ハイブリッド型作業機械
【課題】本発明は、キャパシタの電力を有効利用して効率よくキャパシタを冷却することのできるハイブリッド型作業機械を提供することを課題とする。
【解決手段】エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を冷却するとともに、キャパシタ１９のＳＯＣを所定値（この形態では８０％）まで低下させることができる。
これにより、キャパシタ１９は、放電によりＳＯＣが低下し、さらに、自らが放電する電力により冷却装置６０を駆動し、その冷却装置６０によって冷却されるため、電力を有効利用しつつキャパシタ１９の長寿命化を図ったハイブリッド型建設機械を提供することができる。
【解決手段】エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を冷却するとともに、キャパシタ１９のＳＯＣを所定値（この形態では８０％）まで低下させることができる。
これにより、キャパシタ１９は、放電によりＳＯＣが低下し、さらに、自らが放電する電力により冷却装置６０を駆動し、その冷却装置６０によって冷却されるため、電力を有効利用しつつキャパシタ１９の長寿命化を図ったハイブリッド型建設機械を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンをアシストするための電動発電機を含むハイブリッド型作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンをアシストするための電動発電機を含むハイブリッド型作業機械では、電動発電機への電力供給と、回生電力の充電とを行うためのキャパシタを備える。このようなキャパシタは、充放電が繰り返し行われる環境下で使用されるため、長寿命化を図るための種々の工夫がなされている。
【０００３】
例えば、キャパシタの電圧値が上昇しすぎるとキャパシタが劣化することに鑑み、キャパシタの電圧値に放電設定値を設け、ハイブリッド型作業機械の作業終了時にキャパシタの充電電圧が放電設定値を超えている場合は、キャパシタの電圧値が放電設定値以下となるように放電を行わせることにより、キャパシタの長寿命化を図ることが提案されている。放電された電力は補助バッテリに蓄積されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１８２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、キャパシタは高温環境下での使用が続くと劣化が促進される。
【０００６】
ハイブリッド型作業機械では、キャパシタは充放電を繰り返し行う環境下で用いられるため、充放電に伴い内部抵抗によって生じる発熱量は相当な量となり、冷却が必要となる。また、充放電に際しては、過充電を避けるためにキャパシタ電圧を管理する必要がある。特に、作業中の高温になったキャパシタは、作業機械の停止後でも高温状態が持続するため、キャパシタの早期劣化に繋がる。
【０００７】
しかしながら、従来のハイブリッド型作業機械では、キャパシタの電圧値を放電設定値以下にするために放電される電力はキャパシタから補助バッテリに移されており、電力の移動に伴って損失が生じるため、電力の有効利用は実現されていなかった。また、キャパシタを保護するための冷却においても電力の有効利用は行われていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、キャパシタの電力を有効利用して効率よくキャパシタを冷却することのできるハイブリッド型作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一局面のハイブリッド型作業機械は、エンジンをアシストするための電動発電機と、当該電動発電機への電力供給、又は回生電力の充電を行うキャパシタとを含むハイブリッド型作業機械において、前記キャパシタを冷却する冷却装置と、前記冷却装置の駆動制御を行う駆動制御部とを含み、前記駆動制御部は、前記エンジンの停止後に、前記キャパシタから供給される電力で前記冷却装置を駆動する。
【００１０】
また、前記キャパシタの電圧値を検出する電圧検出部をさらに含み、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値に基づき、前記冷却装置の駆動制御を行ってもよい。
【００１１】
また、この場合に、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値が所定電圧値に下がるまで、前記冷却装置を駆動してもよい。
【００１２】
また、前記キャパシタの温度を検出する温度検出部をさらに含み、前記駆動制御部は、前記温度検出部によって検出される温度に基づき、前記冷却装置の駆動制御を行ってもよい。
【００１３】
また、この場合に、前記駆動制御部は、前記キャパシタの温度が所定温度以下になるまで、前記冷却装置を駆動してもよい。
【００１４】
また、前記冷却装置には二次電池が接続されており、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値が所定電圧値よりも低いときは、前記キャパシタから供給される電力の代わりに、前記二次電池から供給される電力で前記冷却装置を駆動してもよい。
【００１５】
また、前記冷却装置の駆動時間を計測するタイマをさらに含み、前記駆動制御部は、前記タイマによって計測される駆動時間が所定時間を経過すると、前記冷却装置の駆動を停止してもよい。
【００１６】
また、前記キャパシタの電圧値を検出する電圧検出部と、前記キャパシタの温度を検出する温度検出部と、前記冷却装置の駆動時間を計測するタイマと、をさらに含み、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値と前記温度検出部によって検出されるキャパシタの温度とに基づいて冷却装置の適正駆動時間を設定し、前記タイマによって計測される駆動時間が前記適正駆動時間を経過すると、前記冷却装置の駆動を停止してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、キャパシタの電力を有効利用して効率よくキャパシタを冷却することのできるハイブリッド型作業機械を提供できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１のハイブリッド型建設機械を示す側面図である。
【図２】実施の形態１のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。
【図３】コントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【図４】実施の形態２のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。
【図５】コントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【図６】実施の形態３のハイブリッド型建設機械のコントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【図７】実施の形態４のハイブリッド型建設機械のコントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【図８】冷却装置駆動時間を設定するために用いるタイムテーブルの構成例を示す図である。
【図９】冷却装置駆動時間を設定するために用いるタイムテーブルの構成例（一般的表現）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のハイブリッド型作業機械を適用した実施の形態として、ハイブリッド型建設機械の実施の形態について説明する。
【００２０】
「実施の形態１」
図１は、実施の形態１のハイブリッド型建設機械を示す側面図である。
【００２１】
このハイブリッド型建設機械の下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。また、上部旋回体３には、ブーム４、アーム５、及びバケット６と、これらを油圧駆動するためのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９に加えて、キャビン１０及び動力源が搭載される。
【００２２】
「全体構成」
図２は、実施の形態１のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。この図２では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを実線、パイロットラインを破線、電気駆動・制御系を一点鎖線でそれぞれ示す。
【００２３】
機械式駆動部としてのエンジン１１と、アシスト駆動部としての電動発電機１２は、ともに増力機としての減速機１３の入力軸に接続されている。また、この減速機１３の出力軸には、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続されている。メインポンプ１４には、高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続されている。
【００２４】
コントロールバルブ１７は、実施の形態１の建設機械における油圧系の制御を行う制御装置であり、このコントロールバルブ１７には、下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（右用）及び１Ｂ（左用）、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９が高圧油圧ラインを介して接続される。
【００２５】
また、電動発電機１２には、インバータ１８及び昇降圧コンバータ３０を介して蓄電器としてのキャパシタ１９が接続される。このインバータ１８と昇降圧コンバータ３０との間は、ＤＣバス４０によって接続されている。
【００２６】
また、ＤＣバス４０には、インバータ２０を介して旋回用電動機２１が接続されている。ＤＣバス４０は、キャパシタ１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の間で電力の授受を行うために配設されている。
【００２７】
ＤＣバス４０には、ＤＣバス４０の電圧値（以下、ＤＣバス電圧値と称す。）を検出するためのＤＣバス電圧検出部４１が配設されている。検出されるＤＣバス電圧値は、コントローラ５０に入力される。
【００２８】
キャパシタ１９には、キャパシタ電圧値を検出するためのキャパシタ電圧検出部３１と、キャパシタ電流値を検出するためのキャパシタ電流検出部３２が配設されている。キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧値は、コントローラ５０と、後述するコントローラ７０に入力される。また、キャパシタ電流検出部３２によって検出されるキャパシタ電流値は、コントローラ５０に入力される。
【００２９】
また、このキャパシタ１９には、キャパシタ１９を冷却するための冷却装置６０が配設されている。冷却装置６０は、キャパシタ１９の筐体に取り付けられた冷却用の電動ファンであり、後述するコントローラ７０によって駆動制御が行われる。
【００３０】
キャパシタ１９とコントローラ７０には、スイッチ８０を介してバッテリ９０が接続されている。このバッテリ９０は、ハイブリッド型作業機械の作業灯や電装品に電力を供給するための電源であり、エンジン１１によって駆動される発電機１００によって発電される電力が充電される。
【００３１】
旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、及び旋回減速機２４が接続される。また、パイロットポンプ１５には、パイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。
【００３２】
操作装置２６には、油圧ライン２７及び２８を介して、コントロールバルブ１７及びレバー操作検出部としての圧力センサ２９がそれぞれ接続される。この圧力センサ２９には、実施の形態１の建設機械の電気系の駆動制御を行うコントローラ５０が接続されている。
【００３３】
このような実施の形態１の建設機械は、エンジン１１、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１を動力源とするハイブリッド型建設機械である。これらの動力源は、図１に示す上部旋回体３に搭載される。以下、各部について説明する。
【００３４】
「各部の構成」
エンジン１１は、例えば、ディーゼルエンジンで構成される内燃機関であり、その出力軸は減速機１３の一方の入力軸に接続される。このエンジン１１は、建設機械の運転中は常時運転される。
【００３５】
電動発電機１２は、電動（アシスト）運転及び発電運転の双方が可能な電動機であればよい。ここでは、電動発電機１２として、インバータ１８によって交流駆動される電動発電機を示す。この電動発電機１２は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたＩＰＭ(Interior Permanent Magnetic)モータで構成することができる。電動発電機１２の回転軸は減速機１３の他方の入力軸に接続される。
【００３６】
減速機１３は、２つの入力軸と１つの出力軸を有する。２つの入力軸の各々には、エンジン１１の駆動軸と電動発電機１２の駆動軸が接続される。また、出力軸にはメインポンプ１４の駆動軸が接続される。エンジン１１の負荷が大きい場合には、電動発電機１２が電動（アシスト）運転を行い、電動発電機１２の駆動力が減速機１３の出力軸を経てメインポンプ１４に伝達される。これによりエンジン１１の駆動がアシストされる。一方、エンジン１１の負荷が小さい場合は、エンジン１１の駆動力が減速機１３を経て電動発電機１２に伝達されることにより、電動発電機１２が発電運転による発電を行う。電動発電機１２の力行運転と発電運転の切り替えは、コントローラ５０により、エンジン１１の負荷等に応じて行われる。
【００３７】
メインポンプ１４は、コントロールバルブ１７に供給するための油圧を発生するポンプである。この油圧は、コントロールバルブ１７を介して油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の各々を駆動するために供給される。
【００３８】
パイロットポンプ１５は、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生するポンプである。この油圧操作系の構成については後述する。
【００３９】
コントロールバルブ１７は、高圧油圧ラインを介して接続される下部走行体１用の油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の各々に供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御することにより、これらを油圧駆動制御する油圧制御装置である。
【００４０】
インバータ１８は、上述の如く電動発電機１２と昇降圧コンバータ３０との間に設けられ、コントローラ５０からの指令に基づき、電動発電機１２の運転制御を行う。これにより、インバータ１８が電動発電機１２を電動運転している際には、必要な電力をキャパシタ１９と昇降圧コンバータ３０からＤＣバス４０を介して電動発電機１２に供給する。また、電動発電機１２の回生を運転制御している際には、電動発電機１２により発電された電力をＤＣバス４０及び昇降圧コンバータ３０を介してキャパシタ１９に充電する。
【００４１】
キャパシタ１９は、昇降圧コンバータ３０を介してインバータ１８及びインバータ２０に接続されている。これにより、電動発電機１２の電動（アシスト）運転と旋回用電動機２１の力行運転との少なくともどちらか一方が行われている際には、電動（アシスト）運転又は力行運転に必要な電力を供給するとともに、また、電動発電機１２の発電運転と旋回用電動機２１の回生運転の少なくともどちらか一方が行われている際には、発電運転又は回生運転によって発生した電力を電気エネルギとして蓄積するための電源である。このキャパシタ１９は、多数のコンデンサを集合させたものである。
【００４２】
このキャパシタ１９の充放電制御は、キャパシタ１９の充電状態、電動発電機１２の運転状態（電動（アシスト）運転又は発電運転）、旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づき、昇降圧コンバータ３０によって行われる。この昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧値、キャパシタ電流検出部３２によって検出されるキャパシタ電流値、及びＤＣバス電圧検出部４１によって検出されるＤＣバス電圧値に基づき、コントローラ５０によって行われる。
【００４３】
インバータ２０は、上述の如く旋回用電動機２１と昇降圧コンバータ３０との間に設けられ、コントローラ５０からの指令に基づき、旋回用電動機２１に対して運転制御を行う。これにより、インバータ２０が旋回用電動機２１の力行を運転制御している際には、必要な電力をキャパシタ１９から昇降圧コンバータ３０を介して旋回用電動機２１に供給する。また、旋回用電動機２１が回生運転をしている際には、旋回用電動機２１により発電された電力を昇降圧コンバータ３０を介してキャパシタ１９へ充電する。図２には、旋回電動機（１台）及びインバータ（１台）を含む実施の形態を示すが、その他マグネット機構や旋回機構部以外の駆動部として備えることで、複数の電動機及び複数のインバータをＤＣバス４０に接続するようにしてもよい。
【００４４】
昇降圧コンバータ３０は、一側がＤＣバス４０を介して電動発電機１２及び旋回用電動機２１に接続されるとともに、他側がキャパシタ１９に接続されており、ＤＣバス電圧値が一定の範囲内に収まるように昇圧又は降圧を切り替える制御を行う。電動発電機１２が電動（アシスト）運転を行う場合には、インバータ１８を介して電動発電機１２に電力を供給する必要があるため、ＤＣバス電圧値を昇圧する必要がある。一方、電動発電機１２が発電運転を行う場合には、発電された電力をインバータ１８を介してキャパシタ１９に充電する必要があるため、ＤＣバス電圧値を降圧する必要がある。これは、旋回用電動機２１の力行運転と回生運転においても同様であり、その上、電動発電機１２はエンジン１１の負荷状態に応じて運転状態が切り替えられ、旋回用電動機２１は上部旋回体３の旋回動作に応じて運転状態が切り替えられるため、電動発電機１２と旋回用電動機２１には、いずれか一方が電動（アシスト）運転又は力行運転を行い、他方が発電運転又は回生運転を行う状況が生じうる。
【００４５】
このため、昇降圧コンバータ３０は、電動発電機１２と旋回用電動機２１の運転状態に応じて、ＤＣバス電圧値を一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える制御を行う。
【００４６】
キャパシタ電圧検出部３１は、キャパシタ１９の電圧値を検出するための電圧検出部であり、キャパシタ１９の充電状態を検出するために用いられる。検出されるキャパシタ電圧値は、コントローラ５０及びコントローラ７０に入力され、昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行うために用いられる。
【００４７】
キャパシタ電流検出部３２は、キャパシタ１９の電流値を検出するための電流検出部である。キャパシタ電流値は、キャパシタ１９から昇降圧コンバータ３０に流れる電流を正の値として検出される。検出されるキャパシタ電流値は、コントローラ５０に入力され、昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行うために用いられる。
【００４８】
ＤＣバス４０は、２つのインバータ１８及び２０と昇降圧コンバータ３０との間に配設されており、キャパシタ１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の間で電力の授受が可能に構成されている。
【００４９】
ＤＣバス電圧検出部４１は、ＤＣバス電圧値を検出するための電圧検出部である。検出されるＤＣバス電圧値はコントローラ５０に入力され、このＤＣバス電圧値を一定の範囲内に収めるための昇圧動作と降圧動作の切替制御を行うために用いられる。
【００５０】
冷却装置６０は、キャパシタ１９の筐体に取り付けられた冷却用の電動ファンであり、キャパシタ１９から供給される電力によって駆動され、キャパシタ１９を冷却する。
【００５１】
なお、冷却装置６０は、コントローラ７０によって駆動制御が行われ、後述するスイッチ７２、及びＤＣ−ＤＣコンバータ７３を経てキャパシタ１９から電力が供給される。
【００５２】
コントローラ７０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)７１、スイッチ７２、及びＤＣ−ＤＣコンバータ７３と、図示しない内部メモリとを含む演算処理装置で構成され、ＣＰＵ７１が内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムを実行することにより冷却装置６０の駆動制御を行う制御装置であり、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９の電圧値が所定電圧値以上である場合に、キャパシタ１９から供給される電力によって駆動され、キャパシタ１９を冷却するとともに、キャパシタ１９に冷却装置６０を駆動するための電力を放出させることにより、電圧値が所定電圧値以下になるまでキャパシタ１９を放電させる。
【００５３】
なお、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動時間を計測するタイマを内蔵する。
【００５４】
スイッチ７２は、キャパシタ１９から供給される電力をＤＣ−ＤＣコンバータ７３を介して冷却装置６０に供給するための切替器であり、ＣＰＵ７１によって駆動制御が行われる。このスイッチ７２は、特に記さない限り開放されている。
【００５５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ７３は、スイッチ７２を経てキャパシタ１９から供給される電圧（例えば、３６０Ｖ）を冷却装置６０の駆動用電圧値（２４Ｖ）に変換する変圧器である。
【００５６】
スイッチ８０は、コントローラ７０によって開閉制御が行われる切替器であり、キャパシタ１９の充電率が十分でない場合において冷却装置６０を駆動する必要があるときに、冷却装置６０にバッテリ９０から電力を供給する際に閉成される。このため、このスイッチ８０は、特に記さない限り開放されている。
【００５７】
バッテリ９０は、ハイブリッド型作業機械の作業灯や電装品に電力を供給するための電源であり、エンジン１１によって駆動される発電機１００によって発電される電力が充電される。
【００５８】
発電機１００は、エンジン１１の回転軸１１Ａに巻回されたファンベルトを介して駆動される発電機であり、バッテリ９０の充電に必要な電力を発電できる容量を有するものであればよい。
【００５９】
旋回用電動機２１は、力行運転及び回生運転の双方が可能な電動機であればよく、上部旋回体３の旋回機構２を駆動するために設けられている。力行運転の際には、旋回用電動機２１の回転駆動力の回転力が減速機２４にて増幅され、上部旋回体３が加減速制御され回転運動を行う。また、上部旋回体３の慣性回転により、減速機２４にて回転数が増加されて旋回用電動機２１に伝達され、回生電力を発生させることができる。ここでは、旋回用電動機２１として、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御信号によりインバータ２０によって交流駆動される電動機を示す。この旋回用電動機２１は、例えば、磁石埋込型のＩＰＭモータで構成することができる。これにより、より大きな誘導起電力を発生させることができるので、回生時に旋回用電動機２１にて発電される電力を増大させることができる。
【００６０】
レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転位置及び回転角度を検出するセンサであり、旋回用電動機２１と機械的に連結することで旋回用電動機２１の回転前の回転軸２１Ａの回転位置と、左回転又は右回転した後の回転位置との差を検出することにより、回転軸２１Ａの回転角度及び回転方向を検出するように構成されている。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転角度を検出することにより、旋回機構２の回転角度及び回転方向が導出される。また、図２にはレゾルバ２２を取り付けた形態を示すが、電動機の回転センサを有しないインバータ制御方式を用いてもよい。
【００６１】
メカニカルブレーキ２３は、機械的な制動力を発生させる制動装置であり、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させる。このメカニカルブレーキ２３は、電磁式スイッチにより制動／解除が切り替えられる。この切り替えは、コントローラ５０によって行われる。
【００６２】
旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転速度を減速して旋回機構２に機械的に伝達する減速機である。これにより、力行運転の際には、旋回用電動機２１の回転力を増力させ、より大きな回転力として旋回体へ伝達することができる。これとは逆に、回生運転の際には、旋回体で発生した回転数を増加させ、より多くの回転動作を旋回用電動機２１に発生させることができる。
【００６３】
旋回機構２は、旋回用電動機２１のメカニカルブレーキ２３が解除された状態で旋回可能となり、これにより、上部旋回体３が左方向又は右方向に旋回される。
【００６４】
操作装置２６は、旋回用電動機２１、下部走行体１、ブーム４、アーム５、及びバケット６を操作するための操作装置であり、ハイブリッド型建設機械の運転者によって操作される。
【００６５】
この操作装置２６は、パイロットライン２５を通じて供給される油圧（１次側の油圧）を運転者の操作量に応じた油圧（２次側の油圧）に変換して出力する。操作装置２６から出力される２次側の油圧は、油圧ライン２７を通じてコントロールバルブ１７に供給されるとともに、圧力センサ２９によって検出される。
【００６６】
操作装置２６が操作されると、油圧ライン２７を通じてコントロールバルブ１７が駆動され、これにより、油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９内の油圧が制御されることによって、下部走行体１、ブーム４、アーム５、及びバケット６が駆動される。
【００６７】
なお、油圧ライン２７は、油圧モータ１Ａ及び１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダの駆動に必要な油圧をコントロールバルブに供給する。
【００６８】
旋回用操作検出部としての圧力センサ２９では、操作装置２６に対して旋回機構２を旋回させるための操作が入力されると、この操作量を油圧ライン２８内の油圧の変化として検出する。圧力センサ２９は、油圧ライン２８内の油圧を表す電気信号を出力する。これにより、操作装置２６に入力される旋回機構２を旋回させるための操作量を的確に把握することができる。この電気信号は、コントローラ５０に入力され、旋回用電動機２１の駆動制御に用いられる。また、実施の形態１では、レバー操作検出部としての圧力センサを用いる形態について説明するが、操作装置２６に入力される旋回機構２を旋回させるための操作量をそのまま電気信号で読み取るセンサを用いてもよい。
【００６９】
コントローラ５０は、実施の形態１のハイブリッド型建設機械の駆動制御を行う制御装置であり、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、ＣＰＵが内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される装置である。
【００７０】
コントローラ５０は、エンジン１１の運転制御、電動発電機１２の運転制御（電動（アシスト）運転又は発電運転の切り替え）、昇降圧コンバータ３０を駆動制御することによるキャパシタ１９の充放電制御、及び旋回用電動機２１の駆動制御を行うための制御装置である。なお、旋回用電動機２１の駆動制御は、圧力センサ２９から入力される信号（操作装置２６に入力される旋回機構２を旋回させるための操作量を表す信号）をコントローラ５０が速度指令に変換し、この速度指令を用いて旋回用電動機２１の駆動制御を行うことによって実行される。
【００７１】
コントローラ５０は、キャパシタ１９の充電状態、電動発電機１２の運転状態（電動（アシスト）運転又は発電運転）、及び旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づいて、昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行い、これによりキャパシタ１９の充放電制御を行う。
【００７２】
この昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧値、キャパシタ電流検出部３２によって検出されるキャパシタ電流値、及びＤＣバス電圧検出部４１によって検出されるＤＣバス電圧値に基づいて行われる。
【００７３】
なお、エンジン１１の運転制御には、エンジン１１の負荷状態に応じた燃料噴射量の制御等の他、エンジン１１の始動と停止の制御が含まれる。エンジン１１の始動と停止を表す信号は、コントローラ７０に伝送される。
【００７４】
「コントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御」
図３は、コントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【００７５】
コントローラ７０は、コントローラ５０からエンジン１１が停止されたことを表す信号を受信すると、図３に示す処理を開始する。このとき、内蔵されるタイマによる経過時間の計測が開始される。
【００７６】
まず、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動を開始させる（ステップＳ１１）。具体的には、コントローラ７０のＣＰＵ７１は、スイッチ７２を閉成し、キャパシタ１９から供給される電力（電圧値は約３６０Ｖ）をＤＣ−ＤＣコンバータ７３で（２４Ｖに）降圧して冷却装置６０に供給する。これにより、冷却装置６０の電動ファンが回転駆動され、キャパシタ１９が冷却される。
【００７７】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ電圧を計測する（ステップＳ１２）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値を表す信号をキャパシタ電圧検出部３１から受け取る。
【００７８】
さらに、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値と所定の閾値を比較することにより、キャパシタ電圧値が所定の閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳ１３）。所定の閾値は、例えば、キャパシタ１９のＳＯＣ（State of charge）で８０％に設定される。
【００７９】
キャパシタ電圧値が所定の閾値以下である場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、キャパシタ１９を十分に放電したと判定し、コントローラ７０は、手順をステップＳ１４に進行させる。
【００８０】
コントローラ７０は、冷却装置６０を停止させる（ステップＳ１４）。これは、ＣＰＵ７１がスイッチ７２を開放することによって実現される。
【００８１】
ところで、ステップＳ１３において、キャパシタ電圧値が所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＳ１３のＮＯ）、コントローラ７０は、手順をステップＳ１５に進行させ、内蔵タイマの積算時間が所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００８２】
内蔵タイマの積算時間が所定時間を経過していた場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却が十分に行われたと判定し、手順をステップＳ１４に進行させて冷却装置６０を停止させる。なお、ここでいう所定時間は、例えば、６０分であり、これにより、コントローラ７０は、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧値が異常であっても（例えば、冷却装置６０を駆動させているにもかかわらずキャパシタ電圧値が低下しない場合である。）、冷却装置６０を適切に停止させることができる。
【００８３】
一方、内蔵タイマの積算時間が所定時間（閾値）を経過していないと判定した場合（ステップＳ１５のＮＯ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却は不十分であり、かつ、キャパシタ電圧値もまだ高いと判定して手順をステップＳ１２にリターンさせ、ステップＳ１２、Ｓ１３、及びＳ１５を繰り返させるようにする。
【００８４】
以上でコントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御が終了する。
【００８５】
従来のハイブリッド型建設機械では、キャパシタの電圧値を放電設定値以下にするために放電される電力は、キャパシタの冷却のために用いることは行われていなかった。このため、放電される電力の効率的な利用と、キャパシタの冷却の両立は実現されていなかった。
【００８６】
ところが、本実施の形態のハイブリッド型建設機械によれば、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を冷却するとともに、キャパシタ１９のＳＯＣを所定値（この形態では８０％）まで低下させることができる。
【００８７】
これにより、キャパシタ１９は、放電によりＳＯＣが低下し、さらに、自らが放電する電力により冷却装置６０を駆動し、その冷却装置６０によって冷却されるため、電力を有効利用しつつキャパシタ１９の長寿命化を図ったハイブリッド型建設機械を提供することができる。
【００８８】
さらに、作業終了後に、高温状態が持続することを防止することができるので、キャパシタが駆動していない作業終了後の時間におけるキャパシタの劣化を防止することができる。
【００８９】
なお、以上では、キャパシタ１９のＳＯＣが８０％以下であるか否かを判定する形態について説明した。ＳＯＣの閾値を８０％に設定したのは、ハイブリッド型建設機械が次回運転開始される際に十分な充電量を確保するためと、回生電力を充電するための十分な空き容量を確保するためである。このため、判定に用いるＳＯＣの閾値は、８０％に限定されるものではなく、実機の仕様等に応じて適宜設定することが可能である。
【００９０】
また、以上では、コントローラ７０の内蔵タイマの積算時間の閾値が６０分である形態について説明したが、この閾値は６０分に限定されるものではなく、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。
【００９１】
なお、コントローラ７０は、冷却装置６０を駆動する際にキャパシタ電圧値が所定値以下である場合は、スイッチ７２を開放するとともにスイッチ８０を閉成することにより、バッテリ９０から供給される電力で冷却装置６０を駆動するようにしてもよい。
【００９２】
このような場合でもキャパシタ１９を冷却することができるため、キャパシタ１９の長寿命化を図ることができる。
【００９３】
また、以上では、エンジン１１をアシストするための電動発電機１２と旋回用電動機２１とを含むハイブリッド型建設機械に本実施の形態のハイブリッド型作業機械を適用した形態について説明したが、ハイブリッド化により電動化される要素はこれらに限られず、他の作業要素（例えば、下部走行体１、アーム４、ブーム５、又はバケット６）が電動化されたハイブリッド型建設機械に対しても同様に適用可能である。
【００９４】
また、以上では、インバータ１８及び２０が接続されたＤＣバス４０とキャパシタ１９との間に昇降圧コンバータ３０が配設されたハイブリッド型建設機械に本実施の形態のハイブリッド型作業機械を適用した形態について説明したが、インバータや昇降圧コンバータの配置や数等は一例であり、他の構成においても同様に適用可能である。
【００９５】
「実施の形態２」
実施の形態２のハイブリッド型建設機械は、キャパシタ電圧値ではなく、キャパシタ１９の温度に基づいて冷却装置６０の停止を判定する点が実施の形態１のハイブリッド型建設機械と異なる。その他の構成は、実施の形態１のハイブリッド型建設機械に準ずるため、同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９６】
図４は、実施の形態２のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。この図４では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを実線、パイロットラインを破線、電気駆動・制御系を一点鎖線でそれぞれ示す。
【００９７】
実施の形態２のハイブリッド型建設機械は、キャパシタ１９にキャパシタ温度検出部１１０が接続されている点が実施の形態１と異なる。
【００９８】
このキャパシタ温度検出部１１０は、キャパシタ１９に含まれる複数のコンデンサの各々に設けられた熱電対サーミスタである。キャパシタ温度検出部１１０によって検出されるキャパシタ温度を表す信号は、コントローラ７０に伝送される。
【００９９】
また、実施の形態２のハイブリッド型建設機械は、キャパシタ電圧値ではなく、キャパシタ１９の温度に基づいて冷却装置６０の停止を判定することにより、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧を表す信号は、コントローラ５０のみに伝送され、コントローラ７０には伝送されない。
【０１００】
実施の形態２では、コントローラ７０は、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ温度検出部１１０によって検出されるキャパシタ温度が所定値以上である場合に、キャパシタ１９から供給される電力によって駆動され、キャパシタ１９を冷却装置６０で冷却するために冷却装置６０の駆動用の電力をキャパシタ１９に放電させ、キャパシタ温度が所定の閾値以下になるまでその放電を継続させる。
【０１０１】
図５は、コントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【０１０２】
コントローラ７０は、コントローラ５０からエンジン１１が停止されたことを表す信号を受信すると、図５に示す処理を開始する。このとき、内蔵されるタイマによる経過時間の計測が開始される。
【０１０３】
まず、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動を開始させる（ステップＳ２１）。具体的には、コントローラ７０のＣＰＵ７１は、スイッチ７２を閉成し、キャパシタ１９から供給される電力（電圧値は約３６０Ｖ）をＤＣ−ＤＣコンバータ７３で（２４Ｖに）降圧して冷却装置６０に供給する。これにより、冷却装置６０の電動ファンが回転駆動され、キャパシタ１９が冷却される。
【０１０４】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ温度を計測する（ステップＳ２２）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ温度を表す信号をキャパシタ温度検出部１１０から受け取る。
【０１０５】
さらに、コントローラ７０は、キャパシタ温度と所定の閾値を比較することにより、キャパシタ温度が所定の閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳ２３）。所定の閾値は、例えば、４０度に設定される。
【０１０６】
キャパシタ温度が所定の閾値以下である場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、キャパシタ１９を十分に放電及び冷却したと判定し、コントローラ７０は、手順をステップＳ２４に進行させる。
【０１０７】
コントローラ７０は、冷却装置６０を停止させる（ステップＳ２４）。これは、ＣＰＵ７１がスイッチ７２を開放することによって実現される。
【０１０８】
ところで、ステップＳ２３において、キャパシタ温度が所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＳ２３のＮＯ）、コントローラ７０は、手順をステップＳ２５に進行させ、内蔵タイマの積算時間が所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【０１０９】
内蔵タイマの積算時間が所定時間を経過していた場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却が十分に行われたと判定し、手順をステップＳ２４に進行させて冷却装置６０を停止させる。なお、ここでいう所定時間は、例えば、６０分であり、これにより、コントローラ７０は、キャパシタ温度検出部１１０によって検出されるキャパシタ温度が異常であっても（例えば、冷却装置６０を駆動させているにもかかわらずキャパシタ温度が低下しない場合である。）、冷却装置６０を適切に停止させることができる。
【０１１０】
一方、内蔵タイマの積算時間が所定時間（閾値）を経過していないと判定した場合（ステップＳ２５のＮＯ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却は不十分であり、かつ、キャパシタ温度もまだ高いと判定して手順をステップＳ２２にリターンさせ、ステップＳ２２、Ｓ２３、及びＳ２５を繰り返させるようにする。
【０１１１】
以上でコントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御が終了する。
【０１１２】
このように、実施の形態２のハイブリッド型建設機械によれば、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を放電させるとともに、キャパシタ１９の温度を所定値（この形態では４０度）まで低下させることができる。
【０１１３】
なお、以上では、キャパシタ温度の所定の閾値が４０度である場合について説明したが、この閾値は４０度に限定されるものではなく、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。
【０１１４】
また、以上では、コントローラ７０の内蔵タイマの積算時間の閾値が６０分である形態について説明したが、この閾値は６０分に限定されるものではなく、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。
【０１１５】
「実施の形態３」
実施の形態３のハイブリッド型建設機械は、実施の形態２のハイブリッド型建設機械（図４参照）と同様にキャパシタ温度検出部１１０を含み、検出されるキャパシタ温度を表す信号はコントローラ７０に伝送される。
【０１１６】
また、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧を表す信号もコントローラ７０に伝送される。
【０１１７】
図６は、実施の形態３のハイブリッド型建設機械のコントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。この処理手順におけるステップＳ３１乃至Ｓ３４は、それぞれ、実施の形態１におけるステップＳ１１乃至Ｓ１３及びＳ１５に相当する。また、ステップＳ３５乃至Ｓ３８は、実施の形態２におけるステップＳ２２乃至Ｓ２５に相当する。
【０１１８】
コントローラ７０は、コントローラ５０からエンジン１１が停止されたことを表す信号を受信すると、図６に示す処理を開始する。このとき、内蔵されるタイマによる経過時間の計測が開始される。
【０１１９】
まず、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動を開始させる（ステップＳ３１）。具体的には、コントローラ７０のＣＰＵ７１は、スイッチ７２を閉成し、キャパシタ１９から供給される電力（電圧値は約３６０Ｖ）をＤＣ−ＤＣコンバータ７３で（２４Ｖに）降圧して冷却装置６０に供給する。これにより、冷却装置６０の電動ファンが回転駆動され、キャパシタ１９が冷却される。
【０１２０】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ電圧を計測する（ステップＳ３２）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値を表す信号をキャパシタ電圧検出部３１から受け取る。
【０１２１】
さらに、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値と所定の閾値を比較することにより、キャパシタ電圧値が所定の閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳ３３）。所定の閾値は、例えば、キャパシタ１９のＳＯＣ（State of charge）で８０％に設定される。
【０１２２】
キャパシタ電圧値が所定の閾値以下である場合（ステップＳ３３のＹＥＳ）、キャパシタ１９を十分に放電したと判定し、コントローラ７０は、手順をステップＳ３５に進行させる。
【０１２３】
ここで、ステップＳ３３において、キャパシタ電圧値が所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＳ３３のＮＯ）、コントローラ７０は、手順をステップＳ３４に進行させ、内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ１を経過したか否かを判定する（ステップＳ３４）。
【０１２４】
内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ１を経過していた場合（ステップＳ３４のＹＥＳ）コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電が十分に行われたと判定し、手順をステップＳ３５に進行させる。なお、ここでいう所定時間Ｔ１は、例えば、６０分である。
【０１２５】
一方、内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ１を経過していないと判定した場合（ステップＳ３４のＮＯ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電は不十分であり、かつ、キャパシタ電圧値もまだ高いと判定して手順をステップＳ３２にリターンさせ、ステップＳ３２〜ステップＳ３４を繰り返させるようにする。
【０１２６】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ温度を計測する（ステップＳ３５）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ温度を表す信号をキャパシタ温度検出部１１０から受け取る。
【０１２７】
さらに、コントローラ７０は、キャパシタ温度と所定の閾値を比較することにより、キャパシタ温度が所定の閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳ３６）。所定の閾値は、例えば、４０度に設定される。
【０１２８】
キャパシタ温度が所定の閾値以下である場合（ステップＳ３６のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９を十分に放電及び冷却したと判定して手順をステップＳ３７に進行させる。
【０１２９】
コントローラ７０は、冷却装置６０を停止させる（ステップＳ３７）。これは、ＣＰＵ７１がスイッチ７２を開放することによって実現される。
【０１３０】
ところで、ステップＳ３６において、キャパシタ温度が所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＳ３６のＮＯ）、コントローラ７０は、手順をステップＳ３８に進行させ、内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ２を経過したか否かを判定する（ステップＳ３８）。
【０１３１】
内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ２を経過していた場合（ステップＳ３８のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却が十分に行われたと判定して手順をステップＳ３７に進行させ、冷却装置６０を停止させる。なお、ここでいう所定時間Ｔ２は、例えば、６０分である。
【０１３２】
一方、内蔵タイマの積算時間が所定時間（閾値）を経過していないと判定した場合（ステップＳ３８のＮＯ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の冷却は不十分であり、かつ、キャパシタ温度もまだ高いと判定し、コントローラ７０は手順をステップＳ３５にリターンさせ、ステップＳ３５、Ｓ３６、及びＳ３８を繰り返させるようにする。
【０１３３】
以上でコントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御が終了する。
【０１３４】
このように、実施の形態３のハイブリッド型建設機械によれば、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を冷却するとともに、キャパシタ１９のＳＯＣを所定値（この形態では８０％）まで低下させることができる。
【０１３５】
また、これに加えて、キャパシタ１９の温度を検出して所定値（この形態では４０度）まで低下させることにより、キャパシタ１９の電力を用いてキャパシタ１９を十分に冷却することができる。
【０１３６】
これにより、キャパシタ１９は、放電によりＳＯＣが低下し、さらに、自らが放電する電力により冷却装置６０を駆動し、その冷却装置６０によって冷却されるため、電力を有効利用しつつキャパシタ１９の長寿命化を図ったハイブリッド型建設機械を提供することができる。
【０１３７】
なお、ＳＯＣの閾値やキャパシタ温度の閾値については、実施の形態１又は２と同様に、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。
【０１３８】
また、ステップＳ３４とＳ３８における所定時間Ｔ１とＴ２は、６０分に限定されるものではなく、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。所定時間Ｔ１とＴ２は独立的に設定可能である。
【０１３９】
更に、実施の形態３において、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値と閾値とを比較する処理（ステップＳ３２〜ステップＳ３４）を先に実行した上で、キャパシタ温度と閾値とを比較する処理（ステップＳ３５〜ステップＳ３８）を実行するが、これらの処理は、順不同であり、また、並行して同時に実行されてもよい。
【０１４０】
「実施の形態４」
実施の形態４のハイブリッド型建設機械は、実施の形態２及び３のハイブリッド型建設機械（図４参照）と同様にキャパシタ温度検出部１１０を含み、検出されるキャパシタ温度を表す信号はコントローラ７０に伝送される。
【０１４１】
また、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧を表す信号もコントローラ７０に伝送される。
【０１４２】
図７は、実施の形態４のハイブリッド型建設機械のコントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【０１４３】
コントローラ７０は、コントローラ５０からエンジン１１が停止されたことを表す信号を受信すると、図７に示す処理を開始する。このとき、内蔵されるタイマによる経過時間の計測が開始される。
【０１４４】
まず、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動を開始させる（ステップＳ４１）。具体的には、コントローラ７０のＣＰＵ７１は、スイッチ７２を閉成し、キャパシタ１９から供給される電力（電圧値は約３６０Ｖ）をＤＣ−ＤＣコンバータ７３で（２４Ｖに）降圧して冷却装置６０に供給する。これにより、冷却装置６０の電動ファンが回転駆動され、キャパシタ１９が冷却される。
【０１４５】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ電圧及びキャパシタ温度を計測する（ステップＳ４２）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値を表す信号をキャパシタ電圧検出部３１から受け取り、キャパシタ温度を表す信号をキャパシタ温度検出部１１０から受け取る。
【０１４６】
その後、コントローラ７０は、計測したキャパシタ電圧及びキャパシタ温度とタイムテーブルとを用いて冷却装置の駆動時間を設定する（ステップＳ４３）。
【０１４７】
タイムテーブルは、キャパシタ電圧及びキャパシタ温度と冷却装置の適正な駆動時間との間の関係を表す参照テーブルであり、例えば、コントローラ７０の内部メモリに予め記憶されており、コントローラ７０がエンジン１１の停止時点におけるキャパシタ電圧及びキャパシタ温度に基づいてキャパシタ１９を十分に放電させ、かつ、冷却するのに必要な冷却装置６０の適正な駆動時間（以下、「冷却装置駆動時間」と称す。）を決定できるようにする。
【０１４８】
図８は、冷却装置駆動時間を設定するために用いるタイムテーブルの構成例を示す図であり、縦方向に６段階のキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］のレベルを配置し、横方向に６段階のキャパシタ温度Ｔ［℃］のレベルを配置する。また、冷却装置駆動時間は、分単位で設定され、キャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］が増大するにつれて増大し、かつ、キャパシタ温度Ｔ［℃］が増大するにつれて増大する。
【０１４９】
図８は、例えば、エンジン１１の停止時点におけるキャパシタ電圧及びキャパシタ温度がそれぞれ３２０［Ｖ］、４７［℃］であった場合、キャパシタ１９を十分に放電させ、かつ、冷却するのに必要な冷却装置駆動時間が３０［分］であることを示し、また、エンジン１１の停止時点におけるキャパシタ電圧及びキャパシタ温度がそれぞれ３７０［Ｖ］、６２［℃］であった場合、キャパシタ１９を十分に放電させ、かつ、冷却するのに必要な冷却装置駆動時間が５５［分］であることを示す。
【０１５０】
このようにして冷却装置駆動時間を設定したコントローラ７０は、冷却装置６０が駆動を開始してからの経過時間を監視しながら、その経過時間と冷却装置駆動時間とを比較する（ステップＳ４４）。
【０１５１】
その経過時間が冷却装置駆動時間未満の場合（ステップＳ４４のＮＯ）、コントローラ７０は、冷却装置６０を停止させることなくその経過時間の監視を継続する。
【０１５２】
一方、その経過時間が冷却装置駆動時間以上となった場合（ステップＳ４４のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９を十分に放電させ、かつ、冷却したと判定して冷却装置６０を停止させる（ステップＳ４５）。
【０１５３】
以上でコントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御が終了する。
【０１５４】
このように、実施の形態４のハイブリッド型建設機械によれば、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を放電させるとともに、キャパシタ１９の温度を所定値（この形態では４０度未満）まで低下させることができる。
【０１５５】
また、実施の形態４において、タイムテーブルは、キャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］及びキャパシタ温度Ｔ［℃］のそれぞれに６段階のレベルを準備するが、６段階未満のレベル又は７段階以上のレベルを準備するようにしてもよく、キャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］のレベルの数とキャパシタ温度Ｔ［℃］のレベルの数とが異なるようにしてもよい。
【０１５６】
また、タイムテーブルは、キャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］又はキャパシタ温度Ｔ［℃］の何れか一方のレベルの数が１段階であってもよく、それらの双方が共に１段階であってもよい。
【０１５７】
図９は、図８で示すタイムテーブルを一般化した参照テーブルであり、縦方向にＮ＋１段階（Ｎは１以上の自然数である。）のキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］のレベルを配置し、横方向にＭ＋１段階（Ｍは１以上の自然数である。）のキャパシタ温度Ｔ［℃］のレベルを配置する。また、冷却装置駆動時間ＡN,M［分］は、第Ｎレベルのキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］及び第Ｍレベルのキャパシタ温度Ｔ［℃］に対応する冷却装置駆動時間であり、分単位で設定される。なお、冷却装置駆動時間ＡN,M［分］のそれぞれは、必ずしもキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］が増大するにつれて増大し、或いは、キャパシタ温度Ｔ［℃］が増大するにつれて増大する必要はなく、重複する値であってもよい。
【０１５８】
また、冷却装置駆動時間ＡN,M［分］のそれぞれは、ベンチテストに基づいて予め設定される値であるが、環境温度、環境湿度、現在時刻、現在位置等に応じて動的に調節されてもよい。
【０１５９】
また、実施の形態４のハイブリッド型建設機械において、コントローラ７０は、一旦冷却装置駆動時間を設定した後はキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］及びキャパシタ温度Ｔ［℃］を計測することなく経過時間のみを監視するので、キャパシタ電圧検出部３１及びキャパシタ温度検出部１１０への電力供給を停止させることができ、無駄な電力消費を回避することができる。
【０１６０】
更に、コントローラ７０は、冷却装置駆動時間が経過する前にキャパシタ電圧値が所定値以下となった場合は、スイッチ７２を開放するとともにスイッチ８０を閉成することにより、バッテリ９０から供給される電力で冷却装置６０の駆動を継続させるようにしてもよい。
【０１６１】
以上では、ハイブリッド型建設機械について説明したが、ハイブリッド型作業機械は、建設機械以外の形態の作業機械であってもよく、例えば、ハイブリッド型の運搬荷役機械（クレーンやフォークリフト）であってもよい。
【０１６２】
例えば、図２に示すエンジン１１及び電動発電機１２をクレーンのエンジン及びアシスト用電動発電機として用い、図２に示す旋回用電動機２１をクレーンの荷役作業において部品や貨物等を上昇又は下降させるための動力源に用いればよい。特に、部品や貨物等を上昇又は下降させるための動力源は、ワイヤの巻き取り、又は引き出しに伴って力行運転（巻き取り時）と回生運転（引き出し時）を行うため、ハイブリッド型作業機械として上述のハイブリッド型建設機械と同様に実施することができる。
【０１６３】
また、フォークリフトの場合も同様に、図２に示すエンジン１１及び電動発電機１２をフォークリフトのエンジン及びアシスト用電動発電機として用い、図２に示す旋回用電動機２１をフォークリフトの荷役作業においてフォークを上昇又は下降させるための動力源に用いればよい。特に、フォークを上昇又は下降させるための動力源は、上下動作に伴って力行運転（上昇時）と回生運転（下降時）を行うため、ハイブリッド型作業機械として上述のハイブリッド型建設機械と同様に実施することができる。
【０１６４】
以上、本発明の例示的な実施の形態のハイブリッド型作業機械について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
１ 下部走行体
１Ａ、１Ｂ 油圧モータ
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
１０ キャビン
１１ エンジン
１２ 電動発電機
１３ 減速機
１４ メインポンプ
１５ パイロットポンプ
１６ 高圧油圧ライン
１７ コントロールバルブ
１８ インバータ
１９ キャパシタ
２０ インバータ
２１ 旋回用電動機
２２ レゾルバ
２３ メカニカルブレーキ
２４ 旋回減速機
２５ パイロットライン
２６ 操作装置
２７、２８ 油圧ライン
２９ 圧力センサ
３０ 昇降圧コンバータ
３１ キャパシタ電圧検出部
３２ キャパシタ電流検出部
４０ ＤＣバス
４１ ＤＣバス電圧検出部
５０ コントローラ
６０ 冷却装置
７０ コントローラ
８０ スイッチ
９０ バッテリ
１００ 発電機
１１０ キャパシタ温度検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンをアシストするための電動発電機を含むハイブリッド型作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンをアシストするための電動発電機を含むハイブリッド型作業機械では、電動発電機への電力供給と、回生電力の充電とを行うためのキャパシタを備える。このようなキャパシタは、充放電が繰り返し行われる環境下で使用されるため、長寿命化を図るための種々の工夫がなされている。
【０００３】
例えば、キャパシタの電圧値が上昇しすぎるとキャパシタが劣化することに鑑み、キャパシタの電圧値に放電設定値を設け、ハイブリッド型作業機械の作業終了時にキャパシタの充電電圧が放電設定値を超えている場合は、キャパシタの電圧値が放電設定値以下となるように放電を行わせることにより、キャパシタの長寿命化を図ることが提案されている。放電された電力は補助バッテリに蓄積されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１８２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、キャパシタは高温環境下での使用が続くと劣化が促進される。
【０００６】
ハイブリッド型作業機械では、キャパシタは充放電を繰り返し行う環境下で用いられるため、充放電に伴い内部抵抗によって生じる発熱量は相当な量となり、冷却が必要となる。また、充放電に際しては、過充電を避けるためにキャパシタ電圧を管理する必要がある。特に、作業中の高温になったキャパシタは、作業機械の停止後でも高温状態が持続するため、キャパシタの早期劣化に繋がる。
【０００７】
しかしながら、従来のハイブリッド型作業機械では、キャパシタの電圧値を放電設定値以下にするために放電される電力はキャパシタから補助バッテリに移されており、電力の移動に伴って損失が生じるため、電力の有効利用は実現されていなかった。また、キャパシタを保護するための冷却においても電力の有効利用は行われていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、キャパシタの電力を有効利用して効率よくキャパシタを冷却することのできるハイブリッド型作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一局面のハイブリッド型作業機械は、エンジンをアシストするための電動発電機と、当該電動発電機への電力供給、又は回生電力の充電を行うキャパシタとを含むハイブリッド型作業機械において、前記キャパシタを冷却する冷却装置と、前記冷却装置の駆動制御を行う駆動制御部とを含み、前記駆動制御部は、前記エンジンの停止後に、前記キャパシタから供給される電力で前記冷却装置を駆動する。
【００１０】
また、前記キャパシタの電圧値を検出する電圧検出部をさらに含み、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値に基づき、前記冷却装置の駆動制御を行ってもよい。
【００１１】
また、この場合に、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値が所定電圧値に下がるまで、前記冷却装置を駆動してもよい。
【００１２】
また、前記キャパシタの温度を検出する温度検出部をさらに含み、前記駆動制御部は、前記温度検出部によって検出される温度に基づき、前記冷却装置の駆動制御を行ってもよい。
【００１３】
また、この場合に、前記駆動制御部は、前記キャパシタの温度が所定温度以下になるまで、前記冷却装置を駆動してもよい。
【００１４】
また、前記冷却装置には二次電池が接続されており、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値が所定電圧値よりも低いときは、前記キャパシタから供給される電力の代わりに、前記二次電池から供給される電力で前記冷却装置を駆動してもよい。
【００１５】
また、前記冷却装置の駆動時間を計測するタイマをさらに含み、前記駆動制御部は、前記タイマによって計測される駆動時間が所定時間を経過すると、前記冷却装置の駆動を停止してもよい。
【００１６】
また、前記キャパシタの電圧値を検出する電圧検出部と、前記キャパシタの温度を検出する温度検出部と、前記冷却装置の駆動時間を計測するタイマと、をさらに含み、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値と前記温度検出部によって検出されるキャパシタの温度とに基づいて冷却装置の適正駆動時間を設定し、前記タイマによって計測される駆動時間が前記適正駆動時間を経過すると、前記冷却装置の駆動を停止してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、キャパシタの電力を有効利用して効率よくキャパシタを冷却することのできるハイブリッド型作業機械を提供できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１のハイブリッド型建設機械を示す側面図である。
【図２】実施の形態１のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。
【図３】コントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【図４】実施の形態２のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。
【図５】コントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【図６】実施の形態３のハイブリッド型建設機械のコントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【図７】実施の形態４のハイブリッド型建設機械のコントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【図８】冷却装置駆動時間を設定するために用いるタイムテーブルの構成例を示す図である。
【図９】冷却装置駆動時間を設定するために用いるタイムテーブルの構成例（一般的表現）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のハイブリッド型作業機械を適用した実施の形態として、ハイブリッド型建設機械の実施の形態について説明する。
【００２０】
「実施の形態１」
図１は、実施の形態１のハイブリッド型建設機械を示す側面図である。
【００２１】
このハイブリッド型建設機械の下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。また、上部旋回体３には、ブーム４、アーム５、及びバケット６と、これらを油圧駆動するためのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９に加えて、キャビン１０及び動力源が搭載される。
【００２２】
「全体構成」
図２は、実施の形態１のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。この図２では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを実線、パイロットラインを破線、電気駆動・制御系を一点鎖線でそれぞれ示す。
【００２３】
機械式駆動部としてのエンジン１１と、アシスト駆動部としての電動発電機１２は、ともに増力機としての減速機１３の入力軸に接続されている。また、この減速機１３の出力軸には、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続されている。メインポンプ１４には、高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続されている。
【００２４】
コントロールバルブ１７は、実施の形態１の建設機械における油圧系の制御を行う制御装置であり、このコントロールバルブ１７には、下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（右用）及び１Ｂ（左用）、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９が高圧油圧ラインを介して接続される。
【００２５】
また、電動発電機１２には、インバータ１８及び昇降圧コンバータ３０を介して蓄電器としてのキャパシタ１９が接続される。このインバータ１８と昇降圧コンバータ３０との間は、ＤＣバス４０によって接続されている。
【００２６】
また、ＤＣバス４０には、インバータ２０を介して旋回用電動機２１が接続されている。ＤＣバス４０は、キャパシタ１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の間で電力の授受を行うために配設されている。
【００２７】
ＤＣバス４０には、ＤＣバス４０の電圧値（以下、ＤＣバス電圧値と称す。）を検出するためのＤＣバス電圧検出部４１が配設されている。検出されるＤＣバス電圧値は、コントローラ５０に入力される。
【００２８】
キャパシタ１９には、キャパシタ電圧値を検出するためのキャパシタ電圧検出部３１と、キャパシタ電流値を検出するためのキャパシタ電流検出部３２が配設されている。キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧値は、コントローラ５０と、後述するコントローラ７０に入力される。また、キャパシタ電流検出部３２によって検出されるキャパシタ電流値は、コントローラ５０に入力される。
【００２９】
また、このキャパシタ１９には、キャパシタ１９を冷却するための冷却装置６０が配設されている。冷却装置６０は、キャパシタ１９の筐体に取り付けられた冷却用の電動ファンであり、後述するコントローラ７０によって駆動制御が行われる。
【００３０】
キャパシタ１９とコントローラ７０には、スイッチ８０を介してバッテリ９０が接続されている。このバッテリ９０は、ハイブリッド型作業機械の作業灯や電装品に電力を供給するための電源であり、エンジン１１によって駆動される発電機１００によって発電される電力が充電される。
【００３１】
旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、及び旋回減速機２４が接続される。また、パイロットポンプ１５には、パイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。
【００３２】
操作装置２６には、油圧ライン２７及び２８を介して、コントロールバルブ１７及びレバー操作検出部としての圧力センサ２９がそれぞれ接続される。この圧力センサ２９には、実施の形態１の建設機械の電気系の駆動制御を行うコントローラ５０が接続されている。
【００３３】
このような実施の形態１の建設機械は、エンジン１１、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１を動力源とするハイブリッド型建設機械である。これらの動力源は、図１に示す上部旋回体３に搭載される。以下、各部について説明する。
【００３４】
「各部の構成」
エンジン１１は、例えば、ディーゼルエンジンで構成される内燃機関であり、その出力軸は減速機１３の一方の入力軸に接続される。このエンジン１１は、建設機械の運転中は常時運転される。
【００３５】
電動発電機１２は、電動（アシスト）運転及び発電運転の双方が可能な電動機であればよい。ここでは、電動発電機１２として、インバータ１８によって交流駆動される電動発電機を示す。この電動発電機１２は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたＩＰＭ(Interior Permanent Magnetic)モータで構成することができる。電動発電機１２の回転軸は減速機１３の他方の入力軸に接続される。
【００３６】
減速機１３は、２つの入力軸と１つの出力軸を有する。２つの入力軸の各々には、エンジン１１の駆動軸と電動発電機１２の駆動軸が接続される。また、出力軸にはメインポンプ１４の駆動軸が接続される。エンジン１１の負荷が大きい場合には、電動発電機１２が電動（アシスト）運転を行い、電動発電機１２の駆動力が減速機１３の出力軸を経てメインポンプ１４に伝達される。これによりエンジン１１の駆動がアシストされる。一方、エンジン１１の負荷が小さい場合は、エンジン１１の駆動力が減速機１３を経て電動発電機１２に伝達されることにより、電動発電機１２が発電運転による発電を行う。電動発電機１２の力行運転と発電運転の切り替えは、コントローラ５０により、エンジン１１の負荷等に応じて行われる。
【００３７】
メインポンプ１４は、コントロールバルブ１７に供給するための油圧を発生するポンプである。この油圧は、コントロールバルブ１７を介して油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の各々を駆動するために供給される。
【００３８】
パイロットポンプ１５は、油圧操作系に必要なパイロット圧を発生するポンプである。この油圧操作系の構成については後述する。
【００３９】
コントロールバルブ１７は、高圧油圧ラインを介して接続される下部走行体１用の油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９の各々に供給する油圧を運転者の操作入力に応じて制御することにより、これらを油圧駆動制御する油圧制御装置である。
【００４０】
インバータ１８は、上述の如く電動発電機１２と昇降圧コンバータ３０との間に設けられ、コントローラ５０からの指令に基づき、電動発電機１２の運転制御を行う。これにより、インバータ１８が電動発電機１２を電動運転している際には、必要な電力をキャパシタ１９と昇降圧コンバータ３０からＤＣバス４０を介して電動発電機１２に供給する。また、電動発電機１２の回生を運転制御している際には、電動発電機１２により発電された電力をＤＣバス４０及び昇降圧コンバータ３０を介してキャパシタ１９に充電する。
【００４１】
キャパシタ１９は、昇降圧コンバータ３０を介してインバータ１８及びインバータ２０に接続されている。これにより、電動発電機１２の電動（アシスト）運転と旋回用電動機２１の力行運転との少なくともどちらか一方が行われている際には、電動（アシスト）運転又は力行運転に必要な電力を供給するとともに、また、電動発電機１２の発電運転と旋回用電動機２１の回生運転の少なくともどちらか一方が行われている際には、発電運転又は回生運転によって発生した電力を電気エネルギとして蓄積するための電源である。このキャパシタ１９は、多数のコンデンサを集合させたものである。
【００４２】
このキャパシタ１９の充放電制御は、キャパシタ１９の充電状態、電動発電機１２の運転状態（電動（アシスト）運転又は発電運転）、旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づき、昇降圧コンバータ３０によって行われる。この昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧値、キャパシタ電流検出部３２によって検出されるキャパシタ電流値、及びＤＣバス電圧検出部４１によって検出されるＤＣバス電圧値に基づき、コントローラ５０によって行われる。
【００４３】
インバータ２０は、上述の如く旋回用電動機２１と昇降圧コンバータ３０との間に設けられ、コントローラ５０からの指令に基づき、旋回用電動機２１に対して運転制御を行う。これにより、インバータ２０が旋回用電動機２１の力行を運転制御している際には、必要な電力をキャパシタ１９から昇降圧コンバータ３０を介して旋回用電動機２１に供給する。また、旋回用電動機２１が回生運転をしている際には、旋回用電動機２１により発電された電力を昇降圧コンバータ３０を介してキャパシタ１９へ充電する。図２には、旋回電動機（１台）及びインバータ（１台）を含む実施の形態を示すが、その他マグネット機構や旋回機構部以外の駆動部として備えることで、複数の電動機及び複数のインバータをＤＣバス４０に接続するようにしてもよい。
【００４４】
昇降圧コンバータ３０は、一側がＤＣバス４０を介して電動発電機１２及び旋回用電動機２１に接続されるとともに、他側がキャパシタ１９に接続されており、ＤＣバス電圧値が一定の範囲内に収まるように昇圧又は降圧を切り替える制御を行う。電動発電機１２が電動（アシスト）運転を行う場合には、インバータ１８を介して電動発電機１２に電力を供給する必要があるため、ＤＣバス電圧値を昇圧する必要がある。一方、電動発電機１２が発電運転を行う場合には、発電された電力をインバータ１８を介してキャパシタ１９に充電する必要があるため、ＤＣバス電圧値を降圧する必要がある。これは、旋回用電動機２１の力行運転と回生運転においても同様であり、その上、電動発電機１２はエンジン１１の負荷状態に応じて運転状態が切り替えられ、旋回用電動機２１は上部旋回体３の旋回動作に応じて運転状態が切り替えられるため、電動発電機１２と旋回用電動機２１には、いずれか一方が電動（アシスト）運転又は力行運転を行い、他方が発電運転又は回生運転を行う状況が生じうる。
【００４５】
このため、昇降圧コンバータ３０は、電動発電機１２と旋回用電動機２１の運転状態に応じて、ＤＣバス電圧値を一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える制御を行う。
【００４６】
キャパシタ電圧検出部３１は、キャパシタ１９の電圧値を検出するための電圧検出部であり、キャパシタ１９の充電状態を検出するために用いられる。検出されるキャパシタ電圧値は、コントローラ５０及びコントローラ７０に入力され、昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行うために用いられる。
【００４７】
キャパシタ電流検出部３２は、キャパシタ１９の電流値を検出するための電流検出部である。キャパシタ電流値は、キャパシタ１９から昇降圧コンバータ３０に流れる電流を正の値として検出される。検出されるキャパシタ電流値は、コントローラ５０に入力され、昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行うために用いられる。
【００４８】
ＤＣバス４０は、２つのインバータ１８及び２０と昇降圧コンバータ３０との間に配設されており、キャパシタ１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の間で電力の授受が可能に構成されている。
【００４９】
ＤＣバス電圧検出部４１は、ＤＣバス電圧値を検出するための電圧検出部である。検出されるＤＣバス電圧値はコントローラ５０に入力され、このＤＣバス電圧値を一定の範囲内に収めるための昇圧動作と降圧動作の切替制御を行うために用いられる。
【００５０】
冷却装置６０は、キャパシタ１９の筐体に取り付けられた冷却用の電動ファンであり、キャパシタ１９から供給される電力によって駆動され、キャパシタ１９を冷却する。
【００５１】
なお、冷却装置６０は、コントローラ７０によって駆動制御が行われ、後述するスイッチ７２、及びＤＣ−ＤＣコンバータ７３を経てキャパシタ１９から電力が供給される。
【００５２】
コントローラ７０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)７１、スイッチ７２、及びＤＣ−ＤＣコンバータ７３と、図示しない内部メモリとを含む演算処理装置で構成され、ＣＰＵ７１が内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムを実行することにより冷却装置６０の駆動制御を行う制御装置であり、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９の電圧値が所定電圧値以上である場合に、キャパシタ１９から供給される電力によって駆動され、キャパシタ１９を冷却するとともに、キャパシタ１９に冷却装置６０を駆動するための電力を放出させることにより、電圧値が所定電圧値以下になるまでキャパシタ１９を放電させる。
【００５３】
なお、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動時間を計測するタイマを内蔵する。
【００５４】
スイッチ７２は、キャパシタ１９から供給される電力をＤＣ−ＤＣコンバータ７３を介して冷却装置６０に供給するための切替器であり、ＣＰＵ７１によって駆動制御が行われる。このスイッチ７２は、特に記さない限り開放されている。
【００５５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ７３は、スイッチ７２を経てキャパシタ１９から供給される電圧（例えば、３６０Ｖ）を冷却装置６０の駆動用電圧値（２４Ｖ）に変換する変圧器である。
【００５６】
スイッチ８０は、コントローラ７０によって開閉制御が行われる切替器であり、キャパシタ１９の充電率が十分でない場合において冷却装置６０を駆動する必要があるときに、冷却装置６０にバッテリ９０から電力を供給する際に閉成される。このため、このスイッチ８０は、特に記さない限り開放されている。
【００５７】
バッテリ９０は、ハイブリッド型作業機械の作業灯や電装品に電力を供給するための電源であり、エンジン１１によって駆動される発電機１００によって発電される電力が充電される。
【００５８】
発電機１００は、エンジン１１の回転軸１１Ａに巻回されたファンベルトを介して駆動される発電機であり、バッテリ９０の充電に必要な電力を発電できる容量を有するものであればよい。
【００５９】
旋回用電動機２１は、力行運転及び回生運転の双方が可能な電動機であればよく、上部旋回体３の旋回機構２を駆動するために設けられている。力行運転の際には、旋回用電動機２１の回転駆動力の回転力が減速機２４にて増幅され、上部旋回体３が加減速制御され回転運動を行う。また、上部旋回体３の慣性回転により、減速機２４にて回転数が増加されて旋回用電動機２１に伝達され、回生電力を発生させることができる。ここでは、旋回用電動機２１として、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御信号によりインバータ２０によって交流駆動される電動機を示す。この旋回用電動機２１は、例えば、磁石埋込型のＩＰＭモータで構成することができる。これにより、より大きな誘導起電力を発生させることができるので、回生時に旋回用電動機２１にて発電される電力を増大させることができる。
【００６０】
レゾルバ２２は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転位置及び回転角度を検出するセンサであり、旋回用電動機２１と機械的に連結することで旋回用電動機２１の回転前の回転軸２１Ａの回転位置と、左回転又は右回転した後の回転位置との差を検出することにより、回転軸２１Ａの回転角度及び回転方向を検出するように構成されている。旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転角度を検出することにより、旋回機構２の回転角度及び回転方向が導出される。また、図２にはレゾルバ２２を取り付けた形態を示すが、電動機の回転センサを有しないインバータ制御方式を用いてもよい。
【００６１】
メカニカルブレーキ２３は、機械的な制動力を発生させる制動装置であり、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａを機械的に停止させる。このメカニカルブレーキ２３は、電磁式スイッチにより制動／解除が切り替えられる。この切り替えは、コントローラ５０によって行われる。
【００６２】
旋回減速機２４は、旋回用電動機２１の回転軸２１Ａの回転速度を減速して旋回機構２に機械的に伝達する減速機である。これにより、力行運転の際には、旋回用電動機２１の回転力を増力させ、より大きな回転力として旋回体へ伝達することができる。これとは逆に、回生運転の際には、旋回体で発生した回転数を増加させ、より多くの回転動作を旋回用電動機２１に発生させることができる。
【００６３】
旋回機構２は、旋回用電動機２１のメカニカルブレーキ２３が解除された状態で旋回可能となり、これにより、上部旋回体３が左方向又は右方向に旋回される。
【００６４】
操作装置２６は、旋回用電動機２１、下部走行体１、ブーム４、アーム５、及びバケット６を操作するための操作装置であり、ハイブリッド型建設機械の運転者によって操作される。
【００６５】
この操作装置２６は、パイロットライン２５を通じて供給される油圧（１次側の油圧）を運転者の操作量に応じた油圧（２次側の油圧）に変換して出力する。操作装置２６から出力される２次側の油圧は、油圧ライン２７を通じてコントロールバルブ１７に供給されるとともに、圧力センサ２９によって検出される。
【００６６】
操作装置２６が操作されると、油圧ライン２７を通じてコントロールバルブ１７が駆動され、これにより、油圧モータ１Ａ、１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９内の油圧が制御されることによって、下部走行体１、ブーム４、アーム５、及びバケット６が駆動される。
【００６７】
なお、油圧ライン２７は、油圧モータ１Ａ及び１Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダの駆動に必要な油圧をコントロールバルブに供給する。
【００６８】
旋回用操作検出部としての圧力センサ２９では、操作装置２６に対して旋回機構２を旋回させるための操作が入力されると、この操作量を油圧ライン２８内の油圧の変化として検出する。圧力センサ２９は、油圧ライン２８内の油圧を表す電気信号を出力する。これにより、操作装置２６に入力される旋回機構２を旋回させるための操作量を的確に把握することができる。この電気信号は、コントローラ５０に入力され、旋回用電動機２１の駆動制御に用いられる。また、実施の形態１では、レバー操作検出部としての圧力センサを用いる形態について説明するが、操作装置２６に入力される旋回機構２を旋回させるための操作量をそのまま電気信号で読み取るセンサを用いてもよい。
【００６９】
コントローラ５０は、実施の形態１のハイブリッド型建設機械の駆動制御を行う制御装置であり、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、ＣＰＵが内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される装置である。
【００７０】
コントローラ５０は、エンジン１１の運転制御、電動発電機１２の運転制御（電動（アシスト）運転又は発電運転の切り替え）、昇降圧コンバータ３０を駆動制御することによるキャパシタ１９の充放電制御、及び旋回用電動機２１の駆動制御を行うための制御装置である。なお、旋回用電動機２１の駆動制御は、圧力センサ２９から入力される信号（操作装置２６に入力される旋回機構２を旋回させるための操作量を表す信号）をコントローラ５０が速度指令に変換し、この速度指令を用いて旋回用電動機２１の駆動制御を行うことによって実行される。
【００７１】
コントローラ５０は、キャパシタ１９の充電状態、電動発電機１２の運転状態（電動（アシスト）運転又は発電運転）、及び旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づいて、昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行い、これによりキャパシタ１９の充放電制御を行う。
【００７２】
この昇降圧コンバータ３０の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧値、キャパシタ電流検出部３２によって検出されるキャパシタ電流値、及びＤＣバス電圧検出部４１によって検出されるＤＣバス電圧値に基づいて行われる。
【００７３】
なお、エンジン１１の運転制御には、エンジン１１の負荷状態に応じた燃料噴射量の制御等の他、エンジン１１の始動と停止の制御が含まれる。エンジン１１の始動と停止を表す信号は、コントローラ７０に伝送される。
【００７４】
「コントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御」
図３は、コントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【００７５】
コントローラ７０は、コントローラ５０からエンジン１１が停止されたことを表す信号を受信すると、図３に示す処理を開始する。このとき、内蔵されるタイマによる経過時間の計測が開始される。
【００７６】
まず、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動を開始させる（ステップＳ１１）。具体的には、コントローラ７０のＣＰＵ７１は、スイッチ７２を閉成し、キャパシタ１９から供給される電力（電圧値は約３６０Ｖ）をＤＣ−ＤＣコンバータ７３で（２４Ｖに）降圧して冷却装置６０に供給する。これにより、冷却装置６０の電動ファンが回転駆動され、キャパシタ１９が冷却される。
【００７７】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ電圧を計測する（ステップＳ１２）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値を表す信号をキャパシタ電圧検出部３１から受け取る。
【００７８】
さらに、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値と所定の閾値を比較することにより、キャパシタ電圧値が所定の閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳ１３）。所定の閾値は、例えば、キャパシタ１９のＳＯＣ（State of charge）で８０％に設定される。
【００７９】
キャパシタ電圧値が所定の閾値以下である場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、キャパシタ１９を十分に放電したと判定し、コントローラ７０は、手順をステップＳ１４に進行させる。
【００８０】
コントローラ７０は、冷却装置６０を停止させる（ステップＳ１４）。これは、ＣＰＵ７１がスイッチ７２を開放することによって実現される。
【００８１】
ところで、ステップＳ１３において、キャパシタ電圧値が所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＳ１３のＮＯ）、コントローラ７０は、手順をステップＳ１５に進行させ、内蔵タイマの積算時間が所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００８２】
内蔵タイマの積算時間が所定時間を経過していた場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却が十分に行われたと判定し、手順をステップＳ１４に進行させて冷却装置６０を停止させる。なお、ここでいう所定時間は、例えば、６０分であり、これにより、コントローラ７０は、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧値が異常であっても（例えば、冷却装置６０を駆動させているにもかかわらずキャパシタ電圧値が低下しない場合である。）、冷却装置６０を適切に停止させることができる。
【００８３】
一方、内蔵タイマの積算時間が所定時間（閾値）を経過していないと判定した場合（ステップＳ１５のＮＯ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却は不十分であり、かつ、キャパシタ電圧値もまだ高いと判定して手順をステップＳ１２にリターンさせ、ステップＳ１２、Ｓ１３、及びＳ１５を繰り返させるようにする。
【００８４】
以上でコントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御が終了する。
【００８５】
従来のハイブリッド型建設機械では、キャパシタの電圧値を放電設定値以下にするために放電される電力は、キャパシタの冷却のために用いることは行われていなかった。このため、放電される電力の効率的な利用と、キャパシタの冷却の両立は実現されていなかった。
【００８６】
ところが、本実施の形態のハイブリッド型建設機械によれば、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を冷却するとともに、キャパシタ１９のＳＯＣを所定値（この形態では８０％）まで低下させることができる。
【００８７】
これにより、キャパシタ１９は、放電によりＳＯＣが低下し、さらに、自らが放電する電力により冷却装置６０を駆動し、その冷却装置６０によって冷却されるため、電力を有効利用しつつキャパシタ１９の長寿命化を図ったハイブリッド型建設機械を提供することができる。
【００８８】
さらに、作業終了後に、高温状態が持続することを防止することができるので、キャパシタが駆動していない作業終了後の時間におけるキャパシタの劣化を防止することができる。
【００８９】
なお、以上では、キャパシタ１９のＳＯＣが８０％以下であるか否かを判定する形態について説明した。ＳＯＣの閾値を８０％に設定したのは、ハイブリッド型建設機械が次回運転開始される際に十分な充電量を確保するためと、回生電力を充電するための十分な空き容量を確保するためである。このため、判定に用いるＳＯＣの閾値は、８０％に限定されるものではなく、実機の仕様等に応じて適宜設定することが可能である。
【００９０】
また、以上では、コントローラ７０の内蔵タイマの積算時間の閾値が６０分である形態について説明したが、この閾値は６０分に限定されるものではなく、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。
【００９１】
なお、コントローラ７０は、冷却装置６０を駆動する際にキャパシタ電圧値が所定値以下である場合は、スイッチ７２を開放するとともにスイッチ８０を閉成することにより、バッテリ９０から供給される電力で冷却装置６０を駆動するようにしてもよい。
【００９２】
このような場合でもキャパシタ１９を冷却することができるため、キャパシタ１９の長寿命化を図ることができる。
【００９３】
また、以上では、エンジン１１をアシストするための電動発電機１２と旋回用電動機２１とを含むハイブリッド型建設機械に本実施の形態のハイブリッド型作業機械を適用した形態について説明したが、ハイブリッド化により電動化される要素はこれらに限られず、他の作業要素（例えば、下部走行体１、アーム４、ブーム５、又はバケット６）が電動化されたハイブリッド型建設機械に対しても同様に適用可能である。
【００９４】
また、以上では、インバータ１８及び２０が接続されたＤＣバス４０とキャパシタ１９との間に昇降圧コンバータ３０が配設されたハイブリッド型建設機械に本実施の形態のハイブリッド型作業機械を適用した形態について説明したが、インバータや昇降圧コンバータの配置や数等は一例であり、他の構成においても同様に適用可能である。
【００９５】
「実施の形態２」
実施の形態２のハイブリッド型建設機械は、キャパシタ電圧値ではなく、キャパシタ１９の温度に基づいて冷却装置６０の停止を判定する点が実施の形態１のハイブリッド型建設機械と異なる。その他の構成は、実施の形態１のハイブリッド型建設機械に準ずるため、同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９６】
図４は、実施の形態２のハイブリッド型建設機械の構成を表すブロック図である。この図４では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを実線、パイロットラインを破線、電気駆動・制御系を一点鎖線でそれぞれ示す。
【００９７】
実施の形態２のハイブリッド型建設機械は、キャパシタ１９にキャパシタ温度検出部１１０が接続されている点が実施の形態１と異なる。
【００９８】
このキャパシタ温度検出部１１０は、キャパシタ１９に含まれる複数のコンデンサの各々に設けられた熱電対サーミスタである。キャパシタ温度検出部１１０によって検出されるキャパシタ温度を表す信号は、コントローラ７０に伝送される。
【００９９】
また、実施の形態２のハイブリッド型建設機械は、キャパシタ電圧値ではなく、キャパシタ１９の温度に基づいて冷却装置６０の停止を判定することにより、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧を表す信号は、コントローラ５０のみに伝送され、コントローラ７０には伝送されない。
【０１００】
実施の形態２では、コントローラ７０は、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ温度検出部１１０によって検出されるキャパシタ温度が所定値以上である場合に、キャパシタ１９から供給される電力によって駆動され、キャパシタ１９を冷却装置６０で冷却するために冷却装置６０の駆動用の電力をキャパシタ１９に放電させ、キャパシタ温度が所定の閾値以下になるまでその放電を継続させる。
【０１０１】
図５は、コントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【０１０２】
コントローラ７０は、コントローラ５０からエンジン１１が停止されたことを表す信号を受信すると、図５に示す処理を開始する。このとき、内蔵されるタイマによる経過時間の計測が開始される。
【０１０３】
まず、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動を開始させる（ステップＳ２１）。具体的には、コントローラ７０のＣＰＵ７１は、スイッチ７２を閉成し、キャパシタ１９から供給される電力（電圧値は約３６０Ｖ）をＤＣ−ＤＣコンバータ７３で（２４Ｖに）降圧して冷却装置６０に供給する。これにより、冷却装置６０の電動ファンが回転駆動され、キャパシタ１９が冷却される。
【０１０４】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ温度を計測する（ステップＳ２２）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ温度を表す信号をキャパシタ温度検出部１１０から受け取る。
【０１０５】
さらに、コントローラ７０は、キャパシタ温度と所定の閾値を比較することにより、キャパシタ温度が所定の閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳ２３）。所定の閾値は、例えば、４０度に設定される。
【０１０６】
キャパシタ温度が所定の閾値以下である場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、キャパシタ１９を十分に放電及び冷却したと判定し、コントローラ７０は、手順をステップＳ２４に進行させる。
【０１０７】
コントローラ７０は、冷却装置６０を停止させる（ステップＳ２４）。これは、ＣＰＵ７１がスイッチ７２を開放することによって実現される。
【０１０８】
ところで、ステップＳ２３において、キャパシタ温度が所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＳ２３のＮＯ）、コントローラ７０は、手順をステップＳ２５に進行させ、内蔵タイマの積算時間が所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【０１０９】
内蔵タイマの積算時間が所定時間を経過していた場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却が十分に行われたと判定し、手順をステップＳ２４に進行させて冷却装置６０を停止させる。なお、ここでいう所定時間は、例えば、６０分であり、これにより、コントローラ７０は、キャパシタ温度検出部１１０によって検出されるキャパシタ温度が異常であっても（例えば、冷却装置６０を駆動させているにもかかわらずキャパシタ温度が低下しない場合である。）、冷却装置６０を適切に停止させることができる。
【０１１０】
一方、内蔵タイマの積算時間が所定時間（閾値）を経過していないと判定した場合（ステップＳ２５のＮＯ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却は不十分であり、かつ、キャパシタ温度もまだ高いと判定して手順をステップＳ２２にリターンさせ、ステップＳ２２、Ｓ２３、及びＳ２５を繰り返させるようにする。
【０１１１】
以上でコントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御が終了する。
【０１１２】
このように、実施の形態２のハイブリッド型建設機械によれば、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を放電させるとともに、キャパシタ１９の温度を所定値（この形態では４０度）まで低下させることができる。
【０１１３】
なお、以上では、キャパシタ温度の所定の閾値が４０度である場合について説明したが、この閾値は４０度に限定されるものではなく、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。
【０１１４】
また、以上では、コントローラ７０の内蔵タイマの積算時間の閾値が６０分である形態について説明したが、この閾値は６０分に限定されるものではなく、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。
【０１１５】
「実施の形態３」
実施の形態３のハイブリッド型建設機械は、実施の形態２のハイブリッド型建設機械（図４参照）と同様にキャパシタ温度検出部１１０を含み、検出されるキャパシタ温度を表す信号はコントローラ７０に伝送される。
【０１１６】
また、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧を表す信号もコントローラ７０に伝送される。
【０１１７】
図６は、実施の形態３のハイブリッド型建設機械のコントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。この処理手順におけるステップＳ３１乃至Ｓ３４は、それぞれ、実施の形態１におけるステップＳ１１乃至Ｓ１３及びＳ１５に相当する。また、ステップＳ３５乃至Ｓ３８は、実施の形態２におけるステップＳ２２乃至Ｓ２５に相当する。
【０１１８】
コントローラ７０は、コントローラ５０からエンジン１１が停止されたことを表す信号を受信すると、図６に示す処理を開始する。このとき、内蔵されるタイマによる経過時間の計測が開始される。
【０１１９】
まず、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動を開始させる（ステップＳ３１）。具体的には、コントローラ７０のＣＰＵ７１は、スイッチ７２を閉成し、キャパシタ１９から供給される電力（電圧値は約３６０Ｖ）をＤＣ−ＤＣコンバータ７３で（２４Ｖに）降圧して冷却装置６０に供給する。これにより、冷却装置６０の電動ファンが回転駆動され、キャパシタ１９が冷却される。
【０１２０】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ電圧を計測する（ステップＳ３２）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値を表す信号をキャパシタ電圧検出部３１から受け取る。
【０１２１】
さらに、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値と所定の閾値を比較することにより、キャパシタ電圧値が所定の閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳ３３）。所定の閾値は、例えば、キャパシタ１９のＳＯＣ（State of charge）で８０％に設定される。
【０１２２】
キャパシタ電圧値が所定の閾値以下である場合（ステップＳ３３のＹＥＳ）、キャパシタ１９を十分に放電したと判定し、コントローラ７０は、手順をステップＳ３５に進行させる。
【０１２３】
ここで、ステップＳ３３において、キャパシタ電圧値が所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＳ３３のＮＯ）、コントローラ７０は、手順をステップＳ３４に進行させ、内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ１を経過したか否かを判定する（ステップＳ３４）。
【０１２４】
内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ１を経過していた場合（ステップＳ３４のＹＥＳ）コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電が十分に行われたと判定し、手順をステップＳ３５に進行させる。なお、ここでいう所定時間Ｔ１は、例えば、６０分である。
【０１２５】
一方、内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ１を経過していないと判定した場合（ステップＳ３４のＮＯ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電は不十分であり、かつ、キャパシタ電圧値もまだ高いと判定して手順をステップＳ３２にリターンさせ、ステップＳ３２〜ステップＳ３４を繰り返させるようにする。
【０１２６】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ温度を計測する（ステップＳ３５）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ温度を表す信号をキャパシタ温度検出部１１０から受け取る。
【０１２７】
さらに、コントローラ７０は、キャパシタ温度と所定の閾値を比較することにより、キャパシタ温度が所定の閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳ３６）。所定の閾値は、例えば、４０度に設定される。
【０１２８】
キャパシタ温度が所定の閾値以下である場合（ステップＳ３６のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９を十分に放電及び冷却したと判定して手順をステップＳ３７に進行させる。
【０１２９】
コントローラ７０は、冷却装置６０を停止させる（ステップＳ３７）。これは、ＣＰＵ７１がスイッチ７２を開放することによって実現される。
【０１３０】
ところで、ステップＳ３６において、キャパシタ温度が所定の閾値よりも高いと判定した場合（ステップＳ３６のＮＯ）、コントローラ７０は、手順をステップＳ３８に進行させ、内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ２を経過したか否かを判定する（ステップＳ３８）。
【０１３１】
内蔵タイマの積算時間が所定時間Ｔ２を経過していた場合（ステップＳ３８のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の放電及び冷却が十分に行われたと判定して手順をステップＳ３７に進行させ、冷却装置６０を停止させる。なお、ここでいう所定時間Ｔ２は、例えば、６０分である。
【０１３２】
一方、内蔵タイマの積算時間が所定時間（閾値）を経過していないと判定した場合（ステップＳ３８のＮＯ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９の冷却は不十分であり、かつ、キャパシタ温度もまだ高いと判定し、コントローラ７０は手順をステップＳ３５にリターンさせ、ステップＳ３５、Ｓ３６、及びＳ３８を繰り返させるようにする。
【０１３３】
以上でコントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御が終了する。
【０１３４】
このように、実施の形態３のハイブリッド型建設機械によれば、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を冷却するとともに、キャパシタ１９のＳＯＣを所定値（この形態では８０％）まで低下させることができる。
【０１３５】
また、これに加えて、キャパシタ１９の温度を検出して所定値（この形態では４０度）まで低下させることにより、キャパシタ１９の電力を用いてキャパシタ１９を十分に冷却することができる。
【０１３６】
これにより、キャパシタ１９は、放電によりＳＯＣが低下し、さらに、自らが放電する電力により冷却装置６０を駆動し、その冷却装置６０によって冷却されるため、電力を有効利用しつつキャパシタ１９の長寿命化を図ったハイブリッド型建設機械を提供することができる。
【０１３７】
なお、ＳＯＣの閾値やキャパシタ温度の閾値については、実施の形態１又は２と同様に、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。
【０１３８】
また、ステップＳ３４とＳ３８における所定時間Ｔ１とＴ２は、６０分に限定されるものではなく、キャパシタ１９の容量等に応じて適宜設定することが可能である。所定時間Ｔ１とＴ２は独立的に設定可能である。
【０１３９】
更に、実施の形態３において、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値と閾値とを比較する処理（ステップＳ３２〜ステップＳ３４）を先に実行した上で、キャパシタ温度と閾値とを比較する処理（ステップＳ３５〜ステップＳ３８）を実行するが、これらの処理は、順不同であり、また、並行して同時に実行されてもよい。
【０１４０】
「実施の形態４」
実施の形態４のハイブリッド型建設機械は、実施の形態２及び３のハイブリッド型建設機械（図４参照）と同様にキャパシタ温度検出部１１０を含み、検出されるキャパシタ温度を表す信号はコントローラ７０に伝送される。
【０１４１】
また、キャパシタ電圧検出部３１によって検出されるキャパシタ電圧を表す信号もコントローラ７０に伝送される。
【０１４２】
図７は、実施の形態４のハイブリッド型建設機械のコントローラ７０によって実行される冷却装置６０の駆動制御の処理手順を示す図である。
【０１４３】
コントローラ７０は、コントローラ５０からエンジン１１が停止されたことを表す信号を受信すると、図７に示す処理を開始する。このとき、内蔵されるタイマによる経過時間の計測が開始される。
【０１４４】
まず、コントローラ７０は、冷却装置６０の駆動を開始させる（ステップＳ４１）。具体的には、コントローラ７０のＣＰＵ７１は、スイッチ７２を閉成し、キャパシタ１９から供給される電力（電圧値は約３６０Ｖ）をＤＣ−ＤＣコンバータ７３で（２４Ｖに）降圧して冷却装置６０に供給する。これにより、冷却装置６０の電動ファンが回転駆動され、キャパシタ１９が冷却される。
【０１４５】
次いで、コントローラ７０は、キャパシタ電圧及びキャパシタ温度を計測する（ステップＳ４２）。具体的には、コントローラ７０は、キャパシタ電圧値を表す信号をキャパシタ電圧検出部３１から受け取り、キャパシタ温度を表す信号をキャパシタ温度検出部１１０から受け取る。
【０１４６】
その後、コントローラ７０は、計測したキャパシタ電圧及びキャパシタ温度とタイムテーブルとを用いて冷却装置の駆動時間を設定する（ステップＳ４３）。
【０１４７】
タイムテーブルは、キャパシタ電圧及びキャパシタ温度と冷却装置の適正な駆動時間との間の関係を表す参照テーブルであり、例えば、コントローラ７０の内部メモリに予め記憶されており、コントローラ７０がエンジン１１の停止時点におけるキャパシタ電圧及びキャパシタ温度に基づいてキャパシタ１９を十分に放電させ、かつ、冷却するのに必要な冷却装置６０の適正な駆動時間（以下、「冷却装置駆動時間」と称す。）を決定できるようにする。
【０１４８】
図８は、冷却装置駆動時間を設定するために用いるタイムテーブルの構成例を示す図であり、縦方向に６段階のキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］のレベルを配置し、横方向に６段階のキャパシタ温度Ｔ［℃］のレベルを配置する。また、冷却装置駆動時間は、分単位で設定され、キャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］が増大するにつれて増大し、かつ、キャパシタ温度Ｔ［℃］が増大するにつれて増大する。
【０１４９】
図８は、例えば、エンジン１１の停止時点におけるキャパシタ電圧及びキャパシタ温度がそれぞれ３２０［Ｖ］、４７［℃］であった場合、キャパシタ１９を十分に放電させ、かつ、冷却するのに必要な冷却装置駆動時間が３０［分］であることを示し、また、エンジン１１の停止時点におけるキャパシタ電圧及びキャパシタ温度がそれぞれ３７０［Ｖ］、６２［℃］であった場合、キャパシタ１９を十分に放電させ、かつ、冷却するのに必要な冷却装置駆動時間が５５［分］であることを示す。
【０１５０】
このようにして冷却装置駆動時間を設定したコントローラ７０は、冷却装置６０が駆動を開始してからの経過時間を監視しながら、その経過時間と冷却装置駆動時間とを比較する（ステップＳ４４）。
【０１５１】
その経過時間が冷却装置駆動時間未満の場合（ステップＳ４４のＮＯ）、コントローラ７０は、冷却装置６０を停止させることなくその経過時間の監視を継続する。
【０１５２】
一方、その経過時間が冷却装置駆動時間以上となった場合（ステップＳ４４のＹＥＳ）、コントローラ７０は、キャパシタ１９を十分に放電させ、かつ、冷却したと判定して冷却装置６０を停止させる（ステップＳ４５）。
【０１５３】
以上でコントローラ７０による冷却装置６０の駆動制御が終了する。
【０１５４】
このように、実施の形態４のハイブリッド型建設機械によれば、エンジン１１が停止された後に、キャパシタ１９に充電された電力を利用して冷却装置６０を駆動することにより、キャパシタ１９を放電させるとともに、キャパシタ１９の温度を所定値（この形態では４０度未満）まで低下させることができる。
【０１５５】
また、実施の形態４において、タイムテーブルは、キャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］及びキャパシタ温度Ｔ［℃］のそれぞれに６段階のレベルを準備するが、６段階未満のレベル又は７段階以上のレベルを準備するようにしてもよく、キャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］のレベルの数とキャパシタ温度Ｔ［℃］のレベルの数とが異なるようにしてもよい。
【０１５６】
また、タイムテーブルは、キャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］又はキャパシタ温度Ｔ［℃］の何れか一方のレベルの数が１段階であってもよく、それらの双方が共に１段階であってもよい。
【０１５７】
図９は、図８で示すタイムテーブルを一般化した参照テーブルであり、縦方向にＮ＋１段階（Ｎは１以上の自然数である。）のキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］のレベルを配置し、横方向にＭ＋１段階（Ｍは１以上の自然数である。）のキャパシタ温度Ｔ［℃］のレベルを配置する。また、冷却装置駆動時間ＡN,M［分］は、第Ｎレベルのキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］及び第Ｍレベルのキャパシタ温度Ｔ［℃］に対応する冷却装置駆動時間であり、分単位で設定される。なお、冷却装置駆動時間ＡN,M［分］のそれぞれは、必ずしもキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］が増大するにつれて増大し、或いは、キャパシタ温度Ｔ［℃］が増大するにつれて増大する必要はなく、重複する値であってもよい。
【０１５８】
また、冷却装置駆動時間ＡN,M［分］のそれぞれは、ベンチテストに基づいて予め設定される値であるが、環境温度、環境湿度、現在時刻、現在位置等に応じて動的に調節されてもよい。
【０１５９】
また、実施の形態４のハイブリッド型建設機械において、コントローラ７０は、一旦冷却装置駆動時間を設定した後はキャパシタ電圧Ｖ［Ｖ］及びキャパシタ温度Ｔ［℃］を計測することなく経過時間のみを監視するので、キャパシタ電圧検出部３１及びキャパシタ温度検出部１１０への電力供給を停止させることができ、無駄な電力消費を回避することができる。
【０１６０】
更に、コントローラ７０は、冷却装置駆動時間が経過する前にキャパシタ電圧値が所定値以下となった場合は、スイッチ７２を開放するとともにスイッチ８０を閉成することにより、バッテリ９０から供給される電力で冷却装置６０の駆動を継続させるようにしてもよい。
【０１６１】
以上では、ハイブリッド型建設機械について説明したが、ハイブリッド型作業機械は、建設機械以外の形態の作業機械であってもよく、例えば、ハイブリッド型の運搬荷役機械（クレーンやフォークリフト）であってもよい。
【０１６２】
例えば、図２に示すエンジン１１及び電動発電機１２をクレーンのエンジン及びアシスト用電動発電機として用い、図２に示す旋回用電動機２１をクレーンの荷役作業において部品や貨物等を上昇又は下降させるための動力源に用いればよい。特に、部品や貨物等を上昇又は下降させるための動力源は、ワイヤの巻き取り、又は引き出しに伴って力行運転（巻き取り時）と回生運転（引き出し時）を行うため、ハイブリッド型作業機械として上述のハイブリッド型建設機械と同様に実施することができる。
【０１６３】
また、フォークリフトの場合も同様に、図２に示すエンジン１１及び電動発電機１２をフォークリフトのエンジン及びアシスト用電動発電機として用い、図２に示す旋回用電動機２１をフォークリフトの荷役作業においてフォークを上昇又は下降させるための動力源に用いればよい。特に、フォークを上昇又は下降させるための動力源は、上下動作に伴って力行運転（上昇時）と回生運転（下降時）を行うため、ハイブリッド型作業機械として上述のハイブリッド型建設機械と同様に実施することができる。
【０１６４】
以上、本発明の例示的な実施の形態のハイブリッド型作業機械について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
１ 下部走行体
１Ａ、１Ｂ 油圧モータ
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
１０ キャビン
１１ エンジン
１２ 電動発電機
１３ 減速機
１４ メインポンプ
１５ パイロットポンプ
１６ 高圧油圧ライン
１７ コントロールバルブ
１８ インバータ
１９ キャパシタ
２０ インバータ
２１ 旋回用電動機
２２ レゾルバ
２３ メカニカルブレーキ
２４ 旋回減速機
２５ パイロットライン
２６ 操作装置
２７、２８ 油圧ライン
２９ 圧力センサ
３０ 昇降圧コンバータ
３１ キャパシタ電圧検出部
３２ キャパシタ電流検出部
４０ ＤＣバス
４１ ＤＣバス電圧検出部
５０ コントローラ
６０ 冷却装置
７０ コントローラ
８０ スイッチ
９０ バッテリ
１００ 発電機
１１０ キャパシタ温度検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンをアシストするための電動発電機と、当該電動発電機への電力供給、又は回生電力の充電を行うキャパシタとを含むハイブリッド型作業機械において、
前記キャパシタを冷却する冷却装置と、
前記冷却装置の駆動制御を行う駆動制御部と
を含み、
前記駆動制御部は、前記エンジンの停止後に、前記キャパシタから供給される電力で前記冷却装置を駆動する、ハイブリッド型作業機械。
【請求項２】
前記キャパシタの電圧値を検出する電圧検出部をさらに含み、
前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値に基づき、前記冷却装置の駆動制御を行う、請求項１に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値が所定電圧値に下がるまで、前記冷却装置を駆動する、請求項２に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項４】
前記キャパシタの温度を検出する温度検出部をさらに含み、
前記駆動制御部は、前記温度検出部によって検出される温度に基づき、前記冷却装置の駆動制御を行う、請求項１又は２に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記キャパシタの温度が所定温度以下になるまで、前記冷却装置を駆動する、請求項４に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項６】
前記冷却装置には二次電池が接続されており、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値が所定電圧値よりも低いときは、前記キャパシタから供給される電力の代わりに、前記二次電池から供給される電力で前記冷却装置を駆動する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項７】
前記冷却装置の駆動時間を計測するタイマをさらに含み、
前記駆動制御部は、前記タイマによって計測される駆動時間が所定時間を経過すると、前記冷却装置の駆動を停止する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項８】
前記キャパシタの電圧値を検出する電圧検出部と、
前記キャパシタの温度を検出する温度検出部と、
前記冷却装置の駆動時間を計測するタイマと、をさらに含み、
前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値と前記温度検出部によって検出されるキャパシタの温度とに基づいて冷却装置の適正駆動時間を設定し、前記タイマによって計測される駆動時間が前記適正駆動時間を経過すると、前記冷却装置の駆動を停止する、請求項１に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項１】
エンジンをアシストするための電動発電機と、当該電動発電機への電力供給、又は回生電力の充電を行うキャパシタとを含むハイブリッド型作業機械において、
前記キャパシタを冷却する冷却装置と、
前記冷却装置の駆動制御を行う駆動制御部と
を含み、
前記駆動制御部は、前記エンジンの停止後に、前記キャパシタから供給される電力で前記冷却装置を駆動する、ハイブリッド型作業機械。
【請求項２】
前記キャパシタの電圧値を検出する電圧検出部をさらに含み、
前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値に基づき、前記冷却装置の駆動制御を行う、請求項１に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値が所定電圧値に下がるまで、前記冷却装置を駆動する、請求項２に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項４】
前記キャパシタの温度を検出する温度検出部をさらに含み、
前記駆動制御部は、前記温度検出部によって検出される温度に基づき、前記冷却装置の駆動制御を行う、請求項１又は２に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記キャパシタの温度が所定温度以下になるまで、前記冷却装置を駆動する、請求項４に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項６】
前記冷却装置には二次電池が接続されており、前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値が所定電圧値よりも低いときは、前記キャパシタから供給される電力の代わりに、前記二次電池から供給される電力で前記冷却装置を駆動する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項７】
前記冷却装置の駆動時間を計測するタイマをさらに含み、
前記駆動制御部は、前記タイマによって計測される駆動時間が所定時間を経過すると、前記冷却装置の駆動を停止する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のハイブリッド型作業機械。
【請求項８】
前記キャパシタの電圧値を検出する電圧検出部と、
前記キャパシタの温度を検出する温度検出部と、
前記冷却装置の駆動時間を計測するタイマと、をさらに含み、
前記駆動制御部は、前記電圧検出部によって検出されるキャパシタの電圧値と前記温度検出部によって検出されるキャパシタの温度とに基づいて冷却装置の適正駆動時間を設定し、前記タイマによって計測される駆動時間が前記適正駆動時間を経過すると、前記冷却装置の駆動を停止する、請求項１に記載のハイブリッド型作業機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２６１２２７（Ｐ２００９−２６１２２７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７０９８７（Ｐ２００９−７０９８７）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（５０２２４６５２８）住友建機株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（５０２２４６５２８）住友建機株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]