値Risc2に近付いたとき(Risc0<Risc<Risc2)には、テーブルT2は、電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2に近付くに従って、電流二乗積算比率要求出力Prisc1を最大値Y22から減少させた値に設定する。   When the current square integration ratio Risc rises from the intermediate value Risc0 and approaches the upper limit Risc2 (Risc0 <Risc <Risc2), the table T2 indicates that the current square integration ratio Risc approaches the upper limit Risc2 as the current square integration ratio Risc approaches the upper limit Risc2. The integration ratio request output Prisc1 is set to a value reduced from the maximum value Y22.

電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2となったとき(Risc=Risc2)には、テーブルT2は、電流二乗積算比率要求出力Prisc1を最小値Y21(例えばPrisc1=0kW)に設定する。このとき、電流二乗積算比率要求出力Prisc1をこれ以上増加させることができないため、発電電動機27の力行動作および発電動作を停止させて、蓄電装置31を休止させる必要がある。   When the current square integration ratio Risc reaches the upper limit Risc2 (Risc = Risc2), the table T2 sets the current square integration ratio request output Prisc1 to the minimum value Y21 (for example, Prisc1 = 0 kW). At this time, since the current square integration ratio request output Prisc1 cannot be further increased, it is necessary to stop the power running operation and the power generation operation of the generator motor 27 and stop the power storage device 31.

このように電流二乗積算比率要求出力演算部43は、電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にある場合に最大値Y22の電流二乗積算比率要求出力Prisc1で発電または力行を要求する最大出力要求部43Aと、電流二乗積算比率Riscが許容範囲外にある場合に、電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にあるときに比べて蓄電率要求出力Psoc1を低下させて発電または力行を要求する出力低下要求部43Bとを有している。   As described above, the current square integration ratio request output operation unit 43, when the current square integration ratio Risc is within the allowable range, requests the power generation or power running with the current square integration ratio request output Prisc1 of the maximum value Y22. And a power reduction requesting unit that requests the power generation or power running by lowering the storage rate request output Psoc1 when the current square integration ratio Risc is outside the allowable range, compared to when the current square integration ratio Risc is within the allowable range. 43B.

なお、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0から上限値Risc2までの間では、電流二乗積算比率要求出力演算部43は、電流二乗積算比率Riscの大きさに比例して、電流二乗積算比率要求出力Prisc1を減少させるものとした。本発明はこれに限らず、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0から上限値Risc2までの間では、電流二乗積算比率要求出力演算部43は、電流二乗積算比率Riscの大きさに対して、電流二乗積算比率要求出力Prisc1の大きさを単調減少させればよい。このため、電流二乗積算比率要求出力演算部43には、比例特性に限らず、各種の特性が採用可能である。   Note that when the current square integration ratio Risc is between the intermediate value Risc0 and the upper limit Risc2, the current square integration ratio request output operation unit 43 performs the current square integration ratio request output in proportion to the magnitude of the current square integration ratio Risc. Prisc1 was to be reduced. The present invention is not limited to this, and when the current square integration ratio Risc is between the intermediate value Risc0 and the upper limit Risc2, the current square integration ratio request output operation unit 43 outputs the current square integration ratio Risc with respect to the magnitude of the current square integration ratio Risc. What is necessary is just to monotonously reduce the magnitude of the square integration ratio request output Prisc1. For this reason, the current square integration ratio request output calculation unit 43 can employ not only the proportional characteristic but also various characteristics.

飽和演算部44は、蓄電率要求出力Psoc1と、電流二乗積算比率要求出力Prisc1とに基づいて、蓄電装置31の状態に基づく蓄電装置要求出力Pmg10を算出する。具体的には、飽和演算部44には、蓄電率要求出力Psoc1と、電流二乗積算比率要求出力Prisc1とに加えて、反転入力部44Aによって電流二乗積算比率要求出力Prisc1の符号が反転した値(−Prisc1)が入力される。このとき、電流二乗積算比率要求出力Prisc1は、全て正の値になっている。電流二乗積算比率要求出力Prisc1は、力行側の制限値となる上限値を示している。電流二乗積算比率要求出力Prisc1の負の値(−Prisc1)は、発電側の制限値となる下限値を示している。   The saturation calculation unit 44 calculates a power storage device request output Pmg10 based on the state of the power storage device 31 based on the power storage ratio request output Psoc1 and the current square integration ratio request output Prisc1. Specifically, in addition to the power storage rate request output Psoc1 and the current square integration ratio request output Prisc1, the saturation calculation unit 44 outputs a value obtained by inverting the sign of the current square integration ratio request output Prisc1 by the inversion input unit 44A ( -Prisc1) is input. At this time, the current square integration ratio request output Prisc1 is all positive values. The current square integration ratio request output Prisc1 indicates an upper limit value serving as a limit value on the power running side. A negative value (-Prisc1) of the current square integration ratio request output Prisc1 indicates a lower limit value which is a limit value on the power generation side.

このため、上限値Prisc1から下限値(−Prisc1)の範囲内に蓄電率要求出力Psoc1があるとき(−Prisc1<Psoc1<Prisc1)には、飽和演算部44は、蓄電率要求出力Psoc1と同じ値の蓄電装置要求出力Pmg10を出力する。一方、蓄電率要求出力Psoc1が上限値Prisc1よりも上昇したとき(Prisc1<Psoc1)には、飽和演算部44は、上限値Prisc1と同じ値の蓄電装置要求出力Pmg10を出力する。同様に、蓄電率要求出力Psoc1が下限値(−Prisc1)よりも低下したとき(−Prisc1>Psoc1)には、飽和演算部44は、下限値(−Prisc1)と同じ値の蓄電装置要求出力Pmg10を出力する。   For this reason, when the storage rate request output Psoc1 is within the range of the upper limit value Prisc1 to the lower limit value (−Prisc1) (−Prisc1 <Psoc1 <Prisc1), the saturation calculation unit 44 sets the same value as the storage rate request output Psoc1. Of the power storage device request output Pmg10. On the other hand, when the required power storage rate output Psoc1 is higher than the upper limit value Prisc1 (Prisc1 <Psoc1), the saturation calculator 44 outputs the power storage device required output Pmg10 having the same value as the upper limit value Prisc1. Similarly, when the required storage rate output Psoc1 falls below the lower limit (−Prisc1) (−Prisc1> Psoc1), the saturation calculation unit 44 determines that the storage device requested output Pmg10 has the same value as the lower limit (−Prisc1). Is output.

これにより、発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCが目標値SOC0から逸脱した大きさと、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0から上限値Risc2に向けて逸脱した大きさに応じて、図8に示す蓄電装置要求出力Pmg10を出力する。   Thereby, the generator motor required output calculation unit 40 calculates the power storage rate SOC from the target value SOC0 and the current square integration ratio Risc from the intermediate value Risc0 toward the upper limit Risc2 according to the figure. A power storage device request output Pmg10 shown in FIG.

このとき、発電要求部40Aは、発電出力要求部42A、最大出力要求部43Aおよび飽和演算部44によって構成されている。力行要求部40Bは、力行出力要求部42B、最大出力要求部43Aおよび飽和演算部44によって構成されている。   At this time, the power generation request unit 40A includes a power generation output request unit 42A, a maximum output request unit 43A, and a saturation calculation unit 44. The power running request unit 40B includes a power running output request unit 42B, a maximum output request unit 43A, and a saturation calculation unit 44.

このため、発電要求部40Aは、蓄電率SOCが許容範囲内にある場合に、蓄電率SOCが許容範囲外にあるときに比べて蓄電率要求出力Psoc1を低下させて発電要求を行う発電出力低下要求部42A2を有している。力行要求部40Bは、蓄電率SOCが許容範囲内にある場合に、蓄電率SOCが許容範囲外にあるときに比べて蓄電率要求出力Psoc1を低下させて力行要求を行う力行出力低下要求部42B2を有している。   For this reason, the power generation requesting unit 40A reduces the power generation rate request output Psoc1 when the power storage rate SOC is within the allowable range and lowers the power generation output for performing the power generation request compared to when the power storage rate SOC is outside the allowable range. It has a request section 42A2. The powering requesting unit 40B performs a powering output reduction requesting unit 42B2 when the power storage rate SOC is within the allowable range and lowers the power storage rate request output Psoc1 to make a powering request than when the power storage rate SOC is outside the allowable range. have.

蓄電率要求出力演算部42、電流二乗積算比率要求出力演算部43、飽和演算部44等は、上述した演算処理を実行する。これらの演算処理の内容を、図8を参照して具体的に説明する。   The storage rate request output calculation unit 42, the current square integration ratio request output calculation unit 43, the saturation calculation unit 44, and the like execute the above-described calculation processing. The contents of these calculation processes will be specifically described with reference to FIG.

(1).SOC<SOC0のとき
この状態では、蓄電装置31を充電して、蓄電率SOCを目標値SOC0に近付けるのが好ましい。ここで、電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2未満であるとき(Risc<Risc2)には、電流二乗積算比率Riscには余裕がある。このため、飽和演算部44は、発電電動機27に対して発電動作を要求する蓄電装置要求出力Pmg10を出力する。
(1). When SOC <SOC0 In this state, it is preferable to charge power storage device 31 to bring power storage rate SOC closer to target value SOC0. Here, when the current square integration ratio Risc is less than the upper limit Risc2 (Risc <Risc2), the current square integration ratio Risc has a margin. Therefore, the saturation calculation unit 44 outputs a power storage device request output Pmg10 for requesting the generator motor 27 to perform a power generation operation.

特に、蓄電率SOCが目標値SOC0よりも大きく低下している状態(SOC<SOC0−X1)であり、かつ、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0以下のとき(Risc≦Risc0)には、飽和演算部44は、蓄電装置要求出力Pmg10を、発電電動機27の仕様上の最大発電出力に設定する。このとき、飽和演算部44は、フルパワーでの発電を要求する。   In particular, when the state of charge SOC is significantly lower than the target value SOC0 (SOC <SOC0-X1) and the current square integration ratio Risc is equal to or less than the intermediate value Risc0 (Risc ≦ Risc0), saturation occurs. Arithmetic unit 44 sets power storage device required output Pmg10 to the maximum power generation output in the specification of generator motor 27. At this time, the saturation calculation unit 44 requests power generation at full power.

一方、蓄電率SOCが目標値SOC0よりも大きく低下している状態(SOC<SOC0−X1)であっても、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0よりも上限値Risc2に近付いたとき(Risc0<Risc<Risc2)には、電流二乗積算比率Riscに応じて充電電力を制限する必要がある。そこで、飽和演算部44は、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0よりも大きくなるに従って、蓄電装置要求出力Pmg10を、最大発電出力から低下させる。このとき、飽和演算部44は、ハーフパワーでの発電を要求する。   On the other hand, even when the state of charge SOC is significantly lower than the target value SOC0 (SOC <SOC-X1), the current square integration ratio Risc approaches the upper limit Risc2 from the intermediate value Risc0 (Risc0 < For Risc <Risc2), it is necessary to limit the charging power in accordance with the current square integration ratio Risc. Therefore, as the current square integration ratio Risc becomes larger than the intermediate value Risc0, the saturation calculation unit 44 reduces the power storage device required output Pmg10 from the maximum power generation output. At this time, the saturation calculation unit 44 requests power generation at half power.

電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2となったとき(Risc=Risc2)には、飽和演算部44は、蓄電装置要求出力Pmg10を、最小値(0kW)に設定する。このとき、飽和演算部44は、発電および力行の要求を停止する。   When the current square integration ratio Risc reaches the upper limit Risc2 (Risc = Risc2), the saturation calculation unit 44 sets the power storage device request output Pmg10 to the minimum value (0 kW). At this time, the saturation calculation unit 44 stops the request for power generation and power running.

なお、中間値Risc0は、必ずしも50%である必要はない。例えば、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0で、かつ蓄電率SOCが下限値SOC1にあるときに、蓄電率SOCが目標値SOC0に到達するまで、車体が非操作の状態で充電すると仮定する。このような充電状態で、電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2付近まで増加しないように、中間値Risc0をチューニングするのが好ましい。一例として、ここでは、中間値Risc0を70%としている。   Note that the intermediate value Risc0 does not necessarily need to be 50%. For example, it is assumed that when the current square integration ratio Risc is the intermediate value Risc0 and the power storage rate SOC is at the lower limit value SOC1, the vehicle body is charged without being operated until the power storage rate SOC reaches the target value SOC0. In such a charged state, it is preferable to tune the intermediate value Risc0 so that the current square integration ratio Risc does not increase to near the upper limit Risc2. As an example, here, the intermediate value Risc0 is set to 70%.

(2).SOC>SOC0のとき
この状態では、蓄電装置31を放電して、蓄電率SOCを目標値SOC0に近付けるのが好ましい。ここで、電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2未満であるとき(Risc<Risc2)には、電流二乗積算比率Riscには余裕がある。このため、飽和演算部44は、発電電動機27に対して力行動作を要求する蓄電装置要求出力Pmg10を出力する。
(2). When SOC> SOC0 In this state, it is preferable to discharge power storage device 31 to bring power storage rate SOC closer to target value SOC0. Here, when the current square integration ratio Risc is less than the upper limit Risc2 (Risc <Risc2), the current square integration ratio Risc has a margin. For this reason, the saturation calculation unit 44 outputs a power storage device request output Pmg10 that requests the generator motor 27 to perform a power running operation.

特に、蓄電率SOCが目標値SOC0よりも大きく上昇している状態(SOC>SOC0+X2)であり、かつ、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0以下のとき(Risc≦Risc0)には、飽和演算部44は、蓄電装置要求出力Pmg10を、発電電動機27の仕様上の最大力行出力に設定する。このとき、飽和演算部44は、フルパワーでの力行を要求する。   In particular, when the state of charge SOC is significantly higher than the target value SOC0 (SOC> SOC0 + X2) and the current square integration ratio Risc is equal to or smaller than the intermediate value Risc0 (Risc ≦ Risc0), the saturation calculation unit is used. 44 sets the power storage device required output Pmg10 to the maximum powering output in the specification of the generator motor 27. At this time, the saturation calculator 44 requests power running at full power.

一方、蓄電率SOCが目標値SOC0よりも大きく上昇している状態(SOC>SOC0+X2)であっても、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0よりも上限値Risc2に近付いたとき(Risc0<Risc<Risc2)には、電流二乗積算比率Riscに応じて力行電力(放電電力)を制限する必要がある。そこで、飽和演算部44は、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0よりも大きくなるに従って、蓄電装置要求出力Pmg10を、最大力行出力から低下させる。このとき、飽和演算部44は、ハーフパワーでの力行を要求する。   On the other hand, even when the state of charge SOC is significantly higher than the target value SOC0 (SOC> SOC0 + X2), when the current square integration ratio Risc approaches the upper limit Risc2 from the intermediate value Risc0 (Risc0 <Risc <). For Risc2), it is necessary to limit the powering power (discharge power) according to the current square integration ratio Risc. Therefore, as the current square integration ratio Risc becomes larger than the intermediate value Risc0, the saturation calculation unit 44 reduces the power storage device required output Pmg10 from the maximum power running output. At this time, the saturation calculation unit 44 requests power running at half power.

電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2となったとき(Risc=Risc2)には、飽和演算部44は、蓄電装置要求出力Pmg10を、最小値(0kW)に設定する。このとき、飽和演算部44は、発電および力行の要求を停止する。   When the current square integration ratio Risc reaches the upper limit Risc2 (Risc = Risc2), the saturation calculation unit 44 sets the power storage device request output Pmg10 to the minimum value (0 kW). At this time, the saturation calculation unit 44 stops the request for power generation and power running.

なお、中間値Risc0は、必ずしも50%である必要はない。例えば、電流二乗積算比率Riscが中間値Risc0で、かつ蓄電率SOCが上限値SOC2にあるときに、蓄電率SOCが目標値SOC0に到達するまで、車体が非操作の状態で放電すると仮定する。このような放電状態で、電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2付近まで増加しないように、中間値Risc0をチューニングするのが好ましい。一例として、ここでは、中間値Risc0を70%とする。   Note that the intermediate value Risc0 does not necessarily need to be 50%. For example, it is assumed that when the current square integration ratio Risc is the intermediate value Risc0 and the power storage rate SOC is at the upper limit value SOC2, the vehicle is discharged in a non-operating state until the power storage rate SOC reaches the target value SOC0. In such a discharge state, it is preferable to tune the intermediate value Risc0 so that the current square integration ratio Risc does not increase to near the upper limit Risc2. As an example, here, the intermediate value Risc0 is set to 70%.

(3).SOC≒SOC0のとき
この状態では、蓄電率SOCは、目標値SOC0となっている。仮に、蓄電率SOCが目標値SOC0から逸脱したとしても、この状態では、蓄電率偏差ΔSOCは小さい値である。従って、電流二乗積算比率Riscの値に拘らず、飽和演算部44は、蓄電率SOCが目標値SOC0に収束するように、蓄電装置要求出力Pmg10を、十分に小さな値の放電電力または充電電力に設定する。なお、蓄電率SOCと目標値SOC0とが一致するとき(SOC=SOC0)には、飽和演算部44は、発電および力行の要求を停止する。
(3). When SOC ≒ SOC0 In this state, the state of charge SOC is the target value SOC0. Even if the power storage rate SOC deviates from the target value SOC0, in this state, the power storage rate deviation ΔSOC is a small value. Therefore, irrespective of the value of the current square integration ratio Risc, the saturation calculating section 44 sets the power storage device request output Pmg10 to a sufficiently small value of discharge power or charge power so that the power storage rate SOC converges to the target value SOC0. Set. When the state of charge SOC matches the target value SOC0 (SOC = SOC0), the saturation calculation unit 44 stops the request for power generation and powering.

加算器45には、蓄電装置31の状態に基づく蓄電装置要求出力Pmg10と、反転入力部45Aによって旋回電動モータ出力P0erの符号が反転した値(−P0er)とが入力される。加算器45は、蓄電装置要求出力Pmg10に対して、旋回電動モータ出力P0erに−1を掛けた値を加算し、この加算値を算出する。発電要求と力行要求に対して、旋回電動モータ出力P0erに応じた分が優先的に実行される。加算器45は、この点を考慮した処理を行っている。   The power storage device request output Pmg10 based on the state of the power storage device 31 and a value (−P0er) obtained by inverting the sign of the swing electric motor output P0er by the inversion input unit 45A are input to the adder 45. Adder 45 adds a value obtained by multiplying swing electric motor output P0er by −1 to power storage device required output Pmg10, and calculates the added value. In response to the power generation request and the power running request, the portion corresponding to the turning electric motor output P0er is preferentially executed. The adder 45 performs processing in consideration of this point.

具体的に説明すると、蓄電装置要求出力Pmg10が力行要求で、かつ旋回電動モータ33が力行状態では、旋回電動モータ出力P0erに応じた値を、放電電力である蓄電装置要求出力Pmg10から低下させる。蓄電装置要求出力Pmg10が発電要求で、かつ旋回電動モータ33が発電状態では、旋回電動モータ出力P0erに応じた値を、発電電力である蓄電装置要求出力Pmg10から低下させる。   More specifically, when the power storage device required output Pmg10 is a power running request and the turning electric motor 33 is in a power running state, a value corresponding to the turning electric motor output P0er is reduced from the power storage device request output Pmg10 that is discharge power. When the power storage device required output Pmg10 is a power generation request and the turning electric motor 33 is in a power generation state, the value corresponding to the turning electric motor output P0er is reduced from the power storage device request output Pmg10 that is the generated power.

一方、蓄電装置要求出力Pmg10が力行要求で、かつ旋回電動モータ33が発電状態では、旋回電動モータ出力P0erに応じた値を、放電電力である蓄電装置要求出力Pmg10から上昇させる。蓄電装置要求出力Pmg10が発電要求で、かつ旋回電動モータ33が力行状態では、旋回電動モータ出力P0erに応じた値を、発電電力である蓄電装置要求出力Pmg10から上昇させる。   On the other hand, when power storage device required output Pmg10 is a power running request and turning electric motor 33 is in a power generation state, a value corresponding to turning electric motor output P0er is increased from power storage device request output Pmg10 that is discharge power. When the power storage device required output Pmg10 is a power generation request and the turning electric motor 33 is in a power running state, the value corresponding to the turning electric motor output P0er is increased from the power storage device request output Pmg10 that is the generated power.

加算器45は、発電電動機要求出力Pmg1を加算値に設定する。但し、加算器45は、力行側の加算値が最大力行出力を超えるときには、発電電動機要求出力Pmg1を最大力行出力に設定する。加算器45は、発電側の加算値が最大発電出力を超えるときには、発電電動機要求出力Pmg1を最大発電出力に設定する。加算器45は、旋回電動モータ出力P0erを考慮した最終的な発電電動機要求出力Pmg1を出力する。   The adder 45 sets the generator motor required output Pmg1 to an added value. However, when the addition value on the powering side exceeds the maximum powering output, the adder 45 sets the generator motor required output Pmg1 to the maximum powering output. The adder 45 sets the generator motor required output Pmg1 to the maximum generation output when the addition value on the generation side exceeds the maximum generation output. The adder 45 outputs a final required generator motor output Pmg1 in consideration of the swing electric motor output P0er.

次に、最大出力演算部50の具体的な構成について、図9および図10を参照して説明する。   Next, a specific configuration of the maximum output calculation unit 50 will be described with reference to FIGS.

最大出力演算部50は、出力制御部の一部を構成している。この最大出力演算部50は、蓄電率SOCが使用下限値SOC1に到達した場合に発電電動機27の力行を禁止する力行禁止部としての蓄電率力行制限ゲイン演算部52Aと、蓄電率SOCが使用上限値SOC2に到達した場合に発電電動機27の発電を禁止する発電禁止部としての蓄電率発電制限ゲイン演算部52Bとを有している。これに加え、最大出力演算部50は、電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2に到達した場合は発電電動機27の力行と発電をいずれも禁止する力行発電禁止部としての電流二乗積算比率出力制限ゲイン演算部52Cを有している。   The maximum output calculation unit 50 forms a part of an output control unit. The maximum output calculating section 50 includes a power storage rate power running limit gain calculating section 52A as a power running prohibiting section for prohibiting power running of the generator motor 27 when the power storage rate SOC reaches the use lower limit value SOC1, It has a power storage rate power generation restriction gain calculation unit 52B as a power generation prohibition unit that prohibits power generation of the generator motor 27 when the value reaches the value SOC2. In addition, when the current square integration ratio Risc reaches the upper limit Risc2, the maximum output calculation unit 50 outputs a current square integration ratio output limiting gain as a powering generation inhibiting unit that inhibits both powering and power generation of the generator motor 27. An operation unit 52C is provided.

図9に示すように、最大出力演算部50は、エンジン最大出力演算部51と、発電電動機出力制限ゲイン演算部52と、発電電動機最大出力演算部53とを有している。この最大出力演算部50には、エンジン目標回転数ωeと、蓄電率SOCと、電流二乗積算比率Riscとが入力される。   As shown in FIG. 9, the maximum output calculator 50 includes an engine maximum output calculator 51, a generator motor output limit gain calculator 52, and a generator motor maximum output calculator 53. The target engine speed ωe, the storage rate SOC, and the current square integration ratio Risc are input to the maximum output calculation unit 50.

エンジン最大出力演算部51は、エンジン目標回転数ωeとエンジン最大出力Pe-maxとの対応関係を示したテーブル(図示せず)を有している。このとき、エンジン最大出力Pe-maxは、エンジン目標回転数ωeでエンジン21が駆動したときの、エンジン21から供給可能な最大出力を示している。エンジン最大出力演算部51は、エンジン目標回転数ωeに基づいてエンジン最大出力Pe-maxを演算し、算出したエンジン最大出力Pe-maxを出力する。   The engine maximum output calculation unit 51 has a table (not shown) showing the correspondence between the engine target rotational speed ωe and the engine maximum output Pe-max. At this time, the engine maximum output Pe-max indicates the maximum output that can be supplied from the engine 21 when the engine 21 is driven at the engine target rotation speed ωe. The engine maximum output calculation unit 51 calculates the engine maximum output Pe-max based on the engine target rotation speed ωe, and outputs the calculated engine maximum output Pe-max.

図10に示すように、発電電動機出力制限ゲイン演算部52は、蓄電率力行制限ゲイン演算部52Aと、蓄電率発電制限ゲイン演算部52Bと、電流二乗積算比率出力制限ゲイン演算部52Cと、最小値選択部52D,52Eとを有している。発電電動機出力制限ゲイン演算部52には、蓄電率SOCと、電流二乗積算比率Riscとが入力される。   As shown in FIG. 10, the generator motor output limit gain calculator 52 includes a power storage rate powering limit gain calculator 52A, a power storage rate power limit gain calculator 52B, a current square integration ratio output limit gain calculator 52C, It has value selection units 52D and 52E. The power storage rate SOC and the current square integration ratio Risc are input to the generator motor output limit gain calculator 52.

蓄電率力行制限ゲイン演算部52Aは、蓄電率SOCに基づいて蓄電率力行制限ゲインKmgm0を演算するために、テーブルT3を有する。このとき、蓄電率力行制限ゲインKmgm0は、発電電動機27の力行によって蓄電率SOCが下限値a1まで低下するのを抑制するために、発電電動機27の力行出力を制限するものである。蓄電率力行制限ゲイン演算部52Aは、テーブルT3を用いて蓄電率SOCに応じた蓄電率力行制限ゲインKmgm0を演算する。なお、下限値a1は、使用下限値SOC1と同じ値である。   The power storage rate powering limit gain calculating section 52A has a table T3 for calculating the power storage rate powering limit gain Kmgm0 based on the power storage rate SOC. At this time, the power storage rate powering limit gain Kmgm0 limits the powering output of the generator motor 27 in order to suppress the power storage rate SOC from lowering to the lower limit a1 due to the powering of the generator motor 27. The power storage rate power running limit gain calculating unit 52A calculates the power storage rate power running limit gain Kmgm0 according to the power storage rate SOC using the table T3. Note that the lower limit value a1 is the same value as the use lower limit value SOC1.

テーブルT3は、蓄電率SOCが適正使用範囲の下限値a1まで低下すると、蓄電率力行制限ゲインKmgm0を最小値(例えばKmgm0=0)に設定する。テーブルT3は、蓄電率SOCが閾値となる下側の適正基準値a2よりも上昇すると、蓄電率力行制限ゲインKmgm0を最大値(例えばKmgm0=1)に設定する。また、蓄電率SOCが下限値a1と適正基準値a2の間の値となるときには、テーブルT3は、蓄電率SOCが低下するに従って、蓄電率力行制限ゲインKmgm0を低下させる。即ち、蓄電率SOCが適正基準値a2よりも低下すると、テーブルT3は、適正基準値a2からの低下度合いに応じて、蓄電率力行制限ゲインKmgm0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a2は、下限値a1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。例えば下限値a1が30%となるときに、適正基準値a2は35%程度の値に設定されている。なお、適正基準値a2は、蓄電率SOCの許容範囲の下限値と同じ値になる場合を例示したが、これらは互いに異なる値でもよい。   The table T3 sets the power storage rate powering limit gain Kmgm0 to the minimum value (for example, Kmgm0 = 0) when the power storage rate SOC decreases to the lower limit value a1 of the proper use range. The table T3 sets the power storage rate power running limit gain Kmgm0 to the maximum value (for example, Kmgm0 = 1) when the power storage rate SOC rises above a lower appropriate reference value a2 that is a threshold. When the state of charge SOC becomes a value between the lower limit value a1 and the appropriate reference value a2, the table T3 decreases the state-of-charge power running limit gain Kmgm0 as the state of charge SOC decreases. That is, when the storage rate SOC falls below the appropriate reference value a2, the table T3 sets the storage rate power running limit gain Kmgm0 to a value between the minimum value and the maximum value according to the degree of decrease from the appropriate reference value a2. I do. Here, the appropriate reference value a2 is set to a large value with a predetermined margin from the lower limit value a1. For example, when the lower limit a1 is 30%, the appropriate reference value a2 is set to a value of about 35%. Although the case where the appropriate reference value a2 has the same value as the lower limit of the allowable range of the storage rate SOC has been illustrated, these may be different from each other.

蓄電率発電制限ゲイン演算部52Bは、蓄電率SOCに基づいて蓄電率発電制限ゲインKmgg0を演算するために、テーブルT4を有する。このとき、蓄電率発電制限ゲインKmgg0は、発電電動機27の発電によって蓄電率SOCが上限値a4まで上昇するのを抑制するために、発電電動機27の発電出力を制限するものである。蓄電率発電制限ゲイン演算部52Bは、テーブルT4を用いて蓄電率SOCに応じた蓄電率発電制限ゲインKmgg0を演算する。なお、上限値a4は、使用上限値SOC2と同じ値である。   The storage rate power generation restriction gain calculator 52B has a table T4 for calculating the power storage rate power generation restriction gain Kmgg0 based on the power storage rate SOC. At this time, the power storage rate power generation restriction gain Kmgg0 limits the power output of the generator motor 27 in order to suppress the power storage rate SOC from rising to the upper limit a4 due to the power generation of the generator motor 27. The storage rate power generation restriction gain calculation unit 52B calculates the power storage rate generation restriction gain Kmgg0 according to the power storage rate SOC using the table T4. Note that the upper limit a4 is the same value as the use upper limit SOC2.

テーブルT4は、蓄電率SOCが適正使用範囲の上限値a4まで上昇すると、蓄電率発電制限ゲインKmgg0を最小値(例えばKmgg0=0)に設定する。テーブルT4は、蓄電率SOCが閾値となる上側の適正基準値a3よりも低下すると、蓄電率発電制限ゲインKmgg0を最大値(例えばKmgg0=1)に設定する。また、蓄電率SOCが上限値a4と適正基準値a3の間の値となるときには、テーブルT4は、蓄電率SOCが上昇するに従って、蓄電率力行制限ゲインKmgm0を低下させる。即ち、蓄電率SOCが適正基準値a3よりも上昇すると、テーブルT4は、適正基準値a3からの上昇度合いに応じて、蓄電率発電制限ゲインKmgg0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a3は、上限値a4から予め決められた余裕を持って小さな値に設定されている。例えば上限値a4が70%となるときに、適正基準値a3は65%程度の値に設定されている。なお、適正基準値a3は、蓄電率SOCの許容範囲の上限値と同じ値になる場合を例示したが、これらは互いに異なる値でもよい。   The table T4 sets the storage rate power generation restriction gain Kmgg0 to a minimum value (for example, Kmgg0 = 0) when the storage rate SOC rises to the upper limit value a4 of the proper use range. The table T4 sets the power storage rate power generation limiting gain Kmgg0 to the maximum value (for example, Kmgg0 = 1) when the power storage rate SOC falls below the upper appropriate reference value a3 as a threshold. When the state of charge SOC becomes a value between the upper limit value a4 and the appropriate reference value a3, the table T4 decreases the state of charge power running limit gain Kmgm0 as the state of charge SOC increases. That is, when the storage rate SOC rises above the appropriate reference value a3, the table T4 sets the storage rate power generation limit gain Kmgg0 to a value between the minimum value and the maximum value according to the degree of increase from the appropriate reference value a3. I do. Here, the appropriate reference value a3 is set to a small value with a predetermined margin from the upper limit value a4. For example, when the upper limit value a4 becomes 70%, the appropriate reference value a3 is set to a value of about 65%. Although the case where the appropriate reference value a3 has the same value as the upper limit value of the allowable range of the storage rate SOC has been exemplified, these values may be different from each other.

電流二乗積算比率出力制限ゲイン演算部52Cは、電流二乗積算比率Riscに基づいて電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0を演算するために、テーブルT5を有する。このとき、電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0は、発電電動機27の力行および発電によって電流二乗積算比率Riscが上限値b2まで上昇するのを抑制するために、発電電動機27の発電出力および力行出力を制限するものである。電流二乗積算比率出力制限ゲイン演算部52Cは、テーブルT5を用いて電流二乗積算比率Riscに応じた電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0を演算する。   The current square integration ratio output limiting gain calculator 52C has a table T5 for calculating the current square integration ratio output limiting gain Krisc0 based on the current square integration ratio Risc. At this time, the current square integration ratio output limiting gain Krisc0 is used to reduce the power generation output and powering output of the generator motor 27 in order to suppress the current square integration ratio Risc from rising to the upper limit b2 due to the powering and power generation of the generator motor 27. Restrict. The current square integration ratio output limiting gain calculation unit 52C calculates the current square integration ratio output limiting gain Krisc0 according to the current square integration ratio Risc using the table T5.

テーブルT5は、電流二乗積算比率Riscが適正使用範囲の上限値b2まで上昇すると、電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0を最小値(例えばKrisc0=0)に設定する。テーブルT5は、電流二乗積算比率Riscが閾値となる適正基準値b1よりも低下すると、電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0を最大値(例えばKrisc0=1)に設定する。また、電流二乗積算比率Riscが上限値b2と適正基準値b1の間の値となるときには、テーブルT5は、電流二乗積算比率Riscが上昇するに従って、電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0を低下させる。即ち、電流二乗積算比率Riscが適正基準値b1よりも上昇すると、テーブルT5は、適正基準値b1からの上昇度合いに応じて、電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0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b1は、上限値b2から予め決められた余裕を持って小さな値に設定されている。例えば上限値b2が100%となるときに、適正基準値b1は95%程度の値に設定されている。なお、上限値b2は、電流二乗積算比率Riscの限界値(上限値Risc2)と同じ値である。また、適正基準値b1は、電流二乗積算比率Riscの許容範囲の上限値(中間値Risc0)と異なる値になる場合を例示したが、これらは互いに同じ値でもよい。   The table T5 sets the current square integration ratio output limiting gain Krisc0 to a minimum value (for example, Krisc0 = 0) when the current square integration ratio Risc rises to the upper limit value b2 of the proper use range. The table T5 sets the current square integration ratio output limiting gain Krisc0 to the maximum value (for example, Krisc0 = 1) when the current square integration ratio Risc falls below the appropriate reference value b1 that is a threshold. When the current square integration ratio Risc becomes a value between the upper limit value b2 and the appropriate reference value b1, the table T5 decreases the current square integration ratio output limiting gain Krisc0 as the current square integration ratio Risc increases. That is, when the current square integration ratio Risc rises above the appropriate reference value b1, the table T5 sets the current square integration ratio output limiting gain Krisc0 between the minimum value and the maximum value in accordance with the degree of increase from the appropriate reference value b1. Set to the value of. Here, the appropriate reference value b1 is set to a small value with a predetermined margin from the upper limit value b2. For example, when the upper limit b2 becomes 100%, the appropriate reference value b1 is set to a value of about 95%. Note that the upper limit value b2 is the same value as the limit value (upper limit value Risc2) of the current square integration ratio Risc. Further, the case where the appropriate reference value b1 is different from the upper limit value (intermediate value Risc0) of the allowable range of the current square integration ratio Risc has been exemplified, but these may be the same value.

最小値選択部52Dは、蓄電率力行制限ゲイン演算部52Aによる蓄電率力行制限ゲインKmgm0と、電流二乗積算比率出力制限ゲイン演算部52Cによる電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0とを比較する。最小値選択部52Dは、蓄電率力行制限ゲインKmgm0と、電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0とのうちで最小の値を選択し、発電電動機力行制限ゲインKmgmとして出力する。   The minimum value selection unit 52D compares the power storage rate powering limit gain Kmgm0 from the power storage rate powering limit gain calculation unit 52A with the current square integration ratio output limit gain Krisc0 from the current square integration ratio output limit gain calculation unit 52C. The minimum value selection unit 52D selects the minimum value between the power storage rate power running limit gain Kmgm0 and the current square integration ratio output limit gain Krisc0, and outputs the selected value as the generator motor power running limit gain Kmgm.

最小値選択部52Eは、蓄電率発電制限ゲイン演算部52Bによる蓄電率発電制限ゲインKmgg0と、電流二乗積算比率出力制限ゲイン演算部52Cによる電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0とを比較する。最小値選択部52Eは、蓄電率発電制限ゲインKmgg0と、電流二乗積算比率出力制限ゲインKrisc0とのうちで最小の値を選択し、発電電動機発電制限ゲインKmggとして出力する。   The minimum value selection unit 52E compares the power storage rate power generation limit gain Kmgg0 by the power storage rate power generation gain calculation unit 52B with the current square integration ratio output restriction gain Krisc0 by the current square integration ratio output restriction gain calculation unit 52C. The minimum value selection unit 52E selects the minimum value between the power storage rate power generation restriction gain Kmgg0 and the current square integration ratio output restriction gain Krisc0, and outputs the selected value as the generator motor power generation restriction gain Kmgg.

発電電動機最大出力演算部53は、エンジン最大出力演算部51と同様に、エンジン目標回転数ωeに対する発電電動機27の力行最大出力と、発電最大出力のテーブル(図示せず)を有している。発電電動機最大出力演算部53は、エンジン21の目標回転数ωeに基づいて、発電電動機27の力行最大出力および発電最大出力を算出する。発電電動機最大出力演算部53は、目標回転数ωeから決定した力行最大出力に発電電動機力行制限ゲインKmgmを作用(乗算)させた値を、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxとして出力する。発電電動機最大出力演算部53は、目標回転数ωeから決定した発電最大出力に発電電動機発電制限ゲインKmggを作用(乗算)させた値を、発電電動機最大発電出力Pmgg-maxとして出力する。   The generator motor maximum output calculator 53 has a table (not shown) of the power running maximum output of the generator motor 27 with respect to the engine target rotational speed ωe and the generator maximum output, like the engine maximum output calculator 51. The generator motor maximum output calculator 53 calculates the maximum powering output and the maximum power generation of the generator motor 27 based on the target rotation speed ωe of the engine 21. The generator motor maximum output calculation unit 53 outputs a value obtained by acting (multiplying) the generator motor power running limit gain Kmgm on the power running maximum output determined from the target rotation speed ωe as the generator motor maximum power running output Pmgm-max. The generator motor maximum output calculation unit 53 outputs a value obtained by applying (multiplying) the generator motor generation limit gain Kmgg to the generator maximum output determined from the target rotation speed ωe as the generator motor maximum generator output Pmgg-max.

次に、出力指令演算部60の具体的な構成について、図11ないし図14を参照して説明する。   Next, a specific configuration of the output command calculation unit 60 will be described with reference to FIGS.

図11に示すように、出力指令演算部60は、ポンプ推定入力演算部61と、発電電動機力行発電要求判定部62と、発電電動機力行出力演算部63と、発電電動機発電出力演算部64と、発電電動機出力指令演算部65と、エンジン出力指令演算部66とを有している。この出力指令演算部60には、旋回速度Vrと、各レバー操作量OA(OAr,OAbm,OAam,OAbk)と、その他車体情報VIと、蓄電率SOCと、電流二乗積算比率Riscと、発電電動機要求出力Pmg1と、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、発電電動機最大発電出力Pmgg-maxとが入力される。   As shown in FIG. 11, the output command calculation unit 60 includes a pump estimation input calculation unit 61, a generator motor powering power generation request determination unit 62, a generator motor powering output calculation unit 63, a generator motor power generation output calculation unit 64, It has a generator motor output command calculation unit 65 and an engine output command calculation unit 66. The output command calculation unit 60 includes a swing speed Vr, each lever operation amount OA (OAr, OAbm, OAam, OAbk), other vehicle information VI, a storage rate SOC, a current square integration ratio Risc, and a generator motor. The required output Pmg1, the engine maximum output Pe-max, the generator motor maximum powering output Pmgm-max, and the generator motor maximum power output Pmgg-max are input.

図12に示すように、ポンプ推定入力演算部61は、各レバー操作量OAに応じて車体を動作させたために必要なポンプ推定入力Ppと旋回電動モータ出力指令Perとを演算する。ポンプ推定入力演算部61は、ポンプ推定入力Ppと旋回電動モータ出力指令Perとを演算するときに、旋回速度Vrと、その他車体情報VIと、蓄電率SOCと、電流二乗積算比率Riscと、エンジン最大出力Pe-maxと、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxとを考慮する。このため、ポンプ推定入力演算部61には、旋回速度Vrと、その他車体情報VIと、蓄電率SOCと、電流二乗積算比率Riscと、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、各レバー操作量OAとが入力される。なお、以降では、その他車体情報VIについては、省いて説明する。ポンプ推定入力演算部61の具体的に構成については、後述する。   As shown in FIG. 12, the pump estimation input calculation unit 61 calculates a pump estimation input Pp and a turning electric motor output command Per necessary for operating the vehicle body according to each lever operation amount OA. When calculating the pump estimation input Pp and the turning electric motor output command Per, the pump estimation input calculation unit 61 calculates the turning speed Vr, other vehicle information VI, the power storage rate SOC, the current square integration ratio Risc, and the engine. The maximum output Pe-max and the generator motor maximum powering output Pmgm-max are considered. For this reason, the pump estimation input calculation unit 61 stores the turning speed Vr, other vehicle information VI, the power storage rate SOC, the current square integration ratio Risc, the engine maximum output Pe-max, and the generator motor maximum power running output Pmgm- max and each lever operation amount OA are input. Hereinafter, other vehicle body information VI will be omitted and described. The specific configuration of the pump estimation input calculation unit 61 will be described later.

発電電動機力行発電要求判定部62には、発電電動機要求出力Pmg1が入力される。発電電動機要求出力Pmg1が正の値の場合(Pmg1>0)、発電電動機力行発電要求判定部62は、発電電動機力行要求出力Pmgm1を発電電動機要求出力Pmg1の値に設定する(Pmgm1=Pmg1)と共に、発電電動機発電要求出力Pmgg1を0に設定する(Pmgg1=0)。逆に、発電電動機要求出力Pmg1が負の値の場合(Pmg1<0)、発電電動機力行発電要求判定部62は、発電電動機力行要求出力Pmgm1を0に設定する(Pmgm1=0)と共に、発電電動機発電要求出力Pmgg1を発電電動機要求出力Pmg1の値に設定する(Pmgm1=Pmg1)。発電電動機力行発電要求判定部62は、これらの発電電動機力行要求出力Pmgm1と発電電動機発電要求出力Pmgg1とを出力する。   The generator motor powering power generation request determination unit 62 receives the generator motor request output Pmg1. When the generator motor required output Pmg1 is a positive value (Pmg1> 0), the generator motor powering power generation request determination unit 62 sets the generator motor powering required output Pmgm1 to the value of the generator motor required output Pmg1 (Pmgm1 = Pmg1). Then, the generator motor power generation request output Pmgg1 is set to 0 (Pmgg1 = 0). Conversely, when the generator motor request output Pmg1 is a negative value (Pmg1 <0), the generator motor powering request generator determination unit 62 sets the generator motor powering request output Pmgm1 to 0 (Pmgm1 = 0) and generates the generator motor. The power generation request output Pmgg1 is set to the value of the generator motor request output Pmg1 (Pmgm1 = Pmg1). The generator motor powering power generation request determination unit 62 outputs the generator motor powering request output Pmgm1 and the generator motor power generation request output Pmgg1.

図13に示すように、発電電動機力行出力演算部63は、減算器63Aと、最大値選択部63Bと、最小値選択部63Cとを有している。発電電動機力行出力演算部63には、ポンプ推定入力Ppと、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、発電電動機力行要求出力Pmgm1とが入力される。   As shown in FIG. 13, the generator motor powering output calculation unit 63 includes a subtractor 63A, a maximum value selection unit 63B, and a minimum value selection unit 63C. The generator motor powering output calculation unit 63 receives the pump estimation input Pp, the engine maximum output Pe-max, the generator motor maximum powering output Pmgm-max, and the generator motor powering request output Pmgm1.

減算器63Aは、ポンプ推定入力Ppからエンジン最大出力Pe-maxを減算し、この減算値を出力する。最大値選択部63Bは、減算器63Aからの出力と、0と、発電電動機力行要求出力Pmgm1とを比較する。最大値選択部63Bは、減算器63Aからの出力と、0と、発電電動機力行要求出力Pmgm1とのうち最大値を選択して、発電電動機力行出力Pmgm10として出力する。このとき、発電電動機力行出力Pmgm10は、0または正の値になる(Pmgm10≧0)。   The subtractor 63A subtracts the engine maximum output Pe-max from the pump estimated input Pp, and outputs this subtraction value. The maximum value selection unit 63B compares the output from the subtractor 63A with 0 and the generator motor power running request output Pmgm1. The maximum value selecting unit 63B selects the maximum value from the output from the subtractor 63A, 0, and the generator motor powering request output Pmgm1, and outputs the selected value as the generator motor powering output Pmgm10. At this time, the generator motor powering output Pmgm10 becomes 0 or a positive value (Pmgm10 ≧ 0).

最小値選択部63Cは、発電電動機力行出力Pmgm10と発電電動機最大力行出力Pmgm-maxとを比較する。最小値選択部63Cは、発電電動機力行出力Pmgm10と発電電動機最大力行出力Pmgm-maxとのうち最小の値を選択し、発電電動機力行出力指令Pmgmとして出力する。   The minimum value selection unit 63C compares the generator motor powering output Pmgm10 with the generator motor maximum powering output Pmgm-max. The minimum value selection unit 63C selects the minimum value between the generator motor powering output Pmgm10 and the generator motor maximum powering output Pmgm-max, and outputs the selected value as the generator motor powering output command Pmgm.

このように、発電電動機力行出力演算部63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。発電電動機力行出力演算部63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、ポンプ推定入力Ppとエンジン最大出力Pe-maxとの差を発電電動機力行出力指令Pmgmとする。但し、発電電動機力行出力指令Pmgmは、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxよりも大きくならないように調整される。   As described above, the generator motor powering output calculation unit 63 compares the pump estimated input Pp with the engine maximum output Pe-max. When the estimated pump input Pp is larger than the engine maximum output Pe-max (Pp> Pe-max), the generator motor powering output calculator 63 calculates the difference between the estimated pump input Pp and the maximum engine output Pe-max by using the generator motor. The powering output command is Pmgm. However, the generator motor powering output command Pmgm is adjusted so as not to be larger than the generator motor maximum powering output Pmgm-max.

一方、エンジン最大出力Pe-maxがポンプ推定入力Ppよりも大きい場合(Pp<Pe-max)は、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxと発電電動機力行要求出力Pmgm1とのうち最小のものを選択し、発電電動機力行出力指令Pmgmとする。   On the other hand, when the engine maximum output Pe-max is larger than the estimated pump input Pp (Pp <Pe-max), the smallest one of the generator motor maximum power running output Pmgm-max and the generator motor power running required output Pmgm1 is selected. , The generator motor powering output command Pmgm.

これにより、発電電動機力行出力演算部63は、油圧負荷に対してエンジン21の出力で不足する部分を発電電動機27の力行出力によって担保する。その上で、発電電動機力行出力演算部63は、発電電動機力行要求出力Pmgm1を満たすように、発電電動機27の力行動作を制御する。   Accordingly, the generator motor powering output calculation unit 63 secures a portion of the hydraulic load that is insufficient for the output of the engine 21 by the powering output of the generator motor 27. Then, the generator motor powering output calculation unit 63 controls the powering operation of the generator motor 27 so as to satisfy the generator motor powering request output Pmgm1.

図14に示すように、発電電動機発電出力演算部64は、減算器64Aと、最大値選択部64B,64D,64Eと、発電電力変換部64Cとを有している。発電電動機発電出力演算部64には、ポンプ推定入力Ppと、エンジン最大出力Pe-maxと、発電電動機最大発電出力Pmgg-maxと、発電電動機発電要求出力Pmgg1とが入力される。   As shown in FIG. 14, the generator motor output calculator 64 includes a subtractor 64A, maximum value selectors 64B, 64D, 64E, and a generated power converter 64C. The generator motor generator output calculator 64 receives a pump estimation input Pp, an engine maximum output Pe-max, a generator motor maximum generator output Pmgg-max, and a generator motor generator request output Pmgg1.

減算器64Aは、エンジン最大出力Pe-maxからポンプ推定入力Ppを減算し、この減算値を出力する。最大値選択部64Bは、減算器64Aからの出力と0とを比較する。最大値選択部64Bは、減算器64Aからの出力と0とのうち最大値を選択する。このとき、最大値選択部64Bは、0または正の値を出力する。最大値選択部64Bからの出力は、発電電力変換部64Cによって−1が乗算され、負の値に変換される。これにより、発電電力変換部64Cは、エンジン最大出力Pe-maxとポンプ推定入力Ppとの差に応じた大きさとなった第1の発電電動機発電出力Pmgg10を出力する。このとき、第1の発電電動機発電出力Pmgg10は、0または負の値になる(Pmgg10≦0)。   The subtractor 64A subtracts the pump estimated input Pp from the engine maximum output Pe-max, and outputs the subtracted value. The maximum value selector 64B compares the output from the subtractor 64A with 0. The maximum value selection section 64B selects the maximum value between the output from the subtractor 64A and 0. At this time, the maximum value selector 64B outputs 0 or a positive value. The output from the maximum value selection unit 64B is multiplied by −1 by the generated power conversion unit 64C and converted to a negative value. As a result, the generated power converter 64C outputs the first generator-motor output Pmgg10 having a magnitude corresponding to the difference between the engine maximum output Pe-max and the pump estimated input Pp. At this time, the first generator motor output Pmgg10 becomes 0 or a negative value (Pmgg10 ≦ 0).

最大値選択部64Dは、発電電動機発電要求出力Pmgg1と発電電動機最大発電出力Pmgg-maxとを比較する。最大値選択部64Dは、発電電動機発電要求出力Pmgg1と発電電動機最大発電出力Pmgg-maxとのうち、大きい方を選択する。ここで、発電電動機発電要求出力Pmgg1と発電電動機最大発電出力Pmgg-maxは、いずれも負の値である。従って、最大値選択部64Dは、発電電動機発電要求出力Pmgg1と発電電動機最大発電出力Pmgg-maxとのうち、0に近い値の方(絶対値の小さい方)を選択する。最大値選択部64Dは、発電電動機発電要求出力Pmgg1と発電電動機最大発電出力Pmgg-maxとのうち選択した方を、第2の発電電動機発電出力Pmgg20として出力する。   The maximum value selection unit 64D compares the generator motor required power output Pmgg1 with the generator motor maximum power output Pmgg-max. The maximum value selection unit 64D selects the larger one of the generator motor power generation request output Pmgg1 and the generator motor maximum power output Pmgg-max. Here, the generator motor required power output Pmgg1 and the generator motor maximum power output Pmgg-max are both negative values. Therefore, the maximum value selection unit 64D selects the value closer to 0 (the one with the smaller absolute value) between the generator motor required power output Pmgg1 and the generator motor maximum power output Pmgg-max. The maximum value selection unit 64D outputs the selected one of the generator motor power generation request output Pmgg1 and the generator motor maximum power output Pmgg-max as the second generator motor power output Pmgg20.

最大値選択部64Eは、第1の発電電動機発電出力Pmgg10と第2の発電電動機発電出力Pmgg20とを比較する。最大値選択部64Eは、第1の発電電動機発電出力Pmgg10と第2の発電電動機発電出力Pmgg20とのうち、大きい方を選択する。ここで、第1の発電電動機発電出力Pmgg10と第2の発電電動機発電出力Pmgg20は、いずれも負の値である。このため、最大値選択部64Eは、第1の発電電動機発電出力Pmgg10と第2の発電電動機発電出力Pmgg20とのうち、0に近い値の方(絶対値の小さい方)を選択する。最大値選択部64Eは、第1の発電電動機発電出力Pmgg10と第2の発電電動機発電出力Pmgg20とのうち選択した方を、発電電動機発電出力指令Pmggとして出力する。   The maximum value selector 64E compares the first generator motor output Pmgg10 with the second generator motor output Pmgg20. The maximum value selecting unit 64E selects the larger one of the first generator motor generator output Pmgg10 and the second generator motor generator output Pmgg20. Here, the first generator motor generator output Pmgg10 and the second generator motor generator output Pmgg20 are both negative values. For this reason, the maximum value selection unit 64E selects the value closer to 0 (the smaller absolute value) between the first generator motor output Pmgg10 and the second generator motor output Pmgg20. The maximum value selector 64E outputs the selected one of the first generator motor generator output Pmgg10 and the second generator motor generator output Pmgg20 as a generator motor generator output command Pmgg.

このように、発電電動機発電出力演算部64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64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21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。   As described above, the generator motor generator output calculator 64 compares the estimated pump input Pp with the maximum engine output Pe-max. When the estimated pump input Pp is greater than the engine maximum output Pe-max (Pp> Pe-max), the generator motor generator output unit 64 outputs a generator motor generator output command Pmgg that has become zero. In this case, the engine 21 consumes all the output in response to the hydraulic load, and thus cannot afford to perform the power generation operation. Therefore, the generator motor generation output command Pmgg is set to 0, and the generator motor 27 does not perform the power generation operation.

一方、エンジン最大出力Pe-maxがポンプ推定入力Ppよりも大きい場合(Pp<Pe-max)は、エンジン最大出力Pe-maxとポンプ推定入力Ppとの差と、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxと、発電電動機力行要求出力Pmgm1とのうち、その絶対値が最小のものを選択し、発電電動機力行出力指令Pmgmとする。   On the other hand, when the engine maximum output Pe-max is larger than the pump estimated input Pp (Pp <Pe-max), the difference between the engine maximum output Pe-max and the pump estimated input Pp and the generator motor maximum powering output Pmgm-max And the generator motor powering request output Pmgm1 whose absolute value is the smallest is selected as the generator motor powering output command Pmgm.

これにより、発電電動機発電出力演算部64は、油圧負荷に対応しながら、可能な限り発電電動機力行要求出力Pmgm1を満たすように、発電電動機27の発電動作を制御する。   As a result, the generator motor generator output calculator 64 controls the generator motor 27 so as to satisfy the generator motor powering request output Pmgm1 as much as possible while corresponding to the hydraulic load.

発電電動機出力指令演算部65は、発電電動機力行出力指令Pmgmと発電電動機発電出力指令Pmggとを加算する。発電電動機出力指令演算部65は、この加算値を、発電電動機出力指令Pmgとして出力する。   The generator motor output command calculation unit 65 adds the generator motor powering output command Pmgm and the generator motor power output command Pmgg. The generator motor output command calculation unit 65 outputs the added value as a generator motor output command Pmg.

エンジン出力指令演算部66は、ポンプ推定入力Ppから発電電動機出力指令Pmgを減算する。エンジン出力指令演算部66は、この減算値を、エンジン出力指令Peとして出力する。   The engine output command calculation unit 66 subtracts the generator motor output command Pmg from the pump estimated input Pp. The engine output command calculation unit 66 outputs this subtraction value as an engine output command Pe.

出力指令演算部60は、出力制御部の一部を構成している。この出力指令演算部60は、発電電動機要求出力演算部40からの出力の要求に加えて、操作量センサ9A〜11Aによって検出したレバー操作量OAに基づいて、蓄電装置31の出力を制御する。また、出力指令演算部60のポンプ推定入力演算部61は、各レバー操作量OAに応じたポンプ推定入力Ppを算出する。このとき、出力指令演算部60の発電電動機力行出力演算部63は、ポンプ推定入力Ppの確保を優先させた発電電動機力行出力指令Pmgmを出力する。同様に、出力指令演算部60の発電電動機発電出力演算部64は、ポンプ推定入力Ppの確保を優先させた発電電動機発電出力指令Pmggを出力する。このため、車体速度の低下を抑制して、オペレータに操作ストレスや違和感を与える機会を減少させることができる。   The output command calculation unit 60 forms a part of the output control unit. The output command calculation unit 60 controls the output of the power storage device 31 based on the lever operation amount OA detected by the operation amount sensors 9A to 11A in addition to the output request from the generator motor request output operation unit 40. The pump estimation input calculation unit 61 of the output command calculation unit 60 calculates a pump estimation input Pp corresponding to each lever operation amount OA. At this time, the generator motor powering output calculator 63 of the output command calculator 60 outputs the generator motor powering output command Pmgm giving priority to securing the pump estimated input Pp. Similarly, the generator motor generator output calculator 64 of the output command calculator 60 outputs a generator motor generator output command Pmgg giving priority to securing the pump estimation input Pp. For this reason, it is possible to suppress a decrease in the vehicle body speed and to reduce the chance of giving the operator an operational stress or a sense of discomfort.

次に、ポンプ推定入力演算部61の具体的な構成について、図12、図15ないし図19を参照して説明する。   Next, a specific configuration of the pump estimation input calculation unit 61 will be described with reference to FIGS. 12, 15 to 19.

図12に示すように、ポンプ推定入力演算部61は、旋回基本出力演算部71と、ブーム基本出力演算部72と、アーム基本出力演算部73と、バケット基本出力演算部74と、旋回ブーム出力配分演算部75と、アームバケット出力配分演算部76と、旋回油圧電動出力配分演算部77と、合計ポンプ出力演算部78とを有している。ポンプ推定入力演算部61には、旋回速度Vrと、各レバー操作量OA(OAr,OAbm,OAam,OAbk)と、蓄電率SOCと、電流二乗積算比率Riscと、エンジン最大出力Pe-maxと、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxとが入力される。このとき、エンジン最大出力Pe-maxと発電電動機最大力行出力Pmgm-maxとを加算したものは、出力上限値Pmaxに相当する(Pmax=Pe-max+Pmgm-max)。   As shown in FIG. 12, the pump estimation input calculation unit 61 includes a swing basic output calculation unit 71, a boom basic output calculation unit 72, an arm basic output calculation unit 73, a bucket basic output calculation unit 74, and a swing boom output. It has a distribution calculation unit 75, an arm bucket output distribution calculation unit 76, a swing hydraulic power output distribution calculation unit 77, and a total pump output calculation unit 78. The pump estimation input calculation unit 61 includes a swing speed Vr, each lever operation amount OA (OAr, OAbm, OAam, OAbk), a storage rate SOC, a current square integration ratio Risc, an engine maximum output Pe-max, The generator motor maximum powering output Pmgm-max is input. At this time, the sum of the engine maximum output Pe-max and the generator motor maximum powering output Pmgm-max corresponds to the output upper limit value Pmax (Pmax = Pe-max + Pmgm-max).

旋回基本出力演算部71は、旋回レバー操作量OArに対して単調増加するような旋回基本出力Pr0を演算する。図15に示すように、旋回基本出力演算部71は、最大値選択部71Aと、初期旋回基本出力演算部71Bと、出力減少ゲイン演算部71Cと、ゲイン変換部71Dと、乗算器71Eとを有している。   The turning basic output calculator 71 calculates a turning basic output Pr0 that monotonically increases with respect to the turning lever operation amount OAr. As shown in FIG. 15, the turning basic output calculating unit 71 includes a maximum value selecting unit 71A, an initial turning basic output calculating unit 71B, an output reduction gain calculating unit 71C, a gain converting unit 71D, and a multiplier 71E. Have.

最大値選択部71Aは、旋回レバー操作量OArに含まれる左旋回操作量OAr1と右旋回操作量OAr2とを比較する。最大値選択部71Aは、左旋回操作量OAr1と右旋回操作量OAr2とのうち最大の値を選択し、旋回操作量OAr3として出力する。   The maximum value selector 71A compares the left turning operation amount OAr1 and the right turning operation amount OAr2 included in the turning lever operation amount OAr. The maximum value selection unit 71A selects the maximum value from the left turning operation amount OAr1 and the right turning operation amount OAr2, and outputs the selected value as the turning operation amount OAr3.

初期旋回基本出力演算部71Bは、旋回操作量OAr3に基づいて初期旋回基本出力Pr10を演算するために、テーブルT6を有する。初期旋回基本出力演算部71Bは、テーブルT6を用いて旋回操作量OAr3に応じた初期旋回基本出力Pr10を演算する。このとき、初期旋回基本出力Pr10は、旋回操作量OAr3に応じた旋回動作を行うために必要な出力に相当する。初期旋回基本出力Pr10は、旋回操作量OAr3が増加するに従って、大きな値になる。旋回操作量OAr3が所定値を超えて増加すると、初期旋回基本出力Pr10は、最大値になって飽和する。   The initial turning basic output calculation section 71B has a table T6 for calculating the initial turning basic output Pr10 based on the turning operation amount OAr3. The initial turning basic output calculation unit 71B calculates an initial turning basic output Pr10 according to the turning operation amount OAr3 using the table T6. At this time, the initial turning basic output Pr10 corresponds to an output necessary for performing a turning operation according to the turning operation amount OAr3. The initial turning basic output Pr10 increases as the turning operation amount OAr3 increases. When the turning operation amount OAr3 increases beyond a predetermined value, the initial turning basic output Pr10 reaches the maximum value and saturates.

出力減少ゲイン演算部71Cは、旋回速度Vrに基づいて出力減少ゲインKrを演算するために、テーブルT7を有する。出力減少ゲイン演算部71Cは、テーブルT7を用いて旋回速度Vrに応じた出力減少ゲインKrを演算する。このとき、出力減少ゲインKrは、旋回速度Vrが増加するに従って、旋回出力を低下させるために、小さい値になる。旋回速度Vrが所定値を超えて増加すると、出力減少ゲインKrは、最小値になって飽和する。   The output reduction gain calculator 71C has a table T7 for calculating the output reduction gain Kr based on the turning speed Vr. The output reduction gain calculator 71C calculates an output reduction gain Kr corresponding to the turning speed Vr using the table T7. At this time, the output reduction gain Kr becomes a small value in order to reduce the turning output as the turning speed Vr increases. When the turning speed Vr increases beyond a predetermined value, the output reduction gain Kr becomes the minimum value and saturates.

出力減少ゲイン演算部71Cから出力された出力減少ゲインKr(%)は、百分率で表される。このため、出力減少ゲインKrは、ゲイン変換部71Dによって1を最大値とした比率に変換される。即ち、ゲイン変換部71Dは、出力減少ゲインKrを100で割った値を、変換後の出力減少ゲインKr10として出力する。乗算器71Eは、初期旋回基本出力Pr10と出力減少ゲインKr10との積を演算し、旋回基本出力Pr0を出力する。   The output reduction gain Kr (%) output from the output reduction gain calculator 71C is expressed as a percentage. Therefore, the output reduction gain Kr is converted by the gain conversion unit 71D into a ratio where 1 is the maximum value. That is, the gain conversion unit 71D outputs a value obtained by dividing the output reduction gain Kr by 100 as the converted output reduction gain Kr10. The multiplier 71E calculates a product of the initial turning basic output Pr10 and the output reduction gain Kr10, and outputs a turning basic output Pr0.

ブーム基本出力演算部72は、ブームレバー操作量OAbmに対して単調増加するようなブーム基本出力Pbm0を演算する。図16に示すように、ブーム基本出力演算部72は、ブーム上げ基本出力演算部72Aと、ブーム下げ基本出力演算部72Bと、最大値選択部72Cとを有している。   The boom basic output calculator 72 calculates a boom basic output Pbm0 that monotonically increases with respect to the boom lever operation amount OAbm. As shown in FIG. 16, the boom basic output calculator 72 has a boom raising basic output calculator 72A, a boom lowering basic output calculator 72B, and a maximum value selector 72C.

ブーム上げ基本出力演算部72Aは、ブーム上げ操作量OAbm1に基づいてブーム上げ基本出力Pbm10を演算するために、テーブルT8を有する。ブーム上げ基本出力演算部72Aは、テーブルT8を用いてブーム上げ操作量OAbm1に応じたブーム上げ基本出力Pbm10を演算する。このとき、ブーム上げ基本出力Pbm10は、ブーム上げ操作量OAbm1に応じたブーム上げ動作を行うために必要な出力に相当する。ブーム上げ基本出力Pbm10は、ブーム上げ操作量OAbm1が増加するに従って、大きな値になる。ブーム上げ操作量OAbm1が所定値を超えて増加すると、ブーム上げ基本出力Pbm10は、最大値になって飽和する。   The boom raising basic output calculator 72A has a table T8 for calculating the boom raising basic output Pbm10 based on the boom raising operation amount OAbm1. The boom raising basic output calculator 72A calculates a boom raising basic output Pbm10 according to the boom raising operation amount OAbm1 using the table T8. At this time, the boom raising basic output Pbm10 corresponds to an output necessary for performing the boom raising operation according to the boom raising operation amount OAbm1. The boom raising basic output Pbm10 increases as the boom raising operation amount OAbm1 increases. When the boom raising operation amount OAbm1 increases beyond a predetermined value, the boom raising basic output Pbm10 reaches the maximum value and saturates.

ブーム下げ基本出力演算部72Bは、ブーム下げ操作量OAbm2に基づいてブーム下げ基本出力Pbm20を演算するために、テーブルT9を有する。ブーム下げ基本出力演算部72Bは、テーブルT9を用いてブーム下げ操作量OAbm2に応じたブーム下げ基本出力Pbm20を演算する。このとき、ブーム下げ基本出力Pbm20は、ブーム下げ操作量OAbm2に応じたブーム下げ動作を行うために必要な出力に相当する。ブーム下げ基本出力Pbm20は、ブーム下げ操作量OAbm2が増加するに従って、大きな値になる。ブーム下げ操作量OAbm2が所定値を超えて増加すると、ブーム下げ基本出力Pbm20は、最大値になって飽和する。   The boom lowering basic output calculator 72B has a table T9 for calculating the boom lowering basic output Pbm20 based on the boom lowering operation amount OAbm2. The boom lowering basic output calculator 72B calculates the boom lowering basic output Pbm20 according to the boom lowering operation amount OAbm2 using the table T9. At this time, the boom lowering basic output Pbm20 corresponds to an output necessary for performing the boom lowering operation according to the boom lowering operation amount OAbm2. The boom lowering basic output Pbm20 becomes a larger value as the boom lowering operation amount OAbm2 increases. When the boom lowering operation amount OAbm2 increases beyond a predetermined value, the boom lowering basic output Pbm20 reaches the maximum value and saturates.

なお、ブーム下げ動作では、ブーム12Aに重力が作用するため、ブーム上げ動作に比べて、小さい出力で足りる。このため、ブーム下げ基本出力Pbm20は、ブーム上げ基本出力Pbm10に比べて全体的に小さい値になっている。   In the boom lowering operation, a smaller output is sufficient than the boom raising operation because gravity acts on the boom 12A. For this reason, the boom lowering basic output Pbm20 has a smaller value overall than the boom raising basic output Pbm10.

最大値選択部72Cは、ブーム上げ基本出力Pbm10とブーム下げ基本出力Pbm20とを比較する。最大値選択部72Cは、ブーム上げ基本出力Pbm10とブーム下げ基本出力Pbm20とのうち最大の値を選択し、ブーム基本出力Pbm0として出力する。   The maximum value selection unit 72C compares the boom raising basic output Pbm10 with the boom lowering basic output Pbm20. The maximum value selection unit 72C selects the maximum value from the boom raising basic output Pbm10 and the boom lowering basic output Pbm20, and outputs the selected value as the boom basic output Pbm0.

アーム基本出力演算部73は、アームレバー操作量OAamに対して単調増加するようなアーム基本出力Pam0を演算する。バケット基本出力演算部74は、バケットレバー操作量OAbkに対して単調増加するようなバケット基本出力Pbk0を演算する。アーム基本出力演算部73およびバケット基本出力演算部74は、いずれもブーム基本出力演算部72とほぼ同様に構成されている。   The arm basic output calculator 73 calculates an arm basic output Pam0 that monotonically increases with respect to the arm lever operation amount OAam. The bucket basic output calculator 74 calculates a bucket basic output Pbk0 that monotonically increases with respect to the bucket lever operation amount OAbk. Each of the arm basic output calculation section 73 and the bucket basic output calculation section 74 has substantially the same configuration as the boom basic output calculation section 72.

旋回ブーム出力配分演算部75は、出力上限値Pmaxに応じて旋回動作とブーム12Aの動作とを行うために、出力上限値Pmax等を考慮した旋回要求出力Pr1およびブーム要求出力Pbm1を演算する。図17に示すように、旋回ブーム出力配分演算部75は、旋回ブーム配分出力演算部75Aと、旋回要求出力演算部75Bと、ブーム要求出力演算部75Cとを有している。旋回ブーム出力配分演算部75には、出力上限値Pmaxと、旋回基本出力Pr0と、ブーム基本出力Pbm0と、アーム基本出力Pam0と、バケット基本出力Pbk0とが入力される。   The turning boom output distribution calculating unit 75 calculates a turning request output Pr1 and a boom request output Pbm1 in consideration of the output upper limit Pmax and the like in order to perform the turning operation and the operation of the boom 12A according to the output upper limit Pmax. As shown in FIG. 17, the turning boom output distribution calculating section 75 has a turning boom distribution output calculating section 75A, a turning request output calculating section 75B, and a boom request output calculating section 75C. The turning boom output distribution calculation unit 75 receives an output upper limit value Pmax, a turning basic output Pr0, a boom basic output Pbm0, an arm basic output Pam0, and a bucket basic output Pbk0.

旋回ブーム配分出力演算部75Aは、加算器75A1,75A4と、アームバケット配分出力演算部75A2と、減算器75A3と、最小値選択部75A5とを有している。   The turning boom distribution output calculator 75A includes adders 75A1, 75A4, an arm bucket distribution output calculator 75A2, a subtractor 75A3, and a minimum value selector 75A5.

加算器75A1は、アーム基本出力Pam0とバケット基本出力Pbk0とを加算し、この加算値をアームバケット基本出力Pab0として出力する(Pab0=Pam0+Pbk0)。   The adder 75A1 adds the arm basic output Pam0 and the bucket basic output Pbk0, and outputs the added value as the arm bucket basic output Pab0 (Pab0 = Pam0 + Pbk0).

アームバケット配分出力演算部75A2は、アームバケット基本出力Pab0に基づいて暫定的なアームバケット配分出力Pab1を演算するために、テーブルT10を有する。アームバケット配分出力演算部75A2は、テーブルT10を用いてアームバケット基本出力Pab0に応じたアームバケット配分出力Pab1を演算する。このとき、アームバケット配分出力Pab1は、アーム基本出力Pam0とバケット基本出力Pbk0とに基づいて、アーム12Bおよびバケット12Cの動作に配分可能な出力に相当する。アームバケット配分出力Pab1は、アームバケット基本出力Pab0が増加するに従って、大きな値になる。アームバケット基本出力Pab0が所定値を超えて増加すると、アームバケット配分出力Pab1は、最大値になって飽和する。   The arm bucket distribution output calculation unit 75A2 has a table T10 for calculating a provisional arm bucket distribution output Pab1 based on the arm bucket basic output Pab0. The arm bucket distribution output calculation unit 75A2 calculates an arm bucket distribution output Pab1 corresponding to the arm bucket basic output Pab0 using the table T10. At this time, the arm bucket distribution output Pab1 corresponds to an output that can be distributed to the operations of the arm 12B and the bucket 12C based on the arm basic output Pam0 and the bucket basic output Pbk0. The arm bucket distribution output Pab1 increases as the arm bucket basic output Pab0 increases. When the arm bucket basic output Pab0 increases beyond a predetermined value, the arm bucket distribution output Pab1 reaches the maximum value and saturates.

減算器75A3は、出力上限値Pmaxからアームバケット配分出力Pab1を減算し、この減算値を第1の旋回ブーム基本出力Prb10として出力する。加算器75A4は、旋回基本出力Pr0とブーム基本出力Pbm0を加算し、この加算値を第2の旋回ブーム基本出力Prb20として出力する。最小値選択部75A5は、第1の旋回ブーム基本出力Prb10と第2の旋回ブーム基本出力Prb20とを比較する。最小値選択部75A5は、第1の旋回ブーム基本出力Prb10と第2の旋回ブーム基本出力Prb20とのうち最小の値を選択し、旋回ブーム配分出力Prbとして出力する。   The subtractor 75A3 subtracts the arm bucket distribution output Pab1 from the output upper limit value Pmax, and outputs the subtracted value as a first turning boom basic output Prb10. The adder 75A4 adds the turning basic output Pr0 and the boom basic output Pbm0, and outputs the added value as a second turning boom basic output Prb20. The minimum value selector 75A5 compares the first turning boom basic output Prb10 with the second turning boom basic output Prb20. The minimum value selector 75A5 selects the minimum value of the first turning boom basic output Prb10 and the second turning boom basic output Prb20, and outputs the selected value as the turning boom distribution output Prb.

旋回要求出力演算部75Bは、最大値選択部75B1と、旋回配分比率演算部75B2と、乗算器75B3と、最小値選択部75B4とを有している。   The turning request output calculating section 75B includes a maximum value selecting section 75B1, a turning distribution ratio calculating section 75B2, a multiplier 75B3, and a minimum value selecting section 75B4.

最大値選択部75B1は、第2の旋回ブーム基本出力Prb20と1とを比較する。最大値選択部75B1は、第2の旋回ブーム基本出力Prb20と1とのうち最大値を選択して、出力する。   The maximum value selector 75B1 compares the second turning boom basic output Prb20 with 1. The maximum value selecting section 75B1 selects and outputs the maximum value from the second turning boom basic outputs Prb20 and 1.

旋回配分比率演算部75B2は、旋回基本出力Pr0を最大値選択部75B1からの出力で除算する。このとき、最大値選択部75B1は、1以上の値を出力している。旋回配分比率演算部75B2は、第2の旋回ブーム基本出力Prb20に対する旋回基本出力Pr0の比率を算出する。   The turning distribution ratio calculating unit 75B2 divides the turning basic output Pr0 by the output from the maximum value selecting unit 75B1. At this time, the maximum value selection unit 75B1 outputs one or more values. The turning distribution ratio calculation unit 75B2 calculates the ratio of the turning basic output Pr0 to the second turning boom basic output Prb20.

乗算器75B3は、旋回配分比率演算部75B2からの出力と旋回ブーム配分出力Prbとを乗算する。最小値選択部75B4は、乗算器75B3からの出力と旋回基本出力Pr0とを比較する。最小値選択部75B4は、乗算器75B3からの出力と旋回基本出力Pr0とのうち最小値を選択し、旋回要求出力Pr1として出力する。   The multiplier 75B3 multiplies the output from the turning distribution ratio calculation unit 75B2 by the turning boom distribution output Prb. The minimum value selector 75B4 compares the output from the multiplier 75B3 with the turning basic output Pr0. The minimum value selection unit 75B4 selects the minimum value of the output from the multiplier 75B3 and the turning basic output Pr0, and outputs the selected value as the turning request output Pr1.

ブーム要求出力演算部75Cは、最大値選択部75C1と、ブーム配分比率演算部75C2と、乗算器75C3と、最小値選択部75C4とを有している。   The boom request output calculation unit 75C includes a maximum value selection unit 75C1, a boom distribution ratio calculation unit 75C2, a multiplier 75C3, and a minimum value selection unit 75C4.

最大値選択部75C1は、第2の旋回ブーム基本出力Prb20と1とを比較する。最大値選択部75C1は、第2の旋回ブーム基本出力Prb20と1とのうち最大値を選択して、出力する。   The maximum value selector 75C1 compares the second turning boom basic output Prb20 with 1. The maximum value selector 75C1 selects and outputs the maximum value from the second turning boom basic outputs Prb20 and 1.

ブーム配分比率演算部75C2は、ブーム基本出力Pbm0を最大値選択部75C1からの出力で除算する。このとき、最大値選択部75C1は、1以上の値を出力している。ブーム配分比率演算部75C2は、第2の旋回ブーム基本出力Prb20に対するブーム基本出力Pbm0の比率を算出する。   The boom distribution ratio calculation unit 75C2 divides the boom basic output Pbm0 by the output from the maximum value selection unit 75C1. At this time, the maximum value selector 75C1 outputs one or more values. The boom distribution ratio calculation unit 75C2 calculates the ratio of the boom basic output Pbm0 to the second turning boom basic output Prb20.

乗算器75C3は、ブーム配分比率演算部75C2からの出力と旋回ブーム配分出力Prbとを乗算する。最小値選択部75C4は、乗算器75C3からの出力とブーム基本出力Pbm0とを比較する。最小値選択部75C4は、乗算器75C3からの出力とブーム基本出力Pbm0とのうち最小値を選択し、ブーム要求出力Pbm1として出力する。   The multiplier 75C3 multiplies the output from the boom distribution ratio calculation unit 75C2 by the turning boom distribution output Prb. The minimum value selector 75C4 compares the output from the multiplier 75C3 with the boom basic output Pbm0. The minimum value selector 75C4 selects the minimum value from the output from the multiplier 75C3 and the boom basic output Pbm0, and outputs the selected value as the boom request output Pbm1.

アームバケット出力配分演算部76は、出力上限値Pmaxに応じてアーム12Bの動作とバケット12Cの動作とを行うために、出力上限値Pmax等を考慮したアーム要求出力Pam1およびバケット要求出力Pbk1を演算する。図18に示すように、アームバケット出力配分演算部76は、アームバケット配分出力演算部76Aと、アーム要求出力演算部76Bと、バケット要求出力演算部76Cとを有している。アームバケット出力配分演算部76には、出力上限値Pmaxと、旋回要求出力Pr1と、ブーム要求出力Pbm1と、アーム基本出力Pam0と、バケット基本出力Pbk0とが入力される。   The arm bucket output distribution calculation unit 76 calculates the arm request output Pam1 and the bucket request output Pbk1 in consideration of the output upper limit Pmax and the like in order to perform the operation of the arm 12B and the operation of the bucket 12C according to the output upper limit Pmax. I do. As shown in FIG. 18, the arm bucket output distribution calculation unit 76 has an arm bucket distribution output calculation unit 76A, an arm request output calculation unit 76B, and a bucket request output calculation unit 76C. The arm bucket output distribution calculation unit 76 receives an output upper limit value Pmax, a turning request output Pr1, a boom request output Pbm1, an arm basic output Pam0, and a bucket basic output Pbk0.

アームバケット配分出力演算部76Aは、加算器76A1,76A3と、減算器76A2と、最小値選択部76A4とを有している。   The arm bucket distribution output calculation unit 76A includes adders 76A1, 76A3, a subtractor 76A2, and a minimum value selection unit 76A4.

加算器76A1は、旋回要求出力Pr1とブーム要求出力Pbm1とを加算し、この加算値を旋回ブーム要求出力Prb1として出力する(Prb1=Pr1+Pbm1)。減算器76A2は、出力上限値Pmaxから旋回ブーム要求出力Prb1を減算し、この減算値を第1のアームバケット基本出力Pab10として出力する。加算器76A3は、アーム基本出力Pam0とバケット基本出力Pbk0を加算し、この加算値を第2のアームバケット基本出力Pab20として出力する。最小値選択部76A4は、第1のアームバケット基本出力Pab10と第2のアームバケット基本出力Pab20とを比較する。最小値選択部76A4は、第1のアームバケット基本出力Pab10と第2のアームバケット基本出力Pab20とのうち最小の値を選択し、アームバケット配分出力Pabとして出力する。   The adder 76A1 adds the turning request output Pr1 and the boom request output Pbm1, and outputs the added value as a turning boom request output Prb1 (Prb1 = Pr1 + Pbm1). The subtractor 76A2 subtracts the turning boom request output Prb1 from the output upper limit value Pmax, and outputs the subtracted value as a first arm bucket basic output Pab10. The adder 76A3 adds the arm basic output Pam0 and the bucket basic output Pbk0, and outputs the added value as a second arm bucket basic output Pab20. The minimum value selector 76A4 compares the first arm bucket basic output Pab10 with the second arm bucket basic output Pab20. The minimum value selector 76A4 selects the minimum value of the first arm bucket basic output Pab10 and the second arm bucket basic output Pab20, and outputs the selected value as the arm bucket distribution output Pab.

アーム要求出力演算部76Bは、最大値選択部76B1と、アーム配分比率演算部76B2と、乗算器76B3と、最小値選択部76B4とを有している。   The arm request output calculator 76B includes a maximum value selector 76B1, an arm distribution ratio calculator 76B2, a multiplier 76B3, and a minimum value selector 76B4.

最大値選択部76B1は、第2のアームバケット基本出力Pab20と1とを比較する。最大値選択部76B1は、第2のアームバケット基本出力Pab20と1とのうち最大値を選択して、出力する。   The maximum value selector 76B1 compares the second arm bucket basic output Pab20 with 1. The maximum value selector 76B1 selects and outputs the maximum value from the second arm bucket basic outputs Pab20 and Pab20.

アーム配分比率演算部76B2は、アーム基本出力Pam0を最大値選択部76B1からの出力で除算する。このとき、最大値選択部76B1は、1以上の値を出力している。アーム配分比率演算部76B2は、第2のアームバケット基本出力Pab20に対するアーム基本出力Pam0の比率を算出する。   The arm distribution ratio calculator 76B2 divides the arm basic output Pam0 by the output from the maximum value selector 76B1. At this time, the maximum value selector 76B1 outputs one or more values. The arm distribution ratio calculator 76B2 calculates the ratio of the arm basic output Pam0 to the second arm bucket basic output Pab20.

乗算器76B3は、アーム配分比率演算部76B2からの出力とアームバケット配分出力Pabとを乗算する。最小値選択部76B4は、乗算器76B3からの出力とアーム基本出力Pam0とを比較する。最小値選択部76B4は、乗算器76B3からの出力とアーム基本出力Pam0とのうち最小値を選択し、アーム要求出力Pam1として出力する。   The multiplier 76B3 multiplies the output from the arm distribution ratio calculator 76B2 by the arm bucket distribution output Pab. The minimum value selector 76B4 compares the output from the multiplier 76B3 with the arm basic output Pam0. The minimum value selector 76B4 selects the minimum value from the output from the multiplier 76B3 and the arm basic output Pam0, and outputs the selected value as the arm request output Pam1.

バケット要求出力演算部76Cは、最大値選択部76C1と、バケット配分比率演算部76C2と、乗算器76C3と、最小値選択部76C4とを有している。   The bucket request output operation unit 76C includes a maximum value selection unit 76C1, a bucket distribution ratio operation unit 76C2, a multiplier 76C3, and a minimum value selection unit 76C4.

最大値選択部76C1は、第2のアームバケット基本出力Pab20と1とを比較する。最大値選択部76C1は、第2のアームバケット基本出力Pab20と1とのうち最大値を選択して、出力する。   The maximum value selector 76C1 compares the second arm bucket basic output Pab20 with 1. The maximum value selection unit 76C1 selects and outputs the maximum value from the second arm bucket basic outputs Pab20 and Pab20.

バケット配分比率演算部76C2は、バケット基本出力Pbk0を最大値選択部76C1からの出力で除算する。このとき、最大値選択部76C1は、1以上の値を出力している。バケット配分比率演算部76C2は、第2のアームバケット基本出力Pab20に対するバケット基本出力Pbk0の比率を算出する。   The bucket distribution ratio calculator 76C2 divides the bucket basic output Pbk0 by the output from the maximum value selector 76C1. At this time, the maximum value selecting section 76C1 outputs one or more values. The bucket distribution ratio calculator 76C2 calculates the ratio of the bucket basic output Pbk0 to the second arm bucket basic output Pab20.

乗算器76C3は、バケット配分比率演算部76C2からの出力とアームバケット配分出力Pabとを乗算する。最小値選択部76C4は、乗算器76C3からの出力とバケット基本出力Pbk0とを比較する。最小値選択部76C4は、乗算器76C3からの出力とバケット基本出力Pbk0とのうち最小値を選択し、バケット要求出力Pbk1として出力する。   The multiplier 76C3 multiplies the output from the bucket distribution ratio calculator 76C2 by the arm bucket distribution output Pab. The minimum value selector 76C4 compares the output from the multiplier 76C3 with the bucket basic output Pbk0. The minimum value selector 76C4 selects the minimum value from the output from the multiplier 76C3 and the bucket basic output Pbk0, and outputs it as the bucket request output Pbk1.

旋回油圧電動出力配分演算部77は、旋回要求出力Pr1のうち可能な限り多くの部分を旋回電動モータ33に分配し、残余を旋回油圧モータ26に分配する。図19に示すように、旋回油圧電動出力配分演算部77は、蓄電率判定部77Aと、電流二乗積算比率判定部77Bと、電動旋回禁止判定部77Cと、選択部77Dと、減算器77E,77Gと、最大値選択部77Fとを有している。旋回油圧電動出力配分演算部77には、旋回要求出力Pr1と、蓄電率SOCと、電流二乗積算比率Riscとが入力される。   The turning hydraulic electric power distribution calculating unit 77 distributes as much of the turning request output Pr1 as possible to the turning electric motor 33, and distributes the remainder to the turning hydraulic motor 26. As shown in FIG. 19, the swing hydraulic power output distribution calculating unit 77 includes a power storage rate determining unit 77A, a current square integration ratio determining unit 77B, a motor-driven turning prohibition determining unit 77C, a selecting unit 77D, a subtractor 77E, 77G and a maximum value selection unit 77F. The turning hydraulic power output distribution calculating unit 77 receives the turning request output Pr1, the power storage rate SOC, and the current square integration ratio Risc.

蓄電率判定部77Aは、蓄電率SOCが旋回電動モータ33による旋回トルクの付与を禁止する値になっているか否かを判定する。具体的には、蓄電率判定部77Aは、蓄電率SOCと予め設定された電動旋回禁止蓄電率SOCxとを比較する。蓄電率判定部77Aは、蓄電率SOCが電動旋回禁止蓄電率SOCx以下であるとき(SOC≦SOCx)には、電動旋回を禁止する禁止信号S1を出力する。蓄電率判定部77Aは、蓄電率SOCが電動旋回禁止蓄電率SOCxよりも大きいとき(SOC>SOCx)には、禁止信号S1を出力しない。ここで、電動旋回禁止蓄電率SOCxは、例えば蓄電率SOCの適正使用範囲の下限値(使用下限値SOC1)に設定されている。なお、電動旋回禁止蓄電率SOCxは、旋回電動モータ33や蓄電装置31の仕様等に基づいて、使用下限値SOC1とは異なる値に設定してもよい。   The power storage rate determination unit 77A determines whether the power storage rate SOC has a value that prohibits the turning electric motor 33 from applying the turning torque. Specifically, power storage rate determination unit 77A compares power storage rate SOC with a preset electric-rotation-inhibited power storage rate SOCx. When the power storage rate SOC is equal to or less than the electric rotation prohibition power storage rate SOCx (SOC ≦ SOCx), the power storage rate determination unit 77A outputs a prohibition signal S1 for prohibiting the electric power rotation. The power storage rate determination unit 77A does not output the prohibition signal S1 when the power storage rate SOC is greater than the electric slewing prohibition power storage rate SOCx (SOC> SOCx). Here, the electric rotation prohibition power storage rate SOCx is set to, for example, a lower limit value (use lower limit value SOC1) of a proper use range of the power storage rate SOC. It should be noted that the electric turning prohibition power storage rate SOCx may be set to a value different from the use lower limit value SOC1 based on the specifications of the turning electric motor 33 and the power storage device 31.

電流二乗積算比率判定部77Bは、電流二乗積算比率Riscが旋回電動モータ33による旋回トルクの付与を禁止する値になっているか否かを判定する。具体的には、電流二乗積算比率判定部77Bは、電流二乗積算比率Riscと予め設定された電動旋回禁止比率Rxとを比較する。電流二乗積算比率判定部77Bは、電流二乗積算比率Riscが電動旋回禁止比率Rx以上であるとき(Risc≧Rx)には、電動旋回を禁止する禁止信号S2を出力する。電流二乗積算比率判定部77Bは、電流二乗積算比率Riscが電動旋回禁止比率Rxよりも小さいとき(Risc<Rx)には、禁止信号S2を出力しない。ここで、電動旋回禁止比率Rxは、例えば電流二乗積算比率Riscの上限値Risc2に設定されている。なお、電動旋回禁止比率Rxは、旋回電動モータ33や蓄電装置31の仕様等に基づいて、上限値Risc2とは異なる値に設定してもよい。   The current square integration ratio determination unit 77B determines whether the current square integration ratio Risc has a value that prohibits the turning electric motor 33 from applying the turning torque. Specifically, the current square integration ratio determination unit 77B compares the current square integration ratio Risc with a preset electric-power-turn-over prohibition ratio Rx. When the current square integration ratio Risc is equal to or greater than the electric rotation prohibition ratio Rx (Risc ≧ Rx), the current square integration ratio determination unit 77B outputs a prohibition signal S2 for prohibiting electric rotation. The current square integration ratio determination unit 77B does not output the inhibition signal S2 when the current square integration ratio Risc is smaller than the electric rotation inhibition ratio Rx (Risc <Rx). Here, the electric turning prohibition ratio Rx is set to, for example, the upper limit Risc2 of the current square integration ratio Risc. The electric turning prohibition ratio Rx may be set to a value different from the upper limit Risc2 based on the specifications of the turning electric motor 33 and the power storage device 31.

電動旋回禁止判定部77Cは、禁止信号S1,S2のいずれかが出力されたときには、禁止判定(TRUE)を出力する。電動旋回禁止判定部77Cは、禁止信号S1,S2の両方が出力されていないときには、許可判定(FALSE)を出力する。   The electric turning prohibition determining unit 77C outputs a prohibition determination (TRUE) when any of the prohibition signals S1 and S2 is output. When both the prohibition signals S1 and S2 are not output, the electric turning prohibition determination unit 77C outputs a permission determination (FALSE).

選択部77Dは、電動旋回禁止判定部77Cが禁止判定を出力したときには、旋回電動モータ配分出力Per0として0を選択する。選択部77Dは、電動旋回禁止判定部77Cが許可判定を出力したときには、旋回電動モータ配分出力Per0として旋回電動モータ最大出力Per-maxを選択する。このとき、旋回電動モータ配分出力Per0は、旋回電動モータ33に配分可能な出力を示している。   The selection unit 77D selects 0 as the turning electric motor distribution output Per0 when the electric turning prohibition determining unit 77C outputs the prohibition determination. When the electric turning prohibition judging unit 77C outputs the permission judgment, the selecting unit 77D selects the turning electric motor maximum output Per-max as the turning electric motor distribution output Per0. At this time, the turning electric motor distribution output Per0 indicates an output that can be distributed to the turning electric motor 33.

減算器77Eは、旋回要求出力Pr1から旋回電動モータ配分出力Per0を減算し、この減算値を出力する。最大値選択部77Fは、減算器77Eからの出力と0とを比較する。最大値選択部77Fは、減算器77Eからの出力と0とのうち最大値を選択して、油圧旋回要求出力Phr1として出力する。減算器77Gは、旋回要求出力Pr1から油圧旋回要求出力Phr1を減算し、この減算値を、旋回電動モータ出力指令Perとして出力する。   The subtracter 77E subtracts the turning electric motor distribution output Per0 from the turning request output Pr1, and outputs this subtraction value. The maximum value selector 77F compares the output from the subtractor 77E with 0. The maximum value selection unit 77F selects the maximum value from the output from the subtractor 77E and 0, and outputs the selected value as the hydraulic turning request output Phr1. The subtractor 77G subtracts the hydraulic turning request output Phr1 from the turning request output Pr1, and outputs the subtracted value as a turning electric motor output command Per.

合計ポンプ出力演算部78は、油圧旋回要求出力Phr1と、ブーム要求出力Pbm1と、アーム要求出力Pam1と、バケット要求出力Pbk1とを加算する。合計ポンプ出力演算部78は、これらの合計値をポンプ推定入力Ppとして出力する。   The total pump output calculation unit 78 adds the hydraulic swing request output Phr1, the boom request output Pbm1, the arm request output Pam1, and the bucket request output Pbk1. The total pump output calculation section 78 outputs the total value as a pump estimation input Pp.

ポンプ推定入力演算部61は、各レバー操作量OA等に基づいて、旋回基本出力Pr0と、ブーム基本出力Pbm0と、アーム基本出力Pam0と、バケット基本出力Pbk0とを推定する。ポンプ推定入力演算部61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とを合計した出力上限値Pmaxを超えない範囲で、旋回基本出力Pr0、ブーム基本出力Pbm0、アーム基本出力Pam0およびバケット基本出力Pbk0に応じて出力配分を調整し、旋回要求出力Pr1と、ブーム要求出力Pbm1と、アーム要求出力Pam1と、バケット要求出力Pbk1とを算出する。   The pump estimation input calculation unit 61 estimates a turning basic output Pr0, a boom basic output Pbm0, an arm basic output Pam0, and a bucket basic output Pbk0 based on each lever operation amount OA and the like. The pump estimation input calculation unit 61 provides a turning basic output Pr0, a boom basic output Pbm0, and an arm basic output within a range not exceeding an output upper limit value Pmax obtained by adding the engine maximum output Pe-max and the generator motor maximum powering output Pmgm-max. The output distribution is adjusted according to Pam0 and the bucket basic output Pbk0, and the turning request output Pr1, the boom request output Pbm1, the arm request output Pam1, and the bucket request output Pbk1 are calculated.

ポンプ推定入力演算部61は、旋回要求出力Pr1を油圧出力部分(油圧旋回要求出力Phr1)と電動出力部分(旋回電動モータ出力指令Per)とに分配する。このとき、ポンプ推定入力演算部61は、旋回操作量(旋回レバー操作量OAr)に応じて、旋回電動モータ33の出力指令値(旋回電動モータ出力指令Per)を計算する。なお、ポンプ推定入力演算部61は、蓄電装置31が許容する範囲で、旋回油圧モータ26による旋回動作よりも、旋回電動モータ33による旋回動作を優先させる。   The pump estimation input calculation unit 61 distributes the turning request output Pr1 to a hydraulic output part (hydraulic turning request output Phr1) and an electric output part (turn electric motor output command Per). At this time, the pump estimation input calculation unit 61 calculates an output command value of the turning electric motor 33 (turning electric motor output command Per) according to the turning operation amount (turning lever operation amount OAr). In addition, the pump estimation input calculation unit 61 gives priority to the turning operation by the turning electric motor 33 over the turning operation by the turning hydraulic motor 26 within a range permitted by the power storage device 31.

ポンプ推定入力演算部61は、ブーム要求出力Pbm1と、アーム要求出力Pam1と、バケット要求出力Pbk1と、油圧旋回要求出力Phr1とを合計して、目標とする動作に必要とされるポンプ出力(ポンプ推定入力Pp)を計算する。なお、ポンプ推定入力Ppを計算するときには、ポンプ効率や補機負荷等も考慮する。   The pump estimation input calculation unit 61 sums the boom required output Pbm1, the arm required output Pam1, the bucket required output Pbk1, and the hydraulic turning required output Phr1, and outputs a pump output (pump required) for a target operation. Calculate the estimated input Pp). When calculating the pump estimation input Pp, pump efficiency, auxiliary equipment load, and the like are also taken into consideration.

ポンプ推定入力演算部61は、出力上限値Pmax、蓄電率SOC、電流二乗積算比率Riscに基づいて、ポンプ推定入力Ppおよび旋回電動モータ出力指令Perを低下させる。このため、ポンプ推定入力演算部61で行われる計算は、蓄電率SOCの過度な減少や電流二乗積算比率Riscの過度な増加に対して、それ以上の悪化を防ぐために、車体速度を低下させることに相当する。   The pump estimation input calculation unit 61 reduces the pump estimation input Pp and the swing electric motor output command Per based on the output upper limit value Pmax, the power storage rate SOC, and the current square integration ratio Risc. For this reason, the calculation performed by the pump estimation input calculation unit 61 is to reduce the vehicle body speed in order to prevent the deterioration of the storage rate SOC and the current square integration ratio Risc from further worsening. Is equivalent to

本実施の形態によるハイブリッド油圧ショベル1は上述のような構成を有する。次に、HCU36による蓄電装置31の出力の制御内容について、図20ないし図23を参照しつつ説明する。なお、図20ないし図23中では、エンジン最大出力Pe-maxは80kWとしている。この値は、エンジン最大出力Pe-maxの一例を示したものであり、油圧ショベル1の仕様等によって適宜変更される。また、説明を簡略化するために、旋回動作は行わず、旋回電動モータ33は力行と回生のいずれも実行しないものとする。   The hybrid hydraulic shovel 1 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the content of control of the output of power storage device 31 by HCU 36 will be described with reference to FIGS. 20 to 23, the engine maximum output Pe-max is set to 80 kW. This value shows an example of the engine maximum output Pe-max, and is appropriately changed according to the specifications of the excavator 1 and the like. Further, for simplicity of description, it is assumed that the turning operation is not performed, and the turning electric motor 33 does not execute any of the power running and the regeneration.

第1に、電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にあり(例えばRisc=50%)、蓄電率SOCが許容範囲を超えて目標値SOC0を上回った(例えばSOC=67%)場合について、HCU36の制御内容を、図20を参照して説明する。   First, when the current square integration ratio Risc is within the allowable range (for example, Risc = 50%) and the storage rate SOC exceeds the target value SOC0 beyond the allowable range (for example, SOC = 67%), the HCU 36 The control content will be described with reference to FIG.

この場合、HCU36の発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscとに基づいて、フルパワーでの力行を要求する発電電動機要求出力Pmg1(例えば、Pmg1=30kW)を出力する。   In this case, the generator motor required output calculation unit 40 of the HCU 36 outputs a generator motor required output Pmg1 (for example, Pmg1 = 30 kW) for requesting power running at full power based on the storage rate SOC and the current square integration ratio Risc. I do.

一方、蓄電率SOCは使用上限値SOC2から離れているのに加え、電流二乗積算比率Riscも上限値Risc2から離れている。このため、HCU36の最大出力演算部50は、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxによって、フルパワーでの力行を許可する。   On the other hand, in addition to the power storage rate SOC being far from the upper limit of use SOC2, the current square integration ratio Risc is also far from the upper limit Risc2. For this reason, the maximum output calculation unit 50 of the HCU 36 permits power running at full power based on the generator motor maximum power running output Pmgm-max.

ここで、HCU36の出力指令演算部60は、操作量センサ9A〜11Aによって検出されたレバー操作量OAに基づいて、例えば100kWのポンプ推定入力Ppを算出するものと仮定する。このとき、例えば、発電電動機要求出力Pmg1が0kWであれば、発電電動機27は、ポンプ推定入力Pp(Pp=100kW)とエンジン最大出力Pe-max(Pe-max=80kW)との差分である20kWの力行動作を行えば足りる。   Here, it is assumed that the output command calculator 60 of the HCU 36 calculates a pump estimated input Pp of, for example, 100 kW based on the lever operation amount OA detected by the operation amount sensors 9A to 11A. At this time, for example, if the generator motor required output Pmg1 is 0 kW, the generator motor 27 outputs 20 kW, which is the difference between the pump estimated input Pp (Pp = 100 kW) and the engine maximum output Pe-max (Pe-max = 80 kW). It is enough to perform the powering operation of.

これに対し、発電電動機要求出力演算部40は、フルパワーでの力行を要求している(Pmg1=30kW)。これに加え、最大出力演算部50は、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxによって、フルパワーでの力行を許可している。このため、出力指令演算部60は、発電電動機要求出力Pmg1に基づいて、フルパワーで発電電動機27を力行動作させる。これにより、ポンプ推定入力Ppが確保されるから、車体速度は、維持される。これに加え、発電電動機27はフルパワーで力行動作するから、蓄電装置31の蓄電率SOCは、基準値に向けて速やかに低下する。   On the other hand, the generator motor required output calculation unit 40 requests power running at full power (Pmg1 = 30 kW). In addition to this, the maximum output calculation unit 50 permits full-power running with the generator motor maximum power running output Pmgm-max. Therefore, the output command calculation unit 60 causes the generator motor 27 to perform a power running operation at full power based on the generator motor required output Pmg1. As a result, the pump estimated input Pp is secured, and the vehicle speed is maintained. In addition, since the generator motor 27 performs a power running operation with full power, the power storage rate SOC of the power storage device 31 rapidly decreases toward the reference value.

一方、電流二乗積算比率Riscは、中間値Risc0よりも上昇して許容範囲から一時的に逸脱する可能性がある。しかしながら、蓄電率SOCが目標値SOC0に近付くに従って、発電電動機要求出力演算部40による力行要求は、その出力値が低下する。このため、電流二乗積算比率Riscの上昇は、徐々に解消させる。   On the other hand, the current square integration ratio Risc may rise from the intermediate value Risc0 and temporarily deviate from the allowable range. However, as the power storage rate SOC approaches the target value SOC0, the output value of the powering request by the generator motor request output calculator 40 decreases. Therefore, the rise of the current square integration ratio Risc is gradually eliminated.

第2に、電流二乗積算比率Riscが許容範囲を超えて上昇し(例えばRisc=80%)、蓄電率SOCが許容範囲内で目標値SOC0を上回った(例えばSOC=55%)場合について、HCU36の制御内容を、図21を参照して説明する。   Second, when the current square integration ratio Risc rises beyond the permissible range (for example, Risc = 80%) and the storage rate SOC exceeds the target value SOC0 within the permissible range (for example, SOC = 55%), the HCU 36 Will be described with reference to FIG.

この場合、HCU36の発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscとに基づいて、ハーフパワーでの力行を要求する発電電動機要求出力Pmg1(例えば、Pmg1=10kW)を出力する。   In this case, the generator motor required output calculator 40 of the HCU 36 outputs a generator motor required output Pmg1 (for example, Pmg1 = 10 kW) for requesting power running at half power based on the storage rate SOC and the current square integration ratio Risc. I do.

一方、蓄電率SOCは使用上限値SOC2から離れている。これに加え、電流二乗積算比率Riscも、出力が制限されるまで上限値Risc2に近付いていない(Risc<b1)。このため、HCU36の最大出力演算部50は、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxによって、フルパワーでの力行を許可する。   On the other hand, the storage rate SOC is far from the upper limit of use SOC2. In addition, the current square integration ratio Risc does not approach the upper limit Risc2 until the output is limited (Risc <b1). For this reason, the maximum output calculation unit 50 of the HCU 36 permits power running at full power based on the generator motor maximum power running output Pmgm-max.

ここで、HCU36の出力指令演算部60は、操作量センサ9A〜11Aによって検出されたレバー操作量OAに基づいて、例えば100kWのポンプ推定入力Ppを算出するものと仮定する。このとき、発電電動機要求出力演算部40は、ハーフパワーでの力行を要求している(Pmg1=10kW)。これに加え、最大出力演算部50は、発電電動機最大力行出力Pmgm-maxによって、フルパワーでの力行を許可している。   Here, it is assumed that the output command calculator 60 of the HCU 36 calculates a pump estimated input Pp of, for example, 100 kW based on the lever operation amount OA detected by the operation amount sensors 9A to 11A. At this time, the generator motor required output calculation unit 40 requests power running at half power (Pmg1 = 10 kW). In addition to this, the maximum output calculation unit 50 permits full-power running with the generator motor maximum power running output Pmgm-max.

このため、出力指令演算部60は、発電電動機要求出力Pmg1を超えて、ポンプ推定入力Ppとエンジン最大出力Pe-maxとの差分(20kW)に基づいて、発電電動機27を力行動作させる。これにより、ポンプ推定入力Ppが確保されるから、車体速度は、維持される。   Therefore, the output command calculation unit 60 causes the generator motor 27 to perform a power running operation based on the difference (20 kW) between the pump estimated input Pp and the engine maximum output Pe-max, exceeding the generator motor required output Pmg1. As a result, the pump estimated input Pp is secured, and the vehicle speed is maintained.

これに加え、蓄電装置31の蓄電率SOCは、目標値SOC0に向けて低下するが、必要以上に低下する可能性がある。また、仮に、旋回動作が加わったときには、旋回電動モータ33からの回生電力が蓄電装置31に供給されて、蓄電率SOCが上昇する可能性もある。このため、蓄電装置31の蓄電率SOCは、許容範囲から逸脱する可能性がある。   In addition, the power storage rate SOC of power storage device 31 decreases toward target value SOC0, but may decrease more than necessary. Further, if a turning operation is added, the regenerative electric power from the turning electric motor 33 is supplied to the power storage device 31, and the power storage rate SOC may increase. For this reason, the power storage rate SOC of the power storage device 31 may deviate from the allowable range.

しかしながら、車体の走行や作業が停止されると、ポンプ推定入力Ppがエンジン最大出力Pe-maxよりも低下する。これにより、HCU36は、発電電動機要求出力Pmg1に基づいて発電電動機27の動作を制御するから、蓄電率SOCは、徐々に目標値SOC0に収束する。   However, when the traveling or work of the vehicle body is stopped, the pump estimated input Pp becomes lower than the engine maximum output Pe-max. As a result, the HCU 36 controls the operation of the generator motor 27 based on the generator motor required output Pmg1, so that the state of charge SOC gradually converges to the target value SOC0.

第3に、電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にあり(例えばRisc=50%)、蓄電率SOCが許容範囲を超えて目標値SOC0を下回った(例えばSOC=33%)場合について、HCU36の制御内容を、図22を参照して説明する。   Third, when the current square integration ratio Risc is within an allowable range (for example, Risc = 50%) and the storage rate SOC falls below the target value SOC0 beyond the allowable range (for example, SOC = 33%), the HCU 36 The control contents will be described with reference to FIG.

この場合、HCU36の発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscとに基づいて、フルパワーでの発電を要求する発電電動機要求出力Pmg1(例えば、Pmg1=−30kW)を出力する。   In this case, the generator motor required output calculation unit 40 of the HCU 36 generates the generator motor required output Pmg1 (for example, Pmg1 = -30 kW) that requires full power generation based on the storage rate SOC and the current square integration ratio Risc. Output.

一方、蓄電率SOCは使用下限値SOC1から離れているのに加え、電流二乗積算比率Riscも上限値Risc2から離れている。このため、HCU36の最大出力演算部50は、発電電動機最大発電出力Pmgg-maxによって、フルパワーでの発電を許可する。   On the other hand, in addition to the storage rate SOC being apart from the use lower limit value SOC1, the current square integration ratio Risc is also being away from the upper limit value Risc2. For this reason, the maximum output calculation unit 50 of the HCU 36 permits full-power generation based on the generator motor maximum generation output Pmgg-max.

ここで、HCU36の出力指令演算部60は、操作量センサ9A〜11Aによって検出されたレバー操作量OAに基づいて、例えば60kWのポンプ推定入力Ppを算出するものと仮定する。このとき、出力指令演算部60は、ポンプ推定入力Ppの確保を優先させる。このため、ポンプ推定入力Pp(Pp=60kW)とエンジン最大出力Pe-max(Pe-max=80kW)との差分である−20kWが、発電可能な出力である。   Here, it is assumed that the output command calculator 60 of the HCU 36 calculates a pump estimated input Pp of, for example, 60 kW based on the lever operation amount OA detected by the operation amount sensors 9A to 11A. At this time, the output command calculation unit 60 gives priority to securing the pump estimated input Pp. Therefore, -20 kW, which is the difference between the pump estimated input Pp (Pp = 60 kW) and the engine maximum output Pe-max (Pe-max = 80 kW), is an output capable of generating power.

このため、出力指令演算部60は、発電電動機要求出力Pmg1の一部である−20kWで発電電動機27を発電動作させる。これにより、ポンプ推定入力Ppが確保されるから、車体速度は、維持される。これに加え、発電電動機27は発電動作するから、蓄電装置31の蓄電率SOCは、基準値に向けて上昇する。   Therefore, the output command calculation unit 60 causes the generator motor 27 to generate electric power at −20 kW, which is a part of the generator motor required output Pmg1. As a result, the pump estimated input Pp is secured, and the vehicle speed is maintained. In addition, since the generator motor 27 performs a power generation operation, the power storage rate SOC of the power storage device 31 increases toward the reference value.

一方、電流二乗積算比率Riscは、中間値Risc0よりも上昇して許容範囲から一時的に逸脱する可能性がある。しかしながら、蓄電率SOCが目標値SOC0に近付くに従って、発電電動機要求出力演算部40による発電要求は、その出力値が低下する。このため、電流二乗積算比率Riscの上昇は、徐々に解消させる。   On the other hand, the current square integration ratio Risc may rise from the intermediate value Risc0 and temporarily deviate from the allowable range. However, as the power storage rate SOC approaches the target value SOC0, the output value of the power generation request by the generator motor request output calculator 40 decreases. Therefore, the rise of the current square integration ratio Risc is gradually eliminated.

第4に、電流二乗積算比率Riscが許容範囲を超えて上昇し(例えばRisc=80%)、蓄電率SOCが許容範囲内で目標値SOC0を下回った(例えばSOC=45%)場合について、HCU36の制御内容を、図23を参照して説明する。   Fourth, when the current square integration ratio Risc rises beyond the permissible range (for example, Risc = 80%) and the storage rate SOC falls below the target value SOC0 within the permissible range (for example, SOC = 45%), the HCU 36 Will be described with reference to FIG.

この場合、HCU36の発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscとに基づいて、ハーフパワーでの発電を要求する発電電動機要求出力Pmg1(例えば、Pmg1=−10kW)を出力する。   In this case, the generator motor required output calculation unit 40 of the HCU 36 generates the generator motor required output Pmg1 (for example, Pmg1 = −10 kW) for requesting power generation at half power based on the storage rate SOC and the current square integration ratio Risc. Output.

一方、蓄電率SOCは使用下限値SOC1から離れている。これに加え、電流二乗積算比率Riscも、出力が制限されるまで上限値Risc2に近付いていない(Risc<b1)。このため、HCU36の最大出力演算部50は、発電電動機最大力行出力Pmgg-maxによって、フルパワーでの発電を許可する。   On the other hand, the state of charge SOC is far from the lower limit of use SOC1. In addition, the current square integration ratio Risc does not approach the upper limit Risc2 until the output is limited (Risc <b1). For this reason, the maximum output calculation unit 50 of the HCU 36 permits full-power generation based on the generator motor maximum powering output Pmgg-max.

ここで、HCU36の出力指令演算部60は、操作量センサ9A〜11Aによって検出されたレバー操作量OAに基づいて、例えば100kWのポンプ推定入力Ppを算出するものと仮定する。このとき、出力指令演算部60は、ポンプ推定入力Ppの確保を優先させる。   Here, it is assumed that the output command calculator 60 of the HCU 36 calculates a pump estimated input Pp of, for example, 100 kW based on the lever operation amount OA detected by the operation amount sensors 9A to 11A. At this time, the output command calculation unit 60 gives priority to securing the pump estimated input Pp.

このため、出力指令演算部60は、発電電動機要求出力Pmg1に基づく発電は行わず、ポンプ推定入力Ppとエンジン最大出力Pe-maxとの差分(20kW)に基づいて、発電電動機27を力行動作させる。これにより、ポンプ推定入力Ppが確保されるから、車体速度は、維持される。   For this reason, the output command calculation unit 60 does not perform power generation based on the generator motor required output Pmg1, and causes the generator motor 27 to perform a power running operation based on the difference (20 kW) between the pump estimated input Pp and the engine maximum output Pe-max. . As a result, the pump estimated input Pp is secured, and the vehicle speed is maintained.

このとき、発電電動機27は、発電電動機要求出力Pmg1に反して、力行動作する。このため、蓄電装置31の蓄電率SOCは、目標値SOC0を下回った状態からさらに低下する。この結果、蓄電装置31の蓄電率SOCは、許容範囲から逸脱する可能性がある。   At this time, the generator motor 27 performs a power running operation contrary to the generator motor required output Pmg1. For this reason, the power storage rate SOC of power storage device 31 further decreases from a state below target value SOC0. As a result, the power storage rate SOC of power storage device 31 may deviate from the allowable range.

しかしながら、車体の走行や作業が停止されると、ポンプ推定入力Ppがエンジン最大出力Pe-maxよりも低下する。これにより、HCU36は、発電電動機要求出力Pmg1に基づいて発電電動機27の動作を制御するから、蓄電率SOCは、徐々に目標値SOC0に収束する。   However, when the traveling or work of the vehicle body is stopped, the pump estimated input Pp becomes lower than the engine maximum output Pe-max. As a result, the HCU 36 controls the operation of the generator motor 27 based on the generator motor required output Pmg1, so that the state of charge SOC gradually converges to the target value SOC0.

かくして、本実施の形態によれば、蓄電装置31の状態を表す蓄電率SOC(第1の指標)と電流二乗積算比率Risc(第2の指標)とを検出するBCU32(蓄電装置状態検出部)を備えている。また、HCU36は、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscとに応じた蓄電装置31の出力を要求する発電電動機要求出力演算部40と、発電電動機要求出力演算部40からの発電電動機要求出力Pmg1に基づいて、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscとのいずれも限界値(使用下限値SOC1、使用上限値SOC2、上限値Risc2)を超えないように、蓄電装置31の出力を制御する最大出力演算部50および出力指令演算部60とを有する。   Thus, according to the present embodiment, BCU 32 (power storage device state detection unit) that detects power storage rate SOC (first index) indicating the state of power storage device 31 and current square integration ratio Risc (second index). It has. Also, the HCU 36 generates a generator motor request output calculator 40 that requests the output of the power storage device 31 according to the storage rate SOC and the current square integration ratio Risc, and a generator motor request output Pmg1 from the generator motor request output calculator 40. The maximum output calculation that controls the output of the power storage device 31 based on the power storage rate SOC and the current square integration ratio Risc so as not to exceed the limit values (lower limit value SOC1, upper limit value SOC2, upper limit value Risc2). And an output command calculation unit 60.

このとき、発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscの両方が許容範囲内にあるときには、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscの両方が許容範囲から逸脱しないように、蓄電装置31の出力を要求する。   At this time, when both the power storage rate SOC and the current square integration ratio Risc are within the allowable range, the generator motor required output calculation unit 40 performs control so that both the power storage rate SOC and the current square integration ratio Risc do not deviate from the allowable range. , The output of the power storage device 31 is requested.

また、発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCが許容範囲を超えて基準値(目標値SOC0)から逸脱し、電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にあるときには、電流二乗積算比率Riscが基準値(中間値Risc0)から逸脱するのを許容して、蓄電率SOCが基準値(目標値SOC0)に近付くように蓄電装置31の出力を要求する。同様に、発電電動機要求出力演算部40は、電流二乗積算比率Riscが許容範囲を超えて基準値(中間値Risc0)から逸脱し、蓄電率SOCが許容範囲内にあるときには、蓄電率SOCが基準値(目標値SOC0)から逸脱するのを許容して、電流二乗積算比率Riscが基準値(中間値Risc0)に近付くように蓄電装置31の出力を要求する。   When the power storage rate SOC deviates from the reference value (target value SOC0) beyond the allowable range and the current square integration ratio Risc is within the allowable range, the generator motor required output calculating unit 40 determines that the current square integration ratio Risc is within the allowable range. The output of the power storage device 31 is requested so that the power storage rate SOC approaches the reference value (target value SOC0) while allowing the power storage device to deviate from the reference value (intermediate value Risc0). Similarly, the generator motor required output calculation unit 40 determines that the power storage rate SOC is the reference when the current square integration ratio Risc exceeds the allowable range and deviates from the reference value (intermediate value Risc0) and the power storage rate SOC is within the allowable range. The output of the power storage device 31 is requested such that the current square integration ratio Risc approaches the reference value (intermediate value Risc0) while allowing the value to deviate from the value (target value SOC0).

これに加え、最大出力演算部50および出力指令演算部60は、発電電動機要求出力演算部40からの発電電動機要求出力Pmg1に基づいて、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscとのいずれも限界値(使用下限値SOC1、使用上限値SOC2、上限値Risc2)を超えないように、蓄電装置31の出力を制御する。   In addition, the maximum output calculator 50 and the output command calculator 60 determine whether the storage rate SOC or the current square integration ratio Risc is a limit value based on the generator motor required output Pmg1 from the generator motor required output calculator 40. The output of the power storage device 31 is controlled so as not to exceed (the lower limit of use SOC1, the upper limit of use SOC2, and the upper limit Risc2).

このように、HCU36は、発電電動機27の力行動作と発電動作が蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscの両方に、どのように作用するかを考慮して、蓄電装置31の出力を制御する。これにより、蓄電率SOCと電流二乗積算比率Riscのどちらかが突出して悪化する場面が減少し、蓄電装置31を有効活用することができる。これにより、2つの指標に基づいて蓄電装置31の劣化抑制を行うことができると共に、蓄電装置31の適切な利用が可能になる。この結果、車体速度の低下を抑制することができ、オペレータに操作ストレスや違和感を与える機会を低減することができる。   As described above, the HCU 36 controls the output of the power storage device 31 in consideration of how the powering operation and the power generation operation of the generator motor 27 affect both the power storage rate SOC and the current square integration ratio Risc. As a result, the situation where one of the power storage rate SOC and the current square integration ratio Risc protrudes and deteriorates is reduced, and the power storage device 31 can be effectively used. Thereby, the deterioration of the power storage device 31 can be suppressed based on the two indices, and the power storage device 31 can be appropriately used. As a result, it is possible to suppress a decrease in the vehicle body speed, and it is possible to reduce opportunities for giving an operator an operational stress and a sense of discomfort.

また、発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCが目標値SOC0を下回り、かつ電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にある場合に、発電電動機27に発電を要求する発電要求部40Aを有する。このため、蓄電装置31の蓄電率SOCが目標値SOC0よりも低い場合には、HCU36は、エンジン21の出力を優先的に作業に使用しながら、発電可能な余力がエンジン21に生じたときに、発電電動機27を発電動作させる。これにより、可能な限り作業に影響を与えずに、蓄電率SOCを目標値SOC0に向けて上昇させることができる。   Further, the generator motor required output calculation unit 40 includes a power generation request unit 40A that requests the generator motor 27 to generate power when the storage rate SOC is lower than the target value SOC0 and the current square integration ratio Risc is within an allowable range. . For this reason, when the storage rate SOC of the power storage device 31 is lower than the target value SOC0, the HCU 36 preferentially uses the output of the engine 21 for work while generating excess power in the engine 21 while generating power. Then, the generator motor 27 is operated to generate power. As a result, the power storage rate SOC can be increased toward the target value SOC0 without affecting the operation as much as possible.

発電電動機要求出力演算部40は、蓄電率SOCが目標値SOC0を上回り、かつ電流二乗積算比率Riscが許容範囲内にある場合に、発電電動機27に力行を要求する力行要求部40Bを有する。このため、蓄電装置31の蓄電率SOCが目標値SOC0よりも高い場合には、HCU36は、作業用の出力を確保した状態で、発電電動機27を力行動作させる。これにより、何らかの原因で蓄電装置31が充電過多となった場合でも、作業を継続して、蓄電率SOCを目標値SOC0に向けて低下させることができる。   The generator motor required output operation unit 40 includes a power running request unit 40B that requests the generator motor 27 to run when the power storage rate SOC exceeds the target value SOC0 and the current square integration ratio Risc is within an allowable range. For this reason, when the storage rate SOC of the power storage device 31 is higher than the target value SOC0, the HCU 36 causes the generator motor 27 to perform the power running operation with the working output secured. Thus, even if the power storage device 31 is overcharged for some reason, the operation can be continued and the power storage rate SOC can be reduced toward the target value SOC0.

発電電動機要求出力演算部40は、電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2に近付くに従って出力を低下させて発電電動機27に発電または力行を要求させる電流二乗積算比率要求出力演算部43をさらに有する。これにより、HCU36は、蓄電率SOCを目標値SOC0に近付けるときに、電流二乗積算比率Riscが過度に増加しないように、発電電動機27の発電出力または力行出力を調整することができる。   The generator motor required output calculation unit 40 further includes a current square integration ratio request output calculation unit 43 that reduces the output as the current square integration ratio Risc approaches the upper limit Risc2 to request the generator motor 27 to generate or power. Thereby, the HCU 36 can adjust the power generation output or the powering output of the generator motor 27 so that the current square integration ratio Risc does not excessively increase when the power storage rate SOC approaches the target value SOC0.

発電要求部40Aは、蓄電率SOCが許容範囲内にある場合に、蓄電率SOCが許容範囲外にある場合に比べて、出力を低下させて発電要求を行う発電出力低下要求部42A2を有する。また、力行要求部40Bは、蓄電率SOCが許容範囲内にある場合に、蓄電率SOCが許容範囲外にある場合に比べて、出力を低下させて力行要求を行う力行出力低下要求部42B2を有する。このため、蓄電率SOCが目標値SOC0に収束するように発電出力や力行出力を低下させた状態で発電電動機27を動作させることができる。これにより、車体の非操作時に、安定して蓄電率SOCを目標値SOC0に留めることができる。   The power generation requesting unit 40A includes a power generation output reduction requesting unit 42A2 that lowers the output and makes a power generation request when the power storage rate SOC is within the allowable range, compared to when the power storage rate SOC is outside the allowable range. In addition, the powering requesting unit 40B includes a powering output reduction requesting unit 42B2 that lowers the output and makes a powering request when the power storage rate SOC is within the allowable range, compared to when the power storage rate SOC is outside the allowable range. Have. For this reason, the generator motor 27 can be operated in a state where the power generation output and the power running output are reduced so that the power storage rate SOC converges to the target value SOC0. Thereby, the power storage rate SOC can be stably kept at the target value SOC0 when the vehicle body is not operated.

最大出力演算部50は、蓄電率SOCが使用下限値SOC1に到達した場合に、発電電動機27の力行を禁止する力行禁止部(蓄電率力行制限ゲイン演算部52A)と、蓄電率SOCが使用上限値SOC2に到達した場合に、発電電動機27の発電を禁止する発電禁止部(蓄電率発電制限ゲイン演算部52B)とをさらに有する。これにより、蓄電装置31の過度な充電や放電を抑制することができる。   The maximum output calculation unit 50 includes a power running prohibition unit (power storage power running limit gain calculation unit 52A) that prohibits the power running of the generator motor 27 when the power storage rate SOC reaches the use lower limit value SOC1, and a power storage rate SOC whose upper limit is used. A power generation prohibition unit (power storage rate power generation restriction gain calculation unit 52B) for prohibiting power generation of the generator motor 27 when the value reaches the value SOC2 is further provided. Thus, excessive charging and discharging of the power storage device 31 can be suppressed.

最大出力演算部50は、電流二乗積算比率Riscが上限値Risc2に到達した場合は、発電電動機27の力行と発電を禁止する力行発電禁止部(電流二乗積算比率出力制限ゲイン演算部52C)を有する。これにより、蓄電装置31の過度な使用を抑制して、蓄電装置31の寿命を向上することができる。   When the current square integration ratio Risc reaches the upper limit Risc2, the maximum output calculation unit 50 includes a powering generation inhibition unit (current square integration ratio output limiting gain calculation unit 52C) that inhibits powering and generation of the generator motor 27. . Thereby, the excessive use of the power storage device 31 can be suppressed, and the life of the power storage device 31 can be improved.

出力指令演算部60は、発電電動機要求出力演算部40からの出力の要求(発電電動機要求出力Pmg1)に加えて、操作量センサ9A〜11Aによって検出したレバー操作量OAに基づいて、蓄電装置31の出力を制御する。このため、出力指令演算部60は、蓄電装置31が許容する限り、レバー操作量OAに応じた出力を優先させて、蓄電装置31の出力を制御することができる。このため、車体速度の低下を抑制して、オペレータへの操作ストレスや違和感を軽減することができる。出力指令演算部60は、レバー操作量OAに応じた出力を確保した上で、できるだけ発電電動機要求出力Pmg1が供給されるように、発電電動機27を制御する。このため、蓄電率SOCおよび電流二乗積算比率Riscが許容範囲内となるように、蓄電装置31を制御することができ、蓄電装置31の劣化を抑制して、蓄電装置31の有効利用が可能になる。   The output command calculation unit 60 determines the power storage device 31 based on the lever operation amount OA detected by the operation amount sensors 9A to 11A in addition to the output request from the generator motor request output operation unit 40 (generator motor request output Pmg1). Control the output of Therefore, as long as the power storage device 31 permits, the output command calculation unit 60 can control the output of the power storage device 31 by giving priority to an output corresponding to the lever operation amount OA. For this reason, it is possible to suppress a decrease in the vehicle body speed and reduce the operation stress and uncomfortable feeling on the operator. The output command calculation unit 60 controls the generator motor 27 so as to supply the generator motor required output Pmg1 as much as possible after securing an output corresponding to the lever operation amount OA. Therefore, power storage device 31 can be controlled such that power storage rate SOC and current square integration ratio Risc fall within the allowable range, and deterioration of power storage device 31 can be suppressed, so that power storage device 31 can be used effectively. Become.

なお、前記実施の形態では、第2の指標が蓄電装置31の現在から過去一定時間の電流二乗積算値(電流二乗積算比率Risc)である場合を例に挙げて説明した。本発明はこれに限らず、第2の指標は蓄電装置の温度でもよい。この場合、常温(例えば25℃)を温度の基準値とし、上限値(例えば60℃)と下限値(例えば−20℃)を温度の限界値とする。また、上限値と下限値との間で、適切な範囲(例えば−10℃〜50℃)を温度の許容範囲とする。HCU36には、蓄電装置31の温度が入力される。HCU36の発電電動機要求出力演算部40は、蓄電装置31の温度に基づいて、蓄電装置31の出力の要求を演算する。   In the above-described embodiment, an example has been described in which the second index is a current square integrated value (current square integrated ratio Risc) of the power storage device 31 for a certain period of time from the present to the past. The present invention is not limited to this, and the second index may be the temperature of the power storage device. In this case, the normal temperature (for example, 25 ° C.) is set as the reference value of the temperature, and the upper limit (for example, 60 ° C.) and the lower limit (for example, −20 ° C.) are set as the temperature limit. Further, an appropriate range (for example, −10 ° C. to 50 ° C.) between the upper limit value and the lower limit value is set as the allowable temperature range. The temperature of power storage device 31 is input to HCU 36. The generator motor request output calculation unit 40 of the HCU 36 calculates a request for output of the power storage device 31 based on the temperature of the power storage device 31.

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。   In the above-described embodiment, the maximum output of the engine 21 is smaller than the maximum power of the hydraulic pump 23. However, the maximum output of the engine 21 is appropriately set according to the specifications of the hydraulic excavator 1. Therefore, the maximum output of the engine 21 may be about the same as the maximum power of the hydraulic pump 23, or may be larger than the maximum power of the hydraulic pump 23.

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。   In the above-described embodiment, an example has been described in which a lithium ion battery is used for power storage device 31, but a secondary battery (for example, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery) or a capacitor that can supply necessary power may be employed. . Further, a step-up / step-down device such as a DC-DC converter may be provided between the power storage device and the DC bus.

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。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等の各種の建設機械に適用可能である。   In the above embodiment, the crawler type hybrid hydraulic excavator 1 has been described as an example of the hybrid construction machine. The present invention is not limited to this, and may be any hybrid construction machine including a generator motor connected to an engine and a hydraulic pump, and a power storage device. For example, various types of construction such as a wheel-type hybrid hydraulic excavator and a hybrid wheel loader may be used. Applicable to machines.

1 ハイブリッド油圧ショベル(ハイブリッド建設機械)
2 下部走行体
4 上部旋回体
9A〜11A 操作量センサ(操作量検出部)
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)
40 発電電動機要求出力演算部(出力要求部)
40A 発電要求部
40B 力行要求部
42A2 発電出力低下要求部
42B2 力行出力低下要求部
43B 出力低下要求部
50 最大出力演算部(出力制御部)
52 発電電動機出力制限ゲイン演算部
52A 蓄電率力行制限ゲイン演算部(力行禁止部)
52B 蓄電率発電制限ゲイン演算部(発電禁止部)
52C 電流二乗積算比率出力制限ゲイン演算部(力行発電禁止部)
60 出力指令演算部(出力制御部)
1 hybrid excavator (hybrid construction machine)
2 Lower traveling structure 4 Upper revolving structure 9A to 11A Operation amount sensor (operation amount detection unit)
12 Working device 12D Boom cylinder (hydraulic actuator)
12E arm cylinder (hydraulic actuator)
12F bucket cylinder (hydraulic actuator)
21 engine 23 hydraulic pump 25 traveling hydraulic motor (hydraulic actuator)
26 Rotating hydraulic motor (hydraulic actuator)
27 generator motor 31 power storage device 32 battery control unit (power storage device state detection unit)
33 Swing electric motor (slewing motor)
36 Hybrid control unit (controller)
40 Generator motor required output calculation unit (output request unit)
40A power generation requesting unit 40B powering requesting unit 42A2 power generation output reduction requesting unit 42B2 powering output reduction requesting unit 43B output reduction requesting unit 50 maximum output calculation unit (output control unit)
52 Generator motor output limiting gain calculating section 52A Power storage rate power running limiting gain calculating section (power running inhibiting section)
52B Storage rate power generation limit gain calculation unit (power generation prohibition unit)
52C Current square integration ratio output limit gain calculation unit (powering power generation prohibition unit)
60 Output command calculation unit (output control unit)

Claims (6)

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、
前記複数の油圧アクチュエータを操作するための複数の操作装置と、
前記蓄電装置の状態を表し、基準値および限界値が個別に定められた第1の指標である蓄電量および第2の指標である電流二乗積算値を検出する蓄電装置状態検出部と、
前記エンジンおよび前記蓄電装置の出力を制御するコントローラとを備えるハイブリッド建設機械において、
前記コントローラは、
前記蓄電装置の蓄電量および電流二乗積算値と、前記エンジンの最大出力と、前記複数の操作装置の操作量とに基づいて、前記油圧ポンプが必要とするポンプ推定入力を算出するポンプ推定入力演算部と、
前記蓄電量と前記電流二乗積算値が前記基準値を含む予め決められた許容範囲内にあるときに、前記蓄電量と前記電流二乗積算値が前記許容範囲から逸脱しないように前記蓄電装置の出力を要求し、前記蓄電量と前記電流二乗積算値のいずれか一方が前記許容範囲を超えて前記基準値から逸脱したときに、他方の指標が前記基準値から逸脱するのを許容して、一方の指標が前記基準値に近付くように前記蓄電装置の出力を要求する出力要求部と、
前記出力要求部からの出力の要求に基づいて、前記蓄電量と前記電流二乗積算値のいずれも前記限界値を超えないように前記蓄電装置の出力を制御する出力制御部とを有し、
前記出力要求部は、前記蓄電量が前記基準値を下回り、かつ前記電流二乗積算値が前記許容範囲内にある場合に前記発電電動機に発電を要求する発電要求部と、
前記蓄電量が前記基準値を上回り、かつ前記電流二乗積算値が前記許容範囲内にある場合に前記発電電動機に力行を要求する力行要求部とを有し、
前記力行要求部が力行を要求していて、前記ポンプ推定入力が前記エンジンの最大出力より大きい場合は、前記エンジンの最大出力と前記ポンプ推定入力の差と、前記力行要求部の力行出力とのうち大きい方を前記発電電動機の力行出力とし、
前記発電要求部が発電を要求していて、前記ポンプ推定入力が前記エンジンの最大出力より大きい場合は、前記ポンプ推定入力と前記エンジンの最大出力の差を前記発電電動機の力行出力とし、
前記発電要求部が発電を要求していて、前記ポンプ推定入力が前記エンジンの最大出力より小さい場合は、前記エンジンの最大出力と前記ポンプ推定入力の差と、前記発電要求部の発電出力とのうち小さい方を前記発電電動機の発電出力とすることを特徴とするハイブリッド建設機械。
The engine,
A generator motor mechanically connected to the engine,
A power storage device that is charged when the generator motor is operated to generate power, and is discharged when the generator motor is operated to power,
A hydraulic pump driven by torque of the engine and the generator motor,
A plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil from the hydraulic pump,
A plurality of operating devices for operating the plurality of hydraulic actuators,
A power storage device state detection unit that represents a state of the power storage device, and detects a power storage amount as a first index and a current square integrated value as a second index, where a reference value and a limit value are individually determined;
A hybrid construction machine comprising the engine and a controller that controls an output of the power storage device;
The controller is
Pump estimation input calculation for calculating a pump estimation input required by the hydraulic pump based on the amount of power stored in the power storage device and the integrated value of current squared, the maximum output of the engine, and the operation amounts of the plurality of operation devices. Department and
When the storage amount and the current squared integrated value are within a predetermined allowable range including the reference value, the output of the power storage device so that the stored amount and the current squared integrated value do not deviate from the allowable range. Request, when one of the storage amount and the current squared integrated value deviates from the reference value beyond the allowable range, allowing the other index to deviate from the reference value, An output requesting unit that requests an output of the power storage device so that the index approaches the reference value,
An output control unit that controls an output of the power storage device so that none of the storage amount and the current square integrated value exceed the limit value based on a request for output from the output request unit.
The output request unit, a power generation request unit that requests the generator motor to generate power when the storage amount is less than the reference value and the current square integrated value is within the allowable range,
The charged amount exceeds the reference value, and the current square integrated value possess a power running request unit for requesting powering on the generator motor when within the allowable range,
If the powering request unit requests powering and the pump estimation input is larger than the maximum output of the engine, the difference between the maximum output of the engine and the pump estimation input and the powering output of the powering requesting unit The larger one is the powering output of the generator motor,
If the power generation request unit requests power generation and the pump estimation input is larger than the maximum output of the engine, a difference between the pump estimation input and the maximum output of the engine is set as a powering output of the generator motor,
When the power generation request unit requests power generation and the pump estimation input is smaller than the maximum output of the engine, the difference between the maximum output of the engine and the pump estimation input and the power generation output of the power generation request unit A hybrid construction machine , wherein the smaller one is used as the power output of the generator motor .
前記出力要求部は、前記電流二乗積算値が前記限界値に近付くに従って出力を低下させて前記発電電動機に発電または力行を要求する出力低下要求部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。   2. The output requesting unit according to claim 1, wherein the output requesting unit further includes an output reduction requesting unit that requests the generator motor to generate power or run by reducing the output as the current square integrated value approaches the limit value. 3. Hybrid construction machinery. 前記発電要求部は、前記蓄電量が前記許容範囲内にある場合に、前記蓄電量が前記許容範囲外にある場合に比べて出力を低下させて発電要求を行う発電出力低下要求部を有し、
前記力行要求部は、前記蓄電量が前記許容範囲内にある場合に、前記蓄電量が前記許容範囲外にある場合に比べて出力を低下させて力行要求を行う力行出力低下要求部を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。
The power generation request unit includes a power generation output reduction request unit that, when the amount of stored power is within the allowable range, lowers the output compared to when the amount of stored power is outside the allowable range to request power generation. ,
The powering requesting unit includes a powering output reduction requesting unit that performs a powering request by lowering the output when the charged amount is within the allowable range as compared to when the charged amount is outside the allowable range. The hybrid construction machine according to claim 1, wherein:
前記蓄電量の前記限界値は予め定められた使用下限値と使用上限値であり、
前記出力制御部は、前記蓄電量が前記使用下限値に到達した場合に前記発電電動機の力行を禁止する力行禁止部と、
前記蓄電量が前記使用上限値に到達した場合に前記発電電動機の発電を禁止する発電禁止部とを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。
The limit value of the storage amount is a predetermined use lower limit and use upper limit,
The output control unit, a powering prohibition unit that prohibits powering of the generator motor when the charged amount reaches the use lower limit value,
2. The hybrid construction machine according to claim 1, further comprising: a power generation prohibition unit that prohibits the power generation of the generator motor when the amount of stored power reaches the use upper limit value. 3.
前記出力制御部は、前記電流二乗積算値が前記限界値に到達した場合は前記発電電動機の力行と発電をいずれも禁止する力行発電禁止部を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。   2. The hybrid according to claim 1, wherein the output control unit includes a powering / power generation prohibition unit that prohibits both powering and power generation of the generator motor when the current square integrated value reaches the limit value. 3. Construction machinery. 前記複数の操作装置の操作量を検出する操作量検出部をさらに備え、
前記出力制御部は、前記出力要求部からの出力の要求に加えて、前記操作量検出部によって検出した操作量に基づいて、前記蓄電装置の出力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。
Further comprising an operation amount detecting unit for detecting an operation amount of said plurality of operating devices,
The output control unit controls an output of the power storage device based on an operation amount detected by the operation amount detection unit in addition to an output request from the output request unit. The hybrid construction machine as described.
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