JP2014169597A - Construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの動力を用いて所定の作業を行うとともに、エンジンの動力により発電されて蓄電装置に充電された電力を用いてエンジンをアシスト可能なハイブリッド式の建設機械に関するものである。 The present invention relates to a hybrid construction machine capable of performing predetermined work using engine power and assisting the engine using electric power generated by the engine power and charged in a power storage device.
ハイブリッド式の建設機械は、エンジンと、蓄電装置と、エンジンからの動力により発電機として作動するとともに蓄電装置からの電力により電動機として作動する発電電動機と、蓄電装置の充放電を制御するインバータとを備えている。 A hybrid construction machine includes an engine, a power storage device, a generator motor that operates as a power generator by power from the engine and also operates as a motor by power from the power storage device, and an inverter that controls charging and discharging of the power storage device. I have.
ここで、蓄電装置は、低温環境下では内部抵抗が増加して充放電性能が低下するため、暖機を行なうことが望ましい。 Here, it is desirable to warm up the power storage device because the internal resistance increases and the charge / discharge performance decreases in a low temperature environment.
従来、この蓄電装置の暖機技術として、蓄電装置の温度が所定の温度よりも低いときに蓄電装置の充放電を繰り返し、内部発熱により蓄電装置の暖機を行なう技術が公知である(例えば、特許文献1)。 Conventionally, as a technology for warming up the power storage device, a technology is known in which charging and discharging of the power storage device is repeated when the temperature of the power storage device is lower than a predetermined temperature, and the power storage device is warmed up by internal heat generation (for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の建設機械では、蓄電装置に対する目標SOC(State of Charge:以下充電率という)を上げ下げする手法が採られる。 In the construction machine described in Patent Literature 1, a method of raising and lowering a target SOC (State of Charge: hereinafter referred to as a charging rate) for the power storage device is employed.
目標充電率を上げ下げする手法を採る場合、現在の充電率を推定又は把握することが前提となる。その手段として、例えば、充放電された電流値の積算値に基づいて現在の充電率を推定する方法が知られている。 When the method of raising or lowering the target charging rate is adopted, it is assumed that the current charging rate is estimated or grasped. As the means, for example, a method of estimating the current charging rate based on an integrated value of charged and discharged current values is known.
しかし、低温環境下においては、蓄電装置の内部抵抗が大きいため、充放電による端子間電圧の変動が大きいこと、及び、充放電電流が小さく制限されることにより、上記方法によっても低温環境下における充電率を正確に推定することができない。 However, in a low temperature environment, since the internal resistance of the power storage device is large, the fluctuation of the voltage between terminals due to charging / discharging is large, and the charging / discharging current is limited to a small value, so that the above method is also effective in the low temperature environment. The charging rate cannot be estimated accurately.
このため、目標充電率の上げ下げによる暖機方法では、適正な充放電制御が困難となる。 For this reason, in the warm-up method by raising and lowering the target charging rate, proper charge / discharge control becomes difficult.
また、蓄電装置の暖機効率を高めるためには大電流を流すのが望ましいにもかかわらず、上述のように現在の充電率の正確な推定が困難な状況下においては、その推定誤差を考慮して、電流値を小さく制限せざるを得ず、十分に暖機することができない。すなわち、暖機効率が悪い。 In addition, in order to improve the warm-up efficiency of the power storage device, it is desirable to flow a large current, but in the situation where it is difficult to accurately estimate the current charging rate as described above, the estimation error is taken into consideration. Thus, the current value has to be limited to a small value, and it is not possible to sufficiently warm up. That is, the warm-up efficiency is poor.
一方、電流制限をせずに、一方向(充電方向又は放電方向)に大電流を流し続けると暖機効率は上がるが、内部抵抗が高い低温状況下においては、端子間電圧が許容範囲を超えて蓄電装置の劣化を加速させるおそれがある。 On the other hand, if a large current continues to flow in one direction (charging direction or discharging direction) without limiting the current, the warm-up efficiency increases, but the voltage between terminals exceeds the allowable range under low temperature conditions with high internal resistance. This may accelerate the deterioration of the power storage device.
本発明の目的は、蓄電装置の劣化を抑えながら蓄電装置を効率よく暖機することができる建設機械を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a construction machine that can efficiently warm up a power storage device while suppressing deterioration of the power storage device.
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンと、蓄電装置と、前記エンジンからの動力により発電機として作動するとともに、前記蓄電装置からの電力により電動機として作動する発電電動機と、前記発電電動機の作動及び前記蓄電装置の充放電を制御する充放電制御器と、前記蓄電装置の温度を検出する温度検出手段と、前記蓄電装置の電圧を検出する電圧検出手段と、前記温度検出手段により検出された前記蓄電装置の温度が予め設定された基準温度よりも低い低温条件下にあると判断された場合に、前記蓄電装置の充放電を繰り返す暖機制御が実行されるように前記充放電制御器を制御する暖機制御器とを備え、前記暖機制御器は、前記暖機制御において、前記蓄電装置の充電中に前記電圧検出手段により検出された電圧が予め設定された第1閾値を超える場合に充電状態から放電状態に切り換える一方、前記蓄電装置の放電中に前記電圧検出手段により検出された電圧が予め設定された第2閾値を下回る場合に放電状態から充電状態に切り換える、建設機械を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an engine, a power storage device, a generator motor that operates as a power generator by power from the engine, and that operates as a motor by power from the power storage device, and the power generator motor And a charge / discharge controller that controls charging and discharging of the power storage device, temperature detection means for detecting the temperature of the power storage device, voltage detection means for detecting the voltage of the power storage device, and detection by the temperature detection means The charge / discharge control is performed so that the warm-up control for repeating charge / discharge of the power storage device is executed when it is determined that the temperature of the power storage device is under a low temperature condition lower than a preset reference temperature. A warm-up controller for controlling the warming-up controller, wherein the warm-up controller is configured to preliminarily set a voltage detected by the voltage detecting means during charging of the power storage device in the warm-up control. Switching from the charged state to the discharged state when exceeding the set first threshold value, while charging from the discharged state when the voltage detected by the voltage detecting means during the discharging of the power storage device falls below a preset second threshold value Provide a construction machine that switches to a state.
ここで、第1閾値は、蓄電装置の劣化を招かないための高電圧側の許容電圧として、また、第2閾値は、蓄電装置の劣化を招かないための低電圧側の許容電圧としてそれぞれ設定された値である。つまり、本発明では、両閾値を超えない範囲で充放電時の電流値を大きく設定することができる。 Here, the first threshold value is set as an allowable voltage on the high voltage side so as not to cause deterioration of the power storage device, and the second threshold value is set as an allowable voltage on the low voltage side so as not to cause deterioration of the power storage device. Value. That is, in the present invention, the current value during charging / discharging can be set large within a range not exceeding both threshold values.
このように、本発明によれば、第1閾値及び第2閾値という蓄電装置の電圧を基準として充放電を切り換える電圧監視による蓄電装置の暖機を行なうため、従来のように目標充電率を上げ下げする場合と比較して、蓄電装置の許容電圧の範囲内で充放電時における電流値を大きく設定することができる。 As described above, according to the present invention, since the power storage device is warmed up by voltage monitoring that switches between charge and discharge based on the voltage of the power storage device as the first threshold value and the second threshold value, the target charge rate is increased and decreased as in the past. Compared with the case where it carries out, the electric current value at the time of charging / discharging can be set largely within the range of the allowable voltage of an electrical storage apparatus.
したがって、本発明によれば、蓄電装置の劣化を抑えながら蓄電装置を効率よく暖機することができる。 Therefore, according to the present invention, the power storage device can be efficiently warmed up while suppressing the deterioration of the power storage device.
前記建設機械において、作業操作の有無を検知する作業検知手段をさらに備え、前記暖機制御器は、前記暖機制御の実行期間中に前記作業検知手段により作業操作が検知された場合に前記暖機制御を中断する一方、前記暖機制御の中断期間中に前記作業検知手段により作業操作のないことが検知された場合に前記暖機制御を再開することが好ましい。 The construction machine further includes work detection means for detecting the presence or absence of a work operation, and the warm-up controller is configured to detect the warm-up when the work operation is detected by the work detection means during the execution period of the warm-up control. While the machine control is interrupted, it is preferable to resume the warm-up control when it is detected by the work detection means that there is no work operation during the warm-up control interruption period.
ここで、『作業操作』は、エンジンの動力及び蓄電装置の電力の少なくとも一方を用いて行なう作業を行うための操作、及びその操作前の作業態勢に入るための操作を含む。 Here, the “work operation” includes an operation for performing an operation performed using at least one of the power of the engine and the electric power of the power storage device, and an operation for entering a work state before the operation.
前記態様によれば、作業操作が行われた場合に、蓄電装置の暖機を中断して建設機械の作業を優先させることができる。そのため、建設機械の作業時に蓄電装置の暖機を継続することにより、作業に要するエンジンの動力又は蓄電装置の電力が不足するといった不具合を抑制することができる。 According to the said aspect, when work operation is performed, warming-up of an electrical storage apparatus can be interrupted and priority can be given to the work of a construction machine. Therefore, by continuing warming-up of the power storage device during work of the construction machine, it is possible to suppress problems such as engine power required for work or power storage device power shortage.
前記建設機械において、前記暖機制御器は、前記暖機制御の中断期間中に、前記蓄電装置に充電される電流値及び前記蓄電装置から放電される電流値の上限を前記暖機制御の実行期間中の上限よりも制限することが好ましい。 In the construction machine, the warm-up controller executes the warm-up control by setting an upper limit of a current value charged to the power storage device and a current value discharged from the power storage device during the interruption period of the warm-up control. It is preferable to limit the upper limit during the period.
前記暖機制御の中断期間中においても低温条件下にある蓄電装置の充放電時の電流値は、低温条件下にない蓄電装置の電流値よりも制限する必要がある。さらに、暖機制御の実行期間中と異なり、建設機械が作業操作を行っている状態においては、エンジン又は発電電動機の動作に応じて蓄電装置における電流の流れが一方向(放電側又は充電側、特に放電側)に連続して生じることが多く、蓄電装置の電圧が許容電圧を超えてしまうおそれがある。 Even during the warm-up control interruption period, the current value at the time of charging and discharging of the power storage device under the low temperature condition needs to be limited more than the current value of the power storage device under the low temperature condition. Furthermore, unlike the execution period of the warm-up control, when the construction machine is performing a work operation, the current flow in the power storage device is unidirectional (discharge side or charge side, depending on the operation of the engine or generator motor). In particular, it often occurs continuously on the discharge side), and the voltage of the power storage device may exceed the allowable voltage.
そこで、前記態様のように、暖機制御の中断期間中に充放電に関する電流値の上限を暖機制御期間中の上限よりも制限することにより、蓄電装置の電圧が許容範囲を超えるのを防止することができる。 Therefore, as in the above-described aspect, by limiting the upper limit of the current value related to charging / discharging during the warm-up control interruption period more than the upper limit during the warm-up control period, the voltage of the power storage device is prevented from exceeding the allowable range. can do.
したがって、前記態様によれば、上述のように蓄電装置の暖機に対して建設機械の作業を優先させながら、より確実に蓄電装置の劣化を防止することができる。 Therefore, according to the aspect, it is possible to more reliably prevent deterioration of the power storage device while giving priority to the work of the construction machine over the warm-up of the power storage device as described above.
前記建設機械において、前記暖機制御器は、前記暖機制御の中断期間中に、前記蓄電装置に充電される電流値及び前記蓄電装置から放電される電流値の上限を前記蓄電装置の温度が低いほど小さくなるように制限することが好ましい。 In the construction machine, the warm-up controller sets an upper limit of a current value charged in the power storage device and a current value discharged from the power storage device during the interruption period of the warm-up control. It is preferable that the lower the limit, the smaller.
前記態様によれば、暖機制御の中断期間中に、蓄電装置の温度(内部抵抗)に応じて電流値を制限することができるため、暖機制御の中断期間中においても蓄電装置の劣化を防止することができる。 According to the above aspect, since the current value can be limited according to the temperature (internal resistance) of the power storage device during the warm-up control interruption period, the deterioration of the power storage apparatus can be prevented even during the warm-up control interruption period. Can be prevented.
前記建設機械において、前記所定の作業を行うためのアクチュエータと、前記アクチュエータの作動指令を出力する操作手段とをさらに備え、前記作業検知手段は、前記操作手段による作動指令を検知可能であることが好ましい。 The construction machine may further include an actuator for performing the predetermined work and an operation unit that outputs an operation command for the actuator, and the work detection unit is capable of detecting an operation command by the operation unit. preferable.
また、前記建設機械において、前記建設機械の乗降口を作業時には閉じ、作業休止時には開くように操作される乗降遮断レバーを備え、前記作業検知手段は、この乗降遮断レバーの閉じ操作を検知することが好ましい。 Further, the construction machine includes a boarding / blocking lever that is operated to close the entrance / exit of the construction machine when working and open when the work is stopped, and the work detection means detects the closing operation of the boarding / closing boarding lever Is preferred.
これらの態様によれば、作業検知手段によって、作業操作が行なわれたか否かを確実に検知することができる。 According to these aspects, it is possible to reliably detect whether or not a work operation has been performed by the work detection means.
本発明によれば、蓄電装置の劣化を抑えながら蓄電装置を効率よく暖機することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an electrical storage apparatus can be warmed up efficiently, suppressing deterioration of an electrical storage apparatus.
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are examples embodying the present invention, and are not of a nature that limits the technical scope of the present invention.
(第1実施形態)
図1を参照して、建設機械の一例としてのハイブリッドショベル1は、クローラ式の下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に設けられた上部旋回体3と、上部旋回体3に取り付けられた作業アタッチメント4とを備えている。
(First embodiment)
Referring to FIG. 1, a hybrid excavator 1 as an example of a construction machine includes a crawler-type lower traveling
作業アタッチメント4は、上部旋回体3に対して起伏可能に取り付けられたブーム15と、ブーム15の先端部に対して揺動可能に取り付けられたアーム16と、アーム16の先端部に対して揺動可能に取り付けられたバケット17とを備えている。
The work attachment 4 includes a
また、作業アタッチメント4は、上部旋回体3に対してブーム15を起伏させるブームシリンダ18と、ブーム15に対してアーム16を揺動させるアームシリンダ19と、アーム16に対してバケット17を揺動させるバケットシリンダ20とを備えている。
Further, the work attachment 4 swings the
以下、図2を参照して、ハイブリッドショベル1の駆動系について説明する。 Hereinafter, the drive system of the hybrid excavator 1 will be described with reference to FIG.
ハイブリッドショベル1は、エンジン5と、エンジン5の出力軸に連結された油圧ポンプ6及び発電電動機8と、油圧ポンプ6から前記各シリンダ18〜20に対する作動油の給排を制御するコントロールバルブ7と、発電電動機8により発電された電力を充電可能な蓄電装置9と、蓄電装置9の充放電及び発電電動機8の作動を制御するインバータ(充放電制御器)10と、蓄電装置の温度を検出する温度検出器(温度検出手段)11と、蓄電装置9の端子間電圧を検出する電圧検出器(電圧検出手段)12と、インバータ10を制御する制御器(暖機制御器)14とを備えている。
The hybrid excavator 1 includes an
油圧ポンプ6は、エンジン5の動力により作動して、作動油を吐出する。油圧ポンプ6から吐出された作動油は、コントロールバルブ7によって流量制御された状態で、各シリンダ18〜20に導かれる。
The
発電電動機8は、エンジン5からの動力により発電機として作動するとともに、蓄電装置9からの電力により電動機として作動する。
The
インバータ10は、発電電動機8の発電機としての作動と、発電電動機8の電動機としての作動との切り換えを制御する。また、インバータ10は、発電電動機8に対する電流及び発電電動機8のトルクを制御する。
The
制御器14は、温度検出器11により検出された蓄電装置9の温度が予め設定された基準温度よりも低い低温条件下にあると判断された場合に、蓄電装置9の充放電を繰り返す暖機制御が実行されるように前記インバータ10を制御する充放電切換部21を備えている。
When
具体的に、充放電切換部21は、前記暖機制御において、蓄電装置9の充電中に電圧検出器12により検出された電圧が第1閾値を超える場合に、充電状態から放電状態に切り換える。ここで、第1閾値は、蓄電装置9の劣化を招かないための高電圧側の許容電圧として予め設定され、制御器14に記憶された値である。
Specifically, in the warm-up control, the charge /
一方、充放電切換部21は、前記暖機制御において、蓄電装置9の放電中に電圧検出器12により検出された電圧が第2閾値を下回る場合に放電状態から充電状態に切り換える。ここで、第2閾値は、蓄電装置9の劣化を招かないための低電圧側の許容圧力として予め設定され、制御器14に記憶された値である。
On the other hand, in the warm-up control, the charge /
以下、図3を参照して、制御器14により実行される暖機制御について説明する。
Hereinafter, warm-up control executed by the
暖機制御が実行されると、まず、蓄電装置9の温度が検出され(ステップS1)、検出温度が基準温度よりも低いか否かが判定される(ステップS2)。
When the warm-up control is executed, first, the temperature of the
ステップS2において、検出温度が基準温度よりも低いと判定されると(ステップS2でYES)、蓄電装置9の充電が開始され(ステップS3)、蓄電装置9の電圧が検出される(ステップS4)。
If it is determined in step S2 that the detected temperature is lower than the reference temperature (YES in step S2), charging of
次いで、検出電圧が第1閾値を超えるか否かが判定され(ステップS5)、ここで、検出電圧が第1閾値以下である(ステップS5でNO)と判定されると、蓄電装置9の充電を継続する(ステップS3)。
Next, it is determined whether or not the detected voltage exceeds the first threshold value (step S5). Here, if it is determined that the detected voltage is equal to or lower than the first threshold value (NO in step S5), the
一方、ステップS5において、検出電圧が第1閾値を超える(ステップS5でYES)と判定されると、蓄電装置9の放電を開始する、つまり、充電状態から放電状態に切り換える(ステップS6)。
On the other hand, if it is determined in step S5 that the detected voltage exceeds the first threshold value (YES in step S5), discharging of
次いで、蓄電装置9の電圧が検出され(ステップS7)、検出電圧が第2閾値を下回るか否かが判定される(ステップS8)。
Next, the voltage of the
ステップS8で検出電圧が第2閾値以上である(ステップS8でNO)と判定されると、蓄電装置9の放電を継続する(ステップS6)。
If it is determined in step S8 that the detected voltage is equal to or higher than the second threshold value (NO in step S8), discharging of the
一方、ステップS8で検出電圧が第2閾値を下回る(ステップS8でYES)と判定されると、処理がリターンし、前記ステップS2で蓄電装置9の検出温度が基準温度よりも低いと判定されると、蓄電装置9の充電が開始される。つまり、検出電圧が第2閾値を下回ると、放電状態から充電状態に切り換えられる。
On the other hand, when it is determined in step S8 that the detected voltage is lower than the second threshold (YES in step S8), the process returns, and in step S2, it is determined that the detected temperature of the
なお、前記ステップS2において検出温度が基準温度以上である(ステップS2でNO)、つまり、蓄電装置9が通常通りに使用できる温度条件下にあると判定されると、通常制御に移行して、暖機制御は、終了する。
If it is determined in step S2 that the detected temperature is equal to or higher than the reference temperature (NO in step S2), that is, it is determined that the
以上、説明したように、第1閾値及び第2閾値という蓄電装置9の電圧を基準として充放電を切り換える電圧監視による蓄電装置9の暖機を行なうため、従来のように目標充電率を上げ下げする場合と比較して、蓄電装置9の許容電圧の範囲内で充放電時における電流値を大きく設定することができる。
As described above, since the
したがって、蓄電装置9の劣化を抑えながら蓄電装置9を最短時間で効率よく暖機することができる。
Therefore, the
(第2実施形態)
以下、図4〜図6を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
第2実施形態に係るハイブリッドショベル1は、シリンダ(アクチュエータ)18〜20を操作するためにコントロールバルブ7にパイロット圧(作動指令)を出力する操作手段としてのリモコン弁23と、リモコン弁23からのパイロット圧の有無を検出する圧力センサ24(作業検知手段)と、エンジン5の駆動を制御するECU25とを備えている。
The hybrid excavator 1 according to the second embodiment includes a
また、制御器14は、暖機制御(図3)の実行期間中に圧力センサ24によりパイロット圧が検出された場合に暖機制御を中断する旨の指令を充放電切換部21に出力する一方、暖機制御の中断中にパイロット圧が検出されない場合に暖機制御を再開する旨の指令を充放電切換部21に出力する充放電制限制御を実行する充放電制限部22を備えている。
Further, the
ここで、充放電制限部22は、暖機制御の中断期間中に、蓄電装置9に充電される電流値及び蓄電装置9から放電される電流値の上限を暖機制御の実行期間中の上限よりも制限する。
Here, the charging / discharging limiting
具体的に、充放電制限部22は、制御器14に予め記憶された低温時出力マップ(図5)に基づいて、暖機制御の中断期間中(作業中)における蓄電装置9の充放電に関する電力を制御する。
Specifically, charging / discharging limiting
低温時出力マップは、蓄電装置9の充放電時の電圧が蓄電装置9の許容電圧の範囲内に収まるように蓄電装置9の温度ごとに設定された、蓄電装置9の充放電時の電力の上限値を示すものである。
The low temperature output map is set for each temperature of the
また、低温時出力マップには、実線で示す暖機時の放電電力の上限値L1と、破線で示す作業時の放電電力の上限値L2と、二点鎖線で示す作業時の充電電力の上限値L3と、一点鎖線で示す暖機時の充電電力の上限値L4とが設定されている。 In addition, the low temperature output map includes an upper limit value L1 of discharge power during warm-up indicated by a solid line, an upper limit value L2 of discharge power during work indicated by a broken line, and an upper limit of charge power during work indicated by a two-dot chain line. A value L3 and an upper limit L4 of charging power during warm-up indicated by a one-dot chain line are set.
作業時の放電電力の上限値L2は、暖機時の放電電力の上限値L1よりも小さく設定されている。同様に、作業時の充電電力の上限値L3は、暖機時の充電電力の上限値L4よりも小さく設定(マイナス方向の値として小さく設定)されている。 The upper limit value L2 of the discharge power during work is set smaller than the upper limit value L1 of the discharge power during warm-up. Similarly, the upper limit L3 of charging power during work is set smaller than the upper limit L4 of charging power during warm-up (set smaller as a negative value).
ここで、蓄電装置9の内部抵抗は、蓄電装置9の温度に応じて定まるため、低温時出力マップにおいて任意の温度で特定される各上限値L1〜L4の大小関係は、蓄電装置9の電圧が許容電圧内に収まるための電流値の上限の大小関係と考えることができる。
Here, since the internal resistance of the
なお、正確には、蓄電装置9の内部抵抗は、蓄電装置9の温度及び充電率によって変化する。したがって、本来であれば、図4に示す充放電のマップも蓄電装置9の温度及び充電率によって定義されるものであるが、図4に示すマップは、主に暖機時の電力と作業時の電力との関係を示すものであるため、便宜上、図4には、充電率が一定の場合におけるマップを一例として示している。
To be precise, the internal resistance of the
したがって、この低温時出力マップと温度検出器11により検出された温度とに基づいて、蓄電装置9の電力を制御することにより、作業時における蓄電装置9の充放電に係る電流値の上限を暖機制御の実行期間中の上限よりも制限することができる。
Therefore, by controlling the power of the
また、充放電制限部22は、低温時出力マップと検出温度とに基づいて、暖機制御の中断期間中に、蓄電装置9に充電される電流値及び蓄電装置9から放電される電流値の上限を蓄電装置9の温度が低いほど小さくなるように制限することができる。
Further, the charge /
具体的に、充放電制限部22は、充放電切換部21及びインバータ10を介して発電電動機8の出力を制御するとともに、ECU25を介してエンジン5の出力を制御することにより、蓄電装置9に関する電力を相対的に制御する。
Specifically, the charge /
以下、図6を参照して、制御器14により実行される充放電制限制御について説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 6, the charge / discharge restriction control executed by the
充放電制限制御は、図3に示す暖機制御の開始とともに開始され、まず、レバー操作されるリモコン弁23のパイロット圧(以下、操作圧という)を検出し(ステップT1)、検出された操作圧が基準圧力よりも大きいか否かが判定される(ステップT2)。
The charge / discharge restriction control is started together with the start of the warm-up control shown in FIG. 3. First, the pilot pressure (hereinafter referred to as operation pressure) of the
ステップT2で操作圧が基準圧力を超えたか否かを判定するのは、不感帯を超えてレバー操作が行なわれたことを確実に検知するためである。 The reason for determining whether or not the operation pressure has exceeded the reference pressure in step T2 is to reliably detect that the lever operation has been performed beyond the dead zone.
このステップT2で操作圧が基準圧力を超えていないと判定されると、ステップT1を繰り返し実行する一方、ステップT2で操作圧が基準圧力を超えていると判定されると、暖機制御を中断する(ステップT3)。 If it is determined in step T2 that the operating pressure does not exceed the reference pressure, step T1 is repeatedly executed. If it is determined in step T2 that the operating pressure exceeds the reference pressure, the warm-up control is interrupted. (Step T3).
次いで、図5に示す低温時出力マップを参照して電力の上限値を特定する(ステップT4)。具体的に、ステップT5では、温度検出器11により蓄電装置9の温度を検出するとともに、この検出温度と低温時出力マップとに基づいて電力の上限値を特定する。
Next, the upper limit value of power is specified with reference to the low temperature output map shown in FIG. 5 (step T4). Specifically, in step T5, the temperature of the
このように電力の上限値が特定されると、エンジン5の出力及び発電電動機8の出力を制御することにより、蓄電装置9の電力(電流値)を相対的に制御する(ステップT5)。
When the upper limit value of the power is specified in this way, the power (current value) of the
次いで、操作圧が基準圧力以下であるか否かを判定し(ステップT6)、操作圧が基準圧力よりも大きいと判定されると(ステップT6でNO)、前記ステップT4を繰り返し実行する。 Next, it is determined whether or not the operating pressure is equal to or lower than the reference pressure (step T6). If it is determined that the operating pressure is higher than the reference pressure (NO in step T6), step T4 is repeatedly executed.
一方、操作圧が基準圧力以下であると判定されると(ステップT6でYES)、図3に示す暖機制御を再開してリターンする。 On the other hand, if it is determined that the operating pressure is equal to or lower than the reference pressure (YES in step T6), the warm-up control shown in FIG. 3 is resumed and the process returns.
なお、レバー操作に応じた作業に伴う充放電の結果、蓄電装置9が基準温度まで暖機されている場合、前記ステップT6で暖機制御が再開されると、図3に示すステップS2において基準温度よりも大きいと判定され(ステップS2でYES)、通常制御へ移行する(ステップS9)。
In addition, when the
また、充放電制限制御は、暖機制御の終了とともに終了する。 Further, the charge / discharge restriction control ends with the end of the warm-up control.
以上説明したように、第2実施形態によれば、作業アタッチメント4を用いた作業が行われる場合に、蓄電装置9の暖機を中断して作業を優先して行なうことができる。そのため、作業アタッチメント4の作業時に蓄電装置9の暖機を継続することにより、作業に要するエンジン5の動力又は蓄電装置9の電力が不足するといった不具合を抑制することができる。
As described above, according to the second embodiment, when a work using the work attachment 4 is performed, the warm-up of the
暖機制御の中断期間中(ステップT3〜T6)においても低温条件下にある蓄電装置9の充放電時の電流値は、低温条件下にない蓄電装置の電流値よりも制限する必要がある。さらに、暖機制御の実行期間中と異なり、作業アタッチメント4が作業を行っている状態においては、エンジン5又は発電電動機8の動作に応じて蓄電装置9における電流の流れが一方向(放電側又は充電側、特に放電側)に連続して生じることが多く、蓄電装置9の電圧が許容範囲を超えてしまうおそれがある。
Even during the warm-up control interruption period (steps T3 to T6), the current value during charging / discharging of the
そこで、第2実施形態のように、暖機制御の中断期間中(ステップT3〜T6)に充放電に関する電流値の上限を暖機制御期間中の上限よりも制限することにより、蓄電装置9の電圧が許容範囲を超えるのを防止することができる。 Thus, as in the second embodiment, during the warm-up control interruption period (steps T3 to T6), by limiting the upper limit of the current value related to charging and discharging to the upper limit during the warm-up control period, It is possible to prevent the voltage from exceeding an allowable range.
したがって、第2実施形態によれば、上述のように蓄電装置9の暖機に対して建設機械の作業を優先させながら、より確実に蓄電装置9の劣化を防止することができる。
Therefore, according to the second embodiment, deterioration of the
また、第2実施形態によれば、図5に示す低温時出力マップに従い、暖機制御の中断期間中に、蓄電装置9の温度(内部抵抗)に応じて電流値を制限することができる。そのため、暖機制御の中断期間中においても蓄電装置9の劣化を防止することができる。
Further, according to the second embodiment, the current value can be limited according to the temperature (internal resistance) of the
なお、第2実施形態では、各シリンダ18〜20の操作の検出時に暖機制御を中断することとしているが、他のアクチュエータ、例えば、蓄電装置9に電気的に接続された旋回モータの操作の検出時に暖機制御を中断することもできる。
In the second embodiment, the warm-up control is interrupted when the operation of each of the
また、第2実施形態では、リモコン弁23が操作されたこと、つまり、実際に作業が開始されたことを検知しているが、リモコン弁23の操作前の作業態勢に入ったことを検知して暖機制御を中断することもできる。
Further, in the second embodiment, it is detected that the
具体的に、ハイブリッドショベル1には、図4の二点鎖線で示すように、乗降口を遮断器のように開閉する乗降遮断レバー26と、乗降遮断レバー26の開閉を検知するリミットスイッチ27と、このリミットスイッチ27の作動に応じて開閉する電磁弁28とを有するシステムが設けられている。このシステムでは、乗降遮断レバー26がオペレータの降車時(作業休止時)に開かれると、電磁弁28がリモコン弁23のパイロット一次圧回路を遮断して、リモコン弁23の操作が無効にされる。
Specifically, the hybrid excavator 1 includes an entrance / exit cutoff lever 26 that opens and closes the entrance / exit like a circuit breaker, and a
このシステムを利用し、乗降遮断レバー26が閉じ操作されたこと、つまりオペレータが着座して作業態勢に入ったことをリミットスイッチ27により検知し、この検知に応じて作業操作が行なわれたと判断する構成を採用することができる。
Using this system, the
そして、充放電制限部22は、図6に示すステップT1を省略するとともに、ステップT2に代えて、リミットスイッチ27からの検知信号があるか否かを判定するステップを行い、ステップT6に代えて検知信号がないか否かを判定するステップを行なうことができる。
Then, the charge /
これにより、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。 Thereby, the effect similar to 2nd Embodiment can be acquired.
なお、前記各実施形態では、検出温度が基準温度よりも低いと判定された場合(ステップS2でYES)に、蓄電装置9の充電を行うこととしているが放電を先に行なってもよい。
In each of the above embodiments, when the detected temperature is determined to be lower than the reference temperature (YES in step S2), the
1 ハイブリッドショベル(建設機械の一例)
5 エンジン
8 発電電動機
9 蓄電装置
10 インバータ(充放電制御器の一例)
11 温度検出器(温度検出手段の一例)
12 電圧検出器(電圧検出手段の一例)
14 制御器(暖機制御器の一例)
18 ブームシリンダ(アクチュエータの一例)
19 アームシリンダ(アクチュエータの一例)
20 バケットシリンダ(アクチュエータの一例)
23 リモコン弁(操作手段の一例)
24 圧力センサ(作業検知手段の一例)
26 乗降遮断レバー(ロック手段の一例)
27 リミットスイッチ(ロック手段及び作業検知手段の一例)
28 電磁弁(ロック手段の一例)
1 Hybrid excavator (an example of construction machinery)
5
11 Temperature detector (example of temperature detection means)
12 Voltage detector (an example of voltage detection means)
14 Controller (example of warm-up controller)
18 Boom cylinder (an example of an actuator)
19 Arm cylinder (an example of an actuator)
20 Bucket cylinder (an example of an actuator)
23 Remote control valve (example of operating means)
24 Pressure sensor (an example of work detection means)
26 Entry / exit blocking lever (an example of locking means)
27 Limit switch (an example of locking means and work detection means)
28 Solenoid valve (an example of locking means)
Claims (6)
蓄電装置と、
前記エンジンからの動力により発電機として作動するとともに、前記蓄電装置からの電力により電動機として作動する発電電動機と、
前記発電電動機の作動及び前記蓄電装置の充放電を制御する充放電制御器と、
前記蓄電装置の温度を検出する温度検出手段と、
前記蓄電装置の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記温度検出手段により検出された前記蓄電装置の温度が予め設定された基準温度よりも低い低温条件下にあると判断された場合に、前記蓄電装置の充放電を繰り返す暖機制御が実行されるように前記充放電制御器を制御する暖機制御器とを備え、
前記暖機制御器は、前記暖機制御において、前記蓄電装置の充電中に前記電圧検出手段により検出された電圧が予め設定された第1閾値を超える場合に充電状態から放電状態に切り換える一方、前記蓄電装置の放電中に前記電圧検出手段により検出された電圧が予め設定された第2閾値を下回る場合に放電状態から充電状態に切り換える、建設機械。 An engine,
A power storage device;
A generator motor that operates as a generator by power from the engine, and that operates as a motor by electric power from the power storage device;
A charge / discharge controller for controlling the operation of the generator motor and the charge / discharge of the power storage device;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the power storage device;
Voltage detection means for detecting the voltage of the power storage device;
When it is determined that the temperature of the power storage device detected by the temperature detection unit is in a low temperature condition lower than a preset reference temperature, warm-up control that repeats charging and discharging of the power storage device is executed. A warm-up controller for controlling the charge / discharge controller as described above,
In the warm-up control, the warm-up controller switches from a charged state to a discharged state when a voltage detected by the voltage detecting unit during charging of the power storage device exceeds a preset first threshold value, A construction machine that switches from a discharged state to a charged state when a voltage detected by the voltage detection means is lower than a preset second threshold value during discharging of the power storage device.
前記暖機制御器は、前記暖機制御の実行期間中に前記作業検知手段により作業操作が検知された場合に前記暖機制御を中断する一方、前記暖機制御の中断期間中に前記作業検知手段により作業操作のないことが検知された場合に前記暖機制御を再開する、請求項1に記載の建設機械。 It further comprises work detection means for detecting the presence or absence of a work operation,
The warm-up controller interrupts the warm-up control when a work operation is detected by the work detection means during the warm-up control execution period, while the work detection during the warm-up control interruption period. The construction machine according to claim 1, wherein the warm-up control is resumed when it is detected by means that there is no work operation.
前記アクチュエータの作動指令を出力する操作手段とをさらに備え、
前記作業検知手段は、前記操作手段による作動指令を検知可能である、請求項2〜4の何れか1項に記載の建設機械。 An actuator for performing the predetermined operation;
Operation means for outputting an operation command for the actuator,
The construction machine according to any one of claims 2 to 4, wherein the work detection means is capable of detecting an operation command by the operation means.
前記作業検知手段は、この乗降遮断レバーの閉じ操作を検知する、請求項2〜4の何れか1項に記載の建設機械。 The entrance / exit of the construction machine is closed at the time of work, and is provided with a boarding / blocking lever operated to open at the time of work stoppage,
The construction machine according to any one of claims 2 to 4, wherein the work detection means detects a closing operation of the boarding / alighting interruption lever.
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