JP6201679B2 - Construction machinery - Google Patents

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Description

本発明は蓄電器を備えたハイブリッド式または電動式の建設機械に関するものである。   The present invention relates to a hybrid or electric construction machine equipped with a capacitor.

ハイブリッドショベルを例にとって背景技術を説明する。   The background art will be described using a hybrid excavator as an example.

ハイブリッドショベルにおいては、動力源としてのエンジンに発電電動機を接続し、発電電動機の発電機作用によって蓄電器に充電し、適時、この蓄電器電力により発電電動機に電動機作用を行わせてエンジンをアシストするように構成される。   In a hybrid excavator, a generator motor is connected to an engine as a power source, and a capacitor is charged by the generator action of the generator motor. When appropriate, the generator motor is caused to act as a motor by the capacitor power to assist the engine. Composed.

また、上部旋回体を旋回駆動する旋回駆動システムとして、旋回用油圧モータを駆動源とする油圧旋回ユニットに代えて、あるいは加えて、旋回用電動機を駆動源とする電動旋回ユニットを設け、旋回駆動時(起動を含む加速時及び加速後の定常運転時。力行時ともいう)に、発電電動機または蓄電器の電力によって上部旋回体を旋回駆動し、旋回減速時には旋回用電動機を発電機として作動させ、ブレーキ力を発揮させるとともに、その回生電力を蓄電器に充電する構成をとるものが公知である(特許文献1,2参照)。   Further, as a turning drive system for turning the upper turning body, an electric turning unit using a turning electric motor as a drive source is provided instead of or in addition to the hydraulic turning unit using a turning hydraulic motor as a drive source, and the turning drive is performed. At the time (acceleration including start-up and steady operation after acceleration; also referred to as powering), the upper revolving body is driven to turn by the power of the generator motor or capacitor, and the turning motor is operated as a generator at the time of turning deceleration, It is well known that the brake force is exerted and the regenerative power is charged in a battery (see Patent Documents 1 and 2).

このハイブリッドショベルにおいて、低温時には蓄電器の容量が低下し、蓄電器性能(放電性能)が低下して十分な電力が得られなくなるため、冬期等の低温環境では蓄電器についてもエンジンのように適温まで加温する暖機対策をとることが望まれる。   In this hybrid excavator, the capacity of the condenser decreases at low temperatures, and the capacity of the condenser (discharge performance) declines and sufficient electric power cannot be obtained.Therefore, in the low temperature environment such as winter, the condenser is also heated to an appropriate temperature like the engine. It is desirable to take measures to warm up.

この暖機対策として、特許文献2に示されているように、蓄電器温度が設定値以下になったときに、発電電動機を作動させて蓄電器に強制的に充放電作用を行わせ、内部加熱によって蓄電器温度を上昇させる技術が提案されている。   As a countermeasure against this warm-up, as shown in Patent Document 2, when the temperature of the capacitor becomes lower than the set value, the generator motor is operated to force the capacitor to charge and discharge, and by internal heating A technique for increasing the temperature of the battery has been proposed.

特開2005−290882号公報JP-A-2005-290882 特開2010−127271号公報JP 2010-127271 A

一般に、蓄電器の内部抵抗は、システム効率を良くする観点から小さく設定されている。   In general, the internal resistance of the battery is set small from the viewpoint of improving system efficiency.

このため、蓄電器の内部抵抗による内部発熱を暖機に利用する特許文献2の公知技術によると、蓄電器の発熱量が小さくて暖機効率が悪く、蓄電器の暖機に長時間を要する。   For this reason, according to the known technique of Patent Document 2 in which internal heat generation due to the internal resistance of the battery is used for warming up, the heat generation amount of the battery is small and the warming-up efficiency is poor, and it takes a long time to warm up the battery.

また、蓄電器は、低温化で充放電を繰り返すと蓄電器寿命が短くなるという問題がある。   Moreover, there exists a problem that a capacitor | condenser lifetime will become short if a capacitor | condenser repeats charging / discharging at low temperature.

そこで本発明は、蓄電器の暖機を短時間で効率良く、しかも蓄電器寿命に悪影響を与えることなく行うことができる建設機械を提供するものである。   Therefore, the present invention provides a construction machine that can efficiently warm up a capacitor in a short time and without adversely affecting the lifetime of the capacitor.

上記課題を解決する手段として、本発明においては、油圧ポンプと、この油圧ポンプを油圧源とする油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータと上記油圧ポンプ及びタンクとを接続する油圧アクチュエータ回路と、この油圧アクチュエータ回路に設けられて上記油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを操作する操作手段と、電動機と、この電動機の電源となる蓄電器とを備え、上記油圧アクチュエータ回路は、上記油圧ポンプの吐出油を上記コントロールバルブ経由で上記油圧アクチュエータに供給するポンプ管路と、上記油圧アクチュエータから出たリターン油を上記タンクに戻すリターン管路を有する建設機械において、上記蓄電器の温度を検出する蓄電器温度検出手段と、制御手段と、上記蓄電器を暖機する暖機ラインとを設け、上記暖機ラインの入口側を、上記油圧アクチュエータ回路のリターン管路に、出口側を上記タンクにそれぞれ接続するとともに、暖機ラインの入口側に、上記暖機ラインにおいて油を通過させる開き位置と上記暖機ラインにおいて油を遮断する閉じ位置との間で切換わる切換弁を設け、上記制御手段は、上記蓄電器の温度が暖機を開始すべき温度として予め設定された暖機設定値以下のときに、上記切換弁を開き位置として上記油圧アクチュエータから出たリターン油を上記暖機ラインに通す蓄電器暖機制御を行うように構成したものである。 As means for solving the above problems, in the present invention, a hydraulic pump, a hydraulic actuator using the hydraulic pump as a hydraulic source, a hydraulic actuator circuit connecting the hydraulic actuator, the hydraulic pump and the tank, and the hydraulic actuator A control valve provided in a circuit for controlling supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic actuator; an operating means for operating the control valve; an electric motor; and a capacitor serving as a power source for the electric motor. In the construction machine having a pump line for supplying the hydraulic pump discharge oil to the hydraulic actuator via the control valve, and a return line for returning the return oil from the hydraulic actuator to the tank, the temperature of the capacitor Capacitor temperature detection Providing a stage, a control means, and a warm-up line for warming up the battery, and connecting the inlet side of the warm-up line to the return line of the hydraulic actuator circuit and the outlet side to the tank, Provided on the inlet side of the warm-up line is a switching valve that switches between an open position for passing oil in the warm-up line and a closed position for shutting off oil in the warm-up line. When the temperature is equal to or lower than a preset warm-up value as a temperature at which warming-up is to be started, the condenser warm-up control is performed so that the return oil from the hydraulic actuator is passed through the warm-up line with the switching valve opened. It is configured to do.

この構成によれば、油圧アクチュエータ回路のリターン油を蓄電器の暖機ラインを経由してタンクに戻すため、蓄電器の内部発熱によって暖機する方式と比べて、蓄電器を短時間で効率良く暖機することができる。   According to this configuration, since the return oil of the hydraulic actuator circuit is returned to the tank via the warm-up line of the capacitor, the capacitor is warmed up more efficiently in a short time compared to the method of warming up by internal heat generation of the capacitor. be able to.

しかも、内部発熱方式のように低温化での充放電作用によって蓄電器寿命が低下するおそれがないし、暖機によって油圧アクチュエータ回路の通常の動作に支障を来たすおそれもない。   In addition, unlike the internal heat generation method, there is no possibility that the life of the capacitor will be reduced due to charging / discharging action at low temperatures, and there is no possibility that the normal operation of the hydraulic actuator circuit will be hindered due to warm-up.

さらに、既存の油圧アクチュエータ回路で発生するリターン油熱を暖機に利用するため、暖機のための余分なエネルギーが不要となるとともに、追加設備も実質的に切換弁のみで済む。このため、コスト面でも有利となる。   Furthermore, since the return oil heat generated in the existing hydraulic actuator circuit is used for warming up, no extra energy is required for warming up, and additional equipment is essentially only a switching valve. This is advantageous in terms of cost.

なお、上記構成において、操作時にはコントロールバルブを通過しかつ油圧アクチュエータで仕事をすることによって高温化した油が暖機ラインに送られ、非操作時には、リリーフ油またはアンロード油、すなわちバルブ圧損(請求項2ではリリーフ弁での圧損)によって高温化した油が暖機ラインに送られる。   In the above configuration, oil that has passed through the control valve during operation and is heated by working with a hydraulic actuator is sent to the warm-up line, and when not operated, relief oil or unload oil, that is, valve pressure loss (invoice) In item 2, oil heated to high temperature by pressure loss at the relief valve) is sent to the warm-up line.

また、請求項1の「電動機」とは、ハイブリッド式建設機械では発電電動機と作業用電動機(たとえば旋回電動機)の一方または双方をさし、電動式建設機械では駆動源としての電動機と作業用電動機の一方または双方をさす。   In addition, the “motor” in claim 1 refers to one or both of a generator motor and a work motor (for example, a swing motor) in a hybrid construction machine, and a motor and a work motor as a drive source in an electric construction machine. One or both of them.

本発明において、上記操作手段の操作/非操作と操作量を検出する操作検出手段を設ける一方、上記油圧アクチュエータ回路のポンプ管路とリターン管路の間に、リリーフ弁を備えたリリーフ管路と、アンロード弁を備えたアンロード管路を並列に設け、上記制御手段は、上記アンロード弁を操作量に応じて開度制御する一方、上記蓄電器暖機制御として、
(i) 上記操作手段の操作時には、上記油圧アクチュエータから出て上記コントロールバルブを経由したリターン油を上記暖機ラインに通し、
(ii) 上記操作手段の非操作時には、上記アンロード弁を閉じて上記リリーフ弁を作動させ、リリーフ油を上記暖機ラインに通すリリーフ暖機制御を行う
ように構成するのが望ましい(請求項2,3)。
In the present invention, an operation detection means for detecting operation / non-operation of the operation means and an operation amount is provided, and a relief pipe having a relief valve is provided between a pump pipe and a return pipe of the hydraulic actuator circuit. In addition, an unload pipeline having an unload valve is provided in parallel, and the control means controls the opening degree of the unload valve according to the operation amount, while as the capacitor warm-up control,
(i) When operating the operating means, return oil that has exited the hydraulic actuator and passed through the control valve is passed through the warm-up line,
(ii) When the operation means is not operated, it is desirable to perform a relief warm-up control in which the unload valve is closed and the relief valve is operated to allow relief oil to pass through the warm-up line. 2, 3).

この構成によれば、蓄電器暖機制御として、非操作時に、リリーフ油という、より高温のリターン油を暖機ラインに通すため、とくに冬季等、外気温度が低い状況での機械の運転開始時に蓄電器を適温まで急速に暖機し、迅速に運転態勢を整えることができる。   According to this configuration, as the condenser warm-up control, when the non-operation is performed, a higher temperature return oil called relief oil is passed through the warm-up line. Can be quickly warmed up to an appropriate temperature and ready for operation.

この場合、上記油圧ポンプとして可変容量型ポンプを用い、上記制御手段は、上記リーフ暖機制御時に上記油圧ポンプの容量を通常時よりも減少させるように構成するのが望ましい(請求項3)。   In this case, it is desirable that a variable displacement pump is used as the hydraulic pump, and the control means is configured to reduce the capacity of the hydraulic pump compared to the normal time during the leaf warm-up control.

蓄電器4の暖機を要する状況は、上記のようにとくに外気温度が低い場合に発生し、低温下ではエンジンの出力トルクも低いため、この状況で油圧ポンプを最大負荷で運転するとトルク不足でエンジンドロップが発生する等の問題がある。   The situation requiring the warm-up of the battery 4 occurs when the outside air temperature is particularly low as described above, and the engine output torque is low at low temperatures. Therefore, when the hydraulic pump is operated at the maximum load in this situation, the torque is insufficient. There is a problem such as occurrence of a drop.

そこで、請求項3のようにリリーフ暖機時にポンプ容量を落とすことによりエンジン負荷を軽減することができる。   Therefore, the engine load can be reduced by reducing the pump capacity when the relief is warmed up as in claim 3.

一方、上記蓄電器に、冷却ポンプから供給される冷媒によって蓄電器を冷却する冷却ラインを設け、上記蓄電器暖機制御時に、上記冷却ポンプからの冷媒供給量を制限するように構成するのが望ましい(請求項4)。   On the other hand, it is desirable to provide the condenser with a cooling line for cooling the condenser with the refrigerant supplied from the cooling pump, and to limit the amount of refrigerant supplied from the cooling pump during the condenser warm-up control. Item 4).

この構成によれば、蓄電器の冷却ラインを併設したシステムにおいて、蓄電器暖機制御時に冷媒供給を制限(停止または減量)するため、良好な暖機効率を維持することができる。   According to this configuration, in a system provided with a condenser cooling line, the refrigerant supply is limited (stopped or reduced) during condenser warm-up control, so that good warm-up efficiency can be maintained.

本発明によると、蓄電器の暖機を短時間で効率良く、しかも蓄電器寿命に悪影響を与えることなく行うことができる。   According to the present invention, the capacitor can be warmed up efficiently in a short time without adversely affecting the lifetime of the capacitor.

本発明の実施形態を示すシステム構成図である。It is a system configuration figure showing an embodiment of the present invention. 実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the effect | action of embodiment. レバー操作量とアンロード弁開度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a lever operation amount and an unload valve opening degree.

実施形態はハイブリッドショベルを適用対象としている。   The embodiment is applied to a hybrid excavator.

図1に示すように、動力源としてのエンジン1に発電機作用と電動機作用を行う発電電動機2が接続され、インバータ3の制御により、この発電電動機2がエンジン駆動で発電機作用を行い、発生した電力が蓄電器4に送られた充電される。   As shown in FIG. 1, a generator motor 2 that performs a generator action and a motor action is connected to an engine 1 as a power source, and this generator motor 2 performs a generator action by driving the engine under the control of an inverter 3. The charged electric power is sent to the battery 4 and charged.

一方、油圧アクチュエータの要求トルクがエンジン出力トルクを上回る場合に、蓄電器4の電力により発電電動機2が電動機作用を行ってエンジン1をアシストする。   On the other hand, when the required torque of the hydraulic actuator exceeds the engine output torque, the generator motor 2 performs an electric motor action with the electric power of the battery 4 to assist the engine 1.

また、エンジン1には油圧ポンプ5が、図示のように発電電動機2とタンデム(パラレルでもよい)に接続され、この油圧ポンプ5及び油圧タンク6と複数の油圧アクチュエータ(図では一つの油圧シリンダのみを例示する)7とが油圧アクチュエータ回路8によって接続される。   In addition, a hydraulic pump 5 is connected to the generator 1 and a tandem (may be parallel) as shown in the figure, and the hydraulic pump 5 and the hydraulic tank 6 and a plurality of hydraulic actuators (only one hydraulic cylinder is shown in the figure). 7) is connected by a hydraulic actuator circuit 8.

油圧ポンプ5には、レギュレータ5aによって容量が大小制御される可変容量型ポンプが用いられている。   As the hydraulic pump 5, a variable displacement pump whose capacity is controlled by a regulator 5a is used.

油圧アクチュエータ回路8は、油圧アクチュエータ7に対する油の給排を制御するコントロールバルブ9と、ポンプ吐出油をコントロールバルブ9経由で油圧アクチュエータ7に供給するポンプ管路10と、油圧アクチュエータ7から出た油を油圧タンク6に戻すリターン管路11とを備えている。   The hydraulic actuator circuit 8 includes a control valve 9 that controls supply and discharge of oil to and from the hydraulic actuator 7, a pump line 10 that supplies pump discharge oil to the hydraulic actuator 7 via the control valve 9, and oil discharged from the hydraulic actuator 7. And a return line 11 for returning the pressure to the hydraulic tank 6.

また、ポンプ管路10とリターン管路11の間に、リリーフ弁12を備えたリリーフ管路13と、アンロード弁14を備えたアンロード管路15が互いに並列状態で設けられている。   Further, a relief line 13 having a relief valve 12 and an unload line 15 having an unload valve 14 are provided in parallel with each other between the pump line 10 and the return line 11.

16はリターン油に一定の背圧をかけるためにリターン管路11に設けられた背圧弁である。   Reference numeral 16 denotes a back pressure valve provided in the return line 11 in order to apply a constant back pressure to the return oil.

アンロード弁14は、パイロットポートに入力されるパイロット圧によって全開と全閉の間で開度が制御される油圧パイロット弁として構成され、制御手段としてのコントローラ17によりアンロード制御弁18を通じて開度制御される。   The unload valve 14 is configured as a hydraulic pilot valve whose opening degree is controlled between fully open and fully closed by a pilot pressure input to the pilot port, and the opening degree is controlled through the unload control valve 18 by a controller 17 as a control means. Be controlled.

図中、19はアンロード弁14のパイロット油圧源である。   In the figure, 19 is a pilot hydraulic pressure source of the unload valve 14.

20はレバー操作される操作手段としてのリモコン弁で、このリモコン弁20の操作方向と操作量に応じてコントロールバルブ9が切換制御されて油圧アクチュエータ7の作動方向と速度が制御される。以下、通称に従って、リモコン弁20の操作を「レバー操作」、その操作量を「レバー操作量」という。   Reference numeral 20 denotes a remote control valve as an operating means operated by a lever. The control valve 9 is switched and controlled in accordance with the operation direction and operation amount of the remote control valve 20 to control the operation direction and speed of the hydraulic actuator 7. Hereinafter, according to a common name, the operation of the remote control valve 20 is referred to as “lever operation”, and the operation amount thereof is referred to as “lever operation amount”.

蓄電器4には、これを冷却または暖機するための温度管理プレート21が設けられている。   The battery 4 is provided with a temperature management plate 21 for cooling or warming it up.

この温度管理プレート21には、冷却ポンプ22からの冷媒(水、油等)を流す冷却ライン23と、油圧アクチュエータ回路8からのリターン油(高温の作動油)を流す暖機ライン24が通され、この両ライン23,24により温度管理プレート21を通じて蓄電器4の冷却または暖機が行われる。図中、25は冷媒タンク、26は冷却ライン23の冷媒タンク入口に設けられたクーラーである。   A cooling line 23 for flowing a refrigerant (water, oil, etc.) from the cooling pump 22 and a warm-up line 24 for flowing return oil (high temperature hydraulic oil) from the hydraulic actuator circuit 8 are passed through the temperature management plate 21. The condenser 4 is cooled or warmed up through the temperature control plate 21 by both the lines 23 and 24. In the figure, 25 is a refrigerant tank, and 26 is a cooler provided at the refrigerant tank inlet of the cooling line 23.

暖機ライン24は、入口側がリターン管路11に、出口側が油圧タンク6にそれぞれ接続され、この暖機ライン24の入口側に、コントローラ17によって切換制御される電磁式の切換弁27が設けられている。   The warm-up line 24 is connected to the return line 11 on the inlet side and the hydraulic tank 6 on the outlet side, and an electromagnetic switching valve 27 that is switched and controlled by the controller 17 is provided on the inlet side of the warm-up line 24. ing.

この切換弁27は、油を通過させる開き位置イと、油を遮断する閉じ位置ロとの間で切換わり、開き位置イで油圧アクチュエータ回路8のリターン油が暖機ライン24に導入される。   The switching valve 27 switches between an open position (a) through which oil passes and a closed position (b) through which the oil is blocked, and the return oil of the hydraulic actuator circuit 8 is introduced into the warm-up line 24 at the open position a.

一方、検出手段として、リモコン弁20のパイロット圧によってレバー操作/非操作の別と操作量を検出する操作検出手段としてのパイロット圧センサ28と、蓄電器4の温度を検出する蓄電器温度検出手段としての温度センサ29が設けられ、この両センサ28,29によって検出された操作信号と温度信号がコントローラ17に入力される。   On the other hand, as a detecting means, a pilot pressure sensor 28 as an operation detecting means for detecting whether the lever is operated / not operated by the pilot pressure of the remote control valve 20 and an operation amount, and a condenser temperature detecting means for detecting the temperature of the condenser 4 A temperature sensor 29 is provided, and an operation signal and a temperature signal detected by both the sensors 28 and 29 are input to the controller 17.

コントローラ17は、入力される操作、温度両信号に基づいて、低温下で蓄電器温度を上昇させるための蓄電器暖機制御を行う。   The controller 17 performs capacitor warm-up control for increasing the capacitor temperature at a low temperature based on the input operation and temperature signals.

このコントローラ17の作用を図2のフローチャートによって説明する。   The operation of the controller 17 will be described with reference to the flowchart of FIG.

たとえばエンジン始動によって制御が開始され、まずステップS1で、検出された蓄電器温度T1が、蓄電器4の暖機を開始すべき温度として予め設定された暖機設定値Taよりも低いか否か(暖機が必要か否か)が判断される。   For example, the control is started by starting the engine. First, in step S1, whether or not the detected capacitor temperature T1 is lower than a warm-up set value Ta set in advance as a temperature at which the warm-up of the capacitor 4 is to be started (warm-up). Whether or not a machine is necessary).

ここでNO(暖機の必要がない)となると、ステップS2でレバー操作無しか否かが判断され、YES(レバー操作無し)の場合はステップS3でアンロード弁14を全開とする。   If NO (no warm-up is required), it is determined in step S2 whether or not there is no lever operation. If YES (no lever operation), the unload valve 14 is fully opened in step S3.

ここで、油圧ポンプ5は容量最大で最大流量を吐出しており、このポンプ吐出油が全量、アンロード弁14を通じて油圧タンク6に戻される。   Here, the hydraulic pump 5 discharges the maximum flow rate with the maximum capacity, and all of the pump discharge oil is returned to the hydraulic tank 6 through the unload valve 14.

ステップS2でNO(レバー操作有り)の場合は、通常制御として、ステップS4において図3に示すようにアンロード弁14の開度をレバー操作量に応じて、大操作量で小さくなる方向に制御する。すなわち、油圧アクチュエータ7に必要な流量以外の余剰油がアンロードされる。   If NO in step S2 (with lever operation), as the normal control, in step S4, the opening of the unload valve 14 is controlled to decrease with a large operation amount according to the lever operation amount as shown in FIG. To do. That is, surplus oil other than the flow rate required for the hydraulic actuator 7 is unloaded.

ステップS3またはステップS4に続くステップS5ではポンプ容量を「通常」、すなわち最大とし、ステップS6で切換弁27を閉じ位置ロとする。   In step S5 following step S3 or step S4, the pump displacement is set to “normal”, that is, maximum, and in step S6, the switching valve 27 is set to the closed position B.

また、ステップS7で蓄電器温度T1が、蓄電器4の冷却を開始すべき温度として予め設定された冷却設定値Tbよりも高いか否かが判断され、YESで冷却ポンプ22を作動させる。従って、冷媒が冷却ライン23に供給され、温度管理プレート21での熱交換によって蓄電器4が冷却される。   Further, in step S7, it is determined whether or not the storage battery temperature T1 is higher than a cooling set value Tb set in advance as a temperature at which the storage battery 4 should start to be cooled. If YES, the cooling pump 22 is operated. Therefore, the refrigerant is supplied to the cooling line 23, and the condenser 4 is cooled by heat exchange in the temperature management plate 21.

一方、ステップS1でYES、すなわち蓄電器温度T1が暖機設定値Taよりも低いと判断されたときは、ステップS9で冷却ポンプ22を停止させるとともに、ステップS10で切換弁27を開き位置イに切換える。   On the other hand, if YES in step S1, that is, if it is determined that the condenser temperature T1 is lower than the warm-up set value Ta, the cooling pump 22 is stopped in step S9, and the switching valve 27 is opened and switched to the position A in step S10. .

これにより、油圧アクチュエータ回路8のリターン油が切換弁27を介して暖機ライン24に供給される態勢(暖機態勢)が整う。   As a result, the posture (warm-up posture) in which the return oil of the hydraulic actuator circuit 8 is supplied to the warm-up line 24 via the switching valve 27 is adjusted.

ステップS11ではレバー操作無しか否かが判断され、NO(レバー操作有り)の場合はステップS12でアンロード弁14の通常制御(レバー操作量に応じた開度制御)を行うとともに、ステップS13でポンプ容量を「通常(最大)」とする。   In step S11, it is determined whether or not there is no lever operation. If NO (with lever operation), normal control of the unload valve 14 (opening control according to the lever operation amount) is performed in step S12, and in step S13. The pump capacity is “normal (maximum)”.

これにより、油圧アクチュエータ7にレバー操作量に応じた流量が供給されて油圧アクチュエータ7が作動し、この油圧アクチュエータ7から出た油、及びアンロード弁14を通過した油が切換弁27を通り暖機ライン24を流れて油圧タンク6に戻される。   As a result, the hydraulic actuator 7 is supplied with a flow rate corresponding to the amount of lever operation, and the hydraulic actuator 7 is operated. The oil that has come out of the hydraulic actuator 7 and the oil that has passed through the unload valve 14 pass through the switching valve 27 and is warmed. It flows through the machine line 24 and is returned to the hydraulic tank 6.

こうして、レバー操作時の蓄電器暖機制御として、コントロールバルブ9を通過しかつ油圧アクチュエータ7で仕事をすることによって高温化したリターン油、及びアンロード弁14での圧損によって高温化したリターン油により、温度管理プレート21を通じて蓄電器4の暖機が行われる。   In this way, as the condenser warm-up control at the time of lever operation, the return oil that has been heated by passing through the control valve 9 and working by the hydraulic actuator 7 and the return oil that has been heated by pressure loss at the unload valve 14, The condenser 4 is warmed up through the temperature management plate 21.

これに対し、ステップS11でYES(レバー操作無し)の場合は、油圧アクチュエータ7からのリターン油が暖機ライン24に送られないため、これに代えて、リリーフ暖機制御が行われる。   On the other hand, if YES in step S11 (no lever operation), since the return oil from the hydraulic actuator 7 is not sent to the warm-up line 24, relief warm-up control is performed instead.

すなわち、ステップS14でポンプ容量を通常値qから暖機時設定値qTに減少させることによってポンプ吐出量を減じるとともに、ステップS15でアンロード弁14を全閉とする。   That is, in step S14, the pump displacement is reduced from the normal value q to the warm-up set value qT, thereby reducing the pump discharge amount, and in step S15, the unload valve 14 is fully closed.

これにより、リリーフ弁12が作動し、ポンプ吐出油が全量、リリーフ弁12を通り、切換弁27を介して暖機ライン24に送られる。   As a result, the relief valve 12 is activated, and the entire amount of pump discharge oil passes through the relief valve 12 and is sent to the warm-up line 24 via the switching valve 27.

こうして、レバー非操作時の暖機制御として、リリーフ作動によって高温化した油によって蓄電器4の暖機が行われる。   Thus, as a warm-up control when the lever is not operated, the capacitor 4 is warmed up by the oil heated to a high temperature by the relief operation.

ステップS8,S13,S15の後はステップS1に戻り、以下、蓄電器温度T1が暖機設定値Ta以上となる(暖機完了)まで上記暖機制御が継続される。   After steps S8, S13, and S15, the process returns to step S1, and the warm-up control is continued until the battery temperature T1 becomes equal to or higher than the warm-up set value Ta (warm-up completion).

このように、油圧アクチュエータ回路8のリターン油、すなわち、レバー操作時にはコントロールバルブ9を通過しかつ油圧アクチュエータ7で仕事をすることによって高温化した油、及びアンロード弁14での圧損によって高温化した油を、またレバー非操作時にはリリーフ弁12での圧損によって高温化した油を、それぞれ蓄電器4の暖機ライン24に通すため、蓄電器4の内部発熱によって暖機する方式と比べて、蓄電器4を短時間で効率良く暖機することができる。   In this way, the return oil of the hydraulic actuator circuit 8, that is, the oil that has been heated by passing through the control valve 9 and working with the hydraulic actuator 7 when the lever is operated, and the temperature of the hydraulic actuator circuit 8 is increased by the pressure loss at the unload valve 14 Compared with the system in which the oil is warmed up by the internal heat generation of the capacitor 4 in order to pass the oil and the oil heated to high temperature due to the pressure loss at the relief valve 12 when the lever is not operated, respectively, It can warm up efficiently in a short time.

ここで、レバー非操作時に、リリーフ油という、より高温のリターン油を暖機ライン24に通すため、とくに冬季等、外気温度が低い状況での機械の運転開始時に蓄電器を適温まで急速に暖機し、迅速に運転態勢を整えることができる。   Here, when the lever is not operated, a higher temperature return oil called relief oil is passed through the warm-up line 24, so that the capacitor is quickly warmed up to an appropriate temperature at the start of operation of the machine particularly in the winter when the outside air temperature is low. And can quickly prepare for driving.

しかも、内部発熱方式のように低温化での充放電作用によって蓄電器寿命が低下するおそれがないし、暖機によって油圧アクチュエータ回路8の通常の動作に支障を来たすおそれもない。   In addition, unlike the internal heat generation method, there is no possibility that the life of the electric storage device will be reduced due to the charging / discharging action at low temperature, and there is no possibility that the normal operation of the hydraulic actuator circuit 8 will be hindered due to warm-up.

さらに、既存の油圧アクチュエータ回路8で発生する熱を暖機に利用するため、暖機のための余分なエネルギーが不要となるとともに、追加設備も実質的に切換弁27のみで済む。このため、コスト面でも有利となる。   Furthermore, since the heat generated in the existing hydraulic actuator circuit 8 is used for warming up, no extra energy is required for warming up, and the additional equipment is essentially only the switching valve 27. This is advantageous in terms of cost.

ところで、蓄電器4の暖機を要する状況は、上記のようにとくに外気温度が低い場合に発生し、低温下ではエンジン1の出力トルクも低いため、この状況で油圧ポンプ5を最大負荷で運転するとトルク不足でエンジンドロップが発生する等の問題がある。   By the way, the situation requiring the warm-up of the battery 4 occurs when the outside air temperature is particularly low as described above, and since the output torque of the engine 1 is low at low temperatures, the hydraulic pump 5 is operated at the maximum load in this situation. There are problems such as engine drop due to insufficient torque.

この点、前記のようにリリーフ暖機時にポンプ容量を落とすため、エンジン負荷を軽減することができる。   In this regard, as described above, the pump capacity is reduced when the relief is warmed up, so that the engine load can be reduced.

また、実施形態では、冷却ライン23を併設したシステムにおいて、蓄電器暖機制御時に冷却ポンプ22を停止させて冷媒供給(蓄電器冷却)を停止するため、良好な暖機効率を維持することができる。   In the embodiment, in the system provided with the cooling line 23, the cooling pump 22 is stopped and the refrigerant supply (capacitor cooling) is stopped during the capacitor warm-up control, so that a good warm-up efficiency can be maintained.

他の実施形態
(1) 上記実施形態では蓄電器暖機制御時に冷却ポンプ22を停止(図2のステップS9)させて冷媒の供給を止めるようにしたが、冷却ポンプ22からの冷媒吐出量を、暖機の妨げとならない量に減少させるようにしてもよい。
Other embodiments
(1) In the above embodiment, the cooling pump 22 is stopped (step S9 in FIG. 2) during the capacitor warm-up control to stop the supply of the refrigerant. However, the refrigerant discharge amount from the cooling pump 22 is prevented from being warmed up. You may make it reduce to the quantity which does not become.

(2) 上記実施形態では、蓄電器暖機制御時におけるリリーフ暖機制御時にポンプ容量を減少させる構成をとったが、エンジン1のトルク不足が生じない場合には、ポンプ容量を減少させない構成をとってもよい。   (2) In the above embodiment, the pump capacity is reduced during the relief warm-up control during the capacitor warm-up control. However, if the engine 1 does not have insufficient torque, the pump capacity may not be reduced. Good.

(3) 本発明はハイブリッドショベルに限らず、ショベル以外のハイブリッド建設機械にも、また蓄電器電力で電動機を駆動し、この電動機で油圧ポンプを駆動する構成をとる電動式の建設機械にも適用することができる。   (3) The present invention is not limited to a hybrid excavator, but also applies to a hybrid construction machine other than an excavator, or an electric construction machine configured to drive an electric motor with electric power stored in a capacitor and to drive a hydraulic pump with the electric motor. be able to.

4 蓄電器
5 油圧ポンプ
5a レギュレータ
6 油圧タンク
7 油圧アクチュエータ
8 油圧アクチュエータ回路
9 コントロールバルブ
10 ポンプ管路
11 リターン管路
12 リリーフ弁
13 リリーフ管路
14 アンロード弁
15 アンロード管路
17 制御手段としてのコントローラ
18 アンロード制御弁
20 操作手段としてのリモコン弁
21 蓄電器の温度管理プレート
22 冷却ポンプ
23 冷却ライン
24 暖機ライン
27 切換弁
28 操作検出手段としてのパイロット圧センサ
29 蓄電器温度検出手段としての温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Capacitor 5 Hydraulic pump 5a Regulator 6 Hydraulic tank 7 Hydraulic actuator 8 Hydraulic actuator circuit 9 Control valve 10 Pump line 11 Return line 12 Relief valve 13 Relief line 14 Unload valve 15 Unload line 17 Controller as control means DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Unload control valve 20 Remote control valve as operation means 21 Temperature control plate of condenser 22 Cooling pump 23 Cooling line 24 Warm-up line 27 Switching valve 28 Pilot pressure sensor as operation detection means 29 Temperature sensor as condenser temperature detection means

Claims (4)

油圧ポンプと、この油圧ポンプを油圧源とする油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータと上記油圧ポンプ及びタンクとを接続する油圧アクチュエータ回路と、この油圧アクチュエータ回路に設けられて上記油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御するコントロールバルブと、このコントロールバルブを操作する操作手段と、電動機と、この電動機の電源となる蓄電器とを備え、上記油圧アクチュエータ回路は、上記油圧ポンプの吐出油を上記コントロールバルブ経由で上記油圧アクチュエータに供給するポンプ管路と、上記油圧アクチュエータから出たリターン油を上記タンクに戻すリターン管路を有する建設機械において、上記蓄電器の温度を検出する蓄電器温度検出手段と、制御手段と、上記蓄電器を暖機する暖機ラインとを設け、上記暖機ラインの入口側を、上記油圧アクチュエータ回路のリターン管路に、出口側を上記タンクにそれぞれ接続するとともに、暖機ラインの入口側に、上記暖機ラインにおいて油を通過させる開き位置と上記暖機ラインにおいて油を遮断する閉じ位置との間で切換わる切換弁を設け、上記制御手段は、上記蓄電器の温度が暖機を開始すべき温度として予め設定された暖機設定値以下のときに、上記切換弁を開き位置として上記油圧アクチュエータから出たリターン油を上記暖機ラインに通す蓄電器暖機制御を行うように構成したことを特徴とする建設機械。 A hydraulic pump, a hydraulic actuator using the hydraulic pump as a hydraulic source, a hydraulic actuator circuit connecting the hydraulic actuator to the hydraulic pump and the tank, and supply of hydraulic oil to the hydraulic actuator provided in the hydraulic actuator circuit A control valve for controlling the exhaust; operating means for operating the control valve; an electric motor; and a capacitor serving as a power source for the electric motor. The hydraulic actuator circuit discharges oil discharged from the hydraulic pump via the control valve. In a construction machine having a pump line for supplying to the hydraulic actuator and a return line for returning return oil from the hydraulic actuator to the tank, a condenser temperature detecting means for detecting the temperature of the condenser, a control means, Warm-up line that warms up the battery The door is provided, the inlet side of the warm-up line, the return line of the hydraulic actuator circuit, passing through the outlet as well as connected to the tank, the inlet side of the warm-up line, the oil in the warm-up line A switching valve that switches between an open position to be closed and a closed position to shut off oil in the warm-up line, and the control means has a warm-up temperature that is set in advance as a temperature at which the capacitor is to start warm-up. A construction machine configured to perform power storage warm-up control in which return oil from the hydraulic actuator is passed through the warm-up line with the switching valve being opened at a set value or less. 上記操作手段の操作/非操作と操作量を検出する操作検出手段を設ける一方、上記油圧アクチュエータ回路のポンプ管路とリターン管路の間に、リリーフ弁を備えたリリーフ管路と、アンロード弁を備えたアンロード管路を並列に設け、上記制御手段は、上記アンロード弁を操作量に応じて開度制御する一方、上記蓄電器暖機制御として、
(i) 上記操作手段の操作時には、上記油圧アクチュエータから出て上記コントロールバルブを経由したリターン油を上記暖機ラインに通し、
(ii) 上記操作手段の非操作時には、上記アンロード弁を閉じて上記リリーフ弁を作動させ、リリーフ油を上記暖機ラインに通すリリーフ暖機制御を行う
ように構成したことを特徴とする請求項1記載の建設機械。
An operation detection means for detecting operation / non-operation of the operation means and an operation amount is provided, a relief line having a relief valve between a pump line and a return line of the hydraulic actuator circuit, and an unload valve In parallel, an unload pipeline with the above-mentioned control means controls the opening degree of the unload valve according to the operation amount, while the capacitor warm-up control,
(i) When operating the operating means, return oil that has exited the hydraulic actuator and passed through the control valve is passed through the warm-up line,
(ii) When the operation means is not operated, the relief valve is operated by closing the unload valve and operating the relief valve to perform relief warm-up control for passing relief oil through the warm-up line. Item 1. The construction machine according to Item 1.
上記油圧ポンプとして可変容量型ポンプを用い、上記制御手段は、上記リリーフ暖機制御時に上記油圧ポンプの容量を通常時よりも減少させるように構成したことを特徴とする請求項2記載の建設機械。   3. The construction machine according to claim 2, wherein a variable displacement pump is used as the hydraulic pump, and the control means is configured to reduce the capacity of the hydraulic pump during the relief warm-up control as compared with a normal time. . 上記蓄電器に、冷却ポンプから供給される冷媒によって蓄電器を冷却する冷却ラインを設け、上記蓄電器暖機制御時に、上記冷却ポンプからの冷媒供給量を制限するように構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の建設機械。   The condenser is provided with a cooling line for cooling the condenser with a refrigerant supplied from a cooling pump, and the refrigerant supply amount from the cooling pump is limited during the condenser warm-up control. The construction machine of any one of 1-3.
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