CN102232132B - 混合式施工机械 - Google Patents

Abstract

混合式施工机械包含通过由内燃机或电动发电机的驱动力产生的液压驱动的液压工作要件和被电动驱动的电动工作要件。上位控制部生成用于进行液压工作要件及电动工作要件的驱动控制的控制指令。下位控制部根据由上位控制部生成的控制指令，进行液压工作要件及所述电动工作要件的驱动控制。下位控制部监视上位控制部的异常。

Description

混合式施工机械

技术领域

本发明涉及施工机械，尤其涉及包含电动工作要件与液压工作要件的混合式施工机械。

背景技术

近年来提出有使驱动机构的一部分电动化的混合式施工机械。这样的施工机械通常具备有用于液压驱动动臂、斗杆及铲斗等液压工作要件的液压泵。电动发电机通过减速器连接于用于驱动液压泵的发动机。电动发电机辅助发动机的驱动，同时通过来自发动机的动力发电运行电动发电机，并且所得到的电力被充电至蓄电器。

用于使上部回转体回转的回转机构除了包含作为动力源的液压马达之外，还包含电动机。在回转机构加速时，用电动机辅助液压马达的驱动。并且，在回转机构减速时，用电动机进行再生运行，将所得到的再生电力充电至电池。（例如，参照专利文献1）

并且，混合式施工机械中，也有还具备用于进行回转机构等工作要件的驱动或液压泵的驱动的交流电动机的施工机械。例如，提出有使用电动机作为回转驱动源的回转式施工机械（参照专利文献2）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-103112号公报

专利文献2：日本特开2005-299102号公报

发明的概要

发明要解决的课题

存在如下混合式施工机械：具有上位控制部及根据由上位控制部生成的驱动指令进行电动工作要件、液压工作要件、或冷却***的驱动控制的下位控制部，作为控制电动发电机等电动工作要件、液压工作要件、或冷却***的控制***。在这种混合式施工机械中，在上位控制部产生故障等异常时，不会特别进行与之相应的对策。

但是，在混合式施工机械中，根据产生异常的部位或异常状态有停止运行较好以及继续运行较好的情况。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种如下混合式施工机械：能够由下位控制部检测出上位控制部的异常，即使在上位控制部产生异常，也能够根据异常的种类，由下位控制部进行处理，由此谋求提高工作效率。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，根据本发明提供一种混合式施工机械，该混合式施工机械包含根据由内燃机或电动发电机的驱动力产生的液压驱动的液压工作要件和被电动驱动的电动工作要件，其中，包含：上位控制部，生成用于进行液压工作要件及电动工作要件的驱动控制的控制指令；及下位控制部，根据由上位控制部生成的控制指令，进行液压工作要件及电动工作要件的驱动控制，下位控制部监视上位控制部的异常。

发明的效果

根据本发明的一实施方式，能够由下位控制部检测出在上位控制部产生的异常，即使在上位控制部产生异常，也能够根据异常的种类，由下位控制部进行处理，由此能够提高工作效率。

附图说明

图1是基于第1实施例的混合式施工机械的一例、即起重磁铁式液压挖土机的侧视图。

图2是表示基于第1实施例的起重磁铁式液压挖土机的结构的块图。

图3是图2所示的蓄电***电路图。

图4是表示基于第1实施例的起重磁铁式液压挖土机的电动发电机、减速器及回转用电动机的驱动控制***的冷却路径的图。

图5是表示基于第1实施例的起重磁铁式液压挖土机的控制***的结构的块图。

图6是表示基于第1实施例的起重磁铁式液压挖土机的下位控制部对上位控制部进行异常监视处理的顺序的图。

图7是表示基于第3实施例的混合式施工机械的一例、即起重磁铁式液压挖土机的结构的块图。

图8是包含第4实施例中的升降压转换器的蓄电***的电路图。

图9是第4实施例中的伺服控制单元的立体图。

图10A是控制单元的俯视剖面图。

图10B是沿图10A的I-I线的侧剖面图。

图10C是沿图10A的II-II线的侧剖面图。

图10D是沿图10A的III-III线的侧剖面图。

图11A是沿图10A的IV-IV线的侧剖面图。

图11B是从与图11A的侧剖面图相同方向观察控制单元的侧视图。

图12A是仅设置有上位控制部的控制单元的俯视剖面图。

图12B是沿图12A的I-I线的侧剖面图。

图12C是沿图12A的II-II线的侧剖面图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的基于混合式施工机械进行说明。

图1是本发明的基于第1实施例的混合式施工机械的一例、即起重磁铁式液压挖土机的侧视图。

起重磁铁式液压挖土机的下部行驶体1上，通过回转机构2搭载有上部回转体3。上部回转体3上搭载有动臂4、斗杆5及起重磁铁6。动臂4、斗杆5及起重磁铁6分别通过动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9进行液压驱动。并且，上部回转体3上搭载有具备驾驶席及操纵装置的驾驶室10及发动机等动力源。

图2是表示起重磁铁式液压挖土机的结构的块图。在图2中，分别用双重线表示机械动力***，用实线表示高压液压管路，用虚线表示先导管路，用实线表示电力驱动或控制***。

作为机械式驱动部的发动机11及作为辅助驱动部的电动发电机12连接于作为增速器或减速器发挥作用的变速器13的输入轴。变速器13的输出轴上连接有主泵14及先导泵15。主泵14上，通过高压液压管路16连接有控制阀17。

控制阀17为进行液压***的控制的控制装置。控制阀17上，通过高压液压管路连接有下部行驶体1用的液压马达1A（右用）及1B（左用）、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9。

电动发电机12上，通过逆变器18A及升降压转换器100连接有作为蓄电器的电池19。逆变器18A与升降压转换器100之间由DC总线110连接。由电池19与升降压转换器100构成蓄电***。并且，由电动发电机12与逆变器18A构成电动发电***。

DC总线110上，通过逆变器18B连接有起重磁铁6。并且，DC总线110上通过逆变器20还连接有作为电动工作要件的回转用电动机21。DC总线110为了在电池19、电动发电机12、起重磁铁6及回转用电动机21之间进行电力转移而设置。

DC总线110上设置有用于检测DC总线110的电压值（以下，称为DC总线电压值）的DC总线电压检测部111。通过DC总线电压检测部111检测出的DC总线电压值被供给至控制器30。

电池19上设置有用于检测电池电压值的电池电压检测部112和用于检测电池电流值的电池电流检测部113。通过这些检测出的电池电压值和电池电流值被供给至控制器30。

回转用电动机21的旋转轴21A上连接分解器22、机械制动器23及回转减速器24。先导泵15上，通过先导管路25连接操作装置26。由回转用电动机21、逆变器20、分解器22及回转用减速器24构成负载驱动***。

操作装置26包含操纵杆26A、操纵杆26B、踏板26C及按钮开关26D。操纵杆26A、操纵杆26B及踏板26C上通过液压管路27及28分别连接控制阀17及压力传感器29。该压力传感器29上连接有进行实施方式1的施工机械的电力***的驱动控制的控制器30。

上述起重磁铁式液压挖土机为以发动机11、电动发电机12及回转用电动机21为动力源的混合式施工机械。这些动力源搭载于图1所示的上部回转体3。以下对起重磁铁式液压挖土机的各部进行说明。

发动机11例如为由柴油发动机构成的内燃机，其输出轴连接于变速器13的2个输入轴中的一方。发动机11在起重磁铁式液压挖土机的运行中始终运行。发动机11的运行被ECU（Electronic Control Unit）11A控制。

电动发电机12为均能电动（辅助）运行及发电运行双方的电动机。本实施例中，使用通过逆变器20交流驱动的电动发电机作为电动发电机12。电动发电机12例如能够由磁铁埋入于转子内部的IPM（Interior PermanentMagnet）马达构成。电动发电机12的旋转轴连接于变速器13的另一方的输入轴。

变速器13具有2个输入轴与1个输出轴。在2个输入轴分别连接有发动机11的驱动轴与电动发电机12的驱动轴。在输出轴连接主泵14的驱动轴。当发动机11的负载较大时，电动发电机12进行电动（辅助）运行，电动发电机12的驱动力经变速器13的输出轴传递至主泵14。由此辅助发动机11的驱动。另一方面，当发动机11的负载较小时，发动机11的驱动力经变速器13传递至电动发电机12，由此电动发电机12进行发电运行。电动发电机12的动力运行与发电运行的切换，通过控制器30对应发动机11的负载进行。

主泵14为产生用于供给至控制阀17的液压的泵。主泵14上连接有控制泵的偏转角的泵控制部14A。泵控制部14A通过控制器30被电驱动，进行主泵14的偏转角的控制。从主泵14吐出的液压是通过控制阀17为了分别驱动液压马达1A、1B、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9而被供给的。

先导泵15为产生液压操作***所需的先导压的泵。对液压操作***的结构进行后述。

控制阀17为根据驾驶员的操作输入控制分别供给至通过高压液压管路连接的下部行驶体1用的液压马达1A、1B、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9的液压的液压控制装置。

逆变器18A设置于电动发电机12与升降压转换器100之间，根据来自控制器30的指令进行电动发电机12的运行控制。由此，当逆变器18A运行控制电动发电机12的动力时，将所需的电力从电池19与升降压转换器100通过DC总线110供给至电动发电机12。并且，当运行控制电动发电机12的再生时，将由电动发电机12发出的电力通过DC总线110及升降压转换器100充电至电池19。

逆变器18B设置于起重磁铁6与升降压转换器100之间。逆变器18B根据来自控制器30的指令，在接通电磁铁时，由DC总线110向起重磁铁6供给所需的电力。并且，在断开电磁铁时，逆变器18B将再生的电力供给至DC总线110。

作为电源的电池19通过升降压转换器100连接于逆变器18A、18B及逆变器20。由此，当进行电动发电机12的电动（辅助）运行和回转用电动机21的动力运行中的至少任一方时，从电池19供给电动（辅助）运行或动力运行所需的电力。另一方面，当进行电动发电机12的发电运行和回转用电动机21的再生运行中的至少任一方时，通过发电运行或再生运行产生的电力作为电能蓄积于电池19。

电池19的充放电控制根据电池19的充电状态、电动发电机12的运行状态（电动（辅助）运行或发电运行）、起重磁铁6的运行状态、回转用电动机21的运行状态（动力运行或再生运行），由升降压转换器100进行。升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制，根据通过DC总线电压检测部111检测出的DC总线电压值、通过电池电压检测部112检测出的电池电压值及通过电池电流检测部113检测出的电池电流值，由控制器30进行。

逆变器20设置于回转用电动机21与升降压转换器100之间，根据来自控制器30的指令对回转用电动机21进行运行控制。由此，当逆变器运行控制回转用电动机21的动力时，所需的电力从电池19通过升降压转换器100供给至回转用电动机21。另一方面，当回转用电动机21进行再生运行时，由回转用电动机21发出的电力通过升降压转换器100供给至电池19，从而电池19被充电。

图3是图2所示的蓄电***的电路图。蓄电***包含作为恒定电压蓄电部的DC总线110、作为蓄电控制部的升降压转换器100及作为变动电压蓄电部的电池19。

升降压转换器100的一侧通过DC总线110连接于电动发电机12、起重磁铁6及回转用电动机21。升降压转换器100的另一侧连接于电池19。升降压转换器100进行以DC总线电压值控制在恒定范围内的方式切换升压或降压的控制。当电动发电机12进行电动（辅助）运行时，需要通过逆变器18A将电力供给至电动发电机12，所以需要对DC总线电压值进行升压。另一方面，当电动发电机12进行发电运行时，需要通过逆变器18A将发出的电力供给至电池19，所以需要对DC总线电压值进行降压。这在起重磁铁6的励磁（吸引）动作与消磁（释放）动作及回转用电动机21的动力运行和再生运行中也相同。除此之外，电动发电机12根据发动机11的负载状态切换运行状态，起重磁铁6根据工作状态切换励磁（吸引）动作与消磁（释放）动作，另外，回转用电动机21根据上部回转体3的回转动作切换运行状态。所以，能够发生电动发电机12、起重磁铁6及回转用电动机21中任一方进行电动（辅助）运行、励磁（吸引）动作或动力运行以及任一方进行发电运行、消磁（释放）动作或再生运行的状况。

因此，升降压转换器100根据电动发电机12、起重磁铁6及回转用电动机21的运行状态，进行以将DC总线电压值控制在恒定范围内的方式切换升压动作和降压动作的控制。

DC总线110配置于3个逆变器18A、18B及20与升降压转换器100之间。DC总线110构成为能够在电池19、电动发电机12、起重磁铁6及回转用电动机21之间进行电力转移。

DC总线电压检测部111为用于检测DC总线电压值的电压检测部。由DC总线电压检测部111检测出的DC总线电压值输入至控制器30。DC总线电压值为了进行用于将DC总线电压值控制在恒定范围内的升压动作和降压动作的切换控制而使用。

电池电压检测部112为用于检测电池19的电压值的电压检测部，为了检测电池的充电状态而使用。由电池电压检测部112检测出的电池电压值输入至控制器30，为了进行升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制而使用。

电池电流检测部113为用于检测电池19的电流值的电流检测部。电池电流值以从电池19流入升降压转换器100的电流作为正值而检测出。由电池电流检测部113检测出的电池电流值输入至控制器30，为了进行升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制而使用。

回转用电动机21为均能进行动力运行及再生运行双方的电动机。回转用电动机21是为了驱动上部回转体3的回转机构2而设置的电动工作要件。当动力运行时，回转用电动机21的旋转驱动力的旋转力由减速器24增幅，且上部回转体3被加减速控制而进行旋转运动。并且，若上部回转体3惯性旋转，则减速器24的轴进行旋转。减速器24的旋转力被传递至回转用电动机21，回转用电动机21产生再生电力。在此，示出由PWM（Pulse WidthModulation）控制信号通过逆变器20交流驱动的电动机作为回转用电动机21。回转用电动机21例如能够由磁铁埋入型IPM马达构成。由此，能够产生更大的感应电动势，所以能够使再生时由回转用电动机21发出的电力增大。

分解器22是检测回转用电动机21的旋转轴21A的旋转位置及旋转角度的传感器。分解器22通过与回转用电动机21机械地连结来检测回转用电动机21的旋转前的旋转轴21A的旋转位置与左旋转或右旋转后的旋转位置之差。由此，分解器22检测旋转轴21A的旋转角度及旋转方向。通过检测回转用电动机21的旋转轴21A的旋转角度，可以导出回转机构2的旋转角度及旋转方向。图2中示出安装有分解器22的方式，但也可以使用不具有电动机的旋转传感器的逆变器控制方式。

机械制动器23是产生机械制动力的制动装置，机械地停止回转用电动机21的旋转轴21A。机械制动器23通过电磁式开关切换制动／解除。该切换通过控制器30进行。

回转减速器24是对回转用电动机21的旋转轴21A的转速进行减速并机械地传递至回转机构2的减速器。由此当动力运行时，能够使回转用电动机21的旋转力增大并作为更大的旋转力传递至回转体。另一方面，当再生运行时，能够使由回转体产生的转速增加，并使更多的旋转动作产生于回转用电动机21。

回转机构2可以在回转用电动机21的机械制动器23被解除的状态下回转。由此上部回转体3向左方向或右方向回转。

操作装置26为用于操作回转用电动机21、下部行驶体1、动臂4、斗杆5及起重磁铁6的装置。操纵杆26A、26B、踏板26C及按钮开关26D配设于驾驶室10内的驾驶席的周围，由起重磁铁式液压挖土机的操作人员操作。

操作装置26将通过先导管路25供给的液压（1次侧的液压）转换成与基于操作人员的操纵杆26A、26B及踏板26C的操作量相应的液压（2次侧的液压）而输出。从操作装置26输出的2次侧的液压通过液压管路27供给至控制阀17。压力传感器29检测从操作装置26输出的2次侧的液压，并将液压检测值供给至控制器30。

操纵杆26A为用于操作回转用电动机21及斗杆5的操纵杆，位于驾驶席的右前方。操纵杆26B为用于操工作臂4及起重磁铁6的操纵杆，位于驾驶席的左前方。踏板26C为用于操作下部行驶体1的一对踏板，设置于驾驶席的脚下。另外，操纵杆26B为用于操作起重磁铁6的角度的操纵杆。起重磁铁6的电磁铁的接通／断开的切换通过后述的按钮开关26D操作。

若操作装置26的操纵杆26A、26B及踏板26C***作，则通过液压管路27驱动控制阀17。由此控制液压马达1A、1B、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9内的液压，并驱动下部行驶体1、动臂4、斗杆5及起重磁铁6。

为了方便说明，在图2中将按钮开关26D与操作装置26分开示出，但按钮开关26D为配设于操纵杆26A的顶部的按压式按钮开关，电连接于控制器30。按钮开关26D为用于进行起重磁铁6的电磁铁的接通／断开的切换操作（励磁（吸引）或消磁（释放）的切换操作）的开关。

按钮开关26D也可以配置于操纵杆26B的顶部。也可以使励磁用与消磁用开关各自分离。励磁用和消磁用开关为分体时，也可以将任一方配设于操纵杆26A，另一方配设于操纵杆26B。

液压管路27为用于将液压马达1A及1B、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9的驱动所需的液压供给至控制阀17的液压配管。

若对操作装置26输入用于使回转机构2回转的操作，则作为回转用操作检测部的压力传感器29将该操作量作为液压管路28内的液压变化来进行检测。压力传感器29输出表示液压管路28内的液压的电信号。由此，能够确切地掌握输入至操作装置26的用于使回转机构2回转的操作量。该电信号输入至控制器30且用于回转用电动机21的驱动控制。并且，第1实施例中，对使用作为操纵杆操作检测部的压力传感器的方式进行说明，但也可以使用直接由电信号读取输入至操作装置26的用于使回转机构2回转的操作量的传感器。

控制器30是进行基于第1实施例的起重磁铁式液压挖土机的驱动控制的主控制部。控制器30包括具有CPU（Central Processing Unit）及内部存储器的运算处理装置，通过CPU执行存储于内部存储器中的驱动控制用的程序来进行控制。

控制器30将从压力传感器29供给的信号（表示输入至操作装置26的用于使回转机构2回转的操作量的信号）转换为速度指令，并进行回转用电动机21的驱动控制。

控制器30进行电动发电机12的运行控制（电动（辅助）运行或发电运行的切换）、起重磁铁6的驱动控制（励磁（吸引）动作或消磁（释放）动作的切换）及回转用电动机21的运行控制（动力运行或再生运行的切换）。并且，控制器30通过作为升降压控制部驱动控制升降压转换器100来进行电池19的充放电控制。

升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制，根据通过DC总线电压检测部111检测出的DC总线电压值、通过电池电压检测部112检测出的电池电压值及通过电池电流检测部113检测出的电池电流值进行。

图4是表示冷却包括电动发电机12、减速器13及回转用电动机21的驱动控制***的冷却水的路径的图。在图4中，示出冷却水流过各构成要件的顺序，箭头表示冷却水流动的方向。

基于本实施例的起重磁铁式液压挖土机除了具有发动机11的冷却***之外，还具有用于冷却电动发电机12、减速器13及回转用电动机21的冷却***。

如图4所示，在冷却***中罐210内的冷却水通过冷却水泵220送出，被散热器230冷却，并依次在控制器30、电源***240、回转用电动机21、电动发电机12及减速器13内循环而返回到罐210。

冷却水泵220通过由控制器30控制的泵用马达221驱动。

电源***240包含逆变器18A、18B、20、泵用逆变器222、升降压转换器100及电池19。起重磁铁6为气冷式，因此不包含于该冷却***，只有进行起重磁铁6的驱动控制的逆变器18B包含于冷却***。

图5是表示起重磁铁式液压挖土机的控制***的结构的块图。图5所示的控制***包含作为上位控制部的控制器30及下位控制部40。

作为上位控制部的控制器30包含电动发电机上位控制模块31、回转用上位控制模块32、起重磁铁上位控制模块33、转换器上位控制模块34、冷却***上位控制模块35、发动机上位控制模块36及液压泵上位控制模块37。

下位控制部40包含电动发电机下位控制部41、回转用下位控制部42、起重磁铁下位控制部43、转换器下位控制部44、冷却***下位控制部45、ECU11A及泵控制部14A。

电动发电机下位控制部41为包含于逆变器18A的旋转机械下位控制部。电动发电机下位控制部41根据从作为旋转机械上位控制模块的电动发电机上位控制模块31传送的控制指令，进行旋转机械之一的电动发电机12的驱动控制。

回转用下位控制部42为包含于逆变器20的旋转机械下位控制部。回转用下位控制部42根据从作为旋转机械上位控制模块的回转用上位控制模块32传送的控制指令进行旋转机械之一的回转用电动机21的驱动控制。

起重磁铁下位控制部43为包含于逆变器18B的起重磁铁下位控制部。起重磁铁下位控制部43根据从作为起重磁铁上位控制模块的起重磁铁上位控制模块33传送的控制指令进行起重磁铁6的驱动控制。

转换器下位控制部44为内置于升降压转换器100的蓄电***下位控制部。转换器下位控制部44根据从作为蓄电***上位控制模块的转换器上位控制模块34传送的控制指令进行升降压转换器100的驱动控制。

转换器下位控制部44根据电池19的充电状态、电动发电机12的运行状态（电动（辅助）运行或发电运行）、起重磁铁6的工作状态（励磁（吸引）动作或消磁（释放）动作）及回转用电动机21的运行状态（动力运行或再生运行）进行升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制，由此进行电池19的充放电控制。

冷却***下位控制部45为包含于泵用逆变器222的冷却泵下位控制部。冷却***下位控制部45根据从作为冷却泵上位控制模块的冷却***上位控制模块35传送的控制指令进行泵用马达221的驱动控制。

ECU11A为根据从作为内燃机上位控制模块的发动机上位控制模块36传送的控制指令进行发动机11的驱动控制（运行控制）的内燃机下位控制部。

泵控制部14A为根据从作为液压泵上位控制模块的液压泵上位控制模块37传送的控制指令控制液压泵14的偏转角的液压泵输出下位控制部。

在作为上位控制部的控制器30中所含的各模块（31～37）向对应的下位控制部（41～45、11A及14A）传送控制指令。各下位控制部（41～45、11A及14A）根据控制指令进行控制对象的控制。具体而言，如下进行各控制对象的驱动控制。

“基于上位控制部的各模块及下位控制部的驱动控制”

电动发电机上位控制模块31向电动发电机下位控制部41传送控制指令。根据该控制指令，逆变器18A内的电动发电机下位控制部41驱动逆变器18A。由此通过电动发电机下位控制部41进行电动发电机12的驱动控制。

回转用上位控制模块32向回转用下位控制部42传送控制指令。根据该控制指令，逆变器20内的回转用下位控制部42驱动逆变器20。由此通过回转用下位控制部42进行回转用电动机21的驱动控制。

起重磁铁上位控制模块33向起重磁铁下位控制部43传送控制指令。根据该控制指令，逆变器18B内的起重磁铁下位控制部43驱动逆变器18B。由此通过起重磁铁下位控制部43进行起重磁铁6的驱动控制（励磁（吸引）动作或消磁（释放）动作的切换）。

转换器上位控制模块34向转换器下位控制部44传送控制指令。根据该控制指令，通过转换器下位控制部44进行升降压转换器100的驱动控制（升降压控制）。

冷却***上位控制模块35向冷却***下位控制部45传送控制指令。根据该控制指令，泵用逆变器222内的冷却***下位控制部45驱动泵用逆变器222。由此通过冷却***下位控制部45进行泵用马达221的驱动控制。

发动机上位控制模块36向ECU11A传送控制指令。根据该控制指令，通过ECU11A进行发动机11的驱动控制。

液压泵上位控制模块37向泵控制部14A传送控制指令。根据该控制指令，通过泵控制部14A进行液压泵的驱动控制（基于偏转角的控制的输出控制）。

电动发电机上位控制模块31、回转用上位控制模块32、起重磁铁上位控制模块33、转换器上位控制模块34、冷却***上位控制模块35、发动机上位控制模块36及液压泵上位控制模块37进行表示能量分配的信息交换。

基于本实施例的起重磁铁式液压挖土机中，下位控制部监视上位控制部的异常。具体而言，如以下说明进行异常监视处理。

“基于下位控制部的异常监视处理”

图6是表示基于下位控制部的上位控制部的异常监视处理的顺序的图。该处理顺序为分别根据下位控制部40中所含的电动发电机下位控制部41、回转用下位控制部42、起重磁铁下位控制部43、转换器下位控制部44、冷却***下位控制部45、ECU11A及泵控制部14A进行的处理。为了避免重复说明，将监视对象记为“上位控制模块”，处理主体记为“下位控制部”。

若起重磁铁式液压挖土机开始运行，则下位控制部开始进行上位控制模块的监视处理（开始）。

下位控制部判定上位控制模块中是否发生了异常（步骤S1）。基于步骤S1的处理反复执行直到检测出上位控制模块的异常。异常检测处理中，首先周期性执行预先规定的计数值N（初始值例如为0）的增量（加法处理：例如＋1）。并且，下位控制部监视上位控制模块中根据增量生成的时钟服务，当时钟服务不发生变化的时间为预定时间以上时，判定为上位控制模块产生异常。

下位控制部若检测出上位控制模块的异常，则执行异常时用的控制处理（步骤S2）。在该异常时用的控制处理中，当在上位控制模块产生异常而无法从上位控制模块传送控制指令时，下位控制部独自进行控制对象的驱动控制。

若步骤S2的处理结束，则下位控制部结束异常监视处理（结束）。另外，即使在异常监视处理结束之后，下位控制部也继续进行控制对象的驱动控制。

具体而言，通过各下位控制部以如下方式执行上述的异常监视处理。

“基于各下位控制部的异常时用的控制处理”

在从电动发电机上位控制模块31未传送时钟服务的时间为预定时间以上之际，电动发电机下位控制部41停止电动发电机12。这是因为，在电动发电机上位控制模块31产生异常时，无法掌握电动发电机12所需的辅助量或发动机11的输出的剩余量，并且无法恰当地进行电动运行与发动运行的切换。

在从回转用上位控制模块32未传送时钟服务的时间为预定时间以上之际，回转用下位控制部42停止回转用电动机21。这是因为，在回转用上位控制模块32产生异常时，无法准确地掌握回转加速所需的转矩或减速时所需的转矩，并且无法恰当地进行动力运行与再生运行的切换。

在从起重磁铁上位控制模块33未传送时钟服务的时间为预定时间以上之际，当起重磁铁6在吸引工作中时，起重磁铁下位控制部43保持起重磁铁6的吸引状态。即，即使在起重磁铁上位控制模块33产生异常，由起重磁铁6吸引金属物时无法立即释放而保持吸引状态。由此，根据操作人员的操作继续控制的方法能够提高混合式施工机械的操作性。

另一方面，在从起重磁铁上位控制模块33未传送时钟服务的时间为预定时间以上之际，当起重磁铁6不进行吸引工作时，禁止起重磁铁6的吸引操作。这是因为，在起重磁铁上位控制模块33产生异常时，未进行吸引的情况下禁止吸引工作的方法能够提高混合式施工机械的操作性。

在从转换器上位控制模块34未传送时钟服务的时间为预定时间以上之际，转换器下位控制部44仅允许预定时间的升降压转换器100的升降压控制（充放电控制），在经过预定时间后使之停止。

在转换器上位控制模块34产生异常时，无法准确地掌握电池19的最大输入输出的值或电池19的充电率。并且，为了进行起重磁铁6的吸引或释放、回转用电动机21的动力运行、伴随再生运行的电容器的充放电，在经过预定时间后使之停止。

在从冷却***上位控制模块35未传送时钟服务的时间为预定时间以上之际，冷却***下位控制部45继续进行泵用马达221的驱动。在冷却***上位控制模块35产生异常时，无法准确地掌握冷却水温度、水压、残留量。但是，若立即停止泵用马达221，则有可能导致包含于冷却***的任一要件（230、30、240、21、12或13）的温度上升。因此，为即使在冷却***上位控制模块35产生异常，也继续进行泵用马达221的驱动的结构。

在从发动机上位控制模块36未传送时钟服务的时间为预定时间以上之际，ECU11A以无负载时的输出继续进行发动机11的运行。这时，也可以将发动机11的转速改变成异常时用的转速。这是为了，在发动机上位控制模块36产生异常时，虽然无法准确地掌握发动机11所需的输出，但通过继续进行发动机11的运行，能够驱动液压泵14而确保液压工作要件的驱动。

在从液压泵上位控制模块37未传送时钟服务的时间在预定时间以上之际，泵控制部14A使液压泵14的偏转角降低至预定的角度。在液压泵上位控制模块37产生异常时，无法准确地掌握液压泵14所需的输出，所以通过以将液压泵14的输出降低一定程度的状态继续运行，由此能够确保液压工作要件的驱动。

以往的混合式施工机械中，若在上位控制部产生异常，则无法进行任何工作。但是，根据基于本实施例的混合式施工机械，即使在上位控制部产生异常，也可以如上述那样执行基于各下位控制部（41～45、11A及14A）的异常时用的控制处理。因此，即使在上位控制模块产生异常，也能够根据异常发生的部位，停止或继续进行驱动。由此，能够提供谋求提高工作效率的混合式施工机械。

另外，上述实施例中，对发动机上位控制模块36及液压泵上位控制模块37向下位控制部即ECU11A及泵控制部14A传送控制指令，下位控制部即ECU11A及泵控制部14A驱动控制发动机11及液压泵14的方式进行说明。

但是，对于发动机11及液压泵14的控制***也无需分为上位控制部与下位控制部。例如，也可以构成为，具备发动机控制模块来代替发动机上位控制模块36，ECU11A本身进行发动机11的驱动控制，发动机控制模块在包含于控制器30的上位控制用的各模块之间进行关于能量分配的信息交换。

并且，对于液压泵上位控制模块37及泵控制部14A也相同，也无需必须分为上位控制部与下位控制部。例如，也可以构成为，具备液压泵控制模块来代替液压泵上位控制模块37，泵控制部14A本身进行液压泵14的驱动控制，液压泵控制模块在包含于控制器30的上位控制用的各模块之间进行关于能量分配的信息交换。

并且，本实施例中，对下位控制部在步骤S2中结束异常监视处理的方式进行了说明，但也可以在步骤S2结束后继续进行控制对象的驱动控制的同时使顺序返回至步骤S1。这时，上位控制模块的异常状态被解除时，也可以使下位控制部恢复至进行根据从上位控制模块传送的控制指令的驱动控制的通常时的控制状态。

另外，上述实施例中，对具备起重磁铁6的液压挖土机作为混合式施工机械的一例进行了说明，但混合式施工机械也可以是具备铲斗来代替起重磁铁6的机械。这时，无需进行对起重磁铁6的异常时用的控制处理。

下面，对本发明的基于第2实施例的混合式施工机械进行说明。基于第2实施例的混合式施工机械中，检测上位控制模块的异常的手法不同于基于第1实施例的混合式施工机械。

基于第2实施例的混合式施工机械的下位控制部并不是监视从上位控制模块传送的时钟服务，而是根据从上位控制模块传送的控制指令的值检测异常，这一点不同于基于第1实施例的混合式施工机械。

具体而言，电动发电机下位控制部41、回转用下位控制部42、起重磁铁下位控制部43、转换器下位控制部44、冷却***下位控制部45、ECU11A及泵控制部14A的各部为了判断从电动发电机上位控制模块31、回转用上位控制模块32、起重磁铁上位控制模块33、冷却***上位控制模块35、发动机上位控制模块36及液压泵上位控制模块37传送的控制指令的值是否为异常而保持作为下限值的阈值1和作为上限值的阈值2，当控制指令脱离阈值1至阈值2的范围时，判定为在各上位控制模块产生了异常。

检测出异常后的异常时用的控制处理与基于第1实施例的混合式施工机械相同，因此省略其说明。

这样，根据基于第2实施例的混合式施工机械，由下位控制部监视从上位控制模块传送的控制指令的值，检测出上位控制部的异常时，执行基于各下位控制部（41～45、11A及14A）的异常时用的控制处理。因此，能够提供即使在上位控制模块产生异常时，也可根据异常的产生部位停止或继续进行驱动，并提高工作效率的混合式施工机械。

下面，对本发明的基于第3实施例的混合式施工机械进行说明。图7是表示基于第3实施例的混合式施工机械的一例即起重磁铁式液压挖土机的结构的块图。基于本实施例的起重磁铁式液压挖土机构成为，通过泵用电动机300进行主泵14的驱动，电动发电机12构成为仅进行通过由发动机11驱动而进行的电力的回收（发电运行），这一点不同于基于第1实施例的混合式施工机械。即，本实施例中，电动发电机12仅具备作为只进行通过由发动机11驱动来进行的发电运行的发电机的功能。其他结构与基于第1实施例的混合式施工机械相同，因此对相同结构要件附加相同的标记，省略其说明。

泵用电动机300构成为仅进行用于驱动主泵14的动力运行，且通过逆变器310连接于DC总线110。泵用电动机300构成为通过控制器30驱动。若操作操纵杆26A～26C中任一个，则从DC总线110通过逆变器310向泵用电动机300供给电力，由此进行动力运行，并驱动泵14来排出液压。

基于本实施例的起重磁铁式液压挖土机中，在电动发电机12、泵用电动机300及回转用电动机21中有可能发生通过DC总线110向任一方进行电力供给的状况。并且，在电动发电机12、及回转用电动机21中有可能发生从任一方向DC总线110进行电力供给的状况。

本实施例中，升降压转换器100根据电动发电机12、泵用电动机300及回转用电动机21的运行状态进行切换升压动作与降压动作的控制，以使DC总线电压值控制在一定范围内。

DC总线110配设于逆变器18A、310及20与升降压转换器100之间，在电池19、泵用电动机300及回转用电动机21之间进行电力转移。

基于上述第3实施例的混合式施工机械中的基于下位控制部的上位控制模块的异常监视处理与基于第1实施例的混合式施工机械相同地进行。

即，电动发电机下位控制部41、回转用下位控制部42、起重磁铁下位控制部43、转换器下位控制部44、冷却***下位控制部45、ECU11A及泵控制部14A的各部分别监视电动发电机上位控制模块31、回转用上位控制模块32、起重磁铁上位控制模块33、转换器上位控制模块34、冷却***上位控制模块35、发动机上位控制模块36及液压泵上位控制模块37，在无法检测时钟服务的时间为预定时间以上之际，判定为在上位控制模块产生了异常。

如以上，在基于第3实施例的系列型混合式施工机械中，也与基于第1实施例的混合式施工机械相同，由下位控制部监视上位控制模块，检测出上位控制部的异常时，执行基于各下位控制部（41～45、11A及14A）的异常时用的控制处理。因此，能够提供即使在上位控制模块产生异常时，也能够根据异常的产生部位停止或继续进行驱动，并谋求提高工作效率的混合式施工机械。

另外，关于液压泵14的驱动控制***的异常监视，对通过泵控制部14A监视液压泵上位控制模块37的异常而实现的方式进行了说明，但在逆变器310内内置下位控制部，同时在作为上位控制部的控制器30内包含用于进行泵用电动机300的驱动控制的上位控制模块时，也可构成为，除了由逆变器310内的下位控制部进行基于泵控制部14A的液压泵上位控制模块37的异常监视之外，还监视控制器30内的用于进行泵用电动机300的控制驱动的上位控制模块。这时，在用于进行泵用电动机300的驱动控制的上位控制模块产生异常时，以使在逆变器310内的下位控制部继续进行泵用电动机300的运行即可。这是为了通过驱动泵用电动机300而以使液压泵14的输出降低一定程度的状态继续运行来确保液压工作要件的驱动。

下面，对作为本发明的基于第4实施例的混合式施工机械的一例的起重磁铁式液压挖土机进行说明。基于第4实施例的起重磁铁式液压挖土机的基本结构与图1及图2所述的基于第1实施例的起重磁铁式液压挖土机相同，省略其说明。

基于本实施例的起重磁铁式液压挖土机具备：作为电负载的电动发电机12及回转用电动机21；及用于控制电池19的充放电等的伺服控制单元。本实施例中，通过搅拌伺服控制单元内的空气而使温度均匀，并提高伺服控制单元中的冷却效率。在伺服控制单元内置相当于上述第1实施例中的上位控制模块的CPU。对伺服控制单元的详细内容进行后述。

在此，对包含于本实施例中的蓄电***的升降压转换器100进行详细说明。图8是包含升降压转换器100的蓄电***的电路图。

升降压转换器100具备有电抗器101、晶体管100B和100C以及平滑用电容器100d。晶体管100B及100C例如由IGBT（Insulated Gate BipolarTransistor）构成，并相互串联连接。具体而言，晶体管100B的集电极与晶体管100C的发射极相互连接。晶体管100B的发射极连接于电池19的负侧端子及DC总线110的负侧配线。晶体管100C的集电极连接于DC总线110的正侧配线。电抗器101其一端连接于晶体管100B的集电极及晶体管100C的发射极，另一端连接于电池19的正侧端子。从控制器30对晶体管100B及100C的栅极外加PWM电压。在晶体管100B的集电极与发射极之间向反方向连接有作为整流元件的二极管100b。同样，在晶体管100C的集电极与发射极之间向反方向连接有二极管100c。平滑用电容器100d连接于晶体管100C的集电极与晶体管100B的发射极之间，使来自升降压转换器100的输出电压平滑化。

在具备如上结构的升降压转换器100中，当从电池19向DC总线110供给直流电力时，PWM电压外加于晶体管100B的栅极。伴随晶体管100B的接通/断开而在电抗器101产生感应电动势。通过二极管100c传递该感应电动势，并通过电容器100d使之平滑化。

从DC总线110向电池19供给直流电力时，PWM电压外加于晶体管100C的栅极。从晶体管100C输出的电流通过电抗器101被平滑化。

由于晶体管100B及100C控制大功率，因此其发热量极其大。并且，电抗器101的发热量也较大。因此，需冷却晶体管100B和100C以及电抗器101。并且，由于逆变器电路18A、18B及20与升降压转换器100相同，也具有大功率用的晶体管，因此需要进行冷却。因此，本实施例中设置有用于冷却升降压转换器100、逆变器18A、18B及20的冷却液循环***。

下面，对伺服控制单元60进行说明。图9是伺服控制单元60的立体图。伺服控制单元60是控制电动发电机12、回转用电动机21及电池19的装置。伺服控制单元60具有大致长方体的外形，具备有：容纳控制器30的控制单元600和驱动器单元62～66。驱动器单元62～66包含升降压转换器单元62和逆变器单元63～66。

升降压转换器单元62容纳升降压转换器100。逆变器单元63～66例如容纳有逆变器18A、18B、20及其他逆变器。在此，升降压转换器单元62及逆变器单元63～66为了防水及防尘而成为密封结构。

驱动器单元62～66在纵深方向上分别具有较长的长方体状外观的金属容器。这些驱动器单元62～66在金属制的上面开启了的板状底座67内沿横向（第1方向）排列设置。驱动器单元62～66分别通过螺栓固定于板状底座67。在这些驱动器单元62～66上以覆盖驱动器单元62～66的上面的方式设置有作为上盖的控制单元底板61b。在控制单元底板61b上载置有控制单元600。在控制单元600的上面安装有用于气冷的散热片68。驱动器单元62～66的上面侧由控制单元底板61b密封。

升降压转换器单元62容纳用于构成升降压转换器100的电气回路及模块等，并具有电输入端及输出端。升降压转换器单元62的输出端上连接例如用于蓄电的电池19。这时，升降压转换器单元62控制电池19的充放电。

逆变器单元63～66容纳用于构成逆变器的电气回路及模块等，并分别具有电输入端及输出端。逆变器单元63～66的输出端上能够连接例如由磁铁埋入于转子内部的IPM马达构成的交流电动机。逆变器单元63～66将直流转换为交流来驱动交流电动机。通过从逆变器单元63～66输出的PWM控制信号驱动交流电动机。

控制单元600容纳用于控制驱动器单元62～66的控制器。控制器具有包含CPU及内部存储器的运算处理装置或电子电路，其通过CPU执行存储于内部存储器的驱动控制用程序来实现。

控制单元600中内置有冷却用配管608。同样地，分别在升降压转换器单元62中内置有冷却用配管62a，在逆变器单元63～66中分别内置有冷却用配管63a～66a。

接着，参照图10A～10D及图11A、11B对控制单元600进行说明。图10A是控制单元600的俯视剖面图。图10B是沿图10A的I-I线的侧剖面图。图10C是沿图10A的II-II线的侧剖面图。图10D是沿图10A的III-III线的侧剖面图。图11A是沿图10A的IV-IV线的侧剖面图。图11B是从与图11A的侧剖面图相同方向观察控制单元600的侧视图。

控制单元600具有由筐体容器601a及筐体罩601b构成的筐体601。筐体601内容纳有控制器的电子电路等。

控制单元600的筐体601具有长方体的外形，并且以覆盖驱动器单元62～66的上面的方式设置于多个驱动器单元上。筐体601在具有大致长方形的平面形状的底面上具有大致长方体状的内空间。内空间与外部空气隔绝，控制单元600的筐体601成为密封结构。另外，排列多个驱动器单元的方向（第1方向）与控制单元600的短边方向一致，该方向相当于相对图10A的纸面的上下方向。并且，与排列多个驱动器单元的方向（第1方向）正交的方向（第2方向）与控制单元600的长边方向一致，该方向相当于图10A的左右方向。

筐体601内的底面上设置有具有长方形的平面形状的卡板602。卡板602使卡板602的长边方向及短边方向分别与控制单元600的长边方向及短边方向一致地进行配置。卡板602上设置有大致长方形的平面形状的开口。

在卡板602的开口内，具有与该开口大致相同形状的上面形状，并且具有大致长方体外观形状的散热片603设置于筐体601内的底面上。散热片603是用于冷却设置于筐体601内的电子部件的元件，冷却用配管608接触于散热片603而设置。散热片603由在冷却用配管608中循环的液体冷却。该液体例如为水。另外，图10B、图10C以及图11A中，为了避免图变得复杂而省略了图10A中的冷却用配管608的图示。

散热片603上设置有具有大致长方形的平面形状的控制卡604。控制卡604是用于安装各种电子部件的基板。控制卡604上设置有CPU605及CPU620作为电子部件的一种。CPU605为相当于控制电动发电机12的驱动的下位控制部、控制回转用电动机21的驱动的下位控制部、用于控制电池19的充放电的下位控制部的运算装置。CPU620为用于控制各CPU605的控制模块，相当于上述第1实施例中的上位控制模块。CPU605及CPU620通过热传导片612与散热片603接触，控制卡604中的安装有CPU605的面朝向散热片603侧。CPU620及多个CPU605通过形成于控制卡604的图案配线连接并进行通信。在控制卡604中的CPU605的安装面与相反侧的面上配置有多个生成向电磁阀等供给电信号的电接点等电气部件（未图示）。

安装于控制卡604的电子部件的输入输出部与连接器607连接。例如用于使驱动器单元62～66动作的命令信号或来自电子部件的输出信号等通过连接器607输入输出到控制卡604中。连接器607例如与用于控制伺服控制单元60的控制部（未图示）配线连接。

连接器607设置于筐体601的侧面中的凹状凹坑部分。凹坑部分被衬垫616所覆盖。衬垫616通过筐体罩601b被衬垫按压部件617所覆盖。通过衬垫616，连接器607成为防水及防尘结构。

为了控制升降压转换器单元62及逆变器单元63～66，在升降压转换器单元62及每个逆变器单元63～66上设置有多个作为下位控制部的CPU605，并在控制单元600的短边方向排列。CPU605为由很多个晶体管构成的电子部件，因此CPU605的发热量极其大。并且，为了使CPU605正常动作，需要使CPU605的氛围为预定范围的温度。CPU605通过热传导片612而接触于散热片603，因此能够通过散热片603吸收由CPU605产生的热的一部分来冷却CPU605。

为了使这些电子部件正常动作，需要使控制单元内部的温度处于一定范围内。另一方面，在控制单元中，为了电子部件等的防水及防尘而采用密封结构。密封结构中，在控制单元内产生的热很难向外部放热。若在控制单元内产生如部分成为高温的温度梯度，则有对电子部件的动作带来障碍的顾虑。

在卡板602上向控制单元600的短边方向排列有多个风扇606a。对应每个CPU605分别设置有风扇606a，向产生如箭头f1所示的朝向各CPU605的气流这种方向配置。通过风扇606a产生的气流的方向为沿控制单元600的长边方向的方向。由通过风扇606a产生的气流能够搅拌由在CPU605产生的热而被加热的空气，因此能够解除筐体内的温度梯度。因此，能够提高筐体内的冷却效率并防止由高温引起的电子部件的异常动作。并且，在控制卡604上还搭载有作为上位控制部的CPU620，还能够搅拌由在CPU620产生的热而被加热的空气，因此能够解除筐体内的温度梯度。

在控制卡604中的CPU605附近，在每个CPU605上设置有温度传感器单元615。温度传感器单元615由温度传感器与风扇控制部构成。在此，CPU605的下面通过散热片603冷却，但CPU605的上面与控制卡604接触，因此在CPU605产生的热还传递至控制卡604。控制卡604的上面安装有电接点等电气部件。因此，在控制卡604的上方充满热。因此，为了检测CPU605的温度，温度传感器615配置于控制卡604的上面。温度传感器615检测CPU605附近的温度。风扇控制部与风扇606a通过配线（未图示）连接，风扇控制部根据检测出的温度例如比较预定的阈值与温度检测值来控制风扇606a。例如，当CPU605附近的温度作为用于使CPU605正常动作的温度充分低时，风扇控制部以停止风扇606a的方式进行控制。由此，能够提高风扇的寿命。

在筐体601内的底面上设置有具有长方形的上面形状的卡板613。卡板613靠近从卡板602观察时与设置有冷却用配管608的方向相反侧的筐体601内侧面而设置，卡板613的长边方向与控制单元600的短边方向一致。

在卡板613上设置有具有大致长方形的上面形状的电源卡609。在电源卡609上沿电源卡的长边方向排列设置有2个电源IC（电源单元）610。在各电源IC610上设置有用于气冷电源IC的散热片611。并且，与筐体601的内侧面接触而设置有热传导板614，电源IC610及散热片611与热传导板614面接触。因此，能够对在电源IC610产生的热的一部分进行放热。

在卡板613上向卡板613的短边方向排列设置有2个风扇606b。风扇606b均向如产生箭头f2所示的方向的气流的方向设置，该气流朝向电源IC610。由此，由于能够搅拌由在电源IC610产生的热而被加热的空气，因此能够解除筐体内的温度梯度。因此，不会产生局部性高温部，因此能够延长安装于高温部的电气部件的寿命。

如以上说明，基于本实施例的混合式施工机械中，在控制单元600的筐体601内设置有风扇606a、606b，因此能够在密封结构的筐体601内产生气流，并搅拌筐体内的空气。由此，能够解除筐体内的温度梯度。从而能够防止由高温引起的CPU605等电子部件的异常动作。

并且，若多个CPU通过电缆配线连接，则有由电缆配线的损伤引起的可靠性下降的顾虑。但是，本实施例中，一个控制卡604上具备多个CPU，并通过形成于控制卡604的图案配线连接。由此，不会损伤配线即可提高伺服控制单元60的可靠性。

并且，本实施例中，伺服控制单元60成为逆变器单元63～66、升降压转换器单元62、及控制单元600成为一体的结构，但未必一定要构成为一体，也可以在分离逆变器单元63～66、升降压转换器单元62的状态下构成控制单元600。

并且，本实施例中，示出了在控制卡604与散热片603之间设置多个CPU605的例子，但即使用一个CPU也能够得到本发明的效果。

上述实施例中，作为上位控制部的CPU620及作为下位控制部的CPU605搭载于一个控制卡604，且控制卡604容纳于控制单元600的筐体601内。即，上述实施例中，作为上位控制部的CPU620及作为下位控制部的CPU605容纳于同一筐体601内，但也可以将作为下位控制部的CPU605分别容纳于为了防水及防尘而成为密封结构的驱动器单元62～66。具体而言，例如在用于控制电池19的充放电的升降压转换器单元62内设置有作为下位控制部对应的CPU605。并且，在控制电动发电机12的驱动的逆变器单元63内设置有作为下位控制部对应的CPU605。并且，在控制回转用电动机21的驱动的逆变器单元64内设置有作为下位控制部对应的CPU605。这时，在控制卡604上仅搭载作为上位控制部的CPU620，而未搭载作为下位控制部的CPU605。

图12A是仅容纳上位控制部的控制单元600的俯视剖面图。图12B是沿图12A的I-I线的侧剖面图。图12C是沿图12A的II-II线的侧剖面图。

在控制单元600内的控制卡604上搭载有作为上位控制部的CPU620，但未搭载作为下位控制部的CPU605。

与图10A所示的例子相同地设置有多个风扇606a，空气流流过控制卡604的整体，但也可以对CPU620仅设置一个风扇606a。这时，在CPU620附近也仅设置一个温度传感器单元615。

如以上，通过将作为上位控制部的CPU620与作为下位控制部的CPU605配置于不同的氛围中，例如即使成为如作为上位控制部的CPU620进行错误动作的氛围（例如高温氛围），也可以将配置有作为下位控制部的CPU605的氛围作为正常的氛围来维持。由此，即使作为上位控制部的CPU620进行错误动作，也能够使作为下位控制部的CPU605正常地发挥作用并由CPU605代替进行起重磁铁式液压挖土机的各部的控制。

本发明不限定于具体公开的实施例，不脱离权利要求的范围内可进行各种变形或变更。

本申请基于2008年12月1日申请的优先权主张日本专利申请第2008-306731、及2009年1月20日申请的优先权主张日本专利申请第2009-010257号，其全部内容援用于本说明书中。

产业上的可利用性

本发明能够应用于通过电动机辅助发动机的驱动的混合式施工机械。

符号说明

1-下部行驶体，1A、1B-行驶机构，2-回转机构，3-上部回转体，4-动臂，5-斗杆，6-起重磁铁，7-动臂缸，8-斗杆缸，9-铲斗缸，10-驾驶室，11-发动机，12-电动发电机，13-减速器，14-主泵，15-先导泵，16-高压液压管路，17-控制阀，18、18A、18B、20-逆变器，19-电池，21-回转用电动机，22-分解器，23-机械制动器，24-回转减速器，25-先导管路，26-操作装置，26A、26B-操纵杆，26C-踏板，26D-按钮开关，27-液压管路，28-液压管路，29-压力传感器，30-控制器，60-伺服控制单元，62～66-驱动器单元，100-升降压转换器，110-DC总线，111-DC总线电压检测部，112-电池电压检测部，113-电池电流检测部，210-罐，220-冷却水泵，221-泵用马达，222-泵用逆变器，230-散热器，240-电源***，300-泵用电动机，310-逆变器，600-控制单元，601-筐体，602-卡板，603-散热片，604-控制卡，605、620-CPU，606a、606b-风扇，607-连接器，608-冷却用配管，609-电源卡，610-电源IC，611-散热片，612-热传导片，613-卡板，614-热传导板，615-温度传感器单元。

Claims (18)

1.一种混合式施工机械，包含通过由内燃机或电动发电机的驱动力产生的液压驱动的液压工作要件和被电动驱动的电动工作要件，其中，

包含：上位控制部，生成用于进行所述液压工作要件及所述电动工作要件的驱动控制的控制指令；及

下位控制部，根据由所述上位控制部生成的控制指令，进行所述液压工作要件及所述电动工作要件的驱动控制，

所述下位控制部通过直到检测出所述上位控制部的异常为止反复执行的监视处理检测所述上位控制部的异常、或者通过从所述上位控制部传送的所述控制指令的值检测所述上位控制部的异常。

2.如权利要求1所述的混合式施工机械，其中，

所述下位控制部相对于一个或多个所述液压工作要件及一个或多个所述电动工作要件的各个而配设，

所述下位控制部的各个，若检测出所述上位控制部的异常，则执行与各个作为控制对象的所述液压工作要件或所述电动工作要件的驱动状态对应的异常时用的控制处理。

3.如权利要求2所述的混合式施工机械，其中，

所述上位控制部包含与所述下位控制部的各个对应的多个上位控制模块。

4.如权利要求3所述的混合式施工机械，其中，

所述上位控制部包含蓄电***上位控制模块作为所述上位控制模块中的一个，该蓄电***上位控制模块生成混合式施工机械的蓄电***的控制指令，并且所述下位控制部中的一个为根据由所述蓄电***上位控制模块生成的控制指令进行所述蓄电***的驱动控制的蓄电***下位控制部，

所述蓄电***下位控制部，若检测出所述蓄电***上位控制模块的异常，则在经过预定时间后停止所述蓄电***中的充放电控制。

5.如权利要求3或4所述的混合式施工机械，其中，

所述上位控制部包含旋转机械上位控制模块作为所述上位控制模块中的一个，该旋转机械上位控制模块生成所述电动工作要件中的旋转机械的控制指令，并且所述下位控制部中的一个为根据由所述旋转机械上位控制模块生成的控制指令进行所述旋转机械的驱动控制的旋转机械下位控制部，

所述旋转机械下位控制部，若检测出所述旋转机械上位控制模块的异常，则停止所述旋转机械的驱动。

6.如权利要求1至4中任一项所述的混合式施工机械，其中，

所述上位控制部包含起重磁铁上位控制模块作为所述上位控制模块中的一个，该起重磁铁上位控制模块生成所述电动工作要件中的起重磁铁的控制指令，并且所述下位控制部中的一个为根据由所述起重磁铁上位控制模块生成的控制指令进行所述起重磁铁的驱动控制的起重磁铁下位控制部，

所述起重磁铁下位控制部，在检测出所述起重磁铁上位控制模块的异常时，在所述起重磁铁处于吸引工作中时，保持所述起重磁铁的吸引状态，在所述起重磁铁不进行吸引工作时，禁止所述起重磁铁的吸引操作。

7.如权利要求1至4中任一项所述的混合式施工机械，其中，

所述上位控制部包含内燃机上位控制模块作为所述上位控制模块中的一个，该内燃机上位控制模块生成所述内燃机的控制指令，并且所述下位控制部中的一个为根据由所述内燃机上位控制模块生成的控制指令进行所述内燃机的驱动控制的内燃机下位控制部，

所述内燃机下位控制部，若检测出所述内燃机上位控制模块的异常，则继续所述内燃机的驱动。

8.如权利要求1至4中任一项所述的混合式施工机械，其中，

还包含冷却***下位控制部，所述冷却***下位控制部进行使所述混合式施工机械的电力***的冷却水进行循环的电动冷却泵的驱动控制，

并且，所述上位控制部还包含冷却***上位控制模块，所述冷却***上位控制模块生成用于在所述冷却***下位控制部进行所述电动冷却泵的驱动控制的控制指令，

所述冷却***下位控制部，若检测出所述冷却***上位控制模块的异常，则使所述电动冷却泵继续驱动。

9.如权利要求1至4中任一项所述的混合式施工机械，其中，

还包含液压泵输出下位控制部，所述液压泵输出下位控制部对生成用于使所述液压工作要件驱动的液压的液压泵的输出进行控制，

并且，所述上位控制部还包含液压泵上位控制模块，所述液压泵上位控制模块生成用于在所述液压泵输出下位控制部中控制所述液压泵的输出的控制指令，

所述液压泵输出下位控制部，若检测出所述液压泵上位控制模块的异常，则使所述液压泵的输出下降至预定输出。

10.如权利要求1所述的混合式施工机械，其中，

还具有控制单元，所述控制单元对用于驱动所述电动工作要件的包含逆变器单元的驱动器单元进行控制，

所述控制单元具备由密封结构构成的筐体、设置于所述筐体内的电子部件、和设置于所述筐体内且用于搅拌所述筐体内的空气的第1风扇。

11.如权利要求10所述的混合式施工机械，其中，

设置于所述筐体内的所述电子部件包含上位控制模块，所述上位控制模块对用于控制驱动器单元的作为所述下位控制部发挥作用的CPU进行控制，

所述第1风扇以产生朝向所述上位控制模块的气流的方式配置。

12.如权利要求11所述的混合式施工机械，其中，

设置于所述筐体内的所述电子部件包含作为所述下位控制部发挥作用的CPU，

所述第1风扇以产生朝向所述上位控制模块及作为所述下位控制部发挥作用的CPU的气流的方式配置。

13.如权利要求11或12所述的混合式施工机械，其中，

所述控制单元还具备用于测定所述CPU及所述上位控制模块的温度的温度传感器，

根据由所述温度传感器测定的温度控制所述第1风扇。

14.如权利要求10至12中任一项所述的混合式施工机械，其中，

所述控制单元还具备：

电源单元，用于将电力供给至所述电子部件；及

第2风扇，以产生朝向所述电源单元的气流的方式设置于所述筐体内。

15.一种混合式施工机械，包含通过由内燃机或电动发电机的驱动力产生的液压驱动的液压工作要件和被电动驱动的电动工作要件，其中，

包含：上位控制部，生成用于进行所述电动工作要件及蓄电***的驱动控制的控制指令；及

下位控制部，根据由所述上位控制部生成的控制指令，进行所述电动工作要件及所述蓄电***的驱动控制，

所述下位控制部通过直到检测出所述上位控制部的异常为止反复执行的监视处理检测所述上位控制部的异常、或者通过从所述上位控制部传送的所述控制指令的值检测所述上位控制部的异常。

16.如权利要求15所述的混合式施工机械，其中，

所述下位控制部相对于一个或多个所述电动工作要件以及所述蓄电***的各个而配设，

所述下位控制部的各个，若检测出所述上位控制部的异常，则执行与各个作为控制对象的所述电动工作要件或所述蓄电***的驱动状态对应的异常时用的控制处理。

17.如权利要求16所述的混合式施工机械，其中，

所述上位控制部包含与所述下位控制部的各个对应的多个上位控制模块。

18.一种混合式施工机械的控制方法，该混合式施工机械包含通过由内燃机或电动发电机的驱动力产生的液压驱动的液压工作要件和被电动驱动的电动工作要件，在所述控制方法中，

由上位控制部生成用于进行所述电动工作要件及蓄电***的驱动控制的控制指令；

由下位控制部根据由所述上位控制部生成的控制指令进行所述电动工作要件及所述蓄电***的驱动控制；

所述下位控制部通过直到检测出所述上位控制部的异常为止反复执行的监视处理检测所述上位控制部的异常、或者通过从所述上位控制部传送的所述控制指令的值检测所述上位控制部的异常。