专利名称：作业机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种作业机械。
背景技术：
一直以来，在包含用于辅助引擎的电动发电机的作业机械中，具备用于进行向电 动发电机的电力供给、再生电力的充电的电容器等的蓄电池。由于这种电容器在反复进行 充放电的环境下使用，所以正在进行用于谋求长寿命化的各种研究。例如，鉴于若电容器的电压值过于上升则电容器劣化这一点，提出了如下见解对 电容器的电压值设置放电设定值，并在作业机械的作业结束时电容器的充电电压超过放电 设定值时，通过进行放电以使电容器的电压值变为放电设定值以下，从而谋求电容器的长 寿命化。被放电的电力蓄积于补助电池(例如，参考专利文献1)。专利文献1 日本专利特开2005-218285号公报一般，蓄电池若持续处于充电率高的状态，则会促使劣化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过使充电率下降来谋求蓄电池的长寿命化的作业 机械。本发明所涉及的作业机械具备为了作业而使用的第1电动机、用于作业以外用途 的第2电动机、连接于第1电动机的第1变频器电路、连接于第2电动机的第2变频器电路、 连接于第1及第2变频器电路的蓄电池、驱动第1及第2变频器电路的控制部，控制部具有 用于使蓄积在蓄电池的电力放电的放电模式，在该放电模式中，通过使第1变频器电路停 止，并驱动第2变频器电路且使第2电动机电动运转，从而使蓄电池放电。优选的状态为如下第1电动机为通过操作者的操作被驱动的作业用电动机，第1 变频器电路其一端连接于作业用电动机的端子，蓄电池通过直流电压转换器连接于第1变 频器电路的另一端，进一步具备冷却液循环系统，其包括为了冷却第1变频器电路及直流 电压转换器而设置且使冷却液循环的泵、及驱动该泵的作为第2电动机的冷却用电动机， 第2变频器电路连接于冷却用电动机与直流电压转换器之间，控制部驱动第1及第2变频 器电路及直流电压转换器，控制部在放电模式中，通过使第1变频器电路停止，并驱动第2 变频器电路且使冷 却用电动机消耗电力，从而使蓄电池放电。优选为如下状态直流电压转换器具有升降压式的开关控制方式，其包含升压用 及降压用的各开关元件、相对各开关元件分别并联连接的二极管，控制部在放电模式时不 驱动各开关元件。优选为如下状态还具备内燃机发动机、电动发电机、第3变频器电路，所述电动 发电机连结于内燃机发动机，，由内燃机发动机的驱动力进行发电，并，由自身的驱动力补 助内燃机发动机的驱动力，所述第3变频器电路连接于电动发电机与直流电压转换器之 间，控制部在放电模式中使第3变频器电路停止。
冷却液循环系统可以进一步冷却作业用电动机。优选为如下状态2电动机为用于辅助引擎的电动发电机，蓄电池进行向电动发 电机的电力供给或再生电力的充电，第2变频器电路进行电动发电机的驱动控制，控制部 包含判定引擎或作业构件的驱动程度的驱动程度判定部，第2变频器电路根据驱动程度判 定部判定为引擎或作业构件的驱动程度在预定程度以下时，电动运转电动发电机。第2变频器电路可以电动驱动电动发电机，以使蓄电池的充电率保持在预定程度 以上。驱动程度判定部可以构成为如下基于作业构件的工作状态判定引擎的驱动程 度，或者根据引擎的转速判定引擎的驱动程度，或者根据输入于作业构件的操作装置的操 作量判定作业构件的驱动程度，或者根据用于禁止驾驶者从驾驶席脱离的门锁定杆的工作 状态判定引擎或作业构件的驱动程度，或者根据点火开关的操作位置判定引擎或作业构件 的驱动程度。
优选为如下状态包含用于辅助引擎的电动发电机、进行向该电动发电机的电力 供给或再生电力的充电的电容器，并且包含由电动力或液压力驱动多个作业构件且进行电 动发电机的驱动控制的驱动控制部、以及判定引擎或作业构件的驱动程度的驱动程度判定 部，驱动控制部，在由驱动程度判定部判定为引擎或作业构件的驱动程度在预定程度以下 时，电动运转电动发电机。驱动控制部可以利用蓄积于电容器的电力电动驱动电动发电机。驱动控制部可以电动驱动电动发电机，以使电容器的充电率保持在预定程度以 上。驱动程度判定部构成为基于作业构件的工作状态判定引擎的驱动程度，驱动控制 部在基于作业构件的工作状态并通过驱动程度判定部判定为引擎的驱动程度在预定程度 以下时，可以电动运转电动发电机。驱动程度判定部构成为按照引擎的转速判定引擎的驱动程度，驱动控制部，在由 驱动程度判定部基于引擎的转速判定为引擎的驱动程度在预定程度以下时，可以电动运转 电动发电机。驱动程度判定部构成为按照输入于作业构件的操作装置的操作量判定作业构件 的驱动程度，驱动控制部，在由驱动程度判定部基于输入于作业构件的操作装置的操作量 判定作业构件的驱动程度在预定程度以下时，可以电动运转电动发电机。驱动程度判定部构成为按照用于禁止驾驶者从驾驶席脱离的门锁定杆的工作状 态判定引擎或作业构件的驱动程度，驱动控制部，在由驱动程度判定部基于门锁定杆的工 作状态判定为引擎或作业构件的驱动程度在预定程度以下时，可以电动运转电动发电机。驱动程度判定部构成为按照点火开关的操作位置判定引擎或作业构件的驱动程 度，驱动控制部，在由驱动程度判定部基于点火开关的操作位置判定为引擎或作业构件的 驱动程度在预定程度以下时，可以电动运转电动发电机。发明效果根据本发明，可以得到如下特有效果，即可以提供一种通过使充电率下降来谋求 电容器长寿命化的作业机械。
图1是表示实施方式1的混合式施工机械的侧视图。图2是表示实施方式1的混合式施工机械的结构的方块图。图3是表示在实施方式1的混合式施工机械中按照作业构件的负荷程度来变更电 容器19的SOC时的处理顺序的图。图4是表示在实施方式1的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图 的图。图5是表示在实施方式2的混合式施工机械中按照引擎转速来变更电容器19的 SOC时的处理顺序的图。图6是表示在实施方式2的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图 的图。图7是表示在实施方式3的混合式施工机械中按照杠杆26A等的操作有无来变更 电容器19的SOC时的处理顺序的图。图8是表示在实施方式3的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图 的图。图9是表示实施方式4的混合式施工机械的驾驶席及其周边的图，(a)是立体图， (b)是表示处于驾驶席左侧的控制台的侧视图。图10是表示在实施方式4的混合式施工机械中按照门锁定杆60A的操作有无来 变更电容器19的SOC时的处理顺序的图。图11是表示在实施方式4的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图 的图。图12是表示在实施方式5的混合式施工机械中按照点火开关的操作位置来变更 电容器19的SOC时的处理顺序的图。图13是表示在实施方式5的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图 的图。图14是表示实施方式6的混合式施工机械的外观的立体图。图15是表示实施方式6的混合式施工机械的电气系统或液压系统之类的内部结 构的方块图。图16是表示图15中的蓄电部的内部结构的图。图17是冷却液循环系统的方块图。图18是伺服控制单元的立体图。图19是表示连接各冷却用配管的状态的立体图。图20(a)是控制单元的俯视剖视图。(b)是沿(a)的I-I线的侧剖视图。(c)是 沿(a)的II-II线的侧剖视图。(d)是沿(a)的III-III线的侧剖视图。图21(a)是沿图20(a)的IV-IV线的侧剖视图。(b)是从与(a)相同方向观察控 制单元的侧视图。图22(a)是表示散热片及冷却用配管的俯视图。(b)是沿着(a)所示的V_V线的 侧剖视图。图23是表示配置成覆盖散热片及冷却用配管的控制卡的俯视图。
图24是表示沿着图23所示的VI-VI线的截面的一部分的侧剖视图。图25(a)是表示升降压转换器单元的内部结构的俯视图。(b)是表示升降压转换 器单元的内部结构的侧视图。图26(a)是表示变频器单元的内部结构的俯视图。(b)是表示变频器单元的内部 结构的侧视图。图27是用于说明根据冷却液循环系统的回转用电动机的冷却方式的图。图28是表示放电模式下的混合式施工机械的动作的流程图。图29是表示放电模式下的电池的两端电压的推移的一个例子的图表。 图30(a)是表示作为作业机械的叉车的外观的图。(b)是具备叉车的电气系统的 简要结构图。
具体实施例方式以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在
中对同一构 件附加同一标记而省略重复说明。“实施方式1”图1是表示实施方式1的混合式施工机械的侧视图。在该混合式施工机械的下部行走体1中，通过回转机构2搭载上部回转体3。并 且，上部回转体3中除了搭载有吊杆4、吊臂5、及起重磁铁6，和用于液压驱动这些的吊杆缸 7、吊臂缸8及铲斗缸9之外，还搭载有座舱10及动力源。“整体结构”图2是表示实施方式1的混合式施工机械的结构的方块图。在该图2中，分别用 双重线表示机械动力系统、用实线表示高压液压管路、用虚线表示先导管路、用一点划线表 示电气驱动或控制系统。作为机械式驱动部的引擎11和作为辅助驱动部的电动发电机12(第2电动机) 均被连接于作为增力器的减速机13的输入轴。并且，在该减速机13的输出轴连接有主泵 14及先导泵15。在主泵14通过高压液压管路16连接有控制阀17。控制阀17是进行实施方式1的施工机械中的液压系统的控制的控制装置，在该控 制阀17通过高压液压管路连接有下部行走体1用的液压马达IA (右用)及IB (左用)、吊 杆缸7、吊臂缸8、及铲斗缸9。并且，在电动发电机12通过作为第2变频器电路(驱动控制部)的变频器18A及 升降压转换器30连接有蓄电器，即作为蓄电池的电容器19。该变频器18A与升降压转换器 30之间通过DC总线40连接。并且，在DC总线40通过变频器18B连接有起重磁铁6，并通过作为第1变频器电 路的变频器20连接有回转用电动机21 (第1电动机)。DC总线40为了在电容器19、电动 发电机12、及回转用电动机21之间进行电力授受而配置。在DC总线40配设有用于检测DC总线40的电压值(以下，称为DC总线电压值) 的DC总线电压检测部41。被检测的DC总线电压值被输入至作为控制部的控制器50。在电容器19配设有用于检测电容器电压值的电容器电压检测部31和用于检测电 容器电流值的电容器电流检测部32。通过电容器电压检测部31检测的电容器电压值被输入至控制器50。并且，通过电容器电流检测部32检测的电容器电流值被输入至控制器50。在回转用电动机21的旋转轴21A连接有旋转变压器22、机械制动器23、及回转减 速机24。并且，在先导泵15通过先导管路25连接有操作装置26。操作装置26是用于操作回转用电动机21、下部行走体1、吊杆4、吊臂5、及铲斗6 的操作装置，包含杆26A及26B和踏板26C。杆26A是用于操作回转用电动机21及吊臂5 的杆，设置于上部回转体3的驾驶席附近。杆26B是用于操作吊杆4及铲斗6的杆，设置于 驾驶席附近。并且踏板26C是用于操作下部行走体1的一对踏板，设置于驾驶席的脚下。该操作装置26将通过先导管路25而被供给的液压(一次侧液压)转换为根据驾 驶者的操作量的液压(2次侧液压)而输出。从操作装置26输出的2次侧液压通过液压管 路27被供给到控制阀17，并通过压力传感器29被检测。若分别操作杆26A及26B和踏板26C，则通过液压管路27而驱动控制阀17，由此， 根据液压马达ΙΑ、1B、吊杆缸7、吊臂缸8、及铲斗缸9内的液压来驱动下部行走体1、吊杆4、 吊臂5、及铲斗6。 另外，在压力传感器29连接有进行实施方式1的施工机械的电气系统的驱动控制 的控制器50。这种实施方式1的施工机械是以引擎11、电动发电机12、及回转用电动机21作为 动力源的混合式施工机械。这些动力源搭载于图1所示的上部回转体3。以下，对各部分进 行说明。“各部分的结构”引擎11例如是由柴油机构成的内燃机，其输出轴连接于减速机13的一方的输入 轴。该引擎11在施工机械的运转中始终运转。电动发电机12是均可以进行电动(辅助)运转及发电运转的电动机即可。在此， 作为电动发电机12表示由变频器20交流驱动的电动发电机。该电动发电机12，例如可以 由在转子内部内藏磁铁的IPM(Interior Permanent Magnetic)马达构成。电动发电机12 的旋转轴连接于减速机13的另一方的输入轴。减速机13具有2个输入轴和1个输出轴。在2个输入轴各自连接有引擎11的驱 动轴和电动发电机12的驱动轴。并且，在输出轴连接有主泵14的驱动轴。当引擎11的负 荷大时，电动发电机12进行电动(辅助)运转，电动发电机12的驱动力经过减速机13的 输出轴传递到主泵14。由此辅助引擎11的驱动。另一方面，当引擎11的负荷小时，引擎 11的驱动力经过减速机13传递到电动发电机12，由此电动发电机12进行由发电运转而产 生的发电。电动发电机12的电动(辅助)与发电运转的切换，通过控制器50按照引擎11 的负荷等来进行。主泵14是产生用于向控制阀17供给的液压的泵。该液压被供给用于通过控制阀 17分别驱动液压马达ΙΑ、1B、吊杆缸7、吊臂缸8、及铲斗缸9。另外，在该主泵14上配设有 检测压力油的吐出量和压力的传感器14A，表示被检测的压力油的吐出量和压力的信号被 输入至控制器50。先导泵15是产生液压操作系统所需的先导压力的泵。另外，对该液压操作系统的 结构进行后述。控制阀17是通过按照驾驶者的操作输入来控制供给于通过高压液压管路连接的下部行走体1用的液压马达1A、IB、吊杆缸7、吊臂缸8、及铲斗缸9各自的液压，从而对这些 进行液压驱动控制的液压控制装置。变频器18A设置于如上述那样的电动发电机12和升降压转换器30之间，基于来 自控制器50的指令，对电动发电机12进行运转控制。由此，当变频器18A对电动发电机12 进行电动运转时，通过DC总线40从电容器19和升降压转换器30向电动发电机12供给所 需的电力。并且，对电动发电机12进行发电运转时，通过DC总线40及升降压转换器30将 通过电动发电机12发电的电力充电到电容器19。同样，变频器18B设置于起重磁铁6与升降压转换器30之间，基于来自控制器50 的指令，当开通电磁铁时，通过DC总线40向起重磁铁6供给所需的电力。并且，关闭电磁 铁时，将再生的电力供给到DC总线40。起重磁铁6包含产生用于磁吸附金属物的磁力的电磁铁，通过变频器18B从DC总 线40供给电力。电容器19通过升降压转换器30连接于变频器18A、18B、及20。由此是用于进行如 下动作的电源当进行电动发电机12的电动(辅助)运转和回转用电动机21的动力运转中 的至少任意一方时，供给电动(辅助)运转或动力运转所需的电力，并且当进行电动发电机 12的发电运转和回转用电动机21的再生运转中的至少任意一方时，通过发电运转或再生 运转产生的电力作为电能来蓄积用的电源。该电容 器19集合了多个电容器(condenser)。该电容器19的充放电控制基于电容器19的充电状态、电动发电机12的运转状态 (电动(辅助)运转或发电运转)、起重磁铁6的驱动状态、回转用电动机21的运转状态 (动力运转或再生运转)，通过升降压转换器30来进行。该升降压转换器30的升压动作和 降压动作的切换控制基于通过电容器电压检测部31检测的电容器电压值、通过电容器电 流检测部32检测的电容器电流值、及通过DC总线电压检测部41检测的DC总线电压值，通 过控制器50来进行。变频器20如上述设置于回转用电动机21与升降压转换器30之间，基于来自控制 器50的指令，对回转用电动机21进行运转控制。由此，当变频器对回转用电动机21的动力 进行运转控制时，通过升降压转换器30从电容器19向回转用电动机21供给所需的电力。 并且，当回转用电动机21进行再生运转时，通过升降压转换器30将由回转用电动机21发 电的电力充电到电容器19。在图2中，示出包含回转电动机(1台)及变频器(1台)的实 施方式，但通过具备作为其他磁铁机构或回转机构部以外的驱动部，可以设为将多个电动 机及多个变频器连接于DC总线40。升降压转换器30的一侧通过DC总线40连接于电动发电机12、起重磁铁6、及回 转用电动机21，并且另一侧连接于电容器19，进行切换升压或降压的控制，以使DC总线电 压值收容在一定范围内。当电动发电机12进行电动(辅助)运转时，由于需要通过变频器 18A向电动发电机12供给电力，所以需要对DC总线电压值进行升压。并且，驱动起重磁铁 6时，也需要通过变频器18B向起重磁铁6供给电力，所以按照向起重磁铁6供给DC总线电 压值的电力进行升压。另一方面，当电动发电机12进行发电运转时，升降压转换器30由于需要通过变频 器18A将发电的电力充电至电容器19，所以需要对DC总线电压值进行降压。并且，若关闭 起重磁铁6的电磁铁时再生的电力供给到DC总线40，则为了将该电力充电到电容器19，所以升降压转换器30对DC总线电压值进行降压。这样切换升降压的动作在回转用电动机21的动力运转和再生运转中也相同。混合式作业机械实际作业时，由于电动发电机12按照引擎11的负荷状态切换运 转状态，回转用电动机21按照上部回转体3的回转动作切换运转状态，所以在电动发电机 12和回转用电动机21中有可能产生任意一方进行电动(辅助)运转或动力运转，而另一方 进行发电运转或再生运转的状况。并且，除此以外，按照作业内容开通/关闭起重磁铁6的 电磁铁。由此，升降压转换器30按照电动发电机12、发电机30、及起重磁铁6的运转状态 (驱动状态)切换升压动作或降压动作，以使DC总线40的电压值收容在一定范围内。电容器电压检测部31是用于检测电容器19的电压值的电压检测部，且用于检测 电池的充电状态。被检测出的电容器电压值输入到控制器50并用于进行升降压转换器30 的升压动作和降压动作的切换控制。电容器电流检测部32是用于检测电容器19的电流值的电流检测部。电容器电流 值将从电容器19流向升降压转换器30的电流作为正值而被检测。被检测出的电容器电流 值被用于输入到控制器50，并被用于进行升降压转换器30的升压动作和降压动作的切换 控制。DC总线40配设于3个变频器18A、18B及20与升降压转换器之间，且构成为可以 在电容器19、电动发电机12、起重磁铁6，及回转用电动机21之间进行电力的授受。DC总线电压检测部41是用于检测DC总线电压值的电压检测部。被检测出的DC 总线电压值为了输入到控制器50并进行用于将该DC总线电压值收容在一定范围内的升压 动作和降压动作的切换控制而使用。回转用电动机21是均可以进行动力运转及再生运转的电动机即可，为了驱动上 部回转体3的回转机构2而设置。动力运转时，回转用电动机21的旋转驱动力的旋转力通 过减速机24被增幅，且上部回转体3被加减速控制并进行旋转运动。并且，可由上部回转 体3的惯性旋转，转速通过减速机24被增加而传递到回转用电动机21，从而产生再生电力。 在此，作为回转用电动机21，表示根据PWM(Pulse Width Modulation)控制信号通过变频器 20被交流驱动的电动机。该回转用电动机21例如可以由磁铁内藏式的IPM马达构成。由 此，可以产生更大的感应电动势，所以可以增大再生时由回转用电动机21发电的电力。旋转变压器(resolver) 22是检测回转用电动机21的旋转轴21A的旋转位置及旋 转角度的传感器，构成为如下通过与回转用电动机21机械地连结来检测回转用电动机21 的旋转之前的旋转轴21A的旋转位置、与左旋转或右旋转之后的旋转位置之差，从而检测 旋转轴21A的旋转角度及旋转方向。通过检测回转用电动机21的旋转轴21A的旋转角度， 导出回转机构2的旋转角度及旋转方向。此外，在图2示出了安装旋转变压器22的方式， 但也可以使用没有电动机的旋转传感器的变频器控制方式。机械制动器23是产生机械性制动力的制动装置，使回转用电动机21的旋转轴21A 机械地停止。该机械制动器23由电磁式开关切换制动/解除。该切换通过控制器50来进 行。
回转减速机24对回转用电动机21的旋转轴21A的转速进行减速而机械地传递到 回转机构2的减速机。由此，当动力运转时，可以使回转用电动机21的旋转力增力并作为更大的旋转力传递至回转体。与此相反，当再生运转时，可以增加由回转体产生的转速，在 回转用电动机21产生更多的旋转动作。回转机构2能够在回转用电动机21的机械制动器23被解除的状态下回转，由此 上部回转 体3向左方向或右方向回转。操作装置26是用于操作回转用电动机21、下部行走体1、吊杆4、吊臂5、及起重磁 铁6的操作装置，通过混合式施工机械的驾驶者来操作。该操作装置26将通过先导管路25而被供给的液压(一次侧液压)转换为根据驾 驶者的操作量的液压(2次侧液压)而输出。从操作装置26输出的2次侧液压通过液压管 路27被供给到控制阀17，并通过压力传感器29被检测。若对操作装置26进行操作，则控制阀17通过液压管路27被驱动，由此通过控制 液压马达ΙΑ、1B、吊杆缸7、吊臂缸8、及铲斗缸9内的液压来驱动下步行走体1、吊杆4、吊臂 5、及起重磁铁6。另外，液压管路27将液压马达IA及1B、吊杆缸7、吊臂缸8、及铲斗缸9的驱动所 需的液压供给到控制阀。在作为回转用操作检测部的压力传感器29中，若对操作装置26输入用于使回转 机构2回转的操作，则将该操作量作为液压管路28内的液压的变化来检测。压力传感器29 输出表示液压管路28内的液压的电气信号。由此，可以正确掌握输入到操作装置26的用 于使回转机构2回转的操作量。该电气信号输入到控制器50，且用于回转用电动机21的驱 动控制。并且在实施方式1中，对使用作为杆操作检测部的压力传感器的方式进行说明，但 也可以使用将输入到操作装置26的用于使回转机构2回转的操作量直接以电信号读取的 传感器。控制器50是进行实施方式1的混合式施工机械的驱动控制的控制装置，是由包含 CPU及内部存储器的运算处理装置构成，且通过CPU执行存储于内部存储器的驱动控制用 的程序来实现的装置。控制器50是用于进行引擎11的运转控制、电动发电机12的运转控制(电动(辅 助)运转或发电运转的切换)、根据对升降压转换器30的驱动控制的电容器19的充放电控 制、及回转用电动机21的驱动控制的控制装置。另外，回转用电动机21的驱动控制通过如 下执行控制器50将从压力传感器29输入的信号(表示输入到操作装置26的用于使回转 机构2回转的操作量的信号)转换为速度指令，使用该速度指令进行回转用电动机21的驱 动控制。本实施方式中，作为控制部的控制器50包含驱动程度判定部。控制器50基于电容器19的充电状态、电动发电机12的运转状态(电动(辅助) 运转或发电运转)、及回转用电动机21的运转状态(动力运转或再生运转)，进行升降压转 换器30的升压动作和降压动作的切换控制，由此进行电容器19的充放电控制。该升降压转换器30的升压动作和降压动作的切换控制，基于由电容器电压检测 部31检测的电容器电压值、由电容器电流检测部32检测的电容器电流值、及由DC总线电 压检测部41检测的DC总线电压值来进行。另外，在引擎11的运转控制中，除了按照引擎11的负荷状态的燃料喷射量的控制 等以外，还包含引擎11的起动和停止的控制。并且，实施方式1中，控制器50监控由传感器14A检测的压力油的液压、传递到变频器18B的控制指令值、及传递到变频器20的控制指令值。在此，由传感器14A检测的压力油的液压的上升由于表示连接于控制阀17的液压 系统的作业构件(以下，将行走用马达ΙΑ、1B、吊杆缸7、吊臂缸8、及铲斗缸9总称为“液压 系统的作业构件”)中的任意一个被驱动，所以通过监控液压的上升，可以检测液压系统的 作业构件的驱动。并且，通过监控传递到变频器18B的控制指令值，可以探测起重磁铁6的驱动，与 此相同，通过监控传递到变频器20的控制指令值，可以检测回转用电动机21的动力运转。另外，控制器50保持阈值，所述阈值用于监控由传感器14A检测的压力油的液压、 传递到变频器18B的控制指令值、及传递到变频器20的控制指令值，被构成为当各值成为 各自的阈值以上时，检测液压系统的作业构件的驱动、起重磁铁6的驱动、及回转用电动机 21的动力运转。“充电量(SOC)的设定” 在实施方式1的混合式施工机械中，紧接于运行开始之后(作业前)的电容器19 的充电量(SOC)被设定为70%。并且，在需要驱动液压系统的作业构件、起重磁铁6、或回 转用电动机21中的任意一个时，充电量(SOC)上升到85%。并且，若液压系统的作业构件、 起重磁铁6、及回转用电动机21中任意一个均没有被驱动，则充电量(SOC)下降到70%。这是因为如下原因从运转开始到驱动液压系统的作业构件、起重磁铁6、或回转 用电动机21中的任意一个的期间，或液压系统的作业构件、起重磁铁6、及回转用电动机21 中的任意一个均没有被驱动时，由于无需在电容器19蓄积大量电力，所以作为放电模式放 出电容器19的电能而较低地(70% )设定充电量(SOC)来降低发热量，从而谋求电容器19 的长寿命化。并且，由于在驱动任意一个时都需要从电容器19供给电力，所以需要吸收电能而 使充电量(SOC)上升某种程度，所以使其上升到85%。另外，由于液压系统的作业构件的驱 动由液压进行，所以不直接需要电能，但在液压系统的作业构件的驱动时，有时需要来自主 泵14的压力油，且需要辅助引擎11的电动发电机12的驱动，所以在控制器50探测到液压 系统的作业构件的驱动时，使充电量(SOC)上升。在此，在使充电量(SOC)下降时设定在70%是因为，由于在驱动液压系统的作业 构件、起重磁铁6、或回转用电动机21中至少任意一个时，由于立即需要某种程度的电力， 所以在较低地设定充电量(SOC)的同时，确保对作业没有障碍的响应性。即，最低充电量基 于驱动部起动响应性被预先设定。并且，使充电量(SOC)上升时设定为85%是因为，驱动起重磁铁6、或回转用电动 机21中的至少任意一个时，需要将由再生运转得到的电力充电到电容器19，所以在较高地 设定充电量(SOC)的同时，进一步进行充电，可以确保充分的余地(空闲容量)。即，基于驱 动部的再生电力预先设定最大充电量。并且，从充电量(SOC)的85% (或其以上)降低到70%通过如下实现的，即控制 器50将驱动指令传递到变频器18A而使电动发电机12进行电动(辅助)运转，进而使蓄 积于电容器19的电力消耗。由于引擎11始终被运转来驱动主泵14，所以可通过电动发电机12的电动(辅助) 运转将电容器19内的电能转换为机械能而将引擎11的运转效率改善为更有效的效率。
另外，充电量(SOC)的上升或下降通过控制器50驱动升降压转换器30来进行，在 降压(电容器19的充电)时DC总线电压值较低，此时使电动发电机12进行发电运转来使 DC总线电压上升。图3是表示在实施方式1的混合式施工机械中按照作业构件(回转机构2 (回转 用电动机21)、铲斗4、吊臂5、起重磁铁6)的驱动程度来变更电容器19的SOC时的处理顺 序的图。该处理是由控制器50来执行的处理。控制器50在混合式施工机械的运转中开始(开始)图3所示的处理。首先，控制器50判定根据传感器14A检测的压力油的液压是否在阈值以上(步骤 SlA)。这是为了如下而进行在驱动液压系统的作业构件时，由于需要来自主泵14的压力 油，所以有时需要辅助引擎11的电动发电机12的驱动，所以根据探测液压系统的作业构件 的驱动来探测电动发电机12的驱动的可能性。当控制器50判定液压在阈值以上时，使充电量(SOC)上升到85% (步骤S2)。这 是 为了预先准备伴随液压系统的作业构件中的任意一方的驱动而电动发电机12进行电动 (辅助)运转的情况下使充电量(SOC)上升。另一方面，当控制器50判定根据传感器14A检测的压力油的液压不到阈值时，判 定是否已探测出起重磁铁6的驱动(步骤SlB)。当起重磁铁6驱动时，需要通过DC总线 40供给电力，因此需要使充电量(SOC)上升，所以判定驱动的探测。控制器50在已探测出起重磁铁6的驱动时，使充电量(SOC)上升到85% (步骤 S2)。这是为了预先准备向起重磁铁6的电力供给而使充电量(SOC)上升。另一方面，当控制器50没有探测到起重磁铁6的驱动时，判定是否探测出回转用 电动机21的驱动(步骤SlC)。当回转用电动机21的驱动时，需要通过DC总线40供给电 力，因此需要使充电量(SOC)上升，所以判定驱动的探测。控制器50探测出回转用电动机21的驱动时，使充电量(SOC)上升到85% (步骤 S2)。这是为了预先准备向回转用电动机21的电力供给而使充电量(SOC)上升。另一方面，控制器50没有探测出回转用电动机21的驱动时，将充电量(SOC)保持 在70% (步骤S3)。这是为了如下而进行由于是任意一个作业构件(液压系统的作业构 件、起重磁铁6、及回转用电动机21)都没有被驱动的状态，所以通过将电容器电压保持为 低状态来谋求电容器19的长寿命化。另外，反复执行在以上说明的步骤SlA S3的处理。在充电量(SOC)高的状态 (85%或其以上)顺序进行到步骤S3时，通过控制器50使电动发电机12进行电动(辅助) 运转来使充电量(SOC)下降到70%。图4是表示在实施方式1的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图 的图。若在时刻TO开始混合式施工机械的运转，则充电量(SOC)由控制器50被保持在 70% (低状态)。若在时刻Tl探测液压系统的作业构件的驱动(在步骤SlA中相当于YES)，则充电 量(SOC)由控制器50上升到85% (高状态)(相当于步骤S2)。之后，根据变频器18a使电动发电机12发电运转，以使通过依次驱动液压系统的 作业构件、起重磁铁6、及回转用电动机21，将通过引擎11增加的机械能由电动发电机12转换为电能并供给到电容器19。这时，引擎11的输出对应电动发电机12的驱动状态而被 增加。这样，充电量(SOC)上升到85% (高状态)(相当于步骤S2)。并且，若在时刻T2结束回转用电动机21的驱动(在步骤SlC中相当于NO)，则根 据变频器18a使电动发电机12电动(辅助)运转，以使由控制器50将来自电容器19的电 能由电动发电机12转换为机械能并传递到引擎11。在此时，引擎11的驱动转矩也通过电 动发电机12的电动(辅助)运转增加。这样，充电量(SOC)上升到70% (低状态)(相当 于步骤S3)。在时刻T3，再次探测液压系统的作业构件的驱动(在步骤SlA中相当于YES)，充 电量(SOC)由控制器50上升到85% (高状态)(相当于步骤S2)。并且，之后，无需驱动液压系统的作业构件以外(起重磁铁6或回转用电动机21)， 若在时刻T4结束液压系统的作业构件的驱动(在步骤SlA SlC中相当于NO)，则充电量 (SOC)由控制器50下降到70% (低状态)(相当于步骤S3)。在时刻T5驱动起重磁铁6 (在步骤SlB中相当于YES)，充电量(SOC)由控制器50 上升 到85% (高状态)(相当于步骤S2)。之后，除了起重磁铁6之外，进行液压系统的作业构件及回转用电动机21的驱动， 再次回到只有起重磁铁6的驱动之后，若在时刻T6结束起重磁铁6的驱动，则充电量(SOC) 由控制器50下降到70% (低状态)(相当于步骤S3)。以上结束图4所示的动作。根据实施方式1的混合式施工机械，若探测液压系统的作业构件、起重磁铁6、及 回转用电动机21中的任意一个均没有被驱动的状态，则由控制器50将电容器电压设定为 低状态。这样可以提供如下混合式施工机械电动发电机12、起重磁铁6、及回转用电动机 21均不需要电力供给时，由于电容器电压被设定为低状态，所以谋求电容器19的长寿命 化。另外，以上对判定电容器19的充电量(SOC)是否在80%以下的方式进行了说明。 将SOC的阈值设定为80%是为了在混合式施工机械开始下一次运转时确保充分的充电量 和为了确保用于充电再生电力的充分的空闲容量。因此，使用于判定的SOC的阈值，不限定 于80%，按照实机的规格等可以适当设定。并且，以上对使电容器19的充电量(SOC)降低时设定为70%的方式进行了说明， 但在驱动液压系统的作业构件、起重磁铁6、或回转用电动机21中的至少任意一个时，只要 能对作业确保无障碍的响应性，较低地设定时的充电量(SOC)就不限于70%，可以高于或 低于70%。并且，以上对在包含用于辅助引擎11的电动发电机12和回转用电动机21的混合 式施工机械中应用本实施方式的混合式作业机械的方式进行了说明，但根据混合化而被电 动化的构件不限于这些，对于液压马达1A、1B、吊杆缸7、吊臂缸8、或铲斗缸9被电动化的混 合式施工机械也同样可以应用。“实施方式2”实施方式2的混合式施工机械与实施方式1不同之处在于，根据引擎11的转速设 定电容器19的充电量(SOC)。因此，构成为在控制器50中输入表示引擎11的转速的电气信号。在实施方式2中，控制器50监控从引擎11的控制装置(例如，E⑶(ElectronicControl Unit))传递的引擎转速。另外，在此例如若引擎11空转时的转速设为IOOOrpm，最高容许转速设为 2000rpm，则用于判定的阈值例如设定为1200rpm即可。在此，引擎11的转速通过座舱10内与操作装置26 —同被配设的容量开关来被切 换。例如，若引擎11空转时的转速设为IOOOrpm，最高容许转速设为2000rpm，则通常在驾 驶者进行作业时操作容量开关而设定为所希望的额定值(例如，ISOOrpm)，在非作业时操 作容量开关而设定为空转状态(IOOOrpm)。因此，在实施方式2的混合式施工机械中，根据监控引擎转速来进行作业有无的 判定。另外，由于其他结构以实施方式1的混合式施工机械为基准，所以省略重复说明。
“充电量(SOC)的设定”在实施方式2的混合式施工机械中，紧接于运转开始之后(作业前)的电容器19 的充电量(SOC)设定为70%。并且，当引擎转速上升到阈值以上时，充电量(SOC)上升到 85%。并且，若引擎转速下降到不到阈值，则充电量(SOC)下降到70%。这是因为，非作业时，由于不需要在电容器19蓄积大量电力，所以作为放电模式 较低地(70% )设定电容器19的充电量(SOC)而降低发热量，从而谋求电容器19的长寿命 化。并且，在为了进行作业引擎11的转速根据容量开关的操作上升时，为了预先准备 液压系统的作业构件、起重磁铁6、或回转用电动机21的驱动而进行从电容器19供给电力 的准备，需要使充电量(SOC)上升到某种程度，所以上升到85%。图5是表示在实施方式2的混合式施工机械中按照引擎转速(引擎11的驱动程 度)变更电容器19的SOC时的处理顺序的图。该处理是由控制器50执行的处理。控制器50在混合式施工机械的运转中开始(开始)图5所示的处理。首先，控制器50判定引擎转速是否在阈值以上(步骤S21)。这是为了如下而进 行当引擎转速上升时，由于设想进行作业的情况，所以通过对引擎转速进行监控来探测进 行液压系统的作业构件、起重磁铁6、或回转用电动机21的驱动的可能性。另外，用于判定的阈值例如设定为1200rpm即可。当控制器50判定引擎转速在阈值以上时，使充电量(SOC)上升到85% (步骤 S22)。这是为了预先准备伴随液压系统的作业构件、起重磁铁6、或回转用电动机21的驱动 而电动发电机12进行电动(辅助)运转的情况下使充电量(SOC)上升。另一方面，当控制器50判定引擎转速不到阈值时，将充电量(SOC)保持在70% (步骤S23)。这是为了如下而进行，由于是任意一个作业构件(液压系统的作业构件、起重 磁铁6、及回转用电动机21)均没有被驱动的状态(非作业状态)，所以根据将电容器电压 保持在低状态来谋求电容器19的长寿命化。另外，反复执行以上说明的步骤S21 S23的处理。在充电量(SOC)高的状态 (85%或其以上)顺序进行到步骤S23时，控制器50使电动发电机12进行电动(辅助)运 转来使充电量(SOC)下降到70%。图6是表示在实施方式2的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图 的图。
若在时刻TO混合式施工机械的引擎11的转速被设定为额定值，则充电量(SOC) 由控制器50上升到85% (高状态)。
之后，若在时刻T21引擎转速成为不到阈值(1200rpm)(在步骤S21中相当于NO)， 则充电量(SOC)由控制器50被设定为70% (低状态)(相当于步骤S23)。并且，若在时刻T22引擎转速成为阈值(1200rpm)以上(在步骤S21中相当于 YES)，则充电量(SOC)由控制器50上升到85% (高状态)(相当于步骤S22)。接着，若在时刻T23引擎转速成为不到阈值(1200rpm)(步骤S21中相当于NO)，则 充电量(SOC)由控制器50被设定为70% (低状态)(相当于步骤S23)。此外，若在时刻T24引擎转速成为阈值(1200rpm)以上(在步骤S21中相当于 YES)，则充电量(SOC)由控制器50上升到85% (高状态)(相当于步骤S22)。之后，在时刻T25引擎转速恢复到额定值。这样，根据实施方式2的混合式施工机械，若探测引擎11的空转状态(相当于非 作业状态)，则由控制器50将电容器电压设定为低状态。这样，可以提供如下混合式施工机 械，当电动发电机12、起重磁铁6、及回转用电动机21均不需要电力供给时，电容器电压被 设定为低状态，所以谋求了电容器19的长寿命化。“实施方式3”实施方式3的混合式施工机械与实施方式1的不同之处在于，按照杆26A及26B 和踏板26C(以下，在实施方式3中简略为“杆26A等”)的操作有无来设定电容器19的充 电量(SOC)。因此，构成为在控制器50中输入表示由压力传感器29传递的杆26A等的操作 有无的电气信号。实施方式3的混合式施工机械由杆26A等的操作有无来进行作业有无的判定。另外，由于其他结构以实施方式1的混合式施工机械为基准，所以省略重复说明。“充电量(SOC)的设定”在实施方式3的混合式施工机械中，紧接于运行开始之后(作业前)的电容器19 的充电量(SOC)设定为70%。并且，判定为有杆26A等的操作时，判定引擎11、或作业构 件(回转机构2 (回转用电动机21)、铲斗4、吊臂5、起重磁铁6)的驱动程度变高而充电量 (SOC)上升到85%。并且，在判定没有(无)杆26A等的操作时，判定引擎11、或作业构 件(回转机构2 (回转用电动机21)、铲斗4、吊臂5、起重磁铁6)的驱动程度变低而充电量 (SOC)下降到70%。这是因为，非作业时，由于没有必要在电容器19蓄积大量电力，可以作为放电模 式较低地(70%)设定电容器19的充电量(SOC)而降低发热量，从而谋求电容器19的长寿 命化。并且，为了进行作业而操作杆26A等时，为了预先准备液压系统的作业构件、起 重磁铁6、或回转用电动机21的驱动而进行从电容器19供给电力的准备，需要使充电量 (SOC)上升某种程度，所以上升到85%。图7是表示实施方式3的混合式施工机械中按照杆26A等的操作有无(按照输入 到操作装置26的操作量的作业构件的驱动程度)变更电容器19的SOC时的处理顺序的图。 该处理是由控制器50来执行的处理。控制器50在混合式施工机械的运转中开始(开始)图7所示的处理。
首先，控制器50判定有无杆26A等的操作(步骤S31)。这是因为操作杆26A等的 情况是进行作业的情况，所以为了探测液压系统的作业构件、起重磁铁6，或回转用电动机 21的驱动。控制器50在判定有杆26A等的操作时，使充电量(SOC)上升到85% (步骤S32)。 这是为了预先准备伴随液压系统的作业构件、起重磁铁6、或回转用电动机21的驱动而电 动发电机12进行电动(辅助)运转的情况下，使充电量(SOC)上升。另一方面，当控制器50判定没有杆26A等的操作时，将充电量(SOC)保持在70% (步骤S33)。这是为了如下而进行由于是任意一个作业构件(液压系统的作业构件、起重 磁铁6、及回转用电动机21)均没有被驱动的状态(非作业状态)，所以通过将电容器电压 保持在低状态来谋求电容器19的长寿命化。另外，反复执行以上说明的步骤S31 S33的处理。在充电量(SOC)高的状态 (85%或其以上)下顺序进行到步骤S33时，通过控制器50使电动发电机12进行电动(辅 助)运转，充电量(SOC)下降到70%。图8是表示在实施方式3的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图 的图。若在时刻TO开始混合式施工机械的运转，则充电量(SOC)由控制器50保持在 70% (低状态)。若在时刻T31判定有杆26A等的操作(相当于步骤S31)，则充电量(SOC)由控制 器50上升到85% (高状态)(相当于步骤S32)。并且，若在时刻T32判定没有杆26A等的操作(在步骤S31中相当于N0)，则充电 量(SOC)由控制器50被设定为70% (低状态)(相当于步骤S33)。此外，若在时刻T33判定有杆26A等的操作(在步骤S31中相当于YES)，则充电量 (SOC)由控制器50上升到85% (高状态)(相当于步骤S32)。并且，若在时刻T34判定没有杆26A等的操作(在步骤S31中相当于N0)，则充电 量(SOC)由控制器50被设定为70% (低状态)(相当于步骤S33)。这样，根据实施方式3的混合式施工机械，若判定没有杆26A等的操作，则由控制 器50将电容器电压设定为低状态。这样，可以提供如下混合式施工机械当电动发电机12、 起重磁铁6、及回转用电动机21均不需要电力供给时，电容器电压被设定为低状态，所以可 谋求了电容器19的长寿命化。“实施方式4”实施方式4的混合式施工机械与实施方式1的不同之处在于，按照门锁定杆的操 作有无来设定电容器19的充电量(SOC)。因此，构成为在控制器50中输入表示门锁定杆的 开关状态的电气信号。图9是表示实施方式4的混合式施工机械的驾驶席及其周边的图，(a)是立体图， (b)是位于驾驶席左侧的控制台的侧视图。门锁操作部60是用于切换可以使用(可以运转)施工机械的状态 与不可以使用 (不可以运转)的状态的门锁装置。该门锁操作部60是为了防止施工机械的错误动作而设 置。在此，利用图9对门锁操作部60进行说明。在配设于座舱10内的驾驶席IOA的两侧配设有控制台10B，在这一对控制台IOB上分别配设有一对操作杆26A。在驾驶席IOA上可从左侧相对座舱前方向升降，在左侧的控 制台IOB配设有门锁操作部60。并且，如图9(b)所示，配设于左侧的操作台IOB的门锁操作部60具备门锁定杆 60A、门60B、及限位开关60C。门锁操作部60配设于上部回转体3的座舱内配设的驾驶席的旁边，是用于对配设 于向驾驶席的升降部的门60B进行开关操作的操作部。门60B与门锁定杆60A用电线连接， 若拉上来门锁定杆60A则关闭门60B(用实线表示的状态)，若放下门锁定杆60A则打开门 60B(用虚线表示的状态)。成为如下状态该门被关闭时，驾驶者无法从驾驶席下来，被打 开时可以下来。限位开关60C是用于检测门锁定杆60A的操作的传感器，若拉上来门锁定杆60A 则打开，若放下门锁定杆60A则关闭。该限位开关60C连接于切断阀，所述切断阀配设于从先导泵15向操作装置26传 递先导压力的先导管路25上，按照从限位开关60C传递的电气信号进行连通状态/切断状 态的切换。使用施工机械时，成为连通状态且将先导压力传递到操作装置26，不使 用时成为 切断状态且切断向先导压力的操作装置26的传递。该切断阀的切换控制通过门锁操作部 60来进行。若打开限位开关60C则打开切断阀的继电器，若关闭限位开关60C则关闭继电器。 这样，切断阀通过限位开关60C被切换。另外，将表示限位开关60C的打开/关闭的信号也 输入到控制器30。在拉上来门锁定杆60A而关闭门60B的状态中，由于打开继电器来将切断阀设为 连通状态，所以施工机械成为可以使用(可以运转)的状态。另一方面，在放下门锁定杆 60A而打开门60B的状态中，关闭继电器来将切断阀设为切断状态，所以施工机械成为不可 以使用(不可以运转)的状态。这是为了防止错误动作。在实施方式4中，控制器50监控根据门锁操作部60传递的门锁定杆60A的操作 有无，根据门锁定杆60A的操作有无来进行作业有无的判定。另外，由于其他结构以实施方式1的混合式施工机械为基准，所以省略重复说明。“充电量(SOC)的设定”在实施方式4的混合式施工机械中，紧接于运行开始之后(作业前)的电容器19 的充电量(SOC)被设定为70%。并且，判定为拉上来门锁定杆60A时，充电量(SOC)上升到 85%。并且，判定为放下门锁定杆60A时，充电量(SOC)下降到70%。这是因为，在非作业时，无需对电容器19蓄积大量的电力，所以作为放电模式较 低地(70% )设定电容器19的充电量(SOC)而降低发热量，从而谋求电容器19的长寿命 化。并且，判定为了进行作业而拉上来门锁定杆60A时，为了预先准备液压系统的作 业构件、起重磁铁6、或回转用电动机21的驱动而进行从电容器19供给电力的准备，需要使 充电量(SOC)上升某种程度，所以上升到85%。图10是表示在实施方式4的混合式施工机械中，按照门锁定杆60A的操作有无来 变更电容器19的SOC时的处理顺序的图。在实施方式4中，按照门锁定杆60A的操作有无(工作状态)判定引擎11或作业构件(回转机构2 (回转用电动机21)、铲斗4、吊臂5、起重磁铁6)的驱动程度，使电动发电 机12进行电动(辅助)运行，从而变更SOC。该处理是由控制器50执行的处理。在此，将判定为拉上来门锁定杆60A的情况表 达为“有操作”，将放下门锁定杆60A的情况表达为“无操作”。控制器50在混合式施工机械的运转中开始(开始)图10所示的处理。首先，控制器50判定有无门锁定杆60A的操作(步骤S41)。这是为了如下而进 行由于操作门锁定杆60A的情况是进行作业的情况，所以探测液压系统的作业构件、起重 磁铁6、或回转用电动机21的驱动。当控制器50判定为有门锁定杆60A的操作时，使充电量(SOC)上升到85% (步 骤S42)。这是为了预先准备伴随液压系统的作业构件、起重磁铁6、或回转用电动机21的 驱动而对电动发电机12进行电动(辅助)运转的情况下使充电量(SOC)上升。另一方面，当控制器50判定为没有门锁定杆60A的操作时，将充电量(SOC)保持 在70% (步骤S43)。这是为了如下而进行由于是任意一个作业构件(液压系统的作业构 件、起重磁铁6、及回转用电动机21)都没有被驱动的状态(作业禁止状态) ，所以通过将电 容器电压保持在低状态来谋求电容器19的长寿命化。另外，反复执行以上说明的步骤S41 S43的处理。在充电量(SOC)高的状态 (85%或其以上)下向步骤S43进行顺序时，由控制器50使电动发电机12进行电动(辅 助)运转，从而使充电量(SOC)下降到70%。图11是表示实施方式4的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图的 图。若在时刻TO开始混合式施工机械的运转，则充电量(SOC)由控制器50保持在 70% (低状态)。若在时刻T41判定有门锁定杆60A的操作(相当于步骤S41)，则充电量(SOC)由 控制器50上升到85% (高状态)(相当于步骤S42)。并且，若在时刻T42判定没有门操作杆60A的操作(在步骤S41中相当于N0)，则 充电量(SOC)由控制器50被设定为70% (低状态)(相当于步骤S43)。此外，若在时刻T43判定有门锁定杆60A的操作(在步骤S41中相当于YES)，则充 电量(SOC)由控制器50上升到85% (高状态)(相当于步骤S42)。并且，若在时刻T44判定没有门锁定杆60A的操作(在步骤S41中相当于N0)，则 充电量(SOC)由控制器50被设定为70% (低状态)(相当于步骤S43)。这样，根据实施方式4的混合式施工机械，若判定没有门锁定杆60A的操作，则电 容器电压由控制器50被设定为低状态。这样，可以提供如下混合式施工机械在电动发电 机12、起重磁铁6、及回转用电动机21都不需要电力供给时，由于电容器电压被设定为低状 态，所以谋求了电容器19的长寿命化。“实施方式5”实施方式5的混合式施工机械与实施方式1的不同之处在于，按照点火开关的操 作位置设定电容器19的充电量(SOC)这点。因此，构成为在控制器50中输入表示由点火 开关传递的杆26A等的操作有无的电气信号。点火开关配设于图9所示的驾驶席IOA的旁 边。
实施方式5的混合式施工机械基于点火开关的操作位置，在进行作业有无的判定 时，点火开关的操作位置从OFF位置经过ACC (辅助模式)位置及ON位置成为START (用于 驱动起动器的模式)位置，之后在被设定为ON位置时，判定引擎11为运转状态。并且，在 从ON位置操作为ACC位置或OFF位置时，判定引擎11被停止。另外，由其他结构以实施方式1的混合式施工机械为基准，所以省略重复说明。“充电量(SOC)的设定” 在实施方式5的混合式施工机械中，紧接于运行开始之后(作业前)的电容器19 的充电量(SOC)被设定为70%。并且，判定根据点火开关的操作引擎11成为运转状态时， 充电量(SOC)上升到85%。并且，判定根据点火开关的操作引擎11成为停止状态时，充电 量(SOC)下降到70%。这是因为，在引擎11停止的非作业时，由于没有必要对电容器19蓄积大量电力， 所以作为放电模式较低地(70% )设定电容器19的充电量(SOC)来降低发热量，从而谋求 电容器19的长寿命化。并且，当引擎11成为运转状态时，为了进行作业，且预先准备液压系统的作业构 件、起重磁铁6、或回转用电动机21的驱动而进行从电容器19供给电力的准备，所以需要使 充电量(SOC)上升某种程度，所以上升到85%。图12是表示在实施方式5的混合式施工机械中，按照点火开关的操作位置变更电 容器19的SOC时的处理顺序的图。在实施方式5中，按照点火开关的操作位置判定引擎11或作业构件(回转机构 2 (回转用电动机21)、铲斗4、吊臂5、起重磁铁6)的驱动程度使电动发电机12进行电动 (辅助)运转，从而变更S0C。另外，该处理是由控制器50执行的处理。控制器50在混合式施工机械的运转中开始(开始)图12所示的处理。首先，控制器50基于点火开关的操作位置的变化判定是否起动了引擎11 (步骤 S51)。这是由于在起动引擎11的时候是进行作业的时候，所以探测液压系统的作业构件、 起重磁铁6、或回转用电动机21的驱动。控制器50基于点火开关的操作位置的变化，当判定为起动引擎11时，使充电量 (SOC)上升到85% (步骤S52)。这是为了预先准备伴随液压系统的作业构件、起重磁铁6、 或回转用电动机21的驱动而对电动发电机12进行电动(辅助)运转时而使充电量(SOC)上升。另一方面，控制器50基于点火开关的操作位置的变化，判定为引擎11被停止时， 将充电量(SOC)保持在70% (步骤S53)。这是为了进行如下由于是根据引擎11的停止， 任意一个作业构件(液压系统的作业构件、起重磁铁6、及回转用电动机21))都没有被驱 动的状态(非作业状态)，所以根据将电容器电压保持在低状态来谋求电容器19的长寿命 化。另外，反复执行以上说明的步骤S51 S53的处理。在充电量(SOC)高的状态 (85%或其以上)下向步骤S53进行顺序时，由控制器50使电动发电机12进行电动(辅 助)运转，充电量(SOC)下降到70%。图13是表示在实施方式5的混合式施工机械中变更电容器19的SOC时的曲线图 的图。
若在时刻TO开始混合式施工机械的运转，则充电量(SOC)由控制器50保持在 70% (低状态)。若在时刻T51基于点火开关的操作位置的变化，判定引擎11被起动(在步骤S51 中相当于YES)，则充电量(SOC)由控制器50上升到85% (高状态)(相当于步骤S52)。并且，若在时刻T52基于点火开关的操作位置的变化，判定引擎11被停止(在步 骤S51中相当于N0)，则充电量(SOC)由控制器50被设定为70% (低状态)(相当于步骤 S53)。此外，若在时刻T53基于点火开关的操作位置的变化，判定引擎11被起动(在步 骤S51中相当于YES)，则充电量(SOC)由控制器50上升到85% (高状态)(相当于步骤 S52)。并且，若在时刻T54基于点火开关的操作位置的变化，引擎11被停止(在步骤S51 中相当于NO)，则充电量(SOC)由控制器50被设定为70% (低状态)(相当于步骤S53)。
这样，根据实施方式5的混合式施工机械，若基于点火开关的操作位置的变化，判 定引擎11被停止，则由控制器50将电容器电压设定为低状态。这样，可以提供如下混合式 施工机械在电动发电机12、起重磁铁6、及回转用电动机21都不需要电力供给时，由于电 容器电压被设定为低状态，所以谋求了电容器19的长寿命化。并且，以上对在连接有变频器18A及20的DC总线41与电容器19之间配设有升降 压转换器30的混合式施工机械上应用本实施方式的混合式作业机械的方式进行了说明， 但变频器或升降压转换器的配置或数量等为一例，在其他结构中也同样可以应用。以上，对混合式施工机械进行了说明，但混合式作业机械可以是施工机械以外方 式的作业机械，例如可以是混合式的搬运装卸机械(起重机或叉车)。例如，可以将图2所示的引擎11及电动发电机12作为起重机的引擎及辅助用电 动发电机使用，将图2所示的回转用电动机21使用于起重机的装卸作业中用于使零件或货 物等上升或下降的动力源。尤其用于使零件或货物等上升或下降的动力源由于伴随电线卷 绕或引出而进行动力运转(卷绕时)和再生运转(引出时)，所以可以作为混合式作业机械 与上述混合式施工机械相同地实施。并且，叉车的情况也相同，可以将图2所示的引擎11及电动发电机12作为叉车的 引擎及辅助用电动发电机使用，将图2所示的回转用电动机21用于在叉车的装卸作业中使 货叉上升或下降的动力源。尤其用于使货叉上升或下降的动力源，由于伴随上下动作进行 动力运转(卷绕时)和再生运转(引出时)，所以可以作为混合式作业机械与上述混合式施 工机械相同地实施。如以上，在实施方式1 5中，即使在作业结束之前，根据作业状态或运转状态，可 以使蓄电池(电容器19)的充电率下降。“实施方式6”图14是作为本发明所涉及的作业机械的一例，表示混合式施工机械1001的外观 的立体图。如图14所示，混合式施工机械1001是所谓的起重磁铁车辆，具备有包含无线轨 道的行走机构1002、在行走机构1002的上部通过回转机构1003转动自如地搭载的回转体 1004。在回转体1004安装有吊杆1005、在吊杆1005的前端链路连接的吊臂1006、在吊臂 1006的前端链路连接的起重磁铁1007。起重磁铁1007是用于通过磁力吸附并抓取钢材等的吊物G的设备。吊杆1005、吊臂1006、及起重磁铁1007分别通过吊杆缸1008、吊臂缸 1009、及铲斗缸1010被液压驱动。并且，在回转体1004设有用于容纳操作起重磁铁1007 的位置或励磁动作及释放动作的操作者的驾驶室1004a，或用于产生液压的引擎(内燃机 发动机)1011之类的动力源。引擎1011例如由柴油引擎构成。并且，混合式施工机械1001具备有伺服控制单元1060。伺服控制单元1060控制 交流电动机、或电动发电机、及蓄电池(电池)的充放电，所述交流电动机用于驱动回转机 构1003或起重磁铁1007之类的作业构件，所述电动发电机用于辅助引擎1011。伺服控制 单元1060具备有用于将直流电力转换为交流电力驱动交流电动机或电动发电机的变频器 单元、控制电池的充放电的升降压转换器单元之类的多个驱动器单元，用于控制该多个驱 动器单元的控制单元。图15是表示本实施方式的混合式施工机械1001的电气系统或液压系统之类的内 部结构的方块图。另外，在图15中，分别用双重线表示机械地传递动力的系统，用粗实线表 示液压系统，用虚线表示操纵系统，用细实线表示电气系统。并且，图16是表示图15中的 蓄电部1120的内部结构的图。如图15所示，混合式施工机械1001具备有电动发电机1012及减速机1013，引 擎1011及电动发电机1012的旋转轴均通过连接于减速机1013的输入轴来相互连结。引 擎1011的负荷大时，电动发电机1012将该引擎1011作为作业构件来驱动，从而补助(辅 助)引擎1011的驱动力，电动发电机1012的驱动力经过减速机1013的输出轴传递到主泵 1014。另一方面，引擎1011的负荷小时，引擎1011的驱动力经过减速机1013传递到电动 发电机1012，由此电动发电机1012进行发电。电动发电机1012例如由磁铁内藏于转子内 部的IPM(Interior Permanent Magnetic)马达构成。电动发电机1012的驱动和发电之间 的切换，根据进行混合式施工机械1001中的电气系统的驱动控制的控制器1030，按照引擎 1011的负荷等来进行。减速机1013的输出轴上连接有主泵1014及先导泵1015，在主泵1014通过高压液 压管路1016连接有控制阀1017。控制阀1017是进行混合式施工机械1001中的液压系统 的控制的装置。控制阀1017上除了图14所示的用于驱动行走机构1002的液压马达1002a 及1002b之外，通过高压液压管路还连接有吊杆缸1008、吊臂缸1009、及铲斗缸1010，控制 阀1017按照驾驶者的操作输入来控制这些所供给的液压。电动发电机1012的电气性端子上连接有变频器电路1018A的输出端。变频器电 路1018A是本实施方式中的第3变频器电路。在变频器电路1018A的输入端连接有蓄电部 1120。如图16所示，蓄电部1120具备有构成直流配线的DC总线1110、升降压转换器(直 流电压转换器)1100及电池1019。即，变频器电路1018A的输入端通过DC总线1110连接 于升降压转换器1100的输入端。在升降压转换器1100的输出端连接有作为蓄电池的电池 1019。电池1019例如由电容器式蓄电池构成。变频器电路1018A基于来自控制器1030的指令进行电动发电机1012的运转控 制。即，在变频器电路1018A使电动发电机1012动力运转时，由DC总线1110将所需的电 力从电池1019和升降压转换器1100供给到电动发电机1012。并且，在使电动发电机1012 再生运转时，通过DC总线1110及升降压转换器1100将由电动发电机1012发电的电力充 电到电池1019。另外，升降压转换器1100的升压动作和降压动作的切换控制基于DC总线电压值、电池电压值、及电池电流值，由控制器1030来进行。由此，可以将DC总线1110维 持在以预先规定的一定电压值蓄电的状态。 在蓄电部1120的DC总线1110通过变频器电路1020B连接有起重磁铁1007。起 重磁铁1007包含有产生用于磁吸附金属物的磁力的电磁铁，通过变频器电路1020B从DC 总线1110供给电力。变频器电路1020B基于来自控制器1030的指令开通电磁铁时，通过 DC总线1110向起重磁铁1007供给所需求的电力。并且，关闭电磁铁时，向DC总线1110供 给所再生的电力。 此外，在蓄电部1120连接有变频器电路1020A。在变频器电路1020A的一端连接有 作为作业用电动机(第1电动机)的回转用电动机(交流电动机)1021，变频器电路1020A 的另一端连接于蓄电部1120的DC总线1110。回转用电动机1021是使回 转体1004回转的 回转机构1003的动力源。在回转用电动机1021的旋转轴1021A连接有旋转变压器1022、 机械制动器1023、及回转减速机1024。另外，变频器电路1020A是本实施方式中第1变频 器电路。当回转用电动机1021进行动力运转时，通过回转减速机1024回转用电动机1021 的旋转驱动力的旋转力被增幅，回转体1004被加减速控制而进行旋转运动。并且，根据回 转体1004的惯性旋转，通过回转减速机1024转速被增加而传递到回转用电动机1021，使其 产生再生电力。回转用电动机1021根据PWM(Pulse Width Modulation)控制信号通过变 频器电路1020A被交流驱动。作为回转用电动机1021，例如优选磁铁内藏式IPM马达。旋转变压器1022是检测回转用电动机1021的旋转轴1021A的旋转位置及旋转角 度的传感器，通过与回转用电动机1021机械地连结来检测旋转轴1021A的旋转角度及旋转 方向。根据旋转变压器1022检测旋转轴1021A的旋转角度，导出回转机构1003的旋转角 度及旋转方向。机械制动器1023为产生机械性制动力的制动装置，根据来自控制器1030 的指令，使回转用电动机1021的旋转轴1021A机械地停止。回转减速机1024是使回转用 电动机1021的旋转轴102IA的转速减速而机械地传递到回转机构1003的减速机。另外，在DC总线1110通过变频器电路1018A、1020A及1020B连接有电动发电机 1012、回转用电动机1021、及起重磁铁1007，所以由电动发电机1012发电的电力也有时直 接供给到起重磁铁1007或回转用电动机1021，并且由起重磁铁1007再生的电力也有时供 给到电动发电机1012或回转用电动机1021，并且由回转用电动机1021再生的电力也有时 供给到电动发电机1012或起重磁铁1007。由于变频器电路1018A、1020A、及1020B控制大电力，所以发热量极其变大。并且， 在包含于升降压转换器1100的电抗器1101 (参照图3)中发热量也变得巨大。从而，产生 冷却变频器电路1018A、1020A及1020B、及升降压转换器1100的需要。因此，本实施方式的 混合式施工机械1001与引擎1011用的冷却液循环系统分开具备有用于冷却升降压转换器 1100、变频器电路1018A、1020A、及1020B的冷却液循环系统1070。冷却液循环系统1070具有泵1072与驱动该泵1072的泵马达(冷却用电动 机)1071，所述泵是用于使供给到升降压转换器1100、变频器电路1018A、1020A、及1020B等 的冷却液循环的泵。泵马达1071也是本实施方式中的第2电动机。泵马达1071通过变频 器电路1020C连接于蓄电部1120。变频器电路1020C是本实施方式中的第2变频器电路， 基于来自控制器1030的指令，在冷却升降压转换器1100时向泵马达1071供给所需求的电力。本实施方式的冷却液循环系统1070对升降压转换器1100、变频器电路1018A、1020A及 1020B、及控制器1030进行冷却。除此以外，冷却液循环系统1070对电动发电机1012、减速 机1013、及回转用电动机1021进行冷却。在先导泵1015通过先导管路1025连接有操作装置1026。操作装置1026是用于 操作回转用电动机1021、行走机构1002、吊杆1005、吊臂1006、及起重磁铁1007的操作装 置，由操作者操作。在操作装置1026通过液压管路1027连接有控制阀1017，并且通过液压 管路1028连接有压力传感器1029。操作装置1026将通过先导管路1025供给的液压(一 次侧液压)转换为按照操作者的操作量的液压(2次侧液压)来输出。从操作装置1026输 出的2次侧液压通过液压管路1027被供给到控制阀1017，并通过压力传感器1029被检测。 在此，列举作为作业用电动机的回转用电动机1021，但此外也可以使行走机构1002作为作 业用电动机电气驱动。并且在叉车应用本申请发明时，也可以使起重装置作为作业用电动 机来电气驱动。若对操作装置1026输入用于使回转机构1003回转的操作，则压力传感器1029将 该操作量作为液压管路1028内的液压的变化来检测。压力传感器1029输出表示液压管路 1028内的液压的电气信号。该电气信号被输入到控制器1030且用于回转用电动机1021的 驱动控制。控制器1030构成本实施方式的控制部。控制器1030由包含CPU及内部存储器的 运算处理装置构成，通过CPU执行存储于内部存储器的驱动控制用的程序来实现。并且，控 制器1030的电源是与电池1019不同的电池(例如24V车载电池)。控制器1030将从压 力传感器1029输入的信号中表示用于使回转机构1003回转的操作量的信号转换为速度指 令，并进行回转用电动机1021的驱动控制。并且，控制器1030进行电池1019的充放电控 制，所述充放电控制根据对电动发电机1012的运转控制(辅助运转及发电运转的切换)、起 重磁铁1007的驱动控制(励磁与消磁的切换)、及升降压转换器1100进行驱动控制来进 行。并且，本实施方式的控制器1030具有在实施混合式施工机械1001的维修等时用 于使积蓄于电池1019的电力放电的放电模式。控制器1030在该放电模式中，使变频器电 路1018A、1020A、及1020B全部停止，并驱动变频器电路1020C而使泵马达1071消耗电力， 从而使电池1019放电。放电模式的开始通过驾驶室1004a(参照图14)内的操作盘由操作
者来决定。在此，对本实施方式的升降压转换器1100进行详细说明。如图16所示，升降压转 换器1100具备有升降压式的开关控制方式，具有电抗器1101、晶体管1100B及1100C、及平 滑用的电容器llOOd。晶体管1100B是升压用的开关元件，晶体管1100C是降压用的开关元 件。晶体管 1100B 及 1100C 例如由 IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor)构成，并相 互串联连接。具体而言，晶体管1100B的集电极与晶体管1100C的发射极相互连接，晶体管 1100B的发射极连接于电池1019的负侧端子及DC总线1110的负侧配线，晶体管1100C的 集电极连接于DC总线1110的正侧配线。并且，电抗器1101其一端连接于晶体管1100B的 集电极及晶体管1100C的发射极，并且另一端通过开关1100E连接于电池1019的正侧端 子。在晶体管1100B及1100C的门从控制器1030外加PWM电压。开关1100E根据来自控制器1030的指令控制其连接状态。另外，在晶体管1100B的集电极与发射极之间以反方向并联连接有作为整流元件 的二极管1100b。同样地，在晶体管1100C的集电极与发射极之间以反方向并联连接有二 极管1100c。平滑用的电容器IlOOd连接于晶体管1100C的集电极与晶体管1100B的发射 极之间，使来自升降压转换器1100的输出电压变得平滑。在电池1019的正侧端子与负侧 端子之间设置有用于检测电池1019的两端电压的电压传感器1100F。由电压传感器1100F 的电压检测结果被提供到控制器1030。在具备这种结构的升降压转换器1100中，将直流电力从电池1019供给到DC总 线1110时，根据来自控制器1030的指令向晶体管1100B的门外加PWM电压，伴随晶体管 1100B的导通/截止在电抗器1101产生的感应电动势通过二极管IlOOc传递，该电力由电 容器IlOOd被平滑化。并且，将直流电力从DC总线1110供给到电池1019时，根据来自控 制器1030的指令向晶体管1100C的门外加PWM电压，并从晶体管1100C输出的电流由电抗 器1101被平滑化。另外，放电模式时，控制器1030对晶体管1100B、1100C均不驱动，贮存 于电池1019的电力通过二极管IlOOc传递到DC总线1110。图17是用于说明冷却液循环系统1070的方块图。如图17所示，冷却液循环系统 1070包含由泵马达1071驱动的泵1072、散热器1073、伺服控制单元1060。由泵1072循环 的冷却液由散热器1073放热，且送到伺服控制单元1060。伺服控制单元1060具有用于冷 却升降压转换器1100、变频器电路1018A、1020A、及1020B、以及控制器1030的配管，冷却液 在该配管内循环。通过伺服控制单元1060的配管的冷却液，依次冷却回转用电动机1021、 电动发电机1012、及减速机1013之后，从泵1072回到散热器1073。另外，优选在伺服控制 单元1060的入口处设置用于检测冷却液温度的温度传感器1077。并且，若具备显示所检测 的温度的显示装置则更佳。由此，散热器1073堵塞冷却性能下降时，可以基于温度检测值 限制回转用电动机1021及电动发电机1012(或这些中的一方)的输出。其结果，可以设为 能够进行连续运转，不会使混合式施工机械1001停止就可以持续作业。接着，利用图18对伺服控制单元1060进行说明。图18是表示伺服控制单元1060 的外观的立体图。伺服控制单元1060具有大致长方体形状的外观，具备收容控制器1030 的控制单元1600、升降压转换器单元1066、变频器单元1062 1065。升降压转换器单元 1066收容升降压转换器1100，变频器单元1062 1065例如收容变频器电路1018A、1020A、 1020B以及其他变频器电路。升降压转换器单元1066及变频器单元1062 1065分别在纵深方向上具有长的 长方体形状的金属容器。这些单元1062 1066以与其长边方向交差的方向上排列的状态， 设置于金属制的上面打开的板状台座1067内，通过螺栓各自固定于板状台座1067。并且， 在这些单元1062 1066上设置有作为上盖的控制单元底板1061，以使覆盖单元1062 1066的上面，在控制单元底板1061上载置有控制单元1600。并且，在控制单元1600的上 面安装有用于空冷的散热片1068。单元1062 1066的上面侧由控制单元底板1061密封。控制单元1600收容用于控制升降压转换器单元1066及变频器单元1062 1065 的控制器。控制器具有包含CPU及内部存储器的运算处理装置或电子电路，通过CPU执行 存储于内部存储器的驱动控制用的程序来实现。并且，在控制单元1600内装有冷却用配管1608。同样地，在升降压转换器单元1066内装有冷却用配管1066a，在变频器单元1062 1065内装有冷却用配管1062a 1065a。图19是表示连接各冷却用配管1062a 1066a的状态的立体图。从散热器 1073 (参照图17)延设的配管1090A分支为三根配管1090B 1090D。这些配管中，配管 1090B连结于控制单元1600的冷却用配管1608的一端，冷却用配管1608的另一端进一步 通过其他配管1090E连结于变频器单元1062的冷却用配管1062a的一端。并且，配管1090C 连结于升降压转换器单元1066的冷却用配管1066a的一端，冷却用配管1066a的另一端通 过配管1090F连结于变频器单元1064的冷却用配管1064a的一端。并且，配管1090D连 结于变频器单元1065的冷却用配管1065a的一端，冷却用配管1065a的另一端通过配管 1090G连结于变频器单元1063的冷却用配管1063a的一端。并且，变频器单元1062 1064的冷却用配管1062a 1064a的另一端分别连结 有配管1090J、1090I、及1090H。配管1090J、10901、及1090H连结于一根配管1090K，配管 1090K例如向回转用电动机1021等的其他被冷却构件延设。接着，对控制单元1600的结构进行详细说明。图20(a)是控制单元1600的平面 剖视图，图20(b)是沿图20(a)的I-I线的侧剖视图，图20(c)是沿图20(a)的II-II线的 侧剖视图，图20(d)是沿图20(a)的III-III线的侧剖视图。并且，图21(a)是沿图20(a) 的IV-IV线的侧剖视图，图21(b)是从与图21(a)相同方向观察控制单元1600的侧视图。控制单元1600具有由框体容器1601a及框体罩1601b构成的框体1601，控制器的 电子电路等被收容于该框体1601内。控制单元1600的框体1601具有长方体形状的外观，并设置于作为多个驱动器单 元的升降压转换器单元1066及变频器单元1062 1065上。并且，框体1601在具有大致 长方形的平面形状的底面上具有大致长方体形状的内空间。该内空间与外部空气切断，控 制单元1600的框体1601成为密封结构。另外，单元1062 1066排列的方向与控制单元 1600的短边方向一致，该方向相当于图20(a)的纸面上下方向。并且，与多个单元1062 1066排列的方向正交的方向与控制单元1600的长边方向一致，该方向相当于图20(a)的纸 面左右方向。框体1601内的底面上设有具有长方形的平面形状的安装板1602。安装板1602配 置成使安装板1602的长边方向及短边方向分别与控制单元1600的长边方向及短边方向一 致。在安装板1602设有大致长方形的平面形状的开口。在安装板1602的开口内，在框体1601内的底面上设有散热片(导热板)1603，所 述散热片具有与该开口大致相同形状的平面形状并具有大致长方体形状的外观。散热片 1603是用于冷却设置于框体1601内的电子零件(部件)的散热片，冷却用配管1608相对 散热片1603热结合(例如接触)而设置。散热片1603由循环于冷却用配管1608的冷却 液冷却。该冷却液例如为水。在散热片1603上设有具有大致长方形的平面形状的控制卡1604。控制卡1604为 安装有各种电子零件的基板，配置成其里面(背面)与散热片1603对置。在控制卡1604的 里面上安装有多个CPU1605a 1605e作为电子零件的一种。多个CPU1605a 1605e分别 与多个单元1062 1066 —对一对应，并且控制包含于单元1062 1066中各自对应的单 元的变频器电路的晶体管的导通/截止。并且，多个CPU1605a 1605e与散热片1603热结合。即，散热片1603配置于多个CPU1605a 1605e与冷却用配管1608之间。在安装板1602上向控制单元1600的短边方向排列有多个风扇1606a。多个风扇 1606a为了搅拌由在CPU1605a 1605e中产生的热量变热的空气而消除框体内的温度梯 度，与各个CPU1605a 1605e对应而设置，并产生朝向各个CPU1605a 1605e的气流。在框体1601内的底面上进一步设置有与安装板1602并列且具有长方形的平面形 状的安装板1613。在该安装板1613上设置有电源卡1609。在电源卡1609上设置有2个电 源IC(电源单元)1610。在各电源IC1610设置有用于空冷电源IC的散热片1611。并且， 靠近框体1601的内侧面设置有导热板1614，电源IC1610及散热片1611与导热板1614面 接触。因此，可以放热电源IC1610中产生的热量的一部分。并且，在安装板1613上设置有 2个风扇1606b。这些风扇1606b为了搅拌由在电源IC1610中产生的热量变热的空气而消 除框体内的温度梯度而设置，并产生朝向电源IC1610的气流。安装于控制卡1604的电子零件的输入输出部连接于连接器1607，例如通过连接 器1607输入输出用于使单元1062 1066动作的命令信号或来自电子零件的输出信号等。 连接器1607例如与用于控制伺服控制单元1060的控制部(未图示)配线连接。连接器1607设置于框体1601的侧面中的凹状凹陷部分，该凹陷部分由密封盖 1616被覆盖。密封盖1616通过框体罩1601b由密封盖按压部件1617覆盖。由密封盖1616 来实现连接器1607的防水及防尘。在此，对控制单元1600中的水冷结构进一步详细说明。图22 图24是表示关于 冷却结构的图。图22(a)是表示散热片1603及冷却用配管1608的俯视图，图22(b)是沿 图22(a)所示的V-V线的侧剖视图。并且，图23是表示配置成覆盖散热片1603及冷却用 配管1608的控制卡1604的俯视图。并且，图24是表示沿图23所示的VI-VI线的截面的 一部分的侧剖视图。如图22(a)及图22(b)所示，本实施方式中的冷却用配管1608成型为发夹管状， 接合于散热片1603的里面侧而被固定。更详细而言，冷却用配管1608包含多个配管部分 1608a而构成。这些多个配管部分1608a各自向散热片1603的短边方向延长，并且在与该 方向交叉的散热片1603的长边方向隔着预定的间隔并列设置。并且，多个配管部分1608a 其一端侧及另一端侧由U字形的配管部分1608b交替连结，从而构成单一配管作为整体。散热片1603包含向散热片1603的短边方向延长且向散热片1603的长边方向排 列的多个矩形状的冷却区域1603a 1603e。多个冷却区域1603a 1603e分别与多根配 管部分1608a中相邻的2根配管部分1608a热结合。换言之，多个冷却区域1603a 1603e 被划定为从上方观察各自包含2根配管部分1608a。并且，如上所述，若参照图23及图24，则在控制卡1604的里面上安装有多个 CPU1605a 1605e，在表面上配置有多个生成向电磁阀等的电气信号的电气接点1618等的 电气零件。并且，多个CPU1605a 1605e由形成于控制卡1604的图案配线被连接并进行通 信。这些CPU1605a 1605e向散热片1603的长边方向排列而配置，且分别配置于散热片 1603的冷却区域1603a 1603e上。并且，CPU1605a通过导热性薄片1612与散热片1603 的冷却区域1603a热结合，CPU1605b通过导热性薄片1612与冷却区域1603b热结合(参 照图24)。CPU1605c 1605e也同样，通过导热性薄片与冷却区域1603c 1603e热结合。 即在本实施方式中，以一个CPU相对一个冷却区域而热结合多个CPU1605a 1605e。
另外，在控制卡1604中，例如如图23所示，有时安装有与CPU1605c 1605e不同 的CPU1615。该CPU1615例如是用于统一控制多个CPU1605a 1605e的上位CPU。这种 CPU与控制变频器电路等的CPU1605c 1605e相比发热量不大，所以与冷却区域1603c 1603e无关可以配置于控制卡1604上的任意位置。并且，如上所述，CPU1605a 1605e通过配设于CPU1605a 1605e与散热片1603 之间的导热性薄片1612与散热片1603热结合。优选导热性薄片1612包含能够吸收从散 热片1603向CPU1605a 1605e传导的振动的弹性材料，例如由硅橡胶构成。接着，对升降压转换器单元1066及变频器单元1062 1065中的水冷结构进行详 细说明。图25(a)是表示升降压转换器单元1066的内部结构的俯视图。并且，图25(b)是 表示升降压转换器单元1066的内部结构的侧视图。另外，在这些图中，表示为了解升降压 转换器单元1066的内部结构而除去盒子的顶板或侧板的状态。在升降压转换器单元1066的内部内装有插入升降压转换器1100的晶体管1100B 及1100C(参照图16)的智能功率模块(IPM intelligent Power Module) 1103、电抗器 1101、冷却用配管1066a。IPM1103安装于配线基板1104上。冷却用配管1066a沿升降压 转换器单元1066的侧面配设为二维形状。具体而言，冷却用配管1066a以几重弯曲的状态 收容于矩形截面的金属容器1066b，以使在升降压转换器单元1066的内部尽可能较长地配 设，并且靠近该金属容器1066b的内侧面。如图25(a)所示，在金属容器1066b的外侧面接 触配置有电抗器1101及IPMl 103，金属容器1066b将来自电抗器1101及IPMl 103的热量传 导到冷却用配管1066a。由此，电抗器1101及IPM1103被冷却。另外，优选在电抗器1101 设置用于检测电抗器1101的温度的温度传感器1107。图26(a)是表示变频器单元1062的内部结构的俯视图。并且，图26(b)是表示变 频器单元1062的内部结构的侧视图。另外，在这些图中，与图25相同，表示为了解变频器 单元1062的内部结构而去除盒子的顶板或侧板的状态。并且，变频器单元1063 1065的 内部结构，除了所内装的变频器电路的结构，与图26所示的变频器单元1062的内部结构相 同。在变频器单元1062的内部内装有插入变频器电路的晶体管的IPM1105、冷却用配 管1062a。IPM1105安装于配线基板1106上。冷却用配管1062a以与升降压转换器单元 1066中的冷却用配管1066a相同的方式来配设。冷却用配管1062a收容于矩形截面的金属 容器1062b内，并且靠近该金属容器1062b的内侧面。如图26(a)所示，在金属容器1062b 的外侧面接触配置有IPMl 105，金属容器1062b向冷却用配管1062a传导来自IPMl 105的热 量。图27是用于说明根据冷却液循环系统1070的回转用电动机1021的冷却方式的 图。另外，电动发电机1012中的冷却方式也与回转用电动机1021中的方式相同，所以在此 仅以回转用电动机1021为代表进行说明。如图27所示，回转用电动机1021具备有驱动部盒子1201、安装于驱动部盒子 1201的定子1202、在定子1202的径向内部旋转自如地配置的转子1203、贯穿转子1203而 延伸且相对驱动部盒子1201由轴承1204、1205旋转自如地配设的输出轴1206。驱动部盒 子1201由侧板1207及1208、和安装于侧板1207及1208之间且向轴向延长的筒状电动机 框架1209构成，轴承1204安装于侧板1207、轴承1205安装于侧板1208、定子1202安装于电动机框架1209。定子1202具备有未图示的线圈，若向该线圈供给预定的电流，则驱动回转用电动 机1021，转子1203以与电流的大小对应的转速旋转。并且，转子1203的旋转被传递到安装 有转子1203的输出轴1206。为了对伴随回转用电动机1021的驱动产生的热量进行放热，并冷却回转用电动 机1021，在驱动部盒子1201的外周安装有护套1211。护套1211具有供给冷却液的冷却 液供给口 1212、排出冷却回转用电动机1021之后的、温度变高的冷却液的冷却液排出口 1213、及连结冷却液供给口 1212和冷却液排出口 1213且具有使其螺旋或蛇行延伸的一条 冷却液流道1214。从泵1072通过散热器1073及伺服控制单元1060向冷却液供给口 1212 供给的冷却液在冷却液流道1214内一边蛇行一边流过，该期间冷却回转用电动机1021之 后，从冷却液排出口 1213排出。另外，如图27所示，优选在该冷却液循环系统中设置用于 补充冷却液的备用箱1075。在此，对控制器1030的放电模式进一步进行说明。如前述，放电模式是指用于使 蓄积于电池1019的电力放电的动作模式，是使变频器电路1018A、1020A、及1020B全部停 止，并驱动变频器电路1020C而使泵马达1071消耗电力，从而使电池1019放电的模式。图28是表示放电模式中的混合式施工机械1001的动作的流程图。首先，由操作 者操作点火键，混合式施工机械1001成为通电状态(步骤S111)。在该状态下，若向操作 盘输入根据操作者的放电模式(步骤S112:Yes)，则控制器1030确认引擎1011停止(步 骤S113)。当引擎1011没有停止时(步骤S113 :No)，在驾驶室1004a(参照图14)内的监 控器画面上显示为引擎停止之后实施放电模式(步骤S114)。另一方面，在引擎1011停止 时(步骤Sl 13 :Yes)，控制器1030将升降压转换器1100与电池1019之间的开关1100E (参 照图16)设为导通状态(步骤S115)，由驱动变频器电路1020C使泵马达1071工作(步骤 Sl 16)。由此，蓄积于电池1019的电力通过DC总线1110供给到泵马达1071，在泵马达1071 被消耗。另外，这时，由于控制器1030不驱动变频器电路1018A、1020A、及1020B，所以不向 电动发电机1012、回转用电动机1021、及起重磁铁1007供给电力。该放电动作持续到电池 1019的两端电压Vcap低于预定的阈值Vth为止(步骤Sl 17)。这时，电池1019的两端电 压Vcap值由电压传感器1100F (参照图16)检测。图29是表示放电模式中的电池1019的两端电压推移的一例的图表。若开始泵马 达1071的驱动(图中的时刻T61)，则电池1019的两端电压Vcap从刚开始的电压Vact慢 慢下降。该下降速度依存于泵马达的消耗电力，例如泵马达1071的额定电力为0. 6kW且充 电率(S0C State Of Charge)为85%时，放电所需的时间(即，从时亥Ij T61到电池1019的 两端电压Vcap低于预定阈值Vth的时刻T62)大约为30分钟。再次参照图28。若电池1019的两端电压Vcap低于预定阈值Vth (步骤Sl 17 =Yes)， 则控制器1030通过停止变频器电路1020C的驱动使泵马达1071的动作结束(步骤S118)。 并且，由操作者再次操作点火键，混合式施工机械1001成为非通电状态(步骤S119)。对根据本实施方式的混合式施工机械1001得到的效果进行说明。如上所述，混合 式施工机械1001具备有用于冷却变频器单元1062 1065或升降压转换器单元1066的 冷却液循环系统1070，在维护等中的放电模式时，用于驱动该冷却液循环系统1070的泵马 达1071由来自电池1019的放电电力驱动。泵马达1071例如与驱动液压泵的电动发电机1012，或驱动回转体1004之类的作业构件的回转用电动机1021等的作业用电动机不同，并 非对可动部或作业构件等给予驱动力，即使该泵马达1071驱动，冷却液也仅在配管内部循 环。从而，根据本实施方式的混合式施工机械1001，不必对作业构件等给予驱动力就可以使 电池1019的两端电压Vcap下降，所以只要电池1019、变频器电路1020C、及泵马达1071能 够动作，即使其他变频器电路或作业构件发生故障时也可以使电池1019的两端电压Vcap 安全地下降。并且，在本实施方式的混合式施工机械1001中，当升降压转换器1100具有升降压 式开关控制方式时，控制器1030即使在放电模式时无需驱动升降压转换器1100的各晶体 管1100B、1100C就可以使电池1019放电。通常在这种升降压转换器1100中，虽然向电池 1019充电时进行降压动作，在对电池1019进行放电时进行升压动作，但在维护时也有可能 升降压转换器1100发生故障。因此，如本实施方式，无需驱动晶体管1100B、1100C，通过与 这些晶体管并联连接的二极管1100b、1100c几乎直接将电池1019的两端电压Vcap外加到 泵马达1071，从而不使升降压转换器1100动作就可以使电池1019的两端电压Vcap安全地 下降。并且，本实施方式的混合式施工机械1001具备有引擎1011、辅助引擎1011的电动 发电机1012、变频器电路1018A。这时，如本实施方式所示，优选控制器1030在放电模式中 使变频器电路1018A停止。由此，不会向吊杆1005或吊臂1006之类的可动部供给液压，就 可以使电池1019的两端电压Vcap安全地下降。接着，说明将本发明应用于其他作业机械的例子。图30(a)是表示作为作业机械 的叉车1001A的外观的图。如图30(a)所示，叉车1001A是构成为通过在该车体后方附加 重力来保持该车体的平衡的、所谓的配置式的叉车。叉车1001A具有用于驾驶者进入就座的驾驶席1031、货叉1032、车轮1034、1038 等而构成。货叉1032是使货物升降的部件，该货叉1032从驾驶席1031向前方侧设置。车 轮1034、1038在由驾驶席1031的前方与后方各配置2个，在比驾驶席1031更靠后方配置 的车轮1038为转向用车轮。另一方面，在比驾驶席1031更靠前方配置的车轮1034为驱动 轮。图30(b)为叉车1001A具备的电气系统的简要结构图。叉车1001A具有变频器电 路1042、1043，变频器电路1042、1043通过来自蓄电部1041的直流电力来驱动。变频器电 路1042将直流电力转换为交流电力来驱动装卸马达1035。另一方面，变频器电路1043驱 动行走马达1036。装卸马达1035为用于使货叉1032升降的作业用电动机，行走马达1036 是用于驱动车轮1034的作业用电动机。变频器电路1042、1043通过未图示的控制器驱动。 另外，内装蓄电部1041、变频器电路1042、1043的变频器单元、及内装控制器的控制单元的 结构可以与上述的蓄电部1120、变频器单元1062 1065及控制单元1600相同地设置。并且，叉车1001A具备有用于冷却变频器电路1042、1043及蓄电部1041的升降压 转换器的冷却液循环系统。即，叉车1001A具备有使冷却液循环的泵1078、驱动泵1078的 泵马达(冷却用电动机)1079、连接于泵马达1079与蓄电部1041之间的变频器电路1044。 变频器电路1044与变频器电路1042、1043相同，通过未图示的控制器驱动。并且，该控制器具有用于使蓄积于蓄电部1041的电池的电力放电的放电模式，在 该放电模式中，在使变频器电路1042、1043停止，并驱动变频器电路1044来使泵马达1079消耗电力，从而使电池放电。如以上，在实施方式6中，由于可通过包含使用于通常作业时的电动机的结构使 电池的充电率下降，所以无需附加用于使充电率下降的新的机构等，就可以谋求电池的长 寿命化。以上，对本发明例示的实施方式的作业机械进行了说明，但本发明不限于具体公 开的实施方式，不脱离权利要求书就可以进行各种变形或变更。例如，在上述实施方式中， 作为作业机械例示说明了起重磁铁车辆及叉车的情况，但在其他作业机械(例如，挖土机 或轮式装载机、起重机)中也可以应用本发明。作为作业机械，采用具备如下冷却装置的结构，所述冷却装置具有冷却蓄电池的 风扇、驱动该风扇的风扇马达、连接于风扇马达的变频器电路，在放电模式中，也可以驱动 连接于风扇马达的变频器电路而使风扇马达电动运转，从而使蓄电池放电。工业上利用性本发明可以利用于混合式施工机械等的作业机械中。符号说明1-下部行走体，IAUB-液压马达，2-回转机构，3-上部回转体，4-吊杆，5-吊臂， 6-起重磁铁，7-吊杆缸，8-吊臂缸，9-铲斗缸，10-座舱，11-引擎，12-电动发电机，13-减 速机，14-主泵，15-先导泵，16-高压液压管路，17-控制阀，18A、18B-变频器(变换器)， 19-电容器，20-变频器(变换器)，21-回转用电动机，22-旋转变压器，23-机械制动器， 24-回转减速机，25-先导管路，26-操作装置，27,28-液压管路，29-压力传感器，30-升降 压转换器，31-电容器电压检测部，32-电容器电流检测部，40-DC总线，41-DC总线电压检测 部，50-控制器，60-门锁操作部，IOA-驾驶席，IOB-控制台，60A-门锁定杆，60B-门，60C-限 位开关，1001-混合式施工机械，1002-行走机构，1003-回转机构，1004-回转体，1004a-驾 驶室，1005-吊杆，1006-吊臂，1007-起重磁铁，1011-引擎，1012-电动发电机，1014-主泵， 1018A、1020A 1020C-变频器(变换器)电路，1019-电池，1021-回转用电动机，1024-回 转减速机，1026-操作装置，1027、1028-液压管路，1029-压力传感器，1030-控制器， 1060-伺服控制单元，1062 1065-变频器(变换器)单元，1062a 1066a-冷却用配管， 1066-升降压转换器单元，1068-散热片，1070-冷却液循环系统，1071-泵马达，1072-泵， 1073-散热器，1075-备用箱，1077-温度传感器，1100-升降压转换器，1100BU100C-晶体 管，1100E-开关，1100F-电压传感器，1101-电抗器，1110-DC总线，1120-蓄电部，600-控制 单元，601-框体，602-安装板，1603-散热片，1604-控制卡，1608-冷却用配管。
权利要求
一种作业机械，具备为了作业而使用的第1电动机、用于作业以外用途的第2电动机、连接于所述第1电动机的第1变频器电路、连接于所述第2电动机的第2变频器电路、连接于所述第1及第2变频器电路的蓄电池、驱动所述第1及第2变频器电路的控制部，所述控制部具有用于使蓄积在所述蓄电池的电力放电的放电模式，在该放电模式中，通过使所述第1变频器电路停止，并驱动所述第2变频器电路且使所述第2电动机电动运转，从而使所述蓄电池放电。
2.如权利要求1所述的作业机械，其中，所述第1电动机为通过操作者的操作驱动的作业用电动机， 所述第1变频器电路，其一端连接于所述作业用电动机的端子， 所述蓄电池通过直流电压转换器连接于所述第1变频器电路的另一端， 进一步具备冷却液循环系统，其包括为了冷却所述第1变频器电路及所述直流电压转 换器而设置并使冷却液循环的泵、及驱动该泵的作为所述第2电动机的冷却用电动机， 所述第2变频器电路连接于所述冷却用电动机与所述直流电压转换器之间， 所述控制部驱动所述第1及第2变频器电路及所述直流电压转换器， 所述控制部在放电模式中，通过使所述第1变频器电路停止，并驱动所述第2变频器电 路且使所述冷却用电动机消耗电力，从而使所述蓄电池放电。
3.如权利要求2所述的作业机械，其中，所述直流电压转换器具有升降压式开关控制方式，所述升降压式开关控制方式包含升 压用及降压用各开关元件、相对各开关元件分别并联连接的二极管， 所述控制部在所述放电模式时不驱动各开关元件。
4.如权利要求2或3所述的作业机械，进一步具备 内燃机发动机；电动发电机，其连结于所述内燃机发动机，由所述内燃机发动机的驱动力进行发电，并 由自身的驱动力补助所述内燃机发动机的驱动力；第3变频器电路，连接于所述电动发电机与所述直流电压转换器之间， 所述控制部在所述放电模式中使所述第3变频器电路停止。
5.如权利要求2或3所述的作业机械，其中，所述冷却液循环系统进一步冷却所述作业用电动机。
6.如权利要求1所述的作业机械，所述第2电动机为用于辅助引擎的电动发电机， 所述蓄电池进行向所述电动发电机的电力供给或再生电力的充电， 所述第2变频器电路进行所述电动发电机的驱动控制， 所述控制部包含判定所述引擎或所述作业构件的驱动程度的驱动程度判定部， 所述第2变频器电路通过所述驱动程度判定部判定为所述引擎或所述作业构件的驱 动程度在预定程度以下时，电动运转所述电动发电机。
7.如权利要求6所述的作业机械，其中，所述第2变频器电路电动驱动所述电动发电机，以使所述蓄电池的充电率保持在预定程度以上。
8.如权利要求6或7所述的作业机械，所述驱动程度判定部构成为基于所述作业构件的工作状态判定所述引擎的驱动程度，或者根据所述引擎的转速判定所述引擎的驱动程度，或者根据输入于所述作业构件的 操作装置的操作量判定所述作业构件的驱动程度，或者根据用于禁止驾驶者从驾驶席脱离的门锁定杆的工作状态判定所述引擎或所述作业构件的驱动程度，或者根据点火开关的操 作位置判定所述引擎或所述作业构件的驱动程度。
9.如权利要求1所述的作业机械，其中，包含用于辅助引擎的电动发电机、进行向该电动发电机的电力供给或再生电力的充电的电容器，包含由电动力或液压力驱动多个作业构件、且进行所述电动发电机的驱动控制的驱动控制部，以及判定所述引擎或所述作业构件的驱动程度的驱动程度判定部，所述驱动控制部通过所述驱动程度判定部判定所述引擎或所述作业构件的驱动程度 在预定程度以下时，电动运转所述电动发电机。
10.如权利要求9所述的作业机械，其中，所述驱动控制部利用蓄积在所述电容器的电力电动驱动所述电动发电机。
11.如权利要求10所述的作业机械，其中，所述驱动控制部电动驱动所述电动发电机，以使所述电容器的充电率保持在预定程度 以上。
12.如权利要求9至11中任一项所述的作业机械，其中，所述驱动程度判定部构成为基于所述作业构件的工作状态判定所述引擎的驱动程度，所述驱动控制部基于所述作业构件的工作状态并通过所述驱动程度判定部判定为所 述引擎的驱动程度在预定程度以下时，电动运转所述电动发电机。
13.如权利要求9至11中任一项所述的作业机械，其中，所述驱动程度判定部构成为根据所述引擎的转速判定所述引擎的驱动程度，所述驱动控制部，由所述驱动程度判定部基于所述引擎的转速判定为所述引擎的驱动 程度在预定程度以下时，电动运转所述电动发电机。
14.如权利要求9至11中任一项所述的作业机械，其中，所述驱动程度判定部构成为根据被输入于所述作业构件的操作装置的操作量判定所 述作业构件的驱动程度，所述驱动控制部，由所述驱动程度判定部基于输入于所述作业构件的操作装置的操作 量判定为所述作业构件的驱动程度在预定程度以下时，电动运转所述电动发电机。
15.如权利要求9至11中任一项所述的作业机械，其中，所述驱动程度判定部构成为根据用于禁止驾驶者从驾驶席脱离的门锁定杆的工作状 态判定所述引擎或所述作业构件的驱动程度，所述驱动控制部，由所述驱动程度判定部基于所述门锁定杆的工作状态判定为所述引擎或所述作业构件的驱动程度在预定程度以下时，电动运转所述电动发电机。
16.如权利要求9至11中任一项所述的作业机械，其中，所述驱动程度判定部构成为根据点火开关的操作位置判定所述引擎或所述作业构件 的驱动程度，所述驱动控制部，由所述驱动程度判定部基于所述点火开关的操作位置判定为所述引 擎或所述作业构件的驱动程度在预定程度以下时，电动运转所述电动发电机。
全文摘要
本发明提供一种作业机械，作为作业机械具备为了作业而使用的第1电动机、用于作业以外用途的第2电动机、连接于第1电动机的第1变频器电路、连接于第2电动机的第2变频器电路、连接于第1及第2变频器电路的蓄电池、驱动第1及第2变频器电路的控制部，控制部具有用于使蓄积在蓄电池的电力放电的放电模式，在该放电模式中，通过使第1变频器电路停止，并驱动第2变频器电路且使第2电动机电动运转，从而使蓄电池放电。由此，可以使充电率下降而谋求电容器的长寿命化。
文档编号B60K6/485GK101990505SQ20098011262
公开日2011年3月23日 申请日期2009年4月10日 优先权日2008年4月11日
发明者柳泽诚, 神林英明 申请人:住友重机械工业株式会社;住友建机株式会社