KR101523460B1

KR101523460B1 - 축전기의 충방전 제어 장치, 축전기의 충방전 제어 방법, 및 축전기의 충방전 제어 장치를 구비한 하이브리드 작업 기계

Info

Publication number: KR101523460B1
Application number: KR1020137029550A
Authority: KR
Inventors: 겐타로 무라카미; 다다시 가와구치; 마코토 하시모토
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2015-05-27
Also published as: CN103370247B; US9045044B2; KR20130133080A; US20150202979A1; US20140214250A1; WO2013121614A1; DE112012000333T5; CN103370247A; JP5247899B1; JP2013169060A; US9260032B2

Abstract

엔진에 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 비축함과 함께, 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기 혹은 다른 적어도 하나의 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 축전기와, 상기 축전기, 상기 발전 전동기, 및 상기 전동 액추에이터 사이의 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서의 상기 축전기의 충방전 제어를 실행하는 축전기의 충방전 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는, 상기 엔진의 구동 중에 상기 축전기의 전기 에너지를 방전시키고, 상기 축전기를 방전 완료시킨 후에 소정 엔진 회전수 이하의 상태를 소정 시간 유지한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 장치.

Description

축전기의 충방전 제어 장치, 축전기의 충방전 제어 방법, 및 축전기의 충방전 제어 장치를 구비한 하이브리드 작업 기계{CHARGE/DISCHARGE CONTROL DEVICE FOR ELECTRIC ACCUMULATOR, CHARGE/DISCHARGE CONTROL METHOD FOR ELECTRIC ACCUMULATOR, AND HYBRID WORK MACHINE PROVIDED WITH CHARGE/DISCHARGE CONTROL DEVICE FOR ELECTRIC ACCUMULATOR}

본 발명은, 엔진에 기계적으로 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지 (이하의 설명에 있어서 전기 에너지를 전하라고 표현하는 경우도 있다) 를 축전기에 비축함과 함께, 축전기에 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기를 구동시켜 상기 엔진의 출력을 어시스트 구동시키거나, 혹은 축전기에 비축된 전기 에너지에 의해 다른 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 하이브리드 작업 기계에 관련된 것으로서, 하이브리드 작업 기계는, 상기 축전기와 상기 발전 전동기, 혹은 상기 축전기와 상기 다른 전동 액추에이터 사이에서 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비하여 상기 축전기의 충방전 제어를 실시하는 축전기의 충방전 제어 장치 및 축전기의 충방전 제어 방법, 충전기의 충방전 제어 장치를 구비한 하이브리드 작업 기계에 관한 것이다.

최근 구동원으로서 엔진과, 엔진에 기계적으로 결합된 발전 전동기가 탑재되고, 발전 전동기로 발전된 전기 에너지에 의해 전동 액추에이터를 회전 구동시키는 하이브리드 작업 기계가 실용화되고 있다. 이와 같은 하이브리드 작업 기계에서는, 전동 액추에이터를 가속 동작 (역행) 시킬 때에는, 후술하는 축전기에 비축된 전기 에너지나 발전 전동기로 발전된 전기 에너지를 이용하고, 전동 액추에이터를 감속 동작 (회생) 시킬 때에는, 전동 액추에이터를 발전 동작시키고, 발전된 전기 에너지를 축전기에 축적하는 것이 실시된다. 축전기로는, 이른바 2 차 전지로서의 니켈수소 전지, 리튬 이온 전지, 커패시터 등이 사용된다. 예를 들어 커패시터는, 단시간에 전기 에너지의 충방전이 가능하고, 대용량의 전기 에너지 (전하) 를 충방전할 수 있다는 특징을 가져, 하이브리드 건설 기계에 탑재되는 경우가 있다.

이 커패시터나 커패시터 주변 기기의 교환 작업이나 커패시터의 열화 상태의 점검 작업 등의 메인터넌스 작업을 실시할 때, 커패시터의 전하 제거 (방전) 의 작업이 필요하다. 커패시터에 한정되지 않고 2 차 전지의 방전을 실시할 때, 커패시터를 하이브리드 작업 기계로부터 내려놓고, 방전기라는 도구를 사용하여 전하 제거를 실시할 수 있는데, 하이브리드 작업 기계에 탑재된 커패시터의 전하 제거 처리가, 커패시터가 하이브리드 작업 기계에 차재 (車載) 된 상태인 채로, 엔진을 부하로 하여 전기 에너지를 소비 (방전) 할 수 있는 구조나 제어 장치 (충방전 장치) 를 하이브리드 작업 기계에 구비하고, 그 충방전 장치를 사용하여 전하 제거를 실행할 수 있으면, 하이브리드 작업 기계가 가동되는 현장에 방전기를 반입하거나 하는 번거로움이 없다. 즉, 하이브리드 작업 기계에 충방전 장치를 구비하고, 엔진의 구동에 수반하여 회전 구동되는 발전 전동기에 대하여 커패시터로부터 전력을 공급 (방전) 하고, 동작 중의 엔진을 부하로 하여 발전 전동기를 구동시킴으로써, 커패시터에 비축되었던 전하를 방전 (전하 제거) 시킬 수 있다.

또한, 특허문헌 1 에는, 엔진을 부하로 하여 구동시켜, 발전 전동기 및 승압기에 대한 전류 제어 및 전압 제어를 실시함으로써, 커패시터의 전하 제거를 신속하게 실시할 수 있는 것이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 엔진을 부하로 하여 엔진 시동용 모터를 주행용 배터리로 구동시키는 방전 제어 및 엔진으로 엔진 시동용 모터를 회전 구동시켜 주행용 배터리를 충전하는 충전 제어 중 어느 일방을 실시하고, 그 때의 배터리 전류 및 전압에 기초하여 배터리의 IV 특성을 산출함으로써 배터리의 열화 상태를 조사할 수 있는 것이 기재되어 있다.

국제공개 제2008/111649호 일본 공개특허공보 2000-270408호

그런데, 엔진을 부하로 하여 상기 서술한 커패시터의 전하 제거를 실시한 경우, 그 후, 하이브리드 작업 기계의 가동을 정지시키기 위해 작업자 (오퍼레이터 혹은 서비스맨) 는, 엔진 시동 혹은 엔진 정지의 지령 출력 수단으로서 기능하는 키 스위치를 오프로 조작하여 엔진을 정지시킨다. 키 스위치는, 키 실린더에 키를 삽입하여 회전 동작시킴으로써 엔진 시동 혹은 엔진 정지를 실시할 수 있는 것이나 버튼 조작에 의해 엔진 시동이나 엔진 정지를 실시할 수 있는 것이 사용된다. 키 스위치가, 전술한 바와 같이 키를 삽입하여 회전 동작시키는 것인 경우, 회전 동작의 회전 방향으로 오프의 위치, 온의 위치, 스타트의 위치가 설정되며, 오프의 위치로 키가 조작되면 엔진 정지가 되고, 온의 위치로 조작되면 각 전기 계통이 통전 상태가 되고, 온의 위치로부터 다시 스타트의 위치로 키를 회전 동작시키면 엔진을 시동시키기 위한 스타터 (엔진 시동용 전동기) 가 회전 구동되어 엔진을 시동시킨다.

그러나, 커패시터나 그 주변 기기의 메인터넌스 작업 등을 실시하는 작업자는, 상기와 같이 전하 제거가 종료된 것으로 인식하여 키 스위치를 오프의 위치로 조작 (키를 오프의 위치로 회전 동작) 한 것이므로 엔진이 정지한 것으로 판단하고, 그 판단 후, 하이브리드 작업 기계의 운전실에 구비된, 하이브리드 작업 기계의 누적 가동 시간이나 연료 잔량 등의 기계 상태를 표시하기 위한 모니터 장치를 기동시켜, 그것들의 기계 상태를 확인하는 작업 등을 실시하는 경우가 있다. 요컨대, 작업자가 그 확인 작업에 있어서 모니터 장치에 전원을 공급하기 위해 키 스위치를 온의 위치로 조작 (키를 온의 위치로 회전 동작) 하는 경우가 있다. 이 때, 키 스위치를 온의 위치로 조작한 상태에서, 스타트의 위치까지 키를 조작 (회전 동작) 시키지 않으면, 스타터 (엔진 시동용 전동기) 는 회전 구동되지 않아 엔진 시동은 되지 않지만, 엔진의 연료 분사 계통은 통전되어 엔진의 연소실 내에 연료가 공급된다.

따라서, 키 스위치가 오프의 위치로 조작됨으로써, 연료 분사 장치로부터 엔진으로의 연료의 공급은 정지되어 엔진 회전수가 감소해 가게 되는데, 그 엔진 회전수의 감소 과정에 있어서, 키 스위치가 온의 위치로 조작 (스타트의 위치까지 조작되지 않아 스타터가 회전 구동되지 않은 조작) 됨으로써 연료 분사 장치로부터 연료가 엔진에 대하여 공급되고, 그 시점에서 어느 정도의 엔진 회전수로 엔진이 구동되고 있으면, 엔진의 연소실 내에서 연료의 폭발 현상이 발생하여 엔진 회전수가 상승한다. 여기서, 커패시터와 발전 전동기, 혹은 커패시터와 다른 전동 액추에이터 사이에서 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러는, 키 스위치가 온의 위치에 있는 상태, 또한 엔진 회전수를 검지하는 회전 센서로부터 수신한 엔진 회전수가 소정의 엔진 회전수를 초과한 상태인 것을 조건으로 하여 커패시터를 재충전하게 된다.

요컨대, 소정의 엔진 회전수란, 키 스위치가 오프의 위치로 조작된 후, 키 스위치가 온의 위치로 조작된 것만으로 엔진에 공급되는 연료에 의해 엔진 회전수가 상승하는지의 여부의 분기점이 되는 회전수인 것을 의미하며, 소정의 엔진 회전수보다 낮은 상태일 때, 키 스위치가 온의 위치로 조작되어 엔진에 연료가 공급되었다 해도, 엔진의 크랭크 샤프트나 발전 전동기의 로터축의 프릭션 저항 (회전 저항) 등에 의해 엔진 회전수는 상승하지 않는다. 즉, 키 스위치가 오프의 위치로 조작된 후, 엔진 회전수가 소정의 엔진 회전수를 초과한 상태에서 키 스위치가 온의 위치로 조작되면 엔진 회전수가 상승하여, 엔진에 기계적으로 결합된 발전 전동기가 회전 구동되고 발전되어, 커패시터가 재충전되는 현상이 일어나는 것이다.

즉, 커패시터의 전하 제거 완료 (방전 완료) 상태여도, 그 전하 제거 완료 직후에는, 엔진 회전수가 소정의 회전수 이상인 상태이면, 작업자가 예기치 않은 충전 (재충전) 이 커패시터에 실시되는 경우가 발생하여, 커패시터의 메인터넌스 작업 등에 지장을 초래한다는 문제가 있다. 요컨대, 차재 상태에서 전하 제거를 실시한 커패시터가 재충전된 상태의 것이면, 커패시터의 교환이나 점검을 위해, 하이브리드 작업 기계로부터 내려놓을 때나 내려놓은 후에 메인터넌스 작업 등에 지장을 초래한다. 커패시터의 열화 상태를 확인하기 위해 커패시터의 전하량을 계측하는 것과 같은 점검 작업을 실시하는 경우, 커패시터에 전하가 남아 있으면 재차의 방전 처리 (전하 제거) 의 작업을 실시해야 하게 된다. 또, 하이브리드 작업 기계로부터 내려놓은 커패시터를 폐기하는 경우, 일반적인 2 차 전지와 동일하게, 커패시터에 전하가 남아 있으면 폐기를 위한 분해 작업이나 반송 작업 전에 방전 처리 (전하 제거) 의 작업을 실시해야 하게 된다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 축전기의 전하 제거 후에 축전기에 작업자가 예기치 않은 충전이 실시되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 축전기의 충방전 제어 장치, 축전기의 충방전 제어 방법, 및 축전기의 충방전 제어 장치를 구비한 하이브리드 작업 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 장치는, 엔진에 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 비축함과 함께, 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기 혹은 다른 적어도 하나의 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 축전기와, 상기 축전기, 상기 발전 전동기, 및 상기 전동 액추에이터 사이의 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서의 상기 축전기의 충방전 제어를 실행하는 축전기의 충방전 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는, 상기 엔진의 구동 중에 상기 축전기의 전기 에너지를 방전시키고, 상기 축전기를 방전 완료시킨 후에 소정 엔진 회전수 이하의 상태를 소정 시간 유지한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 장치는, 상기 발명에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 축전기의 방전 완료 후부터 상기 소정 엔진 회전수 이하의 상태를 상기 소정 시간 유지할 때까지의 동안에, 상기 축전기의 재충전을 금지하는 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 장치는, 상기 발명에 있어서, 상기 소정 엔진 회전수 이하의 상태는, 상기 엔진의 시동과 정지를 지령하는 지령 출력 수단에 의해 엔진 정지가 지령된 후인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 장치는, 상기 발명에 있어서, 상기 소정 엔진 회전수는, 상기 엔진의 시동과 정지를 지령하는 지령 출력 수단에 의해 엔진 정지가 실시된 후, 상기 지령 출력 수단이 조작되어, 상기 엔진으로의 연료를 공급하는 연료 분사 장치가 상기 엔진에 연료를 공급하면 상기 엔진 회전수가 상승하는 회전수인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 장치는, 엔진에 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 비축함과 함께, 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기 혹은 다른 적어도 하나의 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 축전기와, 상기 축전기, 상기 발전 전동기, 및 상기 전동 액추에이터 사이의 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서의 상기 축전기의 충방전 제어를 실행하는 축전기의 충방전 제어 장치로서, 상기 컨트롤러는, 상기 엔진의 구동 중에 상기 축전기의 전기 에너지를 방전시키고, 상기 축전기를 방전 완료시킨 후에 상기 축전기의 재충전 금지를 해제하는 해제 신호를 수신한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 장치는, 상기 발명에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 축전기의 방전 완료 후부터 축전기의 재충전 금지를 해제하는 해제 신호를 수신할 때까지의 동안에, 상기 축전기의 재충전을 금지하는 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 장치는, 상기 발명에 있어서, 상기 해제 신호는, 조작 수단의 조작에 의해 생성되는 신호인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 장치는, 상기 발명에 있어서, 상기 축전기의 방전 완료는, 상기 축전기의 전압이 소정값 이하인 상태를 소정 시간 경과한 시점을 판단하여 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 방법은, 엔진에 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 비축함과 함께, 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기 혹은 다른 적어도 하나의 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 축전기와, 상기 축전기, 상기 발전 전동기, 및 상기 전동 액추에이터 사이의 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서의 상기 축전기의 충방전 제어를 실행하는 축전기의 충방전 제어 방법으로서, 상기 컨트롤러는, 상기 엔진의 구동 중에 상기 축전기의 전기 에너지를 방전시키고, 상기 축전기를 방전 완료시킨 후에 소정 엔진 회전수 이하의 상태를 소정 시간 유지한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 방법은, 엔진에 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 비축함과 함께, 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기 혹은 다른 적어도 하나의 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 축전기와, 상기 축전기, 상기 발전 전동기, 및 상기 전동 액추에이터 사이의 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서의 상기 축전기의 충방전 제어를 실행하는 축전기의 충방전 제어 방법으로서, 상기 컨트롤러는, 상기 엔진의 구동 중에 상기 축전기의 전기 에너지를 방전시키고, 상기 축전기를 방전 완료시킨 후에 상기 축전기의 재충전 금지를 해제하는 해제 신호를 수신한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관련된 축전기의 충방전 제어 장치를 구비한 하이브리드 작업 기계는, 상기 발명 중 어느 하나에 기재된 축전기의 충방전 제어 장치를 구비한다.

본 발명에 의하면, 하이브리드 작업 기계에 탑재된 축전기에 대하여, 차재된 상태에서 실시되는, 축전기의 전하 제거 처리를 실행한 후에 엔진을 정지시키고, 그 후 엔진에 시동 지령을 부여하지 않은 상태에서, 엔진이 소정 엔진 회전수 이하의 상태를 소정 시간 유지한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하거나, 혹은 상기 축전기의 전하 제거 완료 후에 축전기의 재충전 금지를 해제하는 해제 신호를 수신한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 제어를 실시하도록 하고 있으므로, 축전기의 전하 제거 후에 축전기에 작업자가 예기치 않은 충전이 실시되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

도 1 은 작업 기계로서의 일례인 하이브리드 유압 셔블의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 하이브리드 유압 셔블의 주요 구성과 주요 구성 사이의 관계를 나타내는 전기 회로 및 유압 회로를 포함하는 모식도이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태 1 의 커패시터 충방전 제어부에 의한 커패시터 충방전 제어 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태 1 의 커패시터 충방전 제어부에 의한 커패시터 충방전 제어 처리의 일례를 나타내는 타임 차트이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태 1 에 의한 모니터 장치의 화면 표시의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시형태 2 의 커패시터 충방전 제어부에 의한 커패시터 충방전 제어 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 7 은 본 발명의 실시형태 2 의 커패시터 충방전 제어부에 의한 커패시터 충방전 제어 처리의 일례를 나타내는 타임 차트이다.
도 8 은 본 발명의 실시형태 2 에 의한 모니터 장치의 화면 표시의 일례를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다.

(실시형태 1)

먼저, 도 1 및 도 2 는 하이브리드 작업 기계로서의 일례인 하이브리드 유압 셔블 (1) 의 전체 구성을 나타내고 있다. 또한, 하이브리드가 아닌 단순한 작업 기계의 개념에는, 유압 셔블, 불도저, 덤프 트럭, 휠 로더 등의 건설 기계를 포함하며, 이들 건설 기계에 하이브리드 특유의 구성을 구비한 것을 하이브리드 작업 기계로 한다. 이 하이브리드 유압 셔블 (1) 은, 차량 본체 (2) 와 작업기 (3) 를 구비하고 있다. 차량 본체 (2) 는, 하부 주행체 (4) 와 상부 선회체 (5) 를 갖는다. 하부 주행체 (4) 는, 1 쌍의 주행 장치 (4a) 를 갖는다. 각 주행 장치 (4a) 는, 크롤러 트랙 (4b; crawler track) 을 갖는다. 각 주행 장치 (4a) 는, 도 2 에 나타내는 우측 주행용 유압 모터 (34) 와 좌측 주행용 유압 모터 (35) 의 회전 구동에 의해 크롤러 트랙 (4b) 을 구동시켜 하이브리드 유압 셔블 (1) 을 주행시키는 것이다.

상부 선회체 (5) 는 하부 주행체 (4) 상에 선회 가능하게 형성되고, 선회 전동기 (23) 가 스윙 머시너리 (24) (감속기) 의 구동축에 연결되고, 선회 전동기 (23) 의 회전력이 스윙 머시너리 (24) 를 통하여 전달되고, 전달된 회전력이 도시되지 않은 선회 피니언이나 스윙 서클 등을 통하여 상부 선회체 (5) 에 전해져 상부 선회체 (5) 를 선회시킨다. 또, 상부 선회체 (5) 에는 운전실 (6) 이 형성된다. 상부 선회체 (5) 는, 연료 탱크 (7) 와 작동유 탱크 (8) 와 엔진실 (9) 과 카운터 웨이트 (10) 를 갖는다. 연료 탱크 (7) 는, 엔진 (17) 을 구동시키기 위한 연료를 저류한다. 작동유 탱크 (8) 는, 붐용 유압 실린더 (14), 아암용 유압 실린더 (15), 버킷용 유압 실린더 (16) 등의 유압 실린더나, 우측 주행용 유압 모터 (34), 좌측 주행용 유압 모터 (35) 등의 유압 모터 (유압 액추에이터) 와 같은 유압 기기에 대하여, 유압 펌프 (18) 로부터 토출되는 작동유를 저류한다. 엔진실 (9) 에는, 엔진 (17) 이나 유압 펌프 (18), 발전 전동기 (19), 커패시터 (25) 등의 각종 기기가 수납되어 있다. 카운터 웨이트 (10) 는 엔진실 (9) 의 후방에 배치된다.

작업기 (3) 는 상부 선회체 (5) 의 전부 (前部) 중앙 위치에 장착되고, 붐 (11), 아암 (12), 버킷 (13), 붐용 유압 실린더 (14), 아암용 유압 실린더 (15) 및 버킷용 유압 실린더 (16) 를 갖는다. 붐 (11) 의 기단부는 상부 선회체 (5) 에 요동 가능하게 연결된다. 또, 붐 (11) 의 기단부의 반대측이 되는 선단부는 아암 (12) 의 기단부에 회전 가능하게 연결된다. 아암 (12) 의 기단부의 반대측이 되는 선단부는 버킷 (13) 에 회전 가능하게 연결된다. 또, 버킷 (13) 은 버킷용 유압 실린더 (16) 와 링크를 통하여 연결되어 있다. 붐용 유압 실린더 (14), 아암용 유압 실린더 (15) 및 버킷용 유압 실린더 (16) 는, 유압 펌프 (18) 로부터 토출된 작동유에 의해 신축 동작하는 유압 실린더 (유압 액추에이터) 이다. 붐용 유압 실린더 (14) 는 붐 (11) 을 요동 동작시킨다. 아암용 유압 실린더 (15) 는 아암 (12) 을 요동 동작시킨다. 버킷용 유압 실린더 (16) 는 버킷 (13) 을 요동 동작시킨다.

도 2 에 있어서, 하이브리드 유압 셔블 (1) 은 구동원으로서의 엔진 (17), 유압 펌프 (18), 발전 전동기 (19) 를 갖는다. 엔진 (17) 으로서 디젤 엔진이 사용되고, 유압 펌프 (18) 로서 가변 용량형 유압 펌프, 예를 들어, 사판 (18a) 의 경전각 (傾轉角) 을 변화시킴으로써 펌프 용량을 변화시키는 사판식 유압 펌프가 사용된다. 엔진 (17) 에는 엔진 회전수를 검출하기 위한 회전 센서 (41) 가 구비되어 있고, 회전 센서 (41) 가 검출한 엔진 회전수를 나타내는 신호는 하이브리드 컨트롤러 (C2) 에 입력된다. 회전 센서 (41) 는 도시되지 않은 배터리로부터의 전력을 받아 동작하고, 후술하는 키 스위치 (31) 가 온 (ON) 혹은 스타트 (ST) 의 위치로 조작되고 있는 한 엔진 (17) 의 엔진 회전수를 검출한다. 엔진 (17) 의 구동축 (20) 에는 유압 펌프 (18) 및 발전 전동기 (19) 가 기계적으로 결합되어 있고, 엔진 (17) 이 구동됨으로써 유압 펌프 (18) 및 발전 전동기 (19) 가 구동된다. 유압 구동계로는, 조작 밸브 (33), 붐용 유압 실린더 (14), 아암용 유압 실린더 (15), 버킷용 유압 실린더 (16), 우측 주행용 유압 모터 (34), 좌측 주행용 유압 모터 (35) 등을 갖고, 유압 펌프 (18) 가 유압 구동계로의 작동유 공급원이 되어 이들 유압 기기를 구동시킨다. 또한, 조작 밸브 (33) 는 유량 방향 제어 밸브이며, 조작 레버 (32) 의 조작 방향에 따라 도시되지 않은 스풀을 이동시켜, 각 유압 액추에이터로의 작동유의 흐름 방향을 규제하고, 조작 레버 (32) 의 조작량에 따른 작동유를 붐용 유압 실린더 (14), 아암용 유압 실린더 (15), 버킷용 유압 실린더 (16), 우측 주행용 유압 모터 (34), 좌측 주행용 유압 모터 (35) 등 유압 액추에이터에 공급하는 것이다.

전기 구동계는, 발전 전동기 (19) 에 파워 케이블을 개재하여 접속되는 드라이버 (21), 드라이버 (21) 에 와이어링 하니스를 개재하여 접속되는 인버터 (22), 드라이버 (21) 와 인버터 (22) 사이에 와이어링 하니스를 개재하여 형성되는 승압기 (26), 승압기 (26) 에 컨택터 (27) (전자 접촉기) 를 개재하여 접속되는 커패시터 (25), 인버터 (22) 에 파워 케이블을 개재하여 접속되는 선회 전동기 (23) 등으로 구성된다. 또한, 컨택터 (27) 는 통상적으로는 커패시터 (25) 와 승압기 (26) 의 전기 회로를 닫아 통전 가능 상태로 하고 있다. 한편, 하이브리드 컨트롤러 (C2) 는 누전 검출 등에 의해 전기 회로를 열 필요가 있다고 판단하도록 되어 있으며, 그 판단이 되었을 때, 컨택터 (27) 에 통전 가능 상태를 차단 상태로 전환하기 위한 지시 신호를 출력한다. 그리고, 하이브리드 컨트롤러 (C2) 로부터 지시 신호를 받은 컨택터 (27) 는 전기 회로를 연다.

선회 전동기 (23) 는, 상기 서술한 바와 같이 기계적으로 스윙 머시너리 (24) 에 연결되어 있다. 발전 전동기 (19) 가 발전시키는 전기 에너지 혹은 커패시터 (25) 에 비축된 전기 에너지가 선회 전동기 (23) 의 전력원이 되어, 스윙 머시너리 (24) 를 통하여 상부 선회체 (5) 를 선회시킨다. 즉, 선회 전동기 (23) 는 발전 전동기 (19) 또는 커패시터 (25) 로부터 공급되는 전기 에너지에 의해 역행 작용함으로써 상부 선회체 (5) 를 선회 가속시키고, 상부 선회체 (5) 가 선회 감속될 때에 선회 전동기 (23) 는 회생 작용하고, 그 회생 작용에 의해 발전된 전기 에너지를 커패시터 (25) 에 공급 (충전) 한다.

또, 발전 전동기 (19) 는 발전된 전기 에너지를 커패시터 (25) 에 공급 (충전) 함과 함께, 상황에 따라 선회 전동기 (23) 에 전기 에너지를 공급한다. 이 발전 전동기 (19) 로는, 예를 들어 SR (스위치드 릴럭턴스) 모터가 사용된다. 또한, SR 모터가 아니라 영구 자석을 사용한 동기 전동기를 사용해도 커패시터 (25) 나 선회 전동기 (23) 에 전기 에너지를 공급하는 역할을 할 수 있지만, SR 모터를 사용한 경우, SR 모터는 고가의 희소 금속을 함유하는 자석을 사용하지 않기 때문에, 비용의 면에서 유효하다. 발전 전동기 (19) 는 엔진 (17) 의 출력축 (20) 에 기계적으로 결합되어 있고, 엔진 (17) 의 구동에 의해 발전 전동기 (19) 의 로터축을 회전시키게 된다.

승압기 (26) 는, 드라이버 (21), 인버터 (22) 를 통하여 발전 전동기 (19) 나 선회 전동기 (23) 에 공급되는 전기 에너지 (커패시터 (25) 에 비축된 전하) 의 전압을 승압시킨다. 승압된 전압은 선회 전동기 (23), 혹은 엔진 (17) 의 출력을 어시스트할 때에는 발전 전동기 (19) 에 인가된다. 또한, 승압기 (26) 는 발전 전동기 (19) 혹은 선회 전동기 (23) 로 발전된 전기 에너지를 커패시터 (25) 에 충전할 때에는, 전압을 강하시키는 역할도 갖는다.

또한, 발전 전동기 (19) 및 선회 전동기 (23) 는, 하이브리드 컨트롤러 (C2) 에 의한 제어하에서 각각 드라이버 (21), 인버터 (22) 에 의해 토크 제어된다. 커패시터 (25) 에 비축된 전기 에너지의 양 (전하량 혹은 전기 용량) 은 전압의 크기를 지표로 하여 관리할 수 있고, 그 전압의 크기를 검출하기 위해 커패시터 (25) 의 소정의 출력 단자에 전압 센서 (28) 가 형성되어 있다. 전압 센서 (28) 가 검출한 전압은 하이브리드 컨트롤러 (C2) 에 전기 신호로서 송신되고, 하이브리드 컨트롤러 (C2) 는 커패시터 (25) 의 충전량 (전기 에너지의 양 (전하량 혹은 전기 용량)) 을 감시하여, 발전 전동기 (19) 가 발전시키는 전기 에너지를 커패시터 (25) 에 공급 (충전) 할지 선회 전동기 (23) 에 공급 (역행 작용을 위한 전력 공급) 할지와 같은 에너지 매니지먼트를 실행한다.

또, 커패시터 (25) 는, 예를 들어 전기 이중층 커패시터가 사용된다. 커패시터 (25) 대신에 리튬 이온 전지나 니켈수소 전지 등, 다른 2 차 전지로서 기능하는 축전기를 사용해도 된다. 또한, 선회 전동기 (23) 로는, 예를 들어 영구 자석식 동기 전동기가 사용된다.

유압 구동계 및 전기 구동계는, 차량 본체 (2) 에 형성된 운전실 (6) 의 내부에 형성되는 작업기 레버, 주행 레버, 선회 레버 등의 조작 레버 (32) 의 조작에 따라 구동된다. 하이브리드 유압 셔블 (1) 의 오퍼레이터가 상부 선회체 (5) 를 선회시키기 위한 조작 수단으로서 기능하는 조작 레버 (32) (선회 레버) 를 조작한 경우, 선회 레버의 조작 방향 및 조작량은 퍼텐쇼미터나 파일럿 압력 센서 등에 의해 검출되고, 검출된 조작량은 전기 신호로서 컨트롤러 (C1), 나아가서는 하이브리드 컨트롤러 (C2) 에 송신된다. 다른 조작 레버 (32) 가 조작된 경우에도 동일하게 전기 신호가 각 컨트롤러에 송신된다. 이 선회 레버의 조작 방향 및 조작량 혹은 다른 조작 레버 (32) 의 조작 방향이나 조작량에 따라, 컨트롤러 (C1), 하이브리드 컨트롤러 (C2) 는, 선회 전동기 (23) 의 회전 동작 (역행 작용 혹은 회생 작용) 이나 커패시터 (25) 의 전기 에너지의 매니지먼트 (충전 혹은 방전을 위한 제어), 발전 전동기 (19) 의 전기 에너지의 매니지먼트 (발전 혹은 엔진 출력의 어시스트, 선회 전동기 (23) 에 대한 역행 작용) 와 같은 전력의 수수를 컨트롤 (에너지 매니지먼트) 하기 위해 인버터 (22) 나 승압기 (26), 드라이버 (21) 의 제어를 실행한다.

운전실 (6) 내에는, 조작 레버 (32) 외에 모니터 장치 (30) 및 키 스위치 (31) 가 형성된다. 모니터 장치 (30) 는 액정 패널이나 조작 버튼 등으로 구성된다. 또, 모니터 장치 (30) 는 액정 패널의 표시 기능과 조작 버튼의 각종 정보 입력 기능을 통합시킨 터치 패널이어도 된다. 모니터 장치 (30) 는, 하이브리드 유압 셔블 (1) 의 동작 상태 (엔진 수온의 상태, 유압 기기 등의 고장 유무 상태, 연료 잔량 등의 상태 등) 를 나타내는 정보를 오퍼레이터나 서비스맨에게 알리는 기능을 가짐과 함께, 오퍼레이터가 원하는 설정이나 지시 (엔진의 출력 레벨 설정이나 주행 속도의 속도 레벨 설정 등, 혹은 후술하는 커패시터 전하 제거 지시) 를 하이브리드 유압 셔블 (1) 에 대하여 실시하는 기능을 갖는 정보 입출력 장치이다.

키 스위치 (31) 는 키 실린더를 주된 구성 부품으로 한 것이며, 키를 키 실린더에 삽입하고, 키를 회전 동작시킴으로써 엔진 (17) 에 부설된 스타터 (엔진 시동용 전동기) 를 시동시켜 엔진을 구동 (엔진 시동) 시키거나, 혹은 엔진 구동 중에 엔진 시동과는 반대 방향으로 키를 회전 동작시킴으로써 엔진을 정지 (엔진 정지) 시킨다는 지령을 출력하는 것이다. 이른바, 키 스위치 (31) 는 엔진 (17) 이나 하이브리드 작업 기계 (1) 의 각종 전기 기기에 대한 지령을 출력하는 지령 출력 수단이다. 엔진을 정지시키기 위해 키를 회전 동작 (구체적으로는 후술하는 오프의 위치로 조작) 하면, 엔진 (17) 에 대한 연료 공급이나 도시되지 않은 배터리로부터 각종 전기 기기에 대한 전기의 공급 (통전) 이 차단되어 엔진은 정지한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 키 스위치 (31) 는, 키를 회전 동작시켰을 때의 위치가 오프 (OFF) 일 때, 도시되지 않은 배터리로부터 각종 전기 기기에 대한 통전을 차단하고, 키의 위치가 온 (ON) 일 때, 도시되지 않은 배터리로부터 각종 전기 기기에 대한 통전을 실시하고, 또한 그 위치로부터 키를 회전 동작시켜 키 위치가 스타트 (ST) 일 때, 컨트롤러 (C1) 를 통하여 도시되지 않은 스타터를 시동시켜 엔진을 시동시킬 수 있는 것이다. 엔진 (17) 이 시동된 후, 엔진 구동 중에는 키 회전 위치는 온 (ON) 의 위치에 있다.

또한, 상기와 같은 키 실린더를 주된 구성 부품으로 하는 키 스위치 (31) 가 아니라, 다른 지령 출력 수단, 예를 들어 누름 버튼식의 키 스위치여도 된다. 즉, 엔진이 정지하고 있는 상태에서 버튼을 1 회 누르면 온 (ON) 이 되고, 다시 버튼을 누르면 스타트 (ST) 가 되고, 엔진 구동 중에 버튼을 누르면 오프 (OFF) 가 되도록 기능하는 것이어도 된다. 또, 엔진이 정지하고 있는 상태에서 소정의 시간 버튼을 계속해서 누른 것을 조건으로 하여 오프 (OFF) 로부터 스타트 (ST) 로 이행시켜 엔진을 시동시킬 수 있는 것이어도 된다.

컨트롤러 (C1) 는, CPU (수치 연산 프로세서) 등의 연산 장치나 메모리 (기억 장치) 로 구성된다. 컨트롤러 (C1) 는, 모니터 장치 (30) 로부터 출력되는 지시 신호, 키 스위치 (31) 의 키 위치에 따라 출력되는 지시 신호, 및 조작 레버 (32) 의 조작에 따라 출력되는 지시 신호 (상기 조작량이나 조작 방향을 나타내는 신호) 를 기초로 엔진 (17) 및 유압 펌프 (18) 를 제어한다. 엔진 (17) 은 커먼 레일식의 연료 분사 장치 (40) 에 의한 전자 제어가 가능한 엔진이며, 컨트롤러 (C1) 에 의해 연료 분사량을 적절히 컨트롤함으로써, 목적으로 하는 엔진 출력을 얻을 수 있고, 하이브리드 유압 셔블 (1) 의 부하 상태에 따라, 엔진 회전수 및 출력 가능한 토크를 설정할 수 있다.

하이브리드 컨트롤러 (C2) 는, 컨트롤러 (C1) 와의 협조 제어하에서 상기와 같이 드라이버 (21), 인버터 (22), 승압기 (26) 를 제어하고, 발전 전동기 (19), 선회 전동기 (23) 및 커패시터 (25) 의 전기 에너지의 수수를 제어한다. 하이브리드 컨트롤러 (C2) 는 커패시터 충방전 제어부 (C21) 를 갖는다. 커패시터 (25) 나 그 주변 기기의 메인터넌스 작업시 등에, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 후술하는 커패시터 충방전 제어 처리를 위한 제어 프로그램을 실행한다.

여기서, 도 3 에 나타내는 플로우 차트를 참조하여, 실시형태 1 의 커패시터 충방전 제어부 (C21) 에 의한 커패시터 충방전 제어 처리에 대해 설명한다. 커패시터 충방전 제어 처리가 개시될 때, 엔진 (17) 은 구동 중이다. 후술하는 바와 같이 엔진 (17) 을 부하로 하여 커패시터 (25) 에 비축된 전기 에너지를 소비 (방전) 시키기 위해 엔진 (17) 은 구동된다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는, 먼저 전하 제거의 지시가 있었는지의 여부를 판단한다 (단계 S101). 이 전하 제거의 지시란, 오퍼레이터 혹은 서비스맨 (이하, 작업자로 총칭한다) 이 모니터 장치 (30) 에 형성된 소정의 조작 버튼을 조작함으로써 지시 신호가 생성되는 것으로, 지시 신호는 컨트롤러 (C1) 를 통하여 커패시터 충방전 제어부 (C21) 에 입력된다. 구체적으로는, 커패시터 (25) 나 그 주변 기기의 메인터넌스 작업 등을 실시하는 작업자는, 엔진 (17) 이 구동 중에 모니터 장치 (30) 의 모니터 화면 상 혹은 모니터 장치 (30) 혹은 그 근방에 배치된 조작 버튼을 조작하고, 특정 패스워드 등을 입력 조작하여, 모니터 화면 (엔진 수온이나 연료 잔량 등을 표시한 통상 화면) 을 메인터넌스 화면에 천이시킨다. 그 후, 이 메인터넌스 화면으로부터 커패시터의 전하 제거의 항목을 선택하기 위해, 모니터 장치 (30) 가 터치 패널인 경우에는 모니터 화면 상에 표시되어 있는 커패시터 전하 제거의 항목을 나타내는 부분을 손가락으로 가압하고, 모니터 장치 (30) 가 터치 패널이 아닌 경우에는, 모니터 장치 (30) 에 구비된 조작 버튼 혹은 모니터 장치 (30) 의 근방에 배치된 조작 버튼을 조작함으로써, 전하 제거를 지시하는 것을 의미하는 지시 신호가 생성되고, 그 지시 신호는 컨트롤러 (C1) 에 송신된다.

이 전하 제거의 지시가 있는 경우 (단계 S101, 예), 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 방전 모드가 되고 (단계 S102), 컨택터 (27) 를 온 상태로 하여 커패시터 (25) 로부터 승압기 (26) 로 통전이 되도록 하고, 승압기 (26) 및 드라이버 (21) 를 제어하여 커패시터 (25) 에 비축되어 있는 전기 에너지를 발전 전동기 (19) 로 소비 (방전) 시키기 위해 발전 전동기 (19) 를 구동시키고, 엔진 (17) 을 부하로 하여 커패시터 (25) 의 전하 제거를 실행한다. 그 후, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 전하 제거가 완료되었는지의 여부를 판단한다 (단계 S103). 이 단계 S103 에서 실시되는 판단에 대해 설명한다. 커패시터 (25) 의 커패시터 전압은 전압 센서 (28) 에 의해 축차적으로 검출되고 있으며, 전압 센서 (28) 에 의해 검출된 커패시터 전압을 나타내는 신호를 하이브리드 컨트롤러 (C2) 가 수신하여, 커패시터 전압이 소정값 (Vth) 이하인 상태가 소정 시간 (ΔT1) 계속된 경우, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 전하 제거가 완료된 것으로 판단한다.

그리고, 이 전하 제거가 완료된 경우 (단계 S103, 예), 전하 제거 완료 (방전 완료) 모드로 이행시킨다 (단계 S104). 이 전하 제거 완료 모드는 커패시터 (25) 의 재충전이 금지되는 모드이다. 즉, 전하 제거 완료 모드인 경우에는, 키 스위치 (31) 가 일단 오프의 위치로 조작된 후에 키 스위치 (31) 가 온의 위치 혹은 스타트의 위치로 조작되어도, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 드라이버 (21) 혹은 인버터 (22) 에 대하여 발전 전동기 (19) 에 의해 발전된 전기 에너지가 커패시터 (25) 에 충전되지 않는 인터로크 제어 신호 (재충전 금지 신호) 를 생성하고 재충전 금지 신호를 출력 유지한다.

또한, 전하 제거가 완료되면, 모니터 장치 (30) 의 모니터 화면 (W1) 상에는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 전하 제거가 완료되었다는 내용의 표시와, 키 스위치 (31) 를 오프 (OFF) 로 해야 한다는 안내 표시가 표시된다. 그리고, 키 스위치 (31) 가 오프의 위치로 조작됨으로써, 연료 분사 장치 (40) 는 엔진 (17) 으로의 연료 공급을 정지하고 엔진 회전수는 저하되게 된다. 또한, 도 5 에 나타내는 바와 같이 전압 센서 (28) 가 검출하는 커패시터 전압을 기초로 모니터 화면 (W1) 상에 커패시터 차지 (charge) 율을 수치로 표시한다. 커패시터 차지율이란, 만충전을 100 ％ 로 하고, 커패시터 전압이 소정값 (Vth) 이하이면 0 ％ 로 하여, 커패시터 (25) 에 비축되어 있는 전기 에너지의 양을 백분율의 수치로 나타낸 것이다. 이와 같은 수치 표시가 됨으로써, 작업자는 커패시터 (25) 의 충전 상태를 인식할 수 있다.

그 후, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 엔진 회전수가 소정값 (Nth1) 이하인 상태를 소정 시간 (ΔT2) 계속하였는지의 여부를 판단한다 (단계 S105). 회전 센서 (41) 에 의해 검출된 엔진 회전수가 소정값 (Nth1) 이하인 상태에서 소정 시간 (ΔT2) 계속된 경우 (단계 S105, 예) 에는, 재충전 허가 모드로 이행시킨다 (단계 S106). 이 재충전 허가 모드란, 커패시터 (25) 에 대한 재충전을 허가하는 모드이다. 여기서, 소정값 (Nth1) 과 키 스위치 (31) 및 엔진 (17) 의 동작 상태를 관련지어 이하에 설명한다. 키 스위치 (31) 가 오프 (OFF) 의 위치로 조작된 후에 엔진 (17) 이 이 소정값 (Nth1) 을 초과하는 엔진 회전수로 구동되고 있는 상태에서 키 스위치 (31) 가 온 (ON) 의 위치로 조작되었지만, 도시되지 않은 스타터가 시동되고 있지 않은 상태 (즉, 키 스위치 (31) 는 스타트 (ST) 의 위치까지 회전 동작되어 있지 않은 상태) 에서는, 연료 분사 장치 (40) 는 엔진 (17) 의 연소실에 연료를 공급한다. 연료 분사 장치 (40) 는, 키 스위치 (31) 가 온 (ON) 의 위치로 조작되는 것에 연동하여 연료를 엔진 (17) 의 연소실에 공급하는 것이다. 이 상태에서, 엔진 (17) 은 통상적인 연속 구동 중은 아니기 때문에, 엔진 출력 (목표 엔진 회전수나 목표 토크) 의 지시 신호를 컨트롤러 (C1) 로부터 받고 있지 않는 것이지만, 엔진 (17) 자신은 소정값 (Nth1) 이상의 회전으로 구동되고 있는 시점에 연료 공급을 받아 연소실에서는 연료의 연소가 일어난다. 그 결과, 엔진 (17) 은 컨트롤러 (C1) 로부터 지시 신호를 받고 있지 않는 것이지만, 자립적으로 엔진 회전수가 상승한다는 현상이 일어난다. 엔진 회전수가 소정값 (Nth1) 보다 낮은 상태이면, 엔진 (17) 에 연료 공급이 실시되어도, 크랭크축의 회전 저항이나 발전 전동기 (19) 의 로터축의 회전 저항 등의 부하에 의해 자립적으로 엔진 회전수가 상승하지 않는다. 따라서, 소정값 (Nth1) 은 엔진 (17) 혹은 발전 전동기 (19) 의 종류나 구조 등에 따라 값 그 자체는 상이한 것이며, 엔진 (17) 등의 고유한 특성에서 기인하는 것이라고도 할 수 있지만, 상기와 같이 엔진 정지 후에 키 스위치 (31) 가 온 (ON) 의 위치로 조작된 경우에 엔진 회전수가 상승하는지의 여부의 분기가 되는 회전수이다. 따라서, 엔진 회전수가 소정값 (Nth1) 이하인 경우에는, 설령 키 스위치 (31) 가 온 (ON) 의 위치로 조작되어도, 엔진 (17) 은 자립적으로 엔진 회전수를 상승시키지 않는다.

그 후, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 충전 개시 조건을 만족시키는지의 여부를 판단한다 (단계 S107). 이 충전 개시 조건이란, 재충전 허가 모드인 것을 전제로 하여, 키 스위치 (31) 가 온 (ON) 혹은 스타트 (ST) 의 위치, 또한 엔진 회전수가 소정값 (Nth2) 이상인 것을 조건으로 하는 것이다. 또한, 상기 소정값 Nth1 보다 소정값 Nth2 는 큰 값으로서 설정되어 있는 값이며, 이들 2 개의 설정값은 아이들링 상태를 유지하는 엔진 회전수 (Ni) 보다 작은 값이다. 이 재충전 허가 모드에서, 충전 개시 조건을 만족시키는 경우 (단계 S107, 예) 에는, 커패시터 (25) 에 대한 재충전을 개시한다 (단계 S108). 즉, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 드라이버 (21) 를 제어하여 발전 전동기 (19) 가 발전시키는 전기 에너지 (전하) 를 승압기 (26) 를 통하여 커패시터 (25) 에 축적 (충전) 하는 처리를 실시한다. 그 후, 단계 S101 로 이행시켜 상기 서술한 처리를 반복한다. 또한, 단계 S101 이 아니오, 단계 S103 이 아니오, 단계 S105 가 아니오, 단계 S107 이 아니오라는 판단이 된 경우에는, 각각 단계 S101, S103, S105, S107 의 판단 처리를 반복한다.

여기서, 도 4 에 나타내는 타임 차트를 참조하여, 실시형태 1 에 의한 구체적인 커패시터 충방전 제어 처리에 대해 설명한다. 도 4 의 (a) 에 나타내는 타임 차트는 횡축에 시간을 취하고, 종축에 커패시터 전압 (V) 의 변화를 나타낸 것이다. 도 4 의 (b) 에 나타내는 타임 차트는 횡축에 시간을 취하고, 종축에 엔진 회전수 (N) 의 변화를 나타낸 것이다. 도 4 의 (c) 에 나타내는 타임 차트는 횡축에 시간을 취하고, 종축에 키 스위치 (31) 가 조작되고 있는 위치의 변화를 나타낸 것이다. 도 4 의 (d) 에 나타내는 타임 차트는 횡축에 시간을 취하고, 커패시터 충방전 제어 장치 (C21) 의 모드 변화를 나타낸 것이다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 시점 t1 에서 커패시터 (25) 의 전하 제거의 지시가 있으면, 커패시터 충방전 제어 장치 (C21) 는 방전 모드가 되고, 엔진 (17) 이 아이들링 상태를 유지하는 소정값 (Ni) (예를 들어 800 rpm) 이 되도록, 컨트롤러 (C1) 및 하이브리드 컨트롤러 (C2) 에 의해 엔진 회전수 (N) 가 제어되고, 엔진 (17) 을 부하로 하여 전하 제거가 개시, 실행된다. 또한, 소정값 (Ni) 은 아이들링이라는 정의의 것으로 설정되는 회전수가 아니라, 다른 회전수로 설정되어 있어도 된다. 전하 제거가 실행되고 있는 동안 (방전 모드) 에 있어서, 커패시터 전압은 서서히 저하되어, 실질적으로 커패시터 (25) 가 방전 완료 상태의 레벨이라고 할 수 있는 커패시터 전압 (소정값 (Vth) (미리 설정되어 있는 전압으로서, 예를 들어, 10 V)) 에 이른다. 이 커패시터 전압이 소정값 (Vth) 이 된 시점 t2 로부터 이 소정값 (Vth) 이하인 상태를 미리 설정되어 있는 소정 시간 (ΔT1) (예를 들어, 10 분) 을 유지한 시점 t3 에서, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 전하 제거가 완료된 것으로 판단하고, 모드를 방전 모드로부터 전하 제거 완료 모드로 이행시킨다. 이 전하 제거 완료 모드로 이행되면, 컨트롤러 (C1) 는 전하 제거 완료 모드로 이행된 것을 나타내는 신호를 하이브리드 컨트롤러 (C2) 로부터 수신하고, 컨트롤러 (C1) 는 모니터 장치 (30) 에 대하여 도 5 에 나타내는 바와 같은「모니터 화면 (W1) 상에 전하 제거가 완료되었다는 내용과 키 스위치를 오프로 해야 한다는 안내, 및 커패시터 차지율」을 표시 (이하, 이와 같은 표시를 전하 제거 완료의 안내 표시라고 한다) 시키기 위한 제어 신호를 출력한다.

작업자는, 이 전하 제거 완료의 안내 표시에 따라 시점 t4 에서 키 스위치 (31) 를 오프의 위치로 조작함으로써, 엔진 회전수가 아이들링 상태 (엔진 회전수 (Ni)) 로부터 서서히 저하된다. 키 스위치 (31) 가 오프의 위치로 조작된 것에 연동하여, 엔진 구동 중에 컨트롤러 (C1) 가 연료 분사 장치 (40) 에 대하여 출력하고 있었던 연료 공급 지시 신호가 끊어지기 때문에 엔진 회전수가 저하되는 것인데, 관성력이 없어질 때까지 엔진 회전수는 제로가 되지는 않는다. 시점 t5 까지 시간이 경과하고, 상기 서술한 바와 같이 엔진 (17) 이 자립적으로 회전 구동되는지의 여부의 분기점이 되는, 미리 설정되어 있는 소정값 (Nth1) (예를 들어, 300 rpm) 으로 엔진 회전수가 저하된다. 이 시점 t5 로부터 엔진 회전수 (N) 가 소정값 (Nth1) 이하인 상태를 미리 설정되어 있는 소정 시간 (ΔT2) (예를 들어, 1 초) 유지하면, 엔진 (17) 은 완전히 정지한 상태 (엔진 정지 상태) 인 것으로 간주한다. 이 엔진 정지 상태에서, 설령 키 스위치 (31) 가 온의 위치로 조작되어도 엔진 회전수가 소정값 (Nth2) 이상에 도달하지 않아, 커패시터 (25) 에 재충전이 실시되지 않게 된다. 그 후, 이 소정 시간 (ΔT2) 을 경과한 시점 t6 에서, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 전하 제거 완료 모드로부터 재충전 허가 모드로 모드를 이행시킨다. 즉, 재충전 허가 모드란 커패시터 (25) 에 대한 재충전을 허가하는 모드로, 출력 유지되고 있던 재충전 금지 신호를 해제한다.

이 재충전 허가 모드가 유효한 시점 (예를 들어 시점 t7) 에서 키 스위치 (31) 가 오프의 위치로부터 온의 위치로 조작되고, 다시 스타트의 위치로 키의 회전 동작의 조작이 실시되면, 시점 t8 에서 스타터가 기동되어 엔진 (17) 이 시동된다. 키 스위치 (31) 는 상기와 같이 스타트 (ST) 의 위치로 조작된 후, 온 (ON) 의 위치에 유지되고, 엔진 (17) 은 구동을 계속하여 엔진 회전수 (N) 가 상승해 간다. 엔진 (17) 의 시동 후, 시점 t9 에서, 엔진 회전수 (N) 가 미리 설정되어 있는 소정값 (Nth2) (예를 들어, 500 rpm) 에 도달하면, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 충전 개시 조건이 갖추어진 것으로 판단하여, 발전 전동기 (19) 에 의해 발전된 전기 에너지를 커패시터 (25) 에 재충전하기 위해, 드라이버 (21) 및 승압기 (26), 나아가서는 인버터 (22) 를 제어한다. 그 결과, 커패시터 전압 (V) 은 서서히 상승한다. 이와 같이 키 스위치 (31) 를 온 위치로 조작하고, 다시 스타트 위치로 조작하여 스타터를 기동시키는 것은, 작업자에 의한 재충전을 실행한다는 의사의 표현이며, 작업자의 의사와 제어 내용이 일치한 커패시터 (25) 의 충방전 제어가 실시되게 된다.

이 실시형태 1 에서는, 커패시터 (25) 의 전하 제거 완료 후 (도 4 에 나타낸 시점 t3, 방전 완료) 부터 엔진 (17) 등의 고유한 특성에서 기인하는 엔진 (17) 이 자립적으로 회전 구동되는지의 여부의 분기가 되는 엔진 회전수 (소정값 (Nth1)) 이하의 상태를 소정 시간 (ΔT2) 유지할 때까지의 동안에, 전하 제거 완료 모드로 하여 커패시터 (25) 의 재충전을 허가하지 않는 제어 (재충전 금지 신호를 생성하고 재충전 금지 신호의 출력 유지) 를 실행함과 함께, 커패시터 (25) 의 전하 제거 완료 후에 엔진 회전수가 소정값 (Nth1) 이하인 상태를 소정 시간 (ΔT2) 유지한 것을 조건으로 하여 재충전 허가 모드로 이행시켜, 커패시터 (25) 에 대한 재충전을 허가하는 제어를 실시하도록 하고 있다. 이와 같은 축전기의 충방전 제어 장치, 축전기의 충방전 제어 방법, 및 이와 같은 축전기의 충방전 제어 장치를 구비한 하이브리드 작업 기계에 의하면, 커패시터 (25) 의 전하 제거 완료 후에 작업자가 예기치 않은 충전이 커패시터 (25) 에 실시되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

(실시형태 2)

다음으로, 본 발명의 실시형태 2 에 대해 설명한다. 상기 서술한 실시형태 1 의 축전기의 충방전 제어 장치, 축전기의 충방전 제어 방법, 및 축전기의 충방전 제어 장치를 구비한 하이브리드 작업 기계에서는, 엔진 (17) 등의 고유한 특성에서 기인하는 엔진 (17) 이 자립적으로 구동되는지의 여부의 분기가 되는 소정 엔진 회전수 (소정값 (Nth1)) 이하의 상태를 소정 시간 (ΔT2) 유지할 때까지의 동안에, 전하 제거 완료 (방전 완료) 모드로 하여 커패시터 (25) 의 재충전을 금지하는 제어를 실시하고, 그 후 재충전을 허가하는 재충전 허가 모드로 이행시키도록 하였다. 이 실시형태 2 에서는, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 에 의한, 전하 제거 완료 모드로부터 재충전 허가 모드로 이행시키는 시점을 전하 제거 완료 모드의 해제를 지시하는 해제 신호를 수신한 시점으로 하는 것이다.

도 6 은 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 커패시터 충방전 제어부 (C21) 에 의한 커패시터 충방전 제어 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 단계 S201 ∼ S204 는 단계 S101 ∼ S104 와 동일하게 전하 제거 완료 후, 전하 제거 완료 모드로 이행시킨다. 또한, 전하 제거 완료 모드에 있어서는 반드시 키 스위치 (31) 를 오프의 위치로 조작할 필요는 없으며, 엔진 회전수는 아이들링 상태여도 된다. 또, 전하 제거 완료 모드로 이행된 시점에서, 도 8 에 나타내는 모니터 화면 (W2) 이 모니터 장치 (30) 의 화면 상에 표시되어, 전하 제거 완료 모드라는 내용을 문자 표시함과 함께, 이 전하 제거 완료 모드를 해제하고 재충전 허가 모드로 이행시키기 위한 해제 버튼 (SW) 이 아이콘 표시된다.

그 후, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는, 도 8 에 나타내는 모니터 화면 (W2) 내에 표시되어 있는 해제 버튼 (SW) 에 대응하는 조작 버튼 (모니터 장치 (30) 가 터치 패널인 경우, 해제 버튼 (SW) 을 나타내는 아이콘) 의 가압에 수반하여 생성되는 해제 신호를 수신하였는지의 여부를 판단한다 (단계 S205). 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 해제 신호를 수신한 경우 (단계 S205, 예) 에는, 모드를 재충전 허가 모드로 이행시킨다 (단계 S206). 이 재충전 허가 모드란, 커패시터 (25) 에 대한 재충전을 허가하는 모드이다.

그 후, 충전 개시 조건을 만족시키는지의 여부를 판단한다 (단계 S207). 충전 개시 조건이란, 모드가 재충전 허가 모드인 것을 전제로 하여, 키 스위치 (31) 가 온 혹은 스타트의 위치이고, 또한 엔진 회전수가 미리 설정된 소정값 (Nth2) 이상인 것으로 하는 조건이다. 이 재충전 허가 모드의 상태에서 충전 개시 조건을 만족시키는 경우 (단계 S207, 예) 에는, 발전 전동기 (19) 의 발전에 의한 커패시터 (25) 에 대한 재충전을 개시한다 (단계 S208). 즉, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 드라이버 (21) 나 인버터 (22) 를 제어하여 발전 전동기 (19) 가 발전시킨 전기 에너지 (전하) 를 승압기 (26) 를 통하여 커패시터 (25) 에 축적 (충전) 하는 처리를 실시한다. 그 후, 단계 S201 로 이행시키고, 그 후의 필요에 따라 상기 서술한 처리를 반복한다. 또한, 단계 S201 이 아니오, 단계 S203 이 아니오, 단계 S205 가 아니오, 단계 S207 이 아니오라는 판단이 된 경우에는, 각각 단계 S201, S203, S205, S207 의 판단 처리를 반복한다.

여기서, 도 7 에 나타내는 타임 차트를 참조하여, 실시형태 2 에 의한 구체적인 커패시터 충방전 제어 처리에 대해 설명한다. 도 7 의 (a) 에 나타내는 타임 차트는 횡축에 시간을 취하고, 종축에 커패시터 전압 (V) 의 변화를 나타낸 것이다. 도 7 의 (b) 에 나타내는 타임 차트는 횡축에 시간을 취하고, 종축에 엔진 회전수 (N) 의 변화를 나타낸 것이다. 도 7 의 (c) 에 나타내는 타임 차트는 횡축에 시간을 취하고, 종축에 키 스위치 (31) 가 조작되고 있는 위치의 변화를 나타낸 것이다. 도 7 의 (d) 에 나타내는 타임 차트는 횡축에 시간을 취하고, 종축에 해제 신호의 출력 변화 (온 혹은 오프) 를 나타낸 것이다. 도 7 의 (e) 에 나타내는 타임 차트는 횡축에 시간을 취하고, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 의 모드 변화를 나타낸 것이다.

도 7 에 나타내는 바와 같이, 시점 t1 에서 커패시터 (25) 의 전하 제거의 지시가 있으면, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 방전 모드를 설정하고, 엔진 (17) 은 엔진 회전수 (N) 가 아이들링 상태에 상당하는 미리 설정된 소정값 (Ni) (예를 들어 800 rpm) 으로 컨트롤러 (C1) 에 의해 제어되고, 엔진 (17) 을 부하로 하여 전하 제거가 실행된다. 그 후, 커패시터 전압 (V) 은 서서히 저하되어, 실질적으로 커패시터 전압이 방전 완료 상태의 레벨이라고 할 수 있는 커패시터 전압 (미리 설정되어 있는 전압인 소정값 (Vth) (예를 들어, 10 V)) 이 되는 시점 t2 로부터 이 소정값 (Vth) 이하의 상태를 미리 설정한 소정 시간 (ΔT1) (예를 들어, 10 분) 유지한 시점 t3 에서, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 전하 제거가 완료된 것으로 판단한다. 그리고, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는 모드를 방전 모드로부터 전하 제거 완료 모드로 이행시킨다. 전하 제거 완료 모드로 이행되면, 모니터 화면 (W2) 상에 전하 제거가 완료되었다는 내용과 해제 버튼 (SW) 을 나타내는 아이콘이 표시 (도 8 참조) 된다. 모니터 장치 (30) 가 터치 패널인 경우, 이 해제 버튼 (SW) 을 나타내는 아이콘 (조작 수단) 이 가압되지 않는 한, 전하 제거 완료 모드는 유지되고, 재충전은 금지된다. 모니터 장치 (30) 에 구비된 조작 버튼 (조작 수단) 혹은 모니터 장치 (30) 의 근방에 배치된 조작 버튼 (조작 수단) 이 있고, 해제 버튼 (SW) 에 대응하는 조작 버튼이 구비되어 있는 경우에는, 해제 버튼 (SW) 에 대응하는 조작 버튼이 가압되지 않는 한, 전하 제거 완료 모드는 유지되고, 재충전은 금지된다.

작업자가 해제 버튼 (SW) 을 가압하면, 가압 신호가 생성 (해제 신호 ON) 되고, 가압 신호가 컨트롤러 (C1) 를 경유하여 커패시터 충방전 제어부 (C21) 에 송신된다. 그 결과, 커패시터 충방전 제어부 (C21) 는, 그 가압이 실시된 시점 t13 에서 모드를 전하 제거 완료 모드로부터 재충전 허가 모드로 이행시킨다. 즉, 커패시터 (25) 에 대한 재충전을 허가하는 모드로 이행시킨다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 시점 t11 에서 키 스위치 (31) 가 오프의 위치로 조작되고, 엔진 회전수가 Ni 로부터 약간 저하된 후에 키 스위치 (31) 가 온의 위치로 조작되고, 엔진 (17) 이 연료 분사 장치 (40) 로부터 연료 공급을 받아 엔진 회전수 (N) 가 상승하여 엔진 회전수 (N) 가 Nth2 이상인 상태인 경우 (자립적으로 엔진이 구동되고 있는 경우) 를 현재의 상황으로서 생각한다. 그러한 상황에서, 시간이 경과하여 커패시터 충방전 제어부 (C21) 가 해제 신호를 받아 모드를 재충전 허가 모드로 이행시킨 시점 t13 에서는, 엔진 회전수는 소정값 (Nth2) 이상이고, 또한 키 스위치 (31) 도 온의 위치에 있기 때문에, 충전 개시 조건을 만족 (도 6 의 단계 S207 의 판단이 예) 시켜, 바로 재충전이 개시되고, 커패시터 전압 (V) 은 서서히 상승한다. 이 작업자에 의한 해제 버튼 (SW) 을 가압하는 조작은 작업자에 의한 재충전을 실행한다는 의사의 표현이며, 작업자의 의사와 제어 내용이 일치한 커패시터 (25) 의 충방전 제어가 실시되는 것이다.

도 7 에 나타내는 바와 같이, 모드가 전하 제거 완료 모드에서 시점 t11 에서 키 스위치 (31) 를 오프의 위치로 조작하고, 시점 t12 에서 키 스위치 (31) 를 온의 위치로 조작해도, 재충전 허가 모드는 아니기 때문에, 커패시터 (25) 에 대한 재충전이 실시되지 않는다. 시점 t11 과 t12 의 사이가 짧은, 키 스위치 (31) 의 조작에 의하지 않는 전기적인 순단 (瞬斷), 즉, 전기적으로 키 스위치 (31) 가 온으로부터 오프로 전환되고 그 후에 온으로 되돌아온 경우에도 동일하다.

이 실시형태 2 에서는, 커패시터 (25) 의 전하 제거 완료 후 (방전 완료) 부터 해제 버튼 (SW) 의 가압에 의한 커패시터 (25) 의 재충전 금지를 해제하는 해제 신호를 커패시터 충방전 제어부 (C21) 가 수신할 때까지의 동안에, 커패시터 (25) 의 재충전을 금지하는 제어를 실시함과 함께, 커패시터 (25) 의 전하 제거 완료 후에 커패시터 (25) 의 재충전 금지를 해제하는 해제 신호를 커패시터 충방전 제어부 (C21) 가 수신한 것을 조건으로 하여 재충전 허가 모드로 이행시켜, 발전 전동기 (19) 에 의한 커패시터 (25) 에 대한 재충전을 허가하는 제어를 실시하도록 하고 있으므로, 커패시터 (25) 의 전하 제거 후에 커패시터 (25) 에 작업자가 예기치 않은 충전이 실시되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시형태 2 에서는, 해제 신호를 발생시키는 수단으로서, 모니터 화면 상의 해제 버튼 (SW) 의 아이콘 혹은 조작 버튼과 같은 조작 수단을 형성한 경우에 대해 설명하였지만, 이것에 한정되지 않으며, 다른 조작 수단에 의해서도 실현할 수 있다. 예를 들어, 해제 신호의 발생은 특정 조작 레버 (32) 를 조작함으로써 생성되는 조작 레버 신호, 키 스위치 (31) 와는 별도로 운전석의 하부 등에 형성되어 엔진 (17) 을 정지시키는 엔진 정지 스위치의 온 신호, 혹은 하이브리드 유압 셔블 (1) 에 수신 장치를 형성하여 하이브리드 유압 셔블 (1) 외부로부터 입력되는 무선 신호를 수신하도록 해도 된다.

또한, 이상에 설명한 실시형태 1 혹은 실시형태 2 에서는, 축전기의 충방전 제어 장치 혹은 축전기의 충방전 제어 방법을 하이브리드 유압 셔블에 적용하는 예로서 설명하였지만, 다른 건설 기계에도 적용할 수 있다. 예를 들어 엔진에 의해 발전 전동기를 구동시키고, 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 커패시터 혹은 리튬 이온 전지 등의 축전기에 비축하고, 축전기로부터의 전기 에너지의 공급을 받아 회전 동작하는 전동기를, 주행 기구에 형성된 불도저나 휠 로더 등에도 적용할 수 있다. 이와 같은 건설 기계여도, 축전기의 점검이나 수리, 교환시에는, 확실하게 축전기의 전하 제거 (방전) 가 실시되어, 작업자가 예기치 않은 충전이 실시되는 것을 확실하게 방지할 필요가 있기 때문이다.

1 : 하이브리드 유압 셔블
2 : 차량 본체
3 : 작업기
4 : 하부 주행체
5 : 상부 선회체
11 : 붐
12 : 아암
13 : 버킷
14 : 붐용 유압 실린더
15 : 아암용 유압 실린더
16 : 버킷용 유압 실린더
17 : 엔진
18 : 유압 펌프
18a : 사판
19 : 발전 전동기
20 : 구동축
21 : 드라이버
22 : 인버터
23 : 선회 전동기
24 : 스윙 머시너리
25 : 커패시터
26 : 승압기
27 : 컨택터
28 : 전압 센서
30 : 모니터 장치
31 : 키 스위치
32 : 조작 레버
34 : 우측 주행용 유압 모터
35 : 좌측 주행용 유압 모터
40 : 연료 분사 장치
41 : 회전 센서
C1 : 컨트롤러
C2 : 하이브리드 컨트롤러
C21 : 커패시터 충방전 제어부

Claims

엔진에 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 비축함과 함께, 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기 혹은 다른 적어도 하나의 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 축전기와,
상기 축전기, 상기 발전 전동기, 및 상기 전동 액추에이터 사이의 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서의 상기 축전기의 충방전 제어를 실행하는 축전기의 충방전 제어 장치로서,
상기 컨트롤러는,
상기 엔진의 구동 중에 상기 축전기의 전기 에너지를 방전시키고,
상기 축전기를 방전 완료시킨 후에 소정 엔진 회전수 이하의 상태를 소정 시간 유지한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 충방전 제어를 실시하고,
상기 소정 엔진 회전수는, 상기 엔진의 시동과 정지를 지령하는 지령 출력 수단에 의해 엔진 정지가 실시된 후에, 상기 지령 출력 수단이 조작되어, 상기 엔진으로의 연료를 공급하는 연료 분사 장치가 상기 엔진에 연료를 공급하면 상기 엔진 회전수가 상승하는 회전수인 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 축전기의 방전 완료 후부터 상기 소정 엔진 회전수 이하의 상태를 상기 소정 시간 유지할 때까지의 동안에, 상기 축전기의 재충전을 금지하는 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 소정 엔진 회전수 이하의 상태는, 상기 엔진의 시동과 정지를 지령하는 지령 출력 수단에 의해 엔진 정지가 지령된 후인 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 장치.
삭제
엔진에 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 비축함과 함께, 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기 혹은 다른 적어도 하나의 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 축전기와,
상기 축전기, 상기 발전 전동기, 및 상기 전동 액추에이터 사이의 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서의 상기 축전기의 충방전 제어를 실행하는 축전기의 충방전 제어 장치로서,
상기 컨트롤러는,
상기 엔진의 구동 중에 상기 축전기의 전기 에너지를 방전시키고,
상기 축전기를 방전 완료시킨 후에 상기 축전기의 재충전 금지를 해제하는 해제 신호를 수신한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 축전기의 방전 완료 후부터 축전기의 재충전 금지를 해제하는 해제 신호를 수신할 때까지의 동안에, 상기 축전기의 재충전을 금지하는 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 해제 신호는, 조작 수단의 조작에 의해 생성되는 신호인 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 축전기의 방전 완료는, 상기 축전기의 전압이 소정값 이하인 상태를 소정 시간 경과한 시점을 판단하여 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 장치.
엔진에 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 비축함과 함께, 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기 혹은 다른 적어도 하나의 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 축전기와,
상기 축전기, 상기 발전 전동기, 및 상기 전동 액추에이터 사이의 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서의 상기 축전기의 충방전 제어를 실행하는 축전기의 충방전 제어 방법으로서,
상기 컨트롤러에 의해,
상기 엔진의 구동 중에 상기 축전기의 전기 에너지를 방전시키고,
상기 축전기를 방전 완료시킨 후에 소정 엔진 회전수 이하의 상태를 소정 시간 유지한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 충방전 제어를 실시하고,
상기 소정 엔진 회전수는, 상기 엔진의 시동과 정지를 지령하는 지령 출력 수단에 의해 엔진 정지가 실시된 후에, 상기 지령 출력 수단이 조작되어, 상기 엔진으로의 연료를 공급하는 연료 분사 장치가 상기 엔진에 연료를 공급하면 상기 엔진 회전수가 상승하는 회전수인 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 방법.
엔진에 결합된 발전 전동기에 의해 발전된 전기 에너지를 비축함과 함께, 비축된 전기 에너지에 의해 상기 발전 전동기 혹은 다른 적어도 하나의 전동 액추에이터를 구동시킬 수 있는 축전기와,
상기 축전기, 상기 발전 전동기, 및 상기 전동 액추에이터 사이의 전기 에너지의 수수를 제어하는 컨트롤러를 구비한 작업 기계에 있어서의 상기 축전기의 충방전 제어를 실행하는 축전기의 충방전 제어 방법으로서,
상기 컨트롤러에 의해,
상기 엔진의 구동 중에 상기 축전기의 전기 에너지를 방전시키고,
상기 축전기를 방전 완료시킨 후에 상기 축전기의 재충전 금지를 해제하는 해제 신호를 수신한 것을 조건으로 하여 상기 축전기의 재충전을 허가하는 충방전 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 축전기의 충방전 제어 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 축전기의 충방전 제어 장치를 구비한 하이브리드 작업 기계.