JP5552719B2 - 作業機械 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態によるハイブリッド式油圧ショベルの側面図を図1に示す。
油圧ショベルの主要電動・油圧機器のシステム構成を図2に示す。図2中、図1と同じ構成要素には図1と同じ符号を付してある(後の図も同様とする)。また、図2中、二本線は機械的駆動系統を、太線は電気的駆動系統を、通常太さの実線は油圧駆動系統を示す。
例えば、コントローラ51は、上部旋回体20の旋回を停止する操作がされた場合、旋回用電動機25により上部旋回体20の減速或いは停止時のエネルギーを電力として回生するために、インバータ装置28bで変換された直流を昇降圧チョッパ28cで降圧しキャパシタ24に出力する。これにより、キャパシタ24を充電するようになっている。一方、上部旋回体20を旋回させる操作がなされた時に旋回用油圧モータ27と旋回用電動機25を併用する場合、コントローラ51は、キャパシタ24からの直流を昇降圧チョッパ28cで昇圧してインバータ装置28bに出力し、旋回用電動機25を駆動する。
次に、コントローラ51の電気系統の構成について説明する。
次に、以上のような構成のコントローラ51の処理機能を図5を用いて説明する。図5は、コントローラ51が行う処理機能を示すフローチャートである。
以上のように構成した本実施の形態によれば、寒冷地等でのエンジン22の作動時でも、インバータ・コンバータ28に設けられた強電基板28a1,28b1の温度TKが、ある所定の推奨使用下限温度TLより低い場合はインバータ・コンバータ28を制御して電動アクチュエータを停止させる。また、並列に接続したラジエータ65とヒーターコア66への冷媒の流量の流量比を調節して冷媒温度を徐々に上昇させて、基板温度TKが推奨使用下限温度TLより高くなるようにラジエータ65側とヒーターコア66側への冷媒の流量比を分流装置64で制御する温度調節システムを備える。このため、寒冷地等の外気温が非常に低く、基板温度TKが非常に低い場合でも、起動直後に強電基板28a1,28b1に大電流が流れず、また基板温度TKが推奨使用下限温度TLまで上昇してから電動アクチュエータを起動するため、強電基板28a1,28b1が熱ストレスによってダメージを受けることが強く抑制され、インバータ・コンバータ28の寿命の低下が防止される。
なお、本発明は、被駆動部材を駆動する電動アクチュエータと、この電動アクチュエータの駆動を制御する電力制御装置を備える作業機械全般に適用が可能であり、本発明の適用はハイブリッド式油圧ショベルに限定されるものではない。例えば、被駆動部材を駆動する電動アクチュエータと、この電動アクチュエータの駆動を制御する電力制御装置を備えたクレーン車、ホイールローダ、フォークリフト、道路機械等にも適用可能である。
11a,11b クローラ
12a,12b クローラフレーム
13 右走行用油圧モータ
14 左走行用油圧モータ
20 上部旋回体
21 旋回フレーム
22 エンジン
23 発電機
24 キャパシタ
25 旋回用電動機
26 旋回機構
27 旋回用油圧モータ
28 旋回用インバータ
28a,28b インバータ装置
28a1,28b1 強電基板
28c 昇降圧チョッパ
29 油圧パイロット油圧源
30 ショベル機構
31 ブーム
32 ブームシリンダ
33 アーム
34 アームシリンダ
35 バケット
36 バケットシリンダ
37 旋回用方向制御弁
40 油圧回路装置
41 油圧ポンプ
42 コントロールバルブユニット
51 コントローラ
52 操作装置
53a,53b 圧力センサ
54 温度調節システム
55 冷媒回路
62 電動水ポンプ
64 分流装置
65 ラジエータ
66 ヒーターコア
67 逆止弁
68 冷媒温度センサ
70 基板温度センサ
71 開閉弁
72 水抜き回路
73 傾斜角センサ
Claims (3)
- 蓄電装置と、この蓄電装置の電力により駆動する電動アクチュエータと、この電動アクチュエータの駆動および前記蓄電装置の充放電を制御する電力制御装置と、この電力制御装置に設けられた基板の温度を調整する温度調整システムとを備える作業機械において、
前記温度調整システムは、
冷媒を循環させる電動水ポンプと、この電動水ポンプに直列に接続され、前記冷媒を2方向に任意の割合で分流する分流装置と、この分流装置で分流された冷媒の一方が流れるラジエータと、このラジエータに並列に接続され、前記分流装置で分流された冷媒のもう一方が流れるヒーターコアと、前記ラジエータ及び前記ヒーターコアを流れた冷媒が合流する合流部とを有し、前記合流部で合流した冷媒が前記電力制御装置を通過して前記電動水ポンプに戻る冷媒回路と、
前記合流部から前記電力制御装置へと流れる冷媒の温度を測定する冷媒温度センサと、
前記電力制御装置の基板の温度を測定する基板温度センサと、
前記冷媒温度センサで測定される冷媒温度および前記基板温度センサで測定される基板温度が入力されるコントローラとを有し、
前記コントローラは、前記冷媒温度センサおよび前記基板温度センサから入力された前記冷媒温度および前記基板温度に基づいて、前記基板温度が推奨使用下限温度よりも低いときは前記電動アクチュエータを停止させるとともに、前記基板温度が前記推奨使用下限温度以上となるように前記分流装置を制御して前記ラジエータ側及び前記ヒーターコア側への冷媒の流量比を調整することを特徴とする作業機械。 - 請求項1記載の作業機械において、
前記コントローラは、
前記基板温度が前記推奨使用下限温度以上となって前記電力制御装置を起動させた後は、前記冷媒温度が前記推奨使用下限温度になるように前記分流装置を制御することを特徴とする作業機械。 - 請求項1又は2記載の作業機械において、
前記ヒーターコア側の冷媒流路から前記電動水ポンプの吸込側に冷媒をバイパスさせる水抜き回路と、この水抜き回路内に設置されている低圧逆止弁付き開閉弁とを更に備え、
前記コントローラは、
前記ラジエータ側にのみ冷媒が供給される場合は、前記開閉弁を開き、前記水抜き回路を介して前記ヒーターコア側の冷媒を前記電動水ポンプの吸込側へ移動させる制御を行うことを特徴とする作業機械。
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