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JP5487427B2 - Hybrid construction machine - Google Patents

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JP5487427B2 JP2010233812A JP2010233812A JP5487427B2 JP 5487427 B2 JP5487427 B2 JP 5487427B2 JP 2010233812 A JP2010233812 A JP 2010233812A JP 2010233812 A JP2010233812 A JP 2010233812A JP 5487427 B2 JP5487427 B2 JP 5487427B2
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俊彦 石田
武則 廣木
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Description

本発明はハイブリッド式建設機械に係り、さらに詳しくは、油圧ショベル等の旋回体を有するハイブリッド式建設機械に関する。   The present invention relates to a hybrid construction machine, and more particularly to a hybrid construction machine having a rotating body such as a hydraulic excavator.

近年、電動モータ及び蓄電デバイス(バッテリや電気二重層キャパシタ等)を用いることにより、油圧アクチュエータのみを用いた従来の建設機械よりエネルギ効率を高め、省エネルギ化を図った建設機械が提案されている(特許文献1参照)。   In recent years, construction machines have been proposed that use an electric motor and a power storage device (battery, electric double layer capacitor, etc.) to improve energy efficiency and save energy compared to conventional construction machines that use only hydraulic actuators. (See Patent Document 1).

電動モータ(電動アクチュエータ)は油圧アクチュエータに比べてエネルギ効率が良い、制動時の運動エネルギを電気エネルギとして回生できる(油圧アクチュエータの場合は熱にして放出)といった、エネルギ的に優れた特徴がある。   Electric motors (electric actuators) have energy-efficient characteristics such as better energy efficiency than hydraulic actuators, and can regenerate kinetic energy during braking as electric energy (in the case of hydraulic actuators, release it as heat).

例えば、特許文献1に示される従来技術では、旋回体の駆動アクチュエータとして電動モータを搭載した油圧ショベルの実施の形態が示されている。油圧ショベルの上部旋回体を下部走行体に対して旋回駆動するアクチュエータ(従来は油圧モータを使用)は、使用頻度が高く、作業において起動停止、加速減速を頻繁に繰り返す。   For example, in the prior art disclosed in Patent Document 1, an embodiment of a hydraulic excavator in which an electric motor is mounted as a drive actuator for a revolving structure is shown. An actuator that swings and drives an upper swing body of a hydraulic excavator with respect to a lower traveling body (usually using a hydraulic motor) is frequently used, and frequently starts and stops and accelerates and decelerates during work.

このとき、減速時(制動時)における旋回体の運動エネルギは、油圧アクチュエータの場合は油圧回路上で熱として捨てられるが、電動モータの場合は電気エネルギとしての回生が見込めることから、省エネルギ化が図れる。   At this time, the kinetic energy of the swinging body during deceleration (during braking) is discarded as heat on the hydraulic circuit in the case of a hydraulic actuator, but in the case of an electric motor, regeneration as electric energy can be expected. Can be planned.

また、油圧モータと電動モータを両方搭載し、合計トルクにより旋回体を駆動する建設機械が提案されている(特許文献2及び特許文献3)。   In addition, there has been proposed a construction machine in which both a hydraulic motor and an electric motor are mounted and a revolving body is driven by a total torque (Patent Document 2 and Patent Document 3).

特許文献2では、旋回体駆動用油圧モータに電動モータが直結され、操作レバーの操作量によってコントローラが電動モータに出力トルクを指令する油圧建設機械のエネルギ回生装置が開示されている。減速(制動)時においては、電動モータが旋回体の運動エネルギを回生し、電気エネルギとしてバッテリに蓄電する。   Patent Document 2 discloses an energy regeneration device for a hydraulic construction machine in which an electric motor is directly connected to a rotating body driving hydraulic motor, and a controller commands an output torque to the electric motor according to an operation amount of an operation lever. At the time of deceleration (braking), the electric motor regenerates the kinetic energy of the revolving structure and stores it in the battery as electric energy.

特許文献3では、電動モータ、インバータ、蓄電装置に温度センサを設置して、個々の温度を検出してあらかじめ設定された温度を超えたときは、電動モータに対するトルク指令の値を低減して電動機器類の発熱を抑え、電動モータの出力低下分を油圧モータへのトルク指令を増大させることで機械の必要出力を維持するハイブリッド型建設機械が開示されている。   In Patent Document 3, a temperature sensor is installed in an electric motor, an inverter, and a power storage device, and when an individual temperature is detected and a preset temperature is exceeded, the value of a torque command for the electric motor is reduced to perform electric operation. There is disclosed a hybrid construction machine that suppresses heat generation of devices and maintains a required output of the machine by increasing a torque command to the hydraulic motor for a decrease in the output of the electric motor.

特許文献2及び3の従来技術は、いずれも、旋回駆動用アクチュエータとして、電動モータと油圧モータを併用することによって、従来の油圧アクチュエータ駆動の建設機械に慣れたオペレータにも違和感なく操作できると共に、簡単かつ実用化が容易な構成で省エネルギ化を図っている。   Both of the prior arts in Patent Documents 2 and 3 can be operated without an uncomfortable feeling even for an operator accustomed to a conventional hydraulic actuator-driven construction machine by using both an electric motor and a hydraulic motor as a turning drive actuator. Energy saving is achieved with a simple and practical configuration.

特開2001−16704号公報JP 2001-16704 A 特開2004−124381号公報JP 2004-124381 A 特開2009−52339号公報JP 2009-52339 A

特許文献1記載のハイブリッド式油圧ショベルでは、減速時(制動時)における旋回体の運動エネルギは、電動モータによって電気エネルギとして回生されるため、省エネルギの観点から効果的である。   In the hybrid hydraulic excavator described in Patent Document 1, the kinetic energy of the revolving body during deceleration (during braking) is regenerated as electric energy by the electric motor, which is effective from the viewpoint of energy saving.

しかし、電動モータは油圧モータとは異なる特性を持っているため、建設機械の旋回体の駆動に電動モータを用いると、以下のような問題を生じる。
(1)電動モータの速度フィードバック制御不良等によるハンチング(特に低速域、停止状態)。
(2)油圧モータとの特性の違いによる操作上の違和感。
(3)油圧モータ相当の出力を保証する電動モータを使用すると外形が大きくなりすぎる、あるいはコストが著しく高くなる。
However, since the electric motor has characteristics different from those of the hydraulic motor, the following problems occur when the electric motor is used to drive the revolving structure of the construction machine.
(1) Hunting (especially in the low speed range, in a stopped state) due to speed feedback control failure of the electric motor.
(2) Operational discomfort due to differences in characteristics with the hydraulic motor.
(3) If an electric motor that guarantees an output equivalent to a hydraulic motor is used, the outer shape becomes too large, or the cost becomes extremely high.

特許文献2及び3記載のハイブリッド式油圧ショベルでは、油圧モータと電動モータを両方搭載し、合計トルクにより旋回体を駆動することにより上記の問題を解決し、従来の油圧アクチュエータ駆動の建設機械に慣れたオペレータにも違和感なく操作できると共に、簡単かつ実用化が容易な構成で省エネルギ化を図っている。   The hybrid hydraulic excavators described in Patent Documents 2 and 3 are equipped with both a hydraulic motor and an electric motor, and solve the above problems by driving the swivel body with a total torque, and are accustomed to conventional hydraulic actuator-driven construction machines. In addition, the operator can operate the system without a sense of incongruity, and energy saving is achieved with a simple and practical configuration.

また、特許文献3記載のハイブリッド式油圧ショベルでは、電動モータ、インバータ、蓄電装置の温度を検出して、設定温度を超えたときは、電動機器類の発熱を抑えるために、電動モータの駆動トルクを減少させ油圧モータの駆動トルクを増大させている。この結果、旋回体を駆動するための全体トルクを維持できるので、オペレータは安心して運転作業を遂行することができる。   Further, in the hybrid hydraulic excavator described in Patent Document 3, when the temperature of the electric motor, inverter, and power storage device is detected and the set temperature is exceeded, the driving torque of the electric motor is suppressed in order to suppress the heat generation of the electric devices. And the drive torque of the hydraulic motor is increased. As a result, the overall torque for driving the revolving structure can be maintained, so that the operator can perform the driving operation with peace of mind.

ところで、上述したハイブリッド式油圧ショベルにおいて、旋回体の駆動を油圧モータのみで実施する必要がある場合、電動モータはトルクを出力しない状態で強制的に回転させられている。このような状態において、ロータ部に永久磁石を用いた永久磁石型電動モータの場合には、ロータ部が回転させられると、発電作用により、電動モータ端子部に誘起電圧が生じる。   By the way, in the hybrid hydraulic excavator described above, when it is necessary to drive the swivel body only with the hydraulic motor, the electric motor is forcibly rotated without outputting torque. In such a state, in the case of a permanent magnet type electric motor using a permanent magnet for the rotor portion, when the rotor portion is rotated, an induced voltage is generated in the electric motor terminal portion due to the power generation action.

また、蓄電デバイスを充放電するアシスト発電モータを設けたハイブリッド式油圧ショベルの場合、原動機により回転させられるアシスト発電モータの端子部には、誘起電圧が生じる。   In the case of a hybrid hydraulic excavator provided with an assist power generation motor that charges and discharges an electric storage device, an induced voltage is generated at the terminal portion of the assist power generation motor that is rotated by the prime mover.

このような状態で建設機械を運転していて、電動モータ、インバータ、蓄電装置等の電動システムに何らかの故障が生じた場合には、上述した誘起電圧が故障箇所により短絡され、不測の短絡電流が発生する虞がある。この結果、例えばインバータを構成するIGBTなどの素子が壊れたり、電動システムの一部が過熱して性能を落とす可能性がある。   When a construction machine is operated in such a state and an electric system such as an electric motor, an inverter, or a power storage device has failed, the above-described induced voltage is short-circuited by the failure location, and an unexpected short-circuit current is generated. May occur. As a result, for example, an element such as an IGBT constituting the inverter may be broken, or a part of the electric system may be overheated to deteriorate the performance.

本発明は上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、旋回体の駆動に電動モータを用いたハイブリッド式建設機械において、電動モータ、インバータ、蓄電装置等の電動システムが故障して油圧モータ単独で旋回体を駆動する事態が発生した場合でも、電動システムから発生する不測の事故を防止することのできるハイブリッド式建設機械を提供するものである。   The present invention has been made on the basis of the above-described matters, and the object of the present invention is in a hybrid construction machine that uses an electric motor to drive a revolving structure, and an electric system such as an electric motor, an inverter, and a power storage device breaks down. It is an object of the present invention to provide a hybrid construction machine capable of preventing an unexpected accident that occurs from an electric system even when a situation occurs in which a rotating body is driven by a motor alone.

上記の目的を達成するために、第1の発明は、原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記油圧ポンプにより駆動される前記旋回体駆動用の油圧モータと、前記電動モータに接続された蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスと前記電動モータとの間の電力授受を行う第1のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回用の操作レバー装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、前記電動モータの内部温度を検出する温度センサと、前記第1のインバータの内部温度を検出する温度センサと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記電動モータと前記油圧モータの両方を駆動して、前記電動モータと前記油圧モータのトルクの合計で前記旋回体の駆動を行う油圧電動複合旋回モードと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記油圧モータのみを駆動して、前記油圧モータのみのトルクで前記旋回体の駆動を行う油圧単独旋回モードとの切替えを行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記電動モータと前記蓄電デバイスと前記第1のインバータとを備えた第1電動システムに故障又は異常が発生した場合に前記油圧単独旋回モードに切り替える制御切替え手段と、前記油圧単独旋回モードにおいて、前記各温度センサからの検出値が予め設定している制限規定値以内になるように前記油圧モータの回転数を制限するために前記原動機の回転数を制限制御する監視制御手段とを備えたものとする。   In order to achieve the above object, a first invention provides a prime mover, a hydraulic pump driven by the prime mover, a turning body, an electric motor for driving the turning body, and the hydraulic pump driven by the hydraulic pump. A hydraulic motor for driving the swinging body, an electricity storage device connected to the electric motor, a first inverter that transfers power between the electricity storage device and the electric motor, and a swing that commands driving of the swinging body In a hybrid construction machine including an operation lever device for a temperature, a temperature sensor that detects an internal temperature of the electric motor, a temperature sensor that detects an internal temperature of the first inverter, and the operation lever device for turning The oil that drives both the electric motor and the hydraulic motor when the engine is operated, and drives the swivel body with the total torque of the electric motor and the hydraulic motor. Switching between an electric combined turning mode and a hydraulic single turning mode in which only the hydraulic motor is driven when the turning operation lever device is operated, and the turning body is driven with the torque of only the hydraulic motor. A control device that performs the control to switch to the hydraulic single swing mode when a failure or abnormality occurs in a first electric system that includes the electric motor, the power storage device, and the first inverter. In the switching means and in the hydraulic single swing mode, the rotational speed of the prime mover is set to limit the rotational speed of the hydraulic motor so that the detection value from each temperature sensor is within a preset limit value. It is assumed that a supervisory control unit for limiting control is provided.

上記の目的を達成するために、第2の発明は、原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記油圧ポンプにより駆動される前記旋回体駆動用の油圧モータと、前記電動モータに接続された蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスと前記電動モータとの間の電力授受を行う第1のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回用の操作レバー装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、前記電動モータの出力電流を検出する電流センサと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記電動モータと前記油圧モータの両方を駆動して、前記電動モータと前記油圧モータのトルクの合計で前記旋回体の駆動を行う油圧電動複合旋回モードと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記油圧モータのみを駆動して、前記油圧モータのみのトルクで前記旋回体の駆動を行う油圧単独旋回モードとの切替えを行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記電動モータと前記蓄電デバイスと前記第1のインバータとを備えた第1電動システムに故障又は異常が発生した場合に前記油圧単独旋回モードに切り替える制御切替え手段と、前記油圧単独旋回モードにおいて、前記電流センサからの検出値が予め設定している制限規定値を超えたときに前記油圧モータを停止させるために前記原動機を停止する監視制御手段とを備えたものとする。   In order to achieve the above object, the second invention provides a prime mover, a hydraulic pump driven by the prime mover, a turning body, an electric motor for driving the turning body, and the hydraulic pump driven by the hydraulic pump. A hydraulic motor for driving the swinging body, an electricity storage device connected to the electric motor, a first inverter that transfers power between the electricity storage device and the electric motor, and a swing that commands driving of the swinging body In a hybrid construction machine provided with an operation lever device for an electric current, both a current sensor for detecting an output current of the electric motor and both the electric motor and the hydraulic motor when the operation lever device for turning is operated And a hydraulic / electric combined swing mode in which the swing body is driven by the sum of torques of the electric motor and the hydraulic motor, and the operation lever device for the swing operates. A control device that drives only the hydraulic motor and switches to a hydraulic single swing mode that drives the swivel body with the torque of only the hydraulic motor when the motor is operated, and the control device includes the electric motor And a control switching means for switching to the hydraulic single swing mode when a failure or abnormality occurs in a first electric system comprising the power storage device and the first inverter, and in the hydraulic single swing mode, from the current sensor And a monitoring control means for stopping the prime mover in order to stop the hydraulic motor when the detected value exceeds a preset limit value.

上記の目的を達成するために、第3の発明は、原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記油圧ポンプにより駆動される前記旋回体駆動用の油圧モータと、前記原動機により駆動されるアシスト発電モータと、前記電動モータと前記アシスト発電モータとに接続された蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスと前記電動モータとの間の電力授受を行う第1のインバータと、前記蓄電デバイスと前記アシスト発電モータとの間の電力授受を行う第2のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回用の操作レバー装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、前記アシスト発電モータの内部温度を検出する温度センサと、前記第2のインバータの内部温度を検出する温度センサと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記電動モータと前記油圧モータの両方を駆動して、前記電動モータと前記油圧モータのトルクの合計で前記旋回体の駆動を行う油圧電動複合旋回モードと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記油圧モータのみを駆動して、前記油圧モータのみのトルクで前記旋回体の駆動を行う油圧単独旋回モードとの切替えを行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記アシスト発電モータと前記蓄電デバイスと前記第2のインバータとを備えた第2電動システムに故障又は異常が発生した場合に前記油圧単独旋回モードに切り替える制御切替え手段と、前記油圧単独旋回モードにおいて、前記各温度センサからの検出値が予め設定している制限規定値以内になるように前記原動機の回転数を制限制御する監視制御手段とを備えたものとする。   In order to achieve the above object, a third invention provides a prime mover, a hydraulic pump driven by the prime mover, a turning body, an electric motor for driving the turning body, and the hydraulic pump driven by the hydraulic pump. A hydraulic motor for driving the revolving structure, an assist power generation motor driven by the prime mover, a power storage device connected to the electric motor and the assist power generation motor, and power transfer between the power storage device and the electric motor A hybrid type comprising: a first inverter that performs power supply; a second inverter that performs power transfer between the power storage device and the assist power generation motor; and a turning operation lever device that commands driving of the swivel body In a construction machine, a temperature sensor that detects an internal temperature of the assist power generation motor, and a temperature sensor that detects an internal temperature of the second inverter; When the operation lever device for turning is operated, both the electric motor and the hydraulic motor are driven, and the swivel body is driven by the total torque of the electric motor and the hydraulic motor. A control device for switching between a mode and a hydraulic single swing mode in which only the hydraulic motor is driven when the swing operation lever device is operated, and the swing body is driven with torque of only the hydraulic motor And the control device switches to the hydraulic single swing mode when a failure or abnormality occurs in a second electric system including the assist power generation motor, the power storage device, and the second inverter. And in the hydraulic single swing mode, the prime mover of the prime mover is set so that the detected value from each temperature sensor is within a preset limit value. And that a monitoring control means for limiting controls rotation number.

上記の目的を達成するために、第4の発明は、原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記油圧ポンプにより駆動される前記旋回体駆動用の油圧モータと、前記原動機により駆動されるアシスト発電モータと、前記電動モータと前記アシスト発電モータとに接続された蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスと前記電動モータとの間の電力授受を行う第1のインバータと、前記蓄電デバイスと前記アシスト発電モータとの間の電力授受を行う第2のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回用の操作レバー装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、前記アシスト発電モータの出力電流を検出する電流センサと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記電動モータと前記油圧モータの両方を駆動して、前記電動モータと前記油圧モータのトルクの合計で前記旋回体の駆動を行う油圧電動複合旋回モードと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記油圧モータのみを駆動して、前記油圧モータのみのトルクで前記旋回体の駆動を行う油圧単独旋回モードとの切替えを行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記アシスト発電モータと前記蓄電デバイスと前記第2のインバータとを備えた第2電動システムに故障又は異常が発生した場合に前記油圧単独旋回モードに切り替える制御切替え手段と、前記油圧単独旋回モードにおいて、前記電流センサからの検出値が予め設定している制限規定値を超えたときに前記原動機を停止する監視制御手段とを備えたものとする。   In order to achieve the above object, a fourth invention provides a prime mover, a hydraulic pump driven by the prime mover, a turning body, an electric motor for driving the turning body, and the hydraulic pump driven by the hydraulic pump. A hydraulic motor for driving the revolving structure, an assist power generation motor driven by the prime mover, a power storage device connected to the electric motor and the assist power generation motor, and power transfer between the power storage device and the electric motor A hybrid type comprising: a first inverter that performs power supply; a second inverter that performs power transfer between the power storage device and the assist power generation motor; and a turning operation lever device that commands driving of the swivel body In a construction machine, the current sensor that detects the output current of the assist generator motor and the electric motor when the turning operation lever device is operated. A hydraulic / electric combined swing mode in which both the motor and the hydraulic motor are driven to drive the swing body with the sum of torques of the electric motor and the hydraulic motor, and the operation lever device for the swing is operated. And a control device that switches only to the hydraulic single swing mode in which only the hydraulic motor is driven and the swing body is driven with torque of only the hydraulic motor, and the control device includes the assist generator motor and Control switching means for switching to the hydraulic single swing mode when a failure or abnormality occurs in a second electric system including the power storage device and the second inverter, and in the hydraulic single swing mode, from the current sensor It is assumed that the apparatus includes a monitoring control unit that stops the prime mover when the detected value exceeds a preset limit value.

また、第5の発明は、第1又は第2の発明において、前記電動モータに一端が接続され、前記第1のインバータが接続される他端にコネクタを設けた第1のケーブルと、前記第1のインバータと接続され前記第1のケーブルのコネクタが着脱可能な第1コネクタとを備え、前記第1電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第1コネクタから前記第1ケーブルのコネクタを取り外すことを特徴とする。 According to a fifth invention, in the first or second invention, a first cable having one end connected to the electric motor and a connector provided on the other end to which the first inverter is connected; which is connected with the first inverter first connector of the cable and a first connector detachable when said failure or abnormality occurs in the first electric system, said from said first connector first cable The connector is removed.

更に、第6の発明は、第3又は第4の発明において、前記電動モータに一端が接続され、前記第1のインバータが接続される他端にコネクタを設けた第1のケーブルと、前記アシスト発電モータに一端が接続され、前記第2のインバータが接続される他端にコネクタを設けた第2のケーブルと、前記第1のインバータと接続され前記第1のケーブルのコネクタが着脱可能な第1コネクタと、前記第2のインバータと接続され前記第2のケーブルのコネクタが着脱可能な第2コネクタとを備え、前記電動モータと前記蓄電デバイスと前記第1のインバータとを備えた第1電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第1コネクタから前記第1ケーブルのコネクタを取り外し、または、前記第2電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第2コネクタから前記第2ケーブルのコネクタを取り外すことを特徴とする。 Furthermore, a sixth invention is the third or fourth invention, wherein the first cable has one end connected to the electric motor and a connector at the other end to which the first inverter is connected, and the assist. A second cable having one end connected to the generator motor and a connector at the other end to which the second inverter is connected, and a second cable connected to the first inverter and detachable from the connector of the first cable. A first connector including a first connector and a second connector connected to the second inverter and detachable from the connector of the second cable, the first electric motor including the electric motor, the power storage device, and the first inverter; If the failure or abnormality occurs in the system, the disconnect the connector of the first cable from the first connector, or failure or abnormality occurs in the second electric system Case is characterized by removing the connector of the second cable from the second connector.

また、第7の発明は、第5の発明において、前記第1のインバータに設けられ、内部接続線を有せず前記第1のケーブルのコネクタが着脱可能な第1ダミーコネクタを備え、前記第1電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第1ケーブルのコネクタを前記第1ダミーコネクタに装着することを特徴とする。 According to a seventh aspect, in the fifth aspect, the first inverter includes a first dummy connector provided in the first inverter, the first dummy connector having no internal connection line and detachable from the connector of the first cable. If the failure or abnormality occurs in the first electric system is characterized by mounting the connector of the first cable to the first dummy connector.

更に、第8の発明は、第6の発明において、前記第1のインバータに設けられ、内部接続線を有せず前記第1のケーブルのコネクタが着脱可能な第1ダミーコネクタと、前記第2のインバータに設けられ、内部接続線を有せず前記第2のケーブルのコネクタが着脱可能な第2ダミーコネクタとを備え、前記第1電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第1ケーブルのコネクタを前記第1ダミーコネクタに装着し、または、前記第2電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第2ケーブルのコネクタを前記第2ダミーコネクタに装着することを特徴とする。 Further, according to an eighth invention, in the sixth invention, a first dummy connector provided in the first inverter and having no internal connection line, wherein the connector of the first cable can be attached and detached, and the second And a second dummy connector to which the connector of the second cable can be attached and detached without having an internal connection line. When a failure or abnormality occurs in the first electric system, the first the first cable connector is attached to the first dummy connector or, if the failure or the abnormality in the second electric system occurs, mounting the connector of the second cable to the second dummy connector It is characterized by.

また、第9の発明は、第6又は8の発明のいずれかにおいて、前記監視制御手段は、前記第1のケーブルのコネクタと前記第2のケーブルのコネクタの両方が、その他のいずれのコネクタとも非装着の場合であっても、前記電動モータの内部温度と回転数を監視することを特徴とする。
更に、第10の発明は、第5又は第7の発明のいずれかにおいて、前記監視制御手段は、前記第1のケーブルのコネクタが、その他のいずれのコネクタとも非装着の場合であっても、前記電動モータの内部温度と回転数を監視することを特徴とする。
In a ninth aspect based on any one of the sixth aspect or the eighth aspect, the monitoring control means is configured so that both the connector of the first cable and the connector of the second cable are both the other connectors. Even if it is not mounted, the internal temperature and the rotational speed of the electric motor are monitored.
Furthermore, the tenth invention, in any one of the fifth or seventh invention, the monitoring control means, the connector of the first cable, even if with other any connector not mounted, The internal temperature and rotation speed of the electric motor are monitored.

本発明によれば、旋回体の駆動に電動モータを用いたハイブリッド式建設機械において、電動モータ、インバータ、蓄電装置等の電動システムが故障して油圧モータ単独で旋回体を駆動する場合であっても、電動システムの温度と電流を監視し得るので、電動システムから発生する不測の事故を防止することができる。また、電動システムが故障した後も、監視する電動システムの温度と電流が一定の範囲内であれば、旋回体を油圧モータ単独で駆動し続けられるので、オペレータは安心して長時間の作業を実施できる。この結果、ハイブリッド式建設機械の稼働効率を向上させることができる。   According to the present invention, in a hybrid construction machine that uses an electric motor to drive a revolving structure, an electric system such as an electric motor, an inverter, and a power storage device fails, and the revolving structure is driven by a hydraulic motor alone. However, since the temperature and current of the electric system can be monitored, it is possible to prevent unexpected accidents that occur from the electric system. In addition, even if the electric system fails, as long as the temperature and current of the electric system to be monitored are within a certain range, the swivel body can continue to be driven by the hydraulic motor alone, so the operator can work for a long time with peace of mind. it can. As a result, the operating efficiency of the hybrid construction machine can be improved.

本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態を示す側面図である。1 is a side view showing a first embodiment of a hybrid construction machine of the present invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of an electric / hydraulic device that constitutes a first embodiment of a hybrid construction machine of the present invention. FIG. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態のシステム構成及び制御ブロック図である。1 is a system configuration and control block diagram of a first embodiment of a hybrid construction machine of the present invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における旋回油圧システムの構成を示す油圧回路図である。1 is a hydraulic circuit diagram showing a configuration of a turning hydraulic system in a first embodiment of a hybrid construction machine of the present invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における油圧ポンプのトルク制御特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the torque control characteristic of the hydraulic pump in 1st Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における旋回用スプールのメータイン開口面積特性及びブリードオフ開口面積特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the meter-in opening area characteristic and bleed-off opening area characteristic of the spool for rotation in 1st Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における旋回用スプールのメータアウト開口面積特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the meter-out opening area characteristic of the spool for rotation in 1st Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における油圧パイロット信号(操作パイロット圧)に対する旋回用スプール61のメータイン絞りとセンタバイパスカット弁63との合成開口面積特性を示す特性図であるFIG. 5 is a characteristic diagram showing a composite opening area characteristic of a meter-in throttle of a turning spool 61 and a center bypass cut valve 63 with respect to a hydraulic pilot signal (operation pilot pressure) in the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における油圧電動複合旋回モードでの旋回駆動時における油圧パイロット信号(パイロット圧)、メータイン圧力(M/I圧)、旋回電動モータのアシストトルク、旋回体の回転速度(旋回速度)の時系列波形を示す特性図である。A hydraulic pilot signal (pilot pressure), meter-in pressure (M / I pressure), assist torque of a swing electric motor at the time of swing drive in the hydraulic / electric combined swing mode in the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention, It is a characteristic view which shows the time-sequential waveform of the rotational speed (turning speed) of a turning body. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における油圧パイロット信号(操作パイロット圧)に対する旋回用スプール61のメータアウト開口面積特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the meter-out opening area characteristic of the spool 61 for rotation with respect to the hydraulic pilot signal (operation pilot pressure) in 1st Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における油圧電動複合旋回モードでの旋回停止時における油圧パイロット信号(パイロット圧)、メータアウト圧力(M/O圧)、旋回電動モータのアシストトルク、上部旋回体の回転速度(旋回速度)の時系列波形を示す特性図である。Hydraulic pilot signal (pilot pressure), meter-out pressure (M / O pressure), assist torque of swing electric motor when stopping turning in hydraulic / electric combined swing mode in the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention FIG. 5 is a characteristic diagram showing a time-series waveform of the rotational speed (swing speed) of the upper swing body. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における旋回用の可変オーバーロードリリーフ弁のリリーフ圧特性を示す特性図であるIt is a characteristic view which shows the relief pressure characteristic of the variable overload relief valve for rotation in 1st Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの異常処理シーケンス(油圧電動複合旋回モードから油圧単独旋回モードへの切替え)を示すフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart showing an abnormality processing sequence (switching from a hydraulic / electric combined swing mode to a hydraulic single swing mode) of the hydraulic excavator according to the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの異常処理シーケンス(油圧電動複合旋回モードへの復帰)を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the abnormality processing sequence (returning to the hydraulic / electric combined swing mode) of the hydraulic excavator of the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの故障、異常状態からの監視シーケンス(その1)を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the monitoring sequence (the 1) from the malfunction of the hydraulic shovel of 1st Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention, and an abnormal condition. 図15に示す監視シーケンスに適用する油圧モータの回転数と制限温度との関係の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the relationship between the rotation speed of the hydraulic motor applied to the monitoring sequence shown in FIG. 15, and a limit temperature. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの故障、異常状態からの監視シーケンス(その2)を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the monitoring sequence (the 2) from failure of the hydraulic shovel of 1st Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention, and an abnormal condition. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの故障、異常状態からの監視シーケンス(その3)を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the monitoring sequence (the 3) from the failure of the hydraulic shovel of 1st Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention, and an abnormal condition. 本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの故障、異常状態からの監視シーケンス(その4)を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the monitoring sequence (the 4) from failure of the hydraulic shovel of 1st Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention, and an abnormal condition. 本発明のハイブリッド式建設機械の第2の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。It is a system block diagram of the electric / hydraulic apparatus which comprises 2nd Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第3の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。It is a system block diagram of the electric / hydraulic apparatus which comprises 3rd Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第4の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。It is a system block diagram of the electric / hydraulic apparatus which comprises 4th Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第5の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。It is a system block diagram of the electric / hydraulic apparatus which comprises 5th Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第6の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。It is a system block diagram of the electric / hydraulic apparatus which comprises 6th Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention. 本発明のハイブリッド式建設機械の第7の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。It is a system block diagram of the electric / hydraulic apparatus which comprises 7th Embodiment of the hybrid type construction machine of this invention.

以下、建設機械として油圧ショベルを例にとって本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、本発明は、旋回体を備えた建設機械全般(作業機械を含む)に適用が可能であり、本発明の適用は油圧ショベルに限定されるものではない。例えば、本発明は旋回体を備えたクレーン車等、その他の建設機械にも適用可能である。図1は本発明のハイブリッド式建設機械の一実施の形態を示す側面図、図2は本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図、図3は本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態のシステム構成及び制御ブロック図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a hydraulic excavator as an example of a construction machine. The present invention can be applied to all construction machines (including work machines) provided with a revolving structure, and the application of the present invention is not limited to a hydraulic excavator. For example, the present invention can be applied to other construction machines such as a crane truck provided with a revolving structure. FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a hybrid construction machine according to the present invention, and FIG. 2 is a system configuration diagram of an electric / hydraulic device constituting the first embodiment of the hybrid construction machine according to the present invention. FIG. 3 is a system configuration and control block diagram of the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention.

図1において、ハイブリッド式油圧ショベルは走行体10と、走行体10上に旋回可能に設けた旋回体20及びショベル機構30を備えている。   In FIG. 1, the hybrid hydraulic excavator includes a traveling body 10, a revolving body 20 and a shovel mechanism 30 provided on the traveling body 10 so as to be able to swivel.

走行体10は、一対のクローラ11a,11b及びクローラフレーム12a,12b(図1では片側のみを示す)、各クローラ11a,11bを独立して駆動制御する一対の走行用油圧モータ13、14及びその減速機構等で構成されている。   The traveling body 10 includes a pair of crawlers 11a and 11b and crawler frames 12a and 12b (only one side is shown in FIG. 1), a pair of traveling hydraulic motors 13 and 14 that independently drive and control the crawlers 11a and 11b, and It consists of a speed reduction mechanism.

旋回体20は、旋回フレーム21と、旋回フレーム21上に設けられた、原動機としてのエンジン22と、エンジン22により駆動されるアシスト発電モータ23と、旋回電動モータ25及び旋回油圧モータ27と、アシスト発電モータ23及び旋回電動モータ25に接続される電気二重層キャパシタ24と、旋回電動モータ25と旋回油圧モータ27の回転を減速する減速機構26等から構成され、旋回電動モータ25と旋回油圧モータ27の駆動力が減速機構26を介して伝達され、その駆動力により走行体10に対して旋回体20(旋回フレーム21)を旋回駆動させる。   The swing body 20 includes a swing frame 21, an engine 22 as a prime mover provided on the swing frame 21, an assist power generation motor 23 driven by the engine 22, a swing electric motor 25, a swing hydraulic motor 27, and an assist. The electric double layer capacitor 24 connected to the generator motor 23 and the swing electric motor 25, and a speed reduction mechanism 26 that decelerates the rotation of the swing electric motor 25 and the swing hydraulic motor 27, and the like. The driving force is transmitted through the speed reduction mechanism 26, and the turning body 20 (the turning frame 21) is driven to turn with respect to the traveling body 10 by the driving force.

また、旋回体20にはショベル機構(フロント装置)30が搭載されている。ショベル機構30は、ブーム31と、ブーム31を駆動するためのブームシリンダ32と、ブーム31の先端部近傍に回転自在に軸支されたアーム33と、アーム33を駆動するためのアームシリンダ34と、アーム33の先端に回転可能に軸支されたバケット35と、バケット35を駆動するためのバケットシリンダ36等で構成されている。   Further, an excavator mechanism (front device) 30 is mounted on the revolving unit 20. The shovel mechanism 30 includes a boom 31, a boom cylinder 32 for driving the boom 31, an arm 33 rotatably supported near the tip of the boom 31, and an arm cylinder 34 for driving the arm 33. The bucket 35 includes a bucket 35 rotatably supported at the tip of the arm 33, a bucket cylinder 36 for driving the bucket 35, and the like.

さらに、旋回体20の旋回フレーム21上には、上述した走行用油圧モータ13,14、旋回油圧モータ27、ブームシリンダ32、アークシリンダ34、バケットシリンダ36等の油圧アクチュエータを駆動するための油圧システム40が搭載されている。油圧システム40は、油圧を発生する油圧源となる油圧ポンプ41(図2)及び各アクチュエータを駆動制御するためのコントロールバルブ42(図2)を含み、油圧ポンプ41はエンジン22によって駆動される。   Further, a hydraulic system for driving hydraulic actuators such as the traveling hydraulic motors 13 and 14, the swing hydraulic motor 27, the boom cylinder 32, the arc cylinder 34, and the bucket cylinder 36 described above is provided on the swing frame 21 of the swing body 20. 40 is installed. The hydraulic system 40 includes a hydraulic pump 41 (FIG. 2) serving as a hydraulic source for generating hydraulic pressure and a control valve 42 (FIG. 2) for driving and controlling each actuator. The hydraulic pump 41 is driven by the engine 22.

次に、油圧ショベルの電動・油圧機器のシステム構成について概略説明する。図2に示すように、エンジン22の駆動力は油圧ポンプ41に伝達されている。コントロールバルブ42は、旋回用の操作レバー装置72(図3参照)からの旋回操作指令(油圧パイロット信号)に応じて、旋回油圧モータ27に供給される圧油の流量と方向を制御する。またコントロールバルブ42は、旋回以外の操作レバー装置73(図3参照)からの操作指令(油圧パイロット信号)に応じて、ブームシリンダ32、アームシリンダ34、バケットシリンダ36及び走行用油圧モータ13,14に供給される圧油の流量と方向を制御する。   Next, the system configuration of the electric / hydraulic equipment of the hydraulic excavator will be outlined. As shown in FIG. 2, the driving force of the engine 22 is transmitted to the hydraulic pump 41. The control valve 42 controls the flow rate and direction of the pressure oil supplied to the turning hydraulic motor 27 in accordance with a turning operation command (hydraulic pilot signal) from the turning operation lever device 72 (see FIG. 3). Further, the control valve 42 responds to an operation command (hydraulic pilot signal) from an operation lever device 73 (see FIG. 3) other than turning, and the boom cylinder 32, the arm cylinder 34, the bucket cylinder 36, and the traveling hydraulic motors 13 and 14 are operated. To control the flow rate and direction of pressure oil supplied to.

電動システムは、上述したアシスト発電モータ23、キャパシタ24及び旋回電動モータ25と、パワーコントロールユニット55及びメインコンタクタ56等から構成されている。パワーコントロールユニット55はチョッパ51、インバータ52,53、平滑コンデンサ54等を有し、メインコンタクタ56はメインリレー57、突入電流防止回路58等を有している。   The electric system includes the assist power generation motor 23, the capacitor 24, and the swing electric motor 25 described above, a power control unit 55, a main contactor 56, and the like. The power control unit 55 includes a chopper 51, inverters 52 and 53, a smoothing capacitor 54, and the like, and the main contactor 56 includes a main relay 57, an inrush current prevention circuit 58, and the like.

キャパシタ24からの直流電力はチョッパ51によって所定の母線電圧に昇圧され、旋回電動モータ25を駆動するためのインバータ52、アシスト発電モータ23を駆動するためのインバータ53に入力される。平滑コンデンサ54は、母線電圧を安定化させるために設けられている。旋回電動モータ25と旋回油圧モータ27の回転軸は結合されており、減速機構26を介して旋回体20を駆動する。アシスト発電モータ23及び旋回電動モータ25の駆動状態(力行しているか回生しているか)によって、キャパシタ24は充放電されることになる。   The DC power from the capacitor 24 is boosted to a predetermined bus voltage by the chopper 51 and input to the inverter 52 for driving the swing electric motor 25 and the inverter 53 for driving the assist power generation motor 23. The smoothing capacitor 54 is provided to stabilize the bus voltage. The rotation shafts of the swing electric motor 25 and the swing hydraulic motor 27 are coupled to drive the swing body 20 via the speed reduction mechanism 26. The capacitor 24 is charged and discharged depending on the driving state (whether it is powering or regenerating) of the assist power generation motor 23 and the swing electric motor 25.

旋回電動モータ25を駆動するインバータ52と旋回電動モータ25との間の電力授受を行うケーブルには、ケーブルを流れる電流I1を検出する電流センサ65が、また、アシスト発電モータ23を駆動するインバータ53とアシスト発電モータ23との間の電力授受を行うケーブルには、ケーブルを流れる電流I2を検出する電流センサ66が、それぞれ設けられている。これらのセンサ65,66は、それぞれがコントローラ80に電気的に接続されている。   A current sensor 65 for detecting a current I1 flowing through the cable and an inverter 53 for driving the assist power generation motor 23 are connected to the cable for transferring power between the inverter 52 that drives the swing electric motor 25 and the swing electric motor 25. And the assist power generation motor 23 are each provided with a current sensor 66 for detecting a current I2 flowing through the cable. Each of these sensors 65 and 66 is electrically connected to the controller 80.

また、旋回電動モータ25の内部には、その内部の温度t1を検出する温度センサSe1が、また、旋回電動モータ25を駆動するインバータ52の内部にはその内部の温度t2を検出する温度センサSe2が、それぞれ設けられている。アシスト発電モータ23の内部には、その内部の温度t3を検出する温度センサSe3が、また、アシスト発電モータ23を駆動するインバータ53の内部にはその内部の温度t4を検出する温度センサSe4が、それぞれ設けられている。これらのセンサSe1,Se2,Se3,Se4は、それぞれが、コントローラ80に電気的に接続されている。   In addition, a temperature sensor Se1 that detects the temperature t1 inside the swing electric motor 25, and a temperature sensor Se2 that detects the temperature t2 inside the inverter 52 that drives the swing electric motor 25. Are provided respectively. Inside the assist generator motor 23 is a temperature sensor Se3 that detects the temperature t3 inside, and inside the inverter 53 that drives the assist generator motor 23 is a temperature sensor Se4 that detects the temperature t4 inside. Each is provided. Each of these sensors Se1, Se2, Se3, Se4 is electrically connected to the controller 80.

コントローラ80は、旋回操作指令信号や、圧力信号及び回転速度信号等(後述)を用いて、コントロールバルブ42、パワーコントロールユニット55に対する制御指令を生成し、旋回油圧モータ27を用いる油圧単独旋回モード、旋回油圧モータ27と旋回電動モータ25とを用いる油圧電動複合旋回モードの切り替え、各モードの旋回制御、電動システムの異常監視、エネルギマネジメント等の制御を行う。   The controller 80 generates a control command for the control valve 42 and the power control unit 55 using a swing operation command signal, a pressure signal, a rotation speed signal, and the like (described later), and a hydraulic single swing mode using the swing hydraulic motor 27; Control of hydraulic / electric combined swing mode using the swing hydraulic motor 27 and the swing electric motor 25, swing control of each mode, abnormality monitoring of the electric system, energy management, and the like is performed.

次に、本発明による旋回制御を行うのに必要なデバイスや制御手段、制御信号等を図3を用いてさらに詳細に説明する。
油圧ショベルは、エンジン22を始動するためのイグニッションキー70と、作業中止時にパイロット圧遮断弁76をONにして油圧システムの作動を不能とするゲートロックレバー装置71とを備えている。また、油圧ショベルは、上述したコントローラ80と、コントローラ80の入出力に係わる油圧・電気変換装置74a,74bL,74bR、電気・油圧変換装置75a,75b,75c,75d及び油圧単独旋回モード固定スイッチ77を備え、これらは旋回制御システムを構成する。油圧・電気変換装置74a,74bL,74bRはそれぞれ例えば圧力センサであり、電気・油圧変換装置75a,75b,75c,75dは例えば電磁比例減圧弁である。
Next, devices, control means, control signals and the like necessary for performing turning control according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG.
The hydraulic excavator includes an ignition key 70 for starting the engine 22, and a gate lock lever device 71 that disables the operation of the hydraulic system by turning on the pilot pressure cutoff valve 76 when the operation is stopped. The hydraulic excavator includes the above-described controller 80, hydraulic / electrical converters 74a, 74bL, 74bR related to input / output of the controller 80, electric / hydraulic converters 75a, 75b, 75c, 75d, and a hydraulic single swing mode fixing switch 77. These constitute a turning control system. The hydraulic / electrical converters 74a, 74bL, 74bR are, for example, pressure sensors, and the electric / hydraulic converters 75a, 75b, 75c, 75d are, for example, electromagnetic proportional pressure reducing valves.

コントローラ80は、異常監視・異常処理制御ブロック81、エネルギマネジメント制御ブロック82、油圧電動複合旋回制御ブロック83、油圧単独旋回制御ブロック84、制御切替ブロック85等からなる。   The controller 80 includes an abnormality monitoring / abnormality processing control block 81, an energy management control block 82, a hydraulic / electric combined swing control block 83, a hydraulic single swing control block 84, a control switching block 85, and the like.

全体システムに異常がなく、旋回電動モータ25が駆動可能な状態では、コントローラ80は油圧電動複合旋回モードを選択する。このとき制御切替ブロック85は油圧電動複合旋回制御ブロック83をしており、油圧電動複合旋回制御ブロック83によって旋回アクチュエータ動作が制御される。旋回操作レバー装置72の入力によって発生される油圧パイロット信号は油圧・電気変換装置74aによって電気信号に変換され、油圧電動複合旋回制御ブロック83に入力される。旋回油圧モータ27の作動圧は油圧・電気変換装置74bL,74bRによって電気信号に変換され、油圧電動複合旋回制御ブロック83に入力される。パワーコントロールユニット55内の電動モータ駆動用のインバータから出力される旋回モータ速度信号も油圧電動複合旋回制御ブロック83に入力される。油圧電動複合旋回制御ブロック83は、旋回操作レバー装置72からの油圧パイロット信号と、旋回油圧モータ27の作動圧信号及び旋回モータ速度信号に基づいて所定の演算を行って旋回電動モータ25の指令トルクを計算し、パワーコントロールユニット55にトルク指令EAを出力する。この結果、旋回電動モータ25が駆動する。同時に、旋回電動モータ25が出力するトルク分、油圧ポンプ41の出力トルク及び旋回油圧モータ27の出力トルクを減少させる減トルク指令EB,ECを電気・油圧変換装置75a,75bに出力する。   When there is no abnormality in the entire system and the swing electric motor 25 can be driven, the controller 80 selects the hydraulic / electric combined swing mode. At this time, the control switching block 85 has a hydraulic / electric combined swing control block 83, and the swing actuator operation is controlled by the hydraulic / electric combined swing control block 83. The hydraulic pilot signal generated by the input of the turning operation lever device 72 is converted into an electric signal by the hydraulic / electric converter 74 a and input to the hydraulic / electric combined swing control block 83. The operating pressure of the swing hydraulic motor 27 is converted into an electrical signal by the hydraulic / electric converters 74 bL and 74 bR and is input to the hydraulic / electric combined swing control block 83. The swing motor speed signal output from the inverter for driving the electric motor in the power control unit 55 is also input to the hydraulic / electric combined swing control block 83. The hydraulic / electric combined swing control block 83 performs a predetermined calculation based on the hydraulic pilot signal from the swing operation lever device 72, the operating pressure signal of the swing hydraulic motor 27, and the swing motor speed signal, thereby giving a command torque of the swing electric motor 25. And a torque command EA is output to the power control unit 55. As a result, the turning electric motor 25 is driven. At the same time, torque reduction commands EB and EC for decreasing the output torque of the hydraulic pump 41 and the output torque of the swing hydraulic motor 27 by the torque output by the swing electric motor 25 are output to the electric / hydraulic converters 75a and 75b.

一方、旋回操作レバー装置72の入力によって発生される油圧パイロット信号はコントロールバルブ42にも入力される。これにより、旋回用スプール61(図4参照)が中立位置からA位置もしくはC位置に切り換えられ油圧ポンプ41の吐出油が旋回油圧モータ27に供給され、旋回油圧モータ27も同時に駆動する。   On the other hand, the hydraulic pilot signal generated by the input of the turning operation lever device 72 is also input to the control valve 42. As a result, the turning spool 61 (see FIG. 4) is switched from the neutral position to the A position or the C position, the oil discharged from the hydraulic pump 41 is supplied to the turning hydraulic motor 27, and the turning hydraulic motor 27 is also driven simultaneously.

旋回電動モータ25が加速時に消費するエネルギと減速時に回生するエネルギの差によって、キャパシタ24の蓄電量が増減することになる。これを制御するのがエネルギマネジメント制御ブロック82であり、上述したキャパシタ24の電圧・電流・温度の検出信号を入力し、アシスト発電モータ23に発電またはアシスト指令EDを出すことにより、キャパシタ24の蓄電量を所定の範囲に保つ制御を行う。   The amount of electricity stored in the capacitor 24 increases or decreases due to the difference between the energy consumed by the swing electric motor 25 during acceleration and the energy regenerated during deceleration. This is controlled by the energy management control block 82, which receives the voltage / current / temperature detection signals of the capacitor 24 described above, and generates power or outputs an assist command ED to the assist power generation motor 23. Control is performed to keep the amount within a predetermined range.

パワーコントロールユニット55、旋回電動モータ25、キャパシタ24等の電動システムに故障、異常、警告状態が発生した場合や、キャパシタ24の蓄電量が所定の範囲外になった場合は、異常監視・異常処理制御ブロック81及びエネルギマネジメント制御ブロック82が制御切替ブロック85を切り替えて油圧単独旋回制御ブロック84を選択し、油圧電動複合旋回モードから油圧単独旋回モードへの切替えを行う。基本的に旋回の油圧システムは、旋回電動モータ25と協調して動作するようマッチングされているので、油圧単独旋回制御ブロック84は、旋回駆動特性補正指令EEと旋回パイロット圧補正指令EFをそれぞれ電気・油圧変換装置75c,75dに出力し、旋回油圧モータ27の駆動トルクを増加させる補正と旋回油圧モータ27の制動トルクを増加させる補正を行うことにより、旋回電動モータ25のトルクが無くても旋回操作性が損なわれないような制御を行う。   If a failure, abnormality or warning state occurs in the electric system such as the power control unit 55, the swing electric motor 25, or the capacitor 24, or if the charged amount of the capacitor 24 is out of a predetermined range, abnormality monitoring / abnormal processing The control block 81 and the energy management control block 82 switch the control switching block 85 to select the hydraulic single swing control block 84, and switch from the hydraulic / electric combined swing mode to the hydraulic single swing mode. Since the swing hydraulic system is basically matched to operate in cooperation with the swing electric motor 25, the hydraulic single swing control block 84 outputs the swing drive characteristic correction command EE and the swing pilot pressure correction command EF, respectively. -Output to the hydraulic pressure conversion devices 75c and 75d, and a correction for increasing the driving torque of the swing hydraulic motor 27 and a correction for increasing the braking torque of the swing hydraulic motor 27, so that the swing can be performed even without the torque of the swing electric motor 25. Control is performed so that operability is not impaired.

また、後述する故障、異常状態による油圧単独旋回制御モードからの監視シーケンスにおいては、旋回油圧モータ27の回転数が予め設定された制限規定値を超えないような回転数制御を行う。旋回油圧モータ27の回転数は、旋回体の回転により回転させられる旋回電動モータ25の例えばレゾルバ等から検出される。   Further, in the monitoring sequence from the hydraulic single swing control mode due to a failure or abnormal state described later, the rotational speed control is performed so that the rotational speed of the swing hydraulic motor 27 does not exceed a preset limit value. The rotation speed of the swing hydraulic motor 27 is detected from, for example, a resolver of the swing electric motor 25 that is rotated by the rotation of the swing body.

油圧単独旋回モード固定スイッチ77は、電動システムの故障時や、特定のアタッチメント装着時など、何らかの理由で、油圧単独旋回モードに固定したい場合に使用するものであり、固定スイッチ77がON位置に操作されると、切替え制御ブロック85は油圧単独旋回制御ブロック84を選択するように固定される。   The hydraulic single swing mode fixing switch 77 is used when it is desired to be fixed in the hydraulic single swing mode for some reason, such as when an electric system fails or when a specific attachment is mounted. The fixed switch 77 is operated to the ON position. Then, the switching control block 85 is fixed so as to select the hydraulic single turning control block 84.

次に、旋回油圧システムの詳細について図4乃至図12を用いて説明する。図4は本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態における旋回油圧システムの構成を示す油圧回路図である。図4において、図1乃至図3に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
図3のコントロールバルブ42はアクチュエータごとにスプールと呼ばれる弁部品を備え、操作レバー装置72,73からの指令(油圧パイロット信号)に応じて対応するスプールが変位することで開口面積が変化し、各油路を通過する圧油の流量が変化する。図4に示す旋回油圧システムは、旋回用スプールのみを含むものである。
Next, details of the swing hydraulic system will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of the turning hydraulic system in the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 3 are the same parts, and detailed description thereof is omitted.
The control valve 42 in FIG. 3 includes a valve component called a spool for each actuator, and the corresponding spool is displaced according to a command (hydraulic pilot signal) from the operation lever devices 72 and 73 to change the opening area. The flow rate of the pressure oil passing through the oil passage changes. The turning hydraulic system shown in FIG. 4 includes only a turning spool.

旋回油圧システムは、旋回油圧モータ27の最大出力トルクが第1トルクとなる第1モードと、旋回油圧モータ27の最大出力トルクが第1トルクより大きな第2トルクとなる第2モードとに変更可能である。以下にその詳細を説明する。   The swing hydraulic system can be changed between a first mode in which the maximum output torque of the swing hydraulic motor 27 is the first torque and a second mode in which the maximum output torque of the swing hydraulic motor 27 is a second torque larger than the first torque. It is. Details will be described below.

図4において、旋回油圧システムは、前述した油圧ポンプ41及び旋回油圧モータ27と、旋回用スプール61と、旋回用の可変オーバーロードリリーフ弁62a,62bと、旋回補助弁としてのセンタバイパスカット弁63とを備えている。   4, the swing hydraulic system includes the hydraulic pump 41 and the swing hydraulic motor 27, the swing spool 61, the swing variable overload relief valves 62a and 62b, and the center bypass cut valve 63 as a swing assist valve. And.

油圧ポンプ41は可変容量ポンプであり、トルク制御部64aを備えたレギュレータ64を備え、レギュレータ64を動作させることで油圧ポンプ41の傾転角が変わって油圧ポンプ41の容量が変わり、油圧ポンプ41の吐出流量と出力トルクが変わる。図3の油圧電動複合旋回制御ブロック83から電気・油圧変換装置75aに減トルク指令EBが出力されると、電気・油圧変換装置75aは対応する制御圧力をレギュレータ64のトルク制御部64aに出力し、トルク制御部64aは、旋回電動モータ25が出力するトルク分、油圧ポンプ41の最大出力トルクが減少するようトルク制御部64aの設定を変更する。   The hydraulic pump 41 is a variable displacement pump, and includes a regulator 64 having a torque control unit 64a. By operating the regulator 64, the tilt angle of the hydraulic pump 41 is changed and the displacement of the hydraulic pump 41 is changed. The discharge flow rate and output torque change. When the torque reduction command EB is output from the hydraulic / electric combined swing control block 83 of FIG. 3 to the electric / hydraulic converter 75a, the electric / hydraulic converter 75a outputs the corresponding control pressure to the torque controller 64a of the regulator 64. The torque control unit 64a changes the setting of the torque control unit 64a so that the maximum output torque of the hydraulic pump 41 is reduced by the amount of torque output by the swing electric motor 25.

油圧ポンプ41のトルク制御特性を図5に示す。横軸は油圧ポンプ41の吐出圧力、縦軸は油圧ポンプ41の容量を示している。   The torque control characteristics of the hydraulic pump 41 are shown in FIG. The horizontal axis indicates the discharge pressure of the hydraulic pump 41, and the vertical axis indicates the capacity of the hydraulic pump 41.

油圧電動複合旋回モードが選択され、電気・油圧変換装置75aに減トルク指令EBが出力されているときは、電気・油圧変換装置75aは制御圧力を発生しており、このとき制御部64aの設定は、実線PTSより最大出力トルクが減少した実線PTの特性にある(第1モード)。油圧単独旋回モードが選択され、電気・油圧変換装置75aに減トルク指令EBが出力されていないときは、トルク制御部64aは実線PTSの特性に変化し(第2モード)、油圧ポンプ41の最大出力トルクは、斜線で示す面積分、増加する。   When the hydraulic / electric combined swing mode is selected and the torque reduction command EB is output to the electric / hydraulic converter 75a, the electric / hydraulic converter 75a generates a control pressure. At this time, the setting of the controller 64a is performed. Is a characteristic of the solid line PT in which the maximum output torque is reduced from the solid line PTS (first mode). When the hydraulic single swing mode is selected and the torque reduction command EB is not output to the electro-hydraulic converter 75a, the torque control unit 64a changes to the characteristic of the solid line PTS (second mode), and the maximum of the hydraulic pump 41 The output torque increases by the area indicated by diagonal lines.

図4に戻り、旋回用スプール61はA,B,Cの3位置を持ち、操作レバー装置72からの旋回操作指令(油圧パイロット信号)を受けて中立位置BからA位置又はC位置に連続的に切り替わる。   Returning to FIG. 4, the turning spool 61 has three positions of A, B, and C, and continuously receives the turning operation command (hydraulic pilot signal) from the operation lever device 72 from the neutral position B to the A position or the C position. Switch to

操作レバー装置72はパイロット油圧源29からの圧力をレバー操作量に応じて減圧する減圧弁を内蔵し、レバー操作量に応じた圧力(油圧パイロット信号)を旋回用スプール61の左右いずれかの圧力室に与える。   The operation lever device 72 has a built-in pressure reducing valve that reduces the pressure from the pilot hydraulic pressure source 29 according to the lever operation amount, and the pressure (hydraulic pilot signal) according to the lever operation amount is set to either the left or right pressure of the turning spool 61. Give to the room.

旋回用スプール61が中立位置Bにあるときは、油圧ポンプ41から吐出される圧油はブリードオフ絞りを通り、更にセンタバイパスカット弁63を通ってタンクへ戻る。旋回用スプール61がレバー操作量に応じた圧力(油圧パイロット信号)を受けてA位置に切り替わると、油圧ポンプ41からの圧油はA位置のメータイン絞りを通って旋回油圧モータ27の右側に送られ、旋回油圧モータ27からの戻り油はA位置のメータアウト絞りを通ってタンクに戻り、旋回油圧モータ27は一方向に回転する。逆に、旋回用スプール61がレバー操作量に応じた圧力(油圧パイロット信号)を受けてC位置に切り替わると、油圧ポンプ41からの圧油はC位置のメータイン絞りを通って旋回油圧モータ27の左側に送られ、旋回油圧モータ27からの戻り油はC位置のメータアウト絞りを通ってタンクに戻り、旋回油圧モータ27はA位置の場合とは逆方向に回転する。   When the turning spool 61 is in the neutral position B, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 41 passes through the bleed-off throttle and returns to the tank through the center bypass cut valve 63. When the turning spool 61 receives the pressure (hydraulic pilot signal) corresponding to the lever operation amount and switches to the A position, the pressure oil from the hydraulic pump 41 passes to the right side of the turning hydraulic motor 27 through the meter-in throttle at the A position. The return oil from the swing hydraulic motor 27 returns to the tank through the meter-out throttle at position A, and the swing hydraulic motor 27 rotates in one direction. On the contrary, when the turning spool 61 receives the pressure (hydraulic pilot signal) corresponding to the lever operation amount and switches to the C position, the pressure oil from the hydraulic pump 41 passes through the meter-in throttle at the C position and turns on the turning hydraulic motor 27. The return oil from the turning hydraulic motor 27 is sent to the left side, returns to the tank through the meter-out throttle at the C position, and the turning hydraulic motor 27 rotates in the opposite direction to that at the A position.

旋回用スプール61がB位置とA位置の中間に位置しているときは、油圧ポンプ41からの圧油はブリードオフ絞りとメータイン絞りに分配される。このとき、メータイン絞りの入側にはブリードオフ絞りの開口面積とセンタバイパスカット弁63の開口面積に応じた圧力が立ち、その圧力で旋回油圧モータ27に圧油が供給され、その圧力(ブリードオフ絞りの開口面積)に応じた作動トルクが与えられる。また、旋回油圧モータ27からの排出油はそのときのメータアウト絞りの開口面積に応じた抵抗を受けて背圧が立ち、メータアウト絞りの開口面積に応じた制動トルクが発生する。B位置とC位置の中間においても同様である。   When the turning spool 61 is located between the B position and the A position, the pressure oil from the hydraulic pump 41 is distributed to the bleed-off throttle and the meter-in throttle. At this time, a pressure corresponding to the opening area of the bleed-off throttle and the opening area of the center bypass cut valve 63 rises on the inlet side of the meter-in throttle, and pressure oil is supplied to the swing hydraulic motor 27 with that pressure, and the pressure (bleed An operating torque corresponding to the opening area of the off diaphragm is applied. Further, the oil discharged from the swing hydraulic motor 27 receives a resistance corresponding to the opening area of the meter-out throttle at that time, and a back pressure is generated, and a braking torque corresponding to the opening area of the meter-out throttle is generated. The same applies to the middle between the B position and the C position.

操作レバー装置72の操作レバーを中立位置に戻し、旋回用スプール61を中立位置Bに戻したとき、旋回体20は慣性体であるため、旋回油圧モータ27はその慣性で回転を続けようとする。このとき、旋回油圧モータ27からの排出油の圧力(背圧)が旋回用の可変オーバーロードリリーフ弁62a又は62bの設定圧力を超えようとするときは、オーバーロードリリーフ弁62a又は62bが作動して圧油の一部をタンクに逃がすることで背圧の上昇を制限し、オーバーロードリリーフ弁62a又は62bの設定圧力に応じた制動トルクを発生する。   When the operating lever of the operating lever device 72 is returned to the neutral position and the turning spool 61 is returned to the neutral position B, the turning hydraulic motor 27 tries to continue rotating with the inertia because the turning body 20 is an inertial body. . At this time, when the pressure (back pressure) of the oil discharged from the swing hydraulic motor 27 tends to exceed the set pressure of the variable overload relief valve 62a or 62b for swing, the overload relief valve 62a or 62b is activated. Thus, a part of the pressure oil is allowed to escape to the tank, so that the increase of the back pressure is limited, and a braking torque corresponding to the set pressure of the overload relief valve 62a or 62b is generated.

図6は、本発明のハイブリッド式建設機械の一実施の形態における旋回用スプール61のメータイン開口面積特性及びブリードオフ開口面積特性を示す特性図であり、図7は同メータアウト開口面積特性を示す特性図である。   FIG. 6 is a characteristic diagram showing meter-in opening area characteristics and bleed-off opening area characteristics of the turning spool 61 in one embodiment of the hybrid construction machine of the present invention, and FIG. 7 shows the meter-out opening area characteristics. FIG.

図6において、実線MIがメータイン開口面積特性であり、実線MBがブリードオフ開口面積特性であり、いずれも本実施の形態のものである。二点鎖線MB0は、電動モータを用いない、従来の油圧ショベルにおいて良好な操作性を確保できるブリードオフ開口面積特性である。本実施の形態のブリードオフ開口面積特性MBは、制御域開始点及び終点は従来のものと同一であるが、中間領域では従来のものに比べて開き勝手(大きな開口面積となるよう)に設計されている。   In FIG. 6, a solid line MI is a meter-in opening area characteristic, and a solid line MB is a bleed-off opening area characteristic, both of which are in the present embodiment. The two-dot chain line MB0 is a bleed-off opening area characteristic that can ensure good operability in a conventional hydraulic excavator that does not use an electric motor. The bleed-off opening area characteristic MB of the present embodiment has the same control area start point and end point as the conventional one, but the intermediate area is designed to be more open (larger opening area) than the conventional one. Has been.

図7において、実線MOが本実施の形態のメータアウト開口面積特性であり、二点鎖線MO0が電動モータを用いない、従来の油圧ショベルにおいて良好な操作性を確保できるメータアウト開口面積特性である。本実施の形態のメータアウト開口面積特性MOは、制御域開始点及び終点は従来のものと同一であるが、中間領域では従来のものに比べて開き勝手(大きな開口面積となるよう)に設計されている。   In FIG. 7, a solid line MO is a meter-out opening area characteristic of the present embodiment, and a two-dot chain line MO0 is a meter-out opening area characteristic that can ensure good operability in a conventional hydraulic excavator that does not use an electric motor. . The meter-out opening area characteristic MO of the present embodiment has the same control region start point and end point as the conventional one, but the intermediate region is designed to open more easily than the conventional one (a larger opening area). Has been.

図8は、油圧パイロット信号(操作パイロット圧)に対する旋回用スプール61のメータイン絞りとセンタバイパスカット弁63との合成開口面積特性を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a combined opening area characteristic of the meter-in throttle of the turning spool 61 and the center bypass cut valve 63 with respect to a hydraulic pilot signal (operating pilot pressure).

油圧電動複合旋回モードが選択されているときは、旋回駆動特性補正指令EEは出力されていないため、センタバイパスカット弁63は図示の開位置にあり、旋回用スプール61のメータイン絞りとセンタバイパスカット弁63との合成開口面積特性は、図6のブリードオフ開口面積特性MBのみによって決まる点線MBCの特性となる(第1モード)。   When the hydraulic / electric combined swing mode is selected, the swing drive characteristic correction command EE is not output, so the center bypass cut valve 63 is in the open position shown in the figure, and the meter-in throttle and the center bypass cut of the swing spool 61 The synthetic opening area characteristic with the valve 63 is a dotted line MBC characteristic determined only by the bleed-off opening area characteristic MB of FIG. 6 (first mode).

油圧単独旋回モードが選択されたときは、前述したように電気・油圧変換装置75cに旋回駆動特性補正指令EEが出力され、電気・油圧変換装置75cは対応する制御圧力をセンタバイパスカット弁63の受圧部に出力し、センタバイパスカット弁63は図示右側の絞り位置に切り換えられる。このセンタバイパスカット弁63の切り換えにより、旋回用スプール61の油圧パイロット信号に対する旋回用スプール61のメータイン絞りとセンタバイパスカット弁63との合成開口面積特性は点線MBCの特性よりも合成開口面積が小さい実線MBSの特性に変更される(第2モード)。この実線MBSの合成開口面積特性は従来の油圧ショベルにおいて良好な操作性を確保できるブリードオフ開口面積特性と同等である。   When the hydraulic single swing mode is selected, the swing drive characteristic correction command EE is output to the electric / hydraulic converter 75c as described above, and the electric / hydraulic converter 75c sends the corresponding control pressure to the center bypass cut valve 63. The center bypass cut valve 63 is switched to the throttle position on the right side of the figure. By switching the center bypass cut valve 63, the combined opening area characteristic of the meter-in throttle of the turning spool 61 and the center bypass cut valve 63 with respect to the hydraulic pilot signal of the turning spool 61 is smaller than the characteristic of the dotted line MBC. The characteristics are changed to those of the solid line MBS (second mode). The combined opening area characteristic of the solid line MBS is equivalent to the bleed-off opening area characteristic that can ensure good operability in the conventional hydraulic excavator.

図9は、油圧電動複合旋回モードでの旋回駆動時における油圧パイロット信号(パイロット圧)、メータイン圧力(M/I圧)、旋回電動モータ25のアシストトルク、上部旋回体20の回転速度(旋回速度)の時系列波形を示す特性図である。パイロット圧0、旋回停止状態から時間T=T1〜T4でパイロット圧最大までランプ状に油圧パイロット信号を増加させた場合の例である。   FIG. 9 shows a hydraulic pilot signal (pilot pressure), meter-in pressure (M / I pressure), assist torque of the swing electric motor 25, rotation speed of the upper swing body 20 (turn speed) during swing driving in the hydraulic / electric combined swing mode. It is a characteristic view showing a time series waveform of). This is an example in the case where the hydraulic pilot signal is increased in a ramp shape up to the maximum pilot pressure at time T = T1 to T4 after the pilot pressure is 0 and the turning is stopped.

油圧電動複合旋回モードが選択されているときは、図8の点線MBCで示したように旋回用スプール61のメータイン絞りとセンタバイパスカット弁63との合成開口面積特性は図6のブリードオフ開口面積特性MBのみによって決まる特性となるため、従来に比べてブリードオフ絞りの開口面積が大きい分、本実施の形態の方がメータイン圧力(M/I)は低くなる。メータイン圧力は旋回油圧モータ27の作動トルク(加速トルク)に相当するので、メータイン圧力が低くなった分だけ加速トルクを旋回電動モータ25により付与する必要がある。図8では力行側のアシストトルクを正としている。本実施の形態では、旋回電動モータ25のアシストトルクと旋回用スプール61によって発生するメータイン圧力に由来する加速トルクの合計値が、従来型の油圧ショベルで発生する加速トルクと概等しくなるように制御する。これにより旋回体20の旋回速度は従来型の油圧ショベルと同等の加速フィーリングを有することが可能となる。   When the hydraulic / electric combined swing mode is selected, as shown by the dotted line MBC in FIG. 8, the combined opening area characteristic of the meter-in throttle of the swing spool 61 and the center bypass cut valve 63 is the bleed-off opening area in FIG. Since the characteristic is determined only by the characteristic MB, the meter-in pressure (M / I) is lower in the present embodiment because the opening area of the bleed-off diaphragm is larger than in the conventional case. Since the meter-in pressure corresponds to the operating torque (acceleration torque) of the swing hydraulic motor 27, it is necessary to apply the acceleration torque by the swing electric motor 25 as much as the meter-in pressure is lowered. In FIG. 8, the assist torque on the power running side is positive. In the present embodiment, control is performed such that the total value of the assist torque of the swing electric motor 25 and the acceleration torque derived from the meter-in pressure generated by the swing spool 61 is approximately equal to the acceleration torque generated by the conventional hydraulic excavator. To do. Thereby, the turning speed of the turning body 20 can have an acceleration feeling equivalent to that of a conventional hydraulic excavator.

一方、油圧単独旋回モードが選択されたときは、旋回用スプール61のメータイン絞りとセンタバイパスカット弁63との合成開口面積特性は、図8の点線MBCよりも合成開口面積が小さいから実線MBSの特性に変更されるため、旋回用スプール61によって発生するメータイン圧力は、図9に示す従来の油圧ショベルで得られる実線のメータイン圧力まで上昇し、旋回用スプール61によって発生するメータイン圧力に由来する加速トルクが、従来型の油圧ショベルで発生する加速トルクと概等しくなるように制御される。これにより旋回体20の旋回速度は従来型の油圧ショベルと同等の加速フィーリングを有することが可能となる。   On the other hand, when the hydraulic single swing mode is selected, the combined opening area characteristic of the meter-in throttle of the swing spool 61 and the center bypass cut valve 63 is smaller than the dotted line MBC in FIG. Since the characteristic is changed, the meter-in pressure generated by the turning spool 61 rises to the solid-line meter-in pressure obtained with the conventional hydraulic excavator shown in FIG. The torque is controlled to be approximately equal to the acceleration torque generated by the conventional hydraulic excavator. Thereby, the turning speed of the turning body 20 can have an acceleration feeling equivalent to that of a conventional hydraulic excavator.

また、旋回油圧モータ27単独で旋回可能であるということは、旋回油圧モータ27の最大出力トルクの方が、旋回電動モータ25の最大出力トルクよりも大きいということである。このことは、油圧電動複合旋回モードにおいて、万一、旋回電動モータ25が意図しない動きをしたとしても油圧回路が正常ならば、それほど危険な動きにならないことを意味し、本発明は安全性においても有利である。   Further, the fact that the turning hydraulic motor 27 can turn by itself means that the maximum output torque of the turning hydraulic motor 27 is larger than the maximum output torque of the turning electric motor 25. This means that in the hydraulic / electric combined swing mode, even if the swing electric motor 25 moves unintentionally, if the hydraulic circuit is normal, the movement is not so dangerous. Is also advantageous.

図10は、油圧パイロット信号(操作パイロット圧)に対する旋回用スプール61のメータアウト開口面積特性を示す特性図である。   FIG. 10 is a characteristic diagram showing the meter-out opening area characteristic of the turning spool 61 with respect to the hydraulic pilot signal (operating pilot pressure).

油圧電動複合旋回モードが選択されているときは、旋回パイロット圧補正指令EFは出力されていないため、旋回用スプール61のメータアウト開口面積特性は図7のメータアウト開口面積特性MOと同様の変化を示す点線MOCの特性となる(第1モード)。   When the hydraulic / electric combined swing mode is selected, since the swing pilot pressure correction command EF is not output, the meter-out opening area characteristic of the swing spool 61 changes in the same manner as the meter-out opening area characteristic MO of FIG. (First mode).

油圧単独旋回モードが選択されたときは、前述したように図3の電気・油圧変換装置75d(図4の電気・油圧変換装置75dL,75dR)旋回パイロット圧補正指令EFが出力され、電気・油圧変換装置75dは操作レバー装置72で生成された油圧パイロット信号(操作パイロット圧)を減圧補正する。この油圧パイロット信号の補正により、旋回用スプール61の油圧パイロット信号に対するメータアウト開口面積特性は、図10の点線MOCの特性に対し中間領域における開口面積が減少した実線MOSの特性に変更される(第2モード)。この実線MOSの開口面積特性は従来の油圧ショベルにおいて良好な操作性を確保できるメータアウト開口面積特性と同等である。   When the hydraulic single swing mode is selected, as described above, the electric / hydraulic converter 75d of FIG. 3 (electric / hydraulic converters 75dL, 75dR of FIG. 4) outputs the swing pilot pressure correction command EF, and the electric / hydraulic pressure is output. The conversion device 75d corrects and reduces the hydraulic pilot signal (operation pilot pressure) generated by the operation lever device 72. By correcting the hydraulic pilot signal, the meter-out opening area characteristic with respect to the hydraulic pilot signal of the turning spool 61 is changed to the characteristic of the solid line MOS in which the opening area in the intermediate region is reduced with respect to the characteristic of the dotted line MOC in FIG. Second mode). The opening area characteristic of the solid line MOS is equivalent to the meter-out opening area characteristic that can ensure good operability in the conventional hydraulic excavator.

図11は、油圧電動複合旋回モードでの旋回制動停止時における油圧パイロット信号(パイロット圧)、メータアウト圧力(M/O圧)、旋回電動モータ25のアシストトルク、旋回体20の回転速度(旋回速度)の時系列波形を示す特性図である。パイロット圧最大、最高旋回速度から時間T=T5〜T9でパイロット圧0までランプ状に油圧パイロット信号を低減させた場合の例である。   FIG. 11 shows a hydraulic pilot signal (pilot pressure), meter-out pressure (M / O pressure), assist torque of the swing electric motor 25, rotation speed of the swing body 20 (turn) when turning braking is stopped in the hydraulic / electric combined swing mode. It is a characteristic view showing a time-series waveform of (speed). This is an example in which the hydraulic pilot signal is reduced in a ramp shape from the maximum pilot pressure and the maximum turning speed to the pilot pressure of 0 at time T = T5 to T9.

油圧単独旋回モードが選択されているときは、図10の点線MOCで示したように旋回用スプール61の油圧パイロット信号に対するメータアウト開口面積特性は図7のメータアウト開口面積特性MOと同様に変化する特性となるため、図7に示したように従来に比べてメータアウト絞りの開口面積が大きい分、本実施の形態の方がメータアウト圧力(M/O圧)は低くなる。メータアウト圧力はブレーキトルク(制動トルク)に相当するので、メータアウト圧力が低くなった分だけブレーキトルクを電動モータ25により付与する必要がある。図11では回生側のアシストトルクを負としている。本実施の形態では、旋回電動モータ25のアシストトルクと旋回用スプール61によって発生するメータアウト圧力に由来するブレーキトルクの合計値が従来型の油圧ショベルで発生するブレーキトルクと概等しくなるように制御する。これにより旋回体20の旋回速度は従来型の油圧ショベル同等の減速フィーリングを有することが可能となる。   When the hydraulic single turning mode is selected, the meter-out opening area characteristic with respect to the hydraulic pilot signal of the turning spool 61 changes in the same manner as the meter-out opening area characteristic MO in FIG. 7 as indicated by the dotted line MOC in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 7, the meter-out pressure (M / O pressure) is lower in this embodiment because the opening area of the meter-out diaphragm is larger than in the conventional case. Since the meter-out pressure corresponds to the brake torque (braking torque), it is necessary to apply the brake torque by the electric motor 25 as much as the meter-out pressure is lowered. In FIG. 11, the assist torque on the regeneration side is negative. In the present embodiment, control is performed so that the total value of the assist torque of the swing electric motor 25 and the brake torque derived from the meter-out pressure generated by the swing spool 61 is approximately equal to the brake torque generated by the conventional hydraulic excavator. To do. As a result, the turning speed of the turning body 20 can have a deceleration feeling equivalent to that of a conventional hydraulic excavator.

一方、油圧単独旋回モードが選択されたときは、旋回用スプール61の油圧パイロット信号に対するメータアウト開口面積特性は、図11の点線MOCの特性に対し中間領域における開口面積が減少した実線MOSの特性に変更されるため、旋回用スプール61によって発生するメータアウト圧力は、図11に示す従来の油圧ショベルで得られる実線のメータアウト圧力まで上昇し、旋回用スプール61によって発生するメータアウト圧力に由来するブレーキトルクが、従来型の油圧ショベルで発生するブレーキトルクと概等しくなるように制御され、旋回体20の旋回速度は従来型の油圧ショベル同等の減速フィーリングを有することが可能となる。   On the other hand, when the hydraulic single turning mode is selected, the meter-out opening area characteristic for the hydraulic pilot signal of the turning spool 61 is the characteristic of the solid line MOS in which the opening area in the intermediate region is reduced with respect to the characteristic of the dotted line MOC in FIG. Therefore, the meter-out pressure generated by the turning spool 61 rises to the solid-line meter-out pressure obtained with the conventional hydraulic excavator shown in FIG. 11, and is derived from the meter-out pressure generated by the turning spool 61. The brake torque is controlled to be approximately equal to the brake torque generated in the conventional hydraulic excavator, and the turning speed of the swing body 20 can have a deceleration feeling equivalent to that of the conventional hydraulic excavator.

図12は、旋回用の可変オーバーロードリリーフ弁62a,62bのリリーフ圧特性を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing relief pressure characteristics of the variable overload relief valves 62a and 62b for turning.

油圧電動複合旋回モードが選択され、図3の電気・油圧変換装置75b(図4の電・油圧変換装置75bL,75bR)に減トルク指令ECが出力されているときは、電気・油圧変換装置75bは制御圧力を生成し、その制御圧力が可変オーバーロードリリーフ弁62a,62bの設定圧力減少側に作用し、可変オーバーロードリリーフ弁62a,62bのリリーフ特性はリリーフ圧がPmax1である実線SRの特性となる(第1モード)。油圧単独旋回モードが選択され、電気・油圧変換装置75b(図4の電気・油圧変換装置75bL,75bR)に減トルク指令ECが出力されていないときは、電気・油圧変換装置75bは制御圧力を生成しないため、可変オーバーロードリリーフ弁62a,62bのリリーフ特性は、リリーフ圧がPmax1からPmax2に上昇した実線SRSの特性となり(第2モード)、制動トルクは、リリーフ圧が高くなった分、増加する。   When the hydraulic / electric combined swing mode is selected and the torque reduction command EC is output to the electric / hydraulic converter 75b (electric / hydraulic converters 75bL and 75bR in FIG. 4), the electric / hydraulic converter 75b is selected. Generates a control pressure, and the control pressure acts on the set pressure decrease side of the variable overload relief valves 62a and 62b. The relief characteristics of the variable overload relief valves 62a and 62b are the characteristics of the solid line SR where the relief pressure is Pmax1. (First mode). When the hydraulic single swing mode is selected and the torque reduction command EC is not output to the electric / hydraulic converter 75b (the electric / hydraulic converters 75bL and 75bR in FIG. 4), the electric / hydraulic converter 75b controls the control pressure. Therefore, the relief characteristics of the variable overload relief valves 62a and 62b are the characteristics of the solid line SRS in which the relief pressure has increased from Pmax1 to Pmax2 (second mode), and the braking torque increases as the relief pressure increases. To do.

これにより油圧電動複合旋回モードが選択されたときは、可変オーバーロードリリーフ弁62a,62bのリリーフ圧はPmax2より低いPmax1に設定されるため、操作レバー装置72の操作レバーを中立位置に戻したときに、旋回油圧モータ27からの排出油の圧力(背圧)は可変オーバーロードリリーフ弁62a,62bの低めの設定圧力であるPmax1まで上昇し、旋回電動モータ25のアシストトルクと可変オーバーロードリリーフ弁62a又は62bによって発生する背圧に由来するブレーキトルクの合計値が従来型の油圧ショベルで発生するブレーキトルクと概等しくなるように制御され、旋回体20の旋回速度は従来型の油圧ショベル同等の減速フィーリングを有することが可能となる。   Thus, when the hydraulic / electric combined swing mode is selected, the relief pressure of the variable overload relief valves 62a and 62b is set to Pmax1 lower than Pmax2, so that the operation lever of the operation lever device 72 is returned to the neutral position. Furthermore, the pressure (back pressure) of the oil discharged from the swing hydraulic motor 27 rises to Pmax1, which is a lower set pressure of the variable overload relief valves 62a and 62b, and the assist torque of the swing electric motor 25 and the variable overload relief valve. The total value of the brake torque derived from the back pressure generated by 62a or 62b is controlled to be approximately equal to the brake torque generated by the conventional hydraulic excavator, and the swing speed of the swing body 20 is equivalent to that of the conventional hydraulic excavator. It becomes possible to have a deceleration feeling.

また、油圧単独旋回モードが選択されたときは、可変オーバーロードリリーフ弁62a,62bのリリーフ圧はPmax1より高いPmax2に設定されるため、操作レバー装置72の操作レバーを中立位置に戻した場合に、旋回油圧モータ27からの排出油の圧力(背圧)は可変オーバーロードリリーフ弁62a,62bの高めの設定圧力であるPmax2まで上昇し、可変オーバーロードリリーフ弁62a又は62bによって発生する背圧に由来するブレーキトルクが、従来型の油圧ショベルで発生するブレーキトルクと概等しくなるように制御され、旋回体20の旋回速度は従来型の油圧ショベル同等の減速フィーリングを有することが可能となる。   When the hydraulic single swing mode is selected, the relief pressure of the variable overload relief valves 62a and 62b is set to Pmax2 higher than Pmax1, so that the operation lever of the operation lever device 72 is returned to the neutral position. The pressure (back pressure) of the oil discharged from the swing hydraulic motor 27 rises to Pmax2, which is a higher set pressure of the variable overload relief valves 62a and 62b, and becomes the back pressure generated by the variable overload relief valve 62a or 62b. The derived brake torque is controlled to be approximately equal to the brake torque generated in the conventional hydraulic excavator, and the turning speed of the swing body 20 can have a deceleration feeling equivalent to that of the conventional hydraulic excavator.

次に、コントローラ80の異常監視・異常処理制御ブロック81による油圧電動複合旋回モードと油圧単独旋回制御モードとを切り替えるシーケンスについて図13及び図14を用いて説明する。
図13にコントローラ80の異常監視・異常処理制御ブロック81による油圧電動複合旋回モードから油圧単独旋回制御モードへの切り替えシーケンスを示す。
Next, a sequence for switching between the hydraulic / electric combined swing mode and the hydraulic single swing control mode by the abnormality monitoring / abnormality processing control block 81 of the controller 80 will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
FIG. 13 shows a switching sequence from the hydraulic / electric combined swing mode to the hydraulic single swing control mode by the abnormality monitoring / abnormality processing control block 81 of the controller 80.

異常監視・異常処理制御ブロック81は、電動モータ25、キャパシタ24、パワーコントロールユニット55等の電動システムに故障、異常、警告状態が発生した場合に、そのことを知らせる信号(以下エラー信号という)が通知されたかどうかを判定し(ステップS100)、エラー信号が通知されると、それが緊急対応を要するエラー信号であるかどうかを更に判定する(ステップS110)。モード切り替え時には、油圧システムのバルブの切り替え動作等により軽いショックが生じる可能性があるので、エラー信号の内容が深刻ではなく、直ちに切替える緊急性がない場合は、モード切換可能なタイミングかどうかを判定し(ステップS120)、旋回体20の動作及び旋回用の操作レバー装置72の入力が行われてないタイミング、あるいは、旋回体20以外の装置である走行、フロントの動作及びそれらの操作レバー装置73の入力も含めて、操作がまったく行われていないアイドリング時等に切替えを行う(ステップS130)。インバータの過電流異常等、システムを損傷させる恐れや重大な故障や災害に繋がる恐れがある異常については、操作中であっても、直ちに電動システムを停止させ、油圧単独旋回モードに切替える(ステップS110→S130)。   The abnormality monitoring / abnormality processing control block 81 is a signal (hereinafter referred to as an error signal) notifying that when an electric system such as the electric motor 25, the capacitor 24, the power control unit 55 or the like has a failure, abnormality or warning state. It is determined whether it has been notified (step S100), and if an error signal is notified, it is further determined whether it is an error signal that requires an emergency response (step S110). When switching modes, there is a possibility that a slight shock may occur due to the switching operation of the valves of the hydraulic system, etc. Therefore, if the content of the error signal is not serious and there is no urgency to switch immediately, determine whether it is possible to switch modes (Step S120), the operation of the revolving structure 20 and the timing when the operation lever device 72 for revolving is not input, or the travel, front operation and their operation lever devices 73 other than the revolving structure 20. Is switched at the time of idling or the like when no operation is performed (step S130). For abnormalities that may damage the system, such as an inverter overcurrent abnormality, or that may lead to a serious failure or disaster, the electric system is immediately stopped and switched to the hydraulic single swing mode even during operation (step S110). → S130).

図14にコントローラ80の異常監視・異常処理制御ブロック81による油圧単独旋回制御モードから油圧電動複合旋回モードへの復帰シーケンスを示す。   FIG. 14 shows a return sequence from the hydraulic single turning control mode to the hydraulic / electric combined turning mode by the abnormality monitoring / abnormality processing control block 81 of the controller 80.

異常監視・異常処理制御ブロック81は、図13のフローチャートで示す処理によって油圧単独旋回制御モードへ切り替えた場合、まず、油圧単独旋回制御中に所定のエラー信号解消処理を行う(ステップS150)。次いで、エラー信号が解消したかどうかを判定し(ステップS160)、エラー信号解消処理によって、あるいは自然にエラー信号が解消された場合は、更にモード切換可能なタイミングかどうかを判定し(ステップS170)、旋回動作及び操作が行われてないタイミング、あるいは、フロントも含め操作がまったく行われていないアイドリング時等に油圧電動複合旋回モードへの切り替え(復帰動作)を行う(ステップS180)。   When the abnormality monitoring / abnormality processing control block 81 is switched to the hydraulic single turn control mode by the process shown in the flowchart of FIG. 13, first, a predetermined error signal elimination process is performed during the hydraulic single turn control (step S150). Next, it is determined whether or not the error signal has been eliminated (step S160), and if the error signal has been eliminated by the error signal elimination processing or naturally, it is further judged whether or not the mode can be switched (step S170). Then, switching to the hydraulic / electric combined swing mode (return operation) is performed at the timing when the turning operation and operation are not performed, or at the time of idling when the operation including the front is not performed at all (step S180).

次に、本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの故障、異常状態による油圧単独旋回制御モードからの監視シーケンスについて図15乃至図19を用いて説明する。図15は本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの故障、異常状態からの監視シーケンス(その1)を示すフローチャート図、図16は図15に示す監視シーケンスに適用する油圧モータの回転数と制限温度との関係の一例を示す特性図である。   Next, a monitoring sequence from the hydraulic single swing control mode according to the failure and abnormal state of the hydraulic excavator according to the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a flowchart showing a monitoring sequence (part 1) from the failure and abnormal state of the hydraulic excavator of the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention, and FIG. 16 is applied to the monitoring sequence shown in FIG. It is a characteristic view which shows an example of the relationship between the rotation speed of a hydraulic motor, and limit temperature.

図15は、図13のコントローラ80の異常監視・異常処理制御ブロック81による油圧電動複合旋回モードから油圧単独旋回制御モードへの切り替え後の監視シーケンスを示している。   FIG. 15 shows a monitoring sequence after switching from the hydraulic / electric combined swing mode to the hydraulic single swing control mode by the abnormality monitoring / abnormality processing control block 81 of the controller 80 of FIG.

まず、図15のステップ(S201)では、温度信号t1,t2と旋回油圧モータ27の回転数信号rとが読み込まれる。具体的には、温度センサSe1とSe2とから検出された旋回電動モータ25の内部温度信号t1と旋回電動モータ25を駆動するインバータ52の内部温度信号t2と旋回体20の回転により回転させられる旋回電動モータ27の例えばレゾルバ等から検出される回転数rとが読み込まれる。   First, in step (S201) of FIG. 15, the temperature signals t1 and t2 and the rotation speed signal r of the swing hydraulic motor 27 are read. Specifically, the internal temperature signal t1 of the swing electric motor 25 detected from the temperature sensors Se1 and Se2, the internal temperature signal t2 of the inverter 52 that drives the swing electric motor 25, and the swing rotated by the rotation of the swing body 20. The rotation speed r detected from, for example, a resolver of the electric motor 27 is read.

次のステップ(S202)では、ステップ(S201)で取り込んだ温度信号が高くないかのチェックが行われる。具体的には、予め設定され記憶された旋回油圧モータ27の回転数rに対する温度信号t1,t2の制限値特性と、ステップ(S201)で読み込まれた各検出信号とを比較する。図16に旋回油圧モータ27の回転数rと温度信号t1,t2との制限値特性の一例を示す。図16において、taは旋回油圧モータ27の最大回転数rmにおける制限値温度を、tbは旋回油圧モータ27の停止必要温度を、raは旋回油圧モータ27の停止必要温度tbにおける最大許容回転数をそれぞれ示す。また線分ABが回転数制御の制限値特性を示す。   In the next step (S202), it is checked whether the temperature signal captured in step (S201) is high. Specifically, the limit value characteristics of the temperature signals t1 and t2 with respect to the rotation speed r of the swing hydraulic motor 27 set and stored in advance are compared with the detection signals read in step (S201). FIG. 16 shows an example of limit value characteristics of the rotational speed r of the swing hydraulic motor 27 and the temperature signals t1 and t2. In FIG. 16, ta is the limit value temperature at the maximum rotation speed rm of the swing hydraulic motor 27, tb is the required stop temperature of the swing hydraulic motor 27, and ra is the maximum allowable speed at the stop required temperature tb of the swing hydraulic motor 27. Each is shown. A line segment AB indicates the limit value characteristic of the rotational speed control.

例えば、図16において、旋回油圧モータ27の回転数がrの場合、本ステップ(S202)において、温度信号t1,t2が制限値特性上のtより低ければ、NOと判断され、高ければYESと判断される。 For example, in FIG. 16, when the rotational speed of the swing hydraulic motor 27 is r 0 , in this step (S202), if the temperature signals t1 and t2 are lower than t 0 on the limit value characteristic, it is determined as NO, and if it is higher. It is determined YES.

このステップ(S202)でNOと判断された場合には、先のステップ(S201)に戻り演算が繰り返される。   If it is determined NO in this step (S202), the process returns to the previous step (S201) and is repeated.

ステップ(S202)でYESと判断された場合には、ステップ(S203)に進み旋回油圧モータ27の回転数を下げるためにエンジン22の回転数制限制御が行われる。具体的には、上述した制限値特性上の温度より温度信号t1,t2が低くなるところまで、旋回油圧モータ27の回転数rを下げるためにエンジン22の回転数を下げる制御が行われる。この際、オペレータには、温度信号t1,t2が制限特性値を超えた旨がモニタ等の表示或いは音声で報知される。   If YES is determined in the step (S202), the process proceeds to a step (S203), and the rotational speed limit control of the engine 22 is performed in order to decrease the rotational speed of the turning hydraulic motor 27. Specifically, control is performed to lower the rotational speed of the engine 22 in order to lower the rotational speed r of the swing hydraulic motor 27 until the temperature signals t1 and t2 become lower than the temperature on the limit value characteristic described above. At this time, the operator is notified by a display on the monitor or by voice that the temperature signals t1 and t2 have exceeded the limit characteristic values.

次に、ステップ(S204)では、ステップ(S201)と同様に、温度信号t1,t2と旋回油圧モータ27の回転数信号rが読み込まれる。   Next, in step (S204), as in step (S201), the temperature signals t1 and t2 and the rotation speed signal r of the swing hydraulic motor 27 are read.

次のステップ(S205)では、ステップ(S204)で取り込んだ温度信号が異常に高くないかのチェックが行われる。具体的には、ステップ(S204)で読み込まれた温度信号t1,t2と旋回油圧モータ27の停止必要温度tbとを比較する。   In the next step (S205), it is checked whether the temperature signal acquired in step (S204) is abnormally high. Specifically, the temperature signals t1 and t2 read in step (S204) are compared with the required stop temperature tb of the swing hydraulic motor 27.

このステップ(S205)でNOと判断された場合には、先のステップ(S201)に戻り演算が繰り返される。   If it is determined NO in this step (S205), the process returns to the previous step (S201) and is repeated.

ステップ(S205)でYESと判断された場合には、ステップ(S206)に進み温度信号t1,t2が停止必要温度を超えた旨がモニタ等の表示或いは音声でオペレータに報知される。   If YES is determined in the step (S205), the process proceeds to a step (S206) to notify the operator that the temperature signals t1 and t2 have exceeded the required stop temperature by display or sound on a monitor or the like.

次に、ステップ(S207)では、旋回油圧モータ27及びエンジン22を停止させてもよいタイミングかどうかのチェックが行われる。具体的には、旋回体20の旋回停止の可否や、旋回油圧モータの回転が高速でないことなどが判断される。その他にもエンジン22停止で車体に不都合が起こらないか判断される。   Next, in step (S207), it is checked whether it is time to stop the swing hydraulic motor 27 and the engine 22. Specifically, it is determined whether or not the turning body 20 can stop turning, and that the turning hydraulic motor does not rotate at high speed. In addition, it is determined whether or not there is a problem with the vehicle body when the engine 22 is stopped.

このステップ(S207)でNOと判断された場合には、先のステップ(S204)に戻り演算が繰り返される。   If it is determined NO in this step (S207), the process returns to the previous step (S204) and is repeated.

ステップ(S207)でYESと判断された場合には、旋回油圧モータ27を停止させるためにエンジン22を停止状態に制御する。この際、温度信号t1,t2が停止必要温度値を超えたことにより、エンジン22が停止する旨をモニタ等の表示或いは音声でオペレータに報知する。   If YES is determined in the step (S207), the engine 22 is controlled to be stopped in order to stop the swing hydraulic motor 27. At this time, when the temperature signals t1 and t2 exceed the required stop temperature value, the operator is notified that the engine 22 is stopped by display or sound on a monitor or the like.

図17は本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの故障、異常状態からの監視シーケンス(その2)を示す。図15にて説明した監視シーケンス(その1)は、旋回電動モータ25の内部温度信号t1と旋回電動モータ25を駆動するインバータ52の内部温度信号t2とを監視することで、油圧単独旋回制御モードにおける電動システムの不測の事故を防止しているが、監視シーケンス(その2)は、旋回電動モータ25を駆動するインバータ52と旋回電動モータ25との間の電力授受を行うケーブル等に設けた電流センサ65が検出する電流I1を監視するものである。   FIG. 17 shows a monitoring sequence (part 2) from the failure and abnormal state of the hydraulic excavator of the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. The monitoring sequence (part 1) described with reference to FIG. 15 monitors the internal temperature signal t1 of the swing electric motor 25 and the internal temperature signal t2 of the inverter 52 that drives the swing electric motor 25, so that the hydraulic single swing control mode is performed. The monitoring sequence (part 2) is a current provided in a cable or the like for power transfer between the inverter 52 that drives the swing electric motor 25 and the swing electric motor 25. The current I1 detected by the sensor 65 is monitored.

まず、図17のステップ(S301)では、電流信号I1と旋回油圧モータ27の回転数信号rとが読み込まれる。具体的には、電流センサ65から検出された旋回電動モータ25を駆動するインバータ52と旋回電動モータ25との間の電流I1が読み込まれる。   First, in step (S301) of FIG. 17, the current signal I1 and the rotation speed signal r of the swing hydraulic motor 27 are read. Specifically, the current I1 between the inverter 52 that drives the swing electric motor 25 detected by the current sensor 65 and the swing electric motor 25 is read.

次のステップ(S302)では、ステップ(S301)で取り込んだ電流信号が異常に高くないかのチェックが行われる。具体的には、ステップ(S301)で読み込まれた電流信号I1と予め設定されている旋回油圧モータ27の停止必要電流設定値Itとを比較する。   In the next step (S302), it is checked whether the current signal acquired in step (S301) is not abnormally high. Specifically, the current signal I1 read in step (S301) is compared with the preset required current value It for stopping the swing hydraulic motor 27.

このステップ(S302)でNOと判断された場合には、先のステップ(S301)に戻り演算が繰り返される。   If it is determined NO in this step (S302), the process returns to the previous step (S301) and the calculation is repeated.

ステップ(S302)でYESと判断された場合には、ステップ(S303)に進み電流信号I1が停止必要電流値を超えた旨がモニタ等の表示或いは音声でオペレータに報知される。   If YES is determined in the step (S302), the process proceeds to a step (S303) to notify the operator that the current signal I1 has exceeded the required stop current value by display or sound on a monitor or the like.

次に、ステップ(S304)では、旋回油圧モータ27を停止させるためにエンジン22を停止させてもよいタイミングかどうかのチェックが行われる。具体的には、旋回体20の旋回停止の可否や、旋回油圧モータの回転が高速でないことなどが判断される。   Next, in step (S304), it is checked whether it is time to stop the engine 22 in order to stop the swing hydraulic motor 27. Specifically, it is determined whether or not the turning body 20 can stop turning, and that the turning hydraulic motor does not rotate at high speed.

このステップ(S304)でNOと判断された場合には、先のステップ(S301)に戻り演算が繰り返される。   If it is determined NO in this step (S304), the process returns to the previous step (S301) and is repeated.

ステップ(S304)でYESと判断された場合には、旋回油圧モータ27を停止させるためにエンジン22を停止状態に制御する。この際、電流信号I1が停止必要電流値を超えたことにより、エンジン22が停止する旨をモニタ等の表示或いは音声でオペレータに報知する。   If YES is determined in the step (S304), the engine 22 is controlled to be stopped in order to stop the swing hydraulic motor 27. At this time, when the current signal I1 exceeds the required stop current value, the operator is informed that the engine 22 is stopped by display or sound such as a monitor.

図18は本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの故障、異常状態からの監視シーケンス(その3)を示す。図15にて説明した監視シーケンス(その1)は、旋回電動モータ25の内部温度信号t1と旋回電動モータ25を駆動するインバータ52の内部温度信号t2とを監視することで、油圧単独旋回制御モードにおける電動システムの不測の事故を防止しているが、監視シーケンス(その3)は、アシスト発電モータ23の内部温度信号t3とアシスト発電モータ23を駆動するインバータ53の内部温度信号t4とを監視することで、原動機22で駆動される電動システムの不測の事故を防止している。監視シーケンス(その3)は、原動機通常動作可能状態から開始され、必要に応じては、原動機22を停止させるものである。   FIG. 18 shows a monitoring sequence (part 3) from the failure and abnormal state of the hydraulic excavator of the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. The monitoring sequence (part 1) described with reference to FIG. 15 monitors the internal temperature signal t1 of the swing electric motor 25 and the internal temperature signal t2 of the inverter 52 that drives the swing electric motor 25, so that the hydraulic single swing control mode is performed. In the monitoring sequence (part 3), the internal temperature signal t3 of the assist power generation motor 23 and the internal temperature signal t4 of the inverter 53 that drives the assist power generation motor 23 are monitored. Thus, an unexpected accident of the electric system driven by the prime mover 22 is prevented. The monitoring sequence (No. 3) starts from a state where the prime mover can be normally operated, and stops the prime mover 22 as necessary.

まず、図18のステップ(S401)では、温度信号t3,t4とアシスト発電モータ23の回転数信号r1とが読み込まれる。具体的には、温度センサSe3とSe4とから検出されたアシスト発電モータ23の内部温度信号t3とアシスト発電モータ23を駆動するインバータ53の内部温度信号t4とエンジン22により回転させられるアシスト発電モータ23の例えばレゾルバ等から検出される回転数r1とが読み込まれる。   First, in step (S401) of FIG. 18, the temperature signals t3 and t4 and the rotation speed signal r1 of the assist power generation motor 23 are read. Specifically, the internal temperature signal t3 of the assist power generation motor 23 detected from the temperature sensors Se3 and Se4, the internal temperature signal t4 of the inverter 53 that drives the assist power generation motor 23, and the assist power generation motor 23 that is rotated by the engine 22. For example, the rotational speed r1 detected from a resolver or the like is read.

次のステップ(S402)では、ステップ(S401)で取り込んだ温度信号が高くないかのチェックが行われる。具体的には、予め設定され記憶されたアシスト発電モータ23の回転数r1に対する温度信号t3,t4制限値特性と、ステップ(S401)で読み込まれた各検出信号とを比較する。図16と同様な制限値特性が記憶されている。   In the next step (S402), it is checked whether the temperature signal captured in step (S401) is high. Specifically, the temperature signal t3 and t4 limit value characteristics with respect to the rotational speed r1 of the assist generator motor 23 set and stored in advance are compared with the detection signals read in step (S401). Limit value characteristics similar to those in FIG. 16 are stored.

このステップ(S402)でNOと判断された場合には、先のステップ(S401)に戻り演算が繰り返される。   If NO is determined in this step (S402), the process returns to the previous step (S401) and the calculation is repeated.

ステップ(S402)でYESと判断された場合には、ステップ(S403)に進みアシスト発電モータ23の回転数制限制御が行われる。具体的には、上述した制限値特性上の温度より温度信号t3,t4が低くなるところまで、アシスト発電モータ23の回転数r1を下げるために、エンジン22の回転数を下げる制御が行われる。この際、オペレータには、温度信号t3,t4が制限特性値を超えた旨がモニタ等の表示或いは音声で報知される。   If YES is determined in the step (S402), the process proceeds to a step (S403), and the rotational speed limitation control of the assist generator motor 23 is performed. Specifically, in order to reduce the rotational speed r1 of the assist power generation motor 23 until the temperature signals t3 and t4 become lower than the temperature on the limit value characteristic described above, control for decreasing the rotational speed of the engine 22 is performed. At this time, the operator is notified by a display or sound on the monitor or the like that the temperature signals t3 and t4 have exceeded the limit characteristic value.

次に、ステップ(S404)では、ステップ(S401)と同様に、温度信号t3,t4とアシスト発電モータ23の回転数信号r1が読み込まれる。   Next, in step (S404), as in step (S401), the temperature signals t3 and t4 and the rotation speed signal r1 of the assist generator motor 23 are read.

次のステップ(S405)では、ステップ(S404)で取り込んだ温度信号が異常に高くないかのチェックが行われる。具体的には、ステップ(S404)で読み込まれた温度信号t3,t4とアシスト発電モータ23の停止必要温度tb1とを比較する。   In the next step (S405), it is checked whether the temperature signal captured in step (S404) is not abnormally high. Specifically, the temperature signals t3 and t4 read in step (S404) are compared with the stop necessary temperature tb1 of the assist power generation motor 23.

このステップ(S405)でNOと判断された場合には、先のステップ(S401)に戻り演算が繰り返される。   If it is determined NO in this step (S405), the process returns to the previous step (S401) and the calculation is repeated.

ステップ(S405)でYESと判断された場合には、ステップ(S406)に進み温度信号t3,t4が停止必要温度を超えた旨がモニタ等の表示或いは音声でオペレータに報知される。   If YES is determined in the step (S405), the process proceeds to a step (S406) to notify the operator that the temperature signals t3 and t4 have exceeded the required stop temperature by display or sound on a monitor or the like.

次に、ステップ(S407)では、エンジン22を停止させてもよいタイミングかどうかのチェックが行われる。具体的には、エンジン22の停止の可否や、建設機械の作業環境が安全であることなどが判断される。   Next, in step (S407), it is checked whether it is time to stop the engine 22 or not. Specifically, it is determined whether or not the engine 22 can be stopped and that the working environment of the construction machine is safe.

このステップ(S407)でNOと判断された場合には、先のステップ(S404)に戻り演算が繰り返される。   If NO is determined in this step (S407), the process returns to the previous step (S404) and the calculation is repeated.

ステップ(S407)でYESと判断された場合には、アシスト発電モータ23を停止するためにエンジン22を停止状態に制御する。この際、温度信号t3,t4が停止必要温度値を超えたことにより、エンジン22が停止する旨をモニタ等の表示或いは音声でオペレータに報知する。   If YES is determined in the step (S407), the engine 22 is controlled to be stopped in order to stop the assist power generation motor 23. At this time, when the temperature signals t3 and t4 exceed the required stop temperature value, the operator is informed that the engine 22 is stopped by display or sound on a monitor or the like.

図19は本発明のハイブリッド式建設機械の第1の実施の形態の油圧ショベルの故障、異常状態からの監視シーケンス(その4)を示す。図18にて説明した監視シーケンス(その3)は、アシスト発電モータ23の内部温度信号t3とアシスト発電モータ23を駆動するインバータ53の内部温度信号t4とを監視することで、原動機22で駆動される電動システムの不測の事故を防止しているが、監視シーケンス(その4)は、アシスト発電モータ23を駆動するインバータ53とアシスト発電モータ23との間の電力授受を行うケーブル等に設けた電流センサ66が検出する電流I2を監視するものである。   FIG. 19 shows a monitoring sequence (part 4) from the failure and abnormal state of the hydraulic excavator of the first embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. The monitoring sequence (part 3) described in FIG. 18 is driven by the prime mover 22 by monitoring the internal temperature signal t3 of the assist generator motor 23 and the internal temperature signal t4 of the inverter 53 that drives the assist generator motor 23. However, the monitoring sequence (part 4) is a current provided in a cable or the like for power transfer between the inverter 53 that drives the assist power generation motor 23 and the assist power generation motor 23. The current I2 detected by the sensor 66 is monitored.

まず、図19のステップ(S501)では、電流信号I2とアシスト発電モータ23の回転数信号r1とが読み込まれる。具体的には、電流センサ66から検出されたアシスト発電モータ23を駆動するインバータ53とアシスト発電モータ23との間の電流I2が読み込まれる。   First, in step (S501) of FIG. 19, the current signal I2 and the rotation speed signal r1 of the assist generator motor 23 are read. Specifically, the current I2 between the inverter 53 that drives the assist power generation motor 23 detected from the current sensor 66 and the assist power generation motor 23 is read.

次のステップ(S502)では、ステップ(S501)で取り込んだ電流信号が異常に高くないかのチェックが行われる。具体的には、ステップ(S501)で読み込まれた電流信号I2と予め設定されているアシスト発電モータ23の停止必要電流設定値It2とを比較する。   In the next step (S502), it is checked whether the current signal captured in step (S501) is not abnormally high. Specifically, the current signal I2 read in step (S501) is compared with a preset required current value It2 for stopping the assist generator motor 23.

このステップ(S502)でNOと判断された場合には、先のステップ(S501)に戻り演算が繰り返される。   If it is determined NO in this step (S502), the process returns to the previous step (S501) and the calculation is repeated.

ステップ(S502)でYESと判断された場合には、ステップ(S503)に進み電流信号I2が停止必要電流値を超えた旨がモニタ等の表示或いは音声でオペレータに報知される。   If YES is determined in the step (S502), the process proceeds to a step (S503) to notify the operator that the current signal I2 has exceeded the required stop current value by display or sound on a monitor or the like.

次に、ステップ(S504)では、エンジン22を停止させてもよいタイミングかどうかのチェックが行われる。具体的には、エンジン22の停止の可否や、建設機械の作業環境が安全であることなどが判断される。   Next, in step (S504), it is checked whether it is time to stop the engine 22 or not. Specifically, it is determined whether or not the engine 22 can be stopped and that the working environment of the construction machine is safe.

このステップ(S504)でNOと判断された場合には、先のステップ(S501)に戻り演算が繰り返される。   If NO is determined in this step (S504), the process returns to the previous step (S501) and the calculation is repeated.

ステップ(S504)でYESと判断された場合には、アシスト発電モータ23を停止するためにエンジン22を停止状態に制御する。この際電流信号I2が停止必要電流値を超えたことにより、エンジン22が停止する旨をモニタ等の表示或いは音声でオペレータに報知する。   If YES is determined in the step (S504), the engine 22 is controlled to be stopped in order to stop the assist power generation motor 23. At this time, when the current signal I2 exceeds the required stop current value, the operator is notified that the engine 22 is stopped by display or sound on a monitor or the like.

上述した本発明の第1の実施の形態によれば、旋回体20の駆動に電動モータを用いたハイブリッド式建設機械において、旋回電動モータ25、インバータ52、蓄電装置24等の電動システムが故障して旋回油圧モータ27単独で旋回体20を駆動する場合であっても、電動システムの温度と電流を監視し得るので、電動システムから発生する不測の事故を防止することができる。また、電動システムが故障した後も、監視する電動システムの温度と電流が一定の範囲内であれば、旋回体20を旋回油圧モータ27単独で駆動し続けられるので、オペレータは安心して長時間の作業を実施できる。この結果、ハイブリッド式建設機械の稼働効率を向上させることができる。   According to the first embodiment of the present invention described above, in the hybrid construction machine that uses the electric motor to drive the swing body 20, the electric system such as the swing electric motor 25, the inverter 52, and the power storage device 24 fails. Even when the swing body 20 is driven by the swing hydraulic motor 27 alone, the temperature and current of the electric system can be monitored, so that an unexpected accident that occurs from the electric system can be prevented. Further, even after the electric system has failed, if the temperature and current of the electric system to be monitored are within a certain range, the swinging body 20 can be continuously driven by the swing hydraulic motor 27 alone, so that the operator can feel safe for a long time. Can perform work. As a result, the operating efficiency of the hybrid construction machine can be improved.

次に、本発明のハイブリッド式建設機械の第2の実施の形態の油圧ショベルについて図20を用いて説明する。図20は本発明のハイブリッド式建設機械の第2の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。なお、図20において、図1乃至図19に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
本実施の形態は、電動システムになんらかの異常や故障が生じた場合に故障箇所を切り離すことを目的としたものである。具体的には、第1の実施の形態のパワーコントロールユニット55において、旋回電動モータ駆動用インバータ52の出力ケーブルが接続されたソケット型のコネクタ93と内部接続されていないソケット型のダミーコネクタ95とを設け、旋回電動モータ25に一端が接続された動力ケーブル59の他端側に設けたプラグ型のコネクタ92を通常時には、ソケット型のコネクタ93に接続している。
Next, a hydraulic excavator according to a second embodiment of the hybrid construction machine of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a system configuration diagram of the electric / hydraulic equipment constituting the second embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. In FIG. 20, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 19 are the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.
The purpose of the present embodiment is to isolate the failure location when any abnormality or failure occurs in the electric system. Specifically, in the power control unit 55 of the first embodiment, a socket-type connector 93 to which the output cable of the swing electric motor driving inverter 52 is connected and a socket-type dummy connector 95 that is not internally connected The plug-type connector 92 provided at the other end of the power cable 59 having one end connected to the swing electric motor 25 is normally connected to the socket-type connector 93.

また、同様に第1の実施の形態のパワーコントロールユニット55において、アシスト発電モータ駆動用インバータ53の出力ケーブルが接続されたソケット型のコネクタ91と内部接続されていないソケット型のダミーコネクタ94とを設け、アシスト発電モータ23に一端が接続された動力ケーブル60の他端側に設けたプラグ型のコネクタ90を通常時には、ソケット型のコネクタ91に接続している。   Similarly, in the power control unit 55 of the first embodiment, the socket type connector 91 to which the output cable of the assist power generation motor driving inverter 53 is connected and the socket type dummy connector 94 that is not internally connected are provided. The plug-type connector 90 provided at the other end of the power cable 60 having one end connected to the assist generator motor 23 is normally connected to the socket-type connector 91.

本実施の形態において、例えば、電動システムに何らかの異常や故障、特にモータ以外の箇所に短絡故障等が生じた場合には、アシスト発電モータ23用のプラグ型のコネクタ90をパワーコントロールユニット55側のソケット型のコネクタ91から取外し、アシスト発電モータ23用のダミーコネクタ94に接続する。同様に旋回電動モータ25についても旋回電動モータ25用のプラグ型のコネクタ92をパワーコントロールユニット55側のソケット型のコネクタ93から取外し、旋回電動モータ25用のダミーコネクタ95に接続する。これにより、アシスト発電モータ23,旋回電動モータ25とパワーコントロールユニット55とを完全に切り離すことが出来るため、アシスト発電モータ23,旋回電動モータ25の発電エネルギの回生は起こらなくなる。   In the present embodiment, for example, when any abnormality or failure occurs in the electric system, in particular, a short-circuit failure or the like occurs in a place other than the motor, the plug-type connector 90 for the assist power generation motor 23 is connected to the power control unit 55 side. It is removed from the socket-type connector 91 and connected to a dummy connector 94 for the assist generator motor 23. Similarly, for the swing electric motor 25, the plug-type connector 92 for the swing electric motor 25 is removed from the socket-type connector 93 on the power control unit 55 side and connected to the dummy connector 95 for the swing electric motor 25. As a result, the assist power generation motor 23, the swing electric motor 25, and the power control unit 55 can be completely separated from each other. Therefore, regeneration of the power generation energy of the assist power generation motor 23, the swing electric motor 25 does not occur.

また、ダミーコネクタ94,95には、図示しないキャップが設けてあるので、このキャップをソケット型のコネクタ91,93の外側に付け替えることにより、ソケット型のコネクタ91,93の活電部が保護できると共に防塵/防水機能を確保することができる。   Since the dummy connectors 94 and 95 are provided with caps (not shown), the live parts of the socket type connectors 91 and 93 can be protected by changing the caps to the outside of the socket type connectors 91 and 93. In addition, a dustproof / waterproof function can be secured.

さらに、旋回電動モータ25に一端が接続された動力ケーブル59の他端側に設けたプラグ型のコネクタ92とアシスト発電モータ23に一端が接続された動力ケーブル60の他端側に設けたプラグ型のコネクタ90との両方が、その他のいずれのコネクタとも非装着の場合であっても、第1の実施の形態における監視制御手段は、これら電動モータ25,27の内部温度と回転数を監視する機能を有している。   Further, a plug-type connector 92 provided at the other end of the power cable 59 connected at one end to the swing electric motor 25 and a plug-type provided at the other end of the power cable 60 connected at one end to the assist power generation motor 23. Even if both the connector 90 and the other connector 90 are not attached, the monitoring control means in the first embodiment monitors the internal temperature and the rotational speed of the electric motors 25 and 27. It has a function.

上述した本発明の第2の実施の形態によれば、旋回体20の駆動に電動モータを用いたハイブリッド式建設機械において、旋回電動モータ25、インバータ52、蓄電装置24等の電動システムが故障して旋回油圧モータ27単独で旋回体20を駆動する場合であっても、電動システムの温度と電流を監視し得るとともに、電動モータとインバータとを電気的に絶縁するので、電動システムから発生する不測の事故を防止することができる。また、電動システムが故障した後も、監視する電動システムの温度と電流が一定の範囲内であれば、旋回体を油圧モータ単独で駆動し続けられるので、オペレータは安心して長時間の作業を実施できる。この結果、ハイブリッド式建設機械の稼働効率を向上させることができる。   According to the second embodiment of the present invention described above, in the hybrid construction machine that uses the electric motor to drive the swing body 20, the electric system such as the swing electric motor 25, the inverter 52, and the power storage device 24 fails. Even when the swing body 20 is driven by the swing hydraulic motor 27 alone, the temperature and current of the electric system can be monitored and the electric motor and the inverter are electrically insulated. Can prevent accidents. In addition, even if the electric system fails, as long as the temperature and current of the electric system to be monitored are within a certain range, the swivel body can continue to be driven by the hydraulic motor alone, so the operator can work for a long time with peace of mind. it can. As a result, the operating efficiency of the hybrid construction machine can be improved.

次に、本発明のハイブリッド式建設機械の第3の実施の形態の油圧ショベルについて図21を用いて説明する。図21は本発明のハイブリッド式建設機械の第3の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。なお、図21において、図1乃至図20に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。   Next, a hydraulic excavator according to a third embodiment of the hybrid construction machine of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a system configuration diagram of the electric / hydraulic equipment constituting the third embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. In FIG. 21, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 20 are the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.

図2に示した第1の実施の形態では、コントローラ80の一部にインバータ制御回路を設けていたが、本実施の形態ではその構成に代え、インバータ52,53の内部にインバータ制御回路52a,53aをそれぞれ設けたものである。また、第1の実施の形態では、コントローラ80が温度センサSe1,Se2,電流センサ65,66からの検出信号による各種処理を行っていたが、本実施の形態においては、インバータ制御回路52a,53aにおいて、これらの処理が行われる。   In the first embodiment shown in FIG. 2, the inverter control circuit is provided in a part of the controller 80. However, in the present embodiment, instead of the configuration, the inverter control circuit 52a, 53a is provided. In the first embodiment, the controller 80 performs various processes based on the detection signals from the temperature sensors Se1, Se2, and the current sensors 65, 66. In the present embodiment, the inverter control circuits 52a, 53a are used. In FIG.

次に、本発明のハイブリッド式建設機械の第4の実施の形態の油圧ショベルについて図22を用いて説明する。図22は本発明のハイブリッド式建設機械の第4の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。なお、図22において、図1乃至図21に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。   Next, a hydraulic excavator according to a fourth embodiment of the hybrid construction machine of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a system configuration diagram of the electric / hydraulic equipment constituting the fourth embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. In FIG. 22, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 21 are the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.

図2に示した第1の実施の形態では、エンジン22の駆動軸に連結されたアシスト発電モータ23を用いていたが、本実施の形態では、その構成に代え、油圧ポンプ41の吐出油によって駆動される油圧モータ101と、この油圧モータ101の駆動軸に連結された電動モータ100を用いたものである。また、蓄電デバイスとしては、電気二重層キャパシタ24以外に、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等、あらゆる蓄電デバイスが使用可能であり、図18に示す実施の形態では、リチウムイオン電池等のバッテリ103を用いた構成としている。   In the first embodiment shown in FIG. 2, the assist generator motor 23 connected to the drive shaft of the engine 22 is used. However, in this embodiment, instead of the configuration, the discharge oil of the hydraulic pump 41 is used. A hydraulic motor 101 to be driven and an electric motor 100 connected to a drive shaft of the hydraulic motor 101 are used. In addition to the electric double layer capacitor 24, any power storage device such as a lithium ion capacitor, a lithium ion battery, or a nickel metal hydride battery can be used as the power storage device. In the embodiment shown in FIG. The battery 103 is used.

次に、本発明のハイブリッド式建設機械の第5の実施の形態の油圧ショベルについて図23を用いて説明する。図23は本発明のハイブリッド式建設機械の第5の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。なお、図23において、図1乃至図22に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。   Next, a hydraulic excavator according to a fifth embodiment of the hybrid construction machine of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a system configuration diagram of the electric / hydraulic equipment constituting the fifth embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. In FIG. 23, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 22 denote the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.

本実施の形態では、キャパシタ24の初期充電を行うために、オルタネータ110及び電装用バッテリ111を含む電装系バッテリラインからDC/DCコンバータ112を用いて昇圧する構成としたものである。ただし、この場合、キャパシタ24に余剰エネルギが生じたときに電装系バッテリラインに自由にエネルギを逃がすことができないため、エネルギマネジメント制御部82は、旋回動作の加減速のみでキャパシタ蓄電量をある程度一定化するよう制御する必要がある。   In the present embodiment, in order to perform initial charging of the capacitor 24, the voltage is boosted by using the DC / DC converter 112 from the electrical system battery line including the alternator 110 and the electrical equipment battery 111. However, in this case, when surplus energy is generated in the capacitor 24, energy cannot be released freely to the electric system battery line. Therefore, the energy management control unit 82 keeps the charged amount of the capacitor constant to some extent only by acceleration / deceleration of the turning operation. It is necessary to control so that

次に、本発明のハイブリッド式建設機械の第6及び第7の実施の形態の油圧ショベルについて図24及び図25を用いて説明する。図24は本発明のハイブリッド式建設機械の第6の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図、図25は本発明のハイブリッド式建設機械の第7の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。なお、図24及び図25において、図1乃至図23に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。   Next, hydraulic excavators according to sixth and seventh embodiments of the hybrid construction machine of the present invention will be described with reference to FIGS. 24 and 25. FIG. FIG. 24 is a system configuration diagram of an electric / hydraulic device constituting the sixth embodiment of the hybrid construction machine of the present invention, and FIG. 25 is an electric configuration constituting the seventh embodiment of the hybrid construction machine of the present invention. -It is a system block diagram of hydraulic equipment. In FIGS. 24 and 25, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 23 are the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.

これまでの実施の形態では、原動機としてエンジン22を用いた油圧ショベルを示したが、他の原動機、例えば、電動モータを用いた油圧ショベルに本発明を適用しても問題はない。図24に示す実施の形態では、商用交流電源121からの交流電力で駆動される電動モータ120を用いた油圧ショベル、図25に示す実施の形態では、大容量バッテリ130で駆動される電動モータ120を用いた油圧ショベルのシステム構成図を示す。図24に示す実施の形態では、図23の実施の形態と同様、キャパシタ24の初期充電を行うために、商用交流電源121からDC/DCコンバータ122を用いて昇圧する。   In the embodiments so far, the hydraulic excavator using the engine 22 as the prime mover has been shown, but there is no problem even if the present invention is applied to another prime mover, for example, a hydraulic excavator using an electric motor. In the embodiment shown in FIG. 24, a hydraulic excavator using an electric motor 120 driven by AC power from a commercial AC power supply 121, and in the embodiment shown in FIG. 25, the electric motor 120 driven by a large capacity battery 130. The system block diagram of the hydraulic excavator using is shown. In the embodiment shown in FIG. 24, as in the embodiment of FIG. 23, the voltage is boosted from the commercial AC power supply 121 using the DC / DC converter 122 in order to perform the initial charging of the capacitor 24.

原動機として電動モータ120を使用した油圧ショベルに対して本発明を適用するときに注意すべきことは、電力ラインやパワーコントロールユニットを旋回用電動モータと原動機用電動モータとで共用すると、これらの故障が起きた場合に、油圧単独旋回モードでの動作すらできなくなる可能性があることである。   When applying the present invention to the hydraulic excavator using the electric motor 120 as the prime mover, it should be noted that if the electric power line and the power control unit are shared by the electric motor for turning and the electric motor for the prime mover, these failures occur. If this happens, there is a possibility that even the operation in the hydraulic single swing mode cannot be performed.

図24に示す実施の形態では、メイン電動モータ120を三相交流誘導モータとし、商用電源121の三相交流によって直接駆動し、キャパシタ24に蓄電されたエネルギを用いる旋回用電動モータ25とは、別個のパワー供給ラインとしている。図25に示す実施の形態では、パワーコントロールユニット132,133をメインと旋回とで別とし、旋回電動モータ25や旋回用パワーコントロールユニット133に短絡故障等の異常が生じた場合は、旋回電動部遮断リレー134によって切り離すことにより、油圧単独旋回モードでの動作が可能な構成としている。   In the embodiment shown in FIG. 24, the main electric motor 120 is a three-phase AC induction motor, and the electric motor for rotation 25 that is directly driven by the three-phase AC of the commercial power supply 121 and uses the energy stored in the capacitor 24 is: It is a separate power supply line. In the embodiment shown in FIG. 25, when the power control units 132 and 133 are separated for main and turning, and an abnormality such as a short circuit failure occurs in the turning electric motor 25 or turning power control unit 133, the turning electric unit By disconnecting with the interruption | blocking relay 134, it is set as the structure which can be operate | moved in hydraulic single rotation mode.

以上において、本発明を油圧ショベルに適用した場合の実施の形態を説明したが、油圧ショベル以外の旋回体を有する建設機械全般に本発明は適用可能である。   In the above, the embodiment in the case where the present invention is applied to a hydraulic excavator has been described. However, the present invention can be applied to all construction machines having a revolving body other than the hydraulic excavator.

10 走行体
11 クローラ
12 クローラフレーム
13 右走行用油圧モータ
14 左走行用油圧モータ
20 旋回体
21 旋回フレーム
22 エンジン
23 アシスト発電モータ
24 キャパシタ
25 旋回電動モータ
26 減速機
27 旋回油圧モータ
30 ショベル機構
31 ブーム
33 アーム
35 バケット
40 油圧システム
41 油圧ポンプ
42 コントロールバルブ
51 チョッパ
52 旋回電動モータ用インバータ
53 アシスト発電モータ用インバータ
54 平滑コンデンサ
55 パワーコントロールユニット
56 メインコンタクタ
57 メインリレー
58 突入電流防止回路
65 電流センサ
80 コントローラ
81 異常監視・異常処理制御ブロック
82 エネルギマネジメント制御ブロック
83 油圧電動複合旋回制御ブロック
84 油圧単独制御ブロック
85 制御切替ブロック
Se1 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Traveling body 11 Crawler 12 Crawler frame 13 Right traveling hydraulic motor 14 Left traveling hydraulic motor 20 Turning body 21 Turning frame 22 Engine 23 Assist power generation motor 24 Capacitor 25 Turning electric motor 26 Reduction gear 27 Turning hydraulic motor 30 Excavator mechanism 31 Boom 33 Arm 35 Bucket 40 Hydraulic system 41 Hydraulic pump 42 Control valve 51 Chopper 52 Inverter for swing electric motor 53 Inverter for assist generator motor 54 Smoothing capacitor 55 Power control unit 56 Main contactor 57 Main relay 58 Inrush current prevention circuit 65 Current sensor 80 Controller 81 Abnormality monitoring / abnormality processing control block 82 Energy management control block 83 Hydraulic / electric combined swing control block 84 Hydraulic single control block 8 5 Control switching block Se1 Temperature sensor

Claims (10)

原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記油圧ポンプにより駆動される前記旋回体駆動用の油圧モータと、前記電動モータに接続された蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスと前記電動モータとの間の電力授受を行う第1のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回用の操作レバー装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、
前記電動モータの内部温度を検出する温度センサと、前記第1のインバータの内部温度を検出する温度センサと、
前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記電動モータと前記油圧モータの両方を駆動して、前記電動モータと前記油圧モータのトルクの合計で前記旋回体の駆動を行う油圧電動複合旋回モードと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記油圧モータのみを駆動して、前記油圧モータのみのトルクで前記旋回体の駆動を行う油圧単独旋回モードとの切替えを行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電動モータと前記蓄電デバイスと前記第1のインバータとを備えた第1電動システムに故障又は異常が発生した場合に前記油圧単独旋回モードに切り替える制御切替え手段と、前記油圧単独旋回モードにおいて、前記各温度センサからの検出値が予め設定している制限規定値以内になるように前記油圧モータの回転数を制限するために前記原動機の回転数を制限制御する監視制御手段とを備えた
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
A prime mover, a hydraulic pump driven by the prime mover, a turning body, an electric motor for driving the turning body, a hydraulic motor for driving the turning body driven by the hydraulic pump, and the electric motor. A hybrid construction machine comprising: a power storage device; a first inverter that transfers power between the power storage device and the electric motor; and a turning operation lever device that commands driving of the swivel body.
A temperature sensor that detects an internal temperature of the electric motor; a temperature sensor that detects an internal temperature of the first inverter;
When the operation lever device for turning is operated, both the electric motor and the hydraulic motor are driven, and the swivel body is driven by the total torque of the electric motor and the hydraulic motor. A control device for switching between a mode and a hydraulic single swing mode in which only the hydraulic motor is driven when the swing operation lever device is operated, and the swing body is driven with torque of only the hydraulic motor And
The control device includes: a control switching unit that switches to the hydraulic single swing mode when a failure or abnormality occurs in a first electric system including the electric motor, the power storage device, and the first inverter; Monitoring control means for limiting and controlling the number of revolutions of the prime mover in order to limit the number of revolutions of the hydraulic motor so that the detection value from each temperature sensor is within a preset regulation value set in advance in the turning mode; A hybrid construction machine characterized by comprising:
原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記油圧ポンプにより駆動される前記旋回体駆動用の油圧モータと、前記電動モータに接続された蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスと前記電動モータとの間の電力授受を行う第1のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回用の操作レバー装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、
前記電動モータの出力電流を検出する電流センサと、
前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記電動モータと前記油圧モータの両方を駆動して、前記電動モータと前記油圧モータのトルクの合計で前記旋回体の駆動を行う油圧電動複合旋回モードと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記油圧モータのみを駆動して、前記油圧モータのみのトルクで前記旋回体の駆動を行う油圧単独旋回モードとの切替えを行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記電動モータと前記蓄電デバイスと前記第1のインバータとを備えた第1電動システムに故障又は異常が発生した場合に前記油圧単独旋回モードに切り替える制御切替え手段と、前記油圧単独旋回モードにおいて、前記電流センサからの検出値が予め設定している制限規定値を超えたときに前記油圧モータを停止させるために前記原動機を停止する監視制御手段とを備えた
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
A prime mover, a hydraulic pump driven by the prime mover, a turning body, an electric motor for driving the turning body, a hydraulic motor for driving the turning body driven by the hydraulic pump, and the electric motor. A hybrid construction machine comprising: a power storage device; a first inverter that transfers power between the power storage device and the electric motor; and a turning operation lever device that commands driving of the swivel body.
A current sensor for detecting an output current of the electric motor;
When the operation lever device for turning is operated, both the electric motor and the hydraulic motor are driven, and the swivel body is driven by the total torque of the electric motor and the hydraulic motor. A control device for switching between a mode and a hydraulic single swing mode in which only the hydraulic motor is driven when the swing operation lever device is operated, and the swing body is driven with torque of only the hydraulic motor And
The control device includes: a control switching unit that switches to the hydraulic single swing mode when a failure or abnormality occurs in a first electric system including the electric motor, the power storage device, and the first inverter; And a monitoring control means for stopping the prime mover in order to stop the hydraulic motor when a detected value from the current sensor exceeds a preset limit value in a turning mode. Hybrid construction machine.
原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記油圧ポンプにより駆動される前記旋回体駆動用の油圧モータと、前記原動機により駆動されるアシスト発電モータと、前記電動モータと前記アシスト発電モータとに接続された蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスと前記電動モータとの間の電力授受を行う第1のインバータと、前記蓄電デバイスと前記アシスト発電モータとの間の電力授受を行う第2のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回用の操作レバー装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、
前記アシスト発電モータの内部温度を検出する温度センサと、前記第2のインバータの内部温度を検出する温度センサと、
前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記電動モータと前記油圧モータの両方を駆動して、前記電動モータと前記油圧モータのトルクの合計で前記旋回体の駆動を行う油圧電動複合旋回モードと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記油圧モータのみを駆動して、前記油圧モータのみのトルクで前記旋回体の駆動を行う油圧単独旋回モードとの切替えを行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記アシスト発電モータと前記蓄電デバイスと前記第2のインバータとを備えた第2電動システムに故障又は異常が発生した場合に前記油圧単独旋回モードに切り替える制御切替え手段と、前記油圧単独旋回モードにおいて、前記各温度センサからの検出値が予め設定している制限規定値以内になるように前記原動機の回転数を制限制御する監視制御手段とを備えた
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
Driven by the prime mover, the hydraulic pump driven by the prime mover, the swing body, the electric motor for driving the swing body, the hydraulic motor for driving the swing body driven by the hydraulic pump, and the prime mover An assist power generation motor, an electric storage device connected to the electric motor and the assist power generation motor, a first inverter that transfers electric power between the electric storage device and the electric motor, the electric storage device, and the assist electric power generation In a hybrid construction machine including a second inverter that transmits and receives power to and from a motor, and a turning operation lever device that commands driving of the turning body,
A temperature sensor that detects an internal temperature of the assist generator motor; a temperature sensor that detects an internal temperature of the second inverter;
When the operation lever device for turning is operated, both the electric motor and the hydraulic motor are driven, and the swivel body is driven by the total torque of the electric motor and the hydraulic motor. A control device for switching between a mode and a hydraulic single swing mode in which only the hydraulic motor is driven when the swing operation lever device is operated, and the swing body is driven with torque of only the hydraulic motor And
The control device includes: a control switching unit that switches to the hydraulic single swing mode when a failure or abnormality occurs in a second electric system including the assist power generation motor, the power storage device, and the second inverter; In the single turning mode, a hybrid control system comprising: a monitoring control means for limiting and controlling the number of revolutions of the prime mover so that a detection value from each of the temperature sensors is within a preset limit value. Construction machinery.
原動機と、前記原動機により駆動される油圧ポンプと、旋回体と、前記旋回体駆動用の電動モータと、前記油圧ポンプにより駆動される前記旋回体駆動用の油圧モータと、前記原動機により駆動されるアシスト発電モータと、前記電動モータと前記アシスト発電モータとに接続された蓄電デバイスと、前記蓄電デバイスと前記電動モータとの間の電力授受を行う第1のインバータと、前記蓄電デバイスと前記アシスト発電モータとの間の電力授受を行う第2のインバータと、前記旋回体の駆動を指令する旋回用の操作レバー装置とを備えたハイブリッド式建設機械において、
前記アシスト発電モータの出力電流を検出する電流センサと、
前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記電動モータと前記油圧モータの両方を駆動して、前記電動モータと前記油圧モータのトルクの合計で前記旋回体の駆動を行う油圧電動複合旋回モードと、前記旋回用の操作レバー装置が操作されたときに前記油圧モータのみを駆動して、前記油圧モータのみのトルクで前記旋回体の駆動を行う油圧単独旋回モードとの切替えを行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記アシスト発電モータと前記蓄電デバイスと前記第2のインバータとを備えた第2電動システムに故障又は異常が発生した場合に前記油圧単独旋回モードに切り替える制御切替え手段と、前記油圧単独旋回モードにおいて、前記電流センサからの検出値が予め設定している制限規定値を超えたときに前記原動機を停止する監視制御手段とを備えた
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
Driven by the prime mover, the hydraulic pump driven by the prime mover, the swing body, the electric motor for driving the swing body, the hydraulic motor for driving the swing body driven by the hydraulic pump, and the prime mover An assist power generation motor, an electric storage device connected to the electric motor and the assist power generation motor, a first inverter that transfers electric power between the electric storage device and the electric motor, the electric storage device, and the assist electric power generation In a hybrid construction machine including a second inverter that transmits and receives power to and from a motor, and a turning operation lever device that commands driving of the turning body,
A current sensor for detecting an output current of the assist generator motor;
When the operation lever device for turning is operated, both the electric motor and the hydraulic motor are driven, and the swivel body is driven by the total torque of the electric motor and the hydraulic motor. A control device for switching between a mode and a hydraulic single swing mode in which only the hydraulic motor is driven when the swing operation lever device is operated, and the swing body is driven with torque of only the hydraulic motor And
The control device includes: a control switching unit that switches to the hydraulic single swing mode when a failure or abnormality occurs in a second electric system including the assist power generation motor, the power storage device, and the second inverter; A hybrid construction machine, comprising: a monitoring control unit that stops the prime mover when a detection value from the current sensor exceeds a preset limit value in a single turning mode.
請求項1又は2に記載のハイブリッド式建設機械において、
前記電動モータに一端が接続され、前記第1のインバータが接続される他端にコネクタを設けた第1のケーブルと、
前記第1のインバータと接続され前記第1のケーブルのコネクタが着脱可能な第1コネクタとを備え、
前記第1電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第1コネクタから前記第1ケーブルのコネクタを取り外す
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
The hybrid construction machine according to claim 1 or 2,
A first cable having one end connected to the electric motor and a connector at the other end to which the first inverter is connected;
A first connector connected to the first inverter and detachable from the connector of the first cable;
Wherein when a failure or abnormality occurs in the first electric system, a hybrid construction machine, characterized in that removing the connector of the first cable from the first connector.
請求項3又は4に記載のハイブリッド式建設機械において、
前記電動モータに一端が接続され、前記第1のインバータが接続される他端にコネクタを設けた第1のケーブルと、
前記アシスト発電モータに一端が接続され、前記第2のインバータが接続される他端にコネクタを設けた第2のケーブルと、
前記第1のインバータと接続され前記第1のケーブルのコネクタが着脱可能な第1コネクタと、
前記第2のインバータと接続され前記第2のケーブルのコネクタが着脱可能な第2コネクタとを備え、
前記電動モータと前記蓄電デバイスと前記第1のインバータとを備えた第1電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第1コネクタから前記第1ケーブルのコネクタを取り外し、
または、前記第2電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第2コネクタから前記第2ケーブルのコネクタを取り外す
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
The hybrid construction machine according to claim 3 or 4,
A first cable having one end connected to the electric motor and a connector at the other end to which the first inverter is connected;
A second cable having one end connected to the assist generator motor and a connector at the other end to which the second inverter is connected;
A first connector connected to the first inverter and detachable from the connector of the first cable;
A second connector connected to the second inverter and detachable from the connector of the second cable;
When the failure in the first electric system comprising an electric motor and the energy storage device and said first inverter or a failure, disconnect the connector of the first cable from the first connector,
Or, when said failure or abnormality occurs in the second electric system, a hybrid construction machine, characterized in that removing the connector of the second cable from the second connector.
請求項5に記載のハイブリッド式建設機械において、
前記第1のインバータに設けられ、内部接続線を有せず前記第1のケーブルのコネクタが着脱可能な第1ダミーコネクタを備え、
前記第1電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第1ケーブルのコネクタを前記第1ダミーコネクタに装着する
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
The hybrid construction machine according to claim 5,
A first dummy connector provided in the first inverter, having no internal connection line, wherein the connector of the first cable is detachable;
Wherein when a failure or abnormality occurs in the first electric system, a hybrid construction machine, which comprises attaching a connector of the first cable to the first dummy connector.
請求項6に記載のハイブリッド式建設機械において、
前記第1のインバータに設けられ、内部接続線を有せず前記第1のケーブルのコネクタが着脱可能な第1ダミーコネクタと、
前記第2のインバータに設けられ、内部接続線を有せず前記第2のケーブルのコネクタが着脱可能な第2ダミーコネクタとを備え、
前記第1電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第1ケーブルのコネクタを前記第1ダミーコネクタに装着し、
または、前記第2電動システムに故障又は異常が発生した場合には、前記第2ケーブルのコネクタを前記第2ダミーコネクタに装着する
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
The hybrid construction machine according to claim 6,
A first dummy connector provided in the first inverter, having no internal connection line, to which the connector of the first cable can be attached and detached;
A second dummy connector provided in the second inverter, having no internal connection line, to which the connector of the second cable can be attached and detached,
When the fault or abnormality in the first electric system occurs, fitted with connectors of the first cable to the first dummy connector,
Or, when said failure or abnormality occurs in the second electric system, a hybrid construction machine, which comprises attaching the connector of the second cable to the second dummy connector.
請求項6又は8に記載のハイブリッド式建設機械において、
前記監視制御手段は、前記第1のケーブルのコネクタと前記第2のケーブルのコネクタの両方が、その他のいずれのコネクタとも非装着の場合であっても、前記電動モータの内部温度と回転数を監視する
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
The hybrid construction machine according to claim 6 or 8 ,
The monitoring control means is configured to determine the internal temperature and the number of rotations of the electric motor even when both the connector of the first cable and the connector of the second cable are not attached to any other connector. A hybrid construction machine characterized by monitoring.
請求項5又は7に記載のハイブリッド式建設機械において、
前記監視制御手段は、前記第1のケーブルのコネクタが、その他のいずれのコネクタとも非装着の場合であっても、前記電動モータの内部温度と回転数を監視する
ことを特徴とするハイブリッド式建設機械。
The hybrid construction machine according to claim 5 or 7,
The monitoring control unit, the connector of the first cable, even if the both other one of the connector not mounted, a hybrid construction, which comprises monitoring the engine speed and the internal temperature of the electric motor machine.
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