混合动力式工程机械

摘要

提供一种混合动力式工程机械，具有液压电动复合旋转方式的旋转装置，在如起重作业那样的要求精确的旋转操作性的作业时，通过电动马达单独地驱动旋转体。该混合动力式工程机械具有：发动机；由上述发动机驱动的液压泵；旋转体；上述旋转体驱动用的电动马达；和由上述液压泵驱动的上述旋转体驱动用的液压马达，该混合动力式工程机械使上述旋转体通过上述电动马达与上述液压马达的复合驱动而旋转，其中，具有控制装置，其具有根据作业的方式而供操作员切换的作业模式切换部、和由上述电动马达单独地使上述旋转体旋转的电动单独旋转控制部，在通过上述作业模式切换部而选择了要求定位精度的作业的情况下，通过上述电动单独旋转控制部来使上述旋转体旋转。

权利要求

1.一种混合动力式工程机械，其具有：发动机；由所述发动机驱动的液压泵；旋转体；所述旋转体驱动用的电动马达；和由所述液压泵驱动的所述旋转体驱动用的液压马达，该混合动力式工程机械使所述旋转体通过所述电动马达与所述液压马达的复合驱动而旋转，其特征在于，所述混合动力式工程机械具有：

作业模式切换部，其根据作业的方式而能够由操作员切换作业模式；和控制装置，其具有由所述电动马达单独地使所述旋转体旋转的电动单独旋转控制部，所述控制装置在通过所述作业模式切换部而选择了要求定位精度的作业模式的情况下，将所述旋转体的旋转驱动方式自动地切换为基于所述电动单独旋转控制部的旋转驱动方式。

2.根据权利要求1所述的混合动力式工程机械，其特征在于，

所述控制装置在通过所述作业模式切换部而选择了起重模式时，将所述旋转体的旋转驱动方式自动地切换为基于所述电动单独旋转控制部的旋转驱动方式。

3.根据权利要求1所述的混合动力式工程机械，其特征在于，

所述控制装置能够对于每个作业模式来设定有无所述电动单独旋转控制部的使用。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的混合动力式工程机械，其特征在于，具有：对所述旋转体的驱动进行指令的旋转用操作杆装置；和

检测所述旋转用操作杆装置的操作量的操作量检测部，

所述控制装置的所述电动单独旋转控制部取得所述操作量检测部所检测到的所述旋转用操作杆装置的操作量，在所述操作量微小的区域中，将与所述电动马达和所述液压马达的复合驱动时同等的输出作为目标值，当所述操作量为最大值时，将不超过所述电动马达的界限输出的输出作为目标值，从而控制所述电动马达的输出。

说明书

混合动力式工程机械

技术领域

[0001] 本发明涉及混合动力式工程机械，更详细地说，涉及作为驱动旋转体的机构而具有旋转液压马达和旋转电动马达的混合动力式工程机械。

背景技术

[0002] 在作为旋转体的驱动用而具有液压马达和电动马达双方的混合动力式工程机械中，其构成为，即使因某种理由而发生了无法产生电动马达转矩的事态的情况下，也以能够执行令人满意的作业的方式切换由液压马达和电动马达的双方转矩来旋转驱动的模式(液压电动复合旋转模式)、和由液压马达单独地旋转驱动的模式(液压单独旋转模式)(例如，参照专利文献1)。

[0003] 在先技术文献

[0004] 专利文献1：日本特开2011－241653号公报

发明内容

[0005] 但是，在工程机械的通常作业(例如，挖掘及旋转装载等)中，旋转体的驱动控制要求基于高旋转力来实现大作业量，但相对于旋转体转速的控制或旋转停止位置的控制而要求高精度的情况少。

[0006] 另一方面，在工程机械的特殊作业，例如起重作业中，操作员所非意图的转速变化会产生吊载货物的晃动，则会导致货物的落下等重大灾害，由此要求转速的高精度的控制。另外，当吊载货物时或降载货物时，要使起重机的吊钩停止在精确的位置上，由此要求停止位置的高精度的控制。

[0007] 另外，作为其他作业，例如，汽车解体等使用附件来处理细碎对象物的作业中，要求精确的位置控制性。在进行这种作业的情况下，在驱动电动马达和液压马达双方的液压电动复合旋转方式、和单独驱动液压马达的液压单独旋转方式中，液压马达无法进行精确的旋转加减速，因此不适合。

[0008] 这是由于，决定旋转加速度的液压马达的旋转转矩是由液压马达的流入/流出端口的压差来决定的，相对于此，难以进行将对旋转端口施加的压力固定地保持的控制。方向控制阀的开口、溢流阀的特性、配管压损等非意图的压力效果等各种要因会复杂地影响对旋转端口施加的压力。

[0009] 另一方面，电动马达的转矩/速度的控制能够通过控制电流值或施加电压的频率而比较容易地实现。但是，在液压电动复合旋转方式中，液压马达负担旋转转矩的一部分，由此产生与液压单独旋转方式同样的控制上的困难。

[0010] 本发明是基于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种混合动力式工程机械，其具有液压电动复合旋转方式的旋转装置，例如在如起重作业那样的要求精确的旋转操作性的作业时，由电动马达单独地驱动旋转体。

[0011] 为了实现上述目的，第1发明提供一种混合动力式工程机械，其具有：发动机；由所述发动机驱动的液压泵；旋转体；所述旋转体驱动用的电动马达；和由所述液压泵驱动的所述旋转体驱动用的液压马达，该混合动力式工程机械使所述旋转体通过所述电动马达与所述液压马达的复合驱动而旋转，其中，具有控制装置，其具有根据作业的方式而供操作员切换的作业模式切换部、和由所述电动马达单独地使所述旋转体旋转的电动单独旋转控制部，在通过所述作业模式切换部而选择了要求定位精度的作业的情况下，通过所述电动单独旋转控制部来使所述旋转体旋转。

[0012] 另外，第2发明的特征在于，在第1发明中，所述控制装置在通过所述作业模式切换部而选择了起重模式时，通过所述电动单独旋转控制部来使所述旋转体旋转。

[0013] 另外，第3发明的特征在于，在第1发明中，所述控制装置能够对于每个作业模式来设定有无所述电动单独旋转控制部的使用。

[0014] 另外，第4发明的特征在于，在第1发明中，所述电动马达的最大输出比所述液压马达的最大输出小，所述控制装置在通过所述作业模式切换部而选择了不要求高转速且要求定位精度的作业的情况下，通过所述电动单独旋转控制部来使所述旋转体旋转。

[0015] 另外，第5发明的特征在于，在第1～4发明的任一项中，具有：对所述旋转体的驱动进行指令的旋转用操作杆装置；和检测所述旋转用操作杆装置的操作量的操作量检测部，所述控制装置的所述电动单独旋转控制部取得所述操作量检测部所检测到的所述旋转用操作杆装置的操作量，在所述旋转操作量微小的区域中，将与所述电动马达和所述液压马达的复合驱动时同等的输出作为目标值，当所述操作量为最大值时，将不超过所述电动马达的界限输出的输出作为目标值，从而控制所述电动马达的输出。

[0016] 发明效果

[0017] 根据本发明，当选择了要求精确的旋转操作性的作业模式时，进行通过电动马达单独地驱动旋转体的电动单独旋转。该结果为，能够实现高旋转作业性，提高混合动力式工程机械的通用性。

附图说明

[0018] 图1是表示本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式的侧视图。

[0019] 图2是构成本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式的电动-液压设备的系统构成图。

[0020] 图3是本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式的系统构成以及控制框图。

[0021] 图4是表示本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式的液压系统的系统构成图。

[0022] 图5是表示本发明的混合动力式工程机械的第2实施方式的侧视图。

[0023] 图6是本发明的混合动力式工程机械的第2实施方式的系统构成以及控制框图。

[0024] 图7是本发明的混合动力式工程机械的第3实施方式的系统构成以及控制框图。

[0025] 图8是表示构成本发明的混合动力式工程机械的第3实施方式的显示装置的作业模式设定一例的概念图。

[0026] 图9是在本发明的混合动力式工程机械的第4实施方式中，表示液压电动复合旋转模式时的电动马达和液压马达的输出特性的特性图。

[0027] 图10是在本发明的混合动力式工程机械的第4实施方式中，表示电动单独旋转模式时的电动马达和液压马达的输出特性的特性图。

具体实施方式

[0028] 以下，以液压挖掘机为例，使用附图来说明本发明的实施方式。此外，本发明能够适用于具有旋转体的全部作业及工程机械，本发明的应用并不限于液压挖掘机。

[0029] 实施例1

[0030] 图1是表示本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式的侧视图，图2是构成本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式的电动-液压设备的系统构成图，图3是本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式的系统构成以及控制框图。

[0031] 在图1中，液压挖掘机具有行驶体10、能够旋转地设在行驶体10上的旋转体20、以及装设在旋转体20上的前作业装置30。

[0032] 行驶体10由一对履带11以及履带架12(在图1中仅表示一侧)、独立地驱动控制各履带11的一对行驶用液压马达13、14、以及其减速机构等构成。

[0033] 旋转体20由旋转架21、设在旋转架21上的作为原动机的发动机22、由发动机驱动的辅助发电马达23、旋转电动马达25以及旋转液压马达27、与辅助发电马达23以及旋转电动马达25连接的电气双层电容器24、对旋转电动马达25和旋转液压马达27的旋转进行减速的减速机构26等构成，旋转电动马达25和旋转液压马达27的驱动力经由减速机构26传递，通过该驱动力而使旋转体20(旋转架21)相对于行驶体10旋转驱动。

[0034] 另外，在旋转体20上搭载有前作业装置30。前作业装置30由动臂31、用于驱动动臂31的动臂液压缸32、旋转自如地轴支承在动臂31的前端部附近的斗杆33、用于驱动斗杆33的斗杆液压缸34、能够旋转地轴支承在斗杆33的前端的铲斗35、和用于驱动铲斗35的铲斗液压缸36等构成。

[0035] 在旋转体20的旋转架21上搭载有用于驱动上述的行驶用液压马达13、14、旋转用液压马达27、动臂液压缸32、斗杆液压缸34、铲斗液压缸36等液压执行机构的液压系统40。液压系统40包括成为液压源且通过发动机22而旋转驱动的液压泵41(参照图2)、和用于驱动控制各执行机构的控制阀42(参照图2)。

[0036] 接着，概略说明液压挖掘机的电动-液压设备的系统构成。如图2所示，发动机22的驱动力向液压泵41传递。控制阀42根据来自未图示的操作杆的操作指令，来控制动作油向动臂液压缸32、斗杆液压缸34、铲斗液压缸36以及行驶用液压马达13、14的排出流量以及排出方向。另外，控制阀42根据来自旋转用的操作杆72(参照图3)的旋转操作指令来控制动作油向旋转液压马达27的排出流量以及排出方向。

[0037] 电动系统由上述的辅助发电马达23、电容器24以及旋转电动马达25、和动力控制单元55等构成。动力控制单元55具有斩波器51、逆变器52、53、平流电容器54等。

[0038] 来自电容器24的直流电力通过斩波器51而升压至规定的母线电压，并向用于驱动旋转电动马达25的逆变器52、用于驱动辅助发电马达23的逆变器53输入。平流电容器54是为了使母线电压稳定化而设的。旋转电动马达25和旋转液压马达27的旋转轴被结合，经由减速机构26来驱动旋转体20。电容器24根据辅助发电马达23以及旋转电动马达25的驱动状态(动力运行或再生)而充放电。

[0039] 控制器80输入操作杆信号、压力信号、转速信号等在图2中未表示的信号、和来自于驾驶室内所具有的作业模式切换开关77的作业模式信号，并相对于控制阀42、动力控制单元55发出指令，进行旋转控制。附图标记75是将来自控制器80的电信号向液压先导信号转换的设备，例如相当于电磁比例阀。

[0040] 图3表示液压挖掘机的系统构成以及控制框图。图3所示的电动-液压设备的系统构成基本上与图2相同，但详细表示了为了进行本发明的旋转控制所必要的设备和控制部、控制信号等。

[0041] 液压挖掘机具有上述的控制器80、与控制器80的输入输出有关的液压/电气转换装置74a、74b、74c、74d、电气/液压转换装置75a、75b、电磁阀95a、95b、96a、96b以及作业模式切换开关77，这些部分构成旋转控制系统。

[0042] 控制器80具有液压电动复合旋转控制模块83、电动单独旋转控制模块84、控制切换模块85等。

[0043] 对于作业模式切换开关77，在选择了除了要求精确的旋转操作性的作业以外的作业的情况下，控制器80使控制切换模块85选择液压电动复合旋转控制模块83，通过液压电动复合旋转控制模块83来控制旋转执行机构动作。由旋转操作杆72的输入所产生的液压先导信号通过液压/电气转换装置74c、74d转换为电信号，向液压电动复合旋转控制模块83和电动单独旋转控制模块84输入。旋转液压马达25的动作压通过液压/电气转换装置74a、74b而转换为电信号，并输入至液压电动复合旋转控制模块83。从动力控制单元55内的电动马达驱动用的逆变器输出的旋转马达速度信号也输入至液压电动复合旋转控制模块83。

[0044] 液压电动复合旋转控制模块83基于来自旋转操作杆72的液压先导信号、旋转液压马达25的动作压信号以及旋转马达速度信号来进行规定的运算并计算旋转电动马达25的指令转矩，向动力控制单元55输出旋转电动马达转矩指令。同时，将向液压泵41的泵吸收转矩修正指令向电气/液压转换装置75a输出，将使旋转液压马达27的输出转矩减少的减转矩指令向电气/液压转换装置75b输出。

[0045] 另一方面，由旋转操作杆72的输入所产生的液压先导信号经由后述的旋转先导压截断用电磁阀96也向控制阀42输入，将旋转马达用的滑阀92(参照图4)从中立位置切换而将液压泵41的排出油向旋转液压马达27供给，旋转液压马达27也同时驱动。

[0046] 接着，对于作业模式切换开关77，在选择了要求精确的旋转操作性的作业的情况下，控制器80使控制切换模块85选择电动单独旋转控制模块84，由电动单独旋转控制模块84来控制旋转执行机构动作。

[0047] 电动单独旋转控制模块84基于来自旋转操作杆72的液压先导信号和旋转马达速度信号进行规定的运算并计算旋转电动马达25的指令转矩，向动力控制单元55输出旋转电动马达转矩指令。同时，为了消除旋转液压马达27对旋转动作付与的影响，向溢流用电磁阀95a、95b输出使后述的过载溢流阀93a、93b的溢流压为最少的旋转溢流压减少指令。另外，为了防止由旋转操作杆72产生的液压先导信号到达至后述的控制阀42的旋转马达用的滑阀92的操作部，向旋转先导压截断用电磁阀96a、96b输出截断指令。该结果为，进行实现精确的旋转操作性的电动单独旋转控制。

[0048] 在控制切换模块85中，预先设定了所输入的作业模式切换信号、与电动单独旋转控制或液压电动复合旋转控制之间的关联。由此，若输入了作业模式信号，则电动单独旋转控制或液压电动复合旋转控制自动地切换。

[0049] 接着，使用图4来说明本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式的旋转液压系统。图4是表示本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式的液压系统的系统构成图。在图4中，与图1至图3所示的附图标记相同的附图标记表示同一部分，因此省略具体说明。

[0050] 图3的控制阀42按每个执行机构而具有被称为滑阀的阀部件，根据来自旋转操作杆72或其他未图示的操作装置的指令(液压先导信号)而使对应的滑阀位移，由此使开口面积变化，并使从各油路通过的液压油的流量变化。图4所示的旋转液压系统仅包括旋转用滑阀。

[0051] 在图4中，旋转液压系统具有上述的液压泵41以及旋转液压马达27、旋转操作杆72、旋转用滑阀92、旋转用的可变过载溢流阀93a、93b、旋转用的止回阀94a、94b、能够变更可变过载溢流阀的溢流压的溢流用电磁阀95a、95b、使向旋转用滑阀92的操作部的先导压根据必要而减少的旋转先导压截断用电磁阀96a、96b、和油箱130。

[0052] 液压泵41为可变容量泵，具有未图示的调整器，通过使调整器动作来改变液压泵41的倾转角而使液压泵41的容量变化，并使液压泵41的排出流量和输出转矩变化。当从图3的液压电动复合旋转控制模块83向电气/液压转换装置75a输出泵吸收转矩修正指令时，电气/液压转换装置75a将对应的控制压力向调整器输出，并以使液压泵41的最大输出转矩减少的方式变更调整器的设定。

[0053] 旋转用滑阀92具有A、B、C这3个位置，收到来自旋转操作杆72的旋转操作指令(液压先导信号)而从中立位置B连续地切换至A位置或C位置。

[0054] 旋转操作杆72内置有根据操作量对来自所连接的先导液压源的压力进行减压的减压阀。将与杆操作量对应的压力(液压先导信号)经由管路131A或131B和旋转先导压截断用电磁阀96a、96b而向旋转用滑阀92的左右某一个操作部付与。

[0055] 在管路131A、131B上分别设有检测管路内压力的压力传感器74c、74d。另外，在管路131A、131B上设有对各管路内的先导油的连通/截断进行控制的旋转先导压截断用电磁阀96a、96b。

[0056] 旋转先导压截断用电磁阀96a、96b为电磁操作型的3端口2位置型的切换阀，选择性地控制旋转用滑阀92的操作部与旋转操作杆72的减压阀之间的连通/闭合。该旋转先导压截断用电磁阀96a、96b在非励磁时通过弹簧部件而位于使旋转用滑阀92的操作部和旋转操作杆72的减压阀成为连通状态的位置。该旋转先导压截断用电磁阀96a、96b在一侧配设有电磁驱动部，连接有来自控制器的输出线缆。

[0057] 当旋转用滑阀92位于中立位置B时，从液压泵41排出的液压油从旁路节流孔通过而向油箱130返回。当旋转用滑阀92受到与杆操作量对应的压力(液压先导信号)而切换至A位置时，来自液压泵41的液压油从A位置的入口节流孔通过向旋转液压马达27的左侧输送，来自旋转液压马达27的返回油从A位置的出口节流孔通过而向油箱130返回，旋转液压马达27向一个方向旋转。相反地，当旋转用滑阀92受到与杆操作量对应的压力(液压先导信号)而切换至C位置时，来自液压泵41的液压油从C位置的入口节流孔通过而向旋转液压马达27的右侧输送，来自旋转液压马达27的返回油从C位置的出口节流孔通过而向油箱130返回，旋转液压马达27向与A位置的情况相反的方向旋转。

[0058] 当旋转用滑阀92位于B位置与A位置的中间时，来自液压泵41的液压油分配至旁路节流孔和入口节流孔。此时，在入口节流孔的入侧产生与旁路节流孔的开口面积对应的压力，由该压力而向旋转液压马达27供给液压油，并付与与该压力(旁路节流孔的开口面积)对应的动作转矩。另外，来自旋转液压马达27的排出油受到与此时的出口节流孔的开口面积对应的阻力而产生背压，产生与出口节流孔的开口面积对应的制动转矩。位于B位置和C位置的中间时也是同样的。

[0059] 当将旋转操作杆72返回至中立位置，将旋转用滑阀92返回至中立位置B时，旋转体20为惯性体，由此旋转液压马达27因其惯性而继续旋转。此时，当来自旋转液压马达27的排出油的压力(背压)要超过旋转用的可变过载溢流阀93a或93b的设定压力时，旋转用的可变过载溢流阀93a或93b动作而使液压油的一部分流向油箱130，由此限制背压的上升，产生与旋转用的可变过载溢流阀93a或93b的设定压力对应的制动转矩。

[0060] 此外，用于防止当旋转用的可变过载溢流阀93a或93b动作时，来自旋转液压马达27的排出油向其他系统逆流的止回阀94a、94b，以从油箱130侧仅向旋转液压马达27侧开口的方式与旋转用的可变过载溢流阀93a、93b并列设置。

[0061] 旋转用的可变过载溢流阀93a以及93b分别具有先导受压部。先导受压部经由溢流电磁阀95a、95b而供给来自先导液压源的先导油。旋转用的可变过载溢流阀93a以及93b的设定压力通过向各受压部供给的先导油的压力而能够可变。

[0062] 溢流用电磁阀95a、95b为电磁操作型的3端口2位置型的切换阀，选择性地控制先导液压源与旋转用的可变过载溢流阀93a以及93b的各受压部之间的连通/闭合。该溢流用电磁阀95a、95b在非励磁时通过弹簧部件而位于使先导液压源与旋转用的可变过载溢流阀的各受压部成为连通状态的位置。该溢流用电磁阀95a、95b在一侧配设有电磁驱动部，连接有来自控制器的输出线缆。

[0063] 接着，使用图3以及图4来说明本发明的实施方式的动作。

[0064] 对于作业模式切换开关77，在选择了除了要求精确的旋转操作性的作业以外的作业的情况下，控制器80使控制切换模块85选择液压电动复合旋转控制模块83。从图3所示的电动单独旋转控制模块84不输出旋转溢流压减少指令和旋转先导压截断指令。由此，在图4中，溢流用电磁阀93a、93b以及旋转先导压截断用电磁阀96a、96b为非励磁。

[0065] 由于这些电磁阀为非励磁，所以在旋转用的可变过载溢流阀93a以及93b的各受压部上，从先导液压源供给有先导油，这些溢流阀的设定压力成为预先设定的值。另外，旋转用滑阀92的操作部和旋转操作杆72的减压阀成为连通状态，与旋转操作杆72的操作量对应的先导油能够向旋转用滑阀92的操作部供给。

[0066] 当操作旋转操作杆72时，液压油经由先导液压回路131A、131B而向旋转用滑阀72的左右某一个操作部供给，来驱动滑阀，从而使液压泵41与旋转液压马达27之间的主液压回路连通。由此，旋转液压马达27旋转，驱动旋转体20。

[0067] 接着，对于作业模式切换开关77，在选择了要求精确的旋转操作性的作业的情况下，控制器80使控制切换模块85选择电动单独旋转控制模块84。通过电动单独旋转控制模块84来控制旋转执行机构动作。此时，从图3所示的电动单独旋转控制模块84输出有旋转溢流压减少指令和旋转先导压截断指令。由此，在图4中，溢流用电磁阀93a、93b以及旋转先导压截断用电磁阀96a、96b为励磁。

[0068] 由于这些电磁阀为励磁，所以向旋转用的可变过载溢流阀93a以及93b的各受压部供给的先导油向油箱130排出。由此，这些溢流阀的设定压力成为最小值。该结果为，降低旋转液压马达27的制动压，能够减小旋转液压马达27对旋转动作付与的影响。另外，旋转用滑阀92的操作部和旋转操作杆72的减压阀成为截断状态，与旋转操作杆72的操作量对应的先导油不会向旋转用滑阀92的操作部供给。该结果为，能够减小旋转液压马达27对旋转动作付与的影响。该结果为，实现精确的旋转操作性的电动单独旋转控制得以进行。

[0069] 这样，在本实施方式中，仅通过选择作业模式，就能够将旋转驱动方式从液压电动复合方式切换为电动单独旋转方式。操作员若选择作业模式，则能够不用对旋转驱动方式产生意识地，以对该作业最佳的旋转操作性来进行作业。但是，在哪个作业模式下切换为电动单独旋转是需要在控制器的设计阶段提前决定的。以下说明这种特殊作业模式的例子。

[0070] 在使用工程机械来组装工程材料的作业的情况下，例如设置“手动模式(handing mode)”的作业模式。在工程机械上安装抓斗等能够握持作为对象的工程材料的附件，边将工程材料保持于恰当的位置边进行组装。在进行这种作业的情况下，要求螺栓孔对合等的精确的定位精度，由此优选采用控制精度优异的电动单独旋转方式。在这种作业中，操作员通过选择“手动模式”而切换至电动单独旋转方式，因此仅改变作业模式就能够实现精确的操作。

[0071] 在使用工程机械来进行整平作业的修整作业的情况下，例如设置“精确模式(fine mode)”的作业模式。在整平修整作业中，需要进行将铲斗爪尖牵引为水平来平整地面的动作。此时，边进行旋转动作边斜着牵引铲斗爪尖，频繁地进行水平倾斜牵引动作。在进行这种作业的情况下，当切换为电动单独旋转方式时，转速不会被其他执行机构的动作影响，由此大幅提高微操作范围下的作业感觉。其也能够适用于斜坡修整等其他的修整作业。在这种作业中，操作员通过选择“精确模式”而切换至电动单独旋转方式，因此仅改变作业模式就能够改善旋转旋转微操作的感觉。

[0072] 根据上述的本发明的混合动力式工程机械的第1实施方式，在选择了要求精确的旋转操作性的作业模式时，进行由旋转电动马达单独地驱动旋转体20的电动单独旋转。该结果为，能够实现高旋转作业性，因此提高混合动力式工程机械的通用性。

[0073] 【实施例2】

[0074] 以下，使用附图来说明本发明的混合动力式工程机械的第2实施方式。图5是表示本发明的混合动力式工程机械的第2实施方式的侧视图，图6是本发明的混合动力式工程机械的第2实施方式的系统构成以及控制框图。在图5以及图6中，与图1至图4所示的附图标记相同的附图标记表示相同部分，因此省略其具体说明。

[0075] 本发明的混合动力式工程机械的第2实施方式中，说明具有起重模式的混合动力式工程机械。

[0076] 图5所示的具有起重模式的混合动力式工程机械在第1实施方式的液压挖掘机的构成的基础上，还具有：用于吊载货物的吊钩100；设在旋转体20的外部罩后部的上表面上的起重模式外部显示灯101；设在驾驶室内的水平仪102；设在动臂31的前端部的斗杆角度传感器103；和设在动臂的基端部的动臂角度传感器104。另外，在液压系统中具有未图示的动臂液压缸缸底压传感器。另外，吊钩100设在斗杆32的前端与铲斗35的基部之间。

[0077] 当设定为起重模式时，起重模式外部显示灯101点亮，对周围进行警告。另外，由动臂液压缸缸底压传感器来推定吊载货物的重量，由水平仪102和动臂角度传感器104、斗杆角度传感器103来检测车身的姿势，由此探测车身翻倒的危险。吊载货物使用吊钩100来进行。当铲斗移动时具有与吊载货物或吊载工具触碰的可能性，由此通过未图示的铲斗锁定电磁阀将铲斗位置固定。

[0078] 接着，图6表示本实施方式的控制系统的构成。在图6中，代替第1实施方式的作业模式切换开关77，而设置起重切换开关110，在控制器80中具有起重模式控制部111。

[0079] 接着，说明本发明实施方式的动作。

[0080] 对于起重切换开关110，在没有选择起重作业的情况下，控制器80使控制切换模块85选择液压电动复合旋转控制模块83。从图3所示的电动单独旋转控制模块84不输出旋转溢流压减少指令和旋转先导压截断指令。由此，在图4中，溢流用电磁阀93a、93b以及旋转先导压截断用电磁阀96a、96b为非励磁，成为与对于第1实施方式的作业模式切换开关77，选择了除了要求精确的旋转操作性的作业以外的作业的情况同样的动作。

[0081] 对于起重切换开关110，在选择了起重作业的情况下，首先，控制器80内的起重模式控制部111切换为起重模式。具体地，向起重模式外部显示灯101输出点亮指令，除此之外进行翻倒防止警告等对起重作业所必要的控制。

[0082] 另一方面，控制器80使控制切换模块85选择电动单独旋转控制模块84。由电动单独旋转控制模块84控制旋转执行机构动作。此时，从图3所示的电动单独旋转控制模块84输出旋转溢流压减少指令和旋转先导压截断指令。由此，在图4中，溢流用电磁阀93a、93b以及旋转先导压截断用电磁阀96a、96b为励磁，成为与对于第1实施方式的作业模式切换开关77，选择了要求精确的旋转操作性的作业的情况同样的动作。

[0083] 根据上述的本发明的混合动力式工程机械的第2实施方式，能够得到与上述的第1实施方式同样的效果。

[0084] 另外，根据上述的本发明的混合动力式工程机械的第2实施方式，在具有起重模式的混合动力式工程机械中，当起重模式时，自动地进行由旋转电动马达单独地驱动旋转体20的电动单独旋转。由于起重作业要求了精确的旋转操作，所以适用旋转位置或转速的控制性好的电动单独旋转控制。操作员若将作业模式设定为起重作业，则执行为了进行起重作业所必要的控制，并且自动地切换至对于起重模式最佳的旋转驱动方式。该结果为，实现高旋转作业性，因此提高生产性。

[0085] 【实施例3】

[0086] 以下，使用附图来说明本发明的混合动力式工程机械的第3实施方式。图7是本发明的混合动力式工程机械的第3实施方式的系统构成以及控制框图，图8是表示构成本发明的混合动力式工程机械的第3实施方式的显示装置的作业模式设定的一例的概念图。在图7以及图8中，与图1至图6所示的附图标记相同的附图标记表示相同部分，因此省略其具体说明。

[0087] 图7所示的本发明的混合动力式工程机械的第3实施方式中，大致由与第1实施方式相同的设备构成，但以下的构成不同。

[0088] 在第1实施方式中，在驾驶室内设有作业模式切换开关77，但在本实施方式中，代替作业模式切换开关77，而在设有能够进行信息的输入输出的显示装置120的这一点上不同。操作员通过在显示装置120上选择作业模式，而能够自动实现与所选择的作业模式适合的旋转驱动方式。

[0089] 另外，在本实施方式中，能够在驾驶室内的显示装置120上设定是否在各作业模式下切换至电动单独旋转。图8表示显示装置120的菜单构成。

[0090] 在图8的主菜单内，能够由“作业模式”的项来选择例如“挖掘”作业等的作业模式。另外，此时，当同时选择“作业模式设定”时，在各作业模式中，能够设定变更有无预先设定的电动单独旋转。例如，在选择了“作业模式设定”→“挖掘”→“电动单独旋转N”时，在选择了挖掘的作业模式的情况下，不执行电动单独旋转。

[0091] 在此，在进行显示装置120的设定变更的情况下，控制器80的控制切换模块85的各种参数被改写，由此，切换电动单独旋转和液压电动复合旋转。操作员本人或制造商等的服务人员能够变更是否在作为对象的作业模式下进行电动单独旋转的设定。

[0092] 在上述的第1以及第2实施方式中，例如，在因电动系统故障等某些事情而导致旋转电动马达25不能驱动的情况下，具有无法执行旋转动作的危险性。另外，当切换作业模式时自动地切换旋转驱动方式，由此担心即使在操作员不满意电动单独旋转的操作性的情况下，也不得不通过作业模式来进行电动单独旋转。根据本实施方式，即使出现这种情况，也能够变更是否进行电动单独旋转的设定，所以能够解决这些问题。

[0093] 根据上述的本发明的混合动力式工程机械的第3实施方式，能够得到与上述的第1实施方式同样的效果。

[0094] 另外，根据上述的本发明的混合动力式工程机械的第3实施方式，能够变更是否进行电动单独旋转的设定，因此在与预先设定的作业模式对应的为电动单独旋转的情况下，即使出现旋转电动马达25不能驱动的情况、或操作员不满意电动单独旋转的操作性的情况下，也能够变更电动单独旋转的设定来进行作业。由此，提高作业性。

[0095] 【实施例4】

[0096] 以下，使用附图来说明本发明的混合动力式工程机械的第4实施方式。图9是表示本发明的混合动力式工程机械的第4实施方式中，液压电动复合旋转模式时的电动马达与液压马达的输出特性的特性图，图10是表示本发明的混合动力式工程机械的第4实施方式中，电动单独旋转模式时的电动马达与液压马达的输出特性的特性图。

[0097] 本发明的混合动力式工程机械的第4实施方式中，大致由与第1实施方式同样的设备构成，但不同点在于，在电动单独旋转模式时的旋转电动马达的输出特性中具有特征。

[0098] 在本实施方式中，在切换至电动单独旋转的作业模式中，旋转输出收在固定值以内，由此能够采用小输出的旋转电动马达。图9表示液压电动复合旋转模式下的旋转输出的特性，在纵轴上表示旋转输出，在横轴上表示旋转杆72的操作量。如图9所示，旋转输出成为旋转液压马达27的输出与旋转电动马达25的输出的合计。此外，该输出特性预先设定在控制器80的液压电动复合旋转控制模块83中。

[0099] 图10表示电动单独旋转模式下的旋转输出的特性，其预先设定在控制器80的电动单独旋转控制模块84中。如图9和图10所示，在电动单独旋转模式下，仅由旋转电动马达25来负担旋转杆72的微操作时与液压电动复合旋转同等的旋转输出。另外，在旋转杆72的最大操作量附近，以成为不超过旋转电动马达25的界限输出的范围的方式限制旋转电动马达25的输出。

[0100] 在本发明中，切换至电动单独旋转的作业设想了旋转控制性比转速或旋转力更重要的作业。在这种作业中，即使在旋转杆72的最大操作量附近，也不需要大旋转力。尤其在起重作业模式下当进行旋转急加速是会造成危险的，由此希望在旋转杆72的最大操作量附近时限制旋转输出。

[0101] 根据上述的本发明的混合动力式工程机械的第4实施方式，能够得到与上述的第1实施方式同样的效果。

[0102] 另外，根据上述的本发明的混合动力式工程机械的第4实施方式，在电动单独旋转中，在微操作时实现与液压电动复合旋转同样的操作性，能够在旋转杆72的最大操作量附近时限制转速。由此，小旋转马达输出即可，由此即使采用电动单独旋转方式，也不需要使电动旋转马达25高输出化。该结果为，不需要因电动马达的高输出化而增加配线、控制装置、蓄电池等的容量，能够防止成本大幅上升。

[0103] 附图标记说明

[0104] 10    行驶体

[0105] 11    履带

[0106] 12    履带架

[0107] 13    行驶用液压马达

[0108] 14    行驶用液压马达

[0109] 20    旋转体

[0110] 21    旋转架

[0111] 22    发动机

[0112] 23    辅助发电马达

[0113] 24    电容器

[0114] 25    旋转电动马达

[0115] 26    减速机构

[0116] 27    旋转液压马达

[0117] 30    前作业装置

[0118] 31    动臂

[0119] 32    动臂液压缸

[0120] 33    斗杆

[0121] 34    斗杆液压缸

[0122] 35    铲斗

[0123] 36    铲斗液压缸

[0124] 40    液压系统

[0125] 41    液压泵

[0126] 42    控制阀

[0127] 51    斩波器

[0128] 52    旋转电动马达用逆变器

[0129] 53    辅助发电马达用逆变器

[0130] 54    平流电容器

[0131] 55    动力控制单元

[0132] 72    旋转操作杆(先导阀)

[0133] 74a、b   液压/电信号转换设备

[0134] 74c、d   液压/电信号转换设备(压力传感器)

[0135] 75    电气/液压信号转换设备

[0136] 77    作业模式切换开关(作业模式切换部)

[0137] 80    控制器(控制装置)

[0138] 83    液压电动复合旋转控制模块

[0139] 84    电动单独旋转控制模块(电动单独旋转控制部)

[0140] 85    控制切换模块

[0141] 92    旋转用滑阀

[0142] 93a、b   旋转用的可变过载溢流阀

[0143] 94a、b   止回阀

[0144] 95a、b   溢流用电磁阀

[0145] 96a、b   旋转先导压截断用电磁阀

[0146] 100    吊钩

[0147] 101    起重模式外部显示灯

[0148] 102    水平仪

[0149] 103    斗杆角度传感器

[0150] 104    动臂角度传感器

[0151] 110    起重切换开关

[0152] 111    起重模式控制