KR102062187B1 - 하이브리드식 건설 기계 - Google Patents

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다다시 오사카
겐 다케우치
세이지 이시다
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히다찌 겐끼 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은, 축전 장치를 신속하게 난기함과 함께, 축전 장치의 수명을 향상시킬 수 있는 하이브리드식 건설 기계를 제공하는 것에 있다. 원동기의 동력의 보조 및 발전을 행하는 전동기와, 전동기와의 사이에서 전력의 수수를 행하는 축전 장치와, 가온 매체를 축전 장치의 근방에 순환하는 난기 회로와, 난기 회로의 가온 매체의 순환을 제어하는 제어 장치(11)를 구비하는 하이브리드식 건설 기계에 있어서, 축전 장치에 대한 탑재 기기의 요구 출력을 추정하기 위해 탑재 기기의 상태를 검출하는 탑재 기기 상태 검출부(1a, 16A, 19, 33, 34, 51, 60∼62)를 구비하고, 제어 장치(11)는 축전 장치의 온도와 난기 회로의 가온 매체를 순환시킬지 여부를 판정하는 판정 온도에 기초하여 가온 매체의 순환을 제어함과 함께, 탑재 기기 상태 검출부에 있어서의 검출 결과에 따라서 판정 온도를 변경한다.

Description

하이브리드식 건설 기계
본 발명은 모터(전동기) 및 인버터 등에 전력을 공급하는 축전 장치를 구비한 하이브리드식 건설 기계에 관한 것이다.
근년, 자동차에 있어서는, 에너지 절약의 관점에서 하이브리드식이나 전기식의 것이 보급되고 있으며, 건설 기계에 있어서도 하이브리드화가 진행되고 있다. 일반적으로, 유압 시스템에 의해 구동하는 유압 셔블 등의 건설 기계는, 경부하 작업부터 중부하 작업까지의 모든 작업에 대응할 수 있도록, 최대 부하의 작업을 가능하게 하는 유압 펌프와, 이 유압 펌프를 구동하는 대형의 엔진을 구비하고 있다.
그러나, 건설 기계에 있어서의 토사의 굴삭 및 적재를 빈번히 행하는 중굴삭 작업 등의 중부하 작업은 작업 전체의 일부이며, 지면을 고르기 위한 수평 끌기 등의 경부하 작업 시에는, 엔진의 능력이 남아 버린다. 이것은, 유압 셔블의 연료 소비량(이하, 연비로 약기하는 경우가 있음)의 저감을 어렵게 하는 요인 중 하나이다. 이 점을 감안하여, 연비를 저감하기 위해 엔진을 소형화함과 함께, 엔진의 소형화에 수반되는 출력 부족을 축전 장치와 전동기에 의한 출력으로 보조(어시스트)하는 하이브리드식 건설 기계가 알려져 있다. 이 하이브리드식 건설 기계를 구성하는 축전 장치나 전동기 등의 전기 기기는, 구동 회로의 열적 보호나 고효율 운전을 위해 적절한 온도 조절을 필요로 한다.
특히, 축전 장치는, 전류 제한없이 사용할 수 있는 상한 온도가 있는 한편, 저온 시에 축전 장치의 출력이 저하된다. 이와 같은 축전 장치의 출력 저하를 초래하지 않고, 축전 장치를 사용하기 위해서는, 축전 장치를 소정의 온도 이상으로 데울 필요가 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2008-290636호 공보(특허문헌 1)에는, 차량을 주행시키는 수랭 엔진 및 모터와, 이 모터에 전력을 공급하는 조전지(축전 장치)와, 수랭 엔진의 냉각 수로에 연결되어 수랭 엔진과의 사이에서 냉매액을 순환시키는 엔진 라디에이터와, 수랭 엔진의 냉각 수로에 바이패스 밸브를 통해 연결되어, 수랭 엔진에 순환되는 냉매액으로 축전 장치를 난기하는 열교환기를 구비하고, 엔진의 배열을 이용하여 축전 장치를 난기하는 하이브리드카가 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2008-290636호 공보
특허문헌 1의 난기 방법에서는, 엔진 냉각수를 축전 장치에 순환함으로써 난기하지만, 엔진 냉각수를 축전 장치로부터 방수 시트로 격리하여 열교환을 행하도록 하고 있다.
엔진 냉각수가, 구조상, 축전 장치의 일부에만 접촉할 수 있는 경우에는, 축전 장치의 일부만 난기하게 된다. 이와 같은 경우에는, 축전 장치를 구성하는 복수의 전지 셀의 내부에 온도 변동이 발생한다. 전지 셀 내의 온도 변동은, 전지 셀의 내부 저항에 변동을 발생시켜, 전류가 흐르기 쉬운 부분과 흐르기 어려운 부분이 생겨, 전지의 열화를 빠르게 할 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 축전 장치를 신속하게 난기함과 함께, 축전 장치의 수명을 향상시킬 수 있는 하이브리드식 건설 기계를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하이브리드식 건설 기계는,
원동기와, 상기 원동기의 동력의 보조 및 발전을 행하는 전동기와, 상기 전동기와의 사이에서 전력의 수수를 행하는 축전 장치와, 가온 매체를 상기 축전 장치의 근방에 순환하는 난기 회로와, 상기 난기 회로의 가온 매체의 순환을 제어하는 제어 장치를 구비하는 하이브리드식 건설 기계에 있어서,
상기 축전 장치에 대한 탑재 기기의 요구 출력을 추정하기 위해 탑재 기기의 상태를 검출하는 탑재 기기 상태 검출부를 구비하고,
상기 제어 장치는,
상기 축전 장치의 온도와 상기 난기 회로의 가온 매체를 순환시킬지 여부를 판정하는 판정 온도에 기초하여 상기 가온 매체의 순환을 제어함과 함께,
상기 탑재 기기 상태 검출부에 있어서의 검출 결과에 따라서 상기 판정 온도를 변경한다.
본 발명의 하이브리드식 건설 기계에 따르면, 축전 장치를 신속하게 난기함과 함께, 축전 장치의 수명을 향상시킬 수 있다.
전술한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 명백하게 된다.
도 1은 본 발명에 관한 하이브리드식 건설 기계의 일 실시예로서 든 하이브리드식 유압 셔블의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 하이브리드식 유압 셔블의 주요부의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 하이브리드식 유압 셔블의 운전실 내의 조작 레버 및 표시 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 하이브리드식 유압 셔블의 축전 장치의 충전율(SOC)과 허용 출력의 관계를 축전 장치의 온도마다 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 온도 조절 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 온도 조절 장치의 냉각 운전의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 관한 온도 조절 장치의 난기 운전의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 관한 온도 조절 장치의 난기 운전의 제어 밸브의 ON/OFF 제어의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 전지 셀 내 온도차와 제어 밸브의 ON/OFF 신호의 관계를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 전지 셀 내 온도차와 제어 밸브의 ON/OFF 신호의 다른 관계를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 가온 매체의 유량 조정을 행하는 컨트롤러를 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 차체 상태에 따른 가온 매체의 유량 조정 방법의 변경을 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 난기 우선 및 수명 우선의 각 경우와 난기 목표 온도의 관계를 설명하는 도면이다.
도 14는 본 실시의 일 실시예에 관한 것이며, 난기 우선 및 수명 우선의 각 경우와 전지 셀 내 온도차의 판정 온도의 관계를 설명하는 도면이다.
도 15는 본 실시의 일 실시예에 관한 것이며, 축전 장치를 복수 설치하는 경우의 워터 재킷의 냉각 회로와 난기 회로의 접속 방법과 전지 셀 내 온도차의 계측 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명에 관한 하이브리드식 건설 기계를 실시하기 위한 형태의 일 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 하이브리드식 건설 기계의 일 실시예로서 든 하이브리드식 유압 셔블의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2는 본 실시 형태에 관한 하이브리드식 유압 셔블의 주요부 구성을 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 하이브리드식 건설 기계의 일 실시 형태는, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이 하이브리드식 유압 셔블(이하, 편의적으로 유압 셔블이라 부름)에 적용된다. 본 실시예의 유압 셔블은, 주행체(100)와, 주행체(100) 상에 선회 프레임(111)을 통해 선회 가능하게 설치된 선회체(110)와, 선회체(110)의 전방에 설치되며, 상하 방향으로 회동하여 굴삭 등의 작업을 행하는 프론트 작업기(70)를 구비하고 있다. 프론트 작업기(70)는 하이브리드식 건설 기계의 작업기로서 구비된다. 하이브리드식 건설 기계가 예를 들어 덤프 트럭인 경우에는, 작업기는 적재함으로 구성된다. 요컨대 작업기는, 하이브리드식 건설 기계가 그 역할을 하기 위해 탑재한 탑재 기기에 의해 구성된다.
프론트 작업기(70)는 기단이 선회 프레임(111)에 회동 가능하게 설치되어 상하 방향으로 회동하는 붐(71)과, 붐(71)의 선단에 회동 가능하게 설치된 아암(73)과, 아암(73)의 선단에 회동 가능하게 설치된 버킷(75)을 갖고 있다. 또한, 프론트 작업기(70)는 선회체(110)와 붐(71)을 접속하고, 신축함으로써 붐(71)을 회동시키는 붐 실린더(72)와, 붐(71)과 아암(73)을 접속하고, 신축함으로써 아암(73)을 회동시키는 아암 실린더(74)와, 아암(73)과 버킷(75)을 접속하고, 신축함으로써 버킷(75)을 회동시키는 버킷 실린더(76)를 갖고 있다.
선회체(110)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 선회 프레임(111) 상의 전방에 설치된 운전실(캐빈)(3)과, 선회 프레임(111) 상의 후방부의 원동기실(112) 내에 설치된 원동기로서의 엔진(1)과, 엔진(1)의 연료 분사량을 조정하는 거버너(7)와, 엔진(1)의 실회전수를 검출하는 회전수 센서(1a)와, 엔진(1)의 토크를 검출하는 엔진 토크 센서(1b)와, 엔진(1)의 동력의 보조 및 발전을 행하는 전동기로서의 어시스트 발전 모터(2)를 구비하고 있다. 어시스트 발전 모터(2)는 엔진(1)의 구동축 상에 배치되며, 엔진(1)과의 사이에서 토크의 전달을 행한다.
또한, 선회체(110)는 어시스트 발전 모터(2)의 회전수를 제어하는 인버터 장치(9)와, 인버터 장치(9)를 통해 어시스트 발전 모터(2)와의 사이에서 전력의 수수를 행하는 축전 장치(8)와, 상술한 붐 실린더(72), 아암 실린더(74) 및 버킷 실린더(76) 등의 유압 액추에이터에 공급하는 작동유의 유량 및 방향을 제어하는 밸브 장치(12)를 구비하고 있다.
선회체(110)의 원동기실(112) 내에는, 유압 액추에이터(72, 74, 76)를 구동하기 위한 유압 시스템(90)이 배치되어 있다. 유압 시스템(90)은 유압을 발생하는 유압원으로 되는 유압 펌프(5) 및 파일럿 유압 펌프(6)와, 밸브 장치(12)의 조작부에 파일럿 관로 P를 통해 접속되며, 각 유압 액추에이터(72, 74, 76)의 원하는 동작을 가능하게 하는 조작 장치(4)를 포함하고 있다. 조작 장치(4)는 운전실(3) 내에 설치되어 있고, 조작자가 파지하여 조작하는 조작 레버(17)를 갖고 있다.
또한, 선회체(110)는 유압 펌프(5)의 용량을 조정하는 펌프 용량 조절 장치(10)와, 거버너(7)를 조정하여 엔진(1)의 회전수를 제어함과 함께, 인버터 장치(9)를 제어하여 어시스트 발전 모터(2)의 토크를 제어하는 제어 장치로서의 컨트롤러(11)를 구비하고 있다. 또한, 유압 펌프(5), 유압 액추에이터(72, 74, 76) 및 밸브 장치(12)에 의해 유압 회로가 구성된다. 상술한 회전수 센서(1a)에 의해 검출된 엔진(1)의 실회전수, 엔진 토크 센서(1b)에 의해 검출된 엔진(1)의 토크 및 조작 레버(17)의 조작량 등은 컨트롤러(11)에 입력된다.
유압 펌프(5)는 어시스트 발전 모터(2)를 통해 엔진(1)에 접속되어 있다. 유압 펌프(5) 및 파일럿 유압 펌프(6)는 엔진(1) 및 어시스트 발전 모터(2)의 구동력에 의해 동작한다. 유압 펌프(5)로부터 토출된 작동유는 밸브 장치(12)에 공급된다. 또한, 파일럿 유압 펌프(6)로부터 토출된 작동유는 조작 장치(4)에 공급된다.
이때, 운전실(3) 내의 조작자가 조작 레버(17)를 조작하면, 조작 장치(4)는 조작 레버(17)의 조작량에 따른 작동유를, 파일럿 관로 P를 통해 밸브 장치(12)의 조작부에 공급한다. 이에 의해, 밸브 장치(12) 내의 스풀의 위치가 작동유에 의해 전환되어, 유압 펌프(5)로부터 밸브 장치(12)를 유통한 작동유가 유압 액추에이터(72, 74, 76)에 공급된다. 이에 의해, 유압 액추에이터(72, 74, 76)가 유압 펌프(5)로부터 밸브 장치(12)를 통해 공급된 작동유에 의해 구동된다.
유압 펌프(5)는 가변 용량 기구로서 예를 들어 경사판(도시하지 않음)을 갖고, 이 경사판의 경사각을 조정함으로써 작동유의 토출 유량을 제어하고 있다. 이하, 유압 펌프(5)를 경사판 펌프로서 설명하지만, 작동유의 토출 유량을 제어하는 기능을 갖는 것이면, 유압 펌프(5)는 경사축 펌프 등이어도 된다. 또한, 유압 펌프(5)에는 도시되지 않았지만, 유압 펌프(5)의 토출압을 검출하는 토출압 센서, 유압 펌프(5)의 토출 유량을 검출하는 토출 유량 센서 및 경사판의 경사각을 계측하는 경사각 센서가 설치되어 있다. 컨트롤러(11)는 이들 각 센서로부터 얻어진 유압 펌프(5)의 토출압, 토출 유량 및 경사판의 경사각을 입력하여 유압 펌프(5)의 부하를 연산한다.
펌프 용량 조절 장치(10)는 컨트롤러(11)로부터 출력되는 조작 신호에 기초하여 유압 펌프(5)의 용량(배기 용적)을 조절하는 것이다. 구체적으로는, 펌프 용량 조절 장치(10)는 경사판을 틸팅 가능하게 지지하는 레귤레이터(13)와, 컨트롤러(11)의 명령값에 따라서 레귤레이터(13)에 제어압을 가하는 전자 비례 밸브(14)를 갖는다. 레귤레이터(13)는 전자 비례 밸브(14)로부터 제어압을 받으면, 이 제어압에 의해 경사판의 경사각을 변경한다. 이에 의해, 유압 펌프(5)의 용량(배기 용적)이 조절되어, 유압 펌프(5)의 흡수 토크(입력 토크)를 제어할 수 있다.
또한, 엔진(1)의 배기 통로에는, 엔진(1)으로부터 배출된 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 시스템이 설치되어 있다. 이 배기 가스 정화 시스템은, 환원제로서의 요소로부터 생성된 암모니아에 의한 배기 가스 중의 질소산화물의 환원 반응을 촉진하는 선택적 접촉 환원 촉매(SCR 촉매)(80)와, 요소를 엔진(1)의 배기 통로 내에 첨가하는 환원제 첨가 장치(81)와, 이 환원제 첨가 장치(81)에 공급하는 요소를 축적하는 요소 탱크(82)와, 엔진(1)의 배기음을 소음하는 머플러(소음기)(83)를 구비하고 있다. 따라서, 엔진(1)의 배기 가스는, 선택적 접촉 환원 촉매(80)로 배기 가스 중의 질소 산화물을 무해한 물과 질소로 정화하고 나서 머플러(83)를 통해 대기에 방출된다.
상술한 엔진(1), 어시스트 발전 모터(2), 인버터 장치(9) 및 축전 장치(8)는 계속해서 사용됨으로써 발열하므로, 이들 기기의 온도 상승을 억제하기 위해, 냉각 장치를 선회체(110) 내에 구비하고 있다. 또한, 유압 펌프(5)로부터 토출되는 작동유의 온도를 계측하는 작동유 온도 검출부(60)와, 유압 셔블 주변의 외기 온도를 계측하는 외기 온도 검출부(61)를 선회체(110) 내에 구비하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 하이브리드식 유압 셔블의 운전실 내의 조작 레버 및 표시 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 조작 레버(17a∼17d)는, 예를 들어 운전석(18)에 착좌한 조작자가 파지하여 차체의 동작을 수동으로 조작하는 것이다. 이들 각 조작 레버(17a∼17d)의 조작 신호는 컨트롤러(11)에 송신된다.
조작 레버(17a)는 운전석(18)의 전방 좌측에 배치되어 있다. 조작 레버(17a)는 전방향(화살표 A 방향)으로 조작됨으로써, 주행체(100)의 좌측의 크롤러 벨트(100a)를 전방향으로 주행시킨다(좌측 크롤러 벨트 전진). 조작 레버(17a)는 후방향(화살표 B 방향)으로 조작됨으로써, 주행체(100)의 좌측의 크롤러 벨트(100a)를 후방향으로 주행시킨다(좌측 크롤러 벨트 후퇴).
조작 레버(17b)는 운전석(18)의 전방 우측에 배치되어 있다. 조작 레버(17b)는 전방향(화살표 C 방향)으로 조작됨으로써, 주행체(100)의 우측의 크롤러 벨트(100a)를 전방향으로 주행시킨다(우측 크롤러 벨트 전진). 조작 레버(17b)는 후방향(화살표 D 방향)으로 조작됨으로써, 주행체(100)의 우측의 크롤러 벨트(100a)를 후방향으로 주행시킨다(우측 크롤러 벨트 후퇴).
조작 레버(17c)는 운전석(18)의 좌측 측방에 배치되어 있다. 조작 레버(17c)는 전방향(화살표 E 방향)으로 조작됨으로써, 선회 장치(110a)를 좌측으로 선회시키고(좌선회), 후방향(화살표 F 방향)으로 조작됨으로써, 선회 장치(110a)를 우측으로 선회시킨다(우선회). 또한, 조작 레버(17c)는 좌방향(화살표 G 방향)으로 조작됨으로써, 아암(73)을 상방향으로 회동시키고(아암 신장), 우방향(화살표 H 방향)으로 조작됨으로써, 아암(73)을 하방향으로 회동시킨다(아암 굽힘).
조작 레버(17d)는 운전석(18)의 우측 측방에 배치되어 있다. 조작 레버(17d)는 전방향(화살표 I 방향)으로 조작됨으로써, 붐(71)을 하방향으로 회동시키고(붐 하강), 후방향(화살표 J 방향)으로 조작됨으로써, 붐(71)을 상방향으로 회동시킨다(붐 상승). 또한, 조작 레버(17d)는 좌방향(화살표 K 방향)으로 조작됨으로써, 버킷(75)을 하방향으로 회동시키고(버킷 굴삭), 우방향(화살표 L 방향)으로 조작됨으로써, 버킷(75)을 상방향으로 회동시킨다(버킷 개방).
또한, 운전실(3)에는, 조작 레버(17a∼17d)의 조작 상태, 즉 조작 레버(17a∼17d)의 위치를 검출하는 조작 레버 상태 검출부(19)(도 2 참조)가 설치되어 있다.
표시 장치(15)는 컨트롤러(11)로부터 수신한 정보를 표시하는 모니터(15a)와, 모니터(15a)를 조작하는 조작 스위치(15b)로 구성되어 있다. 조작 스위치(15b)는 모니터(15a)의 전원을 ON 상태 또는 OFF 상태로 전환하는 전원 스위치 및 이 전원 스위치가 ON 상태일 때에 모니터(15a)에 나타내어지는 영상을 전환하는 전환 스위치 등을 구비하고 있다.
운전석(18)의 좌측에 배치된 게이트 로크 레버(50)는 유압 셔블의 동작의 가부를 전환하는 레버이다. 게이트 로크 레버(50)를 전방으로 쓰러뜨림으로써 ON으로 되어, 조작 레버(17)를 조작해도 크롤러 벨트(100a), 선회 장치(110a), 붐(71), 아암(73) 및 버킷(75)이 동작하지 않는 상태로 된다. 이 게이트 로크 레버(50)는 유압 셔블의 안전 장치이다. 유압 셔블을 동작시키기 위해서는, 게이트 로크 레버(50)를 후방으로 쓰러뜨려 OFF로 하고, 조작 레버(17)를 조작한다. 또한, 운전실(3)에는, 게이트 로크 레버(50)의 조작 상태, 즉 게이트 로크 레버(50)의 위치를 검출하는 게이트 로크 레버 상태 검출부(51)(도 2 참조)가 설치되어 있다.
또한, 운전실(3)에는, 유압 셔블의 동작 출력을 설정하는 출력 설정부(16)가 설치되어 있다. 이 출력 설정부(16)는, 예를 들어 엔진 회전수를 조정하여 유압 셔블의 동작 출력을 설정하는 엔진 회전수 조정 다이얼(16a)이나, 이코노미 모드나 파워 모드를 설정하는 출력 모드 설정 스위치(16b)로 이루어져 있다. 엔진 회전수 조정 다이얼(16a)이나 출력 모드 설정 스위치(16b)는, 운전실(3) 내의 조작자가 작업 내용에 따라서, 차체의 동작 출력의 설정을 「소출력」(경부하 작업을 행하는 데 적합한 설정) 또는 「대출력」(고부하 작업을 행하는 데 적합한 설정)으로 선택하도록 되어 있다. 이 출력 설정부(16)의 상태는, 출력 설정 검출부(16A)(도 2 참조)에 의해 검출되어, 컨트롤러(11)에 입력된다.
여기서, 축전 장치(8)에는 전류 제한이 없이 사용할 수 있는 상한 온도가 있으므로, 축전 장치(8)의 온도가 과도하게 높아지지 않도록 냉각할 필요가 있다. 또한, 축전 장치(8)는 저온 시에 허용 출력이 저하된다. 도 4는 축전 장치(8)의 충전율(SOC)과 허용 출력의 관계를 축전 장치(8)의 온도(저온도, 중온도, 고온도)마다 도시하는 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이 축전 장치(8)는 저온 시에 허용 출력이 저하된다. 따라서, 허용 출력을 저하시키지 않고 축전 장치(8)를 사용하기 위해서는, 축전 장치(8)를 소정의 온도 이상으로 데울 필요가 있다. 즉, 축전 장치(8)를 난기함으로써, 축전 장치(8)를 적절한 온도 범위로 유지할 필요가 있다. 특히, 외기의 온도가 낮은 동계에 있어서의 유압 셔블의 시동 시 등에서는, 축전 장치(8)의 허용 출력을 높이기 위해 작업이 개시되기 전에 축전 장치(8)를 미리 난기해 두면 좋은 경우가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 온도 조절 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 온도 조절 장치(20)는 축전 장치(8)를 냉각 또는 난기하여, 축전 장치(8)를 적절한 온도 범위로 유지하는 장치이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 온도 조절 장치(20)는 냉각수 등의 냉각 매체를 축전 장치(8)의 근방(열의 수수가 가능한 위치)에 순환시켜 축전 장치(8)를 냉각하는 냉각 회로(21)와, 엔진 냉각수 등의 가온 매체를 축전 장치(8)의 근방(열의 수수가 가능한 위치)에 순환시켜 축전 장치(8)를 난기하는 난기 회로(25)를 포함한다.
냉각 회로(21)는 냉각 매체가 내부를 유통하는 액배관(22)과, 이 액배관(22) 내에서 냉각 매체를 순환시키는 펌프(23)와, 축전 장치(8)와 냉각 매체 사이에서 열교환을 행하는 열교환 부재로서의 워터 재킷(24)과, 냉각 매체와 외기 사이에서 열교환을 행하는 배터리 라디에이터(26)로 구성되어 있다. 냉각 회로(21)를 구성하는 각 기기는 액배관(22)에 의해 순서대로 환상으로 접속되어 있다. 또한, 배터리 라디에이터(26)에는, 외기를 선회체(110) 내에 도입하여 냉각 매체 등을 냉각하는 송풍용의 팬(27)이 설치되어 있다.
난기 회로(25)는 엔진(1)을 냉각함으로써 데워진 가온 매체(엔진 냉각수)가 내부를 유통하는 액배관(37)과, 이 액배관(37) 내에서 가온 매체를 순환시키는 펌프(38)와, 축전 장치(8)와 가온 매체 사이에서 열교환을 행하는 열교환 부재로서의 워터 재킷(24)과, 워터 재킷(24)에 가온 매체를 흐르게 할지 여부를 전환하는 제어 밸브(35)로 구성되어 있다. 난기 회로(25)를 구성하는 각 기기는 액배관(37)에 의해 순서대로 환상으로 접속되어 있다. 또한, 엔진(1)에 의해 데워진 가온 매체의 온도를 계측하는 엔진 냉각수 온도 검출부(62)를 액배관(37)에 구비하고 있다.
난기 회로(25)와 병렬로 난방 회로(41)와 엔진 냉각 회로(42)를 구비하고 있다. 난방 회로(41)에 있는 히터 코어(40)에 가온 매체를 순환함으로써, 운전실(3) 내를 데울 수 있다. 엔진 냉각 회로(42)에는, 가온 매체(엔진 냉각수)와 외기 사이에서 열교환을 행하는 엔진 라디에이터(28)와, 가온 매체(엔진 냉각수)가 소정 온도 이상으로 된 경우에 가온 매체를 엔진 냉각 회로(42)에 순환하는 서모스탯(39)이 설치되어 있다. 또한, 엔진 라디에이터(28)에는, 외기를 선회체(110) 내에 도입하여 가온 매체(엔진 냉각수)를 냉각하는 송풍용의 팬(29)이 설치되어 있다.
축전 장치(8)는 진애나 물 등의 이물이 혼입되어 파손되는 것을 방지하기 위해, 보호 커버 등으로 덮여 있는 것이 바람직하다.
냉각 회로(21)에 구비되는 펌프(23)는 전동 펌프이며, 컨트롤러(11)에 의해 ON/OFF 제어된다. 한편, 난기 회로(25)에 있는 펌프(38)는 엔진(1)에 직결된 펌프이며 엔진(1)의 구동과 함께 항상 동작하고 있다. 또한, 이 난기 회로(25)에 있는 펌프(38)는 냉각 회로(21)에 있는 펌프(23)와 마찬가지로 전동 펌프여도 상관없다. 이 경우에는, 제어 밸브(35)를 난기 회로(25)에 설치하지 않고, 전동 펌프의 ON/OFF나 유량 제어에 의해 워터 재킷(24)에 가온 매체를 흐르게 할지 여부를 전환하도록 하면 된다.
제어 밸브(35)는 ON 시에 개방으로 되는 노멀 클로즈 밸브로 하고 있으며, 컨트롤러(11)에 의해 ON/OFF 제어된다. 제어 밸브(35)는 OFF 시에는 폐쇄로 되어, 가온 매체가 워터 재킷(24)에 순환되지 않는다. 이 경우, 축전 장치(8)의 난기는 행해지지 않는다. 제어 밸브(35)는 ON 시에 개방으로 되어, 가온 매체가 워터 재킷(24)에 순환된다. 이 경우, 축전 장치(8)는 난기된다. 또한, 제어 밸브(35)는 상기와 같이 ON/OFF 밸브가 아니라, 유량을 제어할 수 있는 비례 밸브여도 된다.
축전 장치(8)는 예를 들어 워터 재킷(24)을 따라서 직렬로 배치된 복수의 전지 셀(축전 셀)(30)로 구성되어 있다. 이들 전지 셀(30)은 열전도 시트(36)를 통해 워터 재킷(24)에 열결합 상태로 고정되어 있다. 각 전지 셀(30)은 각형 형상의 리튬 이온 이차 전지로 이루어져 있다. 단, 각 전지 셀(30)은 다른 전지나 캐패시터여도 된다. 예를 들어, 리튬 이온 이차 전지 대신에, 니켈 수소 전지나 니켈 카드뮴 전지 등을 사용해도 된다.
또한, 축전 장치(8)에 흐르는 전류를 계측하는 전류 계측부로서의 전류 센서(31), 각 전지 셀(30)의 전압을 계측하는 전압 계측부로서의 전압 센서(32), 각 전지 셀(30)의 상부 온도를 계측하는 상부 온도 계측부로서의 상부 온도 센서(33) 및 각 전지 셀(30)의 하부 온도를 계측하는 하부 온도 계측부로서의 하부 온도 센서(34)가 각각 설치되어 있다.
복수의 센서로부터 얻어지는 전압 및 온도는 컨트롤러(11)에서 연산되며, 각 전지 셀(30)의 전압 및 온도의 계측값으로부터 축전 장치(8)에 있어서의 전압 및 온도의 평균값, 최댓값 및 최솟값이 산출된다. 그리고, 컨트롤러(11)는 전류 센서(31)에 의해 계측된 전류, 전압 센서(32)에 의해 계측된 전압, 상부 온도 센서(33)에 의해 계측된 온도 및 하부 온도 센서(34)에 의해 계측된 온도 등에 기초하여 축전 장치(8)의 축전량을 연산한다. 컨트롤러(11)는 연산한 축전량에 기초하여, 축전 장치(8)의 축전량을 관리하고 있다. 또한, 컨트롤러(11)는 예를 들어 연산한 축전 장치(8)의 축전량으로부터 충전율(SOC)을 산출하도록 하고 있다.
또한, 전압 센서(32), 상부 온도 센서(33) 및 하부 온도 센서(34)는, 도 5에 도시한 바와 같이 전지 셀(30) 모두에 설치하지 않아도 되고, 대표적인 점의 전압 및 온도를 측정할 수 있으면 된다. 하부 온도 센서(34)는 전지 셀(30)의 하부의 온도를 측정하기 위해 구비하지만, 설치상의 제약으로부터 전지 셀(30) 근방의 워터 재킷(24)에 설치해도 된다. 또한, 하부 온도 센서(34)는, 후술하는 바와 같이 전지 셀(30)의 상하의 온도차를 구하는 데 사용한다. 이 때문에, 상부 온도 센서(33)를 설치한 전지 셀(30)에 하부 온도 센서(34)를 설치하는 것이 바람직하다. 전지 셀(30)의 상하의 온도차는, 전지 셀(30) 내부의 온도 변동으로서 설명하는 경우도 있다.
도 5에서는, 팬(27)과 팬(29)을 다른 것으로서 기재하고 있지만, 하나의 팬에 의해 배터리 라디에이터(26)와 엔진 라디에이터(28)에 송풍하는 구성이어도 된다. 또한, 팬(27, 29)은 엔진(1)에 의해 직접 구동하도록 하고 있다.
워터 재킷(24)은 박판 형상의 금속 부재에 의해 형성되어 있고, 냉각 매체와 가온 매체를 순환시키는 유로를 갖는다. 워터 재킷(24)에는, 도시하지 않지만, 냉각 매체가 내부로 유입되는 냉각 매체 입구와, 내부에 형성되며, 이 냉각 매체 입구로부터 유입된 냉각 매체를 순환시키는 홈과, 이 홈을 순환한 냉각 매체가 외부로 유출되는 냉각 매체 출구와, 가온 매체가 내부로 유입되는 가온 매체 입구와, 내부에 형성되며, 이 가온 매체 입구로부터 유입된 가온 매체를 순환시키는 홈과, 이 홈을 순환한 가온 매체가 외부로 유출되는 가온 매체 출구를 구비하고 있다. 워터 재킷(24)의 내부를 순환하는 냉각 매체와 가온 매체는, 열전도 시트(36)를 통해 각 전지 셀(30)과 열의 수수를 행하고 있다.
또한, 워터 재킷(24)은 상술한 바와 같이 금속 부재이기 때문에 인접하는 각 전지 셀(30)과의 사이에서 전위차가 존재한다. 그 때문에, 전지 셀(30)을 워터 재킷(24)에 직접 접촉시키면, 큰 쇼트 전류가 흐른다. 전지 셀(30)과 워터 재킷(24) 사이에 개재하는 열전도 시트(36)는 이와 같은 쇼트 전류를 회피하는 기능(절연 기능)을 갖고 있다. 즉, 열전도 시트(36)는 전지 셀(30)과 워터 재킷(24)을 전기적으로 절연하고, 또한, 전지 셀(30)과 워터 재킷(24) 사이에서 열교환을 효율적으로 행하는 것이다. 또한, 열전도 시트(36)는 탄성체로 이루어진다. 이 탄성체로서, 예를 들어 실리콘 수지 시트, 열전도가 우수한 필러가 충전되어 있는 플라스틱 시트 혹은 마이카 등을 사용할 수 있다. 그러나, 이들 재료(부재)와 마찬가지의 기능을 갖는 것이면, 다른 것을 사용해도 된다.
상기에서는, 가온 매체로서 엔진(1)을 냉각함으로써 데워진 엔진 냉각수를 사용하고 있다. 그러나, 마찬가지의 효과가 얻어지면 다른 것이어도 된다. 예를 들어, 히터나 어시스트 발전 모터(2) 혹은 인버터 장치(9) 등의 차량 탑재 기기에 의해 데워진 매체를 사용해도 된다.
도 2에 도시한 컨트롤러(11)는 축전 장치(8)를 냉각 또는 난기하여, 적절한 온도 범위로 유지하는 온도 조절 장치(20)의 제어 장치로서의 기능을 갖고 있다. 이와 같이 본 실시예에 관한 축전 장치(8)의 난기 운전은, 가온 매체에 의해 행해진다.
다음에, 본 실시예에 관한 온도 조절 장치(20)의 운전 동작에 대하여 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 온도 조절 장치의 냉각 운전의 동작을 설명하는 흐름도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 관한 온도 조절 장치의 난기 운전의 동작을 설명하는 흐름도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 관한 온도 조절 장치의 난기 운전의 제어 밸브의 ON/OFF 제어의 동작을 설명하는 흐름도이다.
축전 장치(8)의 온도 조정은, 축전 장치(8)의 열이 전달된 냉각 매체를 배터리 라디에이터(26)에 의해 냉각하는 경우(냉각 운전), 및 엔진 배열로 데워진 가온 매체에 의해 난기하는 경우(난기 운전)가 있다. 온도 조절 장치(20)의 동작은 축전 장치(8)의 온도에 따라서 변화된다. 도 6, 도 7 및 도 8의 동작은, 소정의 시간마다 온도, 전압 및 전류를 계측하여, 반복하여 행해진다.
먼저, 본 실시예에 관한 컨트롤러(11)에 의한 축전 장치(8)의 냉각 운전의 동작에 대하여, 도 6에 도시한 흐름도를 사용하여 설명한다. 냉각 운전은, 복수 있는 상부 온도 센서(33)에 의해 계측된 축전 장치(8)의 최고 온도가 소정의 온도 T1보다 높은 경우에 행해진다.
S201에 있어서, 제어 밸브(35)를 OFF로 하여, 가온 매체를 워터 재킷(24)에 순환시키지 않도록 한다. 이에 의해 가온 매체의 열이 축전 장치(8)에 전달되지 않게 된다.
다음에 S202에 있어서, 펌프(23)를 ON으로 하여, 냉각 매체를 워터 재킷(24)에 순환시킨다. 이때, 축전 장치(8)에서 발생한 열은, 워터 재킷(24) 내를 유통하는 냉각 매체에 전달된다. 워터 재킷(24) 내에서 데워진 냉각 매체는, 배터리 라디에이터(26)에 공급되어 냉각된다. 또한, 축전 장치(8)의 온도를 제어하기 위해서는, 펌프(23)로부터 토출되는 냉각 매체의 유량 또는 팬(27)에 의해 송풍되는 외기의 풍량을 조정하면 된다. 물론, 냉각 매체의 유량 및 송풍되는 외기의 풍량의 양쪽을 조정해도 된다.
구체적으로는, 상부 온도 센서(33)에 의해 계측된 축전 장치(8)의 온도가 높은 경우에는, 펌프(23)로부터 토출되는 냉각 매체의 유량을 증가시키거나, 혹은 팬(27)에 의해 송풍되는 외기의 풍량을 증가시키거나 하면 된다. 한편, 상부 온도 센서(33)에 의해 계측된 축전 장치(8)의 온도가 낮은 경우에는, 펌프(23)로부터 토출되는 냉각 매체의 유량을 감소시키거나, 혹은 팬(27)에 의해 송풍되는 외기의 풍량을 감소시키거나 하면 된다.
다음에, 본 실시 형태에 관한 컨트롤러(11)에 의한 축전 장치(8)의 난기 운전의 동작에 대하여, 도 7에 도시한 흐름도를 사용하여 설명한다. 난기 운전은, 복수 있는 상부 온도 센서(33)에 의해 계측된 축전 장치(8)의 최저 온도가 소정의 온도 T2보다 낮은 경우에 행해진다.
이 온도 T2는 후술하는 난기 목표 온도이다.
S301에 있어서, 펌프(23)를 OFF로 하여, 냉각 매체를 워터 재킷(24)에 순환시키지 않도록 한다. 이에 의해, 축전 장치(8)의 열이 워터 재킷(24)으로부터 냉각 매체로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 다음에 S302에 있어서, 제어 밸브(35)의 ON/OFF 제어를 행한다. 또한, 제어 밸브(35)의 제어의 상세는 후술한다.
이상과 같이 하여, 온도 조절 장치(20)를 운전하여, 축전 장치(8)를 냉각 또는 난기하여 적절한 온도 범위로 유지한다. 그러나, 상부 온도 센서(33)의 최저 온도가 T2 이상, 또한, 최고 온도가 T1 이하인 경우에는, 냉각 운전도 난기 운전도 행하지 않는 것으로 하고 있다. 이 경우에는, 펌프(23)를 OFF로 하고, 제어 밸브(35)를 OFF로 한다.
다음에, S302에 나타내는 제어 밸브(35)의 ON/OFF 제어에 대하여, 도 8에 나타내는 흐름도를 사용하여 설명한다. 이 제어는, 가온 매체를 워터 재킷(24)에 순환할지 여부를 전환하는 것이다.
S401에 있어서, 하부 온도 센서(34)의 온도가 미리 설정된 소정 온도 T3보다 높은지 여부를 판정한다. S401에 있어서 전지 셀(30)의 하부 온도가 T3보다 높다고 판정된 경우에는, S404에 있어서 제어 밸브(35)를 OFF로 하여, 가온 매체에 의한 난기 운전을 정지한다. 이것은, 전지 셀(30)의 하부가 고온으로 되는 것을 방지하기 위해서이다. S401에 있어서 전지 셀(30)의 하부 온도가 소정 온도 T3 이하인 경우에는, S402에 있어서 전지 셀(30)의 상부와 하부의 온도차인 전지 셀 내 온도차가 미리 설정된 온도에 대하여 높은지 낮은지를 판정한다. 제어 밸브(35)가 ON이며, S402에 있어서 전지 셀 내 온도차가 제1 판정 온도 T4보다 낮은 경우에는 S403으로 이행하여, 제어 밸브(35)는 ON의 상태를 유지한다. 제어 밸브(35)가 ON이며, S402에 있어서 전지 셀 내 온도차가 제1 판정 온도 T4 이상인 경우에는 S404에 있어서 제어 밸브(35)를 OFF로 하여, 가온 매체에 의한 난기 운전을 정지한다.
제어 밸브(35)가 OFF이며, S402에 있어서 전지 셀 내 온도차가 제2 판정 온도 T5보다 낮은 경우에는 S403으로 이행하여, 제어 밸브(35)를 ON으로 한다. 제어 밸브(35)가 OFF이며, S402에 있어서 전지 셀 내 온도차가 제2 판정 온도 T5 이상인 경우에는, S404에 있어서 제어 밸브(35)가 OFF인 상태를 유지한다. 또한, 제1 판정 온도 T4는 제2 판정 온도 T5보다도 높은 온도로 설정되어 있다.
이와 같이 전지 셀 내 온도차에 의해 제어 밸브(35)의 ON/OFF를 전환하는 것은, 전지 셀(30)의 내부의 온도 변동을 억제하기 위해서이다. 전지 셀(30) 내의 온도 변동은, 전지 셀(30)에 내부 저항의 변동을 발생시킨다. 전지 셀(30)은 내부 저항의 변동이 발생함으로써, 전류가 흐르기 쉬운 부분과 흐르기 어려운 부분으로 나누어져, 전지의 열화를 빠르게 할 우려가 있다.
또한, S401의 판정에 사용하는 전지 셀(30)의 하부 온도는, 복수 설치한 하부 온도 센서(34) 중에서의 최고 온도를 사용하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는, 가장 하부 온도가 높아지는 워터 재킷(24)의 가온 매체 입구 근방의 온도를 측정하는 것이 좋다. S402의 판정에 사용하는 전지 셀 내 온도차는, 모든 계측 개소 중에서의 최대의 셀 내 온도차를 사용하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는, 가장 전지 셀 내 온도차가 커지는 워터 재킷(24)의 가온 매체 입구 근방의 전지 셀 내 온도차를 측정하는 것이 좋다. 이와 같이, 워터 재킷(24)의 가온 매체 입구 근방의 전지 셀(30)의 상부 온도와 하부 온도로부터 전지 셀 내 온도차를 계측할 수 있으면 되므로, 하부 온도의 계측점을 적게 할 수 있다.
이상과 같이 하여, 제어 밸브(35)의 ON/OFF 제어를 행하여, 전지 셀(30)의 하부가 고온으로 되는 것을 방지하고, 또한, 전지 셀(30) 내부의 온도 변동을 억제하도록 하고 있다.
상기의 난기 운전을 행하는 저온 환경에 있어서, 유압 셔블을 기동한 직후는, 축전 장치(8)의 최저 온도와 온도 T2의 차가 크다. 따라서, 빠르게 축전 장치(8)를 난기할 필요가 있다. 한편, 유압 셔블이 기동 직후의 운전이 아니며, 축전 장치(8)의 최저 온도가 일단, 소정 온도 T2에 도달한 후에 다시, 축전 장치(8)의 온도가 저하된 경우에는, 축전 장치(8)의 최저 온도와 온도 T2의 차가 작다. 그 때문에, 난기 운전을 행하는 경우에는, 기동 직후보다 비교적 빨리 축전 장치(8)의 온도를 온도 T2까지 상승시키는 것이 가능하다. 따라서, 유압 셔블 기동 직후의 축전 장치(8)의 난기를 난기 운전이라 부르고, 기동 직후 이외의 난기를 난기 유지 운전이라 부르기로 한다.
또한, 가온 매체에 의한 난기 운전에 의해 전지 셀(30) 내에 온도 변동이 발생하기 쉬운 것은, 도 5에 도시한 바와 같이 저온의 전지 셀(30)의 하부를 가온 매체에 의해 데우기 때문이다. 전지 셀(30)의 측부나 상부도 가온 매체에 의해 데울 수 있으면 좋지만, 축전 장치(8)의 구조상의 제약에 의해 곤란하다. 그 때문에, 전지 셀(30)의 하부 온도가 상부의 온도보다 높아진다. 본 실시예에서는, 전지 셀 내 온도차가 커지면(제1 판정 온도 T4 이상으로 되면) 제어 밸브(35)를 OFF로 한다. 제어 밸브(35)가 OFF됨으로써 가온 매체의 순환이 정지된다. 제어 밸브(35)가 OFF되어 있는 동안에, 전지 셀(30)의 하부로부터 상부로 열이 전달되어, 전지 셀(30)의 상부의 온도가 상승한다. 이 때문에, 전지 셀 내 온도차는 작아진다. 또한, 전지 셀(30)의 상부의 온도가 소정 온도 T2보다 낮은 경우에는, 다시 제어 밸브(35)를 ON한다. 이와 같이 제어 밸브(35)의 ON/OFF를 반복하고, 전지 셀(30)이 소정 온도 T2에 도달하여 난기를 종료하게 된다.
상기와 같이 축전 장치(8)의 난기 종료 후, 유압 셔블을 휴지한 경우에는, 다시 전지 셀(30)의 온도가 저하되어, 전지 셀(30)의 난기(난기 유지 운전)를 행하게 된다. 이 경우도 제어 밸브(35)의 ON/OFF를 반복하게 된다.
제어 밸브(35)는 동작 보증 횟수가 정해져 있고, 수명 향상을 위해서는 가능한 한 작동 횟수를 적게 할 필요가 있다. 상기에서는 제어 밸브(35)로서 ON/OFF 밸브를 사용하고 있지만, 그 대신에 비례 밸브를 사용해도 마찬가지로 유량 조정을 행할 필요가 있다. 또한, 제어 밸브(35) 대신에 전동 펌프로 한 경우라도 유량 조정을 행하게 된다. 즉, 제어 밸브(35)와 마찬가지로 비례 밸브나 펌프 등의 가온 매체의 유량 조정을 행하는 기기는, 가능한 한 작동 횟수를 적게 할 필요가 있다.
전자 밸브(35)의 ON/OFF는, 도 8의 S402에서 나타낸 바와 같이 전지 셀(30)의 상부와 하부의 온도차가 미리 설정된 온도인지 여부에 따라 전환된다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 전지 셀 내 온도차와 제어 밸브의 ON/OFF 신호의 관계를 설명하는 도면이다.
전지 셀 내 온도차가 제1 판정 온도 T4의 도달에 의해 제어 밸브(35)는 ON으로부터 OFF로 전환되고, 전지 셀 내 온도차가 제2 판정 온도 T5의 도달에 의해 제어 밸브를 OFF로부터 ON으로 전환한다.
제1 판정 온도 T4가 높은 경우에는 전지 셀 내 온도차가 커지기 때문에, 축전 장치(8)의 수명에 영향을 미친다. 제1 판정 온도 T4와 제2 판정 온도 T5의 차가 작은 경우에는, 전자 밸브(35)의 ON/OFF 횟수가 많아지고, 또한, 제어 밸브의 ON 시간이 길어지기 때문에, 전자 밸브(35)의 수명에 영향을 미친다. 그러나, 제1 판정 온도 T4가 높고, 제1 판정 온도 T4와 제2 판정 온도 T5의 차가 작은 경우에는, 상기와 같이 제어 밸브(35)의 ON 시간이 길어지기 때문에, 가온 매체로부터 축전 장치(8)에의 전열량이 많아져, 축전 장치(8)를 빠르게 난기할 수 있다.
한편, 도 10에, 제1 판정 온도 T4가 낮고, 제1 판정 온도 T4와 제2 판정 온도 T5의 차가 큰 경우의 전지 셀 내 온도차와 제어 밸브(35)의 ON/OFF 신호를 도시한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 전지 셀 내 온도차와 제어 밸브의 ON/OFF 신호의 다른 관계를 설명하는 도면이다.
도 9에 비해, 도 10은 제어 밸브(35)의 작동 횟수가 줄어들고, 작동 시간도 줄어들어 있는 것을 알 수 있다. 이에 의해, 전지 셀 내 온도차를 작게 할 수 있기 때문에, 축전 장치(8)의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄일 수 있으므로, 제어 밸브(35)의 수명 향상이 도모된다. 그러나, 제어 밸브(35)의 ON 시간이 짧아짐으로써, 가온 매체로부터 축전 장치(8)에의 전열량이 적어져, 축전 장치(8)의 난기 시간이 길어진다. 따라서, 본 실시예에서는 차체의 상태에 따라서 제1 판정 온도와 제2 판정 온도를 변화시키기로 하였다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이 축전 장치(8)는, 온도에 따라서 허용 출력이 결정된다. 즉, 차체 요구 출력 이상으로 축전 장치(8)를 데울 필요가 없다. 따라서, 난기하는 축전 장치(8)의 목표 온도를 차체 요구 출력에 따른 온도로 하기로 하였다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 차체의 상태에 따라, 난기하는 목표 온도를 차체 요구 출력에 따른 온도로 하였다. 또한, 차체의 상태에 따라 제어 밸브(35)의 ON/OFF를 전환하는 제1 판정 온도, 제2 판정 온도를 변경하기로 하였다. 즉, 축전 장치(8)를 빨리 데우는 경우(난기 우선)와, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 경우(수명 우선)를 전환하기로 하였다. 즉, 본 실시예에서는, 난기를 우선하는 난기 우선 모드와, 그 이외의 난기 모드(통상 난기 모드)를 구비하고, 통상 난기 모드로서 제어 밸브(35)의 수명을 우선하는 수명 우선 모드를 구비한다.
도 11에 본 발명에 관한 가온 매체의 유량 조정을 행하는 컨트롤러(11)의 블록도를 도시한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 가온 매체의 유량 조정을 행하는 컨트롤러를 설명하는 도면이다.
컨트롤러(11)는 차체 상태 검출부인 상부 온도 센서(33), 하부 온도 센서(34), 조작 레버 상태 검출부(19), 출력 설정 검출부(16A), 작동유 온도 검출부(60), 외기 온도 검출부(61), 엔진 냉각수 온도 검출부(62), 엔진 회전수 센서(1a)에 의해 검출하는 차체 정보인 난기/난기 유지의 상태, 조작 레버의 상태, 운전 모드 설정, 작동유 온도, 외기 온도, 엔진 냉각 수온, 엔진 회전수의 입력 정보에 대하여, 가온 매체의 유량 조정 방법[제어 밸브(35)의 ON/OFF 제어]을 변경한다. 구체적으로는, 이들 차체 정보로부터 축전 장치(8)를 빨리 데우는 경우(난기 우선)와, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 경우(수명 우선)를 판정하고, 전지 셀의 난기 목표 온도(T2) 및 전지 셀 내 온도차의 판정 온도(제1 판정 온도 및 제2 판정 온도)를 변경한다. 가온 매체의 유량 조정을 행하는 제어 밸브(35)는 컨트롤러(11)에서 설정한 전지 셀(30)의 난기 목표 온도 및 전지 셀 내 온도차의 판정 온도에 기초하여, 상술한 도 8에 도시한 흐름도대로, 전지 셀 온도 및 전지 셀 내 온도차에 따라서 제어된다.
전지 셀 온도는, 복수의 상부 온도 센서(33)에 의해 계측한 축전 장치(8)의 최저 온도이다.
전지 셀 내 온도차는, 하부 온도 센서(34) 및 상부 온도 센서(33)에 의해 계측한 전지 셀의 하부 온도로부터 상부 온도를 뺀 값이다.
난기/난기 유지의 상태에는, 상기와 같이 차체 기동 직후의 난기 운전의 상태, 또는, 그 이외의 난기 운전(난기 유지 운전)의 상태가 있다. 난기/난기 유지의 상태는, 상부 온도 센서(33)에 의해 계측한 축전 장치(8)의 최저 온도를 기초로, 컨트롤러(11)의 난기 운전 상태 판정부(난기 운전 상태 검출부)(11A)에 있어서의 판정에 의해 검출한다.
조작 레버의 상태는, 조작 레버 상태 검출부(19)에서 검출한 신호와 게이트 로크 레버 상태 검출부(51)에서 검출한 신호에 의해 검출된다.
운전 모드 설정은, 엔진 조정 다이얼(16a)과 출력 모드 설정 스위치(16b)로 이루어지는 출력 설정부(16)의 설정을 출력 설정 검출부(16A)에서 검출한 신호이다. 본 실시예에서는, 출력 설정부(16)는 엔진(원동기)의 회전수를 설정하는 엔진 회전수 설정부를 구성하고 있고, 출력 설정 검출부(16A)는 엔진 조정 다이얼(16a) 및/또는 출력 모드 설정 스위치(16b)에 의한 설정에 기초하여 설정되는 엔진의 설정 회전수를 검출하는 엔진 설정 회전수 검출부를 구성한다.
작동유 온도는, 유압 액추에이터(72, 74, 76)를 구동하는 작동유의 온도이며, 작동유 온도 검출부(60)에서 검출한다.
외기 온도는, 외기 온도 검출부(61)에서 검출한다. 외기 온도 검출부(61)는 예를 들어 엔진의 흡입 공기 온도 센서나 에어컨의 온도 센서이지만, 외기 온도를 검출할 수 있으면 다른 것이어도 상관없다.
엔진 냉각수 온도는, 엔진(1)의 배열로 데워진 가온 매체의 온도이며, 가온 매체 온도 검출부이기도 한 엔진 냉각수 온도 검출부(62)에서 검출한다.
엔진 회전수는, 상술한 원동기 회전수 검출부인 회전수 센서(1a)에 의해 검출된, 엔진(1)의 실회전수이다.
다음에 차체 상태에 따라서, 축전 장치(8)를 빨리 데우는 경우(난기 우선)와, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 경우(수명 우선)의 전환 판정에 대하여 설명한다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 차체 상태에 따른 가온 매체의 유량 조정 방법의 변경을 설명하는 도면이다.
먼저, 난기/난기 유지의 상태에 의한 판정에 대하여 설명한다. 난기 운전의 경우에는, 상술한 바와 같이 차체 기동 직후의 운전이며, 축전 장치(8)의 온도와 난기 목표 온도의 차가 크기 때문에, 축전 장치(8)를 빨리 데우고 싶다. 그 때문에, 난기 우선으로 한다. 한편, 난기 유지 운전의 경우에는, 축전 장치(8)의 온도와 난기 목표 온도의 차가 작기 때문에, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 수명 우선으로 한다.
다음에 조작 레버의 상태에 의한 판정에 대하여 설명한다. 게이트 로크 레버가 OFF 또는, 조작자에 의한 조작 레버(17)의 조작이 있는 경우에는, 축전 장치(8)를 빨리 데우고 싶기 때문에, 난기 우선으로 한다. 한편, 게이트 로크 레버가 ON, 또는, 조작자가 조작 레버(17)를 움직이지 않고, 프론트 작업기(70)의 난기 운전을 하고 있지 않은 경우에는, 조작자가 유압 셔블을 빨리 조작하지 않아도 되는 것을 의미한다. 이 경우에는, 난기 시간(난기에 요하는 시간)은 길어도 된다. 따라서, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 수명 우선으로 한다.
다음에 운전 모드 설정의 상태에 의한 판정에 대하여 설명한다. 출력 모드 설정이 파워 모드 또는, 엔진 회전수 설정이 큰 경우에는, 조작자가 고출력을 요구하고 있다. 이 경우에는, 축전 장치(8)를 빨리 데우고 싶다. 그 때문에, 난기 우선으로 한다. 한편, 출력 모드 설정이 이코노미 모드, 또는, 엔진 회전수 설정이 작은 경우에는, 조작자가 고출력을 요구하고 있지 않은 것을 의미한다. 이 경우에는, 난기 시간은 길어도 된다. 따라서, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 수명 우선으로 한다. 또한, 차체로부터의 축전 장치(8)의 요구 출력에 따라서, 난기 우선 또는 수명 우선 중 어느 것을 판정해도 된다.
다음에 작동유 온도에 의한 판정에 대하여 설명한다. 작동유 온도가 높은 경우에는, 프론트 작업기(70)를 원활하게 움직일 수 있는 것을 의미하고 있어, 축전 장치(8)에 높은 출력 요구가 있다. 그 때문에, 축전 장치(8)를 빨리 데우도록, 난기 우선으로 한다. 한편, 작동유 온도가 낮은 경우에는, 프론트 작업기(70)를 원활하게 움직이게 할 수 없어, 축전 장치(8)에 높은 출력 요구는 없다. 따라서, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 수명 우선으로 한다. 또한, 축전 장치(8)의 온도와 작동유 온도의 차에 의해 판정해도 된다. 즉, 축전 장치(8)의 온도가 작동유 온도보다 낮은 경우에는, 축전 장치(8)를 빨리 데우도록, 난기 우선으로 한다. 한편, 축전 장치(8)의 온도가 작동유 온도보다 높은 경우에는, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 수명 우선으로 한다.
다음에 외기 온도에 의한 판정에 대하여 설명한다. 외기 온도가 낮은 경우에는, 전지 셀(30)의 초기 온도가 낮아, 전지 셀(30)이나 워터 재킷(24) 등으로부터의 방열량이 크기 때문에, 난기 시간(난기에 요하는 시간)이 길어진다. 그 때문에, 축전 장치(8)를 빨리 데우도록, 난기 우선으로 한다. 한편, 외기 온도가 높은 경우에는, 난기 시간이 짧기 때문에, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 수명 우선으로 한다. 상술한 바와 같이 외기 온도는, 난기 시간을 길게 하거나, 짧게 하거나 하는 차체 상태에 관계된다. 이 때문에, 흡입 공기 온도 센서나 에어컨의 온도 센서로 구성되는 외기 온도 검출부(61)는 차체 상태를 검출하는 차체 상태 검출부의 하나를 구성한다.
다음에 엔진 냉각수 온도에 의한 판정에 대하여 설명한다. 엔진 냉각수 온도가 높은 경우에는, 축전 장치(8)를 빨리 데우고 싶기 때문에, 난기 우선으로 한다. 한편, 엔진 냉각수 온도가 낮은 경우에는, 난기 시간은 길어도 된다. 따라서, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 수명 우선으로 한다.
다음에 엔진 회전수에 의한 판정에 대하여 설명한다. 상기의 엔진 회전수 설정과 달리, 실제 엔진 회전수이다. 엔진의 난기 등에 의해 엔진 회전수 설정과는 상이한 회전수로 되는 경우가 있기 때문에, 입력 정보의 하나로 하였다. 엔진 회전수가 큰 경우에는, 고출력을 요구하고 있기 때문에, 축전 장치(8)를 빨리 데우고 싶다. 그 때문에, 난기 우선으로 한다. 한편, 엔진 회전수가 작은 경우에는, 고출력을 요구하고 있지 않은 것을 의미하기 때문에, 난기 시간은 길어도 된다. 따라서, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 수명 우선으로 한다.
이상과 같이, 차체 상태에 따라서 축전 장치(8)를 빨리 데우는 경우(난기 우선)와, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이는 경우(수명 우선)를 전환하도록 하고 있다. 또한, 입력 정보인 차체 정보는 도 12에 도시한 모두를 사용하여 판정하는 것은 아니어도 되고, 적어도 하나를 사용하여 판정한다. 또한, 복수의 차체 상태 중 하나의 차체 상태에 기초하는 판정이 난기 우선인 경우에는, 난기 우선으로 한다. 이것은, 설령 이 판정이 오류였던 경우에도, 이 1회의 판정 오류가 기기의 수명에 미치는 영향은 작기 때문이다. 반대로, 이 하나의 차체 상태에 기초하는 난기 우선의 판정을 무시하고 수명 우선으로 한 경우, 만약 이 수명 우선의 판정이 오류였던 경우에는, 난기 운전에 시간이 걸려 유압 셔블의 작업 개시가 지연되어 버린다. 본 실시예에 따르면, 오판정에 의한 유압 셔블의 작업 개시의 지연을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 차체 상태 검출부(차체 정보 검출부)로서, 온도 센서[본 실시예에서는 상부 온도 센서(33)]에 의해 계측한 축전 장치(8)의 온도(본 실시예에서는 최저 온도)에 기초하여 축전 장치(8)의 난기 운전의 상태를 판정하는 난기 운전 상태 판정부(11A)와, 하이브리드식 건설 기계를 조작하는 조작 레버(17)의 상태를 검출하는 조작 레버 상태 검출부(19)와, 하이브리드식 건설 기계의 동작의 가부를 전환하는 게이트 로크 레버의 상태를 검출하는 게이트 로크 레버 상태 검출부(51)와, 하이브리드식 건설 기계의 동작 출력 설정을 검출하는 출력 설정 검출부(엔진 설정 회전수 검출부)(16A)와, 하이브리드식 건설 기계의 작업기를 구동하는 작동유의 온도를 검출하는 작동유 온도 검출부(60)와, 외기 온도를 검출하는 외기 온도 검출부(61)와, 가온 매체의 온도를 검출하는 가온 매체 온도 검출부(62)와, 원동기의 회전수를 검출하는 원동기 회전수 검출부(1a)를 구비한다.
조작 레버 상태 검출부(19), 게이트 로크 레버 상태 검출부(51), 출력 설정 검출부(16A), 작동유 온도 검출부(60) 및 원동기 회전수 검출부(1a)는 축전 장치(8)에 요구되는 출력의 고저에 관계되는 차체 상태(차체 정보)를 검출하는 차체 상태 검출부(차체 정보 검출부)이다. 또한 난기 운전 상태 판정부(11A), 외기 온도 검출부(61) 및 가온 매체 온도 검출부(62)는 축전 장치의 난기에 요하는 시간의 장단에 관계되는 차체 상태(차체 정보)를 검출하는 차체 상태 검출부(차체 정보 검출부)이다.
본 실시예에 있어서, 차체 상태는, 본 실시예에서 설명한, 하이브리드식 건설 기계에 탑재되는 다양한 탑재 기기의 상태, 동작 또는 설정을 의미한다. 이 경우, 탑재 기기의 상태는, 탑재 기기가 놓여 있는 환경의 상태, 예를 들어 주위 온도(외기 온도)를 포함한다. 이 의미에 있어서, 상술한 차체 상태 검출부는 하이브리드식 건설 기계의 탑재 기기 상태 검출부(탑재 기기 정보 검출부)라 해도 된다.
본 실시예에서는, 상술한 차체 상태 검출부가 검출하는 차체 정보(탑재 기기 정보)에 기초하여, 컨트롤러(11)가 난기 모드를 난기 우선 모드로 할지, 그 이외의 난기 모드로 할지를 판정한다. 즉, 차체 상태 검출부가 검출하는 차체 정보는, 축전 장치(8)에 대한 차체(탑재 기기)의 요구 출력을 추정하고, 난기 모드를 판정하기 위해 사용된다. 이를 위해, 컨트롤러(11)는 차체의 요구 출력을 추정하는 차체 요구 출력 추정부(탑재 기기 요구 출력 추정부)를 구성함과 함께, 난기 모드를 판정하는 난기 모드 판정부를 구성한다. 본 실시예에서는, 차체 요구 출력 추정부 및 난기 모드 판정부를 구비함으로써, 난기하는 축전 장치(8)의 목표 온도를 차체 요구 출력에 따른 온도로 하여, 필요 이상으로 축전 장치(8)를 데우는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상술한 차체의 요구 출력은, 구체적인 전력의 수치여도 되고, 예를 들어 난기 우선 모드를 필요로 하는 고출력의 요구 유무여도 된다. 고출력의 요구의 유무는, 상술한 차체 상태에 따라 판단된다.
컨트롤러(11)에 의해 구성되는 차체 요구 출력 추정부 및 난기 모드 판정부가 추정 및 판정을 행하기 위한 차체 정보로서, 상술한 것 이외의 차체 정보(탑재 기기 정보)를 사용해도 되고, 차체 정보를 취득하기 위해 상술한 차체 상태 검출부 이외의 차체 상태 검출부(탑재 기기 상태 검출부)를 구비해도 된다.
다음에, 난기 우선과 수명 우선의 경우 전지 셀의 난기 목표 온도(T2) 및 전지 셀 내 온도차의 판정 온도(제1 판정 온도 및 제2 판정 온도)에 대하여 설명한다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 관한 것이며, 난기 우선 및 수명 우선의 각 경우와 난기 목표 온도의 관계를 설명하는 도면이다. 도 14는 본 실시의 일 실시예에 관한 것이며, 난기 우선 및 수명 우선의 각 경우와 전지 셀 내 온도차의 판정 온도의 관계를 설명하는 도면이다.
도 13에 도시한 바와 같이 난기 우선의 경우에는, 목표 온도를 높게 하여, 축전 장치(8)가 높은 출력을 내도록 한다. 한편, 수명 우선의 경우에는, 목표 온도를 낮게 하여, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄이도록 한다. 도 13 중의 선이 제어 밸브(35)를 ON으로부터 OFF로 전환하는 온도를 나타낸다. 또한, 도 13에 도시한 바와 같이 난기 목표 온도는 직선상으로 변화시키는 것은 아니어도 되고, 마찬가지의 효과가 얻어지면 곡선상이나 계단상으로 설정해도 된다.
또한, 도 14에 도시한 바와 같이 난기 우선의 경우에는 전지 셀 내 온도차의 제1 판정 온도를 높게 하고, 제1 판정 온도와 제2 판정 온도의 차를 작게 한다. 이에 의해, 축전 장치(8)를 빨리 난기할 수 있어, 높은 출력을 낼 수 있게 된다. 한편, 수명 우선의 경우에는 전지 셀 내 온도차의 제1 판정 온도를 낮게 하고, 제1 판정 온도와 제2 판정 온도의 차를 크게 한다. 이에 의해, 전지 셀 내 온도차를 작게 할 수 있어, 제어 밸브(35)의 작동 횟수를 줄일 수 있다. 또한, 도 14에 도시한 바와 같이 전지 셀 내 온도차의 판정 온도는 직선상으로 변화시키는 것은 아니어도 되고, 마찬가지의 효과가 얻어지면 곡선상이나 계단상으로 설정해도 된다.
상기한 바와 같이, 난기 우선 또는 수명 우선으로 판정한 경우, 난기 목표 온도와 전지 셀 내 온도차의 판정 온도의 양쪽을 변경하지 않아도 되고, 어느 한쪽이어도 상관없다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 차체 요구 출력에 따른 배터리 온도로 할 수 있다.
또한, 축전 장치(8)의 온도 변동을 억제할 수 있다. 또한, 가온 매체의 유량 조정 횟수를 가능한 한 적게 할 수 있어, 축전 장치(8)나 제어 밸브 등의 기기의 수명 향상이 도모된다.
다음에 축전 장치(8)를 복수 설치하는 경우에 대하여, 도 15를 사용하여 설명한다. 도 15는 본 실시의 일 실시예에 관한 것이며, 축전 장치를 복수 설치하는 경우의 워터 재킷의 냉각 회로와 난기 회로의 접속 방법과 전지 셀 내 온도차의 계측 방법을 설명하는 도면이다.
도 15에 도시한 바와 같이 축전 장치(8)의 워터 재킷(24)은, 각각의 냉각 매체 및 가온 매체의 입구 온도에 차가 생기지 않도록 병렬로 접속한다. 제어 밸브(35)는 하나 설치하기로 하고, 도 8에 도시한 흐름도에 나타내는 바와 같이 제어 밸브(35)를 제어한다. 즉, 엔진측으로부터 각 워터 재킷(24)을 향하는 배관은 분기되어 있고, 이 분기점의 상류측에 제어 밸브(35)가 배치되어 있다. 또한, 각 워터 재킷(24)으로부터 엔진측으로 되돌아가는 배관은 각 워터 재킷(24)의 하류측에서 집합되어 엔진측으로 되돌아가도록 구성된다. 각 축전 장치(8)에 제어 밸브(35)를 설치하지 않는 것은, 각각 독립적으로 난기/난기 유지 운전을 행하지 않고, 각 축전 장치(8) 간의 온도차를 억제하기 위해서이다. 또한, 전지 셀 내 온도차를 계측하는 전지 셀(30)은 워터 재킷(24)의 가장 상류의 전지 셀이 좋다.
전지 셀 내 온도차는 각 축전 장치(8)에 있어서 계측할 수 있도록 해도 되고, 하나의 축전 장치(8)의 전지 셀 내 온도차를 계측한 것이어도 된다. 전지 셀 내 온도차를 각 축전 장치(8)에서 계측하는 경우에는, 전지 셀 내 온도차의 최댓값에 의해 제어 밸브(35)의 ON/OFF를 제어한다.
축전 장치(8)를 복수 설치하는 경우에는, 이상과 같이 함으로써, 축전 장치(8)의 온도 변동을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시 형태의 구성의 일부에 대하여, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태에 관한 하이브리드식 건설 기계는 하이브리드식 유압 셔블로 이루어지는 경우에 대하여 설명하였지만, 이 경우에 한하지 않고, 하이브리드식 휠 로더 등의 건설 기계여도 된다.
1 : 엔진(원동기)
2 : 어시스트 발전 모터(전동기)
4 : 조작 장치
8 : 축전 장치
11 : 컨트롤러
11A : 난기 운전 상태 판정부
16 : 출력 설정부
16a : 엔진 회전수 조정 다이얼(출력 설정부)
16b : 출력 모드 설정 스위치
17 : 조작 레버
19 : 조작 레버 상태 검출부
20 : 온도 조절 장치
25 : 난기 회로
30 : 전지 셀
33 : 상부 온도 센서
34 : 하부 온도 센서
35 : 제어 밸브
50 : 게이트 로크 레버
51 : 게이트 로크 레버 상태 검출부
60 : 작동유 온도 검출부
61 : 외기 온도 검출부
62 : 엔진 냉각수 온도 검출부

Claims (5)

  1. 원동기와, 상기 원동기의 동력의 보조 및 발전을 행하는 전동기와, 복수의 축전 셀을 갖고 상기 전동기와의 사이에서 전력의 수수를 행하는 축전 장치와, 가온 매체를 상기 축전 장치의 근방에 순환하는 난기 회로와, 상기 난기 회로의 가온 매체의 순환을 제어하는 제어 장치를 구비하는 하이브리드식 건설 기계에 있어서,
    상기 축전 장치에 대한 탑재 기기의 요구 출력을 추정하기 위해 탑재 기기의 상태를 검출하는 탑재 기기 상태 검출부를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 축전 장치의 온도와 상기 축전 장치가 갖는 상기 축전 셀의 내부의 온도차에 기초하여 상기 가온 매체의 순환을 제어함과 함께, 상기 축전 셀의 내부의 온도차를 판정하는 판정 온도로서 제1 판정 온도와 상기 제1 판정 온도보다도 낮은 제2 판정 온도를 사용하고,
    상기 축전 셀의 내부의 온도차가 상기 제1 판정 온도에 도달한 경우에 상기 가온 매체의 순환을 정지하고, 상기 축전 셀의 내부의 온도차가 상기 제2 판정 온도에 도달한 경우에 상기 가온 매체를 순환하도록 제어하며,
    상기 탑재 기기 상태 검출부에 있어서의 검출 결과에 따라서 상기 판정 온도를 변경하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드식 건설 기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탑재 기기 상태 검출부는, 하이브리드식 건설 기계를 조작하는 조작 레버의 상태를 검출하는 조작 레버 상태 검출부, 하이브리드식 건설 기계의 동작의 가부를 전환하는 게이트 로크 레버의 상태를 검출하는 게이트 로크 레버 상태 검출부, 상기 원동기의 설정 회전수를 검출하는 원동기 설정 회전수 검출부, 하이브리드식 건설 기계가 탑재하는 작업기를 구동하는 작동유의 온도를 검출하는 작동유 온도 검출부, 상기 원동기의 회전수를 검출하는 원동기 회전수 검출부, 상기 축전 장치의 난기 운전의 상태를 판정하는 난기 운전 상태 판정부, 외기 온도를 검출하는 외기 온도 검출부, 또는 상기 원동기의 냉각수의 온도를 검출하는 원동기 냉각수 온도 검출부 중 적어도 어느 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드식 건설 기계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 축전 셀의 내부의 온도차를 검출하는 온도 계측부는, 상기 가온 매체가 흐르는 방향에 대하여 가장 상류측에 위치하는 축전 셀의 내부의 온도차를 계측하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드식 건설 기계.
  4. 삭제
  5. 삭제
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